JP2024049749A - 電力制御装置、システムおよび制御方法 - Google Patents

電力制御装置、システムおよび制御方法 Download PDF

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裕幸 加悦
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Abstract

【課題】小売電気事業者が提供する様々な電力料金プランに対応し、適切に蓄電池の充放電制御を実行できる電力制御装置、システムおよび制御方法を提供する。【解決手段】電力制御装置は、商用電力の複数の電力料金プランに関する情報を取得する取得部と、複数の電力料金プランの中から1つのプランを特定する特定部と、特定されたプランに関する情報に基づいて、蓄電池の充放電制御の基準を設定する設定部と、現在時刻および基準に基づいて、蓄電池の充放電を制御する制御部とを含む。【選択図】図4

Description

本開示は、電力制御装置、システムおよび制御方法に関する。
太陽光発電システムと、負荷に供給される電力を超えた発電電力(即ち余剰電力)を蓄電池に蓄える蓄電システムとを含むハイブリッド型の電力供給システムが知られている。ハイブリッド型の電力供給システムは、太陽光発電システムの発電状態に応じて、発電された電力を系統に供給する等、系統連系が可能である。
また、住宅等に設置された蓄電池装置(以下、定置蓄電池装置という)または車両に搭載された車載蓄電池を活用することにより、停電時に非常用源として電力を家庭に供給できるだけなく、蓄電池の充放電制御を適切に行うことにより電気料金を削減できる。車載蓄電池により家庭内の電気機器への給電を行う電力変換システムは、V2H(Vehicle to Home)として知られている。太陽光発電システムの余剰電力と電気料金の割安な深夜時間帯の商用電力とにより蓄電池を充電し、太陽光発電システムが発電しておらず電気料金が割高な時間帯に蓄電池を放電させて家庭内の電気機器へ給電することにより電気料金の削減が可能である。
下記特許文献1には、車載蓄電池と固定設置された蓄電池と太陽光発電装置とが接続されるパワーコンディショナを備え、商用電源に接続されたシステムが開示されている。このシステムの電力制御装置は、複数の省エネルギーモードを示す設定情報に基づいて、各電気機器の動作条件を設定することにより、消費電力を制御する。各省エネルギーモードは、住宅内の各電気機器の動作条件の組合せを予め定めたものである。例えば、電力制御装置は、パワーコンディショナから供給される電力と、商用電源から供給される電力の電気料金とに基づいて、車載蓄電池の未接続時間の間、住宅内の電気機器が消費する電力を賄えるように、かつ、住宅に住む人の快適性を損なわないように、各電気機器の動作条件を変更し、消費電力を抑制する。
商用電力系統に接続された蓄電池の充放電に関して、蓄電池の充電コストを低減するために、様々なモード(例えば、夜間充電モード、太陽光発電充電モードおよびタイマーモード)が提案されている。夜間充電モードにおいては、商用電力の電気料金が安価な夜間に、商用電力により蓄電池を充電し、電気料金が高価な昼間に、蓄電池の放電により負荷に給電する。太陽光発電システムを備えていれば、太陽光発電充電モードにおいて、太陽光発電システムの余剰電力のみにより蓄電池を充電し、太陽光発電システムが発電していない夕方および夜間に、蓄電池から給電する。また、タイマーモードにおいては、1日における蓄電池の充電時間および給電時間を任意に設定できる。
下記特許文献2には、太陽光発電装置の発電電力および系統からの商用電力により車載バッテリを充電可能なシステムが開示されている。このシステムにおいて、使用者は、発電電力のみを用いて車載バッテリを充電するのか、発電電力および商用電力の両方を用いて車載バッテリを充電するのか、商用電力のみを用いて車載バッテリを充電するのかを選択可能であり、充電コストを優先させた充電を行うことができる。
特開2018-121449号公報 特開2015-228714号公報
従来提案されている夜間充電モードおよび太陽光発電充電モードにおいては、小売電気事業者から提供されている様々な電力料金プランが考慮されていない。したがって、各家庭が契約している電力料金プランによっては、適切な蓄電池の充放電が行われない問題がある。また、タイマーモードに関しては、設定が煩雑である問題がある。これらの問題は、特許文献1および特許文献2のいずれによっても解決することはできない。
したがって、本開示は、小売電気事業者が提供する様々な電力料金プランに対応し、適切に蓄電池の充放電制御を実行できる電力制御装置、システムおよび制御方法を提供することを目的とする。
本開示のある局面に係る電力制御装置は、商用電力の複数の電力料金プランに関する情報を取得する取得部と、複数の電力料金プランの中から1つのプランを特定する特定部と、特定されたプランに関する情報に基づいて、蓄電池の充放電制御の基準を設定する設定部と、現在時刻および基準に基づいて、蓄電池の充放電を制御する制御部とを含む。
本開示によれば、小売電気事業者が提供する様々な電力料金プランに対応し、適切に蓄電池の充放電制御を実行できる電力制御装置、システムおよび制御方法を提供できる。
図1は、本開示の実施形態に係る電力制御システムの構成を示すブロック図である。 図2は、図1に示したコントローラの構成を示すブロック図である。 図3は、図1に示した電力制御装置の構成を示すブロック図である。 図4は、図1に示した電力制御システムにおける蓄電池の充放電制御に関する機能構成を示すブロック図である。 図5は、電力料金プランを示すグラフである。 図6は、図5とは別の電力料金プランを示すグラフである。 図7は、電力料金プランを指定するための画面を示す図である。 図8は、蓄電池残量の目標値を指定するための画面を示す図である。 図9は、電力制御装置の動作を示すフローチャートである。 図10は、図9とは異なる、電力制御装置の動作を示すフローチャートである。
[本開示の実施形態の説明]
本開示の実施形態の内容を列記して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組合せてもよい。
(1)本開示の第1の局面に係る電力制御装置は、商用電力の複数の電力料金プランに関する情報を取得する取得部と、複数の電力料金プランの中から1つのプランを特定する特定部と、特定されたプランに関する情報に基づいて、蓄電池の充放電制御の基準を設定する設定部と、現在時刻および基準に基づいて、蓄電池の充放電を制御する制御部とを含む。これにより、小売電気事業者が提供する様々な電力料金プランに対応し、適切に蓄電池の充放電制御を実行できる。例えば、ユーザは、自己が契約している電力料金プランに応じた適切な蓄電池の充放電制御を容易に実現できる。
(2)上記(1)において、設定部は、基準として、商用電力の買電単価が第1単価である第1時間帯と、買電単価が第2単価である第2時間帯とを設定でき、第1単価は、プランに含まれる最も高い買電単価であり、第2単価は、プランに含まれる最も安い買電単価であり、制御部は、現在時刻が、第1時間帯に属していれば、蓄電池を放電し、現在時刻が、第2時間帯に属していれば、商用電力により蓄電池を充電できる。これにより、蓄電池の充電に要する電気料金を削減できる。
(3)上記(2)において、制御部は、蓄電池を放電する際に、蓄電池の充電量が下限値になるまで、または、現在時刻が第1時間帯に属さなくなるまで放電を行ってもよい。これにより、蓄電池が必要以上に放電されることを防止できる。
(4)上記(1)から(3)のいずれか1つにおいて、電力制御装置は、蓄電池の充電量を表すSOC(State Of Charge)の目標値を設定する目標値設定部をさらに含んでいてもよく、制御部は、商用電力により蓄電池を充電する際に、蓄電池を目標値まで充電してもよい。これにより、必要以上に蓄電池を商用電力により充電することを抑制でき、電気料金を削減できる。
(5)上記(4)において、目標値は、ユーザにより指定されてもよい。これにより、ユーザは、将来(例えば翌日)において予定されている消費電力量および太陽光発電システムの発電量に影響する天候を考慮して、適切な目標値を直接設定でき、蓄電池が適切に充電される。
(6)上記(4)において、目標値設定部は、蓄電池の放電により消費される電力量の予定値を表す予定消費電力量に応じて目標値を設定してもよい。これにより、将来(例えば翌日)において予定されている消費電力量に応じて、適切な目標値が設定され、蓄電池が適切に充電される。
(7)上記(6)において、予定消費電力量は、ユーザにより指定されてもよい。これにより、ユーザは、将来(例えば翌日)予定している消費電力量を指定さえすれば、適切な目標値が設定され、蓄電池が適切に充電される。
(8)上記(6)において、予定消費電力量は、電力制御装置の動作履歴により設定されてもよい。これにより、将来(例えば翌日)の予定消費電力量を適切に算出でき、算出された消費電力予定量に応じて適切な目標値を自動的に設定できる。
(9)上記(1)から(8)のいずれか1つにおいて、取得部は、所定の時間間隔をもって、複数の電力料金プランに関する情報を取得してもよい。これにより、ユーザに電力料金プランを適切に提示でき、ユーザは、自己が契約している電力料金プランを効率的に設定できる。
(10)上記(1)から(9)のいずれか1つにおいて、特定部は、蓄電池が設置されている地域に基づいて、プランを特定してもよい。これにより、ユーザに電力料金プランを適切に提示でき、ユーザは、自己が契約している電力料金プランを容易に設定できる。
(11)上記(10)において、電力制御装置は、操作部をさらに含み、特定部は、操作部により地域が指定されたことを受けて、指定された地域に対応する1以上の電力料金プランを提示し、提示された1以上の電力料金プランの中から、操作部により選択された電力料金プランをプランとして特定してもよい。これにより、ユーザは、自己が契約している電力料金プランをより容易に設定できる。
(12)本開示の第2の局面に係るシステムは、蓄電池と、上記(1)から(11)のいずれか1つの電力制御装置とを含み、電力制御装置は、蓄電池の充放電を制御する。これにより、小売電気事業者が提供する様々な電力料金プランに対応し、適切に蓄電池の充放電制御を実行できる。例えば、ユーザは、自己が契約している電力料金プランに応じた適切な蓄電池の充放電制御を容易に実現できる。
(13)本開示の第3の局面に係る制御方法は、商用電力の複数の電力料金プランに関する情報を取得する取得ステップと、複数の電力料金プランの中から1つのプランを特定する特定ステップと、特定されたプランに関する情報に基づいて、蓄電池の充放電制御の基準を設定する設定ステップと、現在時刻および基準に基づいて、蓄電池の充放電を制御する制御ステップとを含む。これにより、小売電気事業者が提供する様々な電力料金プランに対応し、適切に蓄電池の充放電制御を実行できる。例えば、ユーザは、自己が契約している電力料金プランに応じた適切な蓄電池の充放電制御を容易に実現できる。
[本開示の実施形態の詳細]
以下の実施形態においては、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
(システム構成)
図1を参照して、本開示の実施形態に係る電力制御システム100は、電力制御装置102、定置蓄電池装置104、太陽光発電システム106およびコントローラ108を含む。電力制御装置102は、電力計測回路110、制御回路112および充放電回路114を含む。定置蓄電池装置104は、制御回路120および蓄電池122を含む。電力制御装置102および定置蓄電池装置104は住宅900の屋外に設置されている。太陽光発電システム106は、PV(Photovoltaic)パネル130およびPCS(Power Conditioning System)132を含む。PVパネル130は、住宅900の屋根に設置され、PCS132は、住宅900の屋内に設置されている。コントローラ108は、住宅900の屋内に設置されている。
定置蓄電池装置104の蓄電池122は、リチウムイオン二次電池等の充放電可能な蓄電池である。蓄電池122は、直流電源として機能する。蓄電池122は制御回路120に接続されている。制御回路120は、蓄電池122の現在の充電量(即ちSOC)を算出する機能、蓄電池122の過充電および過放電を防止する機能等を有する。制御回路120は、例えばBMS(Buttery Management System)である。蓄電池122は、電力制御装置102の充放電回路114を介して、PCS132、商用電力系統902および負荷906に接続されている。負荷906は、住宅900内の電気機器(家電製品等)である。商用電力系統902は、小売電気事業者から商用電力を供給するための系統である。これにより、蓄電池122は、放電により負荷906または商用電力系統902に電力を供給し、PVパネル130の発電電力または商用電力系統902からの商用電力により充電され得る。制御回路120は、蓄電池122の状態を管理する。蓄電池122は、車載蓄電池であってもよい。即ち、定置蓄電池装置104は、V2Hの機能を有するEV(Electric Vehicle)またはPHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)等の車両により代替されてもよい。
太陽光発電システム106のPVパネル130は、直列接続された複数の太陽電池セルが平面に配置され、強化ガラス等が用いられて封止されたものである。PVパネル130は、直流電源として機能する。PVパネル130は、PCS132を介して、商用電力系統902および負荷906に接続されている。PCS132は、DC/ACコンバータとしての機能を有しており、PVパネル130により発電された直流電力を交流電力に変換して負荷906に供給する。また、PCS132は、PVパネル130の余剰電力を商用電力系統902に供給できる(即ち売電)。
電力制御装置102の充放電回路114は、双方向のDC/ACコンバータとして機能する。充放電回路114は蓄電池122に接続されており、蓄電池122から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷906に供給する。充放電回路114は、商用電力系統902に接続されており、商用電力系統902から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池122に供給する。これにより、蓄電池122は商用電力により充電される。また、充放電回路114は、太陽光発電システム106により発電されPCS132により変換された交流電力が入力されると、蓄電池122を充電するための直流電力を生成して、蓄電池122に供給する。即ち、蓄電池122は太陽光発電システム106の発電電力により充電される。なお、PCS132から直流電力が出力可能であり、充放電回路114がDC/DCコンバータの機能を有していれば、PVパネル130により発電された直流電力により蓄電池122が充電されるように構成され得る。
電力制御装置102の電力計測回路110は、電力センサ140により商用電力系統902から供給される電力を測定し、電力センサ142によりPCS132から出力される電力(即ち、太陽光発電システム106の発電電力)を測定する。電力計測回路110は制御回路112と接続されており、測定値(即ち電力値)を制御回路112に出力する。これにより、制御回路112は、太陽光発電システム106の発電電力に余剰電力があるか否かを判定できる。即ち、太陽光発電システム106による発電電力をW1とし、商用電力系統902から供給される電力をW2として、W1>0、かつ、W2=0であれば、制御回路112は余剰電力があると判定する。それ以外の場合には、制御回路112は余剰電力がないと判定する。
制御回路112は充放電回路114に接続されている。制御回路112は、電力計測回路110から入力される測定値に基づいて充放電回路114の動作を制御する。これにより、上記したように、蓄電池122の放電による負荷906への給電、および、太陽光発電システム106または商用電力系統902による蓄電池122の充電が可能になる。また、太陽光発電システム106の発電電力に余剰電力がある場合、制御回路112は充放電回路114を停止させ、商用電力系統902への売電を行うことも可能になる。制御回路112はコントローラ108および制御回路120とも接続されている。制御回路112は、コントローラ108から情報(例えば電力料金プラン)を取得し、制御回路120を介して蓄電池122の充電量(即ちSOC)を取得する。制御回路112は、取得したそれらの情報を、蓄電池122の充放電制御に利用する。
コントローラ108は、無線通信または有線通信により通信ネットワーク904に接続されている。通信ネットワーク904は、例えばインターネットである。通信ネットワーク904には、小売電気事業者のサーバコンピュータ(図示せず。以下、単にサーバという)が接続されている。小売電気事業者のサーバは、当該小売電気事業者が提供している電力料金プランの情報を公開している。コントローラ108は、サーバにアクセスして、電力料金プランの情報を取得する。
(コントローラの構成)
図2を参照して、コントローラ108は、CPU(Central Processing Unit)200、メモリ202、通信部204、操作部206および表示部208を含む。CPU200は、各部を制御してコントローラ108としての機能を実現する。メモリ202は、書換可能な不揮発性の半導体メモリにより構成される。メモリ202は、HDD(Hard Disk Drive)等の大容量記憶装置を含んでいてもよい。メモリ202には、CPU200が実行するプログラムが記憶されており、CPU200がそのプログラムを読出して実行することにより、後述するコントローラ108の種々の機能が実現される。メモリ202は、ビデオメモリとしても利用される。
通信部204は、有線または無線通信により、インターネット等の通信ネットワーク904に接続する。また、通信部204は、電力制御装置102(具体的には制御回路112)とも、有線または無線通信する機能を有する。これにより、通信部204は、CPU200の制御を受けて、上記したように通信ネットワーク904から電力料金プランの情報を取得する。電力料金プランの情報は、例えば、その電力料金プランが提供されている地域を特定する情報、小売電気事業者を特定する情報、および、電力料金プラン本体の情報を含む。電力料金プラン本体の情報は、電力料金単価を表す情報と、電力料金単価が適用される時間帯を表す情報とを含む。CPU200は、通信部204を介して取得した複数の電力料金プランの情報を、メモリ202に記憶する。
操作部206は、タッチパネル等であり、ユーザの操作を受付ける。表示部208は、液晶ディスプレイ等の表示装置であり、メモリ202から画像を読出して表示する。操作部206および表示部208は、一体に形成されていてもよい。操作部206および表示部208は、例えば、表示部208の表示面の上に操作部206が配置されたタッチパネルディスプレイであってもよい。これにより、表示部208は、複数の電力料金プランを提示し、ユーザは、操作部206を操作して、提示された電力料金プランの中から、自己が契約している電力料金プランを選択できる。操作部206の操作に関する情報(例えばタッチされた位置情報)は、操作部206からCPU200に出力される。CPU200は、入力される位置情報により、表示部208に表示されている画像に対する操作を特定し、ユーザにより選択された電力料金プランを特定できる。CPU200は、ユーザにより選択された電力料金プランを特定する情報をメモリ202に記憶する。また、CPU200は、ユーザにより選択された電力料金プランの情報を、通信部204を介して電力制御装置102(具体的には制御回路112)に送信する。
(制御回路112の構成)
図3を参照して、電力制御装置102の制御回路112は、CPU220、メモリ222、通信部224およびタイマー226を含む。CPU220は、各部を制御して制御回路112としての機能を実現する。メモリ222は、書換可能な不揮発性の半導体メモリにより構成される。メモリ222は、HDD等の大容量記憶装置を含んでいてもよい。メモリ222には、CPU220が実行するプログラムが記憶されており、CPU220がそのプログラムを読出して実行することにより、後述する制御回路112の種々の機能が実現される。タイマー226は、CPU220からの要求を受けて、現在時刻を表す情報(以下、単に現在時刻という)をCPU220に出力する。
通信部224は、有線通信または無線通信によりコントローラ108および定置蓄電池装置104と通信する。これにより、CPU220は、通信部224を介してコントローラ108から送信される情報(即ち電力料金プランの情報)を取得し、取得した情報をメモリ222に記憶する。また、CPU220は、通信部224を介して定置蓄電池装置104(具体的には制御回路120)から送信される情報(即ち蓄電池122のSOC)を取得し、取得した情報をメモリ222に記憶する。通信部224は、電力計測回路110および充放電回路114とも通信する。CPU220は、通信部224を介して電力計測回路110から測定値(即ち電力値)を取得し、取得した測定値をメモリ222に記憶する。CPU220は、通信部224を介して充放電回路114に対して、充電動作または放電動作を指示する。
(機能構成)
図4を参照して、電力制御システム100における蓄電池122の充放電制御に関する機能に関して説明する。電力制御システム100は、取得部150、特定部152、目標値設定部154、設定部156および充放電制御部158を含む。取得部150、特定部152および目標値設定部154は、コントローラ108により実現される。設定部156および充放電制御部158は、電力制御装置102により実現される。
取得部150は、上記したように通信ネットワーク904から複数の電力料金プランを取得する。取得部150は、取得した複数の電力料金プランを特定部152に出力する。
上記したように、各電力料金プランの情報は、その電力料金プランが提供されている地域を特定する情報、小売電気事業者を特定する情報、および、電力料金プラン本体の情報を含む。電力料金プラン本体の情報は、例えば、時間帯(例えば、開始時刻および終了時刻により特定される)および電力料金単価を1組として表される。電力料金プランの一例を図5および図6に示す。縦軸は電力料金単価(単位は、円/kWh)を表しており、横軸は1日の時刻を表している。図5に示した電力料金プランの場合、電力料金プラン本体の情報は、例えば、(0時,6時,20円)、(6時,10時,30円)、(10時,16時,15円)、(16時,22時,30円)、および、(22時,24時,20円)を含む。終了時刻は、次の時間帯の開始時刻と同じであるので、電力料金プラン本体の情報は、終了時刻を含まずに、(0時,20円)、(6時,30円)、(10時,15円)、(16時,30円)、および、(22時,20円)を含んでいてもよい。
同様に、図6に示す電力料金プランの場合、電力料金プラン本体の情報は、例えば、(0時,6時,20円)、(6時,8時,30円)、(8時,18時,40円)、(18時,22時,30円)、および、(22時,24時,20円)を含む。また、電力料金プラン本体の情報は、終了時刻を含まずに、(0時,20円)、(6時,30円)、(8時,40円)、(18時,30円)、および、(22時,20円)を含んでいてもよい。図5に示した電力料金プランは、例えば、春または秋に提供され得る。図6に示した電力料金プランは、例えば、昼間に電力消費が集中する夏または冬に提供され得る。
図4の特定部152は、取得部150から入力された複数の電力料金プランを提示し、ユーザにより選択された電力料金プランを、蓄電池122の充放電制御に利用する電力料金プランとして特定する。特定部152は特定した電力料金プランの情報を設定部156に出力する。
図7を参照して、特定部152が、ユーザが契約している電力料金プランを特定する方法に関して具体的に説明する。特定部152は、表示部208に、例えば画面240を表示する。画面240は、設定項目表示領域242、設定内容表示領域244、プルダウンキー表示領域246、設定キー250およびキャンセルキー252を含む。設定項目表示領域242には、設定される項目の名称が表示されている。図7においては、3つの項目の名称が示されている。「お住いの地域」は電力料金プランが提供される地域を意味し、「電力会社」は小売電気事業者を意味する。プルダウンキー表示領域246には、設定項目表示領域242の各項目に対応するプルダウンキーが表示されている。各プルダウンキーに対する操作は、操作部206により行われる。プルダウンキーが操作されると、プルダウンメニューが表示される。プルダウンメニューの中から1つの選択肢が選択されると、選択された選択肢が設定内容表示領域244に表示される。図7は、「関西」および「A電力」が順に選択され、「電力料金プラン」に対応するプルダウンキーが操作され、プルダウンメニュー248に含まれる複数の選択肢の中から、ユーザが契約している電力料金プランとして「Bプラン」が選択された状態を示す。設定内容表示領域244において、「電力料金プラン」に対応する部分には、選択された「Bプラン」が表示されている。その後、プルダウンメニュー248は消去される。設定キー250が操作されると、設定内容表示領域244に表示されている内容が設定される。即ち、特定部152は、設定内容表示領域244に表示されている内容を、蓄電池122の充放電制御に利用する電力料金プランとして特定する。キャンセルキー252が操作されると、設定内容表示領域244に表示されている内容は破棄され、画面240は、設定項目が未選択の状態(即ち、設定内容表示領域244が全て空白の状態)に戻る。
図4の設定部156は、上記のように特定された電力料金プランの情報を特定部152から入力され、蓄電池122を充放電制御するための基準を設定する。設定部156は、設定した基準を充放電制御部158に出力する。基準は、電力料金プランの情報に含まれる電力料金単価およびそれに対応する時間帯を含む。例えば、電力料金単価に基づいて、1日を3つの時間帯に区分できる。例えば、図5に関しては、単価が最も低い(即ち15円)時間帯を低期間、単価が最も高い(即ち30円)時間帯を高期間、単価がそれらの中間である(即ち20円)時間帯を中期間とする。したがって、図5に示した電力料金プランに関しては、時間帯T3は低期間であり、時間帯T2および時間帯T4は高期間であり、時間帯T1および時間帯T5は中期間であるとして、基準が設定される。
同様に、図6に関して、単価が最も低い(即ち20円)時間帯を低期間、単価が最も高い(即ち40円)時間帯を高期間、単価がそれらの中間である(即ち30円)時間帯を中期間とする。したがって、図6に示した電力料金プランに関しては、時間帯T3は高期間であり、時間帯T1および時間帯T5は低期間であり、時間帯T2および時間帯T4は中期間であるとして、基準が設定される。
図4の目標値設定部154は、夜間等の電力料金単価が安価である間に商用電力により蓄電池122を充電する際における充電量の目標値を、ユーザの操作により設定する。目標値設定部154は設定した目標値を充放電制御部158に出力する。例えば、将来(例えば翌日)において消費する電力量が少ない場合、商用電力により蓄電池122を充電する費用を抑制するために、ユーザは、蓄電池122のSOCを比較的小さく設定できる。将来において消費する電力量が多くなることが予定されている場合、蓄電池122のSOCを比較的大きく設定できる。将来において消費する電力量が多くなることが予定されている場合であっても、消費電力量の多くを太陽光発電システム106の発電電力によりまかなうことが期待される場合、蓄電池122のSOCを比較的小さく設定できる。例えば、翌日が平日であり、出勤することにより自宅における消費電力量は少ないのであれば、目標値を小さく設定できる。翌日が休日であり、自宅における消費電力量が多くなる場合、目標値を大きく設定できる。翌日が休日であり、消費電力量が多くなる場合であっても、天候がよく、太陽光発電システム106による発電量が多くなることが期待される場合には、目標値を小さく設定してもよい。また、翌日において太陽光発電システム106による余剰電力が発生し、余剰電力により蓄電池122を充電できることが期待できる場合にも、蓄電池122のSOCを比較的小さく設定してもよい。これにより、夜間に商用電力により蓄電池122を充電し過ぎて、翌日、余剰電力により蓄電池122を充電できなくなるという無駄を回避できる。このように、ユーザは、蓄電池122のSOCの目標値を適切な値に設定する。これにより、必要以上に蓄電池122を商用電力により充電することを抑制でき、電気料金を削減できる。
なお、定置蓄電池装置104が車両により代替され、蓄電池122が車載蓄電池である場合、ユーザは、翌日における車両の走行距離に応じて目標値を設定できる。例えば、走行を予定している距離が比較的長い場合には、目標値を大きく設定し、走行を予定している距離が比較的短い場合には、目標値を小さく設定できる。
図8を参照して、蓄電池122のSOCの目標値の設定に関して具体的に説明する。表示部208は、例えば画面260を表示する。画面260は、設定項目262、設定内容264、プルダウンキー266、設定キー270およびキャンセルキー272を含む。設定項目262は、設定される項目がSOCの「目標値」であることを示している。設定内容264には目標値が表示される。プルダウンキー266は、プルダウンメニューを表示するためのキーである。プルダウンキー266が操作されると、プルダウンメニュー268が表示される。図8は、プルダウンキー266が操作されてプルダウンメニュー268が表示され、プルダウンメニュー268に含まれる複数の選択肢の中から、「80%」が選択された状態を示す。設定内容264には、選択された「80%」が表示されている。その後、プルダウンメニュー268は消去される。設定キー270が操作されると、設定内容264に表示されている内容が設定される。キャンセルキー272が操作されると、設定内容264に表示されている内容は破棄され、画面260は、目標値が未選択の状態(即ち、設定内容264が空白の状態)に戻る。
図4の充放電制御部158は、設定部156から入力される基準と目標値設定部154から入力される目標値とを用いて、蓄電池122の充放電制御を実行する。充放電制御部158は、電力制御装置102の電力計測回路110、制御回路112および充放電回路114により実現される。具体的には、後述するように、制御回路112のCPU220(図3参照)により充放電制御が実行される。
ユーザが電力料金プランおよび目標値を指定する方法は、上記したように、提示された複数の選択肢の中から選択する方法に限定されない。例えば、ユーザにより直接入力することにより指定されてもよい。例えば、目標値設定部154は、コントローラ108の表示部208にテンキーを表示し、ユーザによりテンキー(具体的には、操作部206)が操作されて入力される数値を目標値として設定してもよい。
(動作)
図9および図10を参照して、電力制御システム100における蓄電池122の充放電を制御する動作に関して説明する。図9および図10に示した処理は、電力制御装置102のCPU220が、メモリ222に記憶されているプログラムを読出し、実行することにより実現される。図9に示した処理は、太陽光発電システム106の発電電力の売電単価が、小売電気事業者からの買電単価(即ち、電力料金プランの電力料金単価)よりも安い場合に実行される。図10に示した処理は、太陽光発電システム106の発電電力の売電単価が、小売電気事業者からの買電単価よりも高い場合に実行される。なお、太陽光発電システム106が発電できない場合、または、電力制御システム100が太陽光発電システム106を備えていない場合にも、図10に示した処理が実行される。図9および図10に示した処理のいずれが実行されるかは、ユーザにより指定され得る。また、CPU220が、図9および図10に示した処理のいずれを実行するかを決定してもよい。例えば、CPU220は、太陽光発電システム106の発電電力に影響する天候、または、過去の太陽光発電システム106の発電電力の履歴に基づいて、図9および図10のいずれの処理を実行するかを決定してもよい。
(第1の動作)
図9を参照して、ステップ300において、CPU220は、電力料金プランおよび現在時刻を取得する。CPU220は、取得した電力料金プランおよび現在時刻をメモリ222に記憶する。その後、制御はステップ302に移行する。電力料金プランは、ユーザにより指定された現在契約している電力料金プランである。具体的には、CPU220は、コントローラ108(図4の特定部152参照)から電力料金プラン本体の情報を取得する。CPU220は、現在時刻をタイマー226から取得する。
ステップ302において、CPU220は、定置蓄電池装置104の制御回路120から蓄電池122のSOCを取得する。CPU220は、取得したSOCをメモリ222に記憶する。その後、制御はステップ304に移行する。
ステップ304において、CPU220は、現在、太陽光発電システム106による発電電力に余剰電力があるか否かを判定する。余剰電力があると判定された場合、制御はステップ306に移行する。そうでなければ(余剰電力がない)、制御はステップ312に移行する。具体的には、CPU220は、上記したように、電力計測回路110から入力される、電力センサ140および電力センサ142により測定された電力値を用いて、余剰電力があるか否かを判定する。
ステップ306において、CPU220は、ステップ302により取得したSOCが上限値以上であるか否かを判定する。SOCが上限値以上であると判定された場合、制御はステップ308に移行する。そうでなければ(即ち、SOC<上限値)、制御はステップ310に移行する。上限値は、予め制御回路112のメモリ222に記憶されていればよい。CPU220は、メモリ222から上限値を読出して判定に利用できる。
ステップ308において、CPU220は、太陽光発電システム106による余剰電力を売電、即ち商用電力系統902に出力する。その後、制御はステップ324に移行する。SOCが上限値に達していれば、蓄電池122はそれ以上充電されないので、太陽光発電システム106による余剰電力を売電できる。
ステップ306の判定結果がNOであれば(即ち、SOCが上限値に達していない)、ステップ310において、CPU220は、太陽光発電システム106による余剰電力により蓄電池122を充電する。その後、制御はステップ324に移行する。
ステップ304の判定結果がNOであれば(即ち、太陽光発電システム106による余剰電力がない)、ステップ312において、CPU220は、商用電力の買電単価が高いか否かを判定する。高いと判定された場合、制御はステップ320に移行する。そうでなければ、制御はステップ314に移行する。買電単価は、上記した電力料金単価である。上記したように、電力料金単価に応じて、1日は、高期間、低期間および中期間に区分される。したがって、CPU220は、メモリ222から、高期間に対応する時間帯と、ステップ300により取得した現在時刻とを読出し、現在時刻が、高期間に対応する時間帯に属するか否かを判定する。現在時刻が、高期間に対応する時間帯に属する場合、CPU220は買電単価が高いと判定する。例えば、図5に示した電力料金プランの場合、時間帯T2および時間帯T4が高期間であるので、CPU220は、現在時刻が時間帯T2および時間帯T4のいずれかに属するか否かを判定する。
ステップ314において、CPU220は、商用電力の買電単価が安いか否かを判定する。安いと判定された場合、制御はステップ316に移行する。そうでなければ、制御はステップ324に移行する。具体的には、CPU220は、メモリ222から、低期間に対応する時間帯と、ステップ300により取得した現在時刻とを読出し、現在時刻が、低期間に対応する時間帯に属するか否かを判定する。現在時刻が、低期間に対応する時間帯に属する場合、CPU220は買電単価が安いと判定する。例えば、図5に示した電力料金プランの場合、時間帯T3が低期間であるので、CPU220は、現在時刻が時間帯T3に属するか否かを判定する。
ステップ316において、CPU220は、ステップ302により取得したSOCをメモリ222から読出し、読出したSOCが目標値未満であるか否かを判定する。SOCが目標値未満であると判定された場合、制御はステップ318に移行する。そうでなければ、制御はステップ324に移行する。目標値は、上記したように、ユーザにより指定された蓄電池122のSOCの目標値であり、コントローラ108から制御回路112に送信され、メモリ222に記憶されている。
ステップ318において、CPU220は、商用電力系統902から供給される商用電力により蓄電池122を充電する。具体的には、CPU220は充放電回路114に指示をして、商用電力系統902から供給される交流電力を直流電力に変換し、蓄電池122に出力させる。これにより、蓄電池122は充電される。その後、制御はステップ324に移行する。
ステップ312の判定結果がYESであれば(即ち、買電単価は高い)、ステップ320において、CPU220は、ステップ302により取得したSOCをメモリ222から読出し、下限値以下であるか否かを判定する。SOCが下限値以下であると判定された場合、制御はステップ324に移行する。そうでなければ(即ち、SOC>下限値)、制御はステップ322に移行する。下限値は、予め制御回路112のメモリ222に記憶されていればよい。CPU220は、メモリ222から下限値を読出して判定に利用できる。
ステップ322において、CPU220は、蓄電池122の放電により、負荷906に電力を供給する。具体的には、CPU220は充放電回路114に指示をして、蓄電池122から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷906に供給させる。その後、制御はステップ324に移行する。
ステップ324において、CPU220は、終了するか否かを判定する。終了すると判定された場合、本プログラムは終了する。そうでなければ、制御はステップ300に戻り、上記の処理が繰返される。例えば、CPU220は、コントローラ108から所定コードを受信した場合、終了すると判定する。コントローラ108がユーザにより操作されてシステム停止の指示が入力された場合、コントローラ108は、電力制御装置102の制御回路112に上記の所定コードを送信する。
(第2の動作)
上記したように、太陽光発電システム106の発電電力の売電単価が、小売電気事業者からの買電単価よりも高い場合等には、図10に示した処理が実行される。図10のフローチャートは、図9に示したフローチャートにおいて、ステップ304からステップ310までのステップを削除し、ステップ302からステップ312に移行するように制御を変更し、ステップ316をステップ330により代替したものである。図10において、図9と同じ符号を付したステップの処理は、図9と同じである。したがって、重複説明を繰返さず、主として異なる点に関して説明する。
図10を参照して、ステップ314の判定結果がYESであれば、ステップ330において、CPU220は、ステップ302により取得したSOCが上限値以上であるか否かを判定する。SOCが上限値以上であると判定された場合、制御はステップ324に移行する。そうでなければ(即ち、SOC<上限値)、制御はステップ318に移行し、蓄電池122は商用電力により充電される。
以上により、電力制御システム100は、小売電気事業者が提供する様々な電力料金プランに対応し、適切に蓄電池の充放電制御を実行できる。即ち、電力制御システム100は、ユーザが任意に契約している電力料金プランに従って、適切に蓄電池の充放電制御を実行できる。
上記したように、設定部156(図4参照)は、蓄電池の充放電制御の基準として、商用電力の買電単価に応じて複数の時間帯を設定でき、現在時刻が、買電単価が高い時間帯(即ち、高期間に対応する時間帯)に属していれば、蓄電池122を放電する。これは、図9に示したステップ322の処理である。設定部156は、現在時刻が、買電単価が安い時間帯(即ち、低期間に対応する時間帯)に属していれば、商用電力系統902により蓄電池122を充電する。これは、図9に示したステップ318の処理である。これにより、商用電力系統902により蓄電池122を充電するための電気料金を削減できる。
なお、電力料金プランに4種類以上の買電単価が含まれる場合であっても、3種類の時間帯に区分できる。例えば、値が近い買電単価をまとめて1つの買電単価として扱うことにより、3種類の買電単価にでき、3種類の時間帯に区分できる。また、2種類の時間帯に区分されてもよい。例えば、電力料金プランに2種類の買電単価が含まれる場合、2種類の時間帯に区分できる。その場合、買電単価が高い時間帯(即ち、高期間に対応する時間帯)と、買電単価が安い時間帯(即ち、低期間に対応する時間帯)とが設定される。また、電力料金プランに3種類以上の買電単価が含まれる場合であっても、上記したように、値が近い買電単価をまとめて1つの買電単価として扱うことにより、2種類の時間帯に区分してもよい。
上記したように、CPU220は、蓄電池122を放電する際に、蓄電池122の充電量が下限値になるまで、または、現在時刻が、買取単価が高い時間帯(即ち、高期間に対応する時間帯)に属さなくなるまで放電する。即ち、余剰電力がなく(即ち、ステップ304の判定結果がNO)、現在時刻が、買取単価が高い時間帯に属していれば、蓄電池122のSOCが下限値になるまで(即ち、ステップ320の判定結果がYESになるまで)、ステップ322により放電を行う。また、CPU220は、現在時刻が、買取単価が高い時間帯に属さなくなれば、ステップ322による放電を実行しない。これにより、蓄電池122が必要以上に放電されることを防止できる。
上記したように、電力制御システム100は、蓄電池122のSOCの目標値を設定する目標値設定部154を含んでいる。CPU220、商用電力により蓄電池122を充電する際に、蓄電池122を目標値まで充電する。即ち、ステップ316の判定結果がYES(即ち、SOC<目標値)であれば、ステップ318により、商用電力系統902により蓄電池122が充電される。これにより、必要以上に蓄電池122を商用電力により充電することを抑制でき、電気料金を削減できる。
上記したように、ユーザは、蓄電池122のSOCの目標値を直接指定できる(図8参照)。したがって、将来(例えば翌日)において予定されている消費電力量(即ち、予定消費電力量)および太陽光発電システムの発電に影響する天候を考慮して、適切な目標値を直接設定でき、蓄電池122が適切に充電される。
コントローラ108(図4の目標値設定部154参照)は、蓄電池122の放電により消費される電力量の予定値を表す予定消費電力量に応じて目標値を設定してもよい。例えば、ユーザが、コントローラ108の操作部206を操作し、予定消費電力量(例えば、翌日の消費電力の予定値)を入力し、コントローラ108のCPU200が、入力された予定消費電力量に応じて、蓄電池122のSOCの目標値を設定してもよい。これにより、ユーザが将来(例えば翌日)予定している電力消費に応じて、適切な目標値を設定でき、適切に蓄電池122を充電できる。
また、消費電力予定量は、電力制御装置102の動作履歴、即ち電力制御装置102による蓄電池122の充電制御の履歴により設定されてもよい。そのためには、例えば、制御回路112のCPU220は、蓄電池122を充電した期間および放電した期間における蓄電池122のSOCの変化をメモリ222に記憶しておけばよい。これにより、将来(例えば翌日)の消費電力予定量を算出でき、算出された消費電力予定量に応じて適切な目標値を、自動的に設定できる。例えば、曜日に応じて、または、休日もしくは平日に応じて、消費電力予定量を算出でき、適切な目標値を設定できる。
上記において、図4に示した取得部150は、所定の時間間隔をもって、複数の電力料金プランに関する情報を取得してもよい。これにより、ユーザに電力料金プランを適切に提示でき、ユーザは、自己が契約している電力料金プランを効率的に設定できる。
上記したように、図4に示した特定部152は、蓄電池122が設置されている地域に基づいて、電力料金プランを特定する。即ち、図7に示した画面240により、ユーザが地域を選択することを可能にすることにより、ユーザに電力料金プランを適切に提示でき、ユーザは、自己が契約している電力料金プランを容易に設定できる。
(変形例)
上記においては、図1に示したように、電力制御装置102および定置蓄電池装置104が住宅900の屋外に設置され、PCS132およびコントローラ108が住宅900の屋内に設置されている場合を説明した。しかし、電力制御装置102、定置蓄電池装置104、PCS132およびコントローラ108の設置場所は任意である。例えば、電力制御装置102および定置蓄電池装置104は、住宅900の屋内に設置されていてもよい。コントローラ108およびPCS132は、住宅900の屋外に設置されていてもよい。
上記においては、図1に示したように、電力制御装置102、定置蓄電池装置104および太陽光発電システム106のPCS132の各々が個別の装置として構成される場合を説明した。しかし、それらを任意に組合せて一体に構成してもよい。例えば、定置蓄電池装置104内に電力制御装置102が組込まれて、一体に構成されてもよい。また、定置蓄電池装置104内に電力制御装置102およびPCS132が組込まれて、一体に構成されてもよい。
上記においては、コントローラ108が電力制御装置102の外部にある場合を説明したが、これに限定されない。電力制御装置102がコントローラ108を(即ち、図4に示した特定部152および目標値設定部154の機能を実現するための操作部206を)含んでいてもよい。上記したように、特定部152は、操作部206により地域が指定されたことを受けて、指定された地域に対応する1以上の電力料金プランを表示部208に表示する。特定部152は、表示された1以上の電力料金プランの中から、操作部206により選択された電力料金プランを、蓄電池122の充放電を制御するための基準を定めるための電力料金プランとして特定する。これにより、ユーザは、自己が契約している電力料金プランをより容易に設定できる。
上記においては、電力制御装置102が、定置蓄電池装置104に含まれる蓄電池122の充放電を制御する場合を説明したが、これに限定されない。定置蓄電池装置104は、V2Hの機能を有するEVまたはPHEV等により代替されてもよい。その場合、車載蓄電池である蓄電池122の充放電を、電力制御装置102は上記と同様に(例えば、図9および図10に示したフローチャートに従って)制御できる。
なお、蓄電池122が車載蓄電池である場合、図9および図10において、ステップ300およびステップ302の間に、車載蓄電池が充放電回路114に接続されているか否かを判定してもよい。接続されていれば、ステップ302以降の処理(即ち蓄電池122の充放電制御)は実行可能であるが、接続されていなければ(例えば、蓄電池122が搭載された車両が移動手段として利用中)、ステップ302以降の処理は実行できない。
以上、実施の形態を説明することにより本開示を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本開示は上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本開示の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味および範囲内での全ての変更を含む。
100 電力制御システム
102 電力制御装置
104 定置蓄電池装置
106 太陽光発電システム
108 コントローラ
110 電力計測回路
112、120 制御回路
114 充放電回路
122 蓄電池
130 PVパネル
132 PCS
140、142 電力センサ
150 取得部
152 特定部
154 目標値設定部
156 設定部
158 充放電制御部
200、220 CPU
202、222 メモリ
204、224 通信部
206 操作部
208 表示部
226 タイマー
240、260 画面
242 設定項目表示領域
244 設定内容表示領域
246 プルダウンキー表示領域
248、268 プルダウンメニュー
250、270 設定キー
252、272 キャンセルキー
262 設定項目
264 設定内容
266 プルダウンキー
300、302、304、306、308、310、312、314、316、318、320、322、324、330 ステップ
900 住宅
902 商用電力系統
904 通信ネットワーク
906 負荷
T1、T2、T3、T4、T5 時間帯

Claims (13)

  1. 商用電力の複数の電力料金プランに関する情報を取得する取得部と、
    前記複数の電力料金プランの中から1つのプランを特定する特定部と、
    特定された前記プランに関する前記情報に基づいて、蓄電池の充放電制御の基準を設定する設定部と、
    現在時刻および前記基準に基づいて、前記蓄電池の充放電を制御する制御部とを含む、電力制御装置。
  2. 前記設定部は、前記基準として、前記商用電力の買電単価が第1単価である第1時間帯と、前記買電単価が第2単価である第2時間帯とを設定し、
    前記第1単価は、前記プランに含まれる最も高い買電単価であり、
    前記第2単価は、前記プランに含まれる最も安い買電単価であり、
    前記制御部は、
    前記現在時刻が、前記第1時間帯に属していれば、前記蓄電池を放電し、
    前記現在時刻が、前記第2時間帯に属していれば、前記商用電力により前記蓄電池を充電する、請求項1に記載の電力制御装置。
  3. 前記制御部は、前記蓄電池を放電する際に、前記蓄電池の充電量が下限値になるまで、または、前記現在時刻が前記第1時間帯に属さなくなるまで放電を行う、請求項2に記載の電力制御装置。
  4. 前記蓄電池の充電量を表すSOCの目標値を設定する目標値設定部をさらに含み、
    前記制御部は、前記商用電力により前記蓄電池を充電する際に、前記蓄電池を前記目標値まで充電する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力制御装置。
  5. 前記目標値は、ユーザにより指定される、請求項4に記載の電力制御装置。
  6. 前記目標値設定部は、前記蓄電池の放電により消費される電力量の予定値を表す予定消費電力量に応じて前記目標値を設定する、請求項4に記載の電力制御装置。
  7. 前記予定消費電力量は、ユーザにより指定される、請求項6に記載の電力制御装置。
  8. 前記予定消費電力量は、前記電力制御装置の動作履歴により設定される、請求項6に記載の電力制御装置。
  9. 前記取得部は、所定の時間間隔をもって、前記複数の電力料金プランに関する前記情報を取得する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力制御装置。
  10. 前記特定部は、前記蓄電池が設置されている地域に基づいて、前記プランを特定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力制御装置。
  11. 操作部をさらに含み、
    前記特定部は、
    前記操作部により前記地域が指定されたことを受けて、指定された前記地域に対応する1以上の電力料金プランを提示し、
    提示された前記1以上の電力料金プランの中から、前記操作部により選択された電力料金プランを前記プランとして特定する、請求項10に記載の電力制御装置。
  12. 蓄電池と、
    請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力制御装置とを含み、
    前記電力制御装置は、前記蓄電池の充放電を制御する、システム。
  13. 商用電力の複数の電力料金プランに関する情報を取得する取得ステップと、
    前記複数の電力料金プランの中から1つのプランを特定する特定ステップと、
    特定された前記プランに関する前記情報に基づいて、蓄電池の充放電制御の基準を設定する設定ステップと、
    現在時刻および前記基準に基づいて、前記蓄電池の充放電を制御する制御ステップとを含む、制御方法。
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