JP7012183B1 - 蓄電池制御装置、蓄電池制御システム、及び蓄電池制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池を用いて電力系統からの受電電力のピークカットを行う場合に、ピークカット不能にならないように蓄電池の残量を制御する。【解決手段】蓄電池制御装置１０は、電力線７０に接続された負荷３０の電力需要の予測値を示す需要予測値を取得し、取得された需要予測値及び蓄電池２０の残りの電力量を示す蓄電池残量に基づき計算して得られる、電力系統６０から受電する電力の上限値を示す受電上限値を更新し、負荷３０の電力需要の実績値を示す需要実績値が更新された受電上限値を超えた場合に、需要実績値と受電上限値との差に相当する電力を蓄電池２０から放電する制御を行う。【選択図】図１

Description

本開示は、蓄電池制御装置、蓄電池制御システム、及び蓄電池制御プログラムに関し、詳しくは、蓄電池を利用して受電電力のピークカットを行う蓄電池制御装置、蓄電池制御システム、及び蓄電池制御プログラムに関する。

近年、省エネルギーの観点等から、電力系統から供給される電力のピークカットの必要性が高まっている。ピークカットを行うことによって、需要家が消費する１日の電力のうち最も使用量が多い時間帯の電力の削減が可能となる。

例えば、特許文献１には、ピークカットレベル更新装置を備えた電力貯蔵装置の制御装置が記載されている。このピークカットレベル更新装置は、電力貯蔵装置の充電量と負荷電力パタンとを比較して、電力系統から受電する電力の上限値を示すピークカットレベルを更新する、あるいは、電力貯蔵装置の放電量と放電スケジュールとを比較して、ピークカットレベルを更新する。

特開２０００－６９６７３号公報

上記特許文献１に記載された従来技術によれば、電力系統からの受電電力を所定のレベル以下に抑えると共に、電力貯蔵装置（つまり、蓄電池）を効率良く放電することができる。

一方、ピークカットレベルは、負荷による電力需要等の予測に基づき決定される。しかしながら、電力需要予測と実際の電力需要実績とが一致するとは限らない。このため、予定通りのピークカットが可能とは限らない。例えば、電力需要実績が予測よりも大きい場合、予測に基づくピークカットレベルを超えた分を全て蓄電池からの放電で賄ってしまうと、早期に蓄電池残量が低下し、いずれピークカット不能となってしまう。上記特許文献１に記載の技術では、ピークカットレベルを不定期に更新するため、更新時期によってはやはりピークカット不能となる場合がある。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、蓄電池を用いて電力系統からの受電電力のピークカットを行う場合に、ピークカット不能にならないように蓄電池の残量を制御することができる蓄電池制御装置、蓄電池制御システム、及び蓄電池制御プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１態様に係る蓄電池制御装置は、電力系統から電力が供給される電力線に接続された蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御装置であって、前記電力線に接続された負荷の電力需要の予測値を示す需要予測値を取得する取得部と、前記取得部により取得された需要予測値及び前記蓄電池の残りの電力量を示す蓄電池残量に基づき計算して得られる、前記電力系統から受電する電力の上限値を示す受電上限値を更新する更新部と、前記負荷の電力需要の実績値を示す需要実績値が前記更新部により更新された受電上限値を超えた場合に、前記需要実績値と前記受電上限値との差に相当する電力を前記蓄電池から放電する制御を行う制御部と、を備えている。

また、第２態様に係る蓄電池制御装置は、第１態様に係る蓄電池制御装置において、前記更新部が、前記需要実績値が前記需要予測値よりも大きく、かつ、前記蓄電池残量が所定値未満である場合に、更新後の前記受電上限値が更新前の前記受電上限値よりも大きくなるように前記受電上限値を計算する。

また、第３態様に係る蓄電池制御装置は、第１態様又は第２態様に係る蓄電池制御装置において、前記更新部が、所定の期間における前記電力系統から受電した電力量の最大値を示す受電最大値を取得し、前記受電上限値が前記受電最大値以下である場合、前記受電最大値を前記受電上限値とする。

また、第４態様に係る蓄電池制御装置は、第１態様～第３態様の何れか１の態様に係る蓄電池制御装置において、前記更新部が、前記蓄電池の容量の一部を予備とする場合に当該予備の割合を示す安全率を取得し、前記需要予測値、前記蓄電池残量、及び前記安全率に基づいて、前記受電上限値を計算する。

また、第５態様に係る蓄電池制御装置は、第１態様～第４態様の何れか１の態様に係る蓄電池制御装置において、前記電力線に、発電機が更に接続されており、前記取得部が、前記発電機による発電量の予測値を示す発電予測値を更に取得し、前記更新部が、前記取得部により取得された前記需要予測値、前記発電予測値、及び前記蓄電池残量に基づき計算して得られる、前記受電上限値を更新する。

また、第６態様に係る蓄電池制御装置は、第５態様に係る蓄電池制御装置において、前記蓄電池から放電する放電量が、前記電力系統からの受電電力の実績値を示す受電実績値から前記受電上限値を減じて得られた電力量、前記蓄電池から出力可能な電力量、並びに、前記需要予測値及び前記発電予測値により決定される放電電力の上限値を示す放電上限値のいずれか小さい方とされている。

また、第７態様に係る蓄電池制御装置は、第５態様に係る蓄電池制御装置において、前記制御部が、前記発電機による発電量の実績値を示す発電実績値が前記需要実績値よりも大きい場合、前記発電実績値と前記需要実績値との差に相当する余剰電力を前記発電機から前記蓄電池に充電する制御又は前記余剰電力を前記発電機から前記電力系統へ逆潮流する制御又は前記発電機の出力を低下させる制御を行う。

また、第８態様に係る蓄電池制御装置は、第５態様に係る蓄電池制御装置において、前記制御部が、前記需要実績値が前記受電上限値以下で、かつ、前記発電機による発電量の実績値を示す発電実績値が前記発電予測値未満である場合、前記発電予測値と前記発電実績値との差に相当する不足電力を前記電力系統から前記蓄電池に充電する制御を行う。

また、第９態様に係る蓄電池制御装置は、第８態様に係る蓄電池制御装置において、前記電力系統から充電する充電量が、前記発電予測値から前記発電実績値を減じて得られた電力量、前記受電上限値から前記電力系統からの受電電力の実績値を示す受電実績値を減じて得られた電力量、及び、前記蓄電池の入力可能な電力量のいずれか小さい方とされている。

更に、上記目的を達成するために、第１０態様に係る蓄電池制御システムは、電力系統から電力が供給される電力線に接続された蓄電池と、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御装置と、を備えた蓄電池制御システムであって、前記蓄電池制御装置が、前記電力線に接続された負荷の電力需要の予測値を示す需要予測値を取得する取得部と、前記取得部により取得された需要予測値及び前記蓄電池の残りの電力量を示す蓄電池残量に基づき計算して得られる、前記電力系統から受電する電力の上限値を示す受電上限値を更新する更新部と、前記負荷の電力需要の実績値を示す需要実績値が前記更新部により更新された受電上限値を超えた場合に、前記需要実績値と前記受電上限値との差に相当する電力を前記蓄電池から放電する制御を行う制御部と、を備えている。

更に、上記目的を達成するために、第１１態様に係る蓄電池制御プログラムは、コンピュータを、第１態様～第９態様の何れか１の態様に係る蓄電池制御装置が備える各部として機能させる。

以上詳述したように、本開示の技術によれば、蓄電池を用いて電力系統からの受電電力のピークカットを行う場合に、ピークカット不能にならないように蓄電池の残量を制御することができる、という効果を有する。

第１の実施形態に係る蓄電池制御システムの構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る蓄電池制御装置の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係るピークカットの一例を模式的に示す図である。 実施形態にピークカットの別の例を模式的に示す図である。 第１の実施形態に係る蓄電池制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る蓄電池制御プログラムによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る受電上限値更新処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る電力系統から蓄電池に充電される充電量の一例を示す図である。 受電上限値を需要予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値及び発電予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値及び発電予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値及び発電予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値及び発電予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値及び発電予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値に加え蓄電池残量を考慮して更新する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値に加え蓄電池残量を考慮して更新する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値に加え蓄電池残量を考慮して更新する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値に加え蓄電池残量を考慮して更新する場合の計算例の説明に供する図である。 受電上限値を需要予測値に加え蓄電池残量を考慮して更新する場合の計算例の説明に供する図である。 第２の実施形態に係る安全率確保を含む受電上限値更新処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態の一例について詳細に説明する。なお、動作、作用、機能が同じ働きを担う構成要素及び処理には、全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を適宜省略する場合がある。各図面は、本開示の技術を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本開示の技術は、図示例のみに限定されるものではない。また、本実施形態では、本開示の技術と直接的に関連しない構成や周知な構成については、説明を省略する場合がある。

[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態に係る蓄電池制御システム１００の構成の一例を示す図である。

図１に示すように、本実施形態に係る蓄電池制御システム１００は、蓄電池制御装置１０と、蓄電池２０と、負荷３０と、自家用発電機４０と、サーバ５０と、を備えている。蓄電池２０、負荷３０、及び自家用発電機４０は、電力線７０に接続されている。電力線７０には、電力系統６０から電力が供給される。なお、本実施形態に係る蓄電池制御システム１００では、自家用発電機４０を含む構成として示しているが、自家用発電機４０は必須ではないため、省略してもよい。

蓄電池２０は、充放電可能な二次電池であり、蓄電池２０には、例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等が適用される。

負荷３０は、需要家が使用する電気機器等であり、電気機器等の具体的な種類、数は特に限定されない。

自家用発電機４０は、例えば、太陽光発電（太陽電池）、風力発電等の自然エネルギーを利用した発電装置でもよいし、回生エネルギーを利用した発電装置でもよい。自家用発電機４０は、発電機の一例である。

電力系統６０からの電力と、蓄電池２０から放電された電力と、自家用発電機４０が発電した電力とは、いずれも電力線７０に供給される。負荷３０で使用される電力と、電力系統６０、蓄電池２０、及び自家用発電機４０から電力線７０に供給される電力の総量とは釣り合っており、需給バランスが維持される。

サーバ５０は、負荷３０の電力需要予測、及び、自家用発電機４０の発電量予測を行う。具体的に、サーバ５０は、負荷３０の電力需要の予測値を示す需要予測値を、負荷３０の過去の電力需要実績に基づき計算し、自家用発電機４０による発電量の予測値を示す発電予測値を、自家用発電機４０の過去の発電量実績に基づき計算する。サーバ５０は、計算により得られた負荷３０の需要予測値及び自家用発電機４０の発電予測値を蓄電池制御装置１０に提供する。

蓄電池制御装置１０は、蓄電池２０に制御指令信号を出力し、蓄電池２０の充放電を制御する。蓄電池制御装置１０は、電力系統６０と蓄電池２０との間の電力線７０に設けられた任意の連携点から、蓄電池２０への充電量及び蓄電池２０からの放電量を取得する。また、蓄電池制御装置１０は、サーバ５０から提供された負荷３０の需要予測値及び自家用発電機４０の発電予測値に基づいて、受電上限値の計算を行う。ここでいう受電上限値は、電力系統６０から受電する電力の上限値を示す。また、蓄電池制御装置１０は、ピークカットを行う際に、負荷３０の電力需要の実績値を示す需要実績値、蓄電池２０の残りの電力量を示す蓄電池残量、及び、自家用発電機４０による発電量の実績値を示す発電実績値を取得する。なお、需要実績値は、電力系統６０と負荷３０との間の電力線７０に設けられた任意の連携点から取得され、発電実績値は、電力系統６０と自家用発電機４０との間の電力線７０に設けられた任意の連携点から取得される。

なお、本実施形態では、蓄電池制御装置１０とサーバ５０とを別体で構成しているが、蓄電池制御装置１０がサーバ５０の機能を備え、蓄電池制御装置１０とサーバ５０とを一体で構成してもよい。

図２は、第１の実施形態に係る蓄電池制御装置１０の電気的な構成の一例を示すブロック図である。

図２に示すように、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１４と、記憶部１５と、通信部１６と、外部インターフェース（以下、「外部Ｉ／Ｆ」という。）１７と、を備えている。

ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、及びＩ／Ｏ１４は、バスを介して各々接続されている。Ｉ／Ｏ１４には、記憶部１５と、通信部１６と、外部Ｉ／Ｆ１７と、を含む各機能部が接続されている。これらの各機能部は、Ｉ／Ｏ１４を介して、ＣＰＵ１１と相互に通信可能とされる。

記憶部１５としては、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等が用いられる。記憶部１５には、蓄電池２０の充放電を制御するための蓄電池制御プログラム１５Ａが記憶される。なお、この蓄電池制御プログラム１５Ａは、ＲＯＭ１２に記憶されていてもよい。

蓄電池制御プログラム１５Ａは、例えば、蓄電池制御装置１０に予めインストールされていてもよい。蓄電池制御プログラム１５Ａは、不揮発性の記憶媒体に記憶して、又はネットワークを介して配布して、蓄電池制御装置１０に適宜インストールすることで実現してもよい。なお、不揮発性の記憶媒体の例としては、ＣＤ-ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、光磁気ディスク、ＨＤＤ、ＤＶＤ-ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、メモリカード等が想定される。

通信部１６は、例えば、インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークに接続されており、サーバ５０との間でネットワークを介して通信が可能とされる。

外部Ｉ／Ｆ１７には、蓄電池２０及び自家用発電機４０が接続されている。これらの蓄電池２０及び自家用発電機４０は、外部Ｉ／Ｆ１７を介して、ＣＰＵ１１と通信可能に接続される。

本実施形態では、図３及び図４に示すように、蓄電池２０を活用して電力系統６０からの受電電力のピークカットを行う。

図３は、本実施形態に係るピークカットの一例を模式的に示す図である。図３において、縦軸は電力[ｋＷ]を示し、横軸は時間を示す。

図３に示すピークカットでは、実際の電力需要ＰＬが受電上限値を超えた場合に、受電上限値を超えた分だけ蓄電池２０から放電するように制御される。なお、図３において、点線のハッチング部分は蓄電池２０への充電量を示しており、夜間に電力系統６０から充電される。また、実線のハッチング部分は蓄電池２０からの放電量（ピークカット量）を示しており、充電量と等しい量が放電される。

図４は、本実施形態にピークカットの別の例を模式的に示す図である。図４において、縦軸は電力[ｋＷ]を示し、横軸は時間を示す。

図４に示すように、自家用発電機４０の発電量が実際の電力需要ＰＬよりも大きい場合、発電量の余剰分を自家用発電機４０から蓄電池２０に充電してもよい。これにより、電力系統６０への逆潮流を防止し、発電電力の自家消費率を高くすることができる。なお、図４において、点線のハッチング部分は自家用発電機４０から蓄電池２０に充電する充電量を示している。また、実線のハッチング部分は蓄電池２０からの放電量（ピークカット量）を示しており、充電量と等しい量が放電される。

ここで、受電上限値は、サーバ５０から得られる、負荷３０の電力需要予測及び自家用発電機４０の発電量予測に基づき決定される。しかしながら、電力需要予測と実際の電力需要実績とが一致するとは限らず、同様に、発電量予測と実際の発電量実績とが一致するとは限らない。このため、予定通りのピークカットが可能とは限らない。例えば、上述したように、電力需要実績が予測よりも大きい場合、予測に基づく受電上限値を超えた分を全て蓄電池２０からの放電で賄ってしまうと、早期に蓄電池残量が低下し、いずれピークカット不能となってしまう。なお、自家用発電機４０の発電量実績が予測よりも小さかった場合も同様である。

本実施形態では、電力需要予測と実際の電力需要実績とが一致しなかった場合でも少しでも多くのピークカットを行い、電力需要予測が外れた場合に少しでも理想的なピークカット量に近づけることを可能とする制御ロジックを提供する。具体的には、受電上限値を更新（再計算）する制御を行う。

このため、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０のＣＰＵ１１は、記憶部１５に記憶されている蓄電池制御プログラム１５ＡをＲＡＭ１３に書き込んで実行することにより、図５に示す各部として機能する。

図５は、第１の実施形態に係る蓄電池制御装置１０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

図５に示すように、本実施形態に係る蓄電池制御装置１０のＣＰＵ１１は、取得部１１Ａ、更新部１１Ｂ、及び充放電制御部１１Ｃとして機能する。なお、充放電制御部１１Ｃは、制御部の一例である。

取得部１１Ａは、電力線７０に接続された負荷３０の需要予測値を取得する。また、取得部１１Ａは、自家用発電機４０の発電予測値を取得する。需要予測値及び発電予測値は、サーバ５０から直接取得してもよいし、サーバ５０から取得した需要予測値及び発電予測値を記憶部１５に一旦記憶し、記憶部１５から取得してもよい。なお、需要予測を２４時間、つまり１日中継続的に行う場合には、需要予測を行う時間帯は特に限定されない。一方、需要予測を所定の時間帯に限定して行うようにしてもよい。この場合、所定の時間帯は、１日のうちで電力需要が比較的高い時間帯であり、例えば、１０時～１６時の時間帯とされる。また、取得部１１Ａは、負荷３０の需要実績値及び蓄電池２０の蓄電池残量を取得する。

更新部１１Ｂは、受電上限値を更新（再計算）する。受電上限値は、取得部１１Ａにより取得された需要予測値、発電予測値、及び蓄電池残量に基づき計算して得られる値である。なお、受電上限値の更新は、一定時間毎に行うようにしてもよい。ここでいう一定時間は、例えば、１０分以上６０分以内の範囲で適切な値が予め設定される。この一定時間には、例えば、３０分が設定される。具体的に、更新部１１Ｂは、需要実績値が需要予測値よりも大きく、かつ、蓄電池残量が所定値未満である場合に、更新後の受電上限値が更新前の受電上限値よりも大きくなるように受電上限値を計算する。なお、ここでいう所定値は、需要予測値に対して予め想定される蓄電池残量を表す値として定められる。

また、更新部１１Ｂは、所定の期間における電力系統６０から受電した電力量の最大値を示す受電最大値を取得し、受電上限値が受電最大値以下である場合、受電最大値を受電上限値としてもよい。ここでいう所定の期間とは、例えば、当月（ピークカットを実施した月）の最初の日からピークカットを実施した日までの期間とされる。一例として、４月１０日にピークカットを実施した場合、所定の期間は、４月１日～４月１０日までの１０日間となる。また、受電最大値は、電力系統６０から受電した電力量の履歴情報を記憶部１５に記憶しておき、記憶部１５に記憶した履歴情報から最大値を取得すればよい。

なお、上述したように、自家用発電機４０を含まない構成としてもよい。この場合、取得部１１Ａは、発電予測値を取得しないため、更新部１１Ｂは、需要予測値及び蓄電池残量に基づき受電上限値を計算する。

充放電制御部１１Ｃは、負荷３０の需要実績値が更新部１１Ｂにより更新された受電上限値を超えた場合に、需要実績値と受電上限値との差に相当する電力を蓄電池２０から放電する制御を行う。

上記のように受電上限値を更新（再計算）することで、想定よりも蓄電池残量が減少していた場合に立て直しが可能となる。例えば、需要実績値が需要予測値よりも大きく、蓄電池残量が想定よりも減っていた場合、以降の受電上限値を少し大きくすることで蓄電池２０からの放電量を減らし、蓄電池残量を節約することができる。

蓄電池２０から放電する放電量は、例えば、電力系統６０からの受電電力の実績値を示す受電実績値から受電上限値を減じて得られた電力量、蓄電池２０から出力可能な電力量、及び、放電電力の上限値を示す放電上限値のいずれか小さい方とされる。放電上限値は、負荷３０の需要予測値及び自家用発電機４０の発電予測値から決定される。なお、本実施形態では、放電上限値を含む構成としているが、放電上限値を含まない構成としてもよい。この場合、蓄電池２０から放電する放電量は、受電電力の受電実績値から受電上限値を減じて得られた電力量、及び、蓄電池２０から出力可能な電力量のいずれか小さい方とされる。

また、充放電制御部１１Ｃは、上述の図４に示すように、自家用発電機４０の発電実績値が負荷３０の需要実績値よりも大きい場合、発電実績値と需要実績値との差に相当する余剰電力を自家用発電機４０から蓄電池２０に充電する制御を行うようにしてもよい。なお、蓄電池２０が満充電の状態であった場合、充放電制御部１１Ｃは、余剰電力を自家用発電機４０から電力系統６０へ逆潮流する制御を行う、あるいは、自家用発電機４０の出力を低下させる制御を行う。

また、充放電制御部１１Ｃは、負荷３０の需要実績値が受電上限値以下で、かつ、自家用発電機４０の発電実績値が発電予測値未満である場合、発電予測値と発電実績値との差に相当する不足電力を電力系統６０から蓄電池２０に充電する制御を行うようにしてもよい。この場合、電力系統６０から充電する充電量は、発電予測値から発電実績値を減じて得られた電力量、受電上限値から受電実績値を減じて得られた電力量、及び、蓄電池２０の入力可能な電力量のいずれか小さい方とされる。

つまり、電力需要が大きくなる、あるいは、発電量が少なくなる等の理由により、当初より蓄電池２０への充電量が少なくなってしまった場合、その差分を電力系統６０からの充電で補うようにしてもよい。電力系統６０から蓄電池２０への差分の充電では、上記のように、発電予測値から発電実績値を減じて得られた電力量、受電上限値から受電実績値を減じて得られた電力量、及び、蓄電池２０の入力可能な電力量のいずれか小さい方とする。つまり、充電することで受電上限値を超えないように制御される。例えば、太陽光発電量が予測よりも少なく蓄電池２０への充電ができずに夕方以降のピークカットができなくなるといった事態を防ぐために、足りない分を電力系統６０から充電する。

次に、図６を参照して、第１の実施形態に係る蓄電池制御装置１０の作用について説明する。

図６は、第１の実施形態に係る蓄電池制御プログラム１５Ａによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

蓄電池制御装置１０に対して蓄電池制御の指示が実行されると、ＣＰＵ１１により記憶部１５に記憶されている蓄電池制御プログラム１５Ａが起動され、以下に示す各ステップが実行される。

図６のステップＳ１０１では、ＣＰＵ１１が、サーバ５０から取得した需要予測値及び発電予測値から放電上限値を決定する。放電上限値の決定は、例えば、需要予測値及び発電予測値から必要な放電量を予測し、予測した放電量を超えない範囲で適切な値を決定すればよい。

ステップＳ１０２では、ＣＰＵ１１が、受電上限値の更新時間が到来したか否かを判定する。受電上限値の更新時間が到来したと判定した場合（肯定判定の場合）、ステップＳ１０３に移行し、受電上限値の更新時期が到来していないと判定した場合（否定判定の場合）、ステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０３では、ＣＰＵ１１が、一例として、図７に示すように、受電上限値の更新（受電上限値更新処理）を行う。

図７は、第１の実施形態に係る受電上限値更新処理の流れの一例を示すフローチャートであり、図６のステップＳ１０３のサブルーチンを示す。

図７のステップＳ１１１では、ＣＰＵ１１が、蓄電池２０の蓄電池残量、負荷３０の需要予測値、及び自家用発電機４０の発電予測値から、受電電力の受電上限値（仮）を決定する。なお、本実施形態では、発電予測値を含む構成としているが、発電予測値を含まない構成としてもよい。

ステップＳ１１２では、ＣＰＵ１１が、当月の現時点での受電電力の受電最大値を取得する。つまり、上述したように、例えば、当月（ピークカットを実施した月）の最初の日からピークカットを実施した日までの期間における受電最大値を取得する。

ステップＳ１１３では、ＣＰＵ１１が、受電上限値（仮）が受電最大値より大きいか否かを判定する。受電上限値（仮）が受電最大値より大きいと判定した場合（肯定判定の場合）、ステップＳ１１４に移行し、受電上限値（仮）が受電最大値以下と判定した場合（否定判定の場合）、ステップＳ１１５に移行する。

ステップＳ１１４では、ＣＰＵ１１が、受電上限値（仮）を受電上限値とし、図６のステップＳ１０４にリターンする。

ステップＳ１１５では、ＣＰＵ１１が、受電最大値を受電上限値とし、図６のステップＳ１０４にリターンする。

図６に戻り、ステップＳ１０４では、ＣＰＵ１１が、負荷３０の需要実績値が受電上限値よりも大きいか否かを判定する。需要実績値が受電上限値よりも大きいと判定した場合（肯定判定の場合）、ステップＳ１０５に移行し、需要実績値が受電上限値以下と判定した場合（否定判定の場合）、ステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０５では、ＣＰＵ１１が、蓄電池２０を放電する制御を行う。なお、蓄電池２０から放電する放電量は、上述したように、例えば、受電電力の受電実績値から受電上限値を減じて得られた電力量、蓄電池２０から出力可能な電力量、及び、放電電力の放電上限値のいずれか小さい方とされる。なお、本実施形態では、放電上限値を含む構成としているが、放電上限値を含まない構成としてもよい。

ステップＳ１０６では、ＣＰＵ１１が、蓄電池２０の蓄電池残量が０（ゼロ）になったか否かを判定する。蓄電池２０の蓄電池残量が０にならないと判定した場合（否定判定の場合）、ステップＳ１０２に戻り処理を繰り返し、蓄電池２０の蓄電池残量が０になったと判定した場合（肯定判定の場合）、本蓄電池制御プログラム１５Ａによる一連の処理を終了する。

ステップＳ１０７では、ＣＰＵ１１が、自家用発電機４０の発電実績値が発電予測値未満であるか否かを判定する。発電実績値が発電予測値未満と判定した場合（肯定判定の場合）、ステップＳ１０８に移行し、発電実績値が発電予測値以上と判定した場合（否定判定の場合）、蓄電池２０から放電は行わず、ステップＳ１０４に戻り処理を繰り返す。

ステップＳ１０８では、ＣＰＵ１１が、発電予測値と発電実績値との差に相当する不足電力を電力系統６０から蓄電池２０に充電する制御を行い、ステップＳ１０６に移行する。なお、電力系統６０から充電する充電量は、上述したように、発電予測値から発電実績値を減じて得られた電力量、受電上限値から受電実績値を減じて得られた電力量、及び、蓄電池２０の入力可能な電力量のいずれか小さい方とされる。

図８は、本実施形態に係る電力系統６０から蓄電池２０に充電される充電量の一例を示す図である。

図８に示すように、自家用発電機４０の発電量の余剰分が予測よりも小さく、自家用発電機４０だけでは蓄電池２０に十分充電ができない場合に、その差分を電力系統６０からの充電で補うようにしてもよい。図８では、一点鎖線が当初予定していた蓄電池２０の充電予定量を示し、実線が発電量と電力需要との差、つまり、発電量の余剰分を示している。発電量と電力需要との差（発電量の余剰分）と、充電予定量との差（点線のハッチング部分）が蓄電池２０の充電の不足分となる。この不足分は、電力系統６０からの充電で補う。

ここで、受電上限値を、（１）需要予測値に基づいて計算する場合、（２）需要予測値及び発電予測値に基づいて計算する場合、（３）需要予測値、又は、需要予測値及び発電予測値に加え蓄電池残量を考慮して更新（再計算）する場合、の各々について具体的な計算例を説明する。

図９～図１２を参照して、（１）受電上限値を需要予測値に基づいて計算する場合の具体的な計算例を説明する。

図９～図１２は、受電上限値を需要予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。

一例として、図９に示す需要予測を仮定する。説明を簡単にするために、１時間おきのデータとするが、実際に使用する場合は３０分おきのデータとしてもよいことは言うまでもない。図９の例では、上段にタイムスタンプ、下段に需要予測値（ｋＷ）を示している。

蓄電池容量を一例として９０ｋＷｈと仮定する。これは、一般的な業務用蓄電池の容量である。ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）容量はここでは考慮しない。また、充電は考慮せず、放電のみを考慮する。

受電上限値を一例として１２０ｋＷと仮設定し、１２０ｋＷを超える需要予測値に対して放電を行い、受電量を１２０ｋＷまで減らすとする。この場合、蓄電池動作後の需要予測値及び必要な蓄電池容量は図１０に示すようになる。図１０の例では、上段にタイムスタンプ、中段に需要予測値（ｋＷ）、下段に蓄電池からの放電量を示している。

図１０の例では、蓄電池からの放電量の合計が、１０＋２０＋１０＋３０＋４０＋３０＋２０＝１６０ｋＷｈとなり、蓄電池容量の９０ｋＷｈを超えている。この場合、受電上限値が低過ぎると判定される。そこで、受電上限値を１３０ｋＷに再度仮設定し、同様の計算を行う。計算結果を図１１に示す。

図１２は、図１１の計算結果をグラフで示したものである。つまり、図１２に示すように、仮設定した１３０ｋＷを超える需要は、蓄電池からの放電で賄う。図１１及び図１２の例では、蓄電池からの放電量の合計が、１０＋２０＋３０＋２０＋１０＝９０ｋＷｈになるが、これは蓄電池容量と等しく、余剰分を確保できず適正ではない。このため、受電上限値は１４０ｋＷが適正であると判定される。

次に、図１３～図１７を参照して、（２）受電上限値を需要予測値及び発電予測値に基づいて計算する場合の具体的な計算例を説明する。

図１３～図１７は、受電上限値を需要予測値及び発電予測値に基づいて計算する場合の計算例の説明に供する図である。

予測された需要値が常に発電予測値を上回る場合、あるいは、予測された需要値を上回った発電量（所謂余剰電力）を電力系統へ逆潮流する場合は、上記（１）の計算方法と同様の計算方法とする。余剰電力を蓄電池に充電する場合は上記（１）の計算方法と異なる計算方法となる。

一例として、図１３に示す需要予測及び発電予測を仮定する。蓄電池容量は上記（１）と同じ９０ｋＷｈとし、余剰電力は蓄電池へ充電することとする。図１３の例では、１段目にタイムスタンプ、２段目に需要予測値（ｋＷ）、３段目に発電予測値（ｋＷ）、４段目に（需要予測値－発電予測値）を示している。なお、４段目の”－（マイナス）”の値は余剰電力であることを表している。

図１３の例では、（－２０）＋（－２０）＋（－１０）＋（－１０）＝－６０ｋＷｈとなり、６０ｋＷｈの余剰電力が見込まれる。このため、蓄電池残量は、９０－６０＝３０ｋＷｈとしておく。上記（１）と同様に考えると、受電上限値は６０ｋＷとなる。計算結果を図１４に示す。

図１５は、図１４の計算結果をグラフで示したものである。１２時～１５時の時間帯は、合計６０ｋＷｈの余剰電力が見込まれるため、蓄電池容量を空けておく必要がある。但し、図１４及び図１５に示す放電を実現することはできない。その理由は、この日の開始時点での蓄電池残量は３０ｋＷｈであり、７時～９時の時間帯の放電量の合計５０（＝１０＋３０＋１０）ｋＷｈを賄うことはできないためである。そこで、受電上限値を高くし、実現可能な受電上限値を再設定する。受電上限値を一例として６７ｋＷとした場合の計算結果を図１６に示す。

図１７は、図１６の計算結果をグラフで示したものである。つまり、６０ｋＷｈより大きく、かつ、７時～９時の時間帯の放電量の合計が３０ｋＷｈ以内となる最大の受電上限値を設定する。ここで、１６時以降は６７ｋＷ以下まで放電可能であるが、契約電力の削減には寄与しないため、放電は任意とする。

次に、図１８～図２２を参照して、（３）需要予測値、又は、需要予測値及び発電予測値に加え蓄電池残量を考慮して更新（再計算）する場合の具体的な計算例を説明する。ここでは、需要予測値に加え蓄電池残量を考慮して更新（再計算）する場合について示す。

図１８～図２２は、受電上限値を需要予測値に加え蓄電池残量を考慮して更新する場合の計算例の説明に供する図である。

一例として、図１８に示す需要予測及び需要実績を仮定する。説明を簡単にするために、１時間おきのデータとするが、実際に使用する場合は３０分おきのデータとしてもよいことは言うまでもない。図１８の例では、上段にタイムスタンプ、中段に需要予測値（ｋＷ）、下段に需要実績値（ｋＷ）を示している。ここでは、需要実績値が需要予測値よりも大きくなっている。

図１８の需要実績値に対して上記（１）で求めた受電上限値１３０ｋＷ、蓄電池容量９０ｋＷｈで放電を行った場合の計算結果を図１９に示す。

図２０は、図１９の計算結果をグラフで示したものである。この場合、１１時～１５時の時間帯に放電を行った時点（１５時の時点）で９０ｋＷｈの蓄電地容量を使い切ってしまうため、それ以降は１３０ｋＷを超える受電があっても蓄電池から放電を行うことができない。なお、蓄電池を利用する目的の１つにピークカットによる契約電力の削減が挙げられるが、この場合の契約電力の削減量は１０ｋＷ（１６０ｋＷ→１５０ｋＷ）である。そこで、一例として、１時間毎に受電上限値の見直しを行う。見直し結果を図２１に示す。

図２２は、図２１の見直し結果をグラフで示したものである。図２１及び図２２に示すように、受電上限値を見直すことで、蓄電池残量を早々に使い切ることが防止される。この場合、契約電力の削減量は２１ｋＷ（１６０ｋＷ→１３９ｋＷ）となる。

このように本実施形態によれば、蓄電池を用いて電力系統からの受電電力のピークカットを行う場合に、受電上限値が更新される。このため、ピークカット不能にならないように蓄電池の残量を制御することができる。

[第２の実施形態]
上記第１の実施形態に係る受電上限値更新処理では、蓄電池残量、需要予測値、及び発電予測値から受電上限値を決定する場合について説明した。第２の実施形態では、受電上限値を、蓄電池残量、需要予測値、発電予測値、及び安全率から決定する場合について説明する。

なお、本実施形態に係る蓄電池制御装置が有する構成要素は、上記第１の実施形態に係る蓄電池制御装置１０が有する構成要素と同じであるため、その繰り返しの説明は省略し、上述の図５を参照して、相違点について説明する。

更新部１１Ｂは、蓄電池２０の容量の一部を予備とする場合に当該予備の割合を示す安全率を取得する。安全率は、例えば、記憶部１５に予め記憶しておけばよい。安全率には、例えば、蓄電池容量の５％以上１０％以下の範囲で適切な割合が設定される。この場合、更新部１１Ｂは、需要予測値、発電予測値、蓄電池残量、及び安全率に基づいて、受電上限値を計算する。つまり、予備の充電量を除いた蓄電池残量（充電量）に基づいて受電上限値を計算する。このとき、需要実績値が受電上限値以下の場合には予備の充電量は使用されないが、需要実績値が受電上限値よりも大きくなった場合は予備の充電量で対応することができる。

なお、本実施形態においても、発電予測値を含む構成としているが、発電予測値を含まない構成としてもよい。この場合、更新部１１Ｂは、需要予測値、蓄電池残量、及び安全率に基づいて、受電上限値を計算する。

図２３は、第２の実施形態に係る安全率確保を含む受電上限値更新処理の流れの一例を示すフローチャートであり、上述の図６のステップＳ１０３のサブルーチンを示す。

図２３のステップＳ１２１では、ＣＰＵ１１が、蓄電池２０の蓄電池残量、負荷３０の需要予測値、自家用発電機４０の発電予測値、及び、蓄電池２０の安全率から、受電電力の受電上限値（仮）を決定する。安全率には、上述したように、例えば、蓄電池容量の５％以上１０％以下の範囲で適切な割合が設定される。

ステップＳ１２２では、ＣＰＵ１１が、当月の現時点での受電電力の受電最大値を取得する。つまり、上述したように、例えば、当月（ピークカットを実施した月）の最初の日からピークカットを実施した日までの期間における受電最大値を取得する。

ステップＳ１２３では、ＣＰＵ１１が、受電上限値（仮）が受電最大値より大きいか否かを判定する。受電上限値（仮）が受電最大値より大きいと判定した場合（肯定判定の場合）、ステップＳ１２４に移行し、受電上限値（仮）が受電最大値以下と判定した場合（否定判定の場合）、ステップＳ１２５に移行する。

ステップＳ１２４では、ＣＰＵ１１が、受電上限値（仮）を受電上限値とし、上述の図６のステップＳ１０４にリターンする。

ステップＳ１２５では、ＣＰＵ１１が、受電最大値を受電上限値とし、上述の図６のステップＳ１０４にリターンする。

このように本実施形態によれば、需要予測値、発電予測値、蓄電池残量、及び安全率、あるいは、需要予測値、蓄電池残量、及び安全率に基づいて、受電上限値が更新される。このため、需要実績値が受電上限値よりも大きくなった場合は安全率に応じた予備の充電量で対応することができる。

以上、上記各実施形態として、蓄電池制御装置及び蓄電池制御システムを例示して説明したが、実施形態は、蓄電池制御装置が備える各部の機能をコンピュータに実行させるためのプログラムの形態としてもよい。実施形態は、このプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体の形態としてもよい。

その他、上記各実施形態で説明した蓄電池制御装置及び蓄電池制御システムの構成は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。

また、上記各実施形態で説明したプログラムの処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。

また、上記各実施形態では、プログラムを実行することにより、実施形態に係る処理がコンピュータを利用してソフトウェア構成により実現される場合について説明したが、これに限らない。実施形態は、例えば、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成との組み合わせによって実現してもよい。

１０ 蓄電池制御装置
１１ ＣＰＵ
１１Ａ 取得部
１１Ｂ 更新部
１１Ｃ 充放電制御部
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ Ｉ／Ｏ
１５ 記憶部
１５Ａ 蓄電池制御プログラム
１６ 通信部
１７ 外部Ｉ／Ｆ
２０ 蓄電池
３０ 負荷
４０ 自家用発電機
５０ サーバ
６０ 電力系統
７０ 電力線
１００ 蓄電池制御システム

Claims (9)

1. 電力系統から電力が供給される電力線に接続された蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御装置であって、
   前記電力線に接続された負荷の電力需要の予測値を示す需要予測値、及び、前記電力線に接続された発電機による発電量の予測値を示す発電予測値を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された需要予測値、発電予測値、及び前記蓄電池の残りの電力量を示す蓄電池残量に基づき計算して得られる、前記電力系統から受電する電力の上限値を示す受電上限値を更新する更新部と、
   前記負荷の電力需要の実績値を示す需要実績値が前記更新部により更新された受電上限値を超えた場合に、前記需要実績値と前記受電上限値との差に相当する電力を前記蓄電池から放電する制御を行う制御部と、
   を備え、
   前記蓄電池から放電する放電量は、前記電力系統からの受電電力の実績値を示す受電実績値から前記受電上限値を減じて得られた電力量、前記蓄電池から出力可能な電力量、並びに、前記需要予測値及び前記発電予測値により決定される放電電力の上限値を示す放電上限値のいずれか小さい方とされる
   蓄電池制御装置。
2. 前記更新部は、前記需要実績値が前記需要予測値よりも大きく、かつ、前記蓄電池残量が所定値未満である場合に、更新後の前記受電上限値が更新前の前記受電上限値よりも大きくなるように前記受電上限値を計算する
   請求項１に記載の蓄電池制御装置。
3. 前記更新部は、所定の期間における前記電力系統から受電した電力量の最大値を示す受電最大値を取得し、
   前記受電上限値が前記受電最大値以下である場合、前記受電最大値を前記受電上限値とする
   請求項１又は請求項２に記載の蓄電池制御装置。
4. 前記更新部は、前記蓄電池の容量の一部を予備とする場合に当該予備の割合を示す安全率を取得し、
   前記需要予測値、前記蓄電池残量、及び前記安全率に基づいて、前記受電上限値を計算する
   請求項１～請求項３の何れか１項に記載の蓄電池制御装置。
5. 前記制御部は、前記発電機による発電量の実績値を示す発電実績値が前記需要実績値よりも大きい場合、前記発電実績値と前記需要実績値との差に相当する余剰電力を前記発電機から前記蓄電池に充電する制御又は前記余剰電力を前記発電機から前記電力系統へ逆潮流する制御又は前記発電機の出力を低下させる制御を行う
   請求項１～請求項４の何れか１項に記載の蓄電池制御装置。
6. 前記制御部は、前記需要実績値が前記受電上限値以下で、かつ、前記発電機による発電
   量の実績値を示す発電実績値が前記発電予測値未満である場合、前記発電予測値と前記発電実績値との差に相当する不足電力を前記電力系統から前記蓄電池に充電する制御を行う
   請求項１～請求項４の何れか１項に記載の蓄電池制御装置。
7. 前記電力系統から充電する充電量は、前記発電予測値から前記発電実績値を減じて得られた電力量、前記受電上限値から前記電力系統からの受電電力の実績値を示す受電実績値を減じて得られた電力量、及び、前記蓄電池の入力可能な電力量のいずれか小さい方とされる
   請求項６に記載の蓄電池制御装置。
8. 電力系統から電力が供給される電力線に接続された蓄電池と、
   前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御装置と、
   を備えた蓄電池制御システムであって、
   前記蓄電池制御装置は、
   前記電力線に接続された負荷の電力需要の予測値を示す需要予測値、及び、前記電力線に接続された発電機による発電量の予測値を示す発電予測値を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された需要予測値、発電予測値、及び前記蓄電池の残りの電力量を示す蓄電池残量に基づき計算して得られる、前記電力系統から受電する電力の上限値を示す受電上限値を更新する更新部と、
   前記負荷の電力需要の実績値を示す需要実績値が前記更新部により更新された受電上限値を超えた場合に、前記需要実績値と前記受電上限値との差に相当する電力を前記蓄電池から放電する制御を行う制御部と、
   を備え、
   前記蓄電池から放電する放電量は、前記電力系統からの受電電力の実績値を示す受電実績値から前記受電上限値を減じて得られた電力量、前記蓄電池から出力可能な電力量、並びに、前記需要予測値及び前記発電予測値により決定される放電電力の上限値を示す放電上限値のいずれか小さい方とされる
   蓄電池制御システム。
9. コンピュータを、請求項１～請求項７の何れか１項に記載の蓄電池制御装置が備える各部として機能させるための蓄電池制御プログラム。

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