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公開番号2025050546
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023159399
出願日2023-09-25
発明の名称電力システム
出願人株式会社豊田中央研究所,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250328BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】集中制御と分散制御を適切に組み合わせた電力システムを提供する。
【解決手段】複数のバッテリを組み合わせた群を複数含む電力システム100において、群の各々に対する放電又は充電の目標電力を決定する中央制御部102と、群に設けられ、当該群の各々に対して決定された目標電力を出力するようにバッテリを制御する分散制御器Cとを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のバッテリを組み合わせた群を複数含む電力システムにおいて、
前記群の各々に対する放電又は充電の目標電力を決定する中央制御部と、
前記群に設けられ、当該群の各々に対して決定された前記目標電力を出力するようにバッテリを制御する分散制御器と、を備えた電力システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力システムであって、
前記中央制御部は、制約条件を満たしつつ前記バッテリの特徴量に対する目的関数Ｊを最小にするように前記群の各々に対する放電又は充電の前記目標電力を決定することを特徴とする電力システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電力システムであって、
前記目的関数Ｊ及び前記制約条件は、前記群ｉ（ｉ＝１，２，・・・Ｎ
ｇ
）に属するバッテリＢ
ｉｊ
（ｊ＝１，２，・・・Ｍ
ｉ
）の特徴量に基づいて設定され、前記制約条件を満たしつつ前記目的関数Ｊが最小となるように前記群ｉに対する前記目標電力ｒ
ｉ
を決定することを特徴とする電力システム。
【請求項４】
請求項３に記載の電力システムであって、
前記分散制御器は、前記群の各々に対する前記目標電力に追従するように、当該群に属するバッテリの特徴量に応じて当該バッテリに対する前記目標電力を決定することを特徴とする電力システム。
【請求項５】
請求項４に記載の電力システムであって、
前記分散制御器は、前記中央制御部から前記群に対する前記目標電力と当該群の実際の出力電力との誤差と、前記群に属するバッテリのＳＯＣと、に応じて当該群に属するバッテリに対する前記目標電力を決定することを特徴とする電力システム。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１項に記載の電力システムであって、
前記群の各々に対する前記目標電力を決定するために、前記群の最大放電電力、前記群の最小放電電力、前記群の最大充電電力、及び前記群の最小充電電力、並びに、過去における前記群の各々に対する前記目標電力を用いることを特徴とする電力システム。
【請求項７】
請求項６に記載の電力システムであって、
前記群の各々に対する前記目標電力を決定するために、さらに前記群に属するバッテリの平均ＳＯＣを用いることを特徴とする電力システム。
【請求項８】
請求項７に記載の電力システムであって、
前記群の各々に対する前記目標電力を決定するために、さらにすべての前記群に属するバッテリの平均ＳＯＣを用いることを特徴とする電力システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、集中制御と分散制御を組み合わせた電力システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
鉛バッテリ、リチウムイオンバッテリ、リチウムイオンキャパシタ等の性質の異なる複数種類のバッテリを組み合わせた定置用蓄電システムであって、電力系統からのシステム要求電力に対して、長周期成分を鉛バッテリによって負担し、短周期成分をリチウムイオンバッテリによって負担することでシステム全体でのコストを最適化する技術が開示されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
K.Takeda, C.Takahashi, H.Arita, N.Kusumi, M.Amano, A.Emori, “Design of Hybrid Energy Storage System using Dual Batteries for Renewable Applications", IEEE PES General Meeting Power & Energy Society （2014）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
異種バッテリを用いた定置用蓄電システムでは、バッテリの特性に合わせてシステム要求電力を分配することが可能である。しかしながら、長周期成分に適したバッテリ又は短周期成分に適したバッテリがそれぞれ複数個設けられている場合、長周期成分の電力又は短周期成分の電力をそれぞれのバッテリにどのように分配するのか言及されていない。例えば、バッテリの個数によって単に等分配するのか否かについて明確でない。
【０００５】
また、電力を分配するために、バッテリのＳＯＣに応じて各バッテリの目標電力を決定するという方法が考えられる。具体的には、電力系統から放電要求がある場合には、ＳＯＣが高いバッテリほど目標電力（放電電力）を大きく設定し、逆に充電要求がある場合にはＳＯＣが低いバッテリほど目標電力（充電電力）を大きく設定する。しかしながら、従来技術では、当該方法を適用して目標電力を設定するために、中央制御サーバがすべてのバッテリのＳＯＣを常に把握し、それに基づいて各々の目標電力を算出している。したがって、バッテリの個数が増加するほど、中央制御サーバの演算コスト及び演算時間が増加し、システムの運営コストが増加するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの態様は、複数のバッテリを組み合わせた群を複数含む電力システムにおいて、前記群の各々に対する放電又は充電の目標電力を決定する中央制御部と、前記群に設けられ、当該群の各々に対して決定された前記目標電力を出力するようにバッテリを制御する分散制御器と、を備えた電力システムである。
【０００７】
ここで、前記中央制御部は、制約条件を満たしつつ前記バッテリの特徴量に対する目的関数Ｊを最小にするように前記群の各々に対する放電又は充電の前記目標電力を決定することが好適である。
【０００８】
また、前記目的関数Ｊ及び前記制約条件は、前記群ｉ（ｉ＝１，２，・・・Ｎ
ｇ
）に属するバッテリＢ
ｉｊ
（ｊ＝１，２，・・・Ｍ
ｉ
）の特徴量に基づいて設定され、前記制約条件を満たしつつ前記目的関数Ｊが最小となるように前記群ｉに対する前記目標電力ｒ
ｉ
を決定することが好適である。
【０００９】
また、前記分散制御器は、前記群の各々に対する前記目標電力に追従するように、当該群に属するバッテリの特徴量に応じて当該バッテリに対する前記目標電力を決定することが好適である。
【００１０】
また、前記分散制御器は、前記中央制御部から前記群に対する前記目標電力と当該群の実際の出力電力との誤差と、前記群に属するバッテリのＳＯＣと、に応じて当該群に属するバッテリに対する前記目標電力を決定することが好適である。
（【００１１】以降は省略されています）

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