JP2016039658A - 多重受電分電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】同時に複数の電力系統から電力を受給可能で、かつ、フィーダー毎に電力供給元となる電力系統を選択可能な多重受電分電盤を提供すること。【解決手段】複数の商用交流電力系統２００を、電力用半導体素子からなる電力系統側電力変換器１０１を介して共通母線１０２に連系している。また、複数のフィーダー３００を、電力用半導体素子からなるフィーダー側電力変換器１０１、電圧・電流測定器１０３を介して共通母線１０２に連系している。さらに、共通母線１０２には、電力貯蔵装置用電力変換器１０１を介して電力貯蔵装置１０６が接続されている。制御装置１０４は、多重受電分電盤１００が使用されている間は常に、共通母線１０２に流入する電力と送出する電力の総和がゼロとなるよう、電力系統側電力変換器１０１、フィーダー側電力変換器１０１及び電力貯蔵装置用電力変換器１０１の制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の商用電力系統から同時に受電可能な多重受電分電盤に関する。

日本では、５０ｋＶＡ未満の屋内外配電システムは、電気設備技術基準に定められた６００Ｖ以下の低圧電圧での配電区分に属し、一般的には１００Ｖ／２００Ｖの単相三線式で配電されている。ここでいう１００Ｖは、１０１Ｖ±６Ｖ以内に、またここでいう２００Ｖは、２０２Ｖ±２０Ｖ以内に維持することを、電気事業法施行規則第４４条（供給電圧の適正維持）により求められている。

単相三線のうち一線が中性線で接地されており、中性線と他の二線との間がそれぞれ１００Ｖとなっている。中性線以外の二線間には交流２００Ｖが荷電されている。

家庭内ではほとんどが１００Ｖの屋内配電線で電力が供給され、高出力を必要とするＩＨクッキングなどの一部の電化製品用に２００Ｖが配電されている。

５０ｋＶＡ以上２，０００ｋＶＡ未満の業務用ビルや商業施設等では、高圧６，０００Ｖの高圧で受電しているが、設備内の高圧受電盤の変圧器で１００Ｖ／２００Ｖの単相三線式の電圧と、動力用には２００Ｖの三相の電圧に降圧して供給している。単相三線式の配電部分については、家庭の配電方式と同一となっている。

一般の家庭では、１００Ｖ／２００Ｖで配電されると、まず、５０Ａ前後のノーヒューズブレーカーを介して、さらに同容量の漏電遮断器を経て、分電盤に配線される。

家庭用等の多くの分電盤は、交流共通母線を持ち、そこから２０Ａもしくは３０Ａのノーヒューズブレーカーを経由して、屋内外に配線され、コンセントまたは電気機器に直接接続している。

交流共通母線を有する分電盤は、その構造上、同時に連系できる商用電力系統は１系統のみであり、異なる複数の商用電力系統から同時に電力を引き込むことはできない。但し、複数の電力系統を引き込んでおき、それらの内の１つを切り替えて使用することは可能である。

特開２００８−４８４６９号公報 特開２００８−２５３１１８号公報 特開２００９−１７８００６号公報

しかしながら、その場合にも同期していない電力系統を相互接続させることはできないので、別の電力系統と交流共通母線との接続を開くときには、先ず既に開いている電力系統と交流共通母線との接続を閉じるという操作が必要になる。そのため、切り替えの際に一時的に電力系統から受電ができなくなるという課題がある。

また、複数の電力系統が同期しているとされる場合にも、それらを同時に同じ交流共通母線に連系することは一般的には行われていない。複数の電力系統が同期していることになっていても、実際には僅かな位相ずれは発生するため、それらを同時に同じ交流共通母線に連系すると位相がずれた電力系統間で横流が発生するという課題がある。また、事故時には連系した複数の電力系統から過大な電流が流れ、遮断不能に陥る危険性があるという課題がある。

このようなことから、これまで常時多重受電は行われてこなかった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、同時に複数の電力系統から電力を受給可能で、かつ、フィーダー毎に電力供給元となる電力系統を選択可能な多重受電分電盤を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、多重受電分電盤であって、商用交流電力系統または分散型発電装置に接続される電力用半導体素子からなる電力変換器、および各前記電力変換器を通過する電力の電気諸量を測定できる電圧・電流測定器を有する複数の第１の電力変換ユニットと、フィーダーに接続される電力用半導体素子からなる電力変換器、および各前記電力変換器を通過する電力の電気諸量を測定できる電圧・電流測定器を有し、前記フィーダーの電圧を所定の電圧に維持するよう前記電力変換器を制御された、１以上の第２の電力変換ユニットであって、と、前記第１および第２の電力変換ユニットの一方の端子同士を並列に接続する共通母線と、前記共通母線の電圧を測定できる電圧測定器を有し、測定された前記共通母線の電圧値に基づき、前記共通母線に流入する電力と前記共通母線から送出する電力との総和がゼロとなるよう少なくとも１つの前記第１の電力変換ユニットを制御する制御ユニットであって、各前記第２の電力変換ユニットに対し、電力供給元として１又は複数の前記第１の電力変換ユニットが設定され、電力供給先の前記第２の電力変換ユニットから前記フィーダーに送出された電力と同量の電力を同時に前記共通母線に流入させるよう各前記第１の電力変換ユニットを制御する、制御ユニットと、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多重受電分電盤において、前記制御ユニットは、前記第２の電力変換ユニットに対し、電力供給元として複数の前記第１の電力変換ユニットが設定された場合、電力供給元の複数の前記第１の電力変換ユニット間で供給割合が設定され、電力供給元の複数の前記第１の電力変換ユニットが電力供給先の前記第２の電力変換ユニットから前記フィーダーに送出される電力と同量の電力を、設定された割合で前記共通母線に流入させるよう前記第１の電力変換ユニットを制御することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の多重受電分電盤において、前記共通母線に接続された充放電可能な電力貯蔵装置をさらに備え、前記制御ユニットは、前記第１および第２の電力変換ユニットならびに前記電力貯蔵装置から前記共通母線に流入した電力と、前記共通母線から前記第１および第２の電力変換ユニットならびに前記電力貯蔵装置に送出した電力との総和がゼロとなるよう少なくとも１つの前記第１の電力変換ユニットを制御することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の多重受電分電盤において、前記共通母線は、直流母線であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の多重受電分電盤において、前記共通母線は、交流母線であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の多重受電分電盤において、前記商用交流電力系統に接続される電力用半導体素子および前記フィーダーに接続される電力用半導体素子は、パワートランジスタ、サイリスタ、トライアック、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＧＴＯのいずれかであることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の多重受電分電盤において、各前記第２の電力変換ユニットのフィーダー側に漏電検出器を備え、前記制御ユニットは、前記漏電検出器の検出結果に基づき前記第２の電力変換ユニットのゲートブロックを行うことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の多重受電分電盤において、前記制御ユニットは、電力出力要請がない場合および電力停止要請がある場合、前記第２の電力変換ユニットのフィーダー側を感電の恐れのない所定の電圧以下に低下させることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の多重受電分電盤において、前記制御ユニットに接続された通信端局をさらに備え、第２の電力変換ユニットに接続されたフィーダーに接続された外部機器が有する通信端局に固有のＭＡＣアドレスに対応したＩＰアドレスを割り当て、前記制御ユニットが前記外部機器と相互に通信を行うことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の多重受電分電盤において、通信方式が電力線搬送通信方式であり、通信回線として配電線を使用することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の多重受電分電盤において、前記制御ユニットは、前記通信端局で受信した信号に基づき前記第１および第２の電力変換ユニットを制御することを特徴とする。

本発明は、周波数、位相、電圧、交流、直流を問わず複数の電力系統から電力を同時に受給可能にし、かつ、フィーダー毎に電力供給元となる電力系統を選択可能することができる。また、本発明により、従来配電盤の受電容量やフィーダー容量に制限されて発揮できなかった電気機器の機能を向上させることができ、今までにない高出力・高性能な電気機器も開発されるプラットフォームができる。さらに、この配電システムは、出力のみならず、周波数を可変にし、電磁誘導加熱や回転制御電動機を使用した電気機器を開発することができる。また、通信を行うことで従来にない機能が付加できる。安全面でも従来常時電圧がかかっていた配電回路を、不使用時には、無電圧に近くすることができ、また使用時でも漏電を検出したら電子的なゲートブロックを高速にかけることにより、感電や漏電の危険性が低くなる。

本発明の全体像の説明のため一般家庭と業務用ビルでの適用例を説明した図である。 本発明の一実施形態に係る多重受電分電盤の構成を示す図である。 共通母線が交流の場合の説明図である。 共通母線が直流の場合の説明図である。 共通母線が直流の場合で電力貯蔵装置を直結した場合の説明図である。 コンセント・電気機器・分散型発電装置・外部インターネット網とＩＰ接続する場合の説明図である。 近隣の配電網の中での情報と電力の融通例の説明図である。 加熱を行う電気機器の説明図である。

はじめに、図１を用いて、本発明の全体像について説明する。

本発明は、従来のノーヒューズブレーカーの替わりに、電力用半導体素子を用いた電力変換器により分電盤を構成したものである。

この多重受電分電盤を内蔵した分電盤は、従来の分電盤をそっくり置き換えることもできるし、従来の分電盤のノーヒューズブレーカーと本発明の電力変換器を追加組み合わせることもできる。あるいは、専用のコンセントや専用の電気機器・家電製品などを開発して新しい配電システムを構築することもできる。また従来の配電システムと共存することもできる。

本多重受電分電盤は、図１の（Ａ）に示すように一般家庭や図にはないが低圧受電しているコンビニエンスストアなどの小規模店舗において、複数の商用交流電力系統から電力を受給し、その電力を変換して、掃除機、エアコン、ＩＨクッキングキッチン、電気シャワー、サンライトなどの電気機器に電力を供給することができる。

また、ソーラーパネルのような分散電源から電力を受け入れることもできる。

さらに、隣家とのネットワークと記述のあるように、隣家にも同様の電力変換配電装置がある場合、相互に電力を融通することができる。

また、図１の（Ｂ）に示すように業務用のビルや図にはないが、ファミリーレストランなど、高圧受電して、低圧に変換して使用している中規模店舗でも図中にあるような映写設備、冷凍庫、冷蔵庫、ＩＨキッチン、熱温水・冷水栓、乾燥機、洗濯機、エレベーターなどに電力を供給することができる。

これらの配電では、後述するように、複数の商用交流電力系統から同時に受給して、又は電力貯蔵装置の電力を加えて、従来の１００Ｖ２０Ａの電力を大幅に上回るような電力を、瞬間的に加えたりすることが可能になる。

たとえば、電気シャワーは、欧州では１０ｋＷ前後の製品が多数販売されている。これは、欧州で２４０Ｖ配電が行われており、高出力の電化製品が使用可能なためである。

本発明では、複数の商用交流電力系統から同時に受給したり、１つの商用交流電力系統から受給した電力に電力貯蔵装置の電力を加えたりするだけでなく、他のフィーダーの電力を制限することで、必要なフィーダーに高出力を供給することができる。後述するように、通信を行って使用制限を行う電気機器の応諾を得るプロセスも組み込むことが可能である。

このようにして、本発明では、複数の商用交流電力系統から同時に受給可能にし、後述する電気機器の機能を、一時的に高電圧・高電力・高周波数を与えることにより、向上させるものである。

同時に、本発明は、配電路の不使用時には、電圧を感電のないレベルまで低下させ、使用時においては、漏電検出により、電力変換器のゲートブロックすることにより従来の漏電遮断器よりも高速に回路を停止して、感電や漏電の危険性を減少させるものである。

ゲートブロックは、通常の配線用遮断器が、電磁コイルに流れる電流により機械的にラッチをはずして回路を解放するのに比べて、電気的に動作するため、格段に動作スピードが速い。これにより感電による人体への被害を大幅に小さくすることができる。

図２に、本発明の一実施形態に係る多重受電分電盤の構成を示す。多重受電分電盤１００は、複数の商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎを、電力用半導体素子からなる電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎを介して共通母線１０２に連系している。本発明では、商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎは、電力用半導体素子からなる電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎ、電圧・電流測定器１０３−１〜１０３−Ｎを介して共通母線１０２と連系しているため、電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎを意図的に動かさない限り、商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎ間に電力が流れることはない。

尚、電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎは、商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎに替えて太陽光発電や風力発電などの発電用電気機器に接続されてもよい。

また、多重受電分電盤１００は、複数のフィーダー３００−１〜３００−Ｍを、電力用半導体素子からなるフィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍ、電圧・電流測定器１０３−Ｎ＋１〜１０３−Ｎ＋Ｍを介して共通母線１０２に連系している。

さらに、共通母線１０２には、電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１を介して電力貯蔵装置１０６が接続されている。

制御装置１０４は、多重受電分電盤１００が使用されている間は常に、共通母線１０２に流入する電力と送出する電力の総和がゼロとなるよう、電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎ、フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍ及び電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１の制御を行う。すなわち、安定的に電力を供給可能な電源に接続された電力変換器、例えば、商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎに接続された電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎの内の１つを、電圧測定器１０５で共通母線１０２の電圧を電圧測定装置１０５で測定しながら共通母線１０２の電圧を一定に維持するよう動作させる。

また、制御装置１０４は、予め定められた設定と電圧・電流測定器１０３−１〜１０３−Ｎ＋Ｍの測定結果とに基づき、電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎ、フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍの電力変換の大きさ、方向等を制御する。

フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍは、電圧・電流測定器１０３−１〜１０３−Ｎ＋Ｍの測定結果に基づき、負荷が接続される側の電圧を１００Ｖ／２００Ｖ等の所定の電圧に維持するよう制御装置１０４によって、又は各電力変換器に内蔵される制御装置によって制御される。

さらに、共通母線１０２に流入してきた電力を電力貯蔵装置１０６に貯蔵することができる。これにより、商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎから受電した電力を一時的に電力貯蔵装置１０６に貯蔵し、任意のタイミングで電力貯蔵装置１０６から電力をフィーダー３００−１〜３００−Ｍに送出することもできる。また制御装置１０４は、電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎ、フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍの運転状況を監視し、全体として容量を超えると見込まれるときには容量制限をかけたり、電力貯蔵装置１０６の予測制御を行ったりできる。

また、共通母線１０２の電圧を一定に維持するために電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１を使用することもできる。但し、電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１および電力貯蔵装置１０６は共通母線１０２の電圧維持には必須の構成ではなく、これらは無くてもよい。

＜電力供給元の選択＞
制御装置１０４が、特定のフィーダー側電力変換器１０１からフィーダーへ送出した電力と同量の電力を、予め設定された電力系統側電力変換器１０１から共通母線に同時に流入させるよう制御することで、フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍの電力供給元を個別に設定することができる。例えば、複数のフィーダー側電力変換器１０１が重複して同じ商用交流電力系統２００を電力供給元とした場合、制御装置１０４は、同じ商用交流電力系統２００を電力供給元とする複数のフィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍから各フィーダーへ送出した電力の和と同量の電力を、電力供給元である商用交流電力系統２００に接続された電力系統側電力変換器１０１−１から共通母線に同時に流入させるよう制御する。こうすることで本発明では、フィーダー毎に電力供給元として商用交流電力系統２００を選択することができる。

＜複数の電力供給元からの受給＞
また、本発明では、複数の商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎから同時に受電可能であるので、例えば、フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１は、商用交流電力系統２００−１からの受電量を７０％、商用交流電力系統２００−２からの受電量を３０％としたり、商用交流電力系統２００−１からの受電量を一定量とし、それを超える分を別の商用交流電力系統２００−２から受給するとしたりすることができる。このような制御も、フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍのそれぞれに対して同時に行うことができる。

これを一般化すると、以下のように表すことができる。ここで、電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎから共通母線１０２へ流入する瞬時電力をＰ_G1（ｔ）、・・・、Ｐ_GN（ｔ）とし、電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎからフィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍに給電される定電力をＣ₁₁、・・・、Ｃ_1N、・・・、Ｃ_M1、・・・、Ｃ_MNとし、定電力Ｃ₁₁〜Ｃ_MN以外の電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎからフィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍおよび電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１への給電割合を示す係数をα₁₁（ｔ）、・・・、α_(M+1)1（ｔ）、・・・、α_1N（ｔ）、・・・、α_(M+1)N（ｔ）とする。

また、共通母線１０２からフィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍへ流入する瞬時電力をＰ_L1（ｔ）、・・・、Ｐ_LM（ｔ）とし、フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍの定電力Ｃ₁₁〜Ｃ_MN以外の電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎおよび電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１からの受電割合を示すβ₁₁（ｔ）、・・・、β_M(N+1)（ｔ）、・・・、β_1N（ｔ）、・・・、β_M(N+1)（ｔ）とする。

また、共通母線１０２から電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１へ流入する瞬時電力をＰ_Sr（ｔ）とし、電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１から共通母線１０２へ流入する瞬時電力をＰ_Sf（ｔ）とする。

尚、α_1N〜α_(M+1)Nは、電力系統側電力変換器１０１−Ｎから送出される電力の内、定電力Ｃ_1N〜Ｃ_MNを除く電力の、フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍおよび電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１への給電割合を示している。

また、β_M1〜β_M(N+1)Nは、フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍから送出される電力の内、定電力Ｃ_M1〜Ｃ_MNを除く電力の、電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎおよび電力貯蔵装置用電力変換器１０１−Ｎ＋Ｍ＋１からの受電割合を示している。

＜電力系統側電力変換器１０１−１〜１０１−Ｎから供給される瞬時電力＞

＜フィーダー側電力変換器１０１−Ｎ＋１〜１０１−Ｎ＋Ｍから出力される瞬時電力＞

また、商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎから時刻ｔ₁〜ｔ₂に受電した電力Ｐ₁の一部を、一時的に電力貯蔵装置１０６に貯蔵することで、商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎと電力貯蔵装置１０６とから、時刻ｔ₁〜ｔ₂とは異なる時刻ｔ₃〜ｔ₄に電力Ｐ₁と同量の電力をフィーダー３００−１〜３００−Ｍに送出することが可能である。これにより共通母線への電力の流入と送出を、時間差を設けて同量とすることもできる。例えば、３０分同時同量の電力需給計画を立てた際、実際の需要変化が計画通りに推移しなかった場合でも、時間をずらして、又は、より長い時間間隔の中で計画された需要を達成することで、商用交流電力系統２００−１〜２００−Ｎに対しては３０分同時同量を達成することができる。

上記のような制御方法の他に、時間帯によって商用交流電力系統を切り替えたり、普段供給を受けている商用交流電力系統が停電したとき、別の商用交流電力系統に切り替えたり、商用交流電力系統から受電した電力を一時的に電力貯蔵装置に貯蔵し、任意のタイミングで電力貯蔵装置から電力をフィーダーに送出することもできる。尚、本発明の多重受電分電盤では、商用交流電力系統の切り替え時に従来のように一時的に停電することは無く、無瞬断切り替えが可能である。

このように、本発明の多重受電分電盤では、フィーダー毎に電力供給元を選ぶこと、複数の電力供給元から任意の割合で同時に電力の供給を受けること、無瞬断で電力供給元を切り替えることを可能にする。

尚、電力用半導体素子に、サイリスタや、ＧＴＯ、トライアックのような他励式素子を使用した場合、共通母線は交流となる。また、電力用半導体素子に、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴのような自励式素子を使用した場合、共通母線は直流となる。

またこの配電システムにおいて、交流電力系統に接続している電力変換器を介して、ＩＧＢＴで作る交流位相をずらすことで、交流電力系統に逆潮流することが可能である。この場合、系統連系技術基準に合致する必要があり、機械的遮断器の追加や、単独運転防止手段を講ずる必要があるが、それらの手段を講ずることにより逆潮流を行うことできる。

本多重受電分電盤が、逆潮流を交流電力系統に送り込んでいるときでかつ、共通母線に電力貯蔵装置が接続しているとき、逆潮流の電力の大きさを、電力貯蔵装置を使うことで、従来の有効電力変動方法よりも大きく変動させれば、交流電力系統が停電した時に、単独運転になったとしても継続を防止することができる。これは、新しい単独運転防止方法になる。

フィーダー側電力変換器のような交流電力系統の電気を直流にする電力変換器は、サイリスタのような他励式電力変換器でも、ダイオードブリッジでも使用可能である。ただし、逆潮流を行う場合は不適である。

共通母線が直流の場合は、交流電力系統に接続する電力変換器にブーストアップ電力変換器を使用することで、直流電圧を上げることができる。直流電圧が高ければ、電流が小さくても大きな出力を得られるため、配電線のサイズを小さくすることができる。また、配電線のサイズを変えない場合は、出力を上げることができる。

なお、図中には記載していないが、回路の点検や取り換えのために、遮断器や機械式の断路器、プラグ、ピンなどで回路を開放する手段を設けることが望ましい。

また、各電力変換器１０１には、図示していないがリアクトルやＡＣフィルターが電力系統側、フィーダー側に接続されているが、それらは多重受電分電盤の外や、電気機器側に置くこともできる。これにより、リアクトル成分を２重に持たなくて済み、配電盤も小さくできる。

また、電力変換器１０１を従来の配電盤に付加する構造とし、制御装置１０４を別置する構造としておくことにより、従来のノーヒューズブレーカーをそのまま流用することができる。

（実施形態１）
図３は、電力変換器１１１が、トライアックのような双方向に電力を流すことができ、かつ電子的にその通過電力を高速に遮断できる場合を示している。トライアックは、双方向サイリスタ電力変換器であり、微弱なトリガ電流で主回路に双方向の交流電流が通過できるようになり、トリガ電流がゼロになるとそれ以降は主回路が遮断される。

また、トリガのタイミングをずらすことによって通電位相を遅らすことができ、平均電圧を下げることができる。この電力変換器で構成された多重受電分電盤は、交流電力系統の周波数を変えることなく電気機器に供給することができる。

また、平滑回路を備えることで直流を供給することもできる。

母線は交流商用回路と同一で、電圧は１００Ｖ／２００Ｖであり、配電線やコンセントも従来のままでよいが、漏れ電流を検出して、電子的に高速に電気回路を遮断することができるので、感電や漏電の被害拡大を抑えることができる。

また、ＡＣ１００／２００Ｖ商用交流電力系統と共通交流母線との間のトライアックは、通常の配線用過電流遮断器で代替できる。

図３には、多重受電分電盤１１０の交流共通母線１１２が交流の時に、自励式ＡＣ−ＤＣ電力変換器１１１を介して電力貯蔵装置１０６を接続する例を示す。これにより、共通母線に電力を供給したり吸収したりすることができる。これにより、いずれかの電気機器または他の電力変換器分電盤で、大きな出力を必要とするときに、電力変換器分電盤の受電容量を超えて、電力を供給することができる。また、他の電力変換器配電からの電力流入や電気機器の回生エネルギーも電力貯蔵装置に吸収することができる。

（実施形態２）
次に、共通母線が直流共通母線１２２の場合の実施例について説明する。

図４に示すように、ＡＣ−ＤＣ電力変換器１２１を構成する電力用半導体素子が、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等からなる自励式コンバータ・インバータである場合、すでに設置されている配電線やコンセントや電気機器がそのまま使えるように、インバータ出力電圧と電流を従来の値にすることができる。また、従来と異なる電圧・周波数を電源とすることにより従来にない機能を発揮できる電気機器を開発した場合、その電気機器が要求する電圧・周波数をインバータ出力することもできる。

これにより、既存の交流系統からの受電に限らず、太陽光発電や風力発電などの発電用電気機器の発生する電力を受け入れたり、電動機負荷の回生エネルギー電力を受け入れたり、他の配電システムとの間で電力を融通したりできる。

また、既存の交流系統が停電した場合、隣家とのネットワークのように、外部との間で電力を融通し、必要な電気機器に対し、電力を供給し続けることができる。

図４には、多重受電分電盤１２０の直流共通母線１２２が直流の時に、同様に自励式ＤＣ−ＤＣ電力変換器１２３を介して電力貯蔵装置１０６を接続する例を示す。これにより、直流共通母線１２２に電力を供給したり吸収したりすることができる。これにより、いずれかの電気機器または他の電力変換器１２１で、大きな出力を必要とするときに、電力変換器１２１の受電容量を超えて、電力を供給することができる。また、他の電力変換器１２１からの電力流入や電気機器の回生エネルギーも電力貯蔵装置１０６に吸収することができる。

単相のみならず三相電力も供給できる。平滑化のためのリアクトルは接続先側に置くこともできる。

（実施形態３）
図５は、共通母線が直流である場合に電力貯蔵装置を直接接続して、母線の電圧を一定に制御することを特徴とする多重受電分電盤である。電力変換器が不要になるために、コストが圧縮され、制御も容易となる。

しかし、直接接続の場合は、充電時と放電時で電力貯蔵装置の電圧が変化し、大電流が流れると母線電圧が低下するという問題があるため、交流電源系統に接続する電力変換器との協調制御を行って、母線電圧を一定の範囲に維持することが重要である。

（実施例１）
図６は、多重受電分電盤１４０の各接続端子と、商用交流電力系統・コンセント・電気機器２３・他の多重受電分電盤１４０・分散型発電装置１４７のうち必要なものに、通信機能を与え相互に通信を行い、商用交流電力系統２００から電力の供給を受け、コンセントを介して電気機器２３とに電力を供給し、別の接続端子が太陽光発電装置（ＰＶ）４００から電力の供給を受けている状態を図示している。

多重受電分電盤１４０の各電力変換器１４１には、データターミナルエンド（ＤＴＥ）１４４が割り当てられ、本装置内に設置された中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む制御装置１４５が、ＩＰアドレスを付加する。図のような配電系統に組み込まれ、電力線搬送通信端局（ＰＬＣ）１４３等の通信機器を用いてＩＰ通信を行うときには、多重受電分電盤１４０に設置された制御装置１４５がＩＰアドレスを割り当てる。制御装置１４５は割り当てたＩＰアドレスをテーブルの形でメモリに保管し、適切な周期で更新する。図６では、電力線を伝送路とする通信方式をとっているが、これは、ＬＡＮケーブル、無線ＬＡＮ、光ケーブルを伝送路とする通信方式を採用してもよい。また、図６では、ＰＬＣ１４３が各電力変換器１４１にそれぞれ１つずつ設置されているが、電力変換器１４１を制御する制御装置１４５にだけＰＬＣ１４３を設置してもよい。

本図では、電力線搬送通信端局（ＰＬＣ）１４３が配電線２０に設置され、コンセントや電気機器にも同様にＤＴＥとＰＬＣ１４３が設置され、ＤＴＥとＰＬＣ１４３を有するコンセントや電気機器などフィーダー側に接続された製品に対してＩＰアドレスがＣＰＵのアドレステーブルにより割り当てられる。

コンセントや電気機器など主な電気製品は、製品固有の製造番号に準ずるＭＡＣアドレスを有している。あるいは、製品がＩＰ通信を行う際に必要となるＤＴＥ１４４にアドレスがある場合もある。

図６の場合、電気機器２２が持つＩＰアドレス１９２．１６８．１．６からコンセント１９２．１６８．１．５を経由して多重受電分電盤１４０の接続端子１９２．１６８．１．３までの配電路を通じ、ＩＰ情報を送ることができる。コンセント上にスイッチを置いたり、電気機器２３に電源スイッチを置いたりすることによるオン・オフ信号や、パルス信号により、多重受電分電盤１４０とコンセントおよびまたは電気機器２３との間で通信することも可能である。

さらにＩＰアドレス１９２．１６８．１．２を通じて、外部のインターネット網と交信することも可能であり、ＩＰアドレス１９２．１６８．１．１を通じて、多重受電分電盤１４０よりも上流側の商用交流電力系統に通信を送ることもできる。

図７は、市内に設置されている柱上変圧器２４（６，０００Ｖ／２００Ｖ／１００Ｖ）の２次側にある低圧配電網を図示したものである。図中の遮断器２１、断路器２２はなくてもよい。

一つの柱上変圧器２４あたり、１０軒から２０軒の一般家庭が低圧電力の供給を受けている。また、別の柱上変圧器２４との間は６，０００Ｖの配電線で接続されている。

図示するように、各家庭の配電盤が、本発明の多重受電分電盤１４０を具備し、電力線搬送端局を有するとき、それぞれの端局にＩＰアドレスを付加し、接続先の商用交流電力系統・コンセント・電気機器・他の多重受電分電盤・分散型発電装置にもＩＰアドレスを付加することができる。

図示されたようなＩＰアドレスネットワークにおいては、柱上変圧器２４の２次側がハブの役割を果たし、他の柱上変圧器２４との間でＬＡＮを構成することができる。

このようにして、商用交流電力系統側に通信機能がある場合、多重受電分電盤１４０との間で相互に通信を行い、商用交流電力系統を通じてさらに他の多重受電分電盤１４０ならびにそれに接続する機器との間で、電力融通制御を行うことが可能になる。これにより、他の多重受電分電盤１４０や他の電力系統とも接続することができ、特定の電力を指定して、融通の予約をして電力を購入したりすることができる。また、再生可能エネルギーを指定して電力融通を受けることもでき、ＲＰＳ価値やＣＯ２価値などを直接購入したり、販売したりすることが可能になる。

（実施例２）
多重受電分電盤１４０は、フィーダー側電力変換器１４１に漏電検出手段１４６を持ち、その出力を受けて電力変換器１４１のゲートブロックを行う保護システムを有する。この方法により、機械式の漏電検出器より迅速な回路遮断が可能となる。漏電検出手段１４６は、零相変流器とすることができる。また、漏電検出手段１４６は、中性線を設置することによる中性点電位とすることができる。

漏電検出手段１４６として、零相変流器より安価な電流センサーを漏電検出の手段に用いることができる。中性線に流れる電流や電圧あるいはその変化率を測定し、一定範囲を超えたとき漏電と判断し、漏電遮断器の電磁的駆動機構の代わりに、より高速な電子的ゲートブロックを使用することで漏電を速やかに遮断することができる。

さらに、図６のように、多重受電分電盤１４０と電気機器２３との間で、通信を行えることにより、以下の操作が効率よく行える。
（１） 漏電の有無の検出
（２） 電力供給開始・停止信号の送出
（３） 電力供給中の電線路における電圧降下の測定
（４） 電力供給中の電線路における電力損失の測定
（５） 電力供給中の電線路の異常加熱防止

また、電気機器２３の運転状況、異常履歴などに加え、電気機器２３の属性、監視情報などを、必要に応じて、製造者、販売者側に情報を伝達することが可能になる。

また、逆に、外部から当該電気機器２３の運転注意情報やソフトウェアのバージョンアップ情報、宣伝情報などを電気機器２３に伝え、表示させたりすることができる上、必要に応じて自動的にソフトウェアを上書きすることも可能になる。

さらに、外部から通信が行えることにより新機能開発のためのデータ回収がおこなえ、不具合の改良や、新しい機能の追加、ソフトウェアバージョンアップが行える。

さらに、不具合の発生した電気機器２３を、リコールする場合に、外部からＭＡＣアドレスなどを検索できることで、回収すべきリコール機器がどこにどれだけあるかが把握でき、ＰＬ対応上有効な手段となる。

インターネット通信を目的とした電力線搬送方式は、すでに家庭内で実用化されている。これが他の多重受電分電盤や電気機器との間でも使用できれば、新たな通信回線を敷設する必要がなくなる。

これにより、多重受電分電盤や電気機器または外部の情報が、ＩＰプロトコルに準拠して双方向に通信可能となり、電気的特性・電気機器稼働状況・運転履歴を把握し、故障対応などを行うことができる。

これにより、外部から電気機器の監視や起動・停止ができる。

これにより、アイロンやこたつのつけ忘れなどに代表される電気機器由来の火災等を未然に防止し、外出時に気がかりになる電気機器の状態を外部から確認することができる。また、電気機器を外部から操作して、つけ忘れの電気機器を停止させたり、逆に早目に稼働させて部屋を暖めたりすることができる。

（実施例３）
本発明の配電システムにおいて電力の供給を受け、加熱・冷却を行うことを特徴とする電気機器について説明する。

さらに、多重受電分電盤か電気機器のいずれかに電力貯蔵装置を有し、交流系統電力に電力貯蔵装置出力を加えることで、加熱・冷却を行う電気機器について事例を示す。

図８は、（Ａ）が、従来の電気ポットであり、（Ｂ）が本発明の電気ポットである。区別のためにパワーポットと呼ぶ。この図では、パワーポットの側に電池を置いた例（Ｃ）を示している。

従来の電気ポットは、お湯の使用前に余分の水をポットに入れ、必要な温度まで加熱し、一部を使用し、残りは保温状態を保つ。ここで常に過剰加熱と保温のロスが発生している。

また、煎茶、玉露、抹茶、紅茶、コーヒー、カップ麺など用途に応じて使用温度が違い、加温はまだしも降温については、時間をかけて冷ますしかなかった。

常時保温による、カルキの沈殿固着などの問題も発生した。

本発明の、電力貯蔵出力の加味による加熱方式は、パワーポットの中に余分の水を入れる点は変わらないが、給湯時に瞬間的にヒーターを加熱するため無駄な加熱が少なくて済む。また保温の必要はなく、ポットの中にあるのは水の状態なのでカルキの沈殿凝固の問題も発生しない。

同様の技術は、コーヒーメーカーの給湯部に見られる。しかし、得られる電力の制限により、湯量が少ないため、電気ポットと同等の機能は得られない。

カップ麺販売機の給湯装置はお湯タンクがあるのでこの技術とは異なる。

本発明は、給湯部出口にヒーターをおいて電池の出力を加味して加熱力を強めるものである。ヒーターには従来型のシーズヒーター以外に、ＩＨヒーターが好適である。

ＩＨヒーターの場合は、電力貯蔵装置を多重受電分電盤側に設置して、電力変換器のＰＷＭ出力を平滑リアクトルではなく、直接ＩＨヒーターコイルに印加することもできる。

温度制御を付加することにより、希望する温度設定に合わせた温度の給湯が瞬時にでき、無駄な加熱や保温をなくすことができる。

図示してはいないが、すでに冷水製造のための冷却装置の技術は確立している。これは、冷却水タンクを備えており、常時保存しているため、雑菌の繁殖の問題があった。

冷却装置の技術を応用し、電池による出力を加味すれば、給湯に加えて、あるいは単独の瞬間冷水供給が可能なパワーポットができる。温度制御も可能である。

このようにして、電気機器が従来配電盤のノーヒューズブレーカーの容量に制限されて発揮できなかった加熱・冷却に関わる機能を付加することができる。

加熱においては、使用前に多めの量を加熱して保温状態を保っておく必要がなくなり、必要時に瞬間加熱することが可能となる。これにより、必要な量だけ必要な加熱をすればよいので、省エネ効果が高まるうえ、非加熱物の無駄も少なくなる。また、常時加熱保存による品質劣化や沈殿物発生などの問題がなくなる。

また、冷却においても、常時冷却して保存しておく必要がなく、必要時に瞬間冷却をすることが可能になる。これにより、必要な量だけ、必要な冷却をすればよく、省エネ効果が高まるうえ、非冷却物の無駄も少なくなる。また、常時冷却保存による衛生悪化の問題もなくなる。

図１（Ａ）には、電気シャワー・サンライト・ＩＨクッキングの例が載っている。シャワーに関しては、従来、ガス湯沸かし器や貯湯槽からの供給が一般的であったが、適温が得られるまでに長い時間がかかった。またガスの効率は６０％以下であり、貯湯槽は常時保温が必要であった。

電気シャワーは、シャワー出口近傍に電気ヒーターを持つもので、必要なときだけ使用するものである。ＩＨヒーターであれば９０％近い効率があり、瞬間的に適温のお湯がえられる。１０ｋＷぐらいの出力があれば、十分な湯量がえられるので、交流系統電力に電力貯蔵装置出力を加える方法が望ましい。

これにより、家庭では貯湯槽、ガス湯沸かし器、業務用のホテルなどでは、貯湯タンク、冷却水タンク、ガスバーナー、給湯配管といった外部装置が不要となり、ホテルでの一斉使用時のタンク内貯湯枯渇の問題もなくなる。

サンライトは、調節ができず、点灯時はなかなか暖まらず、暖まった後は熱すぎるというような問題があった。同様の問題は、部屋の暖房器具にもある。

本発明は、点灯当初に交流系統電力に電力貯蔵装置出力を加えることで、急速な暖房効果を得て、その後自動的に電力調整をして適温を保つものである。

ＩＨクッキングは、調理の加熱力が問題視されていてガスとの比較論で最も重要なポイントである。現在２００Ｖで供給されているが、供給フィーダーの電流制限により、パワー不足となっている。

２００Ｖという表現は、２０２Ｖ±２０Ｖという技術基準なので、負荷が重くなったときにも電圧を２２２Ｖに維持できれば、パワー供給の一助となる。供給電力を２００Ｖ以上にすることも可能である。

しかし本発明の電力貯蔵装置との組み合わせによる運用で出力を増強することでパワーアップを図ることができる。

図１（Ｂ）には、乾燥室・キッチン・冷蔵庫・冷凍庫の例が載っている。

乾燥室や乾燥機は、乾燥対象物の水分を飛ばすまでは、５３９ｋｃａｌ／ｋｇの蒸発潜熱が必要であるが、水分がなくなった後は対象物の比熱によるが数ｋｃａｌ／ｋｇの熱量で十分である。

従って、乾燥開始初期に十分な熱量を投入して乾燥させ、さらに蒸発水を外部に排出し、水分が少なくなれば、ただちに投入熱量を減少させなければならない。従来の電源容量では、急速乾燥・急速排気ができなかった。このため長時間の加温による繊維の痛みや減縮が発生した。

本発明の、電力貯蔵装置との組み合わせによれば、このような急速乾燥・急速排気方式が可能となる。湿度などを検出して、水分が少なくなったら出力抑制を行うことができる。これにより、乾燥時間も大幅に短縮され、繊維の痛みや減縮も少なくなる。

キッチンでは、水道栓に温度調節がつくのが一般的になったが、これも貯湯槽から熱水を運ぶのでお湯が出るまで時間がかかる。その間、無駄に水を廃棄している。またガス湯沸かし器の場合も時間がかかるうえ、ガスがチューブ部分も温めるので、間欠的な使用の場合、連続使用に比べて熱効率が下がる。

貯湯槽やガス湯沸かし器のチューブの衛生面を考えると、このお湯を飲用に使うには抵抗があり、もっぱら洗い物などに利用されている。

水道栓出口部に、前出のパワーポットのヒーターを設置し、温度調整機構をつければ、瞬時に希望する温度のお湯がえられる。衛生面でも問題が少なく、飲用にも適する。ヒーターはＩＨヒーターが好適である。

同様に水道栓出口部に、前出の冷却ポットの冷却装置を設置すれば、水道栓から冷水がえられる。衛生的にも問題が少なく飲用に適する。

温熱水と冷水は、同じ水道栓にも付けられるし分離することも可能である。

ヒーターまたはクーラーの設置場所の手前に、浄水器をつければ、さらに衛生面で好適である。クーラーの場合は温度が低いので、浄水器をクーラーの後につけることも可能である。

これらは、水周りに電気ヒーターを使うことで、感電の危険性などに一層注意しなければならず、本発明の漏電検出方式は好適である。

冷凍庫の例は、家庭でも同様である。一般に急速冷凍をすると食品の鮮度が長く維持できると言われている。これは急速冷凍だと、水がデンドライト化（針状結晶）する時間がなく、食品の細胞膜が破壊されないためといわれる。本発明は交流系統電力に電力貯蔵装置出力を加えることで急速冷凍を行うことができる。

（実施例４）
本発明の配電システムにおいて電力の供給を受け、電動機を駆動する事例を説明する。

特に、多重受電分電盤か電気機器のいずれかに電力貯蔵装置を有し、その出力を加えて、電動機を駆動することを特徴とする電気機器について事例を示す。

電動機を使う例としては、図１に示すように、エアコンコンプレッサー、冷蔵庫コンプレッサー、洗濯機、乾燥機、掃除機、エレベーターがあり、その他にも芝刈り機や電動工具がある。家庭用では三相は供給されていないので単相モータとなっている。

本発明では、電力変換器の構成により、任意の三相交流も作れる上、周波数を可変としていわゆるインバータモータとすることができる。また、ＡＣリアクトルはモータの巻線で代用される。

始動時に大きな電流が必要な場合、多重受電分電盤か電気機器のいずれかに電力貯蔵装置を有し、必要な始動電流を供給することができる。

エアコンは、冬場に暖房能力が不足して、灯油ファンヒーターやガスヒーターが欠かせない。これは、始動時のパワーが不足しているためであり、本発明は、電力貯蔵装置のパワーを追加することにより解決することができる。

冷蔵庫は扉の開閉により、温度上昇し、コンプレッサーが長時間稼働せざるを得なくなる。本発明の配電システムを使用することで、扉の開閉直後に強力に冷却し、その後は、低出力とすることで庫内の温度を安定させることができる。

洗濯機や乾燥機は、本発明により、一度に処理する容量が増加する。

掃除機は、パワー不足のため、パワーブラシ機能などをつけて、埃をたたき出す方式が一般的であるが、髪の毛などが絡みつき、不評であった。

本発明のようにパワーを増すことやインバータ運転により回転数を高速から低速まで変化させることができれば、効率的でパワフルな吸い込み機能が得られ，ブラシ機能などは不要となる。

エレベーターの始動電流は、ビルの配電設計上重要な要素となっており、この電流を、電力貯蔵装置が補償することにより、配電系統は容量を小さくできる。

これらにより、電動機を使用する電気機器は、従来配電盤のノーヒューズブレーカーの容量に制限されて発揮できなかった機能を付加することができる。

さらに、電動機を使用する電気機器が、従来配電盤の配電回路が単相であったために発揮できなかった機能を付加することができる。

さらに、電動機を使用する電気機器が、従来配電盤の配電回路が一定周波数であったために発揮できなかった機能を付加することができる。

これらにより、必要時に従来の制限を超える電流によりトルクを得て、従来にない機能を発揮したり、多相交流を得て電動機も多相化することによりコンパクトで高出力化したり、周波数を可変したり、高周波化したりすることで電動機の機能を従来にないものにすることができる。

周波数を変えることにより、電磁誘導加熱の電源として高周波を供給したり、エアコンのモータの回転数を変化させたりできる。

電圧については、ゼロボルトから低圧基準電圧の最大値の６００Ｖの間の値を、電気機器側の仕様に合わせて、ソフト的に設定することが可能になり、運転中に電圧を上下することも可能になる。

周波数については、５０Ｈｚ、６０Ｈｚに限らず、その他の周波数を、電気機器側の仕様に合わせて、ソフト的に設定することが可能になり、運転中に周波数を変更することも可能になる。周波数を、連続的に可変とすることにより電動機用インバータのように回転機器の回転数を上げたり、ＩＨ機器等の静止機器の動作周波数を変化させたりすることができる。

さらに周波数ゼロとすれば、直流出力とすることもできる。多くの電気機器が、整流回路で必要な電力を内部で作っているが、直接希望する電圧の直流を多重受電分電盤から送ることができれば、電気機器の整流回路が不要となる。

さらに、ＡＣフィルターやリアクトルに相当する電力素子が、電気機器側にある場合は、多重受電分電盤の大きさを小さくすることができる。

最近の電気機器はほとんど、一旦直流電源を作ってから内部で電源を作るので直流供給することで、無駄を省略できる。

蛍光灯照明は、直流の低電圧供給で、電灯器具のところでインバータでＡＣ１００Ｖ−１２０Ｖを作る方が、高圧部分が電灯器具の部分に限定され、配電線は低圧なので安全性が高い。

（実施例５）
本発明の配電システムにおいて電力の供給を受け、電磁気を発する事例を説明する。

高周波誘導加熱（ＩＨ）の電力供給は、コイル部が電気機器側にあるので多重受電分電盤側では、ＰＷＭスイッチング電圧を供給すればよい。

近年、非接触による無線電力供給機器開発が進んでおり、このような機器に対しても電力供給を行える。ここでもコイル部が機器側にあるので多重受電分電盤側では、ＰＷＭスイッチング電圧を供給すればよい。

さらに、電子レンジ機能に準じた電力供給を行ったり、電磁気による健康機器に電力供給を行ったりできる。

（実施例６）
本発明の配電システムにおいて電力の供給を受け、光を発する事例を説明する。

蛍光灯照明は、ＡＣ１００Ｖの配線である必要はなく、低圧直流を配電して蛍光灯器具部でインバータ変換して発光させることができ、照度の調整もできる。この方法は感電や漏電の危険性を減少させる。

蛍光灯は、高周波発光も可能であり、多重受電分電盤の電力変換器が適切な電圧と周波数で電力を供給することにより、安定器などを省略できる。

ＬＥＤなどの照明は、低電圧直流であり、多重受電分電盤の電力変換器が直接電力を供給することができる。

（実施例７）
本発明の配電システムにおいて電力の供給を受け、他に電力を供給する事例を説明する。

たとえば、多重受電分電盤の接続端子の一つに、電気自動車もしくはプラグインハイブリッド電気自動車が接続する場合、本装置は他の装置に電力を供給する設備となる。この場合、多重受電分電盤の高出力機能により，通常充電にとどまらず，急速充電が可能になる。

また、ＶｔｏＧであらわされるような、電気自動車から系統に電力を供給する手法についても、本発明の方式に従えば、多重受電分電盤によれば、情報と電力を融合して系統に送り出すことができる。

さらに、多重受電分電盤に電力貯蔵装置が設置されていない場合、接続端子の一つに接続された電気自動車またはプラグインハイブリッド電気自動車の電池が、その役割を代替することが可能である。

（実施例８）
配電ネットワークシステムにおいて、電力を供給・消費する設備から、多重受電分電盤に対し、電力出力要請または電力停止要請を行った場合、多重受電分電盤が各接続端子間の統合制御を行って次のような運用を行う。
（１） 電力機器の電圧印加要請がない間は、配電路電圧をゼロから３０ボルトの間に抑える。
（２） この状態の時に、漏電検出を行う。電圧ゼロの時は、３０ボルトまでの電圧を定期的に荷電しその間に漏電検出を行う。
（３） 漏電が検出された場合、ゲートブロックを行い、配電盤での表示とコンセントや電気機器に通信を通じて異常表示する。
（４） 電気機器の電圧印加要請があれば、要請の内容に応じた電圧を印加する。
（５） 通信によりコンセントまたは電気機器側の電圧・電流を知り、配電線での電圧降下を計算して、配電線の過熱状態を監視する。

以上に加えて、通信による様々な運転が可能になる。通信手順は、独自のものを開発できるが、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルに準拠すれば、外部インターネットとも大きな変更なく、データの授受ができるため好適である。

配電線にかかっている電圧がゼロボルトの場合、通信システムで電圧印加要請を伝えることができる。

電気機器からの電圧印加要請のあった時に、電力変換器を動作させて定格電圧を印加するシステムとすることにより、不使用時に不要な感電・漏電をなくすことができ、使用時も漏電検出手段と高速なゲートブロックを組み合わせることにより、感電・漏電の危険を減らすことができる。

電気機器からの電圧印加要請のあった時に、電力変換器を動作させて定格電圧を印加するシステムとすることにより、いわゆる待機電力をなくすことができ、省エネルギーの観点から効果が大きい。

リモコンの待ち受けや時計表示などのために待機電力が消費されていることが多いが、これらは低電圧でも作動する。従って、配電盤側から低電圧を供給するか、電気機器側に電池をおいて動作させることで解決できる。電池の消耗を後述する通信により配電盤側に知らせれば、必要な都度、電圧を印加するだけでよくなる。

電気機器側で発生する情報には、受電電圧、電流があり、これを多重受電分電盤で受信すると、配電盤側の送電電圧との差から、電線路での電圧降下並びに電力損失が計算でき、電力損失が過大であるときには電線路の過熱状態が想定されるので、回路を停止するか、送電電力を削減するかいずれかの手段をとることができる。

さらに、多重受電分電盤側で発生する回路異常情報、交流電力系統停電情報、交流電力系統瞬時低電圧情報を、電力機器に送信して運転を停止したり、待機したりすることができる。あるいはコンセントに送信して状態を表示させ注意を喚起したりできる。

（実施例９）
電力出力要請のない場合および電力停止要請のあった場合、接続端子電圧を、ゼロボルトを含む感電の恐れのないレベル以下に低下させ、それにより配電線およびまたはコンセントおよびまたは電気機器による感電または漏電を防ぐことを特徴とする運用方法がある。

感電の恐れのないレベルは、電気設備技術基準によれば、交流においては３０ボルト以下、直流においては４５ボルト以下である。ゼロボルトであることは望ましい。

この配電システムにおいて、電気機器からの電圧印加要請のない時には、電力変換器電圧を、感電の恐れのないレベル以下に低下させることによって、配電線による感電または漏電を防ぐことができる。

（実施例１０）
本発明の多重受電分電盤は、配電システムの運転方法を記述したプログラムをコンピュータチップに読み込ませ、内蔵するメモリに保存することができる。運転プログラムは、電気機器が接続されると多重受電分電盤から電気機器に自動的にダウンロードされ、電気機器の運転制御を当該システムの環境に合ったものにして、好みの運転モードで動かすことが可能になる。

運転モードの内容には電圧・電流・周波数・保護・運転手順などさまざまなものがある。

２１ 遮断器
２２ 断路器
２３ 電気機器
１００、１１０、１２０、１３０、１４０ 多重受電分電盤
１０１、１４１ 電力変換器
１０２、１４２ 共通母線
１０３ 電圧・電流測定器
１０４、１４５ 制御装置
１０５ 電圧測定器
１０６、１４７ 電力貯蔵装置
１１１ トライアック
１１２ 交流共通母線
１１３、１２１ ＡＣ−ＤＣ電力変換器
１２２ 直流共通母線
１２３ ＤＣ−ＤＣ電力変換器
１４３ ＰＬＣ
１４４ ＤＴＥ
１４６ 漏電検出手段
２００ 商用交流電力系統
３００ フィーダー
４００ 太陽光発電装置（ＰＶ）

Claims (11)

1. 商用交流電力系統または分散型発電装置に接続される電力用半導体素子からなる電力変換器、および各前記電力変換器を通過する電力の電気諸量を測定できる電圧・電流測定器を有する複数の第１の電力変換ユニットと、
   フィーダーに接続される電力用半導体素子からなる電力変換器、および各前記電力変換器を通過する電力の電気諸量を測定できる電圧・電流測定器を有し、前記フィーダーの電圧を所定の電圧に維持するよう前記電力変換器を制御された、１以上の第２の電力変換ユニットであって、と、
   前記第１および第２の電力変換ユニットの一方の端子同士を並列に接続する共通母線と、
   前記共通母線の電圧を測定できる電圧測定器を有し、測定された前記共通母線の電圧値に基づき、前記共通母線に流入する電力と前記共通母線から送出する電力との総和がゼロとなるよう少なくとも１つの前記第１の電力変換ユニットを制御する制御ユニットであって、各前記第２の電力変換ユニットに対し、電力供給元として１又は複数の前記第１の電力変換ユニットが設定され、電力供給先の前記第２の電力変換ユニットから前記フィーダーに送出された電力と同量の電力を同時に前記共通母線に流入させるよう各前記第１の電力変換ユニットを制御する、制御ユニットと、
   を備えたことを特徴とする多重受電分電盤。
2. 前記制御ユニットは、前記第２の電力変換ユニットに対し、電力供給元として複数の前記第１の電力変換ユニットが設定された場合、電力供給元の複数の前記第１の電力変換ユニット間で供給割合が設定され、電力供給元の複数の前記第１の電力変換ユニットが電力供給先の前記第２の電力変換ユニットから前記フィーダーに送出される電力と同量の電力を、設定された割合で前記共通母線に流入させるよう前記第１の電力変換ユニットを制御することを特徴とする請求項１に記載の多重受電分電盤。
3. 前記共通母線に接続された充放電可能な電力貯蔵装置をさらに備え、
   前記制御ユニットは、前記第１および第２の電力変換ユニットならびに前記電力貯蔵装置から前記共通母線に流入した電力と、前記共通母線から前記第１および第２の電力変換ユニットならびに前記電力貯蔵装置に送出した電力との総和がゼロとなるよう少なくとも１つの前記第１の電力変換ユニットを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の多重受電分電盤。
4. 前記共通母線は、直流母線であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多重受電分電盤。
5. 前記共通母線は、交流母線であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多重受電分電盤。
6. 前記商用交流電力系統に接続される電力用半導体素子および前記フィーダーに接続される電力用半導体素子は、パワートランジスタ、サイリスタ、トライアック、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＧＴＯのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の多重受電分電盤。
7. 各前記第２の電力変換ユニットのフィーダー側に漏電検出器を備え、
   前記制御ユニットは、前記漏電検出器の検出結果に基づき前記第２の電力変換ユニットのゲートブロックを行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の多重受電分電盤。
8. 前記制御ユニットは、電力出力要請がない場合および電力停止要請がある場合、前記第２の電力変換ユニットのフィーダー側を感電の恐れのない所定の電圧以下に低下させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の多重受電分電盤。
9. 前記制御ユニットに接続された通信端局をさらに備え、第２の電力変換ユニットに接続されたフィーダーに接続された外部機器が有する通信端局に固有のＭＡＣアドレスに対応したＩＰアドレスを割り当て、前記制御ユニットが前記外部機器と相互に通信を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の多重受電分電盤。
10. 通信方式が電力線搬送通信方式であり、通信回線として配電線を使用することを特徴とする請求項９に記載の多重受電分電盤。
11. 前記制御ユニットは、前記通信端局で受信した信号に基づき前記第１および第２の電力変換ユニットを制御することを特徴とする請求項９又は１０に記載の多重受電分電盤。

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