JP2017158363A - 電力マネジメント装置及び電力マネジメント方法並びにロジスティクスネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ロジスティクスネットワークシステムが有する産業車両の二次電池に蓄えられた電力を有効に利用することを目的とする。【解決手段】電力マネジメント装置７は、発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両を備えるロジスティクスネットワークシステムに用いられる。電力マネジメント装置７は、複数の産業車両の運行管理情報を取得する運行管理情報取得部７１と、運行管理情報を用いて、少なくとも１台の産業車両についての給電情報を作成する給電情報作成部７２とを備える。給電情報は、電力ネットワークへの給電の可否、電力ネットワークへ給電可能な時間帯、及び電力ネットワークへ給電可能な電力量の少なくとも一つを含む。【選択図】図７
Description
本発明は、電力マネジメント装置及び電力マネジメント方法並びにロジスティクスネットワークシステムに関するものである。
近年、電気事業者が提供する電力系統、分散電源、及び需要家等を組み合わせ、コミュニティ内で電気や熱の相互融通を行い、省エネルギー化及び省ＣＯ２を実現するスマートエネルギーネットワークが提案されている。また、スマートエネルギーネットワークにおけるエネルギー効率の効率化や電力供給の安定化を図るために、ＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等の電力の供給と需要との最適化を図るための技術開発が進められている。
他方、例えば、製造から販売に至るまでの物流を管理するロジスティクスネットワークシステムでは、搬送や荷役に多くの産業車両が用いられている。環境保全の環境から産業車両は電動化が進んでおり、二次電池として鉛電池を搭載したフォークリフト等の産業車両が普及している。また、リチウムイオン二次電池の搭載も実用化が見込まれている。
近年、産業車両に搭載される二次電池として、リチウムイオン二次電池の急速充電特性、充電容量や高エネルギー効率が注目を浴びている。リチウムイオン二次電池は、従来用いられている鉛電池に比べて約２倍のエネルギー密度を有するため、余剰の電力が発生する可能性が高い。
ロジスティクスネットワークシステムが管理する多数の産業車両が搭載する二次電池全体を一つの蓄電装置として捉え、スマートエネルギーネットワークとの連携を図れば、省エネルギー化や電力安定供給のより大きな効果を期待することができる。
本発明は、ロジスティクスネットワークシステムが管理、運用する産業車両の二次電池に蓄えられた電力を、物流センターなどのロジスティクス関連施設のエネルギー管理に有効に利用することのできる電力マネジメント装置及び電力マネジメント方法並びにロジスティクスネットワークシステムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第一態様は、発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と前記電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両を備えるロジスティクスネットワークシステムに用いられる電力マネジメント装置であって、複数の前記産業車両の運行管理情報を取得する運行管理情報取得部と、前記運行管理情報を用いて、少なくとも１台の前記産業車両の二次電池の充電状態に基づく給電情報を作成する給電情報作成部とを備え、前記給電情報は、前記電力ネットワークへの給電の可否、前記電力ネットワークへ給電可能な時間帯、及び前記電力ネットワークへ給電可能な電力量の少なくとも一つを含む電力マネジメント装置である。
本発明の第一態様は、発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と前記電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両を備えるロジスティクスネットワークシステムに用いられる電力マネジメント装置であって、複数の前記産業車両の運行管理情報を取得する運行管理情報取得部と、前記運行管理情報を用いて、少なくとも１台の前記産業車両の二次電池の充電状態に基づく給電情報を作成する給電情報作成部とを備え、前記給電情報は、前記電力ネットワークへの給電の可否、前記電力ネットワークへ給電可能な時間帯、及び前記電力ネットワークへ給電可能な電力量の少なくとも一つを含む電力マネジメント装置である。
上記電力マネジメント装置によれば、産業車両には、電力ネットワークとの間で受電及び給電が可能な二次電池が搭載され、少なくとも一台の産業車両についての給電情報が産業車両の運行管理情報に基づいて給電情報作成部によって作成される。
上記電力マネジメント装置は、前記運行管理情報と前記給電情報とを用いて、複数の前記産業車両のスケジュールを作成するスケジュール作成部を備え、前記スケジュールは、運行スケジュール及び充放電スケジュールの少なくともいずれか一つを含むこととしてもよい。
上記電力マネジメント装置は、前記電力ネットワークの電力需要情報を取得する電力需要情報取得部を備え、前記スケジュール作成部は、前記電力需要情報を用いて前記スケジュールを作成することとしてもよい。
上記電力マネジメント装置によれば、電力ネットワークの電力需要情報を用いて複数の産業車両のスケジュール、例えば、運行スケジュール、充放電スケジュール、および管理スケジュールの少なくともいずれか一つが作成されるので、電力需要に応じたスケジュールを作成することが可能となる。
上記電力マネジメント装置において、前記電力需要情報は、前記電力ネットワークへの給電に対する給電対価情報を含むこととしてもよい。
上記電力マネジメント装置によれば、電力ネットワークへの給電に対する給電対価を電力需要情報の一つとして用いて複数の産業車両のスケジュール、例えば、運行スケジュール、充放電スケジュール、および管理スケジュールの少なくともいずれか一つが作成されるので、給電対価が反映されたスケジュールを作成することが可能となる。
上記電力マネジメント装置は、前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュール及び前記電力需要情報を用いて、所定期間における前記電力ネットワークへの給電に対する期間給電対価を取得する期間給電対価取得部を備えることとしてもよい。
上記電力マネジメント装置は、前記電力ネットワークの電力供給情報を取得する電力供給情報取得部と、前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュール及び前記電力供給情報を用いて、前記所定期間における前記電力ネットワークからの受電に対する期間消費対価を取得する期間消費対価取得部を備えることとしてもよい。
上記電力マネジメント装置は、前記期間給電対価と前記期間消費対価との差分を用いて、前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュールを変更するスケジュール変更部を備えていてもよい。
上記電力マネジメント装置によれば、期間給電対価と期間消費対価との差分を用いて、スケジュール作成部によって作成されたスケジュールが変更されるので、給電による利益も考慮したスケジュールとすることが可能となる。
上記電力マネジメント装置において、前記スケジュール変更部は、前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュールにおいて、変更箇所がそれぞれ異なる複数のスケジュール候補を作成するスケジュール候補作成部と、所定の基準に基づいて、複数の前記スケジュール候補の中の一つを選択するスケジュール候補選択部とを備えることとしてもよい。
上記電力マネジメント装置によれば、スケジュール作成部によって作成されたスケジュールにおいて、変更箇所がそれぞれ異なる複数のスケジュール候補が作成され、この複数のスケジュール候補の中から所定の基準に従って一つのスケジュール候補がスケジュール候補選択部によって選択されることとなる。これにより、所定の基準に関し、適切なスケジュールを選択することが可能となる。
上記電力マネジメント装置において、前記所定の基準は、例えば、前記電力ネットワークへの給電が可能か、前記電力ネットワークへの給電が可能な時間帯、前記電力ネットワークへの給電が可能な電力量、及び前記期間給電対価を前記期間消費対価との差分の少なくとも一つである。
上記電力マネジメント装置において、前記スケジュール変更部は、前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュールにおいて、変更箇所がそれぞれ異なる複数のスケジュール候補を作成するスケジュール候補作成部と、複数の前記スケジュール候補をユーザに提示する提示部とを備えることとしてもよい。
上記電力マネジメント装置によれば、スケジュール候補作成部によって作成されたスケジュール候補がユーザに提示されるので、ユーザは所望のスケジュール候補を指定することが可能となる。
上記電力マネジメント装置において、前記給電対価情報は、例えば、前記スケジュールの実行日の前日における卸電力取引市場の対応する時間帯の約定価格、前記スケジュールの実行日の卸電力取引市場の対応する時間帯の約定価格、および前記スケジュールの実行日に対応する卸電力市場の先渡市場の対応する時間帯の約定価格のいずれかに基づいて決定される。
上記電力マネジメント装置は、前記運行管理情報を用いて、少なくとも１台の前記産業車両についての車両間電力供給情報を取得する車両間電力供給情報取得部を備え、前記車両間電力供給情報は、他の前記産業車両に給電可能か否か、他の前記産業車両に供給可能な時間帯、及び他の前記産業車両に供給可能な電力量の少なくとも一つを含むこととしてもよい。
本発明の第２態様は、発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と前記電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両と、上記のいずれかに記載の電力マネジメント装置とを備えるロジスティクスネットワークシステムである。
本発明の第３態様は、発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と前記電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両と、複数の前記産業車両の運行管理情報を取得する運行管理情報取得部と、前記運行管理情報を用いて、少なくとも１台の前記産業車両の二次電池の充電状態に基づく給電情報を作成する給電情報作成部とを備え、前記運行管理情報は、少なくとも一台の前記産業車両の稼働開始時間および稼働終了予定時間を含み、前記給電情報は、前記電力ネットワークへ給電可能な時間帯及び電力量の少なくとも１つを含むロジスティクスネットワークシステムである。
本発明の第４態様は、発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と前記電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両の運行管理情報を取得するステップと、前記運行管理情報を用いて、少なくとも１台の前記産業車両の二次電池の充電状態に基づく給電情報を作成するステップとを有し、前記運行管理情報は、少なくとも一台の前記産業車両の稼働開始時間および稼働終了予定時間を含み、前記給電情報は、前記電力ネットワークへ給電可能な時間帯及び電力量の少なくとも１つを含む電力マネジメント方法である。
本発明によれば、産業車両が搭載する二次電池に蓄えられた電力を有効に利用することができるという効果を奏する。
これにより、デマンドレスポンス、ピークカット、ピークシフト、卸電力市場への電力販売、地域電力ネットワークのピーク電力供給等エネルギー需給マネジメントに大きな効果を期待することができる。また、合わせて、産業車両の最適運行管理、物流業務の効率化を図ることが出来る。
これにより、デマンドレスポンス、ピークカット、ピークシフト、卸電力市場への電力販売、地域電力ネットワークのピーク電力供給等エネルギー需給マネジメントに大きな効果を期待することができる。また、合わせて、産業車両の最適運行管理、物流業務の効率化を図ることが出来る。
以下に、本発明に係る電力マネジメント装置及び電力マネジメント方法並びにロジスティクスネットワークシステムを構成する物流関連施設の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るロジスティクスネットワークシステムにて管理される物流の一部を構成する物流関連施設である物流センターＢのレイアウトの一例を示した図、図２は本実施形態に係るロジスティクスネットワークシステムによって行われる入出庫処理の流れの一例を示したフローチャートである。
図１において、トラック等によって輸送されてきた製品等の貨物は、入荷エリアＡ１に運搬され、入荷管理が行われる（図２のステップＳ１）。入荷管理が済んだ貨物は、保管エリアＡ２に運搬され、保管される（図２のステップＳ２）。出庫指示を受けた貨物については、保管エリアＡ２からピッキングエリアＡ３に移動され（図２のステップＳ３）、更に、流通加工エリアＡ４に運搬される。流通加工エリアＡ４において、値付け、検品、包装等の加工作業が行われた製品は（図２のステップＳ４）、仕分けエリアＡ５において仕分けられ（図２のステップＳ５）、出荷エリアＡ６から所定の出荷先へ出荷される（図２のステップＳ６）。
なお、入荷エリアＡ１に運搬された貨物の一部には、保管エリアＡ２、ピッキングエリアＡ３、流通加工エリアＡ４を経由することなく、入荷エリアＡ１から仕分けエリアＡ５へ直接的に運搬されるものもある。
図１において、トラック等によって輸送されてきた製品等の貨物は、入荷エリアＡ１に運搬され、入荷管理が行われる（図２のステップＳ１）。入荷管理が済んだ貨物は、保管エリアＡ２に運搬され、保管される（図２のステップＳ２）。出庫指示を受けた貨物については、保管エリアＡ２からピッキングエリアＡ３に移動され（図２のステップＳ３）、更に、流通加工エリアＡ４に運搬される。流通加工エリアＡ４において、値付け、検品、包装等の加工作業が行われた製品は（図２のステップＳ４）、仕分けエリアＡ５において仕分けられ（図２のステップＳ５）、出荷エリアＡ６から所定の出荷先へ出荷される（図２のステップＳ６）。
なお、入荷エリアＡ１に運搬された貨物の一部には、保管エリアＡ２、ピッキングエリアＡ３、流通加工エリアＡ４を経由することなく、入荷エリアＡ１から仕分けエリアＡ５へ直接的に運搬されるものもある。
図１における入荷エリアＡ１、保管エリアＡ２、ピッキングエリアＡ３、出荷エリアＡ６における運搬及び各エリア間の運搬は、例えば、フォークリフト、無人搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の産業車両によって行われる。また、ピッキングエリアＡ３におけるピッキングには、例えば、オーダーピッカー等の産業車両が用いられる。このように、ロジスティクスネットワークシステムは、運搬や荷役を行うための複数の産業車両１（図３参照）を管理、運用対象としている。
図３は、本実施形態に係る物流センターＢにおけるスマートロジスティクス＆エネルギーマネジメントシステム（物流とエネルギー運用の双方を管理するシステム。以下、「ＳＬＥＭＳ」という。）の電力系統及び情報通信システムの概略全体構成を示した図である。図３に示すように、ＳＬＥＭＳ１０は、複数の産業車両１、少なくとも１台の充放電器２、倉庫管理装置３、輸配送管理装置５、マテリアルハンドリング管理装置（以下「マテハン管理装置」という。）６、及び電力マネジメント装置７等を備えている。
例えば、充放電器２、倉庫管理装置３、輸配送管理装置５、マテハン管理装置６、及び電力マネジメント装置７は、通信ネットワーク８に接続され、相互に情報の授受が可能な構成とされている。通信ネットワーク８は、有線、無線を問わず、また、通信プロトコル等も特に限定されず、地域ＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）など外部のエネルギー管理ネットワークとも情報連携が可能である。また、各産業車両１と充放電器２、倉庫管理装置３、輸配送管理装置５、マテハン管理装置６、及び電力マネジメント装置７との間も無線の通信回線を介して相互に情報の授受が可能な構成とされている。また、各産業車両１間も相互の通信が可能な構成とされている。
例えば、充放電器２、倉庫管理装置３、輸配送管理装置５、マテハン管理装置６、及び電力マネジメント装置７は、通信ネットワーク８に接続され、相互に情報の授受が可能な構成とされている。通信ネットワーク８は、有線、無線を問わず、また、通信プロトコル等も特に限定されず、地域ＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）など外部のエネルギー管理ネットワークとも情報連携が可能である。また、各産業車両１と充放電器２、倉庫管理装置３、輸配送管理装置５、マテハン管理装置６、及び電力マネジメント装置７との間も無線の通信回線を介して相互に情報の授受が可能な構成とされている。また、各産業車両１間も相互の通信が可能な構成とされている。
産業車両１は、例えば、図１に示した物流センターＢに例示されるように、一定のエリア内において荷役や運搬を行うフォークリフト、無人搬送車、オーダーピッカー等である。各産業車両１は、二次電池１１、電池制御部１２、記憶部１３を搭載している。
二次電池１１は、例えば、リチウムイオン二次電池である。産業車両１は、二次電池１１からの電力を原動力として、走行用モータ（図示略）や荷役用モータ（図示略）を駆動する。
二次電池１１は、例えば、リチウムイオン二次電池である。産業車両１は、二次電池１１からの電力を原動力として、走行用モータ（図示略）や荷役用モータ（図示略）を駆動する。
電池制御部１２は、二次電池１１の残容量や温度等を監視し、必要に応じてこれらの情報を充放電器２、マテハン管理装置６、電力マネジメント装置７等に送信する。
記憶部１３は、例えば、当該産業車両１に関する識別情報、運行スケジュール情報、及び充放電スケジュール等を記憶する。
記憶部１３は、例えば、当該産業車両１に関する識別情報、運行スケジュール情報、及び充放電スケジュール等を記憶する。
充放電器２は、電力変換装置２１、制御ユニット２２等を備えている。電力変換装置２１は、二次電池１１が充放電端子に接続された場合に、二次電池１１からの直流電力を交流電力に変換して電力ネットワーク５０に供給することで二次電池１１の放電を行い、電力ネットワーク５０からの交流電力を直流電力に変換して二次電池１１に供給することで、二次電池１１を充電する。
制御ユニット２２は、二次電池１１が接続された場合に、二次電池１１の記憶部１３に格納されている車両識別情報、充放電スケジュール等を取得し、取得した充放電スケジュールに従って二次電池１１の充電または放電が行われるように、電力変換装置２１を制御する。また、制御ユニット２２は、産業車両１の識別情報とともに、二次電池に関する情報（例えば、残容量、劣化情報等）を電力マネジメント装置７に送信するようにしてもよい。
受変電設備３０は、ＳＬＥＭＳ１０の管理対象となる物流センターＢ内の負荷設備に、電力ネットワーク５０の受電点から供給される電気を配電する。ここで、負荷設備としては、照明や構内配線で給電される空調、エレベータ、施設内電気機器等が挙げられるが、充放電器２の電力変換装置２１も負荷設備となる。
また、受変電設備３０は、売電を目的とした逆潮流機能を有しており、売電用及び需要用の電力計量器も備えており、これらの電力計量器によって計測された充放電の電力量等は、電力マネジメント装置７に送信される。
なお、物流センターＢの電力設備状況等にあわせ、受電と給電で別々の系統となる受電設備と給電設備を設けて、電力ネットワーク５０とつなげる構成としても良い。
また、受変電設備３０は、売電を目的とした逆潮流機能を有しており、売電用及び需要用の電力計量器も備えており、これらの電力計量器によって計測された充放電の電力量等は、電力マネジメント装置７に送信される。
なお、物流センターＢの電力設備状況等にあわせ、受電と給電で別々の系統となる受電設備と給電設備を設けて、電力ネットワーク５０とつなげる構成としても良い。
上記のように、産業車両１に搭載される二次電池１１は、充放電器２を介して、電力ネットワーク５０からの受電（買電）と電力ネットワーク５０への給電（売電）とが可能とされている。電力ネットワーク５０は、発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備えていればよく、一例として、商用電源、スマートエネルギーネットワーク等が挙げられる。スマートエネルギーネットワークは、電気事業者が提供する電力系統、分散電源、及び需要家等が接続され、電気や熱（蒸気等）の相互融通を実現させるネットワークである。分散電源の一例としては、風力発電設備、固体酸化物型燃料電池を利用した発電設備、ガスエンジン発電設備等が挙げられる。以下においては、電力ネットワーク５０としてスマートエネルギーネットワークが採用されている場合を想定して説明する。
倉庫管理装置３、輸配送管理装置５、マテハン管理装置６、及び電力マネジメント装置７は、いずれもコンピュータであり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等を備えている。そして、後述する各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
図４は、倉庫管理装置３が備える機能を示した機能ブロック図、図５は輸配送管理装置５が備える機能を示した機能ブロック図、図６はマテハン管理装置６が備える機能を示した機能ブロック図、図７は電力マネジメント装置７が有する機能を示した機能ブロック図である。
倉庫管理装置３は、倉庫に保管されている製品を統括管理する装置であり、備える各種機能は、管理分析系の機能と、作業管理系の機能とに大別される。
例えば、管理分析系として、需要予測部３１、在庫計画部３２、物流ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ）部３３、リソース管理部３４等を有している。また、作業管理系として、入荷管理部４１、作業管理部４２、システム連携部４３、進捗管理部４４、在庫管理部４５、出荷管理部４６、マスタ管理部４７、及び情報処理部４８等を備えている。
倉庫管理装置３は、倉庫に保管されている製品を統括管理する装置であり、備える各種機能は、管理分析系の機能と、作業管理系の機能とに大別される。
例えば、管理分析系として、需要予測部３１、在庫計画部３２、物流ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ）部３３、リソース管理部３４等を有している。また、作業管理系として、入荷管理部４１、作業管理部４２、システム連携部４３、進捗管理部４４、在庫管理部４５、出荷管理部４６、マスタ管理部４７、及び情報処理部４８等を備えている。
輸配送管理装置５は、例えば、物流センターと取引先との間、物流センターと納品先との間における配送を統括管理する装置であり、例えば、配車計画部５１、及び配送ルート策定部５２等を備えている。
マテハン管理装置６は、産業車両１の運行等を統括管理する装置であり、例えば、運行スケジュール作成部６１等を備える。運行スケジュール作成部６１は、例えば、倉庫管理装置３によって実行される在庫管理需要予測の結果に基づいて、物流センター内の物品の移動の最適化、物品の取扱の適正化を図るため、物品の保管・運搬・ピッキング・集約・仕分け・検品等を考慮して、各産業車両１の運行スケジュールを作成する。
マテハン管理装置６は、産業車両１の運行等を統括管理する装置であり、例えば、運行スケジュール作成部６１等を備える。運行スケジュール作成部６１は、例えば、倉庫管理装置３によって実行される在庫管理需要予測の結果に基づいて、物流センター内の物品の移動の最適化、物品の取扱の適正化を図るため、物品の保管・運搬・ピッキング・集約・仕分け・検品等を考慮して、各産業車両１の運行スケジュールを作成する。
電力マネジメント装置７は、産業車両１を利用したエネルギー管理を行う装置であり、例えば、運行管理情報取得部７１、給電情報作成部７２、スケジュール作成部７３、電力需要情報取得部７４、期間給電対価取得部７５、電力供給情報取得部７６、期間消費対価取得部７７、スケジュール変更部７８、及び記憶部７９を備えている。
また、電力マネジメント装置７は、受変電設備３０から配電されるその他負荷設備のエネルギー管理も行う。
また、電力マネジメント装置７は、受変電設備３０から配電されるその他負荷設備のエネルギー管理も行う。
運行管理情報取得部７１は、複数の産業車両１の運行管理情報を取得する。運行管理情報は、少なくとも一台の産業車両１の作業時間（稼働開始予定時間および稼働終了予定時間）を含む。例えば、運行管理情報取得部７１は、マテハン管理装置６の運行スケジュール作成部６１によって作成された運行スケジュールを運行管理情報として取得する。
給電情報作成部７２は、運行管理情報取得部７１によって取得された運行管理情報を用いて、各産業車両１についての給電情報を作成する。給電情報は、例えば、電力ネットワーク５０への給電可否、給電可能な時間帯、及び給電可能な電力量等を含んでいる。
例えば、給電情報作成部７２は、各産業車両１の運行管理情報から、二次電池１１の充電状態量として残容量を選定し、この残容量に基づき放電下限値（例えば、残容量３０％）に達していない各産業車両１について、稼働していない期間（例えば、待機の時間帯）を抽出し、その期間を給電可能な時間帯とする。
また、給電情報作成部７２は、各産業車両１の稼働時間及び仕事内容に基づいて稼働（運行）毎の消費電力量を推定し、推定した消費電力量と稼働開始時における二次電池１１の残容量とから、稼働終了時における残容量を推定する。そして、推定した稼働終了時残容量と二次電池１１の放電下限値（例えば、残容量３０％）とから余剰電力を算出し、算出した余剰電力を給電可能な電力量とする。
また、給電情報作成部７２は、稼働終了時における推定残容量が予め設定されている閾値以下である場合には、給電によるメリットがないため、給電不可能と判定する。
加えて、給電情報作成部７２は、ＳＬＥＭＳ１０が管理する物流センター内のその他負荷設備の電力需要予測に基づき、電気供給物流センター内の産業車両の推定消費電力とその他負荷設備の予測需要電力を合計した推定最大使用電力量（デマンド）が、契約最大使用電力量以上である場合には、負荷設備のピークカットを優先させ、受電点外部への給電不可能と判定しても良い。
例えば、給電情報作成部７２は、各産業車両１の運行管理情報から、二次電池１１の充電状態量として残容量を選定し、この残容量に基づき放電下限値（例えば、残容量３０％）に達していない各産業車両１について、稼働していない期間（例えば、待機の時間帯）を抽出し、その期間を給電可能な時間帯とする。
また、給電情報作成部７２は、各産業車両１の稼働時間及び仕事内容に基づいて稼働（運行）毎の消費電力量を推定し、推定した消費電力量と稼働開始時における二次電池１１の残容量とから、稼働終了時における残容量を推定する。そして、推定した稼働終了時残容量と二次電池１１の放電下限値（例えば、残容量３０％）とから余剰電力を算出し、算出した余剰電力を給電可能な電力量とする。
また、給電情報作成部７２は、稼働終了時における推定残容量が予め設定されている閾値以下である場合には、給電によるメリットがないため、給電不可能と判定する。
加えて、給電情報作成部７２は、ＳＬＥＭＳ１０が管理する物流センター内のその他負荷設備の電力需要予測に基づき、電気供給物流センター内の産業車両の推定消費電力とその他負荷設備の予測需要電力を合計した推定最大使用電力量（デマンド）が、契約最大使用電力量以上である場合には、負荷設備のピークカットを優先させ、受電点外部への給電不可能と判定しても良い。
スケジュール作成部７３は、運行管理情報取得部７１によって取得された運行管理情報と、給電情報作成部７２によって作成された給電情報とを用いて、複数の産業車両１のスケジュールを作成する。スケジュールは、例えば、充放電スケジュール及び運行スケジュールの少なくともいずれか一つを含む。また、スケジュール作成部７３は、充放電スケジュール、運行スケジュール以外のスケジュール、例えば、産業車両自体の保守点検・修理保全に関わる管理スケジュール等を更に作成してもよい。この場合、スケジュール作成部は、保守、点検している産業車両１は、運行管理対象とならない（ラインオフとなる）ため、この管理スケジュールにより、作業可能な産業車両１の台数を確定、登録した上で、充放電スケジュールや運行スケジュールを作成するようにしても良い。
例えば、スケジュール作成部７３は、取得した上記情報から、各産業車両１の稼働時間帯、充放電が可能な時間帯、推定電力消費量、余剰電力量等を取得または推定することができる。これらの情報を複数の産業車両１間で照合するとともに、充放電器２の台数を考慮して、各充放電器２における産業車両１の充放電時期が重ならないように、各産業車両１の充放電スケジュールを作成する。ここで、スケジュール作成部７３は、後述する電力需要情報を更に用いて充放電スケジュールを作成してもよい。
スケジュール作成部７３は、作成した各産業車両１のスケジュール（例えば、充放電スケジュール）と各産業車両１の識別情報とを対応付けて記憶部７９に格納する。
例えば、スケジュール作成部７３は、取得した上記情報から、各産業車両１の稼働時間帯、充放電が可能な時間帯、推定電力消費量、余剰電力量等を取得または推定することができる。これらの情報を複数の産業車両１間で照合するとともに、充放電器２の台数を考慮して、各充放電器２における産業車両１の充放電時期が重ならないように、各産業車両１の充放電スケジュールを作成する。ここで、スケジュール作成部７３は、後述する電力需要情報を更に用いて充放電スケジュールを作成してもよい。
スケジュール作成部７３は、作成した各産業車両１のスケジュール（例えば、充放電スケジュール）と各産業車両１の識別情報とを対応付けて記憶部７９に格納する。
電力需要情報取得部７４は、電力ネットワーク５０の電力需要情報を取得する。電力需要情報は、例えば、電力ネットワーク５０における給電に関する給電評価値と時間情報とを関連付けて示した情報であり、例えば、１日、１月、１年、各シーズンにおける給電評価値の推移を示した情報である。
給電評価値は、例えば、産業車両１が搭載する二次電池１１から電力ネットワーク５０への給電に対する給電対価であり、電力ネットワーク５０における電力需要と電力供給とをパラメータとして決定される。例えば、電力供給に対して電力需要が高いほど、対価の額は大きくなる。給電対価は、価格に限らず、特定商圏、特定業界、特定職種の間のみで通用するポイントや仮想通貨、暗号通貨等でもよい。
電力需要情報取得部７４は、例えば、電力ネットワーク５０におけるエネルギーの受給と供給とを統括管理するＣＥＭＳから電力需要情報を取得可能である。
給電評価値は、例えば、産業車両１が搭載する二次電池１１から電力ネットワーク５０への給電に対する給電対価であり、電力ネットワーク５０における電力需要と電力供給とをパラメータとして決定される。例えば、電力供給に対して電力需要が高いほど、対価の額は大きくなる。給電対価は、価格に限らず、特定商圏、特定業界、特定職種の間のみで通用するポイントや仮想通貨、暗号通貨等でもよい。
電力需要情報取得部７４は、例えば、電力ネットワーク５０におけるエネルギーの受給と供給とを統括管理するＣＥＭＳから電力需要情報を取得可能である。
期間給電対価取得部７５は、スケジュール作成部７３によって作成されたスケジュール（例えば、充放電スケジュール）及び電力需要情報取得部７４によって取得された電力需要情報を用いて、所定期間における電力ネットワーク５０への給電に対する期間給電対価を取得する。期間給電対価取得部７５は、例えば、充放電スケジュールから各産業車両１が給電を行う時間帯と給電する予測電力量を抽出し、抽出したこれらの情報と、時間と給電対価とが関連付けられている電力需要情報とを用いて、所定期間（例えば、１日、１週間、１月、１年等）における期間対価を算出する。
電力供給情報取得部７６は、電力ネットワーク５０の電力需要情報を取得する。電力需要情報は、例えば、電力ネットワーク５０における受電に関する受電評価値と時間情報とを関連付けて示した情報であり、例えば、１日、１月、１年、各シーズンにおける受電評価値の推移を示した情報である。
受電評価値は、例えば、電力ネットワーク５０から産業車両１が搭載する二次電池１１への受電に対する受電対価であり、電力ネットワーク５０における電力需要と電力供給とをパラメータとして決定される。例えば、上述した給電対価を正の値と考えると、受電対価は、電力供給に対して電力需要が高いほど、負側に大きくなる。
電力供給情報取得部７６は、例えば、電力ネットワーク５０におけるエネルギーの受給と供給とを統括管理するＣＥＭＳから電力供給情報を取得可能である。
受電評価値は、例えば、電力ネットワーク５０から産業車両１が搭載する二次電池１１への受電に対する受電対価であり、電力ネットワーク５０における電力需要と電力供給とをパラメータとして決定される。例えば、上述した給電対価を正の値と考えると、受電対価は、電力供給に対して電力需要が高いほど、負側に大きくなる。
電力供給情報取得部７６は、例えば、電力ネットワーク５０におけるエネルギーの受給と供給とを統括管理するＣＥＭＳから電力供給情報を取得可能である。
なお、電力供給情報取得部７６は、卸電力取引市場から電力供給情報を取得してもよい。この場合、例えば、受電対価はそれぞれ、スケジュールの実行日の前日における卸電力取引市場の対応する時間帯の約定価格、スケジュールの実行日の卸電力取引市場の対応する時間帯の約定価格、およびスケジュールの実行日に対応する卸電力市場の先渡市場の対応する時間帯の約定価格のいずれか、または、これらの約定価格に基づいて決定される価格となる。
期間消費対価取得部７７は、スケジュール作成部７３によって作成された充放電スケジュール及び電力供給情報取得部７６によって取得された電力供給情報を用いて、所定期間における電力ネットワーク５０からの受電に対する期間消費対価を取得する。期間消費対価取得部７７は、例えば、充放電スケジュールから各産業車両１が受電を行う時間帯と受電する予測電力量を抽出し、抽出したこれらの情報と、時間と受電対価とが関連付けられている電力供給情報とを用いて、所定期間（例えば、１日、１週間、１月、１年等）における期間消費対価を算出する。
スケジュール変更部７８は、期間給電対価と期間消費対価との差分を用いて、スケジュール作成部７３によって作成された充放電スケジュールを変更する。スケジュール変更部７８は、例えば、スケジュール作成部７３によって作成された充放電スケジュールにおいて、変更箇所がそれぞれ異なる複数の充放電スケジュール候補を作成するスケジュール候補作成部と、所定の基準に基づいて、複数のスケジュール候補の中の一つを選択するスケジュール候補選択部とを有する。
ここで、所定の基準とは、例えば、電力ネットワーク５０への給電の可否、電力ネットワーク５０への給電が可能な時間帯、電力ネットワーク５０への給電が可能な電力量、及び、期間給電対価と期間消費対価との差分の少なくとも一つを含む。
なお、スケジュール変更部７８は、例えば、電力ネットワーク５０への給電が可能な時間帯、電力ネットワーク５０への給電が可能な電力量、及び期間給電対価と期間消費対価との差分の少なくとも一つを要素とする評価関数を有しており、この評価関数の結果が最大となるように、スケジュール作成部７３によって作成された充放電スケジュールを最適化してもよい。また、要素が複数ある場合には、重要度に応じた重み付けを行ってもよい。スケジュール変更部７８による変更後の各スケジュールは、各産業車両１の識別情報に対応付けられて記憶部７９に格納される。
次に、上記構成を備えるＳＬＥＭＳ１０において、電力マネジメント装置７によって実行される処理の手順について図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る電力マネジメント装置７によって実行される処理手順を示したフローチャートである。
まず、電力マネジメント装置７の運行管理情報取得部７１により、物流センターＢ内で稼働する複数の産業車両１の運行管理情報（例えば、運行スケジュール）が取得され（ステップＳＡ１）、この運行管理情報を用いて各産業車両１についての給電情報が給電情報作成部７２によって作成される（ステップＳＡ２）。次に、ステップＳＡ２で作成された給電情報を用いて、スケジュール作成部７３により、各産業車両１の充放電スケジュールが作成され、各産業車両１の識別情報と関連付けられて記憶部７９に格納される（ステップＳＡ３）。
続いて、電力需要情報取得部７４によって電力ネットワーク５０の電力需要情報が取得され、電力供給情報取得部７６によって電力ネットワーク５０の電力供給情報が取得される（ステップＳＡ４）。続いて、期間給電対価取得部７５によって、電力需要情報に含まれる給電対価とスケジュール作成部７３によって作成された充放電スケジュールとを用いて、所定期間（例えば、１日等）における期間給電対価が算出される（ステップＳＡ５）。同様に、期間消費対価取得部７７によって、電力供給情報に含まれる受電対価と充放電スケジュールとを用いて、所定期間（例えば、１日等）における期間消費対価が算出される（ステップＳＡ６）。
次に、スケジュール変更部７８により、期間給電対価と期間消費対価との差分を用いて、スケジュール作成部７３によって作成された充放電スケジュールの変更（例えば、所定の目的に合わせた最適化）が行われる（ステップＳＡ７）。変更後の充放電スケジュールは、各産業車両１の識別情報と関連付けられて記憶部７９に格納される（ステップＳＡ８）。
また、変更後の充放電スケジュールは、マテハン管理装置６に送信される。マテハン管理装置６では、例えば、運行スケジュールの中に充放電スケジュールに従った充放電のタイミングが組み込まれ、この運行スケジュールに基づいて各産業車両１の運行及び充放電が管理される（ステップＳＡ９）。
図９に産業車両が搭載する二次電池として鉛電池を採用し、従来の電力マネジメントを実施した場合の運行スケジュールの一例を、図１０に産業車両１が搭載する二次電池１１としてリチウムイオン二次電池を採用し、本実施形態に係る電力マネジメント装置７による電力マネジメントを実施した場合の運行スケジュールの一例を示す。図９、１０において、二次電池の充放電量は、正の値が充電すなわち受電、負の値が放電すなわち給電を示している。いずれの場合も、各所定期間（４時から１０時まで、１０時から１６時まで、１６時から２１時まで）における作業量をそれぞれ１５、１０、１２（単位なし）に設定するとともに、０時から４時まで、２２時から０時までの時間帯は、作業量ゼロに設定している。
図１１は、図９に示す運行スケジュールで運行が行われた場合の物流センターＢ全体の負荷設備の消費電力量を時間単位で示したグラフ、図１２は、図１０に示す運行スケジュールで運行が行われた場合の物流センターＢ全体の消費電力量を時間単位で示したグラフである。図１１、１２において、ハッチング部分（斜線部分）は産業車両１の電力量を示しており、正の値が受電、負の値が給電を示している。また、図１２において、破線の折れ線グラフは、図９に示した運行スケジュールで運行が行われた場合の消費電力量の推移、すなわち、図１１に示された消費電力量の推移を示し、実線の折れ線グラフは、図１０に示した運行スケジュールで運行が行われた場合の消費電力量の推移を表している。
図９に示す運行スケジュールでは、充電に比較的時間がかかるという鉛電池の特性から連続長時間充電とし、作業が発生しない時間帯においては、充電時間または待機時間に設定している。これに対し、図１０に示す運行スケジュールでは、急速充電が可能であるというリチウムイオン二次電池の特性を活かし、電力マネジメント装置７が、作業及び充電のサイクルを細かく切り替えることで、電力を効率的に利用している。また、例えば、物流センターＢ全体での電力消費量（例えば、電力需要情報の１つ）を考慮し、ピークが発生する時間帯においては、産業車両１の放電時間を設けることで、負荷設備への構内給電を行うと共に、さらなる余剰電力があると電力マネジメント装置７が判断した場合には、電力ネットワーク５０に給電する。この制御は、外部のエネルギー管理ネットワークからの需要電力量の抑制指令を電力マネジメント装置７が受信した場合に実施される、デマンドレスポンス（電力消費抑制）の際にも採用可能である。
これにより、図１２に示すように、物流センターＢ全体としての消費電力量を抑制することができ、ピークカットやピークシフト（例えば、図１２のＣ１〜Ｃ３参照）を実現することが可能となる。また、このように、図１０に示す運行スケジュールでは、作業を比較的短時間で切り替えることにより、産業車両１の運行効率を向上させることができる。これにより、例えば、従来に比べて、産業車両の台数を少なくすることができる（図１０では、産業車両Ｅを削減している）。
これにより、図１２に示すように、物流センターＢ全体としての消費電力量を抑制することができ、ピークカットやピークシフト（例えば、図１２のＣ１〜Ｃ３参照）を実現することが可能となる。また、このように、図１０に示す運行スケジュールでは、作業を比較的短時間で切り替えることにより、産業車両１の運行効率を向上させることができる。これにより、例えば、従来に比べて、産業車両の台数を少なくすることができる（図１０では、産業車両Ｅを削減している）。
なお、図１０に示した運行スケジュールでは、１時間単位で作業、充電、放電を切り替えていたが、数十分単位などのように、更に細かい時間単位で作業、充電、放電を切り替えることにより、電力の更なる高効率化を図ることが可能となる。
以上、説明してきたように、本実施形態に係る電力マネジメント装置及び電力マネジメント方法並びにロジスティクスネットワークシステムによれば、各産業車両１が搭載する二次電池１１の充放電が、電力ネットワーク５０の電力需要情報や電力供給情報を考慮して決定された充放電スケジュールに従って実行される。これにより、各産業車両１の二次電池１１に蓄積されている電力を有効に利用することが可能となる。
なお、スケジュール変更部７８については、上述した実施形態の他、例えば、スケジュール候補作成部によって作成された複数のスケジュール候補を電力マネジメント装置７が備える表示装置（提示部）等に表示させることによってユーザに提示し、ユーザによっていずれか一つのスケジュール候補を指定する情報が入力された場合に、指定されたスケジュール候補を変更後の充放電スケジュールとして記憶部７９に格納することとしてもよい。
更に、本実施形態では、電力ネットワーク５０と二次電池１１との間で受電及び給電を行う場合について述べたが、例えば、産業車両１が搭載する二次電池１１間で電力の授受を行うこととしてもよい。この場合、例えば、電力マネジメント装置７’は、図１３に示すように、車両間電力供給情報作成部８０を更に備える。車両間電力供給情報作成部８０は、運行管理情報取得部７１によって取得された運行管理情報を用いて、少なくとも１台の産業車両１についての車両間電力供給情報を作成する。車両間電力供給情報は、他の産業車両に給電可能か否か、他の前記産業車両１に供給可能な時間帯、及び他の産業車両１に供給可能な電力量の少なくとも一つを含む情報である。これにより、車両間電力供給情報に基づく車両間での充放電についても実現することができる。
１ 産業車両
２ 充放電器
７、７’ 電力マネジメント装置
１０ ＳＬＥＭＳ
１１ 二次電池
５０ 電力ネットワーク
７１ 運行管理情報取得部
７２ 給電情報作成部
７３ スケジュール作成部
７４ 電力需要情報取得部
７５ 期間給電対価取得部
７６ 電力供給情報取得部
７７ 期間消費対価取得部
７８ スケジュール変更部
７９ 記憶部
８０ 車両間電力供給情報作成部
２ 充放電器
７、７’ 電力マネジメント装置
１０ ＳＬＥＭＳ
１１ 二次電池
５０ 電力ネットワーク
７１ 運行管理情報取得部
７２ 給電情報作成部
７３ スケジュール作成部
７４ 電力需要情報取得部
７５ 期間給電対価取得部
７６ 電力供給情報取得部
７７ 期間消費対価取得部
７８ スケジュール変更部
７９ 記憶部
８０ 車両間電力供給情報作成部
Claims (15)
- 発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と前記電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両を備えるロジスティクスネットワークシステムに用いられる電力マネジメント装置であって、
複数の前記産業車両の運行管理情報を取得する運行管理情報取得部と、
前記運行管理情報を用いて、少なくとも１台の前記産業車両の二次電池の充電状態に基づく給電情報を作成する給電情報作成部と
を備え、
前記給電情報は、前記電力ネットワークへの給電の可否、前記電力ネットワークへ給電可能な時間帯、及び前記電力ネットワークへ給電可能な電力量の少なくとも１つを含む電力マネジメント装置。 - 前記運行管理情報と前記給電情報とを用いて、複数の前記産業車両のスケジュールを作成するスケジュール作成部を備え、
前記スケジュールは、運行スケジュール及び充放電スケジュールの少なくともいずれか一つを含む請求項１に記載の電力マネジメント装置。 - 前記電力ネットワークの電力需要情報を取得する電力需要情報取得部を備え、
前記スケジュール作成部は、前記電力需要情報を用いて前記スケジュールを作成する請求項２に記載の電力マネジメント装置。 - 前記電力需要情報は、前記電力ネットワークへの給電に対する給電対価情報を含む請求項３に記載の電力マネジメント装置。
- 前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュール及び前記電力需要情報を用いて、所定期間における前記電力ネットワークへの給電に対する期間給電対価を取得する期間給電対価取得部を備える請求項４に記載の電力マネジメント装置。
- 前記電力ネットワークの電力供給情報を取得する電力供給情報取得部と、
前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュール及び前記電力供給情報を用いて、前記所定期間における前記電力ネットワークからの受電に対する期間消費対価を取得する期間消費対価取得部を備える請求項５に記載の電力マネジメント装置。 - 前記期間給電対価と前記期間消費対価との差分を用いて、前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュールを変更するスケジュール変更部を備える請求項６に記載の電力マネジメント装置。
- 前記スケジュール変更部は、
前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュールにおいて、変更箇所がそれぞれ異なる複数のスケジュール候補を作成するスケジュール候補作成部と、
所定の基準に基づいて、複数の前記スケジュール候補の中の一つを選択するスケジュール候補選択部と
を備える請求項７に記載の電力マネジメント装置。 - 前記所定の基準は、
前記電力ネットワークへの給電が可能か、
前記電力ネットワークへの給電が可能な時間帯、
前記電力ネットワークへの給電が可能な電力量、及び
前記期間給電対価と前記期間消費対価との差分
の少なくとも一つを含む請求項８に記載の電力マネジメント装置。 - 前記スケジュール変更部は、
前記スケジュール作成部によって作成された前記スケジュールにおいて、変更箇所がそれぞれ異なる複数のスケジュール候補を作成するスケジュール候補作成部と、
複数の前記スケジュール候補をユーザに提示する提示部と
を備える請求項７に記載の電力マネジメント装置。 - 前記給電対価情報は、前記スケジュールの実行日の前日における卸電力取引市場の対応する時間帯の約定価格、前記スケジュールの実行日の卸電力取引市場の対応する時間帯の約定価格、および前記スケジュールの実行日に対応する卸電力市場の先渡市場の対応する時間帯の約定価格のいずれかに基づいて決定される請求項４から請求項１０のいずれかに記載の電力マネジメント装置。
- 前記運行管理情報を用いて、少なくとも１台の前記産業車両についての車両間電力供給情報を取得する車両間電力供給情報取得部を備え、
前記車両間電力供給情報は、他の前記産業車両に給電可能か否か、他の前記産業車両に供給可能な時間帯、及び他の前記産業車両に供給可能な電力量の少なくとも一つを含む請求項１から請求項１１のいずれかに記載の電力マネジメント装置。 - 発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と前記電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両と、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の電力マネジメント装置と
を備えるロジスティクスネットワークシステム。 - 発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と前記電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両と、
複数の前記産業車両の運行管理情報を取得する運行管理情報取得部と、
前記運行管理情報を用いて、少なくとも１台の前記産業車両の二次電池の充電状態に基づく給電情報を作成する給電情報作成部と
を備え、
前記給電情報は、前記電力ネットワークへ給電可能な時間帯及び電力量の少なくとも１つを含むロジスティクスネットワークシステム。 - 発電設備および負荷設備の少なくとも一つを備える電力ネットワークからの受電と前記電力ネットワークへの給電とが可能な二次電池を搭載した複数の産業車両の運行管理情報を取得するステップと、
前記運行管理情報を用いて、少なくとも１台の前記産業車両の二次電池の充電状態に基づく給電情報を作成するステップと
を有し、
前記給電情報は、前記電力ネットワークへの給電の可否、前記電力ネットワークへ給電可能な時間帯、及び前記電力ネットワークへ給電可能な電力量の少なくとも１つを含む電力マネジメント方法。
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