(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】
(24)【登録日】2024-09-24
(45)【発行日】2024-10-02
(54)【発明の名称】電力システム
(51)【国際特許分類】
H02J 3/32 20060101AFI20240925BHJP
H02J 3/38 20060101ALI20240925BHJP
H02J 9/06 20060101ALI20240925BHJP
【ＦＩ】
H02J3/32
H02J3/38
H02J9/06
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2024539325
(86)(22)【出願日】2023-08-24
(86)【国際出願番号】 JP2023030497
(87)【国際公開番号】W WO2024057862
(87)【国際公開日】2024-03-21
【審査請求日】2024-06-27
(31)【優先権主張番号】P 2022146724
(32)【優先日】2022-09-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000970
【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 文俊
(72)【発明者】
【氏名】栗田 了輔
【審査官】高野 誠治
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－２９９２５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１６０５９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２３６４５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５５－０７４３２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２２０９６３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ３／００ － ５／００
Ｈ０２Ｊ ９／００ －１１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
建築物においてそれぞれに異なる複数の防火区画にそれぞれに設置された複数の負荷と、前記複数の防火区画のそれぞれに設置される蓄電池を備え、商用電力系統から供給される電力を充電または前記蓄電池から前記負荷へ電力を放電する複数のパワーコンディショナと、
前記複数のパワーコンディショナの出力が集電されて前記商用電力系統に連系される受電点と、
前記受電点での電流の向きおよび大きさを参照し、前記複数のパワーコンディショナの蓄電池のそれぞれに対する充放電を制御する制御装置と、
を備えた電力システムであって、
前記制御装置は、
前記複数のパワーコンディショナの蓄電池の故障を検出し、
前記故障した蓄電池を備えるパワーコンディショナが設置された前記防火区画以外の前記パワーコンディショナから、前記故障した蓄電池を備えるパワーコンディショナが設置された前記防火区画の前記負荷へ電力を供給するよう制御する、
電力システム。
【請求項2】
前記複数の防火区画は、建築物における複数の階層であり、前記複数の負荷は前記複数の階層のそれぞれに設置された空調機器であって、
前記制御装置は、
前記空調機器の運転時間が互いに重複しないように輪番運転するとように制御し、
前記故障した蓄電池が存在しないとき、運転中の前記空調機器と同階層に設置された前記パワーコンディショナの蓄電池の蓄電電力を、前記運転中の空調機器に供給するよう制御する、
請求項１に記載の電力システム。
【請求項3】
前記制御装置は、前記故障した蓄電池が存在するとき、前記運転中の空調機器と異なる階層に設置された前記パワーコンディショナの蓄電池の蓄電電力を、前記運転中の空調機器に供給するよう制御する、
請求項２に記載の電力システム。
【請求項4】
前記制御装置は、前記故障した蓄電池と同階層の空調機器に対して、前記輪番運転の直前および直後とは異なる順番の空調機器と同階層に設置された前記パワーコンディショナの蓄電池の蓄電電力を供給するよう制御する、
請求項３に記載の電力システム。
【請求項5】
前記制御装置は、前記商用電力系統への逆潮流を検出すると、
前記複数のパワーコンディショナのうち、前記蓄電池から放電しているパワーコンディショナの系統連系リレーのみを解列するように制御する、
請求項２に記載の電力システム。
【請求項6】
前記制御装置は、前記複数の階層の温度が冷房用上限温度になると、前記冷房用上限温度になった階層の前記空調機器を運転し、
前記複数の階層の温度が冷房用下限温度になると、前記運転中の空調機器を停止するように制御する、
請求項２に記載の電力システム。
【請求項7】
前記制御装置は、前記複数の階層の温度が暖房用下限温度になると、前記暖房用下限温度になった階層の前記空調機器を運転し、
前記複数の階層の温度が暖房用上限温度になると、前記運転中の空調機器を停止するように制御する、
請求項２に記載の電力システム。
【請求項8】
前記制御装置は、前記複数の階層の空調機器の全てが停止中のときに、前記複数の蓄電池に充電するように制御する、
請求項２に記載の電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の蓄電部と複数の負荷とを備える電力システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、蓄電システムが記載されている。特許文献１の蓄電システムは、複数の蓄電部、および複数の電力変換部を備える。
【0003】
複数の電力変換部は、複数の蓄電部のそれぞれに対応して配置される。複数の電力変換部は、それぞれに接続する蓄電部の直流出力を交流出力に変換して負荷に供給する。
【0004】
特許文献１の蓄電システムは、負荷で電力を消費する場合、商用電力系統からの電力とともに蓄電部から放電された電力を負荷に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１７－８５８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に示すような従来の構成では、複数の蓄電部のうちの利用できない蓄電部が存在すると、利用できない蓄電部から電力供給を受けていた負荷は、商用電力系統から電力の供給を受ける。このため、商用電力系統からの受電電力が増加してしまう。
【0007】
したがって、本発明の目的は、利用できない蓄電池が存在する場合でも、電力系統からの供給電力の増加を抑制できる電力システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この発明の電力システムは、複数の負荷、複数のパワーコンディショナ、受電点、および、制御装置を備える。複数の負荷は、建築物においてそれぞれに異なる複数の防火区画にそれぞれに設置される。複数のパワーコンディショナは、複数の防火区画のそれぞれに設置される蓄電池を備え、商用電力系統から供給される電力を蓄電池に充電または蓄電池から負荷へ電力を放電する。受電点は、複数のパワーコンディショナの出力が集電されて商用電力系統に連系される点である。制御装置は、受電点での電流の向きおよび大きさを参照し、複数のパワーコンディショナの蓄電池のそれぞれに対する充放電を制御する。
【0009】
制御装置は、複数のパワーコンディショナの蓄電池の故障を検出し、故障した蓄電池を備えるパワーコンディショナが設置された防火区画以外のパワーコンディショナから、故障した蓄電池を備えるパワーコンディショナが設置された防火区画の負荷へ電力を供給するよう制御する。
【0010】
この構成では、定常的にはパワーコンディショナおよび蓄電池が負荷毎に決められていても、故障した蓄電池が存在すると、他の故障していない蓄電池によって、故障した蓄電池が担当していた負荷へ電力が供給される。
【発明の効果】
【0011】
この発明によれば、利用できない蓄電池が存在する場合でも、電力系統からの供給電力の増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る電力システムについて、図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る電力システムの構成の一例を示す図である。なお、本実施形態を含む各実施形態における階層数、パワーコンディショナの個数、負荷の個数は、一例であり、複数であればこの例に限るものではない。
本発明の第１の実施形態に係る電力システムについて、図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る電力システムの構成の一例を示す図である。なお、本実施形態を含む各実施形態における階層数、パワーコンディショナの個数、負荷の個数は、一例であり、複数であればこの例に限るものではない。
【0014】
（電力システム１０の概略構成）
図１に示すように、電力システム１０は、複数のパワーコンディショナ３１－３４、複数の負荷４１－４４、制御装置６０、商用電力連系ライン５００、受電点Ｐ５００、および、電流センサＣＴを備える。
図１に示すように、電力システム１０は、複数のパワーコンディショナ３１－３４、複数の負荷４１－４４、制御装置６０、商用電力連系ライン５００、受電点Ｐ５００、および、電流センサＣＴを備える。
【0015】
複数のパワーコンディショナ３１－３４は、パワーコンディショナ３１、パワーコンディショナ３２、パワーコンディショナ３３、および、パワーコンディショナ３４を備える。複数の負荷４１－４４は、負荷４１、負荷４２、負荷４３、および、負荷４４を備える。
【0016】
複数のパワーコンディショナ３１－３４、複数の負荷４１－４４、および、制御装置６０は、例えば複数階（図の例であれば、４階建て）を有する建築物に設置される。図の例では、パワーコンディショナ３１、および、負荷４１は、３階に設置され、パワーコンディショナ３２、および、負荷４２は、２階に設置される。パワーコンディショナ３３、および、負荷４３は、１階に設置され、パワーコンディショナ３４、および、負荷４４は、地下１階に設置される。すなわち、パワーコンディショナおよび負荷の組は、同じ建築物の異なる階層にそれぞれに設置される。制御装置６０は、いずれの階層に設置されていてもよい。
【0017】
それぞれの階層は、それぞれに異なる防火区画に設定されている。すなわち、パワーコンディショナおよび負荷の組（複数組）は、それぞれに異なる防火区画に設置される。
【0018】
複数のパワーコンディショナ３１－３４は、受電点Ｐ５００に接続し、受電点Ｐ５００において複数のパワーコンディショナ３１－３４の出力が集電され、商用電力連系ライン５００を通じて商用電力系統に連系される。
【0019】
パワーコンディショナ３１は、ＰＣＳ制御部３１０、双方向インバータ３１３、双方向ＤＣＤＣコンバータ３１４、蓄電池３１５、および、系統連系リレー３１６を備える。系統連系リレー３１６は、受電点Ｐ５００に接続される。双方向インバータ３１３の交流端子は、系統連系リレー３１６に接続され、双方向インバータ３１３の直流端子は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３１４に接続される。双方向ＤＣＤＣコンバータ３１４は、蓄電池３１５に接続される。
【0020】
ＰＣＳ制御部３１０は、制御装置６０からの制御指示にしたがって、パワーコンディショナ３１の各種動作の制御を行う。また、ＰＣＳ制御部３１０は、パワーコンディショナ３１の各部の動作状態を検出し、異常があれば制御装置６０に送信する。
【0021】
パワーコンディショナ３２は、ＰＣＳ制御部３２０、双方向インバータ３２３、双方向ＤＣＤＣコンバータ３２４、蓄電池３２５、および、系統連系リレー３２６を備える。系統連系リレー３２６は、受電点Ｐ５００に接続される。
【0022】
パワーコンディショナ３３は、ＰＣＳ制御部３３０、双方向インバータ３３３、双方向ＤＣＤＣコンバータ３３４、蓄電池３３５、および、系統連系リレー３３６を備える。系統連系リレー３３６は、受電点Ｐ５００に接続される。
【0023】
パワーコンディショナ３４は、ＰＣＳ制御部３４０、双方向インバータ３４３、双方向ＤＣＤＣコンバータ３４４、蓄電池３４５、および、系統連系リレー３４６を備える。系統連系リレー３４６は、受電点Ｐ５００に接続される。
【0024】
パワーコンディショナ３２－３４の構成および制御は、パワーコンディショナ３１と同様であり、説明は省略する。
【0025】
負荷４１は、パワーコンディショナ３１と受電点Ｐ５００とを接続するラインに対して接続される。負荷４２は、パワーコンディショナ３２と受電点Ｐ５００とを接続するラインに対して接続される。負荷４３は、パワーコンディショナ３３と受電点Ｐ５００とを接続するラインに対して接続される。負荷４４は、パワーコンディショナ３４と受電点Ｐ５００とを接続するラインに対して接続される。
【0026】
（制御装置６０）
制御装置６０は、商用電力連系ライン５００に配置された電流センサＣＴからの出力（受電点Ｐ５００での電流の向きおよび大きさ）を受け、複数のパワーコンディショナ３１－３４に対して、後述する各種の制御を行う。
制御装置６０は、商用電力連系ライン５００に配置された電流センサＣＴからの出力（受電点Ｐ５００での電流の向きおよび大きさ）を受け、複数のパワーコンディショナ３１－３４に対して、後述する各種の制御を行う。
【0027】
（定常時の制御）
図２は、本発明の第1の実施形態に係る電力システムにおける定常時の電力供給状態の一例を示す図である。
図２は、本発明の第1の実施形態に係る電力システムにおける定常時の電力供給状態の一例を示す図である。
【0028】
制御装置６０は、電流センサＣＴの出力に基づいて商用電力系統から電力の供給を受けていることを検出すると、商用電力系統からの所定時間（例えば３０分）当たりの供給電力（買電電力）が予め設定した上限値を超えない範囲で、蓄電池３１５、３２５、３３５、３４５による放電アシストを行いながら負荷４１－４４へ運転用の電力を供給するように、複数のパワーコンディショナ３１－３４に対して電力供給の指示を出力する。
【0029】
複数のパワーコンディショナ３１－３４は、制御装置６０からの電力供給の指示にしたがって、負荷４１－４４に電力供給を行う。この際、複数のパワーコンディショナ３１－３４は、それぞれに同じ階層に設置された負荷４１－４４に対して電力供給を行う。
【0030】
より具体的には、パワーコンディショナ３１のＰＣＳ制御部３１０は、商用電力系統からの電力（買電電力）と、蓄電池３１５からの放電電力とによって、負荷４１の消費電力を賄えるように制御を行う。すなわち、ＰＣＳ制御部３１０は、負荷４１の消費電力に対して商用電力系統からの電力（制御装置６０から指示された電力）の負荷４１への割り当て分の電力で足りない電力を、蓄電池３１５から放電して負荷４１に供給する。
【0031】
パワーコンディショナ３２のＰＣＳ制御部３２０は、商用電力系統からの電力（買電電力）と、蓄電池３２５からの放電電力とによって、負荷４２の消費電力を賄えるように制御を行う。すなわち、ＰＣＳ制御部３２０は、負荷４２の消費電力に対して商用電力系統からの電力（制御装置６０から指示された電力）の負荷４２への割り当て分の電力で足りない電力を、蓄電池３２５から放電して負荷４２に供給する。
【0032】
パワーコンディショナ３３のＰＣＳ制御部３３０は、商用電力系統からの電力（買電電力）と、蓄電池３３５からの放電電力とによって、負荷４３の消費電力を賄えるように制御を行う。すなわち、ＰＣＳ制御部３３０は、負荷４３の消費電力に対して商用電力系統からの電力（制御装置６０から指示された電力）の負荷４３への割り当て分の電力で足りない電力を、蓄電池３３５から放電して負荷４３に供給する。
【0033】
パワーコンディショナ３４のＰＣＳ制御部３４０は、商用電力系統からの電力（買電電力）と、蓄電池３４５からの放電電力とによって、負荷４４の消費電力を賄えるように制御を行う。すなわち、ＰＣＳ制御部３４０は、負荷４４の消費電力に対して商用電力系統からの電力（制御装置６０から指示された電力）の負荷４４への割り当て分の電力で足りない電力を、蓄電池３４５から放電して負荷４４に供給する。
【0034】
このような制御を行うことで、電力システム１０は、それぞれ異なる階層（防火区画）に設置された複数の負荷４１－４４と同じ階層に設置された複数のパワーコンディショナ３１－３４の蓄電池３１５、３２５、３３５、３４５からの電力供給を利用し、商用電力系統からの所定時間（例えば３０分）当たりの供給電力（買電電力）が予め設定した上限値を超えない範囲で、複数の負荷４１－４４に電力を供給できる。
【0035】
ここで、建築物で１つの蓄電池を備えて、この１つの蓄電池から複数の負荷４１－４４に電力を供給する場合、複数の負荷４１－４４の消費電力を賄える容量の蓄電池が必要になる。しかしながら、電力システム１０では、負荷毎に電力供給を受ける蓄電池が設置されているので、１つの蓄電池しか備えない場合よりもそれぞれの蓄電池の容量を小さくできる。言い換えれば、電力システム１０では、防火区画毎に設置する蓄電池の容量を小さくできる。
【0036】
これにより、電力システム１０は、蓄電池の設置の安全性条件をクリアし易く、蓄電池の設置コストを抑えることができる。
【0037】
（蓄電池の故障発生時の制御）
図３は、本発明の第１の実施形態に係る電力システムにおける蓄電池の故障発生時の電力供給状態の一例を示す図である。図３は、パワーコンディショナ３４の蓄電池３４５が故障した場合を示すが、他のパワーコンディショナの蓄電池が故障した場合も同様の制御が可能である。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る電力システムにおける蓄電池の故障発生時の電力供給状態の一例を示す図である。図３は、パワーコンディショナ３４の蓄電池３４５が故障した場合を示すが、他のパワーコンディショナの蓄電池が故障した場合も同様の制御が可能である。
【0038】
図３に示すように、蓄電池３４５が故障して、負荷４４への電力供給ができなくなると、ＰＣＳ制御部３４０は、これを検出して、制御装置６０に送信する。
【0039】
制御装置６０は、蓄電池３４５を故障の情報を取得すると、パワーコンディショナ３２のＰＣＳ制御部３２０に、負荷４４への放電アシストを行うように指示する。
【0040】
ＰＣＳ制御部３２０は、負荷４２への電力供給とともに、負荷４４への電力供給を行うように、蓄電池３２５の放電電力を増加する制御を行う。
【0041】
これにより、負荷４４には、商用電力系統からの供給電力とともに、蓄電池３２５からの放電電力が供給され、負荷４４の消費電力を不足なく賄うことができる。したがって、電力システム１０は、負荷４４と同じ防火区画に設置された蓄電池３４５が故障しても、他の防火区画に設置された蓄電池３２５から電力アシストを行うことができる。
【0042】
また、電力システム１０は、蓄電池３４５の故障による負荷４４の運転停止を抑制できる。さらに、電力システム１０は、商用電力系統からの供給電力の急激な増加を抑制でき、所定時間当たりの商用電力系統からの供給電力が上限値を超えないように制御できる。
【0043】
なお、故障している蓄電池３４５への電力アシストは、故障していない蓄電池３２５に限るものではない。例えば、故障している蓄電池３４５への電力アシストは、故障していない蓄電池３１５や蓄電池３３５であってもよく、故障していない複数の蓄電池を同時に用いることができる。また、故障している蓄電池３４５への電力アシストは、故障していない複数の蓄電池を順番に用いることができる。
【0044】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る電力システムについて、図を参照して説明する。図４は、第２の実施形態に係る電力システムの構成の一例を示す図である。
本発明の第２の実施形態に係る電力システムについて、図を参照して説明する。図４は、第２の実施形態に係る電力システムの構成の一例を示す図である。
【0045】
図４に示すように、第２の実施形態に係る電力システム１０Ａは、第１の実施形態に係る電力システム１０に対して、負荷４１－４４がそれぞれ空調機器４１Ａ－４４Ａになった点、複数の空調機器４１Ａ－４４Ａを輪番で運転する点で異なり、これらの異なる構成に対応した制御において異なる。電力システム１０Ａの他の構成は、電力システム１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
【0046】
電力システム１０Ａは、複数のパワーコンディショナ３１－３４、複数の空調機器４１Ａ－４４Ａ、制御装置６０、商用電力連系ライン５００、受電点Ｐ５００、および、電流センサＣＴを備える。
【0047】
空調機器４１Ａは、パワーコンディショナ３１と同じ階層に設置される。空調機器４１Ａは、パワーコンディショナ３１と受電点Ｐ５００とを接続するラインに対して接続される。空調機器４２Ａは、パワーコンディショナ３２と同じ階層に設置される。空調機器４２Ａは、パワーコンディショナ３２と受電点Ｐ５００とを接続するラインに対して接続される。空調機器４３Ａは、パワーコンディショナ３３と同じ階層に設置される。空調機器４３Ａは、パワーコンディショナ３３と受電点Ｐ５００とを接続するラインに対して接続される。空調機器４４Ａは、パワーコンディショナ３４と同じ階層に設置される。空調機器４４Ａは、パワーコンディショナ３４と受電点Ｐ５００とを接続するラインに対して接続される。
【0048】
制御装置６０は、複数のパワーコンディショナ３１－３４への制御指示を行うとともに、複数の空調機器４１Ａ－４４Ａの運転制御を行う。
【0049】
（運転制御）
（定常時の制御）
図５、図６、図７、図８は、第２の実施形態に係る電力システムにおける輪番制御での各状態を示す図である。図５は、３階の空調機器のみを運転する場合、図６は、２階の空調機器のみを運転する場合、図７は、１階の空調機器のみを運転する場合、図８は、Ｂ１階の空調機器のみを運転する場合を示す。
（定常時の制御）
図５、図６、図７、図８は、第２の実施形態に係る電力システムにおける輪番制御での各状態を示す図である。図５は、３階の空調機器のみを運転する場合、図６は、２階の空調機器のみを運転する場合、図７は、１階の空調機器のみを運転する場合、図８は、Ｂ１階の空調機器のみを運転する場合を示す。
【0050】
図５、図６、図７、図８に示すように、制御装置６０は、複数の空調機器４１Ａ－４４Ａを輪番運転するように制御する。すなわち、制御装置６０は、複数の空調機器４１Ａ－４４Ａのそれぞれの運転状態が重ならないように、順々に単独運転するように、複数の空調機器４１Ａ－４４Ａの運転制御を行う。
【0051】
まず、図５に示すように、制御装置６０は、空調機器４１Ａを運転させ、複数の空調機器４２Ａ、４３Ａ、４４Ａを停止させる。この状態において、制御装置６０は、蓄電池３１５を放電させて空調機器４１Ａの消費電力をアシストする指示をパワーコンディショナ３１に与える。パワーコンディショナ３１のＰＣＳ制御部３１０は、蓄電池３１５を放電制御し、空調機器４１Ａに電力を供給する。
【0052】
より具体的には、制御装置６０は、商用電力系統からの供給電力を制御し、ＰＣＳ制御部３１０は、空調機器４１Ａの消費電力に対して商用電力系統からの供給電力で足りない分の電力を、蓄電池３１５の放電電力で賄う。例えば、制御装置６０は、空調機器４１Ａの消費電力が５ｋＷｈの場合、商用電力系統から３ｋＷｈを空調機器４１Ａに供給するように制御し、ＰＣＳ制御部３１０は、蓄電池３１５の放電電力によって２ｋＷｈを空調機器４１Ａに供給するように制御する。
【0053】
この際、制御装置６０は、複数のパワーコンディショナ３２－３４がそれぞれの蓄電池３２５、３３５、３４５からの放電を行わないように制御する。
【0054】
次に、図６に示すように、制御装置６０は、空調機器４２Ａを運転させ、複数の空調機器４１Ａ、４３Ａ、４４Ａを停止させる。この状態において、制御装置６０は、蓄電池３２５を放電させて空調機器４２Ａの消費電力をアシストする指示をパワーコンディショナ３２に与える。パワーコンディショナ３２のＰＣＳ制御部３２０は、蓄電池３２５を放電制御し、空調機器４２Ａに電力供給する。この際、制御装置６０は、複数のパワーコンディショナ３１、３３、３４がそれぞれの蓄電池３１５、３３５、３４５からの放電を行わないように制御する。
【0055】
次に、図７に示すように、制御装置６０は、空調機器４３Ａを運転させ、複数の空調機器４１Ａ、４２Ａ、４４Ａを停止させる。この状態において、制御装置６０は、蓄電池３３５を放電させて空調機器４３Ａの消費電力をアシストする指示をパワーコンディショナ３３に与える。パワーコンディショナ３３のＰＣＳ制御部３３０は、蓄電池３３５を放電制御し、空調機器４３Ａに電力供給する。この際、制御装置６０は、複数のパワーコンディショナ３１、３２、３４がそれぞれの蓄電池３１５、３２５、３４５からの放電を行わないように制御する。
【0056】
次に、図８に示すように、制御装置６０は、空調機器４４Ａを運転させ、複数の空調機器４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを停止させる。この状態において、制御装置６０は、蓄電池３４５を放電させて空調機器４４Ａの消費電力をアシストする指示をパワーコンディショナ３４に与える。パワーコンディショナ３４のＰＣＳ制御部３４０は、蓄電池３４５を放電制御し、空調機器４４Ａに電力供給する。この際、制御装置６０は、複数のパワーコンディショナ３１、３２、３３がそれぞれの蓄電池３１５、３２５、３３５からの放電を行わないように制御する。
【0057】
この後、上述の空調機器４１Ａの単独運転と蓄電池３１５によるアシスト、空調機器４２Ａの単独運転と蓄電池３２５によるアシスト、空調機器４３Ａの単独運転と蓄電池３３５によるアシスト、空調機器４４Ａの単独運転と蓄電池３４５によるアシストを順番に行い、これを繰り返す。
【0058】
（蓄電池の故障発生時の制御）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る電力システムにおける蓄電池の故障発生時の電力供給状態の一例を示す図である。図９は、パワーコンディショナ３４の蓄電池３４５が故障した場合を示すが、他のパワーコンディショナの蓄電池が故障した場合も同様の制御が可能である。
図９は、本発明の第２の実施形態に係る電力システムにおける蓄電池の故障発生時の電力供給状態の一例を示す図である。図９は、パワーコンディショナ３４の蓄電池３４５が故障した場合を示すが、他のパワーコンディショナの蓄電池が故障した場合も同様の制御が可能である。
【0059】
まず、複数の空調機器４１Ａ－４４Ａの輪番運転において、故障が発生していない蓄電池３１５、３２５、３３５からの電力アシストによって空調機器４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを運転する場合の制御は、上述の定常時の制御と同じであり、説明は省略する。
【0060】
輪番運転において、空調機器４４Ａの運転期間になったとき、制御装置６０は、蓄電池３４５の故障の検出結果を受け、他の蓄電池から空調機器４４Ａに電力アシストを行うように制御する。例えば、図９の場合では、制御装置６０は、蓄電池３２５から電力アシストするようにパワーコンディショナ３２に指示する。パワーコンディショナ３２のＰＣＳ制御部３２０は、蓄電池３２５を放電制御し、パワーコンディショナ３２は、空調機器４４Ａに電力を供給する。
【0061】
これにより、空調機器４４Ａには、商用電力系統からの供給電力とともに、蓄電池３２５からの放電電力が供給され、空調機器４４Ａの消費電力を不足なく賄うことができる。したがって、電力システム１０Ａは、空調機器４４Ａと同じ防火区画に設置された蓄電池３４５が故障しても、他の防火区画に設置された蓄電池３２５から電力アシストを行うことができる。
【0062】
また、電力システム１０Ａは、蓄電池３４５の故障による空調機器４４Ａの運転停止を抑制できる。これにより、電力システム１０Ａは、空調機器４４Ａで空調が制御されている空間にいる人々が不快感を感じることを抑制できる。さらに、電力システム１０Ａは、商用電力系統からの供給電力の急激な増加を抑制でき、所定時間当たりの商用電力系統からの供給電力が上限値を超えないように制御できる。
【0063】
（充放電シーケンス）
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る電力システムでの充放電シーケンスの一例を示す図である。図１０は、１つの蓄電池（Ｂ１階の蓄電池３４５）が故障している場合であり、図１０の各グラフの横軸は時間を示し、縦軸は蓄電池の残容量を示す。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る電力システムを採用した場合の室温の変化の一例を示す図である。図１１は、空調機器によって冷房を行う場合であり、横軸は時間を示し、縦軸は室温を示す。
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る電力システムでの充放電シーケンスの一例を示す図である。図１０は、１つの蓄電池（Ｂ１階の蓄電池３４５）が故障している場合であり、図１０の各グラフの横軸は時間を示し、縦軸は蓄電池の残容量を示す。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る電力システムを採用した場合の室温の変化の一例を示す図である。図１１は、空調機器によって冷房を行う場合であり、横軸は時間を示し、縦軸は室温を示す。
【0064】
電力システム１０Ａは、複数の空調機器４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａを輪番運転させる。これにより、図１０、図１１に示すように、空調機器４１Ａで空調された３階は、空調機器４１Ａの運転時Ｔｄ４１に室温が低下し、空調機器４２Ａで空調された２階は、空調機器４２Ａの運転時Ｔｄ４２に室温が低下する。空調機器４３Ａで空調された１階は、空調機器４３Ａの運転時Ｔｄ４３に室温が低下し、空調機器４４Ａで空調されたＢ１階は、空調機器４４Ａの運転時Ｔｄ４４に室温が低下する。
【0065】
ここで、上述のように、蓄電池３４５が故障して蓄電池３２５でアシストする場合、図１０に示すように、空調機器４１Ａの運転時Ｔｄ４１には、蓄電池３１５の残容量が低下し、空調機器４２Ａの運転時Ｔｄ４２および空調機器４４Ａの運転時Ｔｄ４４には、蓄電池３２５の残容量が低下し、空調機器４３Ａの運転時Ｔｄ４３には、蓄電池３３５の残容量が低下する。
【0066】
このような制御を行う場合、故障していない蓄電池３１５、３２５、３３５は、充電制御される。より具体的には、電力システム１０Ａは、次の制御によって充電を行う。
【0067】
制御装置６０は、図１１に示すように、複数の空調機器４１Ａ－４４Ａの運転および停止を、それぞれの階層の室温に基づいて制御する。例えば、制御装置６０は、３階の室温が冷房用上限温度ｔｃｔに達すると、蓄電池３１５の放電アシストを用いて空調機器４１Ａを運転開始し、３階の室温が冷房用下限温度ｔｃｂに達すると、空調機器４１Ａの運転を停止し、蓄電池３１５の放電を停止する。なお、冷房用上限温度ｔｃｔと冷房用下限温度ｔｃｂは、空調機器の設定温度（目標室温）に基づいて、所定の温度幅で設定される。この温度幅は、設定温度に対して不快感を殆ど感じない温度幅である。
【0068】
次に、制御装置６０は、２階の室温が冷房用上限温度ｔｃｔに達すると、蓄電池３２５の放電アシストを用いて空調機器４２Ａを運転開始し、２階の室温が冷房用下限温度ｔｃｂに達すると、空調機器４２Ａの運転を停止し、蓄電池３２５の放電を停止する。
【0069】
次に、制御装置６０は、１階の室温が冷房用上限温度ｔｃｔに達すると、蓄電池３３５の放電アシストを用いて空調機器４３Ａを運転開始し、１階の室温が冷房用下限温度ｔｃｂに達すると、空調機器４３Ａの運転を停止し、蓄電池３３５の放電を停止する。
【0070】
次に、制御装置６０は、Ｂ１階の室温が冷房用上限温度ｔｃｔに達すると、蓄電池３２５の放電アシストを用いて空調機器４４Ａを運転開始し、Ｂ１階の室温が冷房用下限温度ｔｃｂに達すると、空調機器４４Ａの運転を停止し、蓄電池３２５からの放電を停止する。
【0071】
このような輪番制御において、温度による複数の空調機器４１Ａ－４４Ａの運転、停止を行うことで、空調機器４１Ａの運転停止から空調機器４２Ａの運転開始までの期間（隙間時間）、空調機器４２Ａの運転停止から空調機器４３Ａの運転開始までの期間（隙間時間）、空調機器４２Ａの運転停止から空調機器４３Ａの運転開始までの期間（隙間時間）、および、空調機器４４Ａの運転停止から空調機器４１Ａの運転開始までの期間（隙間時間）が生じる。これらの期間（隙間時間）は、すべての蓄電池３１５、３２５、３３５の放電が停止している期間である。
【0072】
制御装置６０は、このような全ての空調機器４１Ａ－４４Ａおよび蓄電池３１５、３２５、３３５が停止中の期間（隙間時間）を検出する。そして、制御装置６０は、これらの期間（隙間時間）に、蓄電池３１５、３２５、３３５のいずれかを充電制御する。例えば、制御装置６０は、図１０の充電期間Ｔｃ３１５に蓄電池３１５の充電制御を行い、充電期間Ｔｃ３２５に蓄電池３２５の充電制御を行い、充電期間Ｔｃ３３５に蓄電池３３５の充電制御を行う。これにより、電力システム１０Ａは、放電アシストによって残容量が低下した蓄電池３１５、３２５、３３５の残容量を適宜回復できる。
【0073】
この際、図１０に示すように、制御装置６０は、空調機器４２Ａ、４４Ａの放電アシストを行う蓄電池３２５の充電期間Ｔｃ３２５の回数（総充電時間）を、空調機器４１Ａの放電アシストを行う蓄電池３１５の充電期間Ｔｃ３１５の回数（総充電時間）、および、空調機器４３Ａの放電アシストを行う蓄電池３３５の充電期間Ｔｃ３３５の回数（総充電時間）よりも多くする。
【0074】
これにより、電力システム１０Ａは、輪番制御の一周期において蓄電池３１５および蓄電池３３５よりも放電量が多い蓄電池３２５の残容量を効果的に回復できる。
【0075】
なお、電力アシストを行う蓄電池は、電力アシストを受ける空調機器の設置された階と異なる階の蓄電池であればよい。ただし、電力アシストを行う蓄電池は、電力アシストを受ける空調機器に対して輪番の直前および直後ではない空調機器と同じ階に設置された蓄電池であることが好ましい。これにより、電力システム１０Ａは、電力アシストを行う蓄電池が輪番で連続する空調機器に対して連続的に電力アシストを行うことを抑制できる。したがって、蓄電池の残容量が０になり難く、電力システム１０Ａは、故障した蓄電池がある場合に、より安定した電力アシストを継続できる。
【0076】
また、上述の説明では、空調機器によって冷房を行う場合を示したが、暖房を行う場合も同様の制御を適用できる。ただし、暖房の場合、制御装置６０は、室温が暖房用下限温度に達すると空調機器の運転を開始し、室温が暖房用上限温度に達すると空調機器の運転を停止する。
【0077】
（解列制御）
上述の定常時の制御、および、蓄電池の故障発生時の制御において、制御装置６０は、電流センサＣＴの出力に基づいて、商用電力系統への逆潮流を検出すると、蓄電池３１５、３２５、３３５、３４５のうち、放電している蓄電池を備えるパワーコンディショナ３１－３４の系統連系リレー３１６、３２６、３３６，３４６のみを解列するように制御する。この解列制御を受けたパワーコンディショナは、自装置内の系統連系リレーを解列させる。
上述の定常時の制御、および、蓄電池の故障発生時の制御において、制御装置６０は、電流センサＣＴの出力に基づいて、商用電力系統への逆潮流を検出すると、蓄電池３１５、３２５、３３５、３４５のうち、放電している蓄電池を備えるパワーコンディショナ３１－３４の系統連系リレー３１６、３２６、３３６，３４６のみを解列するように制御する。この解列制御を受けたパワーコンディショナは、自装置内の系統連系リレーを解列させる。
【0078】
これにより、電力システム１０、１０Ａは、商用電力系統への逆潮流の発生を防止できる。
【0079】
また、電力システム１０、１０Ａでは、故障した蓄電池を備えるパワーコンディショナは、系統連系リレーを解列してもよい。
【0080】
また、電力システム１０Ａでは、電力アシストを行う蓄電池を備えるパワーコンディショナと異なるパワーコンディショナは、電力アシストが行われている期間に、系統連系リレーを解列してもよい。
【0081】
＜１＞ 建築物においてそれぞれに異なる複数の防火区画にそれぞれに設置された複数の負荷と、
前記複数の防火区画のそれぞれに設置される蓄電池を備え、商用電力系統から供給される電力を充電または前記蓄電池から前記負荷へ電力を放電する複数のパワーコンディショナと、
前記複数のパワーコンディショナの出力が集電されて前記商用電力系統に連系される受電点と、
前記受電点での電流の向きおよび大きさを参照し、前記複数のパワーコンディショナの蓄電池のそれぞれに対する充放電を制御する制御装置と、
を備えた電力システムであって、
前記制御装置は、
前記複数のパワーコンディショナの蓄電池の故障を検出し、
前記故障した蓄電池を備えるパワーコンディショナが設置された前記防火区画以外の前記パワーコンディショナから、前記故障した蓄電池を備えるパワーコンディショナが設置された前記防火区画の前記負荷へ電力を供給するよう制御する、電力システム。
前記複数の防火区画のそれぞれに設置される蓄電池を備え、商用電力系統から供給される電力を充電または前記蓄電池から前記負荷へ電力を放電する複数のパワーコンディショナと、
前記複数のパワーコンディショナの出力が集電されて前記商用電力系統に連系される受電点と、
前記受電点での電流の向きおよび大きさを参照し、前記複数のパワーコンディショナの蓄電池のそれぞれに対する充放電を制御する制御装置と、
を備えた電力システムであって、
前記制御装置は、
前記複数のパワーコンディショナの蓄電池の故障を検出し、
前記故障した蓄電池を備えるパワーコンディショナが設置された前記防火区画以外の前記パワーコンディショナから、前記故障した蓄電池を備えるパワーコンディショナが設置された前記防火区画の前記負荷へ電力を供給するよう制御する、電力システム。
【0082】
＜２＞ 前記複数の防火区画は、建築物における複数の階層であり、
前記複数の負荷は前記複数の階層のそれぞれに設置された空調機器であって、
前記制御装置は、
前記空調機器の運転時間が互いに重複しないように輪番運転するとように制御し、
前記故障した蓄電池が存在しないとき、運転中の前記空調機器と同階層に設置された前記パワーコンディショナの蓄電池の蓄電電力を、前記運転中の空調機器に供給するよう制御する、＜１＞の電力システム。
前記複数の負荷は前記複数の階層のそれぞれに設置された空調機器であって、
前記制御装置は、
前記空調機器の運転時間が互いに重複しないように輪番運転するとように制御し、
前記故障した蓄電池が存在しないとき、運転中の前記空調機器と同階層に設置された前記パワーコンディショナの蓄電池の蓄電電力を、前記運転中の空調機器に供給するよう制御する、＜１＞の電力システム。
【0083】
＜３＞ 前記制御装置は、
前記故障した蓄電池が存在するとき、前記運転中の空調機器と異なる階層に設置された前記パワーコンディショナの蓄電池の蓄電電力を、前記運転中の空調機器に供給するよう制御する、＜２＞の電力システム。
前記故障した蓄電池が存在するとき、前記運転中の空調機器と異なる階層に設置された前記パワーコンディショナの蓄電池の蓄電電力を、前記運転中の空調機器に供給するよう制御する、＜２＞の電力システム。
【0084】
＜４＞ 前記制御装置は、
前記故障した蓄電池と同階層の空調機器に対して、前記輪番運転の直前および直後とは異なる順番の空調機器と同階層に設置された前記パワーコンディショナの蓄電池の蓄電電力を供給するよう制御する、＜３＞の電力システム。
前記故障した蓄電池と同階層の空調機器に対して、前記輪番運転の直前および直後とは異なる順番の空調機器と同階層に設置された前記パワーコンディショナの蓄電池の蓄電電力を供給するよう制御する、＜３＞の電力システム。
【0085】
＜５＞ 前記制御装置は、
前記商用電力系統への逆潮流を検出すると、
前記複数のパワーコンディショナのうち、前記蓄電池から放電しているパワーコンディショナの系統連系リレーのみを解列するように制御する、＜２＞乃至＜４＞のいずれかの電力システム。
前記商用電力系統への逆潮流を検出すると、
前記複数のパワーコンディショナのうち、前記蓄電池から放電しているパワーコンディショナの系統連系リレーのみを解列するように制御する、＜２＞乃至＜４＞のいずれかの電力システム。
【0086】
＜６＞ 前記制御装置は、
前記複数の階層の温度が冷房用上限温度になると、前記冷房用上限温度になった階層の前記空調機器を運転し、
前記複数の階層の温度が冷房用下限温度になると、前記運転中の空調機器を停止するように制御する、＜２＞乃至＜５＞のいずれかの電力システム。
前記複数の階層の温度が冷房用上限温度になると、前記冷房用上限温度になった階層の前記空調機器を運転し、
前記複数の階層の温度が冷房用下限温度になると、前記運転中の空調機器を停止するように制御する、＜２＞乃至＜５＞のいずれかの電力システム。
【0087】
＜７＞ 前記制御装置は、
前記複数の階層の温度が暖房用下限温度になると、前記暖房用下限温度になった階層の前記空調機器を運転し、
前記複数の階層の温度が暖房用上限温度になると、前記運転中の空調機器を停止するように制御する、＜２＞乃至＜５＞のいずれかの電力システム。
前記複数の階層の温度が暖房用下限温度になると、前記暖房用下限温度になった階層の前記空調機器を運転し、
前記複数の階層の温度が暖房用上限温度になると、前記運転中の空調機器を停止するように制御する、＜２＞乃至＜５＞のいずれかの電力システム。
【0088】
＜８＞ 前記制御装置は、
前記複数の階層の空調機器の全てが停止中のときに、前記複数の蓄電池に充電するように制御する、＜２＞乃至＜７＞のいずれかの電力システム。
前記複数の階層の空調機器の全てが停止中のときに、前記複数の蓄電池に充電するように制御する、＜２＞乃至＜７＞のいずれかの電力システム。
【符号の説明】
【0089】
１０、１０Ａ：電力システム
３１、３２、３３、３４：パワーコンディショナ
４１、４２、４３、４４：負荷
４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ：空調機器
６０：制御装置
３１０、３２０、３３０、３４０：ＰＣＳ制御部
３１３、３２３、３３３、３４３：双方向インバータ
３１４、３２４、３３４、３４４：双方向ＤＣＤＣコンバータ
３１５、３２５、３３５、３４５：蓄電池
３１６、３２６、３３６、３４６：系統連系リレー
５００：商用電力連系ライン
ＣＴ：電流センサ
Ｐ５００：受電点
３１、３２、３３、３４：パワーコンディショナ
４１、４２、４３、４４：負荷
４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ：空調機器
６０：制御装置
３１０、３２０、３３０、３４０：ＰＣＳ制御部
３１３、３２３、３３３、３４３：双方向インバータ
３１４、３２４、３３４、３４４：双方向ＤＣＤＣコンバータ
３１５、３２５、３３５、３４５：蓄電池
３１６、３２６、３３６、３４６：系統連系リレー
５００：商用電力連系ライン
ＣＴ：電流センサ
Ｐ５００：受電点
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】