特許 6572766 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】6572766

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11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 20060101AFI20190902BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/38 110

   H02J3/38 170

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-252132(P2015-252132)

(22)【出願日】2015年12月24日

(65)【公開番号】特開2017-118700(P2017-118700A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2018年11月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130188

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 喜一

(74)【代理人】

【識別番号】100089082

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 脩

(74)【代理人】

【識別番号】100190333

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 群司

(72)【発明者】

【氏名】川浦 智規

(72)【発明者】

【氏名】安藤 泰明

【審査官】 田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−７２７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−８０１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９０６４５（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】

互いに並設されている複数の第一電線を介して交流電力を供給する系統電源と、
前記複数の第一電線のうちいずれか２つの互いに異なる第一電線の間にそれぞれ接続されて使用者により選択的に使用される複数の第一の電力負荷と、
前記各第一の電力負荷に接続されている前記２つの第一電線にそれぞれ接続されている２つの第二電線の間に前記各第一の電力負荷に対してそれぞれ並列に設けられた複数の第二の電力負荷と、
互いに異なる前記複数の第一電線であって前記第二電線との接続点より前記系統電源側の位置にそれぞれ装着されるべき電流センサであって、装着された前記第一電線を流れる交流の電流値および流れる方向をそれぞれ検出する複数の電流センサと、
前記電流センサが装着されるべき前記第一電線に接続されている前記第二電線にそれぞれ設けられ、前記系統電源から前記各第二の電力負荷への交流電力の供給・遮断を行う複数のスイッチと、
前記各第一電線の電圧を検出する電圧センサと、
発電した電力を前記第一および第二の電力負荷に供給可能である発電装置と、
前記各電流センサおよび前記電圧センサの検出結果を取得したり、前記各スイッチを開閉制御したり、前記発電装置を制御したりする制御装置と、を備えた分散型電源システムであって、
前記制御装置は、
前記電流センサからの検出結果である電流値を取得する第一取得部と、
前記電圧センサからの検出結果である電圧を取得する第二取得部と、
前記第二取得部から前記電圧を取得し、前記各第一電線の電圧位相を算出する電圧位相算出部と、
前記第一取得部から前記電流値を取得するとともに前記電圧位相算出部から前記電圧位相を取得し、前記電流値および前記電圧位相に基づいて前記電流値から基本波成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出された前記基本波成分および前記電圧位相算出部によって算出された前記電圧位相から、前記各電流センサが装着されている電線および前記各電流センサの装着向きを判定・補正する判定補正部と、
を備えた分散型電源システム。

【請求項2】

前記抽出部は、前記第一取得部から取得した前記電流値に対してフーリエ変換を行うことにより、前記基本波成分を抽出する請求項１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、分散型電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

分散型電源システムの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、分散型電源システムは、第１〜第３の電線のうち第３の電線が中性線である３線式の電力系統に連系する分散型発電システムである。この分散型電源システムは、発電装置（１０５）と、第１〜３の電線（１０１ａ〜１０１ｃ）のうち、任意の２本の電線を内部電力負荷（１１１）と接続するように構成されている接続機構（１１０）と、第１の電線の電流値を検出する第１電流センサ（１０９ａ）と、第２の電線の電流値を検出する第２電流センサ（１０９ｂ）と、接続機構が任意の２本の電線を内部電力負荷と接続する前後における第１電流センサ及び第２電流センサが検知する電流値の変化量が、内部電力負荷の消費電力量に対応した変化量であるかどうかを判定することにより、第１電流センサ及び第２電流センサが配置されている電線及びその設置方向を判断する運転制御器（１１２）と、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５１３４１４５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した特許文献１に記載されている分散型電源システムにおいては、接続機構が任意の２本の電線を内部電力負荷と接続する前後における第１電流センサ及び第２電流センサが検知する電流値の変化量が、内部電力負荷の消費電力量に対応した変化量であるかどうかを判定することにより、第１電流センサ及び第２電流センサが配置されている電線及びその設置方向を判断するようにしている。しかし、第１電流センサ及び第２電流センサは、家庭内負荷に係る電流値の変化量も検出しており、第１電流センサ及び第２電流センサの検出した電流波形は、家庭内負荷の変動によるノイズが乗った電流波形（例えば歪んだ正弦波波形）となるという問題がある。その結果、電線に装着された電流センサの装着位置および装着向きに関する判定を誤って実施し、ひいては判定結果に基づく自動補正を適切に実施できないという問題があった。

【0005】

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、分散型電源システムにおいて、電線に装着された電流センサの装着位置および装着向きの判定および自動補正を的確に実施することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するため、請求項１に係る分散型電源システムの発明は、互いに並設されている複数の第一電線を介して交流電力を供給する系統電源と、複数の第一電線のうちいずれか２つの互いに異なる第一電線の間にそれぞれ接続され、かつ使用者により選択的に使用される複数の第一の電力負荷と、各第一の電力負荷に接続されている２つの第一電線にそれぞれ接続されている２つの第二電線の間に各第一の電力負荷に対してそれぞれ並列に設けられた複数の第二の電力負荷と、互いに異なる複数の第一電線であって第二電線との接続点より系統電源側の位置にそれぞれ装着されるべき電流センサであって、装着された第一電線を流れる交流の電流値および流れる方向をそれぞれ検出する複数の電流センサと、電流センサが装着されるべき第一電線に接続されている第二電線にそれぞれ設けられ、系統電源から各第二の電力負荷への交流電力の供給・遮断を行う複数のスイッチと、各第一電線の電圧を検出する電圧センサと、発電した電力を第一および第二の電力負荷に供給可能である発電装置と、各電流センサおよび電圧センサの検出結果を取得したり、各スイッチを開閉制御したり、発電装置を制御したりする制御装置と、を備えた分散型電源システムであって、制御装置は、電流センサからの検出結果である電流値を取得する第一取得部と、電圧センサからの検出結果である電圧を取得する第二取得部と、第二取得部から電圧を取得し、各第一電線の電圧位相を算出する電圧位相算出部と、第一取得部から電流値を取得するとともに電圧位相算出部から電圧位相を取得し、電流値および電圧位相に基づいて電流値から基本波成分を抽出する抽出部と、抽出部によって抽出された基本波成分および電圧位相算出部によって算出された電圧位相から、各電流センサが装着されている電線および各電流センサの装着向きを判定・補正する判定補正部と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、判定補正部が、抽出部によって抽出された基本波成分および電圧位相算出部によって算出された電圧位相から、各電流センサが装着されている電線および各電流センサの装着向きを判定・補正する。よって、第一の電力負荷（家庭内負荷）が変動して電流検出値にノイズが乗ったとしても、このノイズの影響を受けることなく、電線に装着された電流センサの装着位置および装着向きに関する判定を的確に実施し、ひいては判定結果に基づく自動補正を適切に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明による分散型電源システムの一実施形態の概要を示す概要図である。

【図2】図１に示す分散型電源システムの回路構成の一部を示す図である。

【図3】図１に示す制御装置を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明による分散型電源システムの一実施形態について説明する。図１はこの分散型電源システムの概要を示す概要図である。この分散型電源システムは、発電する発電装置１０と、発電装置１０の排熱を回収した湯水を貯湯するとともに湯利用機器２６ａに該湯水を供給する貯湯槽３０と、発電量指示値に応じた発電量となるように発電装置１０を制御する制御装置４０とを備えている。

【0010】

発電装置１０は、燃料電池発電装置であり、直流電力を発生する発電器１１と、発電器１１から供給された直流電力を交流電力に変換して出力する変換器（例えばインバータ）１２とを備えている。発電装置１０は、発電した電力を変換器１２を介して第一の電力負荷２１および第二の電力負荷２３に供給可能である。なお、発電装置１０としては、燃料電池発電装置の他に、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービンなどの原動機とこの原動機によって駆動される発電機から構成されたものでもよい。

【0011】

燃料電池発電装置は、燃料ガス（水素ガス）および酸化剤ガス（酸素を含む空気）が供給されて水素と酸素の化学反応により発電して直流電圧を出力する図略の燃料電池（固体酸化物形燃料電池）と、燃料（改質用燃料）を水蒸気改質し水素リッチな改質ガスを燃料電池に供給する改質器（図示省略）と、を備えている。燃料としては天然ガス、ＬＰＧ、灯油、ガソリン、メタノールなどがある。なお、燃料電池発電装置は、固体酸化物形燃料電池に限られず、高分子電解質形燃料電池やその他のタイプの燃料電池で構成するようにしてもよい。

【0012】

発電器１１は、燃料供給源１３に接続されており、燃料供給源１３から燃料が投入されて、その投入された燃料を利用して発電するものである。燃料供給源１３と発電器１１の間には、発電器１１に投入される燃料量を検出する燃料投入量検出手段である流量計１３ａが設けられており、流量計１３ａは検出した燃料投入量を制御装置４０に送信するようになっている。なお、燃料電池発電装置の場合の燃料投入量は、改質器に供給される燃料の投入量を指す。

【0013】

変換器１２は、電力使用場所２０に設置されている複数の第一の電力負荷２１と系統電源１６とを接続する電線１５（第一電線）に電線１７を介して接続されている。変換器１２から出力される交流電力は、電線１７および電線１５を介して各第一の電力負荷２１に必要に応じて供給されている。変換器１２には、発電装置１０から出力される発電出力量および系統電源１６から発電器１１に供給される電力量を検出する電力量検出手段である電力計１０ａが設けられている。

【0014】

電力計１０ａは、電流を検出する電流センサと電圧を検出する電圧センサとにより構成するようになっており、電力計１０ａは検出した電流および電圧（または電流と電圧とから導出した電力）を制御装置４０に送信するようになっている。電力計１０ａは、電流センサ５２（５２ａ，５２ｂ）が装着されている電線１５（第一電線）の電圧の位相を検出する電圧センサとしても機能する。電力計１０ａは、図２に示すように、Ｕ相線１７ａの電流および電圧（または電力）を検出する電力計１０ａ１（電圧センサ）とＶ相線１７ｂの電流および電圧（または電力）を検出する電力計１０ａ２（電圧センサ）とから構成されている。

【0015】

図１に示すように、電線１７には、切替スイッチ５１が設けられている。切替スイッチ５１は、制御装置４０からの指令を受けて、系統電源１６が停電になった場合に発電器１１（発電装置１０）と系統電源１６とを切り離し（解列し）、系統電源１６から正常に電力が供給されている（または正常に電力が供給可能である）場合に発電器１１と系統電源１６とを接続する（連系する）。

【0016】

第一の電力負荷２１は、電灯、アイロン、テレビ、洗濯機、電気コタツ、電気カーペット、エアコン、冷蔵庫などの電気器具である。第一の電力負荷２１にて消費された電力消費量は電力計１０ａと発電装置１０の発電量の和により検出できる。なお、電力消費量は、電力使用場所２０で使用される全ての第一の電力負荷２１の合計電力消費量を検出する電力計によって検出し、制御装置４０に送信するようにしてもよい。発電装置１０は、その最大出力電力までは総電力消費量に追従して発電し、最大出力電力を超える範囲ではその最大出力電力にて発電する。なお、発電装置１０の発電量より第一の電力負荷２１（２１ａ，２１ｂ）の総電力消費量が上回った場合、その不足電力を系統電源１６から受電して補うようになっている。

【0017】

電線１５には、電線１７との接続点より系統電源１６側に電流センサ５２が設けられている。電流センサ５２は、電線１５を流れる電流（交流）の電流値を検出するものである。各電流センサ５２は、互いに異なる複数の第一電線１５であって電線１７との接続点より系統電源１６側の位置にそれぞれ装着されるべき電流センサであって、装着された第一電線１５を流れる交流の電流値および流れる方向をそれぞれ検出するものである。具体的には、電流センサ５２は、いわゆるクランプ式交流電流センサやいわゆるホール電流センサである。クランプ式交流電流センサは、一般的によく知られているものであり、リング状のコアの貫通穴に被検出電線を配設し、コアに巻いたコイルの巻線比に応じた二次側電流を負荷抵抗に接続することにより電圧として検出する。クランプ式交流電流センサは、分割式のクランプ式交流電流センサが好ましい。既設の分電盤などに後付できるからである。ホール電流センサは、一般的によく知られているものであり、ホール素子を一部に配設したリング状のコアの貫通穴に被検出電線を配設し、被検出電流をホール素子の出力電圧として検出する。いずれの電流センサも検出方向があり、逆方向に装着すると、出力が正負逆になる。電流センサ５２の検出結果は、制御装置４０に送信されるようになっている。

【0018】

電線１７には、電線１５との接続点から切替スイッチ５１までの間に電線１８を介して第二の電力負荷２３が接続されている。電線１８には、スイッチ５４が設けられている。スイッチ５４は、系統電源１６から第二の電力負荷２３への交流電力の供給・遮断を制御装置４０からの指令を受けて実施するものである。

【0019】

第二の電力負荷２３は、発電器１１に設けられて燃焼部を着火させる着火用ヒータ、貯湯槽３０に設けられ貯湯槽３０内の湯水を加熱する加熱用ヒータ、内蔵の水タンクや水循環回路（図示省略）の凍結防止用ヒータなどがある。
各第二の電力負荷２３は、各第一の電力負荷２１に接続されている２つの電線１５にそれぞれ接続されている２つの電線１８の間に各第一の電力負荷２１に対してそれぞれ並列に設けられている。なお、電線１８と電線１７（電線１５との接続点から電線１８との接続点との間の電線１７）とから第二電線１９が構成されている。第二電線１９は、Ｕ相線１９ａ、Ｖ相線１９ｂ及び中性線１９ｃ（Ｎ相線）から構成されている。Ｕ相線１９ａは、Ｕ相線１８ａとＵ相線１７ａとから構成されている。Ｖ相線１９ｂは、Ｖ相線１８ｂとＶ相線１７ｂとから構成されている。中性線１９ｃ（Ｎ相線）は、中性線１８ｃと中性線１７ｃとから構成されている。

【0020】

系統電源１６からの電線１５は単相３線式の回路構成であり、図２に示すように、Ｕ相線１５ａ、Ｖ相線１５ｂ及び中性線１５ｃ（Ｎ相線）から構成されている。系統電源１６は、互いに並設されている複数の電線１５ａ，１５ｂ，１５ｃを介して交流電力を供給するようになっている。Ｕ相線１５ａと中性線１５ｃとの間に例えば１００Ｖの電位差があり、Ｖ相線１５ｂと中性線１５ｃとの間に例えば１００Ｖの電位差があり、またＵ相線１５ａとＶ相線１５ｂとの間に例えば２００Ｖの電位差がある。

【0021】

複数の第一の電力負荷２１ａ，２１ｂは、複数の電線１５ａ，１５ｂ，１５ｃのうちいずれか２つの互いに異なる電線の間にそれぞれ接続されて使用者により選択的に使用されるものである。本実施形態において単相３線式の電線１５の回路構成では、第一の電力負荷２１は、その一部２１ａ（Ｕ相電力負荷）についてはＵ相線１５ａと中性線１５ｃとの間に接続された構成となり、またその残部２１ｂ（Ｖ相電力負荷）についてはＶ相線１５ｂと中性線１５ｃとの間に接続された構成となる。なお、第一の電力負荷２１ａを、Ｕ相線１５ａと中性線１５ｃとの間またはＶ相線１５ｂと中性線１５ｃとの間に接続するとともに、第一の電力負荷２１ｂを、Ｕ相線１５ａとＶ相線１５ｂとの間に接続するようにしてもよい。

【0022】

Ｕ相線１５ａには、Ｕ相線１７ａとの接続点より系統電源１６側の位置に電流センサ５２ａが装着されている。電流センサ５２ａは、Ｕ相線１５ａを流れる交流の電流値および流れる方向を検出する。Ｖ相線１５ｂには、Ｖ相線１７ｂとの接続点より系統電源１６側の位置に電流センサ５２ｂが装着されている。電流センサ５２ｂは、Ｖ相線１５ｂを流れる交流の電流値および流れる方向を検出する。

【0023】

本実施形態では、分散型電源システムの発電装置１０からの電線１７は単相３線式のものである。電線１７のＵ相線１７ａが電線１５のＵ相線１５ａに連結され、電線１７のＶ相線１７ｂが電線１５のＶ相線１５ｂに連結され、電線１７の中性線１７ｃが電線１５の中性線１５ｃに連結されている。Ｕ相線１７ａには、Ｕ相線１７ａを連通・遮断する切替スイッチ５１ａが設けられ、Ｖ相線１７ｂには、Ｖ相線１７ｂを連通・遮断する切替スイッチ５１ｂが設けられている。切替スイッチ５１ａ、５１ｂは切替スイッチ５１を構成する。

【0024】

電線１８のＵ相線１８ａは電線１７のＵ相線１７ａに連結され、電線１８のＶ相線１８ｂは電線１７のＶ相線１７ｂに連結され、電線１８の中性線１８ｃは電線１７の中性線１７ｃに連結されている。

【0025】

第二の電力負荷２３のうちの一部２３ａ（Ｕ相補機）はＵ相線１８ａと中性線１８ｃとの間に接続された構成となり、第一の電力負荷２１ａに対して並列に設けられている。第二の電力負荷２３ａでは、供給された交流電力が消費される。本実施形態においては、例えば第二の電力負荷２３ａは発電器１１に設けられている上述した着火用ヒータである。

【0026】

系統電源１６から第二の電力負荷２３ａまでの電線、すなわちＵ相線１８ａには、系統電源１６から第二の電力負荷２３ａ（Ｕ相線１５ａに接続されている第二の電力負荷）への交流電力の供給・遮断を行うスイッチ（Ｕ相スイッチ）５４ａが設けられている。Ｕ相スイッチ５４ａが制御装置４０の指示を受けて連通される（閉状態となる）と、系統電源１６からの交流電力が第二の電力負荷２３ａに供給されて第二の電力負荷２３ａが作動する。Ｕ相スイッチ５４ａが制御装置４０の指示を受けて遮断される（開状態となる）と、系統電源１６からの交流電力が第二の電力負荷２３ａに供給されなくなって第二の電力負荷２３ａの作動が停止する。

【0027】

第二の電力負荷２３のうちの残部２３ｂ（Ｖ相補機）は中性線１８ｃとＶ相線１８ｂとの間に接続された構成となり、第一の電力負荷２１ｂに対して並列に設けられている。第二の電力負荷２３ｂでは、供給された交流電力が消費される。本実施形態においては、例えば第二の電力負荷２３ｂは貯湯槽３０に設けられている加熱用ヒータである。

【0028】

系統電源１６から第二の電力負荷２３ｂまでの電線、すなわちＶ相線１８ｂには、系統電源１６から第二の電力負荷２３ｂ（Ｖ相線１５ｂに接続されている第二の電力負荷）への交流電力の供給・遮断を行うスイッチ（Ｖ相スイッチ）５４ｂが設けられている。Ｖ相スイッチ５４ｂが制御装置４０の指示を受けて連通される（閉状態となる）と、系統電源１６からの交流電力が第二の電力負荷２３ｂに供給されて第二の電力負荷２３ｂが作動する。Ｖ相スイッチ５４ｂが制御装置４０の指示を受けて遮断される（開状態となる）と、系統電源１６からの交流電力が第二の電力負荷２３ｂに供給されなくなって第二の電力負荷２３ｂの作動が停止する。

【0029】

なお、第一の電力負荷２１ａを、Ｕ相線１５ａと中性線１５ｃとの間またはＶ相線１５ｂと中性線１５ｃとの間に接続するとともに、第一の電力負荷２１ｂを、Ｕ相線１５ａとＶ相線１５ｂとの間に接続するようにする場合には、第二の電力負荷２３ａを、Ｕ相線１８ａと中性線１８ｃとの間またはＶ相線１８ｂと中性線１８ｃとの間に接続するとともに、第二の電力負荷２３ｂを、Ｕ相線１８ａとＶ相線１８ｂとの間に接続するようにしてもよい。

【0030】

上述したように、分散型電源システムは、各第一の電力負荷２１ａ，２１ｂに接続されている２つの電線１５ａ，１５ｃまたは１５ｃ，１５ｂの間に該各第一の電力負荷２１ａ，２１ｂに対してそれぞれ並列に設けられて供給された交流電力が消費される第二の電力負荷２３ａ，２３ｂを備えている。また、分散型電源システムは、電流センサ５２ａ，５２ｂが装着されるべき第一電線１５に接続されている電線１８にそれぞれ設けられ、系統電源１６から各第二の電力負荷２３ａ，２３ｂへの交流電力の供給・遮断をそれぞれ行う複数（本実施形態では例えば２つ）のスイッチ５４ａ，５４ｂを備えている。さらに、分散型電源システムは、各電線１５ａ，１５ｂ，１５ｃであって各電線１７ａ，１７ｂ，１７ｃとの接続点より系統電源１６側の位置にそれぞれ装着されるべき電流センサであって、その装着された各電線を流れる交流の電流値および流れる方向をそれぞれ検出する複数（本実施形態では例えば２つ）の電流センサ５２ａ，５２ｂを備えている。

【0031】

また、図１に示すように、発電器１１には、発電器１１の排熱を回収して発電器１１を冷却する熱媒体が循環する冷却回路３１が接続されている。冷却回路３１上には、熱交換器３２が配設されている。一方、後述する貯湯槽３０には、貯湯槽３０内の湯水（貯湯水）を加熱するための湯水循環回路３３が接続されている。湯水循環回路３３上には、熱交換器３２が配設されている。熱交換器３２は、冷却回路３１を循環する熱媒体と湯水循環回路３３を循環する湯水との間で熱交換が行われるものである。冷却回路３１上にはポンプ３１ａが配設され、湯水循環回路３３上にはポンプ３３ａが配設されている。これにより、発電器１１の発電中にポンプ３１ａが駆動されて冷却回路３１を熱媒体が循環し、ポンプ３３ａが駆動されて湯水循環回路３３を湯水が循環すると、発電器１１の排熱が熱媒体および熱交換器３２を通って湯水に回収されて湯水が加熱されるようになっている。発電器１１の排熱とは、例えば、燃料電池発電装置の場合、燃料電池５０の排熱や改質器の排熱などをいい、エンジン発電装置の場合、エンジンの排熱などが挙げられる。しかし、それに限定せず発電機それ自体の熱など回収可能な排熱なら何でも利用できる。

【0032】

貯湯槽３０は、１つの柱状容器を備えており、その内部に温水が層状に、すなわち上部の温水が最も高温であり下部にいくにしたがって低温となり下部の温水が最も低温であるように貯留されるようになっている。貯湯槽３０に貯留されている高温の温水が貯湯槽３０の柱状容器の上部から導出され、その導出された分を補給するように水供給源１４からの水道水などの水（低温の水）が貯湯槽３０の柱状容器の下部から導入されるようになっている。このように構成された貯湯槽３０は、発電装置１０の近くに設置されている。

【0033】

貯湯槽３０には、給湯管３５が接続されている。給湯管３５には、湯水使用場所２５に設置されており貯湯槽３０に貯留している湯水を給湯として利用する複数の湯利用機器２６ａ（浴槽、シャワ、キッチン（キッチンの蛇口）、洗面所（洗面所の蛇口）など）が接続されている。

【0034】

制御装置４０は、マイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、各電流センサ５２ａ，５２ｂおよび各電圧センサ１０ａ１，１０ａ２の検出結果を取得したり、各スイッチ５４ａ，５４ｂを開閉制御したり、発電装置１０を制御したりする。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。

【0035】

制御装置４０は、電流センサ５２（第一および第二電流センサ５２ａ，５２ｂ）から検出結果をアナログ信号で入力し、デジタル化してデジタル信号として出力する計測回路４１を備えている。計測回路４１は、第一および第二の計測回路４１ａ，４１ｂから構成されている。第一の計測回路４１ａは、比較的小さい電流を狭い範囲で計測するためのものであり、その入力レンジ（すなわち計測可能なレンジ）は例えば数アンペアである。第二の計測回路４１ｂは、第一の計測回路４１ａより比較的大きい電流を広い範囲で計測するためのものであり、その入力レンジは例えば百数十アンペアである。第一および第二の計測回路４１ａ，４１ｂを使い分けることにより、計測対象の電流値の大きさに応じて適切かつ正確に電流を計測することができる。
また、制御装置４０には、報知器４６が接続されている。報知器４６は、具体的には、表示器やスピーカなどで構成されている。

【0036】

制御装置４０は、図３に示すように、第一取得部４２、第二取得部４３、電圧位相算出部４３ａ、抽出部４４、および判定補正部４５を備えている。
第一取得部４２は、電流センサ５２（５２ａ，５２ｂ）からの検出結果である電流値を取得する。第二取得部４３は、電圧センサ１０ａからの検出結果である電圧を取得する。電圧位相算出部４３ａは、第二取得部４３から電圧を取得し、各第一電線１５ａ，１５ｂの電圧位相を算出する。例えば、電圧位相算出部４３ａは、電圧センサ１０ａから取得した電圧から電圧波形を生成し、電圧波形から電圧位相（所定時間毎）を算出する。

【0037】

抽出部４４は、第一取得部４２から電流値を取得するとともに電圧位相算出部４３ａから電圧位相を取得し、電流値および電圧位相に基づいて電流値から基本波成分を抽出する。抽出部４４は、第一取得部４２から取得した電流値に対してフーリエ変換を行うことにより、基本波成分を抽出する。

【0038】

具体的に、基本波成分の算出について説明する。抽出部４４は、所定時間（例えば１００μ秒）毎の周期で電流センサ５２（５２ａまたは５２ｂ）から電流計測値Ｘｎを取得する（サンプリングする）。抽出部４４は、所定時間毎の周期で電圧センサ１０ａ（１０ａ１または１０ａ２）から電圧位相角ｓｉｎωｔ（電圧位相）を取得する。抽出部４４は、所定時間毎に、電流計測値Ｘｎに電圧位相角ｓｉｎωｔを乗算し、一周期分（系統電圧の一周期分）の積算をとり、その積算値の正の平方根から、基本波成分を算出する。基本波成分をＩ_normとすると、基本波成分Ｉ_normは、下記数１で示される。

【数1】

【0039】

なお、電流計測値は、上記数１により処理されることにより、フーリエ変換され、電流計測値から基本波成分が抽出される。このとき、フーリエ変換は、フーリエ変換を離散化した離散フーリエ変換であることが好ましい。
フーリエ変換は、位相、周期、振幅の異なる複数の正弦波（高次成分の正弦波）が重なった波形から、基本の正弦波である基本波形（基本波成分）を抽出することができる。なお、電圧位相と電流値とは、関連づけられており、また、電圧位相から電流のゼロクロス（正から負になるゼロクロスと、負から正になるゼロクロスの両方）も算出することができる。

【0040】

また、抽出部４４は、第二の電力負荷２３をオン（通電）したときの基本波成分Ｉ_norm^on、および第二の電力負荷２３をオフ（非通電）したときの基本波成分Ｉ_norm^offを抽出する。第二の電力負荷２３をオンしたとき、電流計測値は、第一の電力負荷２１の消費電力の状況に応じて、きれいな正弦波波形ではなく、歪んだ正弦波波形となる。換言すると、第一の電力負荷２１における消費電力の変動がなければ、電流計測値は、きれいな正弦波波形となる。なお、第二の電力負荷２３をオンしたとき、電流計測値には、第二の電力負荷２３分の消費電流値が第一の電力負荷２１分の消費電流値に上乗せされている。

【0041】

一方、第二の電力負荷２３をオフしたときも、電流計測値は、第一の電力負荷２１の消費電力の状況に応じて、きれいな正弦波波形ではなく、歪んだ正弦波波形となる。なお、第二の電力負荷２３をオフしたとき、電流計測値は、第二の電力負荷２３分の消費電流値は上乗せされず、第一の電力負荷２１分の消費電流値となる。
また、スイッチ５４がオンされると、第二の電力負荷２３がオンされ、スイッチ５４がオフされると、第二の電力負荷２３がオフされる。

【0042】

第二の電力負荷２３をオン（通電）したときの基本波成分Ｉ_norm^onは、上記数１を変形して算出した下記数２で示される。

【数2】

ここで、ｉ_Ｒ（ｔ）は、第二の電力負荷２３分の電流値であり、ｉ_Ｌ（ｔ）は、第一の電力負荷２１分の電流値である。

【0043】

さらに、第二の電力負荷２３をオフ（非通電）したときの基本波成分Ｉ_norm^offは、上記数１を変形して算出した下記数３で示される。

【数3】

【0044】

また、第二の電力負荷２３の電流をｉ_Ｒ（ｔ）＝Ａｓｉｎωｔ、系統電源１６の歪んだ電流をｆ（ｔ）とすると、第二の電力負荷２３をオン（通電）したときの基本波成分Ｉ_norm^onと、第二の電力負荷２３をオフ（非通電）したときの基本波成分Ｉ_norm^offとの差電流Ｉ_norm^on−Ｉ_norm^offは、Ａ／２である。以下の理由による。
基本波成分Ｉ_norm^onは、下記数４で示される。

【数4】

【0045】

基本波成分Ｉ_norm^offは、下記数５で示される。

【数5】

ここで、ｓｉｎωｔは、規格化用正弦波である。

【0046】

判定補正部４５は、抽出部４４によって抽出された基本波成分および電圧位相算出部４３ａによって算出された電圧位相から、各電流センサ５２ａ，５２ｂが装着されている電線１５および各電流センサ５２ａ，５２ｂの装着向きを判定・補正する。具体的には、判定補正部４５は、スイッチ５４ａ（または５４ｂ）のオンオフ前後における電流センサ５２ａ（または／および５２ｂ）に係る基本波成分の変動から、電流センサ５２ａ，５２ｂが装着されている電線１５を判定する。また、電流センサ５２ａ（または／および５２ｂ）に係る基本波成分の位相と、および電圧位相算出部４３ａによって算出された電圧位相とから、電流センサ５２ａ，５２ｂの装着向きを判定する。

【0047】

さらに、判定補正部４５は、判定結果が「正常」である場合には、第一および第二電流センサ５２ａ，５２ｂは正常な取付位置および取付方向で取り付けられているので、第一および第二電流センサ５２ａ，５２ｂから取得した検出結果をそのまま使用すればよい。判定補正部４５は、判定結果が「補正」である場合には、第一および第二電流センサ５２ａ，５２ｂは正常な取付位置および取付方向で取り付けられていないが、第一および第二電流センサ５２ａ，５２ｂから取得した検出結果の正負を逆にしたり取得した検出結果を交換したり（入れ替えたり）して使用すればよい。判定補正部４５は、判定結果が「異常」である場合には、前述したように補正することができないため、第一および第二電流センサ５２ａ，５２ｂから取得した検出結果を使用することができない。よって、判定補正部４５は、ユーザにその旨を報知器４６を介して警告する。

【0048】

上述した説明から明らかなように、本実施形態に係る分散型電源システムは、互いに並設されている複数の第一電線１５ａ，１５ｂを介して交流電力を供給する系統電源１６と、複数の第一電線１５ａ，１５ｂのうちいずれか２つの互いに異なる第一電線１５ａ，１５ｂの間にそれぞれ接続され、かつ使用者により選択的に使用される複数の第一の電力負荷２１ａ，２１ｂと、各第一の電力負荷２１ａ，２１ｂに接続されている２つの第一電線１５ａ，１５ｂにそれぞれ接続されている２つの第二電線１９ａ，１９ｂの間に各第一の電力負荷２１ａ，２１ｂに対してそれぞれ並列に設けられた複数の第二の電力負荷２３ａ，２３ｂと、互いに異なる複数の第一電線１５ａ，１５ｂであって第二電線１９ａ，１９ｂとの接続点より系統電源１６側の位置にそれぞれ装着されるべき電流センサであって、装着された第一電線１５ａ，１５ｂを流れる交流の電流値および流れる方向をそれぞれ検出する複数の電流センサ５２ａ，５２ｂと、電流センサ５２ａ，５２ｂが装着されるべき第一電線１５ａ，１５ｂに接続されている第二電線１９ａ，１９ｂにそれぞれ設けられ、系統電源１６から各第二の電力負荷２３ａ，２３ｂへの交流電力の供給・遮断を行う複数のスイッチ５４ａ，５４ｂと、各第一電線１５ａ，１５ｂの電圧を検出する電圧センサ１０ａ１，１０ａ２と、発電した電力を第一および第二の電力負荷２３ａ，２３ｂに供給可能である発電装置１０と、各電流センサ５２ａ，５２ｂおよび電圧センサ１０ａ１，１０ａ２の検出結果を取得したり、各スイッチ５４ａ，５４ｂを開閉制御したり、発電装置１０を制御したりする制御装置４０と、を備えた分散型電源システムである。制御装置４０は、電流センサ５２ａ，５２ｂからの検出結果である電流値を取得する第一取得部４２と、電圧センサ１０ａ１，１０ａ２からの検出結果である電圧を取得する第二取得部４３と、第二取得部４３から電圧を取得し、各第一電線の電圧位相を算出する電圧位相算出部４３ａと、第一取得部４２から電流値を取得するとともに電圧位相算出部４３ａから電圧位相を取得し、電流値および電圧位相に基づいて電流値から基本波成分を抽出する抽出部４４と、抽出部４４によって抽出された基本波成分および電圧位相算出部４３ａによって算出された電圧位相から、各電流センサ５２ａ，５２ｂが装着されている電線および各電流センサ５２ａ，５２ｂの装着向きを判定・補正する判定補正部４５と、を備えている。

【0049】

本実施形態においては、判定補正部４５が、抽出部４４によって抽出された基本波成分および電圧位相算出部４３ａによって算出された電圧位相から、各電流センサ５２ａ，５２ｂが装着されている電線および各電流センサ５２ａ，５２ｂの装着向きを判定・補正する。よって、第一の電力負荷２１ａ，２１ｂ（家庭内負荷）が変動して電流検出値にノイズが乗ったとしても、このノイズの影響を受けることなく、電線に装着された電流センサ５２ａ，５２ｂの装着位置および装着向きに関する判定を的確に実施し、ひいては判定結果に基づく自動補正を適切に実施することができる。

【0050】

また、抽出部４４は、第一取得部４２から取得した電流値に対してフーリエ変換を行うことにより、基本波成分を抽出する。
これによれば、各電流センサ５２ａ，５２ｂの検出値から基本波成分をより簡便かつ適切に抽出することができ、ひいては判定・補正の精度を向上させることができる。

【0051】

なお、上述した実施形態においては、単相３線式の回路構成であったが、３相３線式の回路構成にも本発明は適用可能であり、４線式の回路構成にも適用可能である。上述したいずれの場合にも電流センサ５２は２つでなく３つ以上の場合にも本発明は適用可能である。

【符号の説明】

【0052】

１０…発電装置、１０ａ（１０ａ１，１０ａ２）…電力計（電圧センサ）、１１…発電器、１２…変換器、１３…燃料供給源、１３ａ…流量計、１４…水供給源、１５…電線（第一電線）、１５ａ…Ｕ相線、１５ｂ…Ｖ相線、１５ｃ…Ｎ相線、１６…系統電源、１７，１８…電線、１９…第二電線、２３…第二の電力負荷、２３ａ…Ｕ相補機、２３ｂ…Ｖ相補機、２１…第一の電力負荷、２６ａ…湯利用機器、２６ｂ…熱利用機器、３０…貯湯槽、３６…流量センサ、４０…制御装置、４２…第一取得部、４３…第二取得部、４３ａ…電圧位相算出部、４４…抽出部、４５…判定・補正部、４６…報知器、５２…電流センサ、５２ａ…第一電流センサ、５２ｂ…第二電流センサ、５４…スイッチ、５４ａ…Ｕ相スイッチ、５４ｂ…Ｖ相スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】