JP2011091955A - 配電システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力を時分割で供給する電力供給システムであって、既存の商用電力系統と共用して使用することが可能な、新規かつ改良された配電システムを提供する。
【解決手段】バスラインへ所定のタイミングで電力を出力する電源サーバと、バスラインを介して電源サーバが出力する電力を受電するクライアントと、バスラインに対して配電系統を切り替える配電系統切替部と、を備え、配電系統切替部は、電源サーバ及びクライアント間の電力送受電系統と、商用電力の電力送受電系統とを切り替え、商用電力の電力送受電系統を切り離すことで、電源サーバ及びクライアント間の電力送受電系統が有効になる、配電システムが提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、配電システムに関する。

パーソナルコンピュータやゲーム機のような電子機器の多くは、機器の動作やバッテリの充電のために、商用電源より交流（ＡＣ）の電力を入力して機器に合わせた電力を出力するＡＣアダプタが用いられている。通常、電子機器では直流（ＤＣ）によって動作するが、電圧や電流はそれぞれの機器で異なる。従って、機器に合わせた電力を出力するＡＣアダプタの規格も、機器毎に異なることになり、同じような形状を有するＡＣアダプタであっても互換性を有しないことになる、機器の増加に伴ってＡＣアダプタの数も増加してしまう問題があった。

このような問題に対して、バッテリやＡＣアダプタ等の機器に電力を供給する電源供給ブロックと、当該電源供給ブロックから電力が供給される電源消費ブロックとを、直流の１つの共通バスラインに接続した電源バスシステムが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。かかる電源バスシステムにおいては直流の電流がバスラインを流れている。また、かかる電源バスシステムにおいては、各ブロックは自らがオブジェクトとして記述されており、各ブロックのオブジェクトがバスラインを介して相互に情報（状態データ）の送受信を行っている。また各ブロックのオブジェクトは、他のブロックのオブジェクトからの要求に基づいて情報（状態データ）を生成し、回答データとして送信している。そして、回答データを受信したブロックのオブジェクトは、受信した回答データの内容に基づいて電力の供給や消費を制御することができる。

特開２００１−３０６１９１号公報 特開２００８−１２３０５１号公報

特許文献２等で示した電源バスシステムにおいては、電力線上に複数の形態の電力が時分割で存在している。また係る電源バスシステムで扱う電力形態は既存のグリッドのものとは異なっている。従って、そのままでは、商用電力の供給に用いられる既存の屋内配線と共用して使用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、電力を時分割で供給する電力供給システムであって、既存の商用電力系統と共用して使用することが可能な、新規かつ改良された配電システム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、バスラインへ所定のタイミングで電力を出力する電源サーバと、前記バスラインを介して前記電源サーバが出力する電力を受電するクライアントと、前記バスラインに対して配電系統を切り替える配電系統切替部と、を備え、前記電源サーバは、電力供給についての合意を確立した前記クライアントへ、周期的に繰り返される予め定めた電力供給区間において前記クライアントと合意した電力を供給するとともに、電力を供給する前記クライアントとの間で情報を表す情報信号を送受信し、前記クライアントは、電力供給についての合意を確立した前記電源サーバから、周期的に繰り返される予め定めた電力供給区間において前記電源サーバと合意した電力を受電するとともに、電力の供給を受ける前記電源サーバとの間で情報を表す情報信号を送受信し、前記配電系統切替部は、前記電源サーバ及び前記クライアント間の電力送受電系統と、商用電力の電力送受電系統とを切り替え、前記商用電力の電力送受電系統を切り離すことで、前記電源サーバ及び前記クライアント間の電力送受電系統が有効になる、配電システムが提供される。

前記配電系統切替部は、商用電力の電力送受電系統に接続する端子と、前記電源サーバからの電力送受電系統に接続する端子と、商用電力の電力送受電系統及び前記電源サーバからの電力送受電系統から切断する端子と、を備えていてもよい。

１以上の副配電系統にそれぞれ対応して設けられる１以上の副電力開閉装置を更に備え、前記電源サーバ及び前記クライアントは、特定の副電力開閉装置の下流側に接続されていてもよい。

前記特定の副電力開閉装置は、商用電力の電力送受電系統に接続する端子と、前記電源サーバからの電力送受電系統に接続する端子と、商用電力の電力送受電系統及び前記電源サーバからの電力送受電系統から切断する端子と、を備えていてもよい。

前記電源サーバからの電力の供給を受けることが出来ない機器は、交流の商用電力及び前記電源サーバからの電力が供給されるバスラインに所定の周波数の交流電力が流れている場合に該交流電力を受け取るために投入されるスイッチを備えるコネクタを用いて該バスラインへ接続してもよい。

以上説明したように本発明によれば、電力を時分割で供給する電力供給システムであって、既存の商用電力系統と共用して使用することが可能な、新規かつ改良された配電システムを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる電力供給システム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電力供給システム１による電力供給処理について説明する説明図である。 本発明の一実施形態にかかる電力供給システムを、既存の商用電力系統と共用して使用するための配電システムの構成について示す説明図である。 図３に示した配電システム３００に、電源サーバやクライアント等を接続した状態の一例を示す説明図である。 既存機器をパワーパケット対応バスラインに接続するためのパワーパケット対応コネクタ７００の構成について示す説明図である。 パワーパケット対応コネクタ７００の構成例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電力供給システムを、既存の商用電力系統と共用して使用するための配電システム８００の構成について示す説明図である。

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。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．本発明の一実施形態＞
［１−１．電力供給システムの構成］
［１−２．電力供給システムによる電力供給処理］
［１−３．既存の商用電力との共存］
＜２．まとめ＞

＜１．本発明の一実施形態＞
［１−１．電力供給システムの構成］
まず、本発明の一実施形態にかかる電力供給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供給システム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供給システム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供給システム１は、電源サーバ１００と、クライアント２００と、を含んで構成される。電源サーバ１００とクライアント２００とは、バスライン１０を介して接続されている。

電源サーバ１００は、クライアント２００に対して直流電力を供給するものである。また、電源サーバ１００は、クライアント２００との間で情報信号を送受信する。本実施形態においては、電源サーバ１００とクライアント２００との間の直流電力の供給および情報信号の送受信は、バスライン１０で共用されている。

電源サーバ１００は、情報信号の送受信のための通信用モデム、電力の供給を制御するためのマイクロプロセッサ、直流電力の出力を制御するスイッチ等を含んで構成されている。

クライアント２００は、電源サーバ１００から直流電力の供給を受けるものである。また、クライアント２００は、電源サーバ１００との間で情報信号を送受信する。図１では、２つのクライアント２００を図示している。以下では説明の便宜上、２つのクライアント２００をそれぞれＣＬ１、ＣＬ２と区別する。

クライアント２００は、情報信号の送受信のための通信用モデム、電力の供給を制御するためのマイクロプロセッサ、直流電力の出力を制御するスイッチ等を含んで構成されている。

なお、図１に示した電力供給システム１では、１つの電源サーバ１００と、２つのクライアント２００とを図示しているが、本発明においては、電源サーバの数とおよびクライアントの数はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。

図１に示した電力供給システム１、２における電力の供給方法については、上記特許文献２（特開２００８−１２３０５１号公報）において説明されているので、ここでは詳細な説明は省略するが、以下において、本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１による電力供給処理について簡単に説明する。

［１−２．電力供給システムによる電力供給処理］
図２は、本発明の一実施形態にかかる電力供給システム１による電力供給処理について説明する説明図である。以下、図２を用いて、本発明の上記各実施形態にかかる電力供給システム１による電力供給処理について説明する。

図２に示したように、電源サーバ１００は、バスライン１０に対して定期的に同期パケットＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を出力する。また、電源サーバ１００は、クライアント２００に電力を供給するために、クライアント２００との間で送受信される情報信号である情報パケットＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・および電力エネルギーをパケット化した電力パケットＣ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・を出力する。一方、クライアント２００は、電源サーバ１００から電力の供給を受けるために、電源サーバ１００との間で送受信される情報信号である情報パケットＤ１、Ｄ２、Ｄ３、・・・を出力する。

電源サーバ１００は、所定の間隔（例えば１秒間隔）のタイムスロットの開始時に、同期パケットＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を出力する。タイムスロットは、情報パケットが送信される情報スロットと、電力パケットが送信される電力スロットとからなる。情報スロットＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、・・・は、電源サーバ１００とクライアント２００との間で情報パケットのやり取りが行われる区間である。また電源スロットＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、・・・は、電源サーバ１００からクライアント２００へ供給される電力パケットＣ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・が出力される区間である。情報パケットは、情報スロットＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、・・・の区間においてのみ出力可能なパケットである。従って、１つの情報スロットにおいて情報パケットの送受信が完了しない場合には複数の情報スロットに渡って情報パケットが送信される。一方、電力パケットは、電源スロットＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、・・・の区間においてのみ出力可能なパケットである。

電源サーバ１００は、自身が供給可能な電力仕様を示すサーバ電源プロファイルを１または２以上有しており、クライアント２００は、自身の仕様に適合する電力を供給可能な電源サーバ１００から、電力の供給を受けるものとする。このとき、クライアント２００は、電源サーバ１００からサーバ電源プロファイルを取得して、自身に対する電源サーバ１００の仕様（サーバ電源プロファイル）を決定する。このためにまず、クライアント２００は、電源サーバ１００が出力する同期パケットＡ１を検出して、同期パケットＡ１に含まれる電源サーバ１００のアドレスを取得する。アドレスは、例えばＭＡＣアドレスとすることができる。次いで、クライアント２００は、電源サーバ１００に対して、電源サーバ１００が有するサーバ電源プロファイルの数の送信を要求する情報パケットＤ１を送信する。

情報パケットＤ１を受信した電源サーバ１００は、情報パケットＢ１において、電源サーバ１００が有するサーバ電源プロファイルの数であるサーバ電源プロファイル数を送信する。情報パケットＢ１を受信したクライアント２００は、電源サーバ１００のサーバ電源プロファイルの数だけサーバ電源プロファイルの内容を電源サーバ１００から取得する。例えば電源サーバ１００が２つのサーバ電源プロファイルを有する場合、クライアント２００は、まず、１つめのサーバ電源プロファイルを取得する。１つめのサーバ電源プロファイルを取得したクライアント２００は、電源の使用を要求する情報パケットＤ２として電源サーバ１００に送信する。

情報パケットＤ２を受信した電源サーバ１００は、電源サーバ１００の内部に設けられた記憶部（図示せず）に記憶された第１のサーバ電源プロファイルを、情報パケットＢ２としてクライアント２００に送信する。電源サーバ１００から情報パケットＢ２を受信したクライアント２００は、第２のサーバ電源プロファイルを取得するための情報パケットを送信する。しかし、この時点では情報スロットＩＳ１が終了し、電源パケットを送信するための電源スロットＰＳ１が開始している。従って、かかる情報パケットは次の情報スロットＩＳ２において送信される。また、電源スロットＰＳ１においては、クライアント２００が電源サーバ１００から供給を受ける電源仕様が確定していないため、電力の供給は行われない。

電源スロットＰＳ１が終了し、次のタイムスロットの開始を示す同期パケットＡ２が電源サーバ１００から出力される。その後、電源サーバ１００から情報パケットＢ２を受信したクライアント２００は、第２のサーバ電源プロファイルを取得するための情報を情報パケットＤ３として送信する。

情報パケットＤ３を受信した電源サーバ１００は、電源サーバ１００の内部に設けられた記憶部（図示せず）に記憶された第２のサーバ電源プロファイルを、情報パケットＢ３としてクライアント２００に送信する。情報パケットＢ３を受信して電源サーバ１００の有する２つのサーバ電源プロファイルを取得したクライアント２００は、自身に適合する電源仕様のサーバ電源プロファイルを選択する。そして、クライアント２００は、電源サーバ１００に対して選択したサーバ電源プロファイルを確定させるための情報パケットＤ４を送信する。

情報パケットＤ４を受信した電源サーバ１００は、クライアント２００に対して第１のサーバ電源プロファイルを確定したことを通知するため、情報パケットＢ４として電源仕様が確定した旨の応答を表す情報を、クライアント２００に送信する。その後、情報スロットＩＳ２が終了して電源スロットＰＳ２が開始すると、電源サーバ１００はクライアント２００に対して電源パケットＣ１を出力し、電源供給を行う。なお、電力パケットの送信のタイミングについては、送信開始時間設定リクエストを表す情報を用いることにより、電力供給開始時間をクライアント２００から電源サーバ１００に指定することができる。

以上、本発明の上記各実施形態にかかる電力供給システム１による電力供給処理について説明した。

［１−３．既存の商用電力との共存］
通常の住宅や事務所における電力配電や分電では、屋内の引き込み点に主開閉装置（ブレーカ）が存在する。一般的には、この主開閉装置の電流容量で家庭の電力契約が決まる。この主開閉装置の役割は、過剰な電流を切断する安全装置という意味合いもあるが、実情は電力契約の金額を決定する装置という意味合いも有するものである。そしてこの既存の主開閉装置には、「接」と「断」の２ポジションしかない。

一方、家庭内の機器はＤＣ電源で動作するものが増え、１００Ｖ、５０または６０ヘルツの交流電源でないと困るものは、例えば換気扇のインダクションモータや、交流トランスを使用した機器ぐらいであり、今後これらは減少していく傾向にある。また、ＤＣ電源で動作する機器（パーソナルコンピュータ等）ではバッテリを内蔵しており、交流電力が常時供給されてなくても動作可能である。今後もこのような機器が自然に増加するだけでなく、本件発明者と同一発明者による特許文献２等で提案した電源バスシステムに対応するバッテリ内蔵機器も市場に提供されると予想される。

このような、上述した特許文献２等で提案した電源バスシステムに対応する機器が増加するであろう時代を考慮すると、現状のグリッドの末端である家庭内の配電装置も、ある時間帯にはグリッドから切り離されて、別の電力系統に接続されてもいい。または、家庭内配電のある系統は、商用電力とは別系統の電力で動作させる事が可能である。特に、電気自動車が普及し始めると、現状グリッドの電力供給能力が追いつかず、ローカルに（自宅等で）発電することが必要になると予想される。このような環境下では、グリッドからの電力とローカル電力は時間的、系統的に選択する手段が不可欠になる。

そこで、以下で説明する本発明の一実施形態では、既存の電力の系統と特許文献２等で提案した電源バスシステムで供給される電力の系統とを選択的に切り替えるための構成について説明する。

図３は、本発明の一実施形態にかかる電力供給システムを、既存の商用電力系統と共用して使用するための配電システム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電力供給システムを、既存の商用電力系統と共用して使用するための配電システムの構成について説明する。

図３に示したように、配電システム３００は、電力線３１０と、主開閉器３２０と、副開閉器３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃと、を含んで構成される。現在は、既存の交流電力は通常３相で家庭に配電され、そのうちの２相を使用して１００Ｖを供給している。図３に示した例では、説明の単純化のため、すべて２相で表現するものとする。

主開閉器３２０は、すべての電力系統を一度に切断可能である。副開閉器３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃは、各配電系統を接続または切断するものであり、副開閉器３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃを開くと、開いた副開閉器３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃに対応する系統のみ電力が供給されない。

ここで、図３に示した配電システム３００の動作について説明する。図４は、図３に示した配電システム３００に、電源サーバやクライアント等を接続した状態の一例を示す説明図である。図４に示した例は、副開閉器３３０ｃに繋がっているＡＣライン３４０に、上述した特許文献２等で提案した電源バスシステムで動作する（以下「パワーパケット対応の」と称する）電源サーバ４００やクライアント５００を接続した場合を示している。また、図４には、主開閉器３２０をリモートで開閉するためいの主開閉器制御部３５０も併せて示している。主開閉器制御部３５０は、有線または無線で、主開閉器３２０の開閉状態を制御するためのものであり、主開閉器３２０の開閉状態を外部から容易にコントロール可能とするものである。

図４に示した構成において主開閉器３２０を切断すると、配電系統は既存の電力系統からは完全に切り離され、ＡＣライン３４０は単純に２線の電力バスとなる。この状態で、ＡＣライン３４０に、パワーパケット対応の電源サーバ４００や、電源サーバ４００から供給される電力を消費するクライアント５００が接続されると、上述した特許文献２等で提案した電力供給システムが実現される。この電源バスシステムは、既存のＡＣライン３４０を使いながらパワーパケット対応とすることができる。なお、ＡＣライン３４０は、配線に第三のＧＮＤラインを有する場合もあるが、このＧＮＤラインは当該電源バスシステムでは使用しない。

すなわち、既存の２線によるＡＣライン３４０はパワーパケット対応のバスラインとなり、電源サーバ４００からクライアント５００に対して電力パケットが送られる。このＡＣライン３４０に対しては、電力源（電源サーバ４００）、および負荷（クライアント５００）は、動的に接続、切断可能となる。

しかし、この図４に示したような電力供給システムで、既存の家庭内配線と同一のコネクタを用いた場合には、既存の装置（例えばテレビ６００）が接続されると、テレビ６００はパワーパケット対応ではないので、電源サーバ４００から電力を受け取ることができない。従って、既存グリッド、パワーパケット共用型システムでは、コネクタとして、図５に示すようなパワーパケット対応コネクタを用いる。

図５は、既存機器をパワーパケット対応バスラインに接続するためのパワーパケット対応コネクタ７００の構成について示す説明図である。パワーパケット対応コネクタ７００は、電力供給、受電両方に対応した構造を有する。この構造は例えば、本件発明者と同一の発明者による発明である、プラグ、プラグ受けおよび電力供給システム（特願２００８−３２２５４７号）に示すものを用いてもよい。

図５に示したように、パワーパケット対応コネクタ７００は、プラグ７１０と、半導体からなるＡＣスイッチ７２０と、共振回路７３０と、整流・平滑回路７４０と、を含んで構成される。

ＡＣスイッチ７２０はパワーパケットのプロトコル等には一切関与せず、プラグ７１０が接続されてバスラインからの入力がＡＣ５０Ｈｚ、または６０Ｈｚのときのみ投入される。時間帯によって、または配電システム３００のユーザの選択により、屋内配線にはＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電力が供給される。このＡＣ電力を電力源とする既存機器に対しては、図５に示したようなパワーパケット対応コネクタ７００で対応する。図５に示したようなパワーパケット対応コネクタ７００自体は、パワーパケットシステムに対応する必要がなく、簡単なパッシブフィルタと交流用半導体スイッチで構成されるので、安価に製造することができる。

一方、パワーパケット対応機器を使用する場合は、コネクタあるいはパワーパケット対応機器の内部にスイッチを設けておき、あらかじめ同一バスライン内に存在するサーバとネゴシエーションを実行し、サーバとのネゴシエーションが完了しないとスイッチがオンとならない。従って、パワーパケット対応機器は、例え既存グリッドのＡＣ配線に接続されていても問題ない。

次に、パワーパケット対応コネクタ７００の構成例を示す。図６は、パワーパケット対応コネクタ７００の構成例について示す説明図である。図６に示した構成例では、パワーパケット対応コネクタ７００は、コンデンサＣ１と、同調形フィルタ７５０と、平滑回路７６０と、スイッチ回路７７０と、を含んで構成される。

コンデンサＣ１は、交流を通すためのカップリングコンデンサである。同調形フィルタ７５０は、コンデンサＣ２と、コイルＬ１とを含んで構成され、このコンデンサＣ２とコイルＬ１とによる、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚに共振点を持つように構成されたフィルタである。この同調形フィルタ７５０により５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流を取り出し、後段の平滑回路７６０で直流に変換する。

平滑回路７６０は、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ３と、抵抗Ｒ１とからなり、上述したように同調形フィルタ７５０が取り出した５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流を直流に変換するものである。この直流電流によりスイッチ回路７７０のＬＥＤ７７１が点灯し、スイッチ７７２をオンにすることができる。なお、交流対応の半導体スイッチとしては、二次側と一時側はオプティカル結合により絶縁されたものが一般的に用いられる。

基本的には５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのフィルタリングで商用電源の存在の有無を判断するので、パワーパケットシステムにおいて交流をパケットとして送る場合には、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚでの送信を制限する。もしこの条件が満たせないようなもの（例えば風力による交流発電機のそのままの出力）を用いる場合には、予め交流から直流に変換してバスラインに電力を供給する。

以上の説明では、既存機器のコネクタをパワーパケット対応型に交換する場合を示したが、もちろん既存のコネクタをパワーパケット対応型とすることができる。既存のコネクタをパワーパケット対応型にするは、例えば、プラグ（コンセント）側に交流５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ、電圧１００Ｖ付近を検出してオンとなるスイッチを内蔵し、配線内に、交流５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ、電圧１００Ｖの既存電力が存在するときのみ、この電力を供給する構造とすることで実現することができる。このような、パワーパケット対応機器とは互換性のないコネクタを、パワーパケット対応型コネクタと並列に接続しておくとよい。

なお、上述の図４に示した配電システム３００の構成例においては主開閉器３２０を切断することで既存の配電システムとの接続・切断を制御することができるが、主開閉器３２０の接続や切断は、既存の開閉器（ブレーカ）のようにマニュアルで実施されたのでは不便である。従って、主開閉器３２０には外部制御可能な開閉器を用いることが望ましい。このような外部制御可能な開閉器は、既にスマートメータと称されるもので実現されており、このスマートメータを使用してもよい。また、もちろん外部制御可能な開閉器は、このスマートメータ以外にも既存の技術で製造可能である。

ところで、図４に示した配電システム３００では、主開閉器３２０を切断することで、主開閉器３２０によって電力が供給される系統の電力を、主開閉器３２０の切断後は全てパワーパケットシステムでまかなうことになるが、これにより、パワーパケットシステムに接続されている機器の使用が一部不自由になる事が考えられる。この問題点を解決する手法については以下で述べる。

一般的な既存の家庭内配線は、主開閉器の下流側に副開閉器をもち、配線を何系統かに分けている。そこで、これら複数の系統のうち、例えば常時電力を必要とするもの、または比較的大電力を扱う系統と、それ以外の系統とを分離する。そして、後者をパワーパケット対応として適宜使用する方式がある。実際に、このように構成された家庭内配線の例として、エアーコンディショナー系が別配線となっている場合がある。

従って、ある特定の副開閉器（例えば図４の副開閉器３３０ｃ）に接続された系統をパワーパケット対応とし、この副開閉器を外部制御可能なものとすることで、この副開閉器に接続された系統を既存のバスラインから切り離すと、当該副開閉器に接続された系統はパワーパケット対応の送配電システムとして使用できる。この場合も上述の実施形態の説明と同様に、コネクタ類はパワーパケット対応コネクタとし、ＡＣ５０Ｈｚまたは６０Ｈｚが供給された場合とパワーパケット供給された場合両方に対応できるようにすることが望ましい。

上述した説明では、主開閉器、副開閉器とも状態はオンかオフかの二値である。以下の説明では、主開閉器に第三の接点を用意し、この第三の接点の系統にはパワーパケット対応のバスラインが接続される構成について説明する。

図７は、本発明の一実施形態にかかる電力供給システムを、既存の商用電力系統と共用して使用するための配電システム８００の構成について示す説明図である。以下、図７を用いて配電システム８００の構成について説明する。

図７に示したように、配電システム８００は、電力線８１０と、主開閉器８２０と、副開閉器８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃと、電力供給システム８４０と、を含んで構成される。

主開閉器８２０は、３つの端子を有する開閉器である。主開閉器８２０がポジションａに接続されている場合は、配電システム８００は既存の配電系統に接続され、ポジションｂに接続されている場合は、配電システム８００は既存の配電系統から切り離されている状態となる。そして、主開閉器８２０がポジションｃに接続されている場合は、配電システム８００は、パワーパケット対応の電力供給システム８４０からの電力で動作する常態となる。なお、主開閉器８２０はコンデンサＣ４ａ、Ｃ４ｂを備える。コンデンサＣ４ａ、Ｃ４ｂは高周波接続用のコンデンサで、電力供給システム８４０と、副開閉器８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃ側とを高周波的に接続するものである。なお、既存の電力線８１０と電力供給システム８４０とが接続されないようにするために、電力線８１０と主開閉器８２０との間にチョークコイルを設けていてもよい。なお、これらの副開閉器８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃの既存ライン側についても、コネクタは上述したようなパワーパケット対応のものにしておくことが望ましい。

図７に示した構成を有する配電システム８００では、主開閉器８２０が第三の接点であるポジションｃに接続されると、該第三の接点により接続されるシステム全体が新たなパワーパケットシステムとなる。この時、この第三の接点はコンデンサＣ４ａ、Ｃ４ｂで高周波的にショートされ、例え既存のＡＣ５０Ｈｚまたは６０Ｈｚが供給されていて、パワーパケットシステム機器が電力を受け取らない（受け取れない）状態でも、パワーパケットシステムとしての同期が取れるようにしておくことが望ましい。

この図７に示したで配電システム８００において、主開閉器８２０の端子がポジションａに接続され、配電システム８００が既存グリッドに接続されているときは、副開閉器８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃにはＡＣ５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電力が供給され、電力供給システム８４０は既存グリッドとは無関係に動作する。

一方、主開閉器８２０の端子がポジションｃに接続され、配電システム８００がパワーパケットシステムを構成する電力供給システム８４０に接続されると、ＡＣ５０Ｈｚ、６０Ｈｚの電力は配電システム８００からは消滅するので、上述したような構成を有する既存機器用コネクタは、その内蔵スイッチが自動的にオフとする。一方、パワーパケット機器対応のクライアントやサーバは、配電システム８００の中に存在する同期サーバ（図示せず）と通信を開始し、この同期サーバに対して存在の登録を行い、サーバやクライアントとしての動作を開始することになる。なお、図７に示した構成において用いられる主開閉器８２０も、手動ではなく外部からの制御ラインによりコントロールされるものを用いても良い。

また、上記説明では、主開閉器８２０に３つの端子を設ける場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されるものではない。例えば、副開閉器８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃに３つの端子を設け、既存の商用電力から電力の供給を受けるための端子と、パワーパケットシステムから電力の供給を受ける端子と、そのいずれもから電力の供給を受けないようにする端子との間で切り替えて使用するようにしてもよい。

＜２．まとめ＞
以上説明したように本発明の実施の形態によれば、主開閉器や副開閉器の切り替えを制御する仕組みを設けることで、電力を時分割で供給する電力供給システムを、既存の電力系統と共用して使用することが可能となる。

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。

本発明は、電力供給システムに適用可能であり、特に電力と情報とを時分割で伝送する電力供給システムに適用可能である。

１ 電力供給システム
１００ 電源サーバ
２００ クライアント
３００ 配電システム
３１０ 電力線
３２０ 主開閉器
３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ 副開閉器
３５０ 主開閉器制御部
４００ 電源サーバ
５００ クライアント
７００ パワーパケット対応コネクタ
７１０ プラグ
７２０ ＡＣスイッチ
７３０ 共振回路
７４０ 整流・平滑回路
７５０ 同調形フィルタ
７６０ 平滑回路
７７０ スイッチ回路
８００ 配電システム
８１０ 電力線
８２０ 主開閉器
８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃ 副開閉器
８４０ 電力供給システム

Claims (5)

1. バスラインへ所定のタイミングで電力を出力する電源サーバと、
   前記バスラインを介して前記電源サーバが出力する電力を受電するクライアントと、
   前記バスラインに対して配電系統を切り替える配電系統切替部と、
   を備え、
   前記電源サーバは、
   電力供給についての合意を確立した前記クライアントへ、周期的に繰り返される予め定めた電力供給区間において前記クライアントと合意した電力を供給するとともに、電力を供給する前記クライアントとの間で情報を表す情報信号を送受信し、
   前記クライアントは、
   電力供給についての合意を確立した前記電源サーバから、周期的に繰り返される予め定めた電力供給区間において前記電源サーバと合意した電力を受電するとともに、電力の供給を受ける前記電源サーバとの間で情報を表す情報信号を送受信し、
   前記配電系統切替部は、前記電源サーバ及び前記クライアント間の電力送受電系統と、商用電力の電力送受電系統とを切り替え、前記商用電力の電力送受電系統を切り離すことで、前記電源サーバ及び前記クライアント間の電力送受電系統が有効になる、配電システム。
2. 前記配電系統切替部は、商用電力の電力送受電系統に接続する端子と、前記電源サーバからの電力送受電系統に接続する端子と、商用電力の電力送受電系統及び前記電源サーバからの電力送受電系統から切断する端子と、を備える、請求項１に記載の配電システム。
3. １以上の副配電系統にそれぞれ対応して設けられる１以上の副電力開閉装置を更に備え、
   前記電源サーバ及び前記クライアントは、特定の副電力開閉装置の下流側に接続される、請求項１に記載の配電システム。
4. 前記特定の副電力開閉装置は、商用電力の電力送受電系統に接続する端子と、前記電源サーバからの電力送受電系統に接続する端子と、商用電力の電力送受電系統及び前記電源サーバからの電力送受電系統から切断する端子と、を備える、請求項３に記載の配電システム。
5. 前記電源サーバからの電力の供給を受けることが出来ない機器は、交流の商用電力及び前記電源サーバからの電力が供給されるバスラインに所定の周波数の交流電力が流れている場合に該交流電力を受け取るために投入されるスイッチを備えるコネクタを用いて該バスラインへ接続する、請求項１に記載の配電システム。
   

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