(57)【要約】      （修正有）【課題】リチウムイオン電池の寿命の低下を抑制しつつ、負荷周波数制御を適切に行うことができる負荷周波数制御装置を提供する。【解決手段】蓄電池制御装置１１は、電力系統１２の負荷周波数制御が必要か否かを判定する判定部１５と、判定部により負荷周波数制御が必要と判定されたときは負荷周波数制御を行う負荷周波数制御部１６と、蓄電池であるリチウムイオン電池１３の充放電制御を行う充放電制御部１７とを備える。充放電制御部は、負荷周波数制御を行っていないときはリチウムイオン電池の充電率が予め定めた低設定値を維持し、負荷周波数制御を行うときはリチウムイオン電池の充電率を予め定めた高設定値とし、その高設定値を基準として定まる許容電力変動幅内でリチウムイオン電池の充放電を行い、負荷周波数制御を中止するときはリチウムイオン電池の充電率を低設定値に戻す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の負荷周波数制御が必要か否かを判定する判定部と、
前記判定部により負荷周波数制御が必要と判定されたときは負荷周波数制御を行う負荷周波数制御部と、
蓄電池であるリチウムイオン電池の充放電制御を行う充放電制御部とを備え、
前記充放電制御部は、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を行っていないときは前記リチウムイオン電池の充電率が予め定めた低設定値を維持するように前記リチウムイオン電池の充放電を行い、
前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を行うときは、前記リチウムイオン電池の充電率を予め定めた高設定値とし、その高設定値を基準として定まる許容電力変動幅内で前記リチウムイオン電池の充放電を行い、
前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を中止するときは前記リチウムイオン電池の充電率を前記低設定値に戻すことを特徴とする蓄電池制御装置。
【請求項２】
前記充放電制御部は、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を開始したとき、前記リチウムイオン電池の充電率を前記高設定値とする過程において、前記電力系統の電力需要が低下するタイミングで前記リチウムイオン電池を充電し、前記リチウムイオン電池の充電率を前記低設定値から前記高設定値まで上昇させることを特徴とする請求項１記載の蓄電池制御装置。
【請求項３】
前記充放電制御部は、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を終了するとき、前記リチウムイオン電池の充電率を前記低設定値に戻す過程において、前記電力系統の電力需要が上昇するタイミングで前記リチウムイオン電池を放電し、前記リチウムイオン電池の充電率を前記高設定値から前記低設定値に戻すことを特徴とする請求項１記載の蓄電池制御装置。
【請求項４】
電力系統の負荷周波数制御が必要か否かを判定する判定部と、
前記判定部により負荷周波数制御が必要と判定されたときは負荷周波数制御を行う前記負荷周波数制御部と、
蓄電池であるリチウムイオン電池の充放電制御を行う充放電制御部とを備え、
前記充放電制御部は、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を行っていないときは前記リチウムイオン電池の充電率が予め定めた低設定値を維持するように前記リチウムイオン電池の充放電を行い、
前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を開始したときは、前記低設定値を基準として定まる許容電力変動幅内で前記リチウムイオン電池の充放電を行い、前記電力系統の電力需要変動幅が前記低設定値を基準として定まる許容電力変動幅を逸脱したときは、前記電力需要変動幅の大きさに応じて順次前記リチウムイオン電池の充電率を低設定値から高設定値まで段階的に予め設定した中間設定値または高設定値を基準として定まる許容電力変動幅内で前記リチウムイオン電池の充放電を行うことを特徴とする蓄電池制御装置。
【請求項５】
前記充放電制御部は、電力系統の電力需要が低下するタイミングで前記リチウムイオン電池の放電ロス分を定期的に充電することを特徴とする請求項４記載の蓄電池制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池を用いて電力系統の負荷周波数制御を行う蓄電池制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統においては、電力需要の変動に対して、負荷特性（自己制御性）、発電機のガバナフリー制御、負荷周波数制御（LFC：Load Frequency Control）、経済負荷配分制御（EDC：Economic load Dispatching Control）等によって、電力需要と電力供給とが平衡するように発電機の出力調整制御が行われ、周波数の変動を抑制するようにしている。
【０００３】
負荷周波数制御は、電力需要の変動のうちの主に数分から２０分周期程度の変動成分に対しての制御であり、それより長い周期の変動成分は経済負荷配分制御EDCによって、それより短い周期の変動成分は発電機のガバナフリー制御や負荷特性（自己制御性）によって調整される。負荷周波数制御は、水力発電機や火力発電機の制御によって行なわれているが、蓄電池の活用による調整力の確保なども期待されている。
【０００４】
蓄電池を用いて負荷周波数制御を行うものとして、NAS電池が所定範囲の充電深度になるように充放電し、２００〜２５０％程度のNAS電池の過負荷運転を可能としたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、リチウムイオン二次電池は、内部抵抗が小さく大電流での充放電による電圧変動と温度上昇とが少ない特性があり、電気自動車（EV：Electric Vehicle）などの移動体のみならず、大型の電力貯蔵システム（ ESS：Energy Storage System）にも適用されている。リチウムイオン電池のサイクル寿命は、充電率（SOC：State Of Charge）に依存することが知られている（非特許文献１参照）。そこで、リチウムイオン電池を負荷周波数制御に用いることも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３７０８５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】NTT Building Technology Institute 2005 「小型リチウムイオン電池の寿命特性」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、リチウムイオン電池は、充電率を高くした場合に、充放電サイクル数により充電容量が著しく劣化するので、電池寿命が短くなり負荷周波数制御には必ずしも適さない。リチウムイオン二次電池は、内部抵抗が小さく大電流での充放電による電圧変動と温度上昇とが少ない特性があり電力貯蔵システムにも適用されていることから、リチウムイオン電池の寿命を確保する対策を講じて負荷周波数制御にも用いることが期待されている。
【０００９】
本発明の目的は、リチウムイオン電池の寿命を延ばしつつ、負荷周波数制御を適切に行うことができる蓄電池制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明に係る蓄電池制御装置は、電力系統の負荷周波数制御が必要か否かを判定する判定部と、前記判定部により負荷周波数制御が必要と判定されたときは負荷周波数制御を行う負荷周波数制御部と、蓄電池であるリチウムイオン電池の充放電制御を行う充放電制御部とを備え、前記充放電制御部は、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を行っていないときは前記リチウムイオン電池の充電率が予め定めた低設定値を維持するように前記リチウムイオン電池の充放電を行い、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を行うときは、前記リチウムイオン電池の充電率を予め定めた高設定値とし、その高設定値を基準として定まる許容電力変動幅内で前記リチウムイオン電池の充放電を行い、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を中止するときは前記リチウムイオン電池の充電率を前記低設定値に戻すことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明に係る蓄電池制御装置は、請求項１の発明において、前記充放電制御部は、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を開始したとき、前記リチウムイオン電池の充電率を前記高設定値とする過程において、前記電力系統の電力需要が低下するタイミングで前記リチウムイオン電池を充電し、前記リチウムイオン電池の充電率を前記低設定値から前記高設定値まで上昇させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明に係る蓄電池制御装置は、請求項１の発明において、前記充放電制御部は、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を終了するとき、前記リチウムイオン電池の充電率を前記低設定値に戻す過程において、前記電力系統の電力需要が上昇するタイミングで前記リチウムイオン電池を放電し、前記リチウムイオン電池の充電率を前記高設定値から前記低設定値に戻すことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明に係る蓄電池制御装置は、電力系統の負荷周波数制御が必要か否かを判定する判定部と、前記判定部により負荷周波数制御が必要と判定されたときは負荷周波数制御を行う前記負荷周波数制御部と、蓄電池であるリチウムイオン電池の充放電制御を行う充放電制御部とを備え、前記充放電制御部は、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を行っていないときは前記リチウムイオン電池の充電率が予め定めた低設定値を維持するように前記リチウムイオン電池の充放電を行い、前記負荷周波数制御部が負荷周波数制御を開始したときは、前記低設定値を基準として定まる許容電力変動幅内で前記リチウムイオン電池の充放電を行い、前記電力系統の電力需要変動幅が前記低設定値を基準として定まる許容電力変動幅を逸脱したときは、前記電力需要変動幅の大きさに応じて順次前記リチウムイオン電池の充電率を低設定値から高設定値まで段階的に予め設定した中間設定値または高設定値を基準として定まる許容電力変動幅内で前記リチウムイオン電池の充放電を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明に係る蓄電池制御装置は、請求項４の発明において、前記充放電制御部は、電力系統の電力需要が低下するタイミングで前記リチウムイオン電池の放電ロス分を定期的に充電することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、負荷周波数制御を行っていないときはリチウムイオン電池の充電率を予め定めた低設定値を維持し、負荷周波数制御を行うときはリチウムイオン電池の充電率を予め定めた高設定値とし、その高設定値を基準として定まる許容電力変動幅でリチウムイオン電池の充放電を行うので、電力需要変動幅が大きいと予測される場合の負荷周波数制御に適しており、電力需要変動幅が大きい負荷周波数制御の際にのみ適用されることから、相対的に充電率を高くした状態での充放電サイクル数を軽減でき充電容量の劣化を低減できる。これにより、リチウムイオン電池のサイクル容量低下を抑制しつつ、負荷周波数制御を適切に行うことができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、負荷周波数制御を開始の際に、リチウムイオン電池の充電率を低設定値の状態から高設定値まで上昇させる過程において、電力系統の電力需要が低下するタイミングでリチウムイオン電池を充電するので、電力系統の電力需要低下を抑制する方向でリチウムイオン電池の充電率を上昇させることができる。従って、負荷周波数制御による電力系統の電力需給制御に悪影響を与えない。
【００１７】
請求項３の発明によれば、負荷周波数制御を終了する際に、リチウムイオン電池の充電率を高設定値の状態から低設定値に戻す過程において、電力系統の電力需要が上昇するタイミングでリチウムイオン電池を放電するので、電力系統の電力需要上昇を抑制する方向でリチウムイオン電池の充電率を低下させることができる。従って、負荷周波数制御による電力系統の電力需給制御に悪影響を与えない。
【００１８】
請求項４の発明によれば、負荷周波数制御を開始したときは、低設定値を基準として定まる許容電力変動幅内でリチウムイオン電池の充放電を行い、電力系統の電力需要変動幅が低設定値を基準として定まる許容電力変動幅を逸脱したときは、電力需要変動幅の大きさに応じて順次リチウムイオン電池の充電率を低設定値から高設定値まで段階的に予め設定した中間設定値または高設定値を基準として定まる許容電力変動幅内でリチウムイオン電池の充放電を行うので、電力需要変動幅が小さいと予測される場合の負荷周波数制御に適している。電力需要変動幅が小さい負荷周波数制御の際に多く適用されることから、リチウムイオン電池の充電率を小さくした状態で負荷周波数制御となるので、充電率を高くした状態での充放電サイクル数を軽減でき充電容量低下を抑制できる。これにより、リチウムイオン電池のサイクル寿命の減少を抑制しつつ、負荷周波数制御を適切に行うことができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、電力系統の電力需要が低下するタイミングでリチウムイオン電池の放電ロス分を定期的に充電するので、電力系統の電力需要上昇を抑制する方向でリチウムイオン電池の充放電ロス分を補充でき、リチウムイオン電池の充電率を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る蓄電池制御装置を電力系統の負荷周波数制御に適用した構成図。
【図２】本発明の第１実施例に係る蓄電制御装置の処理内容を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１実施例に係る蓄電制御装置で制御されたリチウムイオン電池の充電率の変化の一例を示すグラフ。
【図４】本発明の第１実施例に係る蓄電制御装置で制御されたリチウムイオン電池の充電率の変化の他の一例を示すグラフ。
【図５】本発明の第２実施例に係る蓄電制御装置の処理内容を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２実施例に係る蓄電制御装置で制御されたリチウムイオン電池の充電率の変化の一例を示すグラフ。
【図７】本発明の第２実施例に係る蓄電制御装置にて低設定値でリチウムイオン電池の充放電制御中にリチウムイオン電池の放電ロス分を充電する場合の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る蓄電池制御装置１１を電力系統１２の負荷周波数制御に適用した構成図である。図１では、蓄電池としてリチウムイオン電池１３を用いて電力系統１２の負荷周波数制御を行う場合を示している。リチウムイオン電池１３は電力変換装置１４を介して電力系統１２に接続され、これにより、リチウムイオン電池１３を用いて電力系統１２の負荷周波数制御行う。図１では、電力系統１２と電力変換装置１４との接続機器（例えば、変圧器や遮断器等）の図示を省略している。
【００２２】
蓄電池制御装置１１は、電力系統１２の負荷周波数制御が必要か否かを判定する判定部１５と、負荷周波数制御を行う負荷周波数制御部１６と、リチウムイオン電池１３の充放電制御を行う充放電制御部１７とを備えている。
【００２３】
判定部１５は、上位装置例えば中央給電指令所から電力系統１２の電力需給情報を入力し、電力系統１２の負荷周波数制御が必要か否かを判定する。例えば、ゴールデンウィークなどは電力需要が少なくなるので、電力系統に連系運転される火力発電機が少なくなり、火力発電機による負荷周波数制御の調整力が減少することから負荷周波数制御の調整力の確保が必要となる。また、太陽光発電システムの普及に伴い火力発電機の出力が低下した場合も同様となる。更に、広域に渡り所定以上の曇天状態では太陽光発電システムの出力変動が大きくなるので、電力系統１２の系統周波数の変動幅が大きくなり負荷周波数制御の調整力の確保が必要となる。このように、判定部１５は電力系統１２の電力需給情報を入力して電力系統１２の負荷周波数制御が必要か否かを判定する。
【００２４】
負荷周波数制御部１６は、判定部１５により負荷周波数制御が必要と判定されたときは、負荷周波数制御指令を充放電制御部１７に出力する。すなわち、負荷周波数制御部１６は充放電制御部１７を介して、電力系統１２の電力需要が上昇しているときはリチウムイオン電池１３から電力系統１２に電力を放電し、電力系統１２の電力需要が低下しているときはリチウムイオン電池１３に電力系統１２の電力を充電する。これにより、電力系統１２の電力需給の変動を抑制し電力系統１２の周波数変動を抑制する。
【００２５】
充放電制御部１７は負荷周波数制御部１６からの負荷周波数制御指令に基づき、電力変換装置１４に負荷周波数制御ための充放電指令を出力する。電力変換装置１４は、充放電制御部１７からの充放電指令に基づき、リチウムイオン電池１３に蓄電された直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力したり、電力系統１２の交流電力を直流電力に変換してリチウムイオン電池１３に蓄電する。
【００２６】
ここで、本発明の実施形態では、負荷周波数制御を行っていないときはリチウムイオン電池１３の充電率を予め定めた低設定値に維持しておく。そして、以下に述べる第１実施形態では、負荷周波数制御を行うときに、リチウムイオン電池１３の充電率を予め定めた高設定値としリチウムイオン電池１３の充放電を行う。
【００２７】
また、以下に述べる第２実施例では、負荷周波数制御を開始したときは、低設定値を基準として定まる許容電力変動幅（以下、低基準許容電力変動幅という）でリチウムイオン電池１３の充放電を行い、電力系統１２の電力需要変動幅が低基準許容電力変動幅を逸脱したときは、電力需要変動幅の大きさに応じてリチウムイオン電池１３の充電率を低設定値から高設定値まで段階的に上昇させた中間設定値を基準として定まる許容電力変動幅（以下、中間基準許容電力変動幅という）、または高設定値を基準として定まる許容電力変動幅（以下、高基準許容電力変動幅という）内でリチウムイオン電池の充放電を行う。以下の説明では、低設定値は充電率１０％、中間設定値は２０％、３０％、４０％、高設定値は充電率５０％である場合について説明する。
【００２８】
まず、第１実施形態を説明する。図２は、本発明の第１実施例に係る蓄電制御装置の処理内容を示すフローチャートである。図２に示すように、リチウムイオン電池１３の充電率を予め定めた低設定値（充電率１０％）に維持しておく（Ｓ１）。すなわち、充放電制御部１７は、負荷周波数制御部１６が負荷周波数制御を行っていないときは、リチウムイオン電池１３の充電率が予め定めた低設定値を維持するようにリチウムイオン電池１３の充放電を行う。
【００２９】
リチウムイオン電池１３の充電率を低設定値に維持している状態で、判定部１５は電力系統１２の負荷周波数制御が必要か否かを一定の周期で定期的に判定する（Ｓ２）。電力系統１２の負荷周波数制御が必要でないときは処理を終了し次の周期まで待つ。電力系統１２の負荷周波数制御が必要であると判定されたときは、負荷周波数制御部１６から充放電制御部１７に負荷周波数制御指令が出力され、充放電制御部１７はリチウムイオン電池１３の充電率を予め定めた高設定値（充電率５０％）まで上昇させる（Ｓ３）。
【００３０】
この状態で、その高設定値を基準として負荷周波数制御を行う（Ｓ４）。つまり、充放電制御部１７は、高設定値（充電率５０％）を基準として定まる許容電力変動幅（高基準許容電力変動幅）内でリチウムイオン電池１３の充放電を行う。そして、充放電制御部１７は負荷周波数制御は中止したか否かを判定する（Ｓ５）。この判定は、負荷周波数制御部１６から充放電制御部１７に負荷周波数制御中止指令があるか否かで判定する。負荷周波数制御中止指令があるときは、充放電制御部１７は、高許容電力変動幅内でのリチウムイオン電池１３の充放電を停止する。そして、リチウムイオン電池１３の充電率を低設定値まで下げる（Ｓ６）。これにより、リチウムイオン電池１３の充電率は高設定値から低設定値に戻される。
【００３１】
図３は、本発明の第１実施例に係る蓄電制御装置で制御されたリチウムイオン電池１３の充電率の変化の一例を示すグラフである。いま、時点ｔ１で、負荷周波数制御部１６から充放電制御部１７に負荷周波数制御指令が出力されたとする。時点ｔ１以前においては、リチウムイオン電池１３の充電率は低設定値（充電率１０％）に維持されている。時点ｔ１で、負荷周波数制御部１６から充放電制御部１７に負荷周波数制御指令が出力されると、充放電制御部１７はリチウムイオン電池１３の充電率を予め定めた高設定値（充電率５０％）まで上昇させる。時点ｔ２で、リチウムイオン電池１３の充電率が予め定めた高設定値（充電率５０％）になると、充放電制御部１７は、その高設定値（充電率５０％）を基準として負荷周波数制御を行う。つまり、電力需要変動幅Ｐ１を抑制するように高許容電力変動幅内でリチウムイオン電池１３の充放電を行う。
【００３２】
ここで、高許容電力変動幅は、高設定値（充電率５０％）を基準として定まる許容電力変動幅から最大で充電率０％〜充電率１００％の範囲であるが、余裕αを考慮して、充電率（０＋α）％〜充電率（１００−α）％とする。
【００３３】
負荷周波数制御は電力需要変動を抑制し電力系統１２の周波数を一定範囲内に制御するものであるから、リチウムイオン電池１３は充電及び放電の双方に対応できなければならない。充電率が５０％のときには充電及び放電につき最大の許容電力変動幅とすることができる。そのために、実施例１では、負荷周波数制御の際にはリチウムイオン電池１３の充電率を高設定値（充電率５０％）にすることとしている。
【００３４】
次に、時点ｔ３で、負荷周波数制御中止指令があったとすると、充放電制御部１７はリチウムイオン電池１３の充電率を高設定値から低設定値に戻す。すなわち、リチウムイオン電池１３の充電率を高設定値から低設定値まで下げる。時点ｔ４で、リチウムイオン電池１３の充電率が低設定値となると負荷周波数制御は終了し、リチウムイオン電池１３は負荷周波数制御に対して待機状態となる。
【００３５】
図４は、本発明の第１実施例に係る蓄電制御装置で制御されたリチウムイオン電池１３の充電率の変化の他の一例を示すグラフである。この他の一例は、図３に示した一例に対し、リチウムイオン電池１３の充電率を低設定値から高設定値まで上昇させる過程（時点ｔ１〜時点ｔ２）において電力需要が低下するタイミングでリチウムイオン電池１３を充電し、リチウムイオン電池１３の充電率を高設定値から低設定値まで低下させる過程（時点ｔ３〜時点ｔ４）において電力需要が上昇するタイミングでリチウムイオン電池１３を放電するようにしたものである。
【００３６】
図４に示すように、リチウムイオン電池１３の充電率を低設定値から高設定値まで上昇させる過程（時点ｔ１〜時点ｔ２）において、電力需要変動幅Ｐ２の波形が上に凸となっているときが電力系統１２の電力需要が低下しているとき（電力系統に余剰電力があるとき）であり、そのタイミングでリチウムイオン電池１３を充電し、リチウムイオン電池１３の充電率を低設定値から高設定値まで上昇させる。このように、電力系統１２の電力需要の低下を抑制する方向で充電率を上昇させるため、電力系統１２の需給制御に悪影響を与えない。
【００３７】
同様に、リチウムイオン電池１３の充電率を高設定値から低設定値まで低下させる過程（時点ｔ３〜時点ｔ４）において、電力需要変動幅Ｐ３の波形が下に凸となっているときが電力系統１２の電力需要が上昇しているとき（電力系統１２の電力が不足しているとき）であり、そのタイミングでリチウムイオン電池１３を放電し、リチウムイオン電池１３の充電率を高設定値から低設定値まで低下させる。このように、電力系統１２の電力需要の上昇を抑制する方向で充電率を低下させるため、電力系統１２の需給制御に悪影響を与えない。
【００３８】
以上の説明では、リチウムイオン電池１３の充電率を低設定値から高設定値まで上昇させる過程（時点ｔ１〜時点ｔ２）において電力需要が低下するタイミングでリチウムイオン電池１３を充電し、かつ、リチウムイオン電池１３の充電率を高設定値から低設定値まで低下させる過程（時点ｔ３〜時点ｔ４）において電力需要が上昇するタイミングでリチウムイオン電池１３を放電するようにしたが、いずれか一方の過程において採用するようにしてもよい。
【００３９】
次に、第２の実施形態を説明する。図５は、本発明の第２実施例に係る蓄電制御装置の処理内容を示すフローチャートである。図５に示すように、リチウムイオン電池１３の充電率を予め定めた低設定値に維持しておく（Ｔ１）。リチウムイオン電池１３の充電率を低設定値に維持している状態で、判定部１５は電力系統１２の負荷周波数制御が必要か否かを一定の周期で定期的に判定する（Ｔ２）。電力系統１２の負荷周波数制御が必要でないときは処理を終了し次の周期まで待つ。
【００４０】
電力系統１２の負荷周波数制御が必要であると判定されたときは、充放電制御部１７は、低設定値のまま、低許容電力変動幅内でリチウムイオン電池１３の充放電を行う（Ｔ３）。この状態で、電力系統１２の電力需要変動幅が低許容電力変動幅を逸脱したか否かを判定する（Ｔ４）。電力需要変動幅が低許容電力変動幅を逸脱していないときは、充放電制御部１７は負荷周波数制御は中止したか否かを判定し（Ｔ５）、負荷周波数制御を中止していないときはステップＴ４に戻り、負荷周波数制御を中止しているときは処理を終了し次の処理周期まで待つ。これにより、リチウムイオン電池１３の充電率は低設定値を維持した状態で待機することになる。
【００４１】
一方、ステップＴ４の判定で、電力需要変動幅が低許容電力変動幅を逸脱したときは充電率を中間設定値まで上げる（Ｔ６）。中間設定値は２０％、３０％、４０％の３個を有しているとする。最初は充電率が最も小さい中間設定値２０％を選択し、充電率が中間設定値２０％なるように充電率を上げる。そして、その中間許容電力変動幅内で負荷周波数制御を行う（Ｔ７）。
【００４２】
この状態で、電力系統１２の電力需要変動幅が中間許容電力変動幅を逸脱したか否かを判定する（Ｔ８）。電力需要変動幅が中間許容電力変動幅を逸脱していないときは、充放電制御部１７は負荷周波数制御は中止したか否かを判定し（Ｔ９）、負荷周波数制御を中止していないときはステップＴ８に戻る。負荷周波数制御を中止しているときは充放電制御部１７は、その中間許容電力変動幅内でのリチウムイオン電池１３の充放電を停止し、リチウムイオン電池１３の充電率を低設定値まで下げる（Ｔ１０）。これにより、リチウムイオン電池１３の充電率は中間設定値から低設定値に戻され、リチウムイオン電池１３の充電率は低設定値を維持した状態で待機することになる。
【００４３】
一方、ステップＴ８の判定で、電力需要変動幅が中間許容電力変動幅を逸脱したときは、次の中間設定値があるか否かを判定する（Ｔ１１）。ステップＴ１１の判定で、次の中間設定値がある場合には、現在の中間設定値より大きい次の中間設定値を選択し（Ｔ１２）、ステップＴ６に戻る。中間設定値が２０％の場合には、次の中間設定値３０％があるので、中間設定値３０％を選択しステップＴ６に戻る。以下同様に、次の中間設定値がなくなるまでステップＴ６〜ステップＴ１２の処理を繰り返し行う。
【００４４】
電力需要Ｐが中間設定値４０％での中間許容電力変動幅内を超えたときは、ステップＴ１１の判定で次の中間設定値がないと判定される。ステップＴ１１の判定で次の中間設定値がないと判定されると、充電率を高設定値まで上げる（Ｔ１３）。そして、高許容電力変動幅内で負荷周波数制御を行う（Ｔ１４）。
【００４５】
この状態で、充放電制御部１７は負荷周波数制御は中止したか否かを判定し（Ｔ１５）、負荷周波数制御を中止していないときはステップＴ１４に戻る。負荷周波数制御を中止しているときは充放電制御部１７は、高許容電力変動幅内でリチウムイオン電池１３の充放電を停止し、リチウムイオン電池１３の充電率を低設定値まで下げる（Ｔ１０）。これにより、リチウムイオン電池１３の充電率は高設定値から低設定値に戻される。
【００４６】
図６は、本発明の第２実施例に係る蓄電制御装置で制御されたリチウムイオン電池の充電率の変化の一例を示すグラフである。いま、時点ｔ１で、負荷周波数制御部１６から充放電制御部１７に負荷周波数制御指令が出力されたとする。時点ｔ１以前においては、リチウムイオン電池１３の充電率は低設定値（充電率１０％）に維持されている。時点ｔ１で、負荷周波数制御部１６から充放電制御部１７に負荷周波数制御指令が出力されると、充放電制御部１７は、低許容電力変動幅Ｌ１でリチウムイオン電池１３の充放電を行う。低許容電力変動幅Ｌ１は、低設定値の充電率１０％を中心にして上下１０％の範囲であり、最大で充電率０％〜充電率２０％の範囲である。余裕αを考慮して、充電率（０＋α）％〜充電率（２０−α）％とする。
【００４７】
低許容電力変動幅Ｌ１でリチウムイオン電池１３の充放電を行っている状態で、電力系統１２の電力需要変動幅が時点ｔ２で低許容電力変動幅Ｌ１を逸脱したとすると、充放電制御部１７はリチウムイオン電池１３の充電率を低設定値から中間設定値に変更する。中間設定値は、低設定値（充電率１０％）から高設定値（充電率５０％）まで段階的に上昇させた設定値であり、例えば、充電率２０％、３０％、４０％の設定値である。
【００４８】
本発明の実施例２では充電率１０％の次の充電率２０％の中間設定値を選択する。これにより、充放電制御部１７は、中間設定値（充電率２０％）を基準として定まる中間許容電力変動幅Ｌ２でリチウムイオン電池１３の充放電を行う。以下、同様に、中間設定値（充電率２０％）を基準として定まる中間許容電力変動幅Ｌ２でリチウムイオン電池１３の充放電を行っている状態で、電力系統１２の電力需要変動幅が許容電力変動幅Ｌ２を逸脱したとすると、中間設定値を中間設定値（３０％）とし、電力系統１２の電力需要変動幅が大きくなるにつれて設定値を大きくし、最終的には、高設定値（充電率５０％）を基準として定まる高許容電力変動幅Ｌ５でリチウムイオン電池１３の充放電を行う。
【００４９】
これにより、リチウムイオン電池の充電率を小さくした状態での負荷周波数制御が可能となるので、充電率を高くした状態での充放電サイクル数を軽減でき充電容量の劣化を防止できる。従って、リチウムイオン電池のサイクル寿命を延ばしつつ、負荷周波数制御を適切に行うことができる。
【００５０】
図７は、本発明の第２実施例に係る蓄電制御装置にて低設定値でリチウムイオン電池の充放電制御中にリチウムイオン電池の放電ロス分を充電する場合の説明図である。リチウムイオン電池１３を用いて負荷周波数制御を行う場合、低設定値でリチウムイオン電池１３の充放電制御を継続すると、図７に示すように、充放電ロスによりリチウムイオン電池１３の充放電率が徐々に低下する。そこで、充放電制御部１７は、電力系統１２の電力需要が低下するタイミングでリチウムイオン電池１３の放電ロス分を定期的に充電する。図７では、時点ｔａにおいて、タイミングでリチウムイオン電池１３の放電ロス分を充電した場合を示している。これにより、低設定値でリチウムイオン電池１３の充電率を適切に維持できる。
【００５１】
以上本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
１１…蓄電池制御装置、１２…電力系統、１３…リチウムイオン電池、１４…電力変換装置、１５…判定部、１６…負荷周波数制御部、１７…充放電制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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