(57)【要約】  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にあたり、電力ルータの管理又は制御をより適切に行うことができる。電力ルータ（１００）は、第１マスターレグ（６１）、第２マスターレグ（６２）、第１自立レグ（６３）及び第２自立レグ（６４）を有する。制御部（１９）は、第１自立レグ（６３）及び第２自立レグ（６４）が送受電する電力に基づいて、第１マスターレグ（６１）が送受電する電力と、第２マスターレグ（６２）が送受電する電力と、を制御する。
2015107593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマスターレグと、
１以上のマスターレグ以外のレグと、
前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力に基づいて、前記複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する制御部と、を備える、
電力ルータ。
【請求項２】
前記制御部は、
前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力の合計と、前記複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力の合計と、が一致するように、前記複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する、
請求項１に記載の電力ルータ。
【請求項３】
前記制御部は、
当該電力ルータが前記１以上のマスターレグ以外のレグを介して受電している場合、前記複数のマスターレグのそれぞれに送電を行わせ、
当該電力ルータが前記１以上のマスターレグ以外のレグを介して送電している場合、前記複数のマスターレグのそれぞれに受電を行わせる、
請求項２に記載の電力ルータ。
【請求項４】
前記制御部は、
前記複数のマスターレグのそれぞれの定格に第１の係数を乗じることで、前記複数のマスターレグのそれぞれの送受電の電力を決定する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力ルータ。
【請求項５】
前記第１の係数は、０以上１以下の値である、
請求項４に記載の電力ルータ。
【請求項６】
前記複数のマスターレグのそれぞれの定格に乗じる前記第１の係数は、等しい値である、
請求項４又は５に記載の電力ルータ。
【請求項７】
前記制御部は、
前記複数のマスターレグのそれぞれが送受電の合計値を、前記複数のマスターレグの定格の合計値で除して、前記第１の係数を算出する、
請求項６に記載の電力ルータ。
【請求項８】
前記制御部は、前記複数のマスターレグのそれぞれの定格に前記第１の係数と第２の係数とを乗じることで、前記複数のマスターレグのそれぞれの送受電の電力を決定する、
請求項４乃至７のいずれか一項に記載の電力ルータ。
【請求項９】
前記制御部は、前記複数のマスターレグのそれぞれの優先度に基づいて、前記第２の係数を決定する、
請求項８に記載の電力ルータ。
【請求項１０】
前記制御部は、前記複数のマスターレグのそれぞれについて、前記優先度が大きいものほど前記第２の係数を大きくする、
請求項９に記載の電力ルータ。
【請求項１１】
前記複数のマスターレグのそれぞれの前記第１の係数と前記第２の係数とを乗じた値は、０以上１以下の値である、
請求項１０に記載の電力ルータ。
【請求項１２】
電力ルータと、
前記電力ルータの送受電を制御する管理サーバと、を備え、
前記電力ルータは、
複数のマスターレグと、
１以上のマスターレグ以外のレグと、
前記管理サーバからの指令に応じて、前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力に基づいて、前記複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する制御部と、を備える、
電力ネットワークシステム。
【請求項１３】
前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力を参照し、
前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する前記電力に基づいて、複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する、
電力ルータの制御方法。
【請求項１４】
前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力を参照する処理と、
前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する前記電力に基づいて、複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する処理と、をコンピュータに実行させる、
電力ルータの制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ルータとその制御方法、コンピュータ可読媒体、及び、電力ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給システムを構築するにあたっては、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、今後は大量の自然エネルギーを導入できるシステムにすることも大事な課題となってきている。そこで、新たな電力網としてデジタルグリッド（登録商標）という電力ネットワークシステムが提案されている（特許文献１及び２）。
デジタルグリッド（登録商標）とは、電力網を小規模なセルに細分化し、それら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。各電力セルは、小さなものとしては一つの家やビル、商業施設であり、大きなものとしては県や市町村といった規模になる。各電力セルは、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たり、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したりするため、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２０は、電力ネットワークシステム８１０の例を示す図である。図２０において、基幹系統８１１は大規模発電所８１２からの基幹電力を送電する。そして、複数の電力セル８２１〜８２４が配置されている。各電力セル８２１〜８２４は、家８３１やビル８３２などの負荷や、発電設備（例えば太陽光発電パネル８３３、風力発電機８３４）や、電力貯蔵設備（例えば蓄電池８３５）、を有している。
なお、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、各電力セル８２１〜８２４は、他の電力セルや基幹系統８１１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８４１〜８４４を備えている。電力ルータ８４１〜８４４は複数のレグ（ＬＥＧ）を有している。（紙幅の都合上、図２０中ではレグの符号を省略した。電力ルータ８４１〜８４４に付属している白丸が各レグの接続端子であると解釈してほしい。）
ここで、レグとは、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や、電力の電圧、周波数、位相を変化させることをいう。【０００５】
すべての電力ルータ８４１〜８４４は通信網８６０によって管理サーバ８５０に繋がっており、管理サーバ８５０によってすべての電力ルータ８４１〜８４４は統合的に運用制御される。例えば、管理サーバ８５０から各電力ルータ８４１〜８４４に対し、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８４１〜８４４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（例えば太陽光発電パネル８３３、風力発電機８３４）や一つの電力貯蔵設備（例えば蓄電池８３５）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４７８３４５３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電力ルータによって複数の電力セルを非同期に接続できればその利点は非常に大きいものであるので、早期に電力ルータを実用化することが期待されている。
しかし、実際に電力ルータを実用化するとなると、これまでの送配電設備にはない特有の課題がある。現在主流の送配電設備は、電圧、位相および周波数が完全に同期している電力系統を前提としているから、電圧あるいは位相、周波数が異なる電力系統同士を接続する電力ルータには新たな課題に対する配慮が必要である。
電力ルータ間で指定した電力を送受電する場合、送電側の電力ルータが受電する目標値を受電側の電力ルータで受電できないことがある。たとえば、伝送線のロス、変換効率、電圧・位相差等により、受電側の電力ルータでは目標値よりも小さく（または大きく）なってしまうことがある。【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、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の構築を実現するにあたり、電力ルータの管理をより適切に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様である電力ルータは、複数のマスターレグと、１以上のマスターレグ以外のレグと、前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力に基づいて、前記複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する制御部と、を備えるものである【００１１】
本発明の一態様である電力ネットワークシステムは、電力ルータと、前記電力ルータの送受電を制御する管理サーバと、を備え、前記電力ルータは、複数のマスターレグと、１以上のマスターレグ以外のレグと、前記管理サーバからの指令に応じて、前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力に基づいて、前記複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する制御部と、を備えるものである。【００１２】
本発明の一態様である電力ルータの制御方法は、前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力を参照し、前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する前記電力に基づいて、複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御するものである。【００１３】
本発明の一態様である電力ルータの制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体は、前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力を参照する処理と、前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する前記電力に基づいて、複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する処理と、をコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、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にあたり、電力ルータの管理又は制御をより適切に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１にかかる電力ネットワークシステム１０００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】レグの内部構造の例を表示した電力ルータ１０１のブロック図である。
【図３】レグの内部構造をより詳しく表示した電力ルータ１０１のブロック図である。
【図４】ＡＣスルーレグ６０を有する電力ルータ１７０の構成例を示すブロック図である。
【図５】制御部１９の構成とレグとの関係を模式的に示すブロック図である。
【図６】電力ルータを基幹系統、負荷および各種分散電源に接続した一例を示す図である。
【図７Ａ】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７Ｂ】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８Ａ】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８Ｂ】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８Ｃ】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８Ｄ】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９Ａ】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９Ｂ】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９Ｃ】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９Ｄ】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１０】第１電力ルータ１００から基幹系統１０３５までの間が長い場合の例を示す図である。
【図１１】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１２】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１３】管理サーバ１０１０の構成を表示した電力ネットワークシステム１０００の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】、実施の形態１にかかる電力ルータ６００の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１５】第１自立レグ６３の受電電力が２［ｋＷ］（Ｗ１＝２［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝１［ｋＷ］）である場合の電力ルータ６００を示す図である。
【図１６】第１自立レグ６３の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ１＝１［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝１［ｋＷ］）である場合の電力ルータ６００を示す図である。
【図１７】第１自立レグ６３の送電電力が２［ｋＷ］（Ｗ１＝−２［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の送電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝−１［ｋＷ］）である場合の電力ルータ６００を示す図である。
【図１８】第１自立レグ６３の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ１＝１［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の送電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝−１［ｋＷ］）である場合の電力ルータ６００を示す図である。
【図１９】実施の形態２にかかる電力ルータ７００の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２０】電力ネットワークシステム８１０の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１７】
実施の形態１
実施の形態１にかかる電力ネットワークシステム１０００について説明する。図１は、実施の形態１にかかる電力ネットワークシステム１０００の概略構成を示すブロック図である。電力ネットワークシステム１０００は、管理サーバ１０１０及び複数の電力ルータを有する。本実施の形態では、電力ネットワークシステム１０００が、管理サーバ１０１０、電力ルータ１０１及び１０２、伝送線１２００を有する例について説明する。電力ルータ１０１及び１０２は、上述の電力ルータ８４１〜８４４（図２３）の具体例である。なお、以下では、管理サーバを管理手段とも称する。
【００１８】
電力ネットワークシステム１０００及び以降の実施の形態で説明する電力ネットワークシステムは、電力ルータ間の送電損失を電力の制御により補正する構成を有する。一般に、伝送線を介して電力を伝送する場合、伝送経路の長さや経路の相違により、送電損失が生じる。そのため、送電側からある電力で送電しても、受電側が受電する電力は送電側の出力電力よりも低下する。よって、電力ネットワークシステム１０００及び以降の実施の形態で説明する電力ネットワークシステムでは、受電側が受電する電力が適正値になるように、送電側の出力電力を制御する機能を有する。
【００１９】
電力ルータ１０１は、概略、直流母線１５、通信バス１６、第１レグ１１、第２レグ１２、第３レグ１３、第４レグ１４及び制御部１９を有する。なお、図中では、紙幅の都合上、第１レグ〜第４レグを、それぞれレグ１〜レグ４と表示している。第１レグ１１、第２レグ１２、第３レグ１３及び第４レグ１４は、それぞれ端子１１５、１２５、１３５、１４５を介して、外部と接続される。
【００２０】
直流母線１５には、第１レグ１１〜第４レグ１４が並列に接続されている。直流母線１５は直流電力を流すためのものである。制御部１９は、通信バス１６を介して第１レグ１１〜第４レグ１４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１５の母線電圧Ｖ１５を所定の一定値に維持する。つまり、電力ルータ１０１は第１レグ１１〜第４レグ１４を介して外部と繋がるのであるが、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１５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、位相が異なる場合でも、電力セル同士を非同期で接続することができる。
【００２１】
電力ルータ１０１の構成について詳細に説明する。図２は、レグの内部構造の例を表示した電力ルータ１０１のブロック図である。第１レグ１１〜第４レグ１４は同様の構成を有するが、図面の簡略化のため、図２では第１レグ１１及び第２レグ１２の内部構造を表示し、第３レグ１３及び第４レグ１４の内部構造の表示を省略している。
【００２２】
第１レグ１１〜第４レグ１４は、直流母線１５に対して並列に設けられている。上述のように、第１レグ１１〜第４レグ１４は同様の構成を有する。なお、本実施の形態では、電力ルータ１０１が４つのレグを有する例について説明するが、これはあくまで一例に過ぎない。電力ルータには、２以上の任意の個数のレグを設けることが可能である。本実施の形態では第１レグ１１〜第４レグ１４は同様の構成を有するが、電力ルータが有する２以上のレグは、同様の構成でもよいし、異なる構成でもよい。なお、以下では、レグを電力変換レグとも称する。
【００２３】
図２に示すように、第１レグ１１は、電力変換部１１１、電流センサ１１２、開閉器１１３、電圧センサ１１４を有する。第１レグ１１は、接続端子１１５を介して、伝送線１２００と接続される。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１５には直流電力が流れているので、つまり、電力変換部１１１は、直流母線１５の直流電力を定められた周波数及び電圧の交流電力に変換して、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、直流母線１５に流す。
【００２４】
レグの構成について詳細に説明する。図３は、レグの内部構造をより詳しく表示した電力ルータ１０１のブロック図である。第１レグ１１〜第４レグ１４は同様の構成を有するが、図面の簡略化のため、図３では第１レグ１１の内部構造を表示し、第２レグ１２の内部構造、第３レグ１３及び第４レグ１４、通信バス１６の表示を省略している。
【００２５】
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３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。
【００２６】
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。
【００２７】
以上のように、電力変換部１１１では、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、このノードと接続端子とを結ぶ配線を支線ＢＬと称することにする。三相交流であるので、この場合、一のレグは三つの支線ＢＬを有する。
【００２８】
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、各種の自励式電力変換素子を用いることができる。
【００２９】
開閉器１１３は、電力変換部１１１と接続端子１１５との間に配設される。この開閉器１１３の開閉によって、支線ＢＬが開閉される。これにより、外部と直流母線１５とが遮断され、又は、接続される。電流センサ１１２及び電圧センサ１１４は、通信バス１６を介して検出値を制御部１９に出力する。
【００３０】
上記説明では、電力変換部をインバータ回路とし、レグの接続相手は交流を使用するとしたが、レグの接続相手が蓄電池のような直流を使用するものである場合もある（例えば、図１中の第３レグ１３は蓄電池１０３２に接続している）。この場合の電力変換とは、ＤＣ−ＤＣ変換ということになる。
従って、電力変換部にインバータ回路とコンバータ回路とを並列に設け、接続相手が交流か直流かに応じてインバータ回路とコンバータ回路と使い分け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変換専用のレグを設けるようにしてもよい。
なお、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を並列に設けるよりは、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とする方がサイズやコスト面で有利な点も多々ある。
【００３１】
第２レグ１２は、電力変換部１２１、電流センサ１２２、開閉器１２３及び電圧センサ１２４を有する。第２レグ１２は、接続端子１２５を介して、例えば負荷１０３１と接続される。第２レグ１２の電力変換部１２１、電流センサ１２２、開閉器１２３及び電圧センサ１２４は、それぞれ第１レグ１１の電力変換部１１１、電流センサ１１２、開閉器１１３及び電圧センサ１１４に対応する。第２レグ１２と接続される接続端子１２５は、第１レグ１１と接続される接続端子１１５に対応する。電力変換部１２１は、サイリスタ１２１Ｔと帰還ダイオード１２１Ｄとで構成される逆並列回路１２１Ｐを三相ブリッジ接続した構成を有する。サイリスタ１２１Ｔ、帰還ダイオード１２１Ｄ、逆並列回路１２１Ｐは、それぞれサイリスタ１１１Ｔ、帰還ダイオード１１１Ｄ、逆並列回路１１１Ｐに対応する。
【００３２】
第３レグ１３は、電力変換部１３１、電流センサ１３２、開閉器１３３及び電圧センサ１３４を有する。第３レグ１３は、接続端子１３５を介して、例えば蓄電池１０３２と接続される。第３レグ１３の電力変換部１３１、電流センサ１３２、開閉器１３３及び電圧センサ１３４は、それぞれ第１レグ１１の電力変換部１１１、電流センサ１１２、開閉器１１３及び電圧センサ１１４に対応する。第３レグ１３と接続される接続端子１３５は、第１レグ１１と接続される接続端子１１５に対応する。電力変換部１３１は、サイリスタ１３１Ｔと帰還ダイオード１３１Ｄとで構成される逆並列回路１３１Ｐを三相ブリッジ接続した構成を有する。サイリスタ１３１Ｔ、帰還ダイオード１３１Ｄ、逆並列回路１３１Ｐは、それぞれサイリスタ１１１Ｔ、帰還ダイオード１１１Ｄ、逆並列回路１１１Ｐに対応する。但し、図面の簡略化のため、図２では、第３レグ１３の内部構造の表示を省略している。
【００３３】
第４レグ１４は、電力変換部１４１、電流センサ１４２、開閉器１４３及び電圧センサ１４４を有する。第４レグ１４は、接続端子１４５を介して、例えば基幹系統１０３５と接続される。第４レグ１４の電力変換部１４１、電流センサ１４２、開閉器１４３及び電圧センサ１４４は、それぞれ第１レグ１１の電力変換部１１１、電流センサ１１２、開閉器１１３及び電圧センサ１１４に対応する。第４レグ１４と接続される接続端子１４５は、第１レグ１１と接続される接続端子１１５に対応する。電力変換部１４１は、サイリスタ１４１Ｔと帰還ダイオード１４１Ｄとで構成される逆並列回路１４１Ｐを三相ブリッジ接続した構成を有する。サイリスタ１４１Ｔ、帰還ダイオード１４１Ｄ、逆並列回路１４１Ｐは、それぞれサイリスタ１１１Ｔ、帰還ダイオード１１１Ｄ、逆並列回路１１１Ｐに対応する。但し、図面の簡略化のため、図２では、第４レグ１４の内部構造の表示を省略している。
【００３４】
制御部１９は、通信網１１００を介して、外部の管理サーバ１０１０からの制御指示５１を受ける。制御指示５１は、電力ルータ１０１の各レグの動作を指示するための情報を含む。また、制御部１９は、通信網１１００を介して、電力ルータ１０１の運転状況を示す情報５２を、管理サーバ１０１０に出力することができる。なお、各レグへの動作指示については、例えば送電／受電の指定、運転モードの指定、送電又は受電する電力の指定などが含まれる。具体的には、制御部１９は、電圧センサ１７を介して直流母線１５の母線電圧Ｖ１５を監視し、電力の向きや交流電力の周波数等を制御する。すなわち、制御部１９は、通信バス１６を介して、トランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッチングと、開閉器１１３、１２３、１３３及び１４３の開閉とを制御する。
【００３５】
なお、上述では、レグは電力変換部を有するものとして説明したが、電力変換部を有しないレグを設けることも可能である。ここでは、仮に、電力変換部を有しないレグをＡＣ（Alternating Current）スルーレグ６０と称する。図４は、ＡＣスルーレグ６０を有する電力ルータ１７０の構成例を示すブロック図である。電力ルータ１７０は、電力ルータ１０１にＡＣスルーレグ６０を追加した構成を有するものとして説明する。なお、図面の簡略化のため、図４では、第３レグ１３を省略している。
【００３６】
ＡＣスルーレグ６０は、電流センサ１６２、開閉器１６３、電圧センサ１６４を有する。ＡＣスルーレグ６０は、接続端子１６５を介して、例えば他の電力セルと接続される。ＡＣスルーレグ６０の支線ＢＬは、開閉器１６３を介して、電力変換部を有する他のレグの支線ＢＬに繋がっている。すなわち、ＡＣスルーレグ６０が接続される接続端子１６５は、電力変換部を有する他のレグが接続される接続端子に接続されている。図４では、例として、ＡＣスルーレグ６０が接続される接続端子１６５は、第４レグ１４が接続される接続端子１４５に接続される場合を示している。ＡＣスルーレグ６０の接続端子１６５と第４レグ１４が接続される接続端子１４５との間には開閉器１６３があるだけで、ＡＣスルーレグ６０は電力変換器を有しない。そのため、ＡＣスルーレグ６０が接続される接続端子１６５と第４レグ１４が接続される接続端子１４５との間では、何等の変換も受けずに電力が導通することになる。そのため、電力変換器を有しないレグを、ＡＣスルーレグと称するのである。
【００３７】
図５は、制御部１９の構成とレグとの関係を模式的に示すブロック図である。図５では、制御部１９が第１レグ１１を制御する場合を示している。制御部１９は、記憶部１９１、運転モード管理部１９２、電力変換指令部１９３、ＤＡ／ＡＤ変換部１９４及びセンサ値読み取り部１９５を有する。
【００３８】
記憶部１９１は、管理サーバ１０１０からの制御指示５１を、制御指示データベース１９６（第１のデータベース、図中では＃１ＤＢと表示している）として保持している。記憶部１９１は、制御指示データベース１９６の他に、第１レグ１１〜第４レグ１４のそれぞれを識別するためのレグ識別情報データベース１９７（第２のデータベース、図中では＃２ＤＢと表示している）を保持している。記憶部１９１は、例えばフラッシュメモリなどの各種の記憶部により実現することが可能である。レグ識別情報データベース１９７は、例えばＩＰアドレス、ＵＲＬ、ＵＲＩなど、第１レグ１１〜第４レグ１４のそれぞれを特定するために割り振られた情報である。また、記憶部１９１は、運転モード管理部１９２からの情報ＩＮＦに基づいて、電力ルータ１０１の運転状況を示す情報５２を保持し、必要に応じて外部に電力ルータ１０１の運転状況を示す情報５２を出力する。
【００３９】
運転モード管理部１９２は、例えばＣＰＵにより構成される。運転モード管理部１９２は、制御指示データベース１９６に含まれる、停止対象レグ（第１レグ１１）の運転モード（動作モードについては後述する）を指定する運転モード指定情報ＭＯＤＥを読み出す。また、運転モード管理部１９２は、記憶部１９１のレグ識別情報データベース１９７を参照し、停止対象レグ（第１レグ１１）に対応する情報（例えば、ＩＰアドレス）を読み出す。これにより、運転モード管理部１９２は、停止対象レグ（第１レグ１１）に対する起動指示を出力することができる。運転モード管理部１９２は、デジタル信号である波形指示信号ＳＤ１を出力する。また、運転モード管理部は、開閉制御信号ＳＩＧ１を停止対象レグの開閉器（例えば、開閉器１１３）へ出力する。
【００４０】
波形指示信号ＳＤ１は、ＤＡ／ＡＤ変換部１９４でデジタル−アナログ変換され、アナログ信号である波形指示信号ＳＡ１として電力変換指令部１９３へ出力される。電力変換指令部１９３は、波形指示信号ＳＡ１に応じて、電力変換部（例えば、電力変換部１１１）へ、制御信号ＳＣＯＮを出力する。
【００４１】
センサ値読み取り部１９５は、電圧センサ１７で検出された母線電圧Ｖ１５の値と、停止対象レグ（第１レグ１１）の電流センサ１１２の検出値Ｉｒと、電圧センサ１１４での検出値Ｖｒと、を読み取る。センサ値読み取り部１９５は、読み取り結果を、アナログ信号である読み取り信号ＳＡ２として出力する。読み取り信号ＳＡ２は、ＤＡ／ＡＤ変換部１９４でアナログ−デジタル変換され、デジタル信号である読み取り信号ＳＤ２として運転モード管理部１９２へ出力される。運転モード管理部１９２は、デジタル信号である読み取り信号ＳＤ２に基づいて、レグの運転状況を示す情報ＩＮＦを、記憶部１９１に出力する。
【００４２】
続いて、電力ルータ１０１のレグの運転モードについて説明する。本実施の形態では、制御指示５１に各レグの運転モード指定が含まれる。
【００４３】
まず、運転モードについて説明する。第１レグ１１〜第４レグ１４は電力変換部１１１、１２１、１３１及び１４１を有しており、電力変換部内のトランジスタは制御部１９によってそのスイッチング動作を制御されるものであることは既に述べた。
ここで、電力ルータ１０１は、電力ネットワークシステム１０００のノードにあって、基幹系統１０３５、負荷１０３１、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、第１レグ１１〜第４レグ１４の接続端子１１５、１２５、１３５及び１４５がそれぞれ基幹系統１０３５や負荷１０３１、分散型電源、他の電力セルの電力ルータに接続されるわけである。本発明者らは、接続相手によって第１レグ１１〜第４レグ１４の役割は異なるものであり、第１レグ１１〜第４レグ１４が役割に応じた適切な運転を行わなければ電力ルータが成り立たないことに気付いた。本発明者らは、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ようにした。
レグの運転の仕方を、運転モードと称する。
本発明者らは、レグの運転モードとして３種類を用意しておき、接続相手によってモードを切り換えるようにした。
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。
【００４４】
（マスターモード）
マスターモード（Mastar）とは、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１５の電圧を維持するための運転モードである。マスターモードは、安定したＡＣ電力供給源に接続し、直流母線電圧を維持する。または安定したＤＣ電力供給源に接続し、直流母線電圧を維持する。図１では、第４レグ１４の接続端子１４５が基幹系統１０３５に接続されている例を示している。図１の場合、第４レグ１４は、マスターモードとして運転制御され、直流母線１５の母線電圧Ｖ１５を維持する役目を担うことになる。直流母線１５には他の第１レグ１１〜第３レグ１３が接続されているところ、第１レグ１１〜第３レグ１３から直流母線１５に電力が流入することもあれば、第１レグ１１〜第３レグ１３から電力が流出することもある。マスターモードとなる第４レグ１４は、直流母線１５から電力が流出して直流母線１５の母線電圧Ｖ１５が定格から下がった場合、流出で不足した電力分を接続相手（ここでは基幹系統１０３５）から補てんする。または、直流母線１５に電力が流入して直流母線１５の母線電圧Ｖ１５が定格から上がった場合、流入で過剰になった電力分を接続相手（ここでは基幹系統１０３５）に逃がす。このようにして、マスターモードとなる第４レグ１４は、直流母線１５の母線電圧Ｖ１５を維持するのである。
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。さもなくば、直流母線１５の母線電圧Ｖ１５が一定に維持されなくなるからである。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）に接続してもよい。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。
【００４５】
以下の説明において、マスターモードで運転されるレグのことを、マスターレグということがある。
【００４６】
マスターレグの運転制御について説明する。
マスターレグを起動させる際には次のようにする。
まず、開閉器１４３を開（遮断）状態にしておく。この状態で接続端子１４５を接続相手に繋ぐ。ここでは、接続相手は基幹系統１０３５である。
電圧センサ１４４によって接続先の系統の電圧を測定し、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ−Ｌｏｏｐ）などを用いて系統の電圧の振幅、周波数および位相を求める。その後、求めた振幅、周波数および位相の電圧が電力変換部１４１から出力されるように、電力変換部１４１の出力を調整する。すなわち、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、開閉器１４３を投入し、電力変換部１４１と基幹系統１０３５とを接続する。この時点では、電力変換部１４１の出力と基幹系統１０３５の電圧とが同期しているため、電流は流れない。
【００４７】
マスターレグを運用する時の運転制御を説明する。
直流母線１５の母線電圧Ｖ１５を電圧センサ１７によって測定する。直流母線１５の母線電圧Ｖ１５が所定の定格母線電圧を上回っていたら、マスターレグ（第４レグ１４）から系統に向けて送電が行われるように、電力変換部１４１を制御する。（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して、マスターレグ（第４レグ１４）を介して直流母線１５から基幹系統１０３５に向けて送電が行われるようにする。）なお、直流母線１５の定格電圧は、予め設定によって定められているものである。
【００４８】
一方、直流母線１５の母線電圧Ｖ１５が所定の定格母線電圧より下回っていたら、このマスターレグ（第４レグ１４）が基幹系統１０３５から受電できるように、電力変換部１４１を制御する。（電力変換部１４１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して、マスターレグ（第４レグ１４）を介して基幹系統１０３５から直流母線１５に送電が行われるようにする。）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１５の母線電圧Ｖ１５が予め定められた定格を維持できるようになることが理解されるであろう。
【００４９】
（自立モード）
自立モード(Stand Alone)とは、管理サーバ１０１０から指定された振幅・周波数の電圧を自ら作り出し、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１０３１などの電力を消費するものに向けて電力を供給するための運転モードとなる。あるいは、接続相手から送電されてくる電力をそのまま受け取るための運転モードとなる。自立モードは指定された電圧と周波数を作り出し、接続先に供給する運転モードである。
図１では、第２レグ１２の接続端子１２５が負荷１０３１に接続されている例を示している。第２レグ１２が自立モードとして運転制御され、負荷１０３１に電力を供給することになる。
また、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ためのモードとしてレグを自立モードで運転する場合もある。
または、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ためのモードとしてレグを自立モードで運転する場合もある。
また、図に示していないが、負荷１０３１に代えて、第２レグを発電設備に接続する場合も第２レグを自立モードで運転することもできる。ただし、この場合には発電設備に他励式インバータを搭載するようにする。
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。
【００５０】
自立モードで運転されるレグを自立レグと称することにする。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。
【００５１】
自立レグの運転制御について説明する。
まず開閉器１２３を開（遮断）にしておく。接続端子１２５を負荷１０３１に接続する。管理サーバ１０１０から電力ルータ１０１に対し、負荷１０３１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１９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１０３１に向けて出力されるようにする。（すなわち、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、開閉器１２３を投入し、電力変換部１２１と負荷１０３１とを接続する。あとは、負荷１０３１で電力が消費されれば、その分の電力が自立レグ（第２レグ１２）から負荷１０３１に流れ出すようになる。
【００５２】
（指定電力送受電モード）
指定電力送受電モード(Grid Connect)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。指定電力送受電モードは、接続先との間で、指定された有効電力を送受する。または指定された無効電力を発生させる。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。
レグが他の電力ルータのレグと接続されている場合には、決まった分の電力を一方から他方へ融通するようなことが行われる。
または、第３レグ１３は蓄電池１０３２に接続されている。
このような場合に、決まった分の電力を蓄電池１０３２に向けて送電して、蓄電池１０３２を充電するというようなことが行われる。
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を接続してもよい。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。
【００５３】
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。
【００５４】
指定電力送受電レグの運転制御について説明する。起動時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、割愛する。
【００５５】
指定電力送受電レグを運用する時の運転制御を説明する。図１では、第１レグ１１が、伝送線１２００を介して、自立モードで運転される電力ルータ１０２の第１レグ２１との間で、指定電力を送受電する。電力ルータ１０１の第１レグ１１では、電圧センサ１１４によって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１０１０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、電力変換部１１１が入出力する電流の目標値を求める。電流センサ１１２によって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、電力変換部１１１を調整する。（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して、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する。）
【００５６】
以上の説明により、同じ構成である第１レグ１１〜第４レグ１４が運転制御の仕方によって３パターンの役割を果たせることが理解されるであろう。
【００５７】
電力ルータ１０１は、制御指示５１に含まれる運転モードの指定情報を参照することにより、各レグを上述の３つの運転モードで運転させることができる。これにより、電力ルータ１０１は、各レグを役割に応じて適切に運転させることができる。
【００５８】
次いで、電力ルータ間の接続制約について説明する。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まり、逆に、運転モードが決まれば選択できる接続相手が決まる。（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ある。）
可能な接続組み合わせのパターンを説明する。
【００５９】
以後の説明にあたって、図中の表記を図６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」のように番号を付してレグを区別することがある。
また、図６〜１２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を付しているわけではない。
例えば、図６の符号２００と図４Ａの符号２００とが全く同じものを指しているわけではない。
【００６０】
図６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がマスターレグとして基幹系統１０３５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が自立レグとして負荷１０３１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が指定電力送受電レグとして蓄電池１０３２に接続されている。これも既に説明した通りである。
【００６１】
第５レグ２５０はＡＣスルーレグである。ＡＣスルーレグ２５０が他の電力ルータ３００の指定電力送受電レグと繋がり、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１０３２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あるから、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１０３２に直接に繋がっていることと等価になる。このような接続が許されることは理解されるであろう。
【００６２】
第６レグ２６０は、指定電力送受電レグとして基幹系統１０３５に繋がっている。第６レグ２６０を介して基幹系統１０３５から決まった電力を受電するとすれば、このような接続が許容されるのは理解されるであろう。なお、第１レグ２１０がマスターレグとなっていることの関係でいうと、第６レグ２６０による受電電力が直流母線Ｍ２０１の定格維持に足りなければ、マスターレグ２１０は、基幹系統１０３５から必要な電力を受電することになる。逆に、第６レグ２６０による受電電力が直流母線Ｍ２０１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１０３５に逃がすことになる。
【００６３】
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。
【００６４】
図７Ａおよび図７Ｂ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７Ａ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１０３５に繋がり、これにより第２電力ルータ２００の直流母線Ｍ２０１の電圧が定格に維持されるものとする。
【００６５】
図７Ａにおいて、第１電力ルータ１００から負荷１０３１に対して電力供給を行うと、直流母線Ｍ１０１の電圧が下がることになる。マスターレグ１１０は、直流母線Ｍ１０１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から引き込むことになる。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Ｍ２０１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ことになるが、これはマスターレグ２２０によって基幹系統１０３５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。
【００６６】
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７Ａ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。
【００６７】
図７Ｂ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１０３５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Ｍ３０１、Ｍ４０１は定格の電圧を維持するものとする。
【００６８】
ここで、管理サーバ１０１０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ものとする。指定電力送受電レグ３１０が第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ようにする。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Ｍ４０１では、自立レグ４１０から送出した電力分だけ電圧が下がることになるが、これはマスターレグ４２０によって基幹系統１０３５から補てんされる。
【００６９】
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７Ｂ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。
【００７０】
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ことは理解されるであろう。
【００７１】
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わけである。
【００７２】
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７Ａと図７Ｂ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。
【００７３】
次に、互いに接続できない組み合わせを挙げる。
図８Ａから図８Ｄは、互いに接続してはいけないパターンである。
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃを見てわかるように、同じ運転モードのレグ同士を接続してはいけない。
例えば、図８Ａの場合、マスターレグ同士を接続している。
マスターレグは、運転動作の説明で前述したように、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、お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ため、このような同期処理は成功し得ない。
従って、マスターレグ同士を接続できないのである。
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、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っては、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を接続してしまうと、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かもしれない。）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（整合しないので）、マスターレグ同士を接続してはいけない。
【００７４】
図８Ｂでは、指定電力送受電レグ同士を接続しているが、これも成り立たないことは理解できるであろう。
前記マスターレグと同じことであるが、運転動作の説明で前述したように、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、お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ため、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を接続できないのである。
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を接続してはいけない。例えば、一方の指定電力送受電レグ５１０が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する。（例えば、接続相手よりも所定値だけ出力電圧を高くする。）その一方、他方の指定電力送受電レグ６１０が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、接続相手よりも所定値だけ出力電圧が低くなるようにする。）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で行われてしまっては、互いに制御不能に陥ってしまうことは理解されるであろう。
【００７５】
図８Ｃでは、自立レグ同士を接続しているが、このような接続はしてはいけない。
自立レグは自ら電圧・周波数を作り出すものである。
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ことになる。
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というのは無理なのであり、したがって、自立レグ同士を接続していけない。
【００７６】
図８Ｄにおいては、マスターレグと指定電力送受電レグとを接続している。
これまでの説明から、これも成り立たないことは理解できるであろう。マスターレグ５１０が直流母線Ｍ５０１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Ｍ５０１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。
【００７７】
ここまでは、電力変換部を有するレグ同士を接続する場合を考えたが、ＡＣスルーレグを考慮にいれると、図９Ａから図９Ｄのパターンも可能である。ＡＣスルーレグとは、電力変換部を有していないことから、単なるバイパスである。したがって、図９Ａや図９Ｂのように、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１０３５に繋がるというのは、マスターレグ１１０が基幹系統１０３５に直結していることと本質的に変わりがない。同じように、図９Ｃや図９Ｄのように、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１０３５に繋がるというのは、指定電力送受電レグ１１０が基幹系統１０３５に直結していることと本質的に変わりがない。
【００７８】
それでも、ＡＣスルーというのは設けておくと便利である。例えば、図１０のように、第１電力ルータ１００から基幹系統１０３５までの距離が非常に長く、第１電力ルータ１００を基幹系統１０３５に接続するためにはいくつかの電力ルータ２００、３００を経由しなければならないという場合が考えられる。仮にＡＣスルーレグが無いとすると、図７Ａで示したように、一または複数の自立レグを経由しなければならなくなる。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ことになる。電力変換にはやはり数％とはいえどもエネルギーロスが発生するので、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のは効率が悪い。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には意味があるのである。
【００７９】
ここまでに説明したことを図１１にまとめた。また、図１２に、４つの電力ルータ１００、２００、３００及び４００を相互に接続した場合の一例を挙げる。図１２においては、基幹系統の一部となっている送電線に７１Ａの符号を付し、基幹系統から切り離された送電線に７１Ｂの符号を付した。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１０３５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１０３５に繋がらない。また、符号１０３５Ａ〜１０３５Ｃは、基幹系統を示す。いずれの接続関係もこれまでの説明中に登場したので、一つ一つの接続先を細かく説明することはしないが、いずれも許容される接続関係であることは理解されるであろう。
【００８０】
続いて、図１に戻り、電力ルータ１０２について説明する。電力ルータ１０２は、電力ルータ１０１と同様の構成を有する。電力ルータ１０２は、概略、直流母線１５、通信バス１６、第１レグ２１、第２レグ２２、第３レグ２３、第４レグ２４及び制御部１９を有する。なお、図中では、紙幅の都合上、第１レグ〜第４レグを、それぞれレグ１〜レグ４と表示している。なお、第１レグ２１、第２レグ２２、第３レグ２３及び第４レグ２４は、それぞれ電力ルータ１０１の第１レグ１１、第２レグ１２、第３レグ１３及び第４レグ１４と同様の構成を有する。第１レグ２１、第２レグ２２、第３レグ２３及び第４レグ２４は、それぞれ端子２１５、２２５、２３５、２４５を介して、外部と接続される。また、電力ルータ１０２の運転モードについても、電力ルータ１０１と同様であるので、説明を省略する。
【００８１】
本実施の形態では、電力ルータ１０１の第１レグ１１と電力ルータ１０２の第１レグ２１とが、伝送線１２００により接続される。第２レグ２２は、端子２２５を介して、負荷１０３３と接続される。第３レグ２３は、端子２３５を介して、蓄電池１０３４と接続される。第４レグ２４は、端子２４５を介して、基幹系統１０３５と接続される。よって、第４レグ２４は、マスターレグとして動作する。
【００８２】
続いて、管理サーバ１０１０について説明する。図１３は、管理サーバ１０１０の構成を表示した電力ネットワークシステム１０００の概略構成を示すブロック図である。管理サーバ１０１０は、例えばコンピュータなどのハードウェアとして構成することが可能である。管理サーバ１０１０は、記憶装置１０１２を有する。記憶装置１０１２は、電力ルータの制御に必要な情報が格納される。
【００８３】
以下、本実施の形態にかかる電力ルータの動作について具体的に説明する。上述のように、電力ルータには通常複数のレグが設けられる。母線電圧が所定値に維持されている状態で複数のレグのそれぞれで送受電を行うには、電力ルータ全体で見た場合の送電電力と受電電力とを均衡させる必要が有る。そのためには、電力ルータ全体で見た場合の送電電力と受電電力とが均衡するように、制御部１９が各レグを制御しなければならない。
【００８４】
本実施の形態では、上述の前提の下、１つの電力ルータ内に複数のマスターレグが存在する場合について説明する。マスターレグを複数設けることは、以下のような技術的意義を有する。例えば、電力ルータがハイパワー家電などの大電力を要する相手先に電力を融通することが求められる場合が考え得る。この場合、指定電力送受電レグ又は自立レグが相手先と接続される。したがって、相手先の要求を満たすには、高出力の指定電力送受電レグ又は自立レグを用いる必要が有る。この場合、電力ルータのマスターレグ以外のレグの送受電を正常に行うには、マスターレグの容量（定格）を大きくしなければならない。しかし、マスターレグの大容量化は、マスターレグの大型化とコスト増大を招いてしまう。
【００８５】
これに対し、本実施の形態では、マスターレグを複数設ける。これにより、複数のマスターレグ全体で見た場合の容量を増大させることができる。しかし、マスターレグを複数とする場合、マスターレグは１個の場合と比べて、特有の問題が生じる。例えば、マスターレグが１個の場合には、マスターレグは、単に母線電圧を一定に維持するように、外部との送受電を行えば足りる。しかし、複数のマスターレグが存在する場合に、それぞれのマスターレグが、マスターレグが１個の場合と同様に独立して送受電を行えば、送受電量が過大となるおそれが有る。このとき、母線電圧のオーバーシュートやアンダーシュート、母線電圧の不安定化や母線電圧の安定化に要する時間の延伸が生じるおそれがある。そのため、本実施の形態では、複数のマスターレグが外部と送受電を行う場合、それぞれのマスターレグが行うべき送受電量を決定し、それぞれのマスターレグに設定することで、このような事態の発生を防止する。
【００８６】
具体的には、本実施の形態では、１つの電力ルータ内に複数のマスターレグが存在し、母線電圧が所定値に維持されている状態で、電力ルータ全体で見た場合の送電電力と受電電力とを均衡させるように、複数のマスターレグを制御する。
【００８７】
直流母線１５の目標電圧値をＶｄｃｔａｒｇｅｔとする。直流母線１５の実測値をＶｄｃｍｅａｓｕｒｅとする。マスターレグに流れるＡＣ電流の実測値をＩｍｅａｓｕｒｅとする。このとき、係数ｓ（ｓは実数）を用いて、マスターレグに流すべきＡＣ電流の目標値Ｉｔａｒｇｅｔは、以下の式（１）で定義できる。
【数１】
2015107593.tif 000003
【００８８】
直流母線１５の目標電圧値をＶｄｃｔａｒｇｅｔとするためにマスターレグに設定すべきＡＣ電圧値Ｖａｃｔａｒｇｅｔは、マスターレグに流すべきＡＣ電流の目標値Ｉｔａｒｇｅｔと係数ｔ（ｔは、実数）とを用いて、以下の式（２）で表される。
【数２】
2015107593.tif 000004
【００８９】
上記の係数ｓと係数ｔとは、構造や製造誤差などの電力ルータ及びレグの特性によって決定されるものである。例えば、係数ｓと係数ｔとは、レグの電流電圧特性を実測することにより決定できる。
【００９０】
マスターレグでは、マスターレグに設定すべきＡＣ電圧値Ｖａｃｔａｒｇｅｔを設定することで、送電電力又は受電電力を制御することが可能となる。
【００９１】
本実施の形態にかかる電力ルータは、複数のレグがマスターレグとして機能する。そのため、制御部１９は、マスターレグのＡＣ電圧値の制御を、複数のマスターレグのそれぞれについて行う必要が有る。以下、複数のマスターレグのそれぞれに対して行う電力制御について説明する。なお、以下では、説明の簡略化のため、制御部１９がマスターレグの送受電の電力を制御するものとして説明する。
【００９２】
以下では、複数のマスターレグを有する電力ルータとして、２つのマスターレグと、マスター以外のレグとして２つの自立レグと、を有する例について説明する。図１４は、実施の形態１にかかる電力ルータ６００の構成を模式的に示すブロック図である。
【００９３】
電力ルータ６００は、第１マスターレグ６１、第２マスターレグ６２、第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４を有する。第１マスターレグ６１の定格値をＲＭ１、第２マスターレグ６２の定格値をＲＭ２、第１自立レグの定格値をＲＳ１、第２自立レグ６４の定格値をＲＳ２とする。
【００９４】
図示しないが、第１マスターレグ６１及び第２マスターレグ６２は、基幹系統や蓄電池などの電源と接続される。また、図示しないが、第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４は、蓄電池などの電源や、外部の負荷などと接続される。
【００９５】
電力ルータ６００では、制御部１９が、第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４の送電及び受電の状況に応じて、マスターレグが受電すべき又は送電すべき電力を、第１マスターレグ６１と第２マスターレグ６２とに分配する。
【００９６】
なお、第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４の送受電の電力は、例えば管理サーバ１０１０が制御指示５１により指定する。制御指示５１で指定された第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４の送受電の電力は、例えば制御部１９の記憶部１９１に格納される。これにより、制御部１９は、記憶部１９１に格納された第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４の送受電の電力を適宜参照することができる。
【００９７】
また、以下で説明する動作は、例えば管理サーバ１０１０が第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４の送受電の電力を新規に指定した際、又は、管理サーバ１０１０が第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４の送受電の電力の指定を変更した際に行うことができる。
【００９８】
以下、第１マスターレグ６１、第２マスターレグ６２、第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４が電力ルータ６００の外部に送電する電力の符号を負とする。第１マスターレグ６１、第２マスターレグ６２、第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４が電力ルータ６００の外部から受電する場合の電力の符号を正とする。
【００９９】
第１マスターレグ６１の送受電電力をＰ１［ｋＷ］とする。第１マスターレグ６１が外部に送電する場合、Ｐ１は負の値となる（Ｐ１＜０）。第１マスターレグ６１が外部から受電する場合、Ｐ１は正の値となる（Ｐ１＞０）。
【０１００】
第２マスターレグ６２の送受電電力をＰ２［ｋＷ］とする。第２マスターレグ６２が外部に送電する場合、Ｐ２は負の値となる（Ｐ２＜０）。第２マスターレグ６２が外部から受電する場合、Ｐ２は正の値となる（Ｐ２＞０）。
【０１０１】
第１自立レグ６３の送受電電力をＷ１［ｋＷ］とする。第１自立レグ６３が外部に送電する場合、Ｗ１は負の値となる（Ｗ１＜０）。第１自立レグ６３が外部から受電する場合、Ｗ１は正の値となる（Ｗ１＞０）。
【０１０２】
第２自立レグ６４の送受電電力をＷ２［ｋＷ］とする。第２自立レグ６４が外部に送電する場合、Ｗ２は負の値となる（Ｗ２＜０）。第２自立レグ６４が外部から受電する場合、Ｗ２は正の値となる（Ｗ２＞０）。
【０１０３】
上記より、第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４が送受電する電力の総和Ｗｔｏｔａｌは、（Ｗ１＋Ｗ２）［ｋＷ］である。このとき、Ｗｔｏｔａｌ＞０であれば、直流母線１５の電圧を目標電圧値Ｖｄｃｔａｒｇｅｔに保つため、マスターレグを介して外部に送電を行う必要がある。また、Ｗｔｏｔａｌ＜０であれば、直流母線１５の電圧を目標電圧値Ｖｄｃｔａｒｇｅｔに保つため、マスターレグを介して外部から受電を行う必要がある。制御部１９は、は、送電電力又は受電電力を第１マスターレグ６１と第２マスターレグ６２とに分配して送受電を行わせる。
【０１０４】
まず、制御部１９は、第１マスターレグ６１及び第２マスターレグ６２の出力を規定する係数ｕ（第１の係数とも称する）を算出する。係数ｕは、以下の式で計算される。
【数３】
2015107593.tif 000005
つまり、係数ｕは、マスターレグ以外のレグの送受電電力の合計を、マスターレグの定格の合計で除することで求めることができる。
【０１０５】
式（４）に示すように、制御部１９は、第１マスターレグ６１の定格ＲＭ１に係数ｕを乗じることで、第１マスターレグ６１の電力指令値Ｐ１を算出する。
【数４】
2015107593.tif 000006
【０１０６】
式（５）に示すように、制御部１９は、第２マスターレグ６２の定格ＲＭ２に係数ｕを乗じることで、第２マスターレグ６２の電力指令値Ｐ２を算出する。
【数５】
2015107593.tif 000007
【０１０７】
以下、具体例（ケース１〜４）について説明する。
【０１０８】
ケース１
第１自立レグ６３の受電電力が２［ｋＷ］（Ｗ１＝２［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝１［ｋＷ］）である場合について検討する。図１５は、第１自立レグ６３の受電電力が２［ｋＷ］（Ｗ１＝２［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝１［ｋＷ］）である場合の電力ルータ６００を示す図である。この際、電力ルータ６００は、外部から３［ｋＷ］の電力を受電する。よって、電力ルータ６００は、マスターレグを介して、最大で３［ｋＷ］の電力を送電できなければならない。このとき、制御部１９は、式（３）から、以下の式（６）に示すように、係数ｕを計算する。
【数６】
2015107593.tif 000008
この場合、係数ｕは０．６となる。よって、式（４）より、第１マスターレグ６１の送電電力は、０．６×３［ｋＷ］＝１．８［ｋＷ］となる。式（５）より、第２マスターレグ６２の送電電力は、０．６×２［ｋＷ］＝１．２［ｋＷ］となる。
【０１０９】
ケース２
第１自立レグ６３の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ１＝１［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝１［ｋＷ］）である場合について検討する。図１６は、第１自立レグ６３の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ１＝１［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝１［ｋＷ］）である場合の電力ルータ６００を示す図である。この際、電力ルータ６００は、外部から２［ｋＷ］の電力を受電する。よって、電力ルータ６００は、マスターレグを介して、最大で２［ｋＷ］の電力を送電できなければならない。このとき、制御部１９は、式（３）から、以下の式（７）に示すように、係数ｕを計算する。
【数７】
2015107593.tif 000009
この場合、係数ｕは０．６となる。よって、式（４）より、第１マスターレグ６１の送電電力は、０．４×３［ｋＷ］＝１．２［ｋＷ］となる。式（５）より、第２マスターレグ６２の送電電力は、０．４×２［ｋＷ］＝０．８［ｋＷ］となる。
【０１１０】
例えば、管理サーバ１０１０からの指令により、第１自立レグ６３及び第２自立レグ６４の送受電電力の設定がケース１からケース２に変更された場合、制御部１９は、係数ｕを０．６から０．４に変更することができる。
【０１１１】
ケース３
第１自立レグ６３の送電電力が２［ｋＷ］（Ｗ１＝−２［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の送電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝−１［ｋＷ］）である場合について検討する。図１７は、第１自立レグ６３の送電電力が２［ｋＷ］（Ｗ１＝−２［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の送電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝−１［ｋＷ］）である場合の電力ルータ６００を示す図である。この際、電力ルータ６００は、外部から３［ｋＷ］の電力を受電する。よって、電力ルータ６００は、マスターレグを介して、最大で３［ｋＷ］の電力を受電できなければならない。このとき、制御部１９は、式（３）から、以下の式（８）に示すように、係数ｕを計算する。
【数８】
2015107593.tif 000010
この場合、係数ｕは０．６となる。よって、式（４）より、第１マスターレグ６１の受電電力は、０．６×３［ｋＷ］＝１．８［ｋＷ］となる。式（５）より、第２マスターレグ６２の受電電力は、０．６×２［ｋＷ］＝１．２［ｋＷ］となる。
【０１１２】
ケース４
第１自立レグ６３の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ１＝１［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の送電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝−１［ｋＷ］）である場合について検討する。図１８は、第１自立レグ６３の受電電力が１［ｋＷ］（Ｗ１＝１［ｋＷ］）、第２自立レグ６４の送電電力が１［ｋＷ］（Ｗ２＝−１［ｋＷ］）である場合の電力ルータ６００を示す図である。この際、電力ルータ６００は、第１自立レグ６３と第２自立レグ６４との間で、送電電力と受電電力との収支が均衡している。よって、電力ルータ６００は、マスターレグを介しての送受電を必要としない。このとき、制御部１９は、式（３）から、以下の式（９）に示すように、係数ｕを計算する。
【数９】
2015107593.tif 000011
この場合、係数ｕは０となる。よって、式（４）より、第１マスターレグ６１の受電電力は、０×３［ｋＷ］＝０［ｋＷ］となる。式（５）より、第２マスターレグ６２の受電電力は、０×２［ｋＷ］＝０［ｋＷ］となる。これにより、第１マスターレグ６１及び第２マスターレグ６２は、送受電を行わないことが理解できる。
【０１１３】
更に、電力ルータの構成を一般化した場合について検討する。電力ルータのマスターレグの数をＮ（Ｎは２以上の整数）個、マスターレグ以外のレグの数をＭ（Ｍは、１以上の整数）個とする。この場合、式（３）は以下の式（１０）のように一般化できる。
【数１０】
2015107593.tif 000012
この場合、式（４）及び式（５）は、以下の式（１１）のように一般化できる。但し、式（１０）に示すように、ｊは、１≦ｊ≦Ｎを満たす整数である。
【数１１】
2015107593.tif 000013
【０１１４】
以上、本構成によれば、電力ルータにおいて複数のマスターレグを使用するに当たり、マスターレグを介して送受電すべき電力を、それぞれのマスターレグに分配することができる。複数のマスターレグのそれぞれに対して具体的に電力指定値を設定することで、母線電圧を適正な値に維持することが可能となる。
【０１１５】
なお、マスターレグ以外のレグには、上述のＡＣスルーレグが含まれる。しかし、ＡＣスルーレグは、他の自立レグ又は指定電力送受電レグの送受電電力をそのまま通過させるにすぎず、外部と直接送受電を行わない。したがって、ＡＣスルーレグを通過する送受電電力を、マスターレグ以外のレグの送受電電力の合計（式（１０）右辺の分子）に含めてしまうと、ＡＣスルーレグと接続された他の自立レグ又は指定電力送受電レグの送受電電力を２重に算入してしまうこととなる。よって、マスターレグ以外のレグの送受電電力の合計（式（１０）右辺の分子）を計算するにあたっては、ＡＣスルーレグを通過する送受電電力を除外するものとする。
【０１１６】
実施の形態２
次に、実施の形態２にかかる電力ルータ７００について説明する。図１９は、実施の形態２にかかる電力ルータ７００の構成を模式的に示すブロック図である。電力ルータ７００は、実施の形態１にかかる電力ルータ６００の第１マスターレグ６１及び第２マスターレグ６２を、それぞれ第１マスターレグ６５及び第２マスターレグ６６に置換した構成を有する。
【０１１７】
実施の形態１にかかる電力ルータ６００では、複数のマスターレグの定格に係数ｕを乗じるものとして説明した。これに対し、本実施の形態にかかる電力ルータ７００では、電力ルータ９００の複数のマスターレグのそれぞれに優先度が設定されている。そして、制御部１９は、優先度の高いマスターレグに、より大きな電力指定値を設定する。優先度は、レグの重要度を表す値であり、例えば数値で表現される。
【０１１８】
本実施の形態では、制御部１９は、第１マスターレグ６５の定格ＲＭ１に、係数ｕだけでなく、調整係数ｖ１（第２の係数とも称する）を乗じる。よって、第１マスターレグ６５の電力指令値Ｐ１は、以下の式（１２）で表される。
【数１２】
2015107593.tif 000014
【０１１９】
制御部１９は、第２マスターレグ６６の定格ＲＭ２に、係数ｕだけでなく、調整係数ｖ２（第２の係数とも称する）を乗じる。よって、第２マスターレグ６６の電力指令値Ｐ２は、以下の式（１３）で表される。
【数１３】
2015107593.tif 000015
【０１２０】
ここで、優先度の高いマスターレグの定格に乗じる調整係数が大きな値とする。例えば、第１マスターレグ６５の優先度が第２マスターレグ６６よりも高い場合、ｖ１＞ｖ２となる。但し、第１マスターレグ６５及び第２マスターレグ６６に定格を超えて送受電を行わせることはできない。よって、（ｖ１×ｕ）が０＜（ｖ１×ｕ）＜１を満たすようにｖ１を設定し、（ｖ２×ｕ）が０＜（ｖ２×ｕ）＜１を満たすようにｖ２を設定する必要が有る。
【０１２１】
更に、電力ルータの構成を一般化した場合について検討する。電力ルータのマスターレグの数をＮ（Ｎは２以上の整数）個、マスターレグ以外のレグの数をＭ（Ｍは、１以上の整数）個とする。この場合、式（１２）及び式（１３）は、以下の式（１４）のように一般化できる。但し、式（１０）に示すように、ｊは、１≦ｊ≦Ｎを満たす整数である。
【数１４】
2015107593.tif 000016
なお、（ｖｊ×ｕ）が０＜（ｖｊ×ｕ）＜１を満たすように、ｖｊを設定する必要が有る。
【０１２２】
以上、本構成によれば、複数のマスターレグそれぞれの優先度に応じて、マスターレグの電力指定値を調整することができる。これにより、複数のマスターレグそれぞれの特性に対応するように、電力指定値を決定することができる。
【０１２３】
なお、優先度は、以下のように設定することができる。例えば、商用系統電源などの安定性の高い電源と接続される電力レグの優先度を高くすることができる。これにより、電力ルータへの安定した電源供給が期待できる。
【０１２４】
例えば、時間に応じて優先度を変更することも可能である。これにより、深夜電力などの時間に応じて料金が変動する電源を効率的に活用し、電力料金を抑制することが可能となる。
【０１２５】
例えば、定格の大きなマスターレグの優先度を高くすることもできる。これにより、定格の大きなマスターレグを主力として用い、安定した送受電を実現できる。マスターレグの優先度は、管理サーバ１０１０が設定してもよいし、制御部１９が設定してもよい。
【０１２６】
例えば、累積稼働時間が短いマスターレグの優先度を高くすることもできる。これにより、累積稼働時間が長いマスターレグの負荷を軽減し、かつ、複数のマスターレグの累積負荷を平均化できる。その結果、電力ルータで見た場合、故障発生率を抑制し、寿命を延伸することもできる。
【０１２７】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、例えば、上述の実施の形態では、制御部１９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。例えば、制御部１９をコンピュータにより構成し、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）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。また、レグの電力変換部に制御装置を組み込み、制御装置を例えば動的再構成ロジック（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）とする。そしてＦＰＧＡの制御プログラムをレグのモードに適応した内容に変更して動作させる。これによりレグの種類、動作に応じてＦＰＧＡを書き換えることでその動作モードに応じた制御が可能となるためハードウェア容量やコストが削減できる。また、上述したプログラムは、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、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。
【０１２８】
実施の形態１及び２では、マスターレグの数を２としたが、これは例示にすぎない。しなわち、マスターレグの数は、３以上の複数個とすることができる。また、実施の形態１及び２では、マスターレグ以外のレグの数を２としたが、これは例示に過ぎない。つまり、マスターレグ以外のレグの数は、１以上の任意の個数とすることができる。また、マスターレグ以外のレグは、自立レグでもよいし、指定電力送受電レグでもよい。
【０１２９】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１３０】
この出願は、２０１４年１月１５日に出願された日本出願特願２０１４−４９１９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１３１】
ＢＬ  支線
Ｄ１〜Ｄ６  ダイオード
ＩＮＦ  情報
ＭＯＤＥ  運転モード指定情報
Ｐ１、Ｐ２  電力指令値
Ｑ１〜Ｑ６  トランジスタ
ＲＭ１、ＲＭ２  定格
ＳＡ１、ＳＤ１  波形指示信号
ＳＡ２、ＳＤ２  読み取り信号
ＳＣＯＮ  制御信号
ＳＩＧ１  開閉制御信号
Ｖ１５  母線電圧
Ｖｒ  検出値
１１、２１  第１レグ
１２、２２  第２レグ
１３、２３  第３レグ
１４、２４  第４レグ
１５、Ｍ１０１、Ｍ２０１、Ｍ３０１、Ｍ４０１、Ｍ５０１、Ｍ６０１  直流母線
１６  通信バス
１７  電圧センサ
１９  制御部
５１  制御指示
５２  情報
６０  スルーレグ
６１、６５  第１マスターレグ
６２、６６  第２マスターレグ
６３  第１自立レグ
６４  第２自立レグ
７１Ａ、７１Ｂ  送電線
７２  配電線
１００、１０１、１０２、１７０、２００、３００、４００、６００、７００、８４１〜８４４  電力ルータ
８２１〜８２４  電力セル
１１１、１２１、１３１、１４１  電力変換部
１１２、１２２、１３２、１４２、１６２  電流センサ
１１３、２２３、１３３、１４３、１６３  開閉器
１１４、２２４、１３４、１４４、１６４  電圧センサ
１１５、１２５、１３５、１４５、１６５、２１５、２２５、２３５、２４５  接続端子
１９１  記憶部
１９２  運転モード管理部
１９３  電力変換指令部
１９４  ＤＡ／ＡＤ変換部
１９５  センサ値読み取り部
１９６  制御指示データベース
１９７  レグ識別情報データベース
１１０、２１０、２２０、３２０、４２０、５６０  マスターレグ
２１０、４１０  自立レグ
２５０  ＡＣスルーレグ
６１０  指定電力送受電レグ
８１０、１０００、２０００  電力ネットワークシステム
８１１、１０３５、１０３５Ａ〜１０３５Ｃ  基幹系統
８１２  大規模発電所
８３１  家
８３２  ビル
８３３  太陽光発電パネル
８３４  風力発電機
８３５、１０３２、１０３４  蓄電池
８５０、１０１０、１０２０  管理サーバ
８６０、１１００  通信網
１０１１  電力補正部
１０１２  記憶装置
１０３１、１０３３  負荷
１２００、１２０１〜１２０３、１２１１〜１２１３  伝送線
１３００  通信線
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成28年7月15日(2016.7.15)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、電力ルータとその制御方法、制御プログラム、及び、電力ネットワークシステムに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の一態様である電力ルータの制御プログラムは、前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力を参照する処理と、前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する前記電力に基づいて、複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する処理と、をコンピュータに実行させるものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する電力を参照する処理と、
前記１以上のマスターレグ以外のレグが送受電する前記電力に基づいて、複数のマスターレグのそれぞれが送受電する電力を制御する処理と、をコンピュータに実行させる、
電力ルータの制御プログラム。
【国際調査報告】
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