特許 6572057 電力供給システム

(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】6572057

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】電力供給システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20190826BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20190826BHJP

   H02J 9/06 20060101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/38 180

   H02J3/38 130

   H02J7/35 K

   H02J9/06 120

   H02J3/38 110

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-158910(P2015-158910)

(22)【出願日】2015年8月11日

(65)【公開番号】特開2017-38483(P2017-38483A)

(43)【公開日】2017年2月16日

【審査請求日】2018年7月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100162031

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 豊彦

(74)【代理人】

【識別番号】100175721

【弁理士】

【氏名又は名称】高木 秀文

(72)【発明者】

【氏名】原田 真宏

【審査官】 永井 啓司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０６１４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９５７０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ３／００−７／１２

７／３４−１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

商用電源からの電力を、前記商用電源と所定の回路により接続された負荷へ供給可能な分電盤と、
前記商用電源からの電力を充放電可能な第一の蓄電装置、及び前記第一の蓄電装置からの電力を変換する第一のパワーコンディショナーを含み、前記商用電源と連系して前記分電盤へ電力を供給する連系運転と、前記商用電源から独立して前記分電盤へ電力を供給する自立運転とを行う第一のユニットと、
前記第一のユニットの出力側に配置され、前記第一のユニットが前記自立運転時に出力した電力の電圧を昇圧する第一のトランスと、
前記第一のトランスの出力側に配置され、前記商用電源又は前記第一のユニットのいずれか一方を前記回路を介して前記分電盤に接続することによって、前記分電盤への電力の供給元を前記商用電源又は前記第一のユニットに切り替え可能な切替盤と、
前記回路において前記切替盤よりも下流側に接続され、発電能力を有する発電装置、前記発電装置からの電力を充放電可能な第二の蓄電装置、並びに前記発電装置及び前記第二の蓄電装置からの電力を変換する第二のパワーコンディショナーを含み、前記切替盤よりも前記負荷側に配置されて前記分電盤へ電力を供給する第二のユニットと、
を具備し、
前記第一のユニットは、
停電が発生すると前記自立運転を行い、
前記切替盤は、
前記第一のユニットが前記自立運転を行っている間、前記第一のユニットを前記回路を介して前記分電盤に接続することによって、前記電力の供給元を前記第一のユニットに切り替え、前記第一のユニットからの電力を前記第一のトランスを介して前記回路に供給可能とし、
前記第二のユニットは、
前記第一のユニットが前記自立運転を行っている間、前記発電装置からの電力を前記回路において上流側へ流通させることを禁止することにより、前記発電装置からの電力が前記第一のトランスを流通しない、
電力供給システム。

【請求項2】

前記第二のユニットは、
前記切替盤が前記電力の供給元を前記第一のユニットに切り替える前に、前記発電装置で発電した電力を上流側へ流通させることを禁止する、
請求項１に記載の電力供給システム。

【請求項3】

前記第一のユニットは、
復電すると前記連系運転を行い、
前記切替盤は、
前記第一のユニットが前記連系運転を行っている間、前記電力の供給元を前記商用電源に切り替え、
前記第二のユニットは、
前記切替盤が前記電力の供給元を前記商用電源に切り替えた後で、前記発電装置からの電力を上流側へ流通させることを許可する、
請求項１又は請求項２に記載の電力供給システム。

【請求項4】

前記第二のパワーコンディショナーは、
前記第一のパワーコンディショナーと接続され、前記第一のパワーコンディショナーから送信される信号に基づいて、前記発電装置からの電力を上流側へ流通させることを禁止する、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電力供給システム。

【請求項5】

前記第二のユニットは、
前記商用電源と前記負荷とを結ぶ電路に複数配置される、
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の電力供給システム。

【請求項6】

前記第二のユニットは、
前記商用電源側から電力が供給されていない場合に、前記商用電源から独立して前記分電盤へ電力を供給する自立運転を行い、
前記電力供給システムは、
前記第二のユニットの出力側に配置され、前記第二のユニットが前記自立運転時に出力した電力の電圧を昇圧する第二のトランスをさらに具備する、
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の電力供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電装置や蓄電装置を含む複数のユニットと発電装置や蓄電装置からの電力の電圧を昇圧可能なトランスとを具備する電力供給システムの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、発電装置や蓄電装置を含む複数のユニットと発電装置や蓄電装置からの電力の電圧を昇圧可能なトランスとを具備する電力供給システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

【0003】

特許文献１に記載の電力供給システム（太陽光発電システム）は、発電装置（太陽光発電設備）と蓄電装置とトランス（配電変圧器）とを有する複数のユニットを具備する。発電装置及び蓄電装置は、トランスを介して配電線と接続される。このような電力供給システムにおいては、停電時に発電装置及び蓄電装置からの電力をトランスを介して配電線へ供給することで、停電時に全ての負荷へ電力を供給することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１０５３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、停電時に発電装置及び蓄電装置からの電力をトランスを介して配電線へ供給する場合、下流側（負荷側）のユニットが電力を逆潮流させたときに、当該電力が上流側（商用電源側）に配置されるトランスへ供給されてしまう。これにより、トランスに不具合が生じる可能性がある。

【0006】

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題はトランスに不具合が生じることを防止できる電力供給システムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0008】

即ち、商用電源からの電力を、前記商用電源と所定の回路により接続された負荷へ供給可能な分電盤と、前記商用電源からの電力を充放電可能な第一の蓄電装置、及び前記第一の蓄電装置からの電力を変換する第一のパワーコンディショナーを含み、前記商用電源と連系して前記分電盤へ電力を供給する連系運転と、前記商用電源から独立して前記分電盤へ電力を供給する自立運転とを行う第一のユニットと、前記第一のユニットの出力側に配置され、前記第一のユニットが前記自立運転時に出力した電力の電圧を昇圧する第一のトランスと、前記第一のトランスの出力側に配置され、前記商用電源又は前記第一のユニットのいずれか一方を前記回路を介して前記分電盤に接続することによって、前記分電盤への電力の供給元を前記商用電源又は前記第一のユニットに切り替え可能な切替盤と、前記回路において前記切替盤よりも下流側に接続され、発電能力を有する発電装置、前記発電装置からの電力を充放電可能な第二の蓄電装置、並びに前記発電装置及び前記第二の蓄電装置からの電力を変換する第二のパワーコンディショナーを含み、前記切替盤よりも前記負荷側に配置されて前記分電盤へ電力を供給する第二のユニットと、を具備し、前記第一のユニットは、停電が発生すると前記自立運転を行い、前記切替盤は、前記第一のユニットが前記自立運転を行っている間、前記第一のユニットを前記回路を介して前記分電盤に接続することによって、前記電力の供給元を前記第一のユニットに切り替え、前記第一のユニットからの電力を前記第一のトランスを介して前記回路に供給可能とし、前記第二のユニットは、前記第一のユニットが前記自立運転を行っている間、前記発電装置からの電力を前記回路において上流側へ流通させることを禁止することにより、前記発電装置からの電力が前記第一のトランスを流通しないものである。

【0009】

前記第二のユニットは、前記切替盤が前記電力の供給元を前記第一のユニットに切り替える前に、前記発電装置で発電した電力を上流側へ流通させることを禁止することとしてもよい。
このような構成により、第一のトランスに不具合が生じることを防止できる。

【0010】

前記第一のユニットは、復電すると前記連系運転を行い、前記切替盤は、前記第一のユニットが前記連系運転を行っている間、前記電力の供給元を前記商用電源に切り替え、前記第二のユニットは、前記切替盤が前記電力の供給元を前記商用電源に切り替えた後で、前記発電装置からの電力を上流側へ流通させることを許可することとしてもよい。
このような構成により、復電時に第一のトランスに不具合が生じることを防止できる。

【0011】

前記第二のユニットのパワーコンディショナーは、前記第一のユニットのパワーコンディショナーと接続され、前記第一のユニットのパワーコンディショナーから送信される信号に基づいて、前記発電装置からの電力を上流側へ流通させることを禁止することとしてもよい。
このような構成により、第一のトランスに不具合が生じることを防止できる。

【0012】

前記第二のユニットは、前記商用電源と前記負荷とを結ぶ電路に複数配置されることとしてもよい。
このような構成により、停電時に安定して電力を供給することができる。

【0013】

前記第二のユニットは、前記商用電源側から電力が供給されていない場合に、前記商用電源から独立して前記分電盤へ電力を供給する自立運転を行い、前記電力供給システムは、前記第二のユニットの出力側に配置され、前記第二のユニットが前記自立運転時に出力した電力の電圧を昇圧する第二のトランスをさらに具備することとしてもよい。
このような構成により、停電時に長期間電力を供給することができる。

【発明の効果】

【0014】

トランスに不具合が生じることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】電力供給システムの構成を示したブロック図。

【図2】停電が発生した状態を示したブロック図。

【図3】停電中の一般回路への電力供給の状態を示したブロック図。

【図4】復電した状態を示したブロック図。

【図5】第二のトランスを示したブロック図。

【図6】第一のユニットの蓄電装置の残量がなくなった状態を示したブロック図。

【図7】第一のユニット及び上流側の第二のユニットの蓄電装置の残量がなくなった状態を示したブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下では、本発明の一実施形態に係る電力供給システム１について説明する。

【0017】

図１に示す電力供給システム１は、工場に設けられ、工場の負荷へ電力を供給するものである。電力供給システム１は、分電盤１０、第一のユニット２０、トランス３０、切替盤４０、第二のユニット５０・６０、第一のセンサ７１、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３等を具備する。

【0018】

分電盤１０は、負荷で使用される電力量に応じて電力の供給元から供給された電力を、当該負荷に分配するものである。分電盤１０は、図示せぬ漏電遮断器や、配線遮断器、制御ユニット等により構成される。分電盤１０内には、負荷へ電力を供給するための一般回路９０が設けられる。分電盤１０は、配電線Ｌ１を介して商用電源８０と接続される。配電線Ｌ１の一端部は、商用電源８０と接続される。配電線Ｌ１の他端部は、分岐して一般回路９０と接続される。分電盤１０には、商用電源８０からの電力が適宜供給される。分電盤１０は、非停電時に一般回路９０を介して商用電源８０からの電力を負荷へ供給する。

【0019】

第一のユニット２０は、一般回路９０（負荷）へ電力を供給するものである。第一のユニット２０は、太陽光発電装置２１、蓄電装置２２及びパワコン２３を具備する。

【0020】

太陽光発電装置２１は、太陽光を利用して発電する装置である。太陽光発電装置２１は、枠体に複数の太陽電池を取り付けること等によって構成される太陽電池パネル等を具備する。太陽光発電装置２１は、前記太陽電池パネルの太陽電池に太陽光が当たることで発電する。このような太陽光発電装置２１の設置場所としては、例えば、工場の屋根等の日当たりの良い場所がある。

【0021】

蓄電装置２２は、太陽光発電装置２１及び商用電源８０からの電力を充放電可能に構成される装置である。蓄電装置２２は、電力を充放電可能なリチウムイオン電池やニッケル水素電池等からなる蓄電池や、供給されてくる交流電力を整流して前記蓄電池に充電させる充電器等を具備する。このような蓄電装置２２の設置場所としては、例えば、分電盤１０の近傍等がある。

【0022】

パワコン２３は、太陽光発電装置２１及び蓄電装置２２と接続されるハイブリッドパワーコンディショナーである。パワコン２３は、太陽光発電装置２１及び蓄電装置２２よりも商用電源８０側に配置され、異なる二つの配電線を介して太陽光発電装置２１及び蓄電装置２２とそれぞれ接続される。パワコン２３は、太陽光発電装置２１で発電された直流電力を所定の電圧に適宜変換するコンバーターや直流電力を交流電力に変換するインバーターや動作を制御するための制御部等を具備する。パワコン２３は、太陽光発電装置２１で発電された電力及び蓄電装置２２から放電された電力を適宜変換して分電盤１０へ供給可能であると共に、商用電源８０からの電力を蓄電装置２２へ供給（蓄電）可能に構成される。また、パワコン２３は、太陽光発電装置２１で発電した電力を売電可能（商用電源８０に逆潮流可能）に構成される。

【0023】

このように構成されるパワコン２３は、配電線Ｌ２を介して分電盤１０と接続される。配電線Ｌ２の一端部は、パワコン２３と接続される。配電線Ｌ２の他端部は、配電線Ｌ１の中途部（分電盤１０内）と接続される。また、パワコン２３は、配電線Ｌ３を介して、後述する切替盤４０と接続される。配電線Ｌ３の一端部は、パワコン２３と接続される。配電線Ｌ３の他端部は、切替盤４０と接続される。

【0024】

このようなパワコン２３は、連系運転及び自立運転を行うことができる。連系運転は、商用電源８０と連系して太陽光発電装置２１及び蓄電装置２２を運転させるものである。自立運転は、商用電源８０から独立して太陽光発電装置２１及び蓄電装置２２を運転させるものである。連系運転及び自立運転を行う場合の電力の供給態様については後で詳述する。

【0025】

トランス３０は、第一のユニット２０からの電力（自立運転時に出力される電力）の電圧を昇圧し、一般回路９０（負荷）で使用可能にするためのものである。トランス３０は、配電線Ｌ３の中途部に設けられる。

【0026】

切替盤４０は、分電盤１０への電力の供給元を第一のユニット２０又は商用電源８０に切り替えるものである。切替盤４０は、配電線Ｌ１の中途部（分電盤１０内における配電線Ｌ１・Ｌ２の接続部と一般回路９０との間）に設けられる。切替盤４０は、配電線Ｌ１・Ｌ２を介して、又は配電線Ｌ３を介して第一のユニット２０と接続される。また、切替盤４０は、配電線Ｌ１を介して商用電源８０と接続される。

【0027】

切替盤４０は、内部に設けられる複数のリレーを制御することで、配電線Ｌ１の切替盤４０よりも下流側を、配電線Ｌ１の切替盤４０よりも上流側又は配電線Ｌ３の何れかと接続するように（電力の供給元を）切り替えることができる。切替盤４０は、配電線Ｌ１の切替盤４０よりも上流側と下流側とを接続することで、電力の供給元を商用電源８０（より詳細には、商用電源８０及び連系運転を行っている第一のユニット２０）に切り替える。また、切替盤４０は、配電線Ｌ３と配電線Ｌ１の切替盤４０よりも下流側とを接続することで、電力の供給元を第一のユニット２０（より詳細には、自立運転を行っている第一のユニット２０）に切り替える。

【0028】

このような切替盤４０は、パワコン２３と接続される。切替盤４０には、パワコン２３から運転状態に関する信号が送信される。切替盤４０は、当該送信される信号に基づいて、電力の供給元を第一のユニット２０又は商用電源８０に切り替える。

【0029】

第二のユニット５０・６０は、一般回路９０へ電力を供給するものである。第二のユニット５０・６０は、切替盤４０と一般回路９０との間に配置される。第二のユニット５０は、第二のユニット６０よりも切替盤４０側に配置される。第二のユニット５０・６０は、太陽光発電装置５１・６１、蓄電装置５２・６２及びパワコン５３・６３を具備する。第二のユニット５０・６０の太陽光発電装置５１・６１、蓄電装置５２・６２及びパワコン５３・６３は、第一のユニット２０の太陽光発電装置２１、蓄電装置２２及びパワコン２３と同じように構成される。

【0030】

第二のユニット５０のパワコン５３は、配電線Ｌ４を介して分電盤１０と接続される。配電線Ｌ４の一端部は、パワコン５３と接続される。配電線Ｌ４の他端部は、配電線Ｌ１の中途部（分電盤１０内における切替盤４０と一般回路９０との間）と接続される。

【0031】

第二のユニット６０のパワコン６３は、配電線Ｌ５を介して分電盤１０と接続される。配電線Ｌ５の一端部は、パワコン６３と接続される。配電線Ｌ５の他端部は、配電線Ｌ１の中途部（分電盤１０内における配電線Ｌ１・Ｌ４の接続部と一般回路９０との間）と接続される。

【0032】

このような第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、連系運転及び自立運転を行うことができる。連系運転及び自立運転を行う際の電力の供給態様については後で詳述する。

【0033】

また、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、第一のユニット２０のパワコン２３と接続される。パワコン５３・６３には、パワコン２３から逆潮流の許否に関する信号が送信される。パワコン５３・６３は、当該送信される信号に基づいて、太陽光発電装置５１・６１で発電した電力の逆潮流を許可したり、逆潮流を禁止したりすることができる。

【0034】

第一のセンサ７１は、商用電源８０からの電力（買電される電力）及び商用電源８０へ逆潮流される電力（売電される電力）を検出するものである。第一のセンサ７１は、配電線Ｌ１の中途部（分電盤１０内）に設けられる。第一のセンサ７１は、配電線Ｌ１・Ｌ２の接続部と商用電源８０との間に配置される。第一のセンサ７１の検出結果は、商用電源８０からの電力を検出したときに０Ｗよりも大きな値（正の値）となる。また、第一のセンサ７１の検出結果は、商用電源８０へ逆潮流される電力を検出したときに０Ｗよりも小さな値（負の値）となる。第一のセンサ７１は、第一のユニット２０のパワコン２３と接続される。第一のセンサ７１は、その検出結果に関する信号をパワコン２３に送信することができる。

【0035】

第二のセンサ７２は、第一のユニット２０及び商用電源８０からの電力を検出するものである。第二のセンサ７２は、配電線Ｌ１の中途部（分電盤１０内）に設けられる。第二のセンサ７２は、切替盤４０と配電線Ｌ１・Ｌ４の接続部との間に配置される。第二のセンサ７２は、第二のユニット５０のパワコン５３と接続される。第二のセンサ７２は、その検出結果に関する信号をパワコン５３に送信することができる。

【0036】

第三のセンサ７３は、第一のユニット２０、第二のユニット５０及び商用電源８０からの電力を検出するものである。第三のセンサ７３は、配電線Ｌ１の中途部（分電盤１０内）に設けられる。第三のセンサ７３は、配電線Ｌ１・Ｌ４の接続部と配電線Ｌ１・Ｌ５の接続部との間に配置される。第三のセンサ７３は、第二のユニット６０のパワコン６３と接続される。第三のセンサ７３は、その検出結果に関する信号をパワコン６３に送信することができる。

【0037】

次に、このように構成される電力供給システム１において、一般回路９０（負荷）へ電力を供給する流れについて説明する。

【0038】

まず、図１を用いて、非停電時において一般回路９０へ電力を供給する流れについて説明する。なお、図１に示す状態において、切替盤４０は、電力の供給元を商用電源８０に切り替えているものとする。

【0039】

非停電時において、分電盤１０には、商用電源８０からの電力が配電線Ｌ１を介して供給される。分電盤１０へ供給される電力は、切替盤４０を流通して一般回路９０へ供給される。これにより、分電盤１０は、商用電源８０からの電力を負荷へ供給する。第一のセンサ７１、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３は、このような商用電源８０からの電力を検出し、当該検出結果に関する信号をパワコン２３・５３・６３に送信する。

【0040】

パワコン２３・５３・６３は、第一のセンサ７１、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３から送信される信号に基づいて（検出結果０Ｗでない場合に）、停電が発生していないと判断する。パワコン２３・５３・６３は、停電が発生していないと判断すると、連系運転を行う。

【0041】

第一のユニット２０のパワコン２３は、連系運転を行う場合に、太陽光発電装置２１及び蓄電装置２２からの電力を、配電線Ｌ２へ流通させる。これにより、パワコン２３は、配電線Ｌ１・Ｌ２を介して一般回路９０へ電力を供給する。

【0042】

また、第二のユニット５０のパワコン５３は、連系運転を行う場合に、太陽光発電装置５１及び蓄電装置５２からの電力を、配電線Ｌ４へ流通させる。また、第二のユニット６０のパワコン６３は、連系運転を行う場合に、太陽光発電装置６１及び蓄電装置６２からの電力を、配電線Ｌ５へ電力を流通させる。これにより、パワコン５３・６３は、配電線Ｌ１・Ｌ４及び配電線Ｌ１・Ｌ５を介して一般回路９０へ電力を供給する。

【0043】

パワコン２３・５３・６３は、連系運転を行う場合に、第一のセンサ７１、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３の検出結果（商用電源８０等から供給される電力の電力量）に基づいて、一般回路９０へ供給する電力の電力量を調整する負荷追従運転を行う。この際、パワコン２３・５３・６３は、第一のセンサ７１、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３の検出結果が所定の値となるように、供給する電力量を調整する。

【0044】

また、パワコン２３・５３・６３は、非停電時において、太陽光発電装置２１・５１・６１で発電した電力を蓄電装置２２・５２・６２に充電する。また、パワコン２３・５３・６３は、太陽光発電装置２１・５１・６１で発電した電力が余った場合に、当該余った電力を商用電源８０へ逆潮流させる。また、パワコン２３・５３・６３は、必要に応じて（太陽光発電装置２１・５１・６１の発電量が少ない場合等に）、商用電源８０からの電力を蓄電装置２２・５２・６２に充電する。

【0045】

次に、図２及び図３を用いて、停電時において一般回路９０へ電力を供給する流れについて説明する。なお、以下においては、図１に示す状態から停電が発生したものとする。

【0046】

停電が発生すると、図２に示す第一のセンサ７１、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３の検出結果が０Ｗとなる。第一のセンサ７１、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３は、当該検出結果に関する信号をパワコン２３・５３・６３に送信する。

【0047】

パワコン２３・５３・６３は、第一のセンサ７１、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３から送信される信号に基づいて、停電が発生していると判断する。パワコン２３・５３・６３は、停電が発生していると判断すると、連系運転から自立運転に切り替える（自立運転を行う）。

【0048】

第一のユニット２０のパワコン２３は、自立運転を行う場合に、配電線Ｌ３へ電力を流通させる。一方、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、自立運転を行う場合に、自立運転コンセントから適宜電力を出力することができる。

【0049】

このような自立運転の切替には、数秒程度の時間を要する。第一のユニット２０のパワコン２３は、自立運転の切替が完了するまでの間に、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３に逆潮流を禁止する信号を送信する。第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、パワコン２３から送信される信号に基づいて、太陽光発電装置５１・６１で発電した電力を逆潮流させることを禁止する（逆潮流不能となるように出力される電力量を制御する）。

【0050】

また、第一のユニット２０のパワコン２３は、自立運転の切替が完了したとき（配電線Ｌ３から電力を流通可能となったとき）に、運転状態に関する信号を切替盤４０に送信する。切替盤４０は、パワコン２３から送信される信号に基づいて、パワコン２３が自立運転の切替が完了したことを検知する。そして、切替盤４０は、電力の供給元を第一のユニット２０に切り替える。

【0051】

これにより、第一のユニット２０からの電力（自立運転時に出力される電力）は、配電線Ｌ３を流通するときにトランス３０で昇圧されて切替盤４０へ供給される。そして、切替盤４０へ供給された電力は、配電線Ｌ１から一般回路９０へ供給される。

【0052】

これによれば、電力供給システム１は、停電が発生した場合でも、停電時に全ての負荷へ電力を供給することができる。これにより、電力供給システム１は、運用性を向上することができる。

【0053】

第一のユニット２０からの電力が配電線Ｌ３から配電線Ｌ１へ流通するようになると、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３の検出結果が０Ｗよりも大きな値となる。第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３は、当該検出結果に関する信号を第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３に送信する。

【0054】

第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、第二のセンサ７２及び第三のセンサ７３から送信される信号に基づいて、復電したと判断する。パワコン５３・６３は、復電したと判断すると連系運転を再開する。これにより、図３に示すように、パワコン５３・６３は、配電線Ｌ１・Ｌ４及び配電線Ｌ１・Ｌ５を介して一般回路９０へ電力を供給する。

【0055】

このように第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３が停電時に連系運転を行うことにより、電力供給システム１は、第一のユニット２０及び第二のユニット５０・６０からの電力を、非停電時と同様に配電線Ｌ１を介して一般回路９０へまとめて供給することができる。これによれば、停電時に使用される電力を第一のユニット２０及び第二のユニット５０・６０で賄うことができるため、停電時に一般回路９０へ長期間電力を供給することができる。

【0056】

また、電力供給システム１は、二つ（複数）の第二のユニット５０・６０を具備することによって、停電時に多くの電力を供給することができる。このため、電力供給システム１は、工場のような多くの電力を使用する建物に設けられた場合でも、停電時に安定して電力を供給することができる。

【0057】

また、パワコン２３・５３・６３は、停電時に太陽光発電装置２１・５１・６１で発電した電力だけで、一般回路９０の電力を賄える場合に、蓄電装置２２・５２・６２の放電を停止する。これによって、パワコン２３・５３・６３は、停電時に蓄電装置２２・５２・６２の残量を減り難くすることができる。

【0058】

また、パワコン２３・５３・６３は、停電時に太陽光発電装置２１・５１・６１で発電した電力が余った場合に、当該余った電力を蓄電装置２２にも供給する。これによって、パワコン２３・５３・６３は、停電時であっても蓄電装置２２・５２・６２を充電することができる。

【0059】

前述の如く、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、停電時（第一のユニット２０のパワコン２３の自立運転時）に太陽光発電装置５１・６１で発電した電力を逆潮流させることを禁止している（図２参照）。これによれば、パワコン５３・６３は、停電時に第二のユニット５０・６０の太陽光発電装置５１・６１で発電した電力が余った場合でも、当該余った電力が逆潮流してトランス３０へ供給されることを防止できる。従って、パワコン５３・６３は、停電時にトランス３０が故障する等の不具合が生じることを防止できる。

【0060】

また、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、第一のユニット２０のパワコン２３の自立運転の切替が完了するまで（切替盤４０が動作するまで）に、逆潮流を禁止している。これによれば、パワコン５３・６３は、配電線Ｌ３を電力が流通可能となる前に逆潮流を禁止することができる。このため、パワコン５３・６３は、太陽光発電装置５１・６１で発電した電力がトランス３０へ供給されることを防止できる。

【0061】

次に、図４を用いて、復電時における電力供給システム１の動作について説明する。

【0062】

復電すると、分電盤１０には、商用電源８０からの電力が配電線Ｌ１を介して供給される。このため、第一のセンサ７１の検出結果は、０Ｗよりも大きい値となる。第一のセンサ７１は、当該検出結果に関する信号を第一のユニット２０のパワコン２３に送信する。

【0063】

第一のユニット２０のパワコン２３は、第一のセンサ７１から送信される信号に基づいて、復電したと判断する。パワコン２３は、復電したと判断すると、連系運転を再開する（自立運転から連系運転に切り替える）。一方、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、既に（停電時に）復電したと判断しているため、復電しても運転の切替を行わない。すなわち、パワコン５３・６３は、連系運転を継続して行う。

【0064】

また、第一のユニット２０のパワコン２３は、連系運転を再開するときに（復電したと判断した直後や切替が完了した後で）、運転状態に関する信号を切替盤４０に送信する。切替盤４０は、パワコン２３から送信される信号に基づいて、連系運転を再開したことを検知する。そして、切替盤４０は、電力の供給元を商用電源８０に切り替える。

【0065】

第一のユニット２０のパワコン２３は、切替盤４０が電力の供給元を切り替えた後で、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３に逆潮流を許可する信号を送信する。パワコン５３・６３は、パワコン２３から送信される信号に基づいて、太陽光発電装置５１・６１で発電した電力を逆潮流させることを許可する（逆潮流可能となるように出力される電力量を制御する）。

【0066】

これによれば、パワコン５３・６３は、配電線Ｌ３を電力が流通不能となった後で逆潮流を許可することができる。このため、パワコン５３・６３は、復電時に太陽光発電装置５１・６１で発電した電力がトランス３０へ供給されることを確実に防止できる。

【0067】

以上によって、復電時の動作が完了し、非停電時の運転に戻る。

【0068】

以上の如く、本実施形態に係る電力供給システム１は、商用電源８０からの電力を負荷へ供給可能な分電盤１０と、前記商用電源８０からの電力を充放電可能な蓄電装置２２（第一の蓄電装置）、及び前記蓄電装置２２からの電力を変換するパワコン２３（第一のパワーコンディショナー）を含み、前記商用電源８０と連系して前記分電盤１０へ電力を供給する連系運転と、前記商用電源８０から独立して前記分電盤１０へ電力を供給する自立運転とを行う第一のユニット２０と、前記第一のユニット２０の出力側に配置され、前記第一のユニット２０が前記自立運転時に出力した電力の電圧を昇圧するトランス３０（第一のトランス）と、前記トランス３０の出力側に配置され、前記分電盤１０への電力の供給元を前記商用電源８０又は前記第一のユニット２０に切り替える切替盤４０と、発電能力を有する太陽光発電装置５１・６１（発電装置）、前記太陽光発電装置５１・６１からの電力を充放電可能な蓄電装置５２・６２（第二の蓄電装置）、並びに前記太陽光発電装置５１・６１及び前記蓄電装置５２・６２からの電力を変換するパワコン５３・６３（第二のパワーコンディショナー）を含み、前記切替盤４０よりも前記負荷側に配置されて前記分電盤１０へ電力を供給する第二のユニット５０・６０と、を具備し、前記第一のユニット２０は、停電が発生すると前記自立運転を行い、前記切替盤４０は、前記第一のユニット２０が前記自立運転を行っている間、前記電力の供給元を前記第一のユニット２０に切り替え、前記第二のユニット５０・６０は、前記第一のユニット２０が前記自立運転を行っている間、前記太陽光発電装置５１・６１からの電力を逆潮流させることを禁止するものである。

【0069】

このように構成することにより、トランス３０に不具合が生じることを防止できる。

【0070】

また、前記第二のユニット５０・６０は、前記切替盤４０が前記電力の供給元を前記第一のユニット２０に切り替える前に、前記太陽光発電装置５１・６１で発電した電力を逆潮流させることを禁止するものである。

【0071】

このように構成することにより、トランス３０に不具合が生じることを防止できる。

【0072】

また、前記第一のユニット２０は、復電すると前記連系運転を行い、前記切替盤４０は、前記第一のユニット２０が前記連系運転を行っている間、前記電力の供給元を前記商用電源８０に切り替え、前記第二のユニット５０・６０は、前記切替盤４０が前記電力の供給元を前記商用電源８０に切り替えた後で、前記太陽光発電装置５１・６１からの電力を逆潮流させることを許可するものである。

【0073】

このように構成することにより、復電時にトランス３０に不具合が生じることを防止できる。

【0074】

また、前記パワコン５３・６３は、前記パワコン２３と接続され、前記パワコン２３から送信される信号に基づいて、前記太陽光発電装置５１・６１からの電力を逆潮流させることを禁止するものである。

【0075】

このように構成することにより、トランス３０に不具合が生じることを防止できる。

【0076】

また、前記第二のユニット５０・６０は、配電線Ｌ１（前記商用電源８０と前記負荷とを結ぶ電路）に複数配置されるものである。

【0077】

このように構成することにより、停電時に安定して電力を供給することができる。

【0078】

なお、本実施形態に係る蓄電装置２２は、第一の蓄電装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るパワコン２３は、第一のパワーコンディショナーの実施の一形態である。
また、本実施形態に係るトランス３０は、第一のトランスの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る太陽光発電装置５１・６１は、発電装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る蓄電装置５２・６２は、第二の蓄電装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るパワコン５３・６３は、第二のパワーコンディショナーの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る配電線Ｌ１は、商用電源と負荷とを結ぶ電路の実施の一形態である。

【0079】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

【0080】

例えば、電力供給システム１の適用対象は、工場に限定されるものでなく、事業所や集合住宅等であっても良い。

【0081】

また、第一のユニット２０は、太陽光発電装置２１を具備する（発電能力を有する）必要はない。

【0082】

また、第一のユニット２０及び第二のユニット５０・６０は、太陽光発電装置２１・５１・６１に替えて風力発電装置を具備していても良い。

【0083】

また、電力供給システム１が具備する第二のユニット５０・６０の個数は本実施形態に限定されるものでない。例えば、電力供給システム１は、一つの第二のユニットを具備していても、三つ以上の第二のユニットを具備していても良い。

【0084】

また、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、停電時に自立運転を行わなくても良い。すなわち、パワコン５３・６３は、自立運転機能を有しないものであっても良い。

【0085】

また、第一のユニット２０のパワコン２３は、第一のセンサ７１から送信される信号に基づいて、停電を検知するものとしたが、停電を検知するための手段はこれに限定されるものでない。例えば、パワコン２３が、停電を検知可能な所定の制御装置から入力される信号に基づいて停電を検知しても良い。

【0086】

また、切替盤４０は、停電の発生有無に応じて電力の供給元を切り替えても良い。この場合、切替盤４０は、停電が発生したことを検知すると電力の供給元を第一のユニット２０に切り替えると共に、復電を検知すると電力の供給元を商用電源８０に切り替えることとしても良い。

【0087】

また、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、第一のユニット２０のパワコン２３からの信号に基づいて逆潮流の許否を切り替えるもとしたが、逆潮流の許否を切り替えるための手段はこれに限定されるものでない。例えば、パワコン５３・６３は、第一のセンサ７１の検出結果を監視することで停電及び復電を検知し、当該検知結果に基づいて逆潮流の許否を切り替えても良い。

【0088】

また、第二のユニット５０・６０のパワコン５３・６３は、自立運転時に分電盤１０へ電力を供給するものであっても良い。この場合、図５に示すように、パワコン５３・６３は、配電線Ｌ６・Ｌ７を介しても、分電盤１０と接続される。このような構成において、電力供給システム１は、配電線Ｌ６・Ｌ７の中途部に設けられ、パワコン５３・６３の自立運転時に出力した電力の電圧を昇圧可能な第二のトランス１３１・１３２を具備していても良い。

【0089】

これによれば、図６に示すように、第二のユニット５０のパワコン５３は、停電時に第一のユニット２０の蓄電装置２２の残量がなくなったとき（電力を供給することができなくなったとき）に自立運転を開始して、第二のトランス１３１で昇圧した電力を分電盤１０へ供給することができる。これにより、パワコン５３は、停電時に蓄電装置２２の残量がなくなった場合でも、引き続き分電盤１０へ電力を供給することができる。また、第二のユニット６０のパワコン６３は、第二のトランス１３１で昇圧された電力を第三のセンサ７３が検知することで復電したと判断し、連系運転を再開することができる。

【0090】

また、図７に示すように、第二のユニット６０のパワコン６３は、停電時に第一のユニット２０及び第二のユニット５０の蓄電装置２２・５２の残量がなくなったとき（電力を供給することができなくなったとき）に自立運転を開始して、第二のトランス１３２で昇圧した電力を分電盤１０へ供給することができる。これにより、パワコン６３は、停電時に蓄電装置２２・５２の残量がなくなった場合でも、引き続き分電盤１０へ電力を供給することができる。

【0091】

以上の如く、前記第二のユニット５０・６０は、前記商用電源８０側から電力が供給されていない場合に、前記商用電源８０から独立して前記分電盤１０へ電力を供給する自立運転を行い、前記電力供給システム１は、前記第二のユニット５０・６０の出力側に配置され、前記第二のユニット５０・６０が前記自立運転時に出力した電力の電圧を昇圧する第二のトランス１３１・１３２をさらに具備するものである。

【0092】

このように構成することにより、停電時に長期間電力を供給することができる。

【符号の説明】

【0093】

１ 電力供給システム
１０ 分電盤
２０ 第一のユニット
２２ 蓄電装置（第一の蓄電装置）
２３ パワコン（第一のパワーコンディショナー）
３０ トランス
４０ 切替盤
５０・６０ 第二のユニット
５１・６１ 太陽光発電装置
５２・６２ 蓄電装置（第二の蓄電装置）
５３・６３ パワコン（第二のパワーコンディショナー）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】