(57)【要約】【課題】蓄電装置の蓄電池を充電するにあたって、給電設備や電力系統にかかる負担を抑制し、かつ、充電残量をより高度に管理可能にした充電制御方法を提供する。【解決手段】蓄電装置の充電制御方法であって、蓄電池の充電残量を監視し、電力供給側の充電推奨時間帯情報および充電残量を含む制御要因情報から蓄電池を充電する時間帯の情報を含む充電制御情報を決定し、充電制御情報に基づいて蓄電池に充電を行うものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置の充電制御方法であって、
蓄電池の充電残量を監視し、
電力供給側の充電推奨時間帯情報および前記充電残量を含む制御要因情報から前記蓄電池を充電する時間帯の情報を含む充電制御情報を決定し、
前記充電制御情報に基づいて前記蓄電池に充電を行う、充電制御方法。
【請求項２】
前記蓄電池の放電量を予測した予測放電量を算出し、
前記予測放電量を含む前記制御要因情報から前記充電制御情報を決定する、請求項１記載の充電制御方法。
【請求項３】
外部から受信する電力需要外部要因情報に基づいて電力需要を予測した電力需要情報を求め、
前記電力需要情報を含む前記制御要因情報から前記充電制御情報を決定する、請求項１または２記載の充電制御方法。
【請求項４】
蓄電池と、
前記蓄電池の充電残量を監視する電池管理部と、
電力供給側の充電推奨時間帯情報が記録された記憶部、または該充電推奨時間帯情報を外部から受信する受信部と、
前記充電残量および前記充電推奨時間帯情報を含む制御要因情報から前記蓄電池を充電する時間帯の情報を含む充電制御情報を決定する演算部と、
前記充電制御情報に基づいて前記蓄電池に充電を行う充電制御部と、
を有する蓄電装置。
【請求項５】
前記蓄電池の放電量を予測した予測放電量を算出する放電量予測部をさらに有し、
前記演算部は、前記予測放電量を含む前記制御要因情報から前記充電制御情報を決定する請求項４記載の蓄電装置。
【請求項６】
外部から受信する電力需要外部要因情報に基づいて電力需要を予測した電力需要情報を求める需要予測部をさらに有し、
前記演算部は、前記電力需要情報を含む前記制御要因情報から前記充電制御情報を決定する請求項４または５記載の蓄電装置。
【請求項７】
蓄電池と、該蓄電池の充電残量を監視する電池管理部と、電力供給側の充電推奨時間帯情報を外部から受信する受信部と、前記充電残量および前記充電推奨時間帯情報を含む制御要因情報から前記蓄電池を充電する時間帯の情報を含む充電制御情報を決定する演算部と、前記充電制御情報に基づいて前記蓄電池に充電を行う充電制御部とを含む蓄電装置と、
前記充電推奨時間帯情報が記録された記憶部と該充電推奨時間帯情報を前記蓄電装置に送信する送信部とを含む制御装置と、
を有する充電制御システム。
【請求項８】
蓄電池と、該蓄電池の充電残量を監視する電池管理部と、該充電残量の情報を外部に送信する送信部と、前記蓄電池を充電する時間帯の情報を含む充電制御情報を外部から受信する受信部と、該充電制御情報にしたがって前記蓄電池に充電を行う制御部とを含む蓄電装置と、
前記蓄電装置から前記充電残量の情報を受信する受信部と、電力供給側の充電推奨時間帯情報が記録された記録部と、前記充電残量および前記充電推奨時間帯情報を含む制御要因情報から前記充電制御情報を決定する演算部と、該充電制御情報を前記蓄電装置に送信する指令分配部とを含む制御装置と、
を有する充電制御システム。
【請求項９】
前記蓄電池の放電量を予測した予測放電量を算出する放電量予測部を前記蓄電装置または前記制御装置にさらに有し、
前記放電量予測部が前記蓄電装置に設けられている場合、前記送信部は前記予測放電量の情報を前記制御装置の前記受信部に送信し、前記演算部は前記予測放電量の情報を含む前記制御要因情報から前記充電制御情報を決定し、
前記放電量予測部が前記制御装置に設けられている場合、前記演算部は前記予測放電量の情報を含む前記制御要因情報から前記充電制御情報を決定する、請求項８記載の充電制御システム。
【請求項１０】
外部から受信する電力需要外部要因情報に基づいて電力需要を予測した電力需要情報を求める需要予測部を前記制御装置にさらに有し、
前記演算部は前記電力需要情報を含む前記制御要因情報から前記充電制御情報を決定する、請求項８または９記載の充電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を用いた蓄電装置の充電制御方法、蓄電装置および充電制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギーへの対応や、騒音または排気ガス抑制対策として、蓄電装置から供給する電力を駆動エネルギー源の一部または全部として使用する電力供給装置、車両、または車両搭載装置が脚光を浴び始めている。これらは、内燃機関のみにより駆動する場合に比べ、エネルギー利用効率が高く、排出ガスを抑制できる他、低騒音化が容易であるという利点を有する。
【０００３】
具体的には、ハイブリッド自動車や電気自動車、電動フォークリフトのような駆動用電池搭載車両、高所作業車の電動作業台、電池式移動電源設備等が挙げられる（非特許文献１）。なお、現行の市販ハイブリッド自動車は、内燃機関による発電のみで必要電力を賄っているが、搭載する蓄電装置の容量を増加し、電気自動車としての色彩をより強めたプラグインハイブリッド自動車が計画されている。この場合、外部電源より積極的に充電することにより、現行のハイブリッド車よりもエネルギー使用効率を向上させることが期待できる。
【非特許文献１】豊田自動織機ホームページ  電動フォークリフト機能説明    ＜ＵＲＬ：  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｏｙｏｔａ−ｌｆ．ｃｏｍ／ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ／ｇｅｎｅｏ＿ｂ／ｓｈｏｗ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの車両または設備が有する蓄電装置は、その使用に際し、予め充電をしておく必要があるか、あるいは充電をしておいた方がエネルギー使用効率を高めることができるが、充電の開始の設定は使用者に任されることとなる。このため、多数の蓄電装置搭載車を有する工場や事業所では、例えば作業終了時刻と同時に一斉に充電を開始すると、給電設備の供給能力をオーバーしたり、ピークに合わせた給電設備の増強が必要になったりして非効率となる問題が生じる。
【０００５】
この対策としては、非特許文献１に開示された方法で、充電開始予約タイマー機能や充電終了時刻機能を利用して、充電開始時刻や終了時刻をずらし、充電による電力需要のピークを分散させることが可能である。しかしながら、この方法では、給電設備が抱える他の電力需要の状況や更に上位の電力系統の状況まで考慮して適宜充電時間帯を変更したり、充電残量や今後の使用予定に応じて充電対象の優先順位を適宜変更したりすることは困難である。
【０００６】
将来、蓄電装置搭載車が個別の家庭にまで普及した場合、一定時間帯に充電による需要が集中するおそれがあるが、車両所有者間で相互に負荷平準化のための連絡を取り合って手動で充電時間帯の設定を変更することは非現実的である。
【０００７】
このように電池の使用予定、および先に述べた給電側の事情を考慮して充電を制御するのが望ましいが、前述の通り従来の充電システムでは、使用者による充電開始操作か、個々の充電装置の制御に任されるため、電池の使用予定と給電側の事情との両者を勘案した制御は、事実上困難であった。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、蓄電装置の蓄電池を充電するにあたって、給電設備や電力系統にかかる負担を抑制し、かつ、充電残量をより高度に管理可能にした充電制御方法、蓄電装置および充電制御システム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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の充電制御方法は、蓄電装置の充電制御方法であって、
蓄電池の充電残量を監視し、
電力供給側の充電推奨時間帯情報および前記充電残量を含む制御要因情報から前記蓄電池を充電する時間帯の情報を含む充電制御情報を決定し、
前記充電制御情報に基づいて前記蓄電池に充電を行うものである。
【００１０】
本発明では、充電推奨時間帯情報に基づいて求められた時間帯に蓄電池を充電する制御を行っているため、電力供給側の状況に合わせて効率的に蓄電池を充電することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蓄電池の充電残量の情報と充電推奨時間帯の情報とから蓄電池を充電するのに最適な時間帯を求めることにより、電力系統や給電設備などの電力供給側への負荷の集中を避けることができ、電力設備の利用率の向上が図れる。そのため、経済的で効率的な電力設備運用が可能となる。
【００１２】
また、風力発電や太陽光発電の出力変動に対してそれを相殺する調整手段として動作することで、発電出力の制御が不可能か、困難な発電設備が電力系統におよぼす影響を緩和できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
本実施形態における、蓄電装置の充電制御システムの構成を説明する。
【００１４】
図１は本実施形態の充電制御システムの一構成例を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の充電制御システムは、蓄電装置３と、充電装置６とを有する構成である。蓄電装置３は、蓄電池１と、蓄電池１の充電残量を監視する電池管理部２と、充電装置６に情報を送信する送信部３３とを有する。充電装置６は、蓄電装置３から情報を受信する受信部３１と、充電制御部４と、演算部３２と、充電電力変換部５とを有する。
【００１６】
充電装置６は外部の電力系統または給電設備制御部（以下では、単に給電設備制御部と称する）７と信号線で接続されている。充電電力変換部５には外部から電力の供給を受ける給電線が接続され、充電電力変換部５および蓄電池１は電力供給線で接続されている。蓄電装置３の送信部３３と充電装置６の受信部３１は信号線または無線等の通信手段により接続されている。以下に、各装置の構成について詳細に説明する。
【００１７】
蓄電装置３の電池管理部２は蓄電池１の充電残量を監視し、その情報を送信部３３に渡す。送信部３３は充電残量の情報を充電装置６の受信部３１に送信する。充電制御部４にはプログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）（不図示）と、プログラムを格納するためのメモリ（不図示）とを有する。
【００１８】
充電装置６の受信部３１は、蓄電装置３から充電残量の情報を受信すると、その情報を充電制御部４に渡す。また、給電設備制御部７から充電推奨時間帯情報または時間帯別許容電力情報（時間帯別に供給が許容できる電力量の情報）を含む給電関連情報を受信すると、給電関連情報を充電制御部４に渡す。充電残量の情報および給電関連情報は充電を制御する際の要因になる基本的な情報であることから、これらの情報を制御要因情報と称する。なお、給電関連情報に時間帯別電力単価情報（時間帯別の電力単価の情報）が含まれていてもよい。
【００１９】
ここで、充電推奨時間帯情報について説明する。充電推奨時間帯情報とは、充電するのに最適な時間帯を示す情報である。通常、人が活発に活動している時間帯で電力需要が高くなり、多くの人が就寝している時間帯に電力需要が低くなる。電力会社は電力需要の低くなる時間帯での電力単価を電力需要の高い時間帯よりも低くしている。そのため、電力需要の低い時間帯に充電するのが望ましい。
【００２０】
充電推奨時間帯を最も単純に指定する場合を説明する。例えば、午後１０時から午前８時までがそれ以外の時間よりも電力単価が安ければ、充電推奨時間帯を午後１０時から午前８時の間に指定する。
【００２１】
充電推奨時間帯をより高度に指定する場合を説明する。図２は時間帯別の充電優先度を示すグラフである。横軸は時刻であり、縦軸は１時間単位の時間帯別の充電の優先度を示す優先係数である。優先係数の値は、他の電力需要が少なく利用の余力が大きな時間帯ほど大きくなるように棒グラフで表されている。このグラフの優先係数に対応して充電推奨時間帯を指定することが可能となる。図２のグラフから、充電推奨時間帯としては午前２時から午前６時が望ましい。そして、午前４時から午前５時に充電量のピークがくるようにする形態が最適となることがわかる。
【００２２】
なお、午前８時過ぎから午後１０時前までの電力単価は、午後１０時から午前８時までの時間よりも高い上、他の電力需要が多く、充電に適しない時間帯である。そのため、このグラフでは午前８時過ぎから午後１０時前までの優先係数をゼロとしている。
【００２３】
演算部３２および充電制御部４を含む構成には、プログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵ（不図示）と、プログラムを格納するためのメモリ（不図示）とを有し、ＣＰＵがプログラムを実行することで、充電制御部４および演算部３２のそれぞれは次のような動作を行う。
【００２４】
充電制御部４は、受信部３１から受け取る充電残量の情報と充電推奨時間帯情報を演算部３２に渡す。演算部３２は、充電残量の情報と充電推奨時間帯情報とから最適な充電時間帯または時間帯別充電量の少なくともいずれかの情報を含む充電制御情報を求め、充電制御情報を充電制御部４に渡す。充電制御部４は、充電制御情報の充電方法にしたがって蓄電池１を充電するように充電電力変換部５を制御する。
【００２５】
最適な充電時間帯とは、例えば、図２に示した午前２時から午前６時を示す。また、最適な時間帯別充電量とは、例えば、午前３時からの１時間、午前４時からの１時間、午前５時からの１時間のそれぞれの時間帯に、必要な全体の充電量を３：５：２になるように分割した充電量を示す。
【００２６】
なお、充電推奨時間帯情報は外部から入手してもよいが、演算部３２が、時間帯別許容電力情報と時間帯別電力単価情報から充電推奨時間帯情報を決定してもよい。また、演算部３２が、図２のグラフの優先係数に代えて、擬似的な時間帯別電力単価情報を用い、より電力負荷の軽い時間帯に擬似単価が安くなるように設定してもよい。
【００２７】
このようにして、充電装置６は、未明から早朝の間に電力単価に対応して優先係数を設定し、より電力負荷の軽い時間帯に優先して充電時間帯として選択したり、充電電力が多くなるように制御したりすることが可能となる。その結果、蓄電池１の充電費用が最も安くなるように最適化される。
【００２８】
次に、本実施形態の充電制御システムの動作を説明する。
【００２９】
図３は本実施形態の充電制御システムの動作手順を示すフロー図である。
【００３０】
蓄電装置３の電池管理部２は、蓄電池１の充電残量を監視し（ステップ１０１）、充電残量の情報を送信部３３を介して充電装置６に送信する（ステップ１０２）。
【００３１】
充電装置６の充電制御部４は、蓄電装置３から充電残量の情報を受信し、図に示さない給電設備制御部から充電推奨時間帯情報を受信すると、これらの制御要因情報から充電に対する負担が最も軽減するように最適化を行った充電時間帯の情報または時間帯別充電量を求める（ステップ１０３）。そして、充電制御部は、これら２つのうち少なくともいずれかの情報を含む充電制御情報に基づいて充電電力変換部５を制御し、蓄電池１を充電させる（ステップ１０４）。
【００３２】
上記の最適化にあたっては、遺伝的アルゴリズムやタブサーチ等の最適化アルゴリズムを用いれば、時間帯毎に電力単価や許容電力が不連続に変化する場合にも、経済性を含めた最適化が容易となる。
【００３３】
本実施形態の充電制御システムは、蓄電装置から受け取る充電残量の情報と、電力系統もしくは給電側の要請または指定に基づく充電推奨時間帯または時間毎の許容電力情報とから充電時間帯や時間帯別充電量を最適化して求めることにより、電力系統や給電設備への負荷の集中を避けることができ、電力設備の利用率の向上が図れる。
【００３４】
一般的に電力負荷が低く電力単価の安い深夜時間帯に充電した方がコスト面でも負荷の平準化や発電設備の効率的な運転の面で有利であるが、同じ深夜時間帯のなかでも電力消費がより少なくなる未明の時間帯を中心に充電した方が、電力系統や給電設備にとってより有利となる場合が多い。本実施形態の最適化では、これらの時間帯別電力単価情報や推奨時間帯情報を考慮することにより、経済的で効率的な電力設備運用が可能となる。
【００３５】
なお、充電装置６に記憶部を設け、充電推奨時間帯情報などの給電関連情報を管理者が充電装置６を操作して記憶部に記録するようにしてもよい。また、図１に示した構成では蓄電装置３と充電装置６とが分離した構成となっているが、必ずしも分離する必要はなく、図４に示すように、蓄電装置３ｆの内部に充電装置６相当部を包含した構成としてもよい。また、この場合においても、図５に示すように、蓄電装置３ｇに受信部３１の代わりに記憶部３４を設け、管理者が給電関連情報を記憶部３４に予め記録しておいてもよい。
（第２の実施形態）
本実施形態の充電制御システムの構成を説明する。
【００３６】
図６は本実施形態の充電制御システムの一構成例を示すブロック図である。なお、第１の実施形態で説明した構成と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
図６に示すように、本実施形態の充電制御システムは、制御センタに設けられた制御装置１１と、制御装置と信号線で接続された複数の蓄電装置３ａとを有する。制御装置１１は、発電装置１３および電力負荷１２のそれぞれと接続されている。なお、蓄電装置を複数としているが、１台であってもよい。
【００３８】
蓄電装置３ａは、第１の実施形態で説明した充電装置６と蓄電装置３とが一体になった構成から演算部３２を除いた構成である。図６に示すように、蓄電装置３ａは、制御装置１１から情報を受信する受信部５１と、充電制御部４ａと、充電電力変換部５ａと、蓄電池１と、電池管理部２と、制御装置１１に情報を送信する送信部５２とを有する。
【００３９】
制御装置１１は、電力系統または給電設備内における電力の需要を予測する需要予測部８と、蓄電装置３ａから情報を受信する受信部４１と、充電推奨時間帯情報を記録するための記憶部４２と、充電制御の最適化計算を行う演算部９と、最適化した結果を各蓄電装置３ａに分配する指令分配部１０とを有する。
【００４０】
受信部４１は、発電装置１３から時間帯別発電計画の情報を受信し、各蓄電装置３ａから充電残量の情報を受信する。また、給電設備制御部７から充電推奨時間帯情報、時間帯別許容電力情報および時間帯別電力単価情報のうち少なくともいずれかを含む給電関連情報を受信する。受信部４１は、受信したこれらの情報を演算部に９に渡す。なお、必要に応じて発電用燃料単価や機器のメンテナンス時期の予定の情報が給電関連情報に含まれていてもよい。
【００４１】
需要予測部８は、電力負荷１２から必要に応じて希望運転予定の情報を受信する。また、信号線を介して外部から気温や湿度等の気象予測情報を受信する。気象予測情報は、インターネットなどを介して情報配信サービスによるものであってもよく、気象情報を扱う専門の業者からの配信によるものであってもよく、管理者が直接入力するものであってもよい。以下では、電力負荷１２の希望運転予定の情報や気象予測情報を電力需要外部要因情報と称する。気象予測情報が電力需要外部要因となるのは、気象条件により電力の需要が変化するからである。例えば、真夏において熱帯夜になれば、深夜でもエアコンを利用する家庭が多くなり、電力需要が増すことになる。
【００４２】
需要予測部８は、電力需要外部要因情報から将来の電力需要を予測し、求めた需要予測結果を記憶部４２に格納する。なお、希望運転予定の情報を受信部４１を介して需要予測部８が受け取るようにしてもよい。
【００４３】
演算部９は、受信部４１から受信する時間帯別発電計画、給電関連情報および各蓄電装置３ａの充電残量の情報と、記憶部４２に格納された需要予測結果とを基にして、予め設定された所定の条件を目的関数として各蓄電装置３ａの充電制御情報を求める。また、電力負荷１２に対して時間帯別需要許容電力を算出し、発電装置１３に対して時間帯別発電出力を算出する。所定の条件とは、例えば、運用コストを最低にするための条件や炭酸ガス排出量を最低にするための条件である。以下では、充電制御情報、時間帯別需要許容電力の情報、時間帯別発電出力の情報などを指令情報と称する。
【００４４】
指令分配部１０は、各蓄電装置３ａに情報を配信する送信部として機能し、各蓄電装置３ａについての充電制御情報を受け取ると、各蓄電装置３ａに対応して充電制御情報を送信する。
【００４５】
なお、需要予測部８および演算部９を含む構成には、プログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵ（不図示）と、プログラムを格納するためのメモリ（不図示）とを有し、ＣＰＵがプログラムを実行することで、需要予測部８および演算部９のそれぞれは上述の動作を行う。
【００４６】
次に、本実施形態の充電制御システムの動作を説明する。
【００４７】
図７は本実施形態の充電制御システムの動作手順を示すフロー図である。なお、制御装置１１は、希望運転予定の情報または気象予測情報を含む電力需要外部要因情報を予め受信し、発電装置１３から時間帯別発電計画の情報を予め受信し、これらの情報を記憶部４２に格納している。
【００４８】
蓄電装置３ａは蓄電池１の充電残量を監視し（ステップ２０１）、充電残量の情報を送信部５２を介して制御装置１１に送信する（ステップ２０２）。
【００４９】
制御装置１１が蓄電装置３ａから充電残量の情報を受信すると、需要予測部８は、記憶部４２に格納された電力需要外部要因情報を読み出し、電力需要外部要因情報から将来の電力需要を予測し、求めた需要予測結果を一旦記憶部４２に格納する（ステップ２０３）
続いて、演算部９は、需要予測結果、給電関連情報、時間帯別発電計画および充電残量の情報を基にして、所定の条件を目的関数として最適化を行って各蓄電装置３ａへの充電制御情報を求める（ステップ２０４）。具体的には、各蓄電装置３ａに対して少なくとも充電時間帯または時間帯別充電量の情報を含む充電制御情報を求める。また、電力負荷１２に対して時間帯別需要許容電力を算出し、発電装置１３に対して時間帯別発電出力を算出する。その後、指令分配部１０は、最適化計算の結果を受け取ると、装置毎に装置に対応した指令情報を送信する（ステップ２０５）。
【００５０】
上述の電力需要の予測手法としては、ニューラルネット法や重回帰法を用いればよい。また、本実施形態では、予測のための説明変数として気温や湿度等の気象予測情報を挙げているが、これに限定されるものではなく、過去の需要実績や曜日、行事の開催の有無等を説明変数に加えて予測してもよい。
【００５１】
本実施形態の充電制御システムは、充電推奨時間帯または時間毎の許容電力の算定にあたり、他の電力負荷の需要予測結果や計測、または外部よりの情報に基づく設備余力情報を用いることにより、蓄電池の充電をより高精度に最適化することができる。
【００５２】
なお、本実施形態の充電制御システムでは、発電装置１３から時間帯別発電計画の情報を受信しているが、この情報は必須ではない。また、電力系統または給電設備制御部７より時間帯別許容電力情報を得る例となっているが、これに限定されるものではない。予め設定した給電設備能力または契約電力と、計測によって得られる需要値または予測によって得られる需要値とから制御装置１１内で算出してもよい。
【００５３】
また、蓄電装置以外の電力負荷１２より希望運転予定の情報を得ているが、この場合に限らない。例えば、蓄熱式電気式熱源装置の場合、現在の蓄熱量、必要な蓄熱量、熱源機の出力などの情報を基にして制御装置１１内で推定または算出してもよい。
【００５４】
また、制御装置１１は、本実施形態のように需要家内に設置してもよいし、遠隔地に設置し、複数の需要家を通信を介して管理するものであってもよい。
【００５５】
本実施形態の充電制御システムを風力発電等の発電出力の変動が電力系統に及ぼす影響を緩和する目的に適用できる。例えば、発電出力の変動を吸収する方向に需要を変化させたい場合、本システムを有する需要家に対し、時間帯別希望電力情報として提供する。これにより、本システムはこの情報を制限条件として最適化計算を実行し、結果として希望の時間帯別電力需要を実現できる。
【００５６】
また、蓄電装置３ａは、充電残量の情報の他に、自装置の蓄電池１の種類を示す電池種別情報を制御装置１１に送信してもよい。この場合、制御装置１１の演算部９が充電制御情報を求める際に電池種別も考慮して最適化を行うように予めプログラムしておく。これにより、蓄電池１の種類に対応してより最適な充電の制御を行うことが可能となる。以下に、電池種別毎に最適に充電するための条件を説明する。
【００５７】
蓄電装置を構成する二次電池はその種類により適切な充電方法が異なる。例えば、蓄電装置を構成する電池がニッケル水素電池の場合、他の電池に比べ自己放電量が多く、直近に使用予定がないにも係わらず満充電にすると、より自己放電損失が大きくなる。またリチウムイオン電池の場合、満充電状態で放電すると電池劣化が進行するという問題があり、いずれの電池もなるべく使用直前に充電するのが望ましい。これに対し鉛電池の場合は、サルフェーションによる劣化防止のため、放電量によっては使用後なるべく早く所定のレベルまで充電する必要がある。このように電池種別毎に性質が異なるため、電池の性質を考慮して充電を制御するのが望ましい。この場合、給電側の事情と電池の性質との両者を勘案した制御が可能となる。
【００５８】
また、図８に示すように制御装置１１ｃから充電推奨時間帯情報を図４に示した複数の蓄電装置３ｆに配信するようにしてもよい。制御装置１１ｃは、充電推奨時間帯情報が記録された記憶部６１と、充電推奨時間帯情報を複数の蓄電装置３ｆに配信する送信部６２とを有する。各蓄電装置３ｆは、制御装置１１ｃから受信する充電推奨時間帯情報に基づいて第１の実施形態で説明したのと同様にして自装置の充電制御情報を求め、その情報にしたがって蓄電池１を充電する。この場合、充電推奨時間帯情報を制御装置１１ｃでまとめて管理し、複数の蓄電装置３ｆに同一の情報を配信することが可能となる。
【００５９】
さらに、図４に示した蓄電装置３ｆまたは図５に示した蓄電装置３ｇに本実施形態の需要予測部８を設けるようにしてもよい。
（第３の実施形態）
本実施形態の充電制御システムの構成を説明する。
【００６０】
図９は本実施形態の充電制御システムの一構成例を示すブロック図である。なお、第２の実施形態と同様な構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
図６で説明した充電制御システムとの違いは、過去の放電実績が格納された記憶部となるデータベース２１が蓄電装置３ｂに設けられ、また、放電量を予測するための放電量予測部２２が電池管理部２ａに設けられたことである。
【００６２】
なお、充電制御部４ａに設けられたＣＰＵがプログラムを実行することで放電量予測部２２を動作させてもよく、電池管理部２ａに放電量予測部２２を動作させるためのＣＰＵが設けられていてもよい。
【００６３】
データベース２１には過去の日別の放電量が格納されている。そして、放電量予測部２２は、これらのデータを基に曜日毎の使用実績に分類し、例えば、翌日に該当する曜日の放電量を予測する。そして、得られた予測放電量を制御装置１１に送信部５２を介して送信する。
【００６４】
制御装置１１の演算部９は受信部４１を介して受信する予測放電量から各蓄電装置３ｂの必要充電量または必要充電時間を含む充電要求情報を求める。そして、第２の実施形態で説明した最適化演算の際にこの充電要求情報も含めて最適化演算を行い、各蓄電装置３ｂの充電制御情報を求める。
【００６５】
放電量の予測にあっては、曜日毎の使用実績を説明変数としてニューラルネット法や重回帰法により予測する。ここで過去の放電量を曜日毎に分類するのは、蓄電装置使用者の行動パターンに曜日依存性が強く出るためである。なお、必要に応じて気温や湿度、天気概況等の気象予報値や突発的なイベント情報を説明変数に加え予測精度の向上を図ってもよい。
【００６６】
なお、放電量予測部２２が、必要充電量または必要充電時間を算出し、これらの情報のうち少なくともいずれかを含む充電要求情報を制御装置１１に送信するようにしてもよい。
【００６７】
本実施形態の充電制御システムの動作手順については、図７で説明したステップ２０２で蓄電装置３ａが予測放電量を制御装置１１に送信し、制御装置１１で上述した最適化演算が行われ、他の処理は図７で説明したのと同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００６８】
本実施形態の充電制御システムでは、蓄電池残量に加え蓄電装置の予測放電量とから必要充電量を求めることにより、不必要な充電を避けることができ、電池ロスを低減したり電池寿命の延命を図ったりするなどの高度な電池管理が容易となる。また、充電時間や充電に要する電力量が減少するため、充電時間帯の設定や時間帯別充電電力の設定自由度が大きくなり、より多数の蓄電装置の充電制御が容易となる。
【００６９】
また、蓄電装置の予測放電量を過去の曜日毎の放電実績を用いて算出することにより、使用者は特別な情報入力をすることなく適正な充電量を設定できる。
【００７０】
図１０は本実施形態の充電制御システムの別の構成例を示すブロック図である。図９に示した構成例では、データベース２１と放電量予測部２２とを蓄電装置３ｂ内に設けているが、本実施形態では、制御装置１１ａ内に放電量予測部２２ａを設け、データベース２１の情報を記憶部４２ａに記録している。この場合は、例えば、蓄電装置３ｃの充電時などの際に、蓄電装置３ｃが送信部５２を介して制御装置１１ａに当日の放電量の情報を送信する。逆に翌日の放電量の予測結果を運用管理部１４より電池管理部２ｃに対し、同じく通信の手段により返送するようにする。
【００７１】
図１０に示した構成のように、予測放電量を管理する部分を蓄電装置外部に設け、複数の蓄電装置を管理することにより、多量の実績データを保持することが容易となる。その結果、予測精度の向上に資する他、蓄電装置間の稼動の均一化や保守周期の設定が容易となる。また、蓄電装置がリースの場合は、リース対象の使用実績管理の目的にも使用できる。
【００７２】
さらに、図４に示した蓄電装置３ｆまたは図５に示した蓄電装置３ｇに本実施形態の放電量予測部２２とデータベース２１を設けるようにしてもよい。
（第４の実施形態）
本実施形態は、蓄電装置が、例えば、電気自動車やプラグインハイブリッド車等の車両の駆動電力源である場合の実施形態である。
【００７３】
本実施形態の充電制御システムの構成を説明する。図１１は本実施形態の充電制御システムの一構成例を示すブロック図である。なお、図９で説明した充電制御システムと同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７４】
蓄電装置３ｅ内に設けたデータベース２１ｂに、過去の行き先毎の放電量を格納する。以下では、行き先毎の放電量の情報を行き先別放電量と称する。また、放電量予測部２２ｂは、放電量の予測に際し、予測しようとする将来の行き先情報を受け取ると、該当する行き先情報に対して過去の行き先別放電量の情報をデータベース２１ｂから読み出し、その情報を基にして予測放電量を算出する。そして、予測放電量の情報を送信部５２を介して制御装置１１に送信する。
【００７５】
制御装置１１の演算部９は受信部４１を介して受信する予測放電量から各蓄電装置３ｅの必要充電量または必要充電時間を含む充電要求情報を求める。そして、第２の実施形態で説明した最適化演算の際にこの充電要求情報も含めて最適化演算を行い、各蓄電装置３ｅの充電制御情報を求める。
【００７６】
上述した将来の行き先情報の入力は、例えば、カーナビゲーションシステムに目的地を入力する方法でもよいし、定められた配送ルートがある場合は、ルート指定でもよい。
【００７７】
また、第３の実施形態の別の構成例で示した図１０のように、放電量を制御装置１１で管理する場合には、行き先や配送ルート情報を制御装置１１にて管理し、放電量を予測するようにする。また、データベース２１ｂに渋滞情報や天候の情報も記録してもよい。この場合、制御装置１１が渋滞情報や天候の情報を一括して管理することが可能となる。
【００７８】
渋滞情報を管理するのは、渋滞が多いほど放電量が多くなるからである。天候情報を取り込む目的は、天候による車載エアコンの稼動率や電池効率の変化、走行抵抗の変化に伴う放電量の変化を予測することにある。また、天候により行楽に出かける車両の数が変化することから、走行する車両の数を天候情報からある程度読み取ることも可能である。天気が良ければ、道路が渋滞する確率が高くなり、放電量が多くなると予測できる。
【００７９】
また、複数の車両と、各車両のルートまたは行き先、および運行スケジュール等を管理する配車管理システムが別に設けられている場合は、この配車管理システムから行き先またはルートの情報を制御装置１１に対して通知するように予め設定しておけばよい。
【００８０】
また、過去の行き先別放電量をデータベース２１ｂに格納する際に、外気温や日時の情報を併せて格納するようにすれば、放電量予測の際、外気温や季節によるシステム効率の変動や空調設備の稼動の有無による放電量の変動を予測に反映することができ、予測精度向上を図ることができる。
【００８１】
本実施形態の充電制御システムは、車両用蓄電装置の予測放電量について、第３の実施形態で説明したデータベース２１内の実績の他に、行き先または走行経路の設定と、行き先または走行経路に対する過去の放電実績とからも算出している。そのため、本予測手段を用いることにより、突発的な行動か、逆に一定地域を定期配送する場合のように走行経路の定まった定期的な行動に対しても、より高精度な放電量の予測が可能となる。
【００８２】
上記第１の実施形態から第４の実施形態を例として説明した本発明の充電制御システムは、風力発電や太陽光発電のように、発電出力の制御が不可能か困難な発電設備が電力系統におよぼす影響を緩和するための手段としても活用できる。
【００８３】
例えば、調整用発電所の稼動数が少ない深夜においては、風力発電による出力変動を相殺するための調整余力が不足する。このため風力発電所が電力系統からの切り離しを余儀なくされたり、出力変動のある風力発電を新規に設置するのが困難になりつつあるという問題がある。この問題に対し、本発明のシステムを電力系統の調整手段として活用することにより、調整用発電所の代替機能を発揮することができる。
【００８４】
具体的には、実測または予測により求めた風力発電の時間帯別出力変動に対し、この変動を打ち消す方向の希望する需要変動、すなわち希望運転予定相当の情報を本発明のシステムに通知する。本発明のシステムは、その通知に基づいて許す範囲内で、希望に沿うように蓄電装置の充電電流を時間帯毎に設定する。このような蓄電システムをネットワーク等により多数統合することにより、風力発電等の出力変動による電力系統への影響を緩和することができる。
【００８５】
また、将来的に全電力に対する原子力発電比率が増加するに伴い、相対的に調整用発電の構成比が低下する。このため、深夜や連休等の電力需要低下時には、これまで安全性や効率面から一定出力での運転を基本としていた原子力発電においても出力調整運転を余儀なくされると予想されている。このような事態にあっても、上記風力発電の例と同様に本システムを活用し、ネットワークで統合することにより、調整用発電所の代替機能を発揮させることができ、原子力の出力調整を回避するか最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１の実施形態の充電制御システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の充電制御システムの制御における優先係数に関する説明図である。
【図３】第１の実施形態の充電制御システムの動作手順を示すフロー図である。
【図４】第１の実施形態における充電装置の別の構成例を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態における充電装置の別の構成例を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態の充電制御システムの一構成例を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態の充電制御システムの動作手順を示すフロー図である。
【図８】第２の実施形態の充電制御システムの別の構成例を示すブロック図である。
【図９】第３の実施形態の充電制御システムの一構成例を示すブロック図である。
【図１０】第３の実施形態の充電制御システムの別の構成例を示すブロック図である。
【図１１】第４の実施形態の充電制御システムの一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
１    蓄電池
２，２ａ，２ｂ    電池管理部
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｅ，３ｆ，３ｇ    蓄電装置
４，４ａ    充電制御部
５，５ａ    充電電力変換部
６    充電装置
７    電力系統または給電設備制御部
８    需要予測部
９    演算部
１０    指令分配部
１１，１１ａ、１１ｃ    制御装置
１２    電力負荷
１３    発電装置
２１，２１ａ，２１ｂ    データベース
２２，２２ａ，２２ｂ    放電量予測部
【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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【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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