(第1実施形態)
図1は、本実施形態を示した概略図であり、本実施形態における「走行経路指示装置」は走行経路指示サーバ20である。
走行経路指示サーバ20は、図1に示されるように、データ記憶部21、通信部22、電力供給監視部23、電力需要監視部24、制御部25を備える。走行経路指示サーバ20は、CPU(Central Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)等を含む一つ又は複数のコンピュータ等を用いて構成される。
データ記憶部21は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶媒体で構成されており、地図情報、給電レーン情報、電力需要量、電力供給可能量、位置情報、車両IDを含む車両情報を格納している。なお、給電レーン情報は、非接触充電設備が備わっている道路(以下、「給電レーン」と称する)の位置座標である。
通信部22は、道路に沿って設けられた送信機から出力される光ビーコン、または電波ビーコンによってVICS(登録商標)センターから道路交通情報を受信、またはFM多重放送を受信する。また、ネットワーク10に接続して車両30、給電レーンとの通信を行い、データ記憶部21の各種情報を最新のものに更新する為の情報を取得する。なお、通信部22は、本発明における「指示部」に対応し、車両30の走行経路及び走行経路変更の指示を送信する。
電力供給監視部23は、不図示の電力会社により供給可能な電量供給可能量を監視する。本実施形態では、電力供給監視部は、給電レーンが存在する電力供給エリアに供給される最大の電力供給可能量を電力供給可能量として監視する。電力供給可能量は、例えば、工場やホテル、商業ビルなどの大口需要家や、一般家庭などの小口需要家への電力供給を含めた値であり、その他の例としては、電力供給可能量は、該給電レーンに供給可能な電力であってもよい。電力供給可能量は、予測値でもよく、予め定められた固定値であってもよい。
電力需要監視部24は、需要家による電力需要量を監視する。本実施形態では、電力需要監視部24は、給電レーンが存在する電力供給エリアの電力の使用状況を電力需要量として監視する。電力需要量は、例えば、大口需要家や小口需要家を含めた電力需要量であり、その他の例としては給電レーンにて充電を行う際の充電要求を電力需要量としてもよい。また、電力需要量は、予測値でもよく、予め定められた固定値であってもよい。
ここで、車両30は、主に、電力を蓄えておく為のバッテリ31と、バッテリ31に蓄えられた電力を動力源として駆動するモータ32と、ナビゲーション装置35によって構成されている。なお、車両30は、上記に加えて内燃機関を搭載した車両であってもよい。
そして、車両30には、このバッテリ31に蓄えられている電力量であるSOCを測定するSOCセンサ33と、モータ32の回転に基づき車両30の速度を測定する車速センサ34とが備わっている。そして、このSOCセンサ33と車速センサ34からの出力と各車両を識別可能な車両IDを含む車両情報が、通信部38からネットワーク10を介して走行経路指示サーバ20の通信部22に送信される。
また、車両30のバッテリ31は、道路に設けられた給電レーンによって走行中の非接触充電を行うことができる。走行中の非接触充電の方法としては、例えば磁界結合(電磁誘導)や、電界結合、磁界共振結合(磁界共鳴)、電界共振結合(電界共鳴)のような伝送方式を用いて、地面に設けられた送電装置と車両30に設けられた受電装置42との間で電力を非接触で伝送する公知の技術が使用される。なお、非接触充電は、非接触給電、非接触電力伝送、ワイヤレス電力伝送又はワイヤレス給電とも称される。上述の給電レーンによる非接触充電に加えて、充電スタンドの非接触充電設備や接触充電設備からの充電が可能であってもよい。
ナビゲーション装置35は、GPS受信部36、入力部37、通信部38、走行経路記憶部39、表示部40、音声出力部41を備える。
GPS受信部36は、GPS(Global Positioning system)により車両30の現在地や進行方向を含む位置情報を検出するものであり、例えば、地球上空を周回している3個以上のGPS衛星から電波を受信して処理し、現在位置を検出するための手段として動作する。
本実施形態では、入力部37は、タッチパネルによって構成され、目的地や経由地、優先したい道路種別等の経路探索の条件が、タッチパネルやボタンを介して、ユーザによって入力される。また、表示部40によって提示された目的地までの複数の経路の中から、ユーザが好みの経路を選択する際にも、この入力部37が用いられる。なお、入力部37は、タッチパネルの他に機械式のボタンや、マイクのような音声入力装置を用いても構わない。
通信部38は、ネットワーク10に接続して、上述の走行経路指示サーバ20と通信を行い、位置情報の送信や、走行経路の受信を行う。
走行経路記憶部39は、ハードディスクやフラッシュメモリ等の記憶媒体で構成されており、通信部38により受信した走行経路を格納している。
表示部40は、液晶パネル等の表示用パネルによって構成される。この表示部40は、探索された経路や、経路案内の際に、地図情報に基づく地図画像、選択された経路、現在位置等を表示する。また、バッテリ31の残容量等の情報をナビゲーション装置35が取得し、この取得した情報を基づいて車両30の状態を表示する。
音声出力部41は、スピーカで構成され、経路案内の際の音声ガイダンスや、ナビゲーション装置35の操作に必要な音声、警告等のブザー音等を出力する。
図1の走行経路指示サーバ20に戻り、説明を続ける。制御部25は、CPU、ROM、RAM(いずれも不図示)からなるプロセッサで構成され、ROM、RAMに記録された制御プログラムに基づいた所定の処理を実行して、ナビゲーション装置35の各部の動作を制御する。なお、本実施形態では、制御部25は、ROMやRAMに記録された制御プログラムを読み出して実行するものとして説明したが、この制御プログラムをCD-ROM、DVD-ROM等の記憶媒体に格納して制御部25に提供することも可能である。
そして、制御部25は、制御プログラムが実行されることにより、経路探索部26と、余剰電力算出部27、走行経路判定部28、という機能構成を実現する。
経路探索部26は、通信部22によって受信した位置情報から、車両30のユーザが入力部37を介して設定した目的地までの経路探索を、データ記憶部21に格納された情報を参照して行う。
この時、経路探索部26は、対象車両が電動車両ではなく、ガソリン自動車等であれば、設定された探索条件の下、データ記憶部21の地図情報を用いて最短経路の探索を行う(以下、「通常経路」と称する)。
一方、本実施形態のように電動車両を対象とする場合には、経路探索部26は、通常経路の探索の他に、充電経路の探索をあわせて行う。
通常経路とは、給電レーン情報を考慮せず、地図情報だけを用いて探索された経路である。したがって、通常経路は、設定された条件において、車両の現在位置と設定された目的地との間を結ぶ最短経路となる。具体的には、設定された条件と地図情報に含まれる道路情報に基づいて最短経路が探索される。
なお、設定された条件とは、単純に目的地までの距離が最も近いという条件だけでなく、ユーザにより設定された、有料道路をできるだけ回避するという条件や、できるだけ道幅の広い道路を利用するという条件等がある。
充電経路とは、通常経路と異なり、地図情報と、SOCセンサ33からのバッテリ残容量の情報と、給電レーン情報と、を用いて探索された経路である。この充電経路は、できるだけ給電レーンを走行しながら目的地へ向かう経路であるため、探索された経路によっては、通常経路に比較して遠回りをしながら進む経路となる。
ここで、経路探索部26によって探索される通常経路と充電経路について図2に示す。現在地Sと設定された目的地Gとの間の経路について、通常経路Aは破線で示されている。充電経路Bは実線で示されている。
図2に示すように、通常経路Aは、現在位置Sと目的地Gとの間を結ぶ経路の中では最短の経路となっている。
充電経路Bは、給電レーンをできるだけ利用するように、給電レーンを優先して探索された経路であるため、目的地Gまでの経路としては通常経路Aと比較して遠回りの経路となっている。なお、充電経路Cは給電レーン道路E1、E2、E3を通過して目的地Gへ向かう経路になっている。
図3では、表示部40による走行経路の表示方法を示しており、走行経路が通常経路から充電経路に変更されたときの表示例である。本実施形態では、ユーザが走行経路の変更を把握できるように画面に文字と地図で表示する。
余剰電力算出部27は、電力供給監視部23により取得した電力供給可能量と、電力需要監視部24により取得した電力需要量から、電力余裕量を算出する。なお、本実施形態では、「(電力余裕量)=(電力供給可能量)―(電力需要量)」とする。余剰電力算出部27は、本発明における「余裕量算出部」に対応する。
走行経路判定部28は、車両30の走行経路を判定する。具体的には、車両30の通信部38から、通信部22を介して走行経路を受信し、選択された走行経路が通常経路か充電経路であるかの判定を行う。
本実施形態における走行経路指示サーバ20は、以上のような構成となっている。次に、探索した経路を表示するまでの具体的な動作について、図4のフローチャートを参照して詳細に説明する。
まず、経路探索部26は、通常経路の探索を行う(S100)。上述のように、この通常経路は、走行経路指示サーバ20が取得した複数の車両30の現在位置から、設定された目的地との間を結ぶ最短経路を、データ記憶部21の地図情報を用いて探索する。この通常経路は、推奨経路と呼ばれ、最も効率的な経路に該当するものである。
あわせて、経路探索部26は、充電経路の探索を行う充電経路は、地図情報と、SOC33からの残容量の情報と、給電レーン情報と、を用いて探索された経路であり、できるだけ非接触充電道路を走行しながら目的地へ向かうように探索された経路である。
次に、通信部22は、探索した通常経路、及び充電経路を複数の車両30の通信部38に送信する(S101)。送信した2つの走行経路は走行経路記憶部39に格納され、ユーザは、表示部40を介して走行経路を選択する。
次に、電力供給監視部23は、給電レーンが存在する電力供給エリアに供給される電力供給可能量を取得し、電力需要監視部24は、給電レーンが存在する電力供給エリアにおける電力需要量を取得する(S102)。
次に、余剰電力算出部27は、電力供給可能量と電力需要量から電力余裕量を算出する(S103)。
電力余裕量がα以上であるとき(S103においてYes)、ユーザにより選択された走行経路が通常経路であるかを判定する(S104)。具体的には、車両30の通信部38から、選択された走行経路を通信部22により受信し、受信結果に基づいて判定を行う。ここで、αは、「第1閾値」に対応する。
選択された走行経路が通常経路であるとき(S104においてYes)、通信部22は、充電経路への変更指示を車両30の通信部38に送信する(S105)。車両30の表示部40には、図3に示すように充電経路が表示され、車両30は給電レーンを走行する。この他にも、例えば、ユーザの入力部37への入力により走行経路を選択可能にしてもよい。この場合には車両30の停止時に操作が行われるようにする。また、音声出力部41によりユーザに変更指示を報知してもよい。
このように電力余裕量が第1閾値より大きいとき、すなわち、電力供給に余裕があるときに電動車両を給電レーン上で走行させて、充電に使用することができる。これにより、電力余裕量を充電で消費することができる為、発電所による発電量の調整量を抑制することができる。
(第1実施形態の変形例1)
本実施形態における走行経路指示装置は、基本的な構成が第1実施形態と同様であり、第1実施形態との相違点は、対象車両の特定にSOCの測定結果を使用する点である。具体的には、車両30の通信部38から通信部22を介して受信した車両情報のうち、SOCの測定結果に基づいて、SOCが所定値未満のときに給電レーンを走行する指示を行う。本実施形態における所定値とは、固定値である50%を指す。所定値は、ナビゲーション装置35に設定された目的地に到着するまでに必要な電力でもよい。
具体的には、第1実施形態における図4のS104にて、通常経路を走行する車両の特定とあわせて、SOCが所定値未満か否かを判定する。これにより、充電経路を走行する対象車両は、所定SOC未満の車両すなわち低SOC車両となる。低SOC車両は、高SOC車両と比較して多く充電することができるので、本実施形態のように、低SOC車両を走行させることで電力を多く消費させることができ、電力が余剰となることを効率的に抑制することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態となる走行経路指示装置は、基本的な構成が第1実施形態と同様であり、相違点は、走行経路指示サーバ20の制御部25に、対象車両特定部29を備え複数の車両30に指示を行う点であり、この対象車両特定部29により給電レーンを走行させる車両30の台数を増減させる。
図5は、本実施形態における概略図である。対象車両特定部29は、走行経路を通常経路から充電経路に変更させる対象車両を特定する。具体的には、余剰電力算出部27により算出した電力余裕量が大きいときに充電経路を走行する車両(以下、「対象車両」と称する)の数を多くする。また、対象車両の特定時には、データ記憶部21に記憶された車両30の位置情報に基づいて、走行経路を充電経路に変更した場合に、通常経路からの迂回度合が小さい、すなわち、遠回りとならない車両30から順に対象車両に決定する。
図6は、本実施形態を説明する為のフローチャートである。第1実施形態と同様の手法(同じ通し番号を記載)は省略し、S204から説明を行う。
電力余裕量がα以上であるとき(S103においてYes)、通常経路を走行する車両30を特定する(S204)。具体的には、複数の車両30の通信部38から、選択された走行経路を通信部22により受信し、走行経路判定部28は、受信結果に基づいて通常経路を走行する車両30を特定する。
次に、電力余裕度に基づいて走行経路を充電経路に変更する対象車両を特定する(S205)。具体的には、余剰電力算出部27により算出した電力余裕量が大きいときに、小さいときと比較して対象車両の数を増加させる。また、対象車両の特定には、充電経路に変更した場合に、通常経路からの迂回度合が小さい、すなわち、遠回りとならない車両30から順に対象車両と特定する。
次に、S205で特定した対象車両に対して通常経路から充電経路に変更するよう指示する(S206)。具体的には通信部22は、充電経路への変更指示を対象車両の通信部38に送信する。車両30の表示部40には、図3に示すように充電経路が表示され、対象車両は、給電レーンを走行するようナビゲーションされる。
このように、余裕量が大きい値であるときに、そうでない場合と比較して多くの電動車両を給電レーン上で走行させることができ、より多くの電力を消費することができる。
(第2実施形態の変形例1)
本発明の第2実施形態となる走行経路指示装置は、基本的な構成が第2実施形態と同様であり、相違点は、電力余裕量に基づいて対象車両を特定する際に閾値を用いる点である。
図7は、本実施形態を説明する為のフローチャートである。第1、第2実施形態と同様の手法(同じ通し番号を記載)は省略し、S305から説明を行う。
S204で特定した通常経路を走行する車両30の中から、走行経路を充電経路に変更する対象車両を特定する(S305)。具体的には、第2実施形態と同様に、迂回度合が小さい順にX台の車両30を対象車両とする。
次に、余剰電力算出部27により算出した電力余裕量がαより大きいβ以上であるかを判定する(S306)。ここで、βは「第2閾値」に対応する。
電力余裕量がβ以上であるとき(S306においてYes)、対象車両をX台より多いY台に変更する(S307)。
次に、対象車両に対して、走行経路を通常経路から充電経路に変更するよう指示する(3108)。具体的には通信部22は、充電経路への変更指示を対象車両の通信部38に送信する。車両30の表示部40には、図3に示すように充電経路が表示され、対象車両は、給電レーンを走行するようナビゲーションされる。
このように、複数の閾値を設けて段階的に充電経路を走行する対象車両の数を増加させることで、余裕量が大きい値であるときに、そうでない場合と比較して多くの電動車両を給電レーン上で走行させることができ、より多くの電力を消費することができる。
(第2実施形態の変形例2)
第2実施形態では電力余裕量が大きいときに多くの車両を給電レーン上で走行させたが、本実施形態では、電力余裕量が大きいときに、給電レーンを走行する対象車両の速度を減少させる。具体的には、対象車両特定部29で特定した対象車両が、給電レーンを走行するときに車両30の表示部40に速度を減少させる旨の表示を行い、ユーザに速度の減少を促す。
上記により、電力余裕量が大きいときに給電レーンを走行する車両の速度を小さくし、速度が大きい場合と比較して給電レーンに留まる時間が長くなり多くの電力を供給することができる。これにより、電力供給に余裕があるときにより多くの電力を充電により消費することができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されない。この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよく、これまで述べてきた本発明による実施形態を互いに組み合わせることもできる。
なお、走行経路指示装置はサーバでなくてもよく、例えば走行経路指示装置が車両30に搭載されてもよい。また、経路探索部26のみ車両30に搭載されていてもよい。その他にも、走行経路指示装置が車両30に搭載されてもよい。また、車両30は、自動運転車両であってもよく、この場合には、走行経路に基づいた自動運転を行う。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態を説明する。図8は、本実施の形態に係る電力管理システム100の概略的な構成を示す図である。電力管理システム100は、典型的には、バーチャルパワープラント(VPP:Virtual Power Plant)に対応する。電力管理システム100は、CEMS1と、走行経路指示サーバ20と、受変電設備3と、電力系統4と、送配電事業者サーバ5とを備える。CEMSとは、コミュニティエネルギー管理システム(Community Energy Management System)または街エネルギー管理システム(City Energy Management System)を意味する。
CEMS1は、工場エネルギー管理システム(FEMS:Factory Energy Management System)11と、ビルエネルギー管理システム(BEMS:Building Energy Management System)12と、ホームエネルギー管理システム(HEMS:Home Energy Management System)13と、発電機14と、自然変動電源15と、電力貯蔵システム(ESS:Energy Storage System)16と、充放電設備(EVSE:Electric Vehicle Supply Equipment)17と、車両30と、蓄熱システム19と、充放電レーン9とを含む。CEMS1では、これらの構成要素(充放電レーン9などを含む構成要素)によってマイクログリッドMGが構築されている。
FEMS11は、工場で使用される電力の需給を管理するシステムである。FEMS11は、マイクログリッドMGから供給される電力によって動作する工場建屋(空調設備および照明器具等を含む)、産業設備(生産ライン等)などを含む。図示しないが、FEMS11は、工場に設置された発電設備(発電機、太陽光パネル等)を含み得る。これらの発電設備により発電された電力がマイクログリッドMGに供給される場合もある。また、FEMS11は、発電設備(太陽光パネル等)を含んでもよいし、冷熱源システム(廃熱回収システム、蓄熱システム等)を含んでもよい。FEMS11は、走行経路指示サーバ20と双方向通信が可能なFEMSサーバ110をさらに含む。
BEMS12は、オフィスまたは商業施設等のビルで使用される電力の需給を管理するシステムである。BEMS12は、ビルに設置された空調設備および照明器具を含む。BEMS12は、発電設備および/または冷熱源システムを含んでもよい。BEMS12は、走行経路指示サーバ20と双方向通信が可能なBEMSサーバ120をさらに含む。
HEMS13は、家庭で使用される電力の需給を管理するシステムである。HEMS13は、マイクログリッドMGから供給される電力によって動作する家庭用機器(空調設備、照明器具、他の電化製品等)を含む。また、HEMS13は、太陽光パネル、家庭用ヒートポンプシステム、家庭用コージェネレーションシステム、家庭用蓄電池などを含んでもよい。HEMS11は、走行経路指示サーバ20と双方向通信が可能なHEMSサーバ130をさらに含む。
発電機14は、気象条件に依存しない発電設備であり、発電された電力をマイクログリッドMGに出力する。発電機14は、蒸気タービン発電機、ガスタービン発電機、ディーゼルエンジン発電機、ガスエンジン発電機、バイオマス発電機、定置式の燃料電池などを含み得る。発電機14は、発電時に発生する熱を活用するコージェネレーションシステムを含んでもよい。
自然変動電源15は、自然エネルギーを利用して電力を生成する。換言すれば、自然変動電源15は、気象条件などによって発電出力が変動する発電設備であり、発電された電力をマイクログリッドMGに出力する。自然エネルギーは、たとえば、太陽光、熱、風力、潮力、および地熱など自然現象から得られるエネルギーである。なお、図8には太陽光発電設備(太陽光パネル)が例示されているが、自然変動電源15は、太陽光発電設備に代えてまたは加えて、風力発電設備を含んでもよい。電力管理システム100は、自然変動電源15を含むことにより、自然エネルギーを利用して電力を生成することから、地球環境を保護しつつ電力を生成することができる。自然変動電源15は、自然エネルギーを利用して電力を生成する電力設備である。
電力貯蔵システム16は、自然変動電源15などにより発電された電力を蓄える定置式の蓄電装置である。この蓄電装置は、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の二次電池であり、たとえば過去に車両に搭載されていた走行用バッテリ(リサイクル品)を用いることができる。ただし、電力貯蔵システム16は、二次電池に限られず、余剰電力を用いて気体燃料(水素、メタン等)を製造するパワー・ツー・ガス(Power to Gas)機器であってもよい。
充放電設備17は、車両30の充電および車両30からの放電のうち少なくとも一方を実行するように構成された充電スタンドである。充放電設備17は家庭用充電器であってよい。充放電設備17は、マイクログリッドMGに電気的に接続され、マイクログリッドMGへの放電(給電)するように構成されていてもよい。
蓄熱システム19は、熱源機と負荷(空調設備等)との間に設けられた蓄熱槽を含み、蓄熱槽内の液媒体を保温状態で一時的に蓄えるように構成されている。蓄熱システム19を用いることで熱の発生と消費とを時間的にずらすことができる。たとえば、夜間に電力を消費して熱源機を運転することで発生した熱を蓄熱槽に蓄えておき、昼間にその熱を消費して空調することが可能である。
車両30は、たとえば、プラグインハイブリッド車(PHV:Plug-in Hybrid Vehicle)、電気自動車(EV:Electric Vehicle)などである。ハイブリッド車は、ガソリンと電力を動力源とする車両である。車両30は、充放電設備17から延びる充電ケーブルが車両30のインレット(図示せず)に接続されることによって、マイクログリッドMGからの電力を受けるように構成されている(外部充電)。車両30は、充電ケーブルが車両30のアウトレット(図示せず)に接続されることによって、マイクログリッドMGへと電力を供給するように構成されていてもよい(外部給電)。車両30は「電動車両」とも称される。
車両30は、ECU(Electronic Control Unit)302と、通信モジュール303とを備える。ECU302は、「制御装置」の一例であり、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサと、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)などのメモリとを含む。プロセッサは、プログラムに記述された所定の演算処理を実行するように構成されている。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラムを格納する。さらに、メモリは、プロセッサにおけるプログラムの実行により生成されるデータと、通信モジュール303を介して入力されたデータとを一時的に格納する。ECU302は、各種センサ(図示せず)の検出値およびメモリに格納されたプログラムに基づいて、車両30が所望の状態となるように車両30内の各機器を制御する。また、ECU302は、通信モジュール303を経由して外部装置(たとえば、走行経路指示サーバ20)と通信することができる。
充放電レーン9は、該充放電レーン9上に存在する(たとえば、充放電レーン9を走行している)車両30の充電または放電の少なくとも一方を非接触で実行する。充放電レーン9は、1または複数の送受電ユニット90と、コントローラ95とを備える。送受電ユニット90が、車両30に対して非接触で充電または放電の少なくとも一方を実行する。本実施の形態においては、送受電ユニット90が車両30に対して非接触で充電を実行する構成を主に説明する。送受電ユニット90の各々は、送電コイル(図示せず)を含む。送電コイルは、交流電源(図示せず)に電気的に接続されている。さらに、送受電ユニット90には、非接触充電可能な範囲内に位置する車両30(または受電装置42)を検出するための図示しないセンサ(光学センサ、重量センサなど)が設けられている。
コントローラ95は、上述したセンサからの検出信号に基づいて、車両30(または受電装置42)の位置を特定する。そして、コントローラ95は、車両30と非接触充電可能な範囲内に位置する送受電ユニット90の送受電コイルに、交流電源からの交流電力を供給する。
なお、図8に示す例では、CEMS1に含まれるFEMS11、BEMS12、HEMS13、発電機14、自然変動電源15、電力貯蔵システム16、充放電設備17、車両30、蓄熱システム19、充放電レーン9の個数が1つずつであるが、これらのシステムまたは設備の含有数は任意である。CEMS1は、これらのシステムまたは設備を複数含んでもよい、また、CEMS1に含まれないシステムまたは設備があってもよい。FEMS11、BEMS12および/またはHEMS13が発電機等の設備を含んでいてもよいし、電力設備および車両を含んでいてもよい。
走行経路指示サーバ20は、CEMS1内の電力調整リソースの管理処理、および管理対象の車両30の走行経路を指示する処理を実行するコンピュータである。電力調整リソースは、上記の構成要素などである。電力調整リソースの管理処理については、管轄エリアにおいて電力調整リソースに供給される電力および管轄エリアにおける需要電力の管理である。図8の例では、管轄エリアとは、CEMS1が属するエリアである。つまり、CEMS1に属する各構成要素(FEMS11など)の電力供給量および電力需要量が管理対象となる。
走行経路指示サーバ20は、制御装置201と、記憶装置202と、通信装置203とを含む。制御装置201は、プロセッサを含み、所定の演算処理を実行するように構成されている。記憶装置202は、制御装置201により実行されるプログラムを記憶するメモリを含み、そのプログラムで使用される各種情報(マップ、関係式、パラメータ等)を記憶している。また、記憶装置202は、データベースを含み、CEMS1に含まれるシステムまたは設備の電力に関連するデータ(発電履歴、電力消費履歴等)を記憶している。通信装置203は、通信インターフェイスを含み、外部(他のサーバ等)と通信するように構成されている。
走行経路指示サーバ20は、アグリゲータサーバであってもよい。アグリゲータとは、複数の電力調整リソースを束ねてエネルギーマネジメントサービスを提供する電気事業者である。走行経路指示サーバ20は、本開示の「サーバ」に対応する。また、FEMS11、BEMS12およびHEMS13の各システムに含まれるサーバ(110,120,130)を本開示に係る「サーバ」とすることもできる。
また、上述のCEMS1内の電力調整リソースの管理処理と、管理対象の車両30の走行経路を指示する処理とをそれぞれ異なるサーバが実行するようにしてもよい。CEMS1内の電力調整リソースの管理処理は、たとえば、CEMSサーバが実行し、管理対象の車両30の走行経路を指示する処理を走行経路指示サーバ20が実行するようにしてもよい。
受変電設備3は、マイクログリッドMGの受電点(連系点)に設けられ、マイクログリッドMGと電力系統4との並列(接続)/解列(切り離し)を切り替え可能に構成されている。また、受変電設備3は、自然変動電源15にも接続されている。受変電設備3は、いずれも図示しないが、高圧側(一次側)の開閉装置、変圧器、保護リレー、計測機器および制御装置を含む。マイクログリッドMGが電力系統4と連系しているときに、受変電設備3は、自然変動電源15および電力系統4から、たとえば特別高圧(7000Vを超える電圧)の交流電力を受電し、受電した電力を降圧してマイクログリッドMGに供給する。また、CEMS1内の電力調整リソースうち電力を生成する電力調整リソース(たとえば、自然変動電源15)が生成した電力もマイクログリッドMGに供給される。
電力系統4は、発電所および送配電設備によって構築された電力網である。この実施の形態では、電力会社が発電事業者と送配電事業者とを兼ねる。電力会社は、一般送配電事業者に相当するとともに、電力系統4の管理者に相当し、電力系統4を保守および管理する。
送配電事業者サーバ5は、電力会社に帰属し、電力系統4の電力需給を管理するコンピュータである。送配電事業者サーバ5も走行経路指示サーバ20と双方向通信が可能に構成されている。
図9は、本実施形態において互いに通信し合う装置の概略図である。図9と図1とを比較すると、図9の車両30が処理装置50を有する点で異なる。処理装置50は、後述の図12~図15に示すように、様々な判断、様々な信号の生成、該信号の送信、および外部装置から様々な信号の受信を実行する。
また、図9と図1とを比較すると、図9においては、車両30および走行経路指示サーバ20の通信対象の機器に、コントローラ95が含まれている点で異なる。図9の例では、複数の充放電レーンのそれぞれに設けられている複数のコントローラ95が示されている。
CEMS1の管理者と、電力系統4を保守および管理する電力会社との間では、所定期間毎(たとえば30分間毎)に電力系統4からマイクログリッドMGに供給される電力量に関する契約が締結されている。本実施の形態においては、この契約に従い、走行経路指示サーバ20は、電力供給量と、電力要求量とが略一致するように、電力供給量および電力需要量の少なくとも一方を調整する。
電力供給量は、電力系統4および他の設備(たとえば、図8の自然変動電源15)からマイクログリッドMGによりCEMS1内の各構成要素に供給される電力である。また、電力需要量は、CEMS1内の各構成要素での電力の需要量である。
電力供給量と、電力要求量とが略一致するように電力供給量を調整する制御は、「同時同量」と呼ばれ、特に、期間が30分間である場合には「30分同時同量」と呼ばれる。
なお、同時同量の対象期間は30分間に限定されない。同時同量の対象期間は、30分間よりも短時間(たとえば10分間)であってもよいし、30分間よりも長時間(たとえば1時間)であってもよい。同時同量の対象期間は契約により任意に定めることができる。
ここで、マイクログリッドMGによりCEMS1内の各構成要素に供給される電力には、図8の自然変動電源15で生成される電力が含まれる。したがって、自然変動電源15により生成される電力量が、自然エネルギーの突然の変動により、大きく変動する場合がある。たとえば、自然変動電源15が太陽光パネルである場合には、「自然エネルギーの突然の変動」とは、雲の移動により太陽光の照射量が増加することである。このように、自然変動電源15により発電量が想定よりも多くなり該発電された電力は破棄されると、電力の無駄が生じてしまう。
そこで、本実施形態においては、走行経路指示サーバ20の電力供給監視部23は、上述の電力供給量を監視する。これにより、電力供給監視部23は、電力供給量の現在値を取得する。また、走行経路指示サーバ20の電力需要監視部24は、上述の電力需要量を監視する。これにより、電力需要監視部24は、電力需要量の現在値を取得する。
そして、余剰電力算出部27は、電力供給量および電力需要量に基づいて余剰電力を検出する。余剰電力算出部27は、たとえば、電力供給量から電力需要量を差し引く演算を実行する。該演算により導出された演算値が正であれば、余剰電力が発生しているということである。余剰電力算出部27は、正である該演算値を余剰電力として検出する。特に、上述のように、マイクログリッドMGによりCEMS1内の各構成要素に供給される電力には、図8の自然変動電源15で生成される電力が含まれる。したがって、自然エネルギーの突然の変動が生じることにより、余剰電力が多大になる場合がある。なお、余剰電力は、第1閾値以上である上述の余裕量としてもよい。
そして、走行経路指示サーバ20は、余剰電力を検出した場合には、少なくとも1台の車両30に対して給電レーンを走行するよう指示(誘導)する。したがって、本実施の形態の電力管理システム100では、給電レーンを活用して、電力供給に余裕があるときに電力の消費を車両30のユーザに促進することができる。これにより、電力管理システム100は、余剰電力の無駄を抑制することができる。
[テーブル]
走行経路指示サーバ20は、様々なテーブルを有する。該様々なテーブルは、データ記憶部21に記憶される。テーブルは、DB(Data Base)とも称される。図10は、車両DB(Data Base)の一例である。電力管理システム100に参加していない車両30のユーザは、電力管理システム100の管理者などに、該電力管理システム100の参加申請を行う。電力管理システム100の管理者などが、該参加申請を承認すると、該車両30の車両IDが付与されて、車両テーブルに登録される。このように、車両IDは、車両30に対応付けられた情報であり、走行経路指示サーバ20が該車両30を認識するための情報である。
さらに、車両IDには、車両種別と、最大充電量と、充電要求量と、車両の位置とが対応付けられている。車両種別には、選択車両と、非選択車両とが含まれる。最大充電量は、該最大充電量に対応付けられている車両IDの車両のバッテリ31に充電することが可能な最大量である。充電要求量は、該充電要求量に対応付けられている車両IDの車両に対して、走行経路指示サーバ20が充電を要求する量である。車両種別、最大充電量、および充電要求量については後述する。
車両の位置は、車両の現在の位置を示す情報である。車両の位置は、たとえば、経度および緯度などを含む座標の情報である。走行経路指示サーバ20は、たとえば、GPS(Global Positioning System)情報に基づいて、所定時間(たとえば、1秒)ごとに、車両30の最新の位置(最新の位置情報)を特定する。つまり、図10において、車両DBの車両の位置は、所定時間(たとえば、1秒)ごとに更新される。
図11は、充放電レーンDBの一例である。充放電レーンDBにおいて、充放電レーンIDと、該充放電レーンIDに対応付けられた充放電レーンの範囲が示されている。充放電レーンIDは、充放電レーンを示す識別情報である。また、充放電レーンの範囲は、たとえば、充放電レーンが占める地域の範囲を示す。充放電レーンの範囲は、たとえば、緯度の範囲および経度の範囲により示される。本実施の形態においては、充放電レーンDBは、S個(Sは1以上の整数)の充放電レールが規定されている。また、本実施の形態においては、車両30も充放電レーンDBを保持している。
[電力管理システムのフローチャート]
図12~図15は、電力管理システム100のフローチャートである。図12~図15に記載されている「サーバ」は、「走行経路指示サーバ20」に該当し、コントローラは、充放電レーン9のコントローラ95に該当する。また、図12~図15の走行経路指示サーバ20の各処理は、主に、制御部25が実行する。また、図12~図15においては、5台の車両30として、第1車両、第2車両、第3車両、第4車両、および第5車両が記載されている。第1車両、第2車両、第3車両、第4車両、および第5車両は、走行経路指示サーバ20の通信対象の車両である。第1車両、第2車両、第3車両、第4車両、および第5車両は、それぞれ、図9に示す車両30の機能を有している。また、図12~図15の車両(第1車両、第2車両、第3車両、第4車両、および第5車両)の各処理は、主に、処理装置50が実行する。
まず、ステップS2において、走行経路指示サーバ20は、余剰電力を検出したか否かを判断する。ステップS2において、走行経路指示サーバ20が余剰電力を検出していないと判断した場合には(ステップS2でNO)、ステップS2の処理を繰り返す。一方、ステップS2において、走行経路指示サーバ20が余剰電力を検出したと判断した場合には(ステップS2でYES)、処理は、ステップS4に進む。
次に、ステップS4において、走行経路指示サーバ20は、経路要求信号を各車両(第1車両~第5車両)に送信する。ここで、経路要求信号は、車両の走行計画経路を該車両に対して要求するための信号である。走行計画経路は、たとえば、走行中の車両の現在地から目的地までの走行の予定の経路を示す情報である。また、走行計画経路は、車両30の走行経路記憶部39に記憶されている。また、走行経路指示サーバ20は、図10の車両IDに基づいて、経路要求信号などの信号の送信先を特定できる。
ステップS6において、経路要求信号を受信した第1車両は、該第1車両の走行計画経路を走行経路指示サーバ20に対して送信する。ステップS8において、経路要求信号を受信した第2車両は、該第2車両の走行計画経路を走行経路指示サーバ20に対して送信する。ステップS10において、経路要求信号を受信した第3車両は、該第3車両の走行計画経路を走行経路指示サーバ20に対して送信する。ステップS12において、経路要求信号を受信した第4車両は、該第4車両の走行計画経路を走行経路指示サーバ20に対して送信する。ステップS14において、経路要求信号を受信した第5車両は、該第5車両の走行計画経路を走行経路指示サーバ20に対して送信する。
ステップS16において、走行経路指示サーバ20は、各車両(第1車両~第5車両)からの走行計画経路を取得する。そして、走行経路指示サーバ20は、各車両からの走行計画経路に基づいて、該各車両が、充放電レーン9を走行する計画を有するか否かを判断する。この判断は、たとえば、走行経路指示サーバ20が、走行計画経路に規定される経路の座標の範囲に、充放電レーン9の範囲が含まれるか否かを判断することにより実現される。走行経路指示サーバ20は、充放電レーンDB(図11参照)を参照することにより、充放電レーン9の範囲を特定できる。
走行計画経路に規定される経路の座標の範囲に、充放電レーン9の範囲が含まれている場合には、走行経路指示サーバ20は、該走行計画経路の車両30が充放電レーン9を走行すると判断する。また、走行計画経路に規定される経路の座標の範囲に、充放電レーン9の範囲が含まれていない場合には、走行経路指示サーバ20は、該走行計画経路の車両30が充放電レーン9を走行しないと判断する。ステップS16の処理は、換言すると、走行経路指示サーバ20は、各車両からの走行計画経路に基づいて、該各車両が、充放電レーン9を走行することが推定される車両であるか否かを判断する処理である。
図12の例では、第1~第4車両が、「充放電レーン9を走行することが推定される車両」に該当する。一方、第5車両は、「充放電レーン9を走行しないことが推定される車両」に該当する。ステップS16において、走行経路指示サーバ20は、「充放電レーン9を走行することが推定される車両」である第1車両~第4車両の各々に要求信号を送信する。ここで、要求信号は、車両30に対して充放電レーン9を走行するよう指示するための信号である。つまり、走行経路指示サーバ20は、第1車両~第4車両に対して要求信号を送信することにより、第1車両~第4車両に対して充放電レーン9を走行するよう指示する。
ステップS18,ステップS20、ステップS22、およびステップS24において、要求信号を受信した各車両(第1車両~第4車両)は、充放電レーン9での充電可否を運転手(ユーザ)に問合わせる。たとえば、車両30の表示部40に充電可否画面を表示する。
図16は、充電可否画面の一例である。図16の充電可否画面では、文字画像185と、YESボタン186と、NOボタン187とが表示される。文字画像185は、充放電レーン9での充電可否を運転手に問合わせることを示す画像と、充放電レーン9の充電価格の画像とを含む。図16の例では、文字画像185は、「充放電レーンで充電しますか?」という文字と、「充電価格:A円」という文字とを含む。
運転手は、充放電レーン9での充電を希望する場合には、YESボタン186を操作する。また、運転手は、充放電レーン9での充電を希望しない場合、たとえば、表示されている充電価格(A円)が高いと感じた場合には、NOボタン187を操作する。
さらに、ステップS18,ステップS20、ステップS22、およびステップS24において、YESボタン186が操作された場合(つまり、充放電レーン9での充電が実行される場合)には、車両30は、バッテリ31のSOCを参照して、最大充電量を算出する。ここで、最大充電量は、バッテリ31に充電できる最大量である。
図13の例では、第1車両~第3車両の運転手がYESボタン186を操作し、第4車両の運転手がNOボタン187を操作したとする。ステップS26,ステップS28、およびステップS30において、YESボタン186が操作された車両30(第1車両~第3車両)は、該車両30が充放電レーン9を走行することを示す充電応答信号を走行経路指示サーバ20に対して送信する。また、該車両30(第1車両~第3車両)は、該充電応答信号とともに、最大充電量信号を送信する。最大充電量信号は、ステップS18などで算出された最大充電量を示す信号である。これにより、走行経路指示サーバ20は、充放電レーン9を走行することに同意した車両(第1車両~第3車両)の最大充電量を特定することができる。
また、NOボタン187が操作された車両30(第4車両)は、該車両30が充放電レーン9を走行しないことを示す非充電応答信号を走行経路指示サーバ20に対して送信する。このように、応答信号は、充電応答信号と非充電応答信号とを含む。つまり、応答信号は、車両30が充放電レーン9を走行するか否かを示す信号である。このように、充放電レーン9を走行するよう指示された車両(要求信号を受信した車両)は、充放電レーン9を走行するか否かを決定できることから、該車両の走行の自由度を向上させることができる。
図13の例では、第1車両~第3車両の運転手は、YESボタン186を操作したことにより、第1車両~第3車両は、充電応答信号および最大充電量信号を走行経路指示サーバ20に送信したとする(ステップS26,ステップS28,ステップS30)。一方、第4車両の運転手は、NOボタン187を操作したことにより、第4車両は、非充電応答信号を走行経路指示サーバ20に送信したとする(ステップS32)。
ステップS34において、走行経路指示サーバ20は、各車両30からの応答信号および最大充電量に基づいて、充放電レーン9を走行させる車両を選択する。以下では、充放電レーン9を走行させる車両を「選択車両」とも称し、充放電レーン9を走行させない車両を「非選択車両」とも称する。
走行経路指示サーバ20は、応答信号を送信した各車両のうちの非充電応答信号を送信した車両を非選択車両とする。また、走行経路指示サーバ20は、充電応答信号を送信した車両を、選択車両の候補とする。
走行経路指示サーバ20は、選択車両の候補のうちから、所定の第1アルゴリズムに基づいて、選択車両を決定する。以下、該第1アルゴリズムについて、簡単に説明する。たとえば、消化することが好ましい電力(たとえば、ステップS2でYESと判断された余剰電力)をAとし、第1車両~第3車両のそれぞれの最大充電量を、a、b、cであるとする。そして、A=a+bであるとする。この場合には、走行経路指示サーバ20は、最大充電量がaである第1車両と、最大充電量がbである第2車両とを選択車両とする。一方、走行経路指示サーバ20は、最大充電量がcである第3車両を非選択車両とする。本実施形態では、走行経路指示サーバ20は、第1車両および第2車両を選択車両として決定し、第3車両を非選択車両として決定したとする。
また、走行経路指示サーバ20は、選択車両または非選択車両を決定すると、車両DB(図10参照)の「車両種別」を更新する。走行経路指示サーバ20は、たとえば、第1車両の車両IDに対応する車両種別および第2車両の車両IDに対応する車両種別を「選択車両」に更新する。走行経路指示サーバ20は、さらに、車両DBにおいて、第1車両の車両IDに対応する最大充電量および第2車両の車両IDに対応する最大充電量(E1またはE3など)を更新する。また、走行経路指示サーバ20は、第3車両の車両IDに対応する車両種別を「非選択車両」に更新する。
走行経路指示サーバ20は、ステップS34において、選択車両を決定すると、ステップS36において、第2アルゴリズムに基づいて選択車両毎の充電要求量を算出する。ここで、充電要求量は、走行経路指示サーバ20が各選択車両に対して充放電レーン9による充電を要求する電力量である。さらに、走行経路指示サーバ20は、車両DBにおいて第1車両の車両IDに対応する充電要求量および第2車両の車両IDに対応する充電要求量(M1またはM3など)を更新する。
次に、ステップS38において、走行経路指示サーバ20は、各選択車両(第1車両および第2車両)に対して、充電要求量を送信する。選択車両は、充電要求量を受信すると、選択車両として決定されたこと、および該充電要求量の充電が要求されていることを認識する。これにより、走行経路指示サーバ20は、充放電レーン9を走行させる車両としての選択車両に、該充放電レーン9での充電要求量を認識させることができる。
また、ステップS38において、走行経路指示サーバ20は、非選択車両(第3車両)に対して、非選択信号を送信する。非選択信号は、非選択車両であることを示す信号である。非選択車両は、非選択信号を受信すると、選択車両ではないことを認識する。走行経路指示サーバ20は、該批正信号を送信することにより、充放電レーン9を走行させる車両として選択されなかったことを非選択車両または非選択車両の運転手に認識させることができる。
ステップS38の後のステップS40において、走行経路指示サーバ20は、各選択車両が走行する充放電レーンのコントローラ95に対して、選択車両ID(図10に記載の車両ID)と該選択車両の充電要求量を送信する。ここで、「各選択車両が走行する充放電レーン」は、ステップS6~ステップS14において、該選択車両が送信した走行計画経路に含まれる充放電レーン9である。コントローラ95は、送信された選択車両IDと、該選択車両IDの選択車両の充電要求量とを対応付けて記憶する。
ステップS42およびステップS44において、選択車両(第1車両および第2車両)は、SOC調整制御を実行する。このSOC調整制御は、選択車両のバッテリ31の残容量(SOC)を減少させる制御である。このSOC調整制御を実行することにより、走行経路指示サーバ20は、充電要求量のうち、より多くの電力を選択車両に充電させることができる。
SOC調整制御は、車両30がたとえばハイブリッド車である場合には、ガソリンを用いずに電力のみを使用して走行することによりバッテリ31の残容量を減少させる制御である。また、SOC調整制御は、車両30が電力を消費する電気機器(たとえば、車両30の空調機)を駆動することにより、バッテリ31の残容量を減少させる制御としてもよい。なお、選択車両は、SOC制御を実行しないようにしてもよい。
そして、ステップS46およびステップS48において、選択車両は、充放電レーン9の近傍を検知する。ここで、この検知の手法例については、上述のように、選択車両は充放電レーンDB(図11参照)を保持している。また、選択車両は、GPS機能により、該選択車両自身の位置を特定できる。そして、選択車両は、特定した選択車両自身の位置が、充放電レーンDBで規定されている充放電レーンの位置に近づいたときに、選択車両は、充放電レーン9の近傍を検知する。
ステップS50およびステップS52において、選択車両は、充電開始要求信号と車両IDとをコントローラ95に対して送信する。充電開始要求信号は、送信先のコントローラ95の充放電レーン9に対して充電の開始を要求するための信号である。コントローラ95は、ステップS40で送信された選択車両IDと、ステップS50またはステップS52で送信された車両IDとが一致すると、該一致した車両IDに対応する充電要求量を特定する。そして、該一致した車両IDに対応する選択車両が充放電レーン9を走行すると、充放電レーン9は、該一致した車両IDに対応する充電要求量(該特定した充電要求量)の電力を可能な限り該選択車両に対して、充電する。
なお、車両30の各々には、最高充電速度と、最低充電速度とが規定されている。充電速度は、充放電レーン9からの単位時間(たとえば、1秒)当たりの充電量である。最高充電速度は、充電速度の最高値であり、最低充電速度は、充電速度の最低値である。車両30の各々は、該車両30の受電装置42などを制御することにより、最低充電速度以上であり最高充電速度以下の充電速度範囲において複数段階で充電速度を調整可能である。また、車両30は、走行速度も調整可能である。
選択車両は、ステップS38において送信された充電要求量を受信すると、走行計画経路に含まれる充放電レーン9(走行予定の充放電レーン9)の距離Lを充放電レーンDBを参照することにより、取得する。そして、選択車両は、以下の式(1)を満たすような充電速度Aと、走行速度Bとを算出する。なお、充電速度Aは、上記の充電速度範囲に属する速度である。
充電要求量=(L/B)×A (1)
そして、選択車両は、充放電レーン9に到達すると、算出した走行速度Bで走行し、かつ算出した充電速度Aで充放電レーン9に充電させる。このように、選択車両は、充電速度Aおよび走行速度Bを算出し、該充放電レーン9を該充電速度Aおよび走行速度Bで走行することにより、ステップS38において送信された充電要求量との同一の電力量および該充電要求量に近い電力量が、選択車両に対して充電される。よって、走行経路指示サーバ20は、充電要求量との同一の電力量および該充電要求量に近い電力量を選択車両に消費させることができる。
また、選択車両が充放電レーン9を走行している間においては、ステップS54において、該充放電レーン9のコントローラ95と、走行経路指示サーバ20とは、走行中制御を実行する。
このように、自然エネルギーの変化などにより余剰電力が検出された場合には(ステップS2でYES)、ステップS16において、少なくとも1台の車両(第1車両~第5車両)に対して、充放電レーン9を走行するよう指示する(要求信号を送信する)。したがって、余剰電力が多大になる場合であっても、車両に充放電レーン9を走行させることにより、該余剰電力の少なくとも一部を消費させることができる。よって、余剰電力の無駄を低減できる。
また、ステップS6~ステップS16に示すように、要求信号が送信される車両は、充放電レーン9を走行することが走行計画経路に基づいて推定される車両である。したがって、車両30の運転手に走行経路を変更させることを抑制しつつ、該車両に該余剰電力の少なくとも一部を消費させることができる。
図15は、走行中制御の処理の流れを示すフローチャートである。ステップS542においては、走行経路指示サーバ20は、ステップS2で検出した余剰電力が変化したか否かを検視する。ここで、「余剰電力が変化する」とは、たとえば、該余剰電力の増加量が第1基準値以上となった場合、または、該余剰電力の減少量が第2基準値以上となった場合である。たとえば、自然エネルギーが急激に増加した場合に、該余剰電力の増加量が第1基準値以上となる。また、自然エネルギーが急激に減少した場合に、該余剰電力の減少量が第2基準値以上となる。
ステップS542でYESと判断されると、ステップS546において、走行経路指示サーバ20は、変更信号を選択車両が走行している(走行中の)充放電レーン9に出力する。ここで、変更信号は、充放電レーン9による充電速度を変更するための信号である。充電速度は、「単位時間当たりの充電量」である。
ステップS546において、走行経路指示サーバ20は、余剰電力が増加すると、充放電レーン9による充電速度を増加させる増加変更信号を該充放電レーン9に送信する。また、走行経路指示サーバ20は、余剰電力が減少すると、充放電レーン9による充電速度を減少させる減少変更信号を該充放電レーン9に送信する。
ステップS548において、変更信号を受信したコントローラ95は、該変更信号に応じて充電速度を変更する。ステップS548の括弧書きに示すように、たとえば、コントローラ95は、増加変更信号を受信した場合に、該コントローラ95の充放電レーン9の充電速度を増加させる。これにより、充放電レーン9は、増加した余剰電力をより多く車両に消費(充電)させることができる。
また、ステップS548の括弧書きに示すように、たとえば、コントローラ95は、減少変更信号を受信した場合に、該コントローラ95の充放電レーン9の充電速度を減少させる。これにより、充放電レーン9は、車両に消費(充電)させる電力を少なくすることができ、電力が不足することを抑制できる。このように、ステップS542の走行中制御が実行されることにより、余剰電力の変化が、車両30が充放電レーン9を走行している途中に生じたとしても、充電速度(単位時間当たりの充電量)を調整することから、余剰電力の変化を吸収させることができる。
また、第3実施形態においては、主に、図12のステップS2において余剰電力が検出された場合(ステップS2でYES)に、各車両(第1車両~第4車両)に対して充放電レーンを走行することを指示する構成を説明した。
しかしながら、電力要求量が電力供給量よりも大きくなることにより、電力の不足量が発生する場合がある。特に、第3実施形態においては、自然エネルギーを利用して電力を生成する自然変動電源15が供給する電力量が、電力供給量に含まれている。たとえば、自然変動電源15により生成される電力量が、自然エネルギーの突然の変動により、大きく減少する場合がある。このように、自然変動電源15により発電量が想定よりも減少すると、電力要求量が、電力供給量よりも大きくなる場合がある。この場合に、電力供給量から電力需要量を差し引くことにより得られる値が負の値となり、該負の値の絶対値が不足電力となる。つまり、電力要求量が、電力供給量よりも大きくなると、不足電力が発生する。
そこで、不足電力が発生した場合には、少なくとも一部の車両に対して、車両30に対して充放電レーン9を走行するよう指示する。また、この充放電レーン9は、車両30から放電される放電レーンである。これにより、車両30に充放電レーン9を走行させて該車両30が充放電レーン9に放電する。そして、該放電された電力は、マイクログリッドMGに供給される。これにより、電力管理システム100は、該放電された電力で不足電力の少なくとも一部を補填することができる。
不足電力が発生した場合における実施形態については、図12のステップS2の「余剰電力」が「不足電力」に代替される。また、ステップS16の要求信号は、車両30に対して充放電レーン9(放電レーン)を走行することを指示するための信号である。図13および図14については、「充電」が「放電」に代替される。
図15については、「余剰電力」が、「不足電力」に代替され、「充電速度」が、「放電速度」に代替される。また、ステップS548の括弧書きにおいては、不足電力が多くなると、放電速度を増加させ、不足電力が少なくなると、放電速度を減少させる。放電速度は、単位時間当たりの放電量である。
また、第3実施形態で説明した技術思想の少なくとも一部を、第1実施形態または第2実施形態に適用するようにしてもよい。また、第3実施形態は、第1実施形態または第2実施形態と別の実施形態であると解釈されてもよい。
(第3実施形態の変形例)
(1) 第3実施形態においては、走行経路指示サーバ20は、電力供給量および電力需要量の現在値を取得する構成を説明した。しかしながら、走行経路指示サーバ20が電力供給量および電力需要量の予測値を算出するする構成が採用されてもよい。該予測値は、たとえば、現時点から所定時間(たとえば、5分)後の値である。このような構成が採用されても、第3実施形態と同様の効果を奏する。
(2) 図12の例では、ステップS4~ステップS16に示すように、走行経路指示サーバ20は、各車両から走行計画経路を取得し、充放電レーン9を走行すると走行計画経路に基づいて推定される車両のみに要求信号を送信する構成を説明した。しかしながら、走行経路指示サーバ20は、走行計画経路を要求せずに、全ての車両に対して、要求信号を送信するようにしてもよい。
(3) 第3実施形態では、ステップS18~ステップS24に示すように、表示部40が充電可否画面(図16参照)を表示することにより、充放電レーン9で充電するか否かを運転手に確認する構成を説明した。しかしながら、充放電レーン9で充電するか否かを、車両30自身が自動的に決定するようにしてもよい。たとえば、車両30が、現在のSOCなどに基づいて、充放電レーン9で充電するか否かを決定するようにしてもよい。
(4) 上述の第3実施形態では、走行経路指示サーバ20が、ステップS36において各選択車両の充電要求量を算出し、ステップS38において充電要求量を各選択車両に送信する構成が説明された。そして、選択車両が、上記式(1)に基づいて、該選択車両の充電速度および走行速度を算出する構成を説明した。しかしながら、走行経路指示サーバ20が、各選択車両の充電速度と走行速度とを算出するようにしてもよい。
図17は、本変形例の車両DBの一例である。本変形例では、走行経路指示サーバ20は、図10の車両DBの代わりに、図17の車両DBを保持する。図17の車両DBにおいては、各車両IDに対して、車両種別、最大充電量、充電要求量、車両の位置の他に、上述の最大充電速度および最小充電速度も対応付けられている。走行経路指示サーバ20は、図17の車両DBを参照することにより、各車両の最大充電速度および最小充電速度を特定できる。
図18は、本変形例のフローチャートの一例である。本変形例では、図14のフローチャートが図18のフローチャートに代替される。図18においては、図14のステップS36がステップS36Aに代替されており、図14のステップS38がステップS38Aに代替されている。なお、フローチャートのそのほかの部分は、図12、図13、図16と同様である。
ステップS36Aにおいて、走行経路指示サーバ20は、各選択車両の充電速度と走行速度とを算出する。たとえば、走行経路指示サーバ20は、上述のステップS36で説明した手法で各選択車両の充電要求量を算出する。そして、走行経路指示サーバ20は、上記式(1)などを用いて、各選択車両の充電速度と走行速度とを算出する。該充電速度は、図17の車両DBで規定されている最低充電速度以上であり最高充電速度以下の充電速度範囲に属する。なお、走行経路指示サーバ20は、他の手法で各選択車両の充電速度と走行速度とを算出するようにしてもよい。
次に、ステップS38Aにおいて、走行経路指示サーバ20は、各選択車両に対して、ステップS36Aで算出した充電速度および走行速度を送信する。選択車両は、充放電レーン9に到達すると、受信した走行速度Bで走行し、かつ受信した充電速度Aで充放電レーン9から充電される。各選択車両は、ステップS42およびステップS44のSOC調整制御を実行するようにしてもよく、実行しないようにしてもよい。
このような変形例であれば、充放電レーン9を走行させる選択車両に、単位時間当たりの充電量および走行速度を認識させることができる。また、走行経路指示サーバ20は、充電要求量との同一の電力量および該充電要求量に近い電力量を選択車両に消費させることができる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。