JP2011101529A - 配電システム - Google Patents

Abstract

【課題】集合住宅において各住戸での交流電力の利用量を低減させることができる配電システムを提供する。
【解決手段】配電システムＨＳは、蓄電池ＢＴと、自立発電機能を有し、発電した電力の少なくとも一部で蓄電池ＢＴを充電させる太陽電池ＳＣと、蓄電池ＢＴの電力の残容量を計測する残容量計測部５３を有する統括コントロールユニット５０と、各住戸に個別対応して設けられ、統括コントロールユニット５０と通信可能な複数の住戸側コントロールユニット７とを備えている。そして、統括コントロールユニット５０は、残容量計測部５３による計測結果及び各住戸側コントロールユニット７から受信した情報に基づき、蓄電池ＢＴから各住戸に供給する電力量を調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、集合住宅を構成する各住戸に対する電力の配分を行なうための配電システムに関する。

近年、自然エネルギに用いて自立発電を行なう発電装置を住宅に設置し、該発電装置で発電された電力を照明機器などの各種電気機器に供給する技術が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１では、住宅に、太陽電池と、該太陽電池で発電された電力を蓄電する蓄電池とが設置されている。

そして、商用電源に代表される主電源から電力を供給可能な場合、当該主電源から各種電気機器に電力が供給される。このとき、直流電圧によって駆動する電気機器（「直流機器」ともいう。）には、主電源から供給される交流電力を直流電圧に変換し、該直流電圧が供給される。一方、停電によって主電源から電力が供給されない場合、直流機器は、蓄電池から直流電力が供給されることにより作動するようになっていた。

また、複数の住戸を有する集合住宅において停電が発生した場合には、蓄電池から直流電力が各住戸に供給されるようになっていた。

特開２００９−１５９７８０号公報

ところで、特許文献１に記載の配電システムでは、蓄電池に蓄電される直流電力は、住宅が停電になった場合に使用される。しかしながら、近年では、蓄電池に蓄電される直流電力をより有効的に利用することにより、住宅において主電源から供給される交流電力の利用量の低減が強く望まれていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、集合住宅において各住戸での交流電力の利用量を低減させることができる配電システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、配電システムにかかる請求項１に記載の発明は、蓄電池を備える集合住宅において該蓄電池に蓄電される電力を集合住宅の各住戸に配分する配電システムであって、自立発電機能を有し、発電した電力の少なくとも一部を前記蓄電池に供給することにより該蓄電池を充電させる発電装置と、前記蓄電池の電力の残容量を計測する残容量計測手段を有する第１制御装置と、各住戸に個別対応して設けられ、前記第１制御装置と通信可能な複数の第２制御装置と、を備え、前記第１制御装置は、前記残容量計測手段による計測結果及び前記各第２制御装置から受信した情報に基づき、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を調整することを要旨とする。

上記構成によれば、各住戸には、蓄電池に蓄電される電力の残容量及び対応する第２制御装置から第１制御装置に送信された情報に基づいて、蓄電池から電力供給がそれぞれなされる。そのため、非停電時であっても各住戸に蓄電池から電力供給がそれぞれなされるため、各住戸での交流電力の利用量を低減させることが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の配電システムにおいて、前記各第２制御装置は、住戸で消費される消費電力量に関する消費電力量情報を前記第１制御装置にそれぞれ送信することを要旨とする。

上記構成によれば、各住戸には、該各住戸での消費電力量に基づいた電力量が蓄電池から供給される。そのため、各住戸での交流電力の利用量を、公平に低減させることが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の配電システムにおいて、前記各第２制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、前記第１制御装置は、前記発電装置による発電量が多い時間帯である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を前記各第２制御装置に送信し、前記各第２制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制される旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力をそれぞれ直流機器に供給させることを要旨とする。

上記構成によれば、発電装置での発電量の多い時間帯では、発電装置で発電された電力が蓄電池に供給される。そして、各住戸では、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、該直流電力が直流機器に供給される。そのため、蓄電池を好適に充電させることが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の配電システムにおいて、前記第１制御装置は、前記発電装置による発電量が少ない時間帯である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を許可する旨を前記各第２制御装置に送信し、前記各第２制御装置は、前記蓄電池から各住戸への電力供給を許可する旨を受信した場合、前記蓄電池から供給される電力を直流機器にそれぞれ供給させることを要旨とする。

上記構成によれば、発電装置での発電量の少ない時間帯では、蓄電池から各住戸に電力が供給される。そして、各住戸では、蓄電池から供給された電力によって直流機器が作動する。そのため、蓄電池に蓄電された電力を、各住戸に好適に分配することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の配電システムにおいて、前記各第２制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、前記第１制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が予め設定された残容量閾値未満である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を各第２制御装置に送信し、前記各第２制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制される旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させることを要旨とする。

上記構成によれば、蓄電池に蓄電された電力の残容量が残容量閾値未満になった場合には、蓄電池から各住戸への電力供給が規制される。そのため、残容量の少なくなった蓄電池の過度の放電が抑制される。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の配電システムにおいて、前記第１制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が予め設定された残容量閾値未満である場合、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を、前記残容量が前記残容量閾値以上であった場合よりも減少させることを要旨とする。

上記構成によれば、蓄電池に蓄電された電力の残容量が残容量閾値未満になった場合には、残容量が残容量閾値以上であった場合に比して、蓄電池から各住戸に供給される電力量が少なくなる。そのため、蓄電池での過度の放電が抑制されると共に、各住戸での交流電力の消費量の低減に貢献可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の配電システムにおいて、前記各第２制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、前記第１制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が前記残容量閾値未満よりも小さい値に予め設定された過放電判定閾値以下である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を前記各第２制御装置に送信し、前記各第２制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制された旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させることを要旨とする。

上記構成によれば、蓄電池に蓄電された電力の残容量が過放電判定閾値以下になった場合には、蓄電池から各住戸への電力供給が規制される。そのため、残容量の少なくなった蓄電池の過度の放電が抑制される。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の配電システムにおいて、集合住宅の共用部に対応し、前記第１制御装置と通信可能な第３制御装置をさらに備え、前記第１制御装置は、前記残容量計測手段による計測結果、前記各第２制御装置から受信した情報及び前記第３制御装置から受信した情報に基づき、前記蓄電池から各住戸及び共用部に供給する電力量を調整することを要旨とする。

上記構成によれば、集合住宅の共用部にも、蓄電池から電力が供給される。そのため、共用部での交流電力の利用量の低減に貢献可能となる。

本発明によれば、集合住宅において各住戸での交流電力の利用量を低減させることができる。

本実施形態における集合住宅用の配電システムを模式的に示す構成図。 配電システムの要部を模式的に示す構成図。 統括コントロールユニットで実行される電力分配処理ルーチンを説明するフローチャート。 住戸側コントロールユニット及び共用側コントロールユニットで実行される電力調整処理ルーチンを説明するフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、複数の住戸及び共用部を有する集合住宅には、各住戸及び共用部に供給する電力を調整するための配電システムＨＳが設けられている。この配電システムＨＳは、自然エネルギの一例として太陽光によって発電する発電装置としての太陽電池ＳＣと、該太陽電池ＳＣで発電された電力を蓄電する大容量の蓄電池ＢＴと、蓄電池ＢＴに蓄電された直流電力を各住戸及び共用部に配分するための第１制御装置としての統括コントロールユニット５０とを備えている。また、配電システムＨＳには、各住戸に設置された各種機器（照明機器、エアコン、家電、オーディオビジュアル機器等）に電力を供給するための住戸用の電力供給システム１と、共用部に設置された各種機器（照明機器、エレベータ等）に電力を供給するための共用部用の電力供給システム１Ａとが設けられている。

次に、統括コントロールユニット５０について図１及び図２に基づき説明する。
図１及び図２に示すように、統括コントロールユニット５０には、集合住宅の屋上などに設置される太陽電池ＳＣと、蓄電池ＢＴとが電気的に接続されている。そして、統括コントロールユニット５０は、太陽電池ＳＣで発電された電力を蓄電池ＢＴに供給して該蓄電池ＢＴを充電させたり、太陽電池ＳＣで発電された電力を電力会社に送電して電力を売却したりする。

こうした統括コントロールユニット５０は、統括制御部５１と、太陽電池ＳＣでの発電量を計測する電力計測部５２と、蓄電池ＢＴに蓄電される電力の残容量を計測する残容量計測手段としての残容量計測部５３とを備えている。また、統括コントロールユニット５０には、蓄電池ＢＴから各住戸及び共用部に供給する電力を配分するための電力分配部５４と、各住戸の後述する住戸側コントロールユニット７及び共用部の後述する共用側コントロールユニット８０と無線で通信するための統括側通信部５５とが設けられている。

統括制御部５１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを有するデジタルコンピュータを備えている。こうした統括制御部５１には、電力計測部５２及び残容量計測部５３での計測結果、及び統括側通信部５５での受信結果が入力される。また、統括制御部５１は、各住戸及び共用部に対する蓄電池ＢＴからの直流電力の供給量が個別に調整されるように、電力分配部５４に対して制御指令を出力する。

電力計測部５２及び残容量計測部５３は、図示しない直流電力計と、該直流電力計から出力される計測信号に基づき電力量を算出する図示しない算出部とをそれぞれ有している。そして、電力計測部５２及び残容量計測部５３は、算出部での算出結果（即ち、太陽電池ＳＣの発電量及び蓄電池ＢＴにおける電力の残容量に関する情報）を統括制御部５１にそれぞれ出力する。

電力分配部５４は、直流系電力線１５を介して後述する各住戸側コントロールユニット７及び共用側コントロールユニット８０に接続されている。こうした電力分配部５４は、蓄電池ＢＴから各住戸及び共用部への直流電力の供給量を調整するための図示しない調整部（例えば、可変抵抗など）と、蓄電池ＢＴから各住戸及び共用部への直流電力の供給を許可又は規制するためのスイッチ部とを、住戸及び共用部毎に備えている。そして、電力分配部５４の各調整部及び各スイッチ部は、統括制御部５１からの制御指令に基づきそれぞれ作動する。

次に、住戸用の電力供給システム１について、図１に基づき説明する。
図１に示すように、電力供給システム１は、系統２から得る商用交流電源（ＡＣ電源）を電力として各種機器を動作させる他に、蓄電池ＢＴからの電力（直流電力）を各種機器に電源として供給する。電力供給システム１は、直流電源（ＤＣ電源）を入力して動作するＤＣ機器（直流機器）５の他に、交流電源（ＡＣ電源）を入力して動作するＡＣ機器（交流機器）６にも電力を供給する。

電力供給システム１には、同システム１の分電盤として第２制御装置としての住戸側コントロールユニット７及びＤＣ分電盤（直流ブレーカ内蔵）８が設けられている。また、電力供給システム１には、住戸のＤＣ機器５の動作を制御する機器として制御ユニット９及びリレーユニット１０が設けられている。

住戸側コントロールユニット７には、交流電源を分岐させるＡＣ分電盤１１が交流系電力線１２を介して接続されている。住戸側コントロールユニット７は、このＡＣ分電盤１１を介して系統２に接続されるとともに、直流系電力線１５を介して統括コントロールユニット５０（より具体的には、蓄電池ＢＴ）に接続されている。住戸側コントロールユニット７は、ＡＣ分電盤１１から交流電力を取り込むとともに統括コントロールユニット５０側から直流電力を取り込み、これら電力を機器電源として所定の直流電力に変換する。そして、住戸側コントロールユニット７は、この変換後の直流電力を、直流系電力線１４を介してＤＣ分電盤８に出力する。住戸側コントロールユニット７は、信号線１７を介してＤＣ分電盤８とデータやり取りを実行する。

ＤＣ分電盤８は、直流電力対応の一種のブレーカである。ＤＣ分電盤８は、住戸側コントロールユニット７から入力した直流電力を分岐させ、その分岐後の直流電力を、直流系電力線１８を介して制御ユニット９に出力したり、直流系電力線１９を介してリレーユニット１０に出力したりする。また、ＤＣ分電盤８は、信号線２０を介して制御ユニット９とデータやり取りをしたり、信号線２１を介してリレーユニット１０とデータをやり取りしたりする。

制御ユニット９には、複数のＤＣ機器５，５…が接続されている。これらＤＣ機器５は、直流電力及びデータの両方を１対の線によって搬送可能な直流供給線路２２を介して制御ユニット９と接続されている。直流供給線路２２は、ＤＣ機器の電源となる直流電圧に、高周波の搬送波によりデータを電送する通信信号を重畳する、いわゆる電力線搬送通信により、１対の線で電力及びデータの両方をＤＣ機器５に搬送する。制御ユニット９は、直流系電力線１８を介してＤＣ機器５の直流電源を取得し、ＤＣ分電盤８から信号線２０を介して得る動作指令を基に、どのＤＣ機器５をどのように制御するのかを把握する。そして、制御ユニット９は、指示されたＤＣ機器５に直流供給線路２２を介して直流電圧及び動作指令を出力し、ＤＣ機器５の動作を制御する。

制御ユニット９には、宅内のＤＣ機器５の動作を切り換える際に操作するスイッチ２３が直流供給線路２２を介して接続されている。また、制御ユニット９には、例えば赤外線リモートコントローラからの発信電波を検出するセンサ２４が直流供給線路２２を介して接続されている。よって、ＤＣ分電盤８からの動作指示のみならず、スイッチ２３の操作やセンサ２４の検知によっても、直流供給線路２２に通信信号を流してＤＣ機器５が制御される。

リレーユニット１０には、複数のＤＣ機器５，５…がそれぞれ個別の直流系電力線２５を介して接続されている。リレーユニット１０は、直流系電力線１９を介してＤＣ機器５の直流電源を取得し、ＤＣ分電盤８から信号線２１を介して得る動作指令を基に、どのＤＣ機器５を動作させるのかを把握する。そして、リレーユニット１０は、指示されたＤＣ機器５に対し、内蔵のリレーにて直流系電力線２５への電源供給をオンオフすることで、ＤＣ機器５の動作を制御する。また、リレーユニット１０には、ＤＣ機器５を手動操作するための複数のスイッチ２６が接続されており、スイッチ２６の操作によって直流系電力線２５への電源供給をリレーにてオンオフすることにより、ＤＣ機器５が制御される。

ＤＣ分電盤８には、例えば壁コンセントや床コンセントの態様で住戸に建て付けられた直流コンセント２７が直流系電力線２８を介して接続されている。この直流コンセント２７にＤＣ機器のプラグ（図示略）を差し込めば、同機器に直流電力を直接供給することが可能である。

また、系統２とＡＣ分電盤１１との間には、系統２の使用量を遠隔検針可能な電力メータ２９が接続されている。電力メータ２９には、商用電源使用量の遠隔検針の機能のみならず、例えば電力線搬送通信や無線通信の機能が搭載されている。電力メータ２９は、電力線通信や無線通信等を介して検針結果を電力会社等に送信する。

電力供給システム１には、住戸内の各種機器をネットワーク通信によって制御可能とするネットワークシステム３０が設けられている。ネットワークシステム３０には、同システム３０のコントロールユニットとして住戸内サーバ３１が設けられている。住戸内サーバ３１は、インターネットなどのネットワークＮを介して宅外の管理サーバ３２と接続されるとともに、信号線３３を介して宅内機器３４に接続されている。また、住戸内サーバ３１は、ＤＣ分電盤８から直流系電力線３５を介して取得する直流電力を電源として動作する。

住戸内サーバ３１には、ネットワーク通信による宅内の各種機器の動作制御を管理するコントロールボックス３６が信号線３７を介して接続されている。コントロールボックス３６は、信号線１７を介して住戸側コントロールユニット７及びＤＣ分電盤８に接続されるとともに、直流供給線路３８を介してＤＣ機器５を直接制御可能である。コントロールボックス３６には、例えば使用したガス量や水道量を遠隔検針可能なガス／水道メータ３９が接続されるとともに、ネットワークシステム３０の操作パネル４０に接続されている。操作パネル４０には、例えばドアホン子器やセンサやカメラからなる監視機器４１が接続されている。

住戸内サーバ３１は、ネットワークＮを介して宅内の各種機器の動作指令を入力すると、コントロールボックス３６に指示を通知して、各種機器が動作指令に準じた動作をとるようにコントロールボックス３６を動作させる。また、住戸内サーバ３１は、ガス／水道メータ３９から取得した各種情報を、ネットワークＮを通じて管理サーバ３２に提供可能であるとともに、監視機器４１で異常検出があったことを操作パネル４０から受け付けると、その旨もネットワークＮを通じて管理サーバ３２に提供する。

次に、住戸側コントロールユニット７について図２に基づき説明する。なお、図２では、住戸側コントロールユニット７に接続される各部材については発明の要部のみ図示し、それ以外は省略するものとする。

図２に示すように、住戸側コントロールユニット７は、住戸側制御部７１と、住戸での現時点の消費電力量を検出する消費電力検出部７２と、統括コントロールユニット５０の統括側通信部５５と各種情報の送受信を行なう住戸側通信部７３とを備えている。また、住戸側コントロールユニット７には、系統２側から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段としてのＡＣ−ＤＣコンバータ７４と、各ＤＣ機器５，５…への直流電力の供給態様を調整するための分電部７５とが設けられている。

住戸側制御部７１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを有するデジタルコンピュータを備えている。こうした住戸側制御部７１は、住戸側通信部７３を介して入力された統括コントロールユニット５０からの情報に基づき、ＡＣ−ＤＣコンバータ７４や分電部７５を作動させる。また、住戸側制御部７１は、消費電力検出部７２によって検出された住戸での現時点の消費電力量に関する情報（以下、「消費電力情報」ともいう。）を、住戸側通信部７３から統括側通信部５５に送信させる。なお、本実施形態において、消費電力情報は、住戸における各ＤＣ機器５，５…の消費電力の合計に関する情報を含んでいる。

消費電力検出部７２は、住戸に設けられた各ＤＣ機器５，５…の消費電力量を個別に検出するための図示しない検出部をＤＣ機器５毎に備えている。また、消費電力検出部７２は、各検出部によって検出された各ＤＣ機器５，５…での消費電力量を合計し、該合計結果を住戸での消費電力量を取得する図示しない演算部をさらに備え、該演算部によって演算された住戸での消費電力量を住戸側制御部７１に出力する。

次に、共用部用の電力供給システム１Ａについて、図１及び図２に基づき説明する。
図１及び図２に示すように、電力供給システム１Ａは、系統２Ａから得る商用交流電源を電力として各種機器を動作させる他に、蓄電池ＢＴからの電力（直流電力）を各種機器に電源として供給する。電力供給システム１Ａは、直流電源（ＤＣ電源）を入力して動作するＤＣ機器（照明機器など）５の他に、交流電源（ＡＣ電源）を入力して動作する図示しないＡＣ機器（エレベータなど）にも電力を供給する。

電力供給システム１Ａには、同システム１Ａの分電盤として第３制御装置としての共用側コントロールユニット８０及び図示しないＤＣ分電盤が設けられている。また、電力供給システム１Ａには、共用部のＤＣ機器５の動作を制御する機器として図示しない制御ユニット及びリレーユニットが設けられている。そして、制御ユニット及びリレーユニットには、各ＤＣ機器５，５…がそれぞれ接続されている。

共用側コントロールユニット８０は、共用側制御部８１と、共用部での現時点の消費電力量（即ち、各ＤＣ５，５…での消費電力の合計）を検出するための消費電力検出部８２と、統括コントロールユニット５０の統括側通信部５５と各種情報の送受信を行なう共用側通信部８３とを備えている。また、共用側コントロールユニット８０には、系統２側から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ８４と、各ＤＣ機器５，５…への直流電力の供給態様を調整するための分電部８５とが設けられている。

共用側制御部８１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを有するデジタルコンピュータを備えている。こうした共用側制御部８１は、共用側通信部８３を介して入力された統括コントロールユニット５０からの情報に基づき、ＡＣ−ＤＣコンバータ８４や分電部８５を作動させる。また、共用側制御部８１は、消費電力検出部８２によって検出された住戸での現時点の消費電力量に関する消費電力量情報を、共用側通信部８３から統括側通信部５５に送信させる。

次に、統括コントロールユニット５０で実行される電力分配処理ルーチンについて、図３に示すフローチャートに基づき説明する。
さて、統括制御部５１は、予め設定された所定時間毎（例えば、数msec. 毎）に電力分配処理ルーチンを実行する。この電力分配処理ルーチンにおいて、統括制御部５１は、太陽電池ＳＣの発電量Ｇを電力計測部５２に計測させ、該電力計測部５２による計測結果を取得する（ステップＳ１０）。そして、統括制御部５１は、ステップＳ１０で取得した発電量Ｇが予め設定された発電量閾値ＫＧ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。この発電量閾値ＫＧは、太陽電池ＳＣでの発電量が少ない時間帯（例えば、夜間）であるか否かを判断するための基準値であって、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。ステップＳ１１の判定結果が否定判定（Ｇ＞ＫＧ）である場合、統括制御部５１は、太陽電池ＳＣでの発電量Ｇが多い時間帯（例えば、昼間）であると判断し、太陽電池ＳＣで発電した電力によって蓄電池ＢＴを充電させるため、その処理を後述するステップＳ２０に移行する。

一方、ステップＳ１１の判定結果が否定判定（Ｇ≦ＫＧ）である場合、統括制御部５１は、太陽電池ＳＣでの発電量Ｇが少ない時間帯（例えば、夜間）であると判断し、蓄電池ＢＴにおける電力の残容量Ｄを残容量計測部５３に計測させ、該残容量計測部５３による計測結果を取得する（ステップＳ１２）。そして、統括制御部５１は、ステップＳ１２で取得した残容量Ｄが予め設定された第１残容量閾値ＫＤ１（例えば、満タン時の５０％に相当する値）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。この第１残容量閾値ＫＤ１は、蓄電池ＢＴの過度の放電を抑制するために設定された基準値であって、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。

そして、ステップＳ１３の判定結果が否定判定（Ｄ≧ＫＤ１）である場合、統括制御部５１は、蓄電池ＢＴに十分な電力が蓄電されていると判断し、統括側通信部５５から供給量通常指令を各住戸及び共用部に向けて送信させる（ステップＳ１４）。続いて、統括制御部５１は、各住戸（各住戸側通信部５５）及び共用部（共用側通信部８３）から消費電力量情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ１５）。この判定結果が否定判定である場合、統括制御部５１は、各住戸及び共用部での現時点の消費電力量が不明であるため、消費電力量情報を受信するまでステップＳ１５の判定処理を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ１５の判定結果が肯定判定である場合、統括制御部５１は、蓄電池ＢＴから通常の電力供給を行なわせるべく電力分配部５４を作動させる（ステップＳ１６）。具体的には、統括制御部５１は、各住戸及び共用部での消費電力量に応じた直流電力が各住戸及び共用部に供給されるように、電力分配部５４を作動させる。そのため、各住戸及び共用部の全てのＤＣ機器５，５…は、蓄電池ＢＴから供給される直流電力に基づき作動することになる。その後、統括制御部５１は、電力分配処理ルーチンを終了する。

その一方で、ステップＳ１３の判定結果が肯定判定（Ｄ＜ＫＤ１）である場合、統括制御部５１は、蓄電池ＢＴにおける電力の残容量Ｄが減ってきたと判断し、ステップＳ１２で取得した残容量Ｄが予め設定された第２残容量閾値（過放電判定閾値）ＫＤ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。この第２残容量閾値ＫＤ２は、蓄電池ＢＴのこれ以上の放電を規制するか否かを判断するための基準値であって、第１残容量閾値ＫＤ１よりも小さい値（例えば、満タン時の１０％に相当する値）に設定される。そして、ステップＳ１７の判定結果が肯定判定（Ｄ＜ＫＤ２）である場合、統括制御部５１は、その処理を後述するステップＳ２０に移行する。

一方、ステップＳ１７の判定結果が否定判定（Ｄ≧ＫＤ２）である場合、統括制御部５１は、蓄電池ＢＴからの放電量を抑制するために、統括側通信部５５から供給量減少指令を各住戸及び共用部に向けて送信させる（ステップＳ１８）。そして、統括制御部５１は、蓄電池ＢＴから各住戸及び共用部への電力の供給量を残容量Ｄが第１残容量閾値ＫＤ１以上である場合に比して減少させるべく、電力分配部５４を作動させる（ステップＳ１９）。一例として、統括制御部５１は、各住戸及び共用部で供給を所望する電力量の半分程度が供給されるように、電力分配部５４を作動させる。その後、統括制御部５１は、電力分配処理ルーチンを終了する。

ステップＳ２０において、統括制御部５１は、蓄電池ＢＴからの放電を規制させるために、統括側通信部５５から供給停止指令を各住戸及び共用部に向けて送信させる。そして、統括制御部５１は、蓄電池ＢＴから各住戸及び共用部への電力供給を停止させるべく電力分配部５４を作動させ（ステップＳ２１）、その後、電力分配処理ルーチンを終了する。

次に、住戸側コントロールユニット７及び共用側コントロールユニット８０で実行される電力調整処理ルーチンについて、図４に示すフローチャートに基づき説明する。なお、共用側コントロールユニット８０では、住戸側コントロールユニット７と同等の処理を行なうため、ここでは、住戸側コントロールユニット７で実行される電力調整処理ルーチンについて説明するものとする。

さて、住戸側制御部７１は、予め設定された所定時間毎（例えば、数msec. 毎）に電力調整処理ルーチンを実行する。この電力調整処理ルーチンにおいて、住戸側制御部７１は、統括制御部５１側から指令（供給量通常指令、供給量減少指令及び供給停止指令の何れか１つの指令）を住戸側通信部７３で受信したか否かを判定する（ステップＳ３０）。この判定結果が否定判定である場合、住戸側制御部７１は、指令を受信するまでステップＳ３０の判定処理を繰り返し実行する。一方、ステップＳ３０の判定結果が肯定判定である場合、住戸側制御部７１は、住戸側通信部７３で受信した指令が供給量通常指令であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

この判定結果が肯定判定（供給量通常指令）である場合、住戸側制御部７１は、住戸での消費電力量を消費電力検出部７２に検出させ、該検出した消費電力量に基づく消費電力量情報を住戸側通信部７３から統括コントロールユニット５０の統括側通信部５５に送信させる（ステップＳ３２）。続いて、住戸側制御部７１は、系統２からの交流電圧の供給を規制させると共に、蓄電池ＢＴから供給される直流電力を各ＤＣ機器５，５…に分配するように、ＡＣ−ＤＣコンバータ７４及び分電部７５を作動させ（ステップＳ３３）、その後、電力調整処理ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ３１の判定結果が否定判定である（供給量通常指令ではない）場合、住戸側制御部７１は、住戸側通信部７３で受信した指令が供給量減少指令であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。この判定結果が肯定判定（供給量減少指令）である場合、住戸側制御部７１は、間引き処理を実行する（ステップＳ３５）。具体的には、住戸側制御部７１は、住戸で使用中のＤＣ機器５が１つのみである場合には、該ＤＣ機器５への電力供給を停止させるべく分電部７５を作動させると共に、その旨を住人に対して報知させる。また、住戸側制御部７１は、住戸で使用中のＤＣ機器５が複数存在する場合には、一部のＤＣ機器５への電力供給を停止させるために、分電部７５を作動させると共に、一部のＤＣ機器５への電力供給を停止させる旨をＤＣ分電盤８、制御ユニット９及びリレーユニット１０に出力する。このとき、住戸側制御部７１は、系統２からの交流電圧の供給を規制させる。そのため、残りのＤＣ機器５は、蓄電池ＢＴから供給される直流電力に基づく作動する。なお、各ＤＣ機器５，５…において直流電力の供給の有無は、所定の基準（例えば、直流電力の使用量の多さ）によって設定される。その後、住戸側制御部７１は、電力調整処理ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ３４の判定結果が否定判定である（供給量減少指令ではない）場合、住戸側制御部７１は、住戸側通信部７３で受信した指令が供給停止指令であるため、ＡＣ−ＤＣ変換処理を実行させる（ステップＳ３６）。具体的には、住戸側制御部７１は、系統２側から供給される交流電力をＡＣ−ＤＣコンバータ７４で直流電力に変換させ、該変換後の直流電力を各ＤＣ機器５，５…に分配すべく分電部７５を作動させる。このとき、住戸内では、全ての機器が交流電力に基づき動作することになる。その後、住戸側制御部７１は、電力調整処理ルーチンを終了する。

例えば、昼間に太陽電池ＳＣによって蓄電池ＢＴが十分に蓄電された場合、その後の夜間では、各住戸及び共用部において使用される各ＤＣ機器５，５…は、蓄電池ＢＴ側から供給される直流電力に基づきそれぞれ作動する。そのため、夜間において各住戸及び共用部では、ＤＣ機器５，５…を作動させる際に交流電力を用いないため、商用交流電源から供給される交流電力の使用量が低減される。しかも、各住戸及び共用部には、それらの住戸側通信部７３及び共用側通信部８３から送信した消費電力量情報に応じた直流電力が蓄電池ＢＴから供給される。そのため、各住戸における交流電力の使用量を、公平に低減させることになる。

そして、時間の経過と共に蓄電池ＢＴにおける電力の残容量Ｄが第１残容量閾値ＫＤ１未満になると、残容量Ｄが少なくなったと判断される。すると、蓄電池ＢＴから各住戸及び共用部に供給される直流電力は、それ以前に比して少なくなる。そのため、各住戸及び共用部では、蓄電池ＢＴからの直流電力の供給量の低減に対応するために、間引き処理が行なわれる。一例として、１つの住戸において、複数のＤＣ機器５，５…を利用中である場合、一部のＤＣ機器５に対して直流電力の供給を強制的に停止させる一方、残りのＤＣ機器５に対して通常通りに直流電力を供給させる。その結果、１つの住戸における直流電力の消費量は、蓄電池ＢＴからの直流電力の供給量の低減に対応して低減される。このとき、残りのＤＣ機器５に対する直流電力の供給量を、低減させてもよい。

その後、時間が更に経過すると、蓄電池ＢＴにおける電力の残容量Ｄが第２残容量閾値ＫＤ２未満になることがある。この場合、蓄電池ＢＴから各住戸及び共用部への直流電力の供給が強制的に規制される。すると、各住戸及び共用部では、蓄電池ＢＴから直流電力が供給されなくなるため、系統２，２Ａから供給される交流電力が、ＡＣ−ＤＣコンバータ７４，８４によって直流電力に変換され、変換後の直流電力が各ＤＣ機器５，５…に供給される。その結果、各住戸及び共用部において各ＤＣ機器５，５…が利用不能となることが回避される。

このとき、蓄電池ＢＴは、完全に放電しきってしまうことを回避できる。そして、蓄電池ＢＴに僅かに残った電力は、集合住宅の停電時の非常用電力として活用することが可能となる。

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）各住戸には、蓄電池ＢＴに蓄電される電力の残容量Ｄ及び住戸側コントロールユニット７から送信した情報に基づいて、蓄電池ＢＴから直流電力がそれぞれ供給される。そのため、非停電時であっても各住戸に蓄電池ＢＴから電力供給がそれぞれなされるため、各住戸での交流電力の利用量を低減させることができる。

（２）各住戸には、住戸側コントロールユニット７から送信した消費電力量情報に基づいた直流電力が蓄電池ＢＴから供給される。すなわち、各住戸には、直流電力の使用量に応じた直流電力が蓄電池ＢＴから供給されることになる。そのため、各住戸での交流電力の利用量を公平に低減させることができる。

（３）太陽電池ＳＣでの発電量Ｇの多い時間帯では、太陽電池ＳＣで発電された電力が蓄電池ＢＴに供給されることにより、蓄電池ＢＴに電力が蓄電される。そのため、昼間中に、蓄電池ＢＴを確実に充電させることができる。

（４）太陽電池ＳＣでの発電量Ｇの少ない時間帯（例えば、夜間）では、蓄電池ＢＴから各住戸に直流電力が供給される。そして、各住戸では、蓄電池ＢＴから供給された直流電力がＤＣ機器５，５…に供給され、該ＤＣ機器５，５…が作動する。そのため、蓄電池ＢＴに蓄電された直流電力を、各住戸に好適に分配することができる。

（５）蓄電池ＢＴに蓄電された電力の残容量Ｄが第１残容量閾値ＫＤ１未満になった場合には、蓄電池ＢＴから各住戸への直流電力の供給量が低減される。このとき、各住戸では、上記間引き処理が行なわれ、消費電力量の低減が図られる。そのため、蓄電池ＢＴの過度の放電を抑制できると共に、各住戸での交流電力の消費量の低減に貢献できる。

（６）その後、蓄電池ＢＴに蓄電された電力の残容量Ｄが第２残容量閾値ＫＤ２以下になった場合には、蓄電池ＢＴから各住戸への電力供給が規制される。そのため、残容量の少なくなった蓄電池ＢＴの過度の放電を抑制できる。

（７）本実施形態では、蓄電池ＢＴからは、各住戸だけではなく、集合住宅の共用部に対しても直流電力が供給される。そのため、共用部での交流電力の使用量を低減させることができる。

なお、本実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・実施形態において、共用部には、蓄電池ＢＴから直流電力を供給しなくてもよい。この場合、共用部の全ての電気機器は、商用交流電源から供給される交流電力に基づき作動することになる。

・実施形態において、蓄電池ＢＴにおける電力の残容量Ｄが第１残容量閾値ＫＤ１未満になり、蓄電池ＢＴから各住戸及び共用部への直流電力の供給量が少なくなった場合には、各住戸及び共用部では、蓄電池ＢＴから供給される直流電力の低減量に応じた分だけ、交流電力を用いてもよい。このように構成しても、蓄電池ＢＴから各住戸への直流電力の供給がない場合に比して、各住戸での交流電力の使用量を低減させることができる。

・実施形態において、ステップＳ１３の判定結果が肯定判定（Ｄ＜ＫＤ１）である場合には、ステップＳ２０の処理を実行させてもよい。この場合、ステップＳ１７，Ｓ１８，Ｓ１９の各処理を省略することができる。

・実施形態において、太陽電池ＳＣでの発電量Ｇが発電量閾値ＫＧ以上となる時間帯であっても、太陽電池ＳＣで発電した電力の一部を、各住戸及び共用部に供給してもよい。この場合、各住戸及び共用部では、太陽電池ＳＣから供給された直流電力では足りない分だけ、交流電力を利用することになる。

・実施形態において、各住戸において蓄電池ＢＴから直流電力が供給される場合、各住戸で使用されるＡＣ機器６に対しても、直流電力を供給してもよい。この場合、蓄電池ＢＴから供給された直流電力を交流電力に変換し、該変換後の交流電力をＡＣ機器６に供給することになる。この場合、各住戸において、商用交流電源側からの交流電力の供給量の更なる低減に貢献できる。

・実施形態において、統括制御部７１は、日時に関する情報や気象情報を受信し、該受信結果に基づき太陽電池ＳＣでの発電量Ｇの多い時間帯や少ない時間帯を判断してもよい。この場合、日時や気象情報に基づき太陽電池ＳＣの発電量Ｇを推定する統括制御部５１が、残容量計測手段としても機能することになる。

・実施形態において、発電装置は、自然エネルギを利用して発電可能な装置であれば、任意の発電装置でもよい。例えば、発電装置は、風力発電機能や地熱発電機能を有する装置でもよい。

次に、上記実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記発電装置は、自然エネルギを利用して発電することを特徴とする。

２，２Ａ…系統、５…ＤＣ機器（直流機器）、７…第２制御装置としての住戸側コントロールユニット、５０…第１制御装置としての統括コントロールユニット、５３…残容量計測手段としての残容量計測部、７４…変換手段としてのＡＣ−ＤＣコンバータ、８０…第３制御装置としての共用側コントロールユニット、ＢＴ…蓄電池、Ｄ…残容量、Ｇ…発電量、ＫＤ１…残容量閾値としての第１残容量閾値、ＫＤ２…過放電判定閾値としての第２残容量閾値、ＨＳ…配電システム、ＳＣ…発電装置としての太陽電池。

Claims (8)

1. 蓄電池を備える集合住宅において該蓄電池に蓄電される電力を集合住宅の各住戸に配分する配電システムであって、
   自立発電機能を有し、発電した電力の少なくとも一部を前記蓄電池に供給することにより該蓄電池を充電させる発電装置と、
   前記蓄電池の電力の残容量を計測する残容量計測手段を有する第１制御装置と、
   各住戸に個別対応して設けられ、前記第１制御装置と通信可能な複数の第２制御装置と、を備え、
   前記第１制御装置は、前記残容量計測手段による計測結果及び前記各第２制御装置から受信した情報に基づき、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を調整することを特徴とする配電システム。
2. 前記各第２制御装置は、住戸で消費される消費電力量に関する消費電力量情報を前記第１制御装置にそれぞれ送信することを特徴とする請求項１に記載の配電システム。
3. 前記各第２制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、
   前記第１制御装置は、前記発電装置による発電量が多い時間帯である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を前記各第２制御装置に送信し、
   前記各第２制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制される旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力をそれぞれ直流機器に供給させることを特徴とする請求項２に記載の配電システム。
4. 前記第１制御装置は、前記発電装置による発電量が少ない時間帯である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を許可する旨を前記各第２制御装置に送信し、
   前記各第２制御装置は、前記蓄電池から各住戸への電力供給を許可する旨を受信した場合、前記蓄電池から供給される電力を直流機器にそれぞれ供給させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の配電システム。
5. 前記各第２制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、
   前記第１制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が予め設定された残容量閾値未満である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を各第２制御装置に送信し、
   前記各第２制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制される旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させることを特徴とする請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の配電システム。
6. 前記第１制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が予め設定された残容量閾値未満である場合、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を、前記残容量が前記残容量閾値以上であった場合よりも減少させることを特徴とする請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の配電システム。
7. 前記各第２制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、
   前記第１制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が前記残容量閾値未満よりも小さい値に予め設定された過放電判定閾値以下である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を前記各第２制御装置に送信し、
   前記各第２制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制された旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させることを特徴とする請求項６に記載の配電システム。
8. 集合住宅の共用部に対応し、前記第１制御装置と通信可能な第３制御装置をさらに備え、
   前記第１制御装置は、前記残容量計測手段による計測結果、前記各第２制御装置から受信した情報及び前記第３制御装置から受信した情報に基づき、前記蓄電池から各住戸及び共用部に供給する電力量を調整することを特徴とする請求項１に記載の配電システム。

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