(57)【要約】【課題】発電装置の稼働率を高めつつ発電装置及び充放電装置の過負荷を避けることができる分散型電源システムを提供する。【解決手段】電力線２に対する電力系統１の接続箇所から下流側に向かって、充放電装置１０が接続される第１接続箇所Ｐ１と、発電装置１１が接続される第２接続箇所Ｐ２と、第１電力消費装置１２が接続される第３接続箇所Ｐ３とがその並び順で設けられている分散型電源システムであり、充放電装置１０は放電モードと充電モードとを切り換えて動作し、発電装置１１は、充放電装置１０が充電モードのときは電力線２での電力潮流を第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１側の所定箇所から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、充放電装置１０が放電モードのときは電力線２での電力潮流を第２接続箇所Ｐ２から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御する。【選択図】図１
2014039386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に接続される電力線と、前記電力線に対して第１接続箇所で接続される蓄電部を有する充放電装置と、前記電力線に対して第２接続箇所で接続される発電装置と、前記電力線に対して第３接続箇所で接続される第１電力消費装置とを備え、前記電力線に対する前記電力系統の接続箇所から見て下流側に向かって前記第１接続箇所と前記第２接続箇所と前記第３接続箇所とがその並び順で設けられている分散型電源システムであって、
前記充放電装置は、前記蓄電部が蓄えている電力を前記電力線に対して放電可能な放電モードと、前記電力線からの電力を前記蓄電部へ充電可能な充電モードとを切り換えて動作し、
前記発電装置は、前記充放電装置が前記充電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第１接続箇所よりも前記電力系統側の所定箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、前記充放電装置が放電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第２接続箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成されている分散型電源システム。
【請求項２】
前記充放電装置は、前記放電モードであるか或いは前記充電モードであるかを示すモード状態信号を前記発電装置に送信し、
前記発電装置は、前記第１接続箇所から前記電力系統側へ向かう電力の潮流を表す第１信号及び前記第２接続箇所から前記電力系統側へ向かう電力の潮流を表す第２信号を受け取り、前記充放電装置から受け取った前記モード状態信号に基づいて前記充放電装置が前記充電モードにあると判定したときは前記第１信号を参照して発電電力を制御し、前記放電モードにあると判定したときは前記第２信号を参照して発電電力を制御する請求項１に記載の分散型電源システム。
【請求項３】
前記第１接続箇所から前記電力系統側へ向かう電力の潮流を表す第１信号が入力される第１信号線、及び、前記第２接続箇所から前記電力系統側へ向かう電力の潮流を表す第２信号が入力される第２信号線とが接続される切換器と、前記第１信号線を前記発電装置に接続する第１切換状態と前記第２信号線を前記発電装置に接続する第２切換状態との何れかに前記切換器を切り換える切換制御部とを有する切換装置を備え、
前記切換制御部は、前記放電モードであるか或いは前記充電モードであるかを示すモード状態信号を前記充放電装置から受信して、前記充放電装置が前記充電モードにあるときは前記切換器を前記第１切換状態に切り換え、前記充放電装置が前記放電モードにあるときは前記切換器を前記第２切換状態に切り換える請求項１に記載の分散型電源システム。
【請求項４】
前記電力系統が停電状態にあるか或いは非停電状態にあるかを判定可能な系統情報を検出する系統情報検出装置を備え、
前記充放電装置は、前記系統情報検出装置から受け取った前記系統情報に基づいて前記電力系統が停電状態にあると判定したときに前記放電モードで動作するように構成され、
前記発電装置は、前記系統情報検出装置から受け取った前記系統情報に基づいて前記電力系統が停電状態にあると判定したときに、前記充放電装置が前記放電モードにあると判定する請求項２に記載の分散型電源システム。
【請求項５】
前記電力線に対して、前記第２接続箇所よりも前記電力系統側に設けられる第４接続箇所で接続される第２電力消費装置を備え、
前記発電装置は、前記系統情報検出装置から受け取った前記系統情報に基づいて、前記電力系統が停電状態にあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第２接続箇所よりも前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、前記電力系統が非停電状態にあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第４接続箇所よりも前記電力系統側の所定箇所よりも前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成され、
前記電力系統が停電状態にあるとき、前記充放電装置と前記発電装置と前記第１電力消費装置とは前記電力線を介して互いに電気的に接続され、並びに、前記第２電力消費装置は前記充放電装置と前記発電装置と前記第１電力消費装置とから電気的に切断され、
前記電力系統が非停電状態にあるとき、前記充放電装置と前記発電装置と前記第１電力消費装置と前記第２電力消費装置とは前記電力線を介して互いに電気的に接続される請求項４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、電力系統に接続される電力線と、電力線に対して第１接続箇所で接続される蓄電部を有する充放電装置と、電力線に対して第２接続箇所で接続される発電装置と、電力線に対して第３接続箇所で接続される第１電力消費装置とを備え、電力線に対する電力系統の接続箇所から見て下流側に向かって第１接続箇所と第２接続箇所と第３接続箇所とがその並び順で設けられている分散型電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電力系統に接続される電力線と、その電力線に対して接続される発電装置、充放電装置及び電力消費装置とを備える分散型電源システムが記載されている。電力線において電力系統へ向かう側を上流側とし、電力系統から離れる側を下流側としたとき、この分散型電源システムでは、電力線の最上流側に電力系統が接続され、電力線の最下流側に電力消費装置が接続されている。そして、電力線の上流側から下流側に向かって、充放電装置と発電装置とが順に接続されている。更に、発電装置から上流側に電力の潮流を向かわせないという条件下（所謂、逆潮流を禁止するという条件下）で発電装置の動作が制御されている。
【０００３】
図５（ａ）は、比較例として示す、特許文献１と同様の構成の分散型電源システムである。図５（ａ）に示す分散型電源システムは、電力系統１に接続される電力線２と、電力線２に対して第１接続箇所Ｐ１で接続される充放電装置１０と、電力線２に対して第２接続箇所Ｐ２で接続される発電装置１１と、電力線２に対して第３接続箇所Ｐ３で接続される第１電力消費装置１２とを備え、電力線２に対する電力系統１の接続箇所から見て下流側に向かって第１接続箇所Ｐ１と第２接続箇所Ｐ２と第３接続箇所Ｐ３とがその並び順で設けられている。更に、第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１の側の第４接続箇所Ｐ４では、第２電力消費装置１３が電力線２に対して接続されている。そして、発電装置１１は、カレントトランスＣＴ２の検出結果を参照して（即ち、電力線２上の第１接続箇所Ｐ１と第２接続箇所Ｐ２との間を流れる電流値に基づいて導出できる電力を参照して）、第２接続箇所Ｐ２よりも電力系統１の側に電力の潮流を向かわせないという条件下で最大の発電電力を電力線２に供給し、並びに、充放電装置１０は、カレントトランスＣＴ１の検出結果を参照して（即ち、第４接続箇所Ｐ４よりも電力系統１の側での電流値に基づいて導出できる電力を参照して）、第４接続箇所Ｐ４よりも電力系統１の側に電力の潮流を向かわせないという条件下で最大の放電電力を電力線２に供給している。
【０００４】
図５（ａ）のように構成することで、電力系統１が非停電状態であれば、第１電力消費装置１２に対しては電力系統１及び充放電装置１０及び発電装置１１の少なくとも何れか一つから電力を供給でき、第２電力消費装置１３に対しては電力系統１及び充放電装置１０の少なくとも何れか一つから電力を供給できる。また、電力系統１が停電状態になり、遮断器３が開放された場合であっても、第１電力消費装置１２に対しては、充放電装置及び発電装置の少なくとも何れか一つから電力を供給できる。
従って、停電時であっても電力供給を安定して行う必要のある重要な電気機器は、図５（ａ）に示す第１電力消費装置１２の位置に接続しておけばよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５（ａ）に記載した構成の分散型電源システムは、例えば第１電力消費装置１２に対する安定的な電力供給という目的は達成できるものの、発電装置１１は、第２接続箇所Ｐ２よりも電力系統１の側に電力を供給できないため、発電装置１１の発電電力を充放電装置１０に充電させることや、第２電力消費装置１３に供給することはできない。そのため、発電装置１１の稼働率（発電出力の大きさ、発電時間の長さなど）が低くなるという点に課題がある。その結果、発電装置１１の運転によるメリット（省エネルギー性、環境性、経済性）が限定的になる。また、このような非常時での運転が望まれる発電装置の導入メリットが限定的に考えられてしまう。
【０００７】
発電装置１１の稼働率を高くすることを目的とする場合、図５（ｂ）に示す比較例のシステム構成を想定できる。図５（ｂ）の分散型電源システムでは、図５（ａ）に記載した分散型電源システムにおいて、例えば相対的に重要度が低く、停電時に電力供給が行われなかった第２電力消費装置１３にも発電装置１１から常時電力が供給されることになるため、発電装置１１の稼働率は高くなる。
しかし、電力系統１が停電状態になると、電力系統１からの電力供給を受けることができず、その結果、発電装置１１が第１電力消費装置１２及び第２電力消費装置１３の消費電力を全て供給しなければならないため、発電装置１１及び充放電装置１０が過負荷状態になり、例えば発電装置１１が正常に発電運転できなってしまう。
【０００８】
同じく発電装置１１の稼働率を高くすることを目的とする場合、図５（ｃ）のような比較例のシステム構成も想定できる。図５（ｃ）の分散型電源システムにおいて、発電装置１１は、カレントトランスＣＴ２の検出結果を参照して、充放電装置１０が接続されている第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１の側に電力の潮流を向かわせないという条件下で充放電電力を制御している。つまり、発電装置１１の発電電力を充放電装置１０に充電させることができるため、発電装置１１の稼働率を高めることができる。
【０００９】
しかし、図５（ｃ）の分散型電源システムでは、カレントトランスＣＴ２の検出箇所よりも下流側には第１電力消費装置１２だけでなく充放電装置１０も接続されているため、カレントトランスＣＴ２の検出結果から導出できる電力情報は、第１電力消費装置１２の消費電力と充放電装置１０の充放電電力との和である。従って、充放電装置１０が放電モードで動作している場合、一般に充放電装置１０の負荷追従速度は発電装置１１の負荷追従速度よりも速いため、充放電装置１０が主体で第１電力消費装置１２への電力供給が行われる可能性がある。その場合、発電装置１１は、第１電力消費装置１２の消費電力のうち、充放電装置１０によって賄うことができなかった分の電力を発電するだけになる。そのため、発電装置１１が、第１電力消費装置１２の消費電力の全てを賄うべく発電電力を制御する場合に比べて、発電装置１１の稼働率が低下してしまう。充放電装置１０の負荷追従速度が発電装置１１の負荷追従速度よりも速いのは、充放電装置１０が電力出力のみを変えるだけでよいのに対して、発電装置１１は例えば燃料の供給量を変えてから実際に発電出力が変化するまでの間に時間差が生じるためである。
【００１０】
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、発電装置の稼働率を高めつつ発電装置及び充放電装置の過負荷を避けることが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】
【００１１】
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、電力系統に接続される電力線と、前記電力線に対して第１接続箇所で接続される蓄電部を有する充放電装置と、前記電力線に対して第２接続箇所で接続される発電装置と、前記電力線に対して第３接続箇所で接続される第１電力消費装置とを備え、前記電力線に対する前記電力系統の接続箇所から見て下流側に向かって前記第１接続箇所と前記第２接続箇所と前記第３接続箇所とがその並び順で設けられている分散型電源システムであって、
前記充放電装置は、前記蓄電部が蓄えている電力を前記電力線に対して放電可能な放電モードと、前記電力線からの電力を前記蓄電部へ充電可能な充電モードとを切り換えて動作し、
前記発電装置は、前記充放電装置が前記充電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第１接続箇所よりも前記電力系統側の所定箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、前記充放電装置が放電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第２接続箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成されている点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、発電装置は、充放電装置が充電モードにあるときは電力線における電力の潮流を第１接続箇所よりも電力系統側の所定箇所から電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御する。つまり、第１接続箇所を含んでそこよりも下流側の範囲、即ち、第１接続箇所を含んでそこよりも電力系統から離れる側の範囲の電力線に接続されている充放電装置及び第１電力消費装置へは、発電装置の発電電力を供給できる。このように、充放電装置へ充電するためにも発電装置を運転することで、発電装置の稼働率を上げることができる。尚、発電装置の発電電力を充放電装置に充電できない場合、発電効率（即ち、エネルギー効率）がそれほど高くない火力発電所等から電力系統へと供給された電力を充放電装置に充電し、その電力を放電して電力消費装置へ供給しなければならない。つまり、発電装置の稼働率は相対的に低くなり、且つ、充放電装置も見かけ上、低いエネルギー効率（即ち、火力発電所の発電効率（約３７％）×充電効率×放電効率）での運転をしなければならない。これに対して、発電装置の発電電力を充放電装置に充電できれば、発電装置の稼働率を向上させることができると共に、発電装置として例えば熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置を用いた場合であればエネルギー効率は約９０％（発電効率（約３５％）＋排熱効率（約５５％））となるため、充放電装置も見かけ上、高いエネルギー効率（熱電併給装置の発電効率（約３５％）×充電効率×放電効率＋熱電併給装置の排熱効率（約５５％））での運転を行うことができる。
【００１３】
加えて、発電装置は、充放電装置が放電モードにあるときは電力線における電力の潮流を第２接続箇所から電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御する。つまり、第２接続箇所を含んでそこよりも下流側の範囲、即ち、第２接続箇所を含んでそこよりも電力系統から離れる側の範囲の電力線に接続されている第１電力消費装置へは、発電装置の発電電力を供給できる。更に、第２接続箇所を含んでそこよりも下流側の範囲の電力線には充放電装置は接続されていないので、充放電装置が放電モードにあったとしても、発電装置は、第１電力消費装置の消費電力を把握して、その消費電力を賄うような発電電力を出力するように動作する。その結果、充放電装置の放電によって発電装置の稼働率が低下してしまうという問題を避けることができる。
従って、発電装置の稼働率を高めつつ発電装置及び充放電装置の過負荷を避けることが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別の特徴構成は、前記充放電装置は、前記放電モードであるか或いは前記充電モードであるかを示すモード状態信号を前記発電装置に送信し、
前記発電装置は、前記第１接続箇所から前記電力系統側へ向かう電力の潮流を表す第１信号及び前記第２接続箇所から前記電力系統側へ向かう電力の潮流を表す第２信号を受け取り、前記充放電装置から受け取った前記モード状態信号に基づいて前記充放電装置が前記充電モードにあると判定したときは前記第１信号を参照して発電電力を制御し、前記放電モードにあると判定したときは前記第２信号を参照して発電電力を制御する点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、モード状態信号は、それを受け取った発電装置が充電モード及び放電モードという２つの状態を識別可能であれば良いので、例えば、ＨＩ（ハイ）信号及びＬＯ（ロー）信号の組み合わせなど単純な信号を用いて充放電装置が充電モードにあるか或いは放電モードにあるかを充放電装置から発電装置へ伝達することができる。加えて、発電装置は、充放電装置が充電モードにあるか或いは放電モードにあるかに基づいて、第１信号を参照して電力線における電力の潮流を第１接続箇所よりも電力系統側の所定箇所から電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するか、或いは、第２信号を参照して電力線における電力の潮流を第２接続箇所から電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するかを自発的に切り換えることができる。
【００１６】
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、前記第１接続箇所から前記電力系統側へ向かう電力の潮流を表す第１信号が入力される第１信号線、及び、前記第２接続箇所から前記電力系統側へ向かう電力の潮流を表す第２信号が入力される第２信号線とが接続される切換器と、前記第１信号線を前記発電装置に接続する第１切換状態と前記第２信号線を前記発電装置に接続する第２切換状態との何れかに前記切換器を切り換える切換制御部とを有する切換装置を備え、
前記切換制御部は、前記放電モードであるか或いは前記充電モードであるかを示すモード状態信号を前記充放電装置から受信して、前記充放電装置が前記充電モードにあるときは前記切換器を前記第１切換状態に切り換え、前記充放電装置が前記放電モードにあるときは前記切換器を前記第２切換状態に切り換える点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、切換装置が、充放電装置が充電モードにあるか或いは放電モードにあるかに基づいて、発電装置に対して第１信号が伝達されるか或いは第２信号が伝達されるかを切り換える。つまり、発電装置は、充放電装置が充電モードにあるか或いは放電モードにあるかの判定を行わなくても、自動的に充放電装置が充電モードにあるときは電力線における電力の潮流を第１接続箇所よりも電力系統側の所定箇所から電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、充放電装置が放電モードにあるときは電力線における電力の潮流を第２接続箇所から電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように動作する。
【００１８】
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、前記電力系統が停電状態にあるか或いは非停電状態にあるかを判定可能な系統情報を検出する系統情報検出装置を備え、
前記充放電装置は、前記系統情報検出装置から受け取った前記系統情報に基づいて前記電力系統が停電状態にあると判定したときに前記放電モードで動作するように構成され、
前記発電装置は、前記系統情報検出装置から受け取った前記系統情報に基づいて前記電力系統が停電状態にあると判定したときに、前記充放電装置が前記放電モードにあると判定する点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、電力系統が停電状態にあるとき充放電装置が放電モードで動作するので、電力系統からの電力供給は停止するが、発電装置の発電電力及び充放電装置の放電電力を用いて第１電力消費装置への電力供給を行うことができる。
加えて、発電装置は、充放電装置が充電モード及び放電モードの何れで動作しているかを示す情報を受け取らなくても、系統情報検出装置から受け取る情報に基づいて電力系統が停電状態にあると判定したときに、充放電装置が放電モードにあると判定することができる。
【００２０】
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、前記電力線に対して、前記第２接続箇所よりも前記電力系統側に設けられる第４接続箇所で接続される第２電力消費装置を備え、
前記発電装置は、前記系統情報検出装置から受け取った前記系統情報に基づいて、前記電力系統が停電状態にあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第２接続箇所よりも前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、前記電力系統が非停電状態にあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第４接続箇所よりも前記電力系統側の所定箇所よりも前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成され、
前記電力系統が停電状態にあるとき、前記充放電装置と前記発電装置と前記第１電力消費装置とは前記電力線を介して互いに電気的に接続され、並びに、前記第２電力消費装置は前記充放電装置と前記発電装置と前記第１電力消費装置とから電気的に切断され、
前記電力系統が非停電状態にあるとき、前記充放電装置と前記発電装置と前記第１電力消費装置と前記第２電力消費装置とは前記電力線を介して互いに電気的に接続される点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、電力系統が非停電状態にあるとき、充放電装置と発電装置と第１電力消費装置と第２電力消費装置とは電力線を介して互いに電気的に接続されるので、第１電力消費装置に対しては電力系統と充放電装置と発電装置との少なくとも何れか一つから電力を供給でき、第２電力消費装置に対しては電力系統のみから或いは電力系統及び充放電装置の少なくとも何れか一つから電力を供給できる。
また、電力系統が停電状態にあるとき、充放電装置と発電装置と第１電力消費装置とは電力線を介して互いに電気的に接続されるので、第１電力消費装置に対しては充放電装置及び発電装置の少なくとも何れか一つから電力を供給できる。つまり、第１電力消費装置の消費電力を充放電装置及び発電装置で分担すればよいので、充放電装置及び発電装置が過負荷になることを回避できる。
【００２２】
加えて、電力系統が非停電状態にあるときに充放電装置から第２電力消費装置への電力供給を行う必要があったとしても、電力系統が停電状態にあるときは、第２電力消費装置が充放電装置から電気的に切断されて、充放電装置から第２電力消費装置への電力供給が不要になる。その結果、電力系統が停電状態にあるときは、充放電装置にとっての負荷を小さくすることができ、充放電装置から第１電力消費装置に対して相対的に長い時間電力を供給できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の分散型電源システムの構成を説明する図である。
【図２】第２実施形態の分散型電源システムの構成を説明する図である。
【図３】第３実施形態の分散型電源システムの構成を説明する図である。
【図４】第４実施形態の分散型電源システムの構成を説明する図である。
【図５】比較例の分散型電源システムの構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して第１実施形態の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説明する図である。図１に示すように、分散型電源システムは、電力系統１に接続される電力線２と、電力線２に対して第１接続箇所Ｐ１で接続される蓄電部１０ｂを有する充放電装置１０と、電力線２に対して第２接続箇所Ｐ２で接続される発電装置１１と、電力線２に対して第３接続箇所Ｐ３で接続される第１電力消費装置１２とを備え、電力線２に対する電力系統１の接続箇所から見て下流側に向かって第１接続箇所Ｐ１と第２接続箇所Ｐ２と第３接続箇所Ｐ３とがその並び順で設けられている。更に、第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１の側の第４接続箇所Ｐ４では、第２電力消費装置１３が電力線２に対して接続されている。尚、本実施形態において、電力線２において電力系統１に近づく側を上流側とし、電力線２において電力系統１から離れる側を下流側と記載する。
【００２５】
本実施形態では、第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１の側の電力線２に遮断器３を設けている。また、遮断器３よりも電力系統１の側で、電力系統１が停電状態にあるか或いは非停電状態にあるかを判定可能な系統情報を検出する系統情報検出装置１５を設けている。例えば、系統情報検出装置１５は、電力線２での電力の電圧を系統情報として検出する装置である。この場合、遮断器３よりも電力系統１の側の電力線２の電圧が所定電圧未満であれば電力系統１が停電状態であると判定でき、所定電圧以上であれば電力系統１が非停電状態であると判定できる。
【００２６】
遮断器３は、系統情報検出装置１５の検出結果を参照して、電力系統１が非停電状態であれば、閉作動して電力系統１と第１接続箇所Ｐ１とを電気的に接続することで、電力系統１から供給される電力が第１接続箇所Ｐ１よりも下流側に供給されるようにする。また、遮断器３は、系統情報検出装置１５の検出結果を参照して、電力系統１が停電状態であれば、開作動して電力系統１と第１接続箇所Ｐ１とを電気的に切断する。
【００２７】
充放電装置１０は、電気を蓄えることのできる蓄電部１０ｂと、その蓄電部１０ｂから電力線２への放電電力及び電力線２から蓄電部１０ｂへの充電電力を制御可能な電力変換部１０ａとを備える。蓄電部１０ｂは、蓄電池や電気二重層キャパシタなど、蓄電機能を有する各種機器で構成することができる。また、系統情報検出装置１５の検出結果は充放電装置１０へ伝達されるように構成されている。
【００２８】
本実施形態において、各カレントトランスＣＴ１〜ＣＴ３の検出結果である第１信号〜第３信号は電力線２における電流値である。その結果、カレントトランスＣＴ１〜ＣＴ３の検出結果と、別途検出される電力線２の電力の電圧値とから、電力線２における電力を導出できる。具体的には、発電装置１１は、カレントトランスＣＴ１の検出結果である第１信号と電力線２の電力の電圧値とから、第１接続箇所Ｐ１から電力系統１の側へ向かう電力の潮流を知ることができ、及び、カレントトランスＣＴ２の検出結果である第２信号と電力線２の電力の電圧値とから、第２接続箇所Ｐ２から電力系統１の側へ向かう電力の潮流を知ることができる。同様に、充放電装置１０は、カレントトランスＣＴ３の検出結果である第３信号と電力線２の電力の電圧値とから、第４接続箇所Ｐ４から電力系統１の側へ向かう電力の潮流を知ることができる。
【００２９】
充放電装置１０の電力変換部１０ａは、系統情報検出装置１５の検出結果を参照して、電力系統１が非停電状態であるとき（即ち、電力系統１からの電力供給が正常に行われているとき）、第２電力消費装置１３よりも電力系統１側の電力線２に設けられたカレントトランスＣＴ３の検出結果を参照して、第４接続箇所Ｐ４よりも電力系統１の側に電力線２における電力の潮流を向かわせないという条件下で充放電電力を制御する。つまり、充放電装置１０の電力変換部１０ａは、放電モードで動作する場合、第４接続箇所Ｐ４よりも電力系統１の側に電力線２における電力の潮流を向かわせないという条件下で最大の放電電力を電力線２に供給している。
【００３０】
充放電装置１０は、系統情報検出装置１５から伝達される系統情報に基づいて、電力系統１が非停電状態であるか或いは停電状態であるかを判定できる。そして、充放電装置１０は、電力系統１が非停電状態であるとき、電力線２からの電力を蓄電部１０ｂへ充電可能な充電モード及び蓄電部１０ｂが蓄えている電力を電力線２に対して放電可能な放電モードの何れかで動作する。尚、充放電装置１０は、充電モードであっても充電動作を行わずに待機していることや、放電モードであっても放電動作を行わずに待機していること（待機状態）もある。
これに対して、充放電装置１０は、電力系統１が停電状態であるとき（即ち、電力系統１からの電力供給が正常に行われていないとき）、常に放電モードで動作する。
【００３１】
充放電装置１０は、放電モードであるか或いは充電モードであるかを示すモード状態信号を発電装置１１に送信する。本実施形態では、モード状態信号は充電モード及び放電モードという２つの状態を識別可能であれば良いので、電圧値が互いに異なるＨＩ（ハイ）信号とＬＯ（ロー）信号との組み合わせでモード状態信号を構成することができる。そして、充放電装置１０は、例えば、放電モードであるときはＨＩ信号を出力し、充電モードであるときはＬＯ信号を出力すればよい。また、発電装置１１は、充放電装置１０から伝達されるモード状態信号（ＨＩ信号及びＬＯ信号）に基づいて、充放電装置１０が放電モードであるか或いは充電モードであるかを自発的に判定する。
【００３２】
電力系統１が非停電状態にあるときは遮断器３が閉作動するため、充放電装置１０と発電装置１１と第１電力消費装置１２と第２電力消費装置１３とは電力線２を介して互いに電気的に接続される。このとき、第１電力消費装置１２に対しては、電力系統１及び充放電装置１０及び発電装置１１の少なくとも何れか一つから電力が供給され、第２電力消費装置１３に対しては、電力系統１及び充放電装置１０の少なくとも何れか一つから電力が供給される。
これに対して、電力系統１が停電状態にあるときは遮断器３が開作動するため、充放電装置１０と発電装置１１と第１電力消費装置１２とは電力線２を介して互いに電気的に接続され、並びに、第２電力消費装置１３は充放電装置１０と発電装置１１と第１電力消費装置１２とから電気的に切断される。このとき、第１電力消費装置１２に対しては、充放電装置１０及び発電装置１１の少なくとも何れか一つから電力が供給されるが、第２電力消費装置１３に対しては電力は供給されない。
【００３３】
第１電力消費装置１２は、電力系統１が停電状態であっても電力供給を行う必要がある重要な電気機器である。例えば、停電などの非常時にも点灯することが必要な照明装置や常時稼動させておくことが必要な情報機器などが第１電力消費装置１２として電力線２の第３接続箇所Ｐ３に接続されている。これに対して、第２電力消費装置１３は、電力系統１が停電状態であれば電力供給が行われない電気機器である。例えば、停電などの非常時には電力供給が行われなくても構わない空調装置やそれほど重要度の高くない照明装置など、第１電力消費装置１２に比べて重要度の低い電気機器が、第２電力消費装置１３として電力線２の第４接続箇所Ｐ４に接続されている。
尚、どのような電気機器を第１電力消費装置１２及び第２電力消費装置１３とするかは適宜設定可能である。
【００３４】
発電装置１１は、燃料電池や、エンジンの駆動力によって動作する発電機など、自身の発電電力を制御可能な装置を用いて構成できる。そして、発電装置１１は、充放電装置１０が充電モードにあるときは電力線２における電力の潮流を第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１側の所定箇所から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し（即ち、その条件下で最大の発電電力を電力線２に供給し）、充放電装置１０が放電モードにあるときは電力線２における電力の潮流を第２接続箇所Ｐ２から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御する（即ち、その条件下で最大の発電電力を電力線２に供給する）ように構成されている。
【００３５】
具体的には、発電装置１１は、充放電装置１０が充電モードにあるときは、カレントトランスＣＴ１の検出結果（第１信号）を参照して、電力線２における電力の潮流を第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１側の所定箇所から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御する。その結果、充放電装置１０の充電電力と第１電力消費装置１２の消費電力との合計電力に相当する電力或いはその合計電力以下の電力が、発電装置１１から電力線２へと供給される。
【００３６】
これに対して、発電装置１１は、充放電装置１０が放電モードにあるときは、カレントトランスＣＴ２の検出結果（第２信号）を参照して、電力線２における電力の潮流を第２接続箇所Ｐ２から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御する。その結果、第１電力消費装置１２の消費電力に相当する電力又はその消費電力以下の電力が、発電装置１１から電力線２へと供給される。通常、第１電力消費装置１２での消費電力が発電装置１１の発電電力を超える場合、超えた分の電力は充放電装置１０の放電電力と電力系統１から供給される電力との両方又は一方で賄われる。
【００３７】
このように、発電装置１１は、充放電装置１０が充電モードにあるか或いは放電モードにあるかに基づいて、第１信号を参照して電力線２における電力の潮流を第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１の側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するか、或いは、第２信号を参照して電力線２における電力の潮流を第２接続箇所Ｐ２から電力系統１の側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するかを自発的に切り換える。
【００３８】
以上のように、充放電装置１０が充電モードにあるとき、第１接続箇所Ｐ１を含んでそこよりも下流側の範囲の電力線２に接続されている充放電装置１０及び第１電力消費装置１２へは、発電装置１１の発電電力を供給できる。加えて、充放電装置１０が放電モードにあるとき、第２接続箇所Ｐ２を含んでそこよりも下流側の範囲の電力線２に接続されている第１電力消費装置１２へは、発電装置１１の発電電力を供給できる。更に、第２接続箇所Ｐ２を含んでそこよりも下流側の範囲の電力線２には充放電装置１０は接続されていないので、充放電装置１０が放電モードにあったとしても、発電装置１１は、第１電力消費装置１２の消費電力を把握して、その消費電力を賄うような発電電力を出力するように動作する。従って、発電装置１１の稼働率を高めつつ発電装置１１及び充放電装置１０の過負荷を避けることができる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の分散型電源システムは、切換装置１４を備えている点で第１実施形態の分散型電源システムと異なる。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、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４０】
図２は、第２実施形態の分散型電源システムの構成を説明する図である。図示するように、第２実施形態の分散型電源システムは切換装置１４を備えている。切換装置１４は、第１接続箇所Ｐ１から電力系統１の側へ向かう電力の潮流を表す第１信号が入力される第１信号線４、及び、第２接続箇所Ｐ２から電力系統１の側へ向かう電力の潮流を表す第２信号が入力される第２信号線５とが接続される切換器１４ａと、第１信号線４を発電装置１１に接続する第１切換状態と第２信号線５を発電装置１１に接続する第２切換状態との何れかに切換器１４ａを切り換える切換制御部１４ｂとを有する。そして、切換制御部１４ｂは、放電モードであるか或いは充電モードであるかを示すモード状態信号を充放電装置１０から受信して、充放電装置１０が充電モードにあるときは切換器１４ａを第１切換状態に切り換え、充放電装置１０が放電モードにあるときは切換器１４ａを第２切換状態に切り換える。モード状態信号は、第１実施形態で説明したのと同様に、ＨＩ信号及びＬＯ信号である。
【００４１】
充放電装置１０が放電モードであるときは充放電装置１０から切換制御部１４ｂへＨＩ信号が伝達されて、切換制御部１４ｂは、第２信号線５を発電装置１１に接続する第２切換状態に切換器１４ａを切り換える。その結果、発電装置１１にはカレントトランスＣＴ２の検出結果が伝達され、第２接続箇所Ｐ２よりも電力系統１の側に電力の潮流を向かわせないという条件下で発電電力を制御する。
これに対して、充放電装置１０が充電モードであるときは充放電装置１０から切換制御部１４ｂへＬＯ信号が伝達されて、切換制御部１４ｂは、第１信号泉を発電装置１１に接続する第１切換状態に切換器１４ａを切り換える。その結果、発電装置１１にはカレントトランスＣＴ１の検出結果が伝達され、第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１の側に電力の潮流を向かわせないという条件下で発電電力を制御する。
【００４２】
以上のように、第２実施形態では、切換装置１４が、充放電装置１０が充電モードにあるか或いは放電モードにあるかに基づいて、発電装置１１に対して第１信号が伝達されるか或いは第２信号が伝達されるかを切り換える。つまり、発電装置１１は、充放電装置１０が充電モードにあるか或いは放電モードにあるかの判定を行わなくても、自動的に充放電装置１０が充電モードにあるときは電力線２における電力の潮流を第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１の側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、充放電装置１０が放電モードにあるときは電力線２における電力の潮流を第２接続箇所Ｐ２から電力系統１の側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように動作する。
【００４３】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の分散型電源システムは、系統情報検出装置１５の検出結果が発電装置１１にも伝達される点で上記第１実施形態と異なっている。以下に第３実施形態の分散型電源システムについて説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４４】
図３は、第３実施形態の分散型電源システムの構成を説明する図である。図示するように、電力系統１が停電状態にあるか或いは非停電状態にあるかを判定可能な系統情報を検出する系統情報検出装置１５の検出結果が、発電装置１１に伝達される。
第１実施形態で説明したように、発電装置１１は、充放電装置１０が充電モードにあるときは電力線２における電力の潮流を第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１側の所定箇所から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、充放電装置１０が放電モードにあるときは電力線２における電力の潮流を第２接続箇所Ｐ２から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成されている。また、充放電装置１０は、系統情報検出装置１５から受け取った系統情報に基づいて電力系統１が停電状態にあると判定したときに放電モードで動作する。
【００４５】
つまり、電力系統１が停電状態であれば充放電装置１０は常に放電モードで動作するのであるから、発電装置１１は、系統情報検出装置１５から受け取った系統情報に基づいて電力系統１が停電状態にあると判定すると共に充放電装置１０が前記放電モードにあると判定して、電力系統１が停電状態であれば電力線２における電力の潮流を第２接続箇所Ｐ２から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成しても構わない。
【００４６】
＜第４実施形態＞
第４実施形態の分散型電源システムは、電力線２に対する第２電力消費装置１３の接続箇所が上記実施形態と異なっている。以下に第４実施形態の分散型電源システムの構成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。
【００４７】
図４は、第４実施形態の分散型電源システムの構成を説明する図である。図４に示すように、第２電力消費装置１３が電力線２に接続される第４接続箇所Ｐ４は、発電装置１１が電力線２に接続される第２接続箇所Ｐ２よりも電力系統１の側であり、且つ、充放電装置１０が電力線２に接続される第１接続箇所Ｐ１よりも下流側（即ち、電力系統１から離れる側）に位置する。
【００４８】
また、第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１の側の第５接続箇所には第３電力消費装置１６が接続されている。そして、充放電装置１０の電力変換部１０ａは、系統情報検出装置１５の検出結果を参照して、電力系統１が非停電状態であるとき（即ち、電力系統１からの電力供給が正常に行われているとき）、第３電力消費装置１６よりも電力系統１側の電力線２に設けられたカレントトランスＣＴ４の検出結果（第４信号）を参照して、第４接続箇所Ｐ４よりも電力系統１の側に電力の潮流を向かわせないという条件下で充放電電力を制御する。
【００４９】
更に、第２電力消費装置１３は、遮断器６を介して電力線２の第４接続箇所Ｐ４と接続されている。そして、この遮断器６は、上記遮断器３と同様に、系統情報検出装置１５の検出結果を参照して、電力系統１が非停電状態であれば閉作動して第２電力消費装置１３と電力線２とを電気的に接続することで、電力線２から第２電力消費装置１３へと電力が供給されるようにする。また、遮断器６は、系統情報検出装置１５の検出結果を参照して、電力系統１が停電状態であれば開作動して第２電力消費装置１３と電力線２とを電気的に切断することで、電力線２から第２電力消費装置１３へは電力が供給されないようにする。
【００５０】
このように構成することで、電力系統１が非停電状態にあるとき、充放電装置１０と発電装置１１と第１電力消費装置１２と第２電力消費装置１３とは電力線２を介して互いに電気的に接続されるので、第１電力消費装置１２に対しては電力系統１と充放電装置１０と発電装置１１との少なくとも何れか一つから電力を供給でき、第２電力消費装置１３に対しては電力系統１及び充放電装置１０の少なくとも何れか一つから電力を供給できる。
また、電力系統１が停電状態にあるとき、充放電装置１０と発電装置１１と第１電力消費装置１２とは電力線２を介して互いに電気的に接続されるので、第１電力消費装置１２に対しては充放電装置１０及び発電装置１１の少なくとも何れか一つから電力を供給できる。加えて、電力系統１が非停電状態にあるときに充放電装置１０から第２電力消費装置１３への電力供給を行う必要があったとしても、電力系統１が停電状態にあるときは、第２電力消費装置１３が遮断器６によって充放電装置１０から電気的に切断されて、充放電装置１０から第２電力消費装置１３への電力供給が不要になる。その結果、電力系統１が停電状態にあるときは、充放電装置１０にとっての負荷を小さくすることができ、充放電装置１０から第１電力消費装置１２に対して相対的に長い時間電力を供給できるようになる。
【００５１】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、分散型電源システムの構成について幾つか例示したが、更に別の構成に変更してもよい。例えば、別の電力消費装置を追加で設けた構成や、或いは、第２電力消費装置１３などを設けない構成などに変更してもよい。
【００５２】
＜２＞
上記実施形態では、系統情報検出装置１５が、電力線２での電力の電圧を系統情報として検出する装置である場合を例示したが、他の構成の系統情報検出装置１５を用いることもできる。例えば、電力系統１の交流電圧のゼロクロス点を系統情報として検出する装置を系統情報検出装置１５として用いることができる。例えば、交流電圧の周波数が６０Ｈｚである場合、交流電圧の半周期毎、即ち約８ｍｓｅｃ毎にゼロクロス点が検出される。従って、系統情報検出装置１５は、ゼロクロス点が検出された後、例えば９ｍｓｅｃ経過しても次のゼロクロス点が検出できないときは電力系統１が停電状態であると判定し、その判定結果を各装置に伝達する。また、系統情報検出装置１５は、ゼロクロス点が検出された後、例えば９ｍｓｅｃ経過する前に次のゼロクロス点が検出できたときは電力系統１が非停電状態であると判定し、その判定結果を各装置に伝達してもよい。
【００５３】
＜３＞
上記実施形態において、系統情報検出装置１５が、遮断器３の直ぐ上流側（電力系統１の側）で系統情報を検出するように構成してもよい。また、充放電装置１０が、遮断器３や遮断器３の直ぐ上流側（電力系統１の側）に設けた系統情報検出装置１５を含む構成にしてもよい。
【００５４】
＜４＞
上記実施形態において、図１〜図４に示した分散型電源システムのカレントトランスＣＴ１の検出位置よりも電力系統１の側の電力線２に、太陽光発電装置などの自然エネルギー発電装置を接続してもよい。この場合、カレントトランスＣＴ１の検出位置よりも下流側（電力系統１から離れる側）での消費電力、即ち、自然エネルギー発電装置よりも下流側での消費電力を発電装置１１ができるだけ賄うようにすると、自然エネルギー発電装置の発電電力の余剰分が大きくなる。その結果、自然エネルギー発電装置から電力系統１へ売電できる電力を大きくすることができる。
【００５５】
＜５＞
上記実施形態の図１〜図４において、電力線２と第１電力消費装置１２との第３接続箇所Ｐ３を、電力線２と発電装置１１との第２接続箇所Ｐ２よりも下流側に配置した構成を記載しているが、第３接続箇所Ｐ３を第２接続箇所Ｐ２とカレントトランスＣＴ２との間に配置したとしても等価である。
【００５６】
＜６＞
上記実施形態の図４において、電力線２と第２電力消費装置１３との第４接続箇所Ｐ４を、電力線２と充放電装置１０との第１接続箇所Ｐ１よりも下流側に配置した構成を記載しているが、第４接続箇所Ｐ４をカレントトランスＣＴ１と第１接続箇所Ｐ１との間に配置したとしても等価である。更に、第４接続箇所Ｐ４をカレントトランスＣＴ１と遮断器３との間（即ち、遮断器３よりも電力系統１の側）に配置するのであれば、第２電力消費装置１３と電力線２との間に設けている遮断器６を省略してもよい。これは、電力系統１が停電状態にあるときに遮断器３が開作動すると、遮断器６の開閉作動に関わらず第２電力消費装置１３は充放電装置１０及び発電装置１１などから電気的に遮断されて、遮断器６を設けた目的が達成されるからである。
【００５７】
＜７＞
上記実施形態では、充放電装置１０が、モード状態信号として、「放電モード」であるか或いは「充電モード」であるかを示す信号を送信する例を説明したが、モード状態信号として「放電モード」であるか或いは「放電モード以外（即ち、充電モード及び待機状態（充電動作及び放電動作の何れも行っていない状態））」であるかを示す信号を送信するように構成してもよい。この場合、発電装置１１は、充放電装置１０が「放電モード」にあるときは電力線２における電力の潮流を第２接続箇所Ｐ２から電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し（即ち、その条件下で最大の発電電力を電力線２に供給し）、充放電装置１０が「放電モード以外」にあるときは電力線２における電力の潮流を第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１側に向かわせないという条件下で発電電力を制御する（即ち、その条件下で最大の発電電力を電力線２に供給する）ように構成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、発電装置の稼働率を高めつつ発電装置及び充放電装置の過負荷を避けることができる分散型電源システムに利用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１  電力系統
２  電力線
４  第１信号線
５  第２信号線
１０  充放電装置
１０ｂ  蓄電部
１１  発電装置
１２  第１電力消費装置
１３  第２電力消費装置
１４  切換装置
１４ａ  切換器
１４ｂ  切換制御部
１５  系統情報検出装置
Ｐ１  第１接続箇所
Ｐ２  第２接続箇所
Ｐ３  第３接続箇所
【図１】
2014039386.tif 000003
【図２】
2014039386.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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