(57)【要約】【課題】  制御装置との通信が不通になった電力ルータを、他の電力ルータや電力セルから安全に切り離すことが可能な電力ネットワークシステム等を提供する。【解決手段】  電力ネットワークシステムは、外部の電力系統に非同期に接続する電力ルータを含む電力セルと、電力セルの１または複数を制御する第２の制御装置を備え、第２の制御装置は、自装置と電力ルータとの間の通信の異常を検出すると、その異常が検出された電力ルータと、当該電力ルータに接続される他の電力ルータと、の間の送受電を停止するように制御し、電力ルータに含まれる第１の制御装置は、当該電力ルータと第２の制御装置との通信の異常を検出すると、他の電力ルータに接続されている電力変換レグの送受電を停止するように制御する。【選択図】      図１
2015226365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の電力系統に非同期に接続する電力ルータを含む電力セルを備えた電力ネットワークシステムであって、
前記電力ルータは、
所定の定格電圧に維持される直流母線と、
一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグを制御する第１の制御装置とを備え、
前記電力ネットワークシステムは、
前記電力セルの１または複数を制御する第２の制御装置をさらに備え、
前記第２の制御装置は、
自装置と前記電力ルータとの間の通信の異常を検出すると、その異常が検出された電力ルータと、当該電力ルータに接続される他の電力ルータと、の間の送受電を停止するように制御し、
前記電力ルータに含まれる前記第１の制御装置は、
当該電力ルータと前記第２の制御装置との通信の異常を検出すると、前記他の電力ルータに接続されている前記電力変換レグの送受電を停止するように制御する
電力ネットワークシステム。
【請求項２】
前記第２の制御装置は、
前記制御する電力セルに含まれる前記電力ルータが備える前記電力変換レグのそれぞれの接続相手を記した接続相手情報を備え、
前記接続相手情報に基づいて、前記通信の異常を検出した電力ルータに接続される、前記他の電力ルータにおける前記電力変換レグを特定すると共に、その電力変換レグに関する前記接続相手情報を削除する
請求項１記載の電力ネットワークシステム。
【請求項３】
前記電力ルータが備える前記第１の制御装置は、
当該電力ルータと前記第２の制御装置との通信の異常を検出すると、当該電力ルータが備える前記電力変換レグのうち、前記第２の制御装置から指定された大きさの電力を接続相手に送電または接続相手から受電しており、かつ接続相手が前記他の電力ルータである前記電力変換レグが、当該他の電力ルータとの間で送受電する電力が所定の電力以下であるか否かを判定し、所定の電力以下であれば当該電力変換レグを停止するように制御する
請求項１または請求項２記載の電力ネットワークシステム。
【請求項４】
前記電力ルータが備える前記第１の制御装置は、
当該電力ルータと前記第２の制御装置との通信の異常を検出すると、当該電力ルータが備える前記電力変換レグのうち、前記第２の制御装置から指定された振幅および周波数の電圧を作り出して接続相手との間で送受電しており、かつ接続相手が前記他の電力ルータである前記電力変換レグが、当該他の電力ルータとの間で送受電する電力が所定の電力以下であるか否かを判定し、所定の電力以下であれば当該電力変換レグを停止するように制御する
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の電力ネットワークシステム。
【請求項５】
前記電力ルータが備える前記第１の制御装置は、
当該電力ルータと前記第２の制御装置との通信の異常を検出すると、当該電力ルータが備える前記電力変換レグのうち、前記直流母線を前記所定の定格電圧に維持するマスターモードで送受電し、かつ接続相手が前記他の電力ルータである前記電力変換レグ以外の前記電力変換レグを、前記マスターモードで送受電するように制御すると共に、前記接続相手が前記他の電力ルータである前記電力変換レグを停止する
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の電力ネットワークシステム。
【請求項６】
前記電力ルータが備える前記第１の制御装置は、
前記第２の制御装置が制御する電力セルに含まれる前記電力ルータが備える前記電力変換レグのそれぞれの接続相手を記した接続相手情報を取得し、当該接続相手情報に基づいて、当該電力ルータが備える前記電力変換レグの接続相手が前記他の電力ルータであるか否かを判定する
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の電力ネットワークシステム。
【請求項７】
外部の電力系統に非同期に接続する電力ルータを含む電力セルを備えた電力ネットワークシステムにおける電力制御方法であって、
前記電力ルータは、
所定の定格電圧に維持される直流母線と、
一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグを制御する第１の制御装置とを備え、
前記電力ネットワークシステムは、
前記電力セルの１または複数を制御する第２の制御装置をさらに備え、
前記第２の制御装置は、
自装置と前記電力ルータとの間の通信の異常を検出すると、その異常が検出された電力ルータと、当該電力ルータに接続される他の電力ルータと、の間の送受電を停止するように制御し、
前記電力ルータに含まれる前記第１の制御装置は、
当該電力ルータと前記第２の制御装置との通信の異常を検出すると、前記他の電力ルータに接続されている前記電力変換レグの送受電を停止するように制御する
電力制御方法。
【請求項８】
電力セルを外部の電力系統に非同期に接続する電力ルータであって、
所定の定格電圧に維持される直流母線と、
一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグを制御する第１の制御装置とを備え、
前記電力セルの１または複数を制御する第２の制御装置との通信の異常を検出すると、前記他の電力ルータに接続されている前記電力変換レグの送受電を停止するように制御する
電力ルータ。
【請求項９】
所定の定格電圧に維持される直流母線と、一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグと、前記複数の電力変換レグを制御する第１の制御装置とを備えた電力ルータを有する電力セルの１または複数を制御する制御装置であって、
自装置と前記電力ルータとの間の通信の異常を検出すると、その異常が検出された電力ルータと当該電力ルータに接続される他の電力ルータとの間の送受電を停止するように制御する
制御装置。
【請求項１０】
所定の定格電圧に維持される直流母線と、
一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグを制御する第１の制御装置とを備え、電力セルを外部の電力系統に非同期に接続する電力ルータに、
前記電力セルの１または複数を制御する第２の制御装置との通信の異常を検出すると、前記他の電力ルータに接続されている前記電力変換レグの送受電を停止するように制御する処理を
実行させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ネットワークシステム、電力制御方法、電力ルータ、制御装置および制御プログラムに関し、特に、複数の電力セルを管理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給システムを構築するにあたって、電力送電網をさらに安定的に拡張していくことはもちろん、大量の自然エネルギーを導入できるシステムを構築することも重要な課題となっている。そこで、新たな電力網として、特許文献１および非特許文献１に開示されるように、デジタルグリッド（登録商標）と呼ばれる電力ネットワークシステムが提案されている。デジタルグリッドとは、電力網を小規模なセルに細分化し、それらセルを非同期に相互接続した電力ネットワークシステムである。細分化された電力セルは、小さなものとしては一つの家やビル、商業施設を含む規模であり、大きなものとしては県や市町村を含む規模である。電力セルは、その中に負荷を有することはもちろん、発電設備や電力貯蔵設備を有する場合もある。発電設備としては、太陽光発電や風力発電、地熱発電などの自然エネルギーを利用する発電設備が例として挙げられる。
【０００３】
各電力セルの内部で自由に発電し、さらに、電力セル間でスムースに電力を融通し合うようにするため、電力セル同士は非同期で接続されている。すなわち、複数の電力セルが相互に接続されているとしても、それぞれの電力セルで使用される電力の電圧、位相および周波数は、他の電力セルとは非同期である。図２８は、電力ネットワークシステム１０の例を示す図である。図２８において、基幹系統１１は大規模発電所１２からの基幹電力を送電する。そして、複数の電力セル２１−２４が配置されている。電力セル２１−２４は、家３１またはビル３２などの負荷、発電設備３３、３４、または電力貯蔵設備３５を有している。発電設備として、太陽光発電パネル３３や風力発電機３４などが例として挙げられる。電力貯蔵設備とは、蓄電池３５等である。本明細書では、発電設備と電力貯蔵設備とを総称して、「分散型電源」ということがある。
【０００４】
さらに、電力セル２１−２４は、他の電力セルまたは基幹系統１１と接続されるための接続口（接続ポート）となる電力ルータ４１−４４を備える。電力ルータ４１−４４は、複数のレグ（ＬＥＧ）を有する。図２８では、レグの符号は省略され、電力ルータ４１−４４に付属する白丸が、各レグの接続端子を示す。ここで、レグは、接続端子と電力変換部とを有しており、各レグにはアドレスが付されている。なお、レグによる電力変換とは、交流から直流へまたは直流から交流への変換、または、電力の電圧、周波数、位相を変化させることをいう。
【０００５】
電力ルータ４１−４４は、通信網５１によって管理サーバ５０に繋がっており、管理サーバ５０によって統合的に運用制御される。例えば、管理サーバ５０は、電力ルータ４１−４４に対し、各レグに付されたアドレスを用いてレグごとに電力の送電または受電を指示する。これにより、電力ルータ４１−４４を介し、電力セル間での電力融通が行われる。
【０００６】
電力セル間での電力融通が実現することにより、例えば、一つの発電設備３３、３４や一つの電力貯蔵設備３５を複数の電力セルで共有することができるようになる。電力セル間で互いに余剰電力を融通し合うようになれば、設備コストを大幅に削減しながらも電力需給バランスを安定的に保つことができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４７８３４５３号公報
【特許文献２】国際公開第ＷＯ２０１４／０２０９５１号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】デジタルグリッドコンソーシアム、［平成２６年５月１３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｉｇｉｔａｌｇｒｉｄ．ｏｒｇ／＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、管理サーバ５０と、その配下の電力ルータ４１−４４は、通信網５１を介して互いに通信する。その通信が障害などによって不通になった場合、管理サーバ５０は電力ルータ４１−４４のうち１または複数を制御・監視できなくなる。電力ルータを制御も監視もせずに放置することは、重大な事故を引き起こす恐れがある。したがって、通信できなくなった電力ルータを、他の電力ルータや電力セルから安全に切り離すことが望ましい。この安全な切り離しは、通信できなくなった電力ルータのレグのうち、他の電力ルータや電力セルに接続されているレグを停止させることで達成される。
【００１０】
しかしながら、管理サーバ５０は、通信できなくなった電力ルータのレグを、通信網５１を介して直接的に停止させることはできない。なぜなら、その電力ルータとの通信が途絶しているからである。また、通信できなくなった電力ルータが自己判断によりレグを停止する方法が考えられるが、その方法は採用されるべきでない。その理由は、通信できなくなった電力ルータからの送電に依存する他の電力ルータや電力セルが存在する可能性があり、その依存関係を考慮せずにレグを停止してしまうと連鎖停電が引き起こされる恐れがあるからである。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、制御装置（管理サーバ）との通信が不通になった電力ルータを、他の電力ルータや電力セルから安全に切り離すことが可能な電力ネットワークシステム、電力ルータ、制御装置及び制御プログラムを提供することを主要な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の電力ネットワークシステムは、外部の電力系統に非同期に接続する電力ルータを含む電力セルを備え、前記電力ルータは、所定の定格電圧に維持される直流母線と、一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグと、前記複数の電力変換レグを制御する第１の制御装置とを備え、前記電力ネットワークシステムは、前記電力セルの１または複数を制御する第２の制御装置をさらに備え、前記第２の制御装置は、自装置と前記電力ルータとの間の通信の異常を検出すると、その異常が検出された電力ルータと、当該電力ルータに接続される他の電力ルータと、の間の送受電を停止するように制御し、前記電力ルータに含まれる前記第１の制御装置は、当該電力ルータと前記第２の制御装置との通信の異常を検出すると、前記他の電力ルータに接続されている前記電力変換レグの送受電を停止するように制御する。
【００１３】
本発明の第１の電力制御方法は、外部の電力系統に非同期に接続する電力ルータを含む電力セルを備えた電力ネットワークシステムにおける電力制御方法であって、前記電力ルータは、所定の定格電圧に維持される直流母線と、一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグと、前記複数の電力変換レグを制御する第１の制御装置とを備え、前記電力ネットワークシステムは、前記電力セルの１または複数を制御する第２の制御装置をさらに備え、前記第２の制御装置は、自装置と前記電力ルータとの間の通信の異常を検出すると、その異常が検出された電力ルータと、当該電力ルータに接続される他の電力ルータと、の間の送受電を停止するように制御し、前記電力ルータに含まれる前記第１の制御装置は、当該電力ルータと前記第２の制御装置との通信の異常を検出すると、前記他の電力ルータに接続されている前記電力変換レグの送受電を停止するように制御する。
【００１４】
本発明の第１の電力ルータは、電力セルを外部の電力系統に非同期に接続する電力ルータであって、所定の定格電圧に維持される直流母線と、一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグと、前記複数の電力変換レグを制御する第１の制御装置とを備え、前記電力セルの１または複数を制御する第２の制御装置との通信の異常を検出すると、前記他の電力ルータに接続されている前記電力変換レグの送受電を停止するように制御する。
【００１５】
本発明の第１の制御装置は、所定の定格電圧に維持される直流母線と、一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグと、前記複数の電力変換レグを制御する第１の制御装置とを備えた電力ルータを有する電力セルの１または複数を制御する制御装置であって、自装置と前記電力ルータとの間の通信の異常を検出すると、その異常が検出された電力ルータと、当該電力ルータに接続される他の電力ルータと、の間の送受電を停止するように制御する。
【００１６】
なお同目的は、上記の各構成を有する制御装置または電力ルータを、コンピュータによって実現するコンピュータ・プログラム、およびそのコンピュータ・プログラムが格納されている、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体によっても達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明によれば、制御装置（管理サーバ）との通信が不通になった電力ルータを、他の電力ルータや電力セルから安全に切り離すことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる電力ルータの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる電力ルータの内部構成を示すブロック図である。
【図３】電力ルータを基幹系統、負荷および各種分散型電源に接続した一例を示す図である。
【図４】電力ルータ同士の接続において、可能な組み合わせの例を示す図である。
【図５】電力ルータ同士の接続において、可能な組み合わせの例を示す図である。
【図６】電力ルータ同士の接続において、禁止される組み合わせの例を示す図である。
【図７】電力ルータ同士の接続において、禁止される組み合わせの例を示す図である。
【図８】電力ルータ同士の接続において、禁止される組み合わせの例を示す図である。
【図９】電力ルータ同士の接続において、禁止される組み合わせの例を示す図である。
【図１０】ＡＣスルーレグを考慮にいれた場合に、電力ルータ同士の接続において可能な組み合わせの例を示す図である。
【図１１】ＡＣスルーレグを考慮にいれた場合に、電力ルータ同士の接続において可能な組み合わせの例を示す図である。
【図１２】ＡＣスルーレグを考慮にいれた場合に、電力ルータ同士の接続において可能な組み合わせの例を示す図である。
【図１３】ＡＣスルーレグを考慮にいれた場合に、電力ルータ同士の接続において可能な組み合わせの例を示す図である。
【図１４】ＡＣスルーレグを利用した接続例を示す図である。
【図１５】電力ルータ同士の接続において、組み合わせのパターンをまとめた図である。
【図１６】４つの電力ルータを相互に接続した場合の一例を挙げる。
【図１７】複数の電力ルータをバス接続した形態の一例を示す図である。
【図１８】電力ルータ間に基幹系統が介在した接続形態の一例を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態１にかかる電力ネットワークシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態１にかかる管理サーバの動作を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の実施の形態１にかかる電力ルータの制御部の動作を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の実施の形態１にかかる電力ネットワークシステムにおける正常時の状態の例を示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態１にかかる電力ネットワークシステムにおける管理サーバによる処理後の状態の例を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態１にかかる電力ネットワークシステムにおける電力ルータの制御部による処理後の状態の例を示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態１にかかるトポロジ情報テーブルの例を示す図である。
【図２６】本発明の実施の形態１にかかるトポロジ情報テーブルにおいてレコードが削除された例を示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態１にかかる接続相手テーブルの例を示す図である。
【図２８】電力ネットワークシステムのシステム概要を説明するための図である。
【図２９】本発明の第２の実施の形態にかかる電力ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図３０】本発明の各実施形態に係る管理サーバのハードウェア構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
第１の実施形態
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。尚、以下における「接続相手」は、レグの接続先を指す。
【００２１】
まず、本発明の第１の実施の形態係る電力ルータの構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態係る電力ルータ１００の概略構成を示す図である。また、図２は、電力ルータ１００の内部構成をやや詳しく示す図である。電力ルータ１００は、概略、直流母線１０１と、複数のレグ１１０−１６０と、制御部１９０と、を備える。
【００２２】
直流母線１０１には、複数のレグ１１０−１６０が並列に接続されている。直流母線１０１は、直流電力を流す線であり、直流母線１０１の電圧が所定の一定を保つようにコントロールされる。直流母線１０１の電圧がどのように一定に保たれるかは、後述される。
【００２３】
電力ルータ１００は、レグ１１０−１６０を介して外部に繋がる。このとき、電力ルータ１００は、外部とやり取りする電力を一旦総て直流に変換して直流母線１０１にのせる。このように一旦直流を介することにより、周波数や電圧、位相の違いが無関係になるので、電力セル同士を非同期で接続することができるようになる。ここでは、直流母線１０１は、図２に示すように、平滑コンデンサ１０２を有する並列型であるとする。直流母線１０１には電圧センサ１０３が接続されており、この電圧センサ１０３によって検出された直流母線１０１の電圧値は、制御部１９０に送られる。また、制御部１９０は、通信バス１０４を介してレグ１１０−１６０の動作状態（外部への送電動作、外部への受電動作など）を制御することにより、直流母線１０１の電圧を所定の一定値に維持する。
【００２４】
次に、レグ１１０−１６０について説明する。複数のレグ１１０−１６０が直流母線に対して並列に設けられている。図１では、６つのレグ１１０−１６０が示される。６つのレグ１１０−１６０を、図１に示すように、第１レグ１１０、第２レグ１２０・・・第６レグ１６０とする。なお、図１では、第１レグ１１０はレグ１と示され、第２レグ１２０はレグ２と示される。また、図２においては、第３レグ１３０と第４レグ１４０と第６レグ１６０は、省略される。
【００２５】
第１レグ１１０から第５レグ１５０は同じ構成であるのに対し、第６レグ１６０は、電力変換部を有していないという点において、第１から第５レグ１１０−１５０と異なる。まず、第１レグ１１０から第５レグ１５０の構成について説明する。第１レグ１１０から第５レグ１５０は同じ構成であるので、代表して第１レグ１１０の構成を説明する。第１レグ１１０は、電力変換部１１１と、電流センサ１１２と、開閉器１１３と、電圧センサ１１４と、接続端子１１５と、を備えている。電力変換部１１１は、交流電力を直流電力に、あるいは、直流電力を交流電力に変換する。直流母線１０１には直流電力が流れているので、電力変換部１１１は、直流母線１０１を流れる直流電力を、定められた周波数および電圧の交流電力に変換して、その交流電力を接続端子１１５から外部に流す。あるいは、電力変換部１１１は、接続端子１１５から流入する交流電力を直流電力に変換して、その直流電力を直流母線１０１に流す。
【００２６】
電力変換部１１１は、インバータ回路の構成を有する。具体的には、図２に示すように、電力変換部１１１は、トランジスタＱ１〜Ｑ６及びダイオードＤ１〜Ｄ６を有する。トランジスタＱ１〜Ｑ３の一端は、高電位側電源線に接続される。トランジスタＱ１〜Ｑ３の他端は、それぞれトランジスタＱ４〜Ｑ６の一端と接続される。トランジスタＱ４〜Ｑ６の他端は、低電位側電源線に接続される。トランジスタＱ１〜Ｑ６の高電位側端子には、それぞれダイオードＤ１〜Ｄ６のカソードが接続される。トランジスタＱ１〜Ｑ６の低電位側端子には、それぞれダイオードＤ１〜Ｄ６のアノードが接続される。
【００２７】
トランジスタＱ１とトランジスタＱ４との間のノード、トランジスタＱ２とトランジスタＱ５との間のノード、トランジスタＱ３とトランジスタＱ６との間のノードのそれぞれからは、たとえばトランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフのタイミングを適宜制御することで、３相交流の各相が出力される。
【００２８】
以上のように、電力変換部１１１は、トランジスタとダイオードとで構成される６つの逆並列回路を３相ブリッジ接続した構成を有している。トランジスタＱ１とトランジスタＱ４との間のノード、トランジスタＱ２とトランジスタＱ５との間のノード、トランジスタＱ３とトランジスタＱ６との間のノードから引き出され、これらのノードと接続端子とを結ぶ配線を支線ＢＬと称する。三相交流であるので、一のレグは三つの支線ＢＬを有する。
【００２９】
ここでは、三相交流を使用しているので三相インバータ回路としたが、場合によっては単相インバータ回路としてもよい。また、トランジスタＱ１〜Ｑ６は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの、各種の能動式電力変換素子を用いることができる。
【００３０】
電力の向きや交流電力の周波数等は、制御部１９０によって制御される。すなわち、トランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッチングは、制御部１９０によって制御される。制御部１９０による運転制御は、後述される。
【００３１】
電力変換部１１１と接続端子１１５との間に、開閉器１１３が配設される。この開閉器１１３の開閉によって、支線ＢＬが開閉され、すなわち、外部と直流母線１０１とが遮断されたり、接続されたりする。また、支線ＢＬの電圧は、電圧センサ１１４によって検出され、支線ＢＬを流れる電流の電流値は、電流センサ１１２によって検出される。開閉器１１３の開閉動作は、制御部１９０によって制御され、電圧センサ１１４および電流センサ１１２による検出値は、制御部１９０に出力される。
【００３２】
上記説明では、電力変換部はインバータ回路の構成を有し、レグの接続相手は交流を使用すると仮定した。しかしながら、レグの接続相手が直流を使用する（蓄電池３５のような）接続相手である場合もある。例えば、図１における第３レグ１３０は、蓄電池３５に接続される。この場合の電力変換は、ＤＣ−ＤＣ変換である。したがって、電力変換部にインバータ回路とコンバータ回路とが並列に設けられると共に、接続相手が交流を使用するか直流を使用するかに応じて、インバータ回路とコンバータ回路とが使い分けられるようにしてもよい。あるいは、電力変換部がＤＣ−ＤＣ変換部であるＤＣ−ＤＣ変換専用のレグが設けられてもよい。すべてのレグのなかにインバータ回路とコンバータ回路とが並列に設けられた電力ルータより、ＡＣ−ＤＣ変換専用のレグとＤＣ−ＤＣ変換専用のレグとを併せ持つ電力ルータの方が、サイズやコスト面で有利である。
【００３３】
第１レグ１１０から第５レグ１５０の構成は以上の通りである。
【００３４】
次に、第６レグ１６０について説明する。第６レグ１６０は、電力変換部を持たない、すなわち、第６レグ１６０の接続端子１６５は、直流母線１０１に繋がっていない。第６レグ１６０は、第５レグ１５０の支線ＢＬに接続されている。第６レグ１６０の内部配線も、「支線ＢＬ」と称する。第６レグ１６０の支線ＢＬは、第５レグ１５０に対し、第５レグ１５０の接続端子１５５と開閉器１５３との間に接続されている。
【００３５】
第６レグ１６０は、開閉器１６３と、電圧センサ１６４と、電流センサ１６２と、接続端子１６５と、を備える。第６レグ１６０の支線ＢＬは、開閉器１６３を介して、第５レグ１５０の支線ＢＬに繋がっている。すなわち、第６レグ１６０の接続端子１６５は、第５レグ１５０の接続端子１５５に接続されている。第６レグ１６０の接続端子１６５と第５レグ１５０の接続端子１５５との間には開閉器１６３が設けられるのみで、第６レグ１６０は、電力変換部を持たない。したがって、第６レグ１６０の接続端子１６５と第５レグ１５０の接続端子１５５との間では、何等の変換も受けずに電力が導通される。そこで、第６レグ１６０のように、電力変換部を持たないレグを、「ＡＣスルーレグ」と称することがある。
【００３６】
電流センサ１６２および電圧センサ１６４は、支線ＢＬの電流値および電圧値を検出すると共に、それらを制御部１９０に出力する。開閉器１６３の開閉動作は、制御部１９０により制御される。
【００３７】
（レグの運転モードについて）
第１レグ１１０から第５レグ１５０は、電力変換部１１１乃至１５１を有しており、上述のように、電力変換部内のトランジスタＱ１〜Ｑ６は、制御部１９０によってそのスイッチング動作を制御される。ここで、電力ルータ１００は、電力ネットワークシステム１０のノードにあって、基幹系統１１、負荷３０、分散型電源および電力セルなどを互いに結びつける重要な役割を持つ。このとき、各レグ１１０乃至１６０の接続端子１１５乃至１６５は、それぞれ基幹系統１１、負荷３０、蓄電池３５などの分散型電源、他の電力セルに含まれる電力ルータに、接続される。接続相手によって各レグ１１０乃至１６０の役割は異なるので、各レグ１１０乃至１６０が役割に応じた適切な運転を行わなければ、電力ルータは成り立たない。そこで、本実施形態では、レグの構造自体は同じであるが、接続相手によってレグの運転の仕方を変えることを説明する。
【００３８】
レグの運転の仕方を、「運転モード」と称する。本実施形態では、レグの運転モードとして３種類が用意され、接続相手に応じてモードが切り換えられる。レグの運転モードとしては、マスターモードと、自立モードと、指定電力送受電モードと、がある。以下、順番に説明する。
【００３９】
（マスターモード）
マスターモードとは、レグが、系統など安定した電力供給源に接続される場合の運転モードであり、直流母線１０１の電圧を維持するための運転モードである。図１は、第１レグ１１０の接続端子１１５が基幹系統１１に接続される例を示す。図１に示す場合、第１レグ１１０は、マスターモードとして運転するように制御され、直流母線１０１の電圧を維持する役目を担う。直流母線１０１には他の多くのレグ１２０乃至１５０が接続されており、レグ１２０乃至１５０から直流母線１０１に電力が流入することもあれば、直流母線１０１からレグ１２０乃至１５０に電力が流出することもある。マスターモードとなるレグ１１０は、直流母線１０１からレグ１２０乃至１５０に電力が流出することにより直流母線１０１の電圧が定格から下がった場合に、その流出により不足した電力分を、接続相手（ここでは基幹系統１１）から補てんする。または、直流母線１０１にレグ１２０乃至１５０から電力が流入することにより直流母線１０１の電圧が定格から上がった場合、その流入により過剰になった電力分を、接続相手（ここでは基幹系統１１）に逃がす。このような動作により、マスターモードとなるレグ１１０は、直流母線１０１の電圧を維持する。
【００４０】
したがって、一の電力ルータにおいて、少なくとも一つのレグはマスターモードとして運転されなければならない。そうでなければ、直流母線１０１の電圧は、一定に維持されないからである。逆に、一の電力ルータにおいて二つ以上のレグがマスターモードで運転されてもよいが、やはり、マスターモードのレグは一つの電力ルータには一つであった方がよい。また、マスターモードとなるレグは、基幹系統の他、例えば、自励式インバータを搭載する分散型電源（蓄電池も含む）に接続されてもよい。ただし、他励式インバータを搭載する分散型電源と、マスターモードとなるレグとは、接続できない。
【００４１】
以下の説明において、マスターモードで運転されるレグを、「マスターレグ」と称することがある。
【００４２】
マスターレグの制御について説明する。マスターレグは、起動される際に次のように制御される。まず、制御部１９０は、開閉器１１３を開（遮断）状態にする。この状態で、接続端子１１５は接続相手に繋がれる。ここでは、接続相手は基幹系統１１である。電圧センサ１１４は、接続先の系統の電圧を測定し、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ−Ｌｏｏｐ）などを用いることにより系統の電圧の振幅、周波数および位相を求め、検出値を制御部１９０に出力する。その後、求められた振幅、周波数および位相の電圧が電力変換部１１１から出力されるように、制御部１９０は、電力変換部１１１の交流出力を調整する。すなわち、制御部１９０は、トランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフパターンを決定する。制御部１９０は、上記電力変換部１１１の出力を監視し、その出力が安定したことを検出すると、開閉器１１３を投入することにより、電力変換部１１１と基幹系統１１とを接続する。この時点では、電力変換部１１１の出力と基幹系統１１の電圧とが同期しているので、電流は流れない。
【００４３】
次に、マスターレグを運用する際の制御について説明する。電圧センサ１０３は、直流母線１０１の電圧を測定する。直流母線１０１の電圧が所定の定格母線電圧を上回っていたら、制御部１０９は、マスターレグ１１０から系統に向けて送電が行われるように、電力変換部１１１を制御する。すなわち、制御部１０９は、電力変換部１１１から出る電圧の振幅および位相の少なくともいずれか一方を調整することにより、マスターレグ１１０を介して直流母線１０１から基幹系統１１に向けて送電が行われるように制御する。なお、直流母線１０１の定格電圧は、予め設定によって定められている。
【００４４】
一方、直流母線１０１の電圧が所定の定格母線電圧より下回っていたら、制御部１０９は、このマスターレグ１１０が基幹系統１１から受電できるように、電力変換部１１１を制御する。すなわち、制御部１０９は、電力変換部１１１から出る電圧の振幅および位相の少なくともいずれか一方を調整することにより、マスターレグ１１０を介して基幹系統１１から直流母線１０１に送電が行われるように制御する。このようなマスターレグの運転が行われることにより、直流母線１０１の電圧が予め定められた定格を維持できる。
【００４５】
（自立モード）
自立モードとは、管理サーバ５０から指定された振幅・周波数の電圧を自ら作り出すと共に、その電圧を接続相手との間で送受電する運転モードである。例えば、負荷３０など電力を消費する接続相手に向けて電力を供給する運転モードである。あるいは、接続相手から送電される電力をそのまま受け取る運転モードである。図１には、第２レグ１２０の接続端子１２５が負荷３０に接続されている例を示す。図１に示す例では、第２レグ１２０は、自立モードとして運転するように制御されると共に、負荷３０に電力を供給する。また、第４レグ１４０や第５レグ１５０のように、レグが他の電力ルータと接続される場合に、他の電力ルータから要求される電力分を送電するモードとして、これら第４レグ１４０や第５レグ１５０を自立モードで運転する場合もある。または、第４レグ１４０や第５レグ１５０のように、レグが他の電力ルータと接続される場合に、他の電力ルータから送電されてくる電力を受電するモードとして、これら第４レグ１４０や第５レグ１５０を自立モードで運転する場合もある。また、図示していないが、負荷３０に代えて、第２レグが発電設備に接続される場合も、第２レグを自立モードで運転することもできる。ただし、この場合、発電設備に他励式インバータを搭載させる。電力ルータ同士を接続する場合の運転モードについては、後述する。
【００４６】
自立モードで運転されるレグを、「自立レグ」と称する。一つの電力ルータにおいて、自立レグは複数あってもよい。
【００４７】
自立レグの運転制御について説明する。まず、制御部１９０は、開閉器１２３を開（遮断）にする。この状態で、接続端子１２５は負荷３０に接続される。管理サーバ５０から電力ルータ１００に対し、負荷３０に供給すべき電力（電圧）の振幅および周波数が指示される。そこで、制御部１９０は、指示された振幅および周波数の電力（電圧）が電力変換部１２１から負荷３０に向けて出力されるように制御する。すなわち、制御部１９０は、トランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフパターンを決定する。この出力が安定するようになったら、制御部１９０は、開閉器１２３を投入することにより、電力変換部１２１と負荷３０とを接続する。その後、負荷３０で電力が消費されると、その分の電力が自立レグ１２０から負荷３０に流れ出す。
【００４８】
（指定電力送受電モード）
指定電力送受電モードとは、指定によって定められた分の電力をやり取りするための運転モードである。すなわち、接続相手に指定電力を送電する場合と、接続相手から指定電力を受電する場合と、がある。図１では、第４レグ１４０および第５レグ１５０は、他の電力ルータと接続されている。このような場合、指定電力送受電モードで運転するレグは、決まった分の電力を一方から他方へ融通する。また、第３レグ１３０は、蓄電池３５に接続されている。このような場合、指定電力送受電モードで運転するレグは、決まった分の電力を蓄電池３５に向けて送電すると共に、蓄電池３５を充電する。また、自励式インバータを搭載する分散型電源（蓄電池も含む）と、指定電力送受電レグとが接続されてもよい。ただし、他励式インバータを搭載する分散型電源と、指定電力送受電レグとは、接続できない。
【００４９】
指定電力送受電モードで運転されるレグを、「指定電力送受電レグ」と称する。一つの電力ルータにおいて、指定電力送受電レグは複数あってもよい。
【００５０】
指定電力送受電レグの制御について説明する。起動される際の制御については、マスターレグと基本的に同じであるので、その説明を省略する。
【００５１】
指定電力送受電レグを運用する際の制御について説明する。説明には、図１において第５レグ１５０に付された符号が使用される。電圧センサ１５４は、接続相手の系統の電圧を測定し、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ−Ｌｏｏｐ）などを用いて接続相手の電圧の周波数・位相を求める。管理サーバ５０から指定された有効電力値および無効電力値と、接続相手の電圧の周波数および位相と、に基づいて、制御部１９０は、電力変換部１５１が入出力する電流の目標値を求める。電流センサ１５２は、電流の現在値を測定する。目標値と現在値との差分に相当する電流が追加で出力されるように、制御部１９０は、電力変換部１５１を調整する。すなわち、制御部１９０は、電力変換部１５１から出る電圧の振幅および位相の少なくともいずれか一方を調整することにより、指定電力送受電レグと接続相手との間で所望の電力が流れるように制御する。
【００５２】
以上のように、同じ構成である第１レグから第５レグは、運転制御の仕方によって３パターンの役割を果たすことができる。
【００５３】
（接続制約）
運転モードの違いによってレグの働きが違ってくるので、接続相手の選択と運転モードの選択との間には自ずと制約が発生する。すなわち、接続相手が決まれば選択できる運転モードが決められ、逆に、運転モードが決まれば選択できる接続相手が決められる。また、接続相手が変われば、それに合わせてレグの運転モードを変更する必要が生じる。以下に、可能な接続組み合わせのパターンを説明する。
【００５４】
以後の説明にあたって、図中の表記を図３のように簡略化する。すなわち、マスターレグを”Ｍ”で表す。自立レグを”Ｓ”で表す。指定電力送受電レグを”Ｄ”で表す。ＡＣスルーレグを”ＡＣ”で表す。また、必要に応じてレグの肩に「＃１」のように番号を付すことにより、レグを区別することがある。また、図３以降では、図面ごとに系統立てた符号を付すが、必ずしも図面を跨がって同じ要素に同じ符号が付されているわけではない。例えば、図３の符号２００と図４の符号２００とは、全く同じものを指しているわけではない。
【００５５】
図３に示した接続組み合わせは、いずれも可能な接続である。第１レグ２１０は、マスターレグとして基幹系統１１に接続されている。これは既に説明した通りである。第２レグ２２０は、自立レグとして負荷３０に接続されている。これも既に説明した通りである。第３レグ２３０および第４レグ２４０は、指定電力送受電レグとして蓄電池３５に接続されている。これも既に説明した通りである。
【００５６】
第５レグ２５０は、ＡＣスルーレグである。ＡＣスルーレグ２５０は、他の電力ルータ３００が有する指定電力送受電レグと繋がる。また、ＡＣスルーレグ２５０は、第４レグ２４０の接続端子２４５を介して蓄電池３５に繋がっている。ＡＣスルーレグ２５０は、電力変換部を持たないので、この接続関係は、他の電力ルータ３００の指定電力送受電レグが蓄電池３５に直接に繋がっていることと等価になる。
【００５７】
第６レグ２６０は、指定電力送受電レグとして基幹系統１１に繋がっている。電力ルータ２００は、第６レグ２６０を介して基幹系統１１から決まった電力を受電するとすれば、このような接続は許容される。なお、第１レグ２１０がマスターレグとなっているので、第６レグ２６０による受電電力が直流母線２０１の定格維持に足りなければ、マスターレグ２１０は、基幹系統１１から必要な電力を受電する。逆に、第６レグ２６０による受電電力が直流母線２０１の定格維持に必要な量を超過してしまった場合、マスターレグ２１０は、過剰な電力を基幹系統１１に逃がす。
【００５８】
次に、電力ルータ同士を接続する場合を説明する。電力ルータ同士を接続するということは、一の電力ルータのレグと他の電力ルータのレグとを接続するということである。レグ同士を接続する場合、組み合わせられる運転モードには制約がある。
【００５９】
図４および図５に示す接続の組み合わせは、いずれも可能な組み合わせの例である。図４においては、第１電力ルータ１００のマスターレグ１１０と第２電力ルータ２００の自立レグ２１０とが接続されている。詳しく説明しないが、第２電力ルータ２００のマスターレグ２２０は、基幹系統１１に繋がり、これにより第２電力ルータ２００の直流母線２０１の電圧が定格に維持される。
【００６０】
図４において、第１電力ルータ１００から負荷３０に対して電力供給を行うと、直流母線１０１の電圧が下がる。マスターレグ１１０は、直流母線１０１の電圧を維持するように接続相手から電力を調達する。すなわち、マスターレグ１１０は、足りない分の電力を第２電力ルータ２００の自立レグ２１０から引き込む。第２電力ルータ２００の自立レグ２１０は、接続相手（ここではマスターレグ１１０）から要求される分の電力を送出する。第２電力ルータ２００の直流母線２０１では、自立レグ２１０から電力を送出した分だけ電圧が下がるが、これはマスターレグ２２０によって基幹系統１１から補てんされる。このようにして、第１電力ルータ１００は、必要な分の電力を、第２電力ルータ２００から融通してもらえる。
【００６１】
このように、第１電力ルータ１００のマスターレグ１１０と第２電力ルータ２００の自立レグ２１０とを接続したとしても、マスターレグ１１０と自立レグ２１０とで役割が整合しているので、どちらの動作にも不都合は生じない。したがって、図４のように、マスターレグと自立レグとを接続してもよいことがわかる。
【００６２】
図５においては、第３電力ルータ３００の指定電力送受電レグ３１０と、第４電力ルータ４００の自立レグ４１０とが、接続されている。詳しく説明しないが、第３電力ルータ３００のマスターレグ３２０と、第４電力ルータ４００のマスターレグ４２０とは、それぞれ基幹系統１１に繋がっており、これにより、第３電力ルータ３００および第４電力ルータ４００のそれぞれの直流母線３０１、４０１は、定格の電圧を維持する。
【００６３】
ここで、管理サーバ５０からの指示によって、第３電力ルータ３００の指定電力送受電レグ３１０は、指定の電力を受電するように指示されていると仮定する。指定電力送受電レグ３１０は、第４電力ルータ４００の自立レグ４１０から、指定の電力を引き込む。第４電力ルータ４００の自立レグ４１０は、接続相手（ここでは指定電力送受電レグ３１０）から要求される分の電力を送出する。第４電力ルータ４００の直流母線４０１では、自立レグ４１０から送出した電力分だけ電圧が下がるが、これはマスターレグ４２０によって基幹系統１１から補てんされる。
【００６４】
このように、第３電力ルータ３００の指定電力送受電レグ３１０と、第４電力ルータ４００の自立レグ４１０とを接続したとしても、指定電力送受電レグ３１０と自立レグ４１０とで役割が整合するので、どちらの動作にも不都合は生じない。したがって、図５のように指定電力送受電レグと自立レグとを接続してもよいことがわかる。
【００６５】
なお、第３電力ルータ３００が第４電力ルータ４００から電力を融通してもらう場合を例に説明したが、逆に、第３電力ルータ３００から第４電力ルータ４００に向けて電力を融通する場合でも、同じように不都合が無い。
【００６６】
このようにして、第３電力ルータ３００と第４電力ルータ４００との間で、指定電力を融通し合うことができる。
【００６７】
電力変換部を有するレグ同士を直接に接続する場合には、図４と図５とに挙げた２パターンだけが許される。すなわち、マスターレグと自立レグとを接続する場合と、指定電力送受電レグと自立レグとを接続する場合と、だけが許される。
【００６８】
次に、互いに接続できない組み合わせを挙げる。図６乃至図９は、互いに接続できないパターンを示す図である。図６、図７、図８を見てわかるように、同じ運転モードのレグ同士は互いに接続できない。例えば、図６の場合、マスターレグ５１０及び６１０同士が接続される。マスターレグは、上述したように、接続相手の電圧、周波数および位相に同期した電力を作り出す処理をはじめに行う。ここで、接続相手もマスターレグである場合、互いに相手の電圧および周波数に同期しようとするが、マスターレグは、電圧および周波数を自立的に確立しないので、このような同期処理は成功し得ない。従って、マスターレグ同士は互いに接続できない。またさらに、次のような理由もある。マスターレグは、直流母線の電圧を維持するために、接続相手から電力を引き込まなければならない。あるいは、マスターレグは、直流母線の電圧を維持するために、過剰な電力は接続相手に逃がさなければならない。マスターレグ同士が接続されてしまうと、互いに接続相手の要求を満たすことはできない。仮に、マスターレグ同士が接続されると、両方の電力ルータで直流母線の電圧を維持できなくなる。すると、それぞれの電力セル内で停電などの不具合が発生する虞がある。このように、マスターレグ同士では互いの役割が衝突してしまうので（すなわち、整合しないので）、マスターレグ同士は、互いに接続できない。
【００６９】
図７は、指定電力送受電レグ同士が接続されることを示すが、これも成り立たない。上述したマスターレグと同様に、上述したように、指定電力送受電レグも接続相手の電圧、周波数および位相に同期した電力を作り出す処理をはじめに行う。ここで、接続相手も指定電力送受電レグである場合、互いに相手の電圧および周波数に同期しようとするが、指定電力送受電レグは電圧および周波数を自立的に確立しないので、このような同期処理は成功し得ない。従って、指定電力送受電レグ同士は、互いに接続できない。またさらに、次のような理由もある。仮に、一方の指定電力送受電レグ５１０が送電すべき指定送電電力と、他方の指定電力送受電レグ６１０が受電すべき指定受電電力と、を一致させたとしても、このような指定電力送受電レグ同士は接続されてはいけない。例えば、一方の指定電力送受電レグ５１０は、指定送電電力を送電しようとして電力変換部を調整すると仮定する。例えば、一方の指定電力送受電レグ５１０は、接続相手よりも所定値だけ出力電圧が高くなるように調整する。その一方、他方の指定電力送受電レグ６１０は、指定受電電力を受電しようと電力変換部を調整する。例えば、他方の指定電力送受電レグ６１０は、接続相手よりも所定値だけ出力電圧が低くなるように調整する。同時にこのような調整動作が両方の指定電力送受電レグ５１０、６１０で行われてしまうと、互いに制御不能に陥ってしまう。
【００７０】
図８は、自立レグ同士が接続されることを示すが、このように接続されてはいけない。自立レグは、自ら電圧、周波数を作り出す。仮に、自立レグ同士を繋いだ状態で２つの自立レグが作り出す電圧、周波数および位相のいずれかが少しでも乖離すると、２つの自立レグの間に意図しない電力が流れてしまう。２つの自立レグが作り出す電圧、周波数および位相を完全に一致させ続けるのは不可能であるので、自立レグ同士は、接続されてはいけない。
【００７１】
図９は、マスターレグと指定電力送受電レグとが接続されることを示す。これまでの説明から、これも成り立たない。マスターレグ５１０が直流母線５０１の電圧を維持するように接続相手に対して電力を送受電しようとしても、指定電力送受電レグ６１０は、マスターレグ５１０の要求に応じて送受電しない。したがって、マスターレグ５１０は、直流母線５０１の電圧を維持できない。また、指定電力送受電レグ６１０が接続相手（５１０）に指定電力を送受電しようとしても、マスターレグ５１０は、指定電力送受電レグ６１０の要求に応じて送受電しない。したがって、指定電力送受電レグ６１０は、接続相手（ここではマスターレグ５１０）に指定電力を送受電することはできない。
【００７２】
ここまで、電力変換部を有するレグ同士が接続される場合を考えたが、ＡＣスルーレグを考慮にいれると、図１０から図１３に示すパターンも可能である。ＡＣスルーレグは、電力変換部を有していないので、単なるバイパスである。したがって、図１０および図１３に示すように、第１電力ルータ１００のマスターレグ１１０が第２電力ルータ２００のＡＣスルーレグ２５０を介して基幹系統１１に繋がることは、マスターレグ１１０が基幹系統１１に直結していることと、本質的に同じである。同じように、図１２および図１３に示すように、第１電力ルータ１００の指定電力送受電レグ１１０が第２電力ルータ２００のＡＣスルーレグ２５０を介して基幹系統１１に繋がることは、指定電力送受電レグ１１０が基幹系統１１に直結していることと、本質的に同じである。
【００７３】
それでも、ＡＣスルーレグを設けることは、以下の利点を有する。例えば、図１４に示すように、第１電力ルータ１００から基幹系統１１までの距離が非常に長く、第１電力ルータ１００を基幹系統１１に接続するためにいくつかの電力ルータ２００、３００を経由しなければならない場合が考えられる。仮に、ＡＣスルーレグが無いとすると、図４に示したように、第１電力ルータ１００は、一または複数の自立レグを経由しなければならない。第１電力ルータ１００は、電力変換部をもつレグを経由すると、交流電力から直流電力への変換、および直流電力から交流電力への変換を経由する。電力変換には、数％といえどもエネルギーロスが発生する。したがって、単に基幹系統に接続するためだけに複数回の電力変換を必要とすることは、効率の悪化を招く。したがって、電力ルータに電力変換部を有さないＡＣスルーレグを設けておくことは、有益である。
【００７４】
図１５は、以上の説明のまとめを示す図である。また、図１６は、４つの電力ルータ１００乃至４００を相互に接続した場合の一例を示す図である。図１６に示す接続関係は、上述した通りであり、いずれも許容される接続関係である。
【００７５】
ここで、電力ルータと接続相手とを繋ぐ接続線について補足する。電力ルータ同士を繋ぐ接続線を、「送電線」と称する。送電線は、基幹系統の一部となっていてもよいし、基幹系統から切り離されていてもよい。図１６では、基幹系統の一部となっている送電線に、符号「７１Ａ」が付され、基幹系統から切り離された送電線に、符号「７１Ｂ」が付される。すなわち、基幹系統に対して、複数の電力ルータが接続されてよい。このように、基幹系統を介して二以上の電力ルータが接続されることにより、複数の電力ルータ間で基幹系統を介した電力融通が可能となり、融通される電力の過不足を基幹系統により補填するように構成できる。その一方、基幹系統を介さず、二以上の電力ルータ同士が接続されてもよい。また、電力ルータと負荷（または分散型電源）とを繋ぐ接続線を、「配電線７２」と称するとすると、配電線７２は、基幹系統１１から切り離されたものである。すなわち、電力ルータと負荷（または分散型電源）とを繋ぐ配電線７２は、基幹系統１１に繋がらない。
【００７６】
また、図１７に示すように、電力ルータ１００乃至４００は、バス接続のように接続されてもよい。各レグの運転モードについては、説明を省略するが、電力融通の方向とこれまでに説明した接続制約とを考慮して、適切に各レグの運転モードを選択しなければならないことはもちろんである。なお、図１７において、基幹系統１１を、蓄電池や発電設備などの分散型電源に代えてもよいことはもちろんである。すなわち、複数の電力ルータが、分散型電源にバス接続されてもよい。
【００７７】
また、図１８は、二つの電力ルータ１００、２００が基幹系統１１に接続された接続形態の一例を示す図である。図１８において、基幹系統１１は、分散型電源に代えられてもよい。
【００７８】
上記説明したように、電力ルータの接続相手には、基幹系統、負荷、蓄電池および発電設備を含む分散型電源、および、他の電力ルータがあり、本実施形態では、これらを「電力系統」と称する場合がある。
【００７９】
電力ルータにより、電力セル同士を非同期に相互接続した電力ネットワークシステムを構築することができる。そして、本実施形態に説明した接続制約に従うことによって、互いの役割が矛盾しないようにレグ同士を接続することができる。これにより、電力ネットワークシステムを拡張し、また、全体を安定的に運用することができるようになる。
【００８０】
ここで、上述のように構築した電力ネットワークシステムに生じ得る問題について説明する。図２８に示したように、電力ルータ４１乃至４４は、通信網５１を介して管理サーバ５０と通信する。その通信が障害などによって不通になった場合、管理サーバ５０は電力ルータ４１−４４のうち１または複数を制御・監視できなくなる。電力ルータを制御も監視もせずに放置することは、重大な事故を引き起こす恐れがある。したがって、通信できなくなった電力ルータを、他の電力ルータや電力セルから安全に切り離すことが望ましい。この安全な切り離しは、通信できなくなった電力ルータのレグのうち、他の電力ルータや電力セルに接続されているレグを停止させることで達成される。
【００８１】
しかしながら、管理サーバ５０は、通信できなくなった電力ルータのレグを、通信網５１を介して直接的に停止させることはできない。なぜなら、その電力ルータとの通信が途絶しているからである。また、通信できなくなった電力ルータが自己判断によりレグを停止する方法が考えられるが、その方法は採用されるべきでない。その理由は、通信できなくなった電力ルータからの送電に依存する他の電力ルータや電力セルが存在する可能性があり、その依存関係を考慮せずにレグを停止してしまうと、連鎖停電が引き起こされる恐れがあるからである。
【００８２】
そこで、本実施形態では、管理サーバ５０との通信が不通になった電力ルータを、他の電力ルータや電力セルから安全に切り離すことを考える。以下に、この切り離し動作について説明する。
【００８３】
図１９は、本発明の実施の形態１に係る電力ネットワークシステム１０Ａの構成を示す図である。図１９に示すように、電力ネットワークシステム１０Ａは、管理サーバ５０および複数の電力ルータ１００を備える。管理サーバ５０は、通信網５１を介して電力ルータ１００と通信すると共に、電力ルータ１００を制御する。図１９に示す複数の電力ルータ１００は、それぞれ図１に示した電力ルータと同一構成を有する。
【００８４】
管理サーバ５０は、制御部８１０、通信部８１１およびトポロジ情報テーブル（接続相手情報）８２０を備える。制御部８１０は、管理サーバ５０全体の動作を制御する。通信部８１１は、通信網５１を介して、電力ルータ１００等と通信する。トポロジ情報テーブル８２０は、電力ネットワークシステム１０Ａが備える全ての電力ルータに含まれるレグそれぞれについて、接続相手を記したテーブルである。
【００８５】
図２５は、トポロジ情報テーブル８２０の一例を示す図である。図２５に示すように、トポロジ情報テーブル８２０は、電力ネットワークシステム１０Ａが備える全ての電力ルータに含まれるレグ毎のレコードを有する。各レコードは、「電力ルータの識別子」、「レグの番号」、「接続相手」を示す情報を含む。
【００８６】
「電力ルータの識別子」は、管理サーバ５０が制御する全ての電力ルータをそれぞれ示す識別情報である。「レグの番号」は、電力ルータに含まれる全てのレグをそれぞれ示す番号である。「接続相手」は、レグに接続される相手の種類を示す。ここでは、基幹系統、電力ルータ、負荷、分散型電源のいずれかである。
【００８７】
ここで、「接続相手」が電力ルータであるレコードは、さらに「接続相手である電力ルータの識別子」と、「接続相手におけるレグの番号」を示す情報を含む。「接続相手である電力ルータの識別子」は、「電力ルータの識別子」で識別される電力ルータの接続相手である電力ルータを示す識別情報である。「接続相手におけるレグの番号」は、「接続相手である電力ルータの識別子」で識別される電力ルータのレグのうち、「レグの番号」で識別されるレグと接続するレグ、の番号である。管理サーバ５０は、トポロジ情報テーブル８２０を参照することにより、いずれのレグとレグとが接続されているか、および、あるレグの先に何が接続されているかを把握することができる。
【００８８】
トポロジ情報テーブル８２０は、人手により作成されてもよい。あるいは、トポロジ情報テーブル８２０は、ＬＬＤＰ（Ｌｉｎｋ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などの近隣探索プロトコルを用いて自動的に作成されてもよい。
【００８９】
図１９に示す電力ルータ１００に含まれる制御部１９０は、接続相手テーブル８２１を有する。接続相手テーブル８２１は、その電力ルータ１００のレグそれぞれについて接続相手を記したテーブルである。図２７は、接続相手テーブル８２１の一例を示す図である。接続相手テーブル８２１は、トポロジ情報テーブル８２０に含まれる情報の一部を含むテーブルである。
【００９０】
次に、本発明の実施の形態１に係る電力ネットワークシステム１０Ａの動作について説明する。
【００９１】
図２０は、本発明の実施の形態１に係る管理サーバ５０の動作を説明するフローチャートである。図２２は、図１９に示した電力ネットワークシステム１０Ａの具体的な構成例を示す図である。図２０および図２２を参照して、管理サーバ５０の動作について説明する。
【００９２】
管理サーバ５０は、制御部８１０において、まず、レグの運転モードを決定する（ステップＳ１００）。例えば、制御部８１０は、上記に挙げられた特許文献２に記載される方法を用いて、各レグの運転モードを決定することができる。以下、この方法について説明する。
【００９３】
特許文献２は、各電力セルの供給電力量の合計と需要電力量の合計の差、およびコスト情報に基づいて、合計コストが最小になるように、電力セル間で送電する電力を決定する方法を開示する。制御部８１０は、特許文献２に記載の方法を用いて、電力セル間で送電する電力の大きさと向きを計算する。特許文献２に記載の方法は、計算の際に電力セル間の送電線の送電容量の情報を必要とし、電力セル“ｉ”と電力セル“ｊ”を結ぶ送電線の送電容量をＣ（ｉ，ｊ）で表す（特許文献２の段落００４０）。制御部８１０は、トポロジ情報テーブル８２０を参照し、レグ“Ｘ”とレグ“Ｙ”が接続されていなければ、Ｃ（ｉ，ｊ）をあらかじめ０に設定しておく（特許文献２に記載の方法によれば、送電線の送電容量を０にすると、その送電線に電力は流れない）。ここで、“ｉ”は、レグ“Ｘ”が属する電力セルの番号、“ｊ”は、レグ“Ｙ”が属する電力セルの番号である。管理サーバ５０は、この設定により、接続されていないレグ間に電力の流れを発生させる計算結果が生じないように制御する。その後、制御部８１０は、計算した大きさと向きの電力が実際に流れるように、各レグの運転モードを決定する。この際、制御部８１０は、上述したレグ間の接続制約が満たされるように制御する。また、制御部８１０は、送受電しないレグの運転モードを“停止”にする。
【００９４】
続いて、制御部８１０は、電力ルータ１００に、運転指示と、接続相手テーブルとを、通信部８１１を介して送信する（ステップＳ１０１）。すなわち、制御部８１０は、ステップＳ１００で決定された各レグの運転モードに従って電力ルータ１００が運転するように、通信網５１を介して電力ルータ１００に運転指示を送信する。さらに、制御部８１０は、トポロジ情報テーブル８２０に基づいて、接続相手テーブル８２１を電力ルータ１００毎に作成すると共に、その接続相手テーブル８２１を電力ルータ１００に、通信網５１を介して送信する。例えば、識別子が“Ｒ”である電力ルータ１００に送信される接続相手テーブル８２１は、トポロジ情報テーブル８２０のうち「電力ルータの識別子」が“Ｒ”であるレコードの集合である。図２７に示すテーブルは、図２５に示すトポロジ情報テーブル８２０に基づいて作成される、図２２に示す電力ルータ８０１向けの接続相手テーブル８２１である。
【００９５】
制御部８１０は、通信部８１１を介して、電力ルータ１００との間の通信の異常の有無を判定し（ステップＳ１０２）、異常が検出されると（ステップＳ１０２においてＹｅｓ）、処理をステップＳ１０３に進める。通信が異常かどうかを判定する方法としては、例えば、次のようなものがある。
【００９６】
すなわち、管理サーバ５０は、死活監視のためのエコーを電力ルータ１００のそれぞれに定期的に送信する。管理サーバ５０は、一定時間内に電力ルータ１００からエコーバックを受信できなければ、その電力ルータ１００との間の通信が異常になった（もしくは電力ルータ１００の制御部１９０が故障した）と判断する。また、管理サーバ５０は、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のような信頼性の高い通信プロトコルを使用して電力ルータ１００と通信している場合、通信プロトコルから通知されるタイムアウトや切断の発生に基づいて、通信が異常になったと判断してもよい。
【００９７】
続いて、制御部８１０は、電力ネットワークシステム１０Ａから不通電力ルータを除外する（ステップＳ１０３）。すなわち、制御部８１０は、通信が異常になった電力ルータ１００（以後、「不通電力ルータ」とも呼ぶ）と他の電力ルータ１００との間の接続関係を示すレコードを、トポロジ情報テーブル８２０から削除する。具体的には、不通電力ルータの識別子が“Ｒ”であるとき、トポロジ情報テーブル８２０のうち、「電力ルータの識別子」が“Ｒ”であって、かつ「接続相手」が“電力ルータ”であるレコード、および、「接続相手である電力ルータの識別子」が“Ｒ”であるレコードを削除する。
【００９８】
制御部８１０は、ステップＳ１０３の処理完了後、ステップＳ１００とステップＳ１０１を順に再実行する。この時点では、不通電力ルータと他の電力ルータ１００との間の接続は、トポロジ情報テーブル８２０にもはや存在しない。従って、制御部８１０は、ステップＳ１００の処理の結果、不通電力ルータのレグに（物理的に）接続されている電力ルータ１００のレグの運転モードを“停止”にする。
【００９９】
また、制御部８１０は、ステップＳ１０１において、不通電力ルータに、運転指示と接続相手テーブル８２１とを送信しない。送信しない理由は、不通電力ルータとの間の通信が異常であるからである。
【０１００】
次に、電力ルータ１００に含まれる制御部１９０の動作について説明する。図２１は、電力ルータ１００に含まれる制御部１９０の動作を説明するフローチャートである。図２１を参照して、制御部１９０の動作について説明する。
【０１０１】
制御部１９０は、管理サーバ５０との間の通信の異常の有無を判定し（ステップＳ２００）、異常が検出されると（ステップＳ２００においてＹｅｓ）、処理をステップＳ２０１に進める。通信が異常かどうかを判定する方法としては、上記図２０に示したステップ１０２における方法と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０２】
制御部１９０は、電力ルータ１００が備えるレグの各々について、ステップＳ２０２からステップＳ２０９までを繰り返し実行する。ループカウンタ“Ｊ”は、電力ルータ１００が備えるレグの番号を示し、ステップＳ２０１で“１”に初期化される。
【０１０３】
制御部１９０は、管理サーバ５０から受信した接続相手テーブル８２１を参照し、レグの接続相手が電力ルータであるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。すなわち、制御部１９０は、管理サーバ５０から受信した接続相手テーブル８２１を参照し、“Ｊ”番目のレグの接続相手が“電力ルータ”であれば処理をステップＳ２０３に進め、接続相手が“電力ルータ”でなければ処理をステップＳ２０９に進める。
【０１０４】
制御部１９０は、“Ｊ”番目のレグの運転モードがマスターモードであればステップＳ２０４に処理を進め、運転モードが指定電力送受電モードまたは自立モードであればステップＳ２０７に処理を進め、運転モードが“停止”であればステップＳ２０９に処理を進める（ステップＳ２０３）。
【０１０５】
ステップＳ２０３において“Ｊ”番目のレグの運転モードがマスターモードである場合、制御部１９０は、電力ルータ１００が備えるレグのうち、マスターモードで運転しているレグが、“Ｊ”番目のレグ以外に存在しているかどうかを判定する（ステップＳ２０４）。マスターモードで運転しているレグが他に存在していれば、制御部１９０は、処理をステップＳ２０８に進める。一方、そのようなレグが存在していなければ、制御部１９０は、処理をステップＳ２０５に進める。
【０１０６】
制御部１９０は、“Ｊ”番目のレグ以外のレグをマスターレグにする（ステップＳ２０５）。ここで、マスターレグにすべきレグは、安定した電力系統に接続されているレグであることが望ましい。ステップＳ２０５の後、制御部１９０は、処理をステップＳ２０８に進める。
【０１０７】
ステップＳ２０４およびステップＳ２０５は、ステップＳ２０８の処理によって“Ｊ”番目のレグが停止したとき、電力ルータ１００にマスターレグが１つも存在しなくなる事態を回避するための処理である。
【０１０８】
ステップＳ２０３において“Ｊ”番目のレグの運転モードが指定電力送受電モードまたは自立モードである場合、制御部１９０は、接続相手との間で送受電しているか判定する（ステップＳ２０７）。制御部１９０は、“Ｊ”番目のレグの接続端子１１５における電力が所定の電力以下になるまで待つ。制御部１９０は、接続端子１１５における電力を、電流センサ１１２と電圧センサ１１４の測定値に基づいて求める。制御部１９０は、接続端子１１５における電力が所定の電力以下になったら、処理をステップＳ２０８に進める。“Ｊ”番目のレグの接続相手の消費電力または供給電力が瞬間的に低下することによる誤判定を防止するため、制御部１９０は、接続端子１１５における電力が所定の電力以下である状態が、所定の期間継続したことを契機に、処理をステップＳ２０８に進めてもよい。
【０１０９】
制御部１９０は、“Ｊ”番目のレグの運転を停止させる（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８の処理後、制御部１９０は、処理をステップＳ２０９に進める。
【０１１０】
制御部１９０は、ループカウンタ“Ｊ”をインクリメントする（ステップＳ２０９）。続いて、制御部１９０は、電力ルータ１００が備えるレグの個数よりも“Ｊ”が大きければループから抜け、“Ｊ”がレグの個数以下であればステップＳ２０２に戻る。ループから抜けたら、制御部１９０は、処理を終了する。
【０１１１】
以上、管理サーバ５０と制御部１９０の動作を個別に述べた。実際には、管理サーバ５０と電力ルータ１００は、（結果的に）連携して動作する。不通電力ルータ（すなわち、管理サーバ５０との通信が異常となった電力ルータ１００）は、やがて、電力ネットワークシステム１０Ａから切り離され、独立した電力セルを構成する。以下、具体例を用いて、管理サーバ５０と電力ルータ１００とが連携して動作する流れを説明する。
【０１１２】
図２２は、本実施形態に係る電力ネットワークシステム１０Ａの構成を示す図である。図２２は、管理サーバ５０と電力ルータ８０１乃至８０４との間の通信が正常である初期状態を示す。なお、図の煩雑化を防ぐため、管理サーバ５０と電力ルータ８０１乃至８０４との間の通信回線は、図２２から省かれている。また、停止しているレグを“Ｚ”で示す。図２５は、図２２に示す構成に関するトポロジ情報テーブル８２０である。
【０１１３】
図２２に示す電力ネットワークシステム１０Ａでは、以下に示す電力が流れている。すなわち、
・電力ルータ８０１の１番目のレグに繋がる基幹系統から、電力ルータ８０１の３番目のレグに繋がる負荷に向かう電力の流れ
・電力ルータ８０１の１番目のレグに繋がる基幹系統から、電力ルータ８０２の１番目のレグに繋がる負荷に向かう電力の流れ
・電力ルータ８０１の１番目のレグに繋がる基幹系統から、電力ルータ８０４の４番目のレグに繋がる負荷に向かう電力の流れ
・電力ルータ８０４の１番目のレグに繋がる分散型電源から、電力ルータ８０４の４番目のレグに繋がる負荷に向かう電力の流れ
が、それぞれ電力ネットワークシステム１０Ａにおいて流れている。
【０１１４】
管理サーバ５０の動作について、図２０に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１１５】
管理サーバ５０は、トポロジ情報テーブル８２０に基づいて接続相手テーブル８２１を作成すると共に、それを電力ルータ８０１乃至８０４のそれぞれに送信する（ステップＳ１０１）。図２７は、管理サーバ５０が電力ルータ８０１に送信する接続相手テーブル８２１を示す。
【０１１６】
ここで、管理サーバ５０と電力ルータ８０１の間の通信が異常になったと仮定する。つまり、電力ルータ８０１は、不通電力ルータであると仮定する。通信が異常になると、図２０に示すステップＳ１０２の判定が真となり、管理サーバ５０はステップＳ１０３を実行する。
【０１１７】
すなわち、管理サーバ５０は、不通電力ルータと他の電力ルータ８０２乃至８０４との間の接続関係を示すレコードを、トポロジ情報テーブル８２０から削除する（ステップＳ１０３）。図２６は、上記削除が実施されたトポロジ情報テーブル８２０を示す図である。図２６では、理解を容易にするため、削除されたレコードを斜線で示す。
【０１１８】
管理サーバ５０は、ステップＳ１０３の処理完了後、ステップＳ１００とステップＳ１０１を順に再実行する。この時点では、不通電力ルータと他の電力ルータ８０２乃至８０４との接続関係を示すレコードは、トポロジ情報テーブル８２０に存在しない。そこで、管理サーバ５０は、不通電力ルータを経由しない電力の流れを計算すると共に、各レグの運転モードを決定する。その結果、管理サーバ５０は、不通電力ルータに繋がっている電力ルータ８０２の３番目のレグと、電力ルータ８０４の２番目のレグの運転モードを、図２３に示すように、それぞれ“停止”にする。また、管理サーバ５０は、不通電力ルータの２番目のレグと４番目のレグの運転モードを“停止”にしようと試みる。しかし、管理サーバ５０は、通信が途絶している不通電力ルータに運転指示を送信できないので、不通電力ルータの２番目のレグと４番目のレグの運転を、管理サーバ５０が直接的に停止させることはできない。
【０１１９】
ステップＳ１０１の処理完了時点における電力の流れを、図２３に示す。
【０１２０】
ステップＳ１０１の処理完了時点で、電力ネットワークシステム１０Ａにおいて、以下に示す電力が流れている。すなわち、
・電力ルータ８０１の１番目のレグに繋がる基幹系統から、電力ルータ８０１の３番目のレグに繋がる負荷に向かう電力の流れ
・電力ルータ８０３の２番目のレグに繋がる基幹系統から、電力ルータ８０２の１番目のレグに繋がる負荷に向かう電力の流れ
・電力ルータ８０３の２番目のレグに繋がる基幹系統から、電力ルータ８０４の４番目のレグに繋がる負荷に向かう電力の流れ
・電力ルータ８０４の１番目のレグに繋がる分散型電源から、電力ルータ８０４の４番目のレグに繋がる負荷に向かう電力の流れ
が、それぞれ電力ネットワークシステム１０Ａにおいて流れている。
【０１２１】
上記管理サーバ５０の動作中、不通電力ルータが備える制御部１９０は、管理サーバ５０と独立に動作している。制御部１９０の動作について、図２１に示すフローチャートを用いて説明する。管理サーバ５０との通信が異常になると、図２１に示すステップＳ２００の判定が真となり、制御部１９０は、ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０９を実行する。すなわち、制御部１９０は、図２７に示す接続相手テーブル８２１を参照し、レグの接続相手が電力ルータであるか否かを判定する。接続相手テーブル８２１に示すように、２番目のレグと４番目のレグの接続相手が“電力ルータ”であり、それら以外のレグの接続相手は“電力ルータ”ではない。つまり、ステップＳ２０２の条件を満たすレグは、２番目のレグと４番目のレグである。そこで、制御部１９０は、２番目のレグと４番目のレグについて、ステップＳ２０３乃至ステップＳ２０８を実行する。
【０１２２】
まず、２番目のレグについて説明する。図２３を参照すると、不通電力ルータの２番目のレグの運転モードは、自立モードである。そこで、制御部１９０は、処理をステップＳ２０７に進める。制御部１９０は、ステップＳ２０７において、２番目のレグの接続端子１１５における電力が所定の電力以下になるまで待つ。２番目のレグの接続相手は、電力ルータ８０２の３番目のレグである。先に述べた通り、この時点では、電力ルータ８０２の３番目のレグの運転モードは“停止”になっている。すなわち、電力ルータ８０２の３番目のレグは送受電していないので、不通電力ルータの２番目のレグの接続端子１１５における電力はほぼゼロになる。したがって、制御部１９０は、処理をステップＳ２０８に進める。制御部１９０は、ステップＳ２０８において、２番目のレグの運転を停止させる。
【０１２３】
次に、４番目のレグについて説明する。図２３を参照すると、不通電力ルータの４番目のレグの運転モードは、指定電力送受電モードである。そこで、制御部１９０は、処理をステップＳ２０７に進める。制御部１９０は、ステップＳ２０７において、４番目のレグの接続端子１１５における電力が所定の電力以下になるまで待つ。４番目のレグの接続相手は、電力ルータ８０４の２番目のレグである。先に述べた通り、この時点では、電力ルータ８０４の２番目のレグの運転モードは“停止”になっている。従って、２番目のレグと同様に、制御部１９０は、処理をステップＳ２０８に進める。制御部１９０は、ステップＳ２０８において、４番目のレグの運転を停止させる。
【０１２４】
制御部１９０の処理完了時点における電力の流れを、図２４に示す。
【０１２５】
図２４に示すように、管理サーバ５０および不通電力ルータが備える制御部１９０の処理の結果、不通電力ルータのレグのうち、他の電力ルータ１００に繋がっているレグの運転は停止する。つまり、不通電力ルータは、他の電力ルータ１００や電力セルとの送受電を停止する。ただし、不通電力ルータの全てのレグが停止するわけではない。本実施形態では、不通電力ルータの１番目のレグに繋がる基幹系統から、３番目のレグに繋がる負荷に向かう電力の流れは継続するので、不通電力ルータが属する電力セルは、停電しない。
【０１２６】
以上のように、本実施形態によれば、電力ルータ１００を制御する管理サーバ５０は、電力ネットワークシステム１０Ａが備える全ての電力ルータに含まれるレグそれぞれについて、接続相手を記したトポロジ情報テーブル８２０を備える。管理サーバ５０は、電力ルータ１００との通信の異常を検出すると、異常が検出された電力ルータ１００に接続される他の電力ルータ１００のレグを、トポロジ情報テーブル８２０に基づいて判別する。そして、管理サーバ５０は、そのレグの運転モードを”停止”にする。一方、電力ルータ１００が備える制御部１９０は、管理サーバ５０との通信の異常を検出すると、他の電力ルータ１００に接続されるレグの運転を停止させる。
【０１２７】
上記構成を採用することにより、本実施形態によれば、管理サーバ５０との通信の異常が検出された電力ルータ１００を、他の電力ルータや電力セルから安全に切り離すことができるという効果が得られる。
【０１２８】
第２の実施形態
図２９は、本発明の第２の実施の形態に係る電力ネットワークシステム９００の構成を示す図である。図２９に示すように、電力ネットワークシステム９００は、外部の電力系統に非同期に接続する電力ルータ９０１を含む電力セル９５０を備える。
【０１２９】
電力ルータ９０１は、所定の定格電圧に維持される直流母線９１１と、一方の接続端が直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として、他の電力ルータ、電力系統、分散型電源、負荷のいずれかの接続相手に接続され、一方の接続端と他方の接続端との間で電力を変換する複数の電力変換レグ９１２と、複数の電力変換レグ９１２を制御する第１の制御装置９１３とを備える。
【０１３０】
電力ネットワークシステム９００は、電力セル９５０の１または複数を制御する第２の制御装置９６０をさらに備える。第２の制御装置９６０は、自装置と前記電力ルータとの間の通信の異常を検出すると、その異常が検出された電力ルータと、当該電力ルータに接続される他の電力ルータと、の間の送受電を停止するように制御する。
【０１３１】
電力ルータ９１０に含まれる第１の制御装置９１３は、当該電力ルータ９１０と第２の制御装置９６０との通信の異常を検出すると、他の電力ルータに接続されている電力変換レグ９１２の送受電を停止するように制御する。
【０１３２】
電力変換レグ９１２は、上記第１の実施形態におけるレグ１１０乃至１６０に相当し、第１の制御装置９１３は、同じく制御部１９０に相当する。第２の制御装置９６０は、同じく管理サーバ５０に相当する。
【０１３３】
上記構成を採用することにより、本第２の実施形態によれば、第２の制御装置９６０との通信の異常が検出された電力ルータ９１０を、他の電力ルータや電力セルから安全に切り離すことができるという効果が得られる。
【０１３４】
なお、図１９に示した管理サーバの各部は、図３０に例示するハードウェア資源において実現される。すなわち、図３０に示す構成は、図１９に示した管理サーバにおける、制御部８１０および通信部８１１は、メモリ１６に記憶されたコンピュータ・プログラムおよび各種データをメモリ１６において実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１５によって構成される。なお、情報処理装置およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
【０１３５】
また、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵにコンピュータ・プログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【０１３６】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ(Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ)、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  電力ネットワークシステム
１１  基幹系統
１２  大規模発電所
２１  電力セル
２２  電力セル
２３  電力セル
２４  電力セル
３０  負荷
３１  家
３２  ビル
３３  太陽光発電パネル
３４  風力発電機
３５  電力貯蔵設備（蓄電池）
４１  電力ルータ
４２  電力ルータ
４３  電力ルータ
４４  電力ルータ
５０  管理サーバ
５１  通信網
１００  電力ルータ
１０１  直流母線
１０２  平滑コンデンサ
１０３  電圧センサ
１０４  通信バス
１１０  レグ
１１１  電力変換部
１１２  電流センサ
１１３  開閉器
１１４  電圧センサ
１１５  接続端子
１２０  レグ
１２１  電力変換部
１２２  電流センサ
１２３  開閉器
１２４  電圧センサ
１２５  接続端子
１３０  レグ
１３５  接続端子
１４０  レグ
１４５  接続端子
１５０  レグ
１５１  電力変換部
１５２  電流センサ
１５３  開閉器
１５４  電圧センサ
１５５  接続端子
１６０  レグ
１６２  電流センサ
１６３  開閉器
１６４  電圧センサ
１６５  接続端子
１９０  制御部
２００  第２電力ルータ
２０１  直流母線
２１０  第１レグ（自立レグ）
２２０  第２レグ（マスターレグ）
２３０  第３レグ
２４０  第４レグ
２４５  接続端子
２５０  第５レグ
２６０  第６レグ
３００  第３電力ルータ
３０１  直流母線
３１０  指定電力送受電レグ
３２０  マスターレグ
３５０  ＡＣスルーレグ
３６０  マスターレグ
４００  第４電力ルータ
４０１  直流母線
４１０  自立レグ
４２０  マスターレグ
５００  第５電力ルータ
５０１  直流母線
５１０  レグ
６００  第６電力ルータ
６０１  直流母線
６１０  レグ
７１Ａ  送電線
７１Ｂ  送電線
７２  配電線
ＢＬ  支線
１０Ａ  電力ネットワークシステム
８０１、８０２、８０３、８０４  電力ルータ
８１０  制御部
８１１  通信部
８２０  トポロジ情報テーブル
８２１  接続相手テーブル
【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】
2015226365.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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