JP2018064430A - 充放電装置及び電力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自立運転時において各機器を制御可能な充放電装置を実現する。
【解決手段】蓄電装置に対する充放電を行う充放電装置（１００）である。充放電装置（１００）は、商用電力系統（２）からの解列により開始する自立運転状態において、複数の機器（１４０）との通信結果に基づき、蓄電装置に対する放電による、蓄電装置から複数の機器（１４０）への電力供給を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、充放電装置及び電力制御装置に関する。

近年、複数の機器と、複数の機器を制御する制御装置（コントローラ）とを有する電力管理システムが提案されている。複数の機器は、例えば、エアーコンディショナ、照明装置などの家電機器、及び、太陽電池、蓄電池、燃料発電装置などの発電機器である。制御装置は、例えば、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）と称される。

特許文献１には、商用電力系統の停電時、発電装置の発電及び／または蓄電池の放電により得られた電力を各負荷に供給する自立運転を実行するＨＥＭＳが開示されている。ＨＥＭＳでは、発電装置からの供給電力及び各負荷の状況に基づき、自立運転中における各負荷の運転スケジュールを適切に決定する。これにより、各負荷の消費電力を制御する。

特許文献２には、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）またはＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）に対応する機器と、ホームオートメーションシステム（ＨＡシステム）に対応する機器とが混在する場合において、各機器を個別に制御可能なＨＥＭＳが開示されている。

特開２０１２−２２８０４３号公報（２０１２年１１月１５日公開） 特開２０１４−１６５９９８号公報（２０１４年９月８日公開）

ところで、電気自動車の新たな活用方法の一つとして、電気自動車の蓄電池内の電力を自立運転中に家庭内の各機器（負荷）に供給することが提案されている。電気自動車の充電、及び電気自動車から家庭内への電力供給（放電）には、多くの場合、充電及び放電の両機能を兼ね備えた、いわゆる充放電装置が用いられる。

しかしながら、上記充放電装置からの電力供給により自立運転を行う場合、負荷が充放電装置の定格電力よりも大きいと過負荷となり、その結果、充放電装置からの電力供給が停止してしまうおそれがあった。

上記過負荷による電力供給の停止を防止するには、手動で各機器のブレーカをＯＦＦしたり、各機器のコンセントを抜いたり、各機器の電源スイッチをＯＦＦしたりする必要があり、手間が掛かる。

ＨＥＭＳにより各機器の消費電力を制御することも考えられるが、自立運転開始時には、ＨＥＭＳ自体の電源が落ちている場合があり、その場合、各機器を制御することはできない。また、ＨＥＭＳ自体の電源が落ちていない場合でも、ＨＥＭＳからの制御では急な負荷変動に対応できず、電力供給の停止を回避できないおそれもある。

そこで、本発明者は、上記充放電装置に、特許文献１及び特許文献２に開示されたＨＥＭＳの機能を備えさせ、上記充放電装置自体に、自立運転時において、各機器を個別に制御させることにより、上述の過負荷による電力供給の停止を防止することができると考え、鋭意検討を行った結果、本発明を完成させるに至った。

本発明の目的は、自立運転時において各機器を制御可能な充放電装置及び電力制御装置を実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る充放電装置は、蓄電装置に対する充放電を行う充放電部と、複数の機器と通信する通信部と、商用系統からの解列により開始する自立運転状態において、上記通信部と上記複数の機器との通信結果に基づき、上記充放電部の上記蓄電装置に対する放電による、上記蓄電装置から上記複数の機器への電力供給を制御する制御部とを備える。

上記構成によれば、通信部を用いて複数の機器と通信を行うことができるので、当該通信結果に基づき自立運転時において各機器を制御することができる。

上記充放電装置は、上記自立運転状態において、上記複数の機器及び上記通信部と通信不可である複数の負荷に電力供給を行うものであり、上記制御部は、上記充放電装置の出力電力を上記充放電装置の定格電力以下となる制約条件で上記複数の機器の各々を停止、運転または出力制限させることが好ましい。

上記制御部は、上記複数の機器の各々への電力供給の順位を示す優先度に従い、上記複数の機器の各々を停止、運転または出力制限させることが好ましい。

上記制御部は、ユーザにより、または、上記複数の機器の各々を停止、運転または出力制限させるコントローラにより、上記制御部が運転させた機器が停止させられた場合において、上記停止させられた機器に関しては、運転不要の機器として認識することが好ましい。

上記制御部は、上記通信部と通信する発電機器から上記複数の機器への電力供給を制御することが好ましい。

上記制御部は、上記複数の機器の各々を停止、運転または出力制限させるコントローラと上記通信部との通信結果に基づき、上記複数の機器への電力供給の制御を、上記制御部または上記コントローラのいずれが行うかを決定することが好ましい。

上記制御部は、上記複数の機器及び上記複数の負荷の消費電力に応じて、上記通信部と通信する発電機器から上記複数の機器及び上記複数の負荷への電力供給を制御することが好ましい。

上記制御部は、上記蓄電装置の充電に必要とされる電力、並びに、上記複数の機器及び上記複数の負荷の消費電力に応じて、上記発電機器から上記複数の機器、上記複数の負荷及び上記蓄電装置への電力供給を制御することが好ましい。

上記制御部は、上記蓄電装置の電池残存容量が上限値に到達した場合には、上記複数の機器及び上記複数の負荷の消費電力に応じて、上記発電機器から上記複数の機器及び上記複数の負荷への電力供給を制御することが好ましい。

本発明の一態様に係る電力制御装置は、複数の機器と通信する通信部と、商用系統からの解列により開始する自立運転状態において、上記通信部と上記複数の機器との通信結果に基づき、蓄電装置に対する充放電を行う充放電装置の上記蓄電装置に対する放電による、上記蓄電装置から上記複数の機器及び上記複数の負荷への電力供給を制御する制御部とを備える。

上記構成によれば、通信部を用いて複数の機器と通信を行うことができるので、当該通信結果に基づき自立運転時において各機器を制御することができる。

本発明の一態様によれば、自立運転時において各機器を制御可能な充放電装置及び電力制御装置を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る充放電装置を含む電力供給システムの概略構成図である。 上記充放電装置に含まれる電力制御回路の概略構成を示すブロック図である。 上記充放電装置の動作を説明するフローチャートである。 上記充放電装置の動作を説明するフローチャートである。 上記充放電装置の動作を説明するフローチャートである。 上記充放電装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る充放電装置を含む電力供給システムの概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る充放電装置１００を含む電力供給システム１の概略構成図である。電力供給システム１は、商用電力系統２（商用系統）と、分電盤３と、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）４と、電気自動車５と、ＨＵＢ６と、充放電装置１００と、ＰＶ（太陽光発電）装置１２０と、ＦＣ（燃料電池）装置１３０と、複数の機器１４０と、複数の負荷１５０と、を含む。

商用電力系統２は、電力会社からの電力系統である。電力系統は電力を供給するための、発電・変電・送電・配電を統合したシステムである。

分電盤３は、商用電力系統２に接続される。商用電力系統２から分電盤３に規定の電圧（１００Ｖ／２００Ｖ）の商用交流電力が供給される。交流電力は、分電盤３を通じて、充放電装置１００、ＰＶ装置１２０、ＦＣ装置１３０、複数の機器１４０及び、複数の負荷１５０に供給される。充放電装置１００等は、分電盤３を通じて供給される交流電力（または交流電力から変換された直流電力）を用いて動作する。

また、分電盤３は、主幹ブレーカ（図示省略）を含む。主幹ブレーカは、分電盤３内の母線に設けられており、母線を構成する３相の配線の導通および非導通を切り替えるために用いられる。さらに、分電盤３は、各種の電力を計測するためのセンサ（図示省略）を含む。分電盤３は、センサが検知する電力の情報をＨＥＭＳ４に通知する。

ＨＥＭＳ４は、分電盤３、充放電装置１００、ＰＶ装置１２０、ＦＣ装置１３０及び、複数の機器１４０を制御及び管理する。具体的には、ＨＥＭＳ４は、分電盤３、充放電装置１００、ＰＶ装置１２０、ＦＣ装置１３０及び、複数の機器１４０に信号線を介して接続される。ＨＥＭＳ４は、複数の機器１４０の各動作モードを制御することによって、複数の機器１４０の各消費電力を制御する。

ＨＥＭＳ４は、ネットワーク（図示省略）を介して各種サーバと接続される。各種サーバは、例えば、商用電力系統２から供給を受ける電力の購入単価、商用電力系統２から供給を受ける電力の売却単価、燃料ガスの購入単価などの情報を格納する。

電気自動車５は、走行時に用いられる電力を蓄えるための大容量の蓄電池（蓄電装置）を搭載する。自立運転時、電気自動車５の蓄電池内の電力は、複数の機器１４０及び複数の負荷１５０に供給される。電気自動車５は、駆動用の蓄電池が搭載され、蓄電池内の電力を駆動力に変換して走行可能な各種の車両（ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、燃料電池車等）を含む。

充放電装置１００は、充放電回路１１１（充放電部）と、充放電制御回路１１２（充放電部）と、電力制御回路１１３と、起動用バッテリ１１４とを含む。充放電装置１００は、商用電力系統２から電気自動車５に搭載された蓄電池への充電、及び、電気自動車５の蓄電池から複数の機器１４０及び複数の負荷１５０への電力供給の双方に用いられる。

充放電回路１１１は、電気自動車５の蓄電池を充電する。また、充放電回路１１１は、自立運転時、電気自動車５の蓄電池から直流電力を取り出す。充放電回路１１１は、電気自動車５から取り出した直流電力を、所定電圧の交流電力に変換し、複数の機器１４０及び複数の負荷１５０に供給する。複数の機器１４０及び複数の負荷１５０は、充放電装置１００から供給される交流電力を用いて動作する。

充放電制御回路１１２は、充放電装置１００の動作（充電及び放電）を統括的に制御する。

起動用バッテリ１１４は、充放電装置１００を起動可能な規定の電圧（例えば、１２Ｖ）の直流電力を出力するバッテリである。停電が起こると、充放電回路１１１、充放電制御回路１１２及び電力制御回路１１３は、起動用バッテリ１１４から供給される直流電圧を用いて起動する。停電時、充放電装置１００は、商用電力系統２からの電力供給を受けることができないからである。

電力制御回路１１３については後述する。

ＰＶ装置１２０は、ＰＣＳ１２１及びＰＶ１２２を含む。ＰＣＳ１２１は、ＰＶ１２２から出力された直流電力を交流電力に変換する装置（Power Conditioning System）である。ＰＣＳ１２１は交流電力を分電盤３に出力する。ＰＶ１２２は、発電機器の一例であり、太陽光の受光に応じて発電を行う太陽光発電装置である。

ＦＣ装置１３０は、ＰＣＳ１３１及び燃料電池１３２を含む。ＰＣＳ１３１は、ＰＣＳ１２１と同様、燃料電池１３２から出力された直流電力を交流電力に変換する装置（Power Conditioning System）である。燃料電池１３２は、発電機器の一例であり、燃料（ガス）を用いて電力を発電する装置である。

ＰＶ装置１２０及びＦＣ装置１３０は、自立運転時、充放電装置１００から供給される交流電力を用いて動作し、系統連系運転することも可能である。

複数の機器１４０は、例えばエアコン、 冷蔵庫、ＩＨクッキングヒータなどである。また、複数の負荷１５０は、例えば、コンセントに接続される負荷機器である。なお、どのような負荷機器がコンセントに接続されるかは不定である。

ここで、ＨＥＭＳ４と各機器（充放電装置１００、ＰＶ装置１２０、ＦＣ装置１３０、複数の機器１４０）とは、ＨＵＢ６を介して、接続されている。ＨＥＭＳ４と各機器との間の通信は、所定のプロトコルに従った方式で行われる。所定のプロトコルとしては、例えば、ＥＣＨＯＮＥＴ ＬｉｔｅまたはＥＣＨＯＮＥＴと呼ばれるプロトコルが挙げられ、この場合、上記各機器は、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ規格またはＥＣＨＯＮＥＴ規格に対応する機器である。もちろん、所定のプロトコルは、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ及びＥＣＨＯＮＥＴ以外のプロトコルであっても構わない。なお、複数の負荷１５０は、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ規格またはＥＣＨＯＮＥＴ規格に対応する機器ではなく、ＨＥＭＳ４と通信を行うものではない。

以下では、所定のプロトコルをＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅとし、上記各機器をＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ規格に対応する機器（以下、「ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器」と称する。）とする例を用いて説明する。

ここで注目すべきは、ＨＥＭＳ４と同様、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器とＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅに従った方式で通信を行うことにより各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を制御及び管理する電力制御回路１１３を設けた点である。充放電装置１００は、自立運転時、（１）複数の機器１４０及び複数の負荷１５０に電力を供給すると共に、（２）電力制御回路１１３を用いることにより複数の機器１４０の各消費電力を制御する。つまり、充放電装置１００は、自立運転時、（１）ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器、及び（２）上記各機器を制御する制御装置、の両機能を兼ね備えた装置となる。

なお、充放電装置１００は、自立運転時、制御装置の機能のみを備えてもよい。また、充放電装置１００は、商用電力系統２から電力供給される通常運転時においても、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器及び制御装置の両機能を備えてもよい。この場合、充放電装置１００は、通常運転時において、ＨＥＭＳ４に代わり、各機器（ＰＶ装置１２０、ＦＣ装置１３０、複数の機器１４０）を制御することができる。また、充放電装置１００は、ＨＥＭＳ４とともに、各機器を制御してもよい。

例えば、ＰＶ装置１２０及びＦＣ装置１３０であれば、充放電装置１００による各々の電力制限、運転及び停止により、各々の出力電力が調整される。なお、ＰＶ装置１２０及びＦＣ装置１３０がＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ規格に対応しない機器である場合、充放電装置１００は、ＰＶ装置１２０及びＦＣ装置１３０に設けられた保護機能を用いて、各々の出力電力を調整すればよい（特開２０１６−３９７５９号公報参照）。また、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０からの電力供給を用いて自立運転する場合、充放電装置１００は、制御装置の機能のみを備えてもよい。

図２は、電力制御回路１１３の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように電力制御回路１１３は、制御部１０、表示部２０、入力部３０、通信部４０及び記憶部５０を含む。

制御部１０は、情報取得部１１、情報管理部１２、運転決定部１３及び蓄電池管理部１４を含む。制御部１０は、電力制御回路１１３の電力制御を統括的に制御する。なお、制御部１０の各構成（情報取得部１１、情報管理部１２、運転決定部１３及び蓄電池管理部１４）については、後述する。

表示部２０は、制御部１０の制御下で、各種の表示を行う。入力部３０は、ユーザからの入力を受け付けて、入力された内容を制御部１０に出力する。表示部２０及び入力部３０は、タッチパネルとして一体化されていてもよい。

通信部４０は、制御部１０の制御下で、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器（ＰＶ装置１２０、ＦＣ装置１３０、複数の機器１４０）との通信を行う。また、通信部４０は、分電盤３から通知される電力の情報を取得する。ただし、制御部１０は、通信部４０を介して分電盤３内の電流センサ（ＣＴ、Current Transformer）と通信を行い、電流センサを用いて電力供給システム１が設置された家庭内の使用電力を直接計測することも可能である。記憶部５０は、電力制御回路１１３による電力制御に使用される各種の情報を記憶する。

次に、図３〜図６を用いて、充放電装置１００の動作について説明する。

図３は、充放電装置１００が、（１）ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器として機能する場合、または、（２）ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器及び制御装置として機能する場合、における充放電装置１００の動作を説明するフローチャートである。

図３に示すように、商用電力系統２から電力供給される場合（すなわち、商用電力系統２からの電力供給が遮断されていない場合）であれば（Ｓ１０１にてＮＯ）、ＨＥＭＳ４は、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器との間におけるＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ通信を立ち上げる（Ｓ１０２）。商用電力系統２からの電力供給は、例えば、商用電力系統２は停電しておらず、分電盤３の主幹ブレーカもＯＮされている場合に行われる。

なお、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ通信を立ち上げる際、ＨＥＭＳ４と各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器との間における情報のやり取りについては、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ規格書等により一般に知られている処理であるため詳細な説明を省略する。

ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器である充放電装置１００は、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅネットワークに対し、立ち上げ通知（インスタンスリスト通知）を行う。充放電装置１００は、立ち上げ通知を受け取ったＨＥＭＳ４からプロパティ値読み出し要求や通知要求があれば、充放電装置１００に関する初期情報（例えば、定格電力）を通知する（Ｓ１０３）。

充放電装置１００は、初期情報通知後、充放電装置１００の状態（具体的には、運転モードや異常発生状況などの状態の変化が起こったときに通知義務のあるパラメータ）が変化する度に（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、当該状態変化をＨＥＭＳ４に通知する（Ｓ１０５）。なお、通知義務のないパラメータであっても、ＨＥＭＳ４のプロパティ値読み出し要求や通知要求があれば、充放電装置１００は要求対象のパラメータ値を返答する。一方、充放電装置１００の状態が変化せず（Ｓ１０４にてＮＯ）、商用電力系統２から電力供給されていれば（Ｓ１０６にてＮＯ）、再び、ステップＳ１０４に戻る。

商用電力系統２から電力供給されない場合（すなわち、商用電力系統２からの電力供給が遮断された場合）であれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、充放電装置１００は、上記ステップＳ１０２とは異なり、充放電装置１００が制御装置として機能する。つまり、充放電装置１００自体が、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器との間におけるＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ通信を立ち上げる（Ｓ１０７）。ここで、充放電装置１００は、上述した通り、制御装置として機能することに加え、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器として機能してよい。なお、充放電装置１００は、起動用バッテリ１１４から供給される直流電圧を用いて起動する。

ステップＳ１０７にて注目すべきは、充放電装置１００が制御装置として、ＨＥＭＳ４に代わり、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器との間におけるＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ通信を立ち上げる点である。商用電力系統２から電力供給されない場合、電気自動車５の蓄電池から供給される電力を用いた自立運転が開始する。充放電装置１００は、自身がＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器の機能を備えると共に、自立運転時における各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器の制御及び管理を行う制御装置の機能をも備えることになる。なお、商用電力系統２から電力供給される場合であれば（Ｓ１０１にてＮＯ）、充放電装置１００は、制御装置の機能を備えることなく、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器の機能のみを備えることは上述した通りである（Ｓ１０２）。

ステップＳ１０７においては、充放電装置１００の電力制御回路１１３と各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器との間において、ステップＳ１０２にてやり取りされる情報と同様の情報のやり取りが行われる。このやり取りは、図２に示した通り、制御部１０の情報取得部１１が、通信部４０を介して、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器との間において通信を行うことにより、実行される。なお、充放電装置１００は、商用電力系統２から電力供給される通常運転時において、ステップＳ１０２にてやり取りされる情報と同様の情報のやり取りを予め行っておいてもよい。

電力制御回路１１３は、ユーザによりＳＴＡＲＴボタン（入力部３０）がＯＮされることを待機し（Ｓ１０８にてＮＯ）、ユーザにより、電力制御回路１１３のＳＴＡＲＴボタンがＯＮされると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、自立運転が開始する（Ｓ１０９）。これにより、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器（ＰＶ装置１２０、ＦＣ装置１３０、複数の機器１４０）及び複数の負荷１５０に電力が供給される。

電力制御回路１１３は、自立運転開始後、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を検出し（Ｓ１１０）、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器に対して運転停止を指示する（Ｓ１１１）。なお、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器に対する運転停止の指示に代えて、出力制限を指示してもよい。以下では、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器に対する運転停止の指示には、それらに対する出力制限の指示も含むものとする。

各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器の停止後、制御部１０に情報取得部１１が各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器から各種情報（例えば、定格電力）を取得する（Ｓ１１２）。なお、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器がＰＯＥ（Power over Ethernet（登録商標））に対応した機器であれば、ＰＯＥを用いて、充放電装置１００から各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器に電力供給することができる。この電力供給により、自立運転開始前にＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ通信が可能となる。このため、自立運転開始前に各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器から各種情報を取得しておくことができる。こうすることにより、例えば、後述する優先度の高い機器に対し、予め運転を指示しておくことにより、自立運転直後に、当該機器の運転が可能になる。なお、すぐに運転させると危険な機器に対しては、停止を指示しておけばよい。

このようにして、充放電装置１００は、（１）ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器として、または、（２）ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器及び制御装置として機能することになる。

なお、図３に示したフローチャートでは、充放電装置１００は、ステップＳ１０７において、起動用バッテリ１１４から供給される電力を用いて、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器及び制御装置として機能することとしたが、これに限られるものではない。例えば、ステップＳ１０９にて自立運転が開始した直後、電気自動車５の蓄電池から供給される電力を用いて、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器及び制御装置として機能させてもよい。また、ステップＳ１０２にてＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器として機能させるタイミングに合わせて、制御装置としても機能させてもよい。この場合、自立運転開始前に各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器から上述の各種情報を取得しておけばよい。

図４は、充放電装置１００（特に、電力制御回路１１３）が、自立運転時において、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を個別に制御する場合における、充放電装置１００の動作を説明するフローチャートである。

商用電力系統２からの電力供給が復帰すると（Ｓ２０１にてＹＥＳ）、電力制御回路１１３からの指示により、充放電装置１００を用いた自立運転は終了する。一方、商用電力系統２からの電力供給が復帰せず、自立運転が継続する限り（Ｓ２０１にてＮＯ）、制御部１０の情報管理部１２は、記憶部５０に記憶された停止機器リストを更新する（Ｓ２０２）。なお、商用電力系統２からの電力供給の復帰は、例えば、電力制御回路１１３のＳＴＯＰボタンがＯＮされる、または、分電盤３の主幹ブレーカがＯＮされることにより、行われる。

停止機器リストは、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器に対し、運転または停止のいずれを指示するかを決定する際の基準となるリストである。例えば、情報管理部１２は、運転決定部１３により運転を指示されていたＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器が、ユーザまたはＨＥＭＳ４（コントローラ）からの指示により、停止していた場合、当該ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を停止機器リストに追加し、再び運転を指示することはない。なお、情報管理部１２は、当該ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器の優先度を最下位に下げてもよい。また、運転決定部１３により、所定回数だけ運転を指示した後においても、ユーザまたはＨＥＭＳ４からの指示により、停止していた場合にのみ、再び運転を指示しない、または、優先度を最下位に下げることにしてもよい。

運転決定部１３は、自身により停止を指示されていたＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器が、ユーザまたはＨＥＭＳ４からの指示により、運転していた場合、当該ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器に対し、再度、停止を指示する(Ｓ２０３)。なお、ＨＥＭＳ４に対しても、停止を指示してもよい。

ここで注目すべきは、制御部１０は、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器に対し、充放電装置１００の出力電力が充放電装置１００の定格電力以下となる条件（制約条件）の下、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を運転または停止させることである。充放電装置１００の出力電力が充放電装置１００の定格電力以下である限り、従来技術の問題点であった、過負荷による充放電装置１００からの電力供給の停止を防止することができるからである。

蓄電池管理部１４は、充放電装置１００から供給可能な放電可能電力を算出する（Ｓ２０４）。放電可能電力は、充放電装置１００の定格電力から、蓄電池管理部１４により放電可能電力を算出する時点において運転している各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器及び複数の負荷１５０の消費電力を減算した電力である。ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０の定格電力も放電可能電力に加えてもよい。

運転決定部１３は、ステップＳ２０４にて算出された放電可能電力がゼロ以上でなければ（すなわち、ゼロ未満であれば）（Ｓ２０５にてＮＯ）、上述の停止機器リストを参照し、現時点において運転しているＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器のうちの最低優先度の機器に対し、停止を指示し（Ｓ２０６）、ステップＳ２０１に戻る。なお、最低優先度のＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を１台のみ停止させるだけでなく、放電可能電力がゼロ以上となる範囲内で優先度の低いＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器をまとめて停止させてもよい。ただし、充放電装置１００の出力の安定化を図る観点からは、１台ごとに停止させるのが好ましい。さらに、定格電力の大きい（つまり、電力低減効果の高い）ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器の順に停止させてもよい。

停止機器リストには、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器に対し、自立運転時における運転の優先度が付与されている。ステップＳ２０６において、運転決定部１３は、停止機器リストを参照する。

優先度は、ユーザが予め設定しておけばよい。ユーザは、入力部３０を用いて、記憶部５０に記憶されている停止機器リストに優先度を書き込めばよい。停止機器リストは、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を識別する識別符号と、当該機器の優先度と、が関連付けられた優先度情報を含むものである。また、ユーザが予め設定しておくことに代えて、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器の定格電力の小さい順に優先度を高く設定してもよい。

また、蓄電池管理部１４は、次のように、放電可能電力を算出することもできる。例えば、電気自動車５の蓄電池の電池残存容量を充放電装置１００からの電力供給を確保すべき時間で除算した電力から、蓄電池管理部１４により放電可能電力を算出する時点において運転している各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器及び複数の負荷１５０の消費電力を減算した電力を放電可能電力としてもよい。さらに、電気自動車５の蓄電池の電池残存容量は、当該電池残存容量から電池残存容量の下限値または予め設定された下限値を減算した容量としてもよい。

蓄電池管理部１４は、ステップＳ２０４にて算出された放電可能電力がゼロ以上であれば（Ｓ２０５にてＹＥＳ）、放電可能電力を更新する（Ｓ２０７）。蓄電池管理部１４は、停止機器リストを参照し、ステップＳ２０４にて算出された放電可能電力から、蓄電池管理部１４により放電可能電力を更新する時点において停止している各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器のうちの最高優先度の機器の定格電力を減算する。

運転決定部１３は、ステップＳ２０７にて更新された放電可能電力がゼロ以上であれば（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、上述の停止機器リストを参照し、現時点において運転しているＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器のうちの最高優先度の機器に対し、運転を指示する（Ｓ２０９）。

なお、運転決定部１３は、放電可能電力がゼロ未満になる見込みになれば、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器のいずれにも運転を指示しない。また、運転決定部１３は、停電時に運転する優先度が高い順に各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器に運転を指示する。

運転決定部１３は、優先度の高い順に各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を１台ごとに運転させてもよい。所定の間隔で１台ごとに運転させることにより、充放電装置１００の出力の安定化が図られる。また、放電可能電力がゼロ以上となる範囲内で優先度の高い順に各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器の定格電力を足し込み、足し込まれた各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を一度に運転させてもよい。なお、放電可能電力ぎりぎりでの使用にならないように、算出された放電可能電力にマージンを設けても良い。

運転決定部１３は、ステップＳ２０７にて算出された放電可能電力がゼロ以上でなければ（すなわち、ゼロ未満であれば）（Ｓ２０８にてＮＯ）、ステップＳ２０１に戻る。

このようにして、充放電装置１００（特に、電力制御回路１１３）は、自立運転時において、各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を個別に制御することができる。

図５は、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０を系統連系させる系統連系運転時における、充放電装置１００の動作を説明するフローチャートである。

従来、発電機器（ＰＶ装置、ＦＣ装置、発電機など）があるときに、充放電装置を自立運転させ、発電機器を系統連系させるという運転が困難であった。発電機器の出力が負荷よりも大きくなった場合、充放電装置に接続された電気自動車の蓄電池が充電されてしまうからである。この場合、蓄電池が満充電であれば、蓄電池の劣化を招くことになる。そこで、充放電装置１００では、発電機器の出力が負荷よりも大きくなった場合でも、充放電装置１００に接続された電気自動車５の蓄電池が充電されてしまうことを回避する。

図５において、商用電力系統２からの電力供給が復帰すると（Ｓ３０１にてＹＥＳ）、電力制御回路１１３からの指示により、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０を用いた系統連系運転は終了する。充放電装置１００を用いた自立運転も、電力制御回路１１３からの指示により、終了する。一方、商用電力系統２からの電力供給が復帰せず、系統連系運転が継続する限り（Ｓ３０１にてＮＯ）、複数の機器１４０及び複数の負荷１５０の消費電力がゼロ、または、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０の出力電力と比較し微小な電力量であれば（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、制御部１０は、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０に対し、運転停止を指示する（Ｓ３０３）。そして、ステップＳ３０１に戻る。なお、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０を用いた系統連系運転の終了後、複数の機器１４０及び／または複数の負荷１５０の消費電力が大きくなれば、電力制御回路１１３からの指示により、上述の系統連系運転を再開させ、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０の出力設定を行えばよい。

一方、複数の機器１４０及び複数の負荷１５０の消費電力がゼロ、または、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０の出力電力と比較し微小な電力量でなければ（Ｓ３０２にてＮＯ）、制御部１０は、複数の機器１４０及び複数の負荷１５０の消費電力に応じて、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０の出力電力を設定する（Ｓ３０４）。そして、ステップＳ３０１に戻る。

図６は、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０を系統連系させる系統連系運転時における、充放電装置１００の他の動作を説明するフローチャートである。

図６において、商用電力系統２からの電力供給が復帰すると（Ｓ４０１にてＹＥＳ）、電力制御回路１１３からの指示により、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０を用いた系統連系運転は終了する。充放電装置１００を用いた自立運転も、電力制御回路１１３からの指示により、終了する。一方、商用電力系統２からの電力供給が復帰せず、系統連系運転が継続する限り（Ｓ４０１にてＮＯ）、さらに、電気自動車５の蓄電池の充電終了容量に到達していなければ（Ｓ４０２にてＮＯ）、制御部１０は、複数の機器１４０及び複数の負荷１５０の消費電力と電気自動車５の蓄電池の充電要求電力とを加算した電力に応じて、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０の出力電力を設定する（Ｓ４０６）。これにより、電気自動車５の蓄電池の充電が行われることになる。そして、ステップＳ４０１に戻る。

一方、電気自動車５の蓄電池の充電終了容量に到達すれば（Ｓ４０２にてＹＥＳ）、図５に示したステップＳ３０２〜Ｓ３０４と同様、ステップＳ４０３〜Ｓ４０５を実行する。ここで、充電終了容量は、ユーザにより設定されるものである。また、充電終了容量に代えて、電気自動車５の蓄電池の、予め設定された充電上限容量を用いてもよい。また、充電要求電力は、電気自動車５の蓄電池の充電電流上限値（Ａ）と当該蓄電池の直流電圧（Ｖ）を乗算し、さらに、交流から直流への変換ロス換算分を加算したものである。

このようにして、充放電装置１００では、ＰＶ装置１２０及び／またはＦＣ装置１３０の出力が負荷よりも大きくなった場合でも、充放電装置１００に接続された電気自動車５の蓄電池が充電されてしまうことを回避することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

上記実施形態では、ＨＥＭＳ４の代わりに、充放電装置１００が各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を制御するものであったが、図７に示すように、充放電装置１００に代えて、充放電装置１００の電力制御回路１１３と同様の機能を備えた電力制御装置２００が各ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ機器を制御するものであってもよい。この場合、充放電装置１００は、充放電装置１００による自立運転状態であることを電力制御装置２００に伝えるようにすればよい。

電力制御回路１１３の制御部１０は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、制御部１０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

１ 電力供給システム、２ 商用電力系統（商用系統）、３ 分電盤、４ ＨＥＭＳ、５ 電気自動車、６ ＨＵＢ、１０ 制御部、１１ 情報取得部、１２ 情報管理部、１３ 運転決定部、１４ 蓄電池管理部、２０ 表示部、３０ 入力部、４０ 通信部、５０ 記憶部、１００ 充放電装置、１１１ 充放電回路（充放電部）、１１２ 充放電制御回路（充放電部）、１１３ 電力制御回路、１１４ 起動用バッテリ、１２０ ＰＶ装置、１２１、１３１ ＰＣＳ、１２２ ＰＶ、１３０ ＦＣ装置、１３２ 燃料電池、１４０ 機器、１５０ 負荷、２００ 電力制御装置

Claims (10)

1. 蓄電装置に対する充放電を行う充放電部と、
   複数の機器と通信する通信部と、
   商用系統からの解列により開始する自立運転状態において、上記通信部と上記複数の機器との通信結果に基づき、上記充放電部の上記蓄電装置に対する放電による、上記蓄電装置から上記複数の機器への電力供給を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする充放電装置。
2. 上記充放電装置は、上記自立運転状態において、上記複数の機器及び上記通信部と通信不可である複数の負荷に電力供給を行うものであり、
   上記制御部は、上記充放電装置の出力電力を上記充放電装置の定格電力以下となる制約条件で上記複数の機器の各々を停止、運転または出力制限させることを特徴とする請求項１に記載の充放電装置。
3. 上記制御部は、上記複数の機器の各々への電力供給の順位を示す優先度に従い、上記複数の機器の各々を停止、運転または出力制限させることを特徴とする請求項２に記載の充放電装置。
4. 上記制御部は、
   ユーザにより、または、上記複数の機器の各々を停止、運転または出力制限させるコントローラにより、上記制御部が運転させた機器が停止させられた場合において、
   上記停止させられた機器に関しては、運転不要の機器として認識することを特徴とする請求項２または３に記載の充放電装置。
5. 上記制御部は、上記通信部と通信する発電機器から上記複数の機器への電力供給を制御することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の充放電装置。
6. 上記制御部は、上記複数の機器の各々を停止、運転または出力制限させるコントローラと上記通信部との通信結果に基づき、上記複数の機器への電力供給の制御を、上記制御部または上記コントローラのいずれが行うかを決定することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の充放電装置。
7. 上記制御部は、上記複数の機器及び上記複数の負荷の消費電力に応じて、上記通信部と通信する発電機器から上記複数の機器及び上記複数の負荷への電力供給を制御することを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の充放電装置。
8. 上記制御部は、上記蓄電装置の充電に必要とされる電力、並びに、上記複数の機器及び上記複数の負荷の消費電力に応じて、上記発電機器から上記複数の機器、上記複数の負荷及び上記蓄電装置への電力供給を制御することを特徴とする請求項７に記載の充放電装置。
9. 上記制御部は、上記蓄電装置の電池残存容量が上限値に到達した場合には、上記複数の機器及び上記複数の負荷の消費電力に応じて、上記発電機器から上記複数の機器及び上記複数の負荷への電力供給を制御することを特徴とする請求項８に記載の充放電装置。
10. 複数の機器と通信する通信部と、
    商用系統からの解列により開始する自立運転状態において、上記通信部と上記複数の機器との通信結果に基づき、蓄電装置に対する充放電を行う充放電装置の上記蓄電装置に対する放電による、上記蓄電装置から上記複数の機器及び上記複数の負荷への電力供給を制御する制御部と
    を備えることを特徴とする電力制御装置。

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