JP7351795B2 - 電力制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電力制御のシステムに関する。その中でも特に、電気自動車の利用状況に応じた充放電制御に関する。なお、本明細書での電気自動車とは、少なくとも一部の動力源に電気を用いられるか、バッテリへの充電放電が可能であればよい。このため、電気自動車には、いわゆるハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、プラグインハイブリッド車なども含まれる。

従来、電気自動車は充電して運転するのみであったが、近年では不使用の時間帯はバッテリに蓄電されている余剰電力を建物側に供給することでデマンド制御やピークシフトに活用するような充放電制御を行っている。このような技術として、特許文献1には余剰充電量が蓄電されているかを自動車の実走行時間により推定し、余剰充電量が蓄電されている場合に電気自動車から電力を供給させる技術が開示されている。

特開２００９―１８３０８６号公報

特許文献１のように、余剰充電量が蓄電されているかを自動車の実走行時間により推定するには電気自動車に計測装置が内蔵されていることが必要である。しかし、事業所などで複数（特に、多種多数）の電気自動車が運用されている場合に、各電気自動車の実走行データを取得し推定することは困難である。

上記の課題を解決するための本発明の代表的な一態様は、空調設備と照明設備を含むビル設備が接続されており、複数の電気自動車の充放電制御を行う電力制御システムにおいて、前記複数の電気自動車それぞれの使用スケジュールを受け付けるスケジュール入力部と、前記受け付けた電気自動車のスケジュールに基づき、前記複数の電気自動車の現在ＳＯＣをおよび充電要求ＳＯＣを比較して、前記複数の電気自動車に対する充電優先順位および放電優先順位を求める充放電判定部と、前記ビル設備における電力使用量に対する予想超過電力量を算出し、前記複数の電気自動車に対する充電可能量を算出するデマンド制御部と、前記予想超過電力量を超えない範囲内で、前記放電優先順位が高い電気自動車から順に放電を開始させる制御指令を生成し、前記充電可能量の範囲内で、前記充電優先順位が高い電気自動車から順に充電を開始させる制御指令を生成する設備制御部と、使用電力量が所定に閾値に達した場合に、デマンド警報を発生するデマンド警報部を備え、前記充放電判定部は、前記デマンド警報が発生した場合、前記現在ＳＯＣおよび前記充電要求ＳＯＣのうち一定時間内の充電要求ＳＯＣを比較して、前記複数の電気自動車の備えるバッテリから放電が可能かを判定し、前記デマンド制御部は、放電が可能と判定した電気自動車における充電要求ＳＯＣと現在ＳＯＣの差分の合計値を総余剰電力として算出し、前記充放電判定部は、放電が可能と判定した電気自動車に対する前記放電優先順位を求め、前記設備制御部は、放電が可能と判定した電気自動車に対する前記放電優先順位が高い電気自動車から順に放電を開始させる制御指令を生成する電力制御システムである。

なお、本発明には、電力制御処理システムでのコンピュータとして機能を実現するプログラムも含まれる。

本発明により、複数の電気自動車を運用する場合に、適切な充放電制御が可能になる。

本発明の一実施形態におけるシステム構成を示す図 本発明の一実施形態の電力制御処理装置の機能構成を示す図 本発明の一実施形態の設備コントローラの機能構成を示す図 本発明の一実施形態の電気自動車の使用情報を示す図 本発明の一実施形態の電気自動車の属性情報を示す図 本発明の一実施形態の優先度情報を示す図 本発明の一実施形態で実行されるピークシフト制御のための処理手順を示すフローチャート 本発明の一実施形態で実行されるピークシフト制御の様子を模式的に示す図 本発明の一実施形態で用いられるデマンド制御のための処理手順を示すフローチャート 本発明の一実施形態の充電優先順位および放電優先順位の求め方を説明するための図 本発明の一実施形態の電力制御処理装置のハードウエア構成を示す図

以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。本実施形態では、設備の一例における建物１０と、複数の電気自動車に対する電力制御を行うシステムを例として、説明する。

まず、図１に、本実施形態の電力制御を行う為のシステム構成を示す。なお、本明細書におけるデマンド制御とは、省電力のための制御の他、電気料金を削減するための制御を含む。図１において、一般的に電力会社からの受電は受電電力量を計測する電力メータ１を介して行っている。

図１において、建物１０が、本実施形態における電力制御対象である。なお、電慮制御対象は、建物１０に限定されず、様々な設備に適用可能である。ここで、建物１０には、電力制御対象である、複数の電気自動車充放電器７、空調設備８や照明設備９が設置されている。そして、これらに対する電力制御を実行する設備コントローラ６が、各機器に接続されている。なお、空調設備８や照明設備９も、図１では１つしか記載していないが、各エリアに設置されることが望ましい。また、設備コントローラ６は、建物１０に１つ設置してもよいし、複数の空調設備８や照明設備９毎ないし各エリアに設置してもよい。

そして、設備コントローラ６には、自身に対し制御信号を出力する電力制御処理装置２が接続されている。

電力制御処理装置２は、設備コントローラ６に対し、複数の電気自動車充放電器７や、空調設備８、照明設備９への制御指令を出力する。この際、電力制御処理装置２は、電力メータ１からの受電電力量と、電気自動車スケジューラシステム３、交通情報システム４の交通情報や気象情報システム５からの気象情報を参照する。

また、電力制御処理装置２は、電気自動車スケジューラシステム３とインターネットなどのネットワークを介して接続されている。但し、電力制御処理装置２が、電気自動車スケジューラシステム３の機能もしくは電気自動車スケジューラシステム３が記憶している電気自動車のスケジュールデータを保持してもよい。

また、設備コントローラ６の機能も、電力制御処理装置２が保持してもよい。また、電力制御処理装置２と、後述する電力メータ１、各種設備７～９、設備コントローラ６は専用線で接続されることが望ましいが、他のインターネットなどでも構わない。

なお、本実施形態は、他の電力利用のシステムとの接続（例えば太陽光発電システム）や他の電力利用のシステムに対する制御（例えば蓄電池・バッテリ）にも適用可能である。

次に、図２に、電力制御処理装置２の機能構成を示す。電力制御処理装置２は、設備コントローラ６に対し、複数の電気自動車充放電器７、空調設備８や照明設備９に制御指令を出力する設備制御部２１を有する。また、電力制御処理装置２は、これら制御対象に関する電力量を管理するデマンド制御部２４を有し、デマンド制御部２４の出力および電力メータ１で計測した受電電力量を元にデマンド警報の発生を行うデマンド警報部２２を有する。なお、制御対象に関する電力量には、後述する予想超過電力量や予想超過電力量が含まれる。

また、電力制御処理装置２は、各種情報を記憶するデマンド設定記憶部２６、および過去データ記憶部２７、電気自動車優先度設定部２８を有する。そして、電力制御処理装置２は、これらに記憶された情報を参照し、複数の電気自動車に対する充電優先順位および放電優先順位を求める充放電判定部２３を有する。

さらに、電力制御処理装置２は、電力メータ１と設備コントローラ６と電気自動車スケジューラシステム３と各種設備７～９と、通信接続を可能にする外部情報受取部２５を有している。

なお、これらの構成について、コンピュータとして、実現可能である。このコンピュータのハードウエア構成を、図１１に示す。図１１において、電力制御処理装置２は、処理部２０１、メモリ２０２、通信I/F部２０３および各種記憶装置２６０、２７０、２８０が、バスなどを介して互いに接続されている。処理部２０１は、上述した各処理を実行するもので、メモリ２０２に展開された各プログラムに従って、その処理を実行する。具体的には、設備制御プログラム２１０、デマンド警報プログラム２２０、充放電判定プログラム２３０およびデマンド制御プログラム２４０に従った処理を実行する。これら各プログラムは、図２に記載した機能構成と、以下の対応関係を有する。
設備制御プログラム２１０：設備制御部２１
デマンド警報プログラム２２０：デマンド警報部２２
充放電判定プログラム２３０：充放電判定部２３
デマンド制御プログラム２４０：デマンド制御部２４
つまり、各プログラムは、対応関係にある各構成で実現する機能を実行する。また、処理部２０１は、ＣＰＵの如きプロセッサで実現できる。なお、これら、各プログラムは、一体で構成してもよい。

また、通信I/F２０３は、図２の外部情報受取部２５に該当し、その他各種情報の送受信を行う。

さらに、記憶装置２６０は、デマンド設定情報を記憶し、図２のデマンド設定記憶部２６に該当する。また、記憶装置２７０は、過去データを記憶し、図２の過去データ記憶部２７に該当する。さらに、記憶装置２８０は、電気自動車の優先度情報を記憶し、図２の電気自動車優先度設定部２８に該当する。なお、記憶装置２６０、２７０、２８０は、一体で構成してもよいし、電力制御処理装置２とは別筐体に設けてもよい。

次に、図３を用いて、設備コントローラ６について、説明する。設備コントローラ６は、電力制御処理装置２からの制御指令を受けて、各制御対象に対する電力制御を実行する。具体的には、設備コントローラ６は、通信I/F部６４を介して、電力制御処理装置２から制御指令を受信する。そして、設備コントローラ６は、以下の各制御部で、制御信号を生成し、通信I/F部６４を介して各制御対象へ制御信号を送信する。

以下、各制御部について、説明する。照明制御部６１は、照明設備９に制御を実行する制御信号を生成する。また、空調制御部６２は、空調設備８に制御を実行する制御信号を生成する。電気自動車充放電制御部６３は、複数の電気自動車充放電器７に制御を実行する制御信号を生成する。つまり、電気自動車充放電制御部６３により、電気自動車のバッテリに対する充放電を制御することになる。

なお、設備コントローラ６の機能を、電力制御処理装置２が保持する場合、通信I/F部６４の機能は、電力制御処理装置２の通信I/F２４が実行する。

次に、図４～図６により、本実施形態で用いる各情報・データについて、説明する。まず、図４に、本実施形態の電気自動車の使用情報３１を示す。この使用情報３１は、電気自動車スケジューラシステム３にて記憶されている。ここで、使用情報３１は、運用対象の電気自動車を識別する電気自動車No.ごとに、その使用スケジュールが記憶されている。その一例として、使用時間帯、走行予定距離および使用目的種別が記憶されている。図４の場合、EV_1は使用時間として、９：００～１１：００、１４：００～１６：００が予約されており、それぞれの時間帯の使用目的種別がAとB、走行距離が共に72kmであることを示している。なお、本実施形態では、模式的に使用目的をA,B…としているが、具体的な内容が記述されることが望ましい。

ここで、各項目は、電気自動車の利用者の利用する端末装置から入力される。この際、使用時間帯や使用目的種別は、端末装置に対して手入力で入力される他、プルダウンメニューで選択して入力される形態を採用してもよい。

また、走行距離については、電気自動車スケジューラシステム３などが、端末装置から入力される経路情報（出発地と目的地）を用いて算出することが望ましい。なお、使用目的種別は、電気自動車No．毎に予め定められていてもよい。この場合、「緊急車両」といった必要性が特に高い目的の電気自動車に限って、予め定めておいてもよい。

次に、図５に、本実施形態の電気自動車の属性情報３２を示す。この属性情報３２は、電気自動車スケジューラシステム３にて記憶されている。図５の場合、運用対象の電気自動車を識別する電気自動車No.ごとに、その電気自動車の車種、バッテリ容量、燃費、充電仕様および放電仕様を示す情報である。ここで、燃費とは、単位電力（例えば、1Kwh）当たりの走行可能距離を示すもので、電費などの表現の情報も含まれる。

また、電気自動車の属性情報３２には、予め定められる使用目的種別を含めてもよい。この使用目的種別は、使用情報３１と同様に端末装置を介して入力されてもよいし、予め定められた情報として記憶されてもよい。後者の場合、この場合、「緊急車両」といった必要性が特に高い目的の電気自動車に限って、予め定めておいてもよい。

次に、図６に、本実施形態の優先度情報２７１を示す。この優先度情報２７１は、電力制御処理装置２の電気自動車優先度設定部２８に記憶されている。この優先度情報は、使用目的種別ごとに、電気自動車の使用優先度が定められている。図６に示す例の場合、放電を行う場合は優先度３のものを優先して放電を行い、充電行う時は優先度１のものを優先することを示す。

なお、使用優先度については、使用情報３１や属性情報３２に、電気自動車No.ごとに記憶してもよい。この場合、端末装置を介して使用目的種別が入力・選択されると、優先度情報２７１基づいて、対応する使用優先度が使用情報３１や属性情報３２に設定されるよう構成してもよい。さらに、使用情報３１や属性情報３２に、電気自動車Noが入力・選択されると、予め定められた使用優先度を設定するよう構成してもよい。

以下、図７～１０を用いて、本実施形態の処理手順を説明する。なお、この際、各処理の主体については、図２に示す機能構成に従って説明する。

図７は、本発明の一実施形態で実行されるピークシフト制御のための処理手順を示すフローチャートである。尚、本処理は、図示するように１０分毎などで周期的に実行される。つまり、本処理は、省電力制御など特殊な電力を必要としない通常の際の制御である。

まず、ステップＳ１において、充放電判定部２３は、電力メータ１の計測値、過去データ記憶部２７に記憶される過去の建物負荷電力および気象情報システム５からの気象情報を元に、将来の所定時間帯の建物負荷電力を予測する。この際、時間帯としては、３０分先などが想定される。

次に、ステップＳ２において、充放電判定部２３は、電気自動車充放電器７を介して接続された運用対象の各電気自動車のＳＯＣ、現在ＳＯＣとして取得する。ここで、ＳＯＣとは、State of Chargeの略であり、電気自動車における充電率を示す。

次に、ステップＳ３において、充放電判定部２３は、電気自動車スケジューラシステム３の使用情報３１および属性情報３２を取得する。この際、充放電判定部２３は、現在時刻から将来の情報を取得することになる。また、ここでの将来の情報として、一定期間の情報としてもよい。例えば、ステップＳ１で予測する時間帯の使用情報に絞って取得してもよい。

また、ステップＳ３において、充放電判定部２３は、交通情報システム４や気象情報システム５から、それぞれ使用情報に対応する時間帯の交通情報や気象情報を取得することが望ましい。

次に、ステップＳ４において、充放電判定部２３は、現在ＳＯＣおよび取得した使用情報３１を用いて、充電要求ＳＯＣを算出する。充電要求ＳＯＣとは、電気自動車（バッテリ）で要求されるＳＯＣであり、例えば、以下のとおり算出できる。

まず、充放電判定部２３は、使用情報３１の走行予定距離、燃費および属性情報３２の燃費を用いて、想定使用ＳＯＣを算出する。

想定使用ＳＯＣ＝走行予定距離[km]/燃費[km/kWh]/バッテリ容量[kW]…（数１）
この際、充放電判定部２３は、上記数１に、気象情報及び交通情報を元にした補正係数αを掛けて、想定使用ＳＯＣを補正してもよい。例えば、気象情報で温度が高い場合、エアコンの使用を想定して、燃費を下げる、つまり、想定使用ＳＯＣを減じる補正を行うことが想定される。

そして、充放電判定部２３は、想定使用ＳＯＣに対して、余裕を持たせ予備ＳＯＣβを加えて、充電要求ＳＯＣを算出する。

充電要求ＳＯＣ＝想定使用ＳＯＣ＋予備ＳＯＣ[％]…（数２）
なお、想定使用ＳＯＣをそのまま充電要求ＳＯＣとして、用いてもよい。

次に、ステップＳ５において、デマンド制御部２４は、複数の電気自動車における総余剰電力を求め、これを充放電判定部２３へ通知する。つまり、充放電判定部２３は、時間帯ごとに、各電気自動車における充電要求ＳＯＣと現在ＳＯＣの差分を算出し、これらの差分の合計値を、総余剰電力とする。

また、ステップＳ６において、充放電判定部２３は、各電気自動車に対する充電優先順位および放電優先順位を求める。この求め方について、図１０を参照して、説明する。

図１０は、充電優先順位および放電優先順位の求め方を説明するための図であり、その考え方を示す。本実施形態では、各電気自動車の現在ＳＯＣと充電ＳＯＣを比較する。この結果、その差分もしくは割合（充電要求ＳＯＣ－現在ＳＯＣ、現在ＳＯＣ／充電要求ＳＯＣ）が大きな順にソートする（以下、割合とする）。図１０において、上ほど割合が小さいことを示す。つまり、図１０において、現在ＳＯＣ＜充電ＳＯＣでは割合が１未満、現在ＳＯＣ＞充電要求ＳＯＣでは割合が１より大きいことを示す。これは、図１０において、上の方ほど、特に現在ＳＯＣ＜充電ＳＯＣのエリアほど充電の必要性が高いことを示す。また、図１０において、下の方ほど放電を許容される可能性が高いことを示す。但し、現在ＳＯＣ＜充電ＳＯＣのエリアにおいては、充電の必要性が特に高いので、放電を許容できない可能性が非常に高い。

そこで、本実施形態では、充放電判定部２３は、現在ＳＯＣと充電要求ＳＯＣの割合に従って、充電優先順位および放電優先順位を求める。この際、割合の小さい順序をそのまま充電優先順位とする。また、充放電判定部２３は、現在ＳＯＣ＞充電要求ＳＯＣ示す各電気自動車に対して、割合の大きい順序をそのまま放電優先順位とする。

ここでは、各電気自動車に対して、充電優先順位を求めたが、現在ＳＯＣ＜充電要求ＳＯＣを示す電気自動車に対して、充電優先順位を求めてもよい。さらに、現在ＳＯＣ＝充電要求ＳＯＣとなる電気自動車は、現在ＳＯＣ＜充電要求ＳＯＣ、現在ＳＯＣ＞充電要求ＳＯＣのいずれかと同じように扱えばよい。

なお、より実情に合うように、充電優先順位と放電優先順位を、使用時間も用いて求めることが望ましい。このために、充放電判定部２３は、使用開始時間t×現在ＳＯＣ/充電要求ＳＯＣを計算する。そして、充放電判定部２３は、計算結果が示す値が低い順に、充電優先順位が高くなるようにする。また、充放電判定部２３は、計算結果が示す値が高い順に、放電優先順位が高くなるようにする。この際、上述のように、放電優先順位は、現在ＳＯＣ＞充電要求ＳＯＣ示す各電気自動車に対して、求めることが望ましい。なお、現在ＳＯＣ＝充電要求ＳＯＣとなる電気自動車は、現在ＳＯＣ＜充電要求ＳＯＣ、現在ＳＯＣ＞充電要求ＳＯＣのいずれかと同じように扱えばよい。

またさらに、充放電判定部２３は、充電優先順位を使用開始時間t×現在ＳＯＣ/充電要求ＳＯＣ従って求め、放電優先順位を上記の割合に従って求めてもよい。なお、この求め方は、充電優先順位と放電優先順位を逆の方法を用いて求めてもよい。

なお、ステップＳ６において、充放電判定部２３は、特定の使用目的や特定の使用優先度の電気自動車については、本ステップでの処理対象から除外してもよい。さらに、このような電気自動車に対しては、充電優先順位を最優先としてもよい。このように扱うことで、緊急車両などは、優先的に充電対象としたり、放電対象から除外することができる。

次に、ステップＳ７において、設備制御部２１は、デマンド設定記憶部２６に記憶されたデマンド目標値を、ステップＳ１で予測された建物負荷電力が超過するかを確認する。超過する場合（ＹＥＳ）はステップＳ８に進み、超過しない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１０に進む。

次に、ステップＳ８において、デマンド制御部２４は、予想超過電力量を算出する。このために、設備制御部２１は、建物負荷電力量とデマンド目標値の差分を、予想超過電力量として算出する。そして、デマンド制御部２４は、この予想超過電力量を設備制御部２１へ通知する。

そして、ステップＳ９において、設備制御部２１は、求められた予想超過電力量を超えない範囲内で、放電優先度の高い電気自動車から放電を開始させる制御指令を生成する。そして、設備制御部２１は、この制御指令を、設備コントローラ６の電気自動車充放電制御部６３に通知する。このことで、電気自動車充放電制御部６３は放電のための制御信号を生成する。この際、放電された分の電力が、建物１０の設備で余分に利用されることになる。そこで、設備制御部２１は、空調設備８や照明設備９への電力供給を増加させる制御指令を生成することが望ましい。そして、このような制御指令を受けた照明制御部６１や空調制御部６２は、省エネ運転の抑制など電力使用を増加させる制御信号を生成し、通信I/F６４を介して、空調設備８や照明設備９へ出力することなる。

なお、設備制御部２１は、放電優先順位が高い電気自動車から順に、現在ＳＯＣと充電要求ＳＯＣの差分に対して、そのバッテリ容量を乗算することで、その余剰容量を算出する。そして、設備制御部２１は、予想超過電力量に達するまでこの余剰容量を順に足し合わせていくことで、ステップＳ９を実現する。

さらに、ステップＳ９で生成された制御指令に応じた放電処理は、放電優先順位の高い電気自動車から順に実施することが望ましいが、その順序は問わない。放電対象の電気自動車に対し、余剰容量分の放電ができればよいので、順序を放電優先順位から変更しても構わない。

また、ステップＳ１０において、設備制御部２１は、満充電でない電気自動車があるかを判断する。つまり、現在ＳＯＣが１００％もしくは９０％以上などの電気自動車があるかを判断する。この結果、あれば（ＹＥＳ）ステップＳ１１に進む。また、なければ（ＮＯ、ステップＳ１３に進む。

次に、ステップＳ１１において、デマンド制御部２４は、電気自動車に対する充電可能量を、デマンド目標値と建物負荷電力から算出する。具体的には、設備制御部２１は、デマンドを数３で、計算する。

デマンド＝（デマンド目標値－建物負荷電力量）×σ（係数）…（数３）
なお、係数σはデマンド目標値付近まで充電してしまうとデマンド警報の発動が乱発してしまうおそれがある為、その為の補正を行うための計数である。そして、デマンド制御部２４は、設備制御部２１へ充電可能量を通知する。

そして、ステップＳ１２において、設備制御部２１は、充電可能量の範囲内で、充電優先順位の高い電気自動車から充電を開始させる制御指令を生成する。そして、設備制御部２１は、この制御指令を、設備コントローラ６の電気自動車充放電制御部６３に通知する。このことで、電気自動車充放電制御部６３は充電のための制御信号を生成する。

なお、設備制御部２１は、充電優先順位が高い電気自動車から順に、現在ＳＯＣと充電要求ＳＯＣの差分に対して、そのバッテリ容量を乗算することで、その不足容量を算出する。そして、設備制御部２１は、充電可能量に達するまでこの不足容量を順に足し合わせていくことで、ステップＳ１２を実現する。この際、充電された分の電力が、建物１０の設備で利用できなくなる。そこで、設備制御部２１は、空調設備８や照明設備９への電力供給を抑制させる制御指令を生成することが望ましい。そして、このような制御指令を受けた照明制御部６１や空調制御部６２は、省エネ運転など電力使用を抑制させる制御信号を生成し、通信I/F６４を介して、空調設備８や照明設備９へ出力することなる。

さらに、ステップＳ１２で生成された制御指令に応じた充電処理は、充電優先順位の高い電気自動車から順に実施することが望ましいが、その順序は問わない。充電対象の電気自動車に対し、不足容量分の充電ができればよいので、順序を充電優先順位から変更しても構わない。

最後に、ステップＳ１３において、設備制御部２１は、上述のような制御政令を作成せず、処理を終了する。

次に、図８を用いて、本実施形態における電気自動車に対する充放電制御の様子について、説明する。図８は、図７でのピークシフト制御の様子を模式的に示す図である。

図８の場合、７台の電気自動車が電力制御システムに接続されており９：００時点で全ての電気自動車の充電状態は１００％の状態とする。EV_1の場合、９：００～１１:００は使用予定があり、運転されるため放電可能な電気自動車として見込むことは出来ない。ここで、図４で示した使用情報３１の走行距離と図５で示した属性情報３２のバッテリ容量及び燃費情報より、９：００～１１：００にＳＯＣ２０％の使用が想定される。つまり、上述の数１で計算できる。

この例では想定使用ＳＯＣに予備としてＳＯＣ２０％を足したものを充電要求ＳＯＣとし、EV_1の場合、９：００の使用開始までにＳＯＣ４０％を残しておかなければならない。

同様にして１４:００～１６：００の想定使用ＳＯＣは２０％のため、１４：００時点での充電要求ＳＯＣは４０％となる。ここで、９：００～１１：００での使用で充電要求ＳＯＣ分使用された場合、帰着時の１１：００時点での電気自動車のＳＯＣは６０％となる。このため使用予定がない１１：００～１４：００の時間帯にＳＯＣ２０％分の余剰電力量が存在し、放電可能な電力として見込むことができる。同様にして他の電気自動車のスケジュールから時間帯ごとの余剰電力を求め、総余剰電力を求める。

次に、図９を用いて、デマンド制御、つまり、建物１０の設備の電力需要量が増加し、電力の需給が逼迫する場合の制御について説明する。つまり、建物１０で不足する電力を、電気自動車に電力を放電させて賄うための制御を行う。図９は、本発明の一実施形態で用いられるデマンド制御のための処理手順を示すフローチャートを示す。

まず、前提として、デマンド警報部２２は電力メータ１を、周期的に監視し、使用電力量が所定の閾値に達するか判断している。そして、ステップＳ１０１において、デマンド警報部２２が所定の閾値に達したことを検知した場合、デマンド警報を発生する。つまり、デマンド制御への移行を行う。

次に、ステップＳ２において、充放電判定部２３は、電気自動車充放電器７を介して接続された運用対象の各電気自動車のＳＯＣ、現在ＳＯＣとして取得する。

次に、ステップＳ１０３において、充放電判定部２３は電気自動車スケジューラシステム３の使用情報３１および属性情報３２を取得する。また、充放電判定部２３は、交通情報システム４や気象情報システム５から、それぞれ使用情報に対応する時間帯の交通情報や気象情報を取得することが望ましい。

次に、ステップＳ１０４において、充放電判定部２３は、現在ＳＯＣおよび取得した使用情報３１を用いて、充電要求ＳＯＣを算出する。これは、上述のステップステプＳ４と同様の処理である。

次に、ステップＳ１０５において、充放電判定部２３は、各電気自動車の現在ＳＯＣと、一定時間以内における充電要求ＳＯＣを比較する。ここで、一定時間後としては、数時間以内などスケジュールが確定している可能性が高い時間を用いることが望ましい。つまり、スケジュールが確定していないと、充電要求ＳＯＣも未確定で、その電気自動車への適切な充放電制御が困難と考えられるためである。この結果、現在ＳＯＣが大きな場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０７に進む。また、現在ＳＯＣが大きくない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０６に進む。

次に、ステップＳ１０６において、充放電判定部２３は、その電気自動車を放電対象から外し、次の電気自動車について、ステップＳ１０５の判断を行う。

また、ステップＳ１０７において、デマンド制御部２４は、複数の電気自動車における総余剰電力を求める。つまり、充放電判定部２３は、ステップＳ１０５で、放電の対象とされた各電気自動車における充電要求ＳＯＣと現在ＳＯＣの差分を算出し、これらの差分の合計値を、総余剰電力とする。そして、デマンド制御部２４は、この総余剰電力を充放電判定部２３へ通知する。

次に、ステップＳ１０８において、充放電判定部２３は、放電優先順位を求める。この内容は、ステップＳ６と同様である。つまり、充放電判定部２３は、現在ＳＯＣと充電要求ＳＯＣの割合、差分を用いて算出を行う。なお、その詳細は、ステップＳ６と同様なので、省略する。但し、ステップＳ１０８では、充電優先順位をステップＳ６と同様の手法で求め、その逆の順位を放電優先順位として用いてもよい。

次に、ステップＳ１０９において、ステップＳ９と同様の処理を実行する。つまり、放電優先順位に応じた電気自動車の放電制御を実行する。

この放電の結果、電力供給量が増加する。このため、ステップＳ１１０において、充放電判定部２３は、デマンド警報部２２に対して、デマンド警報が解除されたか確認する。この結果、デマンド警報を解除された場合（ＹＥＳ）はステップＳ１１１に進み、未解除の場合（ＮＯ）はステップＳ１１２へ進む。

次に、ステップＳ１１１において、設備制御部２１は、設備コントローラ６に放電を終了するための制御指令を出し、これを受けて、電気自動車充放電制御部６３は放電を停止する制御信号を出力して、電気自動車充放電器での放電を終了する。

また、ステップＳ１１２において、充放電判定部２３は、他に余剰電力を有した電気自動車が存在するか確認する。存在している場合（ＹＥＳ）はステップＳ１１３へ進み、存在しない場合（ＮＯ）はステップＳ１１４へ進む。

次に、ステップＳ１１３において、ステップＳ１０９と同様の放電制御を実行するステップＳ１０９で放電制御を行った次に放電優先順位の高い電気自動車に対して、ステップＳ１０９と同様の放電制御を行う。

また、ステップＳ１１３においては、デマンド制御が未解除であり、他に余剰電力を有した電気自動車が存在しない。このため、ステップＳ１１３において、デマンド制御部２４を用いたデマンド制御に移行する。つまり、設備制御部２１は、ら設備コントローラ６に制御指令を出し、照明制御部６１、空調制御部６２から制御を行い空調設備８や照明設備９に対する設備制御によるデマンド制御に移行する。このことで、建物１０での電力使用を抑止する。

以上の本実施形態では、電気自動車スケジュールデータで充放電制御を行っているが、より精度の高い制御を行うために電気自動車との無線でのデータ連携を活用し、充放電制御を行っても良い。また、本実施形態では、電気自動車は電力制御システム上に接続された電気自動車充放電器から充放電されることとしているが、外部での充放電も考慮しても良い。

以上の本実施形態によれば、電気自動車の余剰電力を有効に活用した充放電制御を行うことで、ビルなどの設備に対するデマンド制御、ピークシフト制御が可能になる。

１・・・電力メータ、２…電力制御処理装置、３…電気自動車スケジューラシステム、４…交通情報システム、５…気象情報システム、６…設備コントローラ、７…電気自動車充放電器、８…空調設備、９…照明設備、１０…建物

Claims (3)

1. 空調設備と照明設備を含むビル設備が接続されており、複数の電気自動車の充放電制御を行う電力制御システムにおいて、
   前記複数の電気自動車それぞれの使用スケジュールを受け付けるスケジュール入力部と、
   前記受け付けた電気自動車のスケジュールに基づき、前記複数の電気自動車の現在ＳＯＣをおよび充電要求ＳＯＣを比較して、前記複数の電気自動車に対する充電優先順位および放電優先順位を求める充放電判定部と、
   前記ビル設備における電力使用量に対する予想超過電力量を算出し、前記複数の電気自動車に対する充電可能量を算出するデマンド制御部と、
   前記予想超過電力量を超えない範囲内で、前記放電優先順位が高い電気自動車から順に放電を開始させる制御指令を生成し、前記充電可能量の範囲内で、前記充電優先順位が高い電気自動車から順に充電を開始させる制御指令を生成する設備制御部と、
   使用電力量が所定に閾値に達した場合に、デマンド警報を発生するデマンド警報部を備え、
   前記充放電判定部は、前記デマンド警報が発生した場合、前記現在ＳＯＣおよび前記充電要求ＳＯＣのうち一定時間内の充電要求ＳＯＣを比較して、前記複数の電気自動車の備えるバッテリから放電が可能かを判定し、
   前記デマンド制御部は、放電が可能と判定した電気自動車における充電要求ＳＯＣと現在ＳＯＣの差分の合計値を総余剰電力として算出し、
   前記充放電判定部は、放電が可能と判定した電気自動車に対する前記放電優先順位を求め、
   前記設備制御部は、放電が可能と判定した電気自動車に対する前記放電優先順位が高い電気自動車から順に放電を開始させる制御指令を生成する電力制御システム。
2. 前記設備制御部は、前記放電優先順位が高い電気自動車から順に、現在ＳＯＣと充電要求ＳＯＣの差分に対してバッテリ容量を乗算することで、当該電気自動車の余剰容量を算出し、前記予想超過電力量に達するまで余剰容量を順に足し合わせる請求項１に記載の電力制御システム。
3. 少なくとも交通情報と気象情報を受け取る外部情報受取部をさらに備え、
   前記充放電判定部は、前記外部情報受取部が受け取った交通情報と気象情報に基づいて、前記電気自動車のバッテリへの充電が必要か、放電が可能かを判定する請求項１に記載の電力制御システム。

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