JP5909672B2

JP5909672B2 - 制御装置

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Publication number: JP5909672B2
Application number: JP2012541849A
Authority: JP
Inventors: 健司泰間
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2031-10-31
Also published as: WO2012060321A1; JPWO2012060321A1; EP2637277A1; EP2637277A4; US20130229057A1

Description

本発明は、制御装置に係り、特に、蓄電装置部に対する充放電制御を行う制御装置に関する。

発電会社等に接続される電力系統を用い、安定して各需要家に対して電力供給するためには、電力系統の運用にあたって、電力の需要と供給のバランスを取る必要がある。例えば、欧米等では、当該電力系統の安定的な運用を図ることを目的として設立された電力運用会社が存在する。欧米等において、蓄電装置を所有する者が、この電力運用会社との間で契約を行なって、当該電力運用会社からの電力充放電指示に応じて充放電を行なうことで電力運用協力金が支給されるサービスである、いわゆるアンシラリーサービスが実施されている。

特許文献１には、二次電池を用いたアンシラリーサービス提供方法として、二次電池を設置しアンシラリーサービスの分担を許容する需要家に対して、予め設定された期間の二次電池のアンシラリーサービス提供量または提供能力を積算して記録することが述べられている。

特開２００３−２８４２４４号公報

ところで、上記電力運用会社との間でアンシラリーサービスの契約を行うと、当該契約者は、電力運用会社からの電力充放電指示に対応することが必要となる。その電力充放電指示に対応するために、当該契約者は予め十分な容量の蓄電装置を備えている。しかし、電力運用会社からの充放電指示の状況によっては、全く使用せずに存在している蓄電装置の容量もあるため、当該蓄電装置を有効に利用することが望まれる。

本発明の目的は、電力系統及び負荷と蓄電装置と間で電力のやりとりを行なう場合に、蓄電装置をより有効に利用することを可能とする制御装置を提供することである。

本発明に係る制御装置は、蓄電装置と電力系統との間の充電又は放電及び蓄電装置から負荷への放電の制御を行う制御装置であって、当該制御による経済的な利益額又は蓄電装置に含まれる蓄電池の状態の少なくとも一方に基づいて、蓄電池を、電力系統への放電制御のための系統用蓄電部と、負荷への放電制御のための負荷用蓄電部と、に割り当てて、系統用蓄電部から電力系統への放電及び負荷用蓄電部から負荷への放電の制御を行うことを特徴とする。

上記構成の制御装置によれば、所定のパラメータに基づいて、蓄電装置に含まれる蓄電池を、電力系統への放電制御のための系統用蓄電部と、負荷への放電制御のための負荷用蓄電部と、に割り当てて電力系統及び負荷に電力を供給させる。これにより、種々のパラメータに基づいて、系統用蓄電部と負荷用蓄電部とに割り当てることができるため、蓄電装置をより有効に利用することができる。

本発明に係る実施の形態において、電力管理システムを示す図である。本発明に係る実施の形態において、電力管理システムによるアンシラリーサービスを行なう際の手順を示すフローチャートである。

以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。アンシラリーサービスは、電力系統を用いて各需要家に対して安定した電力供給のためにとる様々なサービスを指すことが多い。以下においては、アンシラリーサービスとして、電力運用会社の要望に応じて、電力系統に対して蓄電装置を充放電制御することを示すものとする。

また、以下では、蓄電池としてリチウムイオン電池を説明するが、これ以外の二次電池であってもよい。例えば、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等であってもよい。

また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、電力管理システム１００を示す図である。電力管理システム１００は、制御装置１０と、蓄電装置部２０と、スイッチ回路部３０と、ＤＣ／ＡＣ変換回路４０と、ＤＣ／ＡＣ変換回路５０を備える。電力管理システム１００は、電力系統５と、負荷６と、電力運用会社７とに接続されている。

電力管理システム１００は、比較的大規模な施設に設置されることが多く、例えば、工場施設や大病院等に設置される。電力管理システム１００は、電力運用会社７からの充放電指令に応じたアンシラリーサービスによって電力運用会社７からの電力運用協力金を受け取る、換言すれば経済的な利益額を得ることに寄与する。さらに、蓄電装置部２０から負荷６へ放電を行なうことで、負荷６に対する電力供給源を蓄電装置部２０とすることができる。これにより、電力管理システム１００は、電気代を節約、換言すれば経済的な利益額を得ることに寄与する。

電力系統５は、発電会社等から供給される電力を、電力需給の変動等に合わせて、各需要家に対して電力供給するための系統設備である。発電会社等から供給される電力は、水力発電、原子力発電、水力発電、太陽光発電等の様々な発電方式によって発電された電力である。電力系統５は、ＤＣ／ＡＣ変換回路４０の第２端子４０ｂと接続されている。

負荷６は、電力管理システム１００が設置される施設内に用いられる照明設備や電気機器等である。負荷６は、ＤＣ／ＡＣ変換回路５０の第２端子５０ｂと接続されている。

電力運用会社７は、電力系統５から各需要家への電力供給を安定させるために、電力の需要と供給のバランスをとるように運用を行なう会社である。電力運用会社７は、当該電力運用会社７との間でアンシラリーサービス契約を行った複数の契約者の蓄電装置部２０に対して、電力系統５との間で充電又は放電の指令を行う。例えば、電力運用会社７は、電力系統５の電力が不足する場合には蓄電装置部２０から電力系統５への放電指令を行う。また、電力運用会社７は、電力系統５の電力が余っている場合には、電力系統５における余剰電力を蓄電装置部２０に充電させる充電指令を行う。

ここで、電力運用会社７から支払われる電力運用協力金は、電力管理システム１００に対してなされる充放電指令の時間帯によって変動する。さらには、当該電力運用協力金は、アンシラリーサービスの契約者数等の種々の状況等の電力取引市場に応じて変動する。

電力運用会社７との間におけるアンシラリーサービス契約は、定期的に募集がなされる形態が多い。例えば、アンシラリーサービスの実施日の前日において、当該実施日に必要な充放電予定情報が電力管理システム１００を含めた各協力者に送付される。各協力者は、当該実施日にアンシラリーサービスによる協力が可能であると判断すれば、電力運用会社７との間でアンシラリーサービス契約を行なう。

蓄電装置部２０は、二次電池２１，２２，２３と、ブレーカ２４，２５，２６とを含む。二次電池２１，２２，２３は、電力系統５及び負荷６との間で電力のやりとりを行なうための蓄電池である。二次電池２１，２２、２３は、炭素物質で構成された負極と、リチウムイオンが移動するための電解液と、リチウムイオンを可逆的に出し入れできる正極活物質とを含んで構成される。

二次電池２１は、正極側端子２１ａと負極側端子２１ｂを有している。二次電池２１の正極側端子２１ａは、ブレーカ２４の第２端子２４ｂに接続され、負極側端子２１ｂは接地されている。また、二次電池２１は、制御装置１０によって、蓄電量に対応した蓄電状態を示すＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）が所定の範囲内（例えば、２０％〜８０％）に入るように充放電制御がなされる。二次電池２２，２３は、二次電池２１と同様の構成を有するため詳細な説明は省略する。

ブレーカ２４は、二次電池２１を保護する必要がある時に、制御装置１０の制御によって、二次電池２１と電力系統５及び負荷６との接続を遮断する装置である。ブレーカ２４は、第１端子２４ａおよび第２端子２４ｂを有しており、第１端子２４ａがスイッチ回路３１の第１端子３１ａに接続され、第２端子２４ｂが二次電池２１の正極側端子２１ａに接続される。ブレーカ２５，２６は、ブレーカ２４と同様の構成を有するため詳細な説明は省略する。

スイッチ回路部３０は、スイッチ回路３１と、スイッチ回路３２と、スイッチ回路３３とを有する。スイッチ回路３１は、制御装置１０の制御によって、二次電池２１との間の電力のやり取り先を電力系統５あるいは負荷６に切り替える切替回路である。スイッチ回路３１は、第１端子３１ａと第２端子３１ｂと第３端子３１ｃとを有する。第１端子３１ａは、ブレーカ２４の第１端子２４ａと接続されている。第２端子３１ｂは、ＤＣ／ＡＣ変換回路４０の第１端子４０ａと接続されている。第２端子３１ｃは、ＤＣ／ＡＣ変換回路５０の第１端子５０ａと接続されている。

ここで、スイッチ回路３１の第１端子３１ａが第２端子３１ｂに接続されている場合には、二次電池２１と電力系統５との間で充放電制御がなされる。一方、スイッチ回路３１の第１端子３１ａが第３端子３１ｃに接続されている場合には、二次電池２１と負荷６との間で充放電制御がなされる。スイッチ回路３２，３２は、スイッチ回路３１と同様の構成を有するため詳細な説明は省略する。

スイッチ回路３１，３２，３３の第２端子３１ｂ，３２ｂ，３３ｂは、接続点３４で共通にされてＤＣ／ＡＣ変換回路４０の第１端子４０ａと接続されている。また、スイッチ回路３１，３２，３３の第３端子３１ｃ，３２ｃ，３３ｃは、接続点３５で共通にされてＤＣ／ＡＣ変換回路５０の第１端子５０ａと接続されている。

ＤＣ／ＡＣ変換回路４０は、直流電力と交流電力との間の電力変換を行なう電力変換回路である。ＤＣ／ＡＣ変換回路４０は、第１端子４０ａと第２端子４０ｂとを有する。ＤＣ／ＡＣ変換回路４０は、第１端子４０ａが接続点３４と接続され、第２端子４０ｂが電力系統５と接続されている。

ＤＣ／ＡＣ変換回路５０は、直流電力と交流電力との間の電力変換を行なう電力変換回路である。ＤＣ／ＡＣ変換回路５０は、第１端子５０ａと第２端子５０ｂとを有する。ＤＣ／ＡＣ変換回路５０は、第１端子５０ａが接続点３５と接続され、第２端子５０ｂが電力系統５と接続されている。負荷６が直流駆動の場合には、ＤＣ／ＡＣ変換回路５０に替えてＤＣ／ＤＣ変換回路が用いられる。

電力運用会社７からの充放電指示及び負荷６からの要求電力に基づいて、制御装置１０は、蓄電装置部２０と、電力系統５及び負荷６との間の電力のやりとりを制御する。制御装置１０は、決定処理部１２と、ＳＯＣ調整処理部１３と、変更処理部１４と、切替処理部１６と、遮断処理部１８とを有する。制御装置１０の各機能は、ハードウェアによって構成してもよく、ソフトウェアによって構成してもよい。

決定処理部１２は、所定のパラメータ、例えば、充放電によって得ることができると予測される経済的な利益額に基づいて、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３を、電力系統５のための系統用蓄電部と負荷６のための負荷用蓄電部との２つのグループに分けて割り当てる。
このため、決定処理部１２は、アンシラリーサービスの実施日の前日に、電力運用会社７から送付される充放電予定情報を取得する。この充放電予定情報に基づいて、決定処理部１２は、該実施日に対応する過去のアンシラリーサービスの実施日における各時間帯と、その時間帯における電力運用協力金とが対応づけられた過去の系統側利益情報を保存するデータベースとから、当該実施日にアンシラリーサービスに協力した場合に取得できる電力運用協力金情報を受け取る。この電力運用協力金情報に基づいて、決定処理部１２は、電力系統５に対して充放電制御の協力を行った際に得られる経済的な利益額の予測値である系統側予測利益額を算出する。

また、決定処理部１２は、蓄電装置部２０と負荷６との間で電力のやり取りを行なった場合に得られる経済的な利益額の予測値である負荷側予測利益額を算出する。当該負荷側予測利益額として考慮すべき情報としては、負荷６への電力供給源を電力系統５に接続される商用電源の代わりに蓄電装置部２０とすることで得られる利益額がある。当該負荷側利益額として他に考慮すべき情報として、時々刻々変化する負荷６の要求電力のピーク時において、負荷６への電力供給源を電力系統５に接続される商用電源の代わりに蓄電装置部２０とするピークカット処理により得られる利益額がある。負荷側予測利益額として考慮すべき情報は、過去の負荷側利益額情報等として上記データベースに保存されている。

系統側予測利益額と負荷側予測利益額とを比較して、決定処理部１２は、蓄電装置部２０と、電力系統５及び負荷６と、の間の電力のやり取りを行なうための割合を決定する。具体的には、決定処理部１２は、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３を、電力系統５のための系統用蓄電部と負荷６のための負荷用蓄電部との２つのグループに分けて割り当てる。一例として、決定処理部１２は、電力系統５のための系統用蓄電部として二次電池２１，２２を割り当て、負荷６のための負荷用蓄電部として二次電池２３を割り当てる。そして、決定処理部１２は、電力運用会社７に対してアンシラリーサービスの契約を行なう旨の回答をする。ここでは、系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てを行なうパラメータとして、系統側予測利益額と負荷側予測利益額を説明するがもちろん、その他の要素も考慮することができる。

決定処理部１２によってなされた系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てに対応して、ＳＯＣ調整処理部１３は、適正な充放電制御が開始できるように二次電池２１，２２，２３のＳＯＣを制御する。具体的には、アンシラリーサービスの開始時において、各二次電池２１，２２，２３が適正なＳＯＣとなるように、決定処理部１２による割り当て決定時からアンシラリーサービスの開始時刻までにおける各二次電池２１，２２，２３に対する充放電制御を調整する。

アンシラリーサービスの実施日において、変更処理部１４は、電力運用会社７からの充放電指令に応じて、蓄電装置部２０と電力系統５との間における充放電制御を行なうとともに、負荷６の要求電力に応じて、蓄電装置部２０から負荷６への放電制御を行う。例えば、電力系統５のための系統用蓄電部として二次電池２１，２２を割り当て、負荷６のための負荷用蓄電部として二次電池２３を割り当てたとする。この場合、電力運用会社７からの充放電指令に応じて、変更処理部１４は、二次電池２１，２２と電力系統５との間における充放電制御を行なうとともに、負荷６の要求電力に応じて、二次電池２３から負荷６への放電制御を行う。変更処理部１４は、その日のアンシラリーサービスが終了したか否かについても判断する。

決定処理部１２によって系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てが決定された後のアンシラリーサービスの実施中において、変更処理部１４は、パラメータ情報に基づいて、系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てを変更する。例えば、電力運用会社７からの充放電指令、二次電池２１，２２，２３のＳＯＣ、及び負荷６への電力供給源を電力系統５に接続される商用電源とした場合にかかる電気代、換言すれば経済的損失を考慮して、変更処理部１４は、系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てを変更することができる。上記の例では、電力系統５のための系統用蓄電部として二次電池２１，２２を割り当て、負荷６のための負荷用蓄電部として二次電池２３を割り当てた。実際のアンシラリーサービスの実施日では、電力運用会社７からの充放電指令が少ないために、二次電池２２を負荷６のための負荷用蓄電部として割り当てを変更することもできる。

決定処理部１２及び変更処理部１４によって割り当てられた系統用蓄電部及び負荷用蓄電部に基づいて、切替処理部１６は、スイッチ回路部３０を切替制御する機能を有する。上記の例では、電力系統５のための系統用蓄電部として二次電池２１，２２を割り当て、負荷６のための負荷用蓄電部として二次電池２３を割り当てる場合を説明する。切替処理部１６は、スイッチ回路３１の第１端子３１ａが第２端子３１ｂと接続するように切り替える。切替処理部１６は、スイッチ回路３２の第１端子３２ａが第２端子３２ｂと接続するように切り替える。切替処理部１６は、スイッチ回路３３の第１端子３３ａが第３端子３３ｃと接続するように切り替える。

遮断処理部１８は、二次電池２１，２２，２３と電力系統５及び負荷６との接続を遮断制御する機能を有する。例えば、二次電池２２の蓄電状態を示すＳＯＣが所定の範囲内（例えば、２０％〜８０％）から外れる状態となっているときに、二次電池２２を保護するためにブレーカ２５を遮断制御する。

上記構成の電力管理システム１００の作用について、図１，２を用いて詳細に説明する。図２は、電力管理システム１００によるアンシラリーサービスを行なう際の手順を示すフローチャートである。電力管理システム１００の制御装置１０は、翌日にアンシラリーサービスを行なうために必要な情報であり、電力運用会社７から送付されてくる充放電予定情報を取得する（Ｓ１０）。この工程は、制御装置１０の決定処理部１２の機能によって実現される。

次に、制御装置１０は、蓄電装置部２０と電力系統５及び負荷６との電力のやり取りの割合を決定する。具体的には、系統側予測利益額と負荷側予測利益額とを比較して、経済的な利益額の観点から、制御装置１０は、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３を、電力系統５のための系統用蓄電部と、負荷６のための負荷用蓄電部とにグループ分けして割り当てる（Ｓ１２）。この工程は、制御装置１０の決定処理部１２の機能によって実現される。経済的な利益額の観点としては、例えば、系統側予測利益額と負荷側予測利益額との和が最大となるように、系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てを行う。

そして、制御装置１０は、電力運用会社７に対して、アンシラリーサービス契約を行なう旨の回答を送付する（Ｓ１４）。この工程は、制御装置１０の決定処理部１２の機能によって実現される。

その後、決定処理部１２によってなされた割り当てに対応して、上記割り当て決定時からアンシラリーサービスの開始時刻までの間において、二次電池２１，２２，２３のＳＯＣをそれぞれ適正なＳＯＣとなるように充放電制御する（Ｓ１５）。この工程は、制御装置１０のＳＯＣ調整処理部１３に機能によって実現される。

続いて、アンシラリーサービスの実施日において、制御装置１０は、電力運用会社７からの充放電指令に応じて、蓄電装置部２０と電力系統５との間における充放電制御を行なうとともに、負荷６の要求電力に応じて、蓄電装置部２０から負荷６への放電制御を行う。そして、その日のアンシラリーサービスが終了したか否かについても判断する（Ｓ１６）。この工程は、制御装置１０の変更処理部１４の機能によって実現される。Ｓ１６の工程において、アンシラリーサービスが終了したと判断されれば、ＥＮＤ処理へと進む。

Ｓ１６の工程において、アンシラリーサービスが終了していないと判断されれば、Ｓ１２の工程において行なわれた二次電池２１，２２，２３の割り当て、換言すれば、グループ分けの変更が必要か否かを判断する（Ｓ１８）。この工程は、制御装置１０の変更処理部１４の機能によって実現される。ここで、割り当ての変更が必要か否かの判断基準としては、系統側予測利益額と負荷側予測利益額との和である予想利益総額が、実際に電力運用会社７からの充放電指令が少ないためにアンシラリーサービスの実施中に取得できる利益総額とが大きくずれてしまっている場合、例えば、予想利益総額と５％ずれている場合に変更が必要と判断する。また、二次電池２１，２２，２３のうち、いずれかのＳＯＣが所定の範囲から外れた場合に、その二次電池を割り当てから外す必要があり割り当ての変更が必要と判断する。Ｓ１８の工程において、二次電池２１，２２，２３の割り当ての変更が必要ないと判断されれば、再びＳ１６へと戻る。

Ｓ１８の工程において、二次電池２１，２２，２３の割り当ての変更が必要と判断されれば、電力運用会社７からの充放電指令及び二次電池２１，２２，２３のＳＯＣ及び負荷６への電力供給源を電力系統５に接続される商用電源とした場合にかかる電気代（経済的な損失）を考慮して、制御装置１０は、二次電池２１，２２，２３の割り当ての変更を行なう（Ｓ２０）。この工程は、制御装置１０の変更処理部１４の機能によって実現される。ここで、上記の要素から考慮する一例として、電力運用会社７からの充放電指令が少ない状態であれば、経済的な利益総額が改善するように割り当ての変更を行う。また、二次電池２１，２２，２３のうち、いずれかのＳＯＣが所定の範囲から外れて当該二次電池を保護する必要があるときに、経済的な利益総額の減額が最小となるように割り当ての変更を行う。Ｓ２０の工程の後は、再びＳ１６へと戻る。

上記のように、電力管理システム１００によれば、系統側予測利益額と負荷側予測利益額とを比較して、系統側予測利益額と負荷側予測利益額との和が最大となるように、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３を、電力系統５のための系統用蓄電部と負荷６のための負荷用蓄電部とにグループ分けして割り当てることができる。これにより、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３をそれぞれ好適に割り当てて、蓄電装置２０と電力系統５との間及び蓄電装置２０と負荷６との間で充放電を行うことで、有効に二次電池２１，２２，２３を活用することができる。アンシラリーサービスにより電力運用会社７から支給される電力運用協力金を取得することで経済的な利益を得るとともに、負荷６への電力供給源を電力系統５に接続される商用電源の代わりに蓄電装置部２０とすることで電気代を節約することで経済的な利益を得ることもできる。

また、予測利益額に基づいて、一旦、二次電池２１，２２，２３の割り当てを行なった後に、実際のアンシラリーサービスの実施日において、例えば、電力運用会社７からの充放電指令が少ない状態であれば、経済的な利益総額が改善するように割り当ての変更を行うことができる。二次電池２１，２２，２３のうちいずれかのＳＯＣが所定の範囲から外れて、当該二次電池を保護する必要があるときに、経済的な利益総額の減額が最小となるように割り当ての変更を行うこともできる。これにより、実際の運用状況に応じて、系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てを再編することができるため、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３をより有効に活用することができる。例えば、系統側予測利益額及び負荷側予測利益額と、これらの実際の費用が異なる場合に、当該実際の費用に応じて、適宜、系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てを変更するものとしてもよい。

上記では、電力運用会社７から送付されてくる充放電予定情報を取得し、系統側予測利益額と負荷側予測利益額とを比較して、アンシラリーサービス契約を行なうものとして説明したが、当該比較結果によっては、アンシラリーサービス契約を行なわないものとしてもよい。つまり、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３を全て負荷６のための負荷用蓄電部として割り当ててもよい。上記比較結果によっては、アンシラリーサービス契約を行なって、このとき、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３を全て電力系統５のための系統用蓄電部として割り当ててもよい。

電力管理システム１００によれば、系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当て決定は、二次電池２１，２２，２３を、例えば、電力系統５のための系統用蓄電部として二次電池２１，２２を割り当て、負荷６のための負荷用蓄電部として二次電池２３を割り当てるというように、二次電池単位で、２つのグループに分けて割り当てることでなされるものとして説明した。しかし、当該割り当ての決定は、二次電池単位のグループ分けに限らず、例えば、各二次電池２１，２２，２３のそれぞれに対して、ＳＯＣの２０〜４０％及び６０〜８０％の範囲内は、負荷６のための負荷用蓄電部として割り当て、４０％〜６０％の範囲内は、電力系統５のための系統用蓄電部として割り当てるものとしてもよい。

電力管理システム１００では、アンシラリーサービスの実施日の前日に電力運用会社７から送付されてくる充放電予定情報に基づき、系統側予測利益額と負荷側予測利益額等を考慮して、二次電池２１，２２，２３に対する系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てを決定するものとして説明した。しかし、充放電予定情報はアンシラリーサービスの実施日の前日に送付されてくることには限定されずに、当然ながら、実施開示時刻の直前、例えば、１時間前に送付されてくるものであってもよい。

電力管理システム１００では、系統側予測利益額と負荷側予測利益額を考慮して、二次電池２１，２２，２３に対する系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当てを決定し、また、その割り当ての変更を行うものとして説明した。しかし、その他の情報を考慮して上記割り当ての決定及びその割り当ての変更を行ってもよい。例えば、アンシラリーサービスの実施中における電力取引市場における電力運用協力金の変動状況を考慮してもよく、各地域や時間帯によって異なる電気代を考慮に入れてもよい。蓄電装置部２０によって発電された電力を売電することによって得られる経済的な利益を考慮に入れてもよい。

二次電池２１，２２，２３に対する系統用蓄電部及び負荷用蓄電部の割り当ての決定及びその割り当ての変更は、経済的な利益額の観点以外を考慮して行なってもよく、例えば、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３の状態を考慮するものとしてもよい。ここで、アンシラリーサービスの場合は、短い周期で（例えば、２秒または４秒に１回）に、小容量の電力のやり取りを蓄電装置部２０と電力系統５との間で行う。一方、負荷６に電力を供給する場合は、それに比べると長期間で、また、大容量の電力のやり取りを蓄電装置部２０と負荷６の間で行う。
このため、アンシラリーサービスでは、電池の寿命が劣化し易く、また、蓄電量が少なくても対応が可能になるため、これに割り当てる二次電池２１，２２，２３としては、電池の寿命が長いものが好ましく、また、蓄電量があまり多くない（例えば、ＳＯＣが６０％）ものでも良いと言える。
一方、負荷６に電力を供給する場合は、電池の寿命が劣化する速度は、アンシラリーサービスよりも遅く、また、蓄電量が多いほうが大容量の電力を供給できるので、これに割り当てる二次電池２１，２２，２３としては、蓄電量はできるだけ多いほうが好ましく、また、電池の寿命が短いものでも良いと言える。
そこで、決定処理部１２は、二次電池２１，２２，２３の状態に基づいて、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３を、電力系統５のための系統用蓄電部と負荷６のための負荷用蓄電部との２つのグループに分けて割り当ててもよい。二次電池２１，２２，２３の状態として、例えば、現時点における電池残量、適正充電量、予測される将来の電池残量、過去の経験に基づく充放電回数、電池の寿命、過去のアンシラリーサービスへの割り当て履歴を考慮してもよい。
電池の寿命は、適正充電量や過去の経験に基づく充電回数から決定処理部１２が推測してもよい。また、過去の充放電容量の積算値や内部抵抗と電池の寿命の対応関係を予め測定やシミュレーション等で求め、その対応関係を規定したテーブルやグラフを決定処理部１２内部に記憶しておき、それを参照することで決定処理部１２が推測してもよい。
決定処理部１２は、例えば、現時点における電池残量、予測される将来の電池残量に基づき、蓄電装置部２０の二次電池２１，２２，２３のうち、蓄電量の値が所定のしきい値より大きいものを負荷６のための負荷用蓄電部とし、残りを電力系統５のための系統用蓄電部としてもよい。また、決定処理部１２は、例えば、電池の寿命に基づき、二次電池２１，２２，２３のうち、電池の寿命が所定のしきい値より長いものを電力系統５のための系統用蓄電部とし、残りを負荷６のための負荷用蓄電部としてもよい。また、過去のアンシラリーサービスへの割り当て履歴に基づき、二次電池２１，２２，２３のうち、過去にアンシラリーサービスに割り当てた回数が少ない二次電池を優先して電力系統５のための系統用蓄電部とし、残りを負荷６のための負荷用蓄電部としてもよく、連続してアンシラリーサービスに割り当てないようにしてもよい。
さらに、二次電池２１，２２，２３のＳＯＣ以外の要素を考慮してもよく、例えば、電力系統５に接続される需要家等のリアルタイム需要予測を考慮することもできる。

５電力系統、６負荷、７電力運用会社、１０制御装置、１２決定処理部、１３ＳＯＣ調整処理部、１４変更処理部、１６切替処理部、１８遮断処理部、２０蓄電装置部、２１，２２，２３二次電池、２１ａ正極側端子、２１ｂ負極側端子、２４，２５，２６ブレーカ、２４ａ第１端子、２４ｂ第２端子、３０スイッチ回路部、３１，３２，３３スイッチ回路、３１ａ，３２ａ，３３ａ第１端子、３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ第２端子、３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ第３端子、３４，３５接続点、４０ＤＣ／ＡＣ変換回路、４０ａ第１端子、４０ｂ第２端子、５０ＤＣ／ＡＣ変換回路、５０ａ第１端子、５０ｂ第２端子、１００電力管理システム。

Claims

蓄電装置と電力系統との間の充電又は放電及び前記蓄電装置から負荷への放電の制御を
行う制御装置であって、
前記制御による経済的な利益額又は前記蓄電装置に含まれる蓄電池の状態の少なくとも
一方に基づいて、前記蓄電池を、前記電力系統への放電制御のための系統用蓄電部と、前
記負荷への放電制御のための負荷用蓄電部と、に割り当てて、前記系統用蓄電部から前記
電力系統への放電及び前記負荷用蓄電部から前記負荷への放電の制御を行うことを特徴と
する制御装置。
請求項１に記載の制御装置において、
前記蓄電装置は、複数の蓄電池を含み、
前記複数の蓄電池は、前記系統用蓄電部として割り当てられた蓄電池と前記負荷用蓄電
部として割り当てられた蓄電池とにグループ分けされることを特徴とする制御装置。
請求項１に記載の制御装置において、
前記蓄電池の蓄電量のうち、第１の割合が前記系統用蓄電部として割り当てられ、第２
の割合が前記負荷用蓄電部として割り当てられることを特徴とする制御装置。
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の制御装置において、
外部からの充放電指令に基づいて、前記電力系統と前記蓄電装置との間の充放電制御を
行い、
前記負荷の要求電力に基づいて、前記蓄電装置から前記負荷への放電制御を行うことを
特徴とする制御装置。
請求項４に記載の制御装置において、
前記制御による経済的な利益額に基づいて前記系統用蓄電部及び前記負荷用蓄電部の割
り当てを一旦行った後に所定の時刻から所定の期間内において、前記外部からの充放電指
令及び前記負荷の要求電力に基づいて充放電制御を行っている場合に、
前記蓄電池の蓄電量と、商用電源から前記負荷へ電力供給されたときの経済的損失とに
基づいて、前記系統用蓄電部及び前記負荷用蓄電部の割り当てを変更することを特徴とす
る制御装置。
請求項１から請求項５のいずれか１に記載の制御装置において、
前記制御による経済的な利益額は、前記電力系統と前記蓄電装置との間で充放電すると
きの経済的利益額の予測値である系統側予測利益額と、前記蓄電装置から前記負荷へ放電
するときの経済的利益額の予測値である負荷側予測利益額を含み、
前記制御装置は、前記系統側予測利益額及び前記負荷側予測利益額に基づいて、前記系
統用蓄電部及び前記負荷用蓄電部の割り当てを行うことを特徴とする制御装置。
請求項６に記載の制御装置において、
前記系統側予測利益額は、過去において前記電力系統と前記蓄電装置との間で充放電制
御を行なったときに取得した過去の利益額情報に基づいた経済的収益額の予測値であるこ
とを特徴とする制御装置。
請求項６または請求項７に記載の制御装置において、
前記負荷側予測利益額は、前記負荷への電力供給源を商用電源の代わりに前記蓄電装置
としたときに取得した過去の利益額情報に基づいた経済的利益額の予測値であることを特
徴とする制御装置。
請求項６または請求項７に記載の制御装置において、
前記負荷側予測利益額は、前記負荷の要求電力のピーク時に電力供給源を商用電源の代
わりに前記蓄電装置とするピークカット処理を行なったときに取得した過去の利益額情報
に基づいた経済的利益額の予測値であることを特徴とする制御装置。
請求項６から請求項９のいずれか１に記載の制御装置において、
前記系統用蓄電部及び前記負荷用蓄電部の割り当てを一旦行った後に所定の時刻から所
定の期間内において、外部からの充放電指令及び前記負荷の要求電力に基づいて充放電制
御を行う場合に、
前記所定の時刻において、前記蓄電装置が適正な容量値に対応する蓄電量となるように
前記蓄電装置の前記蓄電池に対する充放電制御を行うことを特徴とする制御装置。
請求項６から請求項１０のいずれか１に記載された制御装置において、
前記系統用蓄電部及び前記負荷用蓄電部の割り当てを一旦行った後に所定の時刻から所
定の期間内において、外部からの充放電指令及び前記負荷の要求電力に基づいて充放電制
御を行っている場合に、
前記負荷側予測利益額及び前記系統側予測利益額がそれぞれ実際の利益額と異なる場合
に、前記実際の利益額に応じて、前記系統用蓄電部及び前記負荷用蓄電部の割り当てを変
更することを特徴とする制御装置。