(57)【要約】【課題】系統停電時に始動可能で、且つ、直流電源である蓄電池から直接始動する場合に比べて小型化が可能な分散型発電システムを提供する。【解決手段】交流電力を発生する発電部８と交流電力の供給を受けて発電部８を始動させる発電始動部９とを備えてなる発電ユニット２と、商用交流電源ＰＳから電力供給を受けて電力を貯蔵し商用交流電源ＰＳの停電時においても交流電力を出力可能な交流電源装置１０とを備えてなり、交流電源装置１０が、商用交流電源ＰＳの停電時において発電部８の始動に使用可能に構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を発生する発電部と交流電力の供給を受けて前記発電部を始動させる発電始動部とを備えてなる発電ユニットと、商用交流電源から電力供給を受けて電力を貯蔵し前記商用交流電源の停電時においても交流電力を出力可能な交流電源装置とを備えてなり、
前記交流電源装置が、前記商用交流電源の停電時において前記発電部の始動に使用可能に構成されている分散型発電システム。
【請求項２】
前記商用交流電源の正常時は、前記商用交流電源が前記発電部の始動に使用可能に構成されている請求項１に記載の分散型発電システム。
【請求項３】
停電検出部を備え、前記商用交流電源が停電時に、前記発電部の始動用電源を前記商用交流電源から前記交流電源装置に切り替え可能に構成されている請求項２に記載の分散型発電システム。
【請求項４】
前記交流電源装置が発生する交流電力と、前記発電機が発生する交流電力の電気方式が同一である請求項１〜３の何れか１項に記載の分散型発電システム。
【請求項５】
前記発電ユニットが前記商用交流電源と系統連系している請求項１〜４の何れか１項に記載の分散型発電システム。
【請求項６】
前記交流電源装置は、前記商用交流電源の正常時においても常時交流電力を無停電で出力する出力端子を備えている請求項１〜５の何れか１項に記載の分散型発電システム。
【請求項７】
前記交流電源装置の出力ラインに前記交流電源装置の出力電力を検出するための第１センサが設けてあり、前記発電ユニットの出力制御部に、前記第１センサの検出信号が入力されている請求項１〜６の何れか１項に記載の分散型発電システム。
【請求項８】
前記商用交流電源の正常時には前記商用交流電源の電力検出用に設けてある第２センサの検出信号が、前記商用交流電源が停電時には前記第１センサの検出信号が、夫々前記出力制御部に入力可能に構成されている請求項７に記載の分散型発電システム。
【請求項９】
前記商用交流電源が停電時における前記発電ユニットの始動が手動操作に限定されている請求項１〜８の何れか１項に記載の分散型発電システム。
【請求項１０】
商用交流電源の入力部と、
前記入力部を介して前記商用交流電源から電力供給を受けて電力を貯蔵し前記商用交流電源の停電時においても交流電力を出力可能な無停電電源装置と、
前記無停電電源装置の出力ラインに前記無停電電源装置の出力電力を検出するための第１センサと、
前記入力部からの前記商用交流電源の交流電力と前記無停電電源装置が出力する交流電力とを切り替えて出力する切替出力部と、を備える交流電源装置。
【請求項１１】
前記商用交流電源の電力検出用に設けてある第２センサの検出信号を入力可能な信号入力部と、
前記信号入力部から入力した信号と前記第１センサの検出信号とを切り替えて出力する信号出力部とを備える請求項１０に記載の交流電源装置。
【請求項１２】
前記無停電電源装置の出力する交流電力を直接出力する出力端子を備えている請求項１０または１１に記載の交流電源装置。
【請求項１３】
タイマースイッチを備え、前記切替出力部が出力する交流電力を、前記タイマースイッチを介して出力するタイマー出力部を備えている請求項１０〜１２の何れか１項に記載の交流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型発電システム、及び、その分散型発電システムの始動に使用可能な交流電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＯ２排出量の削減や省エネルギを志向した分散型エネルギシステムの開発が活発であり実用化も進んでおり、一般家庭、集合住宅、オフィスなどにおいても電力消費地で発電を行う分散型発電システムの利用が今後急速に進展するものと考えられる。特に、熱電併給可能なガスエンジンコージェネレーションシステム等は、電力のみならず、ガスエンジンの発生する熱エネルギを同時に有効利用できるため、全体的なエネルギ効率の高さで注目を集めている。
【０００３】
ところで、従来、エンジンの動力で発電機を駆動する一般的な分散型発電システムは、図２に示すように、発電機本体３０とインバータ３１と発電機本体３０を駆動するエンジン３２とエンジン始動用のスタータモータ３３とスタータモータ３３用の直流電源としての蓄電池３４と、その蓄電池３４を商用交流電源で充電する充電器３５で構成されていた。ここで、蓄電池３４は当然に商用交流電源の停電時にも使用可能であるため、停電時に分散型発電システムの始動が可能である。停電時の始動用電源として直流電源の蓄電池を用いる分散型発電システムとして、下記の特許文献１に例示するものがある。また、始動用電源としてではないが、商用交流電源の停電発生から分散型発電システムの始動までの間の電力供給を賄う目的で蓄電池を利用する分散型発電システムとして、下記の特許文献２に例示するものがある。
【０００４】
しかし、スタータモータ３３の大きな突入電流を賄うために蓄電池３４が重量及び容積的に相当大型となるため、稀にしか発生しない停電時には始動を行わないようにすることで、当該蓄電池３３を設けない仕様により小型化を図ったシステムもあった。分散型発電システムと商用交流電源を系統連系させて、電力負荷に応じて分散型発電システムの出力制御を行うシステムでは、系統連系ガイドラインに則って、商用交流電源の停電時には、運転を同時に停止させるものが一般的であった。このように、停電時に分散型発電システムも運転停止させる場合は、特に、大型の蓄電池の搭載は不要となる。
【０００５】
【特許文献１】
特表２００２−５２９６４７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１６５３８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、家庭用のガスエンジンコージェネレーションシステム等の小型の分散型発電システムでは、停電時の始動を想定した蓄電池の搭載は、小型化・低コスト化の要請から困難であるものの、停電時の始動を可能にしたいという要請も大きいため、これらの相反する要請を同時に満足させるのは困難であった。また、蓄電池を内蔵するシステムでも、後から外付けするシステムにおいても、蓄電池の寿命がシステム全体の寿命に比べて短いため、蓄電池を途中で交換しなければならないというメンテナンス上の問題もある。
【０００７】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記問題点を解消し、蓄電池等のバックアップ用の内蔵直流電源を使用せずに、システムの小型化と停電時の始動を可能とする分散型発電システム、及び、その分散型発電システムの停電時の始動に使用可能な交流電源装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係る分散型発電システムの第一の特徴構成は、交流電力を発生する発電部と交流電力の供給を受けて前記発電部を始動させる発電始動部とを備えてなる発電ユニットと、商用交流電源から電力供給を受けて電力を貯蔵し前記商用交流電源の停電時においても交流電力を出力可能な交流電源装置とを備えてなり、前記交流電源装置が、前記商用交流電源の停電時において前記発電部の始動に使用可能に構成されている点にある。
【０００９】
上記分散型発電システムの第一の特徴構成によれば、停電時に始動可能で、且つ、蓄電池等の内蔵のバックアップ用の直流電源から直接始動する場合に比べて小型化が可能な分散型発電システムを提供できる。従って、発電ユニットが前記商用交流電源と系統連系している場合に、停電時にその連系を停止して運転を停止した後に系統から分離独立して始動及び運転可能となる。また、発電ユニットと交流電源装置は夫々独立した装置であるため、交流電源装置を設けずに発電ユニットだけを単独で使用することも、逆に、交流電源装置だけを別途独立して使用することも可能である。
【００１０】
同第二の特徴構成は、前記商用交流電源の正常時は、前記商用交流電源が前記発電部の始動に使用可能に構成されている点にある。
【００１１】
上記分散型発電システムの第二の特徴構成によれば、前記商用交流電源の正常時には、前記発電部の始動に前記交流電源装置の電力をしないので、前記交流電源装置の電力を正常時に他の用途に使用できるか、或いは、貯蔵された電力を停電時に備えることができる。
【００１２】
同第三の特徴構成は、停電検出部を備え、前記商用交流電源が停電時に、前記発電部の始動用電源を前記商用交流電源から前記交流電源装置に切り替え可能に構成されている点にある。
【００１３】
上記分散型発電システムの第三の特徴構成によれば、商用交流電源の正常時も停電時も同様に発電ユニットを始動させることができる。つまり、停電時に発電ユニットの始動のために特別な系統の切替処理が不要であり始動操作の簡素化が図れる。
【００１４】
同第四の特徴構成は、前記交流電源装置が発生する交流電力と、前記発電機が発生する交流電力の電気方式が同一である点にある。
【００１５】
上記分散型発電システムの第四の特徴構成によれば、発電ユニットが電力供給可能な負荷に対して交流電源装置から直接に電力供給可能なシステムを構築できる。これにより、発電ユニット始動までの電力供給を交流電源装置で賄うことができる。
【００１６】
同第五の特徴構成は、前記発電ユニットが前記商用交流電源と系統連系している点にある。
【００１７】
上記分散型発電システムの第五の特徴構成によれば、商用交流電源から電力供給を受けている負荷の負荷変動に対して、発電ユニットが発電する電力によって調整を行うことで、商用交流電源からの電力供給の安定化を図ることができる。また、商用交流電源の停電時に発電ユニットの連系が停止して系統から分離した状態でも発電ユニットの始動が可能なため、停電時の単独運転が可能となる。
【００１８】
同第六の特徴構成は、前記交流電源装置は、前記商用交流電源の正常時においても常時交流電力を無停電で出力する出力端子を備えている点にある。
【００１９】
上記分散型発電システムの第六の特徴構成によれば、特に完全な無停電で電力供給を受けなければならない重要な負荷に対して、前記出力端子から無停電電力供給ができる。
【００２０】
同第七の特徴構成は、前記交流電源装置の出力ラインに前記交流電源装置の出力電力を検出するための第１センサが設けてあり、前記発電ユニットの出力制御部に、前記第１センサの検出信号が入力されている点にある。
【００２１】
上記分散型発電システムの第七の特徴構成によれば、発電ユニットとの出力ラインと交流電源装置の出力ラインが接続して同じ負荷に対して電力供給可能な状態において、発電ユニット側から交流電源装置側への逆潮流を防止すべく発電ユニットの運転制御が可能となる。
【００２２】
同第八の特徴構成は、前記商用交流電源の正常時には前記商用交流電源の電力検出用に設けてある第２センサの検出信号が、前記商用交流電源が停電時には前記第１センサの検出信号が、夫々前記出力制御部に入力可能に構成されている点にある。
【００２３】
上記分散型発電システムの第八の特徴構成によれば、商用交流電源と発電ユニットとが系統連系している場合に、発電ユニット側から商用交流電源側への逆潮流を防止すべく発電ユニットの運転制御が可能となる。
【００２４】
同第九の特徴構成は、前記商用交流電源が停電時における前記発電ユニットの始動が手動操作に限定されている点にある。
【００２５】
上記分散型発電システムの第九の特徴構成によれば、夜間等の停電に対して不要な発電ユニットの始動が制限されるために一層の省エネ運転を行うことができる。
【００２６】
この目的を達成するための本発明に係る交流電源装置の第一の特徴構成は、商用交流電源の入力部と、前記入力部を介して前記商用交流電源から電力供給を受けて電力を貯蔵し前記商用交流電源の停電時においても交流電力を出力可能な無停電電源装置と、前記無停電電源装置の出力ラインに前記無停電電源装置の出力電力を検出するための第１センサと、前記入力部からの前記商用交流電源の交流電力と前記無停電電源装置が出力する交流電力とを切り替えて出力する切替出力部とを備える点にある。
【００２７】
上記交流電源装置の第一の特徴構成によれば、上記特徴構成の分散型発電システムの交流電源装置として使用でき、上記各特徴構成の作用効果を発揮する分散型発電システムを作製することができる。特に第１センサを備えているので、上記第七の特徴構成の作用効果を発揮する分散型発電システムを簡単に作製することができる。
【００２８】
同第二の特徴構成は、前記商用交流電源の電力検出用に設けてある第２センサの検出信号を入力可能な信号入力部と、前記信号入力部から入力した信号と前記第１センサの検出信号とを切り替えて出力する信号出力部とを備える点にある。
【００２９】
上記交流電源装置の第二の特徴構成によれば、上記第八の特徴構成の作用効果を発揮する分散型発電システムを簡単に作製することができる。
【００３０】
同第三の特徴構成は、前記無停電電源装置の出力する交流電力を直接出力する出力端子を備えている点にある。
【００３１】
上記交流電源装置の第三の特徴構成によれば、上記第六の特徴構成の作用効果を発揮する分散型発電システムを簡単に作製することができる。
【００３２】
同第四の特徴構成は、タイマースイッチを備え、前記切替出力部が出力する交流電力を、前記タイマースイッチを介して出力するタイマー出力部を備えている点にある。
【００３３】
上記交流電源装置の第四の特徴構成によれば、停電時に無停電電源装置が出力する交流電力を、時間を遅らせて負荷に供給できる。また、前記切替出力部の出力が発電ユニットの出力と接続している場合は、発電ユニットの出力する交流電力も時間を遅らせて負荷に供給できる。この結果、この時間差の間に発電ユニットを始動できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る分散型発電システム及び当該システムの始動に使用可能な交流電源装置（以下、夫々を適宜「本発明システム」及び「本発明装置」という。）の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。
【００３５】
以下、本発明システムにつき、ガスエンジンを備えた家庭用のガスエンジンコージェネレーションシステムを一実施例として説明する。
【００３６】
図１に示すように、本発明システム１は、発電ユニット２、排熱利用給湯暖房ユニット２０、及び、本発明装置である交流電源装置１０を備えて構成されている。発電ユニット２は、天然ガス（都市ガス１３Ａ）を燃料として作動するガスエンジン３、ガスエンジン３によって駆動される発電機４、発電機４の発電電力を所定の電気方式の出力電圧と周波数の交流電力に変換するインバータ５、ガスエンジン３の排熱との熱交換により熱媒体（例えば水）を加熱して排熱利用給湯暖房ユニット３に供給する熱交換部６、及び、発電ユニット２の運転並びに出力制御を行う出力制御部７を備えて構成されている。本実施形態では、発電ユニット２は一般家庭用に単相３線式正弦波出力の１００Ｖ／２００Ｖを出力する。また、インバータ５は双方向に交流電力の電圧及び周波数を変換する機能を有し、発電ユニット２の電力端子２ａは発電ユニットの定常運転時は発電電力の出力端子として機能し、発電ユニット２の起動時は、ガスエンジン３の始動用電源の供給を外部から受けるための入力端子として機能する。また、発電ユニット２の起動時は、発電機４がガスエンジン３のスタータモータとして機能し、外部から入力される交流電力を、インバータ５を介して発電機４に供給し、発電機４の回転運動によりガスエンジン３の始動を行うように構成されている。従って、本実施形態では、ガスエンジン３と発電機４とインバータ５が交流電力を発生する発電部８を構成する。また、発電部８を構成する発電機４とインバータ５は、発電部８のガスエンジン３を始動させる発電始動部９の機能をも有する。尚、インバータ５を出力用と入力用に分離させても構わない。出力制御部７はマイクロコンピュータ等を用いて構成され、発電ユニット３の定常運転時の出力制御や起動時のガスエンジン３の始動制御等を行う。
【００３７】
排熱利用給湯暖房ユニット２０は、貯湯槽、補助熱源機、ヒーター、熱交換器等からなり、家庭内の浴槽、浴室、台所等への給湯、及び、各室の暖房用の循環給湯を行うように構成されている。また、排熱利用給湯暖房ユニット２０の運転に必要な電力は、発電ユニット２が発電する交流電力または交流電源装置１０側から供給される交流電力によって賄われる。しかし、その具体的な構成は本発明の本旨と直接関係無いので、詳細な説明は割愛する。
【００３８】
交流電源装置１０は、図１に示すように、無停電電源装置１１、無停電電源装置１１の出力ラインに設けられた無停電電源装置１１の出力電力を検出するための第１センサ１２、３個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３、１つの電力入力端子Ｉｐ、３つの電力出力端子Ｏｐ１〜Ｏｐ３、１つの信号入力端子Ｉｓ、及び、１つの信号出力端子Ｏｓを備えて構成される。
【００３９】
無停電電源装置１１は、一般にパソコンやＯＡ機器のバックアップ電源用に市販されているもの、或いは、それと同等製品が使用可能である。出力電力の電気方式は、発電ユニット２と同じで、単相３線式正弦波出力の１００Ｖ／２００Ｖを出力する。また、発電ユニット２の出力が１ｋＷに対して、２ｋＶＡ程度の能力があれば十分に発電ユニットの始動が可能である。
【００４０】
第１センサ１２は、具体的には、無停電電源装置１１の出力ライン（単相３線式）の２本の電圧線に対し、夫々電流トランスを１個ずつ設けて構成されている。よって、第１センサ１２は、無停電電源装置１１の出力電流値、つまり、無停電電源装置１１より下流側にある負荷の全消費電流を検出する。
【００４１】
スイッチＳＷ１はオンオフスイッチで、スイッチＳＷ３は２入力と開放状態の３ステート切替スイッチで、スイッチＳＷ３は２入力切替スイッチである。図１に示すように、電力入力端子ＩｐとスイッチＳＷ１の一方端が接続され、スイッチＳＷ１の他方端は、スイッチＳＷ２の一方の入力端に接続されている。スイッチＳＷ２の出力端は電力出力端子Ｏｐ１とＯｐ２に接続されるとともに、無停電電源装置１１の入力ラインに接続されている。無停電電源装置１１の出力ラインは第１センサ１２を経由した後に２系統に分岐して、一方の出力ラインはスイッチＳＷ２の他方の入力端に接続され、他方の出力ラインは電力出力端子Ｏｐ３に直接接続されている。第１センサ１２の検出出力はスイッチＳＷ３の一方の入力端に、信号入力端子ＩｓはスイッチＳＷ３の他方の入力端に、スイッチＳＷ３の出力端は信号出力端子Ｏｓに接続されている。図１中の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の位置は系統正常時（商用交流電源が正常時）の場合を示している。
【００４２】
本発明システム１を構成する発電ユニット２、排熱利用給湯暖房ユニット２０、交流電源装置１０の相互間の接続、及び、外部との接続につき説明する。
【００４３】
商用交流電源ＰＳは、第２センサ２１と第１分電盤２２を介して交流電源装置１０の電源入力端子Ｉｐに接続される。本実施形態では、商用交流電源ＰＳの電気方式は発電ユニット２と同じで、商用交流電源ＰＳは、単相３線式正弦波出力の１００Ｖ／２００Ｖを出力する。第２センサ２１は、商用交流電源ＰＳの第１分電盤２２に入力する入力ライン上に設けられており、第１センサ１２と同様に、商用交流電源ＰＳの入力ライン（単相３線式）の２本の電圧線に対し、夫々電流トランスを１個ずつ設けて構成されている。よって、第２センサ２１は、商用交流電源ＰＳの入力電流値、つまり、第２センサ２１より下流側にある負荷の全消費電流を検出する。
【００４４】
第２センサ２１の検出出力は、交流電源装置１０の信号入力端子Ｉｓに接続される。また、交流電源装置１０の信号出力端子Ｏｓと発電ユニット２の出力制御部７が接続され、第１センサ１２または第２センサ２１の何れか一方の検出出力信号がスイッチＳＷ３によって選択され、信号出力端子Ｏｓを経由して、出力制御部７に入力される。
【００４５】
交流電源装置１０の電力出力端子Ｏｐ１は、発電ユニット２の電力端子２ａと排熱利用給湯暖房ユニット２０の電力入力端子２０ａに接続されている。つまり、発電ユニット２の運転時は、発電ユニット２の出力ラインが電力出力端子Ｏｐ１に接続する。また、発電ユニット２の起動時は、ガスエンジン３の始動用電源の供給を交流電源装置１０の電力出力端子Ｏｐ１から受ける。系統正常時であれば、図１に示すように、交流電源装置１０の電力入力端子Ｉｐ、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、電力出力端子Ｏｐ１の回路が形成されるので、ガスエンジン３の始動用電源の供給を商用交流電源ＰＳから受けることになる。
【００４６】
交流電源装置１０の電力出力端子Ｏｐ２には、第２分電盤２３が接続している。第２分電盤２３は、系統停電時（商用交流電源が停電時）においても使用する負荷２４に対し電力供給（分電）を行う。他方、第１分電盤２２は、系統停電時には電力供給されないので、系統停電時に使用しない負荷２５に対し、系統正常時のみ電力供給（分電）を行う。
【００４７】
交流電源装置１０の電力出力端子Ｏｐ２は、無停電電源装置１１の出力ラインが直接引き出されているので、完全に無停電で運転させたい重要負荷２６を接続して電力供給するのに適している。
【００４８】
次に、本発明システム１の動作につき説明する。先ず、系統正常時に発電ユニット２が運転中（発電中）の場合、上述したように、交流電源装置１０の電力入力端子Ｉｐ、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、電力出力端子Ｏｐ１の回路が形成されるので、商用交流電源ＰＳは交流電源装置１０の電力出力端子Ｏｐ１を経由して発電ユニット２の出力ラインと接続して、発電ユニット２は商用交流電源ＰＳと系統連系する。従って、発電ユニット２の出力制御部７は、系統停電時に単独運転となる単独運転検知機能を有し、商用交流電源ＰＳ側への逆潮流による事故防止のため運転を強制停止する。つまり、出力制御部７は停電検出部としての機能を発揮する。
【００４９】
図１に示すように、系統正常時には、第２センサ２１の検出出力信号が出力制御部７に入力され、出力制御部７は同時に発電ユニット２の出力ラインにかかる電圧つまり商用交流電源ＰＳの電圧値を測定し、第２センサ２１の検出出力信号から得られる商用交流電源ＰＳの電流値から電力を計算し、商用交流電源ＰＳ側への逆潮流とならないように発電ユニット２の出力制御を行う。
【００５０】
次に、発電ユニット２の運転時に商用交流電源ＰＳが停電になると、発電ユニット２の単独運転検知機能により、発電ユニット２の運転が一旦停止する。この時点で、第１分電盤２２と第２分電盤２３への電力供給が停止するので、負荷２４及び２５への電力供給も停止する。しかし、交流電源装置１０の無停電電源装置１１は運転状態にあるので、負荷２６への電力供給は停止されずに維持される。
【００５１】
交流電源装置１０のスイッチＳＷ１をオフし、スイッチＳＷ２の入力を無停電電源装置１１の出力ライン側に切り替え、スイッチＳＷ３の入力を第１センサ１２の検出出力側に切り替える。
【００５２】
ここで、当該スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の切り替えは、出力制御部７の停電検出によって自動的に実行される構成であっても、本発明システムの使用者のマニュアル操作で行うようにしても構わない。また、当該停電検出を発電ユニット２の出力制御部７とは別に、交流電源装置１０に停電検出部を独立して設けて、その検出結果に基づいて、当該スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の切り替えを自動的に実行する構成でもよい。
【００５３】
この時点で、発電ユニット２の電源端子２ａに無停電電源装置１１からの交流電力が供給されるので、単独運転検知機能により一旦停止した運転を再起動させることができる。また、無停電電源装置１１からの交流電力は、交流電源装置１０のスイッチＳＷ２と電力出力端子Ｏｐ３と第２分電盤２３を経由して負荷２４にも供給される。
【００５４】
発電ユニット２の起動時は、発電機４がガスエンジン３のスタータモータとして機能するので、無停電電源装置１１から入力される交流電力を、インバータ５を介して発電機４に供給し、発電機４の回転運動によりガスエンジン３の始動を行う。発電ユニット２の再起動が完了すると、発電ユニット２が出力する交流電力が交流電源装置１０の電力出力端子Ｏｐ１とＯｐ２、第２分電盤２３を経由して負荷２４に供給される。従って、系統停電時は、発電ユニット２は無停電電源装置１１と系統連系することになる。そこで、スイッチＳＷ３の入力が第１センサ１２の検出出力側に切り替えられているので、第１センサ１２の検出出力信号が出力制御部７に入力され、出力制御部７は同時に発電ユニット２の出力ラインにかかる電圧つまり無停電電源装置１１の電圧値を測定し、第１センサ１２の検出出力信号から得られる無停電電源装置１１の電流値から電力を計算し、無停電電源装置１１側への逆潮流とならないように発電ユニット２の出力制御を行う。
【００５５】
また、発電ユニット２の再起動が完了すると、発電ユニット２が出力する交流電力が交流電源装置１０の電力出力端子Ｏｐ１を経由して無停電電源装置１１に供給され、無停電電源装置１１の充電が行われる。
【００５６】
尚、発電ユニット２の停止中に商用交流電源ＰＳが停電となった場合の発電ユニット２の始動は、発電ユニット２の運転中に商用交流電源ＰＳが停電となり、単独運転検知機能により一旦発電ユニット２の運転が停止された場合と基本的に同じであるので、説明は割愛する。
【００５７】
次に、商用交流電源ＰＳが停電から復電した場合は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を元の系統正常時の状態に戻すのであるが、スイッチＳＷ２を瞬時に切り替えると、商用交流電源ＰＳの電圧位相と発電ユニット２の出力する電圧位相が必ずしも整合せずに不具合が生じるため、スイッチＳＷ２を一旦開放状態にして、発電ユニット２を停止してからスイッチＳＷ２を系統正常時の状態に戻し、発電ユニット２を再起動する。
【００５８】
以下に、別の実施形態につき説明する。
〈１〉上記実施形態では、交流電源装置１０のスイッチＳＷ２の出力端が電力出力端子Ｏｐ１とＯｐ２の両方に接続されていたが、スイッチＳＷ２の出力端を電力出力端子Ｏｐ１のみに接続し、電力出力端子Ｏｐ１とＯｐ２の間を、タイマースイッチを介して接続するようにするのも好ましい。つまり、スイッチＳＷ２の入力が無停電電源装置１１の出力ライン側に切り替わっても、当初は発電ユニット２のみに給電し、第２分電盤２３側への給電をタイマースイッチの設定により遅延可能な構成とする。これにより、第２分電盤２３に接続する負荷２４の大小に影響されず、発電ユニット２の起動を安定して行うことができる。
【００５９】
〈２〉上記実施形態では、交流電源装置１０は３個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３、１つの電力入力端子Ｉｐ、３つの電力出力端子Ｏｐ１〜Ｏｐ３、１つの信号入力端子Ｉｓ、及び、１つの信号出力端子Ｏｓを備えていたが、必ずしも上記実施形態の回路構成に限定されない。例えば、電力出力端子Ｏｐ３は無くても構わない。更に、信号入力端子Ｉｓも無くても構わない。この場合、スイッチＳＷ３も設けずに、第１センサ１２の検出出力を直接信号出力端子Ｏｓから出力し、第１センサ１２の検出出力と第２センサ２１の検出出力を直接に発電ユニット２の出力制御部７に入力し、出力制御部７において当該両検出出力の一方を選択するようにしても構わない。或いは、更に多くの電力出力端子を設けても構わない。
【００６０】
上記実施形態では、交流電源装置１０にスイッチＳＷ１とＳＷ２を設けて、無停電電源装置１１の入力側と出力側の両方で二重に、商用交流電源ＰＳと無停電電源装置１１の切り替えを行っているが、一方側例えば出力側のスイッチＳＷ２だけでも構わない。
【００６１】
〈３〉上記実施形態では、無停電電源装置１１の出力電力を検出するための第１センサ１２、及び、商用交流電源ＰＳの出力電力を検出するための第２センサ２１として、電流トランスを用いたが、その他の電流或いは電力検出手段を使用しても構わない。
【００６２】
〈４〉上記実施形態では、発電ユニット２が商用交流電源ＰＳと系統連系する場合を説明したが、発電ユニット２の電力端子２ａが電力入力端子と電力出力端子に分離独立していて、交流電源装置１０の電力出力端子Ｏｐ１が電力入力端子にのみ接続され、交流電源装置１０の電力出力端子Ｏｐ２と第２分電盤２３の接続を切り離し、発電ユニット２の電力出力端子を直接、第２分電盤２３に接続する構成でも構わない。この場合、無停電電源装置１１の出力電力は、発電ユニット２と負荷２６にのみ供給され、発電ユニット２の出力は、商用交流電源ＰＳとも無停電電源装置１１とも系統連系しない。従って、第１センサ１２と第２センサ２１はかかる使用状態では、発電ユニット２の出力制御には使用しない。
【００６３】
〈５〉上記実施形態では、商用交流電源ＰＳ、発電ユニット２及び無停電電源装置１１の出力電力は、同じ電気方式で同じ出力電圧であったが、必ずしも三者の電気方式や出力電圧が同一でなくても構わない。また、上記実施形態の電気方式や出力電圧に限定されるものではない。例えば、発電ユニット２が単相３線式正弦波出力の１００Ｖ／２００Ｖと単相２線式正弦波出力の１００Ｖの両方を出力しても構わない。
【００６４】
〈６〉上記実施形態では、発電ユニット２のガスエンジン３の始動用のスタータモータとして発電機４を流用する方式を採用していたが、ガスエンジン３の始動用に専用のスタータモータを設けても構わない。
【００６５】
〈７〉上記実施形態では、本発明システム１は、ガスエンジンを備えた家庭用のガスエンジンコージェネレーションシステムであったが、それ以外に、燃料電池を備えたコージェネレーションシステムであっても構わない。また、本発明システム１は、必ずしも発電ユニット２の排熱を利用するコージェネレーションシステムである必要はなく、排熱利用給湯暖房ユニット２０の無い、発電専用システムに適用しても構わない。その場合は、発電ユニット２には排熱利用を目的とした熱交換部６は不要である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明に係る分散型発電システム及び交流電源装置によれば、系統停電時に始動可能で、且つ、直流電源である蓄電池から直接始動する場合に比べて小型化が可能な分散型発電システムを提供できる。特に、発電ユニットが商用交流電源と系統連系している場合に、系統停電時にその連系を停止して系統から分離独立して始動及び運転可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分散型発電システム及び交流電源装置の一実施形態を示す回路ブロック図
【図２】従来の分散型発電システムの一例を示す回路ブロック図
【符号の説明】
１：      本発明に係る分散型発電システム
２：      発電ユニット
２ａ：    発電ユニットの電力端子
３：      ガスエンジン
４：      発電機
５：      インバータ
６：      熱交換部
７：      出力制御部
８：      発電部
９：      エンジン始動部
１０：    交流電源装置
１１：    無停電電源装置
１２：    第１センサ
２０：    排熱利用給湯暖房ユニット
２０ａ：  排熱利用給湯暖房ユニットの電力入力端子
２１：    第２センサ
２２：    第１分電盤
２３：    第２分電盤
２４：    系統停電時も使用する負荷
２５：    系統停電時は使用しない負荷
２６：    無停電で運転させたい重要負荷
Ｉｐ：    交流電源装置の電力入力端子
Ｉｓ：    交流電源装置の信号入力端子
Ｏｐ１：  交流電源装置の電力出力端子
Ｏｐ２：  交流電源装置の電力出力端子
Ｏｐ３：  交流電源装置の電力出力端子
Ｏｓ：    交流電源装置の信号出力端子
ＳＷ１：  スイッチ
ＳＷ２：  スイッチ
ＳＷ３：  スイッチ
【図１】
2004242458.tif 000003
【図２】
2004242458.tif 000004