(57)【要約】【課題】電力系統への充放電を行いつつ、電気自動車等に搭載される外部蓄電池への充電を行う。【解決手段】急速充電装置５は、電力系統４と電力貯蔵部５３との接続点の電圧値を計測し、電圧値の移動平均により制御目標値を決定すると共に、制御目標値と現在の電圧値との偏差に基づき電力貯蔵部５３の充放電を制御する安定化制御部５１と、電力系統４と電力貯蔵部５３との間に設けられたＡＣ／ＤＣコンバータ５２とを備える。急速充電装置５は、外部蓄電池６の接続を検知した場合に、電力貯蔵部５３の残容量に基づいて、外部蓄電池６への充電が可能か否かを判定する充電判定部５６と、外部蓄電池６への充電が可能と判定した場合、電力貯蔵部５３から外部蓄電池６へ充電を行い、外部蓄電池６への充電が不可と判定した場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２により電力系統４から外部蓄電池６へ充電を行う充電制御部５７とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に対して電力の充放電を行う電力貯蔵部と、前記電力系統と前記電力貯蔵部との接続点の電圧値を計測し、該電圧値の移動平均により制御目標値を決定すると共に、該決定した制御目標値と現在の電圧値との偏差に基づき前記電力貯蔵部の充放電を制御する安定化制御部と、前記電力系統と前記電力貯蔵部との間に設けられたＡＣ／ＤＣコンバータとを備え、該ＡＣ／ＤＣコンバータは、前記安定化制御部からの充放電指令に応じて、前記電力系統からの電力を交流から直流に変換し、または、前記電力貯蔵部からの電力を直流から交流に変換する急速充電装置であって、
外部蓄電池の接続を検知した場合に、前記電力貯蔵部の残容量に基づいて、前記外部蓄電池への充電が可能か否かを判定する充電判定部と、前記外部蓄電池への充電が可能と判定した場合、前記電力貯蔵部から前記外部蓄電池へ充電を行い、前記外部蓄電池への充電が不可と判定した場合、前記ＡＣ／ＤＣコンバータにより前記電力系統から前記外部蓄電池へ充電を行う充電制御部とを備えたことを特徴とする急速充電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の急速充電装置において、該急速充電装置が設置された電力消費施設の消費電力を計測する消費電力計測部を備え、前記電力消費施設の消費電力と契約電力との差分である余剰電力の範囲で、前記電力貯蔵部の充放電及び前記外部蓄電池への充電を行うことを特徴とする急速充電装置。
【請求項３】
電力系統に対して電力の充放電を行う電力貯蔵部と、前記電力系統と前記電力貯蔵部との接続点の電圧値を計測し、該電圧値の移動平均により制御目標値を決定すると共に、該決定した制御目標値と現在の電圧値との偏差に基づき前記電力貯蔵部の充放電を制御する安定化制御部と、前記電力系統と前記電力貯蔵部との間に設けられたＡＣ／ＤＣコンバータとを備え、該ＡＣ／ＤＣコンバータは、前記安定化制御部からの充放電指令に応じて、前記電力系統からの電力を交流から直流に変換し、または、前記電力貯蔵部からの電力を直流から交流に変換する急速充電装置による急速充電方法であって、
外部蓄電池の接続を検知した場合に、前記電力貯蔵部の残容量に基づいて、前記外部蓄電池への充電が可能か否かを判定する充電判定ステップと、前記外部蓄電池への充電が可能と判定した場合、前記電力貯蔵部から前記外部蓄電池へ充電を行い、前記外部蓄電池への充電が不可と判定した場合、前記ＡＣ／ＤＣコンバータにより前記電力系統から前記外部蓄電池へ充電を行う充電制御ステップとを備えたことを特徴とする急速充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急速充電装置及び方法に関し、より詳細には、電力系統への充放電を行いつつ、電気自動車（ＥＶ）等に搭載された外部蓄電池への急速充電を可能とする急速充電装置及び該装置による急速充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電気自動車（以下、ＥＶ：Electric Vehicleという）の普及に伴い、電気二重層キャパシタやリチウムイオン蓄電池などの設備用蓄電池を内蔵し、電位差による大電流を用いてＥＶ側に搭載された車載蓄電池等の外部蓄電池に急速充電する技術が種々考案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、外部蓄電池への充電が可能な内蔵蓄電池を備えた急速充電装置が開示されている。この急速充電装置は、内蔵蓄電池に加えて、商用電源を用いて充電する充電器を、内蔵蓄電池と直列または並列に接続して、外部蓄電池の充電に用いるように構成される。
【０００４】
一方、地球環境を考慮した低炭素社会の実現に向けて、太陽光発電等を用いた大量の再生可能エネルギーの導入が開始されている。導入目標としては、２０２０年に２８００万ｋＷ、２０３０年に５３００万ｋＷが示されている。このような再生可能エネルギーが多く利用されるほど、電力系統における電圧変動や周波数変動を引き起こす可能性が高くなる。このため、電力系統の電圧状態、周波数状態に応じて、適切な発電量制御あるいは負荷制御が行えないと電力品質が低下してしまう。
【０００５】
自然エネルギー発電システムの出力変動に起因する電力系統の電圧変動を抑制するには、一般に、次のような各種の方法が知られている。例えば、電力貯蔵装置（蓄電池など）を自然エネルギー発電システムに併設し、電力貯蔵装置の充放電制御により連系点の電圧変動を抑制する方法がある。しかし、この方法では、電力貯蔵装置に膨大なｋＷｈ容量が必要となるため、電力貯蔵装置が高価なものとなり、コストがかかるという問題がある。
【０００６】
また、ＳＶＲ（Step Voltage Regulator）等のステップ式自動電圧調整器（一種のタップ切替制御付き変圧器）を、変電所と自然エネルギー発電システム連系点との間の電力系統に設置し、設置点の通過電力の変化から自然エネルギー発電システム連系点を含む下流域の電圧変動量を推定し、その電圧変動量に相当する変圧比を制御することによりＳＶＲから下流側の電圧を略一定範囲に維持する方法がある。しかし、この方法の場合、ＳＶＲは機械式のため機器寿命の関係で頻繁な制御ができない、頻繁な制御を回避するため数分の動作時限を設定しており急激な電圧変動に追従できない、などの問題がある。
【０００７】
これに対して、例えば、特許文献２には、ＳＶＲと、安定化制御装置と、電力貯蔵装置とを組み合わせた電圧変動制御システムが開示されている。これによれば、安定化制御装置は、自然エネルギー発電システムにおける出力を監視し、その出力を平滑化フィルタ処理することにより合成出力目標を決定し、この合成出力目標と自然エネルギー発電システムの現在の出力との偏差を求め、求めた偏差を充放電指令として電力貯蔵装置に出力する。そして、電力貯蔵装置は、安定化制御装置から与えられた充放電指令に基づいて、構内系統に対して充放電を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１９６０２号公報
【特許文献２】特開２００９−６５８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、上記の特許文献１に記載の急速充電装置の場合、ＥＶ充電時以外では内蔵蓄電池を待機させておくことになるため、この待機時間の間、内蔵蓄電池は使用されないことになり、効率面で問題があった。そこで、この内蔵蓄電池を、電力系統の電圧変動制御に利用することが考えられる。これによって、内蔵蓄電池をより有効且つ効率的に利用することができる。そして、この場合、ユーザの利便性向上の観点から、急速充電装置を、例えば、コンビニエンスストアなど、複数箇所に分散配置できることが望ましい。
【００１０】
しかしながら、上記の特許文献１、２にはこのような技術思想について何ら開示されていない。仮にＥＶ用の急速充電装置に、特許文献２に記載の技術を適用したとしても、特許文献２に記載のシステム構成の場合、安定化制御装置が自然エネルギー発電システムの出力を監視し、この出力状態に基づき電力貯蔵装置の充放電を制御するため、基本的に、安定化制御装置と電力貯蔵装置とを１つずつ備える構成となる。すなわち、電力貯蔵装置の分散配置は想定されておらず、さらに、大容量の電力貯蔵装置が必要とされるため、コスト高となる。
【００１１】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、電力系統への充放電を行いつつ、電気自動車等に搭載される外部蓄電池への充電を行える急速充電装置及び該装置による急速充電方法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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、電力系統に対して電力の充放電を行う電力貯蔵部と、前記電力系統と前記電力貯蔵部との接続点の電圧値を計測し、該電圧値の移動平均により制御目標値を決定すると共に、該決定した制御目標値と現在の電圧値との偏差に基づき前記電力貯蔵部の充放電を制御する安定化制御部と、前記電力系統と前記電力貯蔵部との間に設けられたＡＣ／ＤＣコンバータとを備え、該ＡＣ／ＤＣコンバータは、前記安定化制御部からの充放電指令に応じて、前記電力系統からの電力を交流から直流に変換し、または、前記電力貯蔵部からの電力を直流から交流に変換する急速充電装置であって、外部蓄電池の接続を検知した場合に、前記電力貯蔵部の残容量に基づいて、前記外部蓄電池への充電が可能か否かを判定する充電判定部と、前記外部蓄電池への充電が可能と判定した場合、前記電力貯蔵部から前記外部蓄電池へ充電を行い、前記外部蓄電池への充電が不可と判定した場合、前記ＡＣ／ＤＣコンバータにより前記電力系統から前記外部蓄電池へ充電を行う充電制御部とを備えたことを特徴としたものである。
【００１３】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、該急速充電装置が設置された電力消費施設の消費電力を計測する消費電力計測部を備え、前記電力消費施設の消費電力と契約電力との差分である余剰電力の範囲で、前記電力貯蔵部の充放電及び前記外部蓄電池への充電を行うことを特徴としたものである。
【００１４】
第３の技術手段は、電力系統に対して電力の充放電を行う電力貯蔵部と、前記電力系統と前記電力貯蔵部との接続点の電圧値を計測し、該電圧値の移動平均により制御目標値を決定すると共に、該決定した制御目標値と現在の電圧値との偏差に基づき前記電力貯蔵部の充放電を制御する安定化制御部と、前記電力系統と前記電力貯蔵部との間に設けられたＡＣ／ＤＣコンバータとを備え、該ＡＣ／ＤＣコンバータは、前記安定化制御部からの充放電指令に応じて、前記電力系統からの電力を交流から直流に変換し、または、前記電力貯蔵部からの電力を直流から交流に変換する急速充電装置による急速充電方法であって、外部蓄電池の接続を検知した場合に、前記電力貯蔵部の残容量に基づいて、前記外部蓄電池への充電が可能か否かを判定する充電判定ステップと、前記外部蓄電池への充電が可能と判定した場合、前記電力貯蔵部から前記外部蓄電池へ充電を行い、前記外部蓄電池への充電が不可と判定した場合、前記ＡＣ／ＤＣコンバータにより前記電力系統から前記外部蓄電池へ充電を行う充電制御ステップとを備えたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外部蓄電池が接続されていない場合には、電力貯蔵部の充放電により電力系統の安定化を図り、また、外部蓄電池が接続された場合には、電力貯蔵部あるいは電力系統から外部蓄電池への充電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による急速充電装置を含む系統制御システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る急速充電装置５の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の急速充電装置による急速充電方法の一例を説明するためのフロー図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る急速充電装置５の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４の急速充電装置による急速充電方法の一例を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の急速充電装置及び該装置による急速充電方法に係る好適な実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明による急速充電装置を含む系統制御システムの構成例を示す図で、図中、１は太陽光などの自然エネルギー発電システム、２は構内系統、３は連系点、４は商用電力系統、５ａ，５ｂは急速充電装置、６ａ，６ｂは電気自動車（ＥＶ）等に搭載された外部蓄電池、７ａ，７ｂは接続点、１０はＳＶＲ（Step Voltage Regulator）、１１は変圧器、１２は電力計測装置、１３はＳＶＲ制御装置、１４は変電所を示す。
【００１９】
急速充電装置５ａ，５ｂ、外部蓄電池６ａ，６ｂ、及び接続点７ａ，７ｂは、それぞれ同様の構成を有しており、以下では、これらを代表して、急速充電装置５、外部蓄電池６、及び接続点７という。また、ＳＶＲ１０は、ステップ式自動電圧調整装置の一例であって、変圧器１１と電力計測装置１２とＳＶＲ制御装置１３とで構成されるものとする。
【００２０】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る急速充電装置５の構成例を示すブロック図である。本実施形態の急速充電装置５は、安定化制御部５１、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２、電力貯蔵部５３、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４、外部蓄電池接続インターフェイス５５、充電判定部５６、及び充電制御部５７を有する。
【００２１】
図１，図２において、自然エネルギー発電システム１で発電された電力は、構内系統２に出力され、基準電圧に対して電圧が高い場合には、連系点３、商用電力系統４、接続点７を介して電力貯蔵部５３に貯蔵され、基準電圧に対して電圧が低い場合には、電力貯蔵部５３には貯蔵されずに放電される。電力貯蔵部５３は、自然エネルギー発電システム１に連系点３を介して接続される商用電力系統４に対して電力の充放電を行う。この商用電力系統４は、本発明の電力系統に相当する。
【００２２】
まず、急速充電装置５が備える系統安定化機能について説明する。安定化制御部５１は、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との接続点７の電圧値を計測し、電圧値の移動平均により制御目標値を決定すると共に、決定した制御目標値と現在の電圧値との偏差に基づき電力貯蔵部５３の充放電を制御する。なお、接続点としては、例えば、連系点３あるいは連系点３の近傍として例示できるが、これに限定されるものではなく、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との接続点であればよい。
【００２３】
安定化制御部５１は、商用電力系統４から電力貯蔵部５３への充電の場合、充電を示す指令をＡＣ／ＤＣコンバータ５２に出力し、電力貯蔵部５３から商用電力系統４への放電の場合、放電を示す指令をＡＣ／ＤＣコンバータ５２に出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ５２は、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との間に設けられ、安定化制御部５１からの充放電指令に従って、商用電力系統４からの電力を交流（ＡＣ）から直流（ＤＣ）に変換し、または、電力貯蔵部５３からの電力を直流（ＤＣ）から交流（ＡＣ）に変換する。
【００２４】
電力貯蔵部５３は、安定化制御部５１からの充放電指令が充電、すなわち、“正”の値を示す場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２を介して商用電力系統４から電力を充電し、充放電指令が放電、すなわち、“負”の値を示す場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２を介して商用電力系統４へ電力の放電を行うように構成される。
【００２５】
ＳＶＲ１０は、上記したように、変圧器１１、電力計測装置１２、及びＳＶＲ制御装置１３で構成され、商用電力系統４が接続された変電所１４と連系点３との間に設置される。電力計測装置１２は、設置点の電圧値を計測し、ＳＶＲ制御装置１３は、電力計測装置１２により計測された電圧値が所定値を超えている時間が所定時間以上となった場合に変圧器１１の変圧比を１タップ分変更させるように制御する。
【００２６】
すなわち、急速充電装置５と、ＳＶＲ１０とを併設することにより、商用電力系統４の短周期変動に対しては急速充電装置５（安定化制御部５１及び電力貯蔵部５３の構成）により電圧変動を抑制し、商用電力系統４の長周期変動に対してはＳＶＲ１０により電圧変動を抑制することができる。なお、本発明は、図１の構成に限定されるものではなく、ＳＶＲの代わりに変電所で電圧を調整するためのタップ付き変圧器ＬＲＴ（Load Ratio control Transformer）を用いるようにしてもよく、同等の動作をするものであれば、他のものを用いてもよい。
【００２７】
そして、本システムの構成例では、急速充電装置５を複数備え、複数の急速充電装置５が、商用電力系統４に対して、分散配置されている。安定化制御部５１は、自然エネルギー発電システム１の出力ではなく、商用電力系統４の電圧を監視対象としているため、図１に示すように、分散配置することが可能となる。つまり、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との接続点７（例えば、連系点３を含む複数箇所、あるいは、連系点３近傍の複数箇所など）に急速充電装置５を設置し、各設置点において安定化制御部５１により商用電力系統４の電圧値を計測するように構成される。
【００２８】
このように、本実施形態では、急速充電装置を複数箇所に分散配置することにより、電力系統を抑制しつつ、電力貯蔵部１つ当たりの容量を小さくし、低コスト化を図ることができる。また、電力貯蔵部とＳＶＲとで分担して電圧変動を抑制するため、ＳＶＲの動作回数を減少させ、長寿命化を図ることが可能となる。また、複数箇所に分散配置できるために、ＥＶ用の急速充電装置として、例えば、コンビニエンスストア等に設置することが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００２９】
次に、急速充電装置５が備える急速充電機能について説明する。外部蓄電池接続インターフェイス５５は外部蓄電池６の接続端子（図示せず）を着脱可能に接続する。外部蓄電池６が接続されたか否かは、例えば、所定の通信プロトコル（CHAdeMoプロトコルなど）を備えたＣＡＮ（Controller Area Network）通信等の通信手段により検知することができる。なお、外部蓄電池６がＥＶに搭載されている場合、このＣＡＮ通信によりＥＶのＥＣＵ（Engine Control Unit）とも接続され、急速充電装置５は外部蓄電池６への充電時にＥＶから充電要求を取得することができる。つまり、ＥＶのＥＣＵは、外部蓄電池６の充電に必要な容量をこの充電要求に含めて急速充電装置５に送信する。
【００３０】
充電判定部５６は、外部蓄電池６の接続を検知した場合に、電力貯蔵部５３の残容量に基づいて、外部蓄電池６への充電が可能か否かを判定する。ここで、充電判定部５６は、上記のＣＡＮ通信により外部蓄電池６が要求する容量を取得し、取得した要求容量と電力貯蔵部５３の残容量とを比較することで判定することができる。そして、充電制御部５７は、外部蓄電池６への充電が可能と判定した場合、電力貯蔵部５３から外部蓄電池６へ充電を行い、外部蓄電池６への充電が不可と判定した場合、電力貯蔵部５３の代わりに、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２により商用電力系統４から外部蓄電池６へ充電を行う。
【００３１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５４は、電力貯蔵部５３あるいはＡＣ／ＤＣコンバータ５４から外部蓄電池６へ充電する際に、電力貯蔵部５３の電圧あるいは商用電力系統４の電圧を、外部蓄電池６の電圧に合うように変圧する。つまり、外部蓄電池６への充電が可能な場合、電力貯蔵部５３からＤＣ／ＤＣコンバータ５４を介して外部蓄電池６へ充電され、外部蓄電池６への充電が不可な場合、商用電力系統４の電力がＡＣ／ＤＣコンバータ５２からＤＣ／ＤＣコンバータ５４を介して外部蓄電池６へ充電される。
【００３２】
上記において、電力貯蔵部５３により外部蓄電池６を満充電できない場合、外部蓄電池６からの要求容量（要求電力）に対して、現時点で供給可能な電力（電流）を外部蓄電池６側に通知した上で、電力貯蔵部５３から外部蓄電池６への充電を開始するようにしてもよい。
【００３３】
なお、急速充電装置５を例えば家屋等に設置した場合には、商用電力系統４の停電時において、電力貯蔵部５３を家屋等の電力供給に利用することも可能である。また、外部蓄電池６が充電されている状態であれが、電力貯蔵部５３及び外部蓄電池６の両方を家屋等の電力供給に利用することもできる。
【００３４】
図３は、図２の急速充電装置５による急速充電方法の一例を説明するためのフロー図である。安定化制御部５１は、外部蓄電池６が接続されていない状態では系統安定化モードで動作しており、ＳＶＲ１０と分担して電圧変動を抑制するために、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との間で充放電を行っているものとする（ステップＳ１）。
【００３５】
次に、安定化制御部５１は、ＣＡＮ通信等により外部蓄電池６の接続を検知した場合（ステップＳ２でＹＥＳの場合）、外部蓄電池充電モードに切り替えて、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との間の充放電を一時停止する（ステップＳ３）。また、ＣＡＮ通信等により外部蓄電池６の接続を検知しない場合（ステップＳ２でＮＯの場合）、ステップＳ１に戻り、引き続き系統安定化モードで動作する。
【００３６】
次に、充電判定部５６は、電力貯蔵部５３の残存容量で外部蓄電池６の充電が可能か否かを判定し（ステップＳ４）、充電制御部５７は、外部蓄電池６の充電（満充電あるいは部分充電）が可能と判定した場合（ＹＥＳの場合）、電力貯蔵部５３からＤＣ／ＤＣコンバータ５４を介して外部蓄電池６へ充電を開始する（ステップＳ５）。また、ステップＳ４において、外部蓄電池６の充電が不可と判定した場合（ＮＯの場合）、充電制御部５７は、電力貯蔵部５３の代わりに、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２により商用電力系統４からＤＣ／ＤＣコンバータ５４を介して外部蓄電池６へ充電を開始する（ステップＳ６）。
【００３７】
次に、充電制御部５７は、外部蓄電池６への充電完了を検知したか否かを判定し（ステップＳ７）、外部蓄電池６への充電完了を検知したと判定した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１に戻り系統安定化モードに切り替えて動作する。また、ステップＳ７において、外部蓄電池６への充電完了を検知しないと判定した場合（ＮＯの場合）、ステップＳ７にて待機状態に移行する。
【００３８】
ここで、ステップＳ１において、安定化制御部５１は、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との接続点７の電圧値を計測し、電圧値の移動平均により制御目標値を決定する。具体的には、例えば、３分間隔で移動平均を求める処理（つまり、平準化フィルタ処理）を行う。移動平均とした理由は、急速充電装置５の設置地点、計測時間に対応した値を制御目標値とするためである。また、制御目標値の変動を緩やかにできるという効果もある。そして、安定化制御部５１は、上記で決定した制御目標値と現在の電圧値との偏差を求める。ここで、この偏差から充放電指令を決定する際に、比例制御を適用することが好ましい。比例制御を適用することで、応答性を良くすることが可能となる。
【００３９】
また、上記では、外部蓄電池６の接続を検知した場合に、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との間の充放電を一時停止としたが（ステップＳ３）、電力貯蔵部５３の充放電と外部蓄電池６への充電とを並行して行ってもよい。例えば、第１のケースとして、商用電力系統４の電圧が高く且つ電力貯蔵部５３の容量が十分にある場合、商用電力系統４から電力貯蔵部５３へ充電を行いつつ（但し、この充電は必須ではない）、電力貯蔵部５３から外部蓄電池６へ充電を行う。また、第２のケースとして、商用電力系統４の電圧が高く且つ電力貯蔵部５３の容量が十分ではない場合、商用電力系統４から電力貯蔵部５３へ充電を行いつつ、商用電力系統４から外部蓄電池６へ充電を行う。
【００４０】
また、第３のケースとして、商用電力系統４の電圧が低く且つ電力貯蔵部５３の容量が十分にある場合、電力貯蔵部５３から商用電力系統４へ放電しつつ、電力貯蔵部５３から外部蓄電池６へ充電を行う。また、第４のケースとして、商用電力系統４の電圧が低く且つ電力貯蔵部５３の容量が十分ではない場合、外部蓄電池６への充電を優先させて、商用電力系統４から外部蓄電池６へ充電を行う。
【００４１】
このように、本実施形態の急速充電装置によれば、外部蓄電池が接続されていない場合には、系統安定化モードで動作し、電力貯蔵部の充放電により商用電力系統の安定化を図り、また、外部蓄電池が接続された場合には、外部蓄電池充電モードで動作し、電力貯蔵部あるいは商用電力系統から外部蓄電池への充電を行うことができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る急速充電装置５の構成例を示すブロック図である。本実施形態の急速充電装置５は、安定化制御部５１、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２、電力貯蔵部５３、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４、外部蓄電池接続インターフェイス５５、充電判定部５６、充電制御部５７に加え、急速充電装置５が設置された電力消費施設９の消費電力を計測する消費電力計測部の一例として電力計Ｐ１を有している。なお、電力消費施設９としては、例えば、コンビニエンスストアなどの各種店舗や、ガソリンスタンド、駐車場、工場などを例示することができる。
【００４３】
すなわち、商用電力系統４との接続点７には、配電盤８が接続され、この配電盤８に電力計Ｐ１，Ｐ２が接続されている。電力計Ｐ１は急速充電装置５を除いた電力消費施設９の消費電力を計測する電力計であり、電力計Ｐ２は急速充電装置５の消費電力を計測する電力計である。また、急速充電装置５の図示しないメモリには、電力消費施設９の契約電力Ｐ０の値が予め格納されており、急速充電装置５は、電力消費施設９で使用している消費電力Ｐ１と、契約電力Ｐ０との差分（Ｐ０−Ｐ１）に相当する余剰電力Ｐａ（＝Ｐ０−Ｐ１）を算出することができる。本実施形態の急速充電装置５は、この余剰電力Ｐａの範囲で、電力貯蔵部５３から商用電力系統４への充放電及び外部蓄電池６への充電を行うように構成されている。
【００４４】
図５は、図４の急速充電装置５による急速充電方法の一例を説明するためのフロー図である。まず、安定化制御部５１は、現在の余剰電力Ｐａ（＝Ｐ０−Ｐ１）を計算し（ステップＳ１１）、Ｐａ＝０であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、余剰電力Ｐａ＝０と判定した場合（ＹＥＳの場合）、電力消費施設９が契約電力Ｐ０をフルに使用している状態であるため、ステップＳ１１に戻り、余剰電力Ｐａが発生するまで処理を繰り返す。また、ステップＳ１２において、余剰電力Ｐａ＝０ではないと判定した場合（ＮＯの場合）、安定化制御部５１は、系統安定化モードで動作し、ＳＶＲ１０と分担して電圧変動を抑制するために、余剰電力Ｐａの範囲で、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との間で充放電を行う（ステップＳ１３）。
【００４５】
次に、安定化制御部５１は、ＣＡＮ通信等により外部蓄電池６の接続を検知した場合（ステップＳ１４でＹＥＳの場合）、外部蓄電池充電モードに切り替えて、商用電力系統４と電力貯蔵部５３との間の充放電を一時停止する（ステップＳ１５）。また、ＣＡＮ通信等により外部蓄電池６の接続を検知しない場合（ステップＳ１４でＮＯの場合）、ステップＳ１１に戻り処理を繰り返す。
【００４６】
なお、余剰電力Ｐａ＝０のときに、外部蓄電池６の接続を検知した場合には、外部蓄電池６への充電は行えないため、充電を行えない旨を、外部蓄電池６を搭載するＥＶ側へ通知することが望ましい。
【００４７】
次に、充電判定部５６は、電力貯蔵部５３の残存容量で外部蓄電池６の充電が可能か否かを判定し（ステップＳ１６）、充電制御部５７は、外部蓄電池６の充電（満充電あるいは部分充電）が可能と判定した場合（ＹＥＳの場合）、電力貯蔵部５３からＤＣ／ＤＣコンバータ５４を介して外部蓄電池６へ充電を開始する（ステップＳ１７）。また、ステップＳ１６において、外部蓄電池６の充電が不可と判定した場合（ＮＯの場合）、充電制御部５７は、電力貯蔵部５３の代わりに、余剰電力Ｐａの範囲で、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２により商用電力系統４からＤＣ／ＤＣコンバータ５４を介して外部蓄電池６へ充電を開始する（ステップＳ１８）。
【００４８】
次に、充電制御部５７は、外部蓄電池６への充電完了を検知したか否かを判定し（ステップＳ１９）、外部蓄電池６への充電完了を検知したと判定した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１１に戻り処理を繰り返す。また、ステップＳ１９において、外部蓄電池６への充電完了を検知しないと判定した場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１９にて待機状態に移行する。
【００４９】
本実施形態の急速充電装置によれば、電力消費施設の契約電力以下の余剰電力の範囲で、電力貯蔵部の充放電及び外部蓄電池の充電を行うことができるため、商用電力系統に急激な負荷変動を与えることなく、商用電力系統を安定化させつつ、外部蓄電池への充電を行うことができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…自然エネルギー発電システム、２…構内系統、３…連系点、４…商用電力系統、５，５ａ，５ｂ…急速充電装置、６，６ａ，６ｂ…外部蓄電池、７，７ａ，７ｂ…接続点、８…配電盤、９…電力消費施設、１０…ステップ式自動電圧調整装置（ＳＶＲ）、１１…変圧器、１２…電力計測装置、１３…ＳＶＲ制御装置、１４…変電所、５１…安定化制御部、５２…ＡＣ／ＤＣコンバータ、５３…電力貯蔵部、５４…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５５…外部蓄電池接続インターフェイス、５６…充電判定部、５７…充電制御部。
【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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