JP2015053842A - 分散電源の接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】施工現場での第１のセンサの誤接続を防止し、かつ蓄電容量の異なる蓄電装置に共用することにより、製造コストの増加を抑制する。【解決手段】接続装置１０は、蓄電装置３０を接続する第４端子Ｔ４を備えた筐体１０Ａと、燃料電池２０から蓄電装置３０に向かう電力を監視する第１のセンサ２１とを備える。蓄電装置３０は、電流源である分散電源の電圧源となる。第１のセンサ２１は、筐体１０Ａに設けられ、分散電源の出力を調節する制御部２３にその出力を与える。さらに、接続装置１０は、燃料電池２０から電力系統５０に向かう電力を監視する第２のセンサ２２の出力と、第１のセンサ２１の出力との一方を選択して制御部２３に与えるセンサ切替器１２を備える。センサ切替器１２は、電力系統５０の停電時に第１のセンサ２１を選択するように制御される。【選択図】図１

Description

本発明は、建物の配電線に接続される分散電源の接続装置に関する。

今日、建物の配電線に接続される分散電源として、太陽光発電装置、蓄電装置（電動車両を含む）、燃料電池などが知られている。この種の分散電源には、他にも、ガスエンジンを用いた発電装置（すなわち、コージェネレーションシステム）、風力発電装置、マイクロ水力発電装置など様々な構成がある。

ところで、分散電源には、建物の配電線に接続された電気負荷に電力を供給するだけでなく、電力系統に対して電力を供給することが許容されている分散電源と、電力系統に電力を供給する（すなわち、電力の逆潮流を行う）ことが禁止されている分散型電源装置とがある。現状において、日本国内では、太陽光発電装置、風力発電装置などの一部の分散電源を除いて、分散電源から電力系統への電力の逆潮流が禁止されている。

特許文献１には、この種の分散電源の一例として、ガスエンジンを用いたコージェネレーションシステムが記載されている。この分散電源は、ガスエンジンの動力で発電する発電ユニットを備える。発電ユニットは、無停電電源装置を含む交流電源装置を介して商用交流電源と接続されている。また、発電ユニットは、系統正常時に発電ユニットが運転中であるときに、商用交流電源と系統連系し、系統停電時に強制停止される。

交流電源装置は、発電ユニットから無停電電源装置への電力を監視する第１センサを備え、発電ユニットから商用交流電源への電力を監視する第２センサを備える。さらに、交流電源装置は、発電ユニットを商用交流電源に接続する状態と、重要負荷に接続する状態とを選択するスイッチを備え、また、第１センサと第２センサとの一方を発電ユニットの出力制御部に選択して接続するスイッチを備える。

特許文献１に記載された構成は、系統正常時と系統停電時とで、発電ユニットの電力を通常の負荷に供給する状態と重要負荷に供給する状態とを選択し、また、第１センサと第２センサとを選択する。

特許第４４２４９１２号公報

ところで、特許文献１に記載された構成では、第１センサは、無停電電源装置を備える交流電源装置に設けられている。したがって、施工現場において発電ユニットと無停電電源装置とを正しく接続すれば、施工現場において第１センサを誤接続することはない。

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、第１センサおよび２個のスイッチを無停電電源装置とともに備える交流電源装置が必要である。つまり、発電ユニットに対して専用の交流電源装置が必要になる。そのため、様々な蓄電容量の無停電電源装置を発電ユニットと組み合わせて用いようとすると、第１センサを備える交流電源装置を蓄電容量ごとに製造することになり、結果的に、製造コストの増加につながるという問題がある。

また、第１のセンサを外付けとして施工現場で接続した場合には、センサの向きや配線を逆に接続する誤配線により、電流の向きが正しく監視できない可能性がある。

本発明は、分散電源から出力される電力の向きを監視するセンサが施工現場において誤接続されることを防止し、かつ分散電源とともに用いる装置の製造コストを抑制できる分散電源の接続装置を提供することを目的とする。

本発明に係る分散電源の接続装置は、電流源である分散電源に対して電圧源となる蓄電装置を接続する端子を備えた筐体と、前記筐体に設けられ、前記分散電源から前記蓄電装置に向かう電力を監視し、かつ前記分散電源の出力を調節する制御部にその出力を与える第１のセンサとを備えることを特徴とする。

この分散電源の接続装置において、前記分散電源から電力系統に向かう電力を監視する第２のセンサの出力と、前記第１のセンサの出力との一方を選択して前記制御部に与えるセンサ切替器をさらに備え、前記センサ切替器は、前記筐体に内蔵されており、電力系統の停電時に前記第１のセンサを選択するように制御されることが好ましい。

本発明に係る他の分散電源の接続装置は、電流源である分散電源の電圧源となる蓄電装置を接続する端子を備えた筐体と、前記分散電源から前記蓄電装置に向かう電力を監視する第１のセンサと、前記分散電源から電力系統に向かう電力を監視する第２のセンサと、前記分散電源の出力を調節する制御部に、前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力との一方を選択して与えるセンサ切替器とを備え、前記第１のセンサと前記第２のセンサと前記センサ切替器とは前記筐体に設けられていることを特徴とする。

また、これらの分散電源の接続装置において、前記分散電源に前記蓄電装置を接続する第１の状態と、前記分散電源に電力系統を接続する第２の状態とを選択する電源切替器をさらに備え、前記電源切替器は、前記筐体に内蔵されており、電力系統の停電時に前記第１の状態を選択するように制御されることが好ましい。

これらの分散電源の接続装置において、前記電源切替器は、電力系統との接続部位の電圧が正常である場合に前記第２の状態を選択し、電力系統との接続部位の電圧が異常である場合に第１の状態を選択することがさらに好ましい。

なお、電圧が異常である場合とは、電圧不足状態、過電圧状態、周波数の上昇または低下などの電力系統の異常状態のことをいう。

本発明の構成によれば、蓄電装置を接続する端子を筐体に備える接続装置に、分散電源から蓄電装置に向かう電力を監視する第１のセンサを設けている。そのため、接続装置は工場出荷前に第１のセンサの誤接続がないように検査され、結果的に、施工現場での第１のセンサの誤接続が防止される。しかも、接続装置は、蓄電装置が接続される端子を備えるから、異なる蓄電容量の蓄電装置を分散電源と組み合わせて用いる場合に、蓄電容量の異なる蓄電装置に対して接続装置を共用することが可能であり、部材の共用化によって製造コスト（製造原価）の増加が抑制されるという利点がある。

実施形態１を示すブロック図である。 実施形態２を示すブロック図である。

（概要）
以下に説明する分散電源の接続装置１０は、蓄電装置３０を接続する端子（第４端子Ｔ４）を備えた筐体１０Ａと、分散電源（燃料電池２０）から蓄電装置３０に向かう電力を監視する第１のセンサ２１とを備える。蓄電装置３０は、電流源である分散電源の電圧源となる。第１のセンサ２１は、筐体１０Ａに設けられ、分散電源の出力を調節する制御部２３にその出力を与える。

分散電源の接続装置１０は、分散電源（燃料電池２０）から電力系統５０に向かう電力を監視する第２のセンサ２２の出力と、第１のセンサ２１の出力との一方を選択して制御部２３に与えるセンサ切替器１２をさらに備えることが望ましい。この場合、センサ切替器１２は、筐体１０Ａに内蔵されており、電力系統５０の停電時に第１のセンサ２１を選択するように制御される。

また、他の分散電源の接続装置１０は、筐体１０Ｂと第１のセンサ２１と第２のセンサ２２とセンサ切替器１２とを備え、第１のセンサ２１と第２のセンサ２２とセンサ切替器１２とは筐体１０Ｂに設けられている。筐体１０Ｂは、電流源である分散電源（燃料電池２０）の電圧源となる蓄電装置３０を接続する端子（第４端子Ｔ４）を備える。第１のセンサ２１は、分散電源から蓄電装置３０に向かう電力を監視し、分散電源の出力を調節する制御部２３にその出力を与える。第２のセンサ２２は、分散電源から電力系統５０に向かう電力を監視する。センサ切替器１２は、第１のセンサ２１の出力と第２のセンサ２２の出力との一方を選択して制御部２３に与える。

分散電源（燃料電池２０）に蓄電装置３０を接続する第１の状態と、分散電源に電力系統５０を接続する第２の状態とを選択する電源切替器１１をさらに備えることが望ましい。電源切替器１１は、筐体１０Ａまたは１０Ｂに内蔵されており、電力系統５０の停電時に第１の状態を選択するように制御される。

また、電源切替器１１は、電力系統５０との接続部位（第１端子Ｔ１）の電圧が正常である場合に第２の状態を選択し、電力系統５０との接続部位の電圧が異常である場合に第１の状態を選択することが望ましい。つまり、第１の状態は、電力系統５０との接続部位において、電圧不足状態、過電圧状態、周波数の逸脱（上昇または低下）などが検出されたときに選択される。

（実施形態１）
以下、実施形態を詳述する。図１に示す構成例は、２種類の分散電源を組み合わせて用いている。一方の分散電源は燃料電池２０であり、他方の分散電源は蓄電装置３０である。燃料電池２０は、ガス管を通して託送される天然ガス、あるいはボンベから供給されるプロパンガスを燃料として水素ガスを生成し、この水素ガスを空気中の酸素と反応させることにより発電する構成を採用している。この燃料電池２０は、発電に伴って生じる熱を湯沸かしに用いる。燃料電池２０は、接続装置１０を通して分電盤４０に接続されている。接続装置１０は、分電盤４０とは別に筐体１０Ａを備える。

分電盤４０は、電力系統５０に一次側の端子が接続された主幹ブレーカ４１と、主幹ブレーカ４１の二次側に接続された電路から複数系統の分岐回路を分岐させる複数個の分岐ブレーカ４２とを備える。さらに、主幹ブレーカ４１の二次側の端子には、燃料電池２０が接続される連系ブレーカ４３と、蓄電装置３０が接続される連系ブレーカ４４とが接続されている。

それぞれの分岐回路には電気負荷６１が接続される。電気負荷６１は電力系統５０の正常時に給電され、電気負荷６１の停電時には給電されない。一方、建物には、電力系統５０の停電時にも電力の供給が必要な電気負荷６２が設けられている。

そこで、電気負荷６１と電気負荷６２とを区別するために、以下では、電力系統５０の停電時に給電されない電気負荷６１を「通常負荷」と呼び、電力系統５０の停電時に給電される電気負荷６２を「特定負荷」と呼ぶ。通常負荷６１は一般負荷と呼ばれることがあり、特定負荷６２は自立負荷と呼ばれることがある。

本実施形態では、特定負荷６２は、電力系統５０の停電時だけではなく、電力系統５０の正常時にも電力が供給される。ただし、電力系統５０の停電時にのみ電力が供給される特定負荷６２を設けることも可能である。

接続装置１０は、電力系統５０の正常時に燃料電池２０を通常負荷６１と特定負荷６２とに接続し、電力系統５０の停電時に燃料電池２０を特定負荷６２に接続するように、燃料電池２０の電力の供給先を切り替える装置である。そのため、接続装置１０は、燃料電池２０の出力端子を分電盤４０に接続する状態と、燃料電池２０の出力端子を分電盤４０から切り離して特定負荷６２に接続する状態とを選択する電源切替器１１を筐体１０Ａ内に備える。電源切替器１１は、燃料電池２０の出力端子の接続先を切り替える電磁接触器（すなわち、接点容量の大きい電磁継電器）と、電力系統５０の正常時と停電時を含む異常時とで電磁接触器を動作させる制御部（図示せず）とを備える。接続装置１０の具体的な構成は後述する。

接続装置１０に対して、接続線Ｌ１を介して分電盤４０が接続され、接続線Ｌ２を介して燃料電池２０が接続され、接続線Ｌ３を介して特定負荷６２が接続される。また、蓄電装置３０は接続線Ｌ４を介して接続装置１０に接続される。つまり、接続装置１０は、分電盤４０が接続される第１端子Ｔ１と、燃料電池２０が接続される第２端子Ｔ２と、特定負荷６２が接続される第３端子Ｔ３と、蓄電装置３０が接続される第４端子Ｔ４とを筐体１０Ａに備える。このほか、接続装置１０は、後述する第５端子Ｔ５および第６端子Ｔ６を筐体１０Ａに備える。

本実施形態で用いる燃料電池２０は電流源として動作し、燃料電池２０の出力電圧は、燃料電池２０の出力端子に接続された電圧源の出力電圧によって決定される。すなわち、電力系統５０の正常時には、燃料電池２０は接続装置１０を介して分電盤４０に接続されるから、燃料電池２０の出力電圧は電力系統５０の電圧で決まる。一方、電力系統５０の停電時には、燃料電池２０の出力端子に蓄電装置３０の出力端子が電気的に接続され、燃料電池２０の出力電圧は蓄電装置３０の出力電圧で決まる。言い換えると、本実施形態における蓄電装置３０は、電力系統５０の停電時において、特定負荷６２に電力を供給し、かつ燃料電池２０の出力電圧を定める電圧源として機能するように設けられている。

ところで、分散電源である燃料電池２０は、現状では、電力系統５０への電力の逆潮流が禁止されている。そのため、燃料電池２０が分電盤４０に接続されている状態では、燃料電池２０から電力系統５０へ電力の逆潮流が生じないように監視する必要がある。また、燃料電池２０が蓄電装置３０に接続されている状態では、燃料電池２０から蓄電装置３０に電力が流れないように監視する必要がある。要するに、電力系統５０の正常時は、燃料電池２０の出力端子と電力系統５０との間に電力の流れを監視するセンサが必要であり、電力系統５０の停電時は、燃料電池２０の出力端子と蓄電装置３０の出力端子との間に電力の流れを監視するセンサが必要である。

上述した位置で電力の流れを監視するために、図示する構成例では、接続装置１０の第４端子Ｔ４に接続された電路を通過する電流を監視する第１のセンサ２１と、主幹ブレーカ４１の一次側の電路を通過する電流を監視する第２のセンサ２２とが設けられている。第１のセンサ２１は、第４端子Ｔ４に接続される接続線Ｌ４を通過する電流に相当する電流を監視するように、接続装置１０の筐体１０Ａに設けられている。

上述した構成から明らかなように、電源切替器１１は、燃料電池２０の出力端子に接続される第２端子Ｔ２を、分電盤４０に接続される第１端子Ｔ１に接続するか、特定負荷６２が接続される第３端子Ｔ３に接続するかを選択する。また、接続装置１０の内部において、第３端子Ｔ３と第４端子Ｔ４とを接続する電路が設けられている。第１のセンサ２１は、当該電路上であって、かつ電源切替器１１から第４端子Ｔ４に至る電路に配置される。言い換えると、第３端子Ｔ３と第４端子Ｔ４とを接続する電路から電源切替器１１に接続される電路が分岐する分岐点と、第４端子Ｔ４との間の電路に第１のセンサ２１が配置される。したがって、第１のセンサ２１が監視する電流により、燃料電池２０と蓄電装置３０との間の電力の向きを判断することが可能になる。

第１のセンサ２１と第２のセンサ２２とは、一般的に電路を囲むトロイダル型のコアにコイルを巻き付けた電流トランスが用いられる。この種の電流トランスは、電路に対して後付けが可能となるように、いわゆるクランプ型に形成されている。なお、第１のセンサ２１は、接続装置１０にあらかじめ組み込まれるから、クランプ型でなくてもよい。

電力の流れは、電流トランスが監視した電流波形と電路の電圧波形との位相の関係を用いて判断される。すなわち、電流波形と電流波形との位相の関係によって、有効電力の向きがわかり、結果的に、燃料電池２０で発電した電力が、電力系統５０あるいは蓄電装置３０に向かって流れているか否かの判別が可能になる。燃料電池２０は、第１のセンサ２１または第２のセンサ２２の出力と、燃料電池２０の出力端子の電圧とを用いることによって、燃料電池２０で発電した電力が電力系統５０あるいは蓄電装置３０に流れているか否かを判断する制御部２３を備える。

接続装置１０は、制御部２３に対して第１のセンサ２１と第２のセンサ２２とのどちらの出力を与えるかを選択するセンサ切替器１２を筐体１０Ａ内に備える。センサ切替器１２は、第１のセンサ２１と第２のセンサ２２との一方を選択するために設けられており、電源切替器１１に比べて扱う電力が小さいから信号切替用の電磁継電器が用いられる。センサ切替器１２の切替は、電源切替器１１の切替と連動して行われる。

上述した接続装置１０の第５端子Ｔ５には接続線Ｌ５を介して第２のセンサ２２が接続され、接続装置１０の第６端子Ｔ６には接続線Ｌ６を介して燃料電池２０の制御部２３が接続される。また、第１のセンサ２１は接続装置１０に組み込まれており、第１のセンサ２１とセンサ切替器１２とはあらかじめ接続されている。なお、図中の破線は、信号が伝送される経路を示す。

電力系統５０の通常時には、制御部２３は、第２のセンサ２２の出力を用いて燃料電池２０から電力系統５０への電力の逆潮流を監視し、逆潮流が生じないように燃料電池２０の出力を調節する。一方、電力系統５０の停電時には、制御部２３は、第１のセンサ２１の出力を用いて燃料電池２０から蓄電装置３０への電力の流れを監視し、蓄電装置３０に燃料電池２０からの電力が流れないように燃料電池２０の出力を調節する。燃料電池２０の出力の調節は、燃料電池２０が発電する電力を変化させることのほか、燃料電池２０から蓄電装置３０への電力の流れを遮断する制御を含む。

図示する接続装置１０は、上述した電源切替器１１、センサ切替器１２、第１のセンサ２１のほかに、第１のブレーカ１３および第２のブレーカ１４と、電磁接触器を用いた開閉器１５とを備える。

第１のブレーカ１３は、第２端子Ｔ２と電源切替器１１との間に設けられている。第１のブレーカ１３は、燃料電池２０から電源切替器１１を通して通常負荷６１あるいは特定負荷６２に電力を供給しているときに、第１のブレーカ１３を通過する電流に異常（つまり、短絡や過電流）が生じると、遮断して燃料電池２０を保護する。

第２のブレーカ１４は、第３端子Ｔ３と第４端子Ｔ４との間に設けられ、第２のブレーカ１４を通過する電流に異常が生じると、遮断して燃料電池２０と蓄電装置３０とのうち少なくとも蓄電装置３０を保護する。第２のブレーカ１４は、図示例では１個だけ記載しているが、複数の特定負荷６２を設けている場合に、特定負荷６２ごとに第２のブレーカ１４を設けてもよい。あるいはまた、特定負荷６２のための分電盤を第３端子Ｔ３に接続し、複数の特定負荷６２への給電を一括して開閉するために第２のブレーカ１４を用いてもよい。

開閉器１５は、第３端子Ｔ３と第４端子Ｔ４とを接続する電路から分岐して電源切替器１１に接続される電路に挿入される。したがって、開閉器１５は、電力系統５０の停電時において、特定負荷６２に燃料電池２０と蓄電装置３０とから電力を供給する状態と、特定負荷６２に蓄電装置３０のみから電力を供給する状態とを選択する。開閉器１５は、制御部２３に制御され、電力系統５０の停電時において、燃料電池２０から蓄電装置３０への電力の流れが生じないように、燃料電池２０と蓄電装置３０との間の電路を遮断するために用いられる。とくに、燃料電池２０は電流源であり、蓄電装置３０の出力が停止した場合に、燃料電池２０から特定負荷６２への給電も停止させなければならないから、蓄電装置３０から正常範囲の電圧が出力されなくなると、開閉器１５が遮断される。

なお、上述した構成例において、制御部２３は燃料電池２０に設けられているが、制御部２３のうち、開閉器１５を制御する機能は、接続装置１０に設けられていることが望ましい。また、電力系統５０の正常時と停電時とは、第１端子Ｔ１の電圧を監視することにより判断される。電力系統５０の正常時には、第１端子Ｔ１と電力系統５０との電圧は等しく、燃料電池２０は電流源として機能しているために電力系統５０の停電時には、第１端子Ｔ１の電圧はほぼ０になる。そのため、接続装置１０は、第１端子Ｔ１の電圧を監視することによって、電力系統５０の正常時と停電時とを判別することが可能になる。電源切替器１１およびセンサ切替器１２は、この判別結果を受けて切り替えられる。

ところで、電源切替器１１は、燃料電池２０に蓄電装置３０を接続する第１の状態と、燃料電池２０に電力系統５０を接続する第２の状態とを選択する。第１の状態は電力系統５０が異常であるときに選択され、第２の状態は電力系統５０の電圧が正常であるときに選択される。なお、電力系統５０の電圧が異常である状態は、電力系統５０に関して、電圧不足状態、過電圧状態、周波数の逸脱（上昇または低下）などの状態を意味する。

一方、蓄電装置３０の出力が正常か否かは第４端子Ｔ４の電圧を監視することにより判断される。第４端子Ｔ４の電圧は、実際には、電源切替器１１と開閉器１５との間の電路において監視される。電力系統５０と同様に、蓄電装置３０が給電している期間には、第４端子Ｔ４の電圧は蓄電装置３０が出力している電圧に等しく、蓄電装置３０の出力が停止すると、燃料電池２０の出力では第４端子Ｔ４の電圧を維持できず、第４端子Ｔ４の電圧は低下してほぼ０になる。つまり、接続装置１０は、第４端子Ｔ４の電圧を監視することによって、蓄電装置３０が放電可能か否かを判別することが可能になる。開閉器１５は、この判別結果を受けて開閉される。

本実施形態の蓄電装置３０は、連系ブレーカ４４に接続線Ｌ７を介して接続される充電端子Ｔ７と、接続装置１０の第４端子Ｔ４と接続線Ｌ４を介して接続される放電端子Ｔ８とを備える。蓄電装置３０において、蓄電池と充電および放電を行う回路とを含む蓄電部３１と放電端子Ｔ８との間の電路には、放電端子Ｔ８を連系ブレーカ４４に接続するか、蓄電部３１の放電端子に接続するかを選択する切替器３２が挿入される。また、放電端子Ｔ８と蓄電部３１の充電端子との間には開閉器３３が挿入される。ここに、蓄電部３１は、蓄電池と蓄電池の充電および放電を行う回路とを備える。

切替器３２は、電力系統５０が正常であるときに、連系ブレーカ４４を選択し、充電端子Ｔ７と放電端子Ｔ８とを接続する。また、切替器３２は、電力系統５０が異常であるときに、放電端子Ｔ８に蓄電部３１の放電端子を接続する。開閉器３３は、電力系統５０の正常時に閉じられ、電力系統５０の停電時に開放される。したがって、蓄電部３１の充電端子は、電力系統５０の正常時に、切替器３２および開閉器３３を通して充電端子Ｔ７に接続される。つまり、電力系統５０が正常であるときには、蓄電部３１は、電力系統５０から受電した電力により、連系ブレーカ４４−切替器３２−開閉器３３の経路で充電される。

また、切替器３２は、電力系統５０の停電時には、放電端子Ｔ８に蓄電部３１の放電端子を接続する。このとき開閉器３３は開放される。つまり、電力系統５０の停電したときには、蓄電部３１の放電端子は、切替器３２を通して放電端子Ｔ８に接続される。なお、切替器３２は、蓄電部３１に設けられた蓄電池の残容量が所定の下限値以下になった場合に、放電端子Ｔ８を蓄電池３１から切り離し、蓄電池の過放電を防止する。

以上の説明により、本実施形態の構成および動作は明らかであるが、以下に本実施形態の動作をまとめて簡単に説明する。電力系統５０の正常時に、接続装置１０は、電源切替器１１を通して燃料電池２０を連系ブレーカ４３に接続し、センサ切替器１２を通して燃料電池２０（制御部２３）に第１のセンサ２１を接続する。

すなわち、燃料電池２０は、連系ブレーカ４３を通して電力系統５０と電気的に接続され、通常負荷６１は、電力系統５０と燃料電池２０との両方から受電することが可能になる。ただし、燃料電池２０が発電した電力が電力系統５０に逆潮流しないように、第２のセンサ２２の出力に基づいて燃料電池２０の出力が調節される。言い換えると、燃料電池２０が発電する電力が通常負荷６１と特定負荷６２とで消費される電力を超えないように、燃料電池２０の出力が調節される。

特定負荷６２は、接続線Ｌ３，Ｌ４，Ｌ７を通して分電盤４０と接続される。すなわち、電力系統５０の正常時には、特定負荷６２は電力系統５０および燃料電池２０から受電する。

一方、電力系統５０の停電時に、接続装置１０は、電源切替器１１を通して燃料電池２０を蓄電装置３０および特定負荷６２に接続し、センサ切替器１２を通して燃料電池２０（制御部２３）に第１のセンサ２１を接続する。この状態において、通常負荷６１には電力が供給されなくなり、通常負荷６１は動作を停止する。一方、特定負荷６２は、蓄電装置３０に加えて燃料電池２０からも受電可能になる。

この状態において、燃料電池２０が発電した電力が蓄電装置３０に流れないように、第１のセンサ２１の出力に基づいて燃料電池２０の出力が調節される。つまり、燃料電池２０の発電する電力が特定負荷６２で消費される電力を超えないように、燃料電池２０の出力が調節される。また、切替器３２が開放されるなどして、燃料電池２０の出力が停止した場合には、開閉器１５が開放され、燃料電池２０は蓄電装置３０から分離される。

本実施形態の構成によれば、接続装置１０が第１のセンサ２１を内蔵しているから、接続装置１０の工場出荷前に電路に対する第１のセンサ２１の向きを確認可能である。その結果、現場での施工時において第１のセンサ２１の向きを間違える誤施工がが防止される。また、第２のセンサ２２は、主幹ブレーカ４１の一次側で電力の向きを監視しているが、主幹ブレーカ４１の二次側において連系ブレーカ４４との間で電力の向きを監視することも可能である。

さらに、蓄電装置３０は、筐体１０Ａに設けられた第４端子Ｔ４に接続されるから、分散電源である燃料電池２０に対して、様々な蓄電容量の蓄電装置３０を組み合わせて用いることが可能である。つまり、蓄電容量の異なる蓄電装置３０に対して接続装置１０を共用することが可能であり、接続装置１０の共用化により製造コストの増加が抑制されることになる。

なお、上述した構成例では、第２のセンサ２２は、主幹ブレーカ４１の一次側あるいは二次側において連系ブレーカ４４よりも上流側に配置されているから、蓄電装置３０の充電に用いる電力を燃料電池２０から供給することを許容している。つまり、電力系統５０の正常時に、燃料電池２０の電力は、通常負荷６１だけではなく、蓄電装置３０にも供給可能になっている。この構成によって、仮に、燃料電池２０が湯沸かしの熱量を確保するために発電する電力が通常負荷６１が消費する電力を上回ったとしても、消費する電力を上回る電力を蓄電装置３０に蓄電して利用に供することが可能になる。

上記構成では、既存の分電盤４０における一部の分岐ブレーカ４２を連系ブレーカ４３，４４として用い、接続装置１０を付加するだけで、燃料電池２０と蓄電装置３０とが接続可能になる。すなわち、燃料電池２０および蓄電装置３０を新たに導入する際に、建物の既存の配電線に大幅な変更を加える必要がない。そのため、燃料電池２０および蓄電装置３０の導入に必要な設備費用のほかには、多くの費用が発生しない。たとえば、燃料電池２０および蓄電装置３０に関してＥＳＣＯ（Energy Service Company）事業を行う場合に、燃料電池２０および蓄電装置３０に対する顧客の費用負担を軽減できるだけでなく、配電線の敷設に伴う費用も軽減できる。

また、第１のブレーカ１３が、特定負荷６２（燃料電池２０）用の連系ブレーカの役割を持つから、配線構成上も問題とならない。

（実施形態２）
実施形態１の構成は、既存の分電盤４０を流用するために、既存の分電盤４０に通常負荷６１を接続し、接続装置１０に特定負荷６２を接続している。そのため、第２のセンサ２２は、主幹ブレーカ４１の一次側または二次側で連系ブレーカ４４の上流側に設けられている。

本実施形態は、図２に示すように、通常負荷６１を接続する分岐ブレーカ４２が接続装置１０に設けられ、第２のセンサ２２が第１端子Ｔ１を通過する電力を監視するように配置された例を示す。図では、分電盤４０と接続装置１０とを分離して記載しているが、本実施形態は、分岐ブレーカ４２は接続装置１０に設けられるから、接続装置１０の筐体１０Ｂに分電盤４０の内器（主幹ブレーカ４１、連系ブレーカ４３、連系ブレーカ４４）を内蔵してもよい。接続装置１０の構成は実施形態１と同様であるが、連系ブレーカ４３が接続される第１端子Ｔ１と電源切替器１１とを接続する電路から分岐する電路が設けられる。通常負荷６１は、当該電路に分岐ブレーカ４２を介して接続される。なお、本実施形態において、第５端子Ｔ５は不要になる。

本実施形態の他の構成は実施形態１と同様である。本実施形態の構成は、蓄電装置３０が接続された連系ブレーカ４４の下流側に第２のセンサ２２が配置されているから、燃料電池２０が発電した電力を蓄電装置３０に供給することは、燃料電池２０から電力系統５０への逆潮流として扱われる。そのため、本実施形態の構成では、燃料電池２０から蓄電装置３０へは電力を供給できない。この点を除けば本実施形態の動作は、実施形態１と同様である。

本実施形態の構成を採用すると、上述したように、燃料電池２０が発電した電力を蓄電装置３０の充電に用いることはできないが、第１のセンサ２１と第２のセンサ２２とをともに接続装置１０に設けることが可能になる。その結果、接続装置１０の工場出荷時に、第１のセンサ２１と第２のセンサ２２との取付状態を確認してから出荷することが可能になる。つまり、第１のセンサ２１および第２のセンサ２２を施工現場で取り付ける場合に比較して、第１のセンサ２１および第２のセンサ２２を誤って取り付ける可能性が大幅に低減される。

他の構成および動作は実施形態１と同様であり、また、上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。たとえば、電流源となる分散電源は、燃料電池２０に代えて、ガスエンジンを備えるコージェネレーションシステム、太陽電池、蓄電池システム、またはその複合体であってもよい。

１０ 接続装置
１０Ａ 筐体
１０Ｂ 筐体
１１ 電源切替器
１２ センサ切替器
２０ 燃料電池
２１ 第１のセンサ
２２ 第２のセンサ
２３ 制御部
３０ 蓄電装置
５０ 電力系統
Ｔ１ 第１端子（接続部位）
Ｔ４ 第４端子（端子）

Claims (6)

1. 電流源である分散電源に対して電圧源となる蓄電装置を接続する端子を備えた筐体と、
   前記筐体に設けられ、前記分散電源から前記蓄電装置に向かう電力を監視し、かつ前記分散電源の出力を調節する制御部にその出力を与える第１のセンサとを備える
   ことを特徴とする分散電源の接続装置。
2. 前記分散電源から電力系統に向かう電力を監視する第２のセンサの出力と、前記第１のセンサの出力との一方を選択して前記制御部に与えるセンサ切替器をさらに備え、
   前記センサ切替器は、前記筐体に内蔵されており、電力系統の停電時に前記第１のセンサを選択するように制御される
   請求項１記載の分散電源の接続装置。
3. 電流源である分散電源の電圧源となる蓄電装置を接続する端子を備えた筐体と、
   前記分散電源から前記蓄電装置に向かう電力を監視し、前記分散電源の出力を調節する制御部にその出力を与える第１のセンサと、
   前記分散電源から電力系統に向かう電力を監視する第２のセンサと、
   前記分散電源の出力を調節する制御部に、前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力との一方を選択して与えるセンサ切替器とを備え、
   前記第１のセンサと前記第２のセンサと前記センサ切替器とは前記筐体に設けられている
   ことを特徴とする分散電源の接続装置。
4. 前記分散電源は、燃料電池であることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の分散電源の接続装置。
5. 前記分散電源に前記蓄電装置を接続する第１の状態と、前記分散電源に電力系統を接続する第２の状態とを選択する電源切替器をさらに備え、
   前記電源切替器は、前記筐体に内蔵されており、電力系統の停電時に前記第１の状態を選択するように制御される
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の分散電源の接続装置。
6. 前記電源切替器は、電力系統との接続部位の電圧が正常である場合に前記第２の状態を選択し、電力系統との接続部位の電圧が異常である場合に第１の状態を選択する
   請求項５記載の分散電源の接続装置。

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