WO2019106754A1 - 評価装置、蓄電システム、評価方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

評価装置、蓄電システム、評価方法およびコンピュータプログラム Download PDF

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WO2019106754A1
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charge
evaluation
power storage
distribution
storage device
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PCT/JP2017/042821
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山本　幸洋
寿昭 波田野
佐久間　正剛
健一 藤原
小林　武則
智広 豊崎
義行 坂本
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株式会社 東芝
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an evaluation device, a storage system, an evaluation method, and a computer program.
  • a storage system (ESS: Energy Storage System) has a charge and discharge function, and is used to improve power quality, such as stabilization of power supplied by a power system and suppression of frequency fluctuation in the power system.
  • the storage system is also used to reduce the peak usage of customers. Such storage systems are expected to expand in the future.
  • the storage system basically operates 24 hours a day / 365 days in applications of power quality improvement of the power system. For this reason, when performing deterioration evaluation of a storage system, it is desirable to perform the said deterioration evaluation, without stopping the function of a storage system.
  • the current mainstream is to estimate deterioration based on the charge and discharge history. However, at present, there is only a short-term charge / discharge history, and a state evaluation in a long-term operation such as 20 years has not been realized yet. There is also a method to estimate deterioration by monitoring the storage system and remote monitoring, but this has not been realized yet.
  • An embodiment of the present invention has an object to perform deterioration evaluation of the power storage system without stopping the function of the power storage system.
  • An evaluation device as an embodiment of the present invention includes a feature quantity calculation unit and a deterioration evaluation unit.
  • the feature amount calculation unit calculates a feature amount of the power storage device based on a voltage value measured from the power storage device that is charge-discharge controlled according to the charge / discharge command value.
  • the degradation evaluation unit derives an evaluation function of the degradation state of the power storage device according to the difference between the distribution of the charge / discharge command value and the reference distribution, and the derived evaluation function, and the calculated feature amount The deterioration state of the power storage device is evaluated based on
  • the figure which shows the electrical storage system which concerns on embodiment of this invention The figure which shows the structural example of a storage battery.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a hardware configuration according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a power storage system (ESS: Energy Storage System) 101 according to an embodiment of the present invention.
  • the storage system 101 includes a charge / discharge control unit 111, an AC / DC converter 112, a storage battery 113, and a storage battery evaluation unit 114 corresponding to the storage evaluation device according to the present embodiment.
  • the storage system 101 has a function of charging / discharging the power system according to a charge / discharge command value (power command value) from Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) 201.
  • SCADA Supervisory Control And Data Acquisition
  • the storage system 101 has a function of performing deterioration evaluation of the storage battery 113, generating ESS state information representing the state of the storage battery 113, and notifying the ESS monitoring system 202 of the generated ESS state information.
  • the storage system 101 is connected to a power system 204 via a transformer 203.
  • Transformer 203 converts the voltage of the power transmitted from power system 204 and supplies the power of the converted voltage to storage system 101. Further, transformer 203 converts the power discharged from power storage system 101 into a voltage for power system 204, and supplies the converted power to power system 204.
  • the storage system 101 is connected to the SCADA 201 via a communication network.
  • SCADA 201 regards various power storage systems (ESS) 101 existing in the area as one large ESS, and instructs charge / discharge power at each predetermined time to each ESS in large ESS. Send the command value). This controls the charge and discharge of each ESS.
  • the charge / discharge command value includes both of the command value of charge and the command value of discharge, or at least one of them.
  • the storage system 101 in FIG. 1 corresponds to one of various ESSs existing in the area.
  • SCADA 201 can be based on the individual ESS based on commands from a higher-level energy management system, such as a central electric power dispatching office of the electric power company, or from the energy management system on the distribution side (energy management system), or both of them. Control the charge and discharge of a higher-level energy management system, such as a central electric power dispatching office of the electric power company, or from the energy management system on the distribution side (energy management system), or both of them. Control the charge and discharge of
  • the storage system 101 is connected to the ESS monitoring system 202 via a communication network.
  • the ESS monitoring system 202 monitors the storage system 101 based on ESS state information provided by the storage system 101.
  • the ESS monitoring system 202 generates screen data based on the monitoring, and displays the generated screen data on a monitor.
  • the supervisor grasps the state of the ESS to be monitored by referring to the screen displayed on the monitor.
  • the ESS monitoring system 202 may control the operation of the ESS in response to the monitoring result or in response to a command from the supervisor.
  • the communication network between the storage system 101 and the ESS monitoring system 202 and the communication network between the SCADA 201 and the storage system 101 may be the same network or different networks.
  • the communication network may be a wireless network, a wired network, or a mixture of these.
  • the communication protocol may be a protocol uniquely defined for SCADA 201 or ESS 101, may be a general protocol, or may be based on a general protocol.
  • the charge and discharge control unit 111 of the storage system 101 receives a charge and discharge command value from the SCADA 201 at regular intervals.
  • the charge / discharge control unit 111 generates a charge or discharge command (charge / discharge command) for the AC / DC converter 112 based on the received charge / discharge command value.
  • the charge and discharge control unit 111 sends the generated charge and discharge command to the AC / DC converter 112. If the AC / DC converter 112 can interpret the charge / discharge command value as it is, the charge / discharge control unit 111 may send the received charge / discharge command value as it is. Further, the charge / discharge control unit 111 sends the received charge / discharge command value to the storage battery evaluation unit 114. At this time, the charge / discharge control unit 111 may convert the charge / discharge command value into a format that can be interpreted by the storage battery evaluation unit 114, and send the converted charge / discharge command value to the storage battery evaluation unit 114.
  • the AC / DC converter 112 has a function of bi-directionally converting AC power on the power system 204 side and DC power on the storage battery 113 side.
  • the AC / DC converter 112 may include a single AC / DC converter or any combination of two or more of an AC / DC converter, a DC / DC converter, and an AC / AC converter. Good.
  • an AC / DC converter and a DC / DC converter may be directly connected, or an AC / AC converter and an AC / DC converter may be directly connected, or an AC / AC converter and an AC / DC converter And the DC / DC converter may be connected in series in this order.
  • AC / DC converter 112 executes charging / discharging of storage battery 113 in response to a charging / discharging command from charging / discharging control unit 111.
  • Storage battery 113 is a storage battery capable of charging and discharging electrical energy.
  • the storage battery 113 includes, for example, one or more battery boards.
  • Each battery board is provided with one or more battery modules and one BMU (Battery Management Unit) as an example.
  • Each battery module comprises a plurality of unit cells (cells).
  • Each battery module may include one CMU (Cell Monitoring Unit: cell monitoring unit).
  • the number of battery modules provided in each battery board may be the same or different.
  • the number of cells provided in each battery module may be the same or different.
  • each battery board and each battery module may have a plurality of BMUs and CMUs.
  • Storage battery 113 discharges the power stored in the cell group to AC / DC converter 112 in response to a discharge instruction from AC / DC converter 112. Further, storage battery 113 charges the cell group with electric power in accordance with the charging instruction from AC / DC converter 112. The power to be charged is the power converted to direct current by the AC / DC converter 112.
  • the cell, the battery module, the battery board, and the storage battery are all one form of a power storage device that stores electrical energy therein.
  • an arbitrary power storage device is an object of deterioration evaluation.
  • the power storage device to be subjected to degradation evaluation may be any of a cell, a battery module, a battery board, and a storage battery. In the following description, the storage battery 113 is assumed as a power storage device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the storage battery 113. As shown in FIG. A plurality of battery boards 11 are connected in parallel. The battery boards 11 connected in parallel constitute a battery array. Each battery board 11 includes a plurality of battery modules 12. The plurality of battery modules 12 are connected in series. Each battery board 11 is provided with a BMU 13.
  • the configuration of FIG. 2 is an example, and may be another configuration.
  • a plurality of battery modules 12 may be connected in parallel or in series and parallel.
  • a plurality of battery boards 11 may be connected in series or in series and parallel.
  • the battery board 11 may include a communication unit that transmits and receives information to and from the storage battery evaluation unit 114.
  • the communication unit may be provided in the BMU 13 in the battery board 11. Further, the communication unit may be disposed at a location other than the battery board 11 in the ESS.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the battery module 12.
  • the battery module 12 includes a plurality of cells 14. A plurality of cells 14 are connected in series and parallel.
  • the configuration of FIG. 3 is an example, and other configurations are possible. For example, a plurality of cells 14 may be connected only in series or may be connected only in parallel.
  • the battery module 12 may comprise a CMU.
  • the cell 14 is a secondary battery capable of charging and discharging. Examples of secondary batteries include lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lead storage batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries and the like.
  • a measuring unit (not shown) for measuring parameters such as voltage, current and temperature is disposed for each cell.
  • a measurement unit (not shown) that measures parameters such as voltage, current, temperature and the like of the battery module is disposed.
  • a measurement unit (not shown) for measuring parameters such as voltage, current, temperature and the like of the battery board is arranged for each battery board.
  • a measurement unit (not shown) that measures parameters such as voltage, current, and temperature of the storage battery 113 is disposed for the array (storage battery 113).
  • the measurement unit may be arranged only in some of the cells instead of all of the cells. The same is true for battery modules or battery panels.
  • the measurement unit may measure parameters other than voltage, current, temperature, such as humidity, for example.
  • Storage battery 113 sends battery information on a storage device to be evaluated (here, storage battery 113 is assumed) to storage battery evaluation unit 114.
  • the battery information includes parameters (voltage, current, temperature, etc.) measured by the measurement unit for the storage battery to be evaluated.
  • the storage battery 113 may include a spare cell, a spare battery module, or a spare battery board.
  • a spare cell a spare battery module, or a spare battery board.
  • the faulty cell, the faulty battery module, or the faulty battery board can be used as a spare cell, a spare battery module, or a spare It may be switched to the failure board of.
  • Storage battery evaluation unit 114 receives battery information from storage battery 113. In addition, the storage battery evaluation unit 114 receives the charge / discharge command value from the charge / discharge control unit 111. The storage battery evaluation unit 114 evaluates the deterioration state of the storage battery to be evaluated based on the received battery information of the storage battery and the received charge / discharge command value. The storage battery evaluation unit 114 transmits, to the ESS monitoring system 202, ESS state information on the deterioration state of the storage battery.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of storage battery evaluation unit 114.
  • the storage battery evaluation unit 114 includes an information acquisition unit 150, an information storage unit 151, a battery state storage unit 152, a QV data generation unit 154, a feature amount calculation unit 155, and a deterioration evaluation unit 156.
  • the battery state storage unit 152 includes a reference database (DB) 153.
  • the deterioration evaluation unit 156 includes an evaluation function derivation unit 157, an SoH calculation unit 158, and a maintenance planning unit 159.
  • the information acquisition unit 150 is electrically connected to the storage battery 113 and receives battery information (current, voltage, temperature, etc.) from the storage battery 113.
  • Information storage unit 151 internally stores the battery information acquired by information acquisition unit 150. Time information may be added to the battery information. Alternatively, the information acquisition unit 150 may acquire time information from a clock that counts time, and may store the received battery information in association with the received time information.
  • the information acquisition unit 150 may integrate the current value of the battery information to generate data representing the charge amount of the storage battery (charge amount stored in the storage battery). The charge amount can be expressed as a ratio of the amount of charge to the capacity of the storage battery, for example, by SOC (State of Charge).
  • the information acquisition unit 150 acquires a charge / discharge command value from the charge / discharge control unit 111.
  • Information storage unit 151 internally stores the charge / discharge command value acquired by information acquisition unit 150.
  • Time information may be added to the charge / discharge command value.
  • the information acquisition unit 150 may acquire time information from a clock that counts time, and may store the time information in association with the received charge / discharge command value.
  • FIG. 5A shows a graph representing the charge / discharge command value according to time.
  • a value larger than 0 is a discharge command value, and a value smaller than 0 is a charge command value.
  • FIG. 5 (B) shows a graph representing the voltage value in the battery information as a function of time.
  • FIG. 5C shows a graph representing the current value in the battery information as a function of time. A value greater than 0 represents the discharge current, and a value less than 0 represents the charge current.
  • FIG. 6A shows a graph representing the charge amount of the storage battery as a function of time.
  • the charge amount is represented by SOC (State Of Charge).
  • SOC State Of Charge
  • the unit of SOC is%.
  • the charge amount may be 0% when the charge amount is 0, and the charge amount of the specified capacity (capacity determined by the specification) may be 100%, or the lower limit of the predetermined range may be 0% and the upper limit may be 100%. It may be defined as This graph is obtained by accumulating (integrating) the current to be charged and discharged from the charge amount at the start of charge and discharge.
  • FIG. 6B shows a graph of temperature data representing the temperature of the storage battery as a function of time.
  • the temperature may be an average of temperatures from the start of charge or discharge, or an average of temperatures up to a certain time ago.
  • Data other than those shown in FIGS. 5 and 6 may be acquired from the storage battery 113 or the charge / discharge control unit 111.
  • the QV data generation unit 154 Based on the information stored in the information storage unit 151, the QV data generation unit 154 generates QV data including a plurality of correspondence data between the charge amount and the voltage.
  • the relationship between the charge amount and the voltage may be referred to as a QV characteristic.
  • the corresponding data can be obtained, for example, by associating the charge amount (see FIG. 6A) with the voltage (FIG. 5B) in a one-to-one manner.
  • a plurality of corresponding data can be obtained by acquiring corresponding data for each sample of battery information.
  • FIG. 7A shows a graph example of QV data in which a plurality of corresponding data are plotted in a coordinate system having the charge amount (Q) and the voltage (V) as axes.
  • the charge amount is represented by SOC (%).
  • FIG. 7B shows a graph of FIG. 7A in which a predetermined charge amount range (evaluation range) 191 is set.
  • the predetermined charge amount range 191 is a range greater than 69 and less than 71 in this example.
  • the deterioration state of the storage battery can be evaluated based on the feature amount (deterioration feature amount) related to the voltage variation of the predetermined charge amount range 191. The reason will be described later.
  • the feature amount calculation unit 155 obtains the distribution of the voltage value and the frequency from the correspondence data (Q, V) belonging to the predetermined charge amount range among the QV data generated by the QV data generation unit 154. Specifically, in FIG. 7B, the distribution of the voltage value and the frequency is obtained from the corresponding data belonging to the predetermined charge amount range 191.
  • the determined distribution is called voltage distribution (V distribution).
  • V distribution As an example of the voltage distribution, for example, there is a histogram with voltage [V] on the horizontal axis and frequency (frequency) on the vertical axis.
  • the feature amount calculation unit 155 calculates statistical information such as the average and standard deviation of the obtained voltage distribution.
  • FIG. 8 shows an example of the V distribution generated from the corresponding data belonging to the predetermined charge amount range 191 (see FIG. 7B) among the QV data and the statistical information thereof.
  • the curve in the figure is a normal distribution that approximates this histogram, and it can be said that this voltage distribution has normality.
  • the average is V ⁇
  • the standard deviation is V ⁇
  • the number of samples is nV.
  • the feature amount calculation unit 155 calculates the deterioration feature amount of the storage battery based on the voltage distribution or statistical information.
  • the deterioration feature amount may be anything as long as it represents a voltage variation. One example is standard deviation or variance.
  • the feature amount calculation unit 155 provides the data of the calculated deterioration feature amount to the deterioration evaluation unit 156.
  • the deterioration evaluation unit 156 evaluates the deterioration state (State of Health: SoH) of the storage battery based on the deterioration feature amount calculated by the feature amount calculation unit 155. For this purpose, an evaluation function of the deterioration state of the storage battery is used. The evaluation function is derived by the evaluation function deriving unit 157.
  • the evaluation function includes a variable to which the degradation feature is assigned and a coefficient for the variable.
  • the evaluation function may include a constant term.
  • the constant term is also referred to as a coefficient.
  • the form of the evaluation function is, for example, a linear function or an n (n is an integer of 2 or more) order function, but is not limited to a specific one.
  • a linear function y a ⁇ x + b is assumed as the evaluation function.
  • a and b are coefficients
  • x is a variable (input variable) to which the degradation feature is assigned
  • y is a variable (output variable) to which the degradation state value is assigned.
  • the ratio of the current capacity to the initial capacity of the storage battery (current capacity / initial capacity), the value of the internal resistance, or any other type of value can be used as an index indicating the deterioration state.
  • the evaluation function deriving unit 157 specifies the charge / discharge command value belonging to the predetermined charge amount range 191 among the charge / discharge command values stored in the information storage unit 151, and determines the relationship between the specified charge / discharge command value and the frequency.
  • the indicated command value distribution (target command value distribution) is generated.
  • the charge / discharge command value belonging to the predetermined charge amount range 191 indicates that the charge amount of the storage battery 113 as a result of charge / discharge control of the charge / discharge command value is present in the predetermined charge amount range. It is the said charging / discharging command value.
  • FIG. 9 shows an example of the target command value distribution generated by the evaluation function deriving unit 157.
  • the horizontal axis is the charge / discharge command value, and the vertical axis is the frequency (frequency).
  • the charge / discharge command value having a value larger than 0 is a discharge command
  • the charge / discharge command value having a value smaller than 0 is a charge command.
  • the curve in the figure is a normal distribution that approximates this histogram, and it can be said that this histogram is normal.
  • the evaluation function deriving unit 157 calculates statistical information based on the target command value distribution. Examples of statistical information include mean, standard deviation, and number of data. The average ⁇ B, the standard deviation ⁇ B, and the number of data nB calculated from the target command value distribution are shown in FIG.
  • the battery state storage unit 152 stores a reference database 153.
  • the reference database 153 holds the coefficients of the evaluation function for a plurality of temperatures with respect to a plurality of reference distributions of charge / discharge command values (see FIG. 10 described later). That is, the coefficient of the evaluation function is registered for each reference distribution and each set of temperatures.
  • the form of the evaluation function is predetermined. In the following description, the fact that the coefficient of the evaluation function is registered in the reference database 153 may be expressed as the evaluation function is registered.
  • An evaluation function for each reference distribution and each temperature set is created in advance by measurement and registered in the reference database 153.
  • the reason why the deterioration state of the storage battery (the same applies to the battery cell, the battery module, and the battery board) can be evaluated from the deterioration characteristic amount (standard deviation etc.) regarding the variation of the voltage value belonging to the predetermined charge amount range And a method of deriving an evaluation function.
  • the current input to or output from the storage battery differs depending on the charge / discharge command value to be executed.
  • the internal resistance of the storage battery changes in accordance with the input or output current.
  • the relationship between the charge amount and the voltage is not constant (linearly linear).
  • the type of storage battery model number or material, etc.
  • the deterioration state there is a charge amount range in which a variation in voltage appears prominently in the relationship between the charge amount and the voltage (QV characteristics).
  • the measured voltage changes according to the input or output current (according to the charge / discharge command value to be executed) and according to the charge amount (SOC) at that time.
  • charge / discharge is performed at a plurality of temperatures with respect to storage batteries (storage batteries of the same type) in a plurality of degraded states using a plurality of charge / discharge command value groups of a plurality of patterns.
  • a plurality of QV data corresponding to a plurality of degradation states are acquired for each set of pattern and temperature.
  • the charge amount range in which the variation of the voltage in the QV data largely changes according to the deterioration state is commonly specified.
  • the charge amount range as a narrow range, it is possible to absorb the difference in the charge amount (SOC) of the storage battery when the charge / discharge command value is executed within the charge amount range.
  • an evaluation function for calculating a deterioration state is derived from the deterioration feature amount representing the voltage variation in the charge amount range.
  • the charge / discharge instruction group of each pattern the charge / discharge command value belonging to the charge amount range is taken as a reference command value distribution.
  • an evaluation function can be derived for each set of reference command value distribution and temperature.
  • the coefficients of the evaluation function derived in this manner are registered in the reference database 153.
  • FIG. 11 An example of the reference database 153 is shown in FIG.
  • the coefficient a and the coefficient b of the evaluation function are held for every three temperatures T (24.0 ° C., 36.0 ° C., 40.0 ° C.) with respect to the reference distribution 1, reference distribution 2 and reference distribution 3 There is.
  • statistical information of each reference distribution (here, standard deviation, average, number of data) is held.
  • the reference distributions 1 to 3 are charge / discharge command value distributions of different patterns, and FIG. 11 shows an example of the reference distributions 1 to 3.
  • the standard deviation ⁇ 1 of the reference distribution 1 is the smallest, the standard deviation ⁇ 2 of the reference distribution is the second largest, and the standard deviation ⁇ 3 of the reference distribution 3 is the largest.
  • ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are average values of the reference distributions 1, 2 and 3, respectively.
  • n1, n2 and n3 are the numbers of data of the reference distributions 1, 2 and 3, respectively.
  • FIG. 12 shows an example of an evaluation function derived for the temperatures 24.0 ° C. and 36.0 ° C. with respect to the reference distributions 1 to 3.
  • the horizontal axis is the deterioration feature amount, and the vertical axis is the deterioration state value (SoH).
  • the evaluation function is a linear function. At the same temperature, the value of the intercept (variable b) increases in the order of the reference distributions 1, 2, and 3. In the same reference distribution, the lower the temperature, the smaller the value of the slope (variable a) (the larger the absolute value). Although only two temperatures are compared here, the same tendency is seen in the case of three or more. Therefore, the evaluation function (coefficient a, coefficient b) can be estimated by interpolation (extrapolation) or extrapolation even for temperatures and reference distributions that have not been calculated.
  • the evaluation function deriving unit 157 determines the storage battery based on the deterioration feature (the standard deviation here) calculated by the feature calculation unit, the standard deviation .sigma.B of the target command value distribution, and the representative temperature of the storage battery to be evaluated.
  • the coefficient a and the coefficient b of the evaluation function used for deterioration evaluation are calculated. Specifically, based on the difference between the target command value distribution and one or more reference distributions, it is used for deterioration evaluation by performing interpolation (extrapolation) or extrapolation on the coefficients a and b of the reference distribution.
  • the coefficients a and b of the evaluation function are derived. Hereinafter, specific examples of deriving the coefficient a and the coefficient b will be shown.
  • the values of coefficient a and coefficient b to be derived are denoted as A and B, respectively.
  • the standard deviation ⁇ B of the target command value distribution is larger than the standard deviation ⁇ 1 of the reference distribution 1 and smaller than the standard deviation ⁇ 2 of the reference distribution 2.
  • the standard distribution 1 of the standard deviation ⁇ 1 smaller and closest to the standard deviation ⁇ B and the standard distribution 2 of the standard deviation ⁇ 2 larger and closest to the standard deviation ⁇ B are selected.
  • the representative temperature of the storage battery is 24.0 ° C.
  • the representative temperature of the storage battery is, as an example, an average temperature of a period to be evaluated. Alternatively, it may be an average of temperatures when voltages belonging to a predetermined charge amount range 191 are obtained.
  • Second Derivation Example In the first derivation example, it is assumed that the representative temperature of the storage battery is not registered in the reference database. As in the first derivation example, it is assumed that the standard deviation ⁇ B of the target command value distribution is larger than ⁇ 1 and smaller than ⁇ 2. However, it is assumed that the representative temperature of the storage battery is 30.0 ° C. Choose the closest temperature 24.0 ° C less than 30.0 ° C and the temperature 36.0 ° C greater than 30.0 ° C.
  • values of coefficients a and b corresponding to a temperature of 30.0 ° C. are determined by interpolation.
  • a 1-4 [(30-24) / (36-24)] (A 1-2 -A 1-1 ) + A 1-1
  • B 1-4 [(30-24) / (36-24)] (B 1-2 -B 1-1 ) + B 1-1
  • coefficient a and the coefficient b of the evaluation function used for degradation evaluation are derived by the same method as the first derivation example.
  • An example of calculation is shown below.
  • Value of coefficient a A [( ⁇ B- ⁇ 1) / ( ⁇ 2- ⁇ 1)] (A 2-4 -A 1-4 ) + A 1-4
  • Value of coefficient b B [( ⁇ B ⁇ 1) / ( ⁇ 2 ⁇ 1)] (B 2-4 ⁇ B 1-4 ) + B 1-4
  • the values of coefficient a at temperatures 24.0 ° C., 36.0 ° C., 40.0 ° C. are mapped to a coordinate system having temperature and coefficient a as axes, and an approximate function of temperature and coefficient a Ask for The graph of the approximation function may be an approximation straight line or an approximation curve.
  • the coefficient a at the representative temperature is determined by inputting the representative temperature of the storage battery (here, a temperature lower than 24.0 ° C.
  • the method of determining the coefficient b is also the same. In this method, the coefficient a and the coefficient b at the representative temperature are determined for the two specified reference distributions described above. After this, interpolation may be used as in the first example or the second example.
  • interpolation and extrapolation methods described here are merely examples, and other methods may be used.
  • difference of the standard deviation was used as a difference of object command value distribution and reference
  • the coefficient derived in the above-described embodiment may be multiplied by a value corresponding to the difference of the average value.
  • the SoH calculating unit 158 may be notified of only A and B, and the SoH calculating unit 158 may hold the form of the function.
  • the SoH calculation unit 158 evaluates the deterioration state (SoH) of the storage battery based on the deterioration feature amount calculated by the feature amount calculation unit 155 and the evaluation function derived by the evaluation function derivation unit 157.
  • FIG. 13 shows an example of the derived evaluation function.
  • This evaluation function associates the deterioration feature with the SoH.
  • the horizontal axis is the degradation feature amount, and the vertical axis is the SoH.
  • SoH is here the percentage of the current capacity / initial capacity.
  • the output Y of the function represents the SoH value.
  • Maintenance planning unit 159 relates to the deterioration state of the storage battery based on the deterioration state of the storage battery calculated by SoH calculation unit 158, or the information stored in information storage unit 151 and battery state storage unit 152, or both of them. Generate information (ESS status information). The maintenance plan unit 159 transmits the ESS state information to the ESS monitoring system 202 via the communication network.
  • the maintenance planning unit 159 may determine whether the storage battery is operable based on the storage battery degradation state, and may transmit a message according to the determination result to the ESS monitoring system 202 as ESS status information. For example, the range of the degradation state value is divided into three using threshold A and threshold B, range 1 below threshold A, range 2 greater than threshold A below threshold B and range 3 above threshold B are obtained.
  • the maintenance planning unit 159 may notify the ESS monitoring system 202 of a failure alert message.
  • the maintenance planning unit 159 determines that maintenance is necessary although the storage battery can still operate. In this case, the maintenance plan unit 159 may notify the ESS monitoring system 202 of a maintenance call message.
  • maintenance planning unit 159 determines that the storage battery is normal and can be operated in the future. In that case, the maintenance planning unit 159 may notify the ESS monitoring system 202 of a message indicating that the storage battery 113 is normal (there is no failure and there is no need for maintenance yet). Alternatively, such notification may not be performed.
  • the maintenance planning unit 159 may calculate a plurality of deterioration states by a plurality of deterioration evaluations, and determine the operation availability using the average, the median, the maximum value, or the minimum value of these deterioration states.
  • the maintenance planning unit 159 may transmit charge / discharge command value data (power command value data), voltage data, current data, charge amount data, temperature data as ESS state information. Also, voltage distribution data (voltage histogram) representing the distribution of voltage in the predetermined charge amount range described above or data of normal distribution approximating the voltage distribution may be transmitted. Further, command value distribution data representing the distribution of charge / discharge command values belonging to the predetermined charge amount range or data of normal distribution approximating the command value distribution may be transmitted. Alternatively, the derived evaluation function may be transmitted. Also, information indicating the degradation state measured this time may be transmitted. Also, QV data may be transmitted. Data other than those described herein may be transmitted.
  • the ESS monitoring system 202 receives the ESS state information from the ESS 101, and displays a screen (deterioration state evaluation screen) for evaluating the deterioration state of the storage battery on the display device based on the ESS state information. Further, when the ESS status information includes the operation availability information, an operation according to the operation availability information may be performed. For example, if the operation availability information indicates that operation is not possible, a failure alert message may be displayed on the screen. If the storage battery is operable but maintenance is required, a maintenance call message may be displayed on the screen. If the storage battery is normal, a message notifying that the storage battery is normal may be displayed on the screen.
  • a failure alert, a maintenance call, or a message sound notifying that the storage battery is normal may be output through a speaker.
  • the operating status of the ESS 101 is notified by displaying (for example, lighting) a color such as red when operation is not possible, yellow when operation is necessary, and green when the storage device is normal. You may
  • FIG. 14 shows an example of the deterioration state evaluation screen 401 displayed on the display device of the ESS monitoring system 202.
  • charge / discharge command value data power command value data
  • voltage data voltage data
  • current data current data
  • charge amount data current data
  • temperature data are displayed according to the elapsed time.
  • data of normal distribution that approximates voltage distribution and QV data are displayed.
  • data of a normal distribution that approximates the distribution of charge / discharge command values and an evaluation function used for deterioration evaluation are displayed.
  • the administrator can monitor the state of the storage battery 113 by viewing this screen.
  • a message display unit 402 for displaying various messages is disposed on the degradation state evaluation screen.
  • a message corresponding to the state of the storage battery is displayed on the message display unit 402. For example, when it is determined that the storage battery can not be operated, a failure alert message such as "the storage battery is broken" is displayed. “ ⁇ in the figure represents a state in which an arbitrary message is displayed. Note that the message may be displayed in another form such as pop-up display.
  • FIG. 15 is a flowchart of the operation of the power storage system according to the embodiment of the present invention. This operation starts at an arbitrary timing or a predetermined timing.
  • the charge / discharge control unit 111 of the storage system converts the charge / discharge command value received from the SCADA 201 into a charge / discharge command and outputs the command to the AC / DC converter 112.
  • the AC / DC converter 112 charges and discharges the storage battery 113 in accordance with the charge and discharge command.
  • the storage battery evaluation unit 114 acquires battery information such as voltage, current, and temperature measured at the time of charge and discharge, and stores the acquired battery information in the information storage unit 151 (301).
  • the QV data generation unit 154 Based on the battery information stored in the information storage unit 151, the QV data generation unit 154 generates QV data consisting of a plurality of correspondence data between the charge amount and the voltage value (302), and corresponds to a predetermined charge amount range. It is checked whether the number of data (the number of samples) is equal to or more than a predetermined value (303). If the corresponding data number is less than the predetermined value, the process returns to step 301. If the number of corresponding data is equal to or more than a predetermined value, the feature amount calculation unit 155 generates a voltage distribution that is a distribution of voltage values from the voltage values of the corresponding data within the predetermined charge amount range, and A feature amount (deterioration feature amount) related to the variation of the voltage value is calculated (304). For example, standard deviation or variance may be used as the degradation feature.
  • the storage system 101 stores the charge / discharge command value received from the SCADA 201 in the information storage unit 151 (306).
  • the evaluation function deriving unit 157 specifies the charge / discharge command value belonging to the predetermined charge amount range in the charge / discharge command value stored in the information storage unit 151, and the distribution of the specified charge / discharge command value (target command value distribution) Are generated (307).
  • the target command value distribution is generated, for example, based on the number of charge / discharge command values equal to or greater than a predetermined value.
  • the predetermined value may be the same as or different from the predetermined value in step 303.
  • the evaluation function deriving unit 157 calculates the temperature (representative temperature) of the storage battery to be evaluated (305).
  • the representative temperature may be, for example, an average temperature of a period to be evaluated, an average value of temperatures when corresponding data belonging to a predetermined charge amount range is obtained, or a temperature defined by another method.
  • the evaluation function deriving unit 157 determines, based on the reference database 153, whether there is an evaluation function that satisfies the command value condition for the target command value distribution (308).
  • the standard deviation of the target command value distribution is calculated, and the standard distribution (equivalent to the calculated standard deviation) (or a constant range in the plus direction and the minus direction with respect to the calculated standard deviation) equivalent
  • the reference distribution is registered in the reference database 153, it is determined that there is an evaluation function that satisfies the command value condition (YES in 308).
  • an evaluation function registered for a plurality of temperatures (24.0, 36.0, 40.0 ° C. in the example of FIG. 10) with respect to the equivalent reference distribution corresponds to the command value condition.
  • the evaluation function deriving unit 157 derives an evaluation function by interpolation or extrapolation (309). For example, a standard distribution of standard deviations smaller than and closest to the standard deviation of the target command value distribution and a standard distribution of standard deviation larger than the standard deviation of the target command value distribution are specified. Of the temperatures registered in the reference database 153, an evaluation function is derived for each of the two specified reference distributions that are lower than and closest to the representative temperature and higher than the representative temperature. If an evaluation function corresponding to the same temperature as the representative temperature exists for the two specified reference distributions, an evaluation function corresponding to the same temperature as the representative temperature may be selected.
  • the evaluation function deriving unit 157 determines whether there is an evaluation function satisfying the temperature condition (310). If the evaluation function corresponding to the same temperature as the representative temperature exists in the evaluation functions satisfying the command value condition (YES in 310), it is determined that the evaluation function satisfying the temperature condition exists. In this case, the evaluation function satisfying the temperature condition is an evaluation function corresponding to the representative temperature, and this evaluation function is determined as an evaluation function used for deterioration evaluation, and the process proceeds to step 312.
  • the evaluation function deriving unit 157 calculates an equivalent reference distribution from an evaluation function corresponding to a temperature lower than the representative temperature and a temperature higher than the representative temperature.
  • An evaluation function is derived by interpolation and extrapolation (S311). The evaluation function derived in step 311 is advanced to step 312 as an evaluation function used for deterioration evaluation.
  • the evaluation function deriving unit 157 calculates the coefficients of the evaluation functions based on the representative temperature.
  • the evaluation function to be used for deterioration evaluation is derived by performing interpolation and extrapolation on the basis of (311). Thereafter, the process proceeds to step 312.
  • the evaluation function deriving unit 157 uses the evaluation function by performing interpolation / extrapolation on the selected evaluation function. It suffices to derive an evaluation function. Thereafter, the process proceeds to step 312.
  • the SoH calculation unit 158 calculates the deterioration state (SoH) of the storage battery based on the evaluation function derived by the evaluation function derivation unit 157 and the deterioration feature amount calculated by the feature amount calculation unit 155 (312).
  • the maintenance planning unit 159 determines the operating state of the storage battery based on the deterioration state calculated by the SoH calculating unit 158. If the operation is possible, the process returns to step 301. If the operating status is operational but maintenance is required within the remaining life of the storage battery, a maintenance call message is sent to the ESS monitoring system 202 (314). If the predetermined end condition is satisfied, the present process may be ended. The predetermined termination condition may be, for example, when a predetermined time has elapsed, or when an administrator gives an instruction to terminate. If the operating status is not operational, a failure alert message is sent to the ESS monitoring system 310 (315).
  • FIG. 16 is a block diagram showing another configuration example of the storage battery evaluation unit.
  • An update unit 160 is added.
  • the updating unit 160 registers and updates the reference data DB 153.
  • the storage battery 113 storage batteries in a plurality of deteriorated states are prepared. Based on a predetermined charge / discharge command value, each storage battery is charged and discharged, and measurement data for each storage battery 113 is generated.
  • the information acquisition unit 150 acquires the measurement data from the storage battery 113.
  • the updating unit 160 specifies a predetermined charge amount range based on the measurement data, and generates a reference distribution. Further, an evaluation function as a reference is generated, the coefficient of the generated evaluation function is registered in the reference database 153, or the reference database 153 is updated with the coefficient.
  • the predetermined charge amount range and the reference distribution may be determined in advance.
  • the information acquisition unit 150 does not acquire measurement data generated by actually charging / discharging the storage battery, but simulates charging / discharging using a battery response model corresponding to a plurality of deterioration states. Data may be acquired. In this case, the information acquisition unit 150 obtains measurement data by executing a battery response model with a predetermined charge / discharge command value as an input. The subsequent processing is the same as described above.
  • the information acquisition unit 150 may acquire measurement data of a plurality of storage batteries in a degraded state from a device (not shown) such as another server via a communication network.
  • the update unit 160 performs the same process as described above using this measurement data.
  • the evaluation function is derived using only one representative temperature of the storage battery, but the evaluation function may be derived according to the tightening time ratio of each temperature in the evaluation target period. That is, for each temperature, the coefficients are calculated in the same manner as in the representative temperature, and the values of the calculated coefficients are weighted and summed at the time ratio of each temperature. Thereby, the coefficient used for degradation evaluation is derived. For example, temperatures T1, T2, and T3 exist in the evaluation target period, and the total time of temperature T1 is C1, the total time of temperature T2 is C2, and the total time of temperature T3 is C3.
  • the value of coefficient a calculated for T1 be AA1
  • the value of coefficient a calculated for temperature T2 be AA2
  • the value of coefficient a calculated for temperature T3 be AA3.
  • coefficient a used for evaluation is derived by AA1 ⁇ R1 + AA2 ⁇ R2 + AA3 ⁇ R3 “x” is a multiplication symbol, “+” is an addition symbol, and similarly for coefficient b used for degradation evaluation It can be derived.
  • the distribution of charge / discharge command values (power command values) belonging to a predetermined charge amount range is used as the target command value distribution, but the primary derivative (dP / dt) of the charge / discharge command values over time is used.
  • a distribution may be used.
  • the reference command value distribution may also be, for example, a distribution of first derivative with time of the charge / discharge command value. Also in the case of using the distribution of the first derivative, the same embodiment is possible by replacing the charge / discharge command value in the above description with the first derivative of the charge / discharge command value according to the time.
  • the current (charge / discharge current) input to and output from the power system 204 is continuously variable, such as frequency change suppression in the power system 204. It is possible to evaluate the battery state of the storage system 101 while operating the function as the ESS (that is, without stopping the storage system 101).
  • the evaluation function to be used for deterioration evaluation is derived to perform the deterioration evaluation. it can.
  • FIG. 17 shows an example of the hardware configuration of the storage battery evaluation unit 114 and the charge / discharge control unit 111 in the storage system according to the embodiment of the present invention.
  • the hardware configuration of FIG. 17 includes a CPU 61, an input unit 62, an output unit 63, a communication unit 64, a main storage unit 65, and an external storage unit 66, which are communicably connected to one another by a bus 67.
  • the input unit 62 acquires battery information measured by the storage battery 113 via a wiring or the like.
  • the output unit 63 outputs a charge / discharge command to the AC / DC converter 112.
  • the communication unit 64 includes a wireless or wired communication means, and communicates with the SCADA 201 and the ESS monitoring system 202 by a predetermined communication method.
  • the input unit 62, the output unit 63, and the communication unit 64 may be configured by circuits such as separate integrated circuits, or may be configured by circuits such as a single integrated circuit.
  • the external storage unit 66 includes, for example, a storage medium such as an HDD, an SSD, a memory device, a CD-R, a CD-RW, a DVD-RAM, a DVD-R, and the like.
  • the external storage unit 66 stores a program for causing the CPU 61, which is a processor, to execute the functions of the storage battery evaluation unit and the charge / discharge control unit.
  • An information storage unit 151 and a battery state storage unit 152 are also included in the external storage unit 66. Although only one external storage unit 66 is shown here, a plurality of external storage units 66 may exist.
  • the main storage unit 65 expands the control program stored in the external storage unit 66 under the control of the CPU 61, and stores data necessary at the time of execution of the program, data generated by the execution of the program, and the like.
  • the main storage unit 65 includes any memory or storage unit, such as volatile memory (DRAM, SRAM, etc.) or non-volatile memory (NAND flash memory, MRAM, etc.).
  • the control program expanded in the main storage unit 65 is executed by the CPU 61, whereby the functions of the storage battery evaluation unit 114 and the charge / discharge control unit 111 are executed.
  • 101 power storage system 114: storage battery evaluation unit 150: information acquisition unit 151: information storage unit 152: battery state storage unit 153: reference database 154: QV data generation unit 155: feature amount calculation unit 156: deterioration evaluation unit 157: evaluation function Derivation unit 158: SoH calculation unit 159: maintenance planning unit 111: charge / discharge control unit 112: AC / DC converter 113: storage battery 201: SCADA 202: ESS monitoring system 204: electric power system 203: transformer

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Abstract

［課題］蓄電システムの劣化評価を、その機能を停止させることなく行う。 ［解決手段］本発明の実施形態としての評価装置は、特徴量算出部と、劣化評価部とを備える。前記特徴量算出部は、充放電指令値に従って充放電制御される蓄電装置から測定される電圧値に基づき、前記蓄電装置の特徴量を算出する。前記劣化評価部は、前記充放電指令値の分布と基準分布との差分に応じて、前記蓄電装置の劣化状態の評価関数を導出し、導出された評価関数と、前記算出された特徴量とに基づいて、前記蓄電装置の劣化状態を評価する。

Description

評価装置、蓄電システム、評価方法およびコンピュータプログラム
　本発明の実施形態は、評価装置、蓄電システム、評価方法およびコンピュータプログラムに関する。
　蓄電システム（ＥＳＳ：Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）は充放電機能を備えており、電力系統が供給する電力の安定や、電力系統における周波数変動の抑制など、電力品質の向上のために用いられる。また、蓄電システムは、需要家のピーク使用量の削減のためにも用いられる。このような蓄電システムは、今後市場の拡大が期待されている。
　蓄電システムは、電力系統の電力品質向上の用途では、基本的に２４時間／３６５日運転稼働する。このため、蓄電システムの劣化評価を行う場合、蓄電システムの機能を停止させずに、当該劣化評価を行うことが望まれる。現状の主流は、充放電履歴に基づき劣化推定を行うものである。しかしながら、現時点では、短い期間の充放電履歴しか存在せず、２０年といった長期間にわたる運転での状態評価はまだ実現していない。また、蓄電システムのモニタリングおよび遠隔監視により劣化推定を行う方法があるが、これもまだ実現していない。車載用途や配電側用途の蓄電システムでは、稼働中の蓄電システムを停止させることができるため、蓄電システムを停止させて充放電試験を行うことで、精密な劣化評価を行うことができる。しかしながら、電力系統における電力品質向上の用途の蓄電システムでは、稼働中の蓄電システムを停止できないため、この方法は現実的ではない。
特許第６１３４４３８号
　本発明の実施形態は、蓄電システムの機能を停止させることなく、当該蓄電システムの劣化評価を行うことを目的とする。
　本発明の実施形態としての評価装置は、特徴量算出部と、劣化評価部とを備える。前記特徴量算出部は、充放電指令値に従って充放電制御される蓄電装置から測定される電圧値に基づき、前記蓄電装置の特徴量を算出する。前記劣化評価部は、前記充放電指令値の分布と基準分布との差分に応じて、前記蓄電装置の劣化状態の評価関数を導出し、導出された評価関数と、前記算出された特徴量とに基づいて、前記蓄電装置の劣化状態を評価する。
本発明の実施形態に係る蓄電システムを示す図。 蓄電池の構成例を示す図。 電池モジュールの構成の一例を示す図。 評価部の構成を示すブロック図。 充放電指令値データ、電圧データおよび電流データのグラフ例を示す図。 充電量データおよび温度データのグラフ例を示す図。 ＱＶデータの例を示す図。 電圧分布とその統計情報の例を示す図。 対象指令値分布の例を示す図。 参照データベースのデータ例を示す図。 ３つの基準分布とそれらの統計情報の例を示す図。 基準分布に対応する評価関数の具体例を示す図。 導出した評価関数の例を示す図。 劣化状態評価画面の例を示す図。 本発明の実施形態に係る蓄電システムの動作のフローチャートを示す図。 蓄電池評価部の他の構成例を示すブロック図。 本発明の実施形態に係るハードウェア構成例を示す図。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
　図１に、本発明の実施形態に係る蓄電システム（ＥＳＳ：Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）１０１を示す。蓄電システム１０１は、充放電制御部１１１と、ＡＣ／ＤＣ変換機１１２と、蓄電池１１３と、本実施形態に係る蓄電評価装置に対応する蓄電池評価部１１４とを備える。蓄電システム１０１は、ＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｎｄ　Ｄａｔａ　Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）２０１からの充放電指令値（電力指令値）に応じて、電力系統に対する充放電を行う機能を有する。また、蓄電システム１０１は、蓄電池１１３の劣化評価を行って、蓄電池１１３の状態を表すＥＳＳ状態情報を生成し、生成したＥＳＳ状態情報をＥＳＳ監視システム２０２に通知する機能を有する。
　蓄電システム１０１は、変圧器２０３を介して、電力系統２０４に接続されている。変圧器２０３は、電力系統２０４から送電される電力の電圧を変換し、変換後の電圧の電力を蓄電システム１０１に供給する。また変圧器２０３は、蓄電システム１０１から放電される電力を電力系統２０４用の電圧に変換し、変換後の電力を電力系統２０４に供給する。
　蓄電システム１０１は、通信ネットワークを介して、ＳＣＡＤＡ２０１に接続されている。ＳＣＡＤＡ２０１は、地域内に存在する様々な蓄電システム（ＥＳＳ）１０１を１つの大型ＥＳＳに見立て、大型ＥＳＳにおける個々のＥＳＳに、予め定めた時間ごとに充放電電力を指示した充放電指令値（電力指令値）を送る。これにより、個々のＥＳＳの充放電を制御する。充放電指令値は、充電の指令値および放電の指令値の両方、もしくはこれらのうちの少なくとも一方を含む。図１における蓄電システム１０１は、地域内に存在する様々なＥＳＳのうちの１つに相当する。ＳＣＡＤＡ２０１は、電力会社の中央給電指令所など、上位のエネルギー・マネジメント・システムからの指令、または配電側のエネルギー管理システム（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）からの指令、またはこれらの両方等に基づき、個々のＥＳＳの充放電を制御する。
　蓄電システム１０１は、通信ネットワークを介して、ＥＳＳ監視システム２０２に接続されている。ＥＳＳ監視システム２０２は、蓄電システム１０１から提供されるＥＳＳ状態情報に基づき、蓄電システム１０１を監視する。ＥＳＳ監視システム２０２は、監視に基づき画面データを生成し、生成した画面データをモニタに表示する。監視員は、モニタに表示された画面を参照することで、監視対象となるＥＳＳの状態を把握する。ＥＳＳ監視システム２０２は、監視結果に応じて、または監視員の指令に応じて、ＥＳＳの動作を制御してもよい。
　蓄電システム１０１およびＥＳＳ監視システム２０２間の通信ネットワーク、およびＳＣＡＤＡ２０１および蓄電システム１０１間の通信ネットワークは、同じネットワークでもよいし、異なるネットワークでもよい。通信ネットワークは、無線ネットワーク、有線ネットワーク、またはこれらの混合であってもかまわない。通信プロトコルは、ＳＣＡＤＡ２０１またはＥＳＳ１０１に対して独自に定められたプロトコルであってもよいし、汎用のプロトコルであってもよいし、汎用のプロトコルをベースとしたものであってもかまわない。
　蓄電システム１０１の充放電制御部１１１は、ＳＣＡＤＡ２０１から充放電指令値を一定時間毎に受信する。充放電制御部１１１は、受信した充放電指令値に基づき、ＡＣ／ＤＣ変換機１１２に対する充電または放電の命令（充放電命令）を生成する。充放電制御部１１１は、生成した充放電命令をＡＣ／ＤＣ変換機１１２に送る。ＡＣ／ＤＣ変換機１１２が充放電指令値をそのまま解釈可能な場合は、充放電制御部１１１は、受信した充放電指令値をそのまま送ってもよい。また、充放電制御部１１１は、受信した充放電指令値を蓄電池評価部１１４に送る。この際、充放電制御部１１１は、当該充放電指令値を蓄電池評価部１１４が解釈可能な形式に変換し、変換した充放電指令値を蓄電池評価部１１４に送ってもよい。
　ＡＣ／ＤＣ変換機１１２は、電力系統２０４側の交流電力と蓄電池１１３側の直流電力とを、双方向に変換する機能を有する。ＡＣ／ＤＣ変換機１１２は、単一のＡＣ／ＤＣコンバータを含んでもよいし、ＡＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＡＣコンバータのうちの２種類以上のコンバータを任意に接続したものでもよい。例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータを直接に接続したものでもよいし、ＡＣ／ＡＣコンバータとＡＣ／ＤＣコンバータを直接に接続したものでもよいし、ＡＣ／ＡＣコンバータとＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータとをこの順で直列に接続したものでもよい。ＡＣ／ＤＣ変換機１１２は、充放電制御部１１１からの充放電命令に応じて、蓄電池１１３に対する充放電を実行する。
　蓄電池１１３は、電気エネルギーを充電および放電可能な蓄電池である。蓄電池１１３は、例えば１つ以上の電池盤を備える。各電池盤は、一例として、１つ以上の電池モジュールと、１つのＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｕｎｉｔ：電池管理部）とを備える。各電池モジュールは、複数の単位電池（セル）を備える。各電池モジュールが、１つのＣＭＵ（Ｃｅｌｌ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：セル監視部）を備えてもよい。各電池盤が備える電池モジュールの数は、同数でも異なってもよい。各電池モジュールが備えるセルの数は、同数でも異なってもよい。また、各電池盤および各電池モジュールが備えるＢＭＵおよびＣＭＵは、複数でもよい。
　蓄電池１１３は、ＡＣ／ＤＣ変換機１１２からの放電指示に応じて、セル群に蓄電している電力をＡＣ／ＤＣ変換機１１２に放電する。また、蓄電池１１３は、ＡＣ／ＤＣ変換機１１２からの充電指示に従って、電力をセル群に充電する。充電する電力は、ＡＣ／ＤＣ変換機１１２により直流に変換された電力である。セル、電池モジュール、電池盤および蓄電池は、それぞれいずれも、電気エネルギーを内部に蓄積する蓄電装置の一形態である。本実施形態では任意の蓄電装置を劣化評価の対象とする。劣化評価の対象とする蓄電装置は、セル、電池モジュール、電池盤および蓄電池のいずれでもよい。以下の説明では、蓄電装置として蓄電池１１３を想定する。
　図２は、蓄電池１１３の構成例を示す図である。複数の電池盤１１が並列に接続されている。並列に接続された電池盤１１は、電池アレイを構成する。各電池盤１１は、複数の電池モジュール１２を備えている。複数の電池モジュール１２は、直列に接続されている。また、各電池盤１１は、ＢＭＵ１３を備えている。
　図２の構成は一例であり、他の構成でもよい。例えば、複数の電池モジュール１２が並列または直並列に接続されてもよい。また、複数の電池盤１１が、直列または直並列に接続されてもよい。電池盤１１が、蓄電池評価部１１４に対して情報を送受信する通信部を備えていてもよい。一例として、当該通信部が、電池盤１１におけるＢＭＵ１３に設けられてもよい。また、通信部が、ＥＳＳにおける電池盤１１以外の箇所に配置されていてもよい。
　図３は、電池モジュール１２の構成の一例を示す図である。電池モジュール１２は、複数のセル１４を備えている。複数のセル１４が直並列に接続されている。図３の構成は一例であり、他の構成も可能である。例えば、複数のセル１４が直列にのみ接続されてもよいし、並列にのみ接続されてもよい。電池モジュール１２がＣＭＵを備えてもよい。セル１４は、充放電が可能な２次電池である。２次電池の例として、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池などが挙げられる。
　各セルに対して、電圧、電流、温度等のパラメータを測定する測定部（図示せず）が配置されている。同様に、各電池モジュール１２に対して、電池モジュールの電圧、電流、温度等のパラメータを測定する測定部（図示せず）が配置されている。また、各電池盤に対して、電池盤の電圧、電流、温度等のパラメータを測定する測定部（図示せず）が配置されている。またアレイ（蓄電池１１３）に対して、蓄電池１１３の電圧、電流、温度等のパラメータを測定する測定部（図示せず）が配置されている。ここでは、セル、電池モジュール、電池盤、および蓄電池１１３のすべてに対して、電圧、電流、温度等を測定する測定部が配置されているとしたが、これらのうちの一部にのみ配置されていてもよい。また、すべてのセルではなく、一部のセルにのみ、測定部が配置されてもよい。このことは、電池モジュールまたは電池盤に対しても同様である。また、測定部は、例えば湿度など、電圧、電流、温度以外のパラメータを測定してもよい。
　蓄電池１１３は、評価対象となる蓄電装置（ここでは蓄電池１１３を想定）に関する電池情報を、蓄電池評価部１１４に送出する。電池情報は、評価対象となる蓄電池に対して測定部により測定されたパラメータ（電圧、電流、温度等）を含む。
　蓄電池１１３は、予備のセル、予備の電池モジュール、または予備の電池盤を備えていてもよい。この場合、故障のセル、故障の電池モジュール、または故障の電池盤が発生した場合は、当該故障したセル、故障した電池モジュール、または故障した電池盤を、予備のセル、予備の電池モジュールまたは予備の故障盤に切り換えるようになっていてもよい。
　蓄電池評価部１１４は、蓄電池１１３から電池情報を受け取る。また、蓄電池評価部１１４は、充放電制御部１１１から充放電指令値を受け取る。蓄電池評価部１１４は、受け取った蓄電池の電池情報と、受け取った充放電指令値とに基づき、評価対象の蓄電池の劣化状態を評価する。蓄電池評価部１１４は、蓄電池の劣化状態に関するＥＳＳ状態情報を、ＥＳＳ監視システム２０２に送信する。
　図４は、蓄電池評価部１１４の構成を示すブロック図である。蓄電池評価部１１４は、情報取得部１５０、情報記憶部１５１、電池状態記憶部１５２、ＱＶデータ生成部１５４、特徴量算出部１５５、および劣化評価部１５６を備える。電池状態記憶部１５２は、参照データベース（ＤＢ）１５３を備える。劣化評価部１５６は、評価関数導出部１５７、ＳｏＨ算出部１５８、およびメンテナンス計画部１５９を備える。
　情報取得部１５０は、蓄電池１１３に電気的に接続されており、蓄電池１１３から電池情報（電流、電圧、温度等）を受け取る。情報記憶部１５１は、情報取得部１５０により取得された電池情報を内部に記憶する。電池情報に時刻情報が付加されていてもよい。あるいは、情報取得部１５０は、時刻を計数する時計から時刻情報を取得して、受け取った電池情報に当該時刻情報を関連づけて記憶してもよい。情報取得部１５０は、電池情報の電流値を積分して蓄電池の充電量（蓄電池に蓄積されている電荷量）を表すデータを生成してもよい。充電量は、一例として、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）によって、蓄電池の容量に対する電荷量の割合として表すことができる。
　また、情報取得部１５０は、充放電制御部１１１から充放電指令値を取得する。情報記憶部１５１は、情報取得部１５０により取得された充放電指令値を内部に記憶する。充放電指令値に時刻情報が付加されていてもよい。あるいは、情報取得部１５０は、時刻を計数する時計から時刻情報を取得して、受け取った充放電指令値に当該時刻情報を関連づけて記憶してもよい。
　図５および図６を用いて、情報記憶部１５１に記憶されるデータの具体例を示す。
　図５（Ａ）は、充放電指令値を時間に応じて表すグラフを示す。０より大きい値が放電指令値、０より小さい値が充電指令値である。
　図５（Ｂ）は、電池情報における電圧値を時間に応じて表すグラフを示す。
　図５（Ｃ）は、電池情報における電流値を時間に応じて表すグラフを示す。０より大きい値が放電電流、０より小さな値が充電電流を表す。
　図６（Ａ）は、蓄電池の充電量を時間に応じて表すグラフを示す。ここでは充電量をＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）で表している。ＳＯＣの単位は、％としている。なお、充電量が０の場合を０％、規定容量（仕様で定められた容量）の充電量を１００％としてもよいし、予め定めた範囲の下限を０％、上限を１００％にするなどと定めてもよい。このグラフは、充放電開始時の充電量から、充放電される電流を累積（積分）することで得られる。
　図６（Ｂ）は、蓄電池の温度を時間に応じて表した温度データのグラフを示す。
温度は、充放電開始時からの温度の平均、あるいは一定時間前までの温度の平均値でもよい。
　図５および図６に示した以外のデータを、蓄電池１１３または充放電制御部１１１から取得してもよい。
　ＱＶデータ生成部１５４は、情報記憶部１５１に記憶された情報に基づき、充電量と電圧との対応データを複数含むＱＶデータを生成する。充電量と電圧との関係をＱ－Ｖ特性と呼ぶこともある。対応データは、例えば充電量（図６（Ａ）参照）を、電圧（図５（Ｂ））と一対一に対応づけることで得られる。電池情報のサンプル毎に対応データを取得することで、複数の対応データが得られる。図７（Ａ）に、複数の対応データを、充電量（Ｑ）と電圧（Ｖ）を軸とする座標系にプロットしたＱＶデータのグラフ例を示す。充電量はＳＯＣ（％）により表している。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のグラフに、所定の充電量範囲（評価範囲）１９１を設定したものである。所定の充電量範囲１９１は、この例では、６９より大きく７１未満の範囲である。所定の充電量範囲１９１の電圧のばらつきに関する特徴量（劣化特徴量）に基づき、蓄電池の劣化状態を評価できる。この理由については後述する。
　特徴量算出部１５５は、ＱＶデータ生成部１５４により生成されるＱＶデータのうち、所定の充電量範囲に属する対応データ（Ｑ、Ｖ）から、電圧値と頻度との分布を求める。具体的に、図７（Ｂ）において、所定の充電量範囲１９１に属する対応データから電圧値と頻度との分布を求める。求めた分布を、電圧分布（Ｖ分布）と呼ぶ。電圧分布の例としては、例えば横軸が電圧［Ｖ］、縦軸が頻度（度数）のヒストグラムがある。また、特徴量算出部１５５は、求めた電圧分布の平均および標準偏差等の統計情報を計算する。
　図８に、ＱＶデータのうち、所定の充電量範囲１９１（図７（Ｂ）参照）に属する対応データから生成したＶ分布とその統計情報の例を示す。図における曲線は、このヒストグラムを近似する正規分布であり、この電圧分布は正規性を有すると言える。平均はＶμ、標準偏差はＶσ、サンプル数（データ数）はｎＶである。
　特徴量算出部１５５は、電圧分布または統計情報に基づき、蓄電池の劣化特徴量を算出する。劣化特徴量は、電圧のばらつきを表現する値であれば何でもよい。一例として、標準偏差または分散がある。特徴量算出部１５５は、算出した劣化特徴量のデータを劣化評価部１５６に提供する。
　劣化評価部１５６は、特徴量算出部１５５により算出された劣化特徴量に基づき、蓄電池の劣化状態（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｈｅａｌｔｈ：ＳｏＨ）を評価する。このために、蓄電池の劣化状態の評価関数を用いる。評価関数は、評価関数導出部１５７が導出する。
　評価関数は、劣化特徴量が割り当てられる変数と、変数に対する係数とを含む。評価関数は、定数項を含んでもよい。以下では定数項も係数と称する。評価関数の形は、一例として、一次関数、あるいはｎ（ｎは２以上の整数）次関数があるが、特定のものに制限されない。以降の説明では、評価関数として、一次関数ｙ＝ａ×ｘ＋ｂを想定する。この場合、ａおよびｂが係数、ｘは劣化特徴量が割り当てられる変数（入力変数）、ｙは劣化状態値が割り当てられる変数（出力変数）を表す。劣化状態を表す指標として、例えば、当該蓄電池の初期容量に対する現在の容量の比（現在の容量／初期容量）、内部抵抗の値、またはその他の種類の値を用いることができる。
　評価関数導出部１５７は、情報記憶部１５１に記憶された充放電指令値のうち、所定の充電量範囲１９１に属する充放電指令値を特定し、特定した充放電指令値と頻度との関係を表した指令値分布（対象指令値分布）を生成する。所定の充電量範囲１９１に属する充放電指令値とは、当該充放電指令値の充放電制御の結果としての蓄電池１１３の充電量が、当該所定の充電量範囲に存在することとなったときの当該充放電指令値のことである。
　図９に、評価関数導出部１５７が生成した対象指令値分布の例を示す。横軸が充放電指令値、縦軸が頻度（度数）である。一例として、０より大きな値の充放電指令値は、放電指示であり、０より小さな値の充放電指令値は充電指示である。図における曲線は、このヒストグラムを近似する正規分布であり、このヒストグラムは正規性があるといえる。
　評価関数導出部１５７は、対象指令値分布に基づき、統計情報を計算する。統計情報の例として、平均、標準偏差、データ数等がある。対象指令値分布から計算された平均μＢ、標準偏差σＢ、データ数ｎＢが、図９に示されている。
　電池状態記憶部１５２は、参照データベース１５３を格納している。参照データベース１５３は、充放電指令値の複数の基準分布に対して、複数の温度について、評価関数の係数を保持している（後述する図１０参照）。つまり、基準分布かつ温度の組ごとに、評価関数の係数が登録されている。評価関数の形は事前に決められている。以降の説明では、参照データベース１５３に評価関数の係数が登録されていることを、評価関数が登録されていると表現する場合もある。基準分布かつ温度の組ごとの評価関数は事前に測定により作成して、参照データベース１５３に登録しておく。
　ここで、所定の充電量範囲に属する電圧値のばらつきに関する劣化特徴量（標準偏差等）から、蓄電池（電池セル、電池モジュール、電池盤の場合も同様である）の劣化状態を評価できる理由、および評価関数の導出方法について説明する。
　実行する充放電指令値に応じて、蓄電池に対して入力または出力される電流は異なる。また、蓄電池の内部抵抗は、入力または出力の電流に応じて変化する。このため、先に示した図７（Ａ）からも理解されるように、充電量と電圧との関係は一定に（一次直線に）ならない。また、蓄電池の種類（型番または材料など）および劣化状態に依存して、充電量と電圧との関係（ＱＶ特性）において、電圧のばらつきが顕著に現れる充電量範囲が存在する。さらにその範囲内でも、入力または出力される電流に応じて（実行される充放電指令値に応じて）、またそのときの充電量（ＳＯＣ）に応じて、測定される電圧は変化する。
　そこで、複数の劣化状態の蓄電池（同じ種類の蓄電池）に対して、複数のパターンの充放電指令値群を用いて、かつ複数の温度で、充放電を行う。これにより、パターンおよび温度の組ごとに、複数の劣化状態に対応する複数のＱＶデータを取得する。そして、ＱＶデータにおいて電圧のばらつきが劣化状態に応じて大きく変化する充電量範囲を共通に特定する。この際、充電量範囲を狭い範囲に特定することで、当該充電量範囲内で充放電指令値が実行されるときの蓄電池の充電量（ＳＯＣ）の相違を吸収できる。そして、パターンおよび温度の組ごとに、当該充電量範囲で電圧のばらつきを表す劣化特徴量から劣化状態を算出する評価関数（劣化評価データ）を導出する。各パターンの充放電指示群のうち、当該充電量範囲に属する充放電指令値を、基準指令値分布とする。これにより基準指令値分布および温度の組ごとに、評価関数を導出できる。このようにして導出した評価関数の係数を、参照データベース１５３に登録する。
　図１０に、参照データベース１５３の一例を示す。基準分布１、基準分布２、基準分布３に対して、３つの温度Ｔ（２４．０℃、３６．０℃、４０．０℃）ごとに、評価関数の係数ａおよび係数ｂが保持されている。また、各基準分布の統計情報（ここでは標準偏差、平均、データ数）が保持されている。評価関数は、ｙ＝ａ×ｘ＋ｂとする。基準分布１～３は、それぞれ異なるパターンの充放電指令値分布であり、図１１に基準分布１～３の例を示す。基準分布１の標準偏差σ１が最も小さく、基準分布の標準偏差σ２が次に大きく、基準分布３の標準偏差σ３が最も大きい。μ１、μ２、μ３は、基準分布１、２、３のそれぞれの平均値である。ｎ１、ｎ２、ｎ３は、基準分布１、２、３のそれぞれのデータ数である。図１０では、３つの温度が登録されているが、より多くの温度が登録されてもよい。また、隣接する温度の間隔が、図１０では１２．０および４であるが、１℃間隔、２℃間隔など、より細くてもよい。
　図１２に、基準分布１～３に対して、温度２４．０℃、３６．０℃について導出した評価関数の例を示している。横軸は劣化特徴量、縦軸は劣化状態値（ＳｏＨ）である。評価関数は、一次関数である。同じ温度では、基準分布１、２、３の順で、切片（変数ｂ）の値が大きくなっている。また、同じ基準分布では、温度が低いほど、傾き（変数ａ）の値が小さくなっている（絶対値が大きい）。ここでは２つの温度のみ比較しているが、３つ以上の場合でも同様の傾向が見られる。したがって、算出していない温度および基準分布に対しても、内挿（補間）または外挿により、評価関数（係数ａ、係数ｂ）を推定できる。
　評価関数導出部１５７は、特徴量算出部で算出された劣化特徴量（ここでは標準偏差）と、対象指令値分布の標準偏差σＢと、評価対象となる蓄電池の代表温度とに基づき、蓄電池の劣化評価に使用する評価関数の係数ａおよび係数ｂを算出する。具体的には、対象指令値分布と１つ以上の基準分布との差分に基づき、当該基準分布の係数ａおよび係数ｂに対する内挿（補間）または外挿を行うことで、劣化評価に使用する評価関数の係数ａおよび係数ｂを導出する。以下、係数ａおよび係数ｂを導出する具体例を示す。導出する係数ａおよび係数ｂの値を、それぞれＡおよびＢと表す。
　（第１の導出例）対象指令値分布の標準偏差σＢが、基準分布１の標準偏差σ１より大きく、基準分布２の標準偏差σ２より小さい場合を想定する。この場合、標準偏差σＢより小さくかつ最も近い標準偏差σ１の基準分布１と、標準偏差σＢより大きくかつ最も近い標準偏差σ２の基準分布２を選択する。また、蓄電池の代表温度は、２４．０℃であるとする。蓄電池の代表温度は、一例として、評価対象となる期間の平均温度である。あるいは、所定の充電量範囲１９１に属する電圧が得られたときの温度の平均でもよい。
　基準分布１および温度２４．０℃の組に対応する係数ａおよび係数ｂの値（Ａ１－１、Ｂ１－１）と、基準分布２および温度２４．０℃の組に対応する係数ａおよび係数ｂの値（Ａ２－１、Ｂ２－１）とを内挿（補間）することにより、劣化評価に使用する評価関数の係数ａおよび係数ｂを導出する。以下に計算例を示す。
係数ａの値Ａ＝［（σＢ－σ１）／（σ２―σ１）］（Ａ２－１－Ａ１－１）＋Ａ１－１
係数ｂの値Ｂ＝［（σＢ－σ１）／（σ２―σ１）］（Ｂ２－１－Ｂ１－１）＋Ｂ１－１
　（第２の導出例）第１の導出例において、蓄電池の代表温度が参照データベースに登録されていない場合を考える。第１の導出例と同様に、対象指令値分布の標準偏差σＢが、σ１より大きく、σ２より小さいとする。ただし、蓄電池の代表温度が３０．０℃であるとする。温度３０．０℃より小さく最も近い温度２４．０℃と、温度３０．０℃より大きくかつ最も近い温度３６．０℃とを選択する。
　この場合、まず、基準分布１について、温度３０．０℃に対応する係数ａおよび係数ｂの値（Ａ１－４、Ｂ１－４とする）を内挿により求める。
Ａ１－４＝［（３０－２４）／（３６―２４）］（Ａ１－２－Ａ１－１）＋Ａ１－１
Ｂ１－４＝［（３０－２４）／（３６―２４）］（Ｂ１－２－Ｂ１－１）＋Ｂ１－１
　同様にして、基準分布２について、温度３０．０℃に対応する係数ａおよび係数ｂの値（Ａ２－４、Ｂ２－４とする）を内挿により求める。
Ａ２－４＝［（３０－２４）／（３６―２４）］（Ａ２－２－Ａ２－１）＋Ａ２－１
Ｂ２－４＝［（３０－２４）／（３６―２４）］（Ｂ２－２－Ｂ２－１）＋Ｂ２－１
　この後は、第１の導出例と同様の方法で、劣化評価に使用する評価関数の係数ａおよび係数ｂを導出する。以下に計算例を示す。
係数ａの値Ａ＝［（σＢ－σ１）／（σ２―σ１）］（Ａ２－４－Ａ１－４）＋Ａ１－４
係数ｂの値Ｂ＝［（σＢ－σ１）／（σ２―σ１）］（Ｂ２－４－Ｂ１－４）＋Ｂ１－４
　（第３の導出例）第１の導出例および第２の導出例では内挿（補間）を用いたが、温度が２４．０より小さい場合または４０．０℃より大きい場合は、外挿を用いればよい。一例として、温度２４．０℃、３６．０℃、４０．０℃での係数ａの値を、温度と係数ａとを軸とする座標系にマッピングして、温度と係数ａとの近似関数を求める。近似関数のグラフは、近似直線または近似曲線でもよい。求めた近似関数に、蓄電池の代表温度（ここでは２４．０℃より低い温度または４０．０℃より高い温度であるとする）を入力することで、代表温度での係数ａを求める。係数ｂを求める方法も同様である。この方法で、上記の特定した２つの基準分布に対して、代表温度での係数ａおよび係数ｂを求める。この後は、第１の例または第２の例と同様に、内挿を用いればよい。
　（第４の導出例）対象指令値分布の標準偏差がσ１より小さい場合、またはσ３より大きい場合も、第３の導出例と同様、外挿を用いればよい。例えば、標準偏差σ１、σ２、σ３における温度Ｔ（２４．０、３６．０または４０．０）での係数ａの値を、標準偏差と係数ａとを軸とする座標系にマッピングして、標準偏差と係数ａとの近似関数（近似直線または近似曲線）を求める。求めた近似関数に、対象指令値分布の標準偏差（標準偏差がσ１より小さい場合またはσ３）を入力することで、劣化評価に使用する評価関数の係数ａを求めることができる。係数ｂを求める方法も同様である。
ここで説明した内挿および外挿の方法は、一例に過ぎず、他の方法を用いてもよい。また、対象指令値分布と基準分布との差として、標準偏差の差を用いたが、平均値の差を追加的に用いてもよい。例えば上述した実施形態で導出した係数に、平均値の差分に応じた値を乗算してもよい。
　評価関数導出部１５７は、算出した係数の値を設定した評価関数を生成し、生成した評価関数のデータをＳｏＨ算出部１５８に送る。評価関数がｙ＝ａｘ＋ｂで、算出した係数ａおよび係数ｂの値がＡおよびＢであれば、ｙ＝Ａ×ｘ＋Ｂの関数を、ＳｏＨ算出部１５８に送る。なお、ＳｏＨ算出部１５８にはＡおよびＢのみ通知し、関数の形は、ＳｏＨ算出部１５８が保持しておいてもよい。
　ＳｏＨ算出部１５８は、特徴量算出部１５５により算出された劣化特徴量と、評価関数導出部１５７により導出された評価関数とに基づき、蓄電池の劣化状態（ＳｏＨ）を評価する。
　図１３に、導出された評価関数の例を示す。この評価関数は、劣化特徴量とＳｏＨとを対応づけている。横軸は劣化特徴量、縦軸はＳｏＨである。ＳｏＨは、ここでは現在の容量／初期容量のパーセントである。評価関数は、関数Ｙ＝ｆ（Ｖσ６９－７１）として表現されている。関数の出力Ｙは、ＳｏＨ値を表している。Ｖσ６９－７１は、所定の充電量範囲（ここでは６９より大きく７１未満の範囲）における電圧の標準偏差を表す。特徴量算出部１５５で算出された標準偏差はＶσであるから、Ｙ＝ｆ（Ｖσ）により、劣化状態値Ｙ１を計算できる。
　メンテナンス計画部１５９は、ＳｏＨ算出部１５８により計算された蓄電池の劣化状態、または、情報記憶部１５１および電池状態記憶部１５２に記憶された情報、または、これらの両方に基づき、蓄電池の劣化状態に関する情報（ＥＳＳ状態情報）を生成する。メンテナンス計画部１５９は、ＥＳＳ状態情報を、通信ネットワークを介して、ＥＳＳ監視システム２０２に送信する。
　メンテナンス計画部１５９は、蓄電池の劣化状態に基づき、蓄電池の稼働可否を判断し、判断結果に応じたメッセージを、ＥＳＳ状態情報として、ＥＳＳ監視システム２０２に送信してもよい。例えば劣化状態の値の範囲を、閾値Ａおよび閾値Ｂを用いて３つに区切り、閾値Ａ以下の範囲１、閾値Ａより大きく閾値Ｂ以下の範囲２、閾値Ｂ以上の範囲３を得る。
　蓄電池の劣化状態が範囲１に属する場合は、これ以上の蓄電池の稼働は不可（すなわち、蓄電池は寿命を迎えた）と判断する。この場合、メンテナンス計画部１５９は、故障アラートのメッセージを、ＥＳＳ監視システム２０２に通知してもよい。
　劣化状態が範囲２に属する場合は、メンテナンス計画部１５９は、蓄電池がまだ稼働は可能であるものの、メンテナンスが必要であると判断する。この場合、メンテナンス計画部１５９は、メンテナンス・コールのメッセージをＥＳＳ監視システム２０２に通知してもよい。
　メンテナンス計画部１５９は、劣化状態が範囲３に属する場合は、蓄電池は正常であり、今後も稼働可能であると判断する。その場合、メンテナンス計画部１５９は、蓄電池１１３が正常である（故障はなく、メンテナンスの必要もまだない）旨のメッセージを、ＥＳＳ監視システム２０２に通知してもよい。あるいは、そのような通知を行わなくてもよい。
　メンテナンス計画部１５９は、複数回の劣化評価により複数の劣化状態を算出し、これらの劣化状態の平均、中央値、最大値、または最小値を利用して、稼働可否を判断してもよい。
　メンテナンス計画部１５９は、ＥＳＳ状態情報として、充放電指令値データ（電力指令値データ）、電圧データ、電流データ、充電量データ、温度データを送信してもよい。また、上記した所定の充電量範囲における電圧の分布を表す電圧分布データ（電圧ヒストグラム）または当該電圧分布を近似する正規分布のデータを送信してもよい。また上記所定の充電量範囲に属する充放電指令値の分布を表す指令値分布データ、または当該指令値分布を近似する正規分布のデータを送信してもよい。また、導出した評価関数を送信してもよい。また今回測定された劣化状態を示す情報を送信してもよい。また、ＱＶデータを送信してもよい。ここで述べた以外のデータを送信してもよい。
　ＥＳＳ監視システム２０２は、ＥＳＳ１０１からＥＳＳ状態情報を受信し、ＥＳＳ状態情報に基づき、蓄電池の劣化状態を評価するための画面（劣化状態評価画面）を表示装置に表示する。また、ＥＳＳ状態情報に稼働可否情報が含まれているとき、当該稼働可否情報に応じた動作を行ってもよい。例えば稼働可否情報が稼働不可を示す場合は、故障アラートのメッセージを当該画面に表示してもよい。蓄電池が稼働可能であるものの、メンテナンスが必要である場合は、メンテナンス・コールのメッセージを画面に表示してもよい。蓄電池が正常である場合は、蓄電池の正常を通知するメッセージを画面に表示してもよい。画面への表示の他、スピーカを介して故障アラート、メンテナンス・コール、または蓄電池の正常を通知するメッセージ音を出力してもよい。また稼働不可は赤色、稼働可能であるがメンテナンスが必要な場合は黄色、および蓄蓄装置が正常な場合は緑色など、画面に色を表示（例えば点灯）させることで、ＥＳＳ１０１の稼働状態を通知してもよい。
　図１４に、ＥＳＳ監視システム２０２の表示装置に表示される劣化状態評価画面４０１の例を示す。この画面の左側には、充放電指令値データ（電力指令値データ）、電圧データ、電流データ、充電量データ、温度データがそれぞれ経過時間に応じて表示されている。また、中央には、電圧分布を近似する正規分布のデータと、ＱＶデータが表示されている。また右側には、充放電指令値の分布を近似する正規分布のデータと、劣化評価に使用した評価関数が表示されている。管理者は、この画面を見ることで、蓄電池１１３の状態を監視できる。劣化状態評価画面に、各種のメッセージを表示するメッセージ表示部４０２が配置されている。蓄電池の状態に応じたメッセージをメッセージ表示部４０２に表示する。例えば蓄電池が稼働不可と判断された場合には、「蓄電池は故障しています」など、故障アラートのメッセージを表示する。図における「・・・・」は、任意のメッセージが表示されている状態を表現している。なお、メッセージは、ポップアップ表示など、別の形態で表示されてもよい。
　図１５は、本発明の実施形態に係る蓄電システムの動作のフローチャートである。本動作は、任意のタイミングまたは予め定めたタイミングで開始する。
　蓄電システムの充放電制御部１１１は、ＳＣＡＤＡ２０１から受信する充放電指令値を充放電命令に変換してＡＣ／ＤＣ変換機１１２に出力する。ＡＣ／ＤＣ変換機１１２は当該充放電命令に従って、蓄電池１１３を充放電させる。蓄電池評価部１１４は、充放電時に測定される電圧、電流、温度等の電池情報を取得し、取得した電池情報を情報記憶部１５１に記憶する（３０１）。
　ＱＶデータ生成部１５４は、情報記憶部１５１に記憶された電池情報に基づき、充電量と電圧値との複数の対応データからなるＱＶデータを生成し（３０２）、所定の充電量範囲に属する対応データ数（サンプル数）が所定値以上かを検査する（３０３）。対応データ数が所定値未満の場合は、ステップ３０１に戻る。対応データ数が所定値以上の場合は、特徴量算出部１５５が、上記の所定の充電量範囲内の対応データの電圧値から、電圧値の分布である電圧分布を生成し、当該電圧分布から、電圧値のばらつきに関する特徴量（劣化特徴量）を算出する（３０４）。劣化特徴量として例えば、標準偏差または分散等がある。
　一方、蓄電システム１０１は、ＳＣＡＤＡ２０１から受信する充放電指令値を情報記憶部１５１に蓄積する（３０６）。評価関数導出部１５７は、情報記憶部１５１に蓄積された充放電指令値において、所定の充電量範囲に属する充放電指令値を特定し、特定した充放電指令値の分布（対象指令値分布）を生成する（３０７）。対象指令値分布は、一例として、所定値以上の個数の充放電指令値に基づいて生成する。所定値は、ステップ３０３の所定値と同じ値でも、これとは異なった値でもよい。
　評価関数導出部１５７は、評価対象となる蓄電池の温度（代表温度）を算出する（３０５）。代表温度は、例えば評価対象期間の平均温度でもよいし、所定の充電量範囲に属する対応データが得られたときの温度の平均値でもよいし、その他の方法で定義した温度でもよい。
　評価関数導出部１５７は、参照データベース１５３に基づき、対象指令値分布に対して、指令値条件を満たす評価関数が存在するかを判断する（３０８）。一例として、対象指令値分布の標準偏差を計算し、計算した標準偏差と同じ値（もしくは計算した標準偏差に対してプラス方向およびマイナス方向に一定の範囲）の標準偏差をもつ基準分布（等価な基準分布と呼ぶ）が参照データベース１５３に登録されている場合は、指令値条件を満たす評価関数が存在すると判断する（３０８のＹＥＳ）。具体的には、当該等価な基準分布に対して複数の温度（図１０の例では２４．０、３６．０、４０．０℃）に対して登録されている評価関数が、指令値条件を満たす評価関数に該当する。あるいは別の方法として、２つの分布間の等価性を判断する方法の１つである二標本ｔ検定（パラメトリック法）を用いて、対象指令値分布について基準分布１~３との等価性を判断し、等価な基準分布が存在する場合、指令値条件を満たす評価関数が存在すると判断する。具体的には、当該等価な基準分布に対して複数の温度ごとに登録された評価関数が、指令値条件を満たす評価関数に該当する。
　評価関数導出部１５７は、指令値条件を満たす評価関数が存在しない場合は（３０８のＮＯ）、内挿または外挿により、評価関数を導出する（３０９）。例えば対象指令値分布の標準偏差より小さくかつ最も近い標準偏差の基準分布と、対象指令値分布の標準偏差より大きくかつ最も近い標準偏差の基準分布とを特定する。特定した２つの基準分布について、参照データベース１５３に登録されている温度のうち、代表温度より低くかつ最も近い温度と、代表温度より高くかつ最も近い温度のそれぞれについて、評価関数を導出する。特定した２つの基準分布について、代表温度と同じ温度に対応する評価関数が存在する場合は、代表温度と同じ温度に対応する評価関数を選択すればよい。
　評価関数導出部１５７は、指令値条件を満たす評価関数のうち、温度条件を満たす評価関数が存在するかを判断する（３１０）。指令値条件を満たす評価関数の中に、代表温度と同じ温度に対応する評価関数が存在すれば（３１０のＹＥＳ）、温度条件を満たす評価関数が存在すると判断する。この場合、温度条件を満たす評価関数は、代表温度に対応する評価関数であり、この評価関数を、劣化評価に使用する評価関数として決定し、ステップ３１２に進む。
　評価関数導出部１５７は、指令値条件を満たす評価関数のうち、温度条件を満たす評価関数が存在しない場合（３１０）、等価基準分布について代表温度より低い温度および高い温度に対応する評価関数から、内挿・外挿により、評価関数を導出する（Ｓ３１１）。ステップ３１１で導出した評価関数を、劣化評価に使用する評価関数として、ステップ３１２に進む。
　評価関数導出部１５７は、上述したステップ３０９において、上記特定した２つの基準分布について、上記低い温度と高い温度とについて評価関数が導出された場合は、代表温度に基づき、これらの評価関数の係数に対して内挿・外挿を行うことにより、劣化評価に使用する評価関数を導出する（３１１）。この後、ステップ３１２に進む。
　評価関数導出部１５７は、上記特定した２つの基準分布について、代表温度と同じ温度の評価関数を選択した場合、選択した評価関数への内挿・外挿を行うことにより、劣化評価に使用する評価関数を導出すればよい。この後、ステップ３１２に進む。
　ＳｏＨ算出部１５８は、評価関数導出部１５７により導出された評価関数と、特徴量算出部１５５により算出された劣化特徴量とに基づき、蓄電池の劣化状態（ＳｏＨ）を算出する（３１２）。
　メンテナンス計画部１５９は、ＳｏＨ算出部１５８で算出された劣化状態に基づき、蓄電池の稼働状態を判断する。稼働可であれば、ステップ３０１に戻る。稼働状態が稼働可であるが、蓄電池の余寿命期間内にメンテナンスの必要がある場合は、メンテナンス・コールのメッセージをＥＳＳ監視システム２０２に送信する（３１４）。所定の終了条件が成立した場合は、本処理を終了してもよい。所定の終了条件としては、予め定めた時間が経過した場合や、管理者から終了指示が与えられた場合などがある。稼働状態が稼働不可のときは、故障アラートのメッセージをＥＳＳ監視システム３１０に送信する（３１５）。
　図１６は、蓄電池評価部の他の構成例を示すブロック図である。更新部１６０が追加されている。更新部１６０は、参照データＤＢ１５３の登録および更新を行う。
　蓄電池１１３として、複数の劣化状態の蓄電池を用意する。所定の充放電指令値に基づき、それぞれの蓄電池で充放電を行い、蓄電池１１３ごとの計測データを生成する。情報取得部１５０は、蓄電池１１３から当該計測データを取得する。更新部１６０は、計測データに基づいて、所定の充電量範囲を特定し、基準分布を生成する。また、基準となる評価関数を生成し、生成した評価関数の係数を参照データベース１５３に登録、または当該係数により参照データベース１５３を更新する。なお、所定の充電量範囲および基準分布は事前に決められていても良い。
　情報取得部１５０は、蓄電池を実際に充放電することで生成された計測データを取得するのではなく、複数の劣化状態に対応する電池応答モデルを用いて、充放電を模擬することで、計測データを取得してもよい。この場合、情報取得部１５０は、所定の充放電指令値を入力として、電池応答モデルを実行することで、計測データを得る。この後の処理は、上記と同様である。
　情報取得部１５０は、複数の劣化状態の蓄電池の計測データを、通信ネットワークを介して他のサーバ等の装置（図示せず）から取得してもよい。更新部１６０は、この計測データを用いて、上記と同様の処理を行う。
（変形例１）
　上述した実施形態では、蓄電池の代表温度を１つのみ用いて評価関数を導出したが、評価対象期間における各温度の締める時間比率に応じて、評価関数を導出してもよい。つまり各温度について、代表温度の場合と同様にして、係数を算出し、算出した係数の値を、各温度の時間比率で重み付け合計する。これにより、劣化評価に使用する係数を導出する。例えば評価対象期間において温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が存在し、温度Ｔ１の合計時間がＣ１、温度Ｔ２の合計時間がＣ２、温度Ｔ３の合計時間がＣ３とする。温度Ｔ１の時間比率がＲ１（＝Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）、温度Ｔ２の時間比率がＲ２（＝Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３））、温度Ｔ３の時間比率がＲ３（＝Ｃ３／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３））とする。温度Ｔ１に対して算出された係数ａの値がＡＡ１、温度Ｔ２に対して算出された係数ａの値がＡＡ２、温度Ｔ３に対して算出された係数ａの値がＡＡ３とする。このとき、劣化評価に使用する係数ａの値は、ＡＡ１×Ｒ１＋ＡＡ２×Ｒ２＋ＡＡ３×Ｒ３により導出される。“×”は乗算記号、“＋”は加算記号である。劣化評価に使用する係数ｂについても同様にして導出できる。
　（変形例２）
　本実施形態では、対象指令値分布として、所定の充電量範囲に属する充放電指令値（電力指令値）の分布を用いたが、充放電指令値の時間による一次微分値（ｄＰ／ｄｔ）の分布を用いてもよい。この場合、基準指令値分布も、例えば充放電指令値の時間による一次微分の分布とすればよい。一次微分値の分布を用いる場合も、これまでの説明における充放電指令値を、充放電指令値の時間による一次微分値と読み替えることで、同様の実施形態が可能である。
　以上、本発明の実施形態によれば、電力系統２０４の周波数変動抑制など、電力系統２０４に対して入出力する電流（充放電電流）が連続的に可変する蓄電システム１０１において、周波数変動抑制などＥＳＳとしての機能を稼働させつつ（すなわち蓄電システム１０１を停止させることなく）、蓄電システム１０１の電池状態を評価することが可能となる。
　また、本発明の実施形態によれば、対象指令値分布が事前に登録されている基準分布と異なる場合であっても、劣化評価に使用する評価関数を導出して、劣化評価を行うことができる。
　図１７は、本発明の実施形態に係る蓄電システムにおける蓄電池評価部１１４および充放電制御部１１１のハードウェア構成例を示す。図１７のハードウェア構成は、ＣＰＵ６１、入力部６２、出力部６３、通信部６４、主記憶部６５、外部記憶部６６を備え、これらはバス６７により相互に通信可能に接続される。
　入力部６２は、蓄電池１１３で測定された電池情報を配線等を介して取得する。出力部６３は、ＡＣ／ＤＣ変換機１１２に充放電命令を出力する。通信部６４は、無線または有線の通信手段を含み、ＳＣＡＤＡ２０１およびＥＳＳ監視システム２０２と、それぞれ所定の通信方式で通信を行う。入力部６２、出力部６３および通信部６４は、それぞれ別個の集積回路等の回路で構成されていてもよいし、単一の集積回路等の回路で構成されてもよい。
　外部記憶部６６は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ、メモリ装置、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－Ｒ等の記憶媒体等を含む。外部記憶部６６は、蓄電池評価部および充放電制御部の機能を、プロセッサであるＣＰＵ６１に実行させるためのプログラムを記憶している。また、情報記憶部１５１および電池状態記憶部１５２も、外部記憶部６６に含まれる。ここでは、外部記憶部６６を１つのみ示しているが、複数存在しても構わない。
　主記憶部６５は、ＣＰＵ６１による制御の下で、外部記憶部６６に記憶された制御プログラムを展開し、当該プログラムの実行時に必要なデータ、当該プログラムの実行により生じたデータ等を記憶する。主記憶部６５は、例えば揮発性メモリ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等）または不揮発性メモリ（ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＭＲＡＭ等）など、任意のメモリまたは記憶部を含む。主記憶部６５に展開された制御プログラムがＣＰＵ６１により実行されることで、蓄電池評価部１１４および充放電制御部１１１の機能が実行される。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０１：蓄電システム
１１４：蓄電池評価部
１５０：情報取得部
１５１：情報記憶部
１５２：電池状態記憶部
１５３：参照データベース
１５４：ＱＶデータ生成部
１５５：特徴量算出部
１５６：劣化評価部
１５７：評価関数導出部
１５８：ＳｏＨ算出部
１５９：メンテナンス計画部
１１１：充放電制御部
１１２：ＡＣ／ＤＣ変換機
１１３：蓄電池
２０１：ＳＣＡＤＡ
２０２：ＥＳＳ監視システム
２０４：電力系統
２０３：変圧器

Claims (15)

  1. 　充放電指令値に従って充放電制御される蓄電装置から測定される電圧値に基づき、前記蓄電装置の特徴量を算出する特徴量算出部と、
    　前記充放電指令値の分布と基準分布との差分に応じて、前記蓄電装置の劣化状態の評価関数を導出し、導出された評価関数と、前記算出された特徴量とに基づいて、前記蓄電装置の劣化状態を評価する劣化評価部と、
    　を備えた評価装置。
  2. 　前記劣化評価部は、前記充放電指令値の分布と前記基準分布との前記差分に応じて係数を導出し、前記特徴量が割り当てられる変数と、導出した係数とを含む評価関数を用いて、前記蓄電装置の劣化状態を評価する
    　請求項１に記載の評価装置。
  3. 　複数の基準分布に対して、係数を保持した参照データベースを備え、
    　前記劣化評価部は、前記充放電指令値の分布に基づき１つまたは複数の前記基準分布を選択し、選択した基準分布に対応する前記係数に対し内挿または外挿を行うことにより、前記評価関数の係数を算出する
    　請求項１ないし２のいずれか一項に記載の評価装置。
  4. 　前記参照データベースは、前記複数の基準分布および複数の基準温度との複数の組に対して前記係数を保持し、
    　前記劣化評価部は、前記蓄電装置の温度に基づき前記複数の基準温度から１つまたは複数の基準温度を選択し、前記選択した基準分布および前記選択した基準温度との１つまたは複数の組に対応する前記係数に対し内挿または外挿を行うことにより、前記評価関数の係数を算出する
    　請求項３に記載の評価装置。
  5. 　前記充放電指令値の分布と基準分布との差分は、前記充放電指令値のばらつきと前記基準分布のばらつきとの差分を含む
    　請求項１ないし４のいずれか一項に記載の評価装置。
  6. 　前記特徴量算出部は、前記充放電指令値に従った前記充放電制御により第１充電量範囲に属する前記蓄電装置の充電量が得られた場合に前記蓄電装置の前記充電量に対応する前記蓄電装置の電圧値を特定し、特定した電圧値に基づいて、前記蓄電装置の特徴量を算出する
    　請求項１ないし５のいずれか一項に記載の評価装置。
  7. 　前記特徴量は、前記電圧値のばらつきを表す値である
    　請求項６に記載の評価装置。
  8. 　充放電指令値に基づき、複数の劣化状態の蓄電装置を用いて充放電を行った計測データを取得する取得部と、
    　前記計測データに基づいて、前記係数を生成し、生成した係数を前記参照データベースに登録、または前記生成した係数に基づき前記参照データベースを更新する更新部と、
    　を備えた請求項３に記載の評価装置。
  9. 　複数の劣化状態に対応する電池応答モデルを用いて、充放電を模擬して計測データを取得する取得部と、
    　前記計測データに基づいて、前記係数を生成し、生成した係数を前記参照データベースに登録、または前記生成した係数に基づき前記参照データベースを更新する更新部と、
    　を備えた請求項３に記載の評価装置。
  10. 　複数の劣化状態の蓄電装置の計測データを、通信ネットワークを介して取得する取得部と、
    　前記計測データに基づいて、前記係数を生成し、生成した係数を前記参照データベースに登録、または前記生成した係数に基づき前記参照データベースを更新する更新部と、
    　を備えた請求項３に記載の評価装置。
  11. 　前記劣化評価部は、前記蓄電装置の前記劣化状態に関する情報を、前記蓄電装置に対する監視システムに、通信ネットワークを介して送信する
    　請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の評価装置。
  12. 　前記蓄電装置は、
    　セル、
    　複数の前記セルを直列または並列または直並列に接続したモジュール、
    　複数の前記モジュールを直列または並列または直並列に接続した電池盤、または
    　複数の前記電池盤を直列または並列または直並列に接続した電池アレイ
    　である、
    　請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の評価装置。
  13. 　蓄電装置と、
    　充放電指令値に従って、前記蓄電装置の充放電制御を行う充放電制御部と、
    　前記蓄電装置から測定される電圧値に基づき、前記蓄電装置の特徴量を算出する特徴量算出部と、
    　前記充放電指令値の分布と基準分布との差分に応じて、前記蓄電装置の劣化状態の評価関数を導出し、導出された評価関数と、前記算出された特徴量とに基づいて、前記蓄電装置の劣化状態を評価する劣化評価部と、
    　を備えた蓄電システム。
  14. 　充放電指令値に従って充放電制御される蓄電装置から測定される電圧値に基づき、前記蓄電装置の特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
    　前記充放電指令値の分布と基準分布との差分に応じて、前記蓄電装置の劣化状態の評価関数を導出し、導出された評価関数と、前記算出された特徴量とに基づいて、前記蓄電装置の劣化状態を評価する劣化評価ステップと、
    　を備えた評価方法。
  15. 　充放電指令値に従って充放電制御される蓄電装置から測定される電圧値に基づき、前記蓄電装置の特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
    　前記充放電指令値の分布と基準分布との差分に応じて、前記蓄電装置の劣化状態の評価関数を導出し、導出された評価関数と、前記算出された特徴量とに基づいて、前記蓄電装置の劣化状態を評価する劣化評価ステップと、
    　をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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