(57)【要約】      （修正有）【課題】機能が類似した回路を統合することで、労働力及び時間の節約、周辺回路の簡略化、電磁干渉の低減及びハードウエアコストの削減を達成するスマートグリッドシステム及びその電源変換装置を提供する。【解決手段】電源変換装置１は、マイクロコントロールユニット２０、電圧測定ユニット３０、通信ユニット４０及び電源変換ユニット５０を含む。電圧測定ユニットはマイクロコントロールユニットに接続され、通信ユニットは、マイクロコントロールユニット、電流検出ポート１１及び通信ポート１２に接続され、電源変換ユニットは直流入力ポート１３及び交流出力ポート１４に接続される。単体のハウジングで、電力モニタリング、電力変換及び電力測定の機能を兼ね備える。【選択図】図１
0003223740.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電源変換装置（１，１’，２）であって、
電流検出ポート（１１）、通信ポート（１２）、直流入力ポート（１３）及び交流出力ポート（１４）が配置されるハウジング（１０）、
当該ハウジング（１０）に収容されるマイクロコントロールユニット（２０）、
当該ハウジング（１０）に収容されて当該マイクロコントロールユニット（２０）に接続される電圧測定ユニット（３０）、
当該ハウジング（１０）に収容されて、当該マイクロコントロールユニット（２０）、当該電流検出ポート（１１）及び当該通信ポート（１２）に接続される通信ユニット（４０）、及び
当該ハウジング（１０）に収容されて、当該直流入力ポート（１３）及び当該交流出力ポート（１４）に接続される電源変換ユニット（５０）、を含む電源変換装置。
【請求項２】
更に、当該ハウジング（１０）に収容されて、当該マイクロコントロールユニット（２０）及び当該通信ユニット（４０）に接続されるモニタリングユニット（２０１）を含む請求項１に記載の電源変換装置（１’）。
【請求項３】
当該モニタリングユニット（２０１）は、当該通信ポート（１２）を介して当該ハウジング（１０）外部の管理センター（１００）と通信接続を形成する請求項２に記載の電源変換装置（１’）。
【請求項４】
当該通信ユニット（４０）は、当該通信ポート（１２）を介して当該ハウジング（１０）外部のモニタリングユニット（２０１）と通信接続を形成する請求項１に記載の電源変換装置（１，２）。
【請求項５】
当該モニタリングユニット（２０１）は、当該ハウジング（１０）外部の管理センター（１００）と通信接続を形成する請求項４に記載の電源変換装置（１，２）。
【請求項６】
前記通信接続は、無線形式による接続又は有線形式による接続である請求項３〜５のいずれか１項に記載の電源変換装置（１，１’，２）。
【請求項７】
当該通信ユニット（４０）は、当該マイクロコントロールユニット（２０）よりも当該ハウジング（１０）に接近している請求項１に記載の電源変換装置（１，１’，２）。
【請求項８】
負荷（６０）に応用されるスマートグリッドシステムであって、当該スマートグリッドシステムは、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電源変換装置（１，１’，２）であって、当該交流出力ポート（１４）を介して当該負荷（６０）に接続される少なくとも１つの電源変換装置（１，１’，２）、
当該直流入力ポート（１３）に接続される少なくとも１つの直流電源、
当該交流出力ポート（１４）に接続される交流電力網（９０）、及び
当該交流電力網（９０）及び当該電流検出ポート（１１）に接続される電流測定ユニット（８０）、を含み、
当該電流測定ユニット（８０）は、当該交流電力網（９０）を流れる総電流を測定するとともに、電流の測定値を当該電流検出ポート（１１）に提供するスマートグリッドシステム。
【請求項９】
当該電圧測定ユニット（３０）は、当該交流電力網（９０）の出力電圧を測定するとともに、電圧の測定値を当該マイクロコントロールユニット（２０）に提供する請求項８に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１０】
当該通信ユニット（４０）は、当該電流の測定値を受信するとともに、当該電流の測定値を当該マイクロコントロールユニット（２０）に伝送する請求項９に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１１】
当該マイクロコントロールユニット（２０）は、当該電圧の測定値と当該電流の測定値に基づいてパワー情報を取得する請求項１０に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１２】
当該電圧測定ユニット（３０）は、当該交流電力網（９０）の出力電圧を測定するとともに、電圧の測定値を、当該マイクロコントロールユニット（２０）を介して当該通信ユニット（４０）に提供する請求項８に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１３】
当該通信ユニット（４０）は、当該電流の測定値を受信する請求項１２に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１４】
当該通信ユニット（４０）は、当該電圧の測定値と当該電流の測定値に基づいてパワー情報を取得する請求項１３に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１５】
当該電源変換装置（１，１’，２）は、当該通信ポート（１２）を介して当該パワー情報を当該管理センター（１００）に伝送する請求項１１又は１４に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１６】
当該少なくとも１つの電源変換装置（１，２）の数が複数の場合、これら電源変換装置（１，２）は並列に接続されて当該負荷（６０）に電気を供給する請求項８に記載のスマートグリッドシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は電力網システム及びその電源変換装置に関し、特に、スマートグリッドシステム及びその電源変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、従来技術におけるスマートグリッドインフラの場合、電力会社は、これまでの人為的なデータ集計コストに代えて、各家庭ユーザや商工業ユーザに対し特定の装置を取り付けることで電気メータのデータを伝送する必要がある。
【０００３】
ところが、スマートグリッドには今なお多くの改善目標が存在し、例えば、安定的な電気供給の確保や、配電の安全性及び効果の向上が最も重要な議題とされている。また、スマートメータがインフラとして普及するに伴い、スマートメータ等のインターフェースに対する安定性要求は高まる一方である。特に、従来技術のスマートグリッドは、互いに上手く調和をとりつつ、全ての機能を統合しながら運転可能となるように、電気情報（例えば、電圧、電流、パワー等）の必要性や応用に対し、少なくともモニタリングシステム、電力変換装置及び測定装置という３つの個別に運転する部分を必要とする。そのため、スマートグリッドの構築にあたっては多くの装置を備えることになり、複雑な周辺回路を配置せねばならないことから、装置の取り付けコストや装置メンテナンスの労働力及び時間コストを抑えにくくなる。更には、回路の配置が密集することに起因して電磁干渉の確率が上昇し、パワー伝送にロス生じる恐れがある。
【０００４】
そのため、本考案者は、如何にして電源変換装置及び前記電源変換装置を含むスマートグリッドシステムを設計し、上記の技術的課題を解決するかを重要な課題として研究した。
【考案の概要】
【０００５】
本考案は、機能が類似した回路を統合することで、上述した一般的なスマートグリッドにおける少なくとも３つの個別の部分を要することに伴う技術的課題を解決可能とし、労働力及び時間の節約、周辺回路の簡略化、電磁干渉の低減及びハードウエアコストの削減といった目的を達成する電源変換装置を提供することを主たる目的とする。
【０００６】
上記の目的を達成するために、本考案が提供する電源変換装置は、電流検出ポート、通信ポート、直流入力ポート及び交流出力ポートが配置されるハウジング、ハウジングに収容されるマイクロコントロールユニット、ハウジングに収容されてマイクロコントロールユニットに接続される電圧測定ユニット、ハウジングに収容されて、マイクロコントロールユニット、電流検出ポート及び通信ポートに接続される通信ユニット、及びハウジングに収容されて、直流入力ポート及び交流出力ポートに接続される電源変換ユニット、を含む。
【０００７】
本考案における前記電源変換装置を使用する場合には、ハウジングに、内外を連通可能とする電流検出ポート、通信ポート、直流入力ポート及び交流出力ポートが配置される。電圧測定ユニットは、マイクロコントロールユニットとの接続により電圧の測定が可能である。前記電源変換装置が運転を開始すると、通信ユニットは、それぞれ通信ポート及び電流検出ポートを介して管理信号と電流測定信号を受信可能となる。また、電源変換ユニットは、直流入力ポート及び交流出力ポートによって直流電流を交流電流に変換可能であるか、或いは、更に変圧機能を有する。このように、本考案の前記電源変換装置は上述した４つのポートと前記電源処理ユニットを含むため、単体のハウジングを有しながら、電力モニタリング機能、電力変換機能及び電力測定機能を兼ね備えることが可能となる。機能が類似した回路を統合することで、上述した一般的なスマートグリッドにおける少なくとも３つの個別の部分を要することに伴う技術的課題を解決可能となるため、労働力及び時間の節約、周辺回路の簡略化、電磁干渉の低減及びハードウエアコストの削減といった目的が達成される。
【０００８】
本考案の他の目的は、上述した電源変換装置を有することで、労働力及び時間の節約、周辺回路の簡略化、電磁干渉の低減及びハードウエアコストの削減といった目的を達成するとともに、スマートグリッドにおける電力情報の把握、統合及び管理を実現するスマートグリッドシステムを提供することである。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本考案が提供するスマートグリッドシステムは負荷に応用される。当該スマートグリッドは、上述した電源変換装置であって、交流出力ポートを介して負荷に接続される少なくとも１つの電源変換装置と、直流入力ポートに接続される少なくとも１つの直流電源、交流出力ポートに接続される交流電力網、及び交流電力網及び電流検出ポートに接続される電流測定ユニット、を含み、電流測定ユニットは、交流電力網を流れる総電流を測定するとともに、電流の測定値を電流検出ポートに提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本考案における電源変換装置の第１実施例の構成を示す図である。
【図２】図２は、本考案における電源変換装置の第２実施例の構成を示す図である。
【図３】図３は、本考案における電源変換装置の第１実施例又は第２実施例をスマートグリッドシステムに配置した一実施例を示す図である。
【図４】図４は、本考案における電源変換装置の第１実施例又は第２実施例をスマートグリッドシステムに配置した他の実施例を示す図である。
【図５】図５は、本考案における電源変換装置の第３実施例の構成を示す図である。
【図６】図６は、本考案における電源変換装置の第３実施例をスマートグリッドシステムに配置した一実施例を示す図である。
【図７】図７は、本考案における電源変換装置の第３実施例をスマートグリッドシステムに配置した他の実施例を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下に、特定の具体的実施例を挙げて本考案の実施形態につき説明する。なお、当業者であれば、本明細書に開示の内容から本考案のその他の利点及び効果を容易に理解可能である。また、本考案は、その他の異なる具体的実施例によっても実施又は応用可能である。更に、本考案の明細書における各詳細事項については、本考案の精神から逸脱しないことを前提に、異なる視点及び応用によって各種の補足及び変更が可能である。
【００１２】
なお、本明細書に添付の図面に記載した構造、比率、サイズ、部材の数等は、当業者による理解と閲覧のために明細書に開示の内容と組み合わせて用いるものにすぎず、本考案により実施可能な限定条件を規定するものではないため、技術上の実質的意味はない。あらゆる構造の補足、比率関係の変更又はサイズの調整は、本考案により発揮可能な効果及び達成可能な目的に支障をきたさないことを前提に、いずれも本考案で開示する技術内容が包括する範囲に含まれる。
【００１３】
ここで、本考案の技術内容及び詳細について、図面を組み合わせて以下の通り説明する。
【００１４】
図１〜図３を参照する。図１は、本考案における電源変換装置の第１実施例の構成を示す図である。図２は、本考案における電源変換装置の第２実施例の構成を示す図である。図３は、本考案における電源変換装置の第１実施例又は第２実施例をスマートグリッドシステムに配置した一実施例を示す図である。
【００１５】
図１を参照して、本考案における電源変換装置の第１実施例である電源変換装置１は、ハウジング１０、マイクロコントロールユニット２０、電圧測定ユニット３０、通信ユニット４０及び電源変換ユニット５０を含む。
【００１６】
ハウジング１０には、電流検出ポート１１、通信ポート１２、直流入力ポート１３及び交流出力ポート１４が配置されている。電流検出ポート１１は、外部で測定された電流の測定値を受信する。マイクロコントロールユニット２０はハウジング１０に収容されており、マイクロコントローラ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ，ＭＣＵ）、マイクロプロセッサ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ，ＭＰＵ）、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ，ＡＳＩＣ）又はシステムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｎ  ａ  Ｃｈｉｐ，ＳｏＣ）のいずれかとすればよい。電圧測定ユニット３０はハウジング１０に収容されており、且つ、マイクロコントロールユニット２０に接続されている。電圧測定ユニット３０は、電源変換装置１内部における測定を要する電圧を測定するとの役割を果たす。本考案の好ましい実施例において、電圧測定ユニット３０は分圧抵抗からなる測定回路である。通信ユニット４０はハウジング１０に収容されており、且つ、マイクロコントロールユニット２０、電流検出ポート１１及び通信ポート１２に接続されている。本考案の上記第１実施例において、通信ユニット４０は無線（ｗｉｒｅｌｅｓｓ）形式又は有線（ｗｉｒｅｄ）形式で外部と通信接続可能であり、例えば管理センター１００と通信接続する。管理センター１００は、民営又は国営の電力会社又は電力事業機関とすればよい。有線通信の好ましい実施形態により説明すると、通信ユニット４０がまずＲＳ−４８５又はＣＡＮバス等の伝送方式によって外部のコンピュータ或いは何らかのネットワーク機器に伝送すると、コンピュータ又はネットワーク機器が情報を管理センター１００に伝送する。ただし、本考案はこれに限らない。
【００１７】
電源変換ユニット５０はハウジング１０に収容されており、且つ、直流入力ポート１３及び交流出力ポート１４に接続されている。電源変換ユニット５０は、直流入力ポート１３から直流電源を受け付け、交流出力ポート１４から交流電流を出力する。更に、電源変換ユニット５０に直流入力ポート１３を介して接続される直流電源には、再生電源７１、二次電池７２又は直流電源を提供可能なその他の装置が含まれる。
【００１８】
再生電源７１と二次電池７２を組み合わせる場合を例示して説明する。再生電源７１は電源変換ユニット５０に電気を供給するものとすればよく、二次電池７２は特殊な状況下での電気供給ニーズに対応するための予備電源とすればよい。例えば、再生電源７１が正常に電気供給できない場合や十分な電力を供給できない場合、簡単な切替装置（図示しない）によって、二次電池７２から直流入力ポート１３を介して電源変換装置１に電気エネルギーを入力することで、電源変換装置１に対し電気のバックアップ供給を行う。ただし、二次電池７２は使用しなくともよく、必要に応じて配置すればよい。次に、前記再生電源７１は、太陽エネルギー、風力、水力、地熱、潮力等の環境配慮型の再生エネルギーを変換して発生させる再生電源とすればよい。また、二次電池７２は、リチウム電池、ニッケル水素電池といった繰り返し充放電して使用可能な二次電池７２とすればよい。なお、直流入力ポート１３は１つの直流電源のみを受け付け可能なものに限定されず、複数の直流電源を受け付け可能とする。ただし、これに応じて、電源変換ユニット５０を並列接続設計とする必要がある。再生電源がソーラーパネルの場合を例示すると、異なるソーラーパネル又はソーラーパネルアレイをそれぞれ直流入力ポート１３に入力可能であるが、電源変換ユニット５０の一部又は全部を並列接続設計とする必要がある。この点は当業者にとって一般的な設計であるためこれ以上は詳述せず、直流入力ポート１３を１つの入力電源のみを受け付けるものに限定しないとの説明にとどめる。本考案の電源変換装置の第１実施例において、電源変換ユニット５０には、例えば昇圧用のＤＣ−ＤＣコンバータのような直列に接続されるＤＣ−ＤＣコンバータ５１（ＤＣ−ｔｏ−ＤＣ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５１から出力される直流電源を交流電源に変換するインバータ５２（ＤＣ−ｔｏ−ＡＣ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が含まれる。なお、応用の形態によってはＤＣ−ＤＣコンバータ５１を省略し、直にインバータ５２を通じて直流電源を交流電源に変換してもよい。このほか、電源変換装置１はブレーカ（図示しない）を更に含む。ブレーカは、電源変換装置１が変換後の交流電圧を正常に出力可能であることを確認した場合にのみ導通し、出力された交流電源を交流電流網９０に導入する。
【００１９】
図２を参照して、本考案における電源変換装置の第２実施例は電源変換装置１’である。第２実施例は上記の第１実施例における電源変換装置１と実質的に同じであるが、モニタリングユニット２０１を更に含む点でのみ異なる。モニタリングユニット２０１はハウジング１０に収容されており、且つ、マイクロコントロールユニット２０及び通信ユニット４０に接続されている。モニタリングユニット２０１はデータの処理又は一時保存に用いられるとともに、通信ポート１２を介してハウジング１０外部の管理センター１００と通信接続を形成する。これにより、モニタリングユニット２０１と管理センター１００との電力情報通信が実現される。前記通信接続は、無線形式による接続又は有線形式による接続とする。
【００２０】
本考案における電源変換装置の第１実施例又は第２実施例をスマートグリッドシステムに配置した一実施例を示す図３を参照する。上記第１実施例と上記第２実施例の違いはハウジング１０内の配置のみであるため、図３では第１実施例の電源変換装置１のみを例示して説明する。図１及び図３を合わせて参照して、前記１つの電源変換装置１をスマートグリッドシステムに配置する場合、電源変換装置１は交流出力ポート１４を介して負荷６０に接続される。前記負荷６０とは、一般家庭用の負荷又は交流電源を受け付け可能な任意の負荷を示す。交流電力網９０は、交流出力ポート１４に接続される。電流測定ユニット８０は、交流電力網９０と電源変換装置１の電流検出ポート１１の間に接続される。本実施例において、電流測定ユニット８０は、変流器（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ＣＴ）又はホールセンサ（Ｈａｌｌ  Ｓｅｎｓｏｒ）とすればよい。電流測定ユニット８０は、交流電力網９０を流れる総電流を測定するとともに、回路における大きな総電流を電源変換装置１による受信及び処理に適した小さな信号に変換して、電流検出ポート１１から電源変換装置１へと入力する。なお、電流測定ユニット８０は、交流電力網９０を流れる総電流を測定する位置に装設するとは限らない。即ち、電流測定ユニット８０の装設位置の違いによって測定される電流は異なるため、回路における異なる節点の電流を測定することで、電源変換装置１の演算により取得されるパワー情報を各種ニーズに応用可能となる。
【００２１】
パワー情報の演算設定については、電流測定ユニット８０が交流電力網９０を流れる総電流を測定し、電流の測定値（図示しない）を電流検出ポート１１に提供すると、通信ユニット４０が電流検出ポート１１から電流の測定値を受信する。また、交流電力網９０は交流出力ポート１４を介して電源変換装置１に接続されているため、電圧測定ユニット３０が直に測定するインバータ５２から出力された交流電源の電圧値は、ほぼ交流電力網９０の交流電圧を測定したものとみなしてよい。電圧測定ユニット３０は、測定した電圧の測定値をマイクロコントロールユニット２０に伝送する。次に、マイクロコントロールユニット２０は、受信した電圧の測定値を通信ユニット４０に伝送する。このとき、通信ユニット４０は、受信した電流の測定値と電圧の測定値に基づいてこれらを乗算し、パワー情報を取得する。最後に、通信ユニット４０は、演算により取得したパワー情報（電流及び電圧情報を含んでもよい）を通信ポート１２から無線又は有線通信方式で管理センター１００に伝送する。これにより、管理センター１００は給電指令又は電力管理の根拠を得て、スマートグリッドにおける電力情報の把握、統合及び管理を実現する。ここで、改めて説明すると、管理センター１００への伝送は必ずしも電力事業機関等の管理センターへの直接的な伝送に限らず、最終的に情報を管理センター１００に伝送できれば、複数のネットワーク中継器を経由してもよい。
【００２２】
ただし、前記パワー情報の演算は上記に限らず、通信ユニット４０が受信した電流の測定値をマイクロコントロールユニット２０に伝送し、マイクロコントロールユニット２０が受信した電流の測定値と電圧の測定値を乗算することでパワー情報を取得してもよい。そして、最後に、マイクロコントロールユニット２０が、演算により取得したパワー情報（電流及び電圧情報を含んでもよい）を通信ユニット４０に伝送し、通信ポート１２から無線又は有線通信方式で管理センター１００へと伝送される。これにより、管理センター１００は給電指令又は電力管理の根拠を得て、スマートグリッドにおける電力情報の把握、統合及び管理を実現する。ここで、電流測定ユニット８０は電流の測定値を電流検出ポート１１に提供するが、電流測定ユニット８０はハウジング１０外部の回路の節点に設けられている。そのため、操作者は中間の配線材料や電流検出ポート１１を通じてハウジング１０内部の電圧に接触する恐れがあり、十分な安全距離が必要となる。本考案の好ましい実施例において、通信ユニット４０はマイクロコントロールユニット２０よりもハウジング１０に接近している。これにより、十分な安全距離を要する範囲を狭められるため、スペースがより縮小される。また、電流検出ポート１１、通信ポート１２、直流入力ポート１３及び交流出力ポート１４は、ハウジング１０の同一側に配置することが好ましい。これにより、配線を集中させるとの目的が達せられる。
【００２３】
本考案における電源変換装置の第１実施例又は第２実施例をスマートグリッドシステムに配置した他の実施例を示す図４を参照する。上記第１実施例と上記第２実施例の違いはハウジング１０内の配置のみのため、図４では第１実施例の電源変換装置１のみを例示して説明する。図１及び図４を合わせて参照して、ハイパワーシステムを配置する場合には、複数の電源変換装置（図４に示す２つの電源変換装置：電源変換装置１及電源変換装置２）を同時に並列接続せねばならないことがある。ただし、本考案における前記スマートグリッドシステムの電源変換装置の数は上記の２つに限らない。また、前記電源変換装置２、再生電源７３及び二次電池７４は、前記電源変換装置１、再生電源７１及び二次電池７２と実質的に同じである。且つ、電源変換装置１及び電源変換装置２は管理センター１００に接続される。電流測定ユニット８０の設置位置から、電源変換装置２は、電源変換装置１のような電圧測定、電流測定及びパワー演算といった動作を実行する必要はない。
【００２４】
本考案における電源変換装置の第３実施例の構成を示す図５を参照する。第３実施例は、上記第１実施例の電源変換装置１と実質的に同じであるが、通信ユニット４０が通信ポート１２を介してハウジング１０外部のモニタリングユニット２０１と通信接続を形成し、且つ、モニタリングユニット２０１とハウジング１０外部の管理センター１００が通信接続を形成するとの点において異なっている。また、前記通信接続は、無線形式による接続又は有線形式による接続とする。
【００２５】
本考案における電源変換装置の第３実施例をスマートグリッドシステムに配置した一実施例を示す図６を参照する。本実施例は、前記図３の本考案における電源変換装置の第１実施例又は第２実施例をスマートグリッドシステムに配置した実施例と実質的に同じであるが、電源変換装置１がモニタリングユニット２０１との接続を介して管理センター１００に接続される点において異なっている。
【００２６】
本考案における電源変換装置の第３実施例をスマートグリッドシステムに配置した他の実施例を示す図７を参照する。本実施例は、図４の本考案における電源変換装置の第１実施例又は第２実施例をスマートグリッドシステムに配置した実施例と実質的に同じである。なお、図７には、電源変換装置１及び電源変換装置２という２つの電源変換装置を示しているが、本考案における前記スマートグリッドシステムの電源変換装置の数は上記の２つに限らない。電源変換装置１は、無線又は有線方式でモニタリングユニット２０１に通信接続されており、更に、無線又は有線方式で管理センター１００に通信接続されている。同様に、電源変換装置２は、無線又は有線方式でモニタリングユニット２０２に通信接続されており、更に、無線又は有線方式で管理センター１００に通信接続されている。更に、モニタリングユニット２０２はモニタリングユニット２０１と実質的に同じであり、いずれもデータの処理又は一時保存に用いられる。
【００２７】
本考案における前記電源変換装置を使用する場合には、ハウジング１０に、内外との通信を可能とする電流検出ポート１１、通信ポート１２、直流入力ポート１３及び交流出力ポート１４が配置される。電圧測定ユニット３０は、インバータ５２から出力された交流電源の電圧値を測定し、測定により得られた電圧値をマイクロコントロールユニット２０に伝送可能である。また、前記電源変換装置が運転を開始すると、通信ユニット４０は、それぞれ通信ポート１２及び電流検出ポート１１を介して管理信号（図示しない）及び電流測定信号（例えば、上述した電流の測定値）を受信可能となる。そのため、マイクロコントロールユニット２０又は通信ユニット４０は、受信した電流の測定値と電圧の測定値に基づいてパワー情報を演算可能である。また、電源変換ユニット５０は、直流入力ポート１３及び交流出力ポート１４によって、受信した直流電流を交流電流に変換可能である（例えば、上述のインバータ５２）。このように、本考案の前記電源変換装置は上述した４つのポートと前記電源処理ユニットを含むため、単体のハウジング１０を有しながら、電力モニタリング機能、電力変換機能及び電力測定機能を兼ね備えることが可能となる。共通の回路を統合することで、上述した一般的なスマートグリッドにおける少なくとも３つの個別の部分を要することに伴う技術的課題を解決可能となるため、労働力及び時間の節約、周辺回路の簡略化、電磁干渉の低減及びハードウエアコストの削減といった目的が達成されるとともに、スマートグリッドにおける電力情報の把握、統合及び管理が実現される。
【００２８】
以上は本考案の好ましい具体的実施例に関する詳細な説明及び図面であるが、本考案の特徴はこれらに限らず、上記は本考案を限定するとの主旨ではない。本考案における全ての範囲は以下に述べる請求の範囲に準じるものとし、本考案の請求の範囲と一致する精神及びこれに類似する変形実施例はいずれも本考案の範囲に含まれる。本考案の分野において当業者が容易に想到し得る変形又は補足は、いずれも後述する本考案の請求の範囲に包括される。
【符号の説明】
【００２９】
１，１’  電源変換装置
２  電源変換装置
１０  ハウジング
１１  電流検出ポート
１２  通信ポート
１３  直流入力ポート
１４  交流出力ポート
２０  マイクロコントロールユニット
３０  電圧測定ユニット
４０  通信ユニット
５０  電源変換ユニット
５１  ＤＣ−ＤＣコンバータ
５２  インバータ
６０  負荷
７１，７３  再生電源
７２，７４  二次電池
８０  電流測定ユニット
９０  交流電力網
１００  管理センター
２０１，２０２  モニタリングユニット
【図１】
0003223740.tif 000003
【図２】
0003223740.tif 000004
【図３】
0003223740.tif 000005
【図４】
0003223740.tif 000006
【図５】
0003223740.tif 000007
【図６】
0003223740.tif 000008
【図７】
0003223740.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月30日(2019.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電源変換装置（１，１’，２）であって、
電流検出ポート（１１）、通信ポート（１２）、直流入力ポート（１３）及び交流出力ポート（１４）が配置されるハウジング（１０）、
前記ハウジング（１０）に収容されるマイクロコントロールユニット（２０）、
前記ハウジング（１０）に収容されて前記マイクロコントロールユニット（２０）に接続される電圧測定ユニット（３０）、
前記ハウジング（１０）に収容されて、前記マイクロコントロールユニット（２０）、前記電流検出ポート（１１）及び前記通信ポート（１２）に接続される通信ユニット（４０）、及び
前記ハウジング（１０）に収容されて、前記直流入力ポート（１３）及び前記交流出力ポート（１４）に接続される電源変換ユニット（５０）、を含む電源変換装置。
【請求項２】
更に、前記ハウジング（１０）に収容されて、前記マイクロコントロールユニット（２０）及び前記通信ユニット（４０）に接続されるモニタリングユニット（２０１）を含む請求項１に記載の電源変換装置（１’）。
【請求項３】
前記モニタリングユニット（２０１）は、前記通信ポート（１２）を介して前記ハウジング（１０）外部の管理センター（１００）と通信接続を形成する請求項２に記載の電源変換装置（１’）。
【請求項４】
前記通信ユニット（４０）は、前記通信ポート（１２）を介して前記ハウジング（１０）外部のモニタリングユニット（２０１）と通信接続を形成する請求項１に記載の電源変換装置（１，２）。
【請求項５】
前記モニタリングユニット（２０１）は、前記ハウジング（１０）外部の管理センター（１００）と通信接続を形成する請求項４に記載の電源変換装置（１，２）。
【請求項６】
前記通信接続は、無線形式による接続又は有線形式による接続である請求項３〜５のいずれか１項に記載の電源変換装置（１，１’，２）。
【請求項７】
前記通信ユニット（４０）は、前記マイクロコントロールユニット（２０）よりも前記ハウジング（１０）に接近している請求項１に記載の電源変換装置（１，１’，２）。
【請求項８】
負荷（６０）に応用されるスマートグリッドシステムであって、前記スマートグリッドシステムは、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電源変換装置（１，１’，２）であって、前記交流出力ポート（１４）を介して前記負荷（６０）に接続される少なくとも１つの電源変換装置（１，１’，２）、
前記直流入力ポート（１３）に接続される少なくとも１つの直流電源、
前記交流出力ポート（１４）に接続される交流電力網（９０）、及び
前記交流電力網（９０）及び前記電流検出ポート（１１）に接続される電流測定ユニット（８０）、を含み、
前記電流測定ユニット（８０）は、前記交流電力網（９０）を流れる総電流を測定するとともに、電流の測定値を前記電流検出ポート（１１）に提供するスマートグリッドシステム。
【請求項９】
前記電圧測定ユニット（３０）は、前記交流電力網（９０）の出力電圧を測定するとともに、電圧の測定値を前記マイクロコントロールユニット（２０）に提供する請求項８に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１０】
前記通信ユニット（４０）は、前記電流の測定値を受信するとともに、前記電流の測定値を前記マイクロコントロールユニット（２０）に伝送する請求項９に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１１】
前記マイクロコントロールユニット（２０）は、前記電圧の測定値と前記電流の測定値に基づいてパワー情報を取得する請求項１０に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１２】
前記電圧測定ユニット（３０）は、前記交流電力網（９０）の出力電圧を測定するとともに、電圧の測定値を、前記マイクロコントロールユニット（２０）を介して前記通信ユニット（４０）に提供する請求項８に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１３】
前記通信ユニット（４０）は、前記電流の測定値を受信する請求項１２に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１４】
前記通信ユニット（４０）は、前記電圧の測定値と前記電流の測定値に基づいてパワー情報を取得する請求項１３に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１５】
前記電源変換装置（１，１’，２）は、前記通信ポート（１２）を介して前記パワー情報を前記ハウジング（１０）外部の管理センター（１００）に伝送する請求項１１又は１４に記載のスマートグリッドシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの電源変換装置（１，２）の数が複数の場合、これら電源変換装置（１，２）は並列に接続されて前記負荷（６０）に電気を供給する請求項８に記載のスマートグリッドシステム。