JP2004222341A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に供給する電力を適正値にして、消費電力の低減と安定した電力の供給と、自然エネルギーによる発電電力の有効利用を目的として、節電効果と自然エネルギー利用を同時に達成することを目的とする。
【解決手段】系統電源１と負荷２の間に接続される電圧安定化手段３と創エネ手段として太陽光発電手段４を備え、前記創エネ手段を電圧安定化手段３に内部リンクする構成とし、電圧安定化手段３の負荷側は供給電圧を適正値に制御し、入力側は創エネ手段による発電電力と節電電力を系統電源１へ回生するように制御することにより、一台の３アームあるいは４アームインバータで節電機器と系統連系インバータを実現することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池、風力発電等の自然エネルギーを電力変換し、系統と連系する系統連系インバータや、負荷に供給する電圧を最適に制御し節電効果を上げる節電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の節電装置は、交流電圧の過剰な電圧を下げ、消費電力を少なくする機能を有する、家庭用あるいは業務用のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その節電装置について図７３を参照しながら説明する。
【０００４】
図に示すように、節電装置１０１は、交流電源１０２および負荷１０３の間に配された直列変圧器１０４と、出力側が直列変圧器１０４の２次巻線に接続された回生型インバータ１０５を備えることにより、負荷１０３に印加される電圧を制御する。また、この構成により、回生型インバータ１０５の出力を連続的に制御することにより負荷１０３に印加される電圧を連続的に制御し、負荷１０３側へ安定した節電電力を供給することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２７０８８４号公報（要約、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の節電装置では、インバータを使用することで連続的に負荷の電圧を制御し、負荷へ安定した節電電力を供給することで節電効果を高めることで電力の有効利用をすることはできるが、自然エネルギーを利用することはできない。また、系統連系インバータは、自然エネルギーから取り出された電力を使用可能なエネルギーに変換して系統電源と連系することで利用できるが、負荷の電圧を連続的に制御して負荷への節電電力を制御し、電力の有効利用をすることはできないという課題があり、環境破壊や地球温暖化の防止の観点から電力の有効利用と自然エネルギーを利用した省エネルギー化が強く求められている。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、節電装置に発電装置を接続し、インバータを効果的に制御することにより、自然エネルギーから発電された電力を利用し、また、従来どおり負荷への安定した節電電力を供給することで電力の有効利用と省エネルギー化の両立を可能とする電源システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源システムは上記目的を達成するために、交流電源および負荷の間に負荷側電圧を定電圧に制御する電圧安定化手段と、前記電圧安定化手段に内部リンクする創エネ手段または蓄電手段を設ける構成としたものである。
【０００９】
本発明によれば、創エネ手段あるいは蓄電手段から交流電源に連系し、電力を逆潮流させると共に電圧安定化手段にて負荷に供給する電圧を調整することで、負荷に対して安定した電圧にて電力供給すると共に、電力逆潮流により電力消費量を低減することを可能とすることができる。
【００１０】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段または蓄電手段を設ける構成としたものである。
【００１１】
本発明によれば、回生型インバータにより負荷に供給する過剰な電力を回生すると共に創エネ手段、蓄電手段により自然エネルギーを交流電源に逆潮流することで、より電力使用量を下げることを可能とすることができる。
【００１２】
さらに、交流電源および負荷の間に負荷側電圧を定電圧に制御する電圧安定化手段と、前記電圧安定化手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは前記電圧安定化手段により抽出した交流電源の余剰電力を蓄積する第二蓄電手段を設ける構成としたものである。
【００１３】
本発明によれば、創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を第二蓄電手段に蓄積することができ、負荷の平準化を可能とすることができる。
【００１４】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段を設ける構成としたものである。
【００１５】
本発明によれば、交流電源からの供給電圧が低下した際には、創エネ手段から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には節電手段により負荷にとって最適な電圧への制御を可能とすることができる。
【００１６】
さらに、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする第三蓄電手段を設ける構成としたものである。
【００１７】
本発明によれば、交流電源からの供給電圧が低下した際には、第三蓄電手段から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には節電手段により負荷にとって最適な電圧への制御を行うと同時に、余剰電力を第三蓄電手段への蓄電を可能とすることができる。
【００１８】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を蓄積する第四蓄電手段を設ける構成としたものである。
【００１９】
本発明によれば、交流電源からの供給電圧が低下した際には、第四蓄電手段および創エネ手段から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には、節電手段により負荷側への供給電圧を最適に制御すると同時に、節電手段からの余剰電力及び創エネ手段からの発電電力を第四蓄電手段に蓄電することができる。
【００２０】
さらに、第二電圧安定化手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータによる構成としたものである。
【００２１】
本発明によれば、負荷に供給する電圧を効率よく安定化する電源システムとすることができる。
【００２２】
また、電圧安定化手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータによる構成としたものである。
【００２３】
本発明によれば、電圧安定化手段を直列変圧器と双方向インバータによる構成とすることで、電圧安定化に伴う余剰、あるいは過少電力を効率良く回生あるいは追加供給を可能とすることができる。
【００２４】
さらに、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を蓄積する第二蓄電手段を設ける構成としたものである。
【００２５】
本発明によれば、創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力あるいは節電手段による節電電力を第二蓄電手段に蓄積することができ、負荷の平準化を可能とすることができる。
【００２６】
また、節電手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生型インバータによる構成としたものである。
【００２７】
本発明によれば、節電手段を直列変圧器と回生型インバータによる構成とすることで、負荷に供給する電圧を最適とすることで、余剰電力を効率良く回生することができる。
【００２８】
さらに、節電手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する連系インバータ制御手段を備えた構成としたものである。
【００２９】
本発明によれば、節電手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の交流電源との連系インバータとして利用することで、より回路構成の簡略化が可能となり、より小型で安価な電源システムを可能とすることができる。
【００３０】
また、電圧安定化手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する第二連系インバータ制御手段を備えた構成としたものである。
【００３１】
本発明によれば、電圧安定化手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の交流電源との連系インバータとして利用することで、より回路構成の簡略化が可能となり、より小型で安価な電源システムを可能とすることができる。
【００３２】
さらに、双方向インバータを創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する構成としたものである。
【００３３】
本発明によれば、電圧安定化手段にて使用する双方向インバータを創エネ手段あるいは蓄電手段の交流電源との連系インバータとして利用することで、より回路構成の簡略化が可能となり、より小型で安価な電源システムを可能とすることができる。
【００３４】
また、創エネ手段の発電電力を検出する発電電力検出手段を備える構成としたものである。
【００３５】
本発明によれば、発電電力検知手段を備えることで、自然エネルギーの利用度合いを把握でき、ユーザーの利便性を増すと共に、省エネに対する意識向上を可能とすることができる。
【００３６】
さらに、発電電力検出手段は、電圧安定化手段に内部リンクする電圧を検出する内部リンク電圧検出手段と、電流を検出する内部リンク電流検出手段と、前記内部リンク電圧検出手段により検出した内部リンク電圧と前記内部リンク電流検出手段により検出した内部リンク電流とにより発電電力を演算する発電電力演算手段を備える構成としたものである。
【００３７】
本発明によれば、内部リンクする部分の電圧、電流を計測することで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができる。
【００３８】
また、発電電力検出手段は、節電手段に内部リンクする電圧を検出する第二内部リンク電圧検出手段と、電流を検出する第二内部リンク電流検出手段と、前記第二内部リンク電圧検出手段により検出した前記節電手段に内部リンクする電圧と前記第二内部リンク電流検出手段により検出した前記節電手段に内部リンクする電流とにより発電電力を演算する第二発電電力演算手段を備える構成としたものである。
【００３９】
本発明によれば、内部リンクする部分の電圧、電流を計測することで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができる。
【００４０】
さらに、発電電力検出手段は、電圧安定化手段の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記電圧安定化手段の入力電流を検出する入力電流検出手段と、負荷に供給している電流を検出する負荷電流検出手段と、前記入力電圧検出手段により検出した前記電圧安定化手段の入力電圧と前記入力電流検出手段により検出した前記電圧安定化手段の入力電流と前記負荷電流検出手段により検出した負荷に供給している電流により発電電力を演算する第三発電電力演算手段を備える構成としたものである。
【００４１】
本発明によれば、内部リンクする部分の電圧、電流を計測することで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができる。
【００４２】
また、発電電力検出手段は、節電手段の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記節電手段の入力電流を検出する入力電流検出手段と、負荷に供給している電流を検出する負荷電流検出手段と、前記入力電圧検出手段により検出した前記節電手段の入力電圧と前記入力電流検出手段により検出した前記節電手段の入力電流と前記負荷電流検出手段により検出した負荷に供給している電流とにより発電電力を演算する第四発電電力演算手段を備える構成としたものである。
【００４３】
本発明によれば、内部リンクする部分の電圧、電流を計測することで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができる。
【００４４】
さらに、夜間電力を蓄電手段に蓄積するよう制御する夜間電力蓄電手段と、交流電源電圧が低下した時に蓄積した夜間電力を負荷に供給する電圧低下補償手段を備える構成としたものである。
【００４５】
本発明によれば、夜間電力を蓄積するよう制御する夜間電力蓄電手段を備えることで、交流電源電圧が低下した時にも負荷に対して安定した電圧の供給を可能とすることができる。
【００４６】
また、交流電源の電源電圧の状態により、蓄電手段の充放電を制御する充放電制御手段を備える構成としたものである。
【００４７】
本発明によれば、交流電源の電源電圧の状態に合わせて蓄電手段の充放電を行うことで、交流電源からの供給電力を平準化することができると共に、負荷に供給する電力の安定化を可能とすることができる。
【００４８】
さらに、発電電力検出手段と、負荷へ供給する電力を検出する負荷電力検出手段と、節電手段により電源側へ回生する節電電力検出手段と、蓄電手段への充放電を最適に制御する蓄電最適制御手段を備える構成としたものである。
【００４９】
本発明によれば、創エネ手段からの発電電力と、負荷への供給電力から節電手段により余剰電力を最適に分配することで、交流電源の安定化と蓄電手段の蓄積電力の安定化を可能とすることができる。
【００５０】
また、負荷に供給する電圧を検出する負荷電圧検出手段と、負荷へ供給する目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、負荷電圧と目標電圧の偏差により蓄電手段の充放電を制御する第二充放電制御手段を備える構成としたものである。
【００５１】
本発明によれば、負荷への供給電圧と目標電圧の偏差から過不足分を蓄電手段で補償することで、負荷電圧の安定化が図れ、電源の信頼性の向上を可能とすることができる。
【００５２】
さらに、交流電源の状態に関係なく、創エネ手段から電源を供給する第二電源供給手段を備える構成としたものである。
【００５３】
本発明によれば、交流電源の状態に関係なく、創エネ手段から電源供給できるようにすることで、自然エネルギーの有効活用を可能とすることができる。
【００５４】
また、負荷に流れる電流、あるいは負荷に供給する電力により創エネ手段の発電電力を調整する発電電力調整手段を備える構成としたものである。
【００５５】
本発明によれば、負荷に流れる電流、あるいは電力、及び蓄電手段の電圧、及び交流電源の電源電圧から創エネ手段の発電電力を制御することで、交流電源からの電力供給の抑制、及び交流電源の電圧上昇抑制、蓄電手段の過充電防止を可能とすることができる。
【００５６】
さらに、電圧安定化手段あるいは回生型インバータは、スイッチング素子と逆並列に接続したダイオードを上下に直列接続した直列アームを３本互いに並列接続した３アームインバータを備える構成としたものである。
【００５７】
本発明によれば、電圧安定化手段あるいは回生型インバータに３アームインバータを備えることで、より回路構成を簡略化することができ、より安価な電源システムの構築を可能とすることができる。
【００５８】
また、電圧安定化手段あるいは回生型インバータは、スイッチング素子と逆並列に接続したダイオードを上下に直列接続した直列アームを、少なくとも４本以上互いに並列接続した双方向インバータを備える構成としたものである。
【００５９】
本発明によれば、電圧安定化手段あるいは回生型インバータに４アーム以上の双方向インバータを備えることで、電圧補償幅の向上を可能とすることができる。
【００６０】
さらに、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により連系インバータを電流制御から電圧制御に切り換えるインバータ制御変更手段を備える構成としたものである。
【００６１】
本発明によれば、連系インバータを電流制御から電圧制御に切り換えることで、独立電源として負荷への電源供給を可能とすることができる。
【００６２】
また、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により節電手段の節電運転を停止する節電停止手段を備える構成としたものである。
【００６３】
本発明によれば、交流電源からの電力供給が停止した際に節電運転を停止することで、電源システム内部の損失を低減することができ、システム全体の効率の向上を可能とすることができる。
【００６４】
さらに、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により節電手段の節電電圧幅を下げる節電電圧変更手段を備える構成としたものである。
【００６５】
本実施例によれば、交流電源からの電力供給が停止した際に節電手段の節電電圧幅を下げることで、簡易的な３アーム構成のインバータにおいても、系統連系、節電制御、独立電源として機能することができ、さらに電源システム内部の損失を低減することでシステム全体の効率の向上を可能とすることができる。
【００６６】
また、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により電圧安定化手段の電圧安定化運転を停止する電圧安定化停止手段を備える構成としたものである。
【００６７】
本発明によれば、交流電源からの電力供給が停止した際に電圧安定化運転を停止することで、電源システム内部の損失を低減することができ、システム全体の効率の向上を可能とすることができる。
【００６８】
さらに、交流電源の主幹ブレーカーの容量と創エネ手段あるいは蓄電手段の最大出力容量との合計容量を少なくとも上回る容量を有した配電手段を備える構成としたものである。
【００６９】
本発明によれば、交流電源の主幹ブレーカー容量と創エネ手段あるいは蓄電手段の最大出力容量との合計容量より大容量の配電手段を備えることで、接続できる負荷容量は最大で、交流電源の主幹ブレーカー容量と創エネ手段あるいは蓄電手段の最大出力容量の合計容量まで可能とすることができる。
【００７０】
また、交流電源の主幹ブレーカーの容量と創エネ手段の最大出力容量と蓄電手段の最大出力容量の合計容量を少なくとも上回る容量を有した第二配電手段を備える構成としたものである。
【００７１】
本発明によれば、交流電源の主幹ブレーカー容量と創エネ手段の最大出力容量と蓄電手段の最大出力容量との合計容量より大容量の第二配電手段を備えることで、接続できる負荷容量は最大で、交流電源の主幹ブレーカー容量と創エネ手段及び蓄電手段の最大出力容量の合計容量まで可能とすることができる。
【００７２】
さらに、配電手段あるいは第二配電手段からの電力を分岐する電力分岐手段を備える構成としたものである。
【００７３】
本発明によれば、配電手段あるいは第二配電手段からの電力を分岐する電力分岐手段を備えることで、大容量の配電線を引き回す距離を短縮することができ、負荷への配線コストダウンを可能とすることができる。
【００７４】
また、交流電源の電源電圧の状態により、節電電力を交流電源に回生する回生電流制御手段と節電電力を蓄電手段に充電する第三充放電制御手段を備える構成としたものである。
【００７５】
本発明によれば、交流電源の電源電圧の状態により節電電力の余剰分を蓄電手段あるいは交流電源に振り分けることで、交流電源に対して集中連系していた時の電圧上昇防止を可能とすることができる。
【００７６】
さらに、負荷の変動に応じて蓄電手段の充放電を制御する第四充放電制御手段を備える構成としたものである。
【００７７】
本発明によれば、負荷の変動に応じて蓄電手段の充放電を制御することで、交流電源に過剰で急激な負荷変動の防止を可能とすることができる。
【００７８】
また、負荷の変動に応じて節電手段の制御量を変更する節電制御変更手段を備える構成としたものである。
【００７９】
本発明によれば、負荷の変動に応じて節電手段の制御量を変更することで、負荷に供給する電圧の低下の防止を可能とすることができる。
【００８０】
さらに、交流電源の電源電圧の変動に応じて節電手段の制御量を変更する第二節電制御変更手段を備える構成としたものである。
【００８１】
本発明によれば、交流電源の電源電圧の変動に応じて節電手段の制御量を変更することで、負荷に供給する電圧の急激な上昇あるいは低下の防止を可能とすることができる。
【００８２】
また、交流電源の電源電圧、電流あるいは電力、負荷への供給電圧、電流、あるいは電力、創エネ手段の電圧、電流あるいは電力、蓄電手段の電圧、電流あるいは電力の少なくとも何れか１つ以上を表示する表示手段を備える構成としたものである。
【００８３】
本発明によれば、電源側、負荷側、あるいは蓄電側の電圧、電流、電力を表示することで、ユーザーの電源状態認識、節電意識の向上を可能とすることができる。
【００８４】
さらに、交流電源からの電力削減量を表示するシステム効果表示手段を備える構成としたものである。
【００８５】
本発明によれば、交流電源からの電力の削減量を表示することで、資源エネルギーに対する消費者意識の向上、環境意識の向上を可能とすることができる。
【００８６】
また、契約電力と負荷の使用電力に応じて、蓄電手段の充放電を制御する契約電力制限手段を備える構成としたものである。
【００８７】
本発明によれば、契約電力と負荷の使用電力に応じて蓄電手段の充放電を制御することで、契約電力を超過することがなくなると同時に、超過した過剰使用電力を蓄電手段の電力で補償するため、主幹ブレーカーによる電源遮断発生を未然に防止することを可能とすることができる。
【００８８】
さらに、交流電源からの電力削減量を表示するシステム効果表示手段を備える構成としたものである。
【００８９】
本発明によれば、交流電源からの電力の削減量を表示することで、資源エネルギーに対する消費者意識の向上、環境意識の向上を可能とすることができる。
【００９０】
また、蓄電手段の電圧が一定以上の場合、蓄電手段への充電を停止する充電停止手段を備える構成としたものである。
【００９１】
本発明によれば、蓄電手段の電圧が一定以上の場合、充電を停止することで、蓄電手段への過充電を防止することができ、電源システムの安全性を高めることができる。
【００９２】
さらに、蓄電手段の電圧が一定以下の場合、蓄電手段からの放電を停止する放電停止手段を備える構成としたものである。
【００９３】
本発明によれば、蓄電手段の電圧が一定以下の場合、放電を停止することで、蓄電手段からの過放電を防止することができ、電源システムの保守、メンテナンス作業の削減をすることができる。
【００９４】
また、創エネ手段が電圧安定化手段あるいは節電手段に内部リンクする点を切換えるリンク変更手段を備える構成としたものである。
【００９５】
本発明によれば、創エネ手段、あるいは蓄電手段からの電力変換時の損失を低減し、効率よく利用することができる。
【００９６】
【発明の実施の形態】
本発明の電源システムは上記目的を達成するために、交流電源および負荷の間に負荷側電圧を定電圧に制御する電圧安定化手段と、前記電圧安定化手段に内部リンクする創エネ手段または蓄電手段を設ける構成とすることで、創エネ手段あるいは蓄電手段から交流電源に連系し、電力を逆潮流させると共に電圧安定化手段にて負荷に供給する電圧を調整し、負荷に対して安定した電圧にて電力供給すると共に、電力逆潮流により電力消費量を低減することを可能とすることができるという作用を有する。
【００９７】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段または蓄電手段を設ける構成とすることで、回生型インバータにより負荷に供給する過剰な電力を回生すると共に創エネ手段、蓄電手段により自然エネルギーを交流電源に逆潮流し、より電力使用量を下げることを可能とすることができるという作用を有する。
【００９８】
さらに、交流電源および負荷の間に負荷側電圧を定電圧に制御する電圧安定化手段と、前記電圧安定化手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは前記電圧安定化手段により抽出した交流電源の余剰電力を蓄積する第二蓄電手段を設ける構成とすることで、創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を第二蓄電手段に蓄積することができ、負荷の平準化を可能とすることができるという作用を有する。
【００９９】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段を設ける構成とすることで、交流電源からの供給電圧が低下した際には、創エネ手段から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には節電手段により負荷にとって最適な電圧への制御を可能とすることができるという作用を有する。
【０１００】
さらに、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする第三蓄電手段を設ける構成とすることで、交流電源からの供給電圧が低下した際には、第三蓄電手段から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には節電手段により負荷にとって最適な電圧への制御を行うと同時に、余剰電力を第三蓄電手段への蓄電を可能とすることができるという作用を有する。
【０１０１】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を蓄積する第四蓄電手段を設ける構成とすることで、交流電源からの供給電圧が低下した際には、第四蓄電手段および創エネ手段から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には、節電手段により負荷側への供給電圧を最適に制御すると同時に、節電手段からの余剰電力及び創エネ手段からの発電電力を第四蓄電手段に蓄電することができるという作用を有する。
【０１０２】
さらに、第二電圧安定化手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータによる構成とすることで、負荷に供給する電圧を効率よく安定化する電源システムとすることができるという作用を有する。
【０１０３】
また、節電手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生型インバータによる構成とすることで、負荷に供給する電圧を最適とし、余剰電力を効率良く回生することができるという作用を有する。
【０１０４】
さらに、節電手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する連系インバータ制御手段を備える構成とすることで、より回路構成の簡略化が可能となり、より小型で安価な電源システムを可能とすることができるという作用を有する。
【０１０５】
また、電圧安定化手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する第二連系インバータ制御手段を備えた構成とすることで、より回路構成の簡略化が可能となり、より小型で安価な電源システムを可能とすることができるという作用を有する。
【０１０６】
さらに、創エネ手段の発電電力を検出する発電電力検出手段を備える構成とすることで、自然エネルギーの利用度合いを把握でき、ユーザーの利便性を増すと共に、省エネに対する意識向上を可能とすることができるという作用を有する。
【０１０７】
また、発電電力検出手段は、電圧安定化手段に内部リンクする電圧を検出する内部リンク電圧検出手段と、電流を検出する内部リンク電流検出手段と、前記内部リンク電圧検出手段により検出した内部リンク電圧と前記内部リンク電流検出手段により検出した内部リンク電流とにより発電電力を演算する発電電力演算手段を備える構成とすることで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができるという作用を有する。
【０１０８】
さらに、発電電力検出手段は、節電手段に内部リンクする電圧を検出する第二内部リンク電圧検出手段と、電流を検出する第二内部リンク電流検出手段と、前記第二内部リンク電圧検出手段により検出した前記節電手段に内部リンクする電圧と前記第二内部リンク電流検出手段により検出した前記節電手段に内部リンクする電流とにより発電電力を演算する第二発電電力演算手段を備える構成とすることで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができるという作用を有する。
【０１０９】
また、発電電力検出手段は、電圧安定化手段の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記電圧安定化手段の入力電流を検出する入力電流検出手段と、負荷に供給している電流を検出する負荷電流検出手段と、前記入力電圧検出手段により検出した前記電圧安定化手段の入力電圧と前記入力電流検出手段により検出した前記電圧安定化手段の入力電流と前記負荷電流検出手段により検出した負荷に供給している電流により発電電力を演算する第三発電電力演算手段を備える構成とすることで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１０】
さらに、発電電力検出手段は、節電手段の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記節電手段の入力電流を検出する入力電流検出手段と、負荷に供給している電流を検出する負荷電流検出手段と、前記入力電圧検出手段により検出した前記節電手段の入力電圧と前記入力電流検出手段により検出した前記節電手段の入力電流と前記負荷電流検出手段により検出した負荷に供給している電流とにより発電電力を演算する第四発電電力演算手段を備える構成とすることで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１１】
また、夜間電力を蓄電手段に蓄積するよう制御する夜間電力蓄電手段と、交流電源電圧が低下した時に蓄積した夜間電力を負荷に供給する電圧低下補償手段を備える構成とすることで、交流電源電圧が低下した時にも負荷に対して安定した電圧の供給を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１２】
さらに、交流電源の電源電圧の状態により、蓄電手段の充放電を制御する充放電制御手段を備える構成とすることで、交流電源からの供給電力を平準化することができると共に、負荷に供給する電力の安定化を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１３】
また、発電電力検出手段と、負荷へ供給する電力を検出する負荷電力検出手段と、節電手段により電源側へ回生する節電電力検出手段と、蓄電手段への充放電を最適に制御する蓄電最適制御手段を備える構成とすることで、創エネ手段からの発電電力と、負荷への供給電力から節電手段により余剰電力を最適に分配し、交流電源の安定化と蓄電手段の蓄積電力の安定化を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１４】
さらに、負荷に供給する電圧を検出する負荷電圧検出手段と、負荷へ供給する目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、負荷電圧と目標電圧の偏差により蓄電手段の充放電を制御する第二充放電制御手段を備える構成とすることで、負荷への供給電圧と目標電圧の偏差から過不足分を蓄電手段で補償し、負荷電圧の安定化が図れ、電源の信頼性の向上を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１５】
また、交流電源の状態に関係なく、創エネ手段から電源を供給する第二電源供給手段を備える構成とすることで、交流電源の状態に関係なく、創エネ手段から電源供給でき、自然エネルギーの有効活用を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１６】
さらに、負荷に流れる電流、あるいは負荷に供給する電力、及び蓄電手段の電圧、及び交流電源の電源電圧により創エネ手段の発電電力を調整する発電電力調整手段を備える構成とすることで、負荷に流れる電流、あるいは電力から創エネ手段の発電電力を制御し、交流電源からの電力供給の抑制、及び交流電源の電圧上昇抑制、蓄電手段の過充電防止を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１７】
また、電圧安定化手段あるいは回生型インバータは、スイッチング素子と逆並列に接続したダイオードを上下に直列接続した直列アームを３本互いに並列接続した３アームインバータを備える構成とすることで、より回路構成を簡略化することができ、より安価な電源システムの構築を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１８】
さらに、電圧安定化手段あるいは回生型インバータは、スイッチング素子と逆並列に接続したダイオードを上下に直列接続した直列アームを、少なくとも４本以上互いに並列接続した双方向インバータを備える構成とすることで、電圧補償幅の向上を可能とすることができるという作用を有する。
【０１１９】
また、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により連系インバータを電流制御から電圧制御に切り換えるインバータ制御変更手段を備える構成とすることで、独立電源として負荷への電源供給を可能とすることができるという作用を有する。
【０１２０】
さらに、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により節電手段の節電運転を停止する節電停止手段を備える構成とすることで、電源システム内部の損失を低減することができ、システム全体の効率の向上を可能とすることができるという作用を有する。
【０１２１】
また、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により節電手段の節電電圧幅を下げる節電電圧変更手段を備える構成とすることで、簡易的な３アーム構成のインバータにおいても、系統連系、節電制御、独立電源として機能することができ、さらに電源システム内部の損失を低減することでシステム全体の効率の向上を可能とすることができるという作用を有する。
【０１２２】
さらに、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により電圧安定化手段の電圧安定化運転を停止する電圧安定化停止手段を備える構成とすることで、電源システム内部の損失を低減することができ、システム全体の効率の向上を可能とすることができるという作用を有する。
【０１２３】
また、交流電源の主幹ブレーカーの容量と創エネ手段あるいは蓄電手段の最大出力容量との合計容量を少なくとも上回る容量を有した配電手段を備える構成とすることで、接続できる負荷容量は最大で、交流電源の主幹ブレーカー容量と創エネ手段あるいは蓄電手段の最大出力容量の合計容量まで可能とすることができるという作用を有する。
【０１２４】
さらに、交流電源の主幹ブレーカーの容量と創エネ手段の最大出力容量と蓄電手段の最大出力容量の合計容量を少なくとも上回る容量を有した第二配電手段を備える構成とすることで、接続できる負荷容量は最大で、交流電源の主幹ブレーカー容量と創エネ手段及び蓄電手段の最大出力容量の合計容量まで可能とすることができるという作用を有する。
【０１２５】
また、配電手段あるいは第二配電手段からの電力を分岐する電力分岐手段を備える構成とすることで、大容量の配電線を引き回す距離を短縮することができ、負荷への配線コストダウンを可能とすることができるという作用を有する。
【０１２６】
さらに、交流電源の電源電圧の状態により、節電電力を交流電源に回生する回生電流制御手段と節電電力を蓄電手段に充電する第三充放電制御手段を備える構成とすることで、交流電源の電源電圧の状態により節電電力の余剰分を蓄電手段あるいは交流電源に振り分け、交流電源に対して集中連系していた時の負荷側の電圧上昇防止を可能とすることができるという作用を有する。
【０１２７】
また、負荷の変動に応じて蓄電手段の充放電を制御する第四充放電制御手段を備える構成とすることで、交流電源に過剰で急激な負荷変動の防止を可能とすることができるという作用を有する。
【０１２８】
さらに、負荷の変動に応じて節電手段の制御量を変更する節電制御変更手段を備える構成とすることで、負荷に供給する電圧の低下の防止を可能とすることができるという作用を有する。
【０１２９】
また、交流電源の電源電圧の変動に応じて節電手段の制御量を変更する第二節電制御変更手段を備える構成とすることで、負荷に供給する電圧の急激な上昇あるいは低下の防止を可能とすることができるという作用を有する。
【０１３０】
さらに、交流電源の電源電圧、電流あるいは電力、負荷への供給電圧、電流、あるいは電力、創エネ手段の電圧、電流あるいは電力、蓄電手段の電圧、電流あるいは電力の少なくとも何れか１つ以上を表示する表示手段を備える構成とすることで、ユーザーの電源状態認識、節電意識の向上を可能とすることができるという作用を有する。
【０１３１】
また、契約電力と負荷の使用電力に応じて、蓄電手段の充放電を制御する契約電力制限手段を備える構成とすることで、契約電力と負荷の使用電力に応じて蓄電手段の充放電を制御し、契約電力を超過することがなくなると同時に、超過した過剰使用電力を蓄電手段の電力で補償するため、主幹ブレーカーによる電源遮断発生を未然に防止することを可能とすることができるという作用を有する。
【０１３２】
さらに、交流電源からの電力削減量を表示するシステム効果表示手段を備える構成とすることで、交流電源からの電力の削減量を表示し、資源エネルギーに対する消費者意識の向上、環境意識の向上を可能とすることができるという作用を有する。
【０１３３】
また、蓄電手段の電圧が一定以上の場合、蓄電手段への充電を停止する充電停止手段を備える構成とすることで、蓄電手段への過充電を防止することができ、電源システムの安全性を高めることができるという作用を有する。
【０１３４】
さらに、蓄電手段の電圧が一定以下の場合、蓄電手段からの放電を停止する放電停止手段を備える構成とすることで、蓄電手段からの過放電を防止することができ、電源システムの保守、メンテナンス作業の削減をすることができるという作用を有する。
【０１３５】
また、創エネ手段が電圧安定化手段あるいは節電手段に内部リンクする点を切換えるリンク変更手段を備える構成とすることで、創エネ手段、あるいは蓄電手段からの電力変換時の損失を低減し、効率よく利用することができるという作用を有する。
【０１３６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【０１３７】
（実施例１）
以下、本発明の第１実施例（実施例１、実施例２３に対応）について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【０１３８】
図１に本発明の第１実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。電源システムは、交流電源１から供給される電源の電源電圧をユーザーの求める電圧に調整する電圧安定化手段３を備えている。また電圧安定化手段３は、内部の交流入力回路側に太陽光発電手段４をリンクしている。
【０１３９】
電圧安定化手段３の構成について図２を参照しながら説明する。図に示すように、電圧安定化手段３は、交流電源１と負荷２の間に双方向インバータ５、すなわち、交流電源１から供給される交流電力を一旦直流に変換すべく、フルブリッジコンバータ５ａと、コンデンサ５ｂと、直流から交流に変換するフルブリッジインバータ５ｃと、フルブリッジコンバータ５ａとフルブリッジインバータ５ｃを制御する安定化制御部５ｄにより構成する。フルブリッジコンバータ５ａは通常の電流制御を行い、フルブリッジインバータ５ｃは通常の電圧制御を行うものであり、既に公知の技術であるため、その詳細な説明は省略する。
【０１４０】
次に太陽光発電手段４について図３を参照しながら説明する。図に示すように、太陽光発電手段４は、太陽電池４ａと、太陽電池４ａからの直流電圧を安定した直流電圧に変換する昇降圧回路４ｂと、昇降圧回路４ｂにより安定した直流電圧を交流電圧に変換する創エネ用インバータ４ｃと、昇降圧回路４ｂと創エネ用インバータ４ｃを制御する創エネ制御部４ｄにより構成する。
【０１４１】
このように、交流電源１からの交流電圧を安定化する電圧安定化手段３と、太陽光発電手段４を電圧安定化手段３に内部リンクする構成とすることにより、太陽光発電手段４が集中連系し、交流電源１の電源電圧が上昇した場合であっても負荷２に対して安定した電圧にて電力を供給すると共に、負荷２の消費電力が少ない場合は、太陽光発電手段４にて発電した発電電力を創エネ用インバータ４ｃから交流電源１に逆潮流することになる。
【０１４２】
以上のように本実施例によれば、負荷２に対して安定した電圧にて電力供給すると共に、電力逆潮流により電力消費量を低減することを可能とすることができる。
【０１４３】
なお、本実施例においては、内部リンク点を内部の交流入力回路側としたが、内部の交流出力回路側であってもよい。
【０１４４】
なお、本実施例においては、安定化制御部５ｄと創エネ制御部４ｄは個別になっているが、同一の制御部であってもよい。
【０１４５】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０１４６】
（実施例２）
以下、本発明の第２実施例（実施例１、実施例２２に対応）について、図４を参照しながら説明する。
【０１４７】
なお、第１実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１４８】
第２実施例の電源システムの構成ブロックは、第１実施例と同じである。
【０１４９】
第１実施例と異なる電圧安定化手段３の構成について、図４を参照しながら説明する。図に示すように、電圧安定化手段３は、交流電源１と負荷２の間に双方向インバータ５、すなわち、交流電源１から供給される交流電力を一旦直流に変換すべく、フルブリッジコンバータ５ａと、コンデンサ５ｂと、直流から交流に変換し、かつフルブリッジコンバータ５ａと１本のアームを共用するフルブリッジインバータ５ｃと、フルブリッジコンバータ５ａとフルブリッジインバータ５ｃを制御する安定化制御部５ｄにより構成する。フルブリッジコンバータ５ａは系統側の電流力率制御を行う。また、フルブリッジインバータ５ｃはフルブリッジコンバータ５ａにより制御されている共用アームの変調率に応じて、負荷側の電圧が目標電圧一定となるように専用アームの変調率を制御する。
【０１５０】
このように、交流電源１からの交流電圧を安定化する電圧安定化手段３を３アームインバータとすることにより、負荷２に対して安定した電力を供給すると共に、負荷２の消費電力が少ない場合は、創エネ用インバータ４ｃから交流電源１に逆潮流することになる。
【０１５１】
以上のように本実施例によれば、負荷２に対して安定した電圧にて電力供給すると共に、電力逆潮流により電力消費量を低減することを可能とすることができ、また、３アームインバータ構成とすることで、より回路構成を簡略化することができ、より安価な電源システムの構築を可能とすることができる。
【０１５２】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０１５３】
（実施例３）
以下、本発明の第３実施例（実施例２に対応）について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【０１５４】
なお、第１実施例あるいは第２実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１５５】
図５に本発明の第３実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。電源システムは、交流電源１から供給される電源の電源電圧をユーザーの求める電圧に調整する電圧安定化手段３を備えている。また電圧安定化手段３は、内部の交流入力回路側に蓄電手段６をリンクしている。
【０１５６】
次に蓄電手段６について図６を参照しながら説明する。図に示すように、蓄電手段６は、バッテリ６ａとバッテリ６ａの充放電を行う昇降圧チョッパ回路６ｂと昇降圧チョッパ回路６ｂの出力を交流電力に変換するバッテリ用インバータ６ｃと昇降圧チョッパ回路６ｂとバッテリ用インバータ６ｃを制御する蓄電制御部６ｄにより構成する。
【０１５７】
このように、交流電源１からの交流電圧を安定化する電圧安定化手段３と、蓄電手段６を電圧安定化手段３に内部リンクする構成とすることにより、交流電源１が安定しているときに蓄電手段６によりバッテリ６ａへ電力を蓄電し、交流電源１が不安定になり負荷２への供給電力が不足した場合は、蓄電手段６によりバッテリ６ａの電力を放電し、負荷２に不足分の電力を供給し、さらには交流電源１からの電源電圧が不安定となった場合においても、電圧安定化手段３により負荷２に対して安定した電圧にて電力供給を行なうことができる。
【０１５８】
以上のように本実施例によれば、交流電源１の変動に対しても負荷２に対して安定した電圧にて安定した電力の供給と自然エネルギーを交流電源１に逆潮流し、より電力使用量を下げることを可能とすることができる。
【０１５９】
なお、本実施例においては、内部リンク点を内部の交流出力回路側としたが、内部の交流入力回路側であってもよい。
【０１６０】
また、本実施例において安定化制御部５ｄと蓄電制御部６ｄは別になっているが、同一の制御部であってもよい。
【０１６１】
さらに、電圧安定化手段３の双方向インバータ５は、合計４つのアームによる構成であっても、３つのアームによる構成であっても作用効果に相違無く、何れであってもよい。
【０１６２】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０１６３】
（実施例４）
以下、本発明の第４実施例（実施例３に対応）について、図７から図９を参照しながら説明する。
【０１６４】
なお、第１実施例から第３実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１６５】
図７に本発明の第４実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。電源システムは、交流電源１から供給される電源の電源電圧をユーザーの求める電圧に調整する電圧安定化手段３を備えており、内部の交流入力回路側に太陽光発電手段４と第二蓄電手段７をリンクしている。
【０１６６】
次に第二蓄電手段７について図８を参照しながら説明する。図に示すように、第二蓄電手段７は、バッテリ７ａとバッテリ７ａの充放電を行う昇降圧チョッパ回路７ｂと昇降圧チョッパ回路７ｂの出力を交流電力に変換するバッテリ用インバータ７ｃと昇降圧チョッパ回路７ｂとバッテリ用インバータ７ｃを制御する第二蓄電制御部７ｄにより構成する。
【０１６７】
次に第二蓄電制御部７ｄの制御フローチャートについて、図９を参照しながら説明する。
【０１６８】
図に示すように、第二蓄電制御部７ｄは、バッテリ７ａの電圧と充放電時間から放電可能電力を計算する。次に太陽光発電手段４により発電した電力を入力する。計算したバッテリ７ａの放電可能電力と、太陽光発電手段４の発電電力から交流電源１の電源電圧状態に応じて、太陽光発電手段４の発電電力分をバッテリ７ａに蓄電するかを判定する。この発電電力の蓄電するか否かにより、昇降圧チョッパ回路７ｂとバッテリ用インバータ７ｃを制御する。
【０１６９】
このように、交流電源１からの交流電圧を安定化する電圧安定化手段３と、第二蓄電手段７を備える構成とすることにより、交流電源１が安定しているときに第二蓄電手段７により、太陽光発電手段４により発電した電力はバッテリ７ａへ電力を蓄電し、交流電源１が不安定になり負荷２への供給電力が不足した場合は、第二蓄電手段７によりバッテリ７ａの電力を放電し、負荷２に不足分の電力を供給することができる。
【０１７０】
以上のように本実施例によれば、交流電源１の変動に対しても負荷２に対して安定した電圧にて安定した電力の供給と、太陽光発電手段４の余剰電力あるいは電圧安定化手段３による過剰電力を第二蓄電手段に蓄積することができ、負荷の平準化を可能とすることができる。
【０１７１】
なお、本実施例においては、内部リンク点を内部の交流出力回路側としたが、内部の交流入力回路側であってもよい。
【０１７２】
また、本実施例において安定化制御部５ｄと第二蓄電制御部７ｄは別になっているが、同一の制御部であってもよい。
【０１７３】
さらに、電圧安定化手段３の双方向インバータ５は、合計４つのアームによる構成であっても、３つのアームによる構成であっても作用効果に相違無く、何れであってもよい。
【０１７４】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０１７５】
さらに、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０１７６】
（実施例５）
以下、本発明の第５実施例（実施例４、及び８に対応）について、図１０から図１２を参照しながら説明する。
【０１７７】
なお、第１実施例から第４実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１７８】
図１０に本発明の第５実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、節電手段８は、内部の交流入力回路側に太陽光発電手段４をリンクしている。
【０１７９】
節電手段８の構成について、図１１を参照しながら説明する。図に示すように、節電手段８は、交流電源１と負荷２の間に直列変圧器９の１次巻線を備えており、直列変圧器９の２次巻線と交流電源１の間には、回生型インバータ８ａ、すなわち、回生電流制御アーム８ｂと、節電制御アーム８ｃと、コンデンサ８ｄを備えている。また、節電手段８は、回生型インバータ８ａを制御する回生制御部８ｅと負荷２への供給電圧を検出する負荷電圧検出部８ｆと、交流電源１の電圧を検出する交流電圧検出部８ｇと、交流電源側の電流を検出する交流電流検出部８ｈにより構成している。
【０１８０】
次に節電手段８の動作について詳細説明する。負荷２への供給電圧は、負荷電圧検出部８ｆにより検出し、供給電圧の実測値と供給電圧の目標値との偏差により節電制御アーム８ｃの変調率を制御する。直列変圧器９からの回生電力は、回生電流制御アーム８ｂにより交流電源１へと回生する。この時、回生電流制御アーム８ｂは、回生電流が正弦波電流となるように電流制御を行う。
【０１８１】
このように、交流電源１から供給された交流の電源を負荷２にとって最適な電圧として電力を供給することとなる。
【０１８２】
以上のように本実施例によれば、回生型インバータ８ａにより負荷２に供給する過剰な電力を回生すると共に創エネ手段による自然エネルギーを交流電源１に逆潮流し、より電力使用量を下げることを可能とすることができる。
【０１８３】
なお、本実施例においては、回生型インバータ８ａは回生電流制御アーム８ｂと節電制御アーム８ｃの合計４つのアームによる構成としたが、図１２に示すように、回生電流制御アーム８ｂの一方のアームと節電制御アーム８ｃの一方のアームを共通で使用し、合計３つのアームによる構成としてもよい。
【０１８４】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０１８５】
（実施例６）
以下、本発明の第６実施例（実施例５に対応）について、図１３から図１５を参照しながら説明する。
【０１８６】
なお、第１実施例から第５実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１８７】
図１３に本発明の第６実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、節電手段８は、内部の交流入力回路側に第三蓄電手段１０をリンクしている。
【０１８８】
次に第三蓄電手段１０の構成について図１４を参照しながら説明する。図に示すように、第三蓄電手段１０は、バッテリ１０ａと、バッテリ１０ａの充放電を行う昇降圧チョッパ回路１０ｂと、昇降圧チョッパ回路１０ｂの出力を交流電力に変換するバッテリ用インバータ１０ｃと、昇降圧チョッパ回路１０ｂ及びバッテリ用インバータ１０ｃを制御する第三蓄電制御部１０ｄとにより構成する。
【０１８９】
次に第三蓄電制御部１０ｄの制御フローについて図１５を参照しながら説明する。図に示すように、第三蓄電制御部１０ｄは、バッテリ１０ａの電圧と充放電時間から放電可能電力を計算する。次に節電手段８の負荷電圧検出部８ｆにより検出した負荷２への供給電圧の実測値と供給電圧の目標値との偏差から、実測値が目標値より高い場合、バッテリ１０ａに充電すなわち降圧するよう制御し、実測値が目標値より低いあるいは等しい場合、バッテリ１０ａから放電すなわち昇圧するよう制御する。
【０１９０】
このように、交流電源１および負荷２の間に配した直列変圧器９を備えた節電手段８と、第三蓄電手段１０を備える構成とすることにより、負荷２への供給電圧が目標値より高い場合、バッテリ１０ａに充電を行い、低い場合、バッテリ１０ａから放電し、負荷２に過不足のない電力供給を行うことができる。
【０１９１】
以上のように本実施例によれば、交流電源からの供給電圧が低下した際には、第三蓄電手段１０から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には節電手段８により負荷２にとって必要十分な電圧への制御を行うと同時に、第三蓄電手段１０への余剰電力の蓄電を可能とすることができる。
【０１９２】
なお、節電手段８の回生型インバータ８ａは、合計４つのアームによる構成であっても、３つのアームによる構成であっても作用効果に相違無く、何れであってもよい。
【０１９３】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０１９４】
（実施例７）
以下、本発明の第７実施例（実施例６に対応）について、図１６から図１８を参照しながら説明する。
【０１９５】
なお、第１実施例から第６実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１９６】
図１６に本発明の第７実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、節電手段８は、内部の交流入力回路側に第四蓄電手段１１をリンクしている。
【０１９７】
次に第四蓄電手段１１の構成について図１７を参照しながら説明する。図に示すように、第四蓄電手段１１は、バッテリ１１ａと、バッテリ１１ａの充放電を行う昇降圧チョッパ回路１１ｂと、昇降圧チョッパ回路１１ｂの出力を交流電力に変換するバッテリ用インバータ１１ｃと、昇降圧チョッパ回路１１ｂ及びバッテリ用インバータ１１ｃを制御する第四蓄電制御部１１ｄとにより構成する。
【０１９８】
次に第四蓄電制御部１１ｄの制御フローについて図１８を参照しながら説明する。図に示すように、第四蓄電制御部１１ｄは、バッテリ１１ａの電圧と充放電時間から放電可能電力を計算する。次に節電手段８の負荷電圧検出部８ｆにより検出した負荷２への供給電圧の実測値と供給電圧の目標値との偏差１を計算する。さらに太陽光発電手段４からの発電電力を入力する。また、負荷２に供給している電力を入力し、太陽光発電手段４からの発電電力との偏差２を計算する。この計算した偏差１から、負荷２への供給電圧の実測値が目標値より高い場合、充電するように制御し、少ない場合は放電するように制御する。また、その時の充放電量は、太陽光発電手段４からの発電電力と負荷２への供給電力との偏差から、比例積分制御により、目標とする充放電電流値を算出し、制御する。
【０１９９】
このように、交流電源１および負荷２の間に配した直列変圧器９を備えた節電手段８と、第四蓄電手段１１を備える構成とすることにより、太陽光発電手段４からの発電電力が負荷２への供給電力より多い場合、バッテリ１１ａに充電を行い、低い場合、バッテリ１１ａから放電し、負荷２に過不足なく、かつ自然エネルギーの有効利用率を高めることができる。
【０２００】
以上のように本実施例によれば、交流電源１からの供給電圧が低下した際には、第四蓄電手段１１および太陽光発電手段４から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には、節電手段８により負荷側への供給電圧を必要十分な電圧に制御すると同時に、節電手段８からの余剰電力及び太陽光発電手段４からの発電電力を第四蓄電手段１１に蓄電することができる。
【０２０１】
なお、節電手段８の回生型インバータ８ａは、合計４つのアームによる構成であっても、３つのアームによる構成であっても作用効果に相違無く、何れであってもよい。
【０２０２】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０２０３】
さらに、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０２０４】
（実施例８）
以下、本発明の第８実施例（実施例７に対応）について、図１９から図２２を参照しながら説明する。
【０２０５】
なお、第１実施例から第７実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２０６】
図１９に本発明の第８実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、第二電圧安定化手段１２は、内部の交流入力回路側に太陽光発電手段４をリンクしている。
【０２０７】
第二電圧安定化手段１２の構成について、図２０を参照しながら説明する。図に示すように、第二電圧安定化手段１２は、交流電源１と負荷２の間に直列変圧器９の１次巻線を備えており、直列変圧器９の２次巻線と交流電源１の間には、双方向インバータ１２ａ、すなわち、フルブリッジコンバータアーム１２ｂと、フルブリッジインバータアーム１２ｃと、コンデンサ１２ｄを備えている。また、第二電圧安定化手段１２は、双方向インバータ１２ａを制御する双方向インバータ制御部１２ｅと、負荷２への供給電圧を検出する負荷電圧検出部１２ｆと、交流電源１の電圧を検出する交流電圧検出部１２ｇと、交流電源側の電流を検出する交流電流検出部１２ｈにより構成している。
【０２０８】
次に第二電圧安定化手段１２の動作について、図２１を参照しながら説明する。負荷２への供給電圧は、負荷電圧検出部１２ｆにより検出し、供給電圧の実測値と供給電圧の目標値との偏差によりフルブリッジインバータアーム１２ｃの変調率を制御する。直列変圧器９からの回生電力は、フルブリッジコンバータアーム１２ｂにより交流電源１へと回生する。この時、フルブリッジコンバータアーム１２ｂは、回生電流が正弦波電流となるように電流制御を行う。また、負荷２への供給電圧が目標供給電圧を下回った場合、第二電圧安定化手段１２は補助電源として機能し、フルブリッジコンバータアーム１２ｂにより交流電力を直流電力に変換し、フルブリッジインバータアーム１２ｃにより交流電力に再変換する。この交流電力の補償分は、直列変圧器９を通して負荷２へ供給することとなる。
【０２０９】
このように、交流電源１から供給された交流の電源を第二電圧安定化手段１２により負荷２にとって必要十分な電圧として電力を供給することとなる。
【０２１０】
以上のように本実施例によれば、第二電圧安定化手段１２により負荷２に供給する過剰な電力を回生すると共に創エネ手段による自然エネルギーを交流電源１に逆潮流し、より電力使用量を効率よく下げることを可能とすることができる。
【０２１１】
なお、本実施例においては、第二電圧安定化手段１２はフルブリッジコンバータアーム１２ｂとフルブリッジインバータアーム１２ｃの合計４つのアームによる構成としたが、図２２に示すように、フルブリッジコンバータアーム１２ｂの一方のアームとフルブリッジインバータアーム１２ｃの一方のアームを共通で使用し、合計３つのアームによる構成としてもよい。
【０２１２】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０２１３】
（実施例９）
以下、本発明の第９実施例（実施例９、２４、２５に対応）について、図２３から図２８を参照しながら説明する。
【０２１４】
なお、第１実施例から第８実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２１５】
図２３に本発明の第９実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、節電手段８は、内部の直流部に第二太陽光発電手段１３をリンクしている。また、本電源システムには、連系インバータ制御手段１４と電源停止検出手段１５と電源停止の検出から節電手段８の節電運転を停止する節電停止手段１６を備えている。
【０２１６】
まず電源停止検出手段１５は、連系インバータ制御手段１４による受動方式、能動方式により単独運転検出方法によるものであり、公知の技術のため、詳細な説明は省略する。
【０２１７】
次に第二太陽光発電手段１３の構成について、図２４を参照しながら説明する。図に示すように、第二太陽光発電手段１３は、第二太陽電池１３ａと、第二太陽電池１３ａからの直流電圧を安定した直流電圧に変換する第二昇降圧回路１３ｂと、第二昇降圧回路１３ｂを制御する第二創エネ制御部１３ｃにより構成する。
【０２１８】
次に節電手段８の制御方法は、直流リンク部の電圧一定制御と回生電流の力率制御を行うため、第二太陽光発電手段１３を直流リンクしたことによる定常状態における変更はない。
【０２１９】
次に連系インバータ制御手段１４について、図２５を参照しながら説明する。図に示すように、連系インバータ制御手段１４は、連系制御部１４ａと、節電制御部１４ｂと、節電短絡スイッチ１４ｃと、入力開閉スイッチ１４ｄを備えている。
【０２２０】
次に連系インバータ制御手段１４の制御方法は、電源停止検出手段１５が、交流電源１の停電を検出した場合、単独運転を検出し、節電制御部１４ｂは節電停止手段１６を介して節電手段８に指令を送る。指令を受けた節電手段８は回生制御部８ｅにより、節電制御アーム８ｃのアーム中点電圧の電位差をスローダウンするように、節電制御アーム８ｃの指令値を渡し、最終的に停止する。さらに、節電制御部１４ｂは節電短絡スイッチ１４ｃを閉じる。連系制御部１４ａは、節電手段８の回生制御部８ｅに対して、回生電流制御アーム８ｂのアームを停止し、さらに入力開閉スイッチ１４ｄをオープンとし、交流電源１から入力側を切り離す。
【０２２１】
また、連系インバータ制御手段１４は、交流電源１が停電後ある一定時間Ｔ１を経過しても復電しない場合、自立運転を開始する。自立運転の制御シーケンスについて図２６を参照しながら説明する。図２６において、連系インバータ制御手段１４は、自立運転時、入力開閉スイッチ１４ｄは開閉制御を行わず、開状態であることを確認し、開状態にあれば、連系制御部１４ａは、インバータ制御変更手段１７を介して回生制御部８ｅに指令を送り、回生電流制御アーム８ｂをソフトスタートさせる。この時、インバータ制御変更手段１７は、連系制御部１４ａの指令により、電流制御ではなく自立運転として電圧制御型のインバータとして動作し、回生電流制御アーム８ｂを負荷２に供給する電源電圧が指令電圧となるように、負荷電圧一定制御を行う。この時、節電制御アーム８ｃは停止状態を保持し、節電短絡スイッチ１４ｃについてもオープンとはしない。
【０２２２】
次に、自立運転をしている時、系統電源１が復電した場合の動作シーケンスにつて図２７を参照しながら説明する。連系制御部１４ａから回生制御部８ｅに指令を送り、回生電流制御アーム８ｂを一旦スローダウンし停止したことを確認してから、入力開閉スイッチ１４ｄを閉じて交流電源１を接続する。その後、回生電流制御アーム８ｂを連系運転させるために、連系制御部１４ａからインバータ制御変更手段１７に指令を送り、電圧制御から電流制御に変更し、再スタートさせる。さらに節電制御部１４ｂから回生制御部８ｅに指令を送り、節電制御アーム８ｃをソフトスタートさせると共に、節電短絡スイッチ１４ｃをオープンする。
【０２２３】
交流電源１が復電した時、自立運転をしていなかった場合の動作シーケンスについて図２８を参照しながら説明する。連系制御部１４ａは、入力開閉スイッチ１４ｄを閉じ、回生制御部８ｅに指令を送り回生電流制御アーム８ｂを制御して連系運転を再開する。さらに節電制御部１４ｂから回生制御部８ｅに指令を送り、節電制御アーム８ｃをソフトスタートさせると共に、節電短絡スイッチ１４ｃをオープンする。
【０２２４】
このように、交流電源１から供給された交流の電源を負荷２にとって最適な電圧として電力を供給することとなる。
【０２２５】
以上のように本実施例によれば、第二太陽光発電手段１３あるいは蓄電手段６のインバータ部を除いた電力源の連系インバータと節電手段８のインバータ部分の共用化により回路構成の簡略化が図れると共に、小型で安価な電源システムを可能とすることができる。また、交流電源１からの供給が停止した場合においても、電源停止検出手段１５による電源停止の検出から連系インバータを電流制御から電圧制御に切り換え、独立電源として負荷２への電源供給を可能とすることができる。さらに、電源停止の検出から節電手段８の節電運転を停止する節電停止手段１６を備える構成とすることで、電源システム内部の損失を低減することができ、システム全体の効率の向上を可能とすることができる。
【０２２６】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０２２７】
（実施例１０）
以下、本発明の第１０実施例（実施例１０、２０、２７に対応）について、図２９及び図３０を参照しながら説明する。
【０２２８】
なお、第１実施例から第９実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２２９】
図２９に本発明の第１０実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、第二連系インバータ制御手段１８と電源停止検出手段１５と電源停止の検出から電圧安定化手段３の運転を停止する電圧安定化停止手段１９を備えている。
【０２３０】
次に電源システム詳細について、図３０を参照しながら説明する。
【０２３１】
まず、電圧安定化手段３は、内部の直流部に第二太陽光発電手段１３をリンクしている。
【０２３２】
次に電圧安定化手段３の制御方法は、第二太陽光発電手段１３がリンクしている直流部の電圧一定制御と回生電流の力率制御を行うため、第二太陽光発電手段１３を直流リンクしたことによる定常状態における変更はない。
【０２３３】
また第二連系インバータ制御手段１８は、第二連系制御部１８ａと、電圧安定化制御部１８ｂを備えている。
【０２３４】
さらに第二連系インバータ制御手段１８の制御方法は、第二連系制御部１８ａが、交流電源１の停電を検出した場合、単独運転を検出し、電圧安定化制御部１８ｂに信号を送る。電圧安定化制御部１８ｂは、電圧安定化停止手段１９を通じて安定化制御部５ｄに、フルブリッジコンバータ５ａをスローダウンするように指令を送る。指令を受けた安定化制御部５ｄは運転を停止、すなわちフルブリッジコンバータ５ａを停止する。同時に、第二連系制御部１８ａは、第二電源供給手段２０を通じて安定化制御部５ｄに指令を送ることによりフルブリッジインバータ５ａは運転を継続し、第二太陽光発電手段１３からの発電電力供給を継続すなわち自立運転を行う。第二連系制御部１８ａは、さらに入力開閉スイッチ１８ｃをオープンとし、交流電源１から入力側を切り離す。第二連系インバータ制御手段１８は、自立運転時、入力開閉スイッチ１８ｃの開閉制御を行わない。さらに、第二連系制御部１８ａは、交流電源１が復電した時、自立運転か否かに関わらず、連系運転を再開する。
【０２３５】
このように、交流電源１から供給される電力を負荷２にとって必要十分な電圧として供給することとなり、交流電源１の状態に関係なく、すなわち電源の供給、停止、あるいは電源電圧の上昇降下変動に関係なく、負荷２には連続で電力供給を行うこととなる。
【０２３６】
以上のように本実施例によれば、第二太陽光発電手段１３あるいは蓄電手段６のインバータ部を除いた電力源の連系インバータと電圧安定化手段３のインバータ部分の共用化により回路構成の簡略化が図れると共に、小型で安価な電源システムを可能とすることができる。また、交流電源１からの供給が停止した場合においても、電源停止検出手段１５による電源停止の検出から交流電源１との連系部を切り離し、独立電源として負荷２へ連続して電源供給を可能とすることができる。
【０２３７】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０２３８】
（実施例１１）
以下、本発明の第１１実施例（実施例１１に対応）について、図３１を参照しながら説明する。
【０２３９】
なお、第１実施例から第１０実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２４０】
図３１に本発明の第１１実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。
【０２４１】
図３１に示すように、発電電力検出手段２１は、太陽光発電手段４の太陽電池４ａの電圧を検出する太陽電池電圧検出手段２１ａと、太陽光発電手段４から昇降圧回路４ｂへ流れる電流を検出する太陽電池電流検出手段２１ｂを備えており、検出した太陽電池電圧と、太陽電池電流を発電電力演算手段２１ｃに入力するように構成されている。発電電力検出手段２１は、太陽電池電圧と、太陽電池電流の瞬時値から発電電力の瞬時値を計算するように構成している。計算した発電電力は、発電電力表示手段２１ｄに渡され、液晶部に表示するように構成している。
【０２４２】
このように、太陽光発電手段４により発電した電力を表示することとなる。
【０２４３】
以上のように本実施例によれば、自然エネルギーの利用度合いを把握でき、ユーザーの利便性を増すと共に、省エネに対する意識向上を可能とすることができる。
【０２４４】
なお、本実施例においては、発電した瞬時電力を計算するように構成したが、商用電源のサイクルに合わせた平均値、有効電力、皮相電力であってもよい。
【０２４５】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０２４６】
（実施例１２）
以下、本発明の第１２実施例（実施例１２に対応）について、図３２を参照しながら説明する。
【０２４７】
なお、第１実施例から第１１実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２４８】
図３２に本発明の第１２実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。
【０２４９】
図３２に示すように、発電電力検出手段２１は、電圧安定化手段３に内部リンクする電圧を検出する内部リンク電圧検出手段２２と、内部のリンク点の電流を検出する内部リンク電流検出手段２３と、検出した内部リンク電圧と内部リンク電流から第二太陽光発電手段１３の発電電力を演算する第二発電電力演算手段２４を備えている。第二発電電力演算手段２４は、リンク電圧と、リンク電流の瞬時値から発電電力の瞬時値を計算するように構成している。計算した発電電力は、発電電力表示手段２１ｄに渡され、液晶部に表示するように構成している。
【０２５０】
このように、第二太陽光発電手段１３により発電した電力を表示することができる。
【０２５１】
以上のように本実施例によれば、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を図ると同時に、第二太陽光発電手段１３により発電した電力を表示することができる。
【０２５２】
なお、本実施例においては、発電した瞬時電力を計算するように構成したが、商用電源のサイクルに合わせた平均値、有効電力、皮相電力であってもよい。
【０２５３】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０２５４】
（実施例１３）
以下、本発明の第１３実施例（実施例１３に対応）について、図３３を参照しながら説明する。
【０２５５】
なお、第１実施例から第１２実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２５６】
図３３に本発明の第１３実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。
【０２５７】
図３３に示すように、発電電力検出手段２１は、節電手段８に直流リンクする電圧を検出する第二内部リンク電圧検出手段２５と、直流リンク点の電流を検出する第二内部リンク電流検出手段２６と、検出した直流リンク電圧と直流リンク電流から第二太陽光発電手段１３の発電電力を演算する第三発電電力演算手段２７を備えている。第三発電電力演算手段２７は、直流リンク電圧と、直流リンク電流の瞬時値から発電電力の瞬時値を計算するように構成している。計算した発電電力は、発電電力表示手段２１ｄに渡され、液晶部に表示するように構成している。
【０２５８】
このように、第二太陽光発電手段１３により発電した電力を表示することができる。
【０２５９】
以上のように本実施例によれば、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を図ると同時に、第二太陽光発電手段１３により発電した電力を表示することができる。
【０２６０】
なお、本実施例においては、発電した瞬時電力を計算するように構成したが、商用電源のサイクルに合わせた平均値、有効電力、皮相電力であってもよい。
【０２６１】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０２６２】
（実施例１４）
以下、本発明の第１４実施例（実施例１４に対応）について、図３４を参照しながら説明する。
【０２６３】
なお、第１実施例から第１３実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２６４】
図３４に本発明の第１４実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。
【０２６５】
図３４に示すように、発電電力検出手段２１は、電圧安定化手段３の入力電圧を検出する入力電圧検出手段２８と、入力電流を検出する入力電流検出手段２９と、負荷２に供給している電流を検出する負荷電流検出手段３０と、検出した入力電圧と入力電流、及び負荷電流から太陽光発電手段４の発電電力を演算する第四発電電力演算手段３１を備えている。次に第四発電電力演算手段３１の発電電力の演算方法について説明する。第四発電電力演算手段３１は、まず入力電圧と入力電流の瞬時値から、交流電源１からの受電電力を計算する。次に電圧安定化手段３の出力電圧設定値と負荷電流から負荷２で使用している電力を計算する。この負荷２で使用している電力と、交流電源１からの受電電力の偏差を計算することにより発電電力を演算することができる。また計算した発電電力は、発電電力表示手段２１ｄに渡され、液晶部に表示するように構成している。
【０２６６】
このように、太陽光発電手段４により発電した電力を表示することができる。
【０２６７】
以上のように本実施例によれば、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を図ると同時に太陽光発電手段４により発電した電力を表示することができる。
【０２６８】
なお、本実施例においては、発電した瞬時電力を計算するように構成したが、商用電源のサイクルに合わせた平均値、有効電力、皮相電力であってもよい。
【０２６９】
また、計算過程に変換回路部の損失を考慮し、偏差に係数を掛け合わせて太陽電池４ａにて発電した電力を表示してもよい。
【０２７０】
さらに、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０２７１】
（実施例１５）
以下、本発明の第１５実施例（実施例１５に対応）について、図３５を参照しながら説明する。
【０２７２】
なお、第１実施例から第１４実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２７３】
図３５に本発明の第１５実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。
【０２７４】
図３５に示すように、発電電力検出手段２１は、節電手段８の入力電圧を検出する入力電圧検出手段２８と、入力電流を検出する入力電流検出手段２９と、負荷２に供給している電流を検出する負荷電流検出手段３０と、検出した入力電圧と入力電流、及び負荷電流から太陽光発電手段４の発電電力を演算する第五発電電力演算手段３２を備えている。
【０２７５】
次に、第五発電電力演算手段３２の発電電力の演算方法について図３５を参照しながら説明する。図に示すように、第五発電電力演算手段３２は、まず入力電圧と入力電流の瞬時値から、交流電源１からの受電電力を計算する。次に節電手段８の出力電圧設定値と負荷電流から負荷２で使用している電力を計算する。この負荷２で使用している電力と、交流電源１からの受電電力の偏差を計算することにより発電電力を演算することができる。また計算した発電電力は、発電電力表示手段２１ｄに渡され、液晶部に表示するように構成している。
【０２７６】
このように、太陽光発電手段４により発電した電力を表示することができる。
【０２７７】
以上のように本実施例によれば、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を図ると同時に太陽光発電手段４により発電した電力を表示することができる。
【０２７８】
なお、本実施例においては、発電した瞬時電力を計算するように構成したが、商用電源のサイクルに合わせた平均値、有効電力、皮相電力であってもよい。
【０２７９】
また、計算過程に変換回路部の損失を考慮し、偏差に損失に見合った係数を掛け合わせて太陽電池４ａにて発電した電力を表示してもよい。
【０２８０】
さらに、節電手段８の回生電流から負荷電流を演算し、発電電力を計算するとしても、作用効果に相違はない。
【０２８１】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０２８２】
（実施例１６）
以下、本発明の第１６実施例（実施例１６、１７に対応）について、図３６から図３８を参照しながら説明する。
【０２８３】
なお、第１実施例から第１５実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２８４】
図３６に本発明の第１６実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。
【０２８５】
図３６に示すように、電源システムには、夜間電力を蓄電する第五蓄電手段３３と、第五蓄電手段３３への蓄電制御をする夜間電力蓄電手段３４と、第五蓄電手段３３の充放電を制御する充放電制御手段３５と、交流電源１の電源電圧が低下した時に蓄積した夜間電力を負荷２に供給する電圧低下補償手段３６を備えている。
【０２８６】
まず、第五蓄電手段３３の構成、及び夜間電力蓄電手段３４の動作について、図３７を参照しながら説明する。図に示すように、第五蓄電手段３３は、バッテリ３３ａとバッテリ３３ａの充放電を行う昇降圧チョッパ回路３３ｂと昇降圧チョッパ回路３３ｂを制御する第六蓄電制御部３３ｃにより構成する。次に、夜間電力蓄電手段３４は、交流電源１からの供給電力が夜間電力であるかどうかを判定する。判定した結果、夜間電力であれば、充放電制御手段３５に対して指令を送り、充放電制御手段３５は、節電手段８の回生制御部８ｅに対して指令を送り、節電手段８の回生電流制御アーム８ｂを制御して交流電源１から夜間電力を直流部のコンデンサ８ｄに蓄える。また、充放電制御手段３５は、第六蓄電制御部３３の第六蓄電制御部３３ｃに対して指令を送り、コンデンサ８ｄに蓄電した夜間電力をバッテリ３３ａに蓄電するように、昇降圧チョッパ回路３３ｂを制御する。
【０２８７】
次に、この蓄積した夜間電力を、交流電源１の電源電圧が低下した時に負荷２にのみ供給する電圧低下補償手段３６について、図３８を参照しながら説明する。図に示すように、電圧低下補償手段３６は、負荷電圧検出部８ｆと交流電圧検出部８ｇの回生制御部８ｅへの入力から、負荷２に供給する電源電圧が低い、すなわち目標電圧より低いことを確認した場合、第六蓄電制御部３３の第六蓄電制御部３３ｃへ指令を送り、第六蓄電制御部３３ｃは、バッテリ３３ａから蓄えた電力を回生型インバータ８ａの直流リンク部へ放電するように昇降圧チョッパ回路３３ｂを制御する。この時、電圧低下補償手段３６は、回生制御部８ｅを介して回生型インバータ８ａの回生電流制御アーム８ｂを停止し、交流電源側への逆潮流をしないように制御する。また、電圧低下補償手段３６は、回生制御部８ｅを介して回生型インバータ８ａの節電制御アーム８ｃを制御し、バッテリ３３ａから蓄電した電力を節電制御アーム８ｃ、直列変圧器９を通じて負荷２に電力を補助供給する。このとき、回生型インバータ８ａの回生電流制御アーム８ｂは、第六蓄電制御部３３からの補助供給で電力が足りない時は、交流電源１から電力を受取るようにフルブリッジのコンバータとして電流制御動作するが、第六蓄電制御部３３から負荷２への電力が不足していない場合は、回生電流制御アーム８ｂの制御を停止することで、夜間電力により第六蓄電制御部３３に蓄電した電力を交流電源１へ逆潮流することを防止する。
【０２８８】
このように、第六蓄電制御部３３に蓄電した夜間電力を交流電源１へ逆潮流することなく、負荷２に補助供給し、最適な電源電圧として電力供給を行うことができる。
【０２８９】
以上のように本実施例によれば、夜間電力を蓄電し、昼間の電源電圧が低い場合、交流電源１に逆潮流することなく電圧安定化に利用できると共に、昼間の電力利用量を抑制することができ、昼間電力のピークカットを図り供給電力の平準化を可能とすることができる。
【０２９０】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０２９１】
（実施例１７）
以下、本発明の第１７実施例（実施例１８に対応）について、図３９から図４２を参照しながら説明する。
【０２９２】
なお、第１実施例から第１６実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２９３】
図３９に本発明の第１７実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。
【０２９４】
図３９に示すように、電源システムには、太陽光発電手段４からの発電電力を検出する発電電力検出手段２１と、負荷２へ供給する負荷電力検出手段３７と、節電手段８により交流電源１側へ回生する節電電力を検出する節電電力検出手段３８と、太陽光発電手段４からの発電電力と負荷２への供給電力と節電手段８による節電電力から蓄電手段６への充放電を最適に制御する蓄電最適制御手段３９とを備えている。
【０２９５】
まず、負荷２へ供給する負荷電力を検出する負荷電力検出手段３７について、図４０を参照しながら説明する。図に示すように、負荷電力検出手段３７は、負荷２に供給する電圧を検出する負荷電圧検出手段３７ａと、負荷２に供給する電流を検出する負荷電流検出手段３７ｂと、負荷電力を演算する負荷電力演算手段３７ｃにより構成している。負荷電力演算手段３７ｃは、各検出した電圧、電流の瞬時値を積算することにより演算する。
【０２９６】
次に、節電手段８により交流電源１側へ回生する節電電力を検出する節電電力検出手段３８について、図４１を参照しながら説明する。図に示すように、節電電力検出手段３８は、節電制御アーム８ｃの線間電圧を検出するインバータ電圧検出手段３８ａと、直列変圧器９から節電制御アーム８ｃの中点に接続される配線を流れる電流を検出するインバータ電流検出手段３８ｂと、節電電力を演算する節電電力演算手段３８ｃにより構成している。節電電力演算手段３８ｃは、各検出した電圧、電流の瞬時値を積分することにより演算する。
【０２９７】
次に、太陽光発電手段４からの発電電力と負荷２への供給電力と節電手段８による節電電力から蓄電手段６への充放電を最適に制御する蓄電最適制御手段３９の制御フローについて、図４２を参照しながら説明する。図に示すように、蓄電最適制御手段３９は、負荷２への供給電力Ｗａが太陽光発電手段４により発電している発電電力Ｗｂと、節電手段８により節電電力Ｗｃを足し合わせた電力Ｗｄを上回っている場合、すなわち交流電源１からの供給も受けている場合、蓄電手段６への充電は行わない。さらに、蓄電最適制御手段３９は、蓄電手段６の蓄えられた電力が放電可能であるかを判断し、可能であれば、負荷２への不足電力分を放電する。次に、負荷２への供給電力Ｗａが太陽光発電手段４により発電している発電電力Ｗｂと、節電手段８による節電電力Ｗｃを足し合わせた電力を下回っている場合、すなわち交流電源１からの供給は受けていない場合、太陽光発電手段４により発電した発電電力Ｗｂと節電手段８による節電電力Ｗｃとを足し合わせた電力Ｗｄから、負荷２に供給している電力Ｗａを差し引いた電力分を蓄電手段６へ充電する。
【０２９８】
このように、交流電源１の電源電圧の状態により、蓄電手段６への充放電を行うことになる。
【０２９９】
以上のように本実施例によれば、交流電源１の電源電圧の状態により、蓄電手段６の充放電を最適に、すなわち交流電源１から電力供給を受けていない場合は発電電力の余剰電力分と節電手段８により抽出した過剰電力分を蓄電手段６に充電、あるいは交流電源１からの電力供給を受けている場合は蓄電手段６に蓄電している電力を最大限放電する制御を行う蓄電最適制御手段３９を備える構成とすることで、交流電源１からの供給電力を最小化、及び平準化することができると共に、負荷２に供給する電力の安定化を可能とすることができる。
【０３００】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０３０１】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０３０２】
（実施例１８）
以下、本発明の第１８実施例（実施例１９に対応）について、図４３及び図４４を参照しながら説明する。
【０３０３】
なお、第１実施例から第１７実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３０４】
図４３に本発明の第１８実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。
【０３０５】
図４３に示すように、電源システムには、負荷電圧検出手段３７ａと、負荷２へ供給する目標電圧を設定する目標電圧設定手段４０と、負荷電圧と目標電圧の偏差により蓄電手段６の充放電を制御する第二充放電制御手段４１を備えている。また、負荷２へ供給する目標電圧を設定する目標電圧設定手段４０は、目標電圧操作部４０ａと、目標電圧記憶部４０ｂにより構成している。
【０３０６】
次に、負荷電圧と目標電圧の偏差により蓄電手段６の充放電を制御する第二充放電制御手段４１の制御フローについて、図４４を参照しながら説明する。図に示すように、第二充放電制御手段４１は、まず負荷電圧と、目標電圧を入力する。入力した負荷電圧と目標電圧から偏差を計算する。負荷電圧が目標電圧より低い場合、バッテリ６ａから放電するように制御する。この場合、節電手段８による降電圧幅を下げるよう同時に制御する。逆に負荷電圧が目標電圧より高い場合、バッテリ６ａに充電するように制御する。この場合、節電手段８による降電圧幅は上げるよう同時に制御し、最大の降電圧幅を超過する場合については、バッテリ６ａへの充電量を増加するように制御する。
【０３０７】
このように、負荷電圧と目標電圧の偏差により、蓄電手段６への充放電を行うことになる。
【０３０８】
以上のように本実施例によれば、負荷電圧と目標電圧の偏差により、蓄電手段６の充放電を最適に制御する第二充放電制御手段４１を備える構成とすることで、負荷２への供給電圧と目標電圧の偏差から過不足分を蓄電手段６で補償し、負荷電圧の安定化が図れ、電源の信頼性の向上を可能とすることができる。
【０３０９】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０３１０】
（実施例１９）
以下、本発明の第１９実施例（実施例２１に対応）について、図４５及び図４６を参照しながら説明する。
【０３１１】
なお、第１実施例から第１８実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３１２】
図４５に本発明の第１９実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。
【０３１３】
図４５に示すように、電源システムには、負荷２に流れる電流、あるいは負荷２に供給する電力により太陽光発電手段４の発電電力を調整する発電電力調整手段４２とバッテリ電圧検出手段４３を備えている。
【０３１４】
次に発電電力調整手段４２の制御フローについて、図４６を参照しながら説明する。図に示すように、発電電力調整手段４２は、負荷電流検出手段３０により検出した負荷電流と、バッテリ電圧検出手段４３により検出したバッテリ６ａの電圧と、入力電圧検出手段２８により検出した交流電源１の電源電圧を入力する。次に、入力したバッテリ６ａの電圧から、Ｖ１以上であればバッテリ６ａは満充電と判断し、バッテリ６ａへの充電は行わないとする。さらに、交流電源１の電源電圧から、Ｖ２以上であれば交流電源１は電圧過大と判断し、交流電源１への逆潮流は不可とする。また、負荷電流検出手段３０により検出した負荷電流値Ｉ１から、太陽光発電手段４からの出力電流はＩ１以下となるように制御する。また、入力したバッテリ６ａの電圧から、Ｖ１未満であればバッテリ６ａは充電可能と判断し、交流電源１の電源電圧から、Ｖ２未満であれば交流電源１は逆潮流可能と判断する。このバッテリ６ａへの充電が可能である、または交流電源１への逆潮流が可能である場合、太陽光発電手段４は、最大電力を追従するように制御する。この最大電力追従制御については、公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。
【０３１５】
このように、負荷２に流れる電流、あるいは負荷２に供給する電力、及び蓄電手段６の電圧、及び交流電源１の電源電圧により太陽光発電手段４の発電電力を調整することになる。
【０３１６】
以上のように本実施例によれば、負荷２に流れる電流、あるいは負荷２に供給する電力、及び蓄電手段６の電圧、及び交流電源１の電源電圧により太陽光発電手段４の発電電力を調整する発電電力調整手段４２を備える構成とすることで、負荷２に流れる電流、あるいは電力から太陽光発電手段４の発電電力を制御し、交流電源１からの電力供給の抑制、及び交流電源１の電圧上昇抑制、蓄電手段６の過充電防止を可能とすることができる。
【０３１７】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０３１８】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０３１９】
（実施例２０）
以下、本発明の第２０実施例（実施例２６に対応）について、図４７及び図４８を参照しながら説明する。
【０３２０】
なお、第１実施例から第１９実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３２１】
図４７に本発明の第２０実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、電源停止検出手段１５と電源停止の検出から節電手段８の節電電圧幅を下げる節電電圧変更手段４４を備えている。
【０３２２】
次に節電電圧変更手段４４の制御フローについて、図４８を参照しながら説明する。図に示すように、節電電圧変更手段４４は、電源停止検出手段１５から交流電源１が遮断停止したことを検出すると、単独運転を防止するため、入力開閉スイッチ１４ｄをオープンとし、同時に節電手段８の回生制御部８ｅに指令を出し、出力電圧をスローダウンする。さらに、交流電源１が停電後ある一定時間Ｔ１を経過しても復電しない場合、自立運転を開始する。この自立運転時は、節電手段８の回生電流制御アーム８ｂにて負荷電圧一定制御を行い、節電制御アーム８ｃは線間電圧がゼロとなるように制御する。
【０３２３】
このように、交流電源１からの供給停止を検出した時、節電手段８の節電電圧幅を下げることになる。
【０３２４】
以上のように本実施例によれば、交流電源１からの電力供給が停止した際に節電手段８の節電電圧幅を下げることで、簡易的な３アーム構成のインバータにおいても、系統連系、節電制御、独立電源として機能することができ、さらに電源システム内部の損失を低減することでシステム全体の効率の向上を可能とすることができる。
【０３２５】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０３２６】
（実施例２１）
以下、本発明の第２１実施例（実施例２８に対応）について、図４９を参照しながら説明する。
【０３２７】
なお、第１実施例から第２０実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３２８】
図４９に本発明の第２１実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、交流電源１の主幹ブレーカー４５の容量と太陽光発電手段４の最大出力容量との合計容量を少なくとも上回る容量を有した配電手段４６を備えている。配電手段４６は、必要容量を持ち備えた配電ブレーカー４６ａと、配電線４６ｂとにより構成している。
【０３２９】
このように、交流電源１および太陽光発電手段４からの電力を負荷２へ配電供給することとなる。
【０３３０】
以上のように本実施例によれば、交流電源１の主幹ブレーカー４５の容量と太陽光発電手段４あるいは蓄電手段６の最大出力容量との合計容量を少なくとも上回る容量を有した配電手段４６を備える構成とすることで、接続できる負荷容量は最大で、交流電源１の主幹ブレーカー４５の容量と太陽光発電手段４あるいは蓄電手段６の最大出力容量の合計容量まで可能とすることができる。
【０３３１】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０３３２】
（実施例２２）
以下、本発明の第２２実施例（実施例２９に対応）について、図５０を参照しながら説明する。
【０３３３】
なお、第１実施例から第２１実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３３４】
図５０に本発明の第２２実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、交流電源１の主幹ブレーカー４５の容量と太陽光発電手段４の最大出力容量と蓄電手段６の最大出力容量の合計容量を少なくとも上回る容量を有した第二配電手段４７を備えている。
【０３３５】
また、図に示すように第二配電手段４７は、必要容量を持ち備えた第二配電ブレーカー４７ａと、配電線４７ｂとにより構成している。
【０３３６】
このように、交流電源１および太陽光発電手段４からの電力を負荷２へ配電供給することとなる。
【０３３７】
以上のように本実施例によれば、交流電源１の主幹ブレーカー４５の容量と太陽光発電手段４あるいは蓄電手段６の最大出力容量と蓄電手段６の最大出力容量の合計容量を少なくとも上回る容量を有した第二配電手段４７を備える構成とすることで、接続できる負荷容量は最大で、交流電源１の主幹ブレーカー４５の容量と太陽光発電手段４及び蓄電手段６の最大出力容量の合計容量まで可能とすることができる。
【０３３８】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０３３９】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０３４０】
（実施例２３）
以下、本発明の第２３実施例（実施例３０に対応）について、図５１を参照しながら説明する。
【０３４１】
なお、第１実施例から第２２実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３４２】
図５１に本発明の第２３実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、交流電源１の主幹ブレーカー４５の容量と太陽光発電手段４の最大出力容量と蓄電手段６の最大出力容量の合計容量を少なくとも上回る容量を有した第二配電手段４７と、第二配電手段４７からの電力を分岐する電力分岐手段４８を備えている。
【０３４３】
また、図に示すように電力分岐手段４８は、第二配電ブレーカー４７ａからの必要容量毎に分岐遮断する分岐ブレーカー４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄと、分岐配電線４８ｅ、４８ｆ、４８ｇ、４８ｈとにより構成している。
【０３４４】
このように、交流電源１および太陽光発電手段４からの電力を負荷２へ配電、分岐供給することとなる。
【０３４５】
以上のように本実施例によれば、配電手段４６あるいは第二配電手段４７からの電力を分岐する電力分岐手段４８を備える構成とすることで、大容量の配電線を引き回す距離を短縮することができ、負荷２への配線コストダウンを可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０３４６】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０３４７】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０３４８】
（実施例２４）
以下、本発明の第２４実施例（実施例３１に対応）について、図５２から図５４を参照しながら説明する。
【０３４９】
なお、第１実施例から第２３実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３５０】
図５２に本発明の第２４実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、交流電源１の電源電圧の状態により、節電電力を交流電源１に回生する回生電流制御手段４９と節電電力を蓄電手段６に充電する第三充放電制御手段５０を備えている。
【０３５１】
次に、回生電流制御手段４９の制御フローについて、図５３を参照しながら説明する。図に示すように、回生電流制御手段４９は、交流電源１の電源電圧を入力する。入力した交流電源１の電源電圧がＶ３以上であれば、回生電流の指令値を絞り、交流電源１には回生しない。また回生電流制御手段４９は、第三充放電制御手段５０に回生するか否かのフラグを転送する。
【０３５２】
次に、第三充放電制御手段５０の制御フローについて、図５４を参照しながら説明する。図に示すように、第三充放電制御手段５０は、交流電源１の電源電圧と、回生電流制御手段４９の回生状態、すなわち回生するか否かのフラグを入力する。入力した交流電源１の電源電圧がＶ４未満であれば、充電電流の指令値を絞り、節電電力の充電は行わない。この時の充電制御を決定する交流電源１の電源電圧のしきい値Ｖ４は、回生電流制御手段４９のしきい値Ｖ３より低い電圧とする。また、バッテリ６ａの電圧がＶ５以上であれば、充電電流の指令値を絞り、節電電力の充電は行わない。さらに、バッテリ６ａの電圧がＶ５以上で、かつ回生電流制御手段４９が回生動作を行っていなかった場合、節電手段８に対し、節電運転停止指令を送信する。
【０３５３】
このように、交流電源１の電源電圧の状態により、交流電源１の電源電圧の状態により、節電電力を交流電源１に回生する回生電流制御手段４９と節電電力を蓄電手段６に充電する第三充放電制御手段５０を備える構成とすることで、節電電力の余剰分を蓄電手段６あるいは交流電源１へ回生の何れかに振り分けることとなる。
【０３５４】
以上のように本実施例によれば、交流電源１に対して集中連系していた時の負荷側の電圧上昇防止を可能とすることができる。
【０３５５】
なお、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０３５６】
（実施例２５）
以下、本発明の第２５実施例（実施例３２に対応）について、図５５及び図５６を参照しながら説明する。
【０３５７】
なお、第１実施例から第２４実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３５８】
図５５に本発明の第２５実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、負荷２の変動に応じて蓄電手段６の充放電を制御する第四充放電制御手段５１を備えている。
【０３５９】
次に第四充放電制御手段５１の制御フローについて、図５６を参照しながら説明する。図に示すように、第四充放電制御手段５１は、負荷電力検出手段３７により検出した負荷２に供給している電力を入力する。入力した負荷２に供給している電力検出値の時系列データを記憶しておき、その時系列データの変化量を算出する。その変化量を比例積分制御器に入力する。比例積分制御器の出力値を上限値、下限値と比較し、充放電電流の負荷変動フィードフォワード項として、バッテリ６ａへの充放電電流指令値の計算に使用する。
【０３６０】
このように、蓄電手段６の充放電を制御する第四充放電制御手段５１を備える構成により、負荷２の変動に応じて、蓄電手段６の制御を行うことになる。
【０３６１】
以上のように本実施例によれば、負荷２の変動に応じて蓄電手段６の充放電を制御する第四充放電制御手段５１を備える構成とすることで、交流電源１に過剰で急激な負荷変動の防止を可能とすることができる。
【０３６２】
なお、電力検出値の時系列データを記憶すると記したが、移動平均を計算することで、時系列データ全てを記憶しなくともよい。
【０３６３】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０３６４】
（実施例２６）
以下、本発明の第２６実施例（実施例３３に対応）について、図５７及び図５８を参照しながら説明する。
【０３６５】
なお、第１実施例から第２５実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３６６】
図５７に本発明の第２６実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、負荷２の変動に応じて節電手段８の制御量を変更する節電制御変更手段５２を備えている。
【０３６７】
次に節電制御変更手段５２の制御フローについて、図５８を参照しながら説明する。図に示すように、節電制御変更手段５２は、負荷電力検出手段３７により検出した負荷２に供給している電力を入力する。入力した負荷２に供給している電力検出値の時系列データを記憶しておき、その時系列データの変化量を算出する。その変化量を比例積分制御器に入力する。比例積分制御器の出力値を上限値、下限値と比較し、節電制御アーム８ｃの変調率の負荷変動フィードフォワード項として、直列変圧器９の２次側巻線に印加する電圧指令値の計算に使用、すなわち節電手段８の節電電圧制御量を変更する。
【０３６８】
このように、節電手段８の制御量を変更制御する節電制御変更手段５２を備える構成により、負荷２の変動に応じて、節電手段８の制御を行うことになる。
【０３６９】
以上のように本実施例によれば、負荷２の変動に応じて節電手段８の制御量を変更制御する節電制御変更手段５２を備える構成とすることで、負荷２に供給する電圧の急激な上昇あるいは低下の防止を可能とすることができる。
【０３７０】
なお、電力検出値の時系列データを記憶すると記したが、移動平均を計算することで、時系列データ全てを記憶しなくともよい。
【０３７１】
（実施例２７）
以下、本発明の第２７実施例（実施例３４に対応）について、図５９及び図６０を参照しながら説明する。
【０３７２】
なお、第１実施例から第２６実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３７３】
図５９に本発明の第２７実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、交流電源１の電源電圧の変動に応じて節電手段８の制御量を変更する第二節電制御変更手段５３を備えている。
【０３７４】
次に第二節電制御変更手段５３の制御フローについて、図６０を参照しながら説明する。図に示すように、第二節電制御変更手段５３は、入力電圧検出手段２８により検出した交流電源１の電源電圧を入力する。入力した交流電源１の電源電圧検出値の時系列データを記憶しておき、その時系列データの変化量を算出する。その変化量を比例積分制御器に入力する。比例積分制御器の出力値を上限値、下限値と比較し、節電制御アーム８ｃの変調率の電源変動フィードフォワード項として、直列変圧器９の２次側巻線に印加する電圧指令値の計算に使用、すなわち節電手段８の節電電圧制御量を変更する。
【０３７５】
このように、節電手段８の制御量を変更制御する第二節電制御変更手段５３を備える構成により、交流電源１の電源電圧の変動に応じて、節電手段８の制御を行うことになる。
【０３７６】
以上のように本実施例によれば、交流電源１の電源電圧の変動に応じて節電手段８の制御量を変更制御する第二節電制御変更手段５３を備える構成とすることで、負荷２に供給する電圧低下の防止を可能とすることができる。
【０３７７】
なお、電源電圧検出値の時系列データを記憶すると記したが、移動平均を計算することで、時系列データ全てを記憶しなくともよい。
【０３７８】
（実施例２８）
以下、本発明の第２８実施例（実施例３５に対応）について、図６１及び図６２を参照しながら説明する。
【０３７９】
なお、第１実施例から第２７実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３８０】
図６１に本発明の第２８実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、交流電源１の電源電圧、電流あるいは電力、負荷２への供給電圧、電流あるいは電力、太陽光発電手段４の電圧、電流あるいは電力、蓄電手段６の電圧、電流あるいは電力を表示する表示手段５４、すなわち液晶表示器５４ａと、検出表示制御部５４ｂと、切替スイッチ５４ｃを備えている。
【０３８１】
次に検出表示制御部５４ｂの制御フローについて、図６２を参照しながら説明する。図に示すように、検出表示制御部５４ｂは、入力電圧検出手段２８により検出した交流電源１の電源電圧と、入力電流検出手段２９により検出した交流電源１からの電流あるいは、逆潮流している電流と、負荷２へ供給している負荷電圧と、負荷電流検出手段３０により検出した負荷電流と、負荷電力検出手段３７により検出した負荷電力と、太陽光発電手段４の発電電圧、電流と、第二発電電力演算手段２４により演算した発電電力と、バッテリ電圧検出手段４３により検出したバッテリ６ａの電圧と、バッテリ６ａから放電している放電電流、あるいはバッテリ６ａへ充電している充電電流と、バッテリ６ａから放電している放電電力、あるいはバッテリ６ａに充電している充電電力を入力する。入力した各電圧、電流、電力値は、切替スイッチ５４ｃの押下されたパターンにより、表示内容を選択し、液晶表示部５４ａに転送され、表示制御する。
【０３８２】
このように、表示手段により交流電源１の電源電圧、電流あるいは電力、負荷２への供給電圧、電流あるいは電力、太陽光発電手段４の電圧、電流あるいは電力、蓄電手段６の電圧、電流あるいは電力を表示することになる。
【０３８３】
以上のように本実施例によれば、交流電源１の電源電圧、電流あるいは電力、負荷２への供給電圧、電流、あるいは電力、創エネ手段の電圧、電流あるいは電力、蓄電手段６の電圧、電流あるいは電力の少なくとも何れか１つ以上を表示する表示手段を備える構成とすることで、ユーザーの電源状態認識、節電意識の向上を可能とすることができる。
【０３８４】
なお、切替スイッチ５４ｃの押下されたパターンにより、表示内容を選択、切替えるとしたが、全項目を１画面に表示してもよい。
【０３８５】
また、表示内容は数値表示でなく、時系列グラフであってもよい。
【０３８６】
さらに、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０３８７】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０３８８】
（実施例２９）
以下、本発明の第２９実施例（実施例３６に対応）について、図６３及び図６４を参照しながら説明する。
【０３８９】
なお、第１実施例から第２８実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０３９０】
図６３に本発明の第２９実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、交流電源１からの電力の削減量を表示するシステム効果表示手段５５、すなわち液晶表示器５５ａと、システム効果計算部５５ｂと、効果表示切替スイッチ５５ｃにより構成している。
【０３９１】
次にシステム効果計算部５５ｂの演算フローについて、図６４を参照しながら説明する。図に示すように、システム効果計算部５５ｂは、発電電力検出手段２１により検出した太陽光発電手段４の発電電力と、バッテリ６ａへの充電電力、あるいは放電電力と、節電手段８により節電した節電電力を入力する。太陽光発電手段４による削減効果は太陽光発電手段４により発電した発電電力から積算することで電力量Ｗｈ１を計算し、バッテリ６ａの充放電電力による削減効果は、交流電源１の電源電圧が高い状態の際に、太陽光発電手段４で発電した発電電力を逆潮流できなかった電力から積算することで電力量Ｗｈ２を計算し、節電手段８による削減効果は、負荷２に供給する電源の電圧降下分に負荷電流を掛け合わせ積算した電力量Ｗｈ３を計算する。さらに、各削減電力量Ｗｈ１からＷｈ３までの組合せによる削減量、あるいはトータル削減量を計算する。
【０３９２】
また、効果表示切替スイッチ５５ｃは、前記したシステム効果計算部５５ｂにより演算した個別の削減量、組合せの削減量、あるいはトータル削減量を押下されたパターンにより、表示内容を選択し、液晶表示部５５ａに転送され、表示制御する。
【０３９３】
このように、システム効果表示手段５５により交流電源１の電力の削減量を各要素毎に、あるいはトータル削減量を表示することになる。
【０３９４】
以上のように本実施例によれば、交流電源１からの電力削減量を表示するシステム効果表示手段５５を備える構成とすることで、交流電源１からの電力の削減量を表示し、資源エネルギーに対する消費者意識の向上、環境意識の向上を可能とすることができる。
【０３９５】
なお、切替スイッチ５５ｃの押下されたパターンにより、表示内容を選択、切替えるとしたが、全項目を１画面に表示してもよい。
【０３９６】
また、表示内容は数値表示でなく、時系列グラフであってもよい。
【０３９７】
さらに、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０３９８】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０３９９】
（実施例３０）
以下、本発明の第３０実施例（実施例３７に対応）について、図６５から図６７を参照しながら説明する。
【０４００】
なお、第１実施例から第２９実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４０１】
図６５に本発明の第３０実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、契約電力と負荷２の使用電力に応じて、蓄電手段６の充放電を制御する契約電力制限手段５６を備えている。
【０４０２】
次に契約電力制限手段５６の構成について、図６６を参照しながら説明する。図に示すように、契約電力制限手段５６は、契約電力を入力する契約電力入力部５６ａと、交流電源１からの使用電力を契約電力未満となるように制御する契約電力制御部５６ｂとにより構成している。契約電力入力部５６ａは、契約電力を入力する入力スイッチ５６ｃと、入力スイッチ５６ｃにより入力された契約電力を検出する契約電力検出部５６ｄで構成している。
【０４０３】
次に、契約電力制御部５６ｂの制御フローについて、図６７を参照しながら説明する。図に示すように、契約電力制御部５６ｂは、入力電圧検出手段２８と、入力電流検出手段２９から入力電力を演算する。その結果、演算した入力電力が、契約電力の９０％以下となるように蓄電手段６の充放電を制御する。演算した入力電力から契約電力を差し引き、その偏差を比例積分制御器に入力する。比例積分制御器の出力値を上限値、下限値と比較し、蓄電手段６の充放電電流の契約電力フィードフォワード項として、充放電電流の指令値計算に使用する。
【０４０４】
このように、契約電力制限手段５６により交流電源１からの供給電力を管理し、契約電力の超過を無くすることになる。
【０４０５】
以上のように本実施例によれば、契約電力と負荷２の使用電力に応じて、蓄電手段６の充放電を制御する契約電力制限手段５６を備える構成とすることで、契約電力と負荷２の使用電力に応じて蓄電手段６の充放電を制御し、契約電力を超過することがなくなると同時に、超過した過剰使用電力を蓄電手段６の電力で補償するため、主幹ブレーカー４５による電源遮断発生を未然に防止することを可能とすることができる。
【０４０６】
なお、蓄電手段６の充放電制御は契約電力の９０％以下となるように制御したが、余裕を考慮に入れた容量であれば他の比率であっても作用効果に差異はない。
【０４０７】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０４０８】
（実施例３１）
以下、本発明の第３１実施例（実施例３８、３９に対応）について、図６８から図７０を参照しながら説明する。
【０４０９】
なお、第１実施例から第３０実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４１０】
図６８に本発明の第３１実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、蓄電手段６のバッテリ６ａの電圧が一定以上の場合、蓄電手段６への充電を停止する充電停止手段５７と、蓄電手段６のバッテリ６ａの電圧が一定以下の場合、蓄電手段６からの放電を停止する放電停止手段５８を備えている。
【０４１１】
次に、充電停止手段５７の制御フローについて、図６９を参照しながら説明する。図に示すように、充電停止手段５７は、バッテリ電圧検出手段４３により検出したバッテリ６ａの電圧を常時監視する。このバッテリ６ａの電圧が充電停止を判定する電圧Ｖ６以上となれば、充電停止とする。一度充電停止となった場合の充電復帰する電圧は、充電停止を判定する電圧Ｖ６よりも低い電圧Ｖ７としている。
【０４１２】
次に、放電停止手段５８の制御フローについて、図７０を参照しながら説明する。図に示すように、充電停止手段５７は、バッテリ電圧検出手段４３により検出したバッテリ６ａの電圧を常時監視する。このバッテリ６ａの電圧が放電停止を判定する電圧Ｖ８以下となれば、放電停止とする。一度放電停止となった場合の放電復帰する電圧は、放電停止を判定する電圧Ｖ８よりも高い電圧Ｖ９としている。
【０４１３】
このように、蓄電手段６のバッテリ６ａの充放電を停止することになる。
【０４１４】
以上のように本実施例によれば、蓄電手段６のバッテリ６ａの電圧が一定以上の場合、蓄電手段６への充電を停止する充電停止手段５７を備える構成とすることで、蓄電手段６への過充電を防止することができ、電源システムの安全性を高めることができる。また、蓄電手段６のバッテリ６ａの電圧が一定以下の場合、蓄電手段６からの放電を停止する放電停止手段５８を備える構成とすることで、蓄電手段６からの過放電を防止することができ、電源システムの保守、メンテナンス作業の削減をすることができる。
【０４１５】
また、本実施例においては、蓄電手段にバッテリを利用したが、フライホイールであってもよい。
【０４１６】
（実施例３２）
以下、本発明の第３２実施例（実施例４０に対応）について、図７１及び図７２を参照しながら説明する。
【０４１７】
なお、第１実施例から第３１実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４１８】
図７１に本発明の第３２実施例の電源システム構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源システムを配置している。また、本電源システムには、太陽光発電手段４あるいは蓄電手段６の内部リンク点を切換えるリンク変更手段５９を備えている。図に示すように、リンク変更手段５９は、リンク点切替スイッチ５９ａと、切替判断部５９ｂにより構成している。リンク切替スイッチ５９ａは、切替判断部５９ｂからの指令により、リンク点をＡ点あるいはＢ点に切換える。
【０４１９】
次に切替判断部５９ｂの判断フローについて、図７２を参照しながら説明する。図に示すように、切替判断部５９ｂは、負荷電力検出手段３７により検出した負荷電力Ｗ１を入力する。また、発電電力検出手段２１により検出した発電電力Ｗ２を入力し、さらに、バッテリ電圧検出手段４３により検出したバッテリ６ａの電圧とバッテリ６ａからの放電電流を入力することで、バッテリ６ａから供給している放電電力Ｗ３を演算する。次に、この発電電力Ｗ２と放電電力Ｗ３の合計電力Ｗ４を演算し、合計電力Ｗ４が負荷電力Ｗ１の５０％以上であるか否かを判定する。初期判定結果が５０％以上であればリンク点はＢ点となるよう制御し、５０％未満であればリンク点はＡ点となるように制御する。初期のリンク点がＡ点であった時、Ｂ点に移行するのは前比率が７０％以上の時とする。また初期のリンク点がＢ点であった時、Ａ点に移行するのは前比率が３０％以下の時とする。
【０４２０】
このように、太陽光発電手段４あるいは蓄電手段６のリンク点を変更することとなる。
【０４２１】
以上のように本実施例によれば、内部リンク点を切換えるリンク変更手段５９を備える構成とすることで、太陽光発電手段４、あるいは蓄電手段６からの電力変換時の損失を低減し、効率よく利用することができる。
【０４２２】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０４２３】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように本発明によれば、交流電源および負荷の間に負荷側電圧を定電圧に制御する電圧安定化手段と、前記電圧安定化手段に内部リンクする創エネ手段または蓄電手段を設ける構成とすることで、創エネ手段あるいは蓄電手段から交流電源に連系し、電力を逆潮流させると共に電圧安定化手段にて負荷に供給する電圧を調整し、負荷に対して安定した電圧にて電力供給すると共に、電力逆潮流により電力消費量を低減することを可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４２４】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段または蓄電手段を設ける構成とすることで、回生型インバータにより負荷に供給する過剰な電力を回生すると共に創エネ手段、蓄電手段により自然エネルギーを交流電源に逆潮流し、より電力使用量を下げることを可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４２５】
さらに、交流電源および負荷の間に負荷側電圧を定電圧に制御する電圧安定化手段と、前記電圧安定化手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは前記電圧安定化手段により抽出した交流電源の余剰電力を蓄積する第二蓄電手段を設ける構成とすることで、創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を第二蓄電手段に蓄積することができ、負荷の平準化を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４２６】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段を設ける構成とすることで、交流電源からの供給電圧が低下した際には、創エネ手段から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には節電手段により負荷にとって最適な電圧への制御を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４２７】
さらに、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする第三蓄電手段を設ける構成とすることで、交流電源からの供給電圧が低下した際には、第三蓄電手段から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には節電手段により負荷にとって最適な電圧への制御を行うと同時に、第三蓄電手段への余剰電力の蓄電を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４２８】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を蓄積する第四蓄電手段を設ける構成とすることで、交流電源からの供給電圧が低下した際には、第四蓄電手段および創エネ手段から不足電力を供給し、供給電圧が上昇した際には、節電手段により負荷側への供給電圧を最適に制御すると同時に、節電手段からの余剰電力及び創エネ手段からの発電電力を第四蓄電手段に蓄電することができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４２９】
さらに、第二電圧安定化手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータによる構成とすることで、負荷に供給する電圧を効率よく安定化する電源システムとすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３０】
また、電圧安定化手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータによる構成とすることで、電圧安定化に伴う余剰、あるいは過少電力を効率良く回生あるいは追加供給を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３１】
さらに、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を蓄積する第二蓄電手段を設ける構成とすることで、創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力あるいは節電手段による節電電力を第二蓄電手段に蓄積することができ、負荷の平準化を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３２】
また、電圧安定化手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータによる構成とすることで、負荷に供給する電圧を効率よく安定化する電源システムとすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３３】
さらに、電圧安定化手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータによる構成とすることで、電圧安定化に伴う余剰、あるいは過少電力を効率良く回生あるいは追加供給を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３４】
また、交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を蓄積する第二蓄電手段を設ける構成とすることで、創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力あるいは節電手段による節電電力を第二蓄電手段に蓄積することができ、負荷の平準化を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３５】
さらに、節電手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生型インバータによる構成とすることで、負荷に供給する電圧を最適とし、余剰電力を効率良く回生することができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３６】
また、節電手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する連系インバータ制御手段を備える構成とすることで、より回路構成の簡略化が可能となり、より小型で安価な電源システムを可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３７】
さらに、電圧安定化手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する第二連系インバータ制御手段を備えた構成とすることで、より回路構成の簡略化が可能となり、より小型で安価な電源システムを可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３８】
また、双方向インバータを創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する構成とすることで、より回路構成の簡略化が可能となり、より小型で安価な電源システムを可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４３９】
さらに、創エネ手段の発電電力を検出する発電電力検出手段を備える構成とすることで、自然エネルギーの利用度合いを把握でき、ユーザーの利便性を増すと共に、省エネに対する意識向上を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４４０】
また、発電電力検出手段は、電圧安定化手段に内部リンクする電圧を検出する内部リンク電圧検出手段と、電流を検出する内部リンク電流検出手段と、前記内部リンク電圧検出手段により検出した内部リンク電圧と前記内部リンク電流検出手段により検出した内部リンク電流とにより発電電力を演算する発電電力演算手段を備える構成とすることで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４４１】
さらに、発電電力検出手段は、節電手段に内部リンクする電圧を検出する第二内部リンク電圧検出手段と、電流を検出する第二内部リンク電流検出手段と、前記第二内部リンク電圧検出手段により検出した前記節電手段に内部リンクする電圧と前記第二内部リンク電流検出手段により検出した前記節電手段に内部リンクする電流とにより発電電力を演算する第二発電電力演算手段を備える構成とすることで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４４２】
また、発電電力検出手段は、電圧安定化手段の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記電圧安定化手段の入力電流を検出する入力電流検出手段と、負荷に供給している電流を検出する負荷電流検出手段と、前記入力電圧検出手段により検出した前記電圧安定化手段の入力電圧と前記入力電流検出手段により検出した前記電圧安定化手段の入力電流と前記負荷電流検出手段により検出した負荷に供給している電流により発電電力を演算する第三発電電力演算手段を備える構成とすることで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４４３】
さらに、発電電力検出手段は、節電手段の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記節電手段の入力電流を検出する入力電流検出手段と、負荷に供給している電流を検出する負荷電流検出手段と、前記入力電圧検出手段により検出した前記節電手段の入力電圧と前記入力電流検出手段により検出した前記節電手段の入力電流と前記負荷電流検出手段により検出した負荷に供給している電流とにより発電電力を演算する第四発電電力演算手段を備える構成とすることで、大電流を計測することがなく、電源システム全体の小型化を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４４４】
また、夜間電力を蓄電手段に蓄積するよう制御する夜間電力蓄電手段と、交流電源電圧が低下した時に蓄積した夜間電力を負荷に供給する電圧低下補償手段を備える構成とすることで、交流電源電圧が低下した時にも負荷に対して安定した電圧の供給を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４４５】
さらに、交流電源の電源電圧の状態により、蓄電手段の充放電を制御する充放電制御手段を備える構成とすることで、交流電源からの供給電力を平準化することができると共に、負荷に供給する電力の安定化を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４４６】
また、発電電力検出手段と、負荷へ供給する電力を検出する負荷電力検出手段と、節電手段により電源側へ回生する節電電力検出手段と、蓄電手段への充放電を最適に制御する蓄電最適制御手段を備える構成とすることで、創エネ手段からの発電電力と、負荷への供給電力から節電手段により余剰電力を最適に分配し、交流電源の安定化と蓄電手段の蓄積電力の安定化を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４４７】
さらに、負荷に供給する電圧を検出する負荷電圧検出手段と、負荷へ供給する目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、負荷電圧と目標電圧の偏差により蓄電手段の充放電を制御する第二充放電制御手段を備える構成とすることで、負荷への供給電圧と目標電圧の偏差から過不足分を蓄電手段で補償し、負荷電圧の安定化が図れ、電源の信頼性の向上を可能とすることができるという作用を有する。
【０４４８】
また、交流電源の状態に関係なく、創エネ手段から電源を供給する第二電源供給手段を備える構成とすることで、交流電源の状態に関係なく、創エネ手段から電源供給でき、自然エネルギーの有効活用を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４４９】
さらに、負荷に流れる電流、あるいは負荷に供給する電力、及び蓄電手段の電圧、及び交流電源の電源電圧により創エネ手段の発電電力を調整する発電電力調整手段を備える構成とすることで、負荷に流れる電流、あるいは電力から創エネ手段の発電電力を制御し、交流電源からの電力供給の抑制、及び交流電源の電圧上昇抑制、蓄電手段の過充電防止を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５０】
また、電圧安定化手段あるいは回生型インバータは、スイッチング素子と逆並列に接続したダイオードを上下に直列接続した直列アームを３本互いに並列接続した３アームインバータを備える構成とすることで、より回路構成を簡略化することができ、より安価な電源システムの構築を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５１】
さらに、電圧安定化手段あるいは回生型インバータは、スイッチング素子と逆並列に接続したダイオードを上下に直列接続した直列アームを、少なくとも４本以上互いに並列接続した双方向インバータを備える構成とすることで、電圧補償幅の向上を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５２】
また、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により連系インバータを電流制御から電圧制御に切り換えるインバータ制御変更手段を備える構成とすることで、独立電源として負荷への電源供給を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５３】
さらに、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により節電手段の節電運転を停止する節電停止手段を備える構成とすることで、電源システム内部の損失を低減することができ、システム全体の効率の向上を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５４】
また、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により節電手段の節電電圧幅を下げる節電電圧変更手段を備える構成とすることで、簡易的な３アーム構成のインバータにおいても、系統連系、節電制御、独立電源として機能することができ、さらに電源システム内部の損失を低減することでシステム全体の効率の向上を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５５】
さらに、交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により電圧安定化手段の電圧安定化運転を停止する電圧安定化停止手段を備える構成とすることで、電源システム内部の損失を低減することができ、システム全体の効率の向上を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５６】
また、交流電源の主幹ブレーカーの容量と創エネ手段あるいは蓄電手段の最大出力容量との合計容量を少なくとも上回る容量を有した配電手段を備える構成とすることで、接続できる負荷容量は最大で、交流電源の主幹ブレーカー容量と創エネ手段あるいは蓄電手段の最大出力容量の合計容量まで可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５７】
さらに、交流電源の主幹ブレーカーの容量と創エネ手段の最大出力容量と蓄電手段の最大出力容量の合計容量を少なくとも上回る容量を有した第二配電手段を備える構成とすることで、接続できる負荷容量は最大で、交流電源の主幹ブレーカー容量と創エネ手段及び蓄電手段の最大出力容量の合計容量まで可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５８】
また、配電手段あるいは第二配電手段からの電力を分岐する電力分岐手段を備える構成とすることで、大容量の配電線を引き回す距離を短縮することができ、負荷への配線コストダウンを可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４５９】
さらに、交流電源の電源電圧の状態により、節電電力を交流電源に回生する回生電流制御手段と節電電力を蓄電手段に充電する第三充放電制御手段を備える構成とすることで、交流電源の電源電圧の状態により節電電力の余剰分を蓄電手段あるいは交流電源に振り分け、交流電源に対して集中連系していた時の負荷側の電圧上昇防止を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６０】
また、負荷の変動に応じて蓄電手段の充放電を制御する第四充放電制御手段を備える構成とすることで、交流電源に過剰で急激な負荷変動の防止を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６１】
さらに、負荷の変動に応じて節電手段の制御量を変更する節電制御変更手段を備える構成とすることで、負荷に供給する電圧の低下の防止を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６２】
また、交流電源の電源電圧の変動に応じて節電手段の制御量を変更する第二節電制御変更手段を備える構成とすることで、負荷に供給する電圧の急激な上昇あるいは低下の防止を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６３】
さらに、交流電源の電源電圧、電流あるいは電力、負荷への供給電圧、電流、あるいは電力、創エネ手段の電圧、電流あるいは電力、蓄電手段の電圧、電流あるいは電力の少なくとも何れか１つ以上を表示する表示手段を備える構成とすることで、ユーザーの電源状態認識、節電意識の向上を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６４】
また、交流電源からの電力削減量を表示するシステム効果表示手段を備える構成とすることで、資源エネルギーに対する消費者意識の向上、環境意識の向上を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６５】
さらに、契約電力と負荷の使用電力に応じて、蓄電手段の充放電を制御する契約電力制限手段を備える構成とすることで、契約電力と負荷の使用電力に応じて蓄電手段の充放電を制御し、契約電力を超過することがなくなると同時に、超過した過剰使用電力を蓄電手段の電力で補償するため、主幹ブレーカーによる電源遮断発生を未然に防止することを可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６６】
また、交流電源からの電力削減量を表示するシステム効果表示手段を備える構成とすることで、交流電源からの電力の削減量を表示し、資源エネルギーに対する消費者意識の向上、環境意識の向上を可能とすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６７】
さらに、蓄電手段の電圧が一定以上の場合、蓄電手段への充電を停止する充電停止手段を備える構成とすることで、蓄電手段への過充電を防止することができ、電源システムの安全性を高めることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６８】
また、蓄電手段の電圧が一定以下の場合、蓄電手段からの放電を停止する放電停止手段を備える構成とすることで、蓄電手段からの過放電を防止することができ、電源システムの保守、メンテナンス作業の削減をすることができるという効果のある電源システムを提供できる。
【０４６９】
さらに、創エネ手段が電圧安定化手段あるいは節電手段に内部リンクする点を切換えるリンク変更手段を備える構成とすることで、創エネ手段、あるいは蓄電手段からの電力変換時の損失を低減し、効率よく利用することができるという効果のある電源システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電源システム構成図
【図２】同電圧安定化手段の構成図
【図３】同太陽光発電手段の構成図
【図４】本発明の実施例２における電圧安定化手段の構成図
【図５】本発明の実施例３における電源システム構成図
【図６】同蓄電手段の構成図
【図７】本発明の実施例４における電源システム構成図
【図８】同第二蓄電手段の構成図
【図９】同第二蓄電制御部の制御フローチャート
【図１０】本発明の実施例５における電源システム構成図
【図１１】同節電手段の構成図
【図１２】同他の節電手段の構成図
【図１３】本発明の実施例６における電源システム構成図
【図１４】同第三蓄電手段の構成図
【図１５】同第三蓄電制御部の制御フローチャート
【図１６】本発明の実施例７における電源システム構成図
【図１７】同第四蓄電手段の構成図
【図１８】同第四蓄電制御部の制御フローチャート
【図１９】本発明の実施例８における電源システム構成図
【図２０】同第二電圧安定化手段の構成図
【図２１】同第二電圧安定化手段の動作説明図
【図２２】同他の第二電圧安定化手段の構成図
【図２３】本発明の実施例９における電源システム構成図
【図２４】同第二太陽光発電手段の構成図
【図２５】同連系インバータ制御手段の構成図
【図２６】同自立運転の制御シーケンス説明図
【図２７】同復電時の動作シーケンス（自立運転時）説明図
【図２８】同復電時の動作シーケンス（自立運転なし時）説明図
【図２９】本発明の実施例１０における電源システム構成図
【図３０】同第二連系インバータ制御手段の構成図
【図３１】本発明の実施例１１における電源システム構成図
【図３２】本発明の実施例１２における電源システム構成図
【図３３】本発明の実施例１３における電源システム構成図
【図３４】本発明の実施例１４における電源システム構成図
【図３５】本発明の実施例１５における電源システム構成図
【図３６】本発明の実施例１６における電源システム構成図
【図３７】同第五蓄電手段の構成と夜間電力蓄電手段の動作説明図
【図３８】同電圧低下補償手段の動作説明図
【図３９】本発明の実施例１７における電源システム構成図
【図４０】同負荷電力検出手段の構成図
【図４１】同節電電力検出手段の構成図
【図４２】同蓄電最適制御手段の制御フローチャート
【図４３】本発明の実施例１８における電源システム構成図
【図４４】同第二充放電制御手段の制御フローチャート
【図４５】本発明の実施例１９における電源システム構成図
【図４６】同発電電力調整手段の制御フローチャート
【図４７】本発明の実施例２０における電源システム構成図
【図４８】同節電電圧変更手段の制御フローチャート
【図４９】本発明の実施例２１における電源システム構成図
【図５０】本発明の実施例２２における電源システム構成図
【図５１】本発明の実施例２３における電源システム構成図
【図５２】本発明の実施例２４における電源システム構成図
【図５３】同回生電流制御手段の制御フローチャート
【図５４】同第三充放電制御手段の制御フローチャート
【図５５】本発明の実施例２５の電源システム構成図
【図５６】同第四充放電制御手段の制御フローチャート
【図５７】本発明の実施例２６の電源システム構成図
【図５８】同節電制御変更手段の制御フローチャート
【図５９】本発明の実施例２７の電源システム構成図
【図６０】同第二節電制御変更手段の制御フローチャート
【図６１】本発明の実施例２８の電源システム構成図
【図６２】同検出表示制御部の制御フローチャート
【図６３】本発明の実施例２９の電源システム構成図
【図６４】同システム効果計算部の演算フローチャート
【図６５】本発明の実施例３０の電源システム構成図
【図６６】同契約電力制限手段の構成図
【図６７】同契約電力制御部の制御フローチャート
【図６８】本発明の実施例３１の電源システム構成図
【図６９】同充電停止手段の制御フローチャート
【図７０】同放電停止手段の制御フローチャート
【図７１】本発明の実施例３２の電源システム構成図
【図７２】同切替判断部の判断フローチャート
【図７３】従来の節電装置の構成図
【符号の説明】
１ 交流電源
２ 負荷
３ 電圧安定化手段
４ 太陽光発電手段
５ 双方向インバータ
６ 蓄電手段
７ 第二蓄電手段
８ 節電手段
９ 直列変圧器
１０ 第三蓄電手段
１１ 第四蓄電手段
１２ 第二電圧安定化手段
１３ 第二太陽光発電手段
１４ 連系インバータ制御手段
１５ 電源停止検出手段
１６ 節電停止手段
１７ インバータ制御変更手段
１８ 第二連系インバータ制御手段
１９ 電圧安定化停止手段
２０ 第二電源供給手段
２１ 発電電力検出手段
２２ 内部リンク電圧検出手段
２３ 内部リンク電流検出手段
２４ 第二発電電力演算手段
２５ 第二内部リンク電圧検出手段
２６ 第二内部リンク電流検出手段
２７ 第三発電電力演算手段
２８ 入力電圧検出手段
２９ 入力電流検出手段
３０ 負荷電流検出手段
３１ 第四発電電力演算手段
３２ 第五発電電力演算手段
３３ 第五蓄電手段
３４ 夜間電力蓄電手段
３５ 充放電制御手段
３６ 電圧低下補償手段
３７ 負荷電力検出手段
３８ 節電電力検出手段
３９ 蓄電最適制御手段
４０ 目標電圧設定手段
４１ 第二充放電制御手段
４２ 発電電力調整手段
４３ バッテリ電圧検出手段
４４ 節電電圧変更手段
４５ 主幹ブレーカー
４６ 配電手段
４７ 第二配電手段
４８ 電力分岐手段
４９ 回生電流制御手段
５０ 第三充放電制御手段
５１ 第四充放電制御手段
５２ 節電制御変更手段
５３ 第二節電制御変更手段
５４ 表示手段
５５ システム効果表示手段
５６ 契約電力制限手段
５７ 充電停止手段
５８ 放電停止手段
５９ リンク変更手段

Claims (40)

1. 交流電源および負荷の間に負荷側電圧を定電圧に制御する電圧安定化手段と、前記電圧安定化手段に内部リンクする創エネ手段を設けたことを特徴とする電源システム。
2. 交流電源および負荷の間に負荷側電圧を定電圧に制御する電圧安定化手段と、前記電圧安定化手段に内部リンクする蓄電手段を設けたことを特徴とする電源システム。
3. 交流電源および負荷の間に負荷側電圧を定電圧に制御する電圧安定化手段と、前記電圧安定化手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは前記電圧安定化手段により抽出した交流電源の余剰電力を蓄積する第二蓄電手段を設けたことを特徴とする電源システム。
4. 交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段を設けたことを特徴とする電源システム。
5. 交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする第三蓄電手段を設けたことを特徴とする電源システム。
6. 交流電源および負荷の間に配した直列変圧器を備えた節電手段と、前記節電手段に内部リンクする創エネ手段と、前記創エネ手段あるいは交流電源の余剰電力を蓄積する第四蓄電手段を設けたことを特徴とする電源システム。
7. 第二電圧安定化手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された双方向インバータにより構成することを特徴とする請求項１、２または３記載の電源システム。
8. 節電手段は、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生型インバータにより構成することを特徴とする請求項４、５または６記載の電源システム。
9. 節電手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する連系インバータ制御手段を備えたことを特徴とする請求項４、５または６記載の電源システム。
10. 電圧安定化手段を創エネ手段あるいは蓄電手段の連系インバータとして利用する第二連系インバータ制御手段を備えたことを特徴とする請求項１、２または３記載の電源システム。
11. 創エネ手段の発電電力を検出する発電電力検出手段を備えたことを特徴とする請求項１、３、４または６記載の電源システム。
12. 発電電力検出手段は、電圧安定化手段に内部リンクする電圧を検出する内部リンク電圧検出手段と、電流を検出する内部リンク電流検出手段と、前記内部リンク電圧検出手段により検出した内部リンク電圧と前記内部リンク電流検出手段により検出した内部リンク電流とにより発電電力を演算する発電電力演算手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の電源システム。
13. 発電電力検出手段は、節電手段に内部リンクする電圧を検出する第二内部リンク電圧検出手段と、電流を検出する第二内部リンク電流検出手段と、前記第二内部リンク電圧検出手段により検出した前記節電手段に内部リンクする電圧と前記第二内部リンク電流検出手段により検出した前記節電手段に内部リンクする電流とにより発電電力を演算する第二発電電力演算手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の電源システム。
14. 発電電力検出手段は、電圧安定化手段の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記電圧安定化手段の入力電流を検出する入力電流検出手段と、負荷に供給している電流を検出する負荷電流検出手段と、前記入力電圧検出手段により検出した前記電圧安定化手段の入力電圧と前記入力電流検出手段により検出した前記電圧安定化手段の入力電流と前記負荷電流検出手段により検出した負荷に供給している電流により発電電力を演算する第三発電電力演算手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の電源システム。
15. 発電電力検出手段は、節電手段の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記節電手段の入力電流を検出する入力電流検出手段と、負荷に供給している電流を検出する負荷電流検出手段と、前記入力電圧検出手段により検出した前記節電手段の入力電圧と前記入力電流検出手段により検出した前記節電手段の入力電流と前記負荷電流検出手段により検出した負荷に供給している電流とにより発電電力を演算する第四発電電力演算手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の電源システム。
16. 夜間電力を蓄電手段に蓄積するよう制御する夜間電力蓄電手段と、交流電源電圧が低下した時に蓄積した夜間電力を負荷に供給する電圧低下補償手段を備えたことを特徴とする請求項２、３、５または６記載の電源システム。
17. 交流電源の電源電圧の状態により、蓄電手段の充放電を制御する充放電制御手段を備えたことを特徴とする請求項２、３、５または６記載の電源システム。
18. 発電電力検出手段と、負荷へ供給する電力を検出する負荷電力検出手段と、節電手段により電源側へ回生する節電電力検出手段と、蓄電手段への充放電を最適に制御する蓄電最適制御手段を備えたことを特徴とする請求項４、５または６記載の電源システム。
19. 負荷に供給する電圧を検出する負荷電圧検出手段と、負荷へ供給する目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、負荷電圧と目標電圧の偏差により蓄電手段の充放電を制御する第二充放電制御手段を備えたことを特徴とする請求項２、３、５または６記載の電源システム。
20. 交流電源の状態に関係なく、創エネ手段から電源を供給する第二電源供給手段を備えたことを特徴とする請求項１、３、４または６記載の電源システム。
21. 負荷に流れる電流、あるいは負荷に供給する電力、及び蓄電手段の電圧、及び交流電源の電源電圧により創エネ手段の発電電力を調整する発電電力調整手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の電源システム。
22. 電圧安定化手段あるいは回生型インバータは、スイッチング素子と逆並列に接続したダイオードを上下に直列接続した直列アームを３本互いに並列接続した３アームインバータを備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の電源システム。
23. 電圧安定化手段あるいは回生型インバータは、スイッチング素子と逆並列に接続したダイオードを上下に直列接続した直列アームを、少なくとも４本以上互いに並列接続した双方向インバータを備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の電源システム。
24. 交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により連系インバータを電流制御から電圧制御に切り換えるインバータ制御変更手段を備えたことを特徴とする請求項７または８記載の電源システム。
25. 交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により節電手段の節電運転を停止する節電停止手段を備えたことを特徴とする請求項４、５または６記載の電源システム。
26. 交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により節電手段の節電電圧幅を下げる節電電圧変更手段を備えたことを特徴とする請求項４、５または６記載の電源システム。
27. 交流電源からの供給が停止したことを検出する電源停止検出手段と、前記電源停止検出手段による電源停止の検出により電圧安定化手段の電圧安定化運転を停止する電圧安定化停止手段を備えたことを特徴とする請求項１、２または３記載の電源システム。
28. 交流電源の主幹ブレーカーの容量と創エネ手段あるいは蓄電手段の最大出力容量との合計容量を少なくとも上回る容量を有した配電手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の電源システム。
29. 交流電源の主幹ブレーカーの容量と創エネ手段の最大出力容量と蓄電手段の最大出力容量の合計容量を少なくとも上回る容量を有した第二配電手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の電源システム。
30. 配電手段あるいは第二配電手段からの電力を分岐する電力分岐手段を備えたことを特徴とする請求項２８または２９記載の電源システム。
31. 交流電源の電源電圧の状態により、節電電力を交流電源に回生する回生電流制御手段と節電電力を蓄電手段に充電する第三充放電制御手段を備えたことを特徴とする請求項４、５または６記載の電源システム。
32. 負荷の変動に応じて蓄電手段の充放電を制御する第四充放電制御手段を備えたことを特徴とする請求項２、３、５または６記載の電源システム。
33. 負荷の変動に応じて節電手段の制御量を変更する節電制御変更手段を備えたことを特徴とする請求項４、５または６記載の電源システム。
34. 交流電源の電源電圧の変動に応じて節電手段の制御量を変更する第二節電制御変更手段を備えたことを特徴とする請求項４、５または６記載の電源システム。
35. 交流電源の電源電圧、電流あるいは電力、負荷への供給電圧、電流、あるいは電力、創エネ手段の電圧、電流あるいは電力、蓄電手段の電圧、電流あるいは電力の少なくとも何れか１つ以上を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の電源システム。
36. 交流電源からの電力の削減量を表示するシステム効果表示手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の電源システム。
37. 契約電力と負荷の使用電力に応じて、蓄電手段の充放電を制御する契約電力制限手段を備えたことを特徴とする請求項２、３、５または６記載の電源システム。
38. 蓄電手段の電圧が一定以上の場合、蓄電手段への充電を停止する充電停止手段を備えたことを特徴とする請求項２、３、５または６記載の電源システム。
39. 蓄電手段の電圧が一定以下の場合、蓄電手段からの放電を停止する放電停止手段を備えたことを特徴とする請求項２、３、５または６記載の電源システム。
40. 創エネ手段が電圧安定化手段あるいは節電手段に内部リンクする点を切換えるリンク変更手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の電源システム。

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