JP7447833B2 - 電力管理装置及び電力管理方法 - Google Patents

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Description

本開示は、電力管理装置及び電力管理方法に関し、特に、電力網に電気的に接続可能な複数の電力調整リソースに電力網に対する電力需給調整を要請するデマンドレスポンスを管理する電力管理装置及び電力管理方法に関する。
上記のような電力管理装置及び電力管理方法について、国際公開第2020/158592号(特許文献1)には、サーバ装置において、電力需要家の信頼度に関する情報を用いて、デマンドレスポンス(以下「DR(Demand Response)」と称する。)要請の対象の需要家を選出することが記載されている。ここで、需要家の信頼度に関する情報とは、DR要請に対する達成率(DR要請期間中に、要請された電力量に対して達成した電力量の割合)や、DR要請に対する滞在率(DR要請に応じていた際の電力量が、要請量に対して所定範囲(例えば±20%)に入っていた時間の単位時間当たりの割合)である(特許文献1参照)。
国際公開第2020/158592号 特開2020-36503号公報 特開2017-130183号公報
DRに参加可能な電力調整リソースとして、バッテリを搭載した車両を積極的に活用することが検討されている。DRに参加する車両と、DRを管理する電力管理装置(サーバ)との間で、各種情報のやり取りが無線通信により行なわれる場合に、通信状態が悪いと、DRに必要な情報を電力管理装置が車両から適切に取得することができず、その結果、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されない可能性がある。DRに参加しているにも拘わらず、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されないと、ペナルティが科される等の不利益を需要家が被る可能性がある。
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されないことによる需要家の不利益を抑制可能な電力管理装置及び電力管理方法を提供することである。
本開示の電力管理装置は、電力網に電気的に接続可能な複数の電力調整リソースに電力網に対する電力需給調整を要請するDRを管理する電力管理装置である。複数の電力調整リソースは、バッテリを搭載した車両を含む。そして、電力管理装置は、車両と無線通信を行なう通信装置と、取得部と、制御部とを備える。取得部は、電力網に対する電力需給が行なわれたことを示す履歴情報、及びバッテリの充電状態に関する情報を、通信装置を通じて車両から取得する。制御部は、DR要請に対する複数の電力調整リソースの優先順位を決定する。制御部は、取得部によって取得されたバッテリの充電状態が変化しているにも拘わらず、取得部によって履歴情報が取得されていない場合に、DR要請に対して車両が選ばれにくくなるように車両の優先順位を決定する。
また、本開示の電力管理方法は、電力網に電気的に接続可能な複数の電力調整リソースに電力網に対する電力需給調整を要請するDRを管理する電力管理方法である。複数の電力調整リソースは、バッテリを搭載した車両を含む。そして、電力管理方法は、電力網に対する電力需給が行なわれたことを示す履歴情報を車両からサーバへ無線により送信するステップと、バッテリの充電状態に関する情報を車両からサーバへ無線により送信するステップと、DR要請に対する複数の電力調整リソースの優先順位を決定するステップとを含む。優先順位を決定するステップは、サーバが車両から取得したバッテリの充電状態が変化しているにも拘わらず、サーバが車両から履歴情報を取得していない場合に、DR要請に対して車両が選ばれにくくなるように車両の優先順位を決定するステップを含む。
上記の電力管理装置及び電力管理方法においては、車両のバッテリの充電状態が変化しているにも拘わらず、取得部によって車両から上記履歴情報が取得されていない場合、電力管理装置と車両との間の無線通信の信頼性が低下しているものとされ、DR要請に対して車両が選ばれにくくなるように車両の優先順位が決定される。これにより、DRに参加しているにも拘わらず、通信信頼性が低下しているためにDR要請に対して適切な電力需給調整が実行されない事態を回避することができる。したがって、上記の電力管理装置及び電力管理方法によれば、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されないことによる需要家の不利益(ペナルティが科される等)を抑制することができる。
履歴情報は、電力網からのバッテリの充電の開始及び終了の少なくとも一方を示す情報を含んでいてもよい。
また、履歴情報は、バッテリから電力網への放電の開始及び終了の少なくとも一方を示す情報を含んでいてもよい。
また、履歴情報は、電力網と車両との電気的な接続及び解除の少なくとも一方を示す情報を含んでいてもよい。
上記のような履歴情報が車両から取得されていない場合には、車両のバッテリの充電状態が変化しているとしても、車両との通信信頼性が低下しているものとされ、DR要請に対して車両が選ばれにくくなるように車両の優先順位が決定される。したがって、通信信頼性が低下しているためにDR要請に対して適切な電力需給調整が実行されないことによる需要家の不利益を抑制することができる。
バッテリの充電状態の変化は、車両の走行システムが停止してから起動するまでの変化であってもよい。
また、取得部は、車両の位置情報を車両からさらに取得してもよい。そして、バッテリの充電状態の変化は、車両の位置情報が一定であるときの変化であってもよい。
また、取得部は、車両の走行距離を車両からさらに取得してもよい。そして、バッテリの充電状態の変化は、車両の走行距離が一定であるときの変化であってもよい。
上記のようなバッテリの充電状態の変化は、駐車中の充電状態の変化であり、電力網に対する電力需給が行なわれたことを示し得るけれども、取得部によって電力需給の履歴情報が取得されていない場合には、車両との通信信頼性が低下しているものとして、DR要請に対して車両が選ばれにくくなるように車両の優先順位が決定される。したがって、通信信頼性が低下しているためにDR要請に対して適切な電力需給調整が実行されないことによる需要家の不利益を抑制することができる。
制御部は、取得部によって取得されたバッテリの充電状態の変化量がしきい値を超えており、かつ、取得部によって履歴情報が取得されていない場合に、DR要請に対して車両が選ばれにくくなるように車両の優先順位を決定してもよい。
走行中は、電力網に対する電力需給は行なわれないので、履歴情報は取得されない。他方、走行によってバッテリの充電状態は変化するので、走行中の充電状態の変化によって、DR要請に対して車両が選ばれにくくなるように車両の優先順位が決定されてしまう可能性がある。そこで、上記のように、充電状態の変化量がしきい値を超えている場合に、DR要請に対して車両が選ばれにくくなるように車両の優先順位を決定することで、不必要に車両の優先順位が下げられるのを抑制することができる。なお、電力網に対する電力需給が行なわれるときの充電状態の平均的な変化量は、走行時の充電状態の平均的な変化量よりも大きいと考えられるため(走行中は放電と充電の双方が行なわれるため)、しきい値は、例えば、両者の平均的な変化量を区別可能な値に適宜設定される。
履歴情報は、電力網からのバッテリの充電が行なわれたことを示す情報を含んでいてもよい。そして、制御部は、取得部によって取得された充電状態が上昇しているにも拘わらず、取得部によって履歴情報が取得されていない場合に、DR要請に対して車両が選ばれにくくなるように車両の優先順位を決定してもよい。
これにより、DRに参加しているにも拘わらず、通信信頼性が低下しているために、車両においてDR要請に対して適切な充電(電力需要)が実行されない事態を回避することができる。したがって、DR要請に対して適切な充電が実行されないことによる需要家の不利益を抑制することができる。
本開示の電力管理装置及び電力管理方法によれば、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されないことによる需要家の不利益を抑制することができる。
本開示の実施の形態に従う電力管理装置を含む電力管理システムの構成を示す図である。 図1に示す車両の詳細な構成図である。 車両からサーバへ送信される情報の一例を示す図である。 車両からサーバへ送信される情報の一例を示す図である。 サーバにおいて車両毎に管理されるDR情報の一例を示す図である。 DR要請に対する優先順位情報の一例を示す図である。 DR要請に対する優先順位の決定方法の一例を説明する図である。 DR要請に対する優先順位の決定方法の一例を説明する図である。 DR要請に対する車両の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。 DR要請に対する車両の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。 変形例1において、DR要請に対する車両の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。 変形例2において、DR要請に対する車両の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。 変形例3において、DR要請に対する車両の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。 変形例4において、DR要請に対する車両の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
図1は、本開示の実施の形態に従う電力管理装置を含む電力管理システムの構成を示す図である。図1を参照して、電力管理システム1は、電力系統PGと、電力管理装置に相当するサーバ30と、EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)40と、車両50と、携帯端末80とを備える。
車両50は、インレット110と、充放電器120と、バッテリ130と、ECU(Electronic Control Unit)150と、通信機器180とを備える。この車両50は、インレット110を通じて電力系統PGと電力を授受可能に構成されている。すなわち、車両50は、インレット110を通じてEVSE40に電気的に接続されることによって、電力系統PGから供給される電力をバッテリ130に蓄えることができ、また、バッテリ130に蓄えられた電力を電力系統PGへ供給することができる。なお、以下では、EVSE40によって電力系統PGからバッテリ130を充電することを「外部充電」と称し、バッテリ130に蓄えられた電力をEVSE40により電力系統PGへ供給することを「外部給電」と称する場合がある。
インレット110は、EVSE40から延びる電力ケーブル42のコネクタ43と電気的に接続可能に構成される。コネクタ43がインレット110に接続されることによって、車両50は、電力系統PGから受電することができ、また、電力系統PGへ電力を供給することができる。なお、図1には、EVSE40の給電方式に対応するインレット110(及び充放電器120)のみが示されているが、車両50は、複数種の給電方式(例えば、AC(Alternate Current)方式及びDC(Direct Current)方式)に対応できるように複数のインレットを備えてもよい。
充放電器120は、インレット110とバッテリ130との間の電力経路に設けられ、当該電力経路の電気的な接続/遮断を切り替えるリレーと、電力変換回路とを含んで構成される(いずれも図示せず)。充放電器120は、外部充電時は、インレット110から入力される電力をバッテリ130の電圧レベルに変換してバッテリ130へ出力する。他方、外部給電時は、充放電器120は、バッテリ130から放電される電力を外部給電に適した電圧レベルに変換してインレット110へ出力する。電力変換回路は、例えば、双方向コンバータによって構成される。
バッテリ130は、例えば、リチウムイオン二次電池又はニッケル水素二次電池のような二次電池を含んで構成される。バッテリ130は、外部充電時には、充放電器120から出力される電力を受けて充電され、外部給電時には、蓄えられた電力を充放電器120へ出力する。このように、電力系統PG(EVSE40)から供給される電力をバッテリ130に蓄え、或いは、バッテリ130に蓄えられた電力を電力系統PG(EVSE40)へ供給することにより、車両50は、DR要請に対応可能な電力調整リソースとして機能することができる。また、バッテリ130は、車両制動時に走行モータ(図示せず)により発電された回生電力を蓄えることができる。
ECU150は、プロセッサ(CPU(Central Processing Unit)等)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を含んで構成される(いずれも図示せず)。プロセッサは、ROMに格納されているプログラムをRAM等に展開して実行する。ROMに格納されているプログラムには、ECU150により実行される各種制御の処理が記述されている。
ECU150は、車両50の各種制御を実行する。例えば、ECU150は、車両50の走行制御を実行する。また、ECU150は、バッテリ130の充電制御及び放電制御を実行する。特に、ECU150は、サーバ30から通信機器180を通じて受信したDR要請に従って、バッテリ130の充電制御及び/又は放電制御を実行する。また、ECU150は、バッテリ130のSOC(State Of Charge)や、車両50の位置情報、SOCに基づくEV走行可能距離等の各種データを収集し、所定のタイミング(システム起動/停止時、充放電開始/終了時、或いは定期的)で、収集された各種データを通信機器180を通じてサーバ30へ送信する。ECU150により実行される制御については、後ほど詳しく説明する。
通信機器180は、サーバ30と無線通信を行なうための通信I/F(インターフェース)を含む。ECU150は、通信機器180を通じてサーバ30と無線通信を行なうことができる。通信機器180は、DCM(Data Communication Module)を含んでもよいし、5G対応の通信I/Fを含んでもよい。
携帯端末80は、車両50のユーザが携帯する端末に相当する。携帯端末80は、サーバ30と無線通信可能に構成される。車両50のユーザは、例えば、車両50の各種情報(SOCや走行可能距離等)をサーバ30が取得するように、携帯端末80からサーバ30へ指示を出力することができる。この実施の形態では、携帯端末80として、タッチパネルディスプレイを具備するスマートフォンを採用する。但しこれに限られず、携帯端末80としては、任意の携帯端末を採用可能である。
電力系統PGは、電気事業者(例えば電力会社)によって提供される電力網である。電力系統PGは、EVSE40を含む複数のEVSEと電気的に接続されており、各EVSEに交流電力を供給する。EVSE40には、電源回路41が設けられており、電源回路41は、電力系統PGから供給される電力を車両50の外部充電に適した電力に変換する。電源回路41は、充電電力を検出するためのセンサを含んでもよい。
充放電器120のリレーが閉状態になることで、車両50のバッテリ130がEVSE40に電気的に接続される。そして、外部充電時においては、電力系統PGから電源回路41、電力ケーブル42、インレット110、及び充放電器120を経由してバッテリ130へ電力が供給される。また、外部給電時においては、バッテリ130から充放電器120、インレット110、電力ケーブル42、及び電源回路41を経由して電力系統PGへ電力が出力される。
サーバ30は、通信装置31と、取得部32と、制御部33と、記憶部34とを含む。通信装置31は、車両50の通信機器180と無線通信を行なうための通信I/Fを含む。また、通信装置31は、携帯端末80と無線通信を行なうための通信I/Fも含む。
取得部32は、通信装置31を通じて車両50の各種情報を取得する。取得部32は、例えば、バッテリ130のSOC、車両50の位置情報、走行可能距離等の情報を取得し、取得された情報を車両毎の識別情報(ID)に対応付けて記憶部34に格納する。また、取得部32は、車両50において電力系統PGに対する電力需給が行なわれたことを示す履歴情報、すなわち外部充電又は外部給電が行なわれたことを示す履歴情報も、通信装置31を通じて車両50から取得する。履歴情報は、例えば、外部充電又は外部給電の開始/終了を示す情報であったり、電力ケーブル42のコネクタ43とインレット110との接続/解除を示す情報であったりする。取得部32により取得される情報の内容及び取得タイミングについては、後ほど詳しく説明する。
制御部33は、プロセッサ(CPU等)、メモリ(ROM及びRAM)、入出力バッファ等を含んで構成される(いずれも図示せず)。プロセッサは、ROMに格納されているプログラムをRAM等に展開して実行する。ROMに格納されているプログラムには、制御部33により実行される各種処理が記述されている。制御部33により実行される処理については後ほど説明する。
記憶部34は、各種情報を保存可能に構成される。記憶部34には、取得部32によって車両50から取得された情報が、車両毎の識別情報(ID)に対応付けられて記憶される。記憶部34は、例えば、ハードディスクドライブ(Hard Disk Drive:HDD)やソリッドステートドライブ(Solid State Drive:SSD)等によって構成される。
図2は、図1に示した車両50の詳細な構成図である。図2を参照して、車両50は、図1で説明したインレット110、充放電器120、バッテリ130、ECU150及び通信機器180のほか、監視モジュール121,131と、走行駆動部160と、ナビゲーションシステム(以下「NAVI」と称する。)170とをさらに備える。
監視モジュール121は、充放電器120の状態を検出する各種センサを含み、検出結果をECU150へ出力する。この実施の形態では、監視モジュール121は、充放電器120に入力される電圧及び電流と、充放電器120から出力される電圧及び電流とを検出するように構成される。
監視モジュール131は、バッテリ130の状態(例えば、電圧、電流、温度等)を検出する各種センサを含み、検出結果をECU150へ出力する。監視モジュール131は、上記センサ機能に加えて、バッテリ130のSOC推定機能、SOH(State of Health)推定機能、セル電圧の均等化機能、診断機能等をさらに有するBMS(Battery Management System)であってもよい。ECU150は、監視モジュール131の出力に基づいてバッテリ130の状態を取得することができる。
走行駆動部160は、PCU(Power Control Unit)とMG(Motor Generator)とを含んで構成され(いずれも図示せず)、バッテリ130に蓄えられた電力を用いて車両50の走行駆動力を発生する。PCUは、例えば、インバータとコンバータとを含んで構成され(いずれも図示せず)、ECU150によって制御される。MGは、例えば三相交流モータジェネレータである。MGは、PCUによって駆動され、駆動輪Wを回転させるように構成される。PCUは、バッテリ130から供給される電力を用いてMGを駆動する。また、MGは、車両の制動時に回生発電を行ない、発電した電力をバッテリ130に供給する。
NAVI170は、プロセッサと、記憶装置と、タッチパネルディスプレイと、GPS(Global Positioning System)モジュールとを含んで構成される(いずれも図示せず)。記憶装置は、地図情報を記憶している。タッチパネルディスプレイは、ユーザからの入力を受け付けたり、地図及びその他の情報を表示したりする。GPSモジュールは、GPS衛星からの信号(以下「GPS信号」と称する。)を受信するように構成される。NAVI170は、GPS信号を用いて車両50の位置を特定することができる。NAVI170は、ユーザからの入力に基づき、車両50の現在位置から目的地までの走行ルート(たとえば、最短ルート)を見つけるための経路探索を行ない、経路探索により見つかった走行ルートを地図上に表示するように構成される。
ECU150は、プロセッサ151と、RAM152と、記憶装置153とを含む。RAM152は、プロセッサ151によって処理されるデータを一時的に記憶する作業用メモリとして機能する。記憶装置153は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置153は、例えばROM及び書き換え可能な不揮発性メモリを含む。記憶装置153には、プログラムのほか、プログラムで使用される情報(マップ、数式、各種パラメータ等)が記憶されている。記憶装置153に記憶されているプログラムをプロセッサ151が実行することで、ECU150における各種制御が実行される。
具体的には、ECU150は、走行駆動部160を制御することにより、車両50の走行制御を実行する。また、ECU150は、充放電器120を制御することにより、バッテリ130の充電制御及び放電制御を実行する。充電制御及び放電制御については、ECU150は、サーバ30から通信機器180を通じて受けるDR要請に従って充電制御及び/又は放電制御を実行することができる。
また、ECU150は、監視モジュール131により取得されるバッテリ130の電圧及び電流等からバッテリ130のSOCを算出して記憶装置153へ出力する。また、ECU150は、SOCに基づく車両50の走行可能距離を算出して記憶装置153へ出力する。また、ECU150は、車両50の位置情報をNAVI170から取得して記憶装置153へ出力する。
そして、ECU150は、所定のタイミングで上記各種情報を記憶装置153から読み出し、通信機器180を通じてサーバ30へ送信する。所定のタイミングは、例えば、車両システムの起動/停止(スタートスイッチのオン/オフ時等)、外部充電の開始/終了、外部給電の開始/終了、電力ケーブル42のコネクタ43とインレット110との接続/解除等のイベント発生時であったり、定期的であったりする。
なお、ECU150における各種制御は、ソフトウェアによる実行に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で実行することも可能である。
図3及び図4は、車両50からサーバ30へ送信される情報の一例を示す図である。図3は、走行システムの起動/停止時に車両50からサーバ30へ送信される情報の一例を示す。図3を参照して、ドライバによりスタートスイッチ(図示せず)が操作されることにより車両50の走行システムが起動されると、車両50のECU150は、そのときの時刻を示す「走行開始時刻」とともに、「GPS位置情報」、「積算走行距離」、「SOC」等の情報を記憶装置153から読み出して通信機器180によりサーバ30へ送信する。なお、GPS位置情報は、NAVI170により取得される車両50の現在位置情報である。積算走行距離は、車両50のこれまでの通算の走行距離である。SOCは、バッテリ130の現在のSOCである。
また、ドライバによりスタートスイッチが操作されることにより車両50の走行システムが停止すると、ECU150は、そのときの時刻を示す「走行終了時刻」とともに、「GPS位置情報」、「積算走行距離」、「SOC」等の情報を記憶装置153から読み出して通信機器180によりサーバ30へ送信する。
図4は、走行関係以外のイベント発生時に車両50からサーバ30へ送信される情報の一例を示す。図4を参照して、「イベント種類」は、サーバ30へ情報を送信するイベントを示し、この例では、当該イベントが外部充電の開始であることが示されている。そして、ECU150は、外部充電が開始されると、「イベント種類」とともに、当該イベントの「発生時刻」、「GPS位置情報」、「SOC」、「外部給電可能時間」、「残充電時間」、「EV走行可能距離」、「充電器状態情報」等の情報を記憶装置153から読み出し、或いは別途収集して、通信機器180によりサーバ30へ送信する。
なお、外部給電可能時間は、外部給電時にバッテリ130が空状態になるまでの時間であり、SOC及び給電電力の大きさに基づいて算出される。残充電時間は、外部充電時にバッテリ130が満充電状態になるまでの時間であり、SOC及び充電電力の大きさに基づいて算出される。EV走行可能距離は、バッテリ130に蓄えられた電力で走行可能な距離であり、SOC及び車両50の電費(例えば過去の平均値等)に基づいて算出される。充電器状態情報は、充放電器120の状態(作動中/停止)を示す。
再び図1を参照して、サーバ30は、車両50に対してDRを実施する。概略的には、サーバ30は、例えば電力系統PGを管理する電力会社のサーバ(図示せず)から需給調整を要請されると、車両50での対応可能容量を把握する。そして、サーバ30は、その対応可能容量に基づいて、車両50の実施スケジュールを生成し、通信装置31を通じて車両50へDR要請を送信する。
DR要請を受けた車両50は、EVSE40に接続されることで、サーバ30からのDR要請に従って、EVSE40(電力系統PG)から供給される電力を受けてバッテリ130を充電したり(外部充電)、バッテリ130に蓄えられた電力をEVSE40(電力系統PG)へ供給したりすることができる(外部給電)。そして、車両50は、外部充電又は外部給電の実行に伴ない、各イベント(例えば、外部充電時の充電開始/終了タイミング)の発生時に、図4に示した情報を通信機器180によってサーバ30へ送信する。
このとき、車両50とサーバ30との間の無線通信状態が悪いと、DRに必要な情報をサーバ30が車両50から適切に取得することができず、その結果、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されない可能性がある。DRに参加しているにも拘わらず、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されないと、ペナルティが科される等の不利益を車両50のユーザが被る可能性がある。
そこで、この実施の形態では、DRに参加している車両50とサーバ30との間の無線通信状態が悪いと判断される場合には、DRに参加している複数の電力調整リソース(以下「DER(Distributed Energy Resource)」と称する。)に対して与えられる優先順位について、車両50の優先順位を下げる。
すなわち、DRは、複数のDERに対して要請されるところ、DRに参加する各DERについては、対応状況(対応時間や充電能力/給電能力等)を加味して優先順位が決定される。そして、この実施の形態では、サーバ30において車両50のSOCの変化が検知されているにも拘わらず、車両50において外部充電又は外部給電が行なわれたことを示す履歴情報をサーバ30が車両50から取得していない場合に、サーバ30は、車両50との通信の信頼性が低下しているものと判断して、DR要請に対して車両50が選ばれにくくなるように車両50の優先順位を決定する。
これにより、車両50について、DRに参加しているにも拘わらず、通信信頼性が低下しているためにDR要請に対して適切な電力需給調整が実行されない事態を回避することができる。したがって、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されないことによる需要家(車両50のユーザ)の不利益(ペナルティが科される等)を抑制することができる。
この実施の形態では、DRに参加登録している各車両について、DRに対する優先順位を決定するための情報(以下「DR情報」と称する。)がサーバ30において管理される。そして、サーバ30は、DRに参加している各車両のDR情報に基づいて、DR要請に対する車両50の優先順位を決定する。
図5は、サーバ30において車両毎に管理されるDR情報の一例を示す図である。図5を参照して、「UID」は、車両50の識別情報(ID)であり、DRへの参加登録時に車両毎に付与される。「車両状態」は、車両50がEVSE40に接続されることによりDR要請に対応可能か否かを示す。この情報は、車両50から取得される、車両50の走行システムの起動/停止状態及び位置情報に基づいて決定される。車両50の走行システムが停止しており、かつ、車両50の位置情報がEVSE40の近傍(例えば自宅)である場合に、「車両状態」はDR対応可となる。
「SOC」は、車両50から取得された最新のSOCである。DR要請には、電力需要家(車両50)に対して電力需要の増加を要請する需要増加要請(以下「上げDR」とも称する。)と、電力需要の抑制を要請する需要抑制要請(以下「下げDR」とも称する。)とがある。なお、下げDRは、電力需要の抑制に限られず、電力系統PGへの電力供給も含む。車両50においては、SOCが低いほど、上げDRへの対応力が高く、SOCが高いほど、下げDRへの対応力が高い。そこで、DR要請が上げDRであるときは、SOCが低いことは、DR要請に対する車両50の優先順位を高める方向に働き、SOCが高いことは、DR要請に対する車両50の優先順位を下げる方向に働く。他方、DR要請が下げDRであるときは、SOCが低いことは、DR要請に対する車両50の優先順位を下げる方向に働き、SOCが高いことは、DR要請に対する車両50の優先順位を高める方向に働く。
「通信信頼性」は、車両50とサーバ30との間の無線通信の信頼性を示す。上述のように、車両50とサーバ30との間の通信信頼性が低下すると、車両50において、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されない可能性がある。そのため、通信信頼性の低下は、DR要請に対する車両50の優先順位を下げる方向に働く。この実施の形態では、サーバ30において車両50のSOCの変化が検知されたにも拘わらず、車両50において外部充電又は外部給電が行なわれたことを示す履歴情報をサーバ30が車両50から取得していない場合に、車両50との通信信頼性が低いと判断される。
図6は、DR要請に対する優先順位情報の一例を示す図である。図6を参照して、この優先順位情報は、サーバ30により管理され、DRに参加している各ユーザの優先順位を示す。「UID-***」は、各順位に該当するユーザ(需要家)のユーザIDを示す。この優先順位情報は、図5に示した車両毎のDR情報に基づいて更新される。
図7及び図8は、DR要請に対する車両50の優先順位の決定方法の一例を説明する図である。図5とともに図7を参照して、X11~X13は、それぞれ図5に示した「車両状態」、「SOC」、「通信信頼性」の程度を示す指標である。
X11の「車両状態」は、例えば、DR要請の時間帯に対してDR対応可の時間が長いほど、中心X0から離れた位置(外側)にプロットされる。この例では、DR要請の時間帯全てにDR対応可である場合が示されている。
X12の「SOC」は、DR要請が上げDRである場合には、SOCが低いほど外側にプロットされ、DR要請が下げDRである場合には、SOCが高いほど外側にプロットされる。X13の「通信信頼性」は、サーバ30と車両50との間の通信信頼性が高いと判断されるほど外側にプロットされる。言い換えると、サーバ30と車両50との間の通信信頼性が低下していると判断されている場合は、内側にプロットされる。
そして、この例では、X11~X13の各プロットにより定まる斜線領域の面積に基づいて、車両50の優先順位が決定される。すなわち、他の車両との比較において、当該斜線領域の面積が大きいほど優先順位は高く、他方、当該斜線領域の面積が小さいほど優先順位は低いものとなる。
図8は、サーバ30と車両50との間の通信信頼性が低下している場合の状況を示した図である。図8を参照して、この例では、サーバ30と車両50との間の通信信頼性が低下したために、X13の「通信信頼性」が図7の例よりも内側にプロットされている。このため、X11~X13の各プロットにより定まる斜線領域の面積は、図7に示される例と比べて小さくなっている。すなわち、図8に示されるチャートは、図7の例よりも車両50の優先順位が低いことを示している。
なお、X11~X13の各指標には、重み付けを付してもよい。例えば、SOCの状況よりも通信信頼性の低下の方が優先順位低下への寄与の程度が大きくなるように重み付けを付してもよい。また、DR要請に対する車両50の優先順位を決定するパラメータは、X11~X13に限定されるものではなく、それ以外のパラメータを含めてもよい。
図9及び図10は、DR要請に対する車両50の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。図9のフローチャートは、上げDRが要請されているときの処理手順を示し、図10のフローチャートは、下げDRが要請されているときの処理手順を示す。これらのフローチャートに示される一連の処理は、サーバ30により実行され、車両50の走行システムの停止に伴なって車両50の各種情報(図3)をサーバ30が車両50から取得すると開始される。
図9を参照して、サーバ30は、車両50の走行システムの停止に伴なって車両50から送信されてくる情報(図3)から、バッテリ130のSOC(S1とする。)の情報を取得する(ステップS10)。
次いで、サーバ30は、外部充電の開始イベント及び終了イベントを車両50から受信したか否かを判定する(ステップS20)。詳しくは、サーバ30は、走行システムの停止後に、イベント種類が外部充電の開始及び終了である情報(図4)を車両50から受信したか否かを判定する。そして、外部充電の開始イベント及び終了イベントが受信されると(ステップS20においてYES)、サーバ30は、その後の処理を実行することなくエンドへ処理を移行する。
外部充電の開始イベント及び終了イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない間は(ステップS20においてNO)、サーバ30は、車両50の走行システムが起動されたか否かを判定する(ステップS30)。詳しくは、サーバ30は、走行システムの起動に伴なって車両50の各種情報(図3)を車両50から取得したか否かを判定する。サーバ30が当該情報をまだ受信しておらず、走行システムの停止中であると判断されるときは(ステップS30においてNO)、ステップS20へ処理が戻される。
ステップS30において車両50の走行システムが起動されたと判定されると(ステップS30においてYES)、サーバ30は、走行システムの起動に伴なって車両50から送信されてくる情報(図3)から、バッテリ130のSOC(S2とする。)の情報を取得する(ステップS40)。
次いで、サーバ30は、ステップS40において取得されたSOC(S2)と、ステップS10において取得されたSOC(S2)との差ΔSOC(=S2-S1)を算出し、ΔSOCがしきい値Sth1よりも大きいか否かを判定する(ステップS50)。なお、外部充電時のSOCの平均的な上昇量は、走行時のSOCの上昇量よりも十分に大きいと考えられるため(一般的に、走行時はSOCが低下)、しきい値Sth1は、両者を区別可能な値に適宜設定される。
そして、ステップS50においてΔSOCがしきい値Sthよりも大きいと判定されると(ステップS50においてYES)、サーバ30は、DR要請(上げDR)に対する車両50の優先順位を下げる方向に優先順位を更新する(ステップS60)。具体的には、ΔSOCがしきい値Sth1よりも大きいにも拘わらず(ステップS50においてYES)、外部充電の開始イベント及び終了イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない状況は(ステップS20においてNO)、サーバ30と車両50との間の通信信頼性が低下しているものと判断される。そして、サーバ30は、図7及び図8で説明したように、X11~X13の各プロットにより定まる斜線領域の面積に基づいて、DR要請(上げDR)に対する車両50の優先順位を下げる方向に優先順位を更新する。
なお、上記では、外部充電の開始イベント及び終了イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない場合を、車両50の優先順位を下げる条件としたが、当該条件を、外部充電の開始イベント及び終了イベントの双方が車両50から受信されていない場合としてもよい。
また、外部充電の開始イベント及び終了イベントの双方を受信していないか、或いは両イベントの一方を受信していないかによって、優先順位の決定に対する通信信頼性の重み付けを変えてもよい。
図10を参照して、下げDRが要請されているときの処理手順を説明する。図10に示したフローチャートにおいて、ステップS210,S230,S240,S260の処理は、それぞれ図9に示したステップS10,S30,S40,S60の処理と同じである。
このフローチャートでは、ステップS210においてバッテリ130のSOC(S1)の情報が取得されると、サーバ30は、外部給電の開始イベント及び終了イベントを車両50から受信したか否かを判定する(ステップS220)。詳しくは、サーバ30は、走行システムの停止後に、イベント種類が外部給電の開始及び終了である情報(図4)を車両50から受信したか否かを判定する。そして、外部給電の開始イベント及び終了イベントが受信されると(ステップS220においてYES)、サーバ30は、その後の処理を実行することなくエンドへ処理を移行する。
外部給電の開始イベント及び終了イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない間は(ステップS220においてNO)、サーバ30は、ステップS230へ処理を進める。
また、ステップS240においてバッテリ130のSOC(S2)の情報が取得されると、サーバ30は、ステップS210において取得されたSOC(S1)と、ステップS240において取得されたSOC(S2)との差ΔSOC(=S1-S2)を算出し、ΔSOCがしきい値Sth2よりも大きいか否かを判定する(ステップS250)。
そして、ステップS250においてΔSOCがしきい値Sth2よりも大きいと判定されると(ステップS250においてYES)、ステップS260へ処理が移行され、DR要請(下げDR)に対する車両50の優先順位を下げる方向に優先順位が更新される。具体的には、ΔSOCがしきい値Sth2よりも大きいにも拘わらず(ステップS250においてYES)、外部給電の開始イベント及び終了イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない状況は(ステップS220においてNO)、サーバ30と車両50との間の通信信頼性が低下しているものと判断される。そして、サーバ30は、図7及び図8で説明したように、X11~X13の各プロットにより定まる斜線領域の面積に基づいて、DR要請(下げDR)に対する車両50の優先順位を下げる方向に優先順位を更新する。
なお、外部給電時のSOCの平均的な低下量は、走行時のSOCの低下量よりも大きいと考えられるため(走行中は放電と充電の双方が行なわれるため)、しきい値Sth2は、例えば、両者の平均的な変化量を区別可能な値に適宜設定される。
なお、図10の例では、外部給電の開始イベント及び終了イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない場合を、車両50の優先順位を下げる条件としたが、当該条件を、外部給電の開始イベント及び終了イベントの双方が車両50から受信されていない場合としてもよい。
また、外部給電の開始イベント及び終了イベントの双方を受信していないか、或いは両イベントの一方を受信していないかによって、優先順位の決定に対する通信信頼性の重み付けを変えてもよい。
以上のように、この実施の形態においては、車両50のバッテリ130のSOCが変化しているにも拘わらず、車両50において外部充電又は外部給電が行なわれたことを示す履歴情報がサーバ30において取得されていない場合、サーバ30と車両50との間の無線通信の信頼性が低下しているものとされ、DR要請に対して車両50が選ばれにくくなるように車両50の優先順位が決定される。これにより、DRに参加しているにも拘わらず、通信信頼性が低下しているためにDR要請に対して適切な電力需給調整が実行されない事態を回避することができる。したがって、この実施の形態によれば、DR要請に対して適切な電力需給調整が実行されないことによる需要家(車両50のユーザ)の不利益(ペナルティが科される等)を抑制することができる。
[変形例1]
上記の実施の形態では、車両50において電力系統PGに対する電力需給が行なわれたことを示す履歴情報、すなわち外部充電又は外部給電が行なわれたことを示す履歴情報として、外部充電又は外部給電の開始/終了を示す情報が用いられるものとした。上記の履歴情報としては、これに代えて、電力ケーブル42のコネクタ43とインレット110との接続/解除を示す情報を用いてもよい。
図11は、この変形例1において、DR要請に対する車両50の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図9,図10に示したフローチャートに対応するものである。
図11を参照して、このフローチャートに示されるステップS310,S330,S340,S360の処理は、それぞれ図9に示したステップS10,S30,S40,S60の処理と同じである。
このフローチャートでは、ステップS310においてバッテリ130のSOC(S1)の情報が取得されると、サーバ30は、電力ケーブル42のコネクタ43とインレット110との接続イベント及び解除イベントを車両50から受信したか否かを判定する(ステップS320)。詳しくは、サーバ30は、走行システムの停止後に、イベント種類がコネクタ43とインレット110との接続及び解除である情報(図4)を車両50から受信したか否かを判定する。そして、コネクタ43とインレット110との接続イベント及び解除イベントが受信されると(ステップS320においてYES)、サーバ30は、その後の処理を実行することなくエンドへ処理を移行する。
コネクタ43とインレット110との接続イベント及び解除イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない間は(ステップS320においてNO)、サーバ30は、ステップS330へ処理を進める。
また、ステップS340においてバッテリ130のSOC(S2)の情報が取得されると、サーバ30は、ステップ310において取得されたSOC(S1)と、ステップS340において取得されたSOC(S2)との差|ΔSOC|を算出し、|ΔSOC|がしきい値Sthよりも大きいか否かを判定する(ステップS350)。
そして、ステップS350において|ΔSOC|がしきい値Sthよりも大きいと判定されると(ステップS350においてYES)、ステップS360へ処理が移行され、DR要請に対する車両50の優先順位を下げる方向に優先順位が更新される。具体的には、|ΔSOC|がしきい値Sthよりも大きいにも拘わらず(ステップS350においてYES)、コネクタ43とインレット110との接続イベント及び解除イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない状況は(ステップS320においてNO)、サーバ30と車両50との間の通信信頼性が低下しているものと判断される。そして、サーバ30は、図7及び図8で説明したように、X11~X13の各プロットにより定まる斜線領域の面積に基づいて、DR要請に対する車両50の優先順位を下げる方向に優先順位を更新する。
以上のように、この変形例1によっても、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。
[変形例2]
上記の実施の形態及び変形例1では、車両50との通信信頼性の判断に、走行システムの停止から起動までのSOCの変化(ΔSOC)を用いるものとしたが、これに代えて、車両50の位置が変化していないときのSOCの変化を用いてもよい。
図12は、この変形例2において、DR要請に対する車両50の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、上げDRが要請されているときの処理手順を示す。このフローチャートに示される一連の処理は、所定の周期で繰り返し実行される。
図12を参照して、サーバ30は、車両50から定期的に送信される情報(図4)から車両50の情報(位置情報、バッテリ130のSOC等)を取得する(ステップS410)。そして、サーバ30は、ステップS410で取得された車両50の位置情報が前回値から変化しているか否かを判定する(ステップS420)。車両位置が変化している場合には(ステップS420においてYES)、以降の一連の処理は実行されずにリターンへ処理が移行される。
車両位置に変化がない場合(ステップS420においてNO)、サーバ30は、外部充電の開始イベント及び終了イベントを車両50から受信したか否かを判定する(ステップS430)。外部充電の開始イベント及び終了イベントが受信されたときは(ステップS430においてYES)、サーバ30は、その後の処理を実行することなくリターンへ処理を移行する。
外部充電の開始イベント及び終了イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない間は(ステップS430においてNO)、サーバ30は、ステップS410で取得されるSOCの今回値(S2とする。)と前回値(S1とする。)との差ΔSOC(=S2-S1)を算出し、ΔSOCがしきい値Sth1よりも大きいか否かを判定する(ステップS440)。
そして、ステップS440においてΔSOCがしきい値Sth1よりも大きいと判定されると(ステップS440においてYES)、サーバ30は、DR要請(上げDR)に対する車両50の優先順位を下げる方向に優先順位を更新する(ステップS450)。具体的には、車両50の駐車中(位置情報に変化なし)にSOCが変化(ΔSOC>Sth1)しているにも拘わらず(ステップS440においてYES)、外部充電の開始イベント及び終了イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない状況は(ステップS430においてNO)、サーバ30と車両50との間の通信信頼性が低下しているものと判断される。そして、サーバ30は、図7及び図8で説明したように、X11~X13の各プロットにより定まる斜線領域の面積に基づいて、DR要請(上げDR)に対する車両50の優先順位を下げる方向に優先順位を更新する。
なお、特に図示しないが、下げDRが要請されている場合の処理手順については、ステップS430において外部給電開始/終了のイベントが考慮され、ステップS440においてΔSOC=S1(前回値)-S2(今回値)とすることで、DR要請(下げDR)に対する車両50の優先順位の更新が行なわれる。
以上のように、この変形例2によっても、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。
[変形例3]
実施の形態に対する変形例1と同様に、変形例2において、外部充電又は外部給電が行なわれたことを示す履歴情報として、電力ケーブル42のコネクタ43とインレット110との接続/解除を示す情報を用いてもよい。
図13は、この変形例3において、DR要請に対する車両50の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図12に示したフローチャートに対応するものである。
図13を参照して、このフローチャートに示されるステップS510,S520,S550の処理は、それぞれ図12に示したステップS410,S420,S450の処理と同じである。
このフローチャートでは、車両位置に変化がない場合(ステップS520においてNO)、サーバ30は、電力ケーブル42のコネクタ43とインレット110との接続イベント及び解除イベントを車両50から受信したか否かを判定する(ステップS530)。詳しくは、サーバ30は、イベント種類がコネクタ43とインレット110との接続及び解除である情報(図4)を車両50から受信したか否かを判定する。そして、コネクタ43とインレット110との接続イベント及び解除イベントが受信されると(ステップS530においてYES)、サーバ30は、その後の処理を実行することなくリターンへ処理を移行する。
コネクタ43とインレット110との接続イベント及び解除イベントの少なくとも一方が車両50から受信されていない間は(ステップS530においてNO)、サーバ30は、ステップS510で取得されるSOCの今回値と前回値との差|ΔSOC|を算出し、|ΔSOC|がしきい値Sthよりも大きいか否かを判定する(ステップS540)。
そして、ステップS540において|ΔSOC|がしきい値Sthよりも大きいと判定されると(ステップS540においてYES)、ステップS550へ処理が移行され、DR要請に対する車両50の優先順位を下げる方向に優先順位が更新される。
以上のように、この変形例3によっても、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。
[変形例4]
上記の変形例2,3では、車両50との通信信頼性の判断に、車両位置が変化していないときのSOCの変化(ΔSOC)を用いるものとしたが、これに代えて、車両50の走行距離の変化を用いてもよい。
図14は、この変形例4において、DR要請に対する車両50の優先順位を更新する処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、上げDRが要請されているときの処理手順を示す。このフローチャートは、図12に示したフローチャートに対応するものである。
図14を参照して、このフローチャートに示されるステップS610,S630~S650の処理は、それぞれ図12に示したステップS410,S430~S450の処理と同じである。
このフローチャートでは、ステップS610において、車両50から定期的に送信される情報(図4)から車両50の情報(位置情報、SOC、走行距離等を含む。)が取得されると、サーバ30は、取得された車両50の走行距離が前回値から変化しているか否かを判定する(ステップS620)。走行距離が変化している場合には(ステップS620においてYES)、以降の一連の処理は実行されずにリターンへ処理が移行される。
走行距離に変化がない場合(ステップS620においてNO)、サーバ30は、ステップS630へ処理を進め、外部充電の開始イベント及び終了イベントを車両50から受信したか否かが判定される。移行の処理は、図12と同様である。
なお、特に図示しないが、下げDRが要請されている場合の処理手順については、ステップS630において外部給電開始/終了のイベントが考慮され、ステップS640においてΔSOC=S1(前回値)-S2(今回値)とすることで、DR要請(下げDR)に対する車両50の優先順位の更新が行なわれる。また、ステップS630において、外部充電開始/終了イベントの受信有無に代えて、電力ケーブル42のコネクタ43とインレット110との接続/解除イベントの受信有無としてもよい。
以上のように、この変形例4によっても、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示により示される技術的範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 電力管理システム、30 サーバ、31 通信装置、32 取得部、33 制御部、34 記憶部、40 EVSE、41 電源回路、42 電力ケーブル、43 コネクタ、50 車両、80 携帯端末、110 インレット、120 充放電器、121,131 監視モジュール、130 バッテリ、151 プロセッサ、152 RAM、153 記憶装置、160 走行駆動部、170 ナビゲーションシステム、180 通信機器、PG 電力系統。

Claims (10)

  1. 電力網に電気的に接続可能な複数の電力調整リソースに前記電力網に対する電力需給調整を要請するデマンドレスポンスを管理する電力管理装置であって、前記複数の電力調整リソースは、バッテリを搭載した車両を含み、
    前記車両と無線通信を行なう通信装置と、
    前記電力網に対する電力需給が行なわれたことを示す履歴情報、及び前記バッテリの充電状態に関する情報を、前記通信装置を通じて前記車両から取得する取得部と、
    前記デマンドレスポンスの要請に対する前記複数の電力調整リソースの優先順位を決定する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された前記充電状態が変化しているにも拘わらず、前記取得部によって前記履歴情報が取得されていない場合に、前記デマンドレスポンス要請に対して前記車両が選ばれにくくなるように前記車両の優先順位を決定する、電力管理装置。
  2. 前記履歴情報は、前記電力網からの前記バッテリの充電の開始及び終了の少なくとも一方を示す情報を含む、請求項1に記載の電力管理装置。
  3. 前記履歴情報は、前記バッテリから前記電力網への放電の開始及び終了の少なくとも一方を示す情報を含む、請求項1に記載の電力管理装置。
  4. 前記履歴情報は、前記電力網と前記車両との電気的な接続及び解除の少なくとも一方を示す情報を含む、請求項1に記載の電力管理装置。
  5. 前記充電状態の変化は、前記車両の走行システムが停止してから起動するまでの変化である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力管理装置。
  6. 前記取得部は、前記車両の位置情報を前記車両からさらに取得し、
    前記充電状態の変化は、前記位置情報が一定であるときの変化である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力管理装置。
  7. 前記取得部は、前記車両の走行距離を前記車両からさらに取得し、
    前記充電状態の変化は、前記走行距離が一定であるときの変化である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力管理装置。
  8. 前記制御部は、前記取得部によって取得された前記充電状態の変化量がしきい値を超えており、かつ、前記取得部によって前記履歴情報が取得されていない場合に、前記デマンドレスポンス要請に対して前記車両が選ばれにくくなるように前記車両の優先順位を決定する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力管理装置。
  9. 前記履歴情報は、前記電力網からの前記バッテリの充電が行なわれたことを示す情報を含み、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された前記充電状態が上昇しているにも拘わらず、前記取得部によって前記履歴情報が取得されていない場合に、前記デマンドレスポンス要請に対して前記車両が選ばれにくくなるように前記車両の優先順位を決定する、請求項1に記載の電力管理装置。
  10. 電力網に電気的に接続可能な複数の電力調整リソースに前記電力網に対する電力需給調整を要請するデマンドレスポンスを管理する電力管理方法であって、前記複数の電力調整リソースは、バッテリを搭載した車両を含み、
    前記電力網に対する電力需給が行なわれたことを示す履歴情報を前記車両からサーバへ無線により送信するステップと、
    前記バッテリの充電状態に関する情報を前記車両からサーバへ無線により送信するステップと、
    前記デマンドレスポンスの要請に対する前記複数の電力調整リソースの優先順位を決定するステップとを含み、
    前記優先順位を決定するステップは、
    前記サーバが前記車両から取得した前記充電状態が変化しているにも拘わらず、前記サーバが前記車両から前記履歴情報を取得していない場合に、前記デマンドレスポンス要請に対して前記車両が選ばれにくくなるように前記車両の優先順位を決定するステップを含む、電力管理方法。
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