(57)【要約】  充放電制御装置（１）は、発電電力のうち負荷（７）で消費されない余剰電力を用いて蓄電池（５）を充電させる充電制御、および、蓄電池（５）を放電させる放電制御を行う制御部（１１）と、特定時間帯において蓄電池（５）から負荷（７）へ供給される放電電力量として予定される放電予定電力量に応じた閾値を蓄電池（５）の残電力量に対して設定する設定部（１２）とを備え、制御部（１１）は、特定時間帯よりも前において、蓄電池（５）の残電力量が閾値以下であれば、蓄電池（５）の放電を禁止する放電禁止制御を行う。
2016181617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生可能エネルギーを利用した発電を行う電源の発電電力と、蓄電池の放電電力とを用いて負荷への電力供給を行う電力システムに用いられる充放電制御装置であって、
前記発電電力のうち前記負荷で消費されない余剰電力を用いて前記蓄電池を充電させる充電制御、および、前記蓄電池を放電させる放電制御を行う制御部と、
特定時間帯において前記蓄電池から前記負荷へ供給される放電電力量として予定される放電予定電力量に応じた閾値を前記蓄電池の残電力量に対して設定する設定部とを備え、
前記制御部は、前記特定時間帯よりも前において、前記蓄電池の残電力量が前記閾値以下であれば、前記蓄電池の放電を禁止する放電禁止制御を行う
充放電制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記特定時間帯よりも前において、前記蓄電池の残電力量が前記閾値よりも大きければ、前記蓄電池の放電を許可する放電許可制御行う
請求項１に記載の充放電制御装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記放電予定電力量が大きいほど、前記閾値を大きくする
請求項１または２に記載の充放電制御装置。
【請求項４】
前記設定部は、さらに、現在時刻が前記特定時間帯に近いほど、前記閾値を大きくする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記放電予定電力量が大きいほど、前記蓄電池の残電力量が前記閾値以下であれば前記放電禁止制御を行う放電制限を早く開始する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項６】
前記特定時間帯は、前記負荷で消費される電力量が１日の間で極大である時間を含む
請求項１〜５のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項７】
前記特定時間帯は、前記負荷へ供給される商用電力の単価が他の時間帯に比べて高い時間帯を含む
請求項１〜６のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１〜７のいずれか１項に記載の充放電制御装置として機能させる
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能エネルギーを利用した発電を行う電源の発電電力と、蓄電池の放電電力とを用いて負荷への電力供給を行う電力システムに用いられる充放電制御装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池および蓄電池を用いて、建物内の負荷への電力供給を行う電力システムがある。この種のシステムは、太陽電池の発電電力と蓄電池の放電電力とを組み合わせて、負荷へ電力を供給する。特許文献１に記載の蓄電システムは、この種のシステムの一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８３０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特定時間帯よりも前に、蓄電池の残電力量が適切に確保されていなければ、特定時間帯において、蓄電池の残電力量が不足し、蓄電池から十分な放電電力が得られない可能性がある。例えば、太陽電池の発電電力が得られない時間帯よりも前に蓄電池の残電力量が適切に確保されていなければ、太陽電池の発電電力が得られない時間帯において、蓄電池から十分な放電電力が得られない可能性がある。結果として、太陽電池からも蓄電池からも十分な電力が得られない可能性がある。【０００５】
また、特定時間帯よりも前において蓄電池の残電力量を不必要または過剰に確保することは、非効率である。【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、特定時間帯よりも前において蓄電池の残電力量を適切に確保することができる充放電制御装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る充放電制御装置は、再生可能エネルギーを利用した発電を行う電源の発電電力と、蓄電池の放電電力とを用いて負荷への電力供給を行う電力システムに用いられる充放電制御装置であって、前記発電電力のうち前記負荷で消費されない余剰電力を用いて前記蓄電池を充電させる充電制御、および、前記蓄電池を放電させる放電制御を行う制御部と、特定時間帯において前記蓄電池から前記負荷へ供給される放電電力量として予定される放電予定電力量に応じた閾値を前記蓄電池の残電力量に対して設定する設定部とを備え、前記制御部は、前記特定時間帯よりも前において、前記蓄電池の残電力量が前記閾値以下であれば、前記蓄電池の放電を禁止する放電禁止制御を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る充放電制御装置等によって、特定時間帯よりも前において蓄電池の残電力量が適切に確保される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態における充放電制御装置を用いた電力システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態における１日の電力パターンの一例を示す模式図である。
【図３】図３は、実施の形態における放電禁止モードの動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態における放電許可モードの動作を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態における閾値の第１設定例を示す模式図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態における閾値の第２設定例を示す模式図である。
【図６】図６は、実施の形態における制限時間帯を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、動作の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、任意の構成要素として説明される。
【００１１】
また、電力量は、通常、所定期間における電力の積算値を意味し、エネルギーに対応する。そして、単位時間あたりの電力量が、電力（パワー）に対応する。電力（パワー）と電力量（エネルギー）とは互いに対応するため、ここでは、電力が、電力量（エネルギー）の意味で用いられる場合があり、電力量が、電力（パワー）の意味で用いられる場合がある。そして、電力の量を電力量と呼ぶ場合がある。
【００１２】
また、電流、電力および電力量は、それらの値を意味する場合がある。また、充放電は、充電および放電の少なくとも一方に対応する。
【００１３】
（実施の形態）
図１は、電力システムの全体構成を示す。電力システムは、充放電制御装置１、分電盤２、太陽電池（電源）３、ＰＶパワーコンディショナ４、蓄電池５、蓄電池パワーコンディショナ６、および、電流センサ９１〜９３を備え、負荷７へ電力を供給する。なお、本実施の形態では、戸建ての住戸に電力システムが適用されているが、集合住宅または事業所などの建物に電力システムが適用されてもよい。
【００１４】
電力システムは、負荷７に電力を供給する電源として、太陽電池３と、蓄電池５と、系統電源８とを用いる。
【００１５】
分電盤２には、系統電源８から交流電力（商用電力）が供給される。さらに、分電盤２には、分散電源である太陽電池３からＰＶパワーコンディショナ４を介して交流電力（発電電力）が供給される。さらに、分電盤２には、蓄電池５から蓄電池パワーコンディショナ６を介して交流電力（放電電力）が供給される。
【００１６】
また、分電盤２の盤内には、主幹ブレーカ、複数の分岐ブレーカ、および、開閉器等が内蔵されている。また、分電盤２の複数の分岐ブレーカは、複数の分岐回路に対して設けられている。分電盤２は、分岐回路を介して負荷７に交流電力を供給する。
【００１７】
なお、図１の負荷７は、分岐回路に接続された照明装置、空調装置または情報機器などの電気機器である。複数の負荷７が、複数の分岐回路を介して分電盤２に接続されてもよい。
【００１８】
太陽電池３は、太陽光を利用して発電する。ＰＶパワーコンディショナ４は、太陽電池３が発電することで得られた直流電力を交流電力に変換して、太陽電池３の発電電力として出力する。さらに、ＰＶパワーコンディショナ４は、系統電源８と系統連系を行うため、ＰＶパワーコンディショナ４が出力する交流電力（太陽電池３の発電電力）の周波数および出力電圧を調節する。
【００１９】
蓄電池５は、蓄電池パワーコンディショナ６を介して分電盤２に接続している。蓄電池パワーコンディショナ６は、蓄電池５の充電および放電を行う。具体的には、蓄電池パワーコンディショナ６は、分電盤２から供給される交流電力を直流電力に変換して、直流電力を蓄電池５に供給することで、蓄電池５を充電させる。また、蓄電池パワーコンディショナ６は、蓄電池５を放電させ、蓄電池５から供給される直流電力を交流電力に変換して、交流電力を分電盤２へ供給する。
【００２０】
さらに、蓄電池パワーコンディショナ６は、系統電源８と系統連系を行うため、蓄電池パワーコンディショナ６が出力する交流電力（放電電力）の周波数および出力電圧を調節する。
【００２１】
太陽電池３の発電電力は、負荷電力、充電電力および逆潮電力のうち、一部または全部に用いられる。蓄電池５の放電電力は、負荷電力に用いられる。負荷電力は、負荷７の全体で消費される総電力（複数の負荷７で消費される電力の合計）である。充電電力は、蓄電池５によって充電される電力である。逆潮流電力は、系統電源８へ逆潮流する電力である。
【００２２】
電流センサ９１は、系統電源８と分電盤２との間で授受される電流を測定し、測定された電流を示す測定データを充放電制御装置１へ出力する。電流センサ９２は、ＰＶパワーコンディショナ４から分電盤２に供給される電流を測定し、測定された電流を示す測定データを充放電制御装置１へ出力する。電流センサ９３は、分電盤２から負荷７の全体へ供給される総電流（複数の負荷７へ供給される電流の合計）を測定し、測定された総電流を示す測定データを充放電制御装置１へ出力する。
【００２３】
充放電制御装置１は、制御部１１、設定部（閾値設定部）１２、取得部（データ取得部）１３、記憶部１４、および、推定部１５を備え、蓄電池パワーコンディショナ６によって蓄電池５に対して行われる充放電動作を制御する。すなわち、充放電制御装置１は、蓄電池パワーコンディショナ６を介して、蓄電池５の充電（充電電力）、および、蓄電池５の放電（放電電力）を制御する。
【００２４】
そして、充放電制御装置１は、充放電を制御することで、系統電源８から負荷７へ供給される商用電力、および、太陽電池３から系統電源８へ逆潮流する逆潮流電力を調整する。なお、この電力システムにおいて、充放電制御装置１は、太陽電池３の発電電力を系統電源８へ逆潮流させるが、蓄電池５の放電電力を系統電源８へ逆潮流させない。
【００２５】
また、充放電制御装置１は、制御部１１、設定部１２、取得部１３、記憶部１４および推定部１５のうち一部のみを備えてもよい。その他の構成要素は、充放電制御装置１とは別の装置に含まれてもよい。例えば、充放電制御装置１は、制御部１１、設定部１２、取得部１３、記憶部１４および推定部１５のうち、制御部１１および設定部１２のみを備えてもよい。
【００２６】
制御部１１は、蓄電池パワーコンディショナ６が蓄電池５に対して行う充放電動作を制御することで、余剰電力を用いて蓄電池５を充電させる充電制御、および、蓄電池５を放電させる放電制御を行う制御器である。ここで、余剰電力は、太陽電池３の発電電力のうち負荷７で消費されない電力である。蓄電池５によって放電される放電電力は、負荷７に供給される。
【００２７】
一般に、１日の間に変化する負荷電力量（家庭の需要電力量）の極大（ピーク）が夕方に発生する。そして、夕方以降における特定時間帯では、負荷電力量が１日の間において比較的大きく、且つ、太陽電池３の発電電力が０または非常に低い。ここで、特定時間帯は、負荷電力量が極大である時間、つまり夕方を含むピーク時間帯でもよい。また、負荷電力量が極大である時間は、負荷電力量が１日の間で最大である時間でもよい。
【００２８】
特定時間帯における商用電力の電力量を抑制するため、特定時間帯の開始時刻までに、蓄電池５の残電力量（ＳＯＣ：State Of Charge）が適切に確保されているほうがよい。しかしながら、特定時間帯の負荷電力量は家庭毎に異なる。したがって、特定時間帯の負荷電力量が大きい家庭では、特定時間帯の開始までに蓄電池５の残電力量が十分に確保されず、特定時間帯において蓄電池５から負荷７へ供給可能な電力が不足する可能性がある。
【００２９】
そこで、蓄電池５の残電力量を適切に確保するため、制御部１１は、蓄電池パワーコンディショナ６の制御モードを放電禁止モードまたは放電許可モードに切り替えて、蓄電池パワーコンディショナ６によって蓄電池５に対して行われる充放電動作を制御する。ここで、放電禁止モードでは、蓄電池５の放電を禁止する放電禁止制御が行われる。放電許可モードでは、蓄電池５の放電を許可する放電許可制御が行われる。
【００３０】
特に、負荷電力に対して発電電力が不足している場合において、放電禁止モードでは蓄電池パワーコンディショナ６が蓄電池５を放電させず、放電許可モードでは蓄電池パワーコンディショナ６が蓄電池５を放電させる。
【００３１】
なお、放電禁止モードは、余剰充電モードと呼ばれる場合があり、放電許可モードは、自家消費モードと呼ばれる場合がある。また、発電電力のうち負荷電力を超える余剰電力が発生している場合、放電禁止モードでも放電許可モードでも、蓄電池パワーコンディショナ６は余剰電力で蓄電池５を充電させる。
【００３２】
取得部１３は、電流センサ９１〜９３の各測定データを取得して、記憶部１４に格納する取得器である。記憶部１４には、電流センサ９１〜９３の各測定データの履歴が記憶される。また、取得部１３は、蓄電池５に関するデータを蓄電池パワーコンディショナ６から取得してもよい。蓄電池５に関するデータは、例えば、蓄電池５に蓄電されている残電力量を示すデータ、蓄電池５の充電電流を示すデータ、および、蓄電池５の放電電流を示すデータなどである。
【００３３】
推定部１５は、記憶部１４を参照し、電流センサ９３の測定データ（負荷電流）の履歴に基づいて、特定時間帯において蓄電池５から負荷７へ供給される放電電力量として予定される放電予定電力量を推定する推定器である。
【００３４】
具体的には、電流センサ９３の測定データの履歴が負荷電力の履歴に相当するので、推定部１５は、特定時間帯における負荷電力の履歴に基づいて、特定時間帯において過去に消費された負荷電力量の平均値を求める。その際、推定部１５は、過去の所定期間（例えば、１週間、１ヶ月または６ヶ月など）に亘る測定データを用いる。そして、推定部１５は、過去の所定期間における測定データから、特定時間帯における負荷電力量の平均値を放電予定電力量として推定する。
【００３５】
推定部１５が、家庭毎に異なる負荷電力の履歴に基づいて、放電予定電力量を推定するので、推定された放電予定電力量は、各家庭の実際の電力使用形態に基づいている。なお、推定部１５は、特定時間帯における負荷電力量の最大値を放電予定電力量と推定してもよい。推定部１５は、負荷電力の履歴に基づいて、負荷電力を学習し、学習結果に基づいて、放電予定電力量を推定してもよい。
【００３６】
また、推定部１５は、季節毎の放電予定電力量を推定してもよい。例えば、推定部１５は、１年をそれぞれ４か月の春、夏、秋および冬の複数の季節に分割し、春の特定時間帯における負荷電力の履歴に基づいて、春の放電予定電力量を推定してもよい。同様に、推定部１５は、夏、秋および冬の各季節について、その季節の特定時間帯における負荷電力の履歴に基づいて、その季節の放電予定電力量を推定してもよい。
【００３７】
また、推定部１５は、曜日毎の放電予定電力量を推定してもよい。例えば、推定部１５は、月曜日の特定時間帯における負荷電力の履歴に基づいて、月曜日の放電予定電力量を推定してもよい。同様に、推定部１５は、火曜日から日曜日までの各曜日について、その曜日の特定時間帯における負荷電力の履歴に基づいて、その曜日の放電予定電力量を推定してもよい。
【００３８】
設定部１２は、推定部１５が推定した放電予定電力量の大きさに応じた電池残量（蓄電池５の残電力量）を、上述の放電禁止モードおよび放電許可モードを切り替えるための閾値として導出する。つまり、設定部１２は、放電予定電力量に応じた閾値を蓄電池５の残電力量に対して設定する設定器である。ここで、閾値は、放電予定電力量の供給が可能な電池残量に相当する。例えば、閾値は、放電予定電力量に等しい電池残量に設定されてもよいし、放電予定電力量よりも大きい電池残量に設定されてもよい。
【００３９】
また、設定部１２は、季節毎または曜日毎に、その季節またはその曜日の放電予定電力量の大きさに応じて、蓄電池５の残電力量に対する閾値を導出してもよい。
【００４０】
そして、制御部１１は、特定時間帯よりも前において、蓄電池５の残電力量が閾値以下であれば、放電禁止モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御する。また、制御部１１は、特定時間帯よりも前において、蓄電池５の残電力量が閾値よりも大きければ、放電許可モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御する。すなわち、制御部１１は、特定時間帯よりも前において、蓄電池５の残電力量が閾値を下回らないように、蓄電池５の充電および放電を制御する。
【００４１】
また、特定時間帯では、制御部１１は、蓄電池５の残電力量と閾値との大小関係に関わらず、放電許可モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御する。すなわち、特定時間帯において、蓄電池５の残電力量が０ではなく、かつ、発電電力が負荷電力に対して不足している場合に、蓄電池５の放電電力が負荷電力に対して用いられる。
【００４２】
以下、本実施の形態における電力制御について、図２を用いて説明する。図２は、１日の電力パターンの一例であり、Ｘ１（破線）は負荷７が消費する負荷電力であり、Ｘ２（一点鎖線）は太陽電池３の発電電力であり、Ｘ３（実線）は蓄電池５に蓄電されている残電力量を示す。
【００４３】
まず、需要者が活動を始める朝から、負荷電力Ｘ１は増加する。その後、昼間において、負荷７の使用状態に応じて、負荷電力Ｘ１は変動する。そして、夕方において、負荷電力Ｘ１は再び増加する。その後、負荷電力Ｘ１は減少する。
【００４４】
太陽電池３の発電電力Ｘ２は、日射量が十分に確保される天候であれば、ＰＶパワーコンディショナ４の運転開始時刻ｔ１（日の出時刻付近）から増加する。そして、昼間において、太陽電池３の発電電力Ｘ２は、南中時刻ｔ１０付近で最大値となった後に減少する。そして、太陽電池３の発電電力Ｘ２は、ＰＶパワーコンディショナ４の運転停止時刻ｔ２（日没時刻付近）以降において、０となる。
【００４５】
そして、特定時間帯Ｔ１よりも前（朝〜夕方まで）において、太陽電池３の発電電力Ｘ２が０を上回る場合、発電電力Ｘ２は負荷電力Ｘ１に用いられる。負荷電力Ｘ１が発電電力Ｘ２よりも大きい場合、不足電力（＝負荷電力Ｘ１−発電電力Ｘ２）は、主に商用電力で賄われる。また、発電電力Ｘ２が負荷電力Ｘ１よりも大きい場合、蓄電池パワーコンディショナ６は、余剰電力（＝発電電力Ｘ２−負荷電力Ｘ１）で蓄電池５を充電させる。
【００４６】
そして、蓄電池５に蓄電されている残電力量Ｘ３は、基本的に特定時間帯Ｔ１の負荷電力Ｘ１を賄うために用いられる。さらに、蓄電池５の残電力量Ｘ３が特定時間帯Ｔ１までに十分に確保されると判定された場合、蓄電池５の残電力量Ｘ３は、特定時間帯Ｔ１よりも前でも負荷電力Ｘ１を賄うために用いられてもよい。
【００４７】
具体的には、図２において、制御部１１は、０時から、特定時間帯Ｔ１の開始時刻ｔ３までの期間において、以下のように動作する。制御部１１は、蓄電池５の残電力量Ｘ３が閾値Ｋ１以下である期間Ｍ１において、放電禁止モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御する。この場合、制御部１１は、蓄電池５の放電を禁止する放電禁止制御を行う。放電禁止モードにおいて、余剰電力がある場合、制御部１１は、余剰電力を用いて蓄電池５を充電させる。
【００４８】
ここで、閾値Ｋ１は、設定部１２によって設定されており、特定時間帯Ｔ１における放電予定電力量の供給が可能な電池残量である。
【００４９】
蓄電池５の残電力量Ｘ３が閾値Ｋ１以下である場合、制御部１１は、蓄電池５の残電力量Ｘ３で放電予定電力量が賄われないと判定し、放電禁止モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御する。これにより、蓄電池５の残電力量Ｘ３で放電予定電力量が賄われるように、電力制御が行われる。
【００５０】
図３のフローチャートは、放電禁止モードにおいて制御部１１が行う制御の一例を示す。まず、制御部１１は、電流センサ９１〜９３のそれぞれから測定データを取得し、蓄電池パワーコンディショナ６から蓄電池５に関するデータを取得する（Ｓ１）。そして、制御部１１は、電流センサ９１の測定データに基づいて、分電盤２から系統電源８へ流れる逆潮流電流が発生しているか否かを判定する（Ｓ２）。
【００５１】
そして、制御部１１は、逆潮流電流が発生している場合、余剰電力が逆潮流していると判定し、蓄電池５を充電させる制御を蓄電池パワーコンディショナ６に対して行う（Ｓ３）。具体的には、制御部１１は、蓄電池５の充電を蓄電池パワーコンディショナ６に指示して、余剰電力による蓄電池５の充電を行い、逆潮流電流を０に近づける。
【００５２】
また、制御部１１は、逆潮流電流が発生していない場合、蓄電池５を充放電させない制御を蓄電池パワーコンディショナ６に対して行う（Ｓ４）。具体的には、制御部１１は、蓄電池５の充放電の停止を蓄電池パワーコンディショナ６に指示し、充電電力および放電電力を０にする。
【００５３】
また、制御部１１は、蓄電池５の残電力量Ｘ３が閾値Ｋ１よりも大きい期間Ｍ２において、放電許可モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御する。この場合、制御部１１は、蓄電池５の放電を許可する放電許可制御を行う。放電許可モードにおいて、余剰電力がある場合、制御部１１は、余剰電力を用いて蓄電池５を充電させる。
【００５４】
すなわち、蓄電池５の残電力量Ｘ３が閾値Ｋ１よりも大きい場合、制御部１１は、蓄電池５の残電力量Ｘ３で放電予定電力量が賄われると判定し、放電許可モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御する。したがって、蓄電池５の残電力量Ｘ３で放電予定電力量が賄われると判定された場合、制御部１１は、蓄電池５の放電電力を負荷７へ供給する。これにより、特定時間帯Ｔ１よりも前において、蓄電池５の残電力量Ｘ３が有効に利用される。また、商用電力の買電量が抑制され、電力コストが抑制される。
【００５５】
そして、特定時間帯Ｔ１では、制御部１１は、蓄電池５の残電力量Ｘ３と閾値Ｋ１との大小関係に関わらず、放電許可モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御する。すなわち、特定時間帯Ｔ１では、蓄電池５の残電力量Ｘ３が閾値Ｋ１以下でも、蓄電池５の放電電力が負荷電力Ｘ１に用いられる。したがって、特定時間帯Ｔ１において、蓄電池５の残電力量Ｘ３が有効に利用される。また、商用電力の買電量が抑制され、電力コストが抑制される。
【００５６】
図４のフローチャートは、放電許可モードにおいて制御部１１が行う制御の一例を示す。まず、制御部１１は、電流センサ９１〜９３のそれぞれから測定データを取得し、蓄電池パワーコンディショナ６から蓄電池５に関するデータを取得する（Ｓ１１）。そして、制御部１１は、電流センサ９１の測定データに基づいて、分電盤２から系統電源８へ流れる逆潮流電流が発生しているか否かを判定する（Ｓ１２）。
【００５７】
そして、制御部１１は、逆潮流電流が発生している場合、余剰電力が逆潮流していると判定し、蓄電池５を充電させる制御を蓄電池パワーコンディショナ６に対して行う（Ｓ１３）。具体的には、制御部１１は、蓄電池５の充電を蓄電池パワーコンディショナ６に指示して、余剰電力による蓄電池５の充電を行い、逆潮流電流を０に近づける。
【００５８】
また、制御部１１は、逆潮流電流が発生していない場合、蓄電池５を放電させる制御を蓄電池パワーコンディショナ６に対して行う（Ｓ１４）。具体的には、制御部１１は、蓄電池５の放電を蓄電池パワーコンディショナ６に指示し、分電盤２を介して負荷７へ放電電力を供給させる。これにより、蓄電池５の残電力量Ｘ３が有効に利用される。また、買電量が抑制される。
【００５９】
上述のように、制御部１１は、０時から、特定時間帯Ｔ１の開始時刻ｔ３までの期間において、蓄電池５の残電力量Ｘ３が閾値Ｋ１よりも大きくなるように電力制御を行う。
【００６０】
そして、制御部１１は、特定時間帯Ｔ１において、放電許可モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御する。図２の例において、特定時間帯Ｔ１の開始時刻ｔ３は、ＰＶパワーコンディショナ４の運転停止時刻ｔ２以降である。特定時間帯Ｔ１において、太陽電池３の発電電力Ｘ２は０であり、余剰電力は発生しない。
【００６１】
したがって、この例では、特定時間帯Ｔ１において、制御部１１は余剰電力で蓄電池５を充電させる充電制御を行わない。一方、制御部１１は、蓄電池５を放電させるように蓄電池パワーコンディショナ６に指示する。これにより、蓄電池５の残電力量Ｘ３が有効に利用され、買電量が抑制される。
【００６２】
制御部１１は、特定時間帯Ｔ１の終了時刻ｔ４において、蓄電池５の残電力量Ｘ３が０になるように、放電レートを制御してもよい。
【００６３】
また、蓄電池５の残電力量Ｘ３および閾値Ｋ１は、それぞれ、ＳＯＣ（％）で表現されてもよいし、放電可能な電力量（Ｗｈ）で表現されてもよいし、放電可能な容量（Ａｈ）で表現されてもよい。
【００６４】
また、設定部１２は、図５Ａに示すように、特定時間帯Ｔ１よりも前において、閾値Ｋ１を段階的に大きくしてもよい。すなわち、特定時間帯Ｔ１の開始時刻ｔ３以前において、現在時刻と開始時刻ｔ３との時間差が大きい場合、閾値Ｋ１は低い値に設定されてもよい。そして、現在時刻が特定時間帯Ｔ１の開始時刻ｔ３に近付くにつれて、閾値Ｋ１は順次高い値に設定されてもよい。
【００６５】
図５Ａの例では、現在時刻と特定時間帯Ｔ１の開始時刻ｔ３との時間差が大きい場合、閾値Ｋ１は低い値に設定される。したがって、放電許可モードで制御が行われる可能性が高くなる。そして、蓄電池５の放電電力が負荷７に供給されることによって、蓄電池５の残電力量が有効に利用される。そして、商用電力の買電量が抑制され、電力コストが抑制される。
【００６６】
そして、現在時刻が特定時間帯Ｔ１の開始時刻ｔ３に近付くと、閾値Ｋ１は高い値に設定される。したがって、放電禁止モードで制御が行われる可能性が高くなる。これにより、特定時間帯Ｔ１の開始時刻ｔ３までに蓄電池５の残電力量が十分に確保される。
【００６７】
また、設定部１２が早いタイミングで閾値Ｋ１を大きい値に設定すれば、蓄電池５において放電予定電力量がより確実に確保される。また、設定部１２が遅いタイミングで閾値Ｋ１を大きい値に設定すれば、特定時間帯Ｔ１よりも前において、蓄電池５の残電力量がより有効に利用され、商用電力の買電量がより抑制される。
【００６８】
なお、設定部１２は、図５Ｂに示すように、閾値Ｋ１を特定時間帯Ｔ１までに連続的に大きくしてもよい。
【００６９】
また、上述では、特定時間帯Ｔ１は、負荷電力量が極大である夕方以降における時間帯である。しかし、商用電力の電力単価が１日の間において時間帯毎に変動する電力料金プランが採用されている場合、特定時間帯Ｔ１は、他の時間帯よりも電力単価が高い時間帯でもよい。また、特定時間帯Ｔ１は、他の時間帯よりも電力単価が高い時間帯を含んでもよい。また、特定時間帯Ｔ１は、発電電力が十分に得られない夕方以降における時間帯として定められてもよい。
【００７０】
また、制御部１１は、放電禁止モードの実行条件に、予め決められた制限時間帯内であることを含めてもよい。制限時間帯は許可時間帯とも呼ばれる。
【００７１】
具体的には、図６に示すように、１日のうちで、特定時間帯Ｔ１よりも前に制限時間帯Ｔ２が予め設定されている。制御部１１は、この制限時間帯Ｔ２内でのみ、蓄電池５の残電力量が閾値Ｋ１以下である場合に、放電禁止モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御して、放電禁止制御を行う。制限時間帯Ｔ２以外では、制御部１１は、放電許可モードで蓄電池パワーコンディショナ６を制御して、放電許可制御を行う。
【００７２】
つまり、制御部１１は、制限時間帯Ｔ２において、蓄電池５の残電力量が閾値Ｋ１以下であれば放電禁止制御を行う放電制限を行ってもよい。そして、制御部１１は、制限時間帯Ｔ２以外において、放電制限を行わず、蓄電池５の残電力量が閾値Ｋ１以下であっても放電許可制御を行ってもよい。
【００７３】
例えば、この制限時間帯Ｔ２は、推定部１５が推定した放電予定電力量の大きさに応じた時間長に設定される。具体的には、放電予定電力量が小さければ、制限時間帯Ｔ２は、短い時間長の制限時間帯Ｔ２ａに設定される（制限時間帯Ｔ２の開始タイミングが遅くなる）。また、放電予定電力量が大きければ、制限時間帯Ｔ２は、長い時間長の制限時間帯Ｔ２ｂに設定される（制限時間帯Ｔ２の開始タイミングが早くなる）。
【００７４】
すなわち、制御部１１は、蓄電池５の残電力量が閾値Ｋ１以下であれば蓄電池５の放電を禁止する放電制限を放電予定電力量が大きいほど早く開始してもよい。これにより、放電予定電力量が大きい場合でも、蓄電池５の残電力量を十分に確保することができる。なお、制限時間帯Ｔ２の開始タイミングは、例えば、０時以降に設定され、また、日毎に設定される。
【００７５】
また、本実施の形態では、再生可能エネルギーを利用した発電を行う電源として太陽電池３が用いられているが、風力発電装置などが再生可能エネルギーを利用した発電を行う電源として用いられてもよい。太陽電池３または風力発電装置などでは、発電電力を安定して供給することは困難であり、発電電力の供給可能時間帯と家庭における電力の消費時間帯とを一致させることは困難である。
【００７６】
発電電力の供給可能時間帯と家庭における電力の消費時間帯とを一致させることが困難な環境に対して、本実施の形態の充放電制御装置１は特に適している。
【００７７】
上述の通り、充放電制御装置１は、再生可能エネルギーを利用した発電を行う太陽電池（電源）３の発電電力と、蓄電池５の放電電力とを用いて負荷７への電力供給を行う電力システムに用いられる。例えば、充放電制御装置１は、制御部１１と、設定部１２とを備える。
【００７８】
制御部１１は、発電電力のうち負荷７で消費されない余剰電力を用いて蓄電池５を充電させる充電制御、および、蓄電池５を放電させる放電制御を行う。設定部１２は、特定時間帯Ｔ１において蓄電池５から負荷７へ供給される放電電力量として予定される放電予定電力量に応じた閾値Ｋ１を蓄電池５の残電力量に対して設定する。制御部１１は、特定時間帯Ｔ１よりも前において、蓄電池５の残電力量が閾値Ｋ１以下であれば、蓄電池５の放電を禁止する放電禁止制御を行う。
【００７９】
これにより、充放電制御装置１は、家庭毎の特定時間帯Ｔ１における放電予定電力量に基づいて閾値Ｋ１を設定することができ、蓄電池５の残電力量を閾値Ｋ１と比較することで放電の可否を判定することができる。すなわち、充放電制御装置１は、蓄電池５の残電力量が閾値Ｋ１以下である場合、蓄電池５の放電を禁止することで、蓄電池５の残電力量で放電予定電力量が賄われるように電力制御を行うことができる。
【００８０】
したがって、充放電制御装置１は、特定時間帯Ｔ１よりも前において蓄電池５の残電力量を適切に確保することができる。
【００８１】
また、制御部１１は、特定時間帯Ｔ１よりも前において、蓄電池５の残電力量が閾値Ｋ１よりも大きければ、蓄電池５の放電を許可する放電許可制御行ってもよい。
【００８２】
これにより、特定時間帯Ｔ１よりも前において、蓄電池５の残電力量が有効に利用される。また、商用電力の買電量が抑制され、電力コストが抑制される。
【００８３】
また、設定部１２は、放電予定電力量が大きいほど、閾値Ｋ１を大きくしてもよい。これにより、閾値Ｋ１が適切に設定される。
【００８４】
また、設定部１２は、さらに、現在時刻が特定時間帯Ｔ１に近いほど、閾値Ｋ１を大きくしてもよい。これにより、充放電制御装置１は、特定時間帯Ｔ１よりも前において、蓄電池５の残電力量の利用（商用電力の買電量の抑制）と、蓄電池５の残電力量の確保とを両立させることができる。
【００８５】
また、制御部１１は、放電予定電力量が大きいほど、蓄電池５の残電力量が閾値Ｋ１以下であれば放電禁止制御を行う放電制限を早く開始してもよい。これにより、充放電制御装置１は、放電予定電力量が大きい場合でも、蓄電池５の残電力量を十分に確保することができる。
【００８６】
また、特定時間帯Ｔ１は、負荷７で消費される電力量が１日の間で極大である時間を含んでもよい。これにより、充放電制御装置１は、負荷電力量がピークである時間を含む特定時間帯Ｔ１よりも前において蓄電池５の残電力量を適切に確保することができる。
【００８７】
また、特定時間帯Ｔ１は、負荷７へ供給される商用電力の単価が他の時間帯に比べて高い時間帯を含んでもよい。これにより、充放電制御装置１は、電力単価が比較的高い特定時間帯Ｔ１よりも前において蓄電池５の残電力量を適切に確保することができる。
【００８８】
また、充放電制御装置１は、コンピュータを搭載してもよい。そして、このコンピュータがプログラムを実行することによって、上述の充放電制御装置１の制御部１１、設定部１２および推定部１５等の各機能が実現されてもよい。
【００８９】
例えば、このコンピュータは、プログラムを実行するプロセッサを備えたデバイスと、他の装置との間でデータを授受するためのインターフェイス用のデバイスと、データを記憶するための記憶用のデバイスとを主な構成要素として備える。プロセッサを備えたデバイスは、半導体メモリと別体であるＣＰＵまたはＭＰＵでもよいし、半導体メモリを一体に備えるマイコンでもよい。記憶用のデバイスは、半導体メモリのようにアクセス時間が短い記憶装置と、ハードディスク装置のような大容量の記憶装置とが併用されてもよい。
【００９０】
プログラムの提供形態として、コンピュータに読み取り可能なＲＯＭ（Read Only Memory）、光ディスク等の記録媒体に予め格納されている形態、および、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給される形態等がある。
【００９１】
例えば、プログラムは、コンピュータを、充放電制御装置１（具体的には、充放電制御装置１の少なくとも制御部１１および設定部１２）として機能させる。
【００９２】
コンピュータを充放電制御装置１として機能させるプログラムも、上記と同様の効果を奏し得る。すなわち、このプログラムは、特定時間帯Ｔ１よりも前において蓄電池５の残電力量を適切に確保することができる。
【００９３】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９４】
１  充放電制御装置
３  太陽電池（電源）
５  蓄電池
７  負荷
１１  制御部
１２  設定部
【図１】
2016181617.tif 000003
【図２】
2016181617.tif 000004
【図３】
2016181617.tif 000005
【図４】
2016181617.tif 000006
【図５Ａ】
2016181617.tif 000007
【図５Ｂ】
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【図６】
2016181617.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月2日(2016.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生可能エネルギーを利用した発電を行う電源の発電電力と、蓄電池の放電電力とを用いて負荷への電力供給を行う電力システムに用いられる充放電制御装置であって、
前記発電電力のうち前記負荷で消費されない余剰電力を用いて前記蓄電池を充電させる充電制御、および、前記蓄電池を放電させる放電制御を行う制御部と、
特定時間帯において前記蓄電池から前記負荷へ供給される放電電力量として予定される放電予定電力量に応じた閾値を前記蓄電池の残電力量に対して設定する設定部とを備え、
前記制御部は、前記特定時間帯よりも前において、前記蓄電池の残電力量が前記閾値以下であれば、前記蓄電池の放電を禁止する放電禁止制御を行い、
前記制御部は、前記放電予定電力量が大きいほど、前記蓄電池の残電力量が前記閾値以下であれば前記放電禁止制御を行う放電制限を早く開始する
充放電制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記特定時間帯よりも前において、前記蓄電池の残電力量が前記閾値よりも大きければ、前記蓄電池の放電を許可する放電許可制御行う
請求項１に記載の充放電制御装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記放電予定電力量が大きいほど、前記閾値を大きくする
請求項１または２に記載の充放電制御装置。
【請求項４】
前記設定部は、さらに、現在時刻が前記特定時間帯に近いほど、前記閾値を大きくする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記特定時間帯は、前記負荷で消費される電力量が１日の間で極大である時間を含む
請求項１〜４のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項７】
前記特定時間帯は、前記負荷へ供給される商用電力の単価が他の時間帯に比べて高い時間帯を含む
請求項１〜４および６のいずれか１項に記載の充放電制御装置。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１〜４、６および７のいずれか１項に記載の充放電制御装置として機能させる
プログラム。
【国際調査報告】
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