JP2008283740A - Power control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主幹ブレーカ、蓄電装置、及び分岐ブレーカを備える電力制御システムに関するものである。 The present invention relates to a power control system including a main breaker, a power storage device, and a branch breaker.
図7は、従来の電力制御システムを示している。この電力制御システムは、一般家庭に適用されるものであり、系統連携装置100、主幹ブレーカ200、インバータ300、発電装置400、n個の分岐ブレーカ500−1〜500−n、及びn個の負荷装置600−1〜600−nを備えている。系統連携装置100は、電源部101、電圧検出部102、スイッチ103、104、及び制御部105を備えている。電源部101は、商用電源から供給される商用電力、及びインバータ300によって生成される交流電力から系統連携装置100を構成する各回路を駆動するための直流電力を生成する。電圧検出部102は、商用電源の停電の有無を検出する。
FIG. 7 shows a conventional power control system. This power control system is applied to general households, and includes a
スイッチ103は商用電源及び主幹ブレーカ200間に接続され、制御部105の制御の下、オン・オフする。スイッチ104は、スイッチ103及びインバータ300間に接続され、制御部105の制御の下、オン・オフする。インバータ300は、発電装置400によって発電された直流電力から商用電力と同様な交流電力を生成し、スイッチ104を介して主幹ブレーカ200に出力する。
The
主幹ブレーカ200は、分岐ブレーカ500−1〜500−nと接続され、商用電力又は発電装置400により発電された電力を分岐ブレーカ500−1〜500−nに供給する。分岐ブレーカ500−1〜500−nは、主幹ブレーカ200から供給される商用電力及び発電装置400によって発電された電力を負荷装置600−1〜600−nに供給する。負荷装置600−1〜600−nは、分岐ブレーカ500−1〜500−nに接続され、冷蔵庫やテレビ等の家庭用電気機器から構成される。
The
制御部105は、発電装置400により発電された電力で負荷装置600−1〜600−nを稼働させる場合は、発電装置400により発電された電力が商用電源に流れることを防止するためにスイッチ103をオフすると共に、スイッチ104をオンし、発電装置400により発電された電力を主幹ブレーカ200に供給する。
When operating the load devices 600-1 to 600-n with the power generated by the
また、制御部105は、発電装置400により発電された電力が不足する場合は、スイッチ103をオンして、不足する電力を商用電源から供給される電力で補償する。そのため、負荷装置600−1〜600−nへの安定した電力供給が可能とされている。
In addition, when the power generated by the
特許文献1には、契約電力以内で必要機器の電源を確保し、それ以外の電源を切断することで、電力消費のピーク値を低減することを目的として、家電機器40への通電/遮断を行うスイッチ回路302を備える端末装置30と、分電盤10と端末装置30との間に接続された端末装置30を介して家電機器40の通電/遮断の制御及び消費電力監視を行う主装置20とを備え、主装置20は、電力使用率と家電機器40の優先順位との関係に応じて端末装置30を制御する技術が開示されている。
しかしながら、図7に示す従来の電力制御システムでは、停電が発生し、負荷装置600−1〜600−nで必要となる電力の全てを発電装置400からの電力で賄う場合、停電が短時間であれば、系統連携装置100によって発電装置400からの電力が負荷装置600−1〜600−nへと供給されるため、負荷装置600−1〜600−nは継続して使用することが可能となるが、停電が長期化する場合や、発電装置400の発電能力が低下するような場合、発電装置400から供給される電力が負荷装置600−1〜600−nの電力需要に追いつかなくなる結果、発電装置400からの電力供給が停止され、全停電となる問題があった。
However, in the conventional power control system shown in FIG. 7, when a power failure occurs and all of the power required by the load devices 600-1 to 600-n is covered by the power from the
また、特許文献1の技術では、停電時において、蓄電装置により生成された直流電力の電力消費量を低下させるために何らの処置もなされていない。 In the technique of Patent Document 1, no measures are taken to reduce the power consumption of the DC power generated by the power storage device during a power failure.
本発明の目的は、停電時において蓄電装置により発電された直流電力を負荷装置に供給するに際し、直流電力の電力消費量を低下させ、宅内設備、家電機器の全停止を回避することが可能な電力制御システムを提供することである。 An object of the present invention is to reduce the power consumption of DC power when supplying DC power generated by a power storage device during a power outage to a load device, and to avoid a total stop of in-home equipment and home appliances. It is to provide a power control system.
本発明による電力制御システムは、1次側に商用電源が接続された主幹ブレーカと、前記主幹ブレーカの2次側に接続された複数の分岐ブレーカと、前記主幹ブレーカと前記分岐ブレーカとの間に接続され、充電池により充電された電力から直流電力を生成する蓄電装置とを備え、前記主幹ブレーカは、商用電源の停電の有無を検出する検出部と、前記検出部により停電が検出された場合、前記商用電源から供給される商用電力に代えて、前記蓄電装置により生成された直流電力を前記分岐ブレーカに供給することを示す直流給電信号を生成する制御部と、前記制御部により生成された直流給電信号を前記蓄電装置及び前記分岐ブレーカに送信する通信部とを備え、前記蓄電装置は、前記直流給電信号を受信した場合、生成した直流電力を前記分岐ブレーカに供給し、前記分岐ブレーカは、前記直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカである場合は、前記蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合は、前記蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置に供給しないことを特徴とする。 The power control system according to the present invention includes a main breaker having a commercial power source connected to a primary side, a plurality of branch breakers connected to a secondary side of the main breaker, and the main breaker and the branch breaker. A power storage device that is connected and generates DC power from the power charged by the rechargeable battery, and the main breaker detects a power outage of a commercial power supply, and a power outage is detected by the detection unit A control unit that generates a DC power supply signal indicating that the DC power generated by the power storage device is supplied to the branch breaker instead of the commercial power supplied from the commercial power source; and the control unit A communication unit that transmits a DC power supply signal to the power storage device and the branch breaker, and the power storage device receives the generated DC power when receiving the DC power supply signal. The branch breaker is supplied to the branch breaker, and when the branch breaker receives the DC power supply signal, if the branch breaker is a predetermined branch breaker capable of performing DC power supply, the branch breaker subordinates the DC power supplied from the power storage device. Supplying to a connected load device, if the self is a predetermined branch breaker that is not capable of DC power supply, the DC power supplied from the power storage device is not supplied to the load device connected under And
この構成によれば、停電が検出された場合、商用電源から供給される商用電力に代えて、蓄電装置により生成された直流電力を分岐ブレーカに供給することを示す直流給電信号が主幹ブレーカにより生成され、配下に接続された蓄電装置及び分岐ブレーカに送信される。そして、蓄電装置は、直流給電信号を受信した場合、生成した直流電力を分岐ブレーカに供給する。一方、分岐ブレーカは、直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカである場合は、蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合は、蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置に供給しない。 According to this configuration, when a power failure is detected, a DC power supply signal indicating that DC power generated by the power storage device is supplied to the branch breaker is generated by the main breaker instead of the commercial power supplied from the commercial power source. And transmitted to the power storage device and the branch breaker connected under the control. Then, when the power storage device receives the DC power supply signal, the power storage device supplies the generated DC power to the branch breaker. On the other hand, when the branch breaker receives a DC power supply signal, if it is a predetermined branch breaker capable of DC power supply, the branch breaker supplies the DC power supplied from the power storage device to the connected load device However, in the case where the self is a predetermined branch breaker that is not capable of DC power supply, the DC power supplied from the power storage device is not supplied to the load device connected thereunder.
そのため、停電が発生した場合、停電時に稼働が必要な負荷装置のみ稼働させて停電時における電力消費量を低下させることが可能となり、全停電を回避することができる。 Therefore, when a power failure occurs, it is possible to reduce the power consumption during the power failure by operating only the load device that needs to be operated at the time of the power failure, and to avoid a total power failure.
また、前記分岐ブレーカは、自己と配下に接続された負荷装置とを電気的に接続するスイッチと、前記直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカであるとき、前記スイッチをオンし、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合、前記スイッチをオフする制御部とを備えることが好ましい。 In addition, the branch breaker is a predetermined branch breaker capable of DC power supply when receiving the DC power supply signal and a switch that electrically connects the self and a load device connected thereunder. When the switch is turned on and the self is a predetermined branch breaker incapable of DC power supply, it is preferable to include a control unit that turns off the switch.
この構成によれば、分岐ブレーカは、分岐ブレーカと配下に接続された負荷装置とを電気的に接続するスイッチを備えているため、負荷装置への直流電力の供給及び遮断をより確実に行うことができる。 According to this configuration, since the branch breaker includes the switch for electrically connecting the branch breaker and the load device connected thereunder, the DC power supply to the load device can be more reliably performed and cut off. Can do.
また、前記分岐ブレーカは、ぞれぞれ、優先順位が予め設定されており、前記直流給電信号は、前記優先順位を示す優先順位情報を含み、前記分岐ブレーカは、自己に対して予め定められた優先順位が、前記直流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位より高い場合、配下に接続された負荷装置に前記蓄電装置から供給された直流電力を供給することが好ましい。 The branch breakers have priorities set in advance, the DC power supply signal includes priority information indicating the priorities, and the branch breakers are predetermined for the branch breakers. If the priority order is higher than the priority order indicated by the priority order information included in the DC power supply signal, it is preferable to supply DC power supplied from the power storage device to a load device connected under the priority order.
この構成によれば、予め定められた優先順位に従って、各分岐ブレーカをオン・オフすることができるため、例えば、蓄電装置の充電池の残容量が減少するにつれて、優先順位の低い分岐ブレーカから順次オフすることが可能となり、停電時において必要不可欠な負荷装置を稼働させつつ、全停電を回避することが可能となる。 According to this configuration, each branch breaker can be turned on / off according to a predetermined priority order. For example, as the remaining capacity of the rechargeable battery of the power storage device decreases, the branch breakers with the lower priority order sequentially. It is possible to turn off, and it is possible to avoid a power outage while operating an indispensable load device at the time of a power outage.
また、前記分岐ブレーカは、配下に接続された負荷装置に電力を供給しない場合、自己がオフ状態にあることを報知する報知部を更に備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said branch breaker is further provided with the alerting | reporting part which alert | reports that it is in an OFF state, when not supplying electric power to the load apparatus connected under control.
この構成によれば、分岐ブレーカはオフ状態にあることを報知するための報知部を備えているため、ユーザはどの分岐ブレーカがオフされているかを速やかに認識することができる。 According to this configuration, since the branch breaker includes the notification unit for notifying that the branch breaker is in the off state, the user can quickly recognize which branch breaker is turned off.
また、前記主幹ブレーカにおける制御部は、前記検出部により停電の復旧が検出された場合、復旧通知信号を生成し、前記主幹ブレーカにおける通信部は、前記復旧通知信号を前記分岐ブレーカに送信し、前記分岐ブレーカは前記復旧通知信号を受信した場合、配下に接続された負荷装置に商用電力を供給することが好ましい。 Further, the control unit in the main breaker generates a recovery notification signal when the detection unit detects recovery from a power failure, and the communication unit in the main breaker transmits the recovery notification signal to the branch breaker, When the branch breaker receives the recovery notification signal, the branch breaker preferably supplies commercial power to a load device connected under the branch breaker.
この構成によれば、停電が復旧した場合、主幹ブレーカから復旧通知信号が送信されるため、停電復旧後、速やかに負荷装置に商用電力を供給することができる。 According to this configuration, when the power failure is recovered, a recovery notification signal is transmitted from the main breaker. Therefore, after the power failure is recovered, commercial power can be quickly supplied to the load device.
また、前記分岐ブレーカは、配下に接続された負荷装置に前記蓄電装置により生成された直流電力を供給する場合、リミッタ値を直流給電用のリミッタ値に変更することが好ましい。 Further, when the branch breaker supplies the DC power generated by the power storage device to a load device connected under the branch breaker, it is preferable to change the limiter value to a limiter value for DC power feeding.
この構成によれば、負荷装置を直流給電する場合、分岐ブレーカのリミッタ値が直流給電用のリミッタ値に変更されるため、直流給電時においても過電流から負荷装置を適切に保護することができる。 According to this configuration, when DC power is supplied to the load device, the limiter value of the branch breaker is changed to the limiter value for DC power supply, so that the load device can be appropriately protected from overcurrent even during DC power supply. .
本発明によれば、停電が発生した場合、停電時に稼働が必要な負荷装置のみ稼働させて停電時における電力消費量を低下させることが可能となり、全停電を回避することができる。 According to the present invention, when a power failure occurs, it is possible to reduce the power consumption during the power failure by operating only the load device that needs to be operated at the time of the power failure, and to avoid a total power failure.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による電力制御システムのブロック構成図を示している。この電力制御システムは、1次側に商用電源が接続された主幹ブレーカ10と、主幹ブレーカ10及び分岐ブレーカ30間に接続され、充電池26により充電された電力から直流電力を生成する蓄電装置20と、主幹ブレーカ10の2次側に接続されたn(2以上の整数)個の分岐ブレーカ30−1〜30−nとを備えている。分岐ブレーカ30−1〜30−nにはn個の負荷装置60−1〜60−nが接続されている。以下、n個の分岐ブレーカ30−1〜30−nを特に区別しない場合は、分岐ブレーカに対して「30」の符号を付し、n個の負荷装置60−1〜60−nを特に区別しない場合は、負荷装置に対して「60」の符号を付す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of a power control system according to Embodiment 1 of the present invention. This power control system includes a
主幹ブレーカ10は、電源部11、電圧検出部12、通信部13、制御部14、及びスイッチSW1を備える。電源部11は、商用電源に接続され、商用電源から供給される商用電力から主幹ブレーカ10を構成する各ブロックを動作させるための電力を生成する。
The
電圧検出部12は、主幹ブレーカの1次側(商用電源側)に接続され、商用電源が停電したか否かを検出する。ここで、電圧検出部12は、主幹ブレーカ10の1次側の電圧が所定期間以上0のレベルを継続した場合、停電が発生したと判定する。また、電圧検出部12は、商用電力が停電から復旧したか否かを検出する。
The
通信部13は、主幹ブレーカ10の2次側に接続されており、PLCモデムを備え、制御部14により生成された種々の信号を電力線搬送通信の通信プロトコルに準拠した信号に変調して電力線L1を介して分岐ブレーカ30及び蓄電装置20に送信する。また、通信部13は、蓄電装置20及び分岐ブレーカ30から電力線L1を介して送信された種々の信号を復調し、制御部14に渡す。
The
制御部14は、CPU等から構成され、主幹ブレーカ10を構成する各ブロックの制御を行う。ここで、制御部14は、電圧検出部12により停電が検出された場合、商用電源から供給される商用電力に代えて、蓄電装置20により生成された直流電力を分岐ブレーカ30に供給することを示す直流給電信号を生成し、通信部13に送信させる。また、制御部14は、電圧検出部12により停電の復旧が検出された場合、そのことを蓄電装置20及び分岐ブレーカ30に通知するための復旧通知信号を生成し、通信部13に送信させる。
The
なお、制御部14は、蓄電装置20から定期的に送信される充電池26の残容量を示す残容量通知信号に従って、充電池26の残容量を取得し、この残容量からどの分岐ブレーカ30をオンさせるかを定めるための優先順位を決定し、この優先順位を優先順位情報として含む直流給電信号を生成する。ここで、残容量と優先順位との関係は予め定められており、残容量が少なくなるにつれて、優先順位は高くなるような直流給電信号が生成される。また、分岐ブレーカ30は、配下に接続される負荷装置60の停電時における重要性が高いほど、高い優先順位が付与されている。スイッチSW1は、主幹ブレーカ10の1次側と2次側との間に接続され、制御部14の制御の下、オン・オフする。
The
蓄電装置20は、電源部21、制御部22、通信部23、コンバータ24、残容量検出部25、充電池26、充電回路27、及びスイッチSW2を備えている。電源部21は、コンバータ24に接続され、コンバータ24により生成された直流電力から蓄電装置20を構成する各回路を動作させるための電力を生成する。
The
制御部22は、CPU等から構成され、蓄電装置20を構成する各回路の制御を行うものであり、通信部23により直流給電信号が受信された場合、スイッチSW2をオンして、コンバータ24により生成された直流電力を電力線L1を介して分岐ブレーカ30に供給する。
The
通信部23は、電力線L1を介して主幹ブレーカ10の通信部13と接続され、PLCモデムを備え、主幹ブレーカ10から電力線L1を介して送信される種々の信号を復調し、制御部22に渡す。また、通信部23は、制御部22により生成された種々の信号を変調し、主幹ブレーカ10に送信する。
The
コンバータ24は、例えば、DC−DCコンバータから構成され、充電池26により充電された電力から所定レベルの直流電圧を生成する。
The
残容量検出部25は、充電池26の残容量を検出し、検出した残容量を制御部22に通知する。なお、制御部22は、残容量検出部25により検出された残容量を主幹ブレーカ10の通信部13に通知するための残容量通知信号を例えば一定周期で生成し、通信部23に送信させる。
The remaining
充電回路27は、電力線L1に接続され、主幹ブレーカ10から供給される商用電力から直流電力を生成して充電池26を充電する。充電池26は、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池等の二次電池から構成され、充電回路27により生成された直流電力を蓄電する。スイッチSW2は、コンバータ24と主幹ブレーカ10の2次側との間に接続され、制御部22の制御の下、オン・オフする。
The charging circuit 27 is connected to the power line L <b> 1, generates DC power from the commercial power supplied from the
分岐ブレーカ30は、電源部31、通信部32、電流検出部33、優先順位設定部34、オフ状態提示部35、制御部36、及びDC給電時状態SW部37を備える。電源部31は、主幹ブレーカ10を介して供給される商用電力又は、蓄電装置20から供給される直流電力から分岐ブレーカ30を構成する各回路を動作させるための電力を生成する。
The
電流検出部33は、電力線L1と負荷装置60とを繋ぐ電力線L11に流れる電流を検出する。ここで、電流検出部33は、制御部36により分岐ブレーカ30が直流給電されていると判定されている間、過電流を検出するためのリミッタ値を直流給電用のリミッタ値に設定し、検出した電流が直流給電用のリミッタ値以上となったとき、制御部36に過電流通知信号を通知する。一方、電流検出部33は、制御部36により分岐ブレーカ30に商用電力が給電されていると判定されている間、過電流のリミッタ値を商用電力用のリミッタ値に設定し、検出した電流が商用電力用のリミッタ値以上となったとき、制御部36に過電流通知信号を通知する。
The
通信部32は、主幹ブレーカ10の2次側に接続され、PLCモデムから構成され、主幹ブレーカ10から送信される種々の信号を受信して復調し、制御部36に渡す。また、通信部32は、制御部36により生成された種々の信号を変調し、主幹ブレーカ10に送信する。
The
制御部36は、分岐ブレーカ30を構成する各回路を制御するものであり、DC給電時状態SW部37がオフに設定されている状態において、通信部32により直流給電信号が受信された場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカ30である場合は、スイッチSW3をオンし、蓄電装置20から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置60へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカ30である場合は、スイッチSW3をオフし、蓄電装置20から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置に供給しない。
The
詳細には、制御部36は、DC給電時状態SW部37がオフに設定されている状態において、優先順位設定部34により予め設定された優先順位が、直流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位より高い場合、スイッチSW3をオンして、蓄電装置20から供給される直流電力を負荷装置60に供給し、優先順位設定部34により予め設定された優先順位が流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位より低い場合、スイッチSW3をオフして、蓄電装置20から供給される直流電力の負荷装置60への供給を遮断する。ここで、優先順位を示す数値が大きいほど、優先順位は高くなる。
Specifically, the
また、制御部36は、DC給電時状態SW部37がオンに設定されている場合、商用電力の停電の有無に関わらず、スイッチSW3をオンする。また、制御部36は、電流検出部33により過電流通知信号を受信した場合、スイッチSW3をオフする。スイッチSW3は、電力線L11に接続され、制御部36の制御の下、オン・オフする。
In addition, when the DC power supply
優先順位設定部34は、自己が属する分岐ブレーカ30に対して予め定められた優先順位を設定する。ここで、優先順位設定部34は、ディップスイッチ等から構成され、ユーザにより設定されたディップスイッチの値に従って、自己が属する分岐ブレーカ30の優先順位を設定する。
The priority
オフ状態提示部35は、制御部36の制御の下、スイッチSW3がオフされた場合、自己が属する分岐ブレーカ30がオフ状態であることを報知する。ここで、オフ状態提示部35は、例えば、LED(発光ダイオード)から構成され、自己が属する分岐ブレーカ30がオン状態である場合、緑色に点灯し、自己が属する分岐ブレーカ30がオフ状態である場合、赤色に点灯する。DC給電時状態SW部37は、機械式のスイッチから構成され、ユーザによりオン又はオフの設定がされる。
When the switch SW3 is turned off under the control of the
負荷装置60は、壁コンセント40及び引掛シーリング50、家電機器47、及び照明器具56を備えている。壁コンセント40は、分岐ブレーカ30の2次側に電力線L11を介して接続され、電源部41、通信部42、DC出力部43、コンセント部44、DC給電時状態SW部45、及び制御部46を備えている。
The
電源部41は、分岐ブレーカ30から電力線L11介して供給される電力から壁コンセント40を構成する各回路を動作させるための電力を生成する。
The
通信部42は、分岐ブレーカ30の2次側と電力線L11を介して接続され、PLCモデムを備え、制御部46により生成された種々の信号を変調し、主幹ブレーカ10に送信する。また、通信部42は、主幹ブレーカ10及び分岐ブレーカ30から送信される種々の信号を復調して、制御部46に渡す。
The communication unit 42 is connected to the secondary side of the
コンセント部44は、家電機器47が接続される端子であり、商用電力を家電機器47に供給する。DC出力部43は、直流電力によって駆動される家電機器が接続される端子であり、蓄電装置20から供給された直流電力を家電機器47に供給する。
The
スイッチSW4は、分岐ブレーカ30とコンセント部44とを繋ぐ線路に接続され、制御部46の制御の下、オン・オフし、コンセント部44へ電力を供給したり遮断したりする。スイッチSW5は、分岐ブレーカ30とDC出力部43とを繋ぐ線路上に接続され、制御部46の制御の下、オン・オフし、DC出力部43に電力を供給したり遮断したりする。
The switch SW <b> 4 is connected to a line connecting the
制御部46は、DC給電時状態SW部45がオフに設定されている状態において、商用電源が停電したとき、スイッチSW5をオンし、かつスイッチSW4をオフし、蓄電装置20から供給される直流電力が、DC出力部43のみに出力されるようにする。一方、制御部46は、DC給電時状態SW部45がオフに設定されている状態において、商用電源が停電していないとき、スイッチSW5をオフし、かつスイッチSW4をオンし、商用電力がコンセント部44のみに出力されるようにする。
The
ここで、制御部46は、主幹ブレーカ10から直流給電信号が通信部42により受信されたとき、商用電源が停電したと判定する。また、制御部46は、分岐ブレーカ30から転送された復旧通知信号が通信部42により受信された場合、停電が復旧したと判定する。また、制御部46は、DC給電時状態SW部45がオンに設定されている場合、商用電力の停電の有無に関わらず、スイッチSW5をオフし、スイッチSW4をオンする。DC給電時状態SW部45は、機械式のスイッチから構成され、ユーザによりオン又はオフの設定がされる。
Here, when the DC power supply signal is received from the
引掛シーリング50は、電源部51、通信部52、引掛部53、制御部55、及びDC給電時状態SW部54を備える。電源部51は、分岐ブレーカ30から電力線L11介して供給される電力から引掛シーリング50を構成する各回路を動作させる電力を生成する。通信部52は、分岐ブレーカ30の2次側と電力線L11を介して接続され、PLCモデムを備え、制御部55により生成される種々の信号を変調し、主幹ブレーカ10に送信する。また、通信部52は、主幹ブレーカ10及び分岐ブレーカ30から送信される種々の信号を復調して、制御部55に渡す。引掛部53は、蛍光灯や電球などの照明器具が接続される端子である。
The
スイッチSW6は、分岐ブレーカ30と引掛部53とを繋ぐ線路に接続され、制御部55の制御の下、オン・オフし、引掛部53へ電力を供給したり遮断したりする。
The switch SW6 is connected to a line connecting the
制御部55は、DC給電時状態SW部54がオフに設定されている状態において、商用電源が停電したとき、スイッチSW6をオフし、蓄電装置20から供給される直流電力が、引掛部53に出力されないようにする。一方、制御部46は、DC給電時状態SW部54がオフに設定されている状態において、商用電源が停電していないとき、スイッチSW6をオンし、商用電力が引掛部53に出力されるようにする。
When the commercial power supply fails in the state where the DC power supply
ここで、制御部55は、主幹ブレーカ10から送信される直流給電信号が通信部52により受信された場合、商用電源が停電したと判定する。また、制御部55は、分岐ブレーカ30から転送された復旧通知信号が通信部52により受信された場合、停電が復旧したと判定する。また、制御部55は、DC給電時状態SW部54がオンに設定されている場合、商用電力の停電の有無に関わらず、スイッチSW6をオンにする。
Here, the
なお、図1において負荷装置60−1は、壁コンセント40と引掛シーリング50とを備えているが、他の負荷装置60−2〜60−nは、負荷装置60−1と同一構成を採用しなくてもよく、壁コンセント40及び引掛シーリング50のうち少なくとも一方を備えていても良いし、複数の壁コンセント40及び複数の引掛シーリング50を備えていても良い。
In FIG. 1, the load device 60-1 includes the
図2は、図1に示す電力制御システムのタイミングチャートを示し、(a)は主幹ブレーカ10の1次側に供給される商用電圧波形を示し、(b)はスイッチSW1のオン・オフのタイミングを示し、(c)はスイッチSW2のオン・オフのタイミングを示し、(d)は主幹ブレーカ10の2次側の電圧波形を示している。時刻T1において、電圧検出部12により停電が検出されると、制御部14は、スイッチSW1をオフにし、蓄電装置20及び分岐ブレーカ30に直流給電信号を送信する。蓄電装置20の制御部22は、通信部23により直流給電信号が受信されると、スイッチSW2をオンにする(時刻T2)。これにより、分岐ブレーカ30には商用電力に代えて、蓄電装置20により生成された直流電力のみが供給される。そのため、(d)に示すように、時刻T2〜T4の期間、主幹ブレーカ10の2次側には、所定レベルの直流電圧が印加される。
FIG. 2 shows a timing chart of the power control system shown in FIG. 1, (a) shows a commercial voltage waveform supplied to the primary side of the
時刻T3において、電圧検出部12により停電の復旧が検出されると、制御部14は、通信部32に復旧通知信号を送信させる。蓄電装置20の制御部22は、通信部23により復旧通知信号が受信されると、スイッチSW2をオフし(時刻T4)、スイッチSW2をオンしたことを主幹ブレーカ10に通知するためのオン通知信号を通信部23に送信させる。
When recovery from the power failure is detected by the
主幹ブレーカ10の制御部14は、通信部13によりオン通知信号が受信されると、スイッチSW1をオンする(時刻T5)。これにより、分岐ブレーカ30には蓄電装置20により生成された直流電力に代えて、商用電力のみが供給される。そのため、(d)に示すように、時刻T2以降、主幹ブレーカ10の2次側には、商用電圧が印加される。
When the
図3は、主幹ブレーカ10の動作を示すフローチャートである。まず、ステップS1において、制御部14は、スイッチSW1をオンし、商用電力を分岐ブレーカ30に供給する。次に、ステップS2において、電圧検出部12により停電が検出されると(ステップS2でNO)、制御部14は、スイッチSW1をオフする(ステップS3)。一方、制御部14は、電圧検出部12により停電が検出されない場合(ステップS2でYES)、処理をステップS2に戻す。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the
ステップS8において、蓄電装置20が備える充電池26の残容量から、どの分岐ブレーカ30をオンさせるかを定めるための優先順位を決定し、決定した優先順位を優先順位情報として含む直流給電信号を生成する。
In step S8, a priority order for determining which
次に、ステップS4において、制御部14は、生成した直流給電信号を通信部13に送信させる。次に、ステップS5において、電圧検出部12により、停電の復旧が検出されると(ステップS5でYES)、制御部14は、復旧通知信号を通信部13に送信させ(ステップS6)、スイッチSW1をオンにして(ステップS7)、処理をステップS2に戻す。一方、ステップS5において、電圧検出部12により、停電の復旧が検出されない場合(ステップS5でNO)、処理がステップS5に戻される。
Next, in step S4, the
図4は、蓄電装置20の動作を示すフローチャートである。まず、ステップS11において、制御部22は、スイッチSW2をオフにする。次に、ステップS12において、制御部22は、通信部23により直流給電信号が受信されると(ステップS12でYES)、すなわち、停電が発生すると、スイッチSW2をオンし(ステップS14)、処理をステップS12に戻す。一方、ステップS12において、制御部22は、通信部23により直流給電信号が受信されない場合(ステップS12でNO)、すなわち、停電が発生しない場合、処理をステップS13に進める。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the
ステップS13において、制御部22は、復旧通知信号を受信すると(ステップS13でYES)、すなわち、停電が復旧すると、スイッチSW2をオフし(ステップS15)、処理をステップS12に戻す。
In step S13, the
一方、ステップS13において、制御部22は、復旧通知信号を受信しない場合(ステップS13でNO)、すなわち、停電が継続する場合、処理をステップS12に戻す。
On the other hand, in step S13, the
図5は、分岐ブレーカ30の動作を示すフローチャートである。まず、ステップS21において、制御部36は、スイッチSW3をオンする。次に、ステップS22において、DC給電時状態SW部37がオフに設定されている場合(ステップS22でオフ)、処理をステップS23に進め、一方、DC給電時状態SW部37がオンに設定されている場合(ステップS22でオン)、処理をステップS25に進める。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
ステップS23において、分岐ブレーカ30の制御部36は、通信部32により直流給電信号が受信されると(ステップS23でYES)、優先順位設定部34により予め設定された優先順位が、流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位未満であるか否かを判定する(ステップS31)。そして、制御部36は、優先順位設定部34により予め設定された優先順位が例えば「2」であり、直流給電信号により示される優先順位が例えば「3」であり、優先順位設定部34により予め設定された優先順位が直流給電信号により示される優先順位未満の場合(ステップS31でYES)、処理をステップS26に進める。一方、制御部36は、優先順位設定部34により予め設定された優先順位が「3」であり、直流給電信号により示される優先順位が例えば「3」であり、優先順位設定部34により予め設定された優先順位が、直流給電信号により示される優先順位以上の場合(ステップS31でNO)、処理をステップS24に進める。
In step S23, when the DC power supply signal is received by the communication unit 32 (YES in step S23), the
ステップS26において、制御部36は、スイッチSW3をオフし、オフ状態提示部35を赤色に点灯させ、分岐ブレーカ30がオフ状態にあることを報知し(ステップS29)、処理をステップS22に戻す。
In step S26, the
ステップS23において、分岐ブレーカ30の制御部36は、通信部32により直流給電信号が受信されない場合(ステップS23でNO)、処理をステップS24に進める。ステップS24において、制御部36は、通信部32により復旧通知信号が受信されると(ステップS24でYES)、停電が復旧したため、スイッチSW3をオンにし(ステップS27)、処理をステップS22に戻す。ステップS24において、分岐ブレーカ30の制御部36は、通信部32により復旧通知信号が受信されなかった場合(ステップS24でNO)、処理をステップS25に進める。
In step S23, when the DC power supply signal is not received by the communication unit 32 (NO in step S23), the
ステップS25において、電流検出部33により過電流が検出された場合(ステップS25でYES)、制御部36は、配下に接続された負荷装置60を過電流から保護するために、スイッチSW3をオフし(ステップS28)、オフ状態提示部35に分岐ブレーカ30がオフ状態にあることを報知させ(ステップS30)、処理をステップS22に戻す。
In step S25, when an overcurrent is detected by the current detection unit 33 (YES in step S25), the
ここで、電流検出部33は、通信部32により直流給電信号が受信されてから復旧通知信号を受信されるまでの間、すなわち、制御部36により分岐ブレーカ30が直流給電されていると判断されている間、過電流のリミッタ値を直流給電用のリミッタ値に設定し、検出した電流が直流給電用のリミッタ値以上となったとき、制御部36に過電流通知信号を通知する。一方、電流検出部33は、制御部36により分岐ブレーカ30が商用電力により給電されていると判断されている間、過電流のリミッタ値を商用電力用のリミッタ値に設定し、検出した電流が商用電力用のリミッタ値以上となったとき、制御部36に過電流通知信号を通知する。一方、ステップS25において、電流検出部33により過電流が検出されなかった場合(ステップS25でNO)、処理をステップS22に戻す。
Here, the
このように、実施の形態1による電力制御システムによれば、停電が検出された場合、商用電源から供給される商用電力に代えて、蓄電装置20により生成された直流電力を分岐ブレーカ30に供給することを示す直流給電信号が主幹ブレーカ10により生成され、配下に接続された蓄電装置20及び分岐ブレーカ30に送信される。そして、蓄電装置20は、直流給電信号を受信した場合、生成した直流電力を前記分岐ブレーカ30に供給する。一方、分岐ブレーカ30は、直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカ30である場合は、蓄電装置20から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置60へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合は、蓄電装置20から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置60に供給しない。
Thus, according to the power control system of the first embodiment, when a power failure is detected, DC power generated by
そのため、停電が発生した場合、停電時に稼働が必要な負荷装置60のみ稼働させて停電時における電力消費量を低下させることが可能となり、全停電を回避することができる。
Therefore, when a power failure occurs, it is possible to operate only the
また、分岐ブレーカ30は、分岐ブレーカ30と配下に接続された負荷装置60とを電気的に接続するスイッチSW3を備えているため、負荷装置60への直流電力の供給及び遮断をより確実に行うことができる。
Further, the
また、蓄電装置20の充電池26の残容量が減少するにつれて、優先順位の低い分岐ブレーカ30から順次オフすることが可能となり、停電時において必要不可欠な負荷装置60を稼働させつつ、全停電を回避することが可能となる。
Further, as the remaining capacity of the
また、分岐ブレーカ30はオフ状態にあることを報知するためのオフ状態提示部35を備えているため、ユーザはどの分岐ブレーカ30がオフされているかを速やかに認識することができる。
In addition, since the
また、停電が復旧した場合、主幹ブレーカ10から復旧通知信号が送信されるため、停電復旧後、速やかに負荷装置60に商用電力を供給することができる。
In addition, when the power failure is restored, a recovery notification signal is transmitted from the
また、負荷装置60を直流給電する場合、分岐ブレーカ30のリミッタ値が直流給電用のリミッタ値に変更されるため、直流給電時においても過電流から負荷装置60を適切に保護することができる。
Further, when DC power is supplied to the
なお、上記実施の形態では、残容量に応じて優先順位を定めたが、これに限定されず、充電時間に応じて優先順位を定めてもよい。この場合、主幹ブレーカ10に停電時間を測定するためのタイマーを設け、制御部14は、タイマーにより測定された停電時間に応じて優先順位を決定し、その優先順位を優先順位情報として含む直流給電信号を生成すればよい。
In the above embodiment, the priority order is determined according to the remaining capacity. However, the priority order is not limited to this, and the priority order may be determined according to the charging time. In this case, the
(実施の形態2)
次に、実施の形態2による電力制御システムについて説明する。図6は、本発明の実施の形態2による電力制御システムを示している。実施の形態2による電力制御システムは、基本的な構成は実施の形態1と同じであり、壁コンセント40a、40bが商用電力が供給されているか、直流給電がされているかを判定することを特徴とする。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同一のものは同一の符号を付し、説明を省略する。
(Embodiment 2)
Next, a power control system according to
図6に示す壁コンセント40aは、図1に示す通信部42に代えて、商用周波数判定部48を備えている。商用周波数判定部48は、分岐ブレーカ30の電流検出部33の出力側に接続され、電力線L11を流れる電力の周波数を検出することで、分岐ブレーカ30に直流電力が供給されているか、商用電力が供給されているかを判定する。ここで、商用周波数判定部48は、電力線L11の電圧が0になってから次に0になるまでの時間間隔を測定し、この時間から電力線L11の電圧の周波数を求め、この周波数が商用電力の周波数であれば、分岐ブレーカ30に商用電力が供給されていると判定する。また、商用周波数判定部48は、電力線L11の電圧が所定期間以上0を示す場合、停電が発生したと判定する。また、商用周波数判定部48は、停電が発生したと判定した後、商用電力が供給されていると判定した場合、停電が復旧したと判定する。また、商用周波数判定部48は、電力線L11の電圧がほぼ一定の値を維持する場合、分岐ブレーカ30に直流電力が供給されていると判定する。
A
制御部46は、商用周波数判定部48により停電が発生したと判定された場合、スイッチSW4、SW5をオフし、商用周波数判定部48により直流電力が供給されていると判定された場合、スイッチSW4をオフし、スイッチSW5をオンし、DC出力部43のみに直流電力を供給する。
When the commercial
また、制御部46は、商用周波数判定部48により停電が復旧したと判定された場合、スイッチSW4をオンし、スイッチSW5をオフし、コンセント部44のみへ商用電力を供給する。
When the commercial
壁コンセント40bは、壁コンセント40aに対して、更にインバータ49、スイッチSW7を備えると共に、DC出力部43が省かれている。スイッチSW7は、インバータ49とコンセント部44との間に接続され、制御部46の制御の下、オン・オフする。インバータ49は、分岐ブレーカ30から供給される直流電力から商用電力と同じ周波数を有する交流電力を生成する。
The wall outlet 40b further includes an
制御部46bは、商用周波数判定部48により停電が発生したと判断された場合、スイッチSW4、SW7をオフし、商用周波数判定部48により直流電力が供給されていると判定された場合、スイッチSW7をオン、スイッチSW4をオフし、コンセント部44にインバータ49により生成された交流電力を供給する。また、制御部46は、商用周波数判定部48により停電が復旧したと判定された場合、スイッチSW7をオフし、スイッチSW4をオンし、コンセント部44に商用電力を供給する。
When the commercial
このように実施の形態2による電力制御システムによれば、壁コンセント40a、40b側での商用電力の取り出し可否を判定しているため、図1のように通信部42が不要となり壁コンセント40a、40bの小型化、低コスト化が可能となる。また、通信によってスイッチSW4、5、7のオン・オフが行われないため、システムの安定性を高くすることができる。
As described above, according to the power control system according to the second embodiment, since it is determined whether or not commercial power can be taken out on the
なお、上記実施の形態1、2では、PLCにより通信していたが、これに限定されず、有線のLAN、無線LAN等の他の通信方式により通信してもよい。 In the first and second embodiments, the communication is performed by the PLC. However, the communication is not limited to this, and the communication may be performed by another communication method such as a wired LAN or a wireless LAN.
10 主幹ブレーカ
11 電源部
12 電圧検出部
13 通信部
14 制御部
20 蓄電装置
21 電源部
22 制御部
23 通信部
24 コンバータ
25 残容量検出部
26 充電池
27 充電回路
30 分岐ブレーカ
31 電源部
32 通信部
33 電流検出部
34 優先順位設定部
35 オフ状態提示部
36 制御部
37 DC給電時状態SW部
40、40a、40b 壁コンセント
41 電源部
42 通信部
43 DC出力部
44 コンセント部
45 DC給電時状態SW部
46、46b 制御部
47 家電機器
48 商用周波数判定部
49 インバータ
50 引掛シーリング
51 電源部
52 通信部
53 引掛部
54 DC給電時状態SW部
55 制御部
56 照明器具
60 負荷装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記主幹ブレーカの2次側に接続された複数の分岐ブレーカと、
前記主幹ブレーカと前記分岐ブレーカとの間に接続され、充電池により充電された電力から直流電力を生成する蓄電装置とを備え、
前記主幹ブレーカは、
商用電源の停電の有無を検出する検出部と、
前記検出部により停電が検出された場合、前記商用電源から供給される商用電力に代えて、前記蓄電装置により生成された直流電力を前記分岐ブレーカに供給することを示す直流給電信号を生成する制御部と、
前記制御部により生成された直流給電信号を前記蓄電装置及び前記分岐ブレーカに送信する通信部とを備え、
前記蓄電装置は、前記直流給電信号を受信した場合、生成した直流電力を前記分岐ブレーカに供給し、
前記分岐ブレーカは、前記直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカである場合は、前記蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合は、前記蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置に供給しないことを特徴とする電力制御システム。 A main breaker with a commercial power supply on the primary side;
A plurality of branch breakers connected to the secondary side of the main breaker;
A power storage device that is connected between the main breaker and the branch breaker and generates DC power from power charged by a rechargeable battery,
The main breaker is
A detection unit that detects the presence or absence of a power failure of the commercial power supply;
Control that generates a DC power supply signal indicating that DC power generated by the power storage device is supplied to the branch breaker instead of the commercial power supplied from the commercial power source when a power failure is detected by the detection unit And
A communication unit that transmits a DC power supply signal generated by the control unit to the power storage device and the branch breaker;
The power storage device, when receiving the DC power supply signal, supplies the generated DC power to the branch breaker,
When the branch breaker receives the direct current power supply signal and is a predetermined branch breaker capable of direct current power supply, when the direct current power supply signal is supplied to the load device connected under the direct current power supplied from the power storage device A power control system that supplies power and does not supply DC power supplied from the power storage device to a load device connected underneath when the power supply is a predetermined branch breaker that is not capable of DC power supply.
自己と配下に接続された負荷装置とを電気的に接続するスイッチと、
前記直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカであるとき、前記スイッチをオンし、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合、前記スイッチをオフする制御部とを備えることを特徴とする請求項1記載の電力制御システム。 The branch breaker is
A switch for electrically connecting the load device connected thereto and the load device connected thereto;
When the DC power supply signal is received, when the self is a predetermined branch breaker capable of DC power supply, the switch is turned on, and when the self is a predetermined branch breaker not capable of DC power supply, The power control system according to claim 1, further comprising a control unit that turns off the switch.
前記直流給電信号は、前記優先順位を示す優先順位情報を含み、
前記分岐ブレーカは、自己に対して予め定められた優先順位が、前記直流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位より高い場合、配下に接続された負荷装置に前記蓄電装置から供給された直流電力を供給することを特徴とする請求項1又は2記載の電力制御システム。 Each of the branch breakers has a preset priority,
The DC power supply signal includes priority information indicating the priority,
The branch breaker is supplied from the power storage device to a load device connected under the branch breaker when the predetermined priority order for the branch breaker is higher than the priority order indicated by the priority order information included in the DC power supply signal. The power control system according to claim 1, wherein the direct current power is supplied.
前記主幹ブレーカにおける通信部は、前記復旧通知信号を前記分岐ブレーカに送信し、
前記分岐ブレーカは前記復旧通知信号を受信した場合、配下に接続された負荷装置に商用電力を供給することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電力制御システム。 The controller in the main breaker generates a recovery notification signal when recovery from a power failure is detected by the detector.
The communication unit in the main breaker transmits the recovery notification signal to the branch breaker,
5. The power control system according to claim 1, wherein, when the branch breaker receives the recovery notification signal, the branch breaker supplies commercial power to a load device connected under the branch breaker.
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