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公開番号2021136839
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210913
出願番号2020033678
出願日20200228
発明の名称仮想発電所制御システム
出願人公立大学法人会津大学,株式会社会津コンピュータサイエンス研究所
代理人特許業務法人創成国際特許事務所
主分類H02J 3/00 20060101AFI20210816BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】制御の対象となる移動体が多い場合でも、電力需要に対応して、効率よく移動体に搭載された駆動用バッテリーによる充放電を効率よく行わせることができる仮想発電所制御システムを提供する。
【解決手段】複数の移動体それぞれは、電力バランス受信部と、要求される所定の期間に電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定する充放電決定部と、入力パラメータ及び前記決定結果をサーバーに送信する移動体情報送信部と、充放電制御部とを備える。サーバーは、移動体から受信した情報を学習データとして機械学習をして、該機械学習の結果に基づいて学習結果パラメータを生成して複数の移動体に送信するサーバー学習部を備える。充放電決定部は、サーバーから受信した学習結果パラメータを用いて前記決定を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
駆動用バッテリーが搭載された複数の移動体とサーバーとを含んで構成される仮想発電所制御システムであって、
前記複数の移動体それぞれは、
電力網における要求される所定の期間の電力需要を示す情報である電力バランス情報を受信する電力バランス受信部と、
前記電力バランス受信部が受信した電力バランス情報と前記駆動用バッテリーの残充電量とを含む情報を入力パラメータとして、前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定する充放電決定部と、
前記入力パラメータ及び前記充放電決定部による決定結果を前記サーバーに送信する移動体情報送信部と、
前記充放電決定部による決定結果に応じて前記駆動用バッテリーによる充放電を行う充放電制御部とを備え、
前記サーバーは、
前記複数の移動体から受信した前記入力パラメータ及び前記決定結果を学習データとして用いて、該複数の移動体それぞれが前記所定の期間に前記電力網への放電又は該電力網からの充電を行うと決定するか否かを判定するための判定モデルの機械学習を行って、該機械学習の結果に基づいて、前記複数の移動体それぞれが前記決定に用いる学習結果パラメータを生成して該複数の移動体それぞれに送信するサーバー学習部を備え、
前記充放電決定部は、前記サーバーから受信した前記学習結果パラメータを用いて前記決定を行うように構成されていることを特徴とする仮想発電所制御システム。
続きを表示(約 2,500 文字)【請求項2】
請求項1に記載の仮想発電所制御システムにおいて、
前記サーバー学習部は、前記機械学習の結果に基づく前記学習結果パラメータとして前記充放電決定部が前記決定に用いる前記入力パラメータごとの重要度を示す重みづけ値を決定して前記複数の移動体それぞれに送信するように構成されていることを特徴とする仮想発電所制御システム。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の仮想発電所制御システムにおいて、
前記充放電決定部は、前記移動体が充電中であるか、放電中であるか、又は充放電のいずれも行っていないかを示す情報である移動体状態情報を含む情報を入力パラメータとして、前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定することを特徴とする仮想発電所制御システム。
【請求項4】
請求項1〜3の何れかに記載の仮想発電所制御システムにおいて、
電力網における現在の電力需要及び、日時並びに天候の何れか一つ以上を含む情報に基づいて前記要求される所定の期間に関する電力需要を推定し、該推定結果に基づいて前記電力バランス情報を生成して前記複数の移動体それぞれに送信する推定部を備え、
前記電力バランス受信部は、前記推定部により送信された前記電力バランス情報を受信するように構成されており、
前記充放電決定部は、前記推定部により送信された前記電力バランス情報を入力パラメータとして、前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定するように構成されていることを特徴とする仮想発電所制御システム。
【請求項5】
請求項1〜4の何れかに記載の仮想発電所制御システムにおいて、
各前記移動体の使用頻度及び位置並びに、日時、天候及び気温の何れか一つ以上を含む情報に基づいて、前記要求される所定の期間までの各該駆動用バッテリーの電力変化量を推定し、該推定結果を前記複数の移動体それぞれに送信する推定部を備え、
前記充放電決定部は、前記推定部が推定した前記要求される所定の期間までの各前記駆動用バッテリーの電力変化量を含む情報を入力パラメータとして、該要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定するように構成されていることを特徴とする仮想発電所制御システム。
【請求項6】
請求項1〜5の何れかに記載の仮想発電所制御システムにおいて、
前記複数の移動体それぞれの現在位置と、該複数の移動体それぞれが前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うために用いることのできる一つ以上の電力網接続部の位置とに基づいて、前記要求される所定の期間の開始までに前記複数の移動体それぞれが前記電力網接続部の位置に移動可能であるか否かを推定して該推定結果を前記複数の移動体それぞれに送信する推定部を備え、
前記充放電決定部は、前記推定部の推定結果を含む情報を入力パラメータとして、前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定するように構成されていることを特徴とする仮想発電所制御システム。
【請求項7】
請求項6に記載の仮想発電所制御システムにおいて、
前記移動体は自動運転可能な移動体であって、所定の時間までに所定の場所に移動するように該移動体を制御する移動制御部を備え、
前記移動制御部は、前記充放電決定部が前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うと決定した場合には、該要求される所定の期間の開始までに該移動体が前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うために用いる前記電力網接続部の位置まで移動するように制御することを特徴とする仮想発電所制御システム。
【請求項8】
請求項1〜7の何れかに記載の仮想発電所制御システムにおいて、
前記移動体の現在のドライバーの運転の傾向に基づいて、前記要求される所定の期間までの各前記駆動用バッテリーの電力変化量を推定し、該推定結果を前記複数の移動体それぞれに送信する推定部を備え、
前記移動体の充放電決定部は、前記推定部が推定した前記要求される所定の期間までの各前記駆動用バッテリーの電力変化量を含む情報を入力パラメータとして、該要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定することを特徴とする仮想発電所制御システム。
【請求項9】
請求項4〜8の何れかに記載の仮想発電所制御システムにおいて、
前記推定部は、前記推定に用いる情報を学習データとして用いて、該推定を行うための推定モデルの機械学習を行って、該機械学習後の推定モデルを用いて該推定をするように構成されていることを特徴とする仮想発電所制御システム。
【請求項10】
請求項4〜9のいずれかに記載の仮想発電所制御システムにおいて、
前記サーバーは、前記サーバー学習部を有するメインサーバーと前記推定部を有する1つ以上の外部サーバーとにより構成されており、
前記各移動体は、前記外部サーバーのいずれからのデータを用いて前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定するかを認識する認識部を備え、
前記充放電決定部は、前記認識部により認識された前記メインサーバー及び前記1つ以上の外部サーバーから受信したデータを用いて前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定するように構成されていることを特徴とする仮想発電所制御システム。
【請求項11】
請求項10に記載の仮想発電所制御システムにおいて、
前記サーバー学習部は前記推定部の推定結果に基づいて前記学習結果パラメータを決定し、又は前記推定部は他の前記外部サーバーの推定部の推定結果に基づいて前記推定をするように構成されていることを特徴とする仮想発電所制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、仮想発電所を制御するシステムに関する。
続きを表示(約 4,800 文字)【背景技術】
【0002】
従来、仮想発電所を制御するシステムにおいて、アグリゲータのサーバーで電力需要のデータを受信して、アグリゲータのサーバーに接続された蓄電池それぞれに対する充電又は放電の制御を、アグリゲータのサーバーで一括して実行するシステムが提案されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2019−58007号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の技術を応用して、一般の乗用車として利用されている電気自動車に搭載された駆動用バッテリーを蓄電池として活用して、電力網における要求される所定の期間の電力需要に応じた充放電を行わせる仮想発電所を構築することが考えられる。
【0005】
すなわち、電力網において要求される所定の期間に電力が不足する場合には当該不足を補うように仮想発電所を構成する電気自動車に搭載された駆動用バッテリーから放電を行って電力を供給し、一方、電力網において電力が過剰となる場合には、仮想発電所を構成する電気自動車に搭載された駆動用バッテリーに当該過剰な電力を蓄電する仕組みである。
【0006】
一つ一つの駆動用バッテリーの容量は小さいが、電力網における要求される所定の期間の電力需要(不足又は過剰)に関する情報を事前に受け付けて、仮想発電所を構成する電気自動車に搭載された駆動用バッテリーそれぞれに、当該要求される所定の期間に充電又は放電の役割を少量ずつ担わせるように制御することにより、あたかも一つの巨大な発電所・蓄電池として利用することができる。
【0007】
しかしながら、仮想発電所に用いられる電気自動車が大量に存在する場合、その一つ一つに充放電をさせる指示をアグリゲータのサーバーで一括して作成して送信するのは当該サーバーの処理量が多くなり過ぎて非効率であり、充放電の制御をタイムリーに行えないおそれがある。
【0008】
そこで本発明は、制御の対象となる移動体が多い場合でも、電力需要に対応して、移動体に搭載された駆動用バッテリーによる充放電を効率よく行わせることができる仮想発電所制御システム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】
【0009】
本発明の仮想発電所制御システムは、
駆動用バッテリーが搭載された複数の移動体とサーバーとを含んで構成される仮想発電所制御システムであって、
前記複数の移動体それぞれは、
電力網における要求される所定の期間の電力需要を示す情報である電力バランス情報を受信する電力バランス受信部と、
前記電力バランス受信部が受信した電力バランス情報と前記駆動用バッテリーの残充電量とを含む情報を入力パラメータとして、前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定する充放電決定部と、
前記入力パラメータ及び前記充放電決定部による決定結果を前記サーバーに送信する移動体情報送信部と、
前記充放電決定部による決定結果に応じて前記駆動用バッテリーによる充放電を行う充放電制御部とを備え、
前記サーバーは、
前記複数の移動体から受信した前記入力パラメータ及び前記決定結果を学習データとして用いて、該複数の移動体それぞれが前記所定の期間に前記電力網への放電又は該電力網からの充電を行うと決定するか否かを判定するための判定モデルの機械学習を行って、該機械学習の結果に基づいて、前記複数の移動体それぞれが前記決定に用いる学習結果パラメータを生成して該複数の移動体それぞれに送信するサーバー学習部を備え、
前記充放電決定部は、前記サーバーから受信した前記学習結果パラメータを用いて前記決定を行うように構成されていることを特徴とする。
【0010】
本発明の仮想発電所制御システムによれば、サーバー学習部により、複数の移動体から受信した入力パラメータ及び決定結果が学習データとして該複数の移動体それぞれが前記所定の期間に前記電力網への放電又は該電力網からの充電を行うと決定するか否かを判定するための判定モデルの機械学習がされて、該学習結果に基づいて、移動体が充放電の決定に用いる学習結果パラメータが生成されて複数の移動体に送信される。
【0011】
そして複数の移動体それぞれの充放電決定部により、サーバーから受信した学習結果パラメータを用いて要求される所定の時期に充放電を行うか否かの決定が行われる。
【0012】
これにより、サーバーは学習と学習結果パラメータの決定とを行い、電力網からの電力バランスに応じた充放電を行うか否かの決定及び充放電の制御は各移動体がそれぞれに行うので、サーバーと移動体とで役割分担がなされて処理の負荷の分散化が図られ効率的である。
【0013】
このように本発明の仮想発電所制御システムによれば、制御の対象となる移動体が多い場合でも電力需要に対応して効率よく移動体に充放電を行わせることができる仮想発電所制御システムを提供することができる。
【0014】
本発明の仮想発電所制御システムにおいて、
前記サーバー学習部は、前記機械学習の結果に基づく前記学習結果パラメータとして前記充放電決定部が前記決定に用いる前記入力パラメータごとの重要度を示す重みづけ値を決定して前記複数の移動体それぞれに送信するように構成されていることが好ましい。
【0015】
要求される所定の期間に充放電を行うか否かの決定に用いられる入力パラメータによっては、当該決定における重要度の高さが異なる場合がある。
【0016】
本発明の仮想発電所制御システムによれば、サーバー学習部により機械学習の結果に基づく学習結果パラメータとして充放電決定部が決定に用いる入力パラメータごとの重要度を示す重みづけ値が決定されて複数の移動体それぞれに送信される。
【0017】
これにより、充放電決定部は入力パラメータごとの重要度を考慮して要求される所定の期間に充放電を行うか否かの決定を行うことができるので、各移動体は精度よく当該決定を行うことができる。
【0018】
このように本発明の仮想発電所制御システムによれば、要求される所定の期間に充放電を行うか否かの移動体による決定の精度を良くしながら、制御の対象となる移動体が多い場合でも電力需要に対応して効率よく移動体に充放電を行わせることができる仮想発電所制御システムを提供することができる。
【0019】
本発明の仮想発電所制御システムにおいて、
前記充放電決定部は、前記移動体が充電中であるか、放電中であるか、又は充放電のいずれも行っていないかを示す情報である移動体状態情報を含む情報を入力パラメータとして、前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定することが好ましい。
【0020】
要求される所定の期間の電力需要に対応して充放電を行うことができる程度に、各移動体の駆動用バッテリーに残充電量又は空き容量があっても、要求される所定の期間に、通常の使用目的などのために使用されていて当該駆動用バッテリーによる充放電が行われている場合には、電力網に対する充放電を当該移動体に行わせることができないことがある。
【0021】
本発明の仮想発電所制御システムによれば、充放電決定部により、移動体が充電中であるか、放電中であるか、又は充放電のいずれも行っていないかを示す情報を入力パラメータとして、要求される所定の期間に電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かが決定される。
【0022】
これにより、移動体が充電中であるか、放電中であるか、又は充放電のいずれも行っていないかが考慮されて当該決定が行われるので、決定通りに充放電を行うことができる確実性が高まる。
【0023】
このように本発明の仮想発電所制御システムによれば、要求される所定の期間に充放電を行うことができる確実性を高めながら、制御の対象となる移動体が多い場合でも電力需要に対応して効率よく移動体に充放電を行わせることができる仮想発電所制御システムを提供することができる。
【0024】
本発明の仮想発電所制御システムにおいて、
電力網における現在の電力需要及び、日時並びに天候の何れか一つ以上を含む情報に基づいて前記要求される所定の期間に関する電力需要を推定し、該推定結果に基づいて前記電力バランス情報を生成して前記複数の移動体それぞれに送信する推定部を備え、
前記電力バランス受信部は、前記推定部により送信された前記電力バランス情報を受信するように構成されており、
前記充放電決定部は、前記推定部により送信された前記電力バランス情報を入力パラメータとして、前記要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定するように構成されていることが好ましい。
【0025】
電力網から受信する要求される所定の期間における電力需要の情報の精度の高さは、当該情報を作成する電力会社等によって異なる場合がある。
【0026】
本発明の仮想発電所制御システムによれば、推定部により、電力網における現在の電力需要及び、日時並びに天候の何れか一つ以上を含む情報に基づいて要求される所定の期間に関する電力需要が推定されて、当該推定結果に基づいて電力バランス情報が生成されて、複数の移動体それぞれに送信される。
【0027】
そして、充放電決定部により、推定部により送信された電力バランス情報を入力パラメータとして、要求される所定の期間に電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かが決定される。
【0028】
これにより、仮想発電所制御システム内で要求される所定の期間における電力需要を補正するので、電力会社等が作成する電力需要の情報の精度に左右されずに、要求される所定の期間に充放電を行うか否かの決定を行うことができるので、各移動体は精度よく当該決定を行うことができる。
【0029】
このように本発明の仮想発電所制御システムによれば、要求される所定の期間に充放電を行うか否かの移動体による決定の精度を良くしながら、制御の対象となる移動体が多い場合でも電力需要に対応して効率よく移動体に充放電を行わせることができる仮想発電所制御システムを提供することができる。
【0030】
本発明の仮想発電所制御システムにおいて、
各前記移動体の使用頻度及び位置並びに、日時、天候及び気温の何れか一つ以上を含む情報に基づいて、前記要求される所定の期間までの各該駆動用バッテリーの電力変化量を推定し、該推定結果を前記複数の移動体それぞれに送信する推定部を備え、
前記充放電決定部は、前記推定部が推定した前記要求される所定の期間までの各前記駆動用バッテリーの電力変化量を含む情報を入力パラメータとして、該要求される所定の期間に前記電力網への放電または該電力網からの充電を行うか否かを決定するように構成されていることが好ましい。
(【0031】以降は省略されています)

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