(57)【要約】  電力系統の周波数を基準周波数へ近づけるための制御を行う周波数制御方法は、周波数検出ステップ（Ｓ３０１）と、蓄電池の残存容量を取得する容量取得ステップ（Ｓ３１１）と、蓄電池に充放電させる電力のベースポイントを決定する決定ステップ（Ｓ３１３）と、基準周波数と、検出された周波数との差分である周波数偏差に対応する量だけ、ベースポイントから変化させた指令値を決定する指令値決定ステップ（Ｓ３２１）と、指令値に基づいて蓄電池を充放電させる充放電制御ステップ（Ｓ３２２）とを含み、決定ステップでは、残存容量が第一範囲内にある場合のベースポイントに対する残存容量の平均変化率を第一変化率とし、残存容量が第二範囲内にある場合の平均変化率を第二変化率とする場合、残存容量が第三範囲内にある場合の平均変化率である第三変化率が、第一変化率及び第二変化率のいずれよりも小さい。
2015075758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の周波数を基準周波数へ近づけるための制御を行う周波数制御方法であって、
前記周波数を検出する周波数検出ステップと、
蓄電池の残存容量を取得する容量取得ステップと、
前記蓄電池に充電又は放電させる電力の基準値を示すベースポイントを決定するベースポイント決定ステップと、
前記基準周波数と、検出された前記周波数との差分である周波数偏差に対応する量だけ、前記ベースポイントから変化させた値である充放電指令値を決定する指令値決定ステップと、
前記充放電指令値に基づいて前記蓄電池を充電又は放電させる充放電制御ステップとを含み、
前記ベースポイント決定ステップでは、
取得された前記残存容量が大きいほど、より多く前記蓄電池に放電させ、又は、より少なく前記蓄電池に充電させるように前記ベースポイントを決定し、
取得された前記残存容量が、第一閾値より小さい範囲である第一範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第一変化率とし、取得された前記残存容量が、前記第一閾値より大きい第二閾値より大きい範囲である第二範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第二変化率とする場合、
取得された前記残存容量が、前記第一閾値以上かつ前記第二閾値以下である第三範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率である第三変化率が、前記第一変化率及び前記第二変化率のいずれよりも小さい
周波数制御方法。
【請求項２】
前記ベースポイントは、取得された前記周波数が前記基準周波数に一致する場合に前記蓄電池に充電又は放電させる電力を示す値である
請求項１に記載の周波数制御方法。
【請求項３】
前記ベースポイント決定ステップでは、
取得された前記残存容量が前記第三範囲内にある場合に、前記ベースポイントをゼロと決定する
請求項２に記載の周波数制御方法。
【請求項４】
前記第一閾値は、前記蓄電池の全容量のゼロ％より大きく５０％より小さく、
前記第二閾値は、前記蓄電池の全容量の５０％より大きく１００％より小さい
請求項１〜３のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項５】
前記基準周波数は、過去の所定期間内に検出された複数の周波数の移動平均値である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項６】
前記基準周波数は、前記電力系統の標準周波数である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項７】
前記周波数制御方法は、さらに、
前記ベースポイントを基準として、充電量を増加させ、又は、放電量を増加させる最大幅を示す充放電可変幅を決定する充放電可変幅決定ステップを含み、
前記指令値決定ステップでは、
前記ベースポイントに前記充放電可変幅を加算して得られる値を放電最大値とし、前記ベースポイントから前記充放電可変幅を減算して得られる値を充電最大値とする場合、
前記周波数偏差がゼロより大きい場合には、前記周波数偏差の絶対値が大きいほど、より充電最大値に近い値に充放電指令値を決定し、
前記周波数偏差がゼロより小さい場合には、前記周波数偏差の絶対値が大きいほど、より放電最大値に近い値に充放電指令値を決定する
請求項５または６に記載の周波数制御方法。
【請求項８】
前記ベースポイント決定ステップでは、
前記充放電指令値が生成されるごとに新たにベースポイントを決定することで、前記ベースポイントを更新する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項９】
前記容量取得ステップでは、
前記残存容量を所定のタイミングで複数回取得し、
前記ベースポイント決定ステップでは、
前記容量取得ステップで取得された残存容量が、前記容量取得ステップで前回取得された残存容量に対して所定値以上異なる場合に、新たにベースポイントを決定することで、前記ベースポイントを更新する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項１０】
前記容量取得ステップでは、
前記蓄電池の全容量のうちの一部の範囲に占める残存容量の割合を、前記残存容量として検出する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項１１】
電力系統の周波数を基準周波数へ近づけるための制御を行う周波数制御装置であって、
前記周波数を検出する周波数検出部と、
蓄電池の残存容量を取得する容量取得部と、
前記蓄電池に充電又は放電させる電力の基準値を示すベースポイントを決定するベースポイント決定部と、
前記基準周波数と、検出された前記周波数との差分である周波数偏差に対応する量だけ、前記ベースポイントから変化させた値である充放電指令値を決定する指令値決定部と、
前記充放電指令値に基づいて前記蓄電池を充電又は放電させる充放電制御部とを含み、
前記ベースポイント決定部では、
取得された前記残存容量が大きいほど、より多く前記蓄電池に放電させ、又は、より少なく前記蓄電池に充電させるように前記ベースポイントを決定し、
取得された前記残存容量が、第一閾値より小さい範囲である第一範囲内にある場合の前記ベースポイントに対する前記残存容量の平均変化率を第一変化率とし、取得された前記残存容量が、前記第一閾値より大きい第二閾値より大きい範囲である第二範囲内にある場合の前記ベースポイントに対する前記残存容量の平均変化率を第二変化率とする場合、
取得された前記残存容量が、前記第一閾値以上かつ前記第二閾値以下である第三範囲内にある場合の前記ベースポイントに対する前記残存容量の平均変化率である第三変化率が、前記第一変化率及び前記第二変化率のいずれよりも小さい
周波数制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の周波数制御装置と、
前記蓄電池とを備える
蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の周波数を基準周波数へ近づけるための制御を行う周波数制御方法、周波数制御装置、及び、蓄電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統の周波数が基準周波数を維持するように、電力系統に接続された蓄電池に電力を充電し、又は、蓄電池から電力を放電する充放電制御を行う技術が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１が開示する技術によれば、電力系統の周波数を所定範囲内に維持し、かつ、蓄電池の残存容量が所定範囲内になるように蓄電池の充放電制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６０７７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、電力系統の周波数が所定範囲から逸脱する時間が長時間になると、周波数制御を継続できなくなるという問題がある。【０００５】
そこで、本発明は、より長い時間に渡る電力系統の周波数制御を可能とする周波数制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る周波数制御方法は、電力系統の周波数を基準周波数へ近づけるための制御を行う周波数制御方法であって、前記周波数を検出する周波数検出ステップと、蓄電池の残存容量を取得する容量取得ステップと、前記蓄電池に充電又は放電させる電力の基準値を示すベースポイントを決定するベースポイント決定ステップと、前記基準周波数と、検出された前記周波数との差分である周波数偏差に対応する量だけ、前記ベースポイントから変化させた値である充放電指令値を決定する指令値決定ステップと、前記充放電指令値に基づいて前記蓄電池を充電又は放電させる充放電制御ステップとを含み、前記ベースポイント決定ステップでは、取得された前記残存容量が大きいほど、より多く前記蓄電池に放電させ、又は、より少なく前記蓄電池に充電させるように前記ベースポイントを決定し、取得された前記残存容量が、第一閾値より小さい範囲である第一範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第一変化率とし、取得された前記残存容量が、前記第一閾値より大きい第二閾値より大きい範囲である第二範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第二変化率とする場合、取得された前記残存容量が、前記第一閾値以上かつ前記第二閾値以下である第三範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率である第三変化率が、前記第一変化率及び前記第二変化率のいずれよりも小さい。【０００７】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の周波数制御方法によれば、より長い時間に渡る電力系統の周波数制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１における周波数制御装置を含む電力ネットワークの構成図である。
【図２】図２は、実施の形態１における周波数制御装置の機能ブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態１における蓄電池の残存容量の説明図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態１におけるベースポイントを用いた蓄電池の充放電量の制御についての説明図である。
【図４】図４は、関連技術におけるベースポイントの決定方法の説明図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態１におけるベースポイントの第一の決定方法の説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態１におけるベースポイントの第二の決定方法の説明図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施の形態１におけるベースポイントの第三の決定方法の説明図である。
【図６】図６は、実施の形態１における充放電指令値の決定方法の説明図である。
【図７】図７は、実施の形態１における周波数制御方法のフローチャートである。
【図８】図８は、実施の形態１における周波数制御方法に係る周波数と充放電量との第一例の説明図である。
【図９】図９は、実施の形態１における周波数制御方法により制御される周波数と充放電量との第二例の説明図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２における周波数制御装置を含む電力ネットワークの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、周波数制御方法に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１１】
電力系統の周波数を基準周波数に維持する制御である周波数調整（ＦＲ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ））が行われている。
【００１２】
電力系統の周波数が、基準周波数を維持するように、周波数制御装置が蓄電池に電力を充電させ、又は、蓄電池から電力を放電させる充放電制御を行う技術が開示されている。通常、上記の充放電制御は、電力系統を運用する電力会社が、電力系統の周波数と蓄電池の残存容量とを監視し、蓄電池を充放電させることで、適切に行われる。また、比較的長い時間（例えば、数時間）に渡って充放電量を平均すると、充電量と放電量とがバランスするように制御される。上記の通りに制御が行われれば、原理上、時間的に無制限に周波数制御を継続して行うことが可能とも考えられる。
【００１３】
しかし、現実には、電力系統の周波数が所定範囲から逸脱する時間が長時間になると、周波数制御を継続できなくなるという問題がある。すなわち、蓄電池を充電する際のＡＣ／ＤＣ変換、若しくは、蓄電池から放電する際のＤＣ／ＡＣ変換における変換ロス、又は、その他の配電線及び電気回路上の電力ロスによって、充電量と放電量とのバランスが崩れ、蓄電池の残存容量が次第に減少する。よって、上記のような周波数制御方法を継続して行うことはできず、何らかの方法で、充放電量の補正を行うことが必要である。
【００１４】
特許文献１に開示される技術によれば、電力系統が所定範囲内に滞在している場合には周波数制御を停止して、蓄電池の残存容量が５０％に近づくように充放電が行われる。これにより、充放電量の補正が行われ、周波数制御方法を継続する時間を長くすることができる。
【００１５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術によっても、電力系統の周波数が所定範囲から逸脱する時間が長時間継続する場合には、周波数制御を継続できないという問題がある。
【００１６】
そこで、本発明は、より長い時間に渡る電力系統の周波数制御を可能とする周波数制御方法を提供する。
【００１７】
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る周波数制御方法は、電力系統の周波数を基準周波数へ近づけるための制御を行う周波数制御方法であって、前記周波数を検出する周波数検出ステップと、蓄電池の残存容量を取得する容量取得ステップと、前記蓄電池に充電又は放電させる電力の基準値を示すベースポイントを決定するベースポイント決定ステップと、前記基準周波数と、検出された前記周波数との差分である周波数偏差に対応する量だけ、前記ベースポイントから変化させた値である充放電指令値を決定する指令値決定ステップと、前記充放電指令値に基づいて前記蓄電池を充電又は放電させる充放電制御ステップとを含み、前記ベースポイント決定ステップでは、取得された前記残存容量が大きいほど、より多く前記蓄電池に放電させ、又は、より少なく前記蓄電池に充電させるように前記ベースポイントを決定し、取得された前記残存容量が、第一閾値より小さい範囲である第一範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第一変化率とし、取得された前記残存容量が、前記第一閾値より大きい第二閾値より大きい範囲である第二範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第二変化率とする場合、取得された前記残存容量が、前記第一閾値以上かつ前記第二閾値以下である第三範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率である第三変化率が、前記第一変化率及び前記第二変化率のいずれよりも小さい。
【００１８】
これによれば、残存容量が第三範囲にある場合には、第一範囲又は第二範囲にある場合に比べて、残存容量の変化に対するベースポイントの変化幅が小さく抑えられる。よって、周波数制御装置は、長い時間に渡る電力系統の周波数制御を行うことができる。
【００１９】
従来における関連技術では、第一範囲、第二範囲、及び第三範囲における、残存容量の変化に対するベースポイントの変化幅が同一である。その場合、残存容量が所定値付近（第三範囲）にある場合であっても、残存容量の変化に伴いベースポイントが変化する。周波数制御のために電力系統に充放電させるべき充放電量に対して、蓄電池の残存容量を適切に維持するための補正が行われるが、当該補正により、電力系統への充電又は放電が反転することがある。反転した場合には、適切に周波数制御が行われない結果となる。
【００２０】
本発明の一態様に係る周波数制御方法では、残存容量が第三範囲内にある場合の変化幅が小さくなり、上記の充電又は放電の反転が起きることが抑制される。その結果、周波数制御装置は、蓄電池の残存容量を適切に維持しながら、当該蓄電池により電力系統の周波数を制御することができるのである。
【００２１】
例えば、前記ベースポイントは、取得された前記周波数が前記基準周波数に一致する場合に前記蓄電池に充電又は放電させる電力を示す値であるとしてもよい。
【００２２】
これによれば、周波数制御装置は、電力系統の周波数が基準周波数に一致する場合に蓄電池に充電又は放電させる電力を示す値を基準とし、当該基準から周波数偏差に対応する量だけ変化させた値を蓄電池の充放電量と決定することができる。
【００２３】
例えば、前記ベースポイント決定ステップでは、取得された前記残存容量が前記第三範囲内にある場合に、前記ベースポイントをゼロと決定するとしてもよい。
【００２４】
これによれば、残存容量が第三範囲にある場合のベースポイントを、一定値であるゼロにすることで、上記の充電又は放電の反転が起きることをさらに抑制することができる。
【００２５】
例えば、前記第一閾値は、前記蓄電池の全容量のゼロ％より大きく５０％より小さく、前記第二閾値は、前記蓄電池の全容量の５０％より大きく１００％より小さいとしてもよい。
【００２６】
これによれば、５０％を含む残存容量の範囲を第三範囲とすることで、蓄電池の残存容量を当該第三範囲内に維持するように、周波数制御を行うことができる。
【００２７】
例えば、前記基準周波数は、過去の所定期間内に検出された複数の周波数の移動平均値であるとしてもよい。
【００２８】
これによれば、周波数制御装置は、比較的短い周期の周波数の変動を抑制することができる。
【００２９】
例えば、前記基準周波数は、前記電力系統の標準周波数であるとしてもよい。
【００３０】
これによれば、周波数制御装置は、電力系統の周波数の標準周波数からのずれを抑制することができる。
【００３１】
例えば、前記周波数制御方法は、さらに、前記ベースポイントを基準として、充電量を増加させ、又は、放電量を増加させる最大幅を示す充放電可変幅を決定する充放電可変幅決定ステップを含み、前記指令値決定ステップでは、前記ベースポイントに前記充放電可変幅を加算して得られる値を放電最大値とし、前記ベースポイントから前記充放電可変幅を減算して得られる値を充電最大値とする場合、前記周波数偏差がゼロより大きい場合には、前記周波数偏差の絶対値が大きいほど、より充電最大値に近い値に充放電指令値を決定し、前記周波数偏差がゼロより小さい場合には、前記周波数偏差の絶対値が大きいほど、より放電最大値に近い値に充放電指令値を決定するとしてもよい。
【００３２】
これによれば、周波数制御装置は、充放電可変幅内において周波数偏差に応じて、蓄電池の充放電量を決定することができる。
【００３３】
例えば、前記ベースポイント決定ステップでは、前記充放電指令値が生成されるごとに新たにベースポイントを決定することで、前記ベースポイントを更新するとしてもよい。
【００３４】
これによれば、周波数制御装置は、電力系統の周波数が取得されるごとにベースポイント及び充放電指令値を決定し、継続的に周波数制御を行うことができる。
【００３５】
例えば、前記容量取得ステップでは、前記残存容量を所定のタイミングで複数回取得し、前記ベースポイント決定ステップでは、前記容量取得ステップで取得された残存容量が、前記容量取得ステップで前回取得された残存容量に対して所定値以上異なる場合に、新たにベースポイントを決定することで、前記ベースポイントを更新するとしてもよい。
【００３６】
これによれば、周波数制御装置は、蓄電池の残存容量が比較的大きく変化した場合に限りベースポイントを新たに決定することができる。周波数制御装置は、電池の残存容量の変化が小さい場合には、ベースポイントを更新しないので、周波数制御装置の処理負荷が低減される。
【００３７】
例えば、前記容量検出ステップでは、前記蓄電池の全容量のうちの一部の範囲に占める残存容量の割合を、前記残存容量として検出するとしてもよい。
【００３８】
これによれば、周波数制御装置は、蓄電池の劣化が早まる残存容量の範囲を避けて、蓄電池の充放電を行わせることができる。よって、蓄電池の劣化を抑えることができる。
【００３９】
また、本発明の一態様に係る周波数制御装置は、電力系統の周波数を基準周波数へ近づけるための制御を行う周波数制御装置であって、前記周波数を検出する周波数検出部と、蓄電池の残存容量を取得する容量取得部と、前記蓄電池に充電又は放電させる電力の基準値を示すベースポイントを決定するベースポイント決定部と、前記基準周波数と、検出された前記周波数との差分である周波数偏差に対応する量だけ、前記ベースポイントから変化させた値である充放電指令値を決定する指令値決定部と、前記充放電指令値に基づいて前記蓄電池を充電又は放電させる充放電制御部とを含み、前記ベースポイント決定部では、取得された前記残存容量が大きいほど、より多く前記蓄電池に放電させ、又は、より少なく前記蓄電池に充電させるように前記ベースポイントを決定し、取得された前記残存容量が、第一閾値より小さい範囲である第一範囲内にある場合の前記ベースポイントに対する前記残存容量の平均変化率を第一変化率とし、取得された前記残存容量が、前記第一閾値より大きい第二閾値より大きい範囲である第二範囲内にある場合の前記ベースポイントに対する前記残存容量の平均変化率を第二変化率とする場合、取得された前記残存容量が、前記第一閾値以上かつ前記第二閾値以下である第三範囲内にある場合の前記ベースポイントに対する前記残存容量の平均変化率である第三変化率が、前記第一変化率及び前記第二変化率のいずれよりも小さい。
【００４０】
これにより、上記と同様の効果を奏する。
【００４１】
また、本発明の一態様に係る蓄電池システムは、上記に記載の周波数制御装置と、前記蓄電池とを備える。
【００４２】
これにより、上記と同様の効果を奏する。
【００４３】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４４】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００４５】
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ものである。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及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、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については、任意の構成要素として説明される。
【００４６】
（実施の形態１）
本実施の形態において、蓄電池システムを用いて電力系統の周波数を基準周波数に近づける制御を行う周波数制御装置について説明する。
【００４７】
図１は、本実施の形態における周波数制御装置を含む電力ネットワークの構成図である。
【００４８】
図１に示されるように、当該電力ネットワークは、配電用変圧器１１と、配電線１２と、負荷１３と、蓄電池システム１４とを備える。
【００４９】
配電用変圧器１１は、電力系統運用者が提供する電力系統に接続され、電力系統から供給される電力を、負荷１３に供給するのに適切な電圧に変換する変圧器である。
【００５０】
配電線１２は、配電用変圧器１１と負荷１３とを電気的に接続し、配電用変圧器１１が供給する電力を負荷１３に供給するための電力配線である。
【００５１】
負荷１３は、電力系統から供給される電力を消費する負荷である。負荷１３は、例えば、家庭用電気機器などである。
【００５２】
蓄電池システム１４は、電力系統から供給される電力を充電すること、又は、放電して電力系統へ電力を供給することを行う。蓄電池システム１４は、上記のように充電又は放電を行うことで、電力系統から供給される電力の周波数を、基準周波数に近づけるように制御する。
【００５３】
蓄電池システム１４は、より詳細には、蓄電池１４１と、周波数制御装置１４２とを備える。
【００５４】
蓄電池１４１は、周波数制御装置１４２による制御に従って、電力を充電又は放電する。なお、蓄電池１４１は、蓄電池を充電する際にＡＣ／ＤＣ変換を行い、若しくは、蓄電池から放電する際にＤＣ／ＡＣ変換を行うインバータを含むものとする。
【００５５】
周波数制御装置１４２は、電力系統から供給される電力の周波数を検知し、検知した周波数に基づいて、電力系統の電力の周波数を基準周波数に近づけるように、蓄電池１４１を充電又は放電するように制御する。
【００５６】
なお、配電用変圧器１１と配電線１２とを、電力系統に含めて考えてもよい。
【００５７】
図２は、本実施の形態における周波数制御装置の機能ブロック図である。
【００５８】
図２に示されるように、周波数制御装置１４２は、残存容量取得部２０１と、周波数検出部２０２と、ベースポイント決定部２０３と、充放電可変幅決定部２０４と、充放電指令値決定部２０５と、充放電制御部２０６とを備える。
【００５９】
残存容量取得部２０１は、蓄電池１４１の残存容量（ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ））を取得する。蓄電池１４１の残存容量とは、蓄電池１４１における電力の残存容量のことであり、蓄電池１４１に蓄電された電力の残存容量ともいえる。残存容量取得部２０１は、一例として、蓄電池１４１の全容量に対する充電量を、上記の残存容量として用いる。なお、残存容量取得部２０１は、容量取得部に相当する。残存容量について、後で詳しく説明する。
【００６０】
周波数検出部２０２は、電力系統の周波数を検出する。電力系統は、標準周波数（例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ。以降では、５０Ｈｚの場合を説明する）に近い周波数の交流電力を供給しており、供給される周波数は電力の需給バランスによって変動する。具体的には、電力の需要の方が供給より大きい場合には、電力系統の周波数が低下し、例えば、４９．９Ｈｚ又は４９．８Ｈｚなどとなる。反対に、電力の供給の方が需要より大きい場合には、電力系統の周波数が上昇し、例えば、５０．１Ｈｚ又は５０．２Ｈｚなどとなる。電力系統の周波数は上記のように絶えず変化しており、このように変化している周波数を周波数検出部２０２が検出する。継続的に周波数制御を行う場合、周波数検出部２０２は、定期的（例えば、１秒、又は、４秒おきに）周波数を検出する。
【００６１】
また、周波数検出部２０２は、基準周波数と、検出した電力系統の周波数との差分である周波数偏差を算出する。基準周波数は、（１）過去に測定された周波数の移動平均値とする方法と、（２）電力系統の標準周波数とする方法とがある。
【００６２】
（１）の方法によれば、電力系統の周波数の比較的短い周期の変動（短周期成分）を得ることができる。これを用いて本実施の形態における周波数制御を行えば、電力系統の周波数の比較的短い周期の変動を抑制することができ、その結果、電力系統の周波数の変化をなめらかにする効果を奏する。
【００６３】
（２）の方法によれば、電力系統の周波数の標準周波数からのずれを得ることができる。これを用いて本実施の形態における周波数制御を行えば、電力系統の周波数の標準周波数からのずれを抑制することができ、その結果、電力系統の周波数を基準周波数に近づける効果を奏する。
【００６４】
ベースポイント決定部２０３は、蓄電池１４１に充電又は放電させる電力の基準値を示す値であるベースポイントを決定する。具体的には、ベースポイント決定部２０３は、残存容量取得部が取得した残存容量が大きいほど、より多く蓄電池１４１に放電させ、又は、より少なく蓄電池１４１に充電させるようにベースポイントを決定する。ここで、取得された残存容量が、第一閾値より小さい範囲である第一範囲内にある場合のベースポイントに対する残存容量の平均変化率を第一変化率とし、取得された残存容量が、第一閾値より大きい第二閾値より大きい範囲である第二範囲内にある場合のベースポイントに対する残存容量の平均変化率を第二変化率とする場合、取得された残存容量が、第一閾値以上かつ第二閾値以下である第三範囲内にある場合のベースポイントに対する残存容量の平均変化率である第三変化率が、第一変化率及び前記第二変化率のいずれよりも小さいようにする。なお、上記で「残存容量が大きいほど、より多く蓄電池に放電させ」と記載したが、互いに異なる二つの残存容量（Ａ、Ｂ）のそれぞれに対する蓄電池の放電量（Ａに対してＰＡ、Ｂに対してＰＢ）が同一の値となることを含むものとする。具体的には、残存容量Ａ及びＢ（Ａ＜Ｂ）のそれぞれに対する放電量ＰＡ及びＰＢの関係は、ＰＡ≦ＰＢである。なお、ベースポイントは、周波数が基準周波数に一致する場合に蓄電池に充電又は放電させる電力を示す値とすることができる。ベースポイントの決定方法について、後で詳しく説明する。
【００６５】
充放電可変幅決定部２０４は、蓄電池１４１の充放電量の最大変化幅である充放電可変幅を決定する。決定した充放電可変幅は、後で、蓄電池１４１の充放電量を決定する際に用いられる。
【００６６】
より具体的には、充放電可変幅は、（式１）により求められる。
【００６７】
（充放電可変幅）＝Ａ−ａｂｓ（ベースポイント）    （式１）
【００６８】
ここで、Ａは、任意の定数をとることができる。また、Ａとして、蓄電池１４１のインバータ容量をとることもできる。また、インバータ容量とは、蓄電池が出力する直流電力を、交流電力に変換するインバータの容量である。つまり、蓄電池とインバータとを一体として考えれば、インバータ容量は、蓄電池が放電できるＡＣ電力の最大値であるともいえる。
【００６９】
充放電指令値決定部２０５は、周波数偏差に対応する量だけ、ベースポイントから変化させた値である充放電指令値であって、蓄電池１４１に充電又は放電させる電力を示す充放電指令値を決定する。さらに、充放電指令値決定部２０５は、ベースポイントに充放電可変幅を加算して得られる値を放電最大値とし、ベースポイントから充放電可変幅を減算して得られる値を充電最大値とする場合、周波数偏差がゼロより大きい場合には、周波数偏差の絶対値が大きいほど、より充電最大値に近い値に充放電指令値を決定し、周波数偏差がゼロより小さい場合には、周波数偏差の絶対値が大きいほど、より放電最大値に近い値に充放電指令値を決定するとしてもよい。充放電指令値決定部２０５は、指令値決定部に相当する。充放電指令値の決定方法については、後で詳細に説明する。
【００７０】
充放電制御部２０６は、充放電指令値決定部２０５が決定した充放電指令値に従って蓄電池１４１を充電又は放電させる。
【００７１】
図３Ａ、本実施の形態における蓄電池の残存容量の説明図である。
【００７２】
図３Ａの（ａ）に示されるように、残存容量取得部２０１は、蓄電池１４１の全容量のうちの一部の範囲（例えば、２０％から８０％までの範囲）に占める残存容量の割合を、本実施の形態において周波数制御のために用いる残存容量（周波数制御用残存容量とも記載する）として用いるようにしてもよい（図３Ａの（ｂ））。つまり、蓄電池１４１の残存容量が２０％である場合に周波数制御用残存容量が０％であるとし、残存容量が８０％である場合に周波数制御用残存容量が１００％であるとし、残存容量と周波数制御用残存容量との間に線形の関係をもたせるようにしてもよい。
【００７３】
より具体的には、残存容量取得部２０１は、周波数制御用残存容量を（式２）により求めてもよい。
【００７４】
（周波数制御用残存容量）
＝１００×｛（残存容量）−（バックアップ容量）｝／（周波数制御用容量）  （式２）
【００７５】
ここで、バックアップ容量とは、蓄電池１４１の残存容量のうち、周波数制御に用いる範囲の下限の容量である。また、周波数制御用容量（ＦＲ用容量）とは、蓄電池１４１の残存容量のうち、周波数制御に用いる範囲を示す。
【００７６】
上記のように、蓄電池１４１の残存容量の範囲の一部を周波数制御用残存容量として用いることで、蓄電池１４１に充電された電力のすべてを周波数制御用に使い切ることを回避することができるメリットがある。蓄電池１４１に充電された電力は、負荷１３を動作させるためにも用いられるので、周波数制御用にすべてを使い切ることは望ましくないからである。なお、蓄電池１４１に充電された電力を用いて負荷１３を動作させる場合には、電力系統から、蓄電池１４１及び負荷１３を、スイッチ等（不図示）により切り離すようにしてもよい。なお、蓄電池１４１が周波数制御用に充電量のすべてを使い切った場合の残存容量を、バックアップ容量ともよぶ。
【００７７】
また、上記のように、蓄電池１４１の残存容量の範囲の一部を周波数制御用残存容量として用いることで、蓄電池１４１の劣化を抑えることができるメリットがある。蓄電池１４１は、残存容量が１００％に近い範囲（例えば、８０％〜１００％、若しくは、９０％〜１００％）、又は、残存容量が０％に近い範囲（例えば、０％〜２０％、若しくは、０％〜１０％）で使用すると、劣化が早まることが知られている。そこで、蓄電池１４１の劣化が早まる残存容量の範囲を避けて使用することで、蓄電池１４１の劣化を抑えることができる。なお、周波数制御用残存容量の範囲の中心を、蓄電池１４１の残存容量の中心とあわせておけば、残存容量が１００％に近い範囲と、残存容量が０％に近い範囲での使用を均等に回避しながら、できるだけ多くの残存容量の範囲を周波数制御用残存容量として使用することができるので望ましい。
【００７８】
図３Ｂは、本実施の形態におけるベースポイントを用いた蓄電池の充放電量の制御についての説明図である。図３Ｂは、蓄電池１４１の残存容量が、比較的低いとき、５０％のとき、及び、比較的高いときのそれぞれに、周波数検出部２０２が検出した電力系統の周波数に応じて、蓄電池１４１が充電又は放電する電力量を示している。グラフの縦軸のプラス側が蓄電池１４１の放電量を、マイナス側が蓄電池１４１の充電量を示している。なお、０より小さい放電量は、その放電量の符号を反転させた充電量を意味し、０より小さい充電量は、その充電量の符号を反転させた放電量を意味するものとする。なお、図３Ｂにおいてベースポイントのことを「ＢＰ」とも記載する。
【００７９】
まず、蓄電池１４１の残存容量が５０％のとき、ベースポイント決定部２０３は、ベースポイントを０ｋＷに決定する。この場合、周波数検出部２０２が検出した周波数が５０Ｈｚであれば、充放電指令値決定部２０５は、充放電指令値を０ｋＷと決定する。また、周波数検出部２０２が検出した周波数が４９．８Ｈｚ又は５０．２Ｈｚであれば、充放電指令値決定部２０５は、充放電指令値をそれぞれ放電１５ｋＷ、充電１５ｋＷと決定する。
【００８０】
次に、蓄電池１４１の残存容量が比較的低い場合、ベースポイント決定部２０３は、ベースポイントを０ｋＷより小さい値（例えば、−５ｋＷ）に決定する。この場合、周波数検出部２０２が検出した周波数が５０Ｈｚであれば、充放電指令値決定部２０５は、充放電量を充電５Ｗと決定する。また、周波数検出部２０２が検出した周波数が４９．８Ｈｚ又は５０．２Ｈｚであれば、充放電指令値決定部２０５は、充放電指令値をそれぞれ放電１０ｋＷ、充電２０ｋＷとなる。
【００８１】
次に、蓄電池１４１の残存容量が比較的高い場合、ベースポイント決定部２０３は、ベースポイントを０ｋＷより大きい値（例えば、５ｋＷ）に決定する。この場合、周波数検出部２０２が検出した周波数が５０Ｈｚであれば、充放電指令値決定部２０５は、充放電量を放電５ｋＷと決定する。また、周波数検出部２０２が検出した周波数が４９．８Ｈｚ又は５０．２Ｈｚであれば、充放電指令値決定部２０５は、充放電指令値をそれぞれ放電２０ｋＷ、充電１０ｋＷとなる。
【００８２】
上記のように、ベースポイント決定部２０３は、残存容量及び電力系統の周波数に応じて、蓄電池１４１の残存容量がゼロになることを回避しながら、蓄電池１４１による充電量又は放電量を決定することができる。
【００８３】
ベースポイント決定部２０３は、残存容量に応じてベースポイントを決定することもできる。このようなベースポイントの決定方法と、ベースポイントを用いた充放電量の制御方法における問題点について図４を用いて説明する。
【００８４】
図４は、本実施の形態に関連する関連技術におけるベースポイントの決定方法の説明図である。図４の（ａ）は、残存容量が横軸に示されており、残存容量の各値に対するベースポイントが縦軸に示されている。そして、残存容量に対してベースポイントが線形に変化することが示されている。
【００８５】
ベースポイントがこのような値をとる場合、蓄電池の残存容量によっては、電力系統の周波数制御に反する充放電を蓄電池が行うことがある。具体的には、残存容量が３０％となり、かつ、電力系統の周波数が４９．９５Ｈｚとなった場合を考える。この場合、ベースポイントによる制御がなければ、電力系統の周波数制御のための充放電指令値は、放電３ｋＷである（図４の（ｂ）の左図）。しかし、ベースポイントによる制御を行うと、充放電指令値は、充電２ｋＷとなる（図４の（ｂ）の右図）。つまり、周波数制御とは反対の充放電を蓄電池１４１が行うことになる。これでは、電力系統の周波数が基準周波数に近づくように制御されるとはいえない。
【００８６】
本実施の形態によれば、上記のような周波数制御とは反対の、蓄電池１４１による充放電を抑制することができる。なお、周波数制御とは反対の、蓄電池１４１による充放電のことを「リバース動作」とよぶこともある。
【００８７】
図５Ａ〜図５Ｃは、本実施の形態におけるベースポイントの決定方法の説明図である。
【００８８】
図５Ａは、本実施の形態におけるベースポイントの第一の決定方法の説明図である。
【００８９】
図５Ａには、蓄電池１４１の残存容量が横軸に、残存容量の各値に対するベースポイントが縦軸に示されている。
【００９０】
図５Ａに示されるように、残存容量は、第一閾値より小さい範囲である第一範囲と、第一閾値より大きい第二閾値より大きい第二範囲と、第一閾値以上かつ第二閾値以下である第三範囲とに分けられる。そして、上記の第一、第二、及び第三範囲における、ベースポイントに対する残存容量の変化率（グラフにおける傾き）が、それぞれ、第一、第二、及び第三変化率に相当する。
【００９１】
ここで、第三変化率が、第一変化率及び第二変化率のいずれより小さいことが特徴である。このように第三変化率を定めることで、残存容量が５０％に比較的近い場合における、残存容量の変化量に対するベースポイントの変化量を、その他の残存容量の場合に比べて小さくすることができる。これにより、ベースポイントによる制御を行う場合にリバース動作が生じうる周波数範囲及び残存容量の範囲を小さくすることができ、その結果、リバース動作の発生を抑制することができる。
【００９２】
図５Ｂは、本実施の形態におけるベースポイントの第二の決定方法の説明図である。図５Ｂには、蓄電池１４１の残存容量が横軸に、残存容量の各値に対するベースポイントが縦軸に示されている。
【００９３】
図５Ｂに示されるように、第三範囲におけるベースポイントがゼロになっていることが特徴である。このように第三変化率を定めることで、残存容量が５０％に比較的近い場合における、残存容量の変化量に対するベースポイントの変化量をゼロとすることができる。また、第一閾値及び第二閾値を適切に設定することで、リバース動作を全く生じさせないようにすることも可能である。
【００９４】
ベースポイント決定部２０３が図５Ｂのようにベースポイントを決定するには、第一範囲、第二範囲、及び第三範囲のそれぞれにおいて、（式３）、（式４）、及び（式５）を用いればよい。
【００９５】
（ベースポイント）
＝Ａ×｛（残存容量）−（第一閾値）｝／［１００−｛（第二閾値）−（第一閾値）｝］    （式３）
【００９６】
（ベースポイント）
＝Ａ×｛（残存容量）−（第二閾値）｝／［１００−｛（第二閾値）−（第一閾値）｝］    （式４）
【００９７】
（ベースポイント）＝０    （式５）
【００９８】
ここで、Ａは、任意の定数をとることができる。また、Ａとして、蓄電池１４１のインバータ容量をとることもできる。
【００９９】
図５Ｃは、本実施の形態におけるベースポイントの第三の決定方法の説明図である。図５Ｃには、蓄電池１４１の残存容量が横軸に、残存容量の各値に対するベースポイントが縦軸に示されている。
【０１００】
図５Ｃに示されるように、第三範囲におけるベースポイントが、図５Ｂの場合と同様にゼロになっていることが特徴である。また、第一範囲と第二範囲とのそれぞれでは、残存容量の変化に対して段階的にベースポイントが変化する。このようにしても、図５Ｂと同様の効果を奏する。
【０１０１】
図６は、本実施の形態における充放電指令値の決定方法の説明図である。
【０１０２】
図６には、蓄電池１４１の残存容量が横軸に、残存容量の各値に対する放電最大値及び充電最大値が縦軸に示されている。放電最大値は、蓄電池１４１に周波数制御のために放電させる最大電力のことであり、ベースポイントより充放電可変幅だけ大きい値として得られる。また、充電最大値は、蓄電池１４１に周波数制御のために充電させる最大電力のことであり、ベースポイントより充放電可変幅だけ小さい値として得られる。
【０１０３】
充放電指令値決定部２０５は、蓄電池１４１に充放電させる電力量を、充放電量指令値として決定する。充放電指令値決定部２０５は、蓄電池１４１の残存容量と、周波数検出部２０２が検出した電力系統の周波数とに応じて、充放電指令値を決定する。具体的には、図６より蓄電池１４１の残存容量に対応する充電最大値及び放電最大値を取得し、取得した充電最大値及び放電最大値の間の間において、電力系統の周波数に基づいて決定した値を、充放電指令値として決定する。
【０１０４】
より具体的には、充放電指令値決定部２０５は、（式６）に従って充放電指令値を決定する。
【０１０５】
（充放電指令値）
＝（ベースポイント）−（充放電可変幅）×（周波数偏差）／（周波数適正幅）  （式６）
【０１０６】
ここで、周波数偏差とは、周波数検出部２０２が検出した周波数と、基準周波数との差分である。例えば、周波数検出部２０２が検出した周波数が５０．２Ｈｚ、基準周波数が５０Ｈｚである場合、周波数偏差とは、０．２Ｈｚである。また、周波数適正幅とは、電力系統の周波数が、基準周波数から増減しても適正と判断される範囲を示す。例えば、基準周波数が５０Ｈｚであり、４９．８Ｈｚから５０．２Ｈｚまでの間の周波数が適正と判断させる場合、周波数適正幅は、０．２となる。
【０１０７】
図７は、本実施の形態における周波数制御方法のフローチャートである。
【０１０８】
ステップＳ３０１において、周波数検出部２０２は、電力系統の周波数を検出する。
【０１０９】
ステップＳ３０２において、周波数検出部２０２は、ステップＳ３０１で取得した電力系統の周波数から周波数偏差を算出する。周波数偏差の算出方法は、上記（１）及び（２）のとおりの２種類がある。
【０１１０】
ステップＳ３１１において、残存容量取得部２０１は、蓄電池１４１の残存容量を検出する。
【０１１１】
ステップＳ３１２において、残存容量取得部２０１は、ステップＳ３１１で取得した残存容量に基づいて、周波数制御に用いるための残存容量（周波数制御用残存容量）を算出する。なお、残存容量取得部２０１は、ステップＳ３１１で取得した残存容量をそのまま周波数制御に用いることとしてもよい。そのような場合、ステップＳ３１２を行わないとしても同じことである。つまり、ステップＳ３１２は必須ではない。
【０１１２】
ステップＳ３１３において、ベースポイント決定部２０３は、蓄電池１４１に充電又は放電させる電力の基準値を示す値であるベースポイントを決定する。
【０１１３】
ステップＳ３１４において、充放電可変幅決定部２０４は、蓄電池１４１の充放電量の最大変化幅である充放電可変幅を決定する。
【０１１４】
ステップＳ３２１において、充放電指令値決定部２０５は、蓄電池１４１に充放電させる電力量を、充放電量指令値として決定する。
【０１１５】
ステップＳ３２２において、充放電制御部２０６は、充放電指令値決定部２０５が決定した充放電指令値に従って蓄電池１４１を充電又は放電させる。
【０１１６】
なお、上記の処理において、ステップＳ３０１〜Ｓ３０２の処理とステップＳ３０３〜Ｓ３０６の処理との両方が完了してからステップＳ３０７〜Ｓ３０８の処理を行うとしてもよい（図７に記載のとおり）し、ステップＳ３０１〜Ｓ３０２の処理とステップＳ３０３〜Ｓ３０６の処理とのいずれか一方が完了した時点でステップＳ３０７〜Ｓ３０８の処理を行うようにしてもよい。
【０１１７】
後者の場合、他方により決定されるべき数値などは、過去に算出されたもののうち処理時点での最新の値（つまり、前回の当該ステップにおいて決定された値）を用いるようにすればよい。
【０１１８】
後者のようにする場合の、処理の周期などの一例を示す。ステップＳ３０１〜Ｓ３０２の処理は、周波数検出部２０２が電力系統の周波数を検出するごとに行われるようにする。その周期は、例えば、１秒である。また、ステップＳ３０３〜Ｓ３０６の処理は、残存容量取得部２０１が蓄電池１４１の残存容量を検出するごとに行われるようにする。その周期は、例えば、１分である。この場合、ステップＳ３０１〜Ｓ３０２の処理が１秒ごとに完了するごとに、ステップＳ３０７〜Ｓ３０８の処理を行えばよい。
【０１１９】
図８は、実施の形態１における周波数制御方法に係る周波数と充放電量との第一例の説明図である。
【０１２０】
図８の（ａ）は、電力系統の周波数の時間変化を示している。ここで、標準周波数は５０Ｈｚである。図８の（ｂ）は、図８の（ａ）に示される周波数に対して本実施の形態に係る周波数制御を行った場合の充放電量の時間変化を示している。また、図８の（ｂ）は、周波数検出部２０２が、算出方法（１）によって周波数偏差を算出した場合を示している。
【０１２１】
図８の（ｂ）に示されるように、算出方法（１）により周波数偏差を算出する場合、比較的長い時間に渡り、充電量と放電量とがバランスするように制御されている。言い換えれば、グラフ上において、放電量を示す図形の面積と、充電量を示す図形の面積とが実質的に等しくなる。
【０１２２】
以上のように、周波数検出部２０２の算出方法（１）で算出される周波数偏差を用いた周波数制御によって、蓄電池１４１の充放電量を比較的長時間に渡ってバランスさせることができる。
【０１２３】
なお、この場合、電力系統の周波数の比較的短い周期の変動が抑制されるだけで、電力系統の周波数が標準周波数に近づく効果は、必ずしも奏しない。そのような場合、配電線１２に発電機（例えば、火力発電機）（不図示）を接続し、発電機により電力系統の周波数を標準周波数に近づけることができる。蓄電池の充放電は、発電機の充放電に比べて応答速度が速いことが特徴である。よって、比較的短い周期の変動を蓄電池による充放電により抑制し、かつ、標準周波数からのずれを火力発電機により抑制するというふうにして、蓄電池と発電機とを併用して電力系統の周波数制御を行うメリットは大きいといえる。
【０１２４】
図９は、実施の形態１における周波数制御方法に係る周波数と充放電量との第二例の説明図である。
【０１２５】
図９の（ａ）は、電力系統の周波数の時間変化を示している。ここで、標準周波数は５０Ｈｚである。図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に示される周波数に対して本実施の形態に係る周波数制御を行った場合の充放電量の時間変化を示している。また、図９の（ｂ）は、周波数検出部２０２が、算出方法（２）によって周波数偏差を算出した場合を示している。
【０１２６】
図９の（ｂ）に示されるように、算出方法（２）により周波数偏差を算出する場合、電力系統の周波数と基準周波数との差分を打ち消すように、蓄電池１４１による充放電が制御されている。言い換えれば、グラフ上において、電力系統の周波数（図９の（ａ））の変化の上下を反対にしたのと同様の変化を、充放電量がしている。
【０１２７】
以上のように、周波数検出部２０２の算出方法（２）で算出される周波数偏差を用いた周波数制御によって、電力系統の周波数を標準周波数に近づけることができる。
【０１２８】
以上のように、本実施の形態に係る周波数制御方法によれば、残存容量が第三範囲にある場合には、第一範囲又は第二範囲にある場合に比べて、残存容量の変化に対するベースポイントの変化幅が小さく抑えられる。よって、周波数制御装置は、長い時間に渡る電力系統の周波数制御を行うことができる。
【０１２９】
従来における関連技術では、第一範囲、第二範囲、及び第三範囲における、残存容量の変化に対するベースポイントの変化幅が同一である。その場合、残存容量が所定値付近（第三範囲）にある場合であっても、残存容量の変化に伴いベースポイントが変化する。周波数制御のために電力系統に充放電させるべき充放電量に対して、蓄電池の残存容量を適切に維持するための補正が行われるが、当該補正により、電力系統への充電又は放電が反転することがある。反転した場合には、適切に周波数制御が行われない結果となる。
【０１３０】
本発明の一態様に係る周波数制御方法では、残存容量が第三範囲内にある場合の変化幅が小さくなり、上記の充電又は放電の反転が起きることが抑制される。その結果、周波数制御装置は、蓄電池の残存容量を適切に維持しながら、当該蓄電池により電力系統の周波数を制御することができるのである。
【０１３１】
また、周波数制御装置は、電力系統の周波数が基準周波数に一致する場合に蓄電池に充電又は放電させる電力を示す値を基準とし、当該基準から周波数偏差に対応する量だけ変化させた値を蓄電池の充放電量と決定することができる。
【０１３２】
また、残存容量が第三範囲にある場合のベースポイントを、一定値であるゼロにすることで、上記の充電又は放電の反転が起きることをさらに抑制することができる。
【０１３３】
また、５０％を含む残存容量の範囲を第三範囲とすることで、蓄電池の残存容量を当該第三範囲内に維持するように、周波数制御を行うことができる。
【０１３４】
また、周波数制御装置は、比較的短い周期の周波数の変動を抑制することができる。
【０１３５】
また、周波数制御装置は、電力系統の周波数の標準周波数からのずれを抑制することができる。
【０１３６】
また、周波数制御装置は、充放電可変幅内において周波数偏差に応じて、蓄電池の充放電量を決定することができる。
【０１３７】
また、周波数制御装置は、電力系統の周波数が取得されるごとにベースポイント及び充放電指令値を決定し、継続的に周波数制御を行うことができる。
【０１３８】
また、周波数制御装置は、蓄電池の残存容量が比較的大きく変化した場合に限りベースポイントを新たに決定することができる。周波数制御装置は、電池の残存容量の変化が小さい場合には、ベースポイントを更新しないので、周波数制御装置の処理負荷が低減される。
【０１３９】
また、周波数制御装置は、蓄電池の劣化が早まる残存容量の範囲を避けて、蓄電池の充放電を行わせることができる。よって、蓄電池の劣化を抑えることができる。
【０１４０】
（実施の形態２）
本実施の形態において、蓄電池システムを用いて電力系統の周波数を基準周波数に近づける制御を、ネットワークを介して行う周波数制御装置について説明する。なお、既に説明した実施の形態と同様の構成要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略することがある。
【０１４１】
図１０は、本実施の形態における周波数制御装置を含む電力ネットワークの構成図である。
【０１４２】
図１０に示されるように、当該電力ネットワークは、配電用変圧器１１と、配電線１２と、負荷１３と、通信ネットワーク９２と、蓄電池システム９４と、周波数制御装置９４２と、電力センサ９５とを備える。
【０１４３】
通信ネットワーク９２は、周波数制御装置９４２と蓄電池システム９４とが通信できるように接続する通信ネットワークである。通信ネットワーク９２は、ＩＥＥＥ８０２．３規格等に適合する有線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ規格等に適合する無線ＬＡＮ、携帯電話回線等のような公衆通信回線などにより実現される。
【０１４４】
電力センサ９５は、電力系統における電力の周波数を検知する電力センサである。
【０１４５】
蓄電池システム９４は、蓄電池９４１と通信部（不図示）とを備える。蓄電池９４１は、通信ネットワーク９２を介した周波数制御装置１４２による制御に従って、電力を充電又は放電する。また、通信部は、通信ネットワーク９２を介して周波数制御装置１４２と通信する通信インタフェースである。蓄電池システム９４は、通信ネットワーク９２を介した制御をされる点で蓄電池システム１４と異なる。それ以外の点は、蓄電池システム１４と同じである。
【０１４６】
周波数制御装置９４２は、電力系統から供給される電力の周波数を電力センサ９５により検知し、検知した周波数に基づいて、電力系統の電力の周波数を基準周波数に近づけるように、蓄電池１４１を充電又は放電するように通信ネットワーク９２を介して制御する。また、周波数制御装置９４２は、通信ネットワーク９２を介して周波数制御装置１４２と通信する通信インタフェースである通信部（不図示）を有する。周波数制御装置９４２は、通信ネットワーク９２を介して蓄電池システム９４を制御する点で周波数制御装置１４２と異なる。また、周波数制御装置９４２は、１以上の蓄電池システムを制御する。それ以外の点は、蓄電池システム９４と同じである。
【０１４７】
具体的には、周波数制御装置９４２は、１以上の蓄電池システムの充放電を制御するために、１以上の蓄電池システムのそれぞれに対して充放電指令値を送信する。各蓄電池システムに送信する充放電指令値は、全体としての充放電量を各蓄電池システムに分配したものとなる。
【０１４８】
例えば、蓄電池システム９４が通信ネットワーク９２を介して、蓄電池システム９４のインバータ容量を周波数制御装置９４２に送信する。周波数制御装置９４２は、蓄電池システム９４から送られてくるインバータ容量を受信する。そして、周波数制御装置９４２は、受信したインバータ容量に比例するように各蓄電池システムの充放電量を決定し、決定した充放電量を充放電指令値として各蓄電池システム９４に送信する。
【０１４９】
具体的には、Ｎ個の蓄電池システム（蓄電池システムＡ（インバータ容量ＩＡ）、Ｂ（ＩＢ）、・・・）がある場合、蓄電池システムＸに送信する充放電指令値は、（式７）で算出される。
【０１５０】
（Ｘに送信する充放電指令値）
＝（全体としての充放電量）×ＩＸ／（ΣＩ）    （式７）
【０１５１】
ここで、（ΣＩ）は、Ｎ個の蓄電池システムのインバータ容量の合計値である。
【０１５２】
このようにすることで、蓄電池システムのインバータ容量に応じた充放電量で、各蓄電池システムの充放電を制御することができる。
【０１５３】
以上のように本実施の形態に係る周波数制御方法によれば、周波数制御装置が、ネットワークを介して複数の蓄電池システムを制御することができる。
【０１５４】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の周波数制御装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１５５】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、電力系統の周波数を基準周波数へ近づけるための制御を行う周波数制御方法であって、前記周波数を検出する周波数検出ステップと、蓄電池の残存容量を取得する容量取得ステップと、前記蓄電池に充電又は放電させる電力の基準値を示すベースポイントを決定するベースポイント決定ステップと、前記基準周波数と、検出された前記周波数との差分である周波数偏差に対応する量だけ、前記ベースポイントから変化させた値である充放電指令値を決定する指令値決定ステップと、前記充放電指令値に基づいて前記蓄電池を充電又は放電させる充放電制御ステップとを含み、前記ベースポイント決定ステップでは、取得された前記残存容量が大きいほど、より多く前記蓄電池に放電させ、又は、より少なく前記蓄電池に充電させるように前記ベースポイントを決定し、取得された前記残存容量が、第一閾値より小さい範囲である第一範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第一変化率とし、取得された前記残存容量が、前記第一閾値より大きい第二閾値より大きい範囲である第二範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第二変化率とする場合、取得された前記残存容量が、前記第一閾値以上かつ前記第二閾値以下である第三範囲内にある場合の前記残存容量に対する前記ベースポイントの平均変化率である第三変化率が、前記第一変化率及び前記第二変化率のいずれよりも小さい周波数制御方法を実行させる。
【０１５６】
以上、一つまたは複数の態様に係る周波数制御装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明は、電力系統の周波数を基準周波数へ近づけるための制御を行う周波数制御装置に利用可能である。具体的には、電力会社が運用及び管理する電力系統の周波数の制御を行う周波数制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
１１    配電用変圧器
１２    配電線
１３    負荷
１４、９４    蓄電池システム
９２    通信ネットワーク
９５    電力センサ
１４１、９４１    蓄電池
１４２、９４２    周波数制御装置
２０１    残存容量取得部
２０２    周波数検出部
２０３    ベースポイント決定部
２０４    充放電可変幅決定部
２０５    充放電指令値決定部
２０６    充放電制御部
【図１】
2015075758.tif 000003
【図２】
2015075758.tif 000004
【図３Ａ】
2015075758.tif 000005
【図３Ｂ】
2015075758.tif 000006
【図４】
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【図５Ａ】
2015075758.tif 000008
【図５Ｂ】
2015075758.tif 000009
【図５Ｃ】
2015075758.tif 000010
【図６】
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【図７】
2015075758.tif 000012
【図８】
2015075758.tif 000013
【図９】
2015075758.tif 000014
【図１０】
2015075758.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月7日(2014.4.7)
【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】
蓄電池を充放電させて電力系統の周波数を制御する周波数制御方法であって、
前記周波数を検出する周波数検出ステップと、
蓄電池の充電残量を取得する容量取得ステップと、
前記電力系統の周波数が所定の基準周波数と一致する場合に前記蓄電池に充電又は放電させる電力を示す値であるベースポイントを決定するベースポイント決定ステップと、
前記基準周波数と、前記電力系統の周波数との差分である周波数偏差に対応する量だけ、前記ベースポイントから変化させた電力値である充放電指令値を生成する指令値決定ステップと、
前記充放電指令値に基づいて前記蓄電池を充電又は放電させる充放電制御ステップとを含み、
前記ベースポイント決定ステップでは、
前記蓄電池の充電残量が第一閾値より小さい範囲である第一範囲内にある場合には、前記ベースポイントが充電電力値となるように前記ベースポイントを決定し、
前記蓄電池の充電残量が前記第一閾値より大きい第二閾値より大きい範囲である第二範囲内にある場合には、前記ベースポイントが放電電力値となるように前記ベースポイントを決定し、
前記蓄電池の充電残量に応じて前記ベースポイントを変化させ、
前記充電残量が前記第一範囲内にある場合の前記充電残量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第一変化率とし、前記充電残量が前記第二範囲内にある場合の前記充電残量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第二変化率とする場合、
前記充電残量が前記第一閾値以上かつ前記第二閾値以下である第三範囲内にある場合の前記充電残量に対する前記ベースポイントの平均変化率である第三変化率が、前記第一変化率及び前記第二変化率のいずれよりも小さい
周波数制御方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記ベースポイント決定ステップでは、
取得された前記残存容量が前記第三範囲内にある場合に、前記ベースポイントをゼロと決定する
請求項１に記載の周波数制御方法。
【請求項４】
前記第一閾値は、前記蓄電池の全容量のゼロ％より大きく５０％より小さく、
前記第二閾値は、前記蓄電池の全容量の５０％より大きく１００％より小さい
請求項１又は３に記載の周波数制御方法。
【請求項５】
前記基準周波数は、過去の所定期間内に検出された複数の周波数の移動平均値である
請求項１、３〜４のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項６】
前記基準周波数は、前記電力系統において定められた標準周波数である
請求項１、３〜４のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項７】
前記周波数制御方法は、さらに、
前記ベースポイントを基準として、充電量を増加させ、又は、放電量を増加させる最大幅を示す充放電可変幅を決定する充放電可変幅決定ステップを含み、
前記指令値決定ステップでは、
前記ベースポイントに前記充放電可変幅を加算して得られる値を放電最大値とし、前記ベースポイントから前記充放電可変幅を減算して得られる値を充電最大値とする場合、
前記周波数偏差がゼロより大きい場合には、前記周波数偏差の絶対値が大きいほど、より充電最大値に近い値に充放電指令値を決定し、
前記周波数偏差がゼロより小さい場合には、前記周波数偏差の絶対値が大きいほど、より放電最大値に近い値に充放電指令値を決定する
請求項５または６に記載の周波数制御方法。
【請求項８】
前記ベースポイント決定ステップでは、
前記充放電指令値が生成されるごとに新たにベースポイントを決定することで、前記ベースポイントを更新する
請求項１、３〜７のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項９】
前記容量取得ステップでは、
前記残存容量を所定のタイミングで複数回取得し、
前記ベースポイント決定ステップでは、
前記容量取得ステップで取得された残存容量が、前記容量取得ステップで前回取得された残存容量に対して所定値以上異なる場合に、新たにベースポイントを決定することで、前記ベースポイントを更新する
請求項１、３〜８のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項１０】
前記容量取得ステップでは、
前記蓄電池の全容量のうちの一部の範囲に占める残存容量の割合を、前記残存容量として検出する
請求項１、３〜９のいずれか１項に記載の周波数制御方法。
【請求項１１】
蓄電池を充放電させて電力系統の周波数を制御する周波数制御装置であって、
前記周波数を検出する周波数検出部と、
蓄電池の充電残量を取得する容量取得部と、
前記電力系統の周波数が所定の基準周波数と一致する場合に前記蓄電池に充電又は放電させる電力を示す値であるベースポイントを決定するベースポイント決定部と、
前記基準周波数と、前記電力系統の周波数との差分である周波数偏差に対応する量だけ、前記ベースポイントから変化させた電力値である充放電指令値を生成する指令値決定部と、
前記充放電指令値に基づいて前記蓄電池を充電又は放電させる充放電制御部とを含み、
前記ベースポイント決定部では、
前記蓄電池の充電残量が第一閾値より小さい範囲である第一範囲内にある場合には、前記ベースポイントが充電電力値となるように前記ベースポイントを決定し、
前記蓄電池の充電残量が前記第一閾値より大きい第二閾値より大きい範囲である第二範囲内にある場合には、前記ベースポイントが放電電力値となるように前記ベースポイントを決定し、
前記蓄電池の充電残量に応じて前記ベースポイントを変化させ、
前記充電残量が前記第一範囲内にある場合の前記充電残量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第一変化率とし、前記充電残量が前記第二範囲内にある場合の前記充電残量に対する前記ベースポイントの平均変化率を第二変化率とする場合、
前記充電残量が前記第一閾値以上かつ前記第二閾値以下である第三範囲内にある場合の前記充電残量に対する前記ベースポイントの平均変化率である第三変化率が、前記第一変化率及び前記第二変化率のいずれよりも小さい
周波数制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の周波数制御装置と、
前記蓄電池とを備える
蓄電システム。
【国際調査報告】
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2015075758.tif 000017
2015075758.tif 000018
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