特許 7584394 不平衡調整情報提供システムおよび不平衡調整情報提供方法

(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】2024-11-07

(45)【発行日】2024-11-15

(54)【発明の名称】不平衡調整情報提供システムおよび不平衡調整情報提供方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/26 20060101AFI20241108BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20241108BHJP

【ＦＩ】

H02J3/26

H02J13/00 301A

H02J13/00 311R

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021186901

(22)【出願日】2021-11-17

(65)【公開番号】P2023074121

(43)【公開日】2023-05-29

【審査請求日】2023-11-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002941

【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石坂 光

【審査官】滝谷 亮一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２５７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５３０６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５０９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－３１０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－４８２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２１－０００７６９６（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－００５９３８６（ＫＲ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１３１３４３９（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９５０１６２５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／２６

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０２Ｊ ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

充電ステーションと中央システムとを備える不平衡調整情報提供システムであって、
前記充電ステーションは、
三相交流送電の配電線のそれぞれの電圧または電流を計測して出力する三相計測部と、
前記三相計測部の出力から三相不平衡を検出し、三相不平衡が検出されたときは接続されている負荷が最も小さい相を接続対象相として検出する三相不平衡検出部と、
未使用の充電インターフェースを前記接続対象相に接続する接続切り替え部と、
前記充電ステーションが設置されている位置である充電ステーション設置位置の情報を取得する位置情報取得部と、
前記三相不平衡検出部において三相不平衡が検出されたときに前記充電ステーション設置位置の情報を前記中央システムに送信する情報送信部とを備え、
前記中央システムは、
前記情報送信部から送信された前記充電ステーション設置位置の情報を受信する情報受信部と、
前記充電ステーション設置位置の情報を需要家に知らせる情報展開部とを備えたことを特徴とする不平衡調整情報提供システム。

【請求項2】

前記充電ステーションはインテリジェント電子装置と前記接続切り替え部とを備え、
前記インテリジェント電子装置は、前記三相計測部、前記三相不平衡検出部、前記位置情報取得部および前記情報送信部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の不平衡調整情報提供システム。

【請求項3】

前記インテリジェント電子装置は電柱に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の不平衡調整情報提供システム。

【請求項4】

充電ステーションにおいて配電線の三相のそれぞれの電圧または電流を計測する三相計測ステップと、
前記電圧または前記電流から三相不平衡を検出し、接続されている負荷が最も小さい相を接続対象相として検出する三相不平衡検出ステップと、
未使用の充電インターフェースを前記接続対象相に接続する接続切り替えステップと、
前記充電ステーションが設置されている位置である充電ステーション設置位置の情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記三相不平衡検出ステップにおいて三相不平衡が検出されたときに前記充電ステーション設置位置の情報を中央システムに送信する情報送信ステップと、
前記情報送信ステップにおいて送信された前記充電ステーション設置位置の情報を前記中央システムにおいて受信する情報受信ステップと、
前記充電ステーション設置位置の情報を需要家に知らせる情報展開ステップとを含む不平衡調整情報提供方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、不平衡調整情報提供システムおよび不平衡調整情報提供方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電力系統においてもっとも普及している送電方法に、三相交流送電がある。三相交流送電は、直流あるいは単相交流で送電するよりも大幅にコストを抑えることができるというメリットがある一方、各相の負荷のバランスが崩れると不具合が生じるというデメリットがある。この負荷のバランスが崩れた状態を三相不平衡と呼び、電力会社では常に三相不平衡が発生しないよう電力系統を監視しており、またこれを解消するための様々な方策がとられている。三相三線式の配電線の各相の電流値を測定した結果に応じて充電ステーションの出力電流を制御することにより三相不平衡を小さくする車両用充電システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１８８５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に示された車両用充電システムでは、接続されている負荷が最も小さい相への新たな負荷の接続を促す機能が無いため、接続されている負荷が最も小さい相に負荷が接続されていない場合に三相不平衡を調整できないという課題があった。

【0005】

本願は、上述の課題を解決するためになされたものであり、三相不平衡を調整するために、接続されている負荷が最も小さい相への新たな負荷の接続を需要家に促すことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願に開示される不平衡調整情報提供システムは、充電ステーションと中央システムとを備える不平衡調整情報提供システムであって、充電ステーションは、三相交流送電の配電線のそれぞれの電圧または電流を計測して出力する三相計測部と、三相計測部の出力から三相不平衡を検出し、三相不平衡が検出されたときは接続されている負荷が最も小さい相を接続対象相として検出する三相不平衡検出部と、未使用の充電インターフェースを接続対象相に接続する接続切り替え部と、充電ステーションが設置されている位置である充電ステーション設置位置の情報を取得する位置情報取得部と、三相不平衡検出部において三相不平衡が検出されたときに充電ステーション設置位置の情報を中央システムに送信する情報送信部とを備え、中央システムは、情報送信部から送信された充電ステーション設置位置の情報を受信する情報受信部と、充電ステーション設置位置の情報を需要家に知らせる情報展開部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本願に開示される不平衡調整情報提供システムは、充電ステーションと中央システムとを備える不平衡調整情報提供システムであって、充電ステーションは、三相交流送電の配電線のそれぞれの電圧または電流を計測して出力する三相計測部と、三相計測部の出力から三相不平衡を検出し、三相不平衡が検出されたときは接続されている負荷が最も小さい相を接続対象相として検出する三相不平衡検出部と、未使用の充電インターフェースを接続対象相に接続する接続切り替え部と、充電ステーションが設置されている位置である充電ステーション設置位置の情報を取得する位置情報取得部と、三相不平衡検出部において三相不平衡が検出されたときに充電ステーション設置位置の情報を中央システムに送信する情報送信部とを備え、中央システムは、情報送信部から送信された充電ステーション設置位置の情報を受信する情報受信部と、充電ステーション設置位置の情報を需要家に知らせる情報展開部とを備えたので、接続されている負荷が最も小さい相への新たな負荷の接続を需要家に促すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１による不平衡調整情報提供システムの構成を示すブロック図である。

【図2】実施の形態１における充電ステーションの動作を説明するためのフローチャートである。

【図3】実施の形態１における中央システムの動作を説明するためのフローチャートである。

【図4】実施の形態１における充電ステーションのハードウェアの一例を示す模式図である。

【図5】実施の形態１における中央システムのハードウェアの一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本願を実施するための実施の形態に係る不平衡調整情報提供システムおよび不平衡調整情報提供方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。

【0010】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による不平衡調整情報提供システム１００の構成を示すブロック図である。実施の形態１による不平衡調整情報提供システム１００は、三相交流送電を行う送電システムの不平衡調整のための情報を提供するシステムである。不平衡調整情報提供システム１００は、三相三線式あるいは三相四線式の配電線による送電システムのためのものである。不平衡調整情報提供システム１００は、充電ステーション１０および中央システム２０を備えている。不平衡調整情報提供システム１００は、１つの中央システム２０に対して少なくとも１つの充電ステーション１０を備えていればよく、例えば、１つの中央システム２０に対して複数の充電ステーション１０を備えていてもよい。

【0011】

充電ステーション１０は、三相計測部１１、三相不平衡検出部１２、接続切り替え部１３、位置情報取得部１４および情報送信部１５を備えている。充電ステーション１０は、例えば電柱に設置され、電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの充電機器を充電するための充電インターフェースを備えている。送電システムが三相三線式の場合は、充電インターフェースは三相の中の２つの相に接続される。送電システムが三相四線式の場合は、充電インターフェースは三相の中の１相と中性線とに接続される。また、充電ステーション１０は、インテリジェント電子装置（ＩＥＤ：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）を備えたものであってもよく、充電ステーション１０に備えられたインテリジェント電子装置は、三相計測部１１、三相不平衡検出部１２、位置情報取得部１４および情報送信部１５を備えたものであってもよい。インテリジェント電子装置は、配電線の電圧または電流を計測する機能、配電線の三相不平衡を検出する機能、自らの位置を検出する機能、情報を送信する機能、プログラムに示された処理を実行する機能を備えたものがある。これらの機能を備えたインテリジェント電子装置によって三相計測部１１、三相不平衡検出部１２、位置情報取得部１４および情報送信部１５の機能を実現することにより、あらかじめ設置されているインテリジェント電子装置に接続切り替え部１３を追加することによって実施の形態１における充電ステーション１０を実現することができる。また、あらかじめ電柱に設置されているインテリジェント電子装置に接続切り替え部１３を追加することによって、実施の形態１における充電ステーション１０を電柱において実現することができる。中央システム２０は、情報受信部２１および情報展開部２２を備えている。

【0012】

次に、実施の形態１における充電ステーション１０の動作について説明する。図２は、実施の形態１における充電ステーション１０の動作を説明するためのフローチャートである。図２のフローチャートに示された処理は、例えば、充電ステーション１０の充電インターフェースに充電機器が接続されずに未使用となっているときに行ってもよく、充電ステーション１０が複数の充電インターフェースを備えており、少なくとも１つの充電インターフェースが充電機器に接続されずに未使用となっているときに行ってもよい。ステップＳ０１は三相計測ステップであり、ステップＳ０２およびステップＳ０３は三相不平衡検出ステップであり、ステップＳ０４は接続切り替えステップであり、ステップＳ０５は位置情報取得ステップであり、ステップＳ０６およびステップＳ０７は情報送信ステップである。

【0013】

ステップＳ０１では、三相計測部１１は、三相交流送電の配電線のそれぞれの電圧または電流を計測して三相不平衡検出部１２に出力し、ステップＳ０２に進む。三相計測部１１は、送電システムが三相三線式の場合は、例えば、それぞれの相の配電線の間の電圧、あるいは、それぞれの配電線を流れる電流を計測する。三相計測部１１は、送電システムが三相四線式の場合は、例えば、それぞれの相の配電線と中性線との間の電圧、あるいは、それぞれの配電線を流れる電流を計測する。

【0014】

ステップＳ０２では、三相不平衡検出部１２は、三相計測部１１の出力から三相不平衡が発生しているかどうかを確認し、三相不平衡が検出された場合はステップＳ０３に進み、三相不平衡が検出されなかった場合はステップＳ０７に進む。三相不平衡検出部１２は、三相計測部１１の出力である電圧または電流の値から、三相不平衡が発生しているか否かを検出する。三相不平衡検出部１２は、三相計測部１１の出力である電圧または電流の位相から、三相不平衡が発生しているか否かを検出してもよい。

【0015】

ステップＳ０３では、三相不平衡検出部１２は、三相計測部１１の出力である電圧または電流の値から、接続されている負荷が最も小さい相を接続対象相として検出し、三相不平衡が検出された旨の情報を情報送信部１５に出力し、接続対象相の情報を接続切り替え部１３に出力し、ステップＳ０４に進む。送電システムが三相三線式の場合は、接続対象相は三相の中の２つの相である。送電システムが三相四線式の場合は、接続対象相は三相の中の１つの相と中性線とである。

【0016】

ステップＳ０４では、接続切り替え部１３は、三相不平衡検出部１２の出力をもとに、充電機器が接続されておらず未使用となっている充電インターフェースを接続対象相に接続し、ステップＳ０５に進む。接続切り替え部１３は、充電機器が接続されずに未使用となっている充電インターフェースを検出し、未使用の充電インターフェースが検出されたときに、三相不平衡検出部１２の出力をもとに未使用の充電インターフェースを接続対象相に接続し、未使用の充電インターフェースが検出されなかったときに、充電ステーションの処理を終了してもよい。これによって、例えば、充電機器である電気自動車を充電するために電気自動車を充電インターフェースに接続すると、電気自動車は接続対象相に接続されることになる。

【0017】

ステップＳ０５では、位置情報取得部１４は、充電ステーション１０が設置されている位置である充電ステーション設置位置の情報を取得し、情報送信部１５に出力し、ステップＳ０６に進む。位置情報取得部１４は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）センサであり、充電ステーション１０が設置されている位置の緯度および経度の情報を取得する。

【0018】

ステップＳ０６では、情報送信部１５は、三相不平衡検出部１２において三相不平衡が検出されたときに、位置情報取得部１４から取得した充電ステーション設置位置の情報を中央システム２０の情報受信部２１に送信し、処理を終了する。ステップＳ０７では、情報送信部１５は、三相不平衡検出部１２において三相不平衡が検出されなかったときには、充電ステーション設置位置の情報をすでに中央システム２０の情報受信部２１に送信しているときには、充電ステーション設置位置の情報の中央システム２０の情報受信部２１への送信を停止し、情報を送信せずに処理を終了する。なお、情報送信部１５から中央システム２０の情報受信部２１への情報の送信は、例えば、配電系統通信回線を通して行われる。情報送信部１５から中央システム２０の情報受信部２１への情報の送信は、配電系統通信回線に限るものでなく、情報送信部１５から中央システム２０の情報受信部２１へ情報が送信できるものであればどのようなものでも構わない。

【0019】

次に、実施の形態１における中央システム２０の動作について説明する。図３は、実施の形態１における中央システム２０の動作を説明するためのフローチャートである。図３において、ステップＳ１１は情報受信ステップであり、ステップＳ１２は情報展開ステップである。

【0020】

ステップＳ１１では、情報受信部２１は、充電ステーション１０の情報送信部１５から送信された充電ステーション設置位置の情報を受信し、受信した充電ステーション設置位置の情報を情報展開部２２に出力し、ステップＳ１２に進む。実施の形態１による不平衡調整情報提供システム１００は、１つの中央システム２０に対して複数の充電ステーション１０を備えていてもよい。情報受信部２１は、異なる位置に設置された複数の充電ステーション１０の情報送信部１５からそれぞれの充電ステーション設置位置の情報を受信した場合は、受信したそれぞれの充電ステーション設置位置が指し示す位置は異なることになる。

【0021】

ステップＳ１２では、情報展開部２２は、情報受信部２１から取得した充電ステーション設置位置の情報を集約し、集約した充電ステーション設置位置の情報を需要家に知らせ、処理を終了する。情報展開部２２は、情報受信部２１から複数の異なる充電ステーション設置位置の情報を取得した場合は、取得したすべての充電ステーション設置位置の情報を需要家に知らせる。情報展開部２２は、取得した充電ステーション設置位置の情報をそのままの形で需要家に知らせてもよく、取得した充電ステーション設置位置を地図上に示して需要家に知らせてもよい。情報展開部２２が充電ステーション設置位置の情報を需要家に知らせる方法は、例えば、ソーシャル・ネットワーキング・サービス（Ｓｏｃｉａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ：ＳＮＳ）への情報の提示または送信でもよく、Ｗｅｂページへの情報の表示でもよく、電子メールによる情報の送信でもよく、充電ステーション設置位置の情報が需要家に伝わる方法であればどのようなものでも構わない。情報を取得した需要家は、充電ステーション設置位置に示された位置にある充電ステーションにおいて、充電機器である電気自動車を充電インターフェースに接続することにより、接続されている負荷が最も小さい相に新たに充電機器が接続されることになり、三相不平衡が緩和されることになる。このように、集約した充電ステーション設置位置の情報を需要家に知らせることにより、接続されている負荷が最も小さい相に新たな負荷の接続を需要家に促すことができる。需要家には、充電ステーション設置位置に示された位置にある充電ステーションにおいて充電機器である電気自動車を接続することにより対価を得られるようにすれば、接続されている負荷が最も小さい相に新たな負荷の接続をさらに促すことができる。

【0022】

不平衡調整情報提供システム１００においてあらかじめ定められた更新時間を設定し、不平衡調整情報提供システム１００のそれぞれの充電ステーション１０において、図２のステップＳ０１からステップＳ０７に示す処理を更新時間内に少なくとも１度実行し、中央システム２０において、更新時間の間に情報受信部２１で受信した情報を用いて情報展開部２２の処理を行ってもよい。このような処理を行うと、更新時間に１回は需要家に最新の情報を知らせることができる。また、このような処理を行うときは、ステップＳ０６において情報送信部１５が充電ステーション設置位置の情報を送信し、ステップＳ０７では何も処理をせずに処理を終了してもよい。

【0023】

以上のように、実施の形態１による不平衡調整情報提供システム１００は、充電ステーション１０と中央システム２０とを備える不平衡調整情報提供システム１００であって、充電ステーション１０は、三相交流送電の配電線のそれぞれの電圧または電流を計測して出力する三相計測部１１と、三相計測部１１の出力から三相不平衡を検出し、三相不平衡が検出されたときは接続されている負荷が最も小さい相を接続対象相として検出する三相不平衡検出部１２と、未使用の充電インターフェースを接続対象相に接続する接続切り替え部１３と、充電ステーション１０が設置されている位置である充電ステーション設置位置の情報を取得する位置情報取得部１４と、三相不平衡検出部１２において三相不平衡が検出されたときに充電ステーション設置位置の情報を中央システム２０に送信する情報送信部１５とを備え、中央システム２０は、情報送信部１５から送信された充電ステーション設置位置の情報を受信する情報受信部２１と、充電ステーション設置位置の情報を需要家に知らせる情報展開部２２とを備えたので、接続されている負荷が最も小さい相への新たな負荷の接続を需要家に促すことができる。

【0024】

図４は、実施の形態１における充電ステーションのハードウェアの一例を示す模式図である。三相不平衡検出部１２は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ、システムＬＳＩ等のプロセッサ２０１によって実現される。また、複数の処理回路が連携して上記機能を実行してもよい。さらに、専用のハードウェアによって上記機能を実現してもよい。専用のハードウェアによって上記機能を実現する場合は、専用のハードウェアは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、あるいは、これらを組み合わせたものである。上記機能は、専用ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、あるいは、専用ハードウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現してもよい。三相計測部１１は、例えば、計測器２０３である。接続切り替え部１３は、切り替え機２０４である。位置情報取得部１４は、センサ２０５である。情報送信部１５は、送信機２０６である。プロセッサ２０１、メモリ２０２、計測器２０３、切り替え機２０４、センサ２０５および送信機２０６は、互いにバス接続されている。

【0025】

図５は、実施の形態１における中央システム２０のハードウェアの一例を示す模式図である。情報展開部２２は、メモリ２０２ａに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ、システムＬＳＩ等のプロセッサ２０１ａによって実現される。また、複数の処理回路が連携して上記機能を実行してもよい。さらに、専用のハードウェアによって上記機能を実現してもよい。専用のハードウェアによって上記機能を実現する場合は、専用のハードウェアは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、あるいは、これらを組み合わせたものである。上記機能は、専用ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、あるいは、専用ハードウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現してもよい。情報受信部２１は、受信機２０７である。プロセッサ２０１ａ、メモリ２０２ａおよび受信機２０７は、互いにバス接続されている。

【0026】

本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

【符号の説明】

【0027】

１０ 充電ステーション、１１ 三相計測部、１２ 三相不平衡検出部、１３ 接続切り替え部、１４ 位置情報取得部、１５ 情報送信部、２０ 中央システム、２１ 情報受信部、２２ 情報展開部、１００ 不平衡調整情報提供システム、２０１、２０１ａ プロセッサ、２０２、２０２ａ メモリ、２０３ 計測器、２０４ 切り替え機、２０５ センサ、２０６ 送信機、２０７ 受信機。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】