JP5561058B2

JP5561058B2 - Power stabilization method, charge control method, charging device, and electric vehicle

Info

Publication number: JP5561058B2
Application number: JP2010206935A
Authority: JP
Inventors: 和夫坂本; 一志福庭
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-09-15
Also published as: JP2012065432A

Description

本発明は、電力安定化方法、充電制御方法、充電装置及び電動車両に関するものである。 The present invention relates to a power stabilization method, a charge control method, a charging device, and an electric vehicle.

電力網として代表的な商用電力系統にあっては、例えば原子力発電所、水力発電所、火力発電所のような大型の発電設備（発電装置）を有している。そして、電力の品質となる電圧や周波数をある所定範囲内になるように、上記発電設備のうち、出力調整しやすい例えば火力発電所の発電能力を調整するようにしている。例えば、電力消費量が発電能力に比して大きいときは、発電用タービンの回転数が低下して電圧や周波数が低下し、逆に、電力消費量が発電能力よりも小さいときは発電用タービンの回転数が上昇して電圧や周波数が上昇する。 A typical commercial power system as a power network has a large power generation facility (power generation device) such as a nuclear power plant, a hydropower plant, and a thermal power plant. Then, the power generation capacity of, for example, a thermal power plant that easily adjusts the output of the power generation equipment is adjusted so that the voltage and frequency that are the quality of the electric power are within a predetermined range. For example, when the power consumption is larger than the power generation capacity, the rotation speed of the power generation turbine decreases and the voltage and frequency decrease. Conversely, when the power consumption is smaller than the power generation capacity, the power generation turbine The number of rotations increases, and the voltage and frequency increase.

ところで、最近では、太陽エネルギを利用する太陽光発電パネルや風力を利用する風力発電等の自然エネルギを利用した発電装置が広く普及するようになっている。そして、自然エネルギの利用促進のため、自然エネルギを利用した発電装置を電力網に接続することも行われている。しかしながら、自然エネルギによる発電装置が数多く電力網に接続されると、電力品質が大きく変動する原因となる。例えば、連休中で晴天の日であれば、家庭での消費電力が減少する一方、太陽光パネルによる発電能力が大きくなり、このため電力網全体としては電力が大幅に余剰になって、例えば火力発電所での発電能力低下（発電タービンの回転数低下）のみでは例えば周波数を所定範囲内に調整することが困難な状況も生じる。とりわけ、自然エネルギは、短時間の間に大きく変動することもあり、電力品質を所定範囲内に設定する上で大きな問題となる。 Recently, power generation devices using natural energy such as solar power generation panels using solar energy and wind power generation using wind power have come into widespread use. In order to promote the use of natural energy, a power generation device using natural energy is also connected to the power grid. However, if many power generators using natural energy are connected to the power grid, the power quality may greatly fluctuate. For example, on a sunny day with consecutive holidays, while power consumption at home decreases, the power generation capacity of solar panels increases, so the power grid as a whole becomes significantly surplus, for example thermal power generation For example, a situation in which it is difficult to adjust the frequency within a predetermined range only by reducing the power generation capacity (reducing the rotational speed of the power generation turbine) at a place. In particular, natural energy may fluctuate greatly in a short period of time, which is a major problem in setting the power quality within a predetermined range.

特許文献１〜特許文献３には、電力品質が所定範囲内になるように、負荷つまり電力消費機器の運転状態を調整することが開示されている。すなわち、特許文献１には、商用電力系統の周波数制御のために、電気機器の電力消費量を制御することが開示されている。特許文献２には、電力需要家側の電気機器側に、電力系統の周波数を検出する手段を設けて、検出された周波数が所定範囲内になるように、電気機器側での電力消費量を調整することが開示されている。特許文献３には、自端周波数の変動に応じて、電子機器の出力を調整するものが開示されている。 Patent Documents 1 to 3 disclose that the load, that is, the operating state of the power consuming device is adjusted so that the power quality is within a predetermined range. That is, Patent Document 1 discloses controlling the power consumption of an electric device for frequency control of a commercial power system. In Patent Literature 2, a means for detecting the frequency of the power system is provided on the electric equipment side on the electric power consumer side, and the electric power consumption on the electric equipment side is set so that the detected frequency is within a predetermined range. Adjusting is disclosed. Patent Document 3 discloses a device that adjusts the output of an electronic device in accordance with fluctuations in its own frequency.

特開２００９−２１３２４０号公報JP 2009-213240 A 特開２００６−０４２４５８号公報JP 2006-042458 A 特開２００３−０９２８２９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-092929

しかしながら、前述した各特許文献に記載のものは、電力品質維持のために、一方的に負荷側つまり電気機器側で調整を行うものとなっており、電力網側の都合のみを優先した制御となっている。つまり、各特許文献に記載の技術は、負荷側にとってみれば、使用を制限されたり過剰に使用をせまられる等、使い勝手（利便性）の悪いものとなっている。 However, in the above-described patent documents, adjustment is performed unilaterally on the load side, that is, on the electric equipment side in order to maintain power quality, and only the convenience on the power network side is given priority. ing. In other words, the technology described in each patent document is inconvenient (convenient) to the load side, such as being restricted in use or being excessively used.

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、負荷側の利便性を確保しつつ電力品質を維持できるようにした電力安定化方法、充電制御方法、充電装置及び電動車両を提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a power stabilization method, a charge control method, a charging device, and a power supply method that can maintain power quality while ensuring convenience on the load side. It is to provide an electric vehicle.

前記目的を達成するため、本発明にあっては、基本的に、次のような解決手法を採択してある。すなわち、まず、現在の電力品質に関する情報に基づいて、電力維持のために必要な充電装置での要求充電速度が決定される。要求充電速度が、例えば、検出された周波数が基準周波数より小さいときは、消費電力が大きいときであるとして、消費電力を抑制すべく要求充電速度が小さい値とされる。逆に、検出された周波数が基準周波数よりも大きいときは要求充電速度が大きい値とされる。一方、充電装置により充電される負荷側の情報に基づいて、許容充電速度が決定される。負荷側の情報としては、現在の蓄電量、劣化度合、温度、使用予定等がある。そして、最終充電速度が、上記許容充電速度の範囲内で上記要求充電速度に近い値として設定されて、この最終充電速度でもって負荷への充電が実行される。 In order to achieve the above object, the present invention basically adopts the following solution. That is, first, the required charging speed in the charging device necessary for maintaining the power is determined based on the information on the current power quality. For example, when the required charging speed is lower than the reference frequency, the required charging speed is set to a small value to suppress the power consumption, assuming that the power consumption is large. Conversely, when the detected frequency is higher than the reference frequency, the required charging speed is set to a large value. On the other hand, the allowable charging speed is determined based on the information on the load side charged by the charging device. Information on the load side includes the current power storage amount, the degree of deterioration, the temperature, the use schedule, and the like. Then, the final charging speed is set as a value close to the required charging speed within the range of the allowable charging speed, and charging to the load is executed at the final charging speed.

電力安定化方法にあっては、最終充電速度と要求充電速度との差が、電力品質維持のために必要なギャップとして決定されて、このギャップが小さくなるように、電力網に接続された発電装置や蓄電装置が制御される。充電制御方法や充電装置にあっては、上記ギャップを小さくするための手法（手段）が省略されたものとなる。電動車両にあっては、上記ギャップを小さくするための手段が省略された充電装置（のうち少なくとも充電制御手段）を搭載したものされる。 In the power stabilization method, the difference between the final charge rate and the required charge rate is determined as a gap necessary for maintaining the power quality, and the power generator connected to the power grid so that the gap is reduced. And the power storage device is controlled. In the charge control method and the charging device, the method (means) for reducing the gap is omitted. In an electric vehicle, a charging device (at least a charging control unit) out of which the means for reducing the gap is omitted is mounted.

電力品質に関する情報は、電力網側で検出してもよく、あるいは充電装置側で検出してもよい。また、要求充電速度の決定は、電力網側で行なってもよく、あるいは充電装置側で行なってもよい。さらに、上記のような充電制御の実行は、電力品質維持の制御が必要になったときに発信される電力品質制御指示情報に基づいて行うようにするのが好ましいものである。なお、電力網としては、商用電力系統、マイクログリッド、戸建て住宅内の電力網等、適宜のものとすることができる。前記ギャップを小さくするための制御は、商用電力系統に極力影響を与えないようにするため、マイクログリッドの範囲内で行ったり、戸建て住宅の範囲内で行うことが好ましい。 Information on the power quality may be detected on the power grid side or on the charging device side. The required charging rate may be determined on the power grid side or on the charging device side. Furthermore, it is preferable to execute the charging control as described above based on the power quality control instruction information transmitted when the power quality maintenance control becomes necessary. In addition, as a power network, a commercial power system, a microgrid, a power network in a detached house, or the like can be used as appropriate. The control for reducing the gap is preferably performed within the range of the microgrid or within the range of a detached house so as not to affect the commercial power system as much as possible.

前記目的を達成するため、本発明による電力安定化方法にあっては、具体的には、次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
発電装置と蓄電装置と充電装置と該充電装置により充電される負荷とこれらを接続する電力網および情報通信網を備えた電力網の電力安定化方法であって、
電力網の電力品質を検出する第１ステップと、
電力網の電力品質を所定範囲に維持するために必要な前記充電装置の要求充電速度を決定する第２ステップと、
前記負荷に関する情報を検出する第３ステップと、
前記第３ステップで検出された前記負荷に関する情報に基づいて、該負荷に対する許容充電速度を決定する第４ステップと、
前記第２ステップで決定された要求充電速度と前記第４ステップで決定された許容充電速度とに基づいて、最終充電速度を決定する第５ステップと、
前記第５ステップで決定された最終充電速度でもって前記充電装置により前記負荷を充電する第６ステップと、
前記第５ステップで決定された最終充電速度と前記第２ステップで決定された要求充電速度との差となるギャップを決定する第７ステップと、
前記第７ステップで決定されたギャップが小さくなるように、前記発電装置と前記蓄電装置との少なくとも一方を制御する第８ステップと、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、負荷側の利便性を確保しつつ、電力品質を維持できる。特に、上記ギャップを小さくする制御をも実行することにより、電力品質を極めて高い次元で維持することができる。 In order to achieve the above object, the power stabilization method according to the present invention specifically adopts the following solution. That is, as described in claim 1 in the claims,
A power network power stabilization method including a power generation device, a power storage device, a charging device, a load charged by the charging device, a power network connecting them, and an information communication network,
A first step of detecting power quality of the power grid;
A second step of determining a required charging rate of the charging device required to maintain the power quality of the power grid within a predetermined range;
A third step of detecting information relating to the load;
A fourth step of determining an allowable charging speed for the load based on the information on the load detected in the third step;
A fifth step of determining a final charge rate based on the required charge rate determined in the second step and the allowable charge rate determined in the fourth step;
A sixth step of charging the load by the charging device at a final charge rate determined in the fifth step;
A seventh step of determining a gap that is a difference between the final charging speed determined in the fifth step and the required charging speed determined in the second step;
An eighth step of controlling at least one of the power generation device and the power storage device such that the gap determined in the seventh step is reduced;
It is supposed to be equipped with. According to the above solution, the power quality can be maintained while ensuring the convenience on the load side. In particular, the power quality can be maintained at a very high level by executing the control for reducing the gap.

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２〜請求項５に記載のとおりである。すなわち、
電力品質制御指示情報を前記充電装置に送信する第９ステップをさらに有し、
前記第２ステップにおける前記充電装置の要求充電速度の決定は、前記第９ステップで送信される前記電力品質制御指示情報を受信したときに実行される、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、電力品質維持のための制御を不必要に行ってしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。 Preferred embodiments based on the above solution are as described in claims 2 to 5 in the claims. That is,
A ninth step of transmitting power quality control instruction information to the charging device;
The determination of the required charging speed of the charging device in the second step is executed when the power quality control instruction information transmitted in the ninth step is received.
(Corresponding to claim 2). In this case, it is preferable to prevent a situation in which control for maintaining power quality is unnecessarily performed.

前記第３ステップで検出される負荷に関する情報として負荷の使用予定に関する情報が含まれていて、負荷の使用予定をも考慮して前記第２ステップでの要求充電速度が決定される、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、負荷側の使用予定をも考慮することにより、より高い精度で電力品質を維持することができる。 The information on the load usage schedule is included as the information on the load detected in the third step, and the required charge rate in the second step is determined in consideration of the load usage schedule. Yes (corresponding to claim 3). In this case, the power quality can be maintained with higher accuracy by considering the load-side usage schedule.

前記電力網が、商用電力系統、マイクログリッド、戸建て住宅内の電力網のいずれかとされている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、電力網の具体的なものが提供される。 The power network is any one of a commercial power system, a microgrid, and a power network in a detached house (corresponding to claim 4). In this case, a specific power network is provided.

前記電力網が、マイクログリッド、戸建て住宅内の電力網のいずれかとされ、
前記第８ステップでの前記ギャップを小さくするための制御が、前記マイクログリッドの範囲内または前記戸建て住宅内の電力網の範囲内で実行される、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、電力品質維持に必要な発電装置や蓄電装置の制御を、マイクログリッド内あるいは戸建て住宅内で行って、制御を簡便かつ精度よく行う上で好ましいものとなる。 The power grid is either a microgrid or a power grid in a detached house,
The control for reducing the gap in the eighth step is performed within the microgrid or within the power grid within the detached house.
(Corresponding to claim 5). In this case, it is preferable to control the power generation device and the power storage device necessary for maintaining the power quality in the microgrid or the detached house, and to perform the control easily and accurately.

前記目的を達成するため、本発明における充電制御方法にあっては、具体的には次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項６に記載のように、
発電装置と蓄電装置と充電装置とが電力網によって接続され、該充電装置によって負荷に対して充電するようにした充電制御方法であって、
電力網の電力品質を検出する第１ステップと、
電力網の電力品質を所定範囲に維持するために必要な前記充電装置の要求充電速度を決定する第２ステップと、
前記負荷に関する情報を検出する第３ステップと、
前記第３ステップで検出された前記負荷に関する情報に基づいて、該負荷に対する許容充電速度を決定する第４ステップと、
前記第２ステップで決定された要求充電速度と前記第４ステップで決定された許容充電速度とに基づいて、最終充電速度を決定する第５ステップと、
前記第５ステップで決定された最終充電速度でもって前記充電装置により前記負荷を充電する第６ステップと、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、負荷側の利便性を確保しつつ、電力品質を維持できる。 In order to achieve the above object, in the charging control method of the present invention, specifically, the following solution is adopted. That is, as described in claim 6 in the claims,
A power generation device, a power storage device, and a charging device are connected by a power network, and the charging control method is configured to charge the load by the charging device,
A first step of detecting power quality of the power grid;
A second step of determining a required charging rate of the charging device required to maintain the power quality of the power grid within a predetermined range;
A third step of detecting information relating to the load;
A fourth step of determining an allowable charging speed for the load based on the information on the load detected in the third step;
A fifth step of determining a final charge rate based on the required charge rate determined in the second step and the allowable charge rate determined in the fourth step;
A sixth step of charging the load by the charging device at a final charge rate determined in the fifth step;
It is supposed to be equipped with. According to the above solution, the power quality can be maintained while ensuring the convenience on the load side.

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項７、請求項８下に記載のとおりである。すなわち、
電力品質制御指示情報を前記充電装置に送信する第９ステップをさらに有し、
前記第２ステップにおける前記充電装置の要求充電速度の決定は、前記第９ステップで送信される前記電力品質制御指示情報を受信したときに実行される、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、請求項２に対応した効果を得ることができる。 Preferred embodiments based on the above solution are as described in claims 7 and 8 below in the claims. That is,
A ninth step of transmitting power quality control instruction information to the charging device;
The determination of the required charging speed of the charging device in the second step is executed when the power quality control instruction information transmitted in the ninth step is received.
(Corresponding to claim 7). In this case, the effect corresponding to claim 2 can be obtained.

前記第３ステップで検出される負荷に関する情報として負荷の使用予定に関する情報が含まれていて、負荷の使用予定をも考慮して前記第２ステップでの要求充電速度が決定される、ようにしてある（請求項８対応）。この場合、請求項３に対応した効果と同様の効果を得ることができる。 The information on the load usage schedule is included as the information on the load detected in the third step, and the required charge rate in the second step is determined in consideration of the load usage schedule. Yes (corresponding to claim 8). In this case, the same effect as that of the third aspect can be obtained.

前記目的を達成するため、本発明における充電装置にあっては、具体的に次のような第１の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項９に記載のように、
電力網に接続されると共に負荷に対して充電を行うための充電装置であって、
電力網用の制御手段から送信されてくる電力品質制御指示情報に基づいて、要求充電速度を決定する要求充電速度決定手段と、
前記負荷に関する情報に基づいて、該負荷に対する許容充電速度を決定する許容充電速度決定手段と、
前記許容充電速度の範囲内で、前記要求充電速度に近い充電速度を最終充電速度として決定する最終充電速度決定手段と、
前記最終充電速度でもって前記負荷に対して充電を行う充電実行手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、負荷側の利便性を確保しつつ、電力品質を維持できる。 In order to achieve the above object, the following first solution is specifically adopted in the charging apparatus according to the present invention. That is, as described in claim 9 in the claims,
A charging device connected to a power grid and charging a load,
Based on the power quality control instruction information transmitted from the control means for the power network, the required charging speed determining means for determining the required charging speed;
An allowable charge rate determining means for determining an allowable charge rate for the load based on the information on the load;
A final charge rate determining means for determining a charge rate close to the required charge rate as a final charge rate within the range of the allowable charge rate;
Charging execution means for charging the load at the final charging speed;
It is supposed to be equipped with. According to the above solution, the power quality can be maintained while ensuring the convenience on the load side.

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項１０に記載のとおりである。すなわち、
電力品質を検出する電力品質検出手段と、
前記検出された電力品質を電力網用の前記制御手段に送信する送信手段と、
をさらに備えているようにしてある（請求項１０対応）。この場合、充電装置で検出された末端の電力品質の情報によって、電力品質制御指示情報をより適正なものに設定して、電力品質をより精度よく維持する上で好ましいものとなる。 A preferred mode based on the above solution is as described in claim 10 in the scope of claims. That is,
Power quality detection means for detecting power quality;
Transmitting means for transmitting the detected power quality to the control means for a power network;
Is further provided (corresponding to claim 10). In this case, it is preferable to set the power quality control instruction information to a more appropriate one based on the information on the power quality at the end detected by the charging device, and to maintain the power quality more accurately.

前記目的を達成するため、本発明における充電装置にあっては、具体的には次のような第２の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１１に記載のように、
電力網に接続されると共に負荷に対して充電を行うための充電装置であって、
電力網の電力品質に関する情報を検出する電力品質情報検出手段と、
前記検出された電力品質情報に基づいて、要求充電速度を決定する要求充電速度決定手段と、
前記負荷に関する情報に基づいて、該負荷に対する許容充電速度を決定する許容充電速度決定手段と、
前記許容充電速度の範囲内で、前記要求充電速度に近い充電速度を最終充電速度として決定する最終充電速度決定手段と、
前記最終充電速度でもって前記負荷に対して充電を行う充電実行手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、負荷側の利便性を確保しつつ、電力品質を維持できる。 In order to achieve the above object, the charging device in the present invention specifically adopts the following second solution. That is, as described in claim 11 in the claims,
A charging device connected to a power grid and charging a load,
Power quality information detecting means for detecting information related to power quality of the power network;
Requested charge rate determining means for determining a required charge rate based on the detected power quality information;
An allowable charge rate determining means for determining an allowable charge rate for the load based on the information on the load;
A final charge rate determining means for determining a charge rate close to the required charge rate as a final charge rate within the range of the allowable charge rate;
Charging execution means for charging the load at the final charging speed;
It is supposed to be equipped with. According to the above solution, the power quality can be maintained while ensuring the convenience on the load side.

請求項９ないし請求項１１を前提として、次のような解決手法を採択することもできる。すなわち、請求項１２に記載のように、
前記負荷が、車載蓄電池と該車載蓄電池から電力の供給を受ける走行用モータとを備えた電動式車両とされ、
前記負荷に関する情報として、前記電動車両の使用予定または前記車載蓄電池の蓄電状態との少なくとも一方が含まれる、
ようにしてある（請求項１２対応）。この場合、電動車両を有効に利用して、電力品質の維持を行うことができる。 On the premise of claims 9 to 11, the following solutions can be adopted. That is, as described in claim 12,
The load is an electric vehicle including an in-vehicle storage battery and a traveling motor that receives power supply from the in-vehicle storage battery,
Information on the load includes at least one of a schedule for using the electric vehicle or a storage state of the in-vehicle storage battery,
This is done (corresponding to claim 12). In this case, it is possible to maintain the power quality by effectively using the electric vehicle.

前記目的を達成するため、本発明における電動車両にあっては、具体的に次のような第１の解決手法を採択してある。すなわち、請求項１３に記載のように、
車載蓄電池と該車載蓄電池から電力の供給を受ける走行用モータと該車載蓄電池に充電を行う充電装置とを備え、該充電装置を電力網に接続した状態で該車載蓄電池への充電を行うようにされた電動車両であって、
前記充電装置は、
電力網用の制御手段から送信されてくる電力品質に関する情報に基づいて、要求充電速度を決定する要求充電速度決定手段と、
少なくとも前記車載蓄電池の蓄電状態に基づいて、該車載蓄電池に対する許容充電速度を決定する許容充電速度決定手段と、
前記許容充電速度の範囲内で、前記要求充電速度に近い充電速度を最終充電速度として決定する最終充電速度決定手段と、
前記最終充電速度でもって前記車載蓄電池に対して充電を行う充電実行手段と、
を備えている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、請求項９に記載の充電装置を搭載した電動車両が提供されて、請求項９に対応した効果と同様の効果を得ることができる。 In order to achieve the above object, the following first solution is specifically adopted in the electric vehicle according to the present invention. That is, as described in claim 13,
An in-vehicle storage battery, a traveling motor that receives power from the in-vehicle storage battery, and a charging device that charges the in-vehicle storage battery, and charging the in-vehicle storage battery in a state where the charging device is connected to a power network. Electric vehicle,
The charging device is:
Requested charge rate determining means for determining a required charge rate based on information on the power quality transmitted from the control means for the power network,
Based on at least the storage state of the in-vehicle storage battery, an allowable charging speed determination means for determining an allowable charging speed for the in-vehicle storage battery;
A final charge rate determining means for determining a charge rate close to the required charge rate as a final charge rate within the range of the allowable charge rate;
Charging execution means for charging the in- vehicle storage battery at the final charging speed;
With
It is like that. According to the said solution technique, the electric vehicle carrying the charging device of Claim 9 is provided, and the effect similar to the effect corresponding to Claim 9 can be acquired.

前記目的を達成するため、本発明における電動車両にあっては、具体的に次のような第２の解決手法を採択してある。すなわち、請求項１４に記載のように、
車載蓄電池と該車載蓄電池から電力の供給を受ける走行用モータと該車載蓄電池に充電を行う充電装置とを備え、該充電装置を電力網に接続した状態で該車載蓄電池への充電を行うようにされた電動車両であって、
前記充電装置は、
電力網の電力品質に関する情報を検出する電力品質情報検出手段と、
前記電力品質に関する情報に基づいて、要求充電速度を決定する要求充電速度決定手段と、
少なくとも前記車載蓄電池の蓄電状態に基づいて、該車載蓄電池に対する許容充電速度を決定する許容充電速度決定手段と、
前記許容充電速度の範囲内で、前記要求充電速度に近い充電速度を最終充電速度として決定する最終充電速度決定手段と、
前記最終充電速度でもって前記車載蓄電池に対して充電を行う充電実行手段と、
を備えている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、請求項１１に記載の充電装置を搭載した電動車両が提供されて、請求項１１に対応した効果と同様の効果を得ることができる。 In order to achieve the above object, the following second solution is specifically adopted in the electric vehicle according to the present invention. That is, as described in claim 14,
An in-vehicle storage battery, a traveling motor that receives power from the in-vehicle storage battery, and a charging device that charges the in-vehicle storage battery, and charging the in-vehicle storage battery in a state where the charging device is connected to a power network. Electric vehicle,
The charging device is:
Power quality information detecting means for detecting information related to power quality of the power network;
A required charge rate determining means for determining a required charge rate based on the information on the power quality;
Based on at least the storage state of the in-vehicle storage battery, an allowable charging speed determination means for determining an allowable charging speed for the in-vehicle storage battery;
A final charge rate determining means for determining a charge rate close to the required charge rate as a final charge rate within the range of the allowable charge rate;
Charging execution means for charging the in- vehicle storage battery at the final charging speed;
With
It is like that. According to the said solution technique, the electric vehicle carrying the charging device of Claim 11 is provided, and the effect similar to the effect corresponding to Claim 11 can be acquired.

本発明によれば、負荷側の利便性を確保しつつ、電力品質を維持できる。 According to the present invention, it is possible to maintain power quality while ensuring convenience on the load side.

本発明の一実施形態を示す全体系統図。1 is an overall system diagram showing an embodiment of the present invention. 本発明の制御内容を図式的に示す図。The figure which shows the control content of this invention typically. 本発明による電力安定化の基本的な制御内容を示す図。The figure which shows the basic control content of the electric power stabilization by this invention. 周波数検出と要求充電速度算出とを行う部位の組み合わせ例を示す図。The figure which shows the example of a combination of the site | part which performs frequency detection and request | requirement charge rate calculation. 図３に示す組み合わせ例に応じた具体的な制御例を示す図。The figure which shows the specific control example according to the example of a combination shown in FIG. 本発明の第１の制御例をブロック図的に示す図。The figure which shows the 1st example of control of this invention in a block diagram. 本発明の第２の制御例をブロック図的に示す図。The figure which shows the 2nd example of control of this invention in a block diagram. 本発明の第３の制御例をブロック図的に示す図。The figure which shows the 3rd example of control of this invention in a block diagram. 本発明の第４の制御例をブロック図的に示す図。The figure which shows the 4th example of control of this invention in a block diagram. 本発明の第５の制御例をブロック図的に示す図。The figure which shows the 5th example of control of this invention in a block diagram. 本発明の第６の制御例をブロック図的に示す図。The figure which shows the 6th example of control of this invention in a block diagram. 戸建て住宅内での周波数変動抑制制御例を示す図。The figure which shows the example of frequency fluctuation suppression control in a detached house. 図１２に示すＨＥＭＳの例を示す図。The figure which shows the example of HEMS shown in FIG. 電動車両の行動予測を行うための説明図。Explanatory drawing for performing action prediction of an electric vehicle.

図１において、ＤＭは電力網で、実施形態では商用電力系統とされている。この電力網ＤＭは、原子力発電所１、水力発電所２、火力発電所３が接続されて、大規模な地域範囲に渡って大電力を供給可能となっている。この電力網ＤＭには、発電装置４、蓄電装置５，充電装置６が接続されている。発電装置４は、自然エネルギを利用して発電を行なうもので、例えば太陽太陽光パネルや風力発電装置等とされる。蓄電装置５は、電力の過不足を補うためのものとなっていて、大容量バッテリから構成されている。充電装置６は、電動車両ＥＶに対して充電を行うためのものとなっている。発電装置４、蓄電装置５，充電装置６は、図１ではそれぞれ１つのみ示してあるが、実際にはそれぞれ極めて多数が電力網ＤＭに接続されているものである。 In FIG. 1, DM is a power network, which is a commercial power system in the embodiment. The power network DM is connected to the nuclear power plant 1, the hydroelectric power plant 2, and the thermal power plant 3, and can supply a large amount of power over a large area. A power generation device 4, a power storage device 5, and a charging device 6 are connected to the power network DM. The power generation device 4 generates power using natural energy, and is, for example, a solar solar panel or a wind power generation device. The power storage device 5 is intended to compensate for excess or deficiency of power, and is configured from a large capacity battery. The charging device 6 is for charging the electric vehicle EV. Although only one power generation device 4, power storage device 5, and charging device 6 are shown in FIG. 1, an extremely large number of them are actually connected to the power network DM.

電力網ＤＭにおける制御装置Ｕ１と発電装置４と蓄電装置５と充電装置６とは、インターネット等の情報通信網ＮＷを介して相互に接続されている。なお、原子力発電所１、水力発電所２、火力発電所３は、制御装置Ｕ１を介してネットワークＮＷに接続され、電動車両はＥＶは充電装置６を介してネットワークＮＷに接続される。 The control device U1, the power generation device 4, the power storage device 5, and the charging device 6 in the power network DM are connected to each other via an information communication network NW such as the Internet. The nuclear power plant 1, the hydroelectric power plant 2, and the thermal power plant 3 are connected to the network NW via the control device U1, and the electric vehicle EV is connected to the network NW via the charging device 6.

図２は、電力網ＤＭ側の制御装置Ｕ１と充電装置６側の制御装置Ｕ２との間で、電力品質維持のために行われる情報のやりとりを示し、図２では、電力品質維持の対象が周波数とされている。この図２において、実際の（現在の）周波数の検出を、制御装置Ｕ１で行う場合が周波数検出Ａ１として示され、制御装置Ｕ２で行う場合が周波数検出Ａ２（自端周波数の検出となる）として示される。同様に、要求充電速度の決定（算出）を、制御装置Ｕ１側行う場合が要求充電速度算出Ｄ２として示され、制御装置Ｕ２側で行う場合が要求充電速度算出Ｄ１として示される。 FIG. 2 shows the exchange of information performed to maintain power quality between the control device U1 on the power network DM side and the control device U2 on the charging device 6 side. In FIG. It is said that. In FIG. 2, the case where the actual (current) frequency detection is performed by the control device U1 is shown as the frequency detection A1, and the case where the actual detection is performed by the control device U2 is the frequency detection A2 (the detection of the own frequency). Indicated. Similarly, the case where determination (calculation) of the required charging speed is performed on the control device U1 side is indicated as the required charging speed calculation D2, and the case where it is performed on the control device U2 side is indicated as the required charging speed calculation D1.

制御装置Ｕ２には、負荷としての電動車両ＥＶから、情報の送信Ｅが入力される。情報の送信Ｅに含まれる情報としては、例えば、電動車両ＥＶが搭載している車載蓄電池に関する情報（蓄電量、温度、劣化度合等）、および電動車両ＥＶの使用予定に関する情報が含まれる。制御装置Ｕ２では、上述した周波数検出Ａ２、要求充電速度算出Ｄ１を行う他、、許容充電速度Ｆの決定（算出）と、充電速度（最終充電速度）の決定および指示Ｊと、制御装置Ｕ１への決定充電速度の送信Ｌと、検出した周波数（自端周波数）情報の送信Ｎとが行われる。 Information transmission E is input to the control device U2 from the electric vehicle EV as a load. The information included in the information transmission E includes, for example, information related to the in-vehicle storage battery mounted on the electric vehicle EV (power storage amount, temperature, degree of deterioration, etc.) and information related to the use schedule of the electric vehicle EV. In addition to performing the above-described frequency detection A2 and required charge rate calculation D1, the control device U2 determines the allowable charge rate F (calculation), determines the charge rate (final charge rate) and the instruction J, and sends it to the control unit U1. The transmission L of the determined charging rate and the transmission N of the detected frequency (self-end frequency) information are performed.

一方制御装置Ｕ１側では、前述した周波数検出Ａ１、要求充電速度算出Ｄ２の他、ギャップ算出Ｇ、ギャップ調整Ｈが行われる。また、制御装置Ｕ１から制御装置Ｕ２へは、周波数制御指示の送信Ｂと、要求充電速度の送信Ｍとが行われる。 On the other hand, on the control device U1 side, the gap calculation G and the gap adjustment H are performed in addition to the frequency detection A1 and the required charging speed calculation D2. Further, transmission B of the frequency control instruction and transmission M of the requested charging rate are performed from the control device U1 to the control device U2.

図３は、図２に示した各種の情報のうち必要な情報を用いて、電力品質維持のために行われる基本的な情報の流れを示す。すなわち、周波数検出Ａ（図２のＡ１またはＡ２対応）から、要求充電速度Ｄ（図２のＤ１またはＤ２）の決定が行われる。一方、電動車両ＥＶからの情報の送信Ｅに基づいて、電動車両ＥＶに搭載されている車載蓄電池への許容充電速度Ｆが決定される。決定された要求充電速度Ｄと許容充電速度Ｆとに基づいて、最終充電速度となる充電速度決定Ｊが行われる。充電速度決定Ｊによって決定される充電速度は、許容充電速度Ｆの範囲内で、要求充電速度Ｄに近い（実施形態ではもっとも近い）充電速度とされる。このように、負荷としての電動車両ＥＶ側での都合となる許容要求充電速度Ｆの範囲内で、周波数が所定範囲内（例えば基準周波数が５０ＨＺの場合に、５０ＨＺ±０．３ＨＺの範囲等）とするのに必要な要求充電速度Ｄを極力満足させるように充電速度決定Ｊが行われることになる。 FIG. 3 shows a basic information flow performed for maintaining power quality by using necessary information among various types of information shown in FIG. That is, the required charging speed D (D1 or D2 in FIG. 2) is determined from the frequency detection A (corresponding to A1 or A2 in FIG. 2). On the other hand, based on the transmission E of information from the electric vehicle EV, the allowable charging speed F to the in-vehicle storage battery mounted on the electric vehicle EV is determined. Based on the determined required charging speed D and allowable charging speed F, a charging speed determination J that is the final charging speed is performed. The charging speed determined by the charging speed determination J is a charging speed close to the required charging speed D (closest in the embodiment) within the range of the allowable charging speed F. Thus, the frequency is within a predetermined range within the range of the allowable required charging speed F that is convenient on the electric vehicle EV side as a load (for example, when the reference frequency is 50 Hz, the range of 50 Hz ± 0.3 Hz, etc.) The charging speed determination J is performed so as to satisfy the required charging speed D necessary for

充電速度決定Ｊで決定された充電速度は、制御装置Ｕ１に送信される（図２の決定充電速度の送信Ｌ対応）。制御装置Ｕ１では、送信されてきた決定充電速度と要求充電速度Ｄとの差を算出（ギャップ算出Ｇ）する。このギャップＧは、電力品質維持のための不足分を示す値となる。そして、制御装置Ｕ１は、ギャップＧが小さくなるように（ゼロになるように）、電力調整を行う（例えば火力発電所３での発電能力調整、蓄電装置５での充放電調整等）。なお、ギャップＧを小さくするための電力調整は、電力品質維持のために充電速度調整を既に行っているため、充電速度調整を行わない場合に比して十分小さな調整幅ですむことになる。このようにして、電力網ＤＭでの電力品質維持が行われる（実施形態では周波数が所定範囲内に収まる）。 The charging speed determined by the charging speed determination J is transmitted to the control device U1 (corresponding to transmission L of the determined charging speed in FIG. 2). In the control device U1, the difference between the transmitted determined charging rate and the requested charging rate D is calculated (gap calculation G). The gap G is a value indicating a shortage for maintaining the power quality. And the control apparatus U1 adjusts electric power so that the gap G may become small (it becomes zero) (for example, electric power generation capacity adjustment in the thermal power plant 3, charge / discharge adjustment in the electrical storage apparatus 5, etc.). It should be noted that the power adjustment for reducing the gap G has already been performed in order to maintain the power quality, so that the adjustment range is sufficiently small compared with the case where the charge speed adjustment is not performed. In this way, power quality is maintained in the power network DM (in the embodiment, the frequency is within a predetermined range).

ここで、要求充電速度の決定および周波数検出は、それぞれ、電力網ＤＭ（の制御装置Ｕ１）側で行う場合と充電装置６（の制御装置Ｕ２）側とで行う場合の２通りあるので、合計の組み合わせは、図４の（１）〜（４）に示すように４通りのパターンが存在する。図５は、この図４に示す４通りのパターン（１）〜（４）について、具体的な処理の流れを示すものである。 Here, the determination of the required charging speed and the frequency detection are respectively performed in the power network DM (control device U1) side and in the charging device 6 (control device U2) side. There are four patterns of combinations as shown in (1) to (4) of FIG. FIG. 5 shows a specific processing flow for the four patterns (1) to (4) shown in FIG.

まず、パターン（１）は、制御装置Ｕ１側で周波数検出Ａ１を行い、検出した周波数が電力品質維持の範囲からずれているときに、制御装置Ｕ１から制御装置Ｕ２へ、周波数制御指示の送信Ｂが行われる。制御装置Ｕ２側では、この周波数制御信号の送信Ｂの受信をトリガとして、電力品質維持のための制御を開始して、要求充電速度算出Ｄ１を行う。また、制御装置Ｕ２は、電動車両ＥＶからの情報の送信Ｅを受けて、許容充電速度Ｆを決定する。そして、制御装置Ｕ２は、最終的な充電速度Ｊを決定した後、制御装置Ｕ１に対して決定された２つの充電速度ＤとＪの送信Ｌを行う。そして、制御装置Ｕ１では、受信した充電速度ＤとＪとからギャップＧを算出して、このギャップＧを小さくするための電力調整を行うことになる。電力品質維持は、電力網ＤＭ側の要請が強いため、周波数検出を電力網ＤＭ側で行うことと、電力品質維持のための充電速度制御を行うか否かの決定（充電速度制御を行う場合に周波数制御指示信号の送信Ｂの発生となる）とを行うのが好ましいものとなる。 First, in pattern (1), frequency detection A1 is performed on the control device U1 side, and when the detected frequency deviates from the power quality maintenance range, transmission B of a frequency control instruction is transmitted from the control device U1 to the control device U2. Is done. On the control device U2 side, the control for maintaining the power quality is started with the reception of the transmission B of the frequency control signal as a trigger, and the required charging speed calculation D1 is performed. In addition, control device U2 determines allowable charging speed F in response to transmission E of information from electric vehicle EV. Then, after determining the final charging rate J, the control device U2 performs transmission L of the two charging rates D and J determined for the control device U1. Then, the control device U1 calculates the gap G from the received charging speeds D and J, and performs power adjustment for reducing the gap G. For power quality maintenance, there is a strong demand on the power network DM side, so that frequency detection is performed on the power network DM side, and whether or not charging speed control is performed to maintain power quality (frequency when charging speed control is performed). It is preferable that the transmission B of the control instruction signal occurs).

図５のパターン（２）は、制御装置Ｕ１側で要求充電速度Ｄ１を決定し、これに応じて制御装置Ｕ２側へ要求充電速度の送信Ｍを行うようになっている。パターン（２）では、電力網ＤＭ側で、電力品質維持のための制御に必要な要求充電速度Ｄ２を決定して、決定された要求充電速度Ｄ２を制御装置Ｕ２へ送信Ｍするので、周波数制御指示の送信Ｂを別途行わないようになっている。 In the pattern (2) of FIG. 5, the required charging rate D1 is determined on the control device U1 side, and the required charging rate transmission M is performed to the control device U2 side accordingly. In the pattern (2), since the required charging rate D2 necessary for the control for maintaining the power quality is determined on the power network DM side, and the determined required charging rate D2 is transmitted to the control device U2, the frequency control instruction The transmission B is not performed separately.

図５のパターン（３）は、パターン（１）の変形例となるもので、制御装置Ｕ２側で周波数検出Ａ２を行うようになっている。このため、処理Ｂの前に、検出周波数の送信Ｎを行うようになっている。 Pattern (3) in FIG. 5 is a modification of pattern (1), and frequency detection A2 is performed on the control device U2 side. For this reason, the transmission N of the detected frequency is performed before the process B.

図５のパターン（４）は、パターン（２）の変形例となるもので、制御装置Ｕ２側で周波数検出Ａ２を行うようになっている。このため、処理Ｄ２の前に、検出周波数の送信Ｎを行うようになっている。 Pattern (4) in FIG. 5 is a modified example of pattern (2), and frequency detection A2 is performed on the control device U2 side. For this reason, transmission N of the detected frequency is performed before the process D2.

図６は、電動車両ＥＶに制御装置Ｕ２の機能をもたせた（充電装置６は制御装置Ｕ２を有しない）場合に、電動車両ＥＶ側とインフラ側（充電装置６、電力網ＤＭ、制御装置Ｕ１）とでの情報処理を行う具体例を示すものである。また、図６では、図２に対応した処理部分には、図２で用いた符合を付してある。以上のことを前提として、まず、処理Ｓ１で示すように電動車両ＥＶが充電装置６に接続されると、制御装置Ｕ１側から、周波数制御指示の信号が発信される。周波数検出（Ａ１、Ａ２、Ｎ対応）と最適充電速度（要求充電速度Ｄ１対応）が決定される。一方、車載蓄電池（バッテリ）のＳＯＣ（蓄電量）、劣化度合、温度等が検出され、また電動車両ＥＶの行動予定が読み込まれて、充電可能速度範囲（許容充電速度Ｆ対応）が決定される。この充電可能速度範囲と最適充電速度とから、充電可能速度範囲を超えない範囲でもって、もっとも最適充電速度に近い速度が、充電実施速度（最終充電速度Ｊ対応）が決定される。そして、処理Ｓ２で示すように、決定された充電実施速度でもって充電が実行される。この充電実行と合わせて、インフラ側では、ギャップＧが算出されて、このギャップＧを小さくするための処理Ｓ１１またはＳ１２の少なくとも一方が実行される。処理Ｓ１１は、電力網ＤＭ側での処理で、既述のように火力発電所２の発電能力調整や、蓄電装置５での充放電制御となる。また、処理Ｓ１２は、ソフトウエア的に電力需給を所望方向に促すもので、ギャップＧに応じて充電価格を決定する。すなわち、ギャップＧが大きいほど充電価格を安く設定して、ギャップＧが小さくなる方向に電力需給を促すようにされる。 FIG. 6 shows the electric vehicle EV side and the infrastructure side (charging device 6, power network DM, control device U1) when the electric vehicle EV has the function of the control device U2 (the charging device 6 does not have the control device U2). The specific example which performs the information processing in and is shown. Further, in FIG. 6, the reference numerals used in FIG. 2 are assigned to the processing portions corresponding to FIG. Based on the above, first, when the electric vehicle EV is connected to the charging device 6 as shown in step S1, a frequency control instruction signal is transmitted from the control device U1 side. Frequency detection (corresponding to A1, A2, N) and optimum charging speed (corresponding to the required charging speed D1) are determined. On the other hand, the SOC (power storage amount), the degree of deterioration, the temperature, etc. of the in-vehicle storage battery (battery) are detected, and the action schedule of the electric vehicle EV is read to determine the chargeable speed range (corresponding to the allowable charge speed F). . From the chargeable speed range and the optimum charge speed, the charge execution speed (corresponding to the final charge speed J) is determined as the speed closest to the optimum charge speed within the range not exceeding the chargeable speed range. And as shown by process S2, charge is performed with the determined charging implementation speed. Along with this charge execution, on the infrastructure side, the gap G is calculated, and at least one of processing S11 or S12 for reducing the gap G is executed. The process S11 is a process on the power network DM side, and is a power generation capacity adjustment of the thermal power plant 2 and a charge / discharge control in the power storage device 5 as described above. Further, the process S12 urges the supply and demand of electric power in a desired direction by software, and determines the charging price according to the gap G. That is, as the gap G is larger, the charging price is set lower, and the power supply and demand is promoted in the direction in which the gap G becomes smaller.

図７は、図６に対応した別の例を示すもので、図６とは異なる部分についてのみ説明する（このことは、以下の図７〜図１１についても同じ）。この図７の例では、系統側において、周波数変動（Ａ１対応）に基づいて最適充電速度（Ｄ２対応）を算出して、最適充電速度を電動車両ＥＶに送信するようになっている。 FIG. 7 shows another example corresponding to FIG. 6, and only a portion different from FIG. 6 will be described (this also applies to the following FIGS. 7 to 11). In the example of FIG. 7, on the system side, an optimum charging speed (corresponding to D2) is calculated based on frequency fluctuation (corresponding to A1), and the optimum charging speed is transmitted to the electric vehicle EV.

図８の例では、走行中の他の電動車両ＥＶの充電予測をも考慮して、処理Ｓ１において充電しようしている電動車両ＥＶの充電実施速度（最終充電速度Ｊ対応）を決定する場合を示す。すなわち、処理Ｓ３において、走行中の電動車両の過去の行動履歴に基づく行動予測から、充電開始時刻と場所（使用する充電装置６の位置）と時刻別の許容充電速度とが算出される。系統側では、処理Ｓ３で算出された情報と、電動車両ＥＶ側で決定される充電可能速度（許容充電速度Ｆ対応）とに基づいて、周波数制御信号が算出される。このＳ１３で算出される周波数制御信号は、電力品質維持のためにどの程度周波数を変動させる必要があるかの信号となるが、走行中の電動車両の充電予測が加味されたものとして決定されることになる。そして、系統側では、処理Ｓ１４において、処理Ｓ１３で算出された周波数制御信号が電動車両ＥＶ側に送信される。電動車両ＥＶは、処理Ｓ４において、周波数制御信号を受信する。そして、電動車両ＥＶ側で、最適充電速度（要求充電速度Ｄ１対応）が算出されることになる。なお、図８の例では、充電を行おうとする全ての電動車両ＥＶについて、共通の最適充電速度（要求充電速度Ｍ対応）が決定されることになる。 In the example of FIG. 8, the case where the charging execution speed (corresponding to the final charging speed J) of the electric vehicle EV to be charged is determined in the process S1 in consideration of the charging prediction of the other electric vehicle EV that is running. Show. That is, in the process S3, the charging start time, the place (the position of the charging device 6 to be used), and the permissible charging speed for each time are calculated from the behavior prediction based on the past behavior history of the traveling electric vehicle. On the system side, the frequency control signal is calculated based on the information calculated in step S3 and the chargeable speed determined on the electric vehicle EV side (corresponding to the allowable charging speed F). The frequency control signal calculated in S13 is a signal indicating how much the frequency needs to be changed in order to maintain the power quality, but is determined as a result of taking into account the charge prediction of the electric vehicle that is running. It will be. On the system side, in process S14, the frequency control signal calculated in process S13 is transmitted to the electric vehicle EV side. The electric vehicle EV receives the frequency control signal in the process S4. Then, the optimum charging speed (corresponding to the required charging speed D1) is calculated on the electric vehicle EV side. In the example of FIG. 8, a common optimum charging speed (corresponding to the required charging speed M) is determined for all the electric vehicles EV to be charged.

図９は、図８の場合と同様に、走行中の他の電動車両の充電予測をも加味して、充電装置６に接続された電動車両ＥＶの充電速度を決定するものとなっている。図９の例では、系統側において、図８場合と同様の処理Ｓ１３を行うようになっている。ただし、図９の場合は、系統側でもって、最適充電速度（要求充電速度Ｄ１対応）を決定し、決定した最適充電速度を電動車両ＥＢ側に送信するようになっている（送信Ｍ対応）。これに対応して、電動車両ＥＶ側では、処理Ｓ５において、送信Ｍを受信することになる。 As in the case of FIG. 8, FIG. 9 determines the charging speed of the electric vehicle EV connected to the charging device 6 in consideration of the charging prediction of other electric vehicles that are running. In the example of FIG. 9, the same processing S13 as in FIG. 8 is performed on the system side. However, in the case of FIG. 9, the optimum charging speed (corresponding to the required charging speed D1) is determined on the system side, and the determined optimum charging speed is transmitted to the electric vehicle EB side (corresponding to transmission M). . Correspondingly, on the electric vehicle EV side, the transmission M is received in step S5.

図１０の例は、図８の変形例となるもので、図８の場合に比して、処理Ｓ１３、Ｓ１４，Ｓ４，Ｄ１の部分が変更されている。すなわち、図８の例では、全ての電動車両ＥＶについて共通の周波数制御信号や最適充電速度を算出しているが、図１０の例では、充電装置６に接続されて充電開始される電動車両ＥＶ毎に、個別に周波数制御信号や最適充電速度を算出するようになっている。図１０の場合は、図８や図９の場合に比して、個別の電動車両ＥＶ毎により適切な充電速度でもって充電することが可能となる。 The example of FIG. 10 is a modified example of FIG. 8, and the processes S13, S14, S4, and D1 are changed as compared to the case of FIG. That is, in the example of FIG. 8, the common frequency control signal and the optimum charging speed are calculated for all the electric vehicles EV, but in the example of FIG. 10, the electric vehicle EV that is connected to the charging device 6 and starts charging. Each time, the frequency control signal and the optimum charging speed are calculated individually. In the case of FIG. 10, as compared with the cases of FIG. 8 and FIG. 9, it becomes possible to charge at an appropriate charging speed for each individual electric vehicle EV.

図１１は、図９の変形例となるもので、電動車両ＥＶ毎に、個別周波数制御信号の算出（Ｓ１３）、個別最適充電速度（要求充電速度）の算出（Ｄ２対応）、個別最適充電速度の発信Ｍを行うようになっており、電動車両ＥＶ側では、個別最適充電速度を受信する。個別の電動車両ＥＶ毎により適切な充電速度でもって充電することが可能となる。 FIG. 11 is a modification of FIG. 9, and for each electric vehicle EV, calculation of an individual frequency control signal (S13), calculation of an individual optimum charging speed (required charging speed) (corresponding to D2), and individual optimum charging speed. The electric vehicle EV side receives the individual optimum charging speed. It becomes possible to charge at an appropriate charging speed for each individual electric vehicle EV.

図１２は、電力網が、マイクログリッドあるいは戸建て住宅内の電力網である場合の周波数変動抑制制御の例を示し、すなわち、マイクログリッドあるいは戸建て住宅においては、個別に、種々の電気負荷（テレビ、エアコン等）や発電装置（太陽光パネルや風力発電）および蓄電池（バッテリ）、さらには電動車両ＥＶに対する充電装置を有している。なお、以下の説明では、戸建て住宅に着目して説明するが、マイクログリッドの場合も戸建て住宅と同様の制御が行われる。 FIG. 12 shows an example of frequency fluctuation suppression control when the power grid is a power grid in a microgrid or a detached house. That is, in a microgrid or a detached house, various electric loads (TV, air conditioner, etc.) are individually provided. ), A power generation device (solar panel or wind power generation), a storage battery (battery), and a charging device for the electric vehicle EV. In addition, in the following description, although it demonstrates paying attention to a detached house, in the case of a microgrid, the same control as a detached house is performed.

まず、図１２の処理Ｓ３１において、自端周波数を検出することにより、あるいは系統側の電力網ＤＭ側からの周波数制御信号（例えば図９のＳ１３対応）を受信することにより、後述するＨＥＭＳ（ホーム・エネルギ・マネジメント・システム）での処理が行われる。この後、Ｓ３３において、戸建て住宅に設置されている蓄電池の充放電可能な速度範囲を超えない範囲でもって、最適充電速度（要求充電速度Ｄ対応で、最適充電速度がマイナス値の場合は放電速度となる）にもっとも近い充電実施速度（最終充電速度Ｊ対応）が決定される。そして、Ｓ３４において、決定された充電実施速度でもって、戸建て住宅内の蓄電池の充放電が行われる。さらに、系統側では、最適充電速度と充電実施速度のギャップＧに基づいて、ギャップＧを小さくする処理が行われる（Ｓ１１あるいはＳ１２の処理）。 First, in process S31 of FIG. 12, by detecting a local frequency or by receiving a frequency control signal (for example, corresponding to S13 of FIG. 9) from the power grid DM side on the system side, a HEMS (home Processing in the energy management system). Thereafter, in S33, the optimal charging rate (corresponding to the required charging rate D and the negative charging rate when the optimal charging rate is a negative value) is within a range not exceeding the chargeable / dischargeable rate range of the storage battery installed in the detached house. The charging execution speed (corresponding to the final charging speed J) closest to the above is determined. And in S34, charging / discharging of the storage battery in a detached house is performed with the determined charging implementation speed. Further, on the system side, processing for reducing the gap G is performed based on the gap G between the optimum charging speed and the charging execution speed (processing of S11 or S12).

図１３は、図１２におけるＨＥＭＳの詳細を示すものである。この図１３において、処理Ｓ４１において、戸建て住宅内の蓄電池の蓄電量や劣化状態が検出される。また、処理Ｓ４２において、戸建て住宅内の設置されている発電装置での発電量が予測される（記憶、更新されている過去の発電量履歴に基づいて予測）。さらに、処理Ｓ４３において、戸建て住宅内の各種の電気機器類の過去の使用履歴に基づいて、電力需要が予測される（記憶、更新されている過去の電力需要に基づいて予測）。この後、処理Ｓ４４において、処理Ｓ４１〜Ｓ４３での処理結果に基づいて、ＨＥＭＳ側での充電速度の調整可能範囲ＣmaxとＣminが決定される。このＣmaxとＣminとは、蓄電池の充電速度可能範囲と電気機器の出力調整可能範囲（充電速度に換算した調整可能範囲）との両方を加味したものとなる。 FIG. 13 shows details of the HEMS in FIG. In this FIG. 13, in process S41, the amount of stored electricity and the deterioration state of the storage battery in the detached house are detected. Moreover, in process S42, the electric power generation amount in the power generation device installed in the detached house is predicted (prediction based on the past power generation amount history stored and updated). Furthermore, in process S43, the power demand is predicted based on the past use history of various electric devices in the detached house (predicted based on the past power demand stored and updated). Thereafter, in process S44, adjustable ranges Cmax and Cmin of the charging speed on the HEMS side are determined based on the processing results in processes S41 to S43. Cmax and Cmin take into account both the chargeable speed range of the storage battery and the output adjustable range of the electric device (adjustable range converted into the charge rate).

一方、処理S４５において、検出した自端周波数または系統側からの周波数制御信号に基づいて、最適充電速度（要求充電速度）Ａが決定される。また処理Ｓ４６において、電動車両ＥＶ側から、最適充電速度（要求充電速度）Ｂと、充電可能速度範囲（最大値Ｂmax、最小値Ｂmin）が受信される。 On the other hand, in process S45, the optimum charging rate (required charging rate) A is determined based on the detected self-end frequency or the frequency control signal from the system side. In process S46, the optimum charging speed (required charging speed) B and the chargeable speed range (maximum value Bmax, minimum value Bmin) are received from the electric vehicle EV side.

前記処理S４４〜S４６の後は、Ｓ４７において、最適充電速度Ａが、「Ｂ＋Ｃmin」以上でかつ「Ｂ＋Ｃmax」以下であるか否かが判別される。この処理S４７の判別でＹＥＳのときは、電動車両ＥＶについては最適充電速度Ｂでもって充電を実行する一方、ＨＥＭＳ側では調整可能範囲となるＣmax〜Ｃminの範囲でもって出力調整が行われる。 After the processes S44 to S46, it is determined in S47 whether or not the optimum charging speed A is not less than “B + Cmin” and not more than “B + Cmax”. When the determination in step S47 is YES, the electric vehicle EV is charged at the optimum charging speed B, while the output adjustment is performed in the range of Cmax to Cmin that is an adjustable range on the HEMS side.

処理Ｓ４７の判別でＮＯのときは、処理Ｓ４９において、最適充電速度Ａが、「Ｂmin＋Ｃmin」以上でかつ「Ｂmax＋Ｃmax」以下であるか否かが判別される。この処理S４９の判別でＹＥＳのときは、処理Ｓ５０において、ＨＥＭＳでの出力がＣminまたはＣmaxとされる一方、電動車両ＥＶ側での充電速度が「Ａ−Ｃmin」または「Ａ−Ｃmax」に相当する値に設定される。より具体的には、電動車両ＥＶ側で「Ａ−Ｃmin」としたときはＨＥＭＳ側ではＣminとされ、電動車両ＥＶ側で「Ａ−Ｃmax」としたときはＨＥＭＳ側ではＣmaxとされる。 If the determination in step S47 is NO, it is determined in step S49 whether or not the optimum charging speed A is not less than “Bmin + Cmin” and not more than “Bmax + Cmax”. When the determination in step S49 is YES, in step S50, the output at HEMS is set to Cmin or Cmax, while the charging speed on the electric vehicle EV side corresponds to “A-Cmin” or “A-Cmax”. Is set to the value to be More specifically, when "A-Cmin" is set on the electric vehicle EV side, Cmin is set on the HEMS side, and when "A-Cmax" is set on the electric vehicle EV side, Cmax is set on the HEMS side.

処理S４９の判別でＮＯのときは、電動車両ＥＶ側でＢminでかつＨＥＭＳ側でＣminとされるか（Ａが「Ｂmin＋Ｃmin」より小さいとき）、あるいは電動車両ＥＶ側でＢmaxでかつＨＥＭＳ側でＣmaxとされる（Ａが「Ｂmax＋Ｃmax」より大きいとき）。 When the determination in step S49 is NO, is Bmin on the electric vehicle EV side and Cmin on the HEMS side (when A is smaller than “Bmin + Cmin”), or Bmax on the electric vehicle EV side and Cmax on the HEMS side? (When A is larger than “Bmax + Cmax”).

図１４は、電動車両ＥＶの行動予測の一例を示すものである。すなわち、制御装置Ｕ１とＵ２と電動車両ＥＶとの少なくとも１つが、充電装置６からの離間距離の情報を記憶、更新している。記憶、更新される距離は、長期間（例えば１年）と短期間（例えば１ヶ月）との２種類とされている（各月について、毎曜日毎に、各時刻毎に記憶している）。電動車両ＥＶについて今回予測される距離は、まず基本距離として短期間となる１ヶ月の平均値とされる。また、長期間となる１年の平均値から短期間となる１ヶ月の平均値を差し引いた偏差が、リスク距離（想定外の距離）として算出される。そして、上記基本距離にリスク距離を加算した距離が、今回予測される距離となる。そして、予測距離が大きいほど、車載蓄電池の蓄電量を大きくしておく必要性が高いものとなる（充電速度としては大きいものが要求される）。なお、電動車両ＥＶの行動予測としては、充電装置６からの距離のみならず、充電装置６から離脱している時間を加味する等、適宜の要素を加味して行うことができる。 FIG. 14 shows an example of behavior prediction of the electric vehicle EV. That is, at least one of the control devices U1 and U2 and the electric vehicle EV stores and updates information on the separation distance from the charging device 6. There are two types of distances that are stored and updated: a long period (for example, one year) and a short period (for example, one month) (for each month, each distance is stored for each day of the week). . The distance predicted this time for the electric vehicle EV is first set to an average value for one month which is a short period as a basic distance. Further, a deviation obtained by subtracting an average value for one month for a short period from an average value for one year for a long period is calculated as a risk distance (an unexpected distance). The distance obtained by adding the risk distance to the basic distance is the predicted distance. Then, the greater the predicted distance, the higher the necessity of increasing the amount of power stored in the in-vehicle storage battery (a higher charge rate is required). Note that the behavior prediction of the electric vehicle EV can be performed by taking into account not only the distance from the charging device 6 but also an appropriate factor such as taking into account the time of separation from the charging device 6.

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。電力品質維持の対象としては、周波数に限らず電圧であってもよい。電力網としては、商用電力系統に限らず、マイクログリッド内のみの電力網、戸建て住宅内のみの電力網等適宜の電力網を選択できるものである。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。 Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the scope of claims. For example, the invention includes the following cases. . The power quality maintenance target is not limited to the frequency but may be a voltage. The power network is not limited to a commercial power system, and an appropriate power network such as a power network only in a microgrid or a power network only in a detached house can be selected. Of course, the object of the present invention is not limited to what is explicitly stated, but also implicitly includes providing what is substantially preferred or expressed as an advantage.

負荷側の利便性を確保しつつ、電力網の電力品質の維持を行うことができる。 The power quality of the power grid can be maintained while ensuring the convenience on the load side.

４：発電装置
５：蓄電装置
６：充電装置
ＤＭ：電力網
Ｕ１：制御装置（電力網側）
Ｕ２：制御装置（充電装置側）
ＮＷ：ネットワーク
ＥＶ：電動車両
Ａ１、Ａ２：周波数検出
Ｄ１、Ｄ２：要求充電速度算出
Ｆ：許容充電速度算出
Ｊ：（最終）充電速度算出
Ｇ：ギャップ算出
Ｈ：ギャップ調整 4: Power generation device 5: Power storage device 6: Charging device DM: Power network U1: Control device (power network side)
U2: Control device (charging device side)
NW: network EV: electric vehicle A1, A2: frequency detection D1, D2: required charge speed calculation F: allowable charge speed calculation J: (final) charge speed calculation G: gap calculation H: gap adjustment

Claims

発電装置と蓄電装置と充電装置と該充電装置により充電される負荷とこれらを接続する電力網および情報通信網を備えた電力網の電力安定化方法であって、
電力網の電力品質を検出する第１ステップと、
電力網の電力品質を所定範囲に維持するために必要な前記充電装置の要求充電速度を決定する第２ステップと、
前記負荷に関する情報を検出する第３ステップと、
前記第３ステップで検出された前記負荷に関する情報に基づいて、該負荷に対する許容充電速度を決定する第４ステップと、
前記第２ステップで決定された要求充電速度と前記第４ステップで決定された許容充電速度とに基づいて、最終充電速度を決定する第５ステップと、
前記第５ステップで決定された最終充電速度でもって前記充電装置により前記負荷を充電する第６ステップと、
前記第５ステップで決定された最終充電速度と前記第２ステップで決定された要求充電速度との差となるギャップを決定する第７ステップと、
前記第７ステップで決定されたギャップが小さくなるように、前記発電装置と前記蓄電装置との少なくとも一方を制御する第８ステップと、
を備えていることを特徴とする電力安定化方法。 A power network power stabilization method including a power generation device, a power storage device, a charging device, a load charged by the charging device, a power network connecting them, and an information communication network,
A first step of detecting power quality of the power grid;
A second step of determining a required charging rate of the charging device required to maintain the power quality of the power grid within a predetermined range;
A third step of detecting information relating to the load;
A fourth step of determining an allowable charging speed for the load based on the information on the load detected in the third step;
A fifth step of determining a final charge rate based on the required charge rate determined in the second step and the allowable charge rate determined in the fourth step;
A sixth step of charging the load by the charging device at a final charge rate determined in the fifth step;
A seventh step of determining a gap that is a difference between the final charging speed determined in the fifth step and the required charging speed determined in the second step;
An eighth step of controlling at least one of the power generation device and the power storage device such that the gap determined in the seventh step is reduced;
A power stabilization method comprising:

請求項１において、
電力品質制御指示情報を前記充電装置に送信する第９ステップをさらに有し、
前記第２ステップにおける前記充電装置の要求充電速度の決定は、前記第９ステップで送信される前記電力品質制御指示情報を受信したときに実行される、
ことを特徴とする電力安定化方法。 In claim 1,
A ninth step of transmitting power quality control instruction information to the charging device;
The determination of the required charging speed of the charging device in the second step is executed when the power quality control instruction information transmitted in the ninth step is received.
A method for stabilizing power.

請求項１または請求項２において、
前記第３ステップで検出される負荷に関する情報として負荷の使用予定に関する情報が含まれていて、負荷の使用予定をも考慮して前記第２ステップでの要求充電速度が決定される、ことを特徴とする電力安定化方法。 In claim 1 or claim 2,
The information on the load usage schedule is included as the information on the load detected in the third step, and the required charging speed in the second step is determined in consideration of the load usage schedule. Power stabilization method.

請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記電力網が、商用電力系統、マイクログリッド、戸建て住宅内の電力網のいずれかとされている、ことを特徴とする電力網の電力安定化方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The power network power stabilization method, wherein the power network is any one of a commercial power system, a microgrid, and a power network in a detached house.

請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記電力網が、マイクログリッド、戸建て住宅内の電力網のいずれかとされ、
前記第８ステップでの前記ギャップを小さくするための制御が、前記マイクログリッドの範囲内または前記戸建て住宅内の電力網の範囲内で実行される、
ことを特徴とする電力安定化方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The power grid is either a microgrid or a power grid in a detached house,
The control for reducing the gap in the eighth step is performed within the microgrid or within the power grid within the detached house.
A method for stabilizing power.

発電装置と蓄電装置と充電装置とが電力網によって接続され、該充電装置によって負荷に対して充電するようにした充電制御方法であって、
電力網の電力品質を検出する第１ステップと、
電力網の電力品質を所定範囲に維持するために必要な前記充電装置の要求充電速度を決定する第２ステップと、
前記負荷に関する情報を検出する第３ステップと、
前記第３ステップで検出された前記負荷に関する情報に基づいて、該負荷に対する許容充電速度を決定する第４ステップと、
前記第２ステップで決定された要求充電速度と前記第４ステップで決定された許容充電速度とに基づいて、最終充電速度を決定する第５ステップと、
前記第５ステップで決定された最終充電速度でもって前記充電装置により前記負荷を充電する第６ステップと、
を備えていることを特徴とする充電制御方法。 A power generation device, a power storage device, and a charging device are connected by a power network, and the charging control method is configured to charge the load by the charging device,
A first step of detecting power quality of the power grid;
A second step of determining a required charging rate of the charging device required to maintain the power quality of the power grid within a predetermined range;
A third step of detecting information relating to the load;
A fourth step of determining an allowable charging speed for the load based on the information on the load detected in the third step;
A fifth step of determining a final charge rate based on the required charge rate determined in the second step and the allowable charge rate determined in the fourth step;
A sixth step of charging the load by the charging device at a final charge rate determined in the fifth step;
A charge control method comprising:

請求項６において、
電力品質制御指示情報を前記充電装置に送信する第９ステップをさらに有し、
前記第２ステップにおける前記充電装置の要求充電速度の決定は、前記第９ステップで送信される前記電力品質制御指示情報を受信したときに実行される、
ことを特徴とする充電制御方法。 In claim 6,
A ninth step of transmitting power quality control instruction information to the charging device;
Determination of the required charging rate of the charging device in the second step is executed when the power quality control instruction information transmitted in the ninth step is received.
The charge control method characterized by the above-mentioned.

請求項６または請求項７において、
前記第３ステップで検出される負荷に関する情報として負荷の使用予定に関する情報が含まれていて、負荷の使用予定をも考慮して前記第２ステップでの要求充電速度が決定される、ことを特徴とする電力網の電力安定化方法。 In claim 6 or claim 7,
The information on the load usage schedule is included as the information on the load detected in the third step, and the required charging speed in the second step is determined in consideration of the load usage schedule. A power stabilization method for the power grid.

電力網に接続されると共に負荷に対して充電を行うための充電装置であって、
電力網用の制御手段から送信されてくる電力品質制御指示情報に基づいて、要求充電速度を決定する要求充電速度決定手段と、
前記負荷に関する情報に基づいて、該負荷に対する許容充電速度を決定する許容充電速度決定手段と、
前記許容充電速度の範囲内で、前記要求充電速度に近い充電速度を最終充電速度として決定する最終充電速度決定手段と、
前記最終充電速度でもって前記負荷に対して充電を行う充電実行手段と、
を備えていることを特徴とする充電装置。 A charging device connected to a power grid and charging a load,
Based on the power quality control instruction information transmitted from the control means for the power network, the required charging speed determining means for determining the required charging speed;
An allowable charge rate determining means for determining an allowable charge rate for the load based on the information on the load;
A final charge rate determining means for determining a charge rate close to the required charge rate as a final charge rate within the range of the allowable charge rate;
Charging execution means for charging the load at the final charging speed;
A charging device comprising:

請求項９において、
電力品質を検出する電力品質検出手段と、
前記検出された電力品質を電力網用の前記制御手段に送信する送信手段と、
をさらに備えていることを特徴とする充電装置。 In claim 9,
Power quality detection means for detecting power quality;
Transmitting means for transmitting the detected power quality to the control means for a power network;
The charging device further comprising:

電力網に接続されると共に負荷に対して充電を行うための充電装置であって、
電力網の電力品質に関する情報を検出する電力品質情報検出手段と、
前記検出された電力品質情報に基づいて、要求充電速度を決定する要求充電速度決定手段と、
前記負荷に関する情報に基づいて、該負荷に対する許容充電速度を決定する許容充電速度決定手段と、
前記許容充電速度の範囲内で、前記要求充電速度に近い充電速度を最終充電速度として決定する最終充電速度決定手段と、
前記最終充電速度でもって前記負荷に対して充電を行う充電実行手段と、
を備えていることを特徴とする充電装置。 A charging device connected to a power grid and charging a load,
Power quality information detecting means for detecting information related to power quality of the power network;
Requested charge rate determining means for determining a required charge rate based on the detected power quality information;
An allowable charge rate determining means for determining an allowable charge rate for the load based on the information on the load;
A final charge rate determining means for determining a charge rate close to the required charge rate as a final charge rate within the range of the allowable charge rate;
Charging execution means for charging the load at the final charging speed;
A charging device comprising:

請求項９ないし請求項１１のいずれか１項において、
前記負荷が、車載蓄電池と該車載蓄電池から電力の供給を受ける走行用モータとを備えた電動式車両とされ、
前記負荷に関する情報として、前記電動車両の使用予定または前記車載蓄電池の蓄電状態との少なくとも一方が含まれる、
ことを特徴とする充電装置。 In any one of Claims 9 thru | or 11,
The load is an electric vehicle including an in-vehicle storage battery and a traveling motor that receives power supply from the in-vehicle storage battery,
Information on the load includes at least one of a schedule for using the electric vehicle or a storage state of the in-vehicle storage battery,
A charging device characterized by that.

車載蓄電池と該車載蓄電池から電力の供給を受ける走行用モータと該車載蓄電池に充電を行う充電装置とを備え、該充電装置を電力網に接続した状態で該車載蓄電池への充電を行うようにされた電動車両であって、
前記充電装置は、
電力網用の制御手段から送信されてくる電力品質に関する情報に基づいて、要求充電速度を決定する要求充電速度決定手段と、
少なくとも前記車載蓄電池の蓄電状態に基づいて、該車載蓄電池に対する許容充電速度を決定する許容充電速度決定手段と、
前記許容充電速度の範囲内で、前記要求充電速度に近い充電速度を最終充電速度として決定する最終充電速度決定手段と、
前記最終充電速度でもって前記車載蓄電池に対して充電を行う充電実行手段と、
を備えている、
ことを特徴とする電動車両。 An in-vehicle storage battery, a traveling motor that receives power from the in-vehicle storage battery, and a charging device that charges the in-vehicle storage battery, and charging the in-vehicle storage battery in a state where the charging device is connected to a power network. Electric vehicle,
The charging device is:
Requested charge rate determining means for determining a required charge rate based on information on the power quality transmitted from the control means for the power network,
Based on at least the storage state of the in-vehicle storage battery, an allowable charging speed determination means for determining an allowable charging speed for the in-vehicle storage battery;
A final charge rate determining means for determining a charge rate close to the required charge rate as a final charge rate within the range of the allowable charge rate;
Charging execution means for charging the in- vehicle storage battery at the final charging speed;
With
The electric vehicle characterized by the above-mentioned.

車載蓄電池と該車載蓄電池から電力の供給を受ける走行用モータと該車載蓄電池に充電を行う充電装置とを備え、該充電装置を電力網に接続した状態で該車載蓄電池への充電を行うようにされた電動車両であって、
前記充電装置は、
電力網の電力品質に関する情報を検出する電力品質情報検出手段と、
前記電力品質に関する情報に基づいて、要求充電速度を決定する要求充電速度決定手段と、
少なくとも前記車載蓄電池の蓄電状態に基づいて、該車載蓄電池に対する許容充電速度を決定する許容充電速度決定手段と、
前記許容充電速度の範囲内で、前記要求充電速度に近い充電速度を最終充電速度として決定する最終充電速度決定手段と、
前記最終充電速度でもって前記車載蓄電池に対して充電を行う充電実行手段と、
を備えている、
ことを特徴とする電動車両。

An in-vehicle storage battery, a traveling motor that receives power from the in-vehicle storage battery, and a charging device that charges the in-vehicle storage battery, and charging the in-vehicle storage battery in a state where the charging device is connected to a power network. Electric vehicle,
The charging device is:
Power quality information detecting means for detecting information related to power quality of the power network;
A required charge rate determining means for determining a required charge rate based on the information on the power quality;
Based on at least the storage state of the in-vehicle storage battery, an allowable charging speed determination means for determining an allowable charging speed for the in-vehicle storage battery;
A final charge rate determining means for determining a charge rate close to the required charge rate as a final charge rate within the range of the allowable charge rate;
Charging execution means for charging the in- vehicle storage battery at the final charging speed;
With
The electric vehicle characterized by the above-mentioned.