JP7284559B2 - 蓄電池制御装置、蓄電池制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、系統電力、太陽光発電に代表される再生可能エネルギー発電による電力、及び蓄電池から受ける電力を併用して負荷に電力を供給する場合に、特に、蓄電池電力から受ける電力を制御する蓄電池制御装置及び蓄電池制御プログラムに関する。

近年、系統電力から受電する電力と、太陽光発電（再生可能エネルギーの代表例）による電力と、蓄電池からの放電による電力と、を併用する電力システムが適用されている。

特許文献１には、余剰電力を蓄える効率を向上させる共に、商用電力系統からの電力のピークカットを行うことが可能な電力システムが開示されている。

より具体的には、特許文献１では、蓄電池に充電されている充電電力量を計測し、再生可能エネルギーの一例である太陽電池で発電される発電量、及び、家電で消費される需要電力量を予測し、予測した発電量および需要電力量と、蓄電池の充電電力量とに基づいて、蓄電池の充放電の計画を立て、計画に従って、蓄電池の充放電を制御する。

ところで、太陽光発電と蓄電池を併用したシステムにおいては、今後、太陽光発電の発電量をできる限り自家消費することが望まれており、この場合、蓄電池に蓄電した電力を常時最大限に活用することで系統電力からの買電量を低減することができるが、受電電力の上限値を超えそうなときに、蓄電池の残量がなくなっている可能性があり、ピークカットを担保することができず、受電電力の上限値を超えてしまう場合がある。

一方、ピークカットを優先で制御する場合は、常時、蓄電値の残量を確保しておく必要があり、蓄電池が満充電状態で太陽光発電量が余剰になると、商用電力系統へ売電することになり、自家消費量が低下する。

特開２００９－２８４５８６号公報

しかしながら、特許文献１は、交流として商用電力系統、直流として太陽光発電と蓄電池を適用し、ピークカットを担保しているが、商用電力系統への売電（逆潮流）を許容しており、ピークカットの担保と系統への売電回避を両立することを考慮した制御形態になっていない。

本発明は、系統から受ける電力、再生可能エネルギー発電による電力、蓄電池から放電された電力を併用する場合に、日照時間や負荷の変動の推移の予測による計画電力の推定ロジックを確立し、ピークカットの担保と商用電力系統への売電回避を両立することができる蓄電池制御装置、蓄電池制御プログラムを得ることが目的である。

本発明に係る蓄電池制御装置は、負荷設備で消費する電力供給源として、系統からの受電による第１の電力、再生可能エネルギー発電による第２の電力、及び蓄電池からの放電による第３の電力を備え、前記第１の電力が受電電力の上限電力Ｐ’を超えない第１条件、及び、前記第２の電力の前記系統への逆潮流を回避する第２条件を維持するための、前記第３の電力を制御する蓄電池制御装置であって、前記負荷設備で消費する負荷電力の時系列の推移予測と、前記第２の電力の発電量の時系列の推移予測との差分を、将来の予測開始時刻から確保時間が経過するまで、前記確保時間よりも短い一定期間毎に積算すると共に、当該一定期間毎の積算値を、前記第１の電力の受電電力の上限電力超過分を正の数、前記第２の電力の系統への逆潮流分を負の数として、電力推移を予測する時間である前記確保時間の開始時から終了時まで時系列で積算する積算手段と、前記積算手段による積算結果の時系列の変化の中から、正の数の最大値である必要蓄積量と、負の数の最小値である必要空き容量とを抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出した前記最大値である前記必要蓄積量に基づき前記蓄電池の蓄電量下限値を演算し、かつ、前記抽出手段で抽出した前記最小値である前記必要空き容量に基づき前記蓄電池の蓄電量上限値を演算する演算手段と、前記第１の電力、前記第２の電力、及び前記第３の電力の少なくとも１系統の電力が、前記負荷設備で消費されるとき、前記負荷設備で消費される電力から前記第２の電力を差し引いた現在電力Ｌ’に基づいて蓄電池放電上限を、並びに、前記現在電力Ｌ’と前記上限電力Ｐ’との差分に基づいて蓄電池充電上限をそれぞれ決定する決定手段と、
前記蓄電池の残量と、前記蓄電量下限値及び蓄電量上限値との関係に基づき、放電するときの前記蓄電池放電上限、充電するときの前記蓄電池充電上限のマイナス値、並びに、充電も放電も実行しない値、の少なくとも３種類から、蓄電池出力を選択する選択手段と、前記現在電力Ｌ’と前記上限電力Ｐ’との関係がＬ’≧Ｐ’のときは、前記蓄電池出力と（Ｌ’－Ｐ’）の大きい方の値に前記蓄電池出力を補正し、０≧Ｌ’のときは、前記蓄電池出力とＬ’の小さい方の値に前記蓄電池出力を補正し、Ｐ’＞Ｌ’＞０のときは前記蓄電池出力を補正しない補正手段と、を有している。

本発明によれば、積算手段では、負荷設備で消費する負荷電力の時系列の推移予測と、第２の電力の発電量の時系列の推移予測との差分を、将来の予測開始時刻から確保時間が経過するまで、確保時間よりも短い一定期間毎に積算すると共に、当該一定期間毎の積算値を、第１の電力の受電電力の上限値超過分を正の数、前記第２の電力の系統への逆潮流分を負の数として、正の数及び前記負の数を区別して前記正の数毎及び前記負の数毎に各々積算する。

正の数とは上限値超過（ピークカット超過）分であり、超過を回避するためには、その分、第３の電力を蓄電しておく必要がある。

負の数とは第２の電力が系統へ逆潮流される分であり、逆潮流を回避するためには、その分、蓄電池に空き容量を確保しておく必要がある。

抽出手段では、積算手段において積算した一定期間毎の積算値の中から、正の数の積算値の最大値と、負の数の積算値の最小値とを抽出し、演算手段では、抽出手段で抽出した最大値に基づき前記蓄電池の蓄電量下限値を演算し、かつ、抽出手段で抽出した最小値に基づき蓄電池の蓄電量上限値を演算する。

一方、決定手段では、第１の電力、前記第２の電力、及び前記第３の電力の少なくとも１系統の電力が、前記負荷設備で消費されるとき、前記第１条件を維持するための蓄電池充電上限値、並びに、前記第２条件を維持するための蓄電池放電上限値のそれぞれを決定する。

第１の条件とは、第１の電力が受電電力の上限値を超えない条件であり、第２の条件とは、第２の電力の系統への逆潮流を回避する条件である。

蓄電池充電上限値を超えなければ第１の条件を維持することができる。また、蓄電池放電上限値を超えなければ第２の条件を維持することができる。

選択手段では、蓄電池の残量と、蓄電量下限値及び蓄電量上限値との関係に基づき、現在電力Ｌ’と上限電力Ｐ’との関係が、Ｌ’≧Ｐ’のときは充電するときの蓄電池充電上限値を目標蓄電池出力値に選択し、０≧Ｌ’のときは放電するときの蓄電池放電上限値を目標蓄電池出力値に選択し、Ｐ’＞Ｌ’＞０のときは充電も放電も実行しない値を目標蓄電池出力値に選択する。

この３種類の中からの選択により、蓄電池の残量を、適量な値に制御することができ、推移予測が正しければ正しいほど、第１の条件及び第２の条件を確実に維持することができる。

推移予測のまま、蓄電池制御を行ってもよいが、リアルタイムに補正していくことで、より精度の高い、蓄電池制御が可能となる。

本発明において、前記決定手段が、前記負荷設備で消費される電力から前記第２の電力を差し引いた現在電力と、予め設定された蓄電池放電最大出力と、の小さい値の方を、現在電力以上の放電がないように前記蓄電池放電上限値に決定し、前記現在電力と上限電力との差分と、予め設定された蓄電池充電最大出力と、の小さい値の方を、前記上限値を超える充電がないように前記蓄電池充電上限値に決定する、ことを特徴としている。

蓄電池放電上限値は、必要最大限の蓄電池残量であるが、現在電力以上の放電がないように決定する。

また、蓄電池充電上限値は、必要最小限の蓄電池残量であるが、上限値を超える充電がないように決定する。

本発明において、前記選択手段は、前記目標蓄電池出力値が、前記充電も放電も実行しない値を基準として、前記基準から前記蓄電池充電上限値まで、及び、前記基準から前記蓄電池放電上限値までのそれぞれに、蓄電余裕幅を持たせ、当該蓄電余裕幅の範囲内の上限と下限との間で、前記目標蓄電池出力値を徐々に増減することを特徴としている。

３種類の目標蓄電池出力値には、段階的な差が生じており、この切り替わりの際のハンティング防止策のため蓄電余裕幅を持たせることで（例えば、比例制御）、オーバーシュートとアンダーシュートを繰り返す現象（ハンティング）を回避することができる。

本発明において、前記蓄電池の残量が、前記第２の電力による充電では予め定めた残量に対して不足する場合に、前記第１の電力からの充電を許容することを特徴としている。

蓄電池の容量によって、補完的に系統電力からの充電を許容する。ピークカットを優先する場合に有利な制御となる。

本発明の蓄電池制御プログラムは、コンピュータに、上記蓄電池制御装置の各部として機能させるためのプログラムである。

本発明によれば、目標電力を予測し、この目標電力と現在電力との差分で、蓄電池の放電を制御することで、第１の電力が受電電力の上限値を超過しないようにする第１条件、及び、第２の電力の系統への逆潮流を回避する第２条件を維持することができる。

以上説明した如く本発明では、系統から受ける電力、再生可能エネルギー発電による電力、蓄電池から放電された電力を併用する場合に、日照時間や負荷の変動の推移の予測による計画電力の推定ロジックを確立し、ピークカットの担保と商用電力系統への売電回避を両立することができるという効果を奏する。

本実施の形態に係る蓄電池制御が実行される需要家の設備を示す概略図である。 本実施の形態に係る電力供給制御装置の制御ブロック図である。 本実施の形態に係る蓄電池制御を実行するための電力供給制御の一部の流れを示す機能ブロック図である。 本実施の形態に係る蓄電池制御を実行するための電力供給制御の流れの他の一部を示す機能ブロック図である。 本実施の形態に係る必要蓄電残量演算ルーチンを示す制御フローチャートである。 本実施の形態に係る蓄電池出力制御ルーチンを示す制御フローチャートである。 本実施の形態に係る図５のステップ１７８における、蓄電池出力補正処理制御サブルーチンを示すフローチャートである （Ａ）は確保時間Ｔにおける電力推移に基づき、ピークカット必要電力量ＰＲを加算していく過程を示すタイミングチャート、（Ｂ）は蓄電池の蓄電池容量を一定の目盛で表現したレベルバーの集合体で表現した特性図である。 （Ａ）は蓄電池３２の残量のレベル表示特性図、（Ｂ）は蓄電池残量計測値Ｓ－計画電力Ｐ特性図である。 本実施の形態の電力供給制御装置を適用して、蓄電池残量を制御した実施例１であり、（Ａ）は予測当日の前日の電力推移、（Ｂ）は予測当日の実際の電力推移を示す特性図である。 本実施の形態の電力供給制御装置を適用して、蓄電池残量を制御した実施例２であり、（Ａ）は予測当日の前日の電力推移、（Ｂ）は予測当日の実際の電力推移を示す特性図である。

図１に示される如く、系統電力１０から受電する需要側１２が備える負荷設備１４へ電力を供給するための電力配線系統の一例を示している。なお、需要側１２としては、例えば、大中小の工場、住宅、ビルディング等が挙げられる。

需要側１２は、主電力計１６を備えており、当該主電力計１６の入力側には、系統電力１０から電力（第１の電力）が供給されるように配線されている。

主電力計１６の出力側は、受電設備１８に接続されている。受電設備１８は、例えば、ブレーカーや漏電遮断機等を含み、負荷設備１４に電力を分配する役目を有する。

本実施の形態における負荷設備１４は、例えば住宅を例にとると、空調設備及び照明設備等がある。

負荷設備１４には、受電設備１８から、負荷設備１４用の電力計２０及び変圧器２２を介して、電力が供給されるようになっている。空調設備や照明設備においても同様である。

また、本実施の形態の需要側１２は、再生可能エネルギー発電として太陽光発電（以下、必要に応じてＰＶ発電という場合がある）システムを有している。

太陽光発電による電力は、系統電力からの受電による電力である第１の電力に対して、第２の電力という位置付けとなる。

太陽光発電システムは、太陽光発電デバイス２４を備えている。太陽光発電デバイス２４は、太陽光の光を受けて充電する役目を有する。

太陽光発電デバイス２４は、パワーコンディショナー２６、変圧器２８、及びＰＶ用の電力計３０を介して、受電設備１８に接続されている。

さらに、本実施の形態の需要側１２は、蓄電池３２を備えている。蓄電池３２は、充電及び放電（以下、総称する場合、「充放電」という）が可能である。

蓄電池３２は、充電の際、蓄電池用の電力計３４、変圧器３６、及びパワーコンディショナー３８を介して、電力が供給されるようになっている。また、蓄電池３２は、放電の際、第３の電力として、負荷設備１４へ電力を供給する。

蓄電池３２の充放電は、蓄電池制御装置４０からの指示で実行されるようになっている。

主電力計１６、電力計２０、電力計３０、電力計３４、受電設備１８、及び蓄電池制御装置４０は、電力供給制御装置４２に接続されている。電力供給制御装置４２は、負荷設備１４、並びに、蓄電池３２を対象とした充放電制御を実行すると共に、受電設備１８を介して、太陽光発電システムによる発電状態を監視する。

すなわち、電力供給制御装置４２では、以下の電力供給制御を実行する。

（電力供給制御１） 太陽光発電の発電量の自家消費

（電力供給制御２） ピークカットの担保

図２に示される如く、電力供給制御装置４２は、マイクロコンピュータ５０を備えている。マイクロコンピュータ５０は、ＣＰＵ５０Ａ、ＲＡＭ５０Ｂ、ＲＯＭ５０Ｃ、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）５０Ｄ及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス５０Ｅを含んで構成されている。ＲＯＭ５０Ｃには、本実施の形態に係る電力供給制御プログラムが記憶されており、ＣＰＵ５０Ａが当該電力供給制御プログラムに従って動作することで、需要側１２を対象として電力供給制御が実行される。なお、電力供給制御プログラムは、蓄電池制御装置４０を制御するための蓄電制御プログラムを含む。

なお、Ｉ／Ｏ５０Ｄには、大規模記憶装置（例えば、ハードディスク）５２が接続されている。電力供給プログラムは大規模記憶装置５２に記憶してもよいし、図示しないＵＳＢメモリやＳＤカード等の記憶媒体に記憶するようにしてもよい。また、大規模記憶装置５２は、後述する設定値記憶部７２（図３参照）として機能する。

また、Ｉ／Ｏ５０Ｄには、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）５４を介して蓄電池制御装置４０、Ｉ／Ｆ５６を介して受電設備１８がそれぞれ接続されている。さらに、Ｉ／Ｏ５０Ｄには、主電力計１６、負荷設備１４用の電力計２０、太陽光発電用の電力計３０、蓄電池用の電力計３４が接続されている。

ところで、上記電力供給制御１及び電力供給制御２を実現するためには、蓄電池３２に蓄電した電力を最大限に活用し、系統電力１０からの買電量を低減し、受電電力の上限値を超えそうなときのための蓄電量を管理することが重要である。

そこで、本実施の形態の電力供給制御装置４２では、事前に(例えば、前日に）、将来の（例えば、明日の）負荷設備１４の消費量や太陽光発電システムでの発電量の推移を予測し、蓄電池３２の残量を制御して、電力供給制御１及び電力供給制御２を実行するようにした。

特に、本実施の形態では、負荷設備１４の消費量や太陽光発電システムでの発電量について、比較的に細かい時間帯毎に推移の予測を行うようにしている。

細かい時間帯とは、例えば、前日に明日(制御当日）の負荷設備１４の消費量や太陽光発電システムでの発電量を予測する場合に、２４時間単位で行うよりも細かい時間帯を指し、本実施の形態では、３０分毎、かつ、制御当日を起算日とした７２時間（３日）先まで期間（確保時間Ｔ）の推移を予測するようにしている。

ここで、太陽光発電システムの発電量が少ない場合に、蓄電値の残量がなくなっている可能性があり、ピークカットを担保することができず、受電電力の上限値を超えてしまう場合がある。

一方、ピークカットを優先で制御する場合は、常時、蓄電値の残量を確保しておく必要があり、蓄電池が満充電状態で太陽光発電量が余剰になると、商用電力系統へ売電することになり、自家消費量が低下する。

図３及び図４は、電力供給制御装置４２における蓄電池の充放電制御を主体とした電力供給制御の流れを示す機能ブロック図である。なお、図３及び図４の各ブロックは機能別に分類したものであり、ハード構成を限定するものではない。例えば、一部又は全部が制御プログラムに基づき所謂ソフト的に動作するものであってもよい。

（電力負荷予測部６０、ＰＶ発電予測部６２）

図３に示される如く、電力供給制御装置４２は、電力負荷予測部６０及びＰＶ発電予測部６２を備えている。電力負荷予測部６０では、外部情報に基づき、将来（本実施の形態では、確保時間Ｔとして、明日午前０時から７２時間を設定する。）の電力負荷及びＰＶ発電電力を予測する（電力負荷予測値Ｌf及びＰＶ発電予測値ＰＶｆ）。

電力負荷予測部６０が入手する外部情報としては、日付情報、需要側１２を利用する需要家（例えば、一般住宅であれば住人）のスケジュール情報等が挙げられ、需要家が負荷設備１４を利用する機会を解析することで、電力負荷予測値Ｌｆを予測する。

また、ＰＶ発電予測部６２が入手する外部情報としては、気象情報、日照時間情報等が挙げられ、需要側１２における太陽光発電デバイス２４の設置位置での、天気及び日照時間を解析することで、ＰＶ発電予測値ＰＶｆを予測する。

なお、外部情報から電力負荷予測及びＰＶ発電予測を行う場合、予測初期は誤差を認識し、日々の学習によって誤差を低減し、精度を上げる、人工知能による機械学習を適用してもよい。

（電力負荷・発電差分予測演算部６４）

電力負荷予測部６０及びＰＶ発電予測部６２は、電力負荷・発電差分予測演算部６４に接続されている。

電力負荷・発電差分予測演算部６４では、電力負荷予測部６０から受け付けた電力負荷予測値Ｌｆと、ＰＶ発電予測部６２から受け付けたＰＶ発電予測値ＰＶｆとに基づいて、予測電力Ｆを演算し（Ｆ＝Ｌｆ－ＰＶｆ）、必要蓄電量演算部６６へ送出する。

（必要蓄電量演算部６６）

必要蓄電量演算部６６は、ピーク超過積算量演算部６８Ａ、必要蓄電量抽出部６９Ａ、逆潮流積算量演算部６８Ｂ、必要空き容量抽出部６９Ｂ、蓄電量下限値演算部７０Ａ、蓄電量上限値演算部７０Ｂ、及び現在蓄電量演算部７１を備えており、それぞれ、設定値記憶部７２に接続されている。

ピーク超過積算量演算部６８Ａでは、電力負荷・発電差分予測演算部６４で演算した予測電力Ｆと、設定値記憶部７２に記憶された上限電力Ｐ’及び確保時間Ｔとに基づき、Ｆ＞Ｐ’を条件としたピーク超過積算量ＰＲを演算する。

すなわち、ピーク超過積算量演算部６８Ａでは、確保時間Ｔ（例えば、７２時間）において、予測電力Ｆが上限電力Ｐ’を超えると予測されるときの、予測電力Ｆと上限電力Ｐ’との差分の積算値を演算する。

上限電力Ｐ’とは、予め設定した系統電力１０から受ける電力の上限値であり、この上限電力Ｐ’を超えないようにすることを、ピークカット担保という。ピーク超過積算量ＰＲは、ピークカット担保のために必要な電力量ということができる。

ピーク超過積算量演算部６８Ａで演算されたピーク超過積算量ＰＲは、必要蓄電量抽出部６９Ａに送出される。必要蓄電量抽出部６９Ａでは、確保時間Ｔ（時刻ｔ～ｔ＋Ｔ）までのピーク超過積算量ＰＲの最大値Ｓｐを抽出し、蓄電量下限値演算部７０Ａへ送出する。

一方、逆潮流積算量演算部６８Ｂでは、電力負荷・発電差分予測演算部６４で演算した予測電力Ｆと、設定値記憶部７２に記憶された上限電力Ｐ’及び確保時間Ｔとに基づき、Ｆ＜０を条件として、逆潮流積算量ＧＲを演算する。

すなわち、逆潮流積算量演算部６８Ｂでは、確保時間Ｔ（例えば、７２時間）において、予測電力Ｆが０未満（すなわち、マイナス値）と予測されるときの、予測電力Ｆの積算値を演算する。

逆潮流積算量演算部６８Ｂで演算された逆潮流積算量ＧＲは、必要空き容量抽出部６９Ｂに送出される。必要空き容量抽出部６９Ｂでは、確保時間Ｔ（時刻ｔ～ｔ＋Ｔ）までの逆潮流積算量ＧＲの最小値Ｓｑを抽出し、蓄電量上限値演算部７０Ｂへ送出する。

図８（Ａ）は、確保時間Ｔにおける電力推移に基づき、ピーク超過積算量ＰＲ、及び逆潮流積算量ＧＲを加算していく過程を示すタイミングチャートである。

確保時間Ｔは、例えば、０．５時間（３０分）毎の単位（棒グラフ単位）で分割する。すなわち、確保時間Ｔが７２時間であれば、棒グラフは、１４４個に分割されることになる。

各単位を棒グラフで示すと、予測電力Ｆが上限電力Ｐ’を超える場合と超えない場合とがある。なお、横軸の基準線よりも下向きに伸びる棒グラフは、太陽光発電の電力のみで負荷がまかなえる時間帯であることを示す。

ここで、上限電力Ｐ’を超える予測電力Ｆを、確保時間Ｔ内で順次加算した値が、ピーク超過積算量ＰＲとなり、その最大値を必要蓄電量Ｓｐとする。

また、マイナス値となる予測電力Ｆを、確保時間Ｔ内で順次加算した値が、逆潮流積算量ＧＲとなり、その最小値を必要空き容量Ｓｑとする。

図３に示される如く、蓄電量下限値演算部７０Ａでは、設定値記憶部７２から蓄電池３２の容量（蓄電池容量Ｍ）、蓄電池３２の残量の下限値（蓄電池残量下限値Ｕmin）、及び下限予備率ａを読み出し、蓄電量下限値Ｓminを演算する（Ｓmin＝｛Ｓｐ×（１＋ａ）｝＋｛Ｕmin×Ｍ｝）。蓄電量下限値Ｓminは、蓄電池容量Ｍに対する比率（例えば、０～１の数値、又は百分率「％」）で表現される数値である。

一方、蓄電量上限値演算部７０Ｂでは、設定値記憶部７２から蓄電池３２の容量（蓄電池容量Ｍ）、蓄電池３２の残量の上限値（蓄電池残量上限値Ｕmax）、及び上限予備率ｂを読み出し、蓄電量上限値Ｓmaxを演算する（Ｓmax＝｛Ｕmax×Ｍ｝－｛Ｓｑ×（１＋ｂ）｝）。蓄電量上限値Ｓmaxは、蓄電池容量Ｍに対する比率（例えば、０～１の数値、又は百分率「％」）で表現される数値である。

また、現在蓄電量演算部７１は、設定値記憶部７２から蓄電池容量Ｍを読み出すと共に、蓄電池残量率計測部７４から蓄電池残量率Ｒｓを取得し、現在蓄電量Ｓを演算する（Ｓ＝Ｒｓ×Ｍ）。

蓄電量下限値演算部７０Ａで演算された蓄電量下限値Ｓmin、蓄電量上限値演算部７０Ｂで演算された蓄電量上限値Ｓmax、並びに、現在蓄電量演算部７１で演算された現在蓄電量Ｓは、それぞれ、図４に示す蓄電池出力演算部７６の目標蓄電池出力選択部７８へ送出される。図４の蓄電池出力演算部７６については後述する。

図８（Ｂ）は、蓄電池３２を、蓄電池容量Ｍを一定の目盛で表現したレベルバーの集合体で表現したものである。図８（Ｂ）では、蓄電池容量Ｍを１０段階に分類し、下限を０％、上限を１００％とした。

蓄電池残量下限値Ｕminは、予め設定値記憶部７２に記憶されており、図８（Ｂ）では、２レベル分とした。

ここで、必要蓄電量抽出部６９Ａで演算した必要蓄電量Ｓｐが２レベル分とすると、蓄電量下限値演算部７０Ａで演算される蓄電量下限値Ｓminは、２レベル分の蓄電池残量下限値Ｕminと２レベル分の必要積算量Ｓｐとの加算値であり、４レベルとなる。なお、ここでは、下限予備率ａを０とした。

一方、蓄電池残量上限値Ｕmaxは、予め設定値記憶部７２に記憶されており、図８（Ｂ）では、９レベル分とした。

ここで、必要空き容量抽出部６９Ｂで演算した必要空き容量Ｓｑが３レベル分とすると、蓄電量上限値演算部７０Ｂで演算される蓄電量上限値Ｓmaxは、９レベル分の蓄電池残量上限値Ｕmaxから３レベル分の必要空き容量Ｓｑを減算した値であり、６レベルとなる。なお、ここでは、上限予備率ｂを０とした。

（蓄電池充放電上限演算部８０）

図３に示される如く、必要蓄電量演算部６６での演算は推移予測に基づくものであり、この推移予測が終了し、蓄電池制御の当日になると、蓄電池充放電上限演算部８０が起動する。

蓄電池充放電上限演算部８０は、現在電力計測部８２、蓄電池放電上限決定部８４、及び蓄電池充電上限決定部８６を備える。

現在電力計測部８２は、負荷設備１４用の電力計２０から負荷電力Ｌを取得し、ＰＶ発電用の電力計３０からＰＶ発電電力ＰＶを取得することで、現在電力Ｌ’を演算する（Ｌ’＝Ｌ－ＰＶ）。

現在電力計測部８２は、蓄電池放電上限決定部８４及び蓄電池充電上限決定部８６に接続されている。現在電力計測部８２では、演算した現在電力Ｌ’を蓄電池放電上限決定部８４及び蓄電池充電上限決定部８６へ送出する。また、演算した現在電力Ｌ’は、図４に示す蓄電池出力演算部７６の補正部７９へ送出される。図４の蓄電池出力演算部７６については後述する。

蓄電池放電上限決定部８４は、設定値記憶部７２に接続され、当該設定値記憶部７２に記憶された蓄電池放電最大出力Ｘoutを読み出すと共に、現在電力計測部８２から現在電力Ｌ’を取得し、何れか小さい方を蓄電池放電上限Ｘ’outとして決定し、図４に示す蓄電池出力演算部７６の蓄電池出力選択部７８へ送出する。

一方、蓄電池充電上限決定部８６は、設定値記憶部７２に接続され、当該設定値記憶部７２に記憶された蓄電池充電最大出力Ｘin、及び上限電力Ｐ’を読み出す。また、蓄電池充電上限決定部８６は、現在電力計測部８２から現在電力Ｌ’を取得し、上限電力Ｐ’との差分Δ（Ｐ’－Ｌ’）を演算すると共に、蓄電池充電最大出力Ｘinと差分Δとの何れか小さい方を蓄電池充電上限Ｘ’inとして決定し、図４に示す蓄電池出力演算部７６の蓄電池出力選択部７８へ送出する。なお、Ｐ’－Ｌ’＜０のときは、現在電力が上限電力を超えているときなので、充電は不可（Ｘ’in＝０）とする。

（蓄電池出力演算部７６）

図４に示される如く、蓄電池出力演算部７６は、蓄電池出力選択部７８及び補正部７９を備えている。

蓄電池出力選択部７８には、現在蓄電量演算部７１（図３参照）から現在蓄電量Ｓが入力される。

また、蓄電池出力選択部７８には、蓄電量上限値演算部７０Ｂ（図３参照）から蓄電量上限値Ｓmaxが入力され、かつ、蓄電量下限値演算部７０Ａ（図３参照）から蓄電量下限値Ｓminが入力される。

さらに、蓄電池出力選択部７８には、蓄電池放電上限決定部８４（図３参照）から蓄電池放電上限Ｘ’outが入力され、かつ、蓄電池充電上限決定部８６（図３参照）から蓄電池充電上限Ｘ’inが入力される。

また、蓄電池出力選択部７８には、設定値記憶部７２（図３参照）から上限側蓄電余裕幅Ｕhigh及び下限側蓄電余裕幅Ｕlowが読み出される。

ここで、蓄電池出力選択部７８は、予め蓄電池出力Ｘを選択する判定式－蓄電池出力テーブル７８Ｔを具備している（表１参照）。

判定式は、蓄電量上限値Ｓmax、蓄電量下限値Ｓmin、上限側蓄電余裕幅Ｕhigh、及び下限側蓄電余裕幅Ｕlowで設定される範囲の内、入力される現在蓄電量Ｓが、何れの範囲に属するかを判定する。この判定結果を判定式－蓄電池出力テーブル７８Ｔに当てはめることで、蓄電池出力Ｘが選択される。

図９は、図８（Ｂ）と同等の蓄電池３２の残量のレベル表示（図９（Ａ））と、蓄電池残量Ｓ計測値－蓄電池出力Ｘ特性図（図９（Ｂ）との対応関係を示している。なお、図９（Ａ）の段階数は、２０段階としている。

図９（Ａ）に示される如く、蓄電量下限値Ｓminは６レベル分であり、蓄電残量不足の範囲となっている。また、蓄電量下限値Ｓminから２レベル分が蓄電残量少なめの範囲であり、下限側蓄電余裕幅Ｕlowとなる。空充電の状態から、この蓄電残量不足範囲と蓄電残量少なめ範囲の上限（６レベル分）が、表１の判定式のＳmin＋Ｕlowとなる。

レベルゲージの６レベル（Ｓmin＋Ｕlowの位置）から４レベル分は、蓄電池３２の残量が余裕有りとされ、それ以上の蓄電池残量は、空き容量の少なめ、又は、空き容量不足の範囲となる。

空き容量不足の範囲は、満充電から６レベル分であり、この位置が、蓄電量上限値Ｓmaxとなる。また、蓄電量上限値Ｓmaxから２レベル分が空き容量少なめの範囲であり、上限側蓄電余裕幅Ｕhighとなる。満充電の状態から、この蓄電空き容量不足範囲と空き容量少なめ範囲の下限（８レベル分）が、表１の判定式のＳmax－Ｕhighとなる。

表１の判定において、０～蓄電量下限値Ｓminまでの６レベルが判定Ｅ（Ｓmin＞Ｓ）となる。

表１の判定において、蓄電量下限値Ｓminを下限とする下限側蓄電余裕幅Ｕlow分（２レベル分）が判定Ｄ（Ｓmin＋Ｕlow≧Ｓ＞Ｓmin）となる。

表１の判定において、蓄電残量少なめの上限であるＳmin＋Ｕlowから４レベル分の余裕有りの上限であるＳmax－Ｕhighまでの範囲が判定Ｃ（Ｓmax－Ｕhigh≧Ｓ＞Ｓmin＋Ｕlow）となる。

表１の判定において、余裕有りの上限であるＳmax－Ｕhighから２レベル分の空き容量少なめの上限である蓄電量上限値Ｓmaxまでの範囲が判定Ｂ（Ｓmax≧Ｓ＞Ｓmax－Ｕhigh）となる。

表１の判定において、蓄電量上限値Ｓmaxを超えた分が判定Ａ（Ｓ＞Ｓmax）となる。

各判定（判定Ａ～Ｅ）は、図９（Ｂ）の蓄電池残量Ｓ計測値－蓄電池出力Ｘ特性図に反映されて、現在の蓄電池３２の残量(現在蓄電量Ｓ)により、蓄電池出力Ｘが選択される。なお、上記判定Ａ～Ｅの内、判定Ａ、判定Ｃ、及び判定Ｅが本発明の３種類の目標蓄電池出力(図９（Ｂ）に示すフラット(横軸に平行）な特性領域参照）に相当する。すなわち、判定Ａが放電するときの蓄電池放電上限値、判定Ｃが充電も放電も実行しない、並びに、判定Ｅが充電するときの蓄電池充電上限値となる。また、判定Ｂ及び判定Ｄは、ハンティング防止のための比例制御の範囲となる。

図９（Ｂ）の蓄電池残量Ｓ計測値－蓄電池出力Ｘ特性図では、ピーク超過回避に余裕が有るときの蓄電池出力Ｘと、余裕が無いときの蓄電池出力Ｘとの段差を解消するため、蓄電量下限値Ｓminを下限とする下限側蓄電余裕幅Ｕlowの間を、比例制御によって接続している。これにより、蓄電池出力Ｘの変更時（蓄電池３２の残量が下限側蓄電余裕幅Ｕlowの上下端付近）での微増微減に対して、オーバーシュートとアンダーシュートを繰り返す現象（ハンティング）を解消することができる。

また、図９（Ｂ）の蓄電池残量Ｓ計測値－蓄電池出力Ｘ特性図では、逆潮流回避に余裕が有るときの蓄電池出力Ｘと、余裕が無いときの蓄電池出力Ｘとの段差を解消するため、蓄電量上限値Ｓmaxを上限とする上限側蓄電余裕幅Ｕhighの間を、比例制御によって接続している。これにより、蓄電池出力Ｘの変更時（蓄電池３２の残量が上限側蓄電余裕幅Ｕhighの上下端付近）での微増微減に対して、オーバーシュートとアンダーシュートを繰り返す現象（ハンティング）を解消することができる。

図４に示される如く、蓄電池出力選択部７８で選択された蓄電池出力Ｘは、補正部７９へ送出される。補正部７９には、設定値記憶部７２（図３参照）から上限電力Ｐ’が読み出され、現在電力計測部８２（図３参照）から現在電力Ｌ’が入力されている。

補正部７９では、蓄電池出力選択部７８で選択された蓄電池出力Ｘに対して、リアルタイム、すなわち、現在の電力を考慮して補正する。

補正部７９には、蓄電池出力Ｘに対して、現在電力Ｌ’を考慮して補正した蓄電池出力（補正蓄電池出力Ｘ’）を得るための判定式－補正蓄電池出力テーブル７９Ｔが、予め設定されている（表２参照）。

表２における判定式に基づく補正により、以下の目的を達成することができる。

（目的１） 現在電力Ｌ’がピーク超過の場合、蓄電池３２の蓄電量の制御よりもピーク超過回避（抑制）を優先する。

（目的２） ピーク超過かつ蓄電池３２の残量を下げたい場合、上限電力以下までは放電を実行する。

（目的３） ピーク超過でも逆潮流でもない場合、蓄電池３２の蓄電量の制御を優先する。

（目的４） 現在電力Ｌ’が逆潮流する場合、逆潮流回避（抑制）のための蓄電池３２への充電を優先する。

（目的５） 蓄電池３２の残量を上げたい場合、逆潮流分を超えて充電を実行する。

（蓄電池出力指令部８８）

蓄電池出力演算部７６の補正部７９は、蓄電池出力指令部８８に接続され、補正済の蓄電池出力（補正蓄電池出力Ｘ’）を、蓄電池出力指令部８８へ送出する。蓄電池出力指令部８８では、蓄電池制御装置４０（図１参照）に対して、補正蓄電池出力Ｘ’に基づき蓄電池３２を制御するように指令する。

以下に、本実施の形態の作用を、図５～図７のフローチャートに従い説明する。

図５は、図３の必要蓄電量演算部６６を主体として実行される、必要蓄電残量演算ルーチンを示す制御フローチャートである。

ステップ１００では、電力負荷予測値Ｌｆを入力し、次いで、ステップ１０２へ移行して、ＰＶ発電予測値ＰＶｆを入力して、ステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、入力された電力負荷予測値ＬｆとＰＶ発電予測値ＰＶｆとに基づいて、予測電力Ｆを演算する（Ｆ＝Ｌｆ－ＰＶｆ）。

次のステップ１０６では、設定値記憶部７２から、上限電力Ｐ’を読み出し、次いで、ステップ１０８では、設定値記憶部７２から確保時間Ｔを読み出して、ステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、ステップ１０４で演算した予測電力Ｆと、ステップ１０６及びステップ１０８で読み出した上限電力Ｐ’及び確保時間Ｔとに基づいて、ピーク超過積算量ＰＲを演算する。ピーク超過積算量ＰＲは、図８（Ａ）に示される如く、確保時間Ｔの期間中の、上限電力Ｐ’を超える電力の積算値である。

次のステップ１１２では、ステップ１１０におけるピーク超過積算量ＰＲの演算に基づき、必要蓄電量Ｓｐを抽出する。必要蓄電量Ｓｐは、時間ｔ～ｔ＋Ｔまでのピーク超過積算量ＰＲの最大値である。

次のステップ１１４では、ステップ１０４で演算した予測電力Ｆと、ステップ１０６及びステップ１０８で読み出した上限電力Ｐ’及び確保時間Ｔとに基づいて、逆潮流積算量ＧＲを演算する。逆潮流積算量ＧＲは、図８（Ａ）に示される如く、確保時間Ｔの期間中において、予測電力Ｆが０未満（Ｆ＜０）の電力の積算値である。

次のステップ１１６では、ステップ１１４における逆潮流積算量ＧＲの演算に基づき、必要空き容量Ｓｑを抽出する。必要空き容量Ｓｑは、時間ｔ～ｔ＋Ｔまでの逆潮流積算量の最小値に－１を積算した値、又は０（零）の内何れか大きい方である。

次のステップ１１８では、設定値記憶部７２から、蓄電池容量Ｍ、蓄電池残量下限値Ｕmin、下限予備率ａ、蓄電池残量上限値Ｕmax、及び上限予備率ｂをそれぞれ読み出し、ステップ１２０へ移行する。

ステップ１２０では、蓄電量下限値Ｓminを演算する（Ｓmin＝｛Ｓp×（１＋ａ）＋｛（Ｕmin×Ｍ）｝）。

次のステップ１２２では、蓄電量上限値Ｓmaxを演算する（Ｓmax＝｛（Ｕmax×Ｍ）｝－｛Ｓｑ×（１＋ｂ））。次のステップ１２３では、ステップ１２０で演算した蓄電量下限値Ｓmin、及びステップ１２２で演算した蓄電量上限値Ｓmaxをそれぞれ一時保存し、このルーチンは終了する。

図６は、図４の蓄電池出力選択部７８を主体として実行される、蓄電池出力制御ルーチンを示す制御フローチャートである。

ステップ１５０では、設定値記憶部７２から蓄電池容量Ｍ、上限電力Ｐ’、蓄電池放電最大出力Ｘout、及び蓄電池充電最大出力Ｘinを読み出して、ステップ１５２へ移行する。

ステップ１５２では、電力計２０で計測した負荷電力Ｌ、及び電力計３０で計測したＰＶ発電電力ＰＶをそれぞれ入力して、ステップ１５４へ移行する。

ステップ１５４では、入力された負荷電力ＬとＰＶ発電電力ＰＶとに基づいて、現在電力Ｌ’を演算する（Ｌ’＝Ｌ－ＰＶ）。

次のステップ１５６では、現在電力Ｌ’又は蓄電池放電最大出力Ｘoutの何れか小さい値の方を蓄電池放電上限Ｘ’outに決定し、ステップ１５８へ移行する。

ステップ１５８では、上限電力Ｐ’と現在電力Ｌ’との差分Δ（Ｐ’－Ｌ’）、又は蓄電池充電最大出力Ｘinの何れか小さい方を蓄電池充電上限Ｘ’inに決定し、ステップ１６０へ移行する。但し、Ｐ’－Ｌ’＜０のときは、現在電力が上限電力を超えているときなので、蓄電池充電上限Ｘ’in＝０（すなわち、充電は不可）とする。

ステップ１６０では、一時保存した蓄電量下限値Ｓmin及び蓄電量上限値Ｓmaxを読み出し、次いで、ステップ１６２では、設定値記憶部７２から上限側蓄電余裕幅Ｕhigh、及び下限側蓄電余裕幅Ｕlowを読み出し、次いでステップ１６４へ移行して判定式－蓄電池出力（Ｘ）テーブル７８Ｔを読み出して、ステップ１６６へ移行する。

ステップ１６６では、判定式－蓄電池出力（Ｘ）テーブル７８Ｔの変数（Ｓmax、Ｓmin、Ｕhigh、Ｕlow、Ｘ’out、及びＸ’in）のそれぞれに、取得（読出、入力、演算、及び決定）した数値を割り当てて、ステップ１６８へ移行する。これにより、判定式の範囲が確定する。

ステップ１６８では、蓄電池残量率Ｒｓを計測した値を入力し、次いで、ステップ１７０へ移行して現在蓄電量Ｓを演算する（Ｓ＝Ｒｓ×Ｍ）。

ステップ１７２では、ステップ１７０で演算した現在蓄電量Ｓを、ステップ１６６で各変数の数値を割り当てた判定式－蓄電池出力（Ｘ）テーブル７８Ｔと照合し、ステップ１７４で現在蓄電量Ｓが属する、判定種（Ａ～Ｅ）を特定し、ステップ１７６へ移行する。

ステップ１７６では、ステップ１７４で特定した判定種（Ａ～Ｅ）に基づき、判定式－蓄電池出力（Ｘ）テーブル７８Ｔの右欄から蓄電池出力Ｘを決定する。この蓄電池出力Ｘによって、蓄電池３２の残量を制御することで、ピーク超過及び逆潮流の双方を回避することができる。

ところで、この蓄電池出力Ｘは、現在の電力、すなわち、当日の予測に対する誤差分を考慮していない。そこで、次のステップ１７８では、補正部７９（図４参照）において、蓄電池出力Ｘの補正処理制御を実行する。

図７は、図６のステップ１７８の蓄電池出力Ｘの補正処理制御サブルーチンの詳細な流れを示す制御フローチャートである。

ステップ２００では、判定式－補正蓄電池出力Ｘ’テーブル７９Ｔを読み出して、ステップ２０２へ移行する。

ステップ２０２では、現在電力Ｌ’と上限電力Ｐ’との比較（Ｌ’：Ｐ’）により、判定種（α、β、又はγ）を特定し、ステップ２０４へ移行する。

ここで、判定種αは、Ｌ’≧Ｐ’を意味し、判定種βは、Ｐ’＞Ｌ’＞０を意味し、判定種γは、０≧Ｌ’を意味する。

ステップ２０４において、判定種がαと判定された場合は、ステップ２０６へ移行して蓄電池出力Ｘ、又は（Ｌ’－Ｐ’）の何れか大きい方を補正蓄電池出力Ｘ’として選択し、ステップ２１２へ移行する。

ステップ２０４において、判定種がβと判定された場合は、ステップ２０８へ移行して蓄電池出力Ｘを補正蓄電池出力Ｘ’として選択し、ステップ２１２へ移行する。

ステップ２０４において、判定種がγと判定された場合は、ステップ２１０へ移行して蓄電池出力Ｘ、又はＬ’の何れか小さい方を補正蓄電池出力Ｘ’として選択し、ステップ２１２へ移行する。

ステップ２１２では選択結果の補正蓄電池出力Ｘ’を蓄電池制御装置４０（図１参照）へ送出し、このルーチンは終了する。

図１０及び図１１に、本実施の形態に係る電力供給制御装置４２を適用して、蓄電池残量を制御した実施例を示す。

(実施例１)

図１０（Ａ）に示される如く、実施例１では、蓄電池残量制御の前日に、翌日の発電及び負荷の予測を実行し、横軸が発電電力の０レベルであり、当該横軸を基準として上側が発電電力（プラス）、下側が負荷電力（マイナス）を示す。

（太陽光発電電力）

外部情報（気象情報や日照時間情報等）に基づき、午前６時（０６：００）まで、並びに午後６時（１８：００）からの期間は、日照が無い又は少ないため、太陽光発電電力はほとんど無いと予測した。

外部情報（気象情報や日照時間情報等）に基づき、午前６時から午後６時までは、午前１２時を頂点とした山形状に太陽光発電電力を得ると予測した。なお、気象情報及び日照時間情報により、予測当日は晴天で、日照時間も多いため、ほぼ最大限の太陽光発電電力を得ると予測した。

（電力負荷）

外部情報（予測当日の日付情報や需要家のスケジュール等）に基づき、午前６時（０６：００）まで、並びに午後６時（１８：００）からの期間は、需要家の不在又は睡眠等により、需要家が活動する機会が無い又は少ないため、負荷電力は少ないと予測した。

外部情報（予測当日の日付情報や需要家のスケジュール等）に基づき、午前６時から午後６時までは、需要家が活動する機会が多いため、平均的に負荷電力が多いと予測した。なお、正午（１２：００）は、例えば、企業であれば、昼休み等により負荷設備１４の稼働が停止して、一時的に負荷電力が少ないと予測した。一般家庭でも同様のことが言える。

上記太陽光発電電力と電力負荷との関係（差分）が、系統電力１０から受ける受電電力予測となる（図１０（Ａ）の点線で示す曲線参照）。図１０（Ａ）では、この受電電力予測が、上限電力（契約電力）を超えることがなく、逆に、午前６時から午後６時までの太陽光発電電力が余剰となると予測される。

一方、蓄電池３２に蓄電されている電力の残量（蓄電池残量）は、予測前日の午前０時の段階でフル充電の７０％である。

すなわち、図１０（Ａ）では、蓄電池残量が十分にあり、翌日（予測当日）に上限電力超えがないと予測した。

そこで、太陽光発電電力を逆潮流（すなわち、売電）させないために、午前６時から午後６時までの太陽光発電電力が蓄電池３２へ充電可能となるように、午前６時（０６：００）まで、並びに午後６時（１８：００）からの期間で放電するように設定する。

図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の予測の下、実際に予測当日の蓄電池３２の充放電制御の推移を示したものである。

図１０（Ｂ）示される如く、前日に行った予測通りに電力が推移した場合、蓄電池３２の残量の推移は、午前０時から午前６時までは放電されるため、蓄電池残量は徐々に減少する。その後、午前６時から午後６時までは、太陽光発電電力の余剰分で充電されるため、蓄電池残量は徐々に増加する。さらに、午後６時から午後１２時までは放電されるため、蓄電池残量は徐々に減少する。

このように、蓄電池３２は、蓄電池残量下限値Ｕminを下回ることなく、かつ蓄電池容量Ｍの範囲内で推移する。従って、蓄電池３２の充放電制御により、上限電力を超えることを防止し、かつ、系統電力へ逆潮流を防止することができる（ピークカットの担保と売電回避とを両立）。

(実施例２)

図１１（Ａ）に示される如く、実施例２では、蓄電池残量制御の前日に、翌日の発電及び負荷の予測を実行し、横軸が発電電力の０レベルであり、当該横軸を基準として上側が発電電力（プラス）、下側が負荷電力（マイナス）を示す。

（太陽光発電電力）

外部情報（気象情報や日照時間情報等）に基づき、午前６時（０６：００）まで、並びに午後６時（１８：００）からの期間は、日照が無い又は少ないため、太陽光発電電力はほとんど無いと予測した。

外部情報（気象情報や日照時間情報等）に基づき、午前６時から午後６時までは、山形状に太陽光発電電力を得ると予測した。なお、気象情報及び日照時間情報により、予測当日は曇天で、日照時間が少ないため、実施例１（図１０（Ａ）参照）に比べて太陽光発電電力が少ないと予測した。

（電力負荷）

外部情報（予測当日の日付情報や需要家のスケジュール等）に基づき、午前６時（０６：００）まで、並びに午後６時（１８：００）からの期間は、需要家の不在又は睡眠等により、需要家が活動する機会が無い又は少ないため、負荷電力は少ないと予測した。

外部情報（予測当日の日付情報や需要家のスケジュール等）に基づき、午前６時から午後６時までは、需要家が活動する機会が多いため、平均的に負荷電力が多いと予測した。なお、正午（１２：００）は、例えば、企業であれば、昼休み等により負荷設備１４の稼働が停止して、一時的に負荷電力が少ないと予測した。一般家庭でも同様のことが言える。

上記太陽光発電電力と電力負荷との関係（差分）が、系統電力１０から受ける受電電力予測となる（図１１（Ａ）の点線で示す曲線参照）。図１１（Ａ）では、この受電電力予測が、上限電力（契約電力）を超えてしまい、午前６時から午後６時までは、太陽光発電電力だけでは、電力が不足すると予測される。

一方、蓄電池３２に蓄電されている電力の残量（蓄電池残量）は、予測前日の午前０時の段階でフル充電の６０％である。

すなわち、図１１（Ａ）では、蓄電池残量が十分ではなく（余裕が少なく）、翌日（予測当日）に上限電力超えがあると予測した。

そこで、午前６時から午後６時までは太陽光発電電力の全てを負荷設備１４の負荷電力に利用し、かつ、蓄電池３２の放電電力を用いるように設定する。

このとき、蓄電池３２の蓄電残量を確保しておくため、午前６時（０６：００）まで、並びに午後６時（１８：００）からの期間に必要な負荷電力は、系統電力１０からの受電電力でまかうように設定する。

図１１（Ｂ）は、図９（Ａ）の予測の下、実際に予測当日の蓄電池３２の充放電制御の推移を示したものである。

図１１（Ｂ）に示される如く、前日に行った予測通りに電力が推移した場合、蓄電池３２の残量の推移は、午前０時から午前６時までは現在の蓄電状態を維持する。その後、午前６時から午後６時までは、契約電力を超えないように放電されるため、蓄電池残量は徐々に減少する。さらに、午後６時から午後１２時までは蓄電状態を維持する。

このように、蓄電池３２の蓄電池残量の余裕が少なくても、蓄電池残量下限値Ｕminを下回ることなく、かつ蓄電池容量Ｍの範囲内で推移する。従って、蓄電池３２の充放電制御により、上限電力を超えることを防止し、かつ、系統電力へ逆潮流を防止することができる（ピークカットの担保と売電回避とを両立）。

なお、以下において、本実施の形態（実施例の含む）で適用した変数の単位の一例を列挙する（表３参照）。当然、例示した単位に限定されるものではない。また、式の演算において、一貫性のある単位であることが好ましいが、各変数を表記する場合に単位系を統一する必要はなく、演算の際に換算すればよい。

１０ 系統電力（第１の電力）
１２ 需要側
１４ 負荷設備
１６ 主電力計
１８ 受電設備
２０ 電力計
２２ 変圧器
２４ 太陽光発電デバイス（再生可能エネルギー発電、第２の電力）
２６ パワーコンディショナー
２８ 変圧器
３０ 電力計
３２ 蓄電池（第３の電力）
３４ 電力計
３６ 変圧器
３８ パワーコンディショナー
４０ 蓄電池制御装置
４２ 電力供給制御装置
５０ マイクロコンピュータ
５０Ａ ＣＰＵ
５０Ｂ ＲＡＭ
５０Ｃ ＲＯＭ
５０Ｄ 入出力ポート（Ｉ／Ｏ）
５０Ｅ バス
５２ 大規模記憶装置
５４ インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
５６ Ｉ／Ｆ
６０ 電力負荷予測部
６２ ＰＶ発電予測部
６４ 電力負荷・発電差分予測演算部
６６ 必要蓄電量演算部
６８Ａ ピーク超過積算量演算部（積算手段）
６８Ｂ 逆潮流積算量演算部（積算手段）
６９Ａ 必要蓄電量抽出部（抽出手段）
６９Ｂ 必要空き容量抽出部（抽出手段）
７０Ａ 蓄電量下限値演算部（演算手段）
７０Ｂ 蓄電量上限値演算部（演算手段）
７１ 現在蓄電量演算部
７２ 設定値記憶部
７４ 蓄電池残量率計測部
７６ 蓄電池出力演算部（選択手段、補正手段）
７８ 蓄電池出力選択部（選択手段）
７９ 補正部（補正手段）
８０ 蓄電池充放電上限演算部（決定手段）
８２ 現在電力計測部
８４ 蓄電池放電上限決定部（決定手段）
８６ 蓄電池充電上限決定部（決定手段）
８８ 蓄電池出力指令部

Claims (5)

1. 負荷設備で消費する電力供給源として、系統からの受電による第１の電力、再生可能エネルギー発電による第２の電力、及び蓄電池からの放電による第３の電力を備え、前記第１の電力が受電電力の上限電力Ｐ’を超えない第１条件、及び、前記第２の電力の前記系統への逆潮流を回避する第２条件を維持するための、前記第３の電力を制御する蓄電池制御装置であって、
   前記負荷設備で消費する負荷電力の時系列の推移予測と、前記第２の電力の発電量の時系列の推移予測との差分を、将来の予測開始時刻から確保時間が経過するまで、前記確保時間よりも短い一定期間毎に積算すると共に、当該一定期間毎の積算値を、前記第１の電力の受電電力の上限電力超過分を正の数、前記第２の電力の系統への逆潮流分を負の数として、電力推移を予測する時間である前記確保時間の開始時から終了時まで時系列で積算する積算手段と、
   前記積算手段による積算結果の時系列の変化の中から、正の数の最大値である必要蓄積量と、負の数の最小値である必要空き容量とを抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段で抽出した前記最大値である前記必要蓄積量に基づき前記蓄電池の蓄電量下限値を演算し、かつ、前記抽出手段で抽出した前記最小値である前記必要空き容量に基づき前記蓄電池の蓄電量上限値を演算する演算手段と、
   前記第１の電力、前記第２の電力、及び前記第３の電力の少なくとも１系統の電力が、前記負荷設備で消費されるとき、前記負荷設備で消費される電力から前記第２の電力を差し引いた現在電力Ｌ’に基づいて蓄電池放電上限を、並びに、前記現在電力Ｌ’と前記上限電力Ｐ’との差分に基づいて蓄電池充電上限をそれぞれ決定する決定手段と、
   前記蓄電池の残量と、前記蓄電量下限値及び蓄電量上限値との関係に基づき、放電するときの前記蓄電池放電上限、充電するときの前記蓄電池充電上限のマイナス値、並びに、充電も放電も実行しない値、の少なくとも３種類から、蓄電池出力を選択する選択手段と、
   前記現在電力Ｌ’と前記上限電力Ｐ’との関係がＬ’≧Ｐ’のときは、前記蓄電池出力と（Ｌ’－Ｐ’）の大きい方の値に前記蓄電池出力を補正し、０≧Ｌ’のときは、前記蓄電池出力とＬ’の小さい方の値に前記蓄電池出力を補正し、Ｐ’＞Ｌ’＞０のときは前記蓄電池出力を補正しない補正手段と、
   を有する蓄電池制御装置。
2. 前記決定手段が、
   前記負荷設備で消費される電力から前記第２の電力を差し引いた現在電力Ｌ’と、予め設定された蓄電池放電最大出力と、の小さい値の方を、現在電力以上の放電がないように前記蓄電池放電上限に決定し、
   前記現在電力Ｌ’と前記上限電力Ｐ’との差分と、予め設定された蓄電池充電最大出力と、の小さい値の方を、前記蓄電池充電上限に決定する、
   請求項１記載の蓄電池制御装置。
3. 前記選択手段は、
   前記蓄電池出力が、前記充電も放電も実行しない値を基準として、前記基準から前記蓄電池充電上限まで、及び、前記基準から前記蓄電池放電上限までのそれぞれに、蓄電余裕幅を持たせ、当該蓄電余裕幅の範囲内の上限と下限との間で、前記蓄電池出力を徐々に増減する請求項１又は請求項２記載の蓄電池制御装置。
4. 前記蓄電池の残量が、前記第２の電力による充電では予め定めた残量に対して不足する場合に、前記第１の電力からの充電を許容する請求項１～請求項３の何れか１項記載の蓄電池制御装置。
5. コンピュータに、
   請求項１～請求項４の何れか１項記載の蓄電池制御装置の各部として機能させるため
   の蓄電池制御プログラム。

Images