(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置が発電する電力を平滑化して電力系統へ出力する出力平滑化装置であって、
前記発電装置が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出する平滑化電力算出部と、
二次電池へ充放電する電力変換装置へ出力された充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を算出する制御電力平滑化信号算出部と、
前記発電電力平滑化信号から前記電力値信号を減じた値と、前記充放電制御電力信号が充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換した符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号と、に基づいて、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、前記電力変換装置へ出力する充放電制御電力算出部と、
を備えることを特徴とする出力平滑化装置。
【請求項２】
前記二次電池の充電率を推定する充電率推定部と、
前記二次電池の目標充電率と前記充電率推定部が推定した充電率との差に基づいて、前記充電率を前記目標充電率に近付くよう制御するための充電率適正化電力を算出する適正化電力算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の出力平滑化装置。
【請求項３】
前記制御電力平滑化信号算出部は、前記充電率推定部が推定する充電率が前記二次電池の目標充電率から離れる程大きいゲイン係数を、前記充放電制御電力信号の値に乗じるゲイン可変部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の出力平滑化装置。
【請求項４】
前記制御電力平滑化信号算出部は、
前記電力変換装置の単位時間当たりの充放電量に基づく直流交流変換の変換効率が低い程大きいゲイン係数を、前記充放電制御電力信号の値に乗じるゲイン可変部と、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の出力平滑化装置。
【請求項５】
発電装置が発電する電力を平滑化して電力系統へ出力する出力平滑化装置における出力平滑化方法であって、
前記発電装置が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出し、
二次電池へ充放電する電力変換装置へ出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号を算出し、
前記発電電力平滑化信号から前記電力値信号を減じた値と、前記充放電制御電力信号が充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換した符号反転制御電力平滑化信号と、に基づいて、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、前記電力変換装置へ出力する、
を備えることを特徴とする出力平滑化方法。
【請求項６】
発電装置が発電する電力を平滑化して電力系統へ出力する出力平滑化装置において、
前記発電装置が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出する平滑化電力算出手段、
二次電池へ充放電する電力変換装置へ出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号を算出する制御電力平滑化信号算出手段、
前記発電電力平滑化信号から前記電力値信号を減じた値と、前記充放電制御電力信号が充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換した符号反転制御電力平滑化信号と、に基づいて、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、前記電力変換装置へ出力する充放電制御電力算出手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置が発電した電力を平滑化して電力系統へ出力させる出力平滑化装置、出力平滑化方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光、風力などの自然エネルギを利用した発電技術が進歩している。これに伴い、メガソーラ、ウインドファームといった自然エネルギを利用した発電設備（以下自然エネルギ発電設備）の導入量が増加している。
しかしながら、自然エネルギは、天候、季節などの自然環境の変化によって時々刻々と変動するため、自然エネルギ発電設備が発電する電力も時々刻々と変動する。自然エネルギ発電設備が大量導入された場合、自然エネルギの変動によって、自然エネルギ発電設備が連系された電力系統の周波数、電圧が不安定になることが懸念されている。
そのため、自然エネルギ発電設備にリチウム二次電池などで構成される蓄電システムを併設し、自然エネルギ発電設備が発電する電力に対して二次電池が適切に電荷を充放電することで電力変動を吸収（平滑化）して電力系統に送電する技術が開発されており、当該技術の関連技術が、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、二次電池は、満充電に近い状態、完全放電に近い状態（充放電深度が深い状態）で充放電が繰り返されると劣化が促進されるのが一般的である。すなわち、二次電池は、充放電深度が深いところでの利用が長くなると劣化する。
【０００５】
したがって、二次電池における充放電深度は、二次電池により出力電力を制御する場合、電力系統側の要求（例えば電力系統における電力変動が一定値以下にするなど）を満足しつつ、できるだけ浅くすることが望まれる。逆に、充放電深度を浅くすることができれば、電池の搭載容量を減らすことも可能となる。
【０００６】
ここで、上述の特許文献１の技術は、二次電池の充放電中に電池充電率が一方向（放電側または充電側）にシフトするのを避けるための技術である。しかしながら、充放電中にできるだけ充放電深度を浅くする技術とはなっていなかった。
【０００７】
そこでこの発明は、上記の課題を解決することのできる出力平滑化装置、出力平滑化方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、発電装置が発電する電力を平滑化して電力系統へ出力する出力平滑化装置であって、前記発電装置が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出する平滑化電力算出部と、二次電池へ充放電する電力変換装置へ出力された充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を算出する制御電力平滑化信号算出部と、前記発電電力平滑化信号から前記電力値信号を減じた値と、前記充放電制御電力信号が充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換した符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号と、に基づいて、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、前記電力変換装置へ出力する充放電制御電力算出部と、を備えることを特徴とする出力平滑化装置である。
【０００９】
また本発明は、前記二次電池の充電率を推定する充電率推定部と、前記二次電池の目標充電率と前記充電率推定部が推定した充電率との差に基づいて、前記充電率を前記目標充電率に近付くよう制御するための充電率適正化電力を算出する適正化電力算出部と、を備えることを特徴とする出力平滑化装置である。
【００１０】
また本発明は、前記制御電力平滑化信号算出部は、前記充電率推定部が推定する充電率が前記二次電池の目標充電率から離れる程大きいゲイン係数を、前記充放電制御電力信号の値に乗じるゲイン可変部と、を備えることを特徴とする出力平滑化装置である。
【００１１】
また本発明は、前記制御電力平滑化信号算出部は、前記電力変換装置の単位時間当たりの充放電量に基づく直流交流変換の変換効率が低い程大きいゲイン係数を、前記充放電制御電力信号の値に乗じるゲイン可変部と、を備えることを特徴とする出力平滑化装置である。
【００１２】
また本発明は、発電装置が発電する電力を平滑化して電力系統へ出力する出力平滑化装置における出力平滑化方法であって、前記発電装置が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出し、二次電池へ充放電する電力変換装置へ出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号を算出し、前記発電電力平滑化信号から前記電力値信号を減じた値と、前記充放電制御電力信号が充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換した符号反転制御電力平滑化信号と、に基づいて、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、前記電力変換装置へ出力する、を備えることを特徴とする出力平滑化方法である。
【００１３】
また本発明は、発電装置が発電する電力を平滑化して電力系統へ出力する出力平滑化装置において、前記発電装置が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出する平滑化電力算出手段、二次電池へ充放電する電力変換装置へ出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号を算出する制御電力平滑化信号算出手段、前記発電電力平滑化信号から前記電力値信号を減じた値と、前記充放電制御電力信号が充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換した符号反転制御電力平滑化信号と、に基づいて、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、前記電力変換装置へ出力する充放電制御電力算出手段、として機能させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、制御電力平滑化信号算出部による制御により二次電池の過度な充放電が抑えられ、電力変動が一定値以下にするなどの出力平滑化の要求を満足しつつ、二次電池の充放電深度が低減でき、二次電池の寿命を長く保つことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の第二の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第二の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の第三の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の第三の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明の第四の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
【図８】充電率シミュレーション結果を示す図である。
【図９】充放電深度とサイクル回数のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。
第一の実施形態による出力平滑化装置１は、図１で示すように、平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４の各機能部を備えている。また、出力平滑化装置１は、図１で示すように、発電装置１１０、電力変換装置１２０、二次電池１３０、発電電力計測装置１４０の各装置を備えている。
【００１７】
ここで、平滑化電力算出部２は、発電装置１１０が自然エネルギに基づいて発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出する機能部である。
また、制御電力平滑化信号算出部３は、二次電池１３０へ充放電する電力変換装置１２０に出力された充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を符号反転（充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換）および平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ出力する機能部である。
また、充放電制御電力算出部４は、発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号とを加算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、電力変換装置１２０へ出力する機能部である。
また、発電装置１１０は、太陽光、風力などの自然エネルギを利用して発電し、発電した電力を発電電力計測装置１４０と電力系統とへ出力する装置である。
また、電力変換装置１２０は、電力系統と二次電池１３０とに接続され、充放電制御電力信号に基づいて、電力系統に流れる電流を交流から直流に変換して二次電池１３０に充電するか、または、二次電池１３０が出力する電流を直流から交流に変換して電力系統へ放電する装置である。
また、二次電池１３０は、電力変換装置１２０が直流に変換した電流を充電し、また電力変換装置１２０へ直流電流を放電するための装置である。
また、発電電力計測装置１４０は、発電装置１１０が発電した電力を計測し、その計測結果である電力値信号を平滑化電力算出部２と充放電制御電力算出部４とへ出力する装置である。
なお、平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４の各機能部は、例えば出力平滑化装置１の制御部（例えばＣＰＵ、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が制御プログラムを実行することにより、出力平滑化装置１に構成される。
【００１８】
そして、第一の実施形態による出力平滑化装置１において、発電装置１１０は自然エネルギを利用して発電し、発電した電力を発電電力計測装置１４０と電力系統とへ出力する。発電電力計測装置１４０は、発電装置１１０が発電した電力を計測し、電力値信号を平滑化電力算出部２と充放電制御電力算出部４とへ出力する。平滑化電力算出部２は、発電装置１１０が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ発電電力平滑化信号を出力する。また、制御電力平滑化信号算出部３は、二次電池１３０へ充放電する電力変換装置１２０へ１タイミング前に出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ符号反転制御電力平滑化信号を出力する。充放電制御電力算出部４は、発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、符号反転制御電力平滑化信号とを加算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、電力変換装置１２０へ出力する。電力変換装置１２０は、充放電制御電力信号に基づいて、電力系統の交流電力を直流電力に変換し、また二次電池１３０が出力する直流電力を交流電力に変換する。
【００１９】
図２は、本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
この第一の実施形態による出力平滑化装置１は、図１で示した出力平滑化装置１の構成の詳細を示しており、平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４の各機能部を示している。そして、充放電制御電力算出部４は、図１で示した電力変換装置１２０が単位時間当たりで充放電される電力が定格を超えないように充放電制御電力信号を制限する電力変換装置出力リミッタ４１を備えている。
平滑化電力算出部２は、平滑化フィルタ２１を備えている。
制御電力平滑化信号算出部３は、符号反転回路３１、一時記憶部３２、平滑化フィルタ３３を備えている。
【００２０】
次に図２を用いて第一の実施形態による出力平滑化装置１の処理フロー（ステップＳ１〜ステップＳ６）について説明する。
まず、発電装置１１０は、太陽光、風力などの自然エネルギを利用して例えば半導体技術を用いた太陽光パネルやモータ技術を用いた発電機などにより電力を発電する。この発電装置１１０が発電する電力は、天候、季節などの自然環境の変化によって変動するため、電力系統の周波数や電圧を不安定にする要因となる。そして、発電装置１１０は、発電した電力を発電電力計測装置１４０と電力系統とへ出力する。
【００２１】
発電電力計測装置１４０は例えば電力計であって、発電装置１１０から電力を入力すると、入力した電力を計測し、その計測結果である電力値信号を平滑化電力算出部２と充放電制御電力算出部４とへ出力する。
【００２２】
平滑化電力算出部２は、電力値信号の変動成分（高周波成分）を除去する平滑化フィルタ２１であって、当該平滑化フィルタ２１は、例えば関数Ｇ１で表される移動平均（一種のローパスフィルタ）の手法を用いたフィルタである。そしてこの平滑化フィルタ２１は、電力値信号を平滑化することで、電力系統における目標電力を示す発電電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ発電電力平滑化信号を出力する（ステップＳ１）。
【００２３】
また、制御電力平滑化信号算出部３は、二次電池１３０へ充放電する電力変換装置１２０へ１タイミング前に出力した充放電制御電力信号を入力して、その入力した充放電制御電力信号を−１．０倍することで反転する（ステップＳ２）。
【００２４】
そして、制御電力平滑化信号算出部３は、充放電制御電力信号を反転した信号を、例えばサンプルホールド回路のような一時記憶部３２を用いて、一時刻前の信号すなわち１サンプリング周期前の信号として信号を保持し、１サンプリング周期後である今タイミングで平滑化フィルタ３３へ出力する（ステップＳ３）。
【００２５】
そして制御電力平滑化信号算出部３は、関数Ｇ１と同一の関数Ｇ２で表される移動平均の手法を用いた平滑化フィルタ３３に、１サンプリング周期後の充放電制御電力信号を入力する。そして制御電力平滑化信号算出部３は、当該充放電制御電力信号を平滑化フィルタ３３で平滑化し、符号反転制御電力平滑化信号を算出する。そして、制御電力平滑化信号算出部３は、その符号反転制御電力平滑化信号を、充放電制御電力算出部４へ出力する（ステップＳ４）。
【００２６】
充放電制御電力算出部４は、ステップＳ１における発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、ステップＳ４における符号反転制御電力平滑化信号とを加算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ２の反転の処理を行わずに、充放電制御電力算出部４が、ステップＳ５における発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、ステップＳ２における符号反転制御電力平滑化信号とを減算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成するようにしてもよい。
【００２７】
そして、充放電制御電力算出部４は、ステップＳ２で算出した充放電電力を充放電電力信号として電力変換装置１２０が定格を超える電力を出力しないように制限する電力変換装置出力リミッタ４１に入力する。そして、充放電制御電力算出部４は、充放電電力信号を電力変換装置出力リミッタ４１で設定されている上限値と下限値との間に抑えて充放電制御電力信号として電力変換装置１２０と制御電力平滑化信号算出部３とへ出力する（ステップＳ６）。
【００２８】
電力変換装置１２０は、充放電制御電力信号を入力すると、入力した充放電制御電力信号に基づいて、電力系統の交流電力を直流電力に変換し、また二次電池１３０が出力する直流電力を交流電力に変換する。
【００２９】
上述の第一の実施形態による出力平滑化装置１において、制御電力平滑化信号算出部３は、ステップＳ５において充放電制御電力信号の符号を反転して充放電制御電力算出部４に戻すことで、充放電制御電力信号の変動を抑えている。そして、電力変換装置１２０は、この充放電制御電力信号に基づいて二次電池１３０の電力を電力系統に充放電することで電力系統における電力変動を抑えることができる。
【００３０】
また、上述の第一の実施形態による出力平滑化装置１において、電力値を直接平滑化フィルタに入力し、電流または電力の積算値を算出する際の積分による応答遅れを除去することで応答を速くすることができるため、充放電深度を浅くすることができる。
【００３１】
なお、ステップＳ２では入力信号を反転する目的で−１．０倍したが、必要に応じて−１．０倍以外の負の値としてゲインを持たせてもよい。
【００３２】
以上のように、本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１によれば、電力変換装置１２０が、この充放電制御電力信号に基づいて二次電池１３０の電力を電力系統に充放電することで電力系統における電力変動を抑えることができる。したがって、第一の実施形態による出力平滑化装置１は、二次電池１３０の過度な充放電を抑え、電力変動が一定値以下にするなどの出力平滑化の要求を満足しつつ、二次電池１３０の充放電深度を浅くすることができる。その結果、二次電池１３０の寿命が長く保たれる。
【００３３】
＜第二の実施形態＞
図３は、本発明の第二の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。
第二の実施形態による出力平滑化装置１は、第一の実施形態における出力平滑化装置１の各機能部に加え、さらに、充電率推定部５、適正化電力算出部６の機能部を備えている。
【００３４】
図３で示す平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４は、図１で説明した平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４と同様であるためその説明は省略する。
また、発電装置１１０、電力変換装置１２０、二次電池１３０、発電電力計測装置１４０は、図１で説明した発電装置１１０、電力変換装置１２０、二次電池１３０、発電電力計測装置１４０と同様であるためその説明は省略する。
【００３５】
ここで、充電率推定部５は、二次電池１３０の充電率を推定する機能部である。
また、適正化電力算出部６は、二次電池の目標充電率と充電率推定部５が推定した充電率との差に基づいて、充電率を目標充電率に近付くよう制御するための充電率適正化電力を算出する機能部である。
なお、平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４、充電率推定部５、適正化電力算出部６の各機能部は、出力平滑化装置１の例えば制御部（例えばＣＰＵ）が制御プログラムを実行することにより、出力平滑化装置１に構成される。
【００３６】
そして、第二の実施形態による出力平滑化装置１において、充電率推定部５は、二次電池１３０の充電率を推定し、適正化電力算出部６に出力する。適正化電力算出部６は、二次電池１３０の目標充電率と充電率推定部５が推定した充電率との差に基づいて、充電率を目標充電率に近付くよう制御するための充電率適正化電力を算出し、平滑化電力算出部２に出力する。また、発電装置１１０は自然エネルギを利用して発電し、発電した電力を発電電力計測装置１４０と電力系統とへ出力する。発電電力計測装置１４０は、発電装置１１０が発電した電力を計測し、電力値信号を平滑化電力算出部２と充放電制御電力算出部４とへ出力する。平滑化電力算出部２は、発電装置１１０が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ発電電力平滑化信号を出力する。また、制御電力平滑化信号算出部３は、二次電池１３０へ充放電する電力変換装置１２０へ１タイミング前に出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ符号反転制御電力平滑化信号を出力する。充放電制御電力算出部４は、発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、符号反転制御電力平滑化信号とを加算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、電力変換装置１２０へ出力する。電力変換装置１２０は、充放電制御電力信号に基づいて、電力系統の交流電力を直流電力に変換し、また二次電池１３０が出力する直流電力を交流電力に変換する。
【００３７】
図４は、本発明の第二の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
図４では、図２で示した平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４の詳細な構成に、充電率推定部５、適正化電力算出部６を加えた詳細な構成を示している。
【００３８】
次に図４を用いて第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フロー（ステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４）について説明する。
ただし、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６は、第一の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６と同様であるためその説明は省略する。
【００３９】
まず、充電率推定部５は、二次電池１３０の充放電に基づいて二次電池１３０に入出流する電流値、およびその電圧値を用いて電力計が算出した電力値［Ｗ；ワット］を入力する。そして充電率推定部５は、その入力した電力値を積分演算して、単位時間当たりに充放電された電力量[Ｗｈ；ワット時]を求める。充電率推定部５は、この単位時間当たりに充放電された電力量の計算を、二次電池１３０が初期状態（例えば充電率１００パーセントの状態）である時から所定の間隔毎に計算する。そして充電率推定部５は初期状態における二次電池１３０の電力容量から、計算した電力量を加算（放電時は電力量の値はマイナスを示す）する演算を繰り返し、現在の二次電池１３０の電力容量を計算する。ここで出力平滑化装置１は、記憶部に二次電池１３０の満充電時の電力容量［ワット時］を記憶している。充電率推定部５はその満充電時の電力容量を得ることができる。そして充電率推定部５は、現在の二次電池１３０の電力容量を、記憶部から読み取った電力容量で除することにより、現在二次電池１３０の充電率を推定する。そして、充電率推定部５は、推定した充電率を適正化電力算出部６へ出力する（ステップＳ１１）。
【００４０】
次に適正化電力算出部６は、充電率推定部５が推定した充電率を入力する。また適正化電力算出部６は、記憶部から目標充電率（例えば５０パーセント）を読み取る。そして適正化電力算出部６は、充電率推定部５より入力した充電率から目標充電率を減算して得られた値を入力する。そして適正化電力算出部６は、入力した値と所定の変換式とに基づいてＰ制御を行い、充電率を目標充電率に近付くよう制御する充電率適正化電力を算出する（ステップＳ１２）。そして適正化電力算出部６は、当該充電率適正化電力を平滑化電力算出部２に出力する（ステップＳ１３）。
この適正化電力算出部６が行うＰ制御は、充電率推定部５が推定した充電率が目標充電率より大きな場合には二次電池１３０に蓄積されている電力を放電し、また充電率推定部５が推定した充電率が目標充電率より小さな場合には二次電池１３０に電力を充電する制御である。つまり適正化電力算出部６は、二次電池１３０の充電率が目標充電率に近付くよう制御する。
そして、適正化電力算出部６は、充電率適正化電力の値を示す充電率適正化電力信号を平滑化電力算出部２へ出力する。
【００４１】
ステップＳ１３の次に、平滑化電力算出部２は、適正化電力算出部６が算出した充電率適正化電力信号と、発電電力計測装置１４０が計測した発電電力信号とを入力し、加算する（ステップＳ１４）。そして、出力平滑化装置１は、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６と同様の処理を行う。
【００４２】
なお、上述の第二の実施形態による出力平滑化装置１において、充電率は電力積算値［Ｗｈ］で説明したが、充電率を電流積算値［Ａｈ］で考えてもよい。
また、適正化電力算出部６が行う制御は、Ｐ制御に限定するものではない。適正化電力算出部６が行う制御は、二次電池１３０の充電率と目標充電率のオフセットが問題となる場合はＰＩ制御としてオフセットを低減する制御を行ってもよい。また、適正化電力算出部６が行う制御は、Ｄ制御を追加して、目標充電率への収束速度を向上してもよい。
【００４３】
以上のように、第二の実施形態による出力平滑化装置１によれば、適正化電力算出部６による制御は二次電池１３０の充電率を目標充電率に近付けつつ、充放電深度を浅くすることができる。したがって、第二の実施形態による出力平滑化装置１は、二次電池１３０の過度な充放電を抑え、電力変動が一定値以下にするなどの出力平滑化の要求を満足しつつ、二次電池１３０の充放電深度を浅くすることができる。その結果、二次電池１３０の寿命が長く保たれる。
【００４４】
＜第三の実施形態＞
図５は、本発明の第三の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。
第三の実施形態による出力平滑化装置１は、図５で示すように、制御電力平滑化信号算出部３が、内部にゲイン可変部７の機能を備える。
【００４５】
図６は、本発明の第三の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
次に図６を用いて第三の実施形態による出力平滑化装置１の処理フロー（ステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１５）について説明する。
ただし、第三の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４は、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４と同様であるためその説明は省略する。
【００４６】
第三の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローは、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ３の処理に続き、制御電力平滑化信号算出部３のゲイン可変部７が、充電率推定部５から二次電池１３０の充電率を取得し、二次電池１３０の目標充電率から離れる程大きいゲイン係数を、充放電制御電力信号の値に乗じる（ステップＳ１５）。
このステップＳ１５では、制御電力平滑化信号算出部３は、例えば１０パーセント以下または９０パーセント以上の場合にゲイン係数を１より大きな値にし、それ以外の場合にゲイン係数を１に設定する。
そして、制御電力平滑化信号算出部３が充電率推定部５から二次電池１３０の充電率が１０パーセント以下または９０パーセント以上の充電率を取得した場合、出力平滑化装置１は二次電池１３０の充電深度の深いところでの充放電量を増やすように制御して目標充電率である５０パーセントに速やかに近付け、二次電池１３０の充放電深度を速やかに浅くしている。
【００４７】
＜第四の実施形態＞
図７は、本発明の第四の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
次に図７を用いて第四の実施形態による出力平滑化装置１の処理フロー（ステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４、ステップＳ１６）について説明する。
ただし、第四の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４は、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４と同様であるためその説明は省略する。
【００４８】
第四の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ３の処理に続き、制御電力平滑化信号算出部３のゲイン可変部７は、電力変換装置１２０の交流側の充電または放電する電力に基づく直流交流変換の変換効率が低い程大きいゲイン係数を、前記充放電制御電力信号の値に乗じる（ステップＳ１６）。
このステップＳ１６では、制御電力平滑化信号算出部３は、例えば電力変換装置１２０から直流交流変換の変換効率情報を記憶部から取得する。この記憶部に記録された変換効率情報が示す値は、予め電力変換装置１２０の設計時に定められた値、または実験によって得られる値である。
ここで、制御電力平滑化信号算出部３は、電力変換装置１２０の変換効率とゲイン係数の対応テーブルを保持している。この対応テーブルは、電力変換装置１２０の変換効率情報が高い程、小さい値のゲイン係数（例えばゲイン係数ｇ＝１．０）を記憶し、変換効率情報が低い程、大きい値のゲイン係数（例えばゲイン係数ｇ＞１．０）を記憶している。
そしてゲイン可変部７が、電力変換装置１２０から電力変換効率を取得し、取得した電力変換効率に対応するゲイン係数を対応テーブルから読み取る。そしてゲイン可変部７は、読み取ったゲイン係数を充放電制御電力信号の値に乗じる（ステップＳ１６）。
このゲイン係数は、電力変換装置１２０の変換効率が理想値である１００パーセントから外れた分の変換効率を補正して、出力平滑化装置１における充放電制御電力信号による二次電池１３０の充放電電力を現実の状況に近付けるための係数である。
これにより、出力平滑化装置１は、より充電率の制御の精度の高い充放電制御電力信号を算出することができる。
【００４９】
図８は、充電率シミュレーション結果を示す図である。
この図において（ａ）のグラフは、出力平滑化装置１から制御電力平滑化信号算出部３を除いた場合の充電率シミュレーション結果である。
またこの図において（ｂ）のグラフは、制御電力平滑化信号算出部３を備えた出力平滑化装置１（第一の実施形態による出力平滑化装置）の場合の充電率シミュレーション結果である。
図８（ａ）、（ｂ）共に縦軸は充電率［パーセント］であり、横軸は時間［分］である。また、目標充電率は５０パーセントである。
図８（ｂ）に示す充電率の変動幅は、図８（ａ）に比べ１５パーセント改善されることがわかる。また、図８（ｂ）は図８（ａ）に比べ目標充電率の５０パーセント付近に保たれることもわかる。このことから制御電力平滑化信号算出部３を備えた出力平滑化装置１は、充電率変動を抑制し、二次電池１３０の寿命を長く保つことがわかる。
【００５０】
図９は、充放電深度とサイクル回数のシミュレーション結果を示す図である。
この図において（ｃ）のグラフは、出力平滑化装置１から制御電力平滑化信号算出部３を除いた場合の充放電深度とサイクル回数のシミュレーション結果である。
またこの図において（ｄ）のグラフは、制御電力平滑化信号算出部３を備えた出力平滑化装置１（第一の実施形態による出力平滑化装置）の場合の充放電深度とサイクル回数のシミュレーション結果である。
図９（ａ）、（ｂ）共に横軸が充電率５０パーセントからの充放電深度を示している。また、図９（ａ）、（ｂ）の、棒グラフにおける縦軸はサイクル回数（年換算）を示しており、折れ線グラフにおける縦軸はサイクル回数の累積出現頻度［パーセント］（年換算）を示している。また、目標充電率は５０パーセントである。なお、サイクル回数とは、二次電池１３０の充放電深度が、５０パーセント±２５パーセントより深くなった回数を示す。
【００５１】
ここで、二次電池１３０は、充電率が５０パーセント±２５パーセントより充放電深度が深い場合に劣化が促進されると仮定する。
この場合、図９（ａ）で示すように、二次電池１３０の充放電深度が、５０パーセント±２５パーセントより深くなった回数は、±２５パーセントの時は４３２回、±３５パーセントの時は２２４回、±４５パーセントの時は１４０回、±５０パーセントの時は０回であるため、合計して７９６回である。他方、二次電池１３０の充放電深度が、５０パーセント±２５パーセントより浅くなった回数は、±５パーセントの時は１０８４０回、±１５パーセントの時は１４３６回であるため、全ての充放電深度における全サイクル回数は合計１３０７２回である。したがって、二次電池１３０の充放電深度が、充電率５０パーセント±２５パーセントより深い場合のサイクル回数の割合は「７９６÷１３０７２」で算出できる値である。
また同様に、図９（ｂ）において充電率５０パーセント±２５パーセントより充放電深度が深いサイクルは３９６／２９６４０である。
これら図９（ａ）と図９（ｂ）との充電率５０パーセント±２５パーセントより充放電深度が深いサイクルを比較すると、図９（ｂ）に示すシミュレーション結果は、図９（ａ）の結果に比べ、二次電池１３０の寿命は約４．５倍長持ちすることを意味する。すなわち、適正化電力算出部６による制御に対して、制御電力平滑化信号算出部３による二次電池１３０の充放電の制御を追加することで、二次電池１３０の寿命が約４．５倍長持ちする。
【００５２】
以上のように、本発明の実施形態による出力平滑化装置１によれば、適正化電力算出部６と制御電力平滑化信号算出部３とによる制御により二次電池１３０の過度な充放電が抑えられ、電力変動が一定値以下にするなどの出力平滑化の要求を満足しつつ、二次電池１３０の充放電深度が低減する。そして、二次電池の寿命が長く保たれる。
【００５３】
なお本発明の実施形態について説明したが、上述の出力平滑化装置１は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００５４】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・出力平滑化装置
２・・・平滑化電力算出部
３・・・制御電力平滑化信号算出部
４・・・充放電制御電力算出部
５・・・充電率推定部
６・・・適正化電力算出部
７・・・ゲイン可変部
２１、３３・・・平滑化フィルタ
３１・・・符号反転回路
３２・・・一時記憶部
４１・・・電力変換装置出力リミッタ
１１０・・・発電装置
１２０・・・電力変換装置
１３０・・・二次電池
１４０・・・発電電力計測装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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