貯蔵電力制御装置、貯蔵電力制御方法及びプログラム
【課題】 蓄電システム等において、平常時の充放電による運転だけでなく、非常時にも有効活用するための制御を実現可能な貯蔵電力制御装置等を提供する。
【解決手段】 蓄電システム１１の利用者・管理者は、蓄電システム１１に対して、運転パターンを切り替えるパターン切替指令を与えるだけで、制御部５１は、このパターン切替指令に従って、バッテリ２１の電力貯蔵量を貯蔵電力設定量以上にし、かつ、商用電源が停電していない場合には、少なくとも貯蔵電力設定量を確保する。これにより、バッテリを温存して停電時の最大限のバックアップを実現することが可能になる。
【解決手段】 蓄電システム１１の利用者・管理者は、蓄電システム１１に対して、運転パターンを切り替えるパターン切替指令を与えるだけで、制御部５１は、このパターン切替指令に従って、バッテリ２１の電力貯蔵量を貯蔵電力設定量以上にし、かつ、商用電源が停電していない場合には、少なくとも貯蔵電力設定量を確保する。これにより、バッテリを温存して停電時の最大限のバックアップを実現することが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯蔵電力制御装置、貯蔵電力制御方法及びプログラムに関し、特に商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力貯蔵の独立分散電源として、蓄電システム、Ｖ２Ｈシステム等が知られている（以下、「蓄電システム等」という。）。従来の蓄電システム等は、予め設定された運転パターンにより日々運転するものであった（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
蓄電システム等の運転パターンは、夜間充電、昼間放電を標準としている。そして、従来の蓄電システムでは、この運転パターンを変更する際は、手動で細かく設定していた。例えば、停電の恐れが強くなったり（例えば台風の接近など）、停電が計画されたりした場合には、従来の蓄電システム等を手動で停止させてバッテリ残量を確保したり、設定を変更して事前に充電させたりすることで、停電に備えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４５１８５号公報
【特許文献２】特願２０１０−５０４３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の蓄電システム等では、運転パターンそのものを変更するためには、手動で細かく設定を変更する必要があった。そのため、特殊状態や急なユーザー要求には迅速に対応できなかった。また、設定ミスなどにより、運転に支障が出る場合があった。さらに、手動によって停電に備えるため、煩わしく、さらに、停電終了後に設定を元に戻す作業を忘れてしまい、システムの正常動作に悪影響を生じてしまうケースもあった。
【０００６】
そこで、本願発明は、蓄電システム等において、平常時の充放電による運転だけでなく、非常時にも有効活用するための制御を実現可能な貯蔵電力制御装置等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】
【０００７】
本願発明の第１の観点は、商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御装置であって、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御する制御手段を備えるものである。
【０００８】
本願発明の第２の観点は、第１の観点において、貯蔵電力設定量を記憶する電力量記憶手段を備え、前記制御手段は、運転パターンを切り替えるパターン切替指令に従って、前記標準運転パターンから、電力貯蔵量を前記貯蔵電力設定量以上にし、かつ、前記商用電源が停電していない場合において、少なくとも電力貯蔵量が前記貯蔵電力設定量以下のときの放電を禁止する計画運転パターンへ変更するものである。
【０００９】
本願発明の第３の観点は、第２の観点において、前記パターン切替指令には、パターン切り替えを終了するパターン切替終了条件が含まれており、前記制御手段は、前記パターン切替終了条件が成立すると、前記計画運転パターンから前記標準運転パターンへ戻すものである。
【００１０】
本願発明の第４の観点は、第３の観点において、前記パターン切替終了条件は、所定の時間及び／又は時刻の経過である。
【００１１】
本願発明の第５の観点は、第１の観点において、貯蔵電力設定量を記憶する電力量記憶手段を備え、前記制御手段は、前記商用電源が停電する可能性が高まる停電危険時刻の情報により、当該停電危険時刻までに、前記標準運転パターンから、電力貯蔵量を前記貯蔵電力設定量以上にし、かつ、前記商用電源が停電していない場合において、少なくとも電力貯蔵量が前記貯蔵電力設定量以下のときの放電を禁止する計画運転パターンへ変更するものである。
【００１２】
本願発明の第６の観点は、第２から第５のいずれかの観点において、前記制御手段は、前記計画運転パターンにおいて、前記商用電源が停電することにより連系運転から自立運転に移行し、その後、復電することにより自立運転から連系運転に移行した場合に、前記蓄電装置に対して、前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行うものである。
【００１３】
本願発明の第７の観点は、第６の観点において、前記制御手段は、前記蓄電装置に対して、前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で完全充電を行い、規定値まで前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行って、充電を停止し、又は、前記規定値まで前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行って、前記標準運転時の充電電流で完全充電を行うものである。
【００１４】
本願発明の第８の観点は、第２から第７のいずれかの観点において、前記制御手段は、前記標準運転パターンでは最大効率で放電させ、前記計画運転パターンでは、前記商用電源が停電していない場合には効率を下げ、前記商用電源が停電した場合には最大値まで放電可能にするものである。
【００１５】
本願発明の第９の観点は、第１から第８のいずれかの観点において、前記商用電源が停電することにより連系運転から自立運転に移行した場合に、前記商用電源が復電したとき、表示装置に対して、連系運転へ移行する予測時刻を表示させる表示制御手段を備えるものである。
【００１６】
本願発明の第１０の観点は、商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御方法であって、制御手段が、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御するステップを含むものである。
【００１７】
本願発明の第１１の観点は、商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御するコンピュータを、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御する制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００１８】
なお、本願発明を、第１１の観点のプログラムを（定常的に）記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。
【００１９】
また、本願発明は、複数の蓄電システムを管理する場合にも、各蓄電システムを現場で手動設定する必要がなく、統一的に管理することが可能になる。そのため、システム切替指令は、インターネット等を経由して与えられてもよい。
【００２０】
さらに、本願発明において、表示制御手段が、表示装置に対して、自立運転中に、ユーザーに対する注意事項を表示するようにしてもよい。注意事項は、例えば、自立運転中にユーザーにしてほしくない事項であり、「自立運転中は、ドライヤーなど使用電力の大きな家電を使用しないでください。」などである。特に、第７の観点において、予測時刻を表示すると、ユーザーが復電したと勘違いして、負荷の使用量を増やしてしまい、蓄電システムが過負荷により停止するという問題がある。そのため、特に、第７の観点において、予測時刻を表示するとともに、注意事項を表示するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明の各観点によれば、貯蔵電力制御装置に対して、単に複数の運転パターンを切り替えることによって、蓄電システムは、標準的な運転パターンから特殊な状況に対応できる特殊運転パターンに移行することが可能になる。標準運転パターンとは別に設定された特殊運転パターンへ切り替えるだけであれば、専門家でなくても可能である。そのため、例えば、蓄電システムの利用者であっても、このような運転パターンの切り替えを指示することが可能になる。よって、例えば停電対策としても、停電可能性の程度に合わせて、容易にシステムの設定を変更することが可能になる。また、複数の蓄電システムを管理する場合にも、各蓄電システムを現場で手動設定する必要がなくなり、統一的に管理することが可能になる。
【００２２】
本願発明の第２の観点にあるように、特殊運転パターンの一例は、計画運転パターンである。本願発明の第２の観点によれば、一定の電力貯蔵量を確保して放電を禁止することによって、バッテリを温存して停電時の最大限のバックアップを実現することが可能になる。
【００２３】
また、特殊運転パターンの他の一例は、特定日運転パターンである。近年、太陽光、風力などの自然エネルギーを活用した分散型発電システムが大量に導入された。従来の蓄電システム等では、標準的な運転パターンにより、昼間に一斉に売電するため、特定日（軽負荷時）において系統電圧が上昇する問題が生じている。この問題に対応するためには、自然エネルギーを活用した分散型発電システムが発電した電力を、系統に売電せず、家庭内等で用いることが有効である。そのため、本願発明を、制御手段が、特定日運転パターンに切り替えて、系統電圧上昇抑制開始時刻から系統電圧上昇抑制終了時刻まで、蓄電装置に対して、商用電源が停電していない場合には、充電のみを許容し、放電を禁止する状態にするものとして捉えてもよい。ここで、商用電源が停電していれば、系統電圧の上昇はなく、蓄電装置の放電を禁止する必要はない。このような制御を行うことにより、貯蔵システムの利用者が意識せずに、自然エネルギーを活用した分散型発電システムが発電した電力が、蓄電システムに貯蔵されたり、家庭内等で用いられたりすることによって、系統電圧の上昇を抑制して、系統を安定させることが可能になる。
【００２４】
また、本願発明の第３の観点によれば、例えば、パターン移行指令によってパターンを移行させる時点で、パターンを変更する必要性がなくなったときの処理を指示することが可能になる。ここで、パターン切替終了条件は、例えば、時刻又は時間の経過（例えば、装置内部のカレンダーを参照することなども含む。）、ユーザー等による終了操作、ウェブからの終了操作などである。従来の蓄電システム等では、手動により運転パターンを設定していたため、停電終了後に、設定を元に戻す作業を忘れて、システムの正常動作へ悪影響を及ぼす可能性があった。そのため、特に、本願発明の第４の観点にあるように、時刻等を指定することによって、このような悪影響を回避することが可能になる。なお、一度設定したパターン切替終了条件であっても、Ｗｅｂの情報などにより、自動的に修正してもよい。
【００２５】
また、本願発明の第５の観点によれば、運転パターンの切り替えは、制御手段が、Ｗｅｂの情報などを参照して、停電情報（例えば、計画停電の予定など）や、台風接近の情報などを得ることにより、自動的に行うようにしてもよい。さらに、計画停電の終了時刻や、台風の通過の予測時刻などから、運転パターンの切り替えが必要なくなる時刻（停電危険回避時刻）の情報も得られる。そのため、この停電危険回避時刻以降の時刻の経過をパターン切替終了条件として、計画停電パターンから標準運転パターンへ戻すようにしてもよい。なお、一度設定したパターン切替終了条件であっても、Ｗｅｂの情報などにより、自動的に修正してもよい。
【００２６】
さらに、本願発明の第６及び第７の観点によれば、計画運転パターンでは、復電時に急速充電を行って次の停電に備えることにより、実際に停電して復電した場合に、依然として停電の可能性が高いことを考慮して、再停電に対して適切な対応をすることが可能になる。
【００２７】
さらに、本願発明の第８の観点によれば、出力をセーブしながら放電させることにより、ある程度のバッテリの温存を行いつつ、バッテリを使用して、不意に起こる停電や電力ピークに対応することが可能になる。
【００２８】
さらに、本願発明の第９の観点によれば、表示装置において、自立運転状態から連系運転までの時間を例えばカウントダウン表示することによって、蓄電システムの利用者に対して、復電したこと及び装置が正常に動いていることを知らせることができる。そのため、蓄電システムの利用者に対して、不要な不信感を与えなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明の実施例に係る電力供給システムの構成を示した概略ブロック図である。
【図２】図１の蓄電システム１１の各種運転パターン・モードを示すフロー図である。
【図３】計画運転パターンにおける処理の一例を示すフロー図である。
【図４】特定日運転パターンにおける処理の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３１】
図１は、本願発明の実施例に係る電力供給システムの構成を示したブロック図である。電力供給システム１は、商用電源３（本願請求項の「商用電源」の一例）と、分電盤５と、太陽光発電源（ＰＶ）７と、燃料電池（ＦＣ）９と、蓄電システム１１と、表示装置１３と、家庭用負荷１５（本願請求項の「負荷」の一例）と、ネットワーク１６を備える。
【００３２】
商用電源３は、家庭用負荷１５に対して、商用電力を供給する。ＰＶ７及びＦＣ９は、他の電源を基準電源として発電した電力を供給する。蓄電システム１１は、標準的な運転パターンとして、電気料金の安く軽負荷の深夜に商用電源３の電力を充電し、電気料金の高い昼間に放電して、例えばＰＶ７が発電した電力のうち余剰分を売電する（本願請求項の「標準運転パターン」の一例）。表示装置１３は、家庭用負荷１５の利用者に対して、蓄電システム１１の動作に関する情報を表示するものである。
【００３３】
続いて、各電源と家庭用負荷１５との接続関係について説明する。以下では、経路について、商用電源３への向きを上流といい、家庭用負荷１５への向きを下流という。蓄電システム１１は、商用電源３から家庭用負荷１５に至る経路上に接続されている。蓄電システム１１に蓄電された電力は、法的に売電が禁止されている。そのため、本実施例では、ＰＶ７は、蓄電システム１１よりも上流の経路に接続されている。また、ＦＣ９は、本実施例では、蓄電システム１１を基準電源として動作することも可能にするため、蓄電システム１１の下流の経路に接続されている。なお、ＰＶ７も、売電するときには蓄電システム１１の上流の経路に接続し、売電しない場合には蓄電システム１１の下流の経路に接続して、蓄電システム１１を基準電源として動作できるようにしてもよい。
【００３４】
スイッチ１７は、契約ブレーカ（リミッタ又はＥＬＣＢ）である。スイッチ１７は、ＰＶ７よりも上流の経路に設けられている。
【００３５】
続いて、蓄電システム１１について、具体的に説明する。蓄電システム１１は、バッテリ２１（本願請求項の「蓄電装置」の一例）と、双方向コンバータ２３と、貯蔵電力制御部２５（本願請求項の「貯蔵電力制御装置」の一例）を備える。
【００３６】
バッテリ２１は、電力を充電し、蓄電している電力を放電するものである。双方向コンバータ２３は、バッテリ２１に対して、交流から直流へ変換して充電し、蓄電している電力を直流から交流に変換して放電する等、バッテリ２１の充放電制御を行う。バッテリ２１は、双方向コンバータ２３を経由して、商用電源３から家庭用負荷１５に至る経路上に接続されている（以下、この接続点を「接続点３４」という。）。
【００３７】
貯蔵電力制御部２５は、制御部５１（本願請求項の「制御手段」の一例）と、記憶部５３（本願請求項の「電力量記憶手段」の一例）と、計測部５５と、表示制御部５７を備える。制御部５１は、双方向コンバータ２３を制御して、バッテリ２１の充放電制御を行う。記憶部５３は、計画運転パターン時に確保される電力量である貯蔵電力設定量などを記憶する。計測部５５は、各種測定結果を得る。表示制御部５７は、表示装置１３に対して、蓄電システム１１の動作に関する情報を表示する。
【００３８】
蓄電システム１１において、接続点３４の上流には、自立運転等のために商用電源３との接続を制御するため、解列用ＭＳであるスイッチ３１が設けられている。また、受電及びＰＲＰを測定するセンサ３３が設けられている。
【００３９】
接続点３４と双方向コンバータ２３との経路には、ＥＬＣＢ３７及びスイッチ３９を設けている。例えば、バッテリ２１を解列する場合には、蓄電システム１１の故障対策など様々な場合がある。そのため、スイッチ３９を設けている。そして、双方向コンバータ２３の出力を測定するセンサ３５が設けられている。バッテリ２１と双方向コンバータ２３との経路には、バッテリ２１の出力を測定するセンサ４１が設けられている。センサ３３、３５及び４１の測定結果は、計測部５５に送信される。
【００４０】
続いて、図２〜図４を参照して、図１の電力供給システム１の動作の一例について説明する。図２は、蓄電システム１１の各種運転パターン・モードを示すフロー図である。図３は、計画運転パターンにおける処理の一例を示すフロー図である。図４は、特定日運転パターンにおける処理の一例を示すフロー図である。
【００４１】
まず、図２を参照して、蓄電システム１１の各種運転パターン・モードについて説明する。従来の蓄電システム等は、日々、繰り返し動作するものであった。そのため、運転パターンは、繰り返しの対象となるべきものが１つだけ存在していた。この運転パターンを修正する場合には、その繰り返しの対象となるべきものを手動にて直接修正していた。そのため、煩雑であり、蓄電システム等の動作は、専門業者により管理するしかなかった。さらに、修正した状態から標準的な状態に戻すのを忘れて、非常時の対策のまま、通常時の動作をしてしまうなどの問題が生じていた。
【００４２】
本実施例の特徴の一つは、複数の運転パターンが存在することである。これらの運転パターンを、パターン切替指令等により切り替えることで、蓄電システム１１の動作を容易に変更することができる。
【００４３】
本実施例では、従来の蓄電システム等と同様に、夜間充電、昼間放電を標準としている（本願請求項の「標準運転パターン」の一例）。本実施例では、これを修正する運転パターン（本願請求項の「特殊運転パターン」の一例）として、計画運転パターン及び特定日運転パターンについて、具体的に説明する。
【００４４】
計画運転パターンは、一定の時間帯において、停電の可能性が高くなった場合の運転パターンである。停電の可能性が高くなる場合としては、例えば、台風が接近したり、停電が計画されたりした場合などである。この計画運転パターンは、自動的にバッテリの温存を行うパターンである。
【００４５】
特定日運転パターンは、特定日（軽負荷時）において、自然エネルギーを活用した分散型発電システムにより、系統電圧が上昇する問題に対策するための運転パターンである。
【００４６】
図２（ａ）を参照して、各種運転パターンの全体像を説明する。制御部５１は、計画運転を行うか否かを判断する（ステップＳＴ１）。計画運転を開始する場合には、計画運転パターンにする。その動作については、図３を参照して、具体的に説明する。計画運転パターンへの切り替えは、例えば、蓄電システム１１の利用者がパターン切替指令を与えることにより行う。また、複数の蓄電システム１１の管理者が、インターネット等により、計画停電や台風接近等の情報により、管理対象の蓄電システム１１に対して、パターン切替指令を与えて、停電対応への設定を自動的に更新させるものであってもよい。本実施例では、パターン切替指令には、パターン変更処理を開始させるパターン切替開始時刻と、通常の標準運転パターンへ戻すパターン切替終了時刻（本願請求項の「パターン切替終了条件」の一例）が含まれているとする。なお、一度設定したパターン切替終了条件であっても、Ｗｅｂの情報などにより、自動的に修正してもよい。
【００４７】
なお、計画運転パターンへの切り替えは、例えば、制御部５１が、ネットワーク１６（例えば、インターネットによるＷｅｂ上の情報など）を参照して、停電情報（例えば、計画停電の予定など）や、台風接近の情報などを得ることにより、停電の可能性が高まる時刻（停電危険時刻）の情報を得て、この停電危険時刻までに自動的に行うようにしてもよい。さらに、計画停電の終了時刻や、台風の通過の予測時刻などから、運転パターンの切り替えが必要なくなる時刻（停電危険回避時刻）の情報も得られる。そのため、この停電危険回避時刻以降の時刻の経過をパターン切替終了条件として、計画停電パターンから標準運転パターンへ戻すようにしてもよい。なお、一度設定したパターン切替終了条件であっても、Ｗｅｂの情報などにより、自動的に修正してもよい。
【００４８】
次に、制御部５１は、特定日運転をするか否かを判断する（ステップＳＴ２）。特定日運転を開始する場合には、特定日運転パターンにする。その動作については、図４を参照して、具体的に説明する。
【００４９】
続いて、図２（ｂ）を参照して、運転モードについて説明する。制御部５１は、商用電源３が存在するか否かを判断する（ステップＳＴＵ１）。存在する場合には、商用電源３と連系する連系運転モードとする。存在しない場合には、自立運転モードとする。
【００５０】
次に、制御部５１は、放電条件が成立するか否かを判断する（ステップＳＴＵ２）。成立しない場合には、充電を行う充電運転モードとする。放電条件が成立する場合、出力をセーブするか否かを判断する（ステップＳＴＵ３）。出力をセーブしない場合には通常の放電を行う放電運転モードとする。出力をセーブする場合には、出力セーブモードとする。出力セーブモードでは、通常放電時に出力をセーブすることで、計画停電でなくても、不意な停電にもバッテリを残し、対応することができる。
【００５１】
続いて、図３を参照して、計画運転パターンにおける動作の一例を説明する。蓄電システム１１は、標準運転を行っている（ステップＳＴＰ１）。制御部５１は、計画運転パターンに移行したか否かを判断する（ステップＳＴＰ２）。計画運転パターンに移行していない場合には、標準運転を継続する。計画運転パターンに移行する場合、パターン切替開始時刻において、記憶部５３に記憶された貯蔵電力設定量以上を確保する（ステップＳＴＰ３）。そして、バッテリ２１の放電は、貯蔵電力設定量以上の場合にのみ許容する状態とする（ステップＳＴＰ４）。このように、蓄電システム１１は、計画運転パターンでは、充電は標準運転の状態のままで、かつ、放電が制限された状態で、運転を継続する。
【００５２】
制御部５１は、停電が発生したか否かを判断する（ステップＳＴＰ５）。停電が発生していない場合、パターン切替終了時刻が到来したか否かを判断する（ステップＳＴＰ６）。パターン切替終了時刻が到来していない場合には、ステップＳＴＰ５の処理に戻る。パターン切替終了時刻が到来している場合には、放電の量的規制制御を解除して、標準運転の状態に戻す。
【００５３】
ステップＳＴＰ５において、停電が発生した場合、蓄電システム１１は、連系運転から自立運転へ移行する（ステップＳＴＰ８）。制御部５１は、放電の量的禁止制御を解除する（ステップＳＴＰ９）。
【００５４】
制御部５１は、家庭用負荷１５に対して、バッテリ２１に充電された電力を放電する（ステップＳＴＰ１０）。自立運転時は、電圧部となるため、負荷に応じた電流が流れる。
【００５５】
制御部５１は、復電したか否かを判断する（ステップＳＴＰ１１）。復電するまで、負荷に対して充電された電力を放電する。復電した場合、自立運転から連系運転に移行する（ステップＳＴＰ１２）。ここで、表示制御部５７は、表示装置１３に対して、自立運転終了（復電）を表示して、連系運転までの時間をカウントダウン表示する。これにより、利用者に対して、復電した状態と装置が正常に動いていることを知らせ、不要な不信感を与えなくすることができる。
【００５６】
制御部５１は、バッテリ２１の電力貯蔵量が貯蔵電力設定量以上になるまで、充電を行う（ステップＳＴＰ１３）。このとき、充電効率は、効率を無視して、例えば、最大電流での充電を行う。このような急速充電により、次の停電に備えることが可能になる。なお、貯蔵電力設定量以上も急速充電をしてもよい。また、貯蔵電力設定量は一例であり、この貯蔵電力設定量に至るまで急速充電を行う必要もない。例えば、SOC100%として停電対策を最優先としてもよく、経済性を考慮してSOC80%としてもよい。また、SOC50%まで急速充電して、その後、通常の充電をしてもよい。また、充電する時間帯によって、電気料金が変動する。そのため、充電の時間帯によって充電の量を変更するようにしてもよい。制御部５１は、バッテリ２１に対して、電力貯蔵量が貯蔵電力設定量以上の場合にのみ放電を許容する状態とする（ステップＳＴＰ１４）。
【００５７】
本実施例によれば、貯蔵電力制御部２５に対して、単にパターン切替指令を与えるだけで、蓄電システム１１は、標準的な運転パターンから計画運転パターンに移行し、一定の電力貯蔵量を確保して放電を制限することによって、バッテリを温存して停電時の最大限のバックアップを実現することが可能になる。パターン切替指令を与えるだけであれば、専門家でなくても行うことができる。そのため、蓄電システムの利用者が、指定することができる。また、複数の蓄電システムを管理する場合にも、各蓄電システムを現場で手動設定する必要がなくなり、統一的に管理することが可能になる。
【００５８】
なお、パターン切替指令は、単にパターン切替終了時刻を含むものでもよい。この場合、制御部５１は、例えば、受信した時点でパターン変更処理を行う。また、制御部５１は、パターン切替指令においてパターン切替終了時刻が指定されていなかった場合には、標準運転へのパターン切替指令があったときに、標準運転に戻るようにしてもよい。
【００５９】
また、ステップＳＴＰ４では、放電を禁止するようにしてもよい。この場合、全体的な動作としては、充電を開始し、充電終了後は待機し、停電予定時間（パターン切替終了時刻）が経過した後は標準運転に戻るものになる。
【００６０】
また、蓄電システムを効率良く運用するため、標準運転では最大効率での充放電とし、計画運転パターンでは、定格運転や過負荷運転を行うようにしてもよい。このような制御によって、標準運転ではロスを最小化し、他方、非常時にはシステム全体のメリットを得るように充放電量を変化させた運転が可能になる。
【００６１】
続いて、図４を参照して、特定日運転パターンについて説明する。まず、制御部５１は、スケジュールを把握し、特定日か否かを判断する（ステップＳＴＴ１）。特定日か否かは、例えば、利用者や管理者が特定日運転パターンに移行するためのパターン切替指令を送信することによって判断してもよい。また、自動的に変更するためには、家庭用負荷１５だけでなく、その地域の発電量と消費量を予測することが有効である。そのため、発電量の観点からは、例えば、ＰＶ７の発電量から周囲の発電量を予測して、特定日か否かを判断してもよい。また、消費量の観点からは、例えば、蓄電システム１１の内部のカレンダーによって、休日等の軽負荷時を判断してもよい。また、ＰＶ７からの情報により運転するようにしてもよい。自動的に切り替えることにより、利用者が意識せずに、特定日運転パターンへの移行を行うことができる。
【００６２】
標準運転では、蓄電システム１１は、基本的に、料金の安い夜間に電力を充電し、これを昼間に放電する。そのとき、ＰＶ７で発電されたものは、商用電源３に売電してよい。しかし、特定日では、各家庭が売電するために、系統電圧が上昇するという問題が生じる。そのため、特定日運転パターンでは、昼間であっても、充電を行う。すなわち、充電開始時刻が到来して（ステップＳＴＴ２）、充電運転を行う（ステップＳＴＴ３）。そして、最大限に充電（完全充電）されるか（ステップＳＴＴ４）、又は、充電終了時刻になるまで（ステップＳＴＴ５）、充電運転を行う。満充電か充電終了時刻になると、充電を停止する（ステップＳＴＴ６）。
【００６３】
このような制御を行うことにより、貯蔵システム１１の利用者が意識せずに、自然エネルギーを活用した分散型発電システムが発電した電力が、蓄電システム１１に貯蔵され、又は、家庭内等で用いられることによって、系統電圧の上昇を抑制して系統を安定させることが可能になる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電力供給システム、３ 商用電源、５ 分電盤、７ ＰＶ、９ ＦＣ、１１ 蓄電システム、１３ 表示装置、１５ 家庭用負荷、２１ バッテリ、２３ 双方向コンバータ、２５ 貯蔵電力制御部、５１ 制御部、５３ 記憶部、５５ 計測部、５７ 表示制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯蔵電力制御装置、貯蔵電力制御方法及びプログラムに関し、特に商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力貯蔵の独立分散電源として、蓄電システム、Ｖ２Ｈシステム等が知られている（以下、「蓄電システム等」という。）。従来の蓄電システム等は、予め設定された運転パターンにより日々運転するものであった（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
蓄電システム等の運転パターンは、夜間充電、昼間放電を標準としている。そして、従来の蓄電システムでは、この運転パターンを変更する際は、手動で細かく設定していた。例えば、停電の恐れが強くなったり（例えば台風の接近など）、停電が計画されたりした場合には、従来の蓄電システム等を手動で停止させてバッテリ残量を確保したり、設定を変更して事前に充電させたりすることで、停電に備えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４５１８５号公報
【特許文献２】特願２０１０−５０４３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の蓄電システム等では、運転パターンそのものを変更するためには、手動で細かく設定を変更する必要があった。そのため、特殊状態や急なユーザー要求には迅速に対応できなかった。また、設定ミスなどにより、運転に支障が出る場合があった。さらに、手動によって停電に備えるため、煩わしく、さらに、停電終了後に設定を元に戻す作業を忘れてしまい、システムの正常動作に悪影響を生じてしまうケースもあった。
【０００６】
そこで、本願発明は、蓄電システム等において、平常時の充放電による運転だけでなく、非常時にも有効活用するための制御を実現可能な貯蔵電力制御装置等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】
【０００７】
本願発明の第１の観点は、商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御装置であって、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御する制御手段を備えるものである。
【０００８】
本願発明の第２の観点は、第１の観点において、貯蔵電力設定量を記憶する電力量記憶手段を備え、前記制御手段は、運転パターンを切り替えるパターン切替指令に従って、前記標準運転パターンから、電力貯蔵量を前記貯蔵電力設定量以上にし、かつ、前記商用電源が停電していない場合において、少なくとも電力貯蔵量が前記貯蔵電力設定量以下のときの放電を禁止する計画運転パターンへ変更するものである。
【０００９】
本願発明の第３の観点は、第２の観点において、前記パターン切替指令には、パターン切り替えを終了するパターン切替終了条件が含まれており、前記制御手段は、前記パターン切替終了条件が成立すると、前記計画運転パターンから前記標準運転パターンへ戻すものである。
【００１０】
本願発明の第４の観点は、第３の観点において、前記パターン切替終了条件は、所定の時間及び／又は時刻の経過である。
【００１１】
本願発明の第５の観点は、第１の観点において、貯蔵電力設定量を記憶する電力量記憶手段を備え、前記制御手段は、前記商用電源が停電する可能性が高まる停電危険時刻の情報により、当該停電危険時刻までに、前記標準運転パターンから、電力貯蔵量を前記貯蔵電力設定量以上にし、かつ、前記商用電源が停電していない場合において、少なくとも電力貯蔵量が前記貯蔵電力設定量以下のときの放電を禁止する計画運転パターンへ変更するものである。
【００１２】
本願発明の第６の観点は、第２から第５のいずれかの観点において、前記制御手段は、前記計画運転パターンにおいて、前記商用電源が停電することにより連系運転から自立運転に移行し、その後、復電することにより自立運転から連系運転に移行した場合に、前記蓄電装置に対して、前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行うものである。
【００１３】
本願発明の第７の観点は、第６の観点において、前記制御手段は、前記蓄電装置に対して、前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で完全充電を行い、規定値まで前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行って、充電を停止し、又は、前記規定値まで前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行って、前記標準運転時の充電電流で完全充電を行うものである。
【００１４】
本願発明の第８の観点は、第２から第７のいずれかの観点において、前記制御手段は、前記標準運転パターンでは最大効率で放電させ、前記計画運転パターンでは、前記商用電源が停電していない場合には効率を下げ、前記商用電源が停電した場合には最大値まで放電可能にするものである。
【００１５】
本願発明の第９の観点は、第１から第８のいずれかの観点において、前記商用電源が停電することにより連系運転から自立運転に移行した場合に、前記商用電源が復電したとき、表示装置に対して、連系運転へ移行する予測時刻を表示させる表示制御手段を備えるものである。
【００１６】
本願発明の第１０の観点は、商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御方法であって、制御手段が、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御するステップを含むものである。
【００１７】
本願発明の第１１の観点は、商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御するコンピュータを、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御する制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００１８】
なお、本願発明を、第１１の観点のプログラムを（定常的に）記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。
【００１９】
また、本願発明は、複数の蓄電システムを管理する場合にも、各蓄電システムを現場で手動設定する必要がなく、統一的に管理することが可能になる。そのため、システム切替指令は、インターネット等を経由して与えられてもよい。
【００２０】
さらに、本願発明において、表示制御手段が、表示装置に対して、自立運転中に、ユーザーに対する注意事項を表示するようにしてもよい。注意事項は、例えば、自立運転中にユーザーにしてほしくない事項であり、「自立運転中は、ドライヤーなど使用電力の大きな家電を使用しないでください。」などである。特に、第７の観点において、予測時刻を表示すると、ユーザーが復電したと勘違いして、負荷の使用量を増やしてしまい、蓄電システムが過負荷により停止するという問題がある。そのため、特に、第７の観点において、予測時刻を表示するとともに、注意事項を表示するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明の各観点によれば、貯蔵電力制御装置に対して、単に複数の運転パターンを切り替えることによって、蓄電システムは、標準的な運転パターンから特殊な状況に対応できる特殊運転パターンに移行することが可能になる。標準運転パターンとは別に設定された特殊運転パターンへ切り替えるだけであれば、専門家でなくても可能である。そのため、例えば、蓄電システムの利用者であっても、このような運転パターンの切り替えを指示することが可能になる。よって、例えば停電対策としても、停電可能性の程度に合わせて、容易にシステムの設定を変更することが可能になる。また、複数の蓄電システムを管理する場合にも、各蓄電システムを現場で手動設定する必要がなくなり、統一的に管理することが可能になる。
【００２２】
本願発明の第２の観点にあるように、特殊運転パターンの一例は、計画運転パターンである。本願発明の第２の観点によれば、一定の電力貯蔵量を確保して放電を禁止することによって、バッテリを温存して停電時の最大限のバックアップを実現することが可能になる。
【００２３】
また、特殊運転パターンの他の一例は、特定日運転パターンである。近年、太陽光、風力などの自然エネルギーを活用した分散型発電システムが大量に導入された。従来の蓄電システム等では、標準的な運転パターンにより、昼間に一斉に売電するため、特定日（軽負荷時）において系統電圧が上昇する問題が生じている。この問題に対応するためには、自然エネルギーを活用した分散型発電システムが発電した電力を、系統に売電せず、家庭内等で用いることが有効である。そのため、本願発明を、制御手段が、特定日運転パターンに切り替えて、系統電圧上昇抑制開始時刻から系統電圧上昇抑制終了時刻まで、蓄電装置に対して、商用電源が停電していない場合には、充電のみを許容し、放電を禁止する状態にするものとして捉えてもよい。ここで、商用電源が停電していれば、系統電圧の上昇はなく、蓄電装置の放電を禁止する必要はない。このような制御を行うことにより、貯蔵システムの利用者が意識せずに、自然エネルギーを活用した分散型発電システムが発電した電力が、蓄電システムに貯蔵されたり、家庭内等で用いられたりすることによって、系統電圧の上昇を抑制して、系統を安定させることが可能になる。
【００２４】
また、本願発明の第３の観点によれば、例えば、パターン移行指令によってパターンを移行させる時点で、パターンを変更する必要性がなくなったときの処理を指示することが可能になる。ここで、パターン切替終了条件は、例えば、時刻又は時間の経過（例えば、装置内部のカレンダーを参照することなども含む。）、ユーザー等による終了操作、ウェブからの終了操作などである。従来の蓄電システム等では、手動により運転パターンを設定していたため、停電終了後に、設定を元に戻す作業を忘れて、システムの正常動作へ悪影響を及ぼす可能性があった。そのため、特に、本願発明の第４の観点にあるように、時刻等を指定することによって、このような悪影響を回避することが可能になる。なお、一度設定したパターン切替終了条件であっても、Ｗｅｂの情報などにより、自動的に修正してもよい。
【００２５】
また、本願発明の第５の観点によれば、運転パターンの切り替えは、制御手段が、Ｗｅｂの情報などを参照して、停電情報（例えば、計画停電の予定など）や、台風接近の情報などを得ることにより、自動的に行うようにしてもよい。さらに、計画停電の終了時刻や、台風の通過の予測時刻などから、運転パターンの切り替えが必要なくなる時刻（停電危険回避時刻）の情報も得られる。そのため、この停電危険回避時刻以降の時刻の経過をパターン切替終了条件として、計画停電パターンから標準運転パターンへ戻すようにしてもよい。なお、一度設定したパターン切替終了条件であっても、Ｗｅｂの情報などにより、自動的に修正してもよい。
【００２６】
さらに、本願発明の第６及び第７の観点によれば、計画運転パターンでは、復電時に急速充電を行って次の停電に備えることにより、実際に停電して復電した場合に、依然として停電の可能性が高いことを考慮して、再停電に対して適切な対応をすることが可能になる。
【００２７】
さらに、本願発明の第８の観点によれば、出力をセーブしながら放電させることにより、ある程度のバッテリの温存を行いつつ、バッテリを使用して、不意に起こる停電や電力ピークに対応することが可能になる。
【００２８】
さらに、本願発明の第９の観点によれば、表示装置において、自立運転状態から連系運転までの時間を例えばカウントダウン表示することによって、蓄電システムの利用者に対して、復電したこと及び装置が正常に動いていることを知らせることができる。そのため、蓄電システムの利用者に対して、不要な不信感を与えなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明の実施例に係る電力供給システムの構成を示した概略ブロック図である。
【図２】図１の蓄電システム１１の各種運転パターン・モードを示すフロー図である。
【図３】計画運転パターンにおける処理の一例を示すフロー図である。
【図４】特定日運転パターンにおける処理の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３１】
図１は、本願発明の実施例に係る電力供給システムの構成を示したブロック図である。電力供給システム１は、商用電源３（本願請求項の「商用電源」の一例）と、分電盤５と、太陽光発電源（ＰＶ）７と、燃料電池（ＦＣ）９と、蓄電システム１１と、表示装置１３と、家庭用負荷１５（本願請求項の「負荷」の一例）と、ネットワーク１６を備える。
【００３２】
商用電源３は、家庭用負荷１５に対して、商用電力を供給する。ＰＶ７及びＦＣ９は、他の電源を基準電源として発電した電力を供給する。蓄電システム１１は、標準的な運転パターンとして、電気料金の安く軽負荷の深夜に商用電源３の電力を充電し、電気料金の高い昼間に放電して、例えばＰＶ７が発電した電力のうち余剰分を売電する（本願請求項の「標準運転パターン」の一例）。表示装置１３は、家庭用負荷１５の利用者に対して、蓄電システム１１の動作に関する情報を表示するものである。
【００３３】
続いて、各電源と家庭用負荷１５との接続関係について説明する。以下では、経路について、商用電源３への向きを上流といい、家庭用負荷１５への向きを下流という。蓄電システム１１は、商用電源３から家庭用負荷１５に至る経路上に接続されている。蓄電システム１１に蓄電された電力は、法的に売電が禁止されている。そのため、本実施例では、ＰＶ７は、蓄電システム１１よりも上流の経路に接続されている。また、ＦＣ９は、本実施例では、蓄電システム１１を基準電源として動作することも可能にするため、蓄電システム１１の下流の経路に接続されている。なお、ＰＶ７も、売電するときには蓄電システム１１の上流の経路に接続し、売電しない場合には蓄電システム１１の下流の経路に接続して、蓄電システム１１を基準電源として動作できるようにしてもよい。
【００３４】
スイッチ１７は、契約ブレーカ（リミッタ又はＥＬＣＢ）である。スイッチ１７は、ＰＶ７よりも上流の経路に設けられている。
【００３５】
続いて、蓄電システム１１について、具体的に説明する。蓄電システム１１は、バッテリ２１（本願請求項の「蓄電装置」の一例）と、双方向コンバータ２３と、貯蔵電力制御部２５（本願請求項の「貯蔵電力制御装置」の一例）を備える。
【００３６】
バッテリ２１は、電力を充電し、蓄電している電力を放電するものである。双方向コンバータ２３は、バッテリ２１に対して、交流から直流へ変換して充電し、蓄電している電力を直流から交流に変換して放電する等、バッテリ２１の充放電制御を行う。バッテリ２１は、双方向コンバータ２３を経由して、商用電源３から家庭用負荷１５に至る経路上に接続されている（以下、この接続点を「接続点３４」という。）。
【００３７】
貯蔵電力制御部２５は、制御部５１（本願請求項の「制御手段」の一例）と、記憶部５３（本願請求項の「電力量記憶手段」の一例）と、計測部５５と、表示制御部５７を備える。制御部５１は、双方向コンバータ２３を制御して、バッテリ２１の充放電制御を行う。記憶部５３は、計画運転パターン時に確保される電力量である貯蔵電力設定量などを記憶する。計測部５５は、各種測定結果を得る。表示制御部５７は、表示装置１３に対して、蓄電システム１１の動作に関する情報を表示する。
【００３８】
蓄電システム１１において、接続点３４の上流には、自立運転等のために商用電源３との接続を制御するため、解列用ＭＳであるスイッチ３１が設けられている。また、受電及びＰＲＰを測定するセンサ３３が設けられている。
【００３９】
接続点３４と双方向コンバータ２３との経路には、ＥＬＣＢ３７及びスイッチ３９を設けている。例えば、バッテリ２１を解列する場合には、蓄電システム１１の故障対策など様々な場合がある。そのため、スイッチ３９を設けている。そして、双方向コンバータ２３の出力を測定するセンサ３５が設けられている。バッテリ２１と双方向コンバータ２３との経路には、バッテリ２１の出力を測定するセンサ４１が設けられている。センサ３３、３５及び４１の測定結果は、計測部５５に送信される。
【００４０】
続いて、図２〜図４を参照して、図１の電力供給システム１の動作の一例について説明する。図２は、蓄電システム１１の各種運転パターン・モードを示すフロー図である。図３は、計画運転パターンにおける処理の一例を示すフロー図である。図４は、特定日運転パターンにおける処理の一例を示すフロー図である。
【００４１】
まず、図２を参照して、蓄電システム１１の各種運転パターン・モードについて説明する。従来の蓄電システム等は、日々、繰り返し動作するものであった。そのため、運転パターンは、繰り返しの対象となるべきものが１つだけ存在していた。この運転パターンを修正する場合には、その繰り返しの対象となるべきものを手動にて直接修正していた。そのため、煩雑であり、蓄電システム等の動作は、専門業者により管理するしかなかった。さらに、修正した状態から標準的な状態に戻すのを忘れて、非常時の対策のまま、通常時の動作をしてしまうなどの問題が生じていた。
【００４２】
本実施例の特徴の一つは、複数の運転パターンが存在することである。これらの運転パターンを、パターン切替指令等により切り替えることで、蓄電システム１１の動作を容易に変更することができる。
【００４３】
本実施例では、従来の蓄電システム等と同様に、夜間充電、昼間放電を標準としている（本願請求項の「標準運転パターン」の一例）。本実施例では、これを修正する運転パターン（本願請求項の「特殊運転パターン」の一例）として、計画運転パターン及び特定日運転パターンについて、具体的に説明する。
【００４４】
計画運転パターンは、一定の時間帯において、停電の可能性が高くなった場合の運転パターンである。停電の可能性が高くなる場合としては、例えば、台風が接近したり、停電が計画されたりした場合などである。この計画運転パターンは、自動的にバッテリの温存を行うパターンである。
【００４５】
特定日運転パターンは、特定日（軽負荷時）において、自然エネルギーを活用した分散型発電システムにより、系統電圧が上昇する問題に対策するための運転パターンである。
【００４６】
図２（ａ）を参照して、各種運転パターンの全体像を説明する。制御部５１は、計画運転を行うか否かを判断する（ステップＳＴ１）。計画運転を開始する場合には、計画運転パターンにする。その動作については、図３を参照して、具体的に説明する。計画運転パターンへの切り替えは、例えば、蓄電システム１１の利用者がパターン切替指令を与えることにより行う。また、複数の蓄電システム１１の管理者が、インターネット等により、計画停電や台風接近等の情報により、管理対象の蓄電システム１１に対して、パターン切替指令を与えて、停電対応への設定を自動的に更新させるものであってもよい。本実施例では、パターン切替指令には、パターン変更処理を開始させるパターン切替開始時刻と、通常の標準運転パターンへ戻すパターン切替終了時刻（本願請求項の「パターン切替終了条件」の一例）が含まれているとする。なお、一度設定したパターン切替終了条件であっても、Ｗｅｂの情報などにより、自動的に修正してもよい。
【００４７】
なお、計画運転パターンへの切り替えは、例えば、制御部５１が、ネットワーク１６（例えば、インターネットによるＷｅｂ上の情報など）を参照して、停電情報（例えば、計画停電の予定など）や、台風接近の情報などを得ることにより、停電の可能性が高まる時刻（停電危険時刻）の情報を得て、この停電危険時刻までに自動的に行うようにしてもよい。さらに、計画停電の終了時刻や、台風の通過の予測時刻などから、運転パターンの切り替えが必要なくなる時刻（停電危険回避時刻）の情報も得られる。そのため、この停電危険回避時刻以降の時刻の経過をパターン切替終了条件として、計画停電パターンから標準運転パターンへ戻すようにしてもよい。なお、一度設定したパターン切替終了条件であっても、Ｗｅｂの情報などにより、自動的に修正してもよい。
【００４８】
次に、制御部５１は、特定日運転をするか否かを判断する（ステップＳＴ２）。特定日運転を開始する場合には、特定日運転パターンにする。その動作については、図４を参照して、具体的に説明する。
【００４９】
続いて、図２（ｂ）を参照して、運転モードについて説明する。制御部５１は、商用電源３が存在するか否かを判断する（ステップＳＴＵ１）。存在する場合には、商用電源３と連系する連系運転モードとする。存在しない場合には、自立運転モードとする。
【００５０】
次に、制御部５１は、放電条件が成立するか否かを判断する（ステップＳＴＵ２）。成立しない場合には、充電を行う充電運転モードとする。放電条件が成立する場合、出力をセーブするか否かを判断する（ステップＳＴＵ３）。出力をセーブしない場合には通常の放電を行う放電運転モードとする。出力をセーブする場合には、出力セーブモードとする。出力セーブモードでは、通常放電時に出力をセーブすることで、計画停電でなくても、不意な停電にもバッテリを残し、対応することができる。
【００５１】
続いて、図３を参照して、計画運転パターンにおける動作の一例を説明する。蓄電システム１１は、標準運転を行っている（ステップＳＴＰ１）。制御部５１は、計画運転パターンに移行したか否かを判断する（ステップＳＴＰ２）。計画運転パターンに移行していない場合には、標準運転を継続する。計画運転パターンに移行する場合、パターン切替開始時刻において、記憶部５３に記憶された貯蔵電力設定量以上を確保する（ステップＳＴＰ３）。そして、バッテリ２１の放電は、貯蔵電力設定量以上の場合にのみ許容する状態とする（ステップＳＴＰ４）。このように、蓄電システム１１は、計画運転パターンでは、充電は標準運転の状態のままで、かつ、放電が制限された状態で、運転を継続する。
【００５２】
制御部５１は、停電が発生したか否かを判断する（ステップＳＴＰ５）。停電が発生していない場合、パターン切替終了時刻が到来したか否かを判断する（ステップＳＴＰ６）。パターン切替終了時刻が到来していない場合には、ステップＳＴＰ５の処理に戻る。パターン切替終了時刻が到来している場合には、放電の量的規制制御を解除して、標準運転の状態に戻す。
【００５３】
ステップＳＴＰ５において、停電が発生した場合、蓄電システム１１は、連系運転から自立運転へ移行する（ステップＳＴＰ８）。制御部５１は、放電の量的禁止制御を解除する（ステップＳＴＰ９）。
【００５４】
制御部５１は、家庭用負荷１５に対して、バッテリ２１に充電された電力を放電する（ステップＳＴＰ１０）。自立運転時は、電圧部となるため、負荷に応じた電流が流れる。
【００５５】
制御部５１は、復電したか否かを判断する（ステップＳＴＰ１１）。復電するまで、負荷に対して充電された電力を放電する。復電した場合、自立運転から連系運転に移行する（ステップＳＴＰ１２）。ここで、表示制御部５７は、表示装置１３に対して、自立運転終了（復電）を表示して、連系運転までの時間をカウントダウン表示する。これにより、利用者に対して、復電した状態と装置が正常に動いていることを知らせ、不要な不信感を与えなくすることができる。
【００５６】
制御部５１は、バッテリ２１の電力貯蔵量が貯蔵電力設定量以上になるまで、充電を行う（ステップＳＴＰ１３）。このとき、充電効率は、効率を無視して、例えば、最大電流での充電を行う。このような急速充電により、次の停電に備えることが可能になる。なお、貯蔵電力設定量以上も急速充電をしてもよい。また、貯蔵電力設定量は一例であり、この貯蔵電力設定量に至るまで急速充電を行う必要もない。例えば、SOC100%として停電対策を最優先としてもよく、経済性を考慮してSOC80%としてもよい。また、SOC50%まで急速充電して、その後、通常の充電をしてもよい。また、充電する時間帯によって、電気料金が変動する。そのため、充電の時間帯によって充電の量を変更するようにしてもよい。制御部５１は、バッテリ２１に対して、電力貯蔵量が貯蔵電力設定量以上の場合にのみ放電を許容する状態とする（ステップＳＴＰ１４）。
【００５７】
本実施例によれば、貯蔵電力制御部２５に対して、単にパターン切替指令を与えるだけで、蓄電システム１１は、標準的な運転パターンから計画運転パターンに移行し、一定の電力貯蔵量を確保して放電を制限することによって、バッテリを温存して停電時の最大限のバックアップを実現することが可能になる。パターン切替指令を与えるだけであれば、専門家でなくても行うことができる。そのため、蓄電システムの利用者が、指定することができる。また、複数の蓄電システムを管理する場合にも、各蓄電システムを現場で手動設定する必要がなくなり、統一的に管理することが可能になる。
【００５８】
なお、パターン切替指令は、単にパターン切替終了時刻を含むものでもよい。この場合、制御部５１は、例えば、受信した時点でパターン変更処理を行う。また、制御部５１は、パターン切替指令においてパターン切替終了時刻が指定されていなかった場合には、標準運転へのパターン切替指令があったときに、標準運転に戻るようにしてもよい。
【００５９】
また、ステップＳＴＰ４では、放電を禁止するようにしてもよい。この場合、全体的な動作としては、充電を開始し、充電終了後は待機し、停電予定時間（パターン切替終了時刻）が経過した後は標準運転に戻るものになる。
【００６０】
また、蓄電システムを効率良く運用するため、標準運転では最大効率での充放電とし、計画運転パターンでは、定格運転や過負荷運転を行うようにしてもよい。このような制御によって、標準運転ではロスを最小化し、他方、非常時にはシステム全体のメリットを得るように充放電量を変化させた運転が可能になる。
【００６１】
続いて、図４を参照して、特定日運転パターンについて説明する。まず、制御部５１は、スケジュールを把握し、特定日か否かを判断する（ステップＳＴＴ１）。特定日か否かは、例えば、利用者や管理者が特定日運転パターンに移行するためのパターン切替指令を送信することによって判断してもよい。また、自動的に変更するためには、家庭用負荷１５だけでなく、その地域の発電量と消費量を予測することが有効である。そのため、発電量の観点からは、例えば、ＰＶ７の発電量から周囲の発電量を予測して、特定日か否かを判断してもよい。また、消費量の観点からは、例えば、蓄電システム１１の内部のカレンダーによって、休日等の軽負荷時を判断してもよい。また、ＰＶ７からの情報により運転するようにしてもよい。自動的に切り替えることにより、利用者が意識せずに、特定日運転パターンへの移行を行うことができる。
【００６２】
標準運転では、蓄電システム１１は、基本的に、料金の安い夜間に電力を充電し、これを昼間に放電する。そのとき、ＰＶ７で発電されたものは、商用電源３に売電してよい。しかし、特定日では、各家庭が売電するために、系統電圧が上昇するという問題が生じる。そのため、特定日運転パターンでは、昼間であっても、充電を行う。すなわち、充電開始時刻が到来して（ステップＳＴＴ２）、充電運転を行う（ステップＳＴＴ３）。そして、最大限に充電（完全充電）されるか（ステップＳＴＴ４）、又は、充電終了時刻になるまで（ステップＳＴＴ５）、充電運転を行う。満充電か充電終了時刻になると、充電を停止する（ステップＳＴＴ６）。
【００６３】
このような制御を行うことにより、貯蔵システム１１の利用者が意識せずに、自然エネルギーを活用した分散型発電システムが発電した電力が、蓄電システム１１に貯蔵され、又は、家庭内等で用いられることによって、系統電圧の上昇を抑制して系統を安定させることが可能になる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電力供給システム、３ 商用電源、５ 分電盤、７ ＰＶ、９ ＦＣ、１１ 蓄電システム、１３ 表示装置、１５ 家庭用負荷、２１ バッテリ、２３ 双方向コンバータ、２５ 貯蔵電力制御部、５１ 制御部、５３ 記憶部、５５ 計測部、５７ 表示制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御装置であって、
前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御する制御手段を備える貯蔵電力制御装置。
【請求項２】
貯蔵電力設定量を記憶する電力量記憶手段を備え、
前記制御手段は、運転パターンを切り替えるパターン切替指令に従って、前記標準運転パターンから、電力貯蔵量を前記貯蔵電力設定量以上にし、かつ、前記商用電源が停電していない場合において、少なくとも電力貯蔵量が前記貯蔵電力設定量以下のときの放電を禁止する計画運転パターンへ変更する、請求項１記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項３】
前記パターン切替指令には、パターン切り替えを終了するパターン切替終了条件が含まれており、
前記制御手段は、前記パターン切替終了条件が成立すると、前記計画運転パターンから前記標準運転パターンへ戻す、請求項２記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項４】
前記パターン切替終了条件は、所定の時間及び／又は時刻の経過である、請求項３記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項５】
貯蔵電力設定量を記憶する電力量記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記商用電源が停電する可能性が高まる停電危険時刻の情報により、当該停電危険時刻までに、前記標準運転パターンから、電力貯蔵量を前記貯蔵電力設定量以上にし、かつ、前記商用電源が停電していない場合において、少なくとも電力貯蔵量が前記貯蔵電力設定量以下のときの放電を禁止する計画運転パターンへ変更する、請求項１記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記計画運転パターンにおいて、前記商用電源が停電することにより連系運転から自立運転に移行し、その後、復電することにより自立運転から連系運転に移行した場合に、前記蓄電装置に対して、前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行う、請求項２から５のいずれかに記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記蓄電装置に対して、
前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で完全充電を行い、
規定値まで前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行って、充電を停止し、又は、
前記規定値まで前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行って、前記標準運転時の充電電流で完全充電を行う、請求項６記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記標準運転パターンでは最大効率で放電させ、
前記計画運転パターンでは、前記商用電源が停電していない場合には効率を下げ、前記商用電源が停電した場合には最大値まで放電可能にする、
請求項２から７のいずれかに記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項９】
前記商用電源が停電することにより連系運転から自立運転に移行した場合に、前記商用電源が復電したとき、表示装置に対して、連系運転へ移行する予測時刻を表示させる表示制御手段を備える請求項１から８のいずれかに記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項１０】
商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御方法であって、
制御手段が、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御するステップを含む貯蔵電力制御方法。
【請求項１１】
商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御するコンピュータを、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御する制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御装置であって、
前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御する制御手段を備える貯蔵電力制御装置。
【請求項２】
貯蔵電力設定量を記憶する電力量記憶手段を備え、
前記制御手段は、運転パターンを切り替えるパターン切替指令に従って、前記標準運転パターンから、電力貯蔵量を前記貯蔵電力設定量以上にし、かつ、前記商用電源が停電していない場合において、少なくとも電力貯蔵量が前記貯蔵電力設定量以下のときの放電を禁止する計画運転パターンへ変更する、請求項１記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項３】
前記パターン切替指令には、パターン切り替えを終了するパターン切替終了条件が含まれており、
前記制御手段は、前記パターン切替終了条件が成立すると、前記計画運転パターンから前記標準運転パターンへ戻す、請求項２記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項４】
前記パターン切替終了条件は、所定の時間及び／又は時刻の経過である、請求項３記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項５】
貯蔵電力設定量を記憶する電力量記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記商用電源が停電する可能性が高まる停電危険時刻の情報により、当該停電危険時刻までに、前記標準運転パターンから、電力貯蔵量を前記貯蔵電力設定量以上にし、かつ、前記商用電源が停電していない場合において、少なくとも電力貯蔵量が前記貯蔵電力設定量以下のときの放電を禁止する計画運転パターンへ変更する、請求項１記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記計画運転パターンにおいて、前記商用電源が停電することにより連系運転から自立運転に移行し、その後、復電することにより自立運転から連系運転に移行した場合に、前記蓄電装置に対して、前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行う、請求項２から５のいずれかに記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記蓄電装置に対して、
前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で完全充電を行い、
規定値まで前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行って、充電を停止し、又は、
前記規定値まで前記標準運転時の充電電流よりも大きい電流で充電を行って、前記標準運転時の充電電流で完全充電を行う、請求項６記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記標準運転パターンでは最大効率で放電させ、
前記計画運転パターンでは、前記商用電源が停電していない場合には効率を下げ、前記商用電源が停電した場合には最大値まで放電可能にする、
請求項２から７のいずれかに記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項９】
前記商用電源が停電することにより連系運転から自立運転に移行した場合に、前記商用電源が復電したとき、表示装置に対して、連系運転へ移行する予測時刻を表示させる表示制御手段を備える請求項１から８のいずれかに記載の貯蔵電力制御装置。
【請求項１０】
商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御する貯蔵電力制御方法であって、
制御手段が、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御するステップを含む貯蔵電力制御方法。
【請求項１１】
商用電源と負荷との経路に接続された蓄電装置の電力貯蔵量を制御するコンピュータを、前記蓄電装置に対して、充電及び放電が可能な標準運転パターンと、前記標準運転パターンとは別に設定された、前記商用電源が停電していない場合における電力貯蔵量の一部又は全部の放電を禁止する特殊運転パターンとを切り替えて充放電を制御する制御手段として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−２７１３６（Ｐ２０１３−２７１３６Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９１９２（Ｐ２０１１−１５９１９２）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（５９１２１２７１８）株式会社正興電機製作所 (25)
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（５９１２１２７１８）株式会社正興電機製作所 (25)
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【Ｆターム（参考）】
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