電気自動車の充電制御方法、充電監視制御センタ、車載カーナビ装置、および電力系統安定化システム
【課題】電力系統における電力の需給バランスを取るために、必要な時間に必要な数だけの電気自動車を充電スタンドに誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を的確に制御する。
【解決手段】電力系統監視制御システムによって計画された各配電区域内の充電スタンド群が消費すべき総充電電力を、必要な数だけの電気自動車に分配して消費させるために、充電監視制御センタが、走行中の電気自動車に対して充電スタンドで充電を行う電気自動車の募集を行い、応募があった電気自動車のなかから選定した必要な数だけの電気自動車に前記総充電電力を分配することによって各電気自動車への充電量を決定し、さらに、それら各電気自動車を各充電スタンドに個別に誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を個別に制御する。
【解決手段】電力系統監視制御システムによって計画された各配電区域内の充電スタンド群が消費すべき総充電電力を、必要な数だけの電気自動車に分配して消費させるために、充電監視制御センタが、走行中の電気自動車に対して充電スタンドで充電を行う電気自動車の募集を行い、応募があった電気自動車のなかから選定した必要な数だけの電気自動車に前記総充電電力を分配することによって各電気自動車への充電量を決定し、さらに、それら各電気自動車を各充電スタンドに個別に誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を個別に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車への充電量を制御することによって電力系統の電力品質を安定化するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネ・省コストに対するニーズの高まりは大きくなってきている。２００７年１１月には経済産業相の諮問機関である総合資源エネルギー調査会省エネ部会政策小委員会において、京都議定書の温室効果ガス削減目標達成へ向けて検討している省エネルギー法改正（省エネ法改正）に対する報告書案が了承され、同年１２月１２日には部会でも了承となり最終的な報告書が纏められた。
【０００３】
その報告書では、国際エネルギー価格の高騰等の変動の中、エネルギー資源の大部分を海外に依存している我が国にとって、省エネルギーは、国民生活や経済活動の基盤として、最重要課題の一つであり、今後エネルギー需給逼迫状況と高水準のエネルギー価格が長期化すれば、現在は一部にとどまっている影響も、今後は、経済社会全般に徐々に広がっていくことが懸念されていることから、エネルギーの有効利用は中長期的な視野の下、今から対策を講じていく必要がある、としている。
【０００４】
こうしたことから、企業における業務部門ばかりでなく、家庭部門における省エネ施策の検討が更に進むことが予想される。また、デマンドサイドマネジメント（ＤＳＭ：Demand Side Management）、デマンドレスポンスプログラム（ＤＲＰ：Demand Response Program）の導入により、ピーク時間帯の鋭い負荷を抑制して電力供給の信頼度を高めるとともに、設備利用率を向上させることが可能となるため、より経済的な電力供給の実現を図るべく、今後更なる技術革新が進むことが予想される。
【０００５】
オール電化住宅の普及、電気自動車の大量導入など、エネルギーの電化が今後ますます加速されるものと考えられ、こうした電力需給構造の変化が既存の配電設備へどのような影響を及ぼすのかが議論され始めている。具体的には、オール電化住宅の普及と電気自動車の大量導入にともなって電力を供給するシステムに様々な負担が発生すること、電気自動車への充電のための不確定な負荷の増大によって配電系統の電力品質が低下することなどが懸念されている。
【０００６】
これに関連する従来技術として、特許文献１には、事前に入力される電気自動車の走行スケジュールに基づいて、家庭または事業所で行う車載バッテリへの充電のコストを最小にするための技術が開示されている。また、非特許文献１には、配電区域内で充電可能な状態にある電気自動車に対して、一斉にＬＦＣ（Load Frequency Control：負荷周波数制御）信号を送信することにより、充電の負荷を制御して電力系統を安定化させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９８５３７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】高木雅昭他，「ＬＦＣ信号を用いたプラグインハイブリッド車の充電制御による系統貢献度の評価」，第２８回エネルギー・資源学会研究発表会資料２０−３，２００９年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１で開示された技術は、家庭や事業所が所有するハイブリッド型電気自動車の利用計画から充電量と充電スケジュールとを決定するものであり、充電の実行に伴って発生する電力系統における電圧低下などの電力品質の問題は考慮されていない。また、バッテリ切れの際はエンジン走行することが想定されており、充電スタンドでの充電は対象外となっている。他方、非特許文献１に開示された技術は、太陽光発電や風力発電のように発電量の変動が大きい電力供給源を利用する場合に、その変動分を充電設備に接続中の電気自動車の車載バッテリで吸収することによって電力の需給バランスを取ろうとするものであるが、接続中の電気自動車の数が多くなければ吸収可能な電力変動の範囲が小さくなって十分な効果を得ることができない。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする第一の課題は、電力系統における電力の需給バランスを取るために、必要な時間に必要な数だけの電気自動車を充電スタンドに誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を的確に制御することである。
また、本発明が解決しようとする第二の課題は、電気自動車がバッテリ切れとなって走行不能とならないように、所望の条件で充電サービスを提供してくれる充電スタンドに電気自動車を適切に誘導することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の第一の課題を解決するために、本発明は、電力系統における電力の需給バランスを取るべく電力系統監視制御システムによって計画された各配電区域内の充電スタンド群が消費すべき総充電電力を、走行中の電気自動車のなかから集めた必要な数だけの電気自動車に分配して消費させるために、充電監視制御センタが、走行中の電気自動車に対して配下の配電区域内の充電スタンドで充電を行う電気自動車を募集して、応募があった電気自動車のなかから選定した必要な数だけの電気自動車に前記総充電電力を分配することによって各電気自動車への充電量を決定し、さらに、それら各電気自動車を充電を行うべき各充電スタンドに個別に誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を個別に制御することを特徴とする。
【００１２】
そのために、各電気自動車の走行および充電の履歴などに基づいて各電気自動車のユーザ特性を推定するとともに、ユーザに提示可能なインセンティブの範囲を決定するデータセンタと、電気自動車と交信して充電スタンドで充電を行う電気自動車を募集し、応募があった電気自動車の現在位置およびバッテリ残量と、データセンタから取得したユーザ特性とに基づいて、各電気自動車のユーザに提示するインセンティブを個別に決定しつつ充電対象とする電気自動車を必要な数だけ選定し、選定した各電気自動車を該当の充電スタンドに誘導して、それらの電気自動車への充電電力を個別に制御する充電監視制御センタとを備える。
【００１３】
このとき、充電監視制御センタがデータセンタから取得する各電気自動車のユーザ特性は、各電気自動車の過去における位置情報とＳＯＣ（State of Charge：充電率）、ＳＯＨ（State of Health：バッテリ劣化度）、充電募集への協力頻度、価格適合性、電力変換効率をはじめとした履歴データを基に生成されるプロファイルデータであり、充電監視制御センタは、誘導先の充電スタンドを含む電力系統の負荷や周波数などに関する制約条件を用いて、各電気自動車に提示する個別のインセンティブと充電量とを最適に決定する。
【００１４】
また、前記の第二の課題を解決するために、本発明は、各電気自動車に搭載されるコントローラが、電気自動車がバッテリ切れとなって走行不能とならないように、各電気自動車のバッテリ残量および車載のカーナビ装置によって算出された目的地までの走行距離に基づいて充電が必要であると判定した場合は、充電監視制御センタに充電を行うべき充電スタンドの位置を問い合わせ、充電監視制御センタは、電力系統の負荷や周波数などに関する制約条件を満たしかつ所望の条件で充電サービスを提供可能な充電スタンドを適宜探索して、当該充電スタンドの情報を各電気自動車に提供し、そのなかから選択された充電スタンドに当該電気自動車を誘導して、当該電気自動車への充電電力を個別に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電力系統における電力の需給バランスを取るために、必要な時間に必要な数だけの電気自動車を充電スタンドに誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を的確に制御することができる。また、電気自動車がバッテリ切れとなって走行不能とならないように、所望の条件で充電サービスを提供してくれる充電スタンドに電気自動車を適切に誘導することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一実施形態に係る電力系統安定化システムの全体構成図である。
【図２】再生可能エネルギーの出力変動を緩和する動作についての説明図である。
【図３】第一実施形態のデータセンタの機器構成例を示すブロック図である。
【図４】充電監視制御センタの機器構成例を示すブロック図である。
【図５】充電スタンドと電気自動車との接続についての説明図である。
【図６】電力系統安定化システムの各部における通信手順の例を示したシーケンスチャートである。
【図７】第一実施形態の系統制御指令装置の動作例を示すフローチャートである。
【図８】潮流計算で用いるデータの構成例である。
【図９】プロファイルデータベースについての説明図である。
【図１０】インセンティブの決定方法についての説明図である。
【図１１】ランク付けの方法についての説明図である。
【図１２】充電量の分配手順を示すフローチャートである。
【図１３】擬似的なコスト関数についての説明図である。
【図１４】充電募集通知を受信したときの画面表示例である。
【図１５】希望充電場所を選択するときの画面表示例である。
【図１６】地上デジタル放送による充電募集通知を受信するための画面表示例である。
【図１７】充電スタンド候補を色分けして表示した画面表示例である。
【図１８】第二実施形態のデータセンタの機器構成例を示すブロック図である。
【図１９】第二実施形態の系統制御指令装置の動作例を示すフローチャートである。
【図２０】充電モードプロファイルデータのデータ構造およびデータ例である。
【図２１】第三実施形態に係る電力系統安定化システムの全体構成図である。
【図２２】認証センタの機器構成例を示すブロック図である。
【図２３】課金センタの機器構成例を示すブロック図である。
【図２４】ＥＶ認証装置とＥＶ課金装置とを充電監視制御センタの内部に装備したときに機器構成例を示すブロック図である。
【図２５】ＥＶの認証と充電料金の課金決済処理を行うときの電力系統安定化システムの各部における通信手順の例を示したシーケンスチャートである。
【図２６】充電予定情報および充電スタンド選択基準を入力するための画面表示例である。
【図２７】充電予定情報および候補となる充電スタンドの位置情報のデータ構造およびデータ例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、電気自動車（以下、電気自動車の英語標記に基づいて適宜「ＥＶ（Ｅlectric Vehicle）」と略記する。）とは、外部から供給される電力を充電可能な走行用の車載バッテリ（以下、「バッテリ」という。）と走行用モータとを搭載しているすべての自動車のことを指すものとし、いわるゆプラグインハイブリット自動車をも含むものとする。
【００１８】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る電力系統安定化システムの全体構成図である。図１に示した電力系統安定化システム１０は、火力発電所、原子力発電所をはじめとした大規模電源設備１２３、太陽光発電設備１２１、風力発電設備１２２から供給される電力を、配電変電所１２５および送電線１２６を介して充電スタンド１０７と需要家１０８とに配電する電力系統１２４の電力品質を安定化させるためのシステムである。ここで、充電スタンド１０７には、従来のガソリンスタンドのような専用設備以外に、商業施設の駐車場や時間貸しの有料駐車場などに設置される簡易型の設備を含むものとし、需要家１０８には、各種商工業施設などの大口需要家と一般家庭とを含むものとする。
【００１９】
また、電力系統安定化システム１０は、電力系統１２４の全体を対象として監視制御を行う電力系統監視制御システム１０１と、電力系統１２４内の電気の流れを含む各機器の動作履歴、ユーザ契約情報をはじめとする電力系統１２４に関連する各種データを管理するデータセンタ１０２と、所定の配電区域毎に設置され、配下の配電区域内を走行中のＥＶ１０６を充電スタンド１０７に誘導してバッテリへの充電を促す機能を有する充電監視制御センタ１０３とを備える。これらのシステムおよびセンタの機器と、ＥＶ１０６との交信を行う無線基地局１０５および充電スタンド１０７とは、通信ネットワーク１０４を介して相互に通信可能に接続される。
【００２０】
電力系統監視制御システム１０１は、公知の技術を利用することにより、電力系統１２４を構成している各種設備の状態や各所に設置されるセンサなどの情報を監視し、電力を安定して供給するように各種設備を制御する。その制御機能の一部として、電力系統監視制御システム１０１は、各配電区域内のすべての充電スタンド１０７でＥＶ１０６に充電する電力の合計値である総充電電力を計画し、各充電監視制御センタ１０３は、電力系統監視制御システム１０１によって計画された総充電電力を配下の配電区域の充電スタンド１０７およびＥＶ１０６に適切に分配して充電を実行させる。
【００２１】
ここで、図２を参照して、電力系統安定化システム１０がＥＶ１０６への充電によって再生可能エネルギーの出力変動の影響を緩和する動作の概略を説明する。このときの電力系統１２４は、図１に示すように、太陽光発電設備１２１、風力発電設備１２２、および火力発電所、原子力発電所などの大規模電源設備１２３から供給される電力を、不図示の需要家機器群と充電スタンド１０７で充電を行うＥＶ１０６とが消費する構成となる。なお、充電監視制御センタ１０３は、それぞれの配電変電所１２５毎に一つずつ設置されるものとする。
【００２２】
図２（ａ）に示した符号２０１のグラフは太陽光発電設備１２１の出力変動の一例であり、図２（ｂ）に示した符号２０２のグラフは風力発電設備１２２の出力変動の一例である。このとき、この両者から同時に電力の供給を受ける配電変電所１２５の二次側母線の潮流（電圧／周波数）の変動は、例えば、図２（ｃ）に示した符号２０３のグラフのような傾向を示し、符号２０４および符号２０５の部分のように、破線で示した所定の上限値２０６と下限値２０７とで規定される許容範囲を逸脱することになる。
【００２３】
このような潮流の変動は、太陽光発電設備１２１と風力発電設備１２２との出力変動を、天候予測に基づいて推測することにより、一定の誤差の範囲内で予測が可能である。そこで、図２（ｃ）の符号２０３のグラフのように、符号２０４，２０５の部分で許容範囲からの逸脱が予想される場合は、充電スタンド１０７でのＥＶ１０６への充電により図２（ｄ）の符号２０８の斜線部分に相当する電力を消費させることで、符号２０９のグラフのように、電力の需給バランスを取って許容範囲からの逸脱を未然に防止することができる。なお、ここではＥＶ１０６への充電による対策に的を絞るために、下限値を下回る例やその対策については説明を省略している。
【００２４】
以上の例で説明したように、電力系統監視制御システム１０１は、電力系統１２４における電力の需要と供給とのバランスを取って電力品質を安定化するための手段の一つとして、各配電区域内のすべての充電スタンド１０７でＥＶ１０６への充電のために給電する電力の合計値の時間推移である総充電電力を計画する。
【００２５】
続いて、データセンタ１０２と充電監視制御センタ１０３について詳しく説明する。なお、データセンタ１０２および充電監視制御センタ１０３は、電力会社もしくは電力関連のサービスを提供する第三者（サービスプロバイダ）による運営を想定する。
【００２６】
図３は、データセンタ１０２の機器構成例を示すブロック図である。図３に示すように、データセンタ１０２は、ＥＶユーザ情報解析装置３０１、電力契約データベース３０２、履歴データベース３０３、プロファイルデータベース３０４、および外部の通信ネットワーク１０４との接続を認証してデータの仲介を行うゲートウエイ（以下、「ＧＷ」（Gateway）と略記する。）３０５を備えて構成される。
【００２７】
電力契約データベース３０２には、電力会社またはサービスプロバイダとＥＶ１０６のユーザ（以下、「ＥＶユーザ」という。）との間で締結された充電サービスに関する電力契約のデータが保持される。これには、各ＥＶユーザの時間帯別の希望充電単価の情報が含まれる。
【００２８】
通信ネットワーク１０４を介して収集された各ＥＶ１０６の走行データ、バッテリ残量、充電量などの履歴データは、履歴データベース３０３に記録される。ＥＶユーザ情報解析装置３０１は、電力契約データベース３０２から取得した希望充電単価と、履歴データベース３０３に記録された履歴データとを、定期的に解析することによって各ＥＶユーザ毎のプロファイルデータを生成し、生成したプロファイルデータをプロファイルデータベース３０４に格納する。
【００２９】
各ＥＶ１０６の履歴データは、道路の各所に設置される無線基地局１０５を介して無線通信によってリアルタイムに収集してもよいし、ＥＶ１０６の記憶部に蓄積しておき、充電スタンド１０７もしくは自宅等での充電中に有線通信によってまとめて収集するようにしてもよい。
【００３０】
図４は、充電監視制御センタ１０３の機器構成例を示すブロック図である。図４に示すように、充電監視制御センタ１０３は、ＥＶ誘導計算装置４０１、系統制御指令装置４０２、および外部の通信ネットワーク１０４との接続を認証してデータの仲介を行うＧＷ４０３を備えて構成される。
【００３１】
ＥＶ誘導計算装置４０１は、電力系統監視制御システム１０１から指定される時間帯毎の総充電電力を満たすべく、データセンタ１０２から必要な情報を取得するとともに、各ＥＶ１０６と交信することによって、付与するインセンティブを調整しながら充電を行うＥＶ１０６を募集して、応募のなかから充電対象とするＥＶ１０６を必要な数だけ選定し、各ＥＶ１０６の充電場所の決定と充電量の配分とを行って、各ＥＶを対象の充電スタンド１０７まで誘導する。
【００３２】
系統制御指令装置４０２は、配下の配電区域の潮流計算を実施することにより、ＥＶ１０６を含む電力制御の対象機器と制御内容とを決定し、それらの機器に対する個別の制御を含んで配下の配電区域の系統制御を行う。
【００３３】
図５は、充電スタンド１０７とＥＶ１０６との接続についての説明図である。なお、図５に示した充電スタンド１０７は、配電変電所１２５から柱上変圧器５１１、電力線５１２、分電盤５１３を介して給電される電力を、一般家庭などに設置される簡易型充電設備の数倍の充電電流で給電することでＥＶ１０６が備えるバッテリ５０１を短時間で充電することができる急速充電モードを備える。
【００３４】
ＥＶ１０６は、バッテリ５０１、バッテリ５０１を制御するコントローラ５０２、充電監視制御センタ１０３から通信ネットワーク１０４を介して受信したコマンドを解釈し、あるいはデータセンタ１０２、充電監視制御センタ１０３に送信する情報の符号化を行うコマンド解釈手段５０３、および通信ネットワーク１０４を介して通信を行うためのネットワークＩ／Ｆ（Interface）５０４を有して成る。
【００３５】
ネットワークＩ／Ｆ５０４は、無線方式と有線方式とのいずれか一方であっても、その両者を用いるものであっても構わない。なお、有線方式の場合は、充電用ケーブルを充電用プラグに装着することによって通信路が確立されるものであることが好ましい。ネットワークＩ／Ｆ５０４を介してＥＶ１０６から送信されるデータは、通信ネットワーク１０４を介してデータセンタ１０２や充電監視制御センタ１０３に伝達される。また、充電監視制御センタ１０３から送信される制御指令（コマンド）は、これと逆の経路をたどってＥＶ１０６のコマンド解釈手段５０３に伝達され、コントローラ５０２によりコマンドに応じた制御が行われる。
【００３６】
図６は、充電監視制御センタ１０３に対して、時間帯毎の総充電電力が指定されたときの、電力系統安定化システム１０の各部における通信手順の例を示したシーケンスチャートである。以下、図６のシーケンスチャートに沿って、各部の動作の詳細を説明する。
【００３７】
電力系統監視制御システム１０１は、総需要予測システム、変電所需要予測システム、発電機供給力予測システムをはじめとした不図示の計算機システムによって、例えば１〜２４時間先までの時間帯毎の電力の過不足を予測し、予測の結果に基づいて各発電設備の運転計画を作成するとともに、各配電区域の時間帯毎の総消費電力を計画する。その結果、それぞれの充電監視制御センタ１０３に対して、当該センタの配下の配電区域内のすべての充電スタンド１０７におけるＥＶ１０６への時間帯毎の総充電電力が充電単価とともに提示される（６０１）。この充電単価は充電スタンド１０７での通常の充電単価よりも低く設定され、両者の差分が充電募集に応募して充電を行うＥＶユーザに付与するインセンティブの原資となる。
【００３８】
総充電電力と充電単価との提示を受けた充電監視制御センタ１０３は、データセンタ１０２から配下の配電区域内もしくは隣接する配電区域内を走行中で充電サービスを契約しているすべてのＥＶユーザのプロファイルデータを取得し（６０２，６０３）、提示された充電単価以上での充電を希望しているＥＶユーザを抽出して、抽出したＥＶユーザに対応する各ＥＶ１０６に充電募集通知を送信する（６０４）。これにより、ＥＶユーザに対して充電募集に応募するか否かの問合せが車載カーナビ装置の画面や音声などで行われる。なお、ここでは、希望充電単価を用いて充電募集通知の送信先を限定するものとしたが、契約対象のすべてのＥＶ１０６に送信するようにしてもよく、その場合はＥＶ１０６側で希望充電単価以下での充電募集だけを選択してＥＶユーザに通知するとよい。
【００３９】
続いて、ＥＶユーザがカーナビ装置の画面やボタンなどから充電募集に応募する旨の入力操作を行うと、当該ＥＶ１０６から現在の位置情報とバッテリ残量を表すＳＯＣ（充電率）とを含む応募データが充電監視制御センタ１０３に送信される（６０５）。図示は省略するが、これらの応募データは、充電監視制御センタ１０３からデータセンタ１０２にも送信され、履歴データベース３０３に各ＥＶユーザの応募実績として追加登録される。
【００４０】
次に、充電監視制御センタ１０３は、充電募集通知を送信してから所定の時間内（例えば、５分以内）に受信したすべての応募データを集計することによって分配可能な総充電電力の最大値を算出し、その値とともに電力系統監視制御システム１０１に実行可否を回答する（６０６）。
【００４１】
次に、電力系統監視制御システム１０１は、各配電区域の充電監視制御センタ１０３から受信した実行可否の回答に基づいて各配電区域への総充電電力の再配分を行い、各充電監視制御センタ１０３に再配分結果の総充電電力を指示する（６０７）。
【００４２】
次に、充電監視制御センタ１０３は、先に取得した各ＥＶユーザのプロファイルデータに基づいて応募があったＥＶユーザのランク付けを行い、このランキングの順序にしたがって総充電電力の分配案を作成して、それぞれのＥＶ１０６に充電場所の候補と付与するインセンティブ額とを含む詳細募集要項を個別に通知して（６０８）、ＥＶ１０６から希望充電場所の選択結果を取得する（６０９）。この希望充電場所の選択は、１つであっても複数であってもよく、通知されたすべての場所を選択してもよい。
【００４３】
次に、充電監視制御センタ１０３は、取得した希望充電場所のなかから所定の基準によって１つを選択して充電量を決定し、同様の処理を、指示された総充電電力の分配が終わるまで繰り返すことによって、充電対象とするＥＶ１０６を必要な数だけ選定して充電場所と充電量とを決定する。このとき、充電監視制御センタ１０３は、配下の配電区域の潮流計算を実施することによって、各ＥＶ１０６への充電を行う充電スタンド１０７と充電量との決定を行う。その結果、選定から漏れたＥＶ１０６にはその旨を知らせる非選定通知を送信し（６１０）、選定されたＥＶ１０６には、決定した充電スタンド１０７への移動指示を送信する（６１１）。
【００４４】
特定の充電スタンド１０７への移動を指示されたＥＶ１０６のカーナビ装置は、当該充電スタンド１０７までの走行経路を運転者に提示するなどして当該ＥＶ１０６を当該充電スタンド１０７に誘導し、ＥＶ１０６に充電用ケーブルが接続されて充電の準備が完了すると、ＥＶ１０６から充電スタンド１０７を介して充電監視制御センタ１０３に充電開始要求が送信される（６１２，６１３）。
【００４５】
充電監視制御センタ１０３は、最新の情報に基づいて再度潮流計算を実施することにより、当該ＥＶ１０６への充電量と充電パターンとを決定し、充電スタンド１０７に充電の実行を指示する（６１４）。
【００４６】
充電の実行を指示された充電スタンド１０７は、ＥＶ１０６のコントローラ５０２と連携して、指示された充電パターンによってバッテリ５０１に電力を給電し（６１５）、指示された充電量の充電が完了したら、充電監視制御センタ１０３に実際に充電した電力量を含んだ充電完了通知を送信する（６１６）。
【００４７】
次に、充電監視制御センタ１０３は、データセンタ１０２に対して、実際に充電した電力量、インセンティブ額、充電場所、充電時間などを含んだ充電実績通知を送信し（６１７）、これを受信したデータセンタ１０２は、履歴データベース３０３にその内容を充電実績データとして追加記録するとともに、実際に充電した電力量に見合った充電金額およびインセンティブ額を不図示の課金データベースに記録し、充電監視制御センタ１０３に受信確認を送信する（６１８）。そののち、充電監視制御センタ１０３は、ＥＶユーザに付与したインセンティブ額を含んだインセンティブ通知を、ＥＶ１０６に送信する（６１９）。
【００４８】
続いて、充電監視制御センタ１０３に備えられる系統制御指令装置４０２が、各ＥＶ１０６の充電場所と充電量とを決定するために行う配電区域の潮流計算について説明する。図７は、系統制御指令装置４０２が実施する潮流計算の処理の流れを示したフローチャートである。
【００４９】
系統制御指令装置４０２は、まず処理７０１にて、配下の配電区域の電力系統上に設置されている電流および電圧センサの情報、ならびに系統接続を決定する開閉器の状態をはじめとした系統データを収集し、それらの情報と、電力系統監視制御システム１０１と同様な技術による配電区域内の需要予測ならびに供給力予測とに基づいて、数十分から数時間先までの系統状態を予測する。その予測結果をもとに、系統制御指令装置４０２は、処理７０２にて、候補となる充電スタンド１０７でＥＶ１０６への充電を行うものとしたときの潮流計算を実施する。
【００５０】
潮流計算で用いる電力系統データの構成例を図８に示す。設備データ８０１は、対象となる配電区域の電力系統を、各配電区間を形成している送電線（ブランチと呼ばれる）毎に区切ってその特性を定義するものであり、送電線のブランチ名称、あるいはブランチの始点と終点とを構成している機器のノード名称からなる設備名（例えば、＃１−＃２は＃１が始点のノード名称、＃２が終点のノード名称を表す。）、抵抗分の値、誘導分の値、容量分の値、ならびに変圧器の場合はタップ比から構成されている。また、負荷母線データ８０２は、負荷母線であるノードの特性を定義するものであり、機器のノード名称、発電機の有無を示すフラグ、電圧指定値、電圧初期値、有効電力発電量（ＰＧ）、無効電力発電量（ＱＧ）、有効電力負荷（ＰＬ）、無効電力負荷（ＱＬ）、ノードに接続るコンデンサやリアクトルのインピーダンス値（ＳＣＳＨＲ）から構成されている。
【００５１】
次に、系統制御指令装置４０２は、処理７０３にて、潮流計算にて得られた各負荷母線の電圧や周波数が許容範囲から逸脱する異常値が発生していないかどうかを判定する。異常値が発生していない場合には（処理７０３でＮｏ）、処理７０８に分岐して、候補とした充電スタンド１０７とＥＶ１０６との組み合わせに対する充電パターンおよび充電量を決定し、処理を終了する。他方、異常値が発生している場合には（処理７０３でＹｅｓ）、処理７０４に分岐して、潮流感度をもとに異常値発生付近の電力分布をあらかじめ決められた既定のステップ分だけ変更することにより異常値が発生しない状態を仮決定する。この潮流感度に基づく制御については下記の文献に詳しい。
諏訪 三千男, 岩本 伸一: “無効電力と調相機器に重点を置いた電源別色分け手法”, 電学論Ｂ, Vol. 124, No. 4, pp.537-545 (2004) .
【００５２】
系統制御指令装置４０２は、次の処理７０５にて、前記仮決定した電力系統の状態を実現できる制御機器の対策可能な組み合わせ候補があるかどうかを判定し、対策可能な組み合わせ候補があれば（処理７０５でＹｅｓ）、処理７０６に分岐して、その対策結果を電力系統データに反映させたのち、処理７０２に戻って再度潮流計算を実施する。ここで決定した制御機器の対策は、系統制御指令装置４０２から別途各制御機器に制御指令を送信することによって実行される。他方、対策可能な組み合わせ候補がなければ（処理７０５でＮｏ）、処理７０７に分岐して、電力系統監視制御システム１０１に対して上位側での制御を要求する通知を送信したのち、処理を終了する。
【００５３】
以上は、系統制御指令装置４０２が、各ＥＶ１０６の充電場所と充電量とを事前に決定するために行う配電区域の潮流計算についての処理であるが、実際に各ＥＶ１０６が指定された充電スタンド１０７に到着して充電を開始する直前に行う潮流計算の処理もほぼ同様である。
【００５４】
次に、充電募集および充電対象のＥＶ１０６の選定に用いられるＥＶユーザのプロファイルデータの作成方法と、それを用いたＥＶユーザのランキング方法について説明する。
図９（ａ）に示すように、ＥＶユーザ情報解析装置３０１は、電力契約データベース３０２および履歴データベース３０３に登録されたデータを定期的に解析して各ＥＶユーザ毎のプロファイルデータを生成し、生成したプロファイルデータをプロファイルデータベース３０４に登録する。
【００５５】
例えば、走行データとして収集した位置情報を、図９（ｂ）の符号８１１のグラフに模式的に示すように時間帯に分けてプロットすると、各ＥＶユーザが一日のどの時点でどこに車を駐車しているか、あるいはどの付近を走行しているかといった傾向がわかる。具体的には、存在確率が高い地域カテゴリーを抽出して時間帯ごとにクラスタリングを行う。その結果を各ＥＶユーザの日々の行動パターンを予測するためのプロファイルデータとする。
【００５６】
また、図９（ｂ）の符号８１２のグラフは、あるＥＶ１０６の一日のＳＯＣ（充電率）の変化を履歴データから抽出して平均化した結果の例を示したものである。このようなＳＯＣの一日の変動サイクルを、各ＥＶ１０６への時間帯別の充電可能量を推測するためのプロファイルデータとする。
【００５７】
また、図９（ｃ）の符号８１３のグラフは、現在の位置がわかっているあるＥＶ１０６が、１０分後、２０分後、３０分後にどの位置にいる確率が高いかを、台風の進路予測図のイメージで表した例である。過去の走行データなどを解析してこのような進路予測を行うためのデータをプロファイルデータとすることにより、充電募集してから実際に充電を開始できるようになるまでの概算時間を推定することが可能となる。
【００５８】
このほかにも、各ＥＶの充電効率、電池劣化度、気温等の気象条件をはじめ、さまざまなパラメータを充電募集およびＥＶユーザのランク付けのためのプロファイルデータとして利用することが可能である。
【００５９】
図１０は、走行中のＥＶユーザが近隣の充電スタンド１０７まで移動して充電を行うときの価格インセンティブの決定方法についての説明図である。ＥＶユーザ側から考えると、移動距離あるいは移動時間が大きいほど手間と費用がかかるので、符号８２１のグラフのように充電スタンド１０７までの距離もしくは到達時間が大きいほど高いインセンティブを要求したい。他方、充電監視制御センタ側としては、充電スタンド１０７にＥＶユーザが到達するまでの時間が短いほど制御品質を高められるので、符号８２２のグラフのように移動距離あるいは移動時間が小さいユーザには高いインセンティブを与えてもよいと考える。
【００６０】
したがって、過去の充電募集への応募の実績から、図１０の符号８２１のグラフのような各ＥＶユーザの特性を推定するプロファイルデータを生成しておき、斜線を施した範囲内でインセンティブを付与することで、ＥＶユーザの満足度を高めることができる。
【００６１】
次に、図１１を参照して、ＥＶ誘導計算装置４０１（図４参照）が各ＥＶユーザをランキングする方法について説明する。ここでは、ＥＶ誘導計算装置４０１は、近接度、充電可能量、価格適合性、および協力頻度の４つの尺度を用いてＥＶユーザのランキングを行う例を説明するが、他の尺度を用いてもよい。
【００６２】
近接度とは、走行中の各電気自動車１０６から最寄りの充電スタンド１０７までの物理的距離または時間的距離を正規化したものであり、既存のナビゲーション技術で求められる渋滞予測情報に基づく最短経路について算出するのが好ましい。充電可能量は、バッテリ容量、バッテリ劣化度、バッテリ残量などから求められる、例えば８０％充電するための充電量を正規化したものである。価格適合性とは、ＥＶユーザの希望充電単価とデータセンタ１０２によって指定された充電単価との差分あるいはＥＶユーザに付与されるインセンティブを正規化したものである。また、協力頻度とは、充電監視制御センタ１０３からの充電募集回数に対する応募回数の比率を正規化したものである。
【００６３】
以上に述べた４つの尺度を用いてＥＶユーザをランキングする方法としては、図１１の例に示すように、４つの尺度の値をレーダチャート化して、チャート８３１〜８３３の面積が大きい順番にランクを上位にする、という方法、あるいはそれぞれの尺度の値に天候、気象状況に応じた重みを付けて総和した合計値が大きい順番にランクを上位にする、という方法などを適用することができる。ここでの重み付けは、例えば、晴天の日は出かけていることが多いので、近接度が大きくても協力頻度が小さくなる、冬季はバッテリ残量が少なくても充電可能量は小さくなる、というような特性を反映させるためのものである。
【００６４】
図１２は、ＥＶユーザのランキングに基づいて、応募があった各ＥＶ１０６の充電量を決定する処理の流れを示したフローチャートである。図１２において、電力系統監視制御システム１０１から指示された総充電電力をＳｍａxとし、充電募集への応募があったＥＶユーザを表す変数をｎ、分配済みの充電量の合計を表す変数をＳとする。
【００６５】
ＥＶ誘導計算装置４０１（図４参照）は、まず処理９０１にて、データセンタ１０２から取得した充電募集の対象となるすべてのＥＶユーザのプロファイルデータのなかから、応募があったＥＶユーザのプロファイルデータを抽出する。次に、処理９０２にて、各ＥＶユーザのランキングに用いる指標値を算出し、処理９０３にて、応募があったＥＶユーザを指標値が大きい順にソートしたランキングリストを作成する。
【００６６】
次に、ＥＶ誘導計算装置４０１は、処理９０４にて、ランキング順位を示す変数ｎと割り当て済みの充電量を示す変数Ｓとを初期化したのち、処理９０５から処理９０７を、変数Ｓの値が総充電電力Ｓｍａｘを超えるまで繰り返すことによって、ランキングリストの上位から順に各ＥＶユーザに充電量を割り当て、割り当てが完了したら処理９０８にて割り当て済みのリストを確定して処理を終了する。
【００６７】
このとき、処理９０５にてランキング順位ｎのＥＶユーザに割り当てる充電量である充電量（ｎ）の値の算出方法について、図１３を用いて説明する。ＥＶ１０６への総充電電力の分配は、発電機の経済負荷配分の考え方をもとに実施する。これは、発電機の出力とコストとの関係を２次関数近似して、総発電コストが最小になるように各発電機の出力を求めるものである。ここで、総充電電力を総発電量に対応させると、各ＥＶ１０６へ割り当てる充電量とコストとの関係を同様な２次関数によって近似する必要がある。この２次関数は、充電量をｘとすると、
Ｆ(ｘ) = ａiｘ2 + ｂiｘ +ｃi （i:ＥＶに割り振られた番号）
と表わされる。この係数の意味を考えると、ａiは二次曲線の傾き（効率の良さ）、ｂiはｘ軸方向の移動量（出力の上下限値）、ｃiはｙ切片（コストの最低値）に相当するので、前記したランク付けの尺度とのアナロジーを考え、例えば、
ａi：価格適合性
ｂi：充電可能量
ｃi：近接度
と定義する。
【００６８】
各ＥＶユーザのプロファイルデータおよび応募時に各ＥＶ１０６から取得した位置、ＳＯＣから算出される上記３つの尺度の値を用いることにより、図１３のグラフ８４１〜８４３に示すような各ＥＶ１０６のコストと充電量との関係を表す関係式を作成して、発電機の経済負荷配分と同様に、各ＥＶ１０６の充電量を決定する。
【００６９】
続いて、充電監視制御センタ１０３から送信される充電募集通知を受信したときのＥＶ１０６の動作について説明する。この充電募集通知を走行中のＥＶ１０６に伝達する手段には、無線の双方向通信を用いてもよいし、移動受信に強い地上デジタル放送を利用してもよい。
【００７０】
充電監視制御センタ１０３から送信される充電募集通知には、充電募集の対象となる充電スタンド１０７の情報が含まれており、この充電募集通知を受信したＥＶ１０６のコントローラ５０２は、不図示のカーナビ装置にその情報を引き渡して、図１４に例示するように、自車の位置を示す自車アイコン９５１から目的地の位置を示す目的地アイコン９５２までの誘導経路を示すナビゲーション画面（経路誘導地図画面）上に、応募〆切までの残り時間を含む充電募集のメッセージ９６１と、充電募集の対象となる充電スタンド１０７の位置を示す充電スタンドアイコン９５３〜９５６と、操作メニュー９６２とを表示させる。
【００７１】
操作メニュー９６２のうち、一覧表示ボタンは応募を受け付けている充電募集を一覧表示させるためのボタン、前へボタンは１つ前の充電募集の情報を表示させるためのボタン、次へボタンは１つ後の充電募集の情報を表示させるためのボタン、詳細表示ボタンはこの充電募集の詳細情報を表示させるためのボタン、応募ボタンはこの充電募集に応募するためのボタンである。
【００７２】
必要に応じて充電募集の詳細情報を表示させて充電単価などの充電条件を確認するなどしたのち、ユーザ（運転者）が応募ボタンを選択入力すると、カーナビ装置からその旨がコントローラ５０２に通知され、コントローラ５０２は、自車の現在の位置とバッテリ５０１のＳＯＣとを含む応募データを充電監視制御センタ１０３に送信する。
【００７３】
そののち、充電監視制御センタ１０３によって充電量が決定されると、充電量と各充電スタンド毎に付与されるインセンティブ額とを含む詳細募集要項通知が送信されてくるので、これを受信したＥＶ１０６のコントローラ５０２は、カーナビ装置にその情報を引き渡して、図１５に例示するように、充電スタンドの選択を促すメッセージ９６３と、自車の位置から目的地に至る経路の近傍で最も近い充電スタンド１０７の位置を示す充電スタンドアイコン９５５およびその場所を経由する新たな誘導経路と、当該充電スタンド１０７についての詳細募集要項の内容９６４と、操作メニュー９６５とをナビゲーション画面上に表示させる。
【００７４】
詳細募集要項の内容９６４には、充電スタンド名、到着予定時刻、予定充電時間、インセンティブ額などを表示する。なお、このとき作成する新たな誘導経路は、ＥＶユーザの好みにより、距離優先と時間優先とのいずれを選択してもよい。また、選択した充電スタンドに到着して実際に充電を行った際には、不図示の充電装置の液晶画面などによってＱＲコード化されたクーポンを配布するなどして、ＥＶユーザのインセンティブをさらに高くすることも可能である。
【００７５】
操作メニュー９６５のうち、一覧表示ボタンは選択の対象となるすべての充電スタンドの情報を一覧表示させるためのボタン、前へボタンは１つ前の充電スタンドの情報を表示させるためのボタン、次へボタンは１つ後の充電スタンドの情報を表示させるためのボタン、キャンセルボタンはこの充電募集への応募をキャンセルするためのボタン、決定ボタンはこの充電スタンドを選択するよう決定するためのボタンである。
【００７６】
必要に応じていくつかの充電スタンドの情報を表示させて詳細募集要項の内容を比較するなどしたのち、ユーザ（運転者）が決定ボタンを選択入力すると、カーナビ装置からその旨がコントローラ５０２に通知され、コントローラ５０２は、選択された充電スタンドの識別情報を希望充電場所として充電監視制御センタ１０３に送信する。
【００７７】
そののち、充電監視制御センタ１０３によって充電を行うべき充電スタンド１０７の指定が確定すると、ＥＶ１０６に当該充電スタンドへの移動指示が送信されるので、これを受信したＥＶ１０６のコントローラ５０２は、カーナビ装置にその旨を伝達して、当該充電スタンド１０７への経路誘導を開始させる。なお、この経路誘導の際には、図１５に例示したものと同じように、ナビゲーション画面上に、当該充電スタンドを経由する新たな誘導経路と、当該充電スタンドについての詳細募集要項の内容９６４とを表示させることが好ましい。
【００７８】
充電募集通知の伝達手段として地上デジタル放送を用いる場合には、図１６に例示するように、カーナビ装置の画面上に、充電募集通知のデータ放送の受信動作を定義するstartup.bmlを起動するための充電募集受信アイコン９６６を配置しておき、それが選択入力されたときに、図１４に示した充電募集通知の画面に遷移するようにする。時々刻々発行される充電募集通知の情報をナビゲーション画面に反映させる方法として、例えば日本国内のＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）方式を用いるデジタル放送方式の場合は、ＡＲＩＢ（Association of Radio Industries and Businesses）標準規格ＳＴＤ−Ｂ２４に記述してあるイベントメッセージとして充電監視制御センタ１０３での更新情報をデータ化し、それをデジタル放送の放送データとして多重化して放送し、それを受信した端末側で情報の更新に従ってナビゲーション画面に反映させる方法を用いることができる。
【００７９】
また、充電募集通知の画面上で、目的地までのルートの近傍に複数の充電スタンドの候補が存在する場合は、図１７に例示するように、充電監視制御センタ１０３が、対象のＥＶ１０６に最も充電してほしい充電スタンドの位置を示す充電スタンドアイコン９５７の色や形を、他のアイコン９５８−１〜９５８−５とは異なるように表示させることで、よりＥＶユーザにわかりやすく表示することも可能である。あるいは、充電監視制御センタ１０３が、充電してほしい順番にいくつかのグループに分けて、アイコン９５８−１〜９５８−５の色や形を変えて表示させるようにしてもよい。この色や形を変える指標としては、例えば、前記のランキングに用いた近接度や価格適合性を用いることができる。
【００８０】
以上説明したように、第一実施形態では、充電監視制御センタ１０３が設置される各配電区域毎に、電力系統監視制御システム１０１によって指示された総充電電力を配下の充電スタンド１０７および各ＥＶ１０６に適切に分配して充電を行わせるので、電力系統全体の電力品質を安定化できると同時に、各ＥＶユーザはインセンティブを享受することができる。このため、電力会社は、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを活用しつつ制御用の発電設備や蓄電設備の規模を従来よりも小さくすることができ、電力系統全体において、電力供給事業者、需要家、インセンティブを受けるＥＶユーザがともにメリットを享受できることとなる。
【００８１】
［第二実施形態］
第二実施形態では、充電監視制御センタが設置される地産地消単位の配電区域毎に、オール電化機器をはじめとした需要家の負荷と、ＥＶへの充電電力とを制御する例について説明する。これは、前記した第一実施形態における図７に示した処理を、図１９に示した処理に置き換えることによって、太陽光発電設備をはじめとした再生可能エネルギーを利用しつつ需要家の負荷をも制御して、地産地消単位の配電区域における電力品質の安定化を図るものである。
【００８２】
図１８は、第二実施形態におけるデータセンタ１０２Ａの機器構成例を示すブロック図である。図１８に示すように、データセンタ１０２Ａは、図３に示した第一実施形態のデータセンタ１０２に、需要家データベース３０６が追加された構成となっている。この需要家データベース３０６には、各種需要家機器の使用条件（例えばエアコンの場合は外気温とエアコン運転の相関データ）、需要家における電力消費曲線（オール電化住宅における一日の電気温水器の運転データ、エアコンの利用傾向、電灯の利用傾向など）、需要家機器制御モデル（太陽光発電、風力発電、ＥＶ用バッテリの制御モデルなど）を少なくとも含む各需要家のデータが記録されている。
【００８３】
以下、系統制御指令装置４０２（図４）が実行する地産地消型の電力制御処理の動作を、図１９のフローチャートに沿って説明する。系統制御指令装置４０２は、まず処理１９０１にて、図７の処理７０１と同様に、対象とする配電区域の系統データの収集と系統状態の予測とを行う。次に、処理１９０２にて、数時間先までの需要家全体の負荷カーブを推定する。これは、各需要家における過去の電気温水器の利用時間帯とその各時刻の消費電力、エアコンの利用時間とそのときの外気温および消費電力、太陽光発電機器や風力発電機器が連系している需要家については天候や風力、風向とそのときの発電量、ＥＶユーザである需要家については充電時間帯とその各時刻の消費電力などの履歴データをもとに、回帰分析、あるいはニューラルネットワークに代表される予測方法を用いて負荷量を予測することにより行う。
【００８４】
系統制御指令装置４０２は、この予測結果をもとに、処理１９０３にて、ＥＶ１０６への総充電電力の制御による負荷のピークシフトが必要かどうかを判定する。これは、前記した需要家全体の負荷カーブと、再生可能エネルギー発電を含めて供給される電力の供給カーブとの過不足を算出することによって行う。通常は、需要家内に設置されるＨＥＭＳ（Home Energy Management System）の制御のみで電力の需給調整を行うが、その需給調整のみでは電力の過不足を補いきれない場合に、ＥＶ１０６への追加の充電を行うことにより、負荷をピークシフトして地産地消型の配電区域の範囲内で需給調整を行う。
【００８５】
ここで、ＨＥＭＳとは、需要家内に設置されている各電力消費機器の動作履歴、すなわち時間と消費電力量の履歴データから、外的要因（例えば曜日、天候、時刻、気温、湿度に代表される項目）と消費電力との関係をモデル化して作成した需要家データベース３０６中のモデルデータに基づいて、将来時点で予測される外的要因をもとに、該当する需要家内の各電力消費機器（例えば、給湯機、エアコン、テレビ、ＩＨクッキングヒータなど）の動作状態を予測する機能を持つシステムである。
【００８６】
さらに、ＨＥＭＳに、図２０に示すようなＥＶ１０６の充電特性を示す充電モードプロファイルデータ２０００を持たせることにより、需要家内での各電力消費機器の動作とＥＶ１０６の充電動作とを協調して制御することも可能である。充電モードプロファイルデータ２０００は、少なくとも、ＥＶ１０６の固有ＩＤ、充電パターンの種類を示す充電モードＩＤ、定格充電量、ＳＯＣを０％から９０％にするのに要するフル充電時間を含んで構成される。充電モードＩＤは、例えば急速充電モードと通常充電モードとにおける時間の推移と充電電力との関係を表す充電モデルのパターンを区別するための識別子である。
【００８７】
ＥＶユーザである需要家については、過去の充電履歴データとこの充電モードプロファイルデータ２０００を需要家データベース３０６に記録しておくことによって、ＥＶ１０６への充電のための消費電力を含めた負荷を予測する。なお、以降の処理においては、ＨＥＭＳによって算出される機器の制御動作を制約条件として扱うものとしてもよい。
【００８８】
処理１９０３にて、ＥＶ１０６への総充電電力の制御による負荷のピークシフトが必要と判定した場合は（処理１９０３でＹｅｓ）、処理１９０４に分岐して、必要なピークシフト量を算出し、続く処理１９０５にて、ＤＳＭに協力可能なＥＶ１０６を把握し、処理１９０６にて、それら対象となるＥＶ１０６のＳＯＣを取得してＥＶ全体で消費可能な最大充電電力を算出する。この算出においては、充電対象の各バッテリの劣化を防ぐために、ＳＯＣの上下限を制約条件として充電量と充電時間とを決定する。また、ＤＳＭに協力可能なＥＶ１０６の把握は、ＥＶユーザとの契約によって協力条件を設定しておき、当該条件を満たすＥＶ１０６を探索することによって行う。これにより、例えば自宅や駐車場などでの充電中の状態であれば個別の許可を不要とすることなども可能である。
【００８９】
次に、処理１９０７にて、求めた最大充電電力が必要なピークシフト量よりも大きく制御可能な範囲にあるかどうかを判定し、制御可能な範囲にあれば（処理１９０７でＹｅｓ）、処理１９０９に分岐して、図１２および図１３を用いて説明したのと同様な負荷配分の方法によって必要なピークシフト量を対象となるＥＶ１０６の充電量に分配する配分計算を行う。
【００９０】
続いて、処理１９１０にて、配分計算結果を反映させた潮流計算を実施し、電圧や周波数が許容範囲を逸脱する異常値が発生していなかった場合には（処理１９１１でＮｏ）、処理１９１３に分岐して、前記配分計算結果を制御対象リストに設定し、以後この制御対象リストに従って各ＥＶ１０６への充電の制御を行って処理を終了する。
【００９１】
他方、異常値が発生していた場合には（処理１９１１でＹｅｓ）、処理１９１２に分岐して、当該異常値を発生させないための制約条件を付加して対象ＥＶへの配分計算を再度行ったのち、処理１９１０に処理を戻して、その結果をもとに再度潮流計算を実施する。
【００９２】
また、処理１９０７にて、最大充電電力が必要なピークシフト量に満たないと判定された場合は（処理１９０７でＮｏ）、処理１９０８に分岐して、上位系、つまり、電力系統監視制御システム１０１に対して、上位系での制御を依頼して処理を終了する。
【００９３】
以上説明したように、第二実施形態では、充電監視制御センタが設置される地産地消単位の配電区域毎に、需要家のオール電化住宅等における電力消費機器を考慮した負荷カーブ推定の結果に基づいて、ＥＶへの充電時刻と充電パターンとを制御することで、電力系統のピーク負荷を抑制することができる。このため、電力会社はより効率のよい設備の運用が可能となり、電力供給事業者、需要家、インセンティブを受けるＥＶユーザがともにメリットを享受できることとなる。
【００９４】
［第三実施形態］
第三実施形態では、充電監視制御センタが充電スタンドで充電を行うＥＶを認証し、充電料金を課金センタによって自動的に課金決済処理する例について説明する。図２１は、本発明の第三実施形態に係る電力系統安定化システムの全体構成図である。図２１に示すように、電力系統安定化システム１０Ａは、図１に示した第一実施形態に係る電力系統安定化システム１０に、認証センタ１０９と課金センタ１１０とが追加された構成となっている。
【００９５】
認証センタ１０９は、充電監視制御センタ１０３が通信ネットワーク１０４を介して通信を行うＥＶ１０６を認証する機能を有する。この認証センタ１０９は、電力会社または電力関連のサービスを提供するプロバイダ、もしくは、認証サービスを提供するプロバイダによって運営される。
【００９６】
課金センタ１１０は、充電監視制御センタ１０３からの充電募集に応募して充電スタンド１０７で充電を行ったＥＶ１０６の充電料金を、契約者であるＥＶユーザに自動的に課金する機能を有する。この課金センタは、電力会社または電力関連のサービスを提供するプロバイダ、もしくは、課金サービスを提供するプロバイダによって運営される。
【００９７】
前記のように、充電監視制御センタ１０３からの充電募集に応募してある充電スタンドへの移動を指示されたＥＶ１０６が、当該充電スタンド１０７に到着して充電監視制御センタ１０３に充電の開始を要求するとき、当該ＥＶ１０６から所定の認証データが送信される。充電監視制御センタ１０３は、この認証データを認証センタ１０９に転送して当該ＥＶ１０６の認証を要請し、認証センタ１０９によって正しく認証された場合にのみ、当該ＥＶ１０６への充電を実行させる。さらに、充電料金を自動的にＥＶ１０６の充電サービスの契約者であるＥＶユーザに自動課金する場合には、充電監視制御センタ１０３は、当該ＥＶ１０６への充電が終了した時点で、その充電料金を課金センタ１１０に通知して当該ＥＶユーザへの自動課金を要請する。
【００９８】
認証センタ１０９がＥＶ１０６を認証するために用いる認証データとしては、ＥＶ１０６が充電監視制御センタ１０３との通信に用いる通信カードに付与されている通信カードＩＤ（Identification：識別情報）またはＩＰ（Internet Protocol）通信を行う場合はそのＭａｃ（Media Access Control）アドレス、ＥＶ１０６に付与されている車両ＩＤ、およびコントローラ５０２に付与されている車載機ＩＤのいずれか、あるいはこれらを任意に組み合わせて用いるものとする。この場合、単一の認証データのみによる認証よりも複数の認証データを用いる認証の方が、よりセキュアな認証を行うことができる。
【００９９】
図２２は、認証センタ１０９の機器構成例を示すブロック図である。図２２に示すように、認証センタ１０９は、暗号解読装置２２１、通信カードＩＤ照合部２２２、車両ＩＤ照合部２２３、車載機ＩＤ照合部２２４、照合結果出力装置２２５、および外部の通信ネットワーク１０４との接続を認証してデータの仲介を行うＧＷ２２６を備えて構成される。
【０１００】
ＥＶ１０６が充電監視制御センタ１０３に充電の開始を要求するときに送信される所定の認証データは暗号化されており、充電監視制御センタ１０３から転送されるこの暗号化された認証データは、通信ネットワーク１０４およびＧＷＦ２２６を介して暗号解読装置２２１に入力される。ここでの暗号化にはＤＥＳ、その他の一般的な暗号化アルゴリズムを用いることができる。暗号解読装置２２１は、入力された認証データの暗号化を解除し、暗号化が解除されたそれぞれの認証データを、該当する各照合部２２２〜２２４に入力する。
【０１０１】
通信カードＩＤ照合部２２２は、入力された通信カードＩＤまたはＭａｃアドレスを照合する。車両ＩＤ照合部２２３は、入力された車両ＩＤ（いわゆるＶＩＮ（Vehicle Identification Number）コード）を照合する。また、車載機ＩＤ照合部２２４は、入力された車載機ＩＤを照合する。
【０１０２】
これら各照合部から出力される照合結果は照合結果出力装置２２５に入力され、照合結果出力装置２２５は、それぞれの照合結果を総合して認証可否を判定し、ＧＷ２２６および通信ネットワーク１０４を介して依頼元の充電監視制御センタ１０３に認証可否の判定結果を暗号化して送信する。この認証結果は、充電監視制御センタ１０３からＥＶ１０６にも伝達され、正しく認証されなかった場合は以降の処理は中止される。
【０１０３】
図２３は、課金センタ１１０の機器構成例を示すブロック図である。図２３に示すように、課金センタ１１０は、履歴記録装置２３１、ユーザデータベース２３２、課金処理装置２３３、および外部の通信ネットワーク１０４との接続を認証してデータの仲介を行うＧＷ２３４を備えて構成される。
【０１０４】
充電監視制御センタ１０３から送信される課金のためのデータは、通信ネットワーク１０４およびＧＷ２３４を介して履歴記録装置２３１に入力される。このデータのなかには、少なくとも前記の車両ＩＤ、車載機ＩＤ、通信カードＩＤまたはＭａｃアドレスが含まれており、履歴記録装置２３１はユーザデータベース２３２に登録されているこれらのＩＤ情報を照合することによってユーザの同定を行い、入力されたデータを履歴として記憶部に追加登録するとともに、課金処理装置２３３にデータを引き渡して課金処理の実行を要請する。
【０１０５】
課金処理装置２３３は、ユーザデータベース２３２に予め登録されている各ユーザ毎の決済方法にしたがって課金処理を実行する。決済方法としては、クレジットカード決済、月額利用料金の自動引き落としや口座振込みをはじめとした各種の決済方法に対応することができる。また、課金処理に加えて、エコポイントをはじめとした電子クーポンなどの追加のインセンティブをユーザに提供することも可能である。このような追加のインセンティブは、通信ネットワーク１０４を介して接続される不図示のサービスセンタによって提供される。
【０１０６】
なお、認証センタ１０９と課金センタ１１０とを設置するのではなく、図２４に示すように、それらと同等の機能を備えるＥＶ認証装置４０４とＥＶ課金装置４０５とを充電監視制御センタ１０３Ａの内部に装備するようにしてもよい。
【０１０７】
図２５は、充電監視制御センタ１０３が充電スタンドで充電を行うＥＶ１０６を認証し、充電料金を課金センタ１１０によって自動的に課金決済処理するときの、電力系統安定化システム１０Ａの各部における通信手順の例を示したシーケンスチャートである。以下、図２５のシーケンスチャートに沿って、各部の動作の詳細を説明する。
【０１０８】
まず始めに、充電監視制御センタ１０３によって指定された充電スタンドにおいて、ＥＶ１０６に充電用ケーブルが接続されて充電の準備が完了すると、ＥＶ１０６から充電監視制御センタ１０３に充電開始要求が送信される（２５０１）。充電監視制御センタ１０３は、この充電開始要求のなかに含まれている所定の認証データを認証センタ１０９に転送してＥＶ１０６の認証を依頼する（２５０２）。
【０１０９】
ＥＶ１０６の認証を依頼された認証センタ１０９は、認証を行うために必要なＩＤ情報を送信するようデータセンタ１０２に依頼し（２５０３）、データセンタ１０２は依頼されたＩＤ情報を充電監視制御センタ１０３に送信する（２５０４）。ここで送信されるＩＤ情報は、前記の通信カードＩＤまたはＭａｃアドレス、車両ＩＤ、車載機ＩＤのいずれか、あるいはそれらの任意の組合せである。
【０１１０】
必要なＩＤ情報を受信した認証センタ１０９は、充電監視制御センタ１０３から受信した認証データとの照合を行うことによってＥＶ１０６の認証可否を判定し、この認証結果を充電監視制御センタ１０３に送信する（２５０５）。ここでは、ＥＶ１０６は正しく認証されたものとして説明を続ける。
【０１１１】
認証結果を受信した充電監視制御センタ１０３は、認証結果をＥＶ１０６に送信するとともに（２５０６）、認証されたＩＤ情報を保持しておく。以後、課金センタ１１０に課金のためのデータを送信するときには、このＩＤ情報が用いられる。
【０１１２】
次に、充電監視制御センタ１０３は、課金センタ１１０に前記のＩＤ情報を送信して当該ＥＶ１０６のユーザへの課金処理の可否を問い合わせる（２５０７）。この問い合わせを受けた課金センタ１１０は、ユーザデータベース２３２に登録されている当該ユーザの決済方法を参照して、必要であれば課金処理に必要な当該ユーザの契約内容等の情報をデータセンタ１０２から取得したのち（２５０８，２５０９）、課金処理が可能であればその旨を充電監視制御センタ１０３に回答する（２５１０）。
【０１１３】
課金処理が可能である旨の回答を受け取った充電監視制御センタ１０３は、ＥＶ１０６に（より正確には、充電スタンドの制御装置に）充電の実行を指示し（２５１１）、ＥＶ１０６はその指示を受け付けた旨を回答する（２５１２）。
【０１１４】
次に、充電監視制御センタ１０３は、電力系統の安定運用に資するためにＥＶ１０６への充電が開始されたことをに通知し（２５１３）、電力系統監視制御システム１０１は、充電監視制御センタ１０３に充電状態のモニタリングを依頼する（２５１４）。
【０１１５】
ＥＶ１０６への充電中においては、充電監視制御センタ１０３からＥＶ１０６に対して所定の周期でモニタリング信号を送信し（２５１５）、ＥＶ１０６から充電量を報告する（２５１６）ことによって充電状態のモニタリングが行われる。
【０１１６】
そののち、ＥＶ１０６への充電が完了すると、ＥＶ１０６から充電監視制御センタ１０３に充電完了通知が送信され（２５１７）、充電監視制御センタ１０３は、当該通知を受信したことをＥＶ１０６に回答する（２５１８）。
【０１１７】
次に、充電監視制御センタ１０３は、電力系統監視制御システム１０１もＥＶ１０６への充電が完了したことを通知し（２５１９）、電力系統監視制御システム１０１は、当該通知を受信したことを充電監視制御センタ１０３に回答する（２５２０）。
【０１１８】
次に、充電監視制御センタ１０３は、ＥＶ１０６に実際に充電した充電量に応じた充電料金と事前に決定したインセンティブ額とを含む当該ＥＶ１０６の契約ユーザへの課金データを生成して、この生成した課金データを課金センタ１１０に送信する（２５２１）。この課金データを受信したを課金センタ１１０は、当該契約ユーザへの課金処理を実行したのち、課金処理が完了した旨を充電監視制御センタ１０３に通知する（２５２２）。
【０１１９】
次に、データセンタ１０２でＥＶ１０６の充電実績に関する履歴データを記録するために、充電監視制御センタ１０３から課金データを含む充電実績のデータをデータセンタ１０２に送信し（２５２３）、データセンタ１０２は受信したデータを履歴データとして記録したのち、記録が完了した旨を充電監視制御センタ１０３に通知する（２５２４）。
【０１２０】
最後に、充電監視制御センタ１０３は、今回の充電に要した充電料金とインセンティブ額とをＥＶ１０６に通知して（２５２５）一連の処理を完了する。
【０１２１】
以上説明したように、第三実施形態では、充電監視制御センタの指示によって実行された充電スタンドでの充電に対する充電料金の課金やインセンティブの付与を、安全かつ効率的に行うことができることとなる。
【０１２２】
［第四実施形態］
第四実施形態では、ＥＶ１０６がバッテリ切れとなって走行不能とならないように、充電監視制御センタ１０３が、電力系統の負荷や周波数などに関する制約条件を満たしかつ所望の条件で充電サービスを提供可能な充電スタンドを適宜探索し、当該充電スタンドの情報を各ＥＶ１０６に提供する例について説明する。
【０１２３】
図２６（ａ）は、ＥＶ１０６が搭載するカーナビ装置に表示されるナビゲーション画面の表示例である。ボタンやタッチパネルなどを操作して所望の目的地を検索したのちに経路誘導の開始を指示すると、カーナビ装置は、自車の現在位置から当該目的地までの誘導経路の探索を行い、ナビゲーション画面上に自車アイコン９５１から目的地アイコン９５２に至るまでの誘導経路９７０をナビ地図上へ重畳させて表示させる。カーナビ装置は、ＥＶ１０６が移動するにしたがってＧＰＳ（Global Positioning System）による緯度経度情報を用いて自車アイコン９５１をナビ地図上で移動させるとともに、誘導経路上の所定の場所で図２６（ｂ）のように所定の誘導案内情報９８０を画面に表示させたり、所定の音声ガイダンスを出力したりして、ＥＶ１０６を目的地まで誘導する。
【０１２４】
ナビゲーション画面の下部には、希望充電終了時刻設定ボタン９９１、充電スタンド選択基準ボタン９９２、充電スタンドＰＯＩ（Point of Interest）更新ボタン９９３が配置される。希望充電終了時刻設定ボタン９９１は、ＥＶユーザがその時刻より前に充電が終了することを希望する時間を設定するためのボタンであり、不図示の時刻入力画面を用いて時刻の設定を行うことができる。充電スタンド選択基準ボタン９９２は、充電スタンドの候補を選択するための選択基準を設定するためのボタンであり、不図示のプルダウンリストを用いて、例えば、誘導経路近傍、急速充電スタンド優先、目的地到達時間が最短となる充電スタンドを優先などのなかから所望の選択基準を選択して設定することができる。充電スタンドＰＯＩ更新ボタン９９３は、ＥＶ１０６の移動や時間の経過にともなって設定済みの充電スタンドＰＯＩが更新されたときの表示方法を設定するためのボタンであり、不図示のプルダウンリストを用いて、例えば、充電スタンドＰＯＩ更新のみ、ＰＯＩ更新にともなって誘導経路も更新をする、などのなかから所望の表示方法を選択して設定することができる。
【０１２５】
ＥＶ１０６に備えられるコントローラ５０２は、カーナビ装置と連携して、新たな目的地が設定された時点でその目的地に至るまでの間にバッテリ５０１の充電が必要か否かを判定し、充電が必要な場合はバッテリ５０１の現在のＳＯＣと目的地に至るまでの誘導経路の情報とを含む充電予定情報を充電監視制御センタ１０３に送信して、充電を行うべき充電スタンドの候補の情報を取得して、その情報を例えば図１７のようにナビゲーション画面に表示させてＥＶユーザに提示する。
【０１２６】
図２７（ａ）は、ＥＶ１０６から充電監視制御センタ１０３に送信される充電予定情報３０００のデータ構造およびデータ例であり、図２７（ｂ）は、充電監視制御センタ１０３からＥＶ１０６に送信される候補となる充電スタンドの位置情報４０００のデータ構造およびデータ例である。
【０１２７】
図２７（ａ）に示すように、充電予定情報３０００は、ＥＶ１０６を一意に識別するための車両ＩＤ、その所有者を識別するための所有者ＩＤ、カーナビ装置によって算出された目的地までの誘導経路情報を示す緯度経度データ群、ＥＶユーザが希望する充電モードである充電希望モード、目的地に到達するのに必要な充電量、ＥＶユーザによって設定された希望する充電終了時刻などのデータを含んで構成される。また、候補となる充電スタンドの位置情報４０００は、ＥＶ１０６を一意に識別するための車両ＩＤ、候補となる充電スタンド１０７を識別するための充電スタンドＩＤ、充電スタンド名称、充電スタンドの緯度経度などのデータを含んで構成される。
【０１２８】
また、目的地が設定されていない場合は、コントローラ５０２は、所定の周期でバッテリ５０１のＳＯＣを監視し、その値が充電の要否を判定するための所定の基準値以下となったときに、現在のＳＯＣと自車の現在位置と走行方向との情報を充電監視制御センタ１０３に送信して、自車の近傍の充電スタンドの情報を取得して、その情報をナビゲーション画面に表示させるなどしてＥＶユーザに充電が必要な旨を通知する。
【０１２９】
このとき、充電監視制御センタ１０３は、電力契約データベース３０２から、該当するＥＶユーザの希望充電単価を取得して前記と同様な方法によって各充電スタンドのランキングを行い、ランクの高い順に当該充電スタンド周辺の潮流計算を実施して電力系統の電力品質の低下を招くことなしに所望の充電サービスを提供可能な充電スタンドの候補を所定の数だけ選定する。
【０１３０】
以上説明したように、第四実施形態では、ＥＶ１０６に備えるコントローラ５０２が、バッテリ残量と設定された目的地の情報とに基づいて、充電が必要となる場合には自動的に充電監視制御センタ１０３から充電を行うべき充電スタンドの候補の情報を取得してＥＶユーザに提供するので、ＥＶ１０６がバッテリ切れのために走行不能となる事態の発生を未然に防止することが可能となる。
【０１３１】
以上にて本発明を実施するための形態の説明を終えるが、本発明は、これに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０，１０Ａ 電力系統安定化システム
１０１ 電力系統監視制御システム
１０２，１０２Ａ データセンタ
１０３，１０３Ａ 充電監視制御センタ
１０４ 通信ネットワーク
１０５ 無線基地局
１０６ 電気自動車（ＥＶ）
１０７ 充電スタンド
１０８ 需要家
１０９ 認証センタ
１１０ 課金センタ
１２１ 太陽光発電設備
１２２ 風力発電設備
１２３ 大規模電源設備
１２４ 電力系統
１２５ 配電変電所
１２６ 送電線
２２１ 暗号解読装置
２２２ 通信カードＩＤ照合部
２２３ 車両ＩＤ照合部
２２４ 車載機ＩＤ照合部
２２５ 照合結果出力装置
２２６ ゲートウェイ（ＧＷ）
２３１ 履歴記録装置
２３２ ユーザデータベース
２３３ 課金処理装置
２３４ ゲートウェイ（ＧＷ）
３０１ ＥＶユーザ情報解析装置
３０２ 電力契約データベース
３０３ 履歴データベース
３０４ プロファイルデータベース
３０５ ゲートウェイ（ＧＷ）
３０６ 需要家データベース
４０１ ＥＶ誘導計算装置
４０２ 系統制御指令装置
４０３ ゲートウェイ（ＧＷ）
４０４ ＥＶ認証装置
４０５ ＥＶ課金装置
５０１ 走行用バッテリ（バッテリ）
５０２ コントローラ
５０３ コマンド解釈手段
５０４ ネットワークＩ／Ｆ
５１１ 柱上変圧器
５１２ 電力線
５１３ 分電盤
８０１ 設備データ
８０２ 負荷母線データ
２０００ 充電モードプロファイルデータ
３０００ 充電予定情報
４０００ 候補となる充電スタンドの位置情報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車への充電量を制御することによって電力系統の電力品質を安定化するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネ・省コストに対するニーズの高まりは大きくなってきている。２００７年１１月には経済産業相の諮問機関である総合資源エネルギー調査会省エネ部会政策小委員会において、京都議定書の温室効果ガス削減目標達成へ向けて検討している省エネルギー法改正（省エネ法改正）に対する報告書案が了承され、同年１２月１２日には部会でも了承となり最終的な報告書が纏められた。
【０００３】
その報告書では、国際エネルギー価格の高騰等の変動の中、エネルギー資源の大部分を海外に依存している我が国にとって、省エネルギーは、国民生活や経済活動の基盤として、最重要課題の一つであり、今後エネルギー需給逼迫状況と高水準のエネルギー価格が長期化すれば、現在は一部にとどまっている影響も、今後は、経済社会全般に徐々に広がっていくことが懸念されていることから、エネルギーの有効利用は中長期的な視野の下、今から対策を講じていく必要がある、としている。
【０００４】
こうしたことから、企業における業務部門ばかりでなく、家庭部門における省エネ施策の検討が更に進むことが予想される。また、デマンドサイドマネジメント（ＤＳＭ：Demand Side Management）、デマンドレスポンスプログラム（ＤＲＰ：Demand Response Program）の導入により、ピーク時間帯の鋭い負荷を抑制して電力供給の信頼度を高めるとともに、設備利用率を向上させることが可能となるため、より経済的な電力供給の実現を図るべく、今後更なる技術革新が進むことが予想される。
【０００５】
オール電化住宅の普及、電気自動車の大量導入など、エネルギーの電化が今後ますます加速されるものと考えられ、こうした電力需給構造の変化が既存の配電設備へどのような影響を及ぼすのかが議論され始めている。具体的には、オール電化住宅の普及と電気自動車の大量導入にともなって電力を供給するシステムに様々な負担が発生すること、電気自動車への充電のための不確定な負荷の増大によって配電系統の電力品質が低下することなどが懸念されている。
【０００６】
これに関連する従来技術として、特許文献１には、事前に入力される電気自動車の走行スケジュールに基づいて、家庭または事業所で行う車載バッテリへの充電のコストを最小にするための技術が開示されている。また、非特許文献１には、配電区域内で充電可能な状態にある電気自動車に対して、一斉にＬＦＣ（Load Frequency Control：負荷周波数制御）信号を送信することにより、充電の負荷を制御して電力系統を安定化させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９８５３７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】高木雅昭他，「ＬＦＣ信号を用いたプラグインハイブリッド車の充電制御による系統貢献度の評価」，第２８回エネルギー・資源学会研究発表会資料２０−３，２００９年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１で開示された技術は、家庭や事業所が所有するハイブリッド型電気自動車の利用計画から充電量と充電スケジュールとを決定するものであり、充電の実行に伴って発生する電力系統における電圧低下などの電力品質の問題は考慮されていない。また、バッテリ切れの際はエンジン走行することが想定されており、充電スタンドでの充電は対象外となっている。他方、非特許文献１に開示された技術は、太陽光発電や風力発電のように発電量の変動が大きい電力供給源を利用する場合に、その変動分を充電設備に接続中の電気自動車の車載バッテリで吸収することによって電力の需給バランスを取ろうとするものであるが、接続中の電気自動車の数が多くなければ吸収可能な電力変動の範囲が小さくなって十分な効果を得ることができない。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする第一の課題は、電力系統における電力の需給バランスを取るために、必要な時間に必要な数だけの電気自動車を充電スタンドに誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を的確に制御することである。
また、本発明が解決しようとする第二の課題は、電気自動車がバッテリ切れとなって走行不能とならないように、所望の条件で充電サービスを提供してくれる充電スタンドに電気自動車を適切に誘導することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の第一の課題を解決するために、本発明は、電力系統における電力の需給バランスを取るべく電力系統監視制御システムによって計画された各配電区域内の充電スタンド群が消費すべき総充電電力を、走行中の電気自動車のなかから集めた必要な数だけの電気自動車に分配して消費させるために、充電監視制御センタが、走行中の電気自動車に対して配下の配電区域内の充電スタンドで充電を行う電気自動車を募集して、応募があった電気自動車のなかから選定した必要な数だけの電気自動車に前記総充電電力を分配することによって各電気自動車への充電量を決定し、さらに、それら各電気自動車を充電を行うべき各充電スタンドに個別に誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を個別に制御することを特徴とする。
【００１２】
そのために、各電気自動車の走行および充電の履歴などに基づいて各電気自動車のユーザ特性を推定するとともに、ユーザに提示可能なインセンティブの範囲を決定するデータセンタと、電気自動車と交信して充電スタンドで充電を行う電気自動車を募集し、応募があった電気自動車の現在位置およびバッテリ残量と、データセンタから取得したユーザ特性とに基づいて、各電気自動車のユーザに提示するインセンティブを個別に決定しつつ充電対象とする電気自動車を必要な数だけ選定し、選定した各電気自動車を該当の充電スタンドに誘導して、それらの電気自動車への充電電力を個別に制御する充電監視制御センタとを備える。
【００１３】
このとき、充電監視制御センタがデータセンタから取得する各電気自動車のユーザ特性は、各電気自動車の過去における位置情報とＳＯＣ（State of Charge：充電率）、ＳＯＨ（State of Health：バッテリ劣化度）、充電募集への協力頻度、価格適合性、電力変換効率をはじめとした履歴データを基に生成されるプロファイルデータであり、充電監視制御センタは、誘導先の充電スタンドを含む電力系統の負荷や周波数などに関する制約条件を用いて、各電気自動車に提示する個別のインセンティブと充電量とを最適に決定する。
【００１４】
また、前記の第二の課題を解決するために、本発明は、各電気自動車に搭載されるコントローラが、電気自動車がバッテリ切れとなって走行不能とならないように、各電気自動車のバッテリ残量および車載のカーナビ装置によって算出された目的地までの走行距離に基づいて充電が必要であると判定した場合は、充電監視制御センタに充電を行うべき充電スタンドの位置を問い合わせ、充電監視制御センタは、電力系統の負荷や周波数などに関する制約条件を満たしかつ所望の条件で充電サービスを提供可能な充電スタンドを適宜探索して、当該充電スタンドの情報を各電気自動車に提供し、そのなかから選択された充電スタンドに当該電気自動車を誘導して、当該電気自動車への充電電力を個別に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電力系統における電力の需給バランスを取るために、必要な時間に必要な数だけの電気自動車を充電スタンドに誘導して、各充電スタンドにおける各電気自動車への充電電力を的確に制御することができる。また、電気自動車がバッテリ切れとなって走行不能とならないように、所望の条件で充電サービスを提供してくれる充電スタンドに電気自動車を適切に誘導することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一実施形態に係る電力系統安定化システムの全体構成図である。
【図２】再生可能エネルギーの出力変動を緩和する動作についての説明図である。
【図３】第一実施形態のデータセンタの機器構成例を示すブロック図である。
【図４】充電監視制御センタの機器構成例を示すブロック図である。
【図５】充電スタンドと電気自動車との接続についての説明図である。
【図６】電力系統安定化システムの各部における通信手順の例を示したシーケンスチャートである。
【図７】第一実施形態の系統制御指令装置の動作例を示すフローチャートである。
【図８】潮流計算で用いるデータの構成例である。
【図９】プロファイルデータベースについての説明図である。
【図１０】インセンティブの決定方法についての説明図である。
【図１１】ランク付けの方法についての説明図である。
【図１２】充電量の分配手順を示すフローチャートである。
【図１３】擬似的なコスト関数についての説明図である。
【図１４】充電募集通知を受信したときの画面表示例である。
【図１５】希望充電場所を選択するときの画面表示例である。
【図１６】地上デジタル放送による充電募集通知を受信するための画面表示例である。
【図１７】充電スタンド候補を色分けして表示した画面表示例である。
【図１８】第二実施形態のデータセンタの機器構成例を示すブロック図である。
【図１９】第二実施形態の系統制御指令装置の動作例を示すフローチャートである。
【図２０】充電モードプロファイルデータのデータ構造およびデータ例である。
【図２１】第三実施形態に係る電力系統安定化システムの全体構成図である。
【図２２】認証センタの機器構成例を示すブロック図である。
【図２３】課金センタの機器構成例を示すブロック図である。
【図２４】ＥＶ認証装置とＥＶ課金装置とを充電監視制御センタの内部に装備したときに機器構成例を示すブロック図である。
【図２５】ＥＶの認証と充電料金の課金決済処理を行うときの電力系統安定化システムの各部における通信手順の例を示したシーケンスチャートである。
【図２６】充電予定情報および充電スタンド選択基準を入力するための画面表示例である。
【図２７】充電予定情報および候補となる充電スタンドの位置情報のデータ構造およびデータ例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、電気自動車（以下、電気自動車の英語標記に基づいて適宜「ＥＶ（Ｅlectric Vehicle）」と略記する。）とは、外部から供給される電力を充電可能な走行用の車載バッテリ（以下、「バッテリ」という。）と走行用モータとを搭載しているすべての自動車のことを指すものとし、いわるゆプラグインハイブリット自動車をも含むものとする。
【００１８】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る電力系統安定化システムの全体構成図である。図１に示した電力系統安定化システム１０は、火力発電所、原子力発電所をはじめとした大規模電源設備１２３、太陽光発電設備１２１、風力発電設備１２２から供給される電力を、配電変電所１２５および送電線１２６を介して充電スタンド１０７と需要家１０８とに配電する電力系統１２４の電力品質を安定化させるためのシステムである。ここで、充電スタンド１０７には、従来のガソリンスタンドのような専用設備以外に、商業施設の駐車場や時間貸しの有料駐車場などに設置される簡易型の設備を含むものとし、需要家１０８には、各種商工業施設などの大口需要家と一般家庭とを含むものとする。
【００１９】
また、電力系統安定化システム１０は、電力系統１２４の全体を対象として監視制御を行う電力系統監視制御システム１０１と、電力系統１２４内の電気の流れを含む各機器の動作履歴、ユーザ契約情報をはじめとする電力系統１２４に関連する各種データを管理するデータセンタ１０２と、所定の配電区域毎に設置され、配下の配電区域内を走行中のＥＶ１０６を充電スタンド１０７に誘導してバッテリへの充電を促す機能を有する充電監視制御センタ１０３とを備える。これらのシステムおよびセンタの機器と、ＥＶ１０６との交信を行う無線基地局１０５および充電スタンド１０７とは、通信ネットワーク１０４を介して相互に通信可能に接続される。
【００２０】
電力系統監視制御システム１０１は、公知の技術を利用することにより、電力系統１２４を構成している各種設備の状態や各所に設置されるセンサなどの情報を監視し、電力を安定して供給するように各種設備を制御する。その制御機能の一部として、電力系統監視制御システム１０１は、各配電区域内のすべての充電スタンド１０７でＥＶ１０６に充電する電力の合計値である総充電電力を計画し、各充電監視制御センタ１０３は、電力系統監視制御システム１０１によって計画された総充電電力を配下の配電区域の充電スタンド１０７およびＥＶ１０６に適切に分配して充電を実行させる。
【００２１】
ここで、図２を参照して、電力系統安定化システム１０がＥＶ１０６への充電によって再生可能エネルギーの出力変動の影響を緩和する動作の概略を説明する。このときの電力系統１２４は、図１に示すように、太陽光発電設備１２１、風力発電設備１２２、および火力発電所、原子力発電所などの大規模電源設備１２３から供給される電力を、不図示の需要家機器群と充電スタンド１０７で充電を行うＥＶ１０６とが消費する構成となる。なお、充電監視制御センタ１０３は、それぞれの配電変電所１２５毎に一つずつ設置されるものとする。
【００２２】
図２（ａ）に示した符号２０１のグラフは太陽光発電設備１２１の出力変動の一例であり、図２（ｂ）に示した符号２０２のグラフは風力発電設備１２２の出力変動の一例である。このとき、この両者から同時に電力の供給を受ける配電変電所１２５の二次側母線の潮流（電圧／周波数）の変動は、例えば、図２（ｃ）に示した符号２０３のグラフのような傾向を示し、符号２０４および符号２０５の部分のように、破線で示した所定の上限値２０６と下限値２０７とで規定される許容範囲を逸脱することになる。
【００２３】
このような潮流の変動は、太陽光発電設備１２１と風力発電設備１２２との出力変動を、天候予測に基づいて推測することにより、一定の誤差の範囲内で予測が可能である。そこで、図２（ｃ）の符号２０３のグラフのように、符号２０４，２０５の部分で許容範囲からの逸脱が予想される場合は、充電スタンド１０７でのＥＶ１０６への充電により図２（ｄ）の符号２０８の斜線部分に相当する電力を消費させることで、符号２０９のグラフのように、電力の需給バランスを取って許容範囲からの逸脱を未然に防止することができる。なお、ここではＥＶ１０６への充電による対策に的を絞るために、下限値を下回る例やその対策については説明を省略している。
【００２４】
以上の例で説明したように、電力系統監視制御システム１０１は、電力系統１２４における電力の需要と供給とのバランスを取って電力品質を安定化するための手段の一つとして、各配電区域内のすべての充電スタンド１０７でＥＶ１０６への充電のために給電する電力の合計値の時間推移である総充電電力を計画する。
【００２５】
続いて、データセンタ１０２と充電監視制御センタ１０３について詳しく説明する。なお、データセンタ１０２および充電監視制御センタ１０３は、電力会社もしくは電力関連のサービスを提供する第三者（サービスプロバイダ）による運営を想定する。
【００２６】
図３は、データセンタ１０２の機器構成例を示すブロック図である。図３に示すように、データセンタ１０２は、ＥＶユーザ情報解析装置３０１、電力契約データベース３０２、履歴データベース３０３、プロファイルデータベース３０４、および外部の通信ネットワーク１０４との接続を認証してデータの仲介を行うゲートウエイ（以下、「ＧＷ」（Gateway）と略記する。）３０５を備えて構成される。
【００２７】
電力契約データベース３０２には、電力会社またはサービスプロバイダとＥＶ１０６のユーザ（以下、「ＥＶユーザ」という。）との間で締結された充電サービスに関する電力契約のデータが保持される。これには、各ＥＶユーザの時間帯別の希望充電単価の情報が含まれる。
【００２８】
通信ネットワーク１０４を介して収集された各ＥＶ１０６の走行データ、バッテリ残量、充電量などの履歴データは、履歴データベース３０３に記録される。ＥＶユーザ情報解析装置３０１は、電力契約データベース３０２から取得した希望充電単価と、履歴データベース３０３に記録された履歴データとを、定期的に解析することによって各ＥＶユーザ毎のプロファイルデータを生成し、生成したプロファイルデータをプロファイルデータベース３０４に格納する。
【００２９】
各ＥＶ１０６の履歴データは、道路の各所に設置される無線基地局１０５を介して無線通信によってリアルタイムに収集してもよいし、ＥＶ１０６の記憶部に蓄積しておき、充電スタンド１０７もしくは自宅等での充電中に有線通信によってまとめて収集するようにしてもよい。
【００３０】
図４は、充電監視制御センタ１０３の機器構成例を示すブロック図である。図４に示すように、充電監視制御センタ１０３は、ＥＶ誘導計算装置４０１、系統制御指令装置４０２、および外部の通信ネットワーク１０４との接続を認証してデータの仲介を行うＧＷ４０３を備えて構成される。
【００３１】
ＥＶ誘導計算装置４０１は、電力系統監視制御システム１０１から指定される時間帯毎の総充電電力を満たすべく、データセンタ１０２から必要な情報を取得するとともに、各ＥＶ１０６と交信することによって、付与するインセンティブを調整しながら充電を行うＥＶ１０６を募集して、応募のなかから充電対象とするＥＶ１０６を必要な数だけ選定し、各ＥＶ１０６の充電場所の決定と充電量の配分とを行って、各ＥＶを対象の充電スタンド１０７まで誘導する。
【００３２】
系統制御指令装置４０２は、配下の配電区域の潮流計算を実施することにより、ＥＶ１０６を含む電力制御の対象機器と制御内容とを決定し、それらの機器に対する個別の制御を含んで配下の配電区域の系統制御を行う。
【００３３】
図５は、充電スタンド１０７とＥＶ１０６との接続についての説明図である。なお、図５に示した充電スタンド１０７は、配電変電所１２５から柱上変圧器５１１、電力線５１２、分電盤５１３を介して給電される電力を、一般家庭などに設置される簡易型充電設備の数倍の充電電流で給電することでＥＶ１０６が備えるバッテリ５０１を短時間で充電することができる急速充電モードを備える。
【００３４】
ＥＶ１０６は、バッテリ５０１、バッテリ５０１を制御するコントローラ５０２、充電監視制御センタ１０３から通信ネットワーク１０４を介して受信したコマンドを解釈し、あるいはデータセンタ１０２、充電監視制御センタ１０３に送信する情報の符号化を行うコマンド解釈手段５０３、および通信ネットワーク１０４を介して通信を行うためのネットワークＩ／Ｆ（Interface）５０４を有して成る。
【００３５】
ネットワークＩ／Ｆ５０４は、無線方式と有線方式とのいずれか一方であっても、その両者を用いるものであっても構わない。なお、有線方式の場合は、充電用ケーブルを充電用プラグに装着することによって通信路が確立されるものであることが好ましい。ネットワークＩ／Ｆ５０４を介してＥＶ１０６から送信されるデータは、通信ネットワーク１０４を介してデータセンタ１０２や充電監視制御センタ１０３に伝達される。また、充電監視制御センタ１０３から送信される制御指令（コマンド）は、これと逆の経路をたどってＥＶ１０６のコマンド解釈手段５０３に伝達され、コントローラ５０２によりコマンドに応じた制御が行われる。
【００３６】
図６は、充電監視制御センタ１０３に対して、時間帯毎の総充電電力が指定されたときの、電力系統安定化システム１０の各部における通信手順の例を示したシーケンスチャートである。以下、図６のシーケンスチャートに沿って、各部の動作の詳細を説明する。
【００３７】
電力系統監視制御システム１０１は、総需要予測システム、変電所需要予測システム、発電機供給力予測システムをはじめとした不図示の計算機システムによって、例えば１〜２４時間先までの時間帯毎の電力の過不足を予測し、予測の結果に基づいて各発電設備の運転計画を作成するとともに、各配電区域の時間帯毎の総消費電力を計画する。その結果、それぞれの充電監視制御センタ１０３に対して、当該センタの配下の配電区域内のすべての充電スタンド１０７におけるＥＶ１０６への時間帯毎の総充電電力が充電単価とともに提示される（６０１）。この充電単価は充電スタンド１０７での通常の充電単価よりも低く設定され、両者の差分が充電募集に応募して充電を行うＥＶユーザに付与するインセンティブの原資となる。
【００３８】
総充電電力と充電単価との提示を受けた充電監視制御センタ１０３は、データセンタ１０２から配下の配電区域内もしくは隣接する配電区域内を走行中で充電サービスを契約しているすべてのＥＶユーザのプロファイルデータを取得し（６０２，６０３）、提示された充電単価以上での充電を希望しているＥＶユーザを抽出して、抽出したＥＶユーザに対応する各ＥＶ１０６に充電募集通知を送信する（６０４）。これにより、ＥＶユーザに対して充電募集に応募するか否かの問合せが車載カーナビ装置の画面や音声などで行われる。なお、ここでは、希望充電単価を用いて充電募集通知の送信先を限定するものとしたが、契約対象のすべてのＥＶ１０６に送信するようにしてもよく、その場合はＥＶ１０６側で希望充電単価以下での充電募集だけを選択してＥＶユーザに通知するとよい。
【００３９】
続いて、ＥＶユーザがカーナビ装置の画面やボタンなどから充電募集に応募する旨の入力操作を行うと、当該ＥＶ１０６から現在の位置情報とバッテリ残量を表すＳＯＣ（充電率）とを含む応募データが充電監視制御センタ１０３に送信される（６０５）。図示は省略するが、これらの応募データは、充電監視制御センタ１０３からデータセンタ１０２にも送信され、履歴データベース３０３に各ＥＶユーザの応募実績として追加登録される。
【００４０】
次に、充電監視制御センタ１０３は、充電募集通知を送信してから所定の時間内（例えば、５分以内）に受信したすべての応募データを集計することによって分配可能な総充電電力の最大値を算出し、その値とともに電力系統監視制御システム１０１に実行可否を回答する（６０６）。
【００４１】
次に、電力系統監視制御システム１０１は、各配電区域の充電監視制御センタ１０３から受信した実行可否の回答に基づいて各配電区域への総充電電力の再配分を行い、各充電監視制御センタ１０３に再配分結果の総充電電力を指示する（６０７）。
【００４２】
次に、充電監視制御センタ１０３は、先に取得した各ＥＶユーザのプロファイルデータに基づいて応募があったＥＶユーザのランク付けを行い、このランキングの順序にしたがって総充電電力の分配案を作成して、それぞれのＥＶ１０６に充電場所の候補と付与するインセンティブ額とを含む詳細募集要項を個別に通知して（６０８）、ＥＶ１０６から希望充電場所の選択結果を取得する（６０９）。この希望充電場所の選択は、１つであっても複数であってもよく、通知されたすべての場所を選択してもよい。
【００４３】
次に、充電監視制御センタ１０３は、取得した希望充電場所のなかから所定の基準によって１つを選択して充電量を決定し、同様の処理を、指示された総充電電力の分配が終わるまで繰り返すことによって、充電対象とするＥＶ１０６を必要な数だけ選定して充電場所と充電量とを決定する。このとき、充電監視制御センタ１０３は、配下の配電区域の潮流計算を実施することによって、各ＥＶ１０６への充電を行う充電スタンド１０７と充電量との決定を行う。その結果、選定から漏れたＥＶ１０６にはその旨を知らせる非選定通知を送信し（６１０）、選定されたＥＶ１０６には、決定した充電スタンド１０７への移動指示を送信する（６１１）。
【００４４】
特定の充電スタンド１０７への移動を指示されたＥＶ１０６のカーナビ装置は、当該充電スタンド１０７までの走行経路を運転者に提示するなどして当該ＥＶ１０６を当該充電スタンド１０７に誘導し、ＥＶ１０６に充電用ケーブルが接続されて充電の準備が完了すると、ＥＶ１０６から充電スタンド１０７を介して充電監視制御センタ１０３に充電開始要求が送信される（６１２，６１３）。
【００４５】
充電監視制御センタ１０３は、最新の情報に基づいて再度潮流計算を実施することにより、当該ＥＶ１０６への充電量と充電パターンとを決定し、充電スタンド１０７に充電の実行を指示する（６１４）。
【００４６】
充電の実行を指示された充電スタンド１０７は、ＥＶ１０６のコントローラ５０２と連携して、指示された充電パターンによってバッテリ５０１に電力を給電し（６１５）、指示された充電量の充電が完了したら、充電監視制御センタ１０３に実際に充電した電力量を含んだ充電完了通知を送信する（６１６）。
【００４７】
次に、充電監視制御センタ１０３は、データセンタ１０２に対して、実際に充電した電力量、インセンティブ額、充電場所、充電時間などを含んだ充電実績通知を送信し（６１７）、これを受信したデータセンタ１０２は、履歴データベース３０３にその内容を充電実績データとして追加記録するとともに、実際に充電した電力量に見合った充電金額およびインセンティブ額を不図示の課金データベースに記録し、充電監視制御センタ１０３に受信確認を送信する（６１８）。そののち、充電監視制御センタ１０３は、ＥＶユーザに付与したインセンティブ額を含んだインセンティブ通知を、ＥＶ１０６に送信する（６１９）。
【００４８】
続いて、充電監視制御センタ１０３に備えられる系統制御指令装置４０２が、各ＥＶ１０６の充電場所と充電量とを決定するために行う配電区域の潮流計算について説明する。図７は、系統制御指令装置４０２が実施する潮流計算の処理の流れを示したフローチャートである。
【００４９】
系統制御指令装置４０２は、まず処理７０１にて、配下の配電区域の電力系統上に設置されている電流および電圧センサの情報、ならびに系統接続を決定する開閉器の状態をはじめとした系統データを収集し、それらの情報と、電力系統監視制御システム１０１と同様な技術による配電区域内の需要予測ならびに供給力予測とに基づいて、数十分から数時間先までの系統状態を予測する。その予測結果をもとに、系統制御指令装置４０２は、処理７０２にて、候補となる充電スタンド１０７でＥＶ１０６への充電を行うものとしたときの潮流計算を実施する。
【００５０】
潮流計算で用いる電力系統データの構成例を図８に示す。設備データ８０１は、対象となる配電区域の電力系統を、各配電区間を形成している送電線（ブランチと呼ばれる）毎に区切ってその特性を定義するものであり、送電線のブランチ名称、あるいはブランチの始点と終点とを構成している機器のノード名称からなる設備名（例えば、＃１−＃２は＃１が始点のノード名称、＃２が終点のノード名称を表す。）、抵抗分の値、誘導分の値、容量分の値、ならびに変圧器の場合はタップ比から構成されている。また、負荷母線データ８０２は、負荷母線であるノードの特性を定義するものであり、機器のノード名称、発電機の有無を示すフラグ、電圧指定値、電圧初期値、有効電力発電量（ＰＧ）、無効電力発電量（ＱＧ）、有効電力負荷（ＰＬ）、無効電力負荷（ＱＬ）、ノードに接続るコンデンサやリアクトルのインピーダンス値（ＳＣＳＨＲ）から構成されている。
【００５１】
次に、系統制御指令装置４０２は、処理７０３にて、潮流計算にて得られた各負荷母線の電圧や周波数が許容範囲から逸脱する異常値が発生していないかどうかを判定する。異常値が発生していない場合には（処理７０３でＮｏ）、処理７０８に分岐して、候補とした充電スタンド１０７とＥＶ１０６との組み合わせに対する充電パターンおよび充電量を決定し、処理を終了する。他方、異常値が発生している場合には（処理７０３でＹｅｓ）、処理７０４に分岐して、潮流感度をもとに異常値発生付近の電力分布をあらかじめ決められた既定のステップ分だけ変更することにより異常値が発生しない状態を仮決定する。この潮流感度に基づく制御については下記の文献に詳しい。
諏訪 三千男, 岩本 伸一: “無効電力と調相機器に重点を置いた電源別色分け手法”, 電学論Ｂ, Vol. 124, No. 4, pp.537-545 (2004) .
【００５２】
系統制御指令装置４０２は、次の処理７０５にて、前記仮決定した電力系統の状態を実現できる制御機器の対策可能な組み合わせ候補があるかどうかを判定し、対策可能な組み合わせ候補があれば（処理７０５でＹｅｓ）、処理７０６に分岐して、その対策結果を電力系統データに反映させたのち、処理７０２に戻って再度潮流計算を実施する。ここで決定した制御機器の対策は、系統制御指令装置４０２から別途各制御機器に制御指令を送信することによって実行される。他方、対策可能な組み合わせ候補がなければ（処理７０５でＮｏ）、処理７０７に分岐して、電力系統監視制御システム１０１に対して上位側での制御を要求する通知を送信したのち、処理を終了する。
【００５３】
以上は、系統制御指令装置４０２が、各ＥＶ１０６の充電場所と充電量とを事前に決定するために行う配電区域の潮流計算についての処理であるが、実際に各ＥＶ１０６が指定された充電スタンド１０７に到着して充電を開始する直前に行う潮流計算の処理もほぼ同様である。
【００５４】
次に、充電募集および充電対象のＥＶ１０６の選定に用いられるＥＶユーザのプロファイルデータの作成方法と、それを用いたＥＶユーザのランキング方法について説明する。
図９（ａ）に示すように、ＥＶユーザ情報解析装置３０１は、電力契約データベース３０２および履歴データベース３０３に登録されたデータを定期的に解析して各ＥＶユーザ毎のプロファイルデータを生成し、生成したプロファイルデータをプロファイルデータベース３０４に登録する。
【００５５】
例えば、走行データとして収集した位置情報を、図９（ｂ）の符号８１１のグラフに模式的に示すように時間帯に分けてプロットすると、各ＥＶユーザが一日のどの時点でどこに車を駐車しているか、あるいはどの付近を走行しているかといった傾向がわかる。具体的には、存在確率が高い地域カテゴリーを抽出して時間帯ごとにクラスタリングを行う。その結果を各ＥＶユーザの日々の行動パターンを予測するためのプロファイルデータとする。
【００５６】
また、図９（ｂ）の符号８１２のグラフは、あるＥＶ１０６の一日のＳＯＣ（充電率）の変化を履歴データから抽出して平均化した結果の例を示したものである。このようなＳＯＣの一日の変動サイクルを、各ＥＶ１０６への時間帯別の充電可能量を推測するためのプロファイルデータとする。
【００５７】
また、図９（ｃ）の符号８１３のグラフは、現在の位置がわかっているあるＥＶ１０６が、１０分後、２０分後、３０分後にどの位置にいる確率が高いかを、台風の進路予測図のイメージで表した例である。過去の走行データなどを解析してこのような進路予測を行うためのデータをプロファイルデータとすることにより、充電募集してから実際に充電を開始できるようになるまでの概算時間を推定することが可能となる。
【００５８】
このほかにも、各ＥＶの充電効率、電池劣化度、気温等の気象条件をはじめ、さまざまなパラメータを充電募集およびＥＶユーザのランク付けのためのプロファイルデータとして利用することが可能である。
【００５９】
図１０は、走行中のＥＶユーザが近隣の充電スタンド１０７まで移動して充電を行うときの価格インセンティブの決定方法についての説明図である。ＥＶユーザ側から考えると、移動距離あるいは移動時間が大きいほど手間と費用がかかるので、符号８２１のグラフのように充電スタンド１０７までの距離もしくは到達時間が大きいほど高いインセンティブを要求したい。他方、充電監視制御センタ側としては、充電スタンド１０７にＥＶユーザが到達するまでの時間が短いほど制御品質を高められるので、符号８２２のグラフのように移動距離あるいは移動時間が小さいユーザには高いインセンティブを与えてもよいと考える。
【００６０】
したがって、過去の充電募集への応募の実績から、図１０の符号８２１のグラフのような各ＥＶユーザの特性を推定するプロファイルデータを生成しておき、斜線を施した範囲内でインセンティブを付与することで、ＥＶユーザの満足度を高めることができる。
【００６１】
次に、図１１を参照して、ＥＶ誘導計算装置４０１（図４参照）が各ＥＶユーザをランキングする方法について説明する。ここでは、ＥＶ誘導計算装置４０１は、近接度、充電可能量、価格適合性、および協力頻度の４つの尺度を用いてＥＶユーザのランキングを行う例を説明するが、他の尺度を用いてもよい。
【００６２】
近接度とは、走行中の各電気自動車１０６から最寄りの充電スタンド１０７までの物理的距離または時間的距離を正規化したものであり、既存のナビゲーション技術で求められる渋滞予測情報に基づく最短経路について算出するのが好ましい。充電可能量は、バッテリ容量、バッテリ劣化度、バッテリ残量などから求められる、例えば８０％充電するための充電量を正規化したものである。価格適合性とは、ＥＶユーザの希望充電単価とデータセンタ１０２によって指定された充電単価との差分あるいはＥＶユーザに付与されるインセンティブを正規化したものである。また、協力頻度とは、充電監視制御センタ１０３からの充電募集回数に対する応募回数の比率を正規化したものである。
【００６３】
以上に述べた４つの尺度を用いてＥＶユーザをランキングする方法としては、図１１の例に示すように、４つの尺度の値をレーダチャート化して、チャート８３１〜８３３の面積が大きい順番にランクを上位にする、という方法、あるいはそれぞれの尺度の値に天候、気象状況に応じた重みを付けて総和した合計値が大きい順番にランクを上位にする、という方法などを適用することができる。ここでの重み付けは、例えば、晴天の日は出かけていることが多いので、近接度が大きくても協力頻度が小さくなる、冬季はバッテリ残量が少なくても充電可能量は小さくなる、というような特性を反映させるためのものである。
【００６４】
図１２は、ＥＶユーザのランキングに基づいて、応募があった各ＥＶ１０６の充電量を決定する処理の流れを示したフローチャートである。図１２において、電力系統監視制御システム１０１から指示された総充電電力をＳｍａxとし、充電募集への応募があったＥＶユーザを表す変数をｎ、分配済みの充電量の合計を表す変数をＳとする。
【００６５】
ＥＶ誘導計算装置４０１（図４参照）は、まず処理９０１にて、データセンタ１０２から取得した充電募集の対象となるすべてのＥＶユーザのプロファイルデータのなかから、応募があったＥＶユーザのプロファイルデータを抽出する。次に、処理９０２にて、各ＥＶユーザのランキングに用いる指標値を算出し、処理９０３にて、応募があったＥＶユーザを指標値が大きい順にソートしたランキングリストを作成する。
【００６６】
次に、ＥＶ誘導計算装置４０１は、処理９０４にて、ランキング順位を示す変数ｎと割り当て済みの充電量を示す変数Ｓとを初期化したのち、処理９０５から処理９０７を、変数Ｓの値が総充電電力Ｓｍａｘを超えるまで繰り返すことによって、ランキングリストの上位から順に各ＥＶユーザに充電量を割り当て、割り当てが完了したら処理９０８にて割り当て済みのリストを確定して処理を終了する。
【００６７】
このとき、処理９０５にてランキング順位ｎのＥＶユーザに割り当てる充電量である充電量（ｎ）の値の算出方法について、図１３を用いて説明する。ＥＶ１０６への総充電電力の分配は、発電機の経済負荷配分の考え方をもとに実施する。これは、発電機の出力とコストとの関係を２次関数近似して、総発電コストが最小になるように各発電機の出力を求めるものである。ここで、総充電電力を総発電量に対応させると、各ＥＶ１０６へ割り当てる充電量とコストとの関係を同様な２次関数によって近似する必要がある。この２次関数は、充電量をｘとすると、
Ｆ(ｘ) = ａiｘ2 + ｂiｘ +ｃi （i:ＥＶに割り振られた番号）
と表わされる。この係数の意味を考えると、ａiは二次曲線の傾き（効率の良さ）、ｂiはｘ軸方向の移動量（出力の上下限値）、ｃiはｙ切片（コストの最低値）に相当するので、前記したランク付けの尺度とのアナロジーを考え、例えば、
ａi：価格適合性
ｂi：充電可能量
ｃi：近接度
と定義する。
【００６８】
各ＥＶユーザのプロファイルデータおよび応募時に各ＥＶ１０６から取得した位置、ＳＯＣから算出される上記３つの尺度の値を用いることにより、図１３のグラフ８４１〜８４３に示すような各ＥＶ１０６のコストと充電量との関係を表す関係式を作成して、発電機の経済負荷配分と同様に、各ＥＶ１０６の充電量を決定する。
【００６９】
続いて、充電監視制御センタ１０３から送信される充電募集通知を受信したときのＥＶ１０６の動作について説明する。この充電募集通知を走行中のＥＶ１０６に伝達する手段には、無線の双方向通信を用いてもよいし、移動受信に強い地上デジタル放送を利用してもよい。
【００７０】
充電監視制御センタ１０３から送信される充電募集通知には、充電募集の対象となる充電スタンド１０７の情報が含まれており、この充電募集通知を受信したＥＶ１０６のコントローラ５０２は、不図示のカーナビ装置にその情報を引き渡して、図１４に例示するように、自車の位置を示す自車アイコン９５１から目的地の位置を示す目的地アイコン９５２までの誘導経路を示すナビゲーション画面（経路誘導地図画面）上に、応募〆切までの残り時間を含む充電募集のメッセージ９６１と、充電募集の対象となる充電スタンド１０７の位置を示す充電スタンドアイコン９５３〜９５６と、操作メニュー９６２とを表示させる。
【００７１】
操作メニュー９６２のうち、一覧表示ボタンは応募を受け付けている充電募集を一覧表示させるためのボタン、前へボタンは１つ前の充電募集の情報を表示させるためのボタン、次へボタンは１つ後の充電募集の情報を表示させるためのボタン、詳細表示ボタンはこの充電募集の詳細情報を表示させるためのボタン、応募ボタンはこの充電募集に応募するためのボタンである。
【００７２】
必要に応じて充電募集の詳細情報を表示させて充電単価などの充電条件を確認するなどしたのち、ユーザ（運転者）が応募ボタンを選択入力すると、カーナビ装置からその旨がコントローラ５０２に通知され、コントローラ５０２は、自車の現在の位置とバッテリ５０１のＳＯＣとを含む応募データを充電監視制御センタ１０３に送信する。
【００７３】
そののち、充電監視制御センタ１０３によって充電量が決定されると、充電量と各充電スタンド毎に付与されるインセンティブ額とを含む詳細募集要項通知が送信されてくるので、これを受信したＥＶ１０６のコントローラ５０２は、カーナビ装置にその情報を引き渡して、図１５に例示するように、充電スタンドの選択を促すメッセージ９６３と、自車の位置から目的地に至る経路の近傍で最も近い充電スタンド１０７の位置を示す充電スタンドアイコン９５５およびその場所を経由する新たな誘導経路と、当該充電スタンド１０７についての詳細募集要項の内容９６４と、操作メニュー９６５とをナビゲーション画面上に表示させる。
【００７４】
詳細募集要項の内容９６４には、充電スタンド名、到着予定時刻、予定充電時間、インセンティブ額などを表示する。なお、このとき作成する新たな誘導経路は、ＥＶユーザの好みにより、距離優先と時間優先とのいずれを選択してもよい。また、選択した充電スタンドに到着して実際に充電を行った際には、不図示の充電装置の液晶画面などによってＱＲコード化されたクーポンを配布するなどして、ＥＶユーザのインセンティブをさらに高くすることも可能である。
【００７５】
操作メニュー９６５のうち、一覧表示ボタンは選択の対象となるすべての充電スタンドの情報を一覧表示させるためのボタン、前へボタンは１つ前の充電スタンドの情報を表示させるためのボタン、次へボタンは１つ後の充電スタンドの情報を表示させるためのボタン、キャンセルボタンはこの充電募集への応募をキャンセルするためのボタン、決定ボタンはこの充電スタンドを選択するよう決定するためのボタンである。
【００７６】
必要に応じていくつかの充電スタンドの情報を表示させて詳細募集要項の内容を比較するなどしたのち、ユーザ（運転者）が決定ボタンを選択入力すると、カーナビ装置からその旨がコントローラ５０２に通知され、コントローラ５０２は、選択された充電スタンドの識別情報を希望充電場所として充電監視制御センタ１０３に送信する。
【００７７】
そののち、充電監視制御センタ１０３によって充電を行うべき充電スタンド１０７の指定が確定すると、ＥＶ１０６に当該充電スタンドへの移動指示が送信されるので、これを受信したＥＶ１０６のコントローラ５０２は、カーナビ装置にその旨を伝達して、当該充電スタンド１０７への経路誘導を開始させる。なお、この経路誘導の際には、図１５に例示したものと同じように、ナビゲーション画面上に、当該充電スタンドを経由する新たな誘導経路と、当該充電スタンドについての詳細募集要項の内容９６４とを表示させることが好ましい。
【００７８】
充電募集通知の伝達手段として地上デジタル放送を用いる場合には、図１６に例示するように、カーナビ装置の画面上に、充電募集通知のデータ放送の受信動作を定義するstartup.bmlを起動するための充電募集受信アイコン９６６を配置しておき、それが選択入力されたときに、図１４に示した充電募集通知の画面に遷移するようにする。時々刻々発行される充電募集通知の情報をナビゲーション画面に反映させる方法として、例えば日本国内のＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）方式を用いるデジタル放送方式の場合は、ＡＲＩＢ（Association of Radio Industries and Businesses）標準規格ＳＴＤ−Ｂ２４に記述してあるイベントメッセージとして充電監視制御センタ１０３での更新情報をデータ化し、それをデジタル放送の放送データとして多重化して放送し、それを受信した端末側で情報の更新に従ってナビゲーション画面に反映させる方法を用いることができる。
【００７９】
また、充電募集通知の画面上で、目的地までのルートの近傍に複数の充電スタンドの候補が存在する場合は、図１７に例示するように、充電監視制御センタ１０３が、対象のＥＶ１０６に最も充電してほしい充電スタンドの位置を示す充電スタンドアイコン９５７の色や形を、他のアイコン９５８−１〜９５８−５とは異なるように表示させることで、よりＥＶユーザにわかりやすく表示することも可能である。あるいは、充電監視制御センタ１０３が、充電してほしい順番にいくつかのグループに分けて、アイコン９５８−１〜９５８−５の色や形を変えて表示させるようにしてもよい。この色や形を変える指標としては、例えば、前記のランキングに用いた近接度や価格適合性を用いることができる。
【００８０】
以上説明したように、第一実施形態では、充電監視制御センタ１０３が設置される各配電区域毎に、電力系統監視制御システム１０１によって指示された総充電電力を配下の充電スタンド１０７および各ＥＶ１０６に適切に分配して充電を行わせるので、電力系統全体の電力品質を安定化できると同時に、各ＥＶユーザはインセンティブを享受することができる。このため、電力会社は、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを活用しつつ制御用の発電設備や蓄電設備の規模を従来よりも小さくすることができ、電力系統全体において、電力供給事業者、需要家、インセンティブを受けるＥＶユーザがともにメリットを享受できることとなる。
【００８１】
［第二実施形態］
第二実施形態では、充電監視制御センタが設置される地産地消単位の配電区域毎に、オール電化機器をはじめとした需要家の負荷と、ＥＶへの充電電力とを制御する例について説明する。これは、前記した第一実施形態における図７に示した処理を、図１９に示した処理に置き換えることによって、太陽光発電設備をはじめとした再生可能エネルギーを利用しつつ需要家の負荷をも制御して、地産地消単位の配電区域における電力品質の安定化を図るものである。
【００８２】
図１８は、第二実施形態におけるデータセンタ１０２Ａの機器構成例を示すブロック図である。図１８に示すように、データセンタ１０２Ａは、図３に示した第一実施形態のデータセンタ１０２に、需要家データベース３０６が追加された構成となっている。この需要家データベース３０６には、各種需要家機器の使用条件（例えばエアコンの場合は外気温とエアコン運転の相関データ）、需要家における電力消費曲線（オール電化住宅における一日の電気温水器の運転データ、エアコンの利用傾向、電灯の利用傾向など）、需要家機器制御モデル（太陽光発電、風力発電、ＥＶ用バッテリの制御モデルなど）を少なくとも含む各需要家のデータが記録されている。
【００８３】
以下、系統制御指令装置４０２（図４）が実行する地産地消型の電力制御処理の動作を、図１９のフローチャートに沿って説明する。系統制御指令装置４０２は、まず処理１９０１にて、図７の処理７０１と同様に、対象とする配電区域の系統データの収集と系統状態の予測とを行う。次に、処理１９０２にて、数時間先までの需要家全体の負荷カーブを推定する。これは、各需要家における過去の電気温水器の利用時間帯とその各時刻の消費電力、エアコンの利用時間とそのときの外気温および消費電力、太陽光発電機器や風力発電機器が連系している需要家については天候や風力、風向とそのときの発電量、ＥＶユーザである需要家については充電時間帯とその各時刻の消費電力などの履歴データをもとに、回帰分析、あるいはニューラルネットワークに代表される予測方法を用いて負荷量を予測することにより行う。
【００８４】
系統制御指令装置４０２は、この予測結果をもとに、処理１９０３にて、ＥＶ１０６への総充電電力の制御による負荷のピークシフトが必要かどうかを判定する。これは、前記した需要家全体の負荷カーブと、再生可能エネルギー発電を含めて供給される電力の供給カーブとの過不足を算出することによって行う。通常は、需要家内に設置されるＨＥＭＳ（Home Energy Management System）の制御のみで電力の需給調整を行うが、その需給調整のみでは電力の過不足を補いきれない場合に、ＥＶ１０６への追加の充電を行うことにより、負荷をピークシフトして地産地消型の配電区域の範囲内で需給調整を行う。
【００８５】
ここで、ＨＥＭＳとは、需要家内に設置されている各電力消費機器の動作履歴、すなわち時間と消費電力量の履歴データから、外的要因（例えば曜日、天候、時刻、気温、湿度に代表される項目）と消費電力との関係をモデル化して作成した需要家データベース３０６中のモデルデータに基づいて、将来時点で予測される外的要因をもとに、該当する需要家内の各電力消費機器（例えば、給湯機、エアコン、テレビ、ＩＨクッキングヒータなど）の動作状態を予測する機能を持つシステムである。
【００８６】
さらに、ＨＥＭＳに、図２０に示すようなＥＶ１０６の充電特性を示す充電モードプロファイルデータ２０００を持たせることにより、需要家内での各電力消費機器の動作とＥＶ１０６の充電動作とを協調して制御することも可能である。充電モードプロファイルデータ２０００は、少なくとも、ＥＶ１０６の固有ＩＤ、充電パターンの種類を示す充電モードＩＤ、定格充電量、ＳＯＣを０％から９０％にするのに要するフル充電時間を含んで構成される。充電モードＩＤは、例えば急速充電モードと通常充電モードとにおける時間の推移と充電電力との関係を表す充電モデルのパターンを区別するための識別子である。
【００８７】
ＥＶユーザである需要家については、過去の充電履歴データとこの充電モードプロファイルデータ２０００を需要家データベース３０６に記録しておくことによって、ＥＶ１０６への充電のための消費電力を含めた負荷を予測する。なお、以降の処理においては、ＨＥＭＳによって算出される機器の制御動作を制約条件として扱うものとしてもよい。
【００８８】
処理１９０３にて、ＥＶ１０６への総充電電力の制御による負荷のピークシフトが必要と判定した場合は（処理１９０３でＹｅｓ）、処理１９０４に分岐して、必要なピークシフト量を算出し、続く処理１９０５にて、ＤＳＭに協力可能なＥＶ１０６を把握し、処理１９０６にて、それら対象となるＥＶ１０６のＳＯＣを取得してＥＶ全体で消費可能な最大充電電力を算出する。この算出においては、充電対象の各バッテリの劣化を防ぐために、ＳＯＣの上下限を制約条件として充電量と充電時間とを決定する。また、ＤＳＭに協力可能なＥＶ１０６の把握は、ＥＶユーザとの契約によって協力条件を設定しておき、当該条件を満たすＥＶ１０６を探索することによって行う。これにより、例えば自宅や駐車場などでの充電中の状態であれば個別の許可を不要とすることなども可能である。
【００８９】
次に、処理１９０７にて、求めた最大充電電力が必要なピークシフト量よりも大きく制御可能な範囲にあるかどうかを判定し、制御可能な範囲にあれば（処理１９０７でＹｅｓ）、処理１９０９に分岐して、図１２および図１３を用いて説明したのと同様な負荷配分の方法によって必要なピークシフト量を対象となるＥＶ１０６の充電量に分配する配分計算を行う。
【００９０】
続いて、処理１９１０にて、配分計算結果を反映させた潮流計算を実施し、電圧や周波数が許容範囲を逸脱する異常値が発生していなかった場合には（処理１９１１でＮｏ）、処理１９１３に分岐して、前記配分計算結果を制御対象リストに設定し、以後この制御対象リストに従って各ＥＶ１０６への充電の制御を行って処理を終了する。
【００９１】
他方、異常値が発生していた場合には（処理１９１１でＹｅｓ）、処理１９１２に分岐して、当該異常値を発生させないための制約条件を付加して対象ＥＶへの配分計算を再度行ったのち、処理１９１０に処理を戻して、その結果をもとに再度潮流計算を実施する。
【００９２】
また、処理１９０７にて、最大充電電力が必要なピークシフト量に満たないと判定された場合は（処理１９０７でＮｏ）、処理１９０８に分岐して、上位系、つまり、電力系統監視制御システム１０１に対して、上位系での制御を依頼して処理を終了する。
【００９３】
以上説明したように、第二実施形態では、充電監視制御センタが設置される地産地消単位の配電区域毎に、需要家のオール電化住宅等における電力消費機器を考慮した負荷カーブ推定の結果に基づいて、ＥＶへの充電時刻と充電パターンとを制御することで、電力系統のピーク負荷を抑制することができる。このため、電力会社はより効率のよい設備の運用が可能となり、電力供給事業者、需要家、インセンティブを受けるＥＶユーザがともにメリットを享受できることとなる。
【００９４】
［第三実施形態］
第三実施形態では、充電監視制御センタが充電スタンドで充電を行うＥＶを認証し、充電料金を課金センタによって自動的に課金決済処理する例について説明する。図２１は、本発明の第三実施形態に係る電力系統安定化システムの全体構成図である。図２１に示すように、電力系統安定化システム１０Ａは、図１に示した第一実施形態に係る電力系統安定化システム１０に、認証センタ１０９と課金センタ１１０とが追加された構成となっている。
【００９５】
認証センタ１０９は、充電監視制御センタ１０３が通信ネットワーク１０４を介して通信を行うＥＶ１０６を認証する機能を有する。この認証センタ１０９は、電力会社または電力関連のサービスを提供するプロバイダ、もしくは、認証サービスを提供するプロバイダによって運営される。
【００９６】
課金センタ１１０は、充電監視制御センタ１０３からの充電募集に応募して充電スタンド１０７で充電を行ったＥＶ１０６の充電料金を、契約者であるＥＶユーザに自動的に課金する機能を有する。この課金センタは、電力会社または電力関連のサービスを提供するプロバイダ、もしくは、課金サービスを提供するプロバイダによって運営される。
【００９７】
前記のように、充電監視制御センタ１０３からの充電募集に応募してある充電スタンドへの移動を指示されたＥＶ１０６が、当該充電スタンド１０７に到着して充電監視制御センタ１０３に充電の開始を要求するとき、当該ＥＶ１０６から所定の認証データが送信される。充電監視制御センタ１０３は、この認証データを認証センタ１０９に転送して当該ＥＶ１０６の認証を要請し、認証センタ１０９によって正しく認証された場合にのみ、当該ＥＶ１０６への充電を実行させる。さらに、充電料金を自動的にＥＶ１０６の充電サービスの契約者であるＥＶユーザに自動課金する場合には、充電監視制御センタ１０３は、当該ＥＶ１０６への充電が終了した時点で、その充電料金を課金センタ１１０に通知して当該ＥＶユーザへの自動課金を要請する。
【００９８】
認証センタ１０９がＥＶ１０６を認証するために用いる認証データとしては、ＥＶ１０６が充電監視制御センタ１０３との通信に用いる通信カードに付与されている通信カードＩＤ（Identification：識別情報）またはＩＰ（Internet Protocol）通信を行う場合はそのＭａｃ（Media Access Control）アドレス、ＥＶ１０６に付与されている車両ＩＤ、およびコントローラ５０２に付与されている車載機ＩＤのいずれか、あるいはこれらを任意に組み合わせて用いるものとする。この場合、単一の認証データのみによる認証よりも複数の認証データを用いる認証の方が、よりセキュアな認証を行うことができる。
【００９９】
図２２は、認証センタ１０９の機器構成例を示すブロック図である。図２２に示すように、認証センタ１０９は、暗号解読装置２２１、通信カードＩＤ照合部２２２、車両ＩＤ照合部２２３、車載機ＩＤ照合部２２４、照合結果出力装置２２５、および外部の通信ネットワーク１０４との接続を認証してデータの仲介を行うＧＷ２２６を備えて構成される。
【０１００】
ＥＶ１０６が充電監視制御センタ１０３に充電の開始を要求するときに送信される所定の認証データは暗号化されており、充電監視制御センタ１０３から転送されるこの暗号化された認証データは、通信ネットワーク１０４およびＧＷＦ２２６を介して暗号解読装置２２１に入力される。ここでの暗号化にはＤＥＳ、その他の一般的な暗号化アルゴリズムを用いることができる。暗号解読装置２２１は、入力された認証データの暗号化を解除し、暗号化が解除されたそれぞれの認証データを、該当する各照合部２２２〜２２４に入力する。
【０１０１】
通信カードＩＤ照合部２２２は、入力された通信カードＩＤまたはＭａｃアドレスを照合する。車両ＩＤ照合部２２３は、入力された車両ＩＤ（いわゆるＶＩＮ（Vehicle Identification Number）コード）を照合する。また、車載機ＩＤ照合部２２４は、入力された車載機ＩＤを照合する。
【０１０２】
これら各照合部から出力される照合結果は照合結果出力装置２２５に入力され、照合結果出力装置２２５は、それぞれの照合結果を総合して認証可否を判定し、ＧＷ２２６および通信ネットワーク１０４を介して依頼元の充電監視制御センタ１０３に認証可否の判定結果を暗号化して送信する。この認証結果は、充電監視制御センタ１０３からＥＶ１０６にも伝達され、正しく認証されなかった場合は以降の処理は中止される。
【０１０３】
図２３は、課金センタ１１０の機器構成例を示すブロック図である。図２３に示すように、課金センタ１１０は、履歴記録装置２３１、ユーザデータベース２３２、課金処理装置２３３、および外部の通信ネットワーク１０４との接続を認証してデータの仲介を行うＧＷ２３４を備えて構成される。
【０１０４】
充電監視制御センタ１０３から送信される課金のためのデータは、通信ネットワーク１０４およびＧＷ２３４を介して履歴記録装置２３１に入力される。このデータのなかには、少なくとも前記の車両ＩＤ、車載機ＩＤ、通信カードＩＤまたはＭａｃアドレスが含まれており、履歴記録装置２３１はユーザデータベース２３２に登録されているこれらのＩＤ情報を照合することによってユーザの同定を行い、入力されたデータを履歴として記憶部に追加登録するとともに、課金処理装置２３３にデータを引き渡して課金処理の実行を要請する。
【０１０５】
課金処理装置２３３は、ユーザデータベース２３２に予め登録されている各ユーザ毎の決済方法にしたがって課金処理を実行する。決済方法としては、クレジットカード決済、月額利用料金の自動引き落としや口座振込みをはじめとした各種の決済方法に対応することができる。また、課金処理に加えて、エコポイントをはじめとした電子クーポンなどの追加のインセンティブをユーザに提供することも可能である。このような追加のインセンティブは、通信ネットワーク１０４を介して接続される不図示のサービスセンタによって提供される。
【０１０６】
なお、認証センタ１０９と課金センタ１１０とを設置するのではなく、図２４に示すように、それらと同等の機能を備えるＥＶ認証装置４０４とＥＶ課金装置４０５とを充電監視制御センタ１０３Ａの内部に装備するようにしてもよい。
【０１０７】
図２５は、充電監視制御センタ１０３が充電スタンドで充電を行うＥＶ１０６を認証し、充電料金を課金センタ１１０によって自動的に課金決済処理するときの、電力系統安定化システム１０Ａの各部における通信手順の例を示したシーケンスチャートである。以下、図２５のシーケンスチャートに沿って、各部の動作の詳細を説明する。
【０１０８】
まず始めに、充電監視制御センタ１０３によって指定された充電スタンドにおいて、ＥＶ１０６に充電用ケーブルが接続されて充電の準備が完了すると、ＥＶ１０６から充電監視制御センタ１０３に充電開始要求が送信される（２５０１）。充電監視制御センタ１０３は、この充電開始要求のなかに含まれている所定の認証データを認証センタ１０９に転送してＥＶ１０６の認証を依頼する（２５０２）。
【０１０９】
ＥＶ１０６の認証を依頼された認証センタ１０９は、認証を行うために必要なＩＤ情報を送信するようデータセンタ１０２に依頼し（２５０３）、データセンタ１０２は依頼されたＩＤ情報を充電監視制御センタ１０３に送信する（２５０４）。ここで送信されるＩＤ情報は、前記の通信カードＩＤまたはＭａｃアドレス、車両ＩＤ、車載機ＩＤのいずれか、あるいはそれらの任意の組合せである。
【０１１０】
必要なＩＤ情報を受信した認証センタ１０９は、充電監視制御センタ１０３から受信した認証データとの照合を行うことによってＥＶ１０６の認証可否を判定し、この認証結果を充電監視制御センタ１０３に送信する（２５０５）。ここでは、ＥＶ１０６は正しく認証されたものとして説明を続ける。
【０１１１】
認証結果を受信した充電監視制御センタ１０３は、認証結果をＥＶ１０６に送信するとともに（２５０６）、認証されたＩＤ情報を保持しておく。以後、課金センタ１１０に課金のためのデータを送信するときには、このＩＤ情報が用いられる。
【０１１２】
次に、充電監視制御センタ１０３は、課金センタ１１０に前記のＩＤ情報を送信して当該ＥＶ１０６のユーザへの課金処理の可否を問い合わせる（２５０７）。この問い合わせを受けた課金センタ１１０は、ユーザデータベース２３２に登録されている当該ユーザの決済方法を参照して、必要であれば課金処理に必要な当該ユーザの契約内容等の情報をデータセンタ１０２から取得したのち（２５０８，２５０９）、課金処理が可能であればその旨を充電監視制御センタ１０３に回答する（２５１０）。
【０１１３】
課金処理が可能である旨の回答を受け取った充電監視制御センタ１０３は、ＥＶ１０６に（より正確には、充電スタンドの制御装置に）充電の実行を指示し（２５１１）、ＥＶ１０６はその指示を受け付けた旨を回答する（２５１２）。
【０１１４】
次に、充電監視制御センタ１０３は、電力系統の安定運用に資するためにＥＶ１０６への充電が開始されたことをに通知し（２５１３）、電力系統監視制御システム１０１は、充電監視制御センタ１０３に充電状態のモニタリングを依頼する（２５１４）。
【０１１５】
ＥＶ１０６への充電中においては、充電監視制御センタ１０３からＥＶ１０６に対して所定の周期でモニタリング信号を送信し（２５１５）、ＥＶ１０６から充電量を報告する（２５１６）ことによって充電状態のモニタリングが行われる。
【０１１６】
そののち、ＥＶ１０６への充電が完了すると、ＥＶ１０６から充電監視制御センタ１０３に充電完了通知が送信され（２５１７）、充電監視制御センタ１０３は、当該通知を受信したことをＥＶ１０６に回答する（２５１８）。
【０１１７】
次に、充電監視制御センタ１０３は、電力系統監視制御システム１０１もＥＶ１０６への充電が完了したことを通知し（２５１９）、電力系統監視制御システム１０１は、当該通知を受信したことを充電監視制御センタ１０３に回答する（２５２０）。
【０１１８】
次に、充電監視制御センタ１０３は、ＥＶ１０６に実際に充電した充電量に応じた充電料金と事前に決定したインセンティブ額とを含む当該ＥＶ１０６の契約ユーザへの課金データを生成して、この生成した課金データを課金センタ１１０に送信する（２５２１）。この課金データを受信したを課金センタ１１０は、当該契約ユーザへの課金処理を実行したのち、課金処理が完了した旨を充電監視制御センタ１０３に通知する（２５２２）。
【０１１９】
次に、データセンタ１０２でＥＶ１０６の充電実績に関する履歴データを記録するために、充電監視制御センタ１０３から課金データを含む充電実績のデータをデータセンタ１０２に送信し（２５２３）、データセンタ１０２は受信したデータを履歴データとして記録したのち、記録が完了した旨を充電監視制御センタ１０３に通知する（２５２４）。
【０１２０】
最後に、充電監視制御センタ１０３は、今回の充電に要した充電料金とインセンティブ額とをＥＶ１０６に通知して（２５２５）一連の処理を完了する。
【０１２１】
以上説明したように、第三実施形態では、充電監視制御センタの指示によって実行された充電スタンドでの充電に対する充電料金の課金やインセンティブの付与を、安全かつ効率的に行うことができることとなる。
【０１２２】
［第四実施形態］
第四実施形態では、ＥＶ１０６がバッテリ切れとなって走行不能とならないように、充電監視制御センタ１０３が、電力系統の負荷や周波数などに関する制約条件を満たしかつ所望の条件で充電サービスを提供可能な充電スタンドを適宜探索し、当該充電スタンドの情報を各ＥＶ１０６に提供する例について説明する。
【０１２３】
図２６（ａ）は、ＥＶ１０６が搭載するカーナビ装置に表示されるナビゲーション画面の表示例である。ボタンやタッチパネルなどを操作して所望の目的地を検索したのちに経路誘導の開始を指示すると、カーナビ装置は、自車の現在位置から当該目的地までの誘導経路の探索を行い、ナビゲーション画面上に自車アイコン９５１から目的地アイコン９５２に至るまでの誘導経路９７０をナビ地図上へ重畳させて表示させる。カーナビ装置は、ＥＶ１０６が移動するにしたがってＧＰＳ（Global Positioning System）による緯度経度情報を用いて自車アイコン９５１をナビ地図上で移動させるとともに、誘導経路上の所定の場所で図２６（ｂ）のように所定の誘導案内情報９８０を画面に表示させたり、所定の音声ガイダンスを出力したりして、ＥＶ１０６を目的地まで誘導する。
【０１２４】
ナビゲーション画面の下部には、希望充電終了時刻設定ボタン９９１、充電スタンド選択基準ボタン９９２、充電スタンドＰＯＩ（Point of Interest）更新ボタン９９３が配置される。希望充電終了時刻設定ボタン９９１は、ＥＶユーザがその時刻より前に充電が終了することを希望する時間を設定するためのボタンであり、不図示の時刻入力画面を用いて時刻の設定を行うことができる。充電スタンド選択基準ボタン９９２は、充電スタンドの候補を選択するための選択基準を設定するためのボタンであり、不図示のプルダウンリストを用いて、例えば、誘導経路近傍、急速充電スタンド優先、目的地到達時間が最短となる充電スタンドを優先などのなかから所望の選択基準を選択して設定することができる。充電スタンドＰＯＩ更新ボタン９９３は、ＥＶ１０６の移動や時間の経過にともなって設定済みの充電スタンドＰＯＩが更新されたときの表示方法を設定するためのボタンであり、不図示のプルダウンリストを用いて、例えば、充電スタンドＰＯＩ更新のみ、ＰＯＩ更新にともなって誘導経路も更新をする、などのなかから所望の表示方法を選択して設定することができる。
【０１２５】
ＥＶ１０６に備えられるコントローラ５０２は、カーナビ装置と連携して、新たな目的地が設定された時点でその目的地に至るまでの間にバッテリ５０１の充電が必要か否かを判定し、充電が必要な場合はバッテリ５０１の現在のＳＯＣと目的地に至るまでの誘導経路の情報とを含む充電予定情報を充電監視制御センタ１０３に送信して、充電を行うべき充電スタンドの候補の情報を取得して、その情報を例えば図１７のようにナビゲーション画面に表示させてＥＶユーザに提示する。
【０１２６】
図２７（ａ）は、ＥＶ１０６から充電監視制御センタ１０３に送信される充電予定情報３０００のデータ構造およびデータ例であり、図２７（ｂ）は、充電監視制御センタ１０３からＥＶ１０６に送信される候補となる充電スタンドの位置情報４０００のデータ構造およびデータ例である。
【０１２７】
図２７（ａ）に示すように、充電予定情報３０００は、ＥＶ１０６を一意に識別するための車両ＩＤ、その所有者を識別するための所有者ＩＤ、カーナビ装置によって算出された目的地までの誘導経路情報を示す緯度経度データ群、ＥＶユーザが希望する充電モードである充電希望モード、目的地に到達するのに必要な充電量、ＥＶユーザによって設定された希望する充電終了時刻などのデータを含んで構成される。また、候補となる充電スタンドの位置情報４０００は、ＥＶ１０６を一意に識別するための車両ＩＤ、候補となる充電スタンド１０７を識別するための充電スタンドＩＤ、充電スタンド名称、充電スタンドの緯度経度などのデータを含んで構成される。
【０１２８】
また、目的地が設定されていない場合は、コントローラ５０２は、所定の周期でバッテリ５０１のＳＯＣを監視し、その値が充電の要否を判定するための所定の基準値以下となったときに、現在のＳＯＣと自車の現在位置と走行方向との情報を充電監視制御センタ１０３に送信して、自車の近傍の充電スタンドの情報を取得して、その情報をナビゲーション画面に表示させるなどしてＥＶユーザに充電が必要な旨を通知する。
【０１２９】
このとき、充電監視制御センタ１０３は、電力契約データベース３０２から、該当するＥＶユーザの希望充電単価を取得して前記と同様な方法によって各充電スタンドのランキングを行い、ランクの高い順に当該充電スタンド周辺の潮流計算を実施して電力系統の電力品質の低下を招くことなしに所望の充電サービスを提供可能な充電スタンドの候補を所定の数だけ選定する。
【０１３０】
以上説明したように、第四実施形態では、ＥＶ１０６に備えるコントローラ５０２が、バッテリ残量と設定された目的地の情報とに基づいて、充電が必要となる場合には自動的に充電監視制御センタ１０３から充電を行うべき充電スタンドの候補の情報を取得してＥＶユーザに提供するので、ＥＶ１０６がバッテリ切れのために走行不能となる事態の発生を未然に防止することが可能となる。
【０１３１】
以上にて本発明を実施するための形態の説明を終えるが、本発明は、これに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０，１０Ａ 電力系統安定化システム
１０１ 電力系統監視制御システム
１０２，１０２Ａ データセンタ
１０３，１０３Ａ 充電監視制御センタ
１０４ 通信ネットワーク
１０５ 無線基地局
１０６ 電気自動車（ＥＶ）
１０７ 充電スタンド
１０８ 需要家
１０９ 認証センタ
１１０ 課金センタ
１２１ 太陽光発電設備
１２２ 風力発電設備
１２３ 大規模電源設備
１２４ 電力系統
１２５ 配電変電所
１２６ 送電線
２２１ 暗号解読装置
２２２ 通信カードＩＤ照合部
２２３ 車両ＩＤ照合部
２２４ 車載機ＩＤ照合部
２２５ 照合結果出力装置
２２６ ゲートウェイ（ＧＷ）
２３１ 履歴記録装置
２３２ ユーザデータベース
２３３ 課金処理装置
２３４ ゲートウェイ（ＧＷ）
３０１ ＥＶユーザ情報解析装置
３０２ 電力契約データベース
３０３ 履歴データベース
３０４ プロファイルデータベース
３０５ ゲートウェイ（ＧＷ）
３０６ 需要家データベース
４０１ ＥＶ誘導計算装置
４０２ 系統制御指令装置
４０３ ゲートウェイ（ＧＷ）
４０４ ＥＶ認証装置
４０５ ＥＶ課金装置
５０１ 走行用バッテリ（バッテリ）
５０２ コントローラ
５０３ コマンド解釈手段
５０４ ネットワークＩ／Ｆ
５１１ 柱上変圧器
５１２ 電力線
５１３ 分電盤
８０１ 設備データ
８０２ 負荷母線データ
２０００ 充電モードプロファイルデータ
３０００ 充電予定情報
４０００ 候補となる充電スタンドの位置情報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の車載バッテリを塔載した電気自動車との交信を行う充電監視制御センタにおいて実行される電気自動車の充電制御方法であって、
電力系統監視制御システムより、現在時刻から所定時間経過後までの所定幅の時間帯毎に、配下の配電区域内の充電スタンド群に分配すべき総充電電力の指定を受け取る第１の工程と、
電力サービス契約データベースから取得した各ユーザの希望充電時間帯および希望充電単価に基づいて、前記希望充電単価が提供可能な充電単価以上である電気自動車群をリストアップする第２の工程と、
リストアップした前記電気自動車群を構成する各電気自動車と交信を行うことによって、充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集して、応募があった電気自動車の各々からその現在位置とバッテリ残量とを取得する第３の工程と、
応募があった前記電気自動車を、少なくとも前記希望充電単価と前記現在位置と前記バッテリ残量とを用いた評価指標によって前記各電気自動車と前記各充電スタンドとの対に対応する充電の優先順位をランク付けし、この優先順位が高い順に前記各充電スタンドへの到着予想時刻にしたがって前記総充電電力を前記各電気自動車とその誘導先の充電スタンドとの対に分配してそれぞれの充電パターンと充電量とを決定し、前記各電気自動車に前記誘導先の充電スタンドへの移動を指示する第４の工程と
を含むことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記各電気自動車が前記指示した充電スタンドに到着したのちに、前記充電スタンドから前記電気自動車に前記決定した充電パターンによって前記決定した充電量の充電を行わせる第５の工程
をさらに含むことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第３の工程で取得した応募があった電気自動車のすべてに充電を行ってもなお前記総充電電力に満たない場合は、前記電力系統監視制御システムに消費可能な総充電電力を通知する
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第３の工程における前記充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集する通信手段は、無線基地局を介した相互無線通信手段または地上デジタル放送手段である
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項５】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第３の工程における前記充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集する通知を受信した電気自動車が備えるコントローラは、車載カーナビ装置の経路誘導画面上に、募集対象の充電スタンドの位置を示すアイコンを表示させる
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記募集対象の充電スタンドの位置を示すアイコンの色または形状は、前記充電監視制御センタからの指示によって制御される
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項７】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第４の工程にて前記総充電電力を前記各電気自動車と前記各充電スタンドとの対に分配するときは、前記評価指標によって前記各充電スタンド毎にインセンティブ額を算出して前記電気自動車の運転者に提示して充電希望場所の選択結果を取得し、この取得した充電希望場所のなかから、当該電気自動車の充電場所となる前記誘導先の充電スタンドを決定する
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項８】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第４の工程にて前記総充電電力を前記各電気自動車とその誘導先の充電スタンドとの対に分配するときは、前記前記充電監視制御センタの配下の配電区域の電力系統の潮流計算を実行して、当該電力系統の電力品質を維持するための所定の基準を満たすように、個別の充電電力を決定する
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項９】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記充電監視制御センタは、所定の条件が満たされたときに走行中の前記電気自動車から送信される当該電気自動車の現在位置とバッテリ残量と車載カーナビ装置に設定されている目的地の位置情報とを取得し、前記電力サービス契約データベースから取得した各ユーザの希望充電時間帯および希望充電単価に基づいて、バッテリ切れが生じないように当該電気自動車に配下の配電区域内から選定した特定の充電スタンドへの移動を指示する
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項１０】
走行用の車載バッテリを塔載した電気自動車との交信を行って配下の配電区域内の充電スタンドにおける前記電気自動車への充電を制御する充電監視制御センタであって、
電力系統監視制御システムより、現在時刻から所定時間経過後までの所定幅の時間帯毎に、配下の配電区域内の充電スタンド群に分配すべき総充電電力の指定を受け取り、
電力サービス契約データベースから取得した各ユーザの希望充電時間帯および希望充電単価に基づいて、前記希望充電単価が提供可能な充電単価以上である電気自動車群をリストアップし、
リストアップした前記電気自動車群を構成する各電気自動車と交信を行うことによって、充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集して、応募があった電気自動車の各々からその現在位置とバッテリ残量とを取得し、
応募があった前記電気自動車を、少なくとも前記希望充電単価と前記現在位置と前記バッテリ残量とを用いた評価指標によって前記各電気自動車と前記各充電スタンドとの対に対応する充電の優先順位をランク付けし、この優先順位が高い順に前記各充電スタンドへの到着予想時刻にしたがって前記総充電電力を前記各電気自動車とその誘導先の充電スタンドとの対に分配してそれぞれの充電パターンと充電量とを決定し、前記各電気自動車に前記誘導先の充電スタンドへの移動を指示する誘導計算装置
を備えることを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の充電監視制御センタにおいて、
前記各電気自動車が前記指示した充電スタンドに到着したのちに、前記充電スタンドから前記電気自動車に前記決定した充電パターンによって前記決定した充電量の充電を行わせることで前記充電スタンドに電力を配電する電力系統の消費電力を制御する系統制御指令装置
をさらに備えることを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の充電監視制御センタにおいて、
前記系統制御指令装置は、デマンドサイドマネジメント対応の需要家機器の制御を含めて配下の配電区域の電力系統の消費電力を制御する
ことを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の充電監視制御センタにおいて、
前記系統制御指令装置は、前記配下の配電区域の電力系統に電力を供給する太陽光発電設備および風力発電設備の予想発電量を取得して、当該電力系統の電力品質を維持するための所定の基準を満たすように、前記電力系統の消費電力のピークシフト制御を行う
ことを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１４】
請求項１０に記載の充電監視制御センタにおいて、
前記誘導計算装置は、所定の条件が満たされたときに走行中の前記電気自動車から送信される当該電気自動車の現在位置とバッテリ残量と車載カーナビ装置に設定されている目的地の位置情報とを取得し、前記電力サービス契約データベースから取得した各ユーザの希望充電時間帯および希望充電単価に基づいて、バッテリ切れが生じないように当該電気自動車に配下の配電区域内から選定した特定の充電スタンドへの移動を指示する
ことを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１５】
請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の充電監視制御センタと交信する車載コントローラと接続される車載カーナビ装置であって、
前記車載コントローラが前記充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集する通知を受信したときに、その募集内容を運転者に提示し、運転者からの応募の操作を受け付けてそれを前記車載コントローラに伝達する手段と、
前記車載コントローラからの指示にしたがって設定済みの目的地までの誘導経路情報を前記車載コントローラに伝達する手段と、
前記車載コントローラからの指示にしたがって経路誘導画面上に募集対象の充電スタンドの位置を示すアイコンを表示するとともに、そのなかから選択された特定の充電スタンドを目的地または中継地に設定して経路誘導を行う手段と
を備えることを特徴とする車載カーナビ装置。
【請求項１６】
大規模電源設備または、大規模電源設備と太陽光発電設備および風力発電設備の少なくとも１つとから供給される電力を、走行用の車載バッテリを塔載した電気自動車に給電する充電スタンドと他の需要家と給電する電力系統の電力品質を維持する電力系統安定化システムであって、
請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の充電監視制御センタが、それぞれ配下の配電区域の電力系統の消費電力を制御する
ことを特徴とする電力系統安定化システム。
【請求項１】
走行用の車載バッテリを塔載した電気自動車との交信を行う充電監視制御センタにおいて実行される電気自動車の充電制御方法であって、
電力系統監視制御システムより、現在時刻から所定時間経過後までの所定幅の時間帯毎に、配下の配電区域内の充電スタンド群に分配すべき総充電電力の指定を受け取る第１の工程と、
電力サービス契約データベースから取得した各ユーザの希望充電時間帯および希望充電単価に基づいて、前記希望充電単価が提供可能な充電単価以上である電気自動車群をリストアップする第２の工程と、
リストアップした前記電気自動車群を構成する各電気自動車と交信を行うことによって、充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集して、応募があった電気自動車の各々からその現在位置とバッテリ残量とを取得する第３の工程と、
応募があった前記電気自動車を、少なくとも前記希望充電単価と前記現在位置と前記バッテリ残量とを用いた評価指標によって前記各電気自動車と前記各充電スタンドとの対に対応する充電の優先順位をランク付けし、この優先順位が高い順に前記各充電スタンドへの到着予想時刻にしたがって前記総充電電力を前記各電気自動車とその誘導先の充電スタンドとの対に分配してそれぞれの充電パターンと充電量とを決定し、前記各電気自動車に前記誘導先の充電スタンドへの移動を指示する第４の工程と
を含むことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記各電気自動車が前記指示した充電スタンドに到着したのちに、前記充電スタンドから前記電気自動車に前記決定した充電パターンによって前記決定した充電量の充電を行わせる第５の工程
をさらに含むことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第３の工程で取得した応募があった電気自動車のすべてに充電を行ってもなお前記総充電電力に満たない場合は、前記電力系統監視制御システムに消費可能な総充電電力を通知する
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第３の工程における前記充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集する通信手段は、無線基地局を介した相互無線通信手段または地上デジタル放送手段である
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項５】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第３の工程における前記充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集する通知を受信した電気自動車が備えるコントローラは、車載カーナビ装置の経路誘導画面上に、募集対象の充電スタンドの位置を示すアイコンを表示させる
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記募集対象の充電スタンドの位置を示すアイコンの色または形状は、前記充電監視制御センタからの指示によって制御される
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項７】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第４の工程にて前記総充電電力を前記各電気自動車と前記各充電スタンドとの対に分配するときは、前記評価指標によって前記各充電スタンド毎にインセンティブ額を算出して前記電気自動車の運転者に提示して充電希望場所の選択結果を取得し、この取得した充電希望場所のなかから、当該電気自動車の充電場所となる前記誘導先の充電スタンドを決定する
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項８】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記第４の工程にて前記総充電電力を前記各電気自動車とその誘導先の充電スタンドとの対に分配するときは、前記前記充電監視制御センタの配下の配電区域の電力系統の潮流計算を実行して、当該電力系統の電力品質を維持するための所定の基準を満たすように、個別の充電電力を決定する
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項９】
請求項１に記載の電気自動車の充電制御方法において、
前記充電監視制御センタは、所定の条件が満たされたときに走行中の前記電気自動車から送信される当該電気自動車の現在位置とバッテリ残量と車載カーナビ装置に設定されている目的地の位置情報とを取得し、前記電力サービス契約データベースから取得した各ユーザの希望充電時間帯および希望充電単価に基づいて、バッテリ切れが生じないように当該電気自動車に配下の配電区域内から選定した特定の充電スタンドへの移動を指示する
ことを特徴とする電気自動車の充電制御方法。
【請求項１０】
走行用の車載バッテリを塔載した電気自動車との交信を行って配下の配電区域内の充電スタンドにおける前記電気自動車への充電を制御する充電監視制御センタであって、
電力系統監視制御システムより、現在時刻から所定時間経過後までの所定幅の時間帯毎に、配下の配電区域内の充電スタンド群に分配すべき総充電電力の指定を受け取り、
電力サービス契約データベースから取得した各ユーザの希望充電時間帯および希望充電単価に基づいて、前記希望充電単価が提供可能な充電単価以上である電気自動車群をリストアップし、
リストアップした前記電気自動車群を構成する各電気自動車と交信を行うことによって、充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集して、応募があった電気自動車の各々からその現在位置とバッテリ残量とを取得し、
応募があった前記電気自動車を、少なくとも前記希望充電単価と前記現在位置と前記バッテリ残量とを用いた評価指標によって前記各電気自動車と前記各充電スタンドとの対に対応する充電の優先順位をランク付けし、この優先順位が高い順に前記各充電スタンドへの到着予想時刻にしたがって前記総充電電力を前記各電気自動車とその誘導先の充電スタンドとの対に分配してそれぞれの充電パターンと充電量とを決定し、前記各電気自動車に前記誘導先の充電スタンドへの移動を指示する誘導計算装置
を備えることを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の充電監視制御センタにおいて、
前記各電気自動車が前記指示した充電スタンドに到着したのちに、前記充電スタンドから前記電気自動車に前記決定した充電パターンによって前記決定した充電量の充電を行わせることで前記充電スタンドに電力を配電する電力系統の消費電力を制御する系統制御指令装置
をさらに備えることを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の充電監視制御センタにおいて、
前記系統制御指令装置は、デマンドサイドマネジメント対応の需要家機器の制御を含めて配下の配電区域の電力系統の消費電力を制御する
ことを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の充電監視制御センタにおいて、
前記系統制御指令装置は、前記配下の配電区域の電力系統に電力を供給する太陽光発電設備および風力発電設備の予想発電量を取得して、当該電力系統の電力品質を維持するための所定の基準を満たすように、前記電力系統の消費電力のピークシフト制御を行う
ことを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１４】
請求項１０に記載の充電監視制御センタにおいて、
前記誘導計算装置は、所定の条件が満たされたときに走行中の前記電気自動車から送信される当該電気自動車の現在位置とバッテリ残量と車載カーナビ装置に設定されている目的地の位置情報とを取得し、前記電力サービス契約データベースから取得した各ユーザの希望充電時間帯および希望充電単価に基づいて、バッテリ切れが生じないように当該電気自動車に配下の配電区域内から選定した特定の充電スタンドへの移動を指示する
ことを特徴とする充電監視制御センタ。
【請求項１５】
請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の充電監視制御センタと交信する車載コントローラと接続される車載カーナビ装置であって、
前記車載コントローラが前記充電スタンドでの充電を行う電気自動車を募集する通知を受信したときに、その募集内容を運転者に提示し、運転者からの応募の操作を受け付けてそれを前記車載コントローラに伝達する手段と、
前記車載コントローラからの指示にしたがって設定済みの目的地までの誘導経路情報を前記車載コントローラに伝達する手段と、
前記車載コントローラからの指示にしたがって経路誘導画面上に募集対象の充電スタンドの位置を示すアイコンを表示するとともに、そのなかから選択された特定の充電スタンドを目的地または中継地に設定して経路誘導を行う手段と
を備えることを特徴とする車載カーナビ装置。
【請求項１６】
大規模電源設備または、大規模電源設備と太陽光発電設備および風力発電設備の少なくとも１つとから供給される電力を、走行用の車載バッテリを塔載した電気自動車に給電する充電スタンドと他の需要家と給電する電力系統の電力品質を維持する電力系統安定化システムであって、
請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載の充電監視制御センタが、それぞれ配下の配電区域の電力系統の消費電力を制御する
ことを特徴とする電力系統安定化システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１２−４８２８６（Ｐ２０１２−４８２８６Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７０１１（Ｐ２０１０−１８７０１１）
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＱＲコード
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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