JP4821699B2 - 電力制御システム - Google Patents

Description

本発明は、主幹ブレーカ、蓄電装置、及び分岐ブレーカを備える電力制御システムに関するものである。

図７は、従来の電力制御システムを示している。この電力制御システムは、一般家庭に適用されるものであり、系統連携装置１００、主幹ブレーカ２００、インバータ３００、発電装置４００、ｎ個の分岐ブレーカ５００−１〜５００−ｎ、及びｎ個の負荷装置６００−１〜６００−ｎを備えている。系統連携装置１００は、電源部１０１、電圧検出部１０２、スイッチ１０３、１０４、及び制御部１０５を備えている。電源部１０１は、商用電源から供給される商用電力、及びインバータ３００によって生成される交流電力から系統連携装置１００を構成する各回路を駆動するための直流電力を生成する。電圧検出部１０２は、商用電源の停電の有無を検出する。

スイッチ１０３は商用電源及び主幹ブレーカ２００間に接続され、制御部１０５の制御の下、オン・オフする。スイッチ１０４は、スイッチ１０３及びインバータ３００間に接続され、制御部１０５の制御の下、オン・オフする。インバータ３００は、発電装置４００によって発電された直流電力から商用電力と同様な交流電力を生成し、スイッチ１０４を介して主幹ブレーカ２００に出力する。

主幹ブレーカ２００は、分岐ブレーカ５００−１〜５００−ｎと接続され、商用電力又は発電装置４００により発電された電力を分岐ブレーカ５００−１〜５００−ｎに供給する。分岐ブレーカ５００−１〜５００−ｎは、主幹ブレーカ２００から供給される商用電力及び発電装置４００によって発電された電力を負荷装置６００−１〜６００−ｎに供給する。負荷装置６００−１〜６００−ｎは、分岐ブレーカ５００−１〜５００−ｎに接続され、冷蔵庫やテレビ等の家庭用電気機器から構成される。

制御部１０５は、発電装置４００により発電された電力で負荷装置６００−１〜６００−ｎを稼働させる場合は、発電装置４００により発電された電力が商用電源に流れることを防止するためにスイッチ１０３をオフすると共に、スイッチ１０４をオンし、発電装置４００により発電された電力を主幹ブレーカ２００に供給する。

また、制御部１０５は、発電装置４００により発電された電力が不足する場合は、スイッチ１０３をオンして、不足する電力を商用電源から供給される電力で補償する。そのため、負荷装置６００−１〜６００−ｎへの安定した電力供給が可能とされている。

特許文献１には、契約電力以内で必要機器の電源を確保し、それ以外の電源を切断することで、電力消費のピーク値を低減することを目的として、家電機器４０への通電／遮断を行うスイッチ回路３０２を備える端末装置３０と、分電盤１０と端末装置３０との間に接続された端末装置３０を介して家電機器４０の通電／遮断の制御及び消費電力監視を行う主装置２０とを備え、主装置２０は、電力使用率と家電機器４０の優先順位との関係に応じて端末装置３０を制御する技術が開示されている。
特開２００３−３１９５７２号公報

しかしながら、図７に示す従来の電力制御システムでは、停電が発生し、負荷装置６００−１〜６００−ｎで必要となる電力の全てを発電装置４００からの電力で賄う場合、停電が短時間であれば、系統連携装置１００によって発電装置４００からの電力が負荷装置６００−１〜６００−ｎへと供給されるため、負荷装置６００−１〜６００−ｎは継続して使用することが可能となるが、停電が長期化する場合や、発電装置４００の発電能力が低下するような場合、発電装置４００から供給される電力が負荷装置６００−１〜６００−ｎの電力需要に追いつかなくなる結果、発電装置４００からの電力供給が停止され、全停電となる問題があった。

また、特許文献１の技術では、停電時において、蓄電装置により生成された直流電力の電力消費量を低下させるために何らの処置もなされていない。

本発明の目的は、停電時において蓄電装置により発電された直流電力を負荷装置に供給するに際し、直流電力の電力消費量を低下させ、宅内設備、家電機器の全停止を回避することが可能な電力制御システムを提供することである。

本発明による電力制御システムは、１次側に商用電源が接続された主幹ブレーカと、前記主幹ブレーカの２次側に接続された複数の分岐ブレーカと、前記主幹ブレーカと前記分岐ブレーカとの間に接続され、充電池により充電された電力から直流電力を生成する蓄電装置とを備え、前記主幹ブレーカは、商用電源の停電の有無を検出する検出部と、前記検出部により停電が検出された場合、前記商用電源から供給される商用電力に代えて、前記蓄電装置により生成された直流電力を前記分岐ブレーカに供給することを示す直流給電信号を生成する制御部と、前記制御部により生成された直流給電信号を前記蓄電装置及び前記分岐ブレーカに送信する通信部とを備え、前記蓄電装置は、前記直流給電信号を受信した場合、生成した直流電力を前記分岐ブレーカに供給し、前記分岐ブレーカは、前記直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカである場合は、前記蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合は、前記蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置に供給しないことを特徴とする。

この構成によれば、停電が検出された場合、商用電源から供給される商用電力に代えて、蓄電装置により生成された直流電力を分岐ブレーカに供給することを示す直流給電信号が主幹ブレーカにより生成され、配下に接続された蓄電装置及び分岐ブレーカに送信される。そして、蓄電装置は、直流給電信号を受信した場合、生成した直流電力を分岐ブレーカに供給する。一方、分岐ブレーカは、直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカである場合は、蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合は、蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置に供給しない。

そのため、停電が発生した場合、停電時に稼働が必要な負荷装置のみ稼働させて停電時における電力消費量を低下させることが可能となり、全停電を回避することができる。

また、前記分岐ブレーカは、自己と配下に接続された負荷装置とを電気的に接続するスイッチと、前記直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカであるとき、前記スイッチをオンし、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合、前記スイッチをオフする制御部とを備えることが好ましい。

この構成によれば、分岐ブレーカは、分岐ブレーカと配下に接続された負荷装置とを電気的に接続するスイッチを備えているため、負荷装置への直流電力の供給及び遮断をより確実に行うことができる。

また、前記分岐ブレーカは、ぞれぞれ、優先順位が予め設定されており、前記直流給電信号は、前記優先順位を示す優先順位情報を含み、前記分岐ブレーカは、自己に対して予め定められた優先順位が、前記直流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位より高い場合、配下に接続された負荷装置に前記蓄電装置から供給された直流電力を供給することが好ましい。

この構成によれば、予め定められた優先順位に従って、各分岐ブレーカをオン・オフすることができるため、例えば、蓄電装置の充電池の残容量が減少するにつれて、優先順位の低い分岐ブレーカから順次オフすることが可能となり、停電時において必要不可欠な負荷装置を稼働させつつ、全停電を回避することが可能となる。

また、前記分岐ブレーカは、配下に接続された負荷装置に電力を供給しない場合、自己がオフ状態にあることを報知する報知部を更に備えることが好ましい。

この構成によれば、分岐ブレーカはオフ状態にあることを報知するための報知部を備えているため、ユーザはどの分岐ブレーカがオフされているかを速やかに認識することができる。

また、前記主幹ブレーカにおける制御部は、前記検出部により停電の復旧が検出された場合、復旧通知信号を生成し、前記主幹ブレーカにおける通信部は、前記復旧通知信号を前記分岐ブレーカに送信し、前記分岐ブレーカは前記復旧通知信号を受信した場合、配下に接続された負荷装置に商用電力を供給することが好ましい。

この構成によれば、停電が復旧した場合、主幹ブレーカから復旧通知信号が送信されるため、停電復旧後、速やかに負荷装置に商用電力を供給することができる。

また、前記分岐ブレーカは、配下に接続された負荷装置に前記蓄電装置により生成された直流電力を供給する場合、リミッタ値を直流給電用のリミッタ値に変更することが好ましい。

この構成によれば、負荷装置を直流給電する場合、分岐ブレーカのリミッタ値が直流給電用のリミッタ値に変更されるため、直流給電時においても過電流から負荷装置を適切に保護することができる。

本発明によれば、停電が発生した場合、停電時に稼働が必要な負荷装置のみ稼働させて停電時における電力消費量を低下させることが可能となり、全停電を回避することができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による電力制御システムのブロック構成図を示している。この電力制御システムは、１次側に商用電源が接続された主幹ブレーカ１０と、主幹ブレーカ１０及び分岐ブレーカ３０間に接続され、充電池２６により充電された電力から直流電力を生成する蓄電装置２０と、主幹ブレーカ１０の２次側に接続されたｎ（２以上の整数）個の分岐ブレーカ３０−１〜３０−ｎとを備えている。分岐ブレーカ３０−１〜３０−ｎにはｎ個の負荷装置６０−１〜６０−ｎが接続されている。以下、ｎ個の分岐ブレーカ３０−１〜３０−ｎを特に区別しない場合は、分岐ブレーカに対して「３０」の符号を付し、ｎ個の負荷装置６０−１〜６０−ｎを特に区別しない場合は、負荷装置に対して「６０」の符号を付す。

主幹ブレーカ１０は、電源部１１、電圧検出部１２、通信部１３、制御部１４、及びスイッチＳＷ１を備える。電源部１１は、商用電源に接続され、商用電源から供給される商用電力から主幹ブレーカ１０を構成する各ブロックを動作させるための電力を生成する。

電圧検出部１２は、主幹ブレーカの１次側（商用電源側）に接続され、商用電源が停電したか否かを検出する。ここで、電圧検出部１２は、主幹ブレーカ１０の１次側の電圧が所定期間以上０のレベルを継続した場合、停電が発生したと判定する。また、電圧検出部１２は、商用電力が停電から復旧したか否かを検出する。

通信部１３は、主幹ブレーカ１０の２次側に接続されており、ＰＬＣモデムを備え、制御部１４により生成された種々の信号を電力線搬送通信の通信プロトコルに準拠した信号に変調して電力線Ｌ１を介して分岐ブレーカ３０及び蓄電装置２０に送信する。また、通信部１３は、蓄電装置２０及び分岐ブレーカ３０から電力線Ｌ１を介して送信された種々の信号を復調し、制御部１４に渡す。

制御部１４は、ＣＰＵ等から構成され、主幹ブレーカ１０を構成する各ブロックの制御を行う。ここで、制御部１４は、電圧検出部１２により停電が検出された場合、商用電源から供給される商用電力に代えて、蓄電装置２０により生成された直流電力を分岐ブレーカ３０に供給することを示す直流給電信号を生成し、通信部１３に送信させる。また、制御部１４は、電圧検出部１２により停電の復旧が検出された場合、そのことを蓄電装置２０及び分岐ブレーカ３０に通知するための復旧通知信号を生成し、通信部１３に送信させる。

なお、制御部１４は、蓄電装置２０から定期的に送信される充電池２６の残容量を示す残容量通知信号に従って、充電池２６の残容量を取得し、この残容量からどの分岐ブレーカ３０をオンさせるかを定めるための優先順位を決定し、この優先順位を優先順位情報として含む直流給電信号を生成する。ここで、残容量と優先順位との関係は予め定められており、残容量が少なくなるにつれて、優先順位は高くなるような直流給電信号が生成される。また、分岐ブレーカ３０は、配下に接続される負荷装置６０の停電時における重要性が高いほど、高い優先順位が付与されている。スイッチＳＷ１は、主幹ブレーカ１０の１次側と２次側との間に接続され、制御部１４の制御の下、オン・オフする。

蓄電装置２０は、電源部２１、制御部２２、通信部２３、コンバータ２４、残容量検出部２５、充電池２６、充電回路２７、及びスイッチＳＷ２を備えている。電源部２１は、コンバータ２４に接続され、コンバータ２４により生成された直流電力から蓄電装置２０を構成する各回路を動作させるための電力を生成する。

制御部２２は、ＣＰＵ等から構成され、蓄電装置２０を構成する各回路の制御を行うものであり、通信部２３により直流給電信号が受信された場合、スイッチＳＷ２をオンして、コンバータ２４により生成された直流電力を電力線Ｌ１を介して分岐ブレーカ３０に供給する。

通信部２３は、電力線Ｌ１を介して主幹ブレーカ１０の通信部１３と接続され、ＰＬＣモデムを備え、主幹ブレーカ１０から電力線Ｌ１を介して送信される種々の信号を復調し、制御部２２に渡す。また、通信部２３は、制御部２２により生成された種々の信号を変調し、主幹ブレーカ１０に送信する。

コンバータ２４は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータから構成され、充電池２６により充電された電力から所定レベルの直流電圧を生成する。

残容量検出部２５は、充電池２６の残容量を検出し、検出した残容量を制御部２２に通知する。なお、制御部２２は、残容量検出部２５により検出された残容量を主幹ブレーカ１０の通信部１３に通知するための残容量通知信号を例えば一定周期で生成し、通信部２３に送信させる。

充電回路２７は、電力線Ｌ１に接続され、主幹ブレーカ１０から供給される商用電力から直流電力を生成して充電池２６を充電する。充電池２６は、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池等の二次電池から構成され、充電回路２７により生成された直流電力を蓄電する。スイッチＳＷ２は、コンバータ２４と主幹ブレーカ１０の２次側との間に接続され、制御部２２の制御の下、オン・オフする。

分岐ブレーカ３０は、電源部３１、通信部３２、電流検出部３３、優先順位設定部３４、オフ状態提示部３５、制御部３６、及びＤＣ給電時状態ＳＷ部３７を備える。電源部３１は、主幹ブレーカ１０を介して供給される商用電力又は、蓄電装置２０から供給される直流電力から分岐ブレーカ３０を構成する各回路を動作させるための電力を生成する。

電流検出部３３は、電力線Ｌ１と負荷装置６０とを繋ぐ電力線Ｌ１１に流れる電流を検出する。ここで、電流検出部３３は、制御部３６により分岐ブレーカ３０が直流給電されていると判定されている間、過電流を検出するためのリミッタ値を直流給電用のリミッタ値に設定し、検出した電流が直流給電用のリミッタ値以上となったとき、制御部３６に過電流通知信号を通知する。一方、電流検出部３３は、制御部３６により分岐ブレーカ３０に商用電力が給電されていると判定されている間、過電流のリミッタ値を商用電力用のリミッタ値に設定し、検出した電流が商用電力用のリミッタ値以上となったとき、制御部３６に過電流通知信号を通知する。

通信部３２は、主幹ブレーカ１０の２次側に接続され、ＰＬＣモデムから構成され、主幹ブレーカ１０から送信される種々の信号を受信して復調し、制御部３６に渡す。また、通信部３２は、制御部３６により生成された種々の信号を変調し、主幹ブレーカ１０に送信する。

制御部３６は、分岐ブレーカ３０を構成する各回路を制御するものであり、ＤＣ給電時状態ＳＷ部３７がオフに設定されている状態において、通信部３２により直流給電信号が受信された場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカ３０である場合は、スイッチＳＷ３をオンし、蓄電装置２０から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置６０へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカ３０である場合は、スイッチＳＷ３をオフし、蓄電装置２０から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置に供給しない。

詳細には、制御部３６は、ＤＣ給電時状態ＳＷ部３７がオフに設定されている状態において、優先順位設定部３４により予め設定された優先順位が、直流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位より高い場合、スイッチＳＷ３をオンして、蓄電装置２０から供給される直流電力を負荷装置６０に供給し、優先順位設定部３４により予め設定された優先順位が流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位より低い場合、スイッチＳＷ３をオフして、蓄電装置２０から供給される直流電力の負荷装置６０への供給を遮断する。ここで、優先順位を示す数値が大きいほど、優先順位は高くなる。

また、制御部３６は、ＤＣ給電時状態ＳＷ部３７がオンに設定されている場合、商用電力の停電の有無に関わらず、スイッチＳＷ３をオンする。また、制御部３６は、電流検出部３３により過電流通知信号を受信した場合、スイッチＳＷ３をオフする。スイッチＳＷ３は、電力線Ｌ１１に接続され、制御部３６の制御の下、オン・オフする。

優先順位設定部３４は、自己が属する分岐ブレーカ３０に対して予め定められた優先順位を設定する。ここで、優先順位設定部３４は、ディップスイッチ等から構成され、ユーザにより設定されたディップスイッチの値に従って、自己が属する分岐ブレーカ３０の優先順位を設定する。

オフ状態提示部３５は、制御部３６の制御の下、スイッチＳＷ３がオフされた場合、自己が属する分岐ブレーカ３０がオフ状態であることを報知する。ここで、オフ状態提示部３５は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）から構成され、自己が属する分岐ブレーカ３０がオン状態である場合、緑色に点灯し、自己が属する分岐ブレーカ３０がオフ状態である場合、赤色に点灯する。ＤＣ給電時状態ＳＷ部３７は、機械式のスイッチから構成され、ユーザによりオン又はオフの設定がされる。

負荷装置６０は、壁コンセント４０及び引掛シーリング５０、家電機器４７、及び照明器具５６を備えている。壁コンセント４０は、分岐ブレーカ３０の２次側に電力線Ｌ１１を介して接続され、電源部４１、通信部４２、ＤＣ出力部４３、コンセント部４４、ＤＣ給電時状態ＳＷ部４５、及び制御部４６を備えている。

電源部４１は、分岐ブレーカ３０から電力線Ｌ１１介して供給される電力から壁コンセント４０を構成する各回路を動作させるための電力を生成する。

通信部４２は、分岐ブレーカ３０の２次側と電力線Ｌ１１を介して接続され、ＰＬＣモデムを備え、制御部４６により生成された種々の信号を変調し、主幹ブレーカ１０に送信する。また、通信部４２は、主幹ブレーカ１０及び分岐ブレーカ３０から送信される種々の信号を復調して、制御部４６に渡す。

コンセント部４４は、家電機器４７が接続される端子であり、商用電力を家電機器４７に供給する。ＤＣ出力部４３は、直流電力によって駆動される家電機器が接続される端子であり、蓄電装置２０から供給された直流電力を家電機器４７に供給する。

スイッチＳＷ４は、分岐ブレーカ３０とコンセント部４４とを繋ぐ線路に接続され、制御部４６の制御の下、オン・オフし、コンセント部４４へ電力を供給したり遮断したりする。スイッチＳＷ５は、分岐ブレーカ３０とＤＣ出力部４３とを繋ぐ線路上に接続され、制御部４６の制御の下、オン・オフし、ＤＣ出力部４３に電力を供給したり遮断したりする。

制御部４６は、ＤＣ給電時状態ＳＷ部４５がオフに設定されている状態において、商用電源が停電したとき、スイッチＳＷ５をオンし、かつスイッチＳＷ４をオフし、蓄電装置２０から供給される直流電力が、ＤＣ出力部４３のみに出力されるようにする。一方、制御部４６は、ＤＣ給電時状態ＳＷ部４５がオフに設定されている状態において、商用電源が停電していないとき、スイッチＳＷ５をオフし、かつスイッチＳＷ４をオンし、商用電力がコンセント部４４のみに出力されるようにする。

ここで、制御部４６は、主幹ブレーカ１０から直流給電信号が通信部４２により受信されたとき、商用電源が停電したと判定する。また、制御部４６は、分岐ブレーカ３０から転送された復旧通知信号が通信部４２により受信された場合、停電が復旧したと判定する。また、制御部４６は、ＤＣ給電時状態ＳＷ部４５がオンに設定されている場合、商用電力の停電の有無に関わらず、スイッチＳＷ５をオフし、スイッチＳＷ４をオンする。ＤＣ給電時状態ＳＷ部４５は、機械式のスイッチから構成され、ユーザによりオン又はオフの設定がされる。

引掛シーリング５０は、電源部５１、通信部５２、引掛部５３、制御部５５、及びＤＣ給電時状態ＳＷ部５４を備える。電源部５１は、分岐ブレーカ３０から電力線Ｌ１１介して供給される電力から引掛シーリング５０を構成する各回路を動作させる電力を生成する。通信部５２は、分岐ブレーカ３０の２次側と電力線Ｌ１１を介して接続され、ＰＬＣモデムを備え、制御部５５により生成される種々の信号を変調し、主幹ブレーカ１０に送信する。また、通信部５２は、主幹ブレーカ１０及び分岐ブレーカ３０から送信される種々の信号を復調して、制御部５５に渡す。引掛部５３は、蛍光灯や電球などの照明器具が接続される端子である。

スイッチＳＷ６は、分岐ブレーカ３０と引掛部５３とを繋ぐ線路に接続され、制御部５５の制御の下、オン・オフし、引掛部５３へ電力を供給したり遮断したりする。

制御部５５は、ＤＣ給電時状態ＳＷ部５４がオフに設定されている状態において、商用電源が停電したとき、スイッチＳＷ６をオフし、蓄電装置２０から供給される直流電力が、引掛部５３に出力されないようにする。一方、制御部４６は、ＤＣ給電時状態ＳＷ部５４がオフに設定されている状態において、商用電源が停電していないとき、スイッチＳＷ６をオンし、商用電力が引掛部５３に出力されるようにする。

ここで、制御部５５は、主幹ブレーカ１０から送信される直流給電信号が通信部５２により受信された場合、商用電源が停電したと判定する。また、制御部５５は、分岐ブレーカ３０から転送された復旧通知信号が通信部５２により受信された場合、停電が復旧したと判定する。また、制御部５５は、ＤＣ給電時状態ＳＷ部５４がオンに設定されている場合、商用電力の停電の有無に関わらず、スイッチＳＷ６をオンにする。

なお、図１において負荷装置６０−１は、壁コンセント４０と引掛シーリング５０とを備えているが、他の負荷装置６０−２〜６０−ｎは、負荷装置６０−１と同一構成を採用しなくてもよく、壁コンセント４０及び引掛シーリング５０のうち少なくとも一方を備えていても良いし、複数の壁コンセント４０及び複数の引掛シーリング５０を備えていても良い。

図２は、図１に示す電力制御システムのタイミングチャートを示し、（ａ）は主幹ブレーカ１０の１次側に供給される商用電圧波形を示し、（ｂ）はスイッチＳＷ１のオン・オフのタイミングを示し、（ｃ）はスイッチＳＷ２のオン・オフのタイミングを示し、（ｄ）は主幹ブレーカ１０の２次側の電圧波形を示している。時刻Ｔ１において、電圧検出部１２により停電が検出されると、制御部１４は、スイッチＳＷ１をオフにし、蓄電装置２０及び分岐ブレーカ３０に直流給電信号を送信する。蓄電装置２０の制御部２２は、通信部２３により直流給電信号が受信されると、スイッチＳＷ２をオンにする（時刻Ｔ２）。これにより、分岐ブレーカ３０には商用電力に代えて、蓄電装置２０により生成された直流電力のみが供給される。そのため、（ｄ）に示すように、時刻Ｔ２〜Ｔ４の期間、主幹ブレーカ１０の２次側には、所定レベルの直流電圧が印加される。

時刻Ｔ３において、電圧検出部１２により停電の復旧が検出されると、制御部１４は、通信部３２に復旧通知信号を送信させる。蓄電装置２０の制御部２２は、通信部２３により復旧通知信号が受信されると、スイッチＳＷ２をオフし（時刻Ｔ４）、スイッチＳＷ２をオンしたことを主幹ブレーカ１０に通知するためのオン通知信号を通信部２３に送信させる。

主幹ブレーカ１０の制御部１４は、通信部１３によりオン通知信号が受信されると、スイッチＳＷ１をオンする（時刻Ｔ５）。これにより、分岐ブレーカ３０には蓄電装置２０により生成された直流電力に代えて、商用電力のみが供給される。そのため、（ｄ）に示すように、時刻Ｔ２以降、主幹ブレーカ１０の２次側には、商用電圧が印加される。

図３は、主幹ブレーカ１０の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、制御部１４は、スイッチＳＷ１をオンし、商用電力を分岐ブレーカ３０に供給する。次に、ステップＳ２において、電圧検出部１２により停電が検出されると（ステップＳ２でＮＯ）、制御部１４は、スイッチＳＷ１をオフする（ステップＳ３）。一方、制御部１４は、電圧検出部１２により停電が検出されない場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、処理をステップＳ２に戻す。

ステップＳ８において、蓄電装置２０が備える充電池２６の残容量から、どの分岐ブレーカ３０をオンさせるかを定めるための優先順位を決定し、決定した優先順位を優先順位情報として含む直流給電信号を生成する。

次に、ステップＳ４において、制御部１４は、生成した直流給電信号を通信部１３に送信させる。次に、ステップＳ５において、電圧検出部１２により、停電の復旧が検出されると（ステップＳ５でＹＥＳ）、制御部１４は、復旧通知信号を通信部１３に送信させ（ステップＳ６）、スイッチＳＷ１をオンにして（ステップＳ７）、処理をステップＳ２に戻す。一方、ステップＳ５において、電圧検出部１２により、停電の復旧が検出されない場合（ステップＳ５でＮＯ）、処理がステップＳ５に戻される。

図４は、蓄電装置２０の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１において、制御部２２は、スイッチＳＷ２をオフにする。次に、ステップＳ１２において、制御部２２は、通信部２３により直流給電信号が受信されると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、すなわち、停電が発生すると、スイッチＳＷ２をオンし（ステップＳ１４）、処理をステップＳ１２に戻す。一方、ステップＳ１２において、制御部２２は、通信部２３により直流給電信号が受信されない場合（ステップＳ１２でＮＯ）、すなわち、停電が発生しない場合、処理をステップＳ１３に進める。

ステップＳ１３において、制御部２２は、復旧通知信号を受信すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、すなわち、停電が復旧すると、スイッチＳＷ２をオフし（ステップＳ１５）、処理をステップＳ１２に戻す。

一方、ステップＳ１３において、制御部２２は、復旧通知信号を受信しない場合（ステップＳ１３でＮＯ）、すなわち、停電が継続する場合、処理をステップＳ１２に戻す。

図５は、分岐ブレーカ３０の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２１において、制御部３６は、スイッチＳＷ３をオンする。次に、ステップＳ２２において、ＤＣ給電時状態ＳＷ部３７がオフに設定されている場合（ステップＳ２２でオフ）、処理をステップＳ２３に進め、一方、ＤＣ給電時状態ＳＷ部３７がオンに設定されている場合（ステップＳ２２でオン）、処理をステップＳ２５に進める。

ステップＳ２３において、分岐ブレーカ３０の制御部３６は、通信部３２により直流給電信号が受信されると（ステップＳ２３でＹＥＳ）、優先順位設定部３４により予め設定された優先順位が、流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。そして、制御部３６は、優先順位設定部３４により予め設定された優先順位が例えば「２」であり、直流給電信号により示される優先順位が例えば「３」であり、優先順位設定部３４により予め設定された優先順位が直流給電信号により示される優先順位未満の場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、処理をステップＳ２６に進める。一方、制御部３６は、優先順位設定部３４により予め設定された優先順位が「３」であり、直流給電信号により示される優先順位が例えば「３」であり、優先順位設定部３４により予め設定された優先順位が、直流給電信号により示される優先順位以上の場合（ステップＳ３１でＮＯ）、処理をステップＳ２４に進める。

ステップＳ２６において、制御部３６は、スイッチＳＷ３をオフし、オフ状態提示部３５を赤色に点灯させ、分岐ブレーカ３０がオフ状態にあることを報知し（ステップＳ２９）、処理をステップＳ２２に戻す。

ステップＳ２３において、分岐ブレーカ３０の制御部３６は、通信部３２により直流給電信号が受信されない場合（ステップＳ２３でＮＯ）、処理をステップＳ２４に進める。ステップＳ２４において、制御部３６は、通信部３２により復旧通知信号が受信されると（ステップＳ２４でＹＥＳ）、停電が復旧したため、スイッチＳＷ３をオンにし（ステップＳ２７）、処理をステップＳ２２に戻す。ステップＳ２４において、分岐ブレーカ３０の制御部３６は、通信部３２により復旧通知信号が受信されなかった場合（ステップＳ２４でＮＯ）、処理をステップＳ２５に進める。

ステップＳ２５において、電流検出部３３により過電流が検出された場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）、制御部３６は、配下に接続された負荷装置６０を過電流から保護するために、スイッチＳＷ３をオフし（ステップＳ２８）、オフ状態提示部３５に分岐ブレーカ３０がオフ状態にあることを報知させ（ステップＳ３０）、処理をステップＳ２２に戻す。

ここで、電流検出部３３は、通信部３２により直流給電信号が受信されてから復旧通知信号を受信されるまでの間、すなわち、制御部３６により分岐ブレーカ３０が直流給電されていると判断されている間、過電流のリミッタ値を直流給電用のリミッタ値に設定し、検出した電流が直流給電用のリミッタ値以上となったとき、制御部３６に過電流通知信号を通知する。一方、電流検出部３３は、制御部３６により分岐ブレーカ３０が商用電力により給電されていると判断されている間、過電流のリミッタ値を商用電力用のリミッタ値に設定し、検出した電流が商用電力用のリミッタ値以上となったとき、制御部３６に過電流通知信号を通知する。一方、ステップＳ２５において、電流検出部３３により過電流が検出されなかった場合（ステップＳ２５でＮＯ）、処理をステップＳ２２に戻す。

このように、実施の形態１による電力制御システムによれば、停電が検出された場合、商用電源から供給される商用電力に代えて、蓄電装置２０により生成された直流電力を分岐ブレーカ３０に供給することを示す直流給電信号が主幹ブレーカ１０により生成され、配下に接続された蓄電装置２０及び分岐ブレーカ３０に送信される。そして、蓄電装置２０は、直流給電信号を受信した場合、生成した直流電力を前記分岐ブレーカ３０に供給する。一方、分岐ブレーカ３０は、直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカ３０である場合は、蓄電装置２０から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置６０へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合は、蓄電装置２０から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置６０に供給しない。

そのため、停電が発生した場合、停電時に稼働が必要な負荷装置６０のみ稼働させて停電時における電力消費量を低下させることが可能となり、全停電を回避することができる。

また、分岐ブレーカ３０は、分岐ブレーカ３０と配下に接続された負荷装置６０とを電気的に接続するスイッチＳＷ３を備えているため、負荷装置６０への直流電力の供給及び遮断をより確実に行うことができる。

また、蓄電装置２０の充電池２６の残容量が減少するにつれて、優先順位の低い分岐ブレーカ３０から順次オフすることが可能となり、停電時において必要不可欠な負荷装置６０を稼働させつつ、全停電を回避することが可能となる。

また、分岐ブレーカ３０はオフ状態にあることを報知するためのオフ状態提示部３５を備えているため、ユーザはどの分岐ブレーカ３０がオフされているかを速やかに認識することができる。

また、停電が復旧した場合、主幹ブレーカ１０から復旧通知信号が送信されるため、停電復旧後、速やかに負荷装置６０に商用電力を供給することができる。

また、負荷装置６０を直流給電する場合、分岐ブレーカ３０のリミッタ値が直流給電用のリミッタ値に変更されるため、直流給電時においても過電流から負荷装置６０を適切に保護することができる。

なお、上記実施の形態では、残容量に応じて優先順位を定めたが、これに限定されず、充電時間に応じて優先順位を定めてもよい。この場合、主幹ブレーカ１０に停電時間を測定するためのタイマーを設け、制御部１４は、タイマーにより測定された停電時間に応じて優先順位を決定し、その優先順位を優先順位情報として含む直流給電信号を生成すればよい。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２による電力制御システムについて説明する。図６は、本発明の実施の形態２による電力制御システムを示している。実施の形態２による電力制御システムは、基本的な構成は実施の形態１と同じであり、壁コンセント４０ａ、４０ｂが商用電力が供給されているか、直流給電がされているかを判定することを特徴とする。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同一のものは同一の符号を付し、説明を省略する。

図６に示す壁コンセント４０ａは、図１に示す通信部４２に代えて、商用周波数判定部４８を備えている。商用周波数判定部４８は、分岐ブレーカ３０の電流検出部３３の出力側に接続され、電力線Ｌ１１を流れる電力の周波数を検出することで、分岐ブレーカ３０に直流電力が供給されているか、商用電力が供給されているかを判定する。ここで、商用周波数判定部４８は、電力線Ｌ１１の電圧が０になってから次に０になるまでの時間間隔を測定し、この時間から電力線Ｌ１１の電圧の周波数を求め、この周波数が商用電力の周波数であれば、分岐ブレーカ３０に商用電力が供給されていると判定する。また、商用周波数判定部４８は、電力線Ｌ１１の電圧が所定期間以上０を示す場合、停電が発生したと判定する。また、商用周波数判定部４８は、停電が発生したと判定した後、商用電力が供給されていると判定した場合、停電が復旧したと判定する。また、商用周波数判定部４８は、電力線Ｌ１１の電圧がほぼ一定の値を維持する場合、分岐ブレーカ３０に直流電力が供給されていると判定する。

制御部４６は、商用周波数判定部４８により停電が発生したと判定された場合、スイッチＳＷ４、ＳＷ５をオフし、商用周波数判定部４８により直流電力が供給されていると判定された場合、スイッチＳＷ４をオフし、スイッチＳＷ５をオンし、ＤＣ出力部４３のみに直流電力を供給する。

また、制御部４６は、商用周波数判定部４８により停電が復旧したと判定された場合、スイッチＳＷ４をオンし、スイッチＳＷ５をオフし、コンセント部４４のみへ商用電力を供給する。

壁コンセント４０ｂは、壁コンセント４０ａに対して、更にインバータ４９、スイッチＳＷ７を備えると共に、ＤＣ出力部４３が省かれている。スイッチＳＷ７は、インバータ４９とコンセント部４４との間に接続され、制御部４６の制御の下、オン・オフする。インバータ４９は、分岐ブレーカ３０から供給される直流電力から商用電力と同じ周波数を有する交流電力を生成する。

制御部４６ｂは、商用周波数判定部４８により停電が発生したと判断された場合、スイッチＳＷ４、ＳＷ７をオフし、商用周波数判定部４８により直流電力が供給されていると判定された場合、スイッチＳＷ７をオン、スイッチＳＷ４をオフし、コンセント部４４にインバータ４９により生成された交流電力を供給する。また、制御部４６は、商用周波数判定部４８により停電が復旧したと判定された場合、スイッチＳＷ７をオフし、スイッチＳＷ４をオンし、コンセント部４４に商用電力を供給する。

このように実施の形態２による電力制御システムによれば、壁コンセント４０ａ、４０ｂ側での商用電力の取り出し可否を判定しているため、図１のように通信部４２が不要となり壁コンセント４０ａ、４０ｂの小型化、低コスト化が可能となる。また、通信によってスイッチＳＷ４、５、７のオン・オフが行われないため、システムの安定性を高くすることができる。

なお、上記実施の形態１、２では、ＰＬＣにより通信していたが、これに限定されず、有線のＬＡＮ、無線ＬＡＮ等の他の通信方式により通信してもよい。

本発明の実施の形態１による電力制御システムのブロック構成図を示している。 図１に示す電力制御システムのタイミングチャートを示し、（ａ）は主幹ブレーカの１次側に供給される商用電圧波形を示し、（ｂ）はスイッチＳＷ１のオン・オフのタイミングを示し、（ｃ）はスイッチＳＷ２のオン・オフのタイミングを示し、（ｄ）は主幹ブレーカの２次側の電圧波形を示している。 主幹ブレーカの動作を示すフローチャートである。 蓄電装置の動作を示すフローチャートである。 分岐ブレーカの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２による電力制御システムを示している。 従来の電力制御システムを示している。

符号の説明

１０ 主幹ブレーカ
１１ 電源部
１２ 電圧検出部
１３ 通信部
１４ 制御部
２０ 蓄電装置
２１ 電源部
２２ 制御部
２３ 通信部
２４ コンバータ
２５ 残容量検出部
２６ 充電池
２７ 充電回路
３０ 分岐ブレーカ
３１ 電源部
３２ 通信部
３３ 電流検出部
３４ 優先順位設定部
３５ オフ状態提示部
３６ 制御部
３７ ＤＣ給電時状態ＳＷ部
４０、４０ａ、４０ｂ 壁コンセント
４１ 電源部
４２ 通信部
４３ ＤＣ出力部
４４ コンセント部
４５ ＤＣ給電時状態ＳＷ部
４６、４６ｂ 制御部
４７ 家電機器
４８ 商用周波数判定部
４９ インバータ
５０ 引掛シーリング
５１ 電源部
５２ 通信部
５３ 引掛部
５４ ＤＣ給電時状態ＳＷ部
５５ 制御部
５６ 照明器具
６０ 負荷装置

Claims (6)

1. １次側に商用電源が接続された主幹ブレーカと、
   前記主幹ブレーカの２次側に接続された複数の分岐ブレーカと、
   前記主幹ブレーカと前記分岐ブレーカとの間に接続され、充電池により充電された電力から直流電力を生成する蓄電装置とを備え、
   前記主幹ブレーカは、
   商用電源の停電の有無を検出する検出部と、
   前記検出部により停電が検出された場合、前記商用電源から供給される商用電力に代えて、前記蓄電装置により生成された直流電力を前記分岐ブレーカに供給することを示す直流給電信号を生成する制御部と、
   前記制御部により生成された直流給電信号を前記蓄電装置及び前記分岐ブレーカに送信する通信部とを備え、
   前記蓄電装置は、前記直流給電信号を受信した場合、生成した直流電力を前記分岐ブレーカに供給し、
   前記分岐ブレーカは、前記直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカである場合は、前記蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置へ供給し、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合は、前記蓄電装置から供給された直流電力を配下に接続された負荷装置に供給しないことを特徴とする電力制御システム。
2. 前記分岐ブレーカは、
   自己と配下に接続された負荷装置とを電気的に接続するスイッチと、
   前記直流給電信号を受信した場合、自己が直流給電の可能な予め定められた分岐ブレーカであるとき、前記スイッチをオンし、自己が直流給電の可能でない予め定められた分岐ブレーカである場合、前記スイッチをオフする制御部とを備えることを特徴とする請求項１記載の電力制御システム。
3. 前記分岐ブレーカは、ぞれぞれ、優先順位が予め設定されており、
   前記直流給電信号は、前記優先順位を示す優先順位情報を含み、
   前記分岐ブレーカは、自己に対して予め定められた優先順位が、前記直流給電信号に含まれる優先順位情報によって示される優先順位より高い場合、配下に接続された負荷装置に前記蓄電装置から供給された直流電力を供給することを特徴とする請求項１又は２記載の電力制御システム。
4. 前記分岐ブレーカは、配下に接続された負荷装置に電力を供給しない場合、自己がオフ状態にあることを報知する報知部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電力制御システム。
5. 前記主幹ブレーカにおける制御部は、前記検出部により停電の復旧が検出された場合、復旧通知信号を生成し、
   前記主幹ブレーカにおける通信部は、前記復旧通知信号を前記分岐ブレーカに送信し、
   前記分岐ブレーカは前記復旧通知信号を受信した場合、配下に接続された負荷装置に商用電力を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電力制御システム。
6. 前記分岐ブレーカは、配下に接続された負荷装置に前記蓄電装置により生成された直流電力を供給する場合、リミッタ値を直流給電用のリミッタ値に変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電力制御システム。

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