JP6188871B2 - 分散型電源システム - Google Patents
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Description
従って、停電時であっても電力供給を安定して行う必要のある重要な電気機器は、図5(a)に示す第1電力消費装置12の位置に接続しておけばよい。
しかし、電力系統1が停電状態になると、電力系統1からの電力供給を受けることができず、その結果、発電装置11が第1電力消費装置12及び第2電力消費装置13の消費電力を全て供給しなければならないため、発電装置11及び充放電装置10が過負荷状態になり、例えば発電装置11が正常に発電運転できなくなってしまう。
前記充放電装置は、前記蓄電部が蓄えている電力を前記電力線に対して放電可能な放電モードと、前記電力線からの電力を前記蓄電部へ充電可能な充電モードとを切り換えて動作し、
前記発電装置は、前記充放電装置が前記充電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第1接続箇所よりも前記電力系統側の所定箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、前記充放電装置が放電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第2接続箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成されている点にある。
従って、発電装置の稼働率を高めつつ発電装置及び充放電装置の過負荷を避けることができる分散型電源システムを提供できる。
前記充放電装置は、前記蓄電部が蓄えている電力を前記電力線に対して放電可能な放電モードと、前記電力線からの電力を前記蓄電部へ充電可能な充電モードとを切り換えて動作し、
前記発電装置は、前記充放電装置が前記充電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第1接続箇所よりも前記電力系統側の所定箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、前記充放電装置が放電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第3接続箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成されている点にある。
従って、発電装置の稼働率を高めつつ発電装置及び充放電装置の過負荷を避けることができる分散型電源システムを提供できる。
以下に図面を参照して第1実施形態の分散型電源システムについて説明する。
図1は、第1実施形態の分散型電源システムの構成を説明する図である。図1に示すように、分散型電源システムは、電力系統1に接続される電力線2と、電力線2に対して第1接続箇所P1で接続される蓄電部10bを有する充放電装置10と、電力線2に対して第2接続箇所P2で接続される発電装置11と、電力線2に対して第3接続箇所P3で接続される第1電力消費装置12とを備え、電力線2に対する電力系統1の接続箇所から見て下流側に向かって第1接続箇所P1と第2接続箇所P2と第3接続箇所P3とがその並び順で設けられている。更に、第1接続箇所P1よりも電力系統1の側の第4接続箇所P4では、第2電力消費装置13が電力線2に対して接続されている。尚、本実施形態において、電力線2において電力系統1に近づく側を上流側とし、電力線2において電力系統1から離れる側を下流側と記載する。
これに対して、充放電装置10は、電力系統1が停電状態であるとき(即ち、電力系統1からの電力供給が正常に行われていないとき)、常に放電モードで動作する。
これに対して、電力系統1が停電状態にあるときは遮断器3が開作動するため、充放電装置10と発電装置11と第1電力消費装置12とは電力線2を介して互いに電気的に接続され、並びに、第2電力消費装置13は充放電装置10と発電装置11と第1電力消費装置12とから電気的に切断される。このとき、第1電力消費装置12に対しては、充放電装置10及び発電装置11の少なくとも何れか一つから電力が供給されるが、第2電力消費装置13に対しては電力は供給されない。
尚、どのような電気機器を第1電力消費装置12及び第2電力消費装置13とするかは適宜設定可能である。
第2実施形態の分散型電源システムは、切換装置14を備えている点で第1実施形態の分散型電源システムと異なる。以下に第2実施形態の分散型電源システムについて説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
これに対して、充放電装置10が充電モードであるときは充放電装置10から切換制御部14bへLO信号が伝達されて、切換制御部14bは、第1信号線4を発電装置11に接続する第1切換状態に切換器14aを切り換える。その結果、発電装置11にはカレントトランスCT1の検出結果が伝達され、第1接続箇所P1よりも電力系統1の側に電力の潮流を向かわせないという条件下で発電電力を制御する。
第3実施形態の分散型電源システムは、系統情報検出装置15の検出結果が発電装置11にも伝達される点で上記第1実施形態と異なっている。以下に第3実施形態の分散型電源システムについて説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第1実施形態で説明したように、発電装置11は、充放電装置10が充電モードにあるときは電力線2における電力の潮流を第1接続箇所P1よりも電力系統1側の所定箇所から電力系統1側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、充放電装置10が放電モードにあるときは電力線2における電力の潮流を第2接続箇所P2から電力系統1側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成されている。また、充放電装置10は、系統情報検出装置15から受け取った系統情報に基づいて電力系統1が停電状態にあると判定したときに放電モードで動作する。
第4実施形態の分散型電源システムは、電力線2に対する第2電力消費装置13の接続箇所が上記実施形態と異なっている。以下に第4実施形態の分散型電源システムの構成について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
また、電力系統1が停電状態にあるとき、充放電装置10と発電装置11と第1電力消費装置12とは電力線2を介して互いに電気的に接続されるので、第1電力消費装置12に対しては充放電装置10及び発電装置11の少なくとも何れか一つから電力を供給できる。加えて、電力系統1が非停電状態にあるときに充放電装置10から第2電力消費装置13への電力供給を行う必要があったとしても、電力系統1が停電状態にあるときは、第2電力消費装置13が遮断器6によって充放電装置10から電気的に切断されて、充放電装置10から第2電力消費装置13への電力供給が不要になる。その結果、電力系統1が停電状態にあるときは、充放電装置10にとっての負荷を小さくすることができ、充放電装置10から第1電力消費装置12に対して相対的に長い時間電力を供給できるようになる。
上記第1実施形態の図1において、電力線2と第1電力消費装置12との第3接続箇所P3を、電力線2と発電装置11との第2接続箇所P2よりも下流側に配置した構成を記載しているが、第3接続箇所P3を第2接続箇所P2とカレントトランスCT2との間に配置したとしても等価である。
これに対して、充放電装置10は、電力系統1が停電状態であるとき(即ち、電力系統1からの電力供給が正常に行われていないとき)、常に放電モードで動作する。
これに対して、電力系統1が停電状態にあるときは遮断器3が開作動するため、充放電装置10と発電装置11と第1電力消費装置12とは電力線2を介して互いに電気的に接続され、並びに、第2電力消費装置13は充放電装置10と発電装置11と第1電力消費装置12とから電気的に切断される。このとき、第1電力消費装置12に対しては、充放電装置10及び発電装置11の少なくとも何れか一つから電力が供給されるが、第2電力消費装置13に対しては電力は供給されない。
尚、どのような電気機器を第1電力消費装置12及び第2電力消費装置13とするかは適宜設定可能である。
上記第2実施形態の図2において、電力線2と第1電力消費装置12との第3接続箇所P3を、電力線2と発電装置11との第2接続箇所P2よりも下流側に配置した構成を記載しているが、第3接続箇所P3を第2接続箇所P2とカレントトランスCT2との間に配置したとしても等価である。
これに対して、充放電装置10が充電モードであるときは充放電装置10から切換制御部14bへLO信号が伝達されて、切換制御部14bは、第1信号線4を発電装置11に接続する第1切換状態に切換器14aを切り換える。その結果、発電装置11にはカレントトランスCT1の検出結果が伝達され、第1接続箇所P1よりも電力系統1の側に電力の潮流を向かわせないという条件下で発電電力を制御する。
上記第3実施形態の図3において、電力線2と第1電力消費装置12との第3接続箇所P3を、電力線2と発電装置11との第2接続箇所P2よりも下流側に配置した構成を記載しているが、第3接続箇所P3を第2接続箇所P2とカレントトランスCT2との間に配置したとしても等価である。
第1実施形態で説明したように、発電装置11は、充放電装置10が充電モードにあるときは電力線2における電力の潮流を第1接続箇所P1よりも電力系統1側の所定箇所から電力系統1側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、充放電装置10が放電モードにあるときは電力線2における電力の潮流を第3接続箇所P3から電力系統1側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成されている。また、充放電装置10は、系統情報検出装置15から受け取った系統情報に基づいて電力系統1が停電状態にあると判定したときに放電モードで動作する。
上記第4実施形態の図4において、電力線2と第1電力消費装置12との第3接続箇所P3を、電力線2と発電装置11との第2接続箇所P2よりも下流側に配置した構成を記載しているが、第3接続箇所P3を第2接続箇所P2とカレントトランスCT2との間に配置したとしても等価である。
また、電力系統1が停電状態にあるとき、充放電装置10と発電装置11と第1電力消費装置12とは電力線2を介して互いに電気的に接続されるので、第1電力消費装置12に対しては充放電装置10及び発電装置11の少なくとも何れか一つから電力を供給できる。加えて、電力系統1が非停電状態にあるときに充放電装置10から第2電力消費装置13への電力供給を行う必要があったとしても、電力系統1が停電状態にあるときは、第2電力消費装置13が遮断器6によって充放電装置10から電気的に切断されて、充放電装置10から第2電力消費装置13への電力供給が不要になる。その結果、電力系統1が停電状態にあるときは、充放電装置10にとっての負荷を小さくすることができ、充放電装置10から第1電力消費装置12に対して相対的に長い時間電力を供給できるようになる。
<1>
上記実施形態では、分散型電源システムの構成について幾つか例示したが、更に別の構成に変更してもよい。例えば、別の電力消費装置を追加で設けた構成や、或いは、第2電力消費装置13などを設けない構成などに変更してもよい。
上記実施形態では、系統情報検出装置15が、電力線2での電力の電圧を系統情報として検出する装置である場合を例示したが、他の構成の系統情報検出装置15を用いることもできる。例えば、電力系統1の交流電圧のゼロクロス点を系統情報として検出する装置を系統情報検出装置15として用いることができる。例えば、交流電圧の周波数が60Hzである場合、交流電圧の半周期毎、即ち約8msec毎にゼロクロス点が検出される。従って、系統情報検出装置15は、ゼロクロス点が検出された後、例えば9msec経過しても次のゼロクロス点が検出できないときは電力系統1が停電状態であると判定し、その判定結果を各装置に伝達する。また、系統情報検出装置15は、ゼロクロス点が検出された後、例えば9msec経過する前に次のゼロクロス点が検出できたときは電力系統1が非停電状態であると判定し、その判定結果を各装置に伝達してもよい。
上記実施形態において、系統情報検出装置15が、遮断器3の直ぐ上流側(電力系統1の側)で系統情報を検出するように構成してもよい。また、充放電装置10が、遮断器3や遮断器3の直ぐ上流側(電力系統1の側)に設けた系統情報検出装置15を含む構成にしてもよい。
上記実施形態において、図1〜図4及び図6〜図9に示した分散型電源システムのカレントトランスCT1の検出位置よりも電力系統1の側の電力線2に、太陽光発電装置などの自然エネルギー発電装置を接続してもよい。この場合、カレントトランスCT1の検出位置よりも下流側(電力系統1から離れる側)での消費電力、即ち、自然エネルギー発電装置よりも下流側での消費電力を発電装置11ができるだけ賄うようにすると、自然エネルギー発電装置の発電電力の余剰分が大きくなる。その結果、自然エネルギー発電装置から電力系統1へ売電できる電力を大きくすることができる。
上記実施形態の図4及び図9において、電力線2と第2電力消費装置13との第4接続箇所P4を、電力線2と充放電装置10との第1接続箇所P1よりも下流側に配置した構成を記載しているが、第4接続箇所P4をカレントトランスCT1と第1接続箇所P1との間に配置したとしても等価である。更に、第4接続箇所P4をカレントトランスCT1と遮断器3との間(即ち、遮断器3よりも電力系統1の側)に配置するのであれば、第2電力消費装置13と電力線2との間に設けている遮断器6を省略してもよい。これは、電力系統1が停電状態にあるときに遮断器3が開作動すると、遮断器6の開閉作動に関わらず第2電力消費装置13は充放電装置10及び発電装置11などから電気的に遮断されて、遮断器6を設けた目的が達成されるからである。
上記実施形態では、充放電装置10が、モード状態信号として、「放電モード」であるか或いは「充電モード」であるかを示す信号を送信する例を説明したが、モード状態信号として「放電モード」であるか或いは「放電モード以外(即ち、充電モード及び待機状態(充電動作及び放電動作の何れも行っていない状態))」であるかを示す信号を送信するように構成してもよい。この場合、発電装置11は、充放電装置10が「放電モード」にあるときは電力線2における電力の潮流を第2接続箇所P2から電力系統1側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し(即ち、その条件下で最大の発電電力を電力線2に供給し)、充放電装置10が「放電モード以外」にあるときは電力線2における電力の潮流を第1接続箇所P1よりも電力系統1側に向かわせないという条件下で発電電力を制御する(即ち、その条件下で最大の発電電力を電力線2に供給する)ように構成すればよい。
2 電力線
4 第1信号線
5 第2信号線
10 充放電装置
10b 蓄電部
11 発電装置
12 第1電力消費装置
13 第2電力消費装置
14 切換装置
14a 切換器
14b 切換制御部
15 系統情報検出装置
P1 第1接続箇所
P2 第2接続箇所
P3 第3接続箇所
Claims (2)
- 電力系統に接続される電力線と、前記電力線に対して第1接続箇所で接続される蓄電部を有する充放電装置と、前記電力線に対して第2接続箇所で接続される発電装置と、前記電力線に対して第3接続箇所で接続される第1電力消費装置とを備え、前記電力線に対する前記電力系統の接続箇所から見て下流側に向かって前記第1接続箇所と前記第2接続箇所と前記第3接続箇所とがその並び順で設けられている分散型電源システムであって、
前記充放電装置は、前記蓄電部が蓄えている電力を前記電力線に対して放電可能な放電モードと、前記電力線からの電力を前記蓄電部へ充電可能な充電モードとを切り換えて動作し、
前記発電装置は、前記充放電装置が前記充電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第1接続箇所よりも前記電力系統側の所定箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、前記充放電装置が放電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第2接続箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成されている分散型電源システム。 - 電力系統に接続される電力線と、前記電力線に対して第1接続箇所で接続される蓄電部を有する充放電装置と、前記電力線に対して第2接続箇所で接続される発電装置と、前記電力線に対して第3接続箇所で接続される第1電力消費装置とを備え、前記電力線に対する前記電力系統の接続箇所から見て下流側に向かって前記第1接続箇所と前記第3接続箇所と前記第2接続箇所とがその並び順で設けられている分散型電源システムであって、
前記充放電装置は、前記蓄電部が蓄えている電力を前記電力線に対して放電可能な放電モードと、前記電力線からの電力を前記蓄電部へ充電可能な充電モードとを切り換えて動作し、
前記発電装置は、前記充放電装置が前記充電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第1接続箇所よりも前記電力系統側の所定箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御し、前記充放電装置が放電モードにあるときは前記電力線における電力の潮流を前記第3接続箇所から前記電力系統側に向かわせないという条件下で発電電力を制御するように構成されている分散型電源システム。
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