特許 7501418 ＶＰＰにおける通信異常対応装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】ＶＰＰにおける通信異常対応装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20240611BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20240611BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 301D

H02J13/00 311R

H02J3/38 110

H02J7/00 P

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021047722

(22)【出願日】2021-03-22

(65)【公開番号】P2022146648

(43)【公開日】2022-10-05

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【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】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】豊良 幸男

【審査官】新田 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０５４００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３８４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７４７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７４６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３８４６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統と電動車とを接続し前記電動車への充放電動作が可能な充放電器と、前記充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で前記充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応装置であって、
前記充放電器に前記充放電動作を行わせるプロセッサと、
前記制御サーバと前記充放電器との通信状態に影響されずに前記プロセッサからアクセス可能であり、前記第１期間の周期で送信される前記制御指示を記憶するメモリと、を備え、
前記第１期間よりも長い第２期間にわたる前記充放電動作に関する情報が前記制御指示として送信され、
前記制御サーバと前記充放電器との間で通信異常が発生した場合、前記プロセッサは、前記第２期間にわたる前記充放電動作に関する前記情報を前記メモリから読み出し、前記メモリから読み出された前記情報に従って前記充放電器に前記充放電動作を行わせ、
前記プロセッサは、前記通信異常の発生から前記第２期間の経過後、前記充放電器にフェールセーフ動作を行わせる
ことを特徴とするＶＰＰにおける通信異常対応装置。

【請求項2】

電力系統と電動車とを接続し前記電動車への充放電動作が可能な充放電器と、前記充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で前記充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応装置であって、
前記充放電器に前記充放電動作を行わせるプロセッサと、
前記制御サーバと前記充放電器との通信状態に影響されずに前記プロセッサからアクセス可能であり、前記第１期間の周期で送信される前記制御指示を記憶するメモリと、を備え、
前記第１期間よりも長い第２期間にわたる前記充放電動作に関する情報が前記制御指示として送信され、
前記制御サーバと前記充放電器との間で通信異常が発生した場合、前記プロセッサは、前記第２期間にわたる前記充放電動作に関する前記情報を前記メモリから読み出し、前記メモリから読み出された前記情報に従って前記充放電器に前記充放電動作を行わせ、
前記メモリは、前記充放電器に設けられている
ことを特徴とするＶＰＰにおける通信異常対応装置。

【請求項3】

電力系統と電動車とを接続し前記電動車への充放電動作が可能な充放電器と、前記充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で前記充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応装置であって、
前記充放電器に前記充放電動作を行わせるプロセッサと、
前記制御サーバと前記充放電器との通信状態に影響されずに前記プロセッサからアクセス可能であり、前記第１期間の周期で送信される前記制御指示を記憶するメモリと、を備え、
前記第１期間よりも長い第２期間にわたる前記充放電動作に関する情報が前記制御指示として送信され、
前記制御サーバと前記充放電器との間で通信異常が発生した場合、前記プロセッサは、前記第２期間にわたる前記充放電動作に関する前記情報を前記メモリから読み出し、前記メモリから読み出された前記情報に従って前記充放電器に前記充放電動作を行わせ、
前記メモリは、前記制御サーバと１又は複数の前記充放電器との通信を中継する通信装置に設けられている
ことを特徴とするＶＰＰにおける通信異常対応装置。

【請求項4】

電力系統と電動車とを接続し前記電動車への充放電動作が可能な充放電器と、前記充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で前記充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応装置であって、
前記充放電器に前記充放電動作を行わせるプロセッサと、
前記制御サーバと前記充放電器との通信状態に影響されずに前記プロセッサからアクセス可能であり、前記第１期間の周期で送信される前記制御指示を記憶するメモリと、を備え、
前記第１期間よりも長い第２期間にわたる前記充放電動作に関する情報が前記制御指示として送信され、
前記制御サーバと前記充放電器との間で通信異常が発生した場合、前記プロセッサは、前記第２期間にわたる前記充放電動作に関する前記情報を前記メモリから読み出し、前記メモリから読み出された前記情報に従って前記充放電器に前記充放電動作を行わせ、
前記メモリは、前記ＶＰＰに参加する個々の電動車に設けられている
ことを特徴とするＶＰＰにおける通信異常対応装置。

【請求項5】

電力系統と電動車とを接続し前記電動車への充放電動作が可能な充放電器と、前記充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で前記充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応装置であって、
前記充放電器に前記充放電動作を行わせるプロセッサと、
前記制御サーバと前記充放電器との通信状態に影響されずに前記プロセッサからアクセス可能であり、前記第１期間の周期で送信される前記制御指示を記憶するメモリと、を備え、
前記第１期間よりも長い第２期間にわたる前記充放電動作に関する情報が前記制御指示として送信され、
前記制御サーバと前記充放電器との間で通信異常が発生した場合、前記プロセッサは、前記第２期間にわたる前記充放電動作に関する前記情報を前記メモリから読み出し、前記メモリから読み出された前記情報に従って前記充放電器に前記充放電動作を行わせ、
前記第２期間は、前記ＶＰＰに参加する前記電動車の台数が多いほど、長い期間に設定される
ことを特徴とするＶＰＰにおける通信異常対応装置。

【請求項6】

電力系統と電動車とを接続し前記電動車への充放電動作が可能な充放電器と、前記充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で前記充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応装置であって、
前記充放電器に前記充放電動作を行わせるプロセッサと、
前記制御サーバと前記充放電器との通信状態に影響されずに前記プロセッサからアクセス可能であり、前記第１期間の周期で送信される前記制御指示を記憶するメモリと、を備え、
前記第１期間よりも長い第２期間にわたる前記充放電動作に関する情報が前記制御指示として送信され、
前記制御サーバと前記充放電器との間で通信異常が発生した場合、前記プロセッサは、前記第２期間にわたる前記充放電動作に関する前記情報を前記メモリから読み出し、前記メモリから読み出された前記情報に従って前記充放電器に前記充放電動作を行わせ、
前記第２期間は、前記電力系統内での電力の変動許容量が小さいほど、短い期間に設定される
ことを特徴とするＶＰＰにおける通信異常対応装置。

【請求項7】

電力系統と電動車とを接続し前記電動車への充放電動作が可能な充放電器と、前記充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で前記充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応装置であって、
前記充放電器に前記充放電動作を行わせるプロセッサと、
前記制御サーバと前記充放電器との通信状態に影響されずに前記プロセッサからアクセス可能であり、前記第１期間の周期で送信される前記制御指示を記憶するメモリと、を備え、
前記第１期間よりも長い第２期間にわたる前記充放電動作に関する情報が前記制御指示として送信され、
前記制御サーバと前記充放電器との間で通信異常が発生した場合、前記プロセッサは、前記第２期間にわたる前記充放電動作に関する前記情報を前記メモリから読み出し、前記メモリから読み出された前記情報に従って前記充放電器に前記充放電動作を行わせ、
前記第２期間は、前記通信異常が発生した時点での前記ＶＰＰにおける目標電力量の達成率が高いほど、短い期間に設定される
ことを特徴とするＶＰＰにおける通信異常対応装置。

【請求項8】

電力系統と電動車とを接続し前記電動車への充放電動作が可能な充放電器と、前記充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で前記充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応方法であって、
前記第１期間よりも長い第２期間にわたる前記充放電動作に関する情報を前記制御指示として送信するステップと、
前記制御サーバと前記充放電器との通信状態に影響されずに前記充放電器からアクセス可能なメモリに、前記第１期間の周期で送信される前記制御指示を記憶するステップと、
前記制御サーバと前記充放電器との間で通信異常が発生した場合、前記第２期間にわたる前記充放電動作に関する前記情報を前記メモリから読み出し、前記メモリから読み出された前記情報に従って前記充放電器に前記充放電動作を行わせるステップと、
前記通信異常の発生から前記第２期間の経過後、前記充放電器にフェールセーフ動作を行わせるステップと、を含む
ことを特徴とするＶＰＰにおける通信異常対応方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＶＰＰにおける通信異常対応装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

今日、電動車をエネルギリソースとして用いるＶＰＰ（Virtual Power Plant）についての研究が進んでいる。特許文献１には、その一例が開示されている。特許文献１に開示された技術は、電力系統と複数の電動車に搭載された蓄電器との間で双方向の電力の授受を行うＶ２Ｇシステムに関する技術である。この技術では、子アグリゲータからＥＶＳＥ（Electric Vehicle Service Equipment）に充放電に関する情報が送信される。子アグリゲータは充放電を管理する制御サーバであり、ＥＶＳＥは電動車に対して充放電を行う充放電器である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１２４６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

制御サーバと充放電器とは有線又は無線の通信網を介して接続されている。このため、ＶＰＰの稼働中に制御サーバと充放電器との間で通信異常が発生する可能性がある。通信が切断された場合、充放電器は制御サーバから充放電に関する制御指示を受け取ることができず、電動車に対する充放電動作を継続できなくなる。その結果、ＶＰＰの充放電実績が低下してしまう。

【0005】

本開示は、ＶＰＰにおいて制御サーバと充放電器との間で通信異常が発生した場合の充放電実績の低下を抑えることができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上記目的を達成するための通信異常対応装置を提供する。本開示に係る通信異常対応装置は、電力系統と電動車とを接続し電動車への充放電動作が可能な充放電器と、充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応装置である。本通信異常対応装置は、プロセッサとメモリとを備える。プロセッサは、充放電器に充放電動作を行わせるようにプログラムされている。メモリは、制御サーバと充放電器との通信状態に影響されずにプロセッサからアクセス可能であり、第１期間の周期で送信される制御指示を記憶する。ここで、第１期間よりも長い第２期間にわたる充放電動作に関する情報が制御指示として送信される。制御サーバと充放電器との間で通信異常が発生した場合、プロセッサは、第２期間にわたる充放電動作に関する情報をメモリから読み出し、メモリから読み出された情報に従って充放電器に充放電動作を行わせる。

【0007】

本通信異常対応装置において、プロセッサは、通信異常の発生から第２期間の経過後、充放電器にフェールセーフ動作を行わせてもよい。また、本通信異常対応装置において、メモリは、充放電器に設けられてもよいし、制御サーバと１又は複数の充放電器との通信を中継する通信装置に設けられてもよいし、ＶＰＰに参加する個々の電動車に設けられてもよい。また、本通信異常対応装置において、第２期間は、ＶＰＰに参加する電動車の台数が多いほど長い期間に設定されてもよいし、電力系統内での電力の変動許容量が小さいほど短い期間に設定されてもよいし、通信異常が発生した時点でのＶＰＰにおける目標電力量の達成率が高いほど短い期間に設定されてもよい。

【0008】

本開示は、上記目的を達成するための通信異常対応方法を提供する。本開示に係る通信異常対応方法は、電力系統と電動車とを接続し電動車への充放電動作が可能な充放電器と、充放電動作を制御する制御指示を第１期間の周期で充放電器へ送信する制御サーバと、を備えるＶＰＰにおける通信異常対応方法である。本通信異常対応方法は、３つのステップを含む。第１のステップは、第１期間よりも長い第２期間にわたる充放電動作に関する情報を制御指示として送信するステップである。第２のステップは、制御サーバと充放電器との通信状態に影響されずに充放電器からアクセス可能なメモリに、第１期間の周期で送信される制御指示を記憶するステップである。第３のステップは、制御サーバと充放電器との間で通信異常が発生した場合、第２期間にわたる充放電動作に関する情報をメモリから読み出し、メモリから読み出された情報に従って充放電器に充放電動作を行わせるステップである。

【発明の効果】

【0009】

本開示に係る通信異常対応装置及び方法によれば、制御サーバと充放電器との間で正常に通信が行われている間、制御サーバから第１期間の周期で送信される制御指示に従って充放電器による電動車への充放電動作が行われるとともに、制御指示はメモリに記憶される。そして、制御サーバと充放電器との間で通信異常が発生した場合、メモリから第２期間にわたる充放電動作に関する情報が読み出される。メモリに記憶された制御指示は、その更新周期である第１期間よりも長い第２期間にわたる充放電動作に関する情報を有する。ゆえに、通信異常によって制御サーバから制御指示が届かなくなっても暫くの間は、メモリから読み出された情報に従って充放電器による電動車への充放電動作が行われる。これにより、ＶＰＰにおいて制御サーバと充放電器との間で通信異常が発生した場合の充放電実績の低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態の通信異常対応装置が適用されたＶＰＰの全体構成を示す図である。

【図2】図１に示すＶＰＰの通常の動作を示す図である。

【図3】図１に示すＶＰＰの通信異常の発生時の動作を示す図である。

【図4】一般的なＶＰＰにおける通信異常の発生時の問題を制御指示の送信周期と制御指示のデータ時間長との関係から説明する図である。

【図5】本開示の実施形態の通信異常対応装置の効果を制御指示の送信周期と制御指示のデータ時間長との関係から説明する図である。

【図6】本開示の実施形態の通信異常対応方法を示すフローチャートである。

【図7】制御指示が含む異常対応データのデータ時間長Ｔｅｒｒの第１の決定方法を説明する図である。

【図8】制御指示が含む異常対応データのデータ時間長Ｔｅｒｒの第２の決定方法を説明する図である。

【図9】制御指示が含む異常対応データのデータ時間長Ｔｅｒｒの第３の決定方法を説明する図である。

【図10】制御指示が含む異常対応データのデータ時間長Ｔｅｒｒの第３の決定方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。ただし、以下に示す実施形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る思想が限定されるものではない。また、以下に示す実施形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、本開示に係る思想に必ずしも必須のものではない。

【0012】

１．ＶＰＰの全体構成
図１は、本開示の実施形態の通信異常対応装置が適用されたＶＰＰ（Virtual Power Plant）１００の全体構成を示す図である。本実施形態のＶＰＰ１００は、複数の電動車８をエネルギリソースとして用いるＶＰＰである。ＶＰＰ１００で用いられる電動車８は、ｘＥＶと表記される全ての電動車を含む。例えば、純電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、及び燃料電池車（ＦＣＥＶ）はＶＰＰ１００に参加可能な電動車８に含まれる。

【0013】

ＶＰＰ１００は、電力線１８によって電力系統１６に接続された複数の充放電器（ＥＶＰＳ：EV Power Station）６を備える。充放電器６は、電動車８に対する充放電動作が可能な電力変換装置である。ＶＰＰ１００のエネルギリソースとなる電動車８は、充放電器６を介して電力系統１６に接続される。電力系統１６から電動車８への充電、及び電動車８から電力系統１６への放電は充放電器６を用いて行われる。ただし、全ての電動車が電力系統１６に接続可能ではない。電力系統１６に接続可能な電動車は、ＶＰＰ１００に登録された電動車８に限られる。

【0014】

ＶＰＰ１００は、充放電器６の充放電動作を管理する制御サーバ２を備える。制御サーバ２は、有線又は無線の通信網１２，１４を介して各充放電器６に接続されている。詳しくは、ＶＰＰ１００は、上位通信網１２によって１又は複数の通信装置（中継装置）４に接続され、各通信装置４は、下位通信網１４によって１又は複数の充放電器６に接続されている。制御サーバ２は、ＶＰＰ１００に要求される電力需給に基づいて電動車８ごとの充放電計画を作成する。ＶＰＰ１００に対する電力需給の要求は例えば１分から３０分程度の間隔で更新されるので、電力需給の要求の更新を受けて充放電計画は周期的に更新される。

【0015】

制御サーバ２は、電動車８ごとの充放電計画に従って制御指示を生成する。制御指示は、充放電器６の電動車８に対する充放電動作を制御するための情報であって、電動車８ごとに生成される。制御サーバ２は、充放電器６から送信される電動車８に関する情報から、どの電動車８がどの充放電器６に接続されているか判断する。そして、制御サーバ２は、電動車８が接続されている充放電器６に対し、その接続されている電動車８のために作成した制御指示を送信する。制御サーバ２が充放電器６に対して制御指示を送信する送信周期は、充放電計画の更新周期よりも短い周期とされている。例えば、５乃至１０秒程度の間隔で制御指示の送信が行われる。

【0016】

詳細について後述するが、本実施形態において生成される制御指示は、そのデータ時間長が一般的なＶＰＰのものとは異なっている。一般的なＶＰＰにおいて送信される制御指示は、その送信周期と同じ長さで更新されるために、送信周期と同じ長さのデータ時間長を有する。しかし、本実施形態において生成される制御指示は、送信周期よりも長いデータ時間長を有する。

【0017】

上記の制御指示が送信される充放電器６は、メモリ２０とプロセッサ３０とを備える。プロセッサ３０は、制御サーバ２から送信される制御指示に従って充放電器６を動作させる。制御指示に従って充放電器６が動作することで、電動車８に対する充放電器６の充放電動作が実行される。メモリ２０は、制御サーバ２から充放電器６に送信される制御指示を一時的に記憶する。メモリ２０に記憶された制御指示はプロセッサ３０によって読み出することができる。

【0018】

２．ＶＰＰの動作
上述の構成を有するＶＰＰ１００の動作について図２及び図３を用いて説明する。まず、図２は、ＶＰＰ１００の通常の動作を示す図である。図２には、制御サーバ２と充放電器６との間で正常に通信が行われている場合の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰの流れが示されている。制御指示ＣＩ＿ＶＰＰは、送信周期（更新周期）と同じ長さのデータ時間長を有する基本データＤ０と、後述する異常対応用のデータ時間長を有する異常対応データＤｅｒｒとから構成される。基本データＤ０は、一般的なＶＰＰにおいて送信される制御指示に相当する。制御指示ＣＩ＿ＶＰＰは、異常対応データＤｅｒｒの分だけ遠い将来までの指示内容を含んでいる。

【0019】

メモリ２０は充放電器６の一部であるが、図２では、制御指示ＣＩ＿ＶＰＰの流れの説明の便宜上、メモリ２０を充放電器６から分離して示している。制御サーバ２と充放電器６との間で正常に通信が行われている場合、制御指示ＣＩ＿ＶＰＰは充放電器６とメモリ２０の双方に送信される。充放電器６は、送信された制御指示ＣＩ＿ＶＰＰに従って、電動車８に対する充放電動作を実行する。ただし、制御サーバ２から送信された制御指示ＣＩ＿ＶＰＰのうち充放電器６において必要とされるデータは、更新周期に一致する基本データＤ０の部分のみである。ゆえに、制御指示ＣＩ＿ＶＰＰのうち基本データＤ０のみがプロセッサ３０のキャッシュに一時記憶され、プロセッサ３０は基本データＤ０に従って充放電器６に充放電動作を行わせる。一方、メモリ２０は、送信された制御指示ＣＩ＿ＶＰＰのうち異常対応データＤｅｒｒのみを記憶する。そして、送信周期ごとに新たな制御指示ＣＩ＿ＶＰＰが送信されてくるたび、記憶している異常対応データＤｅｒｒを更新する。

【0020】

次に、図３は、ＶＰＰ１００の通信異常の発生時の動作を示す図である。図３には、制御サーバ２と充放電器６との間で通信異常が起きた場合の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰの流れが示されている。図３に示す例では、制御サーバ２と通信装置４とをつなぐ上位通信網１２において通信異常が発生している。この場合、通信異常の発生時以降は、制御サーバ２から充放電器６に制御指示ＣＩ＿ＶＰＰが届かない。このため、一般的なＶＰＰであれば、充放電器の電動車に対する充放電動作を継続することはできなくなる。

【0021】

しかし、メモリ２０には、最新の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰに含まれていた異常対応データＤｅｒｒが記憶されている。メモリ２０に記憶されている異常対応データＤｅｒｒは、通信異常の発生前に生成されたデータではあるが、通信異常の発生後の将来までの指示内容を含んでいる。ゆえに、メモリ２０に記憶されている異常対応データＤｅｒｒは、通信異常が発生していなければ制御サーバ２から充放電器６に送信されたであろう基本データＤ０の代用として使用することができる。プロセッサ３０は、異常対応データＤｅｒｒをメモリ２０から読み出し、メモリ２０から読み出した異常対応データＤｅｒｒに従って充放電器６に充放電動作を行わせる。これにより、通信異常の発生後も異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長の分だけ充放電器６の電動車８に対する充放電動作を継続することができ、電力需給の要求に対する充放電実績の低下を抑えることができる。

【0022】

本実施形態の通信異常対応装置は、上述のデータ構造を有する制御指示ＣＩ＿ＶＰＰを記憶するメモリ２０と、通信異常の発生時に上述の処理を実行するようにプログラムされたプロセッサ３０とを備えて構成されている。

【0023】

３．通信異常対応装置の効果
次に、本実施形態の通信異常対応装置の効果について、図４及び図５を用いて制御指示の送信周期と制御指示の時間長との関係から説明する。まず、図４は、一般的なＶＰＰにおける制御指示の送信周期と制御指示の時間長との関係を示す図である。一般的なＶＰＰにおいては、制御指示ＣＩ＿ＶＰＰの送信周期（第１期間）Ｔ１は一定であり、制御指示ＣＩ＿ＶＰＰのデータ時間長は送信周期Ｔ１に等しい。

【0024】

通信異常が発生していない通常時は、例えば、ｉ－１番目の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ－１）による充放電動作が終了するタイミングで、充放電器６はｉ番目の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ）を受信する。そして、ｉ番目の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ）による充放電動作を開始する。つまり、一般的なＶＰＰでは、通常は、送信周期Ｔ１に等しいデータ時間長を有する制御指示ＣＩ＿ＶＰＰによって、充放電器６の充電動作が継続的に行われている。

【0025】

ところが、制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ）による充放電動作の実行中に発生した通信異常により制御サーバ２と充放電器６との通信が切断した場合、充放電器６はｉ＋１番目の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ＋１）を受信することができない。この場合、充放電器６は電動車８に対する充放電動作を続行することができないため、所定のフェールセーフ動作を実行する。フェールセーフ動作では、本来の制御指示とは異なる充放電動作による悪影響を最小限にとどめるため、例えば、電動車８の充放電電力を０ｋＷにすることが行われる。

【0026】

次に、図５は、本実施形態の通信異常対応装置が適用されたＶＰＰ１００における制御指示の送信周期と制御指示の時間長との関係を示す図である。ＶＰＰ１００においては、制御指示ＣＩ＿ＶＰＰは基本データＤ０と異常対応データＤｅｒｒとからなる。基本データＤ０のデータ時間長は送信周期Ｔ１に等しいが、異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒを含めた制御指示ＣＩ＿ＶＰＰの全体のデータ時間長（第２期間）Ｔ２は送信周期Ｔ１よりも長い。

【0027】

通信異常が発生していない通常時は、例えば、ｉ－１番目の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ－１）の基本データＤ０による充放電動作が終了するタイミングで、充放電器６はｉ番目の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ）を受信する。そして、ｉ番目の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ）の基本データＤ０による充放電動作を開始する。つまり、ＶＰＰ１００では、通常は、送信周期Ｔ１に等しいデータ時間長を有する制御指示ＣＩ＿ＶＰＰの基本データＤ０によって、充放電器６の充電動作が継続的に行われている。

【0028】

ここで、制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ）による充放電動作の実行中に通信異常が発生し、制御サーバ２と充放電器６との通信が切断したとする。この場合、充放電器６はｉ＋１番目の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ＋１）を受信することはできず、基本データＤ０による充放電動作を続行することはできなくなる。しかし、メモリ２０には、最新の制御指示ＣＩ＿ＶＰＰ（ｉ）の異常対応データＤｅｒｒが記憶されている。本実施形態の通信異常対応装置を構成するプロセッサ３０は、この異常対応データＤｅｒｒをメモリ２０から読み出し、充放電器６に異常対応データＤｅｒｒに従って充放電動作を実行させる。これにより、異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒの分だけ長い時間、充放電器６は電動車８に対する充放電動作を続行することができ、電力需給の要求に対する充放電実績の低下を抑えることができる。データ時間長Ｔｅｒｒの経過後は、充放電器６は所定のフェールセーフ動作を実行して待機モードに移行する。

【0029】

４．ＶＰＰにおける通信異常対応方法
図６は、本実施形態の通信異常対応装置が適用されたＶＰＰ１００における通信異常対応方法を示すフローチャートである。このフローチャートに示す通信異常対応方法は、本実施形態の通信異常対応装置を構成するプロセッサ３０によって実行される。

【0030】

ステップＳ１００では、プロセッサ３０は、制御サーバ２からの制御指示による充放電動作の実行中かどうか判定する。例えば、電動車８が充放電器６に接続されていなければ、電動車８に対する充放電器６の充放電動作は行われない。また、電動車８が充放電器６に接続されている場合であっても、充電計画で要求された充電電力量或いは放電電力量の達成後は、電動車８に対する充放電器６の充放電動作は行われない。

【0031】

現在、制御サーバ２からの制御指示による充放電動作が実行されているのであれば、次にステップＳ２００の判定が行われる。ステップＳ２００では、プロセッサ３０は、制御サーバ２との間で通信異常が発生したかどうか判定する。通信異常がどこで発生したかは関係ない。プロセッサ３０は、前回の制御指示の受信から送信周期Ｔ１が経過した時点で最新の制御指示が受信できなかった場合、通信異常が発生したと判定する。

【0032】

通信異常が発生しておらず送信周期Ｔ１ごとに制御指示を受信できている場合、プロセッサ３０は、ステップＳ３００及びＳ４００を実行する。ステップＳ３００では、プロセッサ３０は、最新の制御指示に含まれる異常対応データＤｅｒｒをメモリ２０に保存する。ステップＳ４００では、プロセッサ３０は、制御サーバ２から送信される最新の制御指示のうちの基本データＤ０に従い、電動車８に対する充放電動作を充放電器６に実行させる。

【0033】

通信異常の発生により制御サーバ２から制御指示を受信できなくなった場合、プロセッサ３０は、まず、ステップＳ５００の判定を行う。ステップＳ５００では、プロセッサ３０は、充放電器（ＥＶＰＳ）６及びそれに接続された電動車（ｘＥＶ）８に異常が無いかどうか既存の診断技術を用いて判定する。この異常判定は、通信異常が充放電器６又は電動車８の異常に起因していないことの確認のために行われる。もし、充放電器６と電動車８のいずれかに異常が発生している場合、プロセッサ３０は、ステップＳ９００を実行する。ステップＳ９００では、プロセッサ３０は、電動車８に対する充放電動作を停止させ、フェールセーフ動作を充放電器６に実行させる。フェールセーフ動作の実行後、充放電器６は待機モードに移行する。

【0034】

充放電器６も電動車８も正常である場合、プロセッサ３０は、ステップＳ６００及びＳ７００を実行する。ステップＳ６００では、プロセッサ３０は、ステップＳ３００で記憶された最新の制御指示の異常対応データＤｅｒｒをメモリ２０から読み出す。ステップＳ７００では、プロセッサ３０は、メモリ２０から読み出された制御指示の異常対応データＤｅｒｒに従い、電動車８に対する充放電動作を充放電器６に実行させる。

【0035】

ステップＳ８００では、プロセッサ３０は、通信異常の継続時間が異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒを越えたかどうか判定する。通信異常の継続時間が異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒを越えるまでは、ステップＳ２００、Ｓ５００及びＳ７００が繰り返し実行される（ステップＳ６００は最初の１回のみ実行され、その後はスキップされる）。つまり、通信異常が発生してから時間Ｔｅｒｒが経過するまでの間、プロセッサ３０は、電動車８に対する充放電動作を充放電器６に続行させる。

【0036】

時間Ｔｅｒｒが経過するまでの間に、通信異常が回復して制御サーバ２から再び制御指示を受信できるようになった場合、プロセッサ３０は、通常時の処理、すなわちステップＳ３００及びＳ４００の実行を再開する。通信異常の継続時間が異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒを越えた場合、プロセッサ３０は、ステップＳ９００を実行する。ステップＳ９００では、プロセッサ３０は、フェールセーフ動作を充放電器６に実行させる。フェールセーフ動作の実行後、充放電器６は待機モードに移行する。

【0037】

５．異常対応データのデータ時間長Ｔｅｒｒの決定方法
以上説明したように、本実施形態の通信異常対応装置及び方法では、制御サーバ２から充放電器６に送信される制御指示は異常対応データＤｅｒｒを含んでいる。異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒは任意に設定することが可能であり、例えば固定値でもよい。また、データ時間長Ｔｅｒｒを長い時間に設定するほど、通信異常の発生後より長い時間、充放電器６による電動車８に対する充放電動作を継続することができる。ただし、制御指示に含まれる異常対応データＤｅｒｒには通信異常の発生後の最新の電力状況は反映されていない。このため、異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒをあまりに長くした場合、得られる充放電電力が電力需給の要求から乖離し、電力系統１６に対して悪影響を与えるおそれがある。

【0038】

そこで、好ましくは、以下に説明する方法にて異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒを決定する。異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒの決定方法としては、以下の３つの方法を挙げることができる。

【0039】

まず、第１の決定方法では、ＶＰＰ１００の参加台数によってデータ時間長Ｔｅｒｒが決定される。ＶＰＰ１００には、複数台、規模によっては１００台以上の電動車８が同じ地域の電力系統１６との間で充放電動作を実施している。この場合、電力系統１６に接続する電動車８の台数が多いほど１台当たり影響は小さくなるため、データ時間長Ｔｅｒｒが長いことによる影響も小さくなる。つまり、ＶＰＰ１００に参加している電動車８の台数（接続台数）が多いほど、データ時間長Ｔｅｒｒを長くすることができる。ただし、同時に複数台で通信異常が発生する場合も想定しうるので、データ時間長Ｔｅｒｒの上限は必要である。

【0040】

図７は、通信異常の発生後、第１の決定方法により決定されたデータ時間長Ｔｅｒｒを有する異常対応データＤｅｒｒによって充放電動作を制御した場合の充放電電力の時間による変化を示している。図７において、Ｐｃａｌｃ＿ｎｒｍと付された実線の曲線は、通信異常が発生していない場合の充放電電力の目標値を示している。一方、Ｐｃａｌｃ＿ｅｒｒと付された実線の曲線は、異常対応データＤｅｒｒによる充放電電力の計算値を示している。また、Ｐａｃｔ＿ｅｒｒ０と付された点線の曲線は、通信異常の発生後に異常対応データＤｅｒｒによる充放電動作を実行しなかった場合の充放電電力の実際値の変化を示している。これに対し、Ｐａｃｔ＿ｅｒｒと付された点線の曲線は、通信異常の発生後に異常対応データＤｅｒｒによる充放電動作を実行した場合の充放電電力の実際値の変化を示している。

【0041】

図７におけるＰａｃｔ＿ｅｒｒ０とＰａｃｔ＿ｅｒｒとの比較からも明らかなように、異常対応データＤｅｒｒによる充放電動作を実行することで、充電実績の低下を抑えることができる。しかし、最新の計算値である目標値Ｐｃａｌｃ＿ｎｒｍと過去の計算値Ｐｃａｌｃ＿ｎｒｍとの乖離は時間とともに拡大し、その結果、目標値Ｐｃａｌｃ＿ｎｒｍと実際値Ｐａｃｔ＿ｅｒｒとの乖離も大きくなる。そこで、第１の決定方法では、目標値Ｐｃａｌｃ＿ｎｒｍと実際値Ｐａｃｔ＿ｅｒｒとの間の誤差が許容誤差を超えると考えられる時間がデータ時間長Ｔｅｒｒとして決定される。許容誤差はＶＰＰ１００への電動車８の参加台数によって決まり、参加台数が多いほど大きな値に設定される。以下、第１の決定方法により決定されたデータ時間長ＴｅｒｒをＴｅｒｒ＿１と表記する。

【0042】

第２の決定方法では、同地域の電力系統１６内での総電力の変動許容量によってデータ時間長Ｔｅｒｒが決定される。データ時間長Ｔｅｒｒを長くするほど目標値Ｐｃａｌｃ＿ｎｒｍに対する実際値Ｐａｃｔ＿ｅｒｒの誤差が大きくなることから、電力の変動許容量が小さいほど、データ時間長Ｔｅｒｒは短くする必要がある。電力の変動許容量は、電力系統１６自体の能力と使用電力の状態とに基づき計算によって求めることができる。なお、電力の変動許容量が小さくなる例としては、地域の電力系統１６の状態が太陽光発電により飽和に近い場合や、電力使用量が多く電圧維持が厳しい場合などを挙げることができる。

【0043】

ところで、電動車８に対する充放電動作が充電なのか放電なのかによって、電力系統１６の電力は変動する。また、充電か放電かは、電動車８のバッテリにも影響を与える。そこで、第２の決定方法では、異常対応データＤｅｒｒの計算において充電と放電とが切替わる場合、異常対応データＤｅｒｒは充放電電力がゼロとなったところまでに制限される。つまり、図８に示すように、異常対応データＤｅｒｒによる充放電電力の計算値Ｐｃａｌｃ＿ｅｒｒが充電側に維持されている期間がデータ時間長Ｔｅｒｒとして決定される。或いは、それとは逆に、異常対応データＤｅｒｒによる充放電電力の計算値Ｐｃａｌｃ＿ｅｒｒが放電側に維持されている期間がデータ時間長Ｔｅｒｒとして決定される。以下、第２の決定方法により決定されたデータ時間長ＴｅｒｒをＴｅｒｒ＿２と表記する。

【0044】

第３の決定方法では、ＶＰＰ１００における目標電力量の達成率によってデータ時間長Ｔｅｒｒが決定される。通信異常の発生後の充放電動作は、充放電実績の低下を抑えることができる反面、長い時間継続した場合には誤差を発生させる要因となる。このため、ＶＰＰ１００の実績として、ある時間あたりの目標電力量がすでにある程度達成されているのであれば、通信異常の発生後に異常対応データＤｅｒｒによる充放電動作を長く実行する必要はない。そこで、第３の決定方法では、ＶＰＰ１００の目標電力量がどの程度実績として達成できているかが監視され、通信異常が発生した時点での目標電力量の達成率に応じてデータ時間長Ｔｅｒｒが決定される。

【0045】

ここで、図９及び図１０は、目標電力量の達成率の時間による変化の例を示している。各図において、Ｗｎｒｍと付された実線の曲線は、通信異常が発生していない場合の目標電力量の達成率を示している。一方、Ｗｅｒｒと付された実線の曲線は、通信異常の発生後に異常対応データＤｅｒｒによる充放電動作を実行し、その後フェールセーフ動作を実行した場合の目標電力量の達成率を示している。また、Ｗｅｒｒ０と付された点線の曲線は、通信異常の発生後直ぐにフェールセーフ動作を実行した場合の目標電力量の達成率を示している。

【0046】

通信異常が発生した時点での目標電力量の達成率が比較的低い場合、図９に示すように、データ時間長Ｔｅｒｒは比較的長い時間に設定される。これにより、通信異常の発生後も電動車８に対する充放電動作を継続して充放電実績の低下を抑えることを可能にする。一方、通信異常が発生した時点での目標電力量の達成率が比較的高い場合、図１０に示すように、データ時間長Ｔｅｒｒは比較的短い時間に設定される。これにより、通信異常の発生後の充放電動作によって生じる誤差によって目標電力量の達成率がかえって低下してしまうことを防ぐことができる。以下、第３の決定方法により決定されたデータ時間長ＴｅｒｒをＴｅｒｒ＿３と表記する。

【0047】

以上、異常対応データＤｅｒｒのデータ時間長Ｔｅｒｒを決定する３つの決定方法について説明したが、いずれか１つの決定方法を用いても良いし、複数の決定方法を組み合わせて用いてもよい。例えば、第１乃至第３の決定方法を組み合わせて用いるのであれば、各決定方法で得られるデータ時間長Ｔｅｒｒ＿１、Ｔｅｒｒ＿２、及びＴｅｒｒ＿３のうち、最も短いものが最終的なデータ時間長Ｔｅｒｒとして決定される。

【0048】

６．その他の実施形態
上述の実施形態では、メモリ２０は充放電器６に設けられていたが、メモリ２０の設置位置は、制御サーバ２と充放電器６との通信状態に影響されずにプロセッサ３０からアクセス可能な位置であればよい。例えば、各電動車８にメモリ２０を設置してもよいし、各通信装置４にメモリ２０を設置してもよい。同様に、各電動車８にプロセッサ３０を設置してもよいし、各通信装置４にプロセッサ３０を設置してもよい。

【符号の説明】

【0049】

２ 制御サーバ
４ 通信装置
６ 充放電器
８ 電動車
１２ 上位通信網
１４ 下位通信網
１６ 電力系統
１８ 電力線
２０ メモリ
３０ プロセッサ
１００ ＶＰＰ
ＣＩ＿ＶＰＰ 制御指示
Ｄ０ 基本データ
Ｄｅｒｒ 異常対応データ
Ｔｅｒｒ 異常対応データのデータ時間長
Ｔ１ 送信周期（第１期間）
Ｔ２ 制御指示のデータ時間長（第２期間）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】