特開 2024-179574 電力管理システム

(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】P2024179574

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】電力管理システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/32 20060101AFI20241219BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241219BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

H02J3/32

H02J7/00 P

H02J7/00 B

H02J13/00 311R

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023098533

(22)【出願日】2023-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 知也

【テーマコード（参考）】

5G064

5G066

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G064AA01

5G064AC05

5G064CB10

5G064DA11

5G066HA15

5G066HB09

5G066JB03

5G503AA01

5G503BA04

5G503BB01

5G503CA01

5G503FA06

5G503GD04

(57)【要約】

【課題】電流センサの校正を行う複数の電動車両が電力調整に参加している場合に、電力調整量が大きく変化するのを抑制することが可能な電力管理システムを提供する。
【解決手段】電力管理システム１は、複数の電動車両１０と、サーバ２００（電力伝送指示装置）とを備える。複数の電動車両１０の各々は、外部放電（電力伝送）によって流れる電流を検出する電流センサ１２を含むとともに所定期間毎に電流センサ１２の校正を行う。サーバ２００は、複数の電動車両１０の校正のタイミングとが重なることに起因してリソース総電力（電力伝送によって授受される電力量の総量）が許容範囲の下限値（所定の閾値）よりも小さくなると予測される場合に、複数の電動車両１０の校正のタイミングがずれるように、複数の電動車両１０の少なくとも一部による外部放電の開始タイミングを調整する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々が蓄電装置を備える複数の電動車両を電力調整リソースとして用いる電力管理システムであって、
前記複数の電動車両と、
前記複数の電動車両の各々に、充電および放電の少なくとも一方を含む電力伝送を指示する電力伝送指示装置と、を備え、
前記複数の電動車両の各々は、
前記電力伝送によって流れる電流を検出する電流センサを含むとともに、
前記電力伝送の期間において所定期間毎に、前記電力伝送によって流れる電流を０として前記電流センサの校正を行い、
前記電力伝送指示装置は、
前記複数の電動車両の前記校正のタイミングが重なることに起因して、前記複数の電動車両の前記電力伝送によって授受される電力量の総量が所定の閾値よりも小さくなると予測される場合に、
前記複数の電動車両の前記校正のタイミングが互いにずれるように、前記複数の電動車両による前記電力伝送の開始タイミングを調整する、電力管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力管理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特開２００９－１７１６６６号公報（特許文献１）には、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）の外部充電中に、一定時間毎にバッテリ（蓄電装置）に流れる電流をゼロとして、バッテリ電流を検出する電流センサのオフセット値を算出（以下、電流センサの校正と記載）することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－１７１６６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、電動車両をエネルギーリソースとして用いる仮想発電所（ＶＰＰ：Virtual Power Plant）によって、電力需給の平準化を図ることが行われている。たとえば、電力供給が電力需要より大きい期間では、電動車両の蓄電装置に電力を蓄え、電力需要が電力供給より大きい期間では、電動車両の蓄電装置に蓄えた電力を放電することによって、電力需給の平準化を図ることができる。

【0005】

このように、電動車両を電力調整リソースとして用いる場合、特許文献１に記載のように、所定時間毎に蓄電装置に流れる電流をゼロとして電流センサを校正すると、電力調整を上手く実行できない場合がある。たとえば、電流センサの校正が複数の電動車両において同時に行われた場合、蓄電装置に流れる電流を０にするタイミングが複数の電動車両において同じになる。このため、電力調整による充電量または放電量が大きく低下する懸念がある。

【0006】

本開示の目的は、電流センサの校正を行う複数の電動車両が電力調整に参加している場合に、電力調整量が大きく変化するのを抑制することが可能な電力管理システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一の局面に係る電力管理システムは、各々が蓄電装置を備える複数の電動車両を電力調整リソースとして用いる電力管理システムであって、複数の電動車両と、複数の電動車両の各々に、充電および放電の少なくとも一方を含む電力伝送を指示する電力伝送指示装置と、を備える。複数の電動車両の各々は、電力伝送によって流れる電流を検出する電流センサを含むとともに、電力伝送の期間において所定期間毎に、電力伝送によって流れる電流を０として電流センサの校正を行う。電力伝送指示装置は、複数の電動車両の校正のタイミングが重なることに起因して、複数の電動車両の電力伝送によって授受される電力量の総量が所定の閾値よりも小さくなると予測される場合に、複数の電動車両の校正のタイミングが互いにずれるように、複数の電動車両による電力伝送の開始タイミングを調整する。

【0008】

上記一の局面に係る電力管理システムでは、上記のように、複数の電動車両の校正のタイミングが重なることに起因して、複数の電動車両の電力伝送によって授受される電力量の総量が所定の閾値よりも小さくなると予測される場合に、複数の電動車両の校正のタイミングが互いにずれるように、複数の電動車両による電力伝送の開始タイミングが調整される。これにより、複数の電動車両による校正のタイミングが重なることに起因して電力伝送によって授受される電力量の総量が低下するのを抑制することができる。その結果、電流センサの校正を行う複数の電動車両が電力調整に参加している場合に、電力調整量が大きく変化するのを抑制することができる。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、電流センサの校正を行う複数の電動車両が電力調整に参加している場合に、電力調整量が大きく変化するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係る電力管理システムの概略的な全体構成を示す図である。

【図2】図２（Ａ）は、放電開始タイミング調整前の各車両の放電シーケンスおよびリソース総電力を示す第１図である。図２（Ｂ）は、放電開始タイミング調整後の各車両の放電シーケンスおよびリソース総電力を示す第１図である。

【図3】図３（Ａ）は、放電開始タイミング調整前の各車両の放電シーケンスおよびリソース総電力を示す第２図である。図３（Ｂ）は、放電開始タイミング調整後の各車両の放電シーケンスおよびリソース総電力を示す第２図である。

【図4】一実施形態に係る電力管理システムのサーバの制御シーケンスを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0012】

図１は、本実施の形態に係る電力管理システムの概略的な全体構成を示す図である。図１を参照して、電力管理システム１は、電力系統ＰＧと、複数の電動車両１０と、サーバ１００と、サーバ２００とを含む。なお、サーバ２００は、本開示の「電力伝送指示装置」の一例である。

【0013】

電力系統ＰＧは、図示しない発電所および送配電設備によって構築される電力網であり、電力会社によって、保守および管理される。電力会社は、電力系統ＰＧの管理者に相当する。サーバ１００は、アグリゲーションコーディネータが管理するサーバであり、電力会社の要請に応じて、電力調整量をリソーセスアグリゲータに分配する。

【0014】

サーバ２００は、複数の電動車両１０を管理するコンピュータであり、リソーセスアグリゲータが管理する。複数の電動車両１０の各々は、たとえばＢＥＶ（Battery Electric Vehicle：電気自動車）であり、蓄電装置１１を備える。各電動車両１０は、電力調整リソースとして用いられ、外部充電および外部放電を実行可能に構成される。この実施の形態では、電力管理システム１に含まれる各電動車両１０が同じ構成を有するものとする。しかし、電力管理システム１は、異なる構成を有する複数種の車両を含んでもよい。なお、外部充電および外部放電の各々は、本開示の「電力伝送」の一例である。

【0015】

複数の電動車両１０の各々は、外部充電および外部放電によって流れる電流を検出する電流センサ１２を含む。複数の電動車両１０の各々は、所定の期間Ｔ１（図２（Ａ）参照）毎に、外部充電および外部放電によって流れる電流を０として電流センサ１２の校正を行う。なお、外部充電または外部放電が開始されてから最初に校正が行われるまでに期間Ｔ２（図２（Ａ）参照）が設けられている。図２（Ａ）に示すように、期間Ｔ２は、期間Ｔ１よりも長い。なお、期間Ｔ２は、期間Ｔ１以下でもよい。また、期間Ｔ１は、本開示の「所定期間」の一例である。

【0016】

再び図１を参照して、各充放電設備２０は、施設３０（たとえば、住宅および商業施設等）の敷地内に設置された充放電設備である。充放電設備２０は、たとえば、Ｖ２Ｈ機器であってよい。各充放電設備２０は、電力系統ＰＧから供給される電力を蓄電装置１１に充電し、蓄電装置１１に蓄えられた電力を、住宅や各施設の電気負荷に給電（放電）する。

【0017】

サーバ２００は、制御装置２１０と、記憶装置２２０と、通信装置２３０を含み、ネットワークＮＷを介して、サーバ１００と各電動車両１０と通信可能に構成される。サーバ２００は、サーバ１００から電力調整の要請を受けると、各電動車両１０の充放電計画を作成し、充放電計画に基づいて各電動車両１０へ充放電の指示を行う。各電動車両１０は、サーバ２００の充放電指示に基づき、充放電設備２０と協働して充放電を行う。

【0018】

ここで、図２（Ａ）に示すように、電流センサ１２の校正が複数の電動車両１０において同時に行われた場合、外部充電または外部放電によって流れる電流がゼロになるタイミングが複数の電動車両１０において同じになる。このため、電力調整による充電量または放電量が大きく低下する懸念がある。

【0019】

具体的には、図２（Ａ）に示す例では、電流センサ１２の校正タイミングが車両Ａ～Ｄにおいて重なっていることに起因して、リソース総電力（本実施形態では放電量）が、電力調整の約定量を中心とした許容範囲の下限値を下回っている。なお、リソース総電力は、本開示の「電力伝送によって授受される電力量の総量」の一例である。また、上記許容範囲の下限値は、本開示の「所定の閾値」の一例である。なお、許容範囲は、たとえば約定量の±１０％の範囲である。

【0020】

そこで、本実施形態では、サーバ２００は、複数の電動車両１０の校正のタイミングが重なることに起因して、リソース総電力が許容範囲の下限値よりも小さくなると予想される場合に、複数の電動車両１０の校正のタイミングがずれるように、複数の電動車両１０による外部放電（および外部充電）の開始タイミングを調整する。サーバ２００は、所定のタイミングにおいて、各車両の校正タイミングの重なりに起因してリソース総電力が許容範囲の下限値よりも小さくなるか否かの判定を行う。なお、図２（Ａ）、および、後述の図２（Ａ）、図３（Ａ）および（Ｂ）では、車両Ａ～Ｄの各々の外部放電が実行されている期間を、車両Ａ～Ｄと表記されている箇所の右横の欄の実線により表している。

【0021】

図２（Ｂ）に示す例では、サーバ２００は、車両Ａ～Ｄの外部放電を一旦同時に開始させた後、車両Ａ～Ｄの順に外部放電を停止させる。さらに、サーバ２００は、車両Ａ～Ｄの順に外部放電を開始（再開）させる。これにより、車両Ａ～Ｄの外部放電の開始タイミングが分散される。校正のタイミングは外部放電の開始タイミングに基づいて一意に決まるので、車両Ａ～Ｄの校正タイミングが互いにずらされる。その結果、リソース総電力の低下が抑制される。これにより、リソース総電力が許容範囲内に収まる。サーバ２００は、たとえば、車両Ａ～Ｄの外部放電を同時に開始させる前に（または開始させる時点で）上記判定を行ってもよい。

【0022】

なお、図２（Ｂ）に示すように、サーバ２００は、車両Ａ～Ｄの外部放電を一旦同時に開始させなくてもよい。たとえば、電力調整の約定区間の最初から車両Ａ～Ｄの少なくとも１つの外部放電の開始タイミングが調整されてもよい。

【0023】

図３（Ａ）は、図２（Ｂ）のように車両Ａ～Ｄの外部放電の開始タイミングが調整された後に、車両Ｄの外部放電が約定区間の途中で終了した場合の図である。この場合、車両Ｄに代えて車両Ｅの外部放電が開始されている。図３（Ａ）に示す例では、車両Ｂおよび車両Ｅの校正タイミングが重なっている。

【0024】

この場合、図３（Ｂ）に示す例では、サーバ２００は、車両Ｅの放電開始タイミングを調整することにより、車両Ｂおよび車両Ｅの校正タイミングが重なるのを防止する。たとえば、車両Ｄの外部放電が終了した直後に車両Ｅの外部放電を開始させることにより校正タイミングの重なりが生じている場合（図３（Ａ）参照）には、サーバ２００は、車両Ｅの外部放電の開始タイミングを時間ｔだけ遅らせる。具体的には、車両Ｅは、車両Ｄの外部放電終了直後に外部放電を開始した後一旦外部放電を停止する。そして、車両Ｅは、車両Ｄが外部放電を終了した時刻の時間ｔ後に外部放電を再開させる。これにより、車両Ｂおよび車両Ｅの校正タイミングの重なりが防止されている。時間ｔは、他の電動車両１０の校正タイミングに基づいてサーバ２００により算出されてもよいし、予め設定された固定値であってもよい。なお、サーバ２００は、たとえば車両Ｄの外部放電が終了するタイミングで上記判定を行ってもよい。

【0025】

＜サーバの制御フロー＞
次に、図４を参照して、サーバ２００による制御フローを説明する。ステップＳ１において、サーバ２００（制御装置２１０）は、電流センサ１２の将来の校正によるリソース総電力の低下量を算出する。

【0026】

ステップＳ２では、サーバ２００は、ステップＳ１において算出されたリソース総電力の低下量に基づいて、将来のリソース総電力が上記許容範囲の下限値よりも小さいか否かを判定する。将来のリソース総電力が上記下限値よりも小さい場合（Ｓ２においてＹｅｓ）、処理はステップＳ３に進む。将来のリソース総電力が上記下限値を下回ることがない場合（Ｓ２においてＮｏ）、処理は終了する。なお、ステップＳ２においては、リソース総電力の低下量そのものと所定の閾値との大小関係に基づいて判定を行ってもよい。

【0027】

ステップＳ３において、サーバ２００は、現在（上記判定時、ｔ１とする）の期間Ｔ１（校正間隔）後におけるリソース総電力が上記下限値を下回っていないか否かを判定する。上記時刻（ｔ１＋Ｔ１）におけるリソース総電力が上記下限値を下回っていない場合（Ｓ３においてＹｅｓ）、処理はステップＳ４に進む。上記時刻（ｔ１＋Ｔ１）におけるリソース総電力が上記下限値を下回っている場合（Ｓ３においてＮｏ）、処理は終了する。なお、ステップＳ３の処理は、行われなくてもよい。また、ステップＳ３においては、上記時刻（ｔ１＋Ｔ１）におけるリソース総電力の低下量そのものと所定の閾値との大小関係に基づいて判定を行ってもよい。

【0028】

ステップＳ４において、サーバ２００は、リソース総電力の低下の原因となる電動車両１０を選択し、選択された電動車両１０の放電開始タイミングを調整（変更）する。その後、処理は終了する。

【0029】

以上のように、本実施形態では、サーバ２００は、複数の電動車両１０の校正のタイミングが重なることに起因してリソース総電力が許容範囲の下限値よりも小さくなると予測される場合に、複数の電動車両１０の校正タイミングがずれるように、複数の電動車両１０による外部放電（外部充電）の開始タイミングを調整する。これにより、外部放電（外部充電）の開始タイミングの調整に付随して校正タイミングが調整されるので、複数の電動車両１０の校正タイミングの重なりを容易に解消することができる。

【0030】

なお、上記実施形態では、校正の周期である期間Ｔ１、および、放電（充電）開始から最初の校正までの期間Ｔ２が、複数の電動車両１０ごとに同一である例を示したが、本開示はこれに限られない。上記期間Ｔ１（Ｔ２）が車両ごとに異なっていてもよい。

【0031】

なお、上記実施形態では、外部放電による電力調整中に放電開始タイミングの調整が行われる例を示したが、本開示はこれに限られない。外部充電による電力調整中に充電開始タイミングの調整が行われてもよい。

【0032】

なお、上記の実施形態および上記の各変形例の構成が、互いに組み合わされていてもよい。

【0033】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0034】

１ 電力管理システム，１０ 電動車両，１１ 蓄電装置，１２ 電流センサ，２００ サーバ（電力伝送指示装置），Ｔ１ 期間（所定期間）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】