JP6194795B2

JP6194795B2 - 充電制御装置、電池管理装置、充電制御方法およびプログラム

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Inventors: 仁之矢野; 耕治工藤
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Description

本発明は、充電制御装置、電池管理装置、充電制御方法およびプログラムに関し、特には、電力を動力として用いる複数の自動車への配電系統からの充電を制御する充電制御装置、電池管理装置、充電制御方法およびプログラムに関する。

石油を使わずCO₂を排出しない電気自動車（Electric Vehicle）や、電気モーターと内燃機関とを有しCO₂の排出量を大幅に削減するプラグインハイブリッド自動車（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）が実用化されている。以下、電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車を、まとめて「EV」と称する。EVの普及によって、CO₂の排出量を削減することが可能となる。よって、EVの普及は、地球温暖化を防止するための一つの方策となりうる。

一方で、EVの普及に伴い、EVの動力源である蓄電池への充電に使用される電力量は増大する。つまり、EV内の蓄電池を充電するための電力需要（以下「充電電力需要」と称する）が増大する。そして、充電電力需要の増大が、これまで用いられてきた電力系統の需給バランスの安定制御に影響を与えると言われている。

また、地球温暖化問題を解決するための方策として、太陽電池や風力発電等の再生可能電源を大量に導入するという流れがある。

再生可能電源の出力電力は、予測しにくい気象現象に依存して変動する。このため、再生可能電源の導入量が大きくなると、電力供給量の制御が難しくなる。よって、再生可能電源の増大は、電力系統の需給バランスの安定制御に影響を与える。

再生可能電源の出力変動（電力供給変動）と充電電力需要の増大（EVの普及に起因する電力需要変動）との両方に対応するために、出力の調整が可能な火力系の発電機を大量に導入することは、CO₂の削減に逆行することになる。

ICT（Information and Communication Technology）をベースとするスマートグリッド技術は、従来は制御の対象ではなかった需要家の負荷による電力需要の増減を、ある程度管理することが可能である。このため、需要家の負荷を電力系統の需給バランスを安定化させるために使おうという発想が近年注目されている（特許文献１参照）。

上述したようにEVが大量に普及すると、EV内の蓄電池を充電するための負荷電力（電力需要）が大きくなり、また、EVから電力系統への放電が許される場合には、EV内の蓄電池から放電される電力（発電電力）が大きくなる。このため、EV内の蓄電池は、制御可能な負荷および発電としての利用価値が高い。よって、EVについては、非特許文献１、２にあるようなV2G（Vehicle-to-Grid）、G2V（Grid-to-Vehicle）といった技術的検討が行われている。

一方、EV内の蓄電池は、EVが移動のための手段であるという性格上、常には電力系統に接続されておらず、EVのオーナーの行動に依存して何時電力系統に接続されるかわからない。このため、EV内の蓄電池については、定置用の蓄電池および夜間需要シフトに使われる代表的なヒートポンプなどのような定置を前提とする装置とは異なった充電・放電のための計画法およびスケジューリング手法が必要となる。

このため、複数台のEVを電力系統に接続して充電するシステムにおいては、EVと電力系統との接続関係が刻々と変化することを考慮して、リアルタイムに一つ一つのEVの充電を制御し、かつ、EVオーナーの負荷リスク（例えば、出発時の充電不足、または、EV内の蓄電池の劣化加速）の軽減が必要である。その上、EVによる電力系統に対する電力需給の影響は、電力系統と接続中の複数のEVの充電電力および放電出力で勘案しなければならない。個々のEVユーザの利便性と複数のEVの充放電電力の管理の両立はむずかしい。

なお、蓄電池には放電の繰り返し回数に最大値があり、蓄電池が高価であることを考えると、EV内の蓄電池からの電力を移動用の動力以外に使うことは、非常時を除いて当面は考えにくい。従って、以下では、充電側の制御例について説明する。しかし、EV内の蓄電池の放電の制御も、電力系統に接続されている時間を如何に活用しきるかという観点では、充電の制御と同じである。

図１は、EVの総充電電力の大きさを制御することの意味を説明するための図である。図１では、夜間電力余剰１と太陽光電力余剰２との例が簡易的に示されている。

図１において、ベース電源電力３は、出力の可変が難しい電源からの電力、さらに言えば、電力変動に対する調整力が小さい電源からの電力を意味する。

需要電力４は、需要家で消費される電力であり、季節および休日などの条件によって変動する。需要電力４は、人間の活動にかかわるので、２４時間の周期性がある。需要電力４は、深夜に少なくなる傾向を有する。

需要電力４の少ない夜間の時間に、需要電力４がベース電源電力３を下回ると、ベース電源電力３の発電元（ベース電源）の調整力が小さいことから、夜間余剰電力１が生じる。

夜間余剰電力１の利用方法としては、現状では、例えば、夜間余剰電力１にて揚水発電機を動かして水をくみ上げて夜間余剰電力１を位置エネルギーとして貯蔵する方法や、夜間電力料金を引き下げて、ヒートポンプといった機器で夜間余剰電力１を熱として需要家に蓄積および消費してもらうといった方法がとられている。

また、図１において昼間では、太陽光による発電電力（太陽光電源電力）５が大きくなり、ベース電源電力３と太陽光電源電力５との和（以下「電力和」と称する）が、需要電力４を上回っている。

電力和が需要電力４よりも大きい場合には、電力和から需要電力４を差し引いた電力分は、夜間余剰電力１と同様に余剰してしまう。図１では、この余剰分が太陽光余剰電力２として示されている。

EVのオーナーにとってみれば、出発するまでにEVが満充電になっていれば、EVの充電用の電力として、いかなる電力が使用されてもかまわない。結果として、充電の電力価格が低くなるようなインセンティブがあって、そのインセンティブを享受できる仕組みがあれば、前述の電力が余剰している時間帯に余剰電力を使用する装置として、EVが使われるということが有り得る。

このため、夜間の余剰電力を消費するために揚水発電設備を用意するとか、太陽光発電の余剰を少なくするために、調整力の高い高価な発電設備を用意するといったことが、EVの普及によって避けられる。

複数のEVの総充電電力と個々のEVの充電とを制御する方法として、非特許文献３に、フリートEV車両の充電制御方法が記載されている。非特許文献３に記載の技術は、充電装置を含む受電システムの設備容量を越えないように、夕方から朝にかけて複数台の管理車両（EV）へ充電を割り振るというものである。その具体的な割り振り方法は、EVごとに、EVの出発時刻までの残り時間と必要な充電電力量とに基づいて充電の緊急度を求め、緊急度の高い順に、充電電力量の合計が設備容量を越える直前の台数分まで、充電が実行されるEVを選択するというものである。

また、非特許文献４には、充電が制御されるEVと通信するためのインターフェースが記載されている。

特表２０１０−５１２７２７号公報

太田他、"ユビキタスパワーネットワークにおけるスマートストレージの提案 −電気自動車の自律分散型Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｇｒｉｄ−"、電気学会論文誌Ｂ、Vol.130、No.11、pp.989-994(2010) 太田他、 "ユビキタスパワーネットワークにおけるスマートストレージの周波数制御への効果", 電学論Ｂ, Vol. 131, No. 1, pp.94-100 (2011) 蓮池他、"複数の電気自動車への経済的な充電を実現する充電制御システムの開発", 第30回エネルギー・資源学会研究発表会講演論文集、2011年6月2 − 3日、講演番号17-3、pp. 213 − 216. 二宮他、"電気自動車を用いた太陽光発電の出力変動抑制の一考察", 平成23年電気学会電力・エネルギー部門大会講演論文集, 2011年8 月30-9月1日, 講演番号P40, pp. 83 − 84.

電力の需給バランスを保つためにEVによる充電電力が必要となる期間（以下「必要期間」と称する）は限られている。図１に示した例では、電力需要が電力供給よりも小さくなる期間（例えば、夜間余剰電力が生じている期間）が必要期間となる。このため、電力の需給バランスを保つためには、必要期間においてEVによる充電電力が使用されることが望ましい。

一方、一般に、EVのオーナーは、EVを電力系統から外すときまでに、EVに必要充電量が充電されることを希望する。

このため、必要期間においては、電力の需給バランスを保つためにEVによる充電電力を制御し、かつ、EVのオーナーの希望（EVが電力系統から外されるときまでに、EVに必要充電量が充電されるという希望）を可能な限り満たすことが可能な充電制御手法が望まれるという課題があった。

本発明の目的は、上述した課題を解決可能な充電制御装置、電池管理装置、充電制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の充電制御装置は、電力を動力として用いる複数の自動車への配電系統からの充電を制御する充電制御装置であって、前記充電を制御する充電制御期間内の第１期間と、前記充電制御期間のうち前記第１期間以外の第２期間と、前記第１期間における充電需要の目標レベルと、を記憶する記憶手段と、
前記複数の自動車の各々から、当該自動車の充電必要量を受け付ける受付手段と、
前記第１期間では、前記充電需要の目標レベルを目標として前記充電を制御し、前記第２期間では、複数の前記充電必要量の総量から前記第１期間内の前記充電による充電量を除いた残り総量に基づいて、前記第２期間の充電の目標レベルを設定し、前記充電の目標レベルを目標として前記充電を制御する制御手段と、
所定条件に基づいて、前記複数の自動車に対して充電に関する優先順位を付与する付与手段と、
を含み、
前記付与手段は、
前記複数の自動車に対して、［必要充電電力量／充電残り時間×充電電力］の式にて算出される指標が大きいほど優先順位を高く設定する構成である。

本発明の電池管理装置は、配電系統から充電される電池の充電必要量を、上記充電制御装置に送信する処理手段を含む。

本発明の充電制御方法は、電力を動力として用いる複数の自動車への配電系統からの充電を制御する充電制御装置での充電制御方法であって、前記充電を制御する充電制御期間内の第１期間と、前記充電制御期間のうち前記第１期間以外の第２期間と、前記第１期間における充電需要の目標レベルとを、記憶手段に記憶し、
前記複数の自動車の各々から、当該自動車の充電必要量を受け付け、
前記第１期間では、前記充電需要の目標レベルを目標として前記充電を制御し、前記第２期間では、複数の前記充電必要量の総量から前記第１期間内の前記充電による充電量を除いた残り総量に基づいて、前記第２期間の充電の目標レベルを設定し、前記充電の目標レベルを目標として前記充電を制御し、
所定条件に基づいて、前記複数の自動車に対して充電に関する優先順位を付与し、
前記優先順位を、前記複数の自動車に対して、［必要充電電力量／充電残り時間×充電電力］の式にて算出される指標が大きいほど高く設定する方法である。

本発明のプログラムは、コンピュータに、
電力を動力として用いる複数の自動車への配電系統からの充電を制御する充電制御期間内の第１期間と、前記充電制御期間のうち前記第１期間以外の第２期間と、前記第１期間における充電需要の目標レベルとを、記憶手段に記憶する記憶手順と、
前記複数の自動車の各々から、当該自動車の充電必要量を受け付ける受付手順と、
前記第１期間では、前記充電需要の目標レベルを目標として前記充電を制御し、前記第２期間では、複数の前記充電必要量の総量から前記第１期間内の前記充電による充電量を除いた残り総量に基づいて、前記第２期間の充電の目標レベルを設定し、前記充電の目標レベルを目標として前記充電を制御する制御手順と、
所定条件に基づいて、前記複数の自動車に対して充電に関する優先順位を付与させる付与手順と、
を実行させるためのものであり、
前記付与手順にて、前記複数の自動車に対して、［必要充電電力量／充電残り時間×充電電力］の式にて算出される指標が大きいほど優先順位を高く設定させるためのものである。

本発明によれば、電力の需給バランスを保つためにEVによる充電電力が必要となる必要期間においては、電力の需給バランスを保つためにEVによる充電電力を制御し、かつ、EVが電力系統から外されるときまでに、EVに必要充電量が充電されるというEVオーナーの希望を可能な限り満たすことが可能となる。

EVの総充電電力の大きさを制御することの意味を説明するための図である。本発明の一実施形態の充電制御装置を採用した電力制御システムを示す図である。電池制御装置１０８の一例を示す図である。制御処理装置１０６の一例を示したブロック図である。制御処理装置１０６で実行される処理を説明するためのフローチャートである。コア期間と総充電需要の目標レベルと非コア期間の一例を示す図である。優先順位順充電制御方法を説明するための図である。事前のEV１０７の消費電力の予想と当日のEV１０７の消費電力とが異なる場合に、優先順位順充電制御で何が起こるかをシミュレーションした結果を示した図である。事前のEV１０７の消費電力の予想と当日のEV１０７の消費電力とが異なる場合に、優先順位順充電制御で何が起こるかをシミュレーションした結果を示した図である。優先順位順制御のための総充電電力の目標レベルを定めていく手順を説明するための図である。シミュレーション結果を示した図である。シミュレーション結果を示した図である。シミュレーション結果を示した図である。シミュレーション結果を示した図である。通信制御装置１０６ａ１とデータ蓄積装置１０６ａ２と制御部１０６ａ４２とからなる充電制御装置を示した図である。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。

図２は、本発明の一実施形態の充電制御装置を採用した電力制御システムを示す図である。

図２において、電力制御システムは、変電所１０１と、配電系統１０２と、電力系統指令所１０３と、通信ネットワーク１０４と、電力システム基地局１０５と、制御処理装置１０６と、複数のEV１０７と、複数の電池制御装置１０８と、を含む。

変電所１０１は、不図示の発電所（例えば、火力発電所や再生可能電源）にて発電された電力の電圧を所定電圧に変圧し、所定電圧を有する電力を配電系統１０２に供給する。

配電系統１０２は、変電所１０１からの電力を需要家側へ供給するために用いられる。

電力系統指令所１０３は、電力供給側（例えば、電力会社）にて管理される。電力系統指令所１０３（例えば、電力系統指令所１０３内のＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の情報処理装置）は、電力需要の要求を、通信ネットワーク１０４を介して、制御処理装置１０６に送信する。

本実施形態では、電力系統指令所１０３は、電力需要の要求として、制御処理装置１０６がEV１０７の充電を制御する期間（以下「充電制御期間」と称する）内の一部の期間（以下「コア期間」と称する）と、充電制御期間のうちコア期間以外の期間（以下「非コア期間」と称する）と、コア期間における充電需要の目標レベルを、制御処理装置１０６に送信する。コア期間は第１期間の一例であり、非コア期間は第２期間の一例である。充電制御期間は、例えば１日である。なお、充電制御期間は１日に限らず適宜変更可能である。

通信ネットワーク１０４は、電力系統指令所１０３と電力システム基地局１０５と制御処理装置１０６と電池制御装置１０８とに接続されている。通信ネットワーク１０４は、有線ネットワークで構成されてもよいし、無線ネットワークで構成されてもよい。

通信ネットワーク１０４が無線ネットワークにて構成される場合には、電力システム基地局１０５を介して制御処理装置１０６と各EV１０７との間で通信が実行される。この場合、制御処理装置１０６は、電力システム基地局１０５を介して、移動中のEV１０７とも通信可能となる。通信ネットワーク１０４が有線ネットワークにて構成される場合には、電力システム基地局１０５は省略されてもよい。

制御処理装置１０６は、充電制御装置の一例である。

制御処理装置１０６は、電力系統指令所１０３から通信ネットワーク１０４を介して、電力需要の要求（コア期間と、コア期間における充電需要の目標レベルと、非コア期間）を受け付ける。制御処理装置１０６は、電力需要の要求を受け付けると、電力需要の要求を記憶する。

また、制御処理装置１０６は、通信ネットワーク１０４と電池制御装置１０８とを介して、各EV１０７と通信する。制御処理装置１０６は、各EV１０７から、例えば、EV１０７の充電必要量と、EV107が配電系統１０２との接続を継続する予定の期間（以下「接続予定期間」と称する）と、を受け付ける。

制御処理装置１０６は、電力系統指令所１０３にて指示された電力需要の要求と、EV１０７の充電必要量と、に基づいて、配電系統１０２からEV１０７への充電を制御する。本実施形態では、制御処理装置１０６は、電力需要の要求と、EV１０７の充電必要量と、EV１０７の接続予定期間と、に基づいて、配電系統１０２からEV１０７への充電を制御する。

各EV１０７は、移動中を除いて、配電系統１０２にプラグインしているとする。本実施形態では、各EV１０７は、各電池制御装置１０８を介して配電系統１０２と接続される。

各EV１０７は、少なくとも配電系統１０２にプラグインしているときには、換言すると、電池制御装置１０８を介して配電系統１０２と接続されているときには、制御処理装置１０６と通信ネットワーク１０４を介して通信する。

各EV１０７は、制御処理装置１０６と、データおよび制御信号のやり取りを行う。

各EV１０７から制御処理装置１０６へ送信されるデータは、例えば、EV１０７内の蓄電池についての情報と、EV１０７の過去の走行データと、配電系統１０２に接続した時刻（以下「接続時刻」と称する）と、配電系統１０２との接続を解除する予定の時刻（以下「接続解除予定時刻」と称する）と、EV１０７の充電必要量である。

なお、接続時刻から接続解除予定時刻までの期間が、接続予定期間を表す。このため、接続予定期間は、接続時刻と接続解除予定時刻とによって規定される。

また、EV１０７の充電必要量の代わりに、EV１０７のオーナーが希望する充電レベルが用いられてもよい。

EV１０７の過去の走行データは、EV１０７が走行中であるときの日時を表すデータである。

EV１０７内の蓄電池についての情報は、例えば、蓄電池の蓄電量（State of charge：SOC）と、蓄電池の出力電圧と、である。なお、蓄電池の温度が、EV１０７内の蓄電池についての情報として加えられてもよい。

制御処理装置１０６から各EV１０７へ送信される制御信号は、例えば、充電開始を指示する充電開始信号、および、充電停止を指示する充電停止信号である。

各電池制御装置１０８は、各EV１０７と、配電系統１０２および通信ネットワーク１０４と、の接続を管理する。

図３は、電池制御装置１０８の一例を示す図である。

図３において、電池制御装置１０８は、切替えスイッチ１０８ａと、インターフェース処理部１０８ｂと、を含む。

切替えスイッチ１０８ａは、配電系統１０２とEV１０７内の蓄電池１０７ａとの接続および非接続を制御する。

インターフェース処理部１０８ｂは、EV１０７内のＢＭＵ（Battery Management Unit：蓄電池制御ユニット部）１０７ｂと接続する。なお、ＢＭＵ１０７ｂは、電池管理装置１０７ｃに含まれる。

ＢＭＵ１０７ｂは、蓄電池１０７ａを監視して蓄電池１０７ａについての情報（SOCと出力電圧）を検出し、また、走行データの履歴を記憶していき、また、EV１０７が電池制御装置１０８と接続した時刻を接続時刻として検出し、また、EV１０７のオーナーから入力部（不図示）を介して接続解除予定時刻および必要充電量を受け付ける。

ＢＭＵ１０７ｂは、蓄電池１０７ａについての情報（SOCと出力電圧）と、過去の走行データと、接続時刻と、接続解除予定時刻と、必要充電量とを、インターフェース処理部１０８ｂを介して、制御処理装置１０６に送信する。

本実施形態では、制御処理装置１０６は、EV１０７内のＢＭＵ１０７ｂから過去の走行データを受信すると、EV１０７ごとに過去の走行データを追加蓄積していく。このため、本実施形態では、ＢＭＵ１０７ｂは、電池制御装置１０８と接続し過去の走行データの制御処理装置１０６への送信が終了するたびに、送信済みの過去の走行データをクリアする。ＢＭＵ１０７ｂは、電池制御装置１０８との接続が解除されると、その後の走行データの記憶を再開する。

インターフェース処理部１０８ｂは、制御処理装置１０６から通信ネットワーク１０４を介して制御信号を受け取り、その制御信号に従って、切替えスイッチ１０８ａの開閉を制御する。

例えば、インターフェース処理部１０８ｂは、制御信号である充電開始信号を受け取ると、切替えスイッチ１０８ａを閉じて配電系統１０２からEV１０７内の蓄電池１０７ａへの充電を実行する。また、インターフェース処理部１０８ｂは、制御信号である充電停止信号を受け取ると、切替えスイッチ１０８ａを開いて配電系統１０２からEV１０７内の蓄電池１０７ａへの充電を停止する。

インターフェース処理部１０８ｂは、EV１０７側の通信インターフェース規格に適合するものであってよく、例えば非特許文献４に記載されたものでもよい。

なお、配電系統１０２の電流は交流であるため、EV１０７内の蓄電池１０７ａのインターフェースが直流用のインターフェースである場合には、切替えスイッチ１０８ａの代わりに、配電系統１０２からのＡＣ（alternating current）電流をＤＣ（Direct current）電流に変換しそのＤＣ電流の大きさを制御可能なＤＣ電源が用いられることが望ましい。ＤＣ電源が切替えスイッチ１０８ａの代わりに用いられた場合には、インターフェース処理部１０８ｂは、制御信号に基づいて、ＤＣ電源の出力（電流や電圧）を制御する。

図４は、制御処理装置１０６の一例を示したブロック図である。

図４において、制御処理装置１０６は、例えばコンピュータであり、プログラムに従って後述する処理を実行する。

制御処理装置１０６は、処理装置１０６ａと、入力装置１０６ｂと、出力装置１０６ｃと、を含む。

処理装置１０６ａは、プログラムに従って所定の処理を実行する。入力装置１０６ｂは、処理装置１０６ａに対してユーザがコマンドおよび情報を入力するために使用される。出力装置１０６ｃは、処理装置１０６ａの処理結果を出力する。

処理装置１０６ａは、通信制御装置１０６ａ１と、データ蓄積装置１０６ａ２と、記録媒体１０６ａ３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０６ａ４と、主記憶装置１０６ａ５と、メモリ制御インターフェース部１０６ａ６〜１０６ａ８と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）インターフェース部１０６ａ９〜１０６ａ１０と、バス１０６ａ１１と、を含む。

通信制御装置１０６ａ１は、受付手段の一例である。

通信制御装置１０６ａ１は、各EV１０７および電力系統指令所１０３と、通信ネットワーク１０４を介して、データや制御信号を送受する。

通信制御装置１０６ａ１は、電力系統指令所１０３から送られてきた電力需要の要求（コア期間、コア期間における充電需要の目標レベル、非コア期間）を受け付ける。通信制御装置１０６ａ１は、電力需要の要求を、データ蓄積装置１０６ａ２に蓄積する。

なお、電力需要の要求が、入力装置１０６ｂにて受け付けられ、入力装置１０６ｂにて受け付けられた電力需要の要求が、データ蓄積装置１０６ａ２に蓄積されてもよい。

また、通信制御装置１０６ａ１は、各EV１０７から送られてきた、蓄電池１０７ａについての情報（SOCと出力電圧）と、過去の走行データと、接続時刻と、接続解除予定時刻と、必要充電量とを、受け付ける。通信制御装置１０６ａ１は、蓄電池１０７ａについての情報（SOCと出力電圧）と、過去の走行データと、接続時刻と、接続解除予定時刻と、必要充電量とを、データ蓄積装置１０６ａ２に蓄積する。なお、データ蓄積装置１０６ａ２は、過去の走行データについては、EV１０７ごとに追加蓄積していく。

データ蓄積装置１０６ａ２は、記憶手段の一例である。

記録媒体１０６ａ３は、コンピュータにて読み取り可能な記録媒体である。記録媒体１０６ａ３には、ＣＰＵ１０６ａ４の動作を規定するプログラムが記録される。

ＣＰＵ１０６ａ４は、記録媒体１０６ａ３に記録されているプログラムを読み取り実行することによって、優先順位付与部１０６ａ４１および制御部１０６ａ４２として機能し、制御処理装置１０６を制御する。

優先順位付与部１０６ａ４１は、付与手段の一例である。

優先順位付与部１０６ａ４１は、複数のEV１０７に対して充電に関する優先順位を付与する。本実施形態では、優先順位付与部１０６ａ４１は、所定条件に基づいて、複数のEV１０７に対して充電に関する優先順位を付与する。

制御部１０６ａ４２は、制御手段の一例である。

制御部１０６ａ４２は、コア期間では、データ蓄積装置１０６ａ２に蓄積された充電需要の目標レベルを目標として、各EV１０７への配電系統１０２からの充電を制御する。

また、制御部１０６ａ４２は、非コア期間では、データ蓄積装置１０６ａ２に蓄積された複数の充電必要量の総量からコア期間内の充電による充電量を除いた充電量（以下「残り総量」と称する）に基づいて、非コア期間の充電の目標レベルを設定し、充電の目標レベルを目標として充電を制御する。

例えば、制御部１０６ａ４２は、非コア期間では、複数のEV１０７の各々に対してEV１０７の接続予定期間内に充電を行って残り総量の充電を行う充電スケジュールを設定する。

本実施形態では、制御部１０６ａ４２は、非コア期間では、複数のEV１０７の各々に対してEV１０７の接続予定期間内に充電を行って残り総量の充電を行いかつ非コア期間における充電の変動が小さくなるように充電スケジュールを設定する。

また、制御部１０６ａ４２は、コア期間では、複数のEV１０７の中から、充電が実行される予定の充電対象自動車を、優先順位が高い順に充電需要の目標レベルに基づいて選択し、コア期間で選択された充電対象自動車への充電を実行する。

また、制御部１０６ａ４２は、非コア期間では、複数のEV１０７の中から、充電対象自動車を、優先順位が高い順に充電の目標レベルに基づいて選択し、非コア期間で選択された充電対象自動車への充電を実行する。

また、制御部１０６ａ４２は、充電需要の目標レベルと、コア期間における充電の実績と、の差異を算出し、その差異に応じた対価を算出する。

主記憶装置１０６ａ５は、ＣＰＵ１０６ａ４での処理で必要となる情報を一時的に保持する。

メモリ制御インターフェース部１０６ａ６、１０６ａ７および１０６ａ８は、それぞれ、主記憶装置１０６ａ５、記録媒体１０６ａ３およびデータ蓄積装置１０６ａ２とのデータのやり取りを制御する。

Ｉ／Ｏインターフェース部１０６ａ９は、入力装置１０６ｂ用のインターフェース装置である。

Ｉ／Ｏインターフェース部１０６ａ１０は、出力装置１０６ｃ用のインターフェース装置である。

バス１０６ａ１１は、通信制御装置１０６ａ１と、ＣＰＵ１０６ａ４と、メモリ制御インターフェース部１０６ａ６〜１０６ａ８と、Ｉ／Ｏインターフェース部１０６ａ９および１０６ａ１０と、に接続される。

次に、制御処理装置１０６で実行される処理について述べる。

図５は、制御処理装置１０６で実行される処理を説明するためのフローチャートである。以下では、制御処置装置１０６が充電を制御する充電制御期間として、１日が用いられるとする。

通信制御装置１０６ａ１は、充電制御期間よりも前の日（例えば、充電制御期間となる日の前日）に、電力系統指令所１０３から、コア期間と、コア期間における総充電需要の目標レベルと、非コア期間とを、受け付ける（ステップＳ１）。

ここで、ステップＳ１の一例を説明する。

通信制御装置１０６ａ１は、充電制御期間よりも前の日に、電池制御装置１０８を介して通信ネットワーク１０４と接続したEV１０７の各々から、EV１０７の過去の走行データを取得する。通信制御装置１０６ａ１は、その過去の走行データを、データ蓄積装置１０６ａ２に追加蓄積する。

続いて、制御部１０６ａ４２は、各EV１０７の過去の走行データを基にして、充電制御期間における総充電電力の推移の予測を表す基準総充電電力スケジュールを作成する。なお、基準総充電電力スケジュールは、各EV１０７が充電制御期間において過去の走行データの通りに走行した場合の各EV１０７での充電電力の総量の時間的な推移を表す。

制御部１０６ａ４２は、基準総充電電力スケジュールを作成すると、基準総充電電力スケジュールを、電力系統指令所１０３に送信する。

電力系統指令所１０３では、例えば、ベース電源電力（図１参照）と、EV１０７での充電以外の電力需要の充電制御期間における予測値と、基準総充電電力スケジュールと、に基づいて、コア期間と、コア期間における総充電需要の目標レベル（以下、単に「総充電需要の目標レベル」と称する）と、非コア期間とが、決定される。

なお、コア期間と総充電需要の目標レベルと非コア期間とは、電力供給側の担当者と制御処理装置１０６の運営者との間での契約にて決定されてもよい。

また、コア期間と総充電需要の目標レベルと非コア期間の契約は、電力供給側の管理者と制御処理装置１０６の管理者という２者間の取引で決定されることに限らない。例えば、電力系統の需給バランスを保つために充電電力需要を必要とする電力供給側と、充電電力需要を供給可能な充電側と、の間で、充電電力の取引を行うための市場があれば、その市場において、コア期間と総充電需要の目標レベルと非コア期間の契約が行われればよい。

図６は、コア期間と総充電需要の目標レベルと非コア期間の一例を示す図である。

一般に、充電需要は、電力需給の一日の周期性に従い、一日単位で充電制御期間の前日に取引される。図６では、各EV１０７での充電需要を除いた一日の電力需要予測が、EV以外の負荷需要予測５１としてプロットされている。なお、電力需要は、電力を消費する負荷の需要（負荷需要）も意味する。このため、「負荷需要」という語句は「電力需要」という語句と同じ意味で用いられる。

図６に示したケースでは、夜間に、EV以外の負荷需要が減少している。

一般に、負荷需要のレベルが最も低い時には、事故（例えば、発電停止または停電など）に対応する需給調整手段として待機している火力発電所の数が減っている。このため、例えば、電力需給バランスが崩れて生じる事故に対応するためのコストを考えると、たとえ安い電気料金に設定してでも、負荷需要を作って負荷需要の最低ラインを底上げした方がよいと判断することができる。

そこで、図６においては、負荷需要のレベルが低い期間である時刻ｔｓ−ｔｅの期間がコア期間として決定され、さらに、コア期間の負荷需要のレベルを上げるために、コア期間における総充電需要の目標レベルＰ_targetが決定されている。図６において、総充電需要の目標レベルＰ_targetは、EV１０７の過去の走行データを基に作成された基準総充電電力スケジュールにて実現可能であるとする。

なお、非コア期間は、電力供給側にとって総電力需要（負荷需要）のレベルの多少の大小は気にしない時間帯である。このため、非コア期間においては、契約上では具体的な総充電需要の目標レベルは設定されていない。しかし、非コア期間における急激な総電力需要のレベルの変動は、発電側の需給調整手段に負担をかける。このため、非コア期間においては、急激な総電力需要のレベルの変動を避けるように、各EV１０７の充電が制御されることが望ましい。

本実施形態の特徴の一つは、以上述べたように事前の取り決めにおいて、充電制御期間を、充電需要のレベルを約束する「コア期間」と、充電需要レベルは約束せず急激な変動をさせないという約束を取り交わす「非コア期間」と、に分けることにある。

電力系統指令所１０３は、コア期間と、総充電需要の目標レベルと、非コア期間とを、制御処理装置１０６に送信する。

制御処理装置１０６では、通信制御装置１０６ａ１は、電力系統指令所１０３から、コア期間と、総充電需要の目標レベルと、非コア期間とを、受け付ける。通信制御装置１０６ａ１は、コア期間と、総充電需要の目標レベルと、非コア期間とを、受け付けると、コア期間と、総充電需要の目標レベルと、非コア期間とを、データ蓄積装置１０６ａ２に蓄積する。

次に、図５のステップＳ２の段階、すなわち、各EV１０７の充電制御について説明する。

各EV１０７の直接的な充電制御手法（充電割振り手法）としては、非特許文献３に記載されている充電必要度の高いEV１０７から充電を割振る優先順位順充電制御方法が用いられる。

優先順位順充電制御方法の詳細の説明の前に、前提を述べる。
（１）各EV１０７は、駐車中は常に配電系統１０２に接続され、かつ、配電系統１０２に接続している間のどこの時間においても充電が可能になっている。
（２）制御処理装置１０６は、少なくとも、EV１０７が配電系統１０２に接続された時刻（接続時刻）と、配電系統１０２に接続されたEV１０７が配電系統１０２との接続が解除され出発する予定時刻（接続解除予定時刻）と、EV１０７内の蓄電池１０７ａの充電量（ＳＯＣ）と、希望される満充電のレベル（以下「希望満充電レベル」と称する）または接続解除予定時刻までに要求される必要充電量とを、通信ネットワーク１０４を介して入手できる。

なお、例えば、EV１０７内のＢＭＵ１０７ａが、接続時刻と、接続解除予定時刻と、蓄電池１０７ａの充電量（ＳＯＣ）と、希望満充電レベルまたは必要充電量と、を保持している場合、制御処理装置１０６は、各EV１０７内のＢＭＵ１０７ａから、接続時刻と、接続解除予定時刻と、蓄電池１０７ａの充電量（ＳＯＣ）と、希望満充電レベルまたは必要充電量と、を取得する。
（３）接続解除時刻には、必要充電量または希望満充電レベルまでEV１０７への充電が完了している（ただし、駐車時間が短く、物理的に無理な場合は除く）。
なお、本実施形態では、希望満充電レベルと必要充電量とのうち、必要充電量が用いられる。

図７は、優先順位順充電制御方法を説明するための図である。図７では、EV１０７の一台ごとの充電電力はすべて同じとしている。なお、EV１０７の一台ごとの充電電力はすべて同じでなくてもよい。

優先順位順充電制御方法では、まず、総充電電力の目標レベル６１が設定される。

充電の管理単位としては、Δｔという時間内に１台のEV１０７を充電することで消費される充電電力量６２（図７中の一箱分）が用いられる。図７に示した例では、充電電力量６２を示す各箱にEV１０７が割り振られることで、EV１０７への充電が制御される。

ここで、EV１０７−１〜１０７−１０の１０台のEV１０７が、制御処理装置１０６にて充電を管理され、現在時刻においてEV１０７−１、１０７−２、１０７−５および１０７−６が配電系統１０２に接続している場合を考える。

EV１０７−１、１０７−２、１０７−５および１０７−６の充電優先度（優先順位）の順番が、EV１０７−６、１０７−２、１０７−１、１０７−５の順であったとすると、制御部１０６ａ４２は、EV１０７−１、１０７−２、１０７−５および１０７−６に対して、この順番に充電を割り振る。なお、各EV１０７の充電優先度は、優先順位付与部１０６ａ４１にて付与される。

制御部１０６ａ４２は、図７に示すように、現在時刻において、充電電力量６２の一単位をEV１０７−６、１０７−２、１０７−１、１０７−５に、優先順位の高い順に割り当てながら、割り当てられた充電電力量６２の一単位を積み上げていく。

しかしながら、EV１０７−５に割り当てられた充電電力量６２の一単位が積み上げられると、現在時刻における充電電力量６２の総量が、現在時刻における総充電電力の目標レベル６１を超えてしまう。このため、制御部１０６ａ４２は、EV１０７−５については現在時刻では充電を実行しない。よって、この場合、制御部１０６ａ４２は、EV１０７−６、１０７−２および１０７−１に対して充電開始信号を送信する。なお、前回の充電制御タイミングでEV１０７−５に対して充電が行われていた場合には、制御部１０６ａ４は、EV１０７−５に対して充電停止信号を送信する。

次の充電開始時刻においては、優先順位付与部１０６ａ４１は、配電系統１０２へ新たに接続されたEV１０７も含めて、配電系統１０２に接続されているEV１０７に対して優先順位を付け直し、制御部１０６ａ４２が、優先順位順充電制御方法に従ってEV１０７への充電を制御する。

優先順位付与部１０６ａ４１は、例えば、

という計算式で計算した数値の大きいEV１０７ほど、優先順位を高くする。

（式１）において、必要充電電力量（Wh）は、現在時刻において接続解除予定時刻までに充電しなければならない充電電力量を表し、充電残り時間（h）は、現在時刻から接続解除予定時刻までの時間を表し、充電電力（W）は充電時の入力電力である。

（式１）は、所定条件の一例である。なお、所定条件は、（式１）に限るものではなく適宜変更可能である。

なお、図７を用いて説明した優先順位順充電制御方法を、各EV１０７の充電制御方法として適用するためには、予め総充電電力の目標レベル６１が決まっていなければならない。

非特許文献３に記載のフリート車両充電手法では、ローカルなハードウエアー制約が条件となって、総充電電力の目標レベル６１が常に明確に定まっている。

本実施形態では、電力系統指令所３との契約では、コア期間には総充電電力の目標レベルとなる総充電需要の目標レベルが定まっているものの、非コア期間には総充電電力の目標レベルとなるものは設定されていない。

非コア期間における総充電電力の目標レベルの設定方法としては、例えば、充電制御期間よりも前（例えば、充電制御期間の前日）に、非コア期間における総充電電力の目標レベルを定めることが可能である。

しかしながら、EVは、電車のように運行スケジュールがあってそのスケジュール通り走行するものではない。このため、充電制御期間当日のEVの走行は、前日に予想された走行スケジュールの通りになる可能性が高くない。また、天気などによって路面の状態およびエアーコンディショナーの使用率が変わるので、当日のEVでの消費電力も基本的に大きく揺らぐと思われる。

図８Ａおよび８Ｂは、事前のEV１０７の消費電力の予想と当日のEV１０７の消費電力とが異なる場合に、優先順位順充電制御で何が起こるかをシミュレーションした結果を示した図である。

図８Ａは、事前のEV１０７の消費電力の予想に対して、当日のEV１０７の消費電力が２割減であった場合のシミュレーション結果を示す。図８Ｂは、事前のEV１０７の消費電力の予想に対して、当日のEV１０７の消費電力が２割増であった場合のシミュレーション結果を示す。

図８Ａおよび８Ｂにおいて、破線７１は、事前の充電電力の目標レベルを示している（シミュレーションの入力の簡単化のため、パルス状の目標を設定したが、急激な目標の変化に意味は無い）。図８Ａにおいて、実線７２は、EV１０７の消費電力が２割減であった場合のシミュレーション結果を示す。図８Ｂにおいて、実線７３は、EV１０７の消費電力が２割増であった場合のシミュレーション結果を示す。なお、図８Ａおよび８Ｂでは、時刻を２４時間制で示している。

図８Ａでは、EV１０７の消費電力が予想よりも少なくなったため、EV１０７を充電するための電力需要要求が少なく、３時半ごろ（AM３時半ごろ）にすべてのEV１０７が満充電状態となり、一気に総充電電力がゼロまで落ち込んでいる。なお、７時ごろ（AM７時ごろ）再び充電電力が復活するのは、４時半（AM４時半）以降に移動したEV１０７が再度配電系統１０２に接続し、再接続されたEV１０７に対する充電が可能となったためである。

図８Ｂでは、EV１０７の消費電力が予想よりも多くなったため、EV１０７を充電するための電力需要要求が多くなる。そして、１９時（PM７時）に局所的な充電ピークが現れた。１９時（PM７時）に現れる局所的な充電ピークは、EV１０７の消費電力が多かったため充電需要が高くなり、出発前までに必要量まで充電できなくなりそうなEV１０７に対して強制的に充電が行われたために生じた。

これらの充電電力の激しい変化は突然現れる。そして、このような充電電力の変化に対応する調整手段（例えば、火力発電所）を確保するということは、当初の目的と逆行する。そのようにならないように対応するか、大きなペナルティとして事後に精算する必要がある。

以上述べたように、EVが個人の利用する物であるという制約から来る不確定要素により、非コア期間における総充電電力の目標レベルを、事前に正確に定めることは困難である。

本実施形態では、事前の非コア期間の契約の条件をうまく使い、不確定要素に対応することができる。

そもそも、事前の取り決めでは、コア期間については、総充電電力の目標レベルとして、総充電需要の目標レベルＰ_targetが設定されているものの、非コア期間には総充電電力の目標レベルに対応する目標レベルは設定されていないので、優先順位順充電制御をそのまま適用できない。

本実施形態では、各EV１０７の配電系統１０２への接続が完了した時点で確定した充電情報（接続時刻、接続解除時刻、必要充電量）を使って、刻々と非コア期間における総充電電力の目標レベルを定めていく方法をとる。

総充電電力の目標レベルを定める際には、事前の取り決めであるコア期間の条件および非コア期間の条件を満たすように、総充電電力の目標レベルを定めていく。

総充電電力の目標レベルを定めるために、既に確定した情報を用いているため、優先順位順制御方法を適用しても大きく目標をはずす事がない。

図９は、優先順位順制御のための総充電電力の目標レベルを定めていく手順を説明するための図である。

まず、図９に示した駐車パターン例１を用いて、総充電電力の目標レベルを定めていく手順を説明する。

駐車パターン例１は、EV１０７の駐車時間（接続時刻から接続解除時刻までの接続予定期間）８０１内にコア期間８０２の一部が含まれているケースである。

まず、制御部１０６ａ４２は、充電制御期間（コア期間と非コア期間とからなる期間）全体にわたって総充電電力の目標レベルが「０」に設定された総充電電力の目標レベル線を作成する。

続いて、制御部１０６ａ４２は、データ蓄積装置１０６ａ２を参照し、EV１０７の充電電力を一定とした場合に、接続解除予定時刻ｔ１に充電が完了するように、EV１０７の充電必要量を接続予定期間内に割振った時（仮スケジュール８０４）に、コア期間８０２内に割振られた仮スケジュール分の充電電力量８０５を、優先的にコア期間８０２内の充電に割振るプレスケジューリングを行う。図９では、コア期間８０２内に割振られた仮スケジュール分の充電電力量８０５を、プレスケジュールを示す箇所に、コア期間分配分である充電電力量８０６として示している。

次に、制御部１０６ａ４２は、このEV１０７が接続される前に作成された直近の総充電電力の目標レベル線のうち、非コア期間８０３と駐車時間８０１とが重なる時間範囲の部分で総充電電力の目標レベルが最も低いところを、コア期間８０２に割振られなかった仮スケジュール分の充電電力量８０７で、優先して埋める。

その結果、制御部１０６ａ４２は、図９のプレスケジュールを示す箇所に充電電力量８０８として示されたように、直近の総充電電力の目標レベル線を反映した充電電力のプレスケジューリングを行うことになる。

これにより、制御部１０６ａ４２は、駐車パターン例１についてのコア期間および非コア期間におけるプレスケジューリングを完了し、このプレスケジューリングの結果を直近の総充電電力の目標レベル線に足し合わせることで、非コア期間における総充電電力の目標レベル線をアップデートする。

制御部１０６ａ４２は、現在時刻に処理すべきEV１０７についてすべてプレスケジューリングを行って総充電電力の目標レベル線のアップデートが完了した場合には、現在時刻分の総充電電力の目標レベルが確定したことになるので、そのアップデート後の総充電電力の目標レベル線が示す目標レベルを、総充電電力の目標レベルとして用い、その総充電電力の目標レベルを目標として優先順位順充電制御を実行する。

なお、コア期間優先でプレスケジューリングされる部分（例えば、図９に示した充電電力量８０５）があっても、その時点で、コア期間における直近の総充電電力の総和が充電需要の目標レベルＰ_targetを超えてしまっている場合には、制御部１０６ａ４２は、コア期間優先でプレスケジューリングされる部分を、コア期間に分配せず、非コア期間にすべてを分配する。

次に、別な例として図９に示した駐車パターン例２のケースを説明する。

駐車パターン例２では、駐車時間８０９はすべて非コア期間８０３内に含まれているので、コア期間に分配処理される充電電力量は無く、制御部１０６ａ４２は、充電電力量８１０のすべてを非コア期間８０３に分配する。

分配の方法としては、制御部１０６ａ４２は、駐車パターン例１での説明と同じく直近の総充電電力の目標レベル線のレベルの底を埋めるようにプレスケジュールし、その結果を直近の総充電電力の目標レベル線に加算する。

駐車パターン例２のケースでは、直近の総充電電力の目標レベル線に底の部分がないので、制御部１０６ａ４２は、接続解除予定時刻ｔ２を壁として捉えて、直近の総充電電力の目標レベル線の底の部分を探索する。

なお、コア期間にしか駐車しないEV１０７についてプレスケジュールを実行するケースでは、制御部１０６ａ４２は、既に直近の総充電電力の目標レベル線の値が事前の充電需要の目標レベルＰ_targetを超えてしまっていた場合には、EVユーザの意思を優先するという制約から、事前の充電需要の目標を守れないことを承知の上で、コア期間にそのEV１０７の充電電力量をプレスケジューリングする。

このようなケースもあるので、完全にコア期間の充電需要の目標レベルを守るということはできない。

このため、図５のステップＳ３に示したように、事後において、制御部１０６ａ４２は、コア期間における充電の実績値と充電需要の目標レベルＰ_targetとの差異を算出し、その差異に応じた対価を算出する。この対価は、電力供給側に支払われる。

以上述べたように、本実施形態によれば、優先順位順充電制御と、プレスケジューリングによる総充電電力の目標レベルの設定方法と、を組み合わせることにより、充電需要の目標レベルを守りつつ、EV１０７に対する充電必要量を保障して、充電を行うことが可能となる。

なお、確認のため、数値シミュレーションを以下に示す。

５万５千人（２万４千世帯）規模の夏の電力需要を想定し、その約８０％の世帯にあたる２万世帯が保有する２万台のEV１０７が、制御処理装置１０６にて充電制御可能であると仮定して、明け方の電力需要（負荷需要）の底に充電を集中させるという設定で計算を行った。

なお、EV１０７の走行データは存在しないので、通勤用、娯楽／買物用、業務用の３種類の走行パターン生成用の統計モデルを作成して乱数を用いて走行データを作成した。通勤用と娯楽／買物用と業務用との割合を、通勤用：娯楽／買物用：業務用＝0.56：0.34：0.1とした。

図１０Ｂの点線９１は、EV１０７の充電電力を除いた負荷曲線（電力需要曲線）を示している。

明け方に電力需要の底が存在しているので、制御可能な充電電力量を勘案して、コア期間（この場合、明け方）と、埋めるべき電力量の目標レベルと、非コア期間と、を定め、これを目標に、本実施形態による充電制御を実行すると、破線９２で示したような充電電力の波形が得られる。なお、非コア期間は、充電制御期間である１日からコア期間を除いた期間となるため、充電制御期間とコア期間とが定まれば、非コア期間は一意に定まる。よって、充電制御期間とコア期間とで非コア期間が規定されてもよい。

破線９１と点線９２の値が加算されると実線（合計の負荷曲線）９３となる。

図１０Ｂを参照すると、コア期間では、実線９３は、ちょうどコア期間として設定したところを埋めるようにフラット化され、非コア期間では、実線９３は、点線９１に沿うような形状になっていることがわかる。

なお、すべてのEV１０７のうち、駐車時間が短すぎるEV１０７を除いた各EV１０７は、満充電した状態で配電系統１２から解除されて出発していることを別途確認している。

一方、図１０Ａは、本実施形態での充電制御を行わず、すべてのEV１０７に対して、それぞれが駐車時に充電を開始するようにした場合のシミュレーション結果を示している。

図１０Ａに示したケースでは、EV１０７の充電タイミングが局所的に集中してしまう。これは、通勤用のEV１０７が朝と夜にほぼ同じ時間帯に駐車を行うことによって生ずる。本実施形態によれば、EV１０７の充電タイミングが局所的に集中することを回避可能となる。

図１１は、コア期間を朝、昼、夜のいずれかに設定した（１０−１）〜（１０−３）の３パターンについて、コア期間の目標電力を１８０ｋＷとして充電制御シミュレーションした結果を示す図である。

EV台数は５００台で、モデルの割合は前述のシミュレーションと同じ条件で行っている。３パターンとも同じ走行パターンで実行している。

また、図１２は、コア期間を昼に設定して、コア期間における充電需要の目標レベルを表す線の形状を釣鐘の形とし、図１１で説明した条件と同一の条件で充電制御シミュレーションした結果を示した図である。図１１および１２からわかるように、ある程度任意に総需要の形をコントロールできるので、柔軟に電力供給側の要求に対応する事が可能である。

次に、本実施形態の効果について説明する。

以上説明したように、本実施形態の電力制御システムによれば、EVオーナーの自由度を奪うことなくEVに対する需要を制御でき、間接的に電力系統の調整力を高くすることができる。

その結果として、例えば、コア期間として電気料金の低い期間が設定されれば、EVユーザに対して低コストに充電電力を供給できるようになる。

また、本電力制御システムを大規模な駐車場に適用すれば、充電出力が分散するように充電をスケジューリングすることにより、充電施設に必要な設備の電気容量を最小限に抑えるといった応用も可能である。

なお、EVは、基本的に蓄電池を動力源としプラグインして配電系統から電力を充電する必要のある電気自動車またはプラグインハイブリッド自動車であってもよいし、複数のEVとして、電気自動車とプラグインハイブリッド自動車とが混合してもよい。

本実施形態によれば、データ蓄積装置１０６ａ２は、コア期間と、非コア期間と、コア期間における充電需要の目標レベルと、を記憶する。通信制御装置１０６ａ１は、複数のEV１０７の各々から、EV１０７の充電必要量を受け付ける。制御部１０６ａ４２は、コア期間では、充電需要の目標レベルを目標として各EV１０７への配電系統１０２からの充電を制御する。また、制御部１０６ａ４２は、非コア期間では、複数の充電必要量の総量からコア期間内の充電による充電量を除いた充電量（残り総量）に基づいて、非コア期間の充電の目標レベルを設定し、充電の目標レベルを目標として各EV１０７への配電系統１０２からの充電を制御する。

このため、コア期間では、充電需要の目標レベルに合うように充電が制御され、また、各EV１０７に対して充電必要量が充電される。

よって、電力の需給バランスを保つためにEVによる充電電力が必要となる必要期間（コア期間）においては、電力の需給バランスを保つためにEVによる充電電力を制御し、かつ、EVが電力系統から外されるときまでに、EVに必要充電量が充電されるというEVオーナーの希望を可能な限り満たすことが可能となる。

なお、上記効果は、通信制御装置１０６ａとデータ蓄積装置１０６ａ２と制御部１０６ａ４２とからなる充電制御装置でも奏する。図１３は、通信制御装置１０６ａ１とデータ蓄積装置１０６ａ２と制御部１０６ａ４２とからなる充電制御装置を示した図である。

また、本実施形態では、制御部１０６ａ４２は、非コア期間では、複数のEV１０７の各々に対してEV１０７の接続予定期間内に充電を行って残り総量の充電を行う充電スケジュールを設定する。

このため、配電系統１０２に接続している可能性が高い期間において、EV１０７に対して充電を行うことが可能になる。よって、EV１０７が配電系統１０２から外されるときまでに、EV１０７に必要充電量が充電される可能性が高くなる。

また、本実施形態では、制御部１０６ａ４２は、非コア期間では、複数のEV１０７の各々に対してEV１０７の接続予定期間内に充電を行って残り総量の充電を行いかつ非コア期間における充電の変動が小さくなるように充電スケジュールを設定する。

このため、非コア期間において、EV１０７への充電に起因して充電需要が急激に変動することを防ぐことが可能になる。

また、本実施形態では、優先順位付与部１０６ａ４１は、所定条件に基づいて、複数のEV１０７に対して充電に関する優先順位を付与する。制御部１０６ａ４２は、コア期間では、複数のEV１０７の中から、充電が実行される予定の充電対象自動車を、優先順位が高い順に充電需要の目標レベルに基づいて選択し、コア期間で選択された充電対象自動車への充電を実行する。また、制御部１０６ａ４２は、非コア期間では、複数のEV１０７の中から、充電対象自動車を、優先順位が高い順に充電の目標レベルに基づいて選択し、非コア期間で選択された充電対象自動車への充電を実行する。

このため、充電対象自動車を優先順位の高い順に選択することが可能になる。

また、本実施形態では、制御部１０６ａ４２は、充電需要の目標レベルと、コア期間における充電の実績と、の差異を算出し、その差異に応じた対価を算出する。

このため、差異に応じた対価の計算を自動的に行うことが可能になる。

また、本実施形態では、電池管理装置１０７ｃでは、ＢＭＵ１０７ｂは、配電系統１０２から充電される蓄電池１０７ａの充電必要量を、制御処理装置１０６に送信する。

このため、電池管理装置１０７ｃは、EV１０７内の蓄電池１０７ａの充電必要量を制御処理装置１０６に知らせることが可能になる。

また、本実施形態では、ＢＭＵ１０７ｂは、さらに、蓄電池１０７ａの配電系統１０２との接続予定期間を、制御処理装置１０６に送信する。

このため、電池管理装置１０７ｃは、EV１０７内の蓄電池１０７ａの接続予定期間を制御処理装置１０６に知らせることが可能になる。

なお、上記実施形態において、通信ネットワーク１０４は、充電スケジューリングの時間単位の長さ（Δｔ）に応じた通信速度および応答遅れで動作する通信回線であればよいので、必ずしも超高速である必要は無く、その通信速度は、制御処理装置１０６側の必要な要件とのバランスで決まる。

以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１１年１１月１日に出願された日本出願特願２０１１−２４０３４１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０１変電所
１０２配電系統
１０３電力系統指令所
１０４通信ネットワーク
１０５電力システム基地局
１０６制御処理装置
１０６ａ処理装置
１０６ａ１通信制御装置
１０６ａ２データ蓄積装置
１０６ａ３記録媒体
１０６ａ４ＣＰＵ
１０６ａ４１優先順位付与部
１０６ａ４２制御部
１０６ａ５主記憶装置
１０６ａ６〜１０６ａ８メモリ制御インターフェース部
１０６ａ９〜１０６ａ１０Ｉ／Ｏインターフェース部
１０６ａ１１バス
１０６ｂ入力装置
１０６ｃ出力装置
１０７ EV
１０７ａ蓄電池
１０７ｂＢＭＵ
１０７ｃ電池管理装置
１０８電池制御装置
１０８ａ切替えスイッチ
１０８ｂインターフェース処理部

Claims

電力を動力として用いる複数の自動車への配電系統からの充電を制御する充電制御装置であって、
前記充電を制御する充電制御期間内の第１期間と、前記充電制御期間のうち前記第１期間以外の第２期間と、前記第１期間における充電需要の目標レベルと、を記憶する記憶手段と、
前記複数の自動車の各々から、当該自動車の充電必要量を受け付ける受付手段と、
前記第１期間では、前記充電需要の目標レベルを目標として前記充電を制御し、前記第２期間では、複数の前記充電必要量の総量から前記第１期間内の前記充電による充電量を除いた残り総量に基づいて、前記第２期間の充電の目標レベルを設定し、前記充電の目標レベルを目標として前記充電を制御する制御手段と、
所定条件に基づいて、前記複数の自動車に対して充電に関する優先順位を付与する付与手段と、
を含み、
前記付与手段は、
前記複数の自動車に対して、［必要充電電力量／充電残り時間×充電電力］の式にて算出される指標が大きいほど優先順位を高く設定する、充電制御装置。
前記受付手段は、前記複数の自動車の各々から、当該自動車が前記配電系統との接続を継続する予定の接続予定期間をさらに受け付け、
前記制御手段は、前記第２期間では、前記複数の自動車の各々に対して当該自動車の前記接続予定期間内に充電を行って前記残り総量の充電を行う充電スケジュールを設定し、当該充電スケジュールに基づいて前記充電の目標レベルを設定する、請求項１に記載の充電制御装置。
前記制御手段は、前記第２期間では、前記複数の自動車の各々に対して当該自動車の前記接続予定期間内に充電を行って前記残り総量の充電を行いかつ前記第２期間における充電の変動が小さくなるように前記充電スケジュールを設定する、請求項２に記載の充電制御装置。
前記制御手段は、前記第１期間では、前記複数の自動車の中から、前記充電が実行される予定の充電対象自動車を、前記優先順位が高い順に前記充電需要の目標レベルに基づいて選択し、前記第１期間で選択された前記充電対象自動車への充電を実行し、前記第２期間では、前記複数の自動車の中から、前記充電対象自動車を、前記優先順位が高い順に前記充電の目標レベルに基づいて選択し、前記第２期間で選択された前記充電対象自動車への充電を実行する、請求項１から３のいずれか１項に記載の充電制御装置。
前記制御手段は、前記充電需要の目標レベルと、前記第１期間における前記充電の実績と、の差異を算出し、当該差異に応じた対価を算出する、請求項１から４のいずれか１項に記載の充電制御装置。
配電系統から充電される電池の充電必要量を、請求項１から５のいずれか１項に記載の充電制御装置に送信する処理手段を含む電池管理装置。
前記処理手段は、さらに、前記電池の前記配電系統との接続予定期間を前記充電制御装置に送信する、請求項６に記載の電池管理装置。
電力を動力として用いる複数の自動車への配電系統からの充電を制御する充電制御装置での充電制御方法であって、
前記充電を制御する充電制御期間内の第１期間と、前記充電制御期間のうち前記第１期間以外の第２期間と、前記第１期間における充電需要の目標レベルとを、記憶手段に記憶し、
前記複数の自動車の各々から、当該自動車の充電必要量を受け付け、
前記第１期間では、前記充電需要の目標レベルを目標として前記充電を制御し、前記第２期間では、複数の前記充電必要量の総量から前記第１期間内の前記充電による充電量を除いた残り総量に基づいて、前記第２期間の充電の目標レベルを設定し、前記充電の目標レベルを目標として前記充電を制御し、
所定条件に基づいて、前記複数の自動車に対して充電に関する優先順位を付与し、
前記優先順位を、前記複数の自動車に対して、［必要充電電力量／充電残り時間×充電電力］の式にて算出される指標が大きいほど高く設定する、充電制御方法。
コンピュータに、
電力を動力として用いる複数の自動車への配電系統からの充電を制御する充電制御期間内の第１期間と、前記充電制御期間のうち前記第１期間以外の第２期間と、前記第１期間における充電需要の目標レベルとを、記憶手段に記憶する記憶手順と、
前記複数の自動車の各々から、当該自動車の充電必要量を受け付ける受付手順と、
前記第１期間では、前記充電需要の目標レベルを目標として前記充電を制御し、前記第２期間では、複数の前記充電必要量の総量から前記第１期間内の前記充電による充電量を除いた残り総量に基づいて、前記第２期間の充電の目標レベルを設定し、前記充電の目標レベルを目標として前記充電を制御する制御手順と、
所定条件に基づいて、前記複数の自動車に対して充電に関する優先順位を付与させる付与手順と、
を実行させるためのものであり、
前記付与手順にて、前記複数の自動車に対して、［必要充電電力量／充電残り時間×充電電力］の式にて算出される指標が大きいほど優先順位を高く設定させるためのプログラム。
前記第１期間は、前記自動車における充電需要を除いた電力需要予測に基づいて設定される、請求項１から５のいずれか１項に記載の充電制御装置。