JP7260994B2

JP7260994B2 - 電力制御システム

Info

Publication number: JP7260994B2
Application number: JP2018209458A
Authority: JP
Inventors: 俊彰柳澤
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2023-04-19
Anticipated expiration: 2038-11-07
Also published as: JP2020078144A

Description

本発明は、太陽光発電装置を備えた建物への電力の供給を制御する電力制御システムに関するものである。

住宅などの建物に電気自動車などの車載蓄電池が搭載された車両を接続することで、系統電力網などの外部系統電力から電気自動車に充電を行うだけでなく、車載蓄電池に充電された電力を住宅で利用できるようにした電力供給システムが知られている（特許文献１，２参照）。

また、特許文献１には、電気自動車の充放電制御部に記憶された走行履歴等を住宅側の制御装置が取得して、走行パターンや走行距離を予測して必要な充電量を算出し、それに基づいて外部系統電力から電気自動車に充電することが記載されている。

さらに、特許文献２には、複数戸の住宅からなる地域において、複数戸の住宅で相互に地域内の電力を融通するに際して、各住宅と電気的に接続された車両から電力供給を受けることも考慮することが記載されている。

特開２０１２－２３９５５号公報特開２０１３－１４３８９２号公報

ここで、太陽光発電装置及び定置蓄電池を備えた建物であれば、発電された電力を電気自動車の車載蓄電池や定置蓄電池に充電して、電気自動車や住宅の電力として利用することができる。しかしながら、一方の蓄電池に充電が偏ると、電気自動車の利用に制約を受けたり、電気自動車による外出中に住宅の消費電力を賄えない状況が発生したりして、電力価格が高い時間帯に外部系統電力を買電して光熱費が増加してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、太陽光発電装置の発電電力量及び車両の走行スケジュールを適宜、予測することで、車両の走行利便性と建物の光熱費などの経済性との両方を確保できる電力制御システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の電力制御システムは、太陽光発電装置及び定置蓄電池を備えた建物への電力の供給を制御する電力制御システムであって、前記建物の消費電力量を予測する消費電力予測部と、前記太陽光発電装置の発電電力量を予測する発電電力予測部と、前記建物に接続される車載蓄電池が搭載された車両の走行スケジュールを予測する走行スケジュール予測部と、前記定置蓄電池及び車載蓄電池の充電及び放電を制御する充放電制御部とを備え、前記充放電制御部は、外部系統電力から前記車載蓄電池に充電する充電量を、前記消費電力予測部、発電電力予測部及び走行スケジュール予測部の予測と、前記定置蓄電池及び車載蓄電池の残容量とに基づいて決定することを特徴とする。

ここで、前記充電量は、深夜電力の時間帯における充電量であることが好ましい。また、前記充放電制御部では、前記消費電力予測部及び発電電力予測部の予測に基づいて、前記太陽光発電装置の発電電力による前記建物の余剰電力量と消費不足電力量とを推定するとともに、前記余剰電力量、消費不足電力量及び前記走行スケジュール予測部の予測並びに前記定置蓄電池及び車載蓄電池の残容量値に基づいて、前記定置蓄電池への定置充電量及び前記車載蓄電池への車載充電量を推定し、前記充電量を、前記車両の走行電力量の予測値に前記消費不足電力量の予測値を加えた値から、前記車載蓄電池の残容量値及び前記車載充電量を引いた正の値として決定される構成とすることができる。

このように構成された本発明の電力制御システムは、建物の消費電力予測部に加えて、太陽光発電装置の発電電力量を予測する発電電力予測部と、建物に接続される車載蓄電池が搭載された車両の走行スケジュール予測部とを備えている。そして、外部系統電力から車載蓄電池に充電する充電量を、消費電力予測部、発電電力予測部及び走行スケジュール予測部の予測と、定置蓄電池及び車載蓄電池の残容量とに基づいて決定する。

このように、太陽光発電装置の発電電力量及び車両の走行スケジュールを適宜、予測することで、住人の日々の暮らしの中で車両の利用制限を受けることが少ない走行利便性が確保できるうえに、光熱費の低減が図れる経済性も確保できるようになる。

本実施の形態の電力制御システムの構成を説明するブロック図である。発電余剰電力と消費不足電力の用語の意味を説明する図である。本実施の形態の電力制御システムの処理の流れを説明する図である。翌日の余剰充電のみで不足電力を賄える場合（ケース１）の電力制御システムによる充放電制御を例示した説明図である。翌日の余剰充電のみで不足電力を賄える場合（ケース２）の電力制御システムによる充放電制御を例示した説明図である。翌日の余剰充電のみでは不足電力を賄えない場合（ケース３）の電力制御システムによる充放電制御を例示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、図１を参照しながら本実施の形態の電力制御システムの全体構成について説明する。この電力制御システムによって制御される建物としての住宅Ｈは、電力会社の発電所や地域毎に設置されたコジェネレーション設備などからの外部系統電力を受けるために、系統電力網に接続されている。

また、住宅Ｈは、太陽光発電装置としての太陽電池パネル１と定置蓄電池７とを備えている。さらに、この住宅Ｈには、電気自動車４やプラグインハイブリッド車などの車載蓄電池４１が搭載された車両を接続することができるようになっている。

この太陽電池パネル１の発電電力は、定置蓄電池７や車載蓄電池４１に一時的に蓄えておくことができる。さらに、この住宅Ｈは、インターネットなどの外部の通信網に繋がっている。そして、同じく通信網に接続された外部の管理サーバ５との間で、計測値や演算処理結果などのデータの送受信や制御信号の送受信などが行われる。

本実施の形態の電力制御システムは、住宅側としての住宅Ｈに配置される構成と、サーバ側としての管理サーバ５に配置される構成とを有している。なお、本実施の形態では説明を省略するが、管理サーバ５には、複数の住宅Ｈが接続されている。

まず、処理対象となる住宅Ｈ側の構成について説明する。
住宅Ｈは、太陽電池パネル１と、定置蓄電池７と、太陽電池パネル１の時間毎の発電電力及び住宅Ｈの時間毎の消費電力を計測する計測装置２と、表示装置としての表示モニタ３と、電気自動車４を電気的に接続させる充放電口とを主に備えている。

太陽電池パネル１は、太陽電池を利用することによって、太陽光を電力に変換して発電を行う装置である。この太陽電池パネル１は、太陽光を受けることができる時間帯のみ電力を供給することが可能な装置である。また、太陽電池パネル１によって発電された直流電力は、通常、図示を省略したパワーコンディショナによって交流電力に変換されて使用される。なお、この住宅Ｈに設置された太陽電池パネル１の発電容量などの仕様については、管理サーバ５側の後述する邸情報データベース５１に記憶されている。

また、定置蓄電池７も、太陽電池パネル１と同様に、図示省略のパワーコンディショナに接続されて、充放電の制御がなされる。例えば、定置蓄電池７には、系統電力網から供給される深夜電力などの電力価格が安い電力や太陽電池パネル１によって発電された電力を充電する。この定置蓄電池７の蓄電容量や定格出力などの仕様も、管理サーバ５側の後述する邸情報データベース５１に記憶されている。

一方、車載蓄電池４１の充放電口も、太陽電池パネル１と同様に、図示省略のパワーコンディショナに接続されて、充放電の制御がなされる。例えば、車載蓄電池４１には、系統電力網から供給される深夜電力などの電力価格が安い電力や太陽電池パネル１によって発電された電力を充電する。この車載蓄電池４１の蓄電容量や定格出力などの仕様も、管理サーバ５側の後述する邸情報データベース５１に記憶されている。

また、住宅Ｈには、分電盤を通して外部系統電力が供給され、電力を消費する様々な負荷が設置されている。この様々な負荷としては、例えば、エアコンディショナーなどの空調装置、給湯装置、照明スタンドやシーリングライトなどの照明装置、冷蔵庫やテレビなどの家電装置などがある。

計測装置２は、住宅Ｈに設置された太陽電池パネル１によって実際に発電された発電電力量を計測する。また、計測装置２は、住宅Ｈに設置された負荷によって消費された消費電力量も計測する。この計測装置２による計測は、秒単位、分単位、時間単位などの任意の間隔で時間毎に行うことができる。そして、計測装置２によって計測された計測値のデータは、管理サーバ５側の後述する消費電力履歴データベース５２に記憶される。

なお、消費電力履歴データベース５２では、気温などの気象条件に影響を受け易い空調装置などの空調負荷及び給湯装置などの給湯負荷の消費電力量と、気温などの気象条件に影響を受け難いその他の負荷の消費電力量とを、負荷別にカテゴリー分けして記憶される。

表示モニタ３には、計測装置２で計測された計測値や、管理サーバ５側の制御状態を示す情報などを表示させる。この表示モニタ３には、専用の端末モニタを用いてもよいし、パーソナルコンピュータなどの汎用機器の画面などを用いてもよい。

次に、住宅Ｈと通信網を介して接続される管理サーバ５側の構成について説明する。
管理サーバ５側は、通信手段としての通信部５６と、各種制御を行う制御部６と、記憶手段としての邸情報データベース５１、消費電力履歴データベース５２、電力価格データベース５３、気象予報データベース５４及び外出パターン履歴データベース５５とを備える。

通信部５６は、住宅Ｈから送信されてくる各種設備の仕様、計測値、処理要求などを、管理サーバ５の制御部６に送るとともに、各種データベース（５１，５２，５３，５４，５５）に記憶されたデータ、制御部６で行われた演算処理結果、更新プログラムなどを住宅Ｈに向けて送る機能を有している。

邸情報データベース５１には、複数の住宅Ｈの邸コード（識別番号）、その邸コードに関連付けられた住所、建築年、断熱性能、間取り、電気配線、使用部材、太陽電池パネル１の仕様（発電容量）、定置蓄電池７の仕様（蓄電容量、定格出力）、接続される電気自動車４の車載蓄電池４１の仕様（蓄電容量、定格出力）などの情報が記憶されている。

消費電力履歴データベース５２には、各住宅Ｈで計測されて通信部５６を介して管理サーバ５が受信した計測値のデータが記憶される。この計測値は、邸コードに関連付けて記憶させることで、いずれの住宅Ｈで計測された結果であるかを識別させることができる。

さらに、この消費電力履歴データベース５２に記憶される消費電力量の履歴は、上述したように、気温などの気象条件に影響を受け易い空調装置などの空調負荷及び給湯装置などの給湯負荷の消費電力量と、気温などの気象条件に影響を受け難いその他の負荷の消費電力量とを、負荷別にカテゴリー分けした記録となっている。

また、消費電力履歴データベース５２には、定置蓄電池７の残容量値や充放電履歴などの情報が蓄電池データとして記憶される。この定置蓄電池７の残容量値は、任意の時刻において定置蓄電池７から取得して記憶させることもできる。

そして、電力価格データベース５３には、外部系統電力を供給する電力会社等が設定する一日の時間によって変化する電力価格（住人側から見て買電価格）に関する情報が記憶されている。

例えば、23時から翌6時までの時間帯の深夜電力の買電価格は、それ以外の日中電力などの買電価格よりも安く設定されている。電力価格データベース５３には、電力価格が切り替わる時刻と、各時間帯の電力価格（単価）が記憶される。また、電力価格データベース５３には、太陽電池パネル１で発電した電力を電力会社等が買い取る買取価格（住人側から見て売電価格）も記憶されている。

気象予報データベース５４には、気象庁や気象予報会社等の図示省略のサーバから通信網を介して受信した、住宅Ｈが立地する全国各地の気温や日射量などの翌日の気象予報データが記憶される。

外出パターン履歴データベース５５には、電気自動車４の住宅Ｈへの接続又は非接続の情報、車載蓄電池４１の充放電履歴の情報などが記憶される。この外出パターン履歴データベース５５のデータは、後述する走行スケジュール予測部６４で利用される。

そして、制御部６には、充放電制御部６１と、消費電力予測部６２と、発電電力予測部６３と、走行スケジュール予測部６４とが設けられている。

消費電力予測部６２は、単位時間（本実施の形態では１時間を単位時間とする）毎の消費電力を予測する手段である。例えば、前日に翌日の住宅Ｈの時間毎の消費電力を予測することができる。この消費電力予測部６２では、気温などの気象条件に影響を受け易い空調負荷及び給湯負荷の時間毎の消費電力は、気象予報データに基づいて予測し、気温などの気象条件に影響を受け難いその他の負荷の時間毎の消費電力については、過去の履歴データに基づいて予測し、これらを合計して、住宅Ｈの時間毎の消費電力を予測するものである。

具体的には、空調負荷及び給湯負荷の時間毎の消費電力を予測するにあたっては、気象予報データベース５４に記憶された気温などの翌日の気象予報データを参照し、消費電力予測部６２により、時間毎の消費電力を予測する。その他の負荷の時間毎の消費電力を予測するにあたっては、消費電力履歴データベース５２にカテゴリー分けして記憶された過去の履歴データを参照し、消費電力予測部６２により、時間毎の消費電力を予測する。そして、これらを合計して、住宅Ｈの時間毎の消費電力を予測する。

発電電力予測部６３は、太陽電池パネル１の時間毎の発電電力を予測する。例えば、前日に翌日の住宅Ｈの時間毎の発電電力を予測することができる。具体的には、太陽電池パネル１の時間毎の発電電力を予測するにあたっては、気象予報データベース５４に記憶された日射量などの翌日の気象予報データを参照し、発電電力予測部６３により、住宅Ｈの時間毎の発電電力を予測する。

走行スケジュール予測部６４は、電気自動車４を使用した外出時間又は在宅時間や、電気自動車４の走行に必要な走行電力量を予測する。電気自動車４の住宅Ｈへの接続又は非接続のパターンや走行後の車載蓄電池４１の残容量のパターンなどを、外出パターン履歴データベース５５に記憶させて、そのデータに基づいて機械学習などをさせることで、住人による電気自動車４の走行スケジュールが予測できるようになる。例えば、翌日が火曜日であれば日中に外出する可能性が高い、日曜日の走行距離は通常より長くなる（車載蓄電池４１の残容量が少なくなる）などのパターンによる予測が可能になる。また、走行スケジュール予測部６４は、任意の時刻において車載蓄電池４１の残容量値を取得することができる。

そして、予測された住宅Ｈの消費電力量、発電電力量及び電気自動車４の走行スケジュールと、定置蓄電池７及び車載蓄電池４１の残容量とに基づいて、充放電制御部６１によって定置蓄電池７及び車載蓄電池４１の充放電の制御を行う。この充放電制御部６１による制御の詳細を説明する前に、発電電力（発電）と消費電力との関係について、図２を参照しながら説明する。

この図２において、「発電」は、時刻単位における太陽電池パネル１による発電電力を指し、「消費電力」は、時刻単位における住宅Ｈの消費電力を指す。そして、「発電余剰電力」とは、時刻単位における発電から消費電力を引いた値の正（プラス）となる電力であり、24時間などで積算した余剰となる発電電力量が、「発電余剰電力量」となる。

一方、「消費不足電力」は、時刻単位における消費電力から発電を引いた値の正（プラス）となる電力であり、24時間などで積算した不足する電力量が、「消費不足電力量」となる。すなわち、発電が消費電力よりも上回る時間では「発電余剰電力量」として積算され、消費電力が発電を上回る時間では「消費不足電力量」として積算されていく。

続いて、定置蓄電池７及び電気自動車４の車載蓄電池４１を深夜電力によって充電する「深夜充電」と、太陽電池パネル１の発電電力によって充電する「余剰充電」とについて説明する。「深夜充電」では、単価の安い深夜電力を系統電力網から買電して定置蓄電池７や車載蓄電池４１に充電する。

一方、日中の太陽電池パネル１の発電電力は、住宅Ｈで発電自家消費として使用することができる。また、発電余剰電力は系統電力網に売電することもできる。さらに、発電余剰電力を売電せずに、定置蓄電池７や車載蓄電池４１に充電することができる。これが、「余剰充電」となる。

そして、太陽電池パネル１の発電電力が消費電力を下回った場合には、定置蓄電池７や車載蓄電池４１に充電された電力を住宅Ｈに放電して補うことになる。また、深夜の時間帯においても、住宅Ｈの消費電力は、定置蓄電池７や車載蓄電池４１の放電によって賄うことができる。

次に、制御部６による充放電制御について、図３に示した本実施の形態の電力制御システムの処理の流れを参照しながら説明する。
本実施の形態の電力制御システムでは、例えば毎日の所定の時刻に、深夜充電による充電量の決定のための演算処理が行われる。例えば、現在時刻が深夜電力価格（深夜料金）の開始される時刻（例えば23時）の1時間前か否かを判断し、現在時刻が22時になった時点で演算処理が開始される。以下の処理で「翌日」とは、深夜料金の開始時刻を起点とした24時間（例えば23時から次の23時まで）を言う。

深夜充電による充電量の決定においては、発電電力の予測が行われる（Ｓ２１）。翌日の住宅Ｈの太陽電池パネル１の発電電力量は、気象予報データベース５４から取得された翌日の日射量（Ｓ１１）、及び消費電力履歴データベース５２から取得された過去の発電量（Ｓ１２）の実績などのデータに基づいて、発電電力予測部６３によって予測される。このため、翌日の天気予報が「曇り」や「雨」の場合と「晴れ」の場合とでは、予測される発電電力量が大きく変わる。この予測された発電電力を予測値Ａとする。

一方、翌日の住宅Ｈの消費電力量は、消費電力履歴データベース５２から取得された過去の消費電力量（Ｓ１３）の実績などのデータに基づいて、消費電力予測部６２によって予測される。この予測された消費電力を予測値Ｂとする（Ｓ２２）。

また、走行スケジュール予測部６４では、翌日に電気自動車４が住宅Ｈに接続する時間帯（EV在宅時間）と電気自動車４の走行に必要な走行電力量（EV外出時の走行電力量）を、外出パターン履歴データベース５５に記憶されたデータに基づいて推定する。

そして、予測された翌日の電気自動車４の走行スケジュール（EVデータ（Ｓ１４））から、電気自動車４が「外出なし」で接続状態となるEV在宅時間を予測値Ｃとして取得する（Ｓ２３）。

また、電気自動車４のEV外出時の走行電力量を、予測値Ｄとして取得する（Ｓ２４）。さらに、走行スケジュール予測部６４によって、現在の車載蓄電池４１（EV蓄電池）の残容量値Ｅを取得する（Ｓ２５）。

さらに、消費電力履歴データベース５２の蓄電池データ（Ｓ１５）に記録された現在の定置蓄電池７の残容量値Ｆを、充放電制御部６１が取得する（Ｓ２６）。

このようにして取得された予測値Ａ－予測値Ｄ並びに残容量値Ｅ及び残容量値Ｆを使って、充放電制御部６１では、系統電力網から深夜料金時間帯に車載蓄電池４１に充電する充電量（深夜充電量Ｍ）を算定する。

まず、発電電力の予測値Ａと消費電力の予測値Ｂとに基づいて、住宅Ｈの１日（24時間）の余剰電力量の予測値Ｇ及び消費不足電力量の予測値Ｈの推定を行う（Ｓ３１）。また、EV在宅時間の予測値Ｃにおける発電余剰電力量の予測を行う（Ｓ３２）。

すなわち、発電余剰電力量の予測値Ｉは、EV在宅時間帯（予測値Ｃ）の各単位時間の発電電力（予測値Ａ）から消費電力（予測値Ｂ）を引いた正（プラス）となる値の積算値として算出される。

要するに１日（24時間）の余剰電力量の予測値Ｇは、電気自動車４が住宅Ｈに接続されているか否かに関わらず太陽電池パネル１の発電によって余剰充電が行える電力量を示している。これに対して、EV在宅時間（予測値Ｃ）の発電余剰電力量の予測値Ｉは、車載蓄電池４１に充電可能な余剰充電の電力量を示している。

続いて、EV外出時の住宅Ｈの消費不足電力量（宅内不足消費電力量）の予測を行う（Ｓ３３）。この宅内不足消費電力量の予測値Ｊは、EV外出時間帯の各単位時間の消費電力（予測値Ｂ）から発電電力（予測値Ａ）を引いた正（プラス）となる値の積算値として算出される。

そして、このようにして算出された宅内不足消費電力量の予測値Ｊから定置蓄電池７の残容量値Ｆを引いた値を、太陽電池パネル１の発電の余剰分による定置蓄電池７の定置充電量（余剰充電量Ｋ）として算出する（Ｓ３４）。この余剰充電量Ｋは、発電余剰電力量の予測値Ｉ以下の正の値となる。

また、発電余剰電力量の予測値Ｉから余剰充電量Ｋを引いた値を、太陽電池パネル１の発電の余剰分による車載蓄電池４１（EV蓄電池）の車載充電量（余剰充電量Ｌ）として算出する（Ｓ３５）。

そして、深夜料金時間帯に車載蓄電池４１に充電する充電量（深夜充電量Ｍ）を、次の式で決定する（Ｓ３６）。
深夜充電量Ｍ＝走行電力量Ｄ＋消費不足電力量Ｈ－EV蓄電池の残容量値Ｅ－EV蓄電池の余剰充電量Ｌ

次に、本実施の形態の電力制御システムによる運転制御の例示と、その作用について説明する。
図４－図６は、本実施の形態の電力制御システムによる充放電制御を例示（ケース１－ケース３）した説明図である。これらの図には、定置蓄電池７と車載蓄電池４１との余剰充電の割合及び深夜充電による車載蓄電池４１への充電量を決定した後の翌日の制御が例示されている。

翌日の充電制御の決定は、深夜料金時間帯の例えば1時間前の時刻（22時）に開始される。この時刻に、EV蓄電池（車載蓄電池４１）の残容量値Ｅ及び定置蓄電池７の残容量値Ｆが確認される（図３のＳ２５，Ｓ２６）。

続いて、翌日となる翌24時間(時刻23時～時刻23時)までの太陽電池パネル１による発電電力量（予測値Ａ）と、住宅Ｈの消費電力量（予測値Ｂ）と、EVデータの予測を行う（図３のＳ２１，Ｓ２２，Ｓ１４）。

そして、予測によって得られた余剰電力量の予測値Ｇ、宅内不足消費電力量の予測値Ｊ、発電余剰電力量の予測値Ｉ、宅内不足消費電力量の予測値Ｊ及び定置蓄電池７の残容量値Ｆから、定置蓄電池７の余剰充電量ＫとEV蓄電池の余剰充電量Ｌとを算出する（図３のＳ３１－Ｓ３５）。

さらに、走行電力量の予測値Ｄ、消費不足電力量の予測値Ｈ、EV蓄電池の残容量値Ｅ及びEV蓄電池の余剰充電量Ｌから、深夜料金時間帯にEV蓄電池（車載蓄電池４１）に充電する充電量（深夜充電量Ｍ）を決定する（図３のＳ３６）。

図４に示したケース１は、翌日の天気が晴れで日射量が充分にあるという気象予報データに基づいて、日中の住宅Ｈの消費電力は発電による発電自家消費で賄えると予測されている。また、発電自家消費を上回る日中の発電余剰電力によって、車載蓄電池４１の余剰充電（EV充電）及び定置蓄電池７の余剰充電が行えると予測されている。

また、このケース１では、夕刻に電気自動車４による外出があるが、発電が多く余剰充電が行える時間帯は、住宅Ｈと電気自動車４とが接続状態となる。この結果、このケース１では、深夜電力による車載蓄電池４１への充電量（深夜充電量Ｍ）は0と決定され、深夜充電は行われない。

そして、電気自動車４が接続されている時間帯において、消費電力が太陽電池パネル１の発電電力（発電）を上回る時間は、車載蓄電池４１からの放電（EV放電）によって住宅Ｈの消費電力を賄う放電制御を行う。

一方、発電が消費電力を上回る日中においては、発電自家消費を超える発電の余剰分を車載蓄電池４１又は定置蓄電池７に充電する充電制御が行われる。また、電気自動車４による外出がある（EV外出）と予測された時間帯において、消費電力が太陽電池パネル１の発電を上回る時間は、定置蓄電池７からの放電（定置蓄電池放電）によって住宅Ｈの消費電力を賄う放電制御を行う。

一方、図５に示したケース２も、翌日の太陽電池パネル１の発電による余剰充電のみで、車載蓄電池４１及び定置蓄電池７の充電量が賄えると予測された場合の例示である。しかしながらこのケース２では、翌日の発電電力量が少ないと予測されたうえに、深夜から朝までと夕刻から深夜までの夜間の消費電力が高いと予測されている。

そこで、このケース２では、余剰充電によるEV充電の割合を減らし、定置蓄電池７への余剰充電の割合を増やしている。すなわち、定置蓄電池７の余剰充電量Ｋ及びEV蓄電池の余剰充電量Ｌの算定式（図３のＳ３４，Ｓ３５）により決定された割合に基づいて、余剰充電の制御が行われる。

そして、ケース１と同様に、電気自動車４が接続されている時間帯において、消費電力が太陽電池パネル１の発電を上回る時間は、車載蓄電池４１からの放電（EV放電）によって住宅Ｈの消費電力を賄う放電制御が行われる。また、発電が消費電力を上回る日中においては、発電自家消費を超える発電の余剰分を、走行電力量Ｄを補うためにまず車載蓄電池４１に充電し、それ以外は定置蓄電池７に余剰充電する充電制御が行われる。

これらに対して、図６に示したケース３は、翌日の太陽電池パネル１の発電による余剰充電のみでは、車載蓄電池４１及び定置蓄電池７の充電量が賄えないと予測された場合である。そして、電気自動車４が住宅Ｈと非接続状態になる15時から16時までのEV外出の時間帯は、定置蓄電池７の放電によって消費電力の不足分が補われるようにする。

このケース３では、翌日の発電電力量が少ないと予測されたうえに、深夜から朝までと夕刻から深夜までの夜間の消費電力が高いと予測される場合の例示である。このため、定置蓄電池７と車載蓄電池４１との余剰充電の割合（余剰充電量Ｋ、余剰充電量Ｌ）に加えて、深夜電力による車載蓄電池４１への充電量が深夜充電量Ｍの算定式（図３のＳ３６）により決定され、系統電力網から買電した外部系統電力による車載蓄電池４１への深夜充電（EV買電充電）が行われる。

そして、消費電力が発電を上回る8時ごろまでは、EV放電によって消費電力を賄う放電制御が行われる。また、午前中の電気自動車４が住宅Ｈと接続状態にあるときには、発電の余剰分を車載蓄電池４１に余剰充電する充電制御が行われる。

さらに、余剰充電量Ｌの充電が車載蓄電池４１に行われた後は、定置蓄電池７への余剰充電を行う充電制御が行われる。また、EV外出時の消費電力が発電を上回る夕刻の消費電力の不足分は、定置蓄電池７からの放電制御によって補われる。

このように構成された本実施の形態の電力制御システムは、住宅Ｈの消費電力量を予測する消費電力予測部６２に加えて、太陽電池パネル１の発電電力量を予測する発電電力予測部６３と、住宅Ｈに接続される車載蓄電池４１が搭載された電気自動車４の走行スケジュール予測部６４とを備えている。

そして、系統電力網から車載蓄電池４１に充電する深夜充電量Ｍを、消費電力予測部６２、発電電力予測部６３及び走行スケジュール予測部６４の予測（予測値Ａ－予測値Ｄ）と、車載蓄電池４１の残容量値Ｅ及び定置蓄電池７の残容量値Ｆとに基づいて決定する。

このように、太陽電池パネル１の発電電力量及び電気自動車４の走行スケジュールを適宜、予測することで、住人の日々の暮らしの中で電気自動車４の利用制限を受けることが少ない走行利便性が確保できるうえに、光熱費の低減が図れる経済性も確保できるようになる。

すなわち、翌日に必要とされる車載蓄電池４１に蓄えておかなければならない深夜充電量Ｍを、深夜料金時間帯という電力価格が安い時間の外部系統電力で賄うことができ、電力価格が高い時間帯に外部系統電力を買電することを極力、抑えることができるようになる。

また、定置蓄電池７と車載蓄電池４１という２つの蓄電池に対して余剰充電を行うにあたって、予め定置蓄電池７の余剰充電量Ｋと車載蓄電池４１の余剰充電量Ｌとを算定しておく。このため、一方の蓄電地の残容量が充電不足で少なくなって、利用に支障をきたすような事態の発生を防ぐことができるようになる。すなわち、定置蓄電池７を備えるとともに車載蓄電池４１が接続される住宅Ｈにおいて、２つの蓄電池の充放電の最適制御を行うことができるようになる。

さらに、走行スケジュール予測部６４による予測が、車載蓄電池４１の充放電履歴データなどの外出パターン履歴データベース５５に記憶されたデータに基づいて行われるのであれば、データの蓄積によって住人の走行パターンの予測精度が向上し、より適切な深夜充電の充電量の決定が行えるようになる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
例えば、前記実施の形態では、深夜料金時間帯の買電価格が安いため「深夜充電」として説明したが、これに限定されるものではなく、系統電力網から供給される電力の買電価格が安い時間帯を「外部系統電力を車載蓄電池に充電する時間」とすることができる。

１：太陽電池パネル（太陽光発電装置）
４：電気自動車（車両）
４１：車載蓄電池
６１：充放電制御部
６２：消費電力予測部
６３：発電電力予測部
６４：走行スケジュール予測部
７：定置蓄電池
Ｈ：住宅（建物）
Ｍ：深夜充電量（充電量）
Ｋ：余剰充電量（定置充電量）
Ｌ：余剰充電量（車載充電量）

Claims

太陽光発電装置及び定置蓄電池を備えた建物への電力の供給を制御する電力制御システムであって、
前記建物の消費電力量を予測する消費電力予測部と、
前記太陽光発電装置の発電電力量を予測する発電電力予測部と、
前記建物に接続される車載蓄電池が搭載された車両の走行スケジュールを予測する走行スケジュール予測部と、
前記定置蓄電池及び車載蓄電池の充電及び放電を制御する充放電制御部とを備え、
前記発電電力予測部では、気象予報データを参照して発電電力の予測を行うとともに、
前記充放電制御部は、外部系統電力から前記車載蓄電池に充電する深夜電力の時間帯における充電量を、前記消費電力予測部、発電電力予測部及び走行スケジュール予測部の予測と、前記定置蓄電池及び車載蓄電池の残容量とに基づいて決定するものであって、
前記充放電制御部では、前記消費電力予測部及び発電電力予測部の予測に基づいて、前記太陽光発電装置の発電電力による前記建物の余剰電力量と消費不足電力量とを推定するとともに、
前記余剰電力量、消費不足電力量及び前記走行スケジュール予測部の予測並びに前記定置蓄電池及び車載蓄電池の残容量値に基づいて、前記定置蓄電池への定置充電量及び前記車載蓄電池への車載充電量を推定し、
前記充電量を、前記車両の走行電力量の予測値に前記消費不足電力量の予測値を加えた値から、前記車載蓄電池の残容量値及び前記車載充電量を引いた正の値として決定されることを特徴とする電力制御システム。