JPWO2015075772A1 - 蓄電池の制御装置、制御方法、制御プログラム、および蓄電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 利用者の経済的利益に適うように蓄電池を充放電させる。【解決手段】 蓄電池の制御装置は、時間帯ごとに設定されている電気料金を示す第１情報を取得する第１取得部を備える。また、蓄電池の充放電効率を示す第２情報を取得する第２取得部を備える。また、蓄電池に充電されている第１電力量を算出する第１算出部を備える。また、第１電力量および充放電効率に基づいて、蓄電池から負荷に放電可能な蓄電池の第２電力量を算出する第２算出部を備える。また、第２電力量、蓄電池が充電される時間帯における電気料金、第１電力量および充放電効率に基づいて、第２電力量を充電するのに要した単位電力量あたりの充電単価を算出する第３算出部を備える。また、時間帯ごとに電気料金を充電単価と比較して、電気料金が充電単価未満である場合、電力系統から蓄電池に充電させ、電気料金が充電単価以上である場合、蓄電池から負荷に放電させる制御部を備える。

Description

本発明は、蓄電池の制御装置、制御方法、制御プログラム、および蓄電システムに関する。

近年、電力需要のピークを低減させること等を目的として、家庭内への蓄電システムの導入が進んでいる。また、近い将来、スマートメーターが普及し、電気料金が時間帯ごとに設定されるリアルタイムプライシングが導入されることが予想される。

そのため、蓄電池の充放電が行われる時間帯を利用者の経済的利益に適うように決定する様々な手法が提案されている。例えば、電気料金が充電基準価格より安い場合、電力系統から蓄電池に充電させ、電気料金が放電基準価格より高い場合、蓄電池から負荷に放電させる蓄電システムが知られている（例えば、特許文献１〜５参照）。

特開２０１２−１５１９４８号公報 特開２０１１−２４４６８２号公報 特開２０１２−１６２７１号公報 特開２０１３−７８１９３号公報 特開２０１３−９９１４０号公報

しかしながら、電力系統から蓄電池に充電させる時や蓄電池から負荷に放電させる時には損失が生ずるところ、上述した蓄電システムにおいては、蓄電池が充放電を行う時間帯を決定するに当たって、そのような損失は考慮されていない。そのため、充放電効率を考慮した充電電力量の実質的な単価が電気料金より高額である場合にも蓄電池から負荷に放電が行われ、また、充電電力量の実質的な単価が電気料金より低額である場合にも電力系統から蓄電池に充電が行われるおそれがある。つまり、利用者の経済的利益に適わないような蓄電池の充放電が行われるおそれがある。

前述した課題を解決する主たる本発明は、時間帯ごとに設定されている電気料金を示す第１情報を取得する第１取得部と、蓄電池の充放電効率を示す第２情報を取得する第２取得部と、前記蓄電池に充電されている第１電力量を算出する第１算出部と、前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記蓄電池から負荷に放電可能な前記蓄電池の第２電力量を算出する第２算出部と、前記第２電力量、前記蓄電池が充電される前記時間帯における前記電気料金、前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記第２電力量を充電するのに要した単位電力量あたりの充電単価を算出する第３算出部と、前記時間帯ごとに前記電気料金を前記充電単価と比較して、前記電気料金が前記充電単価未満である場合、電力系統から前記蓄電池に充電させ、前記電気料金が前記充電単価以上である場合、前記蓄電池から前記負荷に放電させる制御部とを備える。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、利用者の経済的利益に適うように蓄電池を充放電させることができる。

本発明の実施形態における蓄電システムの利用形態の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態における制御装置の概略を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る蓄電池の充放電と電力量との関係を説明する概略図である。 本発明の実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における制御装置の基本スケジュール決定部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における蓄電装置の制御部の動作を示すフローチャートである。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

図面を参照して、本発明の実施形態における蓄電システムについて説明する。

＝＝＝蓄電システムの構成＝＝＝
図１は、本発明の実施形態における蓄電システムの利用形態の一例を概略的に説明している。本発明の実施形態における蓄電システム１は、図１に示すように、需要家の家屋に設置され、電力系統から充電されるとともに家屋内の負荷６（６１，６２，６３）に放電するものとする。また、需要家の家屋における屋内配線と電力系統との間にはスマートメーター５が設置されている。スマートメーター５には、電力会社が設定した翌日の１時間ごとの電気料金に関する情報が提供されるものとする。

図１に示すとおり、蓄電システム１は、蓄電池２と、蓄電池２の充放電を制御する制御装置３とを備えている。なお、本実施形態においては、１つの蓄電池２が１つの制御装置３によって制御されているものとする。ただし、複数の蓄電池２が１つの制御装置３によって制御されていてもかまわない。

＜＜制御装置＞＞
図２は、制御装置の概略を示すブロック図である。制御装置３は、電力系統から蓄電池２への充電、および、蓄電池２から負荷６への放電を制御する装置であって、電気料金取得部３１、充放電効率取得部３２、基本スケジュール決定部３３、充電電力量算出部３４、放電可能電力量算出部３５、充電単価算出部３６、電気料金補正係数取得部３７、充電単価補正係数取得部３８および制御部３９を含む。

＜電気料金取得部＞
電気料金取得部３１は、時間帯ｔごとに設定されている電気料金Ａｔを示す第１情報を、例えばスマートメーター５またはインターネットを介して電力会社のサーバから取得する。本実施形態において、電気料金は１時間ごとに設定されているから、ｔ＝１〜２４であり、電気料金取得部３１は、夜１２時から午後１１時までの１時間ごとの電気料金Ａ１〜Ａ２４の情報を有する。なお、制御装置３が、当日の午後１１時における蓄電池２の充放電の要否を決定した後で、かつ、翌日の夜１２時における蓄電池２の充放電の要否を決定する前に、電気料金取得部３１は、電気料金Ａｔを示す第１情報を翌日の第１情報に更新する。

＜充放電効率取得部＞
充放電効率取得部３２は、蓄電池２の充放電効率ｐ，ｑを示す第２情報を取得する。ここで、充放電効率ｐ，ｑは、充電効率ｐと放電効率ｑとを含む総称である。充電効率ｐは、電力系統から蓄電池２に供給される電力量に対する、蓄電池２に充電される電力量の割合を意味する。また、放電効率ｑは、蓄電池２に充電されている電力量に対する、蓄電池２から負荷６に放電される電力量の割合を意味する。例えば、図３のように、電力系統から蓄電池２に１．２５ｋＷｈの電力量が供給された結果、蓄電池２に１．１２３ｋＷｈの電力量が充電された場合、充電効率ｐは０．９０である。また、蓄電池２に充電されている１．１２３ｋＷｈの電力量を出力した結果、負荷６に１．００ｋＷｈの電力量が供給された場合、放電効率ｑは０．８９である。ちなみに、電気料金１０円／１．００ｋＷｈの時間帯に、上述した充放電効率を有する蓄電池２に電力系統から１．２５ｋＷｈの電力量を充電する場合、負荷に放電可能な電力量は１．００ｋＷｈであるから、この電力量を蓄電池２に充電するために掛かる電気料金は１２．５円である。よって、この場合における蓄電池２の１．００ｋＷｈあたりの充電単価は１２．５円である。したがって、例えば電気料金が１１円／１．００ｋＷｈである時間帯に、この蓄電池２から負荷に放電することは、利用者の経済的利益に適わないことになる。他方、蓄電池２に充電された電力量の充電単価が１２．５円／１．００ｋＷｈである場合、電気料金１０円／１．００ｋＷｈ以下の時間帯に蓄電池２に充電しなければ、利用者の経済的利益につながらない。

なお、充放電効率取得部３２は、例えば、利用者が外部インターフェイス３０２を介して入力した数値を読み込み、充放電効率ｐ，ｑとしてもよい。あるいは、充放電効率取得部３２は、主な蓄電池の機種と充放電効率の情報を有しており、制御装置３に接続された蓄電池２の機種が特定されると、その機種に対応する充放電効率を自動的に取得するようにしてもよい。

＜充電電力量算出部および放電可能電力算出部＞
充電電力量算出部３４は、蓄電池２に充電されている第１電力量を算出する。本実施形態においては、電気料金Ａｔが時間帯ｔごとに設定されるとの前提の下で蓄電池２の充電に要した費用を算出するため、該当する時間帯の間に蓄電池２に充電されおよび蓄電池２から放電された電力量を算出することが求められる。そのため、充電電力量算出部３４は、充電電力量積算部３４Ａと放電電力量積算部３４Ｂとを含む。

充電電力量積算部３４Ａは、直前の時間帯（ｔ−１）から時間帯ｔまでの間に新たに蓄電池２に充電するために電力系統から供給された電力量Ｗｔを積算する。また、放電電力量積算部３４Ｂは、直前の時間帯（ｔ−１）から時間帯ｔまでの間に蓄電池２から負荷に放電された電力量Ｐｔを積算する。時間帯ｔにおける第１電力量は、算出済みである時間帯（ｔ−１）の第１電力量に、電力量Ｗｔ×ｐを加算し、電力量Ｐｔ÷ｑを減算することで得られる。

なお、充電電力量算出部３４が第１電力量を算出する方法は、上記の方法に限られない。例えば、充電電力量算出部３４は、時間帯ｔにおいて蓄電池２に充電されている第１電力量を、蓄電池２から直接取得してもよい。この場合、電力量Ｗｔ、Ｐｔは、時間帯ｔと（ｔ−１）とにおける第１電力量同士の差分と、充放電効率ｐ，ｑとから求められる。この差分が正の値の場合は電力量Ｗｔ×ｐであり、負の値の場合は電力量Ｐｔ÷ｑである。

放電可能電力量算出部３５は、蓄電池２が電力系統から充電されている場合に、上述した電力量Ｗｔおよび充放電効率ｐ，ｑに基づいて、蓄電池２から負荷６に放電可能な蓄電池２の第２電力量Ｓを算出する。放電可能電力量算出部３５は、直前の時間帯（ｔ−１）において放電可能であった蓄電池２の第２電力量Ｓ’を記憶しており、時間帯ｔにおいて放電可能な蓄電池２の第２電力量Ｓを、関係式
Ｓ＝Ｓ’＋Ｗｔ×ｐ×ｑ
に基づいて算出する。また、放電可能電力量算出部３５は、蓄電池２が負荷２に放電している場合には、蓄電池２の第２電力量Ｓを、関係式
Ｓ＝Ｓ’−Ｐｔ
に基づいて算出する。

＜充電単価算出部＞
充電単価算出部３６は、第２電力量Ｓ、時間帯ｔにおける電気料金Ａｔ、電力量Ｗｔおよび充放電効率ｐ，ｑに基づいて、第２電力量Ｓを充電するのに要した単位電力量あたりの充電単価Ｘを算出する。充電単価算出部３６は、直前の時間帯（ｔ−１）における充電単価Ｘ’を記憶しており、時間帯ｔにおける充電単価Ｘを、関係式

に基づいて算出する。

＜電気料金補正係数取得部および充電単価補正係数取得部＞
電気料金補正係数取得部３７は、電気料金Ａｔを補正するための係数βを取得する。係数βは、蓄電池２が頻繁に充電および充電の停止を繰り返すことなどによる蓄電池２の劣化を防止するために設定される任意の定数である。係数βは、当初から設定されていてもよいし、利用者が外部インターフェイス３０２から入力した値でもよい。

充電単価補正係数取得部３８は、充電単価Ｘを補正するための係数αを取得する。係数αは、蓄電池２が頻繁に放電および放電の停止を繰り返すことなどによる蓄電池２の劣化を防止するために設定される任意の定数である。係数αは、当初から設定されていてもよいし、利用者が外部インターフェイス３０２から入力した値でもよい。

＜基本スケジュール決定部＞
基本スケジュール決定部３３は、蓄電池２の充放電に関する基本的なスケジュールを決定する。つまり、基本スケジュール決定部３３は、時間帯ｔに対応する電気料金Ａｔおよび充放電効率ｐ，ｑに基づいて、時間帯ｔにおいて蓄電池２を充電させるか、放電させるか、充電も放電もさせないかを決定する。

具体的には、基本スケジュール決定部３３は、図５に示すように、時間帯ｔにおける電気料金Ａｔを電気料金取得部３１から読み込み、価格の安い順に並び替えたうえで、時間帯Ｂ１〜Ｂ２４と電気料金Ｃ１〜Ｃ２４とする。そして、基本スケジュール決定部３３は、最も安い電気料金Ｃ１と最も高い電気料金Ｃ２４との電気料金比率Ｃ１／Ｃ２４、２番目に安い電気料金Ｃ２と２番目に高い電気料金Ｃ２３との電気料金比率Ｃ２／Ｃ２３・・・のようにして、電気料金比率Ｃｋ／Ｃ（２４−（ｋ−１））、（ここで、ｋ＝１〜１２）を作り、各電気料金比率を、充電効率および放電効率の積ｐ×ｑと比較する。

電気料金比率Ｃｋ／Ｃ（２４−（ｋ−１））が積ｐ×ｑ未満である場合、基本スケジュール決定部３３は、安い方の電気料金Ｃｋに対応する時間帯Ｂｋにおいて蓄電池２を充電させ、高い方の電気料金Ｃ（２４−（ｋ−１））に対応する時間帯Ｂ（２４−（ｋ−１））において蓄電池２を放電させる。時間帯Ｂｋにおける蓄電池２の充電と、時間帯Ｂ（２４−（ｋ−１））における蓄電池２の放電とには、利用者にとって経済的な利益があると考えられるためである。

一方、電気料金比率Ｃｋ／Ｃ（２４−（ｋ−１））が積ｐ×ｑ以上である場合、基本スケジュール決定部３３は、電気料金Ｃｋ、Ｃ（２４−（ｋ−１））にそれぞれ対応する時間帯Ｂｋ、Ｂ（２４−（ｋ−１））において蓄電池２を充電も放電もさせないこととする。時間帯Ｂｋ、Ｂ（２４−（ｋ−１））では、蓄電池２の充電も放電も、利用者にとって経済的利益に繋がらないと考えられるためである。

基本スケジュール決定部３３は、例えば１日に１回、蓄電池２の翌日における充放電に関する基本スケジュールを決定する。基本スケジュール決定部３３が翌日の基本スケジュールを決定するタイミングは、電気料金取得部３１が電気料金Ａｔを翌日のものに更新した後で、かつ、夜１２時の前である。

＜制御部＞
制御部３９は、時間帯ｔごとに電気料金Ａｔを充電単価Ｘと比較して、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ未満である場合、電力系統から蓄電池２に充電させ、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ以上である場合、蓄電池２から負荷６に放電させる。なお、後述するように、電気料金Ａｔと充電単価Ｘとに補正が加えられる場合がある。

本実施形態においては、制御部３９は、図６に示すように、まず、基本スケジュール決定部３３によって決定された基本スケジュールを参照し、時間帯ｔにおける蓄電池２の動作を「充電」、「放電」、「どちらでもない」の３通りに分類する。

時間帯ｔが「充電」に分類されている場合、制御部３９は、時間帯ｔの間、電力供給契約に基づいて許容される電力の範囲内において、電力系統から蓄電池２を充電させる。なお、充電電力量積算部３４Ａは、時間帯ｔの間に蓄電池２を充電させるために電力系統から供給された電力量Ｗｔを算出する。また、時間帯ｔの終了後、放電可能電力量算出部３５は、充放電効率ｐ、ｑおよび電力量Ｗｔを用いて放電可能電力量Ｓを算出し、充電単価計算部３６は、充放電効率ｐ、ｑ、電力量Ｗｔおよび放電可能電力量Ｓを用いて充電単価Ｘを算出する。

時間帯ｔが「放電」に分類されている場合、制御部３９は、時間帯ｔの間、蓄電池２から出力される電力が電力系統に逆潮流しない範囲において、蓄電池２から負荷６への放電を開始させる。なお、放電電力量積算部３４Ｂは、時間帯ｔの間に蓄電池２から負荷に放電された電力量Ｐｔを算出する。時間帯ｔの終了後、放電可能電力量算出部３５は、電力量Ｐｔを用いて放電可能電力量Ｓを算出する。

時間帯ｔが「どちらでもない」に分類されている場合、制御部３９は、蓄電池２の充放電が利用者の経済的利益に適うかどうかを、基本スケジュールの決定とは異なる基準に基づいて詳細に検討するべく、次のような動作をする。

制御部３９は、時間帯ｔにおける電気料金Ａｔを充電単価Ｘと比較する。そして、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ未満であるとき、制御部３９は、蓄電池２の充電が利用者に経済的利益をもたらすどうかを判断するべく、補正された電気料金Ａｔ’を充電単価Ｘと比較する。ここに、補正された電気料金Ａｔ’は、次の関係式
Ａｔ’＝Ａｔ／（ｐ×ｑ）＋β
で与えられる。つまり、補正された電気料金Ａｔ’は、充放電効率ｐ，ｑが考慮された電気料金であるとともに、βを介して頻繁な充電および充電の停止の繰り返しなどによる蓄電池２の劣化が考慮されている。補正された電気料金Ａｔ’が充電単価Ｘ未満である場合、制御部３９は、電力系統から蓄電池２に充電させるようにする。この場合、蓄電池２の充電によって蓄電池２の充電単価Ｘが下がるので、蓄電池２を充電することは利用者の経済的利益に適っている。他方、補正された電気料金Ａｔ’が充電単価Ｘ以上である場合、制御部３９は、時間帯ｔの間、蓄電システム１を停止させる。充電によって蓄電池２の充電単価Ｘが上昇することは利用者の経済的利益に適わないためであり、また、充電によって利用者が得る利益よりも、充電および充電の停止の繰り返しなどに伴う蓄電池２の劣化によって利用者の被る損失の方が重視されるためである。

また、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ以上であるとき、制御部３９は、蓄電池２の放電が利用者に経済的利益をもたらすかどうかを判断するべく、電気料金Ａｔを補正された充電単価（Ｘ＋α）と比較する。つまり、制御部３９は、頻繁な放電および放電の停止などに伴う蓄電池２の劣化を考慮して放電の可否を決定する。そして、電気料金Ａｔが補正された充電単価（Ｘ＋α）より大きい場合、制御部３９は、蓄電池２から負荷６に放電させるようにする。電気料金Ａｔより少なくともαだけ安い充電単価Ｘの電力を負荷６に供給することは、利用者にとって経済的利益をもたらすからである。他方、電気料金Ａｔが補正された充電単価（Ｘ＋α）以下である場合、制御部３９は、時間帯ｔの間、蓄電システム１を停止させる。放電によって利用者が得る利益よりも、放電および放電の停止の繰り返しなどに伴う蓄電池２の劣化によって利用者の被る損失の方が重視されるためである。

なお、制御装置３は、制御部３９が決定した充放電のスケジュールにしたがって蓄電池２を充放電させるべく、時刻に関する情報を取得する時計部３０１を含む。時計部３０１は、例えばスマートメーター５から時刻の情報を取得してもよいし、インターネットから時刻の情報を取得してもよい。時計部３０１に記録される時刻は、スマートメーター５に記録されている時刻と同期していることが好ましい。

＝＝＝蓄電システムの動作＝＝＝
図４〜図６を参照して、本実施形態における制御装置３の動作を説明する。

図４は制御装置３の動作を示すフローチャート、図５は基本スケジュール決定部３３の動作を示すフローチャート、図６は制御部３の動作を示すフローチャートである。

制御装置３は、図４に示すように、ステップＳ１において、蓄電池２における翌日の充放電に関する基本スケジュールを決定し、次いで、ステップＳ２において、基本スケジュールの補正を行う。

＜＜基本スケジュールの決定＞＞
ステップＳ１は、時間帯ｔにおける電気料金Ａｔと充放電効率ｐ、ｑとに基づいて、各時間帯において蓄電池２を充電させる価値があるか、放電させる価値があるか、または、充電も放電もしないことに価値があるかを判定する過程であり、図５に示されるようにステップＳ１１〜Ｓ１５を含む。

つまり、ステップＳ１１において、基本スケジュール決定部３３は、電気料金取得部３１から、時間帯ｔ＝１〜２４と、対応する電気料金Ａ１〜Ａ２４とを取り込む。

次いで、ステップＳ２において、基本スケジュール決定部３３は、電気料金Ａ１〜Ａ２４を価格の安い順に並び替え、並べ替えられた電気料金をＣ１〜Ｃ２４とし、対応する時間帯をＢ１〜Ｂ２４とする。

そして、ステップＳ１３において、基本スケジュール決定部３３は、電気料金Ｃ１〜Ｃ２４から電気料金比率Ｃｋ／Ｃ（２４−（ｋ−１））、（ここでｋ＝１〜１２）を生成し、これを充電効率ｐおよび放電効率ｑの積ｐ×ｑと比較する。

ステップＳ１４では、電気料金比率Ｃｋ／Ｃ（２４−（ｋ−１））が積ｐ×ｑ未満である場合に、基本スケジュール決定部３３は、電気料金Ｃｋに対応する時間帯Ｂｋに蓄電池２を充電させる価値があると判定し、また、電気料金Ｃ（２４−（ｋ−１））に対応する時間帯Ｂ（２４−（ｋ−１））に蓄電池２を放電させる価値があると判定する。

ステップＳ１５では、電気料金比率Ｃｋ／Ｃ（２４−（ｋ−１））が積ｐ×ｑ以上である場合に、基本スケジュール決定部３３は、時間帯ＢｋとＢ（２４−（ｋ−１））とには蓄電池２を放電も放電もさせないことに利用者の利益があると判定する。

基本スケジュール決定部３３は、ステップＳ１３〜Ｓ１５をｋ＝１からｋ＝１２まで繰り返し、時間帯Ｂ１〜Ｂ２４を、蓄電池２を充電させる時間帯、蓄電池２を放電させる時間帯、蓄電池２を充電も放電もしない時間帯の３つに分類して、ステップＳ１を終了する。

なお、ステップＳ１は、基本スケジュール決定部３３が電気料金取得部３１から翌日の電気料金Ａｔの情報を取得した後に、実行される。

＜＜基本スケジュールの補正＞＞
ステップＳ２は、ステップＳ１とは異なる指標を用いて、蓄電池２の充放電の要否を判定するステップである。ステップＳ２は、図６に示されるようにステップＳ２１〜Ｓ２８を含む。

まず、ステップＳ２１において、前日の最終の時間帯における充電単価Ｘと放電可能電力量Ｓが読み込まれる。そして、ステップＳ２２において、ステップＳ１で決定された充放電の基本スケジュールが参照され、時間帯ｔにおける蓄電池２の動作は「充電」、「放電」および「どちらでもない」の３つに分類される。

＜充電の時間帯における動作＞
時間帯ｔが「充電」の時間帯に分類されている場合、時間帯ｔの間、ステップＳ２３にしたがって電力系統から蓄電池２に充電される。ステップＳ２３は、ステップＳ２３１〜Ｓ２３４を含んでいる。

具体的には、ステップＳ２３１において、利用者と電力会社との間で締結された電力供給契約で定められた電力量の範囲内で、電力系統から蓄電池２への充電が実施される。そして、ステップＳ２３２において、時間帯ｔの間に蓄電池２を充電するべく電力系統から供給された電力量Ｗｔが算出される。時間帯ｔの終了後、ステップＳ２３３が実行され、上述したように蓄電池２から負荷６に放電可能な電力量Ｓが算出される。そして、ステップＳ２３４において、電力量Ｓに対する充電単価Ｘが算出され、ステップＳ２３の一連の動作は終了する。

＜放電の時間帯における動作＞
時間帯ｔが「放電」の時間帯に分類されている場合、時間帯ｔの間、ステップＳ２４にしたがって蓄電池２から負荷６に放電が実施される。ステップＳ２４は、ステップＳ２４１〜Ｓ２４３を含む。

具体的には、ステップＳ２３１において、蓄電池２から出力された電力が電力系統に逆潮流しない範囲で、蓄電池２から負荷６に放電が実施される。そして、ステップＳ２４２において、蓄電池２から負荷に放電された電力量Ｐｔが算出され、また、ステップＳ２４３において、上述したように放電可能電力量Ｓが算出される。これによりステップＳ２４の一連の動作は終了する。

＜どちらでもない時間帯における動作＞
時間帯ｔが「どちらでもない」の時間帯に分類されている場合、ステップＳ２５〜Ｓ２８において、基本スケジュールの決定とは異なる基準を用いて、蓄電池２の充放電を再度判断する。ここで用いられる基準は、主として、電気料金Ａｔと、蓄電池２の放電可能電力量Ｓに対する充電単価Ｘである。

ステップＳ２５において電気料金Ａｔが充電単価Ｘと比較される。そして、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ未満である場合、電力系統から蓄電池２に充電する価値があるかどうかを更に検討するべく、ステップ２６において、補正された電気料金Ａｔ’が充電単価Ｘと比較される。上述したように、電気料金Ａｔは、充放電効率ｐ，ｑと補正係数βとによって補正されて、電気料金Ａｔ’となる。

補正された電気料金Ａｔ’が充電単価Ｘ未満である場合、時間帯ｔにおいて蓄電池２を充電する価値があると判断され、充電に関するステップＳ２３に移行する。他方、補正された電気料金Ａｔ’が充電単価Ｘ以上である場合、時間帯ｔに蓄電池２を充電する価値はないと判断され、ステップ２８に進む。ステップ２８において、時間帯ｔの間、蓄電システム１は停止される。

また、ステップＳ２５において電気料金Ａｔが充電単価Ｘ以上である場合、蓄電池２から負荷６に放電する価値があるかどうかを更に検討するべく、ステップ２７において、電気料金Ａｔが、補正された充電単価（Ｘ＋α）と比較される。

電気料金Ａｔが補正された充電単価（Ｘ＋α）より大きい場合、時間帯ｔにおいて蓄電池２から負荷６に放電する価値があると判断され、放電に関するステップＳ２４に移行する。他方、電気料金Ａｔが補正された充電単価（Ｘ＋α）以下である場合、時間帯ｔに蓄電池２から負荷６に放電する価値はないと判断され、ステップ２８に進む。ステップ２８において、時間帯ｔの間、蓄電システム１は停止される。

ステップＳ２２〜Ｓ２８が全ての時間帯ｔについて実行されると、ステップＳ２は終了する。

このようにして設定された蓄電池２の最終的な充放電スケジュールにしたがって、蓄電システム１は、蓄電池２を充電、放電または停止させる。

したがって、本実施形態における蓄電システム１においては、２つの基準を用いて蓄電池２の充放電を決定するため、利用者の経済的利益に適った、蓄電池２の緻密な充放電制御が可能である。

前述したとおり、電気料金取得部３１は、時間帯ｔごとに設定されている電気料金Ａｔを示す第１情報を取得する。また、充放電効率取得部３２は、蓄電池２の充放電効率ｐ，ｑを示す第２情報を取得する。また、充電電力量算出部３４は、蓄電池２に充電されている第１電力量を算出する。放電可能電力量算出部３５は、第１電力量および充放電効率ｐ，ｑに基づいて、蓄電池２から負荷６に放電可能な蓄電池２の第２電力量Ｓを算出する。また、充電単価算出部３６は、第２電力量Ｓ、蓄電池２が充電される時間帯ｔにおける電気料金Ａｔ、第１電力量および充放電効率ｐ，ｑに基づいて、第２電力量Ｓを充電するのに要した単位電力量あたりの充電単価Ｘを算出する。また、制御部３９は、時間帯ｔごとに電気料金Ａｔを充電単価Ｘと比較して、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ未満である場合、電力系統から蓄電池２に充電させ、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ以上である場合、蓄電池２から負荷６に放電させる。つまり、制御装置１は、蓄電池２の第２電力量Ｓに対する充電単価Ｘを算出するに際して充放電効率ｐ，ｑを考慮する。そして、制御装置１は、充電単価Ｘを電気料金Ａｔと比較して、蓄電池２の充放電の要否を決定する。したがって、リアルタイムプライシングの下で時間帯ごとに電気料金が設定される場合でも、利用者の経済的利益に適うように蓄電池２を充放電させることができる。

また、制御部３９は、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ未満である場合、電気料金Ａｔを充放電効率ｐ，ｑで除することで電気料金Ａｔを補正し、補正された電気料金Ａｔ’を充電単価Ｘと比較して、補正された電気料金Ａｔ’が充電単価Ｘ以上であるとき、電力系統から蓄電池２への充電を禁止する。補正された電気料金Ａｔ’は、放電の際の価格に換算された電気料金と言える。このような電気料金Ａｔ’が充電単価Ｘ以上であるとき、蓄電池２の放電は利用者の経済的利益に適わない。このような放電を禁止することよって、利用者の経済的利益に適うように蓄電池の充電および充電の停止を制御することができる。

また、電気料金補正係数取得部３７は、電気料金Ａｔを補正するための第１補正係数を取得する。制御部３９は、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ未満である場合、電気料金Ａｔを第１補正係数に基づいて補正し、補正された電気料金Ａｔ’を充電単価Ｘと比較して、補正された電気料金Ａｔ’が充電単価Ｘ以上であるとき、電力系統から蓄電池２への充電を禁止する。第１補正係数としては、例えば、蓄電池２の劣化に関する数値がある。つまり、制御装置１は、価格の他の要素を含めて、蓄電池２の充電の要否を決定することができるから、利用者の経済的利益に適うように蓄電池２を充電させることができる。

また、第１補正係数は、蓄電池２が一定の時間内に所定回数より多く充電および充電の停止を繰り返さないように設定される任意の正の数値βであり、制御部３９は、任意の正の数値βを加算することで電気料金Ａｔを補正する。頻繁に充電および充電の停止を繰り返すことは、蓄電池２の劣化につながり、利用者にとって好ましくない。制御装置１は、第１補正係数として任意の正の数値βを導入することにより、蓄電池２における充電および充電の停止の頻繁な繰返しを回避することができるから、利用者の経済的利益に適うように蓄電池２の充電および充電の停止を制御することができる。

また、充電単価補正係数取得部３８は、充電単価Ｘを補正するための第２補正係数を取得する。制御部３９は、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ以上である場合、充電単価Ｘを第２補正係数に基づいて補正し、電気料金Ａｔを補正された充電単価と比較して、電気料金Ａｔが補正された充電単価以下であるとき、蓄電池２から負荷６への放電を禁止する。つまり、制御装置１は、価格の他の要素を含めて、蓄電池２の放電の要否を決定することができるから、利用者の経済的利益に適うように蓄電池２の放電および放電の停止を制御することができる。

また、第２補正係数は、蓄電池６が一定の時間内に所定回数より多く放電と放電の停止を繰り返さないように設定される任意の正の数値αであり、制御部３９は、任意の正の数値αを加算することで充電単価Ｘを補正する。頻繁に放電および放電の停止を繰り返すことは、蓄電池の劣化につながり、利用者にとって好ましくない。制御装置１は、第２補正係数として任意の正の数値αを導入することにより、放電および放電の停止の頻繁な繰返しを回避することができる。したがって、利用者の経済的利益に適うように蓄電池２の放電および放電の停止を制御することができる。

また、基本スケジュール決定部３３は、異なる時間帯ｔにおける電気料金Ａｔ同士の比と充放電効率ｐ×ｑとの比較結果に基づいて、蓄電池２から負荷６への放電、電力系統から蓄電池６への充電、および、蓄電池２の停止をさせる。補正制御部は、基本スケジュール決定部３３が蓄電池２を停止させることを決定した時間帯ｔについて、電気料金Ａｔを充電単価Ｘと比較して、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ未満である場合、電力系統から蓄電池２に充電させ、電気料金Ａｔが充電単価Ｘ以上である場合、蓄電池２から負荷６に放電させる。基本スケジュールの決定と補正制御とにおいて、異なる判断基準を用いることによって、蓄電池２の充放電の可否の判断を緻密に行うことができるから、利用者の経済的利益に適うように蓄電池２の充放電を制御することができる。

蓄電システム１は、蓄電池２と、蓄電池２の充放電を制御する制御装置３とを備えている。したがって、利用者の経済的利益に適うように蓄電池２を充放電させることができる蓄電システムを提供することができる。

なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば、電気料金Ａｔが設定される時間帯ｔは３０分でもよい。この場合、ｔ＝１〜４８であり、電気料金はＡ１〜Ａ４８となる。

また、基本スケジュール決定部３３およびこれに対応するステップＳ１を省略することが可能である。この場合、ステップＳ２２を省略するか、ステップＳ２２で「どちらでもない」が選択されるように設定すればよい。

また、制御装置３の有する各機能は、コンピュータプログラムによって実行されてもよい。

また、蓄電システム１は、複数の蓄電池２と、それら蓄電池２を一括して制御する１つの制御装置とを備えていてもよい。

また、制御装置３は、蓄電システム１から独立していてもよい。

また、制御装置３は、スマートメーター５に組み込まれていてもよい。

１ 蓄電システム
２ 蓄電池
３ 制御装置
３１ 電気料金取得部
３２ 充放電効率取得部
３３ 基本スケジュール決定部
３４ 充電電力量算出部
３５ 放電可能電力量算出部
３６ 充電単価算出部
３９ 制御部

Claims (10)

1. 時間帯ごとに設定されている電気料金を示す第１情報を取得する第１取得部と、
   蓄電池の充放電効率を示す第２情報を取得する第２取得部と、
   前記蓄電池に充電されている第１電力量を算出する第１算出部と、
   前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記蓄電池から負荷に放電可能な前記蓄電池の第２電力量を算出する第２算出部と、
   前記第２電力量、前記蓄電池が充電される前記時間帯における前記電気料金、前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記第２電力量を充電するのに要した単位電力量あたりの充電単価を算出する第３算出部と、
   前記時間帯ごとに前記電気料金を前記充電単価と比較して、前記電気料金が前記充電単価未満である場合、電力系統から前記蓄電池に充電させ、前記電気料金が前記充電単価以上である場合、前記蓄電池から前記負荷に放電させる制御部と
   を備えることを特徴とする蓄電池の制御装置。
2. 前記制御部は、前記電気料金が前記充電単価未満である場合、前記電気料金を前記充放電効率で除することで前記電気料金を補正し、補正された前記電気料金を前記充電単価と比較して、前記補正された電気料金が前記充電単価以上であるとき、前記電力系統から前記蓄電池への充電を禁止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池の制御装置。
3. 前記電気料金を補正するための第１補正係数を取得する第３取得部を更に備え、
   前記制御部は、前記電気料金が前記充電単価未満である場合、前記電気料金を前記第１補正係数に基づいて補正し、補正された前記電気料金を前記充電単価と比較して、前記補正された電気料金が前記充電単価以上であるとき、前記電力系統から前記蓄電池への充電を禁止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池の制御装置。
4. 前記第１補正係数は、前記蓄電池が一定の時間内に所定回数より多く充電および充電の停止を繰り返さないように設定される任意の正の数値であり、
   前記制御部は、前記任意の正の数値を加算することで前記電気料金を補正する
   ことを特徴とする請求項３に記載の蓄電池の制御装置。
5. 前記充電単価を補正するための第２補正係数を取得する第４取得部を更に備え、
   前記制御部は、前記電気料金が前記充電単価以上である場合、前記充電単価を前記第２補正係数に基づいて補正し、前記電気料金を補正された前記充電単価と比較して、前記電気料金が前記補正された充電単価以下であるとき、前記蓄電池から負荷への放電を禁止する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蓄電池の制御装置。
6. 前記第２補正係数は、前記蓄電池が一定の時間内に所定回数より多く放電と放電の停止を繰り返さないように設定される任意の正の数値であり、
   前記制御部は、前記任意の正の数値を加算することで前記充電単価を補正する
   ことを特徴とする請求項５に記載の蓄電池の制御装置。
7. 時間帯ごとに設定されている電気料金を示す第１情報を取得する第１取得部と、
   蓄電池の充放電効率を示す第２情報を取得する第２取得部と、
   前記蓄電池に充電されている第１電力量を算出する第１算出部と、
   前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記蓄電池から負荷に放電可能な前記蓄電池の第２電力量を算出する第２算出部と、
   前記第２電力量、前記蓄電池が充電される前記時間帯における前記電気料金、前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記第２電力量を充電するのに要した単位電力量あたりの充電単価を算出する第３算出部と、
   異なる前記時間帯における前記電気料金同士の比と前記充放電効率との比較結果に基づいて、前記蓄電池から前記負荷への放電、前記電力系統から前記蓄電池への充電、および、前記蓄電池の停止をさせる基本スケジュール決定部と、
   前記基本スケジュール決定部が前記蓄電池を停止させることを決定した前記時間帯について、前記電気料金を前記充電単価と比較して、前記電気料金が前記充電単価未満である場合、電力系統から前記蓄電池に充電させ、前記電気料金が前記充電単価以上である場合、前記蓄電池から前記負荷に放電させる補正制御部と
   を備えることを特徴とする蓄電池の制御装置。
8. 時間帯ごとに設定されている電気料金を示す第１情報を取得し、
   蓄電池の充放電効率を示す第２情報を取得し、
   前記蓄電池に充電されている第１電力量を算出し、
   前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記蓄電池から負荷に放電可能な前記蓄電池の第２電力量を算出し、
   前記第２電力量、前記蓄電池が充電される前記時間帯における前記電気料金、前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記第２電力量を充電するのに要した単位電力量あたりの充電単価を算出し、
   前記時間帯ごとに前記電気料金を前記充電単価と比較して、前記電気料金が前記充電単価未満である場合、電力系統から前記蓄電池に充電させ、前記電気料金が前記充電単価以上である場合、前記蓄電池から前記負荷に放電させる
   ことを特徴とする蓄電池の制御方法。
9. 時間帯ごとに設定されている電気料金を示す第１情報を取得し、
   蓄電池の充放電効率を示す第２情報を取得し、
   前記蓄電池に充電されている第１電力量を算出し、
   前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記蓄電池から負荷に放電可能な前記蓄電池の第２電力量を算出し、
   前記第２電力量、前記蓄電池が充電される前記時間帯における前記電気料金、前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記第２電力量を充電するのに要した単位電力量あたりの充電単価を算出し、
   前記時間帯ごとに前記電気料金を前記充電単価と比較して、前記電気料金が前記充電単価未満である場合、電力系統から前記蓄電池に充電させ、前記電気料金が前記充電単価以上である場合、前記蓄電池から前記負荷に放電させる
   ことをコンピュータに実行させることを特徴とする蓄電池の制御プログラム。
10. 蓄電池と、
    前記蓄電池の充放電を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    時間帯ごとに設定されている電気料金を示す第１情報を取得する第１取得部と、
    前記蓄電池の充放電効率を示す第２情報を取得する第２取得部と、
    前記蓄電池に充電されている第１電力量を算出する第１算出部と、
    前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記蓄電池から負荷に放電可能な前記蓄電池の第２電力量を算出する第２算出部と、
    前記第２電力量、前記蓄電池が充電される前記時間帯における前記電気料金、前記第１電力量および前記充放電効率に基づいて、前記第２電力量を充電するのに要した単位電力量あたりの充電単価を算出する第３算出部と、
    前記時間帯ごとに前記電気料金を前記充電単価と比較して、前記電気料金が前記充電単価未満である場合、電力系統から前記蓄電池に充電させ、前記電気料金が前記充電単価以上である場合、前記蓄電池から前記負荷に放電させる制御部と
    を含むことを特徴とする蓄電システム。

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