(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力変換器が各電力変換器に接続された蓄電池の充放電を制御する蓄電システムの、前記電力変換器を制御する制御装置であって、
前記電力変換器の効率に基づいて前記電力変換器のうち一部または全部を優先的に動作させるよう制御する高効率モードと、全ての前記電力変換器で要求電力の充放電を分担する長寿命モードとを切り替えるモード切替部と、
前記電力変換器に対する電力指令値を生成する指令値生成部と、
を備える制御装置。
【請求項２】
前記モード切替部は、所定期間における前記蓄電システムの蓄電池の劣化度合いを示す指標値が、所定の度合い以上の劣化を示していると判定した場合に、前記高効率モードから前記長寿命モードへの切替を行う、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記モード切替部は、前記蓄電システムの蓄電池の寿命を示す指標値が、当該指標値の設計曲線から所定条件以上乖離したと判定した場合に、前記高効率モードから前記長寿命モードへの切替を行う、
請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記指令値生成部は、
前記高効率モードにおいて、前記電力変換器毎に当該電力変換器に接続されている蓄電池の劣化度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す劣化度合いが小さい順に、動作させる電力変換器を選択して、前記電力指令値を生成する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記指令値生成部は、
前記高効率モードにおいて蓄電池に放電を行わせる場合、前記電力変換器毎に当該電力変換器に接続されている蓄電池の充電度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す充電度合いが大きい順に、動作させる電力変換器を選択して、前記電力指令値を生成する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記指令値生成部は、
前記高効率モードにおいて蓄電池に充電を行わせる場合、前記電力変換器毎に当該電力変換器に接続されている蓄電池の充電可能度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す充電可能度合いが大きい順に、動作させる電力変換器を選択して、前記電力指令値を生成する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記指令値生成部は、
前記長寿命モードにおいて、前記電力変換器毎に当該電力変換器に接続されている蓄電池の劣化度合い、充電度合い及び充電可能度合いの少なくともいずれかを示す指標値を取得し、取得した指標値に基づいて、各電力変換器に対する電力指令値を生成する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
複数の電力変換器が各電力変換器に接続された蓄電池の充放電を制御する蓄電システムの、前記電力変換器を制御する制御装置の制御方法であって、
前記電力変換器の効率に基づいて前記電力変換器のうち一部または全部を優先的に制御する高効率モードと、全ての前記電力変換器で要求電力の充放電を分担する長寿命モードとを切り替えるモード切替ステップと、
前記電力変換器に対する電力指令値を生成する指令値生成ステップと、
を有する制御方法。
【請求項９】
複数の電力変換器が各電力変換器に接続された蓄電池の充放電を制御する蓄電システムの、前記電力変換器を制御するコンピュータに、
前記電力変換器の効率に基づいて前記電力変換器のうち一部または全部を優先的に制御する高効率モードと、全ての前記電力変換器で要求電力の充放電を分担する長寿命モードとを切り替えるモード切替ステップと、
前記電力変換器に対する電力指令値を生成する指令値生成ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電設備や太陽光発電設備など再生可能エネルギーを用いた発電設備では、一般的に、天候などの条件によって発電電力が大きく変動する。かかる発電電力の変動への対策として、蓄電システムが用いられている。蓄電システムは、電力余剰時には蓄電池の充電を行い、電力不足時には蓄電池から放電することで、供給電力の平滑化を行う。
ここで、蓄電システムの電力の容量を大きくとるために、電力変換器および蓄電池を複数設けた構成が用いられている。
【０００３】
蓄電システムが電力変換器および蓄電池を複数備える構成において、蓄電池の充放電を効率よく行うためには、動作させる電力変換器の台数を調整するなどして、電力変換器を効率のよい電力で動作させることが求められる。一般的に、電力変換器は一定以上の入力電力がないと電力変換効率が大きく低下してしまう。
かかる蓄電システムを効率よく動作させるための幾つかの技術が提案されている。例えば、特許文献１、２では、いずれも、電池システムにおいて、高い充電効率を維持した状態で、並列にそれぞれ接続された電池モジュールを充電するための技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３１２８１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１５９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、電力変換器を効率よく動作させるためには、一定以上大きい電力で動作させることが望ましい。一方、充放電電力が大きくなると、蓄電池の劣化が速まることが考えられる。一般的に、蓄電池に流れる電流が多くなるとセル温度が上昇し、蓄電池の劣化が加速度的に進む。
このように、電力変換器の効率の向上のためには大きな電力での運用が好ましいのに対して、蓄電池の劣化の抑制のためには小さな電力での運用が好ましく、両者は相反する関係にある。電力変換器の効率の確保と、蓄電池の寿命の確保とのバランスをとった運用を行えることが望ましい。
【０００６】
本発明は、電力変換器の効率の確保と、蓄電池の寿命の確保とのバランスをとることができる制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、制御装置は、複数の電力変換器が各電力変換器に接続された蓄電池の充放電を制御する蓄電システムの、前記電力変換器を制御する制御装置であって、前記電力変換器の効率に基づいて前記電力変換器のうち一部または全部を優先的に動作させるよう制御する高効率モードと、全ての前記電力変換器で要求電力の充放電を分担する長寿命モードとを切り替えるモード切替部と、前記電力変換器に対する電力指令値を生成する指令値生成部と、を備える。
【０００８】
前記モード切替部は、所定期間における前記蓄電システムの蓄電池の劣化度合いを示す指標値が、所定の度合い以上の劣化を示していると判定した場合に、前記高効率モードから前記長寿命モードへの切替を行う、ようにしてもよい。
【０００９】
前記モード切替部は、前記蓄電システムの蓄電池の寿命を示す指標値が、当該指標値の設計曲線から所定条件以上乖離したと判定した場合に、前記高効率モードから前記長寿命モードへの切替を行う、ようにしてもよい。
【００１０】
前記指令値生成部は、前記高効率モードにおいて、前記電力変換器毎に当該電力変換器に接続されている蓄電池の劣化度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す劣化度合いが小さい順に、動作させる電力変換器を選択して、前記電力指令値を生成する、ようにしてもよい。
【００１１】
前記指令値生成部は、前記高効率モードにおいて蓄電池に放電を行わせる場合、前記電力変換器毎に当該電力変換器に接続されている蓄電池の充電度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す充電度合いが大きい順に、動作させる電力変換器を選択して、前記電力指令値を生成する、ようにしてもよい。
【００１２】
前記指令値生成部は、前記高効率モードにおいて蓄電池に充電を行わせる場合、前記電力変換器毎に当該電力変換器に接続されている蓄電池の充電可能度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す充電可能度合いが大きい順に、動作させる電力変換器を選択して、前記電力指令値を生成する、ようにしてもよい。
【００１３】
前記指令値生成部は、前記長寿命モードにおいて、前記電力変換器毎に当該電力変換器に接続されている蓄電池の劣化度合い、充電度合い及び充電可能度合いの少なくともいずれかを示す指標値を取得し、取得した指標値に基づいて、各電力変換器に対する電力指令値を生成する、ようにしてもよい。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、制御方法は、複数の電力変換器が各電力変換器に接続された蓄電池の充放電を制御する蓄電システムの、前記電力変換器を制御する制御装置の制御方法であって、前記電力変換器の効率に基づいて前記電力変換器のうち一部または全部を優先的に制御する高効率モードと、全ての前記電力変換器で要求電力の充放電を分担する長寿命モードとを切り替えるモード切替ステップと、前記電力変換器に対する電力指令値を生成する指令値生成ステップと、を有する。
【００１５】
本発明の第３の態様によれば、プログラムは、複数の電力変換器が各電力変換器に接続された蓄電池の充放電を制御する蓄電システムの、前記電力変換器を制御するコンピュータに、前記電力変換器の効率に基づいて前記電力変換器のうち一部または全部を優先的に制御する高効率モードと、全ての前記電力変換器で要求電力の充放電を分担する長寿命モードとを切り替えるモード切替ステップと、前記電力変換器に対する電力指令値を生成する指令値生成ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
上記した制御装置、制御方法及びプログラムによれば、電力変換器の効率の確保と、蓄電池の寿命の確保とのバランスをとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における蓄電システムの機器構成を示す概略構成図である。
【図２】同実施形態における制御装置の機能構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態における制御装置が電力変換器を制御する制御モードを示す説明図である。
【図４】同実施形態における充放電電力積算量の設計曲線の例を示す説明図である。
【図５】同実施形態における指令値生成部が設定する電力変換器の優先順位の例を示す説明図である。
【図６】同実施形態における電力変換器の運転パターンの第１の例を示す説明図である。
【図７】同実施形態における電力変換器の効率カーブの例を示す説明図である。
【図８】同実施形態における電力変換器の運転パターンの第２の例を示す説明図である。
【図９】同実施形態における電力変換器の運転パターンの第３の例を示す説明図である。
【図１０】同実施形態における電力変換器の運転パターンの第４の例を示す説明図である。
【図１１】同実施形態におけるモード切替部が高効率モードから長寿命モードへの切替を行う処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１２】同実施形態におけるモード切替部が長寿命モードから高効率モードへの切替を行う処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１３】同実施形態の高効率モードにおいて、指令値生成部が電力変換器の各々に対する電力指令を生成する処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１４】同実施形態における指令値生成部が、電力変換器の運転パターンの１つについて電力指令を決定する処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１５】同実施形態の長寿命モードにおいて、指令値生成部が電力変換器の各々に対する電力指令を生成する処理手順の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の一実施形態における蓄電システムの機器構成を示す概略構成図である。同図において、蓄電システム１は、制御装置１００と、電流トランス２１０と、検出器２２０と、電力変換器３１０−１〜３１０−Ｎ（Ｎは、Ｎ≧２の整数）と、バンク３２０−１〜３２０−Ｎとを備える。電力変換器３１０−ｉ（ｉは、１≦ｉ≦Ｎの整数）にバンク３２０−ｉが接続されている。バンク３２０−１〜３２０−Ｎのいずれも、１つ以上の蓄電池モジュール３２１を含んで構成されている。
また、蓄電システム１は、発電設備９１０と電力系統９３０とを接続する送電経路９２０に設けられている。
なお、図１において、電力の経路を鎖線で示し、信号の経路を実線で示している。
【００１９】
発電設備９１０は、例えば風力発電設備または太陽光発電設備など再生可能エネルギーを用いた発電設備であり、送電経路９２０を介して電力系統９３０に発電電力を供給する。発電設備９１０が電力系統９３０に供給する電力は、天候などの条件によって大きく変動する。
そこで、蓄電システム１は、発電設備９１０から電力系統９３０への供給電力に対する平滑化を行う。具体的には、発電設備９１０から電力系統９３０への供給電力が余剰している場合、蓄電システム１は、蓄電（蓄電池モジュール３２１への充電）を行う。蓄電システム１が蓄電を行うことで、電力系統９３０への供給電力が減少し、いわば、余剰電力がカットされる。一方、発電設備９１０から電力系統９３０への供給電力が不足している場合、蓄電システム１は、放電を行う。蓄電システム１が放電を行うことで、電力系統９３０への供給電力が増加し、いわば、不足電力が穴埋めされる。
【００２０】
電流トランス（Current Transformer；ＣＴ）２１０は、発電設備９１０が送電経路９２０に出力した電流の大きさに応じた大きさの信号電流を検出器２２０へ出力する。
検出器２２０は、電流トランス２１０が出力した信号電流の大きさに基づいて、発電設備９１０が送電経路９２０に出力した電流の大きさ（電流値）を検出する。検出器２２０が検出した電流値に、送電経路９２０の定格電圧を乗算することで、発電設備９１０が送電経路９２０に出力した電力の大きさ（電力値）、すなわち、発電設備９１０から電力系統９３０への供給電力を算出することができる。
【００２１】
制御装置１００は、電力変換器３１０−１〜３１０−Ｎの各々に充放電指令値を出力することで、電力変換器３１０−１〜３１０−Ｎの各々を制御する。具体的には、制御装置１００は、電力変換器３１０−ｉに対し、充放電指令値に従ってバンク３２０−ｉを充放電させる制御を行わせる。
制御装置１００は、例えばコンピュータを含んで構成される。
【００２２】
電力変換器３１０−ｉは、交流直流変換器（ＡＣ／ＤＣコンバータ、インバータ）であり、送電経路９２０における交流電力とバンク３２０−ｉにおける直流電力との変換を行う。具体的には、バンク３２０−ｉの充電時には、電力変換器３１０−ｉは、送電経路９２０からの交流電力を直流電力に変換してバンク３２０−ｉへ出力する。一方、バンク３２０−ｉの放電時には、電力変換器３１０−ｉは、バンク３２０−ｉからの直流電力を交流電力に変換して送電経路９２０へ出力する。
【００２３】
また、電力変換器３１０−ｉは、制御装置１００からの充放電指令値に従って、バンク３２０−ｉの充放電を制御する。具体的には、電力変換器３１０−ｉは、バンク３２０−ｉ側の端子電圧をバンク３２０の電圧よりも高く設定することで、バンク３２０に充電を行わせる。また、電力変換器３１０−ｉは、バンク３２０−ｉ側の端子電圧をバンク３２０−ｉの電圧よりも低く設定することで、バンク３２０に放電を行わせる。
以下では、電力変換器３１０−１〜３１０−Ｎを総称して、電力変換器３１０と表記する。
【００２４】
なお、電力変換器３１０は、交流直流変換器に限らず、バンク３２０−ｉの充放電を制御可能な機器であればよい。例えば、送電経路９２０が直流送電を行っている場合、電力変換器３１０として直流直流変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を用いるようにしてもよい。
また、バンク３２０−１〜３２０−Ｎと送電経路９２０との間に、電力変換器３１０が複数段に構成されていてもよい。
また、蓄電システム１が備える電力変換器３１０は、全て同型のものであってもよいし、異なる型式のものが含まれていてもよい。
【００２５】
バンク３２０−１〜３２０−Ｎの各々は、１つ以上の蓄電池モジュール３２１を備え、上記のように、電力変換器３１０−１〜３２０−Ｎによる制御に従って充放電を行う。
以下では、バンク３２０−１〜３２０−Ｎを総称して、バンク３２０と表記する。
なお、バンク３２０が複数の蓄電池モジュール３２１を備える場合、これらの蓄電池モジュール３２１が直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよいし、直列接続と並列接続とが組み合わせられていてもよい。また、バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１は、複数の電池セルを組み合わせて構成されていてもよいし、１つの電池セルで構成されていてもよい。
また、蓄電システム１が備えるバンク３２０は、全て同型のものであってもよいし、異なる型式のものが含まれていてもよい。例えば、バンク３２０毎に、当該バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の数が異なっていてもよい。
【００２６】
図２は、制御装置１００の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、制御装置１００は、蓄電池情報取得部１１０と、充放電要求取得部１２０と、モード切替部１３０と、指令値生成部１４０と、指令値送信部１５０とを備える。
蓄電池情報取得部１１０は、バンク３２０に関する各種情報を取得する。特に、蓄電池情報取得部１１０は、バンク３２０−１〜３２０−Ｎの各々についてＳＯＣ（State Of Charge、充電率）とＳＯＨ（State Of Health、健全性（または劣化度とも称される））とを取得する。例えば、蓄電池情報取得部１１０は、バンク３２０毎に設けられたバッテリマネージメントユニット（Battery Management Unit；ＢＭＵ）から、当該バンク３２０のＳＯＣとＳＯＨとを取得する。
【００２７】
ＳＯＣは、蓄電池の充電率を示す値であり、蓄電池の充電度合いを示す指標値の例に該当する。バンク３２０の充電率ＳＯＣとして、例えば、当該バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の充電率ＳＯＣの平均値を用いるようにしてもよいが、これに限らない。例えば、バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の残容量の合計値を算出し、バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の満充電容量の合計値で除算した値を用いるようにしてもよい。
同様に、個々のバンク３２０の充電率ＳＯＣに基づいて、バンク３２０−１〜３２０−Ｎ全体の充電率ＳＯＣを定義することもできる。
【００２８】
ＳＯＨは、蓄電池の健全性、すなわち劣化の少なさを示す値であり、蓄電池の劣化度合いを示す指標値の例に該当する。本実施形態では、健全性ＳＯＨとして、新品時の値が１００パーセント（％）であり、劣化により値が０パーセントに近付いていく値を用いる。例えば、蓄電池の容量に基づいて、健全性ＳＯＨを式（１）のように定義することができる。
【００２９】
【数１】
0006427826.tif 000002
【００３０】
ここで、Ｑｎ［ワット時（Ｗｈ）］は、現在の満充電容量を示す。また、Ｑｉｎｉ［ワット時］は、新品時の満充電容量を示す。
バンク３２０の健全性ＳＯＨとして、例えば、当該バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の健全性ＳＯＨの平均値を用いるようにしてもよいが、これに限らない。例えば、バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の現在の満充電容量の合計値を算出し、バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の新品時の満充電容量の合計値で除算した値を用いるようにしてもよい。
同様に、個々のバンク３２０の健全性ＳＯＨに基づいて、バンク３２０−１〜３２０−Ｎ全体の健全性ＳＯＨを定義することもできる。
【００３１】
あるいは、蓄電池の内部抵抗値に基づいて、健全性ＳＯＨを式（２）のように定義してもよい。
【００３２】
【数２】
0006427826.tif 000003
【００３３】
ここで、Ｒｎ［オーム（Ω）］は、現在の内部抵抗値を示す。また、Ｒｉｎｉ［オーム］は、新品時の内部抵抗値を示す。
式（２）の場合も、バンク３２０の健全性ＳＯＨとして、例えば、当該バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の健全性ＳＯＨの平均値を用いるようにしてもよいが、これに限らない。例えば、バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の新品時の内部抵抗値の合計値を算出し、バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の現在の内部抵抗値の合計値で除算した値を用いるようにしてもよい。
【００３４】
充放電要求取得部１２０は、充放電要求を取得する。ここでいう充放電要求は、蓄電システム１が充放電すべき電力である。例えば、充放電要求取得部１２０は、発電設備９１０及び蓄電システム１に対する要求電力から発電設備９１０からの供給電力を減算した差を充放電要求として算出する。具体的には、充放電要求取得部１２０は、上位の制御装置から、発電設備９１０及び蓄電システム１に対する要求電力の情報を取得する。また、充放電要求取得部１２０は、検出器２２０が検出した電流に送電経路９２０の定格電圧を乗算して、発電設備９１０からの供給電力を算出する。そして、充放電要求取得部１２０は、発電設備９１０及び蓄電システム１に対する要求電力から、発電設備９１０からの供給電力を減算して、充放電要求を算出する。この場合、充放電要求の値が正であれば放電要求を示し、負であれば充電要求を示す。
【００３５】
モード切替部１３０は、制御装置１００が電力変換器３１０を制御する制御モードを切り替える。
図３は、制御装置１００が電力変換器３１０を制御する制御モードを示す説明図である。同図において、制御装置１００が電力変換器３１０を制御する制御モードとして、高効率モード（モードＳ１）と、長寿命モード（モードＳ２）とが示されている。また、高効率モードから長寿命モードへ遷移する条件が、条件Ｃ１として示されている。また、長寿命モードから高効率モードへ遷移する条件が、条件Ｃ２として示されている。
【００３６】
高効率モードは、電力変換器３１０を効率（電力変換効率）のよい電力（入力電力）で動作させるためのモードである。高効率モードでは、制御装置１００は、電力変換器３１０の効率に基づいて、電力変換器３１０のうち一部または全部を優先的に動作させるよう制御する。具体的には、制御装置１００は、電力変換器３１０を効率の良い電力で動作させる、又は、充放電要求を満たす範囲内で電力変換器３１０の運転台数を少なくする、又は、これらの組み合わせにて、電力変換器３１０における電力損失を低減させる。
【００３７】
特に、蓄電システム１に要求されている充放電量が比較的小さい場合、制御装置１００は、電力変換器３１０のうち幾つかを停止させることで、電力変換器３１０を比較的大きい電力で動作させる。ここで、一般的な電力変換器と同様、電力変換器３１０は、一定以上の入力電力がないと電力変換効率が大きく低下してしまう。これに対して、蓄電システム１が、電力変換器３１０のうち幾つかを停止させて動作中の電力変換器３１０の電力を大きくすることで、電力変換器３１０を効率よく動作させることができる。
【００３８】
一方、長寿命モードは、バンク３２０の劣化（バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１の劣化）を遅らせるためのモードである。長寿命モードでは、制御装置１００は、全ての電力変換器３１０に要求電力（充放電要求にて要求される電力）の充放電を分担させることで、各々のバンク３２０に流れる電流を比較的小さくする。
ここで、蓄電池モジュール３２１の内部を電流が流れることで蓄電池モジュール３２１が発熱して劣化が進行する。蓄電池モジュール３２１を流れる電流が大きい場合、蓄電池モジュール３２１の劣化が加速度的に進行する。そこで、制御装置１００は、全ての電力変換器３１０を動作させることで、各々のバンク３２０を流れる電流を比較的小さくする（従って、バンク３２０が備える蓄電池モジュール３２１を流れる電流を比較的小さくする）。これにより、バンク３２０−１〜３２０−Ｎ全体を見た場合の劣化を遅らせることができる。
【００３９】
モード切替部１３０が高効率モードから長寿命モードへ切り替える条件（条件Ｃ１）として、例えば、以下の３つが挙げられる。
（条件Ｃ１−１）長寿命モードへの切替を指示するユーザ操作が行われた。
（条件Ｃ１−２）ある期間において、充放電電力積算量が閾値以上になった。
（条件Ｃ１−３）高効率モードの場合に用いられるバンク３２０のいずれかの、蓄電システム１運用開始からの充放電電力積算量が、充放電電力積算量の設計曲線を一定値以上上回った。
モード切替部１３０は、高効率モードにおいて、これら３つの条件のうち１つ以上が成立したと判定すると、長寿命モードへの切替を行う。
【００４０】
条件Ｃ１−２に関して、例えば、蓄電池情報取得部１１０が、対象期間の開始時ｔｏから現在時刻ｔまでの期間における、バンク３２０−１〜３２０−Ｎ全体の充放電電力積算量Ｑｓ（ｔ）［ワット時］を算出して、モード切替部１３０へ出力する。バンク３２０−１〜３２０−Ｎ全体の充放電電力積算量Ｑｓ（ｔ）は、式（３）のように表される。
【００４１】
【数３】
0006427826.tif 000004
【００４２】
ここで、Ｑｃ（ｔ）は、個々のセルにおける充放電電力積算量を示す。バンク３２０−１〜３２０−Ｎ全体の充放電電力積算量Ｑｓ（ｔ）は、バンク３２０−１〜３２０−Ｎが備える全てのセルにおける充放電電力積算量を合計して求められる。
個々のセルにおける充放電電力積算量Ｑｃ（ｔ）は、式（４）のように表される。
【００４３】
【数４】
0006427826.tif 000005
【００４４】
ここで、ｉ（ｔ）は、充放電の際に流れたセル電流を示す。また、Ｖｃは、セル電圧（例えば定格電圧）を示す。個々のセルにおける充放電電力積算量Ｑｃ（ｔ）は、充放電の際の電力の絶対値を積分して得られる。
例えば、バンク３２０−１〜３２０―Ｎの各々のＢＭＣが、当該バンク３２０に含まれるセルにおける充放電電力積算量Ｑｃ（ｔ）を合計して当該バンク３２０における充放電電力積算量を算出する。そして、蓄電池情報取得部１１０は、各バンク３２０における充放電電力積算量を合計してバンク３２０−１〜３２０−Ｎ全体の充放電電力積算量Ｑｓ（ｔ）を求める。
なお、充放電電力積算量算出の対象期間（ｔｏ〜ｔ）は、例えば１日、１カ月または１年など、いろいろな期間とすることができる。また、バンク３２０の現在の状況を把握するためには、充放電電力積算量算出の対象期間を直近の期間とすることが好ましいが、これに限らない。
【００４５】
充放電電力積算量Ｑｓ（ｔ）を取得したモード切替部１３０は、得られた充放電電力積算量Ｑｓ（ｔ）が閾値以上か否かを判定する。例えば、モード切替部１３０は、式（５）に基づいて、充放電電力積算量Ｑｓ（ｔ）が閾値以上か否かの判定を行う。
【００４６】
【数５】
0006427826.tif 000006
【００４７】
ここで、Ｑａｖｅ［ワット時］は、蓄電池モジュール３２１の劣化特性から想定される、寿命に達するまでに充放電可能な容量と、一般的な使用年数とに基づいて予め設定された基準値である。例えば、蓄電システム１又は類似の蓄電システムにて寿命を迎えた蓄電池の充放電電力積算量および使用年数からＱａｖｅを求めることができる。
また、β１は正の実数の係数であり、ユーザが運転ニーズに応じて任意に設定可能である。係数β１を１より大きくすれば、高効率モードにおける充放電電力積算量の許容値が大きくなる。これにより、バンク３２０の劣化が加速する可能性はあるが、高効率な運転が可能になる。
一方、係数β１を１より小さくすれば、高効率モードにおける充放電電力積算量の許容値が小さくなる。これにより、運転効率が低下する可能性はあるが、バンク３２０の劣化を抑制することができる。
係数β１のデフォルト値は、例えば１とすることができる。
【００４８】
なお、条件Ｃ１−２における充放電電力積算量は、バンク３２０の劣化度合いを示す指標値の例であり、これに限らない。例えば、式（４）におけるセル電流ｉ（ｔ）に代えて、セル電流の二乗ｉ（ｔ）２を用いるようにしてもよい。これにより、セル電流ｉ（ｔ）が大きくなった場合に劣化が加速度的に進むことを、指標値に反映させることができる。
条件Ｃ１−２は、所定期間における蓄電システム１の蓄電池の劣化度合いを示す指標値が、所定の度合い以上の劣化を示していると判定した場合という条件の例に該当する。
【００４９】
次に、条件Ｃ１−３について説明する。
図４は、充放電電力積算量の設計曲線の例を示す説明図である。同図に示すグラフの横軸は時間［年］を示し、縦軸は充放電電力積算量［ワット時］を示す。また、線Ｌ１１は、充放電電力積算量の設計曲線を示す。線Ｌ１２は、蓄電システム１の運用開始からの充放電電力積算量の運用値（モード切替部１３０が取得する、電流測定値からの計算値）を示す。
なお、条件Ｃ１−３の説明では、個々のバンク３２０の充放電電力積算量を、単に、充放電電力積算量と称する。
【００５０】
通常、蓄電システムの設計時に、使用可能年数と、当該使用可能年数における充放電電力積算量の想定が行われる。この使用可能年数の想定値と充放電電力積算量の想定値に基づいて、充放電電力積算値の設計曲線を求めることができる。図４の例では、使用可能年数の想定値ｔｌｉｆｅおよび当該使用可能年数における充放電電力積算値の想定値Ｑｌｉｆｅを示す点Ｐ１１と、原点Ｏとを線形補間して設計曲線（線Ｌ１１）を求めている。
運用時間ｔにおける充放電電力積算量の運用値をＱｓ（ｔ）で示し、運用時間ｔにおける設計曲線上の充放電電力積算値をＱｄｅｓ（ｔ）で示すと、運用時間ｔにおける、充放電電力積算量の想定値と運用値との差Ｑｄｅｖ（ｔ）は、式（６）のように表される。
【００５１】
【数６】
0006427826.tif 000007
【００５２】
モード切替部１３０は、式（６）に基づいて、現時点での、充放電電力積算量の想定値と運用値との差Ｑｄｅｖ（ｔ）を算出し、得られた差Ｑｄｅｖ（ｔ）が閾値以上か否かを、個々のバンク３２０について判定する。例えば、モード切替部１３０は、式（７）が成立するか否かを判定する。
【００５３】
【数７】
0006427826.tif 000008
【００５４】
ここで、Ｑａｖｅは、式（５）の場合と同様、蓄電池モジュール３２１の劣化特性から想定される、寿命に達するまでに充放電可能な容量と、一般的な使用年数とに基づいて予め設定された基準値である。なお、式（７）において、Ｑａｖｅとして定数を用いるようにしてもよいし、運用時間ｔの関数を用いるようにしてもよい。
【００５５】
また、β２は正の実数の係数であり、ユーザが運転ニーズに応じて任意に設定可能である。係数β２を大きい値にするほど、高効率モードにおける充放電電力積算量の許容値が大きくなる。これにより、バンク３２０の劣化が加速する可能性はあるが、高効率な運転が可能になる。
一方、係数β２を小さな値にするほど、高効率モードにおける充放電電力積算量の許容値が小さくなる。これにより、運転効率が低下する可能性はあるが、バンク３２０の劣化を抑制することができる。
【００５６】
ここで、モード切替部１３０が、Ｑｄｅｖ（ｔ）が閾値以上か否かを個々のバンク３２０について判定する目的は、劣化が進んだバンク３２０を検出し、長寿命モードに切り替えることで当該バンク３２０の劣化を遅らせることである。これに対し、高効率モードで停止させられるバンク３２０については、長寿命モードよりも高効率モードの方が、当該バンク３２０の劣化が遅くなる。また、高効率モードでの充放電電力が、長寿命モードの場合と同程度又はそれ以下のバンク３２０についても、長寿命モードに切り替えても当該バンクの劣化を遅らせることはできない。
【００５７】
そこで、モード切替部１３０は、高効率モードの場合に停止させられるバンク３２０、および、高効率モードの場合の電力指令値の大きさが所定の大きさより小さいバンク３２０を、Ｑｄｅｖ（ｔ）が閾値以上か否かの判定対象から除外する。
具体的には、指令値生成部１４０が、高効率モードの場合のバンク３２０の各々に対する電力指令値を算出し、モード切替部１３０へ出力する。モード切替部１３０は、指令値生成部１４０が算出した指令値の大きさが所定の閾値以上か否かを判定する。そして、モード切替部１３０は、指令値の大きさが閾値以上であると判定したバンク３２０の各々について、Ｑｄｅｖ（ｔ）が閾値以上か否かの判定を行う。
Ｑｄｅｖ（ｔ）が閾値以上のバンク３２０が１つ以上あると判定した場合、モード切替部１３０は、高効率モードから長寿命モードへの切替を行う。一方、指令値の大きさが閾値以上であるバンク３２０のいずれも、Ｑｄｅｖ（ｔ）が閾値未満であると判定した場合、モード切替部１３０は、モードの切替を行わずに高効率モードを維持する。
【００５８】
なお、条件Ｃ１−３における充放電電力積算量は、バンク３２０の劣化度合いを示す指標値の例であり、これに限らない。例えば、条件Ｃ１−２の場合と同様、充放電電力積算量を求める際のセル電流に代えて、セル電流の二乗を用いるようにしてもよい。これにより、セル電流が大きくなった場合に劣化が加速度的に進むことを、指標値に反映させることができる。
条件Ｃ１−３は、蓄電システム１の蓄電池の寿命を示す指標値が、当該指標値の設計曲線から所定条件以上乖離したと判定した場合という条件の例に該当する。
【００５９】
一方、モード切替部１３０が長寿命モードから高効率モードへ切り替える条件（条件Ｃ２）として、例えば、以下の３つが挙げられる。
（条件Ｃ２−１）高効率モードへの切替を指示するユーザ操作が行われた。
（条件Ｃ２−２）長寿命モードになってから所定時間が経過した。（直近の長寿命モードへの切替からの経過時間が所定時間以上である。）
（条件Ｃ２−３）条件Ｃ１−３で、Ｑｄｅｖ（ｔ）が閾値以上であると判定したバンク３２０について、蓄電システム１運用開始からの充放電電力積算量が、充放電電力積算量の設計曲線から所定範囲内に復帰してきた。
モード切替部１３０は、長寿命モードにおいて、これら３つの条件のうち１つ以上が成立したと判定すると、高効率モードへの切替を行う。
【００６０】
条件Ｃ２−３では、モード切替部１３０は、例えば式（８）が成立するか否かを判定する。
【００６１】
【数８】
0006427826.tif 000009
【００６２】
ここで、Ｑａｖｅは、式（７）の場合と同様である。また、β３は、β３≦β２の実数の係数であり、ユーザが運転ニーズに応じて設定可能である。高効率モードと長寿命モードとの切替が頻発すると、電力変換器３１０の運転台数の切替が頻発する可能性があることから、β３＜β２としてヒステリシスを持たせることが好ましい。
【００６３】
指令値生成部１４０は、電力変換器３１０に対する電力指令値を生成する。
高効率モードでは、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の運転台数を決定する。そこで、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０に優先順位を付し、優先順位が高い順に動作させる電力変換器３１０を選択する。この優先順位の決定のために、指令値生成部１４０は、以下のような余裕度を算出する。
放電時における余裕度Ｕｄ（ｊ）を式（９）のように定義する。
【００６４】
【数９】
0006427826.tif 000010
【００６５】
ここで、ｊは、電力変換器３１０を識別するための、１≦ｊ≦Ｎの整数であり、ｊにて電力変換器３１０−ｊを識別する。
また、α１ｄ、α２ｄは、α１ｄ≧０、α２ｄ≧０の正の実数の係数であり、ユーザが運転ニーズに応じて任意に設定可能である。なお、α１ｄ、α２ｄのうち少なくともいずれか一方には０以外の値を設定する。
【００６６】
α１ｄの値をα２ｄの値に対して大きくすると、健全性ＳＯＨの値が大きいバンク３２０の余裕度が大きくなる。そこで、バンク３２０の間での劣化度合いの均一化を図る場合、ユーザは、例えばα２ｄ＝０とするなど、α１ｄの値をα２ｄの値に対して大きくする。これにより、健全性ＳＯＨが大きいバンク３２０が優先的に使われるようになり、劣化度合いの均一化が図られる。
【００６７】
一方、α２ｄの値をα１ｄの値に対して大きくすると、充電率ＳＯＣの値が大きいバンク３２０の余裕度が大きくなる。そこで、バンク３２０の間での充電率の均一化を図る場合、ユーザは、例えばα１ｄ＝０とするなど、α２ｄの値をα１ｄの値に対して大きくする。これにより、充電率ＳＯＣが大きいバンク３２０が優先的に使われるようになり、充電率の均一化が図られる。
また、充電時における余裕度Ｕｃ（ｊ）を式（１０）のように定義する。
【００６８】
【数１０】
0006427826.tif 000011
【００６９】
ここで、ｊは式（９）の場合と同様である。また、α１ｃ、α２ｃは、α１ｃ≧０、α２ｃ≧０の正の実数の係数であり、ユーザが運転ニーズに応じて任意に設定可能である。なお、α１ｃ、α２ｃのうち少なくともいずれか一方には０以外の値を設定する。
また、ＤＯＤ（ｊ）は放電深度（Depth Of Discharge）を示し、式（１１）のように表される。
【００７０】
【数１１】
0006427826.tif 000012
【００７１】
α１ｃの値をα２ｃの値に対して大きくすると、健全性ＳＯＨの値が大きいバンク３２０の余裕度が大きくなる。そこで、バンク３２０の間での劣化度合いの均一化を図る場合、ユーザは、例えばα２ｃ＝０とするなど、α１ｃの値をα２ｃの値に対して大きくする。これにより、健全性ＳＯＨが大きいバンク３２０が優先的に使われるようになり、劣化度合いの均一化が図られる。
【００７２】
一方、α２ｃの値をα１ｃの値に対して大きくすると、放電深度ＤＯＤの値が大きいバンク３２０の余裕度が大きくなる。そこで、バンク３２０の間での充電率の均一化を図る場合、ユーザは、例えばα１ｃ＝０とするなど、α２ｃの値をα１ｃの値に対して大きくする。これにより、放電深度ＤＯＤが大きいバンク３２０（従って、充電可能な容量が大きいバンク３２０が優先的に使われるようになり、充電率の均一化が図られる。
【００７３】
なお、式（９）における係数α１ｄ、α２ｄ、及び、式（１０）における係数α１ｃ、α２ｃについて以下のような設定例が考えられる。
（例１）いずれかの蓄電池モジュール３２１が交換されて新品になった場合、α１ｄ及びα１ｃの値を大きくして、新品で健全性ＳＯＨが高い蓄電池モジュール３２１を集中的に使用する。当該蓄電池モジュール３２１の健全性ＳＯＨが低下してきたら、係数α２ｄ及びα２ｃの値を大きくして、充電率ＳＯＣの均一化を図る。
【００７４】
（例２）太陽光発電の場合、昼間は発電量が多くバンク３２０の負荷が高い。この昼間の時間帯に余裕度のばらつきが大きいと、特定のバンク３２０に負荷が集中して特に劣化が進行してしまう。そこで、余裕度が比較的短時間で変化するように、係数α２ｄ及びα２ｃの値を大きくしておく。特に、昼間に備えて夜のうちに、余裕度を均一化しておく。
一方、健全性ＳＯＨについては、充電率ＳＯＣよりも長い期間で見て、例えば１カ月に１回など定期的に劣化度の均一化を図る。
【００７５】
図５は、指令値生成部１４０が設定する電力変換器３１０の優先順位の例を示す説明図である。同図では、バンク３２０が１０個（従って、電力変換器３１０も１０台）の場合の例を示しており、１つの行が１つのバンク３２０に対応している。例えば、バンク３２０−１の健全性ＳＯＨは２９．３パーセント、充電率ＳＯＣは５７．２パーセント、放電深度ＤＯＤは４２．８パーセントとなっている。
【００７６】
また、図５では、バンク３２０の各々について指令値生成部１４０が求める余裕度の例が示されている。上記のように、指令値生成部１４０は、充電率ＳＯＣと健全性ＳＯＨとに基づいて放電時の余裕度を算出し、放電深度ＤＯＤと健全性ＳＯＨとに基づいて充電時の余裕度を算出する。
そして、指令値生成部１４０は、余裕度の大きい順にてバンク３２０の順位付けを行う。例えば、放電時の余裕度が５９．９パーセントと最も大きいバンク３２０−６に、放電時の優先順位「１」が付されている。また、充電時の余裕度が７５．１パーセントと最も大きいバンク３２０−７に、充電時の優先順位「１」が付されている。
【００７７】
バンク３２０の優先順位を決定すると、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の運転台数、および、電力変換器３１０の各々に対する充放電指令を決定する。本実施形態では、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の効率が最大となる電力で電力変換器３１０を動作させるパターンと、電力変換器３１０の幾つかに充放電要求を均等に割り当てた複数のパターンとについて電力損失を算出し、電力損失が最も小さいパターンを選択する。
なお、本実施形態では、電力変換器３１０、バンク３２０共にいずれも同じ型式のものが用いられている場合を例に説明するが、異なる型式のものが含まれていてもよい。
【００７８】
図６は、電力変換器３１０の運転パターンの第１の例を示す説明図である。同図では、電力変換器３１０の効率が最大となる電力で電力変換器３１０を動作させる場合の例が示されている。また、同図では、充放電指令が４５０キロワットの放電となっている場合の例を示しており、図５に示されている優先順位のうち、放電時の優先順位が図６でも示されている。
また、図６では、電力変換器３１０の各々について、効率が最大となる負荷率、及び、効率が最大となる出力が示されている。この電力変換器３１０の効率について、図７を参照して説明する。
【００７９】
図７は、電力変換器３１０の効率カーブの例を示す説明図である。同図に示すグラフの横軸は負荷率ＺＬ［パーセント］を示し、縦軸は運転効率η［パーセント］を示している。指令値生成部１４０は、同図において運転効率が最も大きくなる負荷率４０パーセントを最大効率負荷率として予め記憶している。また、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の定格電力２００キロワットを予め記憶しており、定格電力（２００キロワット）と最大効率負荷率（４０パーセント）とを乗算して、最大効率出力を８０キロワットと算出する。この最大効率出力が電力変換器３１０の１台当たりの出力指令となる。
【００８０】
また、指令値生成部１４０は、図７に示される特性を予め記憶しており、負荷率４０パーセントにおける運転効率９８．３４パーセントを読み取る。そして、指令値生成部１４０は、１００パーセントから運転効率９８．３４パーセントを減算した電力損失１．６６パーセントを、最大効率出力８０キロワットに乗算して電力損失１．３２８キロワットを算出する。
【００８１】
また、指令値生成部１４０は、最大効率出力８０キロワットを累積して放電要求４５０キロワットと比較し、電力変換器３１０の８０キロワットでの運転台数５台、及び、５０キロワットでの運転台数１台を算出する。指令値生成部１４０は、図７に示される特性に基づいて、電力変換器３１０の５０キロワットでの運転時の電力損失０．９１８キロワットを算出し、電力損失の合計７．５５８キロワットを算出する。
【００８２】
図８は、電力変換器３１０の運転パターンの第２の例を示す説明図である。同図では、電力変換器３１０の全台に放電要求を均等に割り当てた場合の例が示されている。
指令値生成部１４０は、放電要求４５０キロワットを電力変換器３１０の台数１０台で除算して、１台あたりの出力指令を４５キロワットと算出する。この電力損失を定格電力２００キロワットで除算して、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の負荷率を２２．５パーセントと算出する。そして、指令値生成部１４０は、図７に示される特性から、負荷率２２．５パーセントに対応する効率９８．３１パーセントを読み取る。なお、ここでは小数点第２位までを記載しているが、指令値生成部１４０は、小数点第２位までよりも詳細に効率を読み取る。
【００８３】
そして、指令値生成部１４０は、１００パーセントから運転効率９８．３１パーセントを減算した電力損失１．６９パーセントを、出力指令４５キロワットに乗算して電力損失０．７６キロワットを算出する。さらに、指令値生成部１４０は、電力損失の合計７．６２７キロワットを算出する。なお、１台あたりの電力損失０．７６キロワットの１０倍と、電力損失の合計７．６２７キロワットとの差（０．０２７キロワット）は、上記のように、指令値生成部１４０が小数点第２位までよりも詳細に効率を読み取っていることによるものである。
【００８４】
図９は、電力変換器３１０の運転パターンの第３の例を示す説明図である。同図では、電力変換器３１０のうち５台に放電要求を均等に割り当てた場合の例が示されている。例えば、指令値生成部１４０は、放電要求４５０キロワットを出力可能な全ての台数（４台〜１０台）について、電力損失の合計を算出する。
指令値生成部１４０は、放電要求４５０キロワットを電力変換器３１０の台数５台で除算して、１台あたりの出力指令を９０キロワットと算出する。この電力損失を定格電力２００キロワットで除算して、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の負荷率を４５パーセントと算出する。そして、指令値生成部１４０は、図７に示される特性から、負荷率４５パーセントに対応する効率９８．３６パーセントを読み取る。なお、上記と同様、指令値生成部１４０は、小数点第２位までよりも詳細に効率を読み取る。
そして、指令値生成部１４０は、１００パーセントから運転効率９８．３６パーセントを減算した電力損失１．６４パーセントを、出力指令９０キロワットに乗算して電力損失１．４８キロワットを算出する。さらに、指令値生成部１４０は、電力損失の合計７．３８０キロワットを算出する。
【００８５】
図１０は、電力変換器３１０の運転パターンの第４の例を示す説明図である。同図では、電力変換器３１０のうち４台に放電要求を均等に割り当てた場合の例が示されている。
指令値生成部１４０は、放電要求４５０キロワットを電力変換器３１０の台数４台で除算して、１台あたりの出力指令を１１２．５キロワットと算出する。この電力損失を定格電力２００キロワットで除算して、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の負荷率を５６．３パーセントと算出する。そして、指令値生成部１４０は、図７に示される特性から、負荷率５６．３パーセントに対応する効率９８．３１パーセントを読み取る。なお、上記と同様、指令値生成部１４０は、小数点第２位までよりも詳細に効率を読み取る。
【００８６】
そして、指令値生成部１４０は、１００パーセントから運転効率９８．３１パーセントを減算した電力損失１．６９パーセントを、出力指令１１２．５キロワットに乗算して電力損失１．６０キロワットを算出する。さらに、指令値生成部１４０は、電力損失の合計７．６１６キロワットを算出する。
指令値生成部１４０は、電力損失の合計が最も小さい運転パターンを選択する。これにより、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の運転台数を５台に決定し、１台あたりの出力指令を９０キロワットに決定する。
【００８７】
このように、指令値生成部１４０は、高効率モードにおいて、バンク３２０毎の余裕度が大きい順に、当該バンク３２０が接続されている電力変換器３１０を選択して、電力指令値を生成する。この余裕度は、式（９）及び式（１０）を参照して説明したように、バンク３２０の健全性ＳＯＨに基づいて算出される。従って、バンク３２０の余裕度は、バンク３２０（バンク３２０に含まれている蓄電池モジュール３２１）の劣化度合いを示す指標値の例に該当する。
【００８８】
また、放電指令の場合、複数のバンク３２０の充電率ＳＯＣが同じであれば、式（９）の係数α１ｄ＝０に設定されている場合を除いて、健全性ＳＯＨが大きいバンク３２０の方が、余裕度Ｕｄの値が大きくなる。また、充電指令の場合、複数のバンク３２０の放電深度ＤＯＤが同じであれば、式（１０）の係数α１ｃ＝０に設定されている場合を除いて、健全性ＳＯＨが大きいバンク３２０の方が、余裕度Ｕｄの値が大きくなる。
この点において、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０毎に当該電力変換器３１０に接続されているバンク３２０の劣化の度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す劣化度合いが小さい順に、動作させる電力変換器３１０を選択して、電力指令値を生成する。
【００８９】
また、式（９）を参照して説明したように、放電時におけるバンク３２０の余裕度Ｕｄは、バンク３２０の充電率ＳＯＣに基づいて算出される。従って、放電時におけるバンク３２０の余裕度Ｕｄは、バンク３２０（バンク３２０に含まれている蓄電池モジュール３２１）の充電度合いを示す指標値の例に該当する。
【００９０】
また、放電指令の場合、複数のバンク３２０の健全性ＳＯＨが同じであれば、式（９）の係数α２ｄ＝０に設定されている場合を除いて、充電率ＳＯＣが大きいバンク３２０の方が、余裕度Ｕｄの値が大きくなる。
この点において、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０毎に当該電力変換器３１０に接続されているバンク３２０の充電度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す充電度合いが大きい順に、動作させる電力変換器３１０を選択して、電力指令値を生成する。
【００９１】
また、式（１０）を参照して説明したように、充電時におけるバンク３２０の余裕度Ｕｃは、バンク３２０の放電深度ＤＯＤに基づいて算出される。従って、充電時におけるバンク３２０の余裕度Ｕｃは、バンク３２０（バンク３２０に含まれている蓄電池モジュール３２１）の充電度可能合いを示す指標値の例に該当する。
【００９２】
また、充電指令の場合、複数のバンク３２０の健全性ＳＯＨが同じであれば、式（１０）の係数α２ｃ＝０に設定されている場合を除いて、放電深度ＤＯＤが大きいバンク３２０の方が、余裕度Ｕｃの値が大きくなる。
この点において、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０毎に当該電力変換器３１０に接続されているバンク３２０の充電可能度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す充電可能度合いが大きい順に、動作させる電力変換器３１０を選択して、電力指令値を生成する。
【００９３】
長寿命モードでは、指令値生成部１４０は、式（１２）に示されるように、バンク３２０の余裕度Ｕ（ｊ）に基づいて電力変換器３１０−ｊに対する電力指令値Ｐｒｅｑ（ｊ）を算出する。
【００９４】
【数１２】
0006427826.tif 000013
【００９５】
ここで、ｆ（Ｕ（ｊ））は、余裕度Ｕ（ｊ）の関数を示す。また、余裕度Ｕ（ｊ）として、放電の場合は余裕度Ｕｄ（ｊ）を用いる。一方、充電の場合は余裕度Ｕ（ｊ）として余裕度Ｕｃ（ｊ）を用いる。
例えば、指令値生成部１４０は、式（１３）に基づいて電力変換器３１０−ｊに対する電力指令値Ｐｒｅｑ（ｊ）を算出する。
【００９６】
【数１３】
0006427826.tif 000014
【００９７】
ここで、ＰＥＳＳは、蓄電システム１に対する充放電要求を示す。また、式（１２）の場合と同様、余裕度Ｕ（ｊ）として、放電の場合は余裕度Ｕｄ（ｊ）を用いる。一方、充電の場合は余裕度Ｕ（ｊ）として余裕度Ｕｃ（ｊ）を用いる。
式（１３）に基づいて、指令値生成部１４０は、蓄電システム１に対する充放電要求を、バンク３２０の余裕度に比例した割合で電力変換器３１０の各々に配分する。
【００９８】
ここで、上記のように、放電の場合の余裕度Ｕｄは、健全性ＳＯＨ及び充電率ＳＯＣに基づいて算出される。また、充電の場合の余裕度Ｕｃは、健全性ＳＯＨ及び放電深度ＤＯＤに基づいて算出される。従って、余裕度は、電力変換器毎に当該電力変換器に接続されている蓄電池の劣化度合い、充電度合い及び充電可能度合いの少なくともいずれかを示す指標値の例に該当する。
この点で、指令値生成部１４０は、長寿命モードにおいて、電力変換器３１０毎に当該電力変換器３１０に接続されている蓄電池の劣化度合い、充電度合い及び充電可能度合いの少なくともいずれかを示す指標値を取得する。そして、指令値生成部１４０は、取得した指標値に基づいて、電力変換器３１０の各々に対する電力指令値を生成する。
【００９９】
なお、指令値生成部１４０が、電力変換器３１０に対する電力指令値を、電流指令値の形式で生成するようにしてもよい。電流値に電圧値を乗算すると電力値を得られるので、制御装置１００が電力変換器３１０に電流指令値を送信することで、充放電電力を指令することができる。
指令値送信部１５０は、指令値生成部１４０が生成した電力指令値を、電力変換器３１０の各々に送信する。
【０１００】
次に、図１１から図１５を参照して、制御装置１００の動作について説明する。
図１１は、モード切替部１３０が高効率モードから長寿命モードへの切替を行う処理手順の例を示すフローチャートである。高効率モードにおいてモード切替部１３０は、同図の処理を繰り返し行う。モード切替部１３０が、同図の処理を連続して繰り返し行うようにしてもよいし、一定期間毎に同図の処理を行うようにしてもよい。
【０１０１】
図１１の処理において、モード切替部１３０は、長寿命モードへの切替を指示するユーザ操作の有無を判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１における処理は、上述した条件Ｃ１−１が成立しているか否かを判定する処理である。
長寿命モードへの切替を指示するユーザ操作が行われたと判定した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、モード切替部１３０は、高効率モードから長寿命モードへの切替を行う（ステップＳ１０４）。
ステップＳ１０４の後、図１１の処理を終了する。
【０１０２】
一方、ステップＳ１０１において、長寿命モードへの切替を指示するユーザ操作は行われていないと判定した場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、モード切替部１３０は、バンク３２０−１〜３２０−Ｎ全体の充放電積算量が所定の閾値以上となっているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２における処理は、上述した条件Ｃ１−２が成立しているか否かを判定する処理である。
【０１０３】
充放電積算量が閾値以上となっていると判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４へ遷移する。
一方、充放電積算量が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、モード切替部１３０は、高効率モードの場合に用いられるバンク３２０のいずれかの、蓄電システム１の運用開始からの充放電積算量が、設計曲線から所定の閾値以上逸脱しているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３における処理は、上述した条件Ｃ１−３が成立しているか否かを判定する処理である。
【０１０４】
充放電積算量が設計曲線から閾値以上逸脱していると判定した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４へ遷移する。
一方、充放電積算量の設計曲線からの逸脱が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、図１１の処理を終了する。
【０１０５】
図１２は、モード切替部１３０が長寿命モードから高効率モードへの切替を行う処理手順の例を示すフローチャートである。長寿命モードにおいてモード切替部１３０は、同図の処理を繰り返し行う。モード切替部１３０が、同図の処理を連続して繰り返し行うようにしてもよいし、一定期間毎に同図の処理を行うようにしてもよい。
【０１０６】
図１２の処理において、モード切替部１３０は、高効率モードへの切替を指示するユーザ操作の有無を判定する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１における処理は、上述した条件Ｃ２−１が成立しているか否かを判定する処理である。
高効率モードへの切替を指示するユーザ操作が行われたと判定した場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、モード切替部１３０は、長寿命モードから高効率モードへの切替を行う（ステップＳ２０４）。
ステップＳ２０４の後、図１２の処理を終了する。
【０１０７】
一方、ステップＳ２０１において、高効率モードへの切替を指示するユーザ操作は行われていないと判定した場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、モード切替部１３０は、長寿命モードになってから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２における処理は、上述した条件Ｃ２−２が成立しているか否かを判定する処理である。
【０１０８】
長寿命モードになってから所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ステップＳ２０４へ遷移する。
一方、長寿命モードになってから所定時間経過していないと判定した場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、モード切替部１３０は、設計曲線から逸脱していた充放電電力積算量が設計曲線に復帰してきたか否かを判定する（ステップＳ２０３）。具体的には、モード切替部１３０は、条件Ｃ１−３で、Ｑｄｅｖ（ｔ）が閾値以上であると判定したバンク３２０について、蓄電システム１運用開始からの充放電電力積算量が、充放電電力積算量の設計曲線から所定範囲内に復帰してきたか否かを判定する。ステップＳ２０３における処理は、上述した条件Ｃ２−３が成立しているか否かを判定する処理である。
【０１０９】
充放電積算量が、設計曲線から所定範囲内に復帰してきたと判定した場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０４へ遷移する。
一方、充放電積算量が、設計曲線から所定範囲内に復帰してきていないと判定した場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、図１２の処理を終了する。なお、ステップＳ２０３において、判定対処となるバンク３２０がない場合も、図１２の処理を終了する。
【０１１０】
図１３は、高効率モードにおいて、指令値生成部１４０が電力変換器３１０の各々に対する電力指令を生成する処理手順の例を示すフローチャートである。高効率モードにおいて指令値生成部１４０は、同図の処理を繰り返し行う。指令値生成部１４０が、同図の処理を連続して繰り返し行うようにしてもよいし、一定期間毎に同図の処理を行うようにしてもよい。
【０１１１】
図１３の処理において、指令値生成部１４０は、バンク３２０の各々について充電率ＳＯＣの情報及び健全性ＳＯＨの情報を蓄電池情報取得部１１０から取得する（ステップＳ３０１）。
次に、指令値生成部１４０は、ステップＳ３０１で得られた充電率ＳＯＣ及び健全性ＳＯＨに基づいて、式（９）〜（１１）を参照して説明したように、バンク３２０毎の余裕度を算出する（ステップＳ３０２）。
【０１１２】
次に、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の運転台数と、電力変換器３１０に対する電力指令とを決定する（ステップＳ３０３）。例えば、指令値生成部１４０は、図５〜１０を参照して説明したように、電力変換器３１０の複数の運転パターンの各々について、電力変換器３１０−１〜３１０−Ｎ全体での電力損失を算出する。そして、指令値生成部１４０は、電力損失が最も小さいパターンの運転台数および電力指令に決定する。
ステップＳ３０３の後、図１３の処理を終了する。
図１３の処理の後、指令値送信部１５０が、電力変換器３１０の各々へ電力指令を送信する。
【０１１３】
図１４は、指令値生成部１４０が、電力変換器３１０の運転パターンの１つについて電力指令を決定する処理手順の例を示すフローチャートである。同図では、放電の場合について、図６を参照して説明したのと同様に、電力変換器３１０の効率が最大となる電力で電力変換器３１０を動作させる場合の例が示されている。高効率モードかつ放電時において指令値生成部１４０は、同図の処理を繰り返し行う。指令値生成部１４０が、同図の処理を連続して繰り返し行うようにしてもよいし、一定期間毎に同図の処理を行うようにしてもよい。
【０１１４】
図１４の処理において、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０毎に処理を行うループＬ１１を開始する（ステップＳ４０１）。以下では、ループＬ１１で処理対象になっている電力変換器３１０を、電力変換器３１０−ｊとする。
次に、指令値生成部１４０は、バンク３２０−ｊについて充電率ＳＯＣの情報及び健全性ＳＯＨの情報を蓄電池情報取得部１１０から取得する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２は、図１３におけるステップＳ３０１の例に該当する。
【０１１５】
次に、指令値生成部１４０は、バンク３２０−ｊが放電可能か否かを判定する（ステップＳ４０３）。具体的には、指令値生成部１４０は、バンク３２０−ｊの充電率ＳＯＣが、ＳＯＣ下限値として設定されている所定の閾値以上であれば放電可能と判定し、閾値未満であれば放電不可と判定する。
なお、充電の場合であれば、指令値生成部１４０は、バンク３２０−ｊの充電率ＳＯＣが、ＳＯＣ上限値として設定されている所定の閾値未満であれば充電可能と判定し、閾値以上であれば充電不可と判定する。
ステップＳ４０３の処理により、指令値生成部１４０は、放電時においてＳＯＣが極端に低いバンク３２０を放電対象から除外する。また、指令値生成部１４０は、充電時においてＳＯＣが極端に高いバンク３２０を充電対象から除外する。
【０１１６】
ステップＳ４０３において充電可能と判定した場合（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０−ｊの運転効率が最大となる最大効率運転点の、運転効率および負荷率を求める（ステップＳ４１１）。例えば、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０−ｊの効率カーブから、運転効率が最大となる点を検出する。あるいは、図６を参照して説明したのと同様に、指令値生成部１４０が、電力変換器３１０−ｊについて運転効率の最大値および、当該最大値となる負荷率を予め記憶しておくようにしてもよい。
【０１１７】
次に、指令値生成部１４０は、ステップＳ４１１で得られた最大効率運転点における負荷率が、バンク３２０−ｊの出力可能電力以下か否かを判定する（ステップＳ４１２）。
最大効率運転点の負荷率が出力可能電力以下であると判定した場合（ステップＳ４１２：ＹＥＳ）、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０−ｊに対する電力指令値を最大効率運転点における電力に仮決定する（ステップＳ４２１）。なお、最大効率運転点における電力は、図６における最大効率出力と同様、電力変換器３１０−ｊの定格電力に、最大効率運転点における負荷率を乗算して得られる電力である。
【０１１８】
次に、指令値生成部１４０は、ループＬ１１の終端処理を行う（ステップＳ４５１）。具体的には、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０−１〜３１０−Ｎの全てについてループＬ１１の処理を行ったか否かを判定する。未だ処理を行っていない電力変換器３１０があると判定した場合は、ステップＳ４０１へ戻り、未処理の電力変換器３１０に対するループＬ１１の処理を引き続き行う。一方、電力変換器３１０−１〜３１０−Ｎの全てについてループＬ１１の処理を行ったと判定した場合は、ループＬ１１を終了し、ステップＳ４５２へ進む。
【０１１９】
一方、ステップＳ４１２において、最大効率運転点の負荷率が出力可能電力より大きいと判定した場合（ステップＳ４１２：ＮＯ）、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０−ｊに対する電力指令値を出力可能電力に仮決定する（ステップＳ４３１）。
ステップＳ４３１の後、ステップＳ４５１へ遷移する。
【０１２０】
一方、ステップＳ４０３において充放電不可と判定した場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０−ｊに対する電力指令値を０に仮決定する（ステップＳ４４１）。
ステップＳ４４１の後、ステップＳ４５１へ遷移する。
【０１２１】
また、ステップＳ４５１でループＬ１１を終了した場合、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０−１〜３１０−Ｎの各々に対する電力指令値の合計値を算出する（ステップＳ４５２）。
そして、指令値生成部１４０は、ステップＳ４５２で得られた合計値が蓄電システム１に対する出力要求値以上か否かを判定する（ステップＳ４５３）。
【０１２２】
合計値が出力要求値以上であると判定した場合（ステップＳ４５３：ＹＥＳ）、指令値生成部１４０は、当該合計値が出力要求値と等しいか否かを判定する（ステップＳ４６１）。
当該合計値が出力要求値と等しいと判定した場合（ステップＳ４６１：ＹＥＳ）、図１４の処理を終了する。この場合、ループＬ１１で仮設定した電力指令値を、このパターンにおける電力指令値に決定する。
【０１２３】
一方、ステップＳ４６１において合計値が出力要求値と異なると判定した場合（ステップＳ４６１：ＮＯ）、指令値生成部１４０は、出力要求値に対する電力指令値合計の余剰分を調整する（ステップＳ４７１）。具体的には、余剰分が電力変換器３１０のいずか１台に対する電力指令値以上である場合、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０の運転台数を減らす。停止させる電力変換器３１０の選択に関して、図５を参照して説明したように、指令値生成部１４０は、余裕度に基づいて、停止させる電力変換器３１０を選択する。
【０１２４】
一方、余剰分が電力変換器３１０のいずれの１台に対する電力指令値よりも小さい場合、指令値生成部１４０は、動作させる電力変換器３１０のうち、余裕度に基づく優先順位が最も低い電力変換器３１０に対する電力指令値から、余剰分を減算する。あるいは、指令値生成部１４０が、動作させる電力変換器３１０に余剰分を均等に割り当てる（動作させる電力変換器３１０に対する電力指令値から均等に減算する）など、優先順が最も低い電力変換器３１０のみから減算する以外の方法を用いるようにしてもよい。
ステップＳ４７１の後、図１４の処理を終了する。
【０１２５】
一方、ステップＳ４５３において、電力指令の合計値が蓄電システム１出力要求値未満であると判定した場合（ステップＳ４５３：ＮＯ）、指令値生成部１４０は、出力要求値に対する電力指令値合計の不足分を調整する（ステップＳ４８１）。具体的には、指令値生成部１４０は、バンク３２０が出力可能な電力の範囲内、かつ、電力変換器３１０が出力可能な電力の範囲内で、電力変換器３１０に対する電力指令値を大きくする。
ステップＳ４８１の後、図１４の処理を終了する。
なお、ステップＳ４０３〜Ｓ４８１における処理は、図１３のステップＳ３０３における処理の一部（１パターン分）の例に該当する。また、ステップＳ４７１で用いる余裕度を算出する処理は、図３のステップＳ３０２における処理の一部（放電分）の例に該当する。
【０１２６】
図１５は、長寿命モードにおいて、指令値生成部１４０が電力変換器３１０の各々に対する電力指令を生成する処理手順の例を示すフローチャートである。長寿命モードにおいて指令値生成部１４０は、同図の処理を繰り返し行う。指令値生成部１４０が、同図の処理を連続して繰り返し行うようにしてもよいし、一定期間毎に同図の処理を行うようにしてもよい。
【０１２７】
図１５の処理において、指令値生成部１４０は、バンク３２０の各々について充電率ＳＯＣの情報及び健全性ＳＯＨの情報を蓄電池情報取得部１１０から取得する（ステップＳ５０１）。
次に、指令値生成部１４０は、ステップＳ５０１で得られた充電率ＳＯＣ及び健全性ＳＯＨに基づいて、式（９）〜（１１）を参照して説明したように、バンク３２０毎の余裕度を算出する（ステップＳ５０２）。
【０１２８】
次に、指令値生成部１４０は、電力変換器３１０に対する電力指令を決定する（ステップＳ５０３）。例えば、指令値生成部１４０は、式（１３）を参照して説明したように、指令値生成部１４０は、蓄電システム１に対する充放電要求を、バンク３２０の余裕度に比例した割合で電力変換器３１０の各々に配分する。
ステップＳ５０３の後、図１５の処理を終了する。
図１５の処理の後、指令値送信部１５０が、電力変換器３１０の各々へ電力指令を送信する。
【０１２９】
以上のように、モード切替部１３０は、電力変換器３１０の効率に基づいて電力変換器３１０のうち一部または全部を優先的に動作させるよう制御する高効率モードと、全ての電力変換器３１０で要求電力の充放電を分担する長寿命モードとを切り替える。
高効率モードでは、電力変換器３１０の効率に基づいて電力変換器３１０のうち一部または全部を優先的に動作させることで、電力変換器３１０を効率よく動作させることができる。また、長寿命モードでは、蓄電システム１への要求電力を各バンク３２０に振りか分けて個々のバンク３２０における電流を小さく抑えることで、バンク３２０の劣化を遅くすることができる。
このように、モード切替部１３０が高効率モードと長寿命モードとを切り替えることで、電力変換器の効率の確保と、蓄電池の寿命の確保とのバランスをとることができる。
【０１３０】
また、モード切替部１３０は、所定期間におけるバンク３２０の劣化度合いを示す指標値が、所定の度合い以上の劣化を示していると判定した場合に、高効率モードから長寿命モードへの切替を行う。
これにより、制御装置１００は、バンク３２０の劣化が進んで寿命が短くなったと考えられる場合に、電力変換器３１０の制御モードを長寿命モードに切り替えて、バンク３２０の寿命の回復を図ることができる。
【０１３１】
また、モード切替部１３０は、バンク３２０の寿命を示す指標値が、当該指標値の設計曲線から所定条件以上乖離したと判定した場合に、高効率モードから長寿命モードへの切替を行う。
これにより、制御装置１００は、バンク３２０の寿命が設計寿命よりも短くなったと考えられる場合に、電力変換器３１０の制御モードを長寿命モードに切り替えて、バンク３２０の寿命の回復を図ることができる。
【０１３２】
また、指令値生成部１４０は、高効率モードにおいて、電力変換器３１０毎に当該電力変換器３１０に接続されているバンク３２０の劣化度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す劣化度合いが小さい順に、動作させる電力変換器３１０を選択して、電力指令値を生成する。
これにより、制御装置１００は、劣化度合いが小さいバンク３２０に優先的に充放電を行わせてバンク３２０の劣化度合いの均一化を図ることができる。
【０１３３】
また、指令値生成部１４０は、高効率モードにおいてバンク３２０に放電を行わせる場合、電力変換器３１０毎に当該電力変換器３１０に接続されているバンク３２０の充電度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す充電度合いが大きい順に、動作させる電力変換器３１０を選択して、電力指令値を生成する。
これにより、制御装置１００は、充電度合いが大きいバンク３２０に優先的に放電を行わせてバンク３２０の充電率の均一化を図ることができる。
【０１３４】
また、指令値生成部１４０は、高効率モードにおいてバンク３２０に充電を行わせる場合、電力変換器３１０毎に当該電力変換器３１０に接続されているバンク３２０の充電度合いを示す指標値を取得し、当該指標値が示す充電可能度合いが大きい順に、動作させる電力変換器３１０を選択して、電力指令値を生成する。
これにより、制御装置１００は、充電可能度合いが大きいバンク３２０に優先的に充電を行わせてバンク３２０の充電可能度合いの均一化を図ることができる。バンク３２０の充電可能度合いの均一化を図ることで、制御装置１００は、バンク３２０の充電率の均一化を図ることができる。
【０１３５】
また、指令値生成部１４０は、長寿命モードにおいて、電力変換器３１０毎に当該電力変換器３１０に接続されているバンク３２０の劣化度合い、充電度合い及び充電可能度合いの少なくともいずれかを示す指標値を取得し、取得した指標値に基づいて、各電力変換器３１０に対する電力指令値を生成する。
これにより、制御装置１００は、長寿命モードにおいて、バンク３２０の充電率または劣化度合いの均一化を図ることができる。
【０１３６】
なお、制御装置１００の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【０１３７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【０１３８】
１  蓄電システム
１００  制御装置
１１０  蓄電池情報取得部
１２０  充放電要求取得部
１３０  モード切替部
１４０  指令値生成部
１５０  指令値送信部
２１０  電流トランス
２２０  検出器
３１０、３１０−１〜３１０−Ｎ  電力変換器
３２０、３２０−１〜３２０−Ｎ  バンク
３２１  蓄電池モジュール
【図１】
0006427826.tif 000015
【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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【図１２】
0006427826.tif 000026
【図１３】
0006427826.tif 000027
【図１４】
0006427826.tif 000028
【図１５】
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