(57)【要約】【課題】系統電源の停電時において安定して電力供給を可能とする分散電源装置及びそれを用いた電力供給システムを提供する。【解決手段】電力供給ユニットは、自立出力が可能な第１分散電源装置（１０）と、系統電源（１）からの電力又は第１分散電源装置からの自立出力を受けて動作可能な第２分散電源装置（２０）と、負荷への電力の出力元を切り替える電力切替装置（４０）とを備える。電力切替装置（４０）は、系統電源の正常時は、系統電源からの電力を負荷へ供給し、系統電源の異常時は、第１分散電源装置又は／及び第２分散電源装置からの自立出力を負荷へ供給し、第１分散電源装置からの自立出力を第２分散電源装置へ供給するよう接続を切り替える。第２分散電源装置（２０）は、系統電源の停電時に、系統電源の異常の検出感度を低下させ又は検出機能を無効にし、系統電源の復電時に、系統電源の異常の検出感度又は検出機能を元に戻す。【選択図】図１
2015057022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源と連系して負荷に電力を供給する分散電源装置であって、
直流電力を発電する発電部と、
前記発電部で発電された直流電力を前記系統電源に応じた交流電力に変換する電力変換部と、
前記電力変換部で変換された電力を出力する電力出力端子と、
前記系統電源の停電を検出する停電検出機能を備え、前記検出した結果に基づき前記電力出力端子からの前記変換された電力の出力／停止を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
ａ）前記系統電源の停電を検出していないときは、前記系統電源と連系した状態で前記変換された電力を出力し、かつ、前記停電検出機能を有効に設定し、
ｂ）前記系統電源の停電を検出したときは、前記系統電源から切り離された状態で前記変換された電力を出力し、かつ、前記停電検出機能を無効にし又は前記停電検出機能の検出感度を、前記系統電源の停電を検出していないときよりも低下させ、
ｃ）前記系統電源の復電を検出したときは、前記停電検出機能の設定を有効に戻す、又は、前記停電検出機能の検出感度を、前記系統電源の停電を検出していないときの感度に戻す
ことを特徴とする分散電源装置。
【請求項２】
前記電力出力端子は、前記系統電源と接続された状態で負荷に電力を供給する系統連系端子と、前記系統電源から切り離された状態で負荷に電力を供給する自立出力端子とを含み、
前記制御部は、
前記系統電源の停電を検出していないときは、前記系統連系端子を介して前記電力変換部で変換された電力を出力するとともに、前記自立出力端子を介した電力の出力を停止し、
前記系統電源の停電を検出しているときは、前記系統連系端子を介した電力の出力を停止するとともに、前記自立出力端子を介して電力を出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の分散電源装置。
【請求項３】
前記電力出力端子は、前記系統電源の正常時は、前記系統電源と接続された状態で負荷に電力を供給し、前記系統電源の異常時は、前記系統電源から切り離された状態で負荷に電力を供給する１つの端子で構成される、ことを特徴とする請求項１記載の分散電源装置。
【請求項４】
燃料電池、太陽電池、蓄電池またはそれらの複合体である、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の分散電源装置。
【請求項５】
系統電源が接続される系統接続端子と、
蓄電可能な第１分散電源及び発電可能な第２分散電源の双方に接続される分散電源接続端子と、
負荷が接続される負荷接続端子と、
前記系統接続端子と前記分散電源接続端子のいずれか一方を選択的に前記負荷接続端子に接続する切り替え部と、
前記系統電源の停電を検出する検出機能を有し、前記検出機能による検出結果に基づき前記切り替え部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記系統電源の正常時及び復電時は、前記系統接続端子に前記負荷接続端子を接続し、
前記系統電源の停電時は、前記分散電源接続端子に前記負荷接続端子を接続するように、前記切り替え部を制御する、
ことを特徴とする電力切替装置。
【請求項６】
系統電源から供給された電力を蓄電し、自立出力が可能な第１分散電源装置と、
前記系統電源からの電力又は前記第１分散電源装置からの自立出力を受けて動作可能な第２分散電源装置と、
前記系統電源、前記第１分散電源装置及び前記第２分散電源装置から負荷への電力を供給する経路を切り替える電力切替装置と、を備え、
前記電力切り替え装置は、
前記系統電源から電力が供給されているときは、当該系統電源からの電力を負荷へ供給し、
前記系統電源の停電時は、前記第１分散電源装置又は／及び前記第２分散電源装置からの自立出力を前記負荷へ供給すると共に、前記第１分散電源装置からの自立出力を、前記第２分散電源装置へ供給するよう、前記電力供給経路を切り替え、
前記第２分散電源装置は、
前記系統電源の停電時に前記第１分散電源装置から自立出力を受ける際、前記系統電源の異常の検出感度を低下させる又は検出機能を無効にし、
前記系統電源の復電時に、前記自立出力を停止する一方、系統連系を行うと共に、前記系統電源の異常の検出感度を元に戻す又は前記検出機能を有効にする
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項７】
前記第２分散電源は燃料電池、太陽電池、蓄電池またはそれらの複合体である、ことを特徴とする請求項６に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統電源と連系して負荷に電力を供給可能な分散電源を備えた電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電池や燃料電池のような、系統電源とは独立して電力を供給可能な分散電源を備えた電力供給システムが開発されている（特許文献１、２等）。このような電力供給システムにおいて、分散電源は、系統電源が正常時には、系統電源と連系して負荷（家電機器）に電力を供給し、系統電源の停電時には、自立して負荷に電力を供給する。
【０００３】
通常、分散電源は、系統電源の異常を検出すると、系統電源から解列するとともに電力の出力を停止する機能（以下「系統連系保護機能」という）を有する。
【０００４】
分散電源には２種類あり、電圧源として機能するものと、電流源として機能するものとがある。電流源として機能する分散電源は、電圧源と協働しないと電力を供給できない。系統電源が正常時には、系統電源が電圧源として機能し、分散電源は電流源として機能する。系統電源の停電時には、電流源として機能する分散電源は単独では運転できない。このため、電流源として機能する分散電源を停電時に動作させるためには、電圧源として機能する他の分散電源が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−７８３２号公報
【特許文献２】特開平１０−２３６７３号公報
【特許文献３】特開２００７−２０７６６１号公報
【特許文献４】特開２００７−２４２５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明の課題を説明するため、図７に示すような、電流源としても電圧源としても動作可能な第１分散電源１０と、電流源としてのみ動作可能な第２分散電源２０ｂ（例えば、燃料電池）とを備えた電力供給システムを想定する。第１分散電源１０は、電流源としても電圧源としても動作可能な電源であり、例えば蓄電池である。第２分散電源２０ｂは、電流源としてのみ動作可能な電源であり、例えば燃料電池である。
【０００７】
図７に示す電力供給システムでは、系統電源１の正常時には、系統電源１及び第１分散電源１０からの電力は、主分電盤３０、電力切替ユニット４０ｂ及びバックアップ分電盤５０を介して、負荷６０に供給される。第２分散電源２０ｂからの電力は、バックアップ分電盤５０を介して負荷６０に供給される。
【０００８】
一方、系統電源１の停電時には、電力切替ユニット４０ｂは、負荷への電力供給元を第１分散電源に切り替える。これにより、第１分散電源１０からの電力が、電力切替ユニット４０ｂ及びバックアップ分電盤５０を介して負荷６０に供給される。第２分散電源２０ｂからの電力はバックアップ分電盤５０を介して負荷６０に供給される。以下、このような電力供給システムについて系統電源の停電時の動作をより具体的に検討する。
【０００９】
第１分散電源１０が系統電源１の停電を検出すると、系統電源から解列するとともに、電圧源として動作して負荷への電力供給（自立出力）を開始する。また、電力切替ユニット４０ｂは系統電源１の停電を検出すると、第１分散電源１０をバックアップ分電盤５０に接続するよう切替を制御する。
【００１０】
他方、第２分散電源は、系統電源の電圧低下等を検出すると、系統電源から解列し、一定時間の間、電力出力を停止し、アイドリング運転状態になる。この一定時間の間、第２分散電源は系統電源の電力の回復を待つ。一定時間の間に系統電源の電力が回復すると、第２分散電源はアイドリングを解除し、通常の運転状態に戻る。一方、一定時間経過後も系統電源の異常を検出した場合、第２分散電源は、動作を停止する（系統連系保護機能）。
【００１１】
ここで、第１分散電源１０から供給される電力（自立出力）の品質は、系統電源１から供給される電力の品質ほど高くはない。そのため、第１分散電源１０から自立出力が供給されている間に、例えば負荷６０が大きな電力を消費すると、第１分散電源１０からの自立出力の電圧が低下する場合がある。第２分散電源２０ｂは、この電圧低下を検出すると、系統電源１が停電であると判断し、系統連系保護機能により、電力出力を停止するとともに、第１分散電源１０の自立出力から解列し、やがて、動作を停止してしまう。このように第２分散電源２０ｂが第１分散電源１０からの自立出力の変動により停止してしまうと、第２分散電源２０ｂから安定した電力供給ができないという問題がある。また、第２分散電源は動作を停止すると、起動に時間を要するものもあり、この場合、系統電源が復電しても、第２分散電源２０ｂは直ちに電力供給を開始することはできないという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、系統電源の停電時において安定して電力供給を可能とする分散電源装置及びそれを用いた電力供給システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る分散電源装置は、系統電源と連系して負荷に電力を供給する分散電源装置である。分散電源装置は、直流電力を発電する発電部と、発電部で発電された直流電力を系統電源に応じた交流電力に変換する電力変換部と、電力変換部で変換された電力を出力する電力出力端子と、系統電源の停電を検出する停電検出機能を備え、検出した結果に基づき電力出力端子からの、変換された電力の出力／停止を制御する制御部と、を備える。制御部は、ａ）系統電源の停電を検出していないときは、系統電源と連系した状態で、変換された電力を出力し、かつ、停電検出機能を有効に設定する。ｂ）系統電源の停電を検出したときは、制御部は、系統電源から切り離された状態で、変換された電力を出力し、かつ、停電検出機能を無効にし又は停電検出機能の検出感度を、系統電源の停電を検出していないときよりも低下させる。ｃ）系統電源の復電を検出したときは、制御部は、停電検出機能の設定を有効に戻す、又は、停電検出機能の検出感度を、系統電源の停電を検出していないときの感度に戻す。
【００１４】
電力出力端子は、系統電源と接続された状態で負荷に電力を供給する系統連系端子と、系統電源から切り離された状態で負荷に電力を供給する自立出力端子とを含んでもよい。その場合、制御部は、系統電源の停電を検出していないときは、系統連系端子を介して電力変換部で変換された電力を出力するとともに、自立出力端子を介した電力の出力を停止してもよい。系統電源の停電を検出しているときは、制御部は、系統連系端子を介した電力の出力を停止するとともに、自立出力端子を介して電力を出力してもよい。
【００１５】
または、電力出力端子は、系統電源の正常時は、系統電源と接続された状態で負荷に電力を供給し、系統電源の異常時は、系統電源から切り離された状態で負荷に電力を供給する１つの端子で構成されてもよい。
【００１６】
分散電源装置は例えば燃料電池、太陽電池、蓄電池またはこれらの複合体である。
【００１７】
本発明に係る電力切替装置は、系統電源が接続される系統接続端子と、蓄電可能な第１分散電源及び発電可能な第２分散電源の双方に接続される分散電源接続端子と、負荷が接続される負荷接続端子と、系統接続端子と分散電源接続端子のいずれか一方を選択的に負荷接続端子に接続する切り替え部と、系統電源の停電を検出する検出機能を有し、検出機能による検出結果に基づき切り替え部を制御する制御部と、を備える。制御部は、系統電源の正常時及び復電時は、系統接続端子に負荷接続端子を接続し、系統電源の停電時は、分散電源接続端子に負荷接続端子を接続するように切り替え部を制御する。
【００１８】
本発明に係る電力供給システムは、系統電源から供給された電力を蓄電し、自立出力が可能な第１分散電源装置と、系統電源からの電力又は第１分散電源装置からの自立出力を受けて動作可能な第２分散電源装置と、系統電源、第１分散電源装置及び第２分散電源装置から負荷への電力供給経路を切り替える切替装置と、を備える。
【００１９】
切替装置は、系統電源から電力が供給されているときは、当該系統電源からの電力を負荷へ供給するよう、電力供給経路を切り替える。切替装置は、系統電源の停電時は、第１分散電源装置又は／及び第２分散電源装置からの自立出力を負荷へ供給する共に、第１分散電源装置からの自立出力を、第２分散電源装置へ供給するよう、電力供給経路を切り替える。
【００２０】
第２分散電源装置は、系統電源の停電時に第１分散電源装置から自立出力を受ける際、系統電源の異常の検出感度を低下させる又は検出機能を無効にする。第２分散電源装置は、系統電源の復電時に、自立出力を停止する一方、系統連系を行うと共に、系統電源の異常の検出感度を元に戻す又は前記検出機能を有効にする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、系統電源の停電時において安定して電力供給を可能とする分散電源装置及びそれを用いた電力供給システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る電力供給システムの実施の形態１の構成を示す図
【図２】実施の形態１の電力供給システムにおける第１分散電源の構成を示す図
【図３】第２分散電源の構成を示す図
【図４】電力切替ユニットの構成を示す図
【図５】本発明に係る電力供給システムの実施の形態２の構成を示す図
【図６】実施の形態２の電力供給システムにおける燃料電池の構成を示す図
【図７】本発明が解決しようとする課題を説明するための図（本願発明者が想定した電力供給システムの構成を示す図）
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る電力供給システムの実施の形態を説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
１．電力供給システムの構成
図１は、実施の形態１の電力供給システムの構成を示した図である。電力供給システムは、系統電源１の停電時に自立して宅内の負荷（家電機器）６０に電力を供給することができる第１分散電源１０と第２分散電源２０とを備える。系統電源１、第１分散電源１０及び第２分散電源２０から、主分電盤３０及びバックアップ分電盤５０を介して、宅内の負荷６０に電力が供給される。
【００２５】
主分電盤３０には、系統電源１、第１分散電源１０、第２分散電源２０、及び電力切替ユニット４０が接続される。電力切替ユニット４０にはバックアップ分電盤５０が接続される。バックアップ分電盤５０には負荷６０が接続されている。
【００２６】
電力切替ユニット４０にはさらに、第１分散電源１０および第２分散電源２０が接続されている。電力切替ユニット４０は、バックアップ分電盤５０すなわち負荷６０に電力を供給する供給元を、主分電盤３０（系統電源１）側と、分散電源１０、２０側のいずれかに切り替える。
【００２７】
以下、電力供給システムを構成する各構成要素の詳細について説明する。
【００２８】
（１）第１分散電源
第１分散電源１０は、系統電源１の正常時には電流源として機能して、系統電源１と連系して電力を供給するとともに、停電時においては、電圧源として機能する電源である。本実施形態では、第１分散電源１０は、系統電源１から供給された電力を蓄電可能な蓄電池である。
【００２９】
図２に第１分散電源１０の構成例を示す。第１分散電源１０は、電力を蓄積する蓄電部１１と、蓄電部１１からの直流電圧を系統電源１の電圧に応じた交流電圧に変換する電力変換部１２と、電力の出力先を切り替える切替スイッチ１３と、第１分散電源１０全体の動作を制御する制御部１４とを備える。第１分散電源１０はさらに系統電源１の正常時に電力を供給する系統連系端子Ｘと、停電時に電力（以下「自立出力」という）を供給するための自立出力端子Ｙとを有する。
【００３０】
制御部１４は、第１分散電源１０全体の動作を制御する回路であり、例えばＣＰＵを含む。制御部１４は系統電源１が停電（異常）であるか否かを検出する機能を有している。本実施形態では、制御部１４は、本電力供給システムが単独運転であるか否かを検出することにより、系統電源１の停電を検出する。単独運転の検出方式については種々の公知の方式があり、いずれの方式を用いて良い。
【００３１】
制御部１４は、系統電源１が停電状態でないとき（すなわち、正常状態にあるとき）は、電力変換部１２の出力が系統連系端子Ｘに接続されるように切替スイッチ１３を制御する（系統連系）。一方、系統電源１が停電状態にあるときは、制御部１４は、電力変換部１２の出力が自立出力端子Ｙに接続されるように切替スイッチ１３を制御する。
【００３２】
（２）第２分散電源
第２分散電源２０は電流源として機能し、電圧源と連系して電力を供給する電源である。本実施形態では、第２分散電源２０は燃料電池である。第２分散電源２０は、系統電源１の正常時には系統電源１から電力を受け、系統電源１の停電時には第１分散電源１０から電力を受けて動作する。
【００３３】
図３に、第２分散電源２０の構成例を示す。第２分散電源２０は、電力を発電する発電部２１と、発電部２１からの直流電圧を所望の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ２２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２からの直流電圧を所望の交流電圧に変換するインバータ２３とを備える。第２分散電源２０はさらに、電力の出力先を切り替える切替スイッチ２４と、第２分散電源２０全体の動作を制御する制御部２５とを含む。制御部２５は例えばＣＰＵを含む。さらに、第２分散電源２０は、系統電源１に接続する系統連系端子Ａと、単独運転時に負荷６０に供給する電力を出力するための自立出力端子Ｂとを有する。
【００３４】
第２分散電源２０は系統連系保護機能を有し、系統電源１の停電を検出したときに、系統連系端子Ａからの電力出力を停止する。このため、制御部２５は、系統電源１が停電（異常）であるか否かを検出する機能を有している。本実施形態では、制御部２５は、本電力供給システムが単独運転であるか否かを検出することにより、系統電源１の停電を検出する。単独運転の検出方式については種々の公知の方式があり、いずれの方式を用いて良い。通常、単独運転検出は、系統に常時信号（無効電力や周波数の変動等）を注入しておき、系統停止時のみ現れる変動を検出することで単独運転を検出する。制御部２５は、系統停止時のみ現れる変動を検出するための閾値を変更することで、単独運転の検出感度、すなわち、系統電源１の停電を検出する際の検出感度を変更できる。
【００３５】
また、制御部２５は、自立出力端子Ｂの電圧を監視することで、第１分散電源から自立出力が出力されているか否かを検出する。
【００３６】
制御部２５は、系統電源１の正常時（停電でないとき）は、インバータ２３の出力を系統連系端子Ａから出力されるよう切替スイッチ２４を制御する。一方、系統電源１の停電時は、制御部２５は、インバータ２３の出力の系統連系端子Ａからの出力を停止し、インバータ２３の出力が自立出力端子Ｂから出力されるよう切替スイッチ２４を制御する。
【００３７】
（３）電力切替ユニット
電力切替ユニット４０は、負荷６０へ電力を供給する電源を切り替える装置である。図４に、電力切替ユニット４０の構成例を示す。電力切替ユニット４０は、主分電盤３０に接続される端子４５と、第１分散電源１０に接続される端子４６と、バックアップ分電盤５０（すなわち負荷６０）に接続される端子４７と、第２分散電源２０に接続される端子４８とを備える。電力切替ユニット４０はさらに、端子４７を、端子４５または端子４６（および端子４８）に切り替える切替スイッチ４１を備える。
【００３８】
さらに、電力切替ユニット４０は切替スイッチ４１を制御する制御部４３を備える。制御部４３は例えばＣＰＵを含む。制御部４３は、系統電源１の正常時に、系統電源１または第１分散電源１０からの電力を主分電盤３０を介して負荷６０に供給するために、接点ｂを接点ａに接続するように切替スイッチ４１を制御する。一方、系統電源１の停電時においては、制御部４３は、分散電源１０、２０からの電力を負荷６０に供給するために、接点ｂを接点ｃに接続するように切替スイッチ４１を制御する。
【００３９】
制御部４３は、主分電盤３０に接続される端子４５の電圧を検出し、その検出した電圧に基づき系統電源１の停電の有無を検出する。制御部４３は、第１分散電源１０の自立出力端子Ｙに接続される端子４６の電圧を検出し、その検出した電圧に基づき、第１分散電源１０から自立出力が出力されているか否かの判断を行う。
【００４０】
２．電力供給システムの動作
以上のように構成される電力供給システムの動作について説明する。
電力供給システムにおいて、系統電源１が正常に電力を供給しているときは、系統電源１と、第１分散電源１０及び／または第２分散電源２０とから主分電盤３０を介して負荷６０へ電力が供給される。系統電源１の停電時には、電力切替ユニット４０により電源供給元が切り替えられ、第１分散電源１０及び第２分散電源２０から負荷６０へ電力が供給される。以下、系統電源１の状態毎に電力供給システムの詳細な動作を説明する。
【００４１】
（１）系統電源から正常に電力が供給されている時の動作
系統電源１から正常に電力が供給されている場合、電力切替ユニット４０は、バックアップ分電盤５０を主分電盤３０に接続する。第１分散電源１０は、系統連系端子Ｘから蓄積した電力を出力し、自立出力端子Ｙからの電力出力は停止する。第２分散電源２０は、発電した電力を系統連系端子Ａから主分電盤３０に供給する。
【００４２】
以上により、系統電源１、第１分散電源１０及び第２分散電源２０から供給された電力は、主分電盤３０及びバックアップ分電盤５０を介して負荷６０に供給される。負荷６０で消費される電力のうち第１分散電源１０及び第２分散電源２０から供給される電力では不足する電力分が、系統電源１から供給される。このとき、系統電源１は電圧源として機能し、第１及び第２分散電源１０、２０は電流源として機能する。
【００４３】
第２分散電源２０は系統電源１と連系している場合、系統連系端子Ａを介して系統電源１からの電力を受けて動作し、発電した電力を系統連系端子Ａを介して負荷に供給する。このとき、第２分散電源２０において系統連系保護機能はオン（有効）に設定されている。
【００４４】
（２）系統電源の停電時の動作
系統電源１において停電が発生した場合の動作を以下に説明する。
【００４５】
第１分散電源１０は、単独運転（すなわち、系統電源１の停電）を検出すると、系統連系出力端子Ｘからの電力出力を停止し、その後所定時間経過後に自立出力端子Ｙから電力出力を開始する。
【００４６】
第２分散電源２０は、単独運転（すなわち、系統電源１の停電）を検出すると、系統連系端子Ａからの電力出力を停止して、一定時間、アイドリング運転を行う。アイドリング運転中に第２分散電源２０内で発電された電力分は内部で熱エネルギーとして消費される。系統電源１からの電力供給がない場合、第２分散電源２０は、自立出力端子Ｂを介して第１分散電源１０からの自立出力を受けて動作する。
【００４７】
電力切替ユニット４０は、主分電盤３０から供給される電圧がゼロまたは所定のしきい値以下になったことを検出し、さらに、第１分散電源１０の自立出力端子Ｙから自立出力が出力されていることを検出すると、負荷６０への電力供給元を切り替える。具体的には、負荷６０への電力供給元を、主分電盤３０（接点ａ）から分散電源１０、２０の自立出力（接点ｃ）へ切り替える。
【００４８】
第２分散電源２０は、アイドリング運転の間、第１分散電源１０から自立出力が出力されていることを検出すると、自立出力端子Ｂからの電力出力（自立出力）を開始し、アイドリング運転を解除する。
【００４９】
また、第２分散電源２０は、単独運転を検出し、かつ、第１分散電源１０からの自立出力を検出したときに、系統連系保護機能をオフ（無効）にする。具体的には、単独運転の検出機能（換言すれば、系統電源の停電を検出する機能または系統電源の異常検出機能）をオフにすることで、系統連系保護機能をオフにする。なお、系統電源の異常検出機能とは、系統電源の過電圧、不足電圧、周波数上昇／低下等の系統の異常を検出する機能である。このように系統連系保護機能（すなわち、単独運転を検出する機能または系統電源の異常検出機能）をオフすることにより、負荷６０の消費電力が大きいために、第１分散電源１０からの自立出力の電圧が大きく低下した場合であっても、第２分散電源２０の系統連系保護機能が動作することを防止できる。よって、第２分散電源２０はその動作を停止することがなく、安定して電力を供給することができる。
【００５０】
なお、系統連系保護機能（単独運転の検出機能、系統電源の停電検出機能、系統電源の異常検出機能）をオフにする代わりに、系統連系保護機能を作動し難くしてもよい。系統連系保護機能を作動し難くするためには、例えば、単独運転の検出感度、系統電源の停電の検出感度または系統電源の異常の検出感度を低下させることが考えられる。これらの検出感度を低下させる方法としては以下の方法が考えられる。例えば、系統電源からの交流電圧の過電圧を検出（判定）する際の検出時間を長くすることが考えられる。また、過電圧検出に代えて、交流不足電圧、周波数上昇、周波数低下、直流分、出力過電流、単独運転を検出する場合、それぞれの条件を判定する際の検出時間を長くしてもよい。または、交流不足電圧または周波数低下を検出する場合、各条件を検出する際の検出レベル（しきい値）を低下させてもよい。または、交流過電圧、周波数上昇、直流分、交流過電流、周波数変化量（単独運転検出時間用）を検出する場合、各条件を検出する際の検出レベル（しきい値）を上昇させてもよい。
【００５１】
なお、第２分散電源２０は、アイドリング運転の間に系統電源１の復電を検出したときは、アイドリング運転を解除し、系統連系端子Ａからの出力を開始する。
【００５２】
以上のように、系統電源１の停電時には、第１分散電源１０及び第２分散電源２０から負荷６０に対して電力が供給される。その際、第２分散電源２０の系統連系保護機能が、オフにされる、または、系統電源の停電検出感度が低下される。これにより、第1分散電源１０の自立出力を受けて動作する第２分散電源２０が、自立出力が低下したことにより系統連系保護機能が動作して停止されることを防止できる。よって、系統電源が停電中に第１分散電源を電圧源としている時に、第２分散電源２０から安定して電力を供給することができる。
【００５３】
（３）系統電源の復電時の動作
次に、系統電源１が停電から復電した場合の動作を以下に説明する。
【００５４】
第１分散電源１０は、系統電源１が復電したことを検出すると、自立出力端子Ｙからの自立出力を停止する。
【００５５】
電力切替ユニット４０は、第１分散電源１０の自立出力がゼロまたは所定のしきい値以下になったことを検出し、かつ、主分電盤３０から電圧が供給されていることを検出すると、所定時間経過後に、負荷６０への電力供給元を自立出力から主分電盤３０に切り替える。
【００５６】
第２分散電源２０は、自立出力端子Ｂの電圧がゼロまたは所定のしきい値以下になったことを検出すると、自立出力端子Ｂからの出力を停止し、アイドリング運転を開始する。アイドリング運転中の発電分は第２分散電源２０の内部で消費する。
【００５７】
その後、第２分散電源２０は、復電を検出すると、自立出力を停止し、整定値で設定した時間（例えば、３００秒）経過後に、系統連系端子Ａからの電力の出力を開始し、アイドリング運転を解除する。さらに、第２分散電源２０は系統連系保護機能をオンにする。停電時において、系統電源１の停電検出のための検出感度を低下させていた場合は、検出感度を元に戻す。これにより、第２分散電源２０は、通常どおりに系統連系機能を発揮させることができる。
【００５８】
第１分散電源１０は、系統電源１の復電を検出すると、自立出力を停止し、整定値で設定した時間（例えば、３００秒）経過後に、系統連系端子Ｘからの電力の出力を開始する。
【００５９】
以上の動作により、系統電源１の復電時において、系統電源１と連系した第１分散電源１０及び第２分散電源２０から負荷６０に電力が供給されるようになる。
【００６０】
３．まとめ
本実施形態の電力供給システムは、系統電源１から供給された電力を蓄電し、自立出力が可能な第１分散電源１０と、系統電源１からの電力又は第１分散電源１０からの自立出力を受けて動作可能な第２分散電源２０と、系統電源１、第１分散電源１０及び第２分散電源２０から負荷６０への電力供給経路を切り替える電力切替ユニット４０と、を備える。
【００６１】
電力切替ユニット４０は、系統電源１から電力が供給されているときは、系統電源１からの電力を負荷６０へ供給するよう、電力供給経路を切り替える。電力切替ユニット４０は、系統電源１の停電時は、第１分散電源１０又は／及び第２分散電源２０からの自立出力を負荷６０へ供給すると共に、第１分散電源１０からの自立出力を、第２分散電源２０へ供給するよう、電力供給経路を切り替える。
【００６２】
第２分散電源２０は、系統電源１の停電時に第１分散電源１０から自立出力を受ける際、系統電源１の異常の検出感度を低下させる又は検出機能を無効にする。第２分散電源２０は、系統電源１の復電時に、自立出力を停止する一方、系統連系を行うと共に、系統電源１の異常の検出感度を元に戻す又は検出機能を有効にする。
【００６３】
本実施形態における第２分散電源装置２０は、系統電源１と連系して負荷に電力を供給する分散電源装置である。第２分散電源装置２０は、直流電力を発電する発電部２１と、発電部２１で発電された直流電力を系統電源１に応じた交流電力に変換する電力変換部２２、２３と、電力変換部２２、２３で変換された電力を出力する電力出力端子Ａ，Ｂと、系統電源１の停電を検出する停電検出機能を備え、検出した結果に基づき電力出力端子Ａ、Ｂからの、変換された電力の出力／停止を制御する制御部２５と、を備える。制御部２５は、ａ）系統電源１の停電を検出していないときは、系統電源１と連系した状態で、変換された電力を出力し、かつ、停電検出機能を有効に設定する。ｂ）系統電源１の停電を検出したときは、制御部２５は、系統電源１から切り離された状態で、変換された電力を出力し、かつ、停電検出機能を無効にし、又は停電検出機能の検出感度を、系統電源１の停電を検出していないときよりも低下させる。ｃ）系統電源１の復電を検出したときは、制御部２５は、停電検出機能の設定を有効に戻す、又は、停電検出機能の検出感度を、系統電源１の停電を検出していないときの感度に戻す。
【００６４】
本実施形態の電力切替ユニット４０は、系統電源１が接続される系統接続端子４５と、蓄電可能な第１分散電源及び発電可能な第２分散電源の双方に接続される分散電源接続端子４６、４８と、負荷が接続される負荷接続端子４７と、系統接続端子４５と分散電源接続端子４６、４８のいずれか一方を選択的に負荷接続端子４７に接続する切替スイッチ４１と、系統電源１の停電を検出する検出機能を有し、検出機能による検出結果に基づき切り替え部４１を制御する制御部４３と、を備える。制御部４３は、系統電源１の正常時及び復電時は、系統接続端子４５に負荷接続端子４７を接続し、系統電源１の停電時は、分散電源接続端子４６、４８に負荷接続端子４７を接続するように切替スイッチ４１を制御する。
【００６５】
上記の構成によれば、第２分散電源２０により、系統電源が停電中に第１分散電源を電圧源としている時においては、系統連系保護機能をオフにするか、または、系統電源の停電の検出感度を正常時よりも低下させる。これにより、単独運転時において、第２分散電源２０の系統連系保護機能が機能しない、または動作し難くなる。このため、系統電源が停電中に第１分散電源を電圧源としている時において、負荷側での消費電力が一時的に増大し、自立出力の電圧が低下した場合であっても、第２分散電源２０が系統連系保護機能により停止してしまうことを防止できる。よって、単独運転時において、第１分散電源１０のみならず、第２分散電源２０からも電力供給することが可能となり、安定した電力供給を実現できる。
【００６６】
また、第２分散電源２０において、系統連系時に電力を供給する端子（系統連系端子Ａ）と、自立出力を供給する端子（自立出力端子Ｂ）とを別々に設けた。これにより、系統連系時と単独運転時とで連系保護機能の感度を変更することが可能になる。よって、電力系統に対しては確実に連系保護機能を作動させることを担保しつつ、系統電源が停電中に第１分散電源を電圧源としている時には、系統連系保護機能を弱めて安定した電力供給を行うことが可能になる。
【００６７】
（実施の形態２）
図５は、本発明に係る電力供給システムの別の実施の形態の構成を示した図である。
【００６８】
本実施形態の電力供給システムは、実施の形態１で示した電力供給システムと下記の点で異なる。第２分散電源２０ｂは、自立出力端子Ｂを備えておらず、バックアップ分電盤５０のみに接続されている。また、電力切替ユニット４０ｂは、負荷６０への電源の供給元を、主分電盤３０または第１分散電源１０のいずれかに切り替える。また、第２分散電源２０ｂは、第１分散電源１０から、系統電源１の停電を示す停電検出信号を受信する。
【００６９】
図６は、本実施形態の第２分散電源２０ｂの構成を示した図である。第２分散電源２０ｂの制御部２５ｂは、第１分散電源１０から停電検出信号を受信し、受信した停電検出信号に基づき系統電源１の停電を検出する。また、制御部２５ｂは、系統連系端子Ａの電圧を検出し、第１分散電源の自立出力の有無を検出する。
【００７０】
本実施形態の電力供給システムの動作を以下に説明する。
系統電源１の正常時は、電力切替ユニット４０ｂは主分電盤３０をバックアップ分電盤５０に接続する。これにより、系統電源１を電圧源として、第１分散電源１０及び／または第２分散電源２０を電流源として、負荷６０に電力が供給される。系統電源１の正常時において、第２分散電源の制御部２５ｂは系統連系保護機能をオンにする。
【００７１】
系統電源１の停電時は、電力切替ユニット４０ｂは第１分散電源１０をバックアップ分電盤５０に接続する。第１分散電源１０は、系統電源１の停電を検出すると、系統連系端子Ｘからの出力を停止するとともに、自立出力端子Ｙからの自立出力を開始する。第２分散電源の制御部２５ｂは、停電検出信号の受信により系統電源１の停電を検出すると、系統連系保護機能をオフにする。または、系統電源１の停電の検出感度を系統電源１の正常時のものよりも低下させてもよい。このとき、第１分散電源１０を電圧源として、第２分散電源２０を電流源として、負荷６０に電力（自立出力）が供給される。
【００７２】
その後、系統電源１が復電すると、電力切替ユニット４０ｂは主分電盤３０をバックアップ分電盤５０に接続する。第１分散電源１０は、系統電源１の復電を検出すると、自立出力端子Ｙからの自立出力を停止するとともに、系統連系端子Ｘからの出力を開始する。第２分散電源２０ｂは、停電検出信号の停止により系統電源１の復電を検出すると、系統連系保護機能をオンにする。または、系統電源１の停電の検出感度を低下させていたときは、その検出感度を低下前の値に戻す。
【００７３】
以上のように、本実施形態の電力供給システムにおいても、系統電源１の停電時において第２分散電源２０はその系統連系保護機能をオフ、または、機能の発動条件を緩和する。これにより、系統電源１の停電時に第１分散電源を電圧源としている時に、自立出力が一時的な要因により変動し電圧が低下した場合（電圧低下以外にも、電圧波形や電流波形の歪み、電圧上昇、周波数の上昇／低下など様々な電力品質の低下を含む）であっても、第２分散電源２０ｂを継続して運転することができ、安定した電力供給を実現できる。
【００７４】
（その他の実施形態）
１）上記の実施の形態において示した系統電源１の停電（異常）の検出方法や自立出力の検出方法は一例であり、種々の方法が考えられる。例えば、上記の実施形態では、単独運転を検出することで、系統電源１の停電を検出したが、系統電源１の停電の検出方法はこれに限られるものではない。
【００７５】
２）上記の実施の形態では、第２分散電源２０は燃料電池としたが、太陽電池または蓄電池であってもよい。また、第２分散電源２０は、風力、水力、地熱、ガスエンジン等による発電装置であってもよい。すなわち、第２分散電源２０は、上記の電池及び発電装置単独で構成されてもよいし、上記の電池及び発電装置を適宜組み合わせた複合体で構成されてもよい。また、第１分散電源１０は、系統電源１の電力を蓄電する装置としたが、太陽電池、または、風力、水力、地熱もしくはガスエンジン等の発電装置により発電された電力を蓄電するものであってもよい。
【００７６】
３）上記の実施の形態では、図１や図５では、説明の便宜上、主分電盤３０に接続された負荷を省略したが、主分電盤３０に負荷が接続されていてもよい。但し、系統電源１の停電時において、主分電盤３０に接続された負荷には電力は供給されない。
【符号の説明】
【００７７】
Ａ、Ｘ  系統連系端子
Ｂ、Ｙ  自立出力端子
１  系統電源
１０  第１分散電源
２０、２０ｂ  第２分散電源
３０  主分電盤
４０、４０ｂ  電力切替ユニット
４５〜４８  接続端子（接続部）
５０  バックアップ分電盤
６０  負荷
【図１】
2015057022.tif 000003
【図２】
2015057022.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015057022.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015057022.tif 000008
【図７】
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