(57)【要約】【課題】負荷変動があっても負荷に印加する電圧変動を抑制することができ、しかも電源装置の効率の低下を抑制する。【解決手段】直流機器１０２への給電を、並列に接続されて運転される複数台の電源装置１０ａ〜１０ｃにより行う。各電源装置１０ａ〜１０ｃは、出力電圧を調節可能な電源回路部１１と、電源回路部１１の出力電圧を検出する電圧検出部１３と、電源回路部１１と直流供給線路Ｗｄｃとの間に挿入されるインピーダンス要素１２と、他の電源装置１０ａ〜１０ｃと相互に通信する通信機能部１４とを備える。さらに、各電源装置１０ａ〜１０ｃは、すべての電源装置１０ａ〜１０ｃの電源回路部１１の出力電圧の平均値を基準電圧として設定する基準電圧生成部１５と、各電源装置１０ａ〜１０ｃにおける電源回路部１１の出力電圧を順に基準電圧に一致させるように指示する最適設定部１６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の電源装置を並列に接続して運転することにより直流電力により駆動される直流機器に供給する電源システムであって、各電源装置は、直流電力を出力し出力電圧が調節可能な電源回路部と、電源回路部の出力電圧を検出する電圧検出部と、他装置との間で通信する通信機能部とを備え、さらに、電源装置の通信機能部を通して適宜のタイミングで取得した各電源装置の電源回路部の出力電圧に基づいて基準電圧を設定する基準電圧生成部と、出力電圧が基準電圧とは異なる電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させるように電源回路部に指示を与える最適設定部を備えることを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記基準電圧生成部は、すべての電源装置から取得した前記電圧検出部で検出している出力電圧の全体の平均値を、前記基準電圧として用いることを特徴とする請求項１記載の電源システム。
【請求項３】
前記最適設定部は、前記電源回路部の出力電圧が前記基準電圧とは異なるときに、前記電源装置の１台ずつで順に基準電圧に一致させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電源システム。
【請求項４】
前記最適設定部は、出力電圧が最小である電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させる動作の後に、最大である電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させる動作を、出力電圧が基準電圧とは異なっている電源回路部がなくなるまで繰り返すことを特徴とする請求項３記載の電源システム。
【請求項５】
前記電源回路部の出力電流を検出する電流検出部が付加され、電源回路部と前記直流機器への出力端との間にインピーダンスが可変であるインピーダンス要素を有し、前記最適設定部により出力電圧を基準電圧に一致させた前記電源回路部について電流検出部が検出する電源回路部の出力電流が互いに等しくなるようにインピーダンス要素のインピーダンスが調節されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記電源装置と通信可能な管理装置を備え、前記基準電圧生成部と前記最適設定部とは管理装置に設けていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記各電源装置のうちの少なくとも１台は、許容された出力電流の最大値が他の電源装置とは異なっており、前記最適設定部は、直流機器が要求する電流を供給可能な電源装置の組合せにおいて、前記電源回路部の効率が最大になる組合せを選択して電源装置から電力を供給させることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電源システムに用いる電源装置であって、直流電力を出力し出力電圧が調節可能な電源回路部と、電源回路部の出力電圧を検出する電圧検出部と、電源回路部と直流機器への出力端との間に挿入され直流機器とともに電源回路部に対する負荷回路を構成するインピーダンス要素と、他の電源装置との間で通信し他の電源装置の電圧検出部で検出した電源回路部の出力電圧を取得する通信機能部と、他の電源装置における電源回路部の出力電圧と自己の電源回路部の出力電圧との平均値を基準電圧として求める基準電圧生成部と、出力電圧が基準電圧とは異なる電源回路部のうち出力電圧が最小である電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させる動作の後に、最大である電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させる動作を、出力電圧が基準電圧とは異なっている電源回路部がなくなるまで繰り返す最適設定部とを備えることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として住宅、店舗、オフィスビルなどの建築物に配置された機器への給電に際して、建築物に付設した複数台の電源装置を並列に接続して運転する電源システムおよびその電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源の容量不足を補償する目的や電源の信頼性を向上させる目的で、複数台の電源装置を並列に接続して運転する技術が知られている。後者の技術は並列冗長運転と呼ばれているが、以下では両者を含めて並列運転という。
【０００３】
並列運転では、複数台の電源装置を並列に接続して運転するから、各電源装置の出力電圧にばらつきがあると、出力電圧の高いほうの電源装置ほど多くの負荷電流を供給することになり、その一方で、出力電圧の出力電流の低いほうの電源装置では電流が逆流するという問題が生じる。すなわち、複数台の電源装置を並列に接続して運転すると、出力電圧のばらつきにより、各電源装置が供給する負荷電流を均衡させることができず、一部の電源装置では出力電流が許容された最大値を超えて電源装置のストレスが大きくなる可能性があり、他の電源装置では電流の逆流による故障を招く可能性が生じる。
【０００４】
この種の問題を解決するために、並列運転を可能にする電源装置では、主として２種類の技術が採用されている。
【０００５】
一方の技術は、各電源装置において、負荷への電源供給経路に抵抗をそれぞれ挿入し、電源装置の出力電圧の電圧差を抵抗で吸収するものである。この構成の電源装置では、電圧−電流特性に傾斜を持たせたことになり（この傾斜に相当する抵抗は「傾斜抵抗」と呼ばれている）、傾斜抵抗により電源装置の出力電圧を均衡させることができる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
他方の技術は、各電源装置において、負荷への電源供給経路に逆流防止用のダイオードを挿入するというものである（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−１５９２２７号公報
【特許文献２】特開平４−３１６１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、傾斜抵抗を用いた前者の構成を採用すると、負荷電流が大きくなった場合に抵抗での発熱が大きくなるから、電源装置の効率が低下するという問題を生じる。また、ダイオードを用いた後者の構成を採用すると、各電源装置の出力電圧の電圧差によってはダイオードが逆バイアスになり、出力電圧が高いほうの電源装置からのみ負荷に給電され、出力電圧が低いほうの電源装置から負荷へは給電されない場合が生じる。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、負荷変動があっても負荷に印加する電圧変動を抑制することができ、しかも電源装置の効率の低下を抑制した電源システムおよびその電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、複数台の電源装置を並列に接続して運転することにより直流電力により駆動される直流機器に供給する電源システムであって、各電源装置は、直流電力を出力し出力電圧が調節可能な電源回路部と、電源回路部の出力電圧を検出する電圧検出部と、他装置との間で通信する通信機能部とを備え、さらに、電源装置の通信機能部を通して適宜のタイミングで取得した各電源装置の電源回路部の出力電圧に基づいて基準電圧を設定する基準電圧生成部と、出力電圧が基準電圧とは異なる電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させるように電源回路部に指示を与える最適設定部を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記基準電圧生成部は、すべての電源装置から取得した前記電圧検出部で検出している出力電圧の全体の平均値を、前記基準電圧として用いることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明では、請求項１または請求項２の発明において、前記最適設定部は、前記電源回路部の出力電圧が前記基準電圧とは異なるときに、前記電源装置の１台ずつで順に基準電圧に一致させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明では、請求項３の発明において、前記最適設定部は、出力電圧が最小である電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させる動作の後に、最大である電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させる動作を、出力電圧が基準電圧とは異なっている電源回路部がなくなるまで繰り返すことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明において、前記電源回路部の出力電流を検出する電流検出部が付加され、電源回路部と前記直流機器への出力端との間にインピーダンスが可変であるインピーダンス要素を有し、前記最適設定部により出力電圧を基準電圧に一致させた前記電源回路部について電流検出部が検出する電源回路部の出力電流が互いに等しくなるようにインピーダンス要素のインピーダンスが調節されることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明において、前記電源装置と通信可能な管理装置を備え、前記基準電圧生成部と前記最適設定部とは管理装置に設けていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明において、前記各電源装置のうちの少なくとも１台は、許容された出力電流の最大値が他の電源装置とは異なっており、前記最適設定部は、直流機器が要求する電流を供給可能な電源装置の組合せにおいて、前記電源回路部の効率が最大になる組合せを選択して電源装置から電力を供給させることを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電源システムに用いる電源装置であって、直流電力を出力し出力電圧が調節可能な電源回路部と、電源回路部の出力電圧を検出する電圧検出部と、電源回路部と直流機器への出力端との間に挿入され直流機器とともに電源回路部に対する負荷回路を構成するインピーダンス要素と、他の電源装置との間で通信し他の電源装置の電圧検出部で検出した電源回路部の出力電圧を取得する通信機能部と、他の電源装置における電源回路部の出力電圧と自己の電源回路部の出力電圧との平均値を基準電圧として求める基準電圧生成部と、出力電圧が基準電圧とは異なる電源回路部のうち出力電圧が最小である電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させる動作の後に、最大である電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させる動作を、出力電圧が基準電圧とは異なっている電源回路部がなくなるまで繰り返す最適設定部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明の構成によれば、並列運転される複数台の電源装置が電源回路部とインピーダンス要素と通信機能部とを備えており、通信機能部を用いて通信することにより各電源装置における電源回路部の出力電圧を適宜のタイミングで基準電圧生成部に取得させて、各電源装置の電源回路部の出力電圧に基づいて基準電圧を決定することができる。また、出力電圧が基準電圧とは異なっている電源回路部は、出力電圧が基準電圧に一致するように制御されるから、すべての電源装置において電源回路部の出力電圧が一致するように調節される。すなわち、電源回路部の出力電圧の電圧差をインピーダンス要素で吸収する必要がなく、それだけインピーダンス要素での損失を抑制することができるという効果がある。加えて、直流機器に給電しているから、各電源装置において出力電圧を変更する電源回路部の構成を種々選択することができる。とくに、フライバック方式のＤＣ−ＤＣコンバータを用いるのが望ましい。
【００１８】
請求項２の発明の構成によれば、適宜のタイミングですべての電源装置から取得した各電源回路部の出力電圧の平均値を基準電圧に用い、各電源回路部の出力電圧をこの基準電圧に一致させるから、各電源回路部の出力電圧を調節する際の変化幅を比較的小さくすることができる。したがって、電圧変動に伴う異常電流の発生を確実に防止することができる。
【００１９】
請求項３の発明の構成によれば、電源回路部の出力電圧が基準電圧とは異なっているときに、１台ずつの電源装置で順に基準電圧に一致させるように出力電圧を制御するから、電源回路部の出力電圧の変更による負荷である直流機器への影響が小さく、電圧変動に伴う負荷電流の振動のような異常電流の発生を防止することができる。しかも、出力電圧が基準電圧に順に一致するように制御されるから、最終的にはすべての電源装置において電源回路部の出力電圧が一致するように調節される。ここに、出力電圧が最小である電源回路部の出力電圧を最初に引き上げると、出力電圧が最大であって負担のもっとも大きい電源回路部の負担をまず最初に軽減させることになり、電源装置のストレスを短時間で解消し、故障の発生を抑制することができる。
【００２０】
請求項４の発明の構成によれば、各電源回路部の出力電圧の平均値を基準電圧に用いるにあたり、基準電圧との差が大きいほうの出力電圧から順に基準電圧に一致させるので、各電源回路部の出力電圧の変更を開始した直後には比較的大きい電圧変動が生じるから、オーバーシュートやアンダーシュートが生じやすいが、電圧変動が整定される間に出力電圧を変更する電源回路部については、出力電圧と基準電圧との差がしだいに小さくなるから、オーバーシュートやアンダーシュートが生じにくくなり、結果的に、比較的短い時間で基準電圧に収束させることが可能になる。
【００２１】
請求項５の発明の構成によれば、電源回路部と直流機器との間に挿入されるインピーダンス要素のインピーダンスが可変であり、電源回路部の出力電流を電流検出部で検出される電流が各電源装置で一致するようにインピーダンス要素のインピーダンスを調節するから、各電源装置における電源回路部の出力電圧だけではなく出力電流も一致させることができる。すなわち、各電源装置に設けたインピーダンス要素のインピーダンスが一致する。このように、各電源装置の出力電流を一致させることにより、各電源回路部に負担が均等に分配されることになる。
【００２２】
請求項６の発明の構成によれば、各電源装置の基準電圧を決めるとともに、各電源装置における電源回路部の出力電圧を一致させる指示を与える機能を管理装置に設けているから、各電源装置ではこれらの機能を持つ必要がなく、各電源装置の構成が簡単になる。
【００２３】
請求項７の発明の構成によれば、各電源装置について出力電流の最大値が異なることを許容しており、電源回路部の出力電圧にばらつきが生じるときに、出力電流の最大値が大きい電源装置について電源回路部の出力電圧が高くなるようにしておけば、電源回路部の出力電圧を基準電圧に一致させるまでの間に電源回路部にストレスが生じても電源回路部が故障するのを防止できる。しかも、直流機器が要求する電流を供給可能な電源装置の組合せのうち、電源回路部の効率が最大になる組合せを選択しているから、電力の利用効率を高めることができる。
【００２４】
請求項８の発明の構成によれば、請求項１、２、３、４と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（基本構成）
以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建築物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。図５は本実施形態を適用する電源システムの全体構成である。家屋Ｈには、図５に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部（電力供給部）１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器（機器）１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。
【００２６】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００２７】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００２８】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００２９】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００３０】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００３１】
照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００３２】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００３３】
上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００３４】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００３５】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００３６】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００３７】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００３８】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００３９】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００４０】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００４１】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００４２】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００４３】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００４４】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、電力変換装置１１２に入力される。電力変換装置１１２は、後述する電源装置１０を複数台（実施形態では３台とする）備える。各電源装置１０（図１参照）は、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ備える。電力変換装置１１２は複数台の電源装置１０を備えるから、負荷の大きさに応じて電源装置１０から供給する電流を変化させたり、運転する電源装置１０の台数を増減させるのが望ましい。電力変換装置１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００４５】
直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成する電力変換装置１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
【００４６】
分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、電力変換装置１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
【００４７】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００４８】
上述した電力変換装置１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００４９】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力を電力変換装置１１２により直流電力に変換するために、電力変換装置１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００５０】
この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、電力変換装置１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【００５１】
（実施形態１）
以下では、図１を参照して本実施形態の要部について説明する。図１において実線は電力の供給経路を示し、破線は通信経路を示している。上述のように、通信信号は直流電圧に重畳しているが、通信信号を伝送する通信路を直流供給線路Ｗｄｃとは別に設けてもよい。直流電力供給部１０１は、並列運転される複数台（図示例は３台）の電源装置１０ａ〜１０ｃを有し、各電源装置１０ａ〜１０ｃにそれぞれＡＣ／ＤＣコンバータ（後述する）とＤＣ／ＤＣコンバータ（後述する）とが設けられる。
【００５２】
図５に示す構成では、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３を直流電力供給部１０１に設けているが、以下に説明する実施形態では、太陽電池１６１と燃料電池１６３とは電源装置１０ａ〜１０ｃには含まず、太陽電池１６１と燃料電池１６３とを用いる場合には、交流電源ＡＣの系統と連携する分散電源として用いる。二次電池１６２については、直流電力供給部１０１に１個の二次電池１６２を設ける構成ではなく、各電源装置１０ａ〜１０ｃにそれぞれ二次電池２０（図３参照）を設けるものとする。したがって、以下に説明する実施形態では、調停制御部１１３としての機能は各電源装置１０ａ〜１０ｃが保有する。
【００５３】
図１に示すように、電源装置１０ａ〜１０ｃ（各電源装置１０ａ〜１０ｃは同構成であるから、以下では区別の必要がなければ電源装置１０と表記する）は、直流電圧を出力し出力電圧が調節可能な電源回路部１１を備え、インピーダンス要素１２を介して直流供給線路Ｗｄｃの線間に電圧を印加し、負荷である直流機器１０２に給電する。したがって、電源回路部１１の負荷回路は、直流機器１０２だけではなく、インピーダンス要素１２と直流供給線路Ｗｄｃも含んでいることになる。インピーダンス要素１２は、小抵抗を用いる。
【００５４】
直流供給線路Ｗｄｃには複数台の電源装置１０が並列に接続され、電源装置１０は同時に運転される。つまり、３台の電源装置１０は並列運転を行う。複数台の電源装置１０が並列運転を行うと、従来技術として説明したように、各電源装置１０の出力電流に不平衡が生じることがある。
【００５５】
本実施形態では、電源装置１０に、電源回路部１１の出力電圧を検出する電圧検出部１３と、直流機器１０２や他の電源装置１０との間で通信する通信機能部１４と、通信機能部１４を通して適宜のタイミングで取得した他の電源装置１０の電源回路部１１の出力電圧と自己の電源回路部１１の出力電圧との電圧値に基づいて基準電圧を設定する基準電圧生成部１５とを設けている。さらに、電源装置１０には、基準電圧生成部１５により生成された基準電圧と電圧検出部１３で検出した電源回路部１１の出力電圧とを比較し、通信機能部１４を通して取得した他の電源装置１０における電源回路部１１の出力電圧の情報も併せて用いることにより、適宜のタイミングで電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させる指示を与える最適設定部１６と、最適設定部１６から電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させるように指示されると電圧検出部１３で検出している出力電圧が基準電圧に一致するように電源回路部１１をフィードバック制御する出力制御部１７とを備える。最適設定部１６は、電源回路部１１の出力電圧が基準電圧と異なっている電源装置１０が複数台存在するときには、１台ずつの電源装置１０で順に電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させるように、出力制御部１７に指示を与えるタイミングを調節する。
【００５６】
さらに具体的に説明する。３台の電源装置１０から直流供給線路Ｗｄｃに電圧が印加されると、電源回路部１１の出力電圧にばらつきがあっても、インピーダンス要素１２で生じる電圧降下により吸収され、各電源装置１０では電流が逆流することなく直流供給線路Ｗｄｃに電源を供給することができる。このとき、直流供給線路Ｗｄｃの線間に印加される電圧は、インピーダンス要素１２での電圧降下により各電源装置１０の電源回路部１１の出力電圧よりも低い電圧になる。
【００５７】
ここにおいて、電流−電圧特性を傾斜させる技術としては、インピーダンス要素１２を用いるほか、電源回路部１１の出力電圧をフィードバック制御するときに、出力電圧を基準電圧と比較して誤差分を出力する誤差増幅器の利得を調節したり、誤差増幅器に入力する基準電圧を調節したりする構成もある。
【００５８】
各電源装置１０の電圧回路部１１の出力電圧に差が生じていると、各インピーダンス要素１２を通過する電流には不均衡が生じており、インピーダンス要素１２は低インピーダンスであるから、各電圧回路部１１の出力電圧の差がわずかであっても、各インピーダンス要素１２を通過する電流は大きな差になる。いま、２台の電源装置１０の場合で考えると、電源回路部１１の出力電圧の差をΔＶとし、通過電流の差をΔｉとして、両電源装置１０に用いるインピーダンス要素１２のインピーダンスがともにｒであるとすると、Δｉ＝ΔＶ／ｒであるから、インピーダンスｒが小さいと電流差が大きくなる。インピーダンスｒの値が大きくなると電圧降下による損失が増加するから、インピーダンスｒはできるだけ小さくすることが望ましい。
【００５９】
そこで、本例では、各電源装置１０における電源回路部１１の出力電圧を一致させるように、最適設定部１６において電源回路部１１の出力電圧を制御している。電源回路部１１の出力電圧は、上述のように基準電圧に一致するように制御されるのであって、基準電圧としては、直流電力供給部１０１を構成しているすべての電源装置１０における電源回路部１１の出力電圧の平均値を用いている。出力電圧の平均値を用いるほかに最大値や最小値あるいは中央値を用いることも可能であり、さらに後述する演算により決定することも可能である。本例では、各電源装置１０の基準電圧生成部１５が、通信機能部１４を通して、他の電源装置１０の電圧検出部１３において検出されている電源回路部１１の出力電圧を互いに取得し、それぞれ基準電圧を決定する。
【００６０】
基準電圧生成部１５が基準電圧を決定すると、最適設定部１６では電源回路部１１の出力電圧が基準電圧に一致するように、電圧検出部１３で検出される電圧を監視して電源回路部１１の出力電圧を制御する。電源回路部１１の出力はＤＣ／ＤＣコンバータ（後述する）の出力であって、最適設定部１６による電源回路部１１の出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータに設けたスイッチング素子のＰＷＭ制御により調節する。
【００６１】
上述したように、最適設定部１６による電源回路部１１の出力電圧の調節は電源装置１０ごとに順に行われる。これは、複数台の電源装置１０で電源回路部１１の出力電圧を変化させると、直流電力供給部１０１の出力電流（つまり、負荷電流）が大きく変動する可能性があるからであって、１台ずつの電源装置１０について電源回路部１１の出力電圧を変化させることにより、負荷電流の大幅な変動を抑制し、負荷電流のオーバシュートやアンダーシュートによる振動が生じるのを抑制することができる。
【００６２】
各電源装置１０において電源回路部１１の出力電圧を修正する順序は、基準電圧を平均値としている場合には、各電源装置１０のうち電源回路部１１の出力電圧が最小である電源装置１０について電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させ、次に最大である電源装置１０について電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させ、まだ一致していない電源装置１０があれば、同様の動作を繰り返すことにより、すべての電源装置１０における電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させる。このように、最初に出力電圧が最小である電源回路部１１の出力電圧を引き上げることにより、出力電圧が最大であってストレスがもっとも大きい電源回路部１１の出力電流を低減することができるだけでなく、電源回路部１１の出力電圧が上昇方向に変化することにより、直流機器１０２に供給する電流が低減されるのを防止できる。
【００６３】
基準電圧を平均値としていることにより、電源回路部１１の出力電圧のうちの最大値および最小値と基準電圧との差が比較的少なく、電源回路部１１の出力電圧と基準電圧との差がもっとも大きい電源装置１０について電圧を調節しても負荷電流の変動を比較的小さくすることができる。また、上述のように、電源回路部１１の出力電圧と基準電圧との差が大きい電源装置１０から順に電圧を調節するから、すべての電源装置１０における電源回路部１１の出力電圧が基準電圧に一致するまでの過程において、時間経過とともに電源回路部１１の出力電圧が基準電圧に向かって収束していくことになる。つまり、この過程の初期段階では、負荷電流が比較的大きく変動するが、その変動により負荷電流に振動が生じたとしても、振動が整定される間に他の電源装置１０における電圧の調節がなされ、比較的短時間で負荷電流が整定されることになる。
【００６４】
上述した各電源装置１０における電源回路部１１の出力電圧の調節手順を図２にまとめて示す。図２において電源装置Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ電源装置１０ａ〜１０ｃに相当する。電源装置１０において電源回路部１１の出力電圧の調節を行うタイミングは、電源投入直後、電源回路部１１の出力電圧の差が規定値以上になったとき、インピーダンス要素１２の通過電流の差が規定値以上になったときがある。各電源装置１０の最適設定部１６は、これらのうちの少なくとも１種類のタイミングでで電圧の調節を開始する。
【００６５】
電圧については、電圧検出部１３で検出した電圧値を互いに送信することにより監視する。また、電流に関しては、後述する電流検出部を設けてインピーダンス要素１２の通過電流を検出し、検出した電流値を互いに送信することにより監視することができる。さらにまた、後述するように、宅内サーバ１１６などを管理装置とし、管理装置において電圧や電流を一括して管理し、管理装置が電源回路部１１の出力電圧を調節するタイミングを指示することも可能である。
【００６６】
図２に示す平均化指示（Ｐ１）は、電源回路部１１の出力電圧を調節するタイミングになったことを意味し、各電源装置１０では他の電源装置１０または管理装置から通信によって平均化指示を受け取る。ここで、各電源装置（図２では、電源装置Ａ，Ｂ，Ｃとして区別している）１０には優先順位があらかじめ設定されており、優先順位の高い順に電圧検出部１１で検出した電源回路部１１の出力電圧を他の電源装置１０に通知する（Ｐ２〜Ｐ４）。この動作により、すべての電源装置１０が互いに他の電源装置１０で検出している電源回路部１１の出力電圧に関する情報を取得する。
【００６７】
次に、取得した電圧を用いて基準電圧を算出する（Ｐ５）。上述のように、本例では各電源装置１０で検出している電圧の平均値を用いる。基準電圧が求められると、まず電源回路部１１の出力電圧が最小である電源装置１０において基準電圧に一致するように電圧を調節する（Ｓ６）。電圧の調節が終了した電源装置１０は、他の電源装置に完了通知を送信する（Ｓ７）。１台の電源装置１０で電圧の調節が終了し、他に電源回路部１１の出力電圧が基準電圧と不一致である電源装置１０が存在している場合には、完了通知を受信した他の電源装置１０のうち電源回路部１１の出力電圧が最大である電源装置１０において電圧を調節し（Ｓ８）、この電源装置１０からも完了通知を送信する。
【００６８】
図示例は、３台の電源装置１０について、１台の電源装置１０では電源回路部１１の出力電圧が基準電圧に一致している例を示しており、２台の電源装置１０において電源回路部１１の出力電圧が基準電圧に一致するように調節されると、すべての電源装置１０において電源回路部１１の出力電圧が基準電圧に一致することになる。なお、上述の動作は、電源装置１０の台数に応じて必要回数行われる。
【００６９】
上述のようにすべての電源装置１０において電源回路部１１の出力電圧が基準電圧に一致して等しくなると、インピーダンス要素１２において電源回路部１１の出力電圧の差による電圧降下が生じるないから、インピーダンス要素１２による損失が低減されることになる。
【００７０】
上述の例では、各電源装置１０が同構成を有している場合を想定したが、各電源装置１０の容量（出力電流の許容された最大値）が異なる場合であっても同様の動作で、各電源回路部１１の出力電圧を一致させることができる。ただし、電源回路部１１の出力電流の最大値が異なる場合には、インピーダンス要素１２の通過電流も異なるから、インピーダンス要素１２の通過電流を検出することにより、電源回路部１１の出力電圧の調節を開始するタイミングを決めることはできない。
【００７１】
ところで、電源回路部１１としては、図３に示す構成を採用することできる。図３に示す構成は、スイッチング電源を用いて交流電源ＡＣを直流電力に電力変換する電力変換器としてのＡＣ／ＤＣコンバータ２１を備え、直列に接続された２個のダイオードＤ１を介して、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力をＤＣ／ＤＣコンバータ２２に入力する構成を採用している。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧は、上述したとおり電源回路部１１の出力電圧になる。図３ではＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧を調節する構成については省略しているが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２としては、絶縁トランスを備える構成が望ましく、たとえば、フライバック型、ロイヤ方式などの構成を採用することができる。
【００７２】
電源回路部１１には、補助電源として二次電池２４を設けている。二次電池２４は、ダイオードＤ２を介してＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力で充電され、またダイオードＤ３を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２２の入力電源となって放電する。二次電池２４がＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力により充電されるか、二次電池２４からＤＣ／ＤＣコンバータ２２に放電するかは、切換スイッチ２３により選択される。切換スイッチ２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電流に応じて充電か放電かを選択し、さらに二次電池２４を、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２から切り離してが充電も放電も行わないようにする状態も選択可能になっている。
【００７３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電流は、電流センサ２５で監視する。電流センサ２５には、電流が通過する線路を囲むトロイダルコアを備え、トロイダルコア内の磁束密度をホール素子で検出する構成のいわゆる直流変流器を用いることができるが、インピーダンス要素１２のインピーダンスが一定であるから、インピーダンス要素１２の両端電圧を検出することによりインピーダンス要素１２の通過電流を検出する構成を採用することもできる。電流センサ２５の出力は切換制御部２６で適宜の閾値と比較され、比較結果により切換スイッチ２３を制御する。切換スイッチ２３には、ラッチングリレーのような機械接点を用いると損失が少ない点で望ましいが、半導体スイッチを用いてもよい。
【００７４】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２１は、スイッチング電源であって、たとえば、交流電源ＡＣを整流した後にチョッパ方式の降圧回路を用いて所望電圧の直流電力に電力変換する構成を採用している。この種のスイッチング電源では、スイッチング素子によるスイッチング損失やインダクタの飽和などにより、出力電流と効率との間に、図４のような関係が生じることが知られている。
【００７５】
一般に、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１は、許容される出力電流の最大値Ｉｍａｘにおいてインダクタが飽和しないように設計されており、したがって、出力電流の最大値Ｉｍａｘで効率が最大になるように設計される。しかしながら、直流機器１０２に直流電力を供給するにあたっては、出力電流が最大値Ｉｍａｘとなる状態が発生する頻度は少なく、通常は最大値Ｉｍａｘよりも小さい電流範囲Ｉ１−Ｉ２の電流を供給する期間が長くなる。このことに鑑みれば、電流範囲Ｉ１−Ｉ２の中間において最大効率ηｍａｘが得られるように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１を設計するのが省エネルギの意味で望ましいと言える。
【００７６】
本例では、通常の使用状態での電流範囲Ｉ１−Ｉ２における中間の電流値Ｉ０（以下、「通常値」という）でＡＣ／ＤＣコンバータ２１の効率が最大効率ηｍａｘになるようにＡＣ／ＤＣコンバータ２１を設計している。この場合、通常の使用状態では高効率が得られるのであるが、電流範囲Ｉ１−Ｉ２に比較して軽負荷あるいは重負荷になると、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１を効率の低い領域で使用することになるから、省エネルギの効果が低減することになる。
【００７７】
そこで、本例では、切換スイッチ２３を切り換える閾値を以下のように設定することにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１を効率のよい領域で運転している。すなわち、図３に示した構成では、電流センサ２５で検出される電流がＩ１よりも小さい領域では二次電池２４を充電し、電流センサ２５で検出される電流がＩ２よりも大きい領域では二次電池２４を放電するように切換スイッチ２３を制御する。電流が電流範囲Ｉ１−Ｉ２の範囲内であれば、二次電池２４は充放電を行わないように分離される。切換スイッチ２３を切り換える電流値Ｉ１，Ｉ２にはヒステリシスを付与し、切換スイッチ２３にチャタリングが生じないようにする。
【００７８】
上述の条件で二次電池２３の充放電を行うことにより、軽負荷時にはＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電流の一部を二次電池２３の充電電流に用いてＡＣ／ＤＣコンバータ２１の負荷を増加させ高効率の領域で動作させることができ、重負荷時にはＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電流だけではなく二次電池２３の放電電流も合わせてＤＣ／ＤＣコンバータ２２に入力してＡＣ／ＤＣコンバータ２１の負荷を軽減して高効率の領域（図４の斜線領域）で動作させることができる。つまり、二次電池２３の充放電を利用することにより、軽負荷か重負荷かにかかわらず、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電流が、電流範囲Ｉ１−Ｉ２から逸脱しないように制御することができるから、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１を高効率で動作させることができる。
【００７９】
上述の動作例では、各電源装置１０に設けた電源回路部１１の出力電圧の平均値を基準電圧に用いているが、直流電力供給部１０１の出力として負荷から要求される電圧および電流が既知である場合には、以下のようにして基準電圧を設定してもよい。負荷が要求する電圧および電流が既知であるときには、電源回路部１１の出力電圧は、負荷が要求する電流がインピーダンス要素１２を通過するときにとインピーダンス要素１２で生じる電圧降下分の電圧を、負荷が要求する電圧に加算した値になる。したがって、負荷の要求する電圧および電流が既知の場合には、負荷の要求により決まる電圧を電源回路部１１の基準電圧に用いてもよい。
【００８０】
本例の動作として、３台の電源装置１０ａ〜１０ｃを用い、負荷の要求する電流が６Ａであって、電源回路部１１の出力電圧として要求される基準電圧を２５Ｖとする例を考える。この場合、各電源装置１０ａ〜１０ｃの出力電流が２Ａであれば、各電源装置１０ａ〜１０ｃの負担が均衡していることになる。いま、電源回路部１１の出力電圧が基準電圧になるように制御する前の状態において、各電源回路１０ａ〜１０ｃにおける電源回路部１１の出力電圧が、それぞれ２６Ｖ、２５Ｖ、２４Ｖであるものとし、インピーダンス要素１２のインピーダンスが１Ωであるとすると、各電源装置１０ａ〜１０ｃの出力電流は、それぞれ３Ａ、２Ａ、１Ａになる。この例では、基準電圧として平均値を用いても、また負荷から要求される電圧および電流により基準電圧を決めても同じ基準電圧になる。
【００８１】
図２に示した手順で、まず電源回路部１１の出力電圧が最小である電源装置１０ｃについて電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させる。つまり、各電源回路１０ａ〜１０ｃにおける電源回路部１１の出力電圧は、それぞれ２６Ｖ、２５Ｖ、２５Ｖになり、出力電流は２．６７Ａ、１．６７Ａ、１．６７Ａになる。このとき、直流電力供給部１０１の全体では６Ａに保たれる。
【００８２】
次に、電源回路部１１の出力電圧が最大である電源装置１０ａについて電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させる。この動作により、各電源回路部１０ａ〜１０ｃにおける電源回路部１１の出力電圧は、すべてが２５Ｖになり、電源装置１０ａ〜１０ｃの出力電流は、いずれも２Ａになる。つまり、電源装置１０ａ〜１０ｃの出力電流が均衡する。つまり、各電源装置１０ａ〜１０ｃのインピーダンス要素１２は、電源回路部１１の出力電圧の電圧差を吸収する必要がなく、それだけ損失が低減されることになる。
【００８３】
図４を用いて説明したように、電源回路部１１に設けたＡＣ／ＤＣコンバータ２１では出力電流に応じて効率（電力変換効率９が変化する。したがって、出力電流の最大値が異なっている複数種類の電源回路部１１を用いる場合には、各電源装置１０ａ〜１０ｃで効率が最大になるときの出力電流は異なる。
【００８４】
そこで、直流機器１０２が要求する電流を賄うことができるように電源装置１０ａ〜１０ｃを組み合わせて運転する際に、最適設定部１６では、組み合わせたときの効率が最大になるように、各電源装置１０ａ〜１０ｃの出力電流を分配する。
【００８５】
たとえば、出力電流の最大値が、１Ａ、２Ａ、３Ａの３台の電源装置１０ａ〜１０ｃを用いるものとし、直流機器１０２が１．５Ａの電流を要求する場合であれば、各電源装置１０ａ〜１０ｃの出力電流を０．５Ａずつとして均等に分配することが考えられるが、３Ａの電源装置１０ｃは効率の悪い動作を行っていることになる。そこで、１Ａと２Ａとの電源装置１０ａ、１０ｂのみを運転し、０．７５Ａずつ分配すれば、効率のよい動作で給電することができる。また、この場合に、３Ａの電源装置１０ｃは休止させることができるから、発熱量の増加が抑制される。なお、この例の場合には、２Ａあるいは３Ａの電源装置１０ｂ、１０ｃを１台だけ運転することも考えられるが、負荷を分散させるという意味では、２台の電源装置１０ａ、１０ｂを用いるのが望ましい。
【００８６】
（実施形態２）
実施形態１では、インピーダンス要素１２のインピーダンスを一定としていたが、インピーダンスが可変であるインピーダンス要素１２を用いてもよい。この構成では、電源装置１０の出力電流を監視する電流検出部１８を付加しており、電流検出部１８で検出した電流を出力制御部１７に与え、出力制御部１７においてインピーダンス要素１２のインピーダンスを調節する。
【００８７】
すなわち、実施形態１では各電源装置１０ａ〜１０ｃにおけるインピーダンス要素１２のインピーダンスが等しいことを前提としているが、インピーダンス要素１２のインピーダンスにはばらつきがあるから、電源装置１０の出力電圧と出力電流との関係で表される傾斜抵抗には、図７に破線で示すように、各電源装置１０ａ〜１０ｃでばらつきがある。インピーダンス要素１２のインピーダンスにばらつきがあると、各インピーダンス要素１２を通過する電流に差が生じる。
【００８８】
そこで、本実施形態では、すべての電源装置１０において電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させた後に、電流検出部１８で検出される電流が各電源装置１０で一致するようにインピーダンス要素１２のインピーダンスを調節することにより、各電源装置１０のインピーダンス要素１２を通過する電流を均一化する構成を採用している。この構成により、実施形態１の構成に比較して電源装置１０の出力電流のばらつきを一層抑制することができ、各電源装置１０の負担を均等に分散させることが可能になる。他の構成および動作は実施形態１と同様である。なお、電流検出部１８は、実施形態１の図３に示した電流センサ２５と兼用することが可能である。
【００８９】
（実施形態３）
実施形態１の構成では、各電源装置１０が基準電圧を取得するために、相互に通信を行う構成を採用していたが、本実施形態は、図８に示すように、各電源装置１０と通信可能な管理装置３０を設けており、管理装置３０により基準電圧を決定し、決定した基準電圧を各電源装置１０に通知する構成を採用している。したがって、管理装置３０には、基準電圧生成部３１および最適設定部３２を設けている。基準電圧生成部３１および最適設定部３２の基本的な動作は、実施形態１で説明した電源装置１０に設けた基準電圧生成部１５および最適設定部１６の動作と同様である。
【００９０】
本例では、管理装置３０において基準電圧を設定するから、管理装置１０では、まず各電源装置１０から電源回路部１１の出力電圧を取得する必要がある。また、最適設定部３２では、管理装置１０の基準電圧生成部３１で生成した基準電圧を、１台ずつの電源装置１０に通知して電源装置ごとに電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させるように指示する。このように管理装置３０は電源装置１０と通信する必要があるから、通信機能部３３を備える。管理装置３０は、宅内サーバ１１６の機能として設けることが可能であるが、宅内サーバ１１６とは別に設けてもよい。
【００９１】
以下に本例の動作を図９を用いて説明する。図９において電源装置Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ電源装置１０ａ〜１０ｃに相当する。管理装置３０は、まず基準電圧を決めるために各電源装置１０ａ〜１０ｃに対して電圧情報要求を送信する（Ｐ１）。この要求に対して、各電源装置１０ａ〜１０ｃは、電圧検出部１３で検出した電源回路部１１の出力電圧を電圧情報として返信する（Ｐ２〜Ｐ４）。各電源装置１０ａ〜１０ｃから電圧情報が返信されると、管理装置３０の基準電圧生成部３１では基準電圧を求める（Ｐ５）。求めた基準電圧は、電源回路部１１の出力電圧が最小である電源装置１０ｃに対してまず通知し、電圧を変更するように指示する（Ｐ６）。この指示を受けた電源装置１０は電圧の変更後に（Ｐ７）、電圧変更の完了を管理装置３０に通知する（Ｐ８）。
【００９２】
完了通知を受けた管理装置３０は、電源回路部１１の出力電圧が基準電圧ではない電源装置１０があると、そのうち出力電圧が最大である電源装置１０ａに電圧変更を指示し（Ｐ９）、電源装置１０ａで電圧が変更され（Ｐ１０）、完了通知が返送されるのを待つ（Ｐ１１）。電源回路部１１の出力電圧が基準電圧に一致しない電源回路１０が他に存在するときには、同様の動作を繰り返して、すべての電源装置１０について電源回路部１１の出力電圧を基準電圧に一致させる。
【００９３】
なお、インピーダンス要素１２のインピーダンスを可変とすることも可能であるが、管理装置３０では電流は管理しない。また、上述した実施形態では、電力供給部として直流電力供給部１０１を例示したが、交流電力供給部を用いることも可能である。この場合、直流機器１０２に代えて機器として交流機器を用いることになる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施形態１を示すブロック図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】同上の要部ブロック図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】同上の全体構成を示す構成図である。
【図６】実施形態２を示すブロック図である。
【図７】同上の動作説明図である。
【図８】実施形態３を示すブロック図である。
【図９】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０（１０ａ〜１０ｃ）  電源装置
１１  電源回路部
１２  インピーダンス要素
１３  電圧検出部
１４  通信機能部
１５  基準電圧生成部
１６  最適設定部
１８  電流検出部
２１  ＡＣ／ＤＣコンバータ（電力変換器）
２３  切換スイッチ
２４  二次電池
２５  電流センサ
２６  切換制御部
３０  管理装置
３１  基準電圧生成部
３２  最適設定部
１０２  直流機器（機器）
Ｗｄｃ  直流供給線路
【図１】
2009159692.tif 000003
【図２】
2009159692.tif 000004
【図３】
2009159692.tif 000005
【図４】
2009159692.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009159692.tif 000009
【図８】
2009159692.tif 000010
【図９】
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