JP2016046828A - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力変換装置が自立運転を行う場合に発電装置の発電電力の余剰分を蓄電装置に充電することが可能な電力供給システムを提供する。【解決手段】解列リレー５５の補助接点５５１及びリレー駆動監視回路２５により電力系統７からの自システムの解列が検出された場合、電力変換装置１は、発電装置８から見た信号の取得先をリレー接点６４ａによって電流トランス６５から電流トランス６６に切り替えると共に、ＥＶ４からの直流電力を交流電力に変換して負荷６１，６２に供給する自立運転行う。電流トランス６６は、電力変換装置１から負荷６１，６２側へ必然的に流れる電流を検出しており、この電流が検出されたことを示す信号を取得する発電装置８は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたことを示す信号を電流トランス６５から取得した場合と同様に発電を継続して電力変換装置１及び負荷６１，６２に交流電力を供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力系統から負荷に給電するための電力線に対し、発電装置と、電力線からの交流電力及び蓄電装置からの直流電力を双方向に交直変換する電力変換装置とが、電力系統に近い側からこの順に接続された電力供給システムに関する。

従来、電力系統に連系して発電した電力を負荷に供給する太陽光発電装置、燃料電池等の分散型の発電装置と、該発電装置及び／又は電力系統からの電力を一時的に蓄電して負荷に供給する蓄電装置とを組み合わせたシステムが多数提案されている。

例えば、特許文献１には、太陽電池が発電した直流電力の電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電池に対する充放電を行う充放電器とをパワーコンディショナ内の直流系統にて接続し、直流系統側の直流電力と負荷が接続された電力系統側の交流電力とをＡＣ／ＤＣコンバータで双方向に変換する太陽光発電システムが記載されている。

特許文献１に記載のシステムは、発電機からの発電電力が一旦交流に変換されることなく蓄電池の充電に利用されるため、充放電の効率がよい反面、ＤＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータ又は充放電器との間で直流の出力電力を足し合わせるという特別な制御が必要となる。また、電力系統の停電時にパワーコンディショナが電力系統から解列されるため、電力系統に接続された負荷に電力が供給されないという制約がある。

これに対し、特許文献２には、電力系統及び負荷（第１電力消費装置）の間を接続する交流の電力線に、電力系統に近い側から充放電装置及び発電装置をこの順番に接続した分散型電源システムが記載されている。この分散型電源システムでは、電力系統の非停電時に、電力系統へ逆潮流させないという前提で発電装置からの交流電力を負荷及び充放電装置に供給することが可能であり、停電時には、自立運転を行う充放電装置及び発電装置からの交流電力が負荷に供給される。

上記の分散型電源システムでは、停電時に充放電装置が自装置及び発電装置間の電力線に負荷側へ電流を流して発電装置に検出されるようにする必要があるため、電力線における各装置の接続順序が上記のようになっている。また、非停電時に発電装置からの交流電力を発電装置よりも電力系統側の充放電装置に供給して蓄電池に充電されるようにするため、充放電装置よりも電力系統側の電力線に流れる電流が発電装置に検出されるように切り替えることにより、電力系統への逆潮流が防止されるようになっている。

一方、特許文献３には、電力系統及び負荷（電力消費装置）の間を接続する交流の電力線に、電力系統に近い側から発電装置及び充放電装置をこの順番に接続した自立給電システムが記載されている。この自立給電システムでは、特許文献２に記載の分散型電源システムと同様に、電力系統の非停電時に、発電装置からの交流電力を負荷及び充放電装置に供給することが可能であり、停電時（電力系統が電力線に電力供給を行えないとき）には、自立運転を行う充放電装置及び発電装置からの交流電力が負荷に供給される。

上記の自立給電システムでは、発電装置が電流トランスによって電流を検出している電力線に、非停電時のみならず停電時にも負荷側へ電流を流して発電装置に検出されるようにする必要がある。このため、電力系統及び上記電流トランス間の電力線に切り替えスイッチが介装されており、このスイッチにより停電時に電力線が解列され、且つ充放電装置からの電流が解列された電力線から発電装置及び負荷に供給されるようになっている。

特開２０１３−１７２５１４号公報 特開２０１４−３９３８５号公報 特開２０１３−１７６１８０号公報

しかしながら、特許文献２及び３に開示された技術では、充放電装置が自立運転を行う場合、発電装置は自身が電流を検出する電力線に負荷側とは逆方向に電流が流れないように発電電力を制御するため、発電電力の一部又は全部が充放電装置の蓄電池に充電されないという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電力変換装置が自立運転を行う場合に発電装置の発電電力の余剰分を蓄電装置に充電することが可能な電力供給システムを提供することにある。

本発明に係る電力供給システムは、電力系統から負荷に給電するための電力線に流れる電流を検出して検出結果を示す信号を出力する検出部と、該検出部及び前記負荷間の前記電力線に接続されており、前記検出部から取得した信号に基づいて発電電力を制御する発電装置と、該発電装置及び前記負荷間の前記電力線に接続されており、前記電力線からの交流電力及び蓄電装置からの直流電力を双方向に交直変換する電力変換装置とを備える電力供給システムにおいて、前記電力変換装置及び負荷間の前記電力線に流れる電流を検出して検出結果に係る第２の信号を出力する第２の検出部と、前記発電装置が取得する信号の取得先を前記検出部及び第２の検出部の何れかに切り替える切替スイッチとを備え、前記電力変換装置は、前記蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給する自立運転が可能に構成してあり、前記電力変換装置が自立運転を行う場合、前記信号の取得先が前記切替スイッチにより前記第２の検出部に切り替わるようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る電力供給システムは、前記電力系統からの解列を検出する解列検出部を備え、前記電力変換装置は、前記解列検出部が解列を検出した場合に自立運転を行うようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、前記発電装置による交流電圧が前記自立運転にて出力すべき基準電圧を上回る場合、前記発電装置からの交流電力を交直変換した直流電力で前記蓄電装置を充電するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、前記解列検出部が解列を検出した場合に前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記第２の検出部に切り替える切替手段を有することを特徴とする。

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、前記切替手段が第２の検出部に切り替えた場合、前記蓄電装置に含まれる蓄電池のＳＯＣを取得する取得手段と、該取得手段が取得したＳＯＣが所定の閾値より大きいか否かを判定する手段と、該手段が大きいと判定した場合、前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記検出部に切り替える第２の切替手段とを有することを特徴とする。

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、前記第２の切替手段が前記検出部に切り替えた場合、前記取得手段が取得したＳＯＣが前記所定の閾値より小さい第２の閾値以下であるか否かを判定する手段と、該手段が以下であると判定した場合、前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記第２の検出部に切り替える手段とを備えること
を特徴とする。

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、各アームに含まれるスイッチング素子に寄生ダイオード又は転流ダイオードが並列接続されたＨブリッジ回路を有しており、直流電力及び交流電力を双方向に変換するインバータを備えることを特徴とする。

本発明に係る電力供給システムは、前記検出部及び電力系統間の前記電力線に接続されており、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、電力系統から負荷に給電するための電力線に流れる電流を検出部が検出して検出結果を示す信号を出力し、検出部よりも負荷側の電力線に接続された発電装置が検出部から取得した信号に基づいて発電電力を制御し、発電装置よりも負荷側の電力線に接続された電力変換装置が電力線からの交流電力及び蓄電装置からの直流電力を双方向に交直変換して蓄電装置を充放電する。また、第２の検出部が電力変換装置及び負荷間の電力線に流れる電流の検出結果に係る第２の信号を出力するようにし、発電装置が発電電力を制御するための信号の取得先を、切替スイッチにより検出部及び第２の検出部の何れかに切り替え可能にしてある。この構成にて電力変換装置が自立運転を行う場合、発電装置８から見た信号の取得先が、切替スイッチによって検出部から第２の検出部に切り替わる。

これにより、発電装置が電力変換装置の自立運転に連系する連系運転を行いつつ、電力変換装置よりも負荷側の電力線を流れる電流の検出結果に係る第２の信号に基づいて発電電力を制御する。この場合は、電力変換装置から負荷側へ必然的に電流が流れており、第２の検出部が出力する信号に係る検出結果は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたときの検出結果に対応している。このため、切替スイッチによる信号の取得先の切り替えを関知しない発電装置は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたことを示す信号を検出部から取得した場合と同様に発電を継続して電力変換装置及び負荷に交流電力を供給する。

本発明にあっては、解列検出部が電力系統からの自システムの解列を検出した場合、電力変換装置が蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する自立運転を行う。
これにより、例えば電力系統の停電が検出されてシステムが電力系統から解列された場合、発電装置の連系先となるべき電力変換装置が自立運転を開始する。

本発明にあっては、電力変換装置の自立運転中に負荷で消費される電力に対して発電装置からの交流電力の一部が余剰電力となる場合、電力変換装置の出力端の交流電圧が自立運転における基準電圧を上回ることとなる。この場合、電力変換装置は、発電装置からの交流電力を取り込んで直流電力に変換し、変換した直流電力で蓄電装置を充電する。これにより、発電装置からの余剰電力が蓄電装置に取り込まれるため、電力変換装置の出力端における交流電圧が基準電圧に維持される。

本発明にあっては、システムが電力系統から解列された場合、電力変換装置が解列検出部の検出結果を取り込んで切替スイッチを制御し、発電装置から見た信号の取得先を検出部から第２の検出部に切り替える。
これにより、例えば解列検出部の検出結果に応じて切替スイッチの切り替えを行う付加回路が不要となり、更に、上記信号の取得先を切替スイッチにより第２の検出部から検出部に切り替える（即ち切り戻す）ための条件が任意に設定され得る。

本発明にあっては、電力変換装置が切替スイッチを制御して、発電装置から見た信号の取得先を検出部から第２の検出部に切り替えた後に、蓄電装置に対する充電が継続することにより、蓄電装置に含まれる蓄電池のＳＯＣが所定の閾値より大きくなった場合、電力変換装置は、切替スイッチを制御して上記信号の取得先を第２の検出部から検出部に切り替える。
この場合、検出部では逆潮流とは反対向きの電流が検出されず、逆潮流が発生しないことが保証されないため、発電装置が発電を停止する。

本発明にあっては、電力変換装置が切替スイッチを制御して、発電装置から見た信号の取得先を第２の検出部から検出部に切り替えた後に、取得した蓄電池のＳＯＣが上記所定の閾値より小さい第２の閾値以下になった場合、電力変換装置は上記信号の取得先を検出部から第２の検出部に切り替える。
これにより、蓄電装置にて充電が受け入れ可能になるまで放電が進んだときに、逆潮流とは反対向きの電流が検出される第２の検出部の検出結果に基づいて発電が再開される。

本発明にあっては、各アームに含まれるスイッチング素子に寄生ダイオード又は転流（還流）ダイオードが並列接続されたＨブリッジ（フルブリッジ）を用いたインバータにより、直流電力及び交流電力を双方向に変換する。
これにより、直流電力を交流電力に変換しているときにインバータが出力しようとする交流電圧よりも、発電装置から印加される交流電圧の方が高い場合は、発電装置からの交流電力が上記寄生ダイオード又は転流ダイオードで整流されて直流電力に変換され、変換された直流電力で蓄電装置が充電される。

本発明にあっては、検出部及び電力系統間の電力線に、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置を接続する。
これにより、太陽光発電装置の発電電力が電力変換装置及び負荷に供給されるため、負荷で消費されない余剰電力が電力変換装置で直流電力に変換されて一時的に蓄電装置に充電される。

本発明によれば、発電装置よりも負荷側の電力線に接続されて自立運転する電力変換装置から負荷側へ流れる電流が第２の検出部で検出され、その検出結果に係る第２の信号が発電装置に取得される。このため、切替スイッチによる信号の取得先の切り替えを関知しない発電装置は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたことを示す信号を検出部から取得した場合と同様に発電を継続して電力変換装置及び負荷に交流電力を供給する。
従って、電力変換装置が自立運転を行う場合に発電装置の発電電力の余剰分を電力変換装置の蓄電池に充電することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの非停電時における給電の流れを示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの停電時における給電の流れを示す説明図である。 インバータ３の構成例を示す回路図である。 本発明の実施の形態１に係る電力変換装置で連系運転から自立運転への切り替えを制御するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る電力変換装置でリレー接点（切替スイッチ）のオン／オフを切り替えるＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る電力供給システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る電力供給システムの非停電時における給電の流れを示す説明図である。 本発明の実施の形態４に係る電力供給システムの停電時における給電の流れを示す説明図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの構成例を示すブロック図である。
図中１は電力変換装置であり、電力変換装置１は、電気自動車（蓄電装置に相当：以下、ＥＶ（Electric Vehicle ）という）４が有する蓄電池４１（後述する図２参照）からの直流電力を単相の交流電力に変換するインバータ３と、該インバータ３による電力の変換を制御するインバータ制御回路２０に変換の内容を指示する制御部１０とを備える。電力変換装置１及びＥＶ４間のインタフェースは、例えばＣＨＡｄｅＭＯ協議会が提唱するＣＨＡｄｅＭＯ方式に準拠している。電力変換装置１が蓄電池を内蔵していてもよい。

制御部１０はＣＰＵ（Central Processing Unit ）１１を有しており、ＣＰＵ１１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ１２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ１３、及び各種の時間を計時するタイマ１４と互いにバス接続されている。ＣＰＵ１１には、また、ＥＶ４との間でＣＡＮ（Controller Area Network ）による通信を行うためのＣＡＮ通信部１５、後述する各種の回路等とインタフェースするためのＩ／Ｏポート１６、及び操作表示部２７とインタフェースするためのパネルＩ／Ｆ部１７がバス接続されている。操作表示部２７は、ユーザによる操作を受け付けるための釦、タッチパネル及びＬＣＤを含んでなる。

インバータ３は、交流電力を直流電力に変換することも可能な双方向タイプである。インバータ３で交流電力から変換された直流電力により、ＥＶ４の蓄電池４１が充電される。インバータ３の交流側は、電路３１と、解列リレー３２のリレー接点３２ａと、電路３３と、分電盤５に配された分岐ブレーカ５３とを直列に介して、分電盤５内の母線５０に接続されている。

電路３１は、該電路３１の交流電圧を検出する電圧検出回路２１に接続されている。リレー接点３２ａを駆動する駆動コイル３２ｃは、リレー駆動回路２２に接続されている。インバータ制御回路２０、電圧検出回路２１及びリレー駆動回路２２は、Ｉ／Ｏポート１６に接続されている。電圧検出回路２１は、電路３３の交流電圧を検出するようにしてもよい。

母線５０は、電力系統７から分岐ブレーカ５３の接続点を経由して負荷６１，６２に給電するための電力線である。母線５０及び電力系統７の間には、解列リレー５５のリレー接点５５ａ及び主幹ブレーカ５６が直列に接続されている。負荷６１，６２夫々は、分岐ブレーカ５１，５２を介して母線５０に接続されている。母線５０における分岐ブレーカ５３の接続点と分岐ブレーカ５１，５２の接続点との間の電力線には、電流トランス（第２の検出部に相当）６６が結合されている。

母線５０における分岐ブレーカ５３の接続点とリレー接点５５ａの接続点との間の電力線には、分岐ブレーカ５７を介して発電装置８が接続されている。母線５０における分岐ブレーカ５３の接続点と分岐ブレーカ５７の接続点との間の電力線には、電流トランス６３が結合されている。母線５０における分岐ブレーカ５７の接続点とリレー接点５５ａの接続点との間の電力線には、電流トランス（検出部に相当）６５が結合されている。

電流トランス６６は、例えば半導体リレー又はフォトモスリレーからなるリレー６４のｃ接点型のリレー接点（切替スイッチに相当）６４ａのＮＯ（Normally Open ）端子に接続されている。電流トランス６３は、該電流トランス６３の一次コイルに流れる電流を検出する電流検出回路２３に接続されている。電流トランス６５は、リレー接点６４ａのＮＣ（Normally Close ）端子に接続されている。リレー接点６４ａを駆動する駆動コイル６４ｃは、リレー駆動回路２４に接続されている。

なお、電流トランス６５及び６６の切り替えには２回路のリレー接点が必要であるが、簡単のため図１では１回路のリレー接点６４ａのみを図示する。他のリレー接点、ブレーカ等についても同様である。電流トランス６５及び６６は、過電圧クランプ素子が内蔵されていることが好ましい。リレー接点６４ａの切り替わり時に開放される電流トランス６５又は６６が短絡されるようにしてもよい。

リレー接点５５ａを駆動する駆動コイル５５ｃは、解列リレー５５のオン／オフ状態を示す接点信号を出力する補助接点５５１の両端と共にリレー駆動監視回路（解列検出部に相当）２５に接続されている。リレー接点５５ａ及び主幹ブレーカ５６間の電路には、停電検出器２６が接続されている。電流検出回路２３、リレー駆動回路２４、リレー駆動監視回路２５及び停電検出器２６は、Ｉ／Ｏポート１６に接続されている。

発電装置８は、燃料電池からなる発電部８１と、該発電部８１が発電した直流電力を交流電力に変換するインバータ８２と、該インバータ８２による電力の変換及び発電部８１による発電を制御する制御部８３とを備える。インバータ８２の交流側は、解列リレー８４のリレー接点８４ａを介して分岐ブレーカ５７に接続されている。リレー接点８４ａを駆動する駆動コイル８４ｃは、制御部８３に接続されている。制御部８３には、また、リレー接点６４ａのＣＯＭ（Common ）端子が接続されている。発電装置８は燃料電池を含む汎用的なものであるが、これには限定されず、燃料電池以外の発電部を含む他の発電装置であってもよい。

制御部８３は、母線５０に交流電圧を印加する主体に連系して交流電圧を出力する連系運転を行うようにインバータ８２を制御する。この場合、解列リレー８４は制御部８３によってオンに制御される。連系運転中、制御部８３は、電流トランス６５による電流の検出結果を示す信号、又は電流トランス６６による電流の検出結果を示す信号に基づいて、発電部８１による発電を制御する。具体的には、制御部８３は、リレー接点６４ａにより切り替えられた電流トランス６５又は６６が結合している母線５０に流れる電流が、負荷６１，６２側へ流れる電流、即ち逆潮流とは反対向きの電流である場合に発電部８１に発電を継続させ、電力系統７側へ流れる電流である場合に発電部８１を停止させる。

上述の構成において、分電盤５の主幹ブレーカ５６及び分岐ブレーカ５１，５２，５３，５７が投入されて閉じており、電力系統７が停電しているか否かが停電検出器２６で検出される。検出結果はＣＰＵ１１に取り込まれる。電力系統７が停電していない場合、ＣＰＵ１１がリレー駆動監視回路２５を用いて解列リレー５５をオンに制御することにより、電力系統７からの交流電圧が母線５０に印加される。そして、発電装置８が電力系統７に連系する連系運転を行って交流電力を負荷６１，６２に供給する。但しこの場合、リレー接点６４ａはオフであり、ＣＯＭ端子がＮＣ端子に接続されているため、発電装置８は、電流トランス６５が結合している母線５０に流れる電流が負荷６１，６２側への電流となる場合に発電を行う。

一方、電力変換装置１は、操作表示部２７からの設定により、ＥＶ４の蓄電池４１からの直流電力を交流電力に変換する運転を行うか、母線５０からの交流電力を直流電力に変換する運転を行うか、又は何れの運転も行わないのかが選択される。何れかの運転を行う場合、ＣＰＵ１１は、リレー駆動回路２２を用いて解列リレー３２をオンに制御すると共に、運転内容をインバータ制御回路２０に指示する。

電力系統７が停電していないときに電力変換装置１が直流電力を交流電力に変換する運転は、電力系統７に連系する連系運転である。連系運転中の電路３１の電圧、及び電流トランス６３が結合している母線５０に流れる電流の検出結果の夫々は、電圧検出回路２１及び電流検出回路２３からＣＰＵ１１に取り込まれる。ＣＰＵ１１は、電流トランス６３が結合している母線５０に流れる電流が、負荷６１，６２側へ流れる電流、即ち逆潮流とは反対向きの電流となるように、インバータ制御回路２０に指示を与える。

ここで、電力系統７が停電した場合、又は主幹ブレーカ５６が手動で開放された場合、停電の検出結果が停電検出器２６からＣＰＵ１１に取り込まれたときに、ＣＰＵ１１がリレー駆動監視回路２５により解列リレー５５をオフに制御して電力変換装置１及び発電装置８を電力系統７から切り離す。

ＣＰＵ１１は、更に、リレー駆動監視回路２５により補助接点５５１の接点信号を取り込んで解列リレー５５がオフ状態であることを確認した上で、リレー接点６４ａをオンに駆動すると共に、インバータ３に自立運転を開始させる。これにより、発電装置８が電力変換装置１の自立運転に連系する連系運転を行う。この場合、リレー接点６４ａのＣＯＭ端子がＮＯ端子に接続されているため、発電装置８は、電流トランス６６が結合している母線５０に流れる電流が負荷６１，６２側への電流となる場合に発電を継続する。

電力変換装置１が自立運転を行う場合、インバータ制御回路２０は、インバータ３が電路３１に出力する交流電力の電圧及び周波数夫々が、ＣＰＵ１１から指示された目標電圧及び目標周波数となるように制御する。本実施の形態１では、標準的な目標電圧及び目標周波数夫々を基準電圧（例えば２００Ｖ）及び基準周波数（例えば５０．０Ｈｚ又は６０．０Ｈｚ）とする。

以下では、電力供給システムにおける電力変換装置１及び発電装置８の振る舞いについて、図を用いて説明する。
図２は、本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの非停電時における給電の流れを示す説明図であり、図３は、本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの停電時における給電の流れを示す説明図である。図中４１は、ＥＶ４が有する蓄電池である。特に図２では、リレー接点６４ａがオンに駆動されておらず、ＣＯＭ端子がＮＣ端子に接続されているのに対し、図３ではリレー接点６４ａがオンに駆動されてＣＯＭ端子がＮＯ端子に接続されている点が異なる。図２及び３では、電力系統７からの交流電力の流れを黒い矢印で示し、発電装置８からの交流電力の流れを白抜き矢印で示し、更に電力変換装置１からの交流電力の流れを括弧付きの黒い矢印で示す。主幹ブレーカ５６、分岐ブレーカ５１，５２，５３，５７、電路３３等については図示を省略する。

図２において、発電装置８は、電力系統７に系統連系しており、発電部８１が発電した直流電力をインバータ８２で交流電力に変換して定電流で母線５０に供給する。この場合、リレー接点６４ａのＮＣ端子に接続された電流トランス６５が結合している母線５０に流れる電流が、逆潮流とは反対向きの電流となるように制御される。このような制御は、燃料電池を含む汎用的な発電装置で普通に行われている。電力変換装置１が変換を停止している場合、電気機器を含む負荷６１，６２で消費される交流電力（以下、消費電力という）に対して、発電装置８からの交流電力（以下、発電電力という）だけでは不足するときに、不足分の交流電力が電力系統７から供給される。

電力変換装置１が、母線５０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池４１に充電する場合、白抜き矢印で示される発電電力が電力変換装置１及び負荷６１，６２に分流して流入する。この状態で、発電電力が消費電力及び電力変換装置１に流入する電力の和より少ない場合は、不足分の交流電力が電力系統７から供給される。

発電電力が少なくとも消費電力より多い場合は、発電電力から消費電力を差し引いた余剰電力と同じ大きさの電力又は余剰電力より僅かに多い電力が、電力変換装置１で直流電力に変換されて蓄電池４１に充電されるように制御することが好ましい。そのためには、例えば、発電電力及び消費電力を逐次検出して余剰電力を算出し、算出した余剰電力より多い交流電力が電力変換装置１で変換されるように制御する必要がある。しかしながら、そのような制御は本願発明の範囲を超えるものであるため、ここではその可能性を述べるにとどめる。

一方、電力変換装置１が蓄電池４１からの直流電力を交流電力に変換して負荷６１，６２に供給する場合、発電電力が消費電力を超えていないことが大前提となる。更に、消費電力から発電電力を差し引いた電力（以下、不足電力という）と同じ大きさの電力又は不足電力より少ない交流電力が電力変換装置１から供給されるように制御する必要がある。このように制御された場合、負荷６１，６２には、白抜き矢印で示される発電電力の全てと、黒い矢印で示される電力系統７からの交流電力と、括弧付きの黒い矢印で示される電力変換装置１からの交流電力とが流入する。

上記の不足電力より少ない交流電力が電力変換装置１から供給されるようにするには、例えば、発電電力及び消費電力を逐次検出して不足電力を算出し、算出した不足電力より少ない交流電力が電力変換装置１で変換されるように制御する必要がある。しかしながら、そのような制御は本願発明の範囲を超えるものであるため、ここではその可能性を述べるにとどめる。

図３に移って、電力系統７が停電した場合、又は主幹ブレーカ５６が手動で開放された場合、電力変換装置１は、上述したように解列リレー５５がオフ状態であることを確認し、リレー接点６４ａをオンに駆動してＣＯＭ端子がＮＯ端子に接続されるように切り替えると共に、インバータ３を自立運転に切り替える。即ち、インバータ３が蓄電池４１からの直流電力を交流電力に変換して母線５０に供給するように、ＣＰＵ１１がインバータ制御回路２０に指示を与える。この場合、インバータ３が母線５０に印加する交流電圧が、上述の基準電圧及び基準周波数となるように、目標電圧及び目標周波数が設定されてインバータ制御回路２０に指示される。

一方の発電装置８は、リレー接点６４ａのＣＯＭ端子の接続先が電流トランス６５から電流トランス６６に切り替えられたことを関知しておらず、ＣＯＭ端子の接続先の電流トランス６６が結合している母線５０に流れる電流が、逆潮流とは反対向きの電流となるように発電電力が制御される。ところで、図３に示す状態では、少なくとも電力変換装置１からの交流電力が必然的に負荷６１，６２に供給されるため、電流トランス６６が結合している母線５０には必ず負荷６１，６２側へ電流が流れることとなる。その結果、発電装置８は、電力変換装置１の自立運転に連系する連系運転を行って運転を継続することができる。

上述のとおり、リレー接点６４ａのＣＯＭ端子の接続先が電流トランス６６である場合、電流トランス６６による電流の検出結果を示す信号は、一定の向きの電流を示す信号となる。このため、リレー接点６４ａのＮＯ端子には、電流トランス６６に代えて上記一定の向きの電流を示す信号を模擬するダミー信号を生成する回路を接続してもよい。以下では、電流トランス６６による電流の検出結果を示す信号と、上記のダミー信号との何れかの信号を、「電流トランス６６による電流の検出結果に係る第２の信号」という。

電力変換装置１が自立運転を行う場合、発電装置８が母線５０を介して負荷６１，６２に供給する白抜き矢印で示される交流電力だけでは、負荷６１，６２で消費される消費電力に不足が生じる間は、不足する電力が電力変換装置１から負荷６１，６２に供給される。

これに対し、発電装置８が母線５０を介して負荷６１，６２に供給すべき交流電力が、負荷６１，６２で消費される電力を上回る場合、その余剰電力が電力変換装置１で直流電力に変換されて蓄電池４１の充電に振り向けられる。これにより、母線５０の電圧上昇が抑制されるため、母線５０の交流電圧は、上記の基準電圧に維持される。電力変換装置１における変換方向の切り替えは、例えばインバータ３により自律的に行われる。即ち、母線５０の交流電圧が、インバータ３が目標電圧として出力する基準電圧を上回る状況になった場合、あたかも回生電力が直流側に回生されるように、インバータ３が交流電力を直流電力に変換する。

次に、上記の機能を有するインバータ３の具体例を挙げてその動作を説明する。
図４は、インバータ３の構成例を示す回路図である。インバータ３は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor ）、パワートランジスタ等のスイッチング素子をＨブリッジに構成してなる。本実施の形態１では、スイッチング素子としてＩＧＢＴからなるスイッチＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を用いる。スイッチＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４夫々のコレクタ及びエミッタには転流（還流）ダイオード（以下、単にダイオードという）Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のカソード及びアノードが接続されている。

Ｈブリッジの上アームの夫々に含まれるスイッチＱ１及びＱ３のコレクタは、平滑コンデンサＣ１の一端に接続されると共に、ＥＶ４と接続するための電路のプラス側にインダクタＬ１を介して接続されている。Ｈブリッジの下アームの夫々に含まれるスイッチＱ２及びＱ４のエミッタは、平滑コンデンサＣ１の他端に接続されると共に、ＥＶ４と接続するための電路のマイナス側に接続されている。

スイッチＱ３のエミッタは、スイッチＱ４のコレクタに接続されると共に、インダクタＬ２を介して平滑コンデンサＣ２の一端及び一対の電路３１（図１では１本の線で示す）の一方に接続されている。スイッチＱ１のエミッタは、スイッチＱ２のコレクタに接続されると共に、インダクタＬ３を介して平滑コンデンサＣ２の他端及び一対の電路３１の他方に接続されている。スイッチＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４夫々のゲートは、インバータ制御回路２０に接続されている。インバータ制御回路２０には、これらのスイッチＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を駆動する駆動回路が含まれている。

図４において、ＥＶ４からの直流電力を交流電力に変換する場合、インバータ３は、例えば降圧型のＤＣ／ＡＣインバータとして動作する。また、電路３１からの交流電力を直流電力に変換する場合、インバータ３は、例えば昇圧型のＡＣ／ＤＣコンバータ（即ちスイッチング電源）として動作する。以下、変換動作を具体的に説明する。なお、解列リレー３２がオン状態であり、且つ分岐ブレーカ５３が閉じている場合、電路３１の交流電圧と母線５０の交流電圧とは同一である。

ＥＶ４からの直流電力を交流電力に変換する場合は、
（ａ）スイッチＱ３及びＱ２をインバータ制御回路２０からのＰＷＭ信号によりオン／オフに駆動することにより、正弦波をなす交流電圧の一方の半波に相当する電圧を生成し、生成した電圧をＬ２，Ｌ３及びＣ２によるフィルタで平滑する。
（ｂ）スイッチＱ１及びＱ４をインバータ制御回路２０からのＰＷＭ信号によりオン／オフに駆動することにより、正弦波をなす交流電圧の他方の半波に相当する電圧を生成し、生成した電圧をＬ３，Ｌ２及びＣ２によるフィルタで平滑する。

電路３１からの交流電力を直流電力に変換する場合は、
（ａ）正弦波をなす交流電圧の一方の半波に相当する期間のうち、平滑コンデンサＣ２の他端に対して一端の電圧が正となる期間に、スイッチＱ４をインバータ制御回路２０からのＰＷＭ信号によりオンに駆動することにより、インダクタＬ２、スイッチＱ４、ダイオードＤ２及びインダクタＬ３の経路に電流が流れてインダクタＬ２，Ｌ３にエネルギーが蓄積される。
（ｂ）スイッチＱ４がオフになることにより、インダクタＬ２、ダイオードＤ３、インダクタＬ１、ＥＶ４、ダイオードＤ２及びインダクタＬ３の経路に電流が還流して、インダクタＬ２，Ｌ３のエネルギーが放出される。
（ｃ）正弦波をなす交流電圧の他方の半波に相当する期間のうち、平滑コンデンサＣ２の他端に対して一端の電圧が負となる期間に、スイッチＱ２をインバータ制御回路２０からのＰＷＭ信号によりオンに駆動することにより、インダクタＬ３、スイッチＱ２、ダイオードＤ４及びインダクタＬ２の経路に電流が流れてインダクタＬ３，Ｌ２にエネルギーが蓄積される。
（ｄ）スイッチＱ２がオフになることにより、インダクタＬ３、ダイオードＤ１、インダクタＬ１、ＥＶ４、ダイオードＤ４及びインダクタＬ２の経路に電流が還流して、インダクタＬ３，Ｌ２がエネルギーを放出する。

さて、図３に括弧付きの黒い矢印で示すように、電力変換装置１のインバータ３が直流電圧を交流電圧に変換している間に、発電装置８からの交流電力が負荷６１，６２で消費される電力を上回る状態になった場合、母線５０の交流電圧、即ち電路３１の交流電圧は、インバータ３が目標電圧として出力する基準電圧を上回ることとなる。このため、電路３１の交流電圧のうち、インバータ３が能動的に出力する基準電圧を上回る電圧が、インダクタＬ２、ダイオードＤ３、インダクタＬ１、ＥＶ４、ダイオードＤ２及びインダクタＬ３の経路、並びにインダクタＬ３、ダイオードＤ１、インダクタＬ１、ＥＶ４、ダイオードＤ４及びインダクタＬ２の経路で整流される。

これにより、発電装置８からの交流電力のうち、負荷６１，６２で消費されない分の交流電力、即ち余剰電力が、母線５０から電路３３，３１を経てインバータ３に取り込まれて直流電力に変換される。従って、電路３１，３３及び母線５０における基準電圧からの電圧上昇が抑制されて、図３に示す状態が安定的に継続する。

以下では、上述した電力変換装置１の制御部１０の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ１２に予め格納された制御プログラムに従って、ＣＰＵ１１により実行される。
図５は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置１で連系運転から自立運転への切り替えを制御するＣＰＵ１１の処理手順を示すフローチャートである。図５の処理は、電力変換装置１の連系運転中に一定の周期（例えば１秒毎）で起動される。停電が検出される前は、「切替フラグ」がオフに設定されている。

図５の処理が起動された場合、ＣＰＵ１１は、停電検出器２６により、電力系統７の停電を検出したか否かを判定する（Ｓ１１）。ここでの停電には、主幹ブレーカ５６が手動で開放された場合が含まれている。停電を検出しない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、特段の処理を実行せずに図５の処理を終了する。

ステップＳ１１で停電を検出した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、リレー駆動監視回路２５により分電盤５内の解列リレー５５をオフに制御し（Ｓ１２）、例えば５０ｍｓだけ待機する（Ｓ１３）。この５０ｍｓは、駆動コイル５５ｃを駆動してから補助接点５５１が出力する接点信号のオン／オフ状態が安定するまでの時間を見越したものであり、５０ｍｓに限定されない。その後、ＣＰＵ１１は、補助接点５５１及びリレー駆動監視回路２５により、電力系統７からの解列を検出したか否かを判定し（Ｓ１４）、解列を検出しない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、それ以上の処理を実行せずに図５の処理を終了する。

ステップＳ１４で解列を検出した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、リレー駆動回路２４によりリレー接点（切替スイッチ）６４ａをオンに駆動してＣＯＭ端子がＮＯ端子に接続されるように切り替える（Ｓ１５：切替手段に相当）と共に、リレー接点６４ａをオンに駆動していることを記憶するために切替フラグをオンに設定する（Ｓ１６）。次いで、ＣＰＵ１１は、インバータ制御回路２０に対してインバータ３の自立運転を指示し（Ｓ１７）、自装置の解列リレー３２をオンに制御して（Ｓ１８）図５の処理を終了する。

本システムが電力系統７から解列されたことが検出されて電力変換装置１が自立運転に切り替わった後に、電力系統７の停電が復電した場合、又は主幹ブレーカ５６が手動で閉じられた場合、解列リレー５５をオンに制御し、リレー接点６４ａをオフにし、更に電力変換装置１を連系運転に切り替えてシステムの運転を継続することが可能であるが、本実施の形態１では特に説明を行わない。

以上のように本実施の形態１によれば、電力系統７から負荷６１，６２に給電するための母線（電力線）５０に流れる電流を電流トランス６５が検出して検出結果を示す信号を出力し、電流トランス（検出部）６５よりも負荷６１，６２側の電力線に分岐ブレーカ５７を介して接続された発電装置８がリレー接点６４ａを介して電流トランス６５から取得した信号に基づいて発電電力を制御し、発電装置８よりも負荷６１，６２側の電力線に接続された電力変換装置１が電力線からの交流電力及びＥＶ４からの直流電力を双方向に交直変換してＥＶ４を充放電する。また、電流トランス（第２の検出部）６６又はダミー信号を生成する回路が、電力変換装置１及び負荷６１，６２間の電力線に流れる電流の検出結果に係る第２の信号を出力するようにし、発電装置８が発電電力を制御するための信号の取得先を、リレー接点（切替スイッチ）６４ａにより電流トランス６５及び電流トランス６６の何れかに切り替え可能にしてある。この構成にて電力変換装置１が自立運転を行う場合、発電装置８から見た信号の取得先が、リレー接点（切替スイッチ）６４ａによって電流トランス６５から電流トランス６６に切り替わる。

これにより、発電装置８が電力変換装置１の自立運転に連系する連系運転を行いつつ、電力変換装置１よりも負荷６１，６２側の電力線を流れる電流の検出結果に係る第２の信号に基づいて発電電力を制御する。この場合は、電力変換装置１から負荷６１，６２側へ必然的に電流が流れており、電流トランス６６が出力する信号に係る検出結果は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたときの検出結果に対応している。このため、リレー接点６４ａによる信号の取得先の切り替えを関知しない発電装置８は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたことを示す信号を電流トランス６５から取得した場合と同様に発電を継続して電力変換装置１及び負荷６１，６２に交流電力を供給する。
従って、電力変換装置１が自立運転を行う場合に発電装置８の発電電力の余剰分をＥＶ４に充電することが可能となる。また、発電装置８の余剰電力をＥＶ４に充電しない場合と比較して、電力変換装置１の自立運転をより長く継続することが可能となる。

更に、実施の形態１によれば、解列リレー５５の補助接点５５１及びリレー駆動監視回路２５（解列検出部）により電力系統７からの自システムの解列が検出された場合、電力変換装置１がＥＶ４からの直流電力を交流電力に変換して負荷６１，６２に供給する自立運転行う。
従って、例えば電力系統７の停電が検出されてシステムが電力系統７から解列された場合、発電装置８の連系先となるべき電力変換装置１に自立運転を開始させることが可能となる。

また、実施の形態１によれば、電力変換装置１の自立運転中に負荷６１，６２で消費される電力に対して発電装置８からの交流電力の一部が余剰電力となる場合、電力変換装置１の出力端の交流電圧が自立運転における基準電圧を上回ることとなる。この場合、電力変換装置１は、発電装置８からの交流電力を取り込んで直流電力に変換し、変換した直流電力でＥＶ４の蓄電池４１を充電する。
つまり、発電装置８からの余剰電力がＥＶ４に取り込まれるため、電力変換装置１の出力端における交流電圧を基準電圧に維持することが可能となる。

更にまた、実施の形態１によれば、システムが電力系統７から解列された場合、電力変換装置１が補助接点５５１及びリレー駆動監視回路２５（解列検出部）による検出結果を取り込んでリレー接点（切替スイッチ）６４ａをオンに駆動し、発電装置８から見た信号の取得先を電流トランス６５から電流トランス６６に切り替える。
従って、例えば解列検出部の検出結果に応じてリレー接点６４ａの切り替えを行う付加回路が不要となり、更に、上記信号の取得先をリレー接点６４ａにより電流トランス６６から電流トランス６５に切り替える（即ち切り戻す）ための条件を任意に設定することが可能となる。

更にまた、実施の形態１によれば、各アームに含まれるスイッチ（スイッチング素子）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４夫々にダイオード（転流ダイオード）Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が並列接続されたＨブリッジ（フルブリッジ）を用いたインバータ３により、直流電力及び交流電力を双方向に変換する。
従って、直流電力を交流電力に変換しているときにインバータ３が出力しようとする交流電圧よりも、発電装置８から印加される交流電圧の方が高い場合は、発電装置８からの交流電力をダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４で整流して直流電力に変換し、変換した直流電力でＥＶ（蓄電装置）４を充電することが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態１が、発電装置８からの交流電力の一部が余剰電力となる場合に、余剰電力によって蓄電池４１が制限なく充電される形態であるのに対し、実施の形態２は、蓄電池４１に充電電力を受け入れる余裕がない場合に、発電装置８からの交流電力を遮断させる形態である。

実施の形態２における電力供給システムの構成、非停電時及び停電時における給電の流れ、インバータ３の構成、並びに電力変換装置１で連系運転から自立運転への切り替えを制御するＣＰＵ１１の処理手順の夫々は、図１から５に示すものと同様であるため、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付してこれらの図の記載及び説明を省略する。

以下では、電力変換装置１の自立運転中に発電装置８からの交流電力を遮断させる手順について、フローチャートを用いて説明する。
図６は、本発明の実施の形態２に係る電力変換装置１でリレー接点（切替スイッチ）６４ａのオン／オフを切り替えるＣＰＵ１１の処理手順を示すフローチャートである。図６の処理は、電力変換装置１の自立運転中に一定の周期（例えば１秒毎）で起動される。

図６の処理が起動された場合、ＣＰＵ１１は、ＣＡＮ通信部１５を用いてＥＶ４の蓄電池４１のＳＯＣを取得した（Ｓ２２：取得手段に相当）後、図５の処理のステップＳ１６で設定される切替フラグがオンであるか否かを判定する（Ｓ２３）。切替フラグがオンである場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、即ち、リレー接点６４ａのＣＯＭ端子がＮＯ端子に接続されている場合、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２２で取得したＳＯＣが、例えば９９％より大きいか否かを判定し（Ｓ２４：ＳＯＣが所定の閾値より大きいか否かを判定する手段に相当）、大きくない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、特段の処理を実行せずに図６の処理を終了する。

取得したＳＯＣが９９％より大きい場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、即ち、蓄電池４１に充電電力を受け入れる余裕がない場合、ＣＰＵ１１は、リレー駆動回路２４によりリレー接点（切替スイッチ）６４ａをオフにしてＣＯＭ端子がＮＣ端子に接続されるように切り替える（Ｓ２５：第２の切替手段に相当）と共に、切替フラグをオフに設定して（Ｓ２６）図６の処理を終了する。

ステップＳ２５でＣＯＭ端子がＮＣ端子に接続されるように切り替えることにより、発電装置８の制御部８３は、電流トランス６５による電流の検出結果を示す信号に基づいて、発電部８１による発電を制御する。但し、この場合は解列リレー５５がオフ状態であり、電流トランス６５が結合している母線５０に流れる電流が、逆潮流とは反対向きの電流となることがないため、制御部８３が発電部８１を停止させる。この後、電力変換装置１がＥＶ４の蓄電池４１からの直流電力を交流電力に変換して負荷６１，６２に供給するため、時間の経過と共に蓄電池４１が放電してＳＯＣが低下する。

ステップＳ２３で切替フラグがオンではない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、即ち、リレー接点６４ａのＣＯＭ端子がＮＯ端子に接続されておらず、発電装置８が既に停止している場合、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２２で取得したＳＯＣが９０％以下に低下しているか否か、即ち蓄電池４１が充電電力を受け入れる余裕が生じるまで放電が進んだか否かを判定する（Ｓ２７：第２の閾値以下であるか否かを判定する手段に相当）。ＳＯＣが９０％以下ではない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、リレー接点６４ａをオフにしたまま図６の処理を終了する。

一方、ＳＯＣが９０％以下である場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）ＣＰＵ１１は、リレー駆動回路２４によりリレー接点（切替スイッチ）６４ａをオンに駆動してＣＯＭ端子がＮＯ端子に接続されるように切り替える（Ｓ２８：第２の検出部に切り替える手段に相当）と共に、切替フラグをオンに設定して（Ｓ２９）図６の処理を終了する。これにより、発電装置８は、図３を用いて説明したとおり、電力変換装置１の自立運転に連系する連系運転が行える状態に復帰する。

以上のように本実施の形態２によれば、電力変換装置１がリレー接点（切替スイッチ）６４ａをオンに駆動して、発電装置８から見た信号の取得先を電流トランス６５から電流トランス６６に切り替えた後に、ＥＶ４に対する充電が継続することにより、ＥＶ４に含まれる蓄電池４１のＳＯＣが所定の閾値より大きくなった場合、電力変換装置１は、リレー接点６４ａをオフにして上記信号の取得先を電流トランス６６から電流トランス６５に切り替える。
この場合、電流トランス６５では逆潮流とは反対向きの電流が検出されず、逆潮流が発生しないことが保証されないため、発電装置８が発電を停止する。従って、ＥＶ４に対する過剰な充電を停止させることが可能となる。

また、実施の形態２によれば、電力変換装置１がリレー接点（切替スイッチ）６４ａをオフにして、発電装置８から見た信号の取得先を電流トランス６６から電流トランス６５に切り替えた後に、取得した蓄電池４１のＳＯＣが上記所定の閾値より小さい第２の閾値以下になった場合、電力変換装置１は上記信号の取得先を電流トランス６５から電流トランス６６に切り替える。
従って、ＥＶ４にて充電が受け入れ可能になるまで放電が進んだときに、逆潮流とは反対向きの電流が検出される電流トランス６６の検出結果に基づいて、発電装置８に発電を再開させることが可能となる。

なお、実施の形態２にあっては、発電装置８からの交流電力を遮断させるために、リレー接点６４ａをオンからオフに切り替えたが、電力変換装置１が自立運転にて出力する交流電力の目標電圧又は目標周波数を変更するようにしてもよい。具体的には、電力変換装置１が出力する交流電力の電圧又は周波数が、発電装置８にて系統連系保護機能が発揮される電圧又は周波数となるように目標電圧又は目標周波数を変更する。

（実施の形態３）
実施の形態１が、システムが電力系統７から解列された場合に、電力変換装置１がリレー接点（切替スイッチ）６４ａを切り替える形態であるのに対し、実施の形態３は、電力系統７が停電した場合に、電力変換装置１に含まれない付加回路がシステムを解列してリレー接点６４ａを切り替える形態である。

実施の形態３における非停電時及び停電時における給電の流れ、及びインバータ３の構成は、図２から４に示すものと同様であるため、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付してこれらの図の記載及び説明を省略する。
図７は、本発明の実施の形態３に係る電力供給システムの構成例を示すブロック図である。

主幹ブレーカ５６は、該主幹ブレーカ５６の開閉状態を示す接点信号を出力する補助接点５６１を有する。補助接点５６１は、一端が主幹ブレーカ５６及びリレー接点５５ａ間の電路に接続されており、他端が解列リレー５５の駆動コイル５５ｃに接続されている。

解列リレー５５は、リレー接点５５ａと共にオン／オフとなる第２の補助接点５５２を有する。第２の補助接点５５２は、一端が主幹ブレーカ５６及びリレー接点５５ａ間の電路に接続されており、他端がリレー６４の駆動コイル６４ｃに接続されている。補助接点５５１の両端は、解列リレー５５のオン／オフ状態を監視するリレー監視回路２８に接続されている。

電流トランス６６は、リレー６４のｃ接点型のリレー接点（切替スイッチに相当）６４ａのＮＣ端子に接続されている。電流トランス６５は、リレー接点６４ａのＮＯ端子に接続されている。つまり、本実施の形態３の構成では、実施の形態１の図１に示す構成と比較して、リレー接点６４ａのＮＣ端子及びＮＯ端子の接続先が逆転していることに注意が必要である。

リレー監視回路２８は、Ｉ／Ｏポート１６に接続されている。
その他、実施の形態１の図１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。

上述の構成において、分電盤５の主幹ブレーカ５６が投入され、且つ電力系統７が停電していない場合、補助接点５６１がオンとなることにより、主幹ブレーカ５６及び補助接点５６１を介して電力系統７の交流電圧が駆動コイル５５ｃに印加されて解列リレー５５がオン状態になる。更に、第２の補助接点５５２がオンとなることにより、主幹ブレーカ５６及び第２の補助接点５５２を介して電力系統７の交流電圧が駆動コイル６４ｃに印加されてリレー接点６４ａがオンに駆動される。

この場合、ＣＯＭ端子がＮＯ端子に接続されるため、発電装置８は、電流トランス６５が結合している母線５０に流れる電流が負荷６１，６２側への電流となる場合に発電を行う。この状態は、実施の形態１の図２に示す状態と実質的に同一であり、電力変換装置１の動作についても実施の形態１の場合と同様である。

次に、電力系統７が停電した場合、又は主幹ブレーカ５６が手動で開放された場合、補助接点５６１を介して駆動コイル５５ｃに交流電圧が印加されなくなり、解列リレー５５がオフ状態となる。更に、第２の補助接点５５２がオフとなることにより、主幹ブレーカ５６及び第２の補助接点５５２を介して駆動コイル６４ｃに交流電圧が印加されなくなり、リレー接点６４ａがオフとなる。この場合、ＣＯＭ端子がＮＣ端子に接続されるため、発電装置８は、電流トランス６６が結合している母線５０に流れる電流が負荷６１，６２側への電流となる場合に発電を継続する。

一方の電力変換装置１は、電力系統７が停電する前、又は主幹ブレーカ５６が手動で開放される前から、電力系統７からの解列を検出したか否かを一定の時間間隔で判定し続けており、解列を検出した場合に、自立運転を開始する。この場合のＣＰＵ１１の処理手順は、実施の形態１の図５に示すステップＳ１４，Ｓ１７，Ｓ１８を実行するものとなる（図示は省略する）。電力変換装置１が自立運転を開始した状態は、実施の形態１の図３に示す状態と実質的に同一である。

以上のように本実施の形態３によれば、電力変換装置１が電力系統７の停電（主幹ブレーカ５６の開放を含む）及び復電を検出して解列リレー５５をオフ及びオンに制御したりリレー接点６４ａを切り替えたりすることがない点を除けば、システムの動作が実施の形態１と同様であるため、実施の形態１と同様の効果を奏する。

（実施の形態４）
実施の形態１が、一の発電装置８を備える形態であるのに対し、実施の形態４は、発電装置８に加えて太陽光発電装置９を備える形態である。
実施の形態４における太陽光発電装置９を除く電力供給システムの構成、インバータ３の構成、及び電力変換装置１で連系運転から自立運転への切り替えを制御するＣＰＵ１１の処理手順の夫々は、図１，４，５に示すものと同様であるため、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付してこれらの図の記載及び説明を省略する。

図８は、本発明の実施の形態４に係る電力供給システムの非停電時における給電の流れを示す説明図であり、図９は、本発明の実施の形態４に係る電力供給システムの停電時における給電の流れを示す説明図である。図８及び９では、電力系統７からの交流電力の流れを黒い矢印で示し、発電装置８及び太陽光発電装置９夫々からの交流電力の流れを白抜き矢印及び括弧付きの白抜き矢印で示し、更に電力変換装置１からの交流電力の流れを括弧付きの黒い矢印で示す。

図８において、太陽光発電装置９は、電力系統７に連系する連系運転を行う。電力変換装置１が変換を停止している場合、電気機器を含む負荷６１，６２で消費される交流電力（消費電力）に対して、発電装置８及び太陽光発電装置９からの交流電力（以下、発電電力の和という）だけでは不足するときに、不足分の交流電力が電力系統７から供給される。

電力変換装置１が、母線５０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池４１に充電する場合、発電電力の和が消費電力及び電力変換装置１に流入する電力の和より少ないときは、白抜き矢印及び括弧付きの白抜き矢印で示される発電電力の和が電力変換装置１及び負荷６１，６２に分流して流入し、且つ不足分の交流電力が電力系統７から供給される。

発電電力の和が、少なくとも消費電力より多いときは、発電電力の和から消費電力を差し引いた余剰電力より僅かに多い電力が、電力変換装置１で直流電力に変換されて蓄電池４１に充電されるように制御することが好ましい。

一方、電力変換装置１が蓄電池４１からの直流電力を交流電力に変換して負荷６１，６２に供給する場合、発電電力の和が消費電力を超えていないことが大前提となる。更に、消費電力から発電電力の和を差し引いた電力より少ない交流電力が電力変換装置１から供給されるように制御する必要がある。このように制御された場合、負荷６１，６２には、白抜き矢印及び括弧付きの白抜き矢印で示される発電電力の和と、黒い矢印で示される電力系統７からの交流電力と、括弧付きの黒い矢印で示される電力変換装置１からの交流電力とが流入する。

図９に移って、電力系統７が停電した場合、又は主幹ブレーカ５６が手動で開放された場合、電力変換装置１は、インバータ３を自立運転に切り替える。発電装置８及び太陽光発電装置９は、電力変換装置１の自立運転に連系する連系運転を行って運転を継続する。この場合、発電装置８及び太陽光発電装置９夫々が母線５０を介して負荷６１，６２に供給する白抜き矢印及び括弧付きの白抜き矢印で示される交流電力だけでは、負荷６１，６２で消費される消費電力に不足が生じる間は、不足する電力が電力変換装置１から負荷６１，６２に供給される。

これに対し、発電装置８及び太陽光発電装置９が母線５０を介して負荷６１，６２に供給すべき交流電力の和が、負荷６１，６２で消費される電力を上回る場合、その余剰電力が電力変換装置１で直流電力に変換されて蓄電池４１の充電に振り向けられる。これにより、母線５０の電圧上昇が抑制されるため、母線５０の交流電圧は、上記の基準電圧に維持される。

以上のように本実施の形態４によれば、電流トランス６５及び解列リレー５５のリレー接点５５ａ間の電力線に、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置９を接続する。
これにより、太陽光発電装置９の発電電力が電力変換装置１及び負荷６１，６２に供給されるため、負荷６１，６２で消費されない余剰電力が電力変換装置１で直流電力に変換されて一時的にＥＶ４に充電される。従って、太陽光発電装置９がない場合と比較して自立運転を更に長く継続することが可能となる。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。

１ 電力変換装置
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１５ ＣＡＮ通信部
２５ リレー駆動監視回路
２８ リレー監視回路
３ インバータ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ 転流ダイオード
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４ スイッチ
４ ＥＶ
４１ 蓄電池
５ 分電盤
５０ 母線
５５ 解列リレー
５５ａ リレー接点
５５１ 補助接点
５５２ 第２の補助接点
５６ 主幹ブレーカ
５６１ 補助接点
６１、６２ 負荷
６４ａ リレー接点
６５、６６ 電流トランス
７ 電力系統
８ 発電装置
８１ 発電部
９ 太陽光発電装置

Claims (8)

1. 電力系統から負荷に給電するための電力線に流れる電流を検出して検出結果を示す信号を出力する検出部と、該検出部及び前記負荷間の前記電力線に接続されており、前記検出部から取得した信号に基づいて発電電力を制御する発電装置と、該発電装置及び前記負荷間の前記電力線に接続されており、前記電力線からの交流電力及び蓄電装置からの直流電力を双方向に交直変換する電力変換装置とを備える電力供給システムにおいて、
   前記電力変換装置及び負荷間の前記電力線に流れる電流を検出して検出結果に係る第２の信号を出力する第２の検出部と、
   前記発電装置が取得する信号の取得先を前記検出部及び第２の検出部の何れかに切り替える切替スイッチとを備え、
   前記電力変換装置は、前記蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給する自立運転が可能に構成してあり、
   前記電力変換装置が自立運転を行う場合、前記信号の取得先が前記切替スイッチにより前記第２の検出部に切り替わるようにしてあること
   を特徴とする電力供給システム。
2. 前記電力系統からの解列を検出する解列検出部を備え、
   前記電力変換装置は、前記解列検出部が解列を検出した場合に自立運転を行うようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記電力変換装置は、前記発電装置による交流電圧が前記自立運転にて出力すべき基準電圧を上回る場合、前記発電装置からの交流電力を交直変換した直流電力で前記蓄電装置を充電するようにしてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力供給システム。
4. 前記電力変換装置は、前記解列検出部が解列を検出した場合に前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記第２の検出部に切り替える切替手段を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電力供給システム。
5. 前記電力変換装置は、
   前記切替手段が第２の検出部に切り替えた場合、前記蓄電装置に含まれる蓄電池のＳＯＣを取得する取得手段と、
   該取得手段が取得したＳＯＣが所定の閾値より大きいか否かを判定する手段と、
   該手段が大きいと判定した場合、前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記検出部に切り替える第２の切替手段とを有すること
   を特徴とする請求項４に記載の電力供給システム。
6. 前記電力変換装置は、
   前記第２の切替手段が前記検出部に切り替えた場合、前記取得手段が取得したＳＯＣが前記所定の閾値より小さい第２の閾値以下であるか否かを判定する手段と、
   該手段が以下であると判定した場合、前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記第２の検出部に切り替える手段とを備えること
   を特徴とする請求項５に記載の電力供給システム。
7. 前記電力変換装置は、各アームに含まれるスイッチング素子に寄生ダイオード又は転流ダイオードが並列接続されたＨブリッジ回路を有しており、直流電力及び交流電力を双方向に変換するインバータを備えることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電力供給システム。
8. 前記検出部及び電力系統間の前記電力線に接続されており、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置を備えることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の電力供給システム。

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