特開2023-100366電力融通装置、直流配電システム、及び電力融通装置の制御方法
(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】P2023100366
(43)【公開日】2023-07-19
(54)【発明の名称】電力融通装置、直流配電システム、及び電力融通装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
H02J 1/00 20060101AFI20230711BHJP
H02J 1/12 20060101ALI20230711BHJP
H02J 7/35 20060101ALI20230711BHJP
【ＦＩ】
H02J1/00 304D
H02J1/00 306K
H02J1/12
H02J7/35 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022000981
(22)【出願日】2022-01-06
(71)【出願人】
【識別番号】000003942
【氏名又は名称】日新電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】片元 優太
【テーマコード（参考）】
5G165
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G165CA02
5G165CA04
5G165DA01
5G165DA02
5G165DA07
5G165EA03
5G165EA04
5G165EA10
5G165FA01
5G165GA04
5G165HA02
5G165HA03
5G165HA04
5G165HA07
5G165HA10
5G165HA17
5G165JA01
5G165JA04
5G165JA07
5G165JA09
5G165KA02
5G165KA05
5G165KA08
5G165LA01
5G165LA02
5G165LA03
5G165MA10
5G165PA01
5G503AA04
5G503AA06
5G503AA07
5G503AA08
5G503BA04
5G503BB01
5G503CA01
5G503CA12
5G503CC07
5G503CC08
5G503DA04
5G503DA07
5G503EA02
5G503EA05
5G503GB03
5G503GD03
5G503GD06
(57)【要約】
【課題】直流配電システムにおける、電力融通装置の追加等のシステム変更を柔軟に実施することができる電力融通装置、直流配電システム、及び電力融通装置の制御方法を提供する。
【解決手段】制御装置（２５）は、自機がマスタとして機能する場合には、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ（２１）を制御して、線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行する。自機がスレーブとして機能する場合には、電圧計（２０Ｖ）を通じて問合せを受領したときに、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ（２１）を制御して、自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、直流線路に、自機の要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、問合せに対する回答を実行する。
【選択図】図２
【解決手段】制御装置（２５）は、自機がマスタとして機能する場合には、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ（２１）を制御して、線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行する。自機がスレーブとして機能する場合には、電圧計（２０Ｖ）を通じて問合せを受領したときに、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ（２１）を制御して、自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、直流線路に、自機の要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、問合せに対する回答を実行する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置であって、
直流母線と、
前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、
前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
自機である前記電力融通装置がマスタとして機能する場合には、
前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、前記他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行し、
前記自機がスレーブとして機能する場合には、
前記電圧検出装置を通じて前記問合せを受領したときに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、前記直流線路に、前記要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、前記問合せに対する回答を実行する、電力融通装置。
直流母線と、
前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、
前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
自機である前記電力融通装置がマスタとして機能する場合には、
前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、前記他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行し、
前記自機がスレーブとして機能する場合には、
前記電圧検出装置を通じて前記問合せを受領したときに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、前記直流線路に、前記要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、前記問合せに対する回答を実行する、電力融通装置。
【請求項2】
前記直流線路から前記自機に出入りする入出力電流を検出する電流検出装置を、さらに備え、
前記制御装置は、前記自機がマスタとして機能する場合において、
前記電流検出装置を通じて前記回答を受領すると、受領した前記回答を用いて、電力融通を行うか否かの判断を実行し、さらに、
電力融通を行うと判断したときには、前記問合せを実行した時点から第１の所定時間以内に前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを停止することにより、電力融通を行うことを示す第１の判断結果を前記他機に伝達し、
電力融通を行わないと判断したときには、前記第１の所定時間を超過した時点以降も前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを継続することにより、電力融通を行わないことを示す第２の判断結果を前記他機に伝達する、請求項１に記載の電力融通装置。
前記制御装置は、前記自機がマスタとして機能する場合において、
前記電流検出装置を通じて前記回答を受領すると、受領した前記回答を用いて、電力融通を行うか否かの判断を実行し、さらに、
電力融通を行うと判断したときには、前記問合せを実行した時点から第１の所定時間以内に前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを停止することにより、電力融通を行うことを示す第１の判断結果を前記他機に伝達し、
電力融通を行わないと判断したときには、前記第１の所定時間を超過した時点以降も前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを継続することにより、電力融通を行わないことを示す第２の判断結果を前記他機に伝達する、請求項１に記載の電力融通装置。
【請求項3】
前記制御装置は、
前記入出力電流の周波数分析を行って前記直流線路に接続された各々の前記要求について固有に定められた周波数の変調成分の大きさを検出することにより、各々の前記他機からの回答を受領する、請求項２に記載の電力融通装置。
前記入出力電流の周波数分析を行って前記直流線路に接続された各々の前記要求について固有に定められた周波数の変調成分の大きさを検出することにより、各々の前記他機からの回答を受領する、請求項２に記載の電力融通装置。
【請求項4】
前記制御装置は、
前記判断を実行するときに、前記他機からの要求に従って電力融通を行う場合に前記直流線路で融通される融通電力の大きさを求め、求めた融通電力の大きさが前記直流線路の容量よりも大きいときに、電力融通を行わないと判断する、請求項２または３に記載の電力融通装置。
前記判断を実行するときに、前記他機からの要求に従って電力融通を行う場合に前記直流線路で融通される融通電力の大きさを求め、求めた融通電力の大きさが前記直流線路の容量よりも大きいときに、電力融通を行わないと判断する、請求項２または３に記載の電力融通装置。
【請求項5】
前記制御装置は、
前記判断を実行するときに、複数の前記回答を基に判別した、電力の提供を行う要求をした前記他機の台数と電力の供給を受ける要求をした前記他機の台数との差の値を求め、求めた差の値が所定の台数以上であるときに、電力融通を行わないと判断する、請求項２または３に記載の電力融通装置。
前記判断を実行するときに、複数の前記回答を基に判別した、電力の提供を行う要求をした前記他機の台数と電力の供給を受ける要求をした前記他機の台数との差の値を求め、求めた差の値が所定の台数以上であるときに、電力融通を行わないと判断する、請求項２または３に記載の電力融通装置。
【請求項6】
前記制御装置は、前記自機がスレーブとして機能する場合において、
前記電圧検出装置を通じて前記第１の判断結果を受領すると、
前記自機が電力の提供を行う要求をしたときには、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、第２の所定時間の間、前記直流線路に定められた大きさの出力電流を出力し、
前記自機が電力の供給を受ける要求をした場合には、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記第２の所定時間の間、前記直流線路から定められた大きさの入力電流を受電し、
前記自機が電力の授受を行わないことの要求をした場合には、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを停止し、
前記電圧検出装置を通じて前記第２の判断結果を受領すると、
前記ＤＣ－ＤＣコンバータを停止する、請求項２から５のいずれか１項に記載の電力融通装置。
前記電圧検出装置を通じて前記第１の判断結果を受領すると、
前記自機が電力の提供を行う要求をしたときには、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、第２の所定時間の間、前記直流線路に定められた大きさの出力電流を出力し、
前記自機が電力の供給を受ける要求をした場合には、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記第２の所定時間の間、前記直流線路から定められた大きさの入力電流を受電し、
前記自機が電力の授受を行わないことの要求をした場合には、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを停止し、
前記電圧検出装置を通じて前記第２の判断結果を受領すると、
前記ＤＣ－ＤＣコンバータを停止する、請求項２から５のいずれか１項に記載の電力融通装置。
【請求項7】
前記制御装置は、前記自機がスレーブとして機能する場合において、
前記蓄電装置の充電率に基づいて、前記要求を選択する、請求項１から６のいずれか１項に記載の電力融通装置。
前記蓄電装置の充電率に基づいて、前記要求を選択する、請求項１から６のいずれか１項に記載の電力融通装置。
【請求項8】
前記制御装置は、前記自機がスレーブとして機能する場合において、
マスタによる前記問合せが開始された時点から所定の時間が経過した時点で前記回答の実行を開始する、請求項１から７のいずれか１項に記載の電力融通装置。
マスタによる前記問合せが開始された時点から所定の時間が経過した時点で前記回答の実行を開始する、請求項１から７のいずれか１項に記載の電力融通装置。
【請求項9】
前記制御装置は、
前記充電率の大きさに応じて、前記要求の緊急度を判別し、前記緊急度が高いほど、前記問合せを受領した時点から短い時間で前記回答を開始する、請求項７に記載の電力融通装置。
前記充電率の大きさに応じて、前記要求の緊急度を判別し、前記緊急度が高いほど、前記問合せを受領した時点から短い時間で前記回答を開始する、請求項７に記載の電力融通装置。
【請求項10】
前記制御装置は、前記自機がマスタとして機能する場合において、
前記回答を受領すると、受領した複数の前記回答を基に判別した、電力の提供を行う要求をした前記他機の台数と電力の供給を受ける要求をした前記他機の台数と和の値を求め、求めた和の値が一定台数以上に達したことを検出したときに、または受領した複数の前記回答を基に前記直流線路で融通される融通電力の大きさを求め、求めた融通電力の大きさが前記直流線路の容量に達したことを検出したときに、または受領した複数の前記回答を基に電力の提供を行う要求をした前記他機の台数と電力の供給を受ける要求をした前記他機の台数との差の値を求め、求めた差の値が所定の台数以上であるときに、前記問合せを停止する、請求項９に記載の電力融通装置。
前記回答を受領すると、受領した複数の前記回答を基に判別した、電力の提供を行う要求をした前記他機の台数と電力の供給を受ける要求をした前記他機の台数と和の値を求め、求めた和の値が一定台数以上に達したことを検出したときに、または受領した複数の前記回答を基に前記直流線路で融通される融通電力の大きさを求め、求めた融通電力の大きさが前記直流線路の容量に達したことを検出したときに、または受領した複数の前記回答を基に電力の提供を行う要求をした前記他機の台数と電力の供給を受ける要求をした前記他機の台数との差の値を求め、求めた差の値が所定の台数以上であるときに、前記問合せを停止する、請求項９に記載の電力融通装置。
【請求項11】
前記制御装置は、前記自機がスレーブとして機能する場合において、
前記回答を実行するときに、電力の提供を行うことの要求をする場合の要求電力の大きさ、または電力の供給を受ける要求をする場合の要求電力の大きさに応じて、前記出力電流の変調成分の大きさを定める、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電力融通装置。
前記回答を実行するときに、電力の提供を行うことの要求をする場合の要求電力の大きさ、または電力の供給を受ける要求をする場合の要求電力の大きさに応じて、前記出力電流の変調成分の大きさを定める、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電力融通装置。
【請求項12】
直流線路と、前記直流線路に接続された複数の電力融通装置とを備え、前記複数の電力融通装置の相互間で電力を融通可能な直流配電システムであって、
前記複数の各電力融通装置には、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電力融通装置が用いられている、直流配電システム。
前記複数の各電力融通装置には、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電力融通装置が用いられている、直流配電システム。
【請求項13】
直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置の制御方法であって、
前記電力融通装置は、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、
前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、前記他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行するステップ、を備える電力融通装置の制御方法。
前記電力融通装置は、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、
前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、前記他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行するステップ、を備える電力融通装置の制御方法。
【請求項14】
直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置の制御方法であって、
前記電力融通装置は、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、
前記電圧検出装置を通じて前記問合せを受領したときに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、前記直流線路に、前記自機の前記要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、前記問合せに対する回答を実行するステップ、を備える電力融通装置の制御方法。
前記電力融通装置は、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、
前記電圧検出装置を通じて前記問合せを受領したときに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、前記直流線路に、前記自機の前記要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、前記問合せに対する回答を実行するステップ、を備える電力融通装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電力融通装置、直流配電システム、及び電力融通装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
直流配電システムは、直流線路と、直流線路に接続された複数の電力融通装置とを備えている。複数の各電力融通装置は、直流線路に接続された双方向のＤＣ－ＤＣコンバータと、ＤＣ－ＤＣコンバータに接続された発電装置、蓄電装置、及び負荷と、当該電力融通装置の各部を制御する制御装置とを有している。直流配電システムには、複数の電力融通装置に接続されるとともに、通信を用いて電力融通装置間の電力融通を集中管理するコントローラを備えたものが知られている（下記特許文献１参照）。
【0003】
また、直流配電システムには、上記コントローラによる集中管理に代えて、各電力融通装置において、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧と出力電流の制御を個別にドループ制御するものも知られている。このようなドループ制御を行うことにより、コントローラのシステムダウンに起因する電力融通の中断を抑えることが提案されている（下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００６－２８８１６２号公報
【特許文献2】特許第６４５８８９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、上記のような直流配電システムでは、電力融通装置の追加等のシステム変更を柔軟に実施することができないという問題点があった。
【0006】
本開示は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、直流配電システムにおける、電力融通装置の追加等のシステム変更を柔軟に実施することができる電力融通装置、直流配電システム、及び電力融通装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係る電力融通装置は、直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置であって、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、自機である前記電力融通装置がマスタとして機能する場合には、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、前記他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行し、前記自機がスレーブとして機能する場合には、前記電圧検出装置を通じて前記問合せを受領したときに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、前記直流線路に、前記要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、前記問合せに対する回答を実行する。
【0008】
また、本開示の一側面に係る直流配電システムは、直流線路と、前記直流線路に接続された複数の電力融通装置とを備え、前記複数の電力融通装置の相互間で電力を融通可能な直流配電システムであって、前記複数の各電力融通装置には、上記いずれかの電力融通装置が用いられている。
【0009】
また、本開示の一側面に係る電力融通装置の制御方法は、直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置の制御方法であって、前記電力融通装置は、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、前記他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行するステップと、を備える。
【0010】
また、本開示の他の一側面に係る電力融通装置の制御方法は、直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置の制御方法であって、前記電力融通装置は、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、前記電圧検出装置を通じて前記問合せを受領したときに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、前記直流線路に、前記自機の前記要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、前記問合せに対する回答を実行するステップ、を備える。
【発明の効果】
【0011】
本開示の一態様によれば、直流配電システムにおける、電力融通装置の追加等のシステム変更を柔軟に実施することができる電力融通装置、直流配電システム、及び電力融通装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の実施形態１に係る直流配電システムの構成例を示す図である。
【図3】直流配電システムの基本的な周期動作を説明する図である。
【図4】各電力融通装置での出力電圧または出力電流の波形例を示すグラフである。
【図10】マスタの電力融通装置の具体的な動作例を示すフローチャートである。
【図11】スレーブの電力融通装置の具体的な動作例を示すフローチャートである。
【図12】は、変形例１での各電力融通装置の具体的な動作例を説明する図である。
【図13】変形例１のスレーブの電力融通装置の具体的な動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
〔実施形態１〕
以下、本開示の実施形態１について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。図１は、本開示の実施形態１に係る直流配電システム１の構成例を示す図である。図２は、図１に示した電力融通装置２の構成例を示す図である。なお、以下の説明では、複数の電力融通装置２が共通の直流線路３を共有して、直流線路３を介して電力融通装置２の相互間で電力融通を行う直流配電システム１に適用した場合について説明する。
以下、本開示の実施形態１について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。図１は、本開示の実施形態１に係る直流配電システム１の構成例を示す図である。図２は、図１に示した電力融通装置２の構成例を示す図である。なお、以下の説明では、複数の電力融通装置２が共通の直流線路３を共有して、直流線路３を介して電力融通装置２の相互間で電力融通を行う直流配電システム１に適用した場合について説明する。
【0014】
＜直流配電システム１＞
図１に示すように、本実施形態の直流配電システム１は、複数、例えば、Ｎ台（Ｎは、２以上の整数）の電力融通装置２Ａ～２Ｎ（以下、“２”で総称する）と、複数の各電力融通装置２が接続された直流線路３とを備えている。
図１に示すように、本実施形態の直流配電システム１は、複数、例えば、Ｎ台（Ｎは、２以上の整数）の電力融通装置２Ａ～２Ｎ（以下、“２”で総称する）と、複数の各電力融通装置２が接続された直流線路３とを備えている。
【0015】
また、本実施形態の直流配電システム１では、複数の電力融通装置２のうち、１つの電力融通装置、例えば、電力融通装置２Ａがマスタの電力融通装置２として機能する。また、他の各電力融通装置２Ｂ～２Ｎが当該マスタの電力融通装置２に制御されるスレーブの電力融通装置２として機能する。
【0016】
また、本実施形態の直流配電システム１では、例えば、ラウンドロビンを用いて、マスタとして機能する電力融通装置２が所定の順番で入れ替わるようになっている。これにより、本実施形態の直流配電システム１では、複数の電力融通装置２において、１つの電力融通装置２がマスタとして順番に交代して機能する。この結果、本実施形態の直流配電システム１では、マスタの電力融通装置２での故障等に起因する直流配電システム１のシステム停止などの不具合の発生を確実に抑制することができる。また、本実施形態の直流配電システム１では、特定の電力融通装置２の後掲の蓄電装置に負担が集中することを回避することができる。
【0017】
＜電力融通装置２＞
図２に示すように、本実施形態の電力融通装置２は、電圧計２０Ｖと、電流計２０Ｉと、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と、発電装置２２と、蓄電装置２３と、負荷２４とを備えている。電圧計２０Ｖは、直流線路３の線路電圧を検出する電圧検出装置である。電流計２０Ｉは、直流線路３から電力融通装置２に出入りする入出力電流を検出する電流検出装置である。
図２に示すように、本実施形態の電力融通装置２は、電圧計２０Ｖと、電流計２０Ｉと、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と、発電装置２２と、蓄電装置２３と、負荷２４とを備えている。電圧計２０Ｖは、直流線路３の線路電圧を検出する電圧検出装置である。電流計２０Ｉは、直流線路３から電力融通装置２に出入りする入出力電流を検出する電流検出装置である。
【0018】
双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、電圧計２０Ｖ及び電流計２０Ｉを介して直流線路３に接続されている。双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、直流線路３と、電力融通装置２の直流母線２０Ｌの間に接続されている。直流母線２０Ｌには、発電装置２２、蓄電装置２３、及び負荷２４が接続されている。この双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、直流線路３に対して直流電力を双方向に伝達するＤＣ－ＤＣコンバータである。
【0019】
発電装置２２は、太陽電池を含んでおり、当該太陽電池によって太陽光のエネルギーを光電変換して直流電力を発生する。発電装置２２は、ＤＣ－ＤＣコンバータを有しており、発生した直流電力をＤＣ－ＤＣコンバータを介して直流母線２０Ｌに出力する。尚、発電装置２２として、上記太陽電池以外に、例えば、風力発電機などの太陽光以外の自然エネルギーを利用するものや、コジェネレーションシステムや電動機などの非自然エネルギーを利用するものを用いることもできる。
【0020】
蓄電装置２３は、二次電池などの蓄電池を含んでいる。蓄電装置２３は、ＤＣ－ＤＣコンバータを有しており、直流母線２０Ｌから給電される直流電力を蓄電池に充電する。また、蓄電装置２３は、蓄電池に蓄えられた電力を、直流母線２０Ｌに放電する。また、蓄電装置２３は、充電率としての蓄電池残量（ＳＯＣ：State of Charge）を制御装置２５に通知する。
【0021】
負荷２４は、例えば、直流電力によって動作する電気機器などの直流負荷である。負荷２４は、ＰＣＳ（Power Conditioner System）を有しており、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１、発電装置２２、または蓄電装置２３からの直流電力がＰＣＳによって負荷２４に適した直流電力に変換された後、ＰＣＳから当該直流電力が供給されるようになっていてもよい。
【0022】
制御装置２５は、電力融通装置２の各部を制御する。例えば、制御装置２５は、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の動作を制御する。
【0023】
制御装置２５は、電力融通装置２（自機）がマスタとして機能する場合及びスレーブとして機能する場合の双方に対応するように構成されている。すなわち、電力融通装置２がマスタとして機能する場合には、制御装置２５は、後に詳述するように、スレーブとしての電力融通装置２（他機）に対して電力融通が必要か否かの問合せを行う。更に、制御装置２５は、問合せに対する回答を用いて、直流配電システム１において、電力融通が可能か否かについて判断する。
【0024】
また、電力融通装置２がスレーブとして機能する場合には、制御装置２５は、マスタとしての電力融通装置２からの問合せを受領したときに、その問合せに対する回答を実行する。この回答には、放電要求または充電要求が含まれている。ここでいう、放電要求とは、直流線路３に対して直流電力を放電することを要求することである。また、充電要求とは、直流線路３から直流電力を充電することを要求することである。また、回答には、電力の授受を行わない電力融通の要求なしの要求も含まれている。
【0025】
＜動作例＞
以下、本実施形態の直流配電システム１の動作について具体的に説明する。
以下、本実施形態の直流配電システム１の動作について具体的に説明する。
【0026】
＜直流配電システム１における、電力融通の基本的な周期動作＞
まず、図３も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、電力融通の基本的な周期動作について具体的に説明する。図３は、直流配電システム１の基本的な周期動作を説明する図である。
まず、図３も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、電力融通の基本的な周期動作について具体的に説明する。図３は、直流配電システム１の基本的な周期動作を説明する図である。
【0027】
図３に示すように、本実施形態の直流配電システム１では、マスタの電力融通装置２Ａがスレーブの各電力融通装置２Ｂ～２Ｎに対して電力融通についての要求確認を行う要求確認期間（時点ｔ０～時点ｔ３）が設定されている。
【0028】
また、本実施形態の直流配電システム１では、上記要求確認期間に続いて、電力融通装置２Ａを含む全ての電力融通装置２において、電力融通装置２Ａが定めた電力融通に従って、直流配電システム１内で電力を融通する電力融通期間（時点ｔ３～時点ｔ５）が設定されている。
【0029】
＜時点ｔ０～時点ｔ１での電力融通装置２の動作例＞
次に、図４及び図５も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ０～時点ｔ１での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図４は、各電力融通装置２での出力電圧または出力電流の波形例を示すグラフである。図５は、図４の時点ｔ０から時点ｔ１までの各電力融通装置２の動作を説明する図である。
次に、図４及び図５も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ０～時点ｔ１での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図４は、各電力融通装置２での出力電圧または出力電流の波形例を示すグラフである。図５は、図４の時点ｔ０から時点ｔ１までの各電力融通装置２の動作を説明する図である。
【0030】
本実施形態の直流配電システム１では、時点ｔ０以前において、マスタの電力融通装置２Ａの制御装置２５だけが、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を制御して、出力電圧ＶＡとして波形Ｖｍ０である一定の直流電圧を出力する。一方のスレーブの電力融通装置２Ｂ～２Ｎの制御装置２５は、時点ｔ０以前において、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止させて、待機している。
【0031】
そして、時点ｔ０において、電力融通装置２Ａでは、制御装置２５は双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３に出力される出力電圧ＶＡを波形Ｖｍ１となるように制御する。波形Ｖｍ１とは、波形Ｖｍ０である一定の直流電圧に第１の周波数としての周波数ｆｍを重畳して、当該直流電圧を電圧変調した波形である。
【0032】
すなわち、電力融通装置２Ａは、波形Ｖｍ１である出力電圧ＶＡを出力する。このように時点ｔ０から時点ｔ２までの間、マスタの電力融通装置２Ａだけが、直流線路３の電圧制御を実施する。
【0033】
また、本実施形態の直流配電システム１では、時点ｔ０～時点ｔ１において、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの各制御装置２５は各々双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止させている。電力融通装置２Ｂ～２Ｎは、直流線路３の線路電圧を電圧計２０Ｖで監視している。そして、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの各制御装置２５は、電圧計２０Ｖの検出電圧が時点ｔ０で上記の変調された波形になったことを検出すると、各制御装置２５は、電力融通装置２Ａからの要求確認（上記問合せ）が開始されたと判断する。そして、各電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、蓄電装置２３の蓄電池残量に基づき、上記要求確認に対する要求（回答）を決定する。
【0034】
＜時点ｔ１～時点ｔ２での電力融通装置２の動作例＞
次に、図４及び図６も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ１～時点ｔ２での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図６は、図４の時点ｔ１から時点ｔ２までの各電力融通装置の動作を説明する図である。
次に、図４及び図６も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ１～時点ｔ２での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図６は、図４の時点ｔ１から時点ｔ２までの各電力融通装置の動作を説明する図である。
【0035】
本実施形態の直流配電システム１では、上述の通り、時点ｔ０から時点ｔ２までの第１の所定時間Ｔ１において、電力融通装置２Ａは、波形Ｖｍ１である出力電圧ＶＡを出力する。また、図４に示すように、本実施形態の直流配電システム１では、電力融通装置２Ｂ～２Ｎは、時点ｔ０から所定の時間が経過した時点ｔ１で電力融通装置２Ａからの上記問合せに対する回答を同じタイミングで行う。
【0036】
図６に示すように、例えば、電力融通装置２Ｂ及び２Ｎにおいて、制御装置２５が上記回答として放電要求を行うと決定していると、制御装置２５は時点ｔ１で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３に出力する出力電流を波形Ｉ１となるように制御する。この結果、電力融通装置２Ｂ及び２Ｎからの出力電流ＩＢ及びＩＮは、それぞれ図４に波形５２及び５５及び図６に波形ｉ１,ｉｎにて示すように、波形Ｉｓである一定の直流電流に第２の周波数としての周波数ｆｓ１を重畳して、当該直流電流を電流変調した波形となる。
【0037】
尚、放電要求を示す出力電流の大きさＩ１（ｔ）は、交流成分の振幅をＩｓａｃとすると、以下の（１）式で表される。
【0038】
Ｉ１（ｔ） ＝ Ｉｓ＋Ｉｓａｃ×ｓｉｎ（２πｆｓ１＊ｔ）―――（１）
【0039】
また、図６に示すように、例えば、電力融通装置２Ｃにおいて、制御装置２５が上記回答として充電要求を行うと決定していると、制御装置２５は時点ｔ１で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３に出力される出力電流を波形Ｉ２となるように制御する。この結果、電力融通装置２Ｃからの出力電流ＩＣは、それぞれ図４に波形５３及び図６に波形ｉ２にて示すように、波形Ｉｓである一定の直流電流に第３の周波数としての周波数ｆｓ２を重畳して、当該直流電流を電流変調した波形となる。
【0040】
尚、充電要求を示す出力電流の大きさＩ２（ｔ）は、交流成分の振幅をＩｓａｃとすると、以下の（２）式で表される。
【0041】
Ｉ１（ｔ） ＝ Ｉｓ＋Ｉｓａｃ×ｓｉｎ（２πｆｓ２＊ｔ）―――（２）
【0042】
波形５２及び波形５３として示されるように、放電要求を行う電力融通装置２と充電要求を行う電力融通装置２とは、互いに周波数が異なる周波数ｆｓ１及び周波数ｆｓ２の出力電流を出力する。尚、周波数ｆｍ、周波数ｆｓ１、及び周波数ｆｓ２は、直流線路３の配線インピーダンスを考慮して、十分に低い値とされている。
【0043】
また、図６に示すように、例えば、電力融通装置２Ｄにおいて、制御装置２５が上記回答として電力融通の要求なしと決定していると、制御装置２５は時点ｔ１で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の停止を維持する。この結果、電力融通装置２Ｄからの出力電流ＩＤは、図４に波形５４にて示すように、０となる。
【0044】
電力融通装置２Ａは、直流線路３からの入力電流を電流計２０Ｉで監視している。電力融通装置２Ａには、図６に波形ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋---＋ｉｎにて示すように、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの出力電流ＩＢ～ＩＮを重畳した重畳電流が入力電流として入力される。電力融通装置２Ａは、電力融通装置２Ａの電流計２０Ｉにより入力電流を検出する。また、電力融通装置２Ｂ～２Ｎは、図４に示すように、電力融通装置２Ａからの上記回答を時点ｔ３まで継続して行う。
【0045】
そして、電力融通装置２Ａの制御装置２５は、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１が経過する時点ｔ２以前において、上記入力電流（双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１への重畳した入力電流）に対して、周波数分析、例えば、ＦＥＴ解析を行って、上記要求について固有に定められた周波数の変調成分の大きさを検出する。
【0046】
具体的には、制御装置２５は、周波数ｆｓ１に変調された電流成分の大きさを検出して、放電要求をしたスレーブの電力融通装置２の台数を把握する。更に、制御装置２５は、周波数ｆｓ２に変調された電流成分の大きさを検出して、充電要求をしたスレーブの電力融通装置２の台数を把握する。その後、制御装置２５は、時点ｔ２までに把握した放電要求の台数及び充電要求の台数を基に、電力融通が可能か否かについて判断する。
【0047】
このように、本実施形態では、電力融通装置２Ａの制御装置２５は、電力融通装置２Ａへの入力電流（入力電流）の周波数分析を行って周波数の変調成分の有無を検出することにより、各々の電力融通装置２Ｂ～２Ｎからの各回答の内容を判別することができる。この結果、本実施形態では、電力融通装置２Ａは、直流配電システム１をより適切に動作させることができる。
【0048】
＜時点ｔ２～時点ｔ３での電力融通装置２の動作例＞
次に、図４及び図７も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ２～時点ｔ３での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図７は、図４の時点ｔ２から時点ｔ３までの各電力融通装置２の動作を説明する図である。
次に、図４及び図７も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ２～時点ｔ３での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図７は、図４の時点ｔ２から時点ｔ３までの各電力融通装置２の動作を説明する図である。
【0049】
電力融通装置２Ａの制御装置２５は、時点ｔ０から時点ｔ２までの第１の所定時間Ｔ１以内において、電力融通が可能と判断する場合には、制御装置２５は、時点ｔ２において、出力電圧ＶＡを波形Ｖｍ０となるように制御する。これにより、電力融通装置２Ａからの出力電圧ＶＡは、図４に波形５０及び図７に波形Ｖｍ０にて示すように、波形Ｖｍ０である一定の直流電圧となる。この結果、制御装置２５は、電力融通を行うことを示す第１の判断結果をスレーブの各電力融通装置２Ｂ～２Ｎに伝達する。
【0050】
また、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの各制御装置２５は、時点ｔ２以内において、波形Ｖｍ０である出力電圧ＶＡを検出することにより、電力融通装置２Ａから電力融通が実施されることが通知されたと判断する。そして、各制御装置２５は、図４に示すように、時点ｔ２から所定時間経過後の時点ｔ３まで上記回答に応じた出力電流を継続して出力する。
【0051】
一方、電力融通装置２Ａの制御装置２５は、時点ｔ２までに把握した放電要求の台数及び充電要求の台数を基に、電力融通が不可能であると判断した場合には、時点ｔ２が経過した後、一定時間の経過後に、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を制御して、出力電圧ＶＡを波形Ｖｍ０となるように制御する。すなわち、制御装置２５は、時点ｔ２が経過した後、一定時間の間、波形Ｖｍ１である出力電圧ＶＡの出力を継続する。この結果、制御装置２５は、電力融通を行わないことを示す第２の判断結果をスレーブの各電力融通装置２Ｂ～２Ｎに伝達する。
【0052】
また、電力融通装置２Ｂ～２Ｎは、電圧計２０Ｖを用いて直流線路３の線路電圧を監視しているので、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの各制御装置２５は、時点ｔ２以降に波形Ｖｍ０である一定の直流電圧を検出する。
【0053】
これにより、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの各制御装置２５は、時点ｔ２以降も直流線路３の線路電圧が変調された波形Ｖｍ１であることから、電力融通装置２Ａから電力融通が実施されない旨が通知されたと判断して、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止する。
【0054】
尚、上記の説明以外に、電力融通装置２Ｂ～２Ｎにおいて、放電要求の回答を行う出力タイミングと、充電要求の回答を行う出力タイミングとを時点ｔ１から互いに異なる時点で時点ｔ２までの間に２つに分けて実施する構成でもよい。
【0055】
＜時点ｔ３～時点ｔ４での電力融通装置２の動作例＞
次に、図４及び図８も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ３～時点ｔ４での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図８は、図４の時点ｔ３から時点ｔ４までの各電力融通装置２の動作を説明する図である。
次に、図４及び図８も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ３～時点ｔ４での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図８は、図４の時点ｔ３から時点ｔ４までの各電力融通装置２の動作を説明する図である。
【0056】
【0057】
＜電力融通を実施する場合の動作例＞
電力融通装置２Ｂの制御装置２５は、時点ｔ２で放電要求が認められたと判断している。この結果、制御装置２５は、図４に波形５２及び図８に波形Ｉｄにて示すように、第２の所定時間Ｔ２の間、所定の放電電流の波形Ｉｄとなるように出力電流ＩＢの制御を行う。
電力融通装置２Ｂの制御装置２５は、時点ｔ２で放電要求が認められたと判断している。この結果、制御装置２５は、図４に波形５２及び図８に波形Ｉｄにて示すように、第２の所定時間Ｔ２の間、所定の放電電流の波形Ｉｄとなるように出力電流ＩＢの制御を行う。
【0058】
電力融通装置２Ｃの制御装置２５は、時点ｔ２で充電要求が認められたと判断している。この結果、制御装置２５は、電力融通装置２Ａの出力電圧ＶＡと同様に、第２の所定時間Ｔ２の間、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１からの出力電圧ＶＣを波形Ｖｍ０になるように制御する。そして、この電力融通装置２Ｃには、図４に波形５３にて示すように、一定の電流値Ｉｄ’である入力電流が入力される。
【0059】
電力融通装置２Ｄの制御装置２５は、時点ｔ２で要求なしが認められたと判断している。この結果、制御装置２５は、図４に波形５４にて示すように、第２の所定時間Ｔ２の間、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止して、出力電流ＩＤを０で維持する。
【0060】
＜電力融通を実施しない場合の動作例＞
また、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの各制御装置２５は、時点ｔ２経過後の一定時間が経過した時点で、電力融通が実施されないと判断するので、各制御装置２５は、第２の所定時間Ｔ２の間、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止して、その出力電流を０で維持する。
また、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの各制御装置２５は、時点ｔ２経過後の一定時間が経過した時点で、電力融通が実施されないと判断するので、各制御装置２５は、第２の所定時間Ｔ２の間、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止して、その出力電流を０で維持する。
【0061】
以上のように、時点ｔ３から時点ｔ４までの第２の所定時間Ｔ２において、電力融通装置２Ｂ～２Ｎは、電力融通の実施有無及び実施内容に応じて、適切に動作するので、直流配電システム１をも適切に動作させることができる。
【0062】
＜時点ｔ４～時点ｔ５での電力融通装置２の動作例＞
次に、図４及び図９も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ３～時点ｔ４での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図９は、図４の時点ｔ４から時点ｔ５までの各電力融通装置２の動作を説明する図である。
次に、図４及び図９も用いて、本実施形態の直流配電システム１における、時点ｔ３～時点ｔ４での電力融通装置２の動作例について具体的に説明する。図９は、図４の時点ｔ４から時点ｔ５までの各電力融通装置２の動作を説明する図である。
【0063】
電力融通装置２Ａの制御装置２５は、時点ｔ４において第２の所定時間Ｔ２の終了を検知すると、電力融通の期間が終了したと判断する。そして、制御装置２５は、時点ｔ４から所定時間経過後の時点ｔ５までの間、図４に波形５０及び図９に波形Ｖｍ０にて示すように、波形Ｖｍ０である出力電圧ＶＡを出力する。
【0064】
電力融通装置２Ｂ～２Ｎの各制御装置２５は、電力融通装置２Ａの制御装置２５と同様に、時点ｔ４において電力融通の期間が終了したと判断する。そして、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの各制御装置２５は、図４に示すように、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止して、対応する出力電流ＩＢ～ＩＮを０とする。
【0065】
その後、本実施形態の直流配電システム１では、時点ｔ５において、全ての電力融通装置２の各制御装置２５が全ての電力融通装置２の出力電流が０となったことを検知する。そして、各制御装置２５は、当該時点ｔ５を時点ｔ０として、１つの電力融通装置２をマスタの電力融通装置２として新たな電力融通を開始する。
【0066】
次に、図１０及び図１１も用いて、本実施形態のマスタ及びスレーブの各電力融通装置２の動作について具体的に説明する。図１０は、マスタの電力融通装置の具体的な動作例を示すフローチャートである。図１１は、スレーブの電力融通装置の具体的な動作例を示すフローチャートである。尚、以下の説明では、マスタの電力融通装置２及びスレーブの電力融通装置２として、それぞれ電力融通装置２Ａ及び電力融通装置２Ｂ～２Ｎが機能する場合を例示して説明する。
【0067】
＜マスタの電力融通装置２Ａ（自機）の動作例＞
まず、図１０を用いて、電力融通装置２Ａの動作について具体的に説明する。電力融通装置２Ａでは、制御装置２５は時点ｔ０で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３を介して電力融通装置２Ｂ～２Ｎへ出力する出力電圧を波形Ｖｍ１となるように制御する（ステップＳ１）。具体的には、電力融通装置２Ａは、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を制御して、上記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、電力融通装置２Ｂ～２Ｎ（他機）に電力融通が必要か否かについての問合せを実行する。
まず、図１０を用いて、電力融通装置２Ａの動作について具体的に説明する。電力融通装置２Ａでは、制御装置２５は時点ｔ０で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３を介して電力融通装置２Ｂ～２Ｎへ出力する出力電圧を波形Ｖｍ１となるように制御する（ステップＳ１）。具体的には、電力融通装置２Ａは、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を制御して、上記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、電力融通装置２Ｂ～２Ｎ（他機）に電力融通が必要か否かについての問合せを実行する。
【0068】
次に、電力融通装置２Ａでは、制御装置２５が電力融通装置２Ｂ～２Ｎからの出力電流を受電することにより、上記問合せに対する回答を受領する。すなわち、制御装置２５は、直流線路３から双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１への入力電流（電力融通装置２Ａへの上記入力電流）を受電する。そして、制御装置２５は、入力電流に基づき、電力融通装置２Ｂ～２Ｎからの回答で示された、放電要求をした電力融通装置２の台数及び充電要求をした電力融通装置２の台数を算出する（ステップＳ２）。
【0069】
また、直流配電システム１では、電力融通装置２Ａへの上記回答は、例えば、電力融通装置２Ａが上記問合せをした時点ｔ０から所定の時間が経過した時点ｔ１で全てのスレーブの電力融通装置２Ｂ～２Ｎから同じタイミングで同時に行わるようになっている。
【0070】
続いて、電力融通装置２Ａでは、制御装置２５が、上記問合せを実行した時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内（つまり、時点ｔ２まで）において、上記放電要求をした電力融通装置２の台数と上記充電要求をした電力融通装置２の台数とを検出する。そして、制御装置２５は、検出した台数を基に電力融通の開始条件を満たすか否かについて判別する（ステップＳ３）。
【0071】
具体的にいえば、制御装置２５は、例えば、放電要求をした電力融通装置２の台数または充電要求をした電力融通装置２の台数から、直流配電システム１における、総融通電力の大きさ（つまり、直流線路３で融通する融通電力の大きさ）を各々求める。そして、制御装置２５は、求めた融通電力の大きさが直流線路３の容量（例えば、定格電力）を上回るか否かについて判別する。
【0072】
そして、制御装置２５は、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内において、融通電力の大きさが上記容量を上回らないことを判別すると、制御装置２５は、ステップＳ２で算出された各台数が電力融通の開始条件を満たすと判別する（ステップＳ３でＹＥＳ）。つまり、制御装置２５は、電力融通が可能であると判断して、制御装置２５は時点ｔ２で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３を介して電力融通装置２Ｂ～２Ｎへ出力する出力電圧を波形Ｖｍ０となるように制御する（ステップＳ４）。
【0073】
言い換えれば、制御装置２５は、電力融通を行うと判断したときには、上記問合せを実行した時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを停止する。これにより、制御装置２５は、電力融通を行うことを示す第１の判断結果を電力融通装置２Ｂ～２Ｎに伝達する。この結果、直流配電システム１では、電力融通装置２Ａが電力融通装置２Ｂ～２Ｎに対し上記問合せの期間の終了を通知し、所定期間が経過した時点ｔ３で、電力融通装置２Ａ～２Ｎにおいて、電力融通が開始される。
【0074】
続いて、電力融通装置２Ａでは、制御装置２５は電力融通が開始された時点ｔ３から第２の所定時間Ｔ２が経過したか否かについて判別する。更に、制御装置２５は、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３への出力電流が０Ａであるかについて判別する（ステップＳ５）。そして、制御装置２５は、時点ｔ３から第２の所定時間Ｔ２が経過したこと、または上記出力電流が０Ａであることを判別しないと（ステップＳ５でＮＯ）、制御装置２５は待機状態となる。
【0075】
一方、制御装置２５は、時点ｔ３から第２の所定時間Ｔ２が経過したこと、及び上記出力電流が０Ａであることを判別すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、制御装置２５は、直流配電システム１における、電力融通の期間が終了したと判断して、時点ｔ４で動作を停止する。
【0076】
また、制御装置２５は、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内において、融通電力の大きさが上記容量を上回ることを判別すると、制御装置２５は、ステップＳ２で算出された各台数が電力融通の開始条件を満たないと判別する（ステップＳ３でＮＯ）。つまり、制御装置２５は、第１の所定時間Ｔ１を経過しても電力融通の開始条件が満たされないと判別して、電力融通は不可能であると判断する。
【0077】
また、ステップＳ３において、電力融通装置２Ａの制御装置２５が、直流線路３で融通する融通電力の大きさと直流線路３の容量とを用いて、電力融通が可能か否かについて判断しているので、電力融通装置２Ａは、電力融通の可否を適切に定めることができる。この結果、本実施形態の直流配電システム１では、当該直流配電システム１を適切に動作させることができる。
【0078】
そして、制御装置２５は、第１の所定時間Ｔ１が経過した後、一定時間の経過後に、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３を介して電力融通装置２Ｂ～２Ｎへ出力する出力電圧を波形Ｖｍ０となるように制御する（ステップＳ６）。
【0079】
言い換えれば、制御装置２５は、電力融通を行わないと判断したときには、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１を超過した時点ｔ２以降も、上記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを継続する。これにより、制御装置２５は、電力融通を行わないことを示す第２の判断結果を電力融通装置２Ｂ～２Ｎに伝達する。この結果、直流配電システム１では、電力融通装置２Ａが時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１が経過した時点ｔ２以降に電力融通装置２Ｂ～２Ｎに対し上記問合せの期間の終了を通知するとともに、電力融通装置２Ａ～２Ｎは、動作を停止する。
【0080】
尚、上記の説明では、ステップＳ３において、上記融通電力の大きさが直流線路３の容量よりも大きい場合に、電力融通が不可能であると判断する場合について説明した。しかしながら、本実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、放電要求を回答とした電力融通装置２の台数と、充電要求を回答とした電力融通装置２の台数との差の値を求め、求めた差の値が所定の台数以上である場合に、電力融通が不可能であると判断してもよい。
【0081】
この場合は、電力融通装置２Ａでは、制御装置２５は融通電力に対する直流線路３での回路損失の比率が大きくなるか否かについて判別することができる。この結果、電力融通装置２Ａは直流配電システム１における、電力融通の可否を適切に定めることができ、直流配電システム１を適切に動作させることができる。
【0082】
＜スレーブの電力融通装置２Ｂ～２Ｎ（他機）の動作例＞
次に、図１１を用いて、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの動作について具体的に説明する。図１１に示すように、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は直流線路３の電圧が変調された波形Ｖｍ１となるように制御された電圧であるか否かについて判別する（ステップＳ１１）。つまり、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから直流線路３を介して双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１に入力される入力電圧が波形Ｖｍ１であるか否かについて判別する。制御装置２５は、入力電圧が波形Ｖｍ１でないことを判別すると（ステップＳ１１でＮＯ）、制御装置２５は、待機状態となる。
次に、図１１を用いて、電力融通装置２Ｂ～２Ｎの動作について具体的に説明する。図１１に示すように、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は直流線路３の電圧が変調された波形Ｖｍ１となるように制御された電圧であるか否かについて判別する（ステップＳ１１）。つまり、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから直流線路３を介して双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１に入力される入力電圧が波形Ｖｍ１であるか否かについて判別する。制御装置２５は、入力電圧が波形Ｖｍ１でないことを判別すると（ステップＳ１１でＮＯ）、制御装置２５は、待機状態となる。
【0083】
一方、制御装置２５は、入力電圧が波形Ｖｍ１であることを判別すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、制御装置２５は、時点ｔ１までに、蓄電装置２３の蓄電池残量に基づき、上記回答として上記放電要求を行うか否かについて判断する（ステップＳ１２）。具体的には、制御装置２５は、上記蓄電池残量が第１の閾値（例えば、７０％）以上であるか否かについて判定する。
【0084】
そして、制御装置２５は、蓄電池残量が第１の閾値以上であることを確認することにより、放電要求の回答を行うと判断すると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御装置２５は、時点ｔ１で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３に出力される出力電流を波形Ｉ１となるように制御する（ステップＳ１３）。これにより、電力融通装置２Ａでは、その双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１に対して直流線路３から波形Ｉ１となるように制御された出力電流が上記入力電流として入力される。
【0085】
次に、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は電力融通装置２Ａからの上記問合せを受領した時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に上記線路電圧から周波数ｆｍの交流成分が消えたか否かについて判別する（ステップＳ１４）。
【0086】
具体的にいえば、制御装置２５は、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１に入力する入力電圧が波形Ｖｍ０であるか否かについて判別する。そして、制御装置２５は、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に入力電圧が波形Ｖｍ０であることを判別したときに（ステップＳ１４でＹＥＳ）、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから上記問合せの期間の終了が通知されるとともに、放電要求が認められたと判断する。
【0087】
その後、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は放電要求が認められたと判断した時点ｔ２から所定期間が経過した時点ｔ３を判別する。そして、制御装置２５は、時点ｔ３から双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３への出力電流を所定の放電電流の波形Ｉｄとなるように当該出力電流の制御を、第２の所定時間Ｔ２の間、継続する（ステップＳ１５）。
【0088】
そして、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は時点ｔ３から第２の所定時間Ｔ２が経過した時点ｔ４で、電力融通の期間が終了したと判断して、その動作を停止する（ステップＳ１６）。
【0089】
一方、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５が時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に入力電圧が波形Ｖｍ０であることを判別しなかったときに（ステップＳ１４でＮＯ）、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから放電要求が認められなかったと判断する。そして、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は、ステップＳ１６に進んで、その動作を停止する。
【0090】
また、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５が放電要求の回答を行わないと判別すると（ステップＳ１２でＮＯ）、制御装置２５は蓄電装置２３の蓄電池残量に基づき、上記回答として上記充電要求を行うか否かについて判断する（ステップＳ１７）。具体的には、制御装置２５は、上記蓄電池残量が第２の閾値（例えば、５０％）未満であるか否かについて判定する。
【0091】
そして、制御装置２５は、蓄電池残量が第２の閾値未満であることを確認することにより、充電要求の回答を行うと判断すると（ステップＳ１７でＹＥＳ）、制御装置２５は、時点ｔ２で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３に出力される出力電流を波形Ｉ２となるように制御する（ステップＳ１８）。これにより、電力融通装置２Ａでは、その双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１に対して直流線路３から波形Ｉ２となるように制御された出力電流が上記入力電流として入力される。
【0092】
次に、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は電力融通装置２Ａからの上記問合せを受領した時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に上記線路電圧から周波数ｆｍの交流成分が消えたか否かについて判別する（ステップＳ１９）。
【0093】
具体的にいえば、制御装置２５は、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１に入力する入力電圧が波形Ｖｍ０であるか否かについて判別する。そして、制御装置２５は、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に入力電圧が波形Ｖｍ０であることを判別したときに（ステップＳ１９でＹＥＳ）、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから上記問合せの期間の終了が通知されるとともに、充電要求が認められたと判断する。
【0094】
その後、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は充電要求が認められたと判断した時点ｔ２から所定期間が経過した時点ｔ３を判別する。そして、制御装置２５は、時点ｔ３から双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から直流線路３への出力電圧を波形Ｖｍ０となるように当該出力電圧の制御を、第２の所定時間Ｔ２の間、継続する（ステップＳ２０）。
【0095】
そして、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は時点ｔ３から第２の所定時間Ｔ２が経過した時点ｔ４で、電力融通の期間が終了したと判断して、その動作を停止する（ステップＳ２１）。
【0096】
一方、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５が時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に入力電圧が波形Ｖｍ０であることを判別しなかったときに（ステップＳ１９でＮＯ）、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから充電要求が認められなかったと判断する。そして、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は、ステップＳ２１に進んで、その動作を停止する。
【0097】
また、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５が充電要求の回答を行わないと判断すると（ステップＳ１７でＮＯ）、電力融通装置２Ａへの回答として、電力融通の要求なしと決定する。具体的には、制御装置２５は、蓄電装置２３の蓄電池残量が第２の閾値以上前記第１の閾値未満であることを確認したときに、制御装置２５は、電力融通装置２Ａに対して、電力融通を要求しないと決定する。そして、制御装置２５は、時点ｔ１で双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止させることにより、電力融通装置２Ａへの回答として電力融通の要求なしを通知する。
【0098】
また、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は電力融通装置２Ａからの上記問合せを受領した時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に上記線路電圧から周波数ｆｍの交流成分が消えたか否かについて判別する（ステップＳ２２）。
【0099】
具体的にいえば、制御装置２５は、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１に入力する入力電圧が波形Ｖｍ０であるか否かについて判別する。そして、制御装置２５は、時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に入力電圧が波形Ｖｍ０であることを判別したときに（ステップＳ２２でＹＥＳ）、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから上記問合せの期間の終了が通知されるとともに、電力融通の要求なしが認められたと判断する。
【0100】
その後、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は電力融通の要求なしが認められたと判断した時点ｔ２から所定期間が経過した時点ｔ３で、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の停止を、第２の所定時間Ｔ２の間、継続して、動作を停止した状態で待機する（ステップＳ２３）。
【0101】
一方、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５が時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に入力電圧が波形Ｖｍ０であることを判別しなかったときに（ステップＳ２２でＮＯ）、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから電力融通の要求なしが認められなかったと判断する。そして、電力融通装置２Ｂ～２Ｎでは、制御装置２５は、第２の所定時間Ｔ２の間、動作を停止した状態で待機せずに、その動作を停止する。
【0102】
以上のように、本実施形態の直流配電システム１は、直流線路３と、直流線路３に接続された複数の電力融通装置２とを備えている。電力融通装置２は、直流母線２０Ｌと、直流母線２０Ｌにそれぞれ接続された発電装置２２、負荷２４、及び蓄電装置２３とを備える。また、電力融通装置２は、直流母線２０Ｌと直流線路３とに接続された双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と、直流線路３の線路電圧を検出する電圧計２０Ｖと、直流線路３から出入りする入出力電流を検出する電流計２０Ｉと、制御装置２５と、を備える。
【0103】
制御装置２５は、マスタの電力融通装置２として機能する場合には、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を制御して、上記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、電力融通装置２Ｂ～２Ｎに電力融通が必要か否かについての問合せを実行する。
【0104】
また、制御装置２５は、スレーブとして機能する場合には、電圧計２０Ｖを通じて上記問合せを受領したときに、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を制御する。そして、制御装置２５は、自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかを決定する。さらに、制御装置２５は、決定した要求に応じて、直流線路３に、当該自機の要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、上記問合せに対する回答を実行する。これにより、本実施形態では、直流配電システム１における、電力融通装置２の追加等のシステム変更を柔軟に実施することができる。
【0105】
具体的にいえば、直流配電システムにおいて、直流線路で用いられる電線は、通常、直流配電システムに含まれる電力融通装置の定格電流値の総和（つまり、直流線路３の容量）を基に選定されている。このため、例えば、新規の電力融通装置を追加する場合に、直流線路の容量を大きくするなどのために上記電線を変更する工事を実施することが要求されることがある。
【0106】
これに対して、本実施形態の直流配電システム１では、複数の電力融通装置２のうち、いずれかの電力融通装置２がマスタとして機能し、残りの電力融通装置２はスレーブとして機能する。そして、本実施形態の直流配電システム１では、マスタの電力融通装置２が上記のようにスレーブの電力融通装置２の運転状態や直流線路３全体で融通される電力の総量などを監視して電力融通を実行できるか否かについて判断する。この結果、本実施形態の直流配電システム１では、新規の電力融通装置２を追加する場合でも、上記電線を変更する工事を行うことなく、直流配電システム１のシステム変更を柔軟に実施することができる。
【0107】
また、本実施形態では、制御装置２５は、自機がマスタとして機能する場合において、電流計２０Ｉを通じて上記回答を受領すると、受領した回答を用いて、電力融通を行うか否かの判断を実行する。さらに、制御装置２５は、電力融通を行うと判断したときには、上記問合せを実行した時点ｔ０から第１の所定時間Ｔ１以内に上記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを停止する。これにより、制御装置２５は、電力融通を行うことを示す第１の判断結果をスレーブの電力融通装置２に伝達する。また、制御装置２５は、電力融通を行わないと判断したときには、第１の所定時間Ｔ１を超過した時点ｔ２以降も上記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを継続する。これにより、制御装置２５は、電力融通を行わないことを示す第２の判断結果をスレーブの電力融通装置２に伝達する。これにより、本実施形態の直流配電システム１では、通信を用いた集中管理を行うことなく、電力融通を適切に行うことができる。また、本実施形態の直流配電システム１では、電力融通装置２の追加等のシステム変更の柔軟な実施を確実に行うことができる。
【0108】
また、本実施形態では、スレーブの電力融通装置２の制御装置２５は、マスタの電力融通装置２からの問合せを受領したときに、蓄電装置２３の蓄電率（蓄電池残量）に基づいて、上記要求を選択して回答を実行している。これにより、本実施形態では、マスタの電力融通装置２は、スレーブの電力融通装置２に対して融通を行う電力量を適切に決定することができ、直流配電システム１を適切に動作させることができる。
【0109】
また、本実施形態では、スレーブの電力融通装置２の制御装置２５は、放電要求または充電要求の回答を実行するときに、上記問合せが開始された時点ｔ０から所定の時間が経過した時点ｔ１で当該回答の実行を開始する。これにより、マスタの電力融通装置２は、スレーブの電力融通装置２から同じタイミングで回答を受領することとなる。この結果、本実施形態では、マスタの電力融通装置２は、電力融通を行うか否かの判断を直ちに実行することが可能となる。従って、本実施形態では、直流配電システム１をより適切に動作させることができる。
【0110】
〔変形例１〕
本開示の変形例１について、図１２を用いて具体的に説明する。変形例１での各電力融通装置の具体的な動作例を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本開示の変形例１について、図１２を用いて具体的に説明する。変形例１での各電力融通装置の具体的な動作例を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0111】
本変形例１と上記実施形態１との主な相違点は、スレーブの電力融通装置２において、上記蓄電池残量（充電率）の大きさを基に、マスタの電力融通装置２からの問合せを受領した時点ｔ０から回答を行う時点までの遅延時間を決定する。そして、決定した遅延時間に達した時点で当該回答を実行する点である。
【0112】
言い換えれば、本変形例１のスレーブの電力融通装置２では、制御装置２５は、充電率の大きさに応じて、上記要求の緊急度を判別し、当該緊急度が高いほど、上記問合せを受領した時点ｔ０から短い時間で上記回答を開始する。
【0113】
具体的にいえば、本変形例１では、図１２に示すように、スレーブの電力融通装置２Ｂ～２Ｇの各制御装置２５は、蓄電装置２３の蓄電池残量（ＳＯＣ）の大きさを基に、上記遅延時間としての待機時間を決定している。更に、各制御装置２５は、蓄電池残量が満充電の値または放電終止の値に近いほど、待機時間を短い値に決定している。
【0114】
すなわち、図１２に示すように、電力融通装置２Ｂ～２Ｄの各制御装置２５は、ＳＯＣの値がそれぞれ９０％、８０％、及び７０％を検知すると、例えば、１ｓ、２ｓ、及び３ｓの待機時間を決定する。また、電力融通装置２Ｅ～２Ｇの各制御装置２５は、ＳＯＣの値がそれぞれ４０％、３０％、及び２０％を検知すると、例えば、３ｓ、２ｓ、及び１ｓの待機時間を決定する。
【0115】
本変形例１では、マスタの電力融通装置２の制御装置２５は、スレーブの電力融通装置２からの回答として放電要求及び充電要求を受領したときに、当該放電要求の要求数と当該充電要求の要求数との和の値を求める。そして、制御装置２５は、求めた和の値が所定の数以上に達したことを検知した場合に、スレーブの電力融通装置２への問合せを停止する。これにより、本変形例１では、他のスレーブの電力融通装置２からの回答の受け入れが終了される。
【0116】
具体的には、図１２に示すように、マスタの電力融通装置２の制御装置２５は、要求確認の開始を行った時点ｔ０から１秒の待機時間後に電力融通装置２Ｂ及び２Ｇからの放電要求及び充電要求を受領する。更に、制御装置２５は、１秒の待機時間が経過すると、電力融通装置２Ｃ及び２Ｆからの放電要求及び充電要求を受領する。
【0117】
そして、制御装置２５は、放電要求の要求数と充電要求の要求数との和の値を求め、求めた和の値が所定の数以上に達したことを検知した場合に、残りの電力融通装置２Ｄ及び２Ｅからの回答の受け入れを終了する。この結果、直流配電システム１では、電力融通装置２Ｄ及び２Ｅの各制御装置２５は、１秒の待機時間を経過することなく、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止することによって停止状態で維持される。一方、電力融通装置２Ｂ、２Ｃ、２Ｆ、及び２Ｇの間で電力融通が行われる。
【0118】
＜変形例１の動作例＞
次に、図１３も参照して、本変形例１での動作例について具体的に説明する。図１３は、変形例１のスレーブの電力融通装置２の具体的な動作例を示すフローチャートである。尚、以下の説明では、上記実施形態１のスレーブの電力融通装置２とは異なる動作について主に説明する。
次に、図１３も参照して、本変形例１での動作例について具体的に説明する。図１３は、変形例１のスレーブの電力融通装置２の具体的な動作例を示すフローチャートである。尚、以下の説明では、上記実施形態１のスレーブの電力融通装置２とは異なる動作について主に説明する。
【0119】
図１３のステップＳ３１に示すように、制御装置２５は、放電要求を行うと決定した後に、上記のように待機時間ＴＤを決定して、待機時間ＴＤの間、マスタの電力融通装置２への回答を行わない。
【0120】
その後、制御装置２５は、上記線路電圧から周波数ｆｍの交流成分が消えたか否かについて判別する（ステップＳ３２）。そして、制御装置２５は、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１への入力電圧が波形Ｖｍ０であることを検知することにより、周波数ｆｍの交流成分が消えたと判別する（ステップＳ３２でＹＥＳ）。そして、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから上記問合せの期間の終了が通知されるとともに、放電要求が認められたと判断する。そして、制御装置２５は、実施形態１と同様に、ステップＳ１３に進む。
【0121】
一方、制御装置２５が、周波数ｆｍの交流成分が消えたことを判別しなかったときに（ステップＳ３２でＮＯ）、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから放電要求が認められなかったと判断する。そして、制御装置２５は、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止して、ステップＳ２３に進む。
【0122】
図１３のステップＳ３３に示すように、制御装置２５は、充電要求を行うと決定した後に、上記のように待機時間ＴＤを決定して、待機時間ＴＤの間、マスタの電力融通装置２への回答を行わない。
【0123】
その後、制御装置２５は、上記線路電圧から周波数ｆｍの交流成分が消えたか否かについて判別する（ステップＳ３４）。そして、制御装置２５は、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１への入力電圧が波形Ｖｍ０であることを検知することにより、周波数ｆｍの交流成分が消えたと判別する（ステップＳ３２でＹＥＳ）。そして、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから上記問合せの期間の終了が通知されるとともに、充電要求が認められたと判断する。そして、制御装置２５は、実施形態１と同様に、ステップＳ１３に進む。
【0124】
一方、制御装置２５が、周波数ｆｍの交流成分が消えたことを判別しなかったときに（ステップＳ３２でＮＯ）、制御装置２５は、電力融通装置２Ａから充電要求が認められなかったと判断する。そして、制御装置２５は、双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を停止して、ステップＳ２３に進む。
【0125】
以上のように、本変形例１では、スレーブの電力融通装置２において、制御装置２５は充電率の大きさに応じて、要求の緊急度を判別し、緊急度が高いほど、問合せを受領した時点ｔ０から短い時間で回答を開始している。これにより、マスタの電力融通装置２は、充電率の大きさに余剰または枯渇のリスクが高いスレーブの電力融通装置２を優先的に電力融通することができ、直流配電システム１をより適切に動作させることができる。
【0126】
また、本変形例１では、制御装置２５は、放電要求の要求数と充電要求の要求数との和の値を求める。そして、制御装置２５は、求めた和の値が所定の数以上に達したことを検知した場合に、上記問合せを停止して、残りの電力融通装置２からの回答の受け入れを終了する。これにより、本変形例１では、スレーブの電力融通装置２において、要求の緊急度が判別された場合でも、マスタの電力融通装置２は、電力融通の可否をより適切に定めることができ、直流配電システム１をより適切に動作させることができる。
【0127】
尚、上記の説明以外に、マスタの電力融通装置２において、制御装置２５は、受領した複数の回答を基に直流線路３で融通される融通電力の大きさを求める。そして、制御装置２５は、求めた融通電力の大きさが直流線路３の容量に達したことを検出したときに、上記問合せを停止して、残りの電力融通装置２からの回答の受け入れを終了してもよい。また、制御装置２５は、受領した複数の回答を基に電力の提供を行う要求をしたスレーブの電力融通装置２の台数と電力の供給を受ける要求をしたスレーブの電力融通装置２の台数との差の値を求める。そして、制御装置２５は、求めた差の値が所定の台数以上であるときに、上記問合せを停止して、残りの電力融通装置２からの回答の受け入れを終了してもよい。
【0128】
〔変形例２〕
本開示の変形例２について、具体的に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本開示の変形例２について、具体的に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0129】
本変形例２と上記実施形態１との主な相違点は、スレーブの電力融通装置２において、制御装置２５は放電要求または充電要求で要求する要求電力の大きさに応じて、出力電流の大きさを定めて、回答を実行する点である。
【0130】
本変形例２では、スレーブの電力融通装置２は、マスタの電力融通装置２への放電要求または充電要求を実行する際に，融通電力に応じて出力電流を変化させるように構成されている。
【0131】
具体的にいえば、スレーブの電力融通装置２の融通電力の基準電力が、例えば、１ｋＷである場合を説明する。この場合、電力融通装置２が２ｋＷの放電要求を実行するときは、制御装置２５は双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１からの出力電流が波形Ｉ１の２倍の波形２Ｉ１となるように制御する。
【0132】
また、電力融通装置２が２ｋＷの充電要求を実行するときは、制御装置２５は双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ２１からの出力電流が波形Ｉ２の２倍の波形２Ｉ２となるように制御する。これにより、スレーブの電力融通装置２は、マスタの電力融通装置２に対して、２台分の放電要求または充電要求の回答を実行することができる。
【0133】
これにより、本変形例２では、スレーブの各電力融通装置２がマスタの電力融通装置２に対して回答を行う際に、融通を要求する要求電力に応じて出力電流を変化させることとなり、スレーブの電力融通装置２毎の電力容量に合わせた電力融通が可能となる。
【0134】
〔ソフトウェアによる実現例〕
電力融通装置２の各機能ブロック（特に、制御装置２５）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
電力融通装置２の各機能ブロック（特に、制御装置２５）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【0135】
後者の場合、電力融通装置２は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。
【0136】
上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【0137】
〔まとめ〕
上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係る電力融通装置は、直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置であって、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、自機である前記電力融通装置がマスタとして機能する場合には、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、前記他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行し、前記自機がスレーブとして機能する場合には、前記電圧検出装置を通じて前記問合せを受領したときに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、前記直流線路に、前記要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、前記問合せに対する回答を実行する。
上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係る電力融通装置は、直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置であって、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、自機である前記電力融通装置がマスタとして機能する場合には、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、前記他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行し、前記自機がスレーブとして機能する場合には、前記電圧検出装置を通じて前記問合せを受領したときに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、前記直流線路に、前記要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、前記問合せに対する回答を実行する。
【0138】
上記構成によれば、直流配電システムにおける、電力融通装置の追加等のシステム変更を柔軟に実施することができる電力融通装置を提供することができる。
【0139】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記直流線路から前記自機に出入りする入出力電流を検出する電流検出装置を、さらに備え、前記制御装置は、前記自機がマスタとして機能する場合において、前記電流検出装置を通じて前記回答を受領すると、受領した前記回答を用いて、電力融通を行うか否かの判断を実行し、さらに、電力融通を行うと判断したときには、前記問合せを実行した時点から第１の所定時間以内に前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを停止することにより、電力融通を行うことを示す第１の判断結果を前記他機に伝達し、電力融通を行わないと判断したときには、前記第１の所定時間を超過した時点以降も前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることを継続することにより、電力融通を行わないことを示す第２の判断結果を前記他機に伝達してもよい。
【0140】
上記構成によれば、制御装置は、自機がマスタとして機能する場合において、上記回答を用いて、電力融通を行うか否かの判断を実行する。さらに、電力融通を行うと判断したときには、第１の判断結果を他機に伝達し、電力融通を行わないと判断したときには、第１の判断結果とは異なる動作を用いて、第２の判断結果を他機に伝達する。これにより、電力融通装置の追加等のシステム変更の柔軟な実施を確実に行うことができる。
【0141】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記制御装置は、前記入出力電流の周波数分析を行って前記直流線路に接続された各々の前記要求について固有に定められた周波数の変調成分の大きさを検出することにより、各々の前記他機からの回答を受領してもよい。
【0142】
上記構成によれば、制御装置は、入出力電流の周波数分析を行って周波数の変調成分の大きさを検出することにより、各々の他機からの回答の内容を容易に判別することができる。この結果、マスタの電力融通装置は、直流配電システムをより適切に動作させることができる。
【0143】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記制御装置は、前記判断を実行するときに、前記他機からの要求に従って電力融通を行う場合に前記直流線路で融通される融通電力の大きさを求め、求めた融通電力の大きさが前記直流線路の容量よりも大きいときに、電力融通を行わないと判断してもよい。
【0144】
上記構成によれば、マスタの電力融通装置は、電力融通の可否を適切に定めることができ、直流配電システムを適切に動作させることができる。
【0145】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記制御装置は、前記判断を実行するときに、複数の前記回答を基に判別した、電力の提供を行う要求をした前記他機の台数と電力の供給を受ける要求をした前記他機の台数との差の値を求め、求めた差の値が所定の台数以上であるときに、電力融通を行わないと判断してもよい。
【0146】
上記構成によれば、マスタの電力融通装置は、融通電力に対する直流線路での回路損失の比率が大きくなるか否かについて判別することができる。この結果、マスタの電力融通装置は、電力融通の可否を適切に定めることができ、直流配電システムを適切に動作させることができる。
【0147】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記制御装置は、前記自機がスレーブとして機能する場合において、前記電圧検出装置を通じて前記第１の判断結果を受領すると、前記自機が電力の提供を行う要求をしたときには、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、第２の所定時間の間、前記直流線路に定められた大きさの出力電流を出力し、前記自機が電力の供給を受ける要求をした場合には、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記第２の所定時間の間、前記直流線路から定められた大きさの入力電流を受電し、前記自機が電力の授受を行わないことの要求をした場合には、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを停止し、
前記電圧検出装置を通じて前記第２の判断結果を受領すると、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを停止してもよい。
前記電圧検出装置を通じて前記第２の判断結果を受領すると、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを停止してもよい。
【0148】
上記構成によれば、スレーブの電力融通装置は、電力の提供を行う要求が認められると、第２の所定時間の間、直流線路に定められた大きさの出力電流を出力する。また、スレーブの電力融通装置は、電力の供給を受ける要求が認められると、第２の所定時間の間、直流線路から定められた大きさの入力電流を受電する。また、スレーブの電力融通装置は、電力の授受を行わないことの要求が認められると、ＤＣ－ＤＣコンバータを停止する。更に、スレーブの電力融通装置は、電力融通を行わないことが伝達されると、ＤＣ－ＤＣコンバータを停止する。これにより、電力融通の実施有無及び実施内容に応じて、スレーブの電力融通装置が適切に動作することができ、直流配電システムをも適切に動作させることができる。
【0149】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記制御装置は、前記自機がスレーブとして機能する場合において、前記蓄電装置の充電率に基づいて、前記要求を選択してもよい。
【0150】
上記構成によれば、制御装置は、マスタの電力融通装置に対して蓄電装置の充電率を基に要求を選択して回答を行うので、マスタの電力融通装置は、各々の他機に対して融通を行う電力量を適切に決定することができ、直流配電システムを適切に動作させることができる。
【0151】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記制御装置は、前記自機がスレーブとして機能する場合において、マスタによる前記問合せが開始された時点から所定の時間が経過した時点で前記回答の実行を開始してもよい。
【0152】
上記構成によれば、マスタの電力融通装置は、各々の他機から同じタイミングで回答を受領することとなる。この結果、マスタの電力融通装置は、電力融通を行うか否かの判断を直ちに実行することが可能となる。従って、直流配電システムをより適切に動作させることができる。
【0153】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記制御装置は、前記充電率の大きさに応じて、前記要求の緊急度を判別し、前記緊急度が高いほど、前記問合せを受領した時点から短い時間で前記回答を開始してもよい。
【0154】
上記構成によれば、マスタの電力融通装置は、充電率の大きさに余剰または枯渇のリスクが高いスレーブの電力融通装置を優先的に電力融通することができ、直流配電システムをより適切に動作させることができる。
【0155】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記制御装置は、前記自機がマスタとして機能する場合において、前記回答を受領すると、受領した複数の前記回答を基に判別した、電力の提供を行う要求をした前記他機の台数と電力の供給を受ける要求をした前記他機の台数と和の値を求め、求めた和の値が一定台数以上に達したことを検出したときに、または受領した複数の前記回答を基に前記直流線路で融通される融通電力の大きさを求め、求めた融通電力の大きさが前記直流線路の容量に達したことを検出したときに、または受領した複数の前記回答を基に電力の提供を行う要求をした前記他機の台数と電力の供給を受ける要求をした前記他機の台数との差の値を求め、求めた差の値が所定の台数以上であるときに、前記問合せを停止してもよい。
【0156】
上記構成によれば、マスタの電力融通装置は、各々の他機において要求の緊急度が判別された場合でも、電力融通の可否をより適切に定めることができ、直流配電システムをより適切に動作させることができる。
【0157】
上記一側面に係る電力融通装置において、前記制御装置は、前記自機がスレーブとして機能する場合において、前記回答を実行するときに、電力の提供を行うことの要求をする場合の要求電力の大きさ、または電力の供給を受ける要求をする場合の要求電力の大きさに応じて、前記出力電流の変調成分の大きさを定めてもよい。
【0158】
上記構成によれば、各々の各他機が、マスタの電力融通装置に対して回答を行う際に、融通を要求する要求電力に応じて出力電流を変化させることとなり、他機毎の電力容量に合わせた電力融通が可能となる。
【0159】
また、本開示の一側面に係る直流配電システムは、直流線路と、前記直流線路に接続された複数の電力融通装置とを備え、前記複数の電力融通装置の相互間で電力を融通可能な直流配電システムであって、前記複数の各電力融通装置には、上記いずれかの電力融通装置が用いられている。
【0160】
上記構成によれば、電力融通装置の追加等のシステム変更を柔軟に実施することができる直流配電システムを提供することができる。
【0161】
また、本開示の一側面に係る電力融通装置の制御方法は、直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置の制御方法であって、前記電力融通装置は、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記線路電圧の大きさに所定の変調を加えることにより、前記他機に電力融通が必要か否かについての問合せを実行するステップと、を備える。
【0162】
上記構成によれば、直流配電システムにおける、電力融通装置の追加等のシステム変更を柔軟に実施することができる電力融通装置の制御方法を提供することができる。
【0163】
また、本開示の一側面に係る電力融通装置の制御方法は、直流線路に接続された他の電力融通装置である他機との間で電力を融通可能な電力融通装置の制御方法であって、前記電力融通装置は、直流母線と、前記直流母線にそれぞれ接続された発電装置、負荷、及び蓄電装置と、前記直流母線と前記直流線路とに接続されたＤＣ－ＤＣコンバータと、前記直流線路の線路電圧を検出する電圧検出装置と、制御装置と、を備え、前記電圧検出装置を通じて前記問合せを受領したときに、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御して、前記自機が、電力の提供を行うか、電力の供給を受けるか、電力の授受を行わないか、のうちのいずれの要求を行うかに応じて、前記直流線路に、前記自機の前記要求について固有に定められた周波数で大きさが変調された出力電流を出力するか、または、出力電流を出力しないことにより、前記問合せに対する回答を実行するステップ、を備える。
【0164】
上記構成によれば、直流配電システムにおける、電力融通装置の追加等のシステム変更を柔軟に実施することができる電力融通装置の制御方法を提供することができる。
【0165】
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、各実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0166】
１ 直流配電システム
２、２Ａ～２Ｎ 電力融通装置
３ 直流線路
２０Ｖ 電圧計（電圧検出装置）
２０Ｉ 電流計（電流検出装置）
２０Ｌ 直流母線
２１ 双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ
２２ 発電装置
２３ 蓄電装置
２４ 負荷
２５ 制御装置
２、２Ａ～２Ｎ 電力融通装置
３ 直流線路
２０Ｖ 電圧計（電圧検出装置）
２０Ｉ 電流計（電流検出装置）
２０Ｌ 直流母線
２１ 双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ
２２ 発電装置
２３ 蓄電装置
２４ 負荷
２５ 制御装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】