特許 7536998 蓄電池管理装置、蓄電池管理方法、および、プログラム

(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】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】蓄電池管理装置、蓄電池管理方法、および、プログラム

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/42 20060101AFI20240813BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240813BHJP

   G01R 31/392 20190101ALI20240813BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

H01M10/42 P

H01M10/48 P

H01M10/48 301

G01R31/392

H02J7/00 Y

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023506424

(86)(22)【出願日】2021-03-16

(86)【国際出願番号】 JP2021010523

(87)【国際公開番号】W WO2022195701

(87)【国際公開日】2022-09-22

【審査請求日】2023-07-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 宏次

(72)【発明者】

【氏名】加瀬 高弘

(72)【発明者】

【氏名】小林 武則

(72)【発明者】

【氏名】三ッ本 憲史

(72)【発明者】

【氏名】炭田 義尚

(72)【発明者】

【氏名】鳥羽 廣次

【審査官】清水 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６９１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３１４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１４１５００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／１０３７０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１４７３２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１９５２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１４７１９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／１４２１１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－７６４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６４３７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４２ － １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｇ０１Ｒ ３１／３９２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の蓄電池を備えた蓄電池システムの現在の運用状態データとして、前記蓄電池システムの充電／放電電力、充電／放電容量、ＳＯＣ（State of Charge）を取得する取得部と、
前記充電／放電電力、前記充電／放電容量、前記ＳＯＣに基づいて前記蓄電池システムの劣化を予測する劣化予測部と、
前記蓄電池システムの動作を模擬的に再現可能なデジタルモデル、前記劣化予測部による劣化予測結果に基づいて、パラメータとしての、前記充電／放電電力、充放電の速さを示すＣレート、ＳＯＣ上下限値、待機時のＳＯＣ値を示す待機ＳＯＣ値、周波数上下限値のうちの少なくとも１つ以上について複数パターンで劣化に関する演算を行い、寿命延伸効果が相対的に高いパターンを特定する演算部と、
前記演算部によって特定された寿命延伸効果が相対的に高いパターンの前記パラメータを表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
前記演算部は、前記蓄電池システムの寿命延伸効果よりも前記蓄電池システムによる収入を優先するように定義された所定の目的関数をさらに用いて、前記演算を行う、蓄電池管理装置。

【請求項2】

複数の蓄電池を備えた蓄電池システムの現在の運用状態データとして、前記蓄電池システムの充電／放電電力、充電／放電容量、ＳＯＣ（State of Charge）を取得する取得部と、
前記充電／放電電力、前記充電／放電容量、前記ＳＯＣに基づいて前記蓄電池システムの劣化を予測する劣化予測部と、
前記蓄電池システムの動作を模擬的に再現可能なデジタルモデル、前記劣化予測部による劣化予測結果に基づいて、パラメータとしての、前記充電／放電電力、充放電の速さを示すＣレート、ＳＯＣ上下限値、待機時のＳＯＣ値を示す待機ＳＯＣ値、周波数上下限値のうちの少なくとも１つ以上について複数パターンで劣化に関する演算を行い、寿命延伸効果が相対的に高いパターンを特定する演算部と、
前記演算部によって特定された寿命延伸効果が相対的に高いパターンの前記パラメータを表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
前記演算部は、複数の前記蓄電池のそれぞれの劣化をコスト換算してコストの合計が最小になるように、使用する前記蓄電池を選択するように定義された目的関数をさらに用いて、前記演算を行う、蓄電池管理装置。

【請求項3】

前記演算部は、ユーザによって設定された所定の制約条件をさらに用いて、前記演算を行う、請求項１または請求項２に記載の蓄電池管理装置。

【請求項4】

前記所定の制約条件は、前記蓄電池システムにおける性能を低下させないことを示す制約条件であって、周波数を規格内に収める制約条件である、請求項３に記載の蓄電池管理装置。

【請求項5】

前記演算部は、クラウドコンピューティングシステムに配置される機能オブジェクトである、請求項１または請求項２に記載の蓄電池管理装置。

【請求項6】

前記演算部は、前記蓄電池システムの現在の運用を継続すると前記蓄電池システムの劣化が所定速度よりも速く進行するか否かを判定し、
前記蓄電池システムの劣化が所定速度よりも速く進行すると判定された場合、前記表示制御部は、警報情報を前記表示部に表示させる、請求項１または請求項２に記載の蓄電池管理装置。

【請求項7】

前記演算部は、定期的に、前記蓄電池の運用時の温度を含むデータに基づいて前記蓄電池の劣化状態を推定し、
前記劣化状態が所定の劣化状態閾値に達した場合、前記表示制御部は、前記蓄電池の劣化を報知するための情報を前記表示部に表示させる、請求項１または請求項２に記載の蓄電池管理装置。

【請求項8】

前記演算部は、前記デジタルモデルを用いた処理の前に、前記パラメータごとの重み付けをＡＩ（Artificial Intelligence）を用いて学習する、請求項１または請求項２に記載の蓄電池管理装置。

【請求項9】

複数の蓄電池を備えた蓄電池システムの現在の運用状態データとして、前記蓄電池システムの充電／放電電力、充電／放電容量、ＳＯＣを取得する取得ステップと、
前記充電／放電電力、前記充電／放電容量、前記ＳＯＣに基づいて前記蓄電池システムの劣化を予測する劣化予測ステップと、
前記蓄電池システムの動作を模擬的に再現可能なデジタルモデル、前記劣化予測ステップによる劣化予測結果に基づいて、パラメータとしての、前記充電／放電電力、充放電の速さを示すＣレート、ＳＯＣ上下限値、待機時のＳＯＣ値を示す待機ＳＯＣ値、周波数上下限値のうちの少なくとも１つ以上について複数パターンで劣化に関する演算を行い、寿命延伸効果が相対的に高いパターンを特定する演算ステップと、
前記演算ステップによって特定された寿命延伸効果が相対的に高いパターンの前記パラメータを表示部に表示させる表示制御ステップと、を含み、
前記演算ステップは、前記蓄電池システムの寿命延伸効果よりも前記蓄電池システムによる収入を優先するように定義された所定の目的関数をさらに用いて、前記演算を行う、蓄電池管理方法。

【請求項10】

複数の蓄電池を備えた蓄電池システムの現在の運用状態データとして、前記蓄電池システムの充電／放電電力、充電／放電容量、ＳＯＣを取得する取得ステップと、
前記充電／放電電力、前記充電／放電容量、前記ＳＯＣに基づいて前記蓄電池システムの劣化を予測する劣化予測ステップと、
前記蓄電池システムの動作を模擬的に再現可能なデジタルモデル、前記劣化予測ステップによる劣化予測結果に基づいて、パラメータとしての、前記充電／放電電力、充放電の速さを示すＣレート、ＳＯＣ上下限値、待機時のＳＯＣ値を示す待機ＳＯＣ値、周波数上下限値のうちの少なくとも１つ以上について複数パターンで劣化に関する演算を行い、寿命延伸効果が相対的に高いパターンを特定する演算ステップと、
前記演算ステップによって特定された寿命延伸効果が相対的に高いパターンの前記パラメータを表示部に表示させる表示制御ステップと、を含み、
前記演算ステップは、複数の前記蓄電池のそれぞれの劣化をコスト換算してコストの合計が最小になるように、使用する前記蓄電池を選択するように定義された目的関数をさらに用いて、前記演算を行う、蓄電池管理方法。

【請求項11】

コンピュータを、
複数の蓄電池を備えた蓄電池システムの現在の運用状態データとして、前記蓄電池システムの充電／放電電力、充電／放電容量、ＳＯＣを取得する取得部と、
前記充電／放電電力、前記充電／放電容量、前記ＳＯＣに基づいて前記蓄電池システムの劣化を予測する劣化予測部と、
前記蓄電池システムの動作を模擬的に再現可能なデジタルモデル、前記劣化予測部による劣化予測結果に基づいて、パラメータとしての、前記充電／放電電力、充放電の速さを示すＣレート、ＳＯＣ上下限値、待機時のＳＯＣ値を示す待機ＳＯＣ値、周波数上下限値のうちの少なくとも１つ以上について複数パターンで劣化に関する演算を行い、寿命延伸効果が相対的に高いパターンを特定する演算部と、
前記演算部によって特定された寿命延伸効果が相対的に高いパターンの前記パラメータを表示部に表示させる表示制御部と、して機能させるためのプログラムであって、
前記演算部は、前記蓄電池システムの寿命延伸効果よりも前記蓄電池システムによる収入を優先するように定義された所定の目的関数をさらに用いて、前記演算を行う、プログラム。

【請求項12】

コンピュータを、
複数の蓄電池を備えた蓄電池システムの現在の運用状態データとして、前記蓄電池システムの充電／放電電力、充電／放電容量、ＳＯＣを取得する取得部と、
前記充電／放電電力、前記充電／放電容量、前記ＳＯＣに基づいて前記蓄電池システムの劣化を予測する劣化予測部と、
前記蓄電池システムの動作を模擬的に再現可能なデジタルモデル、前記劣化予測部による劣化予測結果に基づいて、パラメータとしての、前記充電／放電電力、充放電の速さを示すＣレート、ＳＯＣ上下限値、待機時のＳＯＣ値を示す待機ＳＯＣ値、周波数上下限値のうちの少なくとも１つ以上について複数パターンで劣化に関する演算を行い、寿命延伸効果が相対的に高いパターンを特定する演算部と、
前記演算部によって特定された寿命延伸効果が相対的に高いパターンの前記パラメータを表示部に表示させる表示制御部と、して機能させるためのプログラムであって、
前記演算部は、複数の前記蓄電池のそれぞれの劣化をコスト換算してコストの合計が最小になるように、使用する前記蓄電池を選択するように定義された目的関数をさらに用いて、前記演算を行う、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、蓄電池管理装置、蓄電池管理方法、および、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、複数の蓄電池を備えた蓄電池システムが、例えば、バックアップ用電源や再生可能エネルギー発電による電力の蓄積装置などとして利用されている。

【0003】

また、蓄電池は、種々の要因によって徐々に劣化する。そのため、従来、蓄電池システムの運用者は、例えば、蓄電池管理装置の表示画面で、蓄電池の充放電サイクル数や、メンテナンス時の容量測定の結果などに基づいて、蓄電池の寿命診断を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１３－５０７６２８号公報

【文献】特開２０１２－１３５１４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来技術では、蓄電池を今後どのように運用すれば寿命延伸が期待できるかなどの運用支援は行われていなかった。

【0006】

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、蓄電池システムの現在の運用状態データなどを用いて、寿命延伸に関する運用支援を行うことができる蓄電池管理装置、蓄電池管理方法、および、プログラ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】

【0007】

本実施形態の蓄電池管理装置は、複数の蓄電池を備えた蓄電池システムの現在の運用状態データとして、前記蓄電池システムの充電／放電電力、充電／放電容量、ＳＯＣを取得する取得部と、前記充電／放電電力、前記充電／放電容量、前記ＳＯＣに基づいて前記蓄電池システムの劣化を予測する劣化予測部と、前記蓄電池システムの動作を模擬的に再現可能なデジタルモデル、前記劣化予測部による劣化予測結果に基づいて、パラメータとしての、前記充電／放電電力、充放電の速さを示すＣレート、ＳＯＣ上下限値、待機時のＳＯＣ値を示す待機ＳＯＣ値、周波数上下限値のうちの少なくとも１つ以上について複数パターンで劣化に関する演算を行い、前記演算部によって特定された寿命延伸効果が相対的に高いパターンを特定する演算部と、寿命延伸効果が相対的に高いパターンの前記パラメータを表示部に表示させる表示制御部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態の蓄電池システムの概要を示す全体構成図である。

【図2】図２は、第１実施形態のセルモジュール等の構成ブロック図である。

【図3】図３は、第１実施形態の上位制御装置の構成ブロック図である。

【図4】図４は、第１実施形態の上位制御装置の制御部の機能構成ブロック図である。

【図5】図５は、第１実施形態の上位制御装置の処理の概要を示す説明図である。

【図6】図６は、第１実施形態における変動抑制時の電力の周波数の経時変化の様子を模式的に示すグラフである。

【図7】図７は、第１実施形態の上位制御装置の処理を示すフローチャートである。

【図8】図８は、第２実施形態の上位制御装置の処理の概要を示す説明図である。

【図9】図９は、第２実施形態の上位制御装置の処理を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、第３実施形態の上位制御装置等の処理の概要を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、本発明の蓄電池管理装置、蓄電池管理方法、および、プログラムの実施形態（第１実施形態～第３実施形態）について説明する。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の蓄電池システム１００の概要を示す全体構成図である。蓄電池システム１００は、例えば、図１に示すように、電力計２と、蓄電池ユニット４と、蓄電池制御装置５と、上位制御装置６（蓄電池管理装置）と、を備える。なお、蓄電池システム１００の構成はこれに限定されず、また、蓄電池システム１００を構成する個別の機器の構成も以下のものに限定されない。

【0011】

商用電源１は、商用電力を供給する。電力計２は、商用電源１からの供給電力を測定する。負荷３は、電力を消費する機器である。

【0012】

蓄電池ユニット４は、電力計２の測定結果に基づいて商用電源１の電力を充電したり、商用電源１からの電力供給がなくなった場合には放電して負荷３に対して電力供給を行ったりする。

【0013】

蓄電池制御装置５は、蓄電池ユニット４のローカル制御を行う。上位制御装置６は、蓄電池制御装置５のリモート制御等を行う。

【0014】

上記構成において、負荷３は、通常時は商用電源１からの電力供給を受けて動作し、商用電源１からの電力供給がなくなった場合には蓄電池ユニット４からの電力供給を受けて動作する。

【0015】

蓄電池ユニット４は、電力を蓄える蓄電池装置１１と、蓄電池装置１１から供給された直流電力を所望の電力品質を有する交流電力に変換して負荷に供給する動作等を行うＰＣＳ（Power Conditioning System：電力変換装置）１２と、を備えている。

【0016】

蓄電池装置１１は、複数の電池盤ユニットや電池端子盤などを備えている。それぞれの電池盤は、複数のセルモジュールや、セルモジュールにそれぞれ設けられた複数のＣＭＵや、セルモジュール間に設けられたサービスディスコネクトや、電流センサや、コンタクタなどを備える。

【0017】

また、電池盤は、ＢＭＵを備える。また、各ＣＭＵの通信ライン、電流センサの出力ラインは、ＢＭＵに接続されている。

【0018】

ここで、セルモジュール、ＣＭＵおよびＢＭＵの詳細構成について説明する。図２は、第１実施形態のセルモジュール等の構成ブロック図である。セルモジュール３１－１～３１－２０は、例えば、図２に示すように、それぞれ、直列接続された複数の電池セル６１－１～６１－１０１を備えている。

【0019】

ＣＭＵ３２－１～３２－２０は、対応するセルモジュール３１－１～３１－２０を構成している電池セルの電圧及び所定箇所の温度を測定するためのＡＦＥＩＣ（Analog Front End IC:電圧温度計測ＩＣ）６２と、それぞれが対応するＣＭＵ３２－１～３２－２０全体の制御を行うＭＰＵ６３と、ＢＭＵ３６との間でＣＡＮ（Controller Area Network）通信を行うためのＣＡＮ規格に則った通信コントローラ６４と、セル毎の電圧に相当する電圧データ及び温度データを格納するメモリ６５と、を備えている。

【0020】

以下の説明において、セルモジュール３１－１～３１－２０のそれぞれと、対応するＣＭＵ３２－１～３２－２０と、を合わせた構成については、蓄電池モジュール３７－１～３７－２０と称する。例えば、セルモジュール３１－１と対応するＣＭＵ３２－１を合わせた構成を蓄電池モジュール３７－１と称する。また、以下では、蓄電池モジュール３７－１～３７－２０を特に区別しない場合は、単に、蓄電池モジュール３７、または、蓄電池とも称する。

【0021】

また、ＢＭＵ３６は、ＢＭＵ３６全体を制御するＭＰＵ７１と、ＣＭＵ３２－１～３２－２０との間でＣＡＮ通信を行うためのＣＡＮ規格に則った通信コントローラ７２と、ＣＭＵ３２－１～３２－２０から送信された電圧データ及び温度データを格納するメモリ７３と、を備えている。

【0022】

図３は、第１実施形態の上位制御装置６の構成ブロック図である。上位制御装置６は、コンピュータ装置として構成されており、例えば、図３に示すように、外部記憶装置６Ａと、上位制御装置６全体を制御する制御部６Ｂと、各種情報を運用者に対し表示する表示部６Ｃと、運用者が各種情報を入力するための入力装置６Ｄと、制御部６Ｂと外部記憶装置６Ａとの間および制御部６Ｂと蓄電池制御装置５等の外部装置との通信を行うための通信ネットワーク６Ｅと、を備えている。

【0023】

ここで、図４は、第１実施形態の上位制御装置６の制御部６Ｂの機能構成ブロック図である。制御部６Ｂは、例えば、図４に示すように、機能構成として、取得部９１と、劣化予測部９２と、演算部９３と、表示制御部９４と、処理部９５と、を備える。また、以下では、図５を併せて参照する。図５は、第１実施形態の上位制御装置６の処理の概要を示す説明図である。

【0024】

取得部９１は、外部装置（蓄電池ユニット４、蓄電池制御装置５など）から各種情報を取得する。取得部９１は、例えば、蓄電池システム１００の現在の運用状態データとして、蓄電池ユニット４の充電／放電電力［ｋＷ］と、充電／放電容量［ｋＷｈ］と、ＳＯＣ［％］と、の各データを取得し、外部記憶装置６Ａに保存する。

【0025】

劣化予測部９２は、充電／放電電力［ｋＷ］と、充電／放電容量［ｋＷｈ］と、ＳＯＣ［％］と、に基づいて蓄電池ユニット４の劣化を予測する。

【0026】

演算部９３は、各種情報に基づいて各種演算処理を実行する。演算部９３は、例えば、蓄電池システム１００の動作を模擬的に再現可能なデジタルモデル（例えば、シミュレータプログラムや等価回路等）、劣化予測部９２による劣化予測結果に基づいて、寿命延伸に関係するパラメータとしての、充電／放電電力［ｋＷ］、充放電の速さを示すＣレート、ＳＯＣ上下限値［％］、待機時のＳＯＣ値を示す待機ＳＯＣ値［％］、周波数上下限値［Ｈｚ］のうちの少なくとも１つ以上について複数パターンで劣化に関する演算を行い、寿命延伸効果が相対的に高いパターンを特定する。以下では、上述の５つのパラメータのすべてを用いるものとして説明する。

【0027】

そして、演算部９３によって寿命延伸効果が相対的に高いパターンのパラメータ値を特定し、表示制御部９４によって表示させることによって、運用者に対して蓄電池ユニット４の寿命延伸に関する運用支援を行うことができる。運用支援とは、例えば、寿命延伸に寄与する充電／放電電力［ｋＷ］、Ｃレート、ＳＯＣ上下限値［％］、待機ＳＯＣ値［％］、周波数上下限値［Ｈｚ］を表示することや、ほかには、運用者によって与えられた充電／放電電力［ｋＷ］の制御に対し、所定の制約条件や所定の目的関数を用いて制御を調整することをいう。

【0028】

なお、寿命延伸の方法について、周波数調整、需給バランス調整、ピークシフトなどの場合に共通する方法としては、例えば、蓄電池ユニット４の最大出力の抑制、ＳＯＣ範囲の限定、運転温度制約の設定、休み時間の設定などが考えられる。

【0029】

また、周波数調整の場合であれば、周波数に対する感度低下、不感帯の拡張などが考えられる。また、需給バランス調整の場合であれば、例えば、ランプレート（出力変化率）の緩和などが考えられる。また、ピークシフトの場合であれば、例えば、ピーク電力の閾値の引き上げ、放電レートの低下などが考えられる。

【0030】

表示制御部９４は、各種情報を表示部６Ｃに表示させる制御を実行する。表示制御部９４は、例えば、演算部９３によって特定された、寿命延伸効果が相対的に高いパターンのパラメータを表示部６Ｃに表示させる。

【0031】

また、演算部９３は、運用者によって設定された所定の制約条件をさらに用いて、上述の演算を行うようにしてもよい。制約条件としては、例えば、以下の（１）～（４）が考えられる。

【0032】

（１）蓄電池ユニット４における性能を低下させないようにする制約条件
（２）変動抑制によって得られる収入を減らさないようにする制約条件
（３）ピークシフトの際にピークシフトの量を減らさないようにする制約条件
（４）運用時間の制約条件（例えば、夜間は使用しないなど）

【0033】

（１）の例について、図６を用いて説明する。図６は、第１実施形態における変動抑制時の電力の周波数の経時変化の様子を模式的に示すグラフである。蓄電池ユニット４における性能を低下させない場合の例として、周波数を規格内に収める場合について説明する。

【0034】

図６において、周波数下限値から周波数上限値までの範囲が規格内である。そして、周波数を規格内に収めるには、周波数の変動抑制において、例えば、領域Ｒ１に示すように、従来技術のように周波数変動を最小限に抑えればよい。しかし、領域Ｒ２に示すように、不感帯を広げて変動を周波数の規格内に収められる範囲で蓄電池が動作するようにすることもできる。そうすれば、蓄電池ユニット４の動作を最小限に抑え、寿命延伸に寄与することができる。

【0035】

図４、図５に戻って、また、演算部９３は、蓄電池ユニット４の寿命延伸効果よりも蓄電池システム１００による収入を優先するように定義された所定の目的関数をさらに用いて、演算を行うようにしてもよい。

【0036】

具体的には、例えば、以下のような目的関数を用いる。蓄電池システム１００の運用で得られる収入をＢとする。また、蓄電池の劣化、交換、追加によってかかるコストをＣとする。また、αを、０＜α＜１を満たす定数とする。そうすると、目的関数Ｔは、以下の式（１）によって表すことができる。
Ｔ＝α×Ｂ－（１－α）×Ｃ ・・・式（１）

【0037】

この目的関数Ｔを最大にするように各パラメータを決定する。そして、運用者の立場の違いにより、例えば、寿命延伸より収入を優先させたい場合や、収入よりも長期運用を目指して寿命延伸を優先させたい場合などがある。

【0038】

具体的には、例えば、収入とコストを同等に扱う場合、α＝０．５とすればよい。
また、収入を優先させたい場合、０．５＜α＜１とすればよい。
また、寿命延伸を優先させたい場合、０＜α＜０．５とすればよい。

【0039】

このようにして、収入とコストのそれぞれの優先度に応じてαを決定することで、運用者の意向に沿ったパラメータを決定することができる。

【0040】

なお、蓄電池システム１００の運用で得られる収入としては、例えば、以下の（１１）～（１３）が考えられる。
（１１）周波数調整の場合、周波数調整に対する対価
（１２）需給バランス調整の場合、再生可能エネルギー発電機による発電量の変動や需要変動に対する需給バランス調整への対価
（１３）ピークシフトの場合、ピーク時とオフピーク時の電力料金の差など

【0041】

また、演算部９３は、複数の蓄電池のそれぞれの劣化をコスト換算してコストの合計が最小になるように、使用する蓄電池を選択するように定義された目的関数をさらに用いて、演算を行うようにしてもよい。

【0042】

また、演算部９３は、蓄電池システム１００の現在の運用を継続すると蓄電池ユニット４の劣化が所定速度よりも速く進行するか否かを判定するようにしてもよい。そして、蓄電池ユニット４の劣化が所定速度よりも速く進行すると判定された場合、表示制御部９４は、警報情報（アラーム）を表示部６Ｃに表示させる。

【0043】

また、演算部９３は、定期的に、蓄電池の運用時の温度を含むデータに基づいて蓄電池の劣化状態を推定するようにしてもよい。そして、劣化状態が所定の劣化状態閾値に達したと推定された場合、表示制御部９４は、蓄電池の劣化を報知するための情報を表示部６Ｃに表示させる。なお、一般的に、蓄電池の温度が高いほど、蓄電池の劣化速度は大きくなるので、蓄電池ユニット４の劣化状態の推定に蓄電池の温度を用いるのは有効である。また、蓄電池ユニット４の劣化状態の推定に、蓄電池の温度以外の情報を用いてもよい。

【0044】

また、処理部９５は、各部９１～９４が行う処理以外の処理を実行する。

【0045】

図７は、第１実施形態の上位制御装置６の処理を示すフローチャートである。まず、取得部９１は、ステップＳ１において、蓄電池システム１００の現在の運用状態データとして、蓄電池ユニット４の充電／放電電力［ｋＷ］と、充電／放電容量［ｋＷｈ］と、ＳＯＣ［％］と、の各データを取得し、ステップＳ２において、それらの各データを外部記憶装置６Ａに保存する。

【0046】

次に、ステップＳ３において、劣化予測部９２は、充電／放電電力［ｋＷ］と、充電／放電容量［ｋＷｈ］と、ＳＯＣ［％］と、に基づいて蓄電池ユニット４の劣化を予測する。

【0047】

次に、ステップＳ４において、取得部９１は、パラメータ（充電／放電電力［ｋＷ］、Ｃレート、ＳＯＣ上下限値［％］、待機ＳＯＣ値［％］、周波数上下限値［Ｈｚ］）の入力があったか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ５に進み、Ｎｏの場合はステップＳ４に戻る。

【0048】

ステップＳ５において、演算部９３は、デジタルモデル、ステップＳ３による劣化予測結果に基づいて、寿命延伸に関係するパラメータとしての、充電／放電電力［ｋＷ］、Ｃレート、ＳＯＣ上下限値［％］、待機ＳＯＣ値［％］、周波数上下限値［Ｈｚ］について複数パターンで劣化に関する演算を行う。

【0049】

次に、ステップＳ６において、演算部９３は、ステップＳ５によるデジタルモデル演算の結果として、寿命延伸効果が相対的に高いパターンの充電／放電電力［ｋＷ］、Ｃレート、ＳＯＣ上下限値［％］、待機ＳＯＣ値［％］、周波数上下限値［Ｈｚ］を算出する。

【0050】

次に、ステップＳ７において、表示制御部９４は、ステップＳ６によって算出された、寿命延伸効果が相対的に高いパターンのパラメータを表示部６Ｃに表示させる。

【0051】

次に、ステップＳ８において、演算部９３は、パラメータ（充電／放電電力［ｋＷ］、Ｃレート、ＳＯＣ上下限値［％］、待機ＳＯＣ値［％］、周波数上下限値［Ｈｚ］）が変更されたか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ５に戻り、Ｎｏの場合は処理を終了する。

【0052】

このように、第１実施形態の上位制御装置６によれば、蓄電池システム１００の現在の運用状態データなどを用いて、寿命延伸に関する運用支援を行うことができる。具体的には、デジタルモデル演算の結果として、寿命延伸効果が相対的に高いパターンのパラメータ（充電／放電電力［ｋＷ］、Ｃレート、ＳＯＣ上下限値［％］、待機ＳＯＣ値［％］、周波数上下限値［Ｈｚ］）を算出、表示することができる。

【0053】

つまり、蓄電池システム１００は運転方法によってその寿命が大きく変わるが、上述のデジタルモデル演算による運用支援によって、運用者は蓄電池システム１００の寿命延伸を容易に行うことができる。

【0054】

また、さらに、上述の制約条件や目的関数を用いることで、運用者の意図に沿ったパターンのパラメータを算出、表示することができる。具体的には、例えば、蓄電池システム１００の運用で得られる収入と、蓄電池の劣化、交換、追加によってかかるコストと、のどちらをどの程度優先するかを反映したパラメータを算出、表示することができる。

【0055】

また、蓄電池ユニット４の劣化速度が速い場合に警報情報を表示させることで、運用者は迅速に必要な措置を講じることができる。

【0056】

また、定期的に蓄電池の劣化状態を推定し、劣化と推定されたときに運用者に報知することで、運用者は迅速に必要な措置を講じることができる。

【0057】

また、図６に示すように、周波数を規格内に収める場合に、周波数の変動抑制において、領域Ｒ１に示すように従来技術のように周波数変動を最小限に抑える代わりに、領域Ｒ２に示すように不感帯を広げて変動を周波数の規格内に収められる範囲で蓄電池が動作するようにすることができる。そうすれば、蓄電池ユニット４の動作を最小限に抑え、寿命延伸に寄与することができる。

【0058】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態と同様の事項については、重複する説明を適宜省略する。第２実施形態では、第１実施形態の場合と比較して、ＡＩ（Artificial Intelligence）学習を用いる点で異なっている。

【0059】

図８は、第２実施形態の上位制御装置６の処理の概要を示す説明図である。演算部９３は、デジタルモデルを用いた処理の前に、パラメータ（充電／放電電力［ｋＷ］、Ｃレート、ＳＯＣ上下限値［％］、待機ＳＯＣ値［％］、周波数上下限値［Ｈｚ］）ごとの重み付けを、ＡＩを用いて学習する。

【0060】

図９は、第２実施形態の上位制御装置６の処理を示すフローチャートである。第１実施形態の図７のフローチャートと比較して、ステップＳ５の前にステップＳ１１が挿入されている点で異なっている。

【0061】

ステップＳ４でＹｅｓの場合、ステップＳ１１において、演算部９３は、デジタルモデルを用いた処理の前に、パラメータごとの重み付けを、ＡＩを用いて学習する。

【0062】

その後、ステップＳ５において、演算部９３は、デジタルモデル、ステップＳ３による劣化予測結果、および、ステップＳ１１によるＡＩ学習結果に基づいて、パラメータについて複数パターンで劣化に関する演算を行う。

【0063】

このように、第２実施形態の上位制御装置６によれば、パラメータ（充電／放電電力［ｋＷ］、Ｃレート、ＳＯＣ上下限値［％］、待機ＳＯＣ値［％］、周波数上下限値［Ｈｚ］）ごとの重み付けをＡＩ学習によって決定することで、演算精度をより向上し、寿命延伸効果等をより高めることができる。

【0064】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第１実施形態と同様の事項については、重複する説明を適宜省略する。第３実施形態では、第１実施形態の場合と比較して、デジタルモデル演算をクラウドコンピューティングシステム（不図示。以下、単に「クラウド」ともいう。）によって行う点で異なっている。

【0065】

図１０は、第３実施形態の上位制御装置６等の処理の概要を示す説明図である。演算部９３（図４）は、クラウドコンピューティングシステムに配置される機能オブジェクトである。具体的には、クラウドにおける演算部９３は、蓄電池群に関する運用状態データや劣化予測結果等を集めて、デジタルモデル演算を行い、演算結果として寿命延伸効果が高いパラメータを算出し、各蓄電池群へフィードバックする。処理フロー自体は図７と同様なので、詳細な説明を省略する。

【0066】

このように、第３実施形態の上位制御装置６によれば、クラウドによってデジタルモデル演算を行うことによって、例えば、演算量が多い場合等にも容易に対応できる。

【0067】

本実施形態の蓄電池管理装置として機能する上位制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＣＤ（Compact Disc）ドライブ装置などの外部記憶装置、ディスプレイ装置などの表示装置、キーボードやマウスなどの入力装置等を備えた通常のコンピュータを利用したハードウェア構成とすることが可能である。

【0068】

したがって、本実施形態の蓄電池管理装置として機能する上位制御装置６で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供可能である。

【0069】

また、当該プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、当該プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また当該プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

【0070】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0071】

例えば、蓄電池管理装置は、上位制御装置６とは別のコンピュータ装置によって実現してもよい。

【0072】

また、第１実施形態に対して、第２実施形態と第３実施形態の両方を組み合わせて、ＡＩ学習とクラウドを同時に実現してもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】