JP6787706B2 - 蓄電制御装置、蓄電池システム及び蓄電制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、蓄電に関する処理を行うための、蓄電制御装置、蓄電池システム及び蓄電制御プログラムに関する。

電力を利用する需要家が、自身の敷地内等に太陽光発電や風力発電等の発電設備を設置し、かかる発電設備により発電された電力（以下「グリーン電力」と呼ぶ。）を利用することが広く行われている。

この点、グリーン電力は、気象条件に依存して出力電力が変動する発電量が不安定な機器である。そのため、需要家に比較的安定して所定の電力を供給するために、更に蓄電池システムを併用することが好ましい。
このような蓄電池システムの普及をより促進するためには、蓄電池システムを利用した場合に高い経済的効果が得られることが望まれる。

高い経済的効果を得るためには、例えば、太陽光発電等で発電したグリーン電力や蓄電池システムに蓄積したグリーン電力を、需要家が備える負荷である電気機器へ優先的に供給することが考えられる。このようにすれば、商用電源である配電系統の電力料金を抑制できるので経済的効果を高めることができる。また、このようにした場合に、発電したグリーン電力のうち、需要家の負荷で使用されない余剰電力については、電力会社へ売電して、売電電力料金を得られるようにすると、より高い経済的効果を得ることもできる。

ただし、これはあくまで一般論に過ぎず、需要家によっては、経済的効果を重視するのではなく、グリーン電力を優先して使用することを重視する場合もある。この場合には余剰電力を電力会社に売電することよりも、蓄電池へ充電することの方を優先するモードに蓄電池システムを設定すればよい。このように、優先して蓄電池へ充電するモードは、例えば、「グリーンモード」等の名称で呼ばれている。グリーンモードに設定をする技術については、例えば特許文献１に開示されている。

特開２０１５−１５９７２６号公報

ここで、余剰電力の蓄電池への充電は、自家の発電装置で発電した余剰電力を蓄電池に充電するものであり、本来は、蓄電池への充電について系統電力は介在しない。しかしながら、現実には、充電中は介在しないはずの系統電力との間で不足分の入力（すなわち、系統電力からの買電）、または余剰分の出力（すなわち系統電力への売電）が発生することがあり問題となる。なぜ問題になるかというと、買電電力量によっては充電中の買電電力料金が充電中の売電電力料金を上回ることになり、経済的に損失が発生しうるからである。この点、上述したようにグリーンモードは経済的効果を重視するものではない。しかし、そうであったとしても余剰電力が存在する状態であるにも関わらず買電電力料金が発生する、という意図していない事態が発生することは望ましくない。

このように、本来発生するべきではない、系統電力との入出力が発生してしまう理由について説明をする。余剰電力の蓄電池への充電においては、発電量と負荷はそれぞれ変動する、そのため余剰電力の値は一定ではなく、不安定に変化する。かかる変化に対応するため、一度決定した充電電力の値のまま充電を継続するのではなく、余剰電力の値に変化に追従するように充電電力の値を変更する必要がある。この点を考慮して、一般的には、システムコントローラが電力測定と演算を行い、演算結果に基づいてパワーコンディショナを制御して充電電力の値を変更する。もっとも、システムコントローラによる充電電力の値の変更は、余剰電力の変化が発生する都度、即時に行われているのではなく、一定時間間隔で行われていることから、余剰電力の値の変化に対して遅延が発生する。

そして、かかる遅延があることから、余剰電力の変化時は、余剰電力と充電電力とが一致しないこととなり、上述したように系統電力との入出力が発生してしまう。

つまり、システムコントローラによる充電電力の変更が一定時間間隔で行われている以上は、上述した「余剰電力が存在する状態であるにも関わらず買電電力料金が発生する。」という事態の発生が避けられず、これにより経済的損失が発生し得るため問題となる。

そこで本発明は、買電電力料金により発生し得る経済的損失を補填することが可能な、蓄電制御装置、蓄電池システム及び蓄電制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によれば、配電系統及び発電装置から供給される電力を負荷に供給すると共に、前記負荷に供給する電力を超えて前記発電装置から供給される電力である余剰電力については蓄電をするシステム、に対する制御をする蓄電制御装置であって、第１の時点の余剰電力の電力値にて前記蓄電を所定時間行い、前記第１の時点よりも前記所定時間が経過した時点である第２の時点の余剰電力の電力値に基づいて、前記所定時間の間に行った蓄電のために前記配電系統からの買電が行われたか否かを判定し、買電が行われたと判定したならば、該買電により発生した料金を補填するために前記配電系統に対して売電を行う制御手段、を備えることを特徴とする蓄電制御装置が提供される。

本発明の第２の観点によれば、上記本発明の第１の観点により提供される蓄電制御装置と、前記発電装置と、蓄電池を備えた蓄電池システムであって、前記発電装置は太陽光発電を行う太陽光発電装置であり、前記蓄電制御装置は、該太陽光発電により得られた電力を前記負荷に供給させると共に、前記負荷に供給する電力を超えて供給される電力である余剰電力については前記蓄電池に前記蓄電させることを特徴とする蓄電池システムが提供される。

本発明の第３の観点によれば、配電系統及び発電装置から供給される電力を負荷に供給すると共に、前記負荷に供給する電力を超えて前記発電装置から供給される電力である余剰電力については蓄電をするシステム、に対する制御をする蓄電制御装置としてコンピュータを機能させるための蓄電制御プログラムであって、第１の時点の余剰電力の電力値にて前記蓄電を所定時間行い、前記第１の時点よりも前記所定時間が経過した時点である第２の時点の余剰電力の電力値に基づいて、前記所定時間の間に行った蓄電のために前記配電系統からの買電が行われたか否かを判定し、買電が行われたと判定したならば、該買電により発生した料金を補填するために前記配電系統に対して売電を行う制御手段、を備える蓄電制御装置として前記コンピュータを機能させることを特徴とする蓄電制御プログラムが提供される。

本発明によれば、買電電力料金により発生し得る経済的損失を補填することが可能となる。

本発明の実施形態である蓄電池システム全体の基本的構成を表すブロック図である。 本発明の実施形態である蓄電池に含まれるシステムシステムコントローラの構成について表すブロック図である。 本発明の実施形態におけるシステムコントローラの基本的動作について示すフローチャート（１／２）であり、特に充電中の買電電力量と売電電力量の蓄積とについて示すフローチャートである。 本発明の実施形態におけるシステムコントローラの基本的動作について示すフローチャート（２／２）であり、特に電気料金低減のための差額分の売電動作について示すフローチャートである。 本発明の実施形態である蓄電池システムの処理を説明するための余剰電力と時間の関係の例を示すグラフ図である。

まず、本発明の実施形態の概略を説明する。本発明の実施形態は、グリーンモードにおいて、余剰電力値の変動にシステムが追従する遅延時間に起因して発生する系統電力売買により生じる経済的損失を自動的に補填するために、余剰電力充電中の系統電力売買を記録し、一定のタイミングで意図的に売電を行い、精算を図るというものである。

より具体的には、本実施形態では、太陽光発電の発電量を計測する発電電力センサ、負荷で消費される電力を計測する負荷電力センサ、配電系統へ出力する電力を測定する系統入出力電力センサを備えており、システムコントローラは所定周期でこれらの電力値を取得し、パワーコンディショナに指示を送り充放電電力を制御する。余剰電力充電中は所定周期で系統電力を正負に分けて累積し、これらを買電電力量と売電電力量とする。買電電力料金と売電電力料金の差額が損失となる場合に、余剰電力から、相当分の電力量を充電せず、売電を行う。差額分の売電は、日単位や月単位で予め期日を設けておき、実施する。
以上が本実施形態の概略である。

次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明をする。
まず、図１を参照すると、本実施形態である蓄電池システム１は、システムコントローラ１００、蓄電池サブシステム２００、発電電力センサ３１０、負荷電力センサ３２０及び系統入出力電力センサ３３０を含む。また、蓄電池サブシステム２００は、パワーコンディショナ２１０及び蓄電池２２０を含む。更に蓄電池システム１には、負荷２、太陽光発電装置３、及び配電系統４が接続される。

システムコントローラ１００は、蓄電池システム１全体を制御する部分である。システムコントローラ１００は、発電電力センサ３１０、負荷電力センサ３２０及び系統入出力電力センサ３３０のそれぞれの電力センサが、測定した電流値を変換することにより算出した電力値に基づいて、パワーコンディショナ２１０を制御することにより充放電制御等を行う。例えば、太陽光発電装置３や配電系統４から負荷２に対して供給される電力の制御を行う。これに伴い、余剰電力を、売電するか蓄電池２２０へ充電するかに関しての制御を行う。例えば、それぞれの電力センサが測定した電力値を用いて演算を行い、演算結果に基づいてパワーコンディショナ２１０を制御して充電電力を変更したりする。なお、システムコントローラ１００に含まれる機能ブロックについては、図２を参照して後述する。
蓄電池サブシステム２００は、パワーコンディショナ２１０及び蓄電池２２０を含む。

パワーコンディショナ２１０は、システムコントローラ１００の制御に基づいて、配電系統４から供給される交流電力を蓄電池２２０に蓄電可能な直流電力に変換し、変換後の交流電力を蓄電池２２０に蓄電させる。また蓄電池２１０から放電された直流電力を負荷２や配電系統４へ供給可能な交流電力に変換し、負荷２や配電系統４へ供給させる。

蓄電池２２０は、蓄電を行う電池であり、例えば、リチウムイオン充電池、ニカド（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池等の二次電池により実現される。

発電電力センサ３１０は、太陽光発電装置３による発電量を測定する電力センサである。また、負荷電力センサ３２０は、負荷２で消費される電力の電力値を測定する電力センサである。

系統入出力電力センサ３３０は、配電系統４に出力する電力（すなわち、売電する電力）の電力値と、配電系統４から入力する電力（すなわち、買電する電力）の電力値を測定する電力センサである。系統入出力電力センサ３３０は、配電系統４に出力する電力（すなわち、売電する電力）の電力値を正、配電系統４から入力する電力（すなわち、買電する電力）の電力値を負として測定する方向で取り付けられている。

負荷２は、蓄電池システム１を利用する需要家の電気機器であり、蓄電池システム１が供給する電力により動作をする。例えば、蓄電池システム１を一般家庭で利用するのならば、需要家が利用する家電製品が負荷２となる。
太陽光発電装置３は、太陽電池を用いて太陽光を電力に変換し、変換した電力を蓄電池システム１に対して供給する装置である。

配電系統４は、電力会社が設置する商用の配電系統である。蓄電池システム１は、配電系統４に対して電力の供給を受けたり（すなわち、買電をしたり）、配電系統４に対して電力を供給したり（すなわち、売電をしたり）する。この場合、当然ことながら、買電をしたならば電力会社へ支払う買電電力料金が発生する。また、売電をしたならば電力会社から支払を受ける売電電力料金が発生する。
次に、図２を参照してシステムコントローラ１００に含まれる各機能ブロックについて説明をする。

システムコントローラ１００は、電力センサ測定値取得部１１０と、プログラム制御により動作する制御部１２０と、経済的損失の補填用の処理を行うための情報を記憶する補填用情報記憶部１３０と、日時をカウントするカレンダー時計１４０とを含む。

電力センサ測定値取得部１１０は、発電電力センサ３１０、負荷電力センサ３２０、及び系統入出力電力センサ３３０のそれぞれと接続され、これら各電力センサが測定した電力値を各電力センサから取得する部分である。電力センサ測定値取得部１１０は、取得した電力値を、制御部１２０に対して出力する。制御部１２０は、かかる出力を入力されることにより、各各電力センサが測定した電力値を把握することができる。

制御部１２０は、システムコントローラ１００内の各機能ブロックの動作を制御する部分である。具体的には、制御部１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置と、記憶装置とにより実現される。ここで、記憶装置とは、例えば、ＯＳ（Operating System）や各種の制御用プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard disk drive）、ＣＰＵがプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Random Access Memory）等により実現される。

そして、制御部１２０では、ＣＰＵがＲＯＭからＯＳや各種制御用プログラムを読み込み、読み込んだＯＳや制御用プログラムをＲＡＭに展開させながら、これらのＯＳや各種制御用プログラムに基づいた演算処理を行なう。そして、制御部１２０が、演算結果に基づいてシステムコントローラ１００内のハードウェアを制御することにより、システムコントローラ１００の機能は実現される。つまり、システムコントローラ１００は、ハードウェアとソフトウェアが協働することにより実現することができる。

ここで、制御部１２０は、システムコントローラ１００を動作させるための一般的な処理、例えば、グリーンモードに切り替えて動作させる処理に加えて、本実施形態特有の処理である経済的損失の補填用の処理を行う。かかる処理の内、前者については、特許文献１等に記載されており当業者にとってよく知られているので、その詳細な説明を省略する。一方で、後者については、図３及び図４のフローチャート等を参照して後述する。

補填用情報記憶部１３０は、制御部１２０が、後述する経済的損失の補填用の処理を行うために利用する各種の情報を記憶する部分である。これら情報は、制御部１２０により参照されると共に、適宜更新される。填用情報記憶部１３０が記憶する情報それぞれについて説明をする。

充電中の買電電力量１３１は、充電中の売電電力量１３２、差額分の売電目標電力量１３３、及び差額分の売電電力量１３４は、後述の経済的損失の補填用の処理の過程において更新される値である。これらの値は、蓄電地システム１の起動時や経済的損失の補填用の処理中の所定の段階で、ゼロに初期化される。そして、余剰電力の充電を開始するまでゼロのままである。その後、後述の経済的損失の補填用の処理の過程において値が更新される。これらの値の更新については、後述の経済的損失の補填用の処理と共に説明をする。

電気料金テーブル１３５は、単位電力量当たりの買電電気料金と、単位電力量当たりの売電電気料金とを記録したテーブルである。また、売電実施期日１３６は、経済的損失の補填用の処理の一環である差額分の売電を実施する期日である。これら２つの情報は、経済的損失の補填用の処理を行うに先立って、予め補填用情報記憶部１３０に記憶されている。

カレンダー時計１４０は、現在の日付及び時刻をカウントする時計である。カレンダー時計１４０は、カウントした現在の日付及び時刻を、制御部１００に対して出力する。制御部１２０は、かかる出力を入力されることにより、現在の日付及び時刻を把握することができる。

次に、図３及び図４のフローチャートと、図５のグラフ図とを参照して、経済的損失の補填用の処理について詳細に説明を行う。なお、以下の処理は、特に言及のないかぎり、制御部１２０の制御により実現されるものとする。

ここで、ステップＳ１２以後の処理は、余剰電力発生時に実行される処理である。そこで、まず、余剰電力が発生しているか否かを判定するために、発電電力の電力値が負荷電力の電力値を超えているか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。ここで、発電電力の電力値が負荷電力の電力値を超えているのであれば（ステップＳ１１においてＹｅｓ）、余剰電力が発生していることとなるので、ステップＳ１２に進む。一方で、発電電力の電力値が負荷電力の電力値以下であれば（ステップＳ１１においてＮｏ）、余剰電力が発生していないこととなるので、本判定を繰り返して待機する（ステップＳ１１）。

次に、ステップＳ１２では、売電実施期日１３６と、カレンダー時計１４０からの入力とを比較して、現在、売電実施期日であるか否かを判定する。売電実施期日であるのであれば（ステップＳ１２においてＹｅｓ）、図４のステップＳ３１に遷移する。一方で、売電実施期日でないのであれば（ステップＳ１２においてＮｏ）、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１２においてＹｅｓであり、ステップＳ３１以降に進む場合の処理については、図４を参照して後述することとして、まずステップＳ１２においてＮｏとなる場合について説明をする。
ここで、本実施形態の理解をより容易にするために、図５のイメージ図も更に参照して説明を行う。

図５は、発電電力センサ３１０の測定した電力値から負荷電力センサ３２０の測定した電力値を減算した電力値である余剰電力の電力値と、時間との関係を表したグラフである。本グラフでは、縦軸が余剰電力であり、横軸が時間である。

図５に示す、ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４は、所定周期で電力値の取得し制御を行うシステムコントローラ１００が、かかる所定周期での電力値の取得及び制御を実際に行うタイミングを示す。ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４の、自身に隣接するｔとの間隔は全て等しくΔｔとする。ここで、本グラフは、日中に太陽光発電電力が増加したことを想定したグラフである。つまり、日の出に伴い太陽光発電による発電電力が増加して、負荷電力と均衡した時点を表すのがｔ０であり、その後、時間が経過していくに従い余剰電力が増加した時点を表すのがｔ１、ｔ２であり、その後、時間が経過していくに従い余剰電力が減少した時点を表すのがｔ３であり、その後、時間が経過したが余剰電力が一定のままであった時点を表すのがｔ４である。
このように、余剰電力が推移した場合を例に取って説明をする。

まず、ｔ０の時点であるが、余剰電力Ｐ０は、ちょうどゼロであるためステップＳ１１においてＮｏとなる。その後、Δｔが経過してｔ１のタイミングでステップＳ１１の判定を行う。

すると、発電電力の電力値が負荷電力の電力値を超えており（ステップＳ１１においてＹｅｓ）、今回は売電実施期日になっていない場合を想定しているので（ステップＳ１２においてＮｏ）ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、ｔ１の時点での発電電力の電力値から、ｔ１の時点での負荷電力値を減算することにより、ｔ１の時点での余剰電力である余剰電力Ｐ１を算出する。これにより、システムコントローラ１００はｔ１の時点での余剰電力である余剰電力Ｐ１を認識する（ステップＳ１３）。なお、このとき、系統入出力電力センサ３３０はＰ１を正の値として示している。なぜならば、余剰電力Ｐ１の内、蓄電池２２０に対しての充電に利用されている電力はゼロのため、Ｐ１の全てが配電系統４に対して出力（すなわち、売電）されているからである。

そして、システムコントローラ１００は、今回処理を行ったｔ１の時点の余剰電力であるＰ１から、前回処理を行った一定時間（すなわち、Δｔ）過去のｔ０の時点の余剰電力であるＰ０を減算することにより、ｔ０からｔ１の間の系統入出力電力の変化であるΔＰ１を算出する。ここで、Ｐ０の値はゼロであるので、「ΔＰ１＝Ｐ１−０」として算出する。

次に、算出したΔＰ１の値がゼロと等しいか否かを判定する。今回、ΔＰ１はゼロではないので（ステップＳ１５においてＹｅｓ）、ステップＳ１６に進む。次に、ステップＳ１６では、算出したΔＰ１の値がゼロよりも大きいか否かを判定する。

ここで、Ｐ１の値がゼロよりも大きいので、すなわち、前回のｔの時点での余剰電力よりも余剰電力が増加しているので（ステップＳ１６においてＹｅｓ）、ステップＳ１７に進む。この場合には、ｔの時点での余剰電力の値に基づいて蓄電池２２０に対して充電をしていたので、余剰電力が増加している分については、充電には使われずに売電されたことが分かる。今回の例では、ｔ０の時点で余剰電力はゼロであるため、ｔ１までの間蓄電池２２０に対しては充電されていない。それにも関わらず、実際は余剰電力が発生しているので、発生した余剰電力は売電されたであろうことが分かる。

そこで、ｔ０からｔ１までに間に売電された電力量である電力量Ｗ１を「ΔＰ１×Δｔ／２」で求める。そして、電力量Ｗ１が、配電系統４に対して売電されたものとみなし、充電中の売電電力量１３２に、電力量Ｗ１を加算する（ステップＳ１７）。今回の例では、ｔ１の処理を行う前の時点では、売電電力量１３２はゼロであるので、売電電力量１３２は、Ｗ１となる。なお、この電力量Ｗ１は、図５において符号Ｗ１を付した三角形の面積で表される。つまり、本実施形態では、前回の処理時点ｔＮ−１（Ｎは自然数）での余剰電力の値ＰＮ−１から、今回処理時点ｔＮでの余剰電力の値ＰＮまで、時間Δｔをかけて、一定の変化量で時間に比例して変化したものとみなす。

その後、パワーコンディショナ２１０を制御し、蓄電池２２０に対して、現在の余剰電力を充電電力として一定時間（すなわち、Δｔ）充電を行う（ステップＳ１９）。今回の例では、現在の余剰電力Ｐ１を充電電力として、ｔ２までの間、充電を行う。

次に、ｔ２において、再度ステップＳ１３からの処理を行う。この点、ｔ１からｔ２の間に余剰電力はＰ１からＰ２に増加している。これは、ｔ０からｔ１の間に余剰電力がＰ０からＰ１に増加している状態と同じ状態である。そのため、再度行われるステップＳ１３からの処理は、上述したｔ１において行った処理の内容と同様に電力量Ｗを算出し、算出したＷを充電中の売電電力量１３２に加算するものとなる。

具体的には、ｔ２で余剰電力はＰ２であることを算出する（ステップＳ１３）。次に、Ｐ２は、Ｐ１より増加していることを算出する（ステップＳ１４、ステップＳ１５においてＹｅｓ、ステップＳ１６においてＹｅｓ）。

この場合には、前回のｔの時点での余剰電力の値に基づいて蓄電池２２０に対して充電をしていたので、余剰電力が増加している分については、充電には使われずに売電されたことが分かる。今回の例では、ｔ１の時点で余剰電力はＰ１であるため、ｔ２までの間蓄電池２２０に対してＰ１で充電されている。それにも関わらず、実際は余剰電力がＰ２に増加しているので、増加した余剰電力は売電されたであろうことが分かる。

より具体的には、このとき電力Ｐ１で充電を行っているので、ΔＰ２＝Ｐ２−Ｐ１としてΔＰ２を算出する。余剰電力が増加しているのでΔＰ２は正の値となる。なお、このとき、系統入出力電力センサ３３０はＰ２−Ｐ１である正の値を示している。を正の値として示している。なぜならば、余剰電力Ｐ２の内、Ｐ１は蓄電池２２０に対しての充電に利用され、差分のＰ２−Ｐ１の電力が配電系統４に対して出力（すなわち、売電）されているからである。

そして、ΔＰ２×Δｔ／２で求める電力量Ｗ２が、配電系統４に対して売電されたものとみなし、充電中の売電電力量１３２に、電力量Ｗ１を加算する（ステップＳ１７）。今回の例では、ｔ２の処理を行う前の時点では、売電電力量１３２はＷ１であるので、売電電力量１３２は、Ｗ１とＷ２を合算したものとなる。なお、この電力量Ｗ２は、図５において符号Ｗ２を付した三角形の面積で表される。

その後、パワーコンディショナ２１０を制御し、蓄電池２２０に対して、現在の余剰電力を充電電力として一定時間（すなわち、Δｔ）充電を行う（ステップＳ１９）。今回の例では、現在の余剰電力Ｐ２を充電電力として、ｔ３までの間、充電を行う。

次に、ｔ３において、再度ステップＳ１３からの処理を行う。この点、ｔ２からｔ３の間に余剰電力はＰ２からＰ３に減少している。そのため、今回行われるステップＳ１３からの処理は、上述したｔ１やｔ２において行った処理の内容と異なり、電力量Ｗを算出し、算出したＷを充電中の買電力量１３１に加算するものとなる。

具体的には、ｔ３で余剰電力はＰ３であることを算出する（ステップＳ１３）。次に、Ｐ３は、Ｐ２より減少していることを算出する（ステップＳ１４、ステップＳ１５においてＹｅｓ、ステップＳ１６においてＮｏ）。

この場合には、前回のｔの時点での余剰電力の値に基づいて蓄電池２２０に対して充電をしていたので、余剰電力が減少している分については、充電電力が足りないこととなるので、この不足分を補うために、不足分が買電されたことが分かる。今回の例では、ｔ２の時点で余剰電力はＰ２であるため、ｔ３までの間蓄電池２２０に対してＰ２で充電されている。それにも関わらず、実際は余剰電力がＰ３に減少しているので、減少した余剰電力は買電されたであろうことが分かる。

より具体的には、このとき電力Ｐ２で充電を行っているので、ΔＰ３＝Ｐ３−Ｐ２としてΔＰ３を算出する。余剰電力が減少しているのでΔＰ３は負の値となる。なお、このとき、系統入出力電力センサ３３０は、Ｐ３−Ｐ２である負の値を示している。なぜならば、余剰電力Ｐ３の全ては蓄電池２２０に対しての充電に利用され、差分のＰ３−Ｐ２の電力が蓄電池２２０に対して充電するための不足分として配電系統４から入力（すなわち、買電）されているからである。

そして、ΔＰ３が、負の値であることからΔＰ３の絶対値を用い｜ΔＰ３｜×Δｔ／２で求める電力量Ｗ３を、配電系統４にから買電したものとみなし、充電中の買電電力量１３１に、電力量Ｗ１を加算する（ステップＳ１７）。今回の例では、ｔ３の処理を行う前の時点では、買電力量１３１はゼロであるので、買電力量１３１は、Ｗ３となる。なお、この電力量Ｗ３は、図５において符号Ｗ３を付した三角形の面積で表される。

その後、パワーコンディショナ２１０を制御し、蓄電池２２０に対して、現在の余剰電力を充電電力として一定時間（すなわち、Δｔ）充電を行う（ステップＳ１９）。今回の例では、現在の余剰電力Ｐ３を充電電力として、ｔ４までの間、充電を行う。

次に、ｔ４において、再度ステップＳ１３からの処理を行う。この点、ｔ３からｔ４の間に余剰電力はＰ３からＰ４となっているが、Ｐ３とＰ４の電力値は同一である。つまり、余剰電力は変化していない。そのため、今回行われるステップＳ１３からの処理は、上述したｔ１やｔ２において行った処理やｔ３において行った処理の内容と異なり、電力量Ｗはゼロとなる。そのため、充電中の売電電力量１３２に加算する処理や、充電中の買電電力量１３１に加算する処理は省いたものとなる。

具体的には、ｔ４で余剰電力はＰ４であることを算出する（ステップＳ１３）。次に、Ｐ４からＰ３を減算するとΔＰはゼロであるので、ｔ３からｔ４までの間の系統入出力電力は変化していないこととなる。次に、ステップＳ１５においてＮｏとなるので、ステップＳ１７やステップＳ１８のような処理は行わず、ステップＳ１９に進む。なぜならば、ｔ３からｔ４までの間の系統入出力電力は変化していない以上、充電中の売電も、充電中の買電も発生していないとみなせるからである。なお、ΔＰが完全にゼロであるという基準とすると、ステップＳ１５においてＮｏと判定される場合がほとんどなくなるようであれば、基準を緩め、ΔＰがほぼゼロである場合に、ステップＳ１５においてＮｏと判定するようにしてもよい。つまり、Ｐ４とＰ３の差分がほとんどなく、両余剰電力がほぼ同等である場合に、ステップＳ１５においてＮｏと判定するようにしてもよい。

なお、仮に電力量Ｗ４を、ΔＰ４×Δｔ／２で求めたとしても、電力量Ｗ４はゼロであり、この値を利用することはないので、電力量Ｗ４を求める必要はない。なお、この電力量Ｗ４は、図５においては面積として表すことはできない。

そして、ステップＳ１９では、パワーコンディショナ２１０を制御し、蓄電池２２０に対して、現在の余剰電力を充電電力として一定時間（すなわち、Δｔ）充電を行う。今回の例では、現在の余剰電力Ｐ４を充電電力として、ｔ５（図５ではｔ５以降の図示を省略する。）までの間、充電を行う。

そして、ｔ５以降も、Δｔが経過する毎にステップＳ１３〜ステップＳ２０までの処理を繰り返す。そしてこれにより、余剰電力と充電電力の差分が有る場合は売買された電力量を算出し、充電中の買電電力量１３１または充電中の売電電力量１３２に加算する。

そして、以上の処理を繰り返す過程で、余剰電力がゼロ以下となったならば（ステップＳ２０においてＹｅｓ）、充電を停止し（ステップＳ２１）、再度余剰電力が発生するまで待機をする（ステップＳ１１においてＮｏ）。そして、再度余剰電力が発生したならば（ステップＳ１１においてＹｅｓ）、再度ステップＳ１２以後の処理を行う。例えば、太陽光が照射される昼間の間に余剰電力が発生するならば、昼間の間にΔｔが経過する毎にステップＳ１３〜ステップＳ２０までの処理が繰り返され、夜間の間充電を停止して待機を繰り返し（ステップＳ２０においてＹｅｓ、ステップＳ２１及びステップＳ１１においてＮｏ）、翌日の昼間に再度ステップＳ１２以後の処理を行う、ということが売電実施期日となるまで毎日繰り返される。

以上説明した処理により、売電実施期日となるまでの間は、一定時間間隔で余剰電力の電力値を取得し、この余剰電力と、前回処理時に取得した余剰電力との変化に応じて、系統入出力電力の変化を算出することができる。そして、算出した系統入出力電力の変化に応じて、充電中の買電電力量と、充電中の売電電力量とを記録することができる。また、充電中に買電も売電も発生していない場合には、このような記録を行うことなく充電のみを継続することができる。

次に、売電実施期日となった場合の処理について説明をする。上述の処理の繰り返しの過程において、カレンダー時計１４０の日時が、売電実施期日１３６と等しくなった場合（ステップＳ１２においてＹｅｓ）。図４に示すステップＳ３１に遷移する。

ステップＳ３１では、補填用情報記憶部１３０を参照して、充電中の買電電力量１３１と充電中の売電電力量１３２と電気料金テーブル１３５とから、累積した買電電力量と売電電力量について、それぞれの電気料金を求める（Ｓ３１）。充電中の買電電力の料金は、充電中の買電電力量１３１を単位電力量にした値と、電気料金テーブル１３５に含まれる単位電力量当たり買電料金を積算することにより求められる。同様に、充電中の売電電力の料金は、充電中の売電電力量１３２を単位電力量にした値と、電気料金テーブル１３５に含まれる単位電力量当たり売電料金を積算することにより求められる。

次に、このようにして算出した、充電中の買電料金と充電中の売電料金の何れが高額であるかを判定する（ステップＳ３２）。充電中の売電料金の方が高額なのであれば（ステップＳ３２においてＮｏ）、補填を行う必要はないので、ステップＳ３２〜ステップＳ３７を行うことなく、ステップＳ３８に進み、充電中の買電電力量１３１と充電中の売電電力量１３２の双方をゼロとすることにより初期化する。そして、図３のステップＳ１３に遷移して、ステップＳ１３以降の処理を行う。
一方で、充電中の買電料金の方が高額なのであれば（ステップＳ３２においてＮｏ）、補填を行う必要があるので、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、差額分の売電目標電力量Ｗｓを算出する。具体的には、（充電中の買電料金−充電中の売電料金）／単位電力量当たり売電料金、で売電目標電力量Ｗｓを求める。求めた売電目標電力量Ｗｓを、差額分の売電目標電力量１３３として補填用情報記憶部１３０に記憶させる。仮に以前求めた売電目標電力量Ｗｓが記憶済みであれば、今回求めた売電目標電力量Ｗｓで上書きをする。また、差額分の売電電力量１３４を、ゼロとすることにより初期化する（ステップＳ３４）。

そして、余剰電力による蓄電池２２０への充電を行わず、余剰電力を配電系統４に対して売電する（ステップＳ３５）。この場合、余剰電力量は、差額分を補填するための売電電力量と等しい。

そして、ステップＳ３５における、一定時間（すなわち、Δｔ）の売電が終了したならば、売電した電力量を、補填用情報記憶部１３０に記憶されている差額分の売電電力量１３４に加算する（ステップＳ３６）。そして、加算後の差額分の売電電力量１３４が、補填用情報記憶部１３０に差額分の売電目標電力量１３３として記憶されている売電目標電力量Ｗｓに達したか否かを判定する（ステップＳ３７）。そして売電目標電力量Ｗｓに達していないならば、ステップＳ３５に戻り一定時間（すなわち、Δｔ）の売電を再度行う。このようにして、差額分の売電電力量１３４が、売電目標電力量Ｗｓに達するまで売電を継続し、差額分の売電電力量１３４が、売電目標電力量Ｗｓに達したならば、売電を停止して、ステップＳ３８に進む。そして、充電中の買電電力量１３１と充電中の売電電力量１３２との双方をゼロとすることにより、双方を初期化する。そして、図３のステップＳ１３に遷移して、余剰電力の蓄電池２２０に対する充電を開始する。
以上図４を参照して説明した処理により、余剰電力が発生しているにも関わらず、買電をしてまで蓄電池２２０に対する充電を行ったように場合に、かかる充電中に生じた買電の料金を補填するために、売電を行うことが可能となる、という効果を奏する。そして、補填ができたならばそれ以上の売電を行うのではなく、蓄電池２２０への充電を行うことから、経済的効果を重視するのではなく、グリーン電力を優先して使用することを重視するというグリーンモードの本来の目的も達成することができる、という効果も奏する。また、これらの処理を需要家の操作を伴うことなく自動的に実行することができる。

また、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

例えば、上述した実施形態では、太陽光発電装置３により、太陽光発電を行い、かかる太陽光発電にて発電したグリーン電力を蓄電池システム１に供給していたが、かかる太陽光発電に代えて又はかかる太陽光発電に加えて、他の発電方法により発電したグリーン電力を蓄電池システム１に供給するようにしてもよい。例えば、風力発電装置を設置し、かかる風力発電装置が風力発電により発電したグリーン電力を蓄電池システム１に供給するようにしてもよい。

また、太陽光発電であれば通常夜間に発電は行われないので、少なくとも一日に一回はステップＳ２０でＹｅｓとなり、その後翌日の昼間にステップＳ１２の判定を行うこととなる。そのため、売電実施期日になったにも関わらず、ステップＳ３１に遷移しないということはない。

しかし、風力発電であれば、例えば、夜間であっても発電が可能であるため、夜間も継続して余剰電力が発生することとなり、ステップＳ１３〜ステップＳ２０の処理が複数日連続して継続する可能性がある。特に需要家が旅行等に不在の場合には負荷電力が低下するので、このようにステップＳ１３〜ステップＳ２０の処理が複数日連続して継続する可能性がある。このような場合には、数日間ステップＳ２０でＹｅｓとならず、ステップＳ１２の判定が実施されない可能性がある。そのため、風力発電とした場合等には、ステップＳ２０でＮｏの場合に、ステップＳ１３に遷移するのではなく、ステップＳ１２に遷移して、ステップＳ１２の判定を毎回行うようにするとよい。これにより、売電実施期日になったにも関わらず、ステップＳ３１に遷移しないということを防止できる。

また、他の変形例として、余剰電力値の変動にシステムが追従する遅延時間に起因して売電や買電が発生するという考えを、ステップＳ３５〜ステップＳ３７に適用させてもよい。例えば、ステップＳ３５において或る時点ｔ１０において余剰電力Ｐ１０にて売電を開始したとして、ステップＳ３６でΔｔの間常に余剰電力Ｐ１０にて売電したとして、売電した電力量を算出することが考えられる。しかしながら、実際には、Δｔの間に余剰電力が減少していき、Δ１１の時点では、余剰電力がＰ１０よりも減少したＰ１１しかなかったとする。この場合に、ステップＳ３６でΔｔの間余剰電力が変化せず、常に余剰電力Ｐ１０にて売電したとして、売電した電力量を算出してしまうと誤差が発生する。そこで、ステップＳ３６に上述した考えを適用し、Ｐ１１―Ｐ１０により、ΔＰ１１を求め、ΔＰ１１×Δｔ／２、により算出した電力量を売電した電力量とみなすようにするとよい。

なお、上記の蓄電池システムに含まれる各機器のそれぞれは、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の蓄電池システム に含まれる各機器により行なわれる補填方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１） 配電系統及び発電装置から供給される電力を負荷に供給すると共に、前記負荷に供給する電力を超えて前記発電装置から供給される電力である余剰電力については蓄電をするシステム、に対する制御をする蓄電制御装置であって、
第１の時点の余剰電力の電力値にて前記蓄電を所定時間行い、前記第１の時点よりも前記所定時間が経過した時点である第２の時点の余剰電力の電力値に基づいて、前記所定時間の間に行った蓄電のために前記配電系統からの買電が行われたか否かを判定し、買電が行われたと判定したならば、該買電により発生した料金を補填するために前記配電系統に対して売電を行う制御手段、
を備えることを特徴とする蓄電制御装置。

（付記２） 前記制御手段は、
前記第２の時点を新たな第１の時点とすると共に、該新たな第１の時点よりも前記所定時間が経過した時点を新たな第２の時点とすることにより、前記補填すべき料金の算出を繰り返し、繰り返しの過程における各前記第２の時点での余剰電力に基づいて、前記所定時間の間に行った蓄電に使用しなかった余剰電力を前記配電系統に売電したか否かについても判定し、
前記所定時間の間に行った蓄電のために前記配電系統から買電したことにより発生した料金から、前記所定時間の間に行った蓄電に使用しなかった余剰電力を前記配電系統に売電したことにより発生した料金を差し引き、該差し引き後の料金を前記補填の対象とすることを特徴とする付記１に記載の蓄電制御装置。

（付記３） 前記制御手段は、前記第１の時点の余剰電力の電力値よりも、前記第２の時点での余剰電力の電力値が高い場合に、前記所定時間の間に行った蓄電のために前記配電系統からの買電が行われたと判定することを特徴とする付記１又は２に記載の蓄電制御装置。

（付記４） 前記制御手段は、前記第１の時点の余剰電力の電力値よりも、前記第２の時点での余剰電力の電力値が低い場合に、前記所定時間の間に行った蓄電のために前記配電系統からの売電が行われたと判定し、
前記制御手段は、前記第１の時点の余剰電力の電力値と前記第２の時点での余剰電力の電力値が同等の場合に、前記所定時間の間に行った蓄電のために前記配電系統からの買電及び売電の双方も行われていないと判定することを特徴とする付記１乃至３の何れか１に記載の蓄電制御装置。

（付記５） 前記制御手段は、前記第２の時点での余剰電力の電力値から前記第１の時点の余剰電力の電力値を減算し、該減算した値又は該減算した値の絶対値の何れかを２で除した値に、前記所定時間を乗じた値を、前記所定時間の間に行った蓄電のために前記配電系統から買電を行った電力量又は前記所定時間の間に前記配電系統に対して売電を行った電力量とみなすことを特徴とする付記１乃至４の何れか１に記載の蓄電制御装置。

（付記６） 前記制御手段は、前記余剰電力が発生した場合に、該余剰電力による前記蓄電を行うことを取りやめて該余剰電力を前記前記配電系統に対して売電することにより発生した料金により、前記補填を行うことを特徴とする付記１乃至５の何れか１に記載の蓄電制御装置。

（付記７） 前記制御手段は、
前記第２の時点を新たな第１の時点とすると共に、該新たな第１の時点よりも前記所定時間が経過した時点を新たな第２の時点とすることにより、前記補填すべき料金の算出を繰り返し、
所定の期日となったならば、前記繰り返しにより算出した各料金を合算した料金を対象として前記補填を行うことを特徴とする付記１乃至６の何れか１に記載の蓄電制御装置。

（付記８） 前記制御手段は、買電により生じる料金及び売電により生じる料金を算出するための料金テーブルを参照し、該料金テーブルに記載の情報を利用して算出した料金に基づいて前記補填を行うことを特徴とする付記１乃至７の何れか１に記載の蓄電制御装置。

（付記９） 付記１乃至８の何れか１に記載の蓄電制御装置と、前記発電装置と、蓄電池を備えた蓄電池システムであって、
前記発電装置は太陽光発電を行う太陽光発電装置であり、
前記蓄電制御装置は、該太陽光発電により得られた電力を前記負荷に供給させると共に、前記負荷に供給する電力を超えて供給される電力である余剰電力については前記蓄電池に前記蓄電させることを特徴とする蓄電池システム。

（付記１０） 配電系統及び発電装置から供給される電力を負荷に供給すると共に、前記負荷に供給する電力を超えて前記発電装置から供給される電力である余剰電力については蓄電をするシステム、に対する制御をする蓄電制御装置としてコンピュータを機能させるための蓄電制御プログラムであって、
第１の時点の余剰電力の電力値にて前記蓄電を所定時間行い、前記第１の時点よりも前記所定時間が経過した時点である第２の時点の余剰電力の電力値に基づいて、前記所定時間の間に行った蓄電のために前記配電系統からの買電が行われたか否かを判定し、買電が行われたと判定したならば、該買電により発生した料金を補填するために前記配電系統に対して売電を行う制御手段、
を備える蓄電制御装置として前記コンピュータを機能させることを特徴とする蓄電制御プログラム。

（付記１１） 配電系統から供給される電力および太陽光発電装置の発電電力を充電し、負荷に電力を供給する蓄電池と、
前記太陽光発電装置の発電電力を前記負荷に対して供給可能とし、かつ、前記太陽光発電装置の発電電力のうち余剰電力を売電するモード、または前記太陽光発電装置の発電電力のうち余剰電力を前記電池に充電するモードで動作させることが可能なパワーコンディショナを有する蓄電サブシステムと、
前記太陽光発電の発電量を計測する発電電力センサと、
前記負荷で消費される電力を計測する負荷電力センサと、
前記配電系統から供給される電力および、配電系統へ出力する電力を測定する系統入出力電力センサと、
前記３つの電力センサからそれぞれ得られる電力情報を一定時間毎に収集し、この収集された電力情報に基づいて、前記蓄電サブシステムを制御するシステムコントローラを有する蓄電池システムにおいて、前記太陽光発電装置から供給される電力のうち、前記負荷で消費しきれない余剰電力を蓄電池へ充電する手段を有し、
前記余剰電力値の変動にシステムコントローラが追従する時間差によって生じる系統電力入出力量を累積し、買電電力料金と売電電力料金の差額が損失となる場合に、余剰電力の一部を差額相当の売電に充てることで経済的損失の低減を図ることを特徴とする太陽光発電電力の蓄電池システムへの充電制御方法。

１ 蓄電池システム
２ 負荷
３ 太陽光発電装置
４ 配電系統
１００ システムコントローラ
１１０ 電力センサ測定値取得部
１２０ 制御部
１３０ 補填用情報記憶部
１４０ カレンダー時計
２００ 蓄電池サブシステム
２１０ パワーコンディショナ
２２０ 蓄電池
３１０ 発電電力センサ
３２０ 負荷電力センサ
３３０ 系統入出力電力センサ

Claims (9)

1. 配電系統及び発電装置から供給される電力を負荷に供給すると共に、前記負荷に供給する電力を超えて前記発電装置から供給される電力である余剰電力がある場合に、所定量の蓄電を行うと共に、余剰電力の前記所定量に対する残余分の前記配電系統への売電、又は前記所定量の余剰電力に対する不足分の前記配電系統からの買電を行うシステム、に対する制御をする蓄電制御装置であって、
   第１の時点の余剰電力の電力値にて蓄電を所定時間行い、前記第１の時点の余剰電力の電力値と、前記第１の時点よりも前記所定時間が経過した時点である第２の時点の余剰電力の電力値との差分に基づいて、前記買電及び前記売電が行われた電力を算出し、
   所定のタイミングにおいて、前記買電及び前記売電が行われた電力の料金を算出し、前記買電が行われた電力の料金を補填するために前記売電を行う
   制御手段
   を備える蓄電制御装置。
2. 前記制御手段は、
   前記第２の時点を新たな第１の時点とすると共に、該新たな第１の時点よりも前記所定時間が経過した時点を新たな第２の時点とすることにより、前記買電及び前記売電が行われた電力の算出を繰り返し、繰り返しの過程における、各前記第１の時点の余剰電力の電力値と、各前記第２の時点の余剰電力の電力値との差分に基づいて、前記買電及び前記売電が行われた電力を算出し、
   前記所定のタイミングにおいて算出した、前記買電が行われた電力の料金から、前記売電が行われた電力の料金を差し引き、該差し引き後の料金を補填の対象とする
   請求項１に記載の蓄電制御装置。
3. 前記制御手段は、前記第１の時点の余剰電力の電力値よりも、前記第２の時点の余剰電力の電力値が低い場合に、前記買電が行われたと判定する
   請求項１又は２に記載の蓄電制御装置。
4. 前記制御手段は、前記第１の時点の余剰電力の電力値よりも、前記第２の時点の余剰電力の電力値が高い場合に、前記売電が行われたと判定し、
   前記制御手段は、前記第１の時点の余剰電力の電力値と前記第２の時点の余剰電力の電力値が同等の場合に、前記買電及び前記売電の双方とも行われていないと判定する
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の蓄電制御装置。
5. 前記制御手段は、前記第２の時点の余剰電力の電力値から前記第１の時点の余剰電力の電力値を減算し、該減算した値又は該減算した値の絶対値の何れかを２で除した値に、前記所定時間を乗じた値を、前記買電が行われた電力の量又は前記売電が行われた電力の量とみなす
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の蓄電制御装置。
6. 前記制御手段は、余剰電力が発生した場合に、該余剰電力による蓄電を行うことを取りやめて該余剰電力を前記配電系統に対して売電することにより発生した料金により、前記買電が行われた電力の料金の補填を行う
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の蓄電制御装置。
7. 前記制御手段は、前記買電が行われた電力の料金、及び売電が行われた電力の料金を算出するための料金テーブルを参照し、該料金テーブルに記載の情報を利用して算出した料金に基づいて前記買電が行われた電力の料金の補填を行う
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の蓄電制御装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の蓄電制御装置と、前記発電装置と、蓄電池を備えた蓄電池システムであって、
   前記発電装置は太陽光発電を行う太陽光発電装置であり、
   前記蓄電制御装置は、該太陽光発電により得られた電力を前記負荷に供給させると共に、前記負荷に供給する電力を超えて供給される電力である余剰電力がある場合に、前記蓄電池に前記所定量の蓄電を行う
   蓄電池システム。
9. 配電系統及び発電装置から供給される電力を負荷に供給すると共に、前記負荷に供給する電力を超えて前記発電装置から供給される電力である余剰電力がある場合に、所定量の蓄電を行うと共に、余剰電力の前記所定量に対する残余分の前記配電系統への売電、又は前記所定量の余剰電力に対する不足分の前記配電系統からの買電を行うシステム、に対する制御をする蓄電制御装置としてコンピュータを機能させるための蓄電制御プログラムであって、
   第１の時点の余剰電力の電力値にて蓄電を所定時間行い、前記第１の時点の余剰電力の電力値と、前記第１の時点よりも前記所定時間が経過した時点である第２の時点の余剰電力の電力値との差分に基づいて、前記買電及び前記売電が行われた電力を算出し、
   所定のタイミングにおいて、前記買電及び前記売電が行われた電力の料金を算出し、前記買電が行われた電力の料金を補填するために前記売電を行う
   制御手段
   を備える蓄電制御装置として前記コンピュータを機能させる蓄電制御プログラム。

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