JP7212560B2 - 制御装置、電力制御システム、制御方法およびプログラム - Google Patents

制御装置、電力制御システム、制御方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、電力機器を制御する制御装置、電力制御システム、制御方法およびプログラムに関する。
近年、電力市場における電力需要量の要求を満たすよう、地域に分散する複数の需要家の電力源（リソース）を取りまとめるリソースアグリゲータが知られている。リソースアグリゲータによる電力需要量を制御する仕組みは、デマンドレスポンス（ＤＲ）として知られており、需要家は、そのような仕組みに参加することでアグリゲータから報酬を得ることができる。アグリゲータは、需要家の所有するリソース、例えば充電装置に対して稼働の開始や停止を制御する。特許文献１には、太陽光発電装置の発電電力により電動車の車載バッテリを充電可能な電動車用充電装置が記載されている。
特許第６２４２００６号
アグリゲータは、契約等により、需要者が所有する各リソースの仕様情報を把握することが可能であり、そのような情報に基づいて、リソースの運用計画を実行する。しかしながら、経年劣化や温度変化等の様々な要因によって、運用計画どおりの実績が得られるとは限らず、運用計画と実績との間に剥離が生じてしまう。
本発明は、電力機器の運用計画と実績との差を抑える制御装置、電力制御システム、制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。
本発明に係る制御装置は、ＶＰＰシステムにおける運用の対象となる、バッテリを備えるリソースを制御する制御装置であって、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する制御手段と、前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報と前記リソースのバッテリの環境情報を取得する第１取得手段と、前記制御手段の前記リソースのバッテリに対する充放電効率を示す情報を取得する第２取得手段と、前記充放電性能を示す情報を前記環境情報に基づいて補正する補正手段と、を備え、前記制御手段は、前記補正手段による補正後の充放電性能を示す情報および前記充放電効率を示す情報に基づく運用計画に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御することを特徴とする。
本発明に係る電力制御システムは、ＶＰＰシステムにおける運用の対象となる、バッテリを備えるリソースを制御する制御装置と、前記制御装置と通信可能な外部装置とを含む電力制御システムであって、前記制御装置は、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する制御手段と、前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報と前記リソースのバッテリの環境情報を取得する第１取得手段と、前記制御手段の前記リソースのバッテリに対する充放電効率を示す情報を取得する第２取得手段と、前記充放電性能を示す情報を前記環境情報に基づいて補正する補正手段と、前記補正手段による補正後の充放電性能を示す情報と前記充放電効率を示す情報とを前記外部装置に送信する第１送信手段と、を備え、前記外部装置は、前記第１送信手段により送信された前記補正後の充放電性能を示す情報および前記充放電効率を示す情報に基づく運用計画に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作の指示を送信する第２送信手段、を備え、前記制御装置は、前記第２送信手段により送信された前記指示に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御することを特徴とする。
本発明に係る制御方法は、ＶＰＰシステムにおける運用の対象となる、バッテリを備えるリソースを制御する制御装置において実行される制御方法であって、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する制御工程と、前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報と前記リソースのバッテリの環境情報を取得する第１取得工程と、前記リソースのバッテリに対する充放電効率を示す情報を取得する第２取得工程と、前記充放電性能を示す情報を前記環境情報に基づいて補正する補正工程と、を有し、前記制御工程では、前記補正工程における補正後の充放電性能を示す情報および前記充放電効率を示す情報に基づく運用計画に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御することを特徴とする。
本発明に係るプログラムは、ＶＰＰシステムにおける運用の対象となる、リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する制御手段、前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報と前記リソースのバッテリの環境情報を取得する第１取得手段、前記制御手段の前記リソースのバッテリに対する充放電効率を示す情報を取得する第２取得手段、前記充放電性能を示す情報を前記環境情報に基づいて補正する補正手段、としてコンピュータを機能させ、前記制御手段は、前記補正手段による補正後の充放電性能を示す情報および前記充放電効率を示す情報に基づく運用計画に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御することを特徴とする。
本発明によれば、電力機器の運用計画と実績との差を抑えることができる。
ＶＰＰシステムの全体構成を示す図である。 アグリゲータの構成を示す図である。 需要者の構成を示す図である。 アグリゲータと需要者と電気事業者の間での処理を示すシーケンス図である。 需要者からアグリゲータへの情報の送信処理を示すフローチャートである。 アグリゲータが需要者から情報を受信したときの処理を示すフローチャートである。 アグリゲータからリソース運用の要求を受けたときの処理を示すフローチャートである。 ＥＶ側特性データを示す図である。 ＥＶ側特性データを示す図である。 装置側特性データを示す図である。 装置側特性データを示す図である。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
図１は、本実施形態におけるＶＰＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ）システム１００の全体構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態におけるＶＰＰシステム１００は、電気事業者１０１、アグリゲータ１０２、需要者（若しくは需要家）１０３を含む電力制御システムである。電気事業者１０１は、送電網ネットワーク１０４を介して家庭や商業施設等の需要者１０３に対して電力を供給する、例えば小売電気事業者や送配電事業者である。なお、需要者１０３は、家庭や工場、ビル等の施設自体を意味するものとする。
アグリゲータ１０２は、需要者１０３と電気事業者１０１の中間に位置し、ＶＰＰサービスを需要者１０３に対して提供する。ＶＰＰサービスでは、例えば、電気事業者１０１からの要請を満たすために、需要者１０１が所有する発電システムや蓄電システムが運用される。アグリゲータ１０２は、ＥＭＳネットワーク１０５を介して、所定の地域の需要者１０３のエネルギー管理システムを統合・制御し、ＶＰＰを構築する。需要者１０３のエネルギー管理システムとは、需要者１０３が家庭施設であれば、家庭内で使用する電気エネルギーを管理するシステム（ＨＥＭＳ：Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。また、需要者１０３が商業施設であれば、施設内で使用する電気エネルギーを管理するシステム（ＢＥＭＳ：Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。アグリゲータ１０２は、例えば、需要者１０３のＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）データを利用して、需要者１０３のエネルギー管理システムを統合・制御することが可能である。
アグリゲータ１０２は、サーバを含んで構成され、本実施形態では、アグリゲータ１０２は、サーバとして説明する。アグリゲータ１０２は、需要者１０３の情報や、需要者１０３のエネルギー管理システムのリソースの情報を管理する。アグリゲータ１０２と需要者１０３は、網線で示された通信ネットワーク１０７を介して相互にデータ通信が可能であり、また、アグリゲータ１０２と電気事業者１０１は、網線で示された通信ネットワーク１０６を介して相互にデータ通信が可能である。ここで、通信ネットワーク１０６および１０７は、有線、無線のいずれの形態、あるいはそれらが組み合わされた形態でも良い。例えば、通信ネットワーク１０６としてインターネットが用いられても良い。
図１内のエリア１０８および１０９は、アグリゲータ１０２がＶＰＰサービスを提供するエリアを表しており、エリア１０９は、エリア１０８と同様に、他のアグリゲータ１０２、需要者１０３を含む。
図２は、アグリゲータ１０２の構成を示す図である。図２の構成は、プログラムに係る本発明を実行可能なコンピュータとなり得る。図２に示す各ブロックは、システムバス２０７を介して相互に通信可能に接続されている。ＣＰＵ２０１は、例えば記憶部２０２に記憶されたプログラムをメモリ２０３に読み出して実行することにより、アグリゲータ１０２を統括的に制御する。記憶部２０２は、アグリゲータ１０２が動作するための基本的なプログラムやデータ等の他に、ＥＭＳ制御部２０４が需要者１０３の各リソースの稼動を制御するために必要なパラメータやデータ等を記憶する。また、記憶部２０２は、本実施形態に用いられる情報として、例えば、需要者情報、リソース情報を記憶する。また、記憶部２０２は、電力市場における売買を行う機能を提供する市場取引プログラムを記憶する。
需要者情報とは、需要者に関する情報であり、例えば、需要者がＶＰＰサービスを利用しようとする際にアグリゲータ１０２の管理者と取り交わす契約内容から得られる情報である。ＶＰＰサービスは、アグリゲータ１０２によるリソースの運用により需要者が報酬を得ることができるサービスであり、例えば、ネガワット取引やポジワット取引がある。需要者は、アグリゲータ１０２と契約を締結することでそのような取引に参加することができる。そして、契約後、需要者は、アグリゲータ１０２から電力需要を制御する指令を受け、エネルギー管理システムにおける対象となるリソースがアグリゲータ１０２によりＥＭＳネットワーク１０５を介して遠隔制御される。需要者は、アグリゲータ１０２が需要者１０３のエネルギー管理システムのリソースを運用することに対する対価として報酬を得る。ここで、電力需要の制御には、例えば、電気事業者１０１の電力供給量に対する需要の抑制や促進を目的とするものや、電力系統における周波数安定化を目的とするものがある。
需要者がアグリゲータ１０２の管理者と締結する契約内容は、例えば、ＶＰＰサービスのタイプ、地域名、契約電力、報酬の支払先／支払方法を含む。また、契約内容には、需要者特有の情報、例えば、住所情報、住居情報、家族構成、連絡先といった情報も含まれる。また、契約内容は、例えば、需要者１０３が対応可能な電力需要量の増減量を含む。また、契約内容は、需要者がどのような電力機器を所有しているかといった情報を含む。所有する電力機器とは、需要者１０３が家庭需要者であれば例えば、空調機器、照明機器、家電機器、太陽光パネル等の発電システム、電気自動車（ＥＶ）の車載電池等の蓄電システムなどである。
リソース情報は、需要者１０３のエネルギー管理システムのリソースに関する情報である。ここで、リソースとは、上述の各電力機器やシステムである。リソース情報は、例えば、機種、型番、起動時間、安定化時間、発電量、待機電力、エネルギー効率、メンテナンス情報、故障履歴、動作履歴、購入年月日、稼動可能継続時間などの電力機器に関する仕様情報を含む。また、リソース情報は、各リソースの環境負荷に関する情報も含み、例えば、ＣＯ２（二酸化炭素）排出量、ノイズ音、振動量、エミッション（電気的ノイズ）を含む。リソース情報も、需要者情報と同様、例えば、需要者がアグリゲータ１０２の管理者と契約する際に取得される。
図２では、需要者情報とリソース情報は、アグリゲータ１０２の記憶部２０２に構成されるデータベースに登録されるが、外部のサーバに構成されるデータベースに登録し、適宜、ＣＰＵ２０１がそのサーバにアクセスして取得しても良い。
ＥＭＳ制御部２０４は、ＥＭＳネットワーク１０５を介して、需要者１０３のエネルギー管理システムの各リソースを制御する。例えば、ＥＭＳ制御部２０４は、電気事業者１０１からの電力需要の抑制の要請に応じて、太陽光発電機に接続された蓄電池からの放電を実行する。ネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）２０５は、ＥＭＳネットワーク１０５との通信を可能にするためのインタフェースである。また、ネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）２０６は、ネットワーク１０７及び１０６との通信を可能にするためのインタフェースであり、例えば、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）を含んで構成される。
アグリゲータ１０２は、ＶＰＰサービスの提供のための機能を有し、例えば、需要者１０３のエネルギー管理システムの各リソースの電力使用状況等の情報から、各リソースの使用時間帯等を分析し、また、アグリゲータ１０２が管理するエリアでの電力需要の変動を予測する。また、アグリゲータ１０２は、電気事業者１０１からの電力需要の要請を満たすように、需要者１０３のエネルギー管理システムの各リソースの稼動を最適化し（運用計画）、需要者に支払うべき報酬を設定するための評価を行う。これらの機能は、例えば、ＣＰＵ２０１により実行される。
図３は、需要者１０３の構成を示す図である。図３に示す各ブロックは、システムバス３１１を介して相互に通信可能に接続されている。図３に示す構成は、例えば、家庭需要者である需要者１０３のＨＥＭＳの電力制御システムとして構成されても良い。ＣＰＵ３０１は、例えば記憶部３０２に記憶されたプログラムをメモリ３０３に読み出して実行することにより、需要者１０３を統括的に制御する。記憶部３０２は、需要者１０３が動作するための基本的なプログラムやデータ、ＥＭＳ制御部３０６が各リソースの稼動を制御するために必要なパラメータやデータ等を記憶する。
ネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）３０４は、ＥＭＳネットワーク１０５との通信を可能にするためのインタフェースである。また、ネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）３０５は、ネットワーク１０７との通信を可能にするためのインタフェースであり、例えば、ＮＩＣを含んで構成される。
ＥＭＳ制御部３０６は、需要者１０３のエネルギー管理システムの各リソースの稼動を制御する。本実施形態においては、ＥＭＳ制御部３０６は、アグリゲータ１０２のＥＭＳ制御部２０４からの制御指示を受信することにより、各リソースを起動し、若しくは、各リソースの稼動を停止する。電気機器３０７、蓄電システム３０８、発電システム３０９は、ＥＭＳ制御部３０６により稼動が制御されるリソースである。電気機器３０７は、例えば、照明器具や家電機器である。蓄電システム３０８は、例えば、電気自動車や燃料電池自動車の車載電池（バッテリ）や蓄電池を含む。また、発電システム３０９は、例えば、太陽光発電機である。ＥＭＳ制御部３０６は、例えば、蓄電システム３０８に対する充放電や発電システム３０９を放電するよう制御し、需要者１０３内での自給率を向上させることができる。本実施形態では、ＥＭＳ制御部３０６は、一例として、ＥＶに接続される充放電装置として説明する。充放電装置は、電力系統とのインタフェース部となるＡＣ／ＤＣ変換器と、ＥＶとのインタフェース部となるＤＣ／ＤＣ変換器と、ＥＶに対する放電経路と充電経路を制御する経路制御部とを含む。
操作部３１０は、需要者１０３の管理者が各種情報を入力可能な装置である。例えば、操作部３１０はタッチパネルを含み、充放電装置に対する車両の接続時間を管理者から受け付ける。
図３の構成は、複数の装置として構成されても良い。例えば、ＣＰＵ３０１、記憶部３０２、メモリ３０３、ＮＷＩ／Ｆ３０４、ＮＷＩ／Ｆ３０５、操作部３１０を含むサーバ装置と、ＥＭＳ制御部３０６との２つの装置を含む構成であっても良い。
図４は、ＶＰＰシステム１００において、アグリゲータ１０２と需要者１０３と電気事業者１０１の間で行われる処理の一例を示すシーケンス図である。まず、工程４０１において、需要者１０３とアグリゲータ１０２の間でＶＰＰサービスを利用するための契約が締結され、工程４０２において、アグリゲータ１０２と電気事業者１０１の間でＶＰＰサービスを実行するための契約が締結される。
その後、工程４０３において、アグリゲータ１０２は、電気事業者１０１から電力需要制御の要請を受けると、工程４０４において、需要者１０３のエネルギー管理システムのリソースの運用を計画する。ここで、電気事業者１０１からの電力需要制御の要請とは、例えば、電力需要の抑制や促進の要請である。なお、工程４０４は、工程４０３の前に行われても良いし、工程４０３のタイミングによらず、定期的に行われても良い。そして、工程４０５において、アグリゲータ１０２は、運用計画に従って、需要者１０３のエネルギー管理システムのリソースを運用する。工程４０６において、アグリゲータ１０２は、電力需要制御の実績を電気事業者１０１に送信する。その後、工程４０７において、電気事業者１０１からアグリゲータ１０２に対して、実績に応じた報酬が支払われる。そして、工程４０８において、アグリゲータ１０２から需要者１０３に対して報酬（インセンティブ）が支払われる。
以下、本実施形態における需要者１０３からアグリゲータ１０２への、運用計画に用いられる情報送信処理について説明する。なお、以下では、運用の対象となるリソース、即ち電力機器の一例として電気自動車（ＥＶ）を説明し、ＥＭＳ制御部３０６の一例として、ＥＶが接続される充放電装置を説明する。充放電装置は、ＥＶに搭載された車載電池（バッテリ）に対する充放電動作が可能である。
既に述べたように、アグリゲータ１０２では、リソース情報として、電力機器に関する仕様情報を取得し、その仕様情報を用いてリソースの運用を計画することができる。しかしながら、電力機器には、その使用環境や使用年数等の要因により、必ずしも仕様どおりの性能を発揮することができるとは限らない。また、電力機器を制御する充放電装置には、その電力負荷によって効率が低下するなどの固有の特性がある。それらの要因によって、運用計画と運用実績との間に剥離が生じてしまう。そこで、本実施形態では、需要者１０３は、アグリゲータ１０２からの要求に応じて、上記の情報をアグリゲータ１０２に送信する。その結果、アグリゲータ１０２は、上記の情報を運用計画に用いることができ、運用計画と運用実績との間の差の増大を抑えることができる。
図５は、本実施形態における、需要者１０３からアグリゲータ１０２への情報の送信処理を示すフローチャートである。図５の処理は、例えば、ＣＰＵ３０１が記憶部３０２に記憶されたプログラムをメモリ３０３にロードして実行することにより実現される。図５の処理は、例えば毎日１７：００等、定期的に実行される。
Ｓ１０１において、ＣＰＵ３０１は、アグリゲータ１０２からＥＶのバッテリの情報取得要求があるか否かを判定する。バッテリの情報取得要求があると判定された場合、Ｓ１０２へ進み、バッテリの情報取得要求がないと判定された場合、Ｓ１０１の処理を繰り返す。ここで、バッテリの情報取得要求は、リソースの運用計画に用いるためのリソース情報の要求であれば良く、例えばバッテリの仕様情報の要求であっても良い。
Ｓ１０２において、ＣＰＵ３０１は、充放電装置にＥＶが接続されているか否かを判定する。ＥＶが接続されていると判定された場合、Ｓ１０３に進み、ＥＶが接続されていないと判定された場合、図５の処理を終了する。例えば、需要者１０３が商業施設である場合には充放電装置も複数あることが想定されるが、その場合には、例えば、少なくとも１つの充放電装置にＥＶが接続されているのであれば、Ｓ１０３に進むとしても良い。
Ｓ１０３において、ＣＰＵ３０１は、充放電装置から、充放電装置に接続されているＥＶのバッテリデータを取得する。ここで、バッテリデータとは、ＥＶのバッテリに関する仕様上のデータであり、例えば、電池総容量、電池残容量、充放電可能容量である。なお、充放電可能容量は、充電量の上限値と放電量の下限値との差に対応する容量とする。このバッテリデータは、充放電装置がＥＶと通信することにより取得しても良いし、予め充放電装置に記憶されるようにしても良い。若しくは、図４の工程４０１で締結されたアグリゲータ１０２との間での契約情報から取得するようにしても良い。
需要者１０３で使用されているＥＶのバッテリに関するバッテリデータは、複数の需要者１０３それぞれのエネルギー管理システムのリソースの運用計画の作成に用いられる。しかしながら、バッテリの経年劣化や温度等の環境等の要因によって、バッテリデータの仕様情報と実際値との間にずれが生じる。その結果、需要者１０３がＥＶの接続計画を契約に従って行ったとしても、運用計画と運用実績との間に剥離が生じてしまう。
本実施形態では、以下で説明するように、仕様情報としてのバッテリデータを温度等の環境情報に基づいて補正し、その補正後のバッテリデータをアグリゲータ１０２に送信する。また、補正後のバッテリデータによる充放電装置の充放電効率の情報をアグリゲータ１０２に送信する。その結果、アグリゲータ１０２は、ＥＶ側の特性や充放電装置側の特性を反映させたリソースの運用計画を行うことができ、運用計画と運用実績との間の剥離を抑えることができる。
Ｓ１０４において、ＣＰＵ３０１は、ＥＶ側特性データを取得する。ここで、ＥＶ側特性データとは、ＥＶのバッテリに関するデータであるが、仕様上のバッテリデータとは異なる。つまり、充放電装置に接続されているＥＶの環境や使用状況を表すバッテリデータであり、例えば、バッテリの周辺温度、稼働年数、バッテリの劣化特性である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、Ｓ１０４で取得されるＥＶ側特性データの一例を示す図である。図８（ａ）は、ＥＶ側特性データの特性の一例として、バッテリ温度特性を示しているを表している。縦軸は、充放電容量を表し、横軸は、充放電装置に接続されているＥＶのバッテリ周辺の温度を表している。図８（ａ）では、バッテリ周辺の温度が極端に低い場合には、充放電容量は小さくなることを表している。つまり、バッテリ周辺の温度が極端に低い場合には、バッテリの内部抵抗が増大し、充放電可能な容量が減少するので、充放電容量を絞ることを表している。また、バッテリ周辺の温度が極端に高い場合には、充放電容量は小さくなることを表している。つまり、バッテリ周辺の温度が高温の時に充放電を行うことで、温度がさらに上昇してバッテリが劣化してしまうので、充放電容量を絞ることを表している。
図８（ｂ）は、ＥＶ側特性データの特性の一例として、充電終了時もしくは放電終了時に係るバッテリ温度特性を示している。縦軸は、充放電容量を表し、横軸は、バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を表している。ＳＯＣは、「残容量／満充電容量」で表される、充放電性能を示す指標であり、バッテリに対する充電およびバッテリからの放電は、各製造業者で定められたＳＯＣの範囲で行われる。図８（ｂ）のグラフ８０２では、充電終了時、即ち、ＳＯＣが最大値に達するときには、充放電容量は小さくなることを表している。つまり、過充電によりバッテリが劣化しないよう充放電容量を絞ることを表している。また、グラフ８０１では、放電終了時、即ち、ＳＯＣが最小値に達するときには、充放電容量は小さくなることを表している。つまり、過放電によりバッテリが劣化しないよう充放電容量を絞ることを表している。なお、図８（ｂ）では、図示上の煩雑さを避けるために、定格に対応するグラフ８０１とグラフ８０２の部分をずらしているが、図示上の煩雑さを避けるためであり、両グラフの変化の関係を表すものではない。
図８のＥＶ側特性データの形式は、グラフに限られず、温度の帯域ごとに関数で表されても良いし、離散的な値で表されても良い。図８（ａ）及び図８（ｂ）では、定格が示されているが、その値については、バッテリやその周辺環境の仕様に基づいて適宜定められるものである。
図９は、Ｓ１０４で取得されるＥＶ側特性データの他の例を示す図である。図９は、ＥＶ側特性データの一例として、バッテリの稼働年数に対する満充電容量の特性を表している。図９に示すように、満充電容量は、例えばバッテリの購入時（稼働年数＝０年）には３０ｋＷｈであっても、稼働年数＝１０年の時点では２７ｋＷｈまで低下する。充放電可能容量は、製造業者により例えばＳＯＣ２０％～８０％として決定されるが、図９で示すような経年劣化があれば、仕様上の充放電可能容量を実現することは困難となる。図９のＥＶ特性データの形式も、図８と同様、グラフに限られず、関数で表されても良いし、離散的な値で表されても良い。
図８や図９に示すような特性データは、充放電装置がＥＶと通信することにより取得しても良いし、予め充放電装置に記憶されるようにしても良い。
Ｓ１０５において、ＣＰＵ３０１は、装置側特性データを取得する。ここで、装置側特性データとは、例えば、ＥＶが接続される充放電装置固有の特性データである。
図１０は、Ｓ１０５で取得される装置側特性データの一例を示す図である。図１０は、装置側特性データの一例として、電力負荷に対する効率特性を表している。図１０は、電力負荷の定格が１０ｋＷの場合、電力負荷が低下するとともに充放電装置の充放電効率が低下することを示している。また、図１０のグラフ１００１は、バッテリへの充電動作時（ＡＣ／ＤＣ変換モード）の効率特性を表し、グラフ１００２は、バッテリからの放電動作時（ＤＣ／ＡＣ変換モード）の効率特性を表している。このように、Ｓ１０５において、ＣＰＵ３０１は、バッテリに対する充電／放電の各動作について装置側特性データを取得する。図１０の装置側特性データの形式も、図８及び図９と同様、グラフに限られず、関数で表されても良いし、離散的な値で表されても良い。図１０に示すような特性データは、予め充放電装置に記憶されるようにしても良い。
図１１は、Ｓ１０５で取得される装置側特性データの他の例を示す図である。図１１は、装置側特性データの一例として、充放電装置に対するＥＶの接続計画を示している。装置識別情報１１０１は、充放電装置を識別するための情報である。また、車両識別情報１１０２は、充放電装置に接続される車両（ＥＶ）を識別するための情報である。また、接続計画１１０３は、充放電装置に対する車両の接続計画を示す情報である。例えば、ｄ１００で識別されるＥＶは、９：００～２２：３０の間、Ａ１０で識別される充放電装置に対して接続されるということを示している。図１１に示す情報は、例えば、需要者１０３の管理者が毎日の定刻に操作部３１０を介して車両を各充放電装置に接続する時間帯を入力することによって取得される。
Ｓ１０６において、ＣＰＵ３０１は、Ｓ１０３で取得されたバッテリデータに基づいて、アグリゲータ１０２への送信用の情報を取得する。ＣＰＵ３０１は、Ｓ１０３で取得された仕様上のバッテリデータを補正することにより、アグリゲータ１０２への送信用の情報を取得する。例えば、ＣＰＵ３０１は、Ｓ１０３で取得された充放電可能容量（仕様上４０℃基準とする）を、バッテリの稼働年数、バッテリ周辺の温度、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図９のＥＶ側特性データ、に基づいて補正する。例えば、バッテリの稼働年数が０年であり且つバッテリの周辺温度が低い場合、バッテリの経年劣化はないものの周辺温度による充放電容量の減少があるため、その減少分を考慮して補正を行う。例えば、充放電容量の減少と充放電可能容量の低下を等価とみなし、Ｓ１０３で取得された仕様上の充放電可能容量に係数を乗じることにより、補正後の充放電可能容量を算出する。また、バッテリの稼働年数を考慮する場合には、例えば、図９から稼働年数に対応する満充電容量から充放電可能容量を特定し、周辺温度の低下による充放電容量の減少分に基づいて補正後の充放電可能容量を算出する。
さらに、ＣＰＵ３０１は、補正された充放電可能容量と、そのバッテリが搭載されたＥＶの接続時間とに基づいて、充放電電力を取得する。ここで、バッテリが搭載されたＥＶの接続時間は、図１１の装置側特性データから取得する。例えば、ＣＰＵ３０１は、そのバッテリが搭載されたＥＶの接続時間として、０：００～６：００の６時間を取得する。上記の補正された充放電可能容量（ｗｈ）とＥＶの接続時間とに基づいて算出される充放電電力が例えば４ｋＷである場合、図１０の装置側特性データから、充放電装置の充電効率及び放電効率は定格に対して低下し、また、放電効率の低下の程度は充電効率の低下の程度よりも大きいことが分かる。なお、図１０では、定格が示されているが、その値については、バッテリや装置、その周辺環境の仕様に基づいて適宜定められるものである。
このように、Ｓ１０６において、ＣＰＵ３０１は、補正後の充放電可能容量の情報と、充放電装置の充放電効率の情報とをアグリゲータ１０２へ送信する情報として取得する。Ｓ１０７において、ＣＰＵ３０１は、Ｓ１０６で取得された情報をアグリゲータ１０２に送信し、その後、図５の処理を終了する。
図５の上記の例では、毎日の所定の時刻に、補正後の充放電可能容量の情報と、充放電装置の充放電効率の情報とがアグリゲータ１０２へ送信されることになる。しかしながら、Ｓ１０６で取得された情報を記憶部３０２内にデータベース（ＤＢ）として蓄積しておき、所定のタイミングでＳ１０７でアグリゲータ１０２へ送信するようにしても良い。その場合、一定期間蓄積されたデータから平均値等の統計量や、蓄積データの傾向から推測される推測値を取得するようにし、それらの取得された情報をアグリゲータ１０２に送信するようにしても良い。
また、図９では、満充電容量の変化の要因として、稼働年数のみが示されていたが、他の要因がさらに考慮されても良い。例えば、ＥＶの走行距離に関する情報が考慮されても良い。走行距離に関する情報は、例えば、累積走行距離である。また、ＥＶのメンテナンス情報や購入年月日からバッテリの寿命情報を推定し、その推定値から満充電容量の変化を特定しても良い。
図６は、アグリゲータ１０２が需要者１０３から送信されたデータを受信した場合の処理を示すフローチャートである。図６の処理は、例えば、ＣＰＵ２０１が記憶部２０２に記憶されたプログラムをメモリ２０３にロードして実行することにより実現される。図６の処理は、例えば毎日１７：００等、定期的に実行される。
Ｓ２０１において、ＣＰＵ２０１は、需要者１０３に対してバッテリデータを要求する。要求された需要者１０３のＣＰＵ３０１は、図５の処理を実行する。Ｓ２０２において、ＣＰＵ２０１は、図５のＳ１０７で需要者１０３から送信された情報を受信する。受信した情報には、例えば、補正後の充放電可能容量の情報や、需要者１０３の所有する充放電装置の充放電効率の情報が含まれている。
Ｓ２０３において、ＣＰＵ２０１は、Ｓ２０２で受信した情報を需要者１０３と対応づけて記憶部２０２に構成されたＤＢに格納する。Ｓ２０４において、ＣＰＵ２０１は、Ｓ２０２で受信した情報を用いて、需要者１０３のエネルギー管理システムのリソースの運用を計画する。そして、Ｓ２０５において、ＣＰＵ２０１は、運用計画に従って、需要者１０３のエネルギー管理システムのリソースを運用する。ここで、リソースの運用とは、例えば、需要者１０３の電気機器３０７、蓄電システム３０８、発電システム３０９の稼働開始や稼働停止の制御である。Ｓ２０５の後、図６の処理を終了する。
図７は、アグリゲータ１０２からのリソース運用の要求を受けたときの処理を示すフローチャートである。図７の処理は、例えば、ＣＰＵ３０１が記憶部３０２に記憶されたプログラムをメモリ３０３にロードして実行することにより実現される。図７の処理は、図４の工程４０５でアグリゲータ１０２から需要者１０３のエネルギー管理システムのリソース運用の要求があった場合に開始される。
Ｓ３０１において、ＣＰＵ３０１は、アグリゲータ１０２からのリソース運用の要求のうち、充放電装置に接続されたＥＶのバッテリをリソースとする運用の要求があったか否かを判定する。ＥＶのバッテリをリソースとする運用の要求がないと判定された場合、図７の処理を終了し、ＥＶのバッテリをリソースとする運用の要求があったと判定された場合、Ｓ３０２へ進む。
Ｓ３０２において、ＣＰＵ３０１は、アグリゲータ１０２からのリソース運用の要求が、充放電装置に接続されたＥＶのバッテリに対する充電もしくは放電の開始指示であるか否かを判定する。充電もしくは放電の開始指示であると判定された場合、Ｓ３０３に進む。一方、充電／放電のいずれの開始指示でもないと判定された場合、Ｓ３０４に進む。Ｓ３０３において、ＣＰＵ３０１は、ＥＭＳ制御部３０６を介して、充放電装置に接続されたＥＶのバッテリに対する充電動作もしくは放電動作を開始する。Ｓ３０３の後、図７の処理を終了する。
Ｓ３０４において、ＣＰＵ３０１は、アグリゲータ１０２からのリソース運用の要求が、充放電装置に接続されたＥＶのバッテリに対する充電もしくは放電の停止指示であるか否かを判定する。充電もしくは放電の停止指示であると判定された場合、Ｓ３０５に進み、ＣＰＵ３０１は、充放電装置に接続されたＥＶのバッテリに対する充電動作もしくは放電動作を停止する。Ｓ３０５の後、図７の処理を終了する。一方、充電／放電のいずれの停止指示でもないと判定された場合、図７の処理を終了し、そのＤＲ要求に応じた処理が行われる。
以上のように、本実施形態によれば、アグリゲータ１０２によるリソースの運用計画において、ＥＶ側の特性や充放電装置側の特性を反映させることができる。その結果、需要者１０３とアグリゲータ１０２との間の契約等から得られる運用計画と、運用実績との間に生じる剥離を抑えることができる。
また、アグリゲータ１０２は、図４の工程４０８において、運用計画と運用実績との剥離が、需要者１０３が運用計画を実行しなかったために生じたものか、ＥＶ側特性もしくは装置側特性によって生じたものか、のいずれに起因するかを判定するようにしても良い。需要者１０３が運用計画を実行しなかったとは、例えば、ＥＶを充放電装置に計画どおりに接続しなかった場合である。アグリゲータ１０２は、例えば、運用計画と運用実績との剥離（差）が閾値より大きければ、運用計画を実行しなかったために生じたと判断し、報酬上のペナルティを課すように報酬を設定する。一方、閾値以内であれば、ＥＶ側特性もしくは装置側特性によって生じたものと判断し、報酬上のペナルティを課さない。そのような構成により、需要者１０３が認識し難いＥＶ側特性と装置側特性に起因して生じた差により、報酬上のペナルティを受けることを防ぐことができる。
上記の実施形態においては、ＥＶ側特性データとして車載電池の充放電可能容量を説明した。しかしながら、車載電池に限られず、蓄電システムや発電システムの他のバッテリデータが用いられても良い。例えば、ＥＶではなく太陽光パネルの蓄電池のバッテリデータが用いられても良い。また、ポータブルタイプの蓄電池のバッテリデータが用いられても良い。また、装置側特性データとして充放電効率を説明した。その充放電効率は電力負荷により変動することを記載したが、温度、湿度等の環境情報がさらに考慮されて充放電効率が導出されても良い。また、充放電効率に限られず、他の種類の情報が運用計画に用いられるようにしても良い。例えば、充放電装置の消耗度（経年変化等）をアグリゲータ１０２に送信するようにしても良い。その際、リソース情報として前述した各種情報やＩｏＴ情報に基づいて消耗度を導出するようにしても良い。
＜実施形態のまとめ＞
本実施形態における制御装置は、ＶＰＰシステムにおける運用の対象となる電力機器を制御する制御装置であって、前記電力機器の充放電性能を示す情報と前記電力機器の環境情報を取得する第１取得手段と（Ｓ１０４）、前記電力機器に対する充放電動作の特性を示す情報を取得する第２取得手段と（Ｓ１０５）、前記電力機器の充放電性能を示す情報を前記環境情報に基づいて補正する補正手段と（Ｓ１０６）、前記補正手段による補正後の充放電性能を示す情報および前記電力機器に対する充放電動作の性能を示す情報に基づく運用計画に従って、前記電力機器に対する充放電動作を制御する制御手段と（図７）、を備えることを特徴とする。
そのような構成により、電力機器の補正後の充放電性能を示す情報と電力機器に対する充放電動作の特性とを運用計画に反映することができる。
また、前記制御装置は、電力機器の運用を計画する外部装置（１０２）と通信可能であり、前記制御装置は、前記補正後の充放電性能を示す情報と前記電力機器に対する充放電動作の性能を示す情報とを前記外部装置に送信する送信手段（Ｓ１０７）、をさらに備えることを特徴とする。また、前記補正後の充放電性能を示す情報と前記電力機器に対する充放電動作の特性を示す情報は、前記外部装置における前記運用計画の作成に用いられることを特徴とする（図６）。
そのような構成により、電力機器の補正後の充放電性能を示す情報と電力機器に対する充放電動作の特性とを、外部装置における運用計画に用いることができる。
また、制御装置は、前記電力機器の充放電性能を示す情報の要求を前記外部装置から受信する第１受信手段（Ｓ１０１）、をさらに備え、前記第１取得手段は、前記第１受信手段により前記要求を受信した場合、前記電力機器の充放電性能を示す情報と前記電力機器の環境情報とを取得することを特徴とする。
そのような構成により、電力機器の運用を計画する外部装置からの要求に応じて、電力機器の充放電性能を示す情報と電力機器の環境情報とを取得することができる。
また、前記電力機器に対する充放電動作の指示を前記外部装置から受信する第２受信手段（Ｓ３０１）、をさらに備え、前記制御手段は、前記第２受信手段により前記指示を受信した場合、前記電力機器に対する充放電動作を制御することを特徴とする。
そのような構成により、電力機器の運用を計画する外部装置からの指示により、電力機器に対する充放電動作を制御することができる。
また、制御装置は、前記電力機器の接続計画を取得する第３取得手段（Ｓ１０５、図１１）、をさらに備え、前記第２取得手段は、前記第３取得手段により取得された前記接続計画に基づいて、前記電力機器に対する充放電動作の特性を示す情報を取得することを特徴とすることを特徴とする。
そのような構成により、例えば、電気自動車の接続時間に基づいて、車載電池からの出力電力に応じた充放電効率を取得することができる。
また、前記電力機器は、電気自動車であることを特徴とする。また、前記電力機器の充放電性能を示す情報は、前記電気自動車の車載電池の充放電可能容量を含むことを特徴とする。また、前記電力機器の充放電性能を示す情報は、前記電気自動車の車載電池の経年による満充電容量の変化を含むことを特徴とする。
そのような構成により、電気自動車の車載電池の充放電可能容量を、電力機器の充放電性能を示す情報として用いることができる。
また、前記電力機器に対する充放電動作の性能を示す情報は、前記充放電動作に係る効率特性を含むことを特徴とする。そのような構成により、充放電動作に係る充放電効率特性を、電力機器に対する充放電動作の性能を示す情報として用いることができる。
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。
１００ ＶＰＰシステム： １０２ アグリゲータ： １０３ 需要者： ２０１、３０１ ＣＰＵ： ２０２、３０２ 記憶部： ２０３、３０３ メモリ： ２０４、３０６ ＥＭＳ制御部

Claims (12)

  1. ＶＰＰシステムにおける運用の対象となる、バッテリを備えるリソースを制御する制御装置であって、
    前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する制御手段と、
    前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報と前記リソースのバッテリの環境情報を取得する第１取得手段と、
    前記制御手段の前記リソースのバッテリに対する充放電効率を示す情報を取得する第２取得手段と、
    前記充放電性能を示す情報を前記環境情報に基づいて補正する補正手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記補正手段による補正後の充放電性能を示す情報および前記充放電効率を示す情報に基づく運用計画に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する、
    ことを特徴とする制御装置。
  2. 前記制御装置は、リソースの運用を計画する外部装置と通信可能であり、
    前記制御装置は、
    前記補正後の充放電性能を示す情報と前記充放電効率を示す情報とを前記外部装置に送信する送信手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記補正後の充放電性能を示す情報と前記充放電効率を示す情報は、前記外部装置における前記運用計画の作成に用いられることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報の要求を前記外部装置から受信する第１受信手段、をさらに備え、
    前記第１取得手段は、前記第１受信手段により前記要求を受信した場合、前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報と前記リソースのバッテリの環境情報とを取得する、
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載の制御装置。
  5. 前記リソースのバッテリに対する充放電動作の指示を前記外部装置から受信する第２受信手段、をさらに備え、
    前記制御手段は、前記第２受信手段により前記指示を受信した場合、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する、
    ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 前記リソースのバッテリの接続計画を取得する第３取得手段、をさらに備え、
    前記第２取得手段は、前記第３取得手段により取得された前記接続計画に基づいて、前記充放電効率を示す情報を取得する、
    ことを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
  7. 前記リソースは、電気自動車であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
  8. 前記充放電性能を示す情報は、前記電気自動車の車載電池の充放電可能容量を含むことを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
  9. 前記充放電性能を示す情報は、前記電気自動車の車載電池の経年による満充電容量の変化を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の制御装置。
  10. ＶＰＰシステムにおける運用の対象となる、バッテリを備えるリソースを制御する制御装置と、前記制御装置と通信可能な外部装置とを含む電力制御システムであって、
    前記制御装置は、
    前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する制御手段と、
    前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報と前記リソースのバッテリの環境情報を取得する第１取得手段と、
    前記制御手段の前記リソースのバッテリに対する充放電効率を示す情報を取得する第２取得手段と、
    前記充放電性能を示す情報を前記環境情報に基づいて補正する補正手段と、
    前記補正手段による補正後の充放電性能を示す情報と前記充放電効率を示す情報とを前記外部装置に送信する第１送信手段と、を備え、
    前記外部装置は、
    前記第１送信手段により送信された前記補正後の充放電性能を示す情報および前記充放電効率を示す情報に基づく運用計画に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作の指示を送信する第２送信手段、を備え、
    前記制御装置は、
    前記第２送信手段により送信された前記指示に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する、
    ことを特徴とする電力制御システム。
  11. ＶＰＰシステムにおける運用の対象となる、バッテリを備えるリソースを制御する制御装置において実行される制御方法であって、
    前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する制御工程と、
    前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報と前記リソースのバッテリの環境情報を取得する第１取得工程と、
    前記リソースのバッテリに対する充放電効率を示す情報を取得する第２取得工程と、
    前記充放電性能を示す情報を前記環境情報に基づいて補正する補正工程と、を有し、
    前記制御工程では、前記補正工程における補正後の充放電性能を示す情報および前記充放電効率を示す情報に基づく運用計画に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する、
    ことを特徴とする制御方法。
  12. ＶＰＰシステムにおける運用の対象となる、リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する制御手段、
    前記リソースのバッテリの充放電性能を示す情報と前記リソースのバッテリの環境情報を取得する第１取得手段、
    前記制御手段の前記リソースのバッテリに対する充放電効率を示す情報を取得する第２取得手段、
    前記充放電性能を示す情報を前記環境情報に基づいて補正する補正手段、としてコンピュータを機能させ、
    前記制御手段は、前記補正手段による補正後の充放電性能を示す情報および前記充放電効率を示す情報に基づく運用計画に従って、前記リソースのバッテリに対する充放電動作を制御する、
    ことを特徴とするプログラム。
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