JP6804411B2 - 蓄電池制御装置および蓄電池制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池を制御する蓄電池制御装置および蓄電池制御方法に関する。

近年、再生可能エネルギー由来の発電設備が普及してきている。再生可能エネルギー由来の発電設備のなかには、太陽光発電設備などのように、発電量が変動することにより電力供給が不安定となるものがある。不安定な電力供給を安定化させるために、定置用蓄電池システムの導入が促進されている。定置用蓄電池システムは、膨大な数の蓄電池を組み合わせて構成される。今後は、電気自動車などで使用された中古の蓄電池が、定置用蓄電池システムを構成する蓄電池としてリユースされる可能性がある。

蓄電池は、運用時の温度、蓄電量、充放電量、運用期間などによる劣化特性を保有している。蓄電量は、一般にＳＯＣ（State Of Charge）で表される。蓄電池の劣化特性は、新品の蓄電池とリユースされた蓄電池とで異なるだけでなく、同一時期より運用を開始した同一種類の蓄電池であっても個体差がある。このため、多種の蓄電池によって構成される定置用蓄電池システムにおいては、蓄電池ごとの劣化状態を監視しつつ、複数の蓄電池の特性に合わせた充放電指令値を各々の蓄電池に指令することで、蓄電池の劣化を抑制し定置用蓄電池システム全体の延命を図ることが重要となる。

例えば、特許文献１には、目的に応じて運転モードを設定し、運転モードに応じて、蓄電池の種類、蓄電池の使用年数をもとに個々の蓄電池の充放電スケジュールを決定することにより、目的に合わせて多種多様な蓄電池を複合的に制御する技術が開示されている。

特開２０１２−２０５４９０号公報

蓄電池の特性は、蓄電池の種類、使用年数だけでなく、使用条件および個体差によって異なることもある。また、リユース蓄電池など過去の使用履歴がない蓄電池では、使用年数がわからない。したがって、特許文献１に記載の技術のように、蓄電池の種類、使用年数を設定しておき、蓄電池の種類、使用年数に基づいて各蓄電池の充放電量を制御する方法では、各蓄電池に対して適切に充放電量を配分することができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、各蓄電池に対して適切に充放電量を配分することができる蓄電池制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の蓄電池を制御する蓄電池制御装置であって、蓄電池の状態を示す蓄電池情報を取得する取得部と、充放電の継続時間および充放電量と蓄電池情報との対応関係を示す時間特性情報を保持し、時間特性情報と取得部が取得した蓄電池情報とを用いて、一定時間後の蓄電池情報に基づいて蓄電池ごとの劣化影響度を算出する劣化影響度算出部と、を備える。さらに、この蓄電池制御装置は、劣化影響度に基づいて、一定時間後の複数の蓄電池の劣化影響度が等しくなるように複数の蓄電池のそれぞれに充放電量を配分する配分部と、蓄電池ごとに、蓄電池を充放電量に応じて動作させるための制御指令を生成する指令部と、を備える。

本発明によれば、各蓄電池に対して適切に充放電量を配分することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる蓄電池システムの構成例を示す図 実施の形態１の蓄電池制御装置を実現する情報処理装置の構成例を示す図 実施の形態１の蓄電池制御装置における蓄電池制御処理手順の一例を示すフローチャート 実施の形態１におけるＳＯＣに対する劣化影響度を示す図 実施の形態１における温度に対する劣化影響度を示す図 実施の形態１におけるＳＯＣに関する時間特性情報を示す図 実施の形態１における温度に関する時間特性情報を示す図 実施の形態１におけるＳＯＣに関する劣化影響度を充放電の継続時間に対して示した図 実施の形態１における温度に関する劣化影響度を充放電の継続時間に対して示した図 実施の形態１における蓄電池の種類ごとの総合劣化影響度の一例を示す図 実施の形態２の配分ゲイン算出部の構成例を示す図 実施の形態３にかかる蓄電池システムの構成例を示す図 実施の形態３の蓄電池制御装置における蓄電池制御処理手順の一例を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかる蓄電池制御装置および蓄電池制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる蓄電池システムの構成例を示す図である。本実施の形態の蓄電池システムは、複数の蓄電池の一例である蓄電池１１−１〜１１−ｎと、蓄電池１１−１〜１１−ｎにそれぞれ接続されるＰＣＳ（Power Conditioning System）１０−１〜１０−ｎと、蓄電池１１−１〜１１−ｎを制御する蓄電池制御装置１とを備える。ｎは２以上の整数である。蓄電池制御装置１は、管理装置２０と接続可能であり、図１では、実施の形態１にかかる蓄電池システムとともに管理装置２０も図示している。なお、蓄電池１１−１〜１１−ｎ、ＰＣＳ１０−１〜１０−ｎおよび蓄電池制御装置１に加えて管理装置２０も含めて蓄電池システムとしてもよい。

蓄電池１１−１〜１１−ｎは、１つ以上の種類の蓄電池であり、複数の種類の蓄電池が混在していてもよい。また、蓄電池１１−１〜１１−ｎの一部または全部がリユースされた蓄電池であってもよい。

蓄電池１１−１〜１１−ｎには、制御装置であるＰＣＳ１０−１〜１０−ｎがそれぞれ接続される。以下、蓄電池１１−１〜１１−ｎを個別に区別せずに示すときには、蓄電池１１と記載し、ＰＣＳ１０−１〜１０−ｎを個別に区別せずに示すときには、ＰＣＳ１０と記載する。なお、図１では、蓄電池１１とＰＣＳ１０とが１対１に対応しているが、１つのＰＣＳ１０が複数の蓄電池１１を制御してもよい。また、蓄電池１１が、ＰＣＳ１０を介さずに、制御指令に基づいて蓄電池１１の充放電を制御する制御装置を備えていてもよい。

蓄電池制御装置１は、蓄電池１１−１〜１１−ｎを制御する。図１に示すように、蓄電池制御装置１は、蓄電池状態入力部２、劣化影響度入力部３、配分ゲイン算出部４、制御配分指令部５、蓄電池状態推定部６、劣化影響度算出部７および制御指令合計値算出部８を備える。

配分ゲイン算出部４は、劣化影響度算出部７により算出された劣化影響度に基づいて蓄電池１１−１〜１１−ｎのそれぞれに充放電量を配分する配分部である。詳細には、配分ゲイン算出部４は、評価関数設定部４１を備える。評価関数設定部４１は、管理装置２０から蓄電池１１のＳＯＣ、温度などに応じた劣化影響度を用いた評価関数を設定するための情報を受信し、受信した情報に基づいて評価関数を設定する。配分ゲイン算出部４は、評価関数設定部４１により設定された評価関数に基づいて、各蓄電池１１へゲインを配分する。蓄電池状態入力部２は、蓄電池状態推定部６により推定された結果、すなわち個々の蓄電池１１のＳＯＣ、温度の現在値などの蓄電池状態の推定結果を評価関数設定部４１へ入力する。

劣化影響度入力部３は、劣化影響度算出部７により算出された劣化影響度を評価関数設定部４１へ入力する。配分ゲイン算出部４は、評価関数設定部４１へ入力された情報を合成して蓄電池１１ごとの合成劣化影響度が等しくなるよう各蓄電池１１に対して充放電量をゲインとして配分する。配分されたゲインすなわち配分ゲインは、後述する合計目標値を１とした場合の比率で表される。配分ゲイン算出部４におけるゲインの配分方法については後述する。制御配分指令部５は、蓄電池１１ごとに、蓄電池１１を充放電量に応じて動作させるための制御指令を生成する指令部である。詳細には、制御配分指令部５は、配分ゲイン算出部４により配分されたゲインと制御指令合計値算出部８から入力される合計目標値とに基づいて、各蓄電池１１に対する制御指令を生成し、生成した制御指令を蓄電池１１に対応するＰＣＳ１０へ送信する。制御指令合計値算出部８から入力される合計目標値は、後述するように、各蓄電池１１に配分される制御指令の合計値に対する目標値である。

蓄電池状態推定部６は、ＰＣＳ１０−１〜１０−ｎなどから、蓄電池１１の状態を示す蓄電池情報を取得する取得部である。蓄電池情報は、例えば、ＳＯＣ、温度および電流といった情報である。詳細には、蓄電池状態推定部６は、ＰＣＳ１０−１〜１０−ｎから受信する蓄電池１１−１〜１１−ｎのそれぞれの蓄電池の状態を示す蓄電池情報に基づいて、各蓄電池１１−１〜１１−ｎの状態を推定し、推定結果を蓄電池状態入力部２および劣化影響度算出部７へ入力する。例えば、蓄電池１１−１〜１１−ｎの温度は蓄電池の内部の温度を検出する温度検出器により検出される。この温度は、例えば、ＰＣＳ１０−１〜１０−ｎを介して蓄電池制御装置１へ送信されてもよいし、ＰＣＳ１０−１〜１０−ｎ以外の図示しない別の装置を介して蓄電池制御装置１へ送信されてもよい。なお、以下では、蓄電池情報はＰＣＳ１０を介して蓄電池制御装置１で受信される例を示すが、蓄電池情報のうちの少なくとも１部が蓄電池１１から直接蓄電池制御装置１へ送信されてもよい。蓄電池状態入力部２は、蓄電池状態推定部６から入力された推定結果、すなわち各蓄電池１１−１〜１１−ｎの状態を評価関数設定部４１へ入力する。

劣化影響度算出部７は、蓄電池情報に基づいて蓄電池１１ごとの劣化影響度を算出する。詳細には、劣化影響度算出部７は、蓄電池状態推定部６から入力された推定結果に基づいて、各蓄電池１１−１〜１１−ｎの劣化影響度を算出し、算出した劣化影響度を劣化影響度入力部３へ入力する。制御指令合計値算出部８は、蓄電池１１−〜１１−ｎに配分される制御指令値の合計値に対する目標値を算出して、算出した合計値を制御配分指令部５へ入力する。

なお、蓄電池状態入力部２および劣化影響度入力部３は必須ではなく、蓄電池制御装置１が蓄電池状態入力部２および劣化影響度入力部３を備えず、蓄電池状態推定部６、劣化影響度算出部７からそれぞれの処理結果が配分ゲイン算出部４へ入力されるようにしてもよい。蓄電池状態の推定結果については、配分ゲイン算出部４へ入力されなくてもよい。

ＰＣＳ１０は、制御配分指令部５から送信された制御指令値を受信し、制御指令値に基づいて蓄電池１１の充放電を制御する。蓄電池１１は、例えば、図示しない負荷、電力系統などに接続され、ＰＣＳ１０からの指示に従って、充電を行ったり、蓄電している電力を放電したりする。

次に、本実施の形態の蓄電池制御装置１のハードウェア構成について説明する。蓄電池制御装置１は、例えば、コンピュータ、制御回路などの情報処理装置により実現される。図２は、本実施の形態の蓄電池制御装置１を実現する情報処理装置の構成例を示す図である。図２に示した情報処理装置は、入力装置１０１、二次記憶装置１０２、主記憶装置１０３、出力装置１０４およびＣＰＵ（Central Processing Unit）１０５を備える。また、蓄電池制御装置１は、ＰＣＳ１０のいずれかの内部に備えられてもよい。

入力装置１０１は、情報の入力を受け付ける受信機である。入力装置１０１は、さらに、ユーザからの操作により情報の入力を受け付けるキーボード、マウスなどを含んでいてもよい。出力装置１０４は、情報を出力する送信機である。出力装置１０４は、ディスプレイ、モニタなどを含んでいてもよい。

主記憶装置１０３は、ＣＰＵ１０５が直接アクセス可能なメモリであり、半導体メモリなどにより構成される。二次記憶装置１０２は、データなどが記憶されるメモリであり、磁気ディスク装置、半導体メモリなどにより構成される。

蓄電池状態入力部２、劣化影響度入力部３、配分ゲイン算出部４、制御配分指令部５、蓄電池状態推定部６、劣化影響度算出部７および制御指令合計値算出部８は、二次記憶装置１０２に格納されたプログラムが、主記憶装置１０３に読み出されて、ＣＰＵ１０５により実行されることにより実現される。蓄電池状態入力部２、劣化影響度入力部３、配分ゲイン算出部４、制御配分指令部５、蓄電池状態推定部６、劣化影響度算出部７および制御指令合計値算出部８を実現するためのプログラムすなわち本実施の形態の蓄電池制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、例えば、図示しないＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭドライブにセットされたＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭなどの媒体により提供されてもよいし、通信媒体により提供されてもよい。

蓄電池状態入力部２、劣化影響度入力部３、配分ゲイン算出部４、制御配分指令部５、蓄電池状態推定部６、劣化影響度算出部７および制御指令合計値算出部８は、実行時に必要なデータを、適宜、二次記憶装置１０２に保存し、また、実行に必要なデータを適宜二次記憶装置１０２から読み出す。また、ＣＰＵ１０５により蓄電池状態推定部６の機能が実現されるときには、入力装置１０１も用いられる。ＣＰＵ１０５により制御配分指令部５の機能が実現されるときには、出力装置１０４も用いられる。

次に本実施の形態の蓄電池制御装置１における動作について説明する。以下では、蓄電池情報が、蓄電池１１の蓄電量であるＳＯＣと蓄電池１１の温度とを含む例を説明する。図３は、本実施の形態の蓄電池制御装置１における蓄電池制御処理手順の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、まず、蓄電池制御装置１の評価関数設定部４１は、管理装置２０から受信した情報に基づいて、各蓄電池１１へ充放電量を配分する際に用いる評価関数を設定する（ステップＳ１）。具体的には、例えば、評価関数として以下の式（１）に示すように、Ｆを定義する。なお、ここでは、各蓄電池１１における合成された劣化影響度が同程度となるように、充放電量を算出するための評価関数として、式（１）を用いる例を示したが、評価関数は式（１）に限定されない。なお、ｉは蓄電池の番号を示す自然数であり、Σは、ｉ＝１からｉ＝ｎまでの総和を示し、｜｜は絶対値を示す。また、Ｄ_ａ（ｉ）は、指令値を送信する時点から一定時間の間の充放電量をＰ（ｉ）としたときの蓄電池１１−ｉの総合劣化影響度であり、式（２）で表すことができる。ｊは、劣化影響度の評価の対象となる項目、例えばＳＯＣ、温度といった項目の番号を示す自然数である。Ｄ（ｉ，ｊ）はｊ番目の項目に対応する蓄電池１１−ｉの劣化影響度であり、Ｐ（ｉ）の関数である。Ｄ_ｍは、ｉ＝１からｉ＝ｎまでのｎ個のＤ_ａ（ｉ）を平均した平均値である。γ（ｉ）は重み付け係数である。なお、γ（ｉ）を用いずに、重みを全て１としてもよい。
Ｆ＝Σ｜Ｄ_ｍ−Ｄ_ａ（ｉ）｜ …（１）
Ｄ_ａ（ｉ）＝Σ（γ（ｉ）Ｄ（ｉ，ｊ）） …（２）

また、ステップＳ１では、評価関数設定部４１は、管理装置２０から、評価関数を求めるための情報である劣化算出情報、および上述したγ（ｉ）についても受信し、受信したγ（ｉ）を保持するとともに、劣化算出情報を劣化影響度算出部７へ入力する。劣化算出情報には、劣化影響度の評価の対象となる項目ごとの劣化特性情報、上述したγ（ｉ）が含まれる。劣化特性情報は、ＳＯＣ、温度といった各項目を示す数値と劣化影響度との対応を示す情報である。

図４および図５は、劣化特性情報の例を示す模式図である。図４は、ＳＯＣに対する劣化影響度を示す図であり、図５は、温度に対する劣化影響度を示す図である。劣化影響度は、劣化の度合いを示す指標であり、ここで説明する例では、数値が大きいほど劣化の度合いが大きいとする。例えば、図５に示すように、温度に関する劣化特性情報を参照すると、０度から３５度の範囲内で蓄電池を運用する場合には、劣化への影響度は温度に対してあまり変化がなく３５度以上の場合に比べ劣化影響度の値も低いが、３５度以上で蓄電池を運用する場合は温度の上昇に伴って劣化への影響度合いが徐々に高まる。５０度以上での運用では、劣化影響度は、急激に大きくなることを意味している。劣化特性情報は、蓄電池を用いた試験、解析などにより算出される。評価関数設定部４１は、図４および図５に例示した情報を、劣化特性情報として、テーブル等により保持するかまたは計算式により保持する。また、これらの劣化特性情報は、蓄電池の種類によって異なることがあるため、評価関数設定部４１は、蓄電池の種類ごとに劣化特性情報を管理装置２０から受信する。Ｄ_ａ（ｉ）およびＦの算出方法については後述する。

図３の説明に戻り、ステップＳ１の後、蓄電池制御装置１の蓄電池状態入力部２は、蓄電池状態推定部６により推定された推定結果、すなわち推定された各蓄電池１１の状態を評価関数設定部４１へ入力する（ステップＳ２）。具体的には、蓄電池状態推定部６は、ＰＣＳ１０から受信した蓄電池情報に基づいて、各蓄電池１１の状態を推定する。ここで、蓄電池１１の状態とは、蓄電池１１のＳＯＣ、温度などである。例えば、蓄電池状態推定部６における推定対象がＳＯＣであり、ＰＣＳ１０または蓄電池１１からは蓄電池情報として、ＳＯＣではなく電流を受信する場合、蓄電池状態推定部６は、電流を積算することにより、ＳＯＣを推定する。蓄電池状態推定部６が、推定対象となる情報を、ＰＣＳ１０または蓄電池１１から直接受信する場合には、蓄電池状態推定部６は、ＰＣＳ１０または蓄電池１１から受信した情報をそのまま蓄電池状態入力部２へ入力する。そして、蓄電池状態入力部２は、蓄電池状態推定部６から受け取った推定結果を評価関数設定部４１へ入力する。

蓄電池制御装置１の劣化影響度入力部３は、劣化影響度算出部７から入力される蓄電池１１ごとの、各項目に対応する劣化影響度を、評価関数設定部４１へ入力する（ステップＳ３）。具体的には、劣化影響度算出部７は、蓄電池状態推定部６から入力される推定結果、すなわち各蓄電池１１の現在の状態と評価関数設定部４１から指示される充放電量とに基づいて、将来の一定時間、すなわち指令値を送信する時点から一定時間の間の充放電量を一定値とした場合の項目ごとの劣化影響度を算出する。なお、ここでは、指令値を送信する時点を現在すなわち蓄電池状態推定部６より状態が推定された時点であるとする。具体的には、例えば、劣化影響度算出部７は、項目ごとに、一定値の充放電量で充放電を行う場合の充放電継続時間と劣化影響度の評価の対象となる項目との対応を、時間特性情報として保持しておく。そして、劣化影響度算出部７は、時間特性情報と蓄電池状態推定部６から入力された推定結果とを用いて劣化影響度を算出する。このようにして、ｊ番目の項目に関する蓄電池１１−ｉに対応する劣化影響度、すなわち上述したＤ（ｉ，ｊ）が算出される。

図６および図７は、時間特性情報の例を示す模式図である。図６は、ＳＯＣに関する時間特性情報を示し、図７は、温度に関する時間特性情報を示している。図６および図７に示した例では、一定値の充放電量を、それぞれ−１００，−８０，−６０，−４０，−２０，０，２０，４０，６０，８０，１００とした１１ケースの時間特性情報を示している。なお、図６および図７では、充放電量は、放電を正の値で示し、充電を負の値で示しており、１００を定格比１００％の放電とし、−１００は定格比１００％充電を示しているといったように、充放電量の絶対値は定格比を示している。例えば、図７に示したように、蓄電池１１の温度に関する時間特性情報は、１００％での充電を実施すると３６００秒経過すると温度が上昇することを意味している。なお、劣化影響度算出部７は、時間特性情報についても、劣化特性情報と同様に、管理装置２０から評価関数設定部４１を介して受け取ってもよいし、あらかじめ劣化影響度算出部７に時間特性情報が設定されていてもよい。時間特性情報は、蓄電池を用いた試験、解析などにより算出される。

評価関数設定部４１は、ステップＳ３では、蓄電池１１ごとに充放電量を設定し、充放電量を上述した一定値の充放電量として劣化影響度算出部７へ入力する。この充放電量については、初期値は、例えば、前回の指令値とすることができる。初回の充放電量は任意の値を用いることができる。

図３の説明に戻り、ステップＳ３の後、評価関数設定部４１は、蓄電池状態入力部２から入力される蓄電池１１の状態と、劣化影響度入力部３から入力される劣化影響度と、評価関数とに基づいて、配分ゲイン算出処理を実施する（ステップＳ４）。具体的には、ステップＳ３で劣化影響度算出部７へ入力した充放電量に基づいて配分ゲインを仮設定する。評価関数設定部４１は、式（２）に従って、蓄電池１１ごとにＤ_ａ（ｉ）を算出し、算出したＤ_ａ（ｉ）を用いてＤ_ｍを算出する。そして、評価関数設定部４１は、式（１）に従って、評価関数Ｆの値を算出する。

ステップＳ４の後、配分ゲインを変更し、再び、ステップＳ２からステップＳ４を実施する。これらの動作を繰り返して、複数の配分ゲインに関して、それぞれ評価関数Ｆの値を算出する。配分ゲイン算出部４は、複数の配分ゲインに関して、それぞれ評価関数Ｆの値を算出すると、評価関数Ｆの値を最小とする配分ゲインを選択し、制御配分指令部５へ出力する。

一方、制御指令合計値算出部８は、蓄電池１１−１〜１１−ｎによる合計の充放電量の目標値である合計目標値である制御指令合計値を算出する（ステップＳ５）。制御指令合計値は、どのように算出されてもよいが、例えば、電力系統の周波数、電力などの計測値を用いてミリ秒オーダーで算出されてもよいし、需要予測、再生可能エネルギーの予測などに基づいて演算された発電計画、買電計画などに基づいて秒オーダーで算出されてもよい。制御指令合計値の算出方法および更新周期はこれらの例に限定されない。制御指令合計値算出部８は、算出した制御指令合計値を制御配分指令部５へ入力する。

制御配分指令部５は、制御指令合計値算出部８から入力された制御指令合計値と、配分ゲイン算出部４から入力される配分ゲインとに基づいて、制御配分指令処理を実施する（ステップＳ６）。すなわち、制御配分指令部５は、制御指令合計値算出部８から入力された制御指令合計値と、配分ゲイン算出部４から入力される配分ゲインとに基づいて、各蓄電池１１に対する制御指令を生成し、生成した制御指令を蓄電池１１に対応するＰＣＳ１０へ送信する。具体的には、制御配分指令部５は、各蓄電池に対応する配分ゲインを制御指令合計値に乗算することにより、各蓄電池の充放電量を算出し、算出した充放電量を示す制御指令を生成する。

図８および図９は、充放電の継続時間に対する劣化影響度の一例を示す図である。図８および図９は、それぞれ図６および図７の時間特性情報を用いて算出される劣化影響度を示している。すなわち、図８は、ＳＯＣに関する劣化影響度を充放電の継続時間に対して示した図であり、図９は、温度に関する劣化影響度を充放電の継続時間に対して示した図である。図６および図７の例と同様に、−１００，−８０，−６０，−４０，−２０，０，２０，４０，６０，８０，１００とした１１ケースの特性を示している。このように、各項目に対応する劣化影響度は充放量の継続時間および充放電量に依存する。本実施の形態では、図６および図７の時間特性情報と図４および図５に示した劣化特性情報とを用いることにより、図８および図９に示した特性に対応した劣化影響度を算出することができる。

図１０は、蓄電池１１の種類ごとの総合劣化影響度の一例を示す図である。図１０では、リチウムイオン電池（図１０では、ＬＩＢ：Lithium Ion Batteryと略す）とナトリウム硫黄電池（図１０では、ＮＡＳと略す）、鉛蓄電池（図１０では、鉛と略す）の３つの種類の蓄電池１１について、それぞれ蓄電池１１の出力に対する総合劣化影響度を示している。蓄電池１１の出力は、充放電量を示す値であり、図８および図９の例と同様に、放電を正の値で示し、充電を負の値で示しており、１００を定格比１００％の放電とし、−１００は定格比１００％の充電を示しているといったように、充放電量の絶対値は定格比を示している。このように、蓄電池１１の種類によって、劣化影響度は異なる。本実施の形態では、蓄電池１１の種類ごとの劣化特性情報を用いるため、このような蓄電池１１の種類に応じて劣化影響度を正しく求めることができる。

以上のように、生成された制御指令に基づいて、ＰＣＳ１０は蓄電池１１を制御する。図３に示した処理は、例えば、定期的に実施される。

以上のように、本実施の形態では、蓄電池制御装置１は、蓄電池１１の状態を示す情報を蓄電池１１または蓄電池１１に接続されるＰＣＳ１０から取得し、蓄電池１１の状態を示す情報に基づいて劣化影響度を算出し、劣化影響度に基づいて各蓄電池１１へ指令する充放電量を算出するようにした。このため、リユースされた蓄電池１１などのように、使用年数のわからない蓄電池が含まれていたとしても、各蓄電池に対して適切に充放電量を配分することができる。

実施の形態２．
図１１は、本発明にかかる実施の形態２の配分ゲイン算出部の構成例を示す図である。本実施の形態の蓄電池制御装置の構成は、実施の形態１の蓄電池制御装置１の制御配分指令部５の替わりに制御配分指令部５ａを備え、配分ゲイン算出部４が、合計目標値の周期ごとすなわち周波数帯ごとに配分ゲインを算出する以外は、実施の形態１の蓄電池制御装置１と同様である。蓄電池システムは、実施の形態１の蓄電池制御装置１に替えて本実施の形態の蓄電池制御装置を備える以外は実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１と異なる点を説明し、実施の形態１と重複する説明は省略する。

本実施の形態の制御配分指令部５ａは、フィルタ５１−１〜５１−４と、制御配分指令部５２−１〜５２−４とを備える。フィルタ５１−１〜５１−４には、合計目標値が入力される。フィルタ５１−１〜５１−４は、それぞれが通過させる周波数帯域が異なる。例えば、フィルタ５１−１は１８００〜３６００秒の周期に対応する周波数帯域の信号を通過させ、フィルタ５１−２は１２００〜１８００秒の周期に対応する周波数帯域の信号を通過させる。フィルタ５１−３は６００〜１２００秒の周期に対応する周波数帯域の信号を通過させ、フィルタ５１−４は１８０〜６００秒の周期に対応する周波数帯域の信号を通過させる。なお、制御配分指令部５ａと蓄電池１１の間には、ＰＣＳ１０が存在するが図１１では図示を省略している。

そして、配分ゲイン算出部４は、実施の形態１と同様に配分ゲインを算出するが、この際、各フィルタ５１−１〜５１−４に対応する周波数帯域ごとに、配分ゲインを算出する。蓄電池１１の種類によっては、周波数ごとに劣化特性が異なることがある。したがって、本実施の形態では、劣化影響度算出部７は、周波数帯域ごとに蓄電池１１の各種類の劣化特性情報を保持し、周波数帯ごとに劣化影響度を算出する。そして、配分ゲイン算出部４は、周波数帯域ごとに、蓄電池１１−１〜１１−ｎのそれぞれに充放電量を配分する。すなわち、配分ゲイン算出部４は、周波数帯域ごとに、配分ゲインを算出する。例えば、配分ゲイン算出部４は、まず各フィルタ５１−１〜５１−４に対応する周波数帯域のうち最も長周期の周波数帯の配分ゲインを、この成分において性能が高くなる蓄電池への配分量が多くなるように割当てる。次に、配分ゲイン算出部４は、各フィルタ５１−１〜５１−４に対応する周波数帯域のうち次に長周期となる周波数帯の配分ゲインを、この周波数帯域成分において性能が高くなる蓄電池への配分量が多くなるように配分ゲインを割当てる。以降同様に、配分ゲイン算出部４は、周期の長い順に対応する周波数帯において性能が高くなる蓄電池へ優先して配分ゲインを割り当てておく。

制御配分指令部５２−１〜５２−４は、それぞれ対応するフィルタ５１−１〜５１−４から入力される値、すなわち各周波数帯の合計目標値と、配分ゲイン算出部４から入力される周波数帯ごとの配分ゲインとに基づいて、制御指令を生成して、各蓄電池１１に対応するＰＣＳ１０へ制御指令を送信する。そして、制御配分指令部５２−１〜５２−４は、長周期の周波数帯から順に、対応する配分ゲインに基づいて各蓄電池へ指令する制御量を決定する。長周期の周波数帯から順に各蓄電池の制御量を決定していくことで、短周期変動成分の影響を抑制して、長周期の周波数帯において性能が高い蓄電池により多くの制御量の配分を行うことができる。これにより、蓄電池の種類ごとの性能に適応した充放電指令値の配分が可能となる。

以上のように、本実施の形態では、蓄電池制御装置は、合計目標値の周波数帯ごとに、制御指令を生成して、ＰＣＳ１０へ送信するようにした。これにより、蓄電池の種類ごとの性能に適応した充放電指令値の配分が可能となる。

実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３にかかる蓄電池システムの構成例を示す図である。本実施の形態の蓄電池システムは、実施の形態１の蓄電池制御装置１の替わりに蓄電池制御装置１ａを備える以外は、実施の形態１の蓄電池システムと同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を主に説明する。

蓄電池制御装置１ａは、実施の形態１の蓄電池制御装置１に、蓄電池寿命推定部９を追加し、劣化影響度算出部７の替わりに劣化影響度算出部７ａを備える以外は実施の形態１の蓄電池制御装置１と同様である。蓄電池状態推定部６から出力される推定結果は、劣化影響度算出部７ａへ入力されるとともに蓄電池寿命推定部９にも入力される。蓄電池寿命推定部９は、各蓄電池１１の余寿命を推定し、推定した余寿命を劣化影響度算出部７ａへ入力する。劣化影響度算出部７ａは、蓄電池１１ごとの、各項目の劣化影響度を算出する際に、余寿命を考慮する。すなわち、劣化影響度算出部７ａは、余寿命に基づいて劣化影響度を算出する。具体的には、例えば、劣化特性情報を余寿命ごとに保持しておき、劣化影響度の算出の際に、余寿命に応じた劣化特性情報を用いることにより、余寿命を考慮した劣化影響度を算出する。余寿命に応じた劣化特性情報は、実施の形態１と同様に、管理装置２０から入力されてもよいし、あらかじめ劣化影響度算出部７ａに設定されてもよい。

図１３は、実施の形態３の蓄電池制御装置１ａにおける蓄電池制御処理手順の一例を示すフローチャートである。図１３に示したフローチャートでは、実施の形態１の図３に示したフローチャートに対して、ステップＳ２の後に、ステップＳ７が追加されている。ステップＳ７では、蓄電池寿命推定部９は、各蓄電池１１の余寿命を推定し、推定した余寿命を劣化影響度算出部７ａへ入力する。ステップＳ７では、蓄電池寿命入力処理が追加されている。また、本実施の形態では、ステップＳ７の後のステップＳ３では、劣化影響度算出部７ａは、蓄電池１１ごとに、余寿命を考慮した各項目の劣化影響度を算出する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。なお、以上説明した例では、余寿命に応じて劣化特性情報を用いることにより余寿命を考慮したが、これに限らず、劣化影響度算出部７ａは、劣化影響度として余寿命パラメータを追加して劣化影響度入力部３へ入力してもよい。例えば、余寿命パラメータを、余寿命が短いほど値が高くなるような値に設定する。この場合も、劣化影響度算出部７ａが、余寿命を考慮した劣化影響度を算出していることに相当する。

以上の説明では、実施の形態１の蓄電池制御装置１に蓄電池寿命推定部９を追加して余寿命を考慮した劣化影響度を算出する例を説明したが、同様に、実施の形態２の蓄電池制御装置に蓄電池寿命推定部９を追加して余寿命を考慮した劣化影響度を算出するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、各蓄電池１１の劣化影響度を算出する際に、余寿命を考慮することにした。このため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、蓄電池システム全体の長寿命化を図ることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，１ａ 蓄電池制御装置、２ 蓄電池状態入力部、３ 劣化影響度入力部、４ 配分ゲイン算出部、５，５ａ，５２−１〜５２−４ 制御配分指令部、６ 蓄電池状態推定部、７，７ａ 劣化影響度算出部、８ 制御指令合計値算出部、９ 蓄電池寿命推定部、１０−１〜１０−ｎ ＰＣＳ、１１−１〜１１−ｎ 蓄電池、２０ 管理装置、４１ 評価関数設定部。

Claims (6)

1. 複数の蓄電池を制御する蓄電池制御装置であって、
   前記蓄電池の状態を示す蓄電池情報を取得する取得部と、
   充放電の継続時間および充放電量と前記蓄電池情報との対応関係を示す時間特性情報を保持し、前記時間特性情報と前記取得部が取得した前記蓄電池情報とを用いて、一定時間後の前記蓄電池ごとの劣化影響度を算出する劣化影響度算出部と、
   前記劣化影響度に基づいて、前記一定時間後の前記複数の蓄電池の前記劣化影響度が等しくなるように前記複数の蓄電池のそれぞれに充放電量を配分する配分部と、
   前記蓄電池ごとに、前記蓄電池を前記充放電量に応じて動作させるための制御指令を生成する指令部と、
   を備えることを特徴する蓄電池制御装置。
2. 前記蓄電池情報は、前記蓄電池の蓄電量と前記蓄電池の温度とを含むことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池制御装置。
3. 前記劣化影響度算出部は、周波数帯ごとに前記劣化影響度を算出し、
   前記配分部は、前記周波数帯ごとに前記複数の蓄電池のそれぞれに充放電量を配分することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電池制御装置。
4. 前記蓄電池の余寿命を推定する寿命推定部、
   を備え、
   前記劣化影響度算出部は、前記余寿命に基づいて前記劣化影響度を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電池制御装置。
5. 複数の蓄電池を制御する蓄電池制御装置であって、
   前記蓄電池の状態を示す蓄電池情報を取得する取得部と、
   前記蓄電池情報に基づいて前記蓄電池ごとの劣化影響度を算出する劣化影響度算出部と、
   前記劣化影響度に基づいて前記複数の蓄電池のそれぞれに充放電量を配分する配分部と、
   前記蓄電池ごとに、前記蓄電池を前記充放電量に応じて動作させるための制御指令を生成する指令部と、
   を備え、
   前記劣化影響度算出部は、周波数帯ごとに前記劣化影響度を算出し、
   前記配分部は、前記周波数帯ごとに前記複数の蓄電池のそれぞれに充放電量を配分することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電池制御装置。
6. 複数の蓄電池を制御する蓄電池制御装置における蓄電池制御方法であって、
   前記蓄電池制御装置が、前記蓄電池の状態を示す蓄電池情報を取得する取得ステップと、
   前記蓄電池制御装置が、充放電の継続時間および充放電量と前記蓄電池情報との対応関係を示す時間特性情報を保持し、前記時間特性情報と前記取得ステップで取得した前記蓄電池情報とを用いて、一定時間後の前記蓄電池ごとの劣化影響度を算出する劣化影響度算出ステップと、
   前記蓄電池制御装置が、前記劣化影響度に基づいて、前記一定時間後の前記複数の蓄電池の前記劣化影響度が等しくなるように前記複数の蓄電池のそれぞれに充放電量を配分する配分ステップと、
   前記蓄電池制御装置が、前記蓄電池ごとに、前記充放電量に応じて動作させるための制御指令を生成する指令ステップと、
   を含むことを特徴する蓄電池制御方法。

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