(57)【要約】【課題】消費電力のピーク間において確実に充電することが可能な蓄電システムを得ること。【解決手段】電力消費のピーク時において蓄電池に蓄電された電力を需要家側負荷１５に対して供給して、ピーク電力を低減する蓄電システムにおいて、過去における需要家側負荷の電力の使用状況に関する情報を記憶する記憶手段（使用履歴格納部３５）と、記憶手段に記憶された使用状況に関する情報に基づいて、その日の電力の使用状況に、電力を供給すべき複数のピークが存在するか否かを予測する予測手段（使用電力予想部３６、使用電力推定部３２）と、予測手段によって、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、蓄電池を充電する制御を行う制御手段（制御演算部３３）と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力消費のピーク時において蓄電池に蓄電された電力を需要家側負荷に対して供給して、ピーク電力を低減する蓄電システムにおいて、
過去における前記需要家側負荷の電力の使用状況に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された使用状況に関する情報に基づいて、その日の電力の使用状況に、電力を供給すべき複数のピークが存在するか否かを予測する予測手段と、
前記予測手段によって、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、前記蓄電池を充電する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記予測手段は、過去における複数日の使用状況に関する情報に基づいて、その日の使用状況に、電力を供給すべき複数のピークが存在するか否かを予測することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記予測手段は、過去における数分乃至数時間の使用状況に関する情報に基づいて、その日の使用状況に、電力を供給すべき複数のピークが存在するか否かを予測することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記需要家が休み時間帯を有する場合であって、前記休み時間帯より前にピークが存在し、かつ、前記休み時間帯内であるときには、前記ピーク間の時間帯であるとして前記蓄電池を充電する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記蓄電池に充電する時間帯である充電時間帯、前記充電池から放電する時間帯である放電時間帯、および、前記放電時間帯において前記複数のピーク間の時間帯に対応する充電可能時間帯に関する情報を有しており、これらの情報に基づいて前記蓄電池を充電する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記蓄電池の種類に応じて、充電電流および充電時間を設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項７】
電力消費のピーク時において蓄電池に蓄電された電力を需要家側負荷に対して供給して、ピーク電力を低減する蓄電システムの制御方法において、
過去における前記需要家側負荷の電力の使用状況に関する情報を記憶装置に記憶させる記憶ステップと、
前記記憶ステップに記憶された使用状況に関する情報に基づいて、その日の電力の使用状況に、電力を供給すべき複数のピークが存在するか否かを予測する予測ステップと、
前記予測ステップにおいて、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、前記蓄電池を充電する制御を行う制御ステップと、
を有することを特徴とする蓄電システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システムおよびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、夜間電力時間帯に蓄電池を充電し、昼間の電力ピーク時間帯（図４の時間帯Ａ，Ｂ）に蓄電池から放電されるように切り換える第１制御を行うとともに、ピーク時間帯に、蓄電システムによる放電動作を必要としない時間帯（図４の時間帯Ｃ）であって、かつ、蓄電システムの充電状態が満充電状態でない場合に、蓄電システムに充電動作を行わせる第２制御を実行する。これにより、蓄電システムの容量を抑制する一方でピークカットを確実に行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０６８３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示された技術では、図４に示す時間帯Ｃにおいて充電した場合でも、図１２に示すように時間帯Ｂで２つ目のピークが存在しない場合が生じる。このような場合には、昼間の高価な電気で充電を行ってしまうことから、電気代が割高になってしまうという問題点がある。また、特許文献１に開示された技術では、蓄電システムによる放電動作を必要としない時間帯であって、かつ、蓄電システムの充電状態が満充電状態でない場合に、蓄電システムに充電動作を行わせる第２制御を実行することから、例えば、図１３に示すように、夏期の２つ目のピーク後のハッチングが施された時間帯において、昼間の高価な電気で充電を行ってしまうことから、電気代が割高になってしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、消費電力のピーク間において確実に充電することが可能な蓄電システムおよびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、電力消費のピーク時において蓄電池に蓄電された電力を需要家側負荷に対して供給して、ピーク電力を低減する蓄電システムにおいて、過去における前記需要家側負荷の電力の使用状況に関する情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された使用状況に関する情報に基づいて、その日の電力の使用状況に、電力を供給すべき複数のピークが存在するか否かを予測する予測手段と、前記予測手段によって、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、前記蓄電池を充電する制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、消費電力のピーク間において確実に充電することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の一側面は、前記予測手段は、過去における複数日の使用状況に関する情報に基づいて、その日の使用状況に、電力を供給すべき複数のピークが存在するか否かを予測することを特徴とする。
このような構成によれば、過去の使用状況に基づいて、その日の使用電力に複数のピークが存在するか否かを確実に予測することができる。
【０００８】
また、本発明の一側面は、前記予測手段は、過去における数分乃至数時間の使用状況に関する情報に基づいて、その日の使用状況に、電力を供給すべき複数のピークが存在するか否かを予測することを特徴とする。
このような構成によれば、消費電力が急激に変動した場合であっても、対応することが可能になる。
【０００９】
また、本発明の一側面は、前記制御手段は、前記需要家が休み時間帯を有する場合であって、前記休み時間帯より前にピークが存在し、かつ、前記休み時間帯内であるときには、前記ピーク間の時間帯であるとして前記蓄電池を充電する制御を行うことを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な基準に基づいて判定を行うことができることから、処理の負荷を軽減するともに、記憶手段の必要な記憶容量を削減して製造コストを低減することができる。
【００１０】
また、本発明の一側面は、前記制御手段は、前記蓄電池に充電する時間帯である充電時間帯、前記充電池から放電する時間帯である放電時間帯、および、前記放電時間帯において前記複数のピーク間の時間帯に対応する充電可能時間帯に関する情報を有しており、これらの情報に基づいて前記蓄電池を充電する制御を行うことを特徴とする。
このような構成によれば、これらの時間帯の組み合わせによって、消費電力のピーク間を確実に特定し、適切な充電を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の一側面は、前記制御手段は、前記蓄電池の種類に応じて、充電電流および充電時間を設定することを特徴とする。
このような構成によれば、蓄電池の種類に応じて、電池寿命を損なうことなく、適切な充電を行うことが可能になる。
【００１２】
また、本発明は、電力消費のピーク時において蓄電池に蓄電された電力を需要家側負荷に対して供給して、ピーク電力を低減する蓄電システムの制御方法において、過去における前記需要家側負荷の電力の使用状況に関する情報を記憶装置に記憶させる記憶ステップと、前記記憶ステップに記憶された使用状況に関する情報に基づいて、その日の電力の使用状況に、電力を供給すべき複数のピークが存在するか否かを予測する予測ステップと、前記予測ステップにおいて、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、前記蓄電池を充電する制御を行う制御ステップと、を有することを特徴とする。
このような方法によれば、消費電力のピーク間において確実に充電することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、消費電力のピーク間において確実に充電することが可能な蓄電システムおよびその制御方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す実施形態のピーク需要の変化を説明するための図である。
【図３】図１に示す実施形態の電力料金を説明するための図である。
【図４】図１に示す実施形態の需要電力の変化を示す図である。
【図５】図１に示す実施形態において予想された消費電力の変化を示す図である。
【図６】図１に示す実施形態において予想された消費電力の変化を示す図である。
【図７】充電可能時間帯を示す図である。
【図８】制御テーブルの一例を説明するための図である。
【図９】図８に示す制御テーブルの各項目を説明するための図である。
【図１０】図１に示す実施形態において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の変形実施形態を説明するための図である。
【図１２】２つ目のピークが存在しない場合の消費電力の変化を示す図である。
【図１３】夏期と冬期の消費電力の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
（Ａ）本発明の実施形態の構成の説明
図１は、本発明の実施形態に係る蓄電システムの構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の実施形態に係る蓄電システム２０は、電力センサ２１、電力変換部２２、蓄電池２３、センサ部２４、および、充放電制御装置３０を有し、商用電源である系統側１０からの電力を需要家側負荷１５に供給し、蓄電池２３を充電するとともに、電力消費のピーク時には、蓄電池２３に蓄えられた電力を交流電力に変換して需要家側負荷１５に供給してピークカット動作を実行する。
【００１７】
ここで、系統側１０は、電力事業者が運営する商用電力系統を示し、この系統側１０には、例えば、変圧器や開閉器などを含んでいる。
【００１８】
需要家側負荷１５は、例えば、工場やオフィスのような高圧電力需要家が有する負荷であり、例えば、電動モータ、電気炉、空調設備、電灯等の、電力を消費する各種の電気機器である。なお、需要家は、例えば、一般家庭であってもよい。需要家側負荷１５には、通常は系統側１０からの商用電力が供給されて稼働される。
【００１９】
電力センサ２１は、系統側１０から供給される電力を需要家側負荷１５と電力変換部２２に供給するとともに、系統側１０から受電（買電）する電力の電力量を検出し、使用電力検出部３１に供給する。なお、電力センサ２１としては、アナログ方式のセンサ（電力計）のみならず、デジタル方式のセンサ（電力メータ）を用いてもよい。また、売電に対応しているシステムの場合、電力センサ２１として、例えば、売電用の別の電力センサを備えていてもよい。さらに、ガスメータの機能を兼ね備えたスマートメータを電力センサ２１として利用してもよい。
【００２０】
電力変換部２２は、例えば、双方向インバータによって構成される。電力変換部２２は、電力センサ２１を介して系統側１０から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池２３に供給して充電するとともに、蓄電池２３に蓄電されている直流電力を交流電力に変換して需要家側負荷１５に供給する。なお、電力変換部２２として、前述した双方向インバータ以外にも、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータとＤＣ−ＡＣインバータを組み合わせた電力変換装置、または、パワーコンディショナー等を用いるようにしてもよい。
【００２１】
蓄電池２３は、例えば、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ＮＡＳ（ナトリウム・硫黄）電池等の、充電により電力を蓄積可能であり、繰り返し使用が可能な電池によって構成される。
【００２２】
センサ部２４は、例えば、蓄電池２３の端子電圧、充放電電流、環境温度（または蓄電池自体の温度）を検出して電池状態検知部３４に供給する。
【００２３】
充放電制御装置３０は、使用電力検出部３１、使用電力推定部３２、制御演算部３３、電池状態検知部３４、使用履歴格納部３５、および、使用電力予想部３６を有しており、電力センサ２１によって検出される需要家側負荷１５の使用電力に応じて電力変換部２２を制御し、蓄電池２３を充電するとともに、電力消費のピーク時には、蓄電池２３に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して需要家側負荷１５に供給し、ピークカットを実施する。
【００２４】
ここで、使用電力検出部３１は、電力センサ２１によって検出される系統側１０からの使用（買電）電力を検出し、使用電力推定部３２と使用履歴格納部３５に供給する。一例として、使用電力検出部３１は、数分おきの使用電力を検出し、使用電力推定部３２と使用履歴格納部３５に供給する。もちろん、数秒単位でもよい。
【００２５】
使用電力推定部３２は、使用電力検出部３１から供給される使用電力に基づいて、短期的な（例えば現在から１０分以内の）使用電力を推定し、制御演算部３３に供給する。なお、推定方法としては、例えば、過去の使用電力の推移から数分先の使用電力を推定する、例えば、線形予測法を用いることができる。もちろん、これ以外の方法を用いることも可能である。
【００２６】
使用履歴格納部３５は、使用電力検出部３１によって検出された使用電力に対して、時刻情報と、カレンダ情報（例えば、月・日・曜日）の情報を対応付けして格納する。なお、使用履歴格納部３５は、使用パターンの変化のサイクルである「１週間」以上の履歴情報（例えば、１０日分の情報）を格納することが望ましい。もちろん、１年以上に亘って格納することができれば、一層望ましい。なお、カレンダ情報としては、一般的な暦（こよみ）に記載されている休日や平日の区別にのみ限定されず、例えば、装置を使用する需要家の営業日（例えば、土日営業等）や操業日を考慮するとともに、操業形態（例えば、夜間操業、昼間操業等）を考慮し、電力需要が変化するパターンを電力負荷と時刻の関係として格納することができる。また、使用パターンの変化のサイクルは一般的には１週間単位で構成するが、営業形態によっては１週間よりも短くなったり、長くなったりしてもよい。さらに、この使用パターンの変化を捉えるために、月毎、季節毎、年毎の単位で使用量の情報を格納し、これらの各単位の平均値を求めることがより望ましい。
【００２７】
使用電力予想部３６は、使用履歴格納部３５に格納されている使用電力の履歴に基づいて、長期的な（例えば、１時間以上先の）使用電力を推定し、制御演算部３３に供給する。なお、予想方法としては、例えば、１週間前の同じ曜日の電力使用量の推移と、直近複数日の電力使用量の推移に対して重み付けをし、１時間以上先の使用電力（例えば、その日１日の使用電力）を予想する。もちろん、これ以外の方法を用いることも可能である。なお、予想方法として、例えば、使用パターンの履歴として１週間前の同じ曜日の使用電力量を用いて予想したり、同じ営業日や操業日の使用電力量を用いて予想したり、あるいは、操業形態を考慮して予想したりしてもよい。
【００２８】
電池状態検知部３４は、センサ部２４によって検知された、蓄電池２３の端子電圧、充放電電流、および、環境温度に基づいて、電池の状態（例えば、ＳＯＣ（State of Charge）に代表される蓄電容量、放電能力、充電可能容量、劣化度、または、絶対容量等の電池特性を示す状態）を検知し、制御演算部３３に通知する。
【００２９】
制御演算部３３は、使用電力推定部３２、電池状態検知部３４、および、使用電力予想部３６から供給される情報に基づいて電力変換部２２を制御する。例えば、制御演算部３３は、夜間電力の時間帯に蓄電池２３を充電し、主に昼間の電力ピーク時間帯に蓄電池２３に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して需要家側負荷１５に供給する制御を実行する。このような動作により、昼間電力の一部が安価な深夜電力で賄われることとなり、さらには電力需要のピークがカットされることによって、電力需要家は電力料金を低減することが可能となる。
【００３０】
（Ｂ）本発明の実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の実施形態の動作について説明する。以下では、まず、図２を参照して、消費電力のピークをカットする利点について説明し、その後に、実施形態の動作について説明する。図２は、電力需要家の月次電力ピーク需要の一例を示す図である。図２では矢印で示す４月と５月の間に蓄電システムを導入している。蓄電システムの導入前後におけるピーク需要を比較すると、例えば、導入前の５月のピーク需要は、Ｐ０５であるのに対し、導入後の５月のピーク需要であるＰ１５は、電力需要のピーク時に負荷の一部を蓄電システムが負担した負担分ｄ５だけピークがカットされている。同様に、導入前の８月のピーク需要Ｐ０８に対し、導入後の８月のピーク需要Ｐ１８は、蓄電システムの負担分ｄ８だけピークがカットされている。これによって、電力需要家の年間最大ピーク需要は、Ｐ０８からＰ１８に抑制される。
【００３１】
一般的な高圧需要家に対する電力料金は、予め定められた基本料金（契約料金）と、電力使用量に応じた従量料金との合算によって決まる。基本料金は、過去一年間（その１月と前１１ヶ月）の最大ピーク需要によって定められる。つまり、年間の僅かな期間でも突出した電力使用実績が存在すると、これに合わせてその後一年間の基本料金が設定されてしまう。このため、年間最大ピーク需要の大きさは、電力料金に大きな影響を及ぼす。図２に示した例では、蓄電システムの導入後の８月においてｄ８だけピークがカットされたことで、この時点における基本料金決定単位期間の最大ピーク需要はＰ１８となる。これにより、以後の一年間はＰ１８をベースに基本料金が設定される。
【００３２】
図３は、蓄電システムの導入による電力料金の削減状況を説明する図である。蓄電システムの導入前後で電力料金を比較すると、例えば導入前の５月の電力料金Ｅ０５に対し、導入後の５月の電力料金Ｅ１５は、蓄電システムの稼働によって昼間電力の一部が安価な深夜電力で賄われることによる削減分ｃ５だけ安価になっている。なお、図２および図３では、説明を簡略化するために、電力使用量および最大ピーク需要が前年同月と同じ値としている。
【００３３】
また、最大ピーク需要がｄ８だけピークカットされると、導入前の８月のピーク需要Ｐ０８に応じて設定されていた基本料金ｂ１が、導入後の８月のピーク需要Ｐ１８に応じた基本料金ｂ２に減額される。このため、例えば、導入前の８月の電力料金Ｅ０８に対し、導入後の８月の電力料金Ｅ１８は、蓄電システムの稼働によって昼間電力の一部が安価な深夜電力で賄われることによる削減分ｃ８だけ従量料金が安価になるとともに、基本料金ｂ１，ｂ２の差額Δｂの分も安価になる。このように、蓄電システムの導入によって、電力需要家は従量料金および基本料金の双方を削減することができる。
【００３４】
以上のような制御に加えて、実施形態では、夜間電力の時間帯である充電時間帯、夜間電力以外の時間帯であって蓄電池２３に蓄積された電力を放電する時間帯である放電時間帯、および、放電時間帯において、例えば、ピーク間の時間帯である充電可能時間帯に基づいて、充放電制御を行う。以下、このような制御について、図４を参照して説明する。
【００３５】
図４は、ある高圧電力需要家における１日の電力需要パターンを３０分単位で示した図である。需要家側負荷１５の電力需要は、８〜１７時台が他の時間帯に比べて突出しているので、図４では８〜１７時台のみを示している。図４では、１０〜１３時台の電力需要が大きく、１１時半〜１２時の時間帯にピークが表れていることから、この電力需要家ではこの１０時台〜１３時台の時間帯が電力需要のピーク時間帯である。昼休みに相当する１２時台の電力需要は一時的に低くなっている。なお、図４では３０分単位の電力需要量（ｋＷｈ）を示している。契約電力は、３０分単位の平均需要電力（ｋＷ）で表記されるため、３０分間で電力需要量が１０５ｋＷｈであれば、平均需要電力は２１０ｋＷである。この電力需要家の契約電力が２１０ｋＷであるとした場合、１０時〜１１時半の時間帯Ａと、１２時半〜１３時半の時間帯Ｂとで、契約電力を超過する電力需要が発生している。ここでは、時間帯Ａの合計超過負荷量は１０ｋＷｈであり、時間帯Ｂの合計超過負荷量は５ｋＷｈである。このため、夜間電力で充電した電力を放電することで、これらの超過負荷に対応しようとすると、時間帯Ａおよび時間帯Ｂの加算である１５ｋＷｈの容量の蓄電池２３を少なくとも準備する必要がある。
【００３６】
しかしながら、蓄電池２３の容量は、電力需要のピーク間を利用して適宜充電を行うようにすることで減らすことができる。図４の例では、時間帯Ａおよび時間帯Ｂに挟まれた１１時半〜１２時半の時間帯Ｃにおいて、電力需要が契約電力を下回っており、余裕電力が存在している。ここでは、時間帯Ｃの合計余裕電力量は１７．５ｋＷｈである。この時間帯Ｃの余裕電力を使用して蓄電池２３を充電すれば、蓄電池２３の容量が１０ｋＷｈであったとしても、時間帯Ｂの超過負荷（５ｋＷｈ）に対応することが可能となる。
【００３７】
つまり、時間帯Ａの超過負荷に対応して蓄電池２３が全容量を放電したとしても、時間帯Ｃの余裕電力で充電して残容量を回復させることにより、時間帯Ｂの超過負荷を賄うことができる。これにより、基本料金を押し上げることになる契約電力の超過を未然に防止できるとともに、二次電池の容量が抑制されることに伴いその運用コストを低減することができる。
【００３８】
しかしながら、時間帯Ｃにおいて充電した場合であっても、例えば、図１２に示すように、時間帯Ｂにおいてピークが現れなかった場合には、夜間電力よりも割高な昼間の電力で充電した電力が使用されないことになる。
【００３９】
また、図１３に示すように、冬期の場合には、空調等を起動する朝方の時間帯と、日没による気温の低下に応じて空調の負荷が増加する夕方の時間帯にピークが存在する。このため、冬期のピークを考慮して、充電可能な時間帯を設定した場合には、夏期において、ハッチングを施した領域で不要な充電が生じてしまう。このような不要な充電は、前述したように、夜間電力よりも割高な昼間の電力によって実行されることから、電気料金が割高になってしまう。
【００４０】
そこで、本発明の実施形態では、過去の電力使用状況に基づいて、その日の使用状況を予測することで、図１２に示すように、ピークが存在しない状況で充電が実行されることを回避する。また、その日の使用状況を予測することで、季節に応じた図１３に示す不要な充電を防ぐことができる。また、短期的な予測と長期的な予測を行うようにすることで、予測の精度を高めることができる。これらについて、以下に詳細に説明する。
【００４１】
図１に示す実施形態において、使用電力検出部３１は、電力センサ２１の出力を参照して、需要家側負荷１５での使用電力値を検出する。なお、この使用電力値は、例えば、５分間隔で検出する。もちろん、検出の頻度は、使用電力の変動の速さや、使用履歴格納部３５の記憶容量等に応じて適宜決めることができる。
【００４２】
使用電力検出部３１によって検出された使用電力値は、使用電力推定部３２と使用履歴格納部３５に供給される。使用履歴格納部３５は、使用電力検出部３１から供給された使用電力値を、例えば、１週間を超える分量（例えば、１０日分）格納する。なお、１週間を超える量格納するのは、使用電力は、１週間単位のサイクルで変化するとともに、曜日毎の使用傾向が類似しているためである。なお、１週間ではなく、例えば、２週間分、１ヶ月分、１年分であってもよい。長い期間に亘って格納する方が一般的に予想の精度は向上するが、使用履歴格納部３５の必要な記憶容量が増加し、コスト増につながるので、需要家の使用環境等に応じて適切な期間とする。なお、前述したように、格納する使用電力値として、例えば、営業日や操業日を考慮した量の使用電力値を格納したり、あるいは、操業形態を考慮した量の使用電力量を格納したりするようにしてもよい。
【００４３】
使用電力予測部３６は、使用履歴格納部３５に格納されている過去の使用電力値の履歴に基づいて、その日の使用電力を予測する。具体的には、過去１週間分の使用電力値を、時間毎に加算して平均値を求めたり、あるいは、同じ曜日の使用電力値については、重み付けを重くして加算して平均値を求めたりしてもよい。また、季節の変わり目等で、１週間の使用電力が漸減または漸増している場合には、その変化分を織り込んで予想を行うようにしてもよい。例えば、１週間で電力がΔＷ増加または減少している場合には、そのΔＷを予想値から加算または減算するようにしてもよい。
【００４４】
図５，６は、使用電力予想部３６の予想結果の一例を示す図である。図５（Ａ）は、正午に目標電力（例えば、契約電力）を超える１つのピークを有する場合であり、また、図５（Ｂ）はなだらかなピークを有するとともに、目標電力を超えない例である。なお、この例では、予測値はなだらかな曲線となっているが、もちろん、棒グラフのように時間的に離散的な値を有する予測値であってもよい。
【００４５】
図６（Ａ）は、例えば、夏期における電力予測であり、正午を挟んで目標値を超える間隔が短い２つのピークが存在している。また、図６（Ｂ）は、例えば、冬期における電力予測であり、朝方と夕方に目標値を超える間隔が長い２つのピークが存在している。本発明の実施形態では、このような目標値を超える複数のピークが存在する場合に、これらのピーク間を充電可能時間帯に設定し、この充電可能時間帯において、他の条件を充足している場合には、蓄電池２３を充電する。より詳細には、使用電力予想部３６によって、図７に示すような使用電力の予測がなされた場合には、ピーク間において、目標電力を下回っている期間を「充電可能時間帯」に設定することができる。もちろん、ある程度のマージンを見込んで充電可能時間帯を定めることも可能である。
【００４６】
使用電力推定部３２は、使用電力予想部３６よりも短期における電力の使用を推定する。すなわち、使用電力予想部３６は、過去１週間程度の使用電力値に基づいてその日の電力使用量を１日単位で予測するが、使用電力推定部３２は、直前（例えば、数分から数十分程度前）の電力使用量に基づいて、長期的な予測では予測不能な突発的な変動（例えば、日照量の急激な増減による基づく気温の変化による空調負荷の変動、工作機械等の負荷の変動等）を予測し、例えば、目標電力を超過してしまうことを防止する。
【００４７】
制御演算部３３は、以上のようにして、使用電力予想部３６によって予想された長期的な使用電力の推移に関する情報と、使用電力推定部３２によって推定された短期的な使用電力の推移に関する情報とを取得する。また、制御演算部３３は、電池状態検知部３４によって検知された蓄電池２３の状態に関する情報（例えば、ＳＯＣ）を取得する。そして、制御演算部３３は、放電時間帯（蓄電池２３を放電する時間帯）であり、充電可能時間帯であり、かつ、ＳＯＣが所定の値（例えば、９０％）未満の場合には、電力変換部２２を制御して、系統側１０から供給される交流電力を直流電力に変換し、蓄電池２３を充電する。そして、２つ目以降のピークが現れた場合には、充電を中止し、蓄電池２３に蓄えられた電力を放電することで、ピークをカットする。制御演算部３３は、以上のようにして、使用電力予想部３６によって予想された長期的な情報と、使用電力推定部３２によって推定された短期的な情報とに対して、例えば、需要家毎に定められた所定の重み付けを行い、これらの情報を複合的に判断するようにしてもよい。
【００４８】
以上の処理によれば、図１２に示すように、２つ目のピークが存在しない場合に割高な昼間の電力によって充電が実行されることを確実に防止することができる。また、図１３に示すように、季節の変化によるピーク間隔の変化に起因し、不要な充電が実行されることを確実に防止することができる。また、短期的な予測と長期的な予測を複合的に判断することにより、予測精度を高めることができる。
【００４９】
つぎに、図８を参照して、図１に示す実施形態において実行される処理の一例について説明する。図８に示す処理が開始されると、以下のステップが実行される。
【００５０】
ステップＳ１０では、電池状態検知部３４は、センサ部２４の出力に基づいて、蓄電池２３のＳＯＣを算出する。なお、ＳＯＣを算出する方法としては、例えば、蓄電池２３の内部インピーダンスを測定し、そのインピーダンス値を温度によって補正して得られた補正インピーダンス値に基づいてＳＯＣを算出したり、あるいは、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）に基づいて算出したりすることができる。なお、電池内部の電気化学反応と呼ばれる一連の反応過程では、極板近傍で生じるイオンの生成消滅反応（速い反応速度）だけでなく、電解液中のイオン拡散速度（遅い反応速度）も反応過程に影響しており、このような反応系では速度の異なる反応過程がＳＯＣ等の状態検知にも誤差要因として大きな影響を与える。そこで、特許第４７０２８５９号に記載されるように、蓄電池の電圧Ｖmes、電流Ｉmes、温度Ｔmesを測定し、測定電流Ｉmesの絶対値が電流値閾値Ｉthreより小さいか否かを判定し、安定ＯＣＶ推定式をもとに前回の充放電後のＳＯＣｎ−１，ＳＯＨｎ−１からＯＣＶ２０ｈｒを推定し、電圧測定値ＶmesとＯＣＶ２０ｈｒとの差を算出して保存し、時間ｔに応じて緩和関数Ｆｎ（ｔ）を更新し、更新されたＦｎ（ｔ）を用いてＳＯＨｎを算出し、ＳＯＣｎを算出することで、速度の異なる反応過程による劣化を考慮してＳＯＣを正確に検出することができる。もちろん、これ以外の方法を用いてもよい。
【００５１】
ステップＳ１１では、使用電力推定部３２と使用電力予想部３６は、電力の使用予想を行う。例えば、使用電力推定部３２は短期的な使用電力の変動に基づいて使用予想を行い、また、使用電力予想部３６は使用履歴格納部３５に格納されている情報に基づいて長期的な使用予想を行う。なお、予測のスパンは、例えば、需要家の電力の使用パターンに応じて決めることができる。一例として、電力使用パターンが長期的に安定である場合には、長期のスパンを重視して予測を行い、短期的に変化する場合には短期のスパンを重視して予測を行うことができる。
【００５２】
ステップＳ１２では、制御演算部３３は、ステップＳ１１の予測結果に基づいて、充電可能時間帯を取得する。ここで、充電可能時間帯とは、前述した図４に示す時間帯を示しており、目標電力を超える複数のピーク間の時間帯である。なお、図４では２つのピークが示されているが、ピークが３つ以上存在する場合でもよい。
【００５３】
ステップＳ１３では、制御演算部３３は、設定した放電時間帯を取得する。ここで、放電時間帯とは、蓄電池２３の放電を行う時間帯であり、例えば、夜間電力以外の時間帯である。
【００５４】
ステップＳ１４では、制御演算部３３は、使用電力推定部３２から現在の使用電力量を取得する。
【００５５】
ステップＳ１５では、制御演算部３３は、制御テーブルを参照する。なお、この制御テーブルは、制御演算部３３の図示しない記憶部に記憶されている。図９は制御テーブルの一例を示す図である。制御テーブルのパラメータとしては、ＳＯＣ、使用電力量、放電時間帯、および、充電可能時間帯を有し、それぞれのパラメータの組み合わせに対する制御内容は、充電、待機、および、放電の中から選択される。図１０は、パラメータの項目とその値と定義との関係を示す図である。この図１０に示すように、ＳＯＣは０，１，２のいずれかの値をとり、０はＳＯＣが１０％以下を示し、１はＳＯＣが１０〜９０％を示し、２はＳＯＣが９０％以上を示す。また、使用電力量は、０，１のいずれかの値をとり、０は使用電力が目標電力未満であることを示し、１は使用電力が目標電力以上であることを示す。放電時間帯は０，１のいずれかの値をとり、０は設定した放電時間帯以外であることを示し、１は放電時間帯内であることを示す。また、充電可能時間帯は０，１のいずれかの値をとり、０は充電可能時間帯以外であることを示し、１は充電可能時間帯内であることを示す。
【００５６】
なお、図９に示す制御テーブルでは、制御内容が「充電」に設定されているのは、第１番目のＳＯＣが０、使用電力量が０、放電時間帯が０、充電可能時間帯が０である場合（充電時間帯でＳＯＣが低い場合）、第２番目のＳＯＣが０、使用電力量が０、放電時間帯が０、充電可能時間帯が１である場合（同じく充電時間帯でＳＯＣが低い場合）、および、第４番目のＳＯＣが０、使用電力量が０、放電時間帯が１、充電可能時間帯が１である場合（放電時間帯でＳＯＣが低く、かつ、充電可能時間帯である場合）である。また、同様に、制御内容が「充電」に設定されているのは、第９番目のＳＯＣが１、使用電力量が０、放電時間帯が０、充電可能時間帯が０である場合（充電時間帯でＳＯＣが低い場合）、第１０番目のＳＯＣが１、使用電力量が０、放電時間帯が０、充電可能時間帯が１である場合（同じく充電時間帯でＳＯＣが低い場合）、および、第１２番目のＳＯＣが１、使用電力量が０、放電時間帯が１、充電可能時間帯が１である場合（放電時間帯でＳＯＣが低く、かつ、充電可能時間帯である場合）である。
【００５７】
ステップＳ１６では、制御演算部３３は、ステップＳ１５において制御テーブルを参照した結果、制御内容が充電であるか否かを判定し、充電であると判定した場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）にはステップＳ１７に進み、それ以外の場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）にはステップＳ１８に進む。例えば、ＳＯＣが０、使用電力量が０、放電時間帯が０、および、充電可能時間帯が０である場合には、制御テーブルの一番先頭の項目に該当するので充電であると判定してステップＳ１７に進む。
【００５８】
ステップＳ１７では、制御演算部３３は、電力変換部２２を制御し、蓄電池２３を充電する。
【００５９】
ステップＳ１８では、制御演算部３３は、ステップＳ１５において制御テーブルを参照した結果、制御内容か放電であるか否かを判定し、充電であると判定した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）にはステップＳ１９に進み、それ以外の場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）にはステップＳ２０に進む。例えば、ＳＯＣが１、使用電力量が１、放電時間帯が０、および、充電可能時間帯が０である場合には、制御テーブルの上から１３番目の項目に該当するので放電であると判定してステップＳ１９に進む。
【００６０】
ステップＳ１９では、制御演算部３３は、電力変換部２２を制御し、蓄電池２３に蓄えられている直流電力を交流電力に変換して需要家側負荷１５に供給する。
【００６１】
ステップＳ２０では、制御演算部３３は、待機処理を実行する。例えば、ＳＯＣが０、使用電力量が０、放電時間帯が１、および、充電可能時間帯が０である場合には、制御テーブルの上から３番目の項目に該当するので待機処理を実行する。
【００６２】
ステップＳ２１では、制御演算部３３は、処理を終了するか否かを判定し、処理を終了しないと判定した場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）にはステップＳ１０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）には処理を終了する。
【００６３】
以上の処理によれば、パラメータの状態に応じて適切な制御を実行することができる。これにより、放電時間帯であり、充電可能時間帯であり、かつ、ＳＯＣが所定の値（図９の例では、９０％未満）の場合には、電力変換部２２を制御して、系統側１０から供給される交流電力を直流電力に変換し、蓄電池２３を充電することができる。また、２つ目以降のピークが現れた場合には、充電を中止し、蓄電池２３に蓄えられた電力を放電することで、ピークをカットすることができる。また、以上の実施形態では、数分単位で予測を行うようにしたので、例えば、３０分以下の短い時間でも有効利用して充電を行うことができる。
【００６４】
（Ｇ）変形実施形態
なお、上記の各実施形態は、一例であって、これ以外にも各種の変形実施態様が存在する。例えば、図１に示す実施形態では、系統側１０および蓄電池２３の電力を需要家側負荷１５に供給するようにしたが、例えば、図１１に示すように、これらの電源に加えて、例えば、太陽電池１６からの電力を需要家側負荷１５に供給するようにしてもよい。なお、太陽電池１６は、日照量の変化によって発電電力が短時間で急激に変化する。このため、太陽電池１６を使用する場合には、例えば、使用電力推定部３２によって推定される使用電力値の重み付けを大きくすることで、このような短時間における急激な変化に対応することが可能になる。
【００６５】
また、以上の実施形態では、蓄電池２３の種類については言及していないが、蓄電池２３の種類によっては短時間に充電できる容量がある程度制限されることから、例えば、蓄電池２３の種類によって、充電制御を変えるようにしてもよい。例えば、高い効率で急速充電が可能なキャパシタやリチウムイオン電池やニッケル水素電池の場合には、２回目のピークに合わせて大きな電流で急速充電するようにし、鉛蓄電池やＮＡＳ電池やレドックスフロー型蓄電システムのように急速充電すると効率が低下する蓄電池の場合には、低い電流で充電するようにしてもよい。このような設定を、例えば、蓄電池２３の種類によって設定可能としてもよい。また、種類だけでなく、蓄電池２３の容量を予め制御演算部３３に入力し、制御演算部３３は、入力された蓄電池２３の容量に応じて最適な制御を行うようにしてもよい。
【００６６】
また、以上の実施形態では、ピークが２つの場合を例に挙げて説明したが、需要家によっては３つ以上のピークが存在する場合も想定されるが、そのような場合でも、ピーク間を利用することで、蓄電池２３を充電し、ピークカットを行うことができる。
【００６７】
また、以上の実施形態では、日時情報を具備する例を挙げて説明したが、例えば、会社や工場の稼働日情報を設定し、この稼働日情報に基づいて予測を行うようにしてもよい。また、祝日の情報を設定し、祝日の情報に基づいて予測を行うようにしてもよい。
【００６８】
また、空調の負荷に影響を与える天気予報情報（例えば、気温、日照量、湿度）等の情報を、例えば、ネットワーク経由で取得し、このような情報に基づいて予測の精度を向上させるようにしてもよい。
【００６９】
また、以上の実施形態では、長期的な予測と短期的な予測を組み合わせて用いるようにしたが、需要家の使用状況によってはいずれか一方のみを用いるようにしてもよい。例えば、長期的に電力需要が安定している場合には長期的な予測のみを用いるようにし、長期的な電力需要が大きく変動する場合には短期的な予測のみを用いるようにしてもよい。
【００７０】
ここで、短期予測を用いる場合を例示する。例えば、需要家の負荷状況は図５（Ａ），（Ｂ）および図６（Ａ），（Ｂ）の大きく４つのパターンがある。この４つのパターンの分類に現在の負荷状況を当てはめて、ダブルピークカットに備えた再充電の必要性を判断することがきる。例えば、正午に休憩がある条件で考えると、（１）正午より前にピークがあった履歴を持つ場合であって、かつ、（２）現在の時刻が正午を過ぎている場合には、図６（Ａ）または図６（Ｂ）の日負荷が予測されると判断し、充電可能時間帯と判定することができる。なお、前述した（１）の判定方法としては、例えば、その日の最大放電量の履歴や電力計のログなどを用いることにより判断することができる。このような構成によれば、短期的な予測に基づいて簡単に判定を行うことができることから、判定処理の負荷を軽減することができるとともに、使用電力予想部３６および使用履歴格納部３５を省略することができるため、構成を簡略化することができる。
【００７１】
また、図８に示すフローチャートの処理や図９に示す制御テーブルは一例であり、これ以外のフローチャートや制御テーブルに基づいて処理を実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０  系統側
１５  需要家側負荷
１６  太陽電池
２０  蓄電システム
２１  電力センサ
２２  電力変換部
２３  蓄電池
２４  センサ部
３０  充放電制御装置
３１  使用電力検出部
３２  使用電力推定部（予測手段）
３３  制御演算部（制御手段）
３４  電池状態検知部
３５  使用履歴格納部（記憶手段）
３６  使用電力予想部（予測手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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