JP2015164374A - 給電システム、給電制御装置、給電システムにおける給電制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】負荷装置に供給する電力を補う電源装置を備える給電システムにおいて、負荷装置への電力供給の信頼性を向上させる。【解決手段】直流給電システム１では、直流電源装置３から負荷装置に給電経路（樹枝状給電経路１２及びループ方式給電経路１３）を介して電力を供給するとともに、負荷装置に供給する電力を補う電源装置（太陽光発電装置４及び蓄電装置７）から負荷装置に給電経路を介して電力を供給する。この給電経路には、直流電源装置３から給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置にスイッチ部が配置される。そして、給電制御装置６は、スイッチ部に対してスイッチ制御信号ＣＮＴを送信し、該スイッチ制御信号ＣＮＴによりスイッチ部の開閉状態を制御することにより、給電経路における給電範囲を制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、給電経路に接続された負荷装置に電力を供給する給電システム、給電制御装置、給電システムにおける給電制御方法及びプログラムに関する。

近年、データセンタや通信局舎などにおいては、ルータやサーバ等の各種負荷装置へ直流電力を供給する直流給電システム（給電システム）の構築が進められている。直流給電システムは、直流電源装置から出力される直流電圧を、給電経路（電力供給線）を介して複数の負荷装置へ供給する。この直流給電システムでは、各負荷装置において交流電圧を直流電圧に変換する過程を省略できることから、その分、交流と直流間のエネルギー変換の際に発生する損失を低減することができる。

また、この直流給電システムには、交流電力系統に系統事故等の異常が生じ直流電源装置から負荷装置に直流電圧を正常に出力できなくなった場合のバックアップ用の電源として、蓄電池や燃料電池等を備えることが多くなっている。
また、太陽光発電装置を直流給電システムに組み込むことにより、直流電源装置の停電時において、この太陽光発電装置をバックアップ用の電源として利用することができる。

なお、関連する配電システムがある（特許文献１を参照）。この特許文献１に記載の配電システムは、交流電力を時分割で供給可能にするとともに、既存の商用電力系統から電力の供給を受けることができる。

特開２０１１−９１９５５号公報

ところで、近年、電力需要家において電力供給の信頼性の向上に関する要求が高まっており、上述した直流給電システムにおいても、電力供給の信頼性の向上が求められている。例えば、給電経路に異常が発生した場合においても、できる限り停電を発生する区間を少なくして、健全な区間に接続された負荷装置へ電力供給を継続することが求められている。

本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたものであり、負荷装置に供給する電力を補う電源装置を備える給電システムにおいて、負荷装置への電力供給の信頼性を向上させることができる、給電システム、給電制御装置、給電システムにおける給電制御方法及びプログラムを提供するものである。

この発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、本発明の給電システムは、電源装置から負荷装置に給電経路を介して電力を供給するとともに、負荷装置に供給する電力を補う電源装置から前記給電経路を介して前記負荷装置に電力を供給する給電システムであって、前記給電経路において、給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置に配される複数のスイッチ部と、前記スイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御することにより、前記給電経路における給電範囲を制御する給電制御装置と、を備えることを特徴とする。

また、上記給電システムにおいて、前記電源装置は、商用電源系統から供給される交流電圧を整流して前記給電経路に直流電圧を出力することを特徴とする。

また、上記給電システムにおいて、前記給電経路において障害が発生した区間を検出する障害発生検出部を、備え、前記給電制御装置は、前記障害が発生した区間を給電範囲から除外するように、前記スイッチ部の開閉状態を制御することを特徴とする。

また、上記給電システムにおいて、前記給電経路の少なくとも一部の区間にループ方式給電経路を含むことを特徴とする。

また、上記給電システムにおいて、前記給電経路の少なくとも一部の区間にループ方式給電経路とバス方式給電経路との双方の給電経路を含み、前記給電制御装置は、前記ループ方式給電経路とバス方式給電経路のうちから前記障害が発生した区間を給電範囲から除外するように、前記スイッチ部の開閉状態を制御することを特徴とする。

また、上記給電システムにおいて、前記給電制御装置は、前記スイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御するスイッチ制御部と、前記スイッチ部の開閉状態を設定する設定入力部と、を備え、前記スイッチ制御部は、前記設定入力部において設定された前記スイッチ部の開閉状態の設定情報に基づいて、前記スイッチ部の開閉状態を制御することを特徴とする。

また、上記給電システムにおいて、前記スイッチ部は、前記給電制御装置から前記スイッチ制御信号を受信するスイッチ制御信号受信部と、前記スイッチ制御信号受信部により受信したスイッチ制御信号に基づき、スイッチの開閉を行うスイッチ開閉部と、を備えることを特徴とする。

また、上記給電システムにおいて、前記スイッチ部は、前記給電経路を接続及び遮断するための半導体スイッチング素子で構成されることを特徴とする。

また、本発明の給電制御装置は、電源装置から負荷装置に給電経路を介して電力を供給するとともに、負荷装置に供給する電力を補う電源装置から前記給電経路を介して前記負荷装置に電力を供給する給電システムにおける給電制御装置であって、前記給電経路において給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置に配される複数のスイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御することにより、前記給電経路における給電範囲を制御することを特徴とする。

また、本発明の給電制御方法は、電源装置から負荷装置に給電経路を介して電力を供給するとともに、負荷装置に供給する電力を補う電源装置から前記給電経路を介して前記負荷装置に電力を供給する給電システムにおける給電制御方法であって、前記給電経路において、給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置にスイッチ部を配置するステップと、前記スイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御することにより、前記給電経路における給電範囲を制御するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明のプログラムは、電源装置から負荷装置に給電経路を介して電力を供給するとともに、負荷装置に供給する電力を補う電源装置から前記給電経路を介して前記負荷装置に電力を供給する給電システムであって、前記給電経路において、給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置に配される複数のスイッチ部を備える給電システム内のコンピュータに、前記スイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御することにより、前記給電経路における給電範囲を制御する給電ステップを実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、負荷装置に供給する電力を補う電源装置を備える給電システムにおいて、負荷装置への電力供給の信頼性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る直流給電システム１の概略構成を示す構成図である。 スイッチ部の構成を示す構成図である。 ＰＣＳ５と給電制御装置６の構成例を示す構成図である。 スイッチ制御信号ＣＮＴの例を示す説明図である。 給電経路における障害発生の例を示す説明図である。 給電経路における障害発生区間の検出と電力供給処理の手順を示すフローチャートである。 コントロールパネルの一例を示す説明図である。 コントロールパネルによるスイッチ部の開閉処理の手順を示すフローチャートである。 スイッチ部の制御回路の構成例を示す構成図である。 スイッチ部の制御回路の変形例を示す構成図である。 直流給電システム１Ａの概略構成を示す構成図である。 本発明の第２実施形態に係る交流給電システム１Ｂの概略構成を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
（直流給電システム１の概略構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る直流給電システム１の概略構成を示す構成図である。この直流給電システム１は、例えば、データセンタや通信局舎等のビルに設備される直流給電システムの例である。

図１に示す直流給電システム１は、変圧器２、直流電源装置（ＲＥＣ）３、負荷装置までの給電経路、スイッチ部１０１から１２５、太陽光発電装置（ＰＶ）４、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）５、蓄電装置（ＢＡＴＴ）７、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）８、及び給電制御装置６を備える。
変圧器２は、商用電源系統から供給される高圧交流電圧（例えば、３相ＡＣ６６００Ｖ）を所定の低圧交流電圧（例えば、３相ＡＣ４００Ｖ）に降圧し、この低圧交流電圧を直流電源装置（ＲＥＣ）３に供給する。

直流電源装置３は、商用交流電力を直流電力に変換する整流装置であり、変圧器２から入力される低圧交流電圧を所定の電圧の直流電圧に変換する。例えば、直流電源装置３はＡＣ／ＤＣコンバータであり、ＤＣ３８０Ｖの直流電圧を、主幹の電力供給線である給電経路Ｐ１１及びＮ１１へ出力する。この給電経路Ｐ１１及びＮ１１には、分電盤（ＰＤＦ）２１と、分電盤（ＰＤＦ）２２と、分電盤（ＰＤＦ）２３とが接続される。
なお、図１において、給電経路Ｐ１１と、給電経路Ｐ２１から給電経路Ｐ２３と、給電経路Ｐ３１から給電経路Ｐ３５とは、正極側の給電線を示し、給電経路Ｎ１１と、給電経路Ｎ２１から給電経路Ｎ２３と、給電経路Ｎ３１から給電経路Ｎ３５とは、負極側の給電線を示している。

また、上記直流電源装置３は、過電流検出部３１と、地絡電流検出部３２とを備える。過電流検出部３１は、直流電源装置３から給電経路Ｐ１１及びＮ１１に流れる電流が一定値以上になった時に、所定の反限時特性を持って直流電源装置３の出力を遮断する。また、過電流検出部３１は、給電経路の系統に短絡事故が発生した場合、直流電源装置３の出力を瞬時に遮断する。
地絡電流検出部３２は、直流電源装置３から給電経路に流れる地絡電流が一定以上になった時に直流電源装置３の出力を遮断する。

また、過電流検出部３１及び地絡電流検出部３２は、給電経路における短絡事故や地絡事故等の障害の発生を検出した場合に、この障害発生の検出信号を、給電制御装置６に向けて出力する。

また、給電経路Ｐ１１及びＮ１１には、スイッチ部１０１及びパワーコンディショナ（ＰＣＳ）５を介して、太陽光発電装置４が接続されている。スイッチ部１０１は、太陽光発電装置４のＰＣＳ５と、給電経路Ｐ１１及びＮ１１との間の接続／開放を行うための開閉器を含み、スイッチ部１０１が接続状態にある時にＰＣＳ５を直流電源装置３の出力に連系可能にする。
また、給電経路Ｐ１１及びＮ１１には、スイッチ部１０２及びパワーコンディショナ（ＰＣＳ）８を介して、蓄電池を備える蓄電装置（ＢＡＴＴ）７が接続されている。スイッチ部１０２は、蓄電装置７のＰＣＳ８と、給電経路Ｐ１１及びＮ１１との間の接続／開放を行うための開閉器を含み、スイッチ部１０２が接続状態にある時にPＣＳ８を直流電源装置３の出力に連系可能にする。

蓄電装置７は、直流電源装置３の出力が停止した停電状態にない通常時には、ＰＣＳ８を介して直流電源装置３からの電力によって蓄電される。蓄電装置７は、直流電源装置３の出力が停止した停電状態にある停電時（以下、「直流電源装置３の停電時」という。）には、蓄えた電力をＰＣＳ８を介して、給電経路Ｐ１１及びＮ１１に供給する。なお、ＰＣＳ８は、通常時における使用電力のピークカットを目的に蓄電装置７の充放電制御を行うこともできる。

太陽光発電装置（ＰＶ）４は、太陽電池アレイ（太陽電池）４ａを備えており、この太陽電池アレイ４ａにより太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換してＰＣＳ５に出力する。ＰＣＳ５は、直流電源装置３が直流電力を供給している通常時には、太陽光発電装置４が発電した電力を給電経路Ｐ１１及びＮ１１に供給して、直流電源装置３から給電経路Ｐ１１及びＮ１１に供給される電力量を低減させる。

なお、ＰＣＳ５は、直流電源装置３において停電が発生すると、一旦その動作を停止する。その後、バックアップ用の蓄電装置７のＰＣＳ８から給電経路Ｐ１１及びＮ１１に電力の供給が開始され、やがてこの蓄電装置７に蓄積された電荷が不足又は枯渇し、蓄電装置７のＰＣＳ８から給電経路Ｐ１１及びＮ１１に電力を供給できなくなると、ＰＣＳ５は、再び起動する。つまり、ＰＣＳ５は、直流電源装置３の停電時において、蓄電装置７から給電経路Ｐ１１及びＮ１１に電力の供給ができなくなると起動し、太陽光発電装置４が発電した電力を給電経路Ｐ１１及びＮ１１に供給する。
このようにして、太陽光発電装置４は、直流電源装置３及び蓄電装置７の双方から電力を供給できない状態において、電力の供給を必要とする負荷装置へ電力を供給する。例えば、照明装置等に電力を供給する。

また、ＰＣＳ５に接続されるスイッチ部１０１は、給電経路Ｐ１１及びＮ１１の系統に障害（例えば、線間短絡故障等）が発生した場合に開状態になり、太陽光発電装置４を系統から分離させる。また、ＰＣＳ８に接続されるスイッチ部１０２は、給電経路Ｐ１１及びＮ１１の系統に障害が発生した場合に開状態になり、蓄電装置７を系統から分離させる。このスイッチ部１０１及び１０２は、給電経路Ｐ１１及びＮ１１の系統に障害が発生していない通常の場合には、閉状態にされている。
なお、太陽光発電装置４のＰＣＳ５や蓄電装置７のＰＣＳ８が、給電経路Ｐ１１及びＮ１１の系統に障害が発生した場合に出力電流を遮断する保護機能を備える場合は、スイッチ部１０１及び１０２を省略することも可能である。

そして、給電経路Ｐ１１及びＮ１１には、分電盤（ＰＤＦ）２１の入力側と、分電盤（ＰＤＦ）２２の入力側と、分電盤（ＰＤＦ）２３の入力側とが接続される。つまり、給電経路Ｐ１１及びＮ１１に、分電盤（ＰＤＦ）２１と、分電盤（ＰＤＦ）２２と、分電盤（ＰＤＦ）２３とが接続されることにより、バス方式給電経路１１が構成される。

そして、分電盤（ＰＤＦ）２１には、不図示の過電流遮断器（ブレーカ）を介して、給電経路Ｐ２１及びＮ２１から給電経路Ｐ２３及びＮ２３の系統が接続される。この給電経路Ｐ２１及びＮ２１から給電経路Ｐ２３及びＮ２３は、給電経路が樹枝状に分岐する樹枝状給電経路１２を構成する。
また、分電盤（ＰＤＦ）２１には、不図示の過電流遮断器（ブレーカ）を介して、給電経路Ｐ３１及びＮ３１から給電経路Ｐ３５及びＮ３５の系統が接続される。この給電経路Ｐ３１及びＮ３１から給電経路Ｐ３５及びＮ３５は、複数の給電経路がループ状に接続されたループ方式給電経路１３を構成する。

上記給電経路の構成により、給電経路Ｐ１１及びＮ１１は、分電盤（ＰＤＦ）２１の系統内に配置された負荷装置Ｌ１１からＬ１２と、負荷装置Ｌ２１からＬ２４とに直流電力を供給する。
負荷装置Ｌ１１及びＬ１２と、負荷装置Ｌ２１からＬ２４とは、いずれも直流電源装置３から供給される直流電力によって動作する装置であり、例えば、直流家電、ＬＥＤ照明、パソコンやサーバなどの情報機器等である。
なお、以下の説明において、負荷装置Ｌ１１と、負荷装置Ｌ１２と、負荷装置Ｌ２１からＬ２４と、を総称する場合は、「負荷装置Ｌ１００」と呼ぶ。

そして、樹枝状給電経路１２の系統の所定の箇所には、電力を供給する給電範囲を設定するためのスイッチ部１１１及びスイッチ部１１２が配置されている。つまり、スイッチ部１１１及びスイッチ部１１２は、給電経路Ｐ２１及びＮ２１から給電経路Ｐ２３及びＮ２３において、給電経路Ｐ２１及びＮ２１から電力が供給される給電範囲と、電力が供給されない非給電範囲とを分割する箇所に配置されている。
同様にして、ループ方式給電経路１３の系統には、このループ方式給電経路を複数の区間に区分する箇所にスイッチ部１２１から１２５が配置されている。つまり、スイッチ部１２１からスイッチ部１２５は、ループ方式給電経路１３において、給電経路Ｐ３１及びＮ３１から電力が供給される給電区間と、電力が供給されない非給電区間とを区分する箇所に配置されている。
なお、以下の説明において、スイッチ部１０１、１０２、及びスイッチ部１１１、及びスイッチ部１２１から１２５を総称する場合は、「スイッチ部１００」と呼ぶ。

そして、上記分電盤（ＰＤＦ）２１の給電経路の系統についてより詳細に説明すると、給電経路Ｐ１１及びＮ１１は、分電盤（ＰＤＦ）２１の入力側に接続され、この分電盤２１内の過電流遮断器（不図示）等を用いた分岐回路により、給電経路Ｐ２１及びＮ２１と、給電経路Ｐ３１及び３４と、に分岐される。
そして、分電盤２１から分岐される給電経路Ｐ２１及びＮ２１は、樹枝状給電経路１２に接続される。この樹枝状給電経路１２において、給電経路Ｐ２１及びＮ２１は、スイッチ部１１１を介して、給電経路Ｐ２２及びＮ２２に接続され、この給電経路Ｐ２２及びＮ２２には負荷装置Ｌ１１が接続される。また、給電経路Ｐ２２及びＮ２２から、スイッチ部１１２を介して、給電経路Ｐ２３及びＮ２３が分岐され、この給電経路Ｐ２３及びＮ２３に、負荷装置Ｌ１２が接続される。

一方、分電盤２１から分岐される給電経路Ｐ３１及びＮ３１は、給電経路Ｐ３２及びＮ３２から給電経路Ｐ３５及びＮ３５を含むループ方式給電経路１３に接続される。このループ方式給電経路１３において、給電経路Ｐ３１及びＮ３１は、スイッチ部１２１を介して、給電経路Ｐ３２及びＮ３２に接続され、この給電経路Ｐ３２及びＮ３２には、負荷装置Ｌ２１が接続される。また、給電経路Ｐ３２及びＮ３２は、スイッチ部１２２を介して給電経路Ｐ３３及びＮ３３に接続され、この給電経路Ｐ３３及びＮ３３には、負荷装置Ｌ２２が接続される。

また、給電経路Ｐ３３及びＮ３３は、スイッチ部１２３を介して給電経路Ｐ３４及びＮ３４に接続され、この給電経路Ｐ３４及びＮ３４には、負荷装置Ｌ２３が接続される。また、給電経路Ｐ３４及びＮ３４は、スイッチ部１２４を介して給電経路Ｐ３５及びＮ３５に接続され、この給電経路Ｐ３５及びＮ３５には、負荷装置Ｌ２４が接続される。また、給電経路Ｐ３５及びＮ３５は、スイッチ部１２５を介して給電経路Ｐ３１及びＮ３１に接続される。

つまり、スイッチ部１２１からスイッチ部１２５は、ループ方式給電経路１３を、給電経路Ｐ３１及びＮ３１の区間と、給電経路Ｐ３２及びＮ３２の区間と、給電経路Ｐ３３及びＮ３３の区間と、給電経路Ｐ３４及びＮ３４の区間と、給電経路Ｐ３５及びＮ３５の区間と、の５つの区間に区分するように配置されている。
なお、ループ方式給電経路１３において、ループ結合点に配置されるスイッチ部１２３は、ループ方式給電経路１３に障害が発生していない通常状態の場合に、常時閉にしてもよく、又、常時開にしてもよいが、ここでは、常時開にするものとする。

図２は、スイッチ部の構成を示す構成図である。スイッチ部１００は、図２（Ａ）に示すスイッチＳＷのように、双投接点（２接点）を用いて、正極側の給電線Ｐと負極側の給電線Ｎのそれぞれを接続又は開放するように構成されている。なお、スイッチ部１００は、図２（Ｂ）に示すスイッチＳＷのように、単投接点（１接点）を用いて、正極側の給電線Ｐ（又は負極側の給電線Ｎ）のみを接続又は開放するようにしてもよい。さらに、スイッチ部１００は、図２（Ｃ）に示すように、第１方向スイッチＳＷａと、第２方向スイッチＳＷｂと、第３方向スイッチＳＷｃの接点とが相互に接続され、３方向のいずれかの方向から入力された電圧を、他の２方向又は１方向に出力することができるＴ型スイッチであってもよい。

また、図１及び図２では、スイッチ部１００として、機械式接点を用いたスイッチの例を示しているが、実際には、スイッチＳＷは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体スイッチング素子を用いた半導体スイッチで構成されている。この半導体スイッチは、給電経路を接続及び遮断させて、接続時に供給先の給電経路及び負荷装置に直流電流を供給するとともに、遮断時に当該負荷装置に流れる負荷電流を遮断できる能力を持つように構成されている。なお、このスイッチ部１００の構成については後述する。

図１に戻り、給電制御装置６は、直流電源装置３と、ＰＣＳ５と、ＰＣＳ８の動作を制御するとともに、その動作状態を監視する。また、給電制御装置６は、スイッチ部１００に対してスイッチ制御信号ＣＮＴを送信し、スイッチ部１００の開閉状態を制御する。これにより、給電制御装置６は、給電経路Ｐ２１及びＮ２１から給電経路Ｐ２３及びＮ２３の系統（樹枝状給電経路１２の系統）における給電範囲を設定し、また、給電経路Ｐ３１及びＮ３１から給電経路Ｐ３５及びＮ３５の系統（ループ方式給電経路１３の系統）における給電区間を設定する。

（太陽光発電装置４のＰＣＳ５と給電制御装置６の構成）
図３は、太陽光発電装置４のＰＣＳ５と給電制御装置６の構成例を示す構成図である。図３に示すように、ＰＣＳ５は、発電量制御部５１と、系統連系制御部５２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３とを備える。
なお、図３においては、図１における給電経路Ｐ１１及びＮ１１を、「給電経路ＰＮ１１」で示し、給電経路Ｐ２１及びＮ２１を、「給電経路ＰＮ２１」で示し、給電経路Ｐ２２及びＮ２２を、「給電経路ＰＮ２２」で示し、給電経路Ｐ２３及びＮ２３を、「給電経路ＰＮ２３」で示している。また、図１における給電経路Ｐ３１及びＮ３１を、「給電経路ＰＮ３１」で示し、給電経路Ｐ３２及びＮ３２を、「給電経路ＰＮ３２」で示し、給電経路Ｐ３３及びＮ３３を、「給電経路ＰＮ３３」で示し、給電経路Ｐ３４及びＮ３４を、「給電経路ＰＮ３４」で示し、給電経路Ｐ３５及びＮ３５を、「給電経路ＰＮ３５」で示している。後述する図５においても同様である。

発電量制御部５１は、太陽光発電装置４から最大電力を取り出すために、太陽電池アレイ４ａのＩ−Ｖ（電流−電圧）特性において、太陽電池アレイ４ａの出力を最大とする動作点（最大電力点）を制御する。太陽電池アレイ４ａは、接続されている負荷が実際に必要としている電圧によって最大電力点がずれる。Ｉ−Ｖ特性は、日射強度やモジュール温度や状態等によって変化することから、最大電力を得るためには、最適な電圧又は電流を自動で追従しなければならない。そこで、発電量制御部５１は、太陽電池アレイ４ａを、最大電力点で動作させるように制御する。
また、系統連系制御部５２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３の出力電圧を調整することにより、給電経路Ｐ１１及びＮ１１に対して連系させてＰＣＳ５から出力される電力を給電できるように制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５３は、太陽光発電装置４の出力電圧を昇圧（または降圧）して給電経路ＰＮ１１に電力を供給するためのコンバータである。

給電制御装置６は、スイッチ制御部６１と、障害発生検出部６２と、コントロールパネル６３と、を備える。
この給電制御装置６は、直流電源装置３と、太陽光発電装置４のＰＣＳ５と、蓄電装置７のＰＣＳ８と、分電盤２１と、分電盤２２と、分電盤２３とに、信号線ＳＩＧを介して接続されている。給電制御装置６は、直流電源装置３と、太陽光発電装置のＰＣＳ５と、蓄電装置のＰＣＳ８の動作を制御するとともに、その動作状態を監視する。また、給電制御装置６は、分電盤２１と、分電盤２２と、分電盤２３とにおける給電状態を監視する。

また、給電制御装置６は、スイッチ制御部６１を備える。このスイッチ制御部６１は、スイッチ部１００の開閉状態を制御する。スイッチ制御部６１は、スイッチ部１０１にスイッチ制御信号ＣＮＴを送信し、スイッチ部１０１を閉状態（オン状態）にすることにより、太陽光発電装置４を給電経路Ｐ１１及びＮ１１に接続して連系させる。また、スイッチ制御部６１は、スイッチ部１０２にスイッチ制御信号ＣＮＴを送信し、スイッチ部１０２を閉状態（オン状態）にすることにより、蓄電装置７を給電経路ＰＮ１１に接続して連系させる。
さらに、スイッチ制御部６１は、スイッチ部１１１及び１１２と、スイッチ部１２１から１２５に対してスイッチ制御信号ＣＮＴを送信し、スイッチ部１００の開閉状態を制御する。

図４は、スイッチ制御信号ＣＮＴの例を示す説明図である。この図４に示すスイッチ制御信号ＣＮＴの例では、スイッチ制御信号ＣＮＴを、「スイッチの識別情報」と、当該スイッチの「オン／オフ（開閉）情報」とで構成している。このスイッチ制御信号ＣＮＴをスイッチ部１００に向けて送信することにより、「スイッチの識別情報」に該当するスイッチ部１００では、「オン／オフ（開閉）情報」に基づいて、スイッチのオン／オフ（開閉）動作を行う。

なお、スイッチ制御信号ＣＮＴをスイッチ部１００に送信する信号経路としては、専用の信号線を設けてもよく、又、給電経路ＰＮ１１と、給電経路ＰＮ２１からＰＮ２３と、給電経路ＰＮ３１からＰＮ３５と、のうちの少なくとも一部の給電経路を信号線として利用するようにしてもよい。
また、給電経路を信号線として利用する場合は、例えば、スイッチ部１１１がオン状態にある場合にのみ、スイッチ部１１２にスイッチ制御信号ＣＮＴを送信できるなど、オフ状態にあるスイッチ部１００より遠方側に対するスイッチ制御信号ＣＮＴの送信が制限される。

このように、スイッチ制御部６１は、スイッチ制御信号ＣＮＴにより、スイッチ部１１１及びスイッチ部１１２との開閉状態を制御することにより、給電経路ＰＮ２１から給電経路ＰＮ２３における給電範囲を制御する。また、スイッチ制御部６１は、スイッチ制御信号ＣＮＴにより、スイッチ部１２１からスイッチ部１２５の開閉状態を制御することにより、給電経路ＰＮ３１からＰＮ３５における給電区間を制御する。

図３に戻り、給電制御装置６は、給電経路において障害が発生した区間を検出するための障害発生検出部６２を備える。この障害発生検出部６２は、直流電源装置３の過電流検出部３１及び地絡電流検出部３２から障害発生の検出信号を受信することにより、給電経路において障害が発生したことを検出する。また、障害発生検出部６２は、後述する「給電経路における障害発生区間の検出処理」に示す方法より、障害が発生した給電経路を検出する。

例えば、樹枝状給電経路１２の系統において給電経路ＰＮ２３に短絡事故や地絡事故等の障害が発生した場合に、障害発生検出部６２は、この給電経路ＰＮ２３において障害が発生したことを検出する。そして、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１１２を開放し、給電経路ＰＮ２３を給電系統から切り離すことにより、他の健全な給電経路に接続される負荷装置Ｌ１００への給電を継続する。

例えば、図５は、給電経路における障害発生の例を示す説明図である。この図５に示すように、ループ方式給電経路１３において、給電経路ＰＮ３３の区間に短絡事故や地絡事故等の障害が発生した場合に、障害発生検出部６２は、この給電経路ＰＮ３３における障害の発生を検出する。そして、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２２とスイッチ部１２３とを開放し、給電経路ＰＮ３３を給電範囲から除外する。
また、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２１と、スイッチ部１２４と、スイッチ部１２５とを閉状態にする。これにより、ループ方式給電経路１３では、健全な給電経路ＰＮ３２に接続される負荷装置Ｌ２１と、健全な給電経路ＰＮ３４に接続される負荷装置Ｌ２３と、健全な給電経路ＰＮ３５に接続される負荷装置Ｌ２４とに給電を継続することができる。このように、ループ方式給電経路１３では、ループ内の給電経路に障害が発生した場合に、給電を停止する区間を最小限に抑えることができる。

（給電経路における障害発生区間の検出と電力供給処理）
図６は、給電経路における障害発生区間の検出と電力供給処理の手順を示すフローチャートである。この図６では、ループ方式給電経路１３の給電経路の何れか１つの区間に障害が発生した場合において、障害発生検出部６２が障害発生区間を検出する処理の例を示している。
以下、図６を参照して、ループ方式給電経路１３における障害発生区間の検出処理について説明する。

まず、直流給電システム１は、給電経路に障害が発生していない通常の運転状態にあるとする。そして、直流電源装置３は、過電流検出部３１及び地絡電流検出部３２により、給電経路の系統における短絡事故や地絡事故等の障害の発生を監視している。
また、障害発生検出部６２は、直流電源装置３の過電流検出部３１及び地絡電流検出部３２から出力される障害発生の検出信号を受信し、給電経路に障害が発生しているか否かを監視している（ステップＳ１０）。
そして、給電経路に障害が発生していないと判定された場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、直流電源装置３及び障害発生検出部６２は、給電経路における障害発生の有無の監視動作を繰り返す。

そして、給電経路に短絡事故や地絡事故等の障害が発生した場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、直流電源装置３は、この障害の発生を過電流検出部３１や地絡電流検出部３２により検出して直流電圧の出力を停止する（ステップＳ１１）。

続いて、障害発生検出部６２は、直流電源装置３から給電経路における障害発生の検出信号を受信し、スイッチ制御部６１により、ループ方式給電経路１３の系統内の全てのスイッチ部１００を開放する（ステップＳ１２）。
続いて、所定時間の経過後（例えば、数秒から数十秒後）に、障害発生検出部６２は、直流電源装置３に直流電圧の出力を開始させる（ステップＳ１３）。
続いて、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２１を投入する（ステップＳ１４）。

続いて、直流電源装置３は、スイッチ部１２１の投入により短絡事故や地絡事故等の障害が発生したか否かを、過電流検出部３１及び地絡電流検出部３２により検出する（ステップＳ１５）。
そして、スイッチ部１２１の投入により、短絡事故や地絡事故等の障害が発生した場合に（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、直流電源装置３は、直流電圧の出力を停止する（ステップＳ１６）。また、直流電源装置３は、スイッチ部１２１の投入により、短絡事故や地絡事故等の障害が発生したことを示す検出信号を障害発生検出部６２に出力する。
続いて、障害発生検出部６２は、直流電源装置３から給電経路における障害発生の検出信号を受信し、給電経路ＰＮ３２に障害が発生していると判定する（ステップＳ１７）。

続いて、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２１と１２２とを開放状態にし、給電経路ＰＮ３２をループ方式給電経路１３から切り離す（ステップＳ１８）。
続いて、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２３からスイッチ部１２５を閉状態にし、その後に、直流電源装置３から直流電圧を出力させて、給電経路ＰＮ３２を除外した健全な給電経路に給電を行う（ステップＳ１９）。そして、このステップＳ１９の処理を実行した後に、給電制御装置６は、この障害発生区間の検出と電力供給処理を終える。

一方、ステップＳ１５において、障害が発生していないと判定された場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、つまり、スイッチ部１２１を投入した際に、給電経路ＰＮ３２において障害が発生していないと判定された場合、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２２を投入する（ステップＳ２０）。

続いて、直流電源装置３は、スイッチ部１２２の投入により短絡事故や地絡事故等の障害が発生したか否かを、過電流検出部３１及び地絡電流検出部３２によりに検出する（ステップＳ２１）。
そして、スイッチ部１２２の投入により、短絡事故や地絡事故等の障害が発生した場合に（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、直流電源装置３は、直流電圧の出力を停止する（ステップＳ２２）。また、直流電源装置３は、スイッチ部１２２の投入により、短絡事故や地絡事故等の障害が発生したことを示す検出信号を障害発生検出部６２に出力する。
続いて、障害発生検出部６２は、直流電源装置３から給電経路における障害発生の検出信号を受信し、給電経路ＰＮ３３に障害が発生していると判定する（ステップＳ２３）。

続いて、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２２と１２３とを開放状態にし、給電経路ＰＮ３３をループ方式給電経路１３から切り離す（ステップＳ２４）。
続いて、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２１と、スイッチ部１２４と、スイッチ部１２５とを閉状態にし、その後、直流電源装置３から直流電圧を出力させて、給電経路ＰＮ３３を除外した健全な給電経路に給電を行う（ステップＳ２９）。そして、このステップＳ２９の処理を実行した後に、給電制御装置６は、この障害発生区間の検出と電力供給処理を終える。

一方、ステップＳ２１において、障害が発生していないと判定された場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、つまり、スイッチ部１２２を投入した際に、給電経路ＰＮ３３において障害が発生していないと判定された場合、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２３を投入する（ステップＳ３０）。

続いて、直流電源装置３は、スイッチ部１２３の投入により短絡事故や地絡事故等の障害が発生したか否かを、過電流検出部３１及び地絡電流検出部３２により検出する（ステップＳ３１）。
そして、スイッチ部１２３の投入により、短絡事故や地絡事故等の障害が発生した場合に（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、直流電源装置３は、直流電圧の出力を停止する（ステップＳ３２）。また、直流電源装置３は、スイッチ部１２３の投入により、短絡事故や地絡事故が発生したことを示す検出信号を障害発生検出部６２に出力する。
続いて、障害発生検出部６２は、直流電源装置３から給電経路における障害発生の検出信号を受信し、給電経路ＰＮ３４に障害が発生していると判定する（ステップＳ３３）。

続いて、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２３と１２４とを開放状態にし、給電経路ＰＮ３４をループ方式給電経路１３から切り離す（ステップＳ３４）。
続いて、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２１と、スイッチ部１２２と、スイッチ部１２５とを閉状態にし、その後、直流電源装置３に直流電圧を出力させて、給電経路ＰＮ３４を除外した健全な給電経路に給電を行う（ステップＳ３９）。そして、このステップＳ３９の処理を実行した後に、給電制御装置６は、この障害発生区間の検出と電力供給処理を終える。

一方、ステップＳ３１において、障害が発生していないと判定された場合（ステップＳ３１；Ｎｏ）、つまり、スイッチ部１２３を投入した際に、給電経路ＰＮ３４において障害が発生していないと判定された場合、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２４を投入する（ステップＳ４０）。

続いて、直流電源装置３は、スイッチ部１２４の投入により短絡事故や地絡事故等の障害が発生したか否かを、過電流検出部３１及び地絡電流検出部３２により検出する（ステップＳ４１）。
そして、スイッチ部１２４の投入により、短絡事故又は地絡事故の障害が発生した場合に（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、直流電源装置３は、直流電圧の出力を停止する（ステップＳ４２）。また、直流電源装置３は、スイッチ部１２４の投入により、短絡事故や地絡事故等の障害が発生したことを示す検出信号を障害発生検出部６２に出力する。 続いて、障害発生検出部６２は、直流電源装置３から給電経路における障害発生の検出信号を受信し、給電経路ＰＮ３５に障害が発生していると判定する（ステップＳ４３）。

続いて、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２４と１２５とを開放状態にし、給電経路ＰＮ３５をループ方式給電経路１３から切り離す（ステップＳ４４）。
続いて、障害発生検出部６２は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２１と、スイッチ部１２２と、スイッチ部１２３とを閉状態にし、その後、直流電源装置３に直流電圧を出力させて、給電経路ＰＮ３５を除外した健全な給電経路に給電を行う（ステップＳ４９）。そして、このステップＳ４９の処理を実行した後に、給電制御装置６は、この障害発生区間の検出と電力供給処理を終える。

一方、ステップＳ４１において、障害が発生していないと判定された場合（ステップＳ４１；Ｎｏ）、つまり、スイッチ部１２４を投入した際に、給電経路ＰＮ３５において障害が発生していないと判定された場合、障害発生検出部６２は、給電経路ＰＮ３１からＰＮ３５において障害が発生していないと判定し、スイッチ制御部６１により、ループ方式給電経路の結合点のスイッチ部１２３を開放状態にし（ステップＳ５４）、スイッチ部１２１と、スイッチ部１２２と、スイッチ部１２４と、スイッチ部１２５とを閉状態にし、その後、直流電源装置３から直流電圧を出力させて、給電経路ＰＮ３１からＰＮ３５に給電を行う（ステップＳ５９）。そして、このステップＳ５９の処理を実行した後に、給電制御装置６は、この障害発生区間の検出と電力供給処理を終える。

これにより、ループ方式給電経路１３の給電経路ＰＮ３１からＰＮ３５の何れかの給電経路に障害が発生した場合に、この障害が発生した給電経路を除外した健全な給電経路に給電を行うことができ、給電を停止する区間を最小限に抑えることができる。

なお、図６に示すフローチャートでは、ループ方式給電経路１３の何れか１つの区間に障害が発生した場合において障害発生区間を検出する例について説明したが、ループ方式給電経路１３の複数の区間に障害が発生した場合においても、上述した方法を応用することにより、障害発生区間を検出することが可能である。
例えば、給電経路ＰＮ３２と給電経路ＰＮ３３に障害が発生している場合、最初にスイッチ部１２１を投入して給電経路ＰＮ３２における障害の発生を検出した後に、次にスイッチ部１２５からスイッチ部１２３に向かって順番にスイッチ部を投入し、スイッチ部１２３を投入することにより給電経路ＰＮ３３における障害の発生を検出する。これにより、障害発生検出部６２は、給電経路ＰＮ３２と給電経路ＰＮ３３に障害が発生していることが検出できる。
また、樹枝状給電経路１２についても、上述した方法を用いることにより障害が発生した給電経路を検出することができる。

図３に戻り、給電制御装置６内のコントロールパネル６３は、スイッチ部１００の開閉状態（オン／オフ状態）を設定するユーザの操作を検出して、検出した操作に応じてスイッチ制御部６１を制御するとともに、スイッチ部１００の開閉状態と、給電経路における給電状態を表示する。このコントロールパネル６３は、例えば、タッチパネル式の表示装置を含めて構成することができる。
つまり、直流給電システム１において、給電制御装置６は、給電経路における障害の発生を検出して、この障害が発生した給電経路を除外するようにスイッチ部１００の開閉状態を自動で制御できる他、ユーザによる手動操作により、スイッチ部１００の開閉状態を設定することができる。

（コントロールパネル６３によるスイッチ部１００の開閉）
図７は、コントロールパネル６３の一例を示す説明図である。この図７に示す例は、タッチパネル式の表示画面上に、「直流給電システム１の単線結線図の表示画面６３ａ」と、操作を検出する位置を示す「スイッチ選択ボタン６３ｂ」、「投入ボタン６３ｃ」、及び「開放ボタン６３ｄ」と、を配置した場合を示す。

例えば、この単線結線図の表示画面６３ａにおいて、スイッチ部１００の状態を、当該スイッチ部を破線で囲む領域の色で示す。例えば、スイッチ部１００が開放状態にある場合は「緑色」で表示し、スイッチ部１００が閉状態にある場合は「赤色」で表示する。なお、上述の表示色と表示形態については、一例を示したものであって、他の表示色及び表示形態を用いて行ってもよい。

そして、例えば、「ＳＷ１１１」で示す開放状態にあるスイッチ部１１１を投入する場合、ユーザは、スイッチ選択ボタン６３ｂを操作し、その後に、単線結線図の表示画面６３ａ上でスイッチ部１１１の破線で囲まれる領域を操作する。このスイッチ部１１１を示す領域を操作することにより、コントロールパネル６３は、スイッチ部１１１を示す領域の点滅表示を開始させる。このスイッチ部１１１を示す領域が点滅表示されている状態において、投入ボタン６３ｃを操作することにより、コントロールパネル６３は、上記の一連の操作に応じてスイッチ制御部６１を介してスイッチ部１１１を投入させて閉状態にする。さらに、コントロールパネル６３は、スイッチ部１１１の表示の色を「緑色」から「赤色」に変える。

また、閉状態にあるスイッチ部１１１を開放状態にする場合、スイッチ選択ボタン６３ｂを操作し、その後に、単線結線図の表示画面６３ａ上でスイッチ部１１１の破線で囲まれる領域を操作する。このスイッチ部１１１を示す領域を操作することにより、コントロールパネル６３は、スイッチ部１１１の点滅表示を開始させる。このスイッチ部１１１を示す領域が点滅表示されている状態において、開放ボタン６３ｄを操作することにより、コントロールパネル６３は、上記の一連の操作に応じてスイッチ制御部６１を介してスイッチ部１１１を開放させる。さらに、コントロールパネル６３は、スイッチ部１１１の表示の色を「赤色」から「緑色」に変える。他のスイッチ部１００についても同様である。
なお、スイッチ選択ボタン６３ｂを操作してスイッチ部１００を指定する場合、スイッチ部１１１部とスイッチ部１１２とを同時に指定するなど、複数のスイッチ部１００を同時に指定することもできる。

次に、図８を参照して、コントロールパネルによるスイッチ部の開閉処理について説明する。図８は、コントロールパネルによるスイッチ部の開閉処理の手順を示すフローチャートである。

まず、コントロールパネル６３は、ユーザの操作を検出する（ステップＳ１１０）。
続いて、コントロールパネル６３は、検出した操作に応じたスイッチ部１００（より正確には、スイッチ部１００内のスイッチ７４）を投入又は開放させるようにスイッチ制御部６１を制御する。スイッチ制御部６１は、スイッチ部１００にスイッチ制御信号ＣＮＴを送信する（ステップＳ１２０）。

続いて、スイッチ制御信号ＣＮＴが自身を対象とすると判定したスイッチ部１００は、自身のスイッチ７４を投入又は開放するとともに、その結果をスイッチ制御部６１に通知する（ステップＳ１３０）。
続いて、スイッチ制御部６１は、スイッチ部１００から受けた通知に応じて、コントロールパネル６３にその通知に含まれたスイッチ部１００の状態を表示させる。コントロールパネル６３は、スイッチ部１００の状態をコントロールパネル６３の表示画面６３ａ上に表示する（ステップＳ１４０）。このステップＳ１３０の処理を実行した後に、給電制御装置６は、このスイッチ開閉処理を終える。

このように、ユーザは、コントロールパネル６３上で、給電経路に配置されたスイッチ部１００の開閉を指示することにより、電力を供給しようとする給電経路の範囲を設定することができる。

（スイッチ部の制御回路の構成）
また、図９は、スイッチ部の制御回路の構成例を示す構成図である。この図９に示すように、スイッチ部１００には、スイッチ制御信号受信部７１と、スイッチ開閉部７２と、開閉結果通知部７３と、スイッチ７４とが設けられている。

スイッチ制御信号受信部７１は、給電制御装置６内のスイッチ制御部６１からスイッチ制御信号ＣＮＴを受信する。
スイッチ開閉部７２は、スイッチ制御信号受信部７１により受信したスイッチ制御信号ＣＮＴに基づき、自身が「スイッチの識別情報」で指定されたスイッチであるか否かを判定する。そして、スイッチ開閉部７２は、自身が「スイッチの識別情報」で指定されたスイッチであると判定した場合に、「スイッチのオン／オフ情報」に基づき、スイッチ７４をオン／オフ（投入又は開放）させる。つまり、スイッチ開閉部７２は、スイッチ７４の開閉動作を行う。

そして、スイッチ７４をオン／オフした場合、開閉結果通知部７３は、スイッチ７４をオン／オフした動作結果の情報を給電制御装置６のスイッチ制御部６１に送信する。動作結果の情報を受けたスイッチ制御部６１は、開閉結果通知部７３から受信したスイッチ７４のオン／オフの動作結果の情報を基にして、当該スイッチ７４の開閉状態をコントロールパネル６３上に表示させる。
これにより、ユーザは、コントロールパネル６３により、給電経路上のスイッチ７４の開閉を指示できるととともに、その開閉結果をコントロールパネル６３上に表示して確認することができる。

（過電流検出部をスイッチ部１００側に設ける例）
また、図１０は、スイッチ部の変形例を示す構成図である。この図１０に示すスイッチ部１００Ａは、スイッチ７４に流れる電流Ｉａを検出する過電流検出部７５を備えている。この過電流検出部７５は、スイッチ７４に予め設定された電流値以上の電流Ｉａが流れると、所定の反限時特性を持って、スイッチ開閉部７２に対して開放指令信号Ｏｐを出力して、スイッチ７４を過電流トリップさせる。

そして、スイッチ７４が過電流トリップした場合、開閉結果通知部７３は、その結果をスイッチ制御部６１に通知する。過電流検出部７５から過電流トリップしたことの通知を受けたスイッチ制御部６１は、スイッチ部１００Ａにより接続される給電経路に障害が発生していることを認識し、その情報を障害発生検出部６２に通知するとともに、コントロールパネル６３に表示する。
これにより、スイッチ部１００Ａは、過負荷又は短絡事故が発生している給電経路を給電範囲から自動で切り離すことができる。また、障害発生検出部６２は、障害が発生した給電経路の区間を判定することができる。

なお、スイッチ部１００Ａ内の過電流検出部７５は、その過電流検出値を直流電源装置３内の過電流検出部３１よりも低く設定するとともに、その動作時間を、直流電源装置３内の過電流検出部３１よりも短くするよう設定して、直流電源装置３の過電流検出部３１との間で保護協調を図るようにする。
また、スイッチ部１００Ａには、地絡電流検出部（不図示）を設けることもできる。この地絡電流検出部を設けることにより、スイッチ部１００Ａは、このスイッチ部１００Ａに接続される給電経路に地絡事故が発生した場合に、スイッチ７４を自動で開放させることができる。

以上、説明したように、本実施形態の直流給電システム１においては、樹枝状給電経路１２及びループ方式給電経路１３において、給電経路の途中に障害が発生した場合に、この障害が発生した給電経路を切り離し、健全な区間の負荷装置Ｌ１００に対して、迅速に給電を開始することができる。このため、太陽光発電装置等のバックアップ電源装置を備える直流給電システム１において、負荷装置Ｌ１００への電力供給の信頼性を向上させることができる。

（直流給電システム１の変形例）
上述した直流給電システム１では、ループ方式給電経路１３に負荷装置Ｌ２１からＬ２４のみが接続される例を示したが、ループ方式給電経路１３に蓄電装置等のバックアップ電源装置を接続することもできる。
図１１は、直流給電システム１Ａの概略構成を示す構成図である。この図１１に示す直流給電システム１Ａは、図１に示す直流給電システム１と比較して、ループ方式給電経路１３の給電経路Ｐ３４及びＮ３４に、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０を介して、蓄電装置（ＢＡＴＴ）９を接続した点が構成上で異なる。他の構成は、図１に示す直流給電システム１と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

このように、ループ方式給電経路１３に蓄電装置９を設けることにより、例えば、給電経路Ｐ３２及びＮ３２と、給電経路Ｐ３５及びＮ３５とに障害が発生し、直流電源装置３から給電経路Ｐ３３及びＮ３３に電力を供給できなくなった場合に、健全な給電経路Ｐ３３及びＮ３３に対して、蓄電装置９から電力を供給することができる。このように、負荷装置Ｌ２２は、蓄電装置９から電力の供給を受けて運転を継続することができるので、負荷装置Ｌ２２に対する電力供給の信頼性を著しく向上させることができる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、給電経路に接続される負荷装置に直流電力を供給する直流給電システムの例について説明したが、負荷装置に交流（例えば、ＡＣ４００Ｖ）を供給する交流給電システムであってもよい。
図１２は、本発明の第２実施形態に係る交流給電システム１Ｂの概略構成を示す構成図である。図１２に示す交流給電システム１Ｂは、図１に示す直流給電システム１と比較して、基本的な構成は同じであるが、図１に示す直流電源装置３を交流電源装置３Ａに代え、パワーコンディショナ５を交流電圧を出力するパワーコンディショナ５Ａに代え、パワーコンディショナ８を交流電圧を出力するパワーコンディショナ８Ａに代えた点が、構成上で異なる。

また、図１に示す直流電圧の給電経路Ｐ１１及びＮ１１を３相交流電圧の給電経路ＡＣＬ１１に代え、給電経路Ｐ２１及びＮ２１からＰ２３及びＮ２３を、３相又は単相の給電経路ＡＣＬ２１からＡＣＬ２３に代え、給電経路Ｐ３１及びＮ３１からＰ３５及びＮ３５を、３相又は単相の給電経路ＡＣＬ３１からＡＣＬ３５に代えた点が異なる。また、図１２において、スイッチ部１０１から１２５は、交流電流を導通及び遮断する機能を備える半導体スイッチであり、負荷装置Ｌ１１からＬ２４は、３相又は単相の交流電圧を入力とする負荷装置である。
なお、交流電源装置３Ａは、遮断器ＣＢと、過電流検出部３１Ａと、地絡電流検出部３２Ａとを含み、３相交流（ＡＣ４００Ｖ）を給電経路ＡＣＬ１１に出力する電源装置である。

上記構成の交流給電システム１Ｂにおいて、商用電源系統から供給される高圧交流電圧（例えば、３相ＡＣ６６００Ｖ）を変圧器２により所定の低圧交流電圧（例えば、３相ＡＣ４００Ｖ）に降圧し、この低圧交流電圧を、交流電源装置３Ａ内の遮断器ＣＢを介して、主幹の電力供給線である給電経路ＡＣＬ１１へ出力する。なお、遮断器ＣＢは、半導体遮断器であってもよい。

給電経路ＡＣＬ１１には、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）５Ａ及びスイッチ部１０１を介して太陽光発電装置４が接続されている。また、給電経路ＡＣＬ１１には、ＰＣＳ８Ａ及びスイッチ部１０２を介して、蓄電池を備える蓄電装置（ＢＡＴＴ）７が接続されている。太陽光発電装置４のＰＣＳ５Ａ及び蓄電装置７のＰＣＳ８Ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ（インバータ）や交流を所定の電圧に昇圧（または降圧）するＰＣＳ用変圧器などの電力変換装置を備える。
なお、交流給電システム１Ｂにおける制御動作は、直流給電システム１における直流電電圧を交流電圧に置き換えた点だけが異なり、給電制御装置６やスイッチ部１００等における基本的な構成と動作は、図１に示す直流給電システム１と同様である。

つまり、交流給電システム１Ｂでは、給電経路が、バス方式給電経路となる給電経路ＡＣＬ１１と、このバス方式給電経路に接続される樹枝状の給電経路ＡＣＬ２１からＡＣＬ２３と、同じくバス方式給電経路に接続されるループ方式の給電経路ＡＣＬ３１からＡＣＬ３５と、で構成されている。そして、樹枝状給電経路において、給電範囲と非給電範囲を分割する箇所にスイッチ部１００を配置する。また、ループ方式給電経路において、このループ方式給電経路を複数の区間に区分する箇所にスイッチ部１２１から１２５を配置する。給電制御装置６は、スイッチ部１００の開閉状態を制御することにより、樹枝状給電経路及びループ方式給電経路における給電範囲を設定する。

そして、例えば、樹枝状給電経路１２の給電経路ＡＣＬ２３に障害が発生した場合に、交流電源装置３Ａは、この障害の発生を過電流検出部３１Ａや地絡電流検出部３２Ａにより検出し、遮断器ＣＢを開放して交流電圧の出力を停止する。そして、給電制御装置６は、障害発生検出部６２により、第１実施形態において説明した障害発生区間の検出処理と同様な方法を用いて（図６を参照）、給電経路ＡＣＬ２３に障害が発生したことを検出する。そして、給電制御装置６は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１１２を開放し、給電経路ＡＣＬ２３を給電範囲から切り離すことにより、他の健全な給電経路に接続される負荷装置への給電を継続する。

また、例えば、ループ方式給電経路１３の給電経路ＡＣＬ３３に障害が発生した場合に、交流電源装置３Ａは、この障害の発生を過電流検出部３１Ａや地絡電流検出部３２Ａにより検出し、遮断器ＣＢを開放して交流電圧の出力を停止する。そして、給電制御装置６は、障害発生検出部６２により、第１実施形態において説明した障害発生区間の検出処理と同様な方法を用いて（図６を参照）、給電経路ＡＣＬ３３に障害が発生したことを検出する。そして、給電制御装置６は、スイッチ制御部６１により、スイッチ部１２２とスイッチ部１２３を開放し、給電経路ＡＣＬ３３を給電範囲から切り離すことにより、他の健全な給電経路に接続される負荷装置への給電を継続する。
これにより、太陽光発電装置等のバックアップ電源装置を備える交流給電システム１Ｂにおいて、負荷装置Ｌ１００への電力供給の信頼性を向上させることができる。

以上、本発明の第１実施形態の直流給電システム１及び１Ａと、第２実施形態の交流給電システム１Ｂとについて説明したが、ここで説明した直流給電システム１及び１Ａと、交流給電システム１Ｂとは、太陽光発電装置と蓄電装置をバックアップ電源装置として設備している。しかしながら、蓄電装置を設備しない場合においても、本発明は好適に適用できるものである。

なお、上記実施形態において、給電制御装置６内の各処理部の機能は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、各処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。

すなわち、給電制御装置６は内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。また、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

なお、ここで、本発明と上述した実施形態との対応関係について補足して説明する。本発明における給電システムは、直流給電システム１、直流給電システム１Ａ、又は交流給電システム１Ｂが対応し、本発明における電源装置は、直流電源装置３又は交流電源装置３Ａが対応する。また、本発明における給電経路は、バス方式給電経路１１と、樹枝状給電経路１２と、ループ方式給電経路１３との何れか又は全部が対応する。また、本発明における負荷装置に供給する電力を補う電源装置は、太陽光発電装置４及び蓄電装置７の何れか又は両方が対応する。

また、本発明における給電制御装置は、給電制御装置６が対応し、本発明におけるスイッチ部は、スイッチ部１０１、スイッチ部１０２、スイッチ部１１１、スイッチ部１１２、及びスイッチ部１２１から１２５が対応し、主には、樹枝状給電経路１２内のスイッチ部１１１及びスイッチ部１１２と、ループ方式給電経路１３内のスイッチ部１２１から１２５とが対応する。なお、これらのスイッチ部を総称する場合は、「スイッチ部１００」と呼ぶ。
また、本発明におけるスイッチ制御部は、スイッチ制御部６１が対応し、本発明における障害発生検出部は、障害発生検出部６２が対応し、本発明における入力設定部は、コントロールパネル６３が対応する。また、本発明における負荷装置は、負荷装置Ｌ１１、負荷装置Ｌ１２、及び負荷装置Ｌ２１からＬ２４が対応し、これらの負荷装置を総称する場合は、「負荷装置Ｌ１００」と呼ぶ。

（１）そして上記実施形態において、給電システム（例えば、直流給電システム１）は、電源装置（例えば、直流電源装置３）から負荷装置Ｌ１００に給電経路を介して電力を供給するとともに、負荷装置Ｌ１００に供給する電力を補う電源装置（例えば、太陽光発電装置４及び蓄電装置７）から給電経路を介して負荷装置Ｌ１００に電力を供給する給電システムであって、給電経路において、給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置に配される複数のスイッチ部１００と、スイッチ部１００に対してスイッチ制御信号ＣＮＴを送信し、該スイッチ制御信号ＣＮＴによりスイッチ部１００の開閉状態を制御することにより、給電経路における給電範囲を制御する給電制御装置６と、を備える。

このような構成の給電システム（例えば、直流給電システム１）では、電源装置（例えば、直流電源装置３）から給電経路に接続された負荷装置Ｌ１００に電力を供給するとともに、電力を補う電源装置（例えば、太陽光発電装置４や蓄電装置７）から負荷装置Ｌ１００に給電経路を介して電力を供給する。この給電経路は、例えば、樹枝状給電経路１２やループ方式給電経路１３である。この給電経路には、給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置にスイッチ部１００が配置される。そして、給電制御装置６は、スイッチ部１００に対してスイッチ制御信号ＣＮＴを送信し、該スイッチ制御信号ＣＮＴによりスイッチ部１００の開閉状態を制御することにより、給電経路における給電範囲を制御する。
例えば、給電経路において障害が発生した区間がある場合に、給電制御装置６は、この障害が発生した区間の給電経路を除外するようにスイッチ部１００の開閉状態を制御し、障害が発生した区間を除外した健全な給電経路に電力を供給する。
これにより、負荷装置Ｌ１００に供給する電力を補う電源装置（例えば、太陽光発電装置４や蓄電装置７）を備える給電システム（例えば、直流給電システム１）において、負荷装置Ｌ１００への電力供給の信頼性を向上させることができる。

（２）また、上記実施形態において、電源装置（例えば、直流電源装置３）は、商用電源系統から供給される交流電圧を整流して給電経路（給電経路Ｐ１１及びＮ１１）に直流電圧を出力する。
これにより、負荷装置Ｌ１００に供給する電力を補う電源装置（例えば、太陽光発電装置４や蓄電装置７）を備える直流給電システム１において、負荷装置Ｌ１００への電力供給の信頼性を向上させることができる。

（３）また、上記実施形態において、給電システム（例えば、直流給電システム１）は、給電経路において障害が発生した区間を検出する障害発生検出部６２を、備え、給電制御装置６は、障害が発生した区間を給電範囲から除外するように、スイッチ部１００の開閉状態を制御する。
このように、給電制御装置６は、障害発生検出部６２により、給電経路における障害発生区間を検出し、スイッチ制御部６１により、障害が発生した区間を給電系統から切り離すようにスイッチ部１００の開閉状態を制御する。
これにより、給電システム（例えば、直流給電システム１）では、給電経路において、障害が発生している給電経路の区間を除外して給電範囲を設定することができる。

（４）また、上記実施形態において、給電システム（例えば、直流給電システム１）は、給電経路の少なくとも一部の区間にループ方式給電経路１３を含む。
これにより、ループ方式給電経路１３から電力の供給を受ける負荷装置Ｌ１００への電力供給の信頼性を向上させることができる。
例えば、ループ方式給電経路１３において、障害が発生した区間がある場合には、この障害が発生した区間の給電経路を除外するようにスイッチ部１２１から１２５の開閉状態を制御することにより、障害が発生した区間を除外した健全な給電経路に電力を供給することができる。

（５）また、上記実施形態において、給電システム（例えば、直流給電システム１）は、給電経路の少なくとも一部の区間にループ方式給電経路１３とバス方式給電経路１１との双方の給電経路を含み、給電制御装置６は、ループ方式給電経路１３とバス方式給電経路１１のうちから障害が発生した区間を給電範囲から除外するように、スイッチ部１００の開閉状態を制御する。
これにより、給電システム（例えば、直流給電システム１）では、ループ方式給電経路１３から電力の供給を受ける負荷装置Ｌ１００と、バス方式給電経路１１から電力の供給を受ける負荷装置Ｌ１００とに対して、電力供給の信頼性を向上させることができる。

（６）また、上記実施形態において、給電制御装置６は、スイッチ部１００に対してスイッチ制御信号ＣＮＴを送信し、該スイッチ制御信号ＣＮＴによりスイッチ部１００の開閉状態を制御するスイッチ制御部６１と、スイッチ部１００の開閉状態を設定する設定入力部（コントロールパネル６３）と、を備え、スイッチ制御部６１は、設定入力部において設定されたスイッチ部１００の開閉状態の設定情報に基づいて、スイッチ部１００の開閉状態を制御する。
これにより、ユーザは、設定入力部（コントロールパネル６３）を操作することにより、給電経路に配置されるスイッチ部１００の開閉状態を手動で設定して、給電経路における給電範囲を設定することができる。

（７）また、上記実施形態において、スイッチ部１００は、給電制御装置６からスイッチ制御信号ＣＮＴを受信するスイッチ制御信号受信部７１と、スイッチ制御信号受信部７１により受信したスイッチ制御信号ＣＮＴに基づき、スイッチ７４の開閉を行うスイッチ開閉部７２と、を備える。
これにより、スイッチ部１００は、スイッチ制御部６１からスイッチ制御信号ＣＮＴを受信し、このスイッチ制御信号ＣＮＴに基づいてスイッチ７４の開閉を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の直流給電システム１、直流給電システム１Ａ、及び交流給電システム１Ｂは、上述の図示例にのみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

また、図１に示す直流給電システム１と、図１１に示す直流給電システム１Ａと、図１２に示す交流給電システム１Ｂでは、バッアップ用の電源装置として、太陽光発電装置と蓄電装置とが設備された例を示したが、バッアップ用の電源として、さらに燃料電池やエンジン発電機等が設備される場合においても、本発明は好適に適用できるものである。

１，１Ａ・・・直流給電システム（給電システム）、
１Ｂ・・・交流給電システム（給電システム）
２・・・変圧器、３・・・直流電源装置（ＲＥＣ）、
３Ａ・・・交流電源装置、４・・・太陽光発電装置（ＰＶ）、
５，５Ａ，８，８Ａ，１０・・・パワーコンディショナ（ＰＣＳ）、
６・・・給電制御装置、７，９・・・蓄電装置（ＢＡＴＴ）、
１１・・・バス方式給電経路、１２・・・樹枝状給電経路、
１３・・・ループ方式給電経路、
２１，２２，２３・・・分電盤（ＰＤＦ）、３１，３１Ａ・・・過電流検出部、
３２，３２Ａ・・・地絡電流検出部、５１・・・発電量制御部、
５２・・・系統連系制御部、５３・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、
６１・・・スイッチ制御部、６２・・・障害発生検出部、
６３・・・コントロールパネル（設定入力部）、
６３ａ・・・単線結線図の表示画面、６３ｂ・・・スイッチ選択ボタン、
６３ｃ・・・投入ボタン、６３ｄ・・・開放ボタン、
７１・・・スイッチ制御信号受信部、７２・・・スイッチ開閉部、
７３・・・開閉結果通知部、７４・・・スイッチ
１００、１０１，１０２，１１１、１１２，１２１〜１２４・・・スイッチ部、
Ｌ１００，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１〜Ｌ２４・・・負荷装置、
Ｐ１１，Ｎ１１・・・給電経路（バス方式給電経路）
Ｐ２１〜Ｐ２３，Ｎ２１〜Ｎ２３・・・給電経路
Ｐ３１〜Ｐ３５，Ｎ３１〜Ｎ３５・・・給電経路（ループ方式給電経路）
ＡＣＬ１１，ＡＣＬ２１〜ＡＣＬ２３，ＡＣＬ３１〜ＡＣＬ３５・・・給電経路

Claims (11)

1. 電源装置から負荷装置に給電経路を介して電力を供給するとともに、負荷装置に供給する電力を補う電源装置から前記給電経路を介して前記負荷装置に電力を供給する給電システムであって、
   前記給電経路において、給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置に配される複数のスイッチ部と、
   前記スイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御することにより、前記給電経路における給電範囲を制御する給電制御装置と、
   を備えることを特徴とする給電システム。
2. 前記電源装置は、商用電源系統から供給される交流電圧を整流して前記給電経路に直流電圧を出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の給電システム。
3. 前記給電経路において障害が発生した区間を検出する障害発生検出部を、
   備え、
   前記給電制御装置は、前記障害が発生した区間を給電範囲から除外するように、前記スイッチ部の開閉状態を制御する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給電システム。
4. 前記給電経路の少なくとも一部の区間にループ方式給電経路を含む
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の給電システム。
5. 前記給電経路の少なくとも一部の区間にループ方式給電経路とバス方式給電経路との双方の給電経路を含み、
   前記給電制御装置は、前記ループ方式給電経路とバス方式給電経路のうちから前記障害が発生した区間を給電範囲から除外するように、前記スイッチ部の開閉状態を制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載の給電システム。
6. 前記給電制御装置は、
   前記スイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御するスイッチ制御部と、
   前記スイッチ部の開閉状態を設定する設定入力部と、
   を備え、
   前記スイッチ制御部は、
   前記設定入力部において設定された前記スイッチ部の開閉状態の設定情報に基づいて、前記スイッチ部の開閉状態を制御する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の給電システム。
7. 前記スイッチ部は、
   前記給電制御装置から前記スイッチ制御信号を受信するスイッチ制御信号受信部と、
   前記スイッチ制御信号受信部により受信したスイッチ制御信号に基づき、スイッチの開閉を行うスイッチ開閉部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の給電システム。
8. 前記スイッチ部は、
   前記給電経路を接続及び遮断するための半導体スイッチング素子で構成される
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の給電システム。
9. 電源装置から負荷装置に給電経路を介して電力を供給するとともに、負荷装置に供給する電力を補う電源装置から前記給電経路を介して前記負荷装置に電力を供給する給電システムにおける給電制御装置であって、
   前記給電経路において給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置に配される複数のスイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御することにより、前記給電経路における給電範囲を制御する
   ことを特徴とする給電制御装置。
10. 電源装置から負荷装置に給電経路を介して電力を供給するとともに、負荷装置に供給する電力を補う電源装置から前記給電経路を介して前記負荷装置に電力を供給する給電システムにおける給電制御方法であって、
    前記給電経路において、給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置にスイッチ部を配置するステップと、
    前記スイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御することにより、前記給電経路における給電範囲を制御するステップと、
    を含むことを特徴とする給電制御方法。
11. 電源装置から負荷装置に給電経路を介して電力を供給するとともに、負荷装置に供給する電力を補う電源装置から前記給電経路を介して前記負荷装置に電力を供給する給電システムであって、前記給電経路において、給電する範囲と給電しない範囲とを分割する位置に配される複数のスイッチ部を備える給電システム内のコンピュータに、
    前記スイッチ部に対してスイッチ制御信号を送信し、該スイッチ制御信号により前記スイッチ部の開閉状態を制御することにより、前記給電経路における給電範囲を制御する給電ステップを
    実行させるためのプログラム。

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