特許 6025554 分散型電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6025554

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】分散型電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20161107BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/38 110

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-283354(P2012-283354)

(22)【出願日】2012年12月26日

(65)【公開番号】特開2014-128120(P2014-128120A)

(43)【公開日】2014年7月7日

【審査請求日】2015年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100120352

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100128901

【弁理士】

【氏名又は名称】東 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】桝本 幸嗣

(72)【発明者】

【氏名】濱走 正美

【審査官】 高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２８１６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７２８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１０７７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２６５６３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ３／００ − ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統に接続される、第１電圧線及び第２電圧線と中性線とを有する単相３線式の交流線と、前記交流線に対して第１接続箇所で接続される補助電源装置と、前記交流線に対して第２接続箇所で接続される発電装置と、前記交流線の前記第２接続箇所に対して接続される電力消費装置とを備え、前記交流線に対する前記電力系統の接続箇所から見て下流側に向かって前記第１接続箇所と前記第２接続箇所とがその並び順で設けられている分散型電源システムであって、
前記電力系統側から前記電力消費装置へ向かう電力を正の電力とした場合において、前記電力系統から前記交流線に対する電力供給を行うことができる非停電時に、
前記発電装置は、発電部と、前記第１電圧線を通って前記第１接続箇所側から前記第２接続箇所へ向かう電力と前記第２電圧線を通って前記第１接続箇所側から前記第２接続箇所へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、前記第１電圧線及び前記第２電圧線に対して同一の電力を供給するように前記発電部の発電電力を制御する発電制御部を有し、
前記補助電源装置は、蓄電部と、前記第１電圧線を通って前記第１接続箇所側から前記第２接続箇所へ向かう電力の正負の符号と前記第２電圧線を通って前記第１接続箇所側から前記第２接続箇所へ向かう電力の正負の符号とが互いに異なるとき、前記第１電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力と前記第２電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力との合計電力が負の電力とはならないように、前記蓄電部から前記第１電圧線及び前記第２電圧線に対する出力電力を零以上の値に各別に調節する動作制御部を有する分散型電源システム。

【請求項2】

前記補助電源装置の前記動作制御部は、
前記第１接続箇所から前記第２接続箇所へ向かう電力の符号が負となる方の前記第１電圧線又は前記第２電圧線への前記蓄電部からの出力電力を零に調節し、
前記第１接続箇所から前記第２接続箇所へ向かう電力の符号が正となる方の前記第１電圧線又は前記第２電圧線への前記蓄電部からの出力電力を、前記第１電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力と前記第２電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように調節する請求項１に記載の分散型電源システム。

【請求項3】

前記補助電源装置の前記動作制御部は、
前記第１電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力と前記第２電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、前記蓄電部から前記第１電圧線及び前記第２電圧線に対する出力電力を互いに同じ値に調節する請求項１に記載の分散型電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力系統に接続される、第１電圧線及び第２電圧線と中性線とを有する単相３線式の交流線と、交流線に対して第１接続箇所で接続される補助電源装置と、交流線に対して第２接続箇所で接続される発電装置と、交流線の第２接続箇所に接続される電力消費装置とを備え、交流線に対する電力系統の接続箇所から見て下流側に向かって第１接続箇所と第２接続箇所とがその並び順で設けられている分散型電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、商用の電力系統に接続される交流線に蓄電部を有する補助電源装置と発電装置と電力消費装置とが接続され、電力系統と補助電源装置と発電装置とから電力消費装置への電力供給が可能に構成されている分散型電源システムが記載されている。特に、特許文献１には、補助電源装置が有する蓄電部の出力能力の大小に応じて、補助電源装置が有する蓄電部を出力作動させるか、或いは、発電装置を発電運転させるかを切り換えることで、電力消費装置への電力供給を行うことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−３３３３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には記載されていないが、上述したような補助電源装置、発電装置及び電力消費装置が接続される交流線として、２つの電圧線と１つの中性線とで構成される単相３線式の交流線が用いられる。図４は、補助電源装置と発電装置と電力消費装置とが、単相３線式の交流線に接続された分散型電源システムを概略的に描いた図である。尚、図示は省略しているが、第１電圧線及び第２電圧線と中性線とを有する単相３線式の交流線と補助電源装置及び発電装置とを接続するとき、それらの間にはインバータやコンバータなどの電力変換部が設けられる。そして、その電力変換部によって、補助電源装置から交流線への出力電力や、発電装置から交流線への供給電力（発電電力）が調節される。

【0005】

電力変換部を介して補助電源装置や発電装置を単相３線式の交流線に接続する場合、具体的には、電力変換部が単一の電力変換回路部で構成されその単一の電力変換回路部が第１電圧線及び第２電圧線に共通に接続される構成や、電力変換部が２つの電力変換回路部で構成され、その一方が第１電圧線に接続され、他方が第２電圧線に接続される構成が考えられる。

【0006】

前者の場合、電力変換部（単一の電力変換回路部）は、第１電圧線及び第２電圧線との間でやり取りする電力を共通して調節することはできるが、第１電圧線及び第２電圧線との間でやり取りする電力を各別に、即ち、片相毎に調節することはできない。後者の場合、電力変換部（２つの電力変換回路部）は、各電力変換回路部を用いて、第１電圧線及び第２電圧線との間でやり取りする電力を各別に、即ち、片相毎に調節することができる。
つまり、前者の場合は、片相毎に電力を調節できないものの、電力変換部の装置コストを低くできるという長所がある。後者の場合、電力変換部の装置コストが高くなるものの、片相毎に電力を調節できるという長所がある。

【0007】

そこで、本願では、発電装置と交流線との間の接続には単一の電力変換回路部を有する電力変換部を採用し、補助電源装置と交流線との間の接続には２つの電力変換回路部を有する電力変換部を採用した分散型電源システムを構築することとした。そして、このような分散型電源システムを運用する場合の課題を考察した。

【0008】

図４は、分散型電源システムの運用例を説明する図である。具体的には、電力消費装置３０へ補助電源装置１０及び発電装置２０からどれだけの電力が供給されるかを示す例である。但し、発電装置２０の定格供給電力は７００Ｗ（片相につき３５０Ｗ）であり、補助電源装置１０の定格出力電力は片相につき１２００Ｗ（両相で２４００Ｗ）であるとする。また、第１電圧線２ａと中性線２ｃの間の電圧、及び、第２電圧線２ｂと中性線２ｃとの間の電圧はともにＡＣ１００Ｖであるので、図中に記載する電流値とＡＣ１００Ｖとの積が、図中に記載する電力値となる。

【0009】

図４（ａ）は、電力消費装置３０を構成する第１消費部３１の需要電力及び第２消費部３２の需要電力が共に６５０Ｗ（両相合計で１３００Ｗ）である場合の例である。ここで、図４に示す発電装置２０や補助電源装置１０の内部の構成は図１に示す通りである。
この場合、発電装置２０の発電制御部２２は、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対して同一の電力を供給するように発電電力を制御する。具体的には、第１電圧線２ａに対して３５０Ｗの電力を供給し、第２電圧線２ｂに対して３５０Ｗの電力を供給する。但し、発電装置２０から定格供給電力に相当する合計７００Ｗの電力を供給しても、電力消費装置３０の需要電力である１３００Ｗには満たない。

【0010】

その結果、第１消費部３１における不足電力（即ち、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力）は３００Ｗとなり、第２消費部３２における不足電力（即ち、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力）は３００Ｗとなる。
そして、補助電源装置１０からこれら３００Ｗずつの電力を出力することで、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力が零になり、第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力が零になる。

【0011】

次に、図４（ｂ）に示すのは、電力消費装置３０を構成する第１消費部３１の需要電力が１２００Ｗであり及び第２消費部３２の需要電力が１００Ｗ（両相合計で１３００Ｗ）である場合の例である。

【0012】

この場合も、発電装置２０の発電制御部２２は、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対して同一の電力を供給するように発電電力を制御する。具体的には、第１電圧線２ａに対して３５０Ｗの電力を供給し、第２電圧線２ｂに対して３５０Ｗの電力を供給する。但し、発電装置２０から定格供給電力に相当する合計７００Ｗを供給しても、電力消費の需要電力である１３００Ｗには満たない。

【0013】

但し、図４（ｂ）に示した例では、第１電圧線２ａと中性線２ｃとの間での第１消費電力である１２００Ｗと、第２電圧線２ｂと中性線２ｃとの間での第２消費電力である１００Ｗとが異なる。その結果、発電装置２０から第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対して同一の電力（夫々に対して３５０Ｗ）を供給すると、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力とが異なってしまう。即ち、図４（ｂ）に示した例では、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力は＋８５０Ｗ（不足電力）であり、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力は−２５０Ｗ（余剰電力）というように、両者の電力の正負の符号が異なってしまう。

【0014】

このような場合、−２５０Ｗの余剰電力が発生しているため、補助電源装置１０から第２電圧線２ｂには電力を出力せず、補助電源装置１０から第１電圧線２ａへ上述した不足電力である８５０Ｗだけ出力すると、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力は零（０Ｗ）となる。尚、補助電源装置１０が、蓄電部１２から交流線２への一方向の電力出力を主目的としている場合、電力変換部１３は蓄電部１２から交流線２への出力電力の変換を行うことができればよく、交流線２から蓄電部１２への逆方向の電力の変換を行う必要はない。即ち、電力変換部１３は双方向性を有している必要はないため、使用する半導体スイッチング素子は双方向性を有するものでなくてよい。つまり、蓄電部１２への充電は電力変換部１３とは別の回路（図示せず）を用いて行われる。従って、電力変換部１３が蓄電部１２から交流線２への一方向の出力電力の変換を行うことのみができる場合、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力は−２５０Ｗ（余剰電力）のまま残される。その結果、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力との合計電力が負の電力（−２５０Ｗ）になってしまう。即ち、電力系統１へ２５０Ｗの電力の逆潮流が発生してしまうが、太陽光発電により得られる電力や風力発電により得られる電力など、自然エネルギーを利用した発電電力しか一般的には逆潮流が認められていないという状況では、上記のような発電装置２０からの電力や補助電源装置１０からの電力の逆潮流は認められないという問題がある。

【0015】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力系統への逆潮流の発生を防止可能な分散型電源システムを提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記目的を達成するための本発明に係る分散型電源システムの特徴構成は、電力系統に接続される、第１電圧線及び第２電圧線と中性線とを有する単相３線式の交流線と、前記交流線に対して第１接続箇所で接続される補助電源装置と、前記交流線に対して第２接続箇所で接続される発電装置と、前記交流線の前記第２接続箇所に接続される電力消費装置とを備え、前記交流線に対する前記電力系統の接続箇所から見て下流側に向かって前記第１接続箇所と前記第２接続箇所とがその並び順で設けられている分散型電源システムであって、
前記電力系統側から前記電力消費装置へ向かう電力を正の電力とした場合において、前記電力系統から前記交流線に対する電力供給を行うことができる非停電時に、
前記発電装置は、発電部と、前記第１電圧線を通って前記第１接続箇所側から前記第２接続箇所へ向かう電力と前記第２電圧線を通って前記第１接続箇所側から前記第２接続箇所へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、前記第１電圧線及び前記第２電圧線に対して同一の電力を供給するように前記発電部の発電電力を制御する発電制御部を有し、
前記補助電源装置は、蓄電部と、前記第１電圧線を通って前記第１接続箇所側から前記第２接続箇所へ向かう電力の正負の符号と前記第２電圧線を通って前記第１接続箇所側から前記第２接続箇所へ向かう電力の正負の符号とが互いに異なるとき、前記第１電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力と前記第２電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力との合計電力が負の電力とはならないように、前記蓄電部から前記第１電圧線及び前記第２電圧線に対する出力電力を零以上の値に各別に調節する動作制御部を有する点にある。

【0017】

上記特徴構成によれば、補助電源装置の動作制御部は、第１電圧線を通って電力系統側から第１接続箇所へ向かう電力と第２電圧線を通って電力系統側から第１接続箇所へ向かう電力との合計電力が負の電力とはならないように、蓄電部から第１電圧線及び第２電圧線に対する出力電力を零以上の値に各別に調節する。つまり、第１電圧線を通って電力系統側から第１接続箇所へ向かう電力と第２電圧線を通って電力系統側から第１接続箇所へ向かう電力との合計電力が負の電力となる状況、即ち、逆潮流が発生する状況を防止できる。
加えて、交流線に対する電力系統の接続箇所から見て下流側に向かって第１接続箇所と第２接続箇所とがその並び順で設けられており、発電装置の発電制御部は、第１電圧線を通って第１接続箇所側から第２接続箇所へ向かう電力と第２電圧線を通って第１接続箇所側から第２接続箇所へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように発電部の発電電力を制御する。つまり、発電装置は、電力消費装置の需要電力を賄うための最大の発電電力で運転する。そして、補助電源装置は、発電装置で賄い切れなかった電力を補助的に出力するように動作することになる。以上のように、本特徴構成の分散型電源システムは、発電装置を高い稼働率で運用でき、且つ、補助電源装置の負荷が小さくなるという点で好ましい。例えば、発電装置が、固体酸化物形燃料電池のように系統電力よりも発電効率が高い場合や、エンジンと発電機とを組み合わせて熱と電力とを得るコージェネレーション装置のように発電効率と排熱効率とを合わせた総合効率が系統電力の発電効率よりも高い場合には、発電装置を高い稼働率で運用できると運転メリット（省エネルギー性）が高くなるという利点がある。他には、補助電源装置の蓄電部に、例えば夜間（即ち、電気料金の安い時間帯）に蓄電し、昼間（即ち、電気料金の高い時間帯）に放電するように設定すると、補助電源装置が無い場合に比べて運転メリット（経済性）が高くなるという利点がある。
従って、電力消費装置への電力供給を行いつつ、電力系統への逆潮流の発生を防止できる分散型電源システムを提供できる。

【0018】

本発明に係る分散型電源システムの別の特徴構成は、前記補助電源装置の前記動作制御部は、前記第１接続箇所から前記第２接続箇所へ向かう電力の符号が負となる方の前記第１電圧線又は前記第２電圧線への前記蓄電部からの出力電力を零に調節し、前記第１接続箇所から前記第２接続箇所へ向かう電力の符号が正となる方の前記第１電圧線又は前記第２電圧線への前記蓄電部からの出力電力を、前記第１電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力と前記第２電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように調節する点にある。

【0019】

上記特徴構成によれば、補助電源装置の動作制御部は、符号が負となる方への蓄電部からの出力電力を零とした上で、第１接続箇所から第２接続箇所へ向かう電力の符号が正となる方の第１電圧線又は第２電圧線への出力電力を調節するだけで、第１電圧線を通って電力系統側から第１接続箇所へ向かう電力と第２電圧線を通って電力系統側から第１接続箇所へ向かう電力との合計電力を最小にし、且つ、負の電力とはならないようにすることができる。その結果、電力消費装置への電力供給を行いつつ、電力系統への逆潮流の発生を防止できる。

【0020】

本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記補助電源装置の前記動作制御部は、前記第１電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力と前記第２電圧線を通って前記電力系統側から前記第１接続箇所へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、前記蓄電部から前記第１電圧線及び前記第２電圧線に対する出力電力を互いに同じ値に調節する点にある。

【0021】

上記特徴構成によれば、補助電源装置の動作制御部は、蓄電部から第１電圧線及び第２電圧線に対する出力電力を互いに同じ値に調節して、第１電圧線を通って電力系統側から第１接続箇所へ向かう電力と第２電圧線を通って電力系統側から第１接続箇所へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないようにすることができる。その結果、電力消費装置への電力供給を行いつつ、電力系統への逆潮流の発生を防止できる。更に、蓄電部から第１電圧線及び第２電圧線の両方に出力が行われるので、第１電圧線及び第２電圧線の一方のみに出力を行う場合に比べて、蓄電部からの出力電力の合計を大きくすることができる。その結果、電力系統から供給される電力（即ち、買電の電力）を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】分散型電源システムの構成を示す図である。

【図2】本実施形態の分散型電源システムの運用例を説明する図である。

【図3】本実施形態の分散型電源システムの運用例を説明する図である。

【図4】比較例の分散型電源システムの運用例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に図面を参照して本発明に係る分散型電源システムについて説明する。図１は、分散型電源システムの構成を示す図である。
この分散型電源システムは、電力系統１に接続される、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂと中性線２ｃとを有する単相３線式の交流線２と、交流線２に対して第１接続箇所Ｐ１で接続される蓄電部１２を有する補助電源装置１０と、交流線２に対して第２接続箇所Ｐ２で接続される発電装置２０と、交流線２に対して第３接続箇所Ｐ３で接続される電力消費装置３０とを備える。交流線２に対する電力系統１の接続箇所から見て下流側に向かって第１接続箇所Ｐ１と第２接続箇所Ｐ２と第３接続箇所Ｐ３とがその並び順で設けられている。尚、図１において、電力消費装置３０は第２接続箇所Ｐ２に接続されていると見なすことができる。つまり、発電装置２０と電力消費装置３０の両方が、交流線２に対して第２接続箇所Ｐ２で接続されていると見なすことができる。

【0024】

本実施形態において、電力系統１側から電力消費装置３０へ向かう電力を正の電力とする。また、電力系統１から交流線２に対する電力供給を行うことができる非停電時の場合を考える。

【0025】

本実施形態の例において、第１電圧線２ａと中性線２ｃとの間の電圧はＡＣ１００Ｖであり、第２電圧線２ｂと中性線２ｃとの間の電圧もＡＣ１００Ｖである。更に、第１電圧線２ａと第２電圧線２ｂとの間の電圧はＡＣ２００Ｖである。図１では、電力消費装置３０として、第１電圧線２ａと中性線２ｃとの間に接続されている１００Ｖ負荷としての第１消費部３１と、第２電圧線２ｂと中性線２ｃとの間に接続されている１００Ｖ負荷としての第２消費部３２とを備える。

【0026】

〔発電装置２０〕
発電装置２０は、発電部２１と、その発電部２１の発電電力（即ち、交流線２への供給電力）を制御する発電制御部２２とを有する。発電部２１は、燃料電池や、エンジンの駆動力によって動作する発電機など、自身の発電電力を制御可能な装置を用いて構成できる。図示は省略するが、発電装置２０は、発電部２１での発電電力を所望の電圧、周波数、位相などに変換して交流線２に供給するための電力変換部も有している。

【0027】

発電制御部２２による発電電力の制御について説明すると、発電制御部２２は、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならない（即ち、逆潮流しない）ように、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対して同一の電力を供給するように発電電力を制御する。発電装置２０の発電制御部２２は、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力とを、カレントトランス（図示せず）の検出結果を参照して（即ち、第１電圧線２ａ、第２電圧線２ｂ上の第１接続箇所Ｐ１と第２接続箇所Ｐ２との間を流れる電流値に基づいて導出できる電力を参照して）、監視している。

【0028】

〔補助電源装置１０〕
補助電源装置１０は、電気を蓄えることのできる蓄電部１２と、その蓄電部１２から交流線２への出力電力を調節可能な電力変換部１３と、電力変換部１３の動作を制御する動作制御部１１とを有する。補助電源装置１０の動作制御部１１は、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力と、第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力とを、カレントトランス（図示せず）の検出結果を参照して（即ち、第１接続箇所Ｐ１よりも電力系統１の側の第１電圧線２ａ、第２電圧線２ｂ上を流れる電流値に基づいて導出できる電力、第１接続箇所Ｐ１と第２接続箇所Ｐ２との間の第１電圧線２ａ、第２電圧線２ｂ上を流れる電流値に基づいて導出できる電力を参照して）、監視している。

【0029】

蓄電部１２は、蓄電池（化学電池）や電気二重層キャパシタなど、蓄電機能を有する各種機器で構成することができる。

【0030】

電力変換部１３は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ａ及び第１インバータ回路１５ａで構成される組と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ｂ及び第２インバータ回路１５ｂで構成される組とで構成される。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ａ及び第１インバータ回路１５ａの組は、蓄電部１２と第１電圧線２ａ及び中性線２ｃとの間に接続され、その結果、第１電圧線２ａと中性線２ｃとの間への出力電力を調節できる。第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ｂ及び第２インバータ回路１５ｂの組は、蓄電部１２と第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃとの間に接続され、その結果、第２電圧線２ｂと中性線２ｃとの間への出力電力を調節できる。これら第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ａ、第１インバータ回路１５ａ、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ｂ、第２インバータ回路１５ｂは半導体スイッチング素子などを用いて構成される。半導体スイッチング素子のスイッチング動作は、動作制御部１１が制御する。つまり、蓄電部１２から交流線２への出力電力は動作制御部１１が制御する。

【0031】

本実施形態において、交流線２と蓄電部１２とを絶縁するために、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ａ及び第１インバータ回路１５ａの少なくとも何れか一方は絶縁型の回路構成となっており、同じく第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ｂ及び第２インバータ回路１５ｂの少なくとも何れか一方も絶縁型の回路構成となっている。加えて、本実施形態では、蓄電部１２から交流線２への一方向の電力出力を主目的としているため、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ａ及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ｂは、蓄電部１２から交流線２への出力電力の変換を行うことができればよく、交流線２から蓄電部１２への逆方向の電力の変換を行う必要はない。即ち、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ａ及び第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１４ｂは双方向性を有している必要はないため、回路の作製に必要なコストを小さくすることができる。

【0032】

更に、本実施形態の分散型電源システムにおいて、補助電源装置１０の動作制御部１１は、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力の正負の符号と第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力の正負の符号とが互いに異なるとき、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力との合計電力が負の電力とはならないように、蓄電部１２から第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対する出力電力を零以上の値に各別に調節する。
以下に、この制御の内容について具体例を挙げて説明する。

【0033】

図２は、分散型電源システムの運用例を説明する図であり、具体的には、補助電源装置１０の動作制御部１１の動作例を説明する図である。但し、発電装置２０の定格供給電力は７００Ｗ（片相につき３５０Ｗ）であり、補助電源装置１０の定格出力電力は片相につき１２００Ｗ（両相で２４００Ｗ）であるとする。この仮定は、先に図４に関して説明した仮定と同様である。また、第１電圧線２ａ、２ｂと中性線２ｃとの間の電圧はＡＣ１００Ｖであるので、図中に記載する電流値とＡＣ１００Ｖとの積が、図中に記載する電力値となる。

【0034】

図２（ａ）に示すのは、電力消費装置３０を構成する第１消費部３１の需要電力が１２００Ｗであり及び第２消費部３２の需要電力が１００Ｗ（両相合計で１３００Ｗ）である場合の例である。

【0035】

この場合、発電装置２０の発電制御部２２は、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対して同一の電力を供給するように発電電力を制御する。本例では、発電装置２０は、第１電圧線２ａに対して３５０Ｗの電力を供給し、第２電圧線２ｂに対して３５０Ｗの電力を供給する。但し、発電装置２０からそれだけの電力（合計７００Ｗ）を供給しても、電力消費装置３０の需要電力である１３００Ｗには満たない。更に、発電装置２０から第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対して同一の電力（３５０Ｗ）を供給すると、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力の正負の符号と、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力の正負の符号とが異なってしまう。具体的には、図２（ａ）に示した例では、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力は＋８５０Ｗであり、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力は−２５０Ｗというように、両者の電力の正負の符号が異なる。

【0036】

このように第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力の正負の符号と第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力の正負の符号とが互いに異なるとき、補助電源装置１０の動作制御部１１は、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力との合計電力が負の電力とはならないように（即ち、逆潮流しないように）、蓄電部１２から第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対する出力電力を零以上の値に各別に調節する。そして、本実施形態では、補助電源装置１０の動作制御部１１は、第１接続箇所Ｐ１から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力の符号が負となる方の第１電圧線２ａ又は第２電圧線２ｂへの出力電力を零に調節し、第１接続箇所Ｐ１から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力の符号が正となる方の第１電圧線２ａ又は第２電圧線２ｂへの出力電力を、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように調節する。

【0037】

具体的には、図２（ａ）に示すように、動作制御部１１は、補助電源装置１０から第１電圧線２ａへ６００Ｗの出力を行い、且つ、補助電源装置１０と第２電圧線２ｂとの間で出力を行わないような出力制御を行う。その結果、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力は＋２５０Ｗとなり、第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力とは−２５０Ｗとなって、それらの合計電力は零（０Ｗ）となる。
従って、電力系統１への逆潮流を防止できる。

【0038】

次に、図２（ｂ）を参照して、動作制御部１１による出力制御の別の例を説明する。尚、この場合も、電力消費装置３０を構成する第１消費部３１の需要電力が１２００Ｗであり及び第２消費部３２の需要電力が１００Ｗ（両相合計で１３００Ｗ）である場合の例である。

【0039】

図２（ｂ）に示す例でも、発電装置２０の発電制御部２２は、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対して同一の電力を供給するように発電電力を制御する。具体的には、第１電圧線２ａに対して３５０Ｗの電力を供給し、第２電圧線２ｂに対して３５０Ｗの電力を供給する。その結果、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力は＋８５０Ｗであり、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力は−２５０Ｗというように、両者の電力の正負の符号が異なる。

【0040】

この場合、補助電源装置１０の動作制御部１１は、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、蓄電部１２から第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対する出力電力を互いに同じ値に調節する。
具体的には、図２（ｂ）に示すように、動作制御部１１は、補助電源装置１０から第１電圧線２ａへ３００Ｗの出力を行い、且つ、補助電源装置１０から第２電圧線２ｂへも３００Ｗの出力を行う。その結果、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力は＋５５０Ｗとなり、第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力とは−５５０Ｗとなって、それらの合計電力は零（０Ｗ）となる。
従って、図２（ｂ）に示す運用例の場合も、電力系統１への逆潮流を防止できる。

【0041】

図３は、本実施形態の分散型電源システムの運用例を説明する図であり、具体的には、電力消費装置３０を構成する第１消費部３１の需要電力が３１００Ｗであり及び第２消費部３２の需要電力が１００Ｗ（両相合計で３２００Ｗ）である場合の例である。そして、図３（ａ）に示すのは、図２（ａ）と同様の制御手法を用いた場合の例であり、図３（ｂ）に示すのは、図２（ｂ）と同様の制御手法を用いた場合の例である。図２で説明した場合と同様に、発電装置２０の定格供給電力は７００Ｗ（片相につき３５０Ｗ）であり、補助電源装置１０の定格出力電力は片相につき１２００Ｗ（両相で２４００Ｗ）であるとする。

【0042】

図３（ａ）に示した場合、発電装置２０の発電制御部２２は、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力と第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力との合計電力が最小になり且つ負の電力とはならないように、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂに対して同一の電力を供給するように発電電力を制御する。具体的には、発電装置２０は、第１電圧線２ａに対して３５０Ｗの電力を供給し、第２電圧線２ｂに対して３５０Ｗの電力を供給する。その結果、第１電圧線２ａを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力は＋２７５０Ｗであり、第２電圧線２ｂを通って第１接続箇所Ｐ１側から第２接続箇所Ｐ２へ向かう電力は−２５０Ｗというように、両者の電力の正負の符号が異なる。

【0043】

この場合、図２（ａ）と同様の制御手法を用いると、図３（ａ）に示すように、動作制御部１１は、補助電源装置１０から第１電圧線２ａへ１２００Ｗ（定格出力電力）の出力を行い、且つ、補助電源装置１０と第２電圧線２ｂとの間で出力を行わないような出力制御を行う。その結果、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力は＋１５５０Ｗとなり、第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力とは−２５０Ｗとなって、それらの合計電力、即ち電力系統１から供給を受ける電力は＋１３００Ｗとなる。
従って、電力系統１への逆潮流を防止できたものの、電力系統１から供給を受ける電力が大きくなってしまう。

【0044】

これに対して、図３（ｂ）に示す例では、動作制御部１１は、補助電源装置１０から第１電圧線２ａへ１２００Ｗの出力を行い、且つ、補助電源装置１０から第２電圧線２ｂへも１２００Ｗの出力を行う。その結果、第１電圧線２ａを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力は＋１５５０Ｗとなり、第２電圧線２ｂを通って電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１へ向かう電力とは−１４５０Ｗとなって、それらの合計電力、即ち電力系統１から供給を受ける電力は＋１００Ｗとなる。
従って、電力系統１への逆潮流を防止できると共に、電力系統１から供給を受ける電力を低くできる。

【0045】

＜別実施形態＞
上記実施形態では、補助電源装置１０の動作制御部１１の動作例について、具体的な数値を挙げて説明したが、それらの数値は例示目的で記載したものであり、本発明がそれの数値に限定されるわけではない。他にも、第１電圧線２ａと中性線２ｃとの間の電圧、及び、第２電圧線２ｂと中性線２ｃとの間の電圧は、上記実施形態で例示したＡＣ１００Ｖに限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明は、電力系統への逆潮流の発生を防止するための分散型電源システムに利用できる。

【符号の説明】

【0047】

１ 電力系統
２ 交流線
２ａ 第１電圧線
２ｂ 第２電圧線
２ｃ 中性線
１０ 補助電源装置
１１ 動作制御部
１２ 蓄電部
１３ 電力変換部
１４ａ 第１ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
１４ｂ 第２ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
１５ａ 第１インバータ回路
１５ｂ 第２インバータ回路
２０ 発電装置
２１ 発電部
２２ 発電制御部
３０ 電力消費装置
３１ 第１消費部
３２ 第２消費部
Ｐ１ 第１接続箇所
Ｐ２ 第２接続箇所
Ｐ３ 第３接続箇所

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】