JP6936637B2 - DC power supply system and DC power supply method - Google Patents
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Description
本発明は、直流給電システムおよび直流給電方法に関する。 The present invention relates to a DC power supply system and a DC power supply method.
従来、複数の電源装置からの電力を電力合成装置で合成し、合成した電力を負荷へ電力供給する電力給電システムが知られている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1の電力給電システムでは、電力合成装置において直流電力が合成される。負荷には、電力合成装置において合成された直流電力が供給される。
特許文献1の電力給電システムに適用される負荷(現在流通している多くの電気製品)は、整流回路を備える。特許文献1の電力給電システムでは、整流回路により交流電力から変換された直流電力によって、負荷が動作する。
特許文献1には、現在流通している多くの電気製品が、交流電力が供給される場合のみならず、特許文献1の電力給電システムのように直流電力が供給される場合においても、動作することができる旨が記載されている。
Conventionally, there is known a power supply system in which electric power from a plurality of power supply devices is synthesized by a power synthesizer and the combined electric power is supplied to a load (see, for example, Patent Document 1).
In the power supply system of Patent Document 1, DC power is synthesized in the power synthesizer. The DC power synthesized in the power synthesizer is supplied to the load.
The load applied to the power supply system of Patent Document 1 (many electric products currently on the market) includes a rectifier circuit. In the power supply system of Patent Document 1, the load is operated by the DC power converted from the AC power by the rectifier circuit.
According to Patent Document 1, many electric products currently on the market operate not only when AC power is supplied but also when DC power is supplied as in the power supply system of Patent Document 1. It is stated that it can be done.
ところで、特許文献1の電力給電システムでは、負荷に供給される直流電力の電圧が、140[V]以上172[V]以下の値に設定されている。つまり、特許文献1の電力給電システムでは、電圧の値が172[V]より高い直流電力が負荷に供給される場合について検討されていない。そのため、特許文献1の電力給電システムでは、消費電力を十分に抑制することができないおそれがある。 By the way, in the power supply system of Patent Document 1, the voltage of the DC power supplied to the load is set to a value of 140 [V] or more and 172 [V] or less. That is, in the power supply system of Patent Document 1, the case where DC power having a voltage value higher than 172 [V] is supplied to the load has not been studied. Therefore, the power supply system of Patent Document 1 may not be able to sufficiently suppress power consumption.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、消費電力を十分に抑制することができる直流給電システムおよび直流給電方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a DC power supply system and a DC power supply method capable of sufficiently suppressing power consumption.
上記目的を達成するため、本発明の直流給電システムは、建築物に組み込まれる直流給電システムであって、少なくとも系統交流電源が供給する交流電力が入力される入力部と、前記入力部に入力された交流電力を直流電力に変換する電力変換部と、前記電力変換部によって変換された直流電力の電圧値を変換する電圧変換部と、前記電圧変換部によって変換された電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力を、少なくとも、前記系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な交流用負荷に出力する出力部と、を備えることを特徴とする。
本発明者等は、鋭意研究において、系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な交流用負荷に対し、電圧の値が172[V]より高い直流電力が供給される場合にも、その交流用負荷が動作することを見い出した。また、本発明者等は、その交流用負荷に対し、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が供給される場合には、その交流用負荷に対して系統交流電源から交流電力が供給される場合よりも、消費電力を抑制できることを見い出したのである。
つまり、本発明の直流給電システムでは、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が交流用負荷に供給される。そのため、交流電力が系統交流電源から交流用負荷に直接供給される場合よりも、消費電力を抑制することができる。
In order to achieve the above object, the DC power supply system of the present invention is a DC power supply system incorporated in a building, and is input to at least an input unit to which AC power supplied by a grid AC power supply is input and to the input unit. A power conversion unit that converts AC power into DC power, a voltage conversion unit that converts the voltage value of DC power converted by the power conversion unit, and a voltage converted by the voltage conversion unit are 283 [V] or more. It is characterized by including an output unit that outputs DC power having a value of 340 [V] or less to at least an AC load that can be operated by the AC power supplied by the system AC power supply.
In earnest research, the present inventors have conducted diligent research even when DC power having a voltage value higher than 172 [V] is supplied to an AC load that can be operated by AC power supplied by a grid AC power supply. I found that the load works. Further, the present inventors, when DC power having a voltage of 283 [V] or more and 340 [V] or less is supplied to the AC load, the system AC power supply is applied to the AC load. They found that it was possible to reduce power consumption compared to when AC power was supplied from.
That is, in the DC power supply system of the present invention, DC power having a voltage of 283 [V] or more and 340 [V] or less is supplied to the AC load. Therefore, the power consumption can be suppressed as compared with the case where the AC power is directly supplied from the grid AC power supply to the AC load.
本発明の直流給電システムは、前記出力部の直流電路の絶縁値を監視する絶縁監視装置を更に備えてもよい。
本発明の直流給電システムが前記絶縁監視装置を備える場合には、絶縁監視装置が備えられない場合よりも、安全性を向上させることができる。
The DC power supply system of the present invention may further include an insulation monitoring device for monitoring the insulation value of the DC electric circuit of the output unit.
When the DC power supply system of the present invention is provided with the insulation monitoring device, safety can be improved as compared with the case where the insulation monitoring device is not provided.
本発明の直流給電システムは、前記出力部の直流電路からの漏電を遮断する漏電遮断器を更に備えてもよい。
本発明の直流給電システムが前記漏電遮断器を備える場合には、漏電遮断器が備えられない場合よりも、安全性を向上させることができる。
The DC power supply system of the present invention may further include an earth-leakage circuit breaker that cuts off an earth leakage from the DC electric circuit of the output unit.
When the DC power supply system of the present invention is provided with the earth-leakage circuit breaker, the safety can be improved as compared with the case where the earth-leakage circuit breaker is not provided.
本発明の直流給電システムは、前記交流用負荷に対して並列に前記出力部の正極電路と負極電路とに接続されたサージ吸収素子を更に備えてもよい。
本発明の直流給電システムが前記サージ吸収素子を備える場合には、サージ吸収素子が備えられない場合よりも、前記交流用負荷をサージから保護することができる。
The DC power supply system of the present invention may further include a surge absorbing element connected to the positive electrode electric circuit and the negative electrode electric circuit of the output unit in parallel with the AC load.
When the DC power feeding system of the present invention includes the surge absorbing element, the AC load can be protected from the surge as compared with the case where the surge absorbing element is not provided.
本発明の直流給電システムにおいて、前記入力部には、少なくとも前記系統交流電源が供給する交流電力と、前記系統交流電源の停電時に電力を供給可能な電源装置が供給する電力とが入力され、前記出力部は、前記電源装置から入力され、前記電圧変換部によって変換された電圧が283[V]以上340[V]以下の値の電力を、前記建築物内の防災センターに配置された前記交流用負荷に出力してもよい。
本発明の直流給電システムがこのように構成される場合には、前記系統交流電源の停電時においても、前記防災センターに配置された前記交流用負荷を動作させることができる。
In the DC power supply system of the present invention, at least the AC power supplied by the system AC power supply and the power supplied by the power supply device capable of supplying power in the event of a power failure of the system AC power supply are input to the input unit. The output unit outputs electric power having a value of 283 [V] or more and 340 [V] or less, which is input from the power supply unit and converted by the voltage conversion unit, to the alternating current arranged in the disaster prevention center in the building. It may be output to the load.
When the DC power supply system of the present invention is configured in this way, the AC load arranged in the disaster prevention center can be operated even during a power failure of the system AC power supply.
本発明の直流給電システムにおいて、前記建築物は病棟であり、前記入力部には、少なくとも前記系統交流電源が供給する交流電力と、前記系統交流電源の停電時に電力を供給可能な電源装置が供給する電力とが入力され、前記出力部は、前記電源装置から入力され、前記電圧変換部によって変換された電圧が283[V]以上340[V]以下の値の電力を、前記病棟内に配置された重要施設が有する前記交流用負荷に出力してもよい。
本発明の直流給電システムがこのように構成される場合には、前記系統交流電源の停電時においても、前記病棟内に配置された前記重要施設が有する前記交流用負荷を動作させることができる。
In the DC power supply system of the present invention, the building is a ward, and at least the AC power supplied by the system AC power supply and a power supply device capable of supplying power in the event of a power failure of the system AC power supply are supplied to the input unit. The electric power to be input is input, and the output unit arranges the electric power having a value of 283 [V] or more and 340 [V] or less, which is input from the power supply device and converted by the voltage conversion unit, in the ward. It may be output to the AC load of the important facility.
When the DC power supply system of the present invention is configured in this way, the AC load of the important facility arranged in the ward can be operated even during a power failure of the system AC power supply.
上記目的を達成するため、本発明の直流給電方法は、建築物に組み込まれる直流給電システムの直流給電方法であって、少なくとも系統交流電源が供給する交流電力が入力される工程と、入力された交流電力を直流電力に変換する工程と、交流電力から変換された直流電力の電圧値を変換する工程と、電圧が283[V]以上340[V]以下の値に変換された直流電力を、少なくとも、前記系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な交流用負荷に出力する工程と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the DC power supply method of the present invention is a DC power supply method of a DC power supply system incorporated in a building, and is a step of inputting at least an AC power supplied by a grid AC power supply. The process of converting AC power to DC power, the process of converting the voltage value of DC power converted from AC power, and the DC power whose voltage is converted to a value of 283 [V] or more and 340 [V] or less. At least, it is characterized by including a step of outputting to an AC load that can be operated by the AC power supplied by the system AC power supply.
本発明の直流給電方法では、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が交流用負荷に供給される。そのため、系統交流電源からの交流電力が交流用負荷に直接供給される場合よりも、消費電力を抑制することができる。 In the DC power supply method of the present invention, DC power having a voltage of 283 [V] or more and 340 [V] or less is supplied to the AC load. Therefore, the power consumption can be suppressed as compared with the case where the AC power from the grid AC power source is directly supplied to the AC load.
本発明によれば、消費電力を十分に抑制することができる直流給電システムおよび直流給電方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a DC power supply system and a DC power supply method capable of sufficiently suppressing power consumption.
以下、図面を参照し、本発明の直流給電システムおよび直流給電方法の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the DC power supply system and the DC power supply method of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は第1実施形態の直流給電システム1が適用された配電システムの一例の概略構成図である。第1実施形態の直流給電システム1は、建築物(図示せず)に組み込まれている。
図1に示す例では、直流給電システム1は、入力部10、11と、電力変換部12、13と、電力合成部14と、電圧変換部15と、出力部16とを備えている。
入力部10には、太陽光発電装置2が供給する直流電力が入力される。太陽光発電装置2は、例えば2kW用の太陽光パネル20を備えている。太陽光パネル20は、太陽電池20Aを備えている。太陽電池20Aは、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する。入力部10は、電力変換部(DC/DCコンバータ)12に接続されている。電力変換部12は、太陽光発電装置2から供給された直流電力の電圧値を変換する。電力変換部12は、電力合成部14に接続されている。
図1に示す例では、電力変換部12が入力部10と電力合成部14との間に配置されているが、他の例では、電力変換部12を省略したり、電力変換部12を直流給電システム1外(詳細には、直流給電システム1と太陽光発電装置2との間)に配置したりしてもよい。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a power distribution system to which the DC power supply system 1 of the first embodiment is applied. The DC power supply system 1 of the first embodiment is incorporated in a building (not shown).
In the example shown in FIG. 1, the DC power supply system 1 includes
The DC power supplied by the photovoltaic
In the example shown in FIG. 1, the
図1に示す例では、系統交流電源(商用交流電源)3が供給する交流電力が、入力部11に入力される。入力部11は、電力変換部(AC/DCコンバータ)13に接続されている。電力変換部13は、系統交流電源3から供給された交流電力を直流電力に変換する。電力変換部13は、電力合成部14に接続されている。
図1に示す例では、電力変換部13が入力部11と電力合成部14との間に配置されているが、他の例では、電力変換部13を直流給電システム1外(詳細には、直流給電システム1と系統交流電源3との間)に配置してもよい。
In the example shown in FIG. 1, the AC power supplied by the grid AC power supply (commercial AC power supply) 3 is input to the
In the example shown in FIG. 1, the
図1に示す例では、電力合成部14が、電力変換部12から入力された直流電力と、電力変換部13から入力された直流電力とを合成する。電力合成部14は、例えば、太陽光発電装置2が供給する電力が、系統交流電源3が供給する電力よりも優先的に使用されるように、直流電力を合成する。電力合成部14は、電圧変換部15に接続されている。電圧変換部15は、電力合成部14から入力された直流電力の電圧を、283[V]以上340[V]以下の値に変換する。電圧変換部15は、出力部16に接続されている。
図1に示す例では、電圧変換部15が電力合成部14と出力部16との間に配置されているが、他の例では、電圧変換部15を電力変換部13と電力合成部14との間に配置してもよい。この例では、電力合成部14が、電力変換部12から入力された直流電力と、電圧変換部15から入力された直流電力とを合成する。また、この例では、電力合成部14から出力部16に出力される直流電力の電圧が、283[V]以上340[V]以下の値になるように、電圧変換部15は直流電力の電圧値を変換する。
In the example shown in FIG. 1, the
In the example shown in FIG. 1, the
図1に示す例では、出力部16が、端子16A、16B、16Cを備えている。出力部16は、電圧変換部15によって変換された電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力を、端子16A、16B、16Cから出力する。
図1に示す例では、太陽光発電装置2が供給する直流電力と、系統交流電源3が供給する交流電力とが直流給電システム1に入力されるが、他の例では、系統交流電源3が供給する交流電力のみを直流給電システム1に入力してもよい。あるいは、他の例では、系統交流電源3が供給する交流電力の他に、二次電池(図示せず)が供給する直流電力、燃料電池(図示せず)が供給する直流電力などの少なくともいずれかを直流給電システム1に入力してもよい。
In the example shown in FIG. 1, the
In the example shown in FIG. 1, the DC power supplied by the solar
図1に示す例では、直流給電システム1が、パッケージ型空気調和機40と、USB負荷41と、LED照明装置42とに直流電力を供給する。パッケージ型空気調和機40と、LED照明装置42とは、系統交流電源3が供給する交流電力によって動作可能な交流用負荷である。USB負荷41は、交流電力によっては動作できず、直流電力によって動作可能な直流用負荷である。
パッケージ型空気調和機40は、例えば電源部40Aと本体部40Bとを備えている。電源部40Aは、系統交流電源3から交流電力が供給される場合に、その交流電力を直流電力に変換する。本体部40Bは、電源部40Aから供給される直流電力を用いることによって、冷房、暖房、除湿、加湿、空気の浄化などの空気調和を行う。
In the example shown in FIG. 1, the DC power supply system 1 supplies DC power to the package
The package
図1に示す例では、パッケージ型空気調和機40の電源部40Aが、直流給電システム1の端子16Aに接続されている。また、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が、直流給電システム1の端子16Aからパッケージ型空気調和機40の電源部40Aに供給される。
USB負荷41は、USBポート(図示せず)から供給される直流電力によって動作する。USB負荷41は、電源装置5に接続されている。電源装置5は、例えば、ACアダプタと、USBポートを有するセルフパワー方式USBハブとによって構成されている。電源装置5が、例えば、ACアダプタと、USBポートを有するPC(personal computer)とによって構成されるもの等であってもよい。電源装置5は、例えば電力変換部5Aと電力変換部5Bとを備えている。電力変換部5Aは、系統交流電源3から交流電力が供給される場合に、その交流電力を直流電力に変換する。電力変換部5Bは、電力変換部5Aによって変換された直流電力の電圧値を変換する。
In the example shown in FIG. 1, the
The
図1に示す例では、USB負荷41が、電源装置5の電力変換部5Bと電力変換部5Aとを介して、直流給電システム1の端子16Bに接続されている。また、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が、直流給電システム1の端子16Bから電源装置5に供給される。また、電源装置5の電力変換部5Bによって電圧値が変換された直流電力が、USB負荷41に供給される。
LED照明装置42は、例えば電源部42Aと本体部42Bとを備えている。電源部42Aは、系統交流電源3から交流電力が供給される場合に、その交流電力を直流電力に変換する。本体部42Bは、電源部42Aから供給される直流電力を用いることによって、LED(発光ダイオード)を発光させる。
In the example shown in FIG. 1, the
The
図1に示す例では、LED照明装置42の電源部42Aが、直流給電システム1の端子16Cに接続されている。また、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が、直流給電システム1の端子16CからLED照明装置42の電源部42Aに供給される。
In the example shown in FIG. 1, the
図6は図1に示す配電システムとの消費電力の比較が行われる比較例の配電システムの概略構成図である。図6において、図1に示す部品または部分と同一の部品または部分には、図1に示す参照番号と同一の参照番号が付されている。
図6に示す比較例では、太陽光発電装置2がパワーコンディショナー6に接続されている。パワーコンディショナー6は、太陽光発電装置2が発生した直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナー6は、分電盤7に接続されている。また、系統交流電源3が、分電盤7に接続されている。分電盤7には、パッケージ型空気調和機40と、電源装置5と、LED照明装置42とが接続されている。電源装置5は、USB負荷41に接続されている。分電盤7は、パワーコンディショナー6から供給された交流電力、および、系統交流電源3から供給された交流電力を、パッケージ型空気調和機40とUSB負荷41とLED照明装置42とに分配する。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a power distribution system of a comparative example in which power consumption is compared with that of the power distribution system shown in FIG. In FIG. 6, the same parts or parts as the parts or parts shown in FIG. 1 are given the same reference numbers as the reference numbers shown in FIG.
In the comparative example shown in FIG. 6, the photovoltaic
図6に示す比較例では、交流電力が、分電盤7からパッケージ型空気調和機40の電源部40Aに供給される。電源部40Aは、その交流電力を直流電力に変換する。そのため、変換ロスが生じてしまう。
In the comparative example shown in FIG. 6, AC power is supplied from the
また、図6に示す比較例では、交流電力が、分電盤7から電源装置5の電力変換部5Aに供給される。電力変換部5Aは、その交流電力を直流電力に変換する。そのため、変換ロスが生じてしまう。
Further, in the comparative example shown in FIG. 6, AC power is supplied from the
また、図6に示す比較例では、交流電力が、分電盤7からLED照明装置42の電源部42Aに供給される。電源部42Aは、その交流電力を直流電力に変換する。そのため、変換ロスが生じてしまう。
Further, in the comparative example shown in FIG. 6, AC power is supplied from the
それに対し、第1実施形態の直流給電システム1が適用された図1に示す例では、直流電力が、直流給電システム1の端子16Aからパッケージ型空気調和機40の電源部40Aに供給される。そのため、電源部40Aは、交流電力から直流電力への変換を行わない。その結果、電源部40Aでは、図6に示す比較例のような変換ロスが生じない。詳細には、図1に示す例では、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が直流給電システム1の端子16Aからパッケージ型空気調和機40の電源部40Aに供給される。その結果、パッケージ型空気調和機40における消費電力が図6に示す比較例よりも低下することが、本発明者等によって見い出されたのである。
On the other hand, in the example shown in FIG. 1 to which the DC power supply system 1 of the first embodiment is applied, DC power is supplied from the terminal 16A of the DC power supply system 1 to the
また、図1に示す例では、直流電力が、直流給電システム1の端子16Bから電源装置5の電力変換部5Aに供給される。そのため、電力変換部5Aは、交流電力から直流電力への変換を行わない。その結果、電力変換部5Aでは、図6に示す比較例のような変換ロスが生じない。詳細には、図1に示す例では、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が直流給電システム1の端子16Bから電源装置5の電力変換部5Aに供給される。その結果、電源装置5およびUSB負荷41における消費電力が図6に示す比較例よりも低下することが、本発明者等によって見い出されたのである。
Further, in the example shown in FIG. 1, DC power is supplied from the terminal 16B of the DC power supply system 1 to the
また、図1に示す例では、直流電力が、直流給電システム1の端子16CからLED照明装置42の電源部42Aに供給される。そのため、電源部42Aは、交流電力から直流電力への変換を行わない。その結果、電源部42Aでは、図6に示す比較例のような変換ロスが生じない。詳細には、図1に示す例では、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が直流給電システム1の端子16CからLED照明装置42の電源部42Aに供給される。その結果、LED照明装置42における消費電力が図6に示す比較例よりも低下することが、本発明者等によって見い出されたのである。
Further, in the example shown in FIG. 1, DC power is supplied from the terminal 16C of the DC power supply system 1 to the
また、図6に示す比較例では、パワーコンディショナー6が、直流電力を交流電力に変換する。そのため、変換ロスが生じてしまう。それに対し、第1実施形態の直流給電システム1が適用された図1に示す例では、太陽光発電装置2が供給する直流電力が交流電力に変換されない。その結果、図1に示す例では、図6に示す比較例のようなパワーコンディショナー6における変換ロスが生じない。
Further, in the comparative example shown in FIG. 6, the
このように第1実施形態の直流給電システム1が適用された図1に示す例では、パワーコンディショナー6において直流電力から交流電力への変換が行われる図6に示す比較例よりも、消費電力を抑制することができる。
また、図1に示す例では、パッケージ型空気調和機40の電源部40A、電源装置5の電力変換部5A、および、LED照明装置42の電源部42Aに交流電力が供給される図6に示す比較例よりも、消費電力を抑制することができる。
また、図1に示す例では、パッケージ型空気調和機40の電源部40A、電源装置5の電力変換部5A、および、LED照明装置42の電源部42Aに交流電力が供給される図6に示す比較例と同様に、パッケージ型空気調和機40、USB負荷41およびLED照明装置42を動作させることができる。
詳細には、図1に示す例では、パッケージ型空気調和機40、USB負荷41およびLED照明装置42に対する改造を行う必要なく、それらを動作させることができる。
また、図1に示す例では、パッケージ型空気調和機40を動作させるために出力部16の端子16Aから出力される直流電圧の電圧値と、USB負荷41を動作させるために出力部16の端子16Bから出力される直流電圧の電圧値と、LED照明装置42を動作させるために出力部16の端子16Cから出力される直流電圧の電圧値とを共通化することができる。
In the example shown in FIG. 1 to which the DC power supply system 1 of the first embodiment is applied, the power consumption is higher than that of the comparative example shown in FIG. 6 in which the
Further, in the example shown in FIG. 1, AC power is supplied to the
Further, in the example shown in FIG. 1, AC power is supplied to the
Specifically, in the example shown in FIG. 1, the packaged
Further, in the example shown in FIG. 1, the voltage value of the DC voltage output from the terminal 16A of the
第1実施形態の直流給電システム1は、日本国内においてのみならず、海外においても、交流用負荷の改造を全くあるいは殆ど行う必要なく、交流用負荷を動作させることができる。
また、第1実施形態の直流給電システム1は、直流給電システム1に入力される系統交流電源3の周波数を問わず、交流用負荷の改造を全くあるいは殆ど行う必要なく、交流用負荷を動作させることができる。
The DC power supply system 1 of the first embodiment can operate the AC load not only in Japan but also overseas without any or almost any modification of the AC load.
Further, the DC power supply system 1 of the first embodiment operates the AC load regardless of the frequency of the system AC power supply 3 input to the DC power supply system 1 without any or almost any modification of the AC load. be able to.
図2は第1実施形態の直流給電システム1に適用される接地方式の一例を示す図である。図2に示す例では、第1実施形態の直流給電システム1に対して中間点高抵抗接地方式が適用されている。 FIG. 2 is a diagram showing an example of a grounding method applied to the DC power supply system 1 of the first embodiment. In the example shown in FIG. 2, the midpoint high resistance grounding method is applied to the DC power feeding system 1 of the first embodiment.
電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力を出力する出力部16(図1参照)は、図2に示すように、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力を出力する直流電源部160を有するものとして表現することができる。
図2に示す例では、直流電源部160が直流2線式である。図1に示す端子16Aは、正極端子16A1と負極端子16A2とによって構成されている。直流電源部160の正極は、正極電路161を介して正極端子16A1に接続されている。直流電源部160の負極は、負極電路162を介して負極端子16A2に接続されている。正極電路161と、負極電路162とは、直列接続された抵抗163、164によって接続されている。抵抗163、164の抵抗値は、例えば30[kΩ]である。抵抗163および抵抗164の中間点165は、接地されている。抵抗163と正極端子16A1との間の正極電路161上には、スイッチ161Aが配置されている。抵抗164と負極端子16A2との間の負極電路162上には、スイッチ162Aが配置されている。
As shown in FIG. 2, the output unit 16 (see FIG. 1) that outputs DC power having a voltage of 283 [V] or more and 340 [V] or less has a voltage of 283 [V] or more and 340 [V] or less. It can be expressed as having a DC
In the example shown in FIG. 2, the DC
直流に関する電気設備の規格、基準類は完全に整備されているとは言えない状況である。直流給電システム1が建築設備に適用される場合には、安全性および信頼性が担保されるように、直流給電システム1を個別に設計する必要がある。そこで、第2から第4実施形態の直流給電システム1では、安全性および信頼性を向上させるために後述する対策が施されている。 It cannot be said that the standards and standards for electrical equipment related to direct current are completely maintained. When the DC power supply system 1 is applied to building equipment, it is necessary to individually design the DC power supply system 1 so as to ensure safety and reliability. Therefore, in the DC power supply system 1 of the second to fourth embodiments, measures described later are taken in order to improve safety and reliability.
<第2実施形態>
第2実施形態の直流給電システム1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の直流給電システム1と同様に構成される。従って、第2実施形態の直流給電システム1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の直流給電システム1と同様の効果を奏することができる。
<Second Embodiment>
The DC power supply system 1 of the second embodiment is configured in the same manner as the DC power supply system 1 of the first embodiment described above, except for the points described later. Therefore, the DC power supply system 1 of the second embodiment can exhibit the same effect as the DC power supply system 1 of the first embodiment described above, except for the points described later.
図3は第2実施形態の直流給電システム1に対して施された対策の一例を示す図である。図2に示す例では、絶縁監視装置が直流給電システム1に備えられていないが、図3に示す例では、絶縁監視装置166が直流給電システム1に備えられている。絶縁監視装置166は、正極端子166Aと、負極端子166Bとを備えている。正極端子166Aは、出力部16の正極電路161に接続されている。負極端子166Bは、出力部16の負極電路162に接続されている。
絶縁監視装置166は、正極端子166Aを介して入力される正極電路161の電圧と、負極端子166Bを介して入力される負極電路162の電圧とに基づいて、正極電路161と負極電路162との絶縁値を監視する。
第2実施形態の直流給電システム1によれば、絶縁監視装置166が備えられない場合よりも、安全性および信頼性を向上させることができる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of measures taken for the DC power supply system 1 of the second embodiment. In the example shown in FIG. 2, the insulation monitoring device is not provided in the DC power supply system 1, but in the example shown in FIG. 3, the
The
According to the DC power supply system 1 of the second embodiment, safety and reliability can be improved as compared with the case where the
<第3実施形態>
第3実施形態の直流給電システム1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の直流給電システム1と同様に構成される。従って、第3実施形態の直流給電システム1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の直流給電システム1と同様の効果を奏することができる。
<Third Embodiment>
The DC power supply system 1 of the third embodiment is configured in the same manner as the DC power supply system 1 of the first embodiment described above, except for the points described later. Therefore, the DC power supply system 1 of the third embodiment can exhibit the same effect as the DC power supply system 1 of the first embodiment described above, except for the points described later.
図4は第3実施形態の直流給電システム1に対して施された対策の一例を示す図である。図2に示す例では、漏電遮断器が直流給電システム1に備えられていないが、図4に示す例では、漏電遮断器167が直流給電システム1に備えられている。漏電遮断器167は、零相変流器167Aを備えている。零相変流器167Aは、円環状の磁気コア167A2と、磁気コア167A2に巻きつけられた二次巻線167A1とを備えている。二次巻線167A1は、励磁コイルとして用いられる。出力部16の正極電路161および負極電路162は、円環状の磁気コア167A2を貫通している。二次巻線167A1には、励磁回路(図示せず)から励磁電流が供給される。漏電遮断器167の測定信号検出回路(図示せず)は、正極電路161または負極電路162からの漏洩電流を含む測定信号を検出する。漏電遮断器167は、測定信号検出回路によって検出された測定信号から直流成分を分離する。
漏電遮断器167は、出力部16の直流電路(正極電路161または負極電路162)からの漏電を遮断する。詳細には、漏電遮断器167は、正極電路161または負極電路162からの漏洩電流が所定値を超えた場合に、スイッチ161A、162Aをオフすることによって、出力部16からの直流電力の供給を遮断する。
第3実施形態の直流給電システム1によれば、漏電遮断器167が備えられない場合よりも、安全性および信頼性を向上させることができる。
FIG. 4 is a diagram showing an example of measures taken for the DC power supply system 1 of the third embodiment. In the example shown in FIG. 2, the earth-leakage circuit breaker is not provided in the DC power supply system 1, but in the example shown in FIG. 4, the earth-
The earth-
According to the DC power supply system 1 of the third embodiment, the safety and reliability can be improved as compared with the case where the
<第4実施形態>
第4実施形態の直流給電システム1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の直流給電システム1と同様に構成される。従って、第4実施形態の直流給電システム1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の直流給電システム1と同様の効果を奏することができる。
<Fourth Embodiment>
The DC power supply system 1 of the fourth embodiment is configured in the same manner as the DC power supply system 1 of the first embodiment described above, except for the points described later. Therefore, the DC power supply system 1 of the fourth embodiment can exhibit the same effect as the DC power supply system 1 of the first embodiment described above, except for the points described later.
図5は第4実施形態の直流給電システム1に対して施された対策の一例を示す図である。図2に示す例では、サージ吸収素子が直流給電システム1に備えられていないが、図5に示す例では、サージ吸収素子168が直流給電システム1に備えられている。サージ吸収素子168の一端は、例えば、正極電路161のうちのスイッチ161Aと正極端子16A1との間の部分に接続されている。サージ吸収素子168の他端は、例えば、負極電路162のうちのスイッチ162Aと負極端子16A2との間の部分に接続されている。サージ吸収素子168としては、例えばスナバ、バリスタ、アレスタなどが用いられる。
つまり、サージ吸収素子168は、正極端子16A1と負極端子16A2との間に接続される交流用負荷(パッケージ型空気調和機40)に対して並列に接続されている。サージ吸収素子168は、その交流用負荷に対する直流電力の供給遮断時などに定常状態を超えて瞬間的に発生するサージ電圧を吸収し、その交流用負荷を保護する。
第4実施形態の直流給電システム1によれば、サージ吸収素子168が備えられない場合よりも、交流用負荷をサージ電圧から保護することができ、安全性および信頼性を向上させることができる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of measures taken for the DC power supply system 1 of the fourth embodiment. In the example shown in FIG. 2, the surge absorbing element is not provided in the DC feeding system 1, but in the example shown in FIG. 5, the
That is, the
According to the DC power feeding system 1 of the fourth embodiment, the AC load can be protected from the surge voltage and the safety and reliability can be improved as compared with the case where the
<第1適用例>
第1適用例では、第1から第4実施形態のいずれかの直流給電システム1によって、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が、建築物内の防災センターに配置された交流用負荷に供給される。上述したように、直流給電システム1には、系統交流電源3から交流電力が供給されるのみならず、例えば太陽光発電装置2からの直流電力も供給される。系統交流電源3の停電が発生した場合であっても、例えば太陽光発電装置2は、直流給電システム1に直流電力を供給することができる。また、直流給電システム1は、例えば太陽光発電装置2から供給された直流電力を用いることによって、防災センターに配置された交流用負荷に直流電力を供給することができる。
つまり、第1から第4実施形態のいずれかの直流給電システム1の第1適用例によれば、系統交流電源3の停電時においても、防災センターに配置された交流用負荷を動作させることができる。すなわち、系統交流電源3の停電が発生する例えば災害発生時においても、防災センターを正常に機能させることができる。
<First application example>
In the first application example, DC power having a voltage of 283 [V] or more and 340 [V] or less is arranged in the disaster prevention center in the building by the DC power supply system 1 according to any one of the first to fourth embodiments. It is supplied to the AC load. As described above, the DC power supply system 1 is supplied not only with AC power from the grid AC power supply 3, but also with DC power from, for example, the photovoltaic
That is, according to the first application example of the DC power supply system 1 according to any one of the first to fourth embodiments, the AC load arranged in the disaster prevention center can be operated even when the system AC power supply 3 has a power failure. can. That is, even when a power failure occurs in the grid AC power supply 3, for example, when a disaster occurs, the disaster prevention center can function normally.
<第2適用例>
第2適用例では、第1から第4実施形態のいずれかの直流給電システム1によって、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が、病棟内に配置された重要施設が有する交流用負荷に供給される。系統交流電源3の停電が発生した場合であっても、直流給電システム1は、例えば太陽光発電装置2から供給された直流電力を用いることによって、病棟内に配置された重要施設が有する交流用負荷に直流電力を供給することができる。重要施設とは、例えばデータサーバー、手術室、集中治療室などのような、非常時(つまり、系統交流電源3の停電時)にも機能停止してはいけない施設である。
つまり、第1から第4実施形態のいずれかの直流給電システム1の第2適用例によれば、系統交流電源3の停電時においても、病棟内に配置された重要施設が有する交流用負荷を動作させることができる。すなわち、系統交流電源3の停電に伴う例えば病院の重要データの破損などの重要施設の機能停止を抑制することができる。
第1から第4実施形態のいずれかの直流給電システム1は、事務所ビル、病院、学校、マンションなど様々な用途建物に適用することができる。
<Second application example>
In the second application example, an important facility in which DC power having a voltage of 283 [V] or more and 340 [V] or less is arranged in the ward by the DC power supply system 1 according to any one of the first to fourth embodiments. It is supplied to the AC load that the system has. Even if a power failure occurs in the grid AC power supply 3, the DC power supply system 1 uses the DC power supplied from the photovoltaic
That is, according to the second application example of the DC power supply system 1 according to any one of the first to fourth embodiments, even when the system AC power supply 3 has a power failure, the AC load of the important facilities arranged in the ward can be applied. Can be operated. That is, it is possible to suppress the outage of important facilities such as the damage of important data in the hospital due to the power failure of the grid AC power supply 3.
The DC power supply system 1 according to any one of the first to fourth embodiments can be applied to various purpose buildings such as office buildings, hospitals, schools, and condominiums.
以上、本発明の実施形態及びその適用例を説明したが、これらの実施形態及びその適用例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態及びその適用例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその適用例は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。また、上述した各実施形態及びその適用例は、互いに適宜組み合わせることができる。 Although the embodiments of the present invention and application examples thereof have been described above, these embodiments and application examples are presented as examples, and the scope of the invention is not intended to be limited. These embodiments and application examples thereof can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and application examples thereof are included in the scope and gist of the invention, and at the same time, are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof. In addition, each of the above-described embodiments and application examples thereof can be appropriately combined with each other.
1 直流給電システム
10 入力部
11 入力部
12 電力変換部
13 電力変換部
14 電力合成部
15 電圧変換部
16 出力部
2 太陽光発電装置
20 太陽光パネル
20A 太陽電池
3 系統交流電源
40 パッケージ型空気調和機
41 USB負荷
42 LED照明装置
5 電源装置
1 DC
Claims (7)
少なくとも系統交流電源が供給する交流電力が入力される入力部と、
前記入力部に入力された交流電力を直流電力に変換する電力変換部と、
前記電力変換部によって変換された直流電力の電圧値を変換する電圧変換部と、
前記電圧変換部によって変換された電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力を、前記系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な整流回路を備える交流用負荷に出力する出力部と、
を備え、
前記交流用負荷には、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が前記直流給電システムから供給される、
ことを特徴とする直流給電システム。 A DC power supply system built into a building
At least the input section where the AC power supplied by the grid AC power is input, and
A power conversion unit that converts AC power input to the input unit into DC power, and
A voltage conversion unit that converts the voltage value of DC power converted by the power conversion unit, and a voltage conversion unit.
Said DC power voltage converter converting voltage is 283 [V] or more 340 [V] or less value by, before SL output to load AC comprise operable rectifier circuit by the system alternating current power source supplies AC power Output section and
Equipped with a,
DC power having a voltage of 283 [V] or more and 340 [V] or less is supplied to the AC load from the DC power supply system.
A DC power supply system characterized by this.
前記出力部は、前記電源装置から入力され、前記電圧変換部によって変換された電圧が283[V]以上340[V]以下の値の電力を、前記建築物内の防災センターに配置された前記交流用負荷に出力することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の直流給電システム。 At least the AC power supplied by the grid AC power supply and the power supplied by the power supply device capable of supplying power in the event of a power failure of the grid AC power supply are input to the input unit.
The output unit receives electric power having a value of 283 [V] or more and 340 [V] or less, which is input from the power supply unit and converted by the voltage conversion unit, at the disaster prevention center in the building. The DC power supply system according to any one of claims 1 to 4, wherein the DC power supply system outputs to an AC load.
前記入力部には、少なくとも前記系統交流電源が供給する交流電力と、前記系統交流電源の停電時に電力を供給可能な電源装置が供給する電力とが入力され、
前記出力部は、前記電源装置から入力され、前記電圧変換部によって変換された電圧が283[V]以上340[V]以下の値の電力を、前記病棟内に配置された重要施設が有する前記交流用負荷に出力することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の直流給電システム。 The building is a ward
At least the AC power supplied by the grid AC power supply and the power supplied by the power supply device capable of supplying power in the event of a power failure of the grid AC power supply are input to the input unit.
The output unit has power of a value of 283 [V] or more and 340 [V] or less, which is input from the power supply unit and converted by the voltage conversion unit, in the important facility arranged in the ward. The DC power supply system according to any one of claims 1 to 4, wherein the DC power supply system outputs to an AC load.
少なくとも系統交流電源が供給する交流電力が入力される工程と、
入力された交流電力を直流電力に変換する工程と、
交流電力から変換された直流電力の電圧値を変換する工程と、
電圧が283[V]以上340[V]以下の値に変換された直流電力を、少なくとも、前記系統交流電源が供給する交流電力によって動作可能な整流回路を備える交流用負荷に出力する工程と、
を備え、
前記交流用負荷には、電圧が283[V]以上340[V]以下の値の直流電力が供給される、
ことを特徴とする直流給電方法。 It is a DC power supply method for a DC power supply system built into a building.
At least the process of inputting AC power supplied by the grid AC power supply,
The process of converting the input AC power into DC power,
The process of converting the voltage value of DC power converted from AC power, and
A step of outputting DC power whose voltage has been converted to a value of 283 [V] or more and 340 [V] or less to at least an AC load provided with a rectifying circuit that can be operated by AC power supplied by the system AC power supply.
Equipped with a,
DC power having a voltage of 283 [V] or more and 340 [V] or less is supplied to the AC load.
A DC power supply method characterized by this.
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