JP2014132823A - 配電システム - Google Patents

Abstract

【課題】電源から負荷へ電力を供給するための電路が遮断されるような異常が検知される前に、分散電源における異常を感知して電路を自動遮断させることができる配電システムを提供する。
【解決手段】配電システムは、自然エネルギーからエネルギー変換により発電した直流電力を出力する太陽電池６０と、太陽電池６０から出力された直流電力の電圧調整を実行可能なＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａと、太陽電池６０とＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａとの間の直流系電力線を遮断可能なＤＣブレーカ４４ａと、太陽電池６０及びＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａのうち少なくとも一方における異常の有無を判別するとともに、この判別結果に基づいてＤＣブレーカ４４ａを遮断動作させる制御装置５１を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、配電システムに関する。

近年、商用電源に加え、自然エネルギーからのエネルギー変換により直流電力を発電する太陽電池や燃料電池などの分散電源から電路を通して電灯などの負荷に直流電力を配電する配電システムが注目されている。また、このような配電システムには、電力系統からの電力供給が停止する停電時等にも負荷へ電力を供給することができるように、分散電源のひとつとして蓄電池（二次電池）を備えたものがある（例えば、特許文献１）。

また、特許文献１の配電システムには、電源と負荷との間に、電路に流れる電力を監視し、過電流が流れる等の異常を検知したときに、負荷を保護するために電路上で電源から負荷への電力供給を遮断するブレーカ（遮断手段）が設けられている。

特開２００３−２８４３５５号公報

しかしながら、ブレーカが遮断するような過電流が電路上で検知されるような場合には、その過電流の原因は分散電源自体に生じた異常に起因していることが多く、過電流を生じるほどの異常は分散電源にとって深刻な問題であることが多かった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源から負荷へ電力を供給するための電路が遮断されるような異常が検知される前に、分散電源における異常を感知して電路を自動遮断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。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の配電システムは、直流電力を出力する直流電力出力手段と、前記直流電力出力手段から出力された直流電力を負荷側に供給するアクティブパワーコンディショナと、前記直流電力出力手段と前記アクティブパワーコンディショナとの間の電路を遮断可能な遮断手段と、前記直流電力出力手段における異常の有無を判別する異常判別手段と、前記異常判別手段が異常有りと判別した場合に前記遮断手段を遮断動作させる制御手段とを備え、前記直流電力出力手段は、太陽エネルギーからエネルギー変換により発電した直流電力を出力する太陽電池と、前記太陽電池により発電される直流電力の電流値、電圧値、前記太陽電池への日射量、及び前記太陽電池の温度を検出するセンサとを備え、前記異常判別手段は、前記センサから検出された前記太陽電池により発電される電力の電流値、電圧値、前記太陽電池への日射量、及び前記太陽電池の温度から発電すべき理論電力量を算出し、算出した理論電力量と実際の発電量との比較に基づいて前記太陽電池から過大電力が出力される前兆となり得る異常の有無を判別することを要旨とする。

この構成によれば、直流電力出力手段を構成する太陽電池から過大電力が出力される前に、過大電力発生の前兆となり得る直流電力出力手段を構成する太陽電池の異常の有無を異常判別手段により判別できるので、直流電力出力手段を構成する太陽電池から電路に過大電力が出力されるのを防ぐことができる。これにより、過大電力から負荷を保護すると
ともに、直流電力出力手段を構成する太陽電池を保護することができる。

また、請求項２に記載の配電システムにおいて、前記直流電力出力手段は、燃料電池と、前記燃料電池により発電される直流電力の電流値、電圧値、及び前記燃料電池の温度を検出する第２のセンサとを備え、前記異常判別手段は、前記第２のセンサから検出された前記燃料電池により発電される電力の電流値、電圧値、及び前記燃料電池の温度が予め定められた異常閾値以上であるかに基づいて前記燃料電池から過大電力が出力される前兆となり得る異常の有無を判別することを要旨とする。

この構成によれば、直流電力出力手段を構成する燃料電池から過大電力が出力される前に、過大電力発生の前兆となり得る直流電力出力手段を構成する燃料電池の異常の有無を異常判別手段により判別できるので、直流電力出力手段を構成する燃料電池から電路に過大電力が出力されるのを防ぐことができる。これにより、過大電力から負荷を保護するとともに、直流電力出力手段を構成する燃料電池を保護することができる。

また、請求項３に記載の配電システムにおいて、前記直流電力出力手段は、直流電力を蓄電可能な蓄電池と、前記蓄電池から送出される直流電力の電流値、電圧値、及び前記蓄電池の温度を検出する第３のセンサとを備え、前記異常判別手段は、前記第３のセンサから検出された前記蓄電池から送出される電力の電流値、電圧値、及び前記蓄電池の温度が予め定められた異常閾値以上であるかに基づいて前記蓄電池から過大電力が出力される前兆となり得る異常の有無を判別することを要旨とする。

この構成によれば、直流電力出力手段を構成する蓄電池から過大電力が出力される前に、過大電力発生の前兆となり得る直流電力出力手段を構成する蓄電池の異常の有無を異常判別手段により判別できるので、直流電力出力手段を構成する蓄電池から電路に過大電力が出力されるのを防ぐことができる。これにより、過大電力から負荷を保護するとともに、直流電力出力手段を構成する蓄電池を保護することができる。

また、請求項４に記載の配電システムにおいて、前記アクティブパワーコンディショナには、前記直流電力出力手段から各々の電路を介して直流電力が入力可能であり、前記遮断手段は、前記各々の電路毎に対応して設けられており、前記制御手段は、前記異常判別手段によって異常有りと判別された直流電力出力手段に接続される電路に対応する遮断手段を個別に遮断動作させることを要旨とする。

この構成によれば、複数の直流電力出力手段の各々に遮断手段と電力調整手段が設けられているので、直流電力出力手段に異常があった場合には、直流電力出力手段毎に電路を遮断することができる。したがって、複数の直流電力出力手段のうち少なくとも一つが異常のために使用できなくなっても、他の直流電力出力手段は使用することができる。

また、請求項５に記載の配電システムにおいて、前記アクティブパワーコンディショナは、前記直流電力出力手段から出力された直流電力の電圧調整及び交流電力への電力変換のうち少なくとも一方を実行可能な電力調整手段と、前記直流電力出力手段から前記電力調整手段を介して負荷に接続する配電路に流れる電力を計測するとともに、前記アクティブパワーコンディショナ内の過電流、過電圧及び温度異常を検出する電力計測装置とを備え、前記異常判別手段は、前記電力計測装置が計測した電力値と検出した過電流、過電圧及び温度異常とに基づいて前記アクティブパワーコンディショナから過大電力が出力される前兆となり得る異常の有無を判別し、前記制御手段は、前記異常判別手段によって前記アクティブパワーコンディショナの異常が判別されたとき、前記遮断手段を遮断操作して前記直流電力出力手段からの直流電力の入力を停止することを要旨とする。

この構成によれば、制御手段が異常判別手段による直流電力出力手段及び電力調整手段のうち少なくとも一方における異常の有無の判別結果に基づいて遮断手段を制御することができる。したがって、直流電力出力手段及び電力調整手段のうち少なくとも一方における異常に起因する過大電力から負荷を保護することができる。

本発明によれば、電源から負荷へ電力を供給するための電路が遮断されるような異常が検知される前に、分散電源における異常を感知して電路を自動遮断させることができる配電システムを提供することができる。

本実施形態の電力供給システムの全体構成を示すブロック図。 本実施形態の配電システムの構成を示すブロック図。

以下、本発明を具体化した実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１に示すように、住宅には、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）に電力を供給する配電システムとしての電力供給システム１が設けられている。電力供給システム１は、家庭用の商用交流電源（ＡＣ電源）２を電力として各種機器を動作させる他に、太陽光により発電する太陽電池６０（図２参照）の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、住宅の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。

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。コントロールユニット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を介して太陽電池ユニット３に接続されている。また、コントロールユニット７は、直流系電力線４２を介して燃料電池ユニット４に接続されている。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太陽電池ユニット３及び燃料電池ユニット４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、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に出力したり、又は直流系電力線１５を介して蓄電池ユニット１６に出力して同電力を蓄電したりする。

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のみならず、太陽電池６０（図２参照）、燃料電池６２（図２参照）及び蓄電池６３（図２参照）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。さらに、太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット４及び蓄電池ユニット１６とコントロールユニット７の間には、各電池ユニット３、４、１６とコントロールユニット７との間の電路を遮断する遮断手段としてのＤＣブレーカ４４ａ〜４４ｃが接続されている。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、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１
０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５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供給線路２２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宅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。

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、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。

次に、コントロールユニット７について詳述する。
図２に示すように、コントロールユニット７は、電力系統を構成する商用交流電源２並びに分散電源を構成する太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット４及び蓄電池ユニット１６を電力供給システム１が有する各種の負荷Ｆに接続して配電する配電路（電路）４３を備えている。なお、負荷Ｆには、ＤＣ機器５及びＡＣ機器６等の各種機器の他にコントロールユニット７等のシステム構成要素も含まれ、これらに電力を供給する交流系電力線１２、直流系電力線１３〜１５，１８，１９，２５，２８，３５，４２、及び直流供給線路２２，３８により配電路４３は構成されている。

また、コントロールユニット７は、太陽電池ユニット３及び燃料電池ユニット４で発電された直流電力を効率よく負荷Ｆ側に供給するとともに、配電系統との連結を保護するためのアクティブパワーコンディショナ（以下、「アクティブパワコン」と示す）５０と、アクティブパワコン５０の稼動状態を制御するための制御装置５１と、を備えている。

アクティブパワコン５０は、商用交流電源２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５２と、太陽電池ユニット３及び燃料電池ユニット４に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａ，５３ｂとを備えている。すなわち、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２を介して交流電力から変換された直流電力や、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａ，５３ｂを介して太陽電池ユニット３及び燃料電池ユニット４から供給される直流電力が変圧されて負荷Ｆ側に供給されるようになっている。この点で、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２とＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａ，５３ｂは電力調整手段として機能する。

また、アクティブパワコン５０は、蓄電池ユニット１６が有する蓄電池６３から放電される直流電力を負荷Ｆ側に送出させる放電回路５４と、蓄電池ユニット１６の蓄電池６３を充電する充電手段としての充電回路５５とを備えている。すなわち、蓄電池６３は、停電時等に非常用電源として機能するために、常には充電回路５５を介して直流電力が充電されると共に、停電時等には蓄電している直流電力が放電回路５４を介して負荷Ｆ側に放電されるようになっている。

さらに、アクティブパワコン５０は、配電路４３に流れる電力を計測するとともに、アクティブパワコン５０内の異常（過電流、過電圧及び温度異常など）を検出するセンサ機能を有する電力計測装置５６を備えている。電力計測装置５６は、計測した電力値（電流値や電圧値）と検出した異常等の情報を制御装置５１に出力する。

制御装置５１は、情報の読み出し及び書き換えが可能な記憶手段としての記憶部５７と、中央処理装置となるＣＰＵ５８とを備えており、記憶部５７には電力計測装置５６から入力された電力値や異常情報などのアクティブパワコン５０の状態を示す情報が記憶され
る他、制御装置５１が各種の制御を行うためのプログラムが記憶されている。また、制御装置５１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５２、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａ，５３ｂを必要に応じて制御する。

すなわち、制御装置５１は、電力計測装置５６により得られたアクティブパワコン５０の情報に基づいて、アクティブパワコン５０において漏電や過放電などの過大電力が発生する前兆となりうる異常の有無を判別する。そして、判別した異常の有無によりアクティブパワコン５０を制御する。この点で、制御装置５１は判別手段及び制御手段として機能する。さらに、制御装置５１は、記憶部５７に記憶された情報等を表示するための報知手段としてのモニタ５９と、ネットワークＮを介して当該情報を外部に送信するための宅内サーバ３１と接続されている。

図２示すように、太陽電池ユニット３は、自然エネルギーである太陽エネルギーからエネルギー変換により発電した直流電力を出力する発電手段としての太陽電池６０と、太陽電池６０により発電される電力の電流値、電圧値、太陽電池６０への日射量及び太陽電池６０の温度等の太陽電池６０の状態を検出するセンサ６１ａとで構成されている。太陽電池６０はＤＣブレーカ４４ａを介してＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａと接続されている。また、センサ６１ａは制御装置５１と接続されており、検出した太陽電池６０の状態を制御装置５１に出力する。

また、燃料電池ユニット４は、発電手段としての燃料電池６２と、センサ６１ｂとで構成されている。燃料電池６２は、燃料ガス（例えば水素が豊富な改質ガス）と酸化剤ガス（例えば酸素を含む空気）から、水素と酸素の化学反応により発電した直流電力を出力する。センサ６１ｂは、燃料電池６２により発電された電力の電流値及び電圧値を測定するとともに、燃料電池６２の状態、例えば燃料電池６２の温度、を検出する。燃料電池６２はＤＣブレーカ４４ｂを介してＤＣ／ＤＣコンバータ５３ｂと接続されている。また、センサ６１ｂは制御装置５１と接続されており、測定及び検出した燃料電池６２の状態を制御装置５１に出力する。

また、蓄電池ユニット１６は、充放電可能な蓄電手段としての蓄電池６３と、蓄電池６３の充電時及び蓄電時に流れる電力の電流値及び電圧値を測定するとともに、蓄電池６３の状態、例えば蓄電池６３の温度、を検出するセンサ６１ｃとで構成されている。蓄電池６３はＤＣブレーカ４４ｃを介して放電回路５４及び充電回路５５と接続されている。また、センサ６１ｃは制御装置５１と接続されており、測定及び検出した蓄電池６３の充放電量及び蓄電池６３の状態を制御装置５１に出力する。このように、太陽電池６０、燃料電池６２、蓄電池６３は直流電力出力手段として機能する。

そして、制御装置５１は、入力された太陽電池６０、燃料電池６２及び蓄電池６３の状態に基づいて、アクティブパワコン５０と同様に、各電池ユニット３，４，１６における過大電力発生の前兆となりうる異常の有無を判別するとともに、各電池の状態と判別結果を記憶部５７に記憶する。そして、各判別結果に基づいて各ＤＣブレーカ４４ａ〜４４ｃを制御する。

このように、本実施形態では、アクティブパワコン５０及び制御装置５１を備えたコントロールユニット７、太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット４、蓄電池ユニット１６及び各ＤＣブレーカ４４ａ〜４４ｃにより配電システムが構成されている。

次に、制御装置５１による異常の有無の判別及び異常判別時における電路の遮断制御について説明する。
制御装置５１は、太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット４、蓄電池ユニット１６及び
アクティブパワコン５０の状態に基づいて異常の有無を判別して、異常の有無により各電池ユニット３，４，１６に接続された各ブレーカ４４ａ〜４４ｃ及びアクティブパワコン５０を制御する。すなわち、制御装置５１は、各電池ユニット３，４，１６の各センサ６１ａ〜６１ｃ及びアクティブパワコン５０の電力計測装置５６により測定及び検出された電流値、電圧値、温度等の各装置の状態を示す情報に基づいて、各電池ユニット３，４，１６及びアクティブパワコン５０に過大電力発生の前兆となりうる異常があるか否かを判別する。

そして、各電池ユニット３，４，１６及びアクティブパワコン５０について異常がないと判別した場合には、制御装置５１は、各電池ユニット３，４，１６から対応するＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａ，５３ｂ及び放電回路５４に直流電力を出力させて、負荷Ｆに電力を供給する。一方、各電池ユニット３，４，１６について異常があると判別した場合には、制御装置５１は、先ず、そうした異常があると判別した電池ユニットに接続しているＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａ，５３ｂ及び放電回路５４を制御して、アクティブパワコン５０からの直流電力の出力を停止する。そして、異常があると判別されたユニットに接続されているＤＣブレーカを作動させて対応する直流系電力線を遮断する。

また、アクティブパワコン５０に異常があると判別した場合には、アクティブパワコン５０の稼動を停止する。そして、各電池ユニット３，４，１６に接続されているＤＣブレーカ４４ａ〜４４ｃを作動させて直流系電力線１３，１５，４２を遮断する。

また、制御装置５１は、入力した各電池ユニット３，４，１６及びアクティブパワコン５０の状態を示す情報と判別した異常の有無とを記憶部５７に記憶させて、異常ログ等を管理する。そして、記憶した各電池ユニット３，４，１６及びアクティブパワコン５０の状態を、異常の有無とともにモニタ５９及び宅内サーバ３１に出力する。

次に、配電システムに異常が発生した場合の対処の一例について説明する。例えば、太陽電池ユニット３において発電が行われている場合、まず、太陽電池６０で発電された直流電力の電流値、電圧値、太陽電池６０への日射量及び太陽電池６０の温度の各値がセンサ６１ａにより検出され、その検出された各値から発電すべき理論電力量が制御装置５１にて算出される。そして、算出された理論電圧量と実際の発電量とが比較されて、太陽電池６０における異常の有無が判別される。理論電圧量と実際の発電量が著しく異なる場合には、太陽電池６０が異常であると判別される。そして、太陽電池６０と対応するＤＣブレーカ４４ａが作動してＤＣ／ＤＣコンバータ５３ａにつながる直流系電力線１３が遮断される。そのため、直流系電力線１３を含む配電路４３への直流電力の供給が停止して負荷Ｆ及び太陽電池６０本体が保護される。

このとき、制御装置５１から太陽電池６０における異常の有無とともに、太陽電池６０の状態を示す情報がモニタ５９に送信（出力）されて、これらの情報がモニタ５９の画面上に表示される。そのため、使用者はモニタ５９を視認することにより異常の有無及び異常のあった装置及び原因を視認することができる。

また、燃料電池ユニット４において発電が行われている場合は、燃料電池６２で発電された直流電力の電流値、電圧値及び燃料電池６２の温度の各値がセンサ６１ｂにより検出され、その検出された各値が予め定められた異常閾値以上であるかにより異常の有無が判別される。そして、検出された各値が予め定められた異常閾値以上である場合には、燃料電池６２は異常があると判別される。そして、太陽電池ユニット３の場合と同様に、以後、対応するＤＣブレーカ４４ｂが作動してＤＣ／ＤＣコンバータ５３ｂにつながる直流系電力線４２が遮断される。そのため、直流系電力線４２を含む配電路４３への直流電力の供給が停止して負荷Ｆ及び燃料電池６２本体が保護される。

また、蓄電池ユニット１６から直流電力が放電回路５４を介して負荷Ｆ側に送出されている場合は、蓄電池ユニット１６から送出される直流電力の電流値、電圧値及び蓄電池６３の温度の各値がセンサ６１ｃにより検出され、その検出された各値が予め定められた異常閾値以上であるかにより異常の有無が判別される。そして、燃料電池ユニット４の場合と同様に、検出された各値が予め定められた異常閾値以上である場合に、蓄電池６３は異常があると判別される。そして、太陽電池ユニット３及び燃料電池ユニット４の場合と同様に、以後、対応するＤＣブレーカ４４ｃが作動して放電回路５４及び充電回路５５につながる直流系電力線１５が遮断される。そのため、直流系電力線１５を含む配電路４３への直流電力の供給が停止して負荷Ｆ及び蓄電池６３本体が保護される。

また、アクティブパワコン５０においては、電力計測装置５６により検出された電流値、電圧値及びアクティブパワコン５０の温度等が予め定められた異常閾値以上であるか否かにより異常の有無が判別される。そして、検出値が予め定められた異常閾値以上である場合に、アクティブパワコン５０は異常があると判別される。そして、この場合は各ユニット３，４，１６と対応する全てのＤＣブレーカ４４ａ〜４４ｃが作動して各直流系電力線１３，４２，１５が遮断される。そのため、各直流系電力線１３，４２，１５を含む配電路４３への直流電力の供給が停止して負荷Ｆ及びアクティブパワコン５０並びに各電池６０，６２，６３本体が保護される。

以上説明した本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）本実施形態の電力供給システム（配電システム）１では、制御装置５１が、太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット４、蓄電池ユニット１６及びアクティブパワコン５０における異常の有無を判別する。そして、その判別結果に基づいて各電池ユニット３，４，１６に対応するＤＣブレーカ４４ａ〜４４ｃを制御して、直流系電力線１３，１５，４２を遮断する。このため、各電池ユニット３，４，１６及びアクティブパワコン５０のうち少なくとも一つにおける異常に起因する過大電力から負荷Ｆを保護することができる。

（２）本実施形態の電力供給システム１では、太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット４及び蓄電池ユニット１６から過大電力が出力される前に、過大電力発生の前兆となり得る各電池ユニット３，４，１６及びアクティブパワコン５０の異常の有無を制御装置５１が判別する。このため、直流電力出力手段となる各電池ユニット３，４，１６から配電路４３に過大電力が出力されるのを防ぐことができるので、過大電力から負荷Ｆを保護するとともに、各電池ユニット３，４，１６及びアクティブパワコン５０を保護することができる。

（３）本実施形態の電力供給システム１では、太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット４、蓄電池ユニット１６の各々にＤＣブレーカ４４ａ〜４４ｃが接続されている。このため、各電池ユニット３，４，１６に異常があった場合には、電池ユニット３，４，１６毎に配電路４３を遮断することができるので、各電池ユニット３，４，１６のうち少なくとも一つが異常のために使用できなくなっても、他の電池ユニットは使用することができる。

（４）本実施形態の電力供給システム１では、制御装置５１は、判別した太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット４、蓄電池ユニット１６及びアクティブパワコン５０の異常を記憶部５７に記憶することができる。そのため、各電池ユニット３，４，１６及びアクティブパワコン５０における異常内容の履歴を記憶部５７からの情報読み出しにより容易に確認することができる。

（５）本実施形態の電力供給システム１では、太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット
４、蓄電池ユニット１６及びアクティブパワコン５０の状態と、各装置の状態に基づいて判別された異常の有無とその異常内容がモニタ５９に表示される。このため、電力供給システム１の異常をモニタ５９により容易に認識することができる。

なお、上記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。
・上記実施形態において、電力供給システム（配電システム）１の異常の有無をブザーなどによる警報音を発生させることにより外部に報知してもよい。

・上記実施形態において、蓄電池ユニット１６の異常の有無を蓄電池６３の電池寿命により判別してもよい。
・上記実施形態において、燃料電池ユニット４及び蓄電池ユニット１６の状態（電流値、電圧値等）をアクティブパワコン５０の電力計測装置５６にて検出しても良い。

・上記実施形態において、電力供給システム（配電システム）１は直流電力を出力する直集電力出力手段として太陽電池６０、燃料電池６２及び蓄電池６３のうち少なくとも一つを備えていればよい。

・上記実施形態において、電力供給システム（配電システム）１の異常を外部に報知させる報知手段は必ずしも設けなくてよい。
・上記実施形態において、電力供給システム（配電システム）１の異常内容を記憶部５７に記憶させなくてもよい。

・上記実施形態において、電力供給システム（配電システム）１の電池ユニット毎にＤＣブレーカ４４ａ〜４４ｃを設けなくても良い。
・上記実施形態において、制御装置５１は、太陽電池ユニット３、燃料電池ユニット４、蓄電池ユニット１６において漏電や過大電力の出力等の発生の前兆となりうる異常があるか否かの判別を、電流、電圧、温度の各値のうち少なくとも一つの値の検出結果に基づき判別してもよい。

次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の配電システムにおいて、前記制御手段は、前記異常判別手段が異常有りと判別した場合に、その判別内容を所定の記憶手段に記憶させることを特徴とする配電システム。この構成によれば、制御手段は異常判別手段が判別した直流電力出力手段の異常を記憶手段に記憶することができるので、直流電力出力手段の異常内容を容易に確認することができる。
（ロ）請求項１〜請求項３及び上記技術的思想（イ）のいずれかに記載の配電システムにおいて、前記制御手段は、前記異常判別手段が異常有りと判別した場合に、その判別内容を所定の報知手段により外部に報知させることを特徴とする配電システム。この構成によれば、直流電力出力手段に異常があった場合には、その異常内容を外部に報知することができる。したがって、直流電力出力手段の異常を外部から容易に認識することができる。

１…電力供給システム（配電システム）、７…コントロールユニット、１３，１５，４２…直流系電力線、４３…配電路（電路）、４４ａ〜４４ｃ…ＤＣブレーカ（遮断手段）、５０…アクティブパワーコンディショナ、５１…制御装置（異常判別手段、制御手段）、５２…ＡＣ／ＤＣコンバータ（電力調整手段）、５３ａ，５３ｂ…ＤＣ／ＤＣコンバータ（電力調整手段）、５７…記憶部（記憶手段）、５９…モニタ（報知手段）、６０…太陽電池（直流電力出力手段、発電手段）、６２…燃料電池（直流電力出力手段、発電手段）、６３…蓄電池（直流電力発電手段、蓄電手段）。

Claims (5)

1. 直流電力を出力する直流電力出力手段と、
   前記直流電力出力手段から出力された直流電力を負荷側に供給するアクティブパワーコンディショナと、
   前記直流電力出力手段と前記アクティブパワーコンディショナとの間の電路を遮断可能な遮断手段と、
   前記直流電力出力手段における異常の有無を判別する異常判別手段と、
   前記異常判別手段が異常有りと判別した場合に前記遮断手段を遮断動作させる制御手段とを備え、
   前記直流電力出力手段は、太陽エネルギーからエネルギー変換により発電した直流電力を出力する太陽電池と、前記太陽電池により発電される直流電力の電流値、電圧値、前記太陽電池への日射量、及び前記太陽電池の温度を検出するセンサとを備え、
   前記異常判別手段は、前記センサから検出された前記太陽電池により発電される電力の電流値、電圧値、前記太陽電池への日射量、及び前記太陽電池の温度から発電すべき理論電力量を算出し、算出した理論電力量と実際の発電量との比較に基づいて前記太陽電池から過大電力が出力される前兆となり得る異常の有無を判別する
   ことを特徴とする配電システム。
2. 前記直流電力出力手段は、燃料電池と、前記燃料電池により発電される直流電力の電流値、電圧値、及び前記燃料電池の温度を検出する第２のセンサとを備え、
   前記異常判別手段は、前記第２のセンサから検出された前記燃料電池により発電される電力の電流値、電圧値、及び前記燃料電池の温度が予め定められた異常閾値以上であるかに基づいて前記燃料電池から過大電力が出力される前兆となり得る異常の有無を判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の配電システム。
3. 前記直流電力出力手段は、直流電力を蓄電可能な蓄電池と、前記蓄電池から送出される直流電力の電流値、電圧値、及び前記蓄電池の温度を検出する第３のセンサとを備え、
   前記異常判別手段は、前記第３のセンサから検出された前記蓄電池から送出される電力の電流値、電圧値、及び前記蓄電池の温度が予め定められた異常閾値以上であるかに基づいて前記蓄電池から過大電力が出力される前兆となり得る異常の有無を判別する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配電システム。
4. 前記アクティブパワーコンディショナには、前記直流電力出力手段から各々の電路を介して直流電力が入力可能であり、
   前記遮断手段は、前記各々の電路毎に対応して設けられており、
   前記制御手段は、前記異常判別手段によって異常有りと判別された直流電力出力手段に接続される電路に対応する遮断手段を個別に遮断動作させる
   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. 前記アクティブパワーコンディショナは、前記直流電力出力手段から出力された直流電力の電圧調整及び交流電力への電力変換のうち少なくとも一方を実行可能な電力調整手段と、前記直流電力出力手段から前記電力調整手段を介して負荷に接続する配電路に流れる電力を計測するとともに、前記アクティブパワーコンディショナ内の過電流、過電圧及び温度異常を検出する電力計測装置とを備え、
   前記異常判別手段は、前記電力計測装置が計測した電力値と検出した過電流、過電圧及び温度異常とに基づいて前記アクティブパワーコンディショナから過大電力が出力される前兆となり得る異常の有無を判別し、
   前記制御手段は、前記異常判別手段によって前記アクティブパワーコンディショナの異常が判別されたとき、前記遮断手段を遮断操作して前記直流電力出力手段からの直流電力
   の入力を停止する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の配電システム。