(57)【要約】【課題】電力を経済的に利用すること。【解決手段】交流負荷６が接続される受電側交流母線５と、直流負荷６が接続される受電側直流母線７と、両母線間に介在し、電力を交流電力と直流電源との間で双方に変換する電力変換器１０と、受電側交流母線と受電側直流母線に配備された電力貯蔵放出装置１１，１６と、上記各部を制御する制御装置１７とを含み、制御装置は、電力貯蔵放出装置に対して、夜間電力時間帯での電力貯蔵と、夜間電力時間帯以外の時間帯に上記貯蔵した電力の放出と、の制御を行う。【選択図】図１
2011139557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流負荷が接続される受電側交流母線と、
直流負荷が接続される受電側直流母線と、
上記両母線間に介在し、電力を交流電力と直流電力との間で双方に変換する電力変換器と、
少なくとも受電側交流母線か受電側直流母線の一方に配備された電力貯蔵放出装置と、
上記各部を制御する制御装置と、
を含み、
上記制御装置は、
少なくとも、上記電力貯蔵放出装置に対して、夜間電力時間帯での電力貯蔵と、夜間電力時間帯以外の時間帯に上記貯蔵した電力の放出と、の制御を行うようにした
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
少なくとも受電側交流母線か受電側直流母線の一方に配備された発電装置を含むと共に、上記制御装置は、上記発電装置が発電した逆潮流不可の発電電力で受電側が消費できない電力の貯蔵と、上記発電装置が発電した逆潮流可能な発電電力のうち系統電圧が高くて逆潮流できない電力の貯蔵との制御を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
交流負荷が接続される受電側交流母線と、
受電側交流母線に配備された電力貯蔵放出装置と、
上記電力貯蔵放出装置の貯蔵放出動作を制御する制御装置と、
を含み、
上記制御装置は、
少なくとも、上記電力貯蔵放出装置に対して、夜間電力時間帯での電力貯蔵と、夜間電力時間帯以外の時間帯に上記貯蔵した電力の放出と、の制御を行うようにした
ことを特徴とする電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源に接続されて直流や交流の電力消費負荷に電力を供給することができる電力供給システムに関わり、特には、上記電力供給システムにおいて電力をより経済的に利用できるようすることに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力供給システムには、１ないし複数の電力消費負荷、１ないし複数の電力貯蔵放出装置、および、これらの作動を制御する制御装置を備えるシステムがある（特許文献１）。この電力供給システムにおいては、商用電源から直接、交流負荷に電力を供給する以外に商用電源の交流電力を電力変換器で直流電力に変換して直流負荷に供給できると共に蓄電池等の電力貯蔵放出装置に貯蔵できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３３８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明においては、上記のようなシステムにおいて、商用電源から供給される電力を従来よりも、より経済的に利用可能とすることを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明第１による電力供給システムは、
交流負荷が接続される受電側交流母線と、
直流負荷が接続される受電側直流母線と、
上記両母線間に介在し、電力を交流電力と直流電力との間で双方に変換する電力変換器と、
少なくとも受電側交流母線か受電側直流母線の一方に配備された電力貯蔵放出装置と、
上記各部を制御する制御装置と、
を含み、
上記制御装置は、
少なくとも、上記電力貯蔵放出装置に対して、夜間電力時間帯での電力貯蔵と、夜間電力時間帯以外の時間帯に上記貯蔵した電力の放出と、の制御を行うようにしたことを特徴とする。
【０００６】
本発明第１では、電力貯蔵放出装置が受電側交流母線に配備されている場合では、制御装置により夜間電力時間帯に商用電源から受電側交流母線に交流電力を安価に供給され、その安価な夜間電力を電力貯蔵放出装置に貯蔵しておき、その貯蔵した電力を夜間電力時間帯以外の時間帯に放出するので、商用電源の電力を経済的に利用することができるようになる。また、電力貯蔵放出装置が受電側直流母線に配備されている場合では、夜間電力時間帯に商用電源から受電側交流母線に供給される夜間電力を電力変換器で直流電力に変換し、その直流電力を電力貯蔵放出装置に貯蔵しておき、その貯蔵した電力を夜間電力時間帯以外の時間帯に放出するので、商用電源の電力を経済的に利用することができるようになる。
【０００７】
なお、好ましくは、少なくとも受電側交流母線か受電側直流母線の一方に配備された発電装置を含むと共に、上記制御装置は、必要に応じて、上記発電装置が発電した逆潮流不可の発電電力で受電側が消費できない電力の貯蔵と、上記発電装置が発電した逆潮流可能な発電電力のうち系統電圧が高くて逆潮流できない電力の貯蔵との制御を行う。
【０００８】
このように発電装置を含む場合では、商用電源から供給される夜間電力以外に限らず、発電装置が発電した電力を電力貯蔵放出装置に貯蔵することにより、より、経済的に、電力を利用することができるようになる。
【０００９】
本発明第２による電力供給システムは、
交流負荷が接続される受電側交流母線と、
受電側交流母線に配備された電力貯蔵放出装置と、
上記電力貯蔵放出装置の貯蔵放出動作を制御する制御装置と、
を含み、
上記制御装置は、
少なくとも、上記電力貯蔵放出装置に対して、夜間電力時間帯での電力貯蔵と、夜間電力時間帯以外の時間帯に上記貯蔵した電力の放出と、の制御を行うようにした
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明第２の電力供給システムも、上記電力供給システムと同様に経済的に、電力を利用することができるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、商用電源から供給される電力を経済的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明の実施の形態にかかる電力供給システムの構成を示す図である。
【図２】図２は本発明の別の実施の形態にかかる電力供給システムの構成を示す図である。
【図３】図３は本発明のさらに別の実施の形態にかかる電力供給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】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電力供給システムを説明する。
【００１４】
図１を参照して本実施の形態にかかる電力供給システムを説明する。図１において、１は系統電源、２は配電側交流母線、３は電力供給システム、４は電力供給システム３内の受電側交流母線５に接続された交流負荷、６は電力供給システム３内の受電側直流母線７に接続された直流負荷である。交流負荷４には例えば電気オーブン、床暖房等があり、直流負荷６には例えばインバータエアコン、インバータ冷蔵庫、インバータ洗濯機等がある。
【００１５】
この電力供給システム３は、電力量計８と、スイッチ９と、電力変換器１０と、第１電力貯蔵放出装置１１と、計器用変圧器１２と、計器用変流器１３と、直流電流検出器１４と、直流電圧検出器１５と、第２電力貯蔵放出装置１６と、主としてマイクロコンピュータにより構成された制御装置１７と、を含む。制御装置１７には、ＣＰＵ、プログラムメモリ、他のメモリ、等を含み、プログラムメモリに格納されたプログラムに従い、電力供給システム３全体を制御することができるようになっている。
【００１６】
スイッチ９は、制御装置１７からの制御信号（ａ）により制御されて、系統電源１の配電側交流母線２と受電側交流母線５とを接続、切断することができる。
【００１７】
制御装置１７は、格納プログラムに従い、夜間電力の時間帯を内蔵タイマにより監視している。
【００１８】
電力変換器１０は、制御装置１７からの制御信号（ｂ１）に応答して交流電力を直流電力に変換したり、その逆に直流電力を交流電力に変換したりするものであり、夜間電力時間帯では、配電側交流母線２から供給される交流電力を直流電力に変換することができるようになっている。電力変換器１０は電力変換状態の信号（ｂ２）を制御装置１７に出力し、制御装置１７はその信号（ｂ２）に応答して上記制御信号（ｂ１）を出力することができる。
【００１９】
第１電力貯蔵放出装置１１は、制御装置１７からの電力貯蔵放出の制御信号（ｃ１）に応答して、夜間電力時間帯における受電側交流母線５上の交流電力を貯蔵し、夜間電力時間帯以外の時間帯に貯蔵した電力を受電側交流母線５上に放出する。制御装置１７には、第１電力貯蔵放出装置１１から残存電力データ（ｃ２）が入力され、このデータ（ｃ２）に基づいて、上記貯蔵ないし放出を制御することができる。このようにして第１電力貯蔵放出装置１１で貯蔵した夜間電力は、夜間電力時間帯以外の時間帯に放出して交流負荷４で消費することができる。このとき、制御装置１７は、電力量計８からの電力データ（ｈ）や、計器用変圧器１２および計器用変流器１３それぞれの出力（ｅ）（ｆ）にも応答して第１電力貯蔵放出装置１１での貯蔵制御や、貯蔵電力の交流負荷４への放出制御を行うことができるようにしてよい。この場合、第１電力貯蔵放出装置１１からの放出電力は、配電側には放出しない。
【００２０】
第２電力貯蔵放出装置１６は、制御装置１７からの電力貯蔵放出の制御信号（ｄ１）に応答して、受電側直流母線７上の直流電力を夜間電力時間帯に貯蔵し、夜間電力時間帯以外の時間帯に放出する制御を行うことができるようになっている。制御装置１７には、第２電力貯蔵放出装置１６から残存電力データ（ｄ２）が入力され、このデータ（ｄ２）に基づいて、上記貯蔵ないし放出を制御することができる。このようにして第２電力貯蔵放出装置１６で貯蔵した夜間電力は、夜間電力時間帯以外の時間帯に放出して直流負荷６で消費することができる。このとき、制御装置１７は、電力量計８からの電力データ（ｈ）や、直流電流検出器１４および直流電圧検出器１５それぞれの出力（ｇ１）（ｇ２）にも応答して第２電力貯蔵放出装置１６での貯蔵制御や貯蔵電力の放出制御を行うことができるようにしてもよい。この場合、第２電力貯蔵放出装置１６からの放出電力は、配電側には放出しない。
【００２１】
制御装置１７においては、内蔵ＣＰＵは上記夜間電力時間帯を制御プログラムに従い図示略の内蔵タイマで監視している。そして、内蔵ＣＰＵは内蔵タイマ出力により夜間電力時間帯であることを検出すれば、第１電力貯蔵放出装置１１に夜間電力を貯蔵させると共に、電力変換器１０により夜間電力を直流電力に変換して第２電力貯蔵放出装置１６に貯蔵させる。この貯蔵は上記制御プログラムにより任意に設定することができるものであり、両電力貯蔵放出装置１１，１６に貯蔵させてもよいし、一方側にだけ貯蔵させてもよい。本発明では特にその貯蔵形態には限定されない。
【００２２】
また、制御装置１７において、内蔵タイマにより夜間電力時間帯以外の時間帯を監視しており、内蔵タイマ出力から夜間電力時間帯以外の時間帯になったことを検出することができると、上記第１、第２電力貯蔵放出装置１１，１６を制御して貯蔵電力を放出させる制御を行う。
【００２３】
以上により本実施の形態にかかる電力システム３では、制御装置１７により、夜間電力時間帯には安価な系統電源１の電力を第１、第２電力貯蔵放出装置１１，１６において貯蔵させると共に、夜間電力時間帯以外の時間帯の電力が第１、第２電力貯蔵放出装置１１，１６に貯蔵されないよう制御し、また、その電力を貯蔵している場合には、その貯蔵している電力を交流負荷４や直流負荷６に放出させることができ、安価な夜間電力を有効に利用した経済的なシステムを提供できる。
【００２４】
この場合、電力貯蔵放出装置１１、１６に蓄電池を用いた場合、上記貯蔵放出制御では、貯蔵放出回数も少なくて済むので、蓄電池の寿命を延ばして使用することができ、安価な夜間電力を長期にわたり貯蔵し放出して経済的に利用することができるようになる。なお、電力変換器１０への電流を検出する、スイッチ９に代えて、電流検出器を設け、この検出電流がゼロとなるように制御装置１７により電力変換器１０を制御することができる。
【００２５】
また、第１、第２電力貯蔵放出装置１１，１６は、共に、電力を貯蔵放出できる要素、例えば各種二次電池、各種キャパシタ等と、電力貯蔵放出制御のための電力変換要素、例えば第１電力貯蔵放出装置１１では例えばインバータ、第２電力貯蔵放出装置１６では例えば双方向性チョッパ等を含む。
【００２６】
図２を参照して本発明の別の実施の形態にかかる電力供給システムを説明する。図２において、図１と対応する部分には同一の符号を付し、その同一の符号にかかる部分の説明は略する。図２において、１は系統電源、２は配電側交流母線、３Ａは実施の形態の電力供給システム、４は電力供給システム３Ａ内の交流母線５に接続された交流負荷、６は電力供給システム３Ａ内の直流母線７に接続された直流負荷である。
【００２７】
この電力供給システム３Ａは、実施の形態１と同様に、電力量計８と、スイッチ９と、電力変換器１０と、第１電力貯蔵放出装置１１と、計器用変圧器１２と、計器用変流器１３と、直流電流検出器１４と、直流電圧検出器１５と、第２電力貯蔵放出装置１６と、制御装置１７と、を含むと共に、加えて、逆潮流積算電力検出器１８と、逆潮流可発電装置１９と、逆潮流不可発電装置２０と、逆潮流積算電力検出器２１と、逆潮流可発電装置２２と、逆潮流不可発電装置２３と、を具備する。電力量計８には、昼間買電積算電力量計、夜間買電積算電力量計、売電積算電力量計等がある。売電積算電力量計は逆潮流できる電力量を積算する。
【００２８】
制御装置１７は、上記各部との間で、制御のための信号入・出力を行うことで、電力供給システム３Ａ全体を制御するようになっている。
【００２９】
実施の形態の電力供給システム３Ａにおいては、第１、第２電力貯蔵放出装置１１，１６において、上記実施の形態と同様に夜間電力時間帯に配電側から供給される夜間電力を貯蔵することができると共に、夜間電力時間帯以外の時間帯に貯蔵した電力を放出することができるようになっており、加えて、夜間電力時間帯以外の時間帯であっても、燃料電池発電装置やガス発電装置等の逆潮流不可発電装置２０，２３の発電電力であってかつ受電側で消費できない電力と、太陽光発電装置や風力発電装置等の逆潮流可発電装置１９，２２の発電電力のうち、系統電圧が高くて逆潮流できないときの電力と、を貯蔵することができるようになっている。
【００３０】
こうした発電装置を受電側交流母線５に接続するか、受電側直流母線７に接続するかは、当該発電装置を構成する要素の１つである電力変換器によるものであり、サイクロコンバータ、マトリクスコンバータに接続された同期発電機、セルビウスに接続された誘導発電機、インバータに接続された太陽電池や燃料電池は受電側交流母線５に接続することができる。なお、セルビウスに接続された誘導発電機を除いて、直流出力の電力変換器に置き換え可能であり、これを用いた発電装置は、受電側直流母線７に接続することができる。
【００３１】
逆潮流不可発電装置２０，２３が発電した積算電力は逆潮流積算電力検出器１８、２１で検出され、その検出データ（ｉ）（ｍ）は制御装置１７に入力される。この検出データ（ｉ）（ｍ）に基づいて制御装置１７は逆潮流可発電装置１９，２２を制御信号（ｊ）（ｎ）により制御し、また、スイッチ９、電力変換器１０を制御することで逆潮流の制御を行う。また、逆潮流不可発電装置２０，２３においても制御装置１７は制御信号（ｋ）（ｐ）により制御することができる。
【００３２】
そして、第１、第２電力貯蔵放出装置１１，１６においては、上記貯蔵した電力を夜間電力時間帯以外の時間帯に放出する。この場合、逆潮流が認められない電力では、電力供給システム３Ａ内にのみ放出する。また第１、第２電力貯蔵放出装置１１，１６においては、逆潮流可発電装置１９，２２の発電電力のうち、系統電圧が高くて逆潮流できないときの電力を貯蔵するが、系統電圧が逆潮流できる電圧になったときは配電側に逆潮流して放出することができるようになっている。この場合の制御装置１７における夜間電力時間帯とそれ以外の時間帯とにおける上記制御は、図１の電力供給システム３と同様にして、内蔵タイマの監視により行うことができる。この放出に際しては、第１、第２電力貯蔵放出装置１１，１６に放出可能な電力が残存している場合、夜間電力時間帯以外に受電側交流母線５に接続される全ての装置の電力を含め、配電側交流母線２から受電しないよう制御する。
【００３３】
以上説明したように本実施の形態では、商用電源１から供給される夜間電力以外に限らず、発電装置１９，２０，２２，２３が発電した電力を電力貯蔵放出装置１１，１６に貯蔵することにより、より、経済的に、電力を利用することができるようになる。
【００３４】
図３を参照して本発明のさらに別の実施の形態にかかる電力供給システムを説明する。図３において図１および図２と対応する部分には同一の符号を付している。図３に示す電力供給システム３Ｂでは、電力会社等が電力貯蔵放出装置１１を設けた例を示す。第１電力貯蔵放出装置１１を系統電源１と配電用交流母線２との分岐点の間の系統電源１側に接続し、計器用変圧器１２、計器用変流器１３を分岐点側に接続している。この場合、制御装置１７は、第１電力貯蔵放出装置１１、計器用変圧器１２、計器用変流器１３と同じところに配置している。なお、図３において、配電用交流母線２から分岐した複数のこの例では２つの受電側交流母線５，５１それぞれに電力量計８，８１、スイッチ９，９１を配置し、交流負荷４，４１を接続している。
【００３５】
なお、制御装置１７は、上記実施例と同様に、少なくとも、上記電力貯蔵放出装置１１に対して、夜間電力時間帯で電力貯蔵したり、夜間電力時間帯以外の時間帯で上記貯蔵した電力を放出したり制御するものである。
【符号の説明】
【００３６】
１  系統電源
２  配電側交流母線
３、３Ａ、３Ｂ  電力供給システム
４  交流負荷、
５  受電側交流母線
６  直流負荷
７  受電側直流母線
８  スイッチ
９  電力量計
１０  電力変換器
１１  第１電力貯蔵放出装置
１２  計器用変圧器
１３  計器用変流器
１４  直流電流検出器
１５  直流電圧検出器
１６  第２電力貯蔵放出装置
１７  制御装置
１９  逆潮流可発電装置
２０  逆潮流不可発電装置
２２  逆潮流可発電装置
２３  逆潮流不可発電装置
【図１】
2011139557.tif 000003
【図２】
2011139557.tif 000004
【図３】
2011139557.tif 000005