(57)【要約】【課題】ＤＣグリッドの起動時に各ノードを安全に直流バスに接続することが可能な直流給電システムを提供する。【解決手段】直流給電システム１は、直流バス１０に接続可能に構成され、直流バス１０と共にＤＣグリッドを構成する複数のノード２０と、ＤＣグリッド全体の電力需給を管理する電力管理装置６０と、直流バス１０がダウンしている状態において、複数のノード２０を予め決められた順番で１台ずつ起動して直流バス１０に接続することによりＤＣグリッド全体を起動する起動装置７０とを備える。起動装置７０は、起動電力供給線１１を介して起動電力を供給することにより各ノード２０を起動し、複数のノード２０から選ばれた診断対象ノードについては、起動電力を供給する前に起動電力供給線１１を介して診断信号を供給したときの応答から異常の有無を診断し、診断対象ノードが正常である場合に起動電力を供給して直流バス１０に接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流給電の母線となる直流バスと、
ノード接続スイッチを介して前記直流バスに接続可能に構成され、前記直流バスと共にＤＣグリッドを構成する複数のノードと、
前記複数のノードを含むＤＣグリッド全体の電力需給を管理する電力管理装置と、
前記直流バスがダウンしている状態において、前記複数のノードを予め決められた順番で１台ずつ起動して前記直流バスに接続することにより、前記直流バスを含むＤＣグリッド全体を起動する起動装置とを備え、
前記起動装置は、起動電力供給線を介して起動電力を供給することにより前記複数のノードを起動した後、前記ノード接続スイッチを制御して前記直流バスに接続し、
前記複数のノードから選ばれた少なくとも一つの診断対象ノードについては、前記起動電力を供給する前に前記起動電力供給線を介して診断信号を供給したときの応答から異常の有無を診断し、前記診断対象ノードが正常である場合に前記起動電力を供給して前記直流バスに接続し、異常である場合に前記起動電力の供給と前記直流バスへの接続を保留することを特徴とする直流給電システム。
【請求項２】
前記起動装置は、起動用蓄電部を含み、
前記起動装置は、
前記直流バスが起動しているとき前記直流バスから電力供給を受けて前記起動用蓄電部を充電した後、前記直流バスのダウンに備えて前記起動用蓄電部を前記直流バスから切り離し、
前記直流バスがダウンしているときに前記起動用蓄電部に蓄えられた電力を前記起動装置の動作及び前記複数のノードの起動に用いる、請求項１に記載の直流給電システム。
【請求項３】
前記起動装置は、前記ＤＣグリッドの起動指令信号を受信したことを契機に、前記複数のノードの起動を開始する、請求項１又は２に記載の直流給電システム。
【請求項４】
前記電力管理装置は、前記ＤＣグリッドが停止状態から起動可能な状態に遷移したこと検知して前記起動指令信号を出力する、請求項３に記載の直流給電システム。
【請求項５】
前記起動装置は、前記直流バスがダウンしてから一定期間が経過したことを契機に、前記診断対象ノードの診断を開始する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の直流給電システム。
【請求項６】
前記起動装置は、前記診断対象ノードの診断結果を前記電力管理装置に通知する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の直流給電システム。
【請求項７】
前記複数のノードは、
自然エネルギー発電装置を含む発電装置と、
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記直流バスに接続される少なくとも一つの蓄電装置と、
少なくとも一つの負荷機器とを含み、
前記診断対象ノードは、少なくとも前記蓄電装置を含み、
前記電力管理装置は、前記発電装置の発電量と前記負荷機器の電力消費量とを比較し、前記発電量が前記電力消費量よりも大きい場合に余剰電力を前記蓄電装置に充電し、前記発電量が前記電力消費量よりも小さい場合に前記蓄電装置を放電させて不足電力を供給するように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを含む前記ＤＣグリッド全体を制御する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の直流給電システム。
【請求項８】
前記起動装置は、前記電力管理装置内に組み込まれている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の直流給電システム。
【請求項９】
前記起動装置は、前記電力管理装置から独立して設けられている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の直流給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流給電システムに関し、特に、太陽光発電装置等の自然エネルギー発電装置と蓄電装置とを組み合わせて構成された直流給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パワーエレクトロニクス技術の進歩を背景に、様々な電力貯蔵装置が開発されている。例えば太陽光発電や風力発電などで発電した自然エネルギーの余剰電力を、蓄電池や電気二重層コンデンサなどの蓄電装置に充電し、充電された電力を必要に応じて放電する。このような電力貯蔵装置には、電力の充放電を制御するコンバータやインバータなどのスイッチング電源装置が搭載される。【０００３】
ところで、離島などの送電設備がない地域では、独立した発電設備を備えて電力供給を行う必要があり、自然エネルギーによる電力供給が期待されている。しかしながら、自然エネルギーは自然環境の影響を受けやすく変動も大きいため、蓄電装置などを導入して電力供給の変動を抑制する必要がある。このような電力供給の変動を抑制するためには、発電源と負荷との間の電力の需給バランスを調整する必要があり、電源バスラインに接続された蓄電池やスイッチング電源などを制御する機能を備えた直流給電システムが必要とされる。【０００４】
直流給電システムに関し、例えば特許文献１には、直流バスラインに接続されている各ノードの電圧変化の情報を取得する電圧変化情報取得部と、電圧変化情報取得部が取得した各ノードの電圧変化の情報に基づいて、各ノードのトポロジー情報を生成する経路情報生成部とを備える電力経路情報生成装置が記載されている。【０００５】
また特許文献２には、太陽光発電装置の発電電力を電気二重層キャパシタにいったん蓄えてから複数の蓄電池の充電を行うと共に、充電対象の複数個の蓄電池のうちの少なくとも一つが満充電に達した場合に充電対象から外し、充電対象となっていない他の蓄電池を順次選択して充電することにより、すべての蓄電池に対して充電を実施する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−８２６６６号公報
【特許文献２】特開２００１−６９６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
直流給電システムにおいて、例えば太陽光発電装置からの電力供給が途絶え、さらに蓄電池が空になったときには、ＤＣグリッドを構成する直流給電システム全体が停止することになる。商用系統から電力供給を受けないいわゆる独立型の直流給電システムでは、そのような電力不足によるシステムダウンが許容されており、太陽光発電装置による発電が再開したときにシステムが復帰するように構成されている。【０００８】
しかしながら、ＤＣグリッドの起動時に各ノードが直流バスと送受電をいきなり行うと安全性が損なわれる可能性がある。【０００９】
したがって、本発明の目的は、ＤＣグリッドの起動時に各ノードを安全に直流バスに接続することが可能な直流給電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明による直流給電システムは、直流給電の母線となる直流バスと、ノード接続スイッチを介して前記直流バスに接続可能に構成され、前記直流バスと共にＤＣグリッドを構成する複数のノードと、前記複数のノードを含むＤＣグリッド全体の電力需給を管理する電力管理装置と、前記直流バスがダウンしている状態において、前記複数のノードを予め決められた順番で１台ずつ起動して前記直流バスに接続することにより、前記直流バスを含むＤＣグリッド全体を起動する起動装置とを備え、前記起動装置は、起動電力供給線を介して起動電力を供給することにより前記複数のノードを起動した後、前記ノード接続スイッチを制御して前記直流バスに接続し、前記複数のノードから選ばれた少なくとも一つの診断対象ノードについては、前記起動電力を供給する前に前記起動電力供給線を介して診断信号を供給したときの応答から異常の有無を診断し、前記診断対象ノードが正常である場合に前記起動電力を供給して前記直流バスに接続し、異常である場合に前記起動電力の供給と前記直流バスへの接続を保留することを特徴とする。【００１１】
本発明によれば、各ノードが直流バスといきなり送受電を行うことによる事故の発生を未然に防止してＤＣグリッドを安全に起動することができる。また各ノードの起動に用いる起動電力供給線を用いて診断信号を供給するので、特別な診断機器や専用線を用いることなく診断処理を行うことができる。【００１２】
本発明において、前記起動装置は、起動用蓄電部を含み、前記起動装置は、前記直流バスが起動しているとき前記直流バスから電力供給を受けて前記起動用蓄電部を充電した後、前記直流バスのダウンに備えて前記起動用蓄電部を前記直流バスから切り離し、前記直流バスがダウンしているときに前記起動用蓄電部に蓄えられた電力を前記起動装置の動作及び前記複数のノードの起動に用いることが好ましい。これにより、独立型の直流給電システムであってもＤＣグリッドの再開時に各ノードに起動電力を安定的に供給することができる。【００１３】
本発明において、前記起動装置は、前記ＤＣグリッドの起動指令信号を受信したことを契機に、前記複数のノードの起動を開始することが好ましい。この場合において、前記電力管理装置は、前記ＤＣグリッドが停止状態から起動可能な状態に遷移したこと検知して前記起動指令信号を出力することが好ましい。あるいは、前記起動装置は、前記直流バスがダウンしてから一定期間が経過したことを契機に、前記診断対象ノードの診断を開始してもよい。この構成により、適切なタイミングでノードを起動することができ、さらに特定の診断対象ノードを診断することができる。【００１４】
本発明において、前記起動装置は、前記診断対象ノードの診断結果を前記電力管理装置に通知することが好ましい。これにより、電力管理装置は、異常ノードを除外した状態で電力需給を管理することができる。【００１５】
本発明において、前記複数のノードは、自然エネルギー発電装置を含む発電装置と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記直流バスに接続される少なくとも一つの蓄電装置と、少なくとも一つの負荷機器とを含み、前記診断対象ノードは、少なくとも前記蓄電装置を含み、前記電力管理装置は、前記発電装置の発電量と前記負荷機器の電力消費量とを比較し、前記発電量が前記電力消費量よりも大きい場合に余剰電力を前記蓄電装置に充電し、前記発電量が前記電力消費量よりも小さい場合に前記蓄電装置を放電させて不足電力を供給するように前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを含む前記ＤＣグリッド全体を制御することが好ましい。この構成によれば、自然エネルギーを利用した独立型の直流給電システムにおいて、各ノードを安全に起動することができる。【００１６】
本発明において、前記起動装置は、前記電力管理装置内に組み込まれていることが好ましい。あるいは、前記起動装置は、前記電力管理装置から独立して設けられていてもよい。いずれの構成であっても、本発明による直流給電システムは各ノードを安全に起動することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＤＣグリッドの起動時に各ノードを安全に直流バスに接続することが可能な直流給電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による直流給電システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図２は、起動装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、起動装置が蓄電装置を起動する場合の動作を説明するための図であって、（ａ）は診断信号供給時の動作、（ｂ）は起動電力供給時の動作をそれぞれ示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態による直流給電システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態による直流給電システム１は、直流給電の母線となる直流バス１０と、直流バス１０に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ２１〜２３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１を介して直流バス１０に接続された自然エネルギー発電装置３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して直流バス１０に接続された負荷機器４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介して直流バス１０に接続された蓄電装置５０と、自然エネルギー発電装置３０による発電量と負荷機器４０による電力消費量とを比較し、発電量が電力消費量を上回る場合に蓄電装置５０を充電し、電力消費量が発電量を上回る場合に蓄電装置５０が放電するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１〜２３の動作を含むシステム全体を管理する電力管理装置６０とを備えている。
【００２２】
自然エネルギー発電装置３０、負荷機器４０及び蓄電装置５０は直流バス１０と共にＤＣグリッドを構成しており、自然エネルギー発電装置３０、負荷機器４０及び蓄電装置５０は、対応するＤＣ／ＤＣコンバータ２１〜２３と共に複数のノード２０を構成している。本実施形態において、負荷機器４０及び蓄電装置５０は、ノード接続スイッチ１８を介して直流バス１０に接続されており、ノード接続スイッチ１８は電力管理装置６０によって制御される。すなわち、これらのノード２０は電力管理装置６０からの制御により直流バス１０から切り離すことが可能である。
【００２３】
直流バス１０は、例えば３５０±１００Ｖの高圧直流伝送路である。そのため、それよりも低い電圧で動作する機器を直流バス１０に接続する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続する必要がある。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、自然エネルギー発電装置３０からの例えば２４０Ｖの発電電力を３５０Ｖまで昇圧して直流バス１０に供給する一方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧コンバータ）である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、直流バス１０上の３５０Ｖの電力を２４Ｖまで降圧して負荷機器４０に供給する一方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（降圧コンバータ）である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、直流バス１０上の電力を降圧又は昇圧して蓄電装置５０に供給すると共に、蓄電装置５０からの電力を昇圧又は降圧して直流バス１０に供給する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１〜２３は、ＯＮ／ＯＦＦ指令受信機能及び電力量調整指令受信機能を有しており、電力管理装置６０と通信可能に構成されている。
【００２４】
自然エネルギー発電装置３０は、例えば太陽光発電装置３０Ａや風力発電装置３０Ｂなどである。本実施形態において、太陽光発電装置３０Ａは太陽光発電パネル及びパワーコンディショナーを含み、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａを介して直流バス１０に接続されている。風力発電装置３０Ｂは風力発電機本体及びパワーコンディショナーを含み、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ｂを介して直流バス１０に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａ，２１Ｂは、それぞれのパワーコンディショナーに内蔵されたものであってもよい。パワーコンディショナーは、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）機能、ＯＮ／ＯＦＦ指令受信機能、電力量調整指令受信機能、発電情報送信機能等を有しており、電力管理装置６０と通信可能に構成されている。直流バス１０に接続される自然エネルギー発電装置３０の種類や台数は特に限定されないが、太陽光発電装置３０Ａを含むことが好ましい。太陽光発電装置３０Ａや風力発電装置３０Ｂが発電した電力は、直流バス１０を介して負荷機器４０や蓄電装置５０に供給される。
【００２５】
本実施形態において自然エネルギー発電装置３０はノード接続スイッチ１８を介して直流バス１０に接続されていないが、パワーコンディショナーが有するスイッチ機能によって直流バス１０との接続を外部から制御することが可能である。
【００２６】
負荷機器４０は、例えばＤＣグリッドと外部との通信ネットワークを形成する無線機器やＬＥＤ照明などである。これらの負荷機器４０Ａ，４０Ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａ，２２Ｂを介して直流バス１０にそれぞれ接続されており、直流バス１０から電力の供給を受ける。
【００２７】
蓄電装置５０は、独立に充放電動作が可能な２つの蓄電装置５０Ａ，５０Ｂを含み、各蓄電装置５０Ａ，５０Ｂは蓄電池本体（バッテリーセル）と充電状態を監視し制御するためのＢＭＵ（Battery Management Unit）を含む。蓄電装置５０Ａ，５０Ｂは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２３Ａ，２３Ｂを介して直流バス１０にそれぞれ接続されており、自然エネルギー発電装置３０の発電電力が負荷機器４０によって消費される電力（負荷電力）よりも大きい場合には発電電力の余剰分を充電し、負荷電力が発電電力よりも大きい場合には放電して負荷電力の不足分を補充する。蓄電装置５０Ａ，５０Ｂは実質同一の最大容量及び充放電性能を有することが好ましい。蓄電装置５０Ａ，５０ＢのＢＭＵは、ＯＮ／ＯＦＦ指令受信機能、直流バス電圧調整指令受信機能、充放電電流量調整指令受信機能、蓄電池情報送信機能等を有しており、電力管理装置６０と通信可能に構成されている。各蓄電装置５０Ａ，５０Ｂの充電率を示すＳＯＣ（State Of Charge：残容量（Ah）／満充電容量（Ah）×100）は電力管理装置６０に適宜通知される。
【００２８】
直流給電システム１は、ディーゼル発電機などの燃料発電装置３５をさらに備えていてもよい。自然エネルギー発電装置３０の発電電力が小さい場合に燃料発電装置３５を動作させることにより、あるいは時間や期間のように計画的に動作させることで、発電量を強制的に増加させることができる。したがって、負荷電力の抑制や停電を回避することができ、負荷機器４０に対して電力を安定的に供給することが可能である。また、燃料発電装置３５は直流給電システム１をスタートアップする際の電力源として使用することができる。一般的にディーゼル発電機などの燃料発電装置３５はＡＣ出力であるため、燃料発電装置３５はＡＣ／ＤＣコンバータ２４を介して直流バス１０に接続される。
【００２９】
電力管理装置６０はＥＭＳ（Energy Management System）を装備するコンピュータシステムである。電力管理装置６０はＤＣ／ＤＣコンバータ２１〜２３の入出力動作を遠隔制御することができ、自然エネルギー発電装置３０の発電量や負荷機器４０の電力需要を制御することができる。電力管理装置６０は、直流バス１０の電圧を維持するため、自然エネルギー発電装置３０、負荷機器４０、蓄電装置５０に指令すると共に、これらの機器から情報を収集する。これらの機器への指令及び情報の収集は、ＲＳ−２３２Ｃ、ＲＳ−４８５、ＣＡＮ（Controller Area Network）、Ｅｔｈｒｎｅｔ、Ｗｉ−Ｆｉなどの通信方式を用いて行われる。
【００３０】
電力管理装置６０内には起動装置７０が設けられている。起動装置７０は、電力不足によってバスダウンが発生した後、自然エネルギー発電装置３０による発電量が増加してシステムを再開することが可能となった際に動作する装置である。本実施形態において、起動装置７０は電力管理装置６０内に組み込まれているが、電力管理装置６０から独立した構成であってもよい。
【００３１】
起動装置７０は、予め決められた順番で各ノード２０を１台ずつ起動して直流バス１０に接続することによりＤＣグリッド全体を起動する。また起動装置７０は、複数のノード２０から選ばれた特定の診断対象ノードに対して当該ノードを起動する前に診断信号を供給して正常に動作しているかどうかのチェックを行う。
【００３２】
本実施形態において、起動装置７０は、すべてのノード２０、つまり太陽光発電装置３０Ａ、風力発電装置３０Ｂ、燃料発電装置３５、蓄電装置５０Ａ，５０Ｂ、負荷機器４０Ａ，４０Ｂに起動電力を供給することができる。また起動装置７０は、特定のノード２０、具体的には、蓄電装置５０Ａの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２３Ａ、蓄電装置５０Ｂの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２３Ｂ、負荷機器４０Ａ、負荷機器４０Ｂ、負荷機器４０ＡのＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ａ、負荷機器４０ＢのＤＣ／ＤＣコンバータ２２Ｂに診断信号をそれぞれ供給することができる。
【００３３】
診断信号は、通常は起動電力を供給するための起動電力供給線１１を介して診断対象のノード２０に供給される。診断信号は、各ノード２０に対して個別に供給されてもよく、あるいは複数のノード２０に共通の診断信号がリレースイッチや半導体スイッチなどを介して選択的に供給されてもよい。複数のノード２０に共通の診断信号を選択的に供給する場合、電力管理装置６０からの制御信号によってスイッチ１７を制御して診断対象のノード２０を１台ずつ選択すればよい。スイッチ１７は制御信号線１２を介して電力管理装置６０に接続されており、診断信号の送り先の選択が可能である。
【００３４】
図２は、起動装置７０の構成を示すブロック図である。
【００３５】
図２に示すように、起動装置７０は、ノード２０に起動電力を供給する起動電力供給部７１と、ノード２０に診断信号を供給する診断信号送信部７２と、診断信号を入力したときのノード２０の応答を検出する診断信号検出部７３と、ノード２０の診断結果を記憶する記憶部７４と、起動装置７０内の各部を制御する起動制御部７５と、起動用電源としての起動用蓄電部７６とを備えている。起動用蓄電部７６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７７及びスイッチ７８を介して直流バス１０に接続されている。
【００３６】
起動電力供給部７１は、各ノード２０に起動電力を供給する。起動電力としては起動用蓄電部７６に蓄えられている電力が用いられる。またＤＣグリッドの再開後には、各ノード２０は直流バス１０から電力の供給を受けるので、起動装置７０から各ノード２０への起動電力の供給を停止する。
【００３７】
診断信号送信部７２は起動電力供給部７１の一部であり、各ノード２０にパルス波（矩形波）の診断信号を供給する。すなわち、起動電力供給線１１に直流電力ではなくパルス波を供給する。
【００３８】
診断信号検出部７３は、起動電力供給線１１を介して各ノード２０に診断信号を入力したときの電流及び電圧の応答波形を診断する。診断結果は記憶部７４に記憶される。
【００３９】
起動制御部７５は、診断結果に基づいて各部を制御する。すなわち、ノード２０が正常と診断された場合にはノード接続スイッチ１８やスイッチ１７を制御する制御信号を出力してノード２０を直流バス１０に接続すると共に、起動電力供給部７１から起動電力を供給するように指示する。またノード２０が異常と診断された場合には、起動電力供給部７１は、起動電力を供給せず、直流バス１０に接続するためのノード接続スイッチ１８をオフのままにする。すなわち、ノード２０を起動対象から除外し、直流バス１０から切り離された状態を維持する。
【００４０】
起動用蓄電部７６は、システムを再開する際に起動装置７０を動作させる初期電源として用いられるものである。起動用蓄電部７６は、直流バス１０からＤＣ／ＤＣコンバータ７７を介して電力の供給を受けることができ、直流給電システム１の通常動作時に満充電状態された後、システムダウンに備えて直流バス１０から切り離されている。すなわち、通常時はスイッチ７８がオフの状態である。起動制御部７５は、自然エネルギー発電装置３０の発電量がＤＣグリッドを再起動可能なレベルに達したことを示す起動指令信号を受信したとき、各ノードの起動を開始する。電力管理装置６０は、例えば照度センサーを備えており、太陽光発電装置３０Ａの発電量を間接的に監視してシステムの再開が可能か否かを判断する。起動装置７０内に照度センサーを設け、電力管理装置６０ではなく起動装置７０自身がＤＣグリッドを再開可能かどうか判断することも可能である。
【００４１】
以上の構成において、起動装置７０は、直流バス１０がダウンしている状態でも起動用蓄電部７６から電力供給を受けて省電力で動作しており、起動指令信号の入力を監視している。バスダウンの状態において、ノード２０を直流バス１０に接続するためのノード接続スイッチ１８はすべてオフの状態である。
【００４２】
太陽光発電装置３０Ａの発電量がシステム起動レベルに達したことを電力管理装置６０が検知すると、電力管理装置６０は起動装置７０に対して起動指令信号を送信する。この起動指令信号を受けた起動装置７０は、直流バス１０の電圧を基準電圧（３５０Ｖ）まで持ち上げた後、各ノード２０を予め決められた順番で１台ずつ起動して直流バス１０に接続してシステムを起動する。その際、特定のノード（ここでは蓄電装置５０及び負荷機器４０）については、直流バス１０に接続する前に動作確認を行い、正常である場合には直流バス１０に接続し、異常である場合には直流バス１０への接続を保留する。
【００４３】
特定のノード２０を診断は、上記のように当該ノードを直流バス１０に接続する順番が来たときであって起動電力を供給する前に行ってもよく、あるいは、直流バス１０に接続する順番によらず、直流バス１０がダウンしてから一定期間が経過した後に予め行ってもよい。その後、自然エネルギー発電装置３０の発電量が増加してＤＣグリッドの再開が可能となった時点で、診断結果に基づいて各ノード２０を直流バス１０に接続すると共に、異常があるノード２０については直流バス１０への接続を保留すればよい。
【００４４】
このように、直流バス１０に接続する前に特定のノード２０が正常に動作するか否かを診断することにより、ノード２０が直流バス１０といきなり送受電を行うことによる事故の発生を回避することができる。
【００４５】
図３（ａ）及び（ｂ）は、起動装置７０が蓄電装置５０Ａを起動する場合の動作を説明するための図であって、（ａ）は診断信号供給時の動作、（ｂ）は起動電力供給時の動作をそれぞれ示している。
【００４６】
ＤＣグリッドが停止状態から再開可能な状態に遷移したことを電力管理装置６０が判断したとき、起動装置７０はＤＣグリッドの起動処理を開始する。図３（ａ）に示すように、起動処理を開始した起動装置７０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２３Ａを介して蓄電装置５０Ａに接続された起動電力供給線１１上に診断信号を出力する。診断信号は、例えば１２Ｖのパルス波（矩形波）である。そして、診断信号を印加したときの電流及び電圧の応答波形、つまりノード起動時のパルス電圧の立ち上がり及び立ち下り、電流の立ち上がり及び立ち下がりからノードの異常を検出する。例えば、蓄電装置５０Ａに供給した１２Ｖの矩形波が１０Ｖ以下に低下した場合や、通常は過渡電流が５００ｍＡ以下となるのに対して１Ａ以上流れている場合には、蓄電装置５０Ａが異常であると診断する。
【００４７】
蓄電装置５０Ａに異常がないと診断した場合、起動装置７０は、図３（ｂ）に示すように蓄電装置５０Ａへの起動電力の供給を開始すると共に、ノード接続スイッチ１８をオンにして蓄電装置５０Ａを直流バス１０に接続する。一方、蓄電装置５０Ａに異常があると診断した場合、起動装置７０は、蓄電装置５０Ａに起動電力を供給せず、ノード接続スイッチ１８をオフのままにして蓄電装置５０Ａを直流バス１０から切り離す。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態による直流給電システム１は、ＤＣグリッドが停止状態から起動可能な状態に遷移したときに、複数のノード２０に起動電力を供給すると共に直流バス１０に接続してＤＣグリッドを起動する起動装置７０を備え、起動装置７０は、複数のノード２０のうち特定のノードについては、直流バス１０に接続する前に異常の有無を診断し、正常である場合に直流バス１０に接続し、異常である場合に直流バス１０に接続しないので、ＤＣグリッドの起動時に直流バス１０に対して各ノード２０を安全に接続することができる。また各ノード２０の起動に用いる起動電力供給線１１を用いて診断信号を供給するので、特別な機器や専用線を用いることなく特定のノード２０に対する診断処理を行うことができる。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５０】
例えば、発電装置や負荷機器の種類や数は特に限定されず、どのような発電装置及び負荷機器を何台接続してもよい。また特定のノードではなくすべてのノードを診断対象とすることも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１    直流給電システム
１０    直流バス
１１    起動電力供給線
１２    制御信号線
１７    スイッチ
１８    ノード接続スイッチ
２０    ノード
２１，２１Ａ，２１Ｂ    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２，２２Ａ，２２Ｂ    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２３，２３Ａ，２３Ｂ    ＤＣ／ＤＣコンバータ（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）
２４    ＡＣ／ＤＣコンバータ
３０    自然エネルギー発電装置
３０Ａ    太陽光発電装置
３０Ｂ    風力発電装置
３５    燃料発電装置
４０，４０Ａ，４０Ｂ    負荷機器
５０，５０Ａ，５０Ｂ    蓄電装置
６０    電力管理装置
７０    起動装置
７１    起動電力供給部
７２    診断信号送信部
７３    診断信号検出部
７４    記憶部
７５    起動制御部
７６    起動用蓄電部
７７    ＤＣ／ＤＣコンバータ
７８    スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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