JP5820970B2 - 配電システム - Google Patents

Description

本発明は、交流電力又は直流電力を配電する配電システムに関する。

従来、住宅、店舗又はオフィスビルなどの建物において、交流電力と直流電力とを配電する配電システムとして、例えば特許文献１に記載の系統連系システムがある。この系統連系システムは、自家発電用の太陽光発電装置の様な直流発電設備から出力された直流電力を交流電力に変換し、変換された交流電力と電力会社から供給される商用電力源（交流電力系統）とを用いて系統連系運転を行う。

この様な従来の系統連系システムは、直流発電設備で発電された直流電力を、電力変換器（パワーコンディショナ）を用いて交流電力に変換し、変換された交流電力と交流電力源である商用電力源とを協調させる。更に、系統連携システムは、負荷において消費される電力を超える電力が直流発電設備から供給されている場合には、余剰分の電力を商用電力源に逆潮流させることもできる。

また、直流負荷機器に直流電力を供給する配電システムとして、例えば特許文献２に記載の電力供給システムが提案されている。この電力供給システムは、直流電力供給部と直流負荷機器の端末装置との間で通信を行う。給電制御手段は、端末装置から通知された受電電力源情報と動作情報記憶手段が保持している動作電力源情報とを比較し、比較結果に応じて、直流負荷機器が駆動に必要な電圧及び電流を受電できるように出力電圧を制御する。

直流負荷機器に直流電力を配電するための配電システムの電力源には、太陽光発電装置及び燃料電池の様な直流発電設備、蓄電池並びに商用電力源などの複数の電力源が用いられるため、これらの各電力源の使用を想定した配電システムの構築が必要となる。この場合、各電力源に対してＤＣ／ＤＣコンバータ及びＡＣ／ＤＣコンバータなどの出力用コンバータが設けられ、各出力用コンバータから所定の電圧レベルの直流電力を出力する構成が一般的である。従って、配電システムの電力源に対して、各出力用コンバータの設置及びメンテナンスなどの管理を定期的かつ安全に行う必要がある。特に、直流電力の配電用分電盤は、交流電力の配電用分電盤と異なり、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの出力用コンバータを多数設置する必要がある。このため、出力用コンバータにおいて発熱を伴うことから、直流電力の配電用分電盤においては、効率的な放熱性が要求される。

また、特許文献１の様に直流電力と交流電力とを配電する系統連系システムにおいては、分電盤に、交流電力源からの交流入力端子、太陽電池などの直流電力源からの直流入力端子、及び直流負荷機器に出力される直流出力端子が混在する。これらの各端子からの漏電、あるいは各端子間の誤接続は、機器の破損だけでなく、重大な事故につながる可能性がある。

そこで、特許文献３では、交流分電盤又は直流分電盤のいずれか一方に漏洩電流検出手段を設けた配電システムが提案されている。

特開２００３−２８４２４５号公報 特開２００９−１５９６９０号公報 特開２００９−１７８０２８号公報

しかしながら、直流電力源からの直流電力と交流電力源からの交流電力とを用いて安全に電力供給するためには、直流給電路及び交流給電路における漏電検出を高精度に行う必要があった。更に、配電システムを安全に管理するためには、配電システムの多数の箇所に漏電検出手段を配置する必要があった。従って、配電システムの設備の大型化を招く虞があった。

特に、直流給電路及び交流給電路における漏電検出を高精度に行うためには、接地などの安定した基準電位をとることが必要となるが、停電時には交流電源から接地電位をとることができず、接地電位のとり方が難しいという問題があった。

本発明は、上述した従来の事情に鑑みてなされたもので、直流電力源からの直流電力と交流電力源からの交流電力とを用いて安全に電力供給し、システムの大型化を招くことなく、交流側の中点接地と直流側の中点接地とを切り換えて給電路における漏電を高精度に検出する配電システムを提供することを目的とする。

本発明は、上述した配電システムであって、中性線接地された単相３線の給電路を有し、交流電力源からの交流電力を前記給電路に配電する交流配電部と、直流電力源からの直流電力を配電する直流配電部と、を含む配電システムであって、前記交流配電部は、前記中性線接地を基準電位として、前記交流電力の給電路における漏洩電流を検出する第１の漏電検出部を有し、前記直流配電部は、直流を交流に変換する非絶縁式の直流−交流変換部と、前記直流−交流変換部に接続され、前記直流電力の給電路の中点電位点に接地部を有する中点接地部と、前記直流−交流変換部又は前記中点接地部に接続され、前記中点接地部の前記接地部を基準電位として、前記直流電力の給電路における直流漏洩電流を検出する第２の漏電検出部と、前記中点接地部の前記中点電位点の接地を切り換える接地切換部と、を有し、前記接地切換部は、前記交流配電部と前記直流配電部とが絶縁状態になったとき、前記直流電力の給電路の前記中点電位点が接地されるように切り換えることを特徴とする。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記中点接地部は、前記直流電力源に接続された直流−直流変換部若しくは前記直流配電部の終端部と、前記第２の漏電検出部との間に設けられたものである。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記第２の漏電検出部は、前記直流電力源に接続された直流−直流変換部と、前記中点接地部との間に設けられたものである。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記中点接地部は、前記直流配電部における前記直流電力の給電路の両端間に設けられ、前記両端間に設けられた直列接続された２つの抵抗の接続点が、並列接続された機械式スイッチと半導体スイッチとを介して接地されて構成される。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記中点接地部は、前記直流配電部における前記直流電力の給電路の両端間に設けられ、供給された直流電力を直流電力に変換する２つの絶縁式の直流−直流変換部の出力線の接続点が、並列接続された機械式スイッチと半導体スイッチとを介して接地されて構成される。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記中点接地部は、前記直流配電部における前記直流電力の給電路の両端間に設けられ、供給された直流電力を直流電力に変換する２つの絶縁式の直流−直流変換部の出力線の接続点が、並列接続された機械式スイッチと半導体スイッチとを介して接地されて構成され、更に、前記直流電力源から前記接続点に対して中性線が接続されて構成される。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記中点接地部の通過電流は、心室細動電流以下又は離脱限界電流以下である。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記絶縁式の直流−直流変換部に供給される前記直流電力は、前記直流電力源から供給されるものである。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記第２の漏電検出部の前記直流電力源側に配線された前記直流電力の給電路に、前記第２の漏電検出部が更に設けられるものである。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記直流配電部に配線された前記直流電力の給電路を有する直流分電盤に、前記第２の漏電検出部が更に設けられるものである。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記直流電力源としての蓄電池ユニットに接続された直流給電路に、前記第２の漏電検出部が更に設けられるものである。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記直流配電部に配線された前記直流電力の給電路を有する前記直流分電盤の主幹ブレーカに、前記第２の漏電検出部が更に設けられるものである。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記直流配電部に設けられた各々の前記第２の漏電検出部は、前記交流配電部に設けられた前記第１の漏電検出部よりも早く漏洩電流を検出する。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記直流配電部に設けられた各々の前記第２の漏電検出部は、前記直流配電部に接続される直流負荷側に向かって設けられた前記第２の漏電検出部ほど前記直流電力の給電路における直流漏洩電流をより早く検出する。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記直流−交流変換部は、前記直流電力の給電路と前記交流電力の給電路との接続を解列するための解列器を有し、前記接地切換部は、前記解列器の切断に応じて、前記中点電位点の接地を切り換える。

また、本発明は、上述した配電システムであって、前記接地切換部は、所定の条件が満たされる場合には、前記中点接地部の中点電位点の電位が前記接地部の基準電位と等しいか否かを判定すると共に、前記中点接地部の中点電位点の電位が前記接地部の基準電位と等しくないと判定した場合には、前記中点接地部の中点電位点の電位が前記接地部の基準電位と等しくない旨を報知する。

本発明によれば、太陽光発電装置などの直流電力源からの直流電力と交流電力源からの交流電力とを用いて安全に電力を供給し、システムの大型化を招くことなく、交流側の中点接地と直流側の中点接地とを切り換えて漏電検出を確実に行うことができる。

第１の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 第１の実施形態に係る配電システムの直流配電部内に設けられる中点接地部及び接地切換部の要部拡大説明図 第２の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 直流配電部内に設けられる中点接地部の他の要部拡大説明図及び接地切換部の内部構成を示すブロック図 直流配電部内に設けられる中点接地部の他の要部拡大説明図及び接地切換部の内部構成を示すブロック図 第３の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 第４の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 第５の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 第５の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 第６の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 第６の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 第７の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 第７の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図 直流配電部内に設けられる中点接地部の他の要部拡大説明図 直流配電部内に設けられる中点接地部の他の要部拡大説明図 直流配電部内に設けられる中点接地部の他の要部拡大説明図

以下、本発明に係る配電システムを戸建て住宅に適用した実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明に係る配電システムが適用可能な建物は戸建て住宅に限定されず、集合住宅の各住戸又は事務所などの各種の建物にも適用可能である。

以下の各実施形態で、直流配電部に設けられた直流−交流変換部への交流入力と、同直流配電部の負荷回路部に設けられた交流−直流変換部への交流入力との間を接続する接続点を「交流接続部」と記載する。

以下の各実施形態で、直流配電部に配線された直流電力の給電路に沿って設けられ、直流電力源から直流分電盤への直流入力と、直流配電部に設けられた直流−交流変換部への直流入力との間を接続する直流電力の給電路（配電線路）を「直流接続部」と記載する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の配電システムは、商用電源の交流電力源１１からの交流電力、又は、例えば太陽電池、燃料電池及び蓄電池などの直流電力源３００からの直流電力を交流負荷又は直流負荷にそれぞれ配電するハイブリッド配電システムである。

本実施形態の配電システムは、図１に示すように、商用電源（交流電力系統）である交流電力源１１と、交流配電部１００と、直流配電部２００と、直流電力源３００とを含む構成である。

（交流配電部）
交流電力源１１は、柱上変圧器１２を介して、交流配電部１００に電気的に接続されている。図１において、柱上変圧器１２は、一次側と二次側とが絶縁された絶縁式のトランスを用いて構成されている。柱上変圧器１２の二次側においては、中性線がＢ種接地された単相三線の交流給電路（交流回路）が形成され、柱上変圧器１２の二次側は交流配電部１００に接続されている。

交流配電部１００は、交流給電路を接続する交流分電盤１０１と、この交流分電盤１０１から各交流分岐回路部（分岐Ｂｒ）１３３を介して各交流負荷（ＡＣ負荷）に接続されている各負荷配線１３５とを含む構成である。

交流分電盤１０１は、第１の漏電検出部１３１、連系ブレーカ１３２、及び予め設けられた複数の交流分岐回路部（分岐Ｂｒ）１３３を含む構成である。図１の交流配電部１００において、交流分岐回路部１３３は例えば５つ設けられているとする。

第１の漏電検出部１３１は、図１に示す上流側、即ち図１の配電システムにおいて直流電力源３００側ではなく交流電力源１１側の交流給電路に流れている漏洩電流を検出する漏電ブレーカ（３Ｐ３Ｅ ＥＬＢ（ＡＣ））を用いて構成されている。第１の漏電検出部１３１は、交流配電部１００における交流給電路に予め定められた検出閾値以上の漏洩電流が流れていると検出した場合に、漏電検出信号を連系ブレーカ１３２に出力する。また、第１の漏電検出部１３１は、内部にタイマを有し、交流配電部１００における交流給電路に予め定められた検出閾値以上の漏洩電流が所定時間以上流れていると検出した場合に、漏電検出信号を連系ブレーカ１３２に出力しても良い。

第１の漏電検出部１３１は、零相変流器（ＺＣＴ：Zero-phase Current Transformer）を含む構成である。第１の漏電検出部１３１は、例えば零相変流器から出力される１周期又は１．５周期の交流漏洩電流の波形を基に、第１の漏電検出部１３１の所定の検出閾値を超えた漏洩電流の区間が所定回数に応じた時間閾値を超えた場合、交流給電路における漏電を検出する。

連系ブレーカ１３２は、第１の漏電検出部１３１に直列に接続され、第１の漏電検出部１３１から出力された漏電検出信号を基に、交流給電路（交流回路）を遮断する。

交流分岐回路部１３３は、例えば図１の交流分電盤１０１においては２００Ｖの交流電圧を基にした交流電力を、交流分岐回路部１３３に接続されている交流負荷（ＡＣ負荷）に供給する。

交流分電盤１０１の内部には、例えば住宅用分電盤と同様に、扉付のボックス内に主幹ブレーカ（不図示）及び複数の分岐ブレーカ１３３などが収納されている。主幹ブレーカの１次側には交流電力源１１としての商用電源が接続され、主幹ブレーカの２次側には交流給電路の導電バー（不図示）が複数接続され、これらの各導電バーに各分岐ブレーカ１３３が電気的に接続されている。更に、交流分電盤１０１のボックス内には、直流−交流変換部２４０の出力線が引き込まれて電気的に接続され、交流分電盤１０１のボックス内において直流−交流変換部２４０の出力線が交流電力源１１からの交流給電路に電気的に接続されている。また、分岐ブレーカ１３３の２次側には、宅内の各交流負荷（ＡＣ負荷）に交流電力が供給される。

図１の配電システムにおいて、交流配電部１００の交流給電路は、交流分電盤１０１から直流配電部２００に引き込まれて電気的に接続されている。太陽電池ユニット３３０、燃料電池ユニット３４０及び蓄電池ユニット３５０からの直流給電路（直流電力の供給配線）は、直流配電部２００に引き込まれて電気的に接続され、直流配電部２００を介して、直流負荷（図示せず）に直流電力が供給される。

（直流配電部）
直流配電部２００は、複数に接続された直流給電路を内部に有する直流分電盤２０１を含む構成である。直流配電部２００は、交流配電部１００と直流電力源３００とにそれぞれ接続されている。直流配電部２００は、直流配電部２００に引き込まれた交流給電路と直流配電部２００内に配線された直流給電路とが接続された非絶縁式の直流−交流変換部２４０、第２の漏電検出部２５０、中点接地部２６０及び接地切換部２６２を含む構成である。

直流−交流変換部２４０は、一方（直流電力源３００側、下流側）が中点接地部２６０に接続され、他方（交流配電部１００側、上流側）が交流接続部２９０（端子Ｐ_０及び端子Ｐ_１）を介して交流配電部１００の交流給電路に接続されている。直流−交流変換部２４０は、複数の解列器として例えば２つの解列器２４１、及び、交流配電部１００側の交流給電路と直流配電部２００側の直流給電路とが電気的に接続された非絶縁式のＤＣ−ＡＣインバータをそれぞれ内部に有する。直流−交流変換部２４０は、直流電力から交流電力への変換を行う。

直流−交流変換部２４０は、太陽電池ユニット３３０又は燃料電池ユニット３４０からの直流出力を昇圧する昇圧チョッパ回路（不図示）を有する。直流−交流変換部２４０は、この昇圧チョッパ回路で昇圧された直流出力を交流電力源１１の位相に同期した正弦波の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ（不図示）を有する。また、直流−交流変換部２４０は、不図示のＤＣ／ＡＣコンバータを制御することで交流電力の出力レベルを調整するコンバータ制御回路（不図示）及び解列器２４１などの系統連系保護装置などを有している。

第２の漏電検出部２５０は、一方（直流電力源３００側、下流側）が直流接続部２８０を構成する直流給電路２１０に接続され、他方（交流配電部１００側、上流側）が中点接地部２６０に接続されている。第２の漏電検出部２５０は、中点接地部２６０に含まれる接地（図２参照）を基準電位として、直流給電路に流れている直流漏洩電流を検出する。

第２の漏電検出部２５０は、零相変流器と、零相変流器の出力を積分する積分回路と、積分回路の出力が第２の漏電検出部２５０の所定の検出閾値を超えた場合に漏電と判定する判定回路とを含む構成である。第２の漏電検出部２５０は、零相変流器の出力（実効値）を積分し、この積分値が第２の漏電検出部２５０における漏電検出のための検出閾値を超えた場合に、直流給電路における漏電を検出する。

第２の漏電検出部２５０の漏電検出の検出閾値は、第１の漏電検出部１３１の漏電検出の検出閾値と同じ又はその検出閾値よりも低く設定されている。各漏電検出部の漏電検出においては、検出閾値に加え、各漏電検出部がタイマを有する場合にそれぞれ検出された漏洩電流の検出閾値を超えた時間の閾値を更に含んでも良い。従って、この場合には、第１及び第２の漏電検出部の各漏電検出においては、第１の漏電検出部１３１の検出閾値は第２の漏電検出部２５０の検出閾値以上であり、第１の漏電検出部１３１の時間閾値は第２の漏電検出部２５０の時間閾値より長いとする。各漏電検出部の漏電検出の検出閾値及び時間閾値は、以下の各実施形態においても同様である。

第２の漏電検出部２５０は、第１の漏電検出部１３１の漏電検出と同時に、又は第１の漏電検出部１３１よりも早く漏電検出する。即ち、第２の漏電検出部２５０は、第１の漏電検出部１３１から連系ブレーカ１３２への漏電検出信号の出力と同時に又は同漏電検出信号の出力よりも早くに、直流給電路を遮断するための漏電検出信号を直流−交流変換部２４０に出力する。

直流−交流変換部２４０は、第２の漏電検出部２５０が直流給電路における漏電を検出した場合に、第２の漏電検出部２５０から出力された漏電検出信号を基に解列器２４１を制御して直流給電路を遮断する。なお、第２の漏電検出部２５０は、直流給電路の遮断器を内蔵し、同直流給電路における漏電を検出した場合に直流給電路を直接遮断しても良い。また、図１に図示していないが、直流配電部２００が直流給電路の遮断器を別途設け、この遮断器は、第２の漏電検出部２５０から出力された漏電検出信号を基に直流給電路を遮断しても良い。また、第２の漏電検出部２５０は、第２の漏電検出部２５０から直流電力源側３００側（下流側）の直流給電路における漏電を検出した場合に、漏電検出信号を連系ブレーカ１３２に出力する。これにより、第２の漏電検出部２５０は、この漏電検出信号に基づいて、連系ブレーカ１３２と第２の漏電検出部２５０とが接続されている直流給電路を連系ブレーカ１３２に遮断させても良い。

中点接地部２６０は、一方（直流電力源３００側、下流側）が第２の漏電検出部２５０を介して直流接続部２８０に接続され、他方（交流配電１００側、上流側）が直流−交流変換部２４０に接続されている。中点接地部２６０は、直流配電部２００に配線された直流給電路の両端間の中点電位点に接地部を有する構成である。

接地切換部２６２は、直流配電部２００に設けられた中点接地部２６０の中点電位点の接地を切り換えると共に、所定の条件が満たされる場合には、中点接地部２６０の中点電位点の電位が接地の基準電位と等しいか否かを判定する。接地切換部２６２は、中点接地部２６０の中点電位点の電位が接地の基準電位と等しくないと判定した場合に、中点接地部２６０の中点電位点の電位が接地の基準電位と等しくない旨を報知する。また、接地切換部２６２は、中点接地部２６０の中点電位点の電位が接地の基準電位と等しいと判定した場合に、中点接地部２６０の中点電位点の電位が接地の基準電位と等しい旨を報知しても良い。接地切換部２６２の動作の詳細は、図２、図４及び図５を参照して後述する。

図２は、第１の実施形態に係る配電システムの直流配電部２００内に設けられる中点接地部２６０及び接地切換部２６２の要部拡大説明図である。中点接地部２６０は、図２に示すように、直列接続された抵抗値の等しい２つの抵抗Ｒ_１，Ｒ_２の接続部（中点接続部）Ｍ_１が並列接続されたスイッチ２６１ａ及び半導体スイッチ２６１ｂを介して接地されるように構成されている。

スイッチ２６１ａは、一方が接続部（中点接続部）Ｍ_１に接続され、他方が接続部Ｍ_２に接続され、接地切換部２６２の制御部２６３からの切換信号に応じて接続部Ｍ_１−Ｍ_２間の導通を切り換える。同様に、半導体スイッチ２６１ｂは、一方が接続部（中点接続部）Ｍ_１に接続され、他方が接続部Ｍ_２に接続され、接地切換部２６２の制御部２６３からの切換信号に応じて接続部Ｍ_１−Ｍ_２間の導通を切り換える。また、スイッチ２６１ａと半導体スイッチ２６１ｂとは、接続部Ｍ_１−Ｍ_２間において並列接続されている。

抵抗Ｒ_１は、一方が接続部（中点接続部）Ｍ_１に接続され、他方が直流配電部２００に配線された直流給電路に接続されている。同様に、抵抗Ｒ_２は、一方が接続部（中点接続部）Ｍ_１に接続され、他方が直流配電部２００に配線された反対側極性の直流給電路に接続されている。なお、図２において、第２の漏電検出部２５０は、直流接続部２８０に接続されている。従って、本実施形態の配電システムは、停電時に直流−交流変換部２４０において交流配電部１００と直流配電部２００とが絶縁した場合でも、直流給電路の両端間における中点接地を基準電位として、直流配電部２００における漏電の有無を検出できる。

接地切換部２６２は、図２に示すように、切換制御部２６３、接点電位計測部２６４、ＰＶ（ＰＶ：Photovoltaic）監視部２６５及び報知部２６６を含む構成である。切換制御部２６３は、所定の条件が満たされる場合には、接続部Ｍ_１−Ｍ_２間を導通に切り換えるための切換信号を、スイッチ２６１ａ及び半導体スイッチ２６１ｂに出力する。また、切換制御部２６３は、所定の条件が満たされる場合には、接続部Ｍ_１−Ｍ_２間を導通するための切換信号を、スイッチ２６１ａ又は半導体スイッチ２６１ｂに出力しても良い。所定の条件とは、例えば、停電時又は切換制御部２６３がＰＶ監視部２６５から出力された発電終了通知信号を取得した時である。なお、ＰＶ監視部２６５から発電終了通知信号が切換制御部２６３に出力される時間帯は、例えば夜間（例：１９時から６時まで）である。

例えば停電が発生した場合には、解列器２４１の切断に応じて交流配電部１００と直流配電部２００とは絶縁状態となる。切換制御部２６３は、直流−交流変換部２４０の解列器２４１の両端間の各補助接点の状態を常に監視し、各補助接点間が非導通になったときには停電時として、即ち解列器２４１の切断に応じて次の措置を行う。

具体的には、切換制御部２６３は、解列器２４１の両端間の各補助接点の電位差の監視結果を基に解列器２４１の切断を判定する。更に、切換制御部２６３は、解列器２４１の切断に応じて、中点接地部２６０の接続部Ｍ_１−Ｍ_２間を導通するための切換信号をスイッチ２６１ａ又は（及び）半導体スイッチ２６１ｂに出力する。これにより、切換制御部２６３は、停電時に交流配電部１００と直流配電部２００とが絶縁状態になった場合でも、直流配電部２００内において直流給電路の両端間において中点接地を確実にとることができ、直流配電部２００内における漏電検出を可能とする。

更に、切換制御部２６３は、所定の条件が満たされる場合には、接続部Ｍ_１−Ｍ_２間を導通するための切換信号を、スイッチ２６１ａ又は（及び）半導体スイッチ２６１ｂに出力する。接点電位計測部２６４は、接続部Ｍ_１及び接続部Ｍ_２の各電位を計測し、計測された各電位を切換制御部２６３に出力する。このように、切換制御部２６３は、所定の条件が満たされる場合には、接点電位計測部２６４から出力された接続部Ｍ_１及び接続部Ｍ_２の各電位を基に、中点接地部２６０が接地切換部２６０からの切換信号に応じて中点接地するか否かを定期的に判定する。切換制御部２６３は、中点接地部２６０が接地切換部２６０からの切換信号に応じて中点接地しないと判定した場合、中点接地部２６０が接地切換部２６０からの切換信号に応じて中点接地しない旨を、報知部２６６を介して配電システムの管理者などに報知させる。報知の方法は、例えば画面にポップアップ表示しても良いし、ランプ若しくは音声出力又はこれらの組合せを用いても良い。

また、切換制御部２６３は、所定の条件が満たされず例えば昼間等の時間帯には、接続部Ｍ_１−Ｍ_２間を非導通に切り換えるための切換信号を、スイッチ２６１ａ及び半導体スイッチ２６１ｂに出力する。従って、上述した所定の条件が満たされないような昼間などの時間帯においては、本実施形態の配電システムは、交流配電部１００における中性線接地を用いて漏電検出を行う。反対に、上述した所定の条件が満たされるような停電時又はＰＶ監視部２６５から出力された発電終了通知信号の取得時（例：夜間）などにおいては、本実施形態の配電システムは、直流配電部２００の中点接地部２６０の中性線接地を用いて漏電検出を行う。

ＰＶ監視部２６５は、太陽電池パネル３３１の発電電力量を常に監視し、夜間などの時間帯においてこの発電電力量が所定の閾値未満になると、太陽電池パネル３３１の発電が終了した旨の発電終了通知信号を切換制御部２６３に出力する。この閾値はＰＶ監視部２６５の動作において予め設定されているとする。報知部２６６は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの液晶表示装置などを用いて構成され、切換制御部２６３の指示に基づき、文字、数字、画像などによって直流分電盤２０１の動作状態などの各種情報を示す表示を行う。また、報知部２６６は、切換制御部２６３からの表示指示に応じて、中点接地部２６０が接地切換部２６２からの切換信号に応じて中点接地しない旨を表示する。

直流配電部２００は、第２の漏電検出部２５０より交流配電部１００側（上流側）の交流接続部２９０（端子Ｐ_０及び端子Ｐ_１）において並列に接続された負荷回路部２２０を更に含む構成である。

負荷回路部２２０は、交流配電部１００の交流分電盤１０１とも並列に接続されている。負荷回路部２２０は、交流−直流変換部としての絶縁式のＡＣ／ＤＣコンバータ２１４と、絶縁式の第４のＤＣ／ＤＣコンバータ２２４と、絶縁式の第５のＤＣ／ＤＣコンバータ２３４とを含む構成である。

直流−交流変換部２４０とＡＣ／ＤＣコンバータ２１４とは、交流配電部１００側の交流接続部２９０（端子Ｐ_０及び端子Ｐ_１）において電気的に接続されている。直流−交流変換部２４０の直流側（下流側）、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１４の直流側（下流側）、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ２２４及び第５のＤＣ／ＤＣコンバータ２３４の一方が直流配電部２００の直流給電路２１０において電気的にそれぞれ接続されている。直流給電路２１０は、直流分電盤２０１の内部において接続バーなどを用いて構成される。

また、各実施形態の配電システムは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１４を含まない様に構成しても良い。この場合、蓄電池ユニット３５０又は負荷回路部２２０に接続される直流負荷には、交流配電部１００から供給された交流電力が直流−交流変換部２４０において変換された直流電力が供給される。又は、蓄電池ユニット３５０又は負荷回路部２２０に接続される直流負荷には、太陽電池ユニット３３０若しくは燃料電池ユニット３４０からの直流電力が供給される。

直流給電路２１０に出力された直流電力は、第３の分岐回路部２４５と、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２を介して蓄電池ユニット３５０とに供給される。直流給電路２１０に出力された直流電力は、更に、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ２２４を介して複数の第１の分岐回路部２２５と、第５のＤＣ／ＤＣコンバータ２３４を介して第２の分岐回路部２３５とに供給される。

第１の分岐回路部２２５は、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ２２４で例えば４８Ｖに降圧された直流電力を直流負荷（図示せず）に供給する。第２の分岐回路部２３５は、第５のＤＣ／ＤＣコンバータ２３４で例えば９６Ｖに降圧された直流電力を直流負荷（図示せず）に供給する。第３の分岐回路部２４５は、直流給電路２１０からの直流電力を直流負荷に直接供給する。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１４、第４及び第５のＤＣ／ＤＣコンバータ２２４及び２３４は、それぞれヒューズ２１３、２２３及び２３３を内部に有している。

直流分電盤２０１の各々の入力端には、太陽電池ユニット３３０、燃料電池ユニット３４０、蓄電池ユニット３５０、及び交流分電盤１０１が接続されている。直流分電盤２０１の各々の出力端には、直流負荷用である第１から第３の各分岐回路部２２５，２３５，２４５が接続されている。

直流分電盤２０１は、入出力用コンバータとして、直流−交流変換部２４０、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３３３、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３４２、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１４、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ２２４及び第５のＤＣ／ＤＣコンバータ２３４を有する。直流分電盤２０１には、図示しない制御部及び表示部を含む情報処理装置が接続されても良い。

図１に図示しない情報処理装置は、マイクロコンピュータなどの制御部を有し、直流配電部２００における直流分電盤２０１の各部の動作制御を司る。制御部は、直流−交流変換部２４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３３，３４２，３５２，２２４，２３４、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１４の各コンバータの動作のＯＮ／ＯＦＦ制御、並びに出力電圧制御を行い、表示部（不図示）の表示制御を行う。また、これらの制御部及び表示部は、図２、図４又は図５に示した切換制御部２６３及び報知部２６６を用いて構成されても良い。

表示部は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの液晶表示装置などにより構成され、制御部の指示に基づき、文字、数字、画像などによって直流分電盤２０１の動作状態などの各種情報を示す表示を行う。また、図１の配電システムには、操作部（不図示）が接続され、この操作部を介して、運転、異常の状況、各計測項目、異常履歴の表示、時計の設定などを行うことができる。また、異常履歴には、異常が発生する直前の太陽電池電圧、蓄電池電圧、交流電圧、出力電力及び異常発生時刻を同時に保存することができる。また、操作部としては、直流分電盤１０１に取り付けたものだけでなく、遠隔操作部（リモコンや家庭内のパソコン）を用い、通信用端子を介して上述設定を行っても良い。

太陽電池ユニット３３０の出力路は、直流給電路２１０を介して、直流−交流変換部２４０に接続され、直流分電盤２０１の第１から第３の各分岐回路部２２５，２３５，２４５を介して図示しない直流負荷に接続されている。

直流−交流変換部２４０は、太陽電池ユニット３３０から出力される直流電力を商用電源である交流電力源１１の位相に同期した交流電力に変換して出力するとともに、変換された交流電力を商用電源に逆潮流する。また、直流−交流変換部２４０は、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを内部に有し、交流給電路を介して交流配電路１００から出力された交流電力を直流電力に変換して直流配電部２００に配線された直流給電路に出力する。

直流−直流交換部としての第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３３３は、太陽電池パネル３３１から出力される直流電力を、予め第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３３３に設定された所望の電圧レベルに変換して出力する。

第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３４２は、燃料電池セル３４１から出力される直流電力を、予め第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３４２に設定された所望の電圧レベルに変換して出力する。

第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２は、蓄電池本体３５１から出力される直流電力を、予め第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２に設定された所望の電圧レベルに変換して出力する。第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２は、直流配電部２００からの直流電力を、蓄電池本体３５１に対して供給して充電を行う。

ＡＣ／ＤＣコンバータ２１４は、交流分電盤１０１から供給される交流電力を、予めＡＤ／ＤＣコンバータ２１４に設定された所望の電圧レベルの直流電力に変換して出力する。

太陽電池用の第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３３３、燃料電池用の第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３４２及び蓄電池用の第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２は、それぞれ、例えばスイッチングレギュレータなどにより構成されている。これらの各コンバータは、太陽電池パネル３３１、燃料電池セル３４１及び蓄電池３５１からの各出力電圧を検出し、検出された出力電圧がそれぞれ予め設定された目標電圧と一致するように出力電圧を制御（フィードバック制御）する定電圧制御方式を用いている。

ＡＣ／ＤＣコンバータ２１４は、例えばスイッチングレギュレータ及びインバータなどにより構成される。ＡＣ／ＤＣコンバータ２１４は、交流電圧を直流電圧に整流し、フィードバック制御により出力電圧の定電圧制御を行い、交流配電部１００より出力される交流電力から予めＡＣ／ＤＣコンバータ２１４に設定された所望の電圧レベルの直流電力に変換する。

太陽電池用の第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３３３、燃料電池用の第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３４２、蓄電池用の第３のコンバータ３５２、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１４の各出力端は、直流給電路２１０において並列接続されている。これらの各コンバータの出力端は電流ヒューズを介して直流給電路２１０と接続され、直流給電路２１０には必要に応じて更に外付けの保護回路（図示せず）が設けられる。それぞれ所望の電圧レベルに変換された直流電力のうち、いずれか或いは複数の直流電力が直流負荷用の分岐回路部２２５，２３５，２４５を介して、直流負荷に供給される。

また、直流−交流変換部２４０は、一般的な太陽光発電電力の逆潮流機能のほか、夜間の蓄電池充電機能、昼間の蓄電池放電機能（逆潮流防止）を備え、太陽光発電電力と夜間電力との双方を有効に利用することができる。

なお、現時点では、蓄電池からの放電された直流電力は商用電源（交流電力）への逆潮流が認められていないため，交流負荷の使用状況に合わせて放電電力を変化させる必要がある。例えば、商用電源の受電点に取り付けられた受電電力検出ユニットにより商用電源から流れる電力を検出し、蓄電池からの逆潮流が発生しないように逆潮流防止制御を行う。

（直流電力源）
直流配電部２００は、直流電力源３００を構成する太陽電池ユニット３３０と、燃料電池ユニット３４０と、蓄電池ユニット３５０とに電気的に接続されている。

太陽電池ユニット３３０は、太陽光を受光して光電変換することによって発電し、この発電に基づいた直流電力を出力し、直流発電設備の一例としての太陽光発電装置を構成している。太陽電池ユニット３３０は、例えば３５０Ｖの直流電圧及び５．５ｋＷの直流電力を出力可能な太陽電池パネル３３１と、接続函３３２とを含む構成である。太陽電池ユニット３３０の太陽電池パネル３３１は、接続函３３２を介して、非絶縁式の太陽電池用コンバータである第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３３３と接続されている。なお、太陽電池パネル３３１からの出力が予め設定された出力値より低い場合には、太陽電池パネル３３１と接続函３３２との間に昇圧コンバータ（不図示）が設けられても良い。

燃料電池ユニット３４０は、例えば１３０Ｖの直流電圧及び１ｋＷの直流電力を出力可能な燃料電池セル３４１を含む構成である。燃料電池ユニット３４０の燃料電池セル３４１は、絶縁式の燃料電池用コンバータである第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３４２と接続される。

蓄電池ユニット３５０は、直流電力の充電及び充電した直流電力の放電（出力）が可能な二次電池により構成される。蓄電池ユニット３５０は、例えば１２０Ｖの直流電圧及び６ｋＷの直流電力を出力可能な蓄電池本体３５１を含む構成である。蓄電池ユニット３５０の蓄電池本体３５１は、非絶縁式の蓄電池用コンバータである第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２と接続される。なお、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２は、蓄電池本体３５１の充電及び放電のために用いられる。更に、蓄電池ユニット３５０は、直流分電盤２０１に装着されているが、直流分電盤２０１の外部に増設し、付加電源として用いることも可能である。

直流電力源３００からの出力は、直流給電路２１０を介して、直流−交流変換部２４０に入力される。直流−交流変換部２４０は、直流電力源３００からの直流電力を交流電力に変換して交流配電部１００に配電しても良い（逆潮流）。

以上により、本実施形態の配電システムは、絶縁式の直流−交流変換部２４０の直流電力源３００側（下流側）に、直流給電路における直流漏洩電流を検出する第２の漏電検出部２５０を有している。また、本実施形態の配電システムは、直流−交流変換部２４０に接続され、直流給電路の両端間の中点電位点が接地された中点接地部２６０を更に有する。第２の漏電検出部２５０は、中点接地部２６０に接続され、中点接地部２６０の接地部を基準電位として、直流給電路において流れている直流漏洩電流を検出する。

接地切換部２６２は、上述した所定の条件が満たされる場合には、接続部Ｍ_１−Ｍ_２間を導通に切り換えるための切換信号をスイッチ２６１ａ及び半導体スイッチ２６１ｂに出力する。従って、接地切換部２６２は、停電時に交流配電部１００と直流配電部２００とが絶縁状態になった場合又は夜間などの時間帯において、直流配電部２００内において直流給電路の両端間において中点接地を確実にとることができる。従って、本実施形態の配電システムは、直流配電部２００に配線された直流給電路の両端間が中点接地され、停電時に交流配電部１００と直流配電部２００とが絶縁した場合でも、中点接地部２６０を基準電位として直流配電部２００の漏電を検出できる。

また、接地切換部２６２は、停電時に交流配電部１００と直流配電部２００とが絶縁状態になった場合又は夜間などの時間帯において、直流配電部２００内において直流給電路の両端間において中点接地を確実にとれるかどうかを定期的に確認することができる。

従って、本実施形態の配電システムは、直流配電部２００に配線された直流給電路の両端間が中点接地され、停電時に交流配電部１００と直流配電部２００とが絶縁した場合でも、中点接地部２６０を基準電位として直流配電部２００の漏電を検出できる。本実施形態の配電システムは、停電又は漏電などの異常発生時に確実に配電システムの動作を停止することができ、安全性の高い配電システムを提供することができる。

また、非絶縁式の直流−交流変換部２４０と第２の漏電検出部２５０と中点接地部２６０と接地切換部２６２とを用いて、交流配電部１００に設けられた第１の漏電検出部１３１よりも容易且つ同時若しくは早くに漏電検出を行うことが可能である。これにより、本実施形態の配電システムによれば、直流電力源からの直流電力と交流電力源からの交流電力とを用いて、交流配電部１００に接続された交流負荷、及び直流配電部２００に接続された直流負荷に対して安全に電力供給することができる。更に、本実施形態の配電システムは、従来の配電システムを大きく変更することなく、配電の安全管理機能を実現することができる。

また、第２の漏電検出部２５０における漏電検出の検出閾値は、交流配電部１００に設けた第１の漏電検出部１３１における漏電検出の検出閾値よりも低く設定される。更に、第２の漏電検出部２５０は、より小さな漏電条件、即ち、第２の漏電検出部２５０における漏洩電流の検出閾値を第１の漏電検出部１３１における漏洩電流の検出閾値と同じ又はより小さく設定する。これにより、第２の漏電検出部２５０は、第１の漏電検出部１３１よりも早く漏電検出を判断することができる。

つまり、所定の閾値以上の漏洩電流が直流給電路に発生した場合、交流配電部１００の連系ブレーカ１３２と同じ又はより早くに直流配電部２００の第２の漏電検出部２５０において漏電検出がなされる。

また、本実施形態では、第２の漏電検出部２５０による漏電検出は、第１の漏電検出部１３１と同時又はより早くなされる。しかし、第１の漏電検出部１３１と第２の漏電検出部２５０とは検出閾値（及び時間閾値）に差を持たせず、柱上変圧器１２と第１の漏電検出部１３１との間に、遅延回路を直列に接続しても良い。これにより、交流配電部１００の中点接地（中性線接地）がグランドから外れる前、即ち中性線が欠相する前に、直流配電部２００の第２の漏電検出部２５０が直流給電路において漏電検出を行うこともできる。このように検出閾値（及び時間閾値）の設定によらずに、遅延回路の存在により異常発生時に配電システムを確実に停止することもできる。

また、上述した本実施形態の配電システムの構成によれば、直流電力供給に必要な要素を直流分電盤として同一容器内に収容することができ、設置及びメンテナンスが容易な配電システムの構築が可能となる。なお、本実施形態では、直流配電部２００の各要素を直流分電盤２０１として、同一容器内に収納したが、必要に応じて別途配置してもよいことはいうまでもない。

本実施形態の配電システムにおいて、直流−交流変換部２４０は絶縁式である。一方、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１４、第１，第２，第３，第４及び第５の各ＤＣ／ＤＣコンバータ３３３，３４２，３５２，２２４及び２３４については、非絶縁式／絶縁式のいずれについても適用可能である。なお、ＡＣ−ＤＣコンバータ２１４、第１，第２，第３，第４及び第５の各ＤＣ／ＤＣコンバータ３３３，３４２，３５２，２２４及び２３４が非絶縁式／絶縁式のいずれについても適用可能であることは、以下の各実施形態においても同様である。非絶縁式の場合は各コンバータの構成を小型化可能であり、絶縁式の場合はそれぞれ各コンバータにおいて電力の変換を安全に行えるという効果がある。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図３を参照して説明する。図３は、第２の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図である。

本実施形態の配電システムでは、図３のブロック図に示すように、中点接地部２６０Ａは、直流給電路２１０の両端間に設けられている。中点接地部２６０Ａは、一方が直流給電路２１０の終端部に接続され、他方（負荷回路部２２０側、紙面下側）が第２の漏電検出部２５０に接続されている。中点接地部２６０Ａは、図１４に示すように、抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２の直列接続の接続点Ｍ_１が並列接続されたスイッチ２６１ａ及び半導体スイッチ２６１ｂを介して接地された構成である。抵抗Ｒ_１は、一端が直流給電路２１０上の端子Ｐ_３に接続され、他端が接続部（接続点）Ｍ_１に接続されている。抵抗Ｒ_２は、一端が直流給電路２１０上の端子Ｐ_２に接続され、他端が接続部（接続点）Ｍ_１に接続されている。

本実施形態の配電システムにおいては、第１の実施形態と同様に、中点接地部２６０Ａは、接地切換部２６２により中点電位点の接地が切り換えられる。また、本実施形態において、接地切換部２６２の構成及び動作は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態の配電システムにおける他部については、図１に示した第１の実施形態の配電システムと同様であるため、ここでは説明を省略するが同一部位には同一符号を付した。

第２の実施形態の配電システムによれば、第２の漏電検出部２５０は、直流給電路２１０の両端間に設けられた中点接地部２６０Ａに含まれる接地を基準電位として、直流給電路２１０における直流漏洩電流を検出することができる。従って、第２の実施形態の配電システムの第２漏電検出部２５０は、直流給電路２１０に接続される広範囲の各コンバータの絶縁劣化を高精度に検出することができる。なお、本実施形態においても、直流配電部２００の各要素を直流分電盤２０１として同一容器内に収納したが、必要に応じて別途配置してもよいことはいうまでもない。

また、本発明に係る配電システムの各実施形態において、中点接地部２６０，２６０Ａは、図４又は図５の中点接地部２６０Ｂ，２６０Ｃとして構成することも可能である。図４及び図５は、直流配電部２００内に設けられる中点接地部２６０Ｂ，２６０Ｃの他の要部拡大説明図及び接地切換部２６２の内部構成を示すブロック図である。図４及び図５の接地切換部２６２の構成及び動作は図２の接地切換部２６２の構成と同様であるため、重複する内容の説明は省略する。なお、図４及び図５の接地切換部２６２の接点電位計測部２６４の動作においては、図２の接地切換部２６２の接点電位計測部２６４の動作における「接続部Ｍ_１−Ｍ_２」間を、「接続部Ｍ_３−Ｍ_２」間に読み替えるとする。

図４において、中点接地部２６０Ｂは、一方（直流電力源３００側、下流側）が第２の漏電検出部２５０を介して直流接続部２８０に接続され、他方（交流配電１００側、上流側）が直流−交流変換部２４０に接続されている。中点接地部２６０Ｂは、直流配電部２００における直流給電路の両端間の中点電位点に接地部を有する構成である。

具体的に、中点接地部２６０Ｂは、２つの入力端子Ｗ_１及びＷ_２を有する絶縁型のコンバータ２７０ａと２つの入力端子Ｗ_３及びＷ_４を有する絶縁型のコンバータ２７０ｂとの各出力線の一方の接続点（中点接続部）Ｍ_３が接地されるように構成されている。ここで、各コンバータ２７０ａ，２７０ｂの各入力端子Ｗ_１及びＷ_２，Ｗ_３及びＷ_４には、直流電力源３００からの直流電力が供給されている。各コンバータ２７０ａ，２７０ｂの各入力端子Ｗ_１及びＷ_２，Ｗ_３及びＷ_４に直流電力源３００からの直流電力が供給されるため、停電時においても安定的に直流配電部２００において直流電力の直流負荷への供給が可能となる。

コンバータ２７０ａの出力線の他方はプラス（＋）極性を有する直流給電路上の出力端子Ｗ_５に接続され、コンバータ２７０ｂの他方の出力線はマイナス（−）極性を有する直流給電路上の出力端子Ｗ_６に接続されている。

図４の中点接地部２６０Ｂでは、図２の中点接続部２６０と異なり抵抗が用いられていないため、中点接地部２６０Ｂにおいて発熱損失が発生せず、更に絶縁型のコンバータ２７０ａ，２７０ｂが用いられているため、基準電位を確実にとることができる。従って、各実施形態の配電システムは、図４の中点接地部２６０Ｂを用いることにより、直流配電部２００における直流漏洩電流に基づく漏電を安全に検出することができる。

なお、上述した第２の実施形態における中点接地部２６０Ａが抵抗Ｒ_１及びＲ_２を用いて構成されている場合には、図２に示すように構成されず、図１４に示すように構成される。図１４は、第２の実施形態の配電システムにおける直流配電部２００内に設けられる中点接地部２６０Ａの他の要部拡大説明図である。

中点接地部２６０Ａは、図１４に示すように、一方が直流給電路２１０の終端部に接続され、他方（負荷回路部２２０側、紙面下側）が第２の漏電検出部２５０に接続されている。

なお、第２の実施形態における中点接地部２６０Ａが抵抗Ｒ_１及びＲ_２ではなくコンバータ２７０ａ及び２７０ｂを用いて構成されている場合には、図４又は図５に示すように構成されず、図１５又は図１６の中点接地部２６０Ｂ，２６０Ｃのように構成される。図１５及び図１６は、第２の実施形態の配電システムにおける直流配電部２００内に設けられる中点接地部２６０Ｂ，２６０Ｃの他の要部拡大説明図である。

中点接地部２６０Ｂ，２６０Ｃは、図１５又は図１６に示すように、一方が直流給電路２１０の終端部に接続され、他方（直流給電路２１０の終端部の反対側）が第２の漏電検出部２５０に接続されている。

図５において、中点接地部２６０Ｃは、直流電力源３００側から配線された中性線ＮＬが、コンバータ２７０ａとコンバータ２７０ｂとの各出力線の接続点（中点接続部）Ｍ_３に接続された構成としている。中点接地部２６０Ｃの他の各部の構成は図４の中点接地部２６０Ｂと同様であるため、同様な内容の説明は省略する。

図５の中点接地部２６０Ｃでは、図４の中点接地部２６０Ｂと同様に、図２の中点接続部２６０と異なり抵抗が用いられていないため、中点接地部２６０Ｂにおいて発熱損失が発生しない。更に、図５の中点接地部２６０Ｃでは、図４の中点接地部２６０Ｂと同様に、絶縁型のコンバータ２７０ａ，２７０ｂが用いられているため、基準電位を確実にとることができる。従って、各実施形態の配電システムは、図４の中点接地部２６０Ｂを用いることにより、直流配電部２００における直流漏洩電流に基づく漏電を安全に検出することができる。更に、図５の中点接地部２６０Ｃでは中性線が中点接続部Ｍ_２に接続されているため、各実施形態の配電システムは、図４の中点接地部２６０Ｂを用いる場合に比べて、２つの直流電力の出力を構成することができる。

なお、上述した各種の中点接地部２６０，２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃの通過電流（出力電流）は、心室細動電流以下又は離脱限界電流以下であることが好ましい。これにより、漏電電流の人体に対する影響を軽減することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図６を参照して説明する。図６は、第３の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図である。

第３の実施形態の配電システムは、上述した第１の実施形態の配電システムの変形例として、図６のブロック図に示すように、更に第２の漏電検出部２５０Ａを直流給電路２１０に沿って直列に接続されるように設けたものである。また、本実施形態において、接地切換部２６２の構成及び動作は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。本実施形態の配電システムにおける他部については、図１に示した第１の実施形態の配電システムと同様であるため、ここでは説明を省略するが同一部位には同一符号を付した。

第３の実施形態の配電システムは、第２の漏電検出部２５０Ａを有することにより、直流給電路２１０の広範囲において直流給電路２１０に流れている漏洩電流を検出することができる。この場合、第２の漏電検出部２５０Ａは、図６の直流給電路２１０に直列に接続されている遮断器（不図示）に対して直流給電路（直流回路）の遮断を実行させることができる。なお、本実施形態においても、直流配電部２００の各要素を直流分電盤２０１として、同一容器内に収納したが、必要に応じて別途配置してもよいことはいうまでもない。また、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３３３、及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２については、非絶縁式を用いた方が、太陽電池パネル３３１、蓄電池３５１までの配線の漏電保護が可能となる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図７を参照して説明する。図７は、第４の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図である。

第４の実施形態の配電システムは、第１の実施形態の配電システムの変形例として、図７のブロック図に示すように、直流給電路２１０の負荷回路部２２０への分配線に相当する領域の直流給電路２１０に沿って、第２の漏電検出部２５０Ｂを更に設けた。また、本実施形態において、接地切換部２６２の構成及び動作は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。本実施形態の配電システムにおける他部については、図１に示した第１の実施形態の配電システムと同様であるため、ここでは説明を省略するが同一部位には同一符号を付した。

第４の実施形態の配電システムによれば、上述した第１の実施形態の配電システムの効果に加え、直流配電部２００の負荷回路部２２０側か又は負荷回路部２２０側以外のどちらにおいて漏電検出したかを詳細に識別することができる。なお、本実施形態においても、直流配電部２００の各要素を直流分電盤２０１として、同一容器内に収納したが、必要に応じて別途配置してもよいことはいうまでもない。また、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３３３、及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２については、非絶縁式を用いた方が、太陽電池パネル３３１、蓄電池３５１までの配線の漏電保護が可能となる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９は、第５の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図である。

第５の実施形態の配電システムは、上述した第３及び第４の各実施形態の配電システムの変形例として、図８及び図９の各ブロック図に示すように、第２の漏電検出部２５０Ｃを、負荷回路部２２０に配線されている直流給電路２１０に沿って設けたものである。また、本実施形態において、接地切換部２６２の構成及び動作は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。本実施形態の配電システムにおける他部については、図４に示した第４の実施形態の配電システムと同様であるため、ここでは説明を省略するが同一部位には同一符号を付した。

第５の実施形態の配電システムによれば、上述した第３及び第４の各実施形態の配電システムの効果に加え、直流配電部２００の負荷回路部２２０の直流給電路２１０において発生した漏電を検出することができる。なお、本実施形態においても、直流配電部２００の各要素を直流分電盤２０１として、同一容器内に収納したが、必要に応じて別途配置してもよいことはいうまでもない。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０及び図１１は、第６の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図である。

第８の実施形態の配電システムは、上述した第５の実施形態の配電システムの変形例として、図１０及び図１１のブロック図に示すように、第２の漏電検出部２５０Ｄを、直流給電路２１０と蓄電池ユニット３５０との間の接続部に設けたものである。また、本実施形態において、接地切換部２６２の構成及び動作は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。本実施形態の配電システムにおける他部については、図８及び図９に示した第５の実施形態の配電システムと同様であるため、ここでは説明を省略するが同一部位には同一符号を付した。

第６の実施形態の配電システムによれば、上述した第５の実施形態の配電システムの効果に加え、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２が非絶縁であれば蓄電池用の第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２から直流給電路２１０までにおける漏電を検出することができる。なお、本実施形態においても、直流配電部２００の各要素を直流分電盤２０１として、同一容器内に収納したが、必要に応じて別途配置してもよいことはいうまでもない。また、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３３３、及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３５２については、非絶縁式を用いた方が、太陽電池パネル３３１、蓄電池３５１までの配線の漏電保護が可能となる。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２及び図１３は、第７の実施形態に係る配電システムの構成を示すブロック図である。

第７の実施形態の配電システムは、上述した第６の実施形態の配電システムの変形例として、図１２及び図１３のブロック図に示すように、第２の漏電検出部２５０Ｅを、直流給電路２１０と第３の分岐回路部２４５との間に更に設けたものである。なお、第２の漏電検出部２５０Ｅは、直流分電盤２０１に設けられる主幹ブレーカを構成する。また、本実施形態において、接地切換部２６２の構成及び動作は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。本実施形態の配電システムにおける他部については、図１０及び図１１に示した第６の実施形態の配電システムと同様であるため、ここでは説明を省略するが同一部位には同一符号を付した。

本実施形態の配電システムによれば、第６の実施形態の配電システムの効果に加え、直流給電路２１０と第２の漏電検出部２５０Ｅとの間において漏洩電流を検出した場合に、不図示の遮断器を用いて直流給電路２１０（直流回路）を遮断できる。これにより、本実施形態の配電システムは、漏電箇所を限定することができるため、配電システム全体のシステムダウンを防止でき、配電システムの安全性を図ることができる。なお、本実施形態においても、直流配電部２００の各要素を直流分電盤２０１として、同一容器内に収納したが、必要に応じて別途配置してもよいことはいうまでもない。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属すると了解される。

なお、上述の各実施形態において、直流配電部２００に設けられた各第２の漏電検出部（２５０，２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ，２５０Ｅ）は交流配電部１００に設けられた第１の漏電検出部１３１よりも早く漏電検出が可能である。

更に、直流配電部２００に設けられた各第２の漏電検出部は、例えば図１２において、第２の漏電検出部２５０Ｅ，２５０Ｄ，２５０Ｃ，２５０Ａ，２５０の順番に漏電をより早く検出することができる。即ち、第２の漏電検出部２５０Ｅ，２５０Ｄ，２５０Ｃ，２５０Ａ，２５０は、第２の漏電検出部２５０Ｅ，２５０Ｄ，２５０Ｃ，２５０Ａ，２５０の順番に漏電検出が可能に予め漏電検出の検出閾値（及び時間閾値）が設定されているとする。これにより、直流配電部２００に設けられた各第２の漏電検出部は、直流負荷側に向かって設けられた第２の漏電検出部ほど漏電をより早く検出できる。

同様に、直流配電部２００に設けられた各第２の漏電検出部は、例えば図１３において、第２の漏電検出部２５０Ｅ，２５０Ｄ，２５０Ｃ，２５０Ｂ，２５０の順番に漏電をより早く検出することができる。即ち、第２の漏電検出部２５０Ｅ，２５０Ｄ，２５０Ｃ，２５０Ｂ，２５０は、第２の漏電検出部２５０Ｅ，２５０Ｄ，２５０Ｃ，２５０Ｂ，２５０の順番に漏電検出が可能に予め漏電検出の検出閾値（及び時間閾値）が設定されているとする。

なお、第２の漏電検出部２５０Ａと第２の漏電検出部２５０Ｂとでは、後者の第２の漏電検出部２５０Ｂの方が前者の第２の漏電検出部２５０Ａよりも早く漏電検出できる様に各漏電検出における検出閾値（及び時間閾値）が設定されているとする。

１１ 交流電力源
１２ 柱上変圧器
１００ 交流配電部
１０１ 交流分電盤
１３１ 第１の漏電検出部
１３２ 連系ブレーカ
１３３ 交流分岐回路部
２００ 直流配電部
２０１ 直流分電盤
２１０ 直流給電路
２１３、２２３、２３３ ヒューズ
２１４ 交流−直流変換部
２２４ 第４のＤＣ／ＤＣコンバータ
２２５ 第１の分岐回路部
２３４ 第５のＤＣ／ＤＣコンバータ
２３５ 第２の分岐回路部
２４０ 直流−交流変換部
２４１ 解列器
２４５ 第３の分岐回路部
２５０、２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃ、２５０Ｄ、２５０Ｅ 第２の漏電検出部
２６０ 中点接地部
２７０ａ、２７０ｂ コンバータ
２８０ 直流接続部
２９０ 交流接続部
３００ 直流電力源
３３０ 太陽電池ユニット
３３１ 太陽電池パネル
３３２ 接続函
３３３ 第１のＤＣ／ＤＣコンバータ
３４０ 燃料電池ユニット
３４１ 燃料電池セル
３４２ 第２のＤＣ／ＤＣコンバータ
３５０ 蓄電池ユニット
３５１ 蓄電池本体
３５２ 第３のＤＣ／ＤＣコンバータ

Claims (16)

1. 中性線接地された単相３線の給電路を有し、交流電力源からの交流電力を前記給電路に配電する交流配電部と、直流電力源からの直流電力を配電する直流配電部と、を含む配電システムであって、
   前記交流配電部は、
   前記中性線接地を基準電位として、前記交流電力の給電路における漏洩電流を検出する第１の漏電検出部を有し、
   前記直流配電部は、
   直流を交流に変換する非絶縁式の直流−交流変換部と、
   前記直流−交流変換部に接続され、前記直流電力の給電路の中点電位点に接地部を有する中点接地部と、
   前記直流−交流変換部又は前記中点接地部に接続され、前記中点接地部の前記接地部を基準電位として、前記直流電力の給電路における直流漏洩電流を検出する第２の漏電検出部と、
   前記中点接地部の前記中点電位点の接地を切り換える接地切換部と、を有し、
   前記接地切換部は、前記交流配電部と前記直流配電部とが絶縁状態になったとき、前記直流電力の給電路の前記中点電位点が接地されるように切り換えることを特徴とする配電システム。
2. 請求項１に記載の配電システムであって、
   前記中点接地部は、前記直流電力源に接続された直流−直流変換部若しくは前記直流配電部の終端部と、前記第２の漏電検出部との間に設けられた配電システム。
3. 請求項１に記載の配電システムであって、
   前記第２の漏電検出部は、前記直流電力源に接続された直流−直流変換部と、前記中点接地部との間に設けられた配電システム。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の配電システムであって、
   前記中点接地部は、前記直流配電部における前記直流電力の給電路の両端間に設けられ、前記両端間に設けられた直列接続された２つの抵抗の接続点が、並列接続された機械式スイッチと半導体スイッチとを介して接地されて構成される配電システム。
5. 請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の配電システムであって、
   前記中点接地部は、前記直流配電部における前記直流電力の給電路の両端間に設けられ、供給された直流電力を直流電力に変換する２つの絶縁式の直流−直流変換部の出力線の接続点が、並列接続された機械式スイッチと半導体スイッチとを介して接地されて構成される配電システム。
6. 請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の配電システムであって、
   前記中点接地部は、前記直流配電部における前記直流電力の給電路の両端間に設けられ、供給された直流電力を直流電力に変換する２つの絶縁式の直流−直流変換部の出力線の接続点が、並列接続された機械式スイッチと半導体スイッチとを介して接地されて構成され、更に、前記直流電力源から前記接続点に対して中性線が接続されて構成される配電システム。
7. 請求項５又は６に記載の配電システムであって、
   前記中点接地部の通過電流は、心室細動電流以下又は離脱限界電流以下である配電システム。
8. 請求項５〜７のうちいずれか一項に記載の配電システムであって、
   前記絶縁式の直流−直流変換部に供給される前記直流電力は、前記直流電力源から供給される配電システム。
9. 請求項８に記載の配電システムであって、
   前記第２の漏電検出部の前記直流電力源側に配線された前記直流電力の給電路に、前記第２の漏電検出部が更に設けられる配電システム。
10. 請求項９に記載の配電システムであって、
    前記直流配電部に配線された前記直流電力の給電路を有する直流分電盤に、前記第２の漏電検出部が更に設けられる配電システム。
11. 請求項１０に記載の配電システムであって、
    前記直流電力源としての蓄電池ユニットに接続された直流給電路に、前記第２の漏電検出部が更に設けられる配電システム。
12. 請求項１１に記載の配電システムであって、
    前記直流配電部に配線された前記直流電力の給電路を有する前記直流分電盤の主幹ブレーカに、前記第２の漏電検出部が更に設けられる配電システム。
13. 請求項１〜１２のうちいずれか一項に記載の配電システムであって、
    前記直流配電部に設けられた各々の前記第２の漏電検出部は、前記交流配電部に設けられた前記第１の漏電検出部よりも早く漏洩電流を検出する配電システム。
14. 請求項１〜１３のうちいずれか一項に記載の配電システムであって、
    前記直流配電部に設けられた各々の前記第２の漏電検出部は、前記直流配電部に接続される直流負荷側に向かって設けられた前記第２の漏電検出部ほど前記直流電力の給電路における直流漏洩電流をより早く検出する配電システム。
15. 請求項１〜１４のうちいずれか一項に記載の配電システムであって、
    前記直流−交流変換部は、前記直流電力の給電路と前記交流電力の給電路との接続を解列するための解列器を有し、
    前記接地切換部は、前記解列器の切断に応じて、前記中点電位点の接地を切り換える配電システム。
16. 請求項１〜１５のうちいずれか一項に記載の配電システムであって、
    前記接地切換部は、所定の条件が満たされる場合には、前記中点接地部の中点電位点の電位が前記接地部の基準電位と等しいか否かを判定すると共に、前記中点接地部の中点電位点の電位が前記接地部の基準電位と等しくないと判定した場合には、前記中点接地部の中点電位点の電位が前記接地部の基準電位と等しくない旨を報知する配電システム。

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