(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは互いに、かつ、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの内の任意の１台は親機として、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更することを特徴とする電源切替器。
【請求項２】
エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの夫々が、自己の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値と分散電源用発電機の発電余力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更することを特徴とする電源切替器。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の電源切替器において、前記分散電源用発電機の定格出力、上限出力、前記各電源切替ユニットの電力供給源の選択切替タイミング等の制御パラメータを任意に設定可能に構成し、該制御パラメータの設定に基づき、前記各電源切替ユニットが、電力供給源の切替を制御することを特徴とする電源切替器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の電源切替器を備えることを特徴とする分散電源用発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散電源用発電機と、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備える電源切替器と、から構成される分散電源用発電システムに関し、電源切替ユニットの機能、同ユニットによる電力管理、及び同ユニットと分散電源用発電機との連携による電力管理において特徴を有する分散電源用発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、分散電源用発電機を備えた分散電源用発電システムに備えられる電源切替器や、該電源切替器により、分散電源用発電機電源と商用電源のいずれかを電力供給源として択一的に選択し、電力負荷への電力供給を行う分散電源用発電システムが公知となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記分散電源用発電機の発電電力を最大限活用するとともに、原動機についての燃料消費率を極力抑えて低燃費運転をするには、最も発電効率のよい状態、即ち、分散電源用発電機の出力が定格となるように運転し、かつ、電源切替器に分散電源用発電機電源を選択させて、発電機出力を最大限活用する制御を行うことが有効である。ここで、このような制御を行うためには、分散電源用発電機（原動機を含む）の出力制御を行うシステムコントローラと、電源切替器の切替を行う切替用コントローラとが、連携を取り合う必要がある。この電源切替器においては、前記切替用コントローラを備えた電源切替ユニットを複数備える構成とし、各電源切替ユニットから、各電力負荷へ個別に電力供給を行い、電力負荷毎に電力管理をすることが、分散電源用発電システム全体としての電力管理上望ましいといえる。この構成とする場合は、各電源切替ユニット（切替用コントローラ）と、システムコントローラとが、連携を取り合う必要があり、また、電源切替ユニット毎に電力供給源の切替や、各種パラメータ設定ができるようにする必要がある。
【０００４】
そして、以上の連携においては、いうまでも無く両者間の配線が必要となるが、複数の電源切替ユニットを備える構成とする場合は、配線が複雑となることを加味する必要がある。さらに、電源切替ユニットの増設を考慮に入れて、将来の電力負荷の数の増加にフレキシブルに対応できるようにしておくことが望ましい。
【０００５】
さらに、上記の連携においては、システムコントローラと電源切替ユニットとの通信が要求されるのは勿論のこと、各電源切替ユニット同士がそれぞれに通信しあって最適な選択状況（電力供給源の選択）を形成することが要求される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
請求項１においては、エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは互いに、かつ、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの内の任意の１台は親機として、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更するものである。
【０００８】
請求項２においては、エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの夫々が、自己の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値と分散電源用発電機の発電余力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更するものである。
【０００９】
請求項３においては、請求項１または請求項２記載の電源切替器において、前記分散電源用発電機の定格出力、上限出力、前記各電源切替ユニットの電力供給源の選択切替タイミング等の制御パラメータを任意に設定可能に構成し、該制御パラメータの設定に基づき、前記各電源切替ユニットが、電力供給源の切替を制御するものである。
【００１０】
請求項４においては、請求項１から３のいずれかに記載の電源切替器を備えることを特徴とする分散電源用発電機である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下で、本発明の一実施例としての電源切替器６及び分散電源用発電システム１について説明する。なお、本発明の適用は、分散電源用発電機と、電力負荷毎に設けた電源切替ユニットとを備え、各電力負荷への電力供給源を、各電力負荷の変動に応じて、分散電源用発電機電源と商用電源とのいずれか一方に切替える制御を行う分散電源用発電システムであれば可能であり、本実施例の電源切替器６及び分散電源用発電システム１に限定されるものではない。例えば、分散電源用発電機の駆動源を熱源として利用したコージェネレーションシステムに適用してもよい。
【００１２】
これより、本発明の一実施例を、図１を用いて説明する。図１は電源切替器６を備える分散電源用発電システム１の概略構成図である。分散電源用発電システム１は、商用電源４０に対する分散型電源である発電部２と、電源切替器６とからなる。発電部２には、分散型電源である分散電源用発電機３が備えられており、分散電源用発電機３は原動機４により駆動される。原動機４にはスタータ１１が備えられており、該スタータ１１への電力供給は、商用電源４０からトランス１２を介して行われている。なお、スタータ１１はバッテリーから電力供給する構成としてもよい。また、発電部２に備えた付属の電力消費機器として、原動機４やラジエータ７を配置した室内を冷却する換気用ファン１５や、ラジエータ７を冷却する冷却ファン７ａ、原動機４よりラジエータ７に向けて冷却水を送出する冷却ポンプ１６等がある。ここで、原動機４は内燃機関であり、機械室（図示せず）に配置される。原動機４の燃料としては、軽油、灯油、重油等の液体、あるいは天然ガス、都市ガス、下水消化ガス等の気体があり図示せぬ外部の燃料タンク、あるいはインフラから燃料供給配管４９を通して原動機４に燃料が供給されるものである。また燃料供給配管４９には燃料流量計５０が配設され、原動機４の燃料消費量に関するデータを検知し、システムコントローラ５に該データが送信される。このデータは燃料の単価と合わせて用いることで、発電電力の各時間帯における単価、あるいは所定期間の平均単価を計算することが可能である。なお、本実施例では燃料消費量を検知する方法として流量を検知する方法を用いたが、他にもタンク等に燃料を補充する場合にタンク重量の変化を検知する方法等が考えられ、限定されるものではない。
【００１３】
分散電源用発電システム１には、発電部２の制御をつかさどるシステムコントローラ５が設けられており、該システムコントローラ５は、発電部２に設けた各装置を統括制御する。つまり、システムコントローラ５は、前記電力消費機器や、原動機４、分散電源用発電機３の運転制御を行うものである。加えて、分散電源用発電機３出力部に備えた検出器（図示せず）による発電電流値および発電電圧値の検出により、分散電源用発電機３の発電電力値Ａ〔Ｗ〕の算出も行う。また、システムコントローラ５には操作表示器２８が接続されており、ユーザーが操作表示器２８を用いて、システムコントローラ５に制御パラメータを送信して分散電源用発電システム１の運転制御における各種設定（詳しくは後述する）を可能とするとともに、分散電源用発電システム１が算出・保持（記憶）している情報を、操作表示器２８に送信可能としている。
【００１４】
電源切替器６には、複数の電力負荷２４に個別に対応すべく、複数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・が設けられている。勿論、一台の電力負荷２４に対し、一台の電源切替ユニット８を備える構成であってもよい。即ち、電源切替器６は、一台又は複数台の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・を備えたものとなっている。各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・には、スイッチ機構１０、該スイッチ機構１０の切替制御を行う切替用コントローラ９とが設けられている。該切替用コントローラ９には、演算処理・各種データの記録・他の切替用コントローラ９との連携制御が行えるようになっている。この切替用コントローラ９によるスイッチ機構１０の切替制御により、電力負荷２４への電力供給源を、分散電源用発電機３による分散電源用発電機電源（以下、「発電機電源」とする）または商用電源４０のいずれか一つより選択されるようになっている。つまり、一つの電力負荷２４に対して、発電機電源および商用電源４０の両方から、同時に電力が供給されることはなく、いずれか一方の電力が択一的に選択され、一方の電力のみが供給されるようになっている。
【００１５】
また、各切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・は、次の二つのデータを検出・算出可能としている。まず一つは、スイッチ機構１０の切替により、電力負荷２４への電力供給源として選択した電力供給源が、発電機電源および商用電源のいずれの電力供給を選択しているかを検出可能とするものである。この検出は、具体的には、スイッチ機構１０の切替状態を検出することで可能となっている。他の一つは、前記スイッチ機構１０の出力側（電力負荷２４側）に設けた検出器（図示せず）の電流値および電圧値の検出により行なわれる電力負荷２４への供給電力値の算出である。そして、こうして検出・算出されたデータは、各切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・に設けたデータの記憶手段としてメモリに記憶可能となっている。
【００１６】
さらに、各切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・のメモリには、スイッチ機構１０が切替わったタイミング、即ち、発電機電源／商用電源の選択が切替わった日付・時間が履歴として記憶されるようになっている。以上のようにして、切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・は、前記電力負荷２４への供給電力に、この履歴からの発電機電源／商用電源の選択の累積時間を掛け合わせることで、両電源ごとの個別の供給電力値を算出可能としている。即ち、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・（に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・）に、発電機電源からの供給電力値の算出、商用電源からの供給電力値の算出、電力供給源の切替タイミングの履歴の記憶が行える機能を持たせている。
【００１７】
また、前記各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・は互いに通信可能に構成されるとともに、前記システムコントローラ５と通信可能に構成され、前記システムコントローラ５及び複数ある電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・同士で、連携して電源切替の制御を行うようになっている。以下、この連携について説明する。各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・は、前記システムコントローラ５、及び他の切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・と、通信可能に構成されており、複数ある切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・の内の任意の一台が、親機側装置（以下「親機」とする）として、自己又は他の切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・で検出・算出される上記二つのデータ、即ち、電力供給源の選択の状態と供給電力値を集積し、これらのデータを一括して演算処理するようになっている。また、この親機側装置としての機能は、全ての切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・に備えられており、所定時間ごとに親機としての役割をフローティングすることも可能な構成となっている。この構成は、メンテナンスの必要が生じた場合において、親機を振り替えることにより、発電システムを起動させたままでの作業を可能とすることや、電源切替ユニットの増設・交換へ容易に対応できるという点で、有効である。尚、通信可能とする構成は、特に限定されるものでないが、有線通信の回線方式においては、例えば、マルチドロップ方式を採用すれば、システムコントローラ５と複数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・との配線１８がシンプルとなるとともに、接続が容易であることから、将来の電力負荷の数の増加にともなう電源切替ユニット８（電源切替器６）の増設にフレキシブルに対応することができるようになる。また、無線通信可能な構成とすれば、配線・接続の手間の省略や、増設への対応の容易化等が実現される。
【００１８】
また、親機側装置として機能する電源切替ユニット８ａは、他の電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・・・に電力供給源の選択の切替の指示を行い、この指示に応じて各電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・・・が選択の切替えを実行するようになっている。さらに、親機側装置からの指示が無くても、自己の判断により、電力供給源の選択の切替えを行うようにしている。このように、電力供給源の切替えは、親機側装置としての電源切替ユニット８ａの一括の演算処理に基づく選択切替え指示によるものと、自己の判断による切替えの二つの場合がある。この切替えにより、図２に示すごとく、複数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・８ｃ・８ｄ・８ｅは、発電機電源を電力供給源として選択する電源切替ユニット８ｂ・８ｄ・８ｅと、商用電源を電力供給源として選択する電源切替ユニット８ａ・８ｃとに振り分けられる形で機能することになる。尚、親機による切替指示及び自己の判断による切替えの制御フローについては、後述するものとする。
【００１９】
〔１：電源切替機器の制御〕
次に、以上の構成の分散電源用発電システム１における電源切替器６（電源切替ユニット）により行なわれる制御について説明する。この電源切替器６（本発明では、複数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅで構成するので、以下の説明においては、説明の便宜上、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅとする）により行なわれる制御は、図２に示すごとく、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの発電機／商用の電力供給源の選択状態を切替える制御である。図２に示す２００は、切替制御の実行前の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの電力供給源の選択状況を示すものであり、２０１は、切替制御実行後の選択状況を示すものである。以下、制御について分説する。
【００２０】
〔１−１：複数電源切替ユニットの連携による切替制御〕
該制御は、前記複数の電源切替ユニットの内の任意の１台は親機側装置とし、自己の電力供給源の選択状況と電力負荷２４への供給電力値と、他の電源切替ユニットの電力供給源の選択状況と電力負荷２４への供給電力値とを認識し、分散電源用発電機電源を選択する電源切替ユニットによる供給電力値の合計値が、分散電源用発電機電源の定格出力と略一致するように、自己又は他の電源切替ユニットの電力供給源の選択状況の維持又は変更をするものである。図３は、本制御をフローチャート３００で示したものである。以下、該フローチャート３００を参照しながら説明する。
【００２１】
システムコントローラ５は、分散電源用発電機３出力部に備える検出器（図示せず）による電流値および電圧値の検出により、発電電力値Ａ〔Ｗ〕を算出する（３０１）。このシステムコントローラ５による発電電力値Ａ〔Ｗ〕の算出結果は、システムコントローラ５と親機の電源切替ユニット（以下、「親機８ａ」（図２）とする）とのデータの通信により、親機８ａが発電電力値Ａ〔Ｗ〕および、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕を認識する（３０２）。この供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕とは、後述するパラメータ設定において、ユーザーが任意に設定可能とする発電電力値Ａ〔Ｗ〕の上限（図７における上限出力７２）である。そして、親機８ａは、発電電力値Ａ〔Ｗ〕と供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕の大小比較を行う。ここで、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕以下で略同一である場合は該制御は終了する。一方、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が、分散電源用発電機３の供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と略同一でない場合は、親機８ａまたは、各電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と略同一となる様に、発電機／商用電源の選択を行う。ここにいう略同一の範囲であるが、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕の９５％程度とするのが分散電源用発電システム１の効率的運転の観点から望ましい。尚、この略同一を決定する数値は、常数として与える方式、または、システムコントローラ５、電源切替器６にインプットする方式のいずれでもよい。
【００２２】
各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅは、それぞれの電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅより要求される負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２）を算出する（３０３）。また、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅは、それぞれの発電機／商用の電力供給源の選択状況を算出する（３０４）。
親機８ａは、他の電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ（以下、「子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ」（図２）とする）との通信により、各負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２）を認識する（３０５）。また、親機８ａは、子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの発電機／商用の電力供給源の選択状況を認識する（３０６）。ここで、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕より小さく、かつ、各電源切替ユニットすべてが発電機を電力供給源として選択している場合は、該制御は終了する。次に、後述する自己判断の制御ステップを経る（４００）。この制御は組み込む／組み込まないのいずれでもよい。尚、該制御ステップについては、後に詳述する。次に、親機８ａは、自己、および子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの中で、発電機を電力供給源として選択したものの負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２の実行前に示す状態では、子機８ｂ・８ｄ・８ｅ）の合計値Ｔ１〔Ｗ〕を算出する（図２の実行前に示す状態では、負荷電力値ｂ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕の合計値）（３０７）。そして、親機８ａは、前記供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と合計値Ｔ１〔Ｗ〕の大小の比較をする（３０８）。
【００２３】
ここで、合計値Ｔ１〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕以下で略同一である場合は該制御は終了する。この場合では、発電機の供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕が、電力負荷２４ｂ・２４ｄ・２４ｅに対して供給している負荷電力値ｂ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕の合計値Ｔ１〔Ｗ〕と略同一となっているので、発電機の定格出力のほとんどを電力負荷２４ｂ・２４ｄ・２４ｅで消費させることが可能となり、さらに、原動機４の運転は、出力当たりの燃料消費量が最も少ない状態で運転されるので、経済的運転が実現されることになる。尚、ここにいう略同一の範囲であるが、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕の９５％程度とするのが分散電源用発電システム１の効率的運転の観点から望ましい。
【００２４】
一方、合計値Ｔ１〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕よりも小さい場合、又は大きい場合は、両者を略同一とさせるためのステップに進む。親機８ａは、ステップ３０５で算出した負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２）の中から、合計値Ｔ２〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と略同一となる組み合わせを抽出・決定する（３０９）。そして、親機８ａは、この結果より、該当組み合わせに対応する親機８ａ又は子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが、商用電源を電力供給源として選択している場合には、商用電源から発電機電源に選択を切替える、一方、発電機電源を電力供給源として選択している場合は、該選択を維持する、といったように、自己又は子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの電力供給源の選択切替／維持の命令をする（３１０）。親機８ａ、及び子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅは、該命令に従い、電力供給源の選択切替／維持を実行し（３１１）、図２に示すごとく、該制御の実行前の状態２００から、実行後２０１の状態に切替えられるのである。この結果、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕が合計値Ｔ２〔Ｗ〕と略同一となり（３１２）、分散電源用発電機３を定格出力近傍にて、運転することができる。即ち、発電機の供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕が、電力負荷２４ａ・２４ｃ・２４ｅ（図２に示す２０１）に対して供給している負荷電力値の合計値Ｔ２〔Ｗ〕と略同一となっているので、発電機の定格出力のほとんどを電力負荷２４ａ・２４ｃ・２４ｅで消費させることになり、さらに、原動機４の運転は、出力当たりの燃料消費量が最も少ない状態で運転されるので、低燃費運転が実現される。この切替制御は時間設定により、所定時間経過後、繰り返し実行される。時間設定は常数として与える方式、または、システムコントローラ５、電源切替器６にインプットする方式のいずれでもよい。また、システムコントローラ５の算出による発電電力値Ａ〔Ｗ〕が、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕を越えた場合も、制御が実行される（３１３・３１４）。
【００２５】
〔１−２：電源切替ユニットの自己判断による切替制御〕
該制御は、前記各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが、自己の電力供給源の選択状況と電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅへ供給する負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕を算出し、算出した負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕と、分散電源用発電機３の発電余力値Ａ１〔Ｗ〕を比較し、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおける選択の状態の維持／切替の判定を行い、維持／切替実施を行うものである。該制御は、図３で示すフローチャート３００において、サブルーティン４００として組み込みまれる、または、単独で実行される制御ブロックであり、分散電源用発電機３からの発電機出力を最大限に活用し、過負荷運転の防止を図るものである。図４は、本制御をフローチャート４００で示したものである。以下、該フローチャート４００を参照しながら説明する。
【００２６】
システムコントローラ５は、分散電源用発電機３出力部に備える検出器（図示せず）による電流値および電圧値の検出により、発電電力値Ａ〔Ｗ〕を算出する（４０１）。このシステムコントローラ５による発電電力値Ａ〔Ｗ〕の算出結果は、システムコントローラ５と電源切替ユニット８ａとのデータの通信により、電源切替ユニット８ａが発電電力値Ａ〔Ｗ〕および、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕を認識する（４０２）。次に、電源切替ユニット８ａは、供給する負荷電力値ａ［Ｗ］を算出する。また、電源切替ユニット８ａは、発電機／商用の電力供給源の選択状態を算出する（４０３）。尚、以上三つのステップ４０１・４０２・４０３は、図３におけるフローチャート３００におけるステップ３０１・３０２・３０３・３０４と同一の働きをするので、フローチャート３００にサブルーティンとして組み込まれる場合は、該ステップ４０１・４０２・４０３は省略される。
【００２７】
次に、電源切替ユニット８ａは、発電電力値Ａ［Ｗ］と供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕により、発電余力値Ａ１［Ｗ］を算出する（４０４）。ここで、発電余力値Ａ１［Ｗ］がゼロ以下となった場合は、分散電源用発電機３が過負荷となっているので、発電機電源を選択している電源切替ユニット８は、商用電源選択に切替られる（４０５）。このようにして、分散電源用発電機３における、過負荷運転を防止できる。尚、本実施例（図２の実行前状態）では、該電源切替ユニット８ａは、商用電源を選択しているので、選択が維持される（４０６）。
【００２８】
発電余力値Ａ１［Ｗ］がゼロを越える場合は、電源切替ユニット８ａにおいて、負荷電力値ａ［Ｗ］と発電余力値Ａ１［Ｗ］との比較を行う（４０７）。ここで、負荷電力値ａ［Ｗ］が発電余力値Ａ１［Ｗ］を越える場合は、発電機／商用電源の選択を維持して該制御は終了する。一方、負荷電力値ａ［Ｗ］が発電余力値Ａ１［Ｗ］より小さい場合は、電力供給源の選択状況の判断ステップに進む。即ち、該電源切替ユニット８ａが、発電機電源または商用電源のいずれの電力供給源を選択しているかを判定する（４０８）。
【００２９】
そして、電源供給ユニット８ａが、発電機電源を選択している場合には、この状態を維持して該制御は終了する。一方、電源供給ユニット８ａが、商用電源を選択している場合には、この商用電源の選択の状態から発電機電源の選択の状態への切替を実行する（４０９）。この制御は、各電源ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ毎に順次実行を繰り返す。各負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ［Ｗ］について発電余力値Ａ１［Ｗ］との比較を行い、電力供給源の選択維持／切替を実行することにより、図２に示すごとく、該制御の実行前の状態２００から、実行後２０１の状態に切り替えられるのである。この結果、分散電源用発電機３の定格出力を最大限に活用し、分散電源用発電機３の過負荷運転を防止することができる。
【００３０】
〔２：電力管理機能〕
次に、以上の構成の分散電源用発電システム１の電力管理機能について説明する。該電力管理機能は、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおける電力供給源の選択の履歴に基づき、システムコントローラ５または電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ自身（電源切替器６）が、電力負荷２４（図１）に対する発電機電源／商用電源からの供給電力量〔Ｗｈ〕を自己または他の機器に算出・表示可能にする機能と、ユーザーが発電機電源の定格出力、発電機電源の上限出力、前記各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの電力供給源の選択切替タイミング等の制御パラメータを設定可能とし、該制御パラメータの設定に基づき、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが発電機電源、各電源切替ユニットの電力供給源の選択の切替を制御する機能である。
【００３１】
〔２−１：供給電力量における発電電力量の内訳の算出・表示〕
図５は、各電源切替ユニットへの供給電力量〔Ｗｈ〕における発電電力量〔Ｗｈ〕の内訳を算出するためのステップを、フローチャート５００に示したものである。まず、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおいて、内部に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅ（図１、一部不図示）が、所定時間Ｔの負荷２４ａ・２４ｂ・・・に対する供給電力量Ｃａ・Ｃｂ・Ｃｃ・Ｃｄ・Ｃｅを、電流値の履歴より算出する（５０１）。また、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおいて、内部に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅが、所定時間Ｔの内、電力供給源として発電機電源を選択した積算時間Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ・Ｔｅを算出する（５０２）。そして、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおいて、内部に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅが、前記供給電力量Ｃａ・Ｃｂ・Ｃｃ・Ｃｄ・Ｃｅの値に、それぞれ、積算時間Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ・Ｔｅを掛け、その積を、所定時間Ｔで除することにより、発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅが算出される（５０３）。このように、切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅによって算出された発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅのデータは、システムコントローラ５に送信され、該システムコントローラ５は、前記操作表示器２８の画像表示装置３２に、発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅを、電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に表示させる（５０４）。尚、この表示を行なうための構成であるが、図１に示す装置構成の他、電源切替器６と操作表示器２８を直接通信可能とする構成や、電源切替器６自身に操作表示機を備える構成とするとともに、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅに備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅより算出する発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅを、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅから前記操作表示機に直接送信可能に構成することにより、システムコントローラ５を介さずに発電供給量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅを表示可能とする構成としてもよい。
【００３２】
図６は、この表示内容の一例を示したものである。この表示画面６００には、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ毎、即ち、電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に、発電供給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅと、商用供給電力量Ｂａ・Ｂｂ・Ｂｃ・Ｂｄ・Ｂｅ（前記供給電力量ＣａからＧａを差し引いたもの）が、数値で表示されると共に、各数値の合計値６０Ｇ・６０Ｂが表示される。また、電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ毎、即ち、電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に、発電供給電力量と商用供給電力量の内訳を相対的に表すメータ表示６１ａ・６１ｂ・６１ｃ・６１ｄ・６１ｅと、所定時間毎の電力供給源の選択状況と、供給電力量（発電供給電力量Ｇ／商用供給電力量Ｂ）を示したタイムチャート６２ａ・６２ｂ・６２ｃ・６２ｄ・６２ｅが表示される。これより、電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に、使用された発電電力量〔Ｗｈ〕と商用電力量〔Ｗｈ〕の内訳（両者の割合、数値、時間帯）を容易に確認することができる。また、前記燃料流量計５０の検出により算出する燃料消費量６０Ｃも表示され、発電に要した燃料を確認することができるようになっている。
【００３３】
〔２―２：パラメータ設定による運転制御〕
図７は、各種パラメータ設定を行う際に使用する操作表示器２８の画像表示装置３２に表示される設定画面７００の一例を示すものである。この例では、設定画面７００を、所謂タッチパネル操作できるものとしている。この設定画面７００には、数値入力手段７０により、発電機電源の定格出力７１、発電機電源の上限出力７２を数値入力可能としている。また、電源切替ユニット選択手段７３により、設定を行う電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅを選択することで、発電電力の使用割合の設定７４（前記メータ表示と同形態）や、電力供給源の選択切替タイミングの設定７５（前記タイムチャートと同形態）が表示され、両設定内容を操作ボタン７６・７７により操作・決定することができる。更に、実行ボタン７８が表示されており、上記各種設定をした後に、該実行ボタン７８によって、システムコントローラ５のパラメータ設定が更新されるようになっている。
【００３４】
上記の設定と、その設定による効果を、図８に示すフローチャート８００を参照しながら説明する。まず、発電機電源の定格出力の設定（８０１）では、定格出力の初期値を入力・設定可能とすることができる。また、発電機電源の上限出力の設定（８０２）では、発電機出力の上限を設定することができる。この設定より、原動機４を所定の出力よりも高い出力で運転させることが無くなり、原動機４の過負荷運転を防止することができる。また、発電電力の使用割合の設定（８０３）では、供給電力うち発電電力を使用する割合を強制的に設定することができる。このことにより、例えば、コンピュータ機器等の制御機器に対する供給電力については、発電電力の割合をゼロとし、常に商用電力を供給させるようにする一方、工作機械モーター等といったように、電気の質が要求されないものについては、発電電力の割合を１００とするような設定が可能となる。また、電力供給源の選択切替タイミングの設定（８０４）では、電力供給源の選択を切替える時間のタイミングを強制的に設定することができる。このことにより、例えば、電力料金が安い夜間においては、原動機４の運転をさせずに、全て商用電源で賄うように設定することや、あるいは、夜間であって電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅからの需要電力が少ない場合には、原動機４の燃費効率の悪い低出力運転をさせないといった面でも有効である。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の如く、エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは互いに、かつ、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの内の任意の１台は親機として、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更するので、発電機の定格出力のほとんどを、電力負荷で消費させることになり、さらに、原動機の運転は、出力当たりの燃料消費量が最も少ない状態で運転されるので、低燃費運転が実現される。
【００３６】
請求項２の如く、エンジン駆動の分散電源用発電機電源と商用電源のいずれか一つを、電力供給源として選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備え、各電源切替ユニットは、前記分散電源用発電機のシステムコントローラと通信可能に構成される電源切替器において、前記複数の電源切替ユニットの夫々が、自己の電源切替ユニットの電力供給源と、電力負荷への供給電力値と分散電源用発電機の発電余力値を認識して、分散電源用発電機が略定格出力となるように、自己と他の電源切替ユニットの電力供給源を維持又は変更するので、システムコントローラまたは電源切替ユニットによる指令により、分散電源用発電機の出力が定格となるような運転制御や、電源切替器（電源切替ユニット）に分散電源用発電機電源を選択させて、発電機出力を最大限活用する運転制御が行なえるようになる。
また、分散電源用発電機からの発電機出力を最大限に活用し、分散電源用発電機の過負荷運転を防止できる。
【００３７】
請求項３の如く、前記分散電源用発電機の定格出力、上限出力、前記各電源切替ユニットの電力供給源の選択切替タイミング等の制御パラメータを任意に設定可能に構成し、該制御パラメータの設定に基づき、前記各電源切替ユニットが、電力供給源の切替を制御するので、低燃費運転・原動機の過負荷運転の防止・発電電力を使用する割合の設定・電力供給源の選択の設定を任意に行うことができる。
【００３８】
請求項４記載のごとく、前記分散電源用発電機電源に、前記電源切替器を備えて構成する分散電源用発電機とすることにより、上記電源切替器による制御によってランニングメリットに優れた分散電源用発電機とすることができる。
また、上記実施例の分散電源用発電機では、上記制御パラメータを設定する操作表示機を備えているので、同一の操作を行うための高価な専用の操作表示機、電力管理のための制御機器、特別な取付スペース、といった機器類・スペースが必要なく、コスト削減や、設置作業の容易化という面においても、優れている。
そして、以上の構成により、購入にあたり追加機器が全く必要のないパッケージ商品としてユーザーに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  分散電源用発電システムの概略構成図である。
【図２】  電源切替ユニットにおける発電機電源／商用電源の選択状況を示す図である。
【図３】  複数電源切替ユニットの連携による切替制御のフローチャートである。
【図４】  電源切替ユニットの自己判断による切替制御のフローチャートである。
【図５】  供給電力量における発電電力量の内訳の算出・表示のステップを示すフローチャートである。
【図６】  図５におけるステップにより作成される表示内容の一例を示す図である。
【図７】  各種パラメータ設定を行う際に使用する設定画面の一例を示す図である。
【図８】  パラメータ設定のステップと、その効果を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３    分散電源用発電機
５    システムコントローラ
６    電源切替器
８    電源切替ユニット
１８  配線
２４  電力負荷
４０  商用電源
【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７】
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【図８】
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