(57)【要約】【課題】空調設備の消費電力を抑えつつ二次電池の温度を適正温度に保つ。【解決手段】制御装置４００は、ＥＭＳ２００から収容部内に格納された組電池３１０の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を取得する。制御装置４００は、充放電計画に基づいて組電池３１０の充放電を行った場合における組電池３１０の時刻ごとの温度を推定する。制御装置４００は、温度変化の推定結果に基づいて、収容部内の空調を制御する空調設備３３０の時刻ごとの空調制御量を示す空調制御計画を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容部内に格納された二次電池の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を取得する充放電計画取得部と、
前記充放電計画に基づいて前記二次電池の充放電を行った場合における前記二次電池の時刻ごとの温度を推定する温度推定部と、
前記温度の変化の推定結果に基づいて、前記収容部内の空調を制御する空調設備の時刻ごとの空調制御量を示す空調制御計画を生成する空調制御計画生成部と
を備える空調管理装置。
【請求項２】
前記収容部が設けられた地域の気象情報を取得する気象情報取得部をさらに備え、
前記温度推定部は、前記充放電計画に基づく充放電による前記二次電池の発熱量と、前記気象情報に基づいて推定される前記収容部の入熱量とに基づいて、前記二次電池の時刻ごとの温度を推定する
請求項１に記載の空調管理装置。
【請求項３】
前記温度推定部は、前記充放電計画に基づいて前記二次電池の充放電を行い、かつ前記空調制御計画生成部が生成した空調制御計画に基づいて前記収容部内の空調制御を行った場合における前記二次電池の時刻ごとの温度を推定し、
前記空調制御計画生成部は、前記温度推定部が推定した温度が全ての時刻において前記二次電池の適正温度未満となるまで、空調制御計画の生成を継続する
請求項１または請求項２に記載の空調管理装置。
【請求項４】
前記収容部は、内部に前記二次電池の充放電に係る処理を行う処理装置を格納し、
前記温度推定部は前記二次電池と前記処理装置の時刻ごとの温度を推定する
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の空調管理装置。
【請求項５】
前記空調制御計画生成部が生成した空調制御計画に基づいて前記空調設備に空調指令を送信する空調指令送信部をさらに備える
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の空調管理装置。
【請求項６】
前記収容部内の温度を取得する温度取得部をさらに備え、
前記空調指令送信部は、前記温度取得部が取得した温度と、前記温度推定部が推定した当該温度を取得した時刻の温度との差が所定の閾値以上である場合に、前記空調制御計画に関わらず、前記空調設備に当該差を小さくするための空調指令を送信する
請求項５に記載の空調管理装置。
【請求項７】
前記空調制御計画に基づいて前記空調設備の消費電力を特定する消費電力特定部をさらに備え、
前記空調制御計画生成部は、前記二次電池の温度が全ての時刻において適正温度未満となり、かつ前記消費電力特定部が特定する消費電力が小さくなるように前記空調制御計画を生成する
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の空調管理装置。
【請求項８】
前記収容部は、複数の前記二次電池を備え、
前記充放電計画取得部が取得した前記充放電計画に基づいて、前記消費電力特定部が特定する消費電力が小さくなるように前記二次電池ごとの充放電計画を生成する個別充放電計画生成部をさらに備える
請求項７に記載の空調管理装置。
【請求項９】
前記空調設備の消費電力を低減すべき時刻を示す低減指示を取得する低減指示取得部をさらに備え、
前記空調制御計画生成部は、前記低減指示が示す時刻の空調制御量を減少させ、当該時刻より前の時刻の空調制御量を増加させる
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の空調管理装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の空調管理装置と、
前記充放電計画を生成する充放電計画生成装置と
を備え、
前記充放電計画生成装置は、
供給電力の上限値と需要電力との差の電力を前記二次電池に放電させるように前記充放電計画を生成する充放電計画生成部と、
前記空調管理装置が生成した空調制御計画に基づく前記空調設備の消費電力と前記需要電力の和が前記上限値を超える時刻がある場合に、当該時刻の前記空調設備の消費電力を低減すべきとする低減指示を生成する低減指示生成部と
を備える
充放電制御システム。
【請求項１１】
収容部内に格納された二次電池の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を取得するステップと、
前記充放電計画に基づいて前記二次電池の充放電を行った場合における前記二次電池の時刻ごとの温度を推定するステップと、
前記温度の変化の推定結果に基づいて、前記収容部内の空調を制御する空調設備の時刻ごとの空調制御量を示す空調制御計画を生成するステップと
を有する空調制御計画生成方法。
【請求項１２】
コンピュータを、
収容部内に格納された二次電池の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を取得する充放電計画取得部、
前記充放電計画に基づいて前記二次電池の充放電を行った場合における前記二次電池の時刻ごとの温度を推定する温度推定部、
前記温度の変化の推定結果に基づいて、前記収容部内の空調を制御する空調設備の時刻ごとの空調制御量を示す空調制御計画を生成する空調制御計画生成部
として機能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、空調設備を有する収容部内に格納された二次電池を管理する空調管理装置、充放電制御システム、空調制御計画生成方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
再生可能エネルギーを利用した発電所の発電出力の平滑化や、ビルやタウンなどのコミュニティにおける需要電力のピークカットのために、リチウムイオン電池などの二次電池を用いることが検討されている。発電所やコミュニティなどの大規模な施設に二次電池を設置する場合、大きな電力変動を吸収する必要があるため、複数の二次電池をコンテナに搭載した蓄電システムが開発されている。二次電池は、温度上昇により劣化することが知られている。二次電池の劣化を防ぐため、蓄電システムには、コンテナの内部の空調制御を行う空調設備が設けられる。特許文献１には、発熱する機器を備えるコンテナの空調を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０７２４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
二次電池の劣化を防ぐためには、空調設備は、二次電池の温度が劣化が促進される温度以下になるように、コンテナの内部を冷却すれば良い。他方、空調設備による空調制御量が必要以上に大きいと、空調消費電力が増大し、蓄電システムの導入メリットが減少してしまう。二次電池を適正温度に保つためには、空調設備の設定温度を当該適正温度より低い温度に設定する必要があるが、設定温度を適正温度よりどの程度低い温度にすべきであるかを特定することは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、空調設備の消費電力を抑えつつ二次電池の温度を適正温度に保つことができる空調制御計画を生成することができる空調管理装置、充放電制御システム、空調制御計画生成方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様は、収容部内に格納された二次電池の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を取得する充放電計画取得部と、前記充放電計画に基づいて前記二次電池の充放電を行った場合における前記二次電池の時刻ごとの温度を推定する温度推定部と、前記温度の変化の推定結果に基づいて、前記収容部内の空調を制御する空調設備の時刻ごとの空調制御量を示す空調制御計画を生成する空調制御計画生成部とを備える空調管理装置である。
【０００７】
また、第２の態様は、第１の態様において、前記収容部が設けられた地域の気象情報を取得する気象情報取得部をさらに備え、前記温度推定部は、前記充放電計画に基づく充放電による前記二次電池の発熱量と、前記気象情報に基づいて推定される前記収容部の入熱量とに基づいて、前記二次電池の時刻ごとの温度を推定する空調管理装置である。
【０００８】
また、第３の態様は、第１または第２の態様において、前記温度推定部は、前記充放電計画に基づいて前記二次電池の充放電を行い、かつ前記空調制御計画生成部が生成した空調制御計画に基づいて前記収容部内の空調制御を行った場合における前記二次電池の時刻ごとの温度を推定し、前記空調制御計画生成部は、前記温度推定部が推定した温度が全ての時刻において前記二次電池の適正温度未満となるまで、空調制御計画の生成を継続する空調管理装置である。
【０００９】
また、第４の態様は、第１から第３の何れかの態様において、前記収容部は、内部に前記二次電池の充放電に係る処理を行う処理装置を格納し、前記温度推定部は前記二次電池と前記処理装置の時刻ごとの温度を推定する空調管理装置である。
【００１０】
また、第５の態様は、第１から第３の何れかの態様において、前記空調制御計画生成部が生成した空調制御計画に基づいて前記空調設備に空調指令を送信する空調指令送信部をさらに備える空調管理装置である。
【００１１】
また、第６の態様は、第５の態様において、前記収容部内の温度を取得する温度取得部をさらに備え、前記空調指令送信部は、前記温度取得部が取得した温度と、前記温度推定部が推定した当該温度を取得した時刻の温度との差が所定の閾値以上である場合に、前記空調制御計画に関わらず、前記空調設備に当該差を小さくするための空調指令を送信する空調管理装置である。
【００１２】
また、第７の態様は、第１から第６の何れかの態様において、前記空調制御計画に基づいて前記空調設備の消費電力を特定する消費電力特定部をさらに備え、前記空調制御計画生成部は、前記二次電池の温度が全ての時刻において適正温度未満となり、かつ前記消費電力特定部が特定する消費電力が小さくなるように前記空調制御計画を生成する空調管理装置である。
【００１３】
また、第８の態様は、第７の態様において、前記収容部は、複数の前記二次電池を備え、前記充放電計画取得部が取得した前記充放電計画に基づいて、前記消費電力特定部が特定する消費電力が小さくなるように前記二次電池ごとの充放電計画を生成する個別充放電計画生成部をさらに備える空調管理装置である。
【００１４】
また、第９の態様は、第１から第８の何れかの態様において、前記空調設備の消費電力を低減すべき時刻を示す低減指示を取得する低減指示取得部をさらに備え、前記空調制御計画生成部は、前記低減指示が示す時刻の空調制御量を減少させ、当該時刻より前の時刻の空調制御量を増加させる空調管理装置である。
【００１５】
また、第１０の態様は、第９の態様において、空調管理装置と、前記充放電計画を生成する充放電計画生成装置とを備え、前記充放電計画生成装置は、供給電力の上限値と需要電力との差の電力を前記二次電池に放電させるように前記充放電計画を生成する充放電計画生成部と、前記空調管理装置が生成した空調制御計画に基づく前記空調設備の消費電力と前記需要電力の和が前記上限値を超える時刻がある場合に、当該時刻の前記空調設備の消費電力を低減すべきとする低減指示を生成する低減指示生成部とを備える充放電制御システムである。
【００１６】
また、第１１の態様は、収容部内に格納された二次電池の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を取得するステップと、前記充放電計画に基づいて前記二次電池の充放電を行った場合における前記二次電池の時刻ごとの温度を推定するステップと、前記温度の変化の推定結果に基づいて、前記収容部内の空調を制御する空調設備の時刻ごとの空調制御量を示す空調制御計画を生成するステップとを有する空調制御計画生成方法である。
【００１７】
また、第１２の態様は、コンピュータを、収容部内に格納された二次電池の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を取得する充放電計画取得部、前記充放電計画に基づいて前記二次電池の充放電を行った場合における前記二次電池の時刻ごとの温度を推定する温度推定部、前記温度の変化の推定結果に基づいて、前記収容部内の空調を制御する空調設備の時刻ごとの空調制御量を示す空調制御計画を生成する空調制御計画生成部として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
上記態様のうち少なくとも１つの態様に係る空調管理装置は、充放電計画に基づいて二次電池の経時的な温度変化に基づいて空調制御計画を生成する。これにより、空調設備は、当該空調制御計画に基づいて収容部内の空調を制御することで、消費電力を抑えつつ二次電池の温度を適正温度に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る出力平滑化システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る空調制御計画の生成方法を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態に係る制御装置による出力平滑化システムの制御方法を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に係る制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】第２の実施形態に係る空調制御計画の生成方法を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る制御装置による出力平滑化システムの制御方法を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施形態に係るピークカットシステムの構成を示す概略ブロック図である。
【図９】第３の実施形態に係る制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】第３の実施形態に係る空調制御計画の生成方法を示すフローチャートである。
【図１１】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
《第１の実施形態》
図１は、第１の実施形態に係る出力平滑化システム１の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態に係る出力平滑化システム１は、再生可能エネルギーによる発電を行う発電設備１００の発電電力を平滑化して電力系統に供給する装置である。出力平滑化システム１は、発電設備１００、ＥＭＳ２００（Energy Management System）および蓄電システム３００を備える。
【００２１】
発電設備１００は、再生可能エネルギーによる発電を行い、発電した電力を電力系統に供給する。
ＥＭＳ２００は、気象情報などに基づいて発電設備１００の時刻ごとの発電量を予測し、当該発電量に基づいて蓄電システム３００の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を生成する。具体的には、ＥＭＳ２００は、気象情報、発電設備１００の発電電力情報および発電設備１００の過去の実績情報などに基づいて、発電設備１００の発電出力を予測する。そしてＥＭＳ２００は、発電電力の予測結果、系統連系要件および蓄電システム３００が備える組電池３１０の充電率の情報に基づいて、充放電計画を生成する。なお、系統連系要件とは、発電設備１００の発電電力をどの程度滑らかにすべきかを定めた規定である。
【００２２】
蓄電システム３００は、コンテナの内部に、複数の組電池３１０、各組電池３１０に対応する電力変換器３２０、空調設備３３０および制御装置４００を備える。コンテナは、収容部の一例である。
組電池３１０は、リチウムイオン電池などの二次電池である複数のセル電池３１１を直列に接続したものである。また、組電池３１０は、自身の状態を管理するＢＭＳ３１２（Battery Management System）を備える。ＢＭＳ３１２は、各セル電池３１１の温度および電圧を計測し、また充電率を推定する。
電力変換器３２０は、組電池３１０に接続され、組電池３１０が出力する電力を交流電力に変換して電力系統に出力する。電力変換器３２０は、組電池３１０の充放電に係る処理を行う処理装置の一例である。
空調設備３３０は、制御装置４００によって設定される設定温度、風量および風向に基づいてコンテナ内の空調を制御する。空調設備３３０は、コンテナ内の温度を計測し、当該温度が設定温度になるよう空調を制御する。
【００２３】
制御装置４００は、発電設備１００が発電する電力に基づいて、各組電池３１０の充放電量を決定し、電力変換器３２０を制御する。また制御装置４００は、ＥＭＳ２００が生成した充放電計画に基づいて空調設備３３０の空調制御計画を生成する。制御装置４００は、生成した空調制御計画と組電池３１０の温度とに基づいて、空調設備３３０を制御する。制御装置４００は、空調管理装置の一例である。
図２は、第１の実施形態に係る制御装置４００の構成を示す概略ブロック図である。制御装置４００は、充放電計画取得部４０１、個別充放電計画生成部４０２、気象情報取得部４０３、温度推定部４０４、空調制御計画生成部４０５、消費電力特定部４０６、平滑化電力算出部４０７、充放電電力決定部４０８、充放電指令送信部４０９、温度取得部４１０、空調指令送信部４１１を備える。
【００２４】
充放電計画取得部４０１は、ＥＭＳ２００から、複数の組電池３１０の時刻ごとの総充放電量を示す充放電計画を取得する。
個別充放電計画生成部４０２は、充放電計画取得部４０１が取得した充放電計画に基づいて、各組電池３１０の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を生成する。例えば、個別充放電計画生成部４０２は、充放電計画取得部４０１が取得した充放電計画が示す総充放電量を組電池３１０の数で除算することで各組電池３１０の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を生成する。
気象情報取得部４０３は、ＥＭＳ２００から、コンテナが設置された地域の気象情報を取得する。当該気象情報は、ＥＭＳ２００による発電設備１００の発電電力の推定に用いられるものである。気象情報は、時刻ごとの外気温および日射量を含む。
【００２５】
温度推定部４０４は、充放電計画取得部４０１が取得した充放電計画および気象情報取得部４０３が取得した気象情報に基づいて、コンテナ内の温度ならびに各組電池３１０および各電力変換器３２０の温度を推定する。具体的には、温度推定部４０４は、充放電計画に基づいて時刻ごとの各組電池３１０および各電力変換器３２０の発熱量を推定する。また温度推定部４０４は、気象情報に基づいてコンテナの入熱量を推定する。そして温度推定部４０４は、コンテナの入熱量ならびに組電池３１０および電力変換器３２０の発熱量に基づいて、コンテナ内の温度ならびに各組電池３１０および各電力変換器３２０の温度の推移をシミュレートする。また、温度推定部４０４は、空調制御計画生成部４０５が空調制御計画を生成した場合、充放電計画、気象情報および充放電計画に基づいて、コンテナ内の温度ならびに各組電池３１０および各電力変換器３２０の温度を推定する。この場合、温度推定部４０４は、空調設備３３０から供給される冷風の温度、風向および風量に基づいて、コンテナ内の気流をシミュレートする。温度推定部４０４は、当該気流による熱交換を鑑みて、コンテナ内の温度ならびに各組電池３１０および各電力変換器３２０の温度の推移をシミュレートする。
【００２６】
空調制御計画生成部４０５は、温度推定部４０４による温度変化の推定結果に基づいて、空調設備３３０の時刻ごとの空調制御量を示す空調制御計画を生成する。具体的には、空調制御計画生成部４０５は、推定された組電池３１０または電力変換器３２０の温度が適正温度より高くなる時刻の空調制御量を増加させ、推定された組電池３１０または電力変換器３２０の温度が適正温度より低く時刻の空調制御量を減少させることで、空調制御計画を生成する。ここで、適正温度とは、例えば、組電池３１０の劣化が促進されない温度や、インバータに性能通りの動作を実施させるための温度が挙げられる。
消費電力特定部４０６は、空調制御計画生成部４０５が生成した空調制御計画について、空調設備３３０の消費電力を特定する。
【００２７】
平滑化電力算出部４０７は、発電設備１００の現在および過去の発電電力に基づいて、発電電力の平滑化のために組電池３１０に充放電させるべき平滑化電力を算出する。平滑化電力の算出方法としては、例えば過去の所定期間の間における発電電力の平均値から、現在の発電電力を減算したものを平滑化電力として算出する方法が挙げられる。
【００２８】
充放電電力決定部４０８は、平滑化電力算出部４０７が算出した発電電力を組電池３１０の数で除算することで、各組電池３１０を充放電させる電力を決定する。
充放電指令送信部４０９は、充放電電力決定部４０８が決定した電力で組電池３１０を充放電させる充放電指令を電力変換器３２０に送信する。
【００２９】
温度取得部４１０は、各組電池３１０のＢＭＳ３１２から各組電池３１０の温度を取得する。温度取得部４１０は、空調設備３３０からコンテナ内の温度を取得する。
空調指令送信部４１１は、空調制御計画生成部４０５が生成した空調制御計画と温度取得部４１０が取得した温度とに基づいて空調設備３３０に空調指令（設定温度、風量および風向）を送信する。具体的には、空調指令送信部４１１は、空調制御計画に従って空調指令を生成し、温度取得部４１０が取得した温度と、温度推定部４０４が推定した温度との差が所定の閾値以上である場合に、当該差を小さくするための空調指令を送信する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る制御装置４００の動作について説明する。まず、制御装置４００による空調制御計画の生成方法について説明する。
図３は、第１の実施形態に係る空調制御計画の生成方法を示すフローチャートである。
ＥＭＳ２００が充放電計画を生成すると、制御装置４００の充放電計画取得部４０１は、ＥＭＳ２００から充放電計画を取得する（ステップＳ１）。次に、個別充放電計画生成部４０２は、充放電計画取得部４０１が取得した充放電計画が示す各時刻の充放電量を、組電池３１０の数で除算することで、各組電池３１０の個別の充放電計画を生成する（ステップＳ２）。次に、温度推定部４０４は、個別充放電計画生成部４０２が生成した充放電計画に基づいて各組電池３１０を充放電させた場合の、各組電池３１０および各電力変換器３２０の発熱量を推定する（ステップＳ３）。
【００３１】
また気象情報取得部４０３は、ＥＭＳ２００から気象情報を取得する（ステップＳ４）。次に、温度推定部４０４は、気象情報取得部４０３が取得した気象情報に基づいて時刻ごとのコンテナの入熱量を推定する（ステップＳ５）。次に、温度推定部４０４は、推定した発熱量および入熱量に基づいて、コンテナ内ならびに各組電池３１０および各電力変換器３２０の時刻ごとの温度を推定する（ステップＳ６）。具体的には、温度推定部４０４は、組電池３１０および電力変換器３２０が配置されたコンテナのモデルを用いて熱収支シミュレーションを行うことで、温度の推定を行う。
【００３２】
次に、空調制御計画生成部４０５は、温度推定部４０４が推定した時刻ごとの各組電池３１０および各電力変換器３２０の温度に基づいて、空調設備３３０の時刻ごとの空調制御量を示す空調制御計画を生成する（ステップＳ７）。具体的には、空調制御計画生成部４０５は、時刻ごとに、適正温度より高い組電池３１０または電力変換器３２０が存在する場合、当該時刻において空調設備３３０の電源をＯＮにし、設定温度の低減、風量の増加、または当該組電池３１０または電力変換器３２０の方向への風向の制御の少なくとも何れかを実施する。このとき、設定温度は、組電池３１０の適正温度より低い値にする。また、空調制御計画生成部４０５は、適正温度より高い組電池３１０または電力変換器３２０が存在しない場合、空調設備３３０の電源をＯＦＦにする。なお、空調制御計画生成部４０５は、各時刻の空調制御量を異ならせた複数の空調制御計画を生成する。消費電力特定部４０６は、空調制御計画生成部４０５が生成した各空調制御計画について、空調設備３３０の消費電力を算出する（ステップＳ８）。
【００３３】
次に、温度推定部４０４は、空調制御計画生成部４０５が生成した空調制御計画に基づいて、再度コンテナ内ならびに各組電池３１０および各電力変換器３２０の時刻ごとの温度を推定する（ステップＳ９）。具体的には、温度推定部４０４は、組電池３１０および電力変換器３２０が配置されたコンテナのモデルにおける、空調設備３３０からの冷風の流れを鑑みた熱収支シミュレーションを行うことで、温度の推定を行う。
【００３４】
空調制御計画生成部４０５は、複数の空調制御計画のうち、当該空調制御計画に基づく温度推定部４０４によるシミュレーションの結果、全ての組電池３１０および電力変換器３２０の温度が全ての時刻において適正温度以下となる空調制御計画が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０）。空調制御計画生成部４０５は、全ての組電池３１０および電力変換器３２０の温度が全ての時刻において適正温度より低くなる空調制御計画が存在しないと判定した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、処理をステップＳ７に戻し、再度複数の空調制御計画を生成する。つまり、空調制御計画生成部４０５は、温度推定部４０４が推定した温度が全ての時刻において組電池３１０の適正温度以下となるまで、空調制御計画の生成を継続する。
なお空調制御計画生成部４０５は、例えば遺伝的アルゴリズムに基づいて、前回生成した複数の空調制御計画から新たな空調制御計画を生成することができる。具体的には、前回生成した空調制御計画ごとに、推定された温度と適正温度との差の総和などを適応度として算出し、当該適応度に基づいて選択、交叉または突然変異の計算を行うことで、新たな空調制御計画を生成することができる。
【００３５】
空調制御計画生成部４０５は、全ての組電池３１０および電力変換器３２０の温度が全ての時刻において適正温度以下となる空調制御計画が存在すると判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、全ての組電池３１０および電力変換器３２０の温度が全ての時刻において適正温度以下となる空調制御計画のうち、消費電力特定部４０６が特定した消費電力が最小となるものを特定する（ステップＳ１１）。
【００３６】
そして、制御装置４００は、ステップＳ１１で特定した空調制御計画に基づいて、空調設備３３０を制御する。図４は、第１の実施形態に係る制御装置４００による出力平滑化システム１の制御方法を示すフローチャートである。
現在時刻がＥＭＳ２００による充放電計画が示す開始時刻になると、制御装置４００の平滑化電力算出部４０７は、発電設備１００から発電電力を取得する（ステップＳ５１）。平滑化電力算出部４０７は、取得した発電電力に基づいて、発電電力の平滑化のために組電池３１０に充放電させるべき平滑化電力を算出する（ステップＳ５２）。次に、充放電電力決定部４０８は、平滑化電力算出部４０７が算出した発電電力を組電池３１０の数で除算することで、各組電池３１０を充放電させる電力を決定する（ステップＳ５３）。次に、充放電指令送信部４０９は、充放電電力決定部４０８が決定した電力で組電池３１０を充放電させる充放電指令を電力変換器３２０に送信する（ステップＳ５４）。これにより、出力平滑化システム１は、発電設備１００の発電電力を平滑化して電力系統に供給することができる。
【００３７】
他方、温度取得部４１０は、組電池３１０のＢＭＳ３１２および空調設備３３０から、組電池３１０の温度およびコンテナ内の温度を取得する（ステップＳ５５）。次に、空調指令送信部４１１は、組電池３１０の温度またはコンテナ内の温度と、温度推定部４０４によって推定された現在時刻の温度との差が、所定の閾値以内であるか否かを判定する（ステップＳ５６）。
【００３８】
空調指令送信部４１１は、実際の温度と推定された温度との差が、所定の閾値以内である場合（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、空調制御計画生成部４０５がステップＳ１１で特定した空調制御計画に従った空調指令を、空調設備３３０に送信する（ステップＳ５７）。つまり、制御装置４００は、組電池３１０またはコンテナ内の温度が推定された温度に近い場合、当該推定に基づいて生成された空調制御計画の通りに空調を制御する。
【００３９】
他方、空調指令送信部４１１は、実際の温度と推定された温度との差が、所定の閾値より大きい場合（ステップＳ５６：ＮＯ）、空調制御計画生成部４０５がステップＳ１１で特定した空調制御計画に関わらず、空調設備３３０に当該差を小さくするための空調指令を送信する（ステップＳ５８）。具体的には、組電池３１０の温度が推定された温度より所定の閾値以上高い場合、空調指令送信部４１１は、空調制御計画が示す空調制御量より大きい空調制御量の空調指令を空調設備３３０に送信する。また空調制御計画において電源をＯＦＦにする時刻であっても、組電池３１０の温度が推定された温度より所定の閾値以上高い場合、空調指令送信部４１１は、電源をＯＦＦにする空調指令を送信しない。これにより、組電池３１０の充放電量が充放電計画と異なる場合にも、組電池３１０および電力変換器３２０の温度を適正温度以下に保つことができる。また、組電池３１０の温度が推定された温度より所定の閾値以上低い場合、空調指令送信部４１１は、空調制御計画が示す空調制御量より小さい空調制御量の空調指令または電源をＯＦＦにする空調指令を空調設備３３０に送信する。これにより、制御装置４００は、空調設備３３０の消費電力を低減することができる。
【００４０】
次に、制御装置４００は、現在時刻がＥＭＳ２００による充放電計画が示す終了時刻に達したか否かを判定する（ステップＳ５９）。現在時刻が終了時刻より前である場合（ステップＳ５９：ＮＯ）、制御装置４００は、処理をステップＳ５１に戻し、発電電力の平滑化制御および空調制御を継続する。他方、現在時刻が終了時刻に達した場合（ステップＳ５９：ＹＥＳ）、制御装置４００は、処理を終了する。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、制御装置４００は、充放電計画に基づいて組電池３１０の時刻ごとの温度を推定し、当該推定結果に基づいて空調制御計画を生成する。これにより、空調設備３３０は、当該空調制御計画に従って空調を制御することで、消費電力を抑えつつ二次電池の温度を適正温度に保つことができる。
【００４２】
《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態に係る出力平滑化システム１の制御装置４００は、ＥＭＳ２００が生成した充放電計画が示す時刻ごとの充放電量を、組電池３１０の数で除算することで、各組電池３１０の充放電計画を生成する。つまり、第１の実施形態に係る出力平滑化システム１は、各組電池３１０がすべて同じ充放電量で動作する。
【００４３】
電力変換器３２０は、変換する電力の大きさによって電力の変換効率が異なることが知られている。一般的には、電力変換器３２０の変換効率は、変換する電力が低いほど悪い。そのため、充放電計画が示すある時刻の総充放電量が小さい場合、全ての組電池３１０の充放電によって当該総充放電量を賄おうとすると、電力変換器３２０の効率が悪く、蓄電システム３００の消費電力が高くなる可能性がある。そこで、本実施形態に係る出力平滑化システム１の制御装置４００は、ＥＭＳ２００が生成した充放電計画に基づいて、電力変換器３２０の変換効率を鑑みて、充放電させる組電池３１０の数を変化させる。
【００４４】
図５は、第２の実施形態に係る制御装置４００の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態に係る制御装置４００は、第１の実施形態と、個別充放電計画生成部４０２および充放電電力決定部４０８の動作が異なる。
個別充放電計画生成部４０２は、充放電計画取得部４０１が取得した充放電計画に基づいて、電力変換器３２０の効率が最大化するように二次電池ごとの充放電計画を生成する。
充放電電力決定部４０８は、個別充放電計画生成部４０２が生成した充放電計画と平滑化電力算出部４０７が算出した平滑化電力とに基づいて、充放電電力を特定する。
【００４５】
次に、本実施形態に係る制御装置４００の動作について説明する。まず、制御装置４００による空調制御計画の生成方法について説明する。なお、第１の実施形態と同じ処理を行うステップについては、同じ符号を用いて説明する。
図６は、第２の実施形態に係る空調制御計画の生成方法を示すフローチャートである。
ＥＭＳ２００が充放電計画を生成すると、制御装置４００の充放電計画取得部４０１は、ＥＭＳ２００から充放電計画を取得する（ステップＳ１）。次に、個別充放電計画生成部４０２は、充放電計画取得部４０１が取得した充放電計画が示す各時刻の充放電量を、電力変換器３２０が最も効率が良くなる充放電量で除算することで、充放電させる組電池３１０の数を特定し、組電池３１０に個別の充放電計画を生成する（ステップＳ１０２）。このとき、個別充放電計画生成部４０２は、充放電させる組電池３１０の組み合わせを異ならせた個別の充放電計画を複数パターン生成する。パターンの例としては、空調設備３３０に最も近い組電池３１０を動作させ続けるパターンや、ＳＯＣ（State Of Charge）が均一になるよう、動作させる組電池３１０を変更するパターンなどが挙げられる。
【００４６】
次に、温度推定部４０４は、個別充放電計画生成部４０２が生成した充放電計画のパターンごとに、当該パターンに基づいて各組電池３１０を充放電させた場合の、各組電池３１０および各電力変換器３２０の発熱量を推定する（ステップＳ１０３）。
【００４７】
また気象情報取得部４０３は、ＥＭＳ２００から気象情報を取得する（ステップＳ４）。次に、温度推定部４０４は、気象情報取得部４０３が取得した気象情報に基づいて時刻ごとのコンテナの入熱量を推定する（ステップＳ５）。次に、温度推定部４０４は、推定した発熱量および入熱量に基づいて、個別の充放電計画のパターンごとに、コンテナ内ならびに各組電池３１０および各電力変換器３２０の時刻ごとの温度を推定する（ステップＳ１０６）。
【００４８】
次に、空調制御計画生成部４０５は、温度推定部４０４による各充放電計画のパターンについての温度の推定結果に基づいて、各充放電計画のパターンについて空調制御計画を生成する（ステップＳ１０７）。消費電力特定部４０６は、空調制御計画生成部４０５が生成した各空調制御計画について、空調設備３３０の消費電力を算出する（ステップＳ８）。次に、温度推定部４０４は、空調制御計画生成部４０５が生成した空調制御計画に基づいて、再度コンテナ内ならびに各組電池３１０および各電力変換器３２０の時刻ごとの温度を推定する（ステップＳ９）。
【００４９】
空調制御計画生成部４０５は、複数の空調制御計画のうち、当該空調制御計画に基づく温度推定部４０４によるシミュレーションの結果、全ての組電池３１０および電力変換器３２０の温度が全ての時刻において適正温度以下となる空調制御計画が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。空調制御計画生成部４０５は、全ての組電池３１０および電力変換器３２０の温度が全ての時刻において適正温度より低くなる空調制御計画が存在しないと判定した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理をステップＳ１０２に戻し、再度個別の充放電計画のパターンを複数生成し、当該パターンに基づいて空調制御計画を生成する。つまり、空調制御計画生成部４０５は、温度推定部４０４が推定した温度が全ての時刻において組電池３１０の適正温度以下となるまで、空調制御計画の生成を継続する。なお個別充放電計画生成部４０２は、例えば遺伝的アルゴリズムに基づいて、前回生成した複数の空調制御計画から新たな空調制御計画を生成することができる。
【００５０】
空調制御計画生成部４０５は、全ての組電池３１０および電力変換器３２０の温度が全ての時刻において適正温度以下となる空調制御計画が存在すると判定した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、全ての組電池３１０および電力変換器３２０の温度が全ての時刻において適正温度以下となる空調制御計画のうち、消費電力特定部４０６が特定した消費電力が最小となるものを特定する。また、個別充放電計画生成部４０２は、当該空調制御計画の基になった充放電計画のパターンを特定する（ステップＳ１１１）。
【００５１】
そして、制御装置４００は、ステップＳ１１１で特定した充放電計画および空調制御計画に基づいて、空調設備３３０を制御する。図７は、第２の実施形態に係る制御装置４００による出力平滑化システム１の制御方法を示すフローチャートである。なお、第１の実施形態と同じ処理を行うステップについては、同じ符号を用いて説明する。
【００５２】
現在時刻がＥＭＳ２００による充放電計画が示す開始時刻になると、制御装置４００の平滑化電力算出部４０７は、発電設備１００から発電電力を取得する（ステップＳ５１）。平滑化電力算出部４０７は、取得した発電電力に基づいて、発電電力の平滑化のために組電池３１０に充放電させるべき平滑化電力を算出する（ステップＳ５２）。次に、充放電電力決定部４０８は、個別充放電計画生成部４０２がステップＳ１１１で特定した個別の充放電計画に基づいて、充放電させる組電池３１０を特定する（ステップＳ１５２）。次に、充放電電力決定部４０８は、平滑化電力算出部４０７が算出した発電電力を、充放電させる組電池３１０の数で除算することで、各組電池３１０を充放電させる電力を決定する（ステップＳ１５３）。次に、充放電指令送信部４０９は、充放電電力決定部４０８が決定した電力で組電池３１０を充放電させる充放電指令を、特定した組電池３１０に対応する電力変換器３２０に送信する（ステップＳ１５４）。これにより、出力平滑化システム１は、電力変換器３２０の変換効率が低くならないように、発電設備１００の発電電力を平滑化して電力系統に供給することができる。
【００５３】
他方、温度取得部４１０は、組電池３１０のＢＭＳ３１２および空調設備３３０から、組電池３１０の温度およびコンテナ内の温度を取得する（ステップＳ５５）。次に、空調指令送信部４１１は、組電池３１０の温度またはコンテナ内の温度と、温度推定部４０４によって推定された現在時刻の温度との差が、所定の閾値以内であるか否かを判定する（ステップＳ５６）。
【００５４】
空調指令送信部４１１は、実際の温度と推定された温度との差が、所定の閾値以内である場合（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、空調制御計画生成部４０５がステップＳ１１で特定した空調制御計画に従った空調指令を、空調設備３３０に送信する（ステップＳ５７）。
【００５５】
他方、空調指令送信部４１１は、実際の温度と推定された温度との差が、所定の閾値より大きい場合（ステップＳ５６：ＮＯ）、空調制御計画生成部４０５がステップＳ１１１で特定した空調制御計画に関わらず、空調設備３３０に当該差を小さくするための空調指令を送信する（ステップＳ５８）。次に、制御装置４００は、現在時刻がＥＭＳ２００による充放電計画が示す終了時刻に達したか否かを判定する（ステップＳ５９）。現在時刻が終了時刻より前である場合（ステップＳ５９：ＮＯ）、制御装置４００は、処理をステップＳ５１に戻し、発電電力の平滑化制御および空調制御を継続する。他方、現在時刻が終了時刻に達した場合（ステップＳ５９：ＹＥＳ）、制御装置４００は、処理を終了する。
【００５６】
このように、本実施形態によれば、制御装置４００は、電力変換器３２０の変換効率が高くなるよう計画された充放電計画に基づいて空調制御計画を生成する。これにより、蓄電システム３００は、空調設備３３０および電力変換器３２０の消費電力を抑えつつ二次電池の温度を適正温度に保つことができる。
【００５７】
《第３の実施形態》
図８は、第３の実施形態に係るピークカットシステム２の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態に係るピークカットシステム２は、ビルやタウンなどのコミュニティにおいて、電力系統から供給を受ける電力が所定の上限値を超えないように制御する装置である。ピークカットシステム２は、コミュニティ管理装置５００、ＥＭＳ２００および蓄電システム３００を備える。ピークカットシステム２は、充放電制御システムの一例である。
コミュニティ管理装置５００は、コミュニティの需要電力を蓄電システム３００に通知する。
【００５８】
ＥＭＳ２００は、気象情報などに基づいてコミュニティの時刻ごとの需要電力を予測し、当該需要電力に基づいて蓄電システム３００の時刻ごとの充放電量を示す充放電計画を生成する。具体的には、ＥＭＳ２００は、気象情報およびコミュニティの過去の需要電力履歴などに基づいて、コミュニティの需要電力を予測する。そしてＥＭＳ２００は、需要電力の予測結果および蓄電システム３００が備える組電池３１０の充電率の情報に基づいて、充放電計画を生成する。また、ＥＭＳ２００は、蓄電システム３００の制御装置４００から空調設備３３０の時刻ごとの消費電力の入力を受け付け、空調設備３３０の消費電力により電力系統から供給を受ける電力が上限値を超える場合に、制御装置４００に対して空調設備３３０の消費電力を低減すべき時刻を示す低減指示を出力する。
【００５９】
つまり、ＥＭＳ２００は、供給電力の上限値と需要電力との差の電力を二次電池に放電させるように充放電計画を生成する充放電計画生成部と、制御装置４００が生成した空調制御計画に基づく空調設備３３０の消費電力と需要電力の和が上限値を超える時刻がある場合に、当該時刻の空調設備３３０の消費電力を低減すべきとする低減指示を生成する低減指示生成部とを備える。
【００６０】
蓄電システム３００の構成は、第１の実施形態に係る出力平滑化システム１が備える蓄電システム３００と同様の構成である。
図９は、第３の実施形態に係る制御装置４００の構成を示す概略ブロック図である。第３の実施形態に係る制御装置４００は、第１の実施形態の構成に加え、さらに消費電力通知部４１２および低減指示取得部４１３を備える。
消費電力通知部４１２は、空調制御計画生成部４０５が特定した空調制御計画に基づいて空調を制御した場合における時刻ごとの消費電力をＥＭＳ２００に通知する。
低減指示取得部４１３は、ＥＭＳ２００から空調設備３３０の消費電力を低減すべき時刻を示す低減指示を取得する。
【００６１】
次に、本実施形態に係る制御装置４００による空調制御計画の生成方法について説明する。なお、第１の実施形態と同じ処理を行うステップについては、同じ符号を用いて説明する。
図１０は、第３の実施形態に係る空調制御計画の生成方法を示すフローチャートである。
ＥＭＳ２００が充放電計画を生成すると、制御装置４００は、第１の実施形態で説明したステップＳ１〜ステップＳ１１の処理を実行することで、全ての組電池３１０および電力変換器３２０の温度が全ての時刻において適正温度以下となる空調制御計画のうち消費電力が最小となるものを特定する。
【００６２】
次に、消費電力通知部４１２は、空調制御計画生成部４０５が特定した空調制御計画に基づいて空調を制御した場合における時刻ごとの消費電力をＥＭＳ２００に通知する（ステップＳ２１２）。これにより、ＥＭＳ２００は、各時刻において、コミュニティの需要電力と空調設備３３０の消費電力の和が所定の上限値を超える時刻があるか否かを判定する。そしてＥＭＳ２００は、需要電力と空調設備３３０の消費電力の和が所定の上限値を超える時刻があると判断した場合に、当該時刻の空調設備３３０の消費電力を低減すべきとする低減指示を生成し、制御装置４００に送信する。
【００６３】
ステップＳ２１２で消費電力通知部４１２がＥＭＳ２００に空調設備３３０の消費電力を通知すると、低減指示取得部４１３は、ＥＭＳ２００から低減指示を取得したか否かを判定する（ステップＳ２１３）。ＥＭＳ２００から低減指示が送信されなかった場合（ステップＳ２１３：ＮＯ）、空調機器の消費電力を加えても電力系統から供給を受ける電力が上限値を超えないため、空調制御計画生成部４０５は、空調制御計画の再検討をせずに処理を終了する。
【００６４】
他方、低減指示取得部４１３がＥＭＳ２００から低減指示を取得した場合（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、空調制御計画生成部４０５は、充放電計画取得部４０１が取得した充放電計画に基づいて、当該低減指示が示す時刻に組電池３１０が充電するか否かを判定する（ステップＳ２１４）。空調制御計画において、低減指示が示す時刻に組電池３１０が充電する場合（ステップＳ２１４：ＹＥＳ）、個別充放電計画生成部４０２は、当該時刻に組電池３１０を充電させないように充放電計画を変更する（ステップＳ２１５）。これにより、電力系統からの買電電力および空調設備３３０の消費電力を減少させることができる。消費電力通知部４１２は、充放電計画の変更をＥＭＳ２００に通知する（ステップＳ２１６）。そして、ＥＭＳ２００は、変更後の充放電計画に基づいて、再度消費電力の判定を行う。制御装置４００は、処理をステップＳ２１３に戻し、ＥＭＳ２００が低減指示を送信したか否かを判定する。
【００６５】
他方、空調制御計画において、低減指示が示す時刻に組電池３１０が放電し、または充放電を行わない場合（ステップＳ２１４：ＮＯ）、空調制御計画生成部４０５は、当該低減指示が示す時刻が、ＥＭＳ２００が生成した充放電計画が示す開始時刻であるか否かを判定する（ステップＳ２１７）。低減指示が示す時刻が開始時刻でない場合（ステップＳ２１７：ＮＯ）、空調制御計画生成部４０５は、ステップＳ１１で特定した空調制御計画のうち、低減指示が示す時刻の空調制御量を減少させ、当該時刻より前の時刻の空調制御量を増加させる（ステップＳ２１８）。これにより、空調設備３３０の消費電力により消費電力が上限値を超える時刻の消費電力を低減し、当該時刻より前の時刻からコンテナ内を冷却しておくことができる。
【００６６】
空調制御計画生成部４０５が空調制御計画を変更すると、消費電力特定部４０６は、当該空調制御計画に基づいて空調設備３３０の消費電力を算出する（ステップＳ２１９）。そしてステップＳ２１２に戻り、ＥＭＳ２００に再度消費電力の判定を行わせる。
他方、低減指示が示す時刻が開始時刻である場合（ステップＳ２１７：ＹＥＳ）、上限値を超えないように空調を制御することができないと判定し、ステップＳ１１で特定した空調制御計画またはステップＳ２１８で変更した空調制御計画のうち、最も消費電力が小さくなる空調制御計画を特定する（ステップＳ２２０）。
【００６７】
このように、本実施形態によれば、制御装置４００は、ＥＭＳ２００から低減指示を取得した場合に、当該低減指示が示す時刻の空調制御量を減少させ、当該時刻より前の時刻の空調制御量を増加させる。これにより、ピークカットシステム２は、空調設備３３０の消費電力によって電力系統から供給を受ける電力が上限値を超えないようにしつつ、二次電池の温度を適正温度に保つことができる。
【００６８】
なお、本実施形態に係る制御装置４００は、第１の実施形態と同様に、ＥＭＳ２００が生成した充放電計画が示す時刻ごとの充放電量を、組電池３１０の数で除算することで、各組電池３１０の充放電計画を生成するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る制御装置４００は、第２の実施形態と同様に、電力変換器３２０の変換効率を鑑みて、充放電させる組電池３１０の数を変化させても良い。
【００６９】
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態に係る制御装置４００は、ＥＭＳ２００から気象情報を取得するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る制御装置４００は、他のサーバ装置から気象情報を取得しても良い。また、コンテナが外部からの熱を十分に断熱できるのであれば、制御装置４００はコンテナの外部からの入熱量を鑑みずに温度の推定を行っても良い。
【００７０】
図１１は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータ９００の構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述の制御装置４００およびＥＭＳ２００は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
【００７１】
なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。
【００７２】
また、当該プログラムは、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い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１…出力平滑化システム  ２…ピークカットシステム  １００…発電設備  ２００…ＥＭＳ  ３００…蓄電システム  ３１０…組電池  ３１１…セル電池  ３１２…ＢＭＳ  ３２０…電力変換器  ３３０…空調設備  ４００…制御装置  ４０１…充放電計画取得部  ４０２…個別充放電計画生成部  ４０３…気象情報取得部  ４０４…温度推定部  ４０５…空調制御計画生成部  ４０６…消費電力特定部  ４０７…平滑化電力算出部  ４０８…充放電電力決定部  ４０９…充放電指令送信部  ４１０…温度取得部  ４１１…空調指令送信部  ４１２…消費電力通知部  ４１３…低減指示取得部  ５００…コミュニティ管理装置  ９００…コンピュータ  ９０１…ＣＰＵ  ９０２…主記憶装置  ９０３…補助記憶装置  ９０４…インタフェース
【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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