JP2001103678A - 電力供給装置 - Google Patents

電力供給装置

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JP2001103678A
JP2001103678A JP28029699A JP28029699A JP2001103678A JP 2001103678 A JP2001103678 A JP 2001103678A JP 28029699 A JP28029699 A JP 28029699A JP 28029699 A JP28029699 A JP 28029699A JP 2001103678 A JP2001103678 A JP 2001103678A
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JP
Japan
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power
inverter
power supply
current sensor
secondary battery
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JP28029699A
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English (en)
Inventor
Kazushi Sezukuri
一志 勢造
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 深夜電力を利用して電気料金の大幅な削減を
実現するために、DC/ACインバータの稼働効率の向
上と装置の低価格化とを図り価格性能比の優れた電力供
給装置を提供する。 【解決手段】 本発明の電力供給装置は、商用電力11
を充電する2次電池15と、複数の負荷23−1〜N毎
に消費電流を測定する電流センサ31−nを有する電流
センサ部31と、上記複数の負荷毎に電力を供給する電
源として商用電力11と2次電池15に充電された電力
との切り替えを行うスイッチ21−nを有する切替部2
1と、上記複数の負荷毎に測定された消費電流に基づい
て、スイッチ21−nを制御する制御部19と、を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電力供給装置に関
し、特に、深夜電力の有効利用により電気料金の大幅な
削減を実現する電力供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電力の有効利用が望まれており、特に深
夜電力の有効利用に関する技術が注目されている。本発
明に関連する公知技術として登録実用新案第30451
89号公報には、割安な深夜電力を2次電池に蓄え、電
力需要の多い時間帯に2次電池からDC/ACインバー
タを介して負荷に供給する電力供給装置が開示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この電力供給装置にお
いて、DC/ACインバータ及び2次電池の容量は、使
用電力量のピーク値に合わせて設定される必要がある。
これは、使用電力量が増大して負荷への電力供給が商用
電力に頻繁に切り替えられる場合には、電気料金の削減
及び使用電力の平準化が実現されないことによる。ま
た、ピーク負荷に対応できるだけの電池の容量が無いと
使用電力が増大するにつれて放電電流が大きくなり、電
池寿命に悪影響を及ぼす。
【0004】ピーク電力に合わせてDC/ACインバー
タ及び電池の容量を設定した場合には、機器の大型化及
び高価格化が避けられず不経済となる。さらに、ピーク
負荷にDC/ACインバータ及び電池の容量を合わせた
場合、春又は秋等の気候的に過ごし易い時期、及び一日
の中でも朝晩等ピーク電力まで使用しない時には、DC
/ACインバータに関しては、その能力の数分の1まで
しか使用されず無駄である。また、電池に関しても放電
可能な容量まで使用不可能となり不経済である。
【0005】一方、特開昭60−118033号公報に
は、電力消費量が安定している機器のみにDC/ACイ
ンバータからの電力を供給するシステムが開示されてい
るが、実際に家庭内の冷蔵庫のような電力消費量が安定
している機器は少ないのが現状である。また、電力消費
量が安定している機器のみにDC/ACインバータの電
力を供絵するだけでは電気料金が削減された際の絶対金
額、及び電力平準化の寄与率が低くなる。
【0006】本発明の目的は、価格性能比の優れた電力
供給装置を提供することにあり、この場合には、DC/
ACインバータ及び電池の容量がピーク電力に依存しな
いことが望ましい。また、本発明の他の目的は、本電力
供給装置が設置されうる建造物に応じて対応可能なよう
に、幾つかの設置形態を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電力供給装置は、商用電力を充電する2次電
池と、複数の負荷毎に消費電流を測定する電流センサを
有する電流センサ部と、前記複数の負荷毎に電力を供給
する電源として前記商用電力と前記2次電池に充電され
た電力との切り替えを行うスイッチを有する切替部と、
前記複数の負荷毎に測定された消費電流に基づいて前記
スイッチを制御する制御部と、を備えることを特徴とす
る。この場合、前記制御部は、前記消費電流の合計値に
基づいて、前記2次電池に充電された電力を利用する負
荷の組み合わせを計算し、前記切替部に指示することが
望ましい。また、前記電流センサ部及び前記切替部の一
方又は両方は分電盤内部に設けられていることが好まし
い。これにより、分電のための配線を利用して、消費電
流の測定、又は電力の切り替えを行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面と
対応して以下に詳細を示す。図1は、本発明の電力供給
装置を示す簡単なブロック構成図である。電力供給装置
は、充電回路13と、2次電池15と、DC/ACイン
バータ17と、制御部19と、切替部21及び電流セン
サ部31とを備える。
【0009】本電力供給装置は、充電回路13を介して
割安な深夜電力を2次電池15に蓄え、深夜電力供給時
間帯以外の時間にDC/ACインバータ17を介して負
荷部23に深夜電力を供給するシステムである。ここ
で、DC/ACインバータ17の容量は、使用電力量に
おけるピーク容量ではなく、平均的な通常使用パターン
容量又は該パターン容量に比べて低い容量に設定されて
おり、2次電池15の容量もDC/ACインバータ17
の容量に合わせて最適容量として設定される。
【0010】電流センサ部31は、分電盤(図2参照)
に収容される複数の分岐ブレーカの各々、又は予め割り
当てられた分岐ブレーカのグループに対応する電流セン
サにより構成され、各分岐ブレーカ又は各分岐ブレーカ
グループにおける消費電流を常時測定する。後述する
が、分電盤にいて、複数の分岐ブレーカの各々には、負
荷部23を構成する各負荷が対応している。切替部21
は、負荷部23を構成している各負荷に対応するリレー
回路等のスイッチにより構成される。各スイッチは、制
御部19からの指示に基づいて該スイッチに対応する分
岐ブレーカに商用電力11を供給するか、又はDC/A
Cインバータ17を介して2次電池15に蓄えられた電
力を供給する。
【0011】制御部19は、電流センサ部31により測
定された各消費電流の合算電流値がDC/ACインバー
タ17の定格値を超えるか否かを判定する。合算電流値
が定格値を超えないと判断した場合には、DC/ACイ
ンバータ17からの電力が全ての分岐ブレーカに供給さ
れるように切替部21を制御し、合算電流値が定格値を
超えそうであると判断した場合には、該当する分岐ブレ
ーカに商用電力11が供給されるように切替部21を制
御する。
【0012】さらに、上記切り替え処理後、通電が新た
に開始された機器により、常時測定される消費電流の合
算電流値がDC/ACインバータ17の定格値を超えそ
うな場合、制御部19は、該当する分岐ブレーカの供給
電力源を2次電池15から商用電力11に切り替えるよ
うに切替部21に指示し、その後、新たな合算電流値が
DC/ACインバータ17の定格値内に収まる組み合わ
せを再度計算して切替部21に指示する。
【0013】図2は、本発明の電力供給装置が適用され
る分電盤の一般的な構成を示すブロック構成図である。
商用電力系統(図示せず)からの商用電力11は、漏電
ブレーカ27を介してN個の負荷23−1〜Nの各々に
対応する分岐ブレーカ29−1〜Nに供給される。本発
明の電力供給装置は、その一部(切替部21、電流セン
サ部31)が分電盤25の内部に設けられる場合と、全
部が分電盤25の外部に設けられる場合とがありうる。
【0014】図3は、本発明の実施の形態に係る電力供
給装置の詳細なブロック構成図である。本実施の形態で
は、切替部21及び電流センサ部31は分電盤25内に
設けられている。分電盤25にはN個の負荷23−1〜
Nの各々に対応する分岐ブレーカ29−1〜Nが設けら
れている。各分岐ブレーカ29−nには、該ブレーカ2
9−nと該ブレーカに対応する負荷23−nとの間に設
けられた電流センサ31−nと、該ブレーカ29−nと
漏電ブレーカ27との間に設けられたスイッチ21−n
とが対応している。なお、漏電ブレーカ27には、商用
電力11側に接続されるものと、2次電池15に蓄えら
れた深夜電力を出力するDC/ACインバータ17側に
接続されるものとがあり、スイッチ21−nによりいず
れか一方の電力が分岐ブレーカ29−nに供給される。
【0015】充電回路13は、深夜電力時間帯に作動す
るものであり、計時機能を有する制御部19の指示に基
づいて商用電力11を深夜電力として2次電池15に蓄
える。DC/ACインバータ17は、深夜電力時間帯以
外の時間に作動するものであり、制御部19の指示に基
づいて2次電池15に蓄えられた電力を交流電力に変換
して負荷23−nに供給する。DC/ACインバータ1
7は常に若干のマージンを持って通常運転しておき、負
荷電流の急激な増大がある場合、マージンを使用してい
る間に切替部21を操作することでDC/ACインバー
タ17の運転停止等が防止される。
【0016】電流センサ部31は、分岐ブレーカ29−
1〜N(負荷23−1〜N)の各々に対応する電流セン
サ31−1〜Nにより構成され、各負荷23−nの稼動
状態として消費電流を測定する。なお、負荷23−1〜
Nに対して予め割り当てられたグループに対応するだけ
の電流センサにより電流センサ部31を構成し、各負荷
グループ毎に消費電流を測定するようにしても良い。
【0017】制御部19は、電流センサ部31にて測定
されたDC/ACインバータ17から供給される消費電
流の合算電流値がDC/ACインバータ17の定格内で
あり、且つ最大の合算電流値となるような分岐ブレーカ
(負荷)の組み合わせ、又は分岐ブレーカ(負荷)のグ
ループの組合せを計算して、切替部21において該当す
るスイッチを商用電力11側と2次電池15側とで切り
替えるように指示する。
【0018】切替部21は、分岐ブレーカ29−1〜N
(負荷23−1〜N)の各々に対応するスイッチ21−
1〜Nにより構成される。各スイッチは、深夜電力時間
帯では全て商用電力11側に切り替えられており、他の
時間帯では制御部19により指定されたスイッチを、商
用電力11側から2次電池15側に切り替える。上記処
理後、制御部19は、合算電流値がDC/ACインバー
タ17の定格を超えると判断した場合、DC/ACイン
バータ17の定格内であり、且つ合算電流値が最大とな
る分岐ブレーカ(負荷)の組み合わせ、又は分岐ブレー
カ(負荷)のグループの組み合わせを自動的に計算して
切替部21を制御する。
【0019】本電力供給装置の運用に関して、商用電力
11とDC/ACインバータ17の深夜電力との切り替
え時に負荷の機器に異常が発生しないように、DC/A
Cインバータ17からの深夜電力と商用電力11との交
流波形の位相を合わせておくことが望ましい。また、商
用電力11の交流波形を監視し、停電が発生した際には
自動的に停電表示を行い、予め制御部19が記憶してい
る情報に基づいて、DC/ACインバータ17の定格内
の電力を特定の分岐ブレーカのみに供給できるような機
能を設けることも可能である。これにより、停電時の序
電時の非常電源としても活用可能である。
【0020】なお、本実施の形態では電流センサ部31
及び切替部21を分電盤25内部に設けているが、これ
らをDC/ACインバータ17又は制御部19内部に設
けても良い。DC/ACインバータ17内に電流センサ
部31及び切替部21を設ける場合、DC/ACインバ
ータ17内部では、2次電池15からの直流電力が交流
電力に変換され、各負荷又は各負荷グループに対応して
電力が分岐される。分岐された電力は各電流センサ31
−nにて消費電流が測定され、商用電力11と共にスイ
ッチ21−nに接続され、漏電ブレーカ27を介して各
分岐ブレーカ29−nに接続される。
【0021】また、制御部19内部に電流センサ部31
及び切替部21を設ける場合、DC/ACインバータ1
7で2次電池15からの直流電力が交流電力に変換さ
れ、各負荷又は各負荷グループに対応して電力が分岐さ
れる。制御部19内部では、分岐された電力は各電流セ
ンサ31−nにて消費電流が測定され、商用電力11と
共にスイッチ21−nに接続され、漏電ブレーカ27を
介して各分岐ブレーカ29−nに接続される。
【0022】上述の実施の形態と異なり、これらの場合
にはDC/ACインバータ17又は制御部19内部にお
いて各分岐ブレーカ(各負荷)、各分岐ブレーカ(各負
荷)グループの消費電流が測定され、制御部19からの
指示に基づいて該当するスイッチの切り替え処理が行わ
れる。いずれにしても、電流センサ部31において、各
電流センサが対応する負荷の稼動状況を示すパラメータ
値を測定できれば良く、電流センサは、消費電力量を測
定するための電力計であっても良い。切替部21は、制
御部19からの指示に基づいて商用電力11と2次電池
15に充電された電力とを選択的に切り替えることがで
きれば本発明を限定しない。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、DC/ACインバータ
の定格内での2次電池15の電力を最大限負荷に供給で
き、DC/ACインバータの稼働効率を高めることがで
きる。また、DC/ACインバータ及び電池の容量をピ
ーク電力に依存しないようにすることで、装置の小型化
及び低価格化を図ることができる。DC/ACインバー
タの稼働効率の向上と装置の低価格化とにより、価格性
能比が優れた電力供給装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電力供給装置を示す簡単なブロック構
成図である。
【図2】本発明の電力供給装置が適用される分電盤の一
般的な構成を示すブロック構成図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る電力供給装置の詳細
なブロック構成図である。
【符号の簡単な説明】
11 商用電力 13 充電回路 15 2次電池 17 DC/ACインバータ 19 制御部 21 切替部 21−1〜N スイッチ 23 負荷部 23−1〜N 負荷 25 分電盤 27 漏電ブレーカ 29−1〜N 分岐ブレーカ 31 電流センサ部 31−1〜N 電流センサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用電力を充電する2次電池と、複数の
    負荷毎に消費電流を測定する電流センサを有する電流セ
    ンサ部と、前記複数の負荷毎に電力を供給する電源とし
    て前記商用電力と前記2次電池に充電された電力との切
    り替えを行うスイッチを有する切替部と、前記複数の負
    荷毎に測定された消費電流に基づいて前記スイッチを制
    御する制御部と、を備えることを特徴とする電力供給装
    置。
  2. 【請求項2】 前記電流センサ部と前記切替部の一方又
    は両方は分電盤内部に設けられる、ことを特徴とする請
    求項1記載の電力供給装置。
JP28029699A 1999-09-30 1999-09-30 電力供給装置 Withdrawn JP2001103678A (ja)

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