特開 2022-146184 系統連系システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022146184

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】系統連系システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20220928BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20220928BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20220928BHJP

   H01H 9/54 20060101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 180

H02J3/38 110

H02J3/32

H02J7/35 K

H01H9/54 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021047018

(22)【出願日】2021-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000004606

【氏名又は名称】ニチコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】特許業務法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】和佐 侑真

(72)【発明者】

【氏名】野末 恵亮

【テーマコード（参考）】

5G034

5G066

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G034AB01

5G066HA01

5G066HA11

5G066HB06

5G066HB09

5G066JA02

5G066JB03

5G503AA01

5G503AA06

5G503BA01

5G503BB01

5G503DA05

5G503DA18

(57)【要約】

【課題】停電が発生／復旧したときに、負荷に供給する電力を好適に切り替えることが可能な系統連系システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る系統連系システム１Ａは、分電部１０ＡおよびＰＣＳ２０を備える。分電部１０Ａは、主ライン１１上に設けられた主スイッチＳＷ１（ａ接点型リレー）と、第１制御コイルＬ１および第２制御コイルＬ２を有する自動切替スイッチＳＷ３と、第１制御コイルＬ１に接続された第１制御スイッチＳＷ４（ｂ接点型リレー）と、第２制御コイルＬ２に接続された第２制御スイッチＳＷ５（ａ接点型リレー）とを含む。第１制御スイッチＳＷ４および第２制御スイッチＳＷ５の開閉は、同一の制御信号Ｓ３によって制御される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

商用電力系統から供給される電力と蓄電池が出力する電力とを負荷に供給する系統連系運転と、前記商用電力系統を切り離して前記蓄電池が出力する電力を前記負荷に供給する自立運転とが可能な系統連系システムであって、
前記商用電力系統および前記負荷に接続される分電部と、
前記分電部および前記蓄電池の間に接続されるパワーコンディショナ部と、
を備え、
前記分電部は、
前記商用電力系統および前記パワーコンディショナ部に接続される主ラインと、
前記主ライン上に設けられた主スイッチと、
前記負荷に接続される可動接点、前記主スイッチの前記商用電力系統側において前記主ラインに接続された第１固定接点、前記主スイッチの前記パワーコンディショナ部側において前記主ラインに接続された第２固定接点、第１制御コイルおよび第２制御コイルを有する自動切替スイッチと、
前記第１固定接点および前記第１制御コイルの間に接続された、ｂ接点型リレーからなる第１制御スイッチと、
前記第２固定接点および前記第２制御コイルの間に接続された、ａ接点型リレーからなる第２制御スイッチと、
を含み、
前記自動切替スイッチは、前記第１制御コイルが前記第１制御スイッチを介して励磁されると前記可動接点が前記第１固定接点に接触し、前記第２制御コイルが前記第２制御スイッチを介して励磁されると前記可動接点が前記第２固定接点に接触するよう構成され、
前記第１制御スイッチおよび前記第２制御スイッチの開閉は、同一の制御信号によって制御される
ことを特徴とする系統連系システム。

【請求項2】

前記主スイッチは、ａ接点型リレーからなり、
前記主スイッチの開閉は、前記制御信号とは論理反転の関係にある信号によって制御される
ことを特徴とする請求項１に記載の系統連系システム。

【請求項3】

前記分電部は、一方の接点が前記主スイッチの前記商用電力系統側の接点に接続され、かつ他方の接点が前記主スイッチの前記パワーコンディショナ部側の接点に接続された副スイッチをさらに含み、
前記副スイッチは、前記主スイッチよりも電流容量が小さいｂ接点型リレーからなる
ことを特徴とする請求項２に記載の系統連系システム。

【請求項4】

前記主スイッチは、セットコイルおよびリセットコイルを有するラッチングリレーであり、
前記リセットコイルは、前記制御信号または該制御信号とは論理同一の関係にある信号によって励磁される
ことを特徴とする請求項１に記載の系統連系システム。

【請求項5】

前記分電部は、一方の接点が前記主スイッチの前記商用電力系統側の接点に接続され、かつ他方の接点が前記セットコイルに接続された副スイッチをさらに含み、
前記副スイッチは、前記主スイッチよりも電流容量が小さいｂ接点型リレーからなる
ことを特徴とする請求項４に記載の系統連系システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、商用電力系統から供給される電力と蓄電池が出力する電力とを負荷に供給する系統連系運転と、商用電力系統を切り離して蓄電池が出力する電力を負荷に供給する自立運転とが可能な系統連系システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、商用電力系統（以下、単に「系統」という）の電圧が低下したときにおいても負荷に安定的に電力を供給するために、蓄電池を備えた系統連系システムが使用されている。図５に示すように、系統連系システム１００は、負荷１０１と、蓄電池１０２と、双方向インバータ１０３と、電圧計１０４と、制御部１０５と、３つのスイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃとを備えている。

【0003】

電圧計１０４によって検知された系統Ｇの電圧（以下、単に「系統電圧」という）が正常なとき、制御部１０５は、系統Ｇに連系するように双方向インバータ１０３を作動させることができる。このとき、制御部１０５は、スイッチＳＷａを閉状態、スイッチＳＷｂを開状態とするとともに、スイッチＳＷｃの可動接点を系統Ｇ側の固定接点に接触させる。これにより、系統Ｇから供給される電力と蓄電池１０２が出力する電力とが負荷１０１に供給される。

【0004】

一方、系統電圧が正常範囲を下回っているとき（すなわち、停電が発生しているとき）、制御部１０５は、双方向インバータ１０３を自立的に作動させる。このとき、制御部１０５は、スイッチＳＷａを開状態、スイッチＳＷｂを閉状態とするとともに、スイッチＳＷｃの可動接点を双方向インバータ１０３側の固定接点に接触させる。これにより、系統Ｇが負荷１０１および双方向インバータ１０３から切り離され、蓄電池１０２が出力する電力のみが負荷１０１に供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６１６８８５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記従来の系統連系システム１００では、制御部１０５がスイッチＳＷｃを切り替える。また、制御部１０５のような回路は、通常、電源電圧として系統電圧を利用する。このため、従来の系統連系システム１００では、何らかの特別な対策を講じない限り、停電発生時のスイッチＳＷｃの切り替えがうまくいかないと考えられる。

【0007】

この問題の対策としては、例えば、系統電圧によって励磁される系統側制御コイルと双方向インバータ１０３が出力する電圧によって励磁されるインバータ側制御コイルとを備えたタイプのスイッチＳＷｃを使用することが挙げられる。この対策によれば、系統電圧が正常なときは、系統側制御コイルが励磁されてスイッチＳＷｃの可動接点が系統Ｇ側の固定接点に接触し、一方、系統電圧が低下したときは、インバータ側制御コイルが励磁されてスイッチＳＷｃの可動接点が双方向インバータ１０３側の固定接点に接触する。すなわち、この対策によれば、制御部１０５に依らずに自動的にスイッチＳＷｃを切り替えることができる。

【0008】

しかしながら、上記の対策は、停電が復旧したときに、系統側制御コイルおよびインバータ側制御コイルの両方が励磁され、その結果、スイッチＳＷｃの状態が不定となり、負荷１０１への電力供給が不安定になるという問題があった。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、停電が発生／復旧したときに、負荷に供給する電力を好適に切り替えることが可能な系統連系システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明に係る系統連系システムは、商用電力系統から供給される電力と蓄電池が出力する電力とを負荷に供給する系統連系運転と、商用電力系統を切り離して蓄電池が出力する電力を負荷に供給する自立運転とが可能なシステムであって、商用電力系統および負荷に接続される分電部と、分電部および蓄電池の間に接続されるパワーコンディショナ部とを備え、分電部は、商用電力系統およびパワーコンディショナ部に接続される主ラインと、主ライン上に設けられた主スイッチと、負荷に接続される可動接点、主スイッチの商用電力系統側において主ラインに接続された第１固定接点、主スイッチのパワーコンディショナ部側において主ラインに接続された第２固定接点、第１制御コイルおよび第２制御コイルを有する自動切替スイッチと、第１固定接点および第１制御コイルの間に接続された、ｂ接点型リレーからなる第１制御スイッチと、第２固定接点および第２制御コイルの間に接続された、ａ接点型リレーからなる第２制御スイッチとを含み、自動切替スイッチは、第１制御コイルが第１制御スイッチを介して励磁されると可動接点が第１固定接点に接触し、第２制御コイルが第２制御スイッチを介して励磁されると可動接点が第２固定接点に接触するよう構成され、第１制御スイッチおよび第２制御スイッチの開閉は、同一の制御信号によって制御される、ことを特徴としている。

【0011】

この構成では、第１制御コイルが第１制御スイッチを介して励磁されると可動接点が第１固定接点に接触し、第２制御コイルが第２制御スイッチを介して励磁されると可動接点が第２固定接点に接触するように自動切替スイッチが構成されている。また、この構成では、第１制御スイッチおよび第２制御スイッチの開閉が、同一の制御信号によって制御されるようになっている。したがって、この構成によれば、２つの制御コイルが同時に励磁されて自動切替スイッチの状態が不定となるのを確実に防ぐことができる。

【0012】

上記系統連系システムは、ａ接点型リレーで主スイッチが構成されていてもよい。この場合は、主スイッチの開閉を上記制御信号とは論理反転の関係にある信号によって制御すればよい。また、この場合、分電部は、一方の接点が主スイッチの商用電力系統側の接点に接続され、かつ他方の接点が主スイッチのパワーコンディショナ部側の接点に接続された副スイッチをさらに含んでいてもよい。この副スイッチは、主スイッチよりも電流容量が小さいｂ接点型リレーであることが好ましい。

【0013】

あるいは、上記系統連系システムは、セットコイルおよびリセットコイルを有するラッチングリレーで主スイッチが構成されていてもよい。この場合は、リセットコイルの励磁を上記制御信号または該制御信号とは論理同一の関係にある信号によって制御すればよい。また、この場合、分電部は、一方の接点が主スイッチの商用電力系統側の接点に接続され、かつ他方の接点がセットコイルに接続された副スイッチをさらに含んでいてもよい。この副スイッチは、主スイッチよりも電流容量が小さいｂ接点型リレーであることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、停電が発生／復旧したときに、負荷に供給する電力を好適に切り替えることが可能な系統連系システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施例に係る系統連系システムを示す図である。

【図2】第１実施例に係る系統連系システムの動作を示すタイミング図である。

【図3】本発明の第２実施例に係る系統連系システムを示す図である。

【図4】第２実施例に係る系統連系システムの動作を示すタイミング図である。

【図5】従来の系統連系システムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る系統連系システムの実施例について説明する。

【0017】

［第１実施例］
（系統連系システムの構成）
まず、図１を参照しながら、本発明の第１実施例に係る系統連系システム１Ａの構成について説明する。同図に示すように、系統連系システム１Ａは、系統Ｇおよび負荷３に接続される分電部１０Ａと、分電部１０Ａおよび蓄電池２の間に接続されるパワーコンディショナ部（ＰＣＳ）２０とを備えている。系統連系システム１Ａは、系統連系運転により、系統Ｇから供給される電力と蓄電池２が出力する電力とを同時に負荷３に供給することができる。また、系統連系システム１Ａは、自立運転により、停電時に蓄電池２が出力する電力のみを負荷３に供給することもできる。

【0018】

分電部１０Ａは、主ライン１１と、遮断器（ＥＬＣＢ）１２と、遮断器（ＭＣＣＢ）１３と、主スイッチＳＷ１と、副スイッチＳＷ２と、自動切替スイッチＳＷ３と、系統側制御スイッチＳＷ４と、ＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５と、系統電圧検出部１４と、分電部側制御部１５Ａと、論理反転部１６とを備えている。

【0019】

主ライン１１は、比較的大きな電流を通流させることが可能なケーブルで構成されている。主ライン１１は、一端を介して系統Ｇに接続されるとともに、他端を介してＰＣＳ２０に接続されている。

【0020】

ＥＬＣＢ１２および主スイッチＳＷ１は、主ライン１１上に設けられている。主スイッチＳＷ１は、電流容量が比較的大きいａ接点型リレーからなる。系統Ｇを上流と定義したとき、主スイッチＳＷ１は、ＥＬＣＢ１２よりも下流側に位置している。

【0021】

副スイッチＳＷ２は、一方の接点が主スイッチＳＷ１の系統Ｇ側の接点に接続され、かつ他方の接点が主スイッチＳＷ１のＰＣＳ２０側の接点に接続されている。つまり、主スイッチＳＷ１および副スイッチＳＷ２は、並列接続されている。副スイッチＳＷ２は、主スイッチＳＷ１よりも電流容量が小さいｂ接点型リレーからなる。

【0022】

自動切替スイッチＳＷ３は、ＭＣＣＢ１３を介して負荷３に接続される可動接点Ｔ３と、主スイッチＳＷ１よりも上流側において主ライン１１に接続された系統側固定接点Ｔ１と、主スイッチＳＷ１よりも下流側において主ライン１１に接続されたＰＣＳ側固定接点Ｔ２と、系統側制御コイルＬ１と、ＰＣＳ側制御コイルＬ２とを有したリレーからなる。自動切替スイッチＳＷ３の電流容量は、主スイッチＳＷ１と同程度である。自動切替スイッチＳＷ３は、系統側制御コイルＬ１が励磁されると可動接点Ｔ３が系統側固定接点Ｔ１に接触し、ＰＣＳ側制御コイルＬ２が励磁されると可動接点Ｔ３がＰＣＳ側固定接点Ｔ２に接触するよう構成されている。

【0023】

系統側制御スイッチＳＷ４は、系統側固定接点Ｔ１および系統側制御コイルＬ１の間に接続されたｂ接点型リレーからなる。また、ＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５は、ＰＣＳ側固定接点Ｔ２およびＰＣＳ側制御コイルＬ２の間に接続されたａ接点型リレーからなる。系統側制御スイッチＳＷ４およびＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５の開閉は、同一の制御信号Ｓ３によって制御される。

【0024】

なお、系統側固定接点Ｔ１、ＰＣＳ側固定接点Ｔ２、系統側制御コイルＬ１およびＰＣＳ側制御コイルＬ２は、それぞれ、本発明の「第１固定接点」、「第２固定接点」、「第１制御コイル」および「第２制御コイル」に相当する。また、系統側制御スイッチＳＷ４およびＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５は、それぞれ、本発明の「第１制御スイッチ」および「第２制御スイッチ」に相当する。

【0025】

系統電圧検出部１４は、ＥＬＣＢ１２よりも下流側において主ライン１１の電圧（すなわち、系統電圧）を検出する。系統電圧検出部１４は、検出した系統電圧に対応した信号Ｓ５をＰＣＳ側制御部２４に送る。なお、図１では、信号Ｓ５を分電部側制御部１５Ａにて一旦受信し、信号Ｓ６にその情報を重畳させることで、間接的にＰＣＳ側制御部２４に信号Ｓ５を送る構成としているが、独立した信号線を用いて信号Ｓ５を直接ＰＣＳ側制御部２４へ送る構成とすることもできる。

【0026】

ＰＣＳ側制御部２４は、主に系統電圧検出部１４から送られてきた信号Ｓ５に基づく信号Ｓ６を分電部側制御部１５Ａに送ることで、主スイッチＳＷ１、副スイッチＳＷ２、系統側制御スイッチＳＷ４およびＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５の開閉を間接的に制御する。より詳しくは、分電部側制御部１５Ａは、副スイッチＳＷ２に制御信号Ｓ１を送るとともに、主スイッチＳＷ１および論理反転部１６に制御信号Ｓ２を送る。論理反転部１６は、制御信号Ｓ２とは論理反転の関係にある制御信号Ｓ３を生成するとともに、これを系統側制御スイッチＳＷ４およびＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５に送る。なお、分電部側制御部１５Ａは、３つの制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を送るように構成されていてもよい。この場合は、論理反転部１６を省略することができる。

【0027】

ここで、分電部側制御部１５Ａおよび論理反転部１６は、ＰＣＳ２０の電源部２３から出力された電圧を電源電圧とする。このため、電源部２３がＯＦＦしているとき、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は常にＬレベルである。

【0028】

ＰＣＳ２０は、主ライン２１と、主スイッチＳＷ６と、双方向電力変換部２２と、電源部２３と、ＰＣＳ側制御部２４とを備えている。

【0029】

主ライン２１は、主ライン１１と同様、比較的大きな電流を通流させることが可能なケーブルで構成されている。主ライン２１は、一端を介して分電部１０Ａ（主ライン１１）に接続されるとともに、他端を介して蓄電池２に接続される。

【0030】

主スイッチＳＷ６および双方向電力変換部２２は、主ライン２１上に設けられている。主スイッチＳＷ６は、主スイッチＳＷ１と同様、電流容量が比較的大きいａ接点型リレーからなる。双方向電力変換部２２は、系統Ｇから供給される交流の系統電圧を所望の直流電圧に変換して蓄電池２に出力する充電動作と、蓄電池２が出力する直流電圧を系統電圧と同等の交流電圧に変換して分電部１０Ａに出力する放電動作とを行うことができる。双方向電力変換部２２は、主スイッチＳＷ６よりも下流側に位置している。

【0031】

電源部２３は、主ライン２１の電圧が概ね正常値（本実施例では、ＡＣ２００Ｖ）であるときにＯＮし、分電部側制御部１５Ａ、論理反転部１６およびＰＣＳ側制御部２４の電源電圧となる直流電圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）を出力する。

【0032】

ＰＣＳ側制御部２４は、主に分電部側制御部１５Ａから送られてくる信号Ｓ６に基づき、主スイッチＳＷ６の開閉を制御する。より詳しくは、ＰＣＳ側制御部２４は、主スイッチＳＷ６に制御信号Ｓ４を送る。分電部側制御部１５Ａから送られてくる信号Ｓ６には、前述した通り、系統電圧検出部１４によって検出された系統電圧の情報が含まれている。ＰＣＳ側制御部２４は、ＰＣＳ２０側の情報（例えば、蓄電池２のＳＯＣ，State of Charge）を含んだ信号を分電部側制御部１５Ａに送ることもできる。ＰＣＳ側制御部２４は、分電部側制御部１５Ａから送られてくる信号Ｓ６に加え、主スイッチＳＷ６よりも上流側において主ライン２１の電圧（すなわち、系統電圧）を検出する不図示の系統電圧検出部の検出結果、およびユーザからの運転指示に基づき、主スイッチＳＷ６の開閉を制御してもよい。

【0033】

ＰＣＳ側制御部２４は、主に分電部側制御部１５Ａから送られてくる信号Ｓ６に基づき、双方向電力変換部２２の動作も制御する。

【0034】

（系統連系システムの動作例）
次に、図２を参照しながら、本実施例に係る系統連系システム１Ａの動作例について説明する。なお、以下では、時刻ｔ３－ｔ６の比較的長時間にわたる停電と時刻ｔ１０－ｔ１１の短時間の停電とが発生する例について説明する。

【0035】

時刻ｔ０においてユーザがＥＬＣＢ１２を閉じると、ｂ接点型リレーである副スイッチＳＷ２を介して系統電圧（ＡＣ２００Ｖ）が電源部２３に供給され、時刻ｔ１において電源部２３がＯＮする。このとき、副スイッチＳＷ２には、電源部２３で消費される僅かな電流しか流れない。副スイッチＳＷ２を安価で小型な低電流容量リレーで構成したのはこのためである。

【0036】

電源部２３がＯＮすると、動作可能となった分電部側制御部１５ＡがＨレベルの制御信号Ｓ１，Ｓ２を送り始める。これにより、ａ接点型リレーからなる主スイッチＳＷ１が閉じ、ｂ接点型リレーである副スイッチＳＷ２が開く。電源部２３がＯＮすると論理反転部１６も動作可能となるが、論理反転部１６が送り始める制御信号Ｓ３はＬレベルなので、系統側制御スイッチＳＷ４およびＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５の状態は変化しない。

【0037】

また、電源部２３がＯＮすると、動作可能となったＰＣＳ側制御部２４がＨレベルの制御信号Ｓ４を送り始める。これにより、ａ接点型リレーからなる主スイッチＳＷ６が閉じる。さらに、ＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を開始するよう指令する。これを受けて、双方向電力変換部２２は、所定の待機時間が経過した時刻ｔ２に放電動作を始める。その結果、ＰＣＳ２０は系統連系運転状態となる。

【0038】

時刻ｔ３において停電が発生し、時刻ｔ４においてＰＣＳ側制御部２４がその旨を検出すると、ＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を停止するよう指令する。そして、所定の待機時間が経過した時刻ｔ５に、ＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を再開するよう指令する。その結果、ＰＣＳ２０は自立運転状態となる。

【0039】

ＰＣＳ２０の自立運転開始に合わせて、分電部側制御部１５Ａは、制御信号Ｓ２をＬレベルに変化させる。これにより、主スイッチＳＷ１が開く。また、制御信号Ｓ２がＬレベルとなると、制御信号Ｓ３がＨレベルとなり、系統側制御スイッチＳＷ４が開くとともにＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５が閉じるので、自動切替スイッチＳＷ３の可動接点Ｔ３は系統側固定接点Ｔ１ではなくＰＣＳ側固定接点Ｔ２に接触するようになる。その結果、蓄電池２が出力した電力が負荷３に供給される。なお、このとき、系統Ｇは、負荷３からもＰＣＳ２０からも切り離されている。

【0040】

時刻ｔ６において停電が復旧し、系統電圧検出部１４によって検出された系統電圧の情報（信号Ｓ５，Ｓ６）によりＰＣＳ側制御部２４がその旨を検出すると、時刻ｔ７においてＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を停止するよう指令する。そして、所定の待機時間が経過した時刻ｔ９に、ＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を再開するよう指令する。その結果、ＰＣＳ２０は系統連系運転状態となる。

【0041】

停電の復旧に伴い、時刻ｔ７において双方向電力変換部２２の放電動作を停止してから所定の時間が経過した時刻ｔ８において、分電部側制御部１５Ａは、制御信号Ｓ２をＨレベルに変化させる。これにより、主スイッチＳＷ１が閉じる。また、制御信号Ｓ２がＨレベルとなると、制御信号Ｓ３がＬレベルとなり、系統側制御スイッチＳＷ４が閉じるとともにＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５が開くので、自動切替スイッチＳＷ３の可動接点Ｔ３はＰＣＳ側固定接点Ｔ２ではなく系統側固定接点Ｔ１に接触するようになる。その結果、系統Ｇから供給された電力が負荷３に供給される。

【0042】

時刻ｔ１０－ｔ１１に発生した停電、すなわち、時刻ｔ３－ｔ４に満たない短時間の停電では、分電部側制御部１５ＡおよびＰＣＳ側制御部２４は、各部の状態を変化させない。

【0043】

このように、本実施例に係る系統連系システム１Ａによれば、停電が発生／復旧したときに、自動切替スイッチＳＷ３を好適に切り替えて、負荷３に供給する電力を切り替えることできる。このとき、系統側制御コイルＬ１を励磁する系統側制御スイッチＳＷ４およびＰＣＳ側制御コイルＬ２を励磁するＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５の開閉を同一の制御信号Ｓ３によって制御するので、２つの制御コイルＬ１，Ｌ２の両方が励磁されて自動切替スイッチＳＷ３の状態が不定となることはない。

【0044】

［第２実施例］
（系統連系システムの構成）
まず、図３を参照しながら、本発明の第２実施例に係る系統連系システム１Ｂの構成について説明する。同図に示すように、系統連系システム１Ｂは、分電部１０Ａの代わりに分電部１０Ｂを備えている点において系統連系システム１Ａと相違しているが、他の点においては系統連系システム１Ａと共通している。また、分電部１０Ｂは、主スイッチＳＷ１の代わりに主スイッチＳＷ７を備えている点、副スイッチＳＷ２の代わりに副スイッチＳＷ８を備えている点、分電部側制御部１５Ａの代わりに分電部側制御部１５Ｂを備えている点、および論理反転部１６が省略されている点において分電部１０Ａと相違しているが、他の点においては分電部１０Ａと共通している。

【0045】

主スイッチＳＷ７は、主ライン１１上に設けられている。主スイッチＳＷ７は、セットコイルＬ３およびリセットコイルＬ４を有するラッチングリレーである。主スイッチＳＷ７の電流容量は、主スイッチＳＷ１と同様、比較的大きい。主スイッチＳＷ７は、ＥＬＣＢ１２よりも下流側に位置している。

【0046】

主スイッチＳＷ７は、セットコイルＬ３が励磁されると閉じ、セットコイルＬ３が励磁されていないときにリセットコイルＬ４が励磁されると開く。主スイッチＳＷ７は、セットコイルＬ３が励磁されなくなっただけでは開かない。

【0047】

副スイッチＳＷ８は、主スイッチＳＷ７よりも電流容量が小さいｂ接点型リレーからなる。副スイッチＳＷ８は、一方の接点が主スイッチＳＷ７の系統Ｇ側の接点に接続され、かつ他方の接点がセットコイルＬ３に接続されている。このため、副スイッチＳＷ８は、セットコイルＬ３の励磁を制御する制御スイッチであると言える。なお、リセットコイルＬ４の励磁は、後述する制御信号Ｓ７によって制御される。

【0048】

ＰＣＳ側制御部２４は、主に系統電圧検出部１４から送られてきた信号Ｓ５に基づく信号Ｓ６を分電部側制御部１５Ｂに送ることで、副スイッチＳＷ８、系統側制御スイッチＳＷ４およびＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５の開閉、並びにリセットコイルＬ４の励磁を間接的に制御する。より詳しくは、分電部側制御部１５Ｂは、副スイッチＳＷ８、系統側制御スイッチＳＷ４、ＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５およびリセットコイルＬ４に制御信号Ｓ７を送る。なお、分電部側制御部１５Ｂは、副スイッチＳＷ８、系統側制御スイッチＳＷ４およびＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５の開閉、並びにリセットコイルＬ４の励磁を、論理同一の関係にある複数の信号で制御してもよい。

【0049】

分電部側制御部１５Ｂは、分電部側制御部１５Ａと同様、ＰＣＳ２０の電源部２３から出力された電圧を電源電圧とする。このため、電源部２３がＯＦＦしているとき、制御信号Ｓ７は常にＬレベルである。

【0050】

（系統連系システムの動作例）
次に、図４を参照しながら、本実施例に係る系統連系システム１Ｂの動作例について説明する。なお、以下でも、時刻ｔ３－ｔ６の比較的長時間にわたる停電と時刻ｔ１０－ｔ１１の短時間の停電とが発生する例について説明する。

【0051】

時刻ｔ０においてユーザがＥＬＣＢ１２を閉じると、ｂ接点型リレーである副スイッチＳＷ８を介してセットコイルＬ３が励磁され、主スイッチＳＷ７が閉じ、系統電圧（ＡＣ２００Ｖ）が電源部２３に供給され、時刻ｔ１において電源部２３がＯＮする。このとき、副スイッチＳＷ８には、セットコイルＬ３で消費される僅かな電流しか流れない。副スイッチＳＷ８を安価で小型な低電流容量リレーで構成したのはこのためである。

【0052】

電源部２３がＯＮすると、動作可能となったＰＣＳ側制御部２４がＨレベルの制御信号Ｓ４を送り始める。これにより、ａ接点型リレーからなる主スイッチＳＷ６が閉じる。さらに、ＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を開始するよう指令する。これを受けて、双方向電力変換部２２は、所定の待機時間が経過した時刻ｔ２に放電動作を始める。その結果、ＰＣＳ２０は系統連系運転状態となる。

【0053】

また、電源部２３がＯＮすると、動作可能となった分電部側制御部１５ＢがＬレベルの制御信号Ｓ７を送り始める。ただし、これによっては、各部の状態は変化しない。

【0054】

時刻ｔ３において停電が発生し、時刻ｔ４においてＰＣＳ側制御部２４がその旨を検出すると、ＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を停止するよう指令する。そして、所定の待機時間が経過した時刻ｔ５に、ＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を再開するよう指令する。その結果、ＰＣＳ２０は自立運転状態となる。

【0055】

ＰＣＳ２０の自立運転開始に合わせて、分電部側制御部１５Ｂは、制御信号Ｓ７をＨレベルに変化させる。これにより、副スイッチＳＷ８が開くとともにリセットコイルＬ４が励磁されて主スイッチＳＷ７が開く。

【0056】

また、制御信号Ｓ７がＨレベルとなると、系統側制御スイッチＳＷ４が開くとともにＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５が閉じるので、自動切替スイッチＳＷ３の可動接点Ｔ３は系統側固定接点Ｔ１ではなくＰＣＳ側固定接点Ｔ２に接触するようになる。その結果、蓄電池２が出力した電力が負荷３に供給される。なお、このとき、系統Ｇは、負荷３からもＰＣＳ２０からも切り離されている。

【0057】

時刻ｔ６において停電が復旧し、系統電圧検出部１４によって検出された系統電圧の情報（信号Ｓ５，Ｓ６）によりＰＣＳ側制御部２４がその旨を検出すると、時刻ｔ７においてＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を停止するよう指令する。そして、所定の待機時間が経過した時刻ｔ９に、ＰＣＳ側制御部２４は、双方向電力変換部２２に放電動作を再開するよう指令する。その結果、ＰＣＳ２０は系統連系運転状態となる。

【0058】

停電の復旧に伴い、時刻ｔ７において双方向電力変換部２２の放電動作を停止してから所定の時間が経過した時刻ｔ８において、分電部側制御部１５Ｂは、制御信号Ｓ７をＬレベルに変化させる。これにより、副スイッチＳＷ８が閉じ、副スイッチＳＷ８を介してセットコイルＬ３が励磁されるとともに、リセットコイルＬ４の励磁が解除され、その結果、主スイッチＳＷ７が閉じる。また、制御信号Ｓ７がＬレベルとなると、系統側制御スイッチＳＷ４が閉じるとともにＰＣＳ側制御スイッチＳＷ５が開くので、自動切替スイッチＳＷ３の可動接点Ｔ３はＰＣＳ側固定接点Ｔ２ではなく系統側固定接点Ｔ１に接触するようになる。その結果、系統Ｇから供給された電力が負荷３に供給される。

【0059】

時刻ｔ１０－ｔ１１に発生した停電、すなわち、時刻ｔ３－ｔ４に満たない短時間の停電では、分電部側制御部１５ＢおよびＰＣＳ側制御部２４は、各部の状態を変化させない。

【0060】

このように、本実施例に係る系統連系システム１Ｂによれば、系統連系システム１Ａと同じ作用効果が得られる。

【0061】

また、ラッチングリレーは、セットコイルまたはリセットコイルの励磁による開閉が完了すると、内部に設けられた自己消磁接点により各コイルへの経路が自動的に遮断されるよう構成されている。つまり、ラッチングリレーは、開閉するときにのみ電力を消費し、それ以外のときは電力を消費しない。したがって、本実施例に係る系統連系システム１Ｂによれば、分電部の主スイッチにおける電力消費を低減することもできる。

【0062】

［変形例］
以上、本発明に係る系統連系システムの第１実施例および第２実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれらに限定されない。

【0063】

例えば、ＰＣＳは、蓄電池に加えて太陽電池が接続されるよう構成されていてもよい。この構成によれば、停電発生時に、蓄電池に蓄えられた電力とともに、または蓄電池に蓄えられた電力の代わりに、太陽電池の発電電力を負荷に供給することができる。

【0064】

また、分電部および／またはＰＣＳは、各リレーの溶着を検出する回路を有していてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１Ａ，１Ｂ 系統連系システム
２ 蓄電池
３ 負荷
１０Ａ，１０Ｂ 分電部
１１ 主ライン
１２ 遮断器（ＥＬＣＢ）
１３ 遮断器（ＭＣＣＢ）
１４ 系統電圧検出部
１５Ａ，１５Ｂ 分電部側制御部
１６ 論理反転部
２０ パワーコンディショナ部（ＰＣＳ）
２１ 主ライン
２２ 双方向電力変換部
２３ 電源部
２４ ＰＣＳ側制御部
Ｇ 商用電力系統
Ｌ１ 系統側制御コイル
Ｌ２ ＰＣＳ側制御コイル
Ｌ３ セットコイル
Ｌ４ リセットコイル
ＳＷ１ 主スイッチ
ＳＷ２ 副スイッチ
ＳＷ３ 自動切替スイッチ
ＳＷ４ 系統側制御スイッチ
ＳＷ５ ＰＣＳ側制御スイッチ
ＳＷ６ 主スイッチ
ＳＷ７ 主スイッチ
ＳＷ８ 副スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】