JP2003244848A - 電源切替機器及び分散電源用発電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低燃費・高効率の分散電源用発電機の運転を
実現させる電源切替器と、該電源切替器を備える分散電
源用発電システムを提供する。 【解決手段】 分散電源用発電機電源と商用電源のいず
れかを電力供給源として択一的に選択し、電力負荷２４
・２４・・・に対し電力供給を行う電源切替器６であっ
て、該電源切替器６は、複数の電力負荷２４・２４・・
・に別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニット８ａ
・８ｂ・・・を備えるものとし、各電源切替ユニット８
ａ・８ｂ・・・は互いに通信可能に構成されるととも
に、前記分散電源用発電機電源に備える分散電源用発電
機３を制御するシステムコントローラ５と通信可能に構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散電源用発電機
と、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源
切替ユニットを備える電源切替器と、から構成される分
散電源用発電システムに関し、電源切替ユニットの機
能、同ユニットによる電力管理、及び同ユニットと分散
電源用発電機との連携による電力管理において特徴を有
する分散電源用発電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、分散電源用発電機を備えた分散電
源用発電システムに備えられる電源切替器や、該電源切
替器により、分散電源用発電機電源と商用電源のいずれ
かを電力供給源として択一的に選択し、電力負荷への電
力供給を行う分散電源用発電システムが公知となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記分散電源用発電機
の発電電力を最大限活用するとともに、原動機について
の燃料消費率を極力抑えて低燃費運転をするには、最も
発電効率のよい状態、即ち、分散電源用発電機の出力が
定格となるように運転し、かつ、電源切替器に分散電源
用発電機電源を選択させて、発電機出力を最大限活用す
る制御を行うことが有効である。ここで、このような制
御を行うためには、分散電源用発電機（原動機を含む）
の出力制御を行うシステムコントローラと、電源切替器
の切替を行う切替用コントローラとが、連携を取り合う
必要がある。この電源切替器においては、前記切替用コ
ントローラを備えた電源切替ユニットを複数備える構成
とし、各電源切替ユニットから、各電力負荷へ個別に電
力供給を行い、電力負荷毎に電力管理をすることが、分
散電源用発電システム全体としての電力管理上望ましい
といえる。この構成とする場合は、各電源切替ユニット
（切替用コントローラ）と、システムコントローラと
が、連携を取り合う必要があり、また、電源切替ユニッ
ト毎に電力供給源の切替や、各種パラメータ設定ができ
るようにする必要がある。

【０００４】そして、以上の連携においては、いうまで
も無く両者間の配線が必要となるが、複数の電源切替ユ
ニットを備える構成とする場合は、配線が複雑となるこ
とを加味する必要がある。さらに、電源切替ユニットの
増設を考慮に入れて、将来の電力負荷の数の増加にフレ
キシブルに対応できるようにしておくことが望ましい。

【０００５】さらに、上記の連携においては、システム
コントローラと電源切替ユニットとの通信が要求される
のは勿論のこと、各電源切替ユニット同士がそれぞれに
通信しあって最適な選択状況（電力供給源の選択）を形
成することが要求される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上のごとくであり、次に該課題を解決するた
めの手段を説明する。即ち、請求項１においては、分散
電源用発電機電源と商用電源のいずれかを電力供給源と
して択一的に選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電
源切替器であって、該電源切替器は、複数の電力負荷に
別個に電力供給を行う複数の電源切替ユニットを備える
ものとし、各電源切替ユニットは互いに通信可能に構成
されるとともに、前記分散電源用発電機電源に備える分
散電源用発電機を制御するシステムコントローラと通信
可能に構成されることである。

【０００７】請求項２においては、前記複数の電源切替
ユニットは、分散電源用発電機電源を電力供給源として
電力負荷に供給する供給電力値と、商用電源を電力供給
源として電力負荷に供給する供給電力値の算出を可能と
し、他の電源切替ユニットの指示、又は、自己の判断に
基づいて、電力供給源の選択の切替操作を行うことであ
る。

【０００８】請求項３においては、前記複数の電源切替
ユニットの内の任意の１台は親機側装置とし、自己の電
力供給源の選択状況と電力負荷への供給電力値と、他の
電源切替ユニットの電力供給源の選択状況と電力負荷へ
の供給電力値とを認識し、分散電源用発電機電源を選択
する電源切替ユニットによる供給電力値の合計値が、分
散電源用発電機電源の定格出力と略一致するように、自
己又は他の電源切替ユニットの電力供給源の選択状況の
維持又は変更を制御することである。

【０００９】請求項４においては、前記電源切替器にお
いて、前記分散電源用発電機の定格出力、分散電源用発
電機の上限出力、前記各電源切替ユニットの電力供給源
の選択切替タイミング等の制御パラメータを任意に設定
可能に構成し、該制御パラメータの設定に基づき、前記
各電源切替ユニットが、分散電源用発電機の出力、各電
源切替ユニットの電力供給源の選択の切替を制御するこ
とである。

【００１０】請求項５においては、前記分散電源用発電
機電源に、前記電源切替器を備えて構成する分散電源用
発電システムとすることである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下で、本発明の一実施例として
の電源切替器６及び分散電源用発電システム１について
説明する。なお、本発明の適用は、分散電源用発電機
と、電力負荷毎に設けた電源切替ユニットとを備え、各
電力負荷への電力供給源を、各電力負荷の変動に応じ
て、分散電源用発電機電源と商用電源とのいずれか一方
に切替える制御を行う分散電源用発電システムであれば
可能であり、本実施例の電源切替器６及び分散電源用発
電システム１に限定されるものではない。例えば、分散
電源用発電機の駆動源を熱源として利用したコージェネ
レーションシステムに適用してもよい。

【００１２】これより、本発明の一実施例を、図１を用
いて説明する。図１は電源切替器６を備える分散電源用
発電システム１の概略構成図である。分散電源用発電シ
ステム１は、商用電源４０に対する分散型電源である発
電部２と、電源切替器６とからなる。発電部２には、分
散型電源である分散電源用発電機３が備えられており、
分散電源用発電機３は原動機４により駆動される。原動
機４にはスタータ１１が備えられており、該スタータ１
１への電力供給は、商用電源４０からトランス１２を介
して行われている。なお、スタータ１１はバッテリーか
ら電力供給する構成としてもよい。また、発電部２に備
えた付属の電力消費機器として、原動機４やラジエータ
７を配置した室内を冷却する換気用ファン１５や、ラジ
エータ７を冷却する冷却ファン７ａ、原動機４よりラジ
エータ７に向けて冷却水を送出する冷却ポンプ１６等が
ある。ここで、原動機４は内燃機関であり、機械室（図
示せず）に配置される。原動機４の燃料としては、軽
油、灯油、重油等の液体、あるいは天然ガス、都市ガ
ス、下水消化ガス等の気体があり図示せぬ外部の燃料タ
ンク、あるいはインフラから燃料供給配管４９を通して
原動機４に燃料が供給されるものである。また燃料供給
配管４９には燃料流量計５０が配設され、原動機４の燃
料消費量に関するデータを検知し、システムコントロー
ラ５に該データが送信される。このデータは燃料の単価
と合わせて用いることで、発電電力の各時間帯における
単価、あるいは所定期間の平均単価を計算することが可
能である。なお、本実施例では燃料消費量を検知する方
法として流量を検知する方法を用いたが、他にもタンク
等に燃料を補充する場合にタンク重量の変化を検知する
方法等が考えられ、限定されるものではない。

【００１３】分散電源用発電システム１には、発電部２
の制御をつかさどるシステムコントローラ５が設けられ
ており、該システムコントローラ５は、発電部２に設け
た各装置を統括制御する。つまり、システムコントロー
ラ５は、前記電力消費機器や、原動機４、分散電源用発
電機３の運転制御を行うものである。加えて、分散電源
用発電機３出力部に備えた検出器（図示せず）による発
電電流値および発電電圧値の検出により、分散電源用発
電機３の発電電力値Ａ〔Ｗ〕の算出も行う。また、シス
テムコントローラ５には操作表示器２８が接続されてお
り、ユーザーが操作表示器２８を用いて、システムコン
トローラ５に制御パラメータを送信して分散電源用発電
システム１の運転制御における各種設定（詳しくは後述
する）を可能とするとともに、分散電源用発電システム
１が算出・保持（記憶）している情報を、操作表示器２
８に送信可能としている。

【００１４】電源切替器６には、複数の電力負荷２４に
個別に対応すべく、複数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ
・・・が設けられている。勿論、一台の電力負荷２４に
対し、一台の電源切替ユニット８を備える構成であって
もよい。即ち、電源切替器６は、一台又は複数台の電源
切替ユニット８ａ・８ｂ・・・を備えたものとなってい
る。各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・には、スイッ
チ機構１０、該スイッチ機構１０の切替制御を行う切替
用コントローラ９とが設けられている。該切替用コント
ローラ９には、演算処理・各種データの記録・他の切替
用コントローラ９との連携制御が行えるようになってい
る。この切替用コントローラ９によるスイッチ機構１０
の切替制御により、電力負荷２４への電力供給源を、分
散電源用発電機３による分散電源用発電機電源（以下、
「発電機電源」とする）または商用電源４０のいずれか
一つより選択されるようになっている。つまり、一つの
電力負荷２４に対して、発電機電源および商用電源４０
の両方から、同時に電力が供給されることはなく、いず
れか一方の電力が択一的に選択され、一方の電力のみが
供給されるようになっている。

【００１５】また、各切替用コントローラ９ａ・９ｂ・
・・は、次の二つのデータを検出・算出可能としてい
る。まず一つは、スイッチ機構１０の切替により、電力
負荷２４への電力供給源として選択した電力供給源が、
発電機電源および商用電源のいずれの電力供給を選択し
ているかを検出可能とするものである。この検出は、具
体的には、スイッチ機構１０の切替状態を検出すること
で可能となっている。他の一つは、前記スイッチ機構１
０の出力側（電力負荷２４側）に設けた検出器（図示せ
ず）の電流値および電圧値の検出により行なわれる電力
負荷２４への供給電力値の算出である。そして、こうし
て検出・算出されたデータは、各切替用コントローラ９
ａ・９ｂ・・・に設けたデータの記憶手段としてメモリ
に記憶可能となっている。

【００１６】さらに、各切替用コントローラ９ａ・９ｂ
・・・のメモリには、スイッチ機構１０が切替わったタ
イミング、即ち、発電機電源／商用電源の選択が切替わ
った日付・時間が履歴として記憶されるようになってい
る。以上のようにして、切替用コントローラ９ａ・９ｂ
・・・は、前記電力負荷２４への供給電力に、この履歴
からの発電機電源／商用電源の選択の累積時間を掛け合
わせることで、両電源ごとの個別の供給電力値を算出可
能としている。即ち、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・
・・（に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・）
に、発電機電源からの供給電力値の算出、商用電源から
の供給電力値の算出、電力供給源の切替タイミングの履
歴の記憶が行える機能を持たせている。

【００１７】また、前記各電源切替ユニット８ａ・８ｂ
・・・は互いに通信可能に構成されるとともに、前記シ
ステムコントローラ５と通信可能に構成され、前記シス
テムコントローラ５及び複数ある電源切替ユニット８ａ
・８ｂ・・・同士で、連携して電源切替の制御を行うよ
うになっている。以下、この連携について説明する。各
電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・に備える切替用コン
トローラ９ａ・９ｂ・・・は、前記システムコントロー
ラ５、及び他の切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・
と、通信可能に構成されており、複数ある切替用コント
ローラ９ａ・９ｂ・・・の内の任意の一台が、親機側装
置（以下「親機」とする）として、自己又は他の切替用
コントローラ９ａ・９ｂ・・・で検出・算出される上記
二つのデータ、即ち、電力供給源の選択の状態と供給電
力値を集積し、これらのデータを一括して演算処理する
ようになっている。また、この親機側装置としての機能
は、全ての切替用コントローラ９ａ・９ｂ・・・に備え
られており、所定時間ごとに親機としての役割をフロー
ティングすることも可能な構成となっている。この構成
は、メンテナンスの必要が生じた場合において、親機を
振り替えることにより、発電システムを起動させたまま
での作業を可能とすることや、電源切替ユニットの増設
・交換へ容易に対応できるという点で、有効である。
尚、通信可能とする構成は、特に限定されるものでない
が、有線通信の回線方式においては、例えば、マルチド
ロップ方式を採用すれば、システムコントローラ５と複
数の電源切替ユニット８ａ・８ｂ・・・との配線１８が
シンプルとなるとともに、接続が容易であることから、
将来の電力負荷の数の増加にともなう電源切替ユニット
８（電源切替器６）の増設にフレキシブルに対応するこ
とができるようになる。また、無線通信可能な構成とす
れば、配線・接続の手間の省略や、増設への対応の容易
化等が実現される。

【００１８】また、親機側装置として機能する電源切替
ユニット８ａは、他の電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・・
・に電力供給源の選択の切替の指示を行い、この指示に
応じて各電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・・・が選択の切
替えを実行するようになっている。さらに、親機側装置
からの指示が無くても、自己の判断により、電力供給源
の選択の切替えを行うようにしている。このように、電
力供給源の切替えは、親機側装置としての電源切替ユニ
ット８ａの一括の演算処理に基づく選択切替え指示によ
るものと、自己の判断による切替えの二つの場合があ
る。この切替えにより、図２に示すごとく、複数の電源
切替ユニット８ａ・８ｂ・・８ｃ・８ｄ・８ｅは、発電
機電源を電力供給源として選択する電源切替ユニット８
ｂ・８ｄ・８ｅと、商用電源を電力供給源として選択す
る電源切替ユニット８ａ・８ｃとに振り分けられる形で
機能することになる。尚、親機による切替指示及び自己
の判断による切替えの制御フローについては、後述する
ものとする。

【００１９】〔１：電源切替機器の制御〕次に、以上の
構成の分散電源用発電システム１における電源切替器６
（電源切替ユニット）により行なわれる制御について説
明する。この電源切替器６（本発明では、複数の電源切
替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅで構成するの
で、以下の説明においては、説明の便宜上、電源切替ユ
ニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅとする）により行
なわれる制御は、図２に示すごとく、各電源切替ユニッ
ト８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの発電機／商用の電力
供給源の選択状態を切替える制御である。図２に示す２
００は、切替制御の実行前の電源切替ユニット８ａ・８
ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの電力供給源の選択状況を示すも
のであり、２０１は、切替制御実行後の選択状況を示す
ものである。以下、制御について分説する。

【００２０】〔１−１：複数電源切替ユニットの連携に
よる切替制御〕該制御は、前記複数の電源切替ユニット
の内の任意の１台は親機側装置とし、自己の電力供給源
の選択状況と電力負荷２４への供給電力値と、他の電源
切替ユニットの電力供給源の選択状況と電力負荷２４へ
の供給電力値とを認識し、分散電源用発電機電源を選択
する電源切替ユニットによる供給電力値の合計値が、分
散電源用発電機電源の定格出力と略一致するように、自
己又は他の電源切替ユニットの電力供給源の選択状況の
維持又は変更をするものである。図３は、本制御をフロ
ーチャート３００で示したものである。以下、該フロー
チャート３００を参照しながら説明する。

【００２１】システムコントローラ５は、分散電源用発
電機３出力部に備える検出器（図示せず）による電流値
および電圧値の検出により、発電電力値Ａ〔Ｗ〕を算出
する（３０１）。このシステムコントローラ５による発
電電力値Ａ〔Ｗ〕の算出結果は、システムコントローラ
５と親機の電源切替ユニット（以下、「親機８ａ」（図
２）とする）とのデータの通信により、親機８ａが発電
電力値Ａ〔Ｗ〕および、供給可能最大電力値Ａｍａｘ
〔Ｗ〕を認識する（３０２）。この供給可能最大電力値
Ａｍａｘ〔Ｗ〕とは、後述するパラメータ設定におい
て、ユーザーが任意に設定可能とする発電電力値Ａ
〔Ｗ〕の上限（図７における上限出力７２）である。そ
して、親機８ａは、発電電力値Ａ〔Ｗ〕と供給可能最大
電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕の大小比較をおこなう。ここで、
発電電力値Ａ〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａｍａｘ
〔Ｗ〕以下で略同一である場合は該制御は終了する。一
方、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が、分散電源用発電機３の供給
可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と略同一でない場合は、
親機８ａまたは、各電源切替ユニット８ｂ・８ｃ・８ｄ
・８ｅが、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が供給可能最大電力値Ａ
ｍａｘ〔Ｗ〕と略同一となる様に、発電機／商用電源の
選択を行う。ここにいう略同一の範囲であるが、供給可
能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕の９５％程度とするのが分
散電源用発電システム１の効率的運転の観点から望まし
い。尚、この略同一を決定する数値は、常数として与え
る方式、または、システムコントローラ５、電源切替器
６にインプットする方式のいずれでもよい。

【００２２】各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８
ｄ・８ｅは、それぞれの電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４
ｃ・２４ｄ・２４ｅより要求される負荷電力値ａ・ｂ・
ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２）を算出する（３０３）。ま
た、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ
は、それぞれの発電機／商用の電力供給源の選択状況を
算出する（３０４）。親機８ａは、他の電源切替ユニッ
ト８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ（以下、「子機８ｂ・８ｃ・
８ｄ・８ｅ」（図２）とする）との通信により、各負荷
電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２）を認識する
（３０５）。また、親機８ａは、子機８ｂ・８ｃ・８ｄ
・８ｅの発電機／商用の電力供給源の選択状況を認識す
る（３０６）。ここで、発電電力値Ａ〔Ｗ〕が供給可能
最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕より小さく、かつ、各電源切
替ユニットすべてが発電機を電力供給源として選択して
いる場合は、該制御は終了する。次に、後述する自己判
断の制御ステップを経る（４００）。この制御は組み込
む／組み込まないのいずれでもよい。尚、該制御ステッ
プについては、後に詳述する。次に、親機８ａは、自
己、および子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの中で、発電機
を電力供給源として選択したものの負荷電力値ａ・ｂ・
ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２の実行前に示す状態では、子機
８ｂ・８ｄ・８ｅ）の合計値Ｔ１〔Ｗ〕を算出する（図
２の実行前に示す状態では、負荷電力値ｂ・ｄ・ｅ
〔Ｗ〕の合計値）（３０７）。そして、親機８ａは、前
記供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と合計値Ｔ１
〔Ｗ〕の大小の比較をする（３０８）。

【００２３】ここで、合計値Ｔ１〔Ｗ〕が供給可能最大
電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕以下で略同一である場合は該制御
は終了する。この場合では、発電機の供給可能最大電力
値Ａｍａｘ〔Ｗ〕が、電力負荷２４ｂ・２４ｄ・２４ｅ
に対して供給している負荷電力値ｂ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕の合
計値Ｔ１〔Ｗ〕と略同一となっているので、発電機の定
格出力のほとんどを電力負荷２４ｂ・２４ｄ・２４ｅで
消費させることが可能となり、さらに、原動機４の運転
は、出力当たりの燃料消費量が最も少ない状態で運転さ
れるので、経済的運転が実現されることになる。尚、こ
こにいう略同一の範囲であるが、供給可能最大電力値Ａ
ｍａｘ〔Ｗ〕の９５％程度とするのが分散電源用発電シ
ステム１の効率的運転の観点から望ましい。

【００２４】一方、合計値Ｔ１〔Ｗ〕が供給可能最大電
力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕よりも小さい場合、又は大きい場合
は、両者を略同一とさせるためのステップに進む。親機
８ａは、ステップ３０５で算出した負荷電力値ａ・ｂ・
ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕（図２）の中から、合計値Ｔ２〔Ｗ〕
が供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕と略同一となる組
み合わせを抽出・決定する（３０９）。そして、親機８
ａは、この結果より、該当組み合わせに対応する親機８
ａ又は子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが、商用電源を電力
供給源として選択している場合には、商用電源から発電
機電源に選択を切替える、一方、発電機電源を電力供給
源として選択している場合は、該選択を維持する、とい
ったように、自己又は子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの電
力供給源の選択切替／維持の命令をする（３１０）。親
機８ａ、及び子機８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅは、該命令に
従い、電力供給源の選択切替／維持を実行し（３１
１）、図２に示すごとく、該制御の実行前の状態２００
から、実行後２０１の状態に切替えられるのである。こ
の結果、供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕が合計値Ｔ
２〔Ｗ〕と略同一となり（３１２）、分散電源用発電機
３を定格出力近傍にて、運転することができる。即ち、
発電機の供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕が、電力負
荷２４ａ・２４ｃ・２４ｅ（図２に示す２０１）に対し
て供給している負荷電力値の合計値Ｔ２〔Ｗ〕と略同一
となっているので、発電機の定格出力のほとんどを電力
負荷２４ａ・２４ｃ・２４ｅで消費させることになり、
さらに、原動機４の運転は、出力当たりの燃料消費量が
最も少ない状態で運転されるので、低燃費運転が実現さ
れる。この切替制御は時間設定により、所定時間経過
後、繰り返し実行される。時間設定は常数として与える
方式、または、システムコントローラ５、電源切替器６
にインプットする方式のいずれでもよい。また、システ
ムコントローラ５の算出による発電電力値Ａ〔Ｗ〕が、
供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕を越えた場合も、制
御が実行される（３１３・３１４）。

【００２５】〔１−２：電源切替ユニットの自己判断に
よる切替制御〕該制御は、前記各電源切替ユニット８ａ
・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが、自己の電力供給源の選択
状況と電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４
ｅへ供給する負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕を算
出し、算出した負荷電力値ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ〔Ｗ〕
と、分散電源用発電機３の発電余力値Ａ１〔Ｗ〕を比較
し、各電源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ
における選択の状態の維持／切替の判定を行い、維持／
切替実施を行うものである。該制御は、図３で示すフロ
ーチャート３００において、サブルーティン４００とし
て組み込みまれる、または、単独で実行される制御ブロ
ックであり、分散電源用発電機３からの発電機出力を最
大限に活用し、過負荷運転の防止を図るものである。図
４は、本制御をフローチャート４００で示したものであ
る。以下、該フローチャート４００を参照しながら説明
する。

【００２６】システムコントローラ５は、分散電源用発
電機３出力部に備える検出器（図示せず）による電流値
および電圧値の検出により、発電電力値Ａ〔Ｗ〕を算出
する（４０１）。このシステムコントローラ５による発
電電力値Ａ〔Ｗ〕の算出結果は、システムコントローラ
５と電源切替ユニット８ａとのデータの通信により、電
源切替ユニット８ａが発電電力値Ａ〔Ｗ〕および、供給
可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕を認識する（４０２）。
次に、電源切替ユニット８ａは、供給する負荷電力値ａ
［Ｗ］を算出する。また、電源切替ユニット８ａは、発
電機／商用の電力供給源の選択状態を算出する（４０
３）。尚、以上三つのステップ４０１・４０２・４０３
は、図３におけるフローチャート３００におけるステッ
プ３０１・３０２・３０３・３０４と同一の働きをする
ので、フローチャート３００にサブルーティンとして組
み込まれる場合は、該ステップ４０１・４０２・４０３
は省略される。

【００２７】次に、電源切替ユニット８ａは、発電電力
値Ａ［Ｗ］と供給可能最大電力値Ａｍａｘ〔Ｗ〕によ
り、発電余力値Ａ１［Ｗ］を算出する（４０４）。ここ
で、発電余力値Ａ１［Ｗ］がゼロ以下となった場合は、
分散電源用発電機３が過負荷となっているので、発電機
電源を選択している電源切替ユニット８は、商用電源選
択に切替られる（４０５）。このようにして、分散電源
用発電機３における、過負荷運転を防止できる。尚、本
実施例（図２の実行前状態）では、該電源切替ユニット
８ａは、商用電源を選択しているので、選択が維持され
る（４０６）。

【００２８】発電余力値Ａ１［Ｗ］がゼロを越える場合
は、電源切替ユニット８ａにおいて、負荷電力値ａ
［Ｗ］と発電余力値Ａ１［Ｗ］との比較を行う（４０
７）。ここで、負荷電力値ａ［Ｗ］が発電余力値Ａ１
［Ｗ］を越える場合は、発電機／商用電源の選択を維持
して該制御は終了する。一方、負荷電力値ａ［Ｗ］が発
電余力値Ａ１［Ｗ］より小さい場合は、電力供給源の選
択状況の判断ステップに進む。即ち、該電源切替ユニッ
ト８ａが、発電機電源または商用電源のいずれの電力供
給源を選択しているかを判定する（４０８）。

【００２９】そして、電源供給ユニット８ａが、発電機
電源を選択している場合には、この状態を維持して該制
御は終了する。一方、電源供給ユニット８ａが、商用電
源を選択している場合には、この商用電源の選択の状態
から発電機電源の選択の状態への切替を実行する（４０
９）。この制御は、各電源ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・
８ｄ・８ｅ毎に順次実行を繰り返す。各負荷電力値ａ・
ｂ・ｃ・ｄ・ｅ［Ｗ］について発電余力値Ａ１［Ｗ］と
の比較を行い、電力供給源の選択維持／切替を実行する
ことにより、図２に示すごとく、該制御の実行前の状態
２００から、実行後２０１の状態に切り替えられるので
ある。この結果、分散電源用発電機３の定格出力を最大
限に活用し、分散電源用発電機３の過負荷運転を防止す
ることができる。

【００３０】〔２：電力管理機能〕次に、以上の構成の
分散電源用発電システム１の電力管理機能について説明
する。該電力管理機能は、電源切替ユニット８ａ・８ｂ
・８ｃ・８ｄ・８ｅにおける電力供給源の選択の履歴に
基づき、システムコントローラ５または電源切替ユニッ
ト８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ自身（電源切替器６）
が、電力負荷２４（図１）に対する発電機電源／商用電
源からの供給電力量〔Ｗｈ〕を自己または他の機器に算
出・表示可能にする機能と、ユーザーが発電機電源の定
格出力、発電機電源の上限出力、前記各電源切替ユニッ
ト８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅの電力供給源の選択切
替タイミング等の制御パラメータを設定可能とし、該制
御パラメータの設定に基づき、電源切替ユニット８ａ・
８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅが発電機電源、各電源切替ユニ
ットの電力供給源の選択の切替を制御する機能である。

【００３１】〔２−１：供給電力量における発電電力量
の内訳の算出・表示〕図５は、各電源切替ユニットへの
供給電力量〔Ｗｈ〕における発電電力量〔Ｗｈ〕の内訳
を算出するためのステップを、フローチャート５００に
示したものである。まず、各電源切替ユニット８ａ・８
ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおいて、内部に備える切替用コ
ントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅ（図１、一部
不図示）が、所定時間Ｔの負荷２４ａ・２４ｂ・・・に
対する供給電力量Ｃａ・Ｃｂ・Ｃｃ・Ｃｄ・Ｃｅを、電
流値の履歴より算出する（５０１）。また、各電源切替
ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおいて、内部
に備える切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・
９ｅが、所定時間Ｔの内、電力供給源として発電機電源
を選択した積算時間Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ・Ｔｅを算
出する（５０２）。そして、各電源切替ユニット８ａ・
８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅにおいて、内部に備える切替用
コントローラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅが、前記供
給電力量Ｃａ・Ｃｂ・Ｃｃ・Ｃｄ・Ｃｅの値に、それぞ
れ、積算時間Ｔａ・Ｔｂ・Ｔｃ・Ｔｄ・Ｔｅを掛け、そ
の積を、所定時間Ｔで除することにより、発電供給電力
量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅが算出される（５０
３）。このように、切替用コントローラ９ａ・９ｂ・９
ｃ・９ｄ・９ｅによって算出された発電供給電力量Ｇａ
・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅのデータは、システムコント
ローラ５に送信され、該システムコントローラ５は、前
記操作表示器２８の画像表示装置３２に、発電供給電力
量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅを、電力負荷２４ａ・
２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に表示させる（５０
４）。尚、この表示を行なうための構成であるが、図１
に示す装置構成の他、電源切替器６と操作表示器２８を
直接通信可能とする構成や、電源切替器６自身に操作表
示機を備える構成とするとともに、各電源切替ユニット
８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅに備える切替用コントロ
ーラ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅより算出する発電供
給電力量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅを、各電源切替
ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅから前記操作表
示機に直接送信可能に構成することにより、システムコ
ントローラ５を介さずに発電供給量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・
Ｇｄ・Ｇｅを表示可能とする構成としてもよい。

【００３２】図６は、この表示内容の一例を示したもの
である。この表示画面６００には、電源切替ユニット８
ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ毎、即ち、電力負荷２４ａ
・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に、発電供給電力
量Ｇａ・Ｇｂ・Ｇｃ・Ｇｄ・Ｇｅと、商用供給電力量Ｂ
ａ・Ｂｂ・Ｂｃ・Ｂｄ・Ｂｅ（前記供給電力量Ｃａから
Ｇａを差し引いたもの）が、数値で表示されると共に、
各数値の合計値６０Ｇ・６０Ｂが表示される。また、電
源切替ユニット８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅ毎、即
ち、電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ
毎に、発電供給電力量と商用供給電力量の内訳を相対的
に表すメータ表示６１ａ・６１ｂ・６１ｃ・６１ｄ・６
１ｅと、所定時間毎の電力供給源の選択状況と、供給電
力量（発電供給電力量Ｇ／商用供給電力量Ｂ）を示した
タイムチャート６２ａ・６２ｂ・６２ｃ・６２ｄ・６２
ｅが表示される。これより、電力負荷２４ａ・２４ｂ・
２４ｃ・２４ｄ・２４ｅ毎に、使用された発電電力量
〔Ｗｈ〕と商用電力量〔Ｗｈ〕の内訳（両者の割合、数
値、時間帯）を容易に確認することができる。また、前
記燃料流量計５０の検出により算出する燃料消費量６０
Ｃも表示され、発電に要した燃料を確認することができ
るようになっている。

【００３３】〔２―２：パラメータ設定による運転制
御〕図７は、各種パラメータ設定を行う際に使用する操
作表示器２８の画像表示装置３２に表示される設定画面
７００の一例を示すものである。この例では、設定画面
７００を、所謂タッチパネル操作できるものとしてい
る。この設定画面７００には、数値入力手段７０によ
り、発電機電源の定格出力７１、発電機電源の上限出力
７２を数値入力可能としている。また、電源切替ユニッ
ト選択手段７３により、設定を行う電源切替ユニット８
ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・８ｅを選択することで、発電電
力の使用割合の設定７４（前記メータ表示と同形態）
や、電力供給源の選択切替タイミングの設定７５（前記
タイムチャートと同形態）が表示され、両設定内容を操
作ボタン７６・７７により操作・決定することができ
る。更に、実行ボタン７８が表示されており、上記各種
設定をした後に、該実行ボタン７８によって、システム
コントローラ５のパラメータ設定が更新されるようにな
っている。

【００３４】上記の設定と、その設定による効果を、図
８に示すフローチャート８００を参照しながら説明す
る。まず、発電機電源の定格出力の設定（８０１）で
は、定格出力の初期値を入力・設定可能とすることがで
きる。また、発電機電源の上限出力の設定（８０２）で
は、発電機出力の上限を設定することができる。この設
定より、原動機４を所定の出力よりも高い出力で運転さ
せることが無くなり、原動機４の過負荷運転を防止する
ことができる。また、発電電力の使用割合の設定（８０
３）では、供給電力うち発電電力を使用する割合を強制
的に設定することができる。このことにより、例えば、
コンピュータ機器等の制御機器に対する供給電力につい
ては、発電電力の割合をゼロとし、常に商用電力を供給
させるようにする一方、工作機械モーター等といったよ
うに、電気の質が要求されないものについては、発電電
力の割合を１００とするような設定が可能となる。ま
た、電力供給源の選択切替タイミングの設定（８０４）
では、電力供給源の選択を切替える時間のタイミングを
強制的に設定することができる。このことにより、例え
ば、電力料金が安い夜間においては、原動機４の運転を
させずに、全て商用電源で賄うように設定することや、
あるいは、夜間であって電力負荷２４ａ・２４ｂ・２４
ｃ・２４ｄ・２４ｅからの需要電力が少ない場合には、
原動機４の燃費効率の悪い低出力運転をさせないといっ
た面でも有効である。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載のごとく、分散電源用発電
機電源と商用電源のいずれかを電力供給源として択一的
に選択し、電力負荷に対し電力供給を行う電源切替器で
あって、該電源切替器は、複数の電力負荷に別個に電力
供給を行う複数の電源切替ユニットを備えるものとし、
各電源切替ユニットは互いに通信可能に構成されるとと
もに、前記分散電源用発電機電源に備える分散電源用発
電機を制御するシステムコントローラと通信可能に構成
されるので、システムコントローラまたは電源切替ユニ
ットによる指令により、分散電源用発電機の出力が定格
となるような運転制御や、電源切替器（電源切替ユニッ
ト）に分散電源用発電機電源を選択させて、発電機出力
を最大限活用する運転制御が行なえるようになる。

【００３６】請求項２記載のごとく、前記複数の電源切
替ユニットは、分散電源用発電機電源を電力供給源とし
て電力負荷に供給する供給電力値と、商用電源を電力供
給源として電力負荷に供給する供給電力値の算出を可能
とし、他の電源切替ユニットの指示、又は、自己の判断
に基づいて、電力供給源の選択の切替操作を行うので、
分散電源用発電機からの発電機出力を最大限に活用し、
分散電源用発電機の過負荷運転を防止できる。

【００３７】請求項３記載のごとく、前記複数の電源切
替ユニットの内の任意の１台は親機側装置とし、自己の
電力供給源の選択状況と電力負荷への供給電力値と、他
の電源切替ユニットの電力供給源の選択状況と電力負荷
への供給電力値とを認識し、分散電源用発電機電源を選
択する電源切替ユニットによる供給電力値の合計値が、
分散電源用発電機電源の定格出力と略一致するように、
自己又は他の電源切替ユニットの電力供給源の選択状況
の維持又は変更を制御するので、発電機の定格出力のほ
とんどを、電力負荷で消費させることになり、さらに、
原動機の運転は、出力当たりの燃料消費量が最も少ない
状態で運転されるので、低燃費運転が実現される。

【００３８】請求項４記載のごとく、前記電源切替器に
おいて、前記分散電源用発電機の定格出力、分散電源用
発電機の上限出力、前記各電源切替ユニットの電力供給
源の選択切替タイミング等の制御パラメータを任意に設
定可能に構成し、該制御パラメータの設定に基づき、前
記各電源切替ユニットが、分散電源用発電機の出力、各
電源切替ユニットの電力供給源の選択の切替を制御する
ので、低燃費運転・原動機の過負荷運転の防止・発電電
力を使用する割合の設定・電力供給源の選択の設定を任
意に行うことができる。

【００３９】請求項５記載のごとく、前記分散電源用発
電機電源に、前記電源切替器を備えて構成する分散電源
用発電システムとすることにより、上記電源切替器によ
る制御によってランニングメリットに優れた分散電源用
発電システムとすることができる。また、上記実施例の
分散電源用発電システムでは、上記制御パラメータを設
定する操作表示機を備えているので、同一の操作を行う
ための高価な専用の操作表示機、電力管理のための制御
機器、特別な取付スペース、といった機器類・スペース
が必要なく、コスト削減や、設置作業の容易化という面
においても、優れている。そして、以上の構成により、
購入にあたり追加機器が全く必要のないパッケージ商品
としてユーザーに提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分散電源用発電システムの概略構成図である。

【図２】電源切替ユニットにおける発電機電源／商用電
源の選択状況を示す図である。

【図３】複数電源切替ユニットの連携による切替制御の
フローチャートである。

【図４】電源切替ユニットの自己判断による切替制御の
フローチャートである。

【図５】供給電力量における発電電力量の内訳の算出・
表示のステップを示すフローチャートである。

【図６】図５におけるステップにより作成される表示内
容の一例を示す図である。

【図７】各種パラメータ設定を行う際に使用する設定画
面の一例を示す図である。

【図８】パラメータ設定のステップと、その効果を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

３ 分散電源用発電機 ５ システムコントローラ ６ 電源切替器 ８ 電源切替ユニット １８ 配線 ２４ 電力負荷 ４０ 商用電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常盤 昌良 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 藤澤 俊暢 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 金元 忠達 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (72)発明者 合田 泰規 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 深江 守 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 吉本 博 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 HA06 HB02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分散電源用発電機電源と商用電源のいず
   れかを電力供給源として択一的に選択し、電力負荷に対
   し電力供給を行う電源切替器であって、該電源切替器
   は、複数の電力負荷に別個に電力供給を行う複数の電源
   切替ユニットを備えるものとし、各電源切替ユニットは
   互いに通信可能に構成されるとともに、前記分散電源用
   発電機電源に備える分散電源用発電機を制御するシステ
   ムコントローラと通信可能に構成される、ことを特徴と
   する電源切替器。
2. 【請求項２】 前記複数の電源切替ユニットは、分散電
   源用発電機電源を電力供給源として電力負荷に供給する
   供給電力値と、商用電源を電力供給源として電力負荷に
   供給する供給電力値の算出を可能とし、他の電源切替ユ
   ニットの指示、又は、自己の判断に基づいて、電力供給
   源の選択の切替操作を行う、ことを特徴とする請求項１
   に記載の電源切替器。
3. 【請求項３】 前記複数の電源切替ユニットの内の任意
   の１台は親機側装置とし、自己の電力供給源の選択状況
   と電力負荷への供給電力値と、他の電源切替ユニットの
   電力供給源の選択状況と電力負荷への供給電力値とを認
   識し、分散電源用発電機電源を選択する電源切替ユニッ
   トによる供給電力値の合計値が、分散電源用発電機電源
   の定格出力と略一致するように、自己又は他の電源切替
   ユニットの電力供給源の選択状況の維持又は変更を制御
   する、ことを特徴とする請求項２に記載の電源切替器。
4. 【請求項４】 前記電源切替器において、前記分散電源
   用発電機の定格出力、分散電源用発電機の上限出力、前
   記各電源切替ユニットの電力供給源の選択切替タイミン
   グ等の制御パラメータを任意に設定可能に構成し、該制
   御パラメータの設定に基づき、前記各電源切替ユニット
   が、分散電源用発電機の出力、各電源切替ユニットの電
   力供給源の選択の切替を制御する、ことを特徴とする請
   求項２又は請求項３に記載の電源切替器。
5. 【請求項５】 前記分散電源用発電機電源に、請求項１
   から請求項４のいずれかに記載の電源切替器を備えて構
   成する分散電源用発電システム。