JP6588412B2 - 電力制御装置、電力制御方法、及び電力制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電力制御装置、電力制御方法、及び電力制御システムに関する。

電源装置とバッテリから電力供給可能に構成され、装置に安定して電力を供給するシステムがある。

例えば、特許文献１は、主電源装置、予備電源装置、補助電源装置と、ディスクアレイ装置と、を備えるシステムにおいて、補助電源装置が有する大容量コンデンサを主電源装置の余剰電力を用いて充電し、主電源装置の異常を検出した場合、補助電源装置は主電源装置の出力低下分を補い、主電源装置を電力変換効率のよい状態で動作を継続させてディスクアレイ装置に電力供給をすることを開示している。

特許文献２は、発電ユニットと、蓄電ユニットと、負荷と、を備えたシステムにおいて、商用電源から電力が供給されない期間中、蓄電ユニットから発電ユニットに電力供給を行うことで発電ユニットの性能を十分に発揮させ、負荷に電力供給をすることを開示している。

特許文献３は主電力源と、複数の二次電池と、電力供給先と、を備え、主電力源が停電した場合に、劣化状態に基づき選択された複数の二次電池が電力供給先に供給できるように経路切替回路を制御することを開示している。

特許文献４は、太陽電池と、蓄電池と、負荷と、を備えたシステムにおいて、深夜電力時間帯に商用系統から蓄電池を充電し、昼間は蓄電池用インバータの出力及び太陽電池発電出力から負荷に電力供給を行うことで、商用電源からの電力供給を減らすことを開示している。

特許文献５は、複数の単電池を備え、放電時は複数の単電池を直列で接続し負荷に電力を供給し、充電時には単電池をそれぞれの充電回路に接続して、各単電池の一つ一つを最適な状態に充電することを開示している。

特開２０１１−１７６９８０号公報 特開２０１３−１７２４７７号公報 特開２０１３―２０７８４４号公報 特開２０１２−０４４７３３号公報 特開２００３−２１７５３４号公報

しかしながら、特許文献１乃至３は、商用電源の異常時の電力不足を、バッテリを用いて補うことを開示しているに過ぎず、通常動作時における電源ユニットの効率に関しては開示されていない。

また、特許文献４は、時間帯によって蓄電池の充放電を切り替えることを開示しているに過ぎず、電源ユニットの効率を考慮したバッテリの制御について開示されていない。

引用文献５は、複数の蓄電池の充電方法を開示しているに過ぎず、電源ユニットの効率については関しては開示されていない。

すなわち、特許文献１乃至５は、異常時においてのバッテリの利用や、時間帯によるバッテリの制御を開示しているに過ぎず、通常動作時バッテリを用いて電源ユニットを効率的に利用することに関しては一切開示されていない。

本発明の目的は、バッテリを用いて、効率のよい状態で電源ユニットを用いることができる電力制御装置、電力制御方法、及び電力制御システムを提供することにある。

本発明の電力制御装置は、電源ユニット及びバッテリユニットから供給対象への電力供給を制御する電力制御装置であって、前記バッテリユニットの蓄電量が所定値以上である場合、前記バッテリユニットの電力を優先して、前記供給対象に供給する供給制御部と、を備える。

本発明の電力制御システムは、電源ユニットと、前記電源ユニットから電力供給を受けて蓄電するバッテリユニットと、前記電源ユニット及び前記バッテリユニットの少なくとも一方から電力供給を受ける供給対象と、前記供給対象への電力供給を制御する供給制御部と、前記電源ユニットを制御する電源管理部と、を備え、前記バッテリユニットの蓄電量が所定値以上である場合、前記供給制御部は、前記バッテリユニットの電力を優先して、前記供給対象に供給することを特徴とする。

本発明の電力制御方法は、電源ユニット及びバッテリユニットから供給対象への電力供給を制御する電力制御方法あって、前記バッテリユニットの蓄電量が所定値以上である場合、前記バッテリユニットの電力を優先して、前記供給対象に供給するステップと、を備える。

本発明の効果は、電源ユニットを効率的な状態で稼働させることができることにある。

本発明の第１の実施形態における、構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における、動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における、構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態における、充放電切替情報２２２０の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における、電力制御装置４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態における、蓄電池２１充電時における電力制御装置４の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における、蓄電池２１充電時におけるバッテリ管理部２２の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における、放電する蓄電池２１を切り替える動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態における、構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態における、充電設定情報２２２１の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態における、動作を示すフローチャートである。 本発明の構成の変形例を示す図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。まず、本発明の第１の実施形態の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における、構成を示すブロック図である。

図１を参照すると、電力制御システム１０００は、電源ユニット１と、バッテリユニット２と、供給対象３と、電力制御装置４と、を備えている。

電源ユニット１は、商用電源から電力供給を受け、交流電圧を直流電圧に変換して出力する。

バッテリユニット２は、電源ユニット１から電力の供給を受けて電力を蓄電し、蓄電した電力を供給可能な装置である。例えば、バッテリユニット２は複数の蓄電池を備える。

供給対象３は、電源ユニット１及びバッテリユニット２の少なくとも一方から電力の供給を受けて動作する装置である。

電力制御装置４は、供給制御部４１を備える。供給制御部４１は、電源ユニット１及びバッテリユニット２から供給対象３へ電力供給を行う。例えば、供給制御部４１はバッテリユニット２の蓄電量が所定値以上である場合、バッテリユニット２の電力を優先して、供給対象３に供給する。なお、供給制御部４はマイクロプロセッサやハードウェアプロセッサなどによって構成される。

次に、本発明の第１の実施形態における動作について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態における、動作を示すフローチャートである。

まず、バッテリユニット２は、バッテリユニット２の蓄電量が所定値以上か否かを判断する（ステップＳ１００１）。所定値は例えば、供給対象３を所定時間動作させるのに必要な電力量である。

バッテリユニット２は、バッテリユニット２の蓄電量が所定値以上である場合（ステップＳ１００１：ＹＥＳ）、供給制御部４１は、バッテリユニット２の電力を優先して、供給対象３に供給する（ステップＳ１００２）。例えば、バッテリユニット２からの電力を供給対象３に供給し、電源ユニット１からの電力の供給を停止する。もしくは、電源ユニット１とバッテリユニット２の供給対象３への電力供給の割合がバッテリユニット２の電力が多くなるように、供給対象３に電力を供給する。

バッテリユニット２の蓄電量が所定値以上でない場合（ステップＳ１００１：ＮＯ）、供給制御部４１は、電源ユニット１からの電力を供給対象３に供給する（ステップＳ１００３）。

そして、供給制御部４１は、所定時間経過後に再度バッテリユニット２の蓄電量が所定値以上か判断するステップＳ１００１に戻る。

なお、バッテリユニット２の蓄電量が所定値以上か否かの判断は、供給制御部４１が判断してもよい。例えば、供給制御部４１がバッテリユニット２の蓄電量を取得し、所定値以上か否か判断してもよい。また、バッテリユニット２の蓄電量が所定値以上の場合に、バッテリユニット２から電力供給される場合は、供給制御部４１への電力供給の有無に応じて、所定値以上か否か判断してもよい。

以上により、本発明の第１の実施形態における動作が終了する。

本発明の第１の実施形態は、電源ユニット１を効率的な状態で稼働させることができることにある。その理由はバッテリユニット２の蓄電量が所定値以上である場合、供給制御部４１は、バッテリユニット２の電力を優先して供給対象３に供給するためである。

電源ユニット１は、負荷の変動によって電力変換効率が変動するが、バッテリユニット２は電源ユニット１に比べ、負荷の変動による電力変換効率の変動が小さい。負荷の変動による電力変換効率の変動が小さいバッテリユニット２の電力を、電源ユニット１よりも優先して供給対象３に供給することにより、電源ユニット１は供給対象３に電力供給を行う期間や供給量が少なくなる。

これにより、電源ユニット１は供給対象３の負荷変動の影響を低減でき、電源ユニット１の電力変換効率の悪化による電力損失を削減することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。まず、本発明の第２の実施形態の構成について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態における、構成を示すブロック図である。

図３を参照すると、電力制御システム１０００は、電源ユニット１、バッテリユニット２、供給対象３、電力制御装置４を備える。電力制御システム１０００は、例えばストレージシステムやサーバシステムである。

電源ユニット１は、電力制御装置４を介してバッテリユニット２及び供給対象３に電力を供給する。電源ユニット１は、ＡＣ／ＤＣ（alternating current/Direct Current）変換部１１、電力測定部１２を備える。

ＡＣ／ＤＣ変換部１１は、商用電源から電力供給を受け、商用電源の交流電圧を直流電圧に変換して出力する。

電力測定部１２は、電源ユニット１の出力電力を測定する。

バッテリユニット２は、第１の蓄電池２１−１、第２の蓄電池２１−２、バッテリ管理部２２を備える。以下、第１の蓄電池２１−１及び第２の蓄電池２１−２を区別しない場合、蓄電池２１と示す。

蓄電池２１は、電源ユニット１から電力の供給を受けることにより電力を蓄電し、蓄電した電力を放電可能な二次電池である。例えば、蓄電池２１は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等各種の二次電池である。

また、蓄電池２１は、後述するバッテリ制御部２２１の指示を受けて放電する。なお、本実施形態では蓄電池２１を二つ備える例を示したが、これに限られない。蓄電池２１は、一つであってもよいし、２つ以上の複数あってもよい。

バッテリ管理部２２は、バッテリ制御部２２１と、蓄電情報記憶部２２２とを備える。

バッテリ制御部２２１は、第１の蓄電池２１−１及び第２の蓄電池２２−２の蓄電量を取得する。

バッテリ制御部２２１は、取得した蓄電池２１の蓄電量が所定値以上か否か判断する。この所定値は、充放電切替情報２２２０として後述の蓄電情報記憶部２２２に格納される。

また、バッテリ制御部２２１は、第１の蓄電池２１−１及び第２の蓄電池２２−２の充放電を制御する。具体的には、充電時には、バッテリ制御部２２１、電源ユニット１の電力を蓄電地２１に供給する。放電時には、バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１の放電指示を行う。なお、バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１ごとに充放電の制御が可能である。

蓄電池２１が放電すると、バッテリ制御部２２１は、電力制御装置４に蓄電池２１の電力を供給する。

蓄電情報記憶部２２２は、バッテリ制御部２２１が蓄電量の制御に用いる充放電切替情報２２２０を記憶する。例えば充放電切替情報２２２０は、所定値に関する情報を含む。例えば、供給対象３に所定時間電力供給可能な蓄電量である第１所定値や、蓄電量が少ないことを示す第２所定値を含む。一般的に第１所定値は第２所定値と同じもしくは、第２所定値よりも大きい値となる。

なお、第１所定値は、供給対象３の消費電力に基づき算出された電力量でもよいし、過充電を防ぐため、満充電よりも低い電力量に設定してもよい。また第１所定値は、蓄電池２１それぞれに設定してもよいし、すべての蓄電池２１に同一の所定値を設定してもよい。すなわち第１所定値は、供給対象３に電力供給可能となる値であればよい。

もしくは、図４に示すように、所定値は、蓄電池２１の蓄電割合でもよい。

図４は、本発明の第２の実施形態における、充放電切替情報２２２０の一例を示す図である。図４を参照すると、第１所定値は、蓄電池２１の８０％の蓄電量であり、第２所定値は、蓄電池２１の３０％の蓄電量である。よって、バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１の蓄電量が８０％以上である場合、第１所定値以上であると判断する。また、バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１の蓄電量が３０％以下である場合、第２所定値以下と判断する。

供給対象３は、電源ユニット１及びバッテリユニット２から電力供給を受けて動作する装置である。例えば、ストレージ装置やサーバ装置である。

電力制御装置４は、供給対象３への電力供給を制御する。電力制御装置４は、供給制御部４１と、電源管理部４２と、監視部４３を備える。電力制御装置４は、例えばミッドプレーンであり、一方の面には記憶媒体が接続され、もう一方の面には、電源ユニット１やバッテリユニット２などが接続されている。

供給制御部４１は、電源ユニット１及びバッテリユニット２から供給対象３へ電力供給を制御する。供給制御部４１は、電源ユニット１及びバッテリユニット２からの電力を切り替える切替回路である。

例えば、バッテリユニット２が備える蓄電池２１の蓄電量が第１所定値以上である場合、バッテリユニット２の電力を優先して、供給対象３に供給する。また、バッテリユニット２が備える蓄電池２１の蓄電量が第１所定値以下の場合、電源ユニット１からの電力を供給対象３に供給する。

電源管理部４２は、電力測定部１２が測定する出力電力を取得し、電源ユニット１の出力電力が一定値になるように制御する。例えば、電源管理部４２は、電源ユニット１の負荷を一定に保ち、電源ユニット１の電力変換効率が良い電力値や電力範囲の出力電力となるように制御する。

また、電源管理部４２は、電源ユニット１からの電力をバッテリユニット２及び供給制御部４１に分配する。例えば、電源管理部４２は、電源ユニット１からの電力を供給制御部４１に供給し、余剰電力がある場合バッテリユニット２に供給する。

また、電源管理部４２は、バッテリユニット２から供給対象３への電力供給を検知し、電源ユニット１からの電力の供給を制御する。例えば、電源管理部４２は、バッテリユニット２からの電力が供給対象３に供給されている場合、電源ユニットからの電力供給を停止する。

監視部４３は、供給対象３の稼働状態や消費電力を監視する。

例えば、監視部４３は、供給対象３の稼働が停止している場合、電源管理部４２及びバッテリ管理部２２にその旨を通知し、電源ユニット１及びバッテリユニット２からの電力供給を停止する。

図５は、本発明の第２の実施形態における、電力制御装置４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

電力制御装置４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６１、メモリ６２、補助記憶装置６３を含み、各構成要素は、互いにバス６７によって接続される。

ＣＰＵ６１は、電力制御装置４を制御するプログラムを実行する中央演算処理装置である。ＣＰＵ６１は、補助記憶装置６３に格納されたプログラムに基づいて所定の処理を実行して、電力制御装置４の動作を制御する。例えば、ＣＰＵ６１は、補助記憶装置６３に格納されたプログラムに基づいて、供給制御部４１、電源管理部４２、監視部４３の機能を実現する。

メモリ６２は、プログラムが展開される主記憶装置である。

補助記憶装置６３は、供給制御部４１、電源管理部４２、監視部４３の動作を制御するプログラムを格納する。

本実施形態では、ＣＰＵ６１は、補助記憶装置６３に格納されたプログラムを読み出して実行するものとして説明したが、当該プログラムをＣＤＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体に格納してＣＰＵ６１に提供することも可能である。

なお、本発明の第２の実施形態における、バッテリ管理部２２のハードウェア構成については、電力制御装置４と同様に構成すればよいため、詳細な説明は省略する。バッテリ管理部２２の機能は、上述の電力制御装置４と同様に、ＣＰＵ６１が補助記憶装置６３に格納されたプログラムに基づいて所定の処理を実行することにより実現することができる。

次に、本発明の第２の実施形態における動作について説明する。

図６は、本発明の第２実施形態における、蓄電池２１充電時における電力制御装置４の動作を示すフローチャートである。

まず、電源ユニット１の電源を投入し、電源ユニット１を稼働させる（ステップＳ２００１）。

電源ユニット１が稼働すると、ＡＣ／ＤＣ変換部１１は、商用電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換する。そして、電源ユニット１からの電力は、電力制御装置４を介し、供給対象３に供給される（ステップＳ２００２）。具体的には、電源管理部４２は、電源ユニット１から供給される電力を、供給制御部４１に送り、供給制御部４１は供給対象３に電力を供給する。

電源管理部４２は、電力測定部１２が測定する電源ユニット１の出力電力を取得する。また、電源管理部４２は、監視部４３から供給対象３の消費電力を取得する。そして、電源管理部４２は、供給対象３の負荷が低いか否かを判断する（ステップ２００３）。例えば、電源管理部４２は、電源ユニット１の電力変換効率が良い電力値や電力範囲よりも供給対象３の消費電力が低いか否かを判断する。

電源管理部４２は、供給対象３の負荷が高いと判断した場合（ステップＳ２００３：ＮＯ）、すなわち、電源管理部４２は、電源ユニット１の電力変換効率が良い電力値や電力範囲よりも供給対象３の消費電力が高い場合、電源ユニット１の出力電力の制御ができないと判断し、ステップＳ２００７に進む。

電源管理部４２は供給対象３の負荷が低いと判断した場合（ステップＳ２００３：ＹＥＳ）、電源管理部４２は、電源ユニット１の出力電力が一定値となるように制御する（ステップＳ２００４）。

例えば、電源ユニット１の電力変換効率が良い電力値や電力範囲となる負荷よりも供給対象３の負荷が低い場合、電源管理部４２は、電源ユニット１に対する負荷を上げて、電源ユニット１の出力電力を電力変換効率が良い電力値や電力範囲の出力電力となるように制御する。すなわち、電源管理部４２は、電源ユニット１の負荷を一定に保ち、電源ユニット１の電力変換効率が良い電力値や電力範囲の出力電力となるように制御する。

電源管理部４２は、電源ユニット１からの電力に余剰電力があるか否かを判定する（ステップＳ２００５）。例えば、電源管理部４２は、電源ユニット１の出力電力と供給対象３の消費電力を比較し、電源ユニット１の出力電力が多い場合、余剰電力があると判断する。

電源管理部４２は、余剰電力がないと判断した場合（ステップＳ２００５：ＮＯ）、ステップＳ２００７に進む。

電源管理部４２は、余剰電力があると判断した場合、（ステップＳ２００５：ＹＥＳ）、余剰電力をバッテリユニット２に供給する（ステップＳ２００６）。

供給制御部４１は、バッテリユニット２からの電力が電力制御装置４に供給されているか否かを判断する（ステップＳ２００７）。

バッテリユニット２からの電力が電力制御装置４に供給されていない場合（ステップＳ２００７：ＮＯ）、ステップＳ２００２に戻り、供給制御部４１は、電源ユニット１からの電力を供給対象３に供給する。

ここで、バッテリユニット２からの電力の供給は、例えば、蓄電池２１の蓄電量が第１所定値以上である場合、バッテリユニット２から電力が供給される。詳細な動作については後述する。

バッテリユニット２からの電力が電力制御装置４に供給されている場合（ステップＳ２００７：ＹＥＳ）、供給制御部４１は、バッテリユニット２からの電力を優先して供給対象３へ供給する（ステップＳ２００８）
電源管理部４２は、バッテリユニット２からの電力が供給対象３へ供給されているのを確認し、電源ユニット１からの電力供給を停止する（ステップＳ２００９）。

以上により、本本発明の第２実施形態における、蓄電池２１充電時における電力制御装置４の動作が完了する。

なお、本動作ではバッテリユニット２からの電力の供給に応じて、供給制御部４１がバッテリユニット２からの電力を優先して供給しているが、これに限らない。例えば、電源管理部４２がバッテリユニット２から蓄電量を取得し、当該蓄電量に基づいて、バッテリユニット２からの電力を優先して供給するように制御してもよい。

また、ステップＳ２００４において、電源管理部４２は、電源ユニット１に対する負荷を上げて、電源ユニット１の出力電力を電力変換効率が良い電力値や電力範囲の出力電力となるように制御するため、電源ユニット１を常に電力変換効率の良い状態で稼働させることができる。さらに、電力変換効率の良い稼働状態で電源ユニット１から供給された電力によって、バッテリユニット２を充電するため、効率的にバッテリユニット２を充電することができる。

電源管理部４２は、電源ユニット１の出力電力を電力変換効率がピークとなる値に制御するとより効果的である。これにより、電源ユニット１を電力変換効率が良い状態で稼働するため、電力変換による損失が少なくなり、蓄電池２１を効率的に蓄電することができる。さらに、バッテリユニット２の蓄電量が所定値以上である場合、効率的に充電された蓄電池２１の電力を優先して供給対象３に供給するため、全体として電力損失を減らすことができる。

なお、ステップＳ２００３において、電源ユニット１の電力変換効率が良い電力値や電力範囲となる負荷よりも供給対象３の負荷が高くなる場合であっても、バッテリユニット２から供給対象３へ電力供給が可能である場合、電源管理部４２は、電源ユニット１に対する負荷を電源ユニット１の電力変換効率が良い電力値や電力範囲となる負荷に制御し、電力不足分をバッテリユニット２から供給するようにしてもよい。これにより、供給対象３が高負荷の場合であっても、電源ユニット１を常に電力変換効率の良い状態で稼働させることができる
図７は、本発明の第２実施形態における、蓄電池２１充電時におけるバッテリ管理部２２の動作を示すフローチャートである。ステップＳ２００２からステップＳ２００６におけるバッテリ管理部２２の動作である。

バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１の蓄電量を取得する（ステップＳ３００１）。

バッテリ制御部２２１は、ステップＳ３００１で取得した蓄電池２１の蓄電量が第１所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３００２）。第１所定値とは、例えば供給対象３に所定時間電力供給可能な蓄電量である第１所定値である。

もしくは、図４に示すように、所定値は、蓄電池２１の蓄電割合でもよい。例えば、充放電切替情報２２２０において、第１所定値は８０％とすると、バッテリ制御部２２１は、第１の蓄電池２１―１及び第２の蓄電池２１―２の充電量が８０％以上である場合、第１所定値以上であると判断する。もしくは、第１の蓄電池２１−１又は第２の蓄電池２１―２のどちらかの蓄電量が８０％以上になった場合に第１所定値以上であると判断してもよい。

バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１の蓄電量が第１所定値以上でないと判断した場合（ステップＳ３００２：ＮＯ）、所定時間経過後ステップＳ３００１に戻り、バッテリ制御部２２１は、再度蓄電池２１の蓄電量を取得する。

バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１の蓄電量が第１所定値以上であった場合（ステップＳ３００２：ＹＥＳ）、バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１の充電停止を指示する（ステップＳ３００３）。

バッテリ制御部２２１は、監視部４３から供給対象３の稼働状態を取得し、供給対象３３が稼働しているか否か判断する（ステップＳ３００４）
供給対象３が稼働している場合（ステップＳ３００４：ＹＥＳ）、ステップＳ３００５に進む。バッテリ制御部２２１は、供給対象３が稼働していない場合（ステップＳ３００４：ＮＯ）、監視部４３から供給対象３が稼働した旨通知を受けるまで待機する。

バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１に蓄電池２１の放電を指示する（ステップＳ３００５）。例えば、バッテリ制御部２２１は、第１の蓄電池２１―１からの放電を指示する。このように、バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１ごとに充放電の制御が可能である。

蓄電池２１は、バッテリ制御部２２１から蓄電池２１の放電の指示を受けると、蓄電池２１は放電し、バッテリユニット２は電力供給を行う。

バッテリユニット２からの電力が供給制御部４１に供給されると、ステップＳ２００６において、ＹＥＳのフローに進むことになる。

以上で、蓄電池２１充電時におけるバッテリ管理部２２の動作が完了する。図６及び図７のフローチャートによって、蓄電池２１の充電及び、供給対象３への電力供給が電源ユニット１からバッテリユニット２へ切り替えられる。

ステップＳ３００４において、バッテリ制御部２２１は、監視部４３から供給対象３の稼働状態を取得しているが、さらに監視部４３は供給対象３の消費電力を取得してもよい。そして、バッテリ制御部２２１は、供給対象３の消費電力に基づいて、バッテリ制御部２２１は、バッテリユニット２から放電するか否かをさらに判断してもよい。

具体的には、バッテリ制御部２２１は、監視部４３から供給対象３の消費電力を取得し、電源ユニット１の電力変換効率のよい電力値又は電力範囲と比較する。そして、バッテリ制御部２２１は、供給対象３の消費電力と、電源ユニット１の電力変換効率のよい電力値又は電力範囲と一致するようであれば、バッテリ制御部２２１は、蓄電池２１に放電指示は行わず、供給制御部４１は電源ユニット１からの電力を供給対象３に供給する。

このように制御すると、供給対象３が電源ユニット１の電力変換効率が良いような電力で稼働している場合にバッテリユニット２の電力を優先するのではなく、電源ユニット１から供給対象３へ電力を供給することで、電源ユニット１を効率がよい状態で動作させつつ、バッテリユニット２が備える蓄電池２１の劣化を抑止することができる。

次に、バッテリユニット２における蓄電池２１の切り替え動作を説明する。

図８は、本発明の第２実施形態における、放電する蓄電池２１を切り替える動作を示すフローチャートである。本動作は、第１の蓄電池２１―１から放電している状態において、第２の蓄電池２１―２に切り替える動作を示す。

第１の蓄電池２１−１は放電し、供給制御部４１は、バッテリユニット２の電力として供給対象３に供給する（ステップＳ４００１）。

そして、第１の蓄電池２１−１は、放電を続けることにより、第１の蓄電池２１−１の蓄電量は低下していく。

そして、バッテリ制御部２２１は、第１の蓄電池２１の蓄電量を取得し、第２所定値以下か否かを判断する（ステップＳ４００２）。

第１の蓄電池２１の蓄電量が第２所定値以下でない場合（ステップＳ４００２：ＮＯ）、ステップＳ４００１に戻り、第１の蓄電池２１−１からの放電を続ける。ここで、第２所定値とは、蓄電量が少ないことを示す値である。

第１の蓄電池２１−１の蓄電量が第２所定値以下である場合（ステップＳ４００２：ＹＥＳ）バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量を取得し、第２の蓄電池２１―２の蓄電量が第２所定値以上か判断する（ステップＳ４００３）。

第２の蓄電池２１−２の蓄電量が第２所定値以上であった場合、（ステップＳ４００３：ＹＥＳ）、バッテリ制御部２２は、第２の蓄電池２１―２に放電を指示し、第２の蓄電池２１―２は放電する（ステップＳ４００４）。

バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２から放電されたことを確認した後、第１の蓄電池２１―１の放電を停止するように指示し、第１の蓄電池２１−１は、放電を停止する（ステップＳ４００５）。

そして所定時間経過した後、ステップＳ４００３に戻る。

第２の蓄電池２１―２の蓄電量が第２所定値以下であった場合、（ステップＳ４００３：ＮＯ）、バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２から放電できないと判断し、電源管理部４２に供給対象３への電力供給要求を行う（ステップＳ４００６）。そして電源管理部４２は、電源ユニット１からの電力供給を開始するように制御し、供給制御部４１は、電源ユニット１からの電力を供給対象３に供給する。すなわち、図６及び図７の蓄電池２１の蓄電量がない場合と同様の動作になる。

以上で、本発明の第２の実施形態における、蓄電池２１の切り替え動作が完了する。

本発明の第２の実施形態は、電源ユニット１を効率的な状態で稼働させることができることにある。その理由はバッテリユニット２の蓄電量が第１所定値以上である場合、供給制御部４１は、バッテリユニット２の電力を優先して供給対象３に供給するためである。

電源ユニット１は、負荷の変動によって電力変換効率が変動するが、供給制御部４１は電源ユニット１の電力よりもバッテリユニット２の電力を優先して供給対象３に供給することにより、電源ユニット１から供給対象３への電力供給を減らすことができる。よって、電源ユニット１は供給対象３の負荷変動の影響を受けることが少なくなり、電源ユニット１を効率的な状態で動作させることができる。

本発明の第２の実施形態は、省電力で電力制御システム１０００が運用可能である。その理由は、バッテリユニット２の蓄電量が第１所定値以上である場合、供給制御部４１はバッテリユニット２の電力を供給対象３に供給し、電源管理部４２が電源ユニット１からの電力の供給を停止するためである。これにより、電源ユニット１の電力供給を削減することができ、電力制御システム１０００全体として省電力が実現可能である。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態の構成について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態における、構成を示すブロック図である。

本実施形態における電力制御システム１０００は、バッテリユニット２のバッテリ管理部２２の動作が異なる点、供給対象３に設定情報入力部３１を備える点で、第２の実施形態と相違する。そこで、第２の実施形態と重複する構成及び内容に関しては説明を省略する。

バッテリ管理部２２は、バッテリ制御部２２１と、蓄電情報記憶部２２２とを備える。バッテリ制御部２２１は、第２の実施形態における機能に加え、第１の蓄電池２１―１及び第２の蓄電池２１―２の充電設定情報２２２１を受け付け、充電設定情報２２２１に基づいて第１の蓄電池２１―１及び第２の蓄電池２１―２の充放電を制御する機能を有する。

具体的には、後述する設定情報入力部３１からユーザの入力した設定を受け取り、当該設定に基づき蓄電池２１の充放電を制御する。

蓄電情報記憶部２２２は、充放電切替情報２２２０に加え、充電設定情報２２２１を記憶する。充電設定情報２２２１とは、第１の蓄電池２１―１の蓄電量が第２所定値以下になった場合の第１の蓄電池２１―１の充電方法に関する設定である。

図１０は、本発明の第３の実施形態における充電設定情報２２２１の一例を示す図である。

図１０を参照すると、充電設定情報２２２１は、設定１から設定３と、設定に対応する蓄電量を含む。

充電設定情報２２２１における蓄電量は、第１の蓄電池２１−１の蓄電量が第２所定値以下となり、第２の蓄電池２１―２に放電が切り替わった場合における、第１の蓄電池２１―１を充電するタイミングを示す。

例えば、設定１においては、蓄電量が１００％以下になった場合に、バッテリ制御部２２１は、第１の蓄電池２１―１の充電を開始する。すなわち、第２の蓄電池２１―２からの放電開始後に、バッテリ制御部２２１は電源ユニット１に給電を要求する。そしてバッテリ制御部２２１は、電源ユニット１からの電力を第１の蓄電池２１―１に供給し充電を開始する。

設定２においては、蓄電量が５０％以下になった場合に、バッテリ制御部２２１は、第１の蓄電池２１―１の充電を開始する。すなわち、バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量を監視して、蓄電量に余力がある状態で、電源ユニット１に給電を要求する。そして、バッテリ制御部２２１は、電源ユニット１からの電力を第１の蓄電池２１―１に供給し充電を開始する。

設定３においては、蓄電量が１０％以下になった場合に、バッテリ制御部２２１は、バッテリユニット２から供給対象３への電力供給ができないと判断し、バッテリ制御部２２１は、電源ユニット１からの電力を供給対象３へ供給した余剰電力で第１の蓄電池２１―１を充電する。

供給対象３は、設定情報入力部３１を備える。

設定情報入力部３１は、ユーザから設定を受け付ける。例えば、ユーザは所定のコマンドを入力することで、図１０に示す設定１から設定３のうち、任意の設定の入力を受け付ける。

設定情報入力部３１は、電力制御装置４を介してバッテリ制御部２２１にユーザから受け付けた設定を通知する。

なお、本発明の第３の実施形態における、バッテリ管理部２２のハードウェア構成については、第２の実施形態と同様に構成すればよいため、説明は省略する。

次に、本発明の第３の実施形態における動作について説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態における、動作を示すフローチャートである。本動作は、図８におけるステップＳ４００４の後の動作である。

すなわち、第１の蓄電池２１―１の蓄電量は第２所定値以下である。また、第２の蓄電池２１―２の放電することにより、バッテリユニット２から供給制御部４１に電力が供給されている。

バッテリ制御部２２１は、設定情報入力部３１から入力された設定を取得し、入力された設定を確認する（ステップＳ５００１）。

バッテリ制御部２２１は、設定情報入力部３１から入力された設定が設定１と判断した場合（ステップＳ５００１：設定１）、バッテリ制御部２２１は、蓄電情報記憶部２２２から充電設定情報２２２１を取得する。設定１における蓄電量は１００％となっているため、バッテリ制御部２２１は、電源管理部４２に給電を要求するステップＳ５００３に進む。

バッテリ制御部２２１は、設定情報入力部３１から入力された設定が設定２と判断した場合（ステップＳ５００１：設定２）、バッテリ制御部２２１は、蓄電情報記憶部２２２から設定２に対応する蓄電量を取得する。

バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量を取得し、設定２における蓄電量以下か判断する（ステップＳ５００２）。

バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量が設定２における蓄電量以下であると判断した場合（ステップＳ５００２：ＹＥＳ）、バッテリ制御部２２１は、電源管理部４２にバッテリユニット２に対する給電を要求し、電源管理部４２は電源ユニット１からの電力をバッテリユニット２に供給する（ステップＳ５００３）。バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量が設定２における蓄電量以下でないと判断した場合（ステップＳ５００２：ＮＯ）、第２の蓄電池２１―２は放電を続ける。そして所定時間経過後、ステップＳ５００２に戻る。

バッテリ制御部２２１は、電源ユニット１からの電力を用いて、第１の蓄電池２１―１を充電する（ステップＳ５００４）。

そして、バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量が第２所定値以下か判断する（ステップＳ５００５）。

バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量が第２所定値以下ではない場合（ステップＳ５００５：ＮＯ）、第２の蓄電池２１―２からの放電を継続可能であるため、第２の蓄電池２１―２は放電を続ける。そして所定時間経過後、ステップＳ５００５に戻る。

バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量が第２所定値以下ではある場合（ステップＳ５００６：ＹＥＳ）、バッテリ制御部２２１は、第１の蓄電池２１から放電するように指示し、第１の蓄電池２１―１は放電する。

以上で設定１及び設定２の動作が完了する。

この後の動作は、ステップＳ５００１からの動作と同様の動作が繰り返されることになるが、第１の蓄電池２１―１が放電している状態であるため、第１の蓄電池２１―１と第２の蓄電池２１―２が逆転する。すなわち、蓄電制御部２２１は、設定情報入力部３１から設定された充電設定情報２２２１の蓄電量に基づき、第２の蓄電池２１の充電するタイミングを決定する動作となる。

バッテリ制御部２２１は、設定情報入力部３１から入力された設定が設定３と判断した場合（ステップＳ５００１：設定３）、バッテリ制御部２２１は、蓄電情報記憶部２２２から設定３に対応する蓄電量を取得する。

バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量を取得し、設定３おける蓄電量以下か判断する（ステップＳ５００７）。

バッテリ制御部２２１は、第２の蓄電池２１―２の蓄電量が設定３における蓄電量以下であると判断した場合（ステップＳ５００７：ＹＥＳ）、
設定３は、バッテリユニット２から供給対象３への電力供給ができないと判断する蓄電量であるため、バッテリ制御部２２１は、電源管理部４２に供給対象３に対する給電を要求し、電源管理部４２は電源ユニット１からの電力を供給制御部４１に供給する（ステップ５００８）
そして、供給制御部４１は供給対象３に電力供給する（ステップＳ５００９）。そして、余剰電力がある場合、電源管理部４２は余剰電力をバッテリユニット２に供給する図６及び図７の動作となる。そしてステップＳ４００４の後、本動作のステップＳ５００１に進むこととなる。

以上で、本発明の第３の実施形態における動作が完了する。

本発明の第３の実施形態は、蓄電池２１を適切に充電できることにある。その理由は、供給対象３にユーザからの設定を受け付ける設定情報入力部３１を設け、ユーザの要望に合わせて蓄電池２１を充電するタイミングを決定することができるためである。

また、複数の設定を設けることで、供給対象３の電力消費状態に応じて、設定を変更可能である。例えば、供給対象３が大きな電力を消費している場合、蓄電池２１の電力消費が早いため蓄電池２１からの補助ができるように蓄電池２１を優先して充電する設定１に設定してもよい。

さらに、電気料金に応じて充電するタイミングを変更すると、システム全体としてのコストを削減することが可能である。

例えば、夜間などの電気料金の安い時間帯においては、積極的に蓄電池２１を充電するような設定である設定１に設定し、昼間などの電気料金が高い時間には積極的に蓄電池２１を使用する設定３に設定する。これにより、電気料金の安い時間に蓄電池２１を充電するため、電気料金の高い時間帯には蓄電量が多くなり、よりバッテリユニット２を優先して使用することができる。これにより、システム全体としてコストを抑えることができる。

また、これらの設定はユーザが適宜入力してもよいし、予め時間帯ごとの設定のスケジュールを作成し、入力しておく形でもよい。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図１２のように、供給制御部４１、電源管理部４２、バッテリ制御部２２１、蓄電情報記憶部２２２が一つの制御部として構成されてよいし、本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０００ 電力制御システム
１ 電源ユニット
１１ ＡＣ／ＤＣ変換部
１２ 電力測定部
２ バッテリユニット
２１ 蓄電池
２２ バッテリ管理部
２２１ バッテリ制御部
２２２ 蓄電情報記憶部
２２２０ 充放電切替情報
２２２１ 充電設定情報
３ 供給対象
３１ 設定情報入力部
４ 電力制御装置
４１ 供給制御部
４２ 電源管理部
６１ ＣＰＵ
６２ メモリ
６３ 補助記憶装置
６７ バス

Claims (9)

1. 電源ユニット及びバッテリユニットから供給対象への電力供給を制御する電力制御装置であって、
   前記バッテリユニットの蓄電量が所定値以上である場合、前記バッテリユニットの電力を優先して、前記供給対象に供給する供給制御部と、
   前記電源ユニットからの電力供給を制御する電源管理部と、
   を備え、
   前記バッテリユニットの蓄電量が前記所定値未満の場合であって、前記電源ユニットに対する前記供給対象の負荷が、前記電源ユニットが所定の電力値の電力を供給するときの前記電源ユニットに対する負荷より低い場合、前記電源管理部は、前記電源ユニットに対する負荷を上げ、前記電源ユニットが前記所定の電力値の電力を供給するよう制御する、
   電力制御装置。
2. 前記電源ユニットに対する前記供給対象の負荷が、前記電源ユニットが前記所定の電力値の電力を出力するときの前記電源ユニットに対する負荷より高い場合、
   前記電源管理部は、前記電源ユニットが前記所定の電力値の電力を供給するよう制御し、
   前記供給制御部は、前記バッテリユニットから前記供給対象に電力を供給する
   請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記バッテリユニットの蓄電量が前記所定値以上である場合、
   前記電源管理部は、前記電源ユニットからの電力の供給を停止する
   請求項１または２に記載の電力制御装置。
4. 前記電源管理部は、前記バッテリユニットの蓄電量が所定値以下の場合、前記電源ユニットから電力を供給するように制御する
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力制御装置。
5. 前記電源管理部は、前記電源ユニットの電力に余剰がある場合、当該余剰電力を前記バッテリユニットに供給する
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力制御装置。
6. 電源ユニットと、
   前記電源ユニットから電力供給を受けて蓄電するバッテリユニットと、
   前記電源ユニット及び前記バッテリユニットの少なくとも一方から電力供給を受ける供給対象と、
   前記供給対象への電力供給を制御する供給制御部と、
   前記電源ユニットを制御する電源管理部と、
   を備え、
   前記バッテリユニットの蓄電量が所定値以上である場合、
   前記供給制御部は、前記バッテリユニットの電力を優先して、前記供給対象に供給し、
   前記バッテリユニットの蓄電量が前記所定値未満の場合であって、前記電源ユニットに対する前記供給対象の負荷が、前記電源ユニットが所定の電力値の電力を供給するときの前記電源ユニットに対する負荷より低い場合、前記電源管理部は、前記電源ユニットに対する負荷を上げ、前記電源ユニットが前記所定の電力値の電力を供給するよう制御する
   電力制御システム。
7. 前記バッテリユニットは
   第１の蓄電池及び第２の蓄電池を少なくとも含む、複数の蓄電池と、
   前記複数の蓄電池を制御するバッテリ制御部と、
   を有し、
   前記第１の蓄電池の蓄電量が所定値以下になった場合、
   前記バッテリ制御部は、前記第１の蓄電池から前記第２の蓄電池に切り替えて電力供給するように制御する
   請求項６に記載の電力制御システム。
8. 前記電源ユニットから前記バッテリユニットに電力が供給される場合、前記バッテリ制御部は、ユーザによる設定に基づいて、前記複数の蓄電池を充電するタイミングを決定する
   請求項７に記載の電力制御システム。
9. 電源ユニット及びバッテリユニットから供給対象への電力供給を制御する電力制御方法であって、
   前記バッテリユニットの蓄電量が所定値以上である場合、前記バッテリユニットの電力を優先して、前記供給対象に供給するステップと、
   前記バッテリユニットの蓄電量が前記所定値未満の場合であって、前記電源ユニットに対する前記供給対象の負荷が、前記電源ユニットが所定の電力値の電力を供給するときの前記電源ユニットに対する負荷より低い場合、前記電源ユニットに対する負荷を上げ、前記電源ユニットが前記所定の電力値の電力を供給するよう制御するステップと
   を備える電力制御方法。

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