WO2014076832A1 - 蓄電池制御装置及び蓄電地制御方法 - Google Patents

Abstract

　複数の蓄電池の動作を管理できるようにして、電力効率を高めること。　複数の蓄電池モジュール１１０は、相互に通信可能な蓄電池制御装置１１１を備え、複数の蓄電池モジュール１１０の設けられる所定の需要家１における電力需要を取得し、各蓄電池制御装置は、当該蓄電池の充放電電力を相互に送受信し、 所定の需要家１における電力需要に基づいて、複数の蓄電池モジュール１１０それぞれの充放電を制御する。

Description

蓄電池制御装置及び蓄電地制御方法

　本発明は、蓄電地制御装置及び蓄電地制御方法に関する。

　近年では、特定領域の電力系統に分散型電源を設置し、その領域の電力需要の多くをまかなう、いわゆるマイクログリッドと呼ばれるシステムが提案されている。そのようなシステムでは、電力の供給と需要のバランスを維持するために、蓄電設備を備え、電力系統からの潮流に応じて蓄電池の充電および放電を制御する技術が知られている（特許文献１）。

　また、他の従来技術として、太陽光発電装置からの発電を系統側に売電するか、またはエネルギー蓄積装置に蓄積するかを、系統側に過去に発生した電圧抑制の状況に応じて切り替える技術も知られている（特許文献２）。

特開２００８－９９５２７号公報 特開２０１１－１７２３３４号公報

　所定のエリアに複数の蓄電池が設置されている場合において、一方の蓄電池での放電と他方の蓄電池での充電とが、同時に同量だけ発生した場合を検討する。この場合、一方の蓄電池から他方の蓄電池に単に電力量が移動するだけのように見えるが、実際には、充電時、送電時、放電時のそれぞれにおいて、電力損失が発生する。例えば、直交変換時の損失、送電時の損失、交直変換時の損失、充電時に蓄電池の内部抵抗で生じる損失である。これら電力損失の分だけエネルギーが無駄に消費されることになる。

　さらに、上述した無駄な充放電は、蓄電池の性能劣化の原因となり、蓄電池の寿命を縮める可能性がある。

　本発明の目的は、電力系統に設けられた複数の蓄電池間での無駄な充放電を抑制できるようにした蓄電池制御装置および蓄電池制御方法を提供することにある。

　上記課題を解決すべく、本発明に係る蓄電池制御装置は、蓄電池の充放電を制御する装置であって、電力系統に接続される複数の蓄電池それぞれに設置され、ネットワーク接続して他の蓄電池制御装置と通信する機能と、各蓄電池の充電や放電を制御する機能と、電力系統の連系点潮流の情報を取得する機能を備える。

　蓄電池制御装置は、電力系統に接続された前記各蓄電池の充放電電力量と、前記連系点潮流のデータを取得し、充放電電力量と連系点潮流データとに基づいて、電力系統内の電力需要を推定することができる。

　また、蓄電池制御装置は、電力需要に基づいて、蓄電池の充放電動作のモードを判別するために予め用意されるモード判別用閾値と、電力需要とを比較することで、蓄電池が充電モードまたは放電モードのいずれで動作すべきかを選択し、充電モードまたは放電モードのうち選択したモードを含む所定の制御情報を生成し、蓄電地を制御することもできる。

　本発明の構成の少なくとも一部は、コンピュータプログラムまたはハードウェア回路として実現できるであろう。コンピュータプログラムは、例えば、インターネットのような通信媒体、ハードディスクまたはフラッシュメモリデバイスのような記録媒体を介して、配布することができる。

　本発明により、電力系統に設けられた複数の蓄電池間での充放電を抑制することができる。これにより、充電時、送電時、放電時のそれぞれにおける電力損失が軽減できエネルギーの有効利用が可能になる。

蓄電池制御装置のシステム全体構成図である。 蓄電池の制御モードを決定する処理のフローチャートである。 蓄電池の充放電動作を決定する処理のフローチャートである。 充放電動作を管理するためのテーブルの構成例（第２実施例）を示す。 電力料金を管理するためのテーブルの構成例（第２実施例）を示す。 蓄電池の制御モードを決定する処理のフローチャート（第３実施例）である。 蓄電池の制御モードを決定する処理のフローチャート（第４実施例）である。 蓄電池制御システムの全体構成図（第５実施例）である。 蓄電池制御システムの全体構成図（第６実施例）である。

　以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態の蓄電池制御モジュール１１０は、以下に詳述するように、電力系統に接続され、蓄電池１１２と蓄電池制御装置１１１を備えている。蓄電池制御装置１１１は、ネットワーク経由でデータの送受信を行う通信部と、蓄電池モジュールの設けられる所定の需要家１における電力需要を算出し、需要家１における電力需要に基づいて、蓄電池１１２の充放電を制御する充放電制御部を備え、蓄電池の充放電電力量の制御が可能となっている。

　図１～図３を参照して第１実施例を説明する。図１は、所定の需要家１における低圧系統側の電力系統の構成を示す。

　例えば、一般個人住宅、集合住宅、商業ビル、オフィスビル、工場などの需要家１は、蓄電池モジュール１１０と、設備負荷２０と、分散電源３０とを備える。それら蓄電池モジュール１１０、設備負荷２０および分散電源３０は、需要家内配電線４２を介して低圧側電力系統４１に接続される。低圧側電力系統４１は、例えば柱上変圧器４０のような変圧器に接続されている。

　設備負荷２０は、電力を消費する機器である。例えば、住宅等の場合は、照明装置、空調装置、冷蔵庫、洗濯機、テレビジョン装置、音響装置、温水器などが該等する。工場などの場合は、例えば工作機、電動モータ、ロボット、エレベータなどが該等する。

　分散電源は、電力を生成する機器である。例えば、太陽光発電装置、燃料電池、コージェネレーションシステム、ディーゼル自家発電装置などを挙げることができる。

　系統接続点電力計１２０は需要家１の配電線４２と低圧側系統４１との接続点の電力値を測定するものである。また、系統接続点電力計１２０は、ネットワークＣＮ１に接続され、測定した、接続点電力測定値を蓄電池モジュール１１０に送信する。系統接続点電力計１２０として、電力会社が需要家１に設置する電力計（スマートメーターを含む）を用いてもよい。

　蓄電池制御モジュール１１０は、蓄電池とその蓄電池の充放電を管理する蓄電制御制御装置と、外部との通信を行う通信部がセットになった機器である。本実施例では、需要家配電線４２には複数の蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（３）が接続されることを想定する。それら蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（３）は通信ネットワークＣＮ１を介して相互に接続される。

　図中では、３個の蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（３）を示すが、２個、４個、または５個以上の蓄電池モジュールを需要家１が有する構成でもよい。特に区別しない場合、蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（３）を蓄電池モジュール１１０と呼ぶことにする。

　通信部１１１１は、通信ネットワークＣＮ１を介して、他の蓄電池モジュールなどと通信するための回路である。通信ネットワークＣＮ１は、各蓄電池モジュール１１０が通信するためのネットワークであり、例えば、無線通信ネットワーク、ＰＬＣ（Power Line Communications）、無線または有線のＬＡＮ（Local Area Network），ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などのように構成される。

　通信部１１１１は、他の各蓄電池モジュール１１０から通信ネットワークＣＮ１を介して、後述の蓄電池充放電情報を受信する。また、通信部１１１１は、系統接続点電力計１２０から、通信ネットワークＣＮ１を介して、接続点電力測定値を受信する。通信部１１１１は、受信した接続点電力測定値を充放電制御部１１１２に渡す。また、通信部１１１１は、充放電制御部１１１２から、蓄電池充放電情報を取得し、通信ネットワークＣＮ１を介して、他の各蓄電池モジュールに対して蓄電池充放電情報を送信する。さらに、通信部１１１１は、通信ネットワークＣＮ１を介して他の蓄電池モジュール１１０に、後述の充電残量（蓄電量）等を送信することもできる。

　蓄電池１１２は、電極及び電解質を有するセルを複数個接続して構成される。蓄電池１１２は、例えば、リチウムイオン蓄電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ナトリウム・硫黄蓄電池から構成することができる。さらに、蓄電池モジュール１１０は、蓄電池１１２のほかに、電気二重槽コンデンサまたはリチウムイオンキャパシタ等の装置を備えてもよい。

　充放電制御部１１１２は、蓄電池１１２への充電、及び、蓄電池１１２からの放電を制御するための制御回路である。充放電制御部１１２は、例えば、インバータ回路とマイクロコンピュータ回路等を含んで構成することができる。

　充電時に、充放電制御部１１１２は、低圧側系統４１からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１１２に充電する。放電時に、充放電制御部１１１２は、蓄電池１１２の直流電力を交流電力に変換して、低圧側系統４１に供給する。

　また、充放電制御部１１１２は、蓄電池１１２への充電電力量や、低圧側系統４１への供給電力量（蓄電池１１２の放電電力量）を、蓄電池充放電情報として計測し、計測した蓄電池充放電情報は、通信部１１１１からネットワークＣＮ１を介して他の蓄電池モジュール１１０（１）～（３）に送信することができる。

　充放電制御部１１１２は、通信部１１１１から受信する他の蓄電池モジュールの蓄電池充放電情報と、系統接続点電力計の接続点電力測定値に従って、蓄電池１１２に充電または放電させる。充放電制御部１１１２は、蓄電池１１２の蓄電量（現在の電池残量、ＳｏＣ（State of Charge））を管理している。

　図２を用いて充放電制御部１１１２が蓄電池１１２の充放電を制御する処理を説明する。

　通信部１１１１は、他の各蓄電池モジュール１１０の充放電電力量を取得する（Ｓ２０１）。この処理は、所定の周期で定期的に実行される。通信部１１１１は、取得した各蓄電池モジュール１１０の充放電電力量を、充放電制御部１１１２に送信する。　なお、各蓄電池モジュール１１０の充放電電力量は、充電電力をマイナスの値、放電電力をプラスの値として取り扱う。充放電電力量を各蓄電池モジュール１１０から取得する方法としては、蓄電池モジュール１１０が所定の時間間隔で充放電電力量を送信し、それを通信部１１１１が受信する方式などがある。充放電電力量は、所定の時点において予定、もしくは実施されている、当該蓄電池の充放電の電力量である。
本実施例では、例えば、前記蓄電池モジュール１１０が所定の時間間隔で充放電電力量を送信する方式の場合は、送信実行時の、実際の充放電電力量を送信する。

　通信部１１１１は、系統接続点電力計１２０から系統接続点の電力測定値を取得し、取得した系統接続点電力を、充放電制御部１１１２に送信する（Ｓ２０２）。

　ここで、低圧側系統４１から需要家１側に電力が供給される、いわゆる順潮流の場合をプラス値とし、これとは逆に、需要家１側から低圧側系統４１に電力が供給される、いわゆる逆潮流の場合をマイナス値として取り扱う。

　充放電制御部１１１２は、ステップＳ２０１で取得した各蓄電池モジュールの充放電電力量と、ステップＳ２０２で取得した系統接続点電力量との合計値を計算する（Ｓ２０３）。この合計値は、需要家１が消費もしくは発電している実際の電力需要の値（電力値）である。

　この実際の電力値を、本実施例では推定実需要と呼ぶことにする。推定実需要がプラス値の場合は、需要家１内の電力消費量が発電量を上回っており、電力が不足している状態であることを示す。推定実需要がマイナス値の場合は、需要家１内の発電量が消費量を上回っており、電力が余剰の状態を示す。推定実需要の値がゼロの場合は、需要家１内の電力消費量と発電量とが同量で、電力の需給が一致している状態を示す。

　充放電制御部１１１２は、推定実需要が０より大きいか判定する（Ｓ２０４）。推定実需要が０よりも大きい場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５に移る。推定実需要が０よりも大きくない場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、ステップＳ２０６に遷移する。

　推定実需要が０よりも大きい場合は、需要家１内で電力が不足している（負荷がある）状態であるため、「放電モード」を選択する（Ｓ２０５）。これに対し、推定実需要が０よりも大きくない場合は、需要家１内で電力が足りているか、もしくは電力が余っている状態であるため、「充電モード」を選択する（Ｓ２０６）。

　ここで放電モードとは、蓄電池１１２の放電制御可能なモードである。充電モードとは、蓄電池１１２の充電制御可能なモードである。さらに詳しくは、放電モードとは、蓄電池１１２の充電制御を禁止し、放電制御もしくは充放電をしない制御が可能なモードである。
充電モードとは、蓄電池１１２の放電制御を禁止し、充電制御もしくは充放電をしない制御が可能なモードである。放電モードとは、充電を禁止するモードであると定義可能であり、充電モードとは、放電を禁止するモードであると定義可能である。

　充放電制御部１１１２は、ステップＳ２０５、もしくはステップＳ２０６で選択した蓄電池制御モードに従って、各蓄電池１１２の充放電制御を行う（Ｓ２０７）。

　図３は、蓄電池モジュール１１０の動作を示すフローチャートである。本処理は、蓄電池制御装置１１１の充放電制御部１１１２により実行されるが、理解の容易のために、動作の主体を蓄電池モジュール１１０として説明する。

　蓄電池モジュール１１０は、蓄電池制御装置１１１の充放電制御部１１１２にて蓄電池制御モードが決定されると（Ｓ３０１）、蓄電池１１２のＳｏＣを取得する（Ｓ３０２）。

　蓄電池モジュール１１０は、予め記憶している充放電動作管理テーブルＴ３０１を参照して、蓄電池制御モードとＳｏＣとに基づいて、蓄電池１１２の制御を決定する（Ｓ３０３）。

　充放電動作管理テーブルＴ３０１は、蓄電池１１２の充放電動作を決定するためのテーブルであり、例えば、モード欄Ｃ３０１と、ＳｏＣ欄Ｃ３０２と、動作欄Ｃ３０３を備える。モード欄Ｃ３０１は、充放電制御モードの値を記憶する。すでに述べたようにモード値には、充電モードまたは放電モードがある。ＳｏＣ欄Ｃ３０２には、蓄電池１１２のＳｏＣが記憶される。動作欄Ｃ３０３には、蓄電池１１２の動作が記憶される。蓄電池の動作には、充電、放電、何もしない（何もしない場合は「－」が設定される）がある。

　蓄電池制御モードが充電モードの場合において、ＳｏＣが所定値よりも高いならば、蓄電池１１２は何もしない。この場合、蓄電池１１２は十分な電気エネルギーを既に蓄えているため、充電する必要はない。また、充電モードが指定されているので、蓄電池１１２は放電が禁じられている。従って、蓄電池モジュール１１０は、充電モードが指定された場合において、ＳｏＣが所定値よりも高いときは、蓄電池１１２は充電も放電もしないで待機する。　蓄電池制御モードが充電モードの場合において、ＳｏＣが所定値以下ならば、蓄電池１１２は充電動作を行う。充電モードでは充電が許可されており、かつ、蓄電池１１２には、十分な電気エネルギーが蓄積されていないためである。そこで、蓄電池モジュール１１０は、分散電源３０で発電された電力または低圧側系統４１からの電力を、蓄電池１１２に蓄える。

　蓄電池制御モードが放電モードの場合において、ＳｏＣが所定値よりも高いならば、蓄電池１１２は放電する。放電モードでは放電が許可されており、かつ、蓄電池１１２は十分な電気エネルギーを蓄えているためである。蓄電池１１２から放電された電力は、設備負荷２０に供給される。

　蓄電池制御モードが放電モードの場合において、ＳｏＣが所定値以下ならば、蓄電池１１２は充電も放電もしないで待機する。放電モードでは、放電が許可されているが、蓄電池１１２は十分な電気エネルギーを蓄えていないためである。

　本実施例では、以上述べたように、蓄電池モジュール１１０は、需要家１の実需要を推定し、蓄電池制御モードを、電力が余っている場合は充電モードを選択し、電力が足りない場合は放電モードを選択する。そして、蓄電池制御モードとＳｏＣに従って、蓄電池１１２を制御する。

　蓄電池制御モードが「放電モード」の場合、蓄電池１１２を充電中の蓄電池モジュール１１０は充電を停止する。従って、需要家１内には、放電中の蓄電池モジュール１１０と、充放電どちらもしていない蓄電池モジュール１１０だけになる。このため、共通の需要家配電線４２に接続された各蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（３）間で、充電と放電とが同時に行われるという事態の発生を抑制できる。

　蓄電池制御モードが「充電モード」の場合、蓄電池１１２を放電中の蓄電池モジュール１１０は放電を停止するため、需要家１内には、充電中の蓄電池モジュール１１０と、充放電どちらもしていない蓄電池モジュール１１０だけになる。このため、共通の需要家配電線４２に接続された蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（３）間で、充電と放電が同時に行われるという事態の発生を抑制できる。

　従って、本実施例によれば、一方の蓄電池モジュール１１０から放電された電力が他方の蓄電池モジュール１１０に充電されるという無駄な電力移動の発生を抑制することができ、蓄電池モジュール１１０を有効に使用することができ、使い勝手が高まる。さらに、本実施例では、無駄な充放電を抑制できるため、蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（２）の寿命が低下するのを抑制できる。

　なお、本実施例では、蓄電性制御モードを生成する処理（図２）を、所定の周期で行う場合を説明した。これに代えて、各蓄電池モジュール１１０の蓄電池制御装置１１１は、各蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（３）のいずれかで充放電電力量の値が変化した場合に、蓄電池制御モードの生成処理を行う構成としてもよい。

　つまり、蓄電池制御装置１１１は、各蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（３）が最後に送信した充放電電力量をメモリに記録しておく。そして、或る一つの蓄電池モジュール１１０が送信した充放電電力量を受信した場合、その受信をトリガにして、図２の処理を開始する。その処理に際して、或る一つの蓄電池モジュール１１０から受信した最新の充放電電力量と、それ以外の蓄電池モジュール１１０の充放電電力量（メモリに記憶された値）との合計値を蓄電池総電力として用いることができる。

　このように構成すると、蓄電池モジュール１１０毎に処理周期が異なる場合でも、蓄電池制御モードを生成することができる。
各蓄電池モジュール１１０は、それぞれ別々の周期で、充放電電力量を他の蓄電池モジュール１１０に送信する可能性がある。従って、各蓄電池モジュール１１０（１）～１１０（３）から受信した最後の充放電電力量を記憶するためのメモリを用い、各蓄電池モジュール１１０のうちいずれかが最新の充放電電力量を送信してきたタイミングで、充放電制御情報を生成する。

　図４、図５を参照して第２実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例は、第１実施例の変形例に相当する。従って、第１実施例との差異を中心に説明する。本実施例では、電力料金も参考にして充放電動作を決定できるようにした。

　電気料金は、例えば、時間帯または季節などに応じて異なる値に設定される場合がある。本実施例では、説明の便宜上、時間帯毎に料金が設定され、料金が高い場合と、料金が低い場合に評価される例を挙げる。

　図５は、本実施例の蓄電池制御装置１１１で使用される電力料金管理テーブルＴ５０１の例である。電力料金管理テーブルＴ５０１は、例えば、時間帯欄Ｃ５０１と、料金欄Ｃ５０２と、評価欄Ｃ５０３を備える。時間帯欄Ｃ５０１は、電力が消費される時間帯を記憶する。料金欄Ｃ５０２は、当該時間帯における電力料金単価を記憶する。評価欄Ｃ５０３には当該電力料金の評価結果を記憶する。ここで評価結果が、料金が高い場合とは、電力料金が事前に決められた基準料金よりも高い状態である。同様に、料金が低い場合とは、電力料金が事前に決められた基準料金以下である状態である。したがって、Ｃ５０１に示す時間帯料金において、たとえば前記基準料金を１５円／ｋＷｈとした場合の評価は、Ｃ５０３に示すようになる
　本実施例の蓄電池制御装置１１１では、充放電動作の決定処理（Ｓ３０３）において、電力料金管理テーブルＴ５０１を参照して充放電動作を決定する時刻の電力料金の評価を決定する。以上の料金の評価は一例に過ぎず、高い場合、低い場合の２つの状態に区別する場合を述べたが、３つ以上の状態に区別して管理する構成でもよい。

　図４は、本実施例の蓄電池制御装置１１１で使用される充放電動作管理テーブルＴ４０１の例である。蓄電池制御装置１１１は、蓄電池制御モードで指定されるモード値と電力料金評価と、蓄電池１１２のＳｏＣと、に基づいて、蓄電池１１２の動作を決定することができる。

　充放電動作管理テーブルＴ４０１は、例えば、モード欄Ｃ４０１と、ＳｏＣ欄Ｃ４０２と、電気料金欄Ｃ４０３と、動作欄Ｃ４０４を備える。モード欄Ｃ４０１は、蓄電池制御モードの値を記憶する。モード値には、充電モードまたは放電モードがある。

　ＳｏＣ欄Ｃ４０２には、蓄電池１１２のＳｏＣが記憶される。本実施例では、ＳｏＣを４つの状態に区別して管理する。第１の状態（Ｆ）は、蓄電池１１２に電気エネルギー（電力）が例えば８０％以上蓄えられた状態である。第２の状態（Ｈ）は、蓄電池１１２に電気エネルギーが例えば５０％以上～８０％未満の範囲で蓄えられた状態である。第３の状態（Ｌ）は、蓄電池１１２に電気エネルギーが例えば５０％未満～２０％以上蓄えられた状態である。第４の状態（Ｅ）は、蓄電池１１２に電気エネルギーが例えば２０％未満しか蓄えられていない状態である。以上の数値範囲は一例に過ぎず、上記の数値範囲に限定されない。４の状態に区別する場合を述べたが、３つ、または５つ以上の状態に区別して管理する構成でもよい。

　電気料金評価欄Ｃ４０３には、対応する料金の評価が記憶される。本実施例では、電気料金が高い場合と、低い場合の２つの状態に評価される。

　動作欄Ｃ４０４には、蓄電池１１２の動作が記憶される。蓄電池の動作には、充電、放電、何もしない（何もしない場合は「－」が設定される）がある。さらに、充電動作の場合、どこまで充電するかを指定することもできる。放電動作の場合も、どこまで放電させるかを指定することができる。図４中の「充電（Ｆまで）」とは、ＳｏＣが現在の状態から第１の状態（Ｆ）になるまで充電することを意味する。「放電（Ｅまで）」とは、ＳｏＣが現在の状態から第４の状態（Ｅ）まで放電することを意味する。

　充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第１の状態（Ｆ）の場合は、電気料金の高低を問わずに、蓄電池１１２は充電も放電もせずに待機する。蓄電池１１２は、既に十分な電気エネルギーを蓄えているためである。

　充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第２の状態（Ｈ）であり、かつ、電気料金が高い場合は、蓄電池１１２は何もせずに待機する。蓄電池１１２に充電は可能であるが、電気料金が高いため、充電を見送る。

　充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第２の状態（Ｈ）であり、かつ、電気料金が低い場合は、蓄電池１１２は第１の状態（Ｆ）まで充電する。料金の安い電力をできるだけ多く蓄えておくことで、ユーザの経済的負担を軽減できる。

　充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第３の状態（Ｌ）であり、かつ、電気料金が高い場合は、蓄電池１１２は何もせずに待機する。充電しようと思えば可能であるが、電気料金が高いため、充電を見送る。

　充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第３の状態（Ｌ）であり、かつ、電気料金が安い場合、蓄電池１１２は、第１の状態（Ｆ）となるまで充電する。電気料金が安い電力をできるだけ多く蓄える。

　充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第４の状態（Ｅ）であり、かつ、電気料金が高い場合は、第３の状態（Ｌ）になるまで蓄電池１２２に充電する。電気料金が高いため、必要最低限の電力だけを蓄える。

　充電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第４の状態（Ｅ）であり、かつ、電気料金が安い場合は、第１の状態（Ｆ）になるまで蓄電池１２２に充電する。電気料金が安い電力を可能な限り蓄えるためである。

　放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第１の状態（Ｆ）の場合は、電気料金の高低を問わずに、蓄電池１１２は、第４の状態（Ｅ）となるまで放電する。電気料金の高い間にできるだけ放電すれば、ユーザの経済的負担を軽減できる。高い料金の電気を使わずに済むためである。

　放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第２の状態（Ｈ）であり、かつ、電気料金が高い場合、蓄電池１１２は、第４の状態（Ｅ）となるまで放電する。上記同様、電気料金の高い間は、できるだけ系統から購入する電力量を少なくして、ユーザの経済的負担を軽減するためである。

　放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第２の状態（Ｈ）であり、かつ、電気料金が低い場合、蓄電池１１２は、何もせずに待機する。比較的十分な電気エネルギーを蓄えているので放電は可能であるが、電気料金が低いため、放電を見送る。電気料金の高い時間帯で放電する方が、ユーザにとって経済的メリットが高くなる。

　放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第３の状態（Ｌ）であり、かつ、電気料金が高い場合、蓄電池１１２は、第４の状態（Ｅ）まで放電する。電気料金の高い間にできるだけ放電して、ユーザの経済的負担を軽減するためである。

　放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第３の状態（Ｌ）であり、かつ、電気料金が安い場合、蓄電池１１２は、何もしない。上記と同様に、電気料金の安い時間帯に放電するよりも、電気料金の高い時間帯に放電する方がユーザにとって経済的メリットが高いためである。

　放電モードが指定された場合であって、ＳｏＣが第４の状態（Ｅ）である場合、電気料金の高低を問わず、蓄電池１１２は何もしない。放電モードでは充電動作が禁止されており、かつ、蓄電池１１２の残量が殆ど残っていないためである。

　このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、各蓄電池制御装置１１１は、電気料金も考慮して蓄電池１１２の動作を決定することができるため、ユーザの使い勝手が向上する。

　図６を参照して第３実施例を説明する。本実施例では、充電モードまたは放電モードのいずれかを選択するために使用するモード判別用閾値ＤＰに０以外の値を用いる。

　図６は、本実施例による蓄電池充放電制御処理を示すフローチャートである。本処理では、推定実需要をモード判別用閾値ＤＰと比較する。モード判別用閾値ＤＰとして、例えば、需要家１の過去の実績値の移動平均値を用いることができる。

　これにより、推定実需要が閾値ＤＰよりも大きい場合（Ｓ２０４Ａ：Ｙｅｓ）、放電モードが選択され（Ｓ２０５）、推定実需要が閾値ＤＰよりも大きくない場合（Ｓ２０４Ａ：Ｎｏ）、充電モードが選択される（Ｓ２０６）。

　従って、本実施例によれば、需要家１が分散電源１を備えていない場合であっても、需要家の系統連系点の電力値を閾値ＤＰ付近に制御することができる。

　第１実施例では、需要家１が分散電源を備えている場合を前提に述べたので、需要家１内の推定実需要が０より大きいか否かによって、モード値を選択している。しかし、分散電源３０を備えない需要家の場合は、余剰電力が発生しないため、蓄電池モジュール１１０は常時放電モードで運用されることになる。

　そこで、本実施例では、充電モードと放電モードのいずれを選択するかを判別するための閾値ＤＰに０以外の値を設定することで、対応する。例えば、１０ｋＷｈ等のような、ある閾値を設定すると、蓄電池１１２の充放電によって、その閾値ＤＰに近い系統連系点電力となるように制御できる。好ましくは、閾値ＤＰとして、推定実需要の過去の実績値の移動平均値を用いれば、系統連系点の電力変動を緩和するような制御が可能である。

　図７を参照して第４実施例を説明する。本実施例では、分散電源３０の発電量に応じて、モード判別用閾値ＤＰの値を制御する。

　図７は、本実施例による蓄電池充放電制御処理を示すフローチャートである。蓄電池制御装置１１１は、推定実需要を算出すると（Ｓ２０３）、分散電源３０の発電量が発電量閾値Ｔｈを超えているか判定する（Ｓ２０８）。図示は省略するが、蓄電池制御装置１１１は、分散電源３０の発電量を直接的または間接的に取得できるように構成されている。

　分散電源３０の発電量が閾値Ｔｈを超えている場合（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）、蓄電池制御装置１１１は、モード判別用閾値ＤＰの値を０に設定する（Ｓ２０９）。分散電源３０の発電量が閾値Ｔｈを超えていない場合（Ｓ２０８：Ｎｏ）、蓄電池制御装置１１１は、モード判別用閾値ＤＰの値に、所定値Ｗ１（＞０）を設定する（Ｓ２１０）。

　このように構成される本実施例も前記第２実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、分散電源３０の発電量が閾値Ｔｈを超えた場合は、モード判別用閾値ＤＰの値を０に設定し、分散電源３０の発電量が閾値Ｔｈを超えない場合は、モード判別用閾値ＤＰの値をＷ１に設定する。

　従って、本実施例では、分散電源３０が設けられており、かつ、閾値Ｔｈを上回る発電をしている場合と、分散電源３０が設けられていないか、または、分散電源３０が十分に発電できない場合とで、蓄電池モジュール１１０の充放電制御を変更できる。例えば、分散電源３０が太陽光発電装置または風力発電装置のように、天候に左右されやすい場合でも、適切に複数の蓄電池モジュール１２０を管理することができる。また、分散電源３０が燃料電池、コージェネレーションシステム、ディーゼル自家発電装置の場合でも、燃料切れ、故障などによって発電能力が低下または失われている場合にも、各蓄電池モジュール１１０を適切に制御することができる。

　図８を参照して第５実施例を説明する。本実施例では、複数の需要家１Ａ、１Ｂがそれぞれ有する蓄電池モジュール、１０Ａ、１０Ｂを同一グループとして管理し、充放電動作を制御できるようにした。

　図８では、２つの需要家１Ａ、１Ｂを示すが、３つ以上の需要家にも対応できる。需要家１Ａは、例えば、設備負荷２０Ａと、分散電源３０Ａと、蓄電池モジュール１０Ａと、スマートメータ１３０Ａを有する。スマートメータ１３０Ａとは、ここでは、少なくとも通信機能を備える電力計を意味する。他方の需要家１Ｂも、需要家１Ａと同様に、設備負荷２０Ｂと、分散電源３０Ｂと、蓄電池モジュール１０Ｂと、スマートメータ１３０Ｂを有する。

　各需要家１Ａ、１Ｂは、低圧配電系統５２を介して柱上トランス５１に接続され、柱上トランス５１を介して高圧配電系統５０に接続される。各需要家１Ａ、１Ｂ内の構成は、各需要家内に設置される蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂが、通信ネットワークＣＮ３を介して、双方向通信可能に接続されている。スマートメータ１３０Ａ、１３０Ｂは、通信ネットワークＣＮ２を介して、スマートメータサーバ１３１に接続されている。スマートメータサーバ１３１は、各需要家のスマートメータ１３０Ａ、１３０Ｂが計測した各需要家の使用電力量を収集し、さらに通信ネットワークＣＮ３経由で、各需要家の蓄電池モジュールに各需要家の使用電力量を送信する。通信ネットワークＣＮ２、ＣＮ３は、例えば、無線ＬＡＮ、ＰＬＣ、光通信、インターネット等で構成されてもよい。

　図中では、各需要家が１個の蓄電池モジュールを有するが、２個以上の蓄電池モジュールを有する構成でもよい。

　スマートメータサーバ１３１は、例えば、電力会社が電力料金を算出するために各需要家の使用電力量を収集するために設けられるもので、その場合通信ネットワークＣＮ２は電力会社のプライベートなネットワーク、通信ネットワークＣＮ３はインターネットで構成される。

　蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ、通信部１０１Ａ、１０１Ｂと、充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂ、蓄電池１０３Ａ、１０３Ｂを備える。

　通信部１０１Ａ、１０１Ｂは、通信ネットワークＣＮ２を介して、他の蓄電池モジュールなどと通信するための回路である。通信ネットワークＣＮ２は、各蓄電池モジュールが通信するためのネットワークであり、例えば、無線通信ネットワーク、ＰＬＣ（Power Line Communications）、無線または有線のＬＡＮ（Local Area Network），ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などのように構成される。

　通信部１０１Ａ、１０１Ｂは、お互いに通信ネットワークＣＮ２を介して、後述の蓄電池充放電情報を受信する。また、通信部は、スマートメータサーバ１３１から、通信ネットワークＣＮ２を介して、需要家の消費電力測定値を受信する。通信部１０１Ａ、１０１Ｂは、受信した需要家消費電力測定値を充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂに渡す。また、通信部１０１Ａ、１０１Ｂは、充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂから、蓄電池充放電情報を取得し、通信ネットワークＣＮ２を介して、他の蓄電池モジュールに対して蓄電池充放電情報を送信する。

　蓄電池１０３Ａ、１０３Ｂは、図１で述べた蓄電池１１２と同一の機能を有する電力を充放電可能な蓄電池である。

　充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、図１で述べた充放電制御部１１１２と同一の機能を有し、蓄電池１０３Ａ、１０３Ｂへの充電、及び、蓄電池１０３Ａ、１０３Ｂからの放電を制御するための制御回路である。充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、例えば、インバータ回路とマイクロコンピュータ回路等を含んで構成することができる。

　充電時に、充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、低圧側系統５１からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１０３Ａ、１０３Ｂに充電する。放電時に、充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、蓄電池１０３Ａ、１０３Ｂの直流電力を交流電力に変換して、低圧側系統５１に供給する。

　また、充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、蓄電池１０３Ａ、１０３Ｂへの充電電力量や、低圧側系統５１への供給電力量（蓄電池１０２Ａ、１０２Ｂの放電電力量）を、蓄電池充放電情報として計測し、計測した蓄電池充放電情報は、通信部１０１Ａ、１０１ＢからネットワークＣＮ２を介して他の蓄電池モジュール１０Ｂ、１０Ａに送信することができる。
充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、通信部１０１Ａ、１０１Ｂから受信する他の蓄電池モジュールの蓄電池充放電情報と、後述のスマートメータサーバから送信される需要家総消費電力量に従って、蓄電池１０３Ａ、１０３Ｂに充電または放電させる。充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、蓄電池１０３Ａ、１０３Ｂの蓄電量（現在の電池残量、ＳｏＣ（State of Charge））を管理している。

　スマートメータサーバ１３１は、各需要家１Ａ、１Ｂに設置されたスマートメータ１３０Ａ、１３０Ｂから送信される、各需要家の消費電力量を通信ネットワークＣＮ２を介して受信し、受信した各需要家の消費電力の合計値である需要家総消費電力量を計算し、その値をネットワークＣＮ３経由で各需要家の蓄電池モジュールに送信する。
充放電制御部１０２Ａ、１０２Ｂは、需要家総消費電力量から各蓄電池モジュールの充放電電力を引いた差分を推定実需要とし、蓄電池の充放電モードを決定し、蓄電池の充放電制御を実施する。蓄電池の充放電制御の方法は、例えば第１実施例と同様である。

　本実施例は、第１実施例と同様に、異なる需要家に設けられた各蓄電池モジュール１０３の充放電動作を制御する。これにより、本実施例では、グループ内の需要家間で、複数の蓄電池モジュールを適切に制御できる。

　図９を参照して第６実施例を説明する。本実施例は、前記第５実施例と同様に、需要家間に分散する複数の蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂをグループ化して、充放電動作を制御できる。前記第５実施例では、スマートメータサーバ１３１は、需要家１Ａ、１Ｂに設けられるスマートメータ１３０Ａ、１３０Ｂから、需要家１Ａ、１Ｂの使用電力量を取得後、需要家総消費電力量を計算し、その値を各需要家の蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂに送信していた。さらに蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂも、蓄電池充放電情報を他の蓄電池モジュール１０Ｂ、１０Ａに送信することで、推定実需要を算出していた。

　これに対し、本実施例では、需要家１Ａ、１Ｂ内で実需要を算出し、その実需要を各蓄電池モジュール１０Ｂ、１０Ａに送信し、各需要家の実需要を合計することで、総実需要を算出する。

　図９と図８を比較すると、需要家１Ａからはスマートメータ１３０Ａが取り除かれており、実需要処理部１４０Ａが新たに設けられている。同様に、需要家１Ｂからもスマートメータ１３０Ｂが取り除かれており、実需要処理部１４０Ｂが設けられている。

　実需要処理部１４０Ａ、１４０Ｂは、通信ネットワークＣＮ３を介して各蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂに、需要家１Ａ、１Ｂの実需要を送信する。ここで、実需要とは、需要家の使用電力から、該需要家の蓄電池モジュールの蓄電池充放電電力を引いた値である。

　実需要処理部１４０Ａ、１４０Ｂは、蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂから蓄電池充放電電力を受信し、さらに電力計ＰＭ（需要家１Ｂ側にのみ符号を付す）から使用電力を受信する。電力計ＰＭは、各需要家１Ａ、１Ｂの使用電力を計測して、計測した使用電力を実需要処理部１４０Ａ、１４０Ｂに送信する。

　各蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂは、蓄電池充放電電力を、ネットワークＣＮ３経由で他の蓄電池モジュール１０Ｂ、１０Ｂに送信するのではなく、各需要家１Ａ、１Ｂに設置された実需要処理部１４０Ａ、１４０Ｂに送信する点が、第５実施例と異なる。

　実需要処理部１４０Ａ、１４０Ｂは、各需要家１Ａ、１Ｂに対して一つ設けられている。

　実需要処理部１４０Ａ、１４０Ｂでは、設置された需要家の使用電力から、蓄電池充放電電力を差し引いて実需要を計算し、ネットワークＣＮ３を介して各蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂに送信する。

　各蓄電池モジュール１０Ａ、１０Ｂは、第１実施例で述べた推定実需要の代わりに、各需要家の実需要を合計した総実需要を使用して、蓄電池の充放電モードを決定し、蓄電池の充放電制御を実施する。蓄電池の充放電制御の方法は、例えば第１実施例と同様である。

　このように構成される本実施例も第５実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、需要家１Ａ、１Ｂ内に実需要処理部１４０Ａ、１４０Ｂを設けるため、いわゆるスマートメータやスマートメータサーバを備えていない環境下であっても、需要家内の蓄電池モジュールを制御可能である。

　なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

　１，１Ａ，１Ｂ：需要家
　２０，２０Ａ，２０Ｂ：設備負荷
　３０，３０Ａ，３０Ｂ：分散電源
　１１１：蓄電池制御装置
　１１０，１０Ａ，１０Ｂ：蓄電池モジュール
　１１１２，１０２Ａ，１０２Ｂ：充放電制御部
　１４０Ａ、１４０Ｂ：実需要処理部

Claims (13)

1. 　蓄電池の作動を制御する蓄電池制御システムであって、
   　電力系統に接続される複数の蓄電池と、
   　前記複数の蓄電池毎に設置され相互に通信可能に接続される複数の蓄電池制御装置とを備え、
   　前記蓄電池制御装置は、
   　前記複数の蓄電池に設けられる所定の需要家における電力需要を取得し、
   　前記所定の需要家における電力需要に基づいて、前記管理している蓄電池の充放電を制御する、
   蓄電池制御システム。
2. 　前記蓄電池制御装置は、
   　前記複数の蓄電池の充放電電力量を取得し、かつ、
   　前記所定の需要家と前記電力系統との連系点における電力潮流データを取得し、
   　前記充放電電力量と前記電力潮流データとに基づいて、前記所定の需要家における前記電力需要を推定する、
   請求項１に記載の蓄電池制御システム。
3. 　前記蓄電池制御装置は、
   　充放電動作のモードを判別するために予め用意されるモード判別用閾値と、前記電力需要とを比較することで、前記複数の蓄電池毎に充電モードまたは放電モードのいずれで動作するかを選択し、
   　前記充電モードまたは前記放電モードのうち選択したモードで前記蓄電池の充放電制御を行う、
   請求項２に記載の蓄電池制御システム。
4. 　前記蓄電池制御装置は、他の蓄電池制御装置と通信するための通信部と、前記蓄電池の充放電動作を制御するための充放電制御部とをそれぞれ備え、
   　前記充放電制御部は、前記蓄電池の充放電電力を他の蓄電池制御装置に送信し、他の蓄電池制御装置から受信する充放電電力と、前記蓄電池の充電残量とに基づいて、前記蓄電池の充放電動作を制御する、
   請求項３に記載の蓄電池制御システム。
5. 　前記複数の蓄電池のうち前記充電モードが選択された蓄電池では、充電動作が許可されており、
   　前記複数の蓄電池のうち前記放電モードが選択された蓄電池では、放電動作が許可される、
   請求項４に記載の蓄電池制御システム。
6. 　前記蓄電池制御装置は、
   　前記充放電電力量と前記電力潮流データとの差分を、前記所定の需要家における前記電力需要として推定し、
   　前記モード判別用閾値として、前記所定の需要家における過去の電力需要の実績値から得られる実績関連値を用いる、
   請求項５に記載の蓄電池制御システム。
7. 　前記所定の需要家は、自家発電装置を備えており、
   　前記蓄電池制御装置は、前記自家発電装置の発電量に応じて、前記モード判別用閾値を選択する、
   請求項６に記載の蓄電池制御システム。
8. 　前記蓄電池制御装置は、
   　前記発電量が予め設定される所定の発電量閾値を超えたか否か判定し、
   　前記発電量が前記発電量閾値を超えたと判定した場合は、前記モード判別用閾値の値として第１の値を選択し、
   　前記発電量が前記発電量閾値を超えていないと判定した場合は、前記第１の値よりも高く設定される前記実績関連値を選択する、
   請求項７に記載の蓄電池制御システム。
9. 　前記充放電制御部は、前記選択モードに従って前記蓄電池の充放電動作を制御することが予め設定されている場合、前記選択モードと前記蓄電池の充電残量とに基づいて、前記蓄電池の充放電動作を制御する、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の蓄電池制御システム。
10. 　前記所定の需要家は複数存在し、
    　前記複数の蓄電池は、それぞれ異なる所定の需要家に設けられている、
    請求項１乃至８のいずれか一項に記載の蓄電池制御システム。
11. 　前記蓄電池制御装置は、前記複数の蓄電池のそれぞれから、前記複数の蓄電池の充放電電力量と前記所定の需要家における電力潮流データとの差分を、前記所定の需要家における前記電力需要として取得する、
    請求項１に記載の蓄電池制御システム。
12. 　前記充放電制御部は、前記蓄電池制御装置から受信する前記選択したモードと、前記蓄電池から取得する充電残量と、前記電力系統の電気料金に関する情報とに基づいて、前記蓄電池の充放電動作を制御する、
    請求項４に記載の蓄電池制御システム。
13. 　電力系統に接続される複数の蓄電池の作動を蓄電池制御装置を用いて制御するための蓄電池制御方法であって、
    　前記蓄電池制御装置は、
    　　前記複数の蓄電池毎に設置され、
    　　前記複数の蓄電池の設けられる所定の需要家における電力需要を取得し、
    　　前記所定の需要家における電力需要に基づいて、前記複数の蓄電池の充放電を制御するための情報を、複数の蓄電池制御装置間で相互に送受信する、
    蓄電池制御方法。

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