コビキタスパワーネットワークにおけるスマートストレージの提案: 電気自動車の自律分散型Vehicle－tO－Grid

摘要

低炭素電力システムの実現には，硬直電源である原子力rnの利用率向上と自然変動をともなう太陽光・風力など再生rn可能エネルギーの大量導入が不可欠となる。電力システムrnの需給調整はますます厳しくなることが予想され，系統安rn走化のための蓄電池導入も指摘されている。これに対して，rn分散型電源，定置型蓄電池，ヒートポンプ給湯器，電気自動rn車など需要家側の機器を双方向通信ネットワークで結び，電rn力システムの運用・制御と協調を図りながらインテリジェrnントに制御することにより，再生可能エネルギーの受容性rnを向上させる日本型スマートグリッドが期待され，その一rnつの概念としてユビキタスパワーネットワークが提案されrnている（1）（2）。特に，自動車分野での低炭素化のため導入拡大rnが予想されるプラグインハイブリッド自動車・電気自動車rnは，電力システムへのプラグイン時に双方向充放電制御でrnあるV2G（Vehicle－tO－Grid）（3）による定置型蓄電池の代替rnが期待できるため，欧米ではスマートグリッドの中核技術rnとして研究開発や実証実験が始められている.%Penetrating large amount of renewable energy sources into power system, battery energy storage performs an important role for smoothing their natural intermittency, ensuring grid-wide frequency stability, and suppressing voltage rise caused by reverse power flow. The ubiquitous power grid concept has been proposed as a smart grid in Japanese context, where the total battery capacity can be optimized by coordinating renewable energy sources, controllable distributed generators, and controllable loads on demand side, for example, heat pump based water heater with heat storage, and plug-in hybrid vehicle or electric vehicle with onboard battery, and so on. In this paper, we propose an autonomous distributed vehicle-to-grid (V2G) control scheme. The proposed V2G control has droop characteristics against power system frequency measurement at 200/100 V plug-in terminal, and battery state-of-charge (SOC) is balanced within designable range by restraining V2G gain according to estimated SOC. Of course, the convenience for vehicle user is considered by VIG charge, which is one-way charging control for plug-out. Self terminal frequency measurement algorithm, model based battery SOC estimation method, and the proposed autonomous distributed V2G control are implemented to automotive power electronics circuit and electric control unit. These concepts are summarized as Smart Storage in ubiquitous power grid applications.