(57)【要約】【課題】  本発明によれば、需要家の異常時の不具合に係る負担を軽減することができる電力変換システムを提供することを目的とする。【解決手段】  発電機１０の発電電力を制御された交流電力に変換して複数の需要家の夫々の屋内配線へ個別に供給する複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃと、複数のインバータ回路の出力電流を夫々検出する電流センサ５３ａ〜５３ｃとを単一の筺体内に備え、夫々の電流センサにより検出される出力電流に基づく電力が所定の分配比率ｒｎに基づいて夫々の屋内配線へ供給されるように複数のインバータ回路を個別に動作させると共に、屋内配線のいずれかに異常を検知した際は当該異常を検知した屋内配線に対応する需要家を除いた分配比率に基づいて交流電力が夫々の屋内配線へ供給されるように複数のインバータ回路を個別に動作させることを特徴とする。【選択図】図１
2013128588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力系統から電力の供給を受けている複数の需要家の屋内配線へ前記商用電力系統と異なる発電機の発電電力を供給するように成した電力変換システムおいて、
前記発電電力を制御された交流電力に変換して前記複数の需要家の夫々の屋内配線へ個別に供給する複数のインバータ回路と、
前記複数のインバータ回路の出力電流を夫々検出する電流センサとを単一の筺体内に備え、
前記夫々の電流センサにより検出される出力電流に基づく電力が所定の分配比率に基づいて前記夫々の屋内配線へ供給されるように前記複数のインバータ回路を個別に動作させると共に、前記屋内配線のいずれかに異常を検知した際は当該異常を検知した屋内配線に対応する需要家を除いた分配比率に基づいて前記交流電力が前記夫々の屋内配線へ供給されるように前記複数のインバータ回路を個別に動作させることを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
前記複数のインバータ回路及び前記複数の電流センサを近接する複数の筐体内に分割して収納することを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記インバータ回路から出力される交流電力が前記需要家の屋内配線へ供給されることを遮断する開閉器を、前記複数のインバータ回路と前記需要家の屋内配線との間に設け、
前記異常を検知した際に、当該異常のある前記需要家の屋内配線につながる前記開閉器を開放すると共に、前記開閉器に接続されるインバータ回路を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記需要家は近隣に存在すると共に、前記分配比率は前記発電機と前記需要家に基づいて設定されていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換システム。
【請求項５】
発電機と、
商用電力系統から電力の供給を受ける複数の需要家の屋内配線へ夫々接続され、前記発電機の発電電力を夫々交流電力に変換して、前記複数の需要家の屋内配線へ夫々分配する複数のインバータ回路、及び前記複数のインバータ回路の出力電流を夫々検出する電流センサを有する電力変換装置と、を備え、
前記電力変換装置は、所定の場所に配置され、この所定の場所から、夫々の前記需要家の屋内配線へ前記発電電力を分配し、
前記電流センサにより検出される複数の前記出力電流が、夫々前記発電電力を分配する所定値になるように前記複数のインバータ回路を動作することを特徴とする電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機の発電電力を交流電力に変換して、この交流電力を複数の需要家の屋内配線に分配して供給する電力変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、共通の発電機（例えば、太陽電池、燃料電池、風力発電機など）の発電電力を所定の分配比率で複数の需要家へ分配する電力変換システムが提案されている（特許文献１）。【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３４６７３号公報
【０００４】
このような電力変換システムは、例えば、集合住宅において共同の発電機を設けたい場合や、近隣の複数の需要家が共同の発電機を設けたい場合に、出資比率などに応じて予め定めた分配比率を用いて発電機を利用するものであった。【０００５】
この電力変換システムは、発電機として太陽電池を備え、太陽電池の発電電力を各需要家の電力変換装置に直接供給している。この発電電力は予め定められた分配比率の電力を夫々の需要家が取り込めるように夫々の電力変換装置が動作して行われていた。【０００６】
具体的には、電力変換装置の有するインバータ回路を動作する方法では、配分電力決定部が、電力の分配比率に応じて各需要家に設置されるインバータ回路の動作を間欠に行うことにより行う。また、電力制御器を動作する方法では、電力制御器をインバータ回路の前段に配置して、配分電力決定部が、電力制御器を利用してインバータ回路に電力を供給しない時間を作ることにより行う（電力制御器が開閉器の様な役割を果たす）。このように、従来の電力変換装置は、インバータ回路が電力を出力する期間と出力しない期間を設けることにより、時間で平均した場合に所定の分配比になるように夫々の需要家に太陽電池の電力が供給されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の電力変換装置のように、インバータ回路から電力を出力する期間と出力しない期間を設けた場合、太陽電池の出力電力の全てを１つの需要家に対して、供給／遮断を繰り返すことになるため、出力電力を供給中の需要家に異常（例えば屋内配線用の電流遮断器が開いている）が生じていると電力の供給が行えず、発電機の発電電力が消費されない不具合が起こることがあった。【０００８】
本発明は上述の問題に鑑みて成された発明であり、需要家に異常がある際にも不具合が抑制できる電力変換システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、商用電力系統から電力の供給を受けている複数の需要家の屋内配線へ前記商用電力系統と異なる発電機の発電電力を供給するように成した電力変換システムおいて、前記発電電力を制御された交流電力に変換して前記複数の需要家の夫々の屋内配線へ個別に供給する複数のインバータ回路と、前記複数のインバータ回路の出力電流を夫々検出する電流センサとを単一の筺体内に備え、前記夫々の電流センサにより検出される出力電流に基づく電力が所定の分配比率に基づいて前記夫々の屋内配線へ供給されるように前記複数のインバータ回路を個別に動作させると共に、前記屋内配線のいずれかに異常を検知した際は当該異常を検知した屋内配線に対応する需要家を除いた分配比率に基づいて前記交流電力が前記夫々の屋内配線へ供給されるように前記複数のインバータ回路を個別に動作させることを特徴とする。【００１０】
本発明によれば、屋内配線のいずれかに異常を検知した際はこの異常を検知した屋内配線に対応する需要家を除いた分配比率に基づいて交流電力が夫々の屋内配線へ供給されるように複数のインバータ回路を個別に動作させる。このため、異常のある需要家に供給されるはずの発電電力を他の需要家に再配分することができるため、発電機の発電電力が消費されない不具合を抑制することができる。【００１１】
また、上述の発明において、前記複数のインバータ回路及び前記複数の電流センサを近接する複数の筐体内に分割して収納することを特徴とする。【００１２】
また、上述の発明において、前記インバータ回路から出力される交流電力が前記需要家の屋内配線へ供給されることを遮断する開閉器を、前記複数のインバータ回路と前記需要家の屋内配線との間に設けの出力側に夫々設け、前記異常を検知した際に、当該異常のある前記需要家の屋内配線につながる前記開閉器を開放すると共に、前記開閉器に接続されるインバータ回路を停止することを特徴とする。【００１３】
また、上述の発明において、前記需要家は近隣に存在すると共に、前記分配比率は前記発電機と前記需要家に基づいて設定されていることを特徴とする。【００１４】
また、本発明の他の電力変換システムは、発電機と、商用電力系統から電力の供給を受ける複数の需要家の屋内配線へ夫々接続され、前記発電機の発電電力を夫々交流電力に変換して、前記複数の需要家の屋内配線へ夫々分配する複数のインバータ回路、及び前記複数のインバータ回路の出力電流を夫々検出する電流センサを有する電力変換装置と、を備え、前記電力変換装置は、所定の場所に配置され、この所定の場所から、夫々の前記需要家の屋内配線へ前記発電電力を分配し、前記電流センサにより検出される複数の前記出力電流が、夫々前記発電電力を分配する所定値になるように前記複数のインバータ回路を動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、需要家に異常がある際にも不具合が抑制できる電力変換システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電力変換システムの設置状態の実施例を示す概要図である。
【図２】電力変換部の実施例を示す電気回路図である。
【図３】異常状態を検知してインバータ回路を制御するときのフローチャートである。
【図４】電力変換システムの設置状態の変形例を示す概要図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は電力変換システム１の設置状態を示す概要図である。この図に示すように、商用電力系統３から各需要家２ａ〜２ｃが夫々交流電力の供給を受けており、この需要家２ａ〜２ｃに共通の電力変換システム１が配備される。【００１８】
電力変換システム１は、需要家２ａ〜２ｃに対して共通の太陽電池１０（発電機）と、電力変換装置１１とを備えている。本実施例では、需要家２ａ〜２ｃは、１つの集合住宅（例えば、マンションやアパート）を形成しており、三階建ての建物の各階に夫々の需要家２ａ〜２ｃが配置されている。太陽電池１０は、この建物の屋上に設置され、電力変換装置１１は、この建物の１階（需要家２ｃ）の脇に配置される。太陽電池１０の発電電力は電力変換装置１１に入力され、電力変換装置１１は、この発電電力を夫々の需要家２ａ〜２ｃに分配して供給する。尚、需要家２ａ〜２ｃは集合住宅に限らず、近隣の戸建ての家屋で構成されていてもよい。【００１９】
ぞれぞれの需要家２ａ〜２ｃは、分電盤２１ａ〜２１ｃを有している。分電盤２１ａ〜２１ｃは、商用電力系統３の供給する交流電力と、電力変換装置の供給する交流電力とを入力し、これらの交流電力を重畳して需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃに供給する。屋内配線３１ａ〜３１ｃに供給された電力は、屋内配線３１ａ〜３１ｃに接続される負荷３０ａ〜３０ｃに供給される。【００２０】
また、各需要家２ａ〜２ｃの分電盤２１ａ〜２１ｃの商用電力系統３側には、買電計２２ａ〜２２ｃと売電計２３ａ〜２３ｃが夫々設けられている。買電計２２ａ〜２２ｃは、商用電力系統３から前記需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃに供給される電力を検出する。検出された電力は、買電電力料金を演算するために用いられる。売電計２３ａ〜２３ｃは、前記需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃから商用電力系統３に供給される電力を検出する。検出された電力は、売電電力料金を演算するために用いられる。【００２１】
このように、各需要家２ａ〜２ｃには、個別に買電計２２ａ〜２２ｃと売電計２３ａ〜２３ｃが設けられており、個別に電力会社と電力の売買を行うことができるように構成されている。【００２２】
次に、電力変換装置１１について図面を参照しながら詳細に述べる。図２は、電力変換装置の回路図である。この図に示すように、電力変換装置１１は、昇圧回路４１、複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃ、系統連系用リレー４３ａ〜４３ｃ（開閉器）、制御回路４４、入力電流センサ５１、入力電圧センサ５２、出力電流センサ５３ａ〜５３ｃ、出力電圧センサ５４ａ〜５４ｃを備えている。また、昇圧回路４１、複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃ、系統連系用リレー４３ａ〜４３ｃ、制御回路４４、入力電流センサ５１、入力電圧センサ５２、出力電流センサ５３ａ〜５３ｃ、出力電圧センサ５４ａ〜５４ｃは、共通の筺体に収容され、この筺体を配置することにより共通の場所（ここでは需要家２ｃの脇）にまとめられる。尚、需要家の数が多い時は隣接して設けられた複数の筐体に昇圧回路を分散して収納し、複数のインバータ回路及び複数の電流センサもまた、これらの複数の筺体に分割して収納して構成して良いものである。【００２３】
昇圧回路４１は、太陽電池１０と複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃとの間に接続され、太陽電池１０の電圧を昇圧する。昇圧回路４１は、リアクトル、ＩＧＢＴやＦＥＴのようなスイッチ素子、ダイオード回路、及びコンデンサからなる。具体的には、リアクトルとダイオードとを直列に接続して直列回路を形成し、この直列回路のリアクトル側を太陽電池１０の正極側に接続する。また、リアクトルとダイオードとの接続点と太陽電池の負極側とをスイッチ素子を介して接続している。また、直列回路のダイオード側と太陽電池の負極側とをコンデンサを介して接続している。昇圧回路４１は、スイッチ素子を周期的に導通／遮断し、例えば、この周期毎にスイッチ素子を導通する比率（以後、ＯＮ比率）を設定することにより、太陽電池の電圧を所望の昇圧比で昇圧してコンデンサの両端に出力する。【００２４】
複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃは、昇圧回路４１を介して入力される共通の太陽電池１０の発電電力をそれぞれ交流電力に変換する。また、複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃは、夫々商用電力系統３から電力の供給を受ける需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃへ接続され、変換した交流電力を屋内配線３１ａ〜３１ｃへ供給する。この時、インバータ回路３１ａ〜３１ｃは、筺体の中に夫々収容されるため、この筺体から交流配線を介して屋内配線３１ａ〜３１ｃへ供給される。これにより、複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃは、共通の太陽電池１０の発電電力を複数の需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃへ夫々分配する。【００２５】
インバータ回路４２ａ〜４２ｃは、夫々、ＩＧＢＴやＦＥＴのような４つのスイッチ素子によるブリッジ回路と、２つのリアクトルとコンデンサによるフィルタ回路とを有している。インバータ回路４２ａ〜４２ｃのブリッジ回路は、夫々、直流側が昇圧回路のコンデンサの両端に接続され、交流側がフィルタ回路に接続されている。フィルタ回路は、２つのリアクトルの夫々の一端をコンデンサにより接続し、夫々のリアクトルの他端をブリッジ回路の交流側に接続する。インバータ回路４２ａ〜４２ｃは、所定のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を用いて、４つのスイッチ素子を導通／遮断することにより、フィルタ回路のコンデンサの両端に商用電力系統と同期した波形の交流電力を生成し、需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃに供給する。【００２６】
系統連系用リレー４３ａ〜４３ｃは、インバータ回路４２ａ〜４２ｃの出力側に夫々設けられ（インバータ回路４３ａ〜４３ｃと需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃとの間に設けられ）、インバータ回路４２ａ〜４２ｃと需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃの間を短絡／開放する。これにより、この系統連系用リレー４３ａ〜４３ｂは、インバータ回路４２ａ〜４２ｃから出力される交流電力が需要家２ａ〜２ｄの屋内配線３１ａ〜３１ｃへ供給されることを遮断することができる。【００２７】
入力電流センサ５１は、昇圧回路４１の入力側に設けられ、太陽電池１０から昇圧回路４１に入力される直流の入力電流Ｉｉを検出する。入力電圧センサ５１は、昇圧回路４１の入力側に設けられ、太陽電池１０から昇圧回路４１に入力される直流の入力電圧を検出する。また、複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃの出力側には、夫々出力電流センサ５３ａ〜５３ｃが設けられ、夫々のインバータ回路４２ａ〜４２ｃの瞬時の出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃを検出する。また、複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃの出力側には、夫々出力電圧センサ５４ａ〜５４ｃが設けられ、夫々のインバータ回路４２ａ〜４２ｃの瞬時の出力電圧Ｖｏａ〜Ｖｏｃを検出する。【００２８】
検出された入力電流Ｉｉ、及び入力電圧Ｖｉは制御回路に入力される。また、出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃ、及び出力電圧Ｖｏａ〜Ｖｏｃは、制御回路に入力され、過去に入力された出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃ、及び出力電圧Ｖｏａ〜Ｖｏｃを用いて制御回路４４内にて、実行値（または平均値）が演算される。以後、出力電流Ｉｏａ〜Ｉｏｃの実効値を出力電流Ｉａ〜Ｉｃとし、出力電圧Ｖｏａ〜Ｖｏｃの実効値をＶａ〜Ｖｃとする。入力電流Ｉｉ、入力電圧Ｖｉ、出力電流Ｉａ〜Ｉｃ、及び出力電圧Ｖａ〜Ｖｃは、電力変換装置１１の動作の制御に利用される。【００２９】
制御回路４４は、例えば、マイコンから成り、昇圧回路４１の動作、インバータ回路４２ａ〜４２ｃの動作、及び系統連系用リレー４３ａ〜４３ｃの動作の制御を行う。【００３０】
制御回路４４は、昇圧回路４１のＯＮ比率を、太陽電池１０の発電電力（昇圧回路４１への入力電力）が最大になるように制御する。具体的には、入力電流センサ５１と入力電圧センサ５２から得られる入力電流と入力電圧とから、昇圧回路４１に入力される太陽電池１０の発電電力を演算する。演算した発電電力が、前回演算した発電電力よりも大きい場合は、前回ＯＮ比率を変更した方と同じ方にＯＮ比率を変更する（前回ＯＮ比率を低くした場合再度低くし、前回ＯＮ比率を高くした場合は高くする）。また、逆に、前回演算した発電電力よりも小さい場合は、前回ＯＮ比率を変更した方と逆の方にＯＮ比率を変更する（前回ＯＮ比率を低くした場合高くし、前回ＯＮ比率を高くした場合は低くする）。【００３１】
制御回路４４は、インバータ回路４２ａ〜４２ｃのスイッチ素子に導通／遮断するためのＰＷＭ信号を、出力電流センサ５３ａ〜５３ｃにより検出される複数の出力電力が発電電力と同じになるように生成する。【００３２】
具体的には、制御回路４４は、夫々の需要家に供給されている商用系統の電圧を同じとして説明を容易にすると、各インバータ回路４２ａ〜４２ｃの出力電流指令値Ｉｔａ〜Ｉｔｃを演算し、検出した出力電流が出力電流指令値に一致するようにインバータ回路４２ａ〜４２ｃの出力電圧を出力するようなＰＷＭ信号を生成する。尚、需要家側の交流電圧を考慮する際はインバータ回路が出力する電力を分配比率に応じて制御すればよい。【００３３】
太陽電池１０の発電電力Ｐｉを各需要家２ａ〜２ｃへ分配する電力Ｐａ〜Ｐｃの比率（分配比率）をｒａ〜ｒｃであらわすと、インバータ回路４２ａ〜インバータ回路４２ｃの出力電流指令値Ｉｔａ〜Ｉｔｃは、以下のように演算することができる。尚、分配比率ｒａ〜ｒｃは、各需要家２ａ〜２ｃ間で取り決められた分配比率ｒａ〜ｒｃを自由に設定できるように構成されている。【００３４】
まず、各需要家２ａ〜２ｃに分配される電力Ｐａ〜Ｐｃ、分配費ｒａ〜ｒｃ、及び入力電力との関係は、Ｐｎ＝ｒｎ×Ｐｉ（ｎ＝ａ、ｂ、ｃ）となる。そして、各需要家２ａ〜２ｃへ分配する電力は、Ｐｎ＝Ｉｎ×Ｖｎ（ｎ＝ａ、ｂ、ｃ）なので、各インバータ回路２ａ〜２ｃに出力させるべき電流値（出力電流指令値）Ｉｔａ〜Ｉｔｃはこの時のＩａ〜Ｉｃとなる。まとめると、出力電流指令値は、Ｉｔｎ＝ｒｎ×Ｐｉ／Ｖｎ（ｎ＝ａ、ｂ、ｃ）となる。尚、Ｖｎには、出力電圧センサ５４により検出した値Ｖａ〜Ｖｃを利用することができるが、予め商用電力系統３の電圧は定められているので、電圧を利用しても良い。【００３５】
例えば、太陽電池１０の発電電力Ｐｉが４０００[Ｗ]、商用電力系統３の電圧Ｖｎ（Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖｃ）が２００[Ｖ]であり、各需要家２ａ〜２ｃへの分配比率の割合（ｒａ：ｒｂ：ｒｃ）が１／４：１／４：１／２の場合、出力電流指令値Ｉｔａ〜Ｉｔｃは、以下のようになる。
Ｉｔａ＝ｒａ×Ｐｉ／Ｖａ＝５[Ａ]
Ｉｔｂ＝ｒｂ×Ｐｉ／Ｖｂ＝５[Ａ]
Ｉｔｃ＝ｒｃ×Ｐｉ／Ｖｃ＝１０[Ａ]【００３６】
制御回路４４は、出力電流指令値Ｉｔａ〜Ｉｔｃが求まると、出力電流指令値Ｉｔａ〜Ｉｔｃと出力電流センサ５３ａ〜５３ｃとの差が夫々ゼロになるような電圧をインバータ回路４２ａ〜４２ｃが出力するようなＰＷＭ信号を作成し、インバータ回路４２ａ〜４２ｃのスイッチ素子に供給する。これにより各インバータ回路４２ａ〜４２ｃから各需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃに所定の分配比率により分配された交流電力が供給される。このようにして、夫々の電流センサ５３ａ〜５３ｃにより検出される出力電流に基づく電力が所定の分配比率ｒａ〜ｒｃに基づいて夫々の屋内配線３１ａ〜３１ｃへ供給されるように複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃを個別に動作させている。【００３７】
制御回路４４は、需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃに異常がある場合に、異常のある需要家の屋内配線につながる系統連系用リレー４３を開放すると共に、この系統連系用リレー４３に接続されるインバータ回路を停止する。【００３８】
制御回路４４は、例えば、商用電力系統３の停電や需要家２ａ〜２ｃに漏電等に起因して、商用電力系統３から電力の供給がなされない状態を異常として検出する。この場合の異常は、例えば、従来の系統連系装置に利用される単独運転検出機能を用いることにより判断することができる。これは、単独運転検出機能は、商用電力系統から電力の供給が無い屋内配線に交流電力を供給していることを検出するものであるからである。【００３９】
また、制御回路４４は、需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃのいずれかに異常を検知した際は、この異常を検知した屋内配線に対応する需要家を除いた分配比率に基づいて、複数のインバータ回路の出力する交流電力が夫々の異常のない屋内配線へ供給されるように、異常の内屋内配線へ接続される複数のインバータ回路を個別に動作させる。【００４０】
この際に、制御回路４４は、異常のある前と後とで発電電力の分配を受ける需要家の分配比率の割合が変わらないように、分配比率の和が１になるように分配比率を演算する。そして、制御回路４４は、この分配比率を利用して異常のない需要家の屋内配線に交流電力を供給するインバータ回路の出力電流指令値を演算する。【００４１】
例えば、太陽電池１０の発電電力Ｐｉが４０００[Ｗ]、商用電力系統３の電圧Ｖｎ（Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖｃ）が２００[Ｖ]であり、発電電力を夫々の需要家２ａ〜２ｃへの分配比率の割合（ｒａ：ｒｂ：ｒｃ）が１／４：１／４：１／２の場合に、需要家ａに異常が検出されたとするときを例に挙げると、制御回路は以下のように演算する。【００４２】
このとき、新しく演算される分配比率ｒｂｂ、ｒｃｂの割合は、
ｒｂ´＝ｒｂ＋ｒａ×（ｒｂ／（ｒｂ＋ｒｃ））＝１／３
ｒｃ´＝ｒｃ＋ｒａ×（ｒｃ／（ｒｂ＋ｒｃ））＝２／３
となり、新しく演算される出力電流指令値Ｉｔｂ、Ｉｔｃは、
Ｉｔｂ´＝ｒｂ´×Ｐｉ／Ｖｂ＝６．７[Ａ]
Ｉｔｃ´＝ｒｃ´×Ｐｉ／Ｖｃ＝１３．３[Ａ]
となる。【００４３】
制御回路４４は、出力電流指令値Ｉｔｂ´、Ｉｔｃ´が求まると、出力電流指令値Ｉｔｂ´、Ｉｔｃ´と出力電流センサ５３ｂ、５３ｃとの差が夫々ゼロになるような電圧をインバータ回路４２ｂ、４２ｃが出力するようなＰＷＭ信号を作成し、インバータ回路４２ｂ、４２ｃのスイッチ素子に供給する。これにより、需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃの内、異常のない屋内配線３１ｂ、３１ｃに、各インバータ回路４２ｂ、４２ｃから交流電力が供給される。【００４４】
上述の異常状態を検知してインバータ回路を制御する際の制御をまとめると、図３に示すフローチャートのようになる。ステップＳ１にて、制御回路４４は、需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃのいずれかに異常があるか否かを検出する。屋内配線３１ａ〜３１ｃのいずれかに異常のない場合、制御回路４４は、予め定められた分配比率ｒｎを変更することなく（ステップＳ２）、各インバータ回路４２ａ〜４２ｃの出力電流指令値Ｉｔａ〜Ｉｔｃを演算して、各インバータ回路（４２ａ〜４２ｃ）を駆動する（ステップＳ４）。【００４５】
また、屋内配線３１ａ〜３１ｃのいずれかに異常がある場合、制御回路４４は、上述のように、異常を検知した屋内配線に対応する需要家を除いた分配比率の和が１になるように分配比率を演算する（ステップＳ３）。その後、演算した分配比率により各インバータ回路４２ａ〜４２ｃの出力電流指令値Ｉｔａ〜Ｉｔｃを演算して、各インバータ回路（４２ａ〜４２ｃ）を駆動する（ステップＳ４）
以上のように、本発明の実施形態によれば、各需要家２ａ〜２ｃに電力を供給するインバータ回路４２ａ〜４２ｃの出力電流が、太陽電池１０の発電電力を分配するように定められる所定値になるように動作を行う。これにより、各需要家２ａ〜２ｂには、太陽電池１０の発電電力を分配した電力が供給されることになり、供給／遮断を行う回数も少なくなる。このため、需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃにかかる負担を軽減することができる。【００４６】
また、本実施形態によれば、複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃは共通の場所に配置され、複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃは、この共通の場所から、夫々の需要家２ａ〜２ｃの屋内配線３１ａ〜３１ｃへ太陽電池１０の発電電力を分配する。また、電流センサ５３ａ〜５３ｃにより検出される複数の出力電流Ｉａ〜Ｉｃが発電電力を分配する所定値Ｉｔａ〜Ｉｔｃになるように複数のインバータ回路４２ａ〜４２ｃを動作する。このように、インバータ回路が共通の場所に集まる所で、インバータ回路４２ａ〜４２ｃを電流センサ５３ａ〜５３ｃを用いて制御することになる。このため、夫々の需要家まで電流センサ５３ａ〜５３ｃを長い距離引き回す必要が無く、電流センサ５３ａ〜５３ｃが引き回しの途中で断線してしまうことを防止することができる。【００４７】
また、本実施形態によれば、屋内配線３１ａ〜３１ｃに異常がある場合に、異常のない需要家の屋内配線に交流電力を供給するインバータ回路の出力電流指令値を分配比率に基づいて設定する。このため、異常のある需要家の屋内配線に電力の供給が止まった状態で、異常の確認や異常からの復帰を行うことができる。また、この異常があるときに、太陽電池１０の発電電力は、異常のない需要家にて利用されるため、発電電力を有効に活用することができる。【００４８】
また、屋内配線３１ａ〜３１ｃのいずれかに異常を検知した際はこの異常を検知した屋内配線に対応する需要家を除いた分配比率に基づいて交流電力が夫々の屋内配線へ供給されるように複数のインバータ回路を個別に動作させる。このため、異常のある需要家に供給されるはずの発電電力を他の需要家に再配分することができるため、発電機の発電電力が消費されない不具合を抑制することができる。【００４９】
また、異常のない需要家にて太陽電池の発電電力を利用する場合に、この分配比率ｒａ〜ｒｃに応じて再分配するため、異常のない需要家間において、取り決め通り不公平なく電力を利用することができる。【００５０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。 【００５１】
例えば、本実施形態において、共通の発電機として１か所に設置された太陽電池１０を利用したが、例えば、複数の一軒家に共通の電力変換装置１１を設けて、これらの太陽電池１０の発電電力をまとめ、まとめた太陽電池１０の発電電力を各インバータ回路４２ａ〜４２ｃで分配する場合も、共通の発電機を利用していると見ることができる。【００５２】
また、例えば、本実施形態において、発電機として太陽電池１０を利用したが、燃料電池、蓄電池、風力発電機、エンジン発電機など様々な発電機を利用することが可能である。【００５３】
また、例えば、インバータ回路４２ａ〜４２ｃと開閉器４３ａ〜４３ｃとの間から分岐する分岐回路を設け、需要家の屋内配線の内、商用電力系統と切り離されている屋内配線にこの分岐回路を接続し、商用電力系統が停電している際に、この分岐回路から設定した分配比率により電力が供給されるようにしても良い。【００５４】
また、例えば、夫々の需要家へ供給した電力量の累積値は出力電流センサ５３ａ〜５３ｃ及び出力電圧センサ５４ａ〜５４ｃの検出値から計算され記憶部に格納される。この累積値は例えば月毎に需要家へ連絡されるように成すことができるものであり、発電機の発電電力の内自己消費した電力量が判るように成すことができる。【００５５】
また、例えば、発電機による発電電力を商用電力系統へ売電（逆潮流）する代わりにこの発電電力を需要家内で自己消費するようにしても良い。  図４は、この変形例の電力変換システムの設置状態を示す概要図である。【００５６】
この場合、電力変換システム１１は、各需要家２ａ〜２ｃ夫々に、各需要家２ａ〜２ｃから商用電力系統３へ逆潮流が生じたこと又は逆潮流が生じそうな状態になっていることを検知する逆潮流検出器（例えば、逆潮流を検出する電流センサ等）６２ａ〜６２ｃを設ける。そして、夫々の需要家２ａ〜２ｃから商用電力系統３へ逆潮流が生じたこと又は逆潮流が生じそうな状態になっていることを検知して、インバータ回路と需要家とをつなぐ電力供給線を遮断する開閉リレー６１ａ〜６１ｃを設けると良い。この開閉リレー６１ａ〜６１ｃは、電力供給線に介在させた開閉リレーの接片を開閉することにより、電力供給線の遮断／接続を行うことができる。【００５７】
この電力供給線が遮断されることによって、電力供給システムは需要家側の異常を検知するので、前記した異常状態となり、この需要家への電力供給が遮断されこの電力は他の需要家へ再分配されることになる。また、この需要家は電力の分配がなくなることによって商用電力系統への逆潮流が回避されることになる。【００５８】
逆潮流を検知する方法としては、例えば、逆潮流検知リレーを用いその作動接片を前記電力供給線に介在させればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１      電力変換システム
２      需要家
３      商用電力系統
１０    太陽電池
１１    電力変換装置
２１    分電盤
２２    買電計
２３    売電計
３０    負荷
３１    屋内配線
４１    昇圧回路
４２    インバータ回路
４３    系統連系用リレー（開閉器）
４４    制御回路
５１    入力電流センサ
５２    入力電圧センサ
５３    出力電流センサ
５４    出力電圧センサ
６１    開閉リレー
６２    逆潮流検出器
Ｉｉ    入力電流
Ｖｉ    入力電圧
ｒｎ    分配比率
【図１】
2013128588.tif 000003
【図２】
2013128588.tif 000004
【図３】
2013128588.tif 000005
【図４】
2013128588.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月10日(2013.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力系統から電力の供給を受けている複数の需要家の屋内配線へ前記商用電力系統と異なる発電機の発電電力を供給するように成した電力変換システムにおいて、
前記発電電力を制御された交流電力に変換して前記複数の需要家の夫々の屋内配線へ個別に供給する複数のインバータ回路と、
前記複数のインバータ回路の出力電流を夫々検出する電流センサとを単一の筺体内に備え、
前記夫々の電流センサにより検出される出力電流に基づく電力が前記需要家間で取り決められた分配比率に基づいて前記夫々の屋内配線へ供給されるように前記複数のインバータ回路を個別に動作させると共に、前記屋内配線のいずれかに異常を検知した際は当該異常を検知した屋内配線に対応する需要家を除いた前記分配比率に基づいて前記交流電力が前記夫々の屋内配線へ供給されるように前記複数のインバータ回路を個別に動作させることを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
前記複数のインバータ回路及び前記複数の電流センサを近接する複数の筐体内に分割して収納することを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記インバータ回路から出力される交流電力が前記需要家の屋内配線へ供給されることを遮断する開閉器を、前記複数のインバータ回路と前記需要家の屋内配線との間に設け、
前記異常を検知した際に、当該異常のある前記需要家の屋内配線につながる前記開閉器を開放すると共に、前記開閉器に接続されるインバータ回路を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記需要家は近隣に存在すると共に、前記分配比率は前記発電機と前記需要家に基づいて設定されていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換システム。
【請求項５】
発電機と、
商用電力系統から電力の供給を受ける複数の需要家の屋内配線へ夫々接続され、前記発電機の発電電力を夫々交流電力に変換して、前記複数の需要家の屋内配線へ夫々分配する複数のインバータ回路、及び前記複数のインバータ回路の出力電流を夫々検出する電流センサを有する電力変換装置と、を備え、
前記電力変換装置は、所定の場所に配置され、この所定の場所から、夫々の前記需要家の屋内配線へ前記発電電力を分配し、
前記電流センサにより検出される複数の前記出力電流が、夫々前記発電電力を前記需要家間で取り決められた分配比率になるように前記複数のインバータ回路を動作することを特徴とする電力変換システム。
【国際調査報告】
2013128588.tif 000007
2013128588.tif 000008
2013128588.tif 000009
2013128588.tif 000010