WO2022145024A1 - 充放電制御装置および充放電制御方法 - Google Patents

充放電制御装置および充放電制御方法 Download PDF

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charging
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悠太 奥村
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Definitions

  • An EMS Electronicgy Management System
  • a charging facility consisting of the minimum required charger capacity and number of EVs for a business operator with multiple EVs to complete charging of multiple EVs by the start time of use outside the usage time of each EV.
  • the EV information management unit that manages the charge / discharge capacity information of multiple electric vehicles, the schedule information management unit that manages the charge / discharge schedule information of electric vehicles, and the charge / discharger information of the charger / discharger.
  • Charge / discharger information management unit that manages electricity charges, facility information management department that manages electricity charge information, charge / discharger grouping unit that groups charge / dischargers based on charge / discharger information, and charge / discharger
  • the allocation constraint setting unit that sets the allocation constraint of the charge / discharger based on the schedule information, and the charge / discharger so that the power cost is low based on the allocation constraint, charge / discharge capacity information, and power charge information. It is characterized in that the group is assigned to an electric vehicle and has a charge / discharge plan creation unit for creating a charge / discharge plan. To prepare for.
  • the calculation load for creating a charge / discharge plan can be suppressed.
  • FIG. It is a block diagram of the EV user facility in Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram of the charge / discharge control device in Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart of the process of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the EV information stored in the EV information management part of Embodiment 1.
  • FIG. Embodiment 1 It is a figure which shows the example of the charge / discharger information stored in the charge / discharger information management unit.
  • FIG. It is a figure which shows the number of allocation patterns at the time of not grouping of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the charge / discharge plan of Embodiment 1.
  • FIG. It is a hardware block diagram of the charge / discharge control device. It is a block diagram of the charge / discharge control device of Embodiment 2. It is a flowchart of the process of Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the charge / discharge record information acquired in Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an EV user facility according to the first embodiment. It is assumed that the EV user facility is connected to the system 11, and that the power equipment of the EV user facility includes a charger / discharger 14 and an electric vehicle (hereinafter referred to as EV) 15. These facilities do not have to be one, and may be plural.
  • the electric power equipment such as the charge / discharger 14 and the EV 15 is connected to the charge / discharge control device 13 that controls the charge / discharge to the charge / discharger 14.
  • the electric power flowing in and out from the system 11 to the EV user facility is measured by an electric energy meter 12 such as a smart meter that can measure the electric energy for 30 minutes.
  • the electricity cost paid by the EV user to the retailer (in the case of outflow, it means sales, but if the electricity cost is negative, it is regarded as sales, and it is generally considered) is the electricity meter 12. It is based on the measured value. That is, the measured value is used as the power receiving point.
  • the charger / discharger 14 is connected to the EV15, and a storage battery is not assumed, but if the EV15 is always parked and the allocation is fixed, the same discussion is possible.
  • EV15 in the present embodiment is a concept including a storage battery in a broad sense.
  • each EV 15 has one outlet (insertion port), and each charger / discharger 14 has one plug, but these may be plural. Which EV15 the charging / discharging device 14 connected to the EV 15 is connected to is determined based on the charging / discharging plan calculated by the charging / discharging control device 13.
  • the charge / discharge control device 13 includes a PC and a program in the parking lot, but is not limited to this, and may be a PC and a program connected outside the parking lot via a network. good.
  • the charge / discharge control device 13 can communicate with the watt-hour meter 12, the charge / discharger 14, EV15, and the like.
  • the actual value of the power receiving point can be obtained from the watt-hour meter 12.
  • the actual value of the charge / discharge power can be acquired from the charge / discharger 14, and the command value of the charge / discharge power can be transmitted to the charge / discharger 14.
  • the current SOC (State Of Charge) and schedule can be acquired from the EV15, and the charge / discharge plan can be transmitted to the EV15.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the charge / discharge control device 13 according to the present embodiment.
  • the charge / discharge control device 13 in the present embodiment includes an EV information management unit 101, a schedule information management unit 102, a charge / discharger information management unit 103, a charge / discharger grouping unit 104, an allocation constraint setting unit 105, and a facility information management unit. It is composed of 106, a charge / discharge plan creation unit 107, a parking lot information management unit 108, and a charge / discharge plan notification unit 109.
  • the EV information management unit 101 manages EV information, which is information related to the specifications of each EV15.
  • the EV information is, for example, EV15 charge / discharge capacity information.
  • the schedule information management unit 102 manages the schedule information which is the usage schedule of each EV15.
  • the usage schedule is, for example, information on a schedule in which the EV 15 arrives at the charging station and can be charged and discharged.
  • the charge / discharger information management unit 103 manages charge / discharger information, which is information related to the specifications of each charge / discharger 14.
  • the charge / discharger information is, for example, information on the specifications of the charge / discharger.
  • the charge / discharger grouping unit 104 groups the charge / discharger 14 based on the charge / discharger information. For example, the charge / discharger grouping unit 104 groups charge / dischargers 14 having similar specifications.
  • the charger / discharger information management unit 103 may be grouped using the model numbers. For example, the charger / discharger information management unit 103 groups items having the same model number. If the charger / discharger has similar specifications, the specific method is not limited. Here, it is grouped by similar specifications, but it is not limited to this. It may be controlled so that the electric appliances are grouped according to their close positional relationship.
  • the allocation constraint setting unit 105 determines the maximum number of charge / dischargers 14 that can be connected to each EV15 and the number of EV15s that can be connected from each charge / discharger 14 based on the schedule information for each group of charge / dischargers 14. Set constraints such as the maximum number.
  • the facility information management unit 106 manages facility information related to information on electricity charges (contracted electricity, unit price, etc.) contracted by the EV user operator with the electricity retailer.
  • the charge / discharge plan creation unit 107 allocates the charge / discharger group to the EV15 and creates a charge / discharge plan based on the allocation constraint, the EV information, and the facility information so that the charging cost is low. More specifically, the charge / discharge plan creation unit 107 creates a charge / discharge plan based on the allocation constraint, the charge / discharge capacity information of the EV information, and the power charge information of the facility information.
  • the parking lot information management unit 108 manages parking lot information that specifies the positional relationship between the parking space section and the charger / discharger 14.
  • the charge / discharge plan notification unit 109 notifies each EV 15 of the created charge / discharge plan based on the parking lot information.
  • FIG. 3 is a flowchart of the process of the present embodiment. The process will be described below based on this flowchart.
  • the current time is 2020/1/1 00:00, and the creation of a charge / discharge plan for the electric energy [kWh] of 24 frames in 60-minute units 24 hours ahead of the current time will be described.
  • the total number of chargers and dischargers 14 is three, of which two are quick chargers and one is a normal charger.
  • the total number of EV15s will be four.
  • the charger / discharger 14 is grouped to reduce the amount of calculation.
  • the specifications that affect the charging time such as maximum charge power, maximum discharge power, charge efficiency, and discharge efficiency, are dealt with.
  • the grouping is based on similar specifications, but the grouping is not limited to this, and the grouping may be performed based on the charger / discharger information.
  • step S101 EV information is input to the charge / discharge control device 13.
  • the EV information may be input from an external database or may be directly input to the charge / discharge control device 13, and the input method is not limited.
  • EV information is acquired by manual input by the operator of the charge / discharge control device 13 or acquired from EV 15 via the CHAdeMO protocol, and stored in the EV information management unit 101.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of EV information stored in the EV information management unit 101.
  • the EV information management unit 101 stores EV information.
  • the EV information management unit 101 stores EV 15 charge / discharge capacity information such as the ID of each EV15, the maximum SOC of the EV15, the minimum SOC, the maximum charge power, the maximum discharge power, the charge efficiency, and the discharge efficiency as EV information.
  • step S102 charge / discharger information is input to the charge / discharge control device 13.
  • the charging / discharging device information may be input from an external database or may be directly input to the charging / discharging control device 13, and the input method is not limited.
  • Charge / discharger information is acquired by manual input by the operator of the charge / discharge control device 13, or acquired from the charge / discharger 14 via the OpenADR protocol, and stored in the charge / discharger information management unit 103.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of charge / discharger information stored in the charge / discharger information management unit 103.
  • the charge / discharger information management unit 103 stores charge / discharger information.
  • the charge / discharger information management unit 103 stores the ID, model number, maximum charge power, maximum discharge power, charge efficiency, and discharge efficiency of each charge / discharger 14 as charge / discharger information.
  • the charge / discharger information is information regarding the specifications of the charge / discharger.
  • the charger / discharger IDs CH001 and CH002 are quick chargers, and CH003 is a normal charger.
  • step S103 facility information is input to the charge / discharge control device 13.
  • the method of inputting the facility information may be acquired from an external database or may be directly input to the charge / discharge control device 13, and the method of input is not limited.
  • Facility information is input by manual input by the operator of the charge / discharge control device 13, and stored in the facility information management unit 106.
  • FIG. 6 is facility information stored in the facility information management unit 106, and is a diagram showing information on electric power charges contracted by the facility. For example, information on the unit price of the basic charge and the metered charge is stored. Based on this facility information, it is possible to specify the electricity usage fee.
  • FIG. 7 is facility information stored in the facility information management unit 106, and is a diagram showing information on the upper and lower limit values of the power receiving point power amount of the facility. Based on this facility information, the upper and lower limits of the power from the receiving point can be specified.
  • the basic charge is a charge that is charged monthly regardless of the usage status of electricity.
  • the pay-as-you-go charge is a charge charged according to the usage status of electric power, and the unit price differs depending on the time zone in which electric power is used.
  • the battery is charged at 00: 00-07: 00 or 23: 00-0: 00 when the unit price is low, and at 07: 00-23: 00. It is important to discharge.
  • step S104 parking lot information is input to the charge / discharge control device 13.
  • the parking lot information may be input from an external database or may be directly input to the charge / discharge control device 13, and the input method is not limited.
  • FIG. 8 is a diagram showing parking lot information stored in the parking lot information management unit 108, and more specifically, which charge / discharger 14 is in which section and the charge / discharger 14 is in use. It is a figure which shows the information which manages whether or not.
  • the information that identifies whether or not it is in use indicates whether or not the section is parked, and may reflect a car stop in coin parking, a connection status obtained via the CHAdeMO protocol, or the like, or a charger / discharger 14. You may try to get the information that is being connected from.
  • the section in FIG. 8 is a parking space of the EV 15, and represents a section that can be connected from each charger / discharger 14.
  • FIG. 9 is a diagram showing the positional relationship of which charger / discharger 14 is in which section.
  • the charger / discharger IDCH001 is located near the compartment PL001.
  • Parking lot information is input manually by the operator of the charge / discharge control device 13 and stored in the parking lot information management unit 108. Further, the parking lot information may be acquired from an external database or the like, and the method of management by the parking lot information management unit 108 is not limited.
  • only one compartment can be connected to one charger / discharger, but a plurality of charge / dischargers can be connected to each compartment because the plug is sufficiently long or there is a charge / discharger 14 between the compartments. It may be possible to connect to the compartment.
  • step S105 the schedule information is input to the charge / discharge control device 13.
  • Schedule information is acquired by manually inputting by the operator of the charge / discharge control device 13 or by transmitting to the charge / discharge control device 13 from an external terminal such as the car navigation system of the EV15 or the smartphone of the EV driver, and the schedule information. It is stored in the management unit 102.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of schedule information stored in the schedule information management unit 102.
  • the ID of each EV15, the arrival time of EV15, the departure time of EV15, the SOC at the time of arrival of EV15, and the required SOC at the time of departure of EV15 are managed.
  • the arrival time and the departure time are expressed as yyy / MM / dd hh: mm.
  • the schedule that can be charged and discharged of EV15 is managed.
  • the format of the schedule information is not limited as long as the schedule that can be charged and discharged of the EV 15 can be managed.
  • step S106 the charge / discharger grouping unit 104 groups the charge / discharger 14.
  • the charge / discharger grouping unit 104 groups the charge / discharger 14 based on the charge / discharger information. More specifically, charge / dischargers 14 having similar specifications are grouped together. The group of charge / discharger 14 is called a charge / discharger group.
  • the similar specifications mean that the specifications of the charger / discharger are similar, and refer to the information on the maximum charge power, the maximum discharge power, the charge efficiency, the discharge efficiency, and the model number of the charge / discharger.
  • group chargers and dischargers with the same model number group chargers and dischargers with the same model number.
  • the groups are grouped according to similar specifications, but the grouping is not limited to this if the groups are grouped based on the charger / discharger information.
  • FIG. 11 is a diagram showing grouped charger / discharger information.
  • the number of charge / dischargers 14 grouped and the specifications of the charge / discharger 14 are stored for each group ID that specifies the group.
  • the specifications of the charger / discharger 14 the maximum charge power, the maximum discharge power, the charge efficiency, and the discharge efficiency are managed.
  • the charge / discharger ID may be managed for each group so that it can be specified which charge / discharger ID belongs to which group.
  • the quick charger belongs to the group ID: GRP001, and the normal charger Group ID: It shall belong to GRP002.
  • GRP001 the group ID
  • GRP002 the normal charger Group ID
  • the grouping method for example, the k-means method used in a field such as machine learning is used.
  • the k-means method will be described.
  • the k-means method consists of four processes as follows.
  • the number of groups is set to 2.
  • the center of the group is the average of the specifications (maximum charge power, maximum discharge power, charge efficiency, discharge efficiency) of the charger / discharger 14.
  • the center V (GRP001) of GRP001 is calculated by the following formula 1.
  • Process 3 Obtain the distance for any combination of the charger / discharger k and the center V (j) of the group, and reallocate the charger / discharger k to the group closest to the distance.
  • the L1 norm is adopted as the distance between the charger / discharger k and the center V (j) of the group.
  • the distance between the charger / discharger CH002 and the above V (GRP001) is calculated by the following mathematical formula 2.
  • Process 4 When the allocation of all the chargers / dischargers 14 in the group does not change in the above process, or when the amount of change falls below a predetermined threshold value, it is determined that the group has converged, and the group is determined to have converged. The process ends with the charger / discharger 14 grouped at the center. If not, the center V (j) of the group is recalculated from the newly allocated group, and the above processing is repeated.
  • the grouped charger / discharger 14 can be treated as a charger / discharger 14 having a plurality of plugs virtually.
  • the number of allocation patterns when grouped and the number of n allocation patterns when not grouping are compared.
  • FIG. 12 is a diagram showing the number of assigned patterns when the charger / discharger 14 is grouped. It is a figure which shows which EV15 is assigned to which group. In the example of FIG. 12, it is shown that there are 12 patterns in total.
  • FIG. 13 is a diagram showing the number of allocation patterns when not grouped. It is a figure which shows which EV15 is assigned to which charge / discharger 14. In the example of FIG. 13, it is shown that there are 24 patterns in total. In other words, it can be seen that the number of allocation patterns is reduced by grouping. However, in this example, it is assumed that all four EVs have a time section in which they are parked, and there is no charger / discharger 14 without allocation.
  • the allocation constraint setting unit 105 sets the allocation constraint.
  • the allocation constraint setting unit 105 is a charger / discharger such as the maximum number of charge / dischargers 14 that can be connected to each EV15 and the maximum number of EV15s that can be connected from each EV15 based on the schedule information. Set 14 allocation constraints.
  • the number of plugs in each charge / discharger group is considered to be as many as the number of charge / dischargers 14 belonging to that group. That is, assuming that the number of charge / dischargers 14 included in the charge / discharger group j is N (j), it is necessary to satisfy the following formula 4 for all t and j.
  • variable EC (i, j, t) is still a variable at this stage, and the specific value (whether it is 0 or 1) is determined by the charge / discharge plan creation unit 107.
  • the decision is realized by solving the optimization problem, but at that time, the smaller the number of variables EC (i, j, t), the shorter the calculation time.
  • variable EC i, j, t
  • step S108 the charge / discharge plan creation unit 107 creates a charge / discharge plan.
  • the charge / discharge plan is a plan of which charge / discharger group is assigned to which EV15 at which time zone.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a charge / discharge plan.
  • the charge / discharge plan memorizes how much charge / discharge is performed by which group in which time zone for each facility.
  • the group of FIG. 14 is a charge / discharger group ID assigned to EV15 of each facility, and stores the charge / discharge amount of the group.
  • the charge / discharge plan creation unit 107 allocates the charge / discharger group to the EV so that the power cost is low, based on the allocation constraint, the EV information, and the facility information.
  • the charge / discharger ID and charge / discharge amount are, for example, as shown below, by solving the optimization problem with the power cost as the objective function and the allocation constraint, the supply / demand balance constraint, the power receiving point power amount constraint, and the storage battery constraint as constraints.
  • the power cost as the objective function and the allocation constraint, the supply / demand balance constraint, the power receiving point power amount constraint, and the storage battery constraint as constraints.
  • the power cost As the objective function and the allocation constraint, the supply / demand balance constraint, the power receiving point power amount constraint, and the storage battery constraint as constraints.
  • Electricity costs are calculated based on facility information.
  • Buy_Cost (t), Buy (t), and Buy_rate (t) are the power cost at time t, the power receiving point power amount at time t, and the charge unit price at time t, respectively. Then, the value obtained by adding the allocation change cost to the power cost may be used as the objective function.
  • the supply and demand balance constraint is subject to the allocation constraint.
  • Inv (j, t) is the amount of charge / discharge to EVj at time t.
  • Inv (j, t) means discharge if it is positive, and charge if it is negative.
  • This equation means that the electric energy at the receiving point is covered by the discharge from EV15.
  • the power receiving point power purchased at time t is the total amount of power charged to each EV at time t.
  • equation 8 consider the following equation 8 as a constraint on the amount of power received at the receiving point.
  • Buy_min and Buy_max are the lower limit value and the upper limit value of the power receiving point electric energy, respectively.
  • the following formulas 9 to 11 are considered as storage battery constraints.
  • the storage battery constraint referred to here is set based on the EV information.
  • SOC (j, t) represents the SOC of EVj at time t.
  • eff_out (i) represents the discharge efficiency of EVj.
  • Inv_out (j, t) represents the amount of EVj discharged at time t.
  • eff_in (i) represents the charging efficiency of EVj.
  • Inv_in (j, t) represents the charge amount of EVj at time t.
  • Inv (j, t) represents the amount of charge / discharge to EVj at time t.
  • Inv_min (j) represents the maximum charge power of EVj.
  • Inv_max (j) represents the maximum discharge power of EVj.
  • in_time (j) represents the arrival time of EVj.
  • out_time (j) represents the departure time of EVj.
  • the allocation constraint uses the constraint set by the allocation constraint setting unit 105.
  • the explanatory variables are EC (i, j, t), Inv_out (j, t), Inv_in (j, t), SOC (j, t), Buy (t).
  • the optimization problem raised here is an example. For example, if there is no solution that satisfies the constraint conditions, a slack variable is introduced into each constraint expression and the objective function is set so that the slack variable becomes smaller. , The solution that is semi-optimal when the constraint condition is not satisfied may be calculated.
  • step S109 the charge / discharge plan notification unit 109EV15 is notified of the charge / discharge plan.
  • the charge / discharge plan notification unit 109 notifies the created charge / discharge plan.
  • the notification may be notified to the car navigation system of each EV15 and displayed on a screen or the like, or may be notified to the smartphone of the EV driver. The way of notification is not limited.
  • the charge / discharger IDs to which this group belongs are CH001 and CH002, so the divisions PL001 and PL002 are applicable.
  • the section PL001 is in use, PL002 is presented as the section upon arrival. If both PL001 and PL002 are not used, both compartments are presented and the EV15 user chooses which compartment to charge / discharge.
  • FIG. 15 is a hardware configuration diagram of the charge / discharge control device 13.
  • the charge / discharge control device 13 includes an input interface 301, an arithmetic unit 302 such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device 303, and an output interface 304.
  • the interface is hereinafter referred to as IF.
  • the EV information management unit 101, the schedule information management unit 102, the charge / discharger information management unit 103, the facility information management unit 106, the parking lot information management unit 108, etc. are included in the storage device 303, and the charge / discharger grouping unit 104, Functions such as the allocation constraint setting unit 105 and the charge / discharge plan creation unit 107 are realized by the arithmetic unit 302 executing the program.
  • Data such as EV information, schedule information, charger / discharger information, facility information, etc. are input from the input IF301.
  • the input may be received directly from the user or may be received from an external data server, and the input source is not limited.
  • the created charge / discharge plan and the like are output from the output IF 304.
  • the storage device 303 is a storage medium such as an HDD, SSD, or flash memory.
  • the calculation time can be shortened and the charge / discharge plan can be created more quickly, thereby storing the electricity required for EV driving. It is possible to secure the quantity and reduce the power cost.
  • FIG. 16 is a block diagram of the charge / discharge control device 13 according to the second embodiment.
  • the charger / discharger 14 having similar specifications is grouped in the same group, but since the specifications of the charge / discharger 14 deteriorate depending on the frequency of use and the years of use, for example, even if they are grouped based on the specifications described in the specifications. , There is a problem that the accuracy is insufficient.
  • the present embodiment is characterized in that the specifications of the charge / discharger 14 are estimated based on the charge / discharge results. In this embodiment, charging efficiency is taken up as an estimated spec.
  • the difference from the second embodiment is that the charge / discharge record information management unit 201 and the charge / discharge device information estimation unit 202 have been added.
  • FIG. 17 is a flowchart of the process of the second embodiment. The difference from the first embodiment is that steps S201 and S202 have been added, and these will be described below. Step S202 is after the schedule information of step S105 is input, but is not limited to this.
  • step S201 the charge / discharger information estimation unit 202 estimates the charge / discharger information based on the charge / discharge record information acquired by the charge / discharge record information management unit 201, and updates the charge / discharger information. Based on the estimated charge / discharger information, the charge / discharger grouping unit 104 groups the charge / discharger.
  • the charge / discharger performance information is acquired in step S202, but since the charge / discharger 14 changes over time, the charge / discharger performance information is continuously acquired and updated. This process is assumed to be repeated.
  • the catalog value may be stored in the spec information of the charger / discharger information.
  • step S202 the charge / discharge record information management unit 201 acquires charge / discharge record information.
  • the charge / discharge record information management unit 201 manages the charge / discharge record for each charge / discharge device.
  • the charge / discharge record is acquired from the charge / discharge device 14 via the OpenADR protocol or the like, and stored in the charge / discharge record management unit 201.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of acquired charge / discharge record information. It stores which charge / discharger 14 has what kind of achievement. As a result, the actual value of the charge / discharge power at a certain time and the information on how much the SOC has changed are stored. In the example of FIG. 18, the combination of EV_ID and the charger / discharger ID is also stored, but the present invention is not limited to this.
  • the time represents the actual charge / discharge in 30 minutes.
  • the charge / discharge power is positive for discharge and negative for charge.
  • the initial SOC and the end SOC when charging is completed are stored, and how much the SOC has changed is managed.
  • the estimation method may be any existing method and is not limited to the following method.

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Abstract

本開示は、複数の電気自動車の充放電能力情報を管理するEV情報管理部（１０１）と、電気自動車の充放電のスケジュール情報を管理するスケジュール情報管理部（１０２）と、充放電器の充放電器情報を管理する充放電器情報管理部（１０３）と、電力料金の情報を管理する施設情報管理部（１０６）と、充放電器情報に基づいて充放電器をグループ化する充放電器グループ化部（１０４）と、充放電器のグループ毎に、スケジュール情報に基づいて充放電器の割当制約を設定する割当制約設定部（１０５）と、割当制約と充放電能力情報と電力料金の情報に基づいて、電力コストが低くなるように充放電器のグループを電気自動車に割当てて、充放電計画を作成する充放電計画作成部（１０７）とを備えることを特徴とする。

Description

充放電制御装置および充放電制御方法
　充放電を制御する技術に関する。
　電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）の駐車場において、蓄電池やＥＶなどの電力授受設備に接続される充放電器に対して充放電を制御するＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。また、ＥＶを複数台所有する事業者が、複数台のＥＶを各ＥＶの利用時間外に利用開始時刻までに充電完了するための、必要最低限の充電器の容量や台数で構成する充電設備を設計し、さらに最適な充電を行うシステムが提案されている（特許文献１）。
特開２０１２－１８６８９５号公報
　ＥＶの走行に必要な蓄電量を出発までに確保しつつ、電力コスト削減、ピークカットなどを行うためには充放電計画を立てる必要があり、充放電器の数がＥＶの数より少ない場合には、どれだけ充電するかだけでなく、どの充放電器からどのＥＶに充電するかの割当（以下、単に「割当」という。）を考慮する必要がある。
　ここで、大規模ＥＶ駐車場を想定すると、上記の割当パターン数は膨大となり、計算機で最適な割当を計算したとすると、多大な計算負荷がかかってしまう。最適な充放電計画を作成する場合に計算負荷を削減する技術が求められている。
　上記課題を解決するため、複数の電気自動車の充放電能力情報を管理するEV情報管理部と、電気自動車の充放電のスケジュール情報を管理するスケジュール情報管理部と、充放電器の充放電器情報を管理する充放電器情報管理部と、電力料金の情報を管理する施設情報管理部と、充放電器情報に基づいて充放電器をグループ化する充放電器グループ化部と、充放電器のグループ毎に、スケジュール情報に基づいて充放電器の割当制約を設定する割当制約設定部と、割当制約と充放電能力情報と電力料金の情報に基づいて、電力コストが低くなるように充放電器のグループを電気自動車に割当てて、充放電計画を作成する充放電計画作成部とを備えることを特徴とする。
を備える。
　本開示の充放電制御装置および充放電制御方法によれば、充放電計画を作成する計算負荷を抑えることができる。
実施の形態１におけるＥＶ利用事業者施設の構成図である。 実施の形態１における充放電制御装置の構成図である。 実施の形態１の処理のフローチャート図である。 実施の形態１のＥＶ情報管理部に格納されるＥＶ情報の例を示す図である。 実施の形態１充放電器情報管理部に格納される充放電器情報の例を示す図である。 実施の形態１の施設情報管理部で格納される施設情報であって、当該施設が契約する電力料金の情報を示す図である。 実施の形態１の施設情報管理部で格納される施設情報であって、当該施設の受電点電力量の上下限値の情報を示す図である。 実施の形態１の駐車場情報管理部で格納される駐車場情報を示す図である。 実施の形態１のどの充放電器１４がどの区画にあるかの位置関係を示す図である。 実施の形態１のスケジュール情報管理部に格納されるスケジュール情報の例を示す図である。 実施の形態１のグループ化した充放電器情報を示す図である。 実施の形態１の充放電器をグループ化した場合の割当パターン数を示す図である。 実施の形態１のグループ化しない場合の割当パターン数を示す図である。 実施の形態１の充放電計画の例を示す図である。 充放電制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態２の充放電制御装置の構成図である。 実施の形態２の処理のフローチャート図である。 実施の形態２の取得される充放電実績情報の例を示す図である。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１におけるＥＶ利用事業者施設の構成図である。ＥＶ利用事業者施設は系統１１と接続されており、ＥＶ利用事業者施設の電力設備としては充放電器１４と電気自動車（以降ＥＶという）１５とがあるとする。これらの設備は１つである必要はなく、複数であってもよい。充放電器１４やＥＶ１５などの電力設備は、充放電器１４に対して充放電を制御する充放電制御装置１３が接続される。
　また、系統１１からＥＶ利用事業者施設に流出入する電力はスマートメータなど３０分間電力量が計測可能な電力量計１２で計測される。ＥＶ利用事業者が小売事業者へ支払う電力コスト（流出の場合は売上を意味するが、電力コストが負であれば売上とみなすことで、一般化して考える。）は、電力量計１２での計測値に基づくとする。つまり、計測値を受電点電力量とする。
　本実施の形態では、充放電器１４はＥＶ１５と接続し、蓄電池は想定しないが、常に駐車し続け割当が固定であるＥＶ１５と考えれば、同様の議論は可能である。本実施の形態でいうＥＶ１５とは広義に蓄電池まで含む概念である。
　本実施の形態では、各ＥＶ１５のコンセント（差し込み口）は１つとし、また各充放電器１４のプラグも１つとするが、これらは複数であってもよい。ＥＶ１５と接続される充放電器１４がどのＥＶ１５と接続されるかは、充放電制御装置１３が算出する充放電計画に基づいて決定される。
　充放電制御装置１３は、本実施の形態では、駐車場構内のＰＣおよびプログラムからなるが、これに限定されるわけではなく、ネットワークを介して駐車場外の接続されるＰＣおよびプログラムであってもよい。充放電制御装置１３は電力量計１２、充放電器１４、ＥＶ１５などと通信が可能とする。電力量計１２からは受電点電力量の実績値を取得可能である。
　充放電器１４からは充放電電力の実績値が取得可能であり、また充放電器１４に対して充放電電力の指令値を送信可能である。ＥＶ１５からは現在のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ：蓄電量）やスケジュールが取得可能であり、またＥＶ１５に対して充放電計画を送信可能である。
　図２は、本実施の形態における充放電制御装置１３の構成図である。本実施の形態における充放電制御装置１３は、ＥＶ情報管理部１０１、スケジュール情報管理部１０２、充放電器情報管理部１０３、充放電器グループ化部１０４、割当制約設定部１０５、施設情報管理部１０６、充放電計画作成部１０７、駐車場情報管理部１０８、充放電計画通知部１０９からなる。
　ＥＶ情報管理部１０１は、各ＥＶ１５の仕様に関する情報であるＥＶ情報を管理する。ＥＶ情報は、例えばＥＶ１５の充放電能力情報である。スケジュール情報管理部１０２は、各ＥＶ１５の利用スケジュールであるスケジュール情報を管理する。ここで、利用スケジュールは、例えばＥＶ１５が充電ステーションに到着し、充放電可能となるスケジュールの情報である。
　充放電器情報管理部１０３は、各充放電器１４の仕様に関する情報である充放電器情報を管理する。充放電器情報は、例えば充放電器のスペックの情報である。充放電器グループ化部１０４は、充放電器情報に基づいて充放電器１４をグループ化する。例えば、充放電器グループ化部１０４は、類似のスペックの充放電器１４をグループ化する。
　充放電器情報管理部１０３は、スペックが型番の場合は型番を用いてグループ化してもよい。例えば、充放電器情報管理部１０３は、型番が同じものをグループ化する。スペックが類似する充放電器であればその特定のされ方は限定されない。ここでは、類似するスペックでグループ化しているが、これに限定されず、例えば、同様のスペックの充放電器しかない場合は、充放電器情報に充放電器の位置関係を記憶させ、充放電器の位置関係が近いものでグループ化するように制御してもよい。
　割当制約設定部１０５は、充放電器１４のグループ毎にスケジュール情報に基づいて、各ＥＶ１５と接続可能な充放電器１４の数の最大数、各充放電器１４から接続可能なＥＶ１５の数の最大数などの制約を設定する。施設情報管理部１０６は、ＥＶ利用事業者が電力小売事業者と契約する電力料金の情報（契約電力および料金単価等）に関する施設情報を管理する。
　充放電計画作成部１０７は、割当制約とＥＶ情報と施設情報に基づいて、充電コストが低くなるように充放電器グループをＥＶ１５に割当てて充放電計画を作成する。より具体的には、充放電計画作成部１０７は割当制約とＥＶ情報の充放電能力情報と施設情報の電力料金の情報とに基づいて充放電計画を作成する。
　駐車場情報管理部１０８は、駐車スペースの区画と充放電器１４との位置関係等を特定する駐車場情報を管理する。充放電計画通知部１０９は、作成された充放電計画を各ＥＶ１５に駐車場情報に基づいて通知する。
　図３は、本実施の形態の処理のフローチャート図である。以下に、本フローチャートに基づいて処理を説明する。以下の説明では、現在時刻は２０２０／１／１　００：００とし、現在時刻から２４時間先６０分単位２４コマの電力量［ｋＷｈ］に関する充放電計画の作成に関して説明する。充放電器１４は全部で３台とし、その中で急速充電器が２台、普通充電器は１台とする。またＥＶ１５は全部で４台とする。
　本処理を説明することで、充放電器１４をグループ化して、計算量を削減することを示す。スペックが類似することの具体的な意味として、充電時間に影響のあるスペックである、最大充電電力、最大放電電力、充電効率、放電効率を扱う。ここでは、類似スペックでグループ化しているがこれに限定されず、充放電器情報に基づいてグループ化されればよい。
　ステップＳ１０１では、ＥＶ情報が充放電制御装置１３に入力される。ＥＶ情報の入力のされ方は、外部のデータベースから取得してもよいし、充放電制御装置１３に直接入力されるようにしても良く、入力のされ方は限定されない。
　充放電制御装置１３の操作者による手入力か、あるいはＥＶ１５からＣＨＡｄｅＭＯプロトコルを介して取得するなどして、ＥＶ情報を取得し、ＥＶ情報管理部１０１に格納する。
　図４は、ＥＶ情報管理部１０１に格納されるＥＶ情報の例を示す図である。ＥＶ情報管理部１０１はＥＶ情報を格納する。ＥＶ情報管理部１０１はＥＶ情報として、各ＥＶ１５のＩＤ、ＥＶ１５の最大ＳＯＣ、最小ＳＯＣ、最大充電電力、最大放電電力、充電効率、放電効率等のＥＶ１５の充放電能力情報を記憶する。
　ステップＳ１０２では、充放電器情報が充放電制御装置１３に入力される。充放電器情報の入力のされ方は、外部のデータベースから取得してもよいし、充放電制御装置１３に直接入力されるようにしても良く、入力のされ方は限定されない。
　充放電制御装置１３の操作者による手入力か、あるいは充放電器１４からＯｐｅｎＡＤＲプロトコルを介して取得するなどして、充放電器情報を取得し、充放電器情報管理部１０３に格納する。
　図５は、充放電器情報管理部１０３に格納される充放電器情報の例を示す図である。充放電器情報管理部１０３は充放電器情報を格納する。充放電器情報管理部１０３は充放電器情報として、各充放電器１４のＩＤ、型番、最大充電電力、最大放電電力、充電効率、放電効率を記憶する。本実施の形態では、充放電器情報は充放電器のスペックに関する情報である。図５の例では、充放電器ＩＤがＣＨ００１とＣＨ００２は急速充電器、ＣＨ００３が普通充電器である。
　ステップＳ１０３では、施設情報が充放電制御装置１３に入力される。施設情報の入力のされ方は、外部のデータベースから取得してもよいし、充放電制御装置１３に直接入力されるようにしても良く、入力のされ方は限定されない。充放電制御装置１３の操作者による手入力などで、施設情報を入力し、施設情報管理部１０６に格納する。
　図６は、施設情報管理部１０６で格納される施設情報であって、当該施設が契約する電力料金の情報を示す図である。例えば、基本料金や従量料金の単価の情報が記憶される。この施設情報に基づいて、電力の使用料金を特定することができる。
　図７は、施設情報管理部１０６で格納される施設情報であって、当該施設の受電点電力量の上下限値の情報を示す図である。この施設情報に基づいて受電点からの電力の上限値と下限値を特定することができる。
　基本料金は電力に使用状況に関わらず、１ヵ月ごとに課金される料金をいう。従量料金は、電力の使用状況に応じて課金される料金をいい、電力を使用する時間帯によって単価が異なる。図６例では、ＥＶ１５への充放電によって電力コストを抑えたい場合は、料金単価の安い００：００－０７：００あるいは２３：００－００：００において充電し、０７：００－２３：００において放電することが肝要である。
　ステップＳ１０４では、駐車場情報が充放電制御装置１３に入力される。駐車場情報の入力のされ方は、外部のデータベースから取得してもよいし、充放電制御装置１３に直接入力されるようにしても良く、入力のされ方は限定されない。
　図８は、駐車場情報管理部１０８で格納される駐車場情報を示す図であり、より具体的には、どの充放電器１４がどの区間にあり、充放電器１４が使用中であるかどうかを管理する情報を示す図である。使用中かどうかを特定する情報は、当該区画が駐車中かどうかを表し、コインパーキングにおける車止めや、ＣＨＡｄｅＭＯプロトコルを介して得られた接続状況を反映させるなどしてもよいし、充放電器１４から接続中である情報を取得するようにしてもよい。図８における区画とは、ＥＶ１５の駐車スペースのことであり、各充放電器１４から接続可能な区画を表す。
　図９は、どの充放電器１４がどの区画にあるかの位置関係を示す図である。図９の例では、例えば充放電器ＩＤＣＨ００１は区画ＰＬ００１の近くに位置することが分かる。
　充放電制御装置１３の操作者による手入力などで駐車場情報を入力し、駐車場情報管理部１０８に格納する。また、駐車場情報を外部のデータベース等から取得してもよく、駐車場情報管理部１０８への管理のされ方は限定されない。
　本実施の形態では、充放電器１つにつき、１つの区画しか接続できないが、プラグが十分長い、あるいは区画の間に充放電器１４があるなどの理由で、充放電器１つにつき複数の区画に接続可能としてもよい。
　ステップＳ１０５では、スケジュール情報が充放電制御装置１３に入力される。充放電制御装置１３の操作者による手入力か、ＥＶ１５のカーナビゲーションシステムあるいはＥＶ運転者のスマートフォンなどの外部の端末から充放電制御装置１３に送信するなどして、スケジュール情報を取得し、スケジュール情報管理部１０２に格納する。
　図１０は、スケジュール情報管理部１０２に格納されるスケジュール情報の例を示す図である。スケジュール情報では、各ＥＶ１５のＩＤ、ＥＶ１５の到着時刻、ＥＶ１５の出発時刻、ＥＶ１５の到着時ＳＯＣ、ＥＶ１５の出発時必要ＳＯＣを管理する。本実施の形態では、到着時刻および出発時刻はｙｙｙｙ／ＭＭ／ｄｄ　ｈｈ：ｍｍ表記とする。
　これら情報を管理することで、ＥＶ１５の充放電可能なスケジュールを管理する。ＥＶ１５の充放電可能なスケジュールを管理できればスケジュール情報の形式は限定されない。
　ステップＳ１０６では、充放電器グループ化部１０４は、充放電器１４をグループ化する。充放電器グループ化部１０４は、充放電器情報に基づいて、充放電器１４をグループ化する。より具体的には、類似スペックの充放電器１４を１つのグループとする。充放電器１４のグループを充放電器グループと呼ぶ。
　ここで、類似スペックとは、充放電器のスペックが類似することをいい、最大充電電力、最大放電電力、充電効率、放電効率の情報や充放電器の型番の情報をいう。型番でグループ化する場合は、型番が同一の充放電器をグループ化する。本実施の形態では類似スペックでグループ化しているが、充放電器情報に基づいてグループ化されならばこれに限定されない。
　図１１は、グループ化した充放電器情報を示す図である。グループを特定するグループＩＤごとに、グループ分けされた充放電器１４の台数と、充放電器１４のスペックを記憶する。ここでは、充放電器１４のスペックとして、最大充電電力、最大放電電力、充電効率、放電効率が管理される。また、図示していないが、グループ毎に、充放電器ＩＤを管理してどの充放電器ＩＤがどのグループに属するかを特定できるようにしてもよい。
　本実施の形態では、充放電器３台の内、急速充電器が２台、普通充電器が１台であり、グループ化の結果、急速充電器がグループＩＤ：ＧＲＰ００１に属し、普通充電器がグループＩＤ：ＧＲＰ００２に属するものとする。グループ化の手法は、例えば、機械学習などの分野で使われるｋ－ｍｅａｎｓ法を用いるなどする。ここでは、ｋ－ｍｅａｎｓ法について説明する。ｋ－ｍｅａｎｓ法は以下のように４つの処理からなる
　処理１：充放電器ｋ（ｋ＝ＣＨ００１，ＣＨ００２，ＣＨ００３）に対してランダムにグループを割り振る。ここでグループの数を２としておく。
　処理２：割り振ったグループをもとに、各グループの中心Ｖ（ｊ）（ｊ＝ＧＲＰ００１，　ＧＲＰ００２）を計算する。グループの中心は、充放電器１４のスペック（最大充電電力、最大放電電力、充電効率、放電効率）をそれぞれ平均したものとする。例えば、ＣＨ００１とＣＨ００３が同じグループＧＲＰ００１に属する場合、ＧＲＰ００１の中心Ｖ（ＧＲＰ００１）は、以下の数式１のように計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
　処理３：充放電器ｋとグループの中心Ｖ（ｊ）の任意の組み合わせに関して距離を求め、充放電器ｋを最も距離の近いグループに割り振り直す。充放電器ｋとグループの中心Ｖ（ｊ）の距離として、例えば、Ｌ１ノルムを採用する。充放電器ＣＨ００２と上記のＶ（ＧＲＰ００１）との距離は、以下の数式２のように計算する。ただし、、｜ｘ｜はｘに関して絶対値をとることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
　処理４：上記の処理で全ての充放電器１４のグループの割り振りが変化しなかった場合、あるいは変化量が事前に設定した一定の閾値を下回った場合に、収束したと判断して、グループの中心をグループ化された充放電器１４として処理を終了する。そうでない場合は新しく割り振られたグループからグループの中心Ｖ（ｊ）を再計算して上記の処理を繰り返す。
　グループ化された充放電器１４は、仮想的にプラグが複数ある充放電器１４として扱うことができる。ここで、グループ化した場合の割当パターン数とグループ化しない場合ｎ割当パターン数を比較する。
　図１２は、充放電器１４をグループ化した場合の割当パターン数を示す図である。どのグループにどのＥＶ１５が割当てられているかを示す図である。図１２の例では、全部で１２パターンの割当てられ方があることを示している。
　図１３は、グループ化しない場合の割当パターン数を示す図である。どの充放電器１４にどのＥＶ１５が割当てられているかを示す図である。図１３の例では、全部で２４パターンの割当てられ方があることを示している。つまり、グループ化によって割当パターン数が減っていることがわかる。ただし、この例では、ＥＶ４台は全て駐車している時間断面とし、割当のない充放電器１４はないものとしている。
　ステップＳ１０７では、割当制約設定部１０５は割当制約を設定する。割当制約設定部１０５は、スケジュール情報に基づいて、各ＥＶ１５と接続可能な充放電器１４の数の最大数や、各充放電器１４から接続可能なＥＶ１５の数の最大数などの充放電器１４の割当制約を設定する。
　具体的には、時刻ｔ（ｔ＝１，…，２４）において充放電器グループｉ（ｉ＝ＧＲＰ００１，ＧＲＰ００２）からＥＶｊ（ｊ＝ＥＶ００１，ＥＶ００２，ＥＶ００３，ＥＶ００４）に充放電する場合は１、しない場合は０をとる変数ＥＣ（ｉ，ｊ，ｔ）を考える。各ＥＶ１５のコンセントの数は１つであるため、同時刻に２台以上の充放電器１４が１つのＥＶ１５へ充放電することはできない。つまり全てのｔ，ｉに関して以下の数式３を満たす必要がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）
　充放電器グループｊにはグループ化によっていくつかの充放電器１４が属するため、各充放電器グループのプラグの数はそのグループに属する充放電器１４の数だけあるとみなす。つまり、充放電器グループｊに含まれる充放電器１４の数をＮ（ｊ）とすると、全てのｔ，ｊに関して以下の数式４を満たす必要がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（４）
　尚、変数ＥＣ（ｉ，ｊ，ｔ）はこの段階ではまだ変数であり、具体的な値（０であるか１であるか）は充放電計画作成部１０７が決定する。決定は最適化問題を解くことで実現するが、その際、変数ＥＣ（ｉ，ｊ，ｔ）の数は少ないほうが計算時間は短くなる。
　ここで充放電器１４をグループ化すると変数ＥＣ（ｉ，ｊ，ｔ）は、グループ化しない場合の変数よりも少なくなり、計算時間が短くなることがわかる。
　ステップＳ１０８では、充放電計画作成部１０７は充放電計画を作成する。充放電計画は、どの時間帯に、どの充放電器グループがどのＥＶ１５に割当てられるかの計画である。
　図１４は、充放電計画の例を示す図である。充放電計画は設備毎にどの時間帯にどのグループがどれぐらい充放電するのかを記憶する。図１４のグループは各設備のＥＶ１５に割当られる充放電器グループＩＤであり、そのグループの充放電量を記憶する。充放電計画作成部１０７は、割当制約とＥＶ情報と施設情報に基づいて、電力コストが低くなるように充放電器グループをＥＶに割当てる。
　充放電器ＩＤ、充放電量は例えば以下のように、電力コストを目的関数とし、割当制約、需給バランス制約、受電点電力量の制約、蓄電池制約を制約条件とした最適化問題を解くことで求める。まず、電力コストとして以下の数式５、数式6を考える。電力コストは施設情報に基づいて算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（５）
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（６）
　ここで、Ｂｕｙ＿Ｃｏｓｔ（ｔ）、Ｂｕｙ（ｔ）、Ｂｕｙ＿ｒａｔｅ（ｔ）はそれぞれ、時刻ｔでの電力コスト、時刻ｔでの受電点電力量、時刻ｔでの料金単価である。そして、上記電力コストに割当変更コストを足したものを目的関数としてもよい。次に、需給バランス制約として以下の数式７を考える。需給バランス制約は割当制約の制約を受ける。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（７）
　ここでＩｎｖ（ｊ，ｔ）は時刻ｔでのＥＶｊへの充放電量である。ただし、Ｉｎｖ（ｊ，ｔ）は、正であれば放電、負であれば充電を意味する。本式は、受電点電力量がＥＶ１５からの放電で賄われることを意味する。このように、時刻ｔで購入する受電点電力量は時刻ｔでの各ＥＶへ充電される電力量の総和である。次に受電点電力量の制約として以下の数式８を考える。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（８）
ここで、Ｂｕｙ＿ｍｉｎとＢｕｙ＿ｍａｘはそれぞれ、受電点電力量の下限値と上限値である。次に蓄電池制約として以下の数式９から数式１１を考える。ここでいう蓄電池制約はＥＶ情報に基づいて設定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（９）
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１０）
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１１）
　ここで、ＳＯＣ（ｊ，ｔ）は時刻ｔでのＥＶｊのＳＯＣを表す。ｅｆｆ＿ｏｕｔ（ｉ）はＥＶｊの放電効率を表す。Ｉｎｖ＿ｏｕｔ（ｊ，ｔ）は時刻ｔでのＥＶｊの放電量を表す。ｅｆｆ＿ｉｎ（ｉ）はＥＶｊの充電効率を表す。Ｉｎｖ＿ｉｎ（ｊ，ｔ）は時刻ｔでのＥＶｊの充電量を表す。Ｉｎｖ（ｊ，ｔ）は時刻ｔでのＥＶｊへの充放電量を表す。
　Ｉｎｖ＿ｍｉｎ（ｊ）はＥＶｊの最大充電電力を表す。Ｉｎｖ＿ｍａｘ（ｊ）はＥＶｊの最大放電電力を表す。ｉｎ＿ｔｉｍｅ（ｊ）はＥＶｊの到着時刻を表す。ｏｕｔ＿ｔｉｍｅ（ｊ）はＥＶｊの出発時刻を表す。割当制約は割当制約設定部１０５で設定した制約を使用する。
　上記の最適化問題では、説明変数はＥＣ（ｉ，ｊ，ｔ）、Ｉｎｖ＿ｏｕｔ（ｊ，ｔ）、Ｉｎｖ＿ｉｎ（ｊ，ｔ）、ＳＯＣ（ｊ，ｔ）、Ｂｕｙ（ｔ）である。尚、ここで上げた最適化問題は一例であり、例えば制約条件を満たす解が存在しない場合は、各制約式にスラック変数を導入し、スラック変数が小さくなるように目的関数を設定することで、制約条件を満たさない場合に準最適となる解を算出するようにしてもよい。
　ステップＳ１０９では、充放電計画通知部１０９ＥＶ１５には充放電計画を通知する。充放電計画通知部１０９は、作成された充放電計画を通知する。通知は、各ＥＶ１５のカーナビゲーションシステムに通知し画面等に表示してもよいし、ＥＶ運転者のスマートフォンに通知するなどしてもよい。通知のされ方は限定されない。
　外出中のＥＶ１５に対して、到着時にどの区画に駐車すべきかは、通知された充放電計画に基づき、グループＩＤから、グループ化した充放電器情報等により充放電器１４を特定し、特定された充放電器１４と駐車場情報から、特定された充放電器１４がどの区画に位置するかを特定する。この場合、特定された充放電器１４がどの区画にあるか、カーナビゲーションシステムたスマートフォンに表示させてもよい。
　例えば、充放電計画では到着時の割当がグループＩＤ：ＧＲＰ００１の場合、このグループが属する充放電器ＩＤはＣＨ００１とＣＨ００２であるため、区画ＰＬ００１とＰＬ００２が該当する。駐車場情報において、区画ＰＬ００１が使用中である場合は、ＰＬ００２を到着時の区画として提示する。ＰＬ００１とＰＬ００２両方が使用されていない場合は、両方の区画を提示して、ＥＶ１５のユーザはどちらかの区画で充放電するかを選択する。
　図１5は、充放電制御装置１３のハードウェア構成図である。充放電制御装置１３は入力インタフェース３０１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等である演算装置３０２、記憶装置３０３、出力インタフェース３０４とからなる。インタフェースは以降ＩＦと表記する。
　ＥＶ情報管理部１０１、スケジュール情報管理部１０２、充放電器情報管理部１０３、施設情報管理部１０６、駐車場情報管理部１０８等は、記憶装置３０３に有し、充放電器グループ化部１０４、割当制約設定部１０５、充放電計画作成部１０７等の機能は、演算装置３０２がプログラムを実行することによって実現される。
　ＥＶ情報、スケジュール情報、充放電器情報、施設情報等のデータは入力ＩＦ３０１から入力される。入力はユーザから直接受け付けてもよいし、外部にあるデータサーバから受け付けてもよく、入力元は限定されない。出力ＩＦ３０４からは、作成された充放電計画等が出力される。
　なお、ＩＦはケーブル用ポートなどの有線ポート、ＵＳＢポート、直接接続のポート、無線ネットワークのポートである。記憶装置３０３はＨＤＤやＳＳＤ、フラッシュメモリなどの記憶媒体である。
　このような構成により、ＥＶの到着の遅延や出発時刻の急な変更などがあっても、計算時間を短くして、より迅速に充放電計画を作成することで、ＥＶの走行に必要な蓄電量の確保や、電力コスト削減に対応できる。
　ＥＶの利用開始時まで充電を完了させ、ＥＶ利用事業者の電力コストを最小化するなどの最適な充放電計画を作成する計算時間を削減することができる。
実施の形態２．
　図１６は、実施の形態２における充放電制御装置１３の構成図である。実施の形態１では類似スペックの充放電器１４を同じグループとしていたが、充放電器１４のスペックは使用頻度や使用年月によって劣化するため、例えば仕様書記載のスペックに基づいてグループ化しても、精度が不十分であるという課題がある。
　本実施の形態では、充放電実績に基づいて充放電器１４のスペックを推定することを特徴とする。本実施の形態では、推定するスペックとして、充電効率を取り上げる。実施の形態２と異なる点は、充放電実績情報管理部２０１と、充放電器情報推定部２０２が追加された点である。
　図１７は、実施の形態２の処理のフローチャート図である。実施の形態１との違いはステップＳ２０１とステップＳ２０２が追加された点であり、以下これらを説明する。ステップＳ２０２は、ステップＳ１０５のスケジュール情報が入力された後になっているがこれに限定される訳ではない。
　ステップＳ２０１では、充放電器情報推定部２０２は、充放電実績情報管理部２０１が取得した充放電実績情報に基づいて充放電器情報を推定し、充放電器情報を更新する。推定された充放電器情報に基づいて、充放電器グループ化部１０４は充放電器をグループ化する。
　ここで、充放電器実績情報はステップＳ２０２で取得されているが、これは経年とともに充放電器１４は変化してくるので、絶えず充放電器実績情報を取得し続けて更新する。本処理は繰り返し処理されることを想定している。初回の時点では充放電器情報のスペックの情報はカタログ値が記憶されるようにしてもよい。
　ステップＳ２０２では、充放電実績情報管理部２０１は、充放電実績情報を取得する。充放電実績情報管理部２０１は充放電器毎の充放電の実績を管理する。充放電器１４からＯｐｅｎＡＤＲプロトコルなどを介して充放電実績を取得し、充放電実績管理部２０１に格納する。
　図１８は、取得される充放電実績情報の例を示す図である。どの充放電器１４がどのような実績であるかを記憶する。実績として、ある時刻での充放電電力の実績値やＳＯＣがどれぐらいに変化したかの情報を記憶する。図１８の例では、ＥＶ＿ＩＤと充放電器ＩＤの組み合わせも記憶しているが、これに限定されない。
　図１８の例では、時刻は３０分間での充放電実績を表す。充放電電力は、放電を正、充電を負とする。初期ＳＯＣと充電が終了した場合の終了ＳＯＣを記憶して、ＳＯＣがいくらからいくらに変化したかを管理する。
　ここで、充放電器情報の推定として、充放電効率の推定値の算出の仕方について説明する。例えば次に説明するように実績平均とする。充放電実績情報が図１８の場合で説明する。推定の仕方は既存の方法であれば何でもよく、以下のやり方には限定されない。
　ＳＯＣの増分は、充放電器ＩＤがＣＨ００１の充放電器１４について、時刻２０１９／１２／３１　１０：００と時刻２０１９／１２／３０　１０：００において、それぞれ４．０［ｋＷｈ］、４．５［ｋＷｈ］であり、３０分間で各１０［ｋＷ］充電したため、充電効率はそれぞれ４÷（１０×３０÷６０）×１００＝８０［％］、４．５÷（１０×３０÷６０）×１００＝９０［％］であり、実績平均は（８０＋９０）÷２＝８５［％］となる。
　このように充放電器情報を推定することで、充放電計画通りに充放電される確率が高まり、ＥＶの走行に必要な蓄電量の確保や、電力コスト削減を達成できる確率が高まる。
　１０１　ＥＶ情報管理部、１０２　スケジュール情報管理部、１０３　充放電器情報管理部、１０４　充放電器グループ化部、１０５　割当制約設定部、１０６　施設情報管理部、１０７　充放電計画作成部、１０８　駐車場情報管理部、１０９　充放電計画通知部、２０１　充放電実績情報管理部、２０２　充放電器情報推定部。

Claims (6)

  1. 　複数の電気自動車の充放電能力情報を管理するEV情報管理部と、
    　前記電気自動車の充放電のスケジュール情報を管理するスケジュール情報管理部と、
    　充放電器の充放電器情報を管理する充放電器情報管理部と、
    　電力料金の情報を管理する施設情報管理部と、
    　前記充放電器情報に基づいて前記充放電器をグループ化する充放電器グループ化部と、
    　前記充放電器のグループ毎に、前記スケジュール情報に基づいて前記充放電器の割当制約を設定する割当制約設定部と、
    　前記割当制約と前記充放電能力情報と前記電力料金の情報に基づいて、電力コストが低くなるように前記充放電器のグループを前記電気自動車に割当てて、充放電計画を作成する充放電計画作成部と
    　を備えることを特徴とする充放電制御装置。
  2. 　前記充放電器グループ化部は、前記充放電器情報の類似によってグループ化する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の充放電制御装置。
  3. 　前記充放電器グループ化部は、前記充放電器の最大充電電力、最大放電電力、充電効率、放電効率の類似によってグループ化する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の充放電制御装置。
  4. 　前記充放電器グループ化部は、前記充放電器の型番を用いてグループ化する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の充放電制御装置。
  5. 　前記充放電器毎の充放電の実績を管理する充放電実績管理部と
    　前記充放電の実績に基づいて前記充放電器情報を推定する充放電器情報推定部とを備え、
    　前記充放電器グループ化部は、推定された前記充放電器情報に基づいて前記充放電器をグループ化する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
  6. 　複数の電気自動車の充放電能力情報を管理するステップと、
    　前記電気自動車の充放電のスケジュール情報を管理するステップと、
    　充放電器の充放電器情報を管理するステップと、
    　電力料金の情報を管理するステップと、
    　前記充放電器情報に基づいて前記充放電器をグループ化するステップと、
    　前記充放電器のグループ毎に、前記スケジュール情報に基づいて前記充放電器の割当制約を設定するステップと、
    　前記割当制約と前記充放電能力情報と前記電力料金の情報に基づいて、電力コストが低くなるように前記充放電器のグループを前記電気自動車に割当てて、充放電計画を作成するステップと
    　を備えることを特徴とする充放電制御方法。
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