JP6629137B2 - 電力貯蔵システム管理装置、電力貯蔵システム管理方法、電力貯蔵システム - Google Patents

Description

本発明は、電力貯蔵システムの管理装置および管理方法と、これを用いた電力貯蔵システムとに関する。

近年、地球温暖化問題の観点から、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを利用して発電を行う電力システムを導入する重要性が増している。しかし、こうした再生可能エネルギーを用いた発電では、気象条件の変化により秒から分単位での電力変動が生じることで、送電網に流れる電力の周波数や電圧の安定性に悪影響を与えることが懸念される。

上記に関して、送電網に対する電力安定化サービス（アンシラリーサービス）を送電網の運営管理者に有償で提供するサービス事業者の存在が知られている。サービス事業者は、電池を用いて電力を貯蔵および放出することができる、電力貯蔵システム（Battery Energy Storage System：ＢＥＳＳ）を利用して、必要に応じて送電網との間で充放電を行う。これにより、送電網に流れる電力の周波数や電圧の変動を抑えて、電力安定化サービスを提供し、金銭的利益を得ている。

ＢＥＳＳに用いられる電池は、ＢＥＳＳの動作条件や、ＢＥＳＳが置かれる環境条件に応じて劣化し、その容量が徐々に減少すると共に、その内部抵抗が徐々に増加する。電池容量の減少はＢＥＳＳが充放電可能な電力量の低下につながり、内部抵抗の増加は放電電流の低下や熱損失の増大につながる。その結果、ＢＥＳＳの有用性が年々低下する。そのため、サービス事業者は、信頼できる電力安定化サービスを提供するために、ＢＥＳＳの運用期間の全般に渡って良好な性能を発揮できる充放電制御方法を求めている。

上記の手法に関して、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、蓄電装置の目標蓄電量と蓄電残量との差分に応じて遅延時間を決定し、電力指令値を受信したときから遅延時間が経過したタイミングにおいて電力指令値に従って蓄電装置を制御する充放電制御方法が開示されている。

米国特許出願公開第２０１４／０３５４２３９号明細書

特許文献１に記載のような充放電制御方法では、目標蓄電量と蓄電残量との差分によっては、電力指令値に対して大きな乖離が発生してしまうことで応答性が低下し、十分な電力安定化サービスを提供できないおそれがある。

本発明の第１の態様による電力貯蔵システム管理装置は、充放電可能な電池を用いて送電網に対する電力安定化のサービスを提供する電力貯蔵システムの動作を管理するための装置であって、前記電力貯蔵システムの動作履歴に関する動作履歴データを記憶する履歴データベースと、前記電力貯蔵システムの感度分析を行う感度分析部と、前記感度分析部による感度分析の結果に基づいてシフト時間を決定する最適シフト時間演算部と、前記最適シフト時間演算部により決定されたシフト時間に基づいて、外部からの充放電電力指令に対する電力指令値を演算する電力指令演算部と、を備え、前記履歴データベースに記憶された前記動作履歴データは、前記充放電電力指令の履歴データと、前記充放電電力指令に応じて前記電力貯蔵システムから出力された応答電力の履歴データと、前記最適シフト時間演算部により決定された前記シフト時間の履歴データと、を含み、前記感度分析部は、前記履歴データベースに記憶された前記応答電力の履歴データに基づいて、複数のシフト時間のパラメータ値に対するシフト後の応答電力をそれぞれ計算する信号シフト部と、前記履歴データベースに記憶された前記充放電電力指令の履歴データと、前記信号シフト部により計算された前記シフト後の応答電力とに基づいて、前記電力貯蔵システムが提供するサービスに対する実績スコアのシミュレーション値を計算する実績スコアシミュレーション部と、を有する。
本発明の第２の態様による電力貯蔵システム管理方法は、充放電可能な電池を用いて送電網に対する電力安定化のサービスを提供する電力貯蔵システムの動作を管理するための方法であって、前記電力貯蔵システムの動作履歴に関して、外部からの充放電電力指令の履歴データと、前記充放電電力指令に応じて前記電力貯蔵システムから出力された応答電力の履歴データと、前記電力貯蔵システムの感度分析の結果に基づいて決定されたシフト時間の履歴データと、を含む動作履歴データをデータベースに記憶し、コンピュータにより、前記データベースに記憶された前記応答電力の履歴データに基づいて、複数のシフト時間のパラメータ値に対するシフト後の応答電力をそれぞれ計算し、前記データベースに記憶された前記充放電電力指令の履歴データと、計算した前記シフト後の応答電力とに基づいて、前記電力貯蔵システムが提供するサービスに対する実績スコアのシミュレーション値を計算することで、前記電力貯蔵システムの感度分析を行い、前記感度分析の結果に基づいて前記シフト時間を決定し、決定した前記シフト時間に基づいて前記充放電電力指令に対する電力指令値を演算する。
本発明の第３の態様による電力貯蔵システムは、第１の態様の電力貯蔵システム管理装置と、充放電可能な電池と、前記電力貯蔵システム管理装置により演算された電力指令値に基づいて前記電池の充放電を行う充放電装置と、を備える。

本発明によれば、電力指令値に対する応答性の低下を防いで最適な電力安定化サービスを提供する充放電制御方法を実現できる。

本発明の一実施形態に係る電力貯蔵システムの概略構成図である。 ＢＥＳＳ管理装置の機能ブロック図である。 感度分析部の機能ブロック図である。 実績スコアのシミュレーション結果の例を示す図である。 最適時間シフト演算部の機能ブロック図である。

以下の実施形態では、前述のようにＢＥＳＳと呼ばれる電力貯蔵システムについて説明する。

米国などの国や地域では、送電網の運営や維持管理を行う運営管理者として、ＲＴＯ（Regional Transmission Organization）やＩＳＯ（Independent Transmission Operator）と呼ばれる機関が存在する。こうした送電網の運営管理者には、多様な発電設備で発電された電力を利用しつつ、送電網から消費者に供給される電力の周波数や電圧を一定の範囲内に維持する責務がある。さらに、送電網の運営管理者に対して、供給電力の安定化のために、周波数調整、無効電力の供給および電圧制御、系統再起動などの補助的なサービスを提供するサービス事業者の存在が知られている。こうしたサービス事業者は、前述のようにＢＥＳＳを利用して、上記のような電力安定化サービスを提供し、その内容や提供時間に応じた対価を送電網の運営管理者から得ることで収益を上げている。送電網の運営管理者は、サービス事業者の対価を決定するために、様々な指標を用いることができる。たとえば、送電網の運営管理者がサービス事業者に送信した電力指令値に対して、どの程度の応答時間で電力を放出または吸収したかにより、サービス事業者の対価を決定することができる。

上記のような送電網への電力安定化サービスの提供に利用されるＢＥＳＳは、一般に、充放電可能な複数の電池、電力変換装置、ＢＥＳＳが設置される施設内の温度を調節する空調システム、電池の充放電を含めたＢＥＳＳ全体の動作を制御する電池管理システムなどから構成される。電池の特性は、容量（Ａｈ）、内部抵抗（Ω）、充電状態（State Of Charge）（％）などによって表される。また、電池の劣化が進むと、その容量が減少すると共に内部抵抗が増加していく。電池を劣化させる要因は、電池の充放電範囲、充放電サイクルの数や周期、充放電電流、外気温などを含む。

図１は、本発明の一実施形態に係る電力貯蔵システムの概略構成図である。図１に示す電力貯蔵システム（ＢＥＳＳ）１は、１つまたは複数の蓄電部２と、１つまたは複数の電力変換装置（Power Conditioning System：ＰＣＳ）４と、冷却システム５と、通信端末（Communication Terminal Unit：ＣＴＵ）６と、ＢＥＳＳ管理装置７とを有する。

蓄電部２は、直並列に接続された複数の電池セル２１と、センサ部２２とをそれぞれ有する。電池セル２１は、電気化学反応を用いて化学エネルギーと電気エネルギーを相互に変換することで充放電可能な二次電池である。センサ部２２は、電圧センサ、電流センサ、温度センサ等を有しており、これらの各種センサを用いて検出した各電池セル２１の電圧、電流、温度等をＢＥＳＳ管理装置７に出力する。

蓄電部２の各電池セル２１は、ＰＣＳ４を介してトランス８１と接続されている。ＰＣＳ４は、電池セル２１からの直流電力を交流電力に変換してトランス８１に出力したり、反対にトランス８１からの交流電力を直流電力に変換して電池セル２１に出力したりすることで、電池セル２１の充放電を行う。電池セル２１およびＰＣＳ４の動作は、ＢＥＳＳ管理装置７によって制御される。

冷却システム５は、ＢＥＳＳ１が設置された施設内の温度を、電池セル２１の安全性や劣化速度条件に応じた適切な温度範囲内に維持するための空調制御を行う。これにより、ＢＥＳＳ１の動作中に電池セル２１の温度が適切となるように調節される。冷却システム５の動作は、センサ部２２から出力された電池セル２１の温度に基づいて、ＢＥＳＳ管理装置７により制御される。

ＢＥＳＳ管理装置７は、管理センター８０から送信された情報をＣＴＵ６を介して受信する。管理センター８０は、送電網８３の運営や維持管理などを行う機関である前述のＲＴＯやＩＳＯに設置されており、これらの機関がＢＥＳＳ１に対して要求するサービスの内容を示す情報をＢＥＳＳ１に送信する。また、ＢＥＳＳ管理装置７は、各蓄電部２のセンサ部２２から電圧、電流、温度のデータを受信すると共に、ＰＣＳ４からのデータを受信する。受信したこれらのデータに基づいて、ＢＥＳＳ管理装置７は、電池セル２１およびＰＣＳ４に対する充放電制御や、冷却システム５の制御などを行う。

ＢＥＳＳ１は、トランス８１を介して送電網８３と接続されており、周波数調整などの電力安定化サービスを送電網８３に提供する。ＢＥＳＳ管理装置７は、送電網８３の電力需要に応じた充放電電力指令信号（周波数調整信号）P_RTOや、電力安定化サービスの対価に関する様々な市場データをリアルタイムで管理センター８０から受信し、これらに基づいてＰＣＳ４を動作させて電池セル２１の充放電制御を行うことにより、ＢＥＳＳ１の動作を制御する。なお、トランス８１と送電網８３の間には、電力計８２が設けられている。管理センター８０は、この電力計８２を介して、充放電電力指令信号P_RTOに対するＢＥＳＳ１の出力を監視することができる。

図２は、ＢＥＳＳ管理装置７の機能ブロック図である。ＢＥＳＳ管理装置７は、履歴データベース７１、感度分析部７３、最適シフト時間演算部７４、電力指令演算部７５および要素モデリング部７６の各機能ブロックを有する。これらの機能ブロックは、たとえば所定のプログラムをコンピュータで実行することにより実現される。

履歴データベース７１は、ＢＥＳＳ１の動作履歴データを時刻と関連付けて記憶する。動作履歴データは、過去に管理センター８０からＢＥＳＳ１に対して送信された充放電電力指令信号P_RTOや、過去に要素モデリング部７６により算出されたＢＥＳＳ１の応答電力BESS_responseや、過去に最適シフト時間演算部７４により算出されたシフト時間δ(h)などの情報を含む。なお、要素モデリング部７６によるＢＥＳＳ１の応答電力BESS_responseの算出方法や、最適シフト時間演算部７４によるシフト時間δ(h)の算出方法については、後で説明する。

要素モデリング部７６は、電力指令演算７５により算出されてＰＣＳ４に出力される電力指令値PCS_commandと、センサ部２２により測定された各電池セル２１の電圧Vおよび電流Iとに基づいて、ＢＥＳＳ１の応答電力BESS_responseを算出する。要素モデリング部７６は、蓄電部２における電池セル２１の直列数、並列数、特性等をモデル化した情報を有しており、この情報に基づいて、電圧Ｖおよび電流Ｉから各電池セル２１の充電状態や劣化状態を推定することができる。さらに、要素モデリング部７６は、ＢＥＳＳ１と電力計８２の間に設けられているトランス８１の特性や数、各ＰＣＳ４の特性をモデル化した数式等の情報を有しており、この情報と電池セル２１の充電状態や劣化状態の推定結果に基づいて、電力指令値PCS_commandに対してＢＥＳＳ１から実際に出力される応答電力BESS_responseを計算することができる。要素モデリング部７６により求められた応答電力BESS_responseは、履歴データベース７１に出力され、前述のようにＢＥＳＳ１の動作履歴データとして履歴データベース７１に記録される。なお、要素モデリング部７６による応答電力BESS_responseの算出結果は、電力計８２の測定結果と対応するものであり、電力指令値PCS_commandに対してずれている可能性がある。

感度分析部７３には、符号７２に示すシフト時間のパラメータ値τ_shiftが入力される。シフト時間のパラメータ値τ_shiftは、管理センター８０からの充放電電力指令信号P_RTOに対する応答電力BESS_responseのずれ時間を表しており、所定の時間範囲内で所定の時間間隔ごとに複数の値が予め設定されている。感度分析部７３は、履歴データベース７１に記憶された履歴データに基づいて、入力されたシフト時間のパラメータ値τ_shiftのそれぞれについて、電力指令値PCS_commandに対するＢＥＳＳ１の実績スコアのシミュレーションを行うことで、ＢＥＳＳ１の感度分析を行う。実績スコアとは、送電網８３に対するＢＥＳＳ１のサービス提供の度合いを示すものであり、この実績スコアに応じてＢＥＳＳ１を運営するサービス事業者が得られる利益が決定される。なお、感度分析部７３の具体的な演算内容は、後で図３、４を参照して説明する。

最適シフト時間演算部７４は、感度分析部７３によるＢＥＳＳ１の感度分析結果に基づいて、充放電電力指令信号P_RTOに対する応答電力BESS_responseの最適なシフト時間δ(h)を決定する。最適シフト時間演算部７４により決定されたシフト時間δ(h)は、電力指令演算７５に出力されると共に、履歴データベース７１にも出力され、前述のようにＢＥＳＳ１の動作履歴データとして履歴データベース７１に記録される。なお、最適シフト時間演算部７４の具体的な演算内容は、後で図５を参照して説明する。

電力指令演算部７５は、最適シフト時間演算部７４により決定されたシフト時間δ(h)と、管理センター８０からＢＥＳＳ１に送信された充放電電力指令信号P_RTOとに基づいて、各電池セル２１の充放電タイミングや充放電量を決定し、その結果に応じた電力指令値PCS_commandをＰＣＳ４に出力する。

本実施形態では、ＢＥＳＳ１の実績スコアの評価を１時間単位で行うこととする。以下では、次の動作時間hに対する最適なシフト時間δ(h)を決定するための感度分析部７３、最適シフト時間演算部７４および電力指令演算部７５の動作について、より詳細に説明する。なお、以下の説明では、履歴データベース７１に記録されている動作履歴データのうち、過去のＮ時間前までの１時間ごとの充放電電力指令信号P^h-k _RTOの履歴データと、過去のＮ時間前までの１時間ごとの応答電力BESS^h-k _responseの履歴データと、過去のＮ時間前までの１時間ごとのシフト時間δ(h-k)の履歴データとが用いられる。これらの履歴データにおいて、ｋは１≦ｋ≦Ｎの整数であるものとする。

図３は、感度分析部７３の機能ブロック図である。感度分析部７３は、信号シフト部１０１、実績スコアシミュレーション部１０２および記憶部１０３を備える。

信号シフト部１０１は、履歴データベース７１から読み出された応答電力BESS^h-k _responseの履歴データと、所定の時間間隔（たとえば１秒）ごとに定められたシフト時間のパラメータ値τ_shiftとに基づいて、シフト後の応答電力BESS^h-k _{response,shifted}を計算し、実績スコアシミュレーション部１０２に出力する。シフト後の応答電力BESS^h-k _{response,shifted}は、以下の式（１）により定義される。

信号シフト部１０１は、入力されたシフト時間のパラメータ値τ_shiftのそれぞれについて、上記の式（１）に従ってシフト後の応答電力BESS^h-k _{response,shifted}を計算し、実績スコアシミュレーション部１０２へ出力する。その結果、シフト時間のパラメータ値τ_shiftが正の場合は、この時間τ_shiftの分だけ応答電力BESS^h-k _responseを遅らせたものが、シフト後の応答電力BESS^h-k _{response,shifted}として信号シフト部１０１から出力される。また反対に、シフト時間のパラメータ値τ_shiftが負の場合は、この時間τ_shiftの分だけ応答電力BESS^h-k _responseを進めたものが、シフト後の応答電力BESS^h-k _{response,shifted}として信号シフト部１０１から出力される。

実績スコアシミュレーション部１０２は、履歴データベース７１から読み出された充放電電力指令信号P^h-k _RTOの履歴データと、信号シフト部１０１により算出されたシフト後の応答電力BESS^h-k _{response,shifted}とに基づいて、シフト時間のパラメータ値τ_shiftのそれぞれに対して得られたであろう実績スコアのシミュレーション値PS^h-k _sim(τ_shift)を計算する。実績スコアシミュレーション部１０２は、ＢＥＳＳ１が設置されている地域の送電網８３に対して有効な実績スコアの計算アルゴリズムを有しており、この計算アルゴリズムを用いて、応答電力BESS^h-k _responseをシフト時間のパラメータ値τ_shiftでそれぞれシフトした場合の実績スコアのシミュレーション値PS^h-k _sim(τ_shift)を計算する。このシミュレーション値PS^h-k _sim(τ_shift)は、予め定められた[-t₁, +t₂]の時間範囲内で所定の時間間隔ごとに設定されたシフト時間のパラメータ値τ_shiftのそれぞれについて、Ｎ時間前までの動作時間を対象として１時間ごとに算出される。こうして実績スコアシミュレーション部１０２が実績スコアPS^h-k _sim(τ_shift)を計算することで、感度分析部７３においてＢＥＳＳ１の感度分析が行われる。

図４は、実績スコアシミュレーション部１０２による実績スコアのシミュレーション結果の例を示す図である。図４（ａ）は、シフト時間のパラメータ値τ_shiftを-t₁から+t₂の範囲内で変化させたときの過去の動作時間h-1における実績スコアのシミュレーション値PS^h-1 _sim(τ_shift)の計算例である。図４（ａ）におけるカーブ４１は、シフト時間のパラメータ値τ_shiftとこれに対応する実績スコアのシミュレーション値PS^h-1 _sim(τ_shift)との関係を曲線近似したものである。図４（ｂ）は、シフト時間のパラメータ値τ_shiftを-t₁から+t₂の範囲内で変化させたときの過去の動作時間h-2における実績スコアのシミュレーション値PS^h-2 _sim(τ_shift)の計算例である。図４（ｂ）におけるカーブ４２は、シフト時間のパラメータ値τ_shiftとこれに対応する実績スコアのシミュレーション値PS^h-2 _sim(τ_shift)との関係を曲線近似したものである。図４（ｃ）は、シフト時間のパラメータ値τ_shiftを-t₁から+t₂の範囲内で変化させたときの過去の動作時間h-Nにおける実績スコアのシミュレーション値PS^h-N _sim(τ_shift)の計算例である。図４（ｃ）におけるカーブ４３は、シフト時間のパラメータ値τ_shiftとこれに対応する実績スコアのシミュレーション値PS^h-N _sim(τ_shift)との関係を曲線近似したものである。このようにして、過去の動作時間h-k（１≦ｋ≦Ｎ）における実績スコアのシミュレーション値PS^h-k _sim(τ_shift)が１時間ごとにそれぞれ計算される。

図４のシミュレーション結果において、τ_shift＝０であるときの計算値は、過去の動作時間h-kのそれぞれで電力指令演算部７５から出力された電力指令値PCS^h-k _commandと、そのときに最適シフト時間演算部７４で決定されたシフト時間δ(h-k)とに対して、実際に得られた実績スコアPS^h-k _sim,actualを表している。この実際の実績スコアPS^h-k _sim,actualは、以下の式（２）により定義される。

また、図４のシミュレーション結果において、過去の動作時間h-kのそれぞれについて最大の計算値が得られるシフト時間のパラメータ値をτ_shift＝d_h-kとし、このときの実績スコアをPS^h-k _sim,maxとすると、この最大実績スコアPS^h-k _sim,maxは、以下の式（３）により定義される。

記憶部１０３は、実績スコアシミュレーション部１０２により過去の動作時間h-kのそれぞれについて算出された実績スコアのシミュレーション値PS^h-k _sim(τ_shift)を記憶する。記憶部１０３において記憶された実績スコアのシミュレーション値PS^h-k _sim(τ_shift)は、感度分析部７３によるＢＥＳＳ１の感度分析結果として、最適シフト時間演算部７４に出力される。

図５は、最適シフト時間演算部７４の機能ブロック図である。最適シフト時間演算部７４は、最大性能検知部１０５および最適化部１０６を備える。

最大性能検知部１０５は、実績スコアシミュレーション部１０２により算出されて感度分析部７３から出力された過去の動作時間h-kのそれぞれに対する実績スコアのシミュレーション値PS^h-k _sim(τ_shift)について、その値が最大となるシフト時間d_h-kを検出する。このシフト時間d_h-kは、前述のように、図４のシミュレーション結果において過去の動作時間h-kのそれぞれで最大実績スコアPS^h-k _sim,maxが得られるときのシフト時間のパラメータ値τ_shiftである。

最大性能検知部１０５は、上記のシフト時間d_h-kを検出したら、このシフト時間d_h-kに基づいて、過去の動作時間h-kのそれぞれについて最大実績スコアPS^h-k _sim,maxが得られたであろうシフト時間を、最適シフト時間δ_best(h-k)として求める。ここで、過去の動作時間h-kにおける応答電力BESS^h-k _responseは、充放電電力指令信号P^h-k _RTOをシフト時間δ(h-k)だけずらして得られたものであるため、最適シフト時間δ_best(h-k)は、以下の式（４）により定義される。

最適化部１０６は、最大性能検知部１０５により求められた最適シフト時間δ_best(h-k)に基づいて、次の動作時間hにおけるシフト時間δ(h)を決定する。このとき、最適化部１０６は、過去の動作時間h-kにおける充放電電力指令信号P^h-k _RTOの履歴データに対する周波数分析を行い、その分析結果に基づいて、次の動作時間hにおける最適なシフト時間δ(h)を決定する。たとえば、充放電電力指令信号P_RTOの周波数分布形状が一つのピークのみを有する場合には、その周波数分布において最大の周波数が得られるようにシフト時間δ(h)が決定される。最適化部１０６において決定されたシフト時間δ(h)は、最適シフト時間演算部７４から履歴データベース７１および電力指令演算７５に出力される。

電力指令演算部７５は、最適シフト時間演算部７４により決定された上記のシフト時間δ(h)に基づいて、以下の式（５）により、次の動作時間hにおける電力指令値の瞬間値PCS^h _command(t)を設定し、ＰＣＳ４に出力する。式（５）において、P^h _RTO(t)は、次の動作時間hにおいてＢＥＳＳ１が管理センター８０から受信するであろう充放電電力指令信号の瞬間値を表している。すなわち、電力指令演算部７５は、次の動作時間hにおける充放電電力指令信号P^h _RTO(t)をシフト時間δ(h)だけずらしたものを、次の動作時間hにおける電力指令値の瞬間値PCS^h _command(t)として出力する。

なお、電力指令演算部７５への入力は、上記のシフト時間δ(h)および充放電電力指令信号の瞬間値P^h _RTO(t)に限定されない。たとえば、電池セル２１の充電状態や劣化状態を電力指令演算部７５へ入力し、これに基づいて、電力指令演算部７５が次の動作時間hにおける電力指令値の瞬間値PCS^h _command(t)を設定してもよい。これ以外にも電力指令演算部７５は、様々な情報を用いて電力指令値の瞬間値PCS^h _command(t)を設定することができる。

また、電力計８２の測定結果を管理センター８０からＢＥＳＳ１に送信したり、ＢＥＳＳ１において電力計８２の測定結果を取得できるようにしてもよい。これらの場合には、要素モデリング７６は不要となり、電力計８２の測定結果が直接履歴データベース７１に記録される。

以上説明した本発明の一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

（１）ＢＥＳＳ管理装置７は、充放電可能な電池セル２１を用いて送電網８３に対する電力安定化のサービスを提供するＢＥＳＳ１の動作を管理するための装置である。ＢＥＳＳ管理装置７は、履歴データベース７１と、感度分析部７３と、最適シフト時間演算部７４と、電力指令演算部７５と、を備える。履歴データベース７１は、ＢＥＳＳ１の動作履歴に関する動作履歴データを記憶する。感度分析部７３は、履歴データベース７１に記憶された動作履歴データに基づいてＢＥＳＳ１の感度分析を行う。最適シフト時間演算部７４は、感度分析部７３による感度分析の結果に基づいてシフト時間を決定する。電力指令演算部７５は、最適シフト時間演算部７４により決定されたシフト時間に基づいて外部からの充放電電力指令に対する電力指令値を演算する。このようにしたので、電力指令値に対する応答性の低下を防いで最適な電力安定化サービスを提供する充放電制御方法をＢＥＳＳ１により実現できる。

（２）履歴データベース７１に記憶された動作履歴データは、充放電電力指令の履歴データと、充放電電力指令に応じてＢＥＳＳ１から出力された応答電力の履歴データと、最適シフト時間演算部７４により決定されたシフト時間の履歴データと、を含む。このようにしたので、感度分析部７３や最適シフト時間演算部７４の動作に必要な動作履歴データを履歴データベース７１において記憶しておくことができる。

（３）感度分析部７３は、信号シフト部１０１と、実績スコアシミュレーション部１０２とを有する。信号シフト部１０１は、履歴データベース７１に記憶された応答電力BESS^h-k _responseの履歴データに基づいて、複数のシフト時間のパラメータ値τ_shiftに対するシフト後の応答電力BESS^h-k _{response,shifted}をそれぞれ計算する。実績スコアシミュレーション部１０２は、履歴データベース７１に記憶された充放電電力指令信号P^h-k _RTOの履歴データと、信号シフト部１０１により計算されたシフト後の応答電力BESS^h-k _{response,shifted}とに基づいて、ＢＥＳＳ１が提供するサービスに対する実績スコアのシミュレーション値PS^h-k _sim(τ_shift)を計算する。このようにしたので、充放電電力指令に対するＢＥＳＳ１の感度分析を適切に行うことができる。

（４）最適シフト時間演算部７４は、最大性能検知部１０５と、最適化部１０６とを有する。最大性能検知部１０５は、感度分析部７３の実績スコアシミュレーション部１０２により算出された実績スコアのシミュレーション値PS^h-k _sim(τ_shift)が最大となる最適シフト時間δ_best(h-k)を検出する。最適化部１０６は、最大性能検知部１０５により検出された最適シフト時間δ_best(h-k)に基づいて、次の動作時間hにおけるシフト時間δ(h)を決定する。このようにしたので、次のＢＥＳＳ１の動作制御に最適なシフト時間を決定することができる。

（５）最適化部１０６は、履歴データベース７１に記憶された充放電電力指令信号P^h-k _RTOの履歴データに対して周波数分析を行い、その分析結果に基づいて、次の動作時間hにおけるシフト時間δ(h)を決定する。このようにしたので、次のＢＥＳＳ１の動作制御に最適なシフト時間を確実に決定することができる。

（６）電力指令演算部７５は、次の動作時間hにおける充放電電力指令信号P^h _RTO(t)を最適シフト時間演算部７４により決定されたシフト時間δ(h)だけずらすことで、次の動作時間hにおける電力指令値PCS^h _command(t)を演算する。このようにしたので、シフト時間に応じて適切な電力指令値を演算することができる。

以上説明した実施形態や各種の変化例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。本発明は上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 電力貯蔵システム（ＢＥＳＳ）
２ 蓄電部
４ 電力変換装置（ＰＣＳ）
５ 冷却システム
６ 通信端末
７ ＢＥＳＳ管理装置
２１ 電池セル
２２ センサ部
７１ 履歴データベース
７３ 感度分析部
７４ 最適シフト時間演算部
７５ 電力指令演算部
７６ 要素モデリング部
８０ 管理センター
８１ トランス
８２ 電力計
８３ 送電網
１０１ 信号シフト部
１０２ 実績スコアシミュレーション部
１０３ 記憶部
１０５ 最大性能検知部
１０６ 最適化部

Claims (9)

1. 充放電可能な電池を用いて送電網に対する電力安定化のサービスを提供する電力貯蔵システムの動作を管理するための装置であって、
   前記電力貯蔵システムの動作履歴に関する動作履歴データを記憶する履歴データベースと、
   前記履歴データベースに記憶された前記動作履歴データに基づいて前記電力貯蔵システムの感度分析を行う感度分析部と、
   前記感度分析部による感度分析の結果に基づいてシフト時間を決定する最適シフト時間演算部と、
   前記最適シフト時間演算部により決定されたシフト時間に基づいて外部からの充放電電力指令に対する電力指令値を演算する電力指令演算部と、を備え、
   前記履歴データベースに記憶された前記動作履歴データは、前記充放電電力指令の履歴データと、前記充放電電力指令に応じて前記電力貯蔵システムから出力された応答電力の履歴データと、前記最適シフト時間演算部により決定された前記シフト時間の履歴データと、を含み、
   前記感度分析部は、
   前記履歴データベースに記憶された前記応答電力の履歴データに基づいて、複数のシフト時間のパラメータ値に対するシフト後の応答電力をそれぞれ計算する信号シフト部と、
   前記履歴データベースに記憶された前記充放電電力指令の履歴データと、前記信号シフト部により計算された前記シフト後の応答電力とに基づいて、前記電力貯蔵システムが提供するサービスに対する実績スコアのシミュレーション値を計算する実績スコアシミュレーション部と、を有する電力貯蔵システム管理装置。
2. 請求項１に記載の電力貯蔵システム管理装置において、
   前記最適シフト時間演算部は、
   前記実績スコアシミュレーション部により算出された前記実績スコアのシミュレーション値が最大となる最適シフト時間を検出する最大性能検知部と、
   前記最大性能検知部により検出された前記最適シフト時間に基づいて、次の動作時間における前記シフト時間を決定する最適化部と、を有する電力貯蔵システム管理装置。
3. 請求項２に記載の電力貯蔵システム管理装置において、
   前記最適化部は、前記履歴データベースに記憶された前記充放電電力指令の履歴データに対して周波数分析を行い、その分析結果に基づいて、次の動作時間における前記シフト時間を決定する電力貯蔵システム管理装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電力貯蔵システム管理装置において、
   前記電力指令演算部は、次の動作時間における前記充放電電力指令を前記最適シフト時間演算部により決定されたシフト時間だけずらすことで、次の動作時間における前記電力指令値を演算する電力貯蔵システム管理装置。
5. 充放電可能な電池を用いて送電網に対する電力安定化のサービスを提供する電力貯蔵システムの動作を管理するための方法であって、
   前記電力貯蔵システムの動作履歴に関して、外部からの充放電電力指令の履歴データと、前記充放電電力指令に応じて前記電力貯蔵システムから出力された応答電力の履歴データと、前記電力貯蔵システムの感度分析の結果に基づいて決定されたシフト時間の履歴データと、を含む動作履歴データをデータベースに記憶し、
   コンピュータにより、
   前記データベースに記憶された前記応答電力の履歴データに基づいて、複数のシフト時間のパラメータ値に対するシフト後の応答電力をそれぞれ計算し、
   前記データベースに記憶された前記充放電電力指令の履歴データと、計算した前記シフト後の応答電力とに基づいて、前記電力貯蔵システムが提供するサービスに対する実績スコアのシミュレーション値を計算することで、前記電力貯蔵システムの感度分析を行い、
   前記感度分析の結果に基づいて前記シフト時間を決定し、
   決定した前記シフト時間に基づいて前記充放電電力指令に対する電力指令値を演算する電力貯蔵システム管理方法。
6. 請求項５に記載の電力貯蔵システム管理方法において、
   前記コンピュータにより、
   前記実績スコアのシミュレーション値が最大となる最適シフト時間を検出し、
   検出した前記最適シフト時間に基づいて、次の動作時間における前記シフト時間を決定する電力貯蔵システム管理方法。
7. 請求項６に記載の電力貯蔵システム管理方法において、
   前記コンピュータにより、前記データベースに記憶された前記充放電電力指令の履歴データに対して周波数分析を行い、その分析結果に基づいて、次の動作時間における前記シフト時間を決定する電力貯蔵システム管理方法。
8. 請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載の電力貯蔵システム管理方法において、
   前記コンピュータにより、次の動作時間における前記充放電電力指令を前記シフト時間だけずらすことで、次の動作時間における前記電力指令値を演算する電力貯蔵システム管理方法。
9. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の電力貯蔵システム管理装置と、
   充放電可能な電池と、
   前記電力貯蔵システム管理装置により演算された電力指令値に基づいて前記電池の充放電を行う充放電装置と、を備える電力貯蔵システム。

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