JP6289614B2 - 放電制御装置、放電制御システム、放電制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、放電制御装置、放電制御システム、放電制御方法及びプログラムに関する。

住宅において消費される電力等を計測することで、エネルギーを管理するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）が知られている。ＨＥＭＳでは、例えば、消費電力に関する情報がユーザに通知される。また、ＨＥＭＳには、宅外のユーザが携帯端末を用いて宅内の機器を遠隔操作することを可能にするものもある。

近年、災害等に備えて、蓄電装置を備える住宅への関心が高まっている。このような住宅でＨＥＭＳを活用すれば、停電時であっても住宅が電気的に自立して、比較的快適な生活環境をユーザに提供することができる。

ＨＥＭＳに使用可能な蓄電装置としては、例えば、住宅に据え付けられる定置型の蓄電装置がある。また、電気自動車の動力源として用いられるバッテリーをＨＥＭＳに用いることもできる。そこで、複数の蓄電装置を用いて、大量の電気エネルギーを利用するための技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１には、高出力小容量の蓄電池と低出力大容量の蓄電池とを含む複数の蓄電池の充放電スケジュールを算出し、算出された充放電スケジュールに従って複数の蓄電池の充放電電力を制御するシステムが開示されている。

特開２０１３−５５４０号公報

蓄電装置が放電する際に、蓄電装置に蓄えられた電力は、電圧等が変換されてから出力される。この変換の効率は蓄電装置の種類によって異なるため、放電量が同じであっても、放電の際に生じる電力の損失量は蓄電装置によって異なることがある。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電気料金又は二酸化炭素の排出量を評価指標として充放電電力が制御されており、電力損失については考慮されていなかった。このため、より効率よく複数の蓄電装置を運用する余地があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、複数の蓄電装置を効率よく運用することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の放電制御装置は、複数の蓄電装置の放電により住宅内の負荷へ供給される電力の供給量を設定する設定手段と、複数の蓄電装置それぞれについて、放電の有無を、複数の蓄電装置それぞれの定格出力に基づいて決定する決定手段と、放電することが決定された１又は複数の蓄電装置を、蓄電装置の放電量の総和が設定した供給量に等しくなるように制御する制御手段と、を備え、決定手段は、定格出力が設定した供給量を上回り、かつ定格出力が最も小さい蓄電装置の放電を、定格出力が設定した供給量を下回る蓄電装置の放電より優先して決定する。

本発明によれば、電力損失に関する指標値に基づいて、複数の蓄電装置それぞれについて放電の有無が決定される。これにより、複数の蓄電装置を効率よく運用することができる。

実施の形態１に係る放電制御システムの構成を示す図である。 放電制御装置の構成を示すブロック図である。 蓄電装置データの例を示す図である。 ユーザ予定データの例を示す図である。 蓄電装置による電力変換の効率と放電量との関係を示す図である。 放電制御処理を示すフロー図である。 決定処理を示すフロー図である。 蓄電装置制御処理を示すフロー図である。 変形例に係る決定処理を示すフロー図である。 実施の形態２に係る放電制御システムの構成を示す図である。 蓄電装置データの例を示す図である。 放電制御装置の構成を示すブロック図である。 決定処理を示すフロー図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

実施の形態１．
図１には、実施の形態１に係る放電制御システム１００の構成が示されている。放電制御システム１００は、住宅Ｈ１に設置された複数の蓄電装置を効率よく放電させるためのシステムである。放電制御システム１００は、図１に示されるように、蓄電装置を制御する放電制御装置１０、電力を計測する計測装置２０、太陽光により発電する発電装置３０、住宅Ｈ１に設置された負荷機器４１，４２、住宅Ｈ１の分電盤５０、電力を蓄える第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２を有している。

なお、図１中の太い実線は電力線を表し、細い破線は通信線（信号線）を表している。図１に示されるように、放電制御装置１０、計測装置２０、負荷機器４１，４２、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２はいずれも、商用電源ＰＳ及び発電装置３０からの電力を受電可能となるように、分電盤５０と電力線で接続されている。また、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２の放電による電力を、放電制御装置１０、計測装置２０及び負荷機器４１，４２が受電可能となっている。

放電制御装置１０は、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２を制御して、各蓄電装置の放電量を調整する。また、放電制御装置１０は、住宅Ｈ１内の負荷機器４１，４２を統合的に制御することが可能なＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラである。さらに、放電制御装置１０は、インターネットＮＷを介して宅外から負荷機器４１，４２を遠隔操作するためのゲートウェイサーバとしても機能する。

図２には、放電制御装置１０の構成が示されている。図２に示されるように、放電制御装置１０は、記憶部１１、制御部１２、及び通信部１３を有している。

記憶部１１は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含んで構成される。記憶部１１は、制御部１２によって実行されるプログラムＰ１、及び、制御部１２の処理に用いられる種々のデータを記憶している。記憶部１１に記憶されるデータには、第１蓄電装置６１が放電することを示すフラグＦ１、第２蓄電装置６２が放電することを示すフラグＦ２、蓄電装置に関する情報を示す蓄電装置データＤ１、及び、放電制御装置１０のユーザの予定を示すユーザ予定データＤ２が含まれる。

図３には、蓄電装置データＤ１の一例が示されている。図３に示されるように、蓄電装置データＤ１は、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２各々の複数の特性を示す。図３中の「蓄電容量」、「定格出力」及び「効率情報」の値は、放電制御装置１０と第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２とが最初に通信可能に接続されたときに、制御部１２によって格納される。また、図３中の「充電状態」、「現在状態」、「充放電回数」及び「経過時間」の値は、制御部１２によって定期的に更新される。この更新の周期は、例えば１分間である。また、「経過時間」は、例えば製造時からの経過時間である。

図４には、ユーザ予定データＤ２の一例が示されている。図４に示されるように、ユーザ予定データＤ２は、ユーザと、このユーザの予定と、予定の日時と、ＥＶ（Electric Car、電気自動車）の走行予定とが関連付けられたデータである。例えば、図４においては、母が１２時から１７時まで外出する間にＥＶを２時間だけ走行させることが予定として登録されている。

図２に戻り、制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。制御部１２は、記憶部１１に記憶されるプログラムＰ１を実行することにより、種々の機能を発揮する。制御部１２は、その機能として、蓄電装置の放電により供給される電力の供給量を設定する設定モジュール１２１、各蓄電装置の放電の有無を決定する決定モジュール１２２、及び、蓄電装置を制御する蓄電装置制御モジュール１２３を有している。

設定モジュール１２１は、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２の放電により住宅Ｈ１内の負荷に供給される電力の供給量を設定する。この供給量は、例えば、計測装置２０から要求される値である。以下では、計測装置２０から要求されるこの供給量を、要求放電量という。要求放電量は、例えば、住宅Ｈ１内の総消費電力値から発電電力値を減じて得た値である。なお、設定モジュール１２１は、放電により住宅Ｈ１内の負荷に供給される電力の供給量を、計測装置２０から取得することなく、自ら算出することにより設定してもよい。

また、住宅Ｈ１内の負荷は、住宅Ｈ１に設置されて、電力を消費する複数の機器を意味する。本実施の形態では、住宅Ｈ１内の負荷には、放電制御装置１０、計測装置２０、及び負荷機器４１，４２が含まれる。蓄電装置が商用電源ＰＳから電力を受電して充電するときには、蓄電装置が住宅Ｈ１内の負荷に含まれてもよい。

決定モジュール１２２は、各蓄電装置の放電の有無を、各蓄電装置の電力損失に関する指標値に基づいて決定する。この指標値は、記憶部１１に記憶されるデータと、設定モジュール１２１によって設定された要求放電量とに基づいて定められる。

蓄電装置制御モジュール１２３は、決定モジュール１２２によって放電することが決定された蓄電装置を、要求放電量に等しい放電量を出力するように制御する。

通信部１３は、インターネットＮＷを介した通信、並びに、計測装置２０、第１蓄電装置６１、第２蓄電装置６２、及び負荷機器４１，４２との通信をするためのインターフェース回路等から構成される。通信部１３は、計測装置２０及び第１蓄電装置６１と、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等のプロトコルに従って通信する。また、通信部１３は、第２蓄電装置６２及び負荷機器４１，４２と有線通信を行う。なお、通信部１３によって行われる有線通信及び無線通信は、任意に変更することができる。

通信部１３は、計測装置２０から要求放電量を示す信号を受信して、この要求放電量を、制御部１２の設定モジュール１２１に通知する。また、通信部１３は、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２から、蓄電装置に関する情報を取得して、制御部１２へ送信する。蓄電装置に関する情報の内容は、例えば、図３に示された各蓄電装置の特性である。さらに、通信部１３は、制御部１２の蓄電装置制御モジュール１２３から、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２に対する制御命令を取得して、各蓄電装置へ送信する。

図１に戻り、計測装置２０は、電力の値を監視するための装置である。計測装置２０は、分電盤５０内の電力線に取り付けられた変流器Ｃ１を用いて、商用電源ＰＳから住宅Ｈ１に供給されている電力を計測する。この計測の結果は、住宅Ｈ１内の負荷で消費されている電力の値を示す。また、計測装置２０は、分電盤５０内の電力線に取り付けられた変流器Ｃ２を用いて、発電装置３０によって発電された電力を計測する。そして、計測装置２０は、計測の結果から要求放電量を算出して、放電制御装置１０に通知する。例えば、計測装置２０は、変流器Ｃ１を用いて計測した値をそのまま要求放電量として制御装置１０に通知する。

発電装置３０は、例えば太陽光により発電する装置であって、住宅Ｈ１の屋根に設置される。発電装置３０は、例えば多結晶シリコン型のソーラーパネルを用いて発電し、発電した電力を、内蔵のパワーコンディショナを介して住宅Ｈ１内に供給する。発電装置３０によって発電された電力は、例えば、蓄電装置の蓄電、負荷機器４１，４２等による電力消費、及び商用電源ＰＳへの売電に割り当てられる。

負荷機器４１，４２は、住宅Ｈ１内に設置され、電力を消費する家電機器である。負荷機器４１，４２は、例えば、貯湯式電気給湯機、エアコンディショナ、又は冷蔵庫である。

第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２は、商用電源ＰＳから供給される電力と、発電装置３０によって発電される電力とを蓄える装置である。各蓄電装置に蓄えられた電力は、例えば負荷機器４１，４２に供給される。

第１蓄電装置６１は、例えば定置型の蓄電装置である。第１蓄電装置６１は、電力を変換する変換部６１１、電力を蓄える蓄電池６１２、及び変換部６１１を制御する充放電制御部６１３を有している。

変換部６１１は、例えば、分電盤５０側の交流電力と、蓄電池６１２側の直流電力とを相互に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ、直流電力の電圧を変換する変圧器、及び電力を変換するためのスイッチング素子を含んで構成される。変換部６１１は、そのスイッチング素子に充放電制御部６１３からハイレベルの信号が入力されている場合には電力を変換し、スイッチング素子に充放電制御部６１３からローレベルの信号が入力されている場合には電力を変換しない。

図５には、変換部６１１による変換の効率と、第１蓄電装置６１の放電量との関係が、線Ｌ１で示されている。図５からわかるように、放電量が大きいほど高い変換効率で電力が変換される。例えば、１．５ｋＷの放電量が出力されるときには、約８７％の効率で電力が変換され、電力損失は約１３％で抑えられている。一方、０．５ｋＷの放電量が出力されるときには、約５７％の効率で電力が変換され、電力損失は約４３％に増加する。線Ｌ１により示される変換効率と放電量との関係を示すデータは、放電量ｘの関数ｆ（ｘ）として、図３に示されるように蓄電装置データＤ１を構成している（効率情報）。

蓄電池６１２は、例えば、鉛蓄電池又はリチウムイオン電池等の二次電池である。

充放電制御部６１３は、放電制御装置１０から制御命令を取得し、取得した制御命令に従って、変換部６１１による電力変換を実行するか否かを決定する。変換部６１１による電力変換が実行される場合には、蓄電池６１２の充放電が実行されることとなる。一方、電力変換が実行されない場合には、蓄電池６１２の充放電が実行されない。

充放電制御部６１３は、放電制御装置１０からの制御命令に示される放電量が第１蓄電装置６１から出力されるように、変換部６１１を制御する。また、充放電制御部６１３は、蓄電池６１２の充電状態を監視して、その充電状態を放電制御装置１０に通知する。

第２蓄電装置６２は、例えば、図２に示されるように、ＥＶ６２０が走行するための動力源としてＥＶ６２０に配設されたバッテリーである。第２蓄電装置６２は、変換部６２１、蓄電池６２２、及び充放電制御部６２３を有している。変換部６２１、蓄電池６２２、及び充放電制御部６２３はそれぞれ、第１蓄電装置６１の変換部６１１、蓄電池６１２、及び充放電制御部６１３それぞれと同等の構成要素である。ただし、第２蓄電装置６２の蓄電容量は、図２に示されるように、第１蓄電装置６１のものより大きい。また、第２蓄電装置６２の定格出力は、第１蓄電装置６１のものより大きい。

図５には、変換部６２１による変換効率と、第２蓄電装置６２の放電量との関係が、線Ｌ２で示されている。図５からわかるように、第２蓄電装置６２についても、放電量が大きいほど高い変換効率で電力が変換される。例えば、３．０ｋＷの放電量が出力されるときには、約９０％の効率で電力が変換され、電力損失は約１０％で抑えられている。一方、１．５ｋＷの放電量が出力されるときには、約７３％の効率で電力が変換され、電力損失は約２７％に増加する。線Ｌ２により示される変換効率と放電量との関係を示すデータは、放電量ｙの関数ｇ（ｙ）として、図３に示されるように蓄電装置データＤ１を構成している。

続いて、放電制御装置１０の制御部１２により実行される放電制御処理について、図６〜８を用いて説明する。図６に示される放電制御処理は、放電制御装置１０の電源が投入されることで開始する。

まず、制御部１２は、計測装置２０から、蓄電装置の放電を要求されているか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、制御部１２は、要求放電量を示す信号を計測装置２０から受信したか否かを判定する。

放電が要求されていないと判定した場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、制御部１２は、ステップＳ１の判定を繰り返す。これにより、制御部１２は、計測装置２０から放電が要求されるまで待機することとなる。

一方、放電が要求されたと判定した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御部１２は、決定処理を実行する（ステップＳ２）。この決定処理について、図７を用いて具体的に説明する。

図７に示されるように、決定処理において、制御部１２は、まず、要求放電量を取得する（ステップＳ２０１）。制御部１２によって取得された要求放電量は、設定モジュール１２１によって、住宅Ｈ１内の負荷に供給される電力として設定される。また、制御部１２は、フラグＦ１，Ｆ２をＯＦＦに設定してリセットする。

次に、制御部１２は、要求放電量が第１定格出力より小さいか否かを、蓄電装置データＤ１に基づいて判定する（ステップＳ２０２）。第１定格出力は、第１蓄電装置６１の定格出力を意味する。

要求放電量が第１定格出力より小さいと判定した場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、制御部１２は、ステップＳ２０９へ処理を移行する。一方、要求放電量が第１定格出力以上であると判定した場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、制御部１２は、ＥＶ６２０の走行予定を取得する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御部１２は、ユーザ予定データＤ２からＥＶ６２０の走行予定を抽出する。

次に、制御部１２は、現在時刻から時間Ｔ２内にＥＶ６２０の走行予定があるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。時間Ｔ２は、例えば２４時間である。時間Ｔ２は、例えば、第２蓄電装置６２が充電される頻度に応じて定められる。走行予定がないと判定した場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、制御部１２は、ステップＳ２０６へ処理を移行する。

一方、走行予定があると判定した場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、制御部１２は、ＥＶ６２０の走行予定時間を取得して残量閾値（Ｚ２）を更新する（ステップＳ２０５）。残量閾値は、第２蓄電装置６２の放電を許可するための閾値であって、例えばユーザによって５０％のＳＯＣ（State of Charge、充電状態）がＺ２の初期値としてあらかじめ定められる。具体的には、制御部１２は、ＥＶ６２０の走行予定時間に基づいて走行に必要な蓄電量を算出して、この蓄電量をＺ２に加算することでＺ２を更新する。

次に、制御部１２は、第２蓄電装置６２の残量がＺ２以上であるか否かを、蓄電装置データＤ１に基づいて判定する（ステップＳ２０６）。この残量は、第２蓄電装置６２の現在の充電状態を意味する。

残量がＺ２未満であると判定した場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、制御部１２は、決定処理を終了する。これにより、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２のいずれも放電しないことが決定される。

一方、残量がＺ２以上であると判定した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、制御部１２は、第２蓄電装置６２の放電を決定する（ステップＳ２０７）。具体的には、決定モジュール１２２が、フラグＦ２をＯＮに設定する。

次に、制御部１２は、要求放電量が第２定格出力より小さいか否かを判定する（ステップＳ２０８）。第２定格出力は、第２蓄電装置６２の定格出力を意味する。

要求放電量が第２定格出力より小さいと判定した場合（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、制御部１２は、決定処理を終了する。これにより、第２蓄電装置６２の放電が決定され、第１蓄電装置６１については、放電しないことが決定される。

一方、要求放電量が第２定格出力以上であると判定した場合（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、制御部１２は、第１蓄電装置６１の残量がＺ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。Ｚ１は、第１蓄電装置６１の放電を許可するための閾値であって、例えばユーザによって、３０％の充電状態がＺ１としてあらかじめ定められる。

残量がＺ１未満であると判定した場合（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、制御部１２は、決定処理を終了する。これにより、第１蓄電装置６１については放電しないことが決定される。

一方、残量がＺ１以上であると判定した場合（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、制御部１２は、第１蓄電装置６１の放電を決定する（ステップＳ２１０）。具体的には、決定モジュール１２２が、フラグＦ１をＯＮに設定する。

その後、制御部１２は、決定処理を終了する。なお、ステップＳ２０２〜Ｓ２１０の処理は、制御部１２の決定モジュール１２２によって実行される処理に相当する。

図６に戻り、決定処理（ステップＳ２）に続いて、制御部１２は、蓄電装置制御処理を実行する（ステップＳ３）。この蓄電装置制御処理について、図８を用いて詳細に説明する。なお、蓄電装置制御処理は、制御部１２の蓄電装置制御モジュール１２３によって実行される処理に相当する。

図８に示されるように、蓄電装置制御処理において、制御部１２は、まず、決定処理（図６のステップＳ２）における決定の結果を取得する（ステップＳ３０１）。具体的には、蓄電装置制御モジュール１２３が、フラグＦ１，Ｆ２を読み込む。

次に、制御部１２は、複数の蓄電装置の放電が決定されたか否かを判定する（ステップＳ３０２）。具体的には、蓄電装置制御モジュール１２３は、フラグＦ１，Ｆ２双方がＯＮに設定されているか否かを判定する。

複数の蓄電装置の放電が決定されたと判定した場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、制御部１２は、各蓄電装置の放電量を算出して、算出した放電量を出力するように各蓄電装置を制御する（ステップＳ３０３）。例えば、蓄電装置制御モジュール１２３が、蓄電装置データＤ１の効率情報（図５参照）を参照して、高い効率で放電可能な蓄電量を最大限用いるように、各蓄電装置に放電量を割り当てる。これにより、放電することが決定された複数の蓄電装置各々の放電量の総和は、要求放電量に等しくなる。そして、要求放電量に等しい電力が住宅Ｈ１内の負荷へ供給されることとなる。

なお、各蓄電装置が放電するときの放電量と、電力の損失量とが対応づけられたデータが記憶部１１に記憶されている場合には、蓄電装置制御モジュール１２３は、このデータを用いて、損失が最小となるように各蓄電装置に放電量を割り当ててもよい。

また、蓄電装置制御モジュール１２３は、複数の蓄電装置による放電の効率を評価するための評価関数が最大となるように、放電量を各蓄電装置に割り当ててもよい。評価関数としては、例えば（ｘ・ｆ（ｘ）＋ｙ・ｇ（ｙ））／（ｘ＋ｙ）を用いることができる。

その後、制御部１２は、ステップＳ３０６へ処理を移行する。

ステップＳ３０２にて、複数の蓄電装置の放電が決定されていないと判定した場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、制御部１２は、１つの蓄電装置の放電が決定されたか否かを判定する（ステップＳ３０４）。具体的には、蓄電装置制御モジュール１２３は、フラグＦ１，Ｆ２のいずれか一方がＯＮに設定されているか否かを判定する。

１つの蓄電装置の放電が決定されたと判定した場合（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）、制御部１２は、この蓄電装置の放電量が要求放電量に等しくなるように、蓄電装置を制御する（ステップＳ３０５）。

次に、制御部１２は、放電しないことが決定された蓄電装置に停止命令を送信する（ステップＳ３０６）。停止命令を受信した蓄電装置は、運転を停止する。これにより、蓄電装置の待機電力を大幅に抑えて、単に放電量をゼロとする場合よりも、電力の損失量をさらに低減することができる。

なお、本実施の形態では、２つの蓄電装置が用いられている。したがって、ステップＳ３０３が実行された場合には、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２双方の放電が決定されているため、ステップＳ３０３が実行された後のステップＳ３０６では、停止命令が送信されることはない。ただし、３つ以上の蓄電装置が用いられる場合には、ステップＳ３０３が実行された後のステップＳ３０６において、停止命令が送信され得る。

その後、制御部１２は、蓄電装置制御処理を終了する。

ステップＳ３０４にて、１つの蓄電装置の放電が決定されていないと判定した場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、制御部１２は、すべての蓄電装置に停止命令を送信する（ステップＳ３０７）。これにより、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２のいずれも放電することはない。そして、住宅Ｈ１内の負荷には、商用電源ＰＳからの電力が供給されることとなる。その後、制御部１２は、蓄電装置制御処理を終了する。

図６に戻り、蓄電装置制御処理（ステップＳ３）の終了後に、制御部１２は、一定時間待機する（ステップＳ４）。この一定時間は、例えば５分間である。これにより、一定時間が経過するまでは、決定処理における決定の結果に従って各蓄電装置が運用されることとなる。その後、制御部１２は、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。

以上、説明したように、本実施の形態に係る放電制御装置１０は、第１蓄電装置６１及び第２蓄電装置６２の定格出力を指標値として、各蓄電装置の放電の有無を決定した。具体的には、制御部１２は、まず、第１定格出力が要求放電量を上回るか否かを判定した（ステップＳ２０２）。制御部１２は、この判定が肯定された後にフラグＦ１をＯＮに設定し、この判定が否定された後に、第２定格出力が要求放電量を上回るか否かを判定した（ステップＳ２０８）。そして、制御部１２は、この判定が肯定された後にフラグＦ２をＯＮに設定した。

ここで、第１定格出力は図３に示されるように第２定格出力より小さい。このため、定格出力が小さい順に、定格出力が要求放電量を上回るか否かを判定することとなった。このような順序で判定が実行されると、制御部１２は、定格出力が要求放電量を上回り、かつ最も小さい蓄電装置の放電を優先して決定する。

一般的に、蓄電装置の変換効率と放電量との関係は、図５に示されたように、右上がりの曲線で表される。すなわち、蓄電装置は、定格出力で効率が最大となるように設計されている。このため、同一の放電量であれば、定格出力の小さい蓄電装置が放電する方が、高い効率で電力を変換することができる。換言すると、定格出力が小さい蓄電装置を優先して放電させることで、電力の損失量が低減する。その結果、複数の蓄電装置を効率よく運用することが可能となる。

なお、制御部１２は、図５に示される変換効率と放電量との関係（効率情報）に基づいて、要求放電量に対応する効率が最も高い蓄電装置の放電を決定してもよい。すなわち、制御部１２は、各蓄電装置の変換効率を指標値として、放電の有無を決定してもよい。この場合にも、電力の損失量が低減し、複数の蓄電装置を効率よく運用することが可能となる。

図９には、決定処理の変形例として、効率情報に基づいて各蓄電装置の放電の有無が決定される場合のフローが示されている。図９中のステップＳ４１１では、制御部１２は、効率情報に基づいて、要求放電量に対応する効率を各蓄電装置について求めて、求めた効率を比較する。例えば、要求放電量が１．０ｋＷであるときに、制御部１２は、図５に示される効率情報を参照し、この要求放電量に対応する第１蓄電装置６１の変換効率（約７８％）と、第２蓄電装置６２の変換効率（約６０％）とを比較する。

次のステップＳ４１２では、制御部１２は、効率が最大の蓄電装置の放電を決定する。例えば要求放電量が１．０ｋＷであるときに、制御部１２は、第１蓄電装置６１の放電を決定する。その後、制御部１２は、決定処理を終了する。

図９に示される決定処理では、放電することが決定される蓄電装置は、いずれか１つであって、複数の蓄電装置の放電が決定されることはない。このときには、蓄電装置の放電回数が減少し、蓄電装置の劣化を抑えることができると考えられる。

また、実施の形態１に係る制御部１２は、ＥＶ６２０の走行予定に基づいて、残量閾値（Ｚ２）を更新した。これにより、第２蓄電装置６２の蓄電量として、予定されている走行に必要な分が確保された上で、蓄電装置の放電の有無が決定される。なお、制御部１２は、ステップＳ２０４にてＥＶの走行予定があるときには、走行予定時間の長さに関わらず、フラグＦ２をＯＦＦに設定してもよい。

実施の形態２．
続いて、実施の形態２について、上述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。

本実施の形態に係る放電制御システム１００は、図１０に示されるように、ＰＣＳ（Power Conditioning System）７０を備える点で、実施の形態１に係るものと異なっている。また、本実施の形態に係る放電制御システム１００は、定置型の３つの蓄電装置を有する点で、実施の形態１に係るものと異なっている。

ＰＣＳ７０は、商用電源ＰＳと、発電装置３０と、複数の蓄電装置とを連係させる装置である。ＰＣＳ７０は、停電時に住宅Ｈ１を商用電源ＰＳから独立させるための自立運転切替盤７１、及び複数の蓄電装置への充放電量を一括して制御可能な双方向パワーコンディショナ７２を有している。双方向パワーコンディショナ７２は、各蓄電装置から放電制御装置１０へ送信された信号の伝送を中継し、放電制御装置１０からの各蓄電装置に対する制御命令の伝送を中継する。

第１蓄電装置６１、第２蓄電装置６２、及び第３蓄電装置６３はいずれも、定置型の蓄電装置である。図１１には、第１蓄電装置６１、第２蓄電装置６２、及び第３蓄電装置６３の特性が示されている。図１１からわかるように、各蓄電装置の定格出力は、第１蓄電装置６１、第２蓄電装置６２、第３蓄電装置６３の順で大きくなっている。

図１２には、本実施の形態に係る放電制御装置１０の構成が示されている。図１２に示されるように、放電制御装置１０の記憶部１１は、第３蓄電装置６３の放電の有無を示すフラグＦ３を記憶する。

また、記憶部１１は、計測装置２０による計測の結果の記録を示す履歴データＤ３を記憶している。履歴データＤ３は、制御部１２が計測装置２０の計測結果を取得するたびに、制御部１２によって更新される。履歴データＤ３には、総消費電力の推移と、発電電力の推移と、これらの推移に基づいて算出される要求放電量の推移とが含まれる。

制御部１２は、予測モジュール１２４を有している。予測モジュール１２４は、履歴データＤ３に基づいて、例えば現在から１時間後までの消費電力の積算値、発電電力の積算値、及びこれらの積算値に基づいて算出される要求放電量の積算値を予測する。以下では、要求放電量の積算値を、予測電力量という。予測モジュール１２４は、予測電力量を決定モジュール１２２に通知する。

続いて、本実施の形態に係る決定処理について、図１３を用いて説明する。

図１３に示されるように、制御部１２は、まず、要求放電量及び予測電力量を取得する（ステップＳ４２１）。具体的には、決定モジュール１２２は、予測電力量を予測モジュール１２４から取得する。

次に、制御部１２は、要求放電量が第１定格出力より小さく、かつ予測電力量が第１蓄電装置６１の残量より小さいか否かを判定する（ステップＳ４２２）。ステップＳ４２２の判定が肯定された場合（ステップＳ４２２；Ｙｅｓ）、制御部１２は、第１蓄電装置６１の残量がＺ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２３）。

第１蓄電装置６１の残量がＺ１未満であると判定した場合（ステップＳ４２３；Ｎｏ）、制御部１２は、決定処理を終了する。一方、第１蓄電装置６１の残量がＺ１以上であると判定した場合（ステップＳ４２３；Ｙｅｓ）、制御部１２は、第１蓄電装置６１の放電を決定する（ステップＳ４２４）。その後、制御部１２は、決定処理を終了する。

ステップＳ４２２の判定が否定された場合（ステップＳ４２２；Ｎｏ）、制御部１２は、要求放電量が第２定格出力より小さく、かつ予測電力量が第２蓄電装置６２の残量より小さいか否かを判定する（ステップＳ４２５）。ステップＳ４２５の判定が肯定された場合（ステップＳ４２５；Ｙｅｓ）、制御部１２は、第２蓄電装置６２の残量がＺ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２６）。

第２蓄電装置６２の残量がＺ２未満であると判定した場合（ステップＳ４２６；Ｎｏ）、制御部１２は、決定処理を終了する。一方、第２蓄電装置６２の残量がＺ２以上であると判定した場合（ステップＳ４２６；Ｙｅｓ）、制御部１２は、第２蓄電装置６２の放電を決定する（ステップＳ４２７）。その後、制御部１２は、決定処理を終了する。

ステップＳ４２５の判定が否定された場合（ステップＳ４２５；Ｎｏ）、制御部１２は、要求放電量が第３定格出力より小さく、かつ予測電力量が第３蓄電装置６３の残量より小さいか否かを判定する（ステップＳ４２８）。第３定格出力は、第３蓄電装置６３の定格出力を意味する。

ステップＳ４２８の判定が肯定された場合（ステップＳ４２８；Ｙｅｓ）、制御部１２は、第３蓄電装置６３の残量がＺ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２９）。Ｚ３は、第３蓄電装置６３の放電を許可するための閾値であって、例えばユーザによって、２０％の充電状態がＺ３としてあらかじめ定められる。

第３蓄電装置６３の残量がＺ３以上であると判定した場合（ステップＳ４２９；Ｙｅｓ）、制御部１２は、第３蓄電装置６３の放電を決定する（ステップＳ４３０）。その後、制御部１２は、決定処理を終了する。また、ステップＳ４２８の判定が否定された場合（ステップＳ４２８；Ｎｏ）、及びステップＳ４２９の判定が否定された場合（ステップＳ４２９；Ｎｏ）、制御部１２は、決定処理を終了する。

以上、説明したように、本実施の形態に係る制御部１２は、３つの蓄電装置それぞれについて放電の有無を決定した。図１３に示されたように、各蓄電装置の放電の有無は、定格出力の小さい順に決定された。これにより、電力の損失量が小さい蓄電装置が、優先的に放電することとなる。ひいては、電力の損失量が低減し、複数の蓄電装置を効率よく運用することが可能となる。

また、制御部１２は、予測電力量に基づいて各蓄電装置の放電の有無を決定した。具体的には、制御部１２は、予測電力量と各蓄電装置の残量を比較することで、各蓄電装置の放電の有無を決定した。これにより、あらかじめ適切な蓄電装置の放電を決定することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。

例えば、定置型の蓄電装置を用いることなく、複数の電気自動車各々に搭載される蓄電装置のみで放電制御システム１００を構成してもよい。また、複数の電気自動車各々に搭載される蓄電装置と、複数の定置型の蓄電装置とを含む放電制御システム１００を構成することもできる。また、出力、容量、変換効率を含む特性が同一の蓄電装置を複数用いて放電制御システム１００を構成してもよい。

また、制御部１２は、各蓄電装置の充放電回数（図３参照）を参照して、蓄電装置の劣化度を評価してもよい。例えば、出力が同一の蓄電装置が複数あるときに、制御部１２は、劣化度が小さい蓄電装置を優先して放電させてもよい。

また、一般的に蓄電池は、充電残量が５０％の状態を保つと劣化が少ない。このため、放電制御装置１０は、各蓄電装置の充電残量が５０％に近くなるように、蓄電装置の放電の有無を決定してもよい。

また、充放電回数が短期間に集中すると蓄電池の劣化が早まる。このため、放電制御装置１０は、例えば直近１０日間における充放電回数が、一部の蓄電装置に集中することがないように、蓄電装置の放電の有無を決定してもよい。

上述の実施形態に係る放電制御装置１０の機能は、専用のハードウェアによっても、また、通常のコンピュータシステムによっても実現することができる。

例えば、記憶部１１に記憶されているプログラムＰ１を、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムＰ１をコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する装置を構成することができる。

また、プログラムＰ１をインターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロード等するようにしてもよい。

また、インターネット等のネットワークを介してプログラムＰ１を転送しながら起動実行することによっても、上述の処理を達成することができる。

更に、プログラムＰ１の全部又は一部をサーバ装置上で実行させ、その処理に関する情報をコンピュータが通信ネットワークを介して送受信しながらプログラムＰ１を実行することによっても、上述の処理を達成することができる。

なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、コンピュータにダウンロード等してもよい。

また、放電制御装置１０の機能を実現する手段は、ソフトウェアに限られず、その一部又は全部を専用のハードウェア（回路等）によって実現してもよい。例えば、設定モジュール１２１、決定モジュール１２２、蓄電装置制御モジュール１２３、及び予測モジュール１２４を、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を用いて構成すれば、放電制御装置１０の省電力化を図ることができる。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本発明の放電制御装置、放電制御システム、放電制御方法及びプログラムは、電気エネルギーの効率的な利用に適している。

１００ 放電制御システム、 １０ 放電制御装置、 １１ 記憶部、 １２ 制御部、 １２１ 設定モジュール、 １２２ 決定モジュール、 １２３ 蓄電装置制御モジュール、 １２４ 予測モジュール、 １３ 通信部、 ２０ 計測装置、 ３０ 発電装置、 ４１，４２ 負荷機器、 ５０ 分電盤、 ６１ 第１蓄電装置、 ６２ 第２蓄電装置、 ６３ 第３蓄電装置、 ７０ ＰＣＳ、 ７１ 自立運転切替盤、 ７２ 双方向パワーコンディショナ、 ６２０ ＥＶ、 ６１１，６２１ 変換部、 ６１２，６２２ 蓄電池、 ６１３，６２３ 充放電制御部、 Ｃ１，Ｃ２ 変流器、 Ｄ１ 蓄電装置データ、 Ｄ２ ユーザ予定データ、 Ｄ３ 履歴データ、 Ｆ１〜Ｆ３ フラグ、 Ｈ１ 住宅、 Ｌ１，Ｌ２ 線、 ＮＷ インターネット、 Ｐ１ プログラム、 ＰＳ 商用電源。

Claims (8)

1. 複数の蓄電装置の放電により住宅内の負荷へ供給される電力の供給量を設定する設定手段と、
   前記複数の蓄電装置それぞれについて、放電の有無を、前記複数の蓄電装置それぞれの定格出力に基づいて決定する決定手段と、
   放電することが決定された１又は複数の前記蓄電装置を、該蓄電装置の放電量の総和が前記設定した供給量に等しくなるように制御する制御手段と、
   を備え、
   前記決定手段は、定格出力が前記設定した供給量を上回り、かつ定格出力が最も小さい前記蓄電装置の放電を、定格出力が前記設定した供給量を下回る前記蓄電装置の放電より優先して決定する放電制御装置。
2. 前記複数の蓄電装置それぞれから、定格出力を示す情報を通信により取得する取得手段をさらに備える、
   請求項１に記載の放電制御装置。
3. 電気自動車が走行する予定を示す予定情報を記憶する予定記憶手段をさらに備え、
   前記複数の蓄電装置のうちの少なくとも１つは、前記電気自動車が走行するための動力源として前記電気自動車に配設され、
   前記決定手段は、前記予定情報に基づいて、前記電気自動車に配設された前記蓄電装置について放電の有無を決定する、
   請求項１又は２に記載の放電制御装置。
4. 前記制御手段は、放電しないことが決定された前記蓄電装置の運転を停止させる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の放電制御装置。
5. 前記負荷によって消費される電力量を予測する予測手段をさらに備え、
   前記決定手段は、前記予測した電力量に基づいて、前記複数の蓄電装置それぞれについて放電の有無を決定する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の放電制御装置。
6. 住宅内の負荷と、放電により前記負荷へ電力を供給する複数の蓄電装置と、前記複数の蓄電装置を制御する放電制御装置と、を備える放電制御システムであって、
   前記放電制御装置は、
   前記複数の蓄電装置から前記負荷へ供給される電力の供給量を設定する設定手段と、
   前記複数の蓄電装置それぞれについて、放電の有無を、前記複数の蓄電装置それぞれの定格出力に基づいて決定する決定手段と、
   放電することが決定された１又は複数の前記蓄電装置を、該蓄電装置の放電量の総和が前記設定した供給量に等しくなるように制御する制御手段と、
   を有し、
   前記決定手段は、定格出力が前記設定した供給量を上回り、かつ定格出力が最も小さい前記蓄電装置の放電を、定格出力が前記設定した供給量を下回る前記蓄電装置の放電より優先して決定する放電制御システム。
7. 複数の蓄電装置の放電により住宅内の負荷へ供給される電力の供給量を設定する設定ステップと、
   前記複数の蓄電装置それぞれについて、放電の有無を、前記複数の蓄電装置それぞれの定格出力に基づいて決定する決定ステップと、
   放電することが決定された１又は複数の前記蓄電装置を、該蓄電装置の放電量の総和が前記設定した供給量に等しくなるように制御する制御ステップと、
   を含み、
   前記決定ステップでは、定格出力が前記設定した供給量を上回り、かつ定格出力が最も小さい前記蓄電装置の放電を、定格出力が前記設定した供給量を下回る前記蓄電装置の放電より優先して決定する放電制御方法。
8. コンピュータを、
   複数の蓄電装置の放電により住宅内の負荷へ供給される電力の供給量を設定する設定手段、
   前記複数の蓄電装置それぞれについて、放電の有無を、前記複数の蓄電装置それぞれの定格出力に基づいて決定する決定手段、
   放電することが決定された１又は複数の前記蓄電装置を、該蓄電装置の放電量の総和が前記設定した供給量に等しくなるように制御する制御手段、
   として機能させ、
   前記決定手段は、定格出力が前記設定した供給量を上回り、かつ定格出力が最も小さい前記蓄電装置の放電を、定格出力が前記設定した供給量を下回る前記蓄電装置の放電より優先して決定するプログラム。

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