(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭内の分散型電力生産システムの単相電力源を、外部配電網に接続される多相電力ネットワークに前記家庭の電力計測ユニットを介して結合するためのシステムであって、前記システムは、
前記単相電力源のための第１の接続ポイント及び前記多相電力ネットワークのための第２の接続ポイントを備えるインターフェースユニットであって、前記インターフェースユニットは、前記単相電力源からの単相電力が前記多相電力ネットワークに送られることを可能にする、インターフェースユニットと、
前記多相電力ネットワークの個々の相の負荷状態を監視するための監視手段であって、前記監視手段は、前記インターフェースユニットに機能的に接続される、監視手段と、
を備え、
前記インターフェースユニットが、前記電力計測ユニットに接続される前記個々の相の負荷状態の監視に応答して、前記家庭内での最高電力消費を有する個々の相に前記単相電力を選択的に結合するように構成されることを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記監視手段が、前記多相電力ネットワークの相配線の周りに適合される誘導変流器を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記監視手段が、前記インターフェースユニットの前記第２の接続ポイントと前記多相電力ネットワークと前記配電網との接続ポイントとの間の前記多相電力ネットワークの前記相配線に結合されることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記監視手段が、前記外部配電網に接続される電力計測ユニットに一体化され、前記電力計測ユニットが、前記多相電力ネットワークの相のうちの１つに前記単相電力を選択的に結合するために前記インターフェースユニットに関する制御信号を生成するべく遠隔的に可読であり、かつ制御可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記インターフェースユニットが、
前記多相電力ネットワークの別の相が、前記単相電力源が現在結合される相よりも多くの電流を吸収することができるかどうかを判定し、
吸収することができる場合に、前記多相電力ネットワークの別の相に前記単相電流を結合する、
ように構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記インターフェースユニットが、
電流が、前記単相電力源が現在結合される相から前記配電網の方に送られるかどうかを判定し、
電流が前記配電網の方に送られる場合にのみ別の相への前記結合を行う、
ように構成されることを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記監視手段の測定に基づいて統計的電力消費データを収集することと、
前記単相電力源から統計的電力生産データを収集することと、
前記電力消費データに基づいて前記多相電力ネットワークの相のうちの１つを選択することと、
前記多相電力ネットワークの前記選択された相に前記単相電力を結合することに関する前記判定に基づいて前記インターフェースユニットに関する制御データを提供することと、
ができるデータ収集及び分析ユニットを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記データ収集及び分析ユニットが、前記多相電力ネットワークの相のうちの１つを或る期間にわたる最高瞬間電力消費又は統計的電力消費を有する相であるように選択することができることを特徴とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記インターフェースユニットが、電気配電盤に取付可能な別個のモジュールであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記インターフェースユニットが、分散型電力生産システムの電子装置ユニットに一体化されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記多相電力ネットワークの負荷状態に基づいて前記多相電力ネットワークの相のうちの１つ以上にエネルギー貯蔵ユニット又は電力散逸ユニットを結合するための負荷アクティブ化スイッチを備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記負荷アクティブ化スイッチが、エネルギーが前記多相電力ネットワークから前記配電網に流れている場合に前記エネルギー貯蔵ユニット又は電力散逸ユニットをアクティブ化するように適合されることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記単相電力源が、再生可能エネルギーユニットと、前記再生可能エネルギーユニットによって生産されるエネルギーを前記内部多相電力ネットワークに送るためのインバータとを備えることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
家庭内の分散型電力生産システムの単相電力源からの電力を、配電網にさらに接続される多相電力ネットワークに前記家庭の電力計測ユニットを介して送るための方法であって、前記方法は、
前記単相電力源で単相電力を生産することと、
前記単相電力源からの単相電力を前記多相電力ネットワークに送ることと、
前記多相電力ネットワークの個々の相の負荷状態を監視することと、
を含み、
前記電力計測ユニットに接続される前記個々の相の負荷状態の監視に応答して、前記単相電力が前記家庭内での最高電力消費を有する個々の相に選択的に送られることを特徴とする、方法。
【請求項１５】
前記監視に基づいて、電流が、前記単相電力源が結合される前記多相電力ネットワークの相から前記配電網の方に流れているかどうかを判定することと、
前記多相電力ネットワークの別の相がより多くの電力を吸収することができるかどうかを判定することと、
前記多相電力ネットワークの別の相がより多くの電力を吸収することができる場合に、前記多相電力ネットワークの前記相に前記単相電力源を結合することと、
を特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記監視に基づいて前記多相電力ネットワークの相の統計的電力消費データを収集することと、
前記単相電力源から統計的電力生産データを収集することと、
前記電力消費データに基づいて前記多相電力ネットワークの相を選択することと、
を特徴とする、請求項１４又は請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記多相電力ネットワークの相の収集した統計的電力消費データを用いて或る期間にわたる最大電力消費に基づいて前記相を選択することを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地域電気網にさらに接続される家庭電気ネットワークなどの電気ネットワークに分散型エネルギー源を結合するためのシステムに関する。本発明はまた、対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力は、通常、三相電力として配電網を用いて家庭及び他の所有地に送達される。家庭では、通常は家庭の内部電力ネットワークを通じて、オーブン、ストーブ、温水ヒータなどの一部の高出力装置はすべての３つの相を使用し、より小型の装置は３つの相のうちの１つ又は２つのみを使用する。家庭の内部電力ネットワークは、すべての相が使用されるように設計されるが、相間の負荷は実際には所与の時分でもほとんどない。すなわち、相間に負荷のアンバランスが存在する。
【０００３】
エネルギー生産のための分散型システムが益々一般的になりつつある。こうしたシステムは、通常、例えばインバータを用いて家庭の内部電気ネットワークに結合される、通常、例えば風力発電所及び光起電（太陽光）発電システムなどの再生可能エネルギー発生器ユニットを含む。こうしたシステムは、エネルギーが配電網から購入される必要性を減らす。しかしながら、特に一相インバータシステムの場合に、家庭の内部ネットワークでの３つの相間の負荷のバランス／アンバランスは、分散型エネルギー源から電力が入手可能であるときに著しく影響を受ける。
【０００４】
一部の国々では、再生可能エネルギー源によって余剰エネルギーが生産される場合に電力をさらに配電網に送り込むことも可能である。一部の国々では、配電盤の電気計器の技術的限界に起因して又は当局又は電力配給元による制限に起因して、そのようなことは可能ではない。こうした送り込みが可能であっても、固定価格買い取り制度及び機構を通じた国家のサポートなしには、当事者にとって普通は経済的に収益性が高いわけではない。配電網へのエネルギーの送り込みの必要性をなくす又は最小にするために、家庭又はいくつかの他の設備で生産される再生可能エネルギーの分だけ使用することが好ましい。配電網に電力を送ることはまた、結果的に配電網の相間に負荷のアンバランスを生じる場合があり、これは配電網にとって有害な場合があり、したがって電力供給業者の立場から望ましくない。
【０００５】
ＵＳ２０１１／２９８２９２は、電力網に三相電流を送るための方法と、分散型エネルギー源として三相光起電インバータシステムの特定の場合の配電網の負荷のアンバランス問題への解決策を開示する。この解決策は、個々の光起電インバータが監視ユニットからの制御コマンド信号の結果として断路器によって電力網から完全に接続解除されることを可能にする、負荷のアンバランス検出機能部及び負荷のアンバランス制御機能部を備える中央制御及び監視ユニットを提供することに基づいている。このシステムは、エネルギー源の電力が最良の可能な方法で用いられるように一相インバータシステムに適用することはできない。
【０００６】
ＷＯ２０１１／０８９１８１は、多相電力網と多相インバータユニットとの網接続ポイントで部分電力をレベリングする方法を開示する。この方法も、一相インバータシステムで用いることはできない。
【０００７】
ＵＳ２０１１／２１０６０８は、光起電力源と、電力網に電力を送達するためのインバータとを含む単段電力変換システムを開示する。加えて、インバータに結合される負荷バランシングユニットと、インバータシステムの最大電力点を判定し、インバータの出力電圧を調整し、電力網からの電力需要と最大電力点で得ることができるインバータの出力電力との電力バランス差を計算し、電力バランス差に基づいて負荷バランシングユニットをリアルタイムで制御するように構成されたコントローラが存在する。負荷バランシングユニットは、エネルギー貯蔵ユニット又は電力散逸ユニットであってもよい。システムは、電力網からの電力需要と単段インバータの出力電力との電力バランス差を最適化することを目的とする。システムは、光起電力源が接続される電力ネットワークの個々の相間の負荷のアンバランスの問題には関係しない又はこれを解決しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
共有電気ネットワークに分散型電力生産ユニットを結合するための改善されたシステム及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、分散型電力生産者による電力のより合理的な生産及び使用を可能にするシステムを提供することである。
【００１０】
具体的な目的は、多相ＡＣ電力ネットワークに単相電力源を結合するための改善されたシステム及び方法を提供することである。
【００１１】
１つの目的はまた、配電網への電力の送り込みの必要性を減らすことである。
【００１２】
本発明は、分散型エネルギー源とその多相ネットワーク接続ポイントとの間にインターフェースユニットを提供するという考えに基づいており、インターフェースユニットは、多相ネットワークの相線のいずれかにエネルギー源を選択的に結合し、多相ネットワークの相線の負荷に応じて、インターフェースユニット、特に前記結合の制御を可能にする機器を監視することができる。
【００１３】
より具体的には、本発明は、独立請求項に記載の対象によって特徴付けられる。
【００１４】
一実施形態によれば、本発明は、家庭、会社、又は他の所有地の内部多相電力ネットワークに単相電力源を結合するためのシステムを提供し、内部ネットワークは、外部配電網にさらに接続される。システムは、前記単相電力源のための第１の接続ポイント及び前記多相電力ネットワークのための第２の接続ポイントを備えるインターフェースユニットであって、単相電力源からの単相電力が多相ネットワークに送られることを可能にするインターフェースユニットと、多相電力ネットワークの個々の相の負荷状態を監視するための、インターフェースユニットに機能的に接続される手段とを備える。インターフェースユニットは、多相電力ネットワークの個々の相の負荷状態に基づいて多相電力ネットワークの相のうちの１つに単相電力を選択的に結合するようにさらに構成される。
【００１５】
単相電力源は、風力エネルギー変換器、太陽電池モジュール、燃料電池、又は波エネルギー発生器などの再生可能エネルギー源を含む場合がある。通常、多相ネットワークに効率よく送ることができる単相電力を提供するために、再生可能エネルギー源と多相電力ネットワークとの間にインバータなどのエネルギー変換器が提供される。
【００１６】
一実施形態によれば、配電網にさらに結合される多相電力ネットワークに単相電力源からの電力を送る本発明の方法は、単相電力源で電力を生産することと、多相電力ネットワークの相のうちの１つに単相電力源からの電力を送ることと、多相電力ネットワークの相の負荷状態を監視することを含む。本発明によれば、単相電力源が接続される多相電力ネットワークの相は、多相電力ネットワークの相の負荷状態に基づいて少なくとも部分的に判定される。相の負荷状態は、種々の方法で、例えば、相電流との直接接触を必要としない電流トランスデューサによって測定又は監視することができる。これらは別個の装置であってもよく、又はそれらは電力計測ユニットに一体化されてもよい。電力計測ユニットへの負荷監視装置の一体化は、単相電力送り込みの遠隔制御の可能性を開く。「配電（電力）網」という用語は、通常、例えば個々の家庭、所有地、又は会社を利用者として有する地方電力網又は農村又は都市電気ネットワークを指す。「内部（電力）ネットワーク」という用語は、これらの利用者の電力システムを指す。配電網と内部ネットワークとの間に、通常、配電盤及び／又は電気調節ユニットが存在する。利用者は、分散型電力生産者の役割を果たす。
【００１７】
「相の負荷状態」という用語は、該相に接続される装置が電気エネルギーを吸収する能力、又は超過量の局所的に生産されたエネルギーが存在する場合にエネルギーを外部配電網に送り込む能力を説明するのに用いられる。したがって、監視手段は、配電網と内部電力ネットワークとの間の電流の流れの大きさ及び方向を検出することができる。
【００１８】
「内部電力ネットワークの相に単相電力源を結合する」などで単独に用いられる「相」という用語は、通常、「相線」として読むことができる、すなわち、多相システムの特定のＡＣ相に接続される電気配線を意味する。
【００１９】
「多相」という用語は、例えば、線間で１２０度の位相差を有する３つの交流線を備える共有電気ネットワークを包含する。
【００２０】
本発明は顕著な利点を提供する。最も顕著には、本発明によって、より多くの局所的に生産されたエネルギーが内部ネットワーク内で消費され、より少ないエネルギーが配電網に送られるように、内部ネットワークの相の使用を以前よりも高い度合いにバランスをとる又は最適化することができる。本発明はまた、インテリジェントな電力生産及び消費環境を可能にする。本発明は、１つ以上の再生可能エネルギー源を有する個々の家庭及び小さい会社などの小さい所有地にでさえも適する標準電気部品を用いて実装することができる。これは、再生可能エネルギーユニットがより一般的となるために非常に重要である。
【００２１】
好ましい実施形態は従属請求項の主題である。
【００２２】
一実施形態によれば、インターフェースユニットは、多相電力ネットワークの別の相が、単相電力源が現在結合される相よりも多くの電流を吸収することができるかどうかを判定するように構成される。吸収することができる場合、インターフェースユニットは、判定された別の相に単相電流を結合するように適合される。好ましくは、この切り換えは、電流が内部ネットワークを出て外部配電網の方に流れている場合にのみなされる。この目的のために、インターフェースユニットは、監視手段からの信号に基づいて、単相電力源が現在結合される相から配電網の方に電流が送られるかどうかを判定するための手段と、配電網の方に電流が送られる場合にのみ別の相への前記結合を行うための適切な論理とを備える。これらの実施形態によって、局所的に生産されたエネルギーを最も効率よく同じく局所的に用いることができる。
【００２３】
いくつかの場合には、インターフェースユニットによって接触器を有するスイッチング装置が用いられる場合に、例えば摩耗を避けるために、１対３つのうちの１つの結合を行うべく結合スイッチの数を減らすことが好ましい場合がある。この目的のために、システムに実装されるさらなる論理が存在する場合がある。
【００２４】
一実施形態によれば、システムは、物理的にインターフェースユニットの一部であってもよいし、又は別個のユニットであってもよい、データ収集及び分析ユニットであって、前記監視するための手段からの信号に基づいて電力消費及び生産データを収集することができるデータ収集及び分析ユニットと、電力源とを備える。データが、次いで、例えば或る期間にわたる平均消費を計算することによって統計的に分析される。次いで、プログラムされた結合スケジュールに従って１つ又は複数の適切な結合を行うべくインターフェースユニットに関する適切な制御データ又は制御信号を提供することによって電力消費及び生産データに基づいてエネルギー源を結合するための相が選ばれる。一実施形態によれば、統計的分析は、電力消費又は生産データのみに基づいて行われ、これは各相における電力生産又は消費率がそれぞれ予測可能である場合に有利な場合がある。これらの実施形態を用いて、電力生産システムの制御が統計的に最適な方法で実行されてもよい。また、異なる期待電力消費状況及び／又は生産状況に適応するための予測制御を使用する学習システムが実装されてもよい。
【００２５】
一実施形態によれば、多相ネットワークのフィード相が、或る期間にわたる最高瞬間電力消費又は統計的電力消費を有する相となるように選択される。期間は、状況に応じて選択されてもよく、秒から年に変化してもよい。
【００２６】
一実施形態によれば、システムは、多相電力ネットワークの負荷状態に基づいて多相電力ネットワークの相のうちの１つ以上にエネルギー貯蔵ユニット又は電力散逸ユニットを結合するための負荷アクティブ化スイッチを備える。この実施形態は、電力源によって提供されたすべてのエネルギーを他の方法では局所的に消費することができないことが見出される場合に、例えば、バッテリユニットに充電するために又は温水リザーバなどの蓄熱ユニットを加温するために用いることができる。言い換えれば、負荷アクティブ化スイッチは、エネルギーが前記多相電力ネットワークから前記配電網に流れている場合に前記流れを減少させる又は止めるためにエネルギー貯蔵ユニット又は電力散逸ユニットをアクティブ化するように適合される。配電網への送り込み又は電気を最小にすることに加えて又はその代わりに、負荷アクティブ化スイッチはまた、インターフェースユニットにおけるスイッチング装置のどのような接触器の摩耗も最小にするために用いることができる。本発明のこれらの及び他の実施形態及び利点は、以下の詳細な説明で添付の図面を参照しながらより詳細に説明されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を用いることができるエネルギー生産及び消費システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るシステムのより詳細なブロック図である。
【図３】種々の実施形態に係る本発明の制御論理を示すフローチャートである。
【図４】種々の実施形態に係る本発明の制御論理を示すフローチャートである。
【図５】種々の実施形態に係る本発明の制御論理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
上記の説明から分かるように、本発明のシステムは、可能なときはいつでもエネルギー生産及び消費エンティティの内部ネットワークから配電網の方への電流の流れを最小にすることを意図される。これは、電力源からの電力を最も高い電力吸収能力を有する相線に入力することで相負荷のバランスをとることができるインターフェースユニットを用いることによって達成される。これを達成するための例示的な実施形態が以下で説明される。
【００２９】
図１は、通常、三相ＡＣ電力線と単相ＡＣ電力線との両方を含む内部ＡＣ電力送達ネットワーク１７を介してそれに接続される三相配電盤１４及び単相電気装置１８を備える一般レベルのエネルギー生産及び消費システム１２を示す。システムはまた、単相ＡＣインバータ１５及び電力線１１を介して配電盤１４に結合されるソーラーモジュールなどの単相エネルギー源１６を備える。配電盤１４はまた、外部三相ＡＣ配電網１０に接続される。
【００３０】
図２は、配電盤１４と、配電網２０の電力線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、種々の負荷（図示せず）に接続される又は接続可能な内部ネットワークの内部電力線２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、及び電力源２５、２６との間のその接続のより詳細な図を示す。
【００３１】
内部ネットワークは、配電網２０から内部ネットワークに及び／又は内部ネットワークから配電網２０に送られる電力の総量を各相に関して個々に又は相に関する合計として記録することができる電力計測ユニット２１を介して配電網２０に接続される。
【００３２】
電力源２５、２６は、太陽電池モジュール又は風力エネルギー変換器などの電力生産ユニット２６と、電力生産ユニットの出力を２３０Ｖ及び５０Ｈｚなどの所望の振幅及び周波数に変換する単相ＡＣインバータ２５とを含む。
【００３３】
本発明の中央部が破線ボックスの内部に示される。インバータ２５の出力は、電力フィード接続ポイント２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃを介してインバータ２５の出力を内部ネットワークの３つの相のいずれかに選択的に接続することができる１つ以上の接触器２７を有するスイッチング装置を備えるインターフェースユニット２２に第１の接続ポイント２２Ａを介して接続される。スイッチング装置はまた、半導体スイッチ又は静止形スイッチを用いていてもよい。
【００３４】
好ましくは電力計測ユニット２１に近い測定ポイントで内部ネットワークの電力線２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃのそれぞれに接続されるのは、監視手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの場所での電力の全スループットに対応する電力線２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの瞬間負荷を監視するための手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃである。監視手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの出力は、負荷調節線２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃを介してインターフェースユニット２２に接続される。監視手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、図２に示すように、インターフェースユニット２２と内部電力線２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃとの第２の接続ポイント２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃと調節ユニット２１との間の内部電力線２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃに存在するべきである。好ましくは、監視手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃと電力計測ユニット２１との間に負荷は接続されない。
【００３５】
インターフェースユニット２２はまた、監視手段２３Ａ、２３Ｂ、及び２３Ｃによって提供される内部電力線２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの負荷状態のデータに基づいてプログラムされた状態で１つ以上の接触器２７を制御するための制御手段を備えてもよい。電力が電力源２６から電力線２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃのうちの１つに入手可能な場合、これは、監視ポイント２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃで該電力線を流れる低減された電力（電流）として示す。電力が該特定の電力線に接続された装置の必要量を超過し、電力計測ユニット２１が配電網２０への電力の送り込みを可能にする場合、負荷は負である、すなわち、電力が配電網の方に流れる。
【００３６】
監視手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、それに装置が接続される個々の内部電力線２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃを流れる電力又は電流を検出することができる任意の公知のタイプの測定装置を備えてもよい。特に有利なのは、相電流との直接接触を必要としない電流トランスデューサである。これらは、例えば、スプリットコア型又はリング型の変流器又はホールセンサとすることができる。監視手段２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは別個の装置であってもよく、又はそれらは電力計測ユニット２１に一体化されてもよい。
【００３７】
一実施形態によれば、インターフェースユニット２２は、電気配電盤１４に取付可能な別個のモジュールであり、上記で説明され、図２に示された接続に必要な入力部及び出力部を含む。
【００３８】
代替的な実施形態によれば、インターフェースユニット２２は、分散型電力生産システムの電子装置ユニットに一体化される。これは、例えば、インバータ２５の物理的部分であってもよい。
【００３９】
さらに好ましい実施形態によれば、特に、電力計測ユニット２１がそれ自体に一体化された電流トランスデューサ２３Ａ、２３Ｂ、及び２３Ｃを有する場合、インターフェースユニット２２は、エネルギーを所望の相に導くために電力計測ユニット２１から制御される。電力計測ユニット２１が遠隔的に制御されるタイプである場合、インターフェースユニット２２の実際の制御は、電力計測ユニット２１の遠隔制御機能へのアクセスを有するネットワークオペレータ又は一部の他の人と共にあってもよい。さらなる実施形態によれば、相の負荷状態の測定は、他の方法では電力を内部で消費することができない場合に、電力源によって電力を与えられる相に結合されたさらなる負荷をアクティブ化するのに用いられる。この目的のために、インターフェースユニットは、負荷監視手段及びインターフェースユニットの制御論理に機能的に結合される負荷アクティブ化スイッチ２９を備える。さらなる負荷Ｌは、例えば、バッテリユニットなどの充電可能な電気エネルギー貯蔵部、又はエネルギー源によって提供された余剰エネルギーで加熱されるウォーターユニットなどの熱エネルギー貯蔵部を含んでもよい。好ましくは、負荷アクティブ化スイッチ２９は、内部ネットワークの相のいずれかにおいて負荷Ｌをアクティブ化することができる。この実施形態によって、入力相の変化又は網への電力フィードバックを、いくつかの場合、負荷アクティブ化に置き換えることができる。
【００４０】
電力源２６がバッテリストレージシステムである場合、負荷アクティブ化スイッチ２９及びさらなる負荷Ｌを、双方向のＡＣ／ＤＣ変換器２５を用いることに置き換えることができ、この場合、負荷アクティブ化は、どの相によっても消費することができないエネルギーがバッテリストレージシステム２６の充電電流として戻るように単純に誘導される又はエネルギーが外部電気網ではなく負荷を送るためにバッテリからとられることを意味する。
【００４１】
内部ネットワークのどの相線が電力源に接続されるべきかを判定するのに用いられる論理にここで移ると、図３は、一実施形態に係る基本的な方法の概要を示す。電力源が内部ネットワークの相のうちの１つに最初に結合される開始状況において、方法は、ステップ３０においてすべての相線の負荷を測定することによって開始する。ステップ３２において、電力源が結合される相線を変更する必要があるかどうかを判定するために測定した負荷が用いられる。変更する必要がある場合、ステップ３４において入力相がインターフェースユニットによって別の相に変更される。相を変更する必要がないと判定される場合、ステップ３４の代替としてステップ３６において入力相が維持される。
【００４２】
図４は、一実施形態に係る判定及び相変更ステップをより詳細に示す。ステップ４０において、電流が、電力源が現在結合される相から配電網の方に流れているかどうかが判定される。ステップ４２において、別個の負荷アクティブ化スイッチによってアクティブ化することができる任意の負荷が任意の相に結合されることを含む、他の相のいずれかが最初の相よりも多くの電力を吸収することができるかどうかが判定される。こうした他の相が見つかる場合、インターフェースユニットは、ステップ４４において該相に電力源を結合する。
【００４３】
一実施形態によれば、システムは、負荷監視手段を用いる負荷監視に基づいて内部ネットワークの相の統計的電力消費データを収集するための手段を備える。こうした手段は、複数の負荷値又は電力消費値を記憶するためのメモリユニットと、各相に関するこれらの値から時間的合計値又は平均値などの統計的電力消費値を個々に計算するための演算ユニットとを備えてもよい。加えて、電力源からの電力生産値を、付加的な収集手段（図示せず）を用いて収集することができ、これらの値を記憶し、統計的電力生産値の計算に用いることができる。
【００４４】
図５を参照すると、ステップ５０において、前記収集手段を用いて統計が集められる。次いで、ステップ５２において、どの相が或る期間にわたる最高消費を有するかが判定される。ステップ５４において、電力源の入力相が、最高消費を有する相に変更される。必然的に、統計的データの収集は、来るべき消費の信頼できる概算を有する必要がある限り続行される。一方、期間は、長さが等しい場合であっても、例えば冬及び夏の間、異なる消費プロファイルを有する場合がある。長期のデータ収集に基づく統計は、異なるプロファイルに自動的に切り換わる場合があり、又は相の実際の負荷が適用される統計値から逸脱し始めるのに伴って徐々に変化する場合がある。
【００４５】
図３〜図５に示され、上記で説明された方法は、好ましくはインターフェースユニットに一体化される制御論理ユニットによって実装することができるが、別個のユニットに存在してもよく、又はシステムの別の機能ユニットに一体化されてもよい。論理ユニットは、上述の統計的演算及び意思決定を行うためのデータ収集及び分析ユニットを含んでもよい。これは、システムの予測及び制御を改善するためにインバータ２５からの電力出力の連続監視を含んでもよい。明らかに、多相ネットワークにおけるエネルギー消費及びその変動についてのデータ収集が重要なだけでなく、インバータ２５の出力から供給側で同じ情報を有することも重要である。
【００４６】
開示された本発明の実施形態は、本明細書で開示された特定の構造、プロセスステップ、又は材料に限定されないが、当該技術分野の当業者によって認識されるであろうそれらの均等物に延長されることが理解される。本明細書で採用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のためだけに用いられ、限定するものとなることを意図されないことも理解されたい。
【００４７】
本明細書の全体を通して、「一実施形態」（「ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ」又は「ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ」）の言及は、実施形態と組み合わせて説明される特定の特色、構造、又は特徴が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体を通した種々の場所での「一実施形態では」（「ｉｎ  ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ」又は「ｉｎ  ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ」）の文言の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を言及するわけではない。
【００４８】
本明細書で用いられる場合の複数の品目、構造要素、合成要素、及び／又は材料は、便宜のために一般的なリストで提示される場合がある。しかしながら、これらのリストは、リストの各メンバーが別個の独自のメンバーとして個々に特定されるかのように解釈されるべきである。したがって、こうしたリストの個々のメンバーは、それと反対の指示なしに一般的なグループでのそれらの提示のみに基づいて同じリストの任意の他のメンバーの事実上の均等物として解釈されるべきではない。加えて、本発明の種々の実施形態及び例が、それらの種々の構成要素の代替と共に本明細書に言及される場合がある。こうした実施形態、例、及び代替は、互いの事実上の均等物として解釈されるべきではないが、本発明の別個の独立した表現として考えられるべきであることが理解される。
【００４９】
さらに、説明される特色、構造、又は特徴は、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わされてもよい。以下の説明では、本発明の実施形態の十分な理解を提供するために、長さ、幅、形状などの例として多くの具体的な詳細が提供される。当該技術分野の当業者は、しかしながら、本発明を具体的な詳細のうちの１つ以上を伴わずに、又は他の方法、構成要素、材料などと共に実施できることを認識するであろう。他の場合には、本発明の態様を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造、材料、又は動作は詳細に図示又は説明されない。
【００５０】
上記の例は、１つ以上の特定の用途での本発明の原理の例示であるが、発明能力の発揮なしに、本発明の原理及び概念から逸脱することなく、実装の形態、使用、及び詳細に多くの修正を加えることができることが当業者には明白であろう。したがって、本発明が以下に記載の請求項以外によって制限されることは意図されない。
【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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