充放電管理裝置的制作方法

本發明涉及在包括發電系統和蓄電池系統的發電設備中設置的充放電管理裝置。

背景技術：

電力系統通過由送配電設備將發電設備和負載設備連接而構建。電力系統中存在從將多個大規模發電站與許多工廠、商業設施以及家庭連接的大規模系統到在特定的設施內構建的小規模系統的各種規模的電力系統。

作為發電設備之一，有一種具備利用了太陽能、風力等自然能源的發電系統。利用了自然能源的發電系統受到近來的針對能源問題或者環境問題的意識的提高而被不斷地廣泛引入。但是，利用了自然能源的發電系統存在由于發電電力被季節、天氣等自然因素左右而無法進行穩定的電力供給這一缺點。為了彌補該缺點，考慮將發電系統與蓄電池系統組合的發電設備。

蓄電池系統作為用于使發電設備向電力系統供給的電力穩定的一個手段而被使用。以前，難以儲藏大量的電力，但通過鋰離子電池、鈉硫電池那樣的大容量的蓄電池被實用化而能夠實現大量的電力的儲藏。通過將具備這樣的蓄電池的蓄電池系統與發電系統連接，能夠實現在電力的供給相對于需求過剩時，將過剩的電力充電至蓄電池，并在電力的供給相對于需求不足時，通過來自蓄電池的放電來填補電力的不足的運用。通過對利用了自然能源的發電系統組合蓄電池系統，能夠基于蓄電池的充放電來使根據季節、天氣等而變動的發電電力均衡化，能夠對電力系統進行穩定的電力供給。

其中，作為與本發明相關的文獻，申請人發現了以下記載的文獻。專利文獻1中公開了一種太陽能發電系統與蓄電池系統連接，通過蓄電池的充放電控制來抑制太陽能發電的發電電力的變動的構成。

現有技術文獻

專利文獻

【專利文獻1】日本特開2014－117003號公報

發明的概要

發明要解決的課題

然而，蓄電池(特別是鋰離子電池)的壽命根據所保持的soc(stateofcharge：充電狀態)而變化。在上述的發電設備中，為了使向電力系統供給的電力穩定，需要根據發電電力的變動來使蓄電池充放電。因此，蓄電池的soc不穩定，迫使蓄電池進行影響性能、壽命的不合理的運轉。

技術實現要素：

本發明是為了解決上述那樣的課題而完成的，其目的在于提供一種充放電管理裝置，該充放電管理裝置設置于包括發電電力根據天氣而變動的發電系統和蓄電池系統的發電設備，能夠使向與發電設備連接的電力系統供給的電力穩定，并且抑制蓄電池的劣化。

用于解決課題的手段

為了實現上述的目的，設置有本發明涉及的充放電管理裝置的發電設備如以下那樣構成。

本發明涉及的充放電管理裝置設置于與電力系統連接的發電設備。發電設備包括發電電力根據天氣而變動的發電系統和蓄電池系統。本發明涉及的充放電管理裝置也可以被組入發電系統或者蓄電池系統。對發電設備、電力系統的規模、構成沒有限定。

發電電力根據天氣而變動的發電系統例如是太陽能發電系統或風力發電系統。發電系統具備檢測發電電力的電力計。

蓄電池系統具備蓄電池、蓄電池監視裝置、交直流變換裝置。蓄電池可以由單一的蓄電池單元構成，也可以構成為多個蓄電池單元的集合體。作為蓄電池的種類，優選是鋰離子電池、鈉硫電池或鎳氫電池等大容量的蓄電池。

蓄電池監視裝置是監視蓄電池的狀態的裝置。作為蓄電池監視裝置的監視項目，例如可舉出電流、電壓、溫度等狀態量。蓄電池監視裝置通過傳感器時常或者以規定的周期計測作為監視項目的狀態量，將獲得的數據的一部分或者全部作為蓄電池信息向外部輸出。

交直流變換裝置是將蓄電池與發電系統連接的裝置，具有將發電系統輸出的交流電力變換為直流電力來向蓄電池進行充電的功能、和將蓄電池的直流電力變換為交流電力來向電力系統放電的功能。交直流變換裝置也被稱為功率調節器，向蓄電池的充電電力量、以及來自蓄電池的放電電力量由交直流變換裝置調整。

本發明涉及的充放電管理裝置與電力計、蓄電池監視裝置、交直流變換裝置連接。充放電管理裝置具備充放電指令部。充放電指令部基于電力計檢測出的發電電力和由蓄電池監視裝置供給的蓄電池信息，決定針對交直流變換裝置的充放電指令，以便向電力系統供給的電力相對于額定的每單位時間的變化率(以下也簡記為“系統供給電力變化率”。)收斂在±n％的變動范圍內，并且蓄電池的soc接近soc目標值。額定例如是發電設備或者發電系統的額定，也可以使用電力計的上次計測值。

soc是指蓄電池的相對于滿充電的充電率。soc包含于由蓄電池監視裝置供給的蓄電池信息。其中，soc能夠根據流經蓄電池的電流的累計值來計算。此外，由于電壓與soc具有相關性，所以也可以根據電壓并使用規定的關系映射或關系式來計算soc。優選soc目標值被設定為蓄電池適于劣化抑制的理想值。另外，由于電壓與soc具有相關性，所以也可以將soc置換為電壓，將soc目標值置換為電壓目標值。

在本發明涉及的充放電管理裝置的優選方式中，充放電指令部在soc低于soc目標值、并且電力計檢測出的發電電力相對于額定的每單位時間的變化率(以下也簡記為“發電電力變化率”。)為+n％以上的情況下，以系統供給電力變化率變為－n％以上小于0％的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為－n％的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部在soc低于soc目標值、并且發電電力變化率為－n％以下的情況下，以系統供給電力變化率變為－n％以上小于0％的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為－n％的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部在soc低于soc目標值、并且發電電力變化率大于－n％小于+n％的情況下，以系統供給電力變化率變為－n％以上小于0％的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為－n％的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部在soc比soc目標值高、并且發電電力變化率為+n％以上的情況下，以系統供給電力變化率變為大于0％且為+n％以下的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為+n％的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部在soc比soc目標值高、并且發電電力變化率為－n％以下的情況下，以系統供給電力變化率變為大于0％且為+n％以下的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為+n％的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部在soc比soc目標值高、并且發電電力變化率大于－n％小于+n％的情況下，以系統供給電力變化率變為大于0％且為+n％以下的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為+n％的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。

發明的效果

根據本發明涉及的充放電管理裝置，由于能夠使對與包括發電電力根據天氣而變動的發電系統和蓄電池系統的發電設備連接的電力系統供給的電力穩定，并且使蓄電池的soc接近soc目標值，所以能夠壓縮必要的蓄電池容量、且抑制蓄電池的劣化。

附圖說明

圖1是用于對本發明的實施方式1涉及的系統構成進行說明的概念構成圖。

圖2是本發明的實施方式1涉及的系統的框圖。

圖3是用于對太陽能發電系統的發電電力的變動與均衡化進行說明的圖。

圖4是在本發明的實施方式1涉及的系統中，充放電管理裝置60執行的控制例行程序的流程圖。

圖5是在步驟s103中由充放電指令部61執行的充放電指令決定例行程序的流程圖。

圖6是在步驟s103中由充放電指令部61執行的充放電指令決定例行程序的流程圖。

圖7是用于對一日的pv發電量的變化和必要蓄電池容量的關系進行說明的圖。

圖8是用于對本發明的實施方式2涉及的系統中的每個時刻的soc目標值的調度(scheduling)進行說明的圖。

圖9是用于對從時刻a到時刻b的期間中的soc目標值的計算方法進行說明的圖。

圖10是本發明的實施方式2涉及的系統的框圖。

圖11是在本發明的實施方式2涉及的系統中，充放電管理裝置60執行的控制例行程序的流程圖。

圖12是用于對本發明的實施方式3涉及的系統中的soc目標值的調度進行說明的圖。

圖13是本發明的實施方式3涉及的系統的框圖。

圖14是在本發明的實施方式3涉及的系統中，充放電管理裝置60執行的控制例行程序的流程圖。

圖15是本發明的實施方式5涉及的系統的框圖。

圖16是在本發明的實施方式5涉及的系統中，充放電管理裝置60執行的控制例行程序的流程圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發明的實施方式詳細進行說明。其中，對各圖中共用的要素賦予相同的附圖標記而省略重復的說明。

實施方式1.

[實施方式1的整體構成]

圖1是用于對本發明的實施方式1涉及的系統構成進行說明的概念構成圖。圖1所示的發電設備10與電力系統的輸電設備20連接。電力系統中除了輸電設備20以外，還包括與輸電設備20連接的其他發電設備(省略圖示)、與輸電設備20連接的負載設備(省略圖示)。發電設備10具備發電電力根據天氣而變動的發電系統30和蓄電池系統40。發電系統30與蓄電池系統40經由設備內電線21而由連接。并且，發電設備10具備主站點控制器(msc：mainsitecontroller)50。發電系統30、蓄電池系統40與主站點控制器50經由計算機網絡22而連接。在發電設備10與電力系統的連接點設置電力計25。電力計25通過信號線與主站點控制器50連接。

(發電系統)

圖1所示的發電系統30是太陽能發電(pv)系統。此外，發電系統30也可以是風力發電系統等。發電系統30具備太陽能發電模塊31、太陽能發電用的交直流變換裝置(以下稱為pv－pcs)32、電力計33。在發電系統30中，針對一個pv－pcs32連接多個太陽能發電模塊31。在圖1中，太陽能發電模塊31為3個，但這只是簡單的一個例子。pv－pcs32經由電力計33與設備內電線21連接。電力計33通過信號線與主站點控制器50連接。

電力計33時常檢測從發電系統30向設備內電線21供給的發電電力。其中，本實施方式中所說的時常檢測是，不僅是從傳感器獲取不間斷的連續信號的動作，還包括以規定的短周期獲取傳感器的信號的動作的概念。由電力計33檢測出的發電電力值被輸入至主站點控制器50。

(蓄電池系統)

蓄電池系統40具備蓄電池用的交直流變換裝置(以下稱為蓄電池用pcs)41、前電池控制站盤(以下稱為fbcs盤)42、以及蓄電池盤43。在蓄電池系統40中，針對一個蓄電池用pcs41連接一個fbcs盤42，針對一個fbcs盤42并聯連接多個蓄電池盤43。在圖1中，蓄電池盤43為3列，但這只是一個例子。蓄電池盤43的并聯數量基于蓄電池用pcs41的規格而決定。因此，蓄電池盤43的并聯數量也可能為1列。

((蓄電池盤))

蓄電池盤43具備熔斷器431、接觸器432、蓄電池模塊433、以及蓄電池監視裝置(以下記作bmu：batterymanagementunit)434。蓄電池模塊433是多個電池單元串聯連接而成的模塊。各電池單元是鋰離子電池(lib)。蓄電池模塊433經由接觸器432以及熔斷器431并通過輸電線與fbcs盤42連接。另外，蓄電池模塊433通過信號線與bmu434連接。bmu434通過計算機網絡23與fbcs盤42上的控制裝置421連接，并通過信號線與接觸器432連接。

bmu434監視蓄電池模塊433的狀態監視。具體而言，bmu434具備電流傳感器、電壓傳感器、以及溫度傳感器作為計測蓄電池模塊433的狀態量的手段。由電流傳感器計測流經蓄電池模塊433的電流。由電壓傳感器計測各電池單元的電壓。而且，由溫度傳感器計測蓄電池模塊433的溫度。由bmu434時常進行對蓄電池模塊433的監視。其中，本實施方式中所說的時常監視是，不僅是從傳感器獲取不間斷的連續的信號的動作以外，還包括以規定的短周期獲取傳感器的信號的動作的概念。bmu434將包括通過各傳感器的計測而獲得的信息的蓄電池信息發送給控制裝置421。

接觸器432配置在熔斷器431與蓄電池模塊433之間。接觸器432若接收到導通信號則接點接通(on)而被導通。另外，接觸器432若接收到開放信號則接點斷開(off)而被開放。例如，導通信號是規定值[a]以上的電流，開放信號是小于規定值[a]的電流。通過接觸器432的導通使得蓄電池用pcs41與蓄電池模塊433電連接，通過接觸器432的開放使得蓄電池用pcs41與蓄電池模塊433的電連接被切斷。

((fbcs盤))

fbcs盤42與蓄電池盤43和蓄電池用pcs41連接。具體而言，各蓄電池盤43通過各自的輸電線與fbcs盤42連接。各自的輸電線在fbcs盤42的內部匯合而連接成更粗的輸電線。匯合后的輸電線與蓄電池用pcs41連接。另外，fbcs盤42具備控制裝置421。控制裝置421具備例如包括rom、ram等的存儲器、輸入輸出各種信息的輸入輸出接口、能夠基于各種信息執行各種運算處理的處理器。控制裝置421經由計算機網絡22與mcs50連接，經由計算機網絡23與bmu434連接，經由計算機網絡24與蓄電池用pcs41連接。另外，控制裝置421通過信號線與接觸器432連接。

控制裝置421針對蓄電池用pcs41發出充放電指令。充放電指令包括與使蓄電池用pcs41充放電的有效電力和無效電力有關的請求。充放電指令由后述的充放電指令部61決定。另外，控制裝置421具備對蓄電池用pcs41輸出跳閘指令的功能、使接觸器432導通/開放的功能等。

((蓄電池用pcs))

蓄電池用pcs41經由變壓器并通過輸電線與設備內電線21連接。蓄電池用pcs41具備將發電系統30輸出的交流電力變換為直流電力來對蓄電池模塊433進行充電的充電功能、將蓄電池模塊433的直流電力變換為交流電力來向電力系統進行放電的放電功能。向蓄電池模塊433的充電電力量、以及來自蓄電池模塊433的放電電力量由蓄電池用pcs41調整。蓄電池用pcs41對充放電電力量的調整按照從控制裝置421供給的充放電指令來進行。蓄電池用pcs41具備電流傳感器和電壓傳感器，蓄電池用pcs41參照這些傳感器的輸出值來實施充放電電力量的調整。

(主站點控制器)

主站點控制器50具備例如包括rom、ram等存儲器、輸入輸出各種信息的輸入輸出接口、能夠基于各種信息來執行各種運算處理的處理器。主站點控制器50通過計算機網絡22與pv－pcs32、控制裝置421連接。主站點控制器50通過信號線與電力計33連接。

主站點控制器50控制電力系統與發電設備10之間的電力需求和供給。例如，主站點控制器50具備后述的充放電指令功能、在蓄電池模塊433為滿充電狀態的情況下抑制發電系統30的輸出的pv－pcs輸出抑制功能。

電力計25時常檢測從發電設備10向電力系統供給的合成電力。合成電力是將發電系統30的發電電力與蓄電池系統40的充放電電力相加而得到的電力。其中，本實施方式中所說的時常檢測是，不僅是從傳感器獲取不間斷的連續的信號的動作，還包括以規定的短周期獲取傳感器的信號的動作的概念。由電力計25檢測出的合成電力值被輸入至主站點控制器50。

[實施方式1的特征構成]

圖2是本發明的實施方式1涉及的系統的框圖。本發明涉及的充放電管理裝置60是可包括主站點控制器50和控制裝置421的概念。

在表示主站點控制器50的模塊內，主站點控制器50所具備的各種功能中的一部分由塊表示。這些塊分別被分配運算資源。主站點控制器50中準備有與各塊對應的程序，通過由處理器執行這些程序來在主站點控制器50中實現各塊的功能。

同樣，在表示控制裝置421的塊內，控制裝置421所具備的各種功能中的一部分由塊表示。這些塊分別被分配運算資源。控制裝置421中準備有與各塊對應的程序，通過由處理器執行這些程序來在控制裝置421中實現各模塊的功能。

(充放電指令功能)

充放電管理裝置60具有充放電指令功能，充放電指令部61掌管該功能。充放電管理裝置60從電力計25接收合成電力值，從電力計33接收發電電力值，從bmu434接收蓄電池信息。充放電指令部61基于發電電力值和蓄電池信息來決定充放電指令，并將充放電指令發送至蓄電池用pcs41。

圖3是用于對太陽能發電系統的每個時刻的發電電力的變動進行說明的圖。該太陽能發電系統作為圖1的發電系統30被使用。太陽能發電系統的輸出根據日照量而變動。典型的情況是在晴天時云流動的情況下，在云的影子從太陽能面板上經過的過程中，輸出會在短時間激烈變動。需要通過使蓄電池系統40充放電以便消除太陽能發電的輸出變動，由此使陡峭的變動均衡化。

在圖3所示的例子中，通過使蓄電池系統40充放電以便抵消虛線301所示的太陽能發電系統的輸出，由此如實線302那樣緩和輸出變動。充放電指令部61以通過蓄電池的充放電控制使太陽能發電的陡峭的輸出變動均衡化的方式決定充放電指令。

在本實施方式中，soc是指蓄電池的相對于滿充電的充電率。soc包含于從蓄電池監視裝置434供給的蓄電池信息。其中，soc能夠根據流經蓄電池的電流的累計值來計算。另外，鋰離子電池具有越被滿充電則電壓越高，越接近空則電壓越低這一特性。通過利用該電壓－soc特性，也能夠根據電壓的計測值來計算soc。本實施方式中所說的電壓是指在蓄電池模塊433的兩端施加的電壓。

蓄電池模塊433根據所保持的電壓、即所保持的soc而壽命變化。為了抑制蓄電池模塊433的劣化，希望將蓄電池模塊433的電壓維持在適當的保持電壓范圍內。保持電壓是最能夠抑制蓄電池的劣化的電壓，按蓄電池的種類而不同。保持電壓范圍是以該保持電壓為中心的適于蓄電池模塊433的劣化抑制的范圍，被預先設定。

鑒于此，本發明的實施方式1中的充放電指令部61決定使發電電力均衡化來使向電力系統供給的電力穩定，并且能夠抑制蓄電池模塊433的劣化的充放電指令。

充放電指令部61基于電力計33檢測出的發電電力和從蓄電池監視裝置434供給的蓄電池信息，以向電力系統供給的電力相對于額定的變化率(以下簡記為“系統供給電力變化率”。)收斂在±n％/分鐘的變動范圍內的方式，并且以蓄電池模塊433的soc接近soc目標值的方式決定針對交直流變換裝置41的充放電指令。每隔規定的控制間隔決定充放電指令。soc目標值是與上述的保持電壓相當的soc。

具體而言，充放電指令部61在soc低于soc目標值、并且電力計檢測出的發電電力相對于額定的變化率(以下簡記為“發電電力變化率”。)為+n％/分鐘以上的情況下，以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘以上且小于0％/分鐘的方式，決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部61在soc低于soc目標值、并且發電電力變化率為－n％/分鐘以下的情況下，以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘以上且小于0％/分鐘的方式，決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部61在soc低于soc目標值、并且發電電力變化率大于－n％/分鐘小于+n％/分鐘的情況下，以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘以上小于0％/分鐘的方式，決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部61在soc比soc目標值高、并且發電電力變化率為+n％/分鐘以上的情況下，以系統供給電力變化率變為大于0％且為+n％/分鐘以下的情況下，決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為+n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部61在soc比soc目標值高、并且發電電力變化率為－n％/分鐘以下的情況下，以系統供給電力變化率變為大于0％/分鐘且為+n％/分鐘以下的方式，決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為+n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。

另外，充放電指令部61在soc比soc目標值高、并且發電電力變化率大于－n％/分鐘小于+n％/分鐘的情況下，以系統供給電力變化率變為大于0％/分鐘且為+n％/分鐘以下的方式，決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。優選以系統供給電力變化率變為+n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。

此外，在圖2中，充放電指令部61被配置于主站點控制器50，但充放電指令部61的配置并不限定于此。充放電指令部61也可以配置于控制裝置421。該情況下，電力計33檢測出的發電電力量經由主站點控制器50或者直接地發送至控制裝置421。

(流程圖)

圖4是在本發明的實施方式1涉及的系統中，充放電管理裝置60執行的控制例行程序(routine)的流程圖。該流程圖所示的主站點控制器50的處理是由充放電指令部61的功能實現的處理。主站點控制器50的存儲器中存儲有執行圖4所示的流程圖的處理的程序，通過主站點控制器50的處理器讀出程序并加以執行來實現圖4所示的處理。

電力計33時常檢測從發電系統30向設備內電線21供給的發電電力。在圖4所示的程序中，主站點控制器50以規定的短周期(例如，數十毫秒間隔)從電力計33取得發電電力值(步驟s101)。

另一方面，bmu434使用上述的各種傳感器以規定的短周期(例如，數十毫秒間隔)取得蓄電池信息(步驟s401)。蓄電池信息中包括流經蓄電池模塊433的電流、各單元的電壓、蓄電池模塊433的溫度。然后，bmu434將取得的蓄電池信息發送至控制裝置421(步驟s402)。

控制裝置421接收從bmu434發送的蓄電池信息(步驟s201)。控制裝置421將接收到的蓄電池信息發送至主站點控制器50(步驟s202)。

主站點控制器50接收從控制裝置421發送的蓄電池信息(步驟s102)。在步驟s101以及步驟s102的處理后，充放電指令部61基于在步驟s101中取得的發電電力和在步驟s102中接收到的蓄電池信息，以系統供給電力變化率收斂在±n％/分鐘的變動范圍內的方式，并且以蓄電池的soc接近soc目標值的方式決定針對交直流變換裝置的充放電指令(步驟s103)。其中，每單位時間的電力變化量根據控制間隔而變化。此外，在控制間隔為20msec的情況下，每1個控制的電力變化量需要控制在±n％的3000分之1的范圍內。

使用圖5和圖6對步驟s103中的具體處理進行說明。圖5和圖6是在步驟s103中由充放電指令部61執行的充放電指令決定例行程序的流程圖。

在圖5所示的例行程序中，首先，充放電指令部61基于蓄電池信息來判定蓄電池模塊433的soc是否低于soc目標值(步驟s601)。

在soc低于soc目標值的情況下，接下來，充放電指令部61判定發電電力變化率是否是+n％/分鐘以上(步驟s602)。在步驟s602的判定條件成立的情況下，充放電指令部61以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘以上小于0％/分鐘的方式，決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令(步驟s603)。優選以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。

在步驟s602的判定條件不成立的情況下，接下來，充放電指令部61判定發電電力變化率是否為－n％/分鐘以下(步驟s604)。在步驟s604的判定條件成立的情況下，充放電指令部61以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘以上小于0％/分鐘的方式，決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令(步驟s605)。優選以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。

在步驟s604的判定條件不成立的情況下，接下來，充放電指令部61判定發電電力變化率是否大于－n％/分鐘小于+n％/分鐘(步驟s606)。在步驟s606的判定條件成立的情況下，充放電指令部61以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘以上小于0％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令(步驟s607)。優選以系統供給電力變化率變為－n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。

另外，在步驟s601的判定條件不成立的情況下，充放電指令部61判定蓄電池模塊433的soc是否高于soc目標值(圖6、步驟s608)。

在soc高于soc目標值的情況下，接下來，充放電指令部61判定發電電力變化率是否為+n％/分鐘以上(步驟s609)。在步驟s609的判定條件成立的情況下，充放電指令部61以系統供給電力變化率變為大于0％/分鐘且為+n％/分鐘以下的方式，決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令(步驟s610)。優選以系統供給電力變化率變為+n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高充電電力或者降低放電電力的充放電指令。

在步驟s609的判定條件不成立的情況下，接下來，充放電指令部61判定發電電力變化率是否是－n％/分鐘以下(步驟s611)。在步驟s611的判定條件成立的情況下，充放電指令部61以系統供給電力變化率變為大于0％/分鐘且為+n％/分鐘以下的方式，決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令(步驟s612)。優選以系統供給電力變化率變為+n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。

在步驟s611的判定條件不成立的情況下，接下來，充放電指令部61判定發電電力變化率是否大于－n％/分鐘小于+n％/分鐘(步驟s613)。在步驟s613的判定條件成立的情況下，充放電指令部61以系統供給電力變化率變為大于0％/分鐘且為+n％/分鐘以下的方式，決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令(步驟s614)。優選以系統供給電力變化率變為+n％/分鐘的方式決定比上次的充放電指令提高放電電力或者降低充電電力的充放電指令。

另外，在步驟s601以及步驟s608的判定條件不成立的情況下、即在soc與soc目標值相等的情況下，充放電指令部61以系統供給電力變化率在±n％的范圍內、并且蓄電池模塊433的充放電量接近0的方式決定充放電指令(步驟s615)。

返回到圖4，對步驟s104以后的處理進行說明。在步驟s103的處理后，主站點控制器50將充放電指令發送至控制裝置421(步驟s104)。

控制裝置421接收從主站點控制器50發送的充放電指令(步驟s203)。控制裝置421將接收到的充放電指令發送至蓄電池用pcs41(步驟s204)。

蓄電池用pcs41接收從控制裝置421發送的充放電指令(步驟s301)。蓄電池用pcs41按照充放電指令執行充放電操作(步驟s302)。

如以上說明那樣，本實施方式的充放電管理裝置60以使發電電力的變動均衡化來將向電力系統供給的電力的變化率控制在±n％/分鐘的范圍內，并且使蓄電池模塊433的soc最大限地接近soc目標值的方式決定充放電指令。因此，根據本實施方式的充放電管理裝置60，由于能夠使向電力系統供給的電力穩定，并且使蓄電池模塊433的soc接近soc目標值，所以能夠壓縮必要的蓄電池容量、且能夠抑制蓄電池模塊433的劣化。

實施方式2.

[實施方式2的整體構成]

接下來，參照圖7～圖11對本發明的實施方式2進行說明。本實施方式的系統能夠通過在圖1、圖10所示的構成中，使充放電管理裝置60實施后述的圖11的例行程序來實現。

[實施方式2中的特征控制]

在上述的實施方式1中，將soc目標值設定為適于蓄電池的劣化抑制的理想值。然而，如果恒定控制為適于蓄電池的劣化抑制的理想的soc，則必要的蓄電池的容量變大。例如，在劣化抑制的理想的soc為30％的蓄電池中，在總是控制成soc為30％的情況下，如果pv發電量的變動抑制需要3mwh，則必要的蓄電池的容量為10mwh。

圖7是用于對一天的合成電力的變化與必要蓄電池容量的關系進行說明的圖。其中，圖7所示的合成電力是將太陽能發電系統的發電電力(pv發電電力)與蓄電池系統的充放電電力合成而得到的電力。在圖7中，表示了一天的合成電力如實線71所示那樣變化的例子，但各時刻下的合成電力會因一天的天氣等的變化而變動，并不限定于實線71所示的變化。在假定為太陽能發電系統的發電電力急速變為0的情況下，為了系統供給電力變化率不低于－n％/分鐘而使蓄電池放電并且為了使向電力系統供給的電力變化至0[kw]而需要的電力量(以下簡記為“必要電力量”)在日照峰值時刻由區域72的面積表示。必要電力量根據合成電力的一天的變化而變化。如圖7所示，如果將soc目標值固定為蓄電池的劣化抑制的理想的soc，則還會產生無法確保上述的必要電力量的情況。鑒于此，在實施方式2的系統中，根據必要電力量的一天的變化來變更soc目標值。

圖8是用于對本發明的實施方式2涉及的系統中的每個時刻的soc目標值的調度進行說明的圖。實線81表示能夠確保必要電力量的soc目標值。在實施方式2的系統中，在如從時刻a到時刻b的期間那樣pv發電電力大的情況下，為了滿足必要電力量，將soc目標值設定得比蓄電池的劣化抑制的理想的soc高。另外，在如時刻a以前以及時刻b以后的期間那樣pv發電電力小的情況下，將soc目標值設定為蓄電池的劣化抑制的理想的soc。

圖9是用于對從時刻a到時刻b的期間中的soc目標值的計算方法進行說明的圖。

圖9所示的傾斜θ成為若將向電力系統供給的額定電力設為p[kw]、將減少率設為額定的n[％/分鐘]，則以100/(n×60)[h]從p[kw]變化至0[kw]的傾斜。即，

tan(θ)＝100/(n×60×p)···(1)。

若將合成電力設為w[kw]、將必要電力量設為s[kwh]，則s[kwh]＝w×w×tan(θ)×2···(2)。

若將(1)式代入(2)式，則

s[kwh]＝w×w×100/(n×60×p×2)···(3)。

若將蓄電池安裝容量設為bt[kwh]，則在w[kw]時，希望是由下式(4)所示的soc目標值[％]。

soc目標值[％]＝s×100/bt···(4)

這樣，能夠根據合成電力w[kw]設定可確保必要電力量的soc目標值。

圖10是本發明的實施方式2涉及的系統的框圖。圖10所示的構成除了對充放電管理裝置60追加了soc目標值變更部62這一點以外與圖2相同。因此，簡化或者省略soc目標值變更部62以外的各部的說明。

(soc目標值變更功能)

充放電管理裝置60具有soc目標值變更功能，soc目標值變更部62掌管該功能。soc目標值變更部62根據基于合成電力的變化的必要電力量的變化來變更soc目標值。其中，合成電力由電力計25檢測。另外，合成電力也可以將主站點控制器50通過電力計33檢測的發電系統30的發電電力與蓄電池系統40的充放電電力相加來計算。

具體而言，soc目標值變更部62將根據合成電力w[kw]運算的soc目標值設定為，用于確保當假定為在各時刻發電系統30的發電電力為0的情況下、能夠系統供給電力變化率不低于－n％地將放電持續到向電力系統供給的電力變為0為止的必要電力量的目標值。在soc目標值的計算中采用上述(1)～(4)式。另外，在必要電力量比適于蓄電池模塊433的劣化抑制的理想值低的情況下，將soc目標值設定為適于蓄電池模塊433的劣化抑制的理想值。

充放電指令部61使用soc目標值變更部62按每個時刻基于合成電力而計算出的soc目標值，來進行在實施方式1的充放電指令功能的說明中敘述的處理。

(流程圖)

圖11是在本發明的實施方式2涉及的系統中，充放電管理裝置60執行的控制例行程序的流程圖。該流程圖所示的主站點控制器50的處理是由充放電指令部61和soc目標值變更部62的各功能實現的處理。主站點控制器50的存儲器中存儲有執行圖11所示的流程圖的處理的程序，通過主站點控制器50的處理器讀出程序并加以執行來實現圖11所示的處理。

圖11所示的程序除了追加步驟s105的處理作為步驟s103的前處理以外的點，與圖4所示的例行程序相同。以下，在圖11中，對與圖4所示的步驟相同的步驟賦予相同的附圖標記而省略其說明。

在步驟s105中，首先，主站點控制器50以規定的短周期(例如，數十毫秒間隔)從電力計25取得合成電力值。接下來，soc目標值變更部62基于所取得的合成電力值來計算soc目標值，并將其設定為新的soc目標值。步驟s105中執行的處理如在soc目標值變更功能的說明中敘述那樣。按每時刻在步驟s105中設定的soc目標值在步驟s103的處理中使用。

如以上說明那樣，本實施方式的充放電管理裝置60在必要電力量變高的白天，將soc目標值設定得比適于蓄電池模塊433的劣化抑制的理想值高，在必要電力量低的早晚，將soc目標值設定為適于蓄電池模塊433的劣化抑制的理想值。因此，根據本實施方式的充放電管理裝置60，能夠根據基于合成電力的變化的必要電力量的變化來變更soc目標值，可高效地運用蓄電池。

實施方式3.

[實施方式3的整體構成]

接下來，參照圖12～圖14對本發明的實施方式3進行說明。本實施方式的系統能夠通過在圖1、圖13所示的構成中，使充放電管理裝置60執行后述的圖14的例行程序來實現。

[實施方式3中的特征控制]

在上述的實施方式2中，著眼于必要電力量在白天比早晚高，來按每個時刻變更soc目標值。然而，太陽能發電系統的輸出在從日出時刻到日照峰值時刻為止的期間處于增加趨勢。因此，在蓄電池的soc比soc目標值低的情況下，積極進行充電而容易實現soc目標值，相反，在soc比soc目標值高的情況下，由于放電量被限制，所以難以實現soc目標值。另外，如果超過日照峰值時刻，則太陽能發電系統的輸出處于減少趨勢。因此，在soc比soc目標值高的情況下，積極進行放電而容易實現soc目標值，相反，在soc比soc目標值低的情況下，由于輸出處于減少趨勢，所以難以實現soc目標值。因此，希望考慮太陽能發電系統的輸出趨勢，來對soc目標值進行調度。

圖12是用于對本發明的實施方式3涉及的系統中的soc目標值的調度進行說明的圖。實線121是加入了偏移量(offset)的每個時刻的soc目標值。在實線121所示的soc目標值中，到日照峰值為止被加入負的偏移量，在日照峰值后被加入正的偏移量。

圖13是本發明的實施方式3涉及的系統的框圖。圖13所示的構成除了對充放電管理裝置60追加了日照信息取得部63、以及追加了一部分soc目標值變更部62的處理之外，與圖10相同。因此，簡化或者省略soc目標值變更部62、日照信息取得部63以外的各部的說明。

(日照信息取得功能)

充放電管理裝置60具有日照信息取得功能，日照信息取得部63掌管該功能。日照信息取得部63從與計算機網絡22連接的其他計算機或者與充放電管理裝置60連接的外部存儲裝置等取得日照信息。日照信息包括日出時刻、日照峰值時刻、日落時刻、第二天的日出時刻。

(soc目標值變更功能)

充放電管理裝置60具有soc目標值變更功能，soc目標值變更部62掌管該功能。soc目標值變更部62首先按照在實施方式2中敘述的soc目標值變更功能的說明，來設定各時刻的soc目標值。在實施方式3中，對所設定的各時刻的soc目標值加入了偏移值，來重新設定各時刻的soc目標值。各時刻的偏移值基于日照信息來設定。在從日出時刻到日照峰值時刻為止的期間，對soc目標值加上負的偏移值來作為重新設定后的soc目標值。在從日照峰值時刻到日落時刻為止的期間，對soc目標值加上正的偏移值，來作為重新設定后的soc目標值。

充放電指令部61使用soc目標值變更部62重新設定了的各時刻的soc目標值，來進行在實施方式1的充放電指令功能的說明中敘述的處理。

(流程圖)

圖14是在本發明的實施方式3涉及的系統中，充放電管理裝置60執行的控制例行程序的流程圖。該流程圖所示的主站點控制器50的處理是由充放電指令部61、soc目標值變更部62、日照信息取得部63的各功能實現的處理。主站點控制器50的存儲器中存儲有執行圖14所示的流程圖的處理的程序，通過主站點控制器50的處理器讀出程序并加以執行來實現圖14所示的處理。

圖14所示的例行程序除了加入了步驟s106的處理作為步驟s105的前處理以外，與圖11所示的例行程序相同。以下，在圖14中，對與圖4、圖11所示的步驟相同的步驟賦予相同的附圖標記而省略其說明。

在步驟s106中，日照信息取得部63從與計算機網絡22連接的其他計算機或者與充放電管理裝置60連接的外部存儲裝置等取得日照信息。

在步驟s106的處理后，在步驟s105中，soc目標值變更部62按每個時刻設定soc目標值。步驟s105中執行的處理如在soc目標值變更功能的說明中敘述那樣。在步驟s105中重新設定后的soc目標值被在步驟s103的處理中使用。

如以上說明那樣，本實施方式的充放電管理裝置60加入了太陽能發電系統的輸出趨勢，來對soc目標值進行調度。因此，根據本實施方式的充放電管理裝置60，容易在一天中將蓄電池模塊433的soc控制為soc目標值。

(變形例)

然而，在上述的實施方式3的系統中，可以存在偏移值為0的時間。并且，由于日照信息按季節變化，所以也可以根據日期來變更soc目標值、偏移值。并且，也可以根據天氣預報、日照信息自動地預測pv發電趨勢來自動地計算偏移值。

實施方式4.

[實施方式4的整體構成]

接下來，參照圖13、圖14對本發明的實施方式4進行說明。本實施方式的系統能夠通過在圖1、圖13所示的構成中，使充放電管理裝置60實施后述的圖14的例行程序來實現。

[實施方式4中的特征控制]

在上述的實施方式2中，著眼于必要電力量在白天比早晚高，來按每個時刻變更soc目標值。然而，也存在日落時刻的蓄電池的soc與適于劣化抑制的理想值不同的情況。鑒于此，在實施方式4的系統中，在太陽能發電系統的發電電力為0、并且超過日落時刻的情況下，將soc目標值設定為適于劣化抑制的理想值。

圖13是本發明的實施方式4涉及的系統的框圖。圖13所示的構成除了對充放電管理裝置60追加了日照信息取得部63、以及追加了一部分soc目標值變更部62的處理以外，與圖10相同。因此，簡化或者省略soc目標值變更部62、日照信息取得部63以外的各部的說明。

(日照信息取得功能)

充放電管理裝置60具有日照信息取得功能，日照信息取得部63掌管該功能。日照信息取得部63從與計算機網絡22連接的其他計算機或者與充放電管理裝置60連接的外部存儲裝置等取得一年的日照信息。日照信息包括日出時刻、日照峰值時刻、日落時刻、第二天的日出時刻。

(soc目標值變更功能)

充放電管理裝置60具有soc目標值變更功能，soc目標值變更部62掌管該功能。soc目標值變更部62在太陽能發電系統的發電電力為0、并且超過日落時刻的情況下，將soc目標值設定為適于蓄電池模塊433的劣化抑制的理想值。此外，關于從日出時刻到日落時刻為止的soc目標值的設定，可以為恒定值，也可以按照在實施方式2中敘述的soc目標值變更功能的說明來設定各時刻的soc目標值。

充放電指令部61使用soc目標值變更部62設定的soc目標值，來進行在實施方式1的充放電指令功能的說明中敘述的處理。由于在日落時刻后太陽能發電系統的發電電力為0，所以在蓄電池模塊433的soc比soc目標值低的情況下，可以通過來自與電氣系統連接的其他發電設備的接收電力對蓄電池模塊433進行充電。另一方面，在蓄電池模塊433的soc比soc目標值高的情況下，從蓄電池模塊433釋放過剩量的電力。

(流程圖)

圖14是在本發明的實施方式4涉及的系統中，充放電管理裝置60執行的控制例行程序的流程圖。該流程圖所示的主站點控制器50的處理是由充放電指令部61、soc目標值變更部62、日照信息取得部63的各功能實現的處理。主站點控制器50的存儲器中存儲有執行圖14所示的流程圖的處理的程序，通過主站點控制器50的處理器讀出程序并加以執行來實現圖14所示的處理。

圖14所示的程序除了加入了步驟s106的處理作為步驟s105的前處理之外，與圖11所示的程序相同。以下，在圖14中，對與圖4、圖11所示的步驟相同的步驟賦予相同的附圖標記而省略其說明。

在步驟s106中，日照信息取得部63從與計算機網絡22連接的其他計算機或者與充放電管理裝置60連接的外部存儲裝置等取得日照信息。

在步驟s106的處理后，在步驟s105中，soc目標值變更部62在太陽能發電系統的發電電力為0、并且超過日落時刻的情況下，將soc目標值設定為適于蓄電池模塊433的劣化抑制的理想值。步驟s105中執行的處理如在soc目標值變更功能的說明中敘述那樣。在步驟s105中設定的soc目標值被在步驟s103的處理中使用。

如以上說明那樣，本實施方式的充放電管理裝置60能夠在蓄電池模塊433不被用于發電電力的變動抑制的期間，將蓄電池模塊433的soc控制為適于劣化抑制的理想值。因此，根據本實施方式的充放電管理裝置60，能夠抑制蓄電池模塊433的劣化，維持性能與壽命。

(變形例1)

然而，在上述的實施方式4的系統中，在日落時刻后蓄電池模塊433的soc比soc目標值低的情況下，從電力系統接受電力供給來進行充電。但是，存在來自電力系統的接收電力因與電力公司的協定等而被禁止、或在成本面產生不利之處的情形。鑒于此，soc目標值變更部62可以在日落時刻前，將soc目標值設定得比適于蓄電池模塊433的劣化抑制的理想值高。通過這樣設定，能夠在日落時刻后僅通過放電使蓄電池模塊433的soc與soc目標值一致。

(變形例2)

另外，在上述的實施方式4的系統中，從日落時刻到第二天的日出時刻為止，將soc目標值設定為適于蓄電池模塊433的劣化抑制的理想值。然而，在日出時刻后，太陽能發電系統的發電電力處于增加趨勢，如果蓄電池模塊433變為滿充電狀態，則無法通過充電使太陽能發電的輸出變動均衡化。該情況下，需要抑制太陽能發電系統的發電電力。因此，希望日出時刻的蓄電池模塊433的soc為0附近。鑒于此，soc目標值變更部62可以在從日落時刻到第二天的日出時刻為止的期間，階段性地將soc目標值降低至0附近。通過這樣設定，來進行夜間放電，能夠使日出時刻的蓄電池模塊433的soc接近0。

實施方式5.

[實施方式5的整體構成]

接下來，參照圖15，圖16對本發明的實施方式5進行說明。本實施方式的系統能夠通過在圖1、圖15所示的構成中，使充放電管理裝置60實施后述的圖16的例行程序來實現。

[實施方式5中的特征控制]

在上述的實施方式4的變形例2的構成中，第二天的日出時刻的蓄電池模塊433的soc為0附近。然而，在第二天的天氣為雨或雪等的情況下，無法向蓄電池模塊433充電。因此，在實施方式5的系統中，取得天氣預報信息，在第二天的天氣預報是不適于發電的天氣的情況下，在從日落時刻到第二天的日出時刻為止的期間，不降低soc目標值。

圖15是本發明的實施方式5涉及的系統的框圖。圖15所示的構成除了對充放電管理裝置60追加了天氣預報信息取得部64、以及追加了一部分soc目標值變更部62的處理以外，與圖13相同。因此，簡化或者省略soc目標值變更部62、天氣預報信息取得部64以外的各部的說明。

(天氣預報信息取得功能)

充放電管理裝置60具有天氣預報信息取得功能，天氣預報信息取得部64掌管該功能。日照信息取得部63從與計算機網絡22連接的其他計算機或者與充放電管理裝置60連接的外部存儲裝置等取得天氣預報信息。天氣預報信息中包括每個時刻的天氣預報。

(soc目標值變更功能)

充放電管理裝置60具有soc目標值變更功能，soc目標值變更部62掌管該功能。soc目標值變更部62在太陽能發電系統的發電電力為0、并且超過日落時刻的情況下，將soc目標值設定為適于蓄電池模塊433的劣化抑制的理想值。另外，soc目標值變更部62在基于天氣預報信息的第二天的天氣預報是適于發電的天氣的情況下，在從日落時刻到第二天的日出時刻為止的期間，階段性地將soc目標值降低至0附近。另外，soc目標值變更部62在基于天氣預報信息的第二天的天氣預報是不適于發電的天氣的情況下，在從日落時刻到第二天的日出時刻為止的期間，不降低soc目標值。此外，關于從日出時刻到日落時刻為止的soc目標值的設定，可以是恒定值，也可以根據在實施方式2中敘述的soc目標值變更功能的說明，來設定各時刻的soc目標值。

充放電指令部61使用soc目標值變更部62設定的soc目標值，來進行在實施方式1的充放電指令功能的說明中敘述的處理。

(流程圖)

圖16是在本發明的實施方式5涉及的系統中，充放電管理裝置60執行的控制例行程序的流程圖。該流程圖所示的主站點控制器50的處理是由充放電指令部61、soc目標值變更部62、日照信息取得部63、天氣預報信息取得部64的各功能實現的處理。主站點控制器50的存儲器中存儲有執行圖16所示的流程圖的處理的程序，通過主站點控制器50的處理器讀出程序并加以執行來實現圖16所示的處理。

圖16所示的例行程序除了加入步驟s107的處理作為步驟s105的前處理以外，與圖14所示的例行程序相同。以下，在圖16中，對與圖4、圖11、圖14所示的步驟相同的步驟賦予相同的附圖標記而省略其說明。

在步驟s106中，日照信息取得部63從與計算機網絡22連接的其他計算機或者與充放電管理裝置60連接的外部存儲裝置等取得日照信息。另外，在步驟s107中，天氣預報信息取得部64從與計算機網絡22連接的其他計算機或者與充放電管理裝置60連接的外部存儲裝置等取得天氣預報信息。

在步驟s106以及步驟s107的處理后，在步驟s105中，soc目標值變更部62按每個時刻設定soc目標值。步驟s105中執行的處理如在soc目標值變更部的說明中敘述那樣。在步驟s105中設定的soc目標值被在步驟s103的處理中使用。

如以上說明那樣，本實施方式的充放電管理裝置60在基于天氣預報信息的第二天的天氣預報是不適于發電的天氣的情況下，在從日落時刻到第二天的日出時刻為止的期間不降低soc目標值。因此，能夠到次日早晨為止不降低蓄電池模塊433的soc地通過蓄電池的充放電控制使第二天的太陽能發電的輸出變動均衡化。

【附圖標記說明】

10-發電設備；20-輸電設備；21-設備內電線；22、23、24-計算機網絡；30-發電系統；31-太陽能發電模塊；32-pv－pcs；33-電力計；40-蓄電池系統；41-蓄電池用pcs；42-fbcs盤；43-蓄電池盤；50-主站點控制器；60-充放電管理裝置；61-充放電指令部；62-soc目標值變更部；63-日照信息取得部；64-天氣預報信息取得部；421-控制裝置；431-熔斷器；432-接觸器；433-蓄電池模塊；434-蓄電池監視裝置(bmu)。