(57)【要約】【課題】電力系統の出力変動を効率良く抑制することができる蓄電システム、コントローラ、充放電制御方法、およびプログラムを提供することである。【解決手段】実施形態の蓄電システムは、複数の蓄電部と、電力変換部と、制御部とを持つ。複数の蓄電部は、電力を蓄電する。電力変換部は、複数の蓄電部のそれぞれに対応して設けられ、蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する。制御部は、電力変換部により出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定し、複数の電力変換部の中で所定条件を満たす電力変換部を優先的に、無効電力を出力させる電力変換部に決定する。【選択図】図１
2018191486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を蓄電する複数の蓄電部と、
前記複数の蓄電部のそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換部と、
前記電力変換部により出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、複数の前記電力変換部の中で所定条件を満たす電力変換部を優先的に、前記無効電力を出力させる電力変換部に決定する、
蓄電システム。
【請求項２】
前記所定条件は、前記電力系統に有効電力を出力させるものとして選択されていることを含む、
請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記所定条件を満たす電力変換部に、最大限出力可能な無効電力を出力させる、
請求項１または２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記複数の蓄電部のそれぞれの蓄電状態を検出する検出部を更に備え、
前記制御部は、
前記検出部により前記蓄電部ごとに検出された蓄電状態と、前記蓄電部の劣化特性とに基づいて、各蓄電部の充電の必要性に基づく指標値を導出し、
複数の前記電力変換部の中で、前記導出した指標値が他の蓄電部に比してより小さい蓄電部に接続される電力変換部を、優先的に前記無効電力を出力させる電力変換部に決定する、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記電力変換部の電力変換の効率特性と前記蓄電部の充放電の効率特性とを合わせた第３効率特性に基づいて、複数の前記電力変換部の中から、優先的に前記無効電力を出力させる電力変換部を決定する、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項６】
前記制御部は、
前記電力変換部に出力させる有効電力と、前記電力変換部により前記無効電力が出力されるときの消費電力との和を導出し、
前記第３効率特性において最大効率のときに前記電力変換部により出力される電力から、前記導出した有効電力と消費電力との和を減算した偏差に基づいて、複数の前記電力変換部の中から、優先的に前記無効電力を出力させる電力変換部を決定する、
請求項５に記載の蓄電システム。
【請求項７】
電力を蓄電する複数の蓄電部のそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換部と通信する通信部と、
前記電力変換部により出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定し、複数の前記電力変換部の中で所定条件を満たす電力変換部を優先的に、前記無効電力を出力させる電力変換部に決定し、前記決定した結果を、前記通信部を用いて前記電力変換部に通知する制御部と、
を備えるコントローラ。
【請求項８】
電力を蓄電する複数の蓄電部のそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換部と通信するコントローラが、
前記電力変換部により出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定し、
複数の前記電力変換部の中で所定条件を満たす電力変換部を優先的に、前記無効電力を出力させる電力変換部に決定し、
前記決定した結果を前記電力変換部に通知する、
充放電制御方法。
【請求項９】
電力を蓄電する複数の蓄電部のそれぞれに対応して設けられ、前記蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換部と通信するコントローラに、
前記電力変換部により出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定させ、
複数の前記電力変換部の中で所定条件を満たす電力変換部を優先的に、前記無効電力を出力させる電力変換部に決定させ、
前記決定させた結果を前記電力変換部に通知させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電システム、コントローラ、充放電制御方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力変換装置を制御して無効電力を生成させ、電力系統の電圧制御を行う技術が知られている。これに関連して、回転形周波数変換装置と静止型周波数変換装置の組み合わせにおいて静止型周波数変換装置の有効電力指令と無効電力指令を任意に配分する技術、複数の有効電力制御量あるいは無効電力制御量からシステムが出力すべき電力制御量を選択あるいは統合する技術、複数の電力変換器に対して充放電電力を配分する技術などが提案されている。しかしながら、従来の技術では、高効率運転および長寿命化を図ることができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１８６１６６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１４９８８０号公報
【特許文献３】特開２０１４−１７１３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、電力系統の出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる蓄電システム、コントローラ、充放電制御方法、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の蓄電システムは、複数の蓄電部と、電力変換部と、制御部とを持つ。複数の蓄電部は、電力を蓄電する。電力変換部は、複数の蓄電部のそれぞれに対応して設けられ、蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する。制御部は、電力変換部により出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定し、複数の電力変換部の中で所定条件を満たす電力変換部を優先的に、無効電力を出力させる電力変換部に決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態における蓄電システム１００を含む電力システム１の構成の一例を示す図。
【図２】第１の実施形態における蓄電システム１００の構成の一例を示す図。
【図３】蓄電コントローラ１１０の構成の一例を示す図。
【図４】第１の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図５】第１の実施形態の変形例における蓄電システム１００の構成の一例を示す図。
【図６】第２の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図７】第３の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図８】蓄電部１２０の一例である二次電池の劣化特性とＳＯＣとの相関関係の一例を示す図。
【図９】図８の二次電池の劣化特性から導出した充電ニーズ特性の一例を示す図。
【図１０】第４の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】電力変換部ＰＣＳの電力変換効率の一例を示す図。
【図１２】蓄電部１２０の充放電効率の一例を示す図。
【図１３】電力変換部ＰＣＳの電力変換効率と蓄電部１２０の充放電効率とを合わせたユニットの効率の特性を示す図。
【図１４】第５の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の蓄電システム、コントローラ、充放電制御方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における蓄電システム１００を含む電力システム１の構成の一例を示す図である。本実施形態の電力システム１は、例えば、交流電力の電力系統ＥＰＳと、蓄電システム１００と、発電システム２００と、需要家の受電設備３００と、蓄電システム１００と電力系統ＥＰＳとの間で電圧を変換する変圧器ＴＦ１と、発電システム２００と電力系統ＥＰＳとの間で電圧を変換する変圧器ＴＦ２と、受電設備３００と電力系統ＥＰＳとの間で電圧を変換する変圧器ＴＦ３とを備える。
【０００９】
蓄電システム１００は、例えば、電力系統ＥＰＳへの電力の供給能力が不安定な発電システム２００と共に設けられ、電力系統ＥＰＳへの電力供給の変動を緩和する。すなわち、蓄電システム１００は、電力系統ＥＰＳの出力変動補償を行う。例えば、蓄電システム１００は、電力系統における需要電力に対して過多となる余剰電力を充電するための複数の蓄電部を備える。
【００１０】
発電システム２００は、再生可能エネルギーを利用した発電システムである。発電システム２００は、例えば、太陽光発電システムであってもよいし、風力発電システムであってもよい。また、発電システム２００は、地熱発電システムや潮力発電システムであってもよいし、これらの複数の発電システムを組み合わせたシステムであってもよい。
【００１１】
需要家の受電設備３００は、例えば、電力系統ＥＰＳから電力を受電し、各種機器へと電力を供給する。
【００１２】
変圧器ＴＦ１からＴＦ３は、電力系統ＥＰＳから供給される交流電力を降圧したり、接続先のシステムまたは設備から供給される交流電力を昇圧したりする。
【００１３】
図２は、第１の実施形態における蓄電システム１００の構成の一例を示す図である。例えば、蓄電システム１００は、蓄電コントローラ１１０と、複数の蓄電部１２０−１から１２０−Ｎ（Ｎは任意の自然数）と、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮと、複数の検出部１３０−１から１３０−Ｎとを備える。以下、複数の蓄電部１２０−１から１２０−Ｎのそれぞれを区別しない場合、単に「蓄電部１２０」と称して説明する。また、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮのそれぞれを区別しない場合、単に「電力変換部ＰＣＳ」と称して説明する。また、複数の検出部１３０−１から１３０−Ｎのそれぞれを区別しない場合、単に「検出部１３０」と称して説明する。
【００１４】
蓄電コントローラ１１０は、電力変換部ＰＣＳを制御することにより、充放電させる蓄電部１２０を切り替えたり、充放電量を調整したりする。
【００１５】
蓄電部１２０は、電力エネルギーを蓄電可能な媒体である。蓄電部１２０は、例えば、リチウムイオン電池や、鉛蓄電池、ナトリウム硫黄電池、レドックスフロー電池、ニッケル水素電池等の二次電池と、電気二重層コンデンサの少なくともいずれか一方を含む。
【００１６】
電力変換部ＰＣＳは、例えば、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮのそれぞれに対応して設けられる。電力変換部ＰＣＳは、例えば、トランジスタやサイリスタなどの半導体素子（不図示）を有する。電力変換部ＰＣＳは、この半導体素子を用いて回路を導通状態（ゲートオン状態）と遮断状態（ゲートオフ状態）とのいずれかにスイッチングすることにより、交流電力を直流電力へと変換したり、直流電力を交流電力へと変換したりする。例えば、電力変換部ＰＣＳは、蓄電コントローラ１１０による制御を受けると、電力系統ＥＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を蓄電部１２０に充電させる。
【００１７】
また、電力変換部ＰＣＳは、蓄電コントローラ１１０による制御を受けると、蓄電部１２０が蓄電している電力（直流電力）を放電させる。電力変換部ＰＣＳは、蓄電部１２０から放電された直流電力を交流電力に変換する。例えば、電力変換部ＰＣＳは、蓄電部１２０から放電された直流電力を、交流電力として、互いに位相成分の異なる有効電力（単位は［Ｗ］）および無効電力（単位は［Ｖａｒ］）に変換する。
【００１８】
検出部１３０は、蓄電部１２０の蓄電状態を検出し、検出結果を示す検出信号を蓄電コントローラ１１０に出力する。例えば、検出部１３０は、蓄電部１２０が二次電池を含む場合、蓄電状態として、二次電池の充電容量を示すＳＯＣ（State Of Charge）を検出する。また、検出部１３０は、蓄電部１２０が電気二重層コンデンサを含む場合、蓄電状態として、電気二重層コンデンサの電荷容量を検出する。
【００１９】
図３は、蓄電コントローラ１１０の構成の一例を示す図である。蓄電コントローラ１１０は、例えば、通信部１１１と、制御部１１２と、記憶部１１３とを備える。
【００２０】
通信部１１１は、例えば、ＷＡＮ（Wide Area Network）等を含むネットワークを介してＥＭＳ（Energy Management System）等の外部サーバと通信することにより、この外部サーバから充電電力指令値および放電電力指令値を受信する。充電電力指令値とは、電力系統ＥＰＳから供給される所定の電力を蓄電部１２０に充電させるための指令値である。放電電力指令値とは、蓄電部１２０から所定の電力を電力系統ＥＰＳに放電させるための指令値である。例えば、放電電力指令値は、蓄電システム１００に出力させる有効電力量と無効電力量とが定められた情報である。以下、放電電力指令値により出力することが決められた有効電力量を「有効電力指令値Ｐｒｅｆ」と称し、放電電力指令値により出力することが決められた無効電力量を「無効電力指令値Ｑｒｅｆ」と称して説明する。
【００２１】
また、通信部１１１は、例えば、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）などの通信線を介して電力変換部ＰＣＳや検出部１３０と通信する。なお、通信部１１１は、ネットワークを介して外部装置と通信を行うものと、通信線を介して蓄電システム１００内部の機器と通信を行うものと、それぞれ別体であってもよい。
【００２２】
制御部１１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが記憶部１１３に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてよい。また、制御部１１２は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
【００２３】
記憶部１１３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＤカード、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等によって実現されてよい。記憶部１１３は、制御部１１２のプロセッサが実行するプログラムなどを格納する。
【００２４】
制御部１１２は、通信部１１１により、充電電力指令値および放電電力指令値のうちいずれかの電力指令値が受信されると、この電力指令値に基づいて電力変換部ＰＣＳを制御する。
【００２５】
例えば、通信部１１１により充電電力指令値が受信されると、制御部１１２は、充電電力指令値を満たす電力が充電されるように、検出部１３０により出力された検出信号に基づいて、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、充電対象の電力変換部ＰＣＳを決定する。例えば、制御部１１２は、ＳＯＣや電荷容量が基準値よりも小さい蓄電部１２０に対となって設けられた電力変換部ＰＣＳを優先して、充電対象の電力変換部ＰＣＳに決定する。
【００２６】
また、例えば、通信部１１１により放電電力指令値が受信されると、制御部１１２は、交流電力において位相成分の異なる有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定する。例えば、制御部１１２は、放電電力指令値に含まれる有効電力指令値Ｐｒｅｆを満たす有効電力が出力されるように、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、有効電力を出力させる対象の電力変換部ＰＣＳを決定する。このとき、制御部１１２は、個々の電力変換部ＰＣＳに対して、出力させる有効電力量を算出し、算出した有効電力量を示す有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ｜ｉは引数１〜Ｎのいずれか）を、通信部１１１を用いて、各電力変換部ＰＣＳに通知する（各電力変換部ＰＣＳに割り当てる）ことによって、各電力変換部ＰＣＳを制御する。
【００２７】
例えば、制御部１１２は、有効電力の出力対象として決定した電力変換部ＰＣＳが最大限出力可能な有効電力量を、有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）として割り当てる（通知する）。各電力変換部ＰＣＳに割り当てた有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）の総和は、例えば、およそ有効電力指令値Ｐｒｅｆ程度となる。
【００２８】
一方、制御部１１２は、放電電力指令値に含まれる無効電力指令値Ｑｒｅｆを満たす無効電力が出力されるように、有効電力の出力対象として決定した電力変換部ＰＣＳ（有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）を割り当てた電力変換部ＰＣＳ）を、無効電力の出力対象の電力変換部ＰＣＳに決定する。このとき、制御部１１２は、個々の電力変換部ＰＣＳに対して、出力させる無効電力量を算出し、算出した無効電力量を示す無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）を、通信部１１１を用いて、各電力変換部ＰＣＳに通知する（各電力変換部ＰＣＳに割り当てる）ことによって、各電力変換部ＰＣＳを制御する。
【００２９】
例えば、制御部１１２は、無効電力の出力対象として決定した電力変換部ＰＣＳが最大限出力可能な無効電力量を、無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）として割り当てる（通知する）。各電力変換部ＰＣＳに割り当てた無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）の総和は、例えば、無効電力指令値Ｑｒｅｆ程度となる。
【００３０】
このように、有効電力および無効電力の出力対象の電力変換部ＰＣＳｉは、自身に割り当てられた有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）と無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）とに基づいて、蓄電部１２０に放電させた直流電力を、有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）により指示された電力量分の有効電力と、無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）により指示された電力量分の無効電力とに変換する。
【００３１】
図４は、第１の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部１１１により放電電力指令値が受信され、制御部１１２が複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部ＰＣＳを決定した後（電力変換部ＰＣＳに有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）を割り当てた後）に行われる。
【００３２】
まず、制御部１１２は、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、処理対象とする一つの電力変換部ＰＣＳｉを選択すると共に、前回の処理結果を消去するため（ゼロクリアするため）に、蓄電システム１００全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（０）をゼロに設定する（ステップＳ１００）。
【００３３】
次に、制御部１１２は、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｉに割り当てた有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、制御部１１２は、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｉを、有効電力の出力対象として選択しているのか否かを判定する。
【００３４】
電力変換部ＰＣＳｉに割り当てた有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）がゼロである場合、すなわち、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｉを有効電力の出力対象として選択していない場合、制御部１１２は、この電力変換部ＰＣＳｉに割り当てる無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）をゼロにする（ステップＳ１０４）。
【００３５】
一方、電力変換部ＰＣＳｉに割り当てた有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）がゼロでない場合、すなわち、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｉを有効電力の出力対象として選択している場合、制御部１１２は、下記の数式（１）を参照して、電力変換部ＰＣＳｉの定格出力である皮相電力Ｓｒｅｆ（ｉ）（単位は［ＶＡ］）と、有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）とに基づいて、電力変換部ＰＣＳｉが最大限出力可能な無効電力量を、無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）として算出する（ステップＳ１０６）。
【００３６】
【数１】
2018191486.tif 000003
【００３７】
次に、制御部１１２は、ループ処理回数がｉ回目の時点で蓄電システム１００から出力されることが想定される暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（ｉ）を、過去の（ｉ−１）回目の処理時点で算出した無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ−１）と、現在のｉ回目の処理時点で算出した無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）とを加算した値に変更する（ステップＳ１０８）。なお、初回の処理の場合（ｉ＝１）、暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（１）を無効電力指令値Ｑｒｅｆ（１）とする（Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（１）＝Ｑｒｅｆ（１））。
【００３８】
次に、制御部１１２は、暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（ｉ）が、蓄電システム１００に要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００３９】
暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（ｉ）が無効電力指令値Ｑｒｅｆ以上である場合、制御部１１２は、電力変換部ＰＣＳｉに割り当てる無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）を、要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆから、（ｉ−１）回目の処理時点で算出した無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ−１）を減算した値に設定する（ステップＳ１１２）。すなわち、制御部１１２は、他の電力変換部ＰＣＳｉに対して割り当てた無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）の総和に、今回割り当てる予定の無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）を足した試算値（＝Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（ｉ））と、要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆとを比較して、要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆよりも試算値の方が大きければ、今回の処理で割り当てる無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）を、最大限出力可能な無効電力値とせずに、要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆと他の電力変換部ＰＣＳｉに対して割り当てた無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）の総和との差分とする。
【００４０】
一方、暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（ｉ）が無効電力指令値Ｑｒｅｆ未満である場合、制御部１１２は、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｉと異なる一つの電力変換部ＰＣＳｉ＋１を選択する（ステップＳ１１４）。そして、制御部１１２は、上述したＳ１０２に処理を移すことにより、各電力変換部ＰＣＳｉに割り当てる無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）の総和が、要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆを満たすまで、Ｓ１０２からＳ１０８の処理を繰り返す。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
【００４１】
以上説明した第１の実施形態によれば、電力を蓄電する複数の蓄電部１２０−１から１２０−Ｎと、複数の蓄電部１２０−１から１２０−Ｎのそれぞれに対応して設けられ、各蓄電部１２０からの直流電力を交流電力に変換して電力系統ＥＰＳに出力する電力変換部ＰＣＳと、電力変換部ＰＣＳにより出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定する制御部１１２と、を備え、制御部１１２は、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中で所定条件を満たす電力変換部ＰＣＳを優先的に、無効電力を出力させる電力変換部ＰＣＳに決定することにより、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部ＰＣＳに、併せて無効電力も出力させため、稼働させる電力変換部ＰＣＳの数を少なくすることができる。これにより、例えば、稼働していない電力変換部ＰＣＳの半導体素子をゲートオフ状態にすることができるため、直流電源である蓄電部１２０側の電力の漏れを最小限にすることができる。この結果、電力系統ＥＰＳの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。
【００４２】
（第１の実施形態の変形例）
以下、第１の実施形態の変形例について説明する。図５は、第１の実施形態の変形例における蓄電システム１００の構成の一例を示す図である。例えば、蓄電コントローラ１１０は、ＥＭＳなどの外部サーバから受信した放電電力指令値に含まれる無効電力指令値Ｑｒｅｆに基づいて、各電力変換部ＰＣＳが担う無効電力量を算出し、算出した無効電力量を示す無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）を各電力変換部ＰＣＳｉに配分する（割り当てる）のに代えて、外部コントローラ１４０から、各電力変換部ＰＣＳｉに配分する無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）を受信してよい。外部コントローラ１４０は、例えば、蓄電システム１００が備える電力変換部ＰＣＳの数と、各電力変換部ＰＣＳが出力可能な電力量とを含む情報を保持しておき、外部サーバから放電電力指令値を受信して、蓄電システム１００内の各電力変換部ＰＣＳｉに配分する無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）を生成する。そして、外部コントローラ１４０は、各電力変換部ＰＣＳｉに配分する無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）を蓄電コントローラ１１０に送信する。これによって、上述した実施形態と同様に、電力系統ＥＰＳの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。
【００４３】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態における蓄電システム１００Ａについて説明する。上述した第１の実施形態における蓄電システム１００では、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部ＰＣＳに、更に無効電力も出力させるものとしたが、有効電力を出力させる電力変換部ＰＣＳのみに無効電力を出力させる場合、放電電力指令値に含まれる無効電力指令値Ｑｒｅｆを満たすだけの無効電力が出力できない場合がある。これに対して、第２の実施形態における蓄電システム１００Ａでは、無効電力指令値Ｑｒｅｆを満たすだけの無効電力が出力できない場合、有効電力を出力させる対象として決定しなかった電力変換部ＰＣＳにも無効電力を出力させる点で、第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と共通する点については説明を省略する。なお、第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ部分については同一符号を付して説明する。
【００４４】
第２の実施形態における制御部１１２は、各電力変換部ＰＣＳに割り当てた無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ）の総和が無効電力指令値Ｑｒｅｆ未満である場合、すなわち、有効電力を出力する電力変換部ＰＣＳが担う無効電力量が、無効電力指令値Ｑｒｅｆが示す無効電力量に満たない場合、有効電力の出力対象として決定しなかった電力変換部ＰＣＳについても無効電力の出力対象に決定する。
【００４５】
図６は、第２の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部１１１により放電電力指令値が受信され、制御部１１２が複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部ＰＣＳを決定した後（電力変換部ＰＣＳに有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）を割り当てた後）に行われる。
【００４６】
まず、制御部１１２は、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、処理対象とする一つの電力変換部ＰＣＳｉを選択すると共に、前回の処理結果を消去するため（ゼロクリアするため）に、蓄電システム１００全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（０）をゼロに設定する（ステップＳ２００）。
【００４７】
次に、制御部１１２は、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳの数ｉ（＝ループ処理回数ｉ）が、蓄電システム１００Ａが備える電力変換部ＰＣＳの総数Ｎを超えたか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００４８】
処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳの数ｉが電力変換部ＰＣＳの総数Ｎ以下である場合、制御部１１２は、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｉに割り当てた有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。以下のＳ２０６からＳ２１６の処理は、上述した図４のフローチャートのＳ１０４からＳ１１４の処理と同様であるため、説明を省略する。
【００４９】
一方、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳの数ｉが電力変換部ＰＣＳの総数Ｎを超えた場合、制御部１１２は、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、処理対象とする一つの電力変換部ＰＣＳｋを選択すると共に、無効電力の試算値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（０）を、Ｎ回目の処理時点における試算値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（Ｎ）に更新する（ステップＳ２１８）。
【００５０】
次に、制御部１１２は、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳの数ｋ（＝後述するループ処理の回数ｋ）が、蓄電システム１００Ａが備える電力変換部ＰＣＳの総数Ｎを超えたか否かを判定する（ステップＳ２２０）。
【００５１】
処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳの数ｋが電力変換部ＰＣＳの総数Ｎ未満である場合、制御部１１２は、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｋに割り当てた有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｋ）がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ２２２）。すなわち、制御部１１２は、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｋを、有効電力の出力対象として選択しているのか否かを判定する。
【００５２】
処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｋに割り当てた有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｋ）がゼロでない場合、すなわち、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｋを、有効電力の出力対象として選択している場合、制御部１１２は、上述したＳ２０２からＳ２１６の処理の過程において、この電力変換部ＰＣＳｋについて無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｋ）を割り当てていることから、Ｓ２２４からＳ２２８の処理を省略し、Ｓ２３０に処理を移す。
【００５３】
一方、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｋに割り当てた有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｋ）がゼロである場合、すなわち、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｋを、有効電力の出力対象として選択していない場合、制御部１１２は、この電力変換部ＰＣＳｋに割り当てる無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｋ）を、電力変換部ＰＣＳｋが最大限出力可能な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｌｉｍｉｔにする（ステップＳ２２４）。例えば、無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｌｉｍｉｔは、上述した数式（１）において、有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｋ）＝０としたときの無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｋ）であってよい。
【００５４】
次に、制御部１１２は、ループ処理回数がｋ回目の時点で蓄電システム１００Ａから出力されることが想定される暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（ｋ）を、過去の（ｋ−１）回目の処理時点で算出した無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｉ−１）と、現在のｋ回目の処理時点で算出した無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｋ）とを加算した値に変更する（ステップＳ２２６）。
【００５５】
次に、制御部１１２は、暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（ｋ）が、蓄電システム１００Ａに要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２８）。
【００５６】
暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（ｋ）が無効電力指令値Ｑｒｅｆ未満である場合、制御部１１２は、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳｋと異なる一つの電力変換部ＰＣＳｋ＋１を選択する（ステップＳ２３０）。そして、制御部１１２は、上述したＳ２２０に処理を移すことにより、各電力変換部ＰＣＳｋに割り当てる無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｋ）の総和と、前段の処理（Ｓ２０２からＳ２１６の処理）で求めた暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（Ｎ）との加算値が、要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆを満たすまで、Ｓ２２２からＳ２２６の処理を繰り返す。
【００５７】
一方、Ｓ２２０の処理において、処理対象として選択した電力変換部ＰＣＳの数ｋが電力変換部ＰＣＳの総数Ｎ以上である場合、または、Ｓ２２８の処理において、暫定的な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（ｋ）が無効電力指令値Ｑｒｅｆ以上である場合、制御部１１２は、電力変換部ＰＣＳｋに割り当てる無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｋ）を、要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆから、（ｋ−１）回目の処理時点で算出した無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｋ−１）を減算した値に設定する（ステップＳ２３２）。すなわち、制御部１１２は、今回の処理で割り当てる無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｋ）を、最大限出力可能な無効電力値Ｑｒｅｆ＿ｌｉｍｉｔとせずに、要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆと、これまでの処理において割り当てた無効電力指令値Ｑｒｅｆ（ｋ）の総和との差分とする。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
【００５８】
以上説明した第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部ＰＣＳに、併せて無効電力も出力させることにより、稼働させる電力変換部ＰＣＳの数を少なくすることができる。この結果、電力系統ＥＰＳの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。
【００５９】
また、第２の実施形態によれば、有効電力を出力させる電力変換部ＰＣＳに無効電力を出力させる際に、蓄電システム１００Ａに要求される無効電力指令値Ｑｒｅｆを満たすだけの無効電力が出力できない場合、有効電力の出力対象でない電力変換部ＰＣＳにも無効電力を出力させる。これにより、電力変換部ＰＣＳが稼働することにより生じる損失を低減しながら、電力系統ＥＰＳの出力変動をさらに抑制することができる。
【００６０】
また、第２の実施形態によれば、有効電力の出力対象でない電力変換部ＰＣＳに無効電力を出力させる際に、この電力変換部ＰＣＳが最大限出力可能な無効電力を出力させることにより、稼働する電力変換部ＰＣＳが増加するのを最小限に抑えながら、電力系統ＥＰＳの出力変動を抑制することができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態における蓄電システム１００Ｂについて説明する。第３の実施形態における蓄電システム１００Ｂでは、各電力変換部ＰＣＳに接続される蓄電部１２０の蓄電状態に基づいて、無効電力の出力対象とする電力変換部ＰＣＳを決定する点で、第１および第２の実施形態と相違する。以下、第１および第２の実施形態との相違点を中心に説明し、第１および第２の実施形態と共通する点については説明を省略する。なお、第３の実施形態の説明において、第１および第２の実施形態と同じ部分については同一符号を付して説明する。
【００６２】
図７は、第３の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部１１１により放電電力指令値が受信され、制御部１１２が複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部ＰＣＳを決定した後（電力変換部ＰＣＳに有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）を割り当てた後）に行われる。
【００６３】
まず、第３の実施形態における制御部１１２は、検出部１３０により検出された蓄電部１２０の蓄電状態（二次電池のＳＯＣや電気二重層コンデンサの電荷容量）と、蓄電部１２０の劣化特性とに基づいて、充電ニーズを導出する（ステップＳ３００）。充電ニーズとは、蓄電部１２０の劣化を抑制するために、どの程度充電すべきなのかを表した指標値である。例えば、制御部１１２は、蓄電部１２０の蓄電状態に応じた劣化特性に基づき、充電ニーズを導出する。
【００６４】
図８は、蓄電部１２０の一例である二次電池の劣化特性とＳＯＣとの相関関係の一例を示す図である。図中横軸は、ＳＯＣ（単位は［％］）を表し、縦軸は、劣化速度（単位は［Ａｈ／ｄａｙ］）を表している。図示のように、例えば、二次電池は、ＳＯＣが低いときに比べて高いときほど劣化速度が著しく速い。例えば、制御部１１２は、図８に例示するような二次電池の劣化特性において、ＳＯＣに対する劣化速度を微分すると共に、正負の符号を反転させて、最大値をとる劣化速度の微分値を用いて規格化（正規化）した特性（以下、充電ニーズ特性と称する）を導出する。図８に例示するような二次電池の劣化特性とＳＯＣとの相関関係を示す情報は、予め記憶部１１３に格納されてよい。
【００６５】
図９は、図８の二次電池の劣化特性から導出した充電ニーズ特性の一例を示す図である。図中横軸は、ＳＯＣ（単位は［％］）を表し、縦軸は、ＳＯＣに対する劣化速度の微分値を規格化して絶対値をとった値である充電ニーズ（単位は［無次元］）を表している。図８において、例えば、ＳＯＣに対する劣化速度の微分値が正の値の場合、ＳＯＣが増加するほど劣化速度が速くなるため、図９のように、充電ニーズは小さくなる。そのため、ＳＯＣが増加し、且つ劣化速度の微分値が正の値をとる場合、二次電池を放電させてＳＯＣを低下させる方が好ましい。
【００６６】
制御部１１２は、導出した充電ニーズ特性に応じて、検出部１３０により検出された現時点での蓄電部１２０の蓄電状態に対応する充電ニーズを導出する。図９に例示するような充電ニーズ特性は、制御部１１２が導出する代わりに、予め導出されたものが記憶部１１３に格納されていてもよい。
【００６７】
次に、制御部１１２は、蓄電部１２０ごとに導出した充電ニーズに基づいて、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮのそれぞれについて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を決定する（ステップＳ３０２）。
【００６８】
例えば、充電ニーズが低い蓄電部１２０ほど早急な放電が望まれることから、制御部１１２は、このような蓄電部１２０に対となって設けられた電力変換部ＰＣＳｉに対して、無効電力の出力対象として選択する際の優先順位を高く設定する。
【００６９】
一方、充電ニーズが高い蓄電部１２０ほど充電が望まれることから、制御部１１２は、このような蓄電部１２０に対となって設けられた電力変換部ＰＣＳｉに対して、無効電力の出力対象として選択する際の優先順位を低く設定する。
【００７０】
これによって、例えば、ＳＯＣが高い二次電池については、無効電力として内部に充電された直流電力を優先的に放電させることができ、ＳＯＣが低い二次電池については、更なる劣化を抑制するために、放電を控えさせることができる。この結果、二次電池などの劣化を抑制することができる。
【００７１】
次に、制御部１１２は、電力変換部ＰＣＳのそれぞれの優先順位に基づいて、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、処理対象とする一つの電力変換部ＰＣＳｉを選択すると共に、前回の処理結果を消去するため（ゼロクリアするため）に、蓄電システム１００全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（０）をゼロにする（ステップＳ３０４）。これによって、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、例えば、ＳＯＣがより高い蓄電部１２０に接続された電力変換部ＰＣＳが優先的に選択される。
【００７２】
以下のＳ３０６からＳ３３６の処理は、上述した図６のフローチャートのＳ２０２からＳ２３２の処理と同様であるため、説明を省略する。
【００７３】
以上説明した第３の実施形態によれば、第１および第２の実施形態と同様に、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部ＰＣＳに、併せて無効電力も出力させることにより、稼働させる電力変換部ＰＣＳの数を少なくすることができる。この結果、電力系統ＥＰＳの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。
【００７４】
また、上述した第３の実施形態によれば、検出部１３０により検出された蓄電部１２０の蓄電状態と蓄電部１２０の劣化特性とに基づいて充電ニーズを導出し、導出した充電ニーズに基づいて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を電力変換部ＰＣＳごとに決定することにより、劣化が少なくなるような充電量を維持しながら、無効電力を出力することができる。
【００７５】
一般的に、無効電力のみを出力する無効電力出力運転は、直流電源側への充放電を伴う有効電力出力運転と異なり、原理的には蓄電部１２０のエネルギーの増減（損失）はないものの、例えば、蓄電部１２０から蓄電コントローラ１１０を駆動させるための制御電源などに対して電力供給を行う場合や、回路の電力損失などから、位相を遅れさせて無効電力を出力する運転、または位相を進めさせて無効電力を出力する運転のいずれにしても直流側の電力を消費することになる。従って、充電ニーズの小さい蓄電部１２０に対となって設けられた電力変換部ＰＣＳを優先的に使用することで、ＳＯＣが高い蓄電部１２０を優先的に放電させることができる。これにより、ＳＯＣが高い状態で生じる劣化を抑制することができる。
【００７６】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態における蓄電システム１００Ｃについて説明する。第４の実施形態における蓄電システム１００Ｃでは、電力変換部ＰＣＳと蓄電部１２０を一つのユニットとしたときのユニット単位でのエネルギー効率に基づいて、無効電力の出力対象とする電力変換部ＰＣＳを決定する点で、第１から第３の実施形態と相違する。以下、第１から第３の実施形態との相違点を中心に説明し、第１から第３の実施形態と共通する点については説明を省略する。なお、第４の実施形態の説明において、第１から第３の実施形態と同じ部分については同一符号を付して説明する。
【００７７】
図１０は、第４の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部１１１により放電電力指令値が受信され、制御部１１２が複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部ＰＣＳを決定した後（電力変換部ＰＣＳに有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）を割り当てた後）に行われる。
【００７８】
まず、第４の実施形態における制御部１１２は、電力変換部ＰＣＳの電力変換の効率特性と、蓄電部１２０の充放電の効率特性とに基づくユニットの効率特性に基づいて、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮのそれぞれについて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を決定する（ステップＳ４００）。ユニットの効率特性は、「第３効率特性」の一例である。
【００７９】
図１１は、電力変換部ＰＣＳの電力変換の効率特性の一例を示す図である。図中横軸は、電力変換部ＰＣＳの入出力値を定格入出力値などで規格化した値（単位は［％］）を表し、縦軸は、出力電力を入力電力で除算した効率（単位は［％］）を表している。入力電力が交流側電力、出力電力が直流側電力の場合、また入力電力が直流側電力、出力電力が交流側電力の場合がある。入出力値は、例えば、有効電力を表す。図１１に示すように、電力変換部ＰＣＳでは、入出力である有効電力が小さいほど、内部の回路において生じる損失などの影響により効率が低くなり、有効電力が大きいほど効率が高くなる傾向を有する。
【００８０】
図１２は、蓄電部１２０の充放電の効率特性の一例を示す図である。図中横軸は、蓄電部１２０の入出力値を定格入出力値などで規格化した値（単位は［％］）を表し、縦軸は、蓄電部１２０を充放電させたときの効率（単位は［％］）を表している。例えば、蓄電部１２０の内部で生じる損失（例えば発熱により生じる損失）は、概ね内部抵抗Ｒと電流Ｉの二乗（Ｒ×Ｉ2）として導出することができる。そのため、入出力としての電力（充放電電力）が増加するのに応じて損失も指数関数的に増加する。従って、蓄電部１２０の充放電効率は、図１２に示すように、入出力としての電力が増加するのに応じて指数関数的に減少する。
【００８１】
図１３は、電力変換部ＰＣＳの電力変換の効率特性と蓄電部１２０の充放電の効率特性とを合わせたユニットの効率特性を示す図である。図中横軸は、蓄電システム１００Ｃの入出力を示す有効電力（単位は［％］）を表し、縦軸は、出力電力を入力電力で除算した効率（単位は［％］）を表している。電力変換部ＰＣＳの電力変換効率と蓄電部１２０の充放電効率はトレードオフの関係にあることから、トレードオフの関係にあるこれらの２つの指標値をユニットの効率として捉えた場合、図１３に示すような効率特性において、ある入出力値ＭＰＰ（Max Power Point）に効率が最大ＥＭＰＰとなる。なお、最大効率ＥＭＰＰをとる入出力値ＭＰＰは１点に限られず、複数存在してもよい。また、ある範囲の入出力値（例えば３０〜７０％のような数値範囲）において、最大効率ＥＭＰＰが一定となっていてもよい。図１３に例示するようなユニットの効率の特性を示す情報は、予め記憶部１１３に記憶されてよい。
【００８２】
制御部１１２は、例えば、ユニットの効率が最大効率ＥＭＰＰとなる入出力値ＭＰＰと、電力変換部ＰＣＳを稼働した時に想定される入出力値とがどの程度乖離するのかに応じて、各電力変換部ＰＣＳの優先順位を決定する。例えば、制御部１１２は、これらの入出力値の乖離の程度を、以下の数式（２）に示す偏差Ｄｅｆ＿ＭＰＰとして導出する。
【００８３】
【数２】
2018191486.tif 000004
【００８４】
式中Ｑｒｅｆ（ｉ）は、無効電力を出力させたときに想定される各電力変換部ＰＣＳｉの消費電力を表す。この消費電力Ｑｒｅｆ（ｉ）は、予め蓄電システム１００Ｃの回路を設計する際に理論的に導出されてもよいし、試験運転時に実測されてもよい。また、理論的には、無効電力を出力させたときにはエネルギーの損失が生じないことから、消費電力Ｑｒｅｆ（ｉ）は、無効電力の出力量などに依存しない回路固有の消費電力であってよい。
【００８５】
数式（２）に示すように、制御部１１２は、入出力値（有効電力値）ＭＰＰから、電力変換部ＰＣＳｉに出力させる有効電力Ｐｒｅｆ（ｉ）および消費電力Ｑｒｅｆ（ｉ）との和を減算した値の絶対値を、偏差Ｄｅｆ＿ＭＰＰとして導出する。このとき、有効電力Ｐｒｅｆ（ｉ）の符号は、蓄電部１２０への充電の場合では正とし、放電の場合では負とする。
【００８６】
制御部１１２は、導出した偏差Ｄｅｆ＿ＭＰＰの値に応じて、各電力変換部ＰＣＳの優先順位を決定する。例えば、偏差Ｄｅｆ＿ＭＰＰの値がより小さい電力変換部ＰＣＳほど、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を高く設定し、偏差Ｄｅｆ＿ＭＰＰの値がより大きい電力変換部ＰＣＳほど、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を低く設定する。これによって、例えば、無効電力を出力させると、ユニットの効率が最大効率ＥＭＰＰから一定値（例えば１０％）以上低下するような場合には、この電力変換部ＰＣＳは無効電力の出力対象としない、といった運用を行うことができる。
【００８７】
次に、制御部１１２は、ユニットの効率に基づいて決定した各電力変換部ＰＣＳの優先順位に基づいて、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、処理対象とする一つの電力変換部ＰＣＳｉを選択すると共に、前回の処理結果を消去するため（ゼロクリアするため）に、蓄電システム１００全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（０）をゼロにする（ステップＳ４０２）。これによって、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、例えば、無効電力を出力したとしてもユニットの効率をより高い状態で維持することが可能な電力変換部ＰＣＳが優先的に選択される。
【００８８】
以下のＳ４０４からＳ４３４の処理は、上述した図６のフローチャートのＳ２０２からＳ２３２の処理と同様であるため、説明を省略する。
【００８９】
以上説明した第４の実施形態によれば、第１から第３の実施形態と同様に、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部ＰＣＳに、併せて無効電力も出力させることにより、稼働させる電力変換部ＰＣＳの数を少なくすることができる。この結果、電力系統ＥＰＳの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。
【００９０】
また、上述した第４の実施形態によれば、電力変換部ＰＣＳと蓄電部１２０を含むユニットの効率を基にした優先順位に基づいて、無効電力の出力対象の電力変換部ＰＣＳを決定するため、さらに高効率運転を図ることができる。
【００９１】
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態における蓄電システム１００Ｄについて説明する。第５の実施形態における蓄電システム１００Ｄでは、充電ニーズと、電力変換部ＰＣＳと蓄電部１２０を含むユニットの効率との双方に基づいて、無効電力の出力対象とする電力変換部ＰＣＳを決定する点で、第１から第４の実施形態と相違する。以下、第１から第４の実施形態との相違点を中心に説明し、第１から第４の実施形態と共通する点については説明を省略する。なお、第５の実施形態の説明において、第１から第４の実施形態と同じ部分については同一符号を付して説明する。
【００９２】
図１４は、第５の実施形態における制御部１１２による一連の処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、通信部１１１により放電電力指令値が受信され、制御部１１２が複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中から、有効電力の出力対象とする電力変換部ＰＣＳを決定した後（電力変換部ＰＣＳに有効電力指令値Ｐｒｅｆ（ｉ）を割り当てた後）に行われる。
【００９３】
まず、第５の実施形態における制御部１１２は、検出部１３０により検出された蓄電部１２０の蓄電状態と、蓄電部１２０の劣化特性とに基づいて、蓄電部１２０ごとに充電ニーズを導出する（ステップＳ５００）。
【００９４】
次に、制御部１１２は、蓄電部１２０ごとに導出した充電ニーズに基づいて、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮのそれぞれについて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を決定する（ステップＳ５０２）。
【００９５】
次に、制御部１１２は、電力変換部ＰＣＳの電力変換効率と、蓄電部１２０の充放電効率とに基づくユニットの効率に基づいて、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮのそれぞれについて、無効電力の出力対象として決定する際の優先順位を決定する（ステップＳ５０４）。
【００９６】
次に、制御部１１２は、Ｓ５０２の処理において決定した優先順位（以下、第１優先順位αと称する）と、Ｓ５０４の処理において決定した優先順位（以下、第２優先順位βと称する）とに基づいて、処理対象とする一つの電力変換部ＰＣＳｉを選択する（ステップＳ５０６）。例えば、制御部１１２は、電力変換部ＰＣＳｉの第１優先順位αｉと、第２優先順位βｉとをそれぞれ重みとして扱い、これらの重みの加算値（αｉ＋βｉ）が大きい電力変換部ＰＣＳｉから優先的に選択してよい。
【００９７】
また、制御部１１２は、フローチャートにおける処理の順序に応じて、重みαｉと重みβｉとのそれぞれの寄与度を変更してもよい。例えば、制御部１１２は、フローチャートにおいて、より後に実行されるＳ５０４の処理で決定された重みβｉの寄与度を、ある所定値Ｘとし、Ｓ５０４の処理よりも前に実行されるＳ５０２の処理で決定されたαｉの寄与度を（Ｘ−１）としてよい。すなわち、制御部１１２は、各電力変換部ＰＣＳｉの重みを（（Ｘ−１）αｉ＋Ｘβｉ）とすることで、各処理における優先順位に偏りを生じさせてよい。
【００９８】
また、制御部１１２は、Ｓ５０６の処理において、前回の処理結果を消去するため（ゼロクリアするため）に、蓄電システム１００全体から出力される無効電力の総量として暫定的に試算した値Ｑｒｅｆ＿ｔｅｍｐ（０）をゼロにする。
【００９９】
以下のＳ５０８からＳ５３８の処理は、上述した図６のフローチャートのＳ２０２からＳ２３２の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１００】
なお、上述したフローチャートにおいて、Ｓ５００およびＳ５０２の処理と、Ｓ５０４の処理との順序は逆であってもよい。この場合、例えば、制御部１１２は、各電力変換部ＰＣＳｉの重みを（（Ｘ）αｉ＋（Ｘ−１）βｉ）としてよい。
【０１０１】
以上説明した第５の実施形態によれば、第１から第４の実施形態と同様に、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部ＰＣＳに、併せて無効電力も出力させることにより、稼働させる電力変換部ＰＣＳの数を少なくすることができる。この結果、高効率運転および長寿命化を図ることができる。
【０１０２】
また、上述した第５の実施形態によれば、充電ニーズに基づく第１優先順位αと、ユニットの効率に基づく第２優先順位βとの双方に基づいて、無効電力の出力対象の電力変換部ＰＣＳを決定するため、さらに高効率運転を図ることができる。
【０１０３】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、電力を蓄電する複数の蓄電部１２０−１から１２０−Ｎと、複数の蓄電部１２０−１から１２０−Ｎのそれぞれに対応して設けられ、各蓄電部１２０からの直流電力を交流電力に変換して電力系統ＥＰＳに出力する電力変換部ＰＣＳと、電力変換部ＰＣＳにより出力される交流電力における有効電力および無効電力のそれぞれの量を決定する制御部１１２と、を備え、制御部１１２は、複数の電力変換部ＰＣＳ１からＰＣＳＮの中で所定条件を満たす電力変換部ＰＣＳを優先的に、無効電力を出力させる電力変換部ＰＣＳに決定することにより、有効電力を出力させる対象として決定した電力変換部ＰＣＳに、併せて無効電力も出力させため、稼働させる電力変換部ＰＣＳの数を少なくすることができる。これにより、例えば、稼働していない電力変換部ＰＣＳの半導体素子をゲートオフ状態にすることができるため、直流電源である蓄電部１２０側の電力の漏れを最小限にすることができる。この結果、電力系統ＥＰＳの出力変動を抑制すると共に、高効率運転および長寿命化を図ることができる。
【０１０４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０５】
１…電力システム、１００…蓄電システム、１１０…蓄電コントローラ、１１１…通信部、１１２…制御部、１１３…記憶部、１２０…蓄電部、１３０…検出部、ＰＣＳ…電力変換部、２００…発電システム、３００…受電設備、４００…外部コントローラ、ＥＰＳ…電力系統、ＴＦ…変圧器
【図１】
2018191486.tif 000005
【図２】
2018191486.tif 000006
【図３】
2018191486.tif 000007
【図４】
2018191486.tif 000008
【図５】
2018191486.tif 000009
【図６】
2018191486.tif 000010
【図７】
2018191486.tif 000011
【図８】
2018191486.tif 000012
【図９】
2018191486.tif 000013
【図１０】
2018191486.tif 000014
【図１１】
2018191486.tif 000015
【図１２】
2018191486.tif 000016
【図１３】
2018191486.tif 000017
【図１４】
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