(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】2024-09-11
(45)【発行日】2024-09-20
(54)【発明の名称】電力システム
(51)【国際特許分類】
H02J 3/38 20060101AFI20240912BHJP
H02J 13/00 20060101ALI20240912BHJP
H02J 3/32 20060101ALI20240912BHJP
H02J 7/35 20060101ALI20240912BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20240912BHJP
H02J 7/34 20060101ALI20240912BHJP
B60L 53/63 20190101ALI20240912BHJP
B60L 53/53 20190101ALI20240912BHJP
B60L 55/00 20190101ALI20240912BHJP
【ＦＩ】
H02J3/38 110
H02J3/38 130
H02J13/00 301A
H02J3/32
H02J7/35 K
H02J7/00 P
H02J7/34 B
B60L53/63
B60L53/53
B60L55/00
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020159502
(22)【出願日】2020-09-24
(65)【公開番号】P2022052954
(43)【公開日】2022-04-05
【審査請求日】2023-07-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000000262
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
(74)【代理人】
【識別番号】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(74)【代理人】
【識別番号】100168044
【弁理士】
【氏名又は名称】小淵 景太
(72)【発明者】
【氏名】花尾 隆史
(72)【発明者】
【氏名】大堀 彰大
【審査官】新田 亮
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０４３６４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０１０４４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０５４００３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０３３５３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００２２１６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１６１０１８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ３／３８
Ｈ０２Ｊ １３／００
Ｈ０２Ｊ ３／３２
Ｈ０２Ｊ ７／３５
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０２Ｊ ７／３４
Ｂ６０Ｌ ５３／６３
Ｂ６０Ｌ ５３／５３
Ｂ６０Ｌ ５５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力系統に接続され、当該電力系統との接続点における電力である接続点電力の電力制御を行う電力システムであって、前記接続点電力の値を検出する検出装置と、
前記接続点電力の値を設定された調整目標値にするための誘導指令値を導出する処理装置と、
各々が、前記接続点に電気的に接続され、かつ、前記誘導指令値を用いた最適化問題に基づいて、出力電力を制御する複数の電力制御装置と、
を備えており、
前記複数の電力制御装置は、蓄電池が接続された第１充放電制御装置と、電気自動車を接続可能な第２充放電制御装置と、を含み、
前記第１充放電制御装置は、前記蓄電池の充放電を制御しており、
前記第２充放電制御装置は、前記電気自動車の充放電を制御しており、
前記検出装置と前記処理装置との間の通信、前記処理装置と前記第１充放電制御装置との間の通信、および、前記処理装置と前記第２充放電制御装置との間の通信のいずれかにおいて通信異常が生じたときに、前記第２充放電制御装置は、前記電気自動車の充放電を停止しつつ、前記通信異常が生じていることを報知しており、
前記第２充放電制御装置は、報知装置を備えるＥＶスタンドを備えており、前記通信異常が生じていることの報知を、前記ＥＶスタンドの前記報知装置から報知させる、
ことを特徴とする電力システム。
【請求項2】
前記処理装置は、前記電気自動車の充電可否および放電可否を指定するフラグ情報を前記第２充放電制御装置に送信しており、前記第２充放電制御装置は、前記フラグ情報を受信し、前記誘導指令値および受信した前記フラグ情報に基づいて、前記電気自動車の充放電を制御しており、
前記フラグ情報は、前記電力制御に対する制御モードに応じて決定される、
請求項１に記載の電力システム。
【請求項3】
電力系統に接続され、当該電力系統との接続点における電力である接続点電力の電力制御を行う電力システムであって、前記接続点電力の値を検出する検出装置と、
前記接続点電力の値を設定された調整目標値にするための誘導指令値を導出する処理装置と、
各々が、前記接続点に電気的に接続され、かつ、前記誘導指令値を用いた最適化問題に基づいて、出力電力を制御する複数の電力制御装置と、
第１巻線、第２巻線および第３巻線を含む三巻線変圧器と、
を備えており、
前記複数の電力制御装置は、蓄電池が接続された第１充放電制御装置と、電気自動車を接続可能な第２充放電制御装置と、を含み、
前記第１充放電制御装置は、前記蓄電池の充放電を制御しており、
前記第２充放電制御装置は、前記電気自動車の充放電を制御しており、
前記検出装置と前記処理装置との間の通信、前記処理装置と前記第１充放電制御装置との間の通信、および、前記処理装置と前記第２充放電制御装置との間の通信のいずれかにおいて通信異常が生じたときに、前記第２充放電制御装置は、前記電気自動車の充放電を停止しつつ、前記通信異常が生じていることを報知しており、
前記第１巻線は、前記接続点に接続され、
前記第２巻線は、前記第１充放電制御装置に接続され、
前記第３巻線は、前記第２充放電制御装置に接続されており、
前記処理装置は、前記複数の電力制御装置の各々から当該電力制御装置の出力電力をそれぞれ受信しており、受信した前記出力電力の合計値が前記第１巻線の巻線容量を超過する場合、前記誘導指令値として当該超過を解消させるための設定値を前記複数の電力制御装置の各々に送信する、
ことを特徴とする電力システム。
【請求項4】
前記設定値は、前記接続点側から前記三巻線変圧器側に電力が供給されている状態において前記合計値が前記巻線容量を超過する場合、前記蓄電池の充放電を停止させる値であり、前記三巻線変圧器側から前記接続点側に電力が供給されている状態において前記合計値が前記巻線容量を超過する場合、前記電気自動車の充放電を停止させる値である、請求項３に記載の電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電力システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電力系統に接続された複数の電力制御装置を管理して、電力系統との間での送受電の制御を行う電力システムが普及しつつある。例えば、特許文献１には、複数の電力制御装置と処理装置とを備えた電力システムの一例が開示されている。処理装置は、接続点電力を目標電力に制御するための指標（制御指令値）を算出する。接続点電力は、電力系統と電力システムとの接続点における電力である。複数の電力制御装置は、例えば太陽光発電装置および蓄電池制御装置である。各電力制御装置は、処理装置が算出した制御指令値を用いて、分散的に出力電力を制御している。このとき、各電力制御装置は、制御指令値を用いた最適化問題に基づいて、出力電力の目標値を算出する。そして、出力電力が当該目標値となるように、出力電力を制御する。このようにして、電力システムのエネルギー管理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－４３６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電力制御装置の多様化により、太陽光発電装置や蓄電池制御装置とは異なる種類の電力制御装置が電力系統に連系されつつある。このような電力制御装置としては、例えば電気自動車向けの充放電器（以下「ＥＶスタンド」という）がある。ＥＶは、Electric Vehicleの略称である。ＥＶスタンドは、電気自動車の充電を行うものが一般的だが、中には電気自動車の放電を行うものもある。例えば災害時等に電力事業者から電力の供給が受けられない場合において、電気自動車を電源として電気自動車に蓄積された電力を利用することがある。そこで、電気自動車の充放電制御を含めたエネルギー管理が求められるが、特許文献１に記載の電力システムでは、ＥＶスタンドを含めた電力制御が考慮されていない。
【0005】
本開示は、上記事情に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、電気自動車の充放電制御を含めたエネルギー管理を行う電力システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の電力システムは、電力系統に接続され、当該電力系統との接続点における電力である接続点電力の電力制御を行う電力システムであって、前記接続点電力の値を検出する検出装置と、前記接続点電力の値を設定された調整目標値にするための誘導指令値を導出する処理装置と、各々が、前記接続点に電気的に接続され、かつ、前記誘導指令値を用いた最適化問題に基づいて、出力電力を制御する複数の電力制御装置と、を備えており、前記複数の電力制御装置は、蓄電池が接続された第１充放電制御装置と、電気自動車を接続可能な第２充放電制御装置と、を含み、前記第１充放電制御装置は、前記蓄電池の充放電を制御しており、前記第２充放電制御装置は、前記電気自動車の充放電を制御しており、前記検出装置と前記処理装置との間の通信、前記処理装置と前記第１充放電制御装置との間の通信、および、前記処理装置と前記第２充放電制御装置との間の通信のいずれかにおいて通信異常が生じたときに、前記第２充放電制御装置は、前記電気自動車の充放電を停止しつつ、前記通信異常が生じていることを報知することを特徴とする。
【0007】
前記電力システムの好ましい実施の形態においては、前記処理装置は、前記電気自動車の充電可否および放電可否を指定するフラグ情報を前記第２充放電制御装置に送信しており、前記第２充放電制御装置は、前記フラグ情報を受信し、前記誘導指令値および受信した前記フラグ情報に基づいて、前記電気自動車の充放電を制御しており、前記フラグ情報は、前記電力制御に対する制御モードに応じて決定される。
【0008】
前記電力システムの好ましい実施の形態においては、第１巻線、第２巻線および第３巻線を含む三巻線変圧器をさらに備え、前記第１巻線は、前記接続点に接続され、前記第２巻線は、前記第１充放電制御装置に接続され、前記第３巻線は、前記第２充放電制御装置に接続されている。
【0009】
前記電力システムの好ましい実施の形態においては、前記処理装置は、前記複数の電力制御装置の各々から当該電力制御装置の出力電力をそれぞれ受信しており、受信した前記出力電力の合計値が前記第１巻線の巻線容量を超過する場合、前記誘導指令値として当該超過を解消させるための設定値を前記複数の電力制御装置の各々に送信する。
【0010】
前記電力システムの好ましい実施の形態においては、前記設定値は、前記接続点側から前記三巻線変圧器側に電力が供給されている状態において前記合計値が前記巻線容量を超過する場合、前記蓄電池の充放電を停止させる値であり、前記三巻線変圧器側から前記接続点側に電力が供給されている状態において前記合計値が前記巻線容量を超過する場合、前記電気自動車の充放電を停止させる値である。
【発明の効果】
【0011】
本開示の電力システムによれば、処理装置および複数の電力制御装置を備えている。前記処理装置は、接続点電力を目標電力にするための誘導指令値を算出する。前記複数の電力制御装置は、各々が誘導指令値を用いた最適化問題に基づいて、出力電力を制御する。前記複数の電力制御装置は、電気自動車を接続可能な第２充放電制御装置を含んでいる。第２充放電制御装置は、電気自動車の充放電を制御する。この構成によると、前記第２充放電制御装置は、誘導指令値を用いた最適化問題に基づいて、電気自動車の充放電を制御する。したがって、本開示の電力システムは、第２充放電制御装置によって、電気自動車の充放電制御を含めたエネルギー管理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１実施形態にかかる電力システムの全体構成を示している。
【図2】誘導指令値と各電力制御装置の出力電力との関係を示す特性グラフの一例である。
【図3】誘導指令値と各電力制御装置の出力電力との関係を示す特性グラフの他の例である。
【図4】第２実施形態にかかる電力システムの全体構成を示している。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本開示の電力システムの好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。以下の説明において、同一あるいは類似の構成要素には、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【0014】
図１は、本実施形態の電力システムＳ１の全体構成を示している。電力システムＳ１は、電力線９０、変圧器９１、遮断器９２、処理装置Ａ１、複数の電力制御装置Ｂ１、検出装置Ｃ１、および、ネットワークハブＨ１を備える。複数の電力制御装置Ｂ１は、蓄電池用充放電制御装置１０および複数のＥＶ用充放電制御装置２０を含む。蓄電池用充放電制御装置１０には蓄電池１９が接続されている。複数のＥＶ用充放電制御装置２０のそれぞれには複数の電気自動車２９がそれぞれ１台ずつ接続可能である。本開示において、電気自動車２９とは、電動機を動力源として走行可能な自動車をいい、燃料電池車や内燃機関が併設された自動車（たとえばプラグインハイブリッド車）などを含む。電動機は、電気自動車２９に備えられた蓄電池に蓄積された電力によって動作する。
【0015】
電力システムＳ１は、接続点Ｋに接続され、電力系統Ｄに連系されている。電力システムＳ１は、電力系統Ｄに送電可能（逆潮流可能）であり、かつ、電力系統Ｄから受電可能である。本開示において、電力システムＳ１から電力系統Ｄに電力が出力されているとき、すなわち、逆潮流しているとき、接続点電力が正の値となるものとする。一方、電力系統Ｄから電力システムＳ１に電力が出力されているとき、接続点電力が負の値となるものとする。接続点電力とは、電力システムＳ１と電力系統Ｄとの接続点Ｋにおける電力のことである。
【0016】
電力システムＳ１は、処理装置Ａ１と複数の電力制御装置Ｂ１とが協調して、接続点電力が目標電力となるように電力制御を行う。目標電力とは、接続点電力の目標値（調整目標値）のことである。電力システムＳ１の電力制御において、処理装置Ａ１は、接続点電力を目標電力（調整目標値）に制御するための指標を算出する。この指標は、特許文献１に記載の制御指令値に相当し、本開示では「誘導指令値」という。各電力制御装置Ｂ１は、処理装置Ａ１が算出した誘導指令値に基づいて、制御対象（蓄電池１９あるいは各電気自動車２９）の出力目標値を算出する。そして、各電力制御装置Ｂ１は、算出した出力目標値に基づいて、制御対象の出力電力を制御する。このように、電力システムＳ１は、複数の電力制御装置Ｂ１が分散的に出力電力の制御を行うことで、接続点電力を目標電力（調整目標値）に制御している。誘導指令値は、各電力制御装置Ｂ１が出力目標値を算出するためのものでもある。
【0017】
電力負荷Ｌは、供給される電力を消費するものである。電力負荷Ｌは、電力系統Ｄや各電力制御装置Ｂ１から電力が供給される。電力負荷Ｌは、一般負荷Ｌ１と重要負荷Ｌ２とを含む。一般負荷Ｌ１は、例えば、災害時に電力が遮断されても、比較的影響が少ない電気機器を含む。重要負荷Ｌ２は、災害時でも電力を継続して供給する必要性がある重要な負荷であり、例えば、非常用のエレベータ、連続運転が必要な電気機器、建屋の照明や空調機器などが含まれる。
【0018】
ネットワークハブＨ１は、処理装置Ａ１と各電力制御装置Ｂ１との通信、および、処理装置Ａ１と検出装置Ｃ１との通信を中継する。ネットワークハブＨ１と、処理装置Ａ１、各電力制御装置Ｂ１および検出装置Ｃ１との間の各通信は、無線通信であってもよいし、有線通信であってもよい。なお、ネットワークハブＨ１が各機器間の通信を中継することなく、各機器間が直接通信してもよい。
【0019】
電力線９０は、電力システムＳ１における電力ネットワークを構築するためのものである。電力線９０は、電力系統Ｄと電力負荷Ｌ（一般負荷Ｌ１および重要負荷Ｌ２）とを接続するもの、電力系統Ｄと変圧器９１とを接続するもの、および、変圧器９１と各電力制御装置Ｂ１とを接続するものがある。
【0020】
変圧器９１は、例えば三相の三巻線変圧器で構成される。変圧器９１は、第１巻線９１１、第２巻線９１２および第３巻線９１３を有する。第１巻線９１１は、遮断器９２を介して、接続点Ｋに接続されている。第２巻線９１２には、蓄電池用充放電制御装置１０が接続されている。第３巻線９１３には、複数のＥＶ用充放電制御装置２０がそれぞれ接続されている。第１巻線９１１の電圧および電力（皮相電力）は、例えば６６００Ｖ、５６ｋＶＡである。第２巻線９１２の電圧および電力（皮相電力）は、例えば３００Ｖ、５６ｋＶＡである。第３巻線９１３の電圧および電力（皮相電力）は、例えば２１０Ｖ、５０ｋＶＡである。第１巻線９１１、第２巻線９１２および第３巻線９１３の各巻線容量は、例えば５０ｋＷである。第１巻線９１１、第２巻線９１２および第３巻線９１３の各電圧、各電力および各巻線容量は、これらの値に限定されない。変圧器９１は、三巻線変圧器ではなく、接続点Ｋと蓄電池用充放電制御装置１０との間に接続される二巻線変圧器および接続点Ｋと複数のＥＶ用充放電制御装置２０のそれぞれとの間に接続される二巻線変圧器の２つの二巻線変圧器で構成されていてもよい。ただし、三巻線変圧器を用いることで、２つの二巻線変圧器を用いる場合よりも、省スペース化および軽量化を図ることができる。
【0021】
遮断器９２は、例えばＶＣＢ（真空遮断器）である。遮断器９２は、電力系統Ｄの異常が検出されると、電路が遮断される。例えば、遮断器９２は、ＵＶＲ（不足電圧継電器：図示略）によって電力系統Ｄ側の短絡事故や停電などの異常が検出されたとき、ＯＶＧＲ（地絡過電圧継電器：図示略）によって電力系統Ｄの地絡事故が検出されたとき、ＲＰＲ／ＵＰＲ（逆電力継電器／不足電力継電器：図示略）によって電力系統Ｄ側への逆潮流や短絡事故などの異常が検出されたときに、遮断される。遮断器９２の電路が遮断された状態では、重要負荷Ｌ２が電力系統Ｄから切り離される。このとき、電力システムＳ１は、自立運転を行い、蓄電池用充放電制御装置１０およびＥＶ用充放電制御装置２０から電力を重要負荷Ｌ２に供給する。
【0022】
検出装置Ｃ１は、接続点電力を検出する。検出装置Ｃ１は、検出部８１および通信処理部８２を含む。検出部８１は、電力システムＳ１と電力系統Ｄとの接続点Ｋに設置され、接続点電力を検出する。検出部８１は、例えば電力トランスデューサである。検出部８１は、通信処理部８２と通信可能であり、接続点電力の検出値を通信処理部８２に出力する。通信処理部８２は、検出部８１から入力される接続点電力の検出値（アナログ値）をデジタル値に変換するＡＤ変換器であり、変換後の接続点電力の検出値（デジタル値）を、ネットワークハブＨ１を介して、処理装置Ａ１に送信する。検出装置Ｃ１には、適宜、電力システムＳ１を電力系統Ｄに連系するための各種保護装置がさらに設置される。例えば、電力システムＳ１が電力系統Ｄへの逆潮流を禁止されたシステムである場合、検出装置Ｃ１は、保護装置として、ＲＰＲ（逆電力継電器）を含む。なお、検出装置Ｃ１は、ネットワークハブＨ１を介することなく直接処理装置Ａ１と通信してもよい。
【0023】
処理装置Ａ１は、ネットワークハブＨ１を介して、複数の電力制御装置Ｂ１および検出装置Ｃ１のそれぞれと通信可能である。処理装置Ａ１は、接続点電力を監視し、接続点電力を目標電力（調整目標値）に制御するための誘導指令値を算出する。接続点電力は、検出装置Ｃ１が検出した検出値を用いてもよいし、各電力制御装置Ｂ１から通信によって取得した各出力電力の値から算出される推算値であってもよい。なお、後述する制御モードに応じて接続点電力として、検出値あるいは推算値のいずれかが用いられる。また、目標電力（調整目標値）は、後述する制御モードに応じて適宜予め設定されている。例えば、目標電力は、制御モードに応じて、予め処理装置Ａ１に設定された値やユーザ操作により設定された値、上位装置（例えば電力会社など）から指示された値などが設定されうる。処理装置Ａ１は、算出した誘導指令値を、複数の電力制御装置Ｂ１（蓄電池用充放電制御装置１０および複数のＥＶ用充放電制御装置２０）のそれぞれに送信する。処理装置Ａ１は、たとえば、下記（１）式および下記（２）式に示す状態方程式（連立微分方程式）が設定されており、この状態方程式を解くことで、誘導指令値ｐｒ（ｔ）を算出する。処理装置Ａ１は、誘導指令値の算出を所定時間（例えば１［ｓｅｃ］）毎に行う。下記（１）式および下記（２）式において、Ｐ（ｔ）は接続点電力、ＰC（ｔ）は目標電力、λ（ｔ）は状態変数、ｐｒ（ｔ）は誘導指令値、εは勾配係数である。
【数1】
【0024】
処理装置Ａ１には、特許文献１に記載の電力システムと同様に、制御モードが設定されている。制御モードは、電力システムＳ１のシステム機能を決定する設定である。電力システムＳ１における制御モードには、たとえば、特許文献１に記載の制御モードと同様に、スケジュールモード、ピークカットモード、ピークカット補助モードおよびＲＰＲ回避モードを含む。また、その他、自立運転モードおよびＤＧ連携モードなどを含む。自立運転モードは、遮断器９２の電路が遮断された状態において、重要負荷Ｌ２への電力供給を制御することを目的としたモードである。ＤＧ連携モードは、ディーゼル発電機が追加された場合において、電力制御を行うことを目的としたモードである。
【0025】
処理装置Ａ１には、充放電許可フラグが設定されている。充放電許可フラグには、充電許可フラグおよび放電許可フラグがある。充電許可フラグは、電気自動車２９の充電を許可するか禁止するかを示すフラグ情報である。充電許可フラグは、電気自動車２９の充電を禁止する場合には、フラグ値「０」が設定され、一方、電気自動車２９の充電を許可する場合には、フラグ値「１」が設定される。放電許可フラグは、電気自動車２９の放電を許可するか禁止するかを示すフラグ情報である。放電許可フラグは、電気自動車２９の放電を禁止する場合には、フラグ値「０」が設定され、一方、電気自動車２９の放電を許可する場合には、フラグ値「１」が設定される。処理装置Ａ１には、特許文献１に記載の電力システムと同様に、制御モードが設定されており、充放電許可フラグおよび放電許可フラグはそれぞれ、処理装置Ａ１に設定される制御モードによって予め設定されている。たとえば、スケジュールモードでは、充電許可フラグにフラグ値「１」が設定され、かつ、放電許可フラグにフラグ値「０」が設定される。ピークカットモードでは、充電許可フラグにフラグ値「１」が設定され、かつ、放電許可フラグにフラグ値「１」が設定される。ピークカット補助モードでは、充電許可フラグにフラグ値「１」が設定され、かつ、放電許可フラグにフラグ値「１」が設定される。ＲＰＲ回避モードでは、充電許可フラグにフラグ値「１」が設定され、かつ、放電許可フラグにフラグ値「１」が設定される。自立運転モードでは、充電許可フラグにフラグ値「０」が設定され、かつ、放電許可フラグにフラグ値「１」が設定される。ただし、自立運転モードにおいて、充電許可フラグを所定の条件に応じて適宜変更される構成であってもよい。ＤＧ連携モードでは、充電許可フラグにフラグ値「１」が設定され、かつ、放電許可フラグにフラグ値「１」が設定される。なお、当該設定値は、利用者の操作により変更可能である。処理装置Ａ１は、たとえば制御モードの設定変更がされる度に、充放電許可フラグの設定情報（充電許可フラグおよび放電許可フラグの各設定情報）を各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信する。充放電許可フラグの設定情報は、制御モードの設定変更がされる度に送信されるのではなく、定期的に送信されてもよい。
【0026】
蓄電池用充放電制御装置１０は、蓄電池１９の充放電を制御する。蓄電池用充放電制御装置１０は、蓄電池パワーコンディショナ１１および通信処理部１２を含んでいる。本開示では、パワーコンディショナを「ＰＣＳ」と記載する。蓄電池ＰＣＳ１１と通信処理部１２とは、双方向通信を行う。蓄電池ＰＣＳ１１と通信処理部１２とは、別のモジュールで構成されたものに限定されず、１つのモジュールで構成されてもよい。
【0027】
通信処理部１２は、処理装置Ａ１と蓄電池ＰＣＳ１１との通信を中継する。通信処理部１２は、処理装置Ａ１から誘導指令値を受信し、受信した誘導指令値に基づいて、蓄電池ＰＣＳ１１の出力目標値を算出する。出力目標値の算出方法については、後述する。通信処理部１２は、算出した出力目標値を含む制御指令を生成し、これを蓄電池ＰＣＳ１１に送信する。
【0028】
蓄電池ＰＣＳ１１は、蓄電池１９が接続され、蓄電池１９の充放電を行う。図１では、蓄電池ＰＣＳ１１に、１つの蓄電池１９が接続されているが、複数の蓄電池１９が接続されていてもよい。蓄電池１９は、例えば二次電池あるいはコンデンサである。蓄電池ＰＣＳ１１は、電力線９０によって、変圧器９１の第２巻線９１２に接続される。蓄電池ＰＣＳ１１は、変圧器９１から入力される電力を蓄電池１９に供給することで、蓄電池１９の充電を行う。また、蓄電池ＰＣＳ１１は、蓄電池１９に蓄積された電力を変圧器９１に出力することで、蓄電池１９の放電を行う。蓄電池ＰＣＳ１１は、通信処理部１２から受信する制御指令に基づいて、蓄電池１９の充電量および蓄電池１９の放電量を制御することで、制御対象（蓄電池１９）の出力電力を制御する。具体的には、蓄電池ＰＣＳ１１は、蓄電池１９の出力電力が、制御指令に含まれる出力目標値となるように、電力制御を行う。蓄電池ＰＣＳ１１は、受信した制御指令における出力目標値が正の値のとき、蓄電池１９の放電を行う。一方、受信した制御指令における出力目標値が負の値のとき、蓄電池１９の充電を行う。
【0029】
蓄電池ＰＣＳ１１の定格出力はたとえば５０ｋＷである。図１に示す例では、電力システムＳ１は、１つの蓄電池用充放電制御装置１０を備えているが、蓄電池用充放電制御装置１０の数は限定されない。ただし、蓄電池用充放電制御装置１０（蓄電池ＰＣＳ１１）の定格出力および数はそれぞれ、接続される蓄電池用充放電制御装置１０の定格出力の合計値が第２巻線９１２の巻線容量を超えないように設定される。
【0030】
蓄電池ＰＣＳ１１は、蓄電池１９への出力電力の値を検出し、これを通信処理部１２に送信する。通信処理部１２は、蓄電池ＰＣＳ１１から出力電力の検出値を受信し、これを処理装置Ａ１に送信する。また、蓄電池ＰＣＳ１１は、接続される蓄電池１９から、当該蓄電池１９の充電率（ＳｏＣ：State of Charge）を取得する。蓄電池ＰＣＳ１１は、蓄電池１９の充電率を通信処理部１２に送信する。蓄電池１９の充電率の情報は、通信処理部１２において、出力目標値の算出に用いられる。
【0031】
複数のＥＶ用充放電制御装置２０はそれぞれ、電気自動車２９の充放電を制御する。複数のＥＶ用充放電制御装置２０はそれぞれ、ＥＶスタンド２１および通信処理部２２を含んでいる。ＥＶスタンド２１と通信処理部２２とは、双方向通信を行う。ＥＶスタンド２１と通信処理部２２とは、別のモジュールで構成されたものに限定されず、１つのモジュールで構成されてもよい。
【0032】
複数の通信処理部２２はそれぞれ、処理装置Ａ１と各ＥＶスタンド２１との通信を中継する。各通信処理部２２は、処理装置Ａ１から誘導指令値を受信し、受信した誘導指令値に基づいて、各ＥＶスタンド２１の出力目標値を算出する。出力目標値の算出方法については、後述する。各通信処理部２２は、算出した出力目標値を含む制御指令を生成し、これを各ＥＶスタンド２１にそれぞれ送信する。
【0033】
複数のＥＶスタンド２１はそれぞれ、電気自動車２９が接続され、電気自動車２９の充放電（詳細には電気自動車２９に備えられた蓄電池の充放電）を行う。図１では、ＥＶスタンド２１に、１台の電気自動車２９が接続されているが、複数台の電気自動車２９が接続されてもよい。各ＥＶスタンド２１は、電力線９０によって、変圧器９１の第３巻線９１３に接続されている。各ＥＶスタンド２１は、変圧器９１から入力される電力を各電気自動車２９にそれぞれ供給することで、各電気自動車２９の充電を行う。また、各ＥＶスタンド２１は、各電気自動車２９にそれぞれ蓄積された電力を変圧器９１に出力することで、各電気自動車２９の放電を行う。各ＥＶスタンド２１は、各通信処理部２２から受信する制御指令に基づいて各電気自動車２９の充電量および各電気自動車２９の放電量を制御することで、制御対象（各電気自動車２９）の出力電力を制御する。具体的には、各ＥＶスタンド２１は、各電気自動車２９の出力電力が、制御指令に含まれる出力目標値となるように、電力制御を行う。各ＥＶスタンド２１は、受信した制御指令における出力目標値が正の値のとき、各電気自動車２９の放電を行う。一方、受信した制御指令における出力目標値が負の値のとき、電気自動車２９の充電を行う。
【0034】
複数のＥＶスタンド２１の各定格出力はたとえば１０ｋＷである。図１に示す例では、電力システムＳ１は、５つのＥＶ用充放電制御装置２０を備えているが、ＥＶ用充放電制御装置２０の数は限定されない。ただし、ＥＶ用充放電制御装置２０（ＥＶスタンド２１）の定格出力および数はそれぞれ、ＥＶ用充放電制御装置２０の定格出力の合計値が第３巻線９１３の巻線容量を超えないように設定される。本実施形態では、第３巻線９１３の巻線容量が５０ｋＷであり、かつ、定格出力が１０ｋＷであるＥＶスタンド２１を複数台用いる場合には、最大５台のＥＶスタンド２１を第３巻線９１３に接続可能である。
【0035】
各ＥＶスタンド２１は、電気自動車２９への出力電力の値を検出し、これを各通信処理部２２に送信する。各通信処理部２２は、各ＥＶスタンド２１から出力電力の検出値を受信し、これを処理装置Ａ１に送信する。また、各ＥＶスタンド２１は、接続される電気自動車２９から、当該電気自動車２９の充電率（ＳｏＣ）を取得する。各ＥＶスタンド２１は、各電気自動車２９の充電率を各通信処理部２２に送信する。電気自動車２９の充電率の情報は、各通信処理部２２において、出力目標値の算出に用いられる。
【0036】
各ＥＶスタンド２１は、たとえばディスプレイ（図示略）やスピーカ（図示略）などの報知装置を備えている。各ＥＶスタンド２１は、報知装置での報知（たとえばディスプレイへの表示やスピーカからの音声出力）によって、充放電に関する情報あるいは電力システムＳ１の異常などを報知する。充放電に関する情報は、例えば、ＥＶスタンド２１の動作状態（充放電の準備中、準備完了、充放電中、充放電完了など）、電気自動車２９の蓄電池の充電状態（ＳｏＣ）、満充電にするための所要時間、満充電になるまでの残余時間、放電可能量、充放電に関する料金などがある。これにより、電力システムＳ１は、各ＥＶスタンド２１を介して、各電気自動車２９の充電状況や電力システムＳ１の異常などを、ユーザに知らせることが可能である。ユーザあるいは管理者などへの報知は、ディスプレイやスピーカを用いたものに限定されず、無線通信を介して、ユーザまたは管理者などが使用する端末装置へ通知してもよい。
【0037】
次に、各電力制御装置Ｂ１（具体的には、通信処理部１２および複数の通信処理部２２のそれぞれ）が行う出力目標値の算出方法について説明する。通信処理部１２および複数の通信処理部２２はそれぞれ、処理装置Ａ１から受信した誘導指令値を用いて、予め設定された最適化問題に基づいて、出力目標値を算出する。この最適化問題は、評価関数と制約条件とを含んでいる。
【0038】
通信処理部１２および複数の通信処理部２２はそれぞれ、設定されている評価関数から導出される下記（３）式および下記（４）式で示す演算式が設定されており、この演算式によって、出力目標値Ｐrefを算出する。下記（３）式および下記（４）式において、Ｐrefは通信処理部１２および複数の通信処理部２２の各出力目標値、ｐｒは誘導指令値、ｐｒlmtは誘導指令値限界、ａ1～ａ4はそれぞれ、設計パラメータである。誘導指令値限界ｐｒlmtは、電力システムＳ１で用いる誘導指令値ｐｒの最大値および最小値を定義する値である。下記（４）式で算出される値Λは、誘導指令値ｐｒの最小値（－ｐｒlmt）と誘導指令値ｐｒの最大値（ｐｒlmt）との間の値に制限される。設計パラメータａ1は、主に誘導指令値ｐｒの変化に応じた出力電力の変化量を調整するパラメータである。設計パラメータａ2は、主に誘導指令値ｐｒが０付近での出力電力を調整するパラメータである。設計パラメータａ3は、主に出力電力が変化し始める誘導指令値ｐｒを調整するパラメータである。設計パラメータａ4は、接続される蓄電池１９の充電率（ＳｏＣ）あるいは接続される電気自動車２９の充電率（ＳｏＣ）に応じたパラメータである。これらの各設計パラメータａ1～ａ4は、通信処理部１２および複数の通信処理部２２にそれぞれ設定されている。通信処理部１２および複数の通信処理部２２はそれぞれ、下記（３）式および下記（４）式で示す演算式ではなく、設定されている評価関数を解くことで、出力目標値Ｐrefを算出してもよい。当該評価関数は、たとえば特許文献１に記載されたものと同じである。
【数2】
【0039】
通信処理部１２および複数の通信処理部２２はそれぞれ、上記（３）式および上記（４）式で示す演算式によって算出された出力目標値Ｐrefが、通信処理部１２および複数の通信処理部２２のそれぞれに設定される制約条件を満たしていない場合には、制約条件を満たすように、出力目標値を補正する。通信処理部１２に設定される制約条件には、定格出力制約、残量制約、Ｃレート制約、および、出力電流制約（あるいは定格容量制約）などがある。各通信処理部２２に設定される制約条件は、定格出力制約、充放電許可フラグ制約、および、出力電流制約（あるいは定格容量制約）などがある。たとえば定格出力制約では、算出された出力目標値Ｐrefが、通信処理部１２の定格出力あるいは複数の通信処理部２２の各定格出力を超えていた場合、出力目標値Ｐrefは、定格出力の値に補正される。また、充放電許可フラグ制約では、処理装置Ａ１から受信する充放電許可フラグの設定情報（充電許可フラグおよび放電許可フラグの各設定情報）に応じて、電気自動車２９を充電させないように制限されたり、電気自動車２９を放電させないように制限されたりする。
【0040】
電力システムＳ１では、上記各設計パラメータａ1～ａ4および制約条件の各設定を適宜調整することにより、誘導指令値と各電力制御装置Ｂ１の出力電力との関係が、例えば図２に示す特性となるように構成されている。図２において、縦軸は出力電力であり、横軸は誘導指令値である。また、図２において、蓄電池用充放電制御装置１０の出力電力の変化特性を一点鎖線、複数のＥＶ用充放電制御装置２０の出力電力の合計の変化特性を二点鎖線、蓄電池用充放電制御装置１０の出力電力と複数のＥＶ用充放電制御装置２０の出力電力の合計値の変化特性を実線で示している。
【0041】
図２に示す例では、蓄電池用充放電制御装置１０は、誘導指令値が０（ゼロ）より小さいとき、蓄電池１９の放電を行い、誘導指令値が０（ゼロ）より大きいとき、蓄電池１９の充電を行う。このとき、誘導指令値が０（ゼロ）より小さいほど、放電量が線形的に大きくなり、誘導指令値が０（ゼロ）より大きいほど、充電量が線形的に大きくなる。また、蓄電池用充放電制御装置１０は、誘導指令値が０（ゼロ）のときは、蓄電池１９の充電も放電も行わない。各ＥＶ用充放電制御装置２０は、誘導指令値が－５０より小さいとき、各電気自動車２９の放電を行い、誘導指令値が－５０より大きいとき、各電気自動車２９の充電を行う。このとき、誘導指令値が－５０より小さいほど、放電量が線形的に大きくなり、誘導指令値が－５０より大きいほど、充電量が線形的に大きくなる。ただし、第３巻線９１３の巻線容量が５０ｋＷであることから、複数のＥＶ用充放電制御装置２０の出力電力の合計値が－５０ｋＷよりも小さくならないように制限されている。図２に示す例では、誘導指令値が０（ゼロ）のときに、複数のＥＶ用充放電制御装置２０の出力電力の合計値が－５０ｋＷとなるため、誘導指令値が０（ゼロ）以上では、－５０ｋＷで一定である。また、各ＥＶ用充放電制御装置２０は、誘導指令値が－５０のときは、各電気自動車２９の充電も放電も行わない。
【0042】
電力システムＳ１において、処理装置Ａ１は、複数の電力制御装置Ｂ１（蓄電池用充放電制御装置１０および複数のＥＶ用充放電制御装置２０）の各々から受信する各出力電力の合計値が第１巻線９１１の巻線容量を超過する場合には、誘導指令値として当該超過を解消させるための設定値（超過解消設定値）を複数の電力制御装置Ｂ１（蓄電池用充放電制御装置１０および複数のＥＶ用充放電制御装置２０）の各々に送信する。なお、超過解消設定値の送信は、複数の電力制御装置Ｂ１の各出力電力の合計値が第１巻線９１１の巻線容量を超過する場合ではなく、当該合計値が第１巻線９１１の巻線容量よりも少し小さい値を超過する場合であってもよい。ただし、複数の電力制御装置Ｂ１の各出力電力の合計値が第１巻線９１１の巻線容量を超過する場合に誘導指令値として超過解消設定値を送信する構成においては、第１巻線９１１における電力が第１巻線９１１の巻線容量を超過しても少なくとも数分間は動作可能な変圧器９１を利用することが望ましい。第１巻線９１１の巻線容量の超過には、第１巻線９１１から接続点Ｋへ電力が供給された状態において超過する場合（放電時超過状態）と、接続点Ｋから第１巻線９１１へ電力が供給された状態において超過する場合（充電時超過状態）とがある。放電時超過状態においては、超過解消設定値は、各電気自動車２９の充放電を停止させる値である。第１巻線９１１の巻線容量が５０ｋＷであり、かつ、図２に示す例では、誘導指令値が約－６５よりも小さいときに放電時超過状態となり、処理装置Ａ１は、誘導指令値として例えば－５０を各電力制御装置Ｂ１に送信する。なお、放電時超過状態での超過解消設定値（誘導指令値）は、－５０に限定されず、放電時超過状態を解消させる値であればよい。例えば、図２に示す例では、放電時超過状態での超過解消設定値（誘導指令値）は、－６５よりも大きい値であれば放電時超過状態を解消させることができる。充電時超過状態においては、超過解消設定値は、蓄電池１９の充放電を停止させる値である。第１巻線９１１の巻線容量が５０ｋＷであり、かつ、図２に示す例では、誘導指令値が０（ゼロ）よりも大きい場合に充電時超過状態となり、処理装置Ａ１は、例えば誘導指令値として０（ゼロ）を各電力制御装置Ｂ１に送信する。なお、充電時超過状態での超過解消設定値（誘導指令値）は、０（ゼロ）に限定されず、充電時超過状態を解消させる値であればよい。例えば、図２に示す例では、充電時超過状態での超過解消設定値（誘導指令値）は、０（ゼロ）より小さい値であれば充電時超過状態を解消させることができる。処理装置Ａ１は、超過解消設定値を送信後、一定時間経過後に、上記（１）式および上記（２）式の演算により算出された誘導指令値の送信を再開する。
【0043】
上記放電時超過状態および上記充電時超過状態について、例えば図２に示す特性と異なり、図３に示す特性である場合を、説明する。例えば電力システムＳ１において、ＥＶ用充放電制御装置２０が５つではなく３つであった場合に、図３に示す特性となる。図３において、蓄電池用充放電制御装置１０の出力電力の変化特性を一点鎖線、複数のＥＶ用充放電制御装置２０の出力電力の合計の変化特性を二点鎖線、蓄電池用充放電制御装置１０の出力電力と複数のＥＶ用充放電制御装置２０の出力電力の合計値の変化特性を実線で示している。図３に示す例では、誘導指令値が約－７５よりも小さい場合に放電時超過状態となり、処理装置Ａ１は、誘導指令値として－５０を各電力制御装置Ｂ１に送信する。なお、図３に示す例においても、放電時超過状態での超過解消設定値（誘導指令値）は、－５０に限定されず、放電時超過状態を解消させる値であればよい。また、誘導指令値が４０よりも大きい場合に充電時超過状態となり、処理装置Ａ１は、誘導指令値として０（ゼロ）を各電力制御装置Ｂ１に送信する。なお、図３に示す例においても、充電時超過状態での超過解消設定値（誘導指令値）は、０（ゼロ）に限定されず、充電時超過状態を解消させる値であればよい。このように、超過解消設定値は、誘導指令値と各電力制御装置Ｂ１の出力電力との関係に応じて、適宜設定される。
【0044】
次に、電力システムＳ１において、各機器間の通信が正常に行われなかった場合について、説明する。例えば、通信が正常に行われない状況としては、各機器の間や各機器内部における各要素の間において通信断が発生した場合、あるいは、各機器の間や各機器内部における各要素の間の信号異常が発生した場合などがある。
【0045】
＜ケース１：処理装置Ａ１と検出装置Ｃ１との間の通信異常＞
処理装置Ａ１と検出装置Ｃ１（通信処理部８２）との間に通信異常が発生すると、処理装置Ａ１は、検出装置Ｃ１から接続点電力の検出値を正しく受信できない。その結果、処理装置Ａ１は、誘導指令値を適切に算出できないことがあり、電力システムＳ１は、電力制御を適切に行えない可能性がある。
処理装置Ａ１と検出装置Ｃ１（通信処理部８２）との間に通信異常が発生すると、処理装置Ａ１は、検出装置Ｃ１から接続点電力の検出値を正しく受信できない。その結果、処理装置Ａ１は、誘導指令値を適切に算出できないことがあり、電力システムＳ１は、電力制御を適切に行えない可能性がある。
【0046】
そこで、処理装置Ａ１は、検出装置Ｃ１から接続点電力の検出値を正しく受信できなかった場合、誘導指令値として制御モードに応じた設定値（異常時設定値）を各電力制御装置Ｂ１に送信する。上記異常時設定値としては、例えば、ピークカットモードが設定されている場合、蓄電池１９の充放電を停止させる値である。図２に示す例では、ピークカットモードに対する異常時設定値は、０（ゼロ）である。また、ＲＰＲ回避モードが設定されている場合、蓄電池１９を充電させる値である。図２に示す例では、ＲＰＲ回避モードに対する異常時設定値は、０（ゼロ）より大きく１００以下である。なお、設定されている制御モードに応じては、接続点電力として検出装置Ｃ１の検出値を用いない場合がある。例えば、スケジュールモード、自立運転モード、および、ＤＧ連携モードでは、接続点電力として推算値を用いて電力制御が行われる。また、ピークカット補助モードでは、図示しないデマンド監視装置からの信号に応じて電力制御が行われる。この場合、上記異常時設定値を誘導指令値として各電力制御装置Ｂ１に送信することなく、各制御モードに応じた通常の処理が行われる。さらに、処理装置Ａ１は、検出装置Ｃ１から接続点電力の値を正しく受信できなかった場合、検出装置Ｃ１（あるいは通信処理部８２）との間で通信異常が発生していることを示すシステム異常フラグをオンにする。そして、当該システム異常フラグがオンであることを示す通知（システム異常フラグオン通知）を各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信する。各ＥＶ用充放電制御装置２０は、システム異常フラグオン通知を受信すると、当該ＥＶ用充放電制御装置２０のＥＶスタンド２１は、電気自動車２９の充放電を停止するとともに、処理装置Ａ１と検出装置Ｃ１（あるいは通信処理部８２）との間で通信異常が発生している旨を報知する。
【0047】
＜ケース２：処理装置Ａ１と各電力制御装置Ｂ１との間の通信異常＞
電力システムＳ１では、処理装置Ａ１と各電力制御装置Ｂ１との間の通信に、片方向通信を用いる場合と双方向通信とを用いる場合がある。片方向通信は、例えばＵＤＰ通信により行われる。片方向通信は、処理装置Ａ１から各電力制御装置Ｂ１に誘導指令値を送信する際に利用される。双方向通信は、例えばＭｏｄｂｕｓ通信により行われる。双方向通信は、各電力制御装置Ｂ１からは処理装置Ａ１に出力電力の検出値を送信する際に利用される。したがって、電力システムＳ１では、片方向通信において通信異常が発生する場合と、双方向通信において通信異常が発生する場合とがあり、以下に、それぞれの場合について説明する。
電力システムＳ１では、処理装置Ａ１と各電力制御装置Ｂ１との間の通信に、片方向通信を用いる場合と双方向通信とを用いる場合がある。片方向通信は、例えばＵＤＰ通信により行われる。片方向通信は、処理装置Ａ１から各電力制御装置Ｂ１に誘導指令値を送信する際に利用される。双方向通信は、例えばＭｏｄｂｕｓ通信により行われる。双方向通信は、各電力制御装置Ｂ１からは処理装置Ａ１に出力電力の検出値を送信する際に利用される。したがって、電力システムＳ１では、片方向通信において通信異常が発生する場合と、双方向通信において通信異常が発生する場合とがあり、以下に、それぞれの場合について説明する。
【0048】
＜ケース２－１：片方向通信について通信異常が発生した場合＞
上記片方向通信において通信異常が発生した場合、各電力制御装置Ｂ１は、処理装置Ａ１から誘導指令値を正しく受信できない。その結果、各電力制御装置Ｂ１は、出力目標値を正しく算出できず、出力電力の制御を適切に行えない。
上記片方向通信において通信異常が発生した場合、各電力制御装置Ｂ１は、処理装置Ａ１から誘導指令値を正しく受信できない。その結果、各電力制御装置Ｂ１は、出力目標値を正しく算出できず、出力電力の制御を適切に行えない。
【0049】
そこで、蓄電池用充放電制御装置１０は、処理装置Ａ１から誘導指令値を正しく受信できなかった場合、蓄電池１９の充放電を停止する。また、各ＥＶ用充放電制御装置２０は、処理装置Ａ１から誘導指令値を正しく受信できなかった場合、各電気自動車２９の充放電を停止する。これらにより、上記片方向通信において通信異常が発生すると、蓄電池１９の充放電が停止され、かつ、各電気自動車２９の充放電が停止される。さらに、蓄電池用充放電制御装置１０は、処理装置Ａ１から誘導指令値を正しく受信できなかった場合、双方向通信により、第１片方向通信異常通知を処理装置Ａ１に送信する。処理装置Ａ１は、第１片方向通信異常通知を受信すると、第１片方向通信異常フラグをオンにする。そして、第１片方向通信異常フラグがオンであることを示す通知（第１片方向通信異常フラグオン通知）を、双方向通信により、各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信する。第１片方向通信異常フラグオン通知を受信した各ＥＶ用充放電制御装置２０は、処理装置Ａ１と蓄電池用充放電制御装置１０との間の片方向通信に異常が発生していることをＥＶスタンド２１から報知する。これにより、ユーザあるいは管理者は、各ＥＶスタンド２１を介して、処理装置Ａ１と蓄電池用充放電制御装置１０との間の片方向通信に異常が発生していることを知ることができる。また、各ＥＶ用充放電制御装置２０は、処理装置Ａ１から誘導指令値を正しく受信できなかった場合、双方向通信により、第２片方向通信異常通知を処理装置Ａ１に送信する。処理装置Ａ１は、第２片方向通信異常通知を受信すると、第２片方向通信異常フラグをオンにする。そして、第２片方向通信異常フラグがオンであることを示す通知（第２片方向通信異常フラグオン通知）を、双方向通信により、各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信する。第２片方向通信異常フラグオン通知を受信した各ＥＶ用充放電制御装置２０は、処理装置Ａ１と他のＥＶ用充放電制御装置２０との間の片方向通信に異常が発生していることを、ＥＶスタンド２１から報知する。これにより、ユーザあるいは管理者は、各ＥＶスタンド２１を介して、処理装置Ａ１と蓄電池用充放電制御装置１０との間の片方向通信に異常が発生していることを知ることができる。
【0050】
＜ケース２－２：双方向通信において通信異常が発生した場合＞
上記双方向通信において通信異常が発生した場合、処理装置Ａ１は、各電力制御装置Ｂ１から出力電力の検出値を正しく受信できない。その結果、処理装置Ａ１は、正しく受信できた出力電力の検出値しか用いることができない。つまり、処理装置Ａ１が適切な誘導指令値を算出できない可能性があるため、電力システムＳ１の電力制御が適切に行われない可能性がある。
上記双方向通信において通信異常が発生した場合、処理装置Ａ１は、各電力制御装置Ｂ１から出力電力の検出値を正しく受信できない。その結果、処理装置Ａ１は、正しく受信できた出力電力の検出値しか用いることができない。つまり、処理装置Ａ１が適切な誘導指令値を算出できない可能性があるため、電力システムＳ１の電力制御が適切に行われない可能性がある。
【0051】
そこで、処理装置Ａ１との間で通信異常が発生した各電力制御装置Ｂ１は、制御対象（蓄電池１９あるいは電気自動車２９）の充放電を停止する。例えば、処理装置Ａ１と蓄電池用充放電制御装置１０との間の双方向通信が通信異常となった場合、蓄電池用充放電制御装置１０は、蓄電池１９の充放電を停止する。一方、処理装置Ａ１と各ＥＶ用充放電制御装置２０との間の双方向通信が通信異常となった場合、各ＥＶ用充放電制御装置２０は、各電気自動車２９の充放電を停止する。これにより、上記双方向通信において通信異常が発生すると、処理装置Ａ１との間で通信異常が発生した各電力制御装置Ｂ１において、制御対象（蓄電池１９あるいは各電気自動車２９）の充放電が停止される。
【0052】
さらに、処理装置Ａ１と各電力制御装置Ｂ１との間で通信異常が発生したことを、各ＥＶスタンド２１を介して、ユーザあるいは管理者に報知する。例えば、処理装置Ａ１と蓄電池用充放電制御装置１０との間の双方向通信で通信異常が発生した場合、処理装置Ａ１は、第１双方向通信異常フラグをオンにして、当該第１双方向通信異常フラグがオンであることを示す通知（第１双方向通信異常フラグオン通知）を各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信する。第１双方向通信異常フラグオン通知を受信した各ＥＶ用充放電制御装置２０は、処理装置Ａ１と蓄電池用充放電制御装置１０との間の双方向通信で通信異常が発生していることを、各ＥＶスタンド２１から報知させる。これにより、ユーザあるいは管理者は、各ＥＶスタンド２１を介して、処理装置Ａ１と蓄電池用充放電制御装置１０との間の双方向通信に異常が発生していることを知ることができる。一方、処理装置Ａ１と複数のＥＶ用充放電制御装置２０のいずれかとの間の双方向通信で通信異常が発生した場合、通信異常が発生したＥＶ用充放電制御装置２０は、処理装置Ａ１との通信異常が発生していることを、ＥＶスタンド２１から報知させる。また、処理装置Ａ１は、第２双方向通信異常フラグをオンにして、当該第２双方向通信異常フラグがオンであることを示す通知（第２双方向通信異常フラグオン通知）を、通信異常が発生していないＥＶ用充放電制御装置２０に送信する。そして、第２双方向通信異常フラグオン通知を受信したＥＶ用充放電制御装置２０は、他のＥＶ用充放電制御装置２０と処理装置Ａ１との通信異常が発生していることを、ＥＶスタンド２１から報知させる。これにより、ユーザあるいは管理者は、各ＥＶスタンド２１を介して、処理装置Ａ１とＥＶ用充放電制御装置２０との間の双方向通信に異常が発生していることを知ることができる。
【0053】
＜ケース３：蓄電池ＰＣＳ１１と通信処理部１２との間の通信異常＞
蓄電池ＰＣＳ１１と通信処理部１２との間で通信異常が発生すると、蓄電池ＰＣＳ１１は、通信処理部１２から出力目標値を正しく受信できない。その結果、蓄電池ＰＣＳ１１は、目標とする電力値（出力目標値）が分からず、出力電力の制御を適切に行えない。また、通信処理部１２は、蓄電池ＰＣＳ１１から出力電力の検出値および蓄電池１９のＳｏＣを正しく受信できない。その結果、通信処理部１２は、出力電力の検出値を正しく受信できないことにより、処理装置Ａ１に出力電力の検出値を送信できず、処理装置Ａ１は、誘導指令値を適切に算出できない可能性がある。また、通信処理部１２は、蓄電池１９のＳｏＣを受信できないことにより、出力目標値を適切に算出できない可能性がある。
蓄電池ＰＣＳ１１と通信処理部１２との間で通信異常が発生すると、蓄電池ＰＣＳ１１は、通信処理部１２から出力目標値を正しく受信できない。その結果、蓄電池ＰＣＳ１１は、目標とする電力値（出力目標値）が分からず、出力電力の制御を適切に行えない。また、通信処理部１２は、蓄電池ＰＣＳ１１から出力電力の検出値および蓄電池１９のＳｏＣを正しく受信できない。その結果、通信処理部１２は、出力電力の検出値を正しく受信できないことにより、処理装置Ａ１に出力電力の検出値を送信できず、処理装置Ａ１は、誘導指令値を適切に算出できない可能性がある。また、通信処理部１２は、蓄電池１９のＳｏＣを受信できないことにより、出力目標値を適切に算出できない可能性がある。
【0054】
そこで、蓄電池ＰＣＳ１１は、通信処理部１２から出力目標値を正しく受信できなかった場合、蓄電池１９の充放電を停止する。これにより、蓄電池ＰＣＳ１１と通信処理部１２との間で通信異常が発生すると、蓄電池１９の充放電が停止される。また、通信処理部１２は、蓄電池ＰＣＳ１１から出力電力の値や蓄電池１９のＳｏＣの情報を正しく受信できなかった場合、第１内部異常通知を処理装置Ａ１に送信する。処理装置Ａ１は、第１内部異常通知を受信すると、第１内部異常フラグをオンにする。そして、第１内部異常フラグがオンであることを示す通知（第１内部異常フラグオン通知）を各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信する。このときの処理装置Ａ１とＥＶ用充放電制御装置２０との通信は、片方向通信でも双方方向通信でもよい。第１内部異常フラグオン通知を受信した各ＥＶ用充放電制御装置２０は、蓄電池用充放電制御装置１０の内部で通信異常が発生していることをＥＶスタンド２１から報知する。これにより、ユーザあるいは管理者は、蓄電池用充放電制御装置１０の内部で通信異常が発生していることを知ることができる。なお、通信処理部１２は、第１内部異常通知を処理装置Ａ１ではなく各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信してもよい。この場合、第１内部異常通知を受信した各ＥＶ用充放電制御装置２０は、蓄電池用充放電制御装置１０の内部で通信異常が発生していることをＥＶスタンド２１から報知する。
【0055】
＜ケース４：ＥＶスタンド２１と通信処理部２２との間の通信異常＞
各ＥＶ用充放電制御装置２０において、ＥＶスタンド２１と通信処理部２２との間で通信異常が発生すると、ＥＶスタンド２１は、通信処理部２２から出力目標値を正しく受信できない。この場合、ＥＶスタンド２１は、目標とする電力値（出力目標値）が分からず、出力電力の制御を適切に行えない。また、通信処理部２２は、ＥＶスタンド２１から出力電力の検出値および電気自動車２９のＳｏＣを正しく受信できない。その結果、通信処理部２２は、出力電力の検出値を正しく受信できないことにより、処理装置Ａ１にＥＶスタンド２１の出力電力の検出値を送信できず、処理装置Ａ１は、誘導指令値を適切に算出できない可能性がある。また、通信処理部２２は、ＥＶスタンド２１から電気自動車２９のＳｏＣを受信できないため、出力目標値を適切に算出できない可能性がある。
各ＥＶ用充放電制御装置２０において、ＥＶスタンド２１と通信処理部２２との間で通信異常が発生すると、ＥＶスタンド２１は、通信処理部２２から出力目標値を正しく受信できない。この場合、ＥＶスタンド２１は、目標とする電力値（出力目標値）が分からず、出力電力の制御を適切に行えない。また、通信処理部２２は、ＥＶスタンド２１から出力電力の検出値および電気自動車２９のＳｏＣを正しく受信できない。その結果、通信処理部２２は、出力電力の検出値を正しく受信できないことにより、処理装置Ａ１にＥＶスタンド２１の出力電力の検出値を送信できず、処理装置Ａ１は、誘導指令値を適切に算出できない可能性がある。また、通信処理部２２は、ＥＶスタンド２１から電気自動車２９のＳｏＣを受信できないため、出力目標値を適切に算出できない可能性がある。
【0056】
そこで、ＥＶスタンド２１と通信処理部２２との間で通信異常が発生したＥＶ用充放電制御装置２０において、ＥＶスタンド２１は、通信処理部２２から出力目標値を正しく受信できなかった場合、電気自動車２９の充放電を停止する。これにより、ＥＶスタンド２１と通信処理部２２との間で通信異常が発生したＥＶ用充放電制御装置２０において、電気自動車２９の充放電が停止される。さらに、ＥＶスタンド２１は、報知装置を介して、ＥＶ用充放電制御装置２０の内部で通信異常が発生していることを報知する。通信処理部２２は、ＥＶスタンド２１から出力電力の値や電気自動車２９のＳｏＣの情報を正しく受信できなかった場合、第２内部異常通知を処理装置Ａ１に送信する。処理装置Ａ１は、第２内部異常通知を受信すると、第２内部異常フラグをオンする。そして、当該第２内部異常フラグがオンであることを示す通知（第２内部異常フラグオン通知）を、各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信する。第２内部異常フラグオン通知を受信した各ＥＶ用充放電制御装置２０は、他のＥＶ用充放電制御装置２０の内部で通信異常が発生していることをＥＶスタンド２１から報知する。ただし、内部で通信異常が発生しているＥＶ用充放電制御装置２０においては、上記のとおり、ＥＶスタンド２１の処理によりその旨が報知される。これにより、ユーザあるいは管理者は、複数のＥＶ用充放電制御装置２０のいずれかの内部で通信異常が発生していることを知ることができる。なお、内部で通信異常が発生しているＥＶ用充放電制御装置２０の通信処理部２２は、第２内部異常通知を処理装置Ａ１ではなく、他のＥＶ用充放電制御装置２０に送信してもよい。この場合、第２内部異常通知を受信した各ＥＶ用充放電制御装置２０は、他のＥＶ用充放電制御装置２０の内部で通信異常が発生していることをＥＶスタンド２１から報知する。
【0057】
電力システムＳ１の作用および効果は、次の通りである。
【0058】
電力システムＳ１は、処理装置Ａ１および複数の電力制御装置Ｂ１を備えている。処理装置Ａ１は、接続点電力を目標電力にするための誘導指令値を算出する。複数の電力制御装置Ｂ１は、各々が誘導指令値を用いた最適化問題に基づいて、出力電力を制御する。複数の電力制御装置Ｂ１は、電気自動車２９を接続可能なＥＶ用充放電制御装置２０を含んでいる。この構成によると、ＥＶ用充放電制御装置２０は、誘導指令値を用いた最適化問題に基づいて、電気自動車２９の充放電を制御する。したがって、電力システムＳ１は、ＥＶ用充放電制御装置２０によって、電気自動車２９の充放電制御を含めたエネルギー管理が可能である。
【0059】
電力システムＳ１では、検出装置Ｃ１と処理装置Ａ１との間の通信、処理装置Ａ１と蓄電池用充放電制御装置１０との間の通信、および、処理装置Ａ１と各ＥＶ用充放電制御装置２０との間の通信のいずれかにおいて通信異常が生じたときに、各ＥＶ用充放電制御装置２０が各電気自動車２９の充放電を停止しつつ、当該通信異常が生じていることを報知する。処理装置Ａ１と蓄電池用充放電制御装置１０とは、および、処理装置Ａ１と各ＥＶ用充放電制御装置２０とは、それぞれがネットワークハブＨ１を介して通信する。上記した通信のうちのいずれかかが通信異常となった場合、ＥＶ用充放電制御装置２０は、電気自動車２９の充放電を適切に行えず、意図せぬ充放電が行われる可能性がある。例えば、放電させてはいけない電気自動車２９の放電を実行する可能性がある。そこで、電力システムＳ１では、上記した通信のうちのいずれかが通信異常となった場合、電気自動車２９の充放電を停止させることで、電気自動車２９の意図せぬ充放電を抑制できる。また、電力システムＳ１では、ＥＶ用充放電制御装置２０が通信異常の発生を報知することで、ＥＶ用充放電制御装置２０（ＥＶスタンド２１）のユーザが通信異常の発生を知ることができる。特に、電力システムＳ１は、従来（特許文献１に記載）の電力システムのように、管理者専用の端末装置がなく、リアルタイムに通信異常の発生を管理者に知らせることができない。そこで、ＥＶスタンド２１に備わる報知装置に報知させることで、ＥＶスタンド２１のユーザに異常が発生していることを知らせる。これにより、ユーザから管理者への通信異常の情報提供を促し、管理者が通信異常を早期発見することが可能となる。
【0060】
電力システムＳ１では、処理装置Ａ１は、充放電許可フラグの設定情報（充電許可フラグおよび放電許可フラグの各設定情報）を各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信している。充放電許可フラグは、設定される制御モードに応じて決定される。ＥＶ用充放電制御装置２０（ＥＶスタンド２１）の動作として、充電のみを実施する場合と、放電のみを実施する場合と、充放電の両方を実施する場合とがある。これらは、制御モードに応じて変わる。そこで、電力システムＳ１では、制御モードに応じて充放電許可フラグが変更されることで、ＥＶ用充放電制御装置２０による電気自動車２９の充放電を適切に制御できる。
【0061】
電力システムＳ１では、処理装置Ａ１は、複数の電力制御装置Ｂ１（蓄電池用充放電制御装置１０および複数のＥＶ用充放電制御装置２０）の出力電力の合計値が第１巻線９１１の巻線容量を超過する場合（あるいは当該巻線容量よりも少し小さい値を超過する場合）、誘導指令値として当該超過を解消させるための設定値（超過解消設定値）を、複数の電力制御装置Ｂ１のそれぞれに送信する。この構成によれば、第１巻線９１１における電力が第１巻線９１１の巻線容量を超過すると、上記超過解消設定値が誘導指令値として各電力制御装置Ｂ１に送信される。そして、各電力制御装置Ｂ１は、受信した誘導指令値（超過解消設定値）に基づいて、出力電力を制御するため、第１巻線９１１の巻線容量を超過する状態が解消される。つまり、電力システムＳ１は、変圧器９１の故障（第１巻線９１１の故障）を抑制できる。
【0062】
電力システムＳ１では、接続点Ｋから変圧器９１に電力が供給されている状態（充電時超過状態）において、複数の電力制御装置Ｂ１の出力電力の合計値が第１巻線９１１の巻線容量を超過する場合、超過解消設定値は、蓄電池１９の充放電を停止させる値である。一方、変圧器９１から接続点Ｋに電力が供給されている状態（放電時超過状態）において、複数の電力制御装置Ｂ１の出力電力の合計値が第１巻線９１１の巻線容量を超過する場合、超過解消設定値は、各電気自動車２９の充放電を停止させる値である。これにより、電力システムＳ１は、複数の電力制御装置Ｂ１の出力電力の合計値が第１巻線９１１の巻線容量を超過することを解消することができる。
【0063】
図４は、第２実施形態の電力システムＳ２の全体構成を示している。図４に示すように、電力システムＳ２は、電力システムＳ１と比較して、１つのＥＶ用充放電制御装置２０の代わりに、ＰＶ用出力制御装置３０を備えている。ＰＶは、Photovoltaics（太陽光発電）の略称である。
【0064】
ＰＶ用出力制御装置３０は、太陽電池３９による発電を制御する。ＰＶ用出力制御装置３０は、太陽光ＰＣＳ３１、通信処理部３２および検出部３３を含んでいる。太陽光ＰＣＳ３１と通信処理部３２とは、双方向通信を行う。太陽光ＰＣＳ３１と通信処理部３２とは、別のモジュールで構成されたものに限定されず、１つのモジュールで構成されていてもよい。
【0065】
検出部３３は、太陽光ＰＣＳ３１の出力電力を検出する。そして、出力電力の検出値（アナログ値）をデジタル値に変換する。検出部３３は、通信処理部３２と通信可能であり、変換後の出力電力の検出値（デジタル値）を、通信処理部３２に送信する。
【0066】
通信処理部３２は、処理装置Ａ１と太陽光ＰＣＳ３１との通信を中継する。通信処理部３２は、処理装置Ａ１から誘導指令値を受信し、受信した誘導指令値に基づいて、太陽光ＰＣＳ３１の出力目標値を算出する。通信処理部３２は、通信処理部１２および各通信処理部２２と同様に、上記（３）式および上記（４）式の演算により、出力目標値を算出する。ただし、通信処理部３２に設定される制約条件は、通信処理部１２および各通信処理部２２とは異なる。通信処理部３２は、算出した出力目標値を含む制御指令を生成し、これを太陽光ＰＣＳ３１に送信する。また、通信処理部３２は、検出部３３と処理装置Ａ１との通信を中継する。通信処理部３２は、検出部３３から送信された出力電力の検出値を受信し、これを処理装置Ａ１に送信する。
【0067】
太陽光ＰＣＳ３１は、太陽電池３９が接続され、太陽電池３９が発電した電力（例えば直流電力）を系統連系に適した電力（例えば交流電力）に変換して出力する。図４では、太陽光ＰＣＳ３１に、１つの太陽電池３９が接続されているが、複数の太陽電池３９が接続されていてもよい。太陽光ＰＣＳ３１は、電力線９０によって、変圧器９１の第３巻線９１３に接続される。太陽光ＰＣＳ３１は、太陽電池３９が発電した電力を変圧器９１に出力する。太陽光ＰＣＳ３１は、通信処理部３２から受信する制御指令に基づいて、太陽電池３９の発電量を制御することで、制御対象（太陽電池３９）の出力電力の制御を行う。具体的には、太陽光ＰＣＳ３１は、太陽電池３９の出力電力が、制御指令に含まれる出力目標値となるように、電力制御を行う。なお、太陽光ＰＣＳ３１は、太陽電池３９の出力電力（発電量）の制御を行わないものであってもよい。この場合の太陽光ＰＣＳ３１は、外部接点によって電力の出力を停止することが可能である。
【0068】
次に、電力システムＳ２において、各機器間の通信が正常に行われなかった場合について、説明する。上記ケース１ないし上記ケース４に対しては、電力システムＳ２も電力システムＳ１と同様に処理される。
【0069】
＜ケース５：通信処理部３２と検出部３３との間の通信異常＞
通信処理部３２と検出部３３との間で通信異常が発生すると、通信処理部３２は、検出部３３から太陽光ＰＣＳ３１の出力電力の検出値を正しく受信できない。その結果、通信処理部３２は、出力電力値の検出値を処理装置Ａ１に送信できないため、処理装置Ａ１は、太陽光ＰＣＳ３１の出力電力が分からず、変圧器９１の容量超過（第１巻線９１１の巻線容量超過や第３巻線９１３の巻線容量超過）や自立運転時の蓄電池１９の過充電が起こり得る。
通信処理部３２と検出部３３との間で通信異常が発生すると、通信処理部３２は、検出部３３から太陽光ＰＣＳ３１の出力電力の検出値を正しく受信できない。その結果、通信処理部３２は、出力電力値の検出値を処理装置Ａ１に送信できないため、処理装置Ａ１は、太陽光ＰＣＳ３１の出力電力が分からず、変圧器９１の容量超過（第１巻線９１１の巻線容量超過や第３巻線９１３の巻線容量超過）や自立運転時の蓄電池１９の過充電が起こり得る。
【0070】
そこで、処理装置Ａ１は、通信処理部３２から太陽光ＰＣＳ３１の出力電力の検出値を正しく受信できなかった場合、図示しない外部接点を通じて、太陽光ＰＣＳ３１を停止させる。なお、処理装置Ａ１は、出力電力の検出値を正しく受信できなかった場合ではなく、通信処理部３２から送信されるＰＶ通信異常通知を受信した場合に、太陽光ＰＣＳ３１を停止させてもよい。さらに、処理装置Ａ１は、通信処理部３２から太陽光ＰＣＳ３１の出力電力の検出値を正しく受信できなかった場合、あるいは、通信処理部３２から送信されるＰＶ通信異常通知を受信した場合、ＰＶ通信異常フラグをオンにし、当該ＰＶ通信異常フラグがオンであることを示す通知（ＰＶ通信異常フラグオン通知）を、各ＥＶ用充放電制御装置２０に送信する。ＰＶ通信異常フラグオン通知を受信した各ＥＶ用充放電制御装置２０は、通信処理部３２と検出部３３との間で通信異常が発生していることを各ＥＶスタンド２１から報知する。
【0071】
電力システムＳ２においても、電力システムＳ１と同様に、ＥＶ用充放電制御装置２０は、誘導指令値を用いた最適化問題に基づいて、電気自動車２９の充放電を制御する。したがって、電力システムＳ２は、ＥＶ用充放電制御装置２０によって、電気自動車２９の充放電制御を含めたエネルギー管理が可能である。
【0072】
また、電力システムＳ２は、電力システムＳ１と同様に、電気自動車２９の意図せぬ充放電を抑制し、かつ、ＥＶ用充放電制御装置２０（ＥＶスタンド２１）のユーザが通信異常の発生を知ることができる。さらに、電力システムＳ２は、電力システムＳ１と同様に、制御モードに応じて充放電許可フラグが変更されることで、ＥＶ用充放電制御装置２０による電気自動車２９の充放電を適切に制御できる。さらに、電力システムＳ２は、電力システムＳ１と同様に、変圧器９１の故障の抑制および第１巻線９１１の巻線容量の超過を解消できる。
【0073】
第２実施形態において、検出部３３は出力電力の検出値を通信処理部３２に送信し、通信処理部３２は受信した出力電力の検出値を、ネットワークハブＨ１を介して、処理装置Ａ１に送信する例を示したが、これと異なり、次のような構成であってもよい。それは、検出部３３は、ネットワークハブＨ１と通信可能であり、出力電力の検出値を、ネットワークハブＨ１を介して、処理装置Ａ１に送信してもよい。
【0074】
第２実施形態において、ＰＶ用出力制御装置３０の構成は、上記した例に限定されず、蓄電池用充放電制御装置１０と同様に、次のように構成されていてもよい。それは、太陽光ＰＣＳ３１が、太陽電池３９の出力電力を検出し、これを通信処理部３２に送信する。そして、通信処理部３２が、太陽光ＰＣＳ３１から出力電力の検出値を受信し、ネットワークハブＨ１を介して受信した出力電力の検出値を処理装置Ａ１に送信してもよい。この場合、ＰＶ用出力制御装置３０は、検出部３３を含んでいなくてもよい。
【0075】
本開示にかかる電力システムは、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示の電力システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【0076】
Ｓ１，Ｓ２：電力システム、Ａ１：処理装置、Ｂ１：電力制御装置、Ｃ１：検出装置、Ｄ：電力系統、１０：蓄電池用充放電制御装置、１１：蓄電池ＰＣＳ、１２：通信処理部、１９：蓄電池、２０：ＥＶ用充放電制御装置、２１：ＥＶスタンド、２２：通信処理部、２９：電気自動車、３０：ＰＶ用出力制御装置、３１：太陽光ＰＣＳ、３２：通信処理部、３３：検出部、３９：太陽電池、８１：検出部、８２：通信処理部、９１：変圧器、９１１：第１巻線、９１２：第２巻線、９１３：第３巻線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】