JP2009159780A

JP2009159780A - 配電システム

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Publication number: JP2009159780A
Application number: JP2007337629A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Matsumoto; 正松本; Kiyotaka Takehara; 清隆竹原; Yoshihiro Tanigawa; 嘉浩谷川; Akihiro Kikuchi; 彰洋菊池; Kenji Nakakita; 賢二中北
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】各電気機器に応じた直流電力供給の制御を行い、管理装置の負担を少なくし、さらに、主電源が停電である場合に各電気機器が迅速に対応する。
【解決手段】協調制御部１１３は、主電源が停電であると検出すると、同一の直流供給線路Ｗｄｃ上に接続されている全ての直流機器１０２に停電情報を送信し、各直流機器１０２は停電情報を受信する。停電情報を受信した各直流機器１０２では、現在時刻が動作時間帯である場合、切替部を閉状態のままにして、分散電源から動作部への直流電力供給が行われる。これに対して、現在時刻が動作時間帯ではない場合、切替部が閉状態から開状態に切り替わり、分散電源から動作部への直流電力供給が停止される。その後、主電源が停電復旧し、協調制御部１１３からの復旧情報を直流機器１０２が受信した場合、直流機器１０２では、切替部が開状態から閉状態に切り替わり、分散電源から動作部への直流電力供給が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電気機器への直流電力供給を管理する配電システムに関するものである。

電気機器への電力供給を管理する従来の配電システムとして、特許文献１には、接続機器（電気機器）と、商用電源とは別に接続機器への電力供給を可能とする無停電電源装置とを備えるシステムが開示されている。従来の配電システムにおいて、無停電電源装置は接続機器と１対１で対応し、接続機器がバッテリバックアップを必要とする時間帯には上記バッテリバックアップを行い、接続機器がバッテリバックアップを必要としない時間帯には上記バッテリバックアップを行わないように制御するものである。これにより、接続機器がバッテリバックアップを必要としない時間帯に商用電源が停電になった場合や商用電源のブレーカをオフにした場合に、無停電電源装置のバッテリの放電を防止することによって、バッテリの充放電回数を少なくし、バッテリの寿命を長く保つことを可能とする。
特開平１０−２０１１３３号公報（段落００１０及び第１図）

しかしながら、従来の配電システムは、１台の無停電電源装置が複数の電気機器に電力供給を行う場合、全ての電気機器に対して同一の電力供給制御しか行うことができず、各電気機器ごとに異なる電力供給制御を行うことができないという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、各電気機器に応じた直流電力供給の制御を行うことができ、管理装置の負担を少なくすることができ、さらに、主電源が停電である場合に各電気機器が迅速に対応することができる配電システムを提供することにある。

請求項１の発明は、電力供給線路上に接続されてそれぞれが直流電力供給によって駆動される複数の電気機器と、前記複数の電気機器への直流電力供給を管理する管理装置とを備える配電システムであって、主電源が停電であるか否かを検出する検出手段と、前記主電源とは別に設けられ前記検出手段で前記主電源が停電であると検出された場合に前記複数の電気機器への前記電力供給線路を介する直流電力供給を可能とする分散電源とを備え、前記管理装置は、前記検出手段で前記主電源が停電であると検出された場合に停電情報を含む通信信号を直流電圧に重畳して前記複数の電気機器に送信する給電側通信手段を有し、前記複数の電気機器のそれぞれは、直流電力供給によって動作する動作手段と、現在時刻を計測する計時手段と、前記主電源が停電であるときに前記動作手段を動作させる時間帯を記憶する記憶手段と、前記管理装置から前記停電情報を受信する受電側通信手段と、前記受電側通信手段で前記停電情報が受信されたときに前記計時手段で計時されている現在時刻が前記記憶手段に記憶されている前記時間帯である場合、前記分散電源から前記動作手段への直流電力供給を許可する一方、前記計時手段で計時されている現在時刻が前記記憶手段に記憶されている前記時間帯ではない場合、前記分散電源から前記動作手段への直流電力供給を禁止する切替手段とを有することを特徴とする。

請求項２の発明は、電力供給線路上に接続されてそれぞれに直流電力供給によって駆動される電気機器が接続される複数のコンセント部と、前記複数のコンセント部に接続される各電気機器への直流電力供給を管理する管理装置とを備える配電システムであって、主電源が停電であるか否かを検出する検出手段と、前記主電源とは別に設けられ前記検出手段で前記主電源が停電であると検出された場合に前記複数のコンセント部への前記電力供給線路を介する直流電力供給を可能とする分散電源とを備え、前記管理装置は、前記検出手段で前記主電源が停電であると検出された場合に停電情報を含む通信信号を直流電圧に重畳して前記複数のコンセント部に送信する給電側通信手段を有し、前記複数のコンセント部のそれぞれは、前記電気機器のプラグと着脱自在に接続する接続手段と、現在時刻を計測する計時手段と、前記主電源が停電であるときに前記接続手段に接続される前記電気機器を駆動する時間帯を記憶する記憶手段と、前記管理装置から前記停電情報を受信する受電側通信手段と、前記受電側通信手段で前記停電情報が受信されたときに前記計時手段で計時されている現在時刻が前記記憶手段に記憶されている前記時間帯である場合、前記分散電源から前記電気機器への直流電力供給を許可する一方、前記計時手段で計時されている現在時刻が前記記憶手段に記憶されている前記時間帯ではない場合、前記分散電源から前記電気機器への直流電力供給を禁止する切替手段とを有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記管理装置は、前記電気機器の機器種別を識別する機器識別情報ごとに前記時間帯を対応付けて記憶する給電側記憶手段を有し、前記給電側通信手段が、前記電気機器から当該電気機器の機器識別情報を受信すると、当該受信した機器識別情報に対応する前記時間帯を当該電気機器に送信し、前記電気機器は、自己の機器識別情報を有し、前記受電側通信手段が、自己の機器識別情報を前記管理装置に送信するとともに前記管理装置から自己の機器識別情報に対応する前記時間帯を受信し、前記記憶手段が、前記受電側通信手段で受信された前記時間帯を記憶することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記電気機器は、機器種別を識別する機器識別情報を有し、前記管理装置は、前記電気機器の機器識別情報ごとに前記時間帯を対応付けて記憶する給電側記憶手段を有し、前記給電側通信手段が、前記コンセント部から当該コンセント部に接続される前記電気機器の機器識別情報を受信すると、当該受信した機器識別情報に対応する前記時間帯を当該コンセント部に送信し、前記コンセント部は、前記接続手段に接続される前記電気機器から当該電気機器の機器識別情報を取得し、前記受電側通信手段が、前記電気機器の機器識別情報を前記管理装置に送信するとともに前記管理装置から前記電気機器の機器識別情報に対応する前記時間帯を受信し、前記記憶手段が、前記受電側通信手段で受信された前記時間帯を記憶することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電力供給線路上に接続される複数の電気機器において、各電気機器ごとに、分散電源からの直流電力供給を許可する時間帯を決定することができるので、各電気機器に応じた直流電力供給の制御を行うことができる。また、管理装置が全ての電気機器における分散電源からの直流電力供給を許可する時間帯について制御する必要がなく、各電気機器において上記時間帯を制御するので、管理装置の負担を少なくすることができる。さらに、管理装置からは各電気機器ごとに異なる情報を送信するのではなく、全ての電気機器に共通の情報（停電情報）をマルチキャストで送信すればよいので、主電源が停電である場合に停電情報を全ての電気機器に迅速に送信し、各電気機器も迅速に対応することができる。

請求項２の発明によれば、電力供給線路上に接続される複数のコンセント部において、各コンセント部ごとに、分散電源からの直流電力供給を許可する時間帯を決定することができるので、各コンセント部に接続される電気機器に応じた直流電力供給の制御を行うことができる。また、管理装置が全てのコンセント部における分散電源からの直流電力供給を許可する時間帯について制御する必要がなく、各コンセント部において上記時間帯を制御するので、管理装置の負担を少なくすることができる。さらに、管理装置からは各コンセント部ごとに異なる情報を送信するのではなく、全てのコンセント部に共通の情報（停電情報）をマルチキャストで送信すればよいので、主電源が停電である場合に停電情報を全てのコンセント部に迅速に送信し、各コンセント部も迅速に対応することができる。

請求項３，４の発明によれば、電気機器の機器識別情報に対応する時間帯を自動的に取得することができるので、ユーザが時間帯を設定する必要がなくなる。

まず、実施形態１の配電システムの構成について図１，２を用いて説明する。以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図１に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器（電気機器）１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路（電力供給線路）Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

上記のように直流電力の給電路と通信路が兼用されていると、機器間の通信を行うために給電路とは別体の通信路を家屋Ｈに引き回して設ける必要がないため、機器間の通信を容易に実現することができる。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２及びインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、又は家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「コンセント部」と呼ぶ。

これらのコンセント部は、直流機器１０２に直接設けた接触子（プラグ）（図示せず）又は接続線を介して設けた接触子（プラグ）（図示せず）が差し込まれる差込式のプラグ挿入孔（接続口）（図示せず）が器体に開口し、プラグ挿入孔に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、コンセント部は接触式で給電を行う。コンセント部に接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなくコンセント部にも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、例えば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。

直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（例えば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。

分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源及び分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御するものとして機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源及び分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源及び分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器１０２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１及び分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

続いて、協調制御部１１３の構成について図２を用いて説明する。図２において、実線は電力経路を示し、破線は信号経路を示している。ただし、協調制御部１１３と直流機器１０２の間において、電力経路と信号経路は同一の直流供給線路Ｗｄとなっている。協調制御部１１３は、複数の直流機器１０２への直流電力供給を管理する管理装置であり、主電源の停電及び停電復旧を検出する検出部（検出手段）３０と、主電源及び分散電源から直流機器１０２への直流電力の配分を調整する電力調整部３１と、直流供給線路Ｗｄｃに接続されている機器との間で通信を行う通信部（給電側通信手段）３２と、各部３０〜３２を制御する制御部３３とを備えている。

検出部３０は、例えば主電源からの電力の大きさを検出することによって、主電源の停電及び停電復旧を検出する。主電源の停電及び停電復旧についての検出結果は、検出部３０から制御部３３に送信される。

制御部３３は、主電源が非停電（通常状態）である場合、主電源からの電力の大きさに応じて主電源及び分散電源から直流機器１０２への電力の配分を調整するように電力調整部３１を制御する。つまり、制御部３３は、主電源からの電力が十分に大きい場合は主電源からの電力のみを直流機器１０２に供給するように電力調整部３１を制御し、主電源からの電力が小さくなると主電源からの電力だけでなく分散電源からの電力も直流機器１０２に供給するように電力調整部３１を制御する。

これに対して、検出部３０で主電源が停電であると検出された場合、制御部３３は、分散電源からの直流電力を直流機器１０２に供給するように電力調整部３１を制御する。

また、制御部３３は、検出部３０で主電源が停電であると検出された場合、停電情報を含む通信信号を直流電圧に重畳して各直流機器１０２にマルチキャストで送信するように通信部３２を制御する。一方、検出部３０で主電源が停電復旧したと検出された場合、制御部３３は、復旧情報を含む通信信号を直流電圧に重畳して複数の直流機器１０２に送信するように通信部３２を制御する。

続いて、直流機器１０２の構成について説明する。直流機器１０２は、１本の直流供給線路Ｗｄｃ上に接続されてそれぞれが直流電力供給によって駆動されるものであり、直流電力供給によって動作する動作部（動作手段）４０と、現在時刻を計測する計時部（計時手段）４１と、主電源が停電であるときに動作部４０を動作させる動作時間帯を設定するための設定部４２と、設定部４２で設定された動作時間帯を記憶する記憶部（記憶手段）４３と、直流供給線路Ｗｄｃに接続されている機器との間で通信を行う通信部（受電側通信手段）４４と、直流機器１０２への直流電力供給の許可又は禁止を切り替える切替部（切替手段）４５と、各部４０〜４５を制御する制御部４６とを備えている。なお、引掛シーリング１３２の構成も直流コンセント１３１の構成と同様である。

設定部４２では、ユーザの操作によって動作時間帯が適宜設定される。例えば直流機器１０２が照明負荷の場合、昼間（例えば７時から１８時まで）を避けて夜間（例えば１８時から２３時まで）を動作時間帯として設定すれば、周囲が明るいときに照明負荷が点灯して、分散電源の電源容量を無駄に減らすことを防止することができる。また、直流機器１０２が防犯機器の場合、一般的に昼間より夜間のほうが危険であるため、夜間（例えば２２時から６時まで）を動作時間帯として設定すれば、最低限必要な時間帯において防犯機能を高めることができる。

また、各直流機器１０２に設定部４２を設けることによって、個々の直流機器１０２の種別を確認しながらユーザは各直流機器１０２の動作時間帯を設定することができるので、例えば各直流機器１０２の動作時間帯を協調制御部１１３で設定する場合に比べて、設定ミスを低減することができる。

通信部４４は、協調制御部１１３から停電情報及び復旧情報を受信する。停電情報及び復旧情報は制御部４６に送信される。

制御部４６は、通信部４４で停電情報が受信されるまでは、分散電源から動作部４０への直流電力供給を許可するように切替部４５を制御する。つまり、主電源が非停電（通常状態）である場合、切替部４５は閉状態であり、分散電源からの直流電力は切替部４５を介して動作部４０に供給される。

これに対して、通信部４４で停電情報が受信されたとき、計時部４１で計時されている現在時刻が記憶部４３に記憶されている動作時間帯である場合、制御部４６は、分散電源から動作部４０への直流電力供給を許可するように切替部４５を制御する。つまり、切替部４５は開状態から閉状態に切り替わる。これにより、分散電源からの直流電力は切替部４５を介して動作部４０に供給される。

一方、通信部４４で停電情報が受信されたときに計時部４１で計時されている現在時刻が記憶部４３に記憶されている動作時間帯ではない場合、制御部４６は、分散電源から動作部４０への直流電力供給を停止するように切替部４５を制御する。つまり、切替部４５は閉状態から開状態に切り替わる。

なお、切替部４５が閉状態の場合は、信号が重畳できるように直流供給線路Ｗｄｃからみたインピーダンスを高くしている。なお、切替部４５が開状態の場合は、動作部４０への電力供給は行われないが、通信部４４や制御部４６などは低消費電力で動作できるように電力供給が行われる。

次に、本実施形態の配電システムにおいて、停電時における分散電源からの直流電力供給の動作について図３を用いて説明する。最初に、主電源が非停電である場合、直流機器１０２の切替部４５は閉状態であり、分散電源から動作部４０への直流電力供給が行われている。協調制御部１１３によって、主電源が停電であると検出されると、協調制御部１１３は停電情報を含む通信信号を直流電圧に重畳して各直流機器１０２にマルチキャストで送信し、各直流機器１０２は停電情報を受信する（Ｓ１）。停電情報を受信した各直流機器１０２では、現在時刻が動作時間帯であるか否かの判断を行う（Ｓ２）。現在時刻が動作時間帯である場合、切替部４５は閉状態のままであり、分散電源から動作部４０への直流電力供給が行われる。

これに対して、現在時刻が動作時間帯ではない場合、切替部４５が閉状態から開状態に切り替わり（Ｓ３）、分散電源から動作部４０への直流電力供給が停止される（Ｓ４）。その後、主電源が停電復旧し、協調制御部１１３からの復旧情報を直流機器１０２が受信した場合（Ｓ５）、直流機器１０２では、切替部４５が開状態から閉状態に切り替わり（Ｓ６）、分散電源から動作部４０への直流電力供給が行われる（Ｓ７）。一方、主電源が停電復旧していない場合、ステップＳ２に戻る。

以上、本実施形態によれば、１本の直流供給線路Ｗｄｃ上に接続される複数の直流機器（電気機器）１０２において、各直流機器１０２ごとに、分散電源からの直流電力供給を許可する動作時間帯を決定することができるので、各直流機器１０２に応じた直流電力供給の制御を行うことができる。また、協調制御部１１３が全ての直流機器１０２の動作時間帯について制御する必要がなく、各直流機器１０２ごとに自己の動作時間帯を制御するので、協調制御部１１３の負担を少なくすることができる。さらに、協調制御部１１３からは各直流機器１０２ごとに異なる情報を送信するのではなく、全ての直流機器１０２に共通の情報（停電情報）をマルチキャストで送信すればよいので、主電源が停電である場合に停電情報を全ての直流機器１０２に迅速に送信し、各直流機器１０２も迅速に対応することができる。

また、本実施形態では、電気機器が直流機器１０２であるため、分散電源からの直流電力を交流電力に変換して供給する必要がないため、変換による電力損失がなく効率的である。

なお、実施形態１の変形例として、停電情報及び復旧信号を送信する機能を、協調制御部１１３が有するのではなく、例えば宅内サーバ１１６など他の機器が有する配電システムであってよく、このような配電システムであっても、実施形態１と同様の効果を奏する。また、主電源の停電及び停電復旧を検出する機能について他の機器が有する配電システムでもよい。以下の実施形態においても同様である。

（実施形態２）
実施形態２の配電システムは、直流機器１０２が協調制御部１１３から自己の機器識別情報に対応付けられた動作時間帯を取得する点で、実施形態１の配電システムと相違している。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の協調制御部１１３には、直流機器１０２の機器種別を識別する機器識別情報ごとに動作時間帯が対応付けて記憶されている。また、制御部３３は、通信部３２が直流機器１０２から機器識別情報を受信した場合、受信した機器識別情報に対応する動作時間帯を直流機器１０２に送信するように通信部３２を制御する。

一方、本実施形態の直流機器１０２は、自己の機器識別情報を予め記憶部４３に記憶している。そして、制御部４６は、通信部４４が、自己の機器識別情報を協調制御部１１３に送信するように通信部４４を制御する。その後、通信部４４が協調制御部１１３から自己の機器識別情報に対応する動作時間帯を受信すると、制御部４６は、通信部４４で受信された動作時間帯を記憶部４３に記憶させる。

次に、本実施形態の配電システムの動作時間帯の設定動作について図４を用いて説明する。まず、直流機器１０２が自己の機器識別情報を協調制御部１１３に送信し、協調制御部１１３が直流機器１０２の機器識別情報を受信する（Ｓ１１）。協調制御部１１３は、受信した機器識別情報に対応付けられて記憶されている動作時間帯を選択し（Ｓ１２）、選択した動作時間帯の情報を、機器識別情報を送信した直流機器１０２に送信する（Ｓ１３）。機器識別情報を送信した直流機器１０２は、受信した動作時間帯の情報を記憶する（Ｓ１４）。

以上、本実施形態によれば、直流機器１０２の機器識別情報に対応する動作時間帯を自動的に取得することができるので、ユーザが動作時間帯を手動で設定する必要がない。

（実施形態３）
実施形態３の配電システムは、図５に示すように、協調制御部１１３を実施形態１の配電システムと同様に備えているが、直流機器１０２が直流供給線路Ｗｄｃに直接接続されるのではなく、１本の直流供給線路Ｗｄｃ上に接続されている複数のコンセント部（図５では直流コンセント１３１であるが、引掛シーリング１３２でもよい。）を備える点で、実施形態１の配電システム（図２参照）と相違している。図５において、実線は電力経路を示し、破線は信号経路を示している。ただし、協調制御部１１３と直流コンセント１３１の間において、電力経路と信号経路は同一の直流供給線路Ｗｄとなっている。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

直流コンセント１３１の構成について説明する。直流コンセント１３１は、直流電力供給によって駆動される直流機器１０２が接続されるものであり、直流機器１０２のプラグ（図示せず）と着脱自在に接続する接続部（接続手段）５０と、現在時刻を計測する計時部（計時手段）５１と、主電源が停電であるときに接続部５０に接続される直流機器１０２を駆動する動作時間帯を設定するための設定部５２と、設定部５２で設定された動作時間帯を記憶する記憶部（記憶手段）５３と、接続部５０に接続されている直流機器１０２との間で通信を行う通信部５４と、直流供給線路Ｗｄｃに接続されている機器との間で通信を行う通信部（受電側通信手段）５５と、直流機器１０２への直流電力供給の許可又は停止を行う切替部（切替手段）５６と、各部５０〜５６を制御する制御部５７とを備えている。なお、引掛シーリング１３２の構成も直流コンセント１３１の構成と同様である。

設定部５２では、実施形態１の設定部４２の場合と同様に、ユーザの操作によって動作時間帯が適宜設定される。各直流コンセント１３１に設定部５２を設けることによって、個々の直流コンセント１３１に接続されている直流機器１０２の種別を確認しながらユーザは各直流機器１０２の動作時間帯を設定することができるので、例えば各直流機器１０２の動作時間帯を協調制御部１１３で設定する場合に比べて、設定ミスを低減することができる。

通信部５５は、協調制御部１１３から停電情報及び復旧情報を受信する。停電情報及び復旧情報は制御部５７に送信される。

制御部５７は、通信部５５で停電情報が受信されるまでは、分散電源から直流機器１０２への直流電力供給を許可するように切替部５６を制御する。つまり、主電源が非停電（通常状態）である場合、切替部５６は閉状態であり、分散電源からの直流電力は切替部５６、通信部５４及び接続部５０を介して直流機器１０２に供給される。

これに対して、通信部５５で停電情報が受信されたとき、計時部５１で計時されている現在時刻が記憶部５３に記憶されている動作時間帯である場合、制御部５７は、分散電源から接続部５０に接続される直流機器１０２への直流電力供給を許可するように切替部５６を制御する。つまり、切替部５６は開状態から閉状態に切り替わる。これにより、分散電源からの直流電力は、切替部５６、通信部５４及び接続部５０を介して直流機器１０２に供給される。

一方、通信部５５で停電情報が受信されたときに計時部５１で計時されている現在時刻が記憶部５３に記憶されている動作時間帯ではない場合、制御部５７は、分散電源から接続部５０に接続される直流機器１０２への直流電力供給を停止するように切替部５６を制御する。つまり、切替部５６は閉状態から開状態に切り替わる。

なお、切替部５６が閉状態の場合は、信号が重畳できるように直流供給線路Ｗｄｃからみたインピーダンスを高くしている。なお、切替部５６が開状態の場合は、直流機器１０２への電力供給は行われないが、通信部５５や制御部５７などは低消費電力で動作できるように電力供給が行われる。

次に、本実施形態の配電システムにおいて、停電時における分散電源からの直流電力供給の動作について説明する。以下、直流コンセント１３１の場合について説明するが、直流コンセント１３１に代えて引掛シーリング１３２の場合も同様である。最初に、主電源が非停電である場合、直流コンセント１３１の切替部５６は閉状態であり、分散電源から直流機器１０２への直流電力供給が行われている。協調制御部１１３によって、主電源が停電であると検出されると、協調制御部１１３は停電情報を含む通信信号を直流電圧に重畳して各直流コンセント１３１にマルチキャストで送信し、各直流コンセント１３１は停電情報を受信する。停電情報を受信した各直流コンセント１３１では、現在時刻が動作時間帯であるか否かの判断を行う。現在時刻が動作時間帯である場合、切替部５６は開状態のままであり、分散電源から直流機器１０２への直流電力供給が行われる。

これに対して、現在時刻が動作時間帯ではない場合、切替部５６が閉状態から開状態に切り替わり、分散電源から直流機器１０２への直流電力供給が停止される。その後、主電源が停電復旧し、協調制御部１１３からの復旧情報を直流コンセント１３１が受信した場合、直流コンセント１３１では、切替部５６が開状態から閉状態に切り替わり、分散電源から直流機器１０２への直流電力供給が行われる。一方、主電源が停電復旧していない場合、ステップＳ２に戻る。

以上、本実施形態によれば、１本の直流供給線路Ｗｄｃ上に接続される複数のコンセント部（直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２）において、各コンセント部ごとに、分散電源からの直流電力供給を許可する動作時間帯を決定することができるので、各コンセント部に接続される直流機器１０２に応じた直流電力供給の制御を行うことができる。また、協調制御部１１３が全てのコンセント部の動作時間帯について制御する必要がなく、各コンセント部ごとに動作時間帯を制御するので、協調制御部１１３の負担を少なくすることができる。さらに、協調制御部１１３からは各コンセント部ごとに異なる情報を送信するのではなく、全てのコンセント部に共通の情報（停電情報）をマルチキャストで送信すればよいので、主電源が停電である場合に停電情報を全てのコンセント部に迅速に送信し、各コンセント部も迅速に対応することができる。

また、本実施形態においても、実施形態１と同様に、電気機器が直流機器１０２であるため、分散電源からの直流電力を交流電力に変換して供給する必要がないため、変換による電力損失がなく効率的である。

（実施形態４）
実施形態４の配電システムは、直流コンセント１３１が協調制御部１１３から自己に接続されている直流機器１０２の機器識別情報に対応付けられた動作時間帯を取得する点で、実施形態３の配電システムと相違している。なお、実施形態３と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の直流機器１０２は、機器種別を識別する機器識別情報を記憶部４３に記憶させている。

本実施形態の協調制御部１１３には、直流機器１０２の機器識別情報ごとに動作時間帯が対応付けられて記憶されている。また、制御部３３は、通信部３２が直流コンセント１３１から上記直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２の機器識別情報を受信した場合、受信した機器識別情報に対応する動作時間帯を直流コンセント１３１に送信するように通信部３２を制御する。

一方、本実施形態の直流コンセント１３１において、制御部５７は、接続部５０に接続される直流機器１０２から上記直流機器１０２の機器識別情報を取得したとき、直流機器１０２の機器識別情報を協調制御部１１３に送信するように通信部５５を制御する。その後、協調制御部１１３から直流機器１０２の機器識別情報に対応する動作時間帯を受信すると、制御部５７は、通信部５５で受信された動作時間帯を記憶部５３に記憶させる。

次に、本実施形態の配電システムの動作時間帯の設定動作について説明する。まず、直流コンセント１３１が直流機器１０２の機器識別情報を協調制御部１１３に送信し、協調制御部１１３が機器識別情報を受信する。協調制御部１１３は、受信した機器識別情報に対応付けられて記憶されている動作時間帯を選択し、選択した動作時間帯の情報を、機器識別情報を送信した直流コンセント１３１に送信する。機器識別情報を送信した直流コンセント１３１は、受信した動作時間帯の情報を記憶する。

実施形態１〜４の配線システムの構成図である。実施形態１，２の配線システムの概略を示すブロック図である。同上の配線システムの直流電力供給の動作を示すフローチャートである。実施形態２の配線システムの時間帯設定動作を示すフローチャートである。実施形態３，４の配線システムの概略を示すブロック図である。

符号の説明

１０２直流機器
１１３協調制御部
１３１直流コンセント
１３２引掛シーリング
１６１太陽電池
１６２二次電池
１６３燃料電池
３０検出部
３２通信部
４０動作部
４１，５１計時部
４３，５３記憶部
４４，５４，５５通信部
４５，５６切替部
５０接続部
Ｗｄｃ直流供給線路

Claims

電力供給線路上に接続されてそれぞれが直流電力供給によって駆動される複数の電気機器と、前記複数の電気機器への直流電力供給を管理する管理装置とを備える配電システムであって、
主電源が停電であるか否かを検出する検出手段と、前記主電源とは別に設けられ前記検出手段で前記主電源が停電であると検出された場合に前記複数の電気機器への前記電力供給線路を介する直流電力供給を可能とする分散電源とを備え、
前記管理装置は、前記検出手段で前記主電源が停電であると検出された場合に停電情報を含む通信信号を直流電圧に重畳して前記複数の電気機器に送信する給電側通信手段を有し、
前記複数の電気機器のそれぞれは、直流電力供給によって動作する動作手段と、現在時刻を計測する計時手段と、前記主電源が停電であるときに前記動作手段を動作させる時間帯を記憶する記憶手段と、前記管理装置から前記停電情報を受信する受電側通信手段と、前記受電側通信手段で前記停電情報が受信されたときに前記計時手段で計時されている現在時刻が前記記憶手段に記憶されている前記時間帯である場合、前記分散電源から前記動作手段への直流電力供給を許可する一方、前記計時手段で計時されている現在時刻が前記記憶手段に記憶されている前記時間帯ではない場合、前記分散電源から前記動作手段への直流電力供給を禁止する切替手段とを有する
ことを特徴とする配電システム。
電力供給線路上に接続されてそれぞれに直流電力供給によって駆動される電気機器が接続される複数のコンセント部と、前記複数のコンセント部に接続される各電気機器への直流電力供給を管理する管理装置とを備える配電システムであって、
主電源が停電であるか否かを検出する検出手段と、前記主電源とは別に設けられ前記検出手段で前記主電源が停電であると検出された場合に前記複数のコンセント部への前記電力供給線路を介する直流電力供給を可能とする分散電源とを備え、
前記管理装置は、前記検出手段で前記主電源が停電であると検出された場合に停電情報を含む通信信号を直流電圧に重畳して前記複数のコンセント部に送信する給電側通信手段を有し、
前記複数のコンセント部のそれぞれは、前記電気機器のプラグと着脱自在に接続する接続手段と、現在時刻を計測する計時手段と、前記主電源が停電であるときに前記接続手段に接続される前記電気機器を駆動する時間帯を記憶する記憶手段と、前記管理装置から前記停電情報を受信する受電側通信手段と、前記受電側通信手段で前記停電情報が受信されたときに前記計時手段で計時されている現在時刻が前記記憶手段に記憶されている前記時間帯である場合、前記分散電源から前記電気機器への直流電力供給を許可する一方、前記計時手段で計時されている現在時刻が前記記憶手段に記憶されている前記時間帯ではない場合、前記分散電源から前記電気機器への直流電力供給を禁止する切替手段とを有する
ことを特徴とする配電システム。
前記管理装置は、前記電気機器の機器種別を識別する機器識別情報ごとに前記時間帯を対応付けて記憶する給電側記憶手段を有し、前記給電側通信手段が、前記電気機器から当該電気機器の機器識別情報を受信すると、当該受信した機器識別情報に対応する前記時間帯を当該電気機器に送信し、
前記電気機器は、自己の機器識別情報を有し、前記受電側通信手段が、自己の機器識別情報を前記管理装置に送信するとともに前記管理装置から自己の機器識別情報に対応する前記時間帯を受信し、前記記憶手段が、前記受電側通信手段で受信された前記時間帯を記憶する
ことを特徴とする請求項１記載の配電システム。
前記電気機器は、機器種別を識別する機器識別情報を有し、
前記管理装置は、前記電気機器の機器識別情報ごとに前記時間帯を対応付けて記憶する給電側記憶手段を有し、前記給電側通信手段が、前記コンセント部から当該コンセント部に接続される前記電気機器の機器識別情報を受信すると、当該受信した機器識別情報に対応する前記時間帯を当該コンセント部に送信し、
前記コンセント部は、前記接続手段に接続される前記電気機器から当該電気機器の機器識別情報を取得し、前記受電側通信手段が、前記電気機器の機器識別情報を前記管理装置に送信するとともに前記管理装置から前記電気機器の機器識別情報に対応する前記時間帯を受信し、前記記憶手段が、前記受電側通信手段で受信された前記時間帯を記憶する
ことを特徴とする請求項２記載の配電システム。