JP2009159733A - 停電補償システム - Google Patents

Abstract

【課題】分散電源からの給電時に、アウトレットから機器への給電の可否を選択可能にし、一般の機器でも分散電源からの給電時に受電するか否かを選択することを可能にする。
【解決手段】直流電力供給部１０１は、主電源１０の停止時にバックアップが可能な分散電源２０を備える。直流供給線路Ｗｄｃにはそれぞれ直流機器１０２を接続する複数台の直流コンセント１３１が接続される。直流電力供給部１０１は、直流コンセント１３１と通信可能であって主電源１０の停止を検出すると直流コンセント１３１に通知する停電検出部１１を備える。受電制御部１３１ｃは、停電検出部１１から主電源１０の停止が通知されると、設定部１３１ｅで指定した条件でスイッチ要素１３ａのオンオフを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、商用電源のような交流電源から電力が供給される主電源とは別に、主電源の停電時などに電源供給のバックアップを行う分散電源を設けた停電補償システムに関するものである。

従来から、商用電源のような交流電源から電力が供給される主電源が停止した場合にも負荷への給電を継続するために、種々の無停電電源装置が提供されている。無停電電源装置は、商用電源のような交流電源が停止したときに、二次電池や太陽電池などにより電力が供給される分散電源を用いて給電のバックアップを行うように構成されている。

この種の無停電電源装置では、複数台の負荷への給電のバックアップを可能にするとともに、各負荷に割り当てた容量と消費電力とに基づいて、各負荷ごとに給電する時間を制限する構成も考えられている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の構成では、商用電源の停電時にバッテリを電源として、複数台の情報処理装置に給電するようにした無停電電源装置が開示されている。この無停電電源装置では、複数台の情報処理装置に対してそれぞれＡＣケーブルを通して給電し、さらに、ＡＣケーブルとは別のインタフェースケーブルを通して情報処理装置に対してシャットダウン指示を行うことが可能になっている。したがって、個々の情報処理装置ごとに割り当てた容量と消費電力とに応じて、商用電源の停電から各情報処理装置をシャットダウンするまでの時間を制限することが可能になっている。
特開２００２−１８９５３８号公報

ところで、上述した無停電電源装置は、インタフェースケーブルを通してシャットダウンの指示を情報処理装置に与えることにより、情報処理装置への給電を停止する構成を採用しているが、インタフェースケーブルを接続することができずシャットダウンの指示によるシャットダウンの機能もない一般の機器では、主電源の停止後に分散電源から給電している期間において個々の機器への給電の可否を制御することができない。分散電源の容量は限られているから、一般の機器を用いる場合であっても分散電源から給電する際に、必要な機器にだけ給電することが要求されている。

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、主電源とは別に設けた分散電源のみで機器に給電する際に、機器を接続するアウトレットについて給電の可否を選択可能にすることによって、一般の機器でも分散電源からの給電時に受電するか否かを選択することを可能にし、結果的に主電源の停止時に給電する機器を選択可能にする停電補償システムを提供することにある。

請求項１の発明は、主電源の停止時にバックアップが可能な分散電源を備える電力供給部と、電力供給部に電力供給線路を介して接続される給電接続部と機器が電気的に接続される機器接続口と備え給電接続部と機器接続口との間の通電の可否を選択するスイッチ要素を有した複数台のアウトレットとを有し、電力供給部は、アウトレットと通信可能であって主電源の停止を検出するとアウトレットに通知する停電検出部を有し、アウトレットは、停電検出部から主電源の停止が通知された後に規定の条件に従ってスイッチ要素のオンオフを制御する受電制御部を有することを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記アウトレットは、前記主電源の停止時における前記スイッチ要素のオンオフを選択する設定部を備え、前記受電制御部は、前記停電検出部から前記主電源の停止が通知されると設定部での選択に従ってスイッチ要素のオンオフを制御することを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記設定部は、前記主電源の停止後において前記スイッチ要素のオンを継続させる優先度を設定し、前記受電制御部は、前記停電検出部から前記主電源の停止が通知されると設定部で設定されている優先度が高いほどスイッチ要素のオンを継続する期間が長くなるようにスイッチ要素を制御することを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項２又は請求項３の発明において、前記アウトレットは、前記機器に供給している電流を検出する電流検出部を備え、前記設定部は、前記主電源の停止後において前記機器に供給する電流値の許容値を設定し、前記受電制御部は、前記停電検出部から前記主電源の停止が通知されると電流検出部により検出されている電流が設定部で設定された許容値以下であるときにスイッチ要素をオンにすることを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項２又は請求項３の発明において、前記設定部は、前記主電源の停止後に前記スイッチ要素を継続してオンにする制限時間を設定し、前記受電制御部は、前記停電検出部から前記主電源の停止が通知されると設定部に設定されている制限時間までスイッチ要素をオンにすることを特徴とする。

請求項６の発明では、請求項１の発明において、前記アウトレットと通信可能な管理装置を備え、管理装置は、前記主電源の停止時における各アウトレットごとの前記スイッチ要素のオンオフを規定した機器記憶部と、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出すると機器記憶部に規定された内容に従って各アウトレットにスイッチ要素のオンオフを通信により指示する動作指定部とを備え、各アウトレットの前記受電制御部は、動作指定部からの指示内容に従ってスイッチ要素のオンオフを制御することを特徴とする。

請求項７の発明では、請求項６の発明において、前記機器記憶部は、前記主電源の停止後において前記スイッチ要素のオンを継続させる優先度が設定され、前記動作指定部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出すると機器記憶部で設定されている優先度が高いほどスイッチ要素のオンを継続する期間が長くなるように機器記憶部に規定された優先度に従ってスイッチ要素のオンオフを各アウトレットに指示することを特徴とする。

請求項８の発明では、請求項６又は請求項７の発明において、前記アウトレットは、前記機器に供給している電流を検出する電流検出部を備え、前記機器記憶部は、前記主電源の停止後において前記機器に供給する電流値の許容値が設定され、前記動作指定部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出すると電流検出部により検出されている電流が機器記憶部で設定された許容値以下であるときにスイッチ要素をオンにするようにアウトレットに指示することを特徴とする。

請求項９の発明では、請求項６又は請求項７の発明において、前記機器記憶部は、前記主電源の停止後に前記スイッチ要素を継続してオンにする制限時間が設定され、前記動作指定部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出すると機器記憶部に設定されている制限時間までスイッチ要素をオンにするようにアウトレットに指示することを特徴とする。

請求項１０の発明では、請求項１〜９のいずれかの発明において、前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする。

請求項１の発明の発明の構成によれば、機器を接続するアウトレットにおいて給電の可否を選択可能にしていることにより、通信機能などのない一般の機器でも主電源の停止時に分散電源からの電力を受電するか否かを選択することが可能になる。つまり、一般の機器について主電源の停止時に給電する機器を選択することが可能になる。

請求項２、６の発明の構成によれば、主電源の停止時にスイッチ要素をオンにするかオフにするかを選択する設定部をアウトレットに設けているから、各アウトレットには主電源が停止したことだけを通知すれば、スイッチ要素のオンオフが選択される。つまり、アウトレットが多数台存在している場合でも、主電源の停止は同報通信などを用いて短時間で通知することが可能になる。しかも、各アウトレットごとにオンオフを指定できるから、主電源の停止時に継続して運転可能とする機器を直接見て把握することができる。

請求項３、７の発明の構成によれば、主電源の停止後に継続してスイッチ要素をオンにするアウトレットに優先度を規定しているから、高い優先度を与えてたアウトレットに接続されている機器は、主電源の停止後も長く使用することが可能になる。

請求項４、８の発明の構成によれば、主電源の停止後に機器に供給している電流が許容値以下であれば使用を許可することにより、主電源の停止後にも比較的多くの機器の使用が可能になる。

請求項５、９の発明の構成によれば、主電源の停止後にスイッチ要素を継続してオンにする制限時間を設定しているから、主電源の停止後における必要の程度に応じて制限時間を設定しておくことで、主電源の停止後にも必要な機器は比較的長い時間継続して使用することが可能になる。

請求項６〜９の発明においては、管理装置からアウトレットに対してスイッチ要素のオンオフを指示するから、複数台のアウトレットが存在しているときには一箇所で集中管理することができ、管理が容易になるという利点があり、また、アウトレットには管理装置との通信の機能と、スイッチ要素のオンオフを通信の指示によって制御する機能とがあればよく、アウトレットの構成が簡単になるという利点がある。

請求項１０の発明の構成によれば、機器が直流であるから分散電源として二次電池や太陽電池を用いる場合に交流電力に変換する必要がなく、分散電源では出力電圧の制御のみを行えばよく、分散電源の構成が簡単になる。

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。また、住宅以外にも店舗やオフィスビルなどの建築物に適用することが可能である。

図３は本実施形態を適用する電力供給システムの全体構成である。家屋Ｈには、図３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。

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。

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。

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。

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。

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。直流コンセント１３１は、情報機器システムＫ１０１以外の直流機器１０２も接続可能であり、図には他の直流機器１０２を接続する直流コンセント１３１も示している。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ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。

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ＡＣ／ＤＣコンバータ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。

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、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

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。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ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。

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ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ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。

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、ＡＣ／ＤＣコンバータ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。

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、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を含み交流電源ＡＣを電源とする主電源１０と、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３のうち少なくとも二次電池１６２を含む分散電源２０とを備える。

また、図示例では、直流電力供給部１０１が、主電源１０の停止（停電や線間電圧の異常低下）を検出する停電検出部１１と、主電源１０と分散電源２０と直流供給線路Ｗｄｃとの接続を行う給電制御部１２とを備える。給電制御部１２は、分散電源２０に設けた二次電池１６２への充電電流を制御する機能も備える。停電検出部１１と給電制御部１２とは直流電力供給部１０１とは別に設けてもよい。給電制御部１２は、停電検出部１１が主電源１０の停止を検出すると、直流供給線路Ｗｄｃから主電源１０を切り離し、分散電源２０のみを直流供給線路Ｗｄｃに接続する。この構成により、主電源１０の停止時に分散電源２０による電源のバックアップが可能になっている。

直流機器１０２は直流供給線路Ｗｄｃに接続された直流アウトレット（アウトレット）を通して受電する。直流アウトレットには、主として直流コンセント１３１と引掛シーリング１３２との２種類があるが、直流機器１０２との接続の形態以外には実質的な差異はないので、以下の説明では、とくに必要がなければ直流アウトレットについては、直流コンセント１３１を例として説明する。

直流コンセント１３１は、直流供給線路Ｗｄｃに接続される電線接続部１３１ｆと、直流機器１０２に設けたプラグなどの栓刃が着脱可能に接続される機器接続口１３１ｇとを備える。電線接続部１３１ｆと機器接続口１３１ｇとの間には、電線接続口１３１ｆと機器接続口１３１ｇとを導通させる状態と非導通にする状態とを選択する給電選択部としてのスイッチ要素１３１ａが挿入される。要するに、スイッチ要素１３１ａがオンかオフかによって、機器接続口１３１ｇに接続された直流機器１０２への給電の可否が選択される。スイッチ要素１３１ａには電磁継電器または半導体スイッチを用いる。

受電側通信部１３１ｂの電源は、スイッチ要素１３１ａを通さずに直流供給線路Ｗｄｃから供給されており、スイッチ要素１３１ａがオフになっても受電側通信部１３１ｂには直流電力が供給される。また、受電側通信部１３１ｂは直流機器１０２の動作時に比較して消費電力が微小であり、スイッチ要素１３１ａがオフであるときには直流コンセント１３１はハイインピーダンスになる。

スイッチ要素１３１ａのオンオフは、受電側通信部１３１ｂを通して受ける停電検出部１１からの指示により切り換えられる。スイッチ要素１３１ａは主電源１０が運転している期間にはオンになり、停電検出部１１から主電源１１の停止が通知されると、以下に説明する条件でオンまたはオフになる。

直流コンセント１３１に設けた受電側通信部１３１ｂは、個々の直流コンセント１３１を区別するための識別情報を保有している。直流コンセント１３１は、基本的には家屋Ｈの建築時において直流供給線路Ｗｄｃが先行配線されるときに先行配置され、以後は移動させることがないから、直流コンセント１３１の識別情報として、個々の区別を行う情報だけでなく配置場所の情報も含めることが可能である。

直流コンセント１３１には、受電側通信部１３１ｂに停電が通知された後に規定の条件でスイッチ要素１３１ａのオンオフを制御する受電制御部１３１ｃが設けられている。受電制御部１３１ｃが用いる条件には、（１）停電検出部１１による主電源１０の停止の検出の有無、（２）分散電源２０に設けた二次電池１６２の電池残量、（３）直流コンセント１３１に接続された直流機器１０２に供給している電流、（４）直流コンセント１３１に接続した直流機器１０２を動作させる時間などがある。いずれの条件であっても、直流コンセント１３１に設けたスイッチ要素１３１ａのオンオフを行うことにより、各直流コンセント１３１に接続した直流機器１０２ごとに主電源１０の停止時における給電の可否を選択することが可能になる。

条件（１）では、停電検出部１１から主電源１０の停止が通知されたときに、スイッチ要素１３１ａをオンに保つか、スイッチ要素１３１ａをオフにして直流機器１０２への給電を遮断するかを選択する。主電源１０の停止が検出されるとスイッチ要素１３１ａをオフにするように設定されている受電側通信部１３１ｂでは、直流コンセント１３１に接続されている直流機器１０２への給電を停止させることができる。また、主電源１０の停止が検出されたときにスイッチ要素１３１ａのオンを継続するように設定されている受電側通信部１３１ｂでは、直流機器１０２への給電を継続することができる。

したがって、主電源１０の停止時にも給電する必要がある直流機器１０２が接続されている直流コンセント１３１では、スイッチ要素１３１ａがオンになるように設定しておくことで、主電源１０の停止時にも当該直流機器１０２への給電を継続することができる。

各直流コンセント１３１において、主電源１０の停止時にスイッチ要素１３１ａをオンにするかオフにするかの選択を行うために直流コンセント１３１には設定部１３１ｅを設ける。主電源１０の停止時にスイッチ要素１３１ａをオンにするかオフにするかの選択を行う設定部１３１ｅは、たとえば、図２に示すように、ＤＩＰスイッチのような選択スイッチＳＷとプルアップ抵抗Ｒとの直列回路を用いることができる。この構成では、選択スイッチＳＷをオンにするかオフにするかに応じて、受電制御部１３１ｃにおいて選択スイッチＳＷが接続されている端子への入力信号が、Ｈレベル（オフ時）とＬレベル（オン時）とのいずれかになるから、この信号により主電源１０の停止時におけるスイッチ要素１３１ａのオンオフの状態を選択する。

条件（２）では、二次電池１６２の電池残量に応じてスイッチ要素１３１ａのオンオフを決定する。この条件を用いるには、電池残量を検出するために、分散電源２０には図示しない残量監視手段を設ける必要がある。残量監視手段は、二次電池１６２の電池残量を複数段階に区分しており、各直流コンセント１３１の受電制御部１３１ｃでは、どの段階までスイッチ要素１３１ａをオンに維持するかが規定される。たとえば、残量監視手段において、満充電時の電池残量を１００とし、０〜６０、６０〜８０、８０〜１００の３段階に分けるなどしておき、各範囲ごとにレベル１、レベル２、レベル３というように段階を区分しておく。各レベルは優先度として用いることができ、レベル１は電池残量がもっとも少ない段階であるから、３段階の中では優先度がもっとも高いことになる。

各直流コンセント１３１には、残量監視手段で監視している電池残量に応じたレベルが送られ、各直流コンセント１３１の受電制御部１３１ｃでは、どのレベルまでスイッチ要素１３１ａをオンに維持して直流機器１０２への給電を継続するかが規定される。たとえば、レベル３と規定されている場合には、電池残量が８０〜１００の間にはスイッチ要素１３１ｃのオンを維持し、電池残量が８０未満になるとスイッチ要素１３１ｃをオフにする。同様に、レベル１であれば、電池残量が６０未満になるまではスイッチ要素１３１ｃのオンを維持する。

したがって、分散電源２０に設けた二次電池１６２の電池残量が減少するに従って、レベル３、２、１の順でスイッチ要素１３１ｃが順にオフになる。言い換えると、各直流コンセント１３１に接続された直流機器１０２は、設定されているレベルに応じて順に停止するのであり、直流機器１０２の停止に伴って二次電池１６２から供給する電力が低減されるから、レベル１に設定された直流コンセント１３１に接続された直流機器１０２への給電を比較的長時間に亘って継続することが可能になる。つまり、優先度の高い直流コンセント１３１は優先度が低い直流コンセント１３１よりも長くスイッチ要素１３１ａのオンを継続する時間が長くなる。優先度は電池残量に限らず、時間で規定することも可能である。

直流コンセント１３１において、電池残量のレベルに応じてスイッチ要素１３１ａのオンオフを制御するには、設定部１３１ｅとして、たとえば図３に示す構成を採用すればよい。図示例の設定部１３１ｅは、複数個の選択スイッチＳＷ１〜ＳＷｎにそれぞれプルアップ抵抗Ｒ１〜Ｒｎを直列接続した構成を有し、各選択スイッチＳＷ１〜ＳＷｎと各プルアップ抵抗Ｒ１〜Ｒｎとの接続点を受電制御部１３１ｃに接続している。この構成では、選択スイッチＳＷ１〜ＳＷｎのオンオフの組合せにより、スイッチ要素１３１ａのオンオフの状態に電池残量のレベルを対応付けることができる。たとえば、レベル１、２、３にそれぞれ選択スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を対応つけておけば、選択スイッチＳＷ１のみがオンの直流コンセント１３１は電池残量がレベル１に低下するまでスイッチ要素１３１ａがオンであり、選択スイッチＳＷ３のみがオンの直流コンセント１３１は電池残量がレベル３の間だけスイッチ要素１３１ａがオンになる。

条件（３）では、直流コンセント１３１に接続された直流機器１０２に供給している電流に応じてスイッチ要素１３１ａのオンオフを決定する。直流コンセント１３１には、機器接続口１３１ｇに流れる電流を検出する電流センサＳＣを設け、電流センサＳＣの出力を電流検出部１３１ｈで監視することにより、受電制御部１３１ｃでスイッチ要素１３１ａをオンにするかオフにするかを決定する。電流センサＳＣには、トロイダルコアとホール素子とを組み合わせたいわゆる直流変流器などを用いることができる。電線接続部１３１ｆと機器接続口１３１ｇとの間に低抵抗を挿入し、低抵抗の両端電圧を計測することによって電流を検出する構成も考えられるが、比較的大きい損失が生じるから、直流変流器を電流センサＳＣに用いる構成のほうが望ましい。

受電制御部１３１ｃには、直流機器１０２に供給可能な許容値が直流コンセント１３１ごとに設定され、主電源１０の停止が停電検出部１１から受電側通信部１３１ｂに通知された後に、電流センサＳＣにより計測された電流値が許容値を超える場合には、当該直流コンセント１３１ではスイッチ要素１３１ａをオフにする。逆に言えば、電流検出部１３１ｈで検出されている電流値が許容値以下であればスイッチ要素１３１ａを継続してオンにする。この動作により、分散電源２０からの給電時において直流機器１０２に供給する電流を制限することができ、主電源１０の停止後に分散電源２０から供給する電流の上限を規定することになり、直流コンセント１３１に接続された直流機器１０２に対する通電時間を保証することが可能になる。

電流センサＳＣにより電流を検出する構成では、直流コンセント１３１が電流センサＳＣにより検出した電流値の情報を通信により相互に交換するか、あるいは宅内サーバ１１６やセンターサーバ２００のような管理装置に電流値の情報を集中管理させることが可能である。この構成では、主電源１０の停止後に分散電源２０により給電がなされている期間において、各直流コンセント１３１の電流センサＳＣにより検出した電流値の合計を求めることができる。電流値の合計を求める構成では、条件（２）において監視した分散電源２０の二次電池１６２の電池残量を併用すると、条件（２）ではスイッチ要素１３１ａをオフにするレベルに設定されていた直流コンセント１３１について、電流センサＳＣで検出される電流値によってはスイッチ要素１３１ａをオンに維持することが可能になる。

たとえば、電池残量が６０〜８０であるときに、通常は、レベル３の直流コンセント１３１におけるスイッチ要素１３１ａをオフにしているが、レベル３の直流コンセント１３１であっても、電流センサＳＣで検出される電流値が規定した電流値よりも小さいときには、スイッチ要素１３１ａをオンに維持するようにしてもよい。つまり、本来ならば、レベル１とレベル２との直流機器１０２にのみ受電が許容される電池残量のときでも、レベル３の直流機器１０２のうち電流センサＳＣにより検出されている電流値が規定した電流値よりも小さいものは受電を許容するようにしてもよい。

条件（４）には、主電源１０の停止後においてスイッチ要素１３１ａを継続してオンにする制限時間を用いる。つまり、主電源１０の停止から制限時間が経過するまではスイッチ要素１３１ａをオンに保ち、制限時間の経過後にはスイッチ要素１３１ａをオフにする。制限時間は、各直流コンセント１３１において個別に設定することが可能である。

図示例では、制限時間を記憶するとともに制限時間を計時し、主電源１０の停止後に制限時間内はスイッチ要素１３１ａをオンに維持するするように受電制御部１３１ｃに指示する時間処理部１３１ｄを設けている。また、制限時間の設定は設定部１３１ｅにより行うことができる。設定部１３１ｅは、条件（３）を用いた動作における電流値を設定する機能も備える。

設定部１３１ｅを直流コンセント１３１に設ける代わりに、直流コンセント１３１との間で通信が可能な表示器１１７や他の端末装置を用い、通信信号を用いて電流の許容値や制限時間を設定するようにしてもよい。

上述した構成では、直流機器１０２を直流コンセント１３１に一対一に接続しておけば、直流コンセント１３１におけるスイッチ要素１３１ａのオンオフを制御することは、直流機器１０２の運転と停止とを制御することと等価になる。すなわち、直流コンセント１３１において直流機器１０２での受電を制御するから、直流コンセント１３１に接続する直流機器１０２には通信の機能などが不要であり、一般の直流機器１０２を用いながらも主電源１０の停止時における電力供給の可否を選択することが可能になる。

ところで、図１に示す構成では、主電源１０の停止後において、スイッチ要素１３１ａのオンオフを決定する判断を直流コンセント１３１において行っているから、直流電力供給部１０１は、主電源１０の停止のみを通知するか、主電源１０の停止を通知するのに加えて電池残量のレベルを通知している。これに対して、宅内サーバ１１６やセンターサーバ２００において、各直流コンセント１３１ごとにスイッチ要素１３１ａのオンオフを管理することも可能である。

各直流コンセント１３１において主電源１０の停止時の動作を管理している上述の構成では、直流コンセント１３１において条件の設定も行うから、利用者が直流コンセント１３１に接続した直流機器１０２を直接確認して条件設定を行うことができる。つまり、設定内容が分かりやすく、また集中管理する場合に比較して宅内サーバ１１６やセンターサーバ２００の処理負荷が軽減される点で望ましいといえる。また、各直流コンセント１３１では、主電源１０の停止の情報や電池残量のレベルのように、同内容の情報を受け取ればよいから、ブロードキャスト通信やマルチキャスト通信のように同報的な通信によって情報を通知することができ、結果的に各直流コンセント１３１において情報の受信時刻にばらつきが生じることがない上に、トラフィックの増加を抑制することにもなる。

ただし、宅内サーバ１１６やセンターサーバ２００での集中管理を可能にしておけば、各直流コンセント１３１がどのように動作するかを一括して知ることができるから管理が容易になる。そこで、図５に示すように、管理装置（図示例では、宅内サーバ１１６であるがセンターサーバ２００あるいは他の管理装置を設けてもよい）には、停電検出部１１が主電源１０の停止を検出した後における各直流コンセント１３１の制御内容を記憶した機器記憶部１３が設けられる。各直流コンセント１３１の制御内容は、上述した条件（１）〜（４）に相当する情報であり、停電検出部１１が主電源１０の停止を検出したときにスイッチ要素１３１ａをオンにするかオフにするか、電池残量のレベルに応じてスイッチ要素１３１ａをオンにするかオフにするか、電流センサＳＣの出力あるいは制限時間を用いてスイッチ要素１３１ａをオンにするかオフにするかなどの情報を意味する。これらの条件（１）〜（４）は、１つの直流コンセント１３１に対して複数の情報が同時に適用されない限りにおいて、機器記憶部１３に混在させることが可能である。

機器記憶部１３に記憶された制御内容の実行を各直流コンセント１３１に指示するのは管理装置としての宅内サーバ１１６に設けた動作指定部１４であって、動作指定部１４は、主電源１０の停止が停電検出部１１により検出された後の直流コンセント１３１の動作を、機器記憶部１３に記憶されている内容に従って各直流コンセント１３１に指示する。

機器記憶部１３に、直流機器１０２の制御内容を設定するには、広域網ＮＴあるいは宅内網に接続される端末装置（図示せず）を用いる。端末装置には、表示器１１７、パーソナルコンピュータ、移動体電話機などを用いることができる。本例では、端末装置がブラウザ機能を備えている場合を想定しており、センタサーバ２００あるいは宅内サーバ１１６では、端末装置のブラウザ機能を利用して機器記憶部１３に記憶させる事項を設定可能とするサービスを提供する。つまり、センタサーバ２００もしくは宅内サーバ１１６はサービス提供部として機能する。

たとえば、センタサーバ２００では機器記憶部１３に必要な事項を登録するための設定画面を端末装置に提示し、端末装置に付設した操作部を操作することにより必要な事項を設定すると、設定した事項をセンタサーバ２００が機器記憶部１３に登録する。同様の処理はセンタサーバ２００ではなく宅内サーバ１１６により行うことも可能である。宅内サーバ１１６をサービス提供部として用いる場合には、端末装置として表示器１１７を用いると、機器記憶部１３に必要事項を登録する際に広域網ＮＴを利用しないから情報漏洩の可能性を低減できる。

各直流コンセント１３１のスイッチ要素１３１ａのオンオフを、停電検出部１１における主電源１０の停止にのみ対応付けた制御内容を機器記憶部１３に記憶させている場合には、各直流コンセント１３１に対してそれぞれスイッチ要素１３１ａのオンオフを指示することになる。また、停電検出部１１における主電源１０の停止後における電池残量のレベルをスイッチ要素１３１ａのオンオフに対応付けた指示内容を機器記憶部１３に記憶させている場合には、電池残量のレベルに応じて各直流コンセント１３１に対してそれぞれスイッチ要素１３１ａのオンオフを指示する。

また、電流センサＳＣの出力をスイッチ要素１３１ａのオンオフに対応付けて機器記憶部１３に登録しているときには、動作指定部１４において電流センサＳＣで検出した電流値を取得し、その電流値に応じて上述した条件（３）に対応した処理を行う。なお、上述したように、電流値は電池残量のレベルと併用することができる。さらに、管理装置としての宅内サーバ１１６に、時間処理部１３１ｄに相当する構成を設け、制限時間に応じて各直流コンセント１３１のスイッチ要素１３１ａを制御する構成を採用してもよい。

宅内サーバ１１６やセンターサーバ２００のような管理装置を用いて複数台の直流コンセント１３１の制御を集中管理する場合であっても、各直流コンセント１３１に設けたスイッチ要素１３１ａの動作は、各直流コンセント１３１において行っている動作と同様である。

なお、上述した実施形態では、機器記憶部１３と動作指定部１４とを宅内サーバ１１６に設けた例を示しているが、直流電力供給部１０１、協調制御部１１３、センタサーバ２００のいずれかに設けることが可能であり、またこれらの装置とは独立した他の装置として設けることも可能である。また、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。

本発明の実施形態を示す要部ブロック図である。 同上に用いる直流コンセントの一構成を示す要部回路図である。 同上に用いる直流コンセントの他構成を示す要部回路図である。 同上の全体構成を示す構成図である。 他の構成例を示す要部のブロック図である。

符号の説明

１０ 主電源
１１ 停電検出部
１２ 給電制御部
１３ 機器記憶部
１４ 動作指定部
２０ 分散電源
１０１ 直流電力供給部（電力供給部）
１０２ 直流機器（機器）
１１６ 宅内サーバ（管理装置）
１３１ 直流コンセント（アウトレット）
１３１ａ スイッチ要素
１３１ｂ 受電側通信部
１３１ｃ 受電制御部
１３１ｄ 時間処理部
１３１ｅ 設定部
１３１ｆ 給電接続部
１３１ｇ 機器接続口
１３１ｈ 電流検出部
１３２ 引掛シーリング（アウトレット）
２００ センタサーバ（管理装置）
Ｈ 家屋
ＳＣ 電流センサ
Ｗｄｃ 直流供給線路（電力供給線路）

Claims (10)

1. 主電源の停止時にバックアップが可能な分散電源を備える電力供給部と、電力供給部に電力供給線路を介して接続される給電接続部と機器が電気的に接続される機器接続口と備え給電接続部と機器接続口との間の通電の可否を選択するスイッチ要素を有した複数台のアウトレットとを有し、電力供給部は、アウトレットと通信可能であって主電源の停止を検出するとアウトレットに通知する停電検出部を有し、アウトレットは、停電検出部から主電源の停止が通知された後に規定の条件に従ってスイッチ要素のオンオフを制御する受電制御部を有することを特徴とする停電補償システム。
2. 前記アウトレットは、前記主電源の停止時における前記スイッチ要素のオンオフを選択する設定部を備え、前記受電制御部は、前記停電検出部から前記主電源の停止が通知されると設定部での選択に従ってスイッチ要素のオンオフを制御することを特徴とする請求項１記載の停電補償システム。
3. 前記設定部は、前記主電源の停止後において前記スイッチ要素のオンを継続させる優先度を設定し、前記受電制御部は、前記停電検出部から前記主電源の停止が通知されると設定部で設定されている優先度が高いほどスイッチ要素のオンを継続する期間が長くなるようにスイッチ要素を制御することを特徴とする請求項２記載の停電補償システム。
4. 前記アウトレットは、前記機器に供給している電流を検出する電流検出部を備え、前記設定部は、前記主電源の停止後において前記機器に供給する電流値の許容値を設定し、前記受電制御部は、前記停電検出部から前記主電源の停止が通知されると電流検出部により検出されている電流が設定部で設定された許容値以下であるときにスイッチ要素をオンにすることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の停電補償システム。
5. 前記設定部は、前記主電源の停止後に前記スイッチ要素を継続してオンにする制限時間を設定し、前記受電制御部は、前記停電検出部から前記主電源の停止が通知されると設定部に設定されている制限時間までスイッチ要素をオンにすることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の停電補償システム。
6. 前記アウトレットと通信可能な管理装置を備え、管理装置は、前記主電源の停止時における各アウトレットごとの前記スイッチ要素のオンオフを規定した機器記憶部と、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出すると機器記憶部に規定された内容に従って各アウトレットにスイッチ要素のオンオフを通信により指示する動作指定部とを備え、各アウトレットの前記受電制御部は、動作指定部からの指示内容に従ってスイッチ要素のオンオフを制御することを特徴とする請求項１記載の停電補償システム。
7. 前記機器記憶部は、前記主電源の停止後において前記スイッチ要素のオンを継続させる優先度が設定され、前記動作指定部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出すると機器記憶部で設定されている優先度が高いほどスイッチ要素のオンを継続する期間が長くなるように機器記憶部に規定された優先度に従ってスイッチ要素のオンオフを各アウトレットに指示することを特徴とする請求項６記載の停電補償システム。
8. 前記アウトレットは、前記機器に供給している電流を検出する電流検出部を備え、前記機器記憶部は、前記主電源の停止後において前記機器に供給する電流値の許容値が設定され、前記動作指定部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出すると電流検出部により検出されている電流が機器記憶部で設定された許容値以下であるときにスイッチ要素をオンにするようにアウトレットに指示することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の停電補償システム。
9. 前記機器記憶部は、前記主電源の停止後に前記スイッチ要素を継続してオンにする制限時間が設定され、前記動作指定部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出すると機器記憶部に設定されている制限時間までスイッチ要素をオンにするようにアウトレットに指示することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の停電補償システム。
10. 前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の停電補償システム。

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