TWI513144B - Power supply system interconnection device, power consumption using the power interconnection system interconnection device to another system, and a disaster for the use of the power interconnection system, and the like. - Google Patents

Power supply system interconnection device, power consumption using the power interconnection system interconnection device to another system, and a disaster for the use of the power interconnection system, and the like. Download PDF

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Description

電力收購用系統互連裝置、使用電力收購用系統互連裝置之電力向另一系統之輸出方法及使用電力收購用系統互連裝置之災害等緊急避難時之電力之緊急輸出方法
本發明係關於一種可應對因災害等產生之電力系統之異常事態之電力收購系統用之系統互連裝置，且關於一種使用該電力收購系統用系統互連裝置之發電電力避免災害時之電力系統之異常事態之緊急輸出方法。
本發明中使用之各用語根據以下之定義。
所謂「系統」係指用於電力供給之電力系統，且係指自用以電力公司對電力用戶供給電力之發電至配電之整個系統。又，亦有指自特定電力供給源至特定電力需要方之電力系統，亦有使用特定「輸出系統」之用語之情形。
所謂「災害」，包含人禍(包含戰爭、內戰、恐怖行為等)、天災(包含地震、暴雨、雷擊、海嘯、龍捲風等)、事故(包含鐵路、交通事故等)，且係指電力供給系統產生長時間之異常狀態之事件。又，將因如此之異常事態而導致電力供給系統產生長時間之異常狀態時稱為「災害時」。
所謂「電力系統異常事態」，係指因由災害引起產生之事件導致電力系統產生非常大之異常，例如，作為引起生命危險等之危險狀況之事態。雖不包含單純之短時間之停電，但包含地區一帶停電等之大規模停電。
所謂「緊急避難性之使用」，係指於災害時等為獲得公共利益之維持、或人命之維持等所需之電力，而於與電力系統不同之另一系統中緊急避難性地使用本發明之電力收購用系統互連裝置之發電電力。
所謂「電力收購用系統互連裝置」，係指相對於現有之電力系統互連地供給以太陽光發電或風力發電等獲得之電力，用於收購發電之電力之系統之系統互連裝置。將用於收購發電之電力之全量之系統之系統互連裝置稱為「全量收購用系統互連裝置」。
電力收購制度有「剩餘電力收購制度」與「全量收購制度」。所謂「剩餘電力收購制度」，係以「關於促進能源供給單位對非石化能源之使用及對石化能源原料之有效使用之法律(平成21年11月1日)」制定之制度，且為電氣單位以一定之價格收購於家庭或企業機構等發電之剩餘之電力之制度。又，所謂「全量固定收購制度」或「全量收購制度」，為根據「關於電氣單位對可再生能源電氣之供應之特別措施法(平成23年8月26日)」制定之制度，且為規定電力公司有義務以固定之價格收購以太陽光、風力、水力、地熱、生物燃料等可再生能源發電之電力之全部之制度。
本發明係可有效地應用於電力收購制度下之發電單位之系統者。尤其，於全量收購制度下係有效地發揮功能者，於剩餘電力之收購制度下亦為有效者。
近年來，以環保意識之提高為背景，面向防止地球溫室效應之CO2 減少之國際性協調、或如太陽光發電系統、風力發電系統、地熱發電等般可再生能源之使用正在擴大。其代表為太陽光發電系統。太陽之光能藉由太陽電池模組而轉換為直流電流，該直流電流藉由電力調節器之換流器轉換為交流電力而使用。此時，為了配合所使用之電壓(輸出)而升壓，且以不使來自換流器之直流部分流出至系統之方式 經由絕緣兼升壓變壓器進行低壓交流輸出。而且，該電力調節器已由大量之廠家製造並銷售。
根據如上所述之狀況，近來，於普通家庭中亦設置太陽電池板來發電，且將剩餘電力賣至電力公司之系統增加。如此之先前之剩餘電力收購制度為如下制度：將藉此獲得之交流電力，與各家庭或工廠之低壓系統(200V~400V)互連，電力公司收購超過自家消費量之剩餘電力。
於如此之剩餘電力收購制度中，期望有效利用發電之剩餘電力之想法已於專利文獻中亦為人所周知。
專利文獻1(日本專利特開2011-61970號公報)以如下為課題，即為能大量導入可再生能源，而構築將現有之電力系統分割為獨立之複數個電力系統，並可使之相互互連而穩定地運用之電力系統及其運用機構。此係構築一種電力網路系統，該電力網路系統將複數個電力系統間非同步互連網路系統與電力系統內同步網路系統連接，且藉由統一進行電力控制與通訊控制，而可實現不同電力系統電力機器間之電力流通或複數個電力系統間之同時且非同步之電力流通，上述電力系統間非同步互連網路系統包含多端子型非同步互連裝置，以連接包含基幹電力系統之複數個非同步之電力系統，且以使流入之電力與輸出之電力之總和為零之方式進行電力控制為特徵；上述電力系統內同步網路系統包含具有進行設置於獨立之電力系統內之電力機器之電力控制之機構之電力機器控制終端裝置。
專利文獻2(日本專利特開2011-182641號公報)，具有與專利文獻1相同之課題，構築一種電力網路系統，該電力網路系統係將複數個電力系統間非同步互連網路系統與電力系統內同步網路系統連接而成，且藉由統一進行電力控制與通訊控制，而可實現不同電力系統電力機器間之電力流通或複數個電力系統間之同時且非同步之電力流 通，上述電力系統間非同步互連網路系統包含多端子型非同步互連裝置，以連接包含基幹電力系統之複數個非同步之電力系統，且以使流入之電力與輸出之電力之總和為零之方式進行電力控制為特徵；上述電力系統內同步網路系統包含具有進行設置於獨立之電力系統內之電力機器之電力控制之機構之電力機器控制終端裝置。
專利文獻3(日本專利特開2012-10530號公報)，以抑制因大量之自然能電源之變動而使系統不穩定，引起連鎖停電之可能性變大之情況為課題，因此，將電力系統細分化，開發可於其等之間流通非同步電力之裝置，如網際網路般，通過複數個路徑於與目的地之間流通電力。藉此，設計連接複數個可雙向轉換電力之電力用半導體元件構成而分配供給電力之多端子型電力轉換裝置，且藉由進行細分化之電力系統之非同步連接而抑制連鎖停電。藉由附加資訊處理用位址而如網際網路般將電力流通至目標之電力系統。藉此將電力轉換關聯資訊與交易關聯資訊建立關聯，可實現電力交易或其衍生商品之交易。
專利文獻4(WO2008/117392號公報)揭示一發明，其目的在於提供不依賴於先前之電力系統而可獨立之電力系統，該電力系統係將複數個具備1個或複數個發電機器、1個或複數個蓄電機器及1個或複數個電力消費機器、及電力供需控制機器之電力用戶直接或間接相互連接，而於各電力供需戶間相互流通過不足電力之獨立分散型者，各電力需要控制機器，判斷於各電力用戶是否產生電力不足、或產生電力剩餘，並進行如下控制：於電力供需戶產生電力不足之情形時自其他電力供需戶接收電力，且於電力供需戶產生電力剩餘之情形時向其他電力供需戶讓與電力。
專利文獻5(日本專利特開2012-60761號公報)揭示一發明，其以即便於電力公司於每個地區之逆潮流之接收狀況不同之情形時亦可適當地於地區內交易電力為課題，各住宅之宅內電力分配器具備切換 部，該切換部切換太陽電池之發電電力、蓄電池蓄電或放電之電力、經由商用低壓線受電或送電之電力、經由共用低壓線於與其他住宅或地區設備之間送電或受電之電力、及向電力負載供給之電力之流動。交易裝置基於宅內電力分配器計測之太陽電池之發電電力、蓄電池之蓄電電力、或蓄電電力、電力負載之消費電力之計測結果，而決定宅內電力分配器之電力之流動，指示切換，並且根據電力之流動而決定電力之交易率。又，揭示有如下之發明：交易裝置於地區內有剩餘電力之情形時向地區蓄電池蓄存剩餘電力，且於剩餘電力減少之情形時將地區蓄電池之蓄電電力送電至共用低壓線。
專利文獻6(日本專利特開2011-101532號公報)，以提供可抑制於電力供需戶間流通之電力量與商用交流電力量之比例不明確之情況而進行電力量之流通之電力流通系統為課題。該電力流通系統於公寓式住宅之住宅間相互流通太陽電池之太陽光發電量。各住宅通過同一電力供給系統接收商用交流電力之供給，且自太陽電池接收電力供給。供給至各住宅之電力量藉由電力管理裝置管理。電力管理裝置掌握一住宅中剩餘之電力量及其他住宅之需求電力量，將一住宅之剩餘電力量通過電力供給系統供給至其他住宅。
專利文獻7(日本專利特開2011-101533號公報)揭示一發明，其以提供一種可有助於促進節能意識之配電系統為課題，於可藉由自供給利用太陽光發電之電力之太陽電池及供給利用石油等發電之電力之商用交流電源中之至少一者供給之電力而驅動DC(direct current，直流電)機器及AC(alternating current，交流電)機器的電力供給系統中，具備於DC機器及AC機器之驅動狀態時告知太陽電池及商用交流電源中正在作為電力供給源使用之電源之發光元件。
然而，去年，「關於電氣單位之可再生能源電氣之供應之特別措施法」成立(2011年8月26日)。根據該法律，規定電氣單位有義務以 一定之期間、定額收購使用可再生能源(太陽光、風力、中小水力、地熱、生物燃料此5種)發電之電氣，並自今年(2012年)7月1日開始執行。關於該等，亦於網際網路上，且於非專利文獻1及其他文獻中自經濟產業省資源能源廳有報告。
於該太陽光發電等之全量收購制度下，要求將發電系統自用戶之低壓系統(200V~400V)分離，並與電力公司之系統(6.6kV)直接連結。因此，於該新制度下，必須設置具備升壓至電力公司之系統電壓之變壓器及斷路器、續電器類之受變電設備。因此本申請人將該等與電力調節器一體化而成之封裝「BUY電閘道(股份公司日立產機系統登錄商標)」已製品化。於該製品中，以高效率電力調節器與特殊化為該用途之無負載損耗較少之非晶變壓器之組合實現低損耗、高效率，定位為對新制度下之社會基礎設施系統有貢獻之製品而製造、銷售。
關於此，本案申請人已提出日本專利申請(申請案2012-001262)。本發明係對此進一步改良而得者。
本申請人，作為謀求小型化之電力調節器已申請專利文獻8(日本專利特開2010-273489號公報)。其第1目的係提供一種搭載有變壓器之電力調節器，其提高局部負載效率，謀求太陽光發電系統之系統轉換效率之提高。又，第2目的係提供一種將變壓器及換流器裝入同一框體而構成之電力調節器，其進一步謀求小型化。因此一實施形態中，於具備轉換來自太陽電池之直流電力而生成交流電力之電力轉換裝置，且使太陽電池之電力與商用電力系統電源互連之電力調節器中，於電力轉換電路與商用電力系統之間具備對藉由電力轉換電路而生成之電力進行升壓之非晶變壓器。
又，於非專利文獻2中，亦揭示有電力調節器。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-61970號公報
[專利文獻2日本專利特開2011-182641號公報
[專利文獻3]日本專利特開2012-10530號公報
[專利文獻4]WO2008/117392號公報
[專利文獻5]日本專利特開2012-60761號公報
[專利文獻6]日本專利特開2011-101532號公報
[專利文獻7]日本專利特開2011-101533號公報
[專利文獻8]日本專利特開2010-273489號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]http：//www.enecho.meti.go.jp/saiene/kaitori/2011kaitori_gaiyo2.pdf關於可再生能源之固定價格收購制度
[非專利文獻2]https：//sanyodenki.e-manager.jp/book-view/view/bookNum/97/具有峰值削減功能之太陽光發電系統用電力調節器SANUPS PMC-TD
如此，剩餘電力收購制度係自先前以來就於各自治體推進，又作為宗旨與先前實施之剩餘電力收購制度不同之新收購制度之全量收購制度自2012年7月1日起實施，面向普及之行政指導亦正在推進。如此，無論剩餘電力收購制度或全量收購制度，均係使於與電力公司之系統不同之系統發電之電力於系統內流通者。然而，該流通只不過係特定發電單位與電力公司之系統間之流通。上述制度並非係容許自由地自作為電力公司之用戶之特定電力發電單位向其他用戶直接供給剩餘電力之制度。進而，於全量收購制度中，尤其並非係各家庭或工廠之低壓系統間之互連，而係與電力公司之高壓或特別高壓之系統直接 連結且進行發電電力全量之收購。因此，於今後之全量收購制度中，考慮作為不容許自家消費以太陽光發電系統等發電之電力之系統而導入。
另一方面，若考慮近年來之異常氣象等，則必須考慮應對災害時(例如颱風、龍捲風、震災、海嘯災害、大規模停電等)。即，於來自電力公司之電力之供給長期停止之情形時，充分預測自身或醫烷等設施緊急避難性地使用以自身之太陽光發電系統等設備等發電之電力之需求。而且，如此之行為無論於剩餘電力收購制度下或於全量收購制度下均係作為緊急避難而在社會上有效之對策，且需要供給一種不僅可實現緊急避難性之使用，作為處理高電電壓之裝置亦可實現安全之電力供給之系統。
尤其，相對於醫烷等具有公共性之設施，強烈期望於災害時可供給以上述太陽光發電系統等設備發電之電力。於醫烷等中，手術時向關聯機器之電力供給係必需的，亦不容許手術之延遲。又，具備生命維持裝置、透析裝置、或疫苗等之冷藏保存裝置等，對於該等裝置之不斷之電力供給係與人命維持強烈相關者。當然，於醫烷等中，大多情形時具備自家發電裝置。然而，若考慮燃料之儲備、供給等，則與災害之程度或緊急時之時間亦有關聯，不限於以自己之發電設備充足地供應需要之電力，自具備其他發電設備之其他途徑供給發電電力為有效之方法。
又，不僅醫烷等與人命維持相關之機關，而且於災害時，若自公共公益之觀點出發，則例如於供水設施、超高層大樓之電梯等設施中，不僅依賴於來自電力公司之電力，預先雙重準備與電力公司不同之可供給電力供給之設備係非常重要之事情。
然而，如此之緊急避難性之電力需要係於通常時甚至感覺不到必要性者。因此，本發明之課題在於提供如下設備，其於通常時係作 為對應電力收購制度之電力公司之系統用之設備，並且於災害時可藉由特定構成而安全地將其發電之電力連接於其他系統之低壓系統。進而，本發明係以於向其他系統連接時，於其等之施工方法或設備之使用中亦可安全地進行為課題者。
與此相關，非專利文獻2中之獨立運轉且即便於停電時亦可供給電力之電力調節器已為人所周知。然而，如於該文獻中亦記載有「一般之系統互連用之太陽光發電系統，若商用電力停電，則無法使用電」般，無法解決本發明之課題。
本發明之電力收購用系統互連裝置之特徵在於包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且將來自該升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統，且設置有切換器，其為將來自該電力收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統之連接目標而切換連接目標。
進而，本發明之電力收購用系統互連裝置之特徵在於：上述切換器設置於上述電力調節器與上述升壓變壓器之間，且成為限制該切換器之切換操作之構成。
進而，本發明之電力收購用系統互連裝置之特徵在於：以來自上述切換器之輸出可對複數個輸出目標輸出之方式將輸出系統分支。
進而，本發明之電力收購用系統互連裝置之特徵在於：上述分支之輸出系統分別具備斷開部，藉由輸出斷開控制部之控制而控制上述斷開部之連接/斷開。
繼而，本發明之電力收購用系統互連裝置之特徵在於：上述電力調節器、上述升壓變壓器及上述切換器配置於同一框體內。
又，本發明之電力收購用系統互連裝置之特徵在於包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且上述電力調節器及上述升壓變壓器配置於同一框體內，將來自上述升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統，且將來自上述電力收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統之連接端子、與切換來自上述電力調節器之輸出之連接目標之切換器設置於上述同一框體內，上述切換器設為切換連接於將來自上述電力調節器之輸出輸出至上述升壓變壓器或上述另一系統之連接端子之構成，且設為限制該切換器之切換操作之構成。
進而，本發明之電力收購用系統互連裝置之特徵在於：切換操作受限制之上述切換器係設置有向該切換器輸出切換信號之安全機構部；設置內含輸出至上述另一系統之連接端子之端子箱，該端子箱設為以可破壞之封印蓋覆蓋之封印構造，於災害等緊急避難時可將該封印蓋開封而與連向上述另一系統之連接端子連接，且設置有對上述安全機構部輸入上述密碼之輸入部。
進而，本發明之電力收購用系統互連裝置之特徵在於，設置有顯示動作狀態之顯示裝置，且以該顯示裝置顯示之顯示模式包含：安全施工模式，其表示與連向上述另一系統之連接端子之連接工程可安全施工； 另一系統輸出模式，其表示自連向上述另一系統之連接端子對另一系統輸出電力。
本發明之使用電力收購用系統互連裝置之電力向另一系統之輸出方法之特徵在於，其係使用電力收購用系統互連裝置之電力向另一系統之輸出方法，上述電力收購用系統互連裝置包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且上述電力調節器及上述升壓變壓器配置於同一框體內，將來自上述升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統，且設置有：連接端子，其將來自上述電力收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統；及切換器，其切換來自上述電力調節器之輸出之連接目標；上述切換器設為切換連接於將來自上述電力調節器之輸出輸出至上述升壓變壓器或上述另一系統之連接端子之構成；上述電力收購用系統互連裝置設置有向上述切換器輸出切換信號之安全機構部，上述安全機構部進行由操作者輸入之包含字符或數字串之密碼之認證處理，於認證為正規之操作者之情形時，輸出切換許可指令信號，於輸出該切換許可指令信號之後，可使上述切換器將來自上述電力調節器之輸出之連接目標自連接至上述高壓電力系統而切換為連接於輸出至上述另一系統之連接端子。
進而，本發明之使用電力收購用系統互連裝置之電力向另一系統之輸出方法之特徵在於，顯示上述電力收購用系統互連裝置之動作狀態之顯示裝置中，於正規之操作者輸入之ID(Identification，標識符)、密碼被認證為正確，且檢測出上述切換器未將來自上述電力調節器之輸出切換為 連接於連向上述另一系統之連接端子之情形時，進行安全施工模式之顯示；於檢測出上述切換器已將來自上述電力調節器之輸出切換為連接於連向上述另一系統之連接端子，且檢測出已自上述連接端子輸出電力之情形時，進行另一系統輸出模式之顯示。
本發明之電力收購用系統互連裝置之特徵在於，其係全量收購用系統互連裝置，適用於全量收購制度特別有效，且包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且上述電力調節器及上述升壓變壓器配置於同一框體內，將來自上述升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統，且將來自上述全量收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統之連接端子、與切換來自上述電力調節器之輸出之連接目標之切換器設置於上述同一框體內，上述切換器設為切換連接於將來自上述電力調節器之輸出輸出至上述升壓變壓器或上述另一系統之連接端子之構成，且設為限制該切換器之切換操作之構成，並設置有向該切換器輸出切換信號之安全機構部，進而，設置內含輸出至上述另一系統之連接端子之端子箱，該端子箱設為以可破壞之封印蓋予以覆蓋之封印構造，於災害等緊急避難時可將該封印蓋破壞而與連向上述另一系統之連接端子連接，且設置有向上述安全機構部輸入上述密碼之輸入部。
本發明之使用電力收購用系統互連裝置之災害等緊急避難時之電力之緊急輸出方法係對於應用在全量收購制度尤其有效者，其特徵在於，該全量收購用系統互連裝置包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升 壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且上述電力調節器及上述升壓變壓器配置於同一框體內，將來自上述升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統，且設置有：連接端子，其將來自上述全量收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統；及切換器，其切換來自上述電力調節器之輸出之連接目標；且上述切換器設為切換連接於將來自上述電力調節器之輸出輸出至上述升壓變壓器或上述另一系統之連接端子之構成；上述全量收購用系統互連裝置設置有向上述切換器輸出切換信號之安全機構部，上述安全機構部進行由操作者輸入之包含字符或數字串之密碼之認證處理，於認證為正規之操作者之情形時，輸出切換許可指令信號，且於輸出該切換許可指令信號之後，提供可使上述切換器將來自上述電力調節器之輸出之連接目標自連接至上述高壓電力系統而切換為連接於輸出至上述另一系統之連接端子之狀態。
根據本發明，於通常時為作為普通之電力收購用系統互連裝置使用之裝置，但具有於災害時可緊急避難性地將其輸出電力切換連接於電力系統以外之系統之構成，故可應對災害時之異常事態。
又，於災害時之連接切換時，可無誤地安全地達成相對於上述電力收購用系統互連裝置之施工、操作、運轉等。
又，於作為通常之對應於電力收購用之設備動作時，可實現受電點之功率1，並且即便於在震災等災害時將電力輸出至與電力系統不同之系統之情形時，亦可實現受電點之功率1。
1‧‧‧太陽電池模組
2‧‧‧電力調節器
3‧‧‧換流器(電力轉換電路)
4‧‧‧電抗器
5‧‧‧導體(電線)
6‧‧‧升壓變壓器
7‧‧‧真空斷路器(VCB)
8‧‧‧斷路器(DS)
9‧‧‧電力供需用儀器用變壓器(VCT)
10‧‧‧柱上空氣開關(PAS)
11‧‧‧電力系統
12‧‧‧電力量計
12a‧‧‧顯示窗
13‧‧‧框體
13a‧‧‧箱體
13b‧‧‧箱體
13c‧‧‧箱體
14‧‧‧切換器
15‧‧‧連接端子
16‧‧‧盒
17‧‧‧安全機構部
18‧‧‧另一系統
19‧‧‧電力線
20‧‧‧切換器
21‧‧‧電壓相位檢測裝置
22‧‧‧輸出相位調整裝置
23‧‧‧閘極電路
28‧‧‧切換器
80‧‧‧輸出斷開控制部
81‧‧‧斷開部
82‧‧‧斷開部
83‧‧‧校準用儀器
84‧‧‧校準用儀器
A‧‧‧輸出
B‧‧‧輸出
LS‧‧‧低壓系統
HS‧‧‧高壓系統
圖1係表示本發明之電力收購用系統互連裝置之實施例之構成之 方塊圖。
圖2係本發明之電力收購用系統互連裝置之實施例中之輸出至另一系統之情形之控制之流程圖。
圖3(a)、(b)係本發明之電力收購用系統互連裝置之實施例之機器配置之安裝圖。
圖4係表示本發明之電力收購用系統互連裝置之實施例中之顯示裝置之顯示例之圖。
圖5係說明本發明之電力收購用系統互連裝置之實施例中之顯示裝置之顯示之流程圖。
圖6係表示本發明之電力收購用系統互連裝置之實施例中之顯示裝置之另一顯示例之圖。
圖7係本發明之電力收購用系統互連裝置之實施例中之電力調節器之電力相位之調整之方塊圖。
圖8係說明本發明之實施例之複數個輸出構成及其斷開構成之方塊圖。再者，圖中表示與圖1之關係。
圖9係說明本發明之實施例之複數個輸出功能及其斷開功能之第1模式之流程圖。
圖10係說明本發明之實施例之複數個輸出功能及其斷開功能之第2模式之另一流程圖。
本發明為解決上述課題，而與將太陽光發電或風力發電之發電風力連接於電力公司之高壓電力系統之端子不同地，新設置將太陽光發電或風力發電之發電風力連接於另一系統之另一系統用之連接端子。另一系統用之連接端子，既可為單個亦可為複數個。於後段之實施例中將詳細說明，於設置有複數個另一系統用之連接端子之情形時，需要考慮對各連接端子之電力供給之ON/OFF(接通/斷開)。
又，另一系統用之連接端子自安全上之觀點出發，設為通常使用時無法連接於端子等之封印構造。所謂該封印構造，例如為抑制眾人之自由使用而限制為特定資格者之使用，而以進行封印之封印蓋覆蓋。又，封印蓋亦可藉由物理性破壞而向另一系統用之連接端子連接。又，封印蓋設為僅於滿足特定條件之情形時打開之構成、或僅由特定作業者打開之構成。
進而，本發明可以自另一系統用之連接端子輸出電力之方式，設置切換連接之切換器。該切換器，亦可以僅於滿足特定條件之情形時切換連接之方式構成。
又，本發明亦可以設置通知使用者可對另一系統用之連接端子安全地施工連接工程之顯示裝置之方式構成。
又，本發明亦可以設置向電力收購時之系統輸出相位同步運轉之運轉模式、及自家消費時之獨立運轉(非同步)之運轉模式之2個模式，且切換該2個運轉模式之方式構成。
[實施例]
以下對本發明之實施例，使用圖式詳細說明。圖1係本發明之電力收購用系統互連裝置之實施例之構成例，對與圖3、7、8相同之部分附加相同符號。以下，實施例之說明，並非係限定發明之技術範圍者，而係若於該發明思想之範圍內，則本領域技術人員可容易完成之設計進而改包含於本發明者。
於圖1所示之電力收購用系統互連裝置中，以太陽電池模組1、1發電之直流之輸出電力，藉由電力調節器2內之換流器3轉換為交流電力，且經由電抗器4轉換為使波形為正弦波之交流電力。該交流電力經由導體(電線)5送電至升壓變壓器6。升壓變壓器6為將自電力調節器2輸出之低壓(於交流下為600V以下，例如200V以下)之交流電力轉換為高壓(於交流下為600V以上且7000V以下，例如6.6KV)或特別 高壓(於交流下為7000V以上)之變壓器，亦擔負絕緣變壓器之作用。
以升壓變壓器6升壓為高壓或特別高壓之電力，經由真空斷路器(VCB)7及斷路器(DS)8，並經由自電力線19抽取電力量之信號之電力供需用儀器用變壓器(VCT)9及柱上空氣開關(PAS)10而與電力系統11互連。真空斷路器(VCB)7，於在高壓系統產生短路或接地事故等時自高壓系統斷開升壓變壓器6保護其等之連接機器。於電力供需用儀器用變壓器9連接有電力量計12，測量向電力系統11之送電電力量(賣電電力量)。如以上說明般，於上述構成之系統中，電力調節器2構成低壓系統(LS)之裝置，以自升壓變壓器6至電力供需用儀器用變壓器9及電力量計12構成高壓系統(HS)之裝置。
於圖1所示之本實施例中，上述低壓系統(LS)與高壓系統(HS)之裝置收納於同一框體13。即，於框體13內收納有電力調節器2、升壓變壓器6、真空斷路器7、斷路器8、電力供需用儀器用變壓器9、及電力量計12。再者，於變壓器容量達到300kVA之裝置中，可代替真空斷路器7、斷路器8，作為進行線路之保護與開關之負載開關亦可使用空氣負載開關。負載開關藉由內置之保險絲保護線路，發揮真空斷路器7與路器8之作用。再者，電力供需用儀器用變壓器9與電力量計12，並非必須收納於框體13。
本發明之實施例係關於如上所述般之電力收購用系統互連裝置，且關於在震災等災害時可緊急避難性地將來自電力調節器2之輸出電力輸出至與電力系統不同之系統之裝置及方法者。具體而言，如圖1所示般，係於電力收購用系統互連裝置之低壓系統(LS)與高壓系統(HS)之間設置有可於災害時輸出電力之連接端子15者。
雖已說明，但於通常之使用時，以來自電力調節器2之電力利用升壓變壓器6升壓之方式，將來自電力調節器2之電力連接於升壓變壓器6側。此係於電力收購制度下於電力收購用系統互連裝置中所需要 者。於本發明之實施例中，於如此般應用於電力收購制度之電力收購用系統互連裝置中，藉由設置具備特殊構成之切換器14，而於震災等災害時不僅可緊急避難性地自己使用來自電力調節器2之輸出電力，且可將來自電力調節器2之輸出電力安全地輸出至與電力系統不同之另一系統18。
即作為於災害時可藉由安全、簡單之方法緊急避難性地切換切換器14之構成，不僅可自己使用自電力調節器2輸出之輸出電力，且可將自電力調節器2輸出之輸出電力安全地輸出至與電力系統11不同之另一系統18。又，本發明之實施例之系統互連裝置，由於為亦可應對於全量收購制度之設備，故以通常時不向上述另一系統18輸出電力為前提。因此，本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置，若自全量固定收購制度之宗旨出發，且自必須僅於災害時緊急避難性地向上述另一系統18輸出電力之情況考慮，則為本發明之應用特別有效者。
因此，於本發明之實施例中，藉由以下之2個具體構成，可安全地達成災害時之緊急避難性之應對。
首先於第1實施例中，具備向上述另一系統18之連接端子15之切換器14，藉由限制眾人之自由使用之封印構造構成。如此般切換器14被封印，以通常即便利用物理手段亦無法自上述連接端子15向另一系統18連接之方式構成。此例如雖未特別圖示，但可藉由利用封印蓋覆蓋上述切換器14之切換桿等。該封印蓋，由於目的並不在於成為不可使用者，故既可透明而可視覺上看到上述切換器14之切換桿等，亦可為不透明而無法視覺上看到來限制自由使用者。而且，可於災害等緊急避難時，具有電氣施工之資格之技術人員破壞上述封印蓋，使上述切換器14之切換桿等露出而實施與另一系統18之連接工程。亦可將收納有圖1之切換器14之箱16設為僅於災害等緊急避難時可開關之上鎖構造。此時，需要設為具有電氣施工之資格之技術人員可開鎖。
如上所述般設為「破壞上述封印蓋來實施連接工程」，向上述另一系統18之連接，雖為於災害時緊急避難性地容許者，但由於為可實現具有電氣施工之資格之技術人員之使用者，故即便作為本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置之框體13，仍為用以自外裝上亦明示地顯示者。又，亦有與火警報警器等之封印蓋相同地，對操作者心理上暗示災害時之緊急避難行為之目的。此尤其若為對應全量收購制度之設備，則為於災害等緊急避難時例外地容許於電力系統以外使用者，此為本發明之實施例之外裝上之設計。雖重複，但於將本發明作為電力收購用系統互連裝置使用之情形，為需要達成不限於災害時之自己使用亦可應用於向其他系統之流通之安全構成者，尤其於作為全量收購用系統互連裝置使用之情形時，必需為不被容許之向另一系統18之電力之輸出於災害時可緊急避難性使用者。
其次，作為第2實施例，上述切換器14係以僅於滿足某特定之有限條件之情形時靈活地切換，而自上述連接端子15向另一系統18輸出電力之方式構成者。
即，以所謂上述之「僅於滿足特定之有限條件之情形時靈活地切換」之動作，藉由圖1之安全機構部17進行之方式構成。更具體而言，於安全機構部17設置有認證系統，以僅特定限定之作業者或具有特定權限之負責人可對上述切換器14發出切換指令之方式構成。
以圖2之流程圖說明滿足該特定條件之情形之動作。圖2之流程圖分為將本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置應用於全量收購制度之情形、與應用於剩餘電力收購制度之情形，例示發出切換工程之施工時所需之切換許可指令之前之處理之流程。於圖2之流程圖中，雖設為作為本發明之第2實施例即認證系統要求輸入識別負責人等作業者之識別碼即ID與密碼者，但亦可為正當作業者之認定可設為藉由將IC卡發給正當之作業者而認證之系統。
基於圖2之流程圖進行說明。首先，於將本發明之電力收購用系統互連裝置應用於全量收購制度之情形時，當認證系統之處理開始(步驟200)時，檢測來自電力收購用系統互連裝置之電力是否正常地供給至電力公司之系統11或停止，即電力公司之系統11是否正常運轉(步驟210)。若有向電力公司之系統11之電力供給(步驟210中NO(否))，則電力公司之系統11為正常，不符合上述之「災害等緊急避難時」。因此，不允許切換切換器14，即，由於「未滿足特定條件」故不對切換器14輸出切換許可指令，結束處理(步驟250)。
另一方面，若電力公司之系統11之電力停止(停電狀態)(步驟210中YES)，則符合上述之「災害等緊急避難時」。因此，成為滿足將切換器14進行切換之「特定條件」之一之狀態。然而向另一系統18之連接，應預先設為僅許可由特定作業者或負責人執行，且需要提供更安全之作業環境。
因此，於本發明之第2實施例中，設為等待特定作業者輸入ID及密碼(步驟220)。於將本發明之電力收購用系統互連裝置應用於剩餘電力收購制度之情形時，省略步驟210，直接設為等待特定作業者輸入ID及密碼(步驟220)。於所輸入之ID、密碼正確之情形時(步驟230中YES)，輸出許可切換切換器14之切換許可指令(步驟240)，結束處理(步驟250)。另一方面，於所輸入之ID、密碼不正確之情形時(步驟230中NO)，為未滿足「特定條件」之狀態，不輸出許可切換切換器14之切換許可指令(步驟240)，結束處理(步驟250)。
再者，於上述中，檢測來自電力公司之系統11之電力是否供給或停止(步驟210)，係檢測是否符合「災害等緊急避難時」者，具體而言為檢測電力公司之系統11之停電狀態。然而，即便電力公司之系統11為停電狀態，瞬停狀態或通常之短時間之停電狀態，仍不符合本發明中言及之「災害等緊急避難時」。
於將本發明之電力收購用系統互連裝置應用於全量收購制度之情形時，即，許可對應全量收購制度之本發明之實施例之系統互連裝置向另一系統18輸出電力，由於為僅於「災害等緊急避難時」例外性地許可者，故必須進行嚴格之檢測、控制、處理。此外，於本發明之電力收購用系統互連裝置應用於剩餘收購制度之情形時，於自上述連接端子15向另一系統18之連接工程中，必須可提供安全狀態下之施工工程。因此，亦有確認為安全狀態下之施工工程之目的。此點無論為應用於全量收購制度之情形或於應用於剩餘電力收購制度之情形均為必需者。其原因係於供給來自電力公司之系統11之電力之情形時，由於有作業者、施工者於施工工程中接觸機器或端子等之危險性，亦假定有以高電壓充電之情形，故需要注意、考慮。又，為超高電壓之情形時，由於亦有即便作業者、施工者為非接觸、但哪怕只是靠近充電部仍需要注意之情形，故必須檢測來自電力公司之系統11之電力供給或停止以確保安全性。
於上述第1實施例之說明中，說明設置使連接端子15之切換桿等成為封印構造之封印蓋，且於災害時加以破壞而使上述連接端子15之切換桿等露出，進行向另一系統18之連接工程。然而，可不分別單獨實施上述之第1實施例與上述之第2實施例，而併用兩者。即，可設為於圖2所示之流程圖中之步驟240之處理中，於對切換器14發出切換許可指令時，將如打開封印構造般之打開許可指令輸出至封印機構部之構成。例如，設置輸出打開許可指令之步驟(無流程圖)，根據該打開許可指令，許可上述封印蓋之打開等。又為了安全，亦可設置有於輸出上述打開許可指令後，可進行打開動作之打開機構部。
又，上述安全機構部17中之認證系統，並不限定於利用ID、密碼之輸入之認證方法。例如亦可將封印構造設為利用鑰匙之上鎖者，且使用***用以開鎖之專用之鑰匙開鎖者，或使用與上述之認證系統 併用者。又，亦可為使用特定許可之作業者、負責人之指紋、虹膜之圖案、網膜圖案、靜脈圖案、聲波紋等之生物資訊之生物認證系統，亦可為使用IC卡之系統，或亦可為與上述之認證系統併用之系統。
此處，對特定許可之作業者、負責人限定施工工程，為根據以下之理由者。
其一為重複，電力系統係可切換之本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置，但為以不會由不特定之人容易地向另一系統18連接之方式進行限定，而限定該行為者。
其原因係由於無論於應用於全量收購制度之情形時或於應用於剩餘電力收購制度之情形時，均通常為進行關於電力系統11之連接工程者，故為安全進行該工程，限定為具有該連接工程所必需之專業知識、技術、資格之行為者。因此，僅對可安全進行向另一系統18之連接工程之行為者允許連接等施工。
其次，尤其於作為對應於全量收購制度之設備使用之情形時，限於「災害等緊急避難時」例外性地許可向另一系統18之連接、輸出。
其次，使用圖3對圖1所示之本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置之方塊圖之機器配置之安裝形態進行說明。圖3(a)係除去本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置之一部分而表示之前視圖，圖3(b)係除去其一部分而表示之側視圖。
框體13藉由連結長方體之複數個之3個箱體13a、13b、13c而構成。各箱體13a、13b、13c之邊界上無壁，各箱體之外壁為於維護或設定時易作業而為可開關之門構造。當然，自安全性之觀點出發，於各箱體13a、13b、13c之邊界設置壁，既可作為分別獨立之箱體，亦可為僅於低壓系統(LS)與高壓系統(HS)之間之箱體13a與13b之邊界設置壁。再者，圖1及圖3之安裝配置雖左右反轉，但並非為對發明有影 響者。又，於本說明書中上下左右之表述為用以理解良好地說明各圖中之配置者，並非係作為發明必需之要求。
於圖3中，右側之箱體13a內配置有電力調節器2，於與該箱體13a鄰接之箱體13b內配置有升壓變壓器6與真空斷路器7與斷路器8，進而於鄰接之箱13c中配置有電力供需用儀器用變壓器9、電力量計12。於箱體13a與箱體13b之上部，設置換氣扇24、24，藉由將自電力調節器2及升壓變壓器6產生之熱排出至框體13之外部，而框體內部不會變成高溫。整體之發熱量較少時可省略一方之換氣扇24。該情形，期望省略箱體13b之換氣扇24，留下發熱量較大之電力調節器2所處之箱體13a之換氣扇24。又，可以停止2個換氣扇24、24之任一者之方式構成。
此處，圖3中設置之盒16設置於低壓系統(LS)側之箱體13a內，作為內含上述切換器14及連接端子15之箱形狀之構造體構成。該盒16，於圖3(a)之實施例中，係自配線之容易度考慮而設置於低壓系統(LS)側之箱體13a內者。即，將盒16設置於箱體13a之目的係將來自電力調節器2之輸出電力藉由較短之連接線，並經由切換器14自連接端子15輸出。然而，自框體13內之各機器之配置空間之關係考慮，亦考慮將盒16設置於箱體13c內。
如上所述般，盒16設為封印構造。具體而言，為以封印蓋覆蓋者。
於上述框體13中收納於箱體13a與13b之機器，由賣電側管轄並進行維護作業。又，收納於箱體13c之機器，由電力公司管轄並進行維護作業。此適於在將盒16設置於箱體13a內之構成之情形時，由賣電側進行連接工程。又，適於在將盒16設置於箱體13c內之構成之情形時，由電力公司進行連接工程，或即便賣電側進行連接工程仍於電力公司之管理下進行連接工程。
無論如何，根據本實施例，由於將低壓系統(LS)之裝置與高壓系統(HS)之裝置收納於同一之框體，故可減小安裝面積而謀求空間節省化。又，如圖1或圖3所示般，藉由設為將升壓變壓器6與電力調節器2裝入一個框體而構成之電力收購用系統互連裝置，無需用以製作先前之低壓系統低壓之低壓變壓器，可將經由電力調節器2之電抗器4之交流電力直接送電至升壓變壓器6，電力調節器部可設為無變壓器。
先前之低壓變壓器為其自身有損耗者，藉由去掉該變壓器而可減少損耗從而可使發電效率提高。再者，該低壓變壓器亦具有與電力公司之系統絕緣之功能，於本發明之實施例中，由於無需該低壓變壓器，故設法由升壓變壓器6代用該絕緣功能。
此處，使用圖4、圖5說明可對上述另一系統18用之連接端子15安全地施工連接工程之方法。圖4係說明作為災害等之緊急避難，為對醫烷等公共性較高之設施P供給來自本發明之實施例之系統互連裝置之輸出電力，而許可向另一系統18之連接之工程之步驟中之狀態顯示之圖。
於圖4中，狀態顯示面板400，以於本發明之實施例之系統互連裝置之框體13之任意之位置均可視覺上看到之方式設置。該狀態顯示面板400之設置位置期望為盒16之附近。而且，表示於狀態顯示面板400，以高光顯示表示來自電力公司之系統11之電力停止(停電狀態)之「系統電力斷開」顯示410、表示許可進行向另一系統18之連接工程之「可施工模式」顯示420、表示連接工程結束而向另一系統18輸出電力之「災害時輸出模式」顯示430等之實施例。顯示例如藉由顯示用LED之亮滅而使「系統電力斷開」、「可施工模式」、「災害時輸出模式」等之字符亮滅即可。
於進行本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置中之連接切換工程之情形時，於確認出在狀態顯示面板400顯示有「系統電力斷 開」顯示410及「可施工模式」顯示420之後，向另一系統18進行與連接端子15之連接工程等。繼而，以圖5之流程圖說明顯示「可施工模式」顯示420之前之流程。
如圖5所示般，首先，若開始於狀態顯示表面400顯示「可施工模式」顯示420之處理(步驟500)，則檢測來自電力公司之系統11之電力是否供給或停止(步驟510)。若自系統11供給電力(步驟510中NO)，則於應用於全量收購制度之情形之使用狀態中，不符合上述之「災害等緊急避難時」。因此，由於不允許向另一系統18之輸出，即「未滿足特定條件」，故禁止轉移至「可施工模式」顯示420，結束處理(步驟590)。又，由於在應用於剩餘電力收購制度之情形時，亦若自系統11供給電力(步驟510中NO)，則有進行施工不安全之情形，故進行電力系統停止處理515。藉此，可確保施工之安全性。
另一方面，若來自系統11之電力停止(停電狀態)(步驟510中YES)，則符合保證施工之安全之狀態或上述之全量收購制度中之「災害等緊急避難時」。因此，由於成為允許向另一系統18之電力輸出之「施工之安全確保狀態」或滿足1個「特定條件」之狀態，故可推進使顯示容許連接切換工程之「可施工模式」顯示420顯示之步驟之處理。
又，檢測是否自電力調節器2輸出有輸出電力(步驟520)。若自電力調節器2輸出有電力(步驟520中NO)，則接觸包含連接端子18之機器或端子，成為接觸電力供給之充電部，相對於觸電等危險性，需要注意。於如此之應該注意之狀態下，不進行施工為宜。因此，不使「可施工模式420」顯示，結束處理(步驟590)。
另一方面，若來自電力調節器2之輸出電力停止(步驟520中YES(是))，則可說接近可進行配線工程之環境，從而轉移至下一處理。
其次，向另一系統18之連接切換工程，僅許可特定作業者進行，且需要提供更安全之作業環境。因此，設為等待特定作業者之ID、密碼之輸入(步驟530)。若輸入之ID、密碼正確(步驟530中YES)，則進入至下一處理，顯示自本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置輸出之電力之絕對最大額定(步驟550)。該特定作業者之ID、密碼之輸入步驟，並非必須於該時點進行，既可於必需為應該許可之作業者之情形時輸入，亦可於剛開始後輸入。
繼而，使於作為另一系統18連接之供給地P所需要之電力之大小、電力之大小輸入(步驟560)。此係通常事前確認雙方之電力之規格後開始施工，但為了安全而確認性地輸入者。若來自系統互連裝置之輸出電力之絕對最大額定電力較供電目的地之需要電力容量大(步驟570中YES)，則顯示作為下一處理之「可施工模式」顯示420。另一方面，於接收供電目的地P之需要電力容量之輸入(步驟560)時，與來自本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置之輸出電力之絕對最大額定之大小作比較(步驟570)，於電力收購用系統互連裝置之輸出電力之絕對最大額定之大小更小之情形(步驟570中NO)下，不轉移至「可施工模式」顯示420，結束處理(步驟590)。
再者，於上述中輸入之ID、密碼不正確之情形(步驟540中NO)為未滿足「特定條件」之狀態，不轉移至「可施工模式」顯示420而結束處理(步驟590)。
此處，使用圖6說明有助於有效執行圖5之流程圖之連接可否之判斷之顯示裝置之顯示畫面。
圖6所示之顯示裝置600，既可為與圖4所示之狀態顯示面板400相同者，亦可為其他顯示裝置。顯示裝置600之顯示畫面，具備顯示備註或訊息等之顯示畫面部605及輸入ID、密碼等之數字小鍵盤部及按鈕輸入部640作為觸控面板，於其顯示畫面附近，具備***作為安 全機構部之實現機構之開鎖之專用之鑰匙之鑰匙孔645及認證特定行為者之生物認證操作部650。當然，該顯示裝置600，亦可係為輸入ID、密碼等而由鍵盤按鈕等輸入機構構成者。
使用如圖6所示般之顯示裝置600輸入ID、密碼等，於輸入之ID、密碼正確之情形(步驟540中YES)下，於步驟550中，於圖6之顯示畫面605上，顯示本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置之絕對最大額定之值之顯示610。然後，於下一步驟560中，於完成供電目的地之需要電力容量之輸入後，顯示輸入之供電目的地之需要電力容量之顯示615。
於步驟570中，藉由來自本發明之實施例之電力收購用系統互連裝置之輸出電力之絕對最大額定電力與供電目的地之需要電力容量之比較，若供電目的地之需要電力容量更大，則顯示供電目的地之需要電力容量超過絕對最大額定之顯示620。於圖6之實施例中，根據進一步提高安全性之意圖，進行將包含裕度之絕對最大額定之80%作為判斷標準之顯示。當然，不限定於該80%，可為將根據電力之處理時之規則求出之標準、或經驗上可期求提高安全之特定標準作為管理值，進行安全之判斷或比較於畫面中顯示者。
而且，於作為上述步驟570之判斷、比較、處理之結果，判斷為向另一系統18之電力之輸出不恰當之情形時，為了安全而顯示禁止連接之顯示625。再者，作為向進行工程之行為者、作業者之訊息，可使暗示重新研究工程規格之顯示630顯示，或使用以使向另一連接目標之連接工程完成之諮詢對象之顯示635顯示而支援工程。可藉由觸控該諮詢對象之顯示635之顯示部分並按下畫面，而自動地與諮詢對象進行聯絡。例如，可實現自動打電話、發送郵件之構成。
其次，使用圖7說明另一第3實施例。圖7係對應複數個發電系統(太陽光面板1、...1)之複數個電力調節器2、...2之電力相位之調整之 方塊圖。於圖7中，對與圖1相同之構成部分附加相同符號進行說明。
於圖7中，切換器20、20設置連接、斷開向複數個發電系統(太陽光面板1、...1)與升壓變壓器6之線路之切換器14。圖7中之符號21為連接於真空斷路器7與斷路器8之連接點，檢測高壓系統之電力相位之電力相位檢測裝置。又，圖7中之符號22為用以將自電力相位檢測裝置21輸出之相位通過閘極電路23反饋至換流器3之輸出相位調整裝置。換流器3產生符合檢測出之高壓系統之相位之相位之交流並供給至升壓變壓器6。
檢測該相位之真空斷路器7與斷路器8之連接點，配置於框體13內且以不使其他負載連接之方式管理，故不會意外地連接負載。因此，自該連接點檢測出之反饋中產生功率延遲之情況較少，從而可確實地實現受電點上之功率1。又，真空斷路器7與斷路器8之連接點，由於與換流器3配置於同一框體13內，故可於框體13內容易地取入高壓系統之互連點(受電點、供給點)之相位信號。
再者，於變壓器容量達到300kVA之裝置中，代替真空斷路器7、斷路器8，而使用進行線路之保護與開關之負載開關(LBS：空氣負載開關)，該情形時，自負載開關之高壓系統側取入電力相位信號。以上係說明藉由對應於電力收購用系統互連裝置之設備之通常之動作，而實現受電點上之功率1之方法者。
此處，說明於在災害等緊急避難時，藉由圖7所示之電力收購用系統互連裝置對另一系統18輸出電力之情形時實現功率1之構成。
如圖7所示般，電力相位檢測裝置21，經由切換器28而獲取用於換流器3之反饋控制之相位資訊。對應於電力收購用系統互連裝置之設備之通常之動作時，切換器28連接於接點a，藉此如上所述般自真空斷路器7與斷路器8之連接點檢測相位。
與此相對，於在災害等緊急避難時對另一系統18輸出電力之情 形時，如圖7所示般，自向切換為連接端子15之切換器14之輸入端子檢測相位。對切換器14之輸出電力之輸入端子，連接於切換器28之接點b。於災害等緊急避難時，切換器28切換為接點b，藉由以電力相位檢測裝置21檢測出之輸入至切換器14之輸出電力之相位(即，自連接端子15輸出之電力之相位)，而反饋控制換流器3。藉此於災害等緊急避難時，亦可實現受電點上之功率1。
再者使用圖8至圖10說明於電力收購制度中實際應用本發明之電力收購用系統互連裝置時有效之實施例。
於以上之實施例之電力收購用系統互連裝置之說明中，說明了於用於剩餘電力收購制度之裝置中，一面作為自家消費而對自己之設施供給電力，一面賣出剩餘電力，並根據災害時等之需要而進行向其他電力系統之直接輸出。另一方面，用於作為新收購制度之全量收購制度之裝置之說明中，以雖為收購發電之全量之制度，但緊急避難性地對自己以外之設施供給電力為中心進行說明。如此，於電力收購制度中無論為全量收購制度或剩餘電力收購制度，均除賣電時之向電力系統供給電力以外，充分預測需要向自己以外之其他設施供給電力、進而需要向自己設施供給電力。為實現此，於本系統中，可提出設置複數個輸出端子之構成。
即，至少設置2個輸出端子，可將第1輸出端子作為對自己之設施以外之其他設施緊急避難性地供給電力之輸出端子，將第2輸出端子作為對自己之設施供給電力之輸出端子。
圖8係可自複數個輸出端子輸出來自太陽光發電等之發電裝置1、1之電力之電力收購用系統互連裝置系統之構成方塊圖。於圖8中，作為一例，作為電力供給裝置，例示自太陽電池模組1供給之實施例，此亦可為風力發電等之其他發電設備之方面不進行說明。然而，由於賣電之費用根據發電設備而不同，故應該尋求其對策。對與 圖1相同之構成，附加相同參照編號顯示與圖1之關係。即，圖1所示之構成中相同之構成未明示地圖示。
於圖8中，可將來自切換器14之輸出作為複數個輸出目標而對輸出A及輸出B分支輸出。又，雖並非為強制設置且有義務如此做者，但可於各輸出A及B分別設置校準用儀器83、校準用儀器84。校準用儀器83、84為可取得自輸出A及輸出B輸出之供給電力之值作為數值資料之累計值並加以記憶、記錄者。藉此，例如係提供於緊急避難性之電力供給長期化之情形等時，相對於與供給地之間之電力供給，可確認供給源、供給地雙方之間之電力供給量之值之機構。
於如此之電力收購用系統互連裝置系統中，例如於使用太陽電池模組1、1之情形時，由於太陽光面板自身之輸出於氣候或晝夜中變動故有無法擔保平時之電力供給之情形。因此，應該考慮於電力之輸出中，對輸出A及輸出B之兩方之端子之輸出電力之總和超過連接之供給源之供給電力之極限容量之情形時，難以對輸出A及輸出B繼續進行電力供給而停止供給之情形。例如，如圖8所示之裝置構成般，有複數個電力供給之輸出目標(輸出A及輸出B)之情形時，亦有不同時停止對兩方之電力供給為宜之情形。
即，若太陽光發電量≧負載，則系統之運用中無問題，於太陽光發電量<負載之情形時，需要考慮某些系統停止，即斷開對輸出目標A或B之輸出。
作為該情形之應對方法之一，可提出如下之一個解決對策，即於停止來自電力收購用系統互連裝置系統之電力供給之情形時，強制斷開輸出目標A及B中之一個輸出目標，對剩下之供給地繼續進行供給。
例如係使優先級較高之輸出端子之輸出繼續，斷開優先級較低之輸出端子之輸出者。又，例如係於不超過太陽電池模組1、1之供給 電力之極限容量之範圍中，使需要之電力之供給容量較小之端子之輸出繼續，斷開、停止需要之電力之供給容量之較大之輸出者。
使上述輸出斷開之構成零件為圖8中之斷開部81或斷開部82。又，進行其控制的是輸出斷開控制部80。於圖8中，輸出斷開控制部80，取得以太陽電池模組1、1發電之電力作為電力值T並加以記憶，與來自輸出端子A及輸出端子B之輸出電力(a及b)之總和(a+b)相比較，於超過電力值T之情形((a+b)>T)下，斷開一輸出電路之斷開部81或斷開部82。於圖8所示之狀態中，顯示藉由輸出斷開控制部80之控制信號，而使斷開部81繼續來進行電力供給，斷開部82由於被斷開，故顯示未對輸出端子B供給電力之狀態。
說明該情形之步驟的是圖9之流程圖。該情形時，假定對輸出端子A之電力供給較對輸出端子B之電力供給優先。該輸出目標之優先級之資訊記憶於輸出斷開控制部80。於圖9中，若輸出斷開控制部80開始處理(步驟90)，則比較作為預先取得或記憶之供給電力(可為最大之值)之值之電力值T與向複數個供給地之輸出電力之總和(a+b)(步驟92)，上述電力之總和(a+b)超過電力值T之情形(步驟92-YES)，例如超過供給電力之極限容量之情形時，相對於斷開部82輸出斷開之控制信號，斷開對輸出端子B之輸出或已斷開之情形繼續斷開(步驟94)。再者，於輸出電力之總和(a+b)不超過電力值T之情形時(步驟92-NO)，繼續對輸出端子B之輸出或恢復輸出(步驟93)。
繼而，比較電力值T與向輸出端子A之輸出電力a(步驟96)，於上述輸出電力a超過電力值T(步驟96-YES)之例如超過供給電力之極限容量之情形時，對斷開部81輸出斷開之控制信號，斷開輸出端子A之輸出或已斷開之情形繼續斷開(步驟98)。再者，於上述輸出電力a不超過電力值T之情形時(步驟96-NO)，繼續對輸出端子A之輸出或恢復輸出(步驟97)。然而，圖9之流程圖之實施例為例示使優先級較高之輸 出端子之輸出繼續，主要斷開優先級較低之輸出端子之輸出者之實施例者，且為例示如上所述般輸出端子A較輸出端子B電力供給之優先級更高之情形之實施例者。暫且斷開之輸出端子A及B，可基於適當之判斷基準自斷開狀態恢復(步驟93、97)。於使對輸出端子之輸出恢復之情形時，確認輸出電力之總和(a+b)不超過電力值T之條件、或輸出電力a不超過電力值T之條件此點較重要。輸出端子A或B之連接狀態恢復後(步驟93、97之後)，回到步驟92之前，再次進入是否斷開輸出端子A及B之判斷步驟。
與此相對，於圖10中，對例如於不超過太陽電池模組1、1之供給電力之極限容量之範圍中，使需要之電力之供給容量較小之端子之輸出繼續，斷開需要之電力之供給容量較大之輸出之實施例進行說明。於圖10中，若以a>b為條件，輸出斷開控制部80開始處理(步驟100)，則比較作為預先取得或記憶之供給電力(可為最大之值)之值之電力值T與向複數個供給地之輸出電力之總和(a+b)(步驟102)，上述電力之總和(a+b)超過電力值T(步驟102-YES)之例如超過供給電力之極限容量之情形時，相對於斷開部81輸出斷開之控制信號，斷開對輸出端子A之輸出或已斷開之情形繼續斷開(步驟104)。再者，於上述電力之總和(a+b)不超過電力值T之情形時(步驟102-NO)，繼續對輸出端子A之輸出或恢復輸出(步驟106)。如此，暫且斷開之輸出端子A，可基於適當之判斷基準自斷開狀態恢復(步驟106)。輸出端子A之連接狀態恢復後，回到步驟102之前，再次進入是否斷開輸出端子A之判斷步驟。
上述圖10之流程圖之實施例例示輸出端子B較輸出端子A需要電力供給之電力值更小之情形(a>b)之實施例。例示使需要電力供給之電力值較小之輸出端子B之輸出繼續，斷開需要電力供給之電力值較大之輸出端子A之輸出之實施例。
再者，上述圖8至圖10之實施例中之電力值T、電力值a、電力值b，可作為以太陽電池模組等之發電設備發電之電力之最大值、規格值、額定值或於來自輸出A及B之供給地需要之負載所使用之電力之最大值、規格值、額定值。或，亦可為以太陽電池模組等之發電設備發電之電力之瞬時值、或某特定期間中之平均值、或於供給地需要之負載所使用之電力之瞬時值、或某特定期間中之平均值。
於圖9及圖10之流程圖之實施例之例示中，例示輸出端子B之斷開或輸出端子A之斷開。就於斷開後進行輸出端子B之重新輸出、輸出端子A之重新輸出之步驟，進行恢復動作之說明。關於此，於電力值之大小之比較、進行判斷之步驟92、步驟96、步驟102中，容許進行輸出端子B之重新輸出、輸出端子A之重新輸出之情形時，於輸出電力不超過電力值T之狀態之確認等之適當之判斷下，以重新輸出該等輸出之方式，進行輸出端子之連接之恢復動作。再者，圖9及圖10之流程圖之實施例可適當變更，於該等實施例係若為本領域技術人員則可充分預測之範圍內者。
[產業上之可利用性]
如以上說明般，根據本發明，於使用太陽光發電及風力發電等之自然能源發電之電力收購用系統互連裝置中可提供如下構成：通常亦不拘泥於對應電力收購制度之設備，於災害等(例如震災等)緊急避難時，可作為緊急避難性之使用而對公共性較高之設施等另一系統輸出電力。又，本發明可提供向另一系統之連接工程之安全環境。再者，於災害等緊急避難時，即便於對另一系統輸出電力之情形時，亦可實現受電點上之功率1。
1‧‧‧太陽電池模組
2‧‧‧電力調節器
3‧‧‧換流器(電力轉換電路)
4‧‧‧電抗器
5‧‧‧導體(電線)
6‧‧‧升壓變壓器
7‧‧‧真空斷路器(VCB)
8‧‧‧斷路器(DS)
9‧‧‧電力供需用儀器用變壓器(VCT)
10‧‧‧柱上空氣開關(PAS)
11‧‧‧電力系統
12‧‧‧電力量計
13‧‧‧框體
13a‧‧‧箱體
13b‧‧‧箱體
13c‧‧‧箱體
14‧‧‧切換器
15‧‧‧連接端子
16‧‧‧盒
17‧‧‧安全機構部
18‧‧‧另一系統
19‧‧‧電力線
LS‧‧‧低壓系統
HS‧‧‧高壓系統

Claims (11)

  1. 一種電力收購用系統互連裝置，其特徵在於包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且將來自該升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統；其中設置有切換器，其為將來自該電力收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統之連接目標而切換連接目標；且上述切換器設置於上述電力調節器與上述升壓變壓器之間，且成為限制該切換器之切換操作之構成。
  2. 如請求項1之電力收購用系統互連裝置，其中以來自上述切換器之輸出可對複數個輸出目標輸出之方式將輸出系統分支。
  3. 如請求項2之電力收購用系統互連裝置，其中上述分支之輸出系統分別具備斷開部，藉由輸出斷開控制部之控制而控制上述斷開部之連接/斷開。
  4. 如請求項1至3中任一項之電力收購用系統互連裝置，其中上述電力調節器、上述升壓變壓器及上述切換器配置於同一框體內。
  5. 一種電力收購用系統互連裝置，其特徵在於包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且上述電力調節器及上述升壓變壓器配置於同一框體內，將來自上述升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統，且 將來自上述電力收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統之連接端子、與切換來自上述電力調節器之輸出之連接目標之切換器設置於上述同一框體內，上述切換器設為切換連接於將來自上述電力調節器之輸出輸出至上述升壓變壓器或上述另一系統之連接端子之構成，且設為限制該切換器之切換操作之構成。
  6. 如請求項5之電力收購用系統互連裝置，其中切換操作受限制之上述切換器係設置有向該切換器輸出切換信號之安全機構部；設置內含輸出至上述另一系統之連接端子之端子箱，該端子箱設為以可破壞之封印蓋覆蓋之封印構造，可將該封印蓋開封而與連向上述另一系統之連接端子連接，且設置有對上述安全機構部輸入密碼之輸入部。
  7. 如請求項5之電力收購用系統互連裝置，其中上述電力收購用系統互連裝置設置有顯示動作狀態之顯示裝置，且以該顯示裝置顯示之顯示模式包含：安全施工模式，其表示與連向上述另一系統之連接端子之連接工程可安全施工；另一系統輸出模式，其表示自連向上述另一系統之連接端子對另一系統輸出電力。
  8. 一種使用電力收購用系統互連裝置之電力向另一系統之輸出方法，其特徵在於，上述電力收購用系統互連裝置包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且上述電力調節器及上述升壓變壓器配置於同一框體內，將來自上述升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統，且 設置有：連接端子，其將來自上述電力收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統；及切換器，其切換來自上述電力調節器之輸出之連接目標；上述切換器設為切換連接於將來自上述電力調節器之輸出輸出至上述升壓變壓器或上述另一系統之連接端子之構成；上述電力收購用系統互連裝置設置有向上述切換器輸出切換信號之安全機構部，上述安全機構部進行由操作者輸入之包含字符或數字串之密碼之認證處理，於認證為正規之操作者之情形時，輸出切換許可指令信號，於輸出該切換許可指令信號之後，可將上述切換器設為將來自上述電力調節器之輸出之連接目標自連接至上述高壓電力系統而切換為連接於輸出至上述另一系統之連接端子。
  9. 如請求項8之使用電力收購用系統互連裝置之電力向另一系統之輸出方法，其中於顯示上述電力收購用系統互連裝置之動作狀態之顯示裝置中，於正規之操作者輸入之ID、密碼被認證為正確，且檢測出上述切換器未將來自上述電力調節器之輸出切換為連接於連向上述另一系統之連接端子之情形時，進行安全施工模式之顯示；於檢測出上述切換器已將來自上述電力調節器之輸出切換為連接於連向上述另一系統之連接端子，且檢測出已自上述連接端子輸出電力之情形時，進行另一系統輸出模式之顯示。
  10. 一種電力收購用系統互連裝置，其特徵在於包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且上述電力調節器及上述升壓變 壓器配置於同一框體內，將來自上述升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統，且將來自上述電力收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統之連接端子、與切換來自上述電力調節器之輸出之連接目標之切換器設置於上述同一框體內，上述切換器設為切換連接於將來自上述電力調節器之輸出輸出至上述升壓變壓器或上述另一系統之連接端子之構成，且設為限制該切換器之切換操作之構成，並設置有向該切換器輸出切換信號之安全機構部，進而，設置內含輸出至上述另一系統之連接端子之端子箱，該端子箱設為以可破壞之封印蓋予以覆蓋之封印構造，於災害等緊急避難時可將該封印蓋破壞而與連向上述另一系統之連接端子連接，且設置有向上述安全機構部輸入密碼之輸入部。
  11. 一種使用電力收購用系統互連裝置之災害等緊急避難時之電力之緊急輸出方法，其特徵在於，該電力收購用系統互連裝置包含：電力調節器，其將來自太陽光發電或風力發電等之可再生能源之直流電力轉換為交流電力；及升壓變壓器，其將自該電力調節器輸出之交流電力轉換為高壓電力；且上述電力調節器及上述升壓變壓器配置於同一框體內，將來自上述升壓變壓器之高壓電力輸出至高壓電力系統，且設置有：連接端子，其將來自上述電力收購用系統互連裝置之輸出輸出至與上述高壓電力系統不同之另一系統；及切換器，其切換來自上述電力調節器之輸出之連接目標；且上述切換器設為切換連接於將來自上述電力調節器之輸出輸出至上述升壓變壓器或上述另一系統之連接端子之構成；上述電力收購用系統互連裝置設置有向上述切換器輸出切換信號之安全機構 部，上述安全機構部進行由操作者輸入之包含字符或數字串之密碼之認證處理，於認證為正規之操作者之情形時，輸出切換許可指令信號，於輸出該切換許可指令信號之後，提供可使上述切換器將來自上述電力調節器之輸出之連接目標自連接至上述高壓電力系統而切換為連接於輸出至上述另一系統之連接端子之狀態。
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