特開 2021-114830 中継装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-114830(P2021-114830A)

(43)【公開日】2021年8月5日

(54)【発明の名称】中継装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20210709BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20210709BHJP

   H02J 3/46 20060101ALI20210709BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20210709BHJP

【ＦＩ】

   H02J13/00 311R

   H02J3/38 130

   H02J3/46

   H02J3/32

   H02J13/00 301A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2020-5887(P2020-5887)

(22)【出願日】2020年1月17日

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100168044

【弁理士】

【氏名又は名称】小淵 景太

(72)【発明者】

【氏名】福見 渉

(72)【発明者】

【氏名】大堀 彰大

(72)【発明者】

【氏名】花尾 隆史

【テーマコード（参考）】

5G064

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G064AA01

5G064AA04

5G064AC05

5G064AC09

5G064BA02

5G064CB06

5G064CB10

5G064CB16

5G064DA03

5G064DA11

5G066HA13

5G066HA15

5G066HB06

5G066HB09

5G066JB03

(57)【要約】

【課題】処理装置とＥＶ充放電器との通信を中継することで、ＥＶ充放電器を含めたエネルギー管理を可能にする中継装置を提供する。
【解決手段】中継装置（ＥＶＧＷ３３）は、制御指令に基づき電気自動車３２の充電および放電を行うＥＶ充放電器３１と誘導指令値を算出する処理装置Ａ１との通信を中継する。ＥＶＧＷ３３は、受信部３３１、算出部３３３、指令部３３４および送信部３３５を備える。受信部３３１は、処理装置Ａ１から誘導指令値と、充電の可否および放電の可否が設定されたＥＶ運転モードの設定情報とを受信する。算出部３３３は、誘導指令値およびＥＶ運転モードの設定情報を用いた最適化問題に基づいて、ＥＶ充放電器３１の出力電力の目標値を算出する。指令部３３４は、前記目標値とＥＶ運転モードの設定情報とに基づいて、制御指令を生成する。送信部３３５は、制御指令をＥＶ充放電器３１に送信する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受信する制御指令に基づき電気自動車の充電および放電を行う充放電器と、前記充放電器を含む電力システムと電力系統との接続点における接続点電力を目標電力にするための誘導指令値を算出する処理装置との通信を中継する中継装置であって、
前記処理装置から、前記誘導指令値と、前記電気自動車の充電の可否および前記電気自動車の放電の可否が設定された運転モードの設定情報とを受信する受信部と、
前記誘導指令値および前記運転モードの設定情報を用いた最適化問題に基づいて、前記充放電器の出力電力の目標値を算出する算出部と、
前記目標値と前記運転モードの設定情報とに基づいて、前記制御指令を生成する指令部と、
前記制御指令を前記充放電器に送信する送信部と、
を備える中継装置。

【請求項2】

前記運転モードの設定情報は、充電の可否を示す充電許可フラグの設定情報と放電の可否を示す放電許可フラグの設定情報とを含み、
前記最適化問題は、制約条件を含んでおり、
前記算出部は、前記充電許可フラグの設定情報および前記放電許可フラグの設定情報によって、前記制約条件を変える、
請求項１に記載の中継装置。

【請求項3】

前記受信部は、前記充放電器から前記電気自動車の充電率を受信し、
前記指令部は、前記目標値が放電を示す値であっても、前記充電率が第１閾値以下の場合、前記充放電器に前記電気自動車を放電させないように前記制御指令を生成する、
請求項２に記載の中継装置。

【請求項4】

前記指令部は、前記充電率が前記第１閾値より小さい第２閾値以下の場合、前記充放電器に前記電気自動車を充電させるように前記制御指令を生成する、
請求項３に記載の中継装置。

【請求項5】

前記受信部は、さらに、前記処理装置から運転／停止フラグの設定情報を受信し、かつ、前記充放電器から運転可否フラグの設定情報を受信しており、
前記運転／停止フラグは、前記充放電器による前記電気自動車の充放電の実行を指示する運転指示を示すフラグ値、あるいは、前記充放電器による前記電気自動車の充放電の停止を指示する運転停止を示すフラグ値のいずれかが設定され、
前記運転可否フラグは、前記充放電器が前記電気自動車の充放電が可能な状態である運転可能を示すフラグ値、あるいは、前記充放電器が前記電気自動車の充放電が不可能な状態である運転不可を示すフラグ値のいずれかが設定され、
前記指令部は、前記運転／停止フラグの設定情報と前記運転可否フラグの設定情報とに基づいて、前記充放電器に前記電気自動車の充放電を実行させるか否かを指示する運転／停止指令を生成し、
前記送信部は、前記運転／停止指令を前記充放電器にさらに送信する、
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の中継装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、中継装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電力系統に接続された複数の電力装置を管理して、電力系統との間での送受電の制御を行う電力システムが普及しつつある。たとえば、特許文献１には、複数の電力装置と処理装置（管理装置）とを備えた電力システムの一例が開示されている。処理装置は、所定の調整対象電力を目標電力に制御するための指標（誘導指令値）を算出する。複数の電力装置は、たとえば太陽光発電装置および蓄電装置である。各電力装置は、処理装置が算出した誘導指令値を用いて、分散的に出力電力を制御している。このとき、各電力装置は、誘導指令値を用いた最適化問題に基づいて、出力電力の目標値を算出する。そして、出力電力が当該目標値となるように、出力電力を制御する。このようにして、電力システムのエネルギー管理を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８−１４８６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電力装置の多様化により、太陽光発電装置や蓄電装置とは異なる種類の電力装置が電力系統に連系されつつある。このような電力装置としては、たとえば電気自動車向けの充放電器（以下「ＥＶ充放電器」という）がある。ＥＶは、Electric Vehicleの略称である。ＥＶ充放電器は、電気自動車の充電を行うものが一般的だが、中には、電気自動車の放電を行うものもある。たとえば、災害時等に電力事業者から電力の供給が受けられない場合において、電気自動車を電源として電気自動車に蓄積された電力を利用することがある。しかしながら、特許文献１に記載の電力システムにおいては、ＥＶ充放電器を含めた電力制御が考慮されていない。

【0005】

本開示は、上記課題に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、処理装置とＥＶ充放電器との通信を中継することで、ＥＶ充放電器を含めたエネルギー管理を可能にする中継装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の中継装置は、受信する制御指令に基づき電気自動車の充電および放電を行う充放電器と、前記充放電器を含む電力システムと電力系統との接続点における接続点電力を目標電力にするための誘導指令値を算出する処理装置との通信を中継する中継装置であって、前記処理装置から、前記誘導指令値と、前記電気自動車の充電の可否および前記電気自動車の放電の可否が設定された運転モードの設定情報とを受信する受信部と、前記誘導指令値および前記運転モードの設定情報を用いた最適化問題に基づいて、前記充放電器の出力電力の目標値を算出する算出部と、前記目標値と前記運転モードの設定情報とに基づいて、前記制御指令を生成する指令部と、前記制御指令を前記充放電器に送信する送信部と、を備える。

【0007】

前記中継装置の好ましい実施の形態においては、前記運転モードの設定情報は、充電の可否を示す充電許可フラグの設定情報と放電の可否を示す放電許可フラグの設定情報とを含み、前記最適化問題は、制約条件を含んでおり、前記算出部は、前記充電許可フラグの設定情報および前記放電許可フラグの設定情報によって、前記制約条件を変える。

【0008】

前記中継装置の好ましい実施の形態においては、前記受信部は、前記充放電器から前記電気自動車の充電率を受信し、前記指令部は、前記目標値が放電を示す値であっても、前記充電率が第１閾値以下の場合、前記充放電器に前記電気自動車を放電させないように前記制御指令を生成する。

【0009】

前記中継装置の好ましい実施の形態においては、前記指令部は、前記充電率が前記第１閾値より小さい第２閾値以下の場合、前記充放電器に前記電気自動車を充電させるように前記制御指令を生成する。

【0010】

前記中継装置の好ましい実施の形態においては、前記受信部は、さらに、前記処理装置から運転／停止フラグの設定情報を受信し、かつ、前記充放電器から運転可否フラグの設定情報を受信しており、前記運転／停止フラグは、前記充放電器による前記電気自動車の充放電の実行を指示する運転指示を示すフラグ値、あるいは、前記充放電器による前記電気自動車の充放電の停止を指示する運転停止を示すフラグ値のいずれかが設定され、前記運転可否フラグは、前記充放電器が前記電気自動車の充放電が可能な状態である運転可能を示すフラグ値、あるいは、前記充放電器が前記電気自動車の充放電が不可能な状態である運転不可を示すフラグ値のいずれかが設定され、前記指令部は、前記運転／停止フラグの設定情報と前記運転可否フラグの設定情報とに基づいて、前記充放電器に前記電気自動車の充放電を実行させるか否かを指示する運転／停止指令を生成し、前記送信部は、前記運転／停止指令を前記充放電器にさらに送信する。

【発明の効果】

【0011】

本開示の中継装置は、処理装置から誘導指令値を受信し、受信した誘導指令値を出力目標値に変換する。そして、変換した出力目標値に基づいて、制御指令を生成し、生成した制御指令を充放電器に送信する。充放電器は、制御指令に基づいて、電気自動車の充電および放電を行う。したがって、中継装置は、処理装置と充放電器との通信を中継することで、充放電器を含めたエネルギー管理を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の中継装置（ＥＶゲートウェイ）を備えた電力システムの全体構成例を示す図である。

【図2】ＥＶゲートウェイの構成例を示す図である。

【図3】ＥＶゲートウェイの各設定値の設定例を示している。

【図4】強制充電処理が実行された場合の、電気自動車の充電率の変化を示すタイムチャートである。

【図5】電気自動車の充電率による補正の効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本開示の中継装置の好ましい実施の形態について、以下に説明する。

【0014】

図１は、本開示の中継装置を備えた電力システムの全体構成例を示している。本実施形態にかかる電力システムＳ１は、図１に示すように、電力線９０、処理装置Ａ１、複数の電力制御部Ｂ１、および、受電設備Ｃ１を備える。複数の電力制御部Ｂ１は、ＰＶ用出力制御部１０、蓄電池用出力制御部２０、および、複数のＥＶ用出力制御部３０を含んでいる。ＰＶとは、Photovoltaicsの略称である。ＰＶ用出力制御部１０には太陽電池１２が接続されている。蓄電池用出力制御部２０には蓄電池２２が接続されている。複数のＥＶ用出力制御部３０のそれぞれには複数の電気自動車３２がそれぞれ１台ずつ接続されている。本開示において、電気自動車３２とは、電動機を動力源として走行可能な自動車をいい、内燃機関が併設された自動車（たとえばプラグインハイブリッド車）などを含む。電動機は、電気自動車３２に備えられた蓄電池に蓄積された電力によって動作する。

【0015】

電力システムＳ１は、電力系統Ｄに連系されている。電力システムＳ１は、電力系統Ｄに送電可能（逆潮流可能）であり、かつ、電力系統Ｄから受電可能である。本開示において、電力システムＳ１から電力系統Ｄに電力が出力されているとき、すなわち、逆潮流しているとき、接続点電力が正の値となるものとする。一方、電力系統Ｄから電力システムＳ１に電力が出力されているとき、接続点電力が負の値となるものとする。接続点電力とは、電力システムＳ１と電力系統Ｄとの接続点における電力のことである。

【0016】

電力システムＳ１は、電力系統Ｄが正常である時、電気自動車を充電する充電ステーションあるいは電力デマンドピークを抑制する電力ピークカットシステムとして機能する。一方、電力系統Ｄに異常が発生した時、重要な負荷に電力を供給する非常用電源として機能する。電力システムＳ１が、充電ステーションとして機能するか、電力ピークカットシステムとして機能するか、あるいは、非常用電源として機能するかは、後述するＥＶ運転モードによって決定する。

【0017】

電力システムＳ１は、処理装置Ａ１と複数の電力制御部Ｂ１とが協調して、接続点電力が目標電力となるように電力制御を行う。目標電力とは、接続点電力の目標値のことである。電力システムＳ１の電力制御において、処理装置Ａ１は、接続点電力を目標電力に制御するための誘導指令値を算出する。各電力制御部Ｂ１は、処理装置Ａ１が算出した誘導指令値に基づいて、制御対象（太陽電池１２、蓄電池２２あるいは各電気自動車３２）の出力目標値を算出する。そして、各電力制御部Ｂ１は、算出した出力目標値に基づいて、制御対象の出力電力を制御する。このように、電力システムＳ１は、複数の電力制御部Ｂ１が分散的に出力電力の制御を行うことで、接続点電力を目標電力に制御している。誘導指令値は、各電力制御部Ｂ１が出力目標値を算出するためのものでもある。本実施形態においては、処理装置Ａ１によって算出される誘導指令値が大きいほど、接続点電力が小さくなり、誘導指令値が小さいほど、接続点電力が大きくなる。

【0018】

電力線９０は、電力システムＳ１における電力ネットワークを構築するものである。電力システムＳ１は、電力線９０によって、電力系統Ｄに接続される。電力線９０は、各電力制御部Ｂ１と各制御対象とを接続するものと、各電力制御部Ｂ１と受電設備Ｃ１とを接続するものと、受電設備Ｃ１と電力負荷４２とを接続するものとを含んでいる。

【0019】

受電設備Ｃ１は、配電盤や分電盤を含んで構成されている。受電設備Ｃ１は、処理装置Ａ１と通信可能である。この通信は、無線方式であってもよいし、有線方式であってもよい。受電設備Ｃ１は、電力線９０を介して、電力系統Ｄおよび各電力制御部Ｂ１から受電する。受電設備Ｃ１は、受信した電力を、電力線９０を介して、電力系統Ｄ、各電力制御部Ｂ１（ＰＶ用出力制御部１０を除く）、各電力負荷４２などに送電する。受電設備Ｃ１は、電力システムＳ１と電力系統Ｄとの接続点に設置された電力センサ（図示略）を含んでおり、この電力センサで接続点電力を検出する。受電設備Ｃ１は、接続点電力の検出値を処理装置Ａ１に送信する。受電設備Ｃ１は、必要に応じて、電力システムＳ１を電力系統Ｄに連系するための各種保護装置を含んでいる。例えば、電力システムＳ１が電力系統Ｄへの逆潮流を禁止されたシステムである場合、保護装置として、逆電力継電器を含む。

【0020】

電力負荷４２は、電力を消費するものである。電力負荷４２には、図示しない一般負荷と重要負荷とが含まれている。受電設備Ｃ１から電力負荷４２への電力供給は、一般負荷と重要負荷とで切り分けられている。つまり、受電設備Ｃ１は、一般負荷だけに電力を供給したり、重要負荷だけに電力を供給したり、一般負荷および重要負荷の両方に電力を供給したりできる。

【0021】

処理装置Ａ１は、複数の電力制御部Ｂ１および受電設備Ｃ１のそれぞれと通信可能である。これらの通信はそれぞれ、無線方式であってもよいし、有線方式であってもよい。処理装置Ａ１は、接続点電力を監視し、接続点電力を目標電力に制御するための誘導指令値を算出する。接続点電力は、受電設備Ｃ１から受信する検出値を用いてもよいし、各電力制御部Ｂ１から通信によって取得した各出力電力の値から算出される推算値であってもよい。目標電力は、処理装置Ａ１により電力システムＳ１の状況に応じて適宜自動的に設定されてもよいし、ユーザ操作により設定されてもよいし、処理装置Ａ１の図示しない上位装置（例えば電力会社など）からの指示により設定されてもよい。処理装置Ａ１は、算出した誘導指令値を、複数の電力制御部Ｂ１（ＰＶ用出力制御部１０、蓄電池用出力制御部２０および複数のＥＶ用出力制御部３０）のそれぞれに送信する。処理装置Ａ１は、たとえば、下記（１）式および下記（２）式に示す状態方程式（連立微分方程式）が設定されており、この状態方程式を解くことで、誘導指令値ｐｒ（ｔ）を算出する。処理装置Ａ１は、誘導指令値の算出を所定時間（例えば１［ｓｅｃ］）毎に行う。下記（１）式および下記（２）式において、Ｐ（ｔ）は接続点電力、Ｐ^C（ｔ）は目標電力、λ（ｔ）は状態変数、ｐｒ（ｔ）は誘導指令値、εは勾配係数である。

【数1】

【0022】

処理装置Ａ１には、充電許可フラグおよび放電許可フラグが設定されている。充電許可フラグは、電気自動車３２の充電を許可するか禁止するかを示すフラグ情報である。充電許可フラグは、電気自動車３２の充電を禁止する場合には、フラグ値「０」が設定され、一方、電気自動車３２の充電を許可する場合には、フラグ値「１」が設定される。放電許可フラグは、電気自動車３２の放電を許可するか禁止するかを示すフラグ情報である。放電許可フラグは、電気自動車３２の放電を禁止する場合には、フラグ値「０」が設定され、一方、電気自動車３２の放電を許可する場合には、フラグ値「１」が設定される。充電許可フラグおよび放電許可フラグはそれぞれ、処理装置Ａ１に設定されるＥＶ運転モードによって、設定される。ＥＶ運転モードは、電力システムＳ１のシステム機能を決定する設定であり、たとえば急速充電モード、ピークカットモード、非常用電源モードがある。急速充電モードは、電力システムＳ１を上記充電ステーションとして機能させ、各電気自動車３２の充電を目的とする。急速充電モードでは、充電許可フラグにフラグ値「１」が設定され、かつ、放電許可フラグにフラグ値「０」が設定される。これにより、電力システムＳ１は、電気自動車３２の充電が許可され、電気自動車３２の放電が禁止される。ピークカットモードは、電力システムＳ１を電力ピークカットシステムとして機能させ、たとえば接続点電力のピークカットを目的としたモードである。ピークカットモードでは、充電許可フラグにフラグ値「１」が設定され、かつ、放電許可フラグにフラグ値「１」が設定される。これにより、電力システムＳ１は、電気自動車３２の充電および放電の両方が許可される。非常用電源モードは、電力システムＳ１を非常用電源として機能させ、系統異常時などの事業継続計画に基づき、重要負荷（電力負荷４２）に対して電力を供給することを目的とする。非常用電源モードでは、充電許可フラグにフラグ値「０」が設定され、かつ、放電許可フラグにフラグ値「１」が設定される。これにより、電力システムＳ１は、電気自動車３２の充電が禁止され、電気自動車３２の放電が許可される。処理装置Ａ１は、充電許可フラグの設定情報および放電許可フラグの設定情報を各ＥＶ用出力制御部３０に送信することで、ＥＶ運転モードの設定情報を各ＥＶ用出力制御部３０（後述のＥＶＧＷ３３）に送信する。

【0023】

処理装置Ａ１には、ＥＶ運転モード（充電許可フラグおよび放電許可フラグ）の他、運転／停止フラグが設定されている。運転／停止フラグは、各ＥＶ用出力制御部３０に各電気自動車３２の充放電を実行させるか否かを示すフラグ情報である。各ＥＶ用出力制御部３０に各電気自動車３２の充放電を実行させない場合には、運転／停止フラグにフラグ値「０」（停止指示を示すフラグ値）が設定され、一方、各ＥＶ用出力制御部３０に各電気自動車３２の充放電を実行させる場合には、運転／停止フラグにフラグ値「１」（運転指示を示すフラグ値）が設定される。運転／停止フラグは、処理装置Ａ１により電力システムＳ１の状況に応じて適宜自動的に設定されてもよいし、ユーザ操作により設定されてもよいし、処理装置Ａ１の図示しない上位装置（例えば電力会社など）からの指示により設定されてもよい。処理装置Ａ１は、運転／停止フラグの設定情報を各ＥＶ用出力制御部３０（後述のＥＶＧＷ３３）に送信する。

【0024】

複数の電力制御部Ｂ１はそれぞれ、接続される制御対象（太陽電池１２、蓄電池２２あるいは各電気自動車３２）の出力電力の制御を行う。複数の電力制御部Ｂ１は、太陽電池１２を制御対象とするＰＶ用出力制御部１０、蓄電池２２を制御対象とする蓄電池用出力制御部２０、および、各々が電気自動車３２を制御対象とする複数のＥＶ用出力制御部３０を含んでいる。

【0025】

ＰＶ用出力制御部１０は、太陽電池１２による発電を制御する。ＰＶ用出力制御部１０は、太陽光パワーコンディショナ１１および太陽光ゲートウェイ１３を含んでいる。以下の説明において、パワーコンディショナを「ＰＣＳ」といい、ゲートウェイを「ＧＷ」という。太陽光ＰＣＳ１１と太陽光ＧＷ１３とは、双方向通信を行う。太陽光ＰＣＳ１１と太陽光ＧＷ１３とは、別のモジュールで構成されたものに限定されず、１つのモジュールで構成されていてもよい。

【0026】

太陽光ＧＷ１３は、処理装置Ａ１と太陽光ＰＣＳ１１との通信を中継する。太陽光ＧＷ１３は、処理装置Ａ１から誘導指令値を受信し、受信した誘導指令値に基づいて、太陽光ＰＣＳ１１の出力目標値を算出する。出力目標値の算出方法については、後述する。太陽光ＧＷ１３は、算出した出力目標値を含む制御指令を生成し、これを太陽光ＰＣＳ１１に送信する。

【0027】

太陽光ＰＣＳ１１は、太陽電池１２が接続され、太陽電池１２が発電した電力（例えば直流電力）を系統連系に適した電力（例えば交流電力）に変換して出力する。図１では、太陽光ＰＣＳ１１に、１つの太陽電池１２が接続されているが、複数の太陽電池１２が接続されていてもよい。太陽光ＰＣＳ１１は、電力線９０によって、受電設備Ｃ１に接続される。太陽光ＰＣＳ１１は、太陽電池１２が発電した電力を受電設備Ｃ１に出力する。太陽光ＰＣＳ１１は、太陽光ＧＷ１３から受信する制御指令に基づいて、太陽電池１２の発電量を制御することで、制御対象（太陽電池１２）の出力電力の制御を行う。具体的には、太陽光ＰＣＳ１１は、太陽電池１２の出力電力が、制御指令に含まれる出力目標値となるように、電力制御を行う。

【0028】

蓄電池用出力制御部２０は、蓄電池２２の充放電を制御する。蓄電池用出力制御部２０は、蓄電池ＰＣＳ２１および蓄電池ＧＷ２３を含んでいる。蓄電池ＰＣＳ２１と蓄電池ＧＷ２３とは、双方向通信を行う。蓄電池ＰＣＳ２１と蓄電池ＧＷ２３とは、別のモジュールで構成されたものに限定されず、１つのモジュールで構成されていてもよい。

【0029】

蓄電池ＧＷ２３は、処理装置Ａ１と蓄電池ＰＣＳ２１との通信を中継する。蓄電池ＧＷ２３は、処理装置Ａ１から誘導指令値を受信し、受信した誘導指令値に基づいて、蓄電池ＰＣＳ２１の出力目標値を算出する。出力目標値の算出方法については、後述する。蓄電池ＧＷ２３は、算出した出力目標値を含む制御指令を生成し、これを蓄電池ＰＣＳ２１に送信する。

【0030】

蓄電池ＰＣＳ２１は、蓄電池２２が接続され、蓄電池２２の充放電を行う。図１では、蓄電池ＰＣＳ２１に、１つの蓄電池２２が接続されているが、複数の蓄電池２２が接続されていてもよい。蓄電池２２は、たとえば二次電池あるいはコンデンサである。蓄電池ＰＣＳ２１は、電力線９０によって、受電設備Ｃ１に接続される。蓄電池ＰＣＳ２１は、受電設備Ｃ１から入力される電力を蓄電池２２に供給することで、蓄電池２２の充電を行う。また、蓄電池ＰＣＳ２１は、蓄電池２２に蓄積された電力を受電設備Ｃ１に出力することで、蓄電池２２の放電を行う。蓄電池ＰＣＳ２１は、蓄電池ＧＷ２３から受信する制御指令に基づいて、蓄電池２２への電力供給量および蓄電池２２の電力放出量を制御することで、制御対象（蓄電池２２）の出力電力の制御を行う。具体的には、蓄電池ＰＣＳ２１は、蓄電池２２の出力電力が、制御指令に含まれる出力目標値となるように、電力制御を行う。蓄電池ＰＣＳ２１は、受信した制御指令における出力目標値が正の値のとき、蓄電池２２の放電を行う。一方、受信した制御指令における出力目標値が負の値のとき、蓄電池２２の充電を行う。

【0031】

複数のＥＶ用出力制御部３０はそれぞれ、電気自動車３２の充放電を制御する。複数のＥＶ用出力制御部３０はそれぞれ、ＥＶ充放電器３１およびＥＶＧＷ３３を含んでいる。ＥＶ充放電器３１とＥＶＧＷ３３とは、双方向通信を行う。ＥＶ充放電器３１とＥＶＧＷ３３とは、別のモジュールで構成されたものに限定されず、１つのモジュールで構成されていてもよい。

【0032】

複数のＥＶＧＷ３３はそれぞれ、処理装置Ａ１と各ＥＶ充放電器３１との通信を中継する。各ＥＶＧＷ３３は、処理装置Ａ１から誘導指令値を受信し、受信した誘導指令値に基づいて、各ＥＶ充放電器３１の出力目標値を算出する。出力目標値の算出方法については、後述する。各ＥＶＧＷ３３は、算出した出力目標値を含む制御指令を生成し、これを各ＥＶ充放電器３１にそれぞれ送信する。各ＥＶＧＷ３３の詳細な構成については、後述する。各ＥＶＧＷ３３が、特許請求の範囲に記載の「中継装置」に相当する。

【0033】

複数のＥＶ充放電器３１はそれぞれ、電気自動車３２が接続され、電気自動車３２の充放電（詳細には電気自動車３２に備えられた蓄電池の充放電）を行う。図１では、各ＥＶ充放電器３１に、１台の電気自動車３２が接続されているが、複数台の電気自動車３２が接続されてもよい。各ＥＶ充放電器３１は、電力線９０によって、受電設備Ｃ１に接続される。各ＥＶ充放電器３１は、受電設備Ｃ１から入力される電力を各電気自動車３２にそれぞれ供給することで、各電気自動車３２の充電を行う。また、各ＥＶ充放電器３１は、各電気自動車３２にそれぞれ蓄積された電力を受電設備Ｃ１に出力することで、各電気自動車３２の放電を行う。各ＥＶ充放電器３１は、各ＥＶＧＷ３３から受信する制御指令に基づいて、各電気自動車３２への電力供給量および各電気自動車３２の電力放出量を制御することで、制御対象（各電気自動車３２）の出力電力の制御を行う。各ＥＶ充放電器３１は、受信した制御指令における出力目標値が正の値のとき、各電気自動車３２の放電を行う。一方、受信した制御指令における出力目標値が負の値のとき、電気自動車３２の充電を行う。以下の説明において、正の値である出力目標値を「放電目標値」、負の値である出力目標値を「充電目標値」ということがある。

【0034】

各ＥＶ充放電器３１は、接続される電気自動車３２から、当該電気自動車３２の充電率（ＳｏＣ：State of Charge）を取得する。各ＥＶ充放電器３１は、各電気自動車３２の充電率を各ＥＶＧＷ３３に送信する。電気自動車３２の充電率の情報は、各ＥＶＧＷ３３において、出力目標値の算出、および、後述する放電禁止処理および強制充電処理を実行するか否かの判定に用いられる。

【0035】

各ＥＶ充放電器３１には、運転可否フラグが設定されている。運転可否フラグは、各ＥＶ充放電器３１が各電気自動車３２の充放電を実行可能な状態（運転可能な状態）か否かを示すフラグ情報である。ＥＶ充放電器３１が運転不可能な状態のとき、運転可否フラグにフラグ値「０」が設定され、一方、ＥＶ充放電器３１が運転可能な状態のとき、運転可否フラグにフラグ値「１」が設定される。各ＥＶ充放電器３１は、運転可否フラグの設定情報を各ＥＶＧＷ３３にそれぞれ送信する。

【0036】

各ＥＶ充放電器３１は、たとえばディスプレイ（図示略）やスピーカ（図示略）などの報知装置を備えている。各ＥＶ充放電器３１は、報知装置での報知（たとえばディスプレイへの表示やスピーカからの音声出力）によって、電気自動車３２の充電状況やシステム異常などを、ユーザに知らせることが可能である。

【0037】

次に、各ＥＶＧＷ３３の詳細な構成例について、図２を参照して、説明する。同図に示すように、各ＥＶＧＷ３３は、受信部３３１、フラグ設定部３３２、算出部３３３、指令部３３４、および、送信部３３５を備えている。

【0038】

受信部３３１は、処理装置Ａ１および各ＥＶ充放電器３１から送信された複数の信号を受信する。処理装置Ａ１から受信する信号には、誘導指令値に基づく信号、運転／停止フラグの設定情報に基づく信号、および、ＥＶ運転モードの設定情報（充電許可フラグおよび放電許可フラグの各設定情報）に基づく信号がある。各ＥＶ充放電器３１から受信する信号には、各電気自動車３２の充電率に基づく信号、および、運転可否フラグの設定情報に基づく信号がある。

【0039】

フラグ設定部３３２は、各ＥＶＧＷ３３に設けられた操作部（図示略）によって、ピークカット時放電許可フラグの設定操作が行われると、その設定操作に応じて、ピークカット時放電許可フラグを設定する。ピークカット時放電許可フラグは、ＥＶ運転モードがピークカットモードであっても特定のＥＶ充放電器３１に対して放電させないように設定するためのフラグである。各電気自動車３２の放電を禁止する場合、ピークカット時放電許可フラグにフラグ値「０」が設定され、各電気自動車３２の放電を許可する場合、ピークカット時放電許可フラグにフラグ値「１」が設定される。

【0040】

フラグ設定部３３２は、処理装置Ａ１の内部異常の発生有無に応じて、異常フラグを設定する。この異常フラグを「第１異常フラグ」という。処理装置Ａ１の内部で異常が発生していない場合、第１異常フラグにフラグ値「０」が設定され、処理装置Ａ１の内部で異常が発生している場合、第１異常フラグにフラグ値「１」が設定される。また、フラグ設定部３３２は、各ＥＶＧＷ３３の内部異常の発生有無に応じて、異常フラグを設定する。この異常フラグを「第２異常フラグ」という。各ＥＶＧＷ３３の内部で異常が発生していない場合、第２異常フラグにフラグ値「０」が設定され、各ＥＶＧＷ３３の内部で異常が発生している場合、第２異常フラグにフラグ値「１」が設定される。

【0041】

算出部３３３は、受信部３３１が処理装置Ａ１から受信した誘導指令値と、受信部３３１が処理装置Ａ１から受信したＥＶ運転モードの設定情報（充電許可フラグおよび放電許可フラグの各設定情報）と、受信部３３１が各ＥＶ充放電器３１から受信した電気自動車３２の充電率と、に基づいて、ＥＶ充放電器３１の出力目標値を算出する。出力目標値の算出方法については、後述する。

【0042】

指令部３３４は、受信部３３１が受信したＥＶ運転モードの設定情報（充電許可フラグおよび放電許可フラグの各設定情報）と、算出部３３３が算出した出力目標値と、フラグ設定部３３２が設定したピークカット時放電許可フラグの設定情報と、に基づいて、制御指令を生成する。制御指令には、出力目標値および充放電指令が含まれている。充放電指令は、指令値「０」のとき、電気自動車３２の充電を指示する充電指令を示し、指令値「１」のとき、電気自動車３２の放電を指示する放電指令を示す。充放電指令は、通常、算出された出力目標値に準じて決定され、出力目標値が放電目標値（正の値）の場合、指令値「１」となり、出力目標値が充電目標値（負の値）の場合、指令値「０」となる。ただし、充電許可フラグがフラグ値「０」のとき、出力目標値が充電目標値であっても、充放電指令を指令値「１」（放電指令）にする。このとき、出力目標値も０ｋＷに補正する。また、放電許可フラグがフラグ値「０」のとき、出力目標値が放電目標値であっても、充放電指令を指令値「０」（充電指令）にする。このとき、出力目標値も０ｋＷに補正する。さらに、ピークカット時放電許可フラグがフラグ値「０」のとき、出力目標値が放電目標値であっても、充放電指令を指令値「０」（充電指令）とする。このとき、出力目標値も０ｋＷに補正する。

【0043】

指令部３３４は、制御指令を生成する際、各電気自動車３２の充電率が第１閾値（例えば３５％）以下である場合、次に示す放電禁止処理を行う。この放電禁止処理において、指令部３３４は、算出部３３３が算出した出力目標値が放電目標値であっても、出力目標値をたとえば０ｋＷに補正する。そして、指令部３３４は、出力目標値として、補正した出力目標値（０ｋＷ）を用いて制御指令を生成する。この放電禁止処理により、各電気自動車３２の充電率が第１閾値以下のときには、算出される出力目標値が放電目標値であっても、各ＥＶ充放電器３１に各電気自動車３２を放電させないように制御される。さらに、指令部３３４は、放電禁止処理を実行中に、電気自動車３２の充電率が第２閾値以下になると、次に示す強制充電処理を行う。第２閾値は、電気自動車３２の充電率の下限値（例えば３０％）が設定され、第１閾値よりも小さい値である。この強制充電処理において、指令部３３４は、出力目標値として、予め設定された強制充電目標値を用いて制御指令を生成する。強制充電目標値は、充電目標値であり、出力目標値が負の値のとき電気自動車３２の充電を行う本実施形態では例えば−３ｋＷである。この強制充電処理により、各電気自動車３２の充電率が第２閾値以下となると、各ＥＶ充放電器３１に各電気自動車３２を強制的に充電させるように制御される。なお、強制充電処理は、たとえば非常用電源モードが設定され、充電許可フラグがフラグ値「０」（充電禁止）であった場合でも、実行される。強制充電処理は、各電気自動車３２の充電率が予め設定された強制充電終了閾値（例えば３２％）以上となった場合に、終了される。強制充電終了閾値は、第１閾値と第２閾値との間の値であってもよいし、第１閾値と同じ値であってもよい。また、強制充電処理は、算出部３３３によって算出される出力目標値が、強制充電目標値よりも小さい値になったときも、終了される。

【0044】

指令部３３４は、受信部３３１が受信した運転／停止フラグの情報と、受信部３３１が受信した運転可否フラグの情報とに基づいて、運転／停止指令を生成する。運転／停止指令は、指令値「０」のとき、各ＥＶ充放電器３１に各電気自動車３２の充放電を実行させない停止指令を示し、指令値「１」のとき、各ＥＶ充放電器３１に各電気自動車３２の充放電を実行させる運転指令を示す。指令部３３４は、運転／停止フラグがフラグ値「１」（運転指示を示すフラグ値）であり、かつ、運転可否フラグがフラグ値「１」（運転可能を示すフラグ値）であるとき、運転／停止指令を指令値「１」（運転指令）にし、それ以外のとき、運転／停止指令を指令値「０」（停止指令）にする。つまり、運転／停止フラグあるいは運転可否フラグのいずれか一方でもフラグ値「０」の場合には、運転／停止指令は指令値「０」となる。

【0045】

指令部３３４は、フラグ設定部３３２によって設定された第１異常フラグを確認し、第１異常フラグがフラグ値「１」である場合、第１異常フラグの設定情報を送信部３３５に出力する。また、指令部３３４は、フラグ設定部３３２によって設定された第２異常フラグを確認し、第２異常フラグがフラグ値「１」である場合、第２異常フラグの設定情報を送信部３３５に出力する。指令部３３４は、受信部３３１が受信した放電許可フラグの設定情報を確認し、放電許可フラグがフラグ値「１」である場合、放電許可フラグの設定情報を送信部３３５に出力する。

【0046】

送信部３３５は、指令部３３４が生成した制御指令および運転／停止指令をＥＶ充放電器３１に送信する。また、送信部３３５は、指令部３３４から入力される放電許可フラグの設定情報、第１異常フラグの設定情報および第２異常フラグの設定情報をＥＶ充放電器３１に送信する。

【0047】

送信部３３５から送信された運転／停止指令は、各ＥＶ充放電器３１に受信され、各ＥＶ充放電器３１は、受信した運転／停止指令が指令値「０」（停止指令）のとき、電気自動車３２の充放電を行わず、一方、受信した運転停止指令が指令値「１」（運転指令）のとき、電気自動車３２の充放電を行う。

【0048】

送信部３３５から送信された制御指令は、各ＥＶ充放電器３１に受信され、各ＥＶ充放電器３１は、運転停止指令が指令値「１」のとき、受信した制御指令に基づいて、電気自動車３２の充放電制御を実行する。具体的には、各ＥＶ充放電器３１は、出力電力が、受信した制御指令に含まれる出力目標値となるように、各電気自動車３２の充放電を制御する。

【0049】

送信部３３５から送信された第１異常フラグの設定情報は、各ＥＶ充放電器３１に受信され、各ＥＶ充放電器３１は、第１異常フラグの設定情報を受信すると、電気自動車３２の充放電を停止するとともに、処理装置Ａ１に異常が発生したことを、図示しない報知装置によって、ユーザに知らせる。また、送信部３３５から送信された第２異常フラグの設定情報は、各ＥＶ充放電器３１に受信され、各ＥＶ充放電器３１は、第２異常フラグの設定情報を受信すると、電気自動車３２の充放電を停止するとともに、各ＥＶＧＷ３３に異常が発生したことを、図示しない報知装置によって、ユーザに知らせる。

【0050】

送信部３３５から送信された放電許可フラグの設定情報は、各ＥＶ充放電器３１に受信され、各ＥＶ充放電器３１は、放電許可フラグの設定情報を受信すると、電気自動車３２の放電が行われる可能性があることを、図示しない報知装置によって、ユーザに知らせる。

【0051】

次に、各電力制御部Ｂ１（具体的には、太陽光ＧＷ１３、蓄電池ＧＷ２３、および、複数のＥＶＧＷ３３のそれぞれ）が行う出力目標値の算出方法について説明する。以下の説明において、太陽光ＧＷ１３、蓄電池ＧＷ２３、および、複数のＥＶＧＷ３３をそれぞれ、「ＧＷ部」ということがある。各ＧＷ部１３，２３，３３は、処理装置Ａ１から受信した誘導指令値を用いて、予め設定された最適化問題に基づいて、出力目標値を算出する。この最適化問題は、評価関数と制約条件とを含んでいる。

【0052】

各ＧＷ部１３，２３，３３は、設定されている評価関数から導出される下記（３）式および下記（４）式で示す演算式が設定されており、この演算式によって、出力目標値Ｐ^refを算出する。下記（３）式および下記（４）式において、Ｐ^refは太陽光ＰＣＳ１１、蓄電池ＰＣＳ２１および複数のＥＶ充放電器３１の各出力目標値、ｐｒは誘導指令値、ｐｒ^lmtは誘導指令値限界、ａ₁は第１パラメータ、ａ₂は第２パラメータ、ａ₃は第３パラメータ、ａ₄は第４パラメータである。誘導指令値限界ｐｒ^lmtは、電力システムＳ１で用いる誘導指令値ｐｒの最大値および最小値を定義する値である。下記（４）式で算出される値Λは、誘導指令値ｐｒの最小値（−ｐｒ^lmt）と誘導指令値ｐｒの最大値（ｐｒ^lmt）との間の値に制限される。第１パラメータａ₁は、主に誘導指令値ｐｒの変化に応じた出力電力の変化量を調整するパラメータである。第２パラメータａ₂は、主に誘導指令値ｐｒが０付近での出力電力を調整するパラメータである。第３パラメータａ₃は、主に出力電力が変化し始める誘導指令値ｐｒを調整するパラメータである。第４パラメータａ₄は、接続される蓄電池２２の充電率（ＳｏＣ）あるいは接続される電気自動車３２の充電率（ＳｏＣ）に応じたパラメータである。これらの各設計パラメータａ₁〜ａ₄は、太陽光ＧＷ１３、蓄電池ＧＷ２３および複数のＥＶＧＷ３３にそれぞれ設定されている。設計パラメータａ₁〜ａ₄の設定値については、後述する。なお、各ＧＷ部１３，２３，３３は、下記（３）式および下記（４）式で示す演算式ではなく、設定されている評価関数を解くことで、出力目標値Ｐ^refを算出してもよい。

【数2】

【0053】

各ＧＷ部１３，２３，３３は、上記（３）式および上記（４）式で示す演算式によって算出された出力目標値Ｐ^refが、太陽光ＧＷ１３、蓄電池ＧＷ２３および複数のＥＶＧＷ３３のそれぞれに設定される制約条件を満たしていない場合には、制約条件を満たすように、出力目標値を補正する。太陽光ＧＷ１３および蓄電池ＧＷ２３に設定された各制約条件についての説明は、省略する。

【0054】

各ＥＶＧＷ３３の制約条件は、制限出力制約と、ＥＶ運転モード制約と、出力電流制約とがあり、例えば下記（５）式で示される。制限出力制約は、下記（５ａ）式で示される。下記（５ａ）式において、Ｐ^maxは、出力電力の最大値（出力最大値）を表し、Ｐ^minは、出力電力の最小値（出力最小値）を表している。ＥＶ運転モード制約は、下記（５ｂ）式で示される。α，βは、処理装置Ａ１から受信するＥＶ運転モードの設定情報（放電許可フラグおよび充電許可フラグの各設定情報）によって調整される調整パラメータを表している。例えば、充電許可フラグがフラグ値「０」（充電禁止を示すフラグ値）のとき、αに０が設定され、充電許可フラグがフラグ値「１」（充電許可を示すフラグ値）のとき、αにＰ^minが設定される。また、放電許可フラグがフラグ値「０」（放電禁止を示すフラグ値）のとき、βに０が設定され、放電許可フラグがフラグ値「１」（放電許可を示すフラグ値）のとき、βにＰ^maxが設定される。出力電流制約は、下記（５ｃ）式で示される。下記（５ｃ）式において、Ｑ₃₁は各ＥＶ充放電器３１の無効電力、Ｓ₃₁^dは各ＥＶ充放電器３１の出力可能な最大の皮相電力、Ｖ₀は設計時における接続点の基準電圧、Ｖ₃₁は各ＥＶ充放電器３１の出力電圧をそれぞれ表している。なお、出力電流制約の代わりに、ＥＶ充放電器３１の定格容量による制約（定格容量制約）を用いてもよい。

【数3】

【0055】

各ＧＷ部１３，２３，３３には、上記最適化問題に基づいて出力目標値Ｐ^refを算出するために、複数の設定値が設定されている。複数の設定値には、たとえば、最大出力設定値ｓｖ_max、最小出力設定値ｓｖ_min、第１設定値ｓｖ₁、第２設定値ｓｖ₂、第３設定値ｓｖ₃、および、第４設定値ｓｖ₄がある。最大出力設定値ｓｖ_maxは、出力最大値Ｐ^maxを規定する設定値である。最小出力設定値ｓｖ_minは、出力最小値Ｐ^minを規定する設定値である。最大出力設定値ｓｖ_maxおよび最小出力設定値ｓｖ_minは、たとえば太陽光ＰＣＳ１１、蓄電池ＰＣＳ２１および複数のＥＶ充放電器３１のそれぞれに規定される定格出力に基づき設定される。第１設定値ｓｖ₁は、第１パラメータａ₁に代入する値の設定値である。第１設定値ｓｖ₁は、任意の値であって、逆潮流時の接続点電力を正の値としたときには、「０」以上の値が設定される。第２設定値ｓｖ₂は、第２パラメータａ₂に代入する値の設定値である。第２設定値ｓｖ₂は、「＋１」，「０」，「−１」のいずれかが設定される。第２設定値ｓｖ₂が「＋１」の時、誘導指令値ｐｒが「０」付近の値で出力目標値Ｐ^refが正の値となり、第２設定値ｓｖ₂が−１の時、誘導指令値ｐｒが「０」付近の値で出力目標値Ｐ^refが負の値となり、第２設定値ｓｖ₂が「０」の時、誘導指令値ｐｒが「０」付近の値で出力目標値Ｐ^refが「０」となる。第３設定値ｓｖ₃は、第３パラメータａ₃に代入する値の設定値である。第３設定値は、任意の値が設定される。第４設定値ｓｖ₄は、第４パラメータａ₄に代入する値の設定値である。第４設定値ｓｖ₄（第４パラメータａ₄）は、次のように設定される。それは、太陽光ＧＷ１３には、蓄電池が接続されないため固定値１が設定され、蓄電池ＧＷ２３および各ＥＶＧＷ３３には、下記（６）式の演算値が設定される。下記（６）式において、ω_SoCは、下記（７）式で算出され、ω_SoC__tmpは、下記（８）式あるいは下記（９）式のうちいずれか小さい方が用いられる。下記（７）式ないし下記（９）式において、Ａ_SoCは重みｗ_SoCのオフセット、Ｋ_SoCは重みｗ_SoCのゲイン、ｓ_swは重みｗ_SoCのオン／オフスイッチ（例えば、オンのとき１，オフのとき０）、ＳｏＣ_pは蓄電池２２あるいは各電気自動車３２の現在のＳｏＣ、ＳｏＣ_dは基準となるＳｏＣをそれぞれ示している。各ＥＶＧＷ３３においては、ＳｏＣ_Pは、受信部３３１が各ＥＶ充放電器３１から受信した各電気自動車３２の充電率の値が用いられる。これらの各設定値は、受信する誘導指令値が正の値の時と負の値の時とでそれぞれ別々に設定可能である。誘導指令値が正の値（「０」を含む）である時に対応した設定を「正の誘導指令値設定」といい、誘導指令値が負の値である時に対応した設定を「負の誘導指令値設定」という。

【数4】

【0056】

例えば、ＥＶＧＷ３３において、図３（ａ）に示すように、各設定値ｓｖ_max，ｓｖ_min，ｓｖ₁，ｓｖ₂，ｓｖ₃を設定することで、誘導指令値ｐｒに対する出力目標値Ｐ^refの変化特性は、図３（ｂ）に示す特性線で示される。なお、第４設定値ｓｖ₄は、「１」が設定されているものとする。ＥＶＧＷ３３においては、例えば、上記（７）式ないし上記（９）式のｓ_swを「０」にすることで、第４設定値ｓｖ₄を「１」にしている。この設定値ｓｖ₄の設定により、出力目標値Ｐ^refの算出時に、蓄電池２２の充電率および各電気自動車３２の充電率を考慮させていない。図３は、３つのＥＶＧＷ３３における各設定例である。３つのＥＶＧＷ３３をそれぞれ、ＥＶＧＷ３３ａ，３３ｂ，３３ｃと区別する。

【0057】

各ＥＶＧＷ３３ａ〜３３ｃにおいて、図３（ａ）に示すように、正の誘導指令値設定および負の誘導指令値設定の各第２設定値ｓｖ₂に、固定値「−１」が設定されている。この設定により、図３（ｂ）に示すように、誘導指令値ｐｒが「０」の時に、各ＥＶＧＷ３３ａ〜３３ｃの各出力目標値Ｐ^refが負の値となっている。つまり、各ＥＶＧＷ３３ａ〜３３ｃは、誘導指令値ｐｒが「０」の時に、各ＥＶ充放電器３１に、電気自動車３２を充電させる（受電設備Ｃ１から受電させる）。また、各ＥＶＧＷ３３ａ〜３３ｃにおいて、正の誘導指令値設定の各設定値が、図３（ａ）に示すように設定されている。この設定により、図３（ｂ）に示すように、誘導指令値ｐｒが正の値の時に、各ＥＶＧＷ３３ａ〜３３ｃの出力目標値Ｐ^refが出力最小値Ｐ^minになっている。つまり、各ＥＶＧＷ３３ａ〜３３ｃは、誘導指令値ｐｒが正の値の時、各ＥＶ充放電器３１に、設定される出力最小値Ｐ^minの電力で電気自動車３２を充電させる（受電設備Ｃ１から受電させる）。

【0058】

以上のように構成された電力システムＳ１において、各ＥＶＧＷ３３は、処理装置Ａ１および各ＥＶ充放電器３１から、誘導指令値および各フラグ情報を受信する。各ＥＶＧＷ３３は、受信した誘導指令値や各フラグ情報に基づいて、各指令（制御指令や運転／停止指令）を生成し、各ＥＶ充放電器３１に送信する。そして、各ＥＶ充放電器３１は、受信した各指令に基づいて、各電気自動車３２の充放電を実行する。つまり、各ＥＶ用出力制御部３０が、誘導指令値を用いた電力制御を行うとともに、各フラグ情報を処理することで、電力システムＳ１は、誘導指令値を用いた電力制御を行いつつ各電気自動車３２の充放電特有の電力制御を行うことができる。

【0059】

電力システムＳ１において各ＥＶ用出力制御部３０は、各電気自動車３２を充電する制御と、各電気自動車３２を放電する制御とが、切り替わることがある。このとき、次に示す順序で、各電気自動車３２を充電する制御と、各電気自動車３２を放電する制御との切り替えが行われる。以下に示す順序は、各電気自動車３２を充電する制御から各電気自動車３２を放電する制御に切り替える場合を示すが、逆も同様に行われる。たとえば、各ＥＶＧＷ３３から各ＥＶ充放電器３１に送信される出力目標値（制御指令）が充電目標値から放電目標値に変わったときに、各電気自動車３２を充電する制御から各電気自動車３２を放電する制御に切り替わる。また、以下に示す順序においては、各ＥＶＧＷ３３は、処理装置Ａ１から受信する運転／停止フラグは、常にフラグ値「１」（運転を指示するフラグ値）であるものとする。

【0060】

各ＥＶＧＷ３３において、算出される出力目標値が、充電目標値から放電目標値に変わると、まず、各ＥＶＧＷ３３は、充放電指令を、指令値「０」（充電指令）から指令値「１」（放電指令）に変更し、指令値「１」の充放電指令（制御指令）を各ＥＶ充放電器３１に送信する。各ＥＶ充放電器３１は、指令値「１」（放電指令）の充放電指令を受信すると、運転可否フラグをフラグ値「０」（運転不可を示すフラグ値）にし、運転可否フラグの設定情報（フラグ値「０」）を、各ＥＶＧＷ３３に送信する。各ＥＶＧＷ３３は、運転可否フラグの設定情報としてフラグ値「０」を受信すると、指令値「０」（停止指令）の運転／停止指令を各ＥＶ充放電器３１に送信する。

【0061】

次いで、各ＥＶ充放電器３１は、指令値「０」の運転／停止指令を受信すると、充電動作シーケンスから、充電終了シーケンスを経て、充電待機シーケンスに移行する。つまり、各ＥＶ充放電器３１は、各電気自動車３２を充電している状態から、各電気自動車３２の充電を終了し、各電気自動車３２の充電を待機する状態に移行する。各ＥＶ充放電器３１は、充電待機シーケンスに移行すると、各ＥＶＧＷ３３から受信する指令値「１」（放電指令）の充放電指令に従い、充電待機シーケンスから放電待機シーケンスに移行する。つまり、各ＥＶ充放電器３１は、各電気自動車３２の充電を待機する状態から各電気自動車３２の放電を待機する状態に移行する。充電待機シーケンスおよび放電待機シーケンスにおいては、各ＥＶ充放電器３１はスタンバイ状態にある。スタンバイ状態は、各ＥＶ充放電器３１内の動作中のハードディスクやディスプレイなどの機器を一時的に停止して、必要に応じて即座に復帰できるようにした状態をいう。

【0062】

次いで、各ＥＶ充放電器３１は、運転開始時の動作チェックを開始する。各ＥＶ充放電器３１は、当該動作チェックが問題なく終了したら、運転可否フラグをフラグ値「０」（運転不可を示すフラグ値）からフラグ値「１」（運転可能を示すフラグ値）に切り替え、各ＥＶＧＷ３３に、運転可否フラグの設定情報（フラグ値「１」）を送信する。

【0063】

次いで、各ＥＶＧＷ３３は、運転可否フラグの設定情報としてフラグ値「１」を受信すると、指令値「１」（運転指令）の運転／停止指令を各ＥＶ充放電器３１に送信する。そして、各ＥＶ充放電器３１は、指令値「１」（運転指令）の運転／停止指令を受信すると、放電待機シーケンスから、放電準備シーケンスを経て、放電動作シーケンスに移行する。つまり、各ＥＶ充放電器３１は、各電気自動車３２の放電を待機する状態から、各電気自動車３２の放電の準備をし、各電気自動車３２の放電を開始する。以上の手順を経て、電気自動車３２を充電する制御から電気自動車３２を放電する制御に移行する。

【0064】

本開示の電力システムＳ１の作用効果は、次の通りである。

【0065】

電力システムＳ１は、処理装置Ａ１とＥＶ充放電器３１との通信を中継するＥＶＧＷ３３を備えている。処理装置Ａ１は、接続点電力を目標電力にするための誘導指令値を算出する。ＥＶ充放電器３１は、受信する制御指令に基づいて、電気自動車３２の充電および放電を行う。ＥＶＧＷ３３は、受信部３３１、算出部３３３、指令部３３４および送信部３３５を備えている。受信部３３１は、処理装置Ａ１から誘導指令値およびＥＶ運転モードの設定情報を受信する。算出部３３３は、受信部３３１が受信した誘導指令値およびＥＶ運転モードの設定情報に基づいて、ＥＶ充放電器３１の出力目標値を算出する。指令部３３４は、算出部３３３が算出した出力目標値および受信部３３１が受信したＥＶ運転モードの設定情報に基づいて、制御指令を生成する。送信部３３５は、指令部３３４が生成した制御指令を、ＥＶ充放電器３１に送信する。この構成によると、ＥＶＧＷ３３は、処理装置Ａ１から誘導指令値を受信し、受信した誘導指令値を出力目標値に変換する。そして、変換した出力目標値に基づいて、制御指令を生成して、生成した制御指令をＥＶ充放電器３１に送信する。したがって、ＥＶＧＷ３３は、電力システムＳ１においてＥＶ充放電器３１を含めたエネルギー管理を可能にする。

【0066】

電力システムＳ１では、ＥＶ運転モードの設定情報は、充電許可フラグの設定情報と放電許可フラグの設定情報とを含む。算出部３３３は、誘導指令値から出力目標値を算出する際、充電許可フラグの設定情報と放電許可フラグの設定情報とを確認し、各設定情報によって、最適化問題の制約条件（上記（５ｂ）式参照）を変えている。この構成によると、ＥＶＧＷ３３は、ＥＶ運転モードの設定に応じて、算出される出力目標値を変化させることができる。たとえば、充電を許可しない非常用電源モードが設定されている場合には、ＥＶＧＷ３３は、上記（５ｂ）式の制約条件によって出力目標値が充電目標値にならないようにし、ＥＶ充放電器３１に電気自動車３２を充電させない。また、放電を許可しない急速充電モードが設定されている場合には、ＥＶＧＷ３３は、上記（５ｂ）式の制約条件によって、出力目標値が放電目標値とならないようにし、ＥＶ充放電器３１に電気自動車３２を放電させない。したがって、ＥＶＧＷ３３は、設定されるＥＶ運転モードに応じた制約（上記（５ｂ）式）により、設定されるＥＶ運転モードに対応した電気自動車３２の充放電制御を、ＥＶ充放電器３１に指示できる。

【0067】

電力システムＳ１では、ＥＶＧＷ３３は、電気自動車３２の充電率が第１閾値以下にとなると、放電禁止処理を実行し、電気自動車３２を放電させない。具体的には、ＥＶＧＷ３３は、電気自動車３２の充電率が第１閾値以下の場合には、算出された出力目標値が、電気自動車３２を放電させる放電目標値であっても、出力目標値を補正し、補正目標値（たとえば０ｋＷ）を用いて制御指令を生成する。この構成によると、電気自動車３２の充電率が第１閾値以下となった場合、ＥＶＧＷ３３は、ＥＶ充放電器３１に電気自動車３２を放電させないように指示することができる。電気自動車３２の過放電によって電気自動車３２が全く移動できなくなる状況は望ましくない。たとえば、非常用電源モードにおいて、各電気自動車３２の充電率が下限となり、移動できなければ、他の電気自動車を接続して、重要負荷（電力負荷４２）に電力を供給することができなくなる。したがって、ＥＶＧＷ３３は、電気自動車３２の充電率が第１閾値以下の場合に、電気自動車３２を放電させないことで、電気自動車３２の過放電を抑制することができる。

【0068】

電力システムＳ１では、ＥＶＧＷ３３は、電気自動車３２の充電率が第２閾値以下になると、強制放電処理を実行し、強制的に電気自動車３２を充電している。電気自動車３２は、ＥＶ充放電器３１に接続されていると、たとえばＥＶ充放電器３１の補機損失により、電気自動車３２の電力が徐々に放出されることがある。そのため、上記放電禁止処理により、電気自動車３２の放電が禁止されていても、電気自動車３２の充電率が低下する可能性がある。そこで、各ＥＶＧＷ３３は、強制充電処理を実行することで、電気自動車３２の過放電を抑制できる。図４は、強制充電処理が実行された場合の、電気自動車３２の充電率の変化を示している。時刻ｔ１までは、電気自動車３２の放電が行われているものとする。時刻ｔ１までは、電気自動車３２の放電により、電気自動車３２の充電率が徐々に低下する。そして、時刻ｔ１において、電気自動車３２の充電率が第１閾値以下になり、放電禁止処理が開始される。放電禁止処理が開始されても、上記の通り、ＥＶ充放電器３１の補機損失により、電気自動車３２の充電率が徐々に低下する。その後、時刻ｔ２において、電気自動車３２の充電率が第２閾値以下となり、続いて、強制充電処理が開始される。この強制充電処理によって、電気自動車３２が充電され、電気自動車３２の充電率が徐々に増大する。そして、時刻ｔ３において、電気自動車３２の充電率が強制充電終了閾値以上となるので、強制充電処理が終了する。時刻ｔ３においては、電気自動車３２の充電率がまだ第１閾値以下である。このとき、出力目標値が充電目標値とならなければ、再び放電禁止処理が行われる。このように、強制充電処理によって、電気自動車３２の充電率が、第２閾値未満にならないので、過放電によって電気自動車３２が移動できなくなる状況を防ぐことができる。

【0069】

電力システムＳ１では、ＥＶＧＷ３３の受信部３３１は、処理装置Ａ１から運転／停止フラグの設定情報と、ＥＶ充放電器３１から運転可否フラグの設定情報と、を受信している。ＥＶＧＷ３３の指令部３３４は、運転／停止フラグの設定情報と、運転可否フラグの設定情報と、に基づいて、運転／停止指令を生成する。ＥＶＧＷ３３の送信部３３５は、運転／停止指令をＥＶ充放電器３１に送信する。ＥＶ充放電器３１は、運転／停止指令を受信すると、受信した運転／停止指令に従い、指令値「１」（運転指令）の場合、電気自動車３２の充放電を実行し、指令値「０」（停止指令）の場合、電気自動車３２の充放電を停止する。これにより、ＥＶＧＷ３３は、ＥＶ充放電器３１が運転不能な状態のとき、あるいは、処理装置Ａ１から停止が指示されたときに、ＥＶ充放電器３１の運転を停止させることができる。

【0070】

電力システムＳ１では、ＥＶＧＷ３３は、出力目標値の算出の際、上記（７）ないし上記（９）式のＳ_SWを「１」とすることで、電気自動車３２の充電率（ＳｏＣ）を考慮している。この構成によると、ＥＶＧＷ３３による出力目標値の算出において、同じ誘導指令値に対して、電気自動車３２の充電率による補正がされる。これにより、たとえば、充電率が低い電気自動車３２が接続されたＥＶ充放電器３１ほど、充電量が他のＥＶ充放電器３１よりも大きく、放電量が他のＥＶ充放電器３１よりも小さくなる。図５は、電気自動車３２の充電率を考慮した場合の、出力目標値の変化および充電率の変化をシミュレーションした結果を示している。当該シミュレーションにおいては、初期の充電率が異なる３台の電気自動車３２が接続された場合の効果を検証した。なお、当該シミュレーションにおいては、放電禁止処理および強制充電処理は実行しないものとする。図５（ａ）は、各ＥＶＧＷ３３が算出する出力目標値の変化を示しており、図５（ｂ）は、各電気自動車３２の充電率の変化を示している。各ＥＶＧＷ３３には、同じ誘導指令値が送信されている。図５（ａ），（ｂ）において、実線は、初期の充電率が５０％である電気自動車３２に対する結果を示し、破線は、初期の充電率が７０％である電気自動車３２に対する結果を示し、一点鎖線は、初期の充電率が８０％である電気自動車３２に対する結果を示している。実線で示す電気自動車３２の初期の充電率が他の電気自動車３２の初期の充電率よりも小さいため、図５（ａ）に示すように、出力目標値が他の出力目標値よりも小さい。これは、初期の充電率が５０％である電気自動車３２が、充電時には充電量が相対的に多くなり、放電時には放電量が相対的に少なくなることを表している。一方、図５（ｂ）に示すように、一点鎖線で示す電気自動車３２の初期の充電率が他の電気自動車３２の初期の充電率よりも大きいため、図５（ａ）に示すように、出力目標値が他の出力目標値よりも大きい。これは、初期の充電率が８０％の電気自動車３２が、充電時には充電量が相対的に少なくなり、放電時には放電量が相対的に多くなることを表している。これにより、図５（ｂ）に示すように、初期状態では、不平衡であった３台の電気自動車３２の充電率が徐々に同程度に収束し、充電率の差が小さくなっていることが分かる。したがって、ＥＶＧＷ３３は、電気自動車３２の充電率に応じて、充電量や放電量を変化させているため、電力システムＳ１が複数の電気自動車３２を備える場合でも、効率的な電力制御を行うことができる。

【0071】

電力システムＳ１では、各ＥＶＧＷ３３は、処理装置Ａ１から受信する放電許可フラグの設定情報を確認し、放電許可フラグがフラグ値「１」（放電許可）である場合、その旨をＥＶ充放電器３１に送信している。これにより、電気自動車３２が放電される可能性を報知できるので、ユーザは、放電される可能性があることを知ることができる。たとえば、ユーザは、諸事情により、電気自動車３２を充電したいが、電気自動車３２を放電させたくない場合がある。このとき、ユーザは、放電される可能性があることを知ることができるので、たとえば、ＥＶＧＷ３３のピークカット時放電許可フラグをフラグ値「０」（ピークカット時放電禁止）に設定することで、放電させないようにできる。

【0072】

電力システムＳ１では、処理装置Ａ１に異常が発生した場合、ＥＶＧＷ３３から、第１異常フラグがＥＶ充放電器３１に送信される。これにより、ＥＶ充放電器３１は、第１異常フラグに基づいて、処理装置Ａ１に異常が発生したことを検出できるので、電気自動車３２の充放電を停止したり、ユーザに報知したりできる。また、電力システムＳ１は、ＥＶＧＷ３３に異常が発生した場合、ＥＶＧＷ３３から、第２異常フラグがＥＶ充放電器３１に送信される。これにより、ＥＶ充放電器３１は、第２異常フラグに基づいて、ＥＶＧＷ３３に異常が発生したことを検出できるので、電気自動車３２の充放電を停止したり、ユーザに報知したりできる。

【0073】

本実施形態においては、処理装置Ａ１に充電許可フラグおよび放電許可フラグが設定されている場合を示したが、これに限定されず、これらを１つにした充放電許可フラグが設定されていてもよい。この場合、たとえば、充電も放電も禁止する場合、充放電許可フラグに設定値「０」が設定され、充電のみ許可（放電は禁止）する場合、充放電許可フラグにフラグ値「１」が設定され、放電のみ許可（充電は禁止）する場合、充放電許可フラグにフラグ値「２」が設定され、充電も放電も許可する場合、充放電許可フラグにフラグ値「３」が設定される。充放電許可フラグがフラグ値「０」であるときは、充電許可フラグがフラグ値「０」でありかつ放電許可フラグがフラグ値「０」であるときに相当する。充放電許可フラグがフラグ値「１」であるときは、充電許可フラグがフラグ値「１」かつ放電許可フラグがフラグ値「０」であるときに相当する。充放電許可フラグがフラグ値「２」であるときは、充電許可フラグがフラグ値「０」でありかつ放電許可フラグがフラグ値「１」であるときに相当する。充放電許可フラグがフラグ値「３」であるときは、充電許可フラグがフラグ値「１」でありかつ放電許可フラグがフラグ値「１」であるときに相当する。

【0074】

本実施形態においては、複数の電力制御部Ｂ１が制御する制御対象の種類として、ＰＶ用出力制御部１０（太陽光ＰＣＳ１１）が制御する太陽電池１２、蓄電池用出力制御部２０（蓄電池ＰＣＳ２１）が制御する蓄電池２２、ＥＶ用出力制御部３０（ＥＶ充放電器３１）が制御する電気自動車３２を含んでいる場合を示したが、これに限定されない。たとえば、電力負荷４２を制御する負荷用出力制御部、および、発電機を制御する発電機用出力制御部のいずれか一方あるいはそれらの両方をさらに含んでいてもよい。また、本実施形態においては、複数の電力制御部Ｂ１は、ＰＶ用出力制御部１０を含んでいたが、このＰＶ用出力制御部１０を含んでいなくてもよい。

【0075】

本開示にかかる中継装置は、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示の中継装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【符号の説明】

【0076】

Ｓ１：電力システム、Ａ１：処理装置、Ｂ１：電力制御部、３０：ＥＶ用出力制御部、３１：ＥＶ充放電器、３２：電気自動車、３３：ＥＶゲートウェイ（ＥＶＧＷ）、３３１：受信部、３３２：フラグ設定部、３３３：算出部、３３４：指令部、３３５：送信部、Ｄ：電力系統

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】