JP7230257B1

JP7230257B1 - 管理システム

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Publication number: JP7230257B1
Application number: JP2022043218A
Authority: JP
Inventors: 達也森田
Original assignee: +APB CORPORATION
Current assignee: +APB CORPORATION
Priority date: 2022-03-17
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2023-02-28
Anticipated expiration: 2042-03-17
Also published as: JP2023137159A

Abstract

【課題】蓄電ユニットとサーバとの間の通信が途絶えた場合であっても、蓄電ユニットを継続して動作させることが可能な管理システムを提供する。
【解決手段】管理システム１は、蓄電ユニット１１と、蓄電ユニット１１を制御するクラウドサーバ３とを備える。クラウドサーバ３は、通信異常発生時に蓄電ユニット１１の制御に用いる動作プログラムを生成する生成部２３と、動作プログラムを蓄電ユニット１１に送信するサーバ側通信部２１とを備える。蓄電ユニット１１は、動作プログラムを受信する蓄電側通信部１６と、通信異常が発生しているか否かを判断する判断部１９と、通信異常発生の判断時に通信異常が発生する前に蓄電側通信部１６が受信した動作プログラムに基づいて蓄電ユニット１１を制御する異常時制御部２０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力を充放電可能な蓄電ユニットと、通信ネットワークを介して蓄電ユニットを制御するサーバとを備える管理システムに関する。

従来より、通信ネットワークを介してクラウドサーバ等のサーバから住宅、病院、発電所などの施設に設置された蓄電ユニットを制御する管理システムが知られている。例えば、特許文献１に開示されている管理システムは、クラウドサーバが、通信ネットワークを介して取得した状態情報から蓄電ユニットの運転スケジュールを計算し、該計算した運転スケジュールに基づいて蓄電ユニットを制御している。

特開２０１７－２２９２３３号公報

ところで、特許文献１の如き管理システムでは、例えば、地震などの災害時に通信障害が発生し、蓄電ユニットとサーバとの間の通信が途絶えてしまうと、蓄電ユニットがサーバから制御情報を受信できず、該蓄電ユニットが動作しなくなるおそれがある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蓄電ユニットとサーバとの間の通信が途絶えた場合であっても、蓄電ユニットを継続して動作させることが可能な管理システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、蓄電ユニットとサーバとの間の通信が途絶えた場合に備えて、予め通信異常時用の蓄電ユニットの動作プログラムをサーバで生成し、該動作プログラムをサーバから蓄電ユニットに送信するようにしたことを特徴とする。

具体的には、電力を充放電可能な蓄電ユニットと、通信ネットワークを介して、前記蓄電ユニットの状態情報を取得するとともに、前記状態情報から設定した制御情報に基づいて前記蓄電ユニットを制御するサーバと、前記通信ネットワークを介して前記サーバと通信可能な管理用端末と、を備えた管理システムを対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、前記サーバには、前記蓄電ユニットと前記サーバとの間の通信異常発生時に前記蓄電ユニットの制御に用いられる動作プログラムの少なくとも一部を前記状態情報から設定した制御情報とは独立して、前記状態情報の履歴から生成する生成部と、前記動作プログラムの少なくとも一部を前記蓄電ユニットに送信するサーバ側通信部とが備えられ、前記蓄電ユニットには、前記動作プログラムの少なくとも一部を受信する蓄電側通信部と、前記蓄電ユニットと前記サーバとの間の通信異常が発生しているか否かを判断する判断部と、前記通信異常が発生していると判断された場合、前記通信異常が発生する前に前記蓄電側通信部が受信した前記動作プログラムの少なくとも一部に基づいて前記蓄電ユニットを制御する異常時制御部と、が備えられ、前記管理用端末は、前記蓄電ユニットの管理者による入力操作に対応する指令を前記サーバに送信し、前記サーバは、受信した前記指令に対応する制御情報を前記蓄電ユニットに送信し、前記蓄電ユニットは、前記通信異常が発生していないと判断された場合、受信した前記指令に対応する制御情報に基づいて前記蓄電ユニットを制御するように構成されていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、前記蓄電ユニットには、蓄電部と、前記蓄電部と電気的に接続されるとともに、直流電力と交流電力との変換が可能な電力変換部と、前記蓄電部及び前記電力変換部の少なくとも一方の状態情報を取得する取得部と、が備えられ、前記蓄電側通信部は、前記状態情報を前記サーバに送信し、前記生成部は、前記状態情報に基づいて前記動作プログラムの少なくとも一部を生成することを特徴とする。

第３の発明では、第２の発明において、前記動作プログラムの少なくとも一部は、前記蓄電部の使用時間帯及び前記蓄電部の残容量の少なくとも一方に応じて異なる使用可能電力量が設定されていることを特徴とする。

第４の発明では、第３の発明において、前記サーバ側通信部は、前記動作プログラムの少なくとも一部とともに、前記蓄電部の残容量及び現在時刻の少なくとも一方を前記蓄電ユニットに送信することを特徴とする。

第５の発明では、第２から第４のいずれか１つの発明において、前記サーバは、前記蓄電ユニットが電気的に接続された施設に発電機が設置されているか否かの情報を取得可能であり、前記生成部は、前記発電機が備えられている施設の場合、前記施設の停電時及び前記通信異常発生時において前記発電機が動作を開始するまで前記蓄電部から前記施設に放電するように前記動作プログラムの全部を生成することを特徴とする。

第１の発明では、災害等により蓄電ユニットとサーバとの間の通信異常が発生した場合、蓄電ユニットがサーバからの制御情報を受信できなくなるが、通信異常時用の動作プログラムを予めサーバから受信しているので、該動作プログラムを用いて蓄電ユニットの動作を継続することができる。

第２の発明では、サーバにおいて蓄電ユニットの状態情報に応じて動作プログラムが生成されるようになる。複雑な処理が要求される動作プログラムの生成をサーバに担わせることにより、蓄電ユニットは、蓄電部における電圧等の状態情報の取得やサーバとの通信等の最低限の機能を持つだけでよくなるので、蓄電ユニットの低コスト化が実現できる。

第３の発明では、蓄電部の使用時間帯や残容量に応じて異なる使用可能電力量が設定されるようになるので、例えば、蓄電ユニットのユーザーが比較的電気を使用する時間帯において放電使用可能電力量が少ないことに起因してユーザーに不満感を与えてしまうことや、蓄電部の残容量が比較的多い状況において充電使用可能電力量が多いことに起因して蓄電部が過充電状態となってしまうのを防ぐことができる。

第４の発明では、動作プログラムとともに、蓄電部の残容量や現在時刻の情報を蓄電ユニットが受信するようになる。このように、動作プログラムを動作させるのに必要な情報をサーバにて事前に作成しておくようになるので、蓄電ユニットが動作プログラムを用いて動作する際、残容量や現在時刻の情報を蓄電ユニットにおいて自ら取得する必要がなくなる。したがって、蓄電ユニットの機能を最小限にできるので、蓄電ユニットの低コスト化が実現できる。

第５の発明では、蓄電ユニットが設置されている施設において停電が発生した場合、まず蓄電ユニットから施設に電力が供給され、しかる後、発電機が動作を開始すると、蓄電ユニットに代わり発電機から施設に電力が供給されるようになる。これにより、例えば、常時電力供給が必要な病院等の施設において停電が発生した際、該施設への電力供給を継続して行うことができる。

本発明の実施形態に係る管理システムを示す概略図である。施設のシステム構成を示すブロック図である。クラウドサーバのシステム構成を示すブロック図である。管理用端末のシステム構成を示すブロック図である。管理システムの動作を示すシーケンス図である。蓄電ユニットの状態情報の履歴に基づく放電使用電力量と使用時間帯との関係を示す図である。動作プログラムが用いる制御マップを例示する図である。異常時制御部の動作プログラムに基づく制御処理を示すフローチャートである。変形例に係る図６相当図である。変形例に係る図７相当図である。変形例に係る図７相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１は、本発明の実施形態に係る管理システム１を示す。管理システム１は、複数の施設２と、クラウドサーバ（サーバ）３と、管理用端末４と、を備えており、施設２、クラウドサーバ３、及び、管理用端末４は、通信ネットワーク５を介して通信可能に接続されている。なお、該通信ネットワーク５には、例えば、インターネット、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｗｉ－ＳＵＮ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＳｍａｒｔＵｔｉｌｉｔｙＮｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ１ＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等が含まれる。

施設２について、図２を用いて説明する。なお、図１では、施設２が３つ示されているが、同様の構成であるため、他の２つの施設２の説明を省略する。

施設２は、住宅、病院、発電所等であって、停電時を除き商用電源６から常時電力の供給を受けており、該施設２には、分電盤７、負荷８、発電機９、コントローラ１０、及び、蓄電ユニット１１が備えられている。

分電盤７は、商用電源６、負荷８、発電機９、及び、蓄電ユニット１１と電気的に接続されており、商用電源６からの電力を負荷８や蓄電ユニット１１に供給する状態、発電機９からの電力を負荷８に供給する状態、及び、蓄電ユニット１１からの電力を負荷８に供給する状態、の各状態に切替可能な切替装置を備えている。

負荷８は、施設２内に設置される電気機器であり、例えば、冷蔵庫、エアコン、電子レンジ、照明、酸素吸入器等の医療機器である。該負荷８は、分電盤７から供給される電力により動作するようになっている。

発電機９は、エンジンにより回転駆動される発電機であり、停電の際、発電した電力を分電盤７に供給するようになっている。

コントローラ１０は、分電盤７及び発電機９と接続されており、図示しないプロセッサにより、分電盤７の切替制御や発電機９の駆動制御を行うように構成されている。

蓄電ユニット１１は、蓄電部１２、蓄電部センサ１３、電力変換部１４、電力変換部センサ１５、蓄電側通信部１６、蓄電記憶部１７、及び、蓄電制御部１８を備えている。

蓄電部１２は、電力を充放電可能なリチウムイオン二次電池であり、例えば、複数のバッテリセルが直列接続されたバッテリモジュールを複数備えている。

蓄電部センサ１３は、蓄電部１２の電圧、電流、及び、温度の状態を検出するセンサである。該蓄電部センサ１３は、検出した蓄電部１２の各状態の情報（状態情報）を蓄電制御部１８に送信するように構成されている。

電力変換部１４は、分電盤７及び蓄電部１２と電気的に接続された双方向インバータである。分電盤７からの交流電力を直流電力に変換して蓄電部１２に供給するとともに、蓄電部１２からの直流電力を交流電力に変換して分電盤７に供給することが可能となっている。

電力変換部センサ１５は、電力変換部１４の電圧、電流、及び、温度の状態を検出するセンサである。該電力変換部センサ１５は、検出した各状態の情報（状態情報）を蓄電制御部１８に送信するように構成されている。

蓄電側通信部１６は、通信ネットワーク５を介してクラウドサーバ３と通信可能な通信装置であり、蓄電制御部１８とは情報を送受信可能に接続されている。

蓄電記憶部１７は、メモリー等の記憶装置であり、蓄電制御部１８と接続されている。該蓄電記憶部１７には、蓄電ユニット１１とクラウドサーバ３との間の通信異常が発生した時に蓄電ユニット１１の制御に用いられる動作プログラムが記憶されている。

蓄電制御部１８は、図示しないプロセッサを備えるとともに、蓄電部１２、蓄電部センサ１３、電力変換部１４、電力変換部センサ１５、蓄電側通信部１６、及び、蓄電記憶部１７と接続されている。該蓄電制御部１８は、蓄電部センサ１３及び電力変換部センサ１５において取得した状態情報を、蓄電側通信部１６を介してクラウドサーバ３に送信する送信処理、及び、クラウドサーバ３から蓄電側通信部１６を介して受信した制御情報に基づいて蓄電部１２の充放電動作の停止及び開始や電力変換部１４の電力変換動作の停止及び開始等の制御処理を実行可能に構成されている。

また、該蓄電制御部１８には、判断部１９及び異常時制御部２０が備えられており、判断部１９及び異常時制御部２０は、クラウドサーバ３による制御とは独立して動作可能、つまり、クラウドサーバ３から送信される制御情報から独立して動作可能となっている。

判断部１９は、蓄電ユニット１１とクラウドサーバ３との間の通信異常が発生しているか否かを判断するように構成されている。本実施形態では、クラウドサーバ３から送信される制御情報等を蓄電制御部１８が受信できない状態が所定時間経過した場合に通信異常が発生したと判断するようになっている。

異常時制御部２０は、判断部１９において蓄電ユニット１１とクラウドサーバ３との間の通信異常が発生していると判断されたときに、蓄電記憶部１７に記憶されている動作プログラムに基づいて蓄電ユニット１１を制御するように構成されている。

次に、図３を用いてクラウドサーバ３について説明する。

クラウドサーバ３は、施設２に設置された蓄電ユニット１１の制御装置としての機能を有するコンピュータであって、サーバ側通信部２１と、サーバ制御部２２と、サーバ記憶部２４とを備えている。

サーバ側通信部２１は、通信ネットワーク５を介して施設２及び管理用端末４と通信可能な通信装置であり、サーバ制御部２２とは情報を送受信可能に接続されている。

サーバ制御部２２は、図示しないプロセッサ及びリアルタイムクロックを備えており、通信ネットワーク５を介して蓄電制御部１８から受信した蓄電部１２及び電力変換部１４の状態情報に基づいて、蓄電部１２の残容量（充電率）算出、健全度（ＳＯＨ：ＳｔａｔｅｏｆＨｅａｌｔｈ）算出、寿命予測、需要予測の処理を行うようになっている。なお、本実施形態では、蓄電部１２の残容量は、電流値の積算により算出され、蓄電部１２の健全度算出は、蓄電部１２の現在の満充電容量と初期の満充電容量とに基づいて算出され、蓄電部１２の寿命予測は、蓄電部１２の充電サイクル数や高温状態の経過時間等に基づき算出され、蓄電部１２の需要予測は、蓄電部１２の電力使用状況に基づき算出される。

また、サーバ制御部２２は、蓄電ユニット１１から受信した状態情報、及び、サーバ制御部２２において算出或いは予測した情報に基づいて、蓄電ユニット１１の蓄電部１２の残容量（充電率）制御、電圧制御、温度制御、セルバランス制御、モジュールバランス制御、及び、電力変換部１４の制御を行うように構成され、各制御に係る指令を制御情報として通信ネットワーク５を介して蓄電ユニット１１に送信するようになっている。なお、本実施形態では、蓄電部１２の残容量制御は、蓄電部１２の残容量が規定範囲内に収まるように蓄電部１２の充放電を制御し、蓄電部１２の電圧制御は、蓄電部１２の電圧が異常値である場合に蓄電部１２の充放電を停止し、蓄電部１２の温度制御は、蓄電部１２の温度が異常温度である場合に蓄電部１２の充放電の停止や図示しないバッテリヒータ等を駆動し、蓄電部１２のセルバランス制御は、蓄電部１２の各バッテリセルの電圧が不均等である場合にバッテリセル間での充放電の実施や電圧が比較的高いバッテリセルから抵抗回路に放電することにより各セルの電圧を均等にし、蓄電部１２のモジュールバランス制御は、蓄電部１２の各バッテリモジュールの電圧が不均等である場合にバッテリモジュール間での充放電の実施や電圧が比較的高いバッテリモジュールから抵抗回路に放電することにより各バッテリモジュールの電圧を均等にし、電力変換部１４の制御は、電力変換部１４の出力を制御するようになっている。

さらに、サーバ制御部２２は、生成部２３を備えている。該生成部２３は、蓄電ユニット１１から受信した状態情報に基づいて蓄電ユニット１１とクラウドサーバ３との間の通信異常発生時に蓄電ユニット１１の制御に用いられる動作プログラムを生成し、該生成した動作プログラムを蓄電ユニット１１に送信するように構成されている。

サーバ記憶部２４は、メモリー等の記憶装置であり、サーバ制御部２２と接続されている。該サーバ記憶部２４には、例えば、蓄電ユニット１１の時間帯及び曜日別の充放電情報、蓄電ユニット１１から受信した状態情報、サーバ制御部２２において算出或いは予測した充電率等の情報、セルバランス制御やモジュールバランス制御等の実施情報、及び、生成部２３において作成した動作プログラムが記憶されている。

以上のように、クラウドサーバ３に蓄電ユニット１１の各制御処理や各演算処理を担わせることで、蓄電ユニット１１は蓄電ユニット１１の状態を計測（取得）する機能、直流電力と交流電力との電力変換機能、クラウドサーバ３との通信機能、異常状態発生時の緊急停止機能を担うだけでよくなるので、蓄電ユニット１１の機能を簡易にでき、該蓄電ユニット１１の低コスト化が実現できる。また、クラウドサーバ３に蓄電ユニット１１の各制御処理等を担わせることで、蓄電ユニット１１のソフトウェアの更新やハードウェアの変更を行うことなく、クラウドサーバ３に随時導入されるＡＩ技術等を用いた最新のソフトウェア等を利用することができる。

次に、図４を用いて管理用端末４について説明する。

管理用端末４は、蓄電ユニット１１の管理者が使用するコンピュータであって、端末側通信部２５と、操作入力部２６と、表示部２７と、端末制御部２８と、を備えている。

端末側通信部２５は、通信ネットワーク５を介してクラウドサーバ３と通信可能な通信装置であり、端末制御部２８とは情報を送受信可能に接続されている。

操作入力部２６は、管理者が入力操作可能な入力装置であって、例えば、キーボードやマウスである。該操作入力部２６は、端末制御部２８と接続されており、管理者により入力された操作、例えば、蓄電ユニット１１の充放電の停止や再開の操作を端末制御部２８に送信するようになっている。

表示部２７は、端末制御部２８と接続されたディスプレイ装置であり、蓄電ユニット１１の状態情報等を表示可能になっている。

端末制御部２８は、図示しないプロセッサを備えており、通信ネットワーク５を介してクラウドサーバ３から送信される蓄電ユニット１１の状態情報や蓄電ユニット１１の制御情報を、端末側通信部２５を介して受信するようになっている。そして、該端末制御部２８は、受信した各情報が表示部２７に表示されるように該表示部２７に指令を行うように構成されている。

また、端末制御部２８は、操作入力部２６に入力された操作を受信すると、該入力操作に対応する指令をクラウドサーバ３に送信するようになっている。例えば、蓄電ユニット１１の充放電を停止させる操作が操作入力部２６に入力された場合、端末制御部２８からクラウドサーバ３に蓄電ユニット１１の充放電停止が指令される。該指令を受信したクラウドサーバ３は、蓄電ユニット１１に充放電を停止させる制御情報を送信するようになるので、管理者は、管理用端末４からクラウドサーバ３を介して蓄電ユニット１１を遠隔制御することが可能となっている。

次に、図５を用いて管理システム１の動作について説明する。

ステップＳ１では、管理用端末４の端末制御部２８は、蓄電ユニット１１の管理者が操作入力部２６を用いて入力した蓄電ユニット１１の設定操作を受信したため、クラウドサーバ３のサーバ制御部２２に操作入力された蓄電ユニット１１の設定情報を送信する。本実施形態では、蓄電ユニット１１の設定情報には、蓄電ユニット１１が電気的に接続された施設２に発電機９が設置されているか否かの情報、施設２がどのような種類の施設であるかの情報（例えば、病院）、並びに、蓄電ユニット１１の位置、蓄電容量、定格出力、定格出力電圧、定格出力周波数、及び、定格出力可能時間等の情報が含まれている。

ステップＳ２では、蓄電ユニット１１の蓄電制御部１８は、サーバ制御部２２へ接続要求を送信する。

ステップＳ３では、サーバ制御部２２は、蓄電制御部１８からの接続要求を受信すると、該蓄電制御部１８との接続処理を実行する。該サーバ制御部２２は、該接続処理が完了、つまり、サーバ制御部２２と蓄電制御部１８との間の通信回線が開通すると、蓄電ユニット１１の開通通知を端末制御部２８に送信する。

ステップＳ４では、蓄電制御部１８は、蓄電部センサ１３及び電力変換部センサ１５から蓄電部１２及び電力変換部１４（蓄電ユニット１１）の状態情報を取得する。

ステップＳ５では、蓄電制御部１８は、取得した蓄電ユニット１１の状態情報をサーバ制御部２２に送信する。

ステップＳ６では、サーバ制御部２２は、蓄電ユニット１１の状態情報を受信すると、該状態情報から該蓄電ユニット１１の制御情報を設定し、蓄電制御部１８に送信する。

ステップＳ７では、サーバ制御部２２は、蓄電ユニット１１の状態情報や制御情報を管理用端末４に送信する。該管理用端末４では、端末制御部２８が受信した蓄電ユニット１１の状態情報や制御情報を表示部２７に表示させる。

ステップＳ８では、サーバ制御部２２は、受信した蓄電ユニット１１の状態情報から蓄電ユニット１１の蓄電部１２の残容量を算出する。本実施形態では、残容量は、蓄電ユニット１１の状態情報における電流値を積算することにより算出する。

ステップＳ９では、サーバ制御部２２の生成部２３は、動作プログラムを生成する。本実施形態では、動作プログラムには、縦軸に放電使用可能電力量、横軸に蓄電部１２の残容量をとる制御マップが含まれており、該制御マップが生成部２３により生成されるようになっている。具体的には、該生成部２３は、サーバ記憶部２４に随時記憶された蓄電ユニット１１の状態情報の履歴から図６に一例で示す蓄電ユニット１１の使用時間帯毎の放電使用電力量を演算し、該演算した使用時間帯毎の放電使用電力量に基づいて、図７に一例で示す蓄電部１２の使用時間帯及び蓄電部１２の残容量に応じて異なる放電使用可能電力量が設定された制御マップを生成する。ここで、図７に示す制御マップは、図６に示す、晩（午後５時～午後１１時）、昼間（午前１０時～午後５時）、朝（午前７時～午前１０時）、夜間（午後１１時～午前７時）の順に放電使用電力量が多い使用履歴に基づいて設定されている。これにより、蓄電ユニット１１のユーザーが比較的電気を使用する使用時間帯において放電使用可能電力量が少ないことに起因してユーザーに不満感を与えてしまうことを防ぐことができる。また、図７で示す例では、蓄電部１２の残容量が少ないほど、放電使用可能電力量が少なく設定されることにより、蓄電部１２の過放電による該蓄電部１２の劣化等を防ぐようになっている。

ステップＳ１０では、サーバ制御部２２は、ステップＳ８において算出した蓄電部１２の残容量、ステップＳ９において生成した制御マップを含む動作プログラム、及び、図示しないリアルタイムクロックから取得した現在時刻を蓄電制御部１８に送信する。

ステップＳ１１では、蓄電制御部１８は、サーバ制御部２２から動作プログラム等を受信すると、該動作プログラム等を蓄電記憶部１７に記憶する。

ステップＳ１２では、蓄電制御部１８の判断部１９は、所定時間経過してもサーバ制御部２２からの応答がない、つまり、サーバ制御部２２から制御情報等が所定時間経過しても届かないため、蓄電制御部１８とサーバ制御部２２との間の通信異常が発生したと判断する。

ステップＳ１３では、蓄電制御部１８の異常時制御部２０は、ステップＳ１２において判断部１９がサーバ制御部２２との通信異常が発生したと判断すると、サーバ制御部２２から送信された制御情報に基づく蓄電ユニット１１の制御から蓄電記憶部１７に記憶された動作プログラムに基づく蓄電ユニット１１の制御に切り替える。つまり、サーバ制御部２２との通信異常が発生する前に蓄電側通信部１６が受信し、蓄電記憶部１７に記憶されている蓄電部１２の残容量、動作プログラム、及び、現在時刻に基づいて蓄電ユニット１１の制御処理を実行する。

次に、図８を用いて異常時制御部２０が実行する具体的な制御処理について説明する。

ステップＳ２１では、異常時制御部２０は、蓄電記憶部１７に記憶されている動作プログラムを読み出す。なお、次のステップＳ２１～Ｓ２５の各処理は、読み出した動作プログラムに基づいて実行される。

ステップＳ２２では、異常時制御部２０は、蓄電記憶部１７に記憶されている現在時刻から蓄電ユニット１１の使用時間帯を判断する。本実施形態では、朝（午前７時～午前１０時）、昼間（午前１０時～午後５時）、晩（午後５時～午後１１時）、夜間（午後１１時～午前７時）の４つの時間帯が予め設定されており、異常時制御部２０は、現在時刻がいずれの使用時間帯に含まれるかを判断するようになっている。

ステップＳ２３では、異常時制御部２０は、図７に示す制御マップにおいて示された使用時間帯毎のラインの中からステップＳ２２において判断した使用時間帯に対応するラインを選択する。例えば、蓄電記憶部１７に記憶された現在時刻が午後７時の場合、ステップＳ２２では、使用時間帯が晩（午後５時～午後１１時）であると判断され、ステップＳ２３では、図７の制御マップに示された使用時間帯毎のラインから晩（午後５時～午後１１時）の時間帯のラインが選択される。

ステップＳ２４では、異常時制御部２０は、制御マップを用いて、選択された使用時間帯のラインと蓄電記憶部１７に記憶されている残容量とに基づき放電使用可能電力量を設定する。例えば、蓄電記憶部１７に記憶された蓄電部１２の残容量が図７の制御マップに示す残容量Ａである場合、ステップＳ２３において選択された晩の時間帯のライン上において横軸の残容量Ａに対応する縦軸の放電使用可能電力量Ｂが設定される。

ステップＳ２５では、異常時制御部２０は、ステップＳ２４において設定した放電使用可能電力量に基づき蓄電ユニット１１を制御する。例えば、蓄電ユニット１１の放電電力量がステップＳ２４において設定した放電使用可能電力量Ｂ以下となるように蓄電部１２及び電力変換部１４の電力変換動作が制御される。ステップＳ２５の処理の後はエンドに進み、しかる後、図５のステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、蓄電制御部１８は、蓄電部センサ１３及び電力変換部センサ１５から蓄電ユニット１１の状態情報を取得する。

ステップＳ１５では、蓄電制御部１８は、取得した蓄電ユニット１１の状態情報をサーバ制御部２２に送信する。

ステップＳ１６では、サーバ制御部２２は、蓄電ユニット１１の状態情報を受信すると、該状態情報から該蓄電ユニット１１の制御情報を設定し、蓄電制御部１８に送信する。

ステップＳ１７では、サーバ制御部２２は、蓄電ユニット１１の状態情報や制御情報を管理用端末４に送信する。

ステップＳ１８では、蓄電制御部１８は、サーバ制御部２２からの制御情報を受信すると、サーバ制御部２２との通信異常が復旧したと判断し、蓄電記憶部１７に記憶された動作プログラムに基づく蓄電ユニット１１の制御から、サーバ制御部２２から送信された制御情報に基づく蓄電ユニット１１の制御に切り替える。そして、再度、サーバ制御部２２との通信異常が発生するまで、サーバ制御部２２から随時送信される制御情報に基づいて蓄電ユニット１１の制御を行う。

以上より、本実施形態によると、災害等により蓄電ユニット１１とクラウドサーバ３との間の通信異常が発生した場合、蓄電ユニット１１がクラウドサーバ３からの制御情報を受信できなくなるが、通信異常時用の動作プログラムを予めクラウドサーバ３から受信しているので、該動作プログラムを用いて蓄電ユニット１１の動作を継続することができる。

また、クラウドサーバ３において蓄電ユニット１１の状態情報に応じて動作プログラムが生成されるようになる。複雑な処理が要求される動作プログラムの生成をクラウドサーバ３に担わせることにより、蓄電ユニット１１は、蓄電部１２における電圧等の状態情報の取得やクラウドサーバ３との通信等の最低限の機能を持つだけでよくなるので、蓄電ユニット１１の低コスト化が実現できる。

また、蓄電部１２の使用時間帯や残容量に応じて異なる使用可能電力量が設定されるようになるので、例えば、蓄電ユニット１１のユーザーが比較的電気を使用する時間帯において放電使用可能電力量が低いことに起因してユーザーに不満感を与えてしまうことや、蓄電部１２の残容量が比較的多い状況において充電使用可能電力量が高いことに起因して蓄電部１２が過充電状態となってしまうのを防ぐことができる。

また、動作プログラムとともに、蓄電部１２の残容量や現在時刻の情報を蓄電ユニットが受信するようになる。このように、動作プログラムを動作させるのに必要な情報をクラウドサーバ３にて事前に作成しておくようになるので、蓄電ユニット１１が動作プログラムを用いて動作する際、残容量や現在時刻の情報を蓄電ユニット１１において自ら取得する必要がなくなる。したがって、蓄電ユニット１１の機能を最小限にできるので、蓄電ユニット１１の低コスト化が実現できる。

なお、本実施形態では、図６に示すように、蓄電ユニット１１の状態情報の履歴に基づく該蓄電ユニット１１の使用時間帯毎の放電使用電力量がサーバ記憶部２４に随時記憶されていたが、図９に一例で示す変形例のように、前記状態情報の履歴に基づく蓄電ユニット１１の曜日毎の放電使用電力量をサーバ記憶部２４に随時記憶するようにしてもよい。この場合、該曜日毎の放電使用電力量に基づいて、図１０に一例で示す変形例のように、蓄電部１２を使用する曜日及び蓄電部１２の残容量に応じて異なる放電使用可能電力量が設定された制御マップが生成される。ここで、図１０に示す制御マップでは、図９に示す、日曜日、土曜日、水曜日、金曜日、月曜日、木曜日、火曜日の順に放電使用電力量が多い使用履歴に基づいて設定されているので、蓄電ユニット１１のユーザーが比較的電気を使用する曜日において放電使用可能電力量が少ないことに起因してユーザーに不満感を与えてしまうことを防ぐことができる。

また、本実施形態では、制御マップは、図７に示すように、蓄電ユニット１１の使用時間帯及び蓄電部１２の残容量に応じて異なる放電使用可能量が設定されていたが、図１１に一例で示す変形例のように、蓄電ユニット１１の使用時間帯毎の使用履歴に基づいて蓄電ユニット１１の使用時間帯及び蓄電部１２の残容量に応じて異なる充電使用可能電力量を設定するようにしてもよい。これにより、例えば、蓄電ユニット１１のユーザーが比較的電気を充電する時間帯において充電使用可能電力量が少ないことに起因してユーザーに不満感を与えてしまうことや、蓄電部１２の残容量が比較的多い状況において充電使用可能電力量が多いことに起因して蓄電部１２が過充電状態となってしまうのを防ぐことができる。さらに、例えば、同一の蓄電部１２の残容量において、商用電源６の電力使用料金が比較的高い時間帯（例えば、昼間）では、比較的安い時間帯（例えば、夜間）よりも多くの充電使用可能電力量を設定することで、蓄電ユニット１１のユーザー等の電力使用料金負担を軽減することが可能となる。

また、本実施形態では、サーバ制御部２２は、蓄電ユニット１１が電気的に接続された施設２に発電機９が備えられているか否かの設置情報を考慮せずに動作プログラムを設定していたが、該設置情報を考慮して動作プログラムを設定するようにしてもよい。この場合、端末制御部２８は、操作入力部２６を用いて管理者が入力した発電機９の設置情報を受信して、該受信した発電機９の設置情報をサーバ制御部２２に送信することにより、該サーバ制御部２２が発電機９の設置情報を取得することができる。そして、サーバ制御部２２の生成部２３は、発電機９が備えられている施設２の場合、該施設２の停電時において発電機９が動作を開始するまで蓄電部１２から施設２に放電するように動作プログラムを生成する。このようにすることで、蓄電ユニット１１が設置されている施設２において停電が発生した場合、まず蓄電ユニット１１から施設２に電力が供給され、しかる後、発電機９が動作を開始すると、蓄電ユニット１１に代わり発電機９から施設２に電力が供給されるようになる。これにより、例えば、常時電力供給が必要な病院等の施設２において停電が発生した際、該施設２への電力供給を継続して行うことができる。

また、本実施形態では、サーバ制御部２２は、図５のステップＳ６において蓄電ユニット１１の制御情報を蓄電制御部１８に送信した後、ステップＳ７において蓄電ユニット１１の状態情報や制御情報を管理用端末４に送信するようにしていたが、ステップＳ６とステップＳ７は同時に実行してもよく、或いは、ステップＳ７の後にステップＳ６を実行するようにしてもよい。

また、本実施形態では、管理システム１を構成する施設２は、図１において３つ示されているが、１つ以上かつ３よりも少ない数、又は、３よりも多い数の施設２により管理システム１を構成するようにしてもよい。

また、本発明の実施形態では、サーバとしてクラウドサーバ３の例について説明したが、該クラウドサーバ３の代わりに物理サーバを用いてもよい。

また、本実施形態では、管理システム１は、管理用端末４を備える例について説明したが、該管理用端末４を備えなくてもよい。

また、本実施形態では、発電機９は、エンジンにより回転駆動される発電機の例について説明したが、風力発電機や太陽光発電モジュール等の発電装置を備えるようにしてもよい。

また、本実施形態では、蓄電ユニット１１は、蓄電部１２及び電力変換部１４を備えている例について説明したが、蓄電ユニット１１に電力変換部１４を備えなくてもよい。この場合、蓄電ユニット１１とは別個にパワーコンディショナーを備えるようにしてもよい。

また、本実施形態では、蓄電ユニット１１は、蓄電記憶部１７を備えている例について説明したが、蓄電記憶部１７に代えて、或いは、該蓄電記憶部１７に加えて、レジスタやキャッシュメモリ等の記憶部を蓄電制御部１８に備えるようにしてもよい。なお、蓄電制御部１８に記憶部を備える場合、該記憶部にサーバ制御部２２から送信される蓄電部１２の残容量、制御マップを含む動作プログラム、及び、現在時刻が記憶される。

また、本実施形態では、蓄電ユニット１１は、蓄電制御部１８を備えている例について説明したが、蓄電部１２及び電力変換部１４それぞれに制御部を備えるようにしてもよい。

また、本実施形態では、異常時制御部２０は、蓄電記憶部１７に記憶された蓄電部１２の残容量及び現在時刻を制御処理に用いていたが、異常時制御部２０において蓄電部センサ１３から取得した蓄電部１２の電流値の積算により該蓄電部１２の残容量を算出するようにしてもよく、また、蓄電制御部１８に備えられたリアルタイムクロックから現在時刻を取得するようにしてもよい。

また、本実施形態では、制御マップは、図７に示すように、蓄電部１２の使用時間帯及び蓄電部１２の残容量の両方に応じて異なる使用可能電力量が設定されていたが、蓄電部１２の使用時間帯及び蓄電部１２の残容量のいずれか一方に応じて異なる使用可能電力量が設定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、サーバ制御部２２はサーバ側通信部２１を用いて、動作プログラムとともに、蓄電部１２の残容量及び現在時刻の両方を蓄電ユニット１１の蓄電制御部１８に送信していたが、動作プログラムとともに、蓄電部１２の残容量及び現在時刻のいずれか一方を蓄電ユニット１１の蓄電制御部１８に送信してもよく、或いは、動作プログラムとは分けて蓄電部１２の残容量及び現在時刻の少なくとも一方を蓄電制御部１８に送信するようにしてもよい。

また、本実施形態では、サーバ制御部２２は、制御マップを含む動作プログラムを蓄電制御部１８に送信する例について説明したが、蓄電記憶部１７に制御マップを除く動作プログラムを記憶しておき、サーバ制御部２２は制御マップのみを生成し、蓄電制御部１８に送信するようにしてもよい。

本発明は、電力を充放電可能な蓄電ユニットと、通信ネットワークを介して蓄電ユニットを制御するサーバとを備える管理システムに適している。

１管理システム
２施設
３クラウドサーバ（サーバ）
５通信ネットワーク
９発電機
１１蓄電ユニット
１２蓄電部
１３蓄電部センサ（取得部）
１４電力変換部
１５電力変換部センサ（取得部）
１６蓄電側通信部
１９判断部
２０異常時制御部
２１サーバ側通信部
２３生成部

Claims

電力を充放電可能な蓄電ユニットと、通信ネットワークを介して、前記蓄電ユニットの状態情報を取得するとともに、前記状態情報から設定した制御情報に基づいて前記蓄電ユニットを制御するサーバと、前記通信ネットワークを介して前記サーバと通信可能な管理用端末と、を備えた管理システムであって、
前記サーバには、前記蓄電ユニットと前記サーバとの間の通信異常発生時に前記蓄電ユニットの制御に用いられる動作プログラムの少なくとも一部を前記状態情報から設定した制御情報とは独立して、前記状態情報の履歴から生成する生成部と、前記動作プログラムの少なくとも一部を前記蓄電ユニットに送信するサーバ側通信部とが備えられ、
前記蓄電ユニットには、前記動作プログラムの少なくとも一部を受信する蓄電側通信部と、前記蓄電ユニットと前記サーバとの間の通信異常が発生しているか否かを判断する判断部と、前記通信異常が発生していると判断された場合、前記通信異常が発生する前に前記蓄電側通信部が受信した前記動作プログラムの少なくとも一部に基づいて前記蓄電ユニットを制御する異常時制御部と、が備えられ、
前記管理用端末は、前記蓄電ユニットの管理者による入力操作に対応する指令を前記サーバに送信し、前記サーバは、受信した前記指令に対応する制御情報を前記蓄電ユニットに送信し、前記蓄電ユニットは、前記通信異常が発生していないと判断された場合、受信した前記指令に対応する制御情報に基づいて前記蓄電ユニットを制御するように構成されていることを特徴とする管理システム。
請求項１に記載の管理システムにおいて、
前記蓄電ユニットには、蓄電部と、前記蓄電部と電気的に接続されるとともに、直流電力と交流電力との変換が可能な電力変換部と、前記蓄電部及び前記電力変換部の少なくとも一方の状態情報を取得する取得部と、が備えられ、
前記蓄電側通信部は、前記状態情報を前記サーバに送信し、
前記生成部は、前記状態情報に基づいて前記動作プログラムの少なくとも一部を生成することを特徴とする管理システム。
請求項２に記載の管理システムにおいて、
前記動作プログラムの少なくとも一部は、前記蓄電部の使用時間帯及び前記蓄電部の残容量の少なくとも一方に応じて異なる使用可能電力量が設定されていることを特徴とする管理システム。
請求項３に記載の管理システムにおいて、
前記サーバ側通信部は、前記動作プログラムの少なくとも一部とともに、前記蓄電部の残容量及び現在時刻の少なくとも一方を前記蓄電ユニットに送信することを特徴とする管理システム。
請求項２から４のいずれか１つに記載の管理システムにおいて、
前記サーバは、前記蓄電ユニットが電気的に接続された施設に発電機が設置されているか否かの情報を取得可能であり、
前記生成部は、前記発電機が備えられている施設の場合、前記施設の停電時及び前記通信異常発生時において前記発電機が動作を開始するまで前記蓄電部から前記施設に放電するように前記動作プログラムの全部を生成することを特徴とする管理システム。