(57)【要約】【課題】本発明は電力供給装置に関するもので、電気自動車の普及に伴う、対策コストを低減させることを目的とするものである。【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明は、柱上変圧器１に接続された電力制御ユニット３によって、複数の電気自動車用電力メータ５、および複数の家庭用電力メータ６に接続される負荷の総電力消費量を測定し、その測定値に応じて、通電を行う電気自動車用電力メータ５の数を制限するものである。  このため、現状の柱上変圧器でも、容量不足を発生させることはなく、その結果としてその交換が不要で、対策コストを低下することができるのである。【選択図】図１
2014017889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧配電線路に接続された高圧変圧器と、この高圧変圧器に接続された電力制御ユニットと、この電力制御ユニットに接続された低圧配電線路と、この低圧配電線路に対して並列接続された複数の電気自動車用電力メータ、および複数の家庭用電力メータとを備え、前記電力制御ユニットは、前記複数の電気自動車用電力メータ、および複数の家庭用電力メータに接続される負荷の総電力消費量を測定する第１の電力測定部と、この第１の電力測定部に接続された第１の制御部と、この第１の制御部に接続された第１の通信部とを有し、前記複数の電気自動車用電力メータは、それぞれ、個々の電気自動車用電力メータに接続される電気自動車の電力消費量を測定する第２の電力測定部と、この第２の電力測定部に接続された第２の制御部と、この第２の制御部に接続された第２の通信部および電力供給スイッチとを有する電力供給装置。
【請求項２】
第１の制御部に第１のタイマーを接続し、第２の制御部に第２のタイマーを接続した請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
第１の制御部に第１のメモリを接続し、第２の制御部に第２のメモリを接続した請求項１または２に記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば家庭用のコンセントから電気自動車に充電するための電力供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の充電を家庭においても行う場合、その充電をできるだけ速く行うために、家庭用の電圧（例えば１００Ｖ）よりも高い電圧（例えば２００Ｖ）で充電するようにしている（例えば下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４７０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来例において問題となるのは、電気自動車の普及に伴って、使用電力量が急激に増加し、そのための対策コストが必要になると言うことである。
【０００５】
すなわち、電力供給会社は、発電所から高圧配電線路によって高電圧を地域に送電し、そこで高圧変圧器（日本においては柱上変圧器とも言われている）によって家庭用の低電圧に降圧し、各家庭に低圧の電力を供給している。
【０００６】
また、前記高圧変圧器には、例えば１０軒程度の家庭が並列接続された状態となっている。
【０００７】
このような環境において、前記電気自動車の電力使用量は極めて大きく、各家庭で電気自動車が使用され始めると、一気に前記高圧変圧器の容量を超えてしまうことになる。
【０００８】
そこで、電力供給会社としては、電気自動車の普及に合わせ、前記高圧変圧器を、容量の大きな物に変更する必要が発生し、これが広い地域となると、大量の高圧変圧器を交換しなければならない状況となり、その結果として極めて大きな対策コストが発生することになるのである。
【０００９】
そこで本発明は、電気自動車の普及に伴う、対策コストの低減を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、この目的を達成するために本発明は、高圧配電線路に接続された高圧変圧器と、この高圧変圧器に接続された電力制御ユニットと、この電力制御ユニットに接続された低圧配電線路と、この低圧配電線路に対して並列接続された複数の電気自動車用電力メータ、および複数の家庭用電力メータとを備え、前記電力制御ユニットは、前記複数の電気自動車用電力メータ、および複数の家庭用電力メータに接続される負荷の総電力消費量を測定する第１の電力測定部と、この第１の電力測定部に接続された第１の制御部と、この第１の制御部に接続された第１の通信部とを有し、前記複数の電気自動車用電力メータは、それぞれ、個々の電気自動車用電力メータに接続される電気自動車の電力消費量を測定する第２の電力測定部と、この第２の電力測定部に接続された第２の制御部と、この第２の制御部に接続された第２の通信部および電力供給スイッチとを有する構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明は、高圧配電線路に接続された高圧変圧器と、この高圧変圧器に接続された電力制御ユニットと、この電力制御ユニットに接続された低圧配電線路と、この低圧配電線路に対して並列接続された複数の電気自動車用電力メータ、および複数の家庭用電力メータとを備え、前記電力制御ユニットは、前記複数の電気自動車用電力メータ、および複数の家庭用電力メータに接続される負荷の総電力消費量を測定する第１の電力測定部と、この第１の電力測定部に接続された第１の制御部と、この第１の制御部に接続された第１の通信部とを有し、前記複数の電気自動車用電力メータは、それぞれ、個々の電気自動車用電力メータに接続される電気自動車の電力消費量を測定する第２の電力測定部と、この第２の電力測定部に接続された第２の制御部と、この第２の制御部に接続された第２の通信部および電力供給スイッチとを有する構成としたものであるので、電気自動車の普及に伴う、対策コストの低減を図ることができる。
【００１２】
すなわち、本発明においては、高圧変圧器に接続された電力制御ユニットによって、複数の電気自動車用電力メータ、および複数の家庭用電力メータに接続される負荷の総電力消費量を測定し、その測定値に応じて、通電を行う電気自動車用電力メータの数を制限するものである。
【００１３】
このため、現状の高圧変圧器でも、容量不足を発生させることはなく、その結果としてその交換が不要で、対策コストを低下することができるのである。
【００１４】
ただし、本発明においては、高圧変圧器と低圧配電線路間に、電力制御ユニットを接続する必要があるが、これは高圧変圧器に比べてはるかに小型、軽量のものであって、安価で、しかも、その設置は極めて簡単に行えるものとなる。
【００１５】
また、本発明では、電気自動車を使用する家庭では、電気自動車用電力メータと新規な家庭用電力メータが必要になるが、これらは電気自動車の使用に伴って当然のこととして必要な設備であり、しかもこれらの電気自動車用電力メータと新規な家庭用電力メータは高圧変圧器に比べてはるかに小型、軽量のものであって、設置は極めて簡単に行えるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる構成図
【図２】同電力制御ユニットのブロック図
【図３】同電気自動車用電力メータのブロック図
【図４】同電力分配の割合を示す図
【図５】同電力制御ユニットの動作フローチャート
【図６】同電力制御ユニットの管理テーブルを示す図
【図７】同電気自動車用電力メータの動作フローチャート
【図８】同電力制御ユニットの管理テーブルを示す図
【図９】同電力制御ユニットの管理テーブルを示す図
【図１０】同電気自動車用電力メータのへの通電を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を、添付図面を用いて説明する。
【００１８】
図１において、１は発電所、あるいは変電所から高圧配電線路２に接続された柱上変圧器（例えば６６００Ｖの高圧変圧器の一例）で、この柱上変圧器１の二次側には、電力制御ユニット３が接続されている。
【００１９】
また、この電力制御ユニット３の出力側には、低圧配電線路４が接続され、この低圧配電線路４には、例えば１０軒程度の家庭が並列接続されている（説明の便宜上住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃの三軒を図示している）。
【００２０】
具体的には、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）には、それぞれ電気自動車用電力メータ５、および家庭用電力メータ６が設けられているので、前記電力制御ユニット３に対して、複数の電気自動車用電力メータ５、および複数の家庭用電力メータ６が並列接続された状態となっている。
【００２１】
なお、この実施の形態１においては、柱上変圧器１の二次側の２００Ｖは、三線（三相線路）の低圧配電線路４で供給（三相線路供給）されるようになっている。
【００２２】
また、前記電気自動車用電力メータ５は２００Ｖ仕様となっているので、三線の低圧配電線路４に三線により接続され、三線の低圧配電線路４から２００Ｖが供給（三相線路供給）されるようになっている。
【００２３】
一方、家庭用電力メータ６は１００Ｖ仕様となっているので、三線の低圧配電線路４の内の二線（単相線路）に接続され、二線の低圧配電線路４から１００Ｖが供給（単相線路供給）されるようになっている。
【００２４】
そして、前記電気自動車用電力メータ５には、分電盤７を介して２００Ｖ用のコンセント８が接続され、コンセント８には電気自動車９が適宜接続されるようになっている。
【００２５】
さらに、家庭用電力メータ６には分電盤１０を介して１００Ｖ用のコンセント（図示せず）が複数並列に接続され、このコンセントにはＴＶや冷蔵庫などが適宜接続されるようになっている。
【００２６】
さて、前記電力制御ユニット３は図２に示すように、前記複数の電気自動車用電力メータ５、および複数の家庭用電力メータ６に接続される負荷の総電力消費量を測定する電力測定部１１と、この電力測定部１１に接続された制御部１２と、この制御部１２に接続された通信部１３、タイマー１４、メモリ１５とを備えている。
【００２７】
通信部１３は、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の電気自動車用電力メータ５から送信されてくる消費電力量を受信するとともに、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の電気自動車用電力メータ５への供給電力をＯＮ、ＯＦＦさせるものである。
【００２８】
また、タイマー１４は、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の電気自動車用電力メータ５への供給電力をＯＮ、ＯＦＦさせるタイミングを設定するものであり、例えば１０分周期となっている。
【００２９】
さらに、メモリ１５は、後述する図６の管理テーブルや各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の消費電力量を記録しておくものである。
【００３０】
なお、通信部１３は、電力測定部１１よりも下流において、低圧配電線路４に接続されており、前記各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の電気自動車用電力メータ５との通信は低圧配電線路４内を通したＰＬＣ（パワーラインコミュニケーション）によって行われる。
【００３１】
また、前記図１に示した各戸の電気自動車用電力メータ５は、図３に示すように、それぞれ、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の電気自動車用電力メータ５に接続される電気自動車９の電力消費量を測定する電力測定部１６と、この電力測定部１６に接続された制御部１７と、この制御部１７に接続された通信部１８、電力供給スイッチ１９、タイマー２０、メモリ２１とを備えた構成となっている。
【００３２】
なお、通信部１８は、電力供給スイッチ１９や電力測定部１６よりも上流側において、低圧配電線路４に接続されており、上述した電力制御ユニット３の通信部１３に、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の電気自動車用電力メータ５の消費電力量をＰＬＣによって送信する。また、電力制御ユニット３の通信部１３からの、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の電気自動車用電力メータ５への電力供給をＯＮ、ＯＦＦさせる信号を、ＰＬＣによって受信するものである。
【００３３】
また、電力供給スイッチ１９は、制御部１７により、電気自動車９が適宜接続されるコンセント８への電力供給をＯＮ、ＯＦＦさせるものである。
【００３４】
さらに、タイマー２０は、通信部１８から、電力制御ユニット３の通信部１３に例えば１０分毎にデータを送信するためのものである。
【００３５】
さらにまた、メモリ２１は、電気自動車９が適宜接続されるコンセント８の過去の電力使用量を記録しているものである。
【００３６】
以上の構成において、以下にその動作について説明する。
【００３７】
図４（ａ）は柱上変圧器１の容量決定を模式的に示したものである。
【００３８】
つまり、この柱上変圧器１は、その容量の７０％を、それに接続された前記各戸（例えば１０軒程度）の家庭用電力メータ６を介して消費される最大電力量として設定している。
【００３９】
また、その容量の２０％を、それに接続された前記各戸（例えば１０軒程度）の電気自動車用電力メータ５を介して消費される最大電力量として設定している。
【００４０】
さらに、その容量の１０％を、安全のためのマージンとして設定している。
【００４１】
本実施の形態１では、それを図４（ｂ）のごとく、前記各戸（例えば１０軒程度）の家庭用電力メータ６を介して消費される最大電力量が低くなれば、電気自動車用電力メータ５を介して消費される最大電力量を大きくするものである。
【００４２】
また、前記各戸（例えば１０軒程度）の家庭用電力メータ６を介して消費される最大電力量が高く、図４（ａ）のごとく、柱上変圧器１の容量の２０％しか前記各戸（例えば１０軒程度）の電気自動車用電力メータ５に供給できない時には、各家庭（例えば１０軒程度）の電気自動車用電力メータ５を介しての消費を制限するものである。
【００４３】
そして以上のような動作を行わせるために、電力制御ユニット３の制御部１２は図５に示す制御フローチャートにて、電力測定部１１、通信部１３、タイマー１４、メモリ１５の制御を行わせる。
【００４４】
なお、タイマー１４の、動作設定時間は、本実施の形態１では例えば１０分とされており、このタイマー１４の動作設定時間（１０分）で、制御部１２は動作を進行させるように設定されている。
【００４５】
具体的には、図５のごとくスタート（Ｓ１）した状態では、この電力制御ユニット３の制御部１２の管理テーブルは、図６の（ａ）の状態となる。
【００４６】
続いて、制御部１２は管理テーブルのＯＮポインタをひとつ進め（Ｓ２）、この時の状態は図６の（ｂ）の状態となる。
【００４７】
すなわち、電力制御ユニット３のメモリ１５には、図６に示した管理テーブルが記録されている。
【００４８】
この図６において、ＯＮポインタは、例えば図６（ａ）から（ｂ）のごとく、移動すると、移動前の住宅ＡがＯＮとなる。
【００４９】
また、ＯＮポインタが、例えば図６（ｂ）から（ｃ）のごとく、移動すると、移動前の住宅ＢがＯＮとなる。
【００５０】
さらに、ＯＮポインタが、例えば図６（ｃ）から（ｅ）のごとく、移動すると、移動前の住宅ＣがＯＮとなる。
【００５１】
また、ＯＦＦポインタは、例えば図６（ｂ）から（ｄ）のごとく、移動すると、移動前の住宅ＡがＯＦＦとなる。
【００５２】
このような、管理テーブルに基づく動作が設定されている状態で、ＯＮポインタがひとつ進められ、図６の（ｂ）の状態のまま、次に電力測定部１１により、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の総電力消費量（Ｙ）を測定する（Ｓ３）。
【００５３】
次に、タイマー１４の動作時間（Ｔ）が、上述した動作設定時間（１０分）を超えたか（ＹＥＳ）、超えていないか（ＮＯ）を判定する（Ｓ４）。
【００５４】
そして、ＮＯであれば、前記柱上変圧器１の設定容量（図４の９０％）を、前記総電力消費量（Ｙ）が超えていないか（ＹＥＳ）、超えたか（ＮＯ）を判定する（Ｓ５）。
【００５５】
そして、ＮＯ（前記柱上変圧器１の設定容量を、前記総電力消費量Ｙが超えた）時には、図６（ｂ）から（ｄ）のごとくＯＦＦポインタが指す住宅Ａの電気自動車用電力メータ５へ、通信部１３から通信部１８に、電力供給スイッチ１９をＯＦＦする指示を出す（Ｓ６）。
【００５６】
この結果、住宅Ａの電気自動車用電力メータ５、コンセント８を介して充電されていた電気自動車９への充電は一旦中止状態となる。
【００５７】
続いて、管理テーブルのＯＦＦポインタはひとつ進められ、例えば図６（ｄ）のようになる（Ｓ７）。
【００５８】
また、図５のＳ４において、タイマー１４の動作時間（Ｔ）が、上述した動作設定時間（１０分）を超えた（ＹＥＳ）時には、全ての住宅Ａ、Ｂ、ＣがＯＮ、かつＯＮポインタ＝ＯＦＦポインタの状態（例えば図６のｅ）か（ＹＥＳ）、違うか（ＮＯ）を判定する（Ｓ８）。
【００５９】
そして、ＹＥＳの時には、Ｓ５に進み、ＮＯの時には、ＯＮポインタの住宅の過去の消費電力情報（Ｚ）を参照する（Ｓ９）。
【００６０】
次に、前記柱上変圧器１の設定容量（図４の９０％）を、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の総電力消費量（Ｙ）とＯＮポインタの住宅の過去の消費電力情報（Ｚ）を加えた値が超していない（ＹＥＳ）、超している（ＮＯ）を判定する（Ｓ１０）。
【００６１】
そして、ＹＥＳの時には、ＯＮポインタが指す住宅Ａの電気自動車用電力メータ５へ、通信部１３から通信部１８に、電力供給スイッチ１９をＯＮする指示を出す（Ｓ１１）。
【００６２】
この結果、住宅Ａの電気自動車用電力メータ５、コンセント８を介して充電されていた電気自動車９への充電が再開される。
【００６３】
続いて、管理テーブルのＯＮポインタはひとつ進められる（Ｓ１２）。
【００６４】
また、Ｓ１０において、前記柱上変圧器１の設定容量（図４の９０％）を、各戸（住宅Ａ、住宅Ｂ、住宅Ｃ）の総電力消費量（Ｙ）とＯＮポインタの住宅の過去の消費電力情報（Ｚ）を加えた値が超している（ＮＯ）時には、ＯＦＦポインタが指す住宅Ａの電気自動車用電力メータ５へ、通信部１３から通信部１８に、電力供給スイッチ１９をＯＦＦする指示を出す（Ｓ１３）。
【００６５】
この結果、住宅Ａの電気自動車用電力メータ５、コンセント８を介して電気自動車９への充電は一旦中止状態となる。
【００６６】
続いて、管理テーブルのＯＦＦポインタはひとつ進められる（Ｓ１４）。
続いて、ＯＮポインタが指す住宅の電気自動車用電力メータ５へ、通信部１３から通信部１８に、電力供給スイッチ１９をＯＮする指示を出す（Ｓ１５）。
【００６７】
この結果、その住宅の電気自動車用電力メータ５、コンセント８を介して充電されていた電気自動車９への充電が再開される。
【００６８】
続いて、管理テーブルのＯＮポインタはひとつ進められる（Ｓ１６）。
【００６９】
図７は、図３に示した電気自動車用電力メータ５の動作フローチャートを示している。
【００７０】
この電気自動車用電力メータ５の通信部１８には、上述のごとく、電力制御ユニット３の通信部１３から、電力供給スイッチ１９をＯＮ、ＯＦＦする指示が行われる（Ｓ１）。
【００７１】
そして、この指示があった場合（ＹＥＳ）には、電力供給スイッチ１９がＯＮ、ＯＦＦされる（Ｓ２）。
【００７２】
また、Ｓ１において指示が無かった場合（ＮＯ）には、電力測定部１６により測定したデータを取得し（Ｓ３）、次にメモリ２１に記録された過去の消費電力との差分が、閾値以上あるか（ＹＥＳ）、無いか（ＮＯ）を判定する（Ｓ４）。
【００７３】
そして、電力測定部１６により測定した消費電力と、メモリ２１に記録された過去の消費電力との差分が、閾値以上ある（ＹＥＳ）時には、通信部１８から、電力制御ユニット３の通信部１３へ消費電力を通知する（Ｓ５）。
【００７４】
また、Ｓ４において、電力測定部１６により測定した消費電力と、メモリ２１に記録された過去の消費電力との差分が、閾値以上無い（ＮＯ）時には、タイマー１４の動作時間（Ｔ）が、上述した動作設定時間（１０分）を超えたか（ＹＥＳ）、超えていないか（ＮＯ）を判定する（Ｓ６）。
そして、（ＹＥＳ）の時にはＳ５へ、また（ＮＯ）の時には、Ｓ１へと移行させる。
【００７５】
図８〜図１０は、本実施の形態１における動作の理解をさらに深めるために用いたものである。
【００７６】
時間的な経過とともに説明すると、図８〜図１０の（１）〜（１２）は以下の状況を示している。
【００７７】
（１）住宅Ａの電気自動車９への充電開始
（２）住宅Ａの電気自動車９への充電停止、住宅Ｂの電気自動車９への充電開始
（３）住宅Ｂの電気自動車９への充電停止、住宅Ｃの電気自動車９への充電開始
（４）住宅Ｃの電気自動車９への充電停止、住宅Ａの電気自動車９への充電開始
家庭用の電力消費が低下し、電気自動車９への電力供給枠が増加（計２台分）
（５）住宅Ｂの電気自動車９への充電開始
（６）住宅Ａの電気自動車９への充電停止、住宅Ｃの電気自動車９への充電開始
（７）住宅Ｂの電気自動車９への充電停止、住宅Ａの電気自動車９への充電開始
家庭用の電力消費が低下し、電気自動車９への電力供給枠が増加（計３台分）
（８）住宅Ｂの電気自動車９への充電開始
（９）状態を維持
家庭用の電力消費が増加し、電気自動車９への電力供給枠が減少（計２台分）
（１０）住宅Ｃの電気自動車９への充電停止
（１１）住宅Ａの電気自動車９への充電停止、住宅Ｃの電気自動車９への充電開始
（１２）住宅Ｂの電気自動車９への充電停止、住宅Ａの電気自動車９への充電開始
なお、図８において、（１）の動作前の状態は、図６（ａ）の状態となっていた。
【００７８】
以上のごとく、本実施の形態１では、柱上変圧器１に接続された電力制御ユニット３によって、複数の電気自動車用電力メータ５、および複数の家庭用電力メータ６に接続される負荷の総電力消費量を測定し、その測定値に応じて、通電を行う電気自動車用電力メータ５の数を制限するものである。
【００７９】
このため、現状の柱上変圧器１でも、容量不足を発生させることはなく、その結果としてその交換が不要で、対策コストを低下することができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように本発明は、高圧変圧器に接続された電力制御ユニットによって、複数の電気自動車用電力メータ、および複数の家庭用電力メータに接続される負荷の総電力消費量を測定し、その測定値に応じて、通電を行う電気自動車用電力メータの数を制限するものである。
【００８１】
このため、現状の高圧変圧器でも、容量不足を発生させることはなく、その結果としてその交換が不要で、対策コストを低下することができるのである。
【００８２】
このため、電力供給装置として広く活用が期待される。
【符号の説明】
【００８３】
１    柱上変圧器
２    高圧配電線路
３    電力制御ユニット
４    低圧配電線路
５    電気自動車用電力メータ
６    家庭用電力メータ
７    分電盤
８    コンセント
９    電気自動車
１０    分電盤
１１    電力測定部
１２    制御部
１３    通信部
１４    タイマー
１５    メモリ
１６    電力測定部
１７    制御部
１８    通信部
１９    電力供給スイッチ
２０    タイマー
２１    メモリ
【図１】
2014017889.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014017889.tif 000007
【図７】
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【図８】
2014017889.tif 000009
【図９】
2014017889.tif 000010
【図６】
2014017889.tif 000011
【図１０】
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