JP2010178587A - 電力配電システム、電力送電装置、電力受電装置、電力送電方法および電力受電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送配電網における電力損失が少なくなるように自動化することが可能な、新規かつ改良された電力配電システムを提供すること。
【解決手段】電力を送電する少なくとも一つの電力送電装置と、電力送電装置から送電される電力を受電する少なくとも一つの電力受電装置と、を含み、電力送電装置は、電力を生成する電力生成手段と、電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を送信する情報送信手段と、を含み、電力受電装置は、情報送信手段が送信した情報を受信する情報受信手段と、情報受信手段が受信した情報に基づいて電力生成手段が生成した電力の消費を制御する電力消費制御手段と、を含む、電力配電システムが提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力配電システム、電力送電装置、電力受電装置、電力送電方法および電力受電方法に関する。

従来の交流による電力送配電網の構成はおおよそ以下の通りとなっている。

発電所は、水力・火力・電子力とそのエネルギー源は様々であるが、家庭や企業等の実際の消費地からは離れている場合が多く、発電所から直接電力を供給しようとすると電圧が低下してしまう。従って、発電所と消費地との間には、電圧の変換を行う変電所が介在するのが一般的である。その変電所は、発電所と消費地との間に複数個存在するのが一般的であり、また発電所から消費地までの系統は一つに限られず、一つの発電所は複数の変電所に電力を供給するし、一つの変電所も複数の発電所から電力供給を受ける。これが電力網といわれる所以である。

発電所と変電所との間は送電線で結ばれ、その送電線の距離は、その間の直流抵抗や地面との間のキャパシタンスが到底無視できない長さとなっている。従って、従来においては、出来るだけ電圧を高くして送電する等、電流を減らす工夫がなされてきた。一方、変電所は、複数の発電所からの電力を入力可能な構造となっているのが基本である（一つの発電所からしか電力が供給されない構成もある）。これは、変電所に接続されているユーザの要求電力が増加した場合に複数の発電所からの電力でまかなうことが目的である。従って、変電所では常に負荷状態を監視し、最終的には発電所の発電量を調整することになる。電力送配電網における配電損失を最小にするための技術としては、例えば特許文献１がある。

特開２００６−２１７６８９号公報

現在敷設されている電力送配電網においては、発電所、変電所、および発電所と変電所とを結びつける送配電網の構成が変更されることは少ない。すなわち、変電所に接続される発電所が、日々ダイナミックに変化することは無い。

しかし、太陽光、風力、バイオマス等のいわゆる自然エネルギーを用いた発電装置は、その設置や廃止が、現状の交流による電力送配電網に比べれば遥かに頻繁に発生する。この状況は、今後これらの発電装置が普及するに連れて進展が考えられる。従って、発電装置、変電装置、および発電装置と変電装置とを結びつける送配電網の構成がダイナミックに変更されることが多くなり、従来の技術では、このようなダイナミックな変更に対処できない問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、送配電網における電力損失が少なくなるように自動化することが可能な、新規かつ改良された電力配電システム、電力送電装置、電力受電装置、電力送電方法および電力受電方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電力を送電する少なくとも一つの電力送電装置と、前記電力送電装置から送電される電力を受電する少なくとも一つの電力受電装置と、を含み、前記電力送電装置は、電力を生成する電力生成手段と、前記電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、前記電力生成手段で生成した電力と関連付けて送信する情報送信手段と、を含み、前記電力受電装置は、前記情報送信手段が送信した情報を受信する情報受信手段と、前記情報受信手段が受信した情報に基づいて電力生成手段が生成した電力の消費を制御する電力消費制御手段と、を含む、電力配電システムが提供される。

かかる構成によれば、電力送電装置は電力を送電し、電力受電装置は電力送電装置から送電される電力を受電する。上記電力送電装置において、電力生成手段は電力を生成し、情報送信手段は電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、電力生成手段で生成した電力と関連付けて送信する。そして、上記電力受電装置において、情報受信手段は電力送電装置の情報送信手段が送信した情報を受信し、電力消費制御手段は情報受信手段が受信した情報に基づいて電力生成手段が生成した電力の消費を制御する。その結果、電力送電装置から送信された情報に基づいて電力の消費を制御することで、送配電網における電力損失が少なくなるように自動化することが可能となる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を生成する電力生成手段と、前記電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、前記電力生成手段で生成した電力と関連付けて送信する情報送信手段と、を含む、電力送電装置が提供される。

前記情報送信手段は、前記電力生成手段が生成した電力に重畳して情報を送信するようにしてもよい。

前記固有情報は、絶対的な位置についての情報であってもよい。

前記固有情報は、単位電力に対する二酸化炭素の発生量であってもよい。

前記固有情報は、単位電力あたりの単価であってもよい。

前記固有情報は、変電回数であってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を生成する装置から送電される電力を受電する受電手段と、前記装置が送信した、前記送電される電力に関する電力情報及び前記装置についての固有情報を含んだ情報を受信する情報受信手段と、前記情報受信手段が受信した情報に基づいて、前記受電手段が受電した前記電力の消費を制御する電力消費制御手段と、を含む、電力受電装置が提供される。

上記電力受電装置は、前記情報受信手段が受信した全ての前記固有情報を含んだ情報を送信する情報送信手段をさらに含んでいてもよい。

前記電力消費制御手段は、絶対的な距離が最も近い前記装置からの電力を優先して消費するよう制御するようにしてもよい。

前記電力消費制御手段は、単位電力あたりの単価が最も低い前記装置からの電力を優先して消費するよう制御するようにしてもよい。

前記電力消費制御手段は、単位電力に対する二酸化炭素の発生量が最も低い前記装置からの電力を優先して消費するよう制御するようにしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を電力生成手段で生成する電力生成ステップと、前記電力生成ステップで生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、前記電力生成ステップで生成した電力と関連付けて送信する情報送信ステップと、を含む、電力送電方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力を生成する装置から送電される電力を受電する受電ステップと、前記装置が送信した、前記送電される電力に関する電力情報及び前記装置についての固有情報を含んだ情報を受信する情報受信ステップと、前記情報受信ステップで受信した情報に基づいて、前記受電ステップで受電した前記電力の消費を制御する電力消費制御ステップと、を含む、電力受電方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、送配電網における電力損失が少なくなるように自動化することが可能な、新規かつ改良された電力配電システム、電力送電装置、電力受電装置、電力送電方法および電力受電方法を提供することができる。これは特に、発電装置や変電装置の設置や廃止が頻繁に発生するシステムにおいて有効なものとなる。

本発明の一実施形態にかかる電力配電システム１００の構成について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる発電装置１０１の構成について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる負荷１２１の構成について示す説明図である。 従来の電力配電システムの構成の一例について説明する説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下の順序に従って本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
〔１〕従来の電力配電システムの構成の一例
〔２〕本発明の一実施形態にかかる電力配電システムの構成
〔３〕本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成
〔４〕本発明の一実施形態にかかる負荷の変形例
〔５〕まとめ

〔１〕従来の電力配電システムの構成の一例
まず、本発明の好適な実施の形態を説明する前に、従来の電力配電システムの構成の一例について説明する。図４は、従来の電力配電システムの構成の一例について説明する説明図である。以下、図４を用いて従来の電力配電システムの構成の一例について説明する。

図４に示したように、従来の電力配電システムは、例えば、発電を行う発電装置１ａ、１ｂ、５と、発電装置で発電された電力の電圧を変換する変電装置３、４と、供給された電力を消費する負荷６、７、８と、電力を伝送する送電線２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ，４ｂ、５ａと、を含んで構成される。

発電装置１ａは、送電線２ａで変電装置３と接続されている。そして、発電装置１ｂは、送電線２ｂで同じく変電装置３と接続されている。変電装置３は、さらに別の変電装置４と送電線３ａで接続されているが、変電装置４には、変電装置３とは別の発電装置５と送電線５ａで接続されている。そして、変電装置４は、負荷７と送電線７で、負荷８と送電線で、それぞれ接続されている。

図４に示したような従来の電力配電システムでは、各送電線に配電される電力量は、発電装置や変電装置の能力、負荷での電力消費量に応じて、自動的に、または人間の手によって手動で制御がなされる。従って、従来の電力配電システムでは、このように制御がなされることで、システムが破綻しない（例えば、ある送電線が過剰な電力を供給しない）ことが前提となっている。

以上、従来の電力配電システムの構成の一例について説明した。

図４に示したような従来の電力配電システムでは、送電線の抵抗や、地面との間のキャパシタンスによって電力の損失が発生する。この電力の損失が、電力配電システム全体としての電力損失という観点からは、最適なものであるかどうかは判断しにくい。また、電力配電システム全体としての電力損失が最適であるかどうかを判断するにしても、電力配電システムの各部の電圧や電流に関する情報をモニタして、モニタした情報を何らかの手段で収集し、分析した上で、最適であるかどうかを判断する必要がある。

そこで本発明の一実施形態においては、発電装置や変電装置を識別するための固有情報や、発電装置や送電装置から配電される電力に関する情報を発電装置や変電装置から送信する。そして、電力を受け取る変電装置や負荷側で、これらの情報を受信することで、電力配電システム全体としての電力損失を最適化することを目的とする。

〔２〕本発明の一実施形態にかかる電力配電システムの構成
次に、本発明の一実施形態にかかる電力配電システムの構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる電力配電システム１００の構成について示す説明図である。以下、図１を用いて、本発明の一実施形態にかかる電力配電システム１００の構成について説明する。

図１に示したように、本発明の一実施形態にかかる電力配電システム１００は、発電装置１０１、１０２、１０３と、変電装置１１１、１１２と、負荷１２１、１２２と、を含んで構成される。

発電装置１０１、１０２、１０３は、内部で電力を発電して供給するものである。これらの発電装置で発電する電力は、交流であってもよく、直流であってもよい。

発電装置１０１は、変電装置１１１と送電線１３１で接続されている。発電装置１０１からは、送電線１３１を通じて内部で発電された電力Ｉ１を変電装置１１１に供給する。そして、電力Ｉ１の供給と同時に、発電装置１０１からは送電線１３１を通じて、発電装置１０１に関する情報や、発電装置１０１が発電した電力に関する情報Ｇ１を変電装置１１１に送信する。発電装置１０１からこれらの情報Ｇ１を変電装置１１１に送信する際には、送電線１３１で配電する電力に重畳して送信してもよく、電力の供給に用いる電力線とは別系統の通信線を送電線１３１に備え、その通信線を介して送信してもよい。また、これらの情報Ｇ１の発電装置１０１からの送信は、有線による通信に限られず、無線通信によって行われるようにしてもよい。

発電装置１０１から送信する情報の内容については後に詳述するが、例えば発電装置を識別するための識別情報、絶対的な位置情報、特定の変電ノードとの間の送電線のインピーダンス情報等を含んでいてもよい。

発電装置１０２は、変電装置１１１と送電線１３２で接続されている。発電装置１０１と同様に、発電装置１０２からは、送電線１３２を通じて内部で発電された電力Ｉ２を変電装置１１１に供給する。そして、電力の供給と同時に、発電装置１０２からは送電線１３２を通じて、発電装置１０２に関する情報や、発電装置１０２が発電した電力に関する情報Ｇ２を変電装置１１１に送信する。

変電装置１１１は、発電装置１０１、１０２から電力Ｉ１、Ｉ２の供給を受け、電圧を変換して出力するものである。そして、変電装置１１１は発電装置１０１、１０２から電力の供給を受けると共に、発電装置１０１、１０２から送信された情報Ｇ１、Ｇ２を受信するものである。変電装置１１１は、負荷１２１と送電線１３３で接続されており、また変電装置１１２と送電線１３４で接続されている。変電装置１１１は、変圧後の電力Ｉ１、Ｉ２を出力して、送電線１３３、１３４を介して供給すると共に、発電装置１０１、１０２から送信された情報Ｇ１、Ｇ２も送信する。

発電装置１０１と同様に、変電装置１１１からこれらの情報Ｇ１、Ｇ２を送信する際には、送電線１３３、１３４で配電する電力に重畳して送信してもよい。他に、変電装置１１１からこれらの情報Ｇ１、Ｇ２を送信する際には、電力の供給に用いる電力線とは別系統の通信線を送電線１３３、１３４に備え、その通信線を介して送信してもよい。また、これらの情報Ｇ１、Ｇ２の変電装置１１１からの送信は、有線による通信に限られず、無線通信によって行われるようにしてもよい。

負荷１２１は、変電装置１１１から送電線１３３を介して電力Ｉ１、Ｉ２の供給を受けるものである。そして、負荷１２１は、変電装置１１１から電力の供給を受けると共に、変電装置１１１から送信される、発電装置１０１、１０２から送信された情報Ｇ１、Ｇ２も受信するものである。負荷１２１では、発電装置１０１、１０２から送信された情報Ｇ１、Ｇ２に基づいて、どの発電装置から供給された電力を消費すれば効率的であるかを判断することが可能となる。負荷１２１、１２２としては、例えば、主に家庭内で使用される電気機器が該当する。そのような電気機器の具体例としては、例えばパーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオレコーダ、コンポーネントステレオセット、冷蔵庫、電子レンジその他の機器がある。

発電装置１０３は、変電装置１１２と送電線１３５で接続されている。発電装置１０１、１０２と同様に、発電装置１０３からは、送電線１３５を通じて内部で発電された電力Ｉ３を変電装置１１２に供給する。そして、電力の供給と同時に、発電装置１０３からは送電線１３５を通じて、発電装置１０３に関する情報や、発電装置１０３が発電した電力に関する情報Ｇ３を変電装置１１２に送信する。

変電装置１１２は、変電装置１１１、および発電装置１０３から電力Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の供給を受け、電圧を変換して出力するものである。そして、変電装置１１２は変電装置１１１、および発電装置１０３から電力Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の供給を受けると共に、変電装置１１１から送信された情報Ｇ１、Ｇ２および発電装置１０３から送信された情報Ｇ３を受信するものである。変電装置１１２は、負荷１２２と送電線１３６で接続されている。変電装置１１２は、変圧後のＩ１、Ｉ２、Ｉ３電力を出力して、送電線１３６を介して供給すると共に、変電装置１１１から送信された情報Ｇ１、Ｇ２および発電装置１０３から送信された情報Ｇ３も送信する。

負荷１２２は、変電装置１１２から送電線１３６を介して電力Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の供給を受けるものである。そして、負荷１２２は、変電装置１１２から電力の供給を受けると共に、変電装置１１２から送信される、発電装置１０１、１０２から送信された情報Ｇ１、Ｇ２、および発電装置１０３から送信された情報Ｇ３も受信するものである。負荷１２２では、発電装置１０１、１０２から送信された情報Ｇ１、Ｇ２、および発電装置１０３から送信された情報Ｇ３に基づいて、どの発電装置から供給された電力を消費すれば効率的であるかを判断することが可能となる。

図１のように構成されたシステムでは、例えば負荷１２２においては、情報Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を受信することで、現在消費している電力の発電端までの論理距離（物理的な距離に、送配電線のインピーダンスやロスを加味したもの）を知ることができる。そのため、その論理距離が長い場合には（例えば発電装置１０１、１０２と負荷１２２との間の距離が長い場合には）、その発電端で発電された電力の負荷１２２での消費を下げることができる。そして、発電端までの論理距離が短い電力を優先して消費するように制御することで、配電システム全体としての送電線による電力ロスを小さくするような電力消費が可能となる。

また、変電装置１１１、１１２においても、上流にある電力減までの論理距離を知ることが出来る。従って、上流の電力源が単一で無い限り、下流への供給電力をどの電力源から得るかを選択することが出来る。従来の電力配電システムでは、上流の電力源（発電所）はほぼ固定されており、予め論理距離が一番近い発電所からの電力を優先して得ることとするように指定すれば同様の機能を実現することが出来る。しかし、従来の電力配電システムでは、上流の電力源が頻繁に入れ替わることは無い。よって、仮に論理距離が一番近い発電所が廃止されたり、新たに論理距離が一番近い発電所が設けられたりすると、別の発電所を論理距離が一番近い発電所として人間の手で再度設定し直さなければいけない。これに対して本発明の一実施形態にかかる電力配電システム１００では、変電装置１１１、１１２は発電装置１０１、１０２、１０３から送信される情報を随時受信することができる。従って、発電装置の新たな設置や、発電装置の撤去に応じて、受信する情報から、どの発電装置からの電力を消費すれば最も効率的かを判断することが出来る。

例えば、変電装置１１２が電力の供給を受けている発電装置１０１、１０２、１０３の内、論理距離が一番短い発電装置が発電装置１０３だった場合を考える。この場合に、発電装置１０３が電力配電システム１００から撤去されると、変電装置１１２は発電装置１０１、１０２が送信した情報を随時受信している。従って、変電装置１１２は発電装置１０１、１０２のどちらが最も論理距離が短い発電装置であるかどうかを自動的に判断することができる。

ここで、発電装置１０１、１０２、１０３が送信する情報としては、（１）情報通信や電力配電システム１００のマネジメントに関する情報、（２）発電する電力の物理仕様に関する情報、（３）発電する電力のコストや経費に関する情報、を含んでいてもよい。

（１）情報通信や電力配電システム１００のマネジメントに関する情報としては、例えば、発電装置と通信を実行するための発電装置のアドレス、発電装置を識別するための発電端識別情報を含んでいてもよい。これら以外にも、情報通信や電力配電システム１００のマネジメントに関する情報として、例えば発電装置に複数の発電機が含まれる場合における発電機を識別するための発電機識別情報等を含んでいてもよい。

（２）発電する電力の物理仕様に関する情報としては、例えば現状の出力電圧、公称出力電圧、現状の出力電流、公称出力電流、最大出力電流、最大出力、現状の出力、緯度・経度等の位置情報を含んでいてもよい。これら以外にも、発電する電力の物理仕様に関する情報としては、例えば特定の変電ノードとの間の送電線のインピーダンス等を含んでいてもよい。

（３）発電する電力のコストや経費に関する情報としては、例えば発電している電力の単価、発電している電力の単位電力あたりの二酸化炭素発生量、電力の変電回数（発電装置においては０回）、今後の予測発電量等の情報を含んでいてもよい。今後の予測発電量とは、例えばメンテナンス等により発電量が増減することが分かっている場合には、発電量が増減する時間とその発電量の情報を含んでいてもよい。

また、変電装置１１１、１１２が送信する情報は、発電装置１０１、１０２、１０３が送信した情報そのものであってもよく、発電装置１０１、１０２、１０３が送信した情報に変電装置１１１、１１２に関する情報を付加したものであってもよい。さらには、発電装置１０１、１０２、１０３が送信した情報に、変電装置１１１、１１２で変更を加えたものであってもよい。変電装置１１１、１１２が送信する情報としては、（１）情報通信や電力配電システム１００のマネジメントに関する情報、（２）発電する電力の物理仕様に関する情報、（３）発電する電力のコストや経費に関する情報、を含んでいてもよい。

（１）情報通信や電力配電システム１００のマネジメントに関する情報としては、例えば、変電装置と通信を実行するための変電装置のアドレス、変電装置を識別するための発電端識別情報を含んでいてもよい。これら以外にも、情報通信や電力配電システム１００のマネジメントに関する情報として、例えば上流の発電装置や変電装置と通信を実行するためのこれら発電装置や変電装置のアドレス等を含んでいてもよい。

（２）発電する電力の物理仕様に関する情報としては、例えば現状の出力電圧、公称出力電圧、現状の出力電流、公称出力電流、最大出力電流、最大出力、現状の出力、緯度・経度等の位置情報を含んでいても良い。これら以外にも、発電する電力の物理仕様に関する情報としては、例えば特定の変電ノードとの間の送電線のインピーダンス等を含んでいてもよい。

（３）発電する電力のコストや経費に関する情報としては、例えば各発電所が発電している電力の単価を配分し直し、変電装置で必要になる費用やコストを加算した電力単価、発電している電力の単位電力あたりの二酸化炭素発生量、電力の変電回数（変電装置を通過する度に１増加する）、今後の予測変電量等の情報を含んでいてもよい。今後の予測変電量とは、例えばメンテナンス等により変電量が増減することが分かっている場合には、発電量が増減する時間とその変電量の情報を含んでいてもよい。

末端の負荷や変電所から見れば、どこが上流側で最も近い発電所または変電所なのかを知ることが出来るが、末端の負荷や変電所で受信したこれらの情報の中身を解析することで、受電した電力がどのような経路を辿ってきたかを判断することができる。また、末端の負荷や変電所では、受電した電力の経路のみならず、受電した電力が発電に要したコストに関する情報も知ることが出来る。従って、末端の負荷や変電所は、受信した情報の出所を発電端である発電装置まで辿ることが可能な構造を有することになる。

以上、本発明の一実施形態にかかる電力配電システム１００の構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成について説明する。

〔３〕本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成
図２は、本発明の一実施形態にかかる発電装置１０１の構成について示す説明図である。以下、図２を用いて、本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成について、発電装置１０１を例にして説明する。

図２に示したように、本発明の一実施形態にかかる発電装置１０１は、発電機２０１と、マイクロプロセッサ２０２と、モデム２０３と、電流測定部２０４と、ラインドライバ２０５、２０６と、キャパシタＣ１，Ｃ２と、抵抗Ｒ１と、を含んで構成される。

発電機２０１は電力を発電するものであり、本実施形態においては、発電機２０１では直流の電力を発電する。発電機２０１で発電された電力の電圧値の情報はマイクロプロセッサ２０２に送られる。発電機２０１で発電される電力の状況は、キャパシタＣ１への蓄電状況をモニタリングすることで逐一監視される。また、抵抗Ｒ１の両端の電位差から、発電機２０１で発電された電力の電流値を電流測定部２０４で測定する。電流測定部２０４で測定した電流値はマイクロプロセッサ２０２に送られる。

マイクロプロセッサ２０２には、発電機２０１が発電した電力の電圧値および電流値の情報の他、上述した（１）情報通信や電力配電システム１００のマネジメントに関する情報、（２）発電する電力の物理仕様に関する情報、（３）発電する電力のコストや経費に関する情報が送られてくる。具体的には、発電装置１０１を他の発電装置と識別するための発電所ＩＤ、発電装置１０１の位置情報その他の発電装置１０１に関する情報がマイクロプロセッサ２０２に送られる。マイクロプロセッサ２０２では、これらの情報を集約し、モデム２０３に送る。

モデム２０３は、マイクロプロセッサ２０２から送られる情報を、発電機２０１で発電された電力に重畳できる形式に変調するものである。本実施形態においては、モデム２０３は、十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号の送受信における、信号の変調・復調を行うものである。モデム２０３で変調された情報は、ラインドライバ２０５、キャパシタＣ２を経由して、発電機２０１で発電された電力に重畳されて、発電装置１０１から情報Ｇ１として出力される。

発電装置１０１からの情報Ｇ１を電力に重畳して出力する場合には、例えば、本件発明者と同一発明者による発明である特開２００８−１２３０５１号公報に記載された発明を用いることができる。発電装置１０１からの情報Ｇ１を電力に重畳して出力する場合には、当該発明のように、電力と情報とをパケット化し、電力パケットと情報パケットとを時分割で送信しても良い。このように電力生成元でパケットを生成して送信することで、電力消費元で電力を受電し、消費することが可能となる。もちろん、情報の電力への重畳手法については、かかる例に限定されないことは言うまでも無い。

以上、本発明の一実施形態にかかる発電装置１０１の構成について説明した。なお、上記では本発明の一実施形態にかかる発電装置の構成として発電装置１０１を例にして説明したが、発電装置１０２、１０３においても、発電装置１０１と同様の構成を有することが出来る。次に、本発明の一実施形態にかかる負荷１２１の構成について説明する。

〔４〕本発明の一実施形態にかかる負荷の構成
図３は、本発明の一実施形態にかかる負荷１２１の構成について示す説明図である。以下、図３を用いて、本発明の一実施形態にかかる負荷の構成について、負荷１２１を例にして説明する。

負荷１２１は、本発明の電力受電装置の一例である。負荷１２１には、発電装置１０１において電圧Ｖ１で発電された電力および発電装置１０２において電圧Ｖ２で発電された電力が供給される。図３に示したように、本発明の一実施形態にかかる負荷１２１は、チャージコントローラ３０１と、モデム３０２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３と、マイクロプロセッサ３０４と、負荷３０５と、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と、スイッチＳ１、Ｓ２と、を含んで構成される。

チャージコントローラ３０１は、供給された電力を用いて、発電装置１０１、１０２からの電力が供給されていない場合に負荷１２１の動作に用いられるキャパシタＣ３の充電を制御するものである。チャージコントローラ３０１によってキャパシタＣ３への過充電が防がれることになる。

モデム３０２は、発電装置１０１、１０２から送信された情報Ｇ１、Ｇ２の変調・復調を行うものである。発電装置１０１、１０２から送信される情報Ｇ１、Ｇ２としては、例えば、１）情報通信や電力配電システム１００のマネジメントに関する情報、（２）発電する電力の物理仕様に関する情報、（３）発電する電力のコストや経費に関する情報がある。本実施形態においては、モデム３０２は、モデム２０３と同様に、十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号の送受信における、信号の変調・復調を行うものである。モデム３０２で復調された情報はマイクロプロセッサ３０４に送られる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３は、発電装置１０１、１０２から電力網を通じて供給された電力を、負荷３０５が必要とする電流・電圧に変換するものである。

マイクロプロセッサ３０４は、モデム３０２で復調された情報Ｇ１、Ｇ２を受け取り、受け取った情報Ｇ１、Ｇ２に基づいてスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチング動作を制御するものである。また、マイクロプロセッサ３０４は、負荷３０５における電力消費状況をモニタし、負荷３０５における電力消費状況に応じてスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチング動作を制御する。負荷３０５は、発電装置１０１、１０２から供給される電力を実際に消費するものである。なお、スイッチＳ１、Ｓ２は、各種スイッチング素子、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いてもよい。

例えば、負荷１２１に、発電装置１０１、１０２の両方からの電力が供給されている場合において、モデム３０２で復調された情報Ｇ１、Ｇ２をマイクロプロセッサ３０４で受け取ったときを考える。このとき、発電装置１０１の方が発電装置１０２よりも絶対的な距離が近いことが分かれば、発電装置１０１から供給される電力を優先して消費するために、スイッチＳ１を閉じ、スイッチＳ２を開くよう、マイクロプロセッサ３０４で制御してもよい。

また例えば、モデム３０２で復調された情報Ｇ１、Ｇ２をマイクロプロセッサ３０４で受け取った結果、発電装置１０１から供給される電力の方が発電装置１０２から供給される電力よりも単位電力に対する二酸化炭素の発生量が少ないことが分かれば、発電装置１０１から供給される電力を優先して消費するために、スイッチＳ１を閉じ、スイッチＳ２を開くよう、マイクロプロセッサ３０４で制御してもよい。

また例えば、モデム３０２で復調された情報Ｇ１、Ｇ２をマイクロプロセッサ３０４で受け取った結果、発電装置１０１から供給される電力の方が発電装置１０２から供給される電力よりも単位電力あたりの単価が少ないことが分かれば、発電装置１０１から供給される電力を優先して消費するために、スイッチＳ１を閉じ、スイッチＳ２を開くよう、マイクロプロセッサ３０４で制御してもよい。

また例えば、モデム３０２で復調された情報Ｇ１、Ｇ２をマイクロプロセッサ３０４で受け取った結果、発電装置１０１から供給される電力の方が発電装置１０２から供給される電力よりも変電回数が少なければ、発電装置１０１から供給される電力を優先して消費するために、スイッチＳ１を閉じ、スイッチＳ２を開くよう、マイクロプロセッサ３０４で制御してもよい。

また例えば、モデム３０２で復調された情報Ｇ１、Ｇ２をマイクロプロセッサ３０４で受け取った結果、装置のメンテナンス等によりある時点より所定の期間は発電装置１０１の発電量が低下することが分かれば、当該時点までは発電装置１０１から供給される電力を優先して消費し、当該時点が到達すると、上記期間の間は発電装置１０１から供給される電力を優先して消費するように、スイッチＳ１、Ｓ２のスイッチングを制御してもよい。

マイクロプロセッサ３０４によるスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチング制御のルールを、予めマイクロプロセッサ３０４に設定しておくことで、当該ルールに応じてスイッチＳ１、Ｓ２の切り替えを制御することができる。また負荷１２１の使用状況に応じて、マイクロプロセッサ３０４によるスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチング制御のルールを任意に設定することで、当該ルールに応じてスイッチＳ１、Ｓ２の切り替えを制御することができる。もちろん、マイクロプロセッサ３０４によるスイッチＳ１、Ｓ２のスイッチングの制御の条件は、上述した例に限られないことは言うまでも無い。

なお、図３に示した構成では、スイッチＳ１、Ｓ２にそれぞれ並列にキャパシタＣ１、Ｃ２が設けられている。キャパシタＣ１、Ｃ２は直流の電流を遮断し、十分高い周波数帯域を使用して行われる情報信号は通過させる。従って、スイッチＳ１、Ｓ２が開いている場合であっても、発電装置１０１、１０２から電力網を通じて送信される情報を受信することが可能となる。

図３に示した構成では、電源としてキャパシタＣ３を負荷１２１の内部に設けているが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。例えば、キャパシタＣ３の替わりに、またキャパシタＣ３と共に、負荷１２１の内部に二次電池を設けるようにしてもよい。

以上、本発明の一実施形態にかかる負荷１２１の構成について説明した。なお、本実施形態においては、本発明の電力受電装置の一例として負荷１２１を例示して説明したが、本発明の一実施形態にかかる変電装置１１１、１１２についても本発明の電力受電装置の一例である。変電装置１１１、１１２は、発電装置１０１、１０２、１０３で発電された電力の供給を受けて、予め定めた電圧・電流に変電して出力するものである。ここで、発電装置１０１、１０２、１０３から供給された電力の発電効率を考慮に入れて、変電装置１１１、１１２において、どの発電装置から供給された電力を優先して変電し、後段の電力網に出力するかを判断しても良い。この場合には、後段の電力網に情報を送信するために、変電装置１１１、１１２の内部に情報の変調および復調を実行するモデムを設けていても良い。

〔５〕まとめ
このように発電装置および負荷を構成することで、発電装置では自己が発電した電力に関する情報や、位置情報等の発電装置そのものに関する情報をモデムで変調し、発電装置から供給する電力に重畳して出力することが可能となる。そして、負荷では、発電装置から電力の供給を受けて、電圧を変換して出力すると共に、発電装置から送信された情報を受信してモデムで復調し、受信した情報を解析することで、どの発電装置からの電力を使用すれば最も効率が良いかを判断することができる。

以上説明したように本発明の一実施形態によれば、発電装置から電力を供給すると共に、発電装置が発電する電力、および位置情報等の発電装置そのものに関する情報を送信する。変電を行う変電装置や、電力を消費する負荷では、発電装置から送信された情報を受信することで、どの発電装置で発電された電力を使用すれば最も効率が良くなるように電力の供給や消費が出来るかを判断することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、発電装置では直流の電力を発電すると共に、直流電力に重畳する形式で情報を発電装置から送信する構成としたが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。例えば、発電装置が発電した直流電力とは別の系統で各種情報を送信する構成としてもよい。かかる構成において、各種情報の送信は有線によってでもよく、無線によってでもよい。

また例えば、上記実施形態では、発電装置では直流の電力を発電し、変電装置では直流の電力の変電を行う構成としたが、本発明はかかる例に限定されず、発電装置では交流の電力を発電し、変電装置では交流の電力の変電を行う構成してもよい。交流の電力を配電する場合であっても、電力に重畳して各種情報を送信してもよく、また電力の供給とは別系統で情報の送信を行うようにしてもよい。電力の供給とは別系統で情報の送信を行う構成においては、各種情報の送信は有線によってでもよく、無線によってでもよい。

本発明は、電力配電システム、電力送電装置、電力受電装置、電力送電方法および電力受電方法に適用可能である。

１００ 電力配電システム
１０１、１０２，１０３ 発電装置
１１１、１１２ 変電装置
１２１、１２２ 負荷
２０１ 発電機
２０２ マイクロプロセッサ
２０３ モデム
２０４ 電流測定部
２０５、２０６ ラインドライバ
３０１ チャージコントローラ
３０２ モデム
３０３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０４ マイクロプロセッサ
３０５ 負荷

Claims (14)

1. 電力を送電する少なくとも一つの電力送電装置と、
   前記電力送電装置から送電される電力を受電する少なくとも一つの電力受電装置と、
   を含み、
   前記電力送電装置は、
   電力を生成する電力生成手段と、
   前記電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、前記電力生成手段で生成した電力と関連付けて送信する情報送信手段と、
   を含み、
   前記電力受電装置は、
   前記情報送信手段が送信した情報を受信する情報受信手段と、
   前記情報受信手段が受信した情報に基づいて電力生成手段が生成した電力の消費を制御する電力消費制御手段と、
   を含む、電力配電システム。
2. 電力を生成する電力生成手段と、
   前記電力生成手段が生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、前記電力生成手段で生成した電力と関連付けて送信する情報送信手段と、
   を含む、電力送電装置。
3. 前記情報送信手段は、前記電力生成手段が生成した電力に重畳して情報を送信する、請求項２に記載の電力送電装置。
4. 前記固有情報は、絶対的な位置についての情報である、請求項２に記載の電力送電装置。
5. 前記固有情報は、単位電力に対する二酸化炭素の発生量である、請求項２に記載の電力送電装置。
6. 前記固有情報は、単位電力あたりの単価である、請求項２に記載の電力送電装置。
7. 前記固有情報は、変電回数である、請求項２に記載の電力送電装置。
8. 電力を生成する装置から送電される電力を受電する受電手段と、
   前記装置が送信した、前記送電される電力に関する電力情報及び前記装置についての固有情報を含んだ情報を受信する情報受信手段と、
   前記情報受信手段が受信した情報に基づいて、前記受電手段が受電した前記電力の消費を制御する電力消費制御手段と、
   を含む、電力受電装置。
9. 前記情報受信手段が受信した全ての前記固有情報を含んだ情報を送信する情報送信手段をさらに含む、請求項８に記載の電力受電装置。
10. 前記電力消費制御手段は、絶対的な距離が最も近い前記装置からの電力を優先して消費するよう制御する、請求項８に記載の電力受電装置。
11. 前記電力消費制御手段は、単位電力あたりの単価が最も低い前記装置からの電力を優先して消費するよう制御する、請求項８に記載の電力受電装置。
12. 前記電力消費制御手段は、単位電力に対する二酸化炭素の発生量が最も低い前記装置からの電力を優先して消費するよう制御する、請求項８に記載の電力受電装置。
13. 電力を電力生成手段で生成する電力生成ステップと、
    前記電力生成ステップで生成した電力に関する電力情報及び前記電力生成手段についての固有情報を含んだ情報を、前記電力生成ステップで生成した電力と関連付けて送信する情報送信ステップと、
    を含む、電力送電方法。
14. 電力を生成する装置から送電される電力を受電する受電ステップと、
    前記装置が送信した、前記送電される電力に関する電力情報及び前記装置についての固有情報を含んだ情報を受信する情報受信ステップと、
    前記情報受信ステップで受信した情報に基づいて、前記受電ステップで受電した前記電力の消費を制御する電力消費制御ステップと、
    を含む、電力受電方法。
    

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