JP2017063554A - Power distribution system - Google Patents

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正 森
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久 樋口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power distribution system distributing power mutually for system power interruption between a power demand facility, e.g., a plurality of dwelling houses installing an individual power generation facility, in a power utilization system coordinating the individual power generation facility and the system power line, or partial stoppage of individual power.SOLUTION: A bidirectional AC/DC converter ADB, a bidirectional DC/DC converter DDB, and an AC/AC converter AAC are interposed between the individual power generation facility SPM, a system line CPL, a distribution line SPL, and a power storage facility BS of each power unit PU. A management computer MPC monitors the power supply state in each power unit PU, and the power supply state between respective power units and switches the plurality of converters of converter means CVT, thus controlling power supply and power distribution while taking account of the power consumption cost.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、再生可能な自然エネルギーを利用して得られる電力と系統電力および電力需要設備に設置した蓄電設備とを連携させて、住宅や事業所の電力消費施設（需要設備）との間で効率よく電力供給を可能とした電力融通システムに関する。   The present invention links electric power obtained by using renewable natural energy and power storage equipment installed in grid power and power demand equipment, and between power consumption facilities (demand equipment) of houses and business establishments. The present invention relates to a power interchange system that enables efficient power supply.

太陽光発電システムや風力発電システムなどの自然エネルギーを利用して発電した個別発電電力（個別電力）を商用配電系統（商用電力配電網、以下、単に系統とも称する）電力網と連携させ、あるいは大規模な蓄電設備と接続してピーク需要や系統の配電停止などの事態に対応させることが行われている。   Individual power generated using natural energy such as solar power generation system or wind power generation system (individual power) is linked to a commercial power distribution system (commercial power distribution network, hereinafter also referred to simply as system) power network or large-scale It is connected to various power storage facilities to cope with situations such as peak demand and system power distribution stoppage.

例えば、太陽光発電システムでは、系統との間にパワーコンディショナーを介在させ、その発電電力（個別電力）を一旦系統に接続し、電力を消費する住宅の家電設備や事業所の電気機器等は系統との間で電力の供給を受けるようにし、太陽光発電電力が家電設備等の電力消費量を上回ったときは系統に余剰電力を供給し、その逆の場合は系統から電力供給を受けるようになっている。   For example, in a photovoltaic power generation system, a power conditioner is interposed between the system and the generated power (individual power) is temporarily connected to the system. So that when solar power exceeds the power consumption of home appliances, etc., surplus power is supplied to the grid, and vice versa. It has become.

また、太陽光発電システムに蓄電設備（大容量蓄電池、通常は多数のバッテリーで構成）を接続して常時蓄電を行い、系統の遮断や太陽光発電の発電停止や発電能力の低下時、あるいは電力需要のピーク時には蓄電設備から電力を放出することで過渡的な電力喪失となるのを回避するシステムも知られている。この種の関連技術を開示したものとしては、特許文献１、特許文献２などを挙げることができる。   In addition, power storage facilities (large-capacity storage batteries, usually composed of a large number of batteries) are connected to the solar power generation system to perform constant power storage, shutting off the system, stopping power generation from solar power generation, reducing power generation capacity, or power There is also known a system that avoids a transient loss of power by discharging power from power storage equipment at the peak of demand. Patent Document 1, Patent Document 2, and the like can be cited as disclosures of this type of related technology.

特開２０１３−１７２５０４号公報JP 2013-172504 A 特開２０１２−２１００４４号公報JP 2012-210044 A

近年は、個々の住宅や事業所などの比較的小規模な電力需要設備に個別の太陽発電設備を設置する事例から、所謂スマートシティとかスマートタウンと称する中規模あるいは大規模の住宅集団（以下、スマートシティ）などの電力需要設備も建設されるようになった。個々の住宅に設置した太陽発電システムには、小規模の蓄電装置（バッテリー群で構成）を付帯させているのが普通である。また、スマートシティでは、個々の住宅ごとに太陽発電設備を設置し、それらの設備群について比較的規模の大きい蓄電設備を共通に設置しているものもある。   In recent years, from the case of installing individual solar power generation facilities in relatively small power demand facilities such as individual houses and offices, so-called smart cities or medium-sized or large-scale housing groups (hereinafter referred to as smart towns) Electricity demand facilities such as smart cities have also been built. A solar power generation system installed in an individual house is usually accompanied by a small-scale power storage device (consisting of a battery group). In some smart cities, solar power generation equipment is installed in each individual house, and power storage equipment of a relatively large scale is installed in common for those equipment groups.

従来のこの種のシステムでは、太陽発電設備の個別電力をＤＣ／ＡＣ変換したもの、あるいは系統からの電力をＡＣ／ＤＣ変換したものを蓄電設備に充電し、必要に応じて蓄電設備に蓄電してあるＤＣ電力をＤＣ／ＡＣ変換して利用する。しかしながら、蓄電設備の充電のためのＡＣ／ＤＣ変換する際、蓄電設備に蓄えたＤＣ電力や太陽光発電等のＤＣ電力をＤＣ／ＡＣ変換する際の変換ロスは１０〜２０％程度と大きい。また、この種の蓄電設備は複数の蓄電池（バッテリー）を集積して大きな容量を実現しており、そのうちの一個に不具合が生じた場合は蓄電池設備の全てが機能停止となってしまう。   In the conventional system of this type, the individual power of the solar power generation equipment is DC / AC converted, or the power from the system is AC / DC converted, and the power storage equipment is charged and stored in the power storage equipment as necessary. DC power is used after DC / AC conversion. However, when performing AC / DC conversion for charging the power storage equipment, the conversion loss when DC / AC conversion of DC power stored in the power storage equipment or DC power such as solar power generation is as large as about 10 to 20%. In addition, this type of power storage equipment has a large capacity by accumulating a plurality of storage batteries (batteries), and if one of them has a problem, all of the storage battery equipment stops functioning.

太陽発電設備の個別電力設備の発電能力が停止乃至は能力低下した場合には、蓄電設備の電力供給容量に限界があるため、過渡的には蓄電設備から電力を供給できるが、その後の電力の殆どは系統からの給電に頼ることになる。また、蓄電設備を構成するバッテリーの一部にでも不具合が発生すれば、その蓄電設備はシステムから切り離され、全電力を系統に頼ることになる。そして、系統電力の供給にも遮断が発生すれば、電力需要設備に対する全電力の喪失となる。さらに、電力需要の瞬間的なピーク需要や太陽光発電等の個別電力発電能力の不安定さを吸収するために大規模蓄電池設備を置くことに対する安全面の問題やその設置場所などには制約がある。   When the power generation capacity of an individual power facility of a solar power generation facility stops or decreases, the power supply capacity of the power storage facility is limited, so power can be transiently supplied from the power storage facility. Most rely on power from the grid. In addition, if a malfunction occurs in a part of the battery constituting the power storage facility, the power storage facility is disconnected from the system, and all power is relied on the system. And if interruption | blocking also occurs in supply of system electric power, it will be the loss of all the electric power with respect to an electric power demand installation. In addition, there are restrictions on the safety issues and installation location of large-scale storage battery facilities to absorb the instantaneous peak demand of power demand and the instability of individual power generation capacity such as solar power generation. is there.

本発明の目的は、複数の個別電力発電設備と系統電力線とを連携した電力利用システムにおける前記個別電力発電設備を設置した複数の住宅等に設置した電力需要設備（パワーユニットとも称する）の間をネットワーク接続し、系統遮断や部分的な個別電力の停止等の事態が生じても電力需要設備間で相互に電力を融通し合い、全電力喪失を回避できる電力融通システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a network between power demand facilities (also referred to as power units) installed in a plurality of houses or the like in which the individual power generation facilities are installed in a power utilization system in which a plurality of individual power generation facilities and a system power line are linked. It is an object to provide a power interchange system that can connect and exchange power between the power demanding facilities and avoid the loss of total power even if a situation such as system disconnection or partial individual power stoppage occurs.

上記目的を達成するため、本発明に係る電力融通システムは、次のように構成される。すなわち、
（１）蓄電設備と家電機器を含む電力消費機器を備えた複数の電力需要設備（パワーユニットとも称する）の間を結合する電力融通線と、システムを統括制御する管理コンピュータを備える。
（２）商用電力配電網からの系統電力と再生可能な自然エネルギーを利用した自家発電設備で得られる個別電力および前記蓄電設備の蓄電電力を連携させて、前記複数の電力需要設備の相互間で効率よく電力の供給を可能とする。
（３）前記電力需要設備には、交流（ＡＣ）電力と直流（ＤＣ）電力の何れかを交流電力と直流電力の何れかに変換する複数種のコンバータと、前記商用電力配電網と前記自家発電設備からの給電状況に応じて前記系統電力と前記個別電力および前記蓄電電力、さらに前記家電機器を含む電力消費機器との間の前記複数のコンバータの何れかを経由する電力経路を設定するスイッチ手段を有するパワーボードを備える。
（４）前記蓄電設備は、前記スイッチ手段による選択で前記系統電力と前記自家発電電力の何れか又は双方からの電力を蓄電し、放電（給電）する如く配置される。
（５）前記電力需要設備に備える前記スイッチ手段は、前記自家発電電力と前記系統電力の給電状態と発電状態に応じて、前記個別電力と前記系統電力の何れか一方、又は前記蓄電設備からの蓄電電力を自身の電力需要設備の一部または全部に給電し、前記電力融通線を介して自身以外の前記電力需要設備に給電する如く構成する。
（６）前記複数種のコンバータは、前記自家発電設備で得られる直流の個別電力を最大効率で取り出すためのＭＰＰＴ ＤＣ／ＤＣコンバータ、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータＡＣ／ＡＣコンバータで構成する。
（７）前記パワーボードに、前記複数種のコンバータの入力側と出力側の切換えを担当する前記スイッチ手段を切り替えるためのスイッチ制御装置を備える。
（８）前記パワーボードに、前記個別電力と前記系統電力の給電状態と前記蓄電電力の蓄電放電状態、前記電力融通線の給電・受電状態に応じて前記管理コンピュータのもとに前記スイッチ制御装置に切換え制御指令を与えるインターフェースを備える。
（９）前記複数の電力需要設備のそれぞれは、前記系統電力線から個別に給電される構成であり、前記電力融通線は、前記複数の電力需要設備に対して前記系統電力線と平行に配置される。
（１０）前記複数の電力需要設備のそれぞれは、前記系統電力から受電設備を介して分岐した自営線を通して給電される構成であり、前記電力融通線は、前記自営線を共用する。
（１１）前記蓄電設備は複数の蓄電池で構成され、前記蓄電池の１又は複数個ごとに前記パワーボードに対して並列に接続する。
（１２）前記個別電力線、前記系統電力線、前記自営線、前記複数の蓄電池のそれぞれに、それぞれの状態を検知するセンサを有し、検知データを前記インターフェースを介してシステムを統括する前記管理コンピュータに転送する構成とした。
（１３）本発明は上記構成、後述する実施形態に記載される構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
（１４）管理コンピュータは、系統線の給電とソーラ発電モジュールおよび蓄電設備のそれぞれについて、ＤＣ／ＡＣ変換，ＡＣ／ＤＣ変換の変換ロス、系統線からの給電コストと蓄電設備を利用する場合のコストの優位性を判断して、経済的な観点に基づいてコンバータ手段の設定を行う。
（１５）管理コンピュータは系統線、ソーラ発電モジュール、融通線（自営線）、蓄電設備の各電力の組み合わせ利用形態の選択肢を複数有している。そして、データ送受信インターフェースを介した通信機能により各設備に設置した各種センサからのデータに基づいて情報の分析と判断を行い、その判断結果でコンバータ手段のフロント側スイッチ手段とリア側スイッチ手段への制御命令を選択し、通信機能によりスイッチ制御装置に対して指令を与える。 In order to achieve the above object, a power interchange system according to the present invention is configured as follows. That is,
(1) A power interchange line that couples between a plurality of power demanding facilities (also referred to as power units) including a power storage device and a power consuming device including home appliances, and a management computer that performs overall control of the system.
(2) By connecting the grid power from the commercial power distribution network and the individual power obtained by the private power generation facility using renewable natural energy and the stored power of the power storage facility, between the plurality of power demand facilities Enables efficient power supply.
(3) The power demand facility includes a plurality of types of converters that convert either alternating current (AC) power or direct current (DC) power into either alternating current power or direct current power, the commercial power distribution network, and the private home. A switch for setting a power path that passes through any of the plurality of converters between the grid power, the individual power, the stored power, and a power consuming device including the home appliance according to a power supply state from a power generation facility A power board having means is provided.
(4) The power storage facility is disposed so as to store power from either or both of the grid power and the private power generated by selection by the switch means and to discharge (feed) power.
(5) The switch means included in the power demand facility may include either the individual power or the system power, or the power storage facility, depending on a power supply state and a power generation state of the private power generation and the system power. The stored power is supplied to a part or all of its own power demand facility, and the power demand facilities other than itself are fed via the power interchange line.
(6) The plurality of types of converters are MPPT DC / DC converters, bidirectional AC / DC converters, bidirectional DC / DC converters AC / AC for extracting DC individual power obtained by the private power generation facility with maximum efficiency. Consists of a converter.
(7) The power board is provided with a switch control device for switching the switch means in charge of switching between the input side and the output side of the plurality of types of converters.
(8) The switch control device based on the management computer according to a power supply state of the individual power and the grid power, a power storage / discharge state of the stored power, and a power supply / reception state of the power interchange line. Is provided with an interface for giving a switching control command.
(9) Each of the plurality of power demand facilities is configured to be individually fed from the system power line, and the power accommodation line is arranged in parallel to the system power line with respect to the plurality of power demand facilities. .
(10) Each of the plurality of power demand facilities is configured to be fed through a private line branched from the grid power via a power receiving facility, and the power interchange line shares the private line.
(11) The power storage facility includes a plurality of storage batteries, and one or a plurality of the storage batteries are connected in parallel to the power board.
(12) The management computer that has a sensor for detecting the state of each of the individual power line, the system power line, the self-supported line, and the plurality of storage batteries, and controls the system through the interface. It was configured to transfer.
(13) The present invention is not limited to the above-described configuration and the configuration described in the embodiments described later, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.
(14) The management computer supplies DC / AC conversion, conversion loss of AC / DC conversion, power supply cost from the power line, and cost when using the power storage equipment for each of the power supply of the power line and the solar power generation module and the power storage equipment. The converter means is set based on an economical viewpoint.
(15) The management computer has a plurality of options for the combined use form of each power of the grid line, solar power generation module, flexible line (private line), and power storage facility. Then, information is analyzed and determined based on data from various sensors installed in each facility by a communication function via a data transmission / reception interface, and the determination result is sent to the front side switch means and the rear side switch means. A control command is selected and a command is given to the switch control device by the communication function.

複数の住宅等の群やスマートシティを構成する複数の住宅などの電力需要設備のそれぞれに設けた自然エネルギーを利用した複数の個別電力発電設備と系統電力線および前記個別電力発電設備のそれぞれに附帯させて設けた各複数の蓄電設備とを連携させた電力利用システムを構築し、前記個別電力発電設備を設置した複数の電力需要設備の間を電力融通線でネットワーク接続したことにより、系統遮断や部分的な個別電力の停止等の事態が生じても電力需要設備間で相互に電力を融通し合うことでそれぞれの電力需要設備での全電力喪失を回避できる。   Attached to each of a plurality of individual power generation facilities and a system power line using natural energy provided in each of power demand facilities such as a plurality of houses and a plurality of houses constituting a smart city, and the individual power generation facilities. By constructing a power utilization system that links each of the plurality of power storage facilities provided and connecting the plurality of power demand facilities with the individual power generation facilities with a network via power interchange lines, Even if a situation such as an individual power stoppage occurs, it is possible to avoid a loss of total power in each power demand facility by mutually sharing power between the power demand facilities.

各電力需要設備に設ける蓄電池は一個宛、あるいは数個を一つの塊とした複数群として電気的に独立に制御できるように配置される。それにより、特定の電力需要設備に設けた蓄電池の一部に機能不全が発生しても、その蓄電池のみをシステムから切り離すだけで、すべての蓄電設備をシステムから切り離す必要がなくなり、蓄電機能を維持することができる。このように構成することで、   The storage batteries provided in each power demand facility are arranged so that they can be electrically controlled independently as one group or as a plurality of groups of several in one lump. As a result, even if a malfunction occurs in a part of a storage battery installed in a specific power demand facility, it is no longer necessary to disconnect all the storage facilities from the system simply by disconnecting only the storage battery from the system, thus maintaining the storage function. can do. By configuring in this way,

複数の電力需要設備を通信線で管理コンピュータに接続して、各電力需要設備を構成する個別発電機器、蓄電設備を構成する蓄電池および系統線の状態を統括的に監視することで、電力の融通をコントロールでき、需要ピークや個別発電、系統線の不安定さを吸収して各電力需要設備に安定な電力供給を実現することができる。   By connecting multiple power demand facilities to a management computer via communication lines and monitoring the status of individual power generation equipment, storage batteries constituting power storage facilities, and system lines in an integrated manner, It is possible to control the demand peak, individual power generation, and instability of the power line, and realize stable power supply to each power demand facility.

本発明に係る電力融通システムを構成するパワーユニットの実施例１の構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the structure of Example 1 of the power unit which comprises the power interchange system which concerns on this invention. 本発明に係る電力融通システムの実施例１の構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of Example 1 of the power interchange system which concerns on this invention. 本発明に係る電力融通システムを構成するパワーユニットの実施例２の構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the structure of Example 2 of the power unit which comprises the power interchange system which concerns on this invention. 本発明に係る電力融通システムの実施例２の構成図である。It is a block diagram of Example 2 of the power interchange system which concerns on this invention. 本発明に係る電力融通システムの基本的な制御手順の一例を説明する流れ図である。It is a flowchart explaining an example of the basic control procedure of the electric power accommodation system which concerns on this invention. 本発明に係る電力融通システムの基本的な制御手順の一例を説明する図５に続く流れ図である。It is a flowchart following FIG. 5 explaining an example of a basic control procedure of the power accommodation system according to the present invention.

以下、本発明の実施形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings of the examples.

図１は、本発明に係る電力融通システムを構成するパワーユニットの実施例１の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すパワーユニットＰＵは個別住宅に設置される電力需要設備である。このパワーユニットＰＵは、本実施例の電力需要システムに加入する各住宅にその主要設備として設置される。パワーユニットＰＵには本実施例の主要部を構成するパワーボードＰＢが設けられている。また、図２は、本発明に係る電力融通システムの構成図で、便宜上３戸の住宅のみを示す。   FIG. 1 is a functional block diagram illustrating the configuration of a power unit according to a first embodiment of the power interchange system according to the present invention. The power unit PU shown in FIG. 1 is a power demand facility installed in an individual house. This power unit PU is installed as the main equipment in each house that joins the power demand system of this embodiment. The power unit PU is provided with a power board PB constituting the main part of the present embodiment. FIG. 2 is a configuration diagram of the power interchange system according to the present invention, and shows only three houses for convenience.

本実施例の電力融通システムは、図２に示したように、複数の電力需要設備としての住宅のそれぞれに本実施例の機能を実行するためのパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３、・・・を備えている。各住宅のパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３、・・・は系統線ＣＰＬに個別につながり、それぞれが独立して系統から電力の給電を受けるようになっている。そして、各パワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３、・・・は本システムの電力融通を実行する融通線（自営線）ＳＰＬに並列に接続している。さらに、各住宅のパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３、・・・は通信線ＤＴＬで管理コンピュータＭＰＣに接続されている。   As shown in FIG. 2, the power interchange system of the present embodiment includes power units PU1, PU2, PU3,... For executing the functions of the present embodiment in each of a plurality of houses as power demand facilities. ing. The power units PU1, PU2, PU3,... Of each house are individually connected to the system line CPL, and each receives power supply from the system independently. And each power unit PU1, PU2, PU3, ... is connected in parallel with the interchange line (private line) SPL which performs the electric power interchange of this system. Further, the power units PU1, PU2, PU3,... Of each house are connected to the management computer MPC via a communication line DTL.

以下の図１についての説明では、一個のパワーユニットのみの構成について説明するので、パワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３、・・・をパワーユニットＰＵで代表して説明する。パワーユニットＰＵは、基本的に電力の入力手段である系統線ＣＰＬ、ソーラ発電モジュールＳＰＭ、融通線（自営線）ＳＰＬ、パワーボードＰＢが接続される。また、蓄電設備であるバッテリーＢ１，Ｂ２，・・・Ｂｎ、電力消費機器であるＡＣ家電機器ＡＣＡ（照明器具等も含む）、ＤＣ家電機器ＤＣＡ、希望によりＡＣ回転機ＡＣＭが接続される。ＡＣ回転機ＡＣＭは可変電圧／可変周波数回転機などの機器や融通電力の周波数調整の機能を有する。   In the following description of FIG. 1, the configuration of only one power unit will be described. Therefore, the power units PU1, PU2, PU3,. The power unit PU is basically connected to a system line CPL, a solar power generation module SPM, a flexible line (self-operated line) SPL, and a power board PB which are power input means. Further, batteries B1, B2,... Bn that are power storage facilities, AC home appliances ACA (including lighting fixtures) that are power consuming devices, DC home appliances DCA, and an AC rotating machine ACM as desired are connected. The AC rotator ACM has a function of adjusting the frequency of equipment such as a variable voltage / variable frequency rotator and an interchangeable power.

また、パワーボードＰＢはデータ送受信用のインターフェース（Ｉ／Ｆ）ＤＴＲを備え、本システムの適宜場所に設置されている管理コンピュータＭＰＣに接続している。この管理コンピュータＭＰＣは選定した一個の住宅に設けておくことができる。   The power board PB includes an interface (I / F) DTR for data transmission / reception, and is connected to a management computer MPC installed at an appropriate place in the system. This management computer MPC can be provided in one selected house.

パワーボードＰＢには、交流（ＡＣ）電力と直流（ＤＣ）電力の何れかを交流電力と直流電力の何れかに変換する複数種のコンバータと、前記商用電力配電網と前記自家発電設備からの給電状況に応じて前記系統電力と前記個別電力および前記蓄電電力、さらに前記家電機器を含む電力消費機器との間の前記複数種のコンバータの何れかを経由する電力経路を設定するスイッチ手段を有する。   The power board PB includes a plurality of types of converters that convert either alternating current (AC) power or direct current (DC) power into either alternating current power or direct current power, the commercial power distribution network, and the private power generation facility. Switch means for setting a power path that passes through any of the plurality of types of converters between the grid power, the individual power, the stored power, and a power consuming device including the home appliance according to a power supply state .

パワーボードＰＢを構成する複数のコンバータは、ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＭ、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＢ、ＡＣ／ＡＣコンバータＡＡＣで構成される。ＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＭは、最大電力点追従方式（Maximum Power Point Tracking）のＤＣ／ＤＣコンバータである。このＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＭは太陽光発電設備における日照量の変化に対応して最も効率のよい電圧、電流点を選択して発電電力を出力させる機能を有する。   The plurality of converters constituting the power board PB includes an MPPTDC / DC converter DDM, a bidirectional AC / DC converter ADB, a bidirectional DC / DC converter DDB, and an AC / AC converter AAC. The MPPTDC / DC converter DDM is a maximum power point tracking DC / DC converter. The MPPTDC / DC converter DDM has a function of selecting the most efficient voltage and current point corresponding to the change in the amount of sunlight in the photovoltaic power generation facility and outputting the generated power.

双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢは、系統線ＣＰＬから入力するＡＣ電力を蓄電設備を構成する蓄電池（バッテリー）Ｂ１，Ｂ２，・・・Ｂｎの充電用ＤＣ電圧に変換する機能と、ＤＣ家電機器用のＤＣ電圧を作成する機能およびＤＣ電力をＡＣ電力に逆変換する機能を有する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＢは、太陽光発電モジュール（ソーラ発電モジュール、単に太陽パネルとも称する）ＳＰＭやバッテリーＢ１，Ｂ２，・・・Ｂｎから出力されるＤＣ電力をＤＣ家電機器ＤＣＡ用の電力に変換する機能とその逆方向変換を行う機能を有する。   The bi-directional AC / DC converter ADB has a function of converting AC power input from the system line CPL into a DC voltage for charging the storage batteries (batteries) B1, B2,. A function of generating a DC voltage and a function of converting DC power back to AC power. The bidirectional DC / DC converter DDB converts the DC power output from the solar power generation module (solar power generation module, also simply referred to as the solar panel) SPM and the batteries B1, B2,. It has a function of converting and a function of performing reverse conversion.

ＡＣ／ＡＣコンバータＡＡＣは、系統線ＣＰＬから入力するＡＣ電力、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢで変換されたＡＣ電力をＡＣ家電機器ＡＣＡ用の電力に変換し、あるいはＡＣ回転機ＡＣＭ用の電圧変換と周波数変換機能を有する。   AC / AC converter AAC converts AC power input from system line CPL and AC power converted by bidirectional AC / DC converter ADB into power for AC home appliances ACA, or voltage conversion for AC rotating machine ACM And has a frequency conversion function.

上記した複数のコンバータのフロント側（図１の紙面に向かって左側）とリア側（同右側）には、それぞれフロント側スイッチ手段ＳＷＦ、リア側スイッチ手段ＳＷＲが設けられており、図１の左方向からの入力する電力を右方向電力に振り分け、右方向から入力する電力を左側に出力するように切換えを行う。この切換えは、系統線ＣＰＬを監視してその状態を検出する系統線センサＣＰＳ、太陽パネルＳＰＭを監視してその状態を検出するソーラ発電モジュールセンサ（ソーラセンサ）ＳＳＲ、融通線（自営線）ＳＰＬを監視してその状態を検出する融通線センサＳＰＬＳ、バッテリーを監視してその状態を検出するバッテリーセンサＳ１，Ｓ２，・・・Ｓｎの検出信号に基づいてスイッチ制御装置ＳＷＣが管理コンピュータＭＰＣからの指令で行う。
なお、フロント側スイッチ手段ＳＷＦとリア側スイッチ手段ＳＷＲは物理的には同一の筐体である事もある。 Front-side switch means SWF and rear-side switch means SWR are provided on the front side (left side as viewed in FIG. 1) and rear side (right side) of the plurality of converters, respectively. The power input from the direction is distributed to the right power, and switching is performed so that the power input from the right direction is output to the left side. This switching is performed by monitoring the system line CPL to detect the state of the system line sensor CPS, the solar power generation module sensor (solar sensor) SSR to monitor the solar panel SPM and detecting the state, and the flexible line (independent line) SPL. An interchange line sensor SPLS that monitors and detects the state thereof, and a switch controller SWC that receives a command from the management computer MPC based on detection signals of the battery sensors S1, S2,. To do.
The front side switch means SWF and the rear side switch means SWR may be physically the same casing.

系統線から商用電力が正常に給電可能となっており、ソーラ発電モジュールＳＰＭも正常な発電状態にあるとき、および蓄電設備のバッテリーＢ１，Ｂ２，・・・Ｂｎも正常状態にあるときには、複数のコンバータＭＰＰＴＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＭ、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＢ、ＡＣ／ＡＣコンバータＡＡＣは、ＡＣ家電機器ＡＣＡ、ＤＣ家電機器ＤＣＡ、蓄電設備のバッテリーＢ１，Ｂ２，・・・Ｂｎ、あるいはＡＣ回転機ＡＣＭに所要の電力を供給するように前記フロント側スイッチ手段ＳＷＦ、リア側スイッチ手段ＳＷＲが複数のコンバータを切替え設定している。   When the commercial power can be normally fed from the system line, the solar power generation module SPM is also in a normal power generation state, and when the batteries B1, B2,. Converter MPPTDC / DC converter DDM, bidirectional AC / DC converter ADB, bidirectional DC / DC converter DDB, AC / AC converter AAC are AC home appliances ACA, DC home appliances DCA, batteries B1, B2,. The front-side switch means SWF and the rear-side switch means SWR switch and set a plurality of converters so as to supply required power to Bn or the AC rotating machine ACM.

これらの電力消費機器の消費電力やバッテリーへの電力が余った場合には、その余剰電力を双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢを経由して系統線に給電する。この状態は管理コンピュータＭＰＣからの指令に基づいてスイッチ制御装置ＳＷＣで設定される。管理コンピュータＭＰＣと各パワーユニットＰＢは図２に示した通信線ＤＴＬで接続されている。   When the power consumption of these power consuming devices or the power to the battery is surplus, the surplus power is supplied to the system line via the bidirectional AC / DC converter ADB. This state is set by the switch control device SWC based on a command from the management computer MPC. The management computer MPC and each power unit PB are connected by the communication line DTL shown in FIG.

ソーラ発電モジュールＳＰＭから各バッテリーＢ１，Ｂ２，・・・ＢｎにＭＰＰＴ ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＭを通して充電し、あるいはＤＣ家電機器等の直流設備に優先的に供給する。系統電源からＡＣ／ＡＣコンバータＡＣＣを通じてＡＣ家電機器ＡＣＡへ、あるいはＡＣ回転機器ＡＣＭへ電力を供給する。また、ソーラ発電モジュールＳＰＭが発電していない、もしくは発電量が少ない場合には、系統ＣＰＬから双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢを通じてバッテリーＢ１，Ｂ２，・・・Ｂｎに蓄積する。   The batteries B1, B2,... Bn are charged from the solar power generation module SPM through the MPPT DC / DC converter DDM, or supplied preferentially to DC facilities such as DC home appliances. Electric power is supplied from the system power source to the AC home appliance ACA through the AC / AC converter ACC or to the AC rotating device ACM. Further, when the solar power generation module SPM does not generate power or the amount of power generation is small, it is stored in the batteries B1, B2,... Bn from the system CPL through the bidirectional AC / DC converter ADB.

系統ＣＰＬからの電力供給が停止、もしくは供給価格が高い等の場合に、蓄電池から双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢを通じて、ＡＣ家電機器ＡＣＡなどの交流設備へ給電する、もしくは融通線ＳＰＬを通して他のパワーユニットのバッテリーを充電する。フロント側スイッチ手段ＳＷＦとリア側スイッチ手段ＳＷＲは、自身のパワーユニットと融通線に繋がった他のパワーユニットの状況に応じて、通信線ＤＴＬを介する管理コンピュータＭＰＣの制御の下に前記複数のコンバータを切換えて図２に示した複数のパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３、・・・の間で電力を融通し合うように動作する。   When the power supply from the grid CPL is stopped or the supply price is high, power is supplied from the storage battery to the AC equipment such as the AC home appliance ACA through the bidirectional AC / DC converter ADB, or another power unit through the flexible line SPL. Charge the battery. The front-side switch means SWF and the rear-side switch means SWR switch the plurality of converters under the control of the management computer MPC via the communication line DTL according to the status of the power unit and other power units connected to the flexible line. 2 operates in such a way that power is interchanged between the plurality of power units PU1, PU2, PU3,... Shown in FIG.

このように、本実施例は、複数の電力需要設備のそれぞれが系統線ＣＰＬから個別に給電される構成であり、前記融通線ＳＰＬは複数の電力需要設備に対して系統線と平行に配置される。また、蓄電設備は複数のバッテリーＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・Ｂｎで構成される。図１では各バッテリーは一個ずつ独立配置でリア側スイッチ手段ＳＷＲに並列に接続されているが、これらのバッテリーの複数個宛を一群として角群を並列接続してもよい。   As described above, the present embodiment is configured such that each of the plurality of power demand facilities is individually fed from the system line CPL, and the flexible line SPL is arranged in parallel to the system lines with respect to the plurality of power demand facilities. The In addition, the power storage facility includes a plurality of batteries B1, B2, B3,... Bn. In FIG. 1, each battery is individually arranged in parallel and connected in parallel to the rear-side switch means SWR. However, a plurality of these batteries may be connected as a group to connect the corner groups in parallel.

系統線、自営線、複数の蓄電池のそれぞれに、それぞれの状態を検知するセンサを有し、検知データを前記インターフェースから通信線ＤＴＬを介してシステムを統括する管理コンピュータＭＰＣに転送することで、管理コンピュータＭＰＣはシステムの状態を把握する。管理コンピュータＭＰＣは把握したシステム状態に応じて電力を効果的に融通するように複数のコンバータの機能を設定するようにスイッチ制御装置ＳＷＣに指令を出す。スイッチ制御装置ＳＷＣはこの指令に基づいてフロント側スイッチ手段ＳＷＦとリア側スイッチ手段ＳＷＲを所定のフェーズに切替える。このコンバータの設定フェーズについては後述する。   Each of the system line, the private line, and the plurality of storage batteries has a sensor that detects each state, and the detection data is transferred from the interface to the management computer MPC that controls the system via the communication line DTL. The computer MPC keeps track of the system status. The management computer MPC issues a command to the switch control device SWC to set the functions of the plurality of converters so as to effectively accommodate power according to the grasped system state. Based on this command, the switch control device SWC switches the front side switch means SWF and the rear side switch means SWR to a predetermined phase. The converter setting phase will be described later.

上記した実施例では、各パワーユニットＰＵ間の通信に特別に設けた通信線ＤＴＬを介して行うように説明したが、このような通信線を別途に設けることに代えて、既存のインターネット、電話線などを利用できる。さらには、融通線ＳＰＬを用いる電力線搬送技術を利用してもよい。   In the above-described embodiment, it has been described that the communication is performed via the communication line DTL specially provided for communication between the power units PU. However, instead of providing such a communication line separately, the existing Internet, telephone line Etc. can be used. Furthermore, you may utilize the power line conveyance technique which uses the interchange line SPL.

本実施例により、複数の住宅等の群やスマートシティを構成する複数の住宅などの電力需要設備のそれぞれに設けた自然エネルギーを利用した複数の個別電力発電設備と系統電力線および前記個別電力発電設備のそれぞれに附帯させて設けた各複数の蓄電設備とを連携させ、個別電力発電設備を設置した複数の電力需要設備の間を電力融通線でネットワーク接続したことにより、系統遮断や部分的な個別電力の停止等の事態が生じても電力需要設備間で相互に電力を融通し合うことでそれぞれの電力需要設備での全電力喪失を回避できる。   According to the present embodiment, a plurality of individual power generation facilities and a system power line using natural energy provided in each of the power demand facilities such as a plurality of houses and a plurality of houses constituting a smart city, and the individual power generation facilities By connecting each power storage facility attached to each of the power plants and connecting multiple power demand facilities with individual power generation facilities via power interchange lines, the system can be cut off or partially separated. Even if a situation such as a power outage occurs, it is possible to avoid loss of total power in each power demand facility by allowing power demand to be interchanged between the power demand facilities.

また、各電力需要設備に設ける蓄電池（バッテリー）は一個宛、あるいは数個を一つの塊（群）として電気的に独立に制御できるように配置される。それにより、特定の電力需要設備に設けた蓄電池の一部に機能不全が発生しても、すべての蓄電設備をシステムから切り離す必要がなくなり、蓄電機能を維持することができる。   Further, the storage batteries (batteries) provided in each power demand facility are arranged so that they can be electrically controlled independently for one or several as one lump (group). Thereby, even if a malfunction occurs in a part of the storage battery provided in the specific power demand facility, it is not necessary to disconnect all the power storage facilities from the system, and the power storage function can be maintained.

さらに、複数の電力需要設備を通信線等を介して管理コンピュータに接続し、各電力需要設備を構成する個別発電機器、蓄電設備を構成する蓄電池（バッテリー）および系統線の状態を統括的に監視することで、電力の融通をコントロールでき、需要ピークや個別発電、系統線の不安定さを吸収して各電力需要設備に安定な電力供給を実現することができる。   In addition, multiple power demand facilities are connected to a management computer via communication lines, etc., and the status of the individual power generation equipment that constitutes each power demand equipment, the storage battery (battery) that constitutes the power storage equipment, and the system line is comprehensively monitored. By doing so, it is possible to control the interchange of power, and to absorb the demand peak, individual power generation, and instability of the system line, and to realize stable power supply to each power demand facility.

図３は、本発明に係る電力融通システムを構成するパワーユニットの実施例２の構成を説明する機能ブロック図である。前記実施例１と同様に、図３に示すパワーユニットＰＵは個別住宅に設置される電力需要設備である。このパワーユニットＰＵは、本実施例の電力需要システムに加入する各住宅にその主要設備として設置される。パワーユニットＰＵには本実施例の主要部を構成するパワーボードＰＢが設けられている。また、図４は、本発明に係る電力融通システムの実施例２の構成図で、便宜上３戸の住宅のみを示す。   FIG. 3 is a functional block diagram for explaining the configuration of the power unit constituting the power interchange system according to the second embodiment of the present invention. As in the first embodiment, the power unit PU shown in FIG. 3 is a power demand facility installed in an individual house. This power unit PU is installed as the main equipment in each house that joins the power demand system of this embodiment. The power unit PU is provided with a power board PB constituting the main part of the present embodiment. Moreover, FIG. 4 is a block diagram of Example 2 of the power interchange system according to the present invention, and shows only three houses for convenience.

図３において、本実施例の電力融通システムは実施例１と同様に、複数の電力需要設備としての住宅のそれぞれに本実施例の機能を実行するためのパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３、・・・を備えている。各住宅のパワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３、・・・は系統線ＣＰＬから受電切換装置ＣＢＢから分岐する融通線（自営線）ＳＰＬに個別に繋がっている。そして、各パワーユニットＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３、・・・も本システムの電力融通を実行する融通線（自営線）ＳＰＬに並列に接続している。   In FIG. 3, the power interchange system of the present embodiment is similar to the first embodiment in that the power units PU1, PU2, PU3,... It has. The power units PU1, PU2, PU3,... Of each house are individually connected to a flexible line (private line) SPL branched from the power line switching device CBB from the system line CPL. Each power unit PU1, PU2, PU3,... Is also connected in parallel to an interchange line (private line) SPL that executes power interchange of this system.

本実施例が実施例１と異なる点は、上記したように、系統からの給電が融通線（自営線）ＳＰＬを介して行われる点である。したがって、実施例１では個々の電力需要設備（住宅等）が系統線から直接給電を受けるのに対し、本実施例では個々の電力需要設備（住宅等）は融通線（自営線）ＳＰＬを通して給電され、系統に遮断が生じた場合などの電力の融通が受電切換装置ＣＢＢの切替えで融通線ＳＰＬを通して行われる。   The difference between the present embodiment and the first embodiment is that, as described above, the power supply from the system is performed via the flexible line (private line) SPL. Accordingly, in the first embodiment, each power demand facility (house, etc.) receives power directly from the system line, whereas in this embodiment, each power demand facility (house, etc.) feeds through the flexible line (self-operated line) SPL. Then, power interchange such as when the system is interrupted is performed through the interchange line SPL by switching the power reception switching device CBB.

受電切換装置ＣＢＢが系統線ＣＰＬと融通線ＳＰＬとを切替える動作は系統センサＣＰＳの検出信号に基づく管理コンピュータＭＰＣの指令でスイッチ制御装置ＳＷＣが行うようになっている。また、パワーボードＰＢの動作は実施例１と同様なので、繰り返しの説明は省略する。   The operation of the power receiving switching device CBB switching between the system line CPL and the flexible line SPL is performed by the switch control device SWC according to a command from the management computer MPC based on the detection signal of the system sensor CPS. Further, since the operation of the power board PB is the same as that of the first embodiment, repeated description is omitted.

本実施例によっても、複数の住宅等の群やスマートシティを構成する複数の住宅などの電力需要設備のそれぞれに設けた自然エネルギーを利用した複数の個別電力発電設備と系統電力線および前記個別電力発電設備のそれぞれに附帯させて設けた各複数の蓄電設備とを連携させ、個別電力発電設備を設置した複数の電力需要設備の間を電力融通線（自営線）でネットワーク接続したことにより、系統遮断や部分的な個別電力の停止等の事態が生じても電力需要設備間で相互に電力を融通し合うことでそれぞれの電力需要設備での全電力喪失を回避できる。   Also according to the present embodiment, a plurality of individual power generation facilities and system power lines using the natural energy provided in each of power demand facilities such as a plurality of houses and a plurality of houses constituting a smart city, and the individual power generation The system is shut down by connecting multiple power storage facilities that are attached to each of the facilities, and connecting the multiple power demand facilities with individual power generation facilities via a network with power interchange lines (independent lines) Even if a situation such as a partial stoppage of individual power occurs, it is possible to avoid loss of total power in each power demand facility by mutually powering the power demand facilities.

また、各電力需要設備に設ける蓄電池（バッテリー）は一個宛、あるいは数個を一つの塊（群）として電気的に独立に制御できるように配置される。それにより、特定の電力需要設備に設けた蓄電池の一部に機能不全が発生しても、すべての蓄電設備をシステムから切り離す必要がなくなり、蓄電機能を維持することができる。   Further, the storage batteries (batteries) provided in each power demand facility are arranged so that they can be electrically controlled independently for one or several as one lump (group). Thereby, even if a malfunction occurs in a part of the storage battery provided in the specific power demand facility, it is not necessary to disconnect all the power storage facilities from the system, and the power storage function can be maintained.

さらに、複数の電力需要設備を通信線を介して管理コンピュータに接続し、各電力需要設備を構成する個別発電機器、蓄電設備を構成する蓄電池（バッテリー）および系統線の状態を統括的に監視することで、電力の融通をコントロールでき、需要ピークや個別発電、系統線の不安定さを吸収して各電力需要設備に安定な電力供給を実現することができる。   Furthermore, a plurality of power demand facilities are connected to a management computer via a communication line, and the state of the individual power generation equipment constituting each power demand equipment, the storage battery (battery) constituting the power storage equipment, and the system line is comprehensively monitored. As a result, it is possible to control the interchange of power, and to absorb demand peaks, individual power generation, and instability of the system line, and realize stable power supply to each power demand facility.

本実施例でも、各パワーユニットＰＵ間の通信に特別に設けた通信線ＤＴＬに代えて、既存のインターネット、電話線などを利用できる。さらには、融通線ＳＰＬを用いる電力線搬送技術を利用してもよい。   Also in the present embodiment, the existing Internet, a telephone line, or the like can be used instead of the communication line DTL specially provided for communication between the power units PU. Furthermore, you may utilize the power line conveyance technique which uses the interchange line SPL.

上記した本発明に係る電力融通システムの具体的な動作の典型的な一例を説明する。図５と図６は、本発明に係る電力融通システムの基本的な制御手順の一例を説明する流れ図で、図５と図６でひとつの動作の実行手順が説明される。図５と図６の流れ図で説明される内容は前記実施例に示した電力融通システムの構成で実行される典型的な動作の一つである。その他の動作も前記した実施例の構成図から導き出される。   A typical example of the specific operation of the above-described power accommodation system according to the present invention will be described. 5 and 6 are flowcharts for explaining an example of a basic control procedure of the power interchange system according to the present invention, and FIG. 5 and FIG. 6 explain the execution procedure of one operation. The content described in the flowcharts of FIGS. 5 and 6 is one of typical operations executed in the configuration of the power interchange system shown in the above embodiment. Other operations are also derived from the configuration diagram of the above-described embodiment.

図５において、本システムの動作がスタートすると、先ずソーラ発電モジュール（太陽パネル）ＳＰＭの発電（図５ではソーラ発電と表記）が正常であるか否かを判断する（ステップ１）。以下ステップを「Ｓ」と略記し、これをＳ−１のように表記する。   In FIG. 5, when the operation of the system starts, it is first determined whether or not the power generation of the solar power generation module (solar panel) SPM (shown as solar power generation in FIG. 5) is normal (step 1). Hereinafter, the step is abbreviated as “S”, and this is expressed as S-1.

ソーラ発電が正常である（Ｓ−１のＹｅｓ）と判断され、Ｓ−２で系統線ＣＰＬから正常に給電されていると判断された場合（Ｓ−２のＹｅｓ）、管理コンピュータＭＰＣは、送受信インターフェースＤＴＲを介してスイッチ制御装置ＳＷＣに対し、コンバータ手段ＣＶＴを構成する複数のコンバータを‘フェーズ１’に設定する指令を出す。ソーラ発電モジュールＳＰＭの状態はソーラ発電モジュール電力センサＳＳＲが、系統線ＣＰＬの状態は系統線電力センサＣＰＳが検出し、データ送受信インターフェースＤＴＲを介して管理コンピュータＭＰＣに転送する。   When it is determined that solar power generation is normal (Yes in S-1) and that power is normally supplied from the system line CPL in S-2 (Yes in S-2), the management computer MPC transmits and receives A command for setting a plurality of converters constituting the converter means CVT to 'phase 1' is issued to the switch control device SWC via the interface DTR. The state of the solar power generation module SPM is detected by the solar power generation module power sensor SSR, and the state of the system line CPL is detected by the system line power sensor CPS and transferred to the management computer MPC via the data transmission / reception interface DTR.

‘フェーズ１’では、図１のＭＰＰＴ ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＭを通常のソーラ発電電力を利用する状態とすると共に、系統線ＣＰＬからのＡＣ電力を双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢと双方向ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＢを蓄電設備ＢＳ、ＡＣ家電機器ＡＣＡ、ＤＣ家電機器ＤＣＡのための適正な電力に変換する。また、電圧変換／周波数変換駆動等のＡＣ回転機器ＡＣＭを有するパワーユニットでは、ＡＣ／ＡＣコンバータＡＡＣを当該ＡＣ回転機器ＡＣＭのための適正電力に変換するように設定する。そして、蓄電設備ＢＳにはソーラ発電電力または系統線電力から充電されるようにコンバータ手段ＣＶＴが設定される。（Ｓ−２）で系統線の給電が停止したと判断された場合は図６の（Ｓ−２１）に行く。   In “Phase 1”, the MPPT DC / DC converter DDM in FIG. 1 is set to a state in which normal solar power is used, and AC power from the system line CPL is converted to the bidirectional AC / DC converter ADB and the bidirectional DC / DC. The converter DDB is converted into appropriate power for the power storage equipment BS, the AC home appliance ACA, and the DC home appliance DCA. Further, in a power unit having an AC rotating device ACM for voltage conversion / frequency conversion driving or the like, the AC / AC converter AAC is set so as to be converted into appropriate power for the AC rotating device ACM. Then, converter means CVT is set in power storage facility BS so as to be charged from solar generated power or system line power. When it is determined in (S-2) that the power supply to the system line has stopped, the process goes to (S-21) in FIG.

なお、ソーラ発電が正常か否かの判断（Ｓ−１）で正常な発電をしていないと判断された場合（Ｓ−１のｎｏ）は、コンバータ手段ＣＶＴを‘フェーズ２’に設定する（Ｓ−４）。‘フェーズ２’は、ＭＰＰＴ ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＭの動作を停止させ、系統線ＣＰＬからの給電電力を電力需要設備（ＡＣ家電機器ＡＣＡ、ＤＣ家電機器ＤＣＡ、ＡＣ回転機器ＡＣＭ）それぞれのための適正電力の生成と蓄電設備ＢＳへの適正な充電電力を生成するように設定する（Ｓ−５）。   If it is determined that the solar power generation is normal (S-1), the converter means CVT is set to 'Phase 2' (S-1). S-4). 'Phase 2' stops the operation of the MPPT DC / DC converter DDM, and the power supplied from the system line CPL is appropriate for each power demand facility (AC home appliance ACA, DC home appliance DCA, AC rotating device ACM). It sets so that the production | generation of electric power and the appropriate charge electric power to the electrical storage equipment BS may be produced | generated (S-5).

自己のパワーユニットＰＵの電力需要設備にソーラ発電モジュールＳＯＭ及び／または系統線電力若しくは蓄電設備ＢＳに電力が蓄積され、あるいは蓄電設備ＢＳに充電が継続されている状態で、管理コンピュータＭＰＣから他のパワーユニットから電力の融通要求があった場合（Ｓ−６のＹｅｓ）、スイッチ制御装置ＳＷＣはコンバータＣＶＴを‘フェーズ３’に設定する（７−７）。   Solar power generation module SOM and / or grid line power or power storage facility BS stores power in the power demand facility of its own power unit PU, or another power unit from the management computer MPC while the power storage facility BS continues to be charged When there is a request for power interchange from (Yes in S-6), the switch control device SWC sets the converter CVT to 'phase 3' (7-7).

‘フェーズ３’は自己の蓄電設備ＢＳの蓄電電力を双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢで系統線電力と同じＡＣ電力に変換するようにリア側スイッチ手段ＳＷＲとフロント側スイッチ手段ＳＷＦを設定する。変換されたＡＣ電力は融通線（自営線）ＳＰＬに供給される（Ｓ−８）。融通要求を出した他のパワーユニットは融通線ＳＰＬから電力の供給を受ける。   In 'Phase 3', the rear side switch means SWR and the front side switch means SWF are set so that the stored power of the power storage equipment BS is converted into the same AC power as the system line power by the bidirectional AC / DC converter ADB. The converted AC power is supplied to a flexible line (private line) SPL (S-8). The other power unit that has issued the accommodation request is supplied with power from the accommodation line SPL.

他のパワーユニットからの電力融通要求が継続している場合は（（Ｓ−９のＹｅｓ）、蓄電設備（バッテリ群）ＢＳの残量が十分であれば（Ｓ−１０のＹｅｓ）融通線ＳＰＬへの給電を継続し，蓄電容量が不十分であると判断した場合（（Ｓ−１０のＮｏ）は融通線ＳＰＬへの給電を停止し（Ｓ−１１）、図６の（Ｓ−２６）に行く。他のパワーユニットからの電力融通要求が解除した場合は（（Ｓ−９のＮｏ）融通線ＳＰＬへの給電を停止し（Ｓ−１１）、図６の（Ｓ−２６）に行く。   When the power interchange request from another power unit is continuing (Yes in S-9), if the remaining capacity of the power storage facility (battery group) BS is sufficient (Yes in S-10), to the interchange line SPL If the power storage capacity is determined to be insufficient (No in S-10), the power supply to the accommodation line SPL is stopped (S-11), and (S-26) in FIG. When the power interchange request from another power unit is canceled (No in S-9), power supply to the interchange line SPL is stopped (S-11), and the process goes to (S-26) in FIG.

図６において、図５の（Ｓ−２）で系統線ＣＰＬからの給電が停止した場合（Ｓ−２のＮｏ）、自己におパワーユニットＰＵにある電力需要設備にはソーラ発電モジュールＳＰＭと蓄電設備（バッテリー群）ＢＳから給電する（Ｓ−２１）。コンバータ手段ＣＶＴは管理コンピュータＭＰＣの指令に基づいて‘フェーズ４’に設定され（Ｓ−２２）、各電力需要機器には、ソーラ発電モジュールＳＰＭと蓄電設備（バッテリー群）ＢＳに充電された電力から給電する（Ｓ−２３）。   In FIG. 6, when the power supply from the system line CPL is stopped in (S-2) in FIG. 5 (No in S-2), the solar power generation module SPM and the power storage facility are included in the power demand facility in the power unit PU. (Battery group) Power is supplied from the BS (S-21). The converter means CVT is set to 'Phase 4' based on the command of the management computer MPC (S-22), and each power demand device is supplied with the power charged in the solar power generation module SPM and the storage facility (battery group) BS. Power is supplied (S-23).

‘フェーズ４’では、コンバータＣＶＴを構成するＭＰＰＴ ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＭを通常のソーラ発電電力を利用する状態とすると共に、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータＡＤＢ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータＤＤＢ、ＡＣ／ＡＣコンバータＡＡＣをＡＣ家電機器ＡＣＡ、ＤＣ家電機器ＤＣＡのための適正な電力に変換するように設定される。また、電圧変換／周波数変換駆動等のＡＣ回転機器ＡＣＭを有するパワーユニットではＡＣ／ＡＣコンバータＡＡＣに適正な電力を供給するように設定される。   In 'Phase 4', the MPPT DC / DC converter DDM constituting the converter CVT is brought into a state of using normal solar power, and the bidirectional AC / DC converter ADB, bidirectional DC / DC converter DDB, AC / AC The converter AAC is set so as to be converted into appropriate power for the AC home appliance ACA and the DC home appliance DCA. Further, a power unit having an AC rotating device ACM for voltage conversion / frequency conversion driving or the like is set to supply appropriate power to the AC / AC converter AAC.

ソーラ発電モジュールセンサセンサ（ソーラセンサ）ＳＳＲは、ソーラ発電モジュールＳＰＭを監視し、その発電が正常でなくなった場合（Ｓ−２４のＮｏ）、バッテリー状態センサＳ１乃至Ｓｎは蓄電設備ＢＳに充電されている電力の残量が十分であるか否かを見て（Ｓ−２５）、十分でない場合は管理コンピュータＭＰＣに対して他のパワーユニットに電力の供給を以来する融通要求を出す（Ｓ−２６）。   The solar power generation module sensor sensor (solar sensor) SSR monitors the solar power generation module SPM, and when the power generation becomes abnormal (No in S-24), the battery state sensors S1 to Sn are charged in the power storage facility BS. Whether or not the remaining amount of power is sufficient (S-25), if not enough, an interchange request for supplying power to other power units since the management computer MPC is issued (S-26).

融通要求の送信と共に、コンバータ手段ＣＶＴを‘フェーズ５’に設定する。‘フェーズ５’では、スイッチ制御装置ＳＷＣは融通線ＳＰＬから給電されるＡＣ電力を電力需要設備（ＡＣ家電機器ＡＣＡ、ＤＣ家電機器ＤＣＡ、場合によってはＡＣ回転機器ＡＣＭにも）それぞれのための適正電力を生成するように設定する（Ｓ−２７）。この設定で融通線ＳＰＬからのＡＣ電力をコンバータ手段ＣＶＴで電力需要設備のそれぞれに適したＡＣ又はＤＣ電力に変換して供給する（Ｓ−２８）。   Along with the transmission of the accommodation request, the converter means CVT is set to 'phase 5'. In 'Phase 5', the switch control device SWC uses AC power fed from the interchange line SPL for each power demand facility (AC home appliance ACA, DC home appliance DCA, and in some cases AC rotating device ACM). It sets so that electric power may be generated (S-27). With this setting, AC power from the interchange line SPL is converted into AC or DC power suitable for each power demand facility by the converter means CVT and supplied (S-28).

融通線ＳＰＬからの給電が継続しているうちは上記の電力需要設備は稼動できる（Ｓ−２９のＹｅｓ）。しかし、融通線からの給電が停止すれば自己の電力需要設備は全て休止し（Ｓ−２９のＮｏ）系統線ＣＰＬの給電復活、ソーラ発電モジュールＳＰＭの発電が復活するまで電源喪失状態となる（エンド）。   While the power supply from the interchange line SPL is continued, the above power demand facility can be operated (Yes in S-29). However, if the power supply from the interchange line is stopped, all of its own power demand facilities are suspended (No in S-29), and the power supply is lost until the power supply of the system line CPL is restored and the power generation of the solar power generation module SPM is restored ( End).

なお、管理コンピュータＭＰＣは上記のコンバータ手段の各設定にあたっては、系統線の給電とソーラ発電モジュールおよび蓄電設備のそれぞれについて、ＤＣ／ＡＣ変換，ＡＣ／ＤＣ変換の変換ロス、系統線からの給電コストと蓄電設備を利用する場合のコストの優位性を判断して、経済的な観点に基づいてコンバータ手段の設定を行う。   The management computer MPC sets the above-mentioned converter means for the power supply of the system line, the DC / AC conversion, the conversion loss of the AC / DC conversion, the power supply cost from the system line for each of the solar power generation module and the power storage equipment. The cost advantage when using the storage facility is determined, and the converter means is set based on an economical viewpoint.

なお、管理コンピュータＭＰＣは系統線ＣＰＬ、ソーラ発電モジュールＳＰＭ、融通線（自営線）、蓄電設備ＢＳの各電力の組み合わせ利用形態の選択肢を複数有している。そして、データ送受信インターフェースＤＴＲを介した通信機能により各設備に設置した各種センサからのデータに基づいて情報の分析と判断を行い、その判断結果でコンバータ手段のフロント側スイッチ手段ＳＷＦとリア側スイッチ手段ＳＷＲへの制御命令を選択し、通信機能によりスイッチ制御装置ＳＷＣに対して指令を与える。   Note that the management computer MPC has a plurality of options for the combined use form of each power of the grid line CPL, solar power generation module SPM, flexible line (private line), and power storage facility BS. Then, information is analyzed and determined based on data from various sensors installed in each facility by a communication function via the data transmission / reception interface DTR, and the front side switch means SWF and the rear side switch means of the converter means are determined based on the determination result. A control command to the SWR is selected, and a command is given to the switch control device SWC by the communication function.

ＳＰＭ・・・ソーラ発電モジュール（太陽パネル）
ＣＰＬ・・・商用電力系統線（系統線）
ＳＰＬ・・・融通線（自営線）
ＳＳＲ・・・ソーラ発電モジュールセンサ（ソーラセンサ）
ＣＰＳ・・・系統線電力センサ（系統センサ）
ＳＰＬＳ・・・融通線センサ
ＰＵ・・・パワーユニット
ＰＢ・・・パワーボード
ＳＷＣ・・・スイッチ制御手段
ＳＷＦ・・・フロント側スイッチ手段
ＳＷＲ・・・リア側スイッチ手段
ＣＶＴ・・・コンバータ手段
ＤＤＭ・・・ＭＰＰＴ ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＡＤＢ・・・双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ
ＤＤＢ・・・双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＡＡＣ・・・ＡＣ／ＤＣコンバータ
ＤＴＲ・・・データ送受信インターフェース
ＢＳ・・・蓄電設備（バッテリー）
Ｂ１〜Ｂｎ・・・バッテリー
Ｓ１〜Ｓｎ・・・バッテリーセンサ
ＡＣＡ・・・ＡＣ家電機器
ＤＣＡ・・・ＤＣ家電機器
ＡＣＭ・・・ＡＣ回転機器
ＣＢＢ・・・受電切換設備
ＭＰＣ・・・管理コンピュータ SPM ... Solar power generation module (solar panel)
CPL: Commercial power system line (system line)
SPL ... Flexible line (self-operated line)
SSR ・ ・ ・ Solar power generation module sensor (Solar sensor)
CPS System power sensor (system sensor)
SPLS ... interchange line sensor PU ... power unit PB ... power board SWC ... switch control means SWF ... front side switch means SWR ... rear side switch means CVT ... converter means DDM・ MPPT DC / DC converter ADB ... Bidirectional AC / DC converter DDB ... Bidirectional DC / DC converter AAC ... AC / DC converter DTR ... Data transmission / reception interface BS ... Power storage facility (battery)
B1-Bn ... Battery S1-Sn ... Battery sensor ACA ... AC home appliance DCA ... DC home appliance ACM ... AC rotating device CBB ... Power receiving switching equipment MPC ... Management computer

Claims (8)

蓄電設備と家電機器を含む電力消費機器を備えた複数の電力需要設備の間を結合する電力融通線と、システムを統括制御する管理コンピュータを備え、商用電力配電網からの系統電力と再生可能な自然エネルギーを利用した自家発電設備で得られる個別電力および前記蓄電設備の蓄電電力を連携させて、前記複数の電力需要設備の相互間で効率よく電力の供給を可能とした電力融通システムであって、
前記電力需要設備には、交流電力と直流電力の何れかを交流電力と直流電力の何れかに変換する複数種のコンバータと、前記商用電力配電網と前記自家発電設備からの給電状況に応じて前記系統電力と前記個別電力および前記蓄電電力、さらに前記家電機器を含む電力消費機器との間の前記複数のコンバータの何れかを経由する電力経路を設定するスイッチ手段を有するパワーボードを備え、
前記蓄電設備は、前記スイッチ手段による選択で前記系統電力と前記自家発電電力の何れか又は双方からの電力を蓄電し、放電する如く配置されており、
前記電力需要設備に備える前記スイッチ手段は、前記自家発電電力と前記系統電力の給電状態と発電状態に応じて、前記個別電力と前記系統電力の何れか一方、又は前記蓄電設備からの蓄電電力を自身の電力需要設備の一部または全部に給電し、前記電力融通線を介して自身以外の前記電力需要設備に給電し、前記商用電力配電網に給電することを特徴とする電力融通システム。 Equipped with a power interchange line that couples between multiple power demand facilities equipped with power storage equipment and power consumption equipment including home appliances, and a management computer that controls the system in a reproducible manner with grid power from the commercial power distribution network A power interchange system that enables efficient power supply among the plurality of power demand facilities by linking individual power obtained by a private power generation facility using natural energy and the stored power of the power storage facility. ,
The power demand facility includes a plurality of types of converters that convert either AC power or DC power into either AC power or DC power, and a power supply status from the commercial power distribution network and the private power generation facility. A power board having switch means for setting a power path via any of the plurality of converters between the grid power and the individual power and the stored power, and further a power consuming device including the home appliance;
The power storage facility is arranged to store and discharge power from either or both of the grid power and private power generated by selection by the switch means,
The switch means included in the power demand facility is configured to supply either the individual power or the system power, or the stored power from the power storage facility, depending on a power supply state and a power generation state of the private power generation and the system power. A power interchange system characterized in that a part or all of its own power demand facility is fed, the other power demand facilities are fed via the power interchange line, and fed to the commercial power distribution network. 請求項１において、
前記複数種のコンバータは、前記自家発電設備で得られる直流の個別電力を最大効率で取り出すためのＭＰＰＴ ＤＣ／ＤＣコンバータ、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータＡＣ／ＡＣコンバータであること特徴とする電力融通システム。 In claim 1,
The plurality of types of converters are MPPT DC / DC converters, bidirectional AC / DC converters, bidirectional DC / DC converters AC / AC converters for extracting DC individual power obtained by the private power generation facility with maximum efficiency. A power interchange system characterized by that. 請求項１又は２において、
前記パワーボードに、前記複数種のコンバータの入力側と出力側の切換えを担当する前記スイッチ手段を切り替えるためのスイッチ制御装置を備えたこと特徴とする電力融通システム。 In claim 1 or 2,
A power accommodation system comprising a switch control device for switching the switch means in charge of switching between the input side and the output side of the plurality of types of converters on the power board. 請求項１乃至３の何れかにおいて、
前記パワーボードに、前記個別電力と前記系統電力の給電状態と前記蓄電電力の蓄電放電状態、前記電力融通線の給電・受電状態に応じて前記管理コンピュータのもとに前記スイッチ制御装置に切換え制御指令を与えるインターフェースを備えたこと特徴とする電力融通システム。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
Switching control to the switch control device based on the management computer according to the power supply state of the individual power and the grid power, the storage discharge state of the stored power, and the power supply / reception state of the power interchange line on the power board A power interchange system characterized by having an interface for giving a command. 請求項１乃至４の何れかにおいて、
前記複数の電力需要設備のそれぞれは、前記系統電力線から個別に給電される構成であり、前記電力融通線は、前記複数の電力需要設備に対して前記系統電力線と平行に配置されたこと特徴とする電力融通システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
Each of the plurality of power demand facilities is configured to be individually fed from the system power line, and the power accommodation line is arranged in parallel to the system power line with respect to the plurality of power demand facilities; Power interchange system. 請求項１乃至４の何れかにおいて、
前記複数の電力需要設備のそれぞれは、前記系統電力から受電設備を介して分岐した自営線を通して給電される構成であり、前記電力融通線は、前記自営線を共用したこと特徴とする電力融通システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
Each of the plurality of power demand facilities is configured to be fed through a private line branched from the grid power via a power receiving facility, and the power interchange line shares the private line. . 請求項１乃至６の何れかにおいて、
前記蓄電設備は複数の蓄電池で構成され、前記蓄電池の１又は複数個ごとに前記パワーボードに対して並列に接続されたこと特徴とする電力融通システム。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
The power storage system is composed of a plurality of storage batteries, and one or more of the storage batteries are connected in parallel to the power board. 請求項１乃至７の何れかにおいて、
前記個別電力線、前記系統電力線、前記自営線、前記複数の蓄電池のそれぞれに、それぞれの状態を検知するセンサを有し、検知データを前記インターフェースを介してシステムを統括する前記管理コンピュータに転送することを特徴とする電力融通システム。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
Each of the individual power line, the system power line, the self-employed line, and the plurality of storage batteries has a sensor that detects each state, and the detection data is transferred to the management computer that controls the system via the interface. Power interchange system characterized by
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