特開 2023-155602 パワーコンディショナ、および蓄電システム

(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】P2023155602

(43)【公開日】2023-10-23

(54)【発明の名称】パワーコンディショナ、および蓄電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20231016BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20231016BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20231016BHJP

   B60L 53/51 20190101ALI20231016BHJP

   B60L 53/53 20190101ALI20231016BHJP

【ＦＩ】

H02J7/02 F

H02J7/00 P

H02J1/00 306L

B60L53/51

B60L53/53

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022065020

(22)【出願日】2022-04-11

(71)【出願人】

【識別番号】000004606

【氏名又は名称】ニチコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】末沢 悠

【テーマコード（参考）】

5G165

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G165CA01

5G165CA02

5G165DA06

5G165EA03

5G165EA06

5G165GA07

5G165GA09

5G165HA09

5G165HA17

5G165JA07

5G165LA03

5G165MA10

5G165PA01

5G503AA01

5G503AA06

5G503BA02

5G503BB01

5G503CA08

5G503CC02

5G503DA04

5G503DA07

5G503EA05

5G503FA06

5G503GB03

5G503GB06

5G503GD03

5G503GD06

5H125AA01

5H125AC11

5H125AC24

5H125BE02

5H125DD02

5H125EE27

5H125EE61

(57)【要約】

【課題】従来よりも確実に蓄電装置の蓄電池に余剰電力量分の空きを予めつくることが可能なパワーコンディショナを提供する。
【解決手段】パワーコンディショナ１０Ａは、余剰電力量予測部５４および系統充電要否判定部５５を含む制御部５０を備える。余剰電力量予測部５４は、太陽光発電装置８０の発電電力量と家庭負荷８５の消費電力量との差である余剰電力量を予測する。系統充電要否判定部５５は、余剰電力量が蓄電装置８１を構成する蓄電池８１ａの空き電力量よりも多い場合は、蓄電池８１ａから電動車用充電装置８２に接続された電動車８３を構成する蓄電池８３ａに式“余剰電力量－蓄電池８１ａの空き電力量”で計算される量の電力を移動させ、さらに、上記移動により蓄電池８３ａの充電率が予め定めた目標充電率に達しない場合は、商用電力系統８４からの電力を用いて蓄電池８３ａを充電させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

商用電力系統、太陽光発電装置、第１蓄電池を含む蓄電装置、第２蓄電池を含む電動車に接続される電動車用充電装置および負荷装置に接続して使用されるパワーコンディショナであって、
前記商用電力系統および前記電動車用充電装置の間に位置する電力変換部と、
前記蓄電装置を制御する第１制御部、前記電動車用充電装置を制御する第２制御部、前記電力変換部を制御する第３制御部、余剰電力量予測部および系統充電要否判定部を含む制御部と
を備え、
前記余剰電力量予測部は、前記太陽光発電装置の発電電力量と前記負荷装置の消費電力量との差である余剰電力量を予測し、
前記系統充電要否判定部は、前記余剰電力量が前記第１蓄電池の空き電力量よりも多い場合は、前記第１制御部を介して前記蓄電装置に放電を行わせるとともに前記第２制御部を介して前記電動車用充電装置に充電を行わせることにより、前記第１蓄電池から前記第２蓄電池に式“前記余剰電力量－前記第１蓄電池の空き電力量”で計算される量の電力を移動させ、さらに、前記第１蓄電池からの電力の移動により前記第２蓄電池の充電率が予め定めた目標充電率に達しない場合は、前記第３制御部を介して前記電力変換部を作動させることにより前記商用電力系統からの電力を用いて前記第２蓄電池を充電させる
ことを特徴とするパワーコンディショナ。

【請求項2】

前記系統充電要否判定部は、前記第１蓄電池からの電力の移動により前記第２蓄電池の充電率が前記目標充電率に達する場合であっても、前記電力の移動が予め定めた時刻までに終わらないと見込まれる場合は、前記第３制御部を介して前記電力変換部を作動させることにより前記商用電力系統からの電力を用いて前記第２蓄電池を充電させる
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。

【請求項3】

前記系統充電要否判定部は、前記商用電力系統からの電力を用いて前記第２蓄電池を充電させるか否かの判定を予め定めた判定時刻に行う
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。

【請求項4】

前記制御部は、負荷消費電力量予測部および電動車消費電力量予測部をさらに含み、
前記負荷消費電力量予測部は、予め定めた準備時刻に、前記判定時刻までの間の前記負荷装置の消費電力量を予測し、
前記電動車消費電力量予測部は、前記準備時刻に取得した前記電動車の状態に関する情報に基づいて前記判定時刻までの間の前記電動車の消費電力量を予測し、
前記第１制御部は、式“前記余剰電力量－前記負荷装置の消費電力量から求めた前記判定時刻における前記第１蓄電池の空き電力量”で計算される電力量が、前記電動車の消費電力量から求めた前記判定時刻における前記第２蓄電池の空き電力量よりも少ない場合は、前記準備時刻から前記判定時刻までの間、前記蓄電装置に放電を行わせない
ことを特徴とする請求項３に記載のパワーコンディショナ。

【請求項5】

太陽光発電装置と、第１蓄電池を含む蓄電装置と、第２蓄電池を含む電動車に接続される電動車用充電装置と、これらに接続されたパワーコンディショナとを備え、前記パワーコンディショナが商用電力系統および前記電動車用充電装置の間に位置する電力変換部を有するとともに負荷装置に接続されて使用される蓄電システムであって、
前記蓄電装置を制御する第１制御部と、
前記電動車用充電装置を制御する第２制御部と、
前記電力変換部を制御する第３制御部と、
余剰電力量予測部と、
系統充電要否判定部と
を備え、
前記余剰電力量予測部は、前記太陽光発電装置の発電電力量と前記負荷装置の消費電力量との差である余剰電力量を予測し、
前記系統充電要否判定部は、前記余剰電力量が前記第１蓄電池の空き電力量よりも多い場合は、前記第１制御部を介して前記蓄電装置に放電を行わせるとともに前記第２制御部を介して前記電動車用充電装置に充電を行わせることにより、前記第１蓄電池から前記第２蓄電池に式“前記余剰電力量－前記第１蓄電池の空き電力量”で計算される量の電力を移動させ、さらに、前記第１蓄電池からの電力の移動により前記第２蓄電池の充電率が予め定めた目標充電率に達しない場合は、前記第３制御部を介して前記電力変換部を作動させることにより前記商用電力系統からの電力を用いて前記第２蓄電池を充電させる
ことを特徴とする蓄電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、商用電力系統、太陽光発電装置、蓄電装置、電動車用充電装置および負荷装置に接続して使用されるパワーコンディショナ、および蓄電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、商用電力系統から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する整流器と、太陽光発電装置と、蓄電装置とが連携して負荷としての通信装置に必要な直流電力を供給するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このシステムは、整流器および太陽光発電装置が出力する電力の合算電力量が負荷の消費電力量よりも多い場合は、余剰分が蓄電装置の蓄電池に充電され、逆の場合は、蓄電装置の蓄電池が不足分を放電するよう構成されている。また、このシステムは、翌日の太陽光発電装置の発電電力量と翌日の負荷の消費電力量の差である余剰電力量を推定し、推定した余剰電力量分の空きができるように蓄電装置の蓄電池を予め放電させるよう構成されている。この構成によれば、余剰電力となる発電電力の一部が捨てられるのを防ぐことができる、とのことである。

【0004】

なお、商用電力系統、太陽光発電装置、蓄電装置および負荷の間での電力の受け渡しを実現する部分は、「パワーコンディショナ」と呼ばれる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－１００９５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

負荷が無線基地局のような２４時間稼働の通信装置である場合は、負荷が常に電力を消費するので、任意のタイミングで蓄電装置の蓄電池に余剰電力量分の空きをつくることができる。しかしながら、負荷が一般的な家庭負荷である場合は、負荷が常に電力を消費するとは限らないので、余剰電力量分の空きをつくるために蓄電装置の蓄電池を放電させようとしても放電先がなく放電させられないことがあった。例えば、多くの人が就寝する０時～５時の間は、一般的な家庭負荷はほとんど電力を消費しない。このため、上記従来のシステムは、０時～５時の間に、余剰電力量分の空きをつくるために蓄電装置の蓄電池を放電させることができなかった。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、従来よりも確実に蓄電装置の蓄電池に余剰電力量分の空きを予めつくることが可能なパワーコンディショナおよび蓄電システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係るパワーコンディショナは、商用電力系統、太陽光発電装置、第１蓄電池を含む蓄電装置、第２蓄電池を含む電動車に接続される電動車用充電装置および負荷装置に接続して使用されるものであって、商用電力系統および電動車用充電装置の間に位置する電力変換部と、蓄電装置を制御する第１制御部、電動車用充電装置を制御する第２制御部、電力変換部を制御する第３制御部、余剰電力量予測部および系統充電要否判定部を含む制御部とを備え、余剰電力量予測部は、太陽光発電装置の発電電力量と負荷装置の消費電力量との差である余剰電力量を予測し、系統充電要否判定部は、余剰電力量が第１蓄電池の空き電力量よりも多い場合は、第１制御部を介して蓄電装置に放電を行わせるとともに第２制御部を介して電動車用充電装置に充電を行わせることにより、第１蓄電池から第２蓄電池に式“余剰電力量－第１蓄電池の空き電力量”で計算される量の電力を移動させ、さらに、第１蓄電池からの電力の移動により第２蓄電池の充電率が予め定めた目標充電率に達しない場合は、第３制御部を介して電力変換部を作動させることにより商用電力系統からの電力を用いて第２蓄電池を充電させる、との構成を有している。

【0009】

この構成によれば、電動車を構成する第２蓄電池を放電先とすることにより、負荷装置が電力を消費していなくても蓄電装置を構成する第１蓄電池に余剰電力量分の空きをつくることができる。また、この構成によれば、商用電力系統から第２蓄電池に供給する電力の量を必要最小限としながら、第２蓄電池を目標充電率まで充電することができる。

【0010】

上記パワーコンディショナの系統充電要否判定部は、第１蓄電池からの電力の移動により第２蓄電池の充電率が目標充電率に達する場合であっても、電力の移動が予め定めた時刻までに終わらないと見込まれる場合は、第３制御部を介して電力変換部を作動させることにより商用電力系統からの電力を用いて第２蓄電池を充電させる、との構成を有していることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、商用電力系統から第２蓄電池に供給する電力の量を必要最小限としながら、より確実に第２蓄電池を目標充電率まで充電することができる。

【0012】

上記パワーコンディショナの系統充電要否判定部は、商用電力系統からの電力を用いて第２蓄電池を充電させるか否かの判定を予め定めた判定時刻に行う、との構成を有していてもよい。この場合、上記パワーコンディショナの制御部は、負荷消費電力量予測部および電動車消費電力量予測部をさらに含み、負荷消費電力量予測部は、予め定めた準備時刻に、判定時刻までの間の負荷装置の消費電力量を予測し、電動車消費電力量予測部は、準備時刻に取得した電動車の状態に関する情報に基づいて判定時刻までの間の電動車の消費電力量を予測し、第１制御部は、式“余剰電力量－負荷装置の消費電力量から求めた判定時刻における第１蓄電池の空き電力量”で計算される電力量が、電動車の消費電力量から求めた判定時刻における第２蓄電池の空き電力量よりも少ない場合は、準備時刻から判定時刻までの間、蓄電装置に放電を行わせない、との構成を有していることが好ましい。

【0013】

この構成によれば、準備時刻から判定時刻までの間の第１蓄電池に蓄えられた電力の消費を抑制することにより、商用電力系統から電動車を構成する第２蓄電池に供給する電力の量をさらに低減させることができる。

【0014】

また、上記課題を解決するために、本発明に係る蓄電システムは、太陽光発電装置と、第１蓄電池を含む蓄電装置と、第２蓄電池を含む電動車に接続される電動車用充電装置と、これらに接続されたパワーコンディショナとを備え、パワーコンディショナが商用電力系統および電動車用充電装置の間に位置する電力変換部を有するとともに負荷装置に接続されて使用されるものであって、蓄電装置を制御する第１制御部と、電動車用充電装置を制御する第２制御部と、電力変換部を制御する第３制御部と、余剰電力量予測部と、系統充電要否判定部とを備え、余剰電力量予測部は、太陽光発電装置の発電電力量と負荷装置の消費電力量との差である余剰電力量を予測し、系統充電要否判定部は、余剰電力量が第１蓄電池の空き電力量よりも多い場合は、第１制御部を介して蓄電装置に放電を行わせるとともに第２制御部を介して電動車用充電装置に充電を行わせることにより、第１蓄電池から第２蓄電池に式“余剰電力量－第１蓄電池の空き電力量”で計算される量の電力を移動させ、さらに、第１蓄電池からの電力の移動により第２蓄電池の充電率が予め定めた目標充電率に達しない場合は、第３制御部を介して電力変換部を作動させることにより商用電力系統からの電力を用いて第２蓄電池を充電させる、との構成を有している。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、従来よりも確実に蓄電装置の蓄電池に余剰電力量分の空きを予めつくることが可能なパワーコンディショナおよび蓄電システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施例に係るパワーコンディショナを備えた蓄電システムを示すブロック図である。

【図2】本発明の第１実施例に係るパワーコンディショナにおける電力の移動を示す図である。

【図3】本発明の第１実施例に係るパワーコンディショナの系統充電要否判定部の動作を示すフロー図である。

【図4】本発明の第２実施例に係るパワーコンディショナを備えた蓄電システムを示すブロック図である。

【図5】本発明の第２実施例に係るパワーコンディショナにおける電力の移動を示す図である。

【図6】本発明の第２実施例に係るパワーコンディショナの系統充電要否判定部の動作を示すフロー図である。

【図7】本発明の変形例に係るパワーコンディショナを備えた蓄電システムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るパワーコンディショナおよび蓄電システムの実施例について説明する。

【0018】

［第１実施例］
図１に、本発明の第１実施例に係るパワーコンディショナ１０Ａを備えた蓄電システムを示す。同図に示すように、パワーコンディショナ１０Ａは、太陽光発電装置８０、蓄電装置８１、電動車用充電装置８２、商用電力系統８４および家庭負荷８５に接続して使用されるもので、ＤＣ／ＤＣ変換部２０、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部３０、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部４０および制御部５０Ａを備えている。

【0019】

太陽光発電装置８０は、住宅の屋根等に設置された太陽電池を含み、日射量に応じた量の直流電力を出力する。本明細書では、この直流電力の量を「発電電力量」と呼ぶこととする。

【0020】

蓄電装置８１は、Ｐ_Ｓ［ｋＷｈ］（図２（Ａ）参照）の蓄電容量を有する蓄電池８１ａを含んでいる。蓄電装置８１は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部３０から供給された直流電力で蓄電池８１ａを充電すること、および蓄電池８１ａを放電させて双方向ＤＣ／ＤＣ変換部３０に直流電力を供給することができる。なお、蓄電池８１ａは、本発明の「第１蓄電池」に相当する。

【0021】

電動車用充電装置８２は、ＤＣ／ＤＣ変換部８２ａおよび充電ケーブル８２ｂを含んでいる。電動車用充電装置８２は、充電ケーブル８２ｂを介して、Ｐ_ＥＶ［ｋＷｈ］（図２（Ｂ）参照）の蓄電容量を有する蓄電池８３ａを搭載した電動車８３に接続される。電動車用充電装置８２は、連携点１１から供給された直流電力で蓄電池８３ａを充電することができる。なお、蓄電池８３ａは、本発明の「第２蓄電池」に相当する。

【0022】

電動車用充電装置８２は、蓄電池８３ａを放電させて連携点１１に直流電力を供給することもできる。

【0023】

電動車用充電装置８２と電動車８３との接続は、充電ケーブル８２ｂによる接続に替えて非接触接続でもよい。

【0024】

電動車８３は、電気自動車（ＥＶ，Electric Vehicle）またはプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ，Plug-in Hybrid Vehicle）である。

【0025】

ＤＣ／ＤＣ変換部２０は、太陽光発電装置８０が出力した直流電力を昇圧し、昇圧後の直流電力を連携点１１に出力する。

【0026】

双方向ＤＣ／ＤＣ変換部３０は、連携点１１から供給された直流電力を降圧し、降圧後の直流電力を蓄電装置８１に供給することができる。また、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部３０は、蓄電装置８１から供給された直流電力を昇圧し、昇圧後の直流電力を連携点１１に供給することができる。

【0027】

双方向ＤＣ／ＡＣ変換部４０は、連携点１１に接続されたＤＣ側入出力端と、商用電力系統８４および家庭負荷８５に接続されたＡＣ側入出力端とを含んでいる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換部４０は、ＤＣ側入出力端に供給された直流電力を交流電力に変換し、ＡＣ側入出力端から出力することができる。また、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部４０は、ＡＣ側入出力端に供給された交流電力を直流電力に変換し、ＤＣ側入出力端から出力することができる。なお、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部４０は、本発明の「電力変換部」に相当する。

【0028】

ＡＣ側入出力端と商用電力系統８４の間、およびＡＣ側入出力端と家庭負荷８５の間には、図１には示していない開閉器、リレー等が存在してもよい。

【0029】

太陽光発電装置８０の発電電力量が比較的多く、発電電力量が家庭負荷８５の消費電力量よりも多い場合、式“発電電力量－消費電力量”で計算される量の余剰電力は、基本的には蓄電池８１ａの充電に充てられる。電動車用充電装置８２に電動車８３が接続されている場合は、余剰電力の一部を蓄電池８３ａの充電に充ててもよい。

【0030】

一方、太陽光発電装置８０の発電電力量が比較的少なく（またはゼロであり）、発電電力量が家庭負荷８５の消費電力量よりも少ない場合は、商用電力系統８４から供給される電力および蓄電池８１ａを放電させることにより得た電力の少なくとも一方で式“消費電力量－発電電力量”で計算される量の不足電力が賄われる。この際、蓄電池８１ａの電力が優先的に使用される。

【0031】

制御部５０Ａは、蓄電装置８１および双方向ＤＣ／ＤＣ変換部３０の動作を制御する蓄電装置制御部５１、電動車用充電装置８２の動作を制御する電動車用充電装置制御部５２および双方向ＤＣ／ＡＣ変換部４０の動作を制御する双方向ＤＣ／ＡＣ制御部５３を含んでいる。なお、蓄電装置制御部５１は本発明の「第１制御部」に相当し、電動車用充電装置制御部５２は本発明の「第２制御部」に相当し、双方向ＤＣ／ＡＣ制御部５３は本発明の「第３制御部」に相当する。

【0032】

制御部５０Ａは、余剰電力量予測部５４および系統充電要否判定部５５をさらに備えている。

【0033】

余剰電力量予測部５４は、当日の気象条件、過去の発電電力量および過去の消費電力量等を教師データとした機械学習により予め作成した学習済モデルを用いて、当日の余剰電力量Ｐ_ＰＶ［ｋＷｈ］（図２（Ａ）参照）を予測する。余剰電力量予測部５４は、これ以外の方法により余剰電力量Ｐ_ＰＶを予測してもよい。

【0034】

余剰電力量予測部５４は、深夜０時にこの予測を行う。深夜０時よりも前に予測を行う場合、余剰電力量予測部５４は、当日ではなく翌日の余剰電力量Ｐ_ＰＶを予測することになる。

【0035】

系統充電要否判定部５５は、余剰電力量予測部５４による余剰電力量Ｐ_ＰＶの予測が完了すると、蓄電池８１ａの空き電力量Ｐ_Ｓ２［ｋＷｈ］（＝蓄電容量Ｐ_Ｓ－残り電力量Ｐ_Ｓ１）と余剰電力量Ｐ_ＰＶとに基づいて、蓄電池８１ａから蓄電池８３ａへの電力の移動（以下、エレムーブという。エレムーブは出願人保有の登録商標）だけで蓄電池８１ａに余剰電力量Ｐ_ＰＶ分の空きができ、かつ蓄電池８３ａの充電率が所定の目標充電率（本実施例では、１００％）に達するか否かを判定する。

【0036】

系統充電要否判定部５５は、余剰電力量予測部５４による余剰電力量Ｐ_ＰＶの予測が完了すると、直ちに判定を行う。つまり、系統充電要否判定部５５は、実質的に深夜０時に判定を行う。なお、深夜０時は、本発明の「判定時刻」に相当する。

【0037】

図２は、エレムーブを模式的に表したものである。余剰電力量Ｐ_ＰＶが深夜０時時点の蓄電池８１ａの空き電力量Ｐ_Ｓ２を上回る場合は、このままでは当日の昼間に発生する余剰電力量Ｐ_ＰＶの全部を蓄電池８１ａに蓄えることができないので、同図に示すように、式“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”で計算される量の電力を電動車８３の蓄電池８３ａにエレムーブする。

【0038】

深夜０時時点の蓄電池８３ａの空き電力量Ｐ_ＥＶ２［ｋＷｈ］（＝蓄電容量Ｐ_ＥＶ－残り電力量Ｐ_ＥＶ１）が“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”よりも少なければ、エレムーブにより蓄電池８３ａの充電率を１００％にすることができるので、系統充電要否判定部５５は、商用電力系統８４から供給される電力による蓄電池８３ａの充電（以下、系統充電という）は不要と判定する。一方、空き電力量Ｐ_ＥＶ２が“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”よりも多ければ、エレムーブのみでは蓄電池８３ａの充電率を１００％にすることができないので、系統充電要否判定部５５は、系統充電により不足分を補う必要があると判定する。余剰電力量Ｐ_ＰＶが蓄電池８１ａの空き電力量Ｐ_Ｓ２を下回る場合も、系統充電要否判定部５５は、系統充電を行う必要があると判定する。

【0039】

当然ながら、エレムーブには、移動させる電力の量“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”に概ね比例した時間がかかる。また、蓄電池８３ａの充電は、電動車８３の利便性が低下するのを防ぐのと電気料金が安い時間帯に行う必要があるために、予め定めた時刻（例えば、６時）までに完了しなければならない。このため、系統充電要否判定部５５は、上記の判定を行うにあたり、エレムーブが予め定めた時刻までに完了するか否かも考慮する。

【0040】

図３を参照しながら、系統充電要否判定部５５による判定について具体的に説明する。

【0041】

ステップＳ１－１において、系統充電要否判定部５５は、“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”が０よりも大きいか否かを判定する。“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”が０よりも大きければステップＳ１－２に進み、“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”が０以下であればステップＳ１－６に進む。

【0042】

ステップＳ１－２において、系統充電要否判定部５５は、“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”がＰ_ＥＶ２よりも大きいか否かを判定する。“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”がＰ_ＥＶ２よりも大きければステップＳ１－３に進み、“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”がＰ_ＥＶ２以下であればステップＳ１－５に進む。

【0043】

ステップＳ１－３において、系統充電要否判定部５５は、“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”のエレムーブが予め定めた時刻（６時）までに完了するか否か、すなわち間に合うか否かを判定する。間に合う場合はステップＳ１－４に進み、間に合わない場合はステップＳ１－５に進む。

【0044】

ステップＳ１－４において、系統充電要否判定部５５は、エレムーブだけで予め定めた時刻までに電動車８３の蓄電池８３ａを目標充電率まで充電することができるため、系統充電は不要であるとの判定をする。この場合、系統充電要否判定部５５は、蓄電装置制御部５１を介して蓄電装置８１に放電を行わせるとともに電動車用充電装置制御部５２を介して電動車用充電装置８２に充電を行わせる。

【0045】

ステップＳ１－５において、系統充電要否判定部５５は、エレムーブだけでは予め定めた時刻までに電動車８３の蓄電池８３ａを目標充電率まで充電することができないため、エレムーブとともに系統充電を行う必要があるとの判定をする。この場合、系統充電要否判定部５５は、蓄電装置制御部５１を介して蓄電装置８１に放電を行わせるとともに電動車用充電装置制御部５２を介して電動車用充電装置８２に充電を行わせ、さらに、双方向ＤＣ／ＡＣ制御部５３を介して双方向ＤＣ／ＡＣ変換部４０を作動させる。

【0046】

ステップＳ１－６において、系統充電要否判定部５５は、エレムーブ可能な電力が存在しないため、系統充電を行う必要があるとの判定をする。この場合、系統充電要否判定部５５は、双方向ＤＣ／ＡＣ制御部５３を介して双方向ＤＣ／ＡＣ変換部４０を作動させる。

【0047】

このように、本実施例に係るパワーコンディショナ１０Ａによれば、電動車８３の蓄電池８３ａを放電先とすることにより、家庭負荷８５が電力を消費していなくても蓄電装置８１の蓄電池８１ａに余剰電力量分の空きをつくることができる。また、本実施例に係るパワーコンディショナ１０Ａによれば、必要最小限の量の電力を商用電力系統８４から供給することにより、予め定めた時刻までに電動車８３の蓄電池８３ａを目標充電率まで確実に充電することができる。

【0048】

［第２実施例］
図４に、本発明の第２実施例に係るパワーコンディショナ１０Ｂを備えた蓄電システムを示す。同図に示すように、パワーコンディショナ１０Ｂは、制御部５０Ａの代わりに制御部５０Ｂを備えている点と、通信部６０をさらに備えている点とにおいてパワーコンディショナ１０Ａと相違しているが、他の点においてはパワーコンディショナ１０Ａと概ね一致している。ただし、パワーコンディショナ１０Ａおよびパワーコンディショナ１０Ｂは、余剰電力量予測部５４および系統充電要否判定部５５の動作も若干相違している。

【0049】

通信部６０は、無線通信により電動車８３の状態に関する情報を取得することができる。通信部６０は、電動車８３から直接的に情報を取得してもよいし、適当な中継装置を介して間接的に情報を取得してもよいし、電動車８３の情報を格納したサーバから情報を取得してもよい。

【0050】

通信部６０が取得する電動車８３の情報には、例えば、電動車８３の現在位置、現在の乗車人数、現在の電装品使用状況、および現在の蓄電池８３ａの残り電力量が含まれる。

【0051】

制御部５０Ｂは、制御部５０Ａに負荷消費電力量予測部５６および電動車消費電力量予測部５７を追加したものである。

【0052】

負荷消費電力量予測部５６は、太陽光発電装置８０による発電がそろそろ終了する時刻（例えば、１７時）になると、家庭負荷８５の過去の消費電力量等を教師データとした機械学習により予め作成した学習済モデルを用いて、１７時から翌０時までの間の家庭負荷８５の消費電力量（以下、負荷消費電力量という）Ｐ_Ｌ［ｋＷｈ］を予測する。そして、負荷消費電力量予測部５６は、１７時時点の蓄電池８１ａの空き電力量Ｐ_Ｓ４［ｋＷｈ］（＝蓄電容量Ｐ_Ｓ－残り電力量Ｐ_Ｓ３）と、予測した負荷消費電力量Ｐ_Ｌとに基づいて、翌０時時点の蓄電池８１ａの空き電力量を求める。家庭負荷８５によって蓄電池８１ａに蓄えられた電力がＰ_Ｌだけ消費された結果、翌０時時点の蓄電池８１ａの空き電力量は、図５（Ａ），（Ｃ）に示すように“Ｐ_Ｓ４＋Ｐ_Ｌ”となる。なお、１７時は、本発明の「準備時刻」に相当する。

【0053】

電動車消費電力量予測部５７は、準備時刻（１７時）になると、通信部６０が取得した電動車８３の情報に基づいて、１７時から翌０時までの間の電動車８３の消費電力量（以下、電動車消費電力量という）Ｐ_Ｄ［ｋＷｈ］を予測する。例えば、電動車消費電力量予測部５７は、１７時時点の電動車８３の位置（すなわち、電動車用充電装置８２から電動車８３までの距離）および電動車８３の残り電力量Ｐ_ＥＶ３［ｋＷｈ］等を教師データとした機械学習により予め作成した学習済モデルを用いて、電動車消費電力量Ｐ_Ｄを予測する。そして、電動車消費電力量予測部５７は、１７時時点の蓄電池８３ａの空き電力量Ｐ_ＥＶ４［ｋＷｈ］（＝蓄電容量Ｐ_ＥＶ－残り電力量Ｐ_ＥＶ３）と、予測した電動車消費電力量Ｐ_Ｄとに基づいて、翌０時時点の蓄電池８３ａの空き電力量を求める。電動車用充電装置８２に辿り着くまでの帰路で蓄電池８３ａに蓄えられた電力がＰ_Ｄだけ消費された結果、翌０時時点の蓄電池８３ａの空き電力量は、図５（Ｂ），（Ｄ）に示すように“Ｐ_ＥＶ４＋Ｐ_Ｄ”となる。

【0054】

余剰電力量予測部５４は、深夜０時（判定時刻）ではなく１７時（準備時刻）に翌日の余剰電力量Ｐ_ＰＶを予測する。

【0055】

１７時を過ぎて太陽光発電装置８０の発電電力量が低下してくると、蓄電装置制御部５１は、蓄電装置８１に放電を行わせて蓄電池８１ａに蓄えられていた電力を家庭負荷８５に供給する。ただし、蓄電装置制御部５１は、余剰電力量Ｐ_ＰＶと翌０時時点の蓄電池８１ａの空き電力量“Ｐ_Ｓ４＋Ｐ_Ｌ”との差“Ｐ_ＰＶ－（Ｐ_Ｓ４＋Ｐ_Ｌ）”が翌０時時点の蓄電池８３ａの空き電力量“Ｐ_ＥＶ４＋Ｐ_Ｄ”よりも少ない場合は、１７時から翌０時の間、蓄電装置８１に放電を行わせない。この場合は、商用電力系統８４から家庭負荷８５に電力が供給されることとなる。

【0056】

系統充電要否判定部５５は、図６に示すように、“Ｐ_ＰＶ－Ｐ_Ｓ２”の代わりとなる“Ｐ_ＰＶ－（Ｐ_Ｓ４＋Ｐ_Ｌ）、およびＰ_ＥＶ２の代わりとなる“Ｐ_ＥＶ４＋Ｐ_Ｄ”を用いて、ステップＳ２－１～Ｓ２－３の判定を実行する。ステップＳ２－４～Ｓ２－６は、第１実施例のステップＳ１－４～Ｓ１－６に相当する。

【0057】

このように、本実施例に係るパワーコンディショナ１０Ｂによれば、準備時刻から判定時刻までの間の蓄電池８１ａに蓄えられた電力の消費を抑制することにより、判定時刻以降にエレムーブとともに行う系統充電の量を低減させる、または完全にゼロにすることができる。

【0058】

以上、本発明に係るパワーコンディショナおよび蓄電システムの第１実施例および第２実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれらに限定されるものではない。

【0059】

［変形例］
例えば、本発明に係るパワーコンディショナは、図７に示したパワーコンディショナ１０Ｃのような構成、すなわち、制御部５０Ａの代わりに制御部５０Ｃを備えた構成をとることができる。制御部５０Ｃは、電動車利用予測部５８をさらに備えている点において制御部５０Ａと相違している。

【0060】

電動車利用予測部５８は、電動車８３の過去の利用状況、および電動車８３を利用する者の当日のスケジュールの少なくとも一方に基づいて、目標充電率を定める。例えば、電動車利用予測部５８は、電動車８３の過去の利用状況や利用者のスケジュールから当日の電動車８３の走行距離を予測し、予測した走行距離に応じて目標充電率を定める。走行距離が比較的少ない場合、電動車利用予測部５８は、目標充電率を例えば６０％とする。この場合、系統充電要否判定部５５は、電動車８３の蓄電池８３ａの充電率を６０％とするために系統充電が必要か否かを判定する。この構成によれば、エレムーブとともに行う系統充電の量をさらに低減させることができる。

【0061】

また、図１、図４および図７は、制御部５１，５２，５３、予測部５４，５６，５７，５８および判定部５５と双方向ＤＣ／ＡＣ変換部４０等とがパワーコンディショナ１０Ａ～１０Ｃの構成要素として描かれているが、制御部５１，５２，５３、予測部５４，５６，５７，５８および判定部５５の全部または一部は、パワーコンディショナ１０Ａ～１０Ｃ外に配置されていてもよい。

【0062】

また、図１、図４および図７は、ＤＣ／ＤＣ変換部２０および双方向ＤＣ／ＤＣ変換部３０がパワーコンディショナ１０Ａ～１０Ｃの構成要素として同一の筐体に収容されているかのように描かれているが、これらの全部または一部は、別の筐体に収容されていてもよい。

【0063】

また、第１実施例および第２実施例における０時は、判定時刻の単なる一例にすぎない。本発明では、家庭負荷８５の消費電力量が少なく、かつ電動車８３の利用開始時刻までの時間的余裕がある２３時～翌３時の間で判定時刻を設定することが好ましい。

【0064】

第２実施例における１７時も、準備時刻の単なる一例にすぎない。本発明では、太陽光発電装置８０の発電電力量が少なく、かつ判定時刻までの時間的余裕がある１６時～１９時の間で準備時刻を設定することが好ましい。準備時刻から判定時刻までの時間が短いと、エレムーブとともに行う系統充電の量を十分に低減させることができない。

【符号の説明】

【0065】

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ パワーコンディショナ
１１ 連携点
２０ ＤＣ／ＤＣ変換部
３０ 双方向ＤＣ／ＤＣ変換部
４０ 双方向ＤＣ／ＡＣ変換部
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 制御部
５１ 蓄電装置制御部（第１制御部）
５２ 電動車用充電装置制御部（第２制御部）
５３ 双方向ＤＣ／ＡＣ制御部（第３制御部）
５４ 余剰電力量予測部
５５ 系統充電要否判定部
５６ 負荷消費電力量予測部
５７ 電動車消費電力量予測部
５８ 電動車利用予測部
６０ 通信部
８０ 太陽光発電装置
８１ 蓄電装置
８１ａ 蓄電池（第１蓄電池）
８２ 電動車用充電装置
８２ａ ＤＣ／ＤＣ変換部
８２ｂ 充電ケーブル
８３ 電動車
８３ａ 蓄電池（第２蓄電池）
８４ 商用電力系統
８５ 家庭負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】