WO2014069054A1 - 災害時の電力系統の異常事態に対応可能な電力買取システム用系統連系装置、及びその方法 - Google Patents

災害時の電力系統の異常事態に対応可能な電力買取システム用系統連系装置、及びその方法 Download PDF

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WO2014069054A1
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power
output
connection
purchase
grid
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PCT/JP2013/070069
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友和 浮須
智幸 澤口
英正 山口
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株式会社日立産機システム
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
    • H—ELECTRICITY
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Definitions

  • the present invention relates to a grid interconnection device for a power purchase system that can cope with an abnormal situation of a power system caused by a disaster or the like, and uses the generated power of the grid interconnection device for the power purchase system to
  • the present invention relates to an emergency output method for avoiding abnormal situations.
  • the “system” means an electric power system for supplying electric power, and refers to an integrated system from power generation to power distribution for an electric power company to supply electric power to consumers of electric power.
  • the term “specific output system” may be used to indicate an electric power system from a specific power supply source to a specific power demand destination.
  • “Disasters” include human disasters (including wars, civil wars, acts of terrorism), natural disasters (including earthquakes, heavy rains, lightning strikes, tsunamis, tornadoes, etc.), accidents (including railway and traffic accidents, etc.), and power supply An event that causes an abnormal condition over a long period of time in the system.
  • the “power system abnormal situation” refers to a situation in which a serious abnormality occurs in the power system due to an event caused by a disaster, for example, a critical situation such as causing a life crisis. It does not include simple power outages, but it includes large-scale power outages such as power outages throughout the region.
  • “Emergency evacuation use” means that the power generated by the grid connection device for power purchase according to the present invention is used as a power system in order to obtain necessary power for maintaining public interests or maintaining lives in the event of a disaster. Means emergency evacuation in different systems.
  • Power purchase grid interconnection device is used for a system that purchases the generated power by supplying the power obtained by solar power generation or wind power generation to the existing power grid A grid interconnection device.
  • a grid interconnection device used in a system that purchases the entire amount of generated electric power is referred to as a “full grid purchase grid interconnection device”.
  • the “surplus power purchase system” is a system stipulated in the “Act on the Use of Non-Fossil Energy Sources and Effective Use of Petrified Energy Raw Materials by Energy Suppliers (November 1, 2009)” In this system, electric power companies purchase surplus power generated at homes and offices at a fixed price.
  • total fixed purchase system or “total purchase system” is a system stipulated by the Act on Special Measures concerning Renewable Energy Electricity Procurement by Electric Power Companies (August 26, 2011). It is a system that requires electric power companies to purchase all the power generated by renewable energy sources such as solar, wind, hydropower, geothermal, and biomass at a fixed price.
  • the present invention is effective when applied to a system of a power generation company in a power purchase system. In particular, it functions effectively under the total purchase system, but is also effective under the surplus power purchase system.
  • a typical example is a solar power generation system.
  • the solar light energy is converted into a direct current by the solar cell module, and this direct current is converted into alternating current power by the inverter of the power conditioner and used.
  • the voltage is boosted in accordance with the voltage (output) to be used, and a low-voltage AC output is provided via an insulation and step-up transformer so that a DC component from the inverter does not flow into the system.
  • Such power conditioners are already manufactured and sold by many manufacturers.
  • Patent document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-61970 divides the current power system into a plurality of independent power systems and connects them to each other in order to enable mass introduction of renewable energy.
  • the objective is to build a power system that can be operated stably and stably and its operation means.
  • This is configured by a multi-terminal type asynchronous interconnection device characterized in that a plurality of asynchronous power systems including the main power system are connected and the power control is performed so that the sum of the inflow power and the output power is zero.
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-182641 has the same problem as Patent Document 1, and connects a plurality of asynchronous power systems including a main power system, and flows in and sends out power. Power control so that the total sum of power is zero, and a multi-terminal asynchronous interconnection network system composed of multi-terminal asynchronous interconnection devices, and power equipment installed in an independent electric power system. Power interchange between different power system power devices by connecting a power network control network device composed of power device control terminal devices having means for power control and integrating power control and communication control, We are constructing a power network system that enables simultaneous and asynchronous power interchange between power systems.
  • Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-10530
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-10530 has a problem of suppressing the possibility of a chain power outage due to unstable system due to a large amount of fluctuation of natural energy power supply, Therefore, the power system is subdivided, and an apparatus capable of accommodating asynchronous power between them is developed, and power is interchanged with a destination through a plurality of routes like the Internet.
  • a multi-terminal power conversion device that distributes and distributes power is devised, and asynchronous power connection of subdivided power systems is performed, thereby enabling chain power failure Suppress.
  • By adding an information processing address power can be accommodated to a target power system like the Internet.
  • the power conversion related information and the transaction related information are associated with each other so that power transactions and transactions of derivative products can be performed.
  • Patent Document 4 (International Publication WO2008 / 117392) aims to provide a power system that can stand on its own without relying on a conventional power system, and includes one or more power generation devices and one or more power storage devices. And self-sustained distribution in which a plurality of power consumers including one or a plurality of power consuming devices and a power supply / demand control device are directly or indirectly interconnected, and each power supplier / supply unit exchanges excess or deficient power. In each type of power system, each power demand control device determines whether or not there is a power shortage in each power consumer, or whether or not there is a power surplus.
  • An invention is disclosed in which power is received from a power supplier and demander, and when power surplus occurs in the power supplier and demander, the power is supplied to another power supplier and demander.
  • Patent Document 5 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2012-60761 aims to properly trade electric power within a region even when the reception status of reverse power flow varies from region to region.
  • the power distributor is between the power generated by the solar cell, the power stored or discharged by the storage battery, the power received or transmitted via the commercial low-voltage line, and other residential or regional facilities via the shared low-voltage line.
  • An invention is disclosed that includes a switching unit that switches a flow of power to be transmitted or received and power supplied to a power load.
  • the transaction device determines and switches the flow of power in the home power distributor based on the measurement results of the generated power of the solar cell measured by the home power distributor, the stored or stored power of the storage battery, and the power consumption of the power load.
  • the transaction apparatus stores the surplus power in the local storage battery when there is surplus power in the area, and transmits the stored power of the local storage battery to the shared low voltage line when the surplus power decreases.
  • Patent document 6 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-101532 discloses that the amount of electric power that can be accommodated between electric power consumers and the amount of commercial AC power is suppressed and the amount of electric power is accommodated. It is an object to provide an electric power interchange system that can be used.
  • this power interchange system the amount of solar power generated by solar cells is interchanged between housings in an apartment house. Each house receives supply of commercial AC power through the same power supply system, and also receives power supply from solar cells. The amount of power supplied to each house is managed by a power management device.
  • the power management apparatus grasps the surplus power amount in one house and the required power amount of another house, and supplies the surplus power amount of one house to another house through the power supply system.
  • Patent document 7 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-1015373 aims to provide a power distribution system that can contribute to the promotion of energy saving awareness, solar cells that supply power generated by sunlight, oil, and the like
  • a power supply system that can drive a DC device and an AC device with power supplied from at least one of the commercial AC power sources that supply the power generated by the solar cell, the solar cell and the commercial AC power source
  • an invention including a light emitting element for notifying a power source in use as a power supply source is disclosed.
  • Patent Document 8 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-273489
  • the first object of the present invention is to provide a power conditioner that can improve partial load efficiency and improve system conversion efficiency in a photovoltaic power generation system in a power conditioner equipped with a transformer.
  • a second object of the present invention is to provide a power conditioner that can be further reduced in size in a power conditioner configured by putting a transformer and an inverter in the same casing.
  • Non-Patent Document 2 also discloses a power conditioner.
  • the surplus power purchase system has been promoted by local governments for a long time, and the total power purchase system, which is a new purchase system that has a different purpose from the surplus power purchase system that has been implemented in the past, was released on July 1, 2012. Effective from the day, administrative guidance is also being promoted. In this way, whether it is a surplus power purchase system or a full quantity purchase system, the power generated by a system different from the system of the power company is distributed in the system. However, the distribution is only between the systems of specific power generation companies and electric power companies. It is not a system that freely allows direct supply of surplus power from a specific power generation company that is a consumer of an electric power company to other consumers.
  • the total amount purchase system in particular, the total amount of generated power is purchased directly connected to the high-voltage or special high-voltage system of the electric power company, not to the interconnection between the low-voltage systems of each home or factory. Therefore, it is considered that the future full purchase system will be introduced as a system that does not allow self-consumption of power generated by a solar power generation system or the like.
  • Non-Patent Document 2 a power conditioner that can supply power even in the event of a power failure in self-sustained operation is already known in Non-Patent Document 2.
  • a general grid-connected photovoltaic power generation system cannot use electricity when commercial power is interrupted” solves the problem of the present invention. It is not possible.
  • the grid connection device for power purchase of the present invention A power conditioner that converts DC power from a renewable energy source such as solar power generation or wind power generation into AC power, and a step-up transformer that converts AC power output from the power conditioner into high voltage power, A grid connection device for power purchase that outputs high voltage power from the step-up transformer to a high voltage power system, In order to output the output from the grid connection device for power purchase to a connection destination of a system different from the high-voltage power system, a switch for switching the connection destination is provided.
  • the switch is provided between the power conditioner and the step-up transformer, and the switching operation of the switch is limited.
  • the output from the switch is branched from the output system so that it can be output to a plurality of output destinations.
  • Each of the branched output systems includes a blocking unit, and connection / cutoff of the blocking unit is controlled by control of the output blocking control unit.
  • the power conditioner, the step-up transformer, and the switch are arranged in the same casing.
  • the grid connection device for power purchase of the present invention A power conditioner that converts DC power from a renewable energy source such as solar power generation or wind power generation into AC power, and a step-up transformer that converts AC power output from the power conditioner into high voltage power
  • the power conditioner and the step-up transformer are arranged in the same housing, and are a power purchase system interconnection device that outputs high-voltage power from the step-up transformer to a high-voltage power system
  • a connection terminal for outputting the output from the grid connection device for power purchase to a system different from the high-voltage power system and a switch for switching the connection destination of the output from the power conditioner.
  • the switch is configured to switch the connection to the connection terminal that outputs the output from the power conditioner to the step-up transformer or the separate system, and the switching operation of the switch is limited. It is characterized by.
  • the switching device in which the switching operation is restricted includes a security mechanism unit that outputs a switching signal to the switching device, A terminal box containing a connection terminal that outputs to the other system is provided, and the terminal box has a sealing structure covered with a destructible sealing cover. When the emergency evacuation such as a disaster, the sealing cover is opened. Connection with the connection terminal to the other system is possible, and an input unit for inputting the password to the security mechanism unit is provided.
  • the grid connection device for power purchase of the present invention is provided with a display device that displays the operating state,
  • the display mode displayed on the display device is A safety work mode for displaying that the connection work with the connection terminal to the different system can be safely done; and It has another system output mode which displays that the electric power is output with respect to another system from the connection terminal to said another system.
  • the output method to another system of power using the grid interconnection device for power purchase of the present invention A power conditioner that converts DC power from a renewable energy source such as solar power generation or wind power generation into AC power, and a step-up transformer that converts AC power output from the power conditioner into high voltage power,
  • the power conditioner and the step-up transformer are arranged in the same enclosure, and a method for outputting power to another system using a power purchase system interconnection device that outputs high-voltage power from the step-up transformer to a high-voltage power system
  • a connection terminal that outputs the output from the grid connection device for power purchase to a system different from the high-voltage power system, and a switch that switches a connection destination of the output from the power conditioner the switch is
  • the power switching system interconnection device is configured to switch the connection from an output from the power conditioner to a connection terminal that outputs to the step-up transformer or the separate system, and the power purchase system interconnection device outputs a switching signal to the switch Part
  • the security mechanism performs password authentication processing consist
  • the output method to another system of power using the grid interconnection device for power purchase of the present invention In the display device that displays the operating state of the grid connection device for power purchase, When the ID / password entered by a legitimate operator is authenticated and the switch detects that the output from the power conditioner has not switched the connection to the connection terminal to the other system Displays the safety work mode, When the switch detects that the output from the power conditioner is switching the connection to the connection terminal to the other system, and it detects that the power is output from the connection terminal. The system output mode is displayed.
  • the grid connection device for power purchase of the present invention is particularly effective when applied to a total purchase system, and converts DC power from a renewable energy source such as solar power generation or wind power generation into AC power.
  • a power conditioner, and a step-up transformer that converts AC power output from the power conditioner into high-voltage power, and the power conditioner and the step-up transformer are arranged in the same casing, and from the step-up transformer
  • a high-voltage power grid interconnection device that outputs high-voltage power to a high-voltage power grid, Provided in the same housing are a connection terminal for outputting the output from the total quantity purchase system interconnection device to a system different from the high-voltage power system, and a switch for switching the connection destination of the output from the power conditioner.
  • the switch is configured to switch connection to a connection terminal that outputs the output from the power conditioner to the step-up transformer or the separate system, and the switching operation of the switch is limited.
  • a security mechanism that outputs a switching signal to the switch is provided.
  • a terminal box is provided that encloses the connection terminals that are output to the separate system, and the terminal box has a sealing structure covered with a destructible sealing cover, and the sealing cover is destroyed during an emergency evacuation such as a disaster.
  • an input unit for inputting the password to the security mechanism unit is provided.
  • the emergency output method of power at the time of emergency evacuation such as a disaster using the grid connection device for power purchase of the present invention is particularly effective when applied to the total purchase system,
  • a power conditioner that converts DC power from a renewable energy source such as solar power generation or wind power generation into AC power, and a step-up transformer that converts AC power output from the power conditioner into high voltage power
  • the power conditioner and the step-up transformer are arranged in the same housing, and the electric power at the time of emergency evacuation such as a disaster using a total quantity purchase system interconnection device that outputs the high-voltage power from the step-up transformer to the high-voltage power system
  • Emergency output method Provided with a connection terminal for outputting the output from the total amount purchase grid interconnection device to a system different from the high-voltage power system, and a switch for switching the connection destination of the output from the power conditioner, the switch,
  • the system is configured to switch the connection from the output from the power conditioner to the step-up transformer or a connection terminal that outputs to the separate system, and
  • the security mechanism performs password authentication processing consisting of letters or numbers input by an operator, and if it is authenticated as a legitimate operator, outputs a switching permission command signal, After the output of the switching permission command signal, the switch can be switched from the connection destination of the output from the power conditioner to the connection terminal outputting from the connection to the high-voltage power system to the connection terminal. It is characterized by providing.
  • the present invention is a device that is used as a general grid connection device for power purchase in normal times, but has a configuration capable of switching the connection of the output power to a system other than the power system in an emergency evacuation during a disaster. Because it is equipped, it can cope with an abnormal situation at the time of a disaster.
  • a power factor of 1 is achieved at the time of receiving power, and even when power is output to a system other than the power system in the event of a disaster such as an earthquake disaster, The power factor of 1 can be realized.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the power purchase grid interconnection device of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart of control in the case of outputting to another system in the embodiment of the power purchase grid interconnection apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a mounting diagram of equipment arrangement of an embodiment of the grid connection device for power purchase of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a display example of the display device in the embodiment of the power purchase grid interconnection device of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining display on the display device in the embodiment of the grid connection device for power purchase of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing another display example of the display device in the embodiment of the grid connection device for power purchase of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram of the adjustment of the power phase of the power conditioner in the embodiment of the grid connection device for power purchase of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a multiple output configuration and an interrupt configuration thereof according to the embodiment of the present invention. The relationship with FIG. 1 is shown in the figure.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining a first pattern of the multiple output function and the cutoff function thereof according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is another flowchart for explaining the second pattern of the multiple output function and the cutoff function thereof according to the embodiment of the present invention.
  • connection terminal for another system that is newly connected to another system, separately from a terminal that connects the generated power of solar power generation or wind power generation to a high-voltage power system of an electric power company.
  • connection terminals for different systems There may be one or more connection terminals for different systems. As will be described in detail in the following embodiment, when a plurality of connection terminals for different systems are provided, it is necessary to consider ON / OFF of power supply to each connection terminal.
  • connection terminals for other systems shall be sealed so that they cannot be connected to the terminals during normal use from the viewpoint of safety.
  • the sealing structure is, for example, covered with a sealing cover that performs sealing in order to suppress the free use of everyone and limit the use to a predetermined qualified person.
  • the sealing cover can be physically broken to enable connection to a connection terminal for another system.
  • the sealing cover may be configured to be opened only when a specific condition is satisfied, or may be configured to be opened only by a specific worker.
  • the present invention can be provided with a switch for switching the connection so that power is output from the connection terminal for another system.
  • This switch can be configured so that the connection is switched only when a specific condition is satisfied.
  • the present invention may be configured to provide a display device for informing the worker that the connection work can be safely performed for the connection terminal for another system.
  • the present invention is configured to provide two modes of an operation mode in which the operation is synchronized with the grid output phase at the time of power purchase and an operation mode in which the operation is performed independently (asynchronous) during private consumption, and the two operation modes are switched. You can also
  • FIG. 1 is a configuration example of an embodiment of the power purchase grid interconnection device of the present invention, and the same parts as those in FIGS.
  • the description of the embodiments does not limit the technical scope of the invention, and design modifications that can be easily made by those skilled in the art are included in the present invention within the scope of the inventive idea.
  • the DC output power generated by the solar cell modules 1, 1 is converted into AC power by the inverter 3 in the power conditioner 2, and the waveform is passed through the reactor 4. Is converted to AC power with a sine wave.
  • This AC power is transmitted to the step-up transformer 6 via the conductor (electric wire) 5.
  • the step-up transformer 6 applies low-voltage (600 V or less, for example, 200 V or less) AC power output from the power conditioner 2 to a high voltage (600 to 7000 V or less, for example, 6.6 KV for AC) or extra high voltage (7000 V for AC). It is a transformer that converts to the above, and also plays the role of an isolation transformer.
  • the electric power boosted to a high voltage or extra high voltage by the step-up transformer 6 takes out a power amount signal from the power line 19 via a vacuum circuit breaker (VCB) 7 and a disconnector (DS) 8.
  • VCT vacuum circuit breaker
  • DS disconnector
  • PALS column top air switch
  • a vacuum circuit breaker (VCB) 7 protects those connected devices by interrupting the step-up transformer 6 from the high-voltage system in the event of a short circuit or ground fault in the high-voltage system.
  • a power meter 12 is connected to the power supply / demand meter transformer 9, and the amount of power transmitted to the power system 11 (the amount of power sold) is measured.
  • the power conditioner 2 constitutes a low-voltage system (LS) device, which includes a step-up transformer 6 to a power supply / demand meter transformer 9 and a watt-hour meter 12.
  • pressure system (HS) is comprised.
  • the low-voltage system (LS) and high-voltage system (HS) devices are housed in the same housing 13. That is, in the housing 13, the power conditioner 2, the step-up transformer 6, the vacuum circuit breaker 7, the disconnector 8, the power transformer 9 for power supply and demand, and the wattmeter 12 are housed.
  • an air load switch may be used as a load switch for protecting and switching the line instead of the vacuum circuit breaker 7 and the disconnecting switch 8.
  • the load switch protects the line with a built-in fuse and serves as a vacuum circuit breaker 7 and a disconnecting switch 8.
  • the power supply / demand meter transformer 9 and the watt-hour meter 12 are not necessarily housed in the housing 13.
  • the embodiment of the present invention relates to the grid interconnection device for power purchase as described above, and outputs the output power from the power conditioner 2 to a system separate from the power system in an emergency evacuation during a disaster such as an earthquake disaster.
  • the present invention relates to an apparatus and a method that make it possible. Specifically, as shown in FIG. 1, a connection terminal 15 is provided between the low-voltage system (LS) and the high-voltage system (HS) of the grid connection device for power purchase so that power can be output in the event of a disaster. It is.
  • the power from the power conditioner 2 is connected to the step-up transformer 6 so that the power from the power conditioner 2 is boosted by the step-up transformer 6.
  • This is required in the power purchase system interconnection device for power purchase.
  • the switch 14 having a special configuration, it is urgent at the time of disaster such as an earthquake disaster. As an evacuation, the output power from the power conditioner 2 can be safely output not only to its own use but also to another system 18 different from the power system.
  • the connection of the switch 14 can be switched in an emergency evacuation manner using a safe and simple method, and the output power output from the power conditioner 2 is different from the power system 11 in addition to the self-use.
  • This allows safe output to another system 18.
  • the grid interconnection apparatus according to the embodiment of the present invention is a facility that can be used even in the total quantity purchase system, it is assumed that power to the separate system 18 is not output in normal times.
  • the grid interconnection device for power purchase according to the embodiment of the present invention must output power to the separate grid 18 in an emergency evacuation only in the event of a disaster, for the purpose of the total fixed purchase system. Therefore, the application of the present invention is particularly effective.
  • emergency evacuation measures such as at the time of a disaster can be safely achieved by the following two specific configurations.
  • the switch 14 provided with the connection terminal 15 to the separate system 18 is configured by a sealing structure that restricts free use by everyone.
  • the switch 14 is sealed, and is usually configured so that the connection terminal 15 cannot be physically connected to the other system 18.
  • this is possible by covering the switching lever of the switch 14 with a sealing cover. Since this seal cover is not intended to be impossible to use, it may be transparent so that the switching lever of the switch 14 is visible, but it is opaque and not visually visible. It may be one that restricts free use. In an emergency evacuation such as a disaster, a technician having electric construction qualification destroys the sealing cover and exposes the switching lever of the switch 14 to enable connection work with another system 18. You may do it.
  • the box 16 in which the switch 14 shown in FIG. 1 is housed may have a locking structure that can be opened and closed only during an emergency evacuation such as a disaster. In that case, it is necessary to make it possible for a technician having a qualification for electrical work to release the lock.
  • the destruction of the sealing cover and enabling the connection work is intended to allow the connection to the separate system 18 for emergency evacuation in the event of a disaster, etc. Since it is possible to use a technician having a construction qualification, it is intended to be shown explicitly from the exterior as the case 13 of the grid connection device for power purchase according to the embodiment of the present invention. is there.
  • a seal cover such as a fire alarm, there is also an aim to make the operator psychologically and implicitly aware that it is an emergency evacuation action in the event of a disaster. In particular, if the equipment is compatible with the full-volume purchase system, it is allowed to be used outside of the electric power system as an emergency evacuation for disasters, etc. is there.
  • the above-described operation of “switch only by software only when a specific limited condition is satisfied” is configured to be performed by the security mechanism unit 17 of FIG. More specifically, the security mechanism unit 17 can be provided with an authentication system, and only a specific limited worker or a responsible person having a specific authority can issue a switch command to the switch 14. Configure as follows.
  • the operation when this specific condition is satisfied will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the flow chart of FIG. 2 is necessary when switching work is divided into a case where the grid interconnection device for power purchase according to the embodiment of the present invention is applied to the total purchase system and a case where it is applied to the surplus power purchase system. It is an example of the flow of processing until a switching permission command is issued.
  • the authentication system according to the second embodiment of the present invention requests input of an ID that is an identifier for identifying a worker such as a person in charge and input of a password.
  • the authentication of the person may be a system that can be authenticated by handing the IC card to a legitimate worker.
  • step 200 when the processing of the authentication system starts (step 200), the power from the grid connection device for power purchase is normally supplied by the power company. It is detected whether the power supply system 11 is supplied or stopped, that is, whether or not the power company system 11 is operating normally (step 210). If power is being supplied to the power company's grid 11 (NO in step 210), the power company's grid 11 is normal, and the above-mentioned "during emergency evacuation such as a disaster" described above. Does not correspond to Therefore, it is not permitted to switch the switch 14, that is, the process is terminated without outputting a switch permission command to the switch 14 because “the specific condition is not satisfied” (step 250). .
  • step 210 if the electric power of the grid 11 of the electric power company is stopped (power failure state) (YES in step 210), this corresponds to the above-mentioned “at the time of emergency evacuation such as disaster”. Therefore, one of the “specific conditions” for switching the switch 14 is satisfied. However, the connection to the separate system 18 should be permitted only to a specific worker or responsible person, and it is necessary to provide a further safe working environment.
  • the process waits for input of an ID and a password by a specific worker (step 220).
  • step 210 is omitted, and the process directly waits for input of an ID and password by a specific worker (step 220). If the input ID and password are correct (YES in step 230), a switching permission command for permitting switching of the switch 14 is output (step 240), and the process ends (step 250). On the other hand, if the input ID and password are not correct (NO in step 230), the “specific condition” is not satisfied, and a switching permission command for permitting switching of the switch 14 is output. First, the process ends (step 250).
  • detecting whether power from the grid 11 of the electric power company is supplied or stopped is to detect whether or not it corresponds to “emergency evacuation such as a disaster”. Yes, specifically, the power failure state of the grid 11 of the electric power company is detected. However, even if the grid 11 of the power company is in a power outage state, the instantaneous power failure state or the normal short time power outage state does not correspond to “emergency evacuation such as a disaster” in the present invention.
  • the grid connection device for power purchase of the present invention When the grid connection device for power purchase of the present invention is applied to the total purchase system, that is, the grid interconnection device of the embodiment of the present invention corresponding to the total purchase system is allowed to output power to another system 18. Since this is exceptionally permitted only during “emergency evacuation such as a disaster”, strict detection, control, and processing must be performed.
  • the grid connection device for power purchase according to the present invention is applied to the surplus power purchase system, the connection work from the connection terminal 15 to the separate system 18 is performed in a safe state. Need to be able to provide. Therefore, there is an aim to confirm that the construction work is in a safe state. This is necessary both when applied to the full purchase system and when applied to the surplus power purchase system.
  • a sealing cover having a sealing structure for the switching lever and the like of the connection terminal 15 is provided, which is destroyed in the event of a disaster to expose the switching lever and the like of the connection terminal 15, so that He explained that connection work to 18 would be done.
  • both the first embodiment and the second embodiment described above may be used in combination without being carried out independently. That is, in the process of step 240 in the flowchart shown in FIG. 2, an opening permission command for opening the sealing structure may be output to the sealing mechanism unit when a switching permission command is issued to the switch 14. .
  • a step of outputting an opening permission command (without a flowchart) is provided, and the opening of the sealing cover is permitted by the opening permission command. Further, for safety, it is preferable to provide an opening mechanism portion that can be opened after the opening permission command is output.
  • the authentication system in the security mechanism unit 17 is not limited to an authentication method by inputting an ID / password.
  • the sealing structure may be based on locking of a key, and the one that is unlocked by inserting a dedicated key for unlocking may be used, or one that is used in combination with the authentication system described above may be used.
  • biometric authentication systems that use biometric information such as fingerprints, iris patterns, retinal patterns, vein patterns, and voiceprints of specific authorized workers / responsible persons, systems that use IC cards, The system used together may be used.
  • the reason for limiting the construction work to a specific authorized worker / responsible person is as follows. Although it is one repetition, although it is the grid connection apparatus for power purchase of the Example of this invention which can switch an electric power grid
  • FIG. 3A is a front view showing a part of the grid connection device for power purchase according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a side view showing a part of the system. is there.
  • the housing 13 is configured by connecting a plurality of three rectangular parallelepiped boxes 13a, 13b, and 13c.
  • a wall is provided at the boundary of each box 13a, 13b, 13c, and each box may be an independent box, and is a box between the low pressure system (LS) and the high pressure system (HS).
  • LS low pressure system
  • HS high pressure system
  • a wall may be provided only at the boundary between 13a and 13b.
  • the power conditioner 2 is disposed in the right box 13a, and the step-up transformer 6, the vacuum circuit breaker 7, and the disconnector 8 are disposed in the box 13b adjacent to the box 13a. Further, a power supply / demand transformer 9 and a watt hour meter 12 are disposed in the adjacent box 13c. Ventilation fans 24 and 24 are installed above the box body 13a and the box body 13b. By exhausting the heat generated from the power conditioner 2 and the step-up transformer 6 to the outside of the casing 13, the inside of the casing is I try not to get hot. When the total heat generation amount is small, one of the ventilation fans 24 may be omitted.
  • the box 16 provided in FIG. 3 is provided in the box 13a on the low-voltage system (LS) side, and is configured as a box-shaped structure including the switch 14 and the connection terminal 15.
  • the box 16 is provided in the box 13a on the low-voltage system (LS) side for ease of wiring. That is, the box 16 is provided in the box 13a in order to output the output power from the power conditioner 2 from the connection terminal 15 via the switch 14 by a short connection line.
  • the box 16 is provided in the box 13c due to the arrangement space of each device in the housing 13.
  • the box 16 has a sealed structure. Specifically, the cover is covered with a sealing cover.
  • the devices housed in the boxes 13a and 13b in the housing 13 are managed by the power selling side, and maintenance work is performed.
  • the equipment stored in the box 13c is managed by the electric power company, and maintenance work is performed.
  • the box 16 is provided in the box body 13a, this is suitable for the power selling side to perform connection work.
  • the box 16 is provided in the box 13c, even if the power company performs the connection work or the power selling side performs the connection work, it is suitable for performing the connection work under the management of the power company. Yes.
  • the low-pressure system (LS) device and the high-pressure system (HS) device are housed in the same housing, so that the installation area can be reduced and the space can be saved.
  • a conventional low voltage system voltage is created by using the power purchase system interconnection device configured by placing the step-up transformer 6 and the power conditioner 2 in one casing. Therefore, the AC power passing through the reactor 4 of the power conditioner 2 can be transmitted to the step-up transformer 6 as it is, and the power conditioner unit can be transformerless.
  • the conventional low voltage transformer has its own loss, and by eliminating this transformer, the loss can be reduced and the power generation efficiency can be improved.
  • the low-voltage transformer also has a function of insulation from the power company system. In the embodiment of the present invention, since the low-voltage transformer is not required, this insulation function is achieved by the step-up transformer 6. Devised to substitute.
  • FIG. 4 shows an example of connection to another system 18 in order to supply output power from the grid interconnection apparatus according to the embodiment of the present invention to a highly public facility P such as a hospital as emergency evacuation such as a disaster. It is a figure explaining the status display in the step which permits construction.
  • the status display panel 400 is provided so as to be visually seen at any position of the housing 13 of the grid interconnection device of the embodiment of the present invention.
  • the installation position of the state display panel 400 is preferably in the vicinity of the box 16.
  • the status display panel 400 permits a “system power cut-off” display 410 indicating that power from the grid 11 of the power company is stopped (power failure status), and connection work to another grid 18 is permitted.
  • An example is shown in which a “construction possible mode” display 420 indicating that the connection work has been completed and a “disaster output mode” display 430 indicating that power is being output to another system 18 is displayed as highlights. Yes.
  • characters such as “system power cut-off”, “construction possible mode”, and “disaster output mode” may be blinked by blinking the display LED.
  • connection switching work is performed in the grid connection device for power purchase according to the embodiment of the present invention
  • the “system power cut-off” display 410 and the “construction possible mode” display 420 are displayed on the status display panel 400. After confirming the above, connection work with the connection terminal 15 is performed toward the other system 18. Next, the flow until the “construction possible mode” display 420 is displayed will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • step 500 when the process of displaying the “construction possible mode” display 420 on the status display panel 400 is started (step 500), power from the grid 11 of the power company is supplied or stopped. Is detected (step 510). If power is supplied from the grid 11 (NO in step 510), the usage state when applied to the total purchase system does not correspond to the above-mentioned "emergency evacuation such as disaster". . Therefore, since the output to the other system 18 is not permitted, that is, “the specific condition is not satisfied”, the transition to the “construction possible mode” display 420 is prohibited, and the processing is ended (step 590). . Further, even when applied to the surplus power purchase system, if power is supplied from the grid 11 (NO in step 510), it may not be safe to perform the construction, so the power grid stop process 515 I do. Thereby, the safety of construction can be secured.
  • step 510 if the power from the grid 11 is stopped (power failure state) (YES in step 510), the construction safety is maintained, or “emergency evacuation such as disasters” in the total purchase system described above. Corresponds to "time”. Therefore, in order to achieve a state satisfying one of “a construction safety ensuring state” or “a specific condition” in which power output to another system 18 is permitted, “construction indicating that connection switching work is permitted”
  • the “possible mode” display 420 is displayed and the processing of the step may be advanced.
  • step 520 it is detected whether the output power is output from the power conditioner 2 (step 520). If power is being output from the power conditioner 2 (NO in step 520), touching a device or terminal including the connection terminal 18 will touch a charged part due to power supply, and there is a risk of electric shock or the like. However, attention is required. In such a state of caution, it is not preferable to perform construction. Therefore, the process is terminated without displaying the “construction possible mode 420” (step 590). On the other hand, if the output power of the power conditioner 2 is stopped (YES in step 520), it can be said that the environment is close to the wiring work, and the process proceeds to the next process.
  • step 530 If the input ID / password is correct (YES in step 530), the process proceeds to the next process, and the absolute maximum rating of the power output from the power purchase grid interconnection device of the embodiment of the present invention is displayed (step). 550).
  • the step of inputting the ID / password by this specific worker does not necessarily have to be performed at this timing, but can be input when it is necessary to be an authorized worker. It is also possible to input immediately after the start.
  • step 560 the magnitude of power required by the supply destination P connected as the separate system 18 and the magnitude of demand electric power are input (step 560).
  • construction is started after confirming the specifications of both powers in advance, but it is input for confirmation for safety.
  • the “construction possible mode” display 420 as the next process is displayed.
  • the input of the demand power capacity of the power supply destination P is accepted (step 560)
  • it is compared with the magnitude of the absolute maximum rating of the output power from the grid connection device for power purchase according to the embodiment of the present invention (step 560).
  • step 590 when the magnitude of the absolute maximum rating of the output power of the grid connection device for power purchase is smaller (NO in step 570), the process ends without shifting to the “construction possible mode” display 420.
  • step 540 if the input ID / password is not correct (NO in step 540), the “specific condition” is not satisfied, and the process does not proceed to the “construction possible mode” display 420. The process ends (step 590).
  • the display device 600 shown in FIG. 6 may be the same as the status display panel 400 shown in FIG. 4 or may be another display device.
  • the display screen of the display device 600 includes a display screen unit 605 for displaying comments and messages, a numeric keypad unit for inputting an ID / password, and a button input unit 640 as a touch panel.
  • the display device 600 may be configured by an input means such as a keyboard button for inputting an ID / password.
  • step 550 When an ID / password or the like is input using the display device 600 as shown in FIG. 6 and the input ID / password is correct (YES in step 540), in step 550, the display screen 605 in FIG. Above, the display 610 of the value of the absolute maximum rating of the grid connection device for power purchase according to the embodiment of the present invention is displayed. In the next step 560, after the demand power capacity of the power supply destination is input, the display 615 of the input power demand capacity of the power supply destination is displayed.
  • step 570 if the power demand power capacity of the power supply destination is larger by comparing the absolute maximum rated power of the output power from the power purchase grid interconnection device of the embodiment of the present invention and the power demand capacity of the power supply destination.
  • a display 620 in which the power demand capacity of the power supply destination exceeds the absolute maximum rating is displayed.
  • 80% of the absolute maximum rating including the margin is used as a criterion for determination with the intention of increasing safety.
  • the screen is not limited to 80%, and the safety value is judged and compared using the management value as a guideline that can be obtained from regulations on the handling of electric power, or a predetermined guideline that can be aimed at enhancing safety based on experience. It may be displayed on the screen.
  • a display 625 for prohibiting connection is displayed for safety.
  • a display 630 indicating that the construction specifications are to be reconsidered is displayed, or a consultation destination display 635 for enabling connection work to another connection destination is displayed. May be displayed to support the construction. By touching the display part of the consultation destination display 635 and pressing the screen, it may be possible to automatically contact the consultation destination. For example, a configuration in which a telephone call is automatically made or an email is transmitted is possible.
  • FIG. 7 is a block diagram for adjusting the power phase of the plurality of power conditioners 2,... 2 corresponding to the plurality of power generation systems (solar panels 1,... 1).
  • the switchers 20 and 20 are provided with a switcher 14 that connects / cuts off a plurality of power generation systems (solar panels 1,... 1) and a line to the step-up transformer 6.
  • symbol 21 in FIG. 7 is a power phase detection apparatus connected to the connection point of the vacuum circuit breaker 7 and the disconnecting switch 8, and detecting the power phase of a high voltage
  • the inverter 3 is an output phase adjustment device for feeding back the phase output from the power phase detection device 21 to the inverter 3 through the gate circuit 23.
  • the inverter 3 generates an alternating current having a phase that matches the detected phase of the high-voltage system and supplies it to the step-up transformer 6.
  • connection point of the vacuum circuit breaker 7 and the disconnector 8 where this phase is detected is arranged in the housing 13 so as not to connect other loads, an unexpected load may be connected. Absent. Therefore, there is little delay in the power factor in the feedback detected from this connection point, and the power factor 1 at the power receiving point can be realized more reliably.
  • the connection point between the vacuum circuit breaker 7 and the disconnecting switch 8 is arranged in the same housing 13 as the inverter 3, the phase signal of the connection point (power receiving point, supply point) of the high voltage system is transmitted in the housing 13. Easy to capture.
  • a load switch (LBS: air load switch) that protects and switches the line is used instead of the vacuum circuit breaker 7 and the disconnect switch 8.
  • the power phase signal is taken from the high voltage system side of the load switch.
  • the power phase detector 21 obtains phase information used for feedback control of the inverter 3 via the switch 28.
  • the switch 28 is connected to the contact a, so that the phase is determined from the connection point of the vacuum circuit breaker 7 and the disconnecting switch 8 as described above. Is detected.
  • the phase is detected from the input terminal to the switch 14 that switches to the connection terminal 15 as shown in FIG. To be.
  • An input terminal for output power to the switch 14 is connected to the contact b of the switch 28.
  • the switch 28 switches to the contact point b, and the phase of the output power input to the switch 14 detected by the power phase detector 21 (that is, the phase of the power output from the connection terminal 15). )
  • the inverter 3 is feedback-controlled. This makes it possible to achieve a power factor of 1 at the power receiving point even during an emergency evacuation such as a disaster.
  • this system can propose a configuration in which a plurality of output terminals are provided.
  • the first output terminal is used as an output terminal for supplying emergency evacuation power to other facilities other than one's own facility
  • the second output terminal is used as power for one's own facility. Can be used as an output terminal.
  • FIG. 8 is a configuration block diagram of a power purchase grid interconnection device system in which power from the power generation devices 1 and 1 such as solar power generation can be output from a plurality of output terminals.
  • the power generation devices 1 and 1 such as solar power generation can be output from a plurality of output terminals.
  • FIG. 8 as an example, an example of supplying power from the solar cell module 1 is illustrated as a power supply device, but it is not necessary to explain that this may be another power generation facility such as wind power generation. However, since the price of selling electricity varies depending on the power generation equipment, measures should be taken. Components common to those in FIG. 1 are given the same reference numerals to indicate the relationship with FIG. That is, the configuration common to the configuration shown in FIG. 1 is not explicitly shown.
  • the output from the switch 14 is output to a plurality of output destinations so as to be branched and output.
  • the calibration instrument 83 and the calibration instrument 84 can acquire, store, and record the output power value output from the output A and output B as the integrated value of the numerical data. Thereby, for example, when the emergency evacuation power supply is prolonged, the value of the power supply amount between both the supply source and the supply destination can be confirmed with respect to the power supply with the supply destination. It provides a means.
  • one of the output destinations A and B is forcibly cut off, and the remaining One solution can be proposed to supply continuously. For example, the output of the output terminal with the higher priority is continued and the output of the output terminal with the lower priority is shut off. Or, for example, the output of the terminal with the smaller required power supply capacity is continued within a range not exceeding the limit capacity of the supplied power of the solar cell modules 1, 1, and the required power supply capacity The larger output is cut off and stopped.
  • the component that blocks the output is the blocking unit 81 or the blocking unit 82 in FIG.
  • the output cutoff control unit 80 performs the control.
  • the output cutoff control unit 80 acquires and stores the power generated by the solar cell modules 1 and 1 as the power value T, and sums the output power (a and b) from the output terminal A and the output terminal B.
  • the blocking unit 81 or blocking unit 82 of one output circuit is blocked.
  • the interruption unit 81 is continuously supplied with power by the control signal of the output interruption control unit 80, but the interruption unit 82 is interrupted, so that the power supply to the output terminal B is not performed. The state of not being performed is shown.
  • the flow chart of FIG. 9 explains the procedure in this case.
  • the power supply to the output terminal A has priority over the power supply to the output terminal B.
  • Information on the priority of the output destination is stored in the output cutoff control unit 80.
  • a power value T that is a value of supplied power (which may be the maximum value) that is acquired or stored in advance, and a plurality of values
  • the sum (a + b) of the output power to the supply destination is compared (step 92) and the sum (a + b) of the power exceeds the power value T (step 92-YES), for example, exceeds the limit capacity of the supplied power
  • a shutoff control signal is output to the shutoff unit 82, and the output to the output terminal B is shut off, or the shutoff is continued (step 94). If the total output power (a + b) does not exceed the power value T (step 92-NO), the output to the output terminal B is continued or returned (step 93).
  • the power value T is compared with the output power a to the output terminal A (step 96), and the output power a exceeds the power value T (step 96-YES).
  • the control signal of interruption is outputted to the interruption unit 81, and the output of the output terminal A is interrupted or, if already interrupted, the interruption is continued (step 98). If the output power a does not exceed the power value T (step 96-NO), the output to the output terminal A is continued or returned (step 97).
  • the embodiment of the flowchart of FIG. 9 exemplifies an embodiment in which the output of the output terminal with the higher priority is continued and the output of the output terminal with the lower priority is mainly cut off.
  • the output terminal A is an example in which the power supply priority is higher than that of the output terminal B.
  • the output terminals A and / or B can be returned from the shut-off state based on appropriate judgment criteria (steps 93 and 97).
  • the process returns to step 92, and the procedure for determining whether or not to shut off the output terminals A and B is entered again.
  • the output of the terminal having the smaller power supply capacity required is continued in a range that does not exceed the limit capacity of the power supply of the solar cell modules 1, 1.
  • An embodiment in which the output with the larger power supply capacity is cut off will be described.
  • the output cutoff control unit 80 starts processing (step 100) under the condition of a> b, it is the value of supplied power (which may be the maximum value) acquired or stored in advance.
  • the power value T is compared with the sum (a + b) of output power to a plurality of supply destinations (step 102), and the sum (a + b) of the power exceeds the power value T (step 102-YES).
  • a cutoff control signal is output to the cutoff unit 81, and when the output to the output terminal A is cut off or is already cut off, the cutoff is continued (step 104). If the total power (a + b) does not exceed the power value T (step 102-NO), the output to the output terminal A is continued or the output is restored (step 106). As described above, the output terminal A once shut off can be returned from the shut-off state based on an appropriate judgment criterion (step 106). After the connection state of the output terminal A is restored, the process returns to step 102 and the procedure for determining whether or not to shut off the output terminal A is entered again.
  • the embodiment of the flowchart of FIG. 10 illustrates an embodiment in which the output terminal B requires a smaller power value to supply power than the output terminal A (a> b).
  • the power value T, the power value a, and the power value b in the above-described embodiments of FIGS. 8 to 10 are the maximum value, the specification value, the rated value, or the power value generated by the power generation facility such as the solar cell module, or the like.
  • the maximum value, the specification value, and the rated value of the power used in the load required at the supply destination from the output terminals A and B may be used.
  • the output terminal B is blocked or the output terminal A is blocked.
  • the procedure for performing the re-output of the output terminal B and the re-output of the output terminal A after the shut-off is described for the return operation.
  • Step 92, Step 96, and Step 102 in which the power values are compared and determined, if the output terminal B is re-output and the output terminal A is re-output, the output power is Under appropriate judgment such as confirmation of a state where the power value T is not exceeded, the output terminal connection is restored so that these outputs are output again.
  • the embodiments of the flowcharts of FIGS. 9 and 10 may be changed as appropriate, and these embodiments are within a range that can be sufficiently predicted by those skilled in the art. .
  • the grid connection device for power purchase using natural energy power generation such as solar power generation and wind power generation
  • it is usually a facility corresponding to the power purchase system. Therefore, it is possible to provide a configuration that can output power to another system such as a highly public facility as an emergency evacuation use at the time of emergency evacuation such as a disaster (for example, an earthquake disaster).
  • this invention can provide the safe environment of the connection construction to the said different system

Landscapes

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Abstract

　高圧または特別高圧の電力会社の系統に連系することのできる、コンパクトな構成で、パワーコンディショナと連系点との間に負荷が接続されるのを防止し、力率遅れのない電力買取用系統連系装置を提供する。　太陽光発電または風力発電の発電電力を既存の高圧電力系統（１１）に供給する電力買取用系統連系装置において、発電された直流電力を交流電力に変換するインバータ（３）とリアクトル（４）を有するパワーコンディショナ（２）と、前記パワーコンディショナ（２）から出力される交流電力を高圧電力に変換する昇圧変圧器（６）と、前記昇圧変圧器（６）と既存の高圧電力系統の間に配置され、電力を別系統（１８）に出力する切替器（１４）を備え、前記パワーコンディショナ（２）、昇圧変圧器（６）、および遮断器（７）を同一筺体内に配置したことを特徴とする。

Description

災害時の電力系統の異常事態に対応可能な電力買取システム用系統連系装置、及びその方法
　本発明は、災害等により発生した電力系統の異常事態に対応可能な電力買取システム用の系統連系装置に関し、該電力買取システム用系統連系装置の発電電力を用いて災害時における電力系統の異常事態を回避する緊急出力方法に関する。
　本発明において用いる各用語は以下の定義による。
　「系統」とは、電力供給のための電力系統を意味し、電力会社が電力の需要家に対して電力を供給するための発電から配電までの統合システムを言う。また、特定の電力供給元から特定の電力需要先までの電力系統を指して、特定の「出力系統」との用語を用いる場合もある。
　「災害」とは、人災（戦争、内戦、テロ行為等を含む）、天災（地震、豪雨、落雷、津波、竜巻等を含む）、事故（鉄道・交通事故等を含む）を含み、電力供給系統に長時間に渡る異常状態を発生させる事象をいう。また、このような異常事態により、電力供給系統に長時間に渡る異常状態が発生しているときを「災害時」と称する。
　「電力系統異常事態」とは、災害により発生した事象により電力系統に甚大な異常が生じ、例えば、生命の危機を生起させる等の危機的状況である事態をいう。単なる短時間の停電は含まないが、地域一帯が停電する等の大規模停電は含まれる。
　「緊急避難的使用」とは、災害時等に公共の利益の維持、或いは人命の維持等で必要な電力を得るために、本発明の電力買取用系統連系装置の発電電力を電力系統とは相違した系統において緊急避難的に利用することをいう。
　「電力買取用系統連系装置」とは、太陽光発電や風力発電などで得られた電力を既存の電力系統に対して連系的に供給して、発電された電力を買い取るシステムに用いられる系統連系装置をいう。発電された電力の全量を買い取るシステムに用いられる系統連系装置を「全量買取用系統連系装置」という。
　電力買取制度には、「余剰電力買取制度」と「全量買取制度」がある。「余剰電力買取制度」とは、「エネルギー供給事業者による非石化エネルギー源の利用及び石化エネルギー原料の有効な利用の促進に関する法律（平成２１年１１月１日）」で定められた制度であり、家庭や事業所などで発電した余剰の電力を電気事業者が一定の価格で買い取る制度である。また、「全量固定買取制度」又は「全量買取制度」とは、「電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法(平成２３年８月２６日)」により定められている制度であり、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマス等の再生可能エネルギー源で発電された電力全てを、電力会社が固定の価格で買い取ることを義務付ける制度である。
　本発明は、電力買取制度での発電事業者のシステムに適用することで有効なものである。特に、全量買取制度下においては、有効に機能するものであるが、余剰電力の買取制度下においても有効なものである。
　近年、環境保全意識の高まりを背景に、地球温暖化防止に向けたＣＯ２削減の国際的な取組みや、太陽光発電システム、風力発電システム、地熱発電などのように再生可能エネルギー源の利用が拡大しつつある。その代表格は太陽光発電システムである。太陽の光エネルギーは、太陽電池モジュールによって直流電流に変換され、この直流電流がパワーコンディショナのインバータによって交流電力に変換されて利用される。その際に、使用する電圧（出力）に合わせて昇圧する目的と、インバータからの直流分が系統に流出しないように絶縁兼昇圧変圧器を介し低圧交流出力される。そして、そのようなパワーコンディショナは既に多くのメーカにより製造され販売されている。
　以上のような状況から、昨今では、一般家庭でもソーラパネルを設置して発電し、余剰電力を電力会社に販売するシステムが増加している。このような従来の余剰電力買取制度は、これにより得た交流電力を、各家庭や工場の低圧系統（２００Ｖ～４００Ｖ）に連系し、自家消費分を超えた余剰電力を電力会社が買取るという制度である。
　このような余剰電力の買取制度においては、発電された余剰電力を有効に利用しようとする考え方は既に、特許文献においても知られている。
　特許文献１（日本国特開2011-61970号公報）は、再生可能エネルギーの大量導入を可能にする為に、現在の電力系統を、自立した複数の電力系統に分割し、相互に連系して安定に運用できる電力システムとその運用手段を構築することを課題としている。これは、基幹電力系統を含む複数の非同期である電力系統を接続し、流入する電力と送出する電力の総和がゼロとなるよう電力制御することを特徴とする多端子型非同期連系装置によって構成される複数の電力系統間非同期連系ネットワークシステムと、自立した電力系統内に設置される電力機器の電力制御を行う手段を有する電力機器制御端末装置によって構成される電力系統内同期ネットワークシステムとを接続し、電力制御と通信制御を統合することによって、異電力系統電力機器間の電力融通や、複数電力系統間での同時かつ非同期な電力融通が可能になる電力ネットワークシステムを構築している。
　特許文献２（日本国特開2011-182641号公報）は、特許文献１と同様の課題を有し、基幹電力系統を含む複数の非同期である電力系統を接続し、流入する電力と送出する電力の総和がゼロとなるよう電力制御することを特徴とする多端子型非同期連系装置によって構成される複数の電力系統間非同期連系ネットワークシステムと、自立した電力系統内に設置される電力機器の電力制御を行う手段を有する電力機器制御端末装置によって構成される電力系統内同期ネットワークシステムとを接続し、電力制御と通信制御を統合することによって、異電力系統電力機器間の電力融通や、複数電力系統間での同時かつ非同期な電力融通が可能になる電力ネットワークシステムを構築している。
　特許文献３（日本国特開2012-10530号公報）は、大量の自然エネルギー電源の変動により、系統が不安定になり、連鎖停電を起こす可能性が大きくなることを抑制することを課題とし、そのため、電力系統を細分化し、その間で非同期電力融通できる装置を開発し、インターネットのように、複数のルートを通じて電力を目的地との間で融通する。それにより、電力を双方向に変換できる電力用半導体素子構成を複数接続し、電力を分配供給する多端子型電力変換装置を考案し、細分化した電力系統の非同期接続を行うことで、連鎖停電を抑制する。情報処理用アドレスを付加することにより電力をインターネットのように目的の電力系統に融通する。これにより電力変換関連情報と取引関連情報を関連付け、電力取引やその派生商品の取引ができるようになるとしている。
　特許文献４（国際公開ＷＯ2008/117392号公報）は、従来の電力系統に拠ることなく自立できる電力システムを提供することを目的とし、１つまたは複数の発電機器と、１つまたは複数の蓄電機器および１つまたは複数の電力消費機器と、電力需給制御機器とを備えた電力需要家の複数が直接又は間接に相互接続されていて、各電力需給家間において過不足電力を融通し合う自立分散型の電力システムにおいて、各電力需要制御機器は、各電力需要家において電力不足が生じるか否か、または電力余剰が生じるか否かを判断し、電力需給家において電力不足が生じる場合には他の電力需給家から電力を受け取り、電力需給家に電力余剰が生じる場合には他の電力需給家に電力を渡す制御をする発明が開示されている。
　特許文献５（日本国特開2012-60761号公報）は、電力会社による地域毎の逆潮流の受入状況が異なる場合にも適切に地域内で電力を取引することを課題とし、各住宅の宅内電力分配器は、太陽電池の発電電力と、蓄電池が蓄電または放電する電力と、商用低圧線を介して受電または送電する電力と、共有低圧線を介して他の住宅または地域設備との間で送電または受電する電力と、電力負荷へ供給される電力との流れを切替える切替部を備える発明が開示されている。取引装置は、宅内電力分配器が計測した太陽電池の発電電力、蓄電池の蓄電電力または蓄電電力、電力負荷の消費電力の計測結果に基づいて、宅内電力分配器における電力の流れを決定し、切替えを指示するとともに、電力の流れに応じて電力の取引レートを決定する。また、取引装置は、地域内において余剰電力がある場合は地域蓄電池へ余剰電力を蓄電し、余剰電力が減少した場合は地域蓄電池の蓄電電力を共有低圧線に送電する発明が開示されている。
　特許文献６（日本国特開2011-101532号公報）は、電力需要家間で融通する電力量と商用交流電力量との割り合いが不明確となることを抑制して電力量の融通を行うことができる電力融通システムを提供することを課題としている。この電力融通システムは、太陽電池による太陽光発電量を集合住宅の住宅間で融通し合う。各住宅は、同一の電力供給系を通じて商用交流電力の供給を受け、且つ太陽電池から電力供給を受ける。各住宅に供給される電力量は電力管理装置により管理される。電力管理装置は、一住宅にて余剰する電力量及び他の住宅の要求電力量を把握し、一住宅の余剰電力量を他の住宅に電力供給系を通じて他の住宅に供給する。
　特許文献７（日本国特開2011-101533号公報）は、省エネ意識の促進に寄与することができる配電システムを提供することを課題とし、太陽光により発電した電力を供給する太陽電池及び石油などにより発電した電力を供給する商用交流電源のうち少なくとも一方から供給される電力によってＤＣ機器及びＡＣ機器を駆動可能な電力供給システムにおいて、ＤＣ機器及びＡＣ機器の駆動状態時に太陽電池及び商用交流電源のうち電力供給源として使用中の電源を報知する発光素子を備えた発明が開示されている。
　ところが、昨年、「電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法」が成立した（２０１１年８月２６日）。この法律によると、再生可能エネルギー源（太陽光、風力、中小水力、地熱、バイオマスの５種類）を用いて発電された電気を、一定の期間・定額で電気事業者が買い取ることを義務付けるものであり、本年（２０１２年）７月１日からスタートする。これらについては、インターネット上でも、非特許文献１その他において経済産業省資源エネルギー庁から報告されている。
　この太陽光発電等の全量買取制度下においては、発電システムを需要家の低圧系統（２００Ｖ～４００Ｖ）から分離し、電力会社の系統（６.６ｋＶ）に直結することが求められる。従って、この新制度下では、電力会社の系統電圧にまで昇圧する変圧器および遮断器、継電器類を備えた受変電設備を設置することが必要になる。そこで本出願人は、これらとパワーコンディショナを一体化したパッケージ「ＢＵＹ電ゲートウェイ（株式会社日立産機システム登録商標）」として既に製品化している。この製品においては、高効率パワーコンディショナと、この用途に特化した無負荷損の少ないアモルファス変圧器との組み合わせで低損失・高効率を実現しており、新制度下での社会インフラシステムに貢献する製品と位置づけて製造・販売している。
　これに関しては、本願出願人は、既に特許出願（特願２０１２－００１２６２）をしている。本発明は、これをさらに改良したものである。
　本出願人は、小型化を図ったパワーコンディショナとしては、既に特許文献８（日本国特開２０１０－２７３４８９号公報）を出願している。これは、変圧器を搭載したパワーコンディショナにおいて、部分負荷効率を向上し、太陽光発電システムにおけるシステム変換効率の向上が図れるパワーコンディショナを提供することを第１の目的とする。また、変圧器及びインバータを同一の筐体に入れて構成したパワーコンディショナにおいて、より小型化が図れるパワーコンディショナを提供することを第２の目的とする。そのために一実施形態では、太陽電池からの直流電力を変換して交流電力を生成する電力変換装置を備え、太陽電池の電力を商用電力系統電源に連系させるパワーコンディショナにおいて、電力変換回路と商用電力系統の間に電力変換回路により生成された電力を昇圧するアモルファス変圧器を備えたものである。
　また、非特許文献２においても、パワーコンディショナは開示されている。
日本国特開２０１１－６１９７０号公報 日本国特開２０１１－１８２６４１号公報 日本国特開２０１２－１０５３０号公報 国際公開ＷＯ２００８／１１７３９２号公報 日本国特開２０１２－６０７６１号公報 日本国特開２０１１－１０１５３２号公報 日本国特開２０１１－１０１５３３号公報 日本国特開２０１０－２７３４８９号公報
http://www.enecho.meti.go.jp/saiene/kaitori/2011kaitori_gaiyo2.pdf　再生可能エネルギーの固定価格買取制度について https://sanyodenki.e-manager.jp/book-view/view/bookNum/97/　ピークカット機能付き太陽光発電システム用パワーコンディショナ　ＳＡＮＵＰＳ　ＰＭＣ－ＴＤ
　このように、余剰電力買取制度は従前から各自治体で推進されており、また従前実施されてきた余剰電力買取制度とは趣旨の異なる新たな買取制度である全量買取制度が２０１２年の７月１日から施行されたが、普及に向けての行政指導も推進されている。このように、余剰電力買取制度であれ全量買取制度であれ、電力会社の系統とは別系統で発電された電力が系統内で流通するものである。しかしながら、その流通は、あくまでも特定の発電事業者と電力会社の系統間のものである。電力会社の需要者である特定の電力発電事業者から他の需要者への余剰電力の直接的供給を自由に許容する制度ではない。さらに、全量買取制度においては、特に、各家庭や工場の低圧系統間での連系ではなく、電力会社の高圧または特別高圧の系統に直結し発電電力全量の買取りが行われることとなる。従って、これからの全量買取制度では、太陽光発電システムなどで発電された電力を自家消費することなどが許容されないシステムとして導入されると考えられる。
　一方、近年の異常気象等を考えれば、災害時（例えば、台風、竜巻、震災、津波被害、大規模停電など）の対応について考えておく必要がある。つまり、電力会社からの電力の供給が長期間に渡って停止された場合には、自らの太陽光発電システムなどの設備などで発電された電力を、自らが或いは病院等の施設が緊急避難的に使用するというニーズは充分に予想される。そして、このような行為は、余剰電力買取制度の下においても全量買取制度の下においても緊急避難として社会的に有効な対応策であり、単に緊急避難的な使用が可能であるということに止まらず、高電電圧を扱える装置としても安全な電力供給が可能なシステムを供給する必要性がある。
　特に、病院などの公共性のある施設に対しては、災害時においては前記太陽光発電システムなどの設備などで発電された電力を供給出来るようにすることが強く望まれると思われる。病院などでは、手術時の関連機器への電力供給は必須であり、手術の遅延も許されない。また、生命維持装置、透析機器、若しくはワクチンなどの冷蔵保存装置等を備えており、これら装置に対する不断の電力供給は、人命維持に強く関わるものである。勿論、病院などでは、多くの場合、自家発電装置を備えている。しかし、燃料の備蓄・供給などを考えると、災害の度合や緊急時の時間にも関係するが、自己の発電設備で必要な電力を十分にまかなえるとは限らず、他の発電設備を備えた別途ルートから発電電力が供給されることは有効な手段である。
　また、病院などの人命維持に関わる機関に限らず、災害時においては、公共・公益の観点からすれば、例えば、上水道施設、超高層ビルのエレベータなどの施設では、電力会社からの電力に頼るのみにではなく、電力会社とは別の電力供給を可能とする設備を二重に用意しておくことは非常に大切なことである。
　しかしながら、このような緊急避難的な電力需要は、通常時には必要性すら感じずにいるものである。そこで、本発明では、通常時においては、電力買取制度に対応した装置としての電力会社の系統用の設備でありながら、災害時においては、所定の構成により安全に、その発電した電力を別系統の低圧系統に接続可能とする設備を提供することを課題とするものである。さらには、本発明は、別系統への接続する際において、それらの工事手法又は設備の使用においても安全に行えるようにすることを課題とするものである。
　これに関連して、自立運転で停電時でも電力が供給できるパワーコンディショナは非特許文献２において既に知られている。しかし、この文献においても「一般的な系統連系用の太陽光発電システムは、商用電力が停電すると、電気を使うことができません。」と記載しているように、本発明の課題を解決することはできない。
　本発明の電力買取用系統連系装置は、
　太陽光発電または風力発電等の再生可能エネルギー源からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナから出力される交流電力を高圧電力に変換する昇圧変圧器とを備え、当該昇圧変圧器からの高圧電力を高圧電力系統に出力する電力買取用系統連系装置であって、
　当該電力買取用系統連系装置からの出力を前記高圧電力系統とは別系統の接続先に出力するために接続先を切替える切替器を設けたことを特徴とする。
　さらに、本発明の電力買取用系統連系装置では、
　前記切替器は、前記パワーコンディショナと前記昇圧変圧器との間に設けられており、当該切替器の切り替え操作が制限された構成となっていることを特徴とする。
　さらに、本発明の電力買取用系統連系装置では、
　前記切替器からの出力は、複数の出力先に対して出力できるように出力系統を分岐したことを特徴とする。
　さらに、本発明の電力買取用系統連系装置では、
　前記分岐した出力系統は、夫々遮断部を備えており、出力遮断制御部の制御により、前記遮断部の接続／遮断が制御されていることを特徴とする。
　さらに、本発明の電力買取用系統連系装置では、
　前記パワーコンディショナ、前記昇圧変圧器及び前記切替器は、同一筺体内に配置されたことを特徴とする。
　また、本発明の電力買取用系統連系装置は、
　太陽光発電または風力発電等の再生可能エネルギー源からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナから出力される交流電力を高圧電力に変換する昇圧変圧器とを備え、前記パワーコンディショナ及び前記昇圧変圧器は同一筺体内に配置され、前記昇圧変圧器からの高圧電力を高圧電力系統に出力する電力買取用系統連系装置であって、
　前記電力買取用系統連系装置からの出力を前記高圧電力系統とは別系統に出力する接続端子と、前記パワーコンディショナからの出力の接続先を切替える切替器とを前記同一の筐体内に設けており、
　前記切替器は、前記パワーコンディショナからの出力を前記昇圧変圧器又は前記別系統に出力する接続端子に接続を切替える構成とされ、当該切替器の切り替え操作が制限された構成とされていることを特徴とする。
　さらに、本発明の電力買取用系統連系装置は、
　切り替え操作が制限された前記切替器は、当該切替器への切替信号を出力するセキュリティ機構部を設けており、
　前記別系統に出力する接続端子を内包する端子箱を設け、当該端子箱は、破壊可能な封印カバーで覆われた封印構造とされており、災害等の緊急避難時には当該封印カバーが開封されて前記別系統への接続端子との接続が可能とされ、かつ、前記セキュリティ機構部へ前記パスワードを入力する入力部が設けられていることを特徴とする。
　さらに、本発明の電力買取用系統連系装置は、動作状態を表示する表示装置を設けており、
　当該表示装置で表示される表示モードは、
　前記別系統への接続端子との接続工事が安全に工事可能であることを表示する安全工事モードと、
　前記別系統への接続端子から別系統に対して電力を出力していることを表示する別系統出力モードを有していることを特徴とする。
　本発明の電力買取用系統連系装置を用いた電力の別系統への出力方法は、
　太陽光発電または風力発電等の再生可能エネルギー源からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナから出力される交流電力を高圧電力に変換する昇圧変圧器とを備え、前記パワーコンディショナ及び前記昇圧変圧器は同一筺体内に配置され、前記昇圧変圧器からの高圧電力を高圧電力系統に出力する電力買取用系統連系装置を用いた電力の別系統への出力方法であって、
　前記電力買取用系統連系装置からの出力を前記高圧電力系統とは別系統に出力する接続端子と、前記パワーコンディショナからの出力の接続先を切替える切替器とを設け、前記切替器は、前記パワーコンディショナからの出力を前記昇圧変圧器又は前記別系統に出力する接続端子に接続を切替える構成とし、前記電力買取用系統連系装置は、前記切替器への切替信号を出力するセキュリティ機構部を設けており、
　前記セキュリティ機構部が、操作者により入力された文字または数字列から成るパスワードの認証処理を行い、正規の操作者であると認証された場合には、切替許可指令信号を出力し、
　当該切替許可指令信号の出力後に、前記切替器を前記パワーコンディショナからの出力の接続先を前記高圧電力系統への接続から前記別系統に出力する接続端子に接続を切替え可能とすることを特徴とする。
　さらに、本発明の電力買取用系統連系装置を用いた電力の別系統への出力方法は、
　前記電力買取用系統連系装置の動作状態を表示する表示装置では、
　正規の操作者が入力したＩＤ・パスワードが正しいと認証され、かつ、前記切替器が前記パワーコンディショナからの出力を前記別系統への接続端子に接続を切替えていないことを検出した場合には安全工事モードの表示を行い、
　前記切替器が前記パワーコンディショナからの出力を前記別系統への接続端子に接続を切替えていることを検知し、かつ、前記接続端子から電力が出力されていることを検出した場合には別系統出力モードの表示を行う
ことを特徴とする。
　本発明の電力買取用系統連系装置は、特に、全量買取制度への適用が効果的なものであり、太陽光発電または風力発電等の再生可能エネルギー源からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナから出力される交流電力を高圧電力に変換する昇圧変圧器とを備え、前記パワーコンディショナ及び前記昇圧変圧器は同一筺体内に配置され、前記昇圧変圧器からの高圧電力を高圧電力系統に出力する全量買取用系統連系装置であって、
　前記全量買取用系統連系装置からの出力を前記高圧電力系統とは別系統に出力する接続端子と、前記パワーコンディショナからの出力の接続先を切替える切替器とを前記同一の筐体内に設けており、
　前記切替器は、前記パワーコンディショナからの出力を前記昇圧変圧器又は前記別系統に出力する接続端子に接続を切替える構成とされ、当該切替器の切り替え操作が制限された構成とされており、当該切替器への切替信号を出力するセキュリティ機構部を設けており、
　さらに、前記別系統に出力する接続端子を内包する端子箱を設け、当該端子箱は、破壊可能な封印カバーで覆われた封印構造とされており、災害等の緊急避難時には当該封印カバーが破壊されて前記別系統への接続端子との接続が可能とされ、かつ、前記セキュリティ機構部へ前記パスワードを入力する入力部が設けられていることを特徴とする。
　本発明の電力買取用系統連系装置を用いた災害等の緊急避難時における電力の緊急出力方法は、特に、全量買取制度への適用が効果的なものであり、
　太陽光発電または風力発電等の再生可能エネルギー源からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナから出力される交流電力を高圧電力に変換する昇圧変圧器とを備え、前記パワーコンディショナ及び前記昇圧変圧器は同一筺体内に配置され、前記昇圧変圧器からの高圧電力を高圧電力系統に出力する全量買取用系統連系装置を用いた災害等の緊急避難時における電力の緊急出力方法であって、
　前記全量買取用系統連系装置からの出力を前記高圧電力系統とは別系統に出力する接続端子と、前記パワーコンディショナからの出力の接続先を切替える切替器とを設け、前記切替器は、前記パワーコンディショナからの出力を前記昇圧変圧器又は前記別系統に出力する接続端子に接続を切替える構成とし、前記全量買取用系統連系装置は、前記切替器への切替信号を出力するセキュリティ機構部を設けており、
　前記セキュリティ機構部が、操作者により入力された文字または数字列から成るパスワードの認証処理を行い、正規の操作者であると認証された場合には、切替許可指令信号を出力し、
　当該切替許可指令信号の出力後に、前記切替器を前記パワーコンディショナからの出力の接続先を、前記高圧電力系統への接続から前記別系統に出力する接続端子への接続に切替え可能な状態を提供することを特徴とする。
　本発明によれば、通常時には一般的な電力買取用系統連系装置として用いる装置であるが、災害時には緊急避難的に、その出力電力を電力系統以外の系統への接続切替えが可能な構成を備えているために、災害時の異常事態に対処することができるものである。
　また、災害時の接続切替え時において、前記電力買取用系統連系装置に対する工事、操作、運転などを間違いなく安全に達成することができる。
　また、通常の電力買取用に対応する設備としての動作時に、受電点の力率１を実現するとともに、震災などの災害時に、電力系統とは別系統に電力を出力する場合でも、受電点での力率１を実現することができるようにするものである。
図１は、本発明の電力買取用系統連系装置の実施例の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の電力買取用系統連系装置の実施例での別系統に出力をする場合の制御のフローチャートである。 図３は、本発明の電力買取用系統連系装置の実施例の機器配置の実装図である。 図４は、本発明の電力買取用系統連系装置の実施例での表示装置の表示例を示す図である。 図５は、本発明の電力買取用系統連系装置の実施例での表示装置の表示を説明するフローチャートである。 図６は、本発明の電力買取用系統連系装置の実施例での表示装置の別の表示例を示す図である。 図７は、本発明の電力買取用系統連系装置の実施例でのパワーコンディショナの電力位相の調整のブロック図である。 図８は、本発明の実施例の複数出力構成及びその遮断構成を説明するブロック図である。なお、図中に図１との関係が示されている。 図９は、本発明の実施例の複数出力機能及びその遮断機能の第１のパターンを説明するフローチャートである。 図１０は、本発明の実施例の複数出力機能及びその遮断機能の第２のパターンを説明する別のフローチャートである。
　本発明は、上記課題を解決するために、太陽光発電または風力発電の発電電力を電力会社の高圧電力系統に接続する端子とは別に、新たに別系統に接続する別系統用の接続端子を設けるものとする。別系統用の接続端子は、単数でも良く複数でも良い。後段の実施例において詳説するが、別系統用の接続端子を複数設けた場合には、各接続端子への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを考慮する必要がある。
　また、別系統用の接続端子は、安全上の観点から、通常使用時は端子に接続出来ないようにするなどの封印構造とする。この封印構造とは、例えば、万人の自由使用を抑制し所定の資格者の使用に制限するために封印を行う封印カバーで覆われるようにする。また、封印カバーは、物理的に破壊することで、別系統用の接続端子への接続を可能とすることも可能である。また、封印カバーは、特定の条件を満足した場合にのみ、開放される構成、若しくは、特定の作業者にのみにより開放される構成とすることも可能である。
　更には、本発明は、別系統用の接続端子から電力が出力されるように、接続を切替える切替器を設けることができる。この切替器は、特定の条件を満足した場合にのみ接続が切替えられるように構成することも可能である。
　また、本発明は、別系統用の接続端子に対して、接続工事を安全に工事できることを作業者に知らせる表示装置を設けるように構成しても良い。
　また、本発明は、電力買取時の系統出力位相へ同期運転させる運転モードと、自家消費時の自立運転（非同期）させる運転モードの２モードを設け、この２つの運転モードを切替えるように構成することもできる。
　以下本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の電力買取用系統連系装置の実施例の構成例であり、図３，７，８と同一部分には同一符号を付している。以下、実施例の説明は、発明の技術的範囲を限定するものではなく、その発明思想の範囲内であれば、当業者が容易になし得る設計変更は本発明に包含されるものである。
　図１に示す電力買取用系統連系装置において、太陽電池モジュール１，１で発電した直流の出力電力は、パワーコンディショナ２内のインバータ３により交流電力に変換され、リアクトル４を経由して波形を正弦波にした交流電力に変換される。この交流電力は、導体（電線）５を経由して昇圧変圧器６に送電される。昇圧変圧器６は、パワーコンディショナ２から出力される低圧（交流では６００Ｖ以下、例えば２００Ｖ以下）の交流電力を高圧（交流では６００Ｖ以上７０００Ｖ以下、例えば６．６ＫＶ）または特別高圧（交流では７０００Ｖ以上）に変換する変圧器であり、絶縁変圧器の役割も担っている。
　昇圧変圧器６で高圧または特別高圧に昇圧された電力は、真空遮断器（ＶＣＢ）７及び断路器（ＤＳ）８を介して、電力線１９から電力量の信号を取出す電力需給用計器用変成器（ＶＣＴ）９及び柱上気中開閉器（ＰＡＳ）１０を経由して電力系統１１に連系される。真空遮断器（ＶＣＢ）７は、高圧系統での短絡や地絡事故などの際に高圧系統から昇圧変圧器６を遮断してそれらの接続機器を保護する。電力需給用計器用変成器９には、電力量計１２が接続されており、電力系統１１への送電電力量（売電電力量）が計測される。以上説明したように、上記構成の系統においては、パワーコンディショナ２は低圧系統（ＬＳ）の装置を構成しており、昇圧変圧器６から電力需給用計器用変成器９と電力量計１２で高圧系統（ＨＳ）の装置を構成している。
　図１に示す本実施例では、上記低圧系統（ＬＳ）と高圧系統（ＨＳ）の装置は、同一の筺体１３に収納している。すなわち、筺体１３内には、パワーコンディショナ２、昇圧変圧器６、真空遮断器７、断路器８、電力需給用計器用変成器９、及び電力量計１２を収納している。なお、変圧器容量が３００ｋＶＡまでの装置においては、真空遮断器７、断路器８の代わりに、線路の保護と開閉を行う負荷開閉器として気中負荷開閉器を用いても良い。負荷開閉器は内蔵するヒューズによって線路を保護し、真空遮断器７と断路器８の役目を果たす。なお、電力需給用計器用変成器９と電力量計１２は、必ずしも筐体１３に収納される必要はない。
　本発明の実施例は、以上のような電力買取用系統連系装置に関し、震災などの災害時においては緊急避難的に、パワーコンディショナ２からの出力電力を電力系統とは別系統に出力可能とする装置及び方法に関するものである。具体的には、図１に示すように、電力買取用系統連系装置の低圧系統（ＬＳ）と高圧系統（ＨＳ）との間に災害時に電力を出力可能とする接続端子１５を設けたものである。
　既に説明しているが、通常の使用時には、パワーコンディショナ２からの電力が昇圧変圧器６で昇圧されるように、パワーコンディショナ２からの電力は昇圧変圧器６側に接続されている。これが電力買取制度において電力買取用系統連系装置において求められているものである。本発明の実施例においては、このように電力買取制度に適用される電力買取用系統連系装置において、特殊な構成を備えた切替器１４を設けることによって、震災などの災害時においては緊急避難的に、パワーコンディショナ２からの出力電力を、自己使用のみではなく電力系統とは別の別系統１８に安全に出力可能としたものである。
　つまり災害時には、安全で簡単な手法により緊急避難的に切替器１４の接続を切替え可能な構成として、パワーコンディショナ２から出力される出力電力を、自己使用のみではなく電力系統１１とは別の別系統１８に安全に出力できるようにするものである。また、本発明の実施例の系統連系装置は、全量買取制度においても対応可能な設備であるため、通常時は、前記別系統１８への電力が出力されないことが前提とされる。そのためには、本発明の実施例の電力買取用系統連系装置は、全量固定買取制度の趣旨からして、災害時のみ緊急避難的に前記別系統１８への電力が出力されるものとしなければならないことからすると、本発明の適用が特に有効なものである。
　そこで、本発明の実施例では、次の２つの具体的構成によって、災害時等の緊急避難的な対応を安全に達成可能とするものである。
　まず第１の実施例においては、前記別系統１８への接続端子１５を備えた切替器１４は、万人の自由な使用を制限する封印構造によって構成されている。このように切替器１４は封印され、通常は、物理的にも前記接続端子１５から別系統１８への接続が出来ないように構成している。これは例えば、特に図示はしないが、封印カバーによって、前記切替器１４の切替レバー等を覆うようにすることで可能である。この封印カバーは、使用を不可能なものとするのが目的ではないので、透明として前記切替器１４の切替レバー等が視覚的に見えるようにしても良いが、不透明として視覚的に見えなくして自由な使用を制限するものでも良い。そして、災害等の緊急避難時には、電気工事の資格を有する技能者が前記封印カバーを破壊して、前記切替器１４の切替レバー等を露出させて、別系統１８との接続工事を可能とするようにしても良い。図１の切替器１４を収納したボックス１６を、災害等の緊急避難時にのみ開閉可能に施錠構造にしてもよい。その際には、電気工事の資格を有する技能者が施錠を解除できるようにする必要がある。
　以上のように「前記封印カバーを破壊して接続工事を可能とする」としているのは、前記別系統１８へ向けた接続は、災害時等に緊急避難的に許容させるものであるが、電気工事の資格を有する技能者の使用を可能とするものであるから、本発明の実施例の電力買取用系統連系装置の筐体１３としても、外装上からも明示的に示すためのものである。また、火災警報機などの封印カバーと同様に、災害時の緊急避難的行為であることを、操作者に心理的・暗黙的に意識づける狙いもある。これは、特に、全量買取制度に対応する設備であれば、災害等の緊急避難として例外的に電力の系統以外での使用を許容するものであり、本発明の実施例の外装上の工夫である。繰り返しとなるが、本発明を電力買取用系統連系装置として使用する場合は、災害時の自己利用に限らず他の系統への融通に適用できる安全な構成を達成する必要があるものであるが、特に全量買取用系統連系装置として使用する場合は、許容されていない別系統１８へ向けた電力の出力が、災害時において緊急避難的に可能とされるものとしなければならない。
　次に第２の実施例としては、前記切替器１４が、ある特定の限られた条件を満足した場合にのみソフト的に切り替わって、前記接続端子１５から別系統１８に向けて電力が出力されるように構成するものである。
　つまり、上述の「特定の限られた条件を満足した場合にのみソフト的に切り替わって」との動作は、図１のセキュリティ機構部１７によって行われるように構成する。より具体的には、セキュリティ機構部１７には、認証システムが設けられえおり、特定の限定された作業者又は特定の権限を有した責任者のみが、前記切替器１４への切替指令が出せるように構成する。
　この特定の条件を満足した場合の動作を図２のフローチャートで説明する。図２のフローチャートは、本発明の実施例の電力買取用系統連系装置を全量買取制度に適用される場合と余剰電力買取制度に適用される場合とに分けて、切替え工事の施工時に必要な切替許可指令が出るまでの処理の流れを例示するである。図２のフローチャートでは、本発明の第２の実施例である認証システムが担当者などの作業者を識別する識別子であるＩＤの入力と、パスワードの入力を要求するものとするが、この正当作業者の認定は、正当な作業者にＩＣカードを渡すことにより認証可能なシステムとしても良い。
　図２のフローチャートに基づいて説明する。先ず、本発明の電力買取用系統連系装置が全量買取制度に適用される場合において、認証システムの処理が始まると（ステップ２００）、電力買取用系統連系装置からの電力が正常に電力会社の系統１１へ供給されているか或いは停止しているか、つまり電力会社の系統１１が正常に稼働しているか否かを検出する（ステップ２１０）。もし、電力会社の系統１１へ向けた電力が供給されているならば（ステップ２１０でＮＯ）、電力会社の系統１１は正常であるということとなり、前述している「災害等の緊急避難時」には相当しない。従って、切替器１４を切替えることが許されない、即ち、「特定の条件を満足していない」ために切替器１４に切替許可指令を出力することなく、処理を終了する（ステップ２５０）ことになる。
　一方、電力会社の系統１１の電力が停止している（停電状態）ならば（ステップ２１０でＹＥＳ）、前述している「災害等の緊急避難時」に相当する。従って、切替器１４を切替える「特定の条件」の１つを満足している状態となる。しかしながら別系統１８への接続は、特定の作業者又は責任者にのみ許可されるようにしておくべきであり、更なる安全な作業環境を提供する必要がある。
　そのために、本発明の第２の実施例では、特定の作業者によるＩＤ及びパスワードの入力待ちとする（ステップ２２０）。本発明の電力買取用系統連系装置が余剰電力買取制度に適用される場合においては、ステップ２１０が省略され、直接、特定の作業者によるＩＤ及びパスワードの入力待ちとする（ステップ２２０）。入力されたＩＤ、パスワードが正しい場合には（ステップ２３０でＹＥＳ）、切替器１４の切り替えを許可する切替許可指令を出力し（ステップ２４０）、処理を終了する（ステップ２５０）。他方、入力されたＩＤ、パスワードが正しくない場合（ステップ２３０でＮＯ）、には、「特定の条件」を満足していない状態であり、切替器１４の切り替えを許可する切替許可指令は出力されず、処理を終了する（ステップ２５０）。
　なお上述において、電力会社の系統１１からの電力が供給されているか停止しているかを検出する（ステップ２１０）のは、「災害等の緊急避難時」に相当するか否かを検出するものであり、具体的には電力会社の系統１１の停電状態を検知することになる。しかしながら、電力会社の系統１１が停電状態であっても、瞬停状態や通常の短時間の停電状態は、本発明で言うところの「災害等の緊急避難時」には相当しないものとする。
　本発明の電力買取用系統連系装置が全量買取制度に適用される場合においては、即ち、全量買取制度に対応する本発明の実施例の系統連系装置を別系統１８への電力出力を許可するのは、「災害等の緊急避難時」にのみ、例外的に許可するものであるので、厳密な検出、制御、処理が行われるようにしなければならない。それに加えて、本発明の電力買取用系統連系装置が余剰電力買取制度に適用される場合においては、前記接続端子１５から別系統１８への接続工事においては、安全な状態での施工工事を提供できる必要がある。そこで、安全な状態での施工工事であることを確認する狙いもある。これは、全量買取制度に適用される場合においても余剰電力買取制度に適用される場合においても必要なことである。なぜならば、電力会社の系統１１からの電力が供給されている場合には、作業者・工事者が施工工事中に、機器や端子などに接触する危険性もあり、高電圧で充電されている場合も想定されるので、注意・配慮が必要である。また、超高電圧である場合には、作業者・工事者が非接触であっても、充電部に近づくだけでも注意を要する場合もあるので、電力会社の系統１１からの電力が供給されているか停止しているかを検出することは、安全性の確保に必要である。
　前述の第１の実施例の説明では、接続端子１５の切替えレバー等を封印構造にする封印カバーを設け、それを災害時に破壊して前記接続端子１５の切替えレバー等を露出させて、別系統１８への接続工事を行うとの説明をした。しかし、前述の第１の実施例と上述の第２の実施例を夫々単独で実施せずに、両者を併用しても良い。つまり、図２に示したフローチャートでのステップ２４０の処理で、切替器１４への切替許可指令の際に、封印構造を開放するような開放許可指令を封印機構部に出力する構成にしても良い。例えば、開放許可指令を出力するステップ（フローチャートなし）を設け、その開放許可指令によって、前記封印カバーの開放が許可されるなどである。また安全のためには、前記開放許可指令が出力された後に、開放動作が可能とされた開放機構部も設けるようにすると良い。
　また、前記セキュリティ機構部１７での、認証システムは、ＩＤ・パスワードの入力による認証方法に限定されない。例えば、封印構造を鍵の施錠によるものとして、開錠するための専用の鍵を差し込んで開錠するものを用いたり、前述の認証システムと併用するものを用いたりするものでも良い。また、特定の許可された作業者・責任者の指紋、虹彩の模様、網膜パターン、静脈パターン、声紋などの生体情報を用いる生体認証システムでも、ＩＣカードを利用するシステムでも、前述の認証システムと併用するシステムでも良い。
　ここで、特定の許可された作業者・責任者に施工工事を限定するのは、次の理由によるものである。
　一つには繰り返しとなるが、電力系統が切り替え可能な本発明の実施例の電力買取用系統連系装置であるが、不特定の人によって、安易に別系統１８への接続がされないように限定するためにその行為者を限定するものである。
　それが、全量買取制度に適用される場合においても余剰電力買取制度に適用される場合においても、通常は、電力系統１１に関する接続工事をするものであるから、その工事を安全に行うために、当該接続工事に必要な専門知識、技術、資格を有する行為者に限定するためである。従って、別系統１８への接続工事を安全に行える行為者にのみ接続などの工事を許すようにするものである。
　次には、特に、全量買取制度に対応する設備として使用する場合には、「災害等の緊急避難時」に限り、例外的に別系統１８への接続・出力を許可するものである。
　次に、図１に示す本発明の実施例の電力買取用系統連系装置のブロック図の機器配置の実装形態について図３を用いて説明する。図３（ａ）は、本発明の実施例の電力買取用系統連系装置の一部を切り欠いて示す正面図で、図３（ｂ）は、その一部を切り欠いて示す側面図である。
　筐体１３は、直方体の複数個の３つの箱体１３ａ，１３ｂ，１３ｃを連結することにより構成されている。各箱体１３ａ，１３ｂ，１３ｃの境には壁がなく、各箱体の外壁はメンテナンスや設定時に作業し易いように開閉可能なドア構造になっている。勿論、安全性の観点から、各箱体１３ａ，１３ｂ，１３ｃの境に壁を設け、夫々独立した箱体としても良く、低圧系統（ＬＳ）と高圧系統（ＨＳ）との間である箱体１３ａと１３ｂの境にのみ壁を設けても良い。なお、図１及び図３の実装配置は左右が反転しているが、発明には影響のあるものではない。また、本明細書において上下左右の表現は、各図中における配置を理解良く説明するためのものであり、発明として必須の要件ではない。
　図３において、右側の箱体１３ａ内にはパワーコンディショナ２が配置され、この箱体１３ａに隣接する箱体１３ｂ内には昇圧変圧器６と真空遮断器７と断路器８が配置され、更に隣接する箱１３ｃには電力需給用計器用変成器９、電力量計１２が配置されている。箱体１３ａと箱体１３ｂの上部には、換気扇２４，２４を設置しており、パワーコンディショナ２および昇圧変圧器６から発生する熱を筐体１３の外部に排気することにより筐体内部が高温にならないようにしている。全体の発熱量が少ないときは換気扇２４の一方を省略しても良い。この場合は、箱体１３ｂの換気扇２４を省略し、発熱量の大きいパワーコンディショナ２のある箱体１３ａの換気扇２４を残すのが望ましい。また、２つの換気扇２４，２４の何れかを停止するように構成しても良い。
　ここで、図３に設けたボックス１６が低圧系統（ＬＳ）側の箱体１３ａ内に設けられており、前記切替器１４及び接続端子１５を内包した箱形状の構造体として構成されている。このボックス１６は、図３（ａ）の実施例においては、配線の容易さから低圧系統（ＬＳ）側の箱体１３ａ内に設けたものである。つまり、ボックス１６を箱体１３aに設けたのは、パワーコンディショナ２からの出力電力を短い接続線によって、切替器１４を介して、接続端子１５から出力することを狙うものである。しかし、筐体１３内の各機器の配置スペースの関係から、ボックス１６を箱体１３ｃ内に設けことも考えられる。
　前述のように、ボックス１６は封印構造とする。具体的には、封印カバーで覆われるようにするものである。
　上記筺体１３の中で箱体１３ａと１３ｂに収納されている機器は、売電側によって管轄され、メンテナンス作業が行なわれる。また、箱体１３ｃに収納されている機器は、電力会社によって管轄され、メンテナンス作業が行なわれる。これは、ボックス１６を箱体１３ａ内に設ける構成の場合は、売電側が接続工事を行うのに適している。また、ボックス１６を箱体１３ｃ内に設ける構成の場合は、電力会社が接続工事を行うか、売電側が接続工事を行うにしても電力会社の管理の下で接続工事を行うのに適している。
　いずれにしても、本実施例によれば、低圧系統（ＬＳ）の装置と高圧系統（ＨＳ）の装置を同一の筺体に収納したので、据付け面積を小さくすることができ省スペース化が図れる。また、図１又は図３に示すように、昇圧変圧器６とパワーコンディショナ２を一つの筐体に入れて構成した電力買取用系統連系装置とすることにより、従来の低圧系統電圧を作るための低圧変圧器が不要となり、パワーコンディショナ２のリアクトル４を経由した交流電力をそのまま昇圧変圧器６に送電することが可能となり、パワーコンディショナ部はトランスレスとすることができる。
　従来の低圧変圧器は、それ自体で損失をもつものであり、この変圧器をなくすことにより損失を低減でき発電効率を向上させることができる。なお、この低圧変圧器は電力会社の系統との絶縁の機能も有しており、本発明の実施例においては、この低圧変圧器を不要としたために、この絶縁機能は、昇圧変圧器６によって代用させるように工夫している。
　ここで、前記別系統１８用の接続端子１５に対して、接続工事を安全に工事できるようにする方法を図４、図５を用いて説明する。図４は、災害等の緊急避難として、病院などの公共性の高い施設Ｐに対して本発明の実施例の系統連系装置からの出力電力を供給するために、別系統１８への接続の工事を許可するステップでの状態表示を説明する図である。
　図４において、状態表示パネル４００は、本発明の実施例の系統連系装置の筐体１３の何れかの位置に視覚的に見られるように設けられる。この状態表示パネル４００の設置位置は、ボックス１６の近傍が望ましい。そして、状態表示パネル４００には、電力会社の系統１１からの電力が停止していること（停電状態）を示す「系統電力遮断」表示４１０、別系統１８への接続工事をすることを許可することを示す「工事可能モード」表示４２０、接続工事が終了して別系統１８に電力を出力していることを示す「災害時出力モード」表示４３０などをハイライトとして表示する実施例を示している。表示は、例えば、表示用ＬＥＤの点滅により、「系統電力遮断」「工事可能モード」「災害時出力モード」等の文字が点滅するようにすればよい。
　本発明の実施例の電力買取用系統連系装置での接続切替え工事を行う場合には、状態表示パネル４００において、「系統電力遮断」表示４１０及び「工事可能モード」表示４２０が表示されているのを確認してから、別系統１８に向けて接続端子１５との接続工事などを行うものとする。次に、「工事可能モード」表示４２０が表示されるまでの、流れを図５のフローチャートで説明する。
　図５に示すように、先ず、状態表示パネル４００で「工事可能モード」表示４２０を表示させる処理が始まると（ステップ５００）、電力会社の系統１１からの電力が供給されているか、停止しているかを検出する（ステップ５１０）。もし、系統１１から電力が供給されているならば（ステップ５１０でＮＯ）、全量買取制度に適用される場合の使用状態においては、前述している「災害等の緊急避難時」には相当しない。従って、別系統１８への出力が許されない、即ち、「特定の条件を満足していない」ために、「工事可能モード」表示４２０に遷移することが禁止され、処理を終了する（ステップ５９０）。また、余剰電力買取制度に適用される場合においても、系統１１から電力が供給されているならば（ステップ５１０でＮＯ）、工事を行うことは安全ではない場合があるので、電力系統停止処理５１５を行う。これにより、工事の安全性を確保できる。
　一方、系統１１からの電力が停止している（停電状態）ならば（ステップ５１０でＹＥＳ）、工事の安全が保たれた状態或いは、前述している全量買取制度での「災害等の緊急避難時」に相当する。従って、別系統１８への電力出力が許される「工事の安全確保状態」或いは「特定の条件」という１つを満足している状態となるために、接続切り替え工事を許容することを示す「工事可能モード」表示４２０を表示させステップの処理を進めて良いことになる。
　また、パワーコンディショナ２から出力電力が出力されているか否かを検出する（ステップ５２０）。もし、パワーコンディショナ２から電力が出力されているならば（ステップ５２０でＮＯ）、接続端子１８を含む機器や端子に触れることは、電力供給による充電部に触れることとなり、感電などの危険性に対して、注意が必要である。このような注意すべき状態において、工事をすることは好ましくない。従って、「工事可能モード４２０」を表示させることなく、処理を終了する(ステップ５９０)。
　一方、パワーコンディショナ２の出力電力が停止しているならば（ステップ５２０でＹＥＳ）、配線工事を行える環境に近づいていると言え、次の処理に遷移する。
　次に、別系統１８への接続切り替え工事は、特定の作業者にのみ許可されるようにして、更なる安全な作業環境を提供する必要がある。そのために、特定の作業者によるＩＤ・パスワードの入力待ちとする（ステップ５３０）。入力されたＩＤ・パスワードが正しいならば（ステップ５３０でＹＥＳ）、次の処理に進み、本発明の実施例の電力買取用系統
連系装置から出力される電力の絶対最大定格を表示する（ステップ５５０）。この特定の作業者によるＩＤ・パスワードの入力のステップは、必ずしもこのタイミングで行わなければならないという訳ではなく、許可されるべき作業者であることが必要な場合に入力させることも可能であるし、スタート直後に入力させることも可能である。
　次に、別系統１８として接続される供給先Ｐで必要とする電力の大きさ、需用電力の大きさを入力させる（ステップ５６０）。これは、事前に双方の電力の仕様は確認の上で工事が開始されるのが通常であるが、安全のために確認的に入力させるものである。系統連系装置からの出力電力の絶対最大定格電力が給電先の需要電力容量よりも大きいならば（ステップ５７０でＹＥＳ）、次の処理である「工事可能モード」表示４２０が表示される。一方、給電先Ｐの需要電力容量の入力を受付けた（ステップ５６０）際に、本発明の実施例の電力買取用系統連系装置からの出力電力の絶対最大定格の大きさと比較して（ステップ５７０）、電力買取用系統連系装置の出力電力の絶対最大定格の大きさの方が小さい場合（ステップ５７０でＮＯ）には、「工事可能モード」表示４２０に遷移することなく、処理を終了する（ステップ５９０）。
　なお前述において、入力されたＩＤ・パスワードが正しくない場合は（ステップ５４０でＮＯ）、「特定の条件」を満足していない状態であり、「工事可能モード」表示４２０に遷移せずに処理を終了する（ステップ５９０）。
　ここで、図５のフローチャートの接続可否の判断を効率的に実行するのに寄与する表示装置の表示画面を図６を用いて説明する。
　図６に示す表示装置６００は、図４に示した状態表示パネル４００と同一のものでも良いし、別の表示装置であっても良い。表示装置６００の表示画面は、コメントやメッセージなどを表示する表示画面部６０５及びＩＤ・パスワード等を入力するテンキー部及びボタン入力部６４０をタッチパネルとして備えており、その表示画面近傍には、セキュリティ機構部の実現手段としての開錠する専用の鍵を差し込む鍵穴６４５及び特定の行為者を認証する生体認証操作部６５０を備えている。勿論、この表示装置６００は、ＩＤ・パスワード等を入力するためにキーボードボタンなどの入力手段により構成するものでも良い。
　図６に示したような表示装置６００を用いてＩＤ・パスワード等が入力され、入力されたＩＤ・パスワードが正しい場合（ステップ５４０でＹＥＳ）には、ステップ５５０にて、図６の表示画面６０５上に、本発明の実施例の電力買取用系統連系装置の絶対最大定格の値の表示６１０が表示される。そして、次のステップ５６０では、給電先の需要電力容量の入力がなされた後で、入力した給電先の需要電力容量の表示６１５が表示される。
　ステップ５７０において、本発明の実施例の電力買取用系統連系装置からの出力電力の絶対最大定格電力と給電先の需要電力容量との比較によって、給電先の需要電力容量の方が大きいならば、給電先の需要電力容量が絶対最大定格を超える表示６２０が表示される。図６の実施例では、より安全性を高める意図によって、余裕度を含ませた絶対最大定格の８０％を判断目安とする表示としている。勿論、この８０％に限定されることなく、電力の取り扱い上での規制から求まる目安や、経験上で安全を高めることが狙える所定の目安を管理値として、安全の判断や比較を行って画面に表示するものでも良い。
　そして、上記ステップ５７０の判断・比較・処理の結果として、別系統１８への電力の出力が適正ではないと判断された場合には、安全のために接続を禁止する表示６２５を表示するようにする。なお、工事を行う行為者・作業者へのメッセージとして、工事仕様を再検討を示唆する表示６３０を表示させたり、別の接続先への接続工事が出来るようにするための相談先の表示６３５を表示させて、工事を支援するようにしても良い。この相談先の表示６３５の表示部分をタッチして画面を押下することで、自動的に相談先に連絡が行えるようにしても良い。例えば、電話を自動で掛けたり、メールを送信したりする構成が可能である。
　次に、別の第３の実施例を図７を用いて説明する。図７は、複数の発電系統（太陽光パネル１，・・・１）に対応する複数のパワーコンディショナ２，・・・２の電力位相の調整のブロック図である。図７では、図１と同一構成部分には同一符号を付して説明する。
　図７において、切替器２０，２０は複数の発電系統（太陽光パネル１，・・・１）と昇圧変圧器６への線路を接続・遮断する切替器１４を設けている。図７中の符号２１は、真空遮断器７と断路器８の接続点に接続され、高圧系統の電力位相を検出する電力位相検出装置である。また、図７中の符号２２は、電力位相検出装置２１から出力された位相をゲート回路２３を通じてインバータ３にフィードバックするための出力位相調整装置である。インバータ３は、検出された高圧系統の位相に合わせた位相の交流を発生して昇圧変圧器６に供給する。
　この位相が検出される真空遮断器７と断路器８の接続点は、筺体１３内に配置されて他の負荷を接続させないように管理されているため、予期せぬ負荷が接続されることがない。したがって、この接続点から検出されるフィードバックに力率の遅れが生じることが少なく、より確実に受電点での力率１を実現することができる。また、真空遮断器７と断路器８の接続点は、インバータ３と同一の筺体１３内に配置されるため、高圧系統の連系点（受電点、供給点）の位相信号を筺体１３内で容易に取り込むことができる。
　なお、変圧器容量が３００ｋＶＡまでの装置においては、真空遮断器７、断路器８の代わりに、線路の保護と開閉を行う負荷開閉器（ＬＢＳ：気中負荷開閉器）を用いるが、この場合、負荷開閉器の高圧系統側から電力位相信号を取込む。以上が電力買取用系統連系装置に対応する設備の通常での動作によって、受電点での力率１を実現する仕組みを説明するものである。
　ここで、災害等の緊急避難時において、図７に示す電力買取用系統連系装置により別系統１８に電力を出力する場合において力率１を実現する構成を説明する。
　図７に示すように、電力位相検出装置２１は、切替器２８を介して、インバータ３のフィードバック制御に使用する位相情報を得るようにする。電力買取用系統連系装置に対応する設備の通常での動作時は、切替器２８は、接点ａに接続されることで、前述のように真空遮断器７と断路器８の接続点から位相が検出される。
　これに対して、災害等の緊急避難時においては、別系統１８に電力が出力される場合には、図７に示すように、接続端子１５に切替える切替器１４への入力端子から位相が検出されるようにする。切替器１４への出力電力の入力端子は、切替器２８の接点ｂに接続されている。災害等の緊急避難時には、切替器２８が接点ｂに切替り、電力位相検出装置２１で検出された切替器１４に入力される出力電力の位相（即ち、接続端子１５から出力される電力の位相）によって、インバータ３がフィードバック制御されるようになる。それにより災害等の緊急避難時においても、受電点での力率１を実現することができるようにしている。
　さらに本発明の電力買取用系統連系装置を、電力買取制度において実際に適用する際に有効な実施例を図８乃至図１０を用いて説明する。
　以上の実施例の電力買取用系統連系装置の説明においては、余剰電力買取制度に使用する装置では、自家消費として自分の施設に電力を供給しながら、余剰電力は売電し、災害時等の必要に応じては他の電力系統への直接出力が行われるとして説明した。一方、新たな買取制度である全量買取制度に使用する装置の説明では、発電した全量を買い取る制度ではありながら、緊急避難的に自分以外の施設に電力を供給することを中心に説明をした。このように、電力買取制度においては全量買取制度であっても余剰電力買取制度であっても、売電時の電力系統への電力供給に加え、自分以外の他施設への電力供給、さらには自分の施設への電力供給が要望されることが充分に予想される。これを実現するには、本システムにおいては、複数の出力端子を設ける構成を提案出来る。
　即ち、少なくとも２つの出力端子を設けて、第１の出力端子を自分の施設以外の他施設に対して緊急避難的に電力を供給する出力端子とし、第２の出力端子を自分の施設に電力を供給する出力端子とすることができる。
　図８は、太陽光発電などの発電装置１，１からの電力を複数の出力端子から出力出来るようにした電力買取用系統連系装置システムの構成ブロック図である。図８では、一例として、電力供給装置として、太陽電池モジュール１から供給される実施例を例示しているが、これは風力発電等の他の発電設備でも良いことは説明を待たない。しかしながら、売電の料金は発電設備により相違することから、その対策は講じるべきである。図１と共通する構成には、同じ参照番号を付して図１との関係を示している。つまり、図１に示す構成で共通する構成は明示的に図示していない。
　図８においては、切替器１４からの出力を複数の出力先として、出力Ａ及び出力Ｂに対して分岐して出力できるようにしている。また、必ずしも設けることが強制され、義務付けられるものではないが、各出力Ａ及びＢには、夫々校正計器８３、校正計器８４を設けることが可能である。校正計器８３，８４は、出力Ａ及び出力Ｂから、出力される供給電力の値を数値データの積算値として、取得し、記憶し、記録できるようにするものである。これにより、例えば、緊急避難的な電力供給が長期化する場合などに、供給先との間での電力供給に対して、供給元・供給先双方の間での電力供給量の値を確認出来る手段を提供するものである。
　このような電力買取用系統連系装置システムにおいては、例えば太陽電池モジュール１，１を用いた場合には、太陽光パネル自体の出力が天候や昼夜において変動するために常時の電力供給が担保できない場合がある。そのために、電力の出力において、出力Ａ及び出力Ｂの両方の端子への出力電力の総和が、接続された供給元の供給電力の限界容量を超える場合には、出力Ａ及び出力Ｂに対して継続して電力供給することが困難となり、供給をストップすることとなる場合を考慮すべきである。例えば、図８に示す装置構成のように、複数の電力供給の出力先（出力Ａ及び出力Ｂ）がある場合には、両方への電力供給を同時にストップすることが好ましくない場合もある。
　つまり、太陽光発電量≧負荷であれば、システムの運用に問題はないが、太陽光発電量＜負荷の場合には、何らかのシステム停止、つまり出力先Ａ又はＢへの出力の遮断を考慮する必要がある。
　この場合の対処法の１つとして、電力買取用系統連系装置システムからの電力供給をストップする場合に、出力先Ａ及びＢの内の一方の出力先を強制的に遮断して、残りの供給先には、継続して供給を行うことが一つの解決策として提案できる。
　例えば、優先順位の高い方の出力端子の出力を継続させ、優先順位の低い方の出力端子の出力を遮断するものである。または、例えば、太陽電池モジュール１，１の供給電力の限界容量を超えない範囲で、必要とされる電力の供給容量の小さい方の端子の出力を継続させ、必要とされる電力の供給容量の大きい方の出力を遮断、ストップするものである。
　前記出力を遮断させる構成部品は、図８での遮断部８１又は遮断部８２である。また、その制御を行うのが、出力遮断制御部８０である。図８において、出力遮断制御部８０は、太陽電池モジュール１，１で発電される電力を電力値Ｔとして取得・記憶し、出力端子Ａ及び出力端子Ｂからの出力電力（ａ及びｂ）の総和（ａ＋ｂ）と比較し、電力値Ｔを超える場合（（ａ＋ｂ）＞Ｔ）には、一方の出力回路の遮断部８１又は遮断部８２を遮断する。図８に示す状態では、出力遮断制御部８０の制御信号によって、遮断部８１が継続して電力供給が行われているが、遮断部８２は遮断されるため、出力端子Ｂへの電力供給が行われていない状態が示されている。
　この場合の手順を説明するのが、図９のフローチャートである。この場合は、出力端子Ａへの電力供給が出力端子Ｂへの電力供給よりも優先されていると仮定する。この出力先の優先度の情報は、出力遮断制御部８０に記憶されている。図９において、出力遮断制御部８０が処理を開始(ステップ９０)すると、予め取得され若しくは記憶されている供給電力(最大の値であっても良い)の値である電力値Ｔと、複数の供給先への出力電力の総和（ａ＋ｂ）とを比較(ステップ９２)して、前記電力の総和（ａ＋ｂ）が電力値Ｔを超える場合(ステップ９２－ＹＥＳ)、例えば供給電力の限界容量を超える場合には、遮断部８２に対して遮断の制御信号を出力して、出力端子Ｂへの出力を遮断又は既に遮断されている場合は遮断を継続(ステップ９４)する。なお、出力電力の総和（ａ＋ｂ）が電力値Ｔを超えない場合には(ステップ９２－ＮＯ)、出力端子Ｂへの出力を継続又は出力を復帰する（ステップ９３）。
　次に、電力値Ｔと、出力端子Ａへの出力電力ａとを比較(ステップ９６)して、前記出力電力ａが電力値Ｔを超える(ステップ９６－ＹＥＳ)、例えば供給電力の限界容量を超える場合には、遮断部８１に遮断の制御信号を出力して、出力端子Ａの出力を遮断又は既に遮断されている場合は遮断を継続(ステップ９８)する。なお、前記出力電力ａが電力値Ｔを超えない場合には(ステップ９６－ＮＯ)、出力端子Ａへの出力を継続又は出力を復帰する（ステップ９７）。但し、図９のフローチャートの実施例は、優先順位の高い方の出力端子の出力を継続させ、主に、優先順位の低い方の出力端子の出力を遮断するものの実施例を例示するものであり、前述したように出力端子Ａの方が出力端子Ｂよりも電力供給の優先順位が高い場合の実施例を例示するものである。一旦、遮断された出力端子Ａ及び又はＢは、適切な判断基準に基づいて遮断状態から復帰させることができる(ステップ９３、９７)。出力端子への出力を復帰させる場合には、出力電力の総和（ａ＋ｂ）が電力値Ｔを超えない条件、又は出力電力ａが電力値Ｔを超えない条件を確認することが大切である。出力端子Ａ及び又はＢの接続状態が復帰した後（ステップ９３、９７の後）は、ステップ９２の前に戻り、再び、出力端子Ａ及Ｂを遮断するか否かの判断手順に入る。
　これに対して、図１０において、例えば太陽電池モジュール１，１の供給電力の限界容量を超えない範囲で、必要とされる電力の供給容量の小さい方の端子の出力を継続させ、必要とされる電力の供給容量の大きい方の出力を遮断する実施例について説明する。図１０において、ａ＞ｂを条件とし、出力遮断制御部８０が処理を開始(ステップ１００)すると、予め取得され若しくは記憶されている供給電力(最大の値であっても良い)の値である電力値Ｔと、複数の供給先への出力電力の総和（ａ＋ｂ）とを比較(ステップ１０２)して、前記電力の総和（ａ＋ｂ）が電力値Ｔを超える(ステップ１０２－ＹＥＳ)、例えば供給電力の限界容量を超える場合には、遮断部８１に遮断の制御信号を出力して、出力端子Ａへの出力を遮断又は既に遮断されている場合は遮断を継続(ステップ１０４)する。なお、前記電力の総和（ａ＋ｂ）が電力値Ｔを超えない場合には(ステップ１０２－ＮＯ)、出力端子Ａへの出力を継続又は出力を復帰する（ステップ１０６）。このように、一旦遮断された出力端子Ａは、適切な判断基準に基づいて遮断状態から復帰させることができる(ステップ１０６)。出力端子Ａの接続状態が復帰した後は、ステップ１０２の前に戻り、再び、出力端子Ａを遮断するか否かの判断手順に入る。
　前記図１０のフローチャートの実施例は、出力端子Ｂの方が出力端子Ａよりも電力供給の必要とされる電力値がより小さい場合（ａ＞ｂ）の実施例を例示するものである。電力供給の必要とされる電力値が小さい方の出力端子Ｂの出力を継続させ、電力供給の必要とされる電力値の大きい方の出力端子Ａの出力を遮断する実施例を例示するものである。
　さらに、前述の図８乃至図１０の実施例での電力値Ｔ、電力値ａ、電力値ｂは、太陽電池モジュールなどの発電設備で発電される電力の最大値、仕様値、定格値、若しくは出力端子Ａ及びＢからの供給先で必要とされる負荷で使用される電力の最大値、仕様値、定格値としても良い。または、太陽電池モジュールなどの発電設備で発電される電力の瞬時値、または、ある所定の期間での平均値、若しくは供給先で必要とされる負荷で使用される電力の瞬時値、または、ある所定の期間での平均値としても良い。
　図９及び図１０のフローチャートの実施例の例示では、出力端子Ｂの遮断又は出力端子Ａの遮断を例示している。遮断した後に、出力端子Ｂの再出力、出力端子Ａの再出力を行う手順については、復帰動作の説明をしている。これについては、電力値の大小の比較、判断を行うステップ９２、ステップ９６、ステップ１０２において、出力端子Ｂの再出力、出力端子Ａの再出力を行うことを許容する場合には、出力電力が電力値Ｔを超えない状態の確認等の適切な判断の下で、これらの出力を再出力されるように、出力端子の接続の復帰動作をさせる。さらに、図９及び図１０のフローチャートの実施例は、適宜変更されるものであっても良いものであり、これらの実施例において、当業者であれば充分に予想可能な範囲内のものである。
　以上説明したように、本発明によれば、太陽光発電及び風力発電などの自然エネルギー発電を利用した電力買取用系統連系装置において、通常は、電力買取制度に対応する設備であるにも拘わらず、災害等（例えば、震災など）の緊急避難時において緊急避難的使用として、公共性の高い施設等の別系統に電力を出力可能とする構成を提供可能となる。また、本発明は、前記別系統への接続工事の安全な環境を提供可能とするものである。更には、災害等の緊急避難時には、別系統に電力を出力する場合であっても、受電点での力率１を実現することができるようにするものである。
１…太陽電池モジュール
２…パワーコンディショナ
３…インバータ（電力換回路）
４…リアクトル
５…導体（電線）
６…昇圧変圧器
７…真空遮断器（ＶＣＢ）
８…断路器（ＤＳ）
９…電力需給用計器用変成器（ＶＣＴ）
１０…柱上気中開閉器（ＰＡＳ）
１１…電力系統
１２…電力量計
１２ａ…表示窓
１３…筐体、１３a、１３ｂ、１３c…箱体
１４…切替器
１５…接続端子
１６…ボックス
１７…セキュリティ機構部
１８…別系統
２１…電圧位相検出装置
２２…出力位相調整装置
２３…ゲート回路
２８…切替器

Claims (10)

  1. 　太陽光発電または風力発電等の再生可能エネルギー源からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナから出力される交流電力を高圧電力に変換する昇圧変圧器とを備え、当該昇圧変圧器からの高圧電力を高圧電力系統に出力する電力買取用系統連系装置であって、
    　当該電力買取用系統連系装置からの出力を前記高圧電力系統とは別系統の接続先に出力するために接続先を切替える切替器を設けた
    ことを特徴とする電力買取用系統連系装置。
  2. 　前記切替器は、前記パワーコンディショナと前記昇圧変圧器との間に設けられており、当該切替器の切り替え操作が制限された構成となっている
    ことを特徴とする請求項１に記載の電力買取用系統連系装置。
  3. 　前記切替器からの出力は、複数の出力先に対して出力できるように出力系統を分岐したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電力買取用系統連系装置。
  4. 　前記分岐した出力系統は、夫々遮断部を備えており、出力遮断制御部の制御により、前記遮断部の接続／遮断が制御されている
    ことを特徴とする請求項３記載の電力買取用系統連系装置。
  5. 　前記パワーコンディショナ、前記昇圧変圧器及び前記切替器は、同一筺体内に配置された
    ことを特徴とする請求項１記載の電力買取用系統連系装置。
  6. 　太陽光発電または風力発電等の再生可能エネルギー源からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナから出力される交流電力を高圧電力に変換する昇圧変圧器とを備え、前記パワーコンディショナ及び前記昇圧変圧器は同一筺体内に配置され、前記昇圧変圧器からの高圧電力を高圧電力系統に出力する電力買取用系統連系装置であって、
    　前記電力買取用系統連系装置からの出力を前記高圧電力系統とは別系統に出力する接続端子と、前記パワーコンディショナからの出力の接続先を切替える切替器とを前記同一の筐体内に設けており、
    　前記切替器は、前記パワーコンディショナからの出力を前記昇圧変圧器又は前記別系統に出力する接続端子に接続を切替える構成とされ、当該切替器の切り替え操作が制限された構成とされている
    ことを特徴とする電力買取用系統連系装置。
  7. 　切り替え操作が制限された前記切替器は、当該切替器への切替信号を出力するセキュリティ機構部を設けており、
    　前記別系統に出力する接続端子を内包する端子箱を設け、当該端子箱は、破壊可能な封印カバーで覆われた封印構造とされており、当該封印カバーが開封されて前記別系統への接続端子との接続が可能とされ、かつ、前記セキュリティ機構部へ前記パスワードを入力する入力部が設けられている
    ことを特徴とする請求項６記載の電力買取用系統連系装置。
  8. 　前記電力買取用系統連系装置は、動作状態を表示する表示装置を設けており、
    　当該表示装置で表示される表示モードは、
    　前記別系統への接続端子との接続工事が安全に工事可能であることを表示する安全工事モードと、
    　前記別系統への接続端子から別系統に対して電力を出力していることを表示する別系統出力モードを有している
    ことを特徴とする請求項６記載の電力買取用系統連系装置。
  9. 　太陽光発電または風力発電等の再生可能エネルギー源からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナから出力される交流電力を高圧電力に変換する昇圧変圧器とを備え、前記パワーコンディショナ及び前記昇圧変圧器は同一筺体内に配置され、前記昇圧変圧器からの高圧電力を高圧電力系統に出力する電力買取用系統連系装置を用いた電力の別系統への出力方法であって、
    　前記電力買取用系統連系装置からの出力を前記高圧電力系統とは別系統に出力する接続端子と、前記パワーコンディショナからの出力の接続先を切替える切替器とを設け、前記切替器は、前記パワーコンディショナからの出力を前記昇圧変圧器又は前記別系統に出力する接続端子に接続を切替える構成とし、前記電力買取用系統連系装置は、前記切替器への切替信号を出力するセキュリティ機構部を設けており、
    　前記セキュリティ機構部が、操作者により入力された文字または数字列から成るパスワードの認証処理を行い、正規の操作者であると認証された場合には、切替許可指令信号を出力し、
    　当該切替許可指令信号の出力後に、前記切替器を前記パワーコンディショナからの出力の接続先を前記高圧電力系統への接続から前記別系統に出力する接続端子に接続を切替え可能とする
    ことを特徴とする電力買取用系統連系装置を用いた電力の別系統への出力方法。
  10. 　前記電力買取用系統連系装置の動作状態を表示する表示装置においては、
    　正規の操作者が入力したＩＤ・パスワードが正しいと認証され、かつ、前記切替器が前記パワーコンディショナからの出力を前記別系統への接続端子に接続を切替えていないことを検出した場合には安全工事モードの表示を行い、
    　前記切替器が前記パワーコンディショナからの出力を前記別系統への接続端子に接続を切替えていることを検知し、かつ、前記接続端子から電力が出力されていることを検出した場合には別系統出力モードの表示を行う
    ことを特徴とする請求項９記載の電力買取用系統連系装置を用いた電力の別系統への出力方法。
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