JP2011101531A - ビルの配電システム及びビルの配電システムにおける幹線の保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することのできるビルの配電システム及びビルの配電システムにおける幹線の保護方法を提供する。
【解決手段】集合住宅１００の各フロアを貫いて配線された幹線５０を通じて商用交流電力を各フロアへと配電するビルの配電システムにおいて、幹線５０の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池５５と、商用交流電源から幹線に流れる電流の電流値を検出する電流センサー５２と、を備えるようにする。そして総合制御ユニット５３が、電流センサー５２の検出する電流値が第２規定値を上回るときに蓄電池５５から幹線５０への電力供給を開始させることで、過電流からの幹線５０の保護を図るようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、マンションやテナントビルのようなビルの配電システム及びそうした配電システムにおける幹線の保護方法に関するものである。

特許文献１、２に見られるように、マンションやテナントビルのようなビルでは、各フロアを貫いて配線された幹線を通じて各住戸や各テナントへの配電が行われている。幹線からは、各階において配電線が分岐されており、その配電線を通じて各住戸や各テナントへの配電が行われるようになっている。

特開２００８−１７８２７５号公報 特開２００９−１２４８４６号公報

こうしたビルの配電システムでは、ビル全体の消費電力が高まると幹線の電流が過大となって、その定格電流を上回ってしまう虞がある。幹線の電流が定格電流を上わると、ビルに設けられたブレーカーの一部を落して電力供給を遮断することで、幹線を過電流から保護することになる。しかしながら、それでは、電力供給の遮断された部位では、復旧まで電気を使えないことになり、住人に不便を感じさせることになる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することのできるビルの配電システム及びビルの配電システムにおける幹線の保護方法を提供することにある。

（請求項１）
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて商用交流電力を各フロアへと配電するビルの配電システムにおいて、前記商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を検出する電流センサーと、前記ビルに設置された蓄電池と、前記電流センサーの検出する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回るときに前記蓄電池から前記ビル内への電力供給を開始することで前記幹線を過電流から保護する保護手段と、を備えることをその要旨としている。

上記構成では、商用交流電源から幹線に流れる電流が幹線保護開始電流値を上回ると、幹線の保護制御が発動して、ビルに設置された蓄電池からの電力供給が開始されるようになる。こうして蓄電池からの電力供給を開始すると、それまで商用交流電源からの電力供給で賄われていた電力の一部が蓄電池からの電力供給で賄われるようになり、商用交流電源から幹線に流れる電流が低減されるようになる。しかも、このときの商用交流電源の電力供給の低減分は、蓄電池からの電力供給で埋め合わされるため、保護制御の発動後もその発動前と同様の電力供給量を維持することができる。したがって上記構成によれば、電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することができるようになる。

（請求項２）
上記課題を解決するため、請求項２に記載の発明は、ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて商用交流電力を各フロアへと配電するビルの配電システムにおいて、前記商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を検出する電流センサーと、前記幹線の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池と、前記電流センサーの検出する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回るときに前記蓄電池から前記幹線への電力供給を開始することで前記幹線を過電流から保護する保護手段と、を備えることをその要旨としている。

上記構成では、商用交流電源から幹線に流れる電流が幹線保護開始電流値を上回ると、幹線の保護制御が発動して、幹線の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池から幹線に対して電流が流されるようになる。こうして蓄電池からの電力供給を開始すると、それまで商用交流電源からの電力供給で賄われていた電力の一部が蓄電池からの電力供給で賄われるようになり、商用交流電源から幹線に流れる電流が低減されるようになる。しかも、このときの商用交流電源の電力供給の低減分は、蓄電池からの電力供給で埋め合わされるため、保護制御の発動後もその発動前と同様の電力供給量を維持することができる。したがって上記構成によれば、電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することができるようになる。

（請求項３）
上記課題を解決するため、請求項３に記載の発明は、ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて商用交流電力を各フロアの住戸やテナントへと配電するビルの配電システムにおいて、前記住戸、テナントに設置された蓄電池と、前記商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を検出する電流センサーと、前記電流センサーの検出する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回るときに前記蓄電池からの電力供給を開始することで前記幹線を過電流から保護する保護手段と、を備えることをその要旨としている。

上記構成では、商用交流電源から幹線に流れる電流が幹線保護開始電流値を上回ると、幹線の保護制御が発動して、ビル内の住戸やテナントに設置された蓄電池からの電力供給が開始されるようになる。こうして蓄電池からの電力供給が開始されると、それまで商用交流電源からの電流供給で賄われていた電力の一部が蓄電池からの電流供給で賄われるようになり、商用交流電源から幹線に流れる電流が低減されるようになる。しかも、このときの商用交流電源の電流供給の低減分は、蓄電池からの電流供給で埋め合わされるため、保護制御の発動後もその発動前と同様の電力供給量を維持することができる。したがって上記構成によれば、電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することができるようになる。

（請求項４）
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のビルの配電システムにおいて、前記蓄電池の供給する電流値を検出する他の電流センサーと、前記電流センサー及び前記他の電流センサーの検出する電流値の総和が規定の幹線保護解除電流値以下となったときに、前記保護手段による前記蓄電池からの電力供給を解除する解除手段と、を備えることをその要旨としている。

上記構成では、蓄電池からの電力供給の開始後に、商用交流電源の供給する電流値と蓄電池の供給する電流値との総和が規定の幹線保護解除電流値以下となると、蓄電池から前記幹線への電流の供給が解除されるようになる。そのため、蓄電池からの電力供給を解除しても、商用交流電源からの電力供給が過大とならないことを確認した上で、蓄電池からの電力供給による幹線の保護制御を解除することが可能となる。なお、保護制御からの復帰後の過電流の発生を確実に回避したいのであれば、幹線保護解除電流値は、上記幹線保護開始電流値以下に設定することが望ましい。

（請求項５）
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のビルの配電システムにおいて、前記幹線保護開始電流値と前記幹線保護解除電流値との間には、一定量のヒステリシスが設定されてなることをその要旨としている。

上記構成では、幹線保護開始電流値と幹線保護解除電流値との間に一定量のヒステリシスを設定している。そのため、蓄電池からの電力供給の開始後に、商用交流電源の供給する電流値と蓄電池の供給する電流値との総和が上記幹線保護開始電流値よりも十分低下してからでないと、蓄電池から前記幹線への電流の供給が解除されないようになる。そのため、保護制御のハンチングを、すなわち幹線の保護制御の解除後、直ちに幹線の保護制御が再開されることを好適に防止することができるようになる。

（請求項６）
上記課題を解決するため、ビルの配電システムにおける幹線の保護方法としての請求項６に記載の発明は、ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて前記ビルの各フロアへの配電を行うビルの配電システムにおける前記幹線を過電流から保護する方法であって、前記商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を監視するステップと、前記ステップにおいて監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、前記ビルに設置された蓄電池から前記ビル内への電力供給を開始するステップと、を通じて前記幹線を過電流から保護することをその要旨としている。

上記保護方法では、商用交流電源から幹線に流れる電流が幹線保護開始電流値を上回ると、幹線の保護制御が発動して、ビルに設置された蓄電池からの電力供給が開始されるようになる。こうして蓄電池からの電力供給を開始すると、それまで商用交流電源からの電力供給で賄われていた電力の一部が蓄電池からの電力供給で賄われるようになり、商用交流電源から幹線に流れる電流が低減されるようになる。しかも、このときの商用交流電源の電力供給の低減分は、蓄電池からの電力供給で埋め合わされるため、保護制御の発動後もその発動前と同様の電力供給量を維持することができる。したがって上記保護方法によれば、電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することができるようになる。

（請求項７）
上記課題を解決するため、ビルの配電システムにおける幹線の保護方法としての請求項７に記載の発明は、ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて前記ビルの各フロアへの配電を行うビルの配電システムにおける前記幹線を過電流から保護する方法であって、前記商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を監視するステップと、前記ステップにおいて監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、前記幹線の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池から前記幹線への電力供給を開始するステップと、を通じて前記幹線を過電流から保護することをその要旨としている。

上記保護方法では、商用交流電源から幹線に流れる電流が幹線保護開始電流値を上回ると、幹線の保護制御が発動して、幹線の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池から幹線に対して電流が流されるようになる。こうして蓄電池からの電力供給を開始すると、それまで商用交流電源からの電力供給で賄われていた電力の一部が蓄電池からの電力供給で賄われるようになり、商用交流電源から幹線に流れる電流が低減されるようになる。しかも、このときの商用交流電源の電力供給の低減分は、蓄電池からの電力供給で埋め合わされるため、保護制御の発動後もその発動前と同様の電力供給量を維持することができる。したがって上記保護方法によれば、電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することができるようになる。

（請求項８）
上記課題を解決するため、ビルの配電システムにおける幹線の保護方法としての請求項８に記載の発明は、ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて前記ビルの各フロアの住戸やテナントへと配電するビルの配電システムにおける前記幹線を過電流から保護する方法であって、前記商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を監視するステップと、前記ステップにおいて監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、前記住戸、テナントに設置された蓄電池からの電力供給を開始するステップと、を通じて前記幹線を過電流から保護することをその要旨としている。

上記保護方法では、商用交流電源から幹線に流れる電流が幹線保護開始電流値を上回ると、幹線の保護制御が発動して、ビル内の住戸やテナントに設置された蓄電池からの電力供給が開始されるようになる。こうして蓄電池からの電力供給が開始されると、それまで商用交流電源からの電流供給で賄われていた電力の一部が蓄電池からの電流供給で賄われるようになり、商用交流電源から幹線に流れる電流が低減されるようになる。しかも、このときの商用交流電源の電流供給の低減分は、蓄電池からの電流供給で埋め合わされるため、保護制御の発動後もその発動前と同様の電流供給量を維持することができる。したがって上記保護方法によれば、電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することができるようになる。

（請求項９）
請求項９に記載の発明は、請求項６〜８のいずれか１項に記載のビルの配電システムにおける幹線の保護方法において、前記商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値及び前記蓄電池の供給する電流値の総和が規定の幹線保護解除電流値以下となったことを条件に、蓄電池からの電力供給を解除するステップを備えることをその要旨としている。

上記保護方法では、蓄電池からの電力供給の開始後に、商用交流電源から幹線に流れる電流値と蓄電池の供給する電流値の総和が規定の幹線保護解除電流値以下となると、蓄電池からの電力供給が解除されるようになる。そのため、蓄電池からの電力供給を解除しても、商用交流電源から電力供給が過大とならないことを確認した上で、蓄電池からの電力供給による幹線の保護制御を解除することが可能となる。なお、保護制御からの復帰後の過電流の発生を確実に回避したいのであれば、幹線保護解除電流値は、上記幹線保護開始電流値以下に設定することが望ましい。

（請求項１０）
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のビルの配電システムにおける幹線の保護方法において、前記幹線保護開始電流値と前記幹線保護解除電流値との間に、一定量のヒステリシスを設定することをその要旨としている。

上記保護方法では、幹線保護開始電流値と幹線保護解除電流値との間に一定量のヒステリシスを設定している。そのため、蓄電池からの電力供給の開始後に、商用交流電源から幹線への電流値と蓄電池から幹線への電流値との和が上記幹線保護開始電流値よりも十分低下してからでないと、蓄電池から前記幹線への電流の供給が解除されないようになる。そのため、保護制御のハンチングを、すなわち幹線の保護制御の解除後、直に幹線の保護制御が再開されることを好適に防止することができるようになる。

本発明によれば、電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することができるようになる。

本発明の一実施形態についてその配電システムの全体構成を模式的に示すブロック図。 同実施形態において集合住宅の各住戸に設置される電力供給システムの構成を模式的に示すブロック図。 同実施形態における総合制御ユニットの構成を模式的に示すブロック図。 同実施形態における蓄電池制御ユニットの構成を模式的に示すブロック図。 同実施形態におけるＡＣ分電盤及び宅内制御ユニットの構成を模式的に示すブロック図。 同実施形態に採用される幹線保護制御ルーチンにおける総合制御ユニットの処理手順を示すフローチャート。

（第１の実施の形態）
以下、本発明のビルの配電システム及びビルの配電システムにおける幹線の保護方法を具体化した第１の実施の形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。

図１に、本実施の形態に係るビルの配電システムの全体構想を示す。
同図に示す集合住宅１００には、その各フロアを貫いて配線された幹線５０が設けられている。幹線５０からは、各フロアにおいて配電線が分岐されており、各住戸１０１のＡＣ分電盤１１に接続されている。また幹線５０の基部には、幹線５０を流れる電流が定格電流を超える虞のあるときに電流を遮断する幹線ブレーカー５１が設置されている。

更に幹線５０の基部には、商用交流電源から幹線５０へと流れる電流の電流値を監視する電流センサー５２が設けられている。電流センサー５２の検出信号は、集合住宅１００全体の配電制御を司る総合制御ユニット５３に入力されている。

一方、幹線５０の先端（最上階側）には、ＡＣ／ＤＣコンバーター５４を介して蓄電池５５が接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバーター５４は、蓄電池制御ユニット５６により制御されており、その制御を通じて蓄電池５５の充放電が行われるようになっている。

図２は、集合住宅１００の各住戸１０１に設置される配電システムの全体構成を示している。
同図２に示すように、集合住宅１００の各住戸１０１には、宅内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）に電力を供給する電力供給システム１が設けられている。電力供給システム１は、幹線５０より供給された商用交流電源（ＡＣ電源）を電力として各種機器を動作させる他に、水の電気分解と逆の反応を利用して発電を行う燃料電池３の発電した電力も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５の他に、交流電源（ＡＣ電源）を入力して動作するＡＣ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の分電盤として宅内制御ユニット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。

宅内制御ユニット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。宅内制御ユニット７は、このＡＣ分電盤１１を介して商用交流電源２に接続されるとともに、直流系電力線１３を介して燃料電池３に接続されている。宅内制御ユニット７は、ＡＣ分電盤１１から交流電力を取り込むとともに燃料電池３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、宅内制御ユニット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に出力したり、又は直流系電力線１５を介して蓄電池１６に出力して同電力を蓄電したりする。宅内制御ユニット７は、ＡＣ分電盤１１から交流電力を取り込むのみならず、燃料電池３や蓄電池１６の直流電力を交流電力に変換してＡＣ分電盤１１に供給することも可能である。宅内制御ユニット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、宅内制御ユニット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とのデータのやり取りをしたり、信号線２１を介してリレーユニット１０とのデータのやり取りをしたりする。

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ー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の操作やセンサー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、商用交流電源２とＡＣ分電盤１１との間には、商用交流電源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、電力線搬送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、宅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宅内サーバ３１が設けられている。宅内サーバ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、宅内サーバ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。

宅内サーバ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を介して宅内制御ユニット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ーやカメラからなる監視機器４１が接続されている。

宅内サーバ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に指示を報知して、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、宅内サーバ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。

ところで、上述したように、こうした電力供給システム１が各住戸１０１に設けられた集合住宅１００では、その全体の配電制御が総合制御ユニット５３により行われるようになっている。図３は、そうした総合制御ユニット５３の構成を示している。同図に示すように、総合制御ユニット５３は、上記電流センサー５２の検出する幹線５０の基部の電流値を監視する幹線電流監視部５７を備えている。また総合制御ユニット５３は、幹線５０の基部の電流値が過大となっていないかを判定する電流レベル判定部５８と、その判定結果に基づいて各住戸１０１の宅内制御ユニット７に指令信号を送信する送信部５９とを備えている。

図４は、幹線５０の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池５５の制御を司る蓄電池制御ユニット５６の構成を示している。同図に示すように蓄電池制御ユニット５６は、総合制御ユニット５３からの指令信号を受信する受信部６０と、その受信した指令信号に基づいてＡＣ／ＤＣコンバーター５４の動作を制御する制御部６１とを備えている。

図５は、各住戸１０１に設けられる宅内制御ユニット７及びＡＣ分電盤１１の構成を示している。
同図に示すように、ＡＣ分電盤１１は、メインブレーカー６２と、複数の分岐ブレーカー６３とを備えている。メインブレーカー６２は、幹線５０から供給される電流が過大となったときに幹線５０と電力供給システム１との接続を遮断する遮断器となっている。また分岐ブレーカー６３は、宅内に設けられた各負荷６４への電力供給を必要に応じて遮断する遮断器となっている。なお負荷６４とは、照明機器、エアコン、家電、オーディオビジュアル機器等のような、宅内に設置された各種の電気機器を指す。

一方、宅内制御ユニット７は、総合制御ユニット５３からの指令信号を受信する受信部７０と、制御部７１とを備えている。制御部７１は、受信部７０の受信した指令信号に基づいて、宅内の各負荷６４の動作を制御する。また制御部７１は、受信部７０の受信した指令信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバーター７２の動作を、ひいては蓄電池１６の充放電を制御する。

以上のように構成された本実施の形態のビルの配電システムでは、幹線５０の過電流が確認されたときに、幹線５０を過電流から保護するための幹線保護制御が発動されるようになっている。幹線保護制御は、幹線５０の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池５５、及び各住戸１０１に設けられた蓄電池１６からの電力供給を開始することで行われるようになっている。

図６は、こうした本実施の形態の採用する幹線保護制御ルーチンの処理手順を示している。本ルーチンの処理は、総合制御ユニット５３によって終始繰り返し実行されるものとなっている。

さて本ルーチンが開始されると、総合制御ユニット５３は、まずステップＳ１００において、幹線５０の基部に設けられた電流センサー５２の検出する電流値を受信する。そして、総合制御ユニット５３は、ステップＳ１０１において、電流センサー５２の電流値が第１規定値以上であるか否かを確認する。なお本実施の形態では、第１既定値は、幹線ブレーカー５１の遮断電流の８０％の電流値がその値に設定されている。

ここで電流センサー５２の電流値が第１既定値以上でなければ（Ｓ１０１：ＮＯ）、総合制御ユニット５３はステップＳ１０２に進み、そのステップＳ１０２において宅内制御ユニット７及び蓄電池制御ユニット５６に電力供給停止信号を送信する。そして電力供給停止信号の出力後、総合制御ユニット５３はステップＳ１００の処理に戻る。なお宅内制御ユニット７及び蓄電池制御ユニット５６は、蓄電池１６、５５からの電力供給停止信号を受信すると、もし行っているのであれば、蓄電池１６、５５からの電力供給を停止する。

一方、電流センサー５２の電流値が第１既定値以上となっていれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、総合制御ユニット５３は、ステップＳ１０３に進み、そのステップＳ１０３において、電流センサー５２の電流値が第２既定値以上であるか否かを確認する。なお本実施の形態では、第２既定値は、幹線ブレーカー５１の遮断電流の９０％の電流値がその値に設定されている。ちなみに、本実施の形態では、このステップＳ１０３が、商用交流電源から幹線５０に流れる電流の電流値を監視するステップに対応している。また本実施の形態では、この第２既定値が上記規定の幹線保護開始電流値に対応している。

ここで電流センサー５２の電流値が第２既定値以上でなければ（Ｓ１０３：ＮＯ）、総合制御ユニット５３は、そのままステップＳ１００の処理に戻る。
一方、電流センサー５２の電流値が第２既定値以上であれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、総合制御ユニット５３はステップＳ１０４において、宅内制御ユニット７及び蓄電池制御ユニット５６に、蓄電池１６、５５からの電力供給開始信号を送信する。そして総合制御ユニット５３は、負荷抑制信号の送信後、ステップＳ１００の処理に戻る。このときの電力供給開始信号を受信した宅内制御ユニット７及び蓄電池制御ユニット５６は、その受信に応じて蓄電池１６、５５からの電力供給を開始する。なお本実施の形態では、このステップＳ１０４が、以下の各ステップに対応している。すなわち、このステップＳ１０４は、以下の各ステップのそれぞれに対応している。

・ステップＳ１０３において監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、ビル（集合住宅１００）に設置された蓄電池１６、５５からのビル内への電力供給を開始するステップ。

・ステップＳ１０３において監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、幹線５０の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池５５から幹線５０への電力供給を開始するステップ。

・ステップＳ１０３において監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、住戸１０１（テナント）に設置された蓄電池１６からの電力供給を開始するステップ。

また以上説明した本実施の形態では、集合住宅１００が上記ビルの相当する構成となっている。また本実施の形態では、総合制御ユニット５３が上記保護手段の行う処理を実施する構成となっている。

本実施形態のビルの配電システム及びビルの配電システムにおける幹線の保護方法によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態のビルの配電システムでは、集合住宅１００の各フロアを貫いて配線された幹線５０を通じて商用交流電力を各フロアへと配電するようにしている。また本実施の形態のビルの配電システムは、商用交流電源から幹線５０に流れる電流の電流値を検出する電流センサー５２と、集合住宅１００に設置された蓄電池１６、５５とを備えている。そして総合制御ユニット５３は、電流センサー５２の検出する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回るときに蓄電池１６、５５から集合住宅１００への電力供給を開始することで幹線５０を過電流から保護するようにしている。より具体的には、総合制御ユニット５３は、幹線５０の保護に際して、幹線５０の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池５５から幹線５０に対する電力供給を開始するようにしている。また総合制御ユニット５３は、幹線５０の保護に際して、各住戸１０１に設けられた蓄電池１６からの電力供給を開始するようにもしている。こうして蓄電池１６、５５からの電力供給を開始すると、それまで商用交流電源からの電力供給で賄われていた電力の一部が蓄電池１６、５５からの電力供給で賄われるようになり、商用交流電源から幹線５０に流れる電流が低減されるようになる。しかも、このときの商用交流電源の電力供給の低減分は、蓄電池１６、５５からの電力供給で埋め合わされるため、保護制御の発動後もその発動前と同様の電力供給量を維持することができる。したがって本実施の形態によれば、電力供給を途切れさせることなく、幹線の過電流を好適に防止することができるようになる。

（２）本実施の形態のビルの配電システムにおける幹線の保護方法では、次の各ステップを通じて幹線５０を過電流から保護するようにしている。まず第１のステップは、商用交流電源から幹線５０に流れる電流の電流値を監視するステップとなっている。また第２のステップは、第１のステップにおいて監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、集合住宅１００に設置された蓄電池１６、５５から集合住宅１００内への電力供給を開始するステップとなっている。より具体的には、第２のステップでは、幹線５０の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池５５から幹線５０への電力供給を開始することがなされている。また第２のステップでは、各住戸１０１に設置された蓄電池１６からの電力供給を開始するようにもしている。こうして蓄電池１６、５５からの電力供給が開始されると、それまで商用交流電源からの電力供給で賄われていた電力の一部が蓄電池１６、５５からの電力供給で賄われるようになり、商用交流電源から幹線５０に流れる電流が低減されるようになる。しかも、このときの商用交流電源の電力供給の低減分は、蓄電池１６、５５からの電力供給で埋め合わされるため、保護制御の発動後もその発動前と同様の電力供給量を維持することができる。したがって本実施の形態の保護方法によれば、電力供給を途切れさせることなく、幹線５０の過電流を好適に防止することができるようになる。

（第２の実施の形態）
続いて、本発明のビルの配電システム及びビルの配電システムにおける幹線の保護方法を具体化した第１の実施の形態を説明する。なお、本実施の形態は、幹線５０の保護のための蓄電池１６、５５からの電力供給停止の条件を除いては、第１の実施の形態と同様となっている。

第１の実施の形態では、電流センサー５２の検出する幹線５０の基部の電流値が、幹線ブレーカー５１の遮断電流の８０％の電流値に設定された第１既定値を下回ったことを条件に、幹線５０の保護のための蓄電池１６、５５からの電力供給を停止するようにしていた。この場合、蓄電池１６、５５からの電力供給を停止すると、再び幹線５０基部の電流値が上って、蓄電池１６、５５からの電力供給を再開しなければならない事態に陥る可能性がある。そこで本実施の形態では、蓄電池１６、５５からの電力供給を解除しても、商用交流電源からの電力供給が過大とならないことを確認した上で、蓄電池からの電力供給による幹線の保護制御を解除するようにしている。

具体的には、本実施の形態では、蓄電池１６、５５の供給する電流値をそれぞれ検出する電流センサー（他の電流センサー）を蓄電池１６、５５のそれぞれに設けるようにしている。そしてそうした蓄電池１６、５５の電流値を検出する電流センサーの電流値、及び電流センサー５２の検出する幹線５０の基部の電流値の総和が、規定の幹線保護解除電流値以下となったときに、蓄電池１６、５５からの電力供給を解除するようにしている。ここでの幹線保護解除電流値は、上記第２既定値よりも小さい電流値に設定されている。そのため、蓄電池１６、５５からの電力供給を停止しても、幹線５０の基部に流れる電流は、確実に第２既定値を下回ることになる。

なお本実施の形態では、上記態様での蓄電池１６、５５からの電力供給の解除は、総合制御ユニット５３からの指令に基づき行われる。したがって、本実施の形態では、総合制御ユニット５３が、電流センサー及び他の電流センサーの検出する電流値の総和が規定の幹線保護解除電流値以下となったときに、保護手段による蓄電池からの電力供給を解除する解除手段に相当する構成となっている。

ちなみに本実施の形態では、幹線保護開始電流値（第２既定値）と上記幹線保護解除電流値との間に一定量のヒステリシスを設定している。そのため、蓄電池１６、５５からの電力供給の開始後に、商用交流電源の供給する電流値と蓄電池１６、５５の供給する電流値との総和が上記幹線保護開始電流値よりも十分低下してからでないと、蓄電池１６、５５の電力供給が停止されないようになる。そのため、保護制御のハンチングを、すなわち幹線５０の保護制御の解除後、直ちに幹線５０の保護制御が再開されることを好適に防止することができるようになる。

なお上記各実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・第２の実施の形態では、幹線保護開始電流値（第２既定値）と幹線保護解除電流値との間に一定量のヒステリシスを設けるようにしていたが、保護制御の制御ハンチングが問題とならないのであれば、両電流値を同じ値としても良い。

・上記実施の形態では、幹線５０の基部に流れる電流が第２既定値以上となると、幹線５０の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池５５と、各住戸１０１に設置された蓄電池１６との双方からの電力供給を開始するようにしていた。もっとも、一方の蓄電池のみで幹線５０の保護が十分可能であれば、蓄電池５５及び蓄電池１６のいずれか一方の電力供給だけで、幹線５０の保護制御を行うようにしても良い。なお、各住戸１０１に設けられた蓄電池１６のみにより幹線５０の保護を行う場合には、蓄電池５５や蓄電池制御ユニット５６等は割愛しても良い。また蓄電池５５のみにより幹線５０の保護を行う場合には、各住戸１０１にそれぞれ蓄電池１６を設ける必要はないことになる。

・上記実施の形態では、集合住宅１００に本発明を適用した場合を説明したが、テナントビルなどの集合住宅以外のビルにも本発明の配電システムや幹線の保護方法を適用することができる。要は、ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて各フロアへの配電を行う配電システムであれば、本発明を適用が可能である。

１１…ＡＣ分電盤（６２…メインブレーカー、６３…分岐ブレーカー）、１６…（住戸、テナントに設置された）蓄電池、１７…宅内制御ユニット（７０…受信部、７１…制御部）、５０…幹線、５１…幹線ブレーカー、５２…電流センサー、５３…総合制御ユニット（５７…幹線電流監視部、５８…電流レベル判定部、５９…送信部）、５４…ＡＣ／ＤＣコンバーター、５５…（幹線の商用交流電源側の反対側に接続された）蓄電池、５６…蓄電池制御ユニット（６０…受信部、６１…制御部）、６４…負荷、１００…集合住宅（ビル）、１０１…住戸。

Claims (10)

1. ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて商用交流電力を各フロアへと配電するビルの配電システムにおいて、
   商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を検出する電流センサーと、
   前記ビルに設置された蓄電池と、
   前記電流センサーの検出する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回るときに前記蓄電池から前記ビル内への電力供給を開始することで前記幹線を過電流から保護する保護手段と、
   を備えるビルの配電システム。
2. ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて商用交流電力を各フロアへと配電するビルの配電システムにおいて、
   商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を検出する電流センサーと、
   前記幹線の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池と、
   前記電流センサーの検出する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回るときに前記蓄電池から前記幹線への電力供給を開始することで前記幹線を過電流から保護する保護手段と、
   を備えるビルの配電システム。
3. ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて商用交流電力を各フロアの住戸やテナントへと配電するビルの配電システムにおいて、
   前記住戸、テナントに設置された蓄電池と、
   商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を検出する電流センサーと、
   前記電流センサーの検出する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回るときに前記蓄電池からの電力供給を開始することで前記幹線を過電流から保護する保護手段と、
   を備えるビルの配電システム。
4. 前記蓄電池の供給する電流値を検出する他の電流センサーと、
   前記電流センサー及び前記他の電流センサーの検出する電流値の総和が規定の幹線保護解除電流値以下となったときに、前記保護手段による前記蓄電池からの電力供給を解除する解除手段と、
   を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載のビルの配電システム。
5. 前記幹線保護開始電流値と前記幹線保護解除電流値との間には、一定量のヒステリシスが設定されてなる
   請求項４に記載のビルの配電システム。
6. ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて前記ビルの各フロアへの配電を行うビルの配電システムにおける前記幹線を過電流から保護する方法であって、
   商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を監視するステップと、
   前記ステップにおいて監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、前記ビルに設置された蓄電池から前記ビル内への電力供給を開始するステップと、
   を通じて前記幹線を過電流から保護する
   ことを特徴とするビルの配電システムにおける幹線の保護方法。
7. ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて前記ビルの各フロアへの配電を行うビルの配電システムにおける前記幹線を過電流から保護する方法であって、
   商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を監視するステップと、
   前記ステップにおいて監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、前記幹線の商用交流電源側の反対側に接続された蓄電池から前記幹線への電力供給を開始するステップと、
   を通じて前記幹線を過電流から保護する
   ことを特徴とするビルの配電システムにおける幹線の保護方法。
8. ビルの各フロアを貫いて配線された幹線を通じて前記ビルの各フロアの住戸やテナントへと配電するビルの配電システムにおける前記幹線を過電流から保護する方法であって、
   商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値を監視するステップと、
   前記ステップにおいて監視する電流値が規定の幹線保護開始電流値を上回ることを条件に、前記住戸、テナントに設置された蓄電池からの電力供給を開始するステップと、
   を通じて前記幹線を過電流から保護する
   ことを特徴とするビルの配電システムにおける幹線の保護方法。
9. 前記商用交流電源から前記幹線に流れる電流の電流値及び前記蓄電池の供給する電流値の総和が規定の幹線保護解除電流値以下となったことを条件に、蓄電池からの電力供給を解除するステップを備える
   請求項６〜８のいずれか１項に記載のビルの配電システムにおける幹線の保護方法。
10. 前記幹線保護開始電流値と前記幹線保護解除電流値との間に、一定量のヒステリシスを設定する
    請求項９に記載のビルの配電システムにおける幹線の保護方法。

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