(57)【要約】  電力供給装置は、直流供給線路に直流電力を供給する主電源機器および副電源ユニットと、制御手段とを備える。上記主電源機器は、二次電池より得た電力を利用して直流電力を生成するように構成される。上記制御手段は、計測値（直流供給線路に流れる電流の値）が上記最適電流値より大きい場合、上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電流の値が上記最適電流値と等しくなるように、上記主電源機器に指示値を出力するように構成される。上記最適電流値は、上記二次電池が上記主電源機器に出力する電力と上記二次電池の内部抵抗による損失との和に対する上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電力の比の値が最大となるときに上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電流の値である。上記主電源機器は、上記制御手段から受け取った上記指示値に基づいて上記直流供給線路に出力する電流の値を調整するように構成される。
2010150829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷機器が接続される直流供給線路に接続され、上記直流供給線路を通じて上記負荷機器に直流電力を供給する主電源機器および副電源ユニットと、
上記直流供給線路を流れる電流の値を計測して計測値として出力する負荷電流検出手段と、
上記負荷電流検出手段より上記計測値を得ると、得られた上記計測値が最適電流値より大きいか否かを判定する判定手段と、
制御手段と、を備え、
上記主電源機器は、二次電池より得た電力を利用して上記負荷機器に供給する直流電力を生成するように構成され、
上記最適電流値は、上記二次電池が上記主電源機器に出力する電力と上記二次電池の内部抵抗による損失との和に対する上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電力の比の値が最大となるときに上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電流の値であり、
上記制御手段は、上記計測値が上記最適電流値より大きいと上記判定手段が判定すると、上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電流の値が上記最適電流値と等しくなるように、上記主電源機器に指示値を出力するように構成され、
上記主電源機器は、上記制御手段から受け取った上記指示値に基づいて上記直流供給線路に出力する電流の値を調整する調整手段を備える
ことを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
上記副電源ユニットは、商用電源機器を含み、
上記商用電源機器は、商用電源より得た電力を直流電力に変換することで、上記直流供給線路に出力する電流の大きさに関わらず、上記直流供給線路に一定の電圧を与える定電圧制御を行うように構成され、
上記主電源機器は、上記直流供給線路に出力する出力電流が増加するにつれて上記直流供給線路に与える出力電圧を単調に下降させ、上記出力電流が減少するにつれて上記出力電圧を単調に上昇させる傾斜制御を行うように構成され、
上記制御手段は、上記計測値が上記最適電流値より大きいと上記判定手段が判定すると、上記主電源機器の上記出力電圧が上記商用電源機器が上記直流供給線路に与える電圧と等しいときに上記主電源機器の上記出力電流の値が上記最適電流値になるように、上記主電源機器に上記指示値を出力するように構成され、
上記調整手段は、上記制御手段から上記指示値を受け取ると、上記傾斜制御の条件を変更することで、上記出力電圧を変化させることなく上記出力電流の値を上記指示値に対応する値に設定するように構成される
ことを特徴とする請求項１記載の電力供給装置。
【請求項３】
上記副電源ユニットは、傾斜出力電源機器を備え、
上記傾斜出力電源機器は、上記直流供給線路に出力する第２出力電流が増加するにつれて上記直流供給線路に与える第２出力電圧を単調に下降させ、上記第２出力電流が減少するにつれて上記第２出力電圧を単調に上昇させる第２傾斜制御を行うように構成され、
上記制御手段は、上記計測値が上記最適電流値より大きいと上記判定手段が判定すると、上記傾斜出力電源機器の上記第２出力電流の値が、上記計測値と上記最適電流値との差に等しくなるように、上記傾斜出力電源機器に第２指示値を出力するように構成され、
上記傾斜出力電源機器は、上記第２指示値に基づいて上記第２出力電流の値を調整する第２調整手段を備え、
上記第２調整手段は、上記制御手段から上記第２指示値を受け取ると、上記第２傾斜制御の条件を変更することで、上記第２出力電圧を変化させることなく上記第２出力電流の値を上記第２指示値に対応する値に設定するように構成される
ことを特徴とする請求項２記載の電力供給装置。
【請求項４】
上記商用電源機器は、上記傾斜出力電源機器が上記第２出力電流の値を上記第２指示値に対応する値に設定できないとき、上記主電源機器の上記出力電流と上記傾斜出力電源機器の上記第２出力電流との合計値と上記計測値との差に等しい値の電流を上記直流供給線路に出力するように構成される
ことを特徴とする請求項３記載の電力供給装置。
【請求項５】
上記副電源ユニットは、上記主電源機器の上記調整手段が上記制御手段から受け取った上記指示値に対応する値の電流を上記直流供給線路に出力している間、上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電流の値と上記最適電流値との差分値に等しい値を持つ電流を上記直流供給線路に出力するように構成される
ことを特徴とする請求項１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、複数台の電源機器が並列運転して直流電力を負荷機器に供給する電力供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数台の電源機器が並列運転して直流電力を負荷機器に供給する電力供給装置として、さまざまな方式のものが知られている。【０００３】
従来の電力供給装置の一例として、すべての電源機器が定電圧制御を行う電力供給装置がある。この電力供給装置では、すべての電源機器の出力電圧が同じ大きさの定電圧になるように設定されている。【０００４】
ところが、この電力供給装置では、実際にはすべての電源機器の出力電圧を精度よく同じ大きさに設定することが難しく、電源機器間に出力電圧の差が生じてしまう。このため、上記電力供給装置では、最大出力電圧の電源機器のみが供給能力分だけ直流電力を負荷機器に供給し、上記電源機器からの電力供給のみでは不足するときに、不足した電力分を他の電源機器が供給するようになる。その結果、上記電力供給装置には、最大出力電圧の電源機器つまり特定の電源機器に負担が集中し、複数台の電源機器が並列運転する利点が低減するという問題があった。【０００５】
上記問題を解決するものとして、出力電流が大きくなると出力電圧が単調に小さくなる電源機器を２台備える電力供給装置が知られている（例えば特開平１０−２４８２５３号公報参照）。この電力供給装置では、２台の電源機器の出力電流−出力電圧特性の傾斜角度が異なっている。つまり、出力電流が同じ大きさだけ変化したときに、一方の電源機器の出力電圧の変化量と他方の電源機器の出力電圧の変化量とが異なる。【０００６】
上記のような電力供給装置では、すべての負荷機器の総使用電流（負荷電流）の大きさに応じて、各電源機器がそれぞれ出力電流−出力電圧特性と負荷電流のバランス点で落ち着くことによって、各電源機器から任意の出力電圧で任意の出力電流を出力することができる。このとき、各電源機器は、内蔵のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、入力電圧（電源電圧）を昇降圧して出力電圧としている。【０００７】
ところで、上記のような電源機器に接続される電源として、図１１（ａ）に示すように、二次電池Ｂが用いられる場合がある。二次電池Ｂは、起電力Ｅに直列接続される内部抵抗ｒが存在することによって、内部抵抗ｒに流れる電流（出力電流）が大きくなるほど、内部抵抗ｒによる損失が増加する。したがって、図１１（ｂ）に示すように、二次電池Ｂの効率（二次電池Ｂの出力電力と内部抵抗ｒによる損失との和に対する二次電池Ｂの出力電力の比）η１は、二次電池Ｂの出力電流が大きくなるにつれて小さくなるという特性になる。【０００８】
一方、二次電池Ｂが接続される電源機器Ａには、内蔵のＤＣ／ＤＣコンバータ部分において、定常損失（スイッチング素子のオン抵抗やインダクタの寄生抵抗などによる損失）などの内部損失が存在する。その結果、電源機器Ａの効率（電源機器の入力電力に対する電源機器の出力電力の比）η２は、図１１（ｃ）に示すような特性になる。なお、電源機器Ａの入力電力とは、電源機器Ａの出力電力と電源機器Ａの内部損失との和である。【０００９】
図１１（ｂ）と図１１（ｃ）より、二次電池Ｂと電源機器Ａとを組み合わせたときの効率（二次電池Ｂの出力電力と内部抵抗ｒによる損失との和に対する電源機器Ａの出力電力の比）η３は、図１１（ｄ）に示すように、ある出力電流（電源機器Ａの出力電流）で最大となる特性になる。したがって、二次電池Ｂが接続されている電源機器Ａは、効率η３が最大となるときの出力電流で用いると、効率よく運転することができる。【００１０】
しかしながら、従来の電力供給装置では、負荷電流の大きさに応じて各電源機器の出力電流の大きさを変動しているため、図１１（ａ）に示すように電源機器Ａに二次電池Ｂが電源として接続された場合に、二次電池Ｂと電源機器Ａとの組み合わせに対して、必ずしも効率よく運転させているとはいえなかった。
【発明の開示】
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、二次電池と電源機器との組み合わせに対して最大効率で運転させることができる電力供給装置を提供することにある。
【００１２】
本発明にかかる電力供給装置は、負荷機器が接続される直流供給線路に接続され、上記直流供給線路を通じて上記負荷機器に直流電力を供給する主電源機器および副電源ユニットと、上記直流供給線路を流れる電流の値を計測して計測値として出力する負荷電流検出手段と、上記負荷電流検出手段より上記計測値を得ると、得られた上記計測値が最適電流値より大きいか否かを判定する判定手段と、制御手段と、を備える。上記主電源機器は、二次電池より得た電力を利用して上記負荷機器に供給する直流電力を生成するように構成される。上記最適電流値は、上記二次電池が上記主電源機器に出力する電力と上記二次電池の内部抵抗による損失との和に対する上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電力の比の値が最大となるときに上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電流の値である。上記制御手段は、上記計測値が上記最適電流値より大きいと上記判定手段が判定すると、上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電流の値が上記最適電流値と等しくなるように、上記主電源機器に指示値を出力するように構成される。上記主電源機器は、上記制御手段から受け取った上記指示値に基づいて上記直流供給線路に出力する電流の値を調整する調整手段を備える。
【００１３】
好ましい形態では、上記副電源ユニットは、商用電源機器を含む。上記商用電源機器は、商用電源より得た交流電力を直流電力に変換して、上記直流供給線路に出力する電流の大きさに関わらず、上記直流供給線路に一定の電圧を与える定電圧制御を行うように構成される。上記主電源機器は、上記直流供給線路に出力する出力電流が増加するにつれて上記直流供給線路に与える出力電圧を単調に下降させ、上記出力電流が減少するにつれて上記出力電圧を単調に上昇させる傾斜制御を行うように構成される。上記制御手段は、上記計測値が上記最適電流値より大きいと上記判定手段が判定すると、上記主電源機器の上記出力電圧が上記商用電源機器が上記直流供給線路に与える電圧と等しいときに上記主電源機器の上記出力電流の値が上記最適電流値になるように、上記主電源機器に上記指示値を出力するように構成される。上記調整手段は、上記制御手段から上記指示値を受け取ると、上記傾斜制御の条件を変更することで、上記出力電圧を変化させることなく上記出力電流の値を上記指示値に対応する値に設定するように構成される。
【００１４】
この場合、さらに好ましい形態では、上記副電源ユニットは、傾斜出力電源機器を備える。上記傾斜出力電源機器は、上記直流供給線路に出力する第２出力電流が増加するにつれて上記直流供給線路に与える第２出力電圧を単調に下降させ、上記第２出力電流が減少するにつれて上記第２出力電圧を単調に上昇させる第２傾斜制御を行うように構成される。上記制御手段は、上記計測値が上記最適電流値より大きいと上記判定手段が判定すると、上記傾斜出力電源機器の上記第２出力電流の値が、上記計測値と上記最適電流値との差に等しくなるように、上記傾斜出力電源機器に第２指示値を出力するように構成される。上記傾斜出力電源機器は、上記第２指示値に基づいて上記第２出力電流の値を調整する第２調整手段を備える。上記第２調整手段は、上記制御手段から上記第２指示値を受け取ると、上記第２傾斜制御の条件を変更することで、上記第２出力電圧を変化させることなく上記第２出力電流の値を上記第２指示値に対応する値に設定するように構成される。
【００１５】
この場合、さらに好ましい形態では、上記商用電源機器は、上記傾斜出力電源機器が上記第２出力電流の値を上記第２指示値に対応する値に設定できないとき、上記主電源機器の上記出力電流と上記傾斜出力電源機器の上記第２出力電流との合計値と上記計測値との差に等しい値の電流を上記直流供給線路に出力するように構成される。
【００１６】
好ましい形態では、上記副電源ユニットは、上記主電源機器の上記調整手段が上記制御手段から受け取った上記指示値に対応する値の電流を上記直流供給線路に出力している間、上記主電源機器が上記直流供給線路に出力する電流の値と上記最適電流値との差分値に等しい値を持つ電流を上記直流供給線路に出力するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１の要部を示すブロック図である。
【図２】同上の構成図である。
【図３】同上に係る第１の電源機器の回路図である。
【図４】同上に係る第２の電源機器の回路図である。
【図５】同上に係る電力供給装置において、（ａ）が第２の電源機器の出力電流−出力電圧特性を示す図、（ｂ）が第１の電源機器の出力電流−出力電圧特性を示す図、（ｃ）が第２の電源機器の出力電流について説明する図である。
【図６】同上に係る第２の電源機器の動作を説明する図である。
【図７】同上に係る第２の電源機器の出力電流−出力電圧特性のシフトについて説明する図である。
【図８】同上に係る電力供給装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】同上に係る電力供給装置において、（ａ）が第１の電源機器の出力電流−出力電圧特性を示す図、（ｂ）がＰＶコンバータの出力電流−出力電圧特性を示す図、（ｃ）がＢＡＴコンバータの出力電流−出力電圧特性を示す図である。
【図１０】実施形態２に係る電力供給装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】（ａ）が二次電池と電源機器の接続状態を示すブロック図、（ｂ）が二次電池の効率を示す図、（ｃ）が電源機器の効率を示す図、（ｄ）が二次電池と電源機器とを組み合わせたときの効率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態１）
以下に説明する形態は、本発明に係る電力供給装置３を適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器（負荷機器）１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。
【００１９】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００２０】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００２１】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなる玄関システムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００２２】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２および玄関システムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２と玄関システムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００２３】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００２４】
照明システムＫ１０２，Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００２５】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００２６】
上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００２７】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００２８】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００２９】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００３０】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００３１】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００３２】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００３３】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００３４】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００３５】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００３６】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、例えば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００３７】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、宅外から供給される商用電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、商用電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００３８】
直流電力供給部１０１には、商用電源ＡＣから電力が供給されない期間（例えば商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。二次電池１６２としては、例えばリチウムイオン二次電池などが用いられる。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。商用電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示していないが、二次電池１６２は、充電を制御する回路部を含んでいる。
【００３９】
二次電池１６２は、商用電源ＡＣや太陽電池１６１、燃料電池１６３によって適時充電され、二次電池１６２の放電は、商用電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。
【００４０】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。また、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００４１】
上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。
【００４２】
上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器１０２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００４３】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００４４】
この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【００４５】
続いて、直流電力供給部１０１に収納されている電力供給装置３について図１を用いて説明する。電力供給装置３は、並列運転して直流電力を直流機器（負荷機器）１０２に供給する複数台（図示例では４台）の電源機器４，４・・・、直流電力供給のシステム全体を監視する監視装置７とを備えている。
【００４６】
複数台の電源機器４，４・・・は、１台の第１の電源機器４ａと複数台（図示例では３台）の第２の電源機器４ｂ〜４ｄとで構成されている。
【００４７】
本実施形態では、第２の電源機器４ｃが主電源機器として用いられる。残りの第１の電源機器４ａ，４ｂ，４ｄは、副電源ユニットを構成する。
【００４８】
第１の電源機器４ａは、出力電流Ｉｏｕｔの大きさに関わらず常に定電圧となる直流電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとするものである（図５（ｂ）参照）。第１の電源機器４ａには、商用電源ＡＣからの電源電圧が入力電圧Ｖｉｎとして入力される。つまり、第１の電源機器４ａは、商用電源ＡＣからの電源電圧が入力され直流電力を直流機器１０２に供給する商用電源用電源機器（商用電源機器）である。
【００４９】
すなわち、第１の電源機器４ａは、商用電源ＡＣに接続される。第１の電源機器４ａは、商用電源ＡＣより得た電力を直流電力に変換することで、直流供給線路Ｗｄｃに出力する電流（出力電流Ｉｏａ）の大きさに関わらず直流供給線路Ｗｄｃに一定の電圧（出力電圧Ｖｏａ）を与える定電圧制御を行うように構成される。
【００５０】
なお、本実施形態では、図２に示すように、第１の電源機器５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を介して商用電源ＡＣに接続されている。すなわち、商用電源ＡＣの交流電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２で所定の直流電圧に変換されて、第１の電源機器４ａに与えられる。よって、入力電圧Ｖｉｎは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２が出力する直流電圧である。しかしながら、入力電圧Ｖｉｎは、商用電源ＡＣが出力する交流電圧であってもよい。この場合、第１の電源機器４ａには、交流電圧である入力電圧Ｖｉｎを直流電圧に変換してＤＣ／ＤＣコンバータ５２に出力するＡＣ／ＤＣコンバータが設けられる。
【００５１】
この第１の電源機器４ａは、図３に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔ（Ｖｏａ）を検出する電圧検出手段５０と、基準電圧Ｖ２と電圧検出手段５０の検出電圧Ｖ１とに応じてオンデューティ幅が設定されたパルス幅変調信号Ｓ１を生成するスイッチング制御手段５１と、スイッチング制御手段５１からのパルス幅変調信号Ｓ１のオンデューティ幅に応じてオンオフ動作するスイッチング素子５２０を有するＤＣ／ＤＣコンバータ５２とを備えている。
【００５２】
電圧検出手段５０は、直列接続の２つの抵抗器５００，５０１と、抵抗器５００，５０１による分割電圧が入力される電圧ホロア５０２とを備えており、第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏｕｔ（Ｖｏａ）を検出する。電圧検出手段５０は、出力電圧Ｖｏａを検出し、検出された出力電圧Ｖｏａに応じた検出電圧Ｖ１をスイッチング制御手段５１に与えるように構成される。
【００５３】
スイッチング制御手段５１は、電圧検出手段５０の検出電圧（電圧ホロア５０２の出力電圧）Ｖ１および基準電圧Ｖ２が入力されるスイッチングＩＣ５１０を備えている。
【００５４】
スイッチングＩＣ５１０は、基準電圧Ｖ２と検出電圧Ｖ１との差分電圧（Ｖ２−Ｖ１）が一定となるようにオンデューティ幅が設定されたパルス幅変調信号Ｓ１をスイッチング素子５２０に出力する。つまり、スイッチングＩＣ５１０は、出力電圧Ｖｏｕｔ（検出電圧Ｖ１）が常に一定となるように、パルス幅変調信号Ｓ１のオンデューティ幅を設定する。
【００５５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５２は、入力側から順に、平滑コンデンサ５２１と、インダクタ５２２と、スイッチング素子５２０と、ダイオード５２３と、平滑コンデンサ５２４とを備えており、スイッチング素子５２０のオンオフ動作によって入力電圧Ｖｉｎを昇圧する。
【００５６】
スイッチング素子５２０は、例えば電界効果トランジスタなどであり、スイッチングＩＣ５１０からのパルス幅変調信号Ｓ１が抵抗器５２５を介してゲートに入力される。スイッチング素子５２０がオンになると、ソースとドレインの間が導通し、インダクタ５２２には電磁エネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子５２０がオフになると、インダクタ５２２に蓄えられた電磁エネルギーが放出されることによって昇圧する。昇圧された電圧は平滑コンデンサ５２４で平滑される。平滑コンデンサ５２４で平滑された直流電圧は、出力電圧Ｖｏｕｔとして直流機器１０２（図１参照）に出力される。
【００５７】
上記の動作により、第１の電源機器４ａは、図５（ｂ）に示すように、出力電流Ｉｏｕｔの大きさに関わらず出力電圧Ｖｏｕｔを一定の直流電圧とする出力電流−出力電圧特性から外れないようにフィードバック制御を行うことができる。
【００５８】
第２の電源機器４ｂ〜４ｄは、図５（ａ）に示すように、出力電流（直流供給線路Ｗｄｃに出力する電流）Ｉｏｕｔが大きくなるにつれて単調に小さくなる直流電圧を出力電圧（直流供給線路Ｗｄｃに与える電圧）Ｖｏｕｔとするものである。このような第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流−出力電圧特性を、Ｖｏｕｔ＝−αＩｏｕｔ＋Ｖ０（α＞０、Ｖ０＞０）と表わすことができる。上記の出力電流−出力電圧特性では、Ｖｏｕｔ＋αＩｏｕｔはＶ０で一定値となる。αは、第２の電源機器４ｂ〜４ｄごとに異なった値であってもよいし、同じ値であってもよい。
【００５９】
すなわち、各第２の電源機器４ｂ〜４ｄは、直流供給線路Ｗｄｃに出力する出力電流Ｉｏｕｔが増加するにつれて直流供給線路Ｗｄｃに与える出力電圧Ｖｏｕｔを単調に下降させ、出力電流Ｉｏｕｔが減少するにつれて出力電圧Ｖｏｕｔを単調に上昇させる傾斜制御を行うように構成される。
【００６０】
図１に示すように、第２の電源機器４ｂには太陽電池１６１が接続され、第２の電源機器４ｃには二次電池１６２が接続され、第２の電源機器４ｄには燃料電池１６３が接続されている。第２の電源機器４ｂ〜４ｄは、それぞれ各電池１６１〜１６３から入力電圧Ｖｉｎが入力される。つまり、第２の電源機器４ｂは、太陽電池１６１からの電源電圧が入力され直流電力を直流機器１０２に供給する太陽電池用電源機器であり、第２の電源機器４ｃは、二次電池１６２からの電源電圧が入力され直流電力を直流機器１０２に供給する二次電池用電源機器であり、第２の電源機器４ｄは、燃料電池１６３からの電源電圧が入力され直流電力を直流機器１０２に供給する燃料電池用電源機器である。なお、本実施形態の第２の電源機器４ｂは、傾斜出力電源機器である。
【００６１】
第２の電源機器４ｂ〜４ｄは、図４に示すように、出力電流Ｉｏｕｔ（Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄ）を検出する電流検出手段６０と、出力電圧Ｖｏｕｔ（Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄ）を検出する電圧検出手段６１と、電圧検出手段６１の検出電圧Ｖ５と電流検出手段６０から出力される電圧Ｖ８とに応じてオンデューティ幅が設定されたパルス幅変調信号Ｓ２を生成するスイッチング制御手段６２と、スイッチング制御手段６２からのパルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅に応じてオンオフ動作するスイッチング素子６３０を有するＤＣ／ＤＣコンバータ６３と、後述の制御部７３（図１参照）の制御によって上記第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流Ｉｏｕｔ（Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄ）の大きさを調整する調整手段６４とを備えている。
【００６２】
電流検出手段６０は、抵抗器６００，６０５と、抵抗器６００の両端電圧を検出する電流ＩＣ６０１と、電流ＩＣ６０１の出力電圧Ｖ３を分割する抵抗器６０２，６０３と、抵抗器６０２，６０３で分割された分割電圧が入力される電圧ホロア６０４とを備えており、第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流Ｉｏｕｔ（Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄ）を検出する。
【００６３】
電圧検出手段６１は、直列接続の２つの抵抗器６１０，６１１と、抵抗器６１０，６１１による分割電圧が入力される電圧ホロア６１２とを備えており、第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電圧Ｖｏｕｔ（Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄ）を検出する。電圧検出手段６１は、出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、検出された出力電圧Ｖｏｕｔに応じた検出電圧Ｖ５をスイッチング制御手段６２に与えるように構成される。
【００６４】
スイッチング制御手段６２は、電圧検出手段６１の検出電圧（電圧ホロア６１２の出力電圧）Ｖ５および後述の電圧Ｖ８が入力されるスイッチングＩＣ６２０を備えている。
【００６５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、入力側から順に、平滑コンデンサ６３１と、インダクタ６３２と、スイッチング素子６３０と、ダイオード６３３と、平滑コンデンサ６３４とを備えており、スイッチング素子６３０のオンオフ動作によって入力電圧Ｖｉｎを昇圧する。
【００６６】
調整手段６４は、後述の制御部７３（図１参照）から出力電流Ｉｏｕｔの指示値を取得するＣＰＵ６４０と、ＣＰＵ６４０の出力電圧Ｖ６を分割する２つの抵抗器６４１，６４２と、抵抗器６４１，６４２による分割電圧が入力される非反転増幅回路６４３とを備えている。
【００６７】
ＣＰＵ６４０では、電力供給装置３の動作中において、つまり電力供給装置３による直流機器１０２への電力供給時において、制御部７３からの指示値に基づいて、出力電流Ｉｏｕｔの大きさを変動するための制御が行われる。
【００６８】
監視装置７は、図１に示すように、直流機器１０２に供給される負荷電流ＩLの大きさを検出する負荷電流検出部７０と、各電池１６１〜１６３の残量を検出する残量検出部７１と、負荷電流検出部７０で検出された負荷電流ＩLが後述の最適電流値Ｉｍ以上であるか否かを判定する判定部７２と、各第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流Ｉｏｕｔの大きさを制御する制御部（制御手段）７３とを備えている。
【００６９】
負荷電流検出部７０は、電力供給装置３が動作中において、つまり電力供給装置３による直流機器１０２への電力供給時において、予め設定された時間間隔で各直流機器１０２から必要な電流を検出して、直流機器１０２側の総使用電流である負荷電流ＩLを検出する。このように、負荷電流検出部７０、直流供給線路Ｗｄｃを流れる電流（負荷電流ＩL）の値（電流値）Ｉ０を計測して計測値として出力するように構成される。
【００７０】
残量検出部７１は、電力供給装置３が動作中（電力供給装置３による直流機器１０２への電力供給時）において、予め設定された時間間隔で各電池１６１〜１６３の出力電圧および出力電流を検出し、検出結果を用いて各電池１６１〜１６３の残量を検出する。予め設定された時間間隔は、負荷追従を満足する時間間隔（例えば数ミリ秒間）である。
【００７１】
判定部７２は、負荷電流検出部７０より計測値を得ると、得られた計測値が最適電流値Ｉｍより大きいか否かを判定するように構成される。
【００７２】
本実施形態では、判定部７２は、上述したように負荷電流ＩLが最適電流値Ｉｍ以上であるか否かを判定するとともに、残量検出部７１で検出された二次電池１６２の残量が、第２の電源機器（ＢＡＴコンバータ）４ｃが最適電流値Ｉｍの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど十分であるか否かも判定する。具体的には、二次電池１６２の残量が、予め設定された閾値以上であれば、判定部７２は、第２の電源機器４ｃが最適電流値Ｉｍの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分であると判定する。一方、二次電池１６２の残量が閾値未満であれば、判定部７２は、第２の電源機器４ｃが最適電流値Ｉｍの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分ではないと判定する。
【００７３】
制御部７３は、システム全体としてどの電源機器４ａ〜４ｄからどれだけの電力を各直流機器１０２に供給すればよいのかを求め、それに応じて各電源機器４ａ〜４ｄの出力を調整する。制御部７３は、各電源機器４ｂ〜４ｄの調整手段６４のそれぞれに対して、各電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄの大きさを指示するための指示値を送信する。なお、指示値は、電流値であってもよいし、出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄの大きさを換算した電圧値であってもよい。また、指示値は、各電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄの大きさを指示するための値に限定されるものではなく、各電源機器４ｂ〜４ｄの出力電力の大きさを指示するための値であってもよい。
【００７４】
図４に示すＣＰＵ６４０は、制御部７３（図１参照）からの指示値に応じた大きさの出力電圧Ｖ６を出力する。非反転増幅回路６４３の出力電圧Ｖ７は、ＣＰＵ６４０の出力電圧Ｖ６が大きくなるにつれて大きくなっていき、ＣＰＵ６４０の出力電圧Ｖ６が小さくなるにつれて小さくなっていく。
【００７５】
また、電流検出手段６０には、電圧ホロア６０４と抵抗器６０５との間に差動増幅回路６０６が挿入されている。差動増幅回路６０６は、非反転増幅回路６４３の出力電圧Ｖ７と電流検出手段６０の検出電圧（電圧ホロア６０４の出力電圧）Ｖ４との差分電圧（Ｖ７−Ｖ４）に比例した電圧Ｖ８（＝β（Ｖ７−Ｖ４）（β＞０））をスイッチングＩＣ６２０に出力する。したがって、検出電圧Ｖ４が同じ大きさであっても、制御部７３からの指示値に応じて出力電圧Ｖ６および出力電圧Ｖ７が大きくなった場合、スイッチングＩＣ６２０に出力される電圧Ｖ８も大きくなる。逆に、出力電圧Ｖ６および出力電圧Ｖ７が小さくなった場合、スイッチングＩＣ６２０に出力される電圧Ｖ８も小さくなる。なお、βの大きさは、後述のスイッチングＩＣ６２０において、電圧Ｖ８が検出電圧Ｖ５と演算できるように設定される。
【００７６】
スイッチングＩＣ６２０は、電圧Ｖ８と検出電圧Ｖ５との差分電圧（Ｖ８−Ｖ５）つまり電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が一定となるようにオンデューティ幅が設定（変更）されたパルス幅変調信号Ｓ２をスイッチング素子６３０に出力する。具体的には、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでよりも大きくなると、スイッチングＩＣ６２０は、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が小さくなるように（電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでと同じ大きさになるように）、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅を広く設定する。逆に、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでよりも小さくなると、スイッチングＩＣ６２０は、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が大きくなるように（電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでと同じ大きさになるように）、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅を狭く設定する。
【００７７】
スイッチング素子６３０は、例えば電界効果トランジスタなどであり、スイッチングＩＣ６２０からのパルス幅変調信号Ｓ２が抵抗器６３５を介してゲートに入力される。スイッチング素子６３０がオンになると、ソースとドレインの間が導通し、インダクタ６３２には電磁エネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子６３０がオフになると、インダクタ６３２に蓄えられた電磁エネルギーが放出されることによって昇圧する。昇圧された電圧は、平滑コンデンサ６３４で平滑される。平滑コンデンサ６３４で平滑された直流電圧は、出力電圧Ｖｏｕｔとして直流機器１０２（図１参照）に出力される。
【００７８】
上記の動作により、出力電流Ｉｏｕｔ（検出電圧Ｖ４）がこれまでよりも大きくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでよりも小さくなるが、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでと同じ大きさになるようにオンデューティ幅を狭く設定して昇圧を小さくすることによって、出力電圧Ｖｏｕｔ（検出電圧Ｖ５）をこれまでよりも小さくすることができる。一方、出力電流Ｉｏｕｔ（検出電圧Ｖ４）がこれまでよりも小さくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでよりも大きくなるが、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））がこれまでと同じ大きさになるようにオンデューティ幅を広く設定して昇圧を大きくすることによって、出力電圧Ｖｏｕｔ（検出電圧Ｖ５）をこれまでよりも大きくすることができる。
【００７９】
よって、このような構成の第２の電源機器４ｂ〜４ｄは、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））を一定とすることによって、図５（ａ）に示すように、出力電流Ｉｏｕｔが大きくなると出力電圧Ｖｏｕｔが単調（直線上）に小さくなる出力電流−出力電圧特性（Ｖｏｕｔ＋αＩｏｕｔが一定値である特性）から外れないようにフィードバック制御を行うことができる。
【００８０】
このような出力電流−出力電圧特性を持つ第２の電源機器４ｂ〜４ｄは、第１の電源機器４ａとともに用いられた交点を持つ状態において、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれ、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれたときの出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄを出力する。
【００８１】
ここで、出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄが減少した場合、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは、図６の出力電流−出力電圧特性にしたがって変動し、一時的に大きくなる（図６の（Ａ））。出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが大きくなると、出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄは大きくなり、その結果、検出電圧Ｖ４も大きくなる（図６の（Ｂ））。検出電圧Ｖ４が大きくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が小さくなることにより、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅が狭くなり、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄ（検出電圧Ｖ５）は小さくなる（図６の（Ｃ））。これにより、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれる。
【００８２】
一方、出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄが増加した場合、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは、図６の出力電流−出力電圧特性にしたがって変動し、一時的に小さくなる（図６の（Ｄ））。出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが小さくなると、出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄは小さくなり、その結果、検出電圧Ｖ４も小さくなる（図６の（Ｅ））。検出電圧Ｖ４が小さくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が大きくなることにより、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅が広くなり、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄ（検出電圧Ｖ５）は大きくなる（図６の（Ｆ））。これにより、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれる。
【００８３】
続いて、このような第２の電源機器４ｂ〜４ｄに対して、直流機器１０２側の総使用電流（負荷電流ＩL）が大きくなり、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄ（検出電圧Ｖ５）が一定のもとで、出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄを大きくする指示値が制御部７３からあった場合について図７を用いて説明する。まず、上記指示値があると、出力電圧Ｖ７および電圧Ｖ８（＝β（Ｖ７−Ｖ４））が大きくなる。このとき、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が大きくなるので、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅は広くなり、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは一時的に出力電圧Ｖｏａより大きくなる（図７の（Ａ））。この動作が、本発明における第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄに所定電圧を加算することに相当する。出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが大きくなると、出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄ（検出電圧Ｖ４）も大きくなる（図７の（Ｂ））。検出電圧Ｖ４が大きくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））は小さくなるので、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅は狭くなる。その結果、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは小さくなる（図７の（Ｃ））。上記の動作を繰り返した後、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは出力電圧Ｖｏａになる。これにより、第２の電源機器４ｂ〜４ｄは、定電圧特性（第１の電源機器４ａの出力電流−出力電圧特性）との交点の出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄが指示値（電流値Ｉ１）になるように第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流−出力電圧特性をシフトしたことになり、指示値通りの出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄを出力する。
【００８４】
これに対して、負荷電流ＩLが小さくなり、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄ（検出電圧Ｖ５）が一定のもとで、出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄを小さくする指示値が制御部７３からあった場合、出力電圧Ｖ７および電圧Ｖ８（＝β（Ｖ７−Ｖ４））が小さくなる。このとき、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））が小さくなるので、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅は狭くなり、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは一時的に出力電圧Ｖｏａより小さくなる（図７の（Ｄ））。この動作が、本発明における第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄに所定電圧を減算することに相当する。出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが小さくなると、出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄ（検出電圧Ｖ４）も小さくなる（図７の（Ｅ））。検出電圧Ｖ４が小さくなると、電圧（βＶ７−（Ｖ５＋βＶ４））は大きくなるので、パルス幅変調信号Ｓ２のオンデューティ幅は広くなる。その結果、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは大きくなる（図７の（Ｆ））。上記の動作を繰り返した後、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄは出力電圧Ｖｏａになる。これにより、第２の電源機器４ｂ〜４ｄは、定電圧特性（第１の電源機器４ａの出力電流−出力電圧特性）との交点の出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄが指示値（電流値Ｉ０）になるように第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流−出力電圧特性をシフトしたことになり、指示値通りの出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄを出力する。
【００８５】
このように、調整手段６４は、制御部（制御手段）７３から指示値を受け取ると、傾斜制御の条件を変更することで、出力電圧Ｖｏｕｔを変化させることなく出力電流Ｉｏｕｔの値を受け取った指示値に対応する値に設定するように構成される。調整手段６４は、傾斜制御の条件を変更することで、出力電流−出力電圧特性をシフトさせる（すなわち、出力電流−出力電圧特性を示す線を平行移動させる）。
【００８６】
上記のように第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流−出力電圧特性がシフトした後も、シフト前と同様、第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれ、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれたときの出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄを出力する。
【００８７】
上記より、負荷電流ＩLが変化したときに、各第２の電源機器４ｂ〜４ｄにおいて、制御部７３からの指示値に基づいて、図７に示すように、出力電流−出力電圧特性をシフトすることができる。シフトさせた後においても、各第２の電源機器４ｂ〜４ｄは、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれ、出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａと同じ大きさであるときの出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄを直流機器１０２に出力することができる。これにより、負荷電流ＩLが変化しても、電力供給装置３は各第２の電源機器４ｂ〜４ｄを負荷電流に応じた出力電流Ｉｏｂ，Ｉｏｃ，Ｉｏｄに設定することができるとともに、負荷電流ＩLが変化しても、第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄが第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれることで、上記出力電圧Ｖｏｂ，Ｖｏｃ，Ｖｏｄを定電圧に保つことができる。その結果、直流機器１０２への電力供給を安定に行うことができる。
【００８８】
以下に一例を示す。図５では、（ａ）が第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流−出力電圧特性を示し、（ｂ）が第１の電源機器４ａの出力電流−出力電圧特性を示す。ここで、図５（ｃ）に示すように、制御部７３からの指示値としてＩ１１が指示されて第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流−出力電圧特性を図５（ｃ）の矢印のようにシフトさせた場合、第２の電源機器４ｂ〜４ｄの出力電流ＩｏｕｔをＩ１２からＩ１１に増加させることができる。
【００８９】
また、本実施形態によれば、安定した電力を供給する商用電源ＡＣからの電源電圧が第１の電源機器４ａに入力されることによって、直流機器１０２のオンオフによる負荷変動の影響を低減することができ、直流機器１０２への電力供給をより安定に行うことができる。これに対して、第１の電源機器４ａに太陽電池１６１や二次電池１６２が接続されると、直流機器１０２への電力供給は、太陽電池１６１の場合は日射に影響し、二次電池１６２の場合は蓄電状況に影響してしまう。
【００９０】
さらに、第２の電源機器４ｂ〜４ｄにおいて、出力電流Ｉｏｕｔが大きくなるにつれて単調に出力電圧Ｖｏｕｔが小さくなる関係を、第１の電源機器４ａの構成から部品点数をほとんど増やすことなく、容易に実現することができる。
【００９１】
続いて、図１に示す監視装置７について詳細に説明する。以下の説明において、二次電池１６２と第２の電源機器（ＢＡＴコンバータ）４ｃとを組み合わせたときの効率（二次電池１６２の出力電力と二次電池１６２の内部抵抗ｒによる損失との和に対する第２の電源機器４ｃの出力電力の比の値）η３が最大となるときの第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃの大きさを最適電流値Ｉｍとする。
【００９２】
制御部７３は、計測値（負荷電流ＩLの値）Ｉ０が最適電流値Ｉｍより大きいと判定部７２が判定すると、主電源機器（第２の電源機器）４ｃが直流供給線路Ｗｄｃに出力する電流Ｉｏｃの値が最適電流値Ｉｍと等しくなるように、第２の電源機器４に指示値を出力するように構成される。
【００９３】
特に、制御部７３は、計測値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより大きいと判定部７２が判定すると、主電源機器（第２の電源機器）４ｃの出力電圧Ｖｏｃが商用電源機器（第１の電源機器）４ａが直流供給線路Ｗｄｃに与える電圧（出力電圧）Ｖｏａと等しいときに第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃの値が最適電流値Ｉｍになるように、第２の電源機器４ｃに指示値を出力するように構成される。
【００９４】
この場合、第２の電源機器４ｃの調整手段６４は、制御部７３から指示値を受け取ると、傾斜制御の条件を変更することで、出力電圧Ｖｏｃを変化させることなく出力電流Ｉｏｃの値を受け取った指示値に対応する値に設定する。
【００９５】
すなわち、監視装置７の制御部７３は、負荷電流検出部７０で検出された負荷電流ＩLが最適電流値Ｉｍ以上である場合、第２の電源機器４ｃの出力電圧Ｖｏｃが第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれたときの第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃが最適電流値Ｉｍになるように、第２の電源機器４ｃの調整手段６４（図４参照）に対して第２の電源機器４ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトさせる。
【００９６】
また、制御部７３は、計測値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより大きいと判定部７２が判定すると、傾斜出力電源機器（第２の電源機器）４ｂの出力電流（第２出力電流）Ｉｏｂの値が、計測値Ｉ０と最適電流値Ｉｍとの差に等しくなるように、第２の電源機器４ｂに指示値（第２指示値）を出力するように構成される。
【００９７】
この場合、第２の電源機器４ｂの調整手段（第２調整手段）６４は、制御部７３から第２指示値を受け取ると、傾斜制御（第２傾斜制御）の条件を変更することで、出力電圧（第２出力電圧）Ｖｏｂを変化させることなく出力電流（第２出力電流）Ｉｏｂの値を第２指示値に対応する値に設定する。
【００９８】
すなわち、制御部７３は、負荷電流ＩLと第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃとの差分電流を第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂの出力電流Ｉｏｂで補うように、第２の電源機器４ｂの調整手段６４に対して第２の電源機器４ｂの出力電流−出力電圧特性をシフトさせる。
【００９９】
本実施形態において、商用電源機器（第１の電源機器４ａ）は、傾斜出力電源機器（第２の電源機器４ｂ）が第２出力電流Ｖｏｂの値を第２指示値に対応する値に設定できないとき、主電源機器（第２の電源機器４ｃ）の出力電流Ｖｏｃと傾斜出力電源機器（第２の電源機器４ｂ）の第２出力電流Ｖｏｂとの合計値と計測値Ｉ０との差に等しい値の電流（出力電流）Ｉｏａを直流供給線路Ｗｄｃに出力するように構成される。
【０１００】
すなわち、第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂが上記差分電流を補うことができない場合、第１の電源機器４ａが上記差分電流を補う。
【０１０１】
なお、第２の電源機器４ｂと第２の電源機器４ｄとを傾斜出力電源機器として利用することができる。この場合であっても、第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂも第２の電源機器（ＦＣコンバータ）４ｄも上記差分電流を補うことができない場合、第１の電源機器４ａが上記差分電流を補う。
【０１０２】
続いて、上記のような構成の電力供給装置３において、二次電池１６２および第２の電源機器（ＢＡＴコンバータ）４ｃの効率について図１１を用いて説明する。なお、以下の説明において、図１１（ａ）の二次電池Ｂは二次電池１６２に置き換え、図１１（ａ）の電源機器Ａは第２の電源機器４ｃに置き換えて説明する。
【０１０３】
まず、二次電池１６２は、起電力Ｅに直列接続される内部抵抗ｒ（図１１（ａ）参照）の存在によって、図１１（ｂ）に示すように、効率（二次電池１６２の出力電力と内部抵抗ｒによる損失との和に対する二次電池１６２の出力電力の比）η１が、二次電池１６２の出力電流が大きくなるにつれて小さくなるという特性になる。なお、二次電池１６２では、残量や使用時間によって内部抵抗ｒが変動し、内部抵抗ｒの変動に応じて効率η１も変動する。したがって、残量や使用時間のそれぞれに対応した効率η１の特性が、電力供給前に予め監視装置７に格納されている。
【０１０４】
一方、第２の電源機器４ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３（図４参照）における定常損失などの内部損失の存在によって、効率（第２の電源機器４ｃの入力電力（Ｖｉｎ×Ｉｉｎ）に対する第２の電源機器４ｃの出力電力（Ｖｏｃ×Ｉｏｃ）の比）η２が、図１１（ｃ）に示すような特性になる。なお、第２の電源機器４ｃの入力電力は、第２の電源機器４ｃの出力電力と第２の電源機器４ｃの内部損失との和である。効率η２の特性は、予め監視装置７に格納されている。
【０１０５】
図１１（ｂ）と図１１（ｃ）より、二次電池１６２と第２の電源機器４ｃとを組み合わせたときの効率（二次電池１６２の出力電力と内部抵抗ｒによる損失との和に対する第２の電源機器４ｃの出力電力の比）η３は、図１１（ｄ）に示すように、ある出力電流Ｉｏｃで最大となる特性になる。効率η３が最大となるときの出力電流Ｉｏｃの大きさを最適電流値Ｉｍとする。制御部７３は、図１１（ｂ）に示す効率η１の特性と図１１（ｃ）に示す効率η２の特性とを用いて、図１１（ｄ）に示す効率η３の特性を求め、求めた効率η３の特性から最適電流値Ｉｍを求める。
【０１０６】
ところで、上述したように、二次電池１６２では、残量や使用時間によって内部抵抗ｒが変動し、内部抵抗ｒの変動に応じて効率η１も変動する。制御部７３は、残量検出部７１で検出された二次電池１６２の出力電圧および出力電流とこれらの初期値とを比較して、二次電池１６２の効率η１の変動に対応することができる。効率η１の変動によって効率η３も変動し、最適電流値Ｉｍも変動する。これにより、制御部７３は、二次電池１６２の効率η１の変動に対応して、第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃの大きさを制御することができる。
【０１０７】
次に、本実施形態に係る電力供給装置３において、二次電池１６２を効率よく利用するための動作について図８を用いて説明する。
【０１０８】
まず、残量検出部７１が二次電池１６２の残量を検出し（図８のＳ１）、負荷電流検出部７０が負荷電流ＩLの電流値Ｉ０を検出する（Ｓ２）。続いて、負荷電流ＩLの電流値Ｉ０が最適電流値Ｉｍ以上であるか否かを判定部７２が判定する（Ｓ３）。負荷電流ＩLの電流値Ｉ０が最適電流値Ｉｍ以上であると判定部７２が判定した場合、第２の電源機器（ＢＡＴコンバータ）４ｃが最適電流値Ｉｍの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分であるか否かを判定部７２が判定する（Ｓ４）。二次電池１６２の残量が十分であると判定部７２が判定した場合、制御部７３は、出力電流Ｉｏｃが最適電流値Ｉｍになるような指示値を第２の電源機器４ｃに送信する。第２の電源機器４ｃは、制御部７３から指示値を受け取ると、調整手段６４（図４参照）を用いて第２の電源機器４ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトし、図９（ｃ）に示すように出力電流Ｉｏｃを最適電流値Ｉｍとして直流機器１０２に供給する（Ｓ５）。
【０１０９】
続いて、図８に示すように、負荷電流ＩLが第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃより大きいか否かを判定する（Ｓ６）。負荷電流ＩLの電流値Ｉ０が出力電流Ｉｏｃより大きい場合、制御部７３は、太陽電池１６１の供給能力範囲内で第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂの出力電流Ｉｏｂが電流値Ｉ０と最適電流値Ｉｍとの差分値（Ｉ０−Ｉｍ）になるような指示値を第２の電源機器４ｂに送信する。第２の電源機器４ｂは、制御部７３から指示値を受け取ると、調整手段６４を用いて第２の電源機器４ｂの出力電流−出力電圧特性をシフトし、出力電流Ｉｏｂを差分値（Ｉ０−Ｉｍ）として直流機器１０２に供給する（Ｓ７）。
【０１１０】
ここで、図９（ｂ）に示すように第２の電源機器４ｂの出力電流Ｉｏｂを最大電流値Ｉ２にしても差分値（Ｉ０−Ｉｍ）に満たさない場合（Ｉ０＞Ｉ２＋Ｉｍの場合）（Ｓ８）、第１の電源機器４ａは、図９（ａ）に示すように、第１の電源機器４ａの出力電流Ｉｏａを電流値Ｉ１（＝Ｉ０−Ｉ２−Ｉｍ）として直流機器１０２に供給する（Ｓ９）。つまり、第１の電源機器４ａは、負荷電流ＩLと第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃとの差分電流を第２の電源機器４ｂの出力電流Ｉｏｂで補ったときの不足電流を補うように出力電流Ｉｏａを出力する。
【０１１１】
上記ステップＳ７〜ステップＳ９において、差分値（Ｉ０−Ｉｍ）を補う制御として、第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂを他の電源機器（第１の電源機器４ａ）より優先することによって、省エネルギー化を図ることができる。
【０１１２】
なお、ステップＳ８，Ｓ９の他の例として、制御部７３は、差分値（Ｉ０−Ｉｍ）がわかった時点で、第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂの出力電流Ｉｏｂを現在の日照環境における最大電流値Ｉ１としてもまだ足りず、さらに、第１の電源機器４ａを電流出力させるべきと計算によって瞬時に判断し、そこから、第２の電源機器４ｂの出力電流Ｉｏｂが最大電流値Ｉ１になるように第２の電源機器４ｂに指示値を出してもよい。
【０１１３】
一方、ステップＳ３において、負荷電流ＩLの電流値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより小さい場合、またはステップＳ４において、第２の電源機器４ｃが最適電流値Ｉｍの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分ではない場合、どちらの場合においても、第２の電源機器４ｃによる出力電流Ｉｏｃの出力は行わずに、第２の電源機器４ｂが、太陽電池１６１の供給能力範囲内で、図９（ｂ）に示す第２の電源機器４ｂの出力電流−出力電圧特性をシフトして、出力電流Ｉｏｂを最大電流値Ｉ２として直流機器１０２に供給する（Ｓ７）。その後、ステップＳ８を行う。
【０１１４】
なお、電力供給装置３が第２の電源機器（ＢＡＴコンバータ）４ｃを複数備えていれば、ステップＳ３において、負荷電流ＩLの電流値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより小さくなっても、１台の第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃを最適電流値Ｉｍとし、負荷電流ＩLへの出力分の残り（Ｉｍ−Ｉ０）を他の第２の電源機器４ｃの充電電流にすることができる。
【０１１５】
電力供給装置３は、ステップＳ１からステップＳ８までの動作を定期的（予め設定された時間間隔）に行えば、各電池１６１〜１６３の供給能力が変動した場合や負荷電流の大きさが変動した場合であっても、変動に対応した出力電流の設定を行うことができる。予め設定された時間間隔は、負荷追従を満足する時間間隔（例えば数ミリ秒間）である。なお、電力供給装置３は、ステップＳ１からステップＳ８までの動作を、予め設定された時間間隔以外に行ってもよい。
【０１１６】
以上述べた本実施形態の電力供給装置（電源供給装置）３は、二次電池１６２を入力電源として直流電力を負荷機器１０２に供給する二次電池用電源機器（第２の電源機器）２ｃと、第２の電源機器４ｃと並列運転して直流電力を負荷機器１０２に供給する１乃至複数の他の電源機器４と、負荷機器１０２に供給される負荷電流ＩLの大きさを検出する負荷電流検出部（負荷電流検出手段）７０と、第２の電源機器４ｃの出力電流Ｖｏｃの大きさを制御する制御部（制御手段）７３とを備え、第２の電源機器４ｃは、制御部７３の制御によって第２の電源機器４ｃの出力電流Ｖｏｃの大きさを調整する調整手段６４を有し、二次電池１６２の出力電力と二次電池１６２の内部抵抗ｒによる損失との和に対する第２の電源機器４ｃの出力電力の比の値を表わす効率η３が最大となるときの第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃの大きさを最適電流値Ｉｍとし、制御部７３は、負荷電流検出部７０で検出された負荷電流ＩLが最適電流値Ｉｍ以上である場合、第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃが最適電流値Ｉｍになるように調整手段６４を制御し、他の電源機器４は、負荷電流ＩLと第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃとの差分電流に相当する出力電流を出力する。
【０１１７】
言い換えれば、本実施形態の電力供給装置３は、負荷機器１０２が接続される直流供給線路Ｗｄｃに接続され、直流供給線路Ｗｄｃを通じて負荷機器１０２に直流電力を供給する主電源機器（第２の電源機器）４ｃおよび副電源ユニットと、直流供給線路Ｗｄｃを流れる電流（負荷電流）ＩLの値（電流値）Ｉ０を計測して計測値として出力する負荷電流検出部（負荷電流検出手段）７０と、負荷電流検出部７０より計測値Ｉ０を得ると、得られた計測値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより大きいか否かを判定する判定部（判定手段）７２と、制御部（制御手段）７３と、を備える。第２の電源機器４ｃは、二次電池１６２より得た電力を利用して負荷機器１０２に供給する直流電力を生成するように構成される。最適電流値Ｉｍは、二次電池１６２が第２の電源機器４ｃに出力する電力と二次電池１６２の内部抵抗ｒによる損失との和に対する第２の電源機器４ｃが直流供給線路Ｗｄｃに出力する電力の比の値が最大となるときに第２の電源機器４ｃが直流供給線路Ｗｄｃに出力する電流Ｉｏｃの値である。制御部７３は、計測値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより大きいと判定部７２が判定すると、第２の電源機器４ｃが直流供給線路Ｗｄｃに出力する電流（出力電流）Ｉｏｃの値が最適電流値Ｉｍと等しくなるように、第２の電源機器４ｃに指示値を出力するように構成される。第２の電源機器４ｃは、制御部７３から受け取った指示値に基づいて直流供給線路Ｗｄｃに出力する電流Ｉｏｃの値を調整する調整手段６４を備える。
【０１１８】
ここで、副電源ユニットは、第２の電源機器４ｃの調整手段６４が制御部７３から受け取った指示値に対応する値の電流Ｉｏｃを直流供給線路Ｗｄｃに出力している間、第２の電源機器４ｃが直流供給線路Ｗｄｃに出力する電流Ｉｏｃの値と最適電流値Ｉｍとの差分値に等しい値を持つ電流を直流供給線路Ｗｄｃに出力するように構成される。
【０１１９】
したがって、本実施形態によれば、負荷電流ＩLが、効率（二次電池１６２の出力電力と二次電池１６２の内部抵抗ｒによる損失との和に対する第２の電源機器（ＢＡＴコンバータ）４ｃの出力電力の比）η３が最大となるときの出力電流Ｉｏｃの大きさ（最適電流値Ｉｍ）以上である場合に、第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃを最適電流値Ｉｍにすることによって、二次電池１６２と第２の電源機器４ｃとの組み合わせに対して最大効率で運転させることができる。
【０１２０】
また、本実施形態の電力供給装置３では、他の電源機器４として、商用電源ＡＣからの電源電圧が入力され出力電流Ｉｏａの大きさに関わらず定電圧となる直流電圧を出力電圧Ｖｏａとする商用電源用電源機器（第１の電源機器）４ａを備え、第２の電源機器４ｃは、出力電流Ｉｏｃが大きくなるにつれて単調に小さくなる直流電圧を出力電圧Ｖｏｃとし、調整手段６４は、負荷機器１０２への電力供給時に出力電流Ｉｏｃと出力電圧Ｖｏｃの関係を示す出力電流−出力電圧特性をシフトし、制御部７３は、負荷電流検出部７０で検出された負荷電流ＩLが最適電流値Ｉｍ以上である場合、第２の電源機器４ｃの出力電圧Ｖｏｃが第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａに合わせ込まれたときの第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃが最適電流値Ｉｍになるように、調整手段６４に対して第２の電源機器４ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトさせる。
【０１２１】
言い換えれば、本実施形態の電力供給装置３では、副電源ユニットは、商用電源機器（第１の電源機器）４ａを含む。商用電源機器４ａは、商用電源ＡＣより得た電力を直流電力に変換することで、直流供給線路Ｗｄｃに出力する電流（出力電流）Ｉｏａの大きさに関わらず、直流供給線路Ｗｄｃに一定の電圧（出力電圧）Ｖｏａを与える定電圧制御を行うように構成される。第２の電源機器４ｃは、直流供給線路Ｗｄｃに出力する出力電流Ｉｏｃが増加するにつれて直流供給線路Ｗｄｃに与える出力電圧Ｖｏｃを単調に下降させ、出力電流Ｉｏｃが減少するにつれて出力電圧Ｖｏｃを単調に上昇させる傾斜制御を行うように構成される。制御部７３は、計測値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより大きいと判定部７２が判定すると、第２の電源機器４ｃの出力電圧Ｖｏｃが第１の電源機器４ａが直流供給線路Ｗｄｃに与える電圧（出力電圧）Ｖｏａと等しいときに第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃの値が最適電流値Ｉｍになるように、第２の電源機器４ｃに指示値を出力するように構成される。第２の電源機器４ｃの調整手段６４は、制御部７３から指示値を受け取ると、傾斜制御の条件を変更することで、出力電圧Ｖｏｃを変化させることなく出力電流Ｉｏｃの値を指示値に対応する値に設定するように構成される。
【０１２２】
また、本実施形態によれば、第２の電源機器４ｃに接続される二次電池１６２を特性の異なるものに交換したり、二次電池１６２の特性が使用中に変化したりして最適電流値Ｉｍ（図１１（ｄ）参照）が変化した場合であっても、第２の電源機器４ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトすることによって、第１の電源機器４ａの出力電圧Ｖｏａに第２の電源機器４ｃの出力電圧Ｖｏｃを合わせ込んだときの第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃを最適電流値Ｉｍに設定することができる。
【０１２３】
また、本実施形態の電力供給装置３では、他の電源機器４として、電源電圧が入力され出力電流Ｉｏｂが大きくなるにつれて単調に小さくなる直流電圧を出力電圧Ｖｏｂとする傾斜出力電源機器（第２の電源機器）４ｂをさらに備え、第２の電源機器４ｂは、負荷機器１０２への電力供給時に出力電流Ｉｏｂと出力電圧Ｖｏｂの関係を示す出力電流−出力電圧特性をシフトする第２の調整手段６４を有し、制御部７３は、負荷電流ＩLの電流値と最適電流値Ｉｍとの差分値を第２の電源機器４ｂの出力電流Ｉｏｂで補うように、第２の調整手段６４に対して第２の電源機器４ｂの出力電流−出力電圧特性をシフトさせる。
【０１２４】
言い換えれば、本実施形態の電力供給装置３では、副電源ユニットは、傾斜出力電源機器（第２の電源機器）４ｂを備える。第２の電源機器４ｂは、直流供給線路Ｗｄｃに出力する出力電流（第２出力電流）Ｉｏｂが増加するにつれて直流供給線路Ｗｄｃに与える出力電圧（第２出力電圧）Ｖｏｂを単調に下降させ、第２出力電流Ｉｏｂが減少するにつれて第２出力電圧Ｖｏｂを単調に上昇させる傾斜制御（第２傾斜制御）を行うように構成される。制御部（制御手段）７３は、計測値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより大きいと判定部（判定手段）７２が判定すると、第２の電源機器４ｂの第２出力電流Ｉｏｂの値が、計測値Ｉ０と最適電流値Ｉｍとの差に等しくなるように、第２の電源機器４ｂに指示値（第２指示値）を出力するように構成される。第２の電源機器４ｂは、受け取った第２指示値に基づいて第２出力電流Ｉｏｂの値を調整する調整手段（第２調整手段）６４を備える。第２調整手段６４は、制御部７３から第２指示値を受け取ると、第２傾斜制御の条件を変更することで、第２出力電圧Ｖｏｂを変化させることなく第２出力電流Ｉｏｂの値を第２指示値に対応する値に設定するように構成される。
【０１２５】
また、本実施形態の電力供給装置３では、商用電源用電源機器（第１の電源機器）４ａは、負荷電流ＩLと第２の電源機器４ｃの出力電流Ｉｏｃとの差分電流を傾斜出力電源機器（第２の電源機器）４ｂの出力電流Ｉｏｂで補ったときの不足電流に相当する出力電流Ｉｏａを出力することを特徴とする。
【０１２６】
言い換えれば、本実施形態の電力供給装置３では、商用電源機器（第１の電源機器）４ａは、傾斜出力電源機器（第２の電源機器）４ｂが出力電流（第２出力電流）Ｉｏｂの値を指示値（第２指示値）に対応する値に設定できないとき、主電源機器（第２の電源機器）４ｃの出力電流Ｉｏｃと第２の電源機器４ｂの第２出力電流Ｉｏｂとの合計値と計測値Ｉ０との差に等しい値の電流（出力電流）Ｉｏａを直流供給線路Ｗｄｃに出力するように構成される。
【０１２７】
このように、本実施形態によれば、負荷電流ＩLが最適電流値Ｉｍより大きい場合に、太陽電池１６１が接続されている第２の電源機器４ｂで差分電流を補うことによって、負荷機器の変動に対応した電力供給を行うことができる。このとき、最後に商用電源ＡＣが接続されている第１の電源機器４ａで不足電流を補うことによって、最初または第２の電源機器４ｂよりも先に第１の電源機器４ａで不足電流を補う場合に比べて、商用電源ＡＣの消費電力を低減することができる。
【０１２８】
なお、本実施形態では、負荷電流ＩLが最適電流値Ｉｍより大きい場合に、差分電流を第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂで補うが、本実施形態の変形例として、上記差分電流を第２の電源機器４ｂではなく、第２の電源機器（ＦＣコンバータ）４ｄで補ってもよい。この場合、第２の電源機器４ｄは、上記の傾斜出力電源機器に相当し、第２の電源機器４ｄの調整手段６４（図４参照）は、上記の第２調整手段に相当する。
【０１２９】
また、上記差分電流を、第２の電源機器４ｂと第２の電源機器４ｄを併用して補ってもよい。この場合、第２の電源機器４ｂおよび第２の電源機器４ｄが、上記の傾斜出力電源機器に相当し、第２の電源機器４ｂおよび第２の電源機器４ｄの調整手段６４（図４参照）が、上記の第２調整手段に相当する。
【０１３０】
（実施形態２）
実施形態２に係る電力供給装置３は、負荷電流ＩLが最適電流値Ｉｍ（図１１（ｄ）参照）より小さい場合に、第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂが出力電流Ｉｏｂを出力するのではなく、第２の電源機器（ＢＡＴコンバータ）４ｃが出力電流Ｉｏｃを出力する点で、実施形態１に係る電力供給装置３と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３１】
本実施形態の判定部７２は、負荷電流ＩLが最適電流値Ｉｍ以上であるか否か、第２の電源機器４ｃが最適電流値Ｉｍの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分であるか否かを実施形態１の判定部７２と同様に判定するとともに、負荷電流ＩLの電流値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより小さい場合、第２の電源機器４ｃが負荷電流ＩLの電流値Ｉ０と同じ大きさの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分であるか否かを判定する。具体的には、二次電池１６２の残量が、予め設定された第２の閾値以上であれば、判定部７２は、第２の電源機器４ｃが負荷電流ＩLの電流値Ｉ０と同じ大きさの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分であると判定する。一方、二次電池１６２の残量が第２の閾値未満であれば、判定部７２は、第２の電源機器４ｃが負荷電流ＩLの電流値Ｉ０と同じ大きさの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分ではないと判定する。
【０１３２】
本実施形態に係る電力供給装置３の動作について図１０を用いて説明する。まず、実施形態１と同様に、残量検出部７１が二次電池１６２の残量を検出し（図１０のＳ１）、負荷電流検出部７０が負荷電流ＩLの大きさを検出し（Ｓ２）、負荷電流ＩLの電流値Ｉ０が最適電流値Ｉｍ以上であるか否かを判定部７２が判定する（Ｓ３）。なお、負荷電流ＩLの電流値Ｉ０が最適電流値Ｉｍ以上であると判定部７２が判定した場合の動作は、実施形態１と同様である（Ｓ４〜Ｓ９）。
【０１３３】
一方、ステップＳ３において、負荷電流ＩLの電流値Ｉ０が最適電流値Ｉｍより小さい場合、第２の電源機器（ＢＡＴコンバータ）４ｃが負荷電流ＩLの電流値Ｉ０と同じ大きさの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分であるか否かを判定部７２が判定する（Ｓ１０）。二次電池１６２の残量が十分であると判定部７２が判定した場合、制御部７３は、出力電流Ｉｏｃが負荷電流ＩLの電流値Ｉ０になるような指示値を第２の電源機器４ｃに送信する。第２の電源機器４ｃは、制御部７３から指示値を受け取ると、調整手段６４（図４参照）を用いて第２の電源機器４ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトし、出力電流Ｉｏｃを電流値Ｉ０として直流機器１０２に供給する（Ｓ１１）。
【０１３４】
一方、ステップＳ１０において、第２の電源機器４ｃが負荷電流ＩLの電流値Ｉ０と同じ大きさの出力電流Ｉｏｃを出力できるほど二次電池１６２の残量が十分ではない場合、制御部７３は、二次電池１６２の供給可能範囲内で出力電流Ｉｏｃが最大電流値となるような指示値を第２の電源機器４ｃに送信する。第２の電源機器４ｃは、制御部７３から指示値を受け取ると、調整手段６４を用いて第２の電源機器４ｃの出力電流−出力電圧特性をシフトし、出力電流Ｉｏｃを供給可能範囲内における最大電流値として直流機器１０２に供給する（Ｓ１２）。その後、ステップＳ６を行う。
【０１３５】
以上、本実施形態によれば、負荷電流ＩLが最適電流値Ｉｍより小さい場合に、二次電池１６２が接続されている第２の電源機器４ｃを用いることによって、他の電源の負担を低減することができる。
【０１３６】
（実施形態３）
実施形態３に係る電力供給装置３は、第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂの出力電流Ｉｏｂを最大にしてもなお不足する場合（Ｉ０＞Ｉ２＋Ｉｍの場合）に、商用電源ＡＣが接続されている第１の電源機器４ａではなく、燃料電池１６３が接続されている第２の電源機器（ＦＣコンバータ）４ｄが不足電流を直流機器１０２に供給する点で、実施形態１に係る電力供給装置３と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３７】
本実施形態の判定部７２は、計測値（負荷電流ＩLの電流値）Ｉ０が最適電流値Ｉｍと第２の電源機器４ｂの出力電流Ｉｏｂの最大値Ｉ２との合計値（Ｉ２＋Ｉｍ）よりも大きいか否かを判定するように構成される。
【０１３８】
本実施形態の制御部７３は、計測値Ｉ０が上記合計値（Ｉ２＋Ｉｍ）よりも大きいと判定部７２が判定すると、第２の電源機器４ｄが直流供給線路Ｗｄｃに出力する電流（出力電流）Ｉｏｄの値が、計測値Ｉ０と合計値（Ｉ２＋Ｉｍ）との差分に等しくなるように、第２の電源機器４ｄに指示値を出力するように構成される。
【０１３９】
このように、本実施形態の制御部７３は、第２の電源機器４ｂの出力電流Ｉｏｂを最大にしてもなお不足する場合、第２の電源機器４ｄの出力電流Ｉｏｄが不足電流と同じ大きさになるような指示値を第２の電源機器４ｄに送信する。第２の電源機器４ｄは、制御部７３から指示値を受け取ると、調整手段６４（図４参照）を用いて第２の電源機器４ｄの出力電流−出力電圧特性をシフトして、不足電流と同じ大きさの出力電流Ｉｏｄを直流機器１０２に供給する。
【０１４０】
以上、本実施形態によれば、燃料電池１６３が接続されている第２の電源機器４ｄで不足電流を補うことによって、交流系統の消費電力をさらに低減することができる。
【０１４１】
なお、第２の電源機器（ＰＶコンバータ）４ｂの出力電流Ｉｏｂを最大電流値にしてもなお不足する場合（Ｉ０＞Ｉ２＋Ｉｍの場合）に、実施形態１では、第１の電源機器４ａが不足電流を直流機器１０２に供給し、実施形態３では、第２の電源機器（ＦＣコンバータ）４ｄが不足電流を直流機器１０２に供給するが、上記実施形態の変形例として、第１の電源機器４ａと第２の電源機器４ｄを併用して不足電流を直流機器１０２に供給してもよい。この場合、第１の電源機器４ａのみが不足電流を直流機器１０２に供給する場合に比べて、交流系統の消費電力を低減することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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