JP5838318B2 - Power distribution system - Google Patents
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Description
本発明は、配電システムに関する。 The present invention relates to a power distribution system.
近年、商用電源に加え、自然エネルギーからのエネルギー変換により直流電力を発電する太陽電池や燃料電池などの分散電源から電路を通して電灯などの負荷に直流電力を配電する配電システムが注目されている。また、このような配電システムには、電力系統からの電力供給が停止する停電時等にも負荷へ電力を供給することができるように、分散電源のひとつとして蓄電池(二次電池)を備えたものがある(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art In recent years, a distribution system that distributes DC power to a load such as an electric lamp through a circuit from a distributed power source such as a solar cell or a fuel cell that generates DC power by converting energy from natural energy in addition to commercial power has attracted attention. In addition, such a power distribution system is equipped with a storage battery (secondary battery) as one of the distributed power supplies so that power can be supplied to the load even during a power failure when the power supply from the power system stops. There is a thing (for example, patent document 1).
また、特許文献1の配電システムには、電源と負荷との間に、電路に流れる電力を監視し、過電流が流れる等の異常を検知したときに、負荷を保護するために電路上で電源から負荷への電力供給を遮断するブレーカ(遮断手段)が設けられている。 In addition, the power distribution system disclosed in Patent Document 1 monitors the power flowing in the electric circuit between the power source and the load, and detects an abnormality such as an overcurrent flowing in order to protect the load. A breaker (shut-off means) for shutting off the power supply from the power source to the load is provided.
しかしながら、ブレーカが遮断するような過電流が電路上で検知されるような場合には、その過電流の原因は分散電源自体に生じた異常に起因していることが多く、過電流を生じるほどの異常は分散電源にとって深刻な問題であることが多かった。 However, when an overcurrent that interrupts the breaker is detected on the electric circuit, the cause of the overcurrent is often caused by an abnormality that has occurred in the distributed power supply itself, and the overcurrent is so large. This anomaly was often a serious problem for distributed power supplies.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源から負荷へ電力を供給するための電路が遮断されるような異常が検知される前に、分散電源における異常を感知して電路を自動遮断させることができる配電システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to detect an abnormality in a distributed power supply before detecting an abnormality that interrupts an electric circuit for supplying power from the power supply to the load. An object of the present invention is to provide a power distribution system that can automatically cut off an electric circuit.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の配電システムは、自然エネルギーからエネルギー変換により発電した直流電力を出力する直流電力出力手段と、前記直流電力出力手段から出力された直流電力の電圧調整を実行可能な電力調整手段と、前記直流電力出力手段と前記電力調整手段との間の電路を遮断可能な遮断手段と、前記直流電力出力手段における異常の有無を判別する異常判別手段と、前記異常判別手段が異常有りと判別した場合に前記電力調整手段からの直流電力の出力を停止させるとともに、その後、前記遮断手段を遮断動作させる制御手段とを備え、前記直流電力出力手段は、太陽エネルギーからエネルギー変換により発電した直流電力を出力する発電手段としての太陽電池と、前記太陽電池により発電される電力の電流値、電圧値、前記太陽電池への日射量、及び前記太陽電池の温度を検出するセンサとを備え、前記異常判別手段は、前記センサで検出された前記太陽電池により発電される電力の電流値、電圧値、前記太陽電池への日射量、及び前記太陽電池の温度から発電すべき理論電力量と実際の発電量とを算出し、算出した理論電力量と実際の発電量とを比較し、該理論電力量と該実際の発電量との差に基づいて前記太陽電池の異常の有無を判別することを要旨とする。 In order to solve the above problems, a power distribution system according to claim 1 includes a DC power output means for outputting DC power generated by energy conversion from natural energy, and a DC power output from the DC power output means. and possible power adjustment means perform a voltage adjustment, the blocking means path capable of interrupting the between said DC power output means and said power adjusting means, abnormality determination means for determining the presence or absence of abnormality in the DC power output means And a control means for stopping the output of the DC power from the power adjustment means when the abnormality determination means determines that there is an abnormality , and then, the DC power output means , A solar cell as a power generation means for outputting DC power generated by energy conversion from solar energy, and power generated by the solar cell Current values, voltage values, the amount of solar radiation into the solar cell, and a sensor for detecting the temperature of the solar cell, the abnormality determination means, the power of the current generated by the solar cell detected by the sensor value, voltage value, amount of solar radiation to the solar cell, and calculates the actual power generation amount and the theoretical amount of power to be power generation temperature of the solar cell, the calculated theoretical amount of power and is compared with the actual power generation amount The gist is to determine whether or not the solar cell is abnormal based on the difference between the theoretical power amount and the actual power generation amount.
この構成によれば、制御手段が異常判別手段による直流電力出力手段及における異常の有無の判別結果に基づいて遮断手段を制御することができる。したがって、直流電力出力手段における異常に起因する過大電力から負荷を保護することができる。 According to this configuration, the control means may control the blocking means on the basis of the determination result of the abnormality presence or absence of definitive to the DC power output means 及 by the abnormality determination means. Accordingly, it is possible to protect the load from excessive power due to abnormality definitive into DC power output hand stage.
この構成によれば、直流電力出力手段から過大電力が出力される前に、過大電力発生の前兆となり得る直流電力出力手段の異常の有無を異常判別手段により判別できるので、直流電力出力手段から電路に過大電力が出力されるのを防ぐことができる。これにより、過大電力から負荷を保護するとともに、直流電力出力手段を保護することができる。 According to this configuration, before the excessive power is output from the DC power output means, the abnormality determination means can determine whether the DC power output means is abnormal, which can be a sign of occurrence of excessive power. It is possible to prevent excessive electric power from being output. Thereby, while protecting a load from excessive electric power, a direct-current power output means can be protected.
また、請求項2に記載の配電システムにおいて、前記電力調整手段には、複数の前記直流電力出力手段から各々の電路を介して直流電力が入力可能であると共に、前記各々の電路毎に対応して複数の遮断手段が設けられており、前記制御手段は、前記異常判別手段によって前記各直流電力出力手段のうち何れかの直流電力出力手段が異常有りと判別された場合には、異常有りと判別された直流電力出力手段と個別に対応する遮断手段を遮断動作させることを要旨とする。
Further, in the power distribution system according to
この構成によれば、複数の直流電力出力手段の各々に遮断手段と電力調整手段が設けられているので、直流電力出力手段に異常があった場合には、直流電力出力手段毎に電路を遮断することができる。したがって、複数の直流電力出力手段のうち少なくとも一つが異常のために使用できなくなっても、他の直流電力出力手段は使用することができる。 According to this configuration, since each of the plurality of DC power output means is provided with the cutoff means and the power adjustment means, if there is an abnormality in the DC power output means, the circuit is cut off for each DC power output means. can do. Therefore, even if at least one of the plurality of DC power output means cannot be used due to an abnormality, the other DC power output means can be used.
本発明によれば、電源から負荷へ電力を供給するための電路が遮断されるような異常が検知される前に、分散電源における異常を感知して電路を自動遮断させることができる配電システムを提供することができる。 According to the present invention, there is provided a power distribution system capable of detecting an abnormality in a distributed power source and automatically cutting off the electric circuit before detecting an abnormality that interrupts the electric circuit for supplying power from the power source to the load. Can be provided.
以下、本発明を具体化した実施形態を図1及び図2に従って説明する。
図1に示すように、住宅には、宅内に設置された各種機器(照明機器、エアコン、家電、オーディオビジュアル機器等)に電力を供給する配電システムとしての電力供給システム1が設けられている。電力供給システム1は、家庭用の商用交流電源(AC電源)2を電力として各種機器を動作させる他に、太陽光により発電する太陽電池60(図2参照)の電力も各種機器に電源として供給する。電力供給システム1は、直流電源(DC電源)を入力して動作するDC機器5の他に、交流電源(AC電源)を入力して動作するAC機器6にも電力を供給する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, a home is provided with a power supply system 1 as a power distribution system that supplies power to various devices (such as lighting devices, air conditioners, home appliances, and audiovisual devices) installed in the home. The power supply system 1 operates various devices using a commercial AC power source (AC power source) 2 for home use as power, and also supplies the power of a solar cell 60 (see FIG. 2) that generates power using sunlight as a power source. To do. The power supply system 1 supplies power not only to the
電力供給システム1には、同システム1の分電盤としてコントロールユニット7及びDC分電盤(直流ブレーカ内蔵)8が設けられている。また、電力供給システム1には、住宅のDC機器5の動作を制御する機器として制御ユニット9及びリレーユニット10が設けられている。
The power supply system 1 is provided with a
コントロールユニット7には、交流電源を分岐させるAC分電盤11が交流系電力線12を介して接続されている。コントロールユニット7は、このAC分電盤11を介して商用交流電源2に接続されるとともに、直流系電力線13を介して太陽電池ユニット3に接続されている。また、コントロールユニット7は、直流系電力線42を介して燃料電池ユニット4に接続されている。コントロールユニット7は、AC分電盤11から交流電力を取り込むとともに太陽電池ユニット3及び燃料電池ユニット4から直流電力を取り込み、これら電力を機器電源として所定の直流電力に変換する。そして、コントロールユニット7は、この変換後の直流電力を、直流系電力線14を介してDC分電盤8に出力したり、又は直流系電力線15を介して蓄電池ユニット16に出力して同電力を蓄電したりする。
An AC distribution board 11 for branching an AC power supply is connected to the
コントロールユニット7は、AC分電盤11から交流電力を取り込むのみならず、太陽電池60(図2参照)、燃料電池62(図2参照)及び蓄電池63(図2参照)の直流電力を交流電力に変換してAC分電盤11に供給することも可能である。さらに、太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4及び蓄電池ユニット16とコントロールユニット7の間には、各電池ユニット3、4、16とコントロールユニット7との間の電路を遮断する遮断手段としてのDCブレーカ44a〜44cが接続されている。コントロールユニット7は、信号線17を介してDC分電盤8とデータやり取りを実行する。
The
DC分電盤8は、直流電力対応の一種のブレーカである。DC分電盤8は、コントロールユニット7から入力した直流電力を分岐させ、その分岐後の直流電力を、直流系電力線18を介して制御ユニット9に出力したり、直流系電力線19を介してリレーユニット10に出力したりする。また、DC分電盤8は、信号線20を介して制御ユニット9とデータやり取りをしたり、信号線21を介してリレーユニット10とデータやり取りをしたりする。
The
制御ユニット9には、複数のDC機器5,5…が接続されている。これらDC機器5は、直流電力及びデータの両方を1対の線によって搬送可能な直流供給線路22を介して制御ユニット9と接続されている。直流供給線路22は、DC機器5の電源となる直流電圧に、高周波の搬送波によりデータを電送する通信信号を重畳する、いわゆる電力線搬送通信により、1対の線で電力及びデータの両方をDC機器5に搬送する。制御ユニット9は、直流系電力線18を介してDC機器5の直流電源を取得し、DC分電盤8から信号線20を介して得る動作指令を基に、どのDC機器5をどのように制御するのかを把握する。そして、制御ユニット9は、指示されたDC機器5に直流供給線路22を介して直流電圧及び動作指令を出力し、DC機器5の動作を制御する。
A plurality of
制御ユニット9には、宅内のDC機器5の動作を切り換える際に操作するスイッチ23が直流供給線路22を介して接続されている。また、制御ユニット9には、例えば赤外線リモートコントローラからの発信電波を検出するセンサ24が直流供給線路22を介して接続されている。よって、DC分電盤8からの動作指示のみならず、スイッチ23の操作やセンサ24の検知によっても、直流供給線路22に通信信号を流してDC機器5が制御される。
A
リレーユニット10には、複数のDC機器5,5…がそれぞれ個別の直流系電力線25を介して接続されている。リレーユニット10は、直流系電力線19を介してDC機器5の直流電源を取得し、DC分電盤8から信号線21を介して得る動作指令を基に、どのDC機器5を動作させるのかを把握する。そして、リレーユニット10は、指示されたDC機器5に対し、内蔵のリレーにて直流系電力線25への電源供給をオンオフすることで、DC機器5の動作を制御する。また、リレーユニット10には、DC機器5を手動操作するための複数のスイッチ26が接続されており、スイッチ26の操作によって直流供給線路22への電源供給をリレーにてオンオフすることにより、DC機器5が制御される。
A plurality of
DC分電盤8には、例えば壁コンセントや床コンセントの態様で住宅に建て付けられた直流コンセント27が直流系電力線28を介して接続されている。この直流コンセント27にDC機器のプラグ(図示略)を差し込めば、同機器に直流電力を直接供給することが可能である。
The
また、商用交流電源2とAC分電盤11との間には、商用交流電源2の使用量を遠隔検針可能な電力メータ29が接続されている。電力メータ29には、商用電源使用量の遠隔検針の機能のみならず、例えば電力線搬送通信や無線通信の機能が搭載されている。電力メータ29は、電力線搬送通信や無線通信等を介して検針結果を電力会社等に送信する。
Further, a
電力供給システム1には、宅内の各種機器をネットワーク通信によって制御可能とするネットワークシステム30が設けられている。ネットワークシステム30には、同システム30のコントロールユニットとして宅内サーバ31が設けられている。宅内サーバ31は、インターネットなどのネットワークNを介して宅外の管理サーバ32と接続されるとともに、信号線33を介して宅内機器34に接続されている。また、宅内サーバ31は、DC分電盤8から直流系電力線35を介して取得する直流電力を電源として動作する。
The power supply system 1 is provided with a
宅内サーバ31には、ネットワーク通信による宅内の各種機器の動作制御を管理するコントロールボックス36が信号線37を介して接続されている。コントロールボックス36は、信号線17を介してコントロールユニット7及びDC分電盤8に接続されるとともに、直流供給線路38を介してDC機器5を直接制御可能である。コントロールボックス36には、例えば使用したガス量や水道量を遠隔検針可能なガス/水道メータ39が接続されるとともに、ネットワークシステム30の操作パネル40に接続されている。操作パネル40には、例えばドアホン子器やセンサやカメラからなる監視機器41が接続されている。
A
宅内サーバ31は、ネットワークNを介して宅内の各種機器の動作指令を入力すると、コントロールボックス36に指示を通知して、各種機器が動作指令に準じた動作をとるようにコントロールボックス36を動作させる。また、宅内サーバ31は、ガス/水道メータ39から取得した各種情報を、ネットワークNを通じて管理サーバ32に提供可能であるとともに、監視機器41で異常検出があったことを操作パネル40から受け付けると、その旨もネットワークNを通じて管理サーバ32に提供する。
When the in-
次に、コントロールユニット7について詳述する。
図2に示すように、コントロールユニット7は、電力系統を構成する商用交流電源2並びに分散電源を構成する太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4及び蓄電池ユニット16を電力供給システム1が有する各種の負荷Fに接続して配電する配電路(電路)43を備えている。なお、負荷Fには、DC機器5及びAC機器6等の各種機器の他にコントロールユニット7等のシステム構成要素も含まれ、これらに電力を供給する交流系電力線12、直流系電力線13〜15,18,19,25,28,35,42、及び直流供給線路22,38により配電路43は構成されている。
Next, the
As shown in FIG. 2, the
また、コントロールユニット7は、太陽電池ユニット3及び燃料電池ユニット4で発電された直流電力を効率よく負荷F側に供給するとともに、配電系統との連結を保護するためのアクティブパワーコンディショナ(以下、「アクティブパワコン」と示す)50と、アクティブパワコン50の稼動状態を制御するための制御装置51と、を備えている。
In addition, the
アクティブパワコン50は、商用交流電源2から供給される交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータ52と、太陽電池ユニット3及び燃料電池ユニット4に接続されたDC/DCコンバータ53a,53bとを備えている。すなわち、AC/DCコンバータ52を介して交流電力から変換された直流電力や、DC/DCコンバータ53a,53bを介して太陽電池ユニット3及び燃料電池ユニット4から供給される直流電力が変圧されて負荷F側に供給されるようになっている。この点で、AC/DCコンバータ52とDC/DCコンバータ53a,53bは電力調整手段として機能する。
The
また、アクティブパワコン50は、蓄電池ユニット16が有する蓄電池63から放電される直流電力を負荷F側に送出させる放電回路54と、蓄電池ユニット16の蓄電池63を充電する充電手段としての充電回路55とを備えている。すなわち、蓄電池63は、停電時等に非常用電源として機能するために、常には充電回路55を介して直流電力が充電されると共に、停電時等には蓄電している直流電力が放電回路54を介して負荷F側に放電されるようになっている。
The
さらに、アクティブパワコン50は、配電路43に流れる電力を計測するとともに、アクティブパワコン50内の異常(過電流、過電圧及び温度異常など)を検出するセンサ機能を有する電力計測装置56を備えている。電力計測装置56は、計測した電力値(電流値や電圧値)と検出した異常等の情報を制御装置51に出力する。
Furthermore, the
制御装置51は、情報の読み出し及び書き換えが可能な記憶手段としての記憶部57と、中央処理装置となるCPU58とを備えており、記憶部57には電力計測装置56から入力された電力値や異常情報などのアクティブパワコン50の状態を示す情報が記憶される他、制御装置51が各種の制御を行うためのプログラムが記憶されている。また、制御装置51は、AC/DCコンバータ52、DC/DCコンバータ53a,53bを必要に応じて制御する。
The
すなわち、制御装置51は、電力計測装置56により得られたアクティブパワコン50の情報に基づいて、アクティブパワコン50において漏電や過放電などの過大電力が発生する前兆となりうる異常の有無を判別する。そして、判別した異常の有無によりアクティブパワコン50を制御する。この点で、制御装置51は判別手段及び制御手段として機能する。さらに、制御装置51は、記憶部57に記憶された情報等を表示するための報知手段としてのモニタ59と、ネットワークNを介して当該情報を外部に送信するための宅内サーバ31と接続されている。
That is, the
図2示すように、太陽電池ユニット3は、自然エネルギーである太陽エネルギーからエネルギー変換により発電した直流電力を出力する発電手段としての太陽電池60と、太陽電池60により発電される電力の電流値、電圧値、太陽電池60への日射量及び太陽電池60の温度等の太陽電池60の状態を検出するセンサ61aとで構成されている。太陽電池60はDCブレーカ44aを介してDC/DCコンバータ53aと接続されている。また、センサ61aは制御装置51と接続されており、検出した太陽電池60の状態を制御装置51に出力する。
As shown in FIG. 2, the solar cell unit 3 includes a
また、燃料電池ユニット4は、発電手段としての燃料電池62と、センサ61bとで構成されている。燃料電池62は、燃料ガス(例えば水素が豊富な改質ガス)と酸化剤ガス(例えば酸素を含む空気)から、水素と酸素の化学反応により発電した直流電力を出力する。センサ61bは、燃料電池62により発電された電力の電流値及び電圧値を測定するとともに、燃料電池62の状態、例えば燃料電池62の温度、を検出する。燃料電池62はDCブレーカ44bを介してDC/DCコンバータ53bと接続されている。また、センサ61bは制御装置51と接続されており、測定及び検出した燃料電池62の状態を制御装置51に出力する。
The
また、蓄電池ユニット16は、充放電可能な蓄電手段としての蓄電池63と、蓄電池63の充電時及び蓄電時に流れる電力の電流値及び電圧値を測定するとともに、蓄電池63の状態、例えば蓄電池63の温度、を検出するセンサ61cとで構成されている。蓄電池63はDCブレーカ44cを介して放電回路54及び充電回路55と接続されている。また、センサ61cは制御装置51と接続されており、測定及び検出した蓄電池63の充放電量及び蓄電池63の状態を制御装置51に出力する。このように、太陽電池60、燃料電池62、蓄電池63は直流電力出力手段として機能する。
In addition, the
そして、制御装置51は、入力された太陽電池60、燃料電池62及び蓄電池63の状態に基づいて、アクティブパワコン50と同様に、各電池ユニット3,4,16における過大電力発生の前兆となりうる異常の有無を判別するとともに、各電池の状態と判別結果を記憶部57に記憶する。そして、各判別結果に基づいて各DCブレーカ44a〜44cを制御する。
Then, the
このように、本実施形態では、アクティブパワコン50及び制御装置51を備えたコントロールユニット7、太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4、蓄電池ユニット16及び各DCブレーカ44a〜44cにより配電システムが構成されている。
Thus, in this embodiment, the power distribution system is comprised by the
次に、制御装置51による異常の有無の判別及び異常判別時における電路の遮断制御について説明する。
制御装置51は、太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4、蓄電池ユニット16及びアクティブパワコン50の状態に基づいて異常の有無を判別して、異常の有無により各電池ユニット3,4,16に接続された各ブレーカ44a〜44c及びアクティブパワコン50を制御する。すなわち、制御装置51は、各電池ユニット3,4,16の各センサ61a〜61c及びアクティブパワコン50の電力計測装置56により測定及び検出された電流値、電圧値、温度等の各装置の状態を示す情報に基づいて、各電池ユニット3,4,16及びアクティブパワコン50に過大電力発生の前兆となりうる異常があるか否かを判別する。
Next, determination of presence / absence of abnormality by the
The
そして、各電池ユニット3,4,16及びアクティブパワコン50について異常がないと判別した場合には、制御装置51は、各電池ユニット3,4,16から対応するDC/DCコンバータ53a,53b及び放電回路54に直流電力を出力させて、負荷Fに電力を供給する。一方、各電池ユニット3,4,16について異常があると判別した場合には、制御装置51は、先ず、そうした異常があると判別した電池ユニットに接続しているDC/DCコンバータ53a,53b及び放電回路54を制御して、アクティブパワコン50からの直流電力の出力を停止する。そして、異常があると判別されたユニットに接続されているDCブレーカを作動させて対応する直流系電力線を遮断する。
When it is determined that there is no abnormality in each of the
また、アクティブパワコン50に異常があると判別した場合には、アクティブパワコン50の稼動を停止する。そして、各電池ユニット3,4,16に接続されているDCブレーカ44a〜44cを作動させて直流系電力線13,15,42を遮断する。
When it is determined that there is an abnormality in the
また、制御装置51は、入力した各電池ユニット3,4,16及びアクティブパワコン50の状態を示す情報と判別した異常の有無とを記憶部57に記憶させて、異常ログ等を管理する。そして、記憶した各電池ユニット3,4,16及びアクティブパワコン50の状態を、異常の有無とともにモニタ59及び宅内サーバ31に出力する。
In addition, the
次に、配電システムに異常が発生した場合の対処の一例について説明する。例えば、太陽電池ユニット3において発電が行われている場合、まず、太陽電池60で発電された直流電力の電流値、電圧値、太陽電池60への日射量及び太陽電池60の温度の各値がセンサ61aにより検出され、その検出された各値から発電すべき理論電力量が制御装置51にて算出される。そして、算出された理論電圧量と実際の発電量とが比較されて、太陽電池60における異常の有無が判別される。理論電圧量と実際の発電量が著しく異なる場合には、太陽電池60が異常であると判別される。そして、太陽電池60と対応するDCブレーカ44aが作動してDC/DCコンバータ53aにつながる直流系電力線13が遮断される。そのため、直流系電力線13を含む配電路43への直流電力の供給が停止して負荷F及び太陽電池60本体が保護される。
Next, an example of a countermeasure when an abnormality occurs in the power distribution system will be described. For example, when power is being generated in the solar cell unit 3, first, the current value, voltage value, amount of solar radiation to the
このとき、制御装置51から太陽電池60における異常の有無とともに、太陽電池60の状態を示す情報がモニタ59に送信(出力)されて、これらの情報がモニタ59の画面上に表示される。そのため、使用者はモニタ59を視認することにより異常の有無及び異常のあった装置及び原因を視認することができる。
At this time, information indicating the state of the
また、燃料電池ユニット4において発電が行われている場合は、燃料電池62で発電された直流電力の電流値、電圧値及び燃料電池62の温度の各値がセンサ61bにより検出され、その検出された各値が予め定められた異常閾値以上であるかにより異常の有無が判別される。そして、検出された各値が予め定められた異常閾値以上である場合には、燃料電池62は異常があると判別される。そして、太陽電池ユニット3の場合と同様に、以後、対応するDCブレーカ44bが作動してDC/DCコンバータ53bにつながる直流系電力線42が遮断される。そのため、直流系電力線42を含む配電路43への直流電力の供給が停止して負荷F及び燃料電池62本体が保護される。
Further, when power generation is performed in the
また、蓄電池ユニット16から直流電力が放電回路54を介して負荷F側に送出されている場合は、蓄電池ユニット16から送出される直流電力の電流値、電圧値及び蓄電池63の温度の各値がセンサ61cにより検出され、その検出された各値が予め定められた異常閾値以上であるかにより異常の有無が判別される。そして、燃料電池ユニット4の場合と同様に、検出された各値が予め定められた異常閾値以上である場合に、蓄電池63は異常があると判別される。そして、太陽電池ユニット3及び燃料電池ユニット4の場合と同様に、以後、対応するDCブレーカ44cが作動して放電回路54及び充電回路55につながる直流系電力線15が遮断される。そのため、直流系電力線15を含む配電路43への直流電力の供給が停止して負荷F及び蓄電池63本体が保護される。
Further, when DC power is sent from the
また、アクティブパワコン50においては、電力計測装置56により検出された電流値、電圧値及びアクティブパワコン50の温度等が予め定められた異常閾値以上であるか否かにより異常の有無が判別される。そして、検出値が予め定められた異常閾値以上である場合に、アクティブパワコン50は異常があると判別される。そして、この場合は各ユニット3,4,16と対応する全てのDCブレーカ44a〜44cが作動して各直流系電力線13,42,15が遮断される。そのため、各直流系電力線13,42,15を含む配電路43への直流電力の供給が停止して負荷F及びアクティブパワコン50並びに各電池60,62,63本体が保護される。
Further, in the
以上説明した本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)本実施形態の電力供給システム(配電システム)1では、制御装置51が、太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4、蓄電池ユニット16及びアクティブパワコン50における異常の有無を判別する。そして、その判別結果に基づいて各電池ユニット3,4,16に対応するDCブレーカ44a〜44cを制御して、直流系電力線13,15,42を遮断する。このため、各電池ユニット3,4,16及びアクティブパワコン50のうち少なくとも一つにおける異常に起因する過大電力から負荷Fを保護することができる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the power supply system (distribution system) 1 of the present embodiment, the
(2)本実施形態の電力供給システム1では、太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4及び蓄電池ユニット16から過大電力が出力される前に、過大電力発生の前兆となり得る各電池ユニット3,4,16及びアクティブパワコン50の異常の有無を制御装置51が判別する。このため、直流電力出力手段となる各電池ユニット3,4,16から配電路43に過大電力が出力されるのを防ぐことができるので、過大電力から負荷Fを保護するとともに、各電池ユニット3,4,16及びアクティブパワコン50を保護することができる。
(2) In the power supply system 1 of the present embodiment, before the excessive power is output from the solar cell unit 3, the
(3)本実施形態の電力供給システム1では、太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4、蓄電池ユニット16の各々にDCブレーカ44a〜44cが接続されている。このため、各電池ユニット3,4,16に異常があった場合には、電池ユニット3,4,16毎に配電路43を遮断することができるので、各電池ユニット3,4,16のうち少なくとも一つが異常のために使用できなくなっても、他の電池ユニットは使用することができる。
(3) In the power supply system 1 of the present embodiment,
(4)本実施形態の電力供給システム1では、制御装置51は、判別した太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4、蓄電池ユニット16及びアクティブパワコン50の異常を記憶部57に記憶することができる。そのため、各電池ユニット3,4,16及びアクティブパワコン50における異常内容の履歴を記憶部57からの情報読み出しにより容易に確認することができる。
(4) In the power supply system 1 of the present embodiment, the
(5)本実施形態の電力供給システム1では、太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4、蓄電池ユニット16及びアクティブパワコン50の状態と、各装置の状態に基づいて判別された異常の有無とその異常内容がモニタ59に表示される。このため、電力供給システム1の異常をモニタ59により容易に認識することができる。
(5) In the power supply system 1 of the present embodiment, the presence / absence of an abnormality determined based on the state of the solar cell unit 3, the
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記実施形態において、電力供給システム(配電システム)1の異常の有無をブザーなどによる警報音を発生させることにより外部に報知してもよい。
The above embodiment may be changed to another embodiment as described below.
In the above embodiment, the presence or absence of an abnormality in the power supply system (distribution system) 1 may be notified to the outside by generating an alarm sound with a buzzer or the like.
・上記実施形態において、蓄電池ユニット16の異常の有無を蓄電池63の電池寿命により判別してもよい。
・上記実施形態において、燃料電池ユニット4及び蓄電池ユニット16の状態(電流値、電圧値等)をアクティブパワコン50の電力計測装置56にて検出しても良い。
In the above embodiment, the presence or absence of abnormality of the
In the above embodiment, the state (current value, voltage value, etc.) of the
・上記実施形態において、電力供給システム(配電システム)1は直流電力を出力する直集電力出力手段として太陽電池60、燃料電池62及び蓄電池63のうち少なくとも一つを備えていればよい。
In the above-described embodiment, the power supply system (distribution system) 1 may include at least one of the
・上記実施形態において、電力供給システム(配電システム)1の異常を外部に報知させる報知手段は必ずしも設けなくてよい。
・上記実施形態において、電力供給システム(配電システム)1の異常内容を記憶部57に記憶させなくてもよい。
In the above embodiment, notifying means for notifying the abnormality of the power supply system (distribution system) 1 to the outside is not necessarily provided.
In the above embodiment, the abnormality content of the power supply system (distribution system) 1 may not be stored in the
・上記実施形態において、電力供給システム(配電システム)1の電池ユニット毎にDCブレーカ44a〜44cを設けなくても良い。
・上記実施形態において、制御装置51は、太陽電池ユニット3、燃料電池ユニット4、蓄電池ユニット16において漏電や過大電力の出力等の発生の前兆となりうる異常があるか否かの判別を、電流、電圧、温度の各値のうち少なくとも一つの値の検出結果に基づき判別してもよい。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
(イ)請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の配電システムにおいて、前記制御手段は、前記異常判別手段が異常有りと判別した場合に、その判別内容を所定の記憶手段に記憶させることを特徴とする配電システム。この構成によれば、制御手段は異常判別手段が判別した直流電力出力手段の異常を記憶手段に記憶することができるので、直流電力出力手段の異常内容を容易に確認することができる。
(ロ)請求項1〜請求項3及び上記技術的思想(イ)のいずれかに記載の配電システムにおいて、前記制御手段は、前記異常判別手段が異常有りと判別した場合に、その判別内容を所定の報知手段により外部に報知させることを特徴とする配電システム。この構成によれば、直流電力出力手段に異常があった場合には、その異常内容を外部に報知することができる。したがって、直流電力出力手段の異常を外部から容易に認識することができる。
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment and its modifications will be additionally described.
(A) In the power distribution system according to any one of claims 1 to 3, when the control unit determines that there is an abnormality, the control unit stores the determination content in a predetermined storage unit. Power distribution system characterized by letting According to this configuration, since the control unit can store the abnormality of the DC power output unit determined by the abnormality determination unit in the storage unit, the abnormality content of the DC power output unit can be easily confirmed.
(B) In the power distribution system according to any one of claims 1 to 3 and the technical idea (a), when the abnormality determining means determines that there is an abnormality, the control means A power distribution system, characterized in that a predetermined notification means notifies the outside. According to this configuration, when there is an abnormality in the DC power output means, the content of the abnormality can be notified to the outside. Therefore, the abnormality of the DC power output means can be easily recognized from the outside.
1…電力供給システム(配電システム)、7…コントロールユニット、13,15,42…直流系電力線、43…配電路(電路)、44a〜44c…DCブレーカ(遮断手段)、50…アクティブパワーコンディショナ、51…制御装置(異常判別手段、制御手段)、52…AC/DCコンバータ(電力調整手段)、53a,53b…DC/DCコンバータ(電力調整手段)、57…記憶部(記憶手段)、59…モニタ(報知手段)、60…太陽電池(直流電力出力手段、発電手段)、62…燃料電池(直流電力出力手段、発電手段)、63…蓄電池(直流電力発電手段、蓄電手段)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power supply system (distribution system), 7 ... Control unit, 13, 15, 42 ... DC system power line, 43 ... Distribution path (electric circuit), 44a-44c ... DC breaker (cut-off means), 50 ... Active power conditioner , 51 ... control device (abnormality determination means, control means), 52 ... AC / DC converter (power adjustment means), 53a, 53b ... DC / DC converter (power adjustment means), 57 ... storage unit (storage means), 59 ... monitor (notification means), 60 ... solar cell (DC power output means, power generation means), 62 ... fuel cell (DC power output means, power generation means), 63 ... storage battery (DC power generation means, power storage means).
Claims (2)
前記直流電力出力手段から出力された直流電力の電圧調整を実行可能な電力調整手段と、
前記直流電力出力手段と前記電力調整手段との間の電路を遮断可能な遮断手段と、
前記直流電力出力手段における異常の有無を判別する異常判別手段と、
前記異常判別手段が異常有りと判別した場合に前記電力調整手段からの直流電力の出力を停止させるとともに、その後、前記遮断手段を遮断動作させる制御手段とを備え、
前記直流電力出力手段は、太陽エネルギーからエネルギー変換により発電した直流電力を出力する発電手段としての太陽電池と、前記太陽電池により発電される電力の電流値、電圧値、前記太陽電池への日射量、及び前記太陽電池の温度を検出するセンサとを備え、
前記異常判別手段は、前記センサで検出された前記太陽電池により発電される電力の電流値、電圧値、前記太陽電池への日射量、及び前記太陽電池の温度から発電すべき理論電力量と実際の発電量とを算出し、算出した理論電力量と実際の発電量とを比較し、該理論電力量と該実際の発電量との差に基づいて前記太陽電池の異常の有無を判別する
ことを特徴とする配電システム。 DC power output means for outputting DC power generated by energy conversion from natural energy;
And viable power adjustment means a voltage adjustment of the DC power output from the DC power output means,
An interruption means capable of interrupting an electric circuit between the DC power output means and the electric power adjustment means;
Abnormality determining means for determining presence or absence of abnormality in the DC power output means;
When the abnormality determining means determines that there is an abnormality, the output of direct-current power from the power adjustment means is stopped, and thereafter, the control means for interrupting the blocking means,
The direct current power output means is a solar battery as a power generation means for outputting direct current power generated by energy conversion from solar energy, and a current value, a voltage value of the power generated by the solar battery, and an amount of solar radiation to the solar battery. And a sensor for detecting the temperature of the solar cell,
The abnormality determination means includes a current value, a voltage value, an amount of solar radiation generated by the solar cell detected by the sensor , an amount of solar radiation to the solar cell, and a theoretical power amount to be generated from the temperature of the solar cell and the actual power And the calculated theoretical power amount and the actual power generation amount are compared, and the presence or absence of abnormality of the solar cell is determined based on the difference between the theoretical power amount and the actual power generation amount. Power distribution system characterized by
ことを特徴とする請求項1に記載の配電システム。 The power adjusting means is capable of inputting DC power from each of the plurality of DC power output means via each electric circuit, and is provided with a plurality of blocking means corresponding to each of the electric circuits, The control means individually corresponds to the DC power output means determined to be abnormal when any one of the DC power output means is determined to be abnormal by the abnormality determination means. The power distribution system according to claim 1, wherein the shut-off means is shut-off.
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