JP6802698B2 - 電源システム - Google Patents

Description

本発明は、電源システムに関する。

電気料金は基本料金と電力量料金とからなる。基本料金は、契約電力に応じて定まる料金である。電力量料金は、使用電力量によって計算される。契約電力は、過去１年間の各月の最大需要電力のうちで最も大きい値となる。この最大需要電力は、３０分毎の平均使用電力（デマンド値）のうち、月間で最も大きい値であるので、デマンド値を抑制することで、基本料金を削減することができる。

例えば、無線基地局等の通信装置では、無線機の消費電力は主にトラフィックに依存し、空調機の消費電力は主に外気温に依存する。これらの消費電力が、通信装置における消費電力の変動要因となる。つまり、消費電力のピークは突発的に発生する可能性があるので、消費電力を予測することは困難である。そこで、蓄電池を利用して、消費電力のピーク時に蓄電池を放電することにより、デマンド値を抑制することが考えられる。特許文献１には、商用電源からの入力電力の測定結果が閾値を超えていれば、超過分を蓄電池から放電させ、入力電力の測定結果が閾値未満であれば、不足分を蓄電池に充電させることで需要電力（デマンド値）を平準化する電力供給システム（電源システム）が開示されている。

特開２０１２−１３０１２６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電源システムでは、入力電力の測定結果と閾値との比較を行っていることから、蓄電池の充放電を既に実施している場合に負荷（電力消費装置）における消費電力の変動が生じると、デマンド値を平準化できないおそれがある。例えば、既に２ｋＷの放電を行っているときに、入力電力の測定結果が４ｋＷであれば、消費電力は理想的には６ｋＷである。このような場合に、特許文献１に記載の電源システムでは、閾値が３ｋＷである場合、入力電力の測定結果が閾値よりも１ｋＷだけ超過しているので、１ｋＷの放電を行うこととなる。その結果、デマンド値は、５ｋＷ（＝６ｋＷ−１ｋＷ）に増大してしまう。

本発明は、蓄電池の充放電を実施している場合に消費電力に変動があった場合でも、デマンド値を抑制することが可能な電源システムを提供する。

本発明の一側面に係る電源システムは、商用電源から供給された交流電力を直流電力に変換し、直流電力を電力消費装置に対して出力する整流器と、整流器の出力に接続され、直流電力を充電し、放電することによって電力消費装置に電力を供給する蓄電池と、蓄電池の充放電を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、商用電源から供給された交流電力の瞬時電力値を取得する電力値取得部と、電力値取得部によって取得された瞬時電力値と予め定められた閾値範囲とを比較する比較部と、瞬時電力値と交流電力の平均使用電力の目標値である制御値と蓄電池の前回の充放電量である前回充放電量とに基づいて、蓄電池の充放電量である計画充放電量を計算する計算部と、比較部によって瞬時電力値が閾値範囲に含まれていないと判定された場合に、計算部によって計算された計画充放電量に基づいて、蓄電池の充放電量を設定し、設定した充放電量に基づいて蓄電池の充放電を実施する充放電実施部と、を備える。

この電源システムでは、商用電源から供給された交流電力の瞬時電力値と予め定められた閾値範囲とが比較され、瞬時電力値が閾値範囲に含まれていないと判定された場合に、瞬時電力値と交流電力の平均使用電力（デマンド値）の目標値である制御値と蓄電池の前回の充放電量である前回充放電量とに基づいて計算された計画充放電量に基づいて、蓄電池の充放電量が設定され、蓄電池の充放電が実施される。蓄電池の充放電制御が行われている場合に取得される瞬時電力値は、電力消費装置の消費電力と異なることがある。例えば、充放電量が正の値である場合に放電量を示し、充放電量が負の値である場合に充電量を示す場合、電力消費装置の消費電力は、瞬時電力値に前回充放電量を加えた値とみなされ得る。このため、瞬時電力値及び制御値だけでなく、前回充放電量を用いて計画充放電量を計算することで、蓄電池から放電された電力又は蓄電池に充電された電力を考慮して、デマンド値を制御値とするような充放電量を設定することができる。その結果、蓄電池の充放電を実施している場合に消費電力に変動があった場合でも、デマンド値を抑制することが可能となる。

本発明によれば、蓄電池の充放電を実施している場合に消費電力に変動があった場合でも、デマンド値を抑制することができる。

第１実施形態に係る電源システムの概略構成を示す図である。 図１の制御部の機能構成を示す図である。 図２に示された制御部のハードウェア構成を示す図である。 図２の制御部が行う充放電制御方法の一連の処理を示すフローチャートである。 図４の充放電量更新処理を詳細に示すフローチャートである。 図４の充放電量維持処理を詳細に示すフローチャートである。 図１の電源システムにおける充放電量及びデマンド値の推移の一例を示す図である。 図１の電源システムにおけるデマンド値の推移の一例を示す図である。 第２実施形態に係る電源システムの概略構成を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電源システムの概略構成を示す図である。図１に示される電源システム１０は、商用電源６からの電力（交流電力）を利用可能に構成され、デマンド値を抑制する直流電源システムである。デマンド値は、３０分毎の平均使用電力である。電源システム１０は、通信装置２０と、スマートメータ３０と、蓄電池４０と、整流器５０と、を含む。以下、個別の装置について概説する。

通信装置２０は、電力を受けて動作する負荷（電力消費装置）であって、無線基地局を含んで構成される。

スマートメータ３０は、商用電源６から電源システム１０に供給される交流電力の大きさを示す瞬時電力値Ｐを計測する。スマートメータ３０は、所定の時間間隔ΔＴ（単位時間）で瞬時電力値Ｐを計測し、計測した時刻ｔを取得する。時間間隔ΔＴは、例えば、１分程度である。スマートメータ３０は、無線機を内蔵しており、無線通信により時刻ｔにおいて計測した瞬時電力値Ｐを整流器５０に送信する。

以降、ある時刻における値を示して説明する場合には、各値を示す符号の後に括弧書きで時刻を付加する。例えば、ある時刻ｔ（ｔは正の整数値）における瞬時電力値Ｐの値をＰ（ｔ）と表し、時刻ｔの１つ前の時刻における瞬時電力値Ｐの値をＰ（ｔ−１）、時刻ｔの１つ後の時刻における瞬時電力値Ｐの値をＰ（ｔ＋１）等と表す。時刻ｔについては、小さい値ほど時間的に先であることを表し、大きい値ほど時間的に後であることを表す。時刻ｔにおける瞬時電力値Ｐを瞬時電力値Ｐ（ｔ）と表す。なお、時刻ｔは、０，１，２，…の整数値であり、時刻ｔに対応する実時間は、ｔ×ΔＴである。

蓄電池４０は、整流器５０の出力に接続され、電力を充放電可能に構成されている。蓄電池４０は、電源システム１０において、整流器５０から出力される電力のうち、通信装置２０で消費されない電力（余剰電力）を充電する。蓄電池４０は、放電によって通信装置２０に電力を供給する。蓄電池４０は、例えば、停電時に放電により通信装置２０に電力を供給する。蓄電池４０は、例えばリチウムイオン電池により構成される。

電力線Ｌは、通信装置２０と、蓄電池４０と、整流器５０と、を電気的に接続するバスラインである。バス電圧は、通信装置２０の定格電圧（例えば５７Ｖ）を超えない電圧（例えば４８Ｖ）となるように制御される。電力線Ｌは、電力線Ｌ１と、電力線Ｌ２と、を含む。電力線Ｌ１は、通信装置２０と、後述の整流器５０の端子Ｔｂと、を接続する部分である。電力線Ｌ２は、蓄電池４０と、後述の整流器５０の端子Ｔｃと、を接続する部分である。

整流器５０は、交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を出力する電力変換装置である。電源システム１０において、整流器５０は、通信装置２０及び蓄電池４０に電気的に接続されている。整流器５０は、商用電源６（外部電源）からの交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を通信装置２０及び蓄電池４０に対して出力する。整流器５０は、端子Ｔａ〜Ｔｃと、整流部５１と、制御部５３（制御装置）と、リレーＲＬと、を含む。

端子Ｔａは、交流電力が入力される入力端子であり、商用電源６に接続される。端子Ｔｂは、直流電力が入力されまたは直流電力を出力する入出力端子であり、通信装置２０に接続される。端子Ｔｃも、端子Ｔｂと同様の入出力端子であり、蓄電池４０に接続される。これにより、通信装置２０と蓄電池４０とは、電力線Ｌ、端子Ｔｂ，Ｔｃ及びリレーＲＬを介して電気的に接続される。なお、リレーＲＬは、蓄電池４０の過充電を防止する等のために開状態（遮断状態）とされるが、通常は閉状態（導通状態）とされる。なお、後述する制御動作において蓄電池４０への充電を停止する場合に、リレーＲＬを開状態とすることで蓄電池４０への充電を停止してもよい。

整流部５１は、端子Ｔａに入力された交流電力を直流電力に変換する。整流部５１は、例えば、整流回路及び電圧変換回路（昇圧回路または降圧回路）などを組み合わせて構成される。整流部５１から出力される直流電力の電圧は、整流器５０の出力電圧（出力電圧Ｖｒｃ）である。ノードＮ１は、整流部５１、端子Ｔｂ及びリレーＲＬ（リレーＲＬが閉状態のときは端子Ｔｃ）の接続ノードである。

制御部５３は、電源システム１０を制御するコントローラである。制御部５３は、特に蓄電池４０の充電及び放電（充放電）を制御する。蓄電池４０の充電及び放電の制御は、例えば制御信号を用いて行われる。制御部５３は、制御信号を蓄電池４０に出力することによって、蓄電池４０に充電又は放電を行わせる。なお、制御部５３は、上記のような制御に必要な種々の情報（例えば後述する上限閾値Ｐｕ、下限閾値Ｐｌ、制御値Ｐｔｈ、放電可能ＳＯＣ（放電可能充電率）、及び充電可能ＳＯＣ（充電可能充電率）等）を記憶している。

以下、図２を用いて制御部５３の機能構成について説明する。図２は、図１の制御部の機能構成を示す図である。図２に示されるように、制御部５３は、機能的には、パラメータ入力部１１と、電力値取得部１２と、ＳＯＣ取得部１３（充電率取得部）と、比較部１４と、データ記憶部１５と、計算部１６と、充放電実施部１７と、を備える。以下、制御部５３の各機能部の概要を説明する。

パラメータ入力部１１は、各種パラメータ（上限閾値Ｐｕ、下限閾値Ｐｌ、制御値Ｐｔｈ、放電可能ＳＯＣ、及び充電可能ＳＯＣ）を入力する。パラメータ入力部１１は、制御値Ｐｔｈを計算部１６に入力する。制御値Ｐｔｈは、デマンド値の目標値である。制御値Ｐｔｈが低く設定されると、契約電力の抑制に繋がるので、基本料金を低減することが可能となるものの、通信装置２０の平均消費電力に対して低く設定されると、蓄電池４０が放電される可能性が高くなる。このため、蓄電池４０が放電末状態となるか、蓄電池４０に蓄積されている電力が通信装置２０に必要なバックアップ容量を下回る可能性がある。したがって、制御値Ｐｔｈは、例えば、通信装置２０の平均消費電力に設定される。制御値Ｐｔｈは、充放電制御が行われていない間に、スマートメータ３０から取得された瞬時電力値Ｐに基づいて予め計算され、設定される。

パラメータ入力部１１は、上限閾値Ｐｕ及び下限閾値Ｐｌを比較部１４に入力する。上限閾値Ｐｕは、デマンド値の許容される上限の値であり、制御値Ｐｔｈよりも所定の値だけ大きい。下限閾値Ｐｌは、デマンド値の許容される下限の値であり、制御値Ｐｔｈよりも所定の値だけ小さい。上限閾値Ｐｕ及び下限閾値Ｐｌは、瞬時電力値Ｐに対する閾値範囲を規定する。閾値範囲は、下限閾値Ｐｌ以上であり、かつ、上限閾値Ｐｕ以下である値の範囲であり、制御値Ｐｔｈを含む。閾値範囲は、デマンド値の変動幅を規定する。上限閾値Ｐｕ及び下限閾値Ｐｌの平均値が制御値Ｐｔｈとなるように、上限閾値Ｐｕ及び下限閾値Ｐｌが設定されてもよい。

パラメータ入力部１１は、放電可能ＳＯＣ及び充電可能ＳＯＣを充放電実施部１７に入力する。放電可能ＳＯＣは、蓄電池４０が過放電とならないように予め定められたＳＯＣであり、蓄電池４０が放電可能な最低のＳＯＣである。無線基地局において、蓄電池４０のバックアップ容量の確保は災害対策の観点から重要である。このため、放電可能ＳＯＣは、例えば、連続的なトラフィックの増大、及び日照りの継続に備えて、通信装置２０に必要なバックアップ容量に設定される。充電可能ＳＯＣは、蓄電池４０が過充電とならないように予め定められたＳＯＣであり、蓄電池４０が充電可能な最大のＳＯＣである。充電可能ＳＯＣは、例えば、蓄電池４０の保護の観点から定められる。

これらのパラメータは、予め設定されていて、不図示の記憶部に記憶されていてもよく、後述する入力装置５３Ｅを介して入力されてもよい。

電力値取得部１２は、商用電源６から供給された交流電力の瞬時電力値Ｐ（ｔ）を取得する。本実施形態では、電力値取得部１２は、スマートメータ３０から瞬時電力値Ｐ（ｔ）を取得する。電力値取得部１２は、取得した瞬時電力値Ｐ（ｔ）を比較部１４に出力する。

ＳＯＣ取得部１３は、蓄電池４０のＳＯＣ（ｔ）を取得する。ＳＯＣ取得部１３は、取得したＳＯＣ（ｔ）を充放電実施部１７に出力する。

比較部１４は、電力値取得部１２によって取得された瞬時電力値Ｐ（ｔ）と閾値範囲とを比較することによって、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲内であるか否かを判定する。具体的には、電力値取得部１２は、瞬時電力値Ｐ（ｔ）と、パラメータ入力部１１によって入力された上限閾値Ｐｕ及び下限閾値Ｐｌと、を比較することによって、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲内であるか否かを判定する。

比較部１４は、比較結果に基づいて、充放電量の更新を行うか否かを示すフラグＦＬＡＧの値を設定し、瞬時電力値Ｐ（ｔ）とともにフラグＦＬＡＧを計算部１６に出力する。計画充放電量ｘ’（ｔ）は、今回（時刻ｔ）の蓄電池４０の充放電制御に用いられる充放電量である。本実施形態では、計画充放電量ｘ’が正の値である場合、計画充放電量ｘ’は蓄電池４０の放電量を示し、計画充放電量ｘ’が負の値である場合、計画充放電量ｘ’は蓄電池４０の充電量を示す。

比較部１４は、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲外である場合、つまり瞬時電力値Ｐ（ｔ）が上限閾値Ｐｕよりも大きいか、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が下限閾値Ｐｌよりも小さければ、充放電量の更新を行うことを示す値にフラグＦＬＡＧを設定する。比較部１４は、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲内である場合、つまり瞬時電力値Ｐ（ｔ）が上限閾値Ｐｕ以上であり、かつ、下限閾値Ｐｌ以下である場合には、充放電量を維持することを示す値にフラグＦＬＡＧを設定する。

データ記憶部１５は、時刻ｔの１時刻前の時刻ｔ−１の充放電量ｘ（ｔ−１）（前回充放電量）を記憶している。制御部５３による充放電制御は時間間隔ΔＴ（例えば、１分）ごとに実施されるので、充放電量ｘ（ｔ−１）は、前回（時刻ｔ−１）の蓄電池４０の充放電制御に用いられた充放電量である。本実施形態では、充放電量ｘが正の値である場合、充放電量ｘは蓄電池４０の放電量を示し、充放電量ｘが負の値である場合、充放電量ｘは蓄電池４０の充電量を示す。なお、時刻ｔ＝０の場合、データ記憶部１５には充放電量ｘ（ｔ−１）が記憶されていない。この場合、充放電量ｘ（ｔ−１）は０として扱われる。

計算部１６は、計算部１６から受け取った瞬時電力値Ｐ（ｔ）と、データ記憶部１５から読み出した充放電量ｘ（ｔ−１）と、パラメータ入力部１１によって入力された制御値Ｐｔｈと、に基づいて計画充放電量ｘ’（ｔ）を計算する。計算部１６は、フラグＦＬＡＧに基づいて、計画充放電量ｘ’（ｔ）の計算を行うか否かを判定する。フラグＦＬＡＧが充放電量を維持することを示す値を有していれば、計算部１６は、計画充放電量ｘ’（ｔ）の計算を行うことなく、データ記憶部１５から読み出した充放電量ｘ（ｔ−１）を充放電実施部１７に出力する。

フラグＦＬＡＧが充放電量の更新を行うことを示す値を有していれば、計算部１６は、計画充放電量ｘ’（ｔ）の計算を行う。計算部１６は、制御値Ｐｔｈと、瞬時電力値Ｐ（ｔ）と、充放電量ｘ（ｔ−１）と、を用いて、計画充放電量ｘ’（ｔ）を計算する。具体的には、計算部１６は、式（１）に示されるように、瞬時電力値Ｐ（ｔ）から制御値Ｐｔｈを減算した減算結果を充放電量ｘ（ｔ−１）に加えることによって、計画充放電量ｘ’（ｔ）を計算する。計算部１６は、計算した計画充放電量ｘ’（ｔ）を充放電実施部１７に出力する。

充放電実施部１７は、蓄電池４０の充放電量ｘ（ｔ）を設定し、設定した充放電量ｘ（ｔ）に基づいて、蓄電池４０の充放電を実施する。充放電実施部１７は、比較部１４によって瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲に含まれていないと判定された場合に、計算部１６によって計算された計画充放電量ｘ’（ｔ）に基づいて、充放電量ｘ（ｔ）を設定する。充放電実施部１７は、比較部１４によって瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲に含まれていると判定された場合に、充放電量ｘ（ｔ−１）に基づいて充放電量ｘ（ｔ）を設定する。

充放電実施部１７は、ＳＯＣ取得部１３によって取得されたＳＯＣ（ｔ）にさらに基づいて充放電量ｘ（ｔ）を設定してもよい。例えば、充放電実施部１７は、計画充放電量ｘ’（ｔ）が蓄電池４０の放電のための値（制御量）である場合、ＳＯＣ（ｔ）と放電可能ＳＯＣとを比較し、比較結果に基づいて充放電量ｘ（ｔ）を設定する。充放電実施部１７は、計画充放電量ｘ’（ｔ）が蓄電池４０の充電のための値（制御量）である場合、ＳＯＣ（ｔ）と充電可能ＳＯＣとを比較し、比較結果に基づいて充放電量ｘ（ｔ）を設定する。

充放電実施部１７は、設定した充放電量ｘ（ｔ）に基づいて、蓄電池４０に充放電の指示を行うとともに、データ記憶部１５に充放電量ｘ（ｔ）を記憶する。以下、充放電実施部１７による充放電量ｘ（ｔ）の設定について具体的に説明する。

充放電実施部１７は、計算部１６から計画充放電量ｘ’（ｔ）を受け取ると、計画充放電量ｘ’（ｔ）が放電のための制御量であるか充電のための制御量であるかを判定する。充放電実施部１７は、例えば、計画充放電量ｘ’（ｔ）が０よりも大きい場合に、放電のための制御量であると判定し、計画充放電量ｘ’（ｔ）が０以下である（又は０よりも小さい）場合に、充電のための制御量であると判定する。

充放電実施部１７は、計画充放電量ｘ’（ｔ）が放電のための制御量であると判定した場合、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣ以上であるか否かを判定する。充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣ以上であると判定した場合、充放電量ｘ（ｔ）を計画充放電量ｘ’（ｔ）に設定する。充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣよりも小さいと判定した場合、さらなるＳＯＣの低下を防ぐため、放電を実施しない。すなわち、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ）を０に設定する。

充放電実施部１７は、計画充放電量ｘ’（ｔ）が充電のための制御量であると判定した場合、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣ以下であるか否かを判定する。充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣ以下であると判定した場合、充放電量ｘ（ｔ）を計画充放電量ｘ’（ｔ）に設定する。充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣよりも大きいと判定した場合、さらなるＳＯＣの上昇（過充電）を防ぐため、充電を実施しない。すなわち、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ）を０に設定する。

充放電実施部１７は、計算部１６から充放電量ｘ（ｔ−１）を受け取ると、蓄電池４０が放電中であるか、充電中であるかを判定する。充放電実施部１７は、例えば、充放電量ｘ（ｔ−１）が０よりも大きい場合に、蓄電池４０が放電中であると判定し、充放電量ｘ（ｔ−１）が０よりも小さい場合に、蓄電池４０が充電中であると判定する。

充放電実施部１７は、蓄電池４０が放電中であると判定した場合、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣ以上であるか否かを判定する。充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣ以上であると判定した場合、充放電量ｘ（ｔ）を充放電量ｘ（ｔ−１）に設定する。充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣよりも小さいと判定した場合、さらなるＳＯＣの低下を防ぐため、放電を実施しない。すなわち、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ）を０に設定する。

充放電実施部１７は、蓄電池４０が充電中であると判定した場合、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣ以下であるか否かを判定する。充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣ以下であると判定した場合、充放電量ｘ（ｔ）を充放電量ｘ（ｔ−１）に設定する。充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣよりも大きいと判定した場合、さらなるＳＯＣの上昇（過充電）を防ぐため、充電を実施しない。すなわち、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ）を０に設定する。

ここで、図３を参照して、制御部５３のハードウェア構成の一例について説明する。制御部５３の機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に(例えば、有線及び／又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

例えば、本発明の一実施の形態における制御部５３は、充放電制御を行うコンピュータとして機能してもよい。図３は、本実施形態に係る制御部５３のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の制御部５３は、物理的には、プロセッサ５３Ａ、メモリ５３Ｂ、ストレージ５３Ｃ、通信モジュール５３Ｄ、入力装置５３Ｅ、出力装置５３Ｆ、及びバス５３Ｇなどを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。

なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、又はユニットなどに読み替えることができる。制御部５３のハードウェア構成は、図に示された各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。

制御部５３における各機能は、プロセッサ５３Ａ、メモリ５３Ｂなどのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ５３Ａが演算を行い、通信モジュール５３Ｄによる通信、並びに、メモリ５３Ｂ及びストレージ５３Ｃにおけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。

プロセッサ５３Ａは、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ５３Ａは、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、及びレジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、制御部５３の各機能部は、プロセッサ５３Ａで実現されてもよい。

また、プロセッサ５３Ａは、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール及び／又はデータを、ストレージ５３Ｃ及び／又は通信モジュール５３Ｄからメモリ５３Ｂに読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、制御部５３の各機能部は、メモリ５３Ｂに格納され、プロセッサ５３Ａで動作する制御プログラムによって実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ５３Ａで実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ５３Ａにより同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ５３Ａは、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。

メモリ５３Ｂは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ５３Ｂは、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ５３Ｂは、本発明の一実施の形態に係る充放電制御方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。

ストレージ５３Ｃは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ５３Ｃは、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ５３Ｂ及び／又はストレージ５３Ｃを含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。

通信モジュール５３Ｄは、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカードなどともいう。

入力装置５３Ｅは、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置５３Ｆは、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、ＬＥＤランプなど）である。なお、入力装置５３Ｅ及び出力装置５３Ｆは、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

また、プロセッサ５３Ａ及びメモリ５３Ｂなどの各装置は、情報を通信するためのバス５３Ｇで接続される。バス５３Ｇは、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。

また、制御部５３は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ５３Ａは、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。

次に、図４〜図６を参照して、制御部５３が行う充放電制御方法の一連の処理を説明する。図４は、図２の制御部が行う充放電制御方法の一連の処理を示すフローチャートである。図５は、図４の充放電量更新処理を詳細に示すフローチャートである。図６は、図４の充放電量維持処理を詳細に示すフローチャートである。図４に示される一連の処理は、例えば、電源システム１０（整流器５０）が起動すること（時刻ｔ＝０）を契機として開始される。

まず、パラメータ入力部１１が、各種パラメータを入力する（ステップＳ０１）。具体的には、パラメータ入力部１１は、上限閾値Ｐｕ及び下限閾値Ｐｌを比較部１４に入力し、制御値Ｐｔｈを計算部１６に入力し、放電可能ＳＯＣ及び充電可能ＳＯＣを充放電実施部１７に入力する。なお、パラメータは、適宜変更されてもよいが、ここでは、パラメータの入力は、時刻０において行われ、それ以降は行われないこととする。以下、時刻ｔにおける処理を説明する。

時刻ｔにおいて、電力値取得部１２は、スマートメータ３０によって計測された瞬時電力値Ｐ（ｔ）を、スマートメータ３０から取得する（ステップＳ０２）。そして、電力値取得部１２は、取得した瞬時電力値Ｐ（ｔ）を比較部１４に出力する。また、ＳＯＣ取得部１３は、蓄電池４０のＳＯＣ（ｔ）を蓄電池４０から取得する（ステップＳ０３）。そして、ＳＯＣ取得部１３は、取得したＳＯＣ（ｔ）を充放電実施部１７に出力する。

続いて、比較部１４は、パラメータ入力部１１によって入力された上限閾値Ｐｕ及び下限閾値Ｐｌと、電力値取得部１２によって取得された瞬時電力値Ｐ（ｔ）と、を比較することによって、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ０４）。具体的には、比較部１４は、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が上限閾値Ｐｕよりも大きいこと、及び瞬時電力値Ｐ（ｔ）が下限閾値Ｐｌよりも小さいことのいずれかを満たすか、いずれも満たさないかを判定する。瞬時電力値Ｐ（ｔ）が上限閾値Ｐｕよりも大きいか、又は瞬時電力値Ｐ（ｔ）が下限閾値Ｐｌよりも小さければ（ステップＳ０４：ＹＥＳ）、比較部１４は、充放電量の更新を行うことを示す値にフラグＦＬＡＧを設定し、瞬時電力値Ｐ（ｔ）とともにフラグＦＬＡＧを計算部１６に出力する。そして、充放電量更新処理が行われる（ステップＳ０５）。

ステップＳ０５の充放電量更新処理では、図５に示されるように、フラグＦＬＡＧが充放電量の更新を行うことを示す値を有しているので、計算部１６は、計画充放電量ｘ’（ｔ）の計算を行う（ステップＳ５１）。計算部１６は、パラメータ入力部１１によって入力された制御値Ｐｔｈと、計算部１６から受け取った瞬時電力値Ｐ（ｔ）と、データ記憶部１５から読み出した充放電量ｘ（ｔ−１）と、を用いて、上述の式（１）に示されるように計画充放電量ｘ’（ｔ）を計算する。そして、計算部１６は、計算した計画充放電量ｘ’（ｔ）を充放電実施部１７に出力する。

続いて、充放電実施部１７は、計算部１６から計画充放電量ｘ’（ｔ）を受け取ると、計画充放電量ｘ’（ｔ）が放電のための制御量であるか充電のための制御量であるかを判定する（ステップＳ５２）。ここでは、充放電実施部１７は、計画充放電量ｘ’（ｔ）が０よりも大きいか否かを判定し、計画充放電量ｘ’（ｔ）が０よりも大きい場合に、放電のための制御量であると判定し、計画充放電量ｘ’（ｔ）が０以下である場合に、充電のための制御量であると判定する。そして、充放電実施部１７は、計画充放電量ｘ’（ｔ）が放電のための制御量であると判定した場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。

そして、充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣ以上であると判定した場合（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、充放電量ｘ（ｔ）を計画充放電量ｘ’（ｔ）に設定し（ステップＳ５４）、後述のステップＳ０７を実施する。一方、ステップＳ５３の判定において、充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣよりも小さいと判定した場合（ステップＳ５３：ＮＯ）、さらなるＳＯＣの低下を防ぐため、放電を実施しない。すなわち、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ）を０に設定し（ステップＳ５５）、後述のステップＳ０７を実施する。

ステップＳ５２の判定において、充放電実施部１７は、計画充放電量ｘ’（ｔ）が充電のための制御量であると判定した場合（ステップＳ５２：ＮＯ）、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５６）。そして、充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣ以下であると判定した場合（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、充放電量ｘ（ｔ）を計画充放電量ｘ’（ｔ）に設定し（ステップＳ５７）、後述のステップＳ０７を実施する。一方、ステップＳ５６の判定において、充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣよりも大きいと判定した場合（ステップＳ５６：ＮＯ）、さらなるＳＯＣの上昇（過充電）を防ぐため、充電を実施しない。すなわち、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ）を０に設定し（ステップＳ５８）、後述のステップＳ０７を実施する。

一方、ステップＳ０４の判定において、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が下限閾値Ｐｌ以上であり、かつ、上限閾値Ｐｕ以下である場合には（ステップＳ０４：ＮＯ）、比較部１４は、充放電量を維持することを示す値にフラグＦＬＡＧを設定し、瞬時電力値Ｐ（ｔ）とともにフラグＦＬＡＧを計算部１６に出力する。そして、充放電量維持処理が行われる（ステップＳ０６）。

ステップＳ０６の充放電量維持処理では、図６に示されるように、フラグＦＬＡＧが充放電量を維持することを示す値を有しているので、計算部１６は、計画充放電量ｘ’（ｔ）の計算を行うことなく、データ記憶部１５から読み出した充放電量ｘ（ｔ−１）を充放電実施部１７に出力する。

続いて、充放電実施部１７は、計算部１６から充放電量ｘ（ｔ−１）を受け取ると、蓄電池４０が放電中である否かを判定する（ステップＳ６１）。ここでは、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ−１）が０よりも大きい場合に、蓄電池４０が放電中であると判定し、充放電量ｘ（ｔ−１）が０よりも小さい場合に、蓄電池４０が充電中であると判定する。そして、充放電実施部１７は、蓄電池４０が放電中であると判定した場合（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。

そして、充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣ以上であると判定した場合（ステップＳ６２：ＹＥＳ）、充放電量ｘ（ｔ）を充放電量ｘ（ｔ−１）に設定し（ステップＳ６３）、後述のステップＳ０７を実施する。一方、ステップＳ６２の判定において、充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣよりも小さいと判定した場合（ステップＳ６２：ＮＯ）、さらなるＳＯＣの低下を防ぐため、放電を実施しない。すなわち、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ）を０に設定し（ステップＳ６４）、後述のステップＳ０７を実施する。

ステップＳ６１の判定において、充放電実施部１７は、蓄電池４０が放電中でないと判定した場合（ステップＳ６１：ＮＯ）、蓄電池４０が充電中である否かを判定する（ステップＳ６５）。そして、充放電実施部１７は、蓄電池４０が充電中であると判定した場合（ステップＳ６５：ＹＥＳ）、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６６）。そして、充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣ以下であると判定した場合（ステップＳ６６：ＹＥＳ）、充放電量ｘ（ｔ）を充放電量ｘ（ｔ−１）に設定し（ステップＳ６７）、後述のステップＳ０７を実施する。一方、ステップＳ６６の判定において、充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣよりも大きいと判定した場合（ステップＳ６６：ＮＯ）、さらなるＳＯＣの上昇（過充電）を防ぐため、充電を実施しない。すなわち、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ）を０に設定し（ステップＳ６８）、後述のステップＳ０７を実施する。

ステップＳ６５の判定において、充放電実施部１７は、蓄電池４０が充電中でないと判定した場合（ステップＳ６５：ＮＯ）、充放電量ｘ（ｔ）を充放電量ｘ（ｔ−１）に設定し（ステップＳ６９）、後述のステップＳ０７を実施する。つまり、蓄電池４０が放電中でも充電中でもないので、蓄電池４０は待機状態であるとみなされ得る。この場合、充放電量ｘ（ｔ−１）は０に設定されているので、充放電実施部１７は、充放電量ｘ（ｔ）を０に設定する。

続いて、充放電実施部１７は、設定した充放電量ｘ（ｔ）に基づいて、蓄電池４０に充放電の指示を行うとともに、充放電量ｘ（ｔ）をデータ記憶部１５に記憶する（ステップＳ０７）。これにより、時刻ｔにおいて、蓄電池４０が充放電量ｘ（ｔ）で充放電を行う。そして、ステップＳ０２に戻って、次の時刻ｔ＋１において、ステップＳ０２〜ステップＳ０７の処理が繰り返される。以降、各時刻において、ステップＳ０２〜ステップＳ０７の処理が繰り返される。

次に、図７及び図８を参照して、電源システム１０による充放電制御の一例を説明する。図７は、図１の電源システムにおける充放電量及びデマンド値の推移の一例を示す図である。図８は、図１の電源システムにおけるデマンド値の推移の一例を示す図である。図８の横軸は時刻を示し、図８の縦軸は瞬時電力値を示している。この例では、制御値Ｐｔｈ＝７、上限閾値Ｐｕ＝８、及び下限閾値Ｐｌ＝６に設定されている。また、スマートメータ３０から取得した瞬時電力値Ｐが図７及び図８に示される値であるとし、放電状態（時刻ｔ＝２〜７）では、蓄電池４０のＳＯＣは放電可能ＳＯＣよりも大きく、充電状態（時刻ｔ＝１０，１１）では、蓄電池４０のＳＯＣは充電可能ＳＯＣよりも小さいと仮定する。

時刻ｔ＝１では、瞬時電力値Ｐ（１）は６であり、閾値範囲内であるので、充放電量ｘ（１）は充放電量ｘ（０）に設定される。充放電量ｘ（０）は０であるので、充放電量ｘ（１）は０に設定される。このため、蓄電池４０は充放電を行わない待機状態であり、デマンド値は６となる。続いて、時刻ｔ＝２では、瞬時電力値Ｐ（２）は１０であり、上限閾値Ｐｕを超えているので、充放電量ｘ（２）は、瞬時電力値Ｐ（２）から制御値Ｐｔｈを減算した値を充放電量ｘ（１）に加算した値に設定される。充放電量ｘ（１）は０であるので、充放電量ｘ（２）は３に設定される。このため、蓄電池４０は放電状態となり、デマンド値は瞬時電力値Ｐ（２）に充放電量ｘ（１）を加えた値から充放電量ｘ（２）を減算した値である７となる。

同様に、時刻ｔ＝３では、瞬時電力値Ｐ（３）は９であり、上限閾値Ｐｕを超えているので、充放電量ｘ（３）は、瞬時電力値Ｐ（３）から制御値Ｐｔｈを減算した値を充放電量ｘ（２）に加算した値である５に設定される。このため、蓄電池４０は放電状態を維持し、デマンド値は７となる。続いて、時刻ｔ＝４では、瞬時電力値Ｐ（４）は７であり、閾値範囲内であるので、充放電量ｘ（４）は充放電量ｘ（３）（つまり、５）に設定される。このため、蓄電池４０は放電状態を維持し、デマンド値は７となる。時刻ｔ＝５，６も時刻ｔ＝４と同様の処理が行われる。

続いて、時刻ｔ＝７では、瞬時電力値Ｐ（７）は５であり、下限閾値Ｐｌを下回っているので、充放電量ｘ（７）は、瞬時電力値Ｐ（７）から制御値Ｐｔｈを減算した値を充放電量ｘ（６）に加算した値に設定される。充放電量ｘ（６）は５であるので、充放電量ｘ（７）は３に設定される。この場合も、蓄電池４０は放電状態を維持し、デマンド値は瞬時電力値Ｐ（７）に充放電量ｘ（６）を加えた値から充放電量ｘ（７）を減算した７となる。

同様に、時刻ｔ＝８では、瞬時電力値Ｐ（８）は４であり、下限閾値Ｐｌを下回っているので、充放電量ｘ（８）は、瞬時電力値Ｐ（８）から制御値Ｐｔｈを減算した値を充放電量ｘ（７）に加算した値である０に設定される。これにより、蓄電池４０は待機状態となり、デマンド値は瞬時電力値Ｐ（８）に充放電量ｘ（７）を加えた値から充放電量ｘ（８）を減算した値である７となる。続いて、時刻ｔ＝９では、瞬時電力値Ｐ（９）は７であり、閾値範囲内であるので、充放電量ｘ（９）は充放電量ｘ（８）（つまり、０）に設定される。このため、蓄電池４０は待機状態を維持し、デマンド値は７となる。

続いて、時刻ｔ＝１０では、瞬時電力値Ｐ（１０）は５であり、下限閾値Ｐｌを下回っているので、充放電量ｘ（１０）は、瞬時電力値Ｐ（１０）から制御値Ｐｔｈを減算した値を充放電量ｘ（９）に加算した値である−２に設定される。これにより、蓄電池４０は充電状態となり、デマンド値は瞬時電力値Ｐ（１０）に充放電量ｘ（９）を加えた値から充放電量ｘ（１０）を減算した７となる。同様に、時刻ｔ＝１１では、瞬時電力値Ｐ（１１）は５であり、下限閾値Ｐｌを下回っているので、充放電量ｘ（１１）は、瞬時電力値Ｐ（１１）から制御値Ｐｔｈを減算した値を充放電量ｘ（１０）に加算した値である−４に設定される。これにより、蓄電池４０は充電状態を維持し、デマンド値は瞬時電力値Ｐ（１１）に充放電量ｘ（１０）を加えた値から充放電量ｘ（１１）を減算した７となる。

このように、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が上限閾値Ｐｕを上回る場合には、制御値Ｐｔｈよりも瞬時電力値Ｐ（ｔ）が上回る分だけ充放電量ｘ（ｔ）が増加される。瞬時電力値Ｐ（ｔ）が下限閾値Ｐｌを下回る場合には、制御値Ｐｔｈよりも瞬時電力値Ｐ（ｔ）が下回る分だけ充放電量ｘ（ｔ）が減少される。これにより、デマンド値がほぼ制御値Ｐｔｈとなるように、蓄電池４０の充放電が制御されるので、デマンド値の増加が抑制される。

デマンド値ｄ、通信装置２０の消費電力ｑ、及び蓄電池４０の充放電量ｘには、以下の式（２）で示される関係が成立する。つまり、デマンド値ｄ（ｔ）は、消費電力ｑ（ｔ）から充放電量ｘ（ｔ）を減算した値である。なお、充放電量ｘが負の値である場合に蓄電池４０を充電し、充放電量ｘが正の値である場合に蓄電池４０を放電する。

瞬時電力値Ｐ、消費電力ｑ、及び充放電量ｘには、以下の式（３）で示される関係が成立する。つまり、瞬時電力値Ｐ（ｔ）は、消費電力ｑ（ｔ）から充放電量ｘ（ｔ−１）を減算した値である。

そして、計画充放電量ｘ’は、上述の式（１）によって計算される。式（１）〜式（３）によれば、充放電量ｘ（ｔ）を計画充放電量ｘ’（ｔ）とする場合には、式（４）に示されるように、デマンド値ｄ（ｔ）は、制御値Ｐｔｈと等しくなる。

このように、蓄電池４０の充放電を実施している場合に、消費電力ｑに変動があった場合でも、デマンド値ｄを抑制することができ、デマンド値ｄの平準化が可能となる。

以上説明した電源システム１０では、商用電源６から供給された交流電力の瞬時電力値Ｐ（ｔ）と閾値範囲（上限閾値Ｐｕ及び下限閾値Ｐｌ）とが比較され、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲に含まれていないと判定された場合に、瞬時電力値Ｐ（ｔ）と制御値Ｐｔｈと充放電量ｘ（ｔ−１）とに基づいて計算された計画充放電量ｘ’（ｔ）に基づいて、蓄電池４０の充放電量ｘ（ｔ）が設定され、蓄電池４０の充放電が実施される。蓄電池４０の充放電制御が行われている場合に取得される瞬時電力値Ｐ（ｔ）は、消費電力ｑ（ｔ）と異なる。通信装置２０の消費電力ｑ（ｔ）は、瞬時電力値Ｐ（ｔ）に充放電量ｘ（ｔ−１）を加えた値とみなされ得る。このため、瞬時電力値Ｐ（ｔ）及び制御値Ｐｔｈだけでなく、充放電量ｘ（ｔ−１）を用いて計画充放電量ｘ’（ｔ）を計算することで、蓄電池４０から放電された電力又は蓄電池４０に充電された電力を考慮して、デマンド値ｄ（ｔ）を制御値Ｐｔｈとするように充放電量ｘ（ｔ）を設定することができる。その結果、蓄電池４０の充放電を実施している場合に、通信装置２０の消費電力ｑに変動があった場合でも、デマンド値ｄを抑制することが可能となる。ひいては、電気料金を削減することが可能となる。

例えば、瞬時電力値Ｐ（ｔ）がある閾値を超えた場合に蓄電池４０を放電し、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が当該閾値を下回る場合に蓄電池４０を充電する場合、蓄電池４０の充電と放電とが頻繁に切り替わるおそれがある。これに対し、電源システム１０では、互いに異なる上限閾値Ｐｕ及び下限閾値Ｐｌによって閾値範囲が規定されている。充放電実施部１７は、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲に含まれていると判定された場合に、充放電量ｘ（ｔ−１）に基づいて充放電量ｘ（ｔ）を設定する。具体的には、瞬時電力値Ｐ（ｔ）が閾値範囲内に含まれる場合には（下限閾値Ｐｌ≦瞬時電力値Ｐ（ｔ）≦上限閾値Ｐｕ）、前回の充放電量ｘ（ｔ−１）が今回の充放電量ｘ（ｔ）として設定される。これによれば、蓄電池４０の充電と放電とが頻繁に切り替わることを抑制できる。デマンド値ｄを一定の値とすることはできないものの、制御値Ｐｔｈに対して一定の範囲内に収めることができるので、デマンド値ｄを抑制することが可能となる。

充放電実施部１７は、ＳＯＣ（ｔ）にさらに基づいて充放電量ｘ（ｔ）を設定する。具体的には、充放電実施部１７は、計画充放電量ｘ’（ｔ）が蓄電池４０の放電のための制御量である場合、ＳＯＣ（ｔ）と放電可能ＳＯＣとを比較し、比較結果に基づいて充放電量ｘ（ｔ）を設定する。ＳＯＣ（ｔ）が放電可能ＳＯＣよりも小さい場合に、充放電量ｘ（ｔ）が０に設定されるので、さらなるＳＯＣの低下を防ぐことができる。これにより、蓄電池４０のバックアップ容量を確保しながら、デマンド値ｄを抑制することが可能となる。

また、充放電実施部１７は、計画充放電量ｘ’（ｔ）が蓄電池４０の充電のための制御量である場合、ＳＯＣ（ｔ）と充電可能ＳＯＣとを比較し、比較結果に基づいて充放電量ｘ（ｔ）を設定する。ＳＯＣ（ｔ）が充電可能ＳＯＣよりも大きい場合に、充放電量ｘ（ｔ）が０に設定されるので、さらなるＳＯＣの上昇（過充電）を防ぐことができる。これにより、蓄電池４０の保護が可能となる。

電力値取得部１２は、スマートメータ３０から瞬時電力値Ｐを取得する。これにより、クランプメータ及び電力センサ等の電力測定装置を設ける必要が無い。このため、電力測定装置の購入費用及び設置費用が不要となるので、電源システム１０のコストを低減することが可能となる。

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る電源システムの概略構成を示す図である。図９に示される電源システム１０Ａは、電源システム１０と比較して、太陽光発電装置６０をさらに備える点において主に相違している。

太陽光発電装置６０は、太陽光を受けることにより電力を生成する発電装置であって、ソーラーパネルなどを含んで構成される。太陽光発電装置６０は、太陽光の日射量に応じた大きさの直流電力を生成する。電源システム１０Ａにおいて、太陽光発電装置６０は、通信装置２０に供給するための発電電力Ｐｇを生成する。太陽光発電装置６０は、発電電力Ｐｇを通信装置２０又は蓄電池４０に供給する。太陽光発電装置６０の出力電圧Ｖｐｖは、一定電圧（例えば５５Ｖ）に設定されている。太陽光発電装置６０は、電力線Ｌ１に接続される。なお、端子Ｔｂ、通信装置２０及び太陽光発電装置６０の接続点が、ノードＮ２として図示される。

電源システム１０Ａでは、制御値Ｐｔｈは、例えば、太陽光発電装置６０の発電電力Ｐｇの平均値だけ、通信装置２０の平均消費電力よりも小さい値（つまり、通信装置２０に供給される平均電力）に設定される。制御値Ｐｔｈは、充放電制御が行われていない間に、通信装置２０に供給される平均電力が計算され、設定される。

電源システム１０Ａでは、蓄電池４０は商用電源６のほか発電電力Ｐｇの余剰電力によっても充電される。つまり、電源システム１０Ａは、発電電力Ｐｇが通信装置２０の消費電力を上回る場合に、蓄電池４０に余剰電力を充電しながら通信装置２０に電力を供給する。この場合、デマンド値ｄ、消費電力ｑ、充放電量ｘ、及び発電電力Ｐｇには、以下の式（５）で示される関係が成立する。つまり、デマンド値ｄ（ｔ）は、消費電力ｑ（ｔ）から充放電量ｘ（ｔ）及び発電電力Ｐｇ（ｔ）を減算した値である。なお、充放電量ｘが負の値である場合に蓄電池４０を充電し、充放電量ｘが正の値である場合に蓄電池４０を放電する。

瞬時電力値Ｐ、消費電力ｑ、充放電量ｘ、及び発電電力Ｐｇには、以下の式（６）で示される関係が成立する。つまり、瞬時電力値Ｐ（ｔ）は、消費電力ｑ（ｔ）から充放電量ｘ（ｔ−１）及び発電電力Ｐｇ（ｔ）を減算した値である。

そして、計画充放電量ｘ’は、上述の式（１）によって計算される。式（１）、式（５）、及び式（６）によれば、充放電量ｘ（ｔ）を計画充放電量ｘ’（ｔ）とする場合には、式（４）に示されるように、デマンド値ｄ（ｔ）は、制御値Ｐｔｈと等しくなる。

このように、電源システム１０Ａでは、発電電力Ｐｇの余剰電力を蓄電池４０に充電しつつ、デマンド値ｄを制御値Ｐｔｈにするように蓄電池４０の充放電量ｘ（ｔ）が設定される。したがって、電源システム１０Ａにおいても、蓄電池４０の充放電を実施している場合に、消費電力ｑに変動があった場合でも、デマンド値ｄを抑制することができ、デマンド値ｄの平準化が可能となる。

太陽光発電装置６０の発電能力が消費電力ｑに比べて大きい場合、余剰電力が生じる。余剰電力の供給先が無い場合には余剰電力は熱等となって損失する。太陽光発電装置６０が消費電力ｑ以上の発電電力Ｐｇを生成する場合、整流器５０から通信装置２０に供給される電力が０となる。これにより、瞬時電力値Ｐが下限閾値Ｐｌを下回るので、余剰電力が蓄電池４０に充電され、余剰電力の損失が低減される。その結果、発電電力Ｐｇを有効的に活用することが可能となる。

比較例の電源システムを用いて、電源システム１０Ａにおける余剰電力の有効利用についてさらに説明する。

比較例の電源システムでは、瞬時電力値Ｐｃ及び制御値Ｐｔｈ＿ｃを用いて、以下の式（７）により充放電量ｘｃが設定される。

また、充放電量ｘｃについても、式（５）及び式（６）と同様の関係が成立する。式（５）〜式（７）によれば、以下の式（８）が成立する。また、発電電力Ｐｇｃは、以下の式（９）で表され得る。なお、比較例の電源システムでは、充放電量ｘｃ（ｔ−１）により、発電電力Ｐｇｃ（ｔ）、瞬時電力値Ｐｃ（ｔ）、及び充放電量ｘｃ（ｔ）が順次求まる。まず、式（９）から発電電力Ｐｇｃ（ｔ）が求まり、次いで式（６）と同様にして瞬時電力値Ｐｃ（ｔ）が求まり、次いで式（７）から充放電量ｘｃ（ｔ）が求まる。

一方、電源システム１０Ａでは、式（４）の関係が成立するので、式（５）は、以下の式（１０）に変形され得る。また、発電電力Ｐｇは、以下の式（１１）で表され得る。なお、電源システム１０Ａでは、充放電量ｘ（ｔ−１）により、発電電力Ｐｇ（ｔ）、瞬時電力値Ｐ（ｔ）、及び充放電量ｘ（ｔ）が順次求まる。まず、式（１１）から発電電力Ｐｇ（ｔ）が求まり、次いで式（６）から瞬時電力値Ｐ（ｔ）が求まり、次いで式（１）から充放電量ｘ（ｔ）（計画充放電量ｘ’（ｔ））が求まる。

制御値Ｐｔｈ及び制御値Ｐｔｈ＿ｃが同じであるとすると、発電電力Ｐｇ（ｔ）と発電電力Ｐｇｃ（ｔ）との差分は以下の式（１２）で示される関係となる。ここで、デマンド値ｄｃ（ｔ）は０以上である。また、余剰電力が生じる場合には、発電電力Ｐｇ（ｔ−１）が消費電力ｑ（ｔ−１）以上となる。このため、以下の式（１２）で示されるように、発電電力Ｐｇ（ｔ）は発電電力Ｐｇｃ（ｔ）以上となる。このように、電源システム１０Ａによれば、比較例の電源システムよりも発電電力Ｐｇを有効に活用（充電）することが可能となる。

また、太陽光発電装置６０の発電能力が消費電力ｑに比べて大きい場合、時刻ｔ＝０では、充放電制御が行われていないので、発電電力Ｐｇ（０）は消費電力ｑ（０）と一致する。このため、上述の式（１０）によれば、以下の式（１３）の関係が成立する。この関係は、発電電力Ｐｇを消費電力ｑに対し、制御値Ｐｔｈだけ高い値で活用（充電）できるようになったことを示している。

そして、時刻ｔ＝１では、以下の式（１４）の関係が成立する。

このため、上述の式（１０）によれば、以下の式（１５）の関係が成立する。

同様にして、時刻ｔ＝ｋのとき、以下の式（１６）の関係が成立する。

この式（１６）を式（１１）に代入することにより、以下の式（１７）の関係が得られる。この式（１７）は、活用できる発電電力Ｐｇが時刻に応じて単調増加することを示している。つまり、太陽光発電装置６０の発電能力を限度として、発電電力Ｐｇを有効的に活用することが可能となる。

以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

例えば、整流器５０は、電流検出部をさらに備えてもよい。この場合、電流検出部は、電流センサを用いて、整流部５１とノードＮ１との間を流れる電流、及びノードＮ１と端子Ｔｂとの間を流れる電流を検出する。制御部５３は、これらの電流の差分に基づいて、蓄電池４０が充電状態であるか放電状態であるかの判断、及び蓄電池４０の充放電電流の測定などを行ってもよい。

また、整流器５０は、電圧検出部をさらに備えてもよい。この場合、電圧検出部は、整流部５１と端子Ｔｂとの間の電圧を、電圧センサを用いて検出する。この電圧は、例えば電力線Ｌの電圧であり、バス電圧でもある。制御部５３は、バス電圧に基づいて、蓄電池４０のＳＯＣを検出してもよい。制御部５３は、さらに電流検出部による蓄電池４０の充放電電流の測定値を考慮して蓄電池４０のＳＯＣが検出してもよい。制御部５３は、蓄電池４０の充放電履歴に基づいて蓄電池４０のＳＯＣを検出してもよい。

電力値取得部１２は、スマートメータ３０に代えて、商用電源６と整流器５０との間に設けられたクランプメータ及び電力センサ等の電力測定装置から瞬時電力値Ｐを取得してもよい。

また、整流部５１は、電圧可変機能を有してもよい。つまり、整流器５０の出力電圧Ｖｒｃは、整流部５１を構成する回路を制御することによって調節可能であってもよい。この場合、蓄電池４０の充放電制御は、蓄電池４０を直接制御することに代えて、整流部５１を制御して出力電圧Ｖｒｃを調節することによって行われてもよい。制御部５３による整流部５１の制御は、例えば制御信号を用いて行われる。出力電圧Ｖｒｃを調節することによって、制御部５３は、蓄電池４０を強制的に充電し、あるいは、強制的に放電させることができる。例えば、瞬時電力値Ｐが上限閾値Ｐｕを上回る場合には、制御部５３は、蓄電池４０の端子電圧Ｖｂａｔよりも出力電圧Ｖｒｃを低くすることで蓄電池４０を放電させる。また、瞬時電力値Ｐが下限閾値Ｐｌを下回る場合には、制御部５３は、蓄電池４０の端子電圧Ｖｂａｔよりも出力電圧Ｖｒｃを高くすることで蓄電池４０を充電させる。充電量及び放電量（充電電流値及び放電電流値）は、出力電圧Ｖｒｃと端子電圧Ｖｂａｔとの電位差に依存することから、制御部５３は、出力電圧Ｖｒｃを調節することによって、蓄電池４０の充電量及び放電量を調整することもできる。

また、電源システム１０，１０Ａでは、整流器５０が制御部５３を備えているが、この構成に限定されない。電源システム１０，１０Ａは、整流器５０とは別に制御部５３を備えてもよい。

また、電力を受けて動作する負荷は、通信装置２０（無線基地局）に限定されず、通信装置２０とは異なる負荷であってもよい。

充放電実施部１７は、ＳＯＣ取得部１３によって取得されたＳＯＣ（ｔ）に基づくことなく充放電量ｘ（ｔ）を設定してもよい。例えば、充放電実施部１７は、計算部１６から受け取った計画充放電量ｘ’（ｔ）又は充放電量ｘ（ｔ−１）に充放電量ｘ（ｔ）を設定する。この場合、制御部５３は、ＳＯＣ取得部１３を備える必要が無いので、制御部５３を簡略化することができる。

また、上限閾値Ｐｕと下限閾値Ｐｌとは同じ値（例えば、制御値Ｐｔｈ）であってもよい。この場合、閾値範囲は、１つの値となる。

本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、及びフローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。

判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、又はハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、及び機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。

また、ソフトウェア、及び命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。

本明細書で説明した情報、及び信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、信号はメッセージであってもよい。

本明細書で使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。

また、本明細書で説明した情報、及びパラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。

上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。

基地局は、１つまたは複数（例えば、３つ）の（セクタとも呼ばれる）セルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム（例えば、屋内用の小型基地局ＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および／または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」「ｅＮＢ」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局は、固定局（fixed station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（access point）、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。

本実施例の中で記載の「最大送信電力」は、送信電力の最大値を意味するが、これのみではなく、例えば、公称最大送信電力（the nominal UE maximum transmit power）、又は、定格最大送信電力（the nominal UE maximum transmit power）であってもよい。

「接続された（connected）」、「結合された（coupled）」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、２又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された２つの要素間に１又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、２つの要素は、１又はそれ以上の電線、ケーブル及び／又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光（可視及び不可視の両方）領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。

本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

本明細書で「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した場合においては、その要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１及び第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。

「含む（include）」、「含んでいる（including）」、及びそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える（comprising）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

本明細書において、文脈または技術的に明らかに１つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。

本開示の全体において、文脈から明らかに単数を示したものではなければ、複数のものを含むものとする。

６…商用電源、１０，１０Ａ…電源システム、１１…パラメータ入力部、１２…電力値取得部、１３…ＳＯＣ取得部（充電率取得部）、１４…比較部、１５…データ記憶部、１６…計算部、１７…充放電実施部、２０…通信装置、３０…スマートメータ、４０…蓄電池、５０…整流器、５１…整流部、５３…制御部（制御装置）、６０…太陽光発電装置。

Claims (7)

1. 商用電源から供給された交流電力を直流電力に変換し、前記直流電力を電力消費装置に対して出力する整流器と、
   前記整流器の出力に接続され、前記直流電力を充電し、放電することによって前記電力消費装置に電力を供給する蓄電池と、
   前記蓄電池の充放電を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記商用電源から供給された交流電力の瞬時電力値を取得する電力値取得部と、
   前記電力値取得部によって取得された前記瞬時電力値と予め定められた閾値範囲とを比較する比較部と、
   前記瞬時電力値から前記交流電力の平均使用電力の目標値である制御値を減算した値を、前記蓄電池の前回の充放電量である前回充放電量に加えることによって、前記蓄電池の充放電量である計画充放電量を計算する計算部と、
   前記比較部によって前記瞬時電力値が前記閾値範囲に含まれていないと判定された場合に、前記計算部によって計算された前記計画充放電量に基づいて、前記蓄電池の充放電量を設定し、設定した前記充放電量に基づいて前記蓄電池の充放電を実施する充放電実施部と、
   を備える、電源システム。
2. 前記充放電実施部は、前記比較部によって前記瞬時電力値が前記閾値範囲に含まれていると判定された場合に、前記前回充放電量に基づいて前記充放電量を設定する、請求項１に記載の電源システム。
3. 前記制御装置は、前記蓄電池の充電率を取得する充電率取得部をさらに備え、
   前記充放電実施部は、前記充電率取得部によって取得された前記充電率にさらに基づいて前記充放電量を設定する、請求項１又は請求項２に記載の電源システム。
4. 前記充放電実施部は、前記計画充放電量が前記蓄電池の放電のための制御量である場合、前記充電率と予め定められた放電可能な最低の充電率である放電可能充電率とを比較し、比較結果に基づいて前記充放電量を設定する、請求項３に記載の電源システム。
5. 前記充放電実施部は、前記計画充放電量が前記蓄電池の充電のための制御量である場合、前記充電率と予め定められた充電可能な最大の充電率である充電可能充電率とを比較し、比較結果に基づいて前記充放電量を設定する、請求項３又は請求項４に記載の電源システム。
6. 前記電力値取得部は、スマートメータから前記瞬時電力値を取得する、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電源システム。
7. 太陽光を受けることにより電力を生成する太陽光発電装置をさらに備え、
   前記太陽光発電装置は、生成した電力である発電電力を前記電力消費装置又は前記蓄電池に供給する、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電源システム。

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