特開 2023-106918 電源装置の制御方法、制御装置、電源装置、配電システムおよび制御プログラム

(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】P2023106918

(43)【公開日】2023-08-02

(54)【発明の名称】電源装置の制御方法、制御装置、電源装置、配電システムおよび制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/34 20060101AFI20230726BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20230726BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230726BHJP

【ＦＩ】

H02J7/34 B

H02J1/00 306K

H02J7/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022007928

(22)【出願日】2022-01-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003942

【氏名又は名称】日新電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野本 斗生

【テーマコード（参考）】

5G165

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G165CA02

5G165CA05

5G165DA01

5G165DA07

5G165EA02

5G165EA03

5G165GA04

5G165JA09

5G165LA02

5G503AA04

5G503AA06

5G503AA07

5G503BA02

5G503BB02

5G503CA01

5G503CA08

5G503EA05

5G503GB03

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】電源装置間の充放電による損失を抑えられるように電源装置を制御する。
【解決手段】制御装置６は、蓄電装置５の蓄電残量と比較するための第１基準値Ｃ１および第２基準値Ｃ２を設定する基準値設定部６２と、電源装置１の充放電を制御する充放電制御部６３と、を有する。充放電制御部６３は、蓄電残量が第１基準値Ｃ１以上である場合、ＤＣグリッド７に放電させる放電ステップを実行し、蓄電残量が第１基準値Ｃ１未満である場合に、ＤＣグリッド７から蓄電装置５への充電を開始させる非放電ステップを実行するように構成される。非放電ステップでは、充電速度が所定値未満であり、かつ、蓄電残量が第２基準値Ｃ２以上第１基準値Ｃ１未満である場合に、充電を停止させ、充電速度が所定値未満であり、かつ、蓄電残量が第２基準値Ｃ２未満である場合、充電速度が所定値以上になるまで、第２基準値Ｃ２を減少させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置の制御方法であって、
前記蓄電装置の蓄電残量と比較するための第１基準値および第２基準値を設定する基準値設定ステップと、
前記電源装置の充放電を制御する充放電制御ステップと、
を有し、
前記充放電制御ステップは、
前記蓄電残量が前記第１基準値以上である場合、前記線路に放電させる放電ステップと、
前記蓄電残量が前記第１基準値未満である場合に、前記線路から前記蓄電装置への充電を開始させる非放電ステップと、
を有し、
前記非放電ステップでは、
前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値以上前記第１基準値未満である場合に、前記充電を停止させ、
前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値未満である場合、前記充電速度が所定値以上になるまで、前記第２基準値を減少させる、制御方法。

【請求項2】

前記非放電ステップは、
前記線路から前記蓄電装置への充電を開始させる開始ステップと、
前記充電の充電速度を所定値と比較する比較ステップと、
前記充電速度が前記所定値以上である場合、前記充電を継続させる継続ステップと、
前記充電速度が前記所定値未満である場合、前記第２基準値を減少させる減少ステップと、
前記蓄電残量が減少後の前記第２基準値以上である場合、前記充電を停止させる停止ステップと、
を有し、
前記蓄電残量が減少後の前記第２基準値未満である場合、前記比較ステップへ移行する、請求項１に記載の制御方法。

【請求項3】

前記停止ステップにおいて、前記充電を停止させる期間は、前記蓄電残量が多いほど長い、請求項２に記載の制御方法。

【請求項4】

前記停止ステップの後に、前記第２基準値を前記基準値設定ステップにおける設定値にリセットして、前記開始ステップへ移行する、請求項２または３に記載の制御方法。

【請求項5】

蓄電装置を備え、線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置を制御する制御装置であって、
前記蓄電装置の蓄電残量と比較するための第１基準値および第２基準値を設定する基準値設定部と、
前記電源装置の充放電を制御する充放電制御部と、
を有し、
前記充放電制御部は、
前記蓄電残量が前記第１基準値以上である場合、前記線路に放電させる放電ステップを実行し、
前記蓄電残量が前記第１基準値未満である場合に、前記線路から前記蓄電装置への充電を開始させる非放電ステップを実行するように構成され、
前記非放電ステップでは、
前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値以上前記第１基準値未満である場合に、前記充電を停止させ、
前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値未満である場合、前記充電速度が所定値以上になるまで、前記第２基準値を減少させる、制御装置。

【請求項6】

蓄電装置と、
請求項５に記載の制御装置を備えた電源装置。

【請求項7】

請求項６に記載の電源装置を複数備え、
前記電源装置は前記線路を介して互いに接続されている、配電システム。

【請求項8】

蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置を制御する制御プログラムであって、
前記蓄電装置の蓄電残量と比較するための第１基準値および第２基準値を設定する基準値設定ステップと、
前記電源装置の充放電を制御する充放電制御ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記充放電制御ステップは、
前記蓄電残量が前記第１基準値以上である場合、前記線路に放電させる放電ステップと、
前記蓄電残量が前記第１基準値未満である場合に、前記線路から前記蓄電装置への充電を開始させる非放電ステップと、
を有し、
前記非放電ステップでは、
前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値以上前記第１基準値未満である場合に、前記充電を停止させ、
前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値未満である場合、前記充電速度が所定値以上になるまで、前記第２基準値を減少させる、制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電装置を備えた電源装置間の電力融通に関し、特に、オフグリッドでの電源装置間の電力融通に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、自然エネルギーを活用しながら、一定の地域において電力負荷を分散型電源から供給する、マイクログリッドシステムと呼ばれる電力系統が導入されている。このようなシステムでは、蓄電装置およびＤＣ／ＤＣコンバータを備えた複数の電源装置が線路を介して接続されており、蓄電残量の多い装置から蓄電残量の少ない装置へ電力融通がなされる。

【0003】

蓄電残量の少ない装置への充電電力が小さい場合、充電電力に対するＤＣ／ＤＣコンバータの消費電力の比率が高くなり、電力融通の効率が低下する。これに対し、特許文献１には、線路の電圧が上昇して充電開始閾値以上になると充電動作を開始させ、線路の電圧が下降して充電停止閾値以下になると充電動作を停止させ、線路の電圧が下降して放電開始閾値以下になると放電動作を開始させ、線路の電圧が上昇して放電停止閾値以上になると放電動作を停止させるように装置を制御することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－８５８９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された従来技術では、各装置が交流系統（グリッド）に接続されている。しかし、例えば未電化地域において、交流系統に接続されないオフグリッドで装置間の電力融通を行う場合、放電を行う装置の数および充電を行う装置の数が一定ではないため、特定の閾値電圧を設定するだけで損失の少ない充放電を実現することは難しい。

【0006】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、電源装置間の充放電による損失を抑えられるように電源装置を制御することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御方法は、蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置の制御方法であって、前記蓄電装置の蓄電残量と比較するための第１基準値および第２基準値を設定する基準値設定ステップと、前記電源装置の充放電を制御する充放電制御ステップと、を有し、前記充放電制御ステップは、前記蓄電残量が前記第１基準値以上である場合、前記線路に放電させる放電ステップと、前記蓄電残量が前記第１基準値未満である場合に、前記線路から前記蓄電装置への充電を開始させる非放電ステップと、を有し、前記非放電ステップでは、前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値以上前記第１基準値未満である場合に、前記充電を停止させ、前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値未満である場合、前記充電速度が所定値以上になるまで、前記第２基準値を減少させる。

【0008】

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、蓄電装置を備え、線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置を制御する制御装置であって、前記蓄電装置の蓄電残量と比較するための第１基準値および第２基準値を設定する基準値設定部と、前記電源装置の充放電を制御する充放電制御部と、を有し、前記充放電制御部は、前記蓄電残量が前記第１基準値以上である場合、前記線路に放電させる放電ステップを実行し、前記蓄電残量が前記第１基準値未満である場合に、前記線路から前記蓄電装置への充電を開始させる非放電ステップを実行するように構成され、前記非放電ステップでは、前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値以上前記第１基準値未満である場合に、前記充電を停止させ、前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値未満である場合、前記充電速度が所定値以上になるまで、前記第２基準値を減少させる。

【0009】

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御プログラムは、蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置を制御する制御プログラムであって、前記蓄電装置の蓄電残量と比較するための第１基準値および第２基準値を設定する基準値設定ステップと、前記電源装置の充放電を制御する充放電制御ステップと、をコンピュータに実行させ、前記充放電制御ステップは、前記蓄電残量が前記第１基準値以上である場合、前記線路に放電させる放電ステップと、前記蓄電残量が前記第１基準値未満である場合に、前記線路から前記蓄電装置への充電を開始させる非放電ステップと、を有し、前記非放電ステップでは、前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値以上前記第１基準値未満である場合に、前記充電を停止させ、前記充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、前記蓄電残量が前記第２基準値未満である場合、前記充電速度が所定値以上になるまで、前記第２基準値を減少させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電源装置間の充放電による損失を抑えられるように電源装置を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る直流配電システムの構成を示すブロック図である。

【図2】制御装置の構成を示すブロック図である。

【図3】制御装置による電源装置の制御方法のフローを示すフローチャートである。

【図4】蓄電残量と制御装置による制御との対応関係の変遷を示すグラフである。

【図5】各電源装置への充電電流を示すグラフである。

【図6】電源装置間における電流の方向を示す概略図である。

【図7】制御期間中における各電源装置の状態、待機領域、および充放電による損失を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではない。

【0013】

（システム構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る直流配電システム１００の構成を示すブロック図である。直流配電システム１００は、複数の電源装置（以下、装置）１を備え、装置１はＤＣグリッド（線路）７を介して互いに接続されている。ＤＣグリッド７は、交流電源系統に接続されないオフグリッドである。各装置１は、発電機能および蓄電機能を有しており、各装置１が充放電を行うことにより、装置１間の電力融通が行われる。

【0014】

本実施形態では、装置１として装置１－０～１－３の４つが設けられているが、その個数は特に限定されない。また、直流配電システム１００は、電源装置以外の装置を含んでもよい。装置１－０～１－３の各々の構成は互いに異なってもよいが、本実施形態では互いに同一である。以下、装置１－０～１－３を互いに区別しない場合は、単に装置１と記載する。

【0015】

装置１は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２と、負荷３と、発電装置４と、蓄電装置５と、制御装置６とを備えている。

【0016】

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、ＤＣグリッド（線路）７に接続されており、本実施形態では、ＤＣグリッド７からの電力を２５０Ｖに変換して負荷３および／または蓄電装置５に供給し、発電装置４および／または蓄電装置５からの電力を３００Ｖに変換してＤＣグリッド７に供給する。

【0017】

発電装置４は、本実施形態では、ソーラーパネルなどの自然エネルギーを利用した発電装置である。なお、発電装置４は、燃料を用いて発電する発電機であってもよい。

【0018】

蓄電装置５としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。

【0019】

制御装置６は、装置１を制御するコンピュータであり、特に、装置１と他の装置１との間の充放電を制御する機能を有している。

【0020】

図２は、制御装置６の構成を示すブロック図である。制御装置６は、残量検出部６１と、基準値設定部６２と、充放電制御部６３と、充電速度検出部６４と、負荷制御部６５とを備えている。これらの各機能ブロックは、制御装置６のＣＰＵなどのプロセッサ（不図示）が所定の制御プログラムを主記憶装置（不図示）に読み出して実行することによってソフトウェア的に実現される。制御プログラムは、インターネットなどの通信ネットワークを介して制御装置６にダウンロードしてもよいし、ＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に制御プログラムを記録しておき、当該記録媒体を介して制御装置６にインストールしてもよい。

【0021】

（制御手順）
以下、制御装置６の動作を説明する。図３は、制御装置６による装置１の制御方法のフローを示すフローチャートである。

【0022】

ステップＳ１：残量検出部６１が、蓄電装置５の蓄電残量（state of charge：ＳＯＣ）を検出する。なお、本実施形態では、蓄電残量は百分率（％）で表される。

【0023】

ステップＳ２（基準値設定ステップ）：基準値設定部６２が、ＳＯＣと比較するための第１基準値Ｃ１、第２基準値Ｃ２および第３基準値Ｃ３を設定する。基準値Ｃ１～Ｃ３の値は、Ｃ１≧Ｃ２＞Ｃ３であれば特に限定されず、本実施形態では、Ｃ１＝６０、Ｃ２＝６０、Ｃ３＝３０に設定される。

【0024】

第１基準値Ｃ１は、ＤＣグリッド７への放電を行うか、蓄電装置５への充電を行うかを決定するための基準値であり、第３基準値Ｃ３は、装置１の動作を停止させるか否かを決定するための基準値である。第１基準値Ｃ１および第３基準値Ｃ３は、制御動作中において不変である。

【0025】

一方、第２基準値Ｃ２は、制御動作中において可変であり、蓄電装置５への充電を開始し、かつ所定の条件を満たす場合に、充電を停止するか否かを決定するための基準値である。初期設定時は、第２基準値Ｃ２は第１基準値Ｃ１と同じ、または第１基準値Ｃ１より若干小さい。

【0026】

なお、ステップＳ１とステップＳ２の順序は特に限定されない。また、基準値Ｃ１～Ｃ３は、装置１の制御開始前にあらかじめ設定されていてもよく、その場合、ステップＳ２は省略される。後述するように、第３基準値Ｃ３の設定は必須ではない。

【0027】

ステップＳ３：充放電制御部６３がＳＯＣを第１基準値Ｃ１と比較する。ステップＳ３以下の各ステップは、特許請求の範囲の充放電制御ステップに対応するものであり、主に、充放電制御部６３によって実行される。充放電制御ステップは、ＳＯＣが第１基準値Ｃ１以上である場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）に実行される放電ステップと、ＳＯＣが第１基準値Ｃ１未満である場合（ステップＳ３においてＮＯ）に実行される非放電ステップとを有する。

【0028】

ステップＳ４（放電ステップ）：ＳＯＣが第１基準値Ｃ１以上である場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、充放電制御部６３が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２を制御して、装置１からＤＣグリッド７に放電させる。

【0029】

非放電ステップでは、概略的には、充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、ＳＯＣが第２基準値Ｃ２以上第１基準値Ｃ１未満である場合に、充電を停止させ、充電の充電速度が所定値未満であり、かつ、ＳＯＣが第２基準値Ｃ２未満である場合、充電速度が所定値以上になるまで、第２基準値Ｃ２を減少させる。具体的には、非放電ステップは、以下のステップＳ５～Ｓ１７を有する。

【0030】

ステップＳ５：ＳＯＣが第１基準値Ｃ１未満である場合（ステップＳ３においてＮＯ）、充放電制御部６３がＳＯＣを第３基準値Ｃ３と比較する。なお、第３基準値Ｃ３が設定されない場合、ステップＳ５は省略される。

【0031】

ステップＳ６（開始ステップ）：ＳＯＣが第１基準値Ｃ１未満第３基準値Ｃ３以上である場合（ステップＳにおいてＹＥＳ）、充放電制御部６３がＤＣグリッド７から蓄電装置５への充電を開始させる。

【0032】

ステップＳ７（比較ステップ）：充電速度検出部６４が充電速度を検出し、充放電制御部６３が充電速度を所定値と比較する。本実施形態では、充電速度検出部６４は充電速度として充電電流Ｉ_ｉｎを検出する。また、充電速度と比較される所定値として、閾値電流Ｉ_ｔｈが設定されている。

【0033】

閾値電流Ｉ_ｔｈは、効率の高い充電を行うために十分な電流の下限であり、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２の稼働電力等に応じて適宜設定される。本実施形態では、閾値電流Ｉ_ｔｈは、１つの装置１からの放電電流Ｉ_ｏｕｔよりも小さく放電電流Ｉ_ｏｕｔの１／２よりも大きい値に設定される。例えば、ＤＣグリッド７の電圧が３００Ｖで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２の稼働電力が１００Ｗであり、かつ、充電電力が当該稼働電力の３倍（３００Ｗ）であれば効率が高いと判断される場合は、Ｉ_ｔｈ＝３００Ｗ／３００Ｖ＝１．０Ａに設定される。

【0034】

ステップＳ８（継続ステップ）：充電速度が前記所定値以上である場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、すなわち、充電効率が高いと判断される場合は、充放電制御部６３は装置１への充電を継続させる。

【0035】

ステップＳ９：充電速度が前記所定値未満である場合（ステップＳ７においてＮＯ）、すなわち、充電効率が低いと判断される場合は、充放電制御部６３が第２基準値Ｃ２を第３基準値Ｃ３と比較する。制御開始後、初めてステップＳ９を実行する場合は、Ｃ２＞Ｃ３であるため、必ずステップＳ１０に移行する。

【0036】

ステップＳ１０（減少ステップ）：Ｃ２＞Ｃ３である場合（ステップＳ９においてＹＥＳ）、充放電制御部６３が第２基準値Ｃ２を減少させる。減少幅は、特に限定されないが、本実施形態では、第２基準値Ｃ２を５だけ減少させる。制御開始後、初めてステップＳ１０を実行する場合は、第２基準値Ｃ２は６０から５５に減少する。

【0037】

ステップＳ１１：充放電制御部６３がＳＯＣを減少後の第２基準値Ｃ２と比較する。

【0038】

ステップＳ１２（停止ステップ）：ＳＯＣが第２基準値Ｃ２以上である場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、充放電制御部６３が装置１への充電を所定期間停止（待機）させる。充電を停止させる期間（待機期間）は特に限定されないが、ＳＯＣが多いほど長いことが好ましい。

【0039】

一方、ＳＯＣが減少後の第２基準値Ｃ２未満である場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、ステップＳ７に移行して、ＳＯＣが第２基準値Ｃ２以上になるまで、ステップＳ７～Ｓ１０を繰り返す。

【0040】

ステップＳ１３：充放電制御部６３が充電停止後、待機期間を経過したかを監視する。

【0041】

ステップＳ１４：待機期間が経過した場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、充放電制御部６３は、第２基準値Ｃ２をステップＳ２における設定値（初期値）にリセットし、ステップＳ６に移行する。

【0042】

ステップＳ１５：ステップＳ８において充電が継続された場合、および、ステップＳ９において第２基準値Ｃ２が第３基準値Ｃ３以下であった場合（ステップＳ９においてＮＯ）、充放電制御部６３は、第２基準値Ｃ２をステップＳ２における設定値にリセットし、ステップＳ３に移行する。

【0043】

ステップＳ１６：ステップＳ５において、ＳＯＣが第３基準値Ｃ３未満である場合、装置１の動作を停止させる。具体的には、充放電制御部６３が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２の動作を停止させるとともに、負荷制御部６５が負荷３の動作を停止させる。これにより、装置１では、発電装置４から蓄電装置５への充電動作のみが行われる。

【0044】

ステップＳ１７：引き続き、充放電制御部６３がＳＯＣを第３基準値Ｃ３と比較し、ＳＯＣが第３基準値Ｃ３以上になった場合、ステップＳ５に移行する。

【0045】

なお、第３基準値Ｃ３の値は、装置１を正しい手順で停止させる間の、装置１の稼働に必要な電力に相当する蓄電残量に設定される。ＳＯＣが第３基準値Ｃ３未満である場合に装置１の動作を停止させることにより、予期せぬシャットダウンを防ぐことができる。第３基準値Ｃ３の設定は必須ではなく、第３基準値Ｃ３が設定されない場合、ステップＳ１６およびＳ１７は省略される。

【0046】

（損失の抑制効果）
図１に示す各装置１の制御装置６は、それぞれ独立して上記の制御を行う。これにより、以下、図３～図７を参照して説明するように、ＳＯＣの少ない装置１への充電が優先的に行われ、システム全体で充放電による損失を抑えることができる。

【0047】

以下の説明では、装置１－０におけるＳＯＣ（ＳＯＣ０とする）が９０％であり、装置１－１におけるＳＯＣ（ＳＯＣ１とする）が３５％であり、装置１－２におけるＳＯＣ（ＳＯＣ２とする）が５１％であり、装置１－３におけるＳＯＣ（ＳＯＣ３とする）が５７％であるとする。各装置１のＳＯＣは時間とともに変化するが、動作説明の簡略化のため、各装置は同時に起動し、時間の経過とともにＳＯＣは変動しないものとする。

【0048】

図４は、ＳＯＣと制御装置６による制御との対応関係の変遷を示すグラフであり、図５は、各装置１－１～１－３への充電電流を示すグラフであり、図６は、装置１－０～１－３間における電流の方向を示す概略図である。

【0049】

制御開始直後の初期状態では、Ｃ１＝Ｃ２＝６０、Ｃ３＝３０に設定されるため、図４に示すように、各装置１は、ＳＯＣ≧６０であれば放電を行い、６０＞ＳＯＣ≧３０であれば充電を行い、ＳＣＯ＜３０であれば動作を停止するように制御される。ここで、ＳＯＣ０＝９０、ＳＯＣ１＝３５、ＳＯＣ２＝５１、ＳＯＣ３＝５７であるため、図３におけるステップＳ３において、装置１－０では放電が開始され、装置１－１～１－３では、ステップＳ５を経てステップＳ６に移行し、充電が開始される。この時点を時間ｔ０とする。

【0050】

装置１－１～１－３は装置１－０に対して並列接続されているため、図６（ａ）に示すように、装置１－０からの放電電流Ｉ_ｏｕｔは、３つの充電電流Ｉ_ｉｎ１、Ｉ_ｉｎ２、Ｉ_ｉｎ３に分岐して装置１－１、１－２、１－３にそれぞれ出力される。このとき、充電電流Ｉ_ｉｎ１、Ｉ_ｉｎ２、Ｉ_ｉｎ３の各々は、放電電流Ｉ_ｏｕｔの１／３であり、閾値電流Ｉ_ｔｈよりも小さい。

【0051】

そのため、装置１－１～１－３では、ステップＳ７からステップＳ９を経てステップＳ１０に移行し、第２基準値Ｃ２が６０から５５に減少する。これにより、装置１－１～１－３では、図４の「１回目」に示すように、Ｃ２≦ＳＯＣ＜Ｃ１、すなわち５５≦ＳＯＣ＜６０であれば充電を停止（待機）するように制御される。ここで、ＳＯＣ１＝３５、ＳＯＣ２＝５１、ＳＯＣ３＝５７であるため、装置１－３のみ、ステップＳ１１において、ＳＯＣ≧Ｃ２を満たし、ステップＳ１２において、充電が停止される。この時点を時間ｔ１とする。

【0052】

一方、装置１－１、１－２では、ＳＯＣ＜Ｃ２であるため、ステップＳ１１からステップＳ７に移行する。装置１－３への充電が停止されたことにより、図６（ｂ）に示すように、装置１－０からの放電電流Ｉ_ｏｕｔは、２つの充電電流Ｉ_ｉｎ１’、Ｉ_ｉｎ２’に分岐して装置１－１、１－２にそれぞれ出力される。このとき、充電電流Ｉ_ｉｎ１’、Ｉ_ｉｎ２’の各々は、放電電流Ｉ_ｏｕｔの１／２であり、充電電流Ｉ_ｉｎ１、Ｉ_ｉｎ２よりも大きいが、依然として閾値電流Ｉ_ｔｈよりも小さい。

【0053】

そのため、装置１－１、１－２では、再度、ステップＳ７からステップＳ９を経てステップＳ１０に移行し、第２基準値Ｃ２が５５から５０に減少する。これにより、装置１－１、１－２では、図４の「２回目」に示すように、５０≦ＳＯＣ＜６０であれば待機するように制御される。ここで、ＳＯＣ１＝３５、ＳＯＣ２＝５１であるため、装置１－２のみ、ステップＳ１１においてＳＯＣ≧Ｃ２を満たし、ステップＳ１２において充電が停止される。この時点を時間ｔ２とする。

【0054】

一方、装置１－１では、ＳＯＣ＜Ｃ２であるため、ステップＳ１１からステップＳ７に移行する。装置１－３に加え装置１－２への充電が停止されたことにより、図６（ｃ）に示すように、装置１－０からの放電電流Ｉ_ｏｕｔは、そのまま充電電流Ｉ_ｉｎ１”として装置１－１に出力される。このとき、充電電流Ｉ_ｉｎ１”は放電電流Ｉ_ｏｕｔと等しく、閾値電流Ｉ_ｔｈよりも大きい。

【0055】

そのため、装置１－１では、ステップＳ７からステップＳ８に移行し、充電が継続され、ステップＳ９において、第２基準値Ｃ２が６０％にリセットされる。本実施形態では、各装置のＳＯＣは変動しないと仮定しているため、装置１－２、１－３の少なくともいずれかが待機状態から復帰するまで（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、装置１－０から装置１－１のみへ充電される状態が継続する。

【0056】

本実施形態では、充電を停止させる期間（待機期間）は、ＳＯＣが多いほど長いため、装置１－２が装置１－３よりも先に復帰する。この時点を時間ｔ３とする。

【0057】

装置１－２では、ステップＳ１４において、第２基準値Ｃ２が初期値である６０にリセットされ、ステップＳ６に移行し、充電が再び開始される。これにより、図６（ｂ）に示すように、再び、装置１－０から２つの装置１－１、１－２へ充電される状態となるため、装置１－１、１－２への充電電流Ｉ_ｉｎ１’、Ｉ_ｉｎ２’が閾値電流Ｉ_ｔｈよりも小さくなる。

【0058】

そのため、装置１－１、１－２では、再度、ステップＳ７からステップＳ９を経てステップＳ１０に移行し、第２基準値Ｃ２が６０から５５に減少する。これにより、装置１－１、１－２では、図４の「１回目」に示すように、５５≦ＳＯＣ＜６０であれば待機するように制御される。ここで、ＳＯＣ１＝３５、ＳＯＣ２＝５１であるため、装置１－１、１－２のいずれにおいても、ステップＳ１１において、ＳＯＣ≧Ｃ２を満たさず、充電は停止されない。この時点を時間ｔ４とする。

【0059】

その後、装置１－１、１－２では、ステップＳ１１からステップＳ７に移行し、さらに、ステップＳ９を経てステップＳ１０に移行し、第２基準値Ｃ２が５５から５０に減少する。これにより、装置１－１、１－２では、図４の「２回目」に示すように、５０≦ＳＯＣ＜６０であれば待機するように制御される。ここで、ＳＯＣ１＝３５、ＳＯＣ２＝５１であるため、装置１－２のみ、ステップＳ１１においてＳＯＣ≧Ｃ２を満たし、ステップＳ１２において充電が停止され、図６（ｃ）に示すように、装置１－１のみに充電される。この時点を時間ｔ５とする。

【0060】

その後、装置１－３が待機状態から復帰する。この時点を時間ｔ６とする。

【0061】

装置１－３では、ステップＳ１４において、第２基準値Ｃ２が初期値である６０にリセットされ、ステップＳ６に移行し、充電が再び開始される。これにより、図６（ｄ）に示すように、装置１－０から２つの装置１－１、１－３へ充電される状態となるため、装置１－１、１－３への充電電流Ｉ_ｉｎ１’、Ｉ_ｉｎ３’が閾値電流Ｉ_ｔｈよりも小さくなる。

【0062】

そのため、装置１－１、１－３では、再度、ステップＳ７からステップＳ９を経てステップＳ１０に移行し、第２基準値Ｃ２が６０から５５に減少する。これにより、装置１－１、１－３では、図４の「１回目」に示すように、５５≦ＳＯＣ＜６０であれば待機するように制御される。ここで、ＳＯＣ１＝３５、ＳＯＣ３＝５７であるため、装置１－３のみ、ステップＳ１１においてＳＯＣ≧Ｃ２を満たし、ステップＳ１２において充電が停止され、図６（ｃ）に示すように、装置１－１のみに充電される。この時点を時間ｔ７とする。この状態は、時間ｔ８において、装置１－２が待機状態から復帰するまで継続する。

【0063】

図７は、制御期間中における各装置１－１～１－３の状態、待機領域、および充放電による損失を示す表である。ここで、期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８はそれぞれ、図６における時間ｔ０～ｔ１、ｔ１～ｔ２、ｔ２～ｔ３、ｔ３～ｔ４、ｔ４～ｔ５、ｔ５～ｔ６、ｔ６～ｔ７、ｔ７～ｔ８の各期間である。また、待機領域とは、充電を停止させる条件を満たすＳＯＣの範囲を意味する。

【0064】

期間Ｔ１では、装置１－１～１－３の全てに対して充電が行われるため、装置１－１～１－３の各双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２が動作することになる。すなわち、充放電によって３つの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの消費電力が発生するため、損失が大きくなる。

【0065】

一方、期間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ７では、装置１－１～１－３のうち２つに対して充電が行われるため、充放電による損失は、２つの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの消費電力に抑えられる。さらに、期間Ｔ３、Ｔ６、Ｔ８では、装置１－１に対してのみ充電が行われるため、充放電による損失は、１つの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの消費電力に抑えられる。

【0066】

このように、本実施形態では、充電電流（充電速度）が所定値以上になるまで第２基準値Ｃ２を減少させて、第１基準値Ｃ１および第２基準値Ｃ２によって画定される待機領域を拡大させる。これにより、ＳＯＣの多い装置ほど早いタイミングで待機状態になり、ＳＯＣの少ない装置への充電が優先的に行われる。その結果、充電が行われる装置の数を減らして、システム全体で充放電による損失を抑えることが可能となり、効率的な電力融通が実現される。さらに、装置１の待機期間をＳＯＣが多いほど長くすることにより、ＳＯＣの少ない装置へより優先的に充電することできる。

【0067】

また、本実施形態では、各装置１の制御装置６は、他の制御装置６と連携せずに自律的に充放電制御を行うため、一部の装置１において制御装置６が機能しなくなった場合でも、システム全体では装置１間の充放電制御を継続させることができる。

【0068】

なお、第２基準値Ｃ２が不変であると仮定すると、ＳＯＣが第２基準値Ｃ２未満の装置が多く、各装置への充電速度が小さい場合であっても、待機領域が拡大せずにＳＯＣが比較的大きい装置への充電が停止されず、損失が大きい状態が継続することとなる。

【0069】

（付記事項）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0070】

１、１－０～１－３ 装置（電源装置）
２ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
３ 負荷
４ 発電装置
５ 蓄電装置
６ 制御装置
６１ 残量検出部
６２ 基準値設定部
６３ 充放電制御部
６４ 充電速度検出部
６５ 負荷制御部
７ ＤＣグリッド（線路）
１００ 直流配電システム（配電システム）
Ｃ１ 第１基準値
Ｃ２ 第２基準値
Ｃ３ 第３基準値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】