WO2018084151A1 - サーバ装置及び制御方法 - Google Patents

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WO2018084151A1
WO2018084151A1 PCT/JP2017/039378 JP2017039378W WO2018084151A1 WO 2018084151 A1 WO2018084151 A1 WO 2018084151A1 JP 2017039378 W JP2017039378 W JP 2017039378W WO 2018084151 A1 WO2018084151 A1 WO 2018084151A1
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capacitor
soc
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晋一 横山
啓一郎 本間
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a server device and a control method in a smart grid capable of bidirectionally transferring power between a storage battery and a power system.
  • Patent Document 1 describes charge / discharge control of an electric vehicle in V2G (Vehicle to Grid).
  • V2G is one of business models for realizing a smart grid, and is a system that exchanges power between an electric power system including a commercial power network and an electric vehicle.
  • V2G when an electric vehicle is not used as a moving means, a battery mounted on the electric vehicle is used as one of power storage facilities in a commercial power grid. For this reason, bidirectional power transfer is performed between the electric vehicle participating in V2G and the power system.
  • the electric vehicles participating in V2G perform continuous discharge for the purpose of maintaining a supply and demand balance in the power system, or charge and discharge for the purpose of stabilizing the frequency in the power system.
  • the electric power obtained by the continuous discharge of the electric vehicle for the purpose of maintaining the supply-demand balance is used as “Spinning Reserve” of the electric power system.
  • the electric power exchanged by charging / discharging of the electric vehicle for the purpose of frequency stabilization is used for “frequency adjustment” of the electric power system. In both cases, the electric vehicle contributes to the stabilization of the power system.
  • the “instantaneous reserve capacity” in the V2G described above is obtained by continuously discharging a current amount that is not small by the electric vehicle.
  • “frequency adjustment” in V2G is realized by the electric vehicle switching between charge and discharge instantaneously and frequently. Such a difference in charging / discharging modes may promote deterioration of the battery in an electric vehicle equipped with one type of battery. If the battery deteriorates due to participation in V2G, the owner of the electric vehicle tends to hesitate to participate in V2G.
  • An object of the present invention is to provide a server device and a control method capable of efficiently obtaining incentives while suppressing deterioration of a capacitor and contributing to power quality of a power system.
  • the first aspect includes: A battery capable of transferring power to and from an external power network (for example, the power network 12 in the embodiment described later) (for example, the battery 125 in the embodiment described later); A control unit (for example, ECU 131 in an embodiment described later) that controls charging / discharging of the capacitor in response to an electric power request (for example, a command from the aggregator 17 in an embodiment described later).
  • an external power network for example, the power network 12 in the embodiment described later
  • a control unit for example, ECU 131 in an embodiment described later
  • an electric power request for example, a command from the aggregator 17 in an embodiment described later.
  • a server device (for example, an aggregator 17 in an embodiment described later) that manages charge and discharge of a capacitor
  • the power request includes a first request (for example, a first command in an embodiment to be described later) that requests short-term charge / discharge switching from the capacitor to the power network, and a continuous discharge from the capacitor to the power network.
  • a second request for example, a second command in an embodiment described later
  • a variable in which the state of charge of the capacitor is expressed by the level of the value is smaller than a first value (for example, a later-described embodiment) that is smaller than an upper limit value (for example, a full-charge SOC in a later-described embodiment) when the capacitor is fully charged.
  • a power request to be made to the power storage device is made to the first request.
  • a determination unit (for example, described later) that determines the power request to be made to the power storage device as the second request Determining unit 205) in the embodiment of A transmission unit that transmits the power request determined by the determination unit to the power storage device (for example, a transmission unit 206 in an embodiment described later); It is a server apparatus provided with.
  • the second aspect is the first aspect,
  • the storage battery is mounted on a transportation device (for example, an electric vehicle 15 in an embodiment described later).
  • a third aspect is the first aspect or the second aspect,
  • the determination unit prioritizes and determines the second request when the variable is a value between the first value and the second value.
  • a fourth aspect is any one of the first aspect to the third aspect,
  • the control unit provided in the power storage device, For each state of charge of the capacitor, store the deterioration influence degree of the capacitor when the capacitor performs charge / discharge according to the first request,
  • the variable sets the first value to a value at which the deterioration influence level when the capacitor performs charge / discharge according to the first request is equal to or less than a threshold value.
  • a fifth aspect is any one of the first aspect to the fourth aspect,
  • the control unit sets the first value based on the temperature of the battery.
  • a sixth aspect is the fifth aspect,
  • the control unit sets the first value to a smaller value as the temperature of the battery is lower.
  • a seventh aspect is any one of the second aspect to the sixth aspect,
  • the control unit sets the second value based on the amount of power required for the next travel of the transport device.
  • the eighth aspect is any one of the second aspect to the seventh aspect,
  • the control unit allows the capacitor to be charged until the variable reaches the first value if there is no power request. To do.
  • the ninth aspect is A battery capable of transferring power to and from an external power network (for example, the power network 12 in the embodiment described later) (for example, the battery 125 in the embodiment described later); A control unit (for example, ECU 131 in an embodiment described later) for controlling charging / discharging of the battery in response to a power request,
  • the power request includes a first request that requests a short-term charge / discharge switching from the capacitor to the power network, and a second request that requests a continuous discharge from the capacitor to the power network,
  • a variable in which the state of charge of the capacitor is expressed by the level of the value is smaller than a first value (for example, a later-described embodiment) that is smaller than an upper limit value (for example, a full-charge SOC in a later-described embodiment) when the capacitor is fully charged.
  • Frequency control SOC Frequency control SOC
  • a second value smaller than the first value for example, a V2G lower limit SOC in an embodiment described later
  • the second request is determined, and when the variable is a value between the upper limit value and the first value, the power request to be made to the power storage device is determined as the second request.
  • the short-term charging / discharging of the battery according to the first request is performed in a range where the variable is between the first value and the second value, and according to the second request.
  • the continuous discharge of the battery is performed in the range where the variable is between the upper limit value and the second value.
  • the second aspect it is possible to efficiently obtain incentives for the capacitors mounted on the transport equipment while suppressing deterioration of the capacitors, and contribute to the power quality of the power system including the power network.
  • the first value that is the upper limit of the range in which charging / discharging is performed in response to the first request that has a large influence on the deterioration of the battery is set to a value at which the deterioration influence degree is equal to or less than the threshold value. . For this reason, even if charging / discharging according to a 1st request
  • the performance required when the battery is charged varies depending on the temperature of the battery.
  • the first value that is the upper limit of the range in which charging / discharging according to the first request is performed is set based on the temperature of the battery. For this reason, the range of the variable which charges / discharges according to a 1st request
  • the first value that is the upper limit of the range in which charging and discharging according to the first request is performed is set to a smaller value as the temperature of the battery is lower.
  • requirement can be set to the suitable range according to the temperature environment of the electrical storage device.
  • the second value that is the lower limit value of the variable range in which charging / discharging is performed according to the first request and the lower limit value of the variable range in which continuous discharging is performed according to the second request is: It is set based on the amount of power required for the next run of the transport equipment. For this reason, if the variable of a capacitor
  • the variable in the case where the battery is charged at the time when there is a time allowance until the next travel of the transport device, the variable also corresponds to the start of charge / discharge in response to the first request. Since charging is continued until the first value which is the upper limit of the allowable range for the start of continuous discharge, the opportunity to contribute to the power quality of the power system increases, and incentives can be obtained efficiently.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the whole structure of a V2G system. It is a block diagram which shows EVSE and electric vehicle which comprise a part of V2G system shown in FIG. It is a block diagram which shows the aggregator and communication network which comprise some V2G systems shown in FIG. It is a flowchart which shows operation
  • the V2G (Vehicle to Grid) system is a system that allows electric power to be exchanged between an electric power system including a commercial power network and an electric vehicle.
  • a battery mounted on the electric vehicle Is used as a power storage facility. For this reason, bidirectional power transfer is performed between the electric vehicle participating in V2G and the power system.
  • the electric vehicle participating in V2G performs continuous discharge for the purpose of maintaining the supply-demand balance in the power system or charge / discharge for the purpose of stabilizing the frequency in the power system, depending on the status of the power system.
  • the electric power obtained by the continuous discharge of the electric vehicle for the purpose of maintaining the supply-demand balance is used as “Spinning Reserve” of the electric power system.
  • the continuous discharge for the instantaneous reserve power is performed for the purpose of supplying power to the power system that is required to maintain a supply-demand balance, particularly as the power demand in the power system increases.
  • the electric power exchanged by charging / discharging of the electric vehicle for the purpose of frequency stabilization is used for “frequency adjustment” of the electric power system. In both cases, the electric vehicle contributes to the stabilization of the power system.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the V2G system.
  • the V2G system includes a power supplier such as a power plant 11 that generates power using energy such as thermal power, wind power, nuclear power, or sunlight, and a power transmission network (hereinafter “power network”) generated by the power supplier.
  • a power supplier such as a power plant 11 that generates power using energy such as thermal power, wind power, nuclear power, or sunlight
  • power network a power transmission network generated by the power supplier.
  • EVSE which is an external power supply device connected to the power network 12 via a power system composed of 12 and the like, a power consumer 13 that needs electricity and is supplied with power, and a distribution facility (not shown) (Electric Vehicle Service Equipment) 14, an electric vehicle 15 such as an EV (Electrical Vehicle) or a PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) equipped with a chargeable / dischargeable capacitor, a communication network 16, and a communication network 16. And an aggregator 17 that manages charging / discharging of the battery of the electric vehicle 15 via the EVSE 14.
  • the aggregator 17 manages charging / discharging of the electric storage device of the electric vehicle 15 connected to the EVSE 14, thereby providing instantaneous power reserve from the electric vehicle 15 to the electric power system or adjusting the frequency of the electric power system. It is possible to meet the demands of an operating electric power company or a power transmission company operating the electric power network 12.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the EVSE 14 and the electric vehicle 15 constituting a part of the V2G system shown in FIG.
  • the EVSE 14 includes a connector 22 provided at the tip of the cable 21 and a digital communication unit 23.
  • the electric vehicle 15 includes an inlet 121, a digital communication unit 123, a chargeable / dischargeable battery 125, a bidirectional charger 127, a temperature sensor 129, an ECU (Electronic Control Unit) 131, and a radio unit 133.
  • a power storage device having
  • the connector 22 exchanges electric power between the EVSE 14 and the electric vehicle 15 in a state where the connector 22 is connected to the inlet 121 of the electric vehicle 15.
  • the digital communication unit 23 is connected to the communication network 16 via the home gateway 18, and the signal obtained from the aggregator 17 is exchanged between the EVSE 14 and the electric vehicle 15 by power line communication (PLC: Power Line Communication).
  • PLC Power Line Communication
  • the connector 22 of the EVSE 14 can be attached to and detached from the inlet 121.
  • the digital communication unit 123 receives a signal superimposed on electricity from the EVSE 14 by the power line communication technique in a state where the connector 22 of the EVSE 14 is attached to the inlet 121.
  • the connection form between the electric vehicle 15 and the EVSE 14 is not limited to the physical connection by the inlet 121 and the connector 22 but is an electromagnetic connection such as non-contact charging / discharging in a state where the inlet 121 and the connector 22 are close to each other. There may be. In any case, as long as the inlet 121 and the connector 22 are electromagnetically connected, the digital communication unit 123 can receive a signal from the EVSE 14 using the power line communication technology and can transmit the signal to the EVSE 14. is there.
  • the storage battery 125 has a plurality of storage cells such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries.
  • the battery 125 supplies power to an electric motor (not shown) that is a drive source of the electric vehicle 15 in a state where the electric vehicle 15 is not connected to the EVSE 14. Further, in a state where the electric vehicle 15 is connected to the EVSE 14, the battery 125 exchanges power with the power network 12 in accordance with a command sent from the aggregator 17 via the communication network 16 and the EVSE 14.
  • the bidirectional charger 127 converts the AC voltage obtained from the power grid 12 via the EVSE 14 into a DC voltage.
  • the electric power converted into the DC voltage by the bidirectional charger 127 is charged in the battery 125.
  • the bidirectional charger 127 converts the DC voltage discharged from the battery 125 into an AC voltage.
  • the electric power converted into the alternating voltage by the bidirectional charger 127 is sent to the power network 12 via the inlet 121 and the EVSE 14.
  • the temperature sensor 129 detects the temperature of the battery 125. A signal indicating the temperature detected by the temperature sensor 129 is sent to the ECU 131.
  • the ECU 131 determines the charge state of the battery 125 according to the current integration method or the OCV (Open Circuit Voltage) estimation method. SOC (State Of Charge) which is a variable represented by (0% to 100%) is derived. Further, the ECU 131 controls the operation of the bidirectional charger 127 according to a command indicated by a signal from the aggregator 17 received by the digital communication unit 123.
  • the command sent from the aggregator 17 to the electric vehicle 15 participating in V2G is a command related to the exchange of electric power between the electric vehicle 15 and the electric power network 12, and varies depending on the electric power quality in the electric power network 12, the electric power supply / demand balance, or the like. That is, the command provides the first command for requesting the electric vehicle 15 to switch between charging and discharging in the short term for the frequency adjustment of the power network 12 described above, or the instantaneous power reserve described above for the power network 12. Is a second command for requesting the electric vehicle 15 to continuously discharge.
  • the wireless unit 133 wirelessly aggregator 17 information such as participation or non-participation of the electric vehicle 15 in V2G, the degree of positiveness when participating in V2G, the time zone in which V2G can participate, the SOC of the battery 125 derived by the ECU 131, and the like. Send to.
  • zone which can participate in V2G are preset by the owner of the electric vehicle 15.
  • the wireless unit 203 if the electric vehicle 15 is connected to the EVSE 14, the wireless unit 203 periodically transmits information indicating the SOC of the battery 125.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an aggregator 17 and a communication network 16 that constitute a part of the V2G system shown in FIG.
  • the aggregator 17 includes a power amount database 201, a setting information database 202, a wireless unit 203, an analysis unit 204, a determination unit 205, and a transmission unit 206.
  • the power amount database 201 is a database having information on the amount of power supplied by the power supplier including the power plant 11 to the power system and past and present information on the amount of power supplied from the power system to the power consumer 13.
  • the setting information database 202 is a database having information such as participation or non-participation in V2G for each electric vehicle 15, degree of positiveness in participation in V2G, time zone in which V2G can participate, and contribution to the power system.
  • the wireless unit 203 includes participation or non-participation in the V2G transmitted from the electric vehicle 15 wirelessly, the degree of activeness when participating in the V2G, the time zone in which the V2G can participate, the SOC of the battery 125 of each electric vehicle 15, etc. Receive information. Information received by the wireless unit 203 is stored in the setting information database 202.
  • the analysis unit 204 performs time series analysis of the power amount using information included in the power amount database 201, and performs power supply and demand prediction in the power system.
  • the determination unit 205 determines whether or not the frequency adjustment of the power network 12 is necessary and whether or not the instantaneous power reserve is provided to the power network 12 based on the power supply and demand prediction result performed by the analysis unit 204.
  • the first command (frequency of power network 12) is determined based on information on each electric vehicle 15 included in setting information database 202.
  • First command for requesting electric vehicle 15 to switch charging / discharging in the short term for adjustment) or second command (command for requesting electric vehicle 15 for continuous discharge for providing instantaneous power reserve to power grid 12) ) Is determined for each electric vehicle. Note that, when the power network 12 requires both frequency adjustment and provision of instantaneous reserve, the second command is determined with priority over the first command.
  • the transmission unit 206 transmits the command determined by the determination unit 205 to the electric vehicle 15 via the communication network 16 and the EVSE 14.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the ECU 131 when the electric vehicle 15 connected to the EVSE 14 participates in V2G.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the aggregator 17 when the electric vehicle 15 connected to the EVSE 14 participates in V2G.
  • FIG. 5 is a flowchart in the case where both the frequency adjustment of the power network 12 and the provision of the instantaneous reserve power to the power network 12 are required.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a change in the SOC of the battery 125 when the electric vehicle 15 participating in V2G operates in response to a command from the aggregator 17.
  • the ECU 131 includes a “frequency control SOC” having a value smaller than the SOC when the battery 125 is fully charged (full charge SOC) as the SOC threshold value of the battery 125 used when the electric vehicle 15 participates in V2G.
  • the “V2G lower limit SOC”, which is smaller than the frequency control SOC, is preset.
  • the frequency control SOC is a value set by the manufacturer of the electric vehicle 15.
  • the V2G lower limit SOC is a value at which the battery 125 can output the amount of power consumed to travel the distance preset by the driver when the electric vehicle 15 travels next time. That is, the V2G lower limit SOC is a value set by the driver of the electric vehicle 15.
  • Information indicating the frequency control SOC and information indicating the V2G lower limit SOC are sent from the wireless unit 203 of the electric vehicle 15 to the aggregator 17 every time the electric vehicle 15 is connected to the EVSE 14.
  • the ECU 131 is preset with a scheduled next traveling date and time of the electric vehicle 15 connected to the EVSE 14.
  • the next scheduled traveling date and time may be, for example, periodic date and time information such as 7:00 am on weekdays, or may be date and time information of one time such as 3:00 pm three days later.
  • the ECU 131 in which the frequency control SOC, the V2G lower limit SOC, and the next scheduled travel date and time are set derives the SOC of the battery 125 (step S100).
  • the ECU 131 determines whether or not the time difference from the current time to the next scheduled travel date and time is less than a predetermined time (step S101), and if the time difference (next scheduled travel date and time-current time) is less than the predetermined time. If it is longer than the predetermined time, the process proceeds to step S104.
  • step S103 as shown in the increase in SOC after time t103 shown in FIG. 6, the ECU 131 is bidirectional so as to charge the battery 125 with the electric power obtained from the power grid 12 until the SOC of the battery 125 reaches the fully charged SOC.
  • the charger 127 is controlled.
  • step S104 the ECU 131 transmits information indicating the SOC of the battery 125 derived in step S100 and information indicating the frequency control SOC and the V2G lower limit SOC to the aggregator 17 via the wireless unit 203.
  • step S105 determines whether or not the digital communication unit 123 has received a signal including a command from the aggregator 17 (step S105). If the command has not been received, the ECU 131 proceeds to step S107. Proceed to step S110.
  • step S107 the ECU 131 determines whether or not the SOC of the battery 125 is less than the frequency control SOC. If SOC ⁇ frequency control SOC, the process proceeds to step S109. If SOC ⁇ frequency control SOC, a series of processing is performed.
  • step S109 the ECU 131 charges the battery 125 with the electric power obtained from the power grid 12 until the SOC of the battery 125 reaches the frequency control SOC, as seen in the increase in SOC after the times t109a and t109b shown in FIG.
  • the bidirectional charger 127 is controlled.
  • step S ⁇ b> 110 the ECU 131 controls the bidirectional charger 127 so as to charge / discharge the battery 125 according to the command from the aggregator 17.
  • the wireless unit 203 receives the information transmitted from the electric vehicle 15 (step S201).
  • the determination unit 205 determines whether or not the SOC of the battery 125 is equal to or lower than the frequency control SOC (step S203). If SOC ⁇ frequency control SOC, the process proceeds to step S205, where SOC> frequency control SOC. If so, the process proceeds to step S211.
  • the determination unit 205 determines whether or not the SOC of the battery 125 is equal to or higher than the V2G lower limit SOC. If V2G lower limit SOC ⁇ SOC, the process proceeds to step S207, and if V2G lower limit SOC> SOC, step S209. Proceed to
  • step S207 since the SOC of the battery 125 of the electric vehicle 15 is within the range of the V2G lower limit SOC to the frequency control SOC, the determination unit 205 can be seen in the fluctuation of the SOC between the times t117a to t109b shown in FIG. As described above, the first command for adjusting the frequency or the second command for providing the instantaneous reserve capacity is transmitted to the electric vehicle 15 via the transmission unit 206. In step S209, the determination unit 205 transmits, to the electric vehicle 15 via the transmission unit 206, a command for charging the power storage 125 with the electric power obtained from the power grid 12 until the SOC of the power storage 125 reaches the frequency control SOC.
  • step S211 since the SOC of the battery 125 included in the electric vehicle 15 is within the range of the frequency control SOC to the full charge SOC, the determination unit 205 sends the second command for providing the instantaneous reserve power to the transmission unit 206. To the electric vehicle 15.
  • the SOC of the battery 125 is in the range from the V2G lower limit SOC to the frequency control SOC (hereinafter, “If it is within the “first range”), the aggregator 17 sends the first command for frequency adjustment or the second command for provision of instantaneous reserve to the electric vehicle 15.
  • the first range is a region hatched in FIG. 6 so that the determination unit 205 does not determine that the SOC is out of the first range due to the vertical fluctuation of the SOC caused by the charging and discharging for frequency adjustment by the battery 125.
  • hysteresis is provided at the upper limit and the lower limit, respectively. Further, if the SOC of the battery 125 is within the range of the frequency control SOC to the fully charged SOC (hereinafter referred to as “second range”), the aggregator 17 issues a second command for providing instantaneous reserve power to the electric vehicle 15. Send to.
  • the value of the frequency control SOC with respect to the full charge SOC does not exceed the full charge SOC even when charge / discharge for frequency adjustment according to the first command is performed when the SOC of the battery 125 is the frequency control SOC (conditions). 1) and is set to a low level (condition 2) where the deterioration influence degree of the battery 125 is equal to or less than a threshold value even if the charging / discharging is performed.
  • condition 2 where the deterioration influence degree of the capacitor
  • the maximum value of the SOC that can achieve the performance required when the battery 125 is charged is lower as the temperature of the battery 125 is lower. Therefore, the lower the temperature of the battery 125 detected by the temperature sensor 129, the lower the frequency control SOC is set. As described above, the ECU 131 sets the frequency control SOC corresponding to the temperature of the battery 125 while satisfying the above two conditions.
  • the charging / discharging of the battery 125 for frequency adjustment according to the first command is performed within the first range of the V2G lower limit SOC to the frequency control SOC.
  • the continuous discharge of the battery 125 for providing the instantaneous power reserve to the power grid 12 according to the second command is performed in the second range where the SOC of the battery 125 is from the V2G lower limit SOC to the fully charged SOC.
  • incentives can be efficiently performed while suppressing deterioration of the battery 125. And can contribute to the power quality of the power system including the power network 12.
  • the incentive is a profit for the owner of the electric vehicle 15 when the electric vehicle 15 buys and sells electricity by charging and discharging, and the main profit is money.
  • the frequency control SOC which is the upper limit of the first range in which charging / discharging is performed in accordance with the first command that has a large influence on the deterioration of the battery 125, is set to a value at which the deterioration influence degree is equal to or less than the threshold value. For this reason, even if charging / discharging according to the 1st command is performed, degradation of storage battery 125 can be controlled.
  • the performance required when the battery 125 is charged varies depending on the temperature of the battery 125. That is, the lower the temperature of the battery 125, the lower the maximum value of the SOC range that can ensure the performance required when the battery 125 is charged.
  • the frequency control SOC that is the upper limit of the first range in which charging and discharging according to the first command is performed is set to a smaller value as the temperature of the battery 125 is lower. For this reason, the range of SOC which charges / discharges according to a 1st instruction
  • the V2G lower limit SOC which is the lower limit value of the SOC range in which charging / discharging is performed according to the first command and the lower limit value of the SOC range in which continuous discharging is performed according to the second command, is the next time of the electric vehicle 15. It is set based on the amount of power required during travel. For this reason, if the SOC of the battery 125 decreases to the V2G lower limit SOC, the ECU 131 does not permit charging / discharging according to the first command and continuous discharging according to the second command. Therefore, it is possible to contribute to the power quality of the power system while securing the amount of power necessary for the next traveling of the electric vehicle 15.
  • the SOC of the battery 125 is continuously charged / discharged according to the first command. Since charging is performed until the frequency control SOC, which is the upper limit of the allowable range, is charged, the opportunity to contribute to the power quality of the power system increases, and incentives can be obtained efficiently.
  • the electric vehicle 15 transmits information such as the SOC of the battery 125 to the aggregator 17 wirelessly via the wireless unit 133, but may transmit the information via the digital communication unit 123 and the EVSE 14 by power line communication technology. .
  • the aggregator 17 performs the first command and the second command transmitted to the electric vehicle 15, but the function shown in FIG. 3, that is, analysis of power supply and demand prediction in the power system, frequency adjustment or instantaneous
  • the server apparatus managed by the power plant 11, the power distribution company, the government, or the administrative organization shown in FIG. 1 performs at least one operation such as determining whether or not to provide dynamic reserve power and determining a command to be performed on the electric vehicle 15. May be.
  • the server device is connected to the communication network 16 and can communicate with the aggregator 17.
  • the stationary power storage facility is connected to the power network 12 and can communicate with the aggregator 17 via the communication network 16.
  • the stationary power storage equipment has substantially the same configuration as that of the electric vehicle 15 shown in FIG. 2, and the frequency control SOC and the V2G lower limit SOC shown in FIG. 6 are set.
  • the frequency control SOC set in the stationary power storage facility is a value set by the manufacturer of the stationary power storage facility, and the V2G lower limit SOC set in the stationary power storage facility is also set by the manufacturer of the stationary power storage facility. The value to be set.
  • the V2G system has been described as an example. Since the V2G system is one of business models for realizing a smart grid, bi-directional power is transferred between the power storage device 125 mounted on the electric vehicle 15 and the power system. As in the case of facilities and the like, a battery that exchanges bidirectional power between power systems is not limited to that mounted on an electric vehicle. However, a system that transfers power between a power storage unit that is not mounted on an electric vehicle and a power system is not a V2G system in a narrow sense but is included in a smart grid system. For this reason, although the said embodiment was demonstrated to the example of V2G system, it is applicable also to a smart grid system.

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Abstract

蓄電装置は、外部の電力網との間で電力の授受が可能な蓄電器と、電力要求に応じて蓄電器の充放電を制御する制御部を備える。上記電力要求には、蓄電器から電力網に対する短期的な充放電の切り替えを要求する第１要求、及び蓄電器から電力網に対する継続的な放電を要求する第２要求が含まれる。蓄電装置における蓄電器の充放電を管理するサーバ装置が蓄電装置に行う電力要求は、蓄電器の充電状態を値の高低によって表す変数に応じて異なる。

Description

サーバ装置及び制御方法
　本発明は、蓄電器と電力系統との間で双方向の電力の授受が可能なスマートグリッドにおけるサーバ装置及び制御方法に関する。
　特許文献１には、Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）における電動車両の充放電制御が記載されている。Ｖ２Ｇは、スマートグリッドを実現するためのビジネスモデルのひとつであり、商用電力網を含む電力系統と電動車両との間で電力の融通を行うシステムである。Ｖ２Ｇでは、電動車両が移動手段として用いられない時には、この電動車両に搭載された蓄電器が、あたかも商用電力網における電力貯蔵設備の１つとして利用される。このため、Ｖ２Ｇに参加する電動車両と電力系統の間では双方向の電力の授受が行われる。Ｖ２Ｇに参加する電動車両は、電力系統における需給均衡の維持を目的とする継続的放電、又は、電力系統における周波数の安定を目的とする充放電を行う。需給均衡の維持を目的とした電動車両の継続的放電によって得られる電力は、電力系統の「瞬動予備力（Spinning Reserve）」として利用される。また、周波数の安定を目的とした電動車両の充放電よって授受される電力は、電力系統の「周波数調整（Frequency Regulation）」に利用される。いずれも電動車両が電力系統の安定化に寄与する。
米国特許出願公開第２０１５／０１３７７５２号明細書
　特許文献１に記載の充放電制御では、電動車両に搭載された蓄電器のＳＯＣ（State Of Charge）が、当該電動車両の運転者によって設定されたＳＯＣに低下するまでは、上記説明した瞬動予備力を目的とした放電を許可し、その後は周波数調整を目的とした放電を許可している。このように、蓄電器のＳＯＣが高い状態では瞬動予備力を目的とした放電を優先して行い、周波数調整を目的とした放電は蓄電器のＳＯＣが低下した状態で行われるため、蓄電器の劣化と過放電を抑制できるとの効果がある。
　しかし、商用電力網を含む電力系統における電力の需給バランスは刻々と変化する。すなわち、電力系統が瞬動予備力を必要とする状況や周波数調整が必要な状況だけでなく、電力系統に余剰電力が生じる場合もある。Ｖ２Ｇにおいては、こういった電力系統における種々の状況に対応して蓄電器の充放電を行わなければ、Ｖ２Ｇに参加する対価としての金銭などのインセンティブを効率的に得ることができない。
　また、上記説明したＶ２Ｇにおける「瞬動予備力」は、電動車両が小さくはない電流量を継続して放電することによって得られる。一方、Ｖ２Ｇにおける「周波数調整」は、電動車両が瞬間的かつ頻繁な充放電の切替を行うことによって実現される。こういった充放電の態様の違いは、一種類の蓄電器が搭載された電動車両において、蓄電器の劣化を促進するおそれがある。Ｖ２Ｇに参加することによって蓄電器が劣化すると、電動車両のオーナーはＶ２Ｇへの参加を躊躇する傾向となる。Ｖ２Ｇに参加しないと対価としての金銭などのインセンティブは得られないばかりか、結果として外部の電力系統の電力品質に多大な影響を及ぼすため、電力系統を利用する一般企業から一般家庭までに至る社会全体の不利益につながる虞がある。
　本発明の目的は、蓄電器の劣化を抑制しつつインセンティブを効率的に得ることができ、電力系統の電力品質に貢献できるサーバ装置及び制御方法を提供することである。
　上記の目的を達成するために、第１態様は、
　外部の電力網（例えば、後述の実施形態での電力網１２）との間で電力の授受が可能な蓄電器（例えば、後述の実施形態での蓄電器１２５）と、
　電力要求（例えば、後述の実施形態でのアグリゲータ１７からの指令）に応じて前記蓄電器の充放電を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１３１）と、を備えた蓄電装置における前記蓄電器の充放電を管理するサーバ装置（例えば、後述の実施形態でのアグリゲータ１７）であって、
　前記電力要求には、前記蓄電器から前記電力網に対する短期的な充放電の切り替えを要求する第１要求（例えば、後述の実施形態での第１指令）、及び前記蓄電器から前記電力網に対する継続的な放電を要求する第２要求（例えば、後述の実施形態での第２指令）が含まれ、
　前記蓄電器の充電状態を値の高低によって表す変数が、前記蓄電器が満充電であるときの上限値（例えば、後述の実施形態での満充電ＳＯＣ）より小さい第１値（例えば、後述の実施形態での周波数制御ＳＯＣ）と前記第１値より小さい第２値（例えば、後述の実施形態でのＶ２Ｇ下限ＳＯＣ）の間の値であるときは、前記蓄電装置に行う電力要求を前記第１要求又は前記第２要求に決定し、前記変数が前記上限値と前記第２値の間の値であるときは、前記蓄電装置に行う電力要求を前記第２要求に決定する決定部（例えば、後述の実施形態での決定部２０５）と、
　前記決定部が決定した電力要求を前記蓄電装置に送信する送信部（例えば、後述の実施形態での送信部２０６）と、
を備える、サーバ装置である。
　第２態様は、第１態様において、
　前記蓄電器は、輸送機器（例えば、後述の実施形態での電動車両１５）に搭載されている。
　第３態様は、第１態様又は第２態様において、
　前記決定部は、前記変数が前記第１値と前記第２値の間の値であるときは、前記第２要求を優先して決定する。
　第４態様は、第１態様から第３態様のいずれかにおいて、
　前記蓄電装置が備える前記制御部は、
　前記蓄電器の充電状態毎に、前記蓄電器が前記第１要求に応じた充放電を行った際の前記蓄電器の劣化影響度を記憶し、
　前記変数が、前記蓄電器が前記第１要求に応じた充放電を行った際の前記劣化影響度がしきい値以下となる値に前記第１値を設定する。
　第５態様は、第１態様から第４態様のいずれかにおいて、
　前記制御部は、前記蓄電器の温度に基づき前記第１値を設定する。
　第６態様は、第５態様において、
　前記制御部は、前記蓄電器の温度が低いほど前記第１値を小さな値に設定する。
　第７態様は、第２態様から第６態様のいずれかにおいて、
　前記制御部は、前記輸送機器の次回走行時に必要な電力量に基づき前記第２値を設定する。
　第８態様は、第２態様から第７態様のいずれかにおいて、
　前記制御部は、現時刻から前記輸送機器の次回走行予定日時までの時間差が所定時間以上ある場合、前記電力要求がなければ、前記変数が前記第１値になるまでの充電を前記蓄電器に許容する。
　第９態様は、
　外部の電力網（例えば、後述の実施形態での電力網１２）との間で電力の授受が可能な蓄電器（例えば、後述の実施形態での蓄電器１２５）と、
　電力要求に応じて前記蓄電器の充放電を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１３１）と、を備えた蓄電装置の制御方法であって、
　前記電力要求には、前記蓄電器から前記電力網に対する短期的な充放電の切り替えを要求する第１要求、及び前記蓄電器から前記電力網に対する継続的な放電を要求する第２要求が含まれ、
　前記蓄電器の充電状態を値の高低によって表す変数が、前記蓄電器が満充電であるときの上限値（例えば、後述の実施形態での満充電ＳＯＣ）より小さい第１値（例えば、後述の実施形態での周波数制御ＳＯＣ）と前記第１値より小さい第２値（例えば、後述の実施形態でのＶ２Ｇ下限ＳＯＣ）の間の値であるときは、前記蓄電装置に行う要求を前記第１要求又は前記第２要求に決定し、前記変数が前記上限値と前記第１値の間の値であるときは、前記蓄電装置に行う電力要求を前記第２要求に決定する、制御方法である。
　第１態様及び第９態様によれば、第１要求に応じた蓄電器の短期的な充放電の繰り返しは変数が第１値と第２値の間の範囲で行われ、第２要求に応じた蓄電器の継続的放電は変数が上限値と第２値の間の範囲で行われる。このように、態様の異なる第１要求に応じた充放電も第２要求に応じた継続的放電も、それぞれ好適な変数の範囲で行われるため、蓄電器の劣化を抑制しつつインセンティブを効率的に得ることができ、電力網を含む電力系統の電力品質に貢献できる。
　第２態様によれば、輸送機器に搭載された蓄電器に対しても、当該蓄電器の劣化を抑制しつつインセンティブを効率的に得ることができ、電力網を含む電力系統の電力品質に貢献できる。
　第３態様によれば、第２要求に応じた蓄電器の継続的放電が優先して行われるため、より効率的なインセンティブの取得が可能である。
　第４態様によれば、蓄電器の劣化に対する影響の大きな第１要求に応じた充放電が行われる範囲の上限である第１値は、劣化影響度がしきい値以下となる値に設定される。このため、第１要求に応じた充放電が行われても、蓄電器の劣化を抑制できる。
　蓄電器が充電を行う際に求められる性能は蓄電器の温度によって異なる。第５態様によれば、第１要求に応じた充放電が行われる範囲の上限である第１値は、蓄電器の温度に基づき設定される。このため、第１要求に応じた充放電を行う変数の範囲を、蓄電器の温度環境に応じた好適な範囲に設定できる。
　蓄電器の温度が低いほど、蓄電器が充電を行う際に求められる性能を担保可能な変数の範囲の最大値は低い。第６態様によれば、第１要求に応じた充放電が行われる範囲の上限である第１値は、蓄電器の温度が低いほど小さな値に設定される。このため、第１要求に応じた充放電を行う変数の範囲を、蓄電器の温度環境に応じた好適な範囲に設定できる。　　　
　第７態様によれば、第１要求に応じた充放電が行われる変数の範囲の下限値及び第２要求に応じた継続的放電が行われる変数の範囲の下限値である第２値は、輸送機器の次回走行時に必要な電力量に基づき設定される。このため、蓄電器の変数が第２値まで低下すれば、制御部は第１要求に応じた充放電も第２要求に応じた継続的放電も許容しない。したがって、輸送機器の次回走行時に必要な電力量を確保しつつ、電力系統の電力品質に貢献できる。
　第８態様によれば、輸送機器の次回走行時まで時間的な余裕がある時点で蓄電器を充電する場合には、変数が、第１要求に応じた充放電の開始も第２要求に応じた継続的放電の開始も許容される範囲の上限である第１値になるまで充電されるため、電力系統の電力品質に貢献できる機会が増大し、インセンティブを効率的に得ることができる。
Ｖ２Ｇシステムの全体構成を示す図である。 図１に示したＶ２Ｇシステムの一部を構成するＥＶＳＥ及び電動車両を示すブロック図である。 図１に示したＶ２Ｇシステムの一部を構成するアグリゲータ及び通信網を示すブロック図である。 ＥＶＳＥに接続された電動車両がＶ２Ｇに参加する際のＥＣＵの動作を示すフローチャートである。 ＥＶＳＥに接続された電動車両がＶ２Ｇに参加する際のＥＣＵの動作を示すフローチャートである。 Ｖ２Ｇに参加する電動車両がアグリゲータからの指令に応じて動作した場合の蓄電器のＳＯＣの変化の一例を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
　Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）システムは、商用電力網を含む電力系統と電動車両との間で電力の融通を行うシステムであり、電動車両が移動手段として用いられない時には、この電動車両に搭載された蓄電器が電力貯蔵設備として利用される。このため、Ｖ２Ｇに参加する電動車両と電力系統の間では双方向の電力の授受が行われる。
　Ｖ２Ｇに参加する電動車両は、電力系統の状況に応じて、電力系統における需給均衡の維持を目的とする継続的放電、又は、電力系統における周波数の安定を目的とする充放電を行う。需給均衡の維持を目的とした電動車両の継続的放電によって得られる電力は、電力系統の「瞬動予備力（Spinning Reserve）」として利用される。この瞬動予備力のための継続的放電は、特に、電力系統における電力需要の増加に伴い、需給均衡を維持するために必要とされる電力系統への電力供給を目的として行われる。また、周波数の安定を目的とした電動車両の充放電よって授受される電力は、電力系統の「周波数調整（Frequency Regulation）」に利用される。いずれも電動車両が電力系統の安定化に寄与する。
　図１は、Ｖ２Ｇシステムの全体構成を示す図である。図１に示すように、Ｖ２Ｇシステムは、火力、風力、原子力又は太陽光等のエネルギーによって発電を行う発電所１１等の電力供給家及び電力供給家が発電した電力の送電網（以下「電力網」という。）１２等から構成された電力系統と、電気を必要とし電力の供給を受けている電力需要家１３と、図示しない配電設備等を介して電力網１２に接続された外部電源装置であるＥＶＳＥ（Electric Vehicle Service Equipment）１４と、充放電可能な蓄電器を搭載したＥＶ（Electrical Vehicle）やＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）等の電動車両１５と、通信網１６と、通信網１６に接続されたＥＶＳＥ１４を介して電動車両１５が有する蓄電器の充放電を管理するアグリゲータ１７とを備える。アグリゲータ１７がＥＶＳＥ１４に接続された電動車両１５の蓄電器の充放電を管理することによって、電動車両１５から電力系統への瞬動予備力の提供又は電力系統の周波数調整が行われ、発電所１１を運営する電力会社又は電力網１２を運営する送電会社等の要求に応えることができる。
　図２は、図１に示したＶ２Ｇシステムの一部を構成するＥＶＳＥ１４及び電動車両１５を示すブロック図である。図２に示すように、ＥＶＳＥ１４は、ケーブル２１の先端に設けられたコネクタ２２と、デジタル通信部２３とを備える。また、電動車両１５は、インレット１２１と、デジタル通信部１２３と、充放電可能な蓄電器１２５と、双方向充電器１２７と、温度センサ１２９と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３１と、無線部１３３とを有した蓄電装置を備える。
　以下、ＥＶＳＥ１４の各構成要素について説明する。
　コネクタ２２は、電動車両１５のインレット１２１に接続された状態で、ＥＶＳＥ１４と電動車両１５との間で電力の授受を行う。デジタル通信部２３は、ホームゲートウェイ１８を介して通信網１６に接続され、ＥＶＳＥ１４と電動車両１５との間で授受される電気にアグリゲータ１７から得られた信号を電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）技術を用いて重畳する。このため、コネクタ２２が電動車両１５のインレット１２１に接続された状態であれば、アグリゲータ１７からの信号は電動車両１５に送られ、電動車両１５からの信号はアグリゲータ１７に送られる。
　次に、電動車両１５が備える蓄電装置の各構成要素について説明する。
　インレット１２１には、ＥＶＳＥ１４のコネクタ２２が着脱可能である。デジタル通信部１２３は、インレット１２１にＥＶＳＥ１４のコネクタ２２が装着された状態で、電力線通信技術によってＥＶＳＥ１４からの電気に重畳された信号を受信する。なお、電動車両１５とＥＶＳＥ１４との接続形態は、インレット１２１とコネクタ２２による物理的な接続に限らず、インレット１２１とコネクタ２２が接近した状態での非接触充放電のような電磁的な接続であっても良い。いずれにせよ、インレット１２１とコネクタ２２が電磁気的に接続された状態であれば、デジタル通信部１２３は、電力線通信技術を用いてＥＶＳＥ１４からの信号を受信し、ＥＶＳＥ１４への信号の送信も可能である。
　蓄電器１２５は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等といった複数の蓄電セルを有する。蓄電器１２５は、電動車両１５がＥＶＳＥ１４に接続されていない状態では、電動車両１５の駆動源である図示しない電動機等に電力を供給する。また、蓄電器１２５は、電動車両１５がＥＶＳＥ１４に接続された状態では、通信網１６及びＥＶＳＥ１４を介してアグリゲータ１７から送られた指令に応じて、電力網１２との間で電力の授受を行う。
　双方向充電器１２７は、ＥＶＳＥ１４を介して電力網１２から得られた交流電圧を直流電圧に変換する。双方向充電器１２７によって直流電圧に変換された電力は蓄電器１２５に充電される。また、双方向充電器１２７は、蓄電器１２５から放電された直流電圧を交流電圧に変換する。双方向充電器１２７によって交流電圧に変換された電力は、インレット１２１及びＥＶＳＥ１４を介して電力網１２に送られる。
　温度センサ１２９は、蓄電器１２５の温度を検出する。温度センサ１２９によって検出された温度を示す信号はＥＣＵ１３１に送られる。
　ＥＣＵ１３１は、図示しない電圧センサ及び電流センサが検出した蓄電器１２５の電圧及び入出力電流に基づき、電流積算方式又はＯＣＶ（Open Circuit Voltage：開路電圧）推定方式によって、蓄電器１２５の充電状態を値の高低（０％～１００％）によって表す変数であるＳＯＣ（State Of Charge）を導出する。また、ＥＣＵ１３１は、デジタル通信部１２３が受信したアグリゲータ１７からの信号が示す指令に応じて、双方向充電器１２７の作動を制御する。
　Ｖ２Ｇに参加する電動車両１５にアグリゲータ１７が送る指令は、電動車両１５と電力網１２との間での電力の授受に関する指令であり、電力網１２における電力品質又は電力の需給バランス等によって異なる。すなわち、当該指令は、上記説明した電力網１２の周波数調整のために短期的な充放電の切り替えを電動車両１５に要求する第１指令、又は電力網１２に上記説明した瞬動予備力を提供するための継続的放電を電動車両１５に要求する第２指令である。
　無線部１３３は、電動車両１５のＶ２Ｇへの参加又は不参加や、Ｖ２Ｇに参加する場合の積極度合、Ｖ２Ｇに参加可能な時間帯、ＥＣＵ１３１が導出した蓄電器１２５のＳＯＣ等の情報を無線でアグリゲータ１７に送信する。なお、Ｖ２Ｇへの参加又は不参加、Ｖ２Ｇに参加する場合の積極度合、及びＶ２Ｇに参加可能な時間帯は、電動車両１５の所有者によって予め設定される。また、無線部２０３は、電動車両１５がＥＶＳＥ１４に接続された状態であれば、蓄電器１２５のＳＯＣを示す情報を定期的に送信する。
　次に、アグリゲータ１７の各構成要素について説明する。
　図３は、図１に示したＶ２Ｇシステムの一部を構成するアグリゲータ１７及び通信網１６を示すブロック図である。図３に示すように、アグリゲータ１７は、電力量データベース２０１と、設定情報データベース２０２と、無線部２０３と、分析部２０４と、決定部２０５と、送信部２０６とを備える。
　電力量データベース２０１は、発電所１１を含む電力供給家が電力系統に供給する電力量及び電力系統から電力需要家１３に供給される電力量に関した過去及び現在の情報を有するデータベースである。設定情報データベース２０２は、電動車両１５毎のＶ２Ｇへの参加又は不参加、Ｖ２Ｇに参加する場合の積極度合、Ｖ２Ｇに参加可能な時間帯、及び電力系統に対する貢献度等といった情報を有するデータベースである。無線部２０３は、電動車両１５から無線で送信されたＶ２Ｇへの参加又は不参加や、Ｖ２Ｇに参加する場合の積極度合、Ｖ２Ｇに参加可能な時間帯、各電動車両１５の蓄電器１２５のＳＯＣ等の情報を受信する。無線部２０３が受信した情報は設定情報データベース２０２に格納される。
　分析部２０４は、電力量データベース２０１が有する情報を用いて電力量の時系列分析を行って、電力系統における電力の需給予測を行う。決定部２０５は、分析部２０４が行った電力の需給予測結果に基づいて、電力網１２の周波数調整の要否及び電力網１２への瞬動予備力の提供の要否を判断する。また、決定部２０５は、周波数調整及び瞬動予備力の提供の少なくとも一方を要すると判断した場合、設定情報データベース２０２が有する各電動車両１５の情報に基づいて、第１指令（電力網１２の周波数調整のために短期的な充放電の切り替えを電動車両１５に要求する第１指令）又は第２指令（電力網１２に瞬動予備力を提供するための継続的放電を電動車両１５に要求する指令）を行うかを電動車両毎に決定する。なお、電力網１２が周波数調整及び瞬動予備力の提供の双方を要する場合、第１指令よりも第２指令を優先して決定する。送信部２０６は、決定部２０５が決定した指令を、通信網１６及びＥＶＳＥ１４を介して電動車両１５に送信する。
　次に、アグリゲータ１７によって管理される電動車両１５が有する蓄電器１２５の充放電の制御について、図４～図６を参照して詳細に説明する。図４は、ＥＶＳＥ１４に接続された電動車両１５がＶ２Ｇに参加する際のＥＣＵ１３１の動作を示すフローチャートである。図５は、ＥＶＳＥ１４に接続された電動車両１５がＶ２Ｇに参加する際のアグリゲータ１７の動作を示すフローチャートである。なお、図５は、電力網１２の周波数調整及び電力網１２のへの瞬動予備力の提供の双方を要する場合のフローチャートである。図６は、Ｖ２Ｇに参加する電動車両１５がアグリゲータ１７からの指令に応じて動作した場合の蓄電器１２５のＳＯＣの変化の一例を示す図である。
　ＥＣＵ１３１には、電動車両１５がＶ２Ｇに参加する際に用いる蓄電器１２５のＳＯＣのしきい値として、蓄電器１２５が満充電であるときのＳＯＣ（満充電ＳＯＣ）より小さな値の「周波数制御ＳＯＣ」と、周波数制御ＳＯＣより小さな値の「Ｖ２Ｇ下限ＳＯＣ」とが予め設定される。周波数制御ＳＯＣは、電動車両１５の製造者によって設定される値である。Ｖ２Ｇ下限ＳＯＣは、電動車両１５の次回走行時に運転者が予め設定した距離を走行するために消費される電力量を蓄電器１２５が出力可能な値である。すなわち、Ｖ２Ｇ下限ＳＯＣは、電動車両１５の運転者によって設定される値である。周波数制御ＳＯＣを示す情報及びＶ２Ｇ下限ＳＯＣを示す情報は、電動車両１５がＥＶＳＥ１４に接続されるたびに、電動車両１５の無線部２０３からアグリゲータ１７に送られる。
　また、ＥＣＵ１３１には、ＥＶＳＥ１４に接続された電動車両１５の次回走行予定日時が予め設定される。次回走行予定日時は、例えば、平日の午前７時といった周期的な日時情報であっても、３日後の午後３時といった１回限りの日時情報であっても良い。
　ＥＶＳＥ１４に接続された電動車両１５では、図４に示すように、周波数制御ＳＯＣ、Ｖ２Ｇ下限ＳＯＣ及び次回走行予定日時が設定されたＥＣＵ１３１が蓄電器１２５のＳＯＣを導出する（ステップＳ１００）。次に、ＥＣＵ１３１は、現時刻から次回走行予定日時までの時間差が所定時間未満であるか否かを判断し（ステップＳ１０１）、上記時間差（次回走行予定日時－現時刻）が所定時間未満であればステップＳ１０３に進み、所定時間以上であればステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１３１は、図６に示す時刻ｔ１０３以降のＳＯＣの増加に見られるように、蓄電器１２５のＳＯＣが満充電ＳＯＣとなるまで電力網１２から得られる電力を蓄電器１２５に充電するよう双方向充電器１２７を制御する。
　ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１３１は、ステップＳ１００で導出した蓄電器１２５のＳＯＣを示す情報、並びに、周波数制御ＳＯＣ及びＶ２Ｇ下限ＳＯＣを示す各情報を、無線部２０３を介してアグリゲータ１７に送信する。次に、ＥＣＵ１３１は、デジタル通信部１２３がアグリゲータ１７からの指令を含む信号を受信したか否かを判断し（ステップＳ１０５）、指令を受信していない場合はステップＳ１０７に進み、受信した場合はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１３１は、蓄電器１２５のＳＯＣが周波数制御ＳＯＣ未満であるか否かを判断し、ＳＯＣ＜周波数制御ＳＯＣであればステップＳ１０９に進み、ＳＯＣ≧周波数制御ＳＯＣであれば一連の処理を終了する。ステップＳ１０９では、ＥＣＵ１３１は、図６に示す時刻ｔ１０９ａ，ｔ１０９ｂ以降のＳＯＣの増加に見られるように、蓄電器１２５のＳＯＣが周波数制御ＳＯＣとなるまで電力網１２から得られる電力を蓄電器１２５に充電するよう双方向充電器１２７を制御する。一方、ステップＳ１１０では、ＥＣＵ１３１は、アグリゲータ１７からの指令に応じた蓄電器１２５の充放電を行うよう双方向充電器１２７を制御する。
　アグリゲータ１７では、図５に示すように、電動車両１５から送信された情報を無線部２０３が受信する（ステップＳ２０１）。次に、決定部２０５は、蓄電器１２５のＳＯＣが周波数制御ＳＯＣ以下であるか否かを判断し（ステップＳ２０３）、ＳＯＣ≦周波数制御ＳＯＣであればステップＳ２０５に進み、ＳＯＣ＞周波数制御ＳＯＣであればステップＳ２１１に進む。ステップＳ２０５では、決定部２０５は、蓄電器１２５のＳＯＣがＶ２Ｇ下限ＳＯＣ以上であるか否かを判断し、Ｖ２Ｇ下限ＳＯＣ≦ＳＯＣであればステップＳ２０７に進み、Ｖ２Ｇ下限ＳＯＣ＞ＳＯＣであればステップＳ２０９に進む。
　ステップＳ２０７では、電動車両１５が有する蓄電器１２５のＳＯＣがＶ２Ｇ下限ＳＯＣ～周波数制御ＳＯＣの範囲内であるため、決定部２０５は、図６に示す時刻ｔ１１７ａ～ｔ１０９ｂの間のＳＯＣの変動に見られるように、周波数調整のための第１指令又は瞬動予備力提供のための第２指令を、送信部２０６を介して電動車両１５に送信する。ステップＳ２０９では、決定部２０５は、蓄電器１２５のＳＯＣが周波数制御ＳＯＣとなるまで電力網１２から得られる電力を蓄電器１２５に充電する指令を、送信部２０６を介して電動車両１５に送信する。ステップＳ２１１では、電動車両１５が有する蓄電器１２５のＳＯＣが周波数制御ＳＯＣ～満充電ＳＯＣの範囲内であるため、決定部２０５は、瞬動予備力提供のための第２指令を、送信部２０６を介して電動車両１５に送信する。
　このように、本実施形態では、電力網１２の周波数調整及び電力網１２のへの瞬動予備力の提供の双方を要する場合において、蓄電器１２５のＳＯＣがＶ２Ｇ下限ＳＯＣ～周波数制御ＳＯＣの範囲（以下「第１範囲」という。）内であれば、アグリゲータ１７は、周波数調整のための第１指令又は瞬動予備力提供のための第２指令を電動車両１５に送る。なお、第１範囲には、蓄電器１２５が周波数調整のための充放電を行うことによるＳＯＣの上下変動によってＳＯＣが第１範囲外であると決定部２０５が判断しないよう、図６にハッチングした領域で示すように、上限及び下限にそれぞれヒステリシスが設けられる。また、蓄電器１２５のＳＯＣが周波数制御ＳＯＣ～満充電ＳＯＣの範囲（以下「第２範囲」という。）内であれば、アグリゲータ１７は、瞬動予備力提供のための第２指令を電動車両１５に送る。
　また、満充電ＳＯＣに対する周波数制御ＳＯＣの値は、蓄電器１２５のＳＯＣが周波数制御ＳＯＣであるときに第１指令に応じた周波数調整のための充放電を行っても満充電ＳＯＣを超えない（条件１）程度に低く、かつ、当該充放電を行っても蓄電器１２５の劣化影響度がしきい値以下となる（条件２）程度に低く設定される。なお、短期的な充放電の切り替えを行う蓄電器１２５の劣化影響度は、蓄電器１２５のＳＯＣが高い程大きい。また、蓄電器１２５が充電を行う際に求められる性能を実現可能なＳＯＣ、例えば、所定電力量を連続して充電可能なＳＯＣの最大値は、蓄電器１２５の温度が低いほど低い。したがって、温度センサ１２９が検出した蓄電器１２５の温度が低い程、周波数制御ＳＯＣは低く設定される。このように、ＥＣＵ１３１は、上記２つの条件を満たし、かつ、蓄電器１２５の温度に応じた周波数制御ＳＯＣを設定する。
　以上説明したように、本実施形態によれば、第１指令に応じた周波数調整のための蓄電器１２５の充放電は、蓄電器１２５のＳＯＣがＶ２Ｇ下限ＳＯＣ～周波数制御ＳＯＣの第１範囲内で行われ、第２指令に応じた電力網１２に瞬動予備力を提供するための蓄電器１２５の継続的放電は、蓄電器１２５のＳＯＣがＶ２Ｇ下限ＳＯＣ～満充電ＳＯＣの第２範囲で行われる。このように、態様の異なる第１指令に応じた充放電も第２指令に応じた継続的放電も、それぞれ好適なＳＯＣの範囲で行われるため、蓄電器１２５の劣化を抑制しつつインセンティブを効率的に得ることができ、電力網１２を含む電力系統の電力品質に貢献できる。なお、インセンティブとは、電動車両１５が上記充放電によって売買電する際の電動車両１５の所有者にとっての利益であり、その利益の主たるものは金銭である。
　また、蓄電器１２５の劣化に対する影響の大きな第１指令に応じた充放電が行われる第１範囲の上限である周波数制御ＳＯＣは、劣化影響度がしきい値以下となる値に設定される。このため、第１指令に応じた充放電が行われても、蓄電器１２５の劣化を抑制できる。
　また、蓄電器１２５が充電を行う際に求められる性能は蓄電器１２５の温度によって異なる。すなわち、蓄電器１２５の温度が低いほど、蓄電器１２５が充電を行う際に求められる性能を担保可能なＳＯＣの範囲の最大値は低い。本実施形態では、第１指令に応じた充放電が行われる第１範囲の上限である周波数制御ＳＯＣは、蓄電器１２５の温度が低いほど小さな値に設定される。このため、第１指令に応じた充放電を行うＳＯＣの範囲を、蓄電器１２５の温度環境に応じた好適な範囲に設定できる。
　また、第１指令に応じた充放電が行われるＳＯＣの範囲の下限値及び第２指令に応じた継続的放電が行われるＳＯＣの範囲の下限値であるＶ２Ｇ下限ＳＯＣは、電動車両１５の次回走行時に必要な電力量に基づき設定される。このため、蓄電器１２５のＳＯＣがＶ２Ｇ下限ＳＯＣまで低下すれば、ＥＣＵ１３１は第１指令に応じた充放電も第２指令に応じた継続的放電も許容しない。したがって、電動車両１５の次回走行時に必要な電力量を確保しつつ、電力系統の電力品質に貢献できる。
　また、電動車両１５の次回走行時まで時間的な余裕がある時点で蓄電器１２５を充電する場合には、蓄電器１２５のＳＯＣが、第１指令に応じた充放電も第２指令に応じた継続的放電も許容される範囲の上限である周波数制御ＳＯＣになるまで充電されるため、電力系統の電力品質に貢献できる機会が増大し、インセンティブを効率的に得ることができる。
　なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、電動車両１５は、蓄電器１２５のＳＯＣ等の情報を無線部１３３を介して無線によってアグリゲータ１７に送信しているが、電力線通信技術によってデジタル通信部１２３及びＥＶＳＥ１４を介して送信しても良い。
　また、上記実施形態では、電動車両１５に送信する第１指令や第２指令をアグリゲータ１７が行うが、図３に示した機能、すなわち、電力系統における電力の需給予測の分析、周波数調整又は瞬動予備力の提供の要否の判断、及び電動車両１５に行う指令の決定といった少なくとも１つの動作を、図１に示す発電所１１や電力配電会社、政府又は行政機関が管理するサーバ装置が行っても良い。当該サーバ装置は、通信網１６に接続され、アグリゲータ１７とも通信可能である。
　また、上記実施形態では、Ｖ２Ｇに参加して電力系統との間で双方向の電力の授受を行う蓄電器１２５が電動車両１５に設けられているが、蓄電器１２５と同様の蓄電器を多数設置した定置型蓄電設備（図１参照）がＶ２Ｇに参加しても良い。この場合、定置型蓄電設備は電力網１２に接続され、かつ、通信網１６を介してアグリゲータ１７と通信可能である。定置型蓄電設備は、図２に示した電動車両１５と略同様の構成を有し、図６に示した周波数制御ＳＯＣ及びＶ２Ｇ下限ＳＯＣが設定される。定置型蓄電設備に設定される周波数制御ＳＯＣは、当該定置型蓄電設備の製造者によって設定される値であり、定置型蓄電設備に設定されるＶ２Ｇ下限ＳＯＣも当該定置型蓄電設備の製造者によって設定される値である。
　また、上記実施形態では、Ｖ２Ｇシステムを例に説明した。当該Ｖ２Ｇシステムは、スマートグリッドを実現するためのビジネスモデルのひとつであるため、電動車両１５に搭載された蓄電器１２５と電力系統の間で双方向の電力の授受を行うが、上述した定置型蓄電設備等のように、電力系統の間で双方向の電力の授受を行う蓄電器は電動車両に搭載されたものに限らない。但し、電動車両に搭載されていない蓄電器と電力系統の間の電力の授受を行うシステムは、狭義でのＶ２Ｇシステムではなく、スマートグリッドシステムに含まれる。このため、上記実施形態は、Ｖ２Ｇシステムを例に説明されているが、スマートグリッドシステムにも適用可能である。
　本出願は、2016年11月1日出願の日本特許出願（特願2016-214662）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１１　発電所
１２　電力網
１３　電力需要家
１４　ＥＶＳＥ
１５　電動車両
１６　通信網
１７　アグリゲータ
１８　ホームゲートウェイ
２１　ケーブル
２２　コネクタ
２３　デジタル通信部
１２１　インレット
１２３　デジタル通信部
１２５　蓄電器
１２７　双方向充電器
１２９　温度センサ
１３１　ＥＣＵ
１３３　無線部
２０１　電力量データベース
２０２　設定情報データベース
２０３　無線部
２０４　分析部
２０５　決定部
２０６　送信部

Claims (9)

  1. 　外部の電力網との間で電力の授受が可能な蓄電器と、
    　電力要求に応じて前記蓄電器の充放電を制御する制御部と、を備えた蓄電装置における前記蓄電器の充放電を管理するサーバ装置であって、
    　前記電力要求には、前記蓄電器から前記電力網に対する短期的な充放電の切り替えを要求する第１要求、及び前記蓄電器から前記電力網に対する継続的な放電を要求する第２要求が含まれ、
    　前記蓄電器の充電状態を値の高低によって表す変数が、前記蓄電器が満充電であるときの上限値より小さい第１値と前記第１値より小さい第２値の間の値であるときは、前記蓄電装置に行う電力要求を前記第１要求又は前記第２要求に決定し、前記変数が前記上限値と前記第１値の間の値であるときは、前記蓄電装置に行う電力要求を前記第２要求に決定する決定部と
    　前記決定部が決定した電力要求を前記蓄電装置に送信する送信部と、
    を備える、サーバ装置。
  2. 　請求項１に記載のサーバ装置であって、
    　前記蓄電器は、輸送機器に搭載されている、サーバ装置。
  3. 　請求項１又は２に記載のサーバ装置であって、
    　前記決定部は、前記変数が前記第１値と前記第２値の間の値であるときは、前記第２要求を優先して決定する、サーバ装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載のサーバ装置であって、
    　前記蓄電装置が備える前記制御部は、
    　前記蓄電器の充電状態毎に、前記蓄電器が前記第１要求に応じた充放電を行った際の前記蓄電器の劣化影響度を記憶し、
    　前記変数が、前記蓄電器が前記第１要求に応じた充放電を行った際の前記劣化影響度がしきい値以下となる値に前記第１値を設定する、サーバ装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のサーバ装置であって、
    　前記制御部は、前記蓄電器の温度に基づき前記第１値を設定する、サーバ装置。
  6. 　請求項５に記載のサーバ装置であって、
    　前記制御部は、前記蓄電器の温度が低いほど前記第１値を小さな値に設定する、サーバ装置。
  7. 　請求項２から６のいずれか１項に記載のサーバ装置であって、
    　前記制御部は、前記輸送機器の次回走行時に必要な電力量に基づき前記第２値を設定する、サーバ装置。
  8. 　請求項２から７のいずれか１項に記載のサーバ装置であって、
    　前記制御部は、現時刻から前記輸送機器の次回走行予定日時までの時間差が所定時間以上ある場合、前記電力要求がなければ、前記変数が前記第１値になるまでの充電を前記蓄電器に許容する、サーバ装置。
  9. 　外部の電力網との間で電力の授受が可能な蓄電器と、
    　電力要求に応じて前記蓄電器の充放電を制御する制御部と、を備えた蓄電装置の制御方法であって、
    　前記電力要求には、前記蓄電器から前記電力網に対する短期的な充放電の切り替えを要求する第１要求、及び前記蓄電器から前記電力網に対する継続的な放電を要求する第２要求が含まれ、
    　前記蓄電器の充電状態を値の高低によって表す変数が、前記蓄電器が満充電であるときの上限値より小さい第１値と前記第１値より小さい第２値の間の値であるときは、前記蓄電装置に行う電力要求を前記第１要求又は前記第２要求に決定し、前記変数が前記上限値と前記第１値の間の値であるときは、前記蓄電装置に行う電力要求を前記第２要求に決定する、制御方法。
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