JP2023170814A - 充放電制御装置、充放電制御方法、およびプログラム - Google Patents

充放電制御装置、充放電制御方法、およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】蓄電システムが有する複数の蓄電池間の健全度のばらつきを小さくすることができる充放電制御装置を提供する。【解決手段】充放電制御装置は、複数の蓄電池を有する蓄電システムの充放電制御装置であって、複数の前記蓄電池それぞれの健全度を含む蓄電池情報を取得する蓄電池情報取得部と、前記蓄電システム全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得する全体指令値取得部と、前記健全度に基づいて、前記第１充放電電力指令値のうち前記蓄電池それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算する指令値計算部と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、充放電制御装置、充放電制御方法、およびプログラムに関する。
複数の蓄電池を用いた蓄電システムにおいて、各蓄電池のＳＯＣ（State of Charge；充電率）に基づいて、蓄電池毎の充放電電力（充放電指令値）を計算することが考えられている。例えば、特許文献１には、ＳＯＣが高い蓄電池に対する充放電指令値を大きくし、ＳＯＣが低い蓄電池に対する充放電指令値を小さくすることにより、各蓄電池のＳＯＣのバランスを取る技術が記載されている。
特開２０２１－０９３８０４号公報
しかしながら、従来の技術では、蓄電池の健全度（劣化度合い）については考慮されていないので、蓄電池間で健全度にばらつきが生じてしまう可能性がある。
本開示の目的は、蓄電システムが有する複数の蓄電池間の健全度のばらつきを小さくすることができる充放電制御装置、充放電制御方法、およびプログラムを提供することにある。
本開示の一態様によれば、充放電制御装置は、複数の蓄電池を有する蓄電システムの充放電制御装置であって、複数の前記蓄電池それぞれの健全度を含む蓄電池情報を取得する蓄電池情報取得部と、前記蓄電システム全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得する全体指令値取得部と、前記健全度に基づいて、前記第１充放電電力指令値のうち前記蓄電池それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算する指令値計算部と、を備える。
本開示の一態様によれば、充放電制御方法は、複数の蓄電池を有する蓄電システムの充放電制御方法であって、複数の前記蓄電池それぞれの健全度を含む蓄電池情報を取得するステップと、前記蓄電システム全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得するステップと、前記健全度に基づいて、前記第１充放電電力指令値のうち前記蓄電池それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算するステップと、を有する。
本開示の一態様によれば、プログラムは、複数の蓄電池を有する蓄電システムの充放電制御装置に、複数の前記蓄電池それぞれの健全度を含む蓄電池情報を取得するステップと、前記蓄電システム全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得するステップと、前記健全度に基づいて、前記第１充放電電力指令値のうち前記蓄電池それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算するステップと、を実行させる。
上記態様によれば、蓄電システムが有する複数の蓄電池間の健全度のばらつきを小さくすることができる。
一実施形態に係る蓄電制御システムの全体構成を示す図である。 一実施形態に係る充放電制御装置の機能構成を示すブロック図である。 一実施形態に係る充放電制御装置の処理の一例を示す第１のフローチャートである。 一実施形態に係る充放電制御装置の機能を説明するための第１の図である。 一実施形態に係る充放電制御装置の処理の一例を示す第２のフローチャートである。 一実施形態に係る充放電制御装置の処理の一例を示す第３のフローチャートである。 一実施形態に係る充放電制御装置の機能を説明するための第２の図である。
（蓄電制御システムの全体構成）
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、一実施形態に係る蓄電制御システムの全体構成を示す図である。
図１に示すように、蓄電制御システム１は、充放電制御装置１０と、蓄電システム２０とを備える。
蓄電システム２０は、複数の蓄電池ユニット２１を有する。蓄電システム２０は、例えば、工場、オフィス、住宅などの施設に設置され、施設内の負荷（不図示）の消費電力が電力会社との契約電力を超える場合に、蓄電池ユニット２１に充電された電力を負荷に供給して不足電力を補う。また、蓄電システム２０は、負荷の消費電力が契約電力よりも小さい場合に、蓄電池ユニット２１に余剰電力を充電する。
充放電制御装置１０は、施設内の不足電力または余剰電力に応じた電力を放電または充電するように、蓄電システム２０の各蓄電池ユニット２１を制御する。また、本実施形態に係る充放電制御装置１０は、各蓄電池ユニット２１の健全度に偏りが生じないように、各蓄電池ユニット２１に充放電される電力の配分を調整する。なお、以下の説明では、蓄電システム２０全体に要求される充放電電力の指令値を「第１充放電電力指令値」、蓄電池ユニット２１それぞれに配分される充放電電力の指令値を「第２充放電電力指令値」とも記載する。充放電制御装置１０の機能構成の詳細については後述する。
（蓄電システムの機能構成）
蓄電システム２０の蓄電池ユニット２１は、それぞれ、蓄電池２１０と、ＰＣＳ（Power Conditioning System；パワーコンディショナ）２２１と、ＰＣＳコントローラ２２２と、ＢＭＳ（Battery Management System）２２３とを有する。
ＰＣＳ２２１は、ＰＣＳコントローラ２２２の制御に従って蓄電池２１０の充放電を切り替える。ＰＣＳ２２１は、交流電力と直流電力とを双方向に変換する回路などを有する。ＰＣＳ２２１は、充電時は電力線を介して供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池２１０に入力し、放電時は蓄電池２１０から放電される直流電力を交流電力に変換して電力線に出力する。
ＰＣＳコントローラ２２２は、充放電制御装置１０から通信線を通じて第２充放電指令値を受信し、第２充放電指令値に応じた電力が蓄電池２１０に充電、または蓄電池２１０から放電されるようにＰＣＳ２２１を制御する。
ＢＭＳ２２３は、蓄電池２１０の状態を監視し、充放電制御装置に蓄電池情報として送信する。蓄電池情報には、例えば、蓄電池２１０のＳＯＣ（State of Charge；充電率［％］）、ＳＯＨ（State of Health；健全度［％］）が含まれる。また、蓄電池情報には、蓄電池２１０のセル電圧［Ｖ］、セル電流［Ａ］、セル温度［℃］などがさらに含まれてもよい。
ＳＯＣは、蓄電池２１０の充放電可能な最大電池容量に対する、現在の放電可能な電池容量の比率を表す。ＳＯＨは、蓄電池２１０の新品時の最大電池容量（初期最大電池容量）に対する、現在の最大電池容量（劣化時最大電池容量）の比率（容量維持率）を表す。例えば、初期最大電池容量が５０Ａｈであり、現在の最大電池容量が４０Ａｈである場合、この蓄電池のＳＯＨは「４０Ａｈ／５０Ａｈ＊１００＝８０％」である。
なお、ＳＯＨの推定に必要な現在の最大電池容量は、例えば、ある電流でＳＯＣがＳＯＣ下限値（例えば、０％）からＳＯＣ上限値（例えば、１００％）になるまで充電する場合の電流を積算することで求めることができる。なお、ＳＯＣ下限値およびＳＯＣ上限値はユーザが任意に設定した値である。例えば、他の実施形態ではＳＯＣ下限値＝１０％、ＳＯＣ上限値＝９０％などに設定してもよい。具体的には、ＢＭＳ２２３は、蓄電池２１０のセル電圧と電流を計測し、ＳＯＣ下限値に相当するセル電圧から、ＳＯＣ上限値に相当するセル電圧まで充電し、その間に計測した電流を積算することで求める。
ＳＯＣ下限値のときのセル電圧［Ｖ］をＶ０、ＳＯＣ上限値のときのセル電圧［Ｖ］をＶ１、ＳＯＣに対するセル開放電圧特性をｆ、セル電流［Ａ］をＩ、充電開始時間をｔ０、充電終了時間をｔ１、現在の最大電池容量［Ａｈ］をＱ、初期最大電池容量［Ａｈ］をＱ０とすると、ＳＯＨ［％］は以下の式（１）で求められる。セル開放電圧特性は、例えば、既知のセル特性取得試験を行って得られるデータである。また、初期最大電池容量はユーザにより入力された値である。
Figure 2023170814000002
なお、上記式（１）を使って蓄電池２１０の放電時にＳＯＨを計測することも可能である。この場合、ＳＯＣ上限値に相当するセル電圧からＳＯＣ下限値に相当するセル電圧まで放電し、その間に計測した電流を積算してＳＯＨを求める。
また、ＢＭＳ２２３がＳＯＨを算出する方法は上記に限られることはない。他の実施形態では、ＢＭＳ２２３は、既知の他の技術を使ってＳＯＨを算出してもよい。
（充放電制御装置の機能構成）
図２は、一実施形態に係る充放電制御装置の機能構成を示すブロック図である。
図２に示すように、充放電制御装置１０は、プロセッサ１１と、メモリ１２と、ストレージ１３と、通信インタフェース１４とを備える。
メモリ１２は、プロセッサ１１の動作に必要なメモリ領域を有する。
ストレージ１３は、いわゆる補助記憶装置であって、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等である。
通信インタフェース１４は、外部装置（ＰＣＳコントローラ２２２、ＢＭＳ２２３など）との間で各種情報の送受信を行うためのインタフェースである。
プロセッサ１１は、所定のプログラムに従って動作することにより、蓄電池情報取得部１１０、全体指令値取得部１１１、指令値計算部１１２、指令値送信部１１３としての機能を発揮する。
蓄電池情報取得部１１０は、複数の蓄電池２１０それぞれの健全度（ＳＯＨ）および充電率（ＳＯＣ）を含む蓄電池情報を、各蓄電池ユニット２１のＢＭＳ２２３から取得する。
全体指令値取得部１１１は、蓄電システム２０全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得する。
指令値計算部１１２は、各蓄電池２１０の蓄電池情報に基づいて、第１充放電指令値のうち蓄電池２１０それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算する。また、本実施形態に係る指令値計算部１１２は、各蓄電池２１０の充電率（ＳＯＣ）に基づいて、第２充放電電力指令値を計算するモードを切り替える。指令値計算部１１２は、各蓄電池２１０の充電率（ＳＯＣ）に基づいて第２充放電電力指令値を計算する第１モード（ＳＯＣバランス制御モード）と、各蓄電池２１０の健全度（ＳＯＨ）に基づいて第２充放電電力指令値を計算する第２モード（ＳＯＨバランス制御モード）との２つのモードを有している。指令値計算部１１２が２つのモードを切り替える処理の詳細については後述する。
指令値送信部１１３は、各蓄電池ユニットのＰＣＳコントローラ２２２に対し、指令値計算部１１２が計算した第２充放電電力指令値を通信線を通じて送信する。
（充放電制御装置の処理フロー）
図３は、一実施形態に係る充放電制御装置の処理の一例を示す第１のフローチャートである。
図３には、充放電制御装置１０が各蓄電池の充放電を制御するにあたり、第２充放電電力指令値を計算するためのモードを決定する処理の一例が示されている。
まず、蓄電池情報取得部１１０は、各蓄電池ユニット２１のＢＭＳ２２３から、蓄電池２１０のＳＯＣおよびＳＯＨを含む蓄電池情報を取得する（ステップＳ１００）。
次に、指令値計算部１１２は、蓄電池情報に基づいて、各蓄電池２１０の充電可能容量［ｋＷｈ］、放電可能容量［ｋＷｈ］、およびＳＯＨ下限値［％］との差分を算出する（ステップＳ１０１）。
例えば、ストレージ１３には、予めユーザにより入力された各蓄電池２１０の初期充放電容量［ｋＷｈ］およびＳＯＨ下限値［％］が予め記録されている。ＳＯＨ下限値は蓄電池２１０の交換要否を決定するための目安であり、ＳＯＨがＳＯＨ下限値以下となった場合に、新しい蓄電池に交換される。指令値計算部１１２は、ストレージ１３に記録されている初期充放電容量とＳＯＨとに基づいて、蓄電池２１０の現在の充放電最大容量［ｋＷＨ］を計算する。例えば、初期充放電容量が１００ｋＷｈであり、ＳＯＨが９０％である場合、蓄電池２１０の現在の充放電最大容量は「１００ｋｗＨ×９０％／１００＝９０ｋＷｈ」である。また、指令値計算部１１２は、現在の充放電最大容量［ｋＷｈ］とＳＯＣとに基づいて、蓄電池２１０の充電可能容量および放電可能容量を算出する。現在の充放電最大容量が９０ｋＷｈであり、ＳＯＣが６０％である場合、放電可能容量は「９０ｋＷｈ×（１００－６０％）／１００＝３６ｋＷｈ」であり、放電可能容量は「９０ｋＷｈ×６０％／１００＝５４ｋＷｈ」である。また、指令値計算部１１２は、蓄電池情報に含まれるＳＯＨから、ストレージ１３から読み出したＳＯＨ下限値を減じて、ＳＯＨ下限値との差を計算する。ＳＯＨ下限値が８０％であり、ＳＯＨが９０％である場合、ＳＯＨ下限値との差は「９０％－８０％＝１０％」である。
全体指令値取得部１１１は、蓄電システム２０全体に要求される充放電電力の指令値である第１充放電電力指令値を取得する（ステップＳ１０２）。例えば、全体指令値取得部１１１は、施設内の負荷の消費電力を監視する監視システム（不図示）から、施設内の不足電力または余剰電力に応じた第１充放電電力指令値を取得する。なお、他の実施形態では、全体指令値取得部１１１は、施設の契約電力と、施設内の消費電力とから算出した不足電力または余剰電力に基づいて第１充放電電力指令値を計算してもよい。また、図３にはステップＳ１０３をステップＳ１００～Ｓ１０１の後に実行する例が示されているが、これに限られることはない。他の実施形態では、ステップＳ１０３はステップＳ１００～Ｓ１０１の前に実行してもよいし、ステップＳ１００～Ｓ１０１と並行して実行してもよい。
次に、指令値計算部１１２は、各蓄電池２１０に対する第２充放電指令値を計算するためのモード（第１モードまたは第２モード）を切り替える処理を行う。
図４は、一実施形態に係る充放電制御装置の機能を説明するための第１の図である。
図４には、ある蓄電池のＳＯＣの時系列の例が示されている。第１モードはＳＯＣバランス制御モードであり、何れかの蓄電池２１０のＳＯＣがＳＯＣ上限値に近い（例えば、第１閾値Ｕ［％］以上である）場合、またはＳＯＣ下限値に近い（例えば、第２閾値Ｌ［％］以下である）場合に、蓄電池の充電可能容量または放電可能容量を重視して、各蓄電池のＳＯＣに基づいて蓄電池別の充放電電力の割り当てを調整するモードである。なお、各蓄電池２１０のＳＯＣ上限値、ＳＯＣ下限値、第１閾値Ｕ、および第２閾値Ｌは、それぞれユーザにより任意の値が設定され、ストレージ１３に記憶される。
第２モードは、ＳＯＨバランス制御モードであり、全ての蓄電池２１０のＳＯＣが上限値からも下限値からも離れている場合に、蓄電池の長寿命化を重視して、各蓄電池のＳＯＨに基づいて蓄電池別の充放電電力の割り当てを調整するモードである。
具体的には、指令値計算部１１２は、まず、第１充放電電力指令値が充電指令であるか放電指令であるかを判断する（ステップＳ１０３）。
第１充放電電力指令値が充電指令である場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、指令値計算部１１２は、複数の蓄電池のうち少なくとも１つの蓄電池２１０のＳＯＣが第１閾値Ｕ以上であるか判断する（ステップＳ１０４）。
少なくとも１つの蓄電池２１０のＳＯＣが第１閾値Ｕ以上である場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、指令値計算部１１２は第１モードに切り替える（ステップＳ１０５）。
一方、全ての蓄電池２１０のＳＯＣが第１閾値Ｕ未満である場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、指令値計算部１１２は第２モードに切り替える（ステップＳ１０６）。
また、第１充放電電力指令値が放電指令である場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、指令値計算部１１２は、複数の蓄電池のうち少なくとも１つの蓄電池２１０のＳＯＣが第２閾値Ｌ以下であるか判断する（ステップＳ１０７）。
少なくとも１つの蓄電池２１０のＳＯＣが第２閾値Ｌ以上である場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、指令値計算部１１２は第１モードに切り替える（ステップＳ１０８）。
一方、全ての蓄電池２１０のＳＯＣが第２閾値Ｌを超える場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）、指令値計算部１１２は第２モードに切り替える（ステップＳ１０６）。
充放電制御装置１０は、所定時間毎に図３の一連の処理を実行して、第１モードまたは第２モードに切り替える。
図５は、一実施形態に係る充放電制御装置の処理の一例を示す第２のフローチャートである。
図５には、第１モード（ＳＯＣバランス制御モード）において、指令値計算部１１２が第１充放電指令値で要求された充放電電力を各蓄電池に配分する処理の一例が示されている。
まず、指令値計算部１１２は、指令値の計算対象となる蓄電池のユニットＮｏ．Ｘを、複数の蓄電池２１０のうち最初の蓄電池２１０の識別番号（例えば、「１」）にする（ステップＳ２００）。
また、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘの蓄電池２１０の第２充放電指令値を算出する（ステップＳ２０１）。例えば、第１充放電指令値が放電指令である場合、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘの放電可能容量と、蓄電システム２０全体に要求される放電電力指令値（第１充放電指令値）とに基づいて、式（２）によりユニットＮｏ．Ｘの放電電力指令値を算出する。
Figure 2023170814000003
また、第１充放電指令値が充電指令である場合、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘの充電可能容量と、システム全体の充電電力指令値（第１充放電指令値）とに基づいて、式（３）によりユニットＮｏ．Ｘの充電電力指令値を算出する。
Figure 2023170814000004
また、指令値計算部１１２は、蓄電池２１０の充放電能力を超えないように、すなわち、ＰＣＳ２２１に予め設定された電力の上限値であるＰＣＳ定格値を超えないように、ユニットＮｏ．Ｘに対する第２充放電電力指令値を制限する（ステップＳ２０２）。つまり、指令値計算部１１２は、第２充放電電力指令値がＰＣＳ定格値よりも大きい値となった場合、第２充放電電力指令値をＰＣＳ定格値と同じ値に変更する。なお、各蓄電池ユニット２１のＰＣＳ定格値は、予めストレージ１３に記録されているものであってもよいし、ＰＣＳコントローラ２２２から取得したものであってもよい。
次に、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘが最後の蓄電池２１０の識別番号であるか、すなわち、全ての蓄電池２１０に対する第２充放電電力指令値を計算したか判断する（ステップＳ２０３）。ユニットＮｏ．Ｘが最後の蓄電池２１０の識別番号ではない場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘに１を加算して（ステップＳ２０４）、次のユニットＮｏ．Ｘ＋１の第２充放電指令値を計算するためにステップＳ２０１に戻る。
また、ユニットＮｏ．Ｘが最後の蓄電池２１０の識別番号である場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、各蓄電池２１０の第２充放電指令値の合計値（指令合計値）を算出する（ステップＳ２０５）。
次に、指令値計算部１１２は、指令合計値が蓄電システム２０に要求される第１充放電指令値に一致するか判断する（ステップＳ２０６）。
指令値計算部１１２は、指令合計値が蓄電システム２０に要求される第１充放電指令値に一致する場合（ステップＳ２０６；ＹＥＳ）、ステップＳ２０１～Ｓ２０２で計算した第２充放電指令値を、各蓄電池ユニット２１のＰＣＳコントローラ２２２に送信する（ステップＳ２０８）。
一方、指令値計算部１１２は、指令合計値が蓄電システム２０に要求される第１充放電指令値に一致しない場合（ステップＳ２０６；ＮＯ）、各蓄電池２１０に対する第２充放電指令値の再配分を行う（ステップＳ２０８）。
例えば、ある蓄電池２１０についてステップＳ２０１で算出した指令値を、ステップＳ２０２でＰＣＳ定格値に下げた場合、指令合計値が第１充放電指令値よりも小さくなる場合がある。指令値計算部１１２は、指令合計値が蓄電システム２０全体に要求される充電電力指令値よりも小さい場合に、第２充放電指令値がＰＣＳ定格値未満である蓄電池２１０を抽出し、これらのうち充電可能容量が多い蓄電池２１０から順に、不足する充電電力を配分する。また、指令値計算部１１２は、指令合計値が蓄電システム２０全体に要求される放電電力指令値よりも小さい場合に、第２充放電指令値がＰＣＳ定格値未満である蓄電池２１０を抽出し、これらのうち放電可能容量が多い蓄電池２１０から順に、不足する放電電力を配分する。
不足分の再配分が完了すると、指令値計算部１１２は、ステップＳ２０８で再配分した第２充放電指令値を、各蓄電池ユニット２１のＰＣＳコントローラ２２２に送信する（ステップＳ２０７）。
このように、充放電制御装置１０は、第１モードにおいて、放電可能容量または充電可能容量が大きいほど、割り当てられる放電電力または充電電力が大きくなるように、システム全体に要求される充放電電力を各蓄電池２１０に配分する。これにより、充放電制御装置１０は、各蓄電池２１０のＳＯＣが略均等となるように調整することができる。
図６は、一実施形態に係る充放電制御装置の処理の一例を示す第３のフローチャートである。
図６には、第２モード（ＳＯＨバランス制御モード）において、指令値計算部１１２が第１充放電指令値で要求された充放電電力を各蓄電池に配分する処理の一例が示されている。
まず、指令値計算部１１２は、指令値の計算対象となる蓄電池のユニットＮｏ．Ｘを、複数の蓄電池２１０のうち最初の蓄電池２１０の識別番号（例えば、「１」）にする（ステップＳ３００）。
また、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘの蓄電池２１０の第２充放電指令値を算出する（ステップＳ３０１）。例えば、第１充放電指令値が放電指令である場合、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘの放電可能容量と、蓄電システム２０全体に要求される放電電力指令値（第１充放電指令値）とに基づいて、式（４）によりユニットＮｏ．Ｘの放電電力指令値を算出する。
Figure 2023170814000005
また、第１充放電指令値が充電指令である場合、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘの充電可能容量と、システム全体の充電電力指令値（第１充放電指令値）とに基づいて、式（５）によりユニットＮｏ．Ｘの充電電力指令値を算出する。
Figure 2023170814000006
次に、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘが最後の蓄電池２１０の識別番号であるか、すなわち、全ての蓄電池２１０に対する第２充放電電力指令値を計算したか判断する（ステップＳ３０２）。ユニットＮｏ．Ｘが最後の蓄電池２１０の識別番号ではない場合（ステップＳ３０２；ＮＯ）、指令値計算部１１２は、ユニットＮｏ．Ｘに１を加算して（ステップＳ３０３）、次のユニットＮｏ．Ｘ＋１の第２充放電指令値を計算するためにステップＳ３０１に戻る。
また、ユニットＮｏ．Ｘが最後の蓄電池２１０の識別番号である場合（ステップＳ３０２；ＹＥＳ）、ステップＳ３０１で計算した第２充放電指令値を、各蓄電池ユニット２１のＰＣＳコントローラ２２２に送信する（ステップＳ３０４）。
蓄電池２１０は、より多くの電力を充放電するほど、ＳＯＨの低下が早くなる傾向がある。このため、充放電制御装置１０は、第２モードでは、ＳＯＨ下限値との差（ＳＯＨ下限値までの余裕度）が大きいほど、割り当てられる充放電電力が大きくなるように、システム全体に要求される充放電電力を各蓄電池２１０に配分する。これにより、充放電制御装置１０は、ＳＯＨ下限値との差が大きい蓄電池２１０については、ＳＯＨの低下速度が遅くなるように充放電電力の配分を小さくして、蓄電池２１０のＳＯＨのばらつきが小さくなるように調整することができる。
充放電制御装置１０は、所定時間毎に図５または図６の一連の処理を実行して、各蓄電池ユニット２１に第２充放電指令値を送信して、蓄電池２１０の充放電を制御する。
（充放電制御装置の作用、効果）
図７は、一実施形態に係る充放電制御装置の機能を説明するための第２の図である。
図７には、ユニットＮｏ．１～２の２つの蓄電池２１０を有する蓄電システム２０について、（ａ）ユニットＮｏ．１の蓄電池２１０に対して出力される第２充放電指令値およびＳＯＣの時間推移の一例、および、（ｂ）ユニットＮｏ．２の蓄電池２１０に対して出力される第２充放電指令値およびＳＯＣの時間推移の一例が示されている。図７において、破線はＳＯＣの推移、実線は第２充放電指令値の推移を表す。また、図７に示す期間において、ユニットＮｏ．１の蓄電池２１０のＳＯＨは９５％、ユニットＮｏ．２の蓄電池２１０のＳＯＨは９０％であり、各蓄電池２１０のＳＯＨ下限値は８０％であるとする。
時間ｔ１において、充放電制御装置１０の全体指令値取得部１１１は、蓄電システム２０全体に対する放電指令値（第１充放電電力指令値）を取得する。また、時間ｔ１では、両方の蓄電池２１０のＳＯＣが第２閾値Ｌを超えているので（図３のステップＳ１０７；ＮＯ）、指令値計算部１１２は、第２モード（ＳＯＨバランス制御モード）に切り替えて（図３のステップＳ１０６）、各蓄電池２１０の指令値を計算する。
図７の例では、ユニットＮｏ．１のＳＯＨ下限値との差は９５％－８０％＝１５％であり、ユニットＮｏ．２のＳＯＨ下限値との差は９０％－８０％＝１０％である。ここで、蓄電システム２０全体に対する放電指令値が「３０ｋＷ」である場合、ユニットＮｏ．１の放電指令値は３０ｋＷ×１５％／（１５％＋１０％）＝１８ｋＷ、ユニットＮｏ．２の放電指令値は３０ｋＷ×１０％／（１５％＋１０％）＝１２ｋＷとなる。
また、時間ｔ２において、ユニットＮｏ．１のＳＯＣが第２閾値Ｌ以下になったとする（図３のステップＳ１０７；ＹＥＳ）。この場合、指令値計算部１１２は、時間ｔ２以降は第１モード（ＳＯＣバランス制御モード）に切り替えて（図３のステップＳ１０８）、各蓄電池２１０の指令値を計算する。
時間ｔ２において、ユニットＮｏ．１の放電可能容量は８０ｋＷｈ、ユニットＮｏ．２の放電可能容量は１２０ｋＷｈであったとする。ここで、蓄電システム２０全体に対する放電指令値が「３０ｋＷ」である場合、ユニットＮｏ．１の放電指令値は３０ｋＷ×８０ｋＷｈ／（８０ｋＷｈ＋１２０ｋＷｈ）＝１２ｋＷ、ユニットＮｏ．２の放電指令値は３０ｋＷ×１２０ｋＷｈ／（８０ｋＷｈ＋１２０ｋＷｈ）＝１８ｋＷとなる。このように、時間ｔ２以降の期間ではＳＯＣに応じて放電指令値の値を調整することにより、時間ｔ３の付近でユニットＮｏ．１～Ｎｏ．２のＳＯＣが同程度となり、各蓄電池２１０のＳＯＣのばらつきが解消される。
以上のように、本実施形態に係る充放電制御装置１０は、蓄電池２１０のＳＯＨ（健全度）に基づいて、蓄電システム２０全体に要求される第１充放電指令値のうち、各蓄電池に割り当てる第２充放電電力指令値を計算する。これにより、充放電制御装置１０は、各蓄電池２１０のＳＯＨのバランスをとりつつ、充放電制御を行うことができる。
具体的には、充放電制御装置１０は、蓄電池２１０のＳＯＨからＳＯＨ下限値を減じた値に応じて、第２充放電指令値の配分を調整する。例えば図７のようにユニットＮｏ．２よりもユニットＮｏ．１の方がＳＯＨ下限値との差（ＳＯＨ下限値までの余裕度）が大きい場合には、ユニットＮｏ．１に配分される放電電力が比較的大きくなる。このようにすることで、充放電制御装置１０は、ユニットＮｏ．２のＳＯＨの低下速度を、ユニットＮｏ．１よりも遅くすることができるので、ユニットＮｏ．１およびユニットＮｏ．２のＳＯＨのばらつきを小さくすることができる。つまり、ユニットＮｏ．２の寿命（ＳＯＨ下限値に到達するまでの期間）がユニットＮｏ．１よりも短くなってしまうことを抑制することができる。
また、充放電制御装置１０は、第１充放電電力指令値が充電指令であり、少なくとも１つの蓄電池２１０のＳＯＣが第１閾値Ｕ以上である場合に、ＳＯＣに基づいて各蓄電池２１０の充電電力（第２充放電指令値）を計算する第１モード（ＳＯＣバランス制御モード）に切り替える。これにより、充放電制御装置１０は、ＳＯＣがＳＯＣ上限値に近い蓄電池２１０がある場合には、各蓄電池２１０のＳＯＣに応じて充電電力の大きさを変えることにより、各蓄電池２１０のＳＯＣが略均等となるように調整することができる。
また、充放電制御装置１０は、第１充放電電力指令値が放電指令であり、少なくとも１つの蓄電池２１０のＳＯＣが第２閾値Ｌ以下である場合に、ＳＯＣに基づいて各蓄電池２１０の放電電力（第２充放電指令値）を計算する第１モード（ＳＯＣバランス制御モード）に切り替える。これにより、充放電制御装置１０は、ＳＯＣがＳＯＣ下限に近い蓄電池２１０がある場合には、各蓄電池２１０のＳＯＣに応じて放電電力の大きさを変えることにより、各蓄電池２１０のＳＯＣが略均等となるように調整することができる。
また、充放電制御装置１０は、第１充放電電力指令値が充電指令であり、全ての蓄電池２１０のＳＯＣが第１閾値Ｕ未満である場合、または、第１充放電電力指令値が放電指令であり、全ての蓄電池２１０のＳＯＣが第２閾値Ｌを超える場合に、ＳＯＨに基づいて各蓄電池２１０の第２充放電指令値を計算する第２モード（ＳＯＨバランス制御モード）に切り替える。充放電制御装置１０は、このように第１モードおよび第２モードを切り替えて蓄電池２１０の充放電電力を調整することにより、各蓄電池２１０の充電可能容量または放電可能容量の不足を抑制する効果と、および、各蓄電池２１０のＳＯＨのばらつきを小さくする効果とを両立させることができる。
以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
＜付記＞
上述の実施形態は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様によれば、複数の蓄電池２１０を有する蓄電システム２０の充放電制御装置１０は、複数の蓄電池２１０それぞれの健全度（ＳＯＨ）を含む蓄電池情報を取得する蓄電池情報取得部１１０と、蓄電システム２０全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得する全体指令値取得部１１１と、健全度に基づいて、第１充放電電力指令値のうち蓄電池２１０それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算する指令値計算部１１２と、を備える。
このようにすることで、充放電制御装置１０は、各蓄電池２１０の健全度のバランスをとりつつ、充放電制御を行うことができる。
（２）第２の態様によれば、第１の態様に係る充放電制御装置１０において、指令値計算部１１２は、健全度から所定の健全度下限値を減じた値が大きいほど第２充放電電力指令値が大きくなるように計算する。
このようにすることで、充放電制御装置１０は、健全度下限値との差が大きい蓄電池２１０の健全度の低下速度を、健全度下限値との差が小さい蓄電池２１０よりも遅くすることができるので、各蓄電池２１０の健全度のばらつきを小さくすることができる。
（３）第３の態様によれば、第１または第２の態様に係る充放電制御装置１０において、指令値計算部１１２は、第１充放電電力指令値が充電指令を示す値であり、少なくとも１つの蓄電池２１０の蓄電池情報に含まれる充電率（ＳＯＣ）が第１閾値Ｕ以上である場合に、健全度に代えて充電率に基づいて第２充放電電力指令値を算出する。
このようにすることで、充放電制御装置１０は、充電率が第１閾値Ｕ以上の（上限に近い）蓄電池２１０がある場合には、各蓄電池２１０の充電率に応じて充電電力の大きさを変えることにより、各蓄電池２１０の充電率が略均等となるように調整することができる。
（４）第４の態様によれば、第１から第３の何れか一の態様に係る充放電制御装置１０において、指令値計算部１１２は、第１充放電電力指令値が放電指令を示す値であり、少なくとも１つの蓄電池２１０の蓄電池情報に含まれる充電率が第２閾値Ｌ以下である場合に、健全度に代えて充電率に基づいて第２充放電電力指令値を算出する。
このようにすることで、充放電制御装置１０は、充電率が第２閾値Ｌ以下の（下限に近い）蓄電池２１０がある場合には、各蓄電池２１０の充電率に応じて充電電力の大きさを変えることにより、各蓄電池２１０の充電率が略均等となるように調整することができる。
（５）第５の態様によれば、複数の蓄電池２１０を有する蓄電システム２０の充放電制御方法は、複数の蓄電池２１０それぞれの健全度を含む蓄電池情報を取得するステップと、蓄電システム２０全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得するステップと、健全度に基づいて、第１充放電電力指令値のうち蓄電池２１０それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算するステップと、を有する。
（６）第６の態様によれば、プログラムは、複数の蓄電池２１０を有する蓄電システム２０の充放電制御装置１０に、複数の蓄電池２１０それぞれの健全度を含む蓄電池情報を取得するステップと、蓄電システム２０全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得するステップと、健全度に基づいて、第１充放電電力指令値のうち蓄電池２１０それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算するステップと、を実行させる。
１ 蓄電制御システム
１０ 充放電制御装置
１１ プロセッサ
１１０ 蓄電池情報取得部
１１１ 全体指令値取得部
１１２ 指令値計算部
１１３ 指令値送信部
１２ メモリ
１３ ストレージ
１４ 通信インタフェース
２０ 蓄電システム
２１ 蓄電池ユニット
２１０ 蓄電池
２２１ ＰＣＳ
２２２ ＰＣＳコントローラ
２２３ ＢＭＳ

Claims (6)

  1. 複数の蓄電池を有する蓄電システムの充放電制御装置であって、
    複数の前記蓄電池それぞれの健全度を含む蓄電池情報を取得する蓄電池情報取得部と、
    前記蓄電システム全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得する全体指令値取得部と、
    前記健全度に基づいて、前記第１充放電電力指令値のうち前記蓄電池それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算する指令値計算部と、
    を備える充放電制御装置。
  2. 前記指令値計算部は、前記蓄電池に対し、前記健全度から所定の健全度下限値を減じた値に応じた充放電電力が配分されるように前記第２充放電電力指令値を計算する、
    請求項１に記載の充放電制御装置。
  3. 前記指令値計算部は、前記第１充放電電力指令値が充電指令を示す値であり、少なくとも１つの前記蓄電池の前記蓄電池情報に含まれる充電率が第１閾値以上である場合に、前記健全度に代えて前記充電率に基づいて前記第２充放電電力指令値を算出する、
    請求項１または２に記載の充放電制御装置。
  4. 前記指令値計算部は、前記第１充放電電力指令値が放電指令を示す値であり、少なくとも１つの前記蓄電池の前記蓄電池情報に含まれる充電率が第２閾値以下である場合に、前記健全度に代えて前記充電率に基づいて前記第２充放電電力指令値を算出する、
    請求項１または２に記載の充放電制御装置。
  5. 複数の蓄電池を有する蓄電システムの充放電制御方法であって、
    複数の前記蓄電池それぞれの健全度を含む蓄電池情報を取得するステップと、
    前記蓄電システム全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得するステップと、
    前記健全度に基づいて、前記第１充放電電力指令値のうち前記蓄電池それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算するステップと、
    を有する充放電制御方法。
  6. 複数の蓄電池を有する蓄電システムの充放電制御装置に、
    複数の前記蓄電池それぞれの健全度を含む蓄電池情報を取得するステップと、
    前記蓄電システム全体に対し要求される充放電電力を示す第１充放電電力指令値を取得するステップと、
    前記健全度に基づいて、前記第１充放電電力指令値のうち前記蓄電池それぞれに割り当てる充放電電力を示す第２充放電電力指令値を計算するステップと、
    を実行させるプログラム。
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