(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。第１レグ（１１）〜第４レグ（１４）は、一端が直流母線（１０１）に接続され、他端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、電力を双方向に変換する機能を有する。制御部（１９）は、第１レグ（１１）〜第４レグ（１４）の運転を制御する。制御部（１９）は、記憶部（１９１）、ＣＰＵ（１９２）を有する。記憶部（１９１）は、第１レグ（１１）〜第４レグ（１４）の識別情報を含むレグ識別情報データベース（１９４）を有する。ＣＰＵ（１９２）は、レグ識別情報データベース（１９４）の識別情報を参照して指示先のレグに運転指示を出力する。
2014091646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグの運転を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースを保持する第１の記憶手段を備え、
前記第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記電力変換レグの運転を実行する、
電力ルータ。
【請求項２】
前記識別情報には、前記電力変換レグの運転モードの種別を含む、
請求項１に記載の電力ルータ。
【請求項３】
前記運転モードには、少なくとも前記直流母線の電圧を維持する運転モードを含む、
請求項２に記載の電力ルータ。
【請求項４】
前記第１の記憶手段は、管理サーバにより指定された前記複数の電力変換レグのそれぞれへの運転指示を含む第２のデータベースを更に保持し、
前記制御手段は、前記第２のデータベースから前記複数の電力変換レグのそれぞれへの前記運転指示を読み出し、前記第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記複数の電力変換レグのそれぞれへ前記運転指示を出力する第１の演算手段を更に備える、
請求項２又は３に記載の電力ルータ。
【請求項５】
前記第２のデータベースは、前記複数の電力ルータのそれぞれの運転モードを指定する情報を含み、
前記第１の演算手段は、前記第２のデータベースに基づいて、前記複数の電力ルータのそれぞれの運転モードを制御する、
請求項４に記載の電力ルータ。
【請求項６】
自己の識別情報が保持された第２の記憶手段を有する、前記複数の電力変換レグ以外の追加電力変換レグが新たに追加された状況で、
前記第１の演算手段は、前記追加電力変換レグに応答要求指示を出力し、
前記追加電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて当該追加電力変換レグの前記識別情報を前記第２の記憶手段から前記第１の演算手段に出力し、
前記第１の演算手段は、受け取った前記追加電力変換レグの前記識別情報を、前記第１のデータベースに組み込んで更新する、
請求項４又は５に記載の電力ルータ。
【請求項７】
前記第１の演算手段は、前記追加電力変換レグが追加されたことを前記管理サーバに通知する、
請求項６に記載の電力ルータ。
【請求項８】
前記複数の電力変換レグは、前記第２の記憶手段を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記複数の電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段にそれぞれの電力変換レグの運転能力を算出するための前記パラメータを出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記運転能力を算出するための前記パラメータに基づいて、前記複数の電力変換レグのそれぞれの運転能力を算出し、
算出した前記複数の電力変換レグの前記運転能力を、第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記複数の電力変換レグのそれぞれについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項６又は７に記載の電力ルータ。
【請求項９】
前記追加電力変換レグの前記第２の記憶手段は、前記追加電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記追加電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段に前記追加電力変換レグの運転能力を算出するための前記パラメータを更に出力し、
前記第１の演算手段は、
前記追加電力変換レグの運転能力を算出するための前記パラメータに基づいて、前記追加電力変換レグの運転能力を算出し、
算出した前記運転能力を前記第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記追加電力変換レグについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項８に記載の電力ルータ。
【請求項１０】
前記複数の電力変換レグは、第２の記憶手段を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記第１の演算手段は、前記複数の電力変換レグに応答要求指示を出力し、
前記複数の電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段にそれぞれの電力変換レグの運転能力を算出するための前記パラメータを出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記運転能力を算出するための前記パラメータに基づいて、前記複数の電力変換レグのそれぞれの運転能力を算出し、
算出した前記複数の電力変換レグの前記運転能力を、第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記複数の電力変換レグのそれぞれについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項４又は５に記載の電力ルータ。
【請求項１１】
前記複数の電力変換レグは、
前記第２の記憶手段と、
第２の演算手段と、を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記第１の演算手段は、前記複数の電力変換レグのそれぞれの運転能力を算出するための電力ルータのパラメータを前記複数の電力変換レグのそれぞれへ出力し、
前記複数の電力変換レグのそれぞれの前記第２の演算手段は、前記応答要求指示及び前記電力ルータのパラメータを受けてそれぞれの電力変換レグの運転能力を算出して、前記第１の演算手段に出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記複数の電力変換レグのそれぞれの前記運転能力を第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記複数の電力変換レグのそれぞれについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項６又は７に記載の電力ルータ。
【請求項１２】
前記追加電力変換レグは、前記第２の演算手段を更に備え、
前記追加電力変換レグの前記第２の記憶手段は、前記追加電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記第１の演算手段は、前記追加電力変換レグの運転能力を算出するための電力ルータのパラメータを、更に前記追加電力変換レグへ出力し、
前記追加電力変換レグの前記第２の演算手段は、前記応答要求指示及び前記電力ルータのパラメータを受けて前記追加電力変換レグの運転能力を算出して、前記第１の演算手段に出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記追加電力変換レグの前記運転能力を前記第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記追加電力変換レグについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項１１に記載の電力ルータ。
【請求項１３】
前記複数の電力変換レグは、
第２の記憶手段と、
第２の演算手段と、を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記第１の演算手段は、前記複数の電力変換レグに応答要求指示と、前記複数の電力変換レグのそれぞれの運転能力を算出するための電力ルータのパラメータと、を出力し、
前記複数の電力変換レグのそれぞれの前記第２の演算手段は、前記応答要求指示及び前記電力ルータのパラメータを受けてそれぞれの電力変換レグの運転能力を算出して、前記第１の演算手段に出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記複数の電力変換レグのそれぞれの前記運転能力を第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記複数の電力変換レグのそれぞれについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項４又は５に記載の電力ルータ。
【請求項１４】
前記複数の電力変換レグは、前記第２の記憶手段を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグが当該電力ルータに適合するかを示す被判定情報を保持しており、
前記第１の記憶手段は、前記追加電力変換レグが当該電力ルータに適合するか否かを判定するための基準となる適合判定情報を含む第４のデータベースを更に保持し、
前記追加電力変換レグが追加された状況で、
前記複数の電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段に前記被判定情報を出力し、
前記第１の演算手段は、
前記適合判定情報と前記被判定情報とを比較し、
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、前記追加電力変換レグに運転を行わせない、
請求項６又は７に記載の電力ルータ。
【請求項１５】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記追加電力変換レグについての不適合フラグを前記第４のデータベースに組み込み、
前記不適合フラグに対応する電力変換レグには運転を行わせない、
請求項１４に記載の電力ルータ。
【請求項１６】
前記追加電力変換レグの前記第２の記憶手段は、前記追加電力変換レグが当該電力ルータに適合するかを示す被判定情報を保持しており、
前記第１の記憶手段は、前記追加電力変換レグが当該電力ルータに適合するか否かを判定するための基準となる適合判定情報を含む第４のデータベースを更に保持し、
前記追加電力変換レグが追加された状況で、
前記追加電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段に前記被判定情報を出力し、
前記第１の演算手段は、
前記適合判定情報と前記被判定情報とを比較し、
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、前記追加電力変換レグに運転を行わせない、
請求項８、９、１１及び１２のいずれか一項に記載の電力ルータ。
【請求項１７】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記追加電力変換レグについての不適合フラグを前記第４のデータベースに組み込み、
前記追加電力変換レグには運転を行わせない、
請求項１６に記載の電力ルータ。
【請求項１８】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記第３のデータベースの前記追加電力変換レグの運転能力を示す値を０に設定する、
請求項１７に記載の電力ルータ。
【請求項１９】
前記複数の電力変換レグは、前記第２の記憶手段を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグが当該電力ルータに適合するかを示す被判定情報を保持しており、
前記第１の記憶手段は、前記追加電力変換レグが当該電力ルータに適合するか否かを判定するための基準となる適合判定情報を含む第４のデータベースを更に保持し、
前記追加電力変換レグが追加された状況で、
前記複数の電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段に前記被判定情報を出力し、
前記第１の演算手段は、
前記適合判定情報と前記被判定情報とを比較し、
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、前記追加電力変換レグに運転を行わせない、
請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の電力ルータ。
【請求項２０】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記追加電力変換レグについての不適合フラグを前記第４のデータベースに組み込み、
前記不適合フラグに対応する電力変換レグには運転を行わせない、
請求項１９に記載の電力ルータ。
【請求項２１】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記複数の電力変換レグのうちで前記第３のデータベースの前記不適合フラグに対応する電力変換レグの運転能力を示す値を０に設定する、
請求項２０に記載の電力ルータ。
【請求項２２】
前記第１の記憶手段は、前記複数の電力変換レグの運転履歴情報が記録される第５のデータベースを更に保持する、
請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の電力ルータ。
【請求項２３】
一又は複数の電力ルータと、
前記電力ルータが直接的又は間接的に接続される電力系統と、を備え、
前記一又は複数の電力ルータのそれぞれは、
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグの運転を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースを保持する第１の記憶手段を備え、
前記第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記電力変換レグの運転を実行する、
電力ネットワークシステム。
【請求項２４】
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、を備える電力ルータにおいて、
前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記複数の電力変換レグのそれぞれへ運転指示を出力して、前記複数の電力変換レグの運転を制御する、
電力ルータの運転制御方法。
【請求項２５】
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグの運転を制御する制御手段を構成するコンピュータと、を備える電力ルータにおいて、
前記コンピュータは、前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースを予め保持している第１の記憶手段を備え、
前記コンピュータに、
前記第１のデータベースの前記識別情報を参照させて前記複数の電力変換レグのそれぞれへ運転指示を出力させて前記複数の電力変換レグの運転を制御する処理と、を実行させる、
電力ルータの運転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、電力ネットワークシステム、電力ルータの運転制御方法、および電力ルータの運転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、非特許文献１）。
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８５１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。【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、所定の定格に電圧が維持される直流母線と、第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、前記複数の電力変換レグの運転を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースを保持する第１の記憶手段を備え、前記第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記電力変換レグの運転を実行するものである。【００１１】
本発明の一態様である電力ネットワークシステムは、一又は複数の電力ルータと、前記電力ルータが直接的又は間接的に接続される電力系統と、を備え、前記一又は複数の電力ルータのそれぞれは、所定の定格に電圧が維持される直流母線と、第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、前記複数の電力変換レグの運転を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースを保持する第１の記憶手段を備え、前記第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記電力変換レグの運転を実行するものである。【００１２】
本発明の一態様である電力ルータの運転制御方法は、所定の定格に電圧が維持される直流母線と、第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、を備える電力ルータにおいて、前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記複数の電力変換レグのそれぞれへ運転指示を出力して、前記複数の電力変換レグの運転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運転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、所定の定格に電圧が維持される直流母線と、第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、前記複数の電力変換レグの運転を制御する制御手段を構成するコンピュータと、を備える電力ルータにおいて、前記コンピュータは、前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースを予め保持している第１の記憶手段を備え、前記コンピュータに、前記第１のデータベースの前記識別情報を参照させて前記複数の電力変換レグのそれぞれへ運転指示を出力させて前記複数の電力変換レグの運転を制御する処理と、を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】電力ルータ１００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】レグの内部構造を表示した電力ルータ１００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１００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】電力ルータ２００の構成を示すブロック図である。
【図６】記憶部２５１の構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】電力ルータ２００のプラグアンドプレイ動作を示すフローチャートである。
【図８】電力ルータ３００の構成を示すブロック図である。
【図９】記憶部３１１の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１０】電力ルータ３００の各レグの監視動作を示すフローチャートである。
【図１１】電力ルータ４００の構成を示すブロック図である。
【図１２】電力ルータ４００の各レグの監視動作を示すフローチャートである。
【図１３】電力ルータ５００の構成を示すブロック図である。
【図１４】記憶部２５１の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１５】電力ルータ５００のプラグアンドプレイ動作及び適合判定動作を示すフローチャートである。
【図１６】電力ルータ７００の構成を示すブロック図である。
【図１７】電力ネットワークシステムの一例である電力ネットワークシステム１００１の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１８】電力ネットワークシステムの一例である電力ネットワークシステム１００２の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１９】電力ネットワークシステムの一例である電力ネットワークシステム１００３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。以下の実施の形態では、上述の電力ルータの具体的構成について説明する。但し、各実施の形態は本発明を電力ルータのみに限定するものではなく、本発明は電力ルータが組み込まれた装置などの他の構成を含むものとして理解できる。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
まず、実施の形態１にかかる電力ルータ１００について説明する。電力ルータ１００は、上述の電力ルータ８４１〜８４４（図２０）の具体例である。図１は、電力ルータ１００の概略構成を示すブロック図である。電力ルータ１００は、概略、直流母線１０１、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。
【００１８】
直流母線１０１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１０１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１０２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１０１の電圧Ｖ１０１を所定の一定値に維持する。つまり、電力ルータ１００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。
【００１９】
なお、本実施の形態では、電力ルータ１００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。
【００２０】
次に、第１レグ１１〜第４レグ１４について説明する。図２は、レグの内部構造の例を表示した電力ルータ１００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。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１００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１０２の表示を省略している。
【００２１】
第１レグ１１〜第４レグ１４は、直流母線１０１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。よって、代表して第１レグ１１の構成を説明する。
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、例えば基幹系統８１１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１０１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１０１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１０１に流す。
【００２２】
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、サイリスタ１１１Ｔと帰還ダイオード１１１Ｄとで構成される逆並列回路１１１Ｐを三相ブリッジ接続した構成を有する。すなわち、一のインバータ回路（電力変換部１１１）は、６個の逆並列回路１１１Ｐを有する。２つの逆並列回路１１１Ｐ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。
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。
【００２３】
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１０１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１０２を介して検出値を制御部１９に出力する。
【００２４】
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８３５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８３５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。
【００２５】
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８３０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。
【００２６】
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８３５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及び３では、第３レグ１３の内部構造の表示を省略している。
【００２７】
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、例えば他の電力セルと接続される。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及び３では、第４レグ１４の内部構造の表示を省略している。
【００２８】
制御部１９は、通信網８５１を介して、外部の管理サーバ８５０からの制御指示５２を受ける。制御指示５２は、電力ルータ１００の各レグの動作を指示するための情報を含む。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１０３を介して直流母線１０１の電圧Ｖ１０１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１０２を介して、サイリスタ１１１Ｔ、１２１Ｔ、１３１Ｔ及び１４１Ｔ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。
【００２９】
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１００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。
【００３０】
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。
【００３１】
制御部１９は、記憶部１９１、ＣＰＵ１９２を有する。記憶部１９１は、第１の記憶手段に対応する。ＣＰＵ１９２は、第２の演算手段に対応する。記憶部１９１は、管理サーバ８５０からの制御指示５２を、制御指示データベース１９３（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１９３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１９４（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１９４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。
【００３２】
ＣＰＵ１９２は、制御指示データベース１９３を記憶部１９１から読み出し、制御指示データベース１９３により指定されたレグ（以下、指定レグと称する）を認識する。そして、ＣＰＵ１９２は、記憶部１９１のレグ識別情報データベース１９４を参照し、指定レグに対応する情報（例えば、ＩＰアドレス）を読み出す。これにより、ＣＰＵ１９２は、指定レグに対する動作指示を出力することができる。
【００３３】
例えば、制御指示データベース１９３により第１レグ１１が指定されている場合には、ＣＰＵ１９２は、第１レグ１１に対応するＩＰアドレスをレグ識別情報データベース１９４から読み出すこととなる。そして、ＣＰＵ１９２は、読み出したＩＰアドレスを用いて、第１レグ１１に動作指示を出力する。これにより、ＣＰＵ１９２は、例えば第１レグ１１に受電動作又は送電動作をさせ、運転モード（動作モードについては後述する）を指定し、又は、送電又は受電する電力の指定などを行うことが可能となる。
【００３４】
電力ルータは、管理サーバ８５０の制御指示を実現するには、複数のレグのうちから制御指示により指定されたレグを特定し、特定したレグに運転指示を出力する手段を有する。具体的には、電力ルータ１００は、管理サーバ８５０からの制御指示５２を制御部１９により受け取る。受け取った制御指示５２は制御指示データベース１９３として制御部１９の記憶部１９１に格納され、ＣＰＵ１９２により読み出される。ＣＰＵ１９２は、制御指示データベース１９３をレグ識別情報データベース１９４と照合することで、運転指示を出力するレグを具体的に特定することができる。そして、ＣＰＵ１９２は、運転指示の対象となるレグに正確に出力することができる。
【００３５】
従って、本構成によれば、管理サーバ８５０からの制御指示５２に基づいて、内部に設けられた所望のレグに所望の運転をさせることができる電力ルータを具体的に実現することができる。
【００３６】
実施の形態２
次に、実施の形態２にかかる電力ルータ２００について説明する。電力ルータ２００は、電力ルータ１００の変形例である。図５は、電力ルータ２００の構成を示すブロック図である。電力ルータ２００は、第１レグ２１〜第４レグ２４を有する。第１レグ２１〜第４レグ２４は、電力ルータ１００の第１レグ１１〜第４レグ１４に、それぞれ記憶部２１１、２２１、２３１及び２４１を追加した構成を有する。但し、図面の簡略化のため、図５では、第３レグ２３及び第４レグ２５の内部構造の表示を省略している。
【００３７】
本実施の形態では、電力ルータ２００に第５レグ２５が追加して搭載される場合について説明する。電力ルータ２００は、第５レグ２５が追加されたことを自動的に認識し、第５レグ２５を動作可能な状態に移行させる初期設定を行うことができる。
【００３８】
第５レグ２５は、第１レグ２１〜第４レグ２４と同様の構成を有する。第５レグ２５は、電力変換部１５１、電流センサ１５２、開閉器１５３及び電圧センサ１５４を有する。第５レグ２５は、接続端子１５５を介して、例えば他の電力セルと接続される。第５レグ２５の電力変換部１５１、電流センサ１５２、開閉器１５３、電圧センサ１５４及び記憶部２５１は、それぞれ第１レグ２１の電力変換部１１１、電流センサ１１２、開閉器１１３、電圧センサ１１４及び記憶部２１１に対応する。第５レグ２５と接続される接続端子１５５は、第１レグ２１と接続される接続端子１１５に対応する。但し、図面の簡略化のため、図５では、第５レグ２５の内部構造の表示を省略している。
【００３９】
記憶部２１１、２２１、２３１、２４１及び２５１は、それぞれ第１レグ２１〜第５レグ２５を識別するための識別情報（ＩＰアドレスなど）２１２、２２２、２３２、２４２及び２５２を予め保持している。記憶部２１１、２２１、２３１、２４１及び２５１は、第２の記憶手段に対応する。記憶部２１１、２２１、２３１、２４１及び２５１は、同様の構成を有する。ここでは、代表して記憶部２５１について説明する。図６は、記憶部２５１の構成を模式的に示すブロック図である。記憶部２５１は、識別情報２５２を有する。
【００４０】
図７は、電力ルータ２００のプラグアンドプレイ動作を示すフローチャートである。
（ステップＳ２１）
まず、ユーザ等により電力ルータ２００に新たな第５レグ２５が挿入される。
【００４１】
（ステップＳ２２）
制御部１９は、各レグに対し、通信バス１０２を介して応答要求指示を出力する。なお、制御部１９は、周期的（例えば、数秒ごと）に応答要求指示を出力する。
【００４２】
（ステップＳ２３）
第５レグ２５は、応答要求指示を受けた場合に、通信バス１０２を介して、記憶部２５１からＩＰアドレスなどの自己の識別情報２５２を制御部１９のＣＰＵ１９２に出力する。
【００４３】
（ステップＳ２４）
ＣＰＵ１９２は、第５レグ２５から受け取った識別情報２５２をレグ識別情報データベース１９４（第２のデータベース、図５及び７では、＃２ＤＢと表示）に組み込み、記憶部１９１に格納する。すなわち、ＣＰＵ１９２は、第５レグ２５から受け取った識別情報２５２をレグ識別情報データベース１９４に追加する更新作業を行う。これにより、ＣＰＵ１９２は、新たに挿入されたレグが第５レグ２５であることを認識することができる。
【００４４】
（ステップＳ２５）
その後、制御部１９は、新たに第５レグ２５が組み込まれて使用可能となったことを、通信網８５１を介して外部の管理サーバ８５０に通知する。これにより、管理サーバ８５０は、電力融通の手段として、第５レグ２５を用いることが可能となる。
【００４５】
以上より、電力ルータ２００は、新たなレグが追加された場合に、追加されたレグから識別情報を受け取ることができる。その結果、電力ルータ２００は新たに追加されたレグを識別することが可能となる。これにより、電力ルータ２００は追加されたレグに対し、必要な動作指示を出力して制御を行うことができる。
【００４６】
実施の形態３
次に、実施の形態３にかかる電力ルータ３００について説明する。電力ルータ３００は、電力ルータ２００の変形例である。図８は、電力ルータ３００の構成を示すブロック図である。電力ルータ３００は、第１レグ３１〜第４レグ３４を有する。第１レグ３１〜第４レグ３４は、電力ルータ２００の各レグの記憶部２１１、２２１、２３１及び２４１を、それぞれ記憶部３１１、３２１、３３１及び３４１に置換した構成を有する。但し、図面の簡略化のため、図８では、第３レグ３３及び第４レグ３４の内部構造の表示を省略している。
【００４７】
本実施の形態では、記憶部１９１は、制御指示データベース１９３及びレグ識別情報データベース１９４の他に、運転能力データベース１９５（第３のデータベース、図８では＃３ＤＢと表示している）を保持している。
【００４８】
本実施の形態では、電力ルータ３００は、各レグの状態を監視し、管理サーバ８５０からの制御指示５２が各レグにおいて実行可能であるかを判定（以下、要求可否判定）する機能を有する。
【００４９】
記憶部３１１、３２１、３３１及び３４１は、識別情報の他に、それぞれ第１レグ３１〜第４レグ３４の運転パラメータ３１２、３２２、３３２及び３４２を予め保持している。記憶部３１１、３２１、３３１及び３４１は、同様の構成を有する。記憶部３１１、３２１、３３１及び３４１は、第２の記憶手段に対応する。ここでは、代表して記憶部３１１について説明する。図９は、記憶部３１１の構成を模式的に示すブロック図である。記憶部３１１は、識別情報２１２及び運転パラメータ３１２を有する。ここでいう運転パラメータとは、各レグの交流及び直流における最大／最小の電圧、電流、電力、電流電圧の変動率（いわゆるランプレート）許容値等を算出するためのパラメータを指す。
【００５０】
図１０は、電力ルータ３００の各レグの監視動作を示すフローチャートである。
（ステップＳ３１）
制御部１９は、各レグに対し、応答要求指示を出力する。なお、制御部１９は、周期的（例えば、数秒ごと）に応答要求指示を出力する。これにより、制御部１９は、電力ルータ３００内の各レグを監視する。
【００５１】
（ステップＳ３２）
第１レグ３１〜第４レグ３４は、応答要求指示を受けた場合に、運転パラメータ３１２〜３４２を記憶部３１１、３２１、３３１及び３４１からＣＰＵ１９２に出力する。
【００５２】
（ステップＳ３３）
ＣＰＵ１９２は、各レグから受け取った運転パラメータと直流母線１０１の電圧とから、交流及び直流における最大／最小の電圧、電流、電力、電流電圧の変動率（いわゆるランプレート）許容値等の各レグの運転能力を算出する。ＣＰＵ１９２は、算出した各レグの運転能力を、運転能力データベース１９５として、記憶部１９１に格納する。
【００５３】
（ステップＳ３４：要求可否判定）
ＣＰＵ１９２は、レグごとに運転能力データベース１９５と制御指示データベース１９３とを照合する。
【００５４】
（ステップＳ３５）
ＣＰＵ１９２は、各レグの制御指示データベース１９３で指定された運転状態が、運転能力データベース１９５が示す運転能力以内であれば、各レグの運転状態を維持し、処理を終了する。
【００５５】
（ステップＳ３６）
ＣＰＵ１９２は、照合対象のレグの制御指示データベース１９３で指定された運転状態が、運転能力データベース１９５が示す運転能力を超える場合には、運転能力を超えるレグが存在することを、管理サーバ８５０に通知する（要求不可通知）。
【００５６】
（ステップＳ３７）
ＣＰＵ１９２は、運転能力を超えるレグに対して運転停止指示を出力し、運転を停止させる。その後、ＣＰＵ１９２は処理を終了する。
【００５７】
電力ルータ３００が液晶パネルやＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの表示装置を有する場合には、ＣＰＵ１９２は、運転能力を超えるレグを示すアラームを表示してもよい。なお、アラームは表示に限られず、ブザー音などの音声を用いてもよい。
【００５８】
以上より、本構成では、応答要求指示を用いて、管理サーバ８５０からの制御指示５２を各レグにおいて実行可能であるか、制御部１９により判定する。その結果、各レグが運転能力を超えた動作を行うことを防止し、過負荷による故障を防止できる。
【００５９】
また、管理サーバ８５０に要求不可通知を出力することにより、管理サーバ８５０は実行可能な新たな制御指示を出力するなど、電力融通を継続するための是正措置をとることができる。
【００６０】
なお、実施の形態２で説明したプラグアンドプレイ動作と、本実施の形態にかかる要求可否判定とは、応答要求指示に応じて独立して実施してもよいし、同時に行ってもよい。但し、新たに追加されるレグの運転能力を算出するためには、プラグアンドプレイ動作の後に要求可否判定を行うことが望ましい。
【００６１】
実施の形態４
次に、実施の形態４にかかる電力ルータ４００について説明する。電力ルータ４００は、電力ルータ３００の変形例である。図１１は、電力ルータ４００の構成を示すブロック図である。電力ルータ４００は、第１レグ４１〜第４レグ４４を有する。第１レグ４１〜第４レグ４４は、電力ルータ３００の第１レグ３１〜第４レグ３４のそれぞれに、演算部４１１、４２１、４３１及び４４１を追加した構成を有する。演算部４１１、４２１、４３１及び４４１は、第２の演算手段に対応する。但し、図面の簡略化のため、図１１では、第３レグ４３及び第４レグ４４の内部構造の表示を省略している。
【００６２】
本実施の形態では、電力ルータ４００は、電力ルータ３００と同様に、各レグの状態を監視し、管理サーバ８５０からの制御指示５２が各レグにおいて実行可能であるかを判定（以下、要求可否判定）する機能を有する。
【００６３】
実施の形態３では制御部１９が各レグの運転能力を算出したが、本実施の形態にかかる電力ルータ４００では、演算部４１１、４２１、４３１及び４４１が各レグの運転能力を算出する。
【００６４】
図１２は、電力ルータ４００の各レグの監視動作を示すフローチャートである。
（ステップＳ４１）
制御部１９は、各レグに対し、応答要求指示を出力する。なお、制御部１９は、周期的（例えば、数秒ごと）に応答要求指示を出力する。これにより、制御部１９は、電力ルータ４００内の各レグを監視する。
【００６５】
（ステップＳ４２）
次いで、制御部１９は、電力ルータパラメータを各レグに出力する。電力ルータパラメータは、例えば直流母線１０１の電圧Ｖ１０１を含む。
【００６６】
（ステップＳ４３）
演算部４１１、４２１、４３１及び４４１は、各レグの交流及び直流における最大／最小の電圧、電流、電力、電流電圧の変動率（いわゆるランプレート）許容値等を算出するための運転パラメータと、電力ルータパラメータ（直流母線１０１の電圧Ｖ１０１）と、から交流及び直流における最大／最小の電圧、電流、電力、電流電圧の変動率（いわゆるランプレート）許容値等の各レグの運転能力を算出する。そして、演算部４１１、４２１、４３１及び４４１は、算出した各レグの運転能力を、運転能力データベース１９５として、記憶部１９１に格納する。
【００６７】
（ステップＳ４４〜Ｓ４７）
ステップＳ４４〜Ｓ４７は、それぞれ図１０のステップＳ３４〜３７と同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
以上より、本構成では、応答要求指示を用いて、管理サーバ８５０からの制御指示５２を各レグにおいて実行可能であるか、制御部１９により判定する。その結果、各レグが運転能力を超えた動作を行うことを防止し、過負荷による故障を防止できる。
【００６９】
なお、実施の形態２で説明したプラグアンドプレイ動作と、本実施の形態にかかる要求可否判定とは、応答要求指示に応じて独立して実施してもよいし、同時に行ってもよい。但し、新たに追加されるレグの運転能力を算出するためには、プラグアンドプレイ動作の後に要求可否判定を行うことが望ましい。
【００７０】
また、管理サーバ８５０に要求不可通知を出力することにより、管理サーバ８５０は実行可能な新たな制御指示を出力するなど、電力融通を継続するための是正措置をとることができる。
【００７１】
実施の形態５
次に、実施の形態５にかかる電力ルータ５００について説明する。電力ルータ５００は、電力ルータ２００の変形例である。図１３は、電力ルータ５００の構成を示すブロック図である。電力ルータ５００は、電力ルータ２００と同様に、第１レグ２１〜第４レグ２４を有する。但し、図面の簡略化のため、図１３では、第３レグ２３〜第５レグ２５の内部構造の表示を省略している。
【００７２】
本実施の形態では、記憶部１９１は、制御指示データベース１９３及びレグ識別情報データベース１９４の他に、適合情報データベース１９６（第４のデータベース、図１３では＃４ＤＢと表示している）を保持している。
【００７３】
記憶部２１１、２２１、２３１、２４１及び２５１は、識別情報の他に、それぞれ被判定情報５１１、５２１、５３１、５４１及び５５１を予め保持している。被判定情報５１１、５２１、５３１、５４１及び５５１は同様の情報であるが、詳細については後述する。ここでは、代表して記憶部２５１について説明する。図１４は、記憶部２５１の構成を模式的に示すブロック図である。記憶部２５１は、識別情報２５２及び被判定情報５５１を有する。
【００７４】
本実施の形態では、実施の形態２と同様に、電力ルータ２００に第５レグ２５が追加して搭載される場合について説明する。電力ルータ５００は、第５レグ２５が追加されたことを自動的に認識し、第５レグ２５を動作可能な状態に移行させる初期設定を行うことができる。更に、電力ルータ５００は、プラグアンドプレイ動作時に、追加された第５レグ２５が電力ルータ５００に適合するか否か（適合判定）を行う機能を有する。
【００７５】
図１５は、電力ルータ５００のプラグアンドプレイ動作及び適合判定動作を示すフローチャートである。
（ステップＳ５１〜Ｓ５５）
ステップＳ５１〜Ｓ５５は、それぞれ図７のステップＳ２１〜２５と同様であるので、説明を省略する。
まず、ユーザ等により電力ルータ５００に新たな第５レグ２５が挿入される。
【００７６】
（ステップＳ５６）
また、第５レグ２５は、通信バス１０２を介して、被判定情報５５１を制御部１９のＣＰＵ１９２に出力する。
被判定情報５５１は、電力ルータの属性を示す品質、性能などに応じて予め付与される情報であり、例えば、電力ルータの認証情報やリージョンコードなどが含まれる。
認証情報とは、新たに追加される電力ルータが、しかるべき認証機関に認証されているか否かを示す情報である。電力ルータは、電力の供給に資するものである。よって、安定的な送電、受電が可能であること、安全規格を満たすものであることが求められる。そこで、認証情報を導入することにより正規の製品と非正規の製品を峻別し、要求性能を満たさない電力ルータが電力ネットワークシステムに混入することを防止できる。
リージョンコードとは、電力ルータが使用可能な地域を示す情報である。電力ネットワークシステムは、国などの地域が異なる場合、電圧、周波数等の条件が異なる場合が有る。そのため、電力ルータは使用される地域に合わせて設計させる場合がある。よって、特定地域用の電力ルータは他の地域の電力ネットワークシステムには適合しない場合が生じる。そのため、リージョンコードを用いることで、各地域の条件に適合した電力ルータのみを電力ネットワークシステムに接続することが可能となる。
【００７７】
（ステップＳ５７：適合判定）
ＣＰＵ１９２は、被判定情報５５１を受け取る。制御指示データベース１９３には、被判定情報５５１の比較対象である適合判定情報５５２が予め含まれている。ＣＰＵ１９２は、記憶部１９１から適合判定情報５５２を読み出し、被判定情報５５１と比較する。
【００７８】
（ステップＳ５８）
被判定情報５５１が適合判定情報５５２と一致する場合（例えば、認証情報やリージョンコードが一致する場合）であれば、ＣＰＵ１９２は第５レグ２５が電力ルータ５００に適合するものと判定し、第５レグ２５の適合フラグを記憶部１９１の適合情報データベース１９６に格納する。ＣＰＵ１９２は、適合フラグが存在するレグだけを制御することができる。
【００７９】
（ステップＳ５９）
被判定情報５５１が適合判定情報５５２と一致しない場合（例えば、認証情報やリージョンコードが一致しない場合）であれば、ＣＰＵ１９２は第５レグ２５が電力ルータ５００に適合しないものと判定し、第５レグ２５の不適合フラグを記憶部１９１の適合情報データベース１９６に格納する。この場合、ＣＰＵ１９２は制御指示５２の内容によらず、第５レグ２５を不使用状態とする。ここでいう不使用状態とは、例えば、第５レグ２５の主電源をオンにしない、又は、第５レグ２５が存在しないものとして取り扱うことを指す。なお、制御部１９は、第５レグ２５が不適合であることを、通信網８５１を介して外部の管理サーバ８５０に通知することもできる。
なお、ＣＰＵ１９２は、第５レグ２５が不適合と判断した場合に、運転能力データベース１９５内の第５レグ２５の最大／最小の電圧、電流、電力、電流電圧の変動率（いわゆるランプレート）許容値等の運転能力の値をすべて「０」に更新してもよい。これにより、実施の形態３及び４で説明したように、第５レグ２５については、管理サーバ８５０からの制御指示５２を受け付けなくなるので、結果的に不使用状態を実現することができる。
【００８０】
第５レグ２５が電力ルータ５００に適合する場合には、制御部１９は、第５レグ２５が組み込まれて使用可能となったことを、通信網８５１を介して外部の管理サーバ８５０に通知してもよい。これにより、管理サーバ８５０は、電力融通の手段として、第５レグ２５を用いることが可能となる。
【００８１】
また、電力ルータ５００が液晶パネルやＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの表示装置を有する場合には、ＣＰＵ１９２は、第５レグ２５が不適合であったことを示すアラームを表示してもよい。なお、アラームは表示に限られず、ブザー音などの音声を用いてもよい。
【００８２】
以上より、電力ルータ５００は、新たなレグが追加されると、追加されたレグから識別情報を受け取ることができる。その結果、電力ルータ５００は新たに追加されたレグを識別することが可能となる。これにより、電力ルータ５００は追加されたレグに対し、必要な動作指示を出力して制御を行うことができる。
【００８３】
さらに、電力ルータ５００は、新たに追加されたレグが電力ルータ５００に適合するか否かを自動的に判定する。これにより、新たに追加された不適合なレグを検出し、レグの誤動作などを未然に防止することができる。
【００８４】
実施の形態６
次に、実施の形態６にかかる電力ルータ６００について説明する。電力ルータ６００は、電力ルータ１００の変形例である。電力ルータ６００は、電力ルータ１００と同様の構成を有する。本実施の形態では、制御指示５２に各レグの運転モード指定が含まれる場合について説明する。
【００８５】
まず、運転動作モードについて説明する。第１レグ１１〜第４レグ１５は電力変換部１１１、１２１、１３１、１４１及び１５１を有しており、電力変換部内のサイリスタは制御部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１００は、電力ネットワークシステム８１０のノードにあって、基幹系統８１１、負荷８３０、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８１１や負荷８３０、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。
【００８６】
（マスターモード）
マスターモードとは、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１０１の電圧を維持するための運転モードである。図１では、第１レグ１１の接続端子１１５が基幹系統８１１に接続されている例を示している。図１の場合、第１レグ１１は、マスターモードとして運転制御され、直流母線１０１の電圧を維持する役目を担うことになる。直流母線１０１には他の第２レグ１２〜第４レグ１４が接続されているところ、第２レグ１２〜第４レグ１４から直流母線１０１に電力が流入することもあれば、第２レグ１２〜第４レグ１４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１レグ１１は、直流母線１０１から電力が流出して直流母線１０１の電圧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８１１）から補てんする。または、直流母線１０１に電力が流入して直流母線１０１の電圧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８１１）に逃がす。このようにして、マスターモードとなる第１レグ１１は、直流母線１０１の電圧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１０１の電圧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。
【００８７】
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。
【００８８】
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１１３を開（遮断）状態にしておく。この状態で接続端子１１５を接続相手に繋ぐ。ここでは、接続相手は基幹系統８１１である。
電圧センサ１１４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１１１から出力されるように、電力変換部１１１の出力を調整する。すなわち、サイリスタ１１１Ｔ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１１３を投入し、電力変換部１１１と基幹系統８１１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８１１の電圧とが同期しているため、電流は流れない。
【００８９】
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１０１の電圧を電圧センサ１０３によって測定する。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、マスターレグ（第１レグ１１）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。（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１レグ１１）を介して直流母線１０１から基幹系統８１１に向けて送電が行われるようにする。）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ものである。
【００９０】
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、このマスターレグ（第１レグ１１）が基幹系統８１１から受電できるように、電力変換部１１１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１レグ１１）を介して基幹系統８１１から直流母線１０１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１０１の電圧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。
【００９１】
（自立モード）
自立モードとは、管理サーバ８５０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８３０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。
図１では、第２レグ１２の接続端子１２５が負荷８３０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８３０に電力を供給することになる。
また、第４レグ１４のように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第４レグ１４を自立モードで運転する場合もある。
または、第４レグ１４のように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第４レグ１４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８３０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。
【００９２】
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。
【００９３】
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８３０に接続する。管理サーバ８５０から電力ルータ１００に対し、負荷８３０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８３０に向けて出力されるようにする。（すなわち、サイリスタ１２１Ｔ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８３０とを接続する。あとは、負荷８３０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８３０に流れ出すようになる。
【００９４】
（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１４が他の電力ルータと接続されている。
このような場合に、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８３５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８３５に向けて送電して、蓄電池８３５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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。説明には、第３レグ１３に付した符号を使用する。
電圧センサ１３４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８５０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１３１が入出力する電流の目標値を求める。電流センサ１３２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１３１を調整する。（電力変換部１３１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。）
【００９８】
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。
【００９９】
電力ルータ６００は、制御指示５２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６００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。なお、実施の形態２では新たにレグが追加された場合の動作を記載したが、新たにレグが追加された場合に例えばレグの形状を上記レグのモードの種別に応じて異なるようにしておき、挿入時に特定のスイッチが押下されるようにしても良い。これにより、新規レグが挿入されたことを自動で検知することが可能となる。レグのモードが変更された場合にも同様に検知することも可能である。
【０１００】
実施の形態７
次に、実施の形態７にかかる電力ルータ７００について説明する。電力ルータ７００は、電力ルータ１００の変形例である。図１６は、電力ルータ７００の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、記憶部１９１は、制御指示データベース１９３及びレグ識別情報データベース１９４の他に、管理情報データベース１９７（第５のデータベース、図１６では＃５ＤＢと表示している）を保持している。但し、図面の簡略化のため、図１６では、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。
【０１０１】
管理情報データベース１９７には、例えば制御指示５２に基づいて各レグが動作した場合の運転履歴情報（ログデータ）などが含まれる。
【０１０２】
ログデータには、例えば、各レグの送電電力、送電電圧、送電電流、送電時間、受電電力、受電電圧、受電電流、受電時間が含まれる。すなわち、ログデータを参照することで、各レグの電力のやりとりを把握し、電力融通の記録を得ることができる。なお、管理情報データベース１９７を用いることで、一定期間における売電電力及び買電電力を算出することも可能である。従って、売電電力及び買電電力の増大にともなって、段階的に売電単価及び買電単価を増加させる段階的な料金制度に対応することも可能である。
【０１０３】
また、運転履歴情報には、電力ルータの累積運転時間などが含まれる。累積運転時間を用いることで、電力ルータのメンテナンスなどを管理することで、故障を未然に防止できる。また、電力ルータ７００の各レグの累積運転時間をなるべく均一化することにより、メンテナンスの一括化が可能となるメリットもある。
【０１０４】
本構成によれば、管理情報データベース１９７を用いて、電力ルータ７００が関与した電力融通の記録をレグごとに把握したり、メンテナンスの効率化を実現するができる。
【０１０５】
実施の形態８
次に、実施の形態８について説明する。本実施の形態の形態では、１又は複数の電力ルータを用いて構築された電力ネットワークシステムの例について説明する。なお、本実施の形態においては、電力ルータ１０１１〜１０１４を用いて電力ネットワークシステムを構築しているが、電力ルータ１０１１〜１０１４のそれぞれは、上述の実施の形態１〜８にかかる電力ルータのいずれを用いてもよい。
【０１０６】
図１７は、電力ネットワークシステムの一例である電力ネットワークシステム１００１の構成を模式的に示すブロック図である。図１７では、図面の簡略化のため、レグの符号を省略した。また、電力ルータ１０１１〜１０１４に付属している白丸は、各レグの接続端子を示す。
【０１０７】
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しておく。電力ルータ同士を繋ぐ接続線を送電線と称するとすると、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１７においては、基幹系統の一部となっている送電線に１０２１の符号を付し、基幹系統から切り離された送電線に１０２２の符号を付した。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いてもよい。このように基幹系統を介して二以上の電力ルータを接続することにより、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で補填するようにもできる。その一方、基幹系統を介さないで二以上の電力ルータ同士を接続してもよい。
【０１０８】
また、電力ルータと負荷８３０（または分散型電源）とを繋ぐ接続線を配電線１０２３と称するとすると、配電線１０２３は基幹系統８１１Ａ〜８１１Ｃ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８３０（または分散型電源）とを繋ぐ配電線１０２３は基幹系統８１１Ａ〜８１１Ｃに繋がらない。
【０１０９】
他の電力ネットワークシステムの例について説明する。図１８は、電力ネットワークシステムの一例である電力ネットワークシステム１００２の構成を模式的に示すブロック図である。図１８では、図面の簡略化のため、電力ルータ１０１１〜１０１４、基幹系統８１１のみを表示している。また、図１８では、接続線を太線で、配電線を細線で表示している。図１８に示すように、電力ルータ１０１１〜１０１４を、バス接続のようにして接続してもよい。
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１８において、基幹系統８１１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、複数の電力ルータを分散型電源にバス接続してもよい。
【０１１０】
更に他の電力ネットワークシステムの例について説明する。図１９は、電力ネットワークシステムの一例である電力ネットワークシステム１００３の構成を模式的に示すブロック図である。図１９では、図面の簡略化のため、電力ルータ１０１１及び１０１２、基幹系統８１１のみを表示している。また、図１９では、接続線を太線で、配電線を細線で表示している。図１９に示すように、電力ルータ１０１１及び１０１２を基幹系統８１１に接続する構成としてもよい。なお、図１９において、基幹系統８１１を分散型電源に代えてもよい。
【０１１１】
これまで説明したように、電力ルータの接続相手としては、基幹系統、蓄電池や発電設備を含む分散型電源、および、他の電力ルータが挙げられるところ、本明細書および特許請求の範囲においてこれらを電力系統と称する。
【０１１２】
以上に説明したように、本実施形態の電力ルータによれば、次の効果を奏することができる。
すなわち、本実施形態の電力ルータにより、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ように、電力ルータ内のレグを管理サーバからの制御指示の通りに運転し、電力ネットワークシステムにおける電力融通等の具体的な運用が可能となる。
【０１１３】
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、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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
上述の実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。例えば、実施の形態２、３、５及び７の一部又は全部を組み合わせて実施することが可能である。但し、実施の形態２、３、５及び７は、それぞれ独立に実施可能であることを妨げない。
【０１１６】
例えば、実施の形態２、４、５及び７の一部又は全部を組み合わせて実施することが可能である。但し、実施の形態２、３、５及び７は、それぞれ独立に実施可能であることを妨げない。
【０１１７】
例えば、実施の形態３、５、６及び７の一部又は全部を組み合わせて実施することが可能である。但し、実施の形態３、５、６及び７は、それぞれ独立に実施可能であることを妨げない。
【０１１８】
例えば、実施の形態４、５、６及び７の一部又は全部を組み合わせて実施することが可能である。但し、実施の形態３、５、６及び７は、それぞれ独立に実施可能であることを妨げない。
【０１１９】
また、上記で示した複数の実施の形態を組み合わせて実現される電力ルータを、電力ネットワークシステム１００１〜１００３を含む任意の電力ネットワークシステムに適用できることは勿論である。
【０１２０】
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。
【０１２１】
この出願は、２０１２年１２月１０日に出願された日本出願特願２０１２−２６９０６８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】
【０１２２】
１１、２１、３１、４１  第１レグ
１２、２２、３２、４２  第２レグ
１３、２３、３３、４３  第３レグ
１４、２４、３４、４４  第４レグ
２５  第５レグ
１９  制御部
５２  制御指示
６０  ＡＣスルーレグ
１００、１７０、２００、３００、４００、５００、６００、７００、１０１１〜１０１４  電力ルータ
１０１  直流母線
１０２  通信バス
１０３  電圧センサ
１１１、１２１、１３１、１４１、１５１  電力変換部
１１１Ｄ  帰還ダイオード
１１１Ｐ  逆並列回路
１１１Ｔ  サイリスタ
１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２  電流センサ
１１３、１２３、１３３、１４３、１５３、１６３  開閉器
１１４、１２４、１３４、１４４、１５４、１６４  電圧センサ
１１５、１２５、１３５、１４５、１５５、１６５  接続端子
１２１Ｔ  サイリスタ
１９１  記憶部
１９２  ＣＰＵ
１９３  制御指示データベース（＃１ＤＢ）
１９４  レグ識別情報データベース（＃２ＤＢ）
１９５  運転能力データベース（＃３ＤＢ）
１９６  適合情報データベース（＃４ＤＢ）
１９７  管理情報データベース（＃５ＤＢ）
２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、３１１、３２１、３３１、３４１、３５１  記憶部
２１２、２２２、２３２、２４２、２５２  識別情報
４１１、４２１、４３１、４４１、４５１  演算部
５１１、５２１、５３１、５４１、５５１  被判定情報
８１０、１００１〜１００３  電力ネットワークシステム
８１１、８１１Ａ〜８１１Ｃ  基幹系統
８１２  大規模発電所
８２１〜８２４  電力セル
８３１  家
８３２  ビル
８３３  太陽光発電パネル
８３４  風力発電機
８３５  蓄電池
８４１〜８４４  電力ルータ
８５０  管理サーバ
８５１  通信網
１０２１、１０２２  接続線  
１０２３  配電線
【図１】
2014091646.tif 000003
【図２】
2014091646.tif 000004
【図３】
2014091646.tif 000005
【図４】
2014091646.tif 000006
【図５】
2014091646.tif 000007
【図６】
2014091646.tif 000008
【図７】
2014091646.tif 000009
【図８】
2014091646.tif 000010
【図９】
2014091646.tif 000011
【図１０】
2014091646.tif 000012
【図１１】
2014091646.tif 000013
【図１２】
2014091646.tif 000014
【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27年5月14日(2015.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグの運転を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースを保持する第１の記憶手段を備え、
前記第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記電力変換レグの運転を実行する、
電力ルータ。
【請求項２】
前記識別情報には、前記電力変換レグの運転モードの種別を含む、
請求項１に記載の電力ルータ。
【請求項３】
前記運転モードには、少なくとも前記直流母線の電圧を維持する運転モードを含む、
請求項２に記載の電力ルータ。
【請求項４】
前記第１の記憶手段は、管理サーバにより指定された前記複数の電力変換レグのそれぞれへの運転指示を含む第２のデータベースを更に保持し、
前記制御手段は、前記第２のデータベースから前記複数の電力変換レグのそれぞれへの前記運転指示を読み出し、前記第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記複数の電力変換レグのそれぞれへ前記運転指示を出力する第１の演算手段を更に備える、
請求項２又は３に記載の電力ルータ。
【請求項５】
前記第２のデータベースは、前記複数の電力ルータのそれぞれの運転モードを指定する情報を含み、
前記第１の演算手段は、前記第２のデータベースに基づいて、前記複数の電力ルータのそれぞれの運転モードを制御する、
請求項４に記載の電力ルータ。
【請求項６】
自己の識別情報が保持された第２の記憶手段を有する、前記複数の電力変換レグ以外の追加電力変換レグが新たに追加された状況で、
前記第１の演算手段は、前記追加電力変換レグに応答要求指示を出力し、
前記追加電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて当該追加電力変換レグの前記識別情報を前記第２の記憶手段から前記第１の演算手段に出力し、
前記第１の演算手段は、受け取った前記追加電力変換レグの前記識別情報を、前記第１のデータベースに組み込んで更新する、
請求項４又は５に記載の電力ルータ。
【請求項７】
前記第１の演算手段は、前記追加電力変換レグが追加されたことを前記管理サーバに通知する、
請求項６に記載の電力ルータ。
【請求項８】
前記複数の電力変換レグは、前記第２の記憶手段を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記複数の電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段にそれぞれの電力変換レグの運転能力を算出するための前記パラメータを出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記運転能力を算出するための前記パラメータに基づいて、前記複数の電力変換レグのそれぞれの運転能力を算出し、
算出した前記複数の電力変換レグの前記運転能力を、第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記複数の電力変換レグのそれぞれについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項６又は７に記載の電力ルータ。
【請求項９】
前記追加電力変換レグの前記第２の記憶手段は、前記追加電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記追加電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段に前記追加電力変換レグの運転能力を算出するための前記パラメータを更に出力し、
前記第１の演算手段は、
前記追加電力変換レグの運転能力を算出するための前記パラメータに基づいて、前記追加電力変換レグの運転能力を算出し、
算出した前記運転能力を前記第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記追加電力変換レグについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項８に記載の電力ルータ。
【請求項１０】
前記複数の電力変換レグは、第２の記憶手段を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記第１の演算手段は、前記複数の電力変換レグに応答要求指示を出力し、
前記複数の電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段にそれぞれの電力変換レグの運転能力を算出するための前記パラメータを出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記運転能力を算出するための前記パラメータに基づいて、前記複数の電力変換レグのそれぞれの運転能力を算出し、
算出した前記複数の電力変換レグの前記運転能力を、第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記複数の電力変換レグのそれぞれについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項４又は５に記載の電力ルータ。
【請求項１１】
前記複数の電力変換レグは、
前記第２の記憶手段と、
第２の演算手段と、を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記第１の演算手段は、前記複数の電力変換レグのそれぞれの運転能力を算出するための電力ルータのパラメータを前記複数の電力変換レグのそれぞれへ出力し、
前記複数の電力変換レグのそれぞれの前記第２の演算手段は、前記応答要求指示及び前記電力ルータのパラメータを受けてそれぞれの電力変換レグの運転能力を算出して、前記第１の演算手段に出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記複数の電力変換レグのそれぞれの前記運転能力を第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記複数の電力変換レグのそれぞれについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項６又は７に記載の電力ルータ。
【請求項１２】
前記追加電力変換レグは、前記第２の演算手段を更に備え、
前記追加電力変換レグの前記第２の記憶手段は、前記追加電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記第１の演算手段は、前記追加電力変換レグの運転能力を算出するための電力ルータのパラメータを、更に前記追加電力変換レグへ出力し、
前記追加電力変換レグの前記第２の演算手段は、前記応答要求指示及び前記電力ルータのパラメータを受けて前記追加電力変換レグの運転能力を算出して、前記第１の演算手段に出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記追加電力変換レグの前記運転能力を前記第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記追加電力変換レグについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項１１に記載の電力ルータ。
【請求項１３】
前記複数の電力変換レグは、
第２の記憶手段と、
第２の演算手段と、を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグの運転能力を算出するためのパラメータを保持しており、
前記第１の演算手段は、前記複数の電力変換レグに応答要求指示と、前記複数の電力変換レグのそれぞれの運転能力を算出するための電力ルータのパラメータと、を出力し、
前記複数の電力変換レグのそれぞれの前記第２の演算手段は、前記応答要求指示及び前記電力ルータのパラメータを受けてそれぞれの電力変換レグの運転能力を算出して、前記第１の演算手段に出力し、
前記第１の演算手段は、
受け取った前記複数の電力変換レグのそれぞれの前記運転能力を第３のデータベースとして前記第１の記憶手段に保持させ、
前記複数の電力変換レグのそれぞれについて前記第３のデータベースに含まれる前記運転能力と前記第２のデータベースに含まれる前記運転指示とを比較し、
前記運転指示が前記運転能力を超える場合には、前記管理サーバに要求不可を通知する、
請求項４又は５に記載の電力ルータ。
【請求項１４】
前記複数の電力変換レグは、前記第２の記憶手段を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグが当該電力ルータに適合するかを示す被判定情報を保持しており、
前記第１の記憶手段は、前記追加電力変換レグが当該電力ルータに適合するか否かを判定するための基準となる適合判定情報を含む第４のデータベースを更に保持し、
前記追加電力変換レグが追加された状況で、
前記複数の電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段に前記被判定情報を出力し、
前記第１の演算手段は、
前記適合判定情報と前記被判定情報とを比較し、
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、前記追加電力変換レグに運転を行わせない、
請求項６又は７に記載の電力ルータ。
【請求項１５】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記追加電力変換レグについての不適合フラグを前記第４のデータベースに組み込み、
前記不適合フラグに対応する電力変換レグには運転を行わせない、
請求項１４に記載の電力ルータ。
【請求項１６】
前記追加電力変換レグの前記第２の記憶手段は、前記追加電力変換レグが当該電力ルータに適合するかを示す被判定情報を保持しており、
前記第１の記憶手段は、前記追加電力変換レグが当該電力ルータに適合するか否かを判定するための基準となる適合判定情報を含む第４のデータベースを更に保持し、
前記追加電力変換レグが追加された状況で、
前記追加電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段に前記被判定情報を出力し、
前記第１の演算手段は、
前記適合判定情報と前記被判定情報とを比較し、
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、前記追加電力変換レグに運転を行わせない、
請求項８、９、１１及び１２のいずれか一項に記載の電力ルータ。
【請求項１７】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記追加電力変換レグについての不適合フラグを前記第４のデータベースに組み込み、
前記追加電力変換レグには運転を行わせない、
請求項１６に記載の電力ルータ。
【請求項１８】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記第３のデータベースの前記追加電力変換レグの運転能力を示す値を０に設定する、
請求項１７に記載の電力ルータ。
【請求項１９】
前記複数の電力変換レグは、前記第２の記憶手段を備え、
前記複数の電力変換レグの前記第２の記憶手段は、当該第２の記憶手段が組み込まれた電力変換レグが当該電力ルータに適合するかを示す被判定情報を保持しており、
前記第１の記憶手段は、前記追加電力変換レグが当該電力ルータに適合するか否かを判定するための基準となる適合判定情報を含む第４のデータベースを更に保持し、
前記追加電力変換レグが追加された状況で、
前記複数の電力変換レグは、前記応答要求指示を受けて前記第１の演算手段に前記被判定情報を出力し、
前記第１の演算手段は、
前記適合判定情報と前記被判定情報とを比較し、
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、前記追加電力変換レグに運転を行わせない、
請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の電力ルータ。
【請求項２０】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記追加電力変換レグについての不適合フラグを前記第４のデータベースに組み込み、
前記不適合フラグに対応する電力変換レグには運転を行わせない、
請求項１９に記載の電力ルータ。
【請求項２１】
前記適合判定情報と前記被判定情報とが一致しない場合には、
前記第１の演算手段は、
前記複数の電力変換レグのうちで前記第３のデータベースの前記不適合フラグに対応する電力変換レグの運転能力を示す値を０に設定する、
請求項２０に記載の電力ルータ。
【請求項２２】
前記第１の記憶手段は、前記複数の電力変換レグの運転履歴情報が記録される第５のデータベースを更に保持する、
請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の電力ルータ。
【請求項２３】
一又は複数の電力ルータと、
前記電力ルータが直接的又は間接的に接続される電力系統と、を備え、
前記一又は複数の電力ルータのそれぞれは、
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグの運転を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースを保持する第１の記憶手段を備え、
前記第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記電力変換レグの運転を実行する、
電力ネットワークシステム。
【請求項２４】
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、を備える電力ルータにおいて、
前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースの前記識別情報を参照して前記複数の電力変換レグのそれぞれへ運転指示を出力して、前記複数の電力変換レグの運転を制御する、
電力ルータの運転制御方法。
【請求項２５】
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
第１の接続端が前記直流母線に接続され、第２の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記第１の接続端と前記第２の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する複数の電力変換レグと、
前記複数の電力変換レグの運転を制御する制御手段を構成するコンピュータと、を備える電力ルータにおいて、
前記コンピュータは、前記複数の電力変換レグの識別情報を含む第１のデータベースを予め保持している第１の記憶手段を備え、
前記コンピュータに、
前記第１のデータベースの前記識別情報を参照させて前記複数の電力変換レグのそれぞれへ運転指示を出力させて前記複数の電力変換レグの運転を制御する処理と、を実行させる、
電力ルータの運転制御プログラム。
【国際調査報告】
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