(57)【要約】【課題】大掛かりな電気工事を行わなくても、電源装置が接続されていない電圧線と電力系統との間での断線を知ることできる分散型電源システムを提供する。【解決手段】電力系統１に連系される電源装置１０を備える分散型電源システムであって、電源装置１０が接続されている接続側電圧線２ａと非接続側出力線７ｃとの間の電位差を測定する電位差測定部２２を有する電圧測定装置２０を備え、制御装置１３は、電源装置１０から接続側電圧線２ａに電力を供給している間に電位差測定部２２で測定される電位差が基準電位差以下になると、非接続側電圧線２ｂと電力系統１との接続に異常が発生したと判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に連系される電源装置を備える分散型電源システムであって、
前記電源装置は、前記電力系統に接続される主幹ブレーカの二次側の、第１電圧線及び第２電圧線及び中性線を有する単相３線式の交流線のうち、前記第１電圧線又は前記第２電圧線と、前記中性線とに接続される交流１００Ｖ電源であり、
前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうち、前記電源装置が接続されていない非接続側電圧線を囲む環状の磁性体コア及び当該磁性体コアの一部に複数回巻き付けられた二次側巻線及び当該二次側巻線に接続される非接続側出力線を有し、前記非接続側電圧線に流れる一次電流に応じて前記非接続側出力線を流れる二次電流を計測する非接続側電流計測器と、
前記電源装置が接続されている接続側電圧線と前記非接続側出力線との間の電位差を測定する電位差測定部を有する電圧測定装置と、
前記電源装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電源装置から前記接続側電圧線に電力を供給している間に前記電位差測定部で測定される電位差が基準電位差以下になると、前記非接続側電圧線と前記電力系統との接続に異常が発生したと判定する分散型電源システム。
【請求項２】
電力系統に連系される電源装置を備える分散型電源システムであって、
前記電源装置は、前記電力系統に接続される主幹ブレーカの二次側の、第１電圧線及び第２電圧線及び中性線を有する単相３線式の交流線のうち、前記第１電圧線又は前記第２電圧線と、前記中性線とに接続される交流１００Ｖ電源であり、
前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうち、前記電源装置が接続されている接続側電圧線を囲む環状の磁性体コア及び当該磁性体コアの一部に複数回巻き付けられた二次側巻線及び当該二次側巻線に接続される接続側出力線を有し、前記接続側電圧線に流れる一次電流に応じて前記接続側出力線を流れる二次電流を計測する接続側電流計測器と、
前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうち、前記電源装置が接続されていない非接続側電圧線を囲む環状の磁性体コア及び当該磁性体コアの一部に複数回巻き付けられた二次側巻線及び当該二次側巻線に接続される非接続側出力線を有し、前記非接続側電圧線に流れる一次電流に応じて前記非接続側出力線を流れる二次電流を計測する非接続側電流計測器と、
前記接続側出力線と前記非接続側出力線との間の電位差を測定する電位差測定部を有する電圧測定装置と、
前記電源装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電源装置から前記接続側電圧線に電力を供給している間に前記電位差測定部で測定される電位差が基準電位差以下になると、前記非接続側電圧線と前記電力系統との接続に異常が発生したと判定する分散型電源システム。
【請求項３】
前記基準電位差は、前記非接続側電圧線と前記電力系統との接続が正常である間に前記電圧測定装置で測定された実測電圧値に基づいて定められる請求項１又は２に記載の分散型電源システム。
【請求項４】
前記基準電位差は、前記実測電圧値の二分の一の値に設定される請求項３に記載の分散型電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に連系される電源装置を備える分散型電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋等の施設では、電力系統に接続される主幹ブレーカが分電盤に設けられ、その主幹ブレーカを経由して電力の供給を受けることができる。また、施設内では、主幹ブレーカの二次側に、複数の分岐ブレーカが主幹ブレーカから見て並列に接続され、それら分岐ブレーカの二次側に、各種の電力負荷装置などが接続されるような電気設備が構築されている。
【０００３】
太陽電池などの電源装置を施設に設置する場合、特許文献１に記載のように、電源装置用の専用ブレーカ（自家発電用主幹開閉器１１）を分岐ブレーカ（分岐開閉器１２）と並列に主幹ブレーカ（商用電源用主幹開閉器６）の二次側に増設し、その専用ブレーカに電源装置（太陽電池Ｅ２）を接続することが行われている。この場合、電源装置には二つの電圧線と中性線とが接続されており、電源装置は交流２００Ｖ電源として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５３１４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、交流２００Ｖ電源として機能する電源装置を設置しているが、交流１００Ｖ電源として機能する電源装置を設置する場合も有り得る。その場合、電源装置が、電力系統に接続される主幹ブレーカの二次側の、第１電圧線及び第２電圧線及び中性線を有する単相３線式の交流線のうち、第１電圧線又は第２電圧線と、中性線とに接続される場合を想定できる。
【０００６】
この場合、電源装置が接続される一つの電圧線及び中性線の間の電位差は１００Ｖとなる。例えば、図１に示す分散型電源システムでは、分岐ブレーカは記載していないが、電源装置１０が、第１電圧線２ａ及び中性線２ｃという２線に交流１００Ｖ電源として接続されている場合を示している。このような分散型電源システムにおいて、例えば主幹ブレーカの一次側の電力系統１で断線が発生した場合には、電源装置１０の出力を停止することが求められる場合がある。そのため、電源装置１０は、自身が接続されていない方の電圧線と電力系統との間での断線の可能性が高いことを検出することが必要になる。
【０００７】
尚、二つの電圧線の電圧を直接測定するような電圧測定装置を設置すれば、電源装置が接続されている電圧線と、電源装置が接続されていない電圧線の両方の電圧を測定できる。その結果、電力系統と電圧線との間で断線が発生した場合には、その発生を迅速に検出できる。
【０００８】
但し、二つの電圧線の電圧を直接測定するような電圧測定装置を実現しようとすると、１００Ｖの電圧が加わる高電圧の配線を新たに設置しなければならない。そのため、大掛かりな電気工事が必要になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大掛かりな電気工事を行わなくても、電源装置が接続されていない電圧線と電力系統との間での断線を知ることできる分散型電源システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る分散型電源システムの特徴構成は、電力系統に連系される電源装置を備える分散型電源システムであって、
前記電源装置は、前記電力系統に接続される主幹ブレーカの二次側の、第１電圧線及び第２電圧線及び中性線を有する単相３線式の交流線のうち、前記第１電圧線又は前記第２電圧線と、前記中性線とに接続される交流１００Ｖ電源であり、
前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうち、前記電源装置が接続されていない非接続側電圧線を囲む環状の磁性体コア及び当該磁性体コアの一部に複数回巻き付けられた二次側巻線及び当該二次側巻線に接続される非接続側出力線を有し、前記非接続側電圧線に流れる一次電流に応じて前記非接続側出力線を流れる二次電流を計測する非接続側電流計測器と、
前記電源装置が接続されている接続側電圧線と前記非接続側出力線との間の電位差を測定する電位差測定部を有する電圧測定装置と、
前記電源装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電源装置から前記接続側電圧線に電力を供給している間に前記電位差測定部で測定される電位差が基準電位差以下になると、前記非接続側電圧線と前記電力系統との接続に異常が発生したと判定する点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、電圧測定装置は、接続側電圧線と非接続側出力線との間の電位差を測定できる。尚、非接続側電圧線と電力系統との接続に断線等の異常が発生した場合には、接続側電圧線と非接続側出力線との間の電位差が小さくなる。その結果、制御装置は、電源装置から接続側電圧線に電力を供給している間に電位差測定部で測定される電位差が基準電位差以下になると、非接続側電圧線と電力系統との接続に異常が発生したと判定できる。
加えて、非接続側出力線と電位差測定部とをつなぐ配線には第１電圧線及び第２電圧線のような大電圧は印加されない。
従って、大掛かりな電気工事を行わなくても、電源装置が接続されていない電圧線と電力系統との間での断線を知ることできる分散型電源システムを提供できる。
【００１２】
本発明に係る分散型電源システムの別の特徴構成は、電力系統に連系される電源装置を備える分散型電源システムであって、
前記電源装置は、前記電力系統に接続される主幹ブレーカの二次側の、第１電圧線及び第２電圧線及び中性線を有する単相３線式の交流線のうち、前記第１電圧線又は前記第２電圧線と、前記中性線とに接続される交流１００Ｖ電源であり、
前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうち、前記電源装置が接続されている接続側電圧線を囲む環状の磁性体コア及び当該磁性体コアの一部に複数回巻き付けられた二次側巻線及び当該二次側巻線に接続される接続側出力線を有し、前記接続側電圧線に流れる一次電流に応じて前記接続側出力線を流れる二次電流を計測する接続側電流計測器と、
前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうち、前記電源装置が接続されていない非接続側電圧線を囲む環状の磁性体コア及び当該磁性体コアの一部に複数回巻き付けられた二次側巻線及び当該二次側巻線に接続される非接続側出力線を有し、前記非接続側電圧線に流れる一次電流に応じて前記非接続側出力線を流れる二次電流を計測する非接続側電流計測器と、
前記接続側出力線と前記非接続側出力線との間の電位差を測定する電位差測定部を有する電圧測定装置と、
前記電源装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電源装置から前記接続側電圧線に電力を供給している間に前記電位差測定部で測定される電位差が基準電位差以下になると、前記非接続側電圧線と前記電力系統との接続に異常が発生したと判定する点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、電圧測定装置は、接続側出力線と非接続側出力線との間の電位差を測定できる。尚、非接続側電圧線と電力系統との接続に断線等の異常が発生した場合には、接続側出力線と非接続側出力線との間の電位差が小さくなる。その結果、制御装置は、電源装置から接続側電圧線に電力を供給している間に電位差測定部で測定される電位差が基準電位差以下になると、非接続側電圧線と電力系統との接続に異常が発生したと判定できる。
加えて、接続側出力線及び非接続側出力線のそれぞれと電位差測定部とをつなぐ配線には、第１電圧線及び第２電圧線のような大電圧は印加されないので、この電圧測定装置を設置するために大掛かりな電気工事を行う必要はない。
従って、大掛かりな電気工事を行わなくても、電源装置が接続されていない電圧線と電力系統との間での断線を知ることできる分散型電源システムを提供できる。
【００１４】
本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記基準電位差は、前記非接続側電圧線と前記電力系統との接続が正常である間に前記電圧測定装置で測定された実測電圧値に基づいて定められる点にある。加えて、前記基準電位差は、前記実測電圧値の二分の一の値に設定されてもよい。
【００１５】
上記特徴構成によれば、非接続側電圧線と電力系統との接続に異常が発生したか否かを、非接続側電圧線と電力系統との接続が正常である間に電圧測定装置で測定された実測電圧値を参照して定量的に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。
【図２】電流計測器の構造を示す図である。
【図３】第２実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の第１実施形態に係る分散型電源システムについて説明する。
図１は、第１実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。図示するように、分散型電源システムは、電力系統１に連系される電源装置１０を備える。電源装置１０は、電力系統１に接続される主幹ブレーカ３の二次側の、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃを有する単相３線式の交流線２のうち、第１電圧線２ａ又は第２電圧線２ｂと、中性線２ｃとに接続される交流１００Ｖ電源である。図１に示す例では、電源装置１０は、第１電圧線２ａと中性線２ｃとに接続され、第２電圧線２ｂには接続されていない。
【００１８】
図１に示す例では、第１電圧線２ａに１００Ｖ負荷としての電力消費装置４が接続されて、第１電圧線２ａに供給される電力を消費する。また、第２電圧線２ｂに１００Ｖ負荷としての電力消費装置５が接続されて、第２電圧線２ｂに供給される電力を消費する。
【００１９】
電源装置１０は、電源部１２と、電源部１２から供給される電力を所望の電圧、周波数、位相の電力に変換するインバータなどの電力変換回路部１１と、電力変換回路部１１及び電源部１２の動作を制御する制御部１３とを有する。この制御部１３は、電源装置１０の動作を制御する機能を有する本発明の制御装置でもある。電源部１２は、発電装置や充放電装置などを用いて構成される。例えば、発電装置としては、燃料電池を備える装置や、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備える装置などの様々な装置を用いることができる。充放電装置としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池などの蓄電池（化学電池）や、キャパシタ、フライホイールなどの様々な装置を用いることができる。
【００２０】
分散型電源システムは、電源装置１０が接続されている接続側電圧線（第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂのうちの一方）を流れる電流を計測するための接続側電流計測器（電流計測器６，７）と、電源装置１０が接続されていない非接続側電圧線（第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂのうちの他方）を流れる電流を計測するための非接続側電流計測器（電流計測器６，７）とを有する。電流計測器６，７は、電圧線における電流値を検出するために用いられるカレントトランス（計器用変流器）などを用いて構成される。
【００２１】
図１に示す例では電源装置１０は第１電圧線２ａに接続されているため、第１電圧線２ａが接続側電圧線になり、第２電圧線２ｂが非接続側電圧線になる。
また、電流計測器６が接続側電流計測器になり、電流計測器７が非接続側電流計測器になる。
【００２２】
図２は、電流計測器６（７）の構造を示す図である。尚、接続側電流計測器と非接続側電流計測器とは同じ構造であるので、図２を用いて両方の構造の説明を行う。
【００２３】
接続側電流計測器としての電流計測器６は、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂのうち、電源装置１０が接続されている接続側電圧線としての第１電圧線２ａを囲む環状の磁性体コア６ａ及びその磁性体コア６ａの一部に複数回巻き付けられた二次側巻線６ｂ及びその二次側巻線６ｂに接続される接続側出力線としての出力線６ｃを有し、第１電圧線２ａに流れる一次電流に応じて出力線６ｃを流れる二次電流を計測する。その結果、二次電流の値に基づいて、第１電圧線２ａに流れる一次電流を決定できる。
【００２４】
非接続側電流計測器としての電流計測器７は、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂのうち、電源装置１０が接続されていない非接続側電圧線としての第２電圧線２ｂを囲む環状の磁性体コア７ａ及びその磁性体コア７ａの一部に複数回巻き付けられた二次側巻線７ｂ及びその二次側巻線７ｂに接続される非接続側出力線としての出力線７ｃを有し、第２電圧線２ｂに流れる一次電流に応じて出力線７ｃを流れる二次電流を計測する。その結果、二次電流の値に基づいて、第２電圧線２ｂに流れる一次電流を決定できる。
【００２５】
電流計測器６の出力及び電流計測器７の出力は電源装置１０の制御部１３に伝達され、制御部１３において、例えば電力系統１への逆潮流電力などを判別するために利用される。
【００２６】
分散型電源システムは、電源装置１０が接続されている接続側電圧線としての第１電圧線２ａと非接続側出力線としての出力線７ｃとの間の電位差を測定する電位差測定部２２を有する電圧測定装置２０を備える。本実施形態では、電圧測定装置２０の電位差測定部２２は、配線２５を介して第１電圧線２ａに接続され、配線２６を介して出力線７ｃに接続される。
【００２７】
制御部１３は、電源装置１０から第１電圧線２ａに電力を供給している間に電位差測定部２２で測定される電位差が基準電位差以下になると、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続に異常が発生したと判定する。この場合、基準電位差は、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続が正常である間に電圧測定装置２０で測定された実測電圧値に基づいて定められる。例えば、基準電位差は、実測電圧値の二分の一の値に設定される。
【００２８】
具体的に説明すると、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂと電力系統１との間に断線などが発生しておらず、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂが電力系統１と正常に接続されている場合、第１電圧線２ａと第２電圧線２ｂとの間の電位差は２００Ｖになる。この場合、電圧測定装置２０の電位差測定部２２によって第１電圧線２ａと出力線７ｃとの間の電位差を測定できる。そして、制御部１３は、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続が正常である間に電圧測定装置２０で測定された電位差を実測電圧値として記憶する。
【００２９】
尚、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続が断線等により正常ではなくなると、電圧測定装置２０で測定される、第１電圧線２ａと出力線７ｃとの間の電位差は、実測電圧値の二分の一以下になる。つまり、制御部１３は、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続が正常である間に電圧測定装置２０で測定された、第１電圧線２ａと出力線７ｃとの間の電位差である実測電圧値の二分の一の値を基準電位差として記憶しておき、その後、第１電圧線２ａと出力線７ｃとの間の電位差が基準電位差以下になった場合には、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続に断線などの異常が発生したと判定できる。その結果、制御部１３は、電源装置１０から交流線２への電力供給を停止させるといった処理を行うことができる。
【００３０】
以上のように、出力線７ｃと電位差測定部２２とをつなぐ配線２６には第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂのような大電圧は印加されない。従って、大掛かりな電気工事を行わなくても、電源装置１０が接続されていない第２電圧線２ｂと電力系統１との間での断線を知ることできる分散型電源システムを提供できる。
【００３１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の分散型電源システムは電圧測定装置２０による電圧測定の態様が上記実施形態と異なっている。以下に第２実施形態の分散型電源システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００３２】
図３は、第２実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。図示するように、分散型電源システムは、接続側出力線としての出力線６ｃと非接続側出力線としての出力線７ｃとの間の電位差を測定する電位差測定部２２を有する電圧測定装置２０を備える。電圧測定装置２０の電位差測定部２２は、配線２５を介して出力線６ｃに接続され、配線２６を介して出力線７ｃに接続される。
【００３３】
制御部１３は、電源装置１０から第１電圧線２ａに電力を供給している間に電位差測定部２２で測定される電位差が基準電位差以下になると、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続に異常が発生したと判定する。この場合、基準電位差は、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続が正常である間に電圧測定装置２０で測定された実測電圧値に基づいて定められる。例えば、基準電位差は、実測電圧値の二分の一の値に設定される。
【００３４】
具体的に説明すると、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂと電力系統１との間に断線などが発生しておらず、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂが電力系統１と正常に接続されている場合、第１電圧線２ａと第２電圧線２ｂとの間の電位差は２００Ｖになる。この場合、電圧測定装置２０の電位差測定部２２によって出力線６ｃと出力線７ｃとの間の電位差を測定できる。そして、制御部１３は、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続が正常である間に電圧測定装置２０で測定された電位差を実測電圧値として記憶する。
【００３５】
尚、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続が断線等により正常ではなくなると、電圧測定装置２０で測定される出力線６ｃと出力線７ｃとの間の電位差は、実測電圧値の二分の一以下になる。つまり、制御部１３は、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続が正常である間に電圧測定装置２０で測定された出力線６ｃと出力線７ｃとの間の電位差である実測電圧値の二分の一の値を基準電位差として記憶しておき、その後、出力線６ｃと出力線７ｃとの間の電位差が基準電位差以下になった場合には、第２電圧線２ｂと電力系統１との接続に異常が発生したと判定できる。
【００３６】
以上のように、出力線６ｃ及び出力線７ｃのそれぞれと電位差測定部２２とをつなぐ配線２５，２６には、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂのような大電圧は印加されない。従って、大掛かりな電気工事を行わなくても、電源装置１０が接続されていない第２電圧線２ｂと電力系統１との間での断線を知ることできる分散型電源システムを提供できる。
【００３７】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、本発明の分散型電源システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態で説明した電圧測定装置２０の構成は適宜変更可能である。
【００３８】
＜２＞
上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、大掛かりな電気工事を行わなくても、電源装置が接続されていない電圧線と電力系統との間での断線を知ることできる分散型電源システムに利用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  電力系統
２  交流線
２ａ  第１電圧線（接続側電圧線）
２ｂ  第２電圧線（非接続側電圧線）
２ｃ  中性線
６  電流計測器（接続側電流計測器）
６ａ  磁性体コア
６ｂ  二次巻線
６ｃ  出力線（接続側出力線）
７  電流計測器（非接続側電流計測器）
７ａ  磁性体コア
７ｂ  二次巻線
７ｃ  出力線（非接続側出力線）
１０  電源装置
１３  制御部（制御装置）
２０  電圧測定装置
２２  電位差測定部
【図１】
2020171079.tif 000003
【図２】
2020171079.tif 000004
【図３】
2020171079.tif 000005