JP2012110170A - 蓄電装置の制御装置，蓄電装置，蓄電装置の充放電方法 - Google Patents

蓄電装置の制御装置，蓄電装置，蓄電装置の充放電方法 Download PDF

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Abstract

【課題】太陽光発電システムなどの分散型電源と蓄電装置が需要家側に導入されている場合に、蓄電装置に充電した電力が電力系統由来の電力か、分散型電源由来の電力かどうか判別できないため、蓄電装置に充電した分散型電源由来の電力を電力系統に逆潮流（売電）させることができない。
【解決手段】太陽光発電システム等の分散型電源と接続した専用充電端子と電力系統と接続した系統専用放電端子、電力系統と接続した系統専用充電端子と電気機器等の電力負荷に放電するための放電端子を備えた蓄電装置において、分散型電源と接続する各充放電端子に電力量計測装置を備え付けることにより、蓄電装置に充電した電力量について、分散型電源からの発電電力と電力系統からの電力とを区別して、充放電制御することを可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蓄電装置の制御装置，蓄電装置，蓄電装置の充放電方法に関する。
近年の地球環境保護意識の高まりによって、太陽光発電等の分散電源が注目されている。この分散電源で発電された電力のうち、需要家で消費されない余剰発電電力は、商用電力系統（あるいは単に系統とも称する）への逆潮流が行われる。逆潮流された電力については電力会社が所定の単価で買い取るので、分散電源導入のメリットとなっている。
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一方、例えば太陽光発電は日射量に応じて発電電力量が変動するので、蓄電装置を導入し、余剰発電電力が発生した場合は充電し、逆に電力が足りない場合は蓄電装置から放電することで電力の安定供給を図る技術が考え付かれた。
しかしながら、蓄電装置には商用電力系統からの電力も蓄電されるので、蓄電装置に充電された電力が太陽光発電による電力なのか、商用電力系統から買い取った電力なのかを判別できない。そのため、例えば特開２００７−２０９１３３号公報に記載されているように、太陽電池の発電電力については逆潮流を可能とするものの、系統から蓄電装置に充電した電力については逆潮流（売電）を阻止する技術が知られている。
特開２００７−２０９１３３号公報
しかしながら、従来技術では、系統から蓄電装置に充電した電力について逆潮流（売電）を阻止していたので、充電した発電電力量を逆潮流することができず、そのため、余剰となる分散電源の電力が有効に活用できないとの問題点が生じていた。
本発明の目的は、太陽光発電等の分散電源に蓄電装置を適用するにあたって、分散電源の発電量を有効に活用することが可能となる蓄電装置の制御装置，蓄電装置及び蓄電装置の充放電方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では、蓄電装置に蓄電される電力量のうちの分散電源からの電力量である分散電源分電力量を演算し、蓄電装置から系統に放電される電力を分散電源分電力量に抑えるか、あるいは、系統に逆潮流される電力として分散電源分電力量に抑えた電力量値として報告するように構成した。
また、上記目的を達成するために、本発明では、蓄電装置の充電と放電とを制御する充放電制御部と、需要家側に設置された分散型電源と接続する第一充電端子と、電力系統と連系する第二充電端子と、電力系統と連系する第一放電端子と、需要家の電気機器と接続する第二放電端子とを備えるように構成した。
本発明によれば、太陽光発電等の分散電源に蓄電装置を適用するにあたって、分散電源の発電量を有効に利用することが可能となる。
本発明における第一の実施形態のブロック図を示す。 充電計測装置，放電計測装置及び計測値表示装置の一実施形態を示す。 太陽光発電システムを導入した場合の表示用端末装置の一実施例を示す。 蓄電装置の充放電制御のフローチャートを示す。 充放電制御の一実施例（配分充電制御）フローチャートを示す。 充放電制御の一実施例（夜間系統充電）を示す。 本発明における第二の実施形態のブロック図を示す。
以下、図面を用いて本発明に関する実施形態について説明する。なお、本実施例では、分散型電源として太陽電池（ＰＶ，太陽光発電システム）を利用した実施例を説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態を示すブロック図である。図１に示す分散型電源対応蓄電装置１０は、電力系統１０７と連系する需要家宅に設置されるものであり、充放電制御装置１０５と充放電記憶装置１１５、および２つの充電端子と２つの放電端子を備える。充放電制御装置１０５と充放電記憶装置１１５および各充電端子と各放電端子は所定の通信ネットワークで接続されている。充電指令１１を受けた場合、充放電制御装置１０５は第一充電端子１０１と第二充電端子１０３に充電指令１１を送信する。同様に、放電指令１２を受けた場合、充放電制御装置１０５は第一放電端子１０２と第二放電端子１０４に放電指令１２を送信する。各充放電端子のうち、第一充電端子１０１は分散型電源（以下、太陽電池）１０６と所定の電線（電力ケーブル）で接続されており、第一放電端子１０２および第二充電端子１０３は所定の電線で電力系統１０７と連系し、第二放電端子１０４は需要家が所持する電気機器１１１（電気機械器具や電気通信機械器具などを含む）と同じく電線で接続される。なお、分散型電源１０６は太陽電池以外にも例えば風力発電他の自然型，環境型として知られる再生エネルギー型の発電装置でも良い。なお、需要家が所持する電気機械器具や電気通信機械器具は所定の通信ネットワークで互いに接続され、消費電力量（負荷）や前記電気機械器具や電気通信器具の仕様情報を互いに、もしくは分散型電源対応蓄電装置１０および太陽電池１０６と送受信してもよい。
第一充電端子１０１と太陽電池１０６との間に第一充電計測装置１０８を設置し、第一充電計測装置１０８では、太陽電池１０６で発電した発電電力量（以下、発電量）のうち分散型電源対応蓄電装置１０に充電する充電電力量（以下、充電量１）を計測する。計測した充電量１のデータは、需要家宅内に設置される計測値表示装置１１０と分散型電源対応蓄電装置１０内の充放電制御装置１０５に送信される。一方、充電量は第一充電計測装置１０８を通過したのち、第一充電端子１０１より分散型電源対応蓄電装置１０に充電される。
同様に、第一放電端子１０２と電力系統１０７との間に第一放電計測装置１０９と第一直流交流変換装置１１２とを設置し、第一放電計測装置１０９では分散型電源対応蓄電装置１０から電力系統１０７へ逆潮流する電力量（以下、放電量１）を計測し、つづいて、第一直流交流変換装置１１２において放電した電力を直流電流から交流電流に変換したのち、電力系統１０７へ逆潮流させる。この逆潮流される電力は図示しない計測装置で計測され、あるいは演算され、この電力量は電力会社に報告される。この報告に基づいて電力の買い取りがなされる。計測した放電量１のデータは、需要家宅内に設置される計測値表示装置１１０と分散型電源対応蓄電装置１０内の充放電制御装置１０５に送信される。
一方、太陽電池１０６で発電した発電量から充電量１を差し引いた分の電力についても第一直流交流変換装置１１２において直流電流から交流電流へ変換したのち、電力系統１０７へ逆潮流させる。
電力系統１０７から分散型電源対応蓄電装置１０に充電する充電電力量（以下、充電量２）については、電力系統１０７と第二充電端子１０３との間に設置された第二直流交流変換装置１１３において、充電量２を交流電流から直流電流に変換したのち、第二充電端子１０３より分散型電源対応蓄電装置１０に充電される。分散型電源対応蓄電装置１０に充電された充電電力量（充電量１＋充電量２）のうち、需要家が所持する所定の電気機器１１１に利用される電力量（以下、放電量２）は、第二放電端子１０４から放電されたのち、第二直流交流変換装置１１３において直流電流から交流電流に変換され、前記電気機器１１１にて消費される。一方、電力系統１０７からの買い取る電力量（買電量）についても、充電量２を除く残りの電力を前記電気機器１１１に充てることにより電気機器１１１にて消費され、需要家は電気機器１１１を使用可能となる。
なお、充放電制御装置１０５に送信された充電量１および充電量２の計測データと放電量１および放電量２の計測データは充放電記憶装置１１５において記憶される。充放電記憶装置１１５は、ＨＤＤ，ＣＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，フラッシュメモリ，Ｂｌｕｅ−Ｒａｙなどの記録媒体のうちいずれかを利用する。
また、第一充電計測装置１０８および第一放電計測装置１０９と、計測値表示装置１１０および充放電制御装置１０５とのデータ通信は所定の通信ネットワークで行われ、通信ネットワークとはＡＤＳＬ，光通信などの有線通信もしくは無線通信である。計測値表示装置１１０としては専用端末モニタの他に、ＰＣディスプレイ，テレビ，携帯電話などのモバイル機器を使用してもよい。
次に図２を用いて、第一充電計測装置１０８と第一放電計測装置１０９の基本構成について述べる。図２は、第一充電計測装置１０８と第一放電計測装置１０９の基本構成を示すブロック図である。
第一充電計測装置１０８は、充電量計測装置２０１と充電量記憶装置２０２と充電量送信装置２０３から構成され、前記太陽電池１０６で発電した発電量のうち前記分散型電源対応蓄電装置１０に充電する電力（充電量１）２１０が充電量計測装置２０１を流れる場合に充電量１２１０を計測する。計測した充電量１２１０の計測データ（数値）は、充電量記憶装置２０２および充電量送信装置２０３に送信される。充電量記憶装置２０２は、充電量１２１０の前記計測データを受信し記憶する。充電量送信装置２０３では充電量１２１０の前記計測データを需要家宅内に設置される計測値表示装置１１０に送信し、前記充電量１２１０の計測データは計測値表示装置１１０の計測値受信装置２０７にて受信される。
第一放電計測装置１０９は、放電量計測装置２０４と放電量送信装置２０５と放電量記憶装置２０６から構成され、前記分散型電源対応蓄電装置１０から放電された放電量１２１１が放電量計測装置２０４を流れる場合に放電量１２１１を計測する。計測した放電量１２１１の計測データ（数値）は、放電量記憶装置２０６および放電量送信装置２０５に送信される。放電量記憶装置２０６は、放電量１２１１の前記計測データを受信し記憶する。放電量送信装置２０５では放電量１２１１の前記計測データを需要家宅内に設置される計測値表示装置１１０に送信し、前記放電量１２１１の計測データは計測値表示装置１１０の計測値受信装置２０７にて受信される。
計測値表示装置１１０は計測値受信装置２０７と表示装置２０８と計測値記憶装置２０９から構成され、計測値受信装置２０７にて受信した充電量１２１０の計測データおよび放電量１２１１の計測データを表示装置２０８に送信し、表示装置２０８にて前記計測データを表示する。なお、表示装置２０８として、専用端末モニタの他に、ＰＣディスプレイ，テレビ，携帯電話などのモバイル機器でもよい。計測値記憶装置２０９では、充電量１２１０の計測データと放電量１２１１の計測データを記憶する。充電量記憶装置２０２，放電量記憶装置２０６，計測値記憶装置２０９は、ＨＤＤ，ＣＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，フラッシュメモリ，Ｂｌｕｅ−Ｒａｙなどの記録媒体のうちいずれかを利用する。また、充電量記憶装置２０２および放電量記憶装置２０６，計測値記憶装置２０９の記憶容量は前記充放電記憶装置１１５よりも小さく、記憶後２４時間経過した数値データから消去する。
次に図３を用いて、分散型電源対応蓄電装置１０が太陽電池１０６と接続する場合の計測値表示装置１１０の一実施例を示す。本発明における分散型電源対応蓄電装置および蓄電システムを導入する需要家は、計測値表示装置１１０を需要家宅内に設置し、分散型電源対応蓄電装置１０の充電量および放電量を把握することが可能である。
表示画面３０１において、前記分散型電源対応蓄電装置１０の充電電力量［Ａｈ］を図で表示する表示スペース３０２と、前記充電電力量を数値で表示する表示スペース３０３と、前記太陽電池１０６の発電量の一部を充電した充電量１の全容量に対する割合［％］および数値（絶対量）［Ａｈ］を表示する表示スペース３０４と、前記電力系統１０７の買電量の一部を充電した充電量２の全容量に対する割合［％］および数値（絶対量）［Ａｈ］を表示する表示スペース３０５から構成される。
表示スペース３０２おいて、分散型電源対応蓄電装置１０の充電電力量［Ａｈ］を棒グラフ（３０６，３０７，３０８）で表示し、棒グラフ３０６は現状の充電可能な電力量を示しており、棒グラフ３０７は前記充電量１の割合［％］、棒グラフ３０８は前記充電量２の割合［％］を示す。なお、本実施例において各充電量を割合［％］表示しているが、絶対量［Ａｈ］で表示することも可能であり、需要家により任意に表示を切り替えることが可能である。また、［Ａｈ］の他に［ｋＷｈ］による表示も可能である。
表示画面３０１での表示方法として、需要家により任意に表示方法を切り替えることが可能であり、表示画面３１４の場合、太陽電池１０６の発電量から充電する充電量１（実線３１０）を、縦軸を充電に伴う電流［Ａ］、横軸を時間［ｈ］としたグラフ３０９上に示す。表示スペース３１１では現時間の太陽電池１０６から充電している電力の電流値［Ａ］と所定の時間からの充電量［Ａｈ］を数字で示す。同じく、表示画面３１５の場合、電力系統１０７からの買電量に基づく充電量２（実線３１２）を、前記と同じグラフ３０９上に示している。表示スペース３１３では現時間の電力系統１０７から充電している電力の電流値［Ａ］と所定の時間からの累積充電量［Ａｈ］を数字で示す。なお、充電量の単位については［Ａｈ］の他に［ｋＷｈ］による表示も可能である。
次に図４を用いて分散型電源対応蓄電装置１０の充放電制御について述べる。図４は、本発明の一実施形態における充放電制御の処理内容を示すフローチャートである。
処理Ｓ４０１において、分散型電源対応蓄電装置の使用可能範囲Ｒｃ［Ａｈ］（使用可能下限値ＲL［％］と使用可能上限値ＲH［％］）を読み込み処理Ｓ４０２に進む。処理Ｓ４０２において充電指令１１（ＣＨ_ＯＲＤＥＲ）を読み込み、処理Ｓ４０３に進む。処理Ｓ４０３において放電指令１２（ＤＣＨ_ＯＲＤＥＲ）を読み込み、処理Ｓ４０４に進む。なお、充電指令１１および放電指令１２として、例えば該分散型電源対応蓄電装置を需要家宅に設置している需要家からの充電指令および放電指令の他に、電力系統の管理者からの充電指令および放電指令、該分散型電源対応蓄電装置のフィードバック制御やフィードフォワード制御などの充放電制御における充電指令および放電指令であってもよい。次に、処理Ｓ４０４において、現状の充電状態（ＳＯＣ）Ｓｃ［Ａｈ］を読み込み、処理Ｓ４０５に進む。処理Ｓ４０５において、処理Ｓ４０４で読み込んだＳＯＣと、処理Ｓ４０１で読み込んだ使用可能範囲Ｒｃと、分散型電源対応蓄電装置の定格容量ＣN［Ａｈ］から、（１），（２），（３）式に基づいて充放電可能かどうかを判定する。
ＣN×ＲL＜Ｓｃ＜ＣN×ＲH …（１）
（ｉ）Ｓｃ＜ＣN×ＲH：充電可能 …（２）
（ii）ＣN×ＲL＜Ｓｃ：放電可能 …（３）−１
（iii）０＜Ｓｃ（ｐｖ）：放電可能 …（３）−２
処理Ｓ４０５において、（２）式の充電可能条件が成立する場合は充電可能と判断して、処理Ｓ４０６に進み、処理Ｓ４０６において充電可能フラグをＯＮとし（ｆＣＨＡＲＧＥ_ＡＢＬＥ＝１）、蓄電装置１０を充電可能な状態とする。次に、処理Ｓ４０７において充電を開始したのち、処理Ｓ４０８に進む。なお、前記充電が分散型電源で発電した電力を第一充電端子１０１を経て充電する場合は、充電開始信号を第一充電計測装置１０８に出力し、第一充電計測装置１０８で充電量Ｃｐ［Ａｈ］を計測する。
次に処理Ｓ４０８において、第一充電計測装置１０８で計測した充電量Ｃｐを、充放電制御装置１０５で読み込み、処理Ｓ４０９に進む。処理Ｓ４０９において、充電量Ｃｐを充放電記憶装置１１５で記憶し、処理Ｓ４０５に戻る。なお、充電計測装置を取り付けていない第二充電端子１０３を経て電力系統１０７からの電力を充電する場合は、処理Ｓ４０８および処理Ｓ４０９を実行せず処理Ｓ４０５に戻る（点線のフロー）。
一方、処理Ｓ４０５において（３）−１式及び（３）−２式のいずれもの放電可能条件が成立する場合は、放電可能と判断して処理Ｓ４１３に進む。ここで、Ｓｃ（ｐｖ）は充電状態（ＳＯＣ）Ｓｃのうち太陽電池の発電分であり、第一充電計測装置１０８の充電量Ｃｐ［Ａｈ］の積算値（ΣＣｐ）と第一放電計測装置１０９の放電量Ｄｐ［Ａｈ］の積算値（ΣＤｐ）の差（ΣＣｐ−ΣＤｐ）である。該積算値は所定周期で演算されて充放電記憶装置１１５に記憶される。
（３）−２式は充電状態（ＳＯＣ）のうち太陽電池１０６の発電分がゼロ以上であることを示している。すなわち、太陽電池１０６の発電量（積算値）が商用電力系統１０７への放電量（積算値）より大きくなる場合には、これ以上系統への放電を行わないようにする。
なお、（３）−２式の条件を外すことも可能である。すなわち、太陽電池１０６の発電量（積算値）よりも多くの電力量を商用電力系統１０７へ放電することもできる。ただし、この場合は、充電の対象となる電力量を太陽電池１０６の発電量を上限とする。このような演算は充放電制御装置１０５でなされて、電力会社に報告される。
処理Ｓ４１３において放電可能フラグをＯＮ（ｆＤＣＨＡＲＧＥ_ＡＢＬＥ＝１）とし、蓄電装置１０を放電可能な状態とする。処理Ｓ４１４において、放電を開始したのち、処理Ｓ４１５に進む。なお、前記放電が第一放電計測装置１０９が接続されている第一放電端子１０２から放電する場合は、放電開始信号を第一放電計測装置１０９に出力し、第一放電計測装置１０９で放電量Ｄｐ［Ａｈ］を計測する。次に処理Ｓ４１５において、第一放電計測装置１０９で計測した放電量Ｄｐを充放電制御装置１１５で読み込み、処理Ｓ４１６に進む。処理Ｓ４１６において、放電量Ｄｐを充放電記憶装置１１５で記憶し、処理Ｓ４１７に進む。なお、放電計測装置を取り付けていない第二放電端子１０４から、需要家宅に設置されている電気機器に放電し電力を消費する場合は、処理Ｓ４１５および処理Ｓ４１６を実行せずに処理Ｓ４０５へ戻る（点線のフロー）。
次に処理Ｓ４１７において、処理Ｓ４０４で読み込んだ充電状態Ｓｃと処理Ｓ４０８で読み込んだ充電量Ｃｐと処理Ｓ４１５で読み込んだ放電量Ｄｐに基づいて、（４）式より放電終了かどうかを判定する。
（Ｓｃ＋Ｃｐ）−Ｄｐ≦ＣN×ＲL …（４）
処理Ｓ４１７において、（４）式より放電終了判定条件が成立する場合、処理Ｓ４１８に進み、処理Ｓ４１８において放電可能フラグをＯＦＦ（ｆＤＣＨＡＲＧＥ_ＡＢＬＥ＝０）とする。次に、処理Ｓ４１９において、放電停止信号を充放電制御装置１０５に出力して放電制御を終了する。処理Ｓ４１７において、（４）式の放電終了判定条件が不成立の場合は引き続き放電可能と判断し、処理Ｓ４１４に戻り引き続き放電する。
一方、処理Ｓ４０５において、（２）式の充電可能条件が不成立の場合は、分散型電源対応蓄電装置に電力を充電できないと判断して処理Ｓ４１０に進み、処理Ｓ４１０において、充電可能フラグをＯＦＦ（ｆＣＨＡＲＧＥ_ＡＢＬＥ＝０）とする。次に、処理Ｓ４１１において、充電停止信号を充放電制御装置１０５に出力して充電制御を終了し、処理Ｓ４１２に進む。処理Ｓ４１２において、再度放電指令を確認し、放電指令１２がない、もしくは取り消されている場合（ＤＣＨ_ＯＲＤＥＲ＝０）は、充放電制御を終了する。処理Ｓ４１２において放電指令１２がある場合（ＤＣＨ_ＯＲＤＥＲ＝１）は処理Ｓ４１３に進み、前記の放電制御フローに基づき放電制御を実行する。
なお、処理Ｓ４０５において（２）式と（３）式が共に成立する場合は、処理Ｓ４０６から処理Ｓ４０９と、処理Ｓ４１３から処理Ｓ４１９を時間的に同時に実行することも可能であり、その場合は充電しながら放電することとなる。充放電する電力量の単位について、Ａｈ（アンペアアワー）の他にｋＷｈ（キロワットアワー）でもよい。
次に図５を用いて分散型電源対応蓄電装置１０の充放電制御について述べる。図５は、本発明の一実施形態における充放電配分制御の処理内容を示すフローチャートである。処理Ｓ５０１において、分散型電源対応蓄電装置の使用可能範囲Ｒｃ［Ａｈ］（使用可能下限値ＲL［％］と使用可能上限値ＲH［％］）を読み込み処理Ｓ５０２に進む。処理Ｓ５０２において充電指令（ＣＨ_ＯＲＤＥＲ）を読み込み、処理Ｓ５０３に進む。処理Ｓ５０３において時間（Ｔ_ＨＯＵＲ）を読み込み、処理Ｓ５０４に進む。なお、前記時間（Ｔ_ＨＯＵＲ）は２４時間単位（０〜２３の１時間刻み）である。次に、処理Ｓ５０４において、現状の充電状態（ＳＯＣ）Ｓｃ［Ａｈ］を読み込み、処理Ｓ５０５に進む。処理Ｓ５０５において、分散型電源（以下、太陽電池）から充電する電力量［Ａｈ］の割合を示す充電配分比率ｃＤＳＴ_ＰＶと、電力系統から充電する電力量［Ａｈ］の割合を示す充電配分比率ｃＤＳＴ_ＧＲを読み込み、処理Ｓ５０６に進む。処理Ｓ５０６において、処理Ｓ５０３で読み込んだ時間Ｔ_ＨＯＵＲと実時間に基づいて、昼か否かを（５）式より判定する。また、処理Ｓ５０１で読み込んだ使用可能範囲Ｒｃと定格容量ＣN、処理Ｓ５０４で読み込んだ充電状態（ＳＯＣ）Ｓｃに基づいて、太陽電池から充電可能かどうかを（６）式より判定する。同じく電力系統から充電可能かどうかを（６）′式から判定する。
ｃＴ_ＡＭ≦Ｔ_ＨＯＵＲ≦ｃＴ_ＰＭ …（５）
Ｃｐｖ＜Ｃａｐ …（６）
Ｃｇｒ＜Ｃａｇ …（６）′
ここで、ｃＴ_ＡＭは昼時間開始閾値、ｃＴ_ＰＭは夜時間開始閾値であり、２４時間単位（０〜２３の１時間刻みの数字）で時間を指定する。また、Ｃｐｖは太陽電池からの充電量［Ａｈ］であり第一充電計測装置１０８で計測される計測値、Ｃａｐは太陽電池分の充電可能量［Ａｈ］であり（７）式で演算される。Ｃｇｒは電力系統からの充電量［Ａｈ］であり充電開始後の充電量をＳｃ′とすると（８）式で演算され、Ｃａｇは電力系統からの充電可能量［Ａｈ］であり、（９）式で演算される。
Ｃａｐ＝Ｃａｂｌ×ｃＤＳＴ_ＰＶ …（７）
Ｃｇｒ＝Ｓｃ′−（Ｃｐｖ＋Ｓｃ） …（８）
Ｃａｇ＝Ｃａｂｌ×ｃＤＳＴ_ＧＲ …（９）
ここで、Ｃａｂｌは充電可能量［Ａｈ］であり、（１０）式で演算される。
Ｃａｂｌ＝Ｃｍａｘ−Ｓｃ …（１０）
Ｃｍａｘは充電可能上限値［Ａｈ］であり（１１）式で計算される。
Ｃｍａｘ＝ＣN×ＲH …（１１）
太陽電池の発電電力量を充電する場合は、処理Ｓ５０６において（５）式と（６）式が同時に成立した場合に、太陽電池の発電電力量を充電可能と判断して処理Ｓ５０７に進み、処理Ｓ５０７において太陽電池充電可能フラグをＯＮ（ｆＣＨＡＲＧＥ_ＡＢＬＥ_ＰＶ＝１）とする。また、電力系統からの充電については、処理Ｓ５０６において（６）′式が成立した場合に、電力系統からの電力を充電可能と判断して処理Ｓ５０７に進み、処理Ｓ５０７において電力系統充電可能フラグをＯＮ（ｆＣＨＡＲＧＥ_ＡＢＬＥ_ＧＲ＝１）とする。
次に処理Ｓ５０８において充電を開始したのち、処理Ｓ５０９に進む。なお、太陽電池の発電電力量を第一充電端子１０１から蓄電装置１０に充電する場合は、充電開始信号を第一充電計測装置１０８に出力し、第一充電計測装置１０８で充電量Ｃｐｖ［Ａｈ］を計測する。
次に処理Ｓ５０９において、第一充電計測装置１０８で計測した充電量Ｃｐｖを、充放電制御装置１０５で読み込み、処理Ｓ５１０に進む。処理Ｓ５１０において、充電量Ｃｐｖを充放電記憶装置１１５で記憶し、処理Ｓ５０６に戻る。なお、充電計測装置を取り付けていない第二充電端子１０３を経て電力系統１０７からの電力を充電する場合は、処理５０９および処理Ｓ５１０を実行せず処理Ｓ５０６に戻る（点線のフロー）。
一方、太陽電池の発電電力量を充電する場合は、処理Ｓ５０６において（５）式と（６）式の一方が不成立の場合に太陽電池の発電量を充電しないと判断して、処理Ｓ５１１に進み、処理Ｓ５１１において太陽電池充電可能フラグをＯＦＦ（ｆＣＨＡＲＧＥ_ＡＢＬＥ_ＰＶ＝０）とする。次に処理Ｓ５１２において、太陽電池からの充電を停止し充電配分制御を終了する。また、電力系統からの充電についても同様に、処理Ｓ５０６において（６）′が不成立の場合は、電力系統からの電力を充電しないと判断して処理Ｓ５１１に進み、処理Ｓ５１１において電力系統充電可能フラグをＯＦＦ（ｆＣＨＡＲＧＥ_ＡＢＬＥ_ＧＲ＝０）とする。次に処理Ｓ５１２において、電力系統からの充電を停止し充電配分制御を終了する。
次に図６を用いて分散型電源対応蓄電装置１０（以下、蓄電装置）の充放電制御の一実施例について述べる。図６は、夜間に蓄電装置１０に充電した電力系統の電力（夜間電力）を、昼間に需要家が消費する電力負荷に充て、その一方で、分散型電源で発電した電力については電力系統１０７へ逆潮流（売電）する場合の充放電制御方法の実施例である。
グラフ６０１は、縦軸に電力系統１０７から充電する電力［ｋＷ］、横軸に時間［ｈ］をとったグラフであり、時間帯６０４は昼の時間帯（以下、昼間）であり、本実施例では午前８時から午後１８時までの１０時間を昼間としている。昼間の設定については、需要家もしくは電力系統の管理者，発電事業者，分散型電源の管理者が予め任意に設定するか、季節や月に応じて予め設定した時間帯に設定することが可能である。グラフ６０２は、縦軸に太陽電池（分散型電源）１０６の発電電力［ｋＷ］、横軸に時間［ｈ］を取ったグラフである。グラフ６０３は、縦軸に該蓄電装置１０が設置された需要家宅で消費される各時間の消費電力（以下、電力負荷）［ｋＷ］、横軸に時間［ｈ］を取ったグラフである。
グラフ６０１で示すように、まず、所定の日（以下、Ｘ日とする）の夜の時間帯（以下、夜間）である１８時から２３時と、翌日Ｘ＋１日の０時から８時の時間帯に電力系統１０７からの電力を充電する（６０５）。充電された電力量Ｃｇｒ［ｋＷｈ］は、Ｘ日の１８時から２３時に充電された電力量６０５とＸ＋１日の０時から８時に充電された電力量６０５の和であり、Ｘ＋１日の８時の時点での蓄電装置１０の充電状態（ＳＯＣ）は、最大許容量６０６（点線枠）に対して該充電量Ｃｇｒ［ｋＷｈ］が充電された充電状態６０７となる。
次に、Ｘ＋１日の８時以降に、太陽電池１０６が発電曲線６０８のパターンで発電したとすると、発電曲線６０８の時間積分で演算される発電電力量Ｇｐｖ［ｋＷｈ］分を、全て電力系統１０７へ逆潮流させて売電する。
一方、グラフ６０３で示すように、Ｘ＋１日の需要家の消費電力（以下、負荷パターンとする）が曲線６０９であるとすると、昼間の負荷パターンに対しては蓄電装置１０に充電された電力量Ｃｇｒ６０５を、該負荷パターン６０９に追従するように放電させる。放電量Ｄｐ［ｋＷｈ］６１０は放電電力［ｋＷ］の時間積分で演算される。その際、基本的な放電制御では昼間６０４全時間にわたって放電することを優先するため、Ｘ＋１日８時の時点での充電状態（ＳＯＣ）６０７と昼間６０４の時間帯［ｈ］に応じて放電量の最大値６１１［ｋＷ］を設定し、負荷パターン６０９が放電量最大値６１１［ｋＷ］を超える時間帯の負荷［ｋＷ］については電力系統１０７からの電力を充てる（買電）。
放電後、Ｘ＋１日１８時時点での蓄電装置１０の充電状態（ＳＯＣ）は、充電状態６０７から放電量Ｄｐ［ＫＷｈ］を差し引いた充電状態６１２［ｋＷｈ］となる。
なお、放電量最大値６１１は設定しなくてもよく、その場合の放電制御は、昼間６０４の全時間帯で放電することを優先せずに、負荷パターン６０９に追従して放電することを優先する。そのため、昼間６０４の途中で充電状態６０７の電力量Ｃｇｒを全て放電した場合には、途中で放電制御を終了し、電気機器に対しては電力系統１０７からの電力を充てるようにする制御も可能である。
図７は本発明の第二の実施形態を示すブロック図である。図７に示す分散型電源対応蓄電装置７０は、電力系統７０７と連系する需要家宅に設置されるものであり、充放電制御装置７０５と充放電記憶装置７１５，２つの充電端子と２つの放電端子、および第一充電計測装置７０８と第一放電計測装置７０９を備える。
充放電制御装置７０５と充放電記憶装置７１５および各充電端子と各放電端子、さらに第一充電計測装置７０８，第一放電計測装置７０９，計測値表示装置７１０は所定の通信ネットワークで接続されている。充電指令７１を受けた場合、充放電制御装置７０５は第一充電端子７０１と第二充電端子７０３に充電指令７１を送信する。同様に、放電指令１２を受けた場合、充放電制御装置７０５は第一放電端子７０２と第二放電端子７０４に放電指令７２を送信する。各充放電端子のうち、第一充電端子７０１は分散型電源（以下、太陽電池）７０６と所定の電線（電力ケーブル）で接続されており、第一放電端子７０２および第二充電端子７０３は所定の電線で電力系統７０７と連系し、第二放電端子７０４は需要家が所持する電気機器７１１（電気機械器具や電気通信機械器具などを含む）と、同じく電線で接続される。なお、需要家が所持する電気機械器具や電気通信機械器具は所定の通信ネットワークで互いに接続され、消費電力量（負荷）や前記電気機械器具や電気通信器具の仕様情報を、互いにもしくは分散型電源対応蓄電装置７０および太陽電池７０６と送受信してもよい。
第一充電端子７０１と太陽電池７０６との間で第一充電計測装置７０８を所定の電力ケーブルで接続し、第一充電計測装置７０８では、太陽電池７０６で発電した発電電力量（以下、発電量）のうち分散型電源対応蓄電装置７０に充電する充電電力量（以下、充電量１）を計測する。計測した充電量１のデータは、需要家宅内に設置される計測値表示装置７１０と分散型電源対応蓄電装置７０内の充放電制御装置７０５に送信される。一方、充電量は第一充電計測装置７０８を通過したのち、第一充電端子７０１より分散型電源対応蓄電装置７０に充電される。
同様に、第一放電端子７０２と電力系統７０７との間に第一放電計測装置７０９と第一直流交流変換装置７１２とを所定の電力ケーブルで接続し、第一放電計測装置７０９では分散型電源対応蓄電装置７０から電力系統７０７へ逆潮流する電力量（以下、放電量１）を計測し、つづいて、第一直流交流変換装置７１２において放電した電力を直流電流から交流電流に変換したのち、電力系統７０７へ逆潮流させる。計測した放電量１のデータは、需要家宅内に設置される計測値表示装置７１０と分散型電源対応蓄電装置７０内の充放電制御装置７０５に送信される。
一方、太陽電池７０６で発電した発電量から充電量１を差し引いた分の電力についても第一直流交流変換装置７１２において直流電流から交流電流へ変換したのち、電力系統７０７へ逆潮流させる。
電力系統７０７から分散型電源対応蓄電装置７０に充電する充電電力量（以下、充電量２）については、電力系統７０７と第二充電端子７０３との間に設置され所定の電力ケーブルで接続された第二直流交流変換装置７１３において、充電量２を交流電流から直流電流に変換したのち、第二充電端子７０３より分散型電源対応蓄電装置７０に充電される。分散型電源対応蓄電装置７０に充電された充電電力量（充電量１＋充電量２）のうち、需要家が所持する所定の電気機器７１１に利用される電力量（以下、放電量２）は、第二放電端子７０４から放電されたのち、第二直流交流変換装置７１３において直流電流から交流電流に変換され、前記電気機器７１１にて消費される。一方、電力系統７０７からの買い取る電力量（買電量）についても、充電量２を除く残りの電力を前記電気機器７１１に充てることにより電気機器７１１にて消費され、需要家は電気機器７１１を使用可能となる。
なお、充放電制御装置７０５に送信された充電量１および充電量２の計測データと放電量１および放電量２の計測データは充放電記憶装置７１５において記憶される。充放電記憶装置７１５は、ＨＤＤ，ＣＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，フラッシュメモリ，Ｂｌｕｅ−Ｒａｙなどの記録媒体のうちいずれかを利用する。
また、第一充電計測装置７０８および第一放電計測装置７０９と、計測値表示装置７１０および充放電制御装置７０５とのデータ通信は所定の通信ネットワークで行われ、通信ネットワークとはＡＤＳＬ，光通信などの有線通信もしくは無線通信である。計測値表示装置７１０としては専用端末モニタの他に、ＰＣディスプレイ，テレビ，携帯電話などのモバイル機器を使用してもよい。
以上の実施例の特徴を再度説明すると、需要家側に設置される蓄電装置において、前記蓄電装置の充電と放電とを制御する充放電制御手段と、需要家側に設置された分散型電源と接続する第一充電端子と、電力系統と連系する第二充電端子と、前記電力系統と連系する第一放電端子と、前記需要家の電気機器と接続する第二放電端子とを備える（特徴１）。
前記分散型電源と前記第一充電端子との間に第一充電計測装置、および前記電力系統と前記第一放電端子との間に第一放電計測装置とを備え、前記第一充電計測装置は、前記分散型電源で発電した発電電力量のうち前記蓄電装置に充電する電力量（充電量）を計測する充電量計測手段を備え、前記第一放電計測装置は、前記蓄電装置から放電した電力量（放電量）を計測する放電量計測手段を備える（特徴２）。
前記第一充電計測装置は、計測した前記充電量の数値データを計測値表示装置および前記充放電制御手段に送信する充電量送信手段を備え、前記第一放電計測装置は、計測した前記放電量の数値データを計測値表示装置および前記充放電制御手段に送信する放電量送信手段を備える（特徴３）。
前記分散型電源で発電した発電電力量から前記蓄電装置に充電する電力量（充電量）を前記第一充電計測装置で計測したのち、前記第一充電端子を介して前記蓄電装置に充電し、前記電力系統からの電力を第二直流交流変換装置で交流電力から直流電力に変換したのち、前記第二充電端子を介して前記蓄電装置に充電する（特徴４）。
前記第一充電計測装置で計測した前記充電量の数値データに基づいて、前記蓄電装置に充電されている電力量のうち、前記分散型電源から充電された電力量と、前記電力系統から充電された電力量とを判別する（特徴５）。
前記蓄電装置に充電された電力量のうち、前記分散型電源から充電された電力量を前記第一放電端子より放電し、前記第一放電計測装置において放電した電力量（放電量）を計測したのち、第一直流交流変換装置で直流電力から交流電力に変換し、前記電力系統へ放電（逆調）することを特徴とする（特徴６）。
前記蓄電装置に充電された電力量のうち、前記電力系統から充電された電力量を前記第二放電端子より放電し、放電された電力量は、前記第二直流交流変換装置にて交流電力から直流電力へ変換されたのち、前記需要家が所持する電気機器にて消費される（特徴７）。
前記分散型電源で発電する発電電力量について、前記発電電力量を前記第一直流交流変換装置により直流電力から交流電力へ変換したのち前記電力系統へ逆潮流させると同時に、前記蓄電装置に充電された前記分散型電源から充電した電力量を前記第一放電端子から前記電力系統に放電することにより、前記分散型電源で発電している電力量以上の電力量を、前記電力系統に逆潮流する（特徴８）。
前記第一充電計測装置から送信される充電量の数値データと、前記第一放電計測装置から送信される放電量の数値データとを受信する計測値受信手段と、前記充電量および放電量の数値データを記憶する計測値記憶手段と、前記数値データを表示する計測値表示手段とを備え、前記第一充電計測装置で計測された充電量の数値データと、前記第一放電計測装置で計測された放電量の数値データを表示する（特徴９）。
前記分散型電源とは、需要家側に設置される発電装置であり、太陽光電池を利用した太陽光発電，風力発電，ガスによる発電機を備えるコージェネレーション，バイオマス発電のうち少なくとも一つ以上の発電システムを含む（特徴１０）。
前記電気機器とは、前記需要家が所持する電力を消費する機器であり、電気機械器具，電気通信機械器具，電子応用機械器具，医療機械器具のうち少なくとも１つ以上である（特徴１１）。
前記第一充電計測装置で計測した前記充電量の数値データに基づいて、前記蓄電装置に充電されている電力量のうち、前記分散型電源から充電された電力量と、前記電力系統から充電された電力量とを判別し、前記分散型電源から充電された電力量、もしくは前記分散型電源で発電した電力量のみを、前記電力系統に逆潮流させる（特徴１２）。
このような特徴１乃至１２では、分散型電源と接続した充電端子と電力系統と接続した放電端子，電力系統と接続した充電端子と電気機器等の電力負荷に放電するための放電端子を備え、分散型電源と接続した充放電端子に電力量計を取り付けることにより、蓄電装置に充電する分散型電源の発電電力量を把握することができる。従って、蓄電装置に充電した電力量のうち分散型電源由来の発電電力量分を判別し、発電電力量を電力系統へ逆潮流（売電）させることが可能となる。
１０ 分散型電源対応蓄電装置
１０６ 分散型電源（太陽電池）
１０７ 商用電力系統（電力系統）
１１１，７１１ 電気機器（需要家が所持する電気機器）
３０１ 表示画面（計測値表示装置画面）
６０４ 昼の時間帯（昼間）
６０５ 電力系統からの充電量［ｋＷｈ］
６０６ 蓄電装置の最大充電量（容量）
６０７ 電力系統の電力を充電した後の蓄電装置の充電状態
６０８ 太陽電池の発電量［ｋＷｈ］
６０９ 需要家の負荷パターン
６１０ 蓄電装置からの放電量［ｋＷｈ］

Claims (7)

  1. 蓄電装置を制御する蓄電装置の制御装置において、前記蓄電装置は分散型電源と系統からの電力が蓄電されるものであって、前記蓄電装置に蓄電される電力量のうちの前記分散型電源からの電力量である分散電源分電力量を演算する蓄電電力量演算部を有し、前記蓄電装置から前記系統に放電される電力を前記分散電源分電力量に抑えるか、あるいは、前記系統に逆潮流する電力量値として前記分散電源分電力量に抑えた電力量値として報告する放電電力量演算部を有することを特徴とする蓄電装置の制御装置。
  2. 請求項１において、前記分散電源分電力量は、前記分散電源から前記蓄電装置への充電量を計測する計測装置の計測値に基づいて演算されることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
  3. 請求項２において、前記分散電源分電力量は、前記蓄電装置から前記系統への放量を計測する計測装置の計測値に基づいて演算されることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
  4. 請求項１において、前記系統から前記蓄電装置に充電する充電量を時間と共に可変させることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
  5. 分散型電源と系統からの電力が蓄電されるものであって、蓄電される電力量のうちの前記分散電源からの電力量である分散電源分電力量を演算する蓄電電力量演算部を有し、前記系統に放電される電力を前記分散電源分電力量に抑えるか、あるいは、前記系統に逆潮流する電力量値として前記分散電源分電力量に抑えた電力量値として報告する放電電力量演算部を有することを特徴とする蓄電装置。
  6. 需要家側に設置される蓄電装置において、前記蓄電装置の充電と放電とを制御する充放電制御部と、需要家側に設置された分散型電源と接続する第一充電端子と、電力系統と連系する第二充電端子と、前記電力系統と連系する第一放電端子と、前記需要家の電気機器と接続する第二放電端子とを備えることを特徴とする蓄電装置。
  7. 蓄電装置へ充電すると共に前記蓄電装置から放電する蓄電装置の充放電方法であって、分散型電源に由来して蓄電される電力と系統に由来して蓄電される電力のうち前記分散電源から前記蓄電装置に蓄電される電力量である分散電源分電力量を演算し、前記蓄電装置から前記系統に放電される電力を前記分散電源分電力量に抑えるか、あるいは、前記系統に逆潮流する電力量値を前記分散電源分電力量に抑えた電力量値として報告する蓄電装置の充放電方法。
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