JP2017112833A - 蓄電システムおよび蓄電システムの制御方法 - Google Patents

蓄電システムおよび蓄電システムの制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017112833A
JP2017112833A JP2017029513A JP2017029513A JP2017112833A JP 2017112833 A JP2017112833 A JP 2017112833A JP 2017029513 A JP2017029513 A JP 2017029513A JP 2017029513 A JP2017029513 A JP 2017029513A JP 2017112833 A JP2017112833 A JP 2017112833A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
storage battery
mode
charging
supplied
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017029513A
Other languages
English (en)
Inventor
遠矢 正一
Shoichi Toya
正一 遠矢
伊藤 基志
Motoshi Ito
基志 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JP2017112833A publication Critical patent/JP2017112833A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J11/00Circuit arrangements for providing service supply to auxiliaries of stations in which electric power is generated, distributed or converted
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26Casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/40Wall-mounted casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/42Mounting of devices therein
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/0045Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Distribution Board (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

【課題】更なる改善を実現することができる。【解決手段】切替装置は、1以上の蓄電池を備える蓄電部405と、外部からの信号を取得する信号取得部451と、系統電源から供給された交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を蓄電池に供給して当該蓄電池を充電する充電制御部453と、系統電源から供給された交流電力を負荷に供給する第1のモードと、蓄電池に充電されている電力を用いて、負荷に電力を供給する第2のモードとを、信号取得部451によって取得された信号に応じて切り替える切替制御部455とを備える。【選択図】図11

Description

本発明は、系統電源から供給される電力を建物に設けられる負荷に供給する制御を行う切替装置および切替装置の制御方法に関する。
近年、太陽光発電(PV)システムまたは燃料電池(FC)等が、一般住宅にも普及し始めている。特許文献1には、停電時において、燃料電池システムを自立運転させる自立運転支援装置が示されている。
特開2008−22650号公報
しかしながら、系統電源の電力を用いない自立状態への切り替えには、様々な装置の設置、および、それらの適切な制御が求められる。それらの制御のためには電力が必要となるが、従来の技術では、停電時において分電盤を動作させるための電力の確保が充分ではないという課題がある。
また、例えば分電盤を動作させるための電力の確保した場合に、確保した電力の利用用途が限られるという課題がある。
そこで、本発明は、停電時において自分電盤を動作させるための電力を充分に確保することができる分電盤等を提供する。
また、自分電盤を動作させるために確保した電力の利用用途を広げることができる分電盤等を提供する。
本発明の一態様に係る切替装置は、1以上の蓄電池を備える蓄電部と、外部からの信号を取得する信号取得部と、系統電源から供給された交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電池に供給して当該蓄電池を充電する充電制御部と、系統電源から供給された交流電力を負荷に供給する第1のモードと、前記蓄電池に充電されている電力を用いて、前記負荷に電力を供給する第2のモードとを、前記信号取得部によって取得された前記信号に応じて切り替える切替制御部とを備える。
上記態様によれば、更なる改善を実現することができる。
図1は、実施の形態1における分電盤を含む電力供給システムの構成を示す図である。 図2は、実施の形態1における分電盤の制御部の詳細な構成を示すブロック図である。 図3は、実施の形態1における系統電源から蓄電部へ充電する際の動作の流れを示すフローチャートである。 図4Aは、実施の形態1における充電特性を示す図であり、通常充電における充電特性を示す図である。 図4Bは、実施の形態1における充電特性を示す図であり、停電準備充電における充電特性を示す図である。 図5は、実施の形態1における通常充電、停電準備充電、および自己放電による充電容量の変化の一例を示す図である。 図6は、実施の形態2における分電盤の制御部の詳細な構成を示すブロック図である。 図7は、実施の形態2における系統電源から蓄電部へ充電する際の動作の流れを示すフローチャートである。 図8Aは、実施の形態3における主分電盤の外観構成を示す斜視図であり、2つの蓄電池を収容した状態を示す図である。 図8Bは、実施の形態3における主分電盤の外観構成を示す斜視図であり、1つの蓄電池を取り出した状態を示す図である。 図9は、実施の形態4における分電盤を含む電力供給システムの構成を示す図である。 図10は、実施の形態4における蓄電池パックの詳細な構成を示すブロック図である。 図11は、実施の形態4における分電盤の制御部の詳細な構成を示すブロック図である。
(本発明の基礎となった知見)
本発明者らは、「発明が解決しようとする課題」の欄において記載した停電時において分電盤を動作させるための電力の確保が充分ではないという課題に対して、分電盤に蓄電池を備えることを想定した。そして、このように分電盤に蓄電池を備えた場合に、以下の問題が生じることを見出した。
系統電源から電力が供給されない停電は、通常頻繁に発生することはなく、まれに発生する。このような停電に備えて、蓄電池を常に満充電にしておくと、蓄電池の性能が劣化しやすく、蓄電池の寿命が短くなるという課題がある。
また、単に分電盤に蓄電池を備えただけでは、蓄電池の電力の利用用途が限られるという課題がある。
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る分電盤は、系統電源から供給される電力を建物に設けられる負荷に供給する制御を行う分電盤であって、電力を充放電するための接続端子部を有する蓄電池パックであって前記分電盤とは異なる他の機器にも電力を供給可能な前記蓄電池パックを収納し、当該接続端子部との接続および接続解除が自在な接続部を有するパック収納部と、前記系統電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記パック収納部に収納された前記蓄電池パックに供給して当該蓄電池パックを充電する充電制御部と、を備える。
これにより、例えば停電時等において、蓄電池パックを分電盤より取り外して、必要な場所に持っていくことが可能になる。そして、例えばスマートフォン、タブレット端末等の他の機器に蓄電池パックから電力を供給することができる。
また、前記負荷は、通常負荷および非常用負荷を含み、前記分電盤は、さらに、前記接続部を介して供給された前記蓄電池パックの直流電力を交流電力に変換し、前記負荷に供給する放電制御部と、前記系統電源から供給された交流電力を少なくとも前記通常負荷に供給する系統連携モードと、前記接続部に接続された前記蓄電池パックに充電されている電力を、前記放電制御部を介して少なくとも前記非常用負荷に供給する自立運転モードとを切り替える切替制御部と、を備えてもよい。
これにより、例えば停電時等において、蓄電池パックに充電されている電力を、少なくとも非常用負荷に供給することができる。
また、前記蓄電池パックは当該蓄電池パックの残存電力量を示す表示部を備え、前記パック収納部は、前記接続部に接続された前記蓄電池パックの前記表示部が視認可能となる向きに前記蓄電池パックを収納してもよい。
これにより、蓄電池パックの残存電力量を容易に確認することができる。
また、前記分電盤は、複数の前記パック収納部を備え、前記分電盤に複数の蓄電池パックが収納されてもよい。
また、前記切替制御部は、前記複数の蓄電池パックから前記非常用負荷に電力が供給されている期間中に前記複数の蓄電池パックの少なくとも1つが取り外された場合、残りの蓄電池パックを用いて前記非常用負荷への電力供給を継続してもよい。
これにより、例えば停電時等において、1つの蓄電池パックが取り外された場合であっても、残りの蓄電池パックを用いて非常用負荷への電力供給を継続することができる。
また、前記分電盤は、さらに、前記系統電源から電力が供給されているか否かを検知する検知部を備え、前記切替制御部は、前記検知部によって前記系統電源から前記分電盤に電力が供給されていることが検知されている場合には前記系統連携モードを選択し、前記検知部によって前記系統電源から前記分電盤に電力が供給されていないことが検知されている場合には前記自立運転モードを選択してもよい。
これにより、停電時には自立運転モードに切り替え、復電時には系統連携モードに切り替えることができる。
また、前記分電盤は、さらに、前記系統連携モードおよび前記自立運転モードのいずれかを選択するためのモードスイッチを備え、前記切替制御部は、前記モードスイッチによって選択されたモードに従って、前記系統連携モードおよび前記自立運転モードを切り替えてもよい。
また、前記分電盤は、さらに、外部からの信号を取得する信号取得部を備え、前記切替制御部は、前記信号取得部によって取得された前記信号に応じて前記系統連携モードおよび前記自立運転モードを切り替えてもよい。
また、前記信号取得部によって取得された前記信号は、前記系統連携モードおよび前記自立運転モードのいずれのモードを選択するかを示す制御信号であり、前記切替制御部は、前記制御信号が示すモードに従って、前記系統連携モードおよび前記自立運転モードを切り替えてもよい。
また、前記信号取得部によって取得された前記信号は、電力を抑制することを求める電力抑制信号であり、前記切替制御部は、前記信号取得部によって前記電力抑制信号が取得された場合、前記系統連携モードから前記自立運転モードに切り替えてもよい。
これにより、例えば手動による操作、リモコンによる操作、他の機器からの制御、および外部からの依頼等の各種状況に応じて、自立運転モードおよび系統連携モードを切り替えることができる。
また、前記充電制御部は、前記蓄電池パックと通信して当該蓄電池パックの残存電力量に関する情報を取得し、前記系統連携モード時に、前記残存電力量が所定の閾値を下回っている場合、前記系統電源から供給される電力を前記蓄電池パックに供給して前記蓄電池パックを充電し、前記残存電力量が所定の閾値以上である場合は、前記系統電源から供給される電力を前記蓄電池パックに供給しなくてもよい。
これにより、蓄電池パックの残存電力量に応じて、蓄電池パックの充電を制御することができる。
また、前記蓄電池パックはUSBポートを備え、前記接続部から前記蓄電池パックが取り外されている状態で、前記USBポートを介して前記他の機器に前記蓄電池パックに充電されている電力を供給してもよい。
これにより、USBポートを備えた、例えばスマートフォン、タブレット端末等の他の機器に蓄電池パックから電力を供給することができる。
また、前記蓄電池パックは前記接続端子を介して前記他の機器と着脱可能に接続し、前記接続端子部を介して前記他の機器に前記蓄電池パックに充電されている電力を供給してもよい。
これにより、接続端子と適合する端子を有する他の機器に蓄電池パックから電力を供給することができる。
また、本発明の一態様に係る蓄電池パックは、系統電源から供給される電力を負荷に供給する分電盤に接続される蓄電池パックであって、1以上の蓄電池と、前記分電盤に対して機械的および電気的な接続と接続解除とが自在であり、電力を充放電するための接続端子部と、前記接続端子部を介して入力される前記系統電源の電力を用いて前記蓄電池を充電する充電回路部と、前記蓄電池から放電される電力を出力する放電回路部と、前記分電盤とは異なる他の機器と電気的に接続されることにより、前記放電回路部から出力される電力を前記他の機器に出力する電力供給部と、を備えてもよい。
これにより、例えば停電時等において、蓄電池パックを分電盤より取り外して、必要な場所に持っていくことが可能になる。そして、例えばスマートフォン、タブレット端末等の他の機器に蓄電池パックから電力を供給することができる。
また、前記蓄電池パックは、前記分電盤とは異なる他の機器に対して、前記接続端子部を介して前記接続と前記接続解除とが自在となるように接続され、前記放電回路部は、前記接続端子部が前記他の機器と電気的に接続されることにより、前記蓄電池から放電される電力を、前記接続端子部を介して前記他の機器に出力してもよい。
これにより、接続端子と適合する端子を有する他の機器に蓄電池パックから電力を供給することができる。
また、前記電力供給部は、USBポートとして構成されており、前記他の機器が前記USBポートに接続され、前記放電回路部は、前記USBポートを介して、前記蓄電池から放電される電力を前記他の機器に供給してもよい。
これにより、USBポートを備えた、例えばスマートフォン、タブレット端末等の他の機器に蓄電池パックから電力を供給することができる。
また、本発明の一態様に係る分電盤は、系統電源から供給される電力を建物に設けられる負荷に供給する制御を行う分電盤であって、前記系統電源から電力が供給されない状態である停電時に前記分電盤を動作させるための電力を供給する蓄電部と、前記系統電源から前記蓄電部へ充電する際、前記蓄電部の満充電時の総充電容量に対して低い所定の第1割合に前記蓄電部への充電を制御する通常充電と、前記通常充電における前記第1割合より大きい所定の第2割合に前記蓄電部への充電を制御する停電準備充電とを、切り替えて前記蓄電部への充電を行う充電制御部とを備える。
これにより、系統電源から電力が供給されない停電時において、分電盤を動作させるための電力を充分に確保することができる。また、通常充電では満充電時の総充電容量に対して低い所定の第1割合に蓄電部への充電を抑制しているので、蓄電部の性能および寿命が劣化するのを防止し、蓄電部の寿命を延ばすことができる。これは、満充電(または充電容量が0)のままの状態を維持すると、蓄電部の性能および寿命が劣化するためである。また、通常充電と停電準備充電とを必要に応じて切り替えることにより、蓄電部の性能および寿命が劣化するのを防止するとともに、必要時には分電盤を動作させるための電力を充分に確保することができる。
また、前記充電制御部は、前記停電準備充電において、前記蓄電部への充電を前記総充電容量まで行ってもよい。
これにより、停電準備充電を行う際に、充電の抑制制御を行う必要がなく、必要時には分電盤を動作させるための電力を充分に確保することができる。
また、前記分電盤は、さらに、前記通常充電と前記停電準備充電とを切り替えるための停電準備スイッチを備え、前記充電制御部は、前記停電準備スイッチがオンされた場合に、前記停電準備充電に切り替えて前記蓄電部への充電を行い、前記停電準備スイッチがオフされた場合に、前記通常充電に切り替えて前記蓄電部への充電を行ってもよい。
これにより、ユーザは、状況に応じて簡単に通常充電と停電準備充電とを切り替えることができる。
また、前記充電制御部は、前記停電準備充電に切り替えて前記蓄電部への充電を行って、前記蓄電部への充電が完了した場合、前記停電準備スイッチをオフにしてもよい。
これにより、ユーザが停電準備スイッチをオフにする、すなわち通常充電に戻すことを忘れることを防止することができる。
また、前記分電盤は、さらに、ネットワークを介して停電の予定を示す停電情報を取得する停電情報取得部を備え、前記充電制御部は、前記停電情報取得部によって前記停電情報が取得された場合に、前記停電準備充電に切り替えて前記蓄電部への充電を行い、前記停電情報取得部によって前記停電情報が取得されていない場合に、前記通常充電に切り替えて前記蓄電部への充電を行ってもよい。
これにより、停電情報に応じて、通常充電と停電準備充電とを、必要に応じて切り替えることにより、蓄電部の性能および寿命が劣化するのを防止するとともに、必要時には分電盤を動作させるための電力を充分に確保することができる。
また、前記蓄電部は、蓄電池を複数有し、少なくとも1つの前記蓄電池は前記分電盤から着脱可能に設けられてもよい。
これにより、停電時等において、蓄電池を分電盤より取り外して、必要な場所に持っていくことが可能になる。
また、前記分電盤は、さらに、外部に設けられる電力供給装置から供給される電力を前記負荷に供給するとともに、前記停電を検知する検知部と、前記検知部によって前記停電が検知された場合、前記蓄電部から供給される電力を用いて、前記電力供給装置から供給される電力が前記系統電源へ流れることを遮断する制御部とを備えてもよい。
これにより、停電時等において、系統電源と電力供給装置から供給される電力とを切り替えることができ、電力供給装置から供給される電力が系統電源へ流れることを遮断することができ、負荷に供給する電力を安定させることができる。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における分電盤を含む電力供給システムの構成を示す図である。
図1に示された電力供給システム10は、機器(通常負荷)124〜126および自立機器(非常用負荷)121〜123へ電力を供給する。以下に、図1に示された各構成要素を具体的に説明する。
分電盤100は、系統電源11と、太陽光発電パネル(PVパネル)13、燃料電池(FC)14、および蓄電池(SB)15等の電力供給装置とから供給される電力を建物に設けられる負荷(機器124〜126および自立機器121〜123)に供給する制御を行う分電盤である。特に、分電盤100は、系統電源11が電力を供給していない場合でも、自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。また、分電盤100は、図1に示すように主分電盤101、自立分電盤102、および自立切り替え器103を備えている。
主分電盤101は、分岐回路を有する分電盤であり、系統電源11、太陽光発電パネル13、燃料電池14、および蓄電池15から供給される電力を機器124〜126それぞれに供給する制御を行う。また、主分電盤101は、制御部104、蓄電部105、停電準備スイッチ106、ブレーカー134〜136、142、主幹ブレーカー141、リレー143、および変流器(CT)144を備えている。
自立分電盤102は、分岐回路を有する追加的な分電盤であり、自立切り替え器103から供給される電力を自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。すなわち、自立分電盤102は、太陽光発電パネル13、燃料電池14、および蓄電池15から供給される電力を自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。特に、自立分電盤102は、系統電源11が電力を供給していない場合でも、自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。また、自立分電盤102は、ブレーカー131〜133を備えている。
自立切り替え器103は、系統電源11および電力供給装置からの電力を供給するか、あるいは、電力供給装置からの電力だけを供給するかの切り替え器である。例えば、系統電源11が電力を供給している場合、系統電源11および電力供給装置からの電力が供給される。一方、系統電源11が電力を供給していない場合、電力供給装置からの電力だけが供給される。
制御部104は、後述するように停電の検知および分電盤100の動作を制御する。
蓄電部105は、例えば蓄電池であり、系統電源11から供給される電力を充電する。そして、蓄電部105は、停電時に、分電盤100に含まれる各構成要素に電力を供給する。なお、蓄電部105は、停電時に、太陽光発電パネル13、燃料電池14、および蓄電池15から供給される電力を充電してもよい。
停電準備スイッチ106は、通常充電と停電準備充電とを切り替えるためのスイッチである。例えば、電力会社等からの情報により停電が予想される場合に、ユーザが停電準備スイッチ106をオンにすることにより、停電準備充電に切り替わる。
リレー143は、スイッチの一種であり、電気信号によって電気回路の開閉を行う。具体的には、切替制御部153が、リレー143をオンまたはオフにする。リレー143は、オンにされた場合、接続状態を導通に切り替え、オフにされた場合、接続状態を非導通に切り替える。
ブレーカー131〜136、142、および、主幹ブレーカー141は、過電流または漏電等が検知された場合、回路を遮断する。変流器144は、主分電盤101における電流を測定するためのセンサである。
系統電源11は、電力会社が提供する電力供給システムである。太陽光発電パネル13および燃料電池14では、安定的かつ十分な電力が得られない場合がある。そのため、太陽光発電パネル13および燃料電池14が利用される場合でも、系統電源11が利用される。
パワーコンディショナー(PCS)12は、太陽光発電パネル13および燃料電池14から供給される電力を調整する。例えば、パワーコンディショナー12は、太陽光発電パネル13および燃料電池14から供給される電力を直流から交流に変換する。また、パワーコンディショナー12は、蓄電池15へ供給する電力、または、蓄電池15から供給される電力を調整する。例えば、パワーコンディショナー12は、蓄電池15へ供給する電力を交流から直流に、蓄電池15から供給される電力を直流から交流に変換する。さらに、パワーコンディショナー12は、変流器144によって測定された電流の状態に応じて、主分電盤101に電力を供給する。
太陽光発電パネル13は、ソーラーパネル、太陽電池パネルまたは太陽電池モジュールとも呼ばれ、太陽光を利用して発電する。例えば、太陽光発電パネル13は、パネル状に配置された複数の太陽電池で構成される。
燃料電池14は、燃料の化学反応を利用して発電する。例えば、燃料電池14は、水素と酸素とを反応させることによって発電する。
蓄電池15は、系統電源11、太陽光発電パネル13または燃料電池14から供給される電力を蓄積する。
自立コンセント111〜113は、電力供給システム10に自立機器121〜123を接続するためのインタフェースである。自立コンセント111〜113には、系統電源11から電力が供給されていない場合でも、太陽光発電パネル13等から電力が供給される。
コンセント114〜116は、電力供給システム10に機器124〜126を接続するためのインタフェースである。系統電源11から電力が供給されていない場合、コンセント114〜116には、どこからも電力が供給されない。
自立機器121〜123は、電力の供給を受けて動作する機器であり、例えば、電力が常に供給されるべき家電である。これらの代表的な例は、冷蔵庫である。
機器124〜126は、電力の供給を受けて動作する機器であり、例えば、停止が許容される家電である。これらの代表的な例は、使用頻度の少ない部屋の照明機器である。
次に、制御部104の詳細な構成について説明する。図2は、実施の形態1における分電盤100の制御部104の詳細な構成を示すブロック図である。
制御部104は、図2に示すように充電制御部151、検知部152、および切替制御部153を備えている。
充電制御部151は、系統電源11から蓄電部105へ充電する際、蓄電部105の満充電時の総充電容量に対して低い所定の充電割合(第1割合)に蓄電部105への充電を抑制(制御)する通常充電と、蓄電部105への充電を総充電容量まで行う停電準備充電とを、切り替えて蓄電部105への充電を行う。また、充電制御部151は、停電準備スイッチ106がオンされた場合に、停電準備充電に切り替えて蓄電部105への充電を行い、停電準備スイッチ106がオフされた場合に、通常充電に切り替えて蓄電部105への充電を行う。
検知部152は、系統電源11から電力が供給されない状態である停電を検知する。
切替制御部153は、検知部152で検知された情報に基づいて、リレー143および自立切り替え器103を制御する。
以下、系統電源11および電力供給装置からの電力を供給する場合、および、電力供給装置からの電力だけを供給する場合について、電力供給システム10の動作を具体的に説明する。
まず、系統電源11および電力供給装置からの電力を供給する場合、系統電源11は、主分電盤101に電力を供給する。また、太陽光発電パネル13および燃料電池14も、パワーコンディショナー12を介して、主分電盤101に電力を供給する。さらに、主分電盤101から蓄電池15へ、または、蓄電池15から主分電盤101へ、電力がパワーコンディショナー12を介して供給される。
そして、主分電盤101は、機器124〜126に電力を供給する。また、主分電盤101は、自立切り替え器103を介して、自立分電盤102に電力を供給する。自立分電盤102は、自立機器121〜123に電力を供給する。
一方、電力供給装置からの電力だけを供給する場合、太陽光発電パネル13、燃料電池14、および蓄電池15は、主分電盤101に電力を供給しない。
パワーコンディショナー12は、自立切り替え器103を介して自立分電盤102に電力を供給する。自立分電盤102は、自立機器121〜123に電力を供給する。
以上の構成および動作によって、電力供給システム10は、系統電源11が電力を供給している場合も、系統電源11が電力を供給していない場合も、自立機器121〜123に電力を供給することができる。
次に、上記のように構成された分電盤100において系統電源11から蓄電部105へ充電する際の動作について説明する。
図3は、実施の形態1における系統電源11から蓄電部105へ充電する際の動作の流れを示すフローチャートである。また、図4Aおよび図4Bは、実施の形態1における充電特性を示す図であり、図4Aは通常充電における充電特性、図4Bは停電準備充電における充電特性を示す図である。
充電制御部151は、停電準備スイッチ106がオフであるか否かを判定する(ステップS101)。この判定の結果、停電準備スイッチ106がオフである場合(ステップS101でYES)、充電制御部151は、蓄電部105の満充電時の総充電容量に対して低い所定の充電割合(第1割合)に蓄電部105への充電を抑制する通常充電で、蓄電部105への充電を行う(ステップS102)。充電制御部151は、総充電容量に対して低い所定の充電割合(例えば7割)に蓄電部105への充電を抑制するように、図4Aに示すように定電流充電401を行った後、充電電圧Aで定電圧充電402を行う。充電制御部151は、蓄電部105への充電が所定の充電割合(第1割合)になったか否かを判定する(ステップS103)。所定の充電割合になった場合(ステップS103でYES)、充電制御部151は、蓄電部105への充電を停止する(ステップS104)。所定の充電割合になっていない場合(ステップS103でNO)、充電制御部151は、通常充電で蓄電部105への充電を行う(ステップS102)。
一方、停電準備スイッチ106がオフでない、すなわちオンである場合(ステップS101でNO)、充電制御部151は、蓄電部105への充電を総充電容量まで行う停電準備充電で、蓄電部105への充電を行う(ステップS105)。充電制御部151は、充電の抑制を行わず、総充電容量まで充電を行うように、図4Bに示すように定電流充電403を行った後、充電電圧Bで定電圧充電404を行う。充電制御部151は、蓄電部105への充電が満充電になったか否かを判定する(ステップS106)。満充電になった場合(ステップS106でYES)、充電制御部151は、蓄電部105への充電を停止する(ステップS104)。満充電になっていない場合(ステップS106でNO)、充電制御部151は、停電準備充電で蓄電部105への充電を行う(ステップS105)。なお、ここでは、停電準備充電において、充電の抑制を行わず、総充電容量まで充電を行っているが、例えば、通常充電における所定の充電割合(第1割合:例えば7割)より大きい所定の充電割合(第2割合:例えば9割)に蓄電部105への充電を抑制しても構わない。
充電制御部151は、蓄電部105の充電容量が充電を必要とする所定の充電割合(例えば5割)まで低下したか否かを判定する(ステップS107)。この判定の結果、所定の充電割合まで低下している場合(ステップS107でYES)、停電準備スイッチ106がオフであるか否かの判定処理(ステップS101)に戻る。一方、所定の充電割合まで低下していない場合(ステップS107でNO)、所定の充電割合まで低下したか否かの判定処理(ステップS107)を繰り返す。
なお、本フローチャートでは、第1割合になっていない場合(ステップS103でNO)に、充電制御部151は、蓄電部105への充電が第1割合になるまで、通常充電で蓄電部105への充電を行っているが、これに限られるものではない。例えば、第1割合になっていない場合(ステップS103でNO)に、再度、停電準備スイッチ106がオフであるか否かの判定処理(ステップS101)に戻っても構わない。これにより、通常充電で蓄電部105へ充電を行っている途中に、停電準備スイッチ106がオンされた場合にも、充電制御部151は、停電準備充電に切り替えて蓄電部105への充電を行うことができる。
次に、通常充電、停電準備充電、および自己放電のよる蓄電部105の充電容量の変化について説明する。
図5は、実施の形態1における通常充電、停電準備充電、および自己放電による充電容量の変化の一例を示す図である。
図5では、充電区間501において、通常充電により第1割合である充電容量bまで蓄電部105への充電が行われると、充電制御部151は蓄電部105への充電を停止する。そして、充電を行っていない待機区間502において、蓄電部105は自己放電し、充電容量が低下し、充電を必要とする所定の充電割合である充電容量cまで低下すると、充電制御部151は通常充電により蓄電部105への充電を開始する。次に、充電区間503において、通常充電により蓄電部105への充電が行われているときに、停電準備スイッチ106がオンにされると、充電区間504において、充電制御部151は、蓄電部105への充電を総充電容量まで行う停電準備充電で、蓄電部105への充電を行う。充電区間504において、停電準備充電により総充電容量である充電容量aまで蓄電部105への充電が行われると、充電制御部151は蓄電部105への充電を停止する。そして、充電を行っていない待機区間505において、蓄電部105は自己放電する。ここで、停電準備スイッチ106がオフにされたとする。待機区間505において、充電容量が低下し、充電を必要とする所定の充電割合である充電容量cまで低下すると、充電制御部151は通常充電により蓄電部105への充電を開始する。また、充電区間506において、通常充電により充電容量bまで蓄電部105への充電が行われると、充電制御部151は蓄電部105への充電を停止する。そして、充電を行っていない待機区間507において、蓄電部105は自己放電することになる。
以上のように、分電盤に蓄電部を備えているので、系統電源から電力が供給されない停電時において、分電盤を動作させるための電力を充分に確保することができる。また、所定の充電割合に蓄電部105への充電を抑制する通常充電と、充電の抑制を行わず、総充電容量まで充電を行う停電準備充電とを、必要に応じて切り替えることにより、蓄電部105の性能および寿命が劣化するのを防止するとともに、必要時には分電盤を動作させるための電力を充分に確保することができる。
なお、本実施の形態では、停電準備スイッチ106のオンオフをユーザが操作する構成としているが、これに限られるものではない。例えば、ユーザにより停電準備スイッチ106がオンされることで、充電制御部151が停電準備充電で蓄電部105への充電を行って、蓄電部105への充電が完了した場合、充電制御部151が停電準備スイッチ106をオフにする構成としても構わない。これにより、ユーザが停電準備スイッチ106をオフにする、すなわち通常充電に戻すことを忘れることを防止することができる。
また、充電制御部151が、蓄電部105の故障および寿命レベル等を判定し、故障または所定の寿命レベルに達した場合等に、例えばアラーム等を鳴らすように構成しても構わない。
更には、再び充電を開始する蓄電池容量cを、停電準備スイッチ106のオンオフに応じて異なる値としてもよい。例えば、停電準備スイッチ106がオフとオンのときに再び充電を開始する蓄電池容量を、それぞれcとc’とすると、c<c’<bを満たすように値を設定してもよい。
(実施の形態2)
実施の形態1では、充電制御部は、停電準備スイッチ106のオンオフに応じて通常充電と停電準備充電との切り替えを行っているのに対して、本実施の形態2では、停電準備スイッチ106のオンオフに加え、電力会社等からの停電情報に応じて通常充電と停電準備充電との切り替えを行っている。ここで、本実施の形態2における分電盤の構成は図1に示す実施の形態1と同様であり、制御部104の構成が制御部200の構成となる。
図6は、実施の形態2における分電盤の制御部200の詳細な構成を示すブロック図である。なお、実施の形態1と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
制御部200は、図6に示すように停電情報取得部201、充電制御部202、検知部152、および切替制御部153を備えている。
停電情報取得部201は、ネットワークを介して例えば電力会社等から停電の予定を示す停電情報を取得する。
充電制御部202は、系統電源11から蓄電部105へ充電する際、蓄電部105の満充電時の総充電容量に対して低い所定の充電割合(第1割合)に蓄電部105への充電を抑制する通常充電と、蓄電部105への充電を総充電容量まで行う停電準備充電とを、切り替えて蓄電部105への充電を行う。また、充電制御部202は、停電準備スイッチ106がオンされた場合に、停電準備充電に切り替えて蓄電部105への充電を行い、停電準備スイッチ106がオフされた場合に、通常充電に切り替えて蓄電部105への充電を行う。さらに、充電制御部202は、停電情報取得部201によって停電情報が取得された場合に、停電準備充電に切り替えて蓄電部105への充電を行い、停電情報取得部201によって停電情報が取得されていない場合に、通常充電に切り替えて蓄電部105への充電を行う。
図7は、実施の形態2における系統電源11から蓄電部105へ充電する際の動作の流れを示すフローチャートである。
充電制御部202は、停電準備スイッチ106がオフであるか否かを判定する(ステップS101)。この判定の結果、停電準備スイッチ106がオフである場合(ステップS101でYES)、充電制御部202は、停電情報取得部201によって停電情報が取得されているか否かを判定する(ステップS201)。この判定の結果、停電情報が取得されていない場合(ステップS201でNO)、充電制御部202は、蓄電部105の満充電時の総充電容量に対して低い所定の充電割合(第1割合)に蓄電部105への充電を抑制する通常充電で、蓄電部105への充電を行う(ステップS102)。
一方、停電準備スイッチ106がオフでない、すなわちオンである場合(ステップS101でNO)および停電情報取得部201によって停電情報が取得されている場合(ステップS201でYES)、充電制御部202は、蓄電部105への充電を総充電容量まで行う停電準備充電で、蓄電部105への充電を行う(ステップS105)。
通常充電および停電準備充電を行った場合ともに、以降の処理は上記実施の形態1と同様である。
以上のように、停電情報を取得しているので、ユーザにより停電準備スイッチ106のオンオフが操作されなくても、所定の充電割合に蓄電部105への充電を抑制する通常充電と、充電の抑制を行わず、総充電容量まで充電を行う停電準備充電とを、必要に応じて切り替えることにより、蓄電部105の性能および寿命が劣化するのを防止するとともに、必要時には分電盤を動作させるための電力を充分に確保することができる。
なお、本実施の形態では、ユーザがオンオフを操作する停電準備スイッチ106を備える構成としているが、これに限られるものではない。例えば、停電準備スイッチ106を備えない構成としても構わない。
また、本実施の形態では、停電情報取得部201が、ネットワークを介して例えば電力会社等から停電の予定を示す停電情報を取得する構成としているが、これに限られるものではない。例えば、停電情報取得部201が台風シーズン等のカレンダ情報を取得し、充電制御部202が台風シーズンには停電準備充電を行い、台風シーズン以外には通常充電を行うように制御しても構わない。また、例えば、停電情報取得部201が雷や大雨などの警報もしくは注意報の情報を取得し、雷や大雨などの警報もしくは注意報が発令されていれば充電制御部202が停電準備充電を行い、警報および注意報が発令されていなければ通常充電を行うように制御しても構わない。
(実施の形態3)
本実施の形態では、図1に示す分電盤100の主分電盤101の蓄電部105の構成について説明する。
図8Aおよび図8Bは、実施の形態3における主分電盤101の外観構成を示す斜視図であり、図8Aは2つの蓄電池(蓄電池パック)を収容した状態、図8Bは1つの蓄電池(蓄電池パック)を取り出した状態を示す図である。なお、実施の形態1と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
蓄電部105は、図8Aに示すようにパック収納部165に収納された2つの蓄電池(蓄電池パック)により構成されている。また、蓄電部105は、図8Bに示すように1つの蓄電池(蓄電池パック)161aは主分電盤101より着脱可能に設けられる。
蓄電池161aには、例えばUSB端子等の端子162が設けられている。
主分電盤101には、接続端子160が設けられており、蓄電池161aの接続端子(図示せず)と接続されることにより、系統電源11から蓄電部105への充電が行われる。
このように構成されることによって、停電時等において、蓄電池161aを主分電盤101より取り外して、必要な場所に持っていくことが可能になる。そして、例えばUSBケーブル等のケーブル301を介して例えばスマートフォン、タブレット端末等の携帯機器300に充電を行うことが可能である。
(実施の形態4)
図9は、実施の形態4における分電盤を含む電力供給システムの構成を示す図である。なお、図1に示す実施の形態1と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
図9に示された電力供給システム20は、機器124〜126および自立機器121〜123へ電力を供給する。以下に、図9に示された各構成要素を具体的に説明する。
分電盤400は、系統電源11から供給される電力を建物に設けられる負荷(機器124〜126および自立機器121〜123)に供給する制御を行う分電盤である。また、分電盤400は、系統電源11が電力を供給していない場合に、蓄電部(蓄電池パック)から供給される電力を自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。また、分電盤400は、図9に示すように主分電盤401、自立分電盤402、および自立切り替え器403を備えている。
主分電盤401は、分岐回路を有する分電盤であり、系統電源11から供給される電力を機器124〜126それぞれに供給する制御を行う。また、主分電盤401は、制御部404、蓄電部405、モードスイッチ406、ブレーカー134〜136、および主幹ブレーカー141を備えている。
自立分電盤402は、分岐回路を有する追加的な分電盤であり、自立切り替え器403から供給される電力を自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。すなわち、自立分電盤402は、系統電源11から供給される電力または蓄電部(蓄電池パック)から供給される電力を自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。特に、自立分電盤402は、系統電源11が電力を供給していない場合でも、自立機器121〜123のそれぞれへ電力を供給する。また、自立分電盤402は、ブレーカー131〜133を備えている。
自立切り替え器403は、系統電源11からの電力を供給する(系統連携モード)か、あるいは、蓄電部(蓄電池パック)からの電力を供給する(自立運転モード)かの切り替え器である。例えば、系統電源11が電力を供給している場合、系統電源11からの電力が供給される。一方、系統電源11が電力を供給していない場合、蓄電部(蓄電池パック)からの電力が供給される。
制御部404は、後述するように外部からの信号の取得、停電の検知および分電盤400の動作を制御する。
モードスイッチ406は、系統連携モードおよび自立運転モードのいずれかを手動で選択するためのスイッチである。
蓄電部405は、例えば実施の形態3の図8Aに示したようにパック収納部165に収納された2つの蓄電池(蓄電池パック)161により構成されている。パック収納部165は、蓄電池パック161の接続端子(図示せず)との接続および接続解除が自在な接続部(図8Bに示す接続端子160)を有している。パック収納部165に蓄電池パック161が収納され、パック収納部165の接続端子160と蓄電池パック161の接続端子とが接続されることにより、系統電源11から蓄電部405(蓄電池パック161)への充電、および蓄電部405(蓄電池パック161)からの電力供給が行われる。なお、蓄電池(蓄電池パック)は、2つの限られるものではなく、例えば、3つ以上で構成されても構わない。
また、蓄電池パック161は、当該蓄電池パックの残存電力量を示す表示部(図8Bでは図示せず)を備えており、パック収納部165へは、接続端子160に接続された状態で、表示部が視認可能となる向きに収納される。
図10は、実施の形態4における蓄電池パック161の詳細な構成を示すブロック図である。
また、蓄電池パック161は、図10に示すように、1以上の蓄電池171、接続端子部172、充電回路部173、放電回路部174、電力供給部175、表示制御部176、および表示部177を備えている。
蓄電池171は、供給される電力を蓄積するとともに、蓄積した電力を放電する。
接続端子部172は、分電盤400に対して機械的および電気的な接続と接続解除とが自在であり、電力を充放電するための接続端子である。
充電回路部173は、接続端子部172を介して入力される系統電源11の電力を用いて蓄電池171を充電する。
放電回路部174は、蓄電池171から放電される電力を出力する。
電力供給部175は、例えば図8Bに示す携帯機器300等の他の機器と電気的に接続されることにより、放電回路部174から出力される電力を他の機器に出力する。具体的には、電力供給部175は、例えば図8Bに示すUSB端子(USBポート)等の端子162として構成される。
表示制御部176は、蓄電池171の残存電力量を取得し、表示部177に残存電力量を表示する。
表示部177は、例えば液晶表示装置(LCD(Liquid Crystal Display))、LED(Light Emitting Diode)表示等であり、蓄電池パック161(蓄電池171)の残存電力量を表示するために用いられる。
次に、制御部404の詳細な構成について説明する。図11は、実施の形態4における分電盤400の制御部404の詳細な構成を示すブロック図である。
制御部404は、図11に示すように、信号取得部451、検知部452、充電制御部453、放電制御部454、および切替制御部455を備えている。
信号取得部451は、例えば系統連携モードおよび自立運転モードのいずれのモードを選択するかを示す制御信号、および電力を抑制することを求める電力抑制信号等の外部からの信号を取得する。
検知部452は、系統電源11から電力が供給されない状態である停電を検知する。
充電制御部453は、系統電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電力を蓄電部405に供給して蓄電部405を充電する。すなわち、充電制御部453は、蓄電池パック161を充電する。具体的には、充電制御部453は、AC/DCコンバータを含んで構成される。
また、充電制御部453は、蓄電池パックと通信して蓄電池パックの残存電力量に関する情報を取得する。そして、充電制御部453は、系統連携モード時に、残存電力量が所定の閾値を下回っている場合、系統電源から供給される電力を蓄電池パックに供給して蓄電池パックを充電する。また、充電制御部453は、系統連携モード時に、残存電力量が所定の閾値以上である場合は、系統電源から供給される電力を蓄電池パックに供給しない。
放電制御部454は、蓄電部405から供給される直流電力を交流電力に変換し、自立切り替え器403に供給する。具体的には、放電制御部454は、DC/ACインバータを含んで構成される。
切替制御部455は、検知部452で検知された情報に基づいて、自立切り替え器103を制御し、系統連携モードと自立運転モードとを切り替える。すなわち、切替制御部455は、検知部452によって系統電源から電力が供給されていること(停電でないこと)が検知されている(停電でない)場合には系統連携モードを選択し、系統電源から電力が供給されていないこと(停電であること)が検知されている場合には自立運転モードを選択する。
また、切替制御部455は、モードスイッチ406によって選択されたモードに従って自立切り替え器103を制御し、系統連携モードと自立運転モードとを切り替える。
さらに、切替制御部455は、信号取得部451で取得された信号に基づいて、自立切り替え器103を制御し、系統連携モードと自立運転モードとを切り替える。例えば、信号取得部451で取得された信号が系統連携モードおよび自立運転モードのいずれのモードを選択するかを示す制御信号である場合、切替制御部455は、制御信号が示すモードに従って自立切り替え器103を制御し、系統連携モードと自立運転モードとを切り替える。また、信号取得部451で取得された信号が電力抑制信号である場合、切替制御部455は、自立切り替え器103を制御し、系統連携モードから自立運転モードへ切り替える。
また、切替制御部455は、自立運転モード時において、複数の蓄電池パックから自立機器(非常用負荷)に電力が供給されている期間中に複数の蓄電池パックの少なくとも1つが取り外された場合、残りの蓄電池パックを用いて自立機器への電力供給を継続する。
以下、系統電源11からの電力を供給する(系統連携モード)場合、および、蓄電部405(蓄電池パック)からの電力を供給する(自立運転モード)場合について、電力供給システム20の動作を具体的に説明する。
まず、系統連携モードの場合、系統電源11は、主分電盤401に電力を供給する。そして、主分電盤401は、機器124〜126に電力を供給する。また、主分電盤401は、自立切り替え器403を介して、自立分電盤402に電力を供給する。自立分電盤402は、自立機器121〜123に電力を供給する。
一方、自立運転モードの場合、蓄電部405(蓄電池パック)は、主分電盤101に電力を供給しない。蓄電部405(蓄電池パック)は、自立切り替え器103を介して自立分電盤102に電力を供給する。自立分電盤102は、自立機器121〜123に電力を供給する。
以上のように、分電盤400に蓄電部405(蓄電池パック)を備えているので、電力供給システム20は、系統連携モードであっても、自立運転モードであっても、自立機器121〜123に電力を供給することができる。
なお、本実施の形態では、充電制御部453と放電制御部454とを分けて構成しているが、これに限られるものではなく、一体として構成しても構わない。この場合、具体的には、交流電力から直流電力に変換、および直流電力から交流電力に変換する双方向コンバータを含んで構成される。
以上、一つまたは複数の態様に係る分電盤および蓄電池パックについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
本発明は、系統電源から電力が供給されない停電時において、分電盤を動作させるための電力を充分に確保し、確保した電力の利用用途を広げることができ、分電盤、蓄電池パック、分電盤を含む電力供給システム、および、分電盤を含む住宅設備等に用いるのに有用である。
10、20 電力供給システム
11 系統電源
12 パワーコンディショナー(PCS)
13 太陽光発電パネル(PVパネル)
14 燃料電池(FC)
15 蓄電池(SB)
100、400 分電盤
101、401 主分電盤
102、402 自立分電盤
103、403 自立切り替え器
104、200、404 制御部
105、405 蓄電部
106 停電準備スイッチ
111、112、113 自立コンセント
114、115、116 コンセント
121、122、123 自立機器
124、125、126 機器
131、132、133、134、135、136、142 ブレーカー
141 主幹ブレーカー
143 リレー
144 変流器(CT)
151、202、453 充電制御部
152、452 検知部
153、455 切替制御部
160 接続端子
161、161a、161b 蓄電池(蓄電池パック)
162 端子
165 パック収納部
171 蓄電池
172 接続端子部
173 充電回路部
174 放電回路部
175 電力供給部
176 表示制御部
177 表示部
201 停電情報取得部
300 携帯機器
301 ケーブル
406 モードスイッチ
451 信号取得部
454 放電制御部
本発明は、系統電源から供給される電力を建物に設けられる負荷に供給する制御を行う蓄電システムおよび蓄電システムの制御方法に関する。
本発明の一態様に係る蓄電システムは、1以上の蓄電池を備える蓄電部と、外部からの信号を取得する信号取得部と、系統電源から供給された交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電池に供給して当該蓄電池を充電する充電制御部と、系統電源から供給された交流電力を負荷に供給する第1のモードと、前記蓄電池に充電されている電力を用いて、前記負荷に電力を供給する第2のモードとを、前記信号取得部によって取得された前記信号に応じて切り替える切替制御部とを備える。

Claims (12)

  1. 1以上の蓄電池を備える蓄電部と、
    外部からの信号を取得する信号取得部と、
    系統電源から供給された交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電池に供給して当該蓄電池を充電する充電制御部と、
    系統電源から供給された交流電力を負荷に供給する第1のモードと、前記蓄電池に充電されている電力を用いて、前記負荷に電力を供給する第2のモードとを、前記信号取得部によって取得された前記信号に応じて切り替える切替制御部とを備える
    切替装置。
  2. 前記蓄電池の直流電力を交流電力に変換する放電制御部を備え、
    前記切替制御部が前記第2のモードに切り替えているときは、前記蓄電池の放電電力を、前記放電制御部を介して前記負荷に供給する
    請求項1に記載の切替装置。
  3. 前記信号取得部によって取得された前記信号は、前記第1のモードおよび前記第2のモードのいずれのモードを選択するかを示す制御信号であり、
    前記切替制御部は、前記制御信号が示すモードに従って、前記第1のモードおよび前記第2のモードを切り替える
    請求項1または2に記載の切替装置。
  4. 前記信号取得部によって取得された前記信号は、電力を抑制することを求める電力抑制信号であり、
    前記切替制御部は、前記信号取得部によって前記電力抑制信号が取得されると、前記第1のモードから前記第2のモードに切り替える
    請求項1または2に記載の切替装置。
  5. 前記充電制御部は、前記第1のモード時に、前記蓄電池の残存電力量が所定の閾値を下回っている場合、前記系統電源から供給される電力を前記蓄電池に供給して前記蓄電池を充電し、前記残存電力量が前記所定の閾値以上である場合は、前記系統電源から供給される電力を前記蓄電池に供給しない
    請求項1−4のいずれか1項に記載の切替装置。
  6. さらに、
    前記系統電源から電力が供給されているか否かを検知する検知部を備え、
    前記切替制御部は、前記検知部によって前記系統電源から電力が供給されていることが検知されている場合には前記第1のモードを選択し、前記検知部によって前記系統電源から電力が供給されていないことが検知されている場合には前記第2のモードを選択する
    請求項1に記載の切替装置。
  7. さらに、
    前記第1のモードおよび前記第2のモードのいずれかを選択するためのモードスイッチを備え、
    前記切替制御部は、前記モードスイッチによって選択されたモードに従って、前記第1のモードおよび前記第2のモードを切り替える
    請求項1に記載の切替装置。
  8. 前記蓄電池は、蓄電池パックであり、
    前記蓄電池パックの接続端子部との接続および接続解除が自在な接続部と、
    前記接続部が設けられ、かつ、前記蓄電池パックを収納するパック収納部と、を備える
    請求項1−7のいずれか1項に記載の切替装置。
  9. 前記蓄電池パックは当該蓄電池パックの残存電力量を示す表示部を備え、
    前記パック収納部は、前記接続部に接続された前記蓄電池パックの前記表示部が視認可能となる向きに前記蓄電池パックを収納する
    請求項8に記載の切替装置。
  10. 複数の前記接続部を備え、
    複数の前記接続部のそれぞれに複数の前記蓄電池パックのそれぞれが接続される
    請求項8または9に記載の切替装置。
  11. 前記切替制御部は、前記複数の蓄電池パックから前記負荷に電力が供給されている期間中に前記複数の蓄電池パックの少なくとも1つが取り外された場合、残りの蓄電池パックを用いて前記負荷への電力供給を継続する
    請求項10に記載の切替装置。
  12. 外部からの信号を取得する取得ステップと、
    系統電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を蓄電池に供給して当該蓄電池を充電する充電ステップと、
    系統電源から供給された交流電力を負荷に供給する第1のモードと、前記蓄電池に充電されている電力を用いて、前記負荷に電力を供給する第2のモードとを、前記取得ステップにおいて取得された前記信号に応じて切り替える切替ステップと、を含む
    切替装置の制御方法。
JP2017029513A 2012-10-31 2017-02-20 蓄電システムおよび蓄電システムの制御方法 Pending JP2017112833A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012240938 2012-10-31
JP2012240938 2012-10-31

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014505304A Division JPWO2014068874A1 (ja) 2012-10-31 2013-10-15 分電盤および蓄電池パック

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017112833A true JP2017112833A (ja) 2017-06-22

Family

ID=50626826

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014505304A Pending JPWO2014068874A1 (ja) 2012-10-31 2013-10-15 分電盤および蓄電池パック
JP2014041075A Active JP5866494B2 (ja) 2012-10-31 2014-03-03 分電盤および蓄電池パック
JP2014041076A Active JP5867528B2 (ja) 2012-10-31 2014-03-03 分電盤および蓄電池パック
JP2017029513A Pending JP2017112833A (ja) 2012-10-31 2017-02-20 蓄電システムおよび蓄電システムの制御方法

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014505304A Pending JPWO2014068874A1 (ja) 2012-10-31 2013-10-15 分電盤および蓄電池パック
JP2014041075A Active JP5866494B2 (ja) 2012-10-31 2014-03-03 分電盤および蓄電池パック
JP2014041076A Active JP5867528B2 (ja) 2012-10-31 2014-03-03 分電盤および蓄電池パック

Country Status (4)

Country Link
US (3) US9680334B2 (ja)
JP (4) JPWO2014068874A1 (ja)
CN (2) CN104025402B (ja)
WO (1) WO2014068874A1 (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5968719B2 (ja) * 2012-08-06 2016-08-10 京セラ株式会社 管理システム、管理方法、制御装置及び蓄電池装置
WO2016020192A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 Koninklijke Philips N.V. Power distribution system
US9793729B2 (en) * 2015-01-05 2017-10-17 Schneider Electric It Corporation Uninterruptible power supply having removable battery
USD795804S1 (en) 2015-01-05 2017-08-29 Schneider Electric It Corporation Uninterruptible power supply and mobile power bank
EP3264558A4 (en) * 2015-02-25 2019-01-16 Kyocera Corporation POWER CONVERSION SYSTEM, DISTRIBUTION PANEL AND OPERATING SWITCHING PROCESS
WO2016155707A1 (de) * 2015-03-30 2016-10-06 sonnen GmbH Energieversorgungssystem, einrichtungsverfahren zu dessen einrichtung und energieversorgungsverfahren
US10566820B2 (en) 2015-05-18 2020-02-18 Sharp Kabushiki Kaisha Control system, control device, server, and control method
JP5984229B1 (ja) * 2015-07-21 2016-09-06 享史 中村 供給が停止状態の確認手段を備えた修復依頼システム
JP6868792B2 (ja) * 2015-07-31 2021-05-12 テンパール工業株式会社 分電盤
JP2017108482A (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 日東工業株式会社 分電盤システム
US10348092B1 (en) * 2016-01-19 2019-07-09 Noel Diaz Electrical power distribution control device
KR102564469B1 (ko) * 2016-04-14 2023-08-08 삼성전자주식회사 배터리 보호 방법 및 장치
GB2554357A (en) * 2016-09-21 2018-04-04 Hager Engineering Ltd Locking device for locking a switching cabinet
JP6778929B2 (ja) * 2017-02-24 2020-11-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 蓄電システム
JP6621892B2 (ja) * 2018-10-04 2019-12-18 シャープ株式会社 制御装置、充放電制御システムおよび制御方法
CA3133178A1 (en) * 2019-03-19 2020-09-24 Microgreen Solar Inc. Apparatus, system, and method for providing power
CN110876617B (zh) * 2019-08-28 2023-06-16 深圳市永康达电子科技有限公司 一种心血管测量装置的充电系统
KR102483972B1 (ko) 2020-11-13 2023-01-03 (주)에너캠프 복수개의 배터리팩이 장착된 파워스테이션의 충전 및 방전 제어방법
US11817701B2 (en) 2021-01-29 2023-11-14 Eaton Intelligent Power Limited Multi-port split-phase power system
US11495993B1 (en) * 2021-05-11 2022-11-08 Kitu Systems, Inc. System and method for facilitating autonomous operation of a smart energy device
WO2024026008A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 Enphase Energy, Inc. Portable energy system with ac input
KR102617698B1 (ko) * 2023-03-29 2023-12-27 유호전기공업주식회사 충전식 직류공급기기가 내장된 가스절연개폐장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002369380A (ja) * 2001-06-01 2002-12-20 Osaka Gas Co Ltd 電力供給システム及びその電力料金の課金方法
US20050121979A1 (en) * 2003-12-09 2005-06-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Direct-current uninterruptible power source unit
JP2006254537A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Honda Motor Co Ltd 電源装置
JP2009089572A (ja) * 2007-10-03 2009-04-23 Tdk-Lambda Corp バックアップ給電システム
JP2009201275A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Okamura Corp 可搬型電源装置
JP2010115008A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Tdk-Lambda Corp 無停電電源装置
JP3171974U (ja) * 2011-09-14 2011-11-24 株式会社タカラレーベン 蓄電システム

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2701340B2 (ja) 1988-07-27 1998-01-21 スズキ株式会社 電気車の回生制動制御回路
JPH0241603U (ja) * 1988-09-14 1990-03-22
JPH10285825A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Sumitomo Electric Ind Ltd 電源電力供給システム
JP2001258176A (ja) 2000-03-13 2001-09-21 Sanyo Electric Co Ltd 電力消費制御システム
US7602073B2 (en) * 2002-11-15 2009-10-13 Sprint Communications Company L.P. Power system with fuel cell and localized air-conditioning for computing equipment
JP4044501B2 (ja) * 2003-09-17 2008-02-06 セイコーインスツル株式会社 充放電制御回路および充電式電源装置
US7339353B1 (en) * 2004-03-10 2008-03-04 Quallion Llc Power system for managing power from multiple power sources
JP4160919B2 (ja) * 2004-03-24 2008-10-08 シャープ株式会社 インバータ装置
JP4312160B2 (ja) * 2005-01-14 2009-08-12 三洋電機株式会社 無停電電源装置
JP2007043802A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Tokyo Electric Power Co Inc:The 無停電電源装置及び分電盤
US8872474B2 (en) * 2006-02-09 2014-10-28 Karl F. Scheucher Fail safe serviceable high voltage battery pack
JP4868883B2 (ja) 2006-02-23 2012-02-01 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 燃料電池を用いた非常電源システム、及び分電盤
JP2008022650A (ja) 2006-07-13 2008-01-31 Univ Of Tsukuba 自立運転支援装置及び電源システム
JP4850019B2 (ja) 2006-10-16 2012-01-11 東京瓦斯株式会社 電力系統に接続された自家発電設備における蓄電池設備および蓄電池設備の運転方法
CA2763425A1 (en) * 2009-05-25 2010-12-02 Sharp Kabushiki Kaisha Wireless communication system, wireless communication method, terminal apparatus, and base station apparatus
JP5330941B2 (ja) * 2009-09-15 2013-10-30 パナソニック株式会社 機器制御システム
WO2011036767A1 (ja) * 2009-09-25 2011-03-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
WO2011039616A1 (ja) * 2009-10-02 2011-04-07 パナソニック電工株式会社 配電装置およびこれを用いた配電システム
JP5360990B2 (ja) 2009-10-02 2013-12-04 パナソニック株式会社 配電装置およびこれを用いた配電システム
KR101084216B1 (ko) * 2009-12-23 2011-11-17 삼성에스디아이 주식회사 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법
JP5268973B2 (ja) 2010-03-08 2013-08-21 株式会社正興電機製作所 電力供給システム、電力供給方法及び制御装置
KR101074785B1 (ko) * 2010-05-31 2011-10-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 이의 제어 방법, 및 배터리 관리 시스템을 포함한 에너지 저장 시스템
CN101895138B (zh) * 2010-07-05 2013-01-16 邹美余 蓄电池组管理方法及系统
JP5599066B2 (ja) 2010-12-28 2014-10-01 東京瓦斯株式会社 電流管理機能付分電盤
JP5594179B2 (ja) * 2011-02-21 2014-09-24 株式会社デンソー 電池装置
US8793086B2 (en) * 2011-02-23 2014-07-29 Blackberry Limited Method and system for detecting power supply source electrical current capacity
EP2693514B1 (en) * 2011-03-31 2020-03-18 Sanyo Electric Co., Ltd Rack type power device and battery pack with detachable connector
WO2012147375A1 (ja) * 2011-04-27 2012-11-01 日立マクセルエナジー株式会社 電池ユニット
CN108270271A (zh) * 2011-06-30 2018-07-10 松下知识产权经营株式会社 电源装置
EP2605359B1 (en) * 2011-07-15 2016-12-28 Nec Corporation Battery system and its control method
US9277298B2 (en) * 2011-09-20 2016-03-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery managing apparatus, battery pack, and energy storage system
US9425631B2 (en) * 2012-02-27 2016-08-23 Infineon Technologies Austria Ag System and method for battery management
US20130326237A1 (en) * 2012-05-30 2013-12-05 Shani HOLDENGREBER Uninterruptable pc power unit for use in personal computer and servers

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002369380A (ja) * 2001-06-01 2002-12-20 Osaka Gas Co Ltd 電力供給システム及びその電力料金の課金方法
US20050121979A1 (en) * 2003-12-09 2005-06-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Direct-current uninterruptible power source unit
JP2005176461A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 直流無停電電源装置
JP2006254537A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Honda Motor Co Ltd 電源装置
JP2009089572A (ja) * 2007-10-03 2009-04-23 Tdk-Lambda Corp バックアップ給電システム
JP2009201275A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Okamura Corp 可搬型電源装置
JP2010115008A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Tdk-Lambda Corp 無停電電源装置
JP3171974U (ja) * 2011-09-14 2011-11-24 株式会社タカラレーベン 蓄電システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN106992586B (zh) 2020-05-22
US20170244260A1 (en) 2017-08-24
WO2014068874A1 (ja) 2014-05-08
CN104025402B (zh) 2017-03-29
CN104025402A (zh) 2014-09-03
JPWO2014068874A1 (ja) 2016-09-08
US20200112182A1 (en) 2020-04-09
CN106992586A (zh) 2017-07-28
JP5867528B2 (ja) 2016-02-24
JP2015146721A (ja) 2015-08-13
JP5866494B2 (ja) 2016-02-17
US20150015075A1 (en) 2015-01-15
JP2015144540A (ja) 2015-08-06
US9680334B2 (en) 2017-06-13
US10536008B2 (en) 2020-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5866494B2 (ja) 分電盤および蓄電池パック
US10511173B2 (en) Power controller, power control method, and power control system
JP6160481B2 (ja) 電源装置、電源システムおよび電源制御方法
WO2016067603A1 (ja) 電力供給機器、電力供給システム及び電力供給機器の制御方法
CN107370168B (zh) 电能存储设备
JP2017117673A (ja) 電力制御装置、電力制御方法及び燃料電池システム
JP2015015855A (ja) 系統連携電源装置
JP2024051003A (ja) 電力変換システム
JP3172514U (ja) 非常用可搬型電源装置
JP2014057384A (ja) 電気機器を含む電源システム
JP2012249390A (ja) 蓄電池制御システム
JP6145777B2 (ja) 電力変換装置
EP3540897B1 (en) Energy storage apparatus
JP2012253842A (ja) 電力供給システム
JP2015084625A (ja) 電力供給システム及び電力供給方法
JP2018148792A (ja) 電力制御装置、電力制御方法、および電力制御システム
JP6272123B2 (ja) 電力供給制御装置
JP2014073043A (ja) 制御装置、蓄電池電力変換装置、及び電力システム
JP6931811B2 (ja) 蓄電池ユニット
KR101288723B1 (ko) 에너지 저장 및 공급 시스템
WO2017033401A1 (ja) 蓄電制御装置、電力変換装置、蓄電システム、蓄電制御方法、およびプログラム
JP6120727B2 (ja) 電力制御装置、電力制御方法、および電力制御システム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170327

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180306

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180410

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20181009