JP5164245B2 - 電力中継装置、電力機器、及び、電力中継方法 - Google Patents
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Description
本発明は、給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器が接続され当該夫々の電力機器との間で電力の授受を行う電力中継装置、その電力中継装置の機器接続部に接続される電気接続線を有し、給電及び受電の少なくとも一方を行って、前記電力中継装置との間で電力の授受を行う電力機器、及び、給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器と当該夫々の電力機器が接続される電力中継装置との間で電力の授受を行う電力中継方法に関する。
近年の家庭や事業所などにおいては、受電した電力を消費する電化製品などのような電力負荷のほか、給電を行う発電機や、給電と受電とを択一的に行う蓄電池などのように、給電及び受電の少なくとも一方を行う電力機器が複数設けられる場合がある。
そして、このような複数の電力機器が接続され当該夫々の電力機器との間で電力の授受を行う電力中継装置として、夫々の電力機器の給電電力又は受電電力を適切なものに制御して、省エネルギ化を達成するものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
そして、このような複数の電力機器が接続され当該夫々の電力機器との間で電力の授受を行う電力中継装置として、夫々の電力機器の給電電力又は受電電力を適切なものに制御して、省エネルギ化を達成するものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
かかる特許文献１に記載の電力中継装置は、発電機や電力負荷などの夫々の電力機器の電気接続線が接続される電力供給装置とは別に、夫々の電力機器との間で通信可能に接続された電力制御装置を備えており、当該電力制御装置を、電力負荷の受電電力量に応じて発電機の出力を制御するように構成することで、「必要なときに」「必要な分だけ」給電を行って省エネルギ化を達成している。
また、この電力中継装置は、上記電力負荷の追加や変更等に対応するべく、新たに接続された電力負荷の運転状態と当該運転状態での受電電力量との関係を示す対応表をインターネット等で取得して、その電力負荷の受電電力量を上記対応表と当該電力負荷から受信した運転状態とから導出するように構成されている。
また、この電力中継装置は、上記電力負荷の追加や変更等に対応するべく、新たに接続された電力負荷の運転状態と当該運転状態での受電電力量との関係を示す対応表をインターネット等で取得して、その電力負荷の受電電力量を上記対応表と当該電力負荷から受信した運転状態とから導出するように構成されている。
従来の電力中継装置は、発電機や電力負荷などの複数の電力機器が電気的に接続される機器接続部を複数備えているものの、夫々の機器接続部に接続される夫々の電力機器について、当該機器が給電を行うのか受電を行うのかに関する給受電種別や、当該機器が取り扱う電力の定格電圧値や定格電力値等の電力仕様のような、給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報は、予め特定されたものとされていた。
即ち、従来の電力中継装置では、上記夫々の機器接続部に対して、発電機や電力負荷を自由に接続したり、電力仕様等が異なる電力機器を自由に接続できるようには構成されていなかった。
即ち、従来の電力中継装置では、上記夫々の機器接続部に対して、発電機や電力負荷を自由に接続したり、電力仕様等が異なる電力機器を自由に接続できるようには構成されていなかった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電力機器との間で電力の授受を適切に行うにあたり、複数の電力機器の電気接続線が夫々電気的に接続される複数の機器接続部の夫々に対して電力仕様が異なる電力機器を自由に接続することができ、更には、夫々の電力機器に対する電力の入出力状態を電力機器の電力仕様等や全体の給電及び受電のバランスに合った適切なものとすることができる電力中継装置に関する技術を実現する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係る電力中継装置は、給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器が接続され当該夫々の電力機器との間で電力の授受を行う電力中継装置であって、その第１特徴構成は、前記電力機器としての給電を行う電力機器の電気接続線及び受電を行う電力機器の電気接続線が着脱自在に電気的に接続可能な複数の機器接続部と、
前記複数の機器接続部の夫々を電気的に接続する電力母線と、
前記複数の機器接続部に前記電気接続線を接続した夫々の電力機器に対する給電を行うのか受電を行うのかに関する給受電種別を含む給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得する電力仕様情報取得処理を実行する電力仕様情報取得手段と、
前記電力仕様情報取得手段で取得した前記夫々の電力機器の電力仕様情報に基づいて当該夫々の電力機器に対する給電を行うか受電を行うかの給受電状態を含む電力の入出力状態を制御する入出力状態制御を実行する入出力状態制御手段とを備えた点にある。
前記複数の機器接続部の夫々を電気的に接続する電力母線と、
前記複数の機器接続部に前記電気接続線を接続した夫々の電力機器に対する給電を行うのか受電を行うのかに関する給受電種別を含む給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得する電力仕様情報取得処理を実行する電力仕様情報取得手段と、
前記電力仕様情報取得手段で取得した前記夫々の電力機器の電力仕様情報に基づいて当該夫々の電力機器に対する給電を行うか受電を行うかの給受電状態を含む電力の入出力状態を制御する入出力状態制御を実行する入出力状態制御手段とを備えた点にある。
上記第１特徴構成によれば、上記電力仕様情報取得手段により上記電力仕様情報取得処理を実行することで、複数の機器接続部に電気接続線を接続した夫々の電力機器について、当該機器が給電を行うのか受電を行うのかに関する給受電種別や、当該機器が取り扱う電力についての直流電力か交流電力かに関する直交流種別や、当該電力の定格電圧値や定格電力値等に関する電力仕様等のような、給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得することができる。
更に、上記入出力状態制御手段により入出力状態制御を実行することで、上記電力仕様情報取得処理を実行して取得した夫々の電力機器の電力仕様情報に基づいて、当該電力機器に対する電力の入出力状態を、例えば当該夫々の電力機器の電力仕様等にあった適切なものとなり、更に、全体の給電及び受電のバランスが適切なものとなるように制御することができる。尚、電力機器に対する電力の入出力状態とは、当該電力機器に対して実際に入出力される電力の状態を示し、例えば、電力機器に対して給電を行うか受電を行うかの給受電状態、電力機器に対して給電又は受電される電力についての直流電力か交流電力かの種別や電圧値や電流値や周波数等を挙げることができる。
従って、複数の電力機器の電気接続線が電気的に接続される複数の機器接続部の夫々を、当該電力機器の電気接続線が着脱自在となるように構成すると共に、上記電力仕様情報取得手段及び上記入出力状態制御手段により、上記電力仕様情報取得処理及び上記入出力状態制御を実行することで、上記夫々の機器接続部の夫々に対して電力仕様等が異なる電力機器を自由に接続することができ、それら接続された夫々の電力機器との間で適切に電力の授受を行うことができる。
更に、上記入出力状態制御手段により入出力状態制御を実行することで、上記電力仕様情報取得処理を実行して取得した夫々の電力機器の電力仕様情報に基づいて、当該電力機器に対する電力の入出力状態を、例えば当該夫々の電力機器の電力仕様等にあった適切なものとなり、更に、全体の給電及び受電のバランスが適切なものとなるように制御することができる。尚、電力機器に対する電力の入出力状態とは、当該電力機器に対して実際に入出力される電力の状態を示し、例えば、電力機器に対して給電を行うか受電を行うかの給受電状態、電力機器に対して給電又は受電される電力についての直流電力か交流電力かの種別や電圧値や電流値や周波数等を挙げることができる。
従って、複数の電力機器の電気接続線が電気的に接続される複数の機器接続部の夫々を、当該電力機器の電気接続線が着脱自在となるように構成すると共に、上記電力仕様情報取得手段及び上記入出力状態制御手段により、上記電力仕様情報取得処理及び上記入出力状態制御を実行することで、上記夫々の機器接続部の夫々に対して電力仕様等が異なる電力機器を自由に接続することができ、それら接続された夫々の電力機器との間で適切に電力の授受を行うことができる。
尚、上記目的を達成するための本発明に係る電力中継方法は、給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器と当該夫々の電力機器が接続される電力中継装置との間で電力の授受を行う電力中継方法であって、その特徴は、前記電力中継装置を、前記電力機器としての給電を行う電力機器の電気接続線及び受電を行う電力機器の電気接続線が着脱自在に電気的に接続可能な複数の機器接続部と、前記複数の機器接続部の夫々を電気的に接続する電力母線とを設けて構成し、
前記電力中継装置が、前記複数の機器接続部に前記電気接続線を接続した夫々の電力機器に対する給電を行うのか受電を行うのかに関する給受電種別を含む給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得する電力仕様情報取得処理と、当該電力仕様情報取得処理で取得した前記夫々の電力機器の電力仕様情報に基づいて当該夫々の電力機器に対する給電を行うか受電を行うかの給受電状態を含む電力の入出力状態を制御する入出力状態制御を実行する点にある。
即ち、本発明に係る電力中継方法は、上述した本発明に係る電力中継装置により好適に実行される方法であり、その実行により同様の作用効果を発揮することができる。
前記電力中継装置が、前記複数の機器接続部に前記電気接続線を接続した夫々の電力機器に対する給電を行うのか受電を行うのかに関する給受電種別を含む給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得する電力仕様情報取得処理と、当該電力仕様情報取得処理で取得した前記夫々の電力機器の電力仕様情報に基づいて当該夫々の電力機器に対する給電を行うか受電を行うかの給受電状態を含む電力の入出力状態を制御する入出力状態制御を実行する点にある。
即ち、本発明に係る電力中継方法は、上述した本発明に係る電力中継装置により好適に実行される方法であり、その実行により同様の作用効果を発揮することができる。
本発明に係る電力中継装置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、商用電力系統に接続され、当該商用電力系統に対して前記電力母線から送受電を行う電力系統接続部を備えた点にある。
上記第２特徴構成によれば、上記電力系統接続部を備えることで、受電を行う電力機器に電力母線から供給すべき電力が、給電を行う電力機器から電力母線に供給できる電力を上回る場合には、その不足分の電力を商用電力系統から電力母線に供給することができるので、受電を行う電力機器に対して充分な電力を供給することができる。逆に、受電を行う電力機器に電力母線から供給すべき電力が、給電を行う電力機器から電力母線に供給できる電力を下回る場合には、その過剰分の電力を電力母線から商用電力系統に送電することができるので、給電を行う電力機器の余剰な電力を電力会社等の外部に売ることができる。
本発明に係る電力中継装置の第３特徴構成は、上記第１乃至上記第２の何れかの特徴構成に加えて、前記複数の機器接続部の夫々が、前記電力機器との間での電力の授受を断続可能な断続スイッチを有し、
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記断続スイッチを作動させて前記電力機器に対する電力の入出力の断続状態を制御するスイッチ制御を実行する点にある。
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記断続スイッチを作動させて前記電力機器に対する電力の入出力の断続状態を制御するスイッチ制御を実行する点にある。
上記第３特徴構成によれば、上記複数の機器接続部の夫々に上記断続スイッチを設け、上記入出力状態制御手段により上記スイッチ制御を実行することで、機器接続部に電気接続線を接続した電力機器の電力仕様情報を確認し、その電力仕様情報に合った適切な状態で電力の授受を行うことができると判断したときには、上記断続スイッチを閉状態（電力の流れを許容する状態）となるように作動させて、当該電力機器に対する電力の授受を正確且つ安全に行うことができる。
逆に、電力機器の電力仕様情報に合った適切な状態で電力の授受を行うことができないと判断したときには、上記断続スイッチを切り状態となるように作動させて、当該電力機器に対する不適切な電力の授受を防止することができる。
逆に、電力機器の電力仕様情報に合った適切な状態で電力の授受を行うことができないと判断したときには、上記断続スイッチを切り状態となるように作動させて、当該電力機器に対する不適切な電力の授受を防止することができる。
本発明に係る電力中継装置の第４特徴構成は、上記第１乃至上記第３の何れかの特徴構成に加えて、前記複数の機器接続部の夫々が、前記電力機器との間で授受される電力の電圧を調整可能な電圧調整部を有し、
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記電圧調整部を作動させて前記電力機器に入出力する電力の電圧を制御する電圧制御を実行する点にある。
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記電圧調整部を作動させて前記電力機器に入出力する電力の電圧を制御する電圧制御を実行する点にある。
上記第４特徴構成によれば、上記複数の機器接続部の夫々に上記電圧調整部を設け、上記入出力状態制御手段により上記電圧制御を実行することで、機器接続部に電気接続線を接続した電力機器の電力仕様情報を確認し、当該電力機器側に入出力する電力の電圧を上記電力仕様情報にあった適切なものに制御することができる。
本発明に係る電力中継装置の第５特徴構成は、上記第１乃至上記第４の何れかの特徴構成に加えて、交流電力を消費する交流電力消費機器の電気接続線が着脱自在に電気的に接続され、前記電力母線に流れる直流電力を交流電力に変換する直交流変換部が設けられ当該交流電力を前記交流電力消費機器に供給するための交流接続線を有する交流機器接続部を備えた点にある。
上記第５特徴構成によれば、複数の機器接続部の夫々が電力機器との間で直流電力を授受するように構成されている場合には、当該機器接続部とは別に上記交流機器接続部を設けることで、交流電力を消費する一般的な交流電力消費機器の電気接続線を交流機器接続部に接続することで、そのような交流電力消費機器に対して交流機器接続部を通じて交流電力を供給することができる。
本発明に係る電力中継装置の第６特徴構成は、上記第１乃至上記第５の何れかの特徴構成に加えて、前記複数の機器接続部の夫々が、前記電力母線に流れる直流電力を前記電力機器との間で授受するための直流接続線と、前記電力母線に流れる直流電力を交流電力に変換する直交流変換部が設けられ当該交流電力を前記電力機器との間で授受するための交流接続線を有すると共に、前記直流接続線及び前記交流接続線に前記電力機器との間で授受する電力を直流電力と交流電力とで切り換え可能な切換スイッチを有し、
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記切換スイッチの作動を制御する直交流切換制御を実行する点にある。
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記切換スイッチの作動を制御する直交流切換制御を実行する点にある。
上記第６特徴構成によれば、複数の機器接続部の夫々が電力機器との間で直流電力を授受するように構成されている場合には、それら複数の機器接続部の夫々に上記交流接続線と上記切換スイッチを設け、上記入出力状態制御手段により上記直交流切換制御を実行することで、機器接続部に電気接続線を接続した電力機器の電力仕様情報によりその電力機器に対して授受すべき電力が直流電力であるか交流電力であるかを認識し、それに合わせて適切に直流電力又は交流電力を授受するように上記切換スイッチの作動を制御して、当該電力機器に対する直流電力又は交流電力の授受を正確且つ安全に行うことができる。
本発明に係る電力中継装置の第７特徴構成は、上記第１乃至上記第６の何れかの特徴構成に加えて、前記複数の機器接続部の夫々が、前記電力機器の電気接続線の接続を検知する接続検知手段と、前記電気接続線を接続した電力機器との間で通信可能な通信手段とを有し、
前記電力仕様情報取得手段が、前記接続検知手段により前記電力機器の電気接続線の接続が検知されたときに、前記通信手段により前記電力機器から前記電力仕様情報を受信する形態で前記電力仕様情報取得処理を実行する点にある。
前記電力仕様情報取得手段が、前記接続検知手段により前記電力機器の電気接続線の接続が検知されたときに、前記通信手段により前記電力機器から前記電力仕様情報を受信する形態で前記電力仕様情報取得処理を実行する点にある。
上記第７特徴構成によれば、上記接続検知手段が電力機器の電気接続線の接続を検知したときに、上記電力仕様情報取得手段が上記通信手段を利用して上記電力仕様情報取得処理を実行して、複数の機器接続部に接続された夫々の電力機器から電力仕様情報を受信することで、自動的且つ確実に夫々の電力機器の電力仕様情報を取得することができる。
また、上記目的を達成するための本発明に係る電力機器は、上記第７特徴構成を有する電力中継装置の機器接続部に接続される電気接続線を有し、給電及び受電の少なくとも一方を行って、前記電力中継装置との間で電力の授受を行う電力機器であって、その特徴構成は、前記電気接続線を接続した電力中継装置との間で通信可能な通信手段を備え、
前記通信手段により、前記電気接続線を接続した前記電力中継装置へ予め記憶している前記電力仕様情報を送信する電力仕様情報送信手段を備えた点にある。
前記通信手段により、前記電気接続線を接続した前記電力中継装置へ予め記憶している前記電力仕様情報を送信する電力仕様情報送信手段を備えた点にある。
即ち、上記電力機器の特徴構成によれば、上記通信手段と上記電力仕様情報送信手段とを備え、電気接続線を接続した電力中継装置へ予め記憶している電力仕様情報を送信することで、上述した第７特徴構成の電力中継装置の如く、当該電力機器の電気接続線を接続した電力中継装置に対して、電力機器から電力仕様情報を受信させて、自動的且つ確実に複数の機器接続部に接続された夫々の電力機器の電力仕様情報を取得させることができる。
本発明に係る電力中継装置の第８特徴構成は、上記第１乃至上記第７の何れかの特徴構成に加えて、前記複数の機器接続部の夫々が、前記電気接続線を接続した電力機器との間で通信可能な通信手段を有し、
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記夫々の電力機器自身が電力の入出力状態を制御するための入出力状態制御指令を前記通信手段により前記夫々の電力機器に送信する指令送信制御を実行する点にある。
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記夫々の電力機器自身が電力の入出力状態を制御するための入出力状態制御指令を前記通信手段により前記夫々の電力機器に送信する指令送信制御を実行する点にある。
上記第８特徴構成によれば、上記入出力状態制御手段が上記通信手段を利用して上記指令送信制御を実行して、複数の機器接続部に接続された夫々の電力機器に対して上記入出力状態制御指令を送信することで、当該夫々の電力機器に対して自動的且つ確実に当該入出力状態制御指令に基づく電力の入出力状態の制御を実行させて、当該電力の入出力状態を当該夫々の電力機器の電力仕様等にあった適切なものに制御することができる。
また、上記目的を達成するための本発明に係る電力機器は、上記第８特徴構成を有する電力中継装置の機器接続部に接続される電気接続線を有し、給電及び受電の少なくとも一方を行って、前記電力中継装置との間で電力の授受を行う電力機器であって、その特徴構成は、前記電気接続線を接続した電力中継装置との間で通信可能な通信手段を備え、
前記通信手段により前記電力中継装置から受信した入出力状態制御指令に従って、電力の入出力状態を制御する運転制御部を備えた点にある。
前記通信手段により前記電力中継装置から受信した入出力状態制御指令に従って、電力の入出力状態を制御する運転制御部を備えた点にある。
即ち、上記電力機器の特徴構成によれば、上記通信手段と上記運転制御部とを備え、上述した第８特徴構成の電力中継装置の如く、当該電力機器の電気接続線を接続した電力中継装置から上記入出力状態制御指令を受信して、当該受信した上記入出力状態制御指令に従って電力の入出力状態を自身の電力仕様等にあった適切なものに制御することができる。
〔第１実施形態〕
本発明に係る電力中継装置及び電力機器の第１実施形態について、図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、電力中継装置１に給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器４０が接続され、当該電力中継装置１及び夫々の電力機器４０との間で直流電力の授受を行う状態での電力中継装置１及び電力機器４０の概略構成を示している。
即ち、電力中継装置１は、複数の電力機器４０が接続され当該夫々の電力機器４０との間で直流電力の授受を行うように構成されており、一方、夫々の電力機器４０は、その電力中継装置１の機器接続部１０に接続される電気接続線４４を有し、給電及び受電の少なくとも一方を行って、その電力中継装置１との間で直流電力の授受を行うように構成されている。電力中継装置１と電力機器４０との夫々の詳細構成について説明する。
本発明に係る電力中継装置及び電力機器の第１実施形態について、図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、電力中継装置１に給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器４０が接続され、当該電力中継装置１及び夫々の電力機器４０との間で直流電力の授受を行う状態での電力中継装置１及び電力機器４０の概略構成を示している。
即ち、電力中継装置１は、複数の電力機器４０が接続され当該夫々の電力機器４０との間で直流電力の授受を行うように構成されており、一方、夫々の電力機器４０は、その電力中継装置１の機器接続部１０に接続される電気接続線４４を有し、給電及び受電の少なくとも一方を行って、その電力中継装置１との間で直流電力の授受を行うように構成されている。電力中継装置１と電力機器４０との夫々の詳細構成について説明する。
（電力中継装置）
上記電力中継装置１は、電力機器４０の電気接続線４４が着脱自在に電気的に接続される複数の機器接続部１０、複数の機器接続部１０の夫々を電気的に接続し直流電力が流れる電力母線２、及び、コンピュータからなり各種処理を行う中継制御部３等を、一体に備えて構成されている。
上記電力中継装置１は、電力機器４０の電気接続線４４が着脱自在に電気的に接続される複数の機器接続部１０、複数の機器接続部１０の夫々を電気的に接続し直流電力が流れる電力母線２、及び、コンピュータからなり各種処理を行う中継制御部３等を、一体に備えて構成されている。
上記複数の機器接続部１０の夫々は、電力機器４０の電気接続線４４の先端に設けられたプラグ４５が差し込まれるソケット１８を夫々有して構成されている。また、全ての機器接続部１０の形状及び構造は例えば規格化された共通のものとして構成されている。
上記夫々の機器接続部１０には、電力母線２に流れる直流電力を電力機器４０との間で授受するための電力線で構成された直流接続線１１が設けられており、更に、電力機器４０の電気接続線４４の接続を検知する接続検知手段として機能する近接センサ１９と、電気接続線４４を接続した電力機器４０との間で通信可能な通信手段として機能する通信部２０とが設けられている。尚、本実施形態では、上記接続検知手段として近接センサ１９を採用しているが、例えばプラグ４５のソケット１８に対する抜き差しによって入り切りされるスイッチ等のような別の形態の接続検知手段を採用しても構わない。
上記直流接続線１１には、電力機器４０との間での直流電力の授受を断続可能な断続スイッチ１４が設けられている。そして、中継制御部３は、断続スイッチ１４の状態を開状態（電力の流れを禁止する状態）と閉状態（電力の流れを許容する状態）に切り換えることができる。
また、この断続スイッチ１４のソケット１８側には、電力機器４０との間で授受される直流電力の電圧を計測する電圧計測部１６が設けられており、この電圧計測部１６の計測結果が中継制御部３に出力される。
また、この断続スイッチ１４のソケット１８側には、電力機器４０との間で授受される直流電力の電圧を計測する電圧計測部１６が設けられており、この電圧計測部１６の計測結果が中継制御部３に出力される。
上記接続検知手段として機能する近接センサ１９は、ソケット１８に設けられ、当該ソケット１８にプラグ４５が差し込まれた当該プラグが近接したときに、所定の信号を中継制御部３に出力するように構成されている。そして、中継制御部３は、その信号の受信により、電力機器４０の電気接続線４４の接続を認識することができる。
上記通信手段として機能する通信部２０は、電力機器４０側に設けられた同様の通信部４８との間で、電気接続線４４等からなる電力線を介して信号の受信及び送信を行う電力線通信（ＰＬＣ）型の通信手段として構成されている。そして、この通信部２０により、中継制御部３は、電力機器４０側に所定の信号を送信したり、電力機器４０側から所定の信号を受信することができるものとなる。尚、本願において、電力中継装置１による上記通信部２０を通じた各種情報等の送信及び受信を、単に送信及び受信と呼ぶ場合がある。尚、本実施形態においては、上記ＰＬＣ型の通信手段を採用しているが、例えば、無線通信や赤外線通信などのような別の形態の通信手段を採用しても構わない。
上記中継制御部３は、コンピュータにより所定のコンピュータプログラムを実行することで、詳細については後述するが、電力仕様情報取得処理を実行する電力仕様情報取得手段３Ａ、及び、入出力状態制御を実行する入出力状態制御手段３Ｂとして機能するように構成されている。
上記中継制御部３が機能する電力仕様情報取得手段３Ａは、複数の機器接続部１０に電気接続線４４を接続した夫々の電力機器４０の給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得する電力仕様情報取得処理を実行するように構成されている。
尚、本第１実施形態での電力機器４０の電力仕様情報としては、当該電力機器４０が直流電力の給電のみを行う発電機であるか又は直流電力の給電と受電とを択一的に行う蓄電池であるか又は直流電力の受電のみを行う電力負荷であるかに関する給受電種別や、当該電力機器４０が取り扱う直流電力の定格電圧値や定格電力値等の電力仕様が、上記電力仕様情報取得手段３Ａにより取得されることになる。
更に、この電力仕様情報取得手段３Ａは、上述した近接センサ１９により電力機器４０の電気接続線４４の接続が検知されたときに、電力機器４０に対して仕様情報送信指令を送信し、その電力機器４０から電力仕様情報を受信する形態で、電力仕様情報取得処理を実行するように構成されている。
尚、本第１実施形態での電力機器４０の電力仕様情報としては、当該電力機器４０が直流電力の給電のみを行う発電機であるか又は直流電力の給電と受電とを択一的に行う蓄電池であるか又は直流電力の受電のみを行う電力負荷であるかに関する給受電種別や、当該電力機器４０が取り扱う直流電力の定格電圧値や定格電力値等の電力仕様が、上記電力仕様情報取得手段３Ａにより取得されることになる。
更に、この電力仕様情報取得手段３Ａは、上述した近接センサ１９により電力機器４０の電気接続線４４の接続が検知されたときに、電力機器４０に対して仕様情報送信指令を送信し、その電力機器４０から電力仕様情報を受信する形態で、電力仕様情報取得処理を実行するように構成されている。
上記中継制御部３が機能する入出力状態制御手段３Ｂは、上述した電力仕様情報取得手段３Ａで取得した夫々の電力機器４０の電力仕様情報に基づいて当該夫々の電力機器４０に対する電力の入出力状態を制御する入出力状態制御を実行するように構成されている。
具体的には、上記入出力状態制御手段３Ｂは、上記入出力状態制御として、電力機器４０に対する電力の入出力の断続状態を制御するスイッチ制御、及び、夫々の電力機器４０自身が電力の入出力状態を制御するための入出力状態制御指令を夫々の電力機器４０に送信する指令送信制御を実行するように構成されており、これら入出力状態制御の具体的構成について以下に説明する。
上記入出力状態制御手段３Ｂは、上記スイッチ制御において、上述した電力仕様情報取得手段３Ａにより取得した電力仕様情報に基づいて、断続スイッチ１４の状態を切り換える。
即ち、入出力状態制御手段３Ｂは、機器接続部１０に接続された電力機器４０の電力仕様情報を参照して、その電力機器４０が本電力中継装置１により取り扱われる定格電圧での直流電力の授受が行えるものであるか否かを判断し、行えると判断した場合のみ断続スイッチ１４を閉状態として、当該電力機器４０との間で直流電力の授受を開始することができる。
即ち、入出力状態制御手段３Ｂは、機器接続部１０に接続された電力機器４０の電力仕様情報を参照して、その電力機器４０が本電力中継装置１により取り扱われる定格電圧での直流電力の授受が行えるものであるか否かを判断し、行えると判断した場合のみ断続スイッチ１４を閉状態として、当該電力機器４０との間で直流電力の授受を開始することができる。
また、上記入出力状態制御手段３Ｂは、上記指令送信制御において、上述した電力仕様情報取得手段３Ａにより取得した電力機器４０の電力仕様情報に基づいて、その電力機器４０が自ら電力の入出力状態、即ち、電力機器４０が給電するか受電するかの給受電状態や電力機器４０が給電又は受電すべき直流電圧を決定し、その入出力状態を認識可能な入出力状態制御指令を生成する。
そして、入出力状態制御手段３Ｂは、上記生成した入出力状態制御指令を電力機器４０に送信することで、詳細については後述するが、当該電力機器４０が、受信した入出力状態制御指令に基づいて、自身の電力の入出力状態を、自身の電力仕様等にあった適切なものに制御することができるようになる。
そして、入出力状態制御手段３Ｂは、上記生成した入出力状態制御指令を電力機器４０に送信することで、詳細については後述するが、当該電力機器４０が、受信した入出力状態制御指令に基づいて、自身の電力の入出力状態を、自身の電力仕様等にあった適切なものに制御することができるようになる。
電力中継装置１には、商用電力系統６０に接続され、当該商用電力系統６０に対して電力母線２から送受電を行う電力系統接続部４が設けられており、この電力系統接続部４は、当該商用電力系統６０から受電した交流電力をＡＣＤＣコンバータ５で直流電力に変換して電力母線２に供給したり、電力母線２の直流電力をＡＣＤＣコンバータ５を介して交流電力に変換して商用電力系統６０に送電することができる。
そして、この電力系統接続部４により、受電を行う電力機器４０に電力母線２から供給すべき電力が、給電を行う電力機器４０から電力母線２に供給できる電力を上回る場合には、その不足分の電力を商用電力系統６０から電力母線２に供給されることになる。逆に、受電を行う電力機器４０に電力母線２から供給すべき電力が、給電を行う電力機器４０から電力母線２に供給できる電力を下回る場合には、その過剰分の電力を電力母線２から商用電力系統６０に送電されることになる。
そして、この電力系統接続部４により、受電を行う電力機器４０に電力母線２から供給すべき電力が、給電を行う電力機器４０から電力母線２に供給できる電力を上回る場合には、その不足分の電力を商用電力系統６０から電力母線２に供給されることになる。逆に、受電を行う電力機器４０に電力母線２から供給すべき電力が、給電を行う電力機器４０から電力母線２に供給できる電力を下回る場合には、その過剰分の電力を電力母線２から商用電力系統６０に送電されることになる。
電力中継装置１には、商用電力系統６０から受電した交流電力を消費する一般的な交流電力消費機器５０の電気接続線５４が着脱自在に電気的に接続される交流機器接続部３０が設けられている。
この交流機器接続部３０は、交流電力消費機器５０の電気接続線５４の先端に設けられたプラグ５５が差し込まれるソケット３８を有し、交流電力消費機器５０の電気接続線５４が着脱自在に電気的に接続される部位として構成されている。また、この交流機器接続部３０の形状及び構造は、例えば商用電力系統６０から直接交流電力を受電するためのソケット等と共通のものとして構成されている。
更に、交流機器接続部３０には、電力母線２に流れる直流電力を交流電力に変換する直交流変換部であるＤＣＡＣコンバータ３３と、当該ＤＣＡＣコンバータ３３で変換された交流電力を交流電力消費機器５０に供給するための電力線である交流接続線３２とが設けられている。
そして、このような交流機器接続部３０を設けることで、交流電力を消費する一般的な交流電力消費機器５０に対しても交流電力を供給することができる。
この交流機器接続部３０は、交流電力消費機器５０の電気接続線５４の先端に設けられたプラグ５５が差し込まれるソケット３８を有し、交流電力消費機器５０の電気接続線５４が着脱自在に電気的に接続される部位として構成されている。また、この交流機器接続部３０の形状及び構造は、例えば商用電力系統６０から直接交流電力を受電するためのソケット等と共通のものとして構成されている。
更に、交流機器接続部３０には、電力母線２に流れる直流電力を交流電力に変換する直交流変換部であるＤＣＡＣコンバータ３３と、当該ＤＣＡＣコンバータ３３で変換された交流電力を交流電力消費機器５０に供給するための電力線である交流接続線３２とが設けられている。
そして、このような交流機器接続部３０を設けることで、交流電力を消費する一般的な交流電力消費機器５０に対しても交流電力を供給することができる。
（電力機器）
上記複数の電力機器４０は、直流電力の給電及び受電の少なくとも一方を行う機器であり、給電及び受電の少なくとも一方を行う給受電部４３、上記電力中継装置１に着脱自在に電気的に接続されて当該給受電部４３に対する電力の入出力を行う電気接続線４４、及び、コンピュータからなり各種処理を行う機器制御部４７等を一体に備えて構成されている。
本実施形態では、上記複数の電力機器４０として、上記給受電部４３として発電（給電）のみを行う発電機４３Ａを備えた発電機器４０Ａ、上記給受電部４３として放電（給電）と蓄電（受電）とを行う蓄電池４３Ｂを備えた蓄放電機器４０Ｂ、上記給受電部４３として受電のみを行う電力負荷４３Ｃを備えた電力消費機器４０Ｃとが、上述した電力中継装置１の夫々の機器接続部１０に接続されている。
上記複数の電力機器４０は、直流電力の給電及び受電の少なくとも一方を行う機器であり、給電及び受電の少なくとも一方を行う給受電部４３、上記電力中継装置１に着脱自在に電気的に接続されて当該給受電部４３に対する電力の入出力を行う電気接続線４４、及び、コンピュータからなり各種処理を行う機器制御部４７等を一体に備えて構成されている。
本実施形態では、上記複数の電力機器４０として、上記給受電部４３として発電（給電）のみを行う発電機４３Ａを備えた発電機器４０Ａ、上記給受電部４３として放電（給電）と蓄電（受電）とを行う蓄電池４３Ｂを備えた蓄放電機器４０Ｂ、上記給受電部４３として受電のみを行う電力負荷４３Ｃを備えた電力消費機器４０Ｃとが、上述した電力中継装置１の夫々の機器接続部１０に接続されている。
上記電気接続線４４には、給受電部４３に対する直流電力の入出力を断続可能な断続スイッチ４１と、給受電部４３に対して入出力される直流電力の電圧（以下、「入出力電圧」と呼ぶ。）を調整する電圧調整部であるＤＣＤＣコンバータ４２と、当該電気接続線４４を接続した電力中継装置１との間で通信可能な通信手段として機能する通信部４８とが設けられている。
即ち、上記通信手段として機能する通信部４８は、電力中継装置１側に設けられた同様の通信部２０との間で、電気接続線４４等からなる電力線を介して信号の受信及び送信を行う電力線通信（ＰＬＣ）型の通信手段として構成されている。そして、この通信部４８により、電力機器４０は、電力中継装置１側に所定の信号を送信したり、電力中継装置１側から所定の信号を受信することができるものとなる。尚、本願において、電力機器４０による上記通信部４８を通じた各種情報等の送信及び受信を、単に送信及び受信と呼ぶ場合がある。
即ち、上記通信手段として機能する通信部４８は、電力中継装置１側に設けられた同様の通信部２０との間で、電気接続線４４等からなる電力線を介して信号の受信及び送信を行う電力線通信（ＰＬＣ）型の通信手段として構成されている。そして、この通信部４８により、電力機器４０は、電力中継装置１側に所定の信号を送信したり、電力中継装置１側から所定の信号を受信することができるものとなる。尚、本願において、電力機器４０による上記通信部４８を通じた各種情報等の送信及び受信を、単に送信及び受信と呼ぶ場合がある。
上記機器制御部４７は、コンピュータにより所定のコンピュータプログラムを実行することで、詳細については後述するが、電力仕様情報送信手段４７Ａ、及び、運転制御手段４７Ｂとして機能するように構成されている。
上記機器制御部４７が機能する電力仕様情報送信手段４７Ａは、電力中継装置１から受信した仕様情報送信指令に従って、予め記憶している自身の給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を、電力中継装置１側に送信するように構成されている。
上記機器制御部４７が機能する電力仕様情報送信手段４７Ａは、電力中継装置１から受信した仕様情報送信指令に従って、予め記憶している自身の給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を、電力中継装置１側に送信するように構成されている。
また、上記機器制御部４７が機能する運転制御手段４７Ｂは、電力中継装置１の中継制御部３から所定の入出力状態制御指令を受信したときに、自身の電力機器４０に対する電力の入出力状態を制御するように構成されており、その運転制御手段４７Ｂによる各種制御について以下に説明する。
運転制御手段４７Ｂは、電力中継装置１の中継制御部３から所定の入出力状態制御指令を受信したときに、電力中継装置１に電力の授受が許可されたとして、上記断続スイッチ４１を開状態（電力の流れを禁止する状態）から閉状態（電力の流れを許容する状態）に切り換えて、給受電部４３による給電又は受電を開始する形態で、電力機器４０に対する電力の入出力の断続状態を制御するように構成されている。
また、運転制御手段４７Ｂは、電力中継装置１の中継制御部３から所定の入出力状態制御指令を受信したときに、その入出力状態制御指令から、自身が給電又は受電すべきか否か、又はその給電又は受電すべき直流電圧を認識し、それに従って、電力の入出力状態を制御する上記ＤＣＤＣコンバータ４２の電圧や給受電部４３の作動を制御するように構成されている。
具体的には、発電機器４０Ａの運転制御手段４７Ｂは、上記入出力状態制御指令として電力中継装置１の定格電圧で給電すべきとの給電指令を受信すると、発電機４３Ａを作動させて直流電力の発電を行うと共に、その発電した直流電力の電圧をＤＣＤＣコンバータ４２により定格電圧に変換して、当該定格電圧の直流電力を電力中継装置１側に供給する所謂給電運転を行うように構成されている。
また、蓄放電機器４０Ｂの運転制御手段４７Ｂは、上記入出力状態制御指令として電力中継装置１から定格電圧で給電すべきとの給電指令を受信すると、上記ＤＣＤＣコンバータ４２により蓄電池４３Ｂ側の直流電力の電圧を当該定格電圧よりも若干高めに設定することで、蓄電池４３Ｂに直流電力を放電させて、その直流電力を上記ＤＣＤＣコンバータ４２により上記定格電圧の直流電力に変換して、当該定格電圧の直流電力を電力中継装置１側に供給する所謂放電運転を行うように構成されている。更に、同運転制御手段４７Ｂは、上記入出力状態制御指令として電力中継装置１から定格電圧で受電すべきとの受電指令を受信すると、上記ＤＣＤＣコンバータ４２により蓄電池４３Ｂ側の直流電力の電圧を当該定格電圧よりも若干低めに設定することで、電力中継装置１側から受電した上記定格電圧の直流電力を上記ＤＣＤＣコンバータ４２により上記定格電圧より低めの直流電力に変換して、当該直流電力を蓄電池４３Ｂに蓄電する所謂蓄電運転を行うように構成されている。
また、電力消費機器４０Ｃの運転制御手段４７Ｂは、上記入出力状態制御指令として電力中継装置１から定格電圧で受電すべきとの受電指令を受信すると、電力負荷４３Ｃを作動させて直流電力の消費を行うと共に、電力中継装置１から受電した直流電力の電圧をＤＣＤＣコンバータ４２により所定の電圧に変換して、当該直流電力を電力負荷４３Ｃに供給する所謂電力消費運転を行うように構成されている。
以上が電力中継装置１と電力機器４０との構成であるが、以下に、電力中継装置１の複数の機器接続部１０に複数の電力機器４０を接続してから、電力中継装置１及び夫々の電力機器４０により実行される各処理フローについて説明する。
先ず、電力中継装置１の中継制御部３により実行される処理フローについて図２に基づいて説明する。
かかる電力中継装置１の中継制御部３は、夫々の機器接続部１０において、断続スイッチ１４を開状態に保持した状態で（ステップ＃１０）、電力機器４０の電気接続線４４が当該機器接続部１０に接続されたか否かを近接センサ１９の出力により判定する（ステップ＃１１）。
かかる電力中継装置１の中継制御部３は、夫々の機器接続部１０において、断続スイッチ１４を開状態に保持した状態で（ステップ＃１０）、電力機器４０の電気接続線４４が当該機器接続部１０に接続されたか否かを近接センサ１９の出力により判定する（ステップ＃１１）。
上記ステップ＃１１において接続されたと判定した場合には、中継制御部３が機能する電力仕様情報取得手段３Ａが、上述したように、複数の機器接続部１０に電気接続線４４を接続した夫々の電力機器４０の給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得する電力仕様情報取得処理（ステップ＃１２〜＃１４）を実行する。
即ち、電力仕様情報取得手段３Ａは、その機器接続部１０に接続された電力機器４０に、所定の仕様情報送信指令を送信する（ステップ＃１２）。すると、電力機器４０の機器制御部４７は、その仕様情報送信指令を受信したときに、予め記憶している自身の給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を、電力中継装置１に対して送信する。
よって、電力仕様情報取得手段３Ａは、電力機器４０から電力仕様情報を受信し（ステップ＃１３）、その受信した電力仕様情報を夫々の機器接続部１０に対応付けて記憶部（図示せず）に格納する（ステップ＃１４）。
即ち、電力仕様情報取得手段３Ａは、その機器接続部１０に接続された電力機器４０に、所定の仕様情報送信指令を送信する（ステップ＃１２）。すると、電力機器４０の機器制御部４７は、その仕様情報送信指令を受信したときに、予め記憶している自身の給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を、電力中継装置１に対して送信する。
よって、電力仕様情報取得手段３Ａは、電力機器４０から電力仕様情報を受信し（ステップ＃１３）、その受信した電力仕様情報を夫々の機器接続部１０に対応付けて記憶部（図示せず）に格納する（ステップ＃１４）。
次に、中継制御部３が機能する入出力状態制御手段３Ｂが、上記電力仕様情報取得処理で取得して夫々の機器接続部１０に対応付けて格納している夫々の電力機器４０の電力仕様情報に基づいて、夫々の電力機器４０に対する電力の入出力状態を制御する入出力状態制御として、上述したスイッチ制御のように、断続スイッチ１４を閉状態として（ステップ＃１５）、当該電力機器４０に対する直流電力の授受を許容する。
更に、上記入出力状態制御手段３Ｂは、電圧計測部１６で計測される電力機器４０との間で授受される直流電力の電圧が予め定められた定格電圧となってから（ステップ＃１６）、上記入出力状態制御として、上述した指令送信制御のように、夫々の電力機器４０自身が電力の入出力状態を制御するための入出力状態制御指令を夫々の電力機器４０に送信する。指令送信制御（ステップ＃１７）を実行する。
よって、上記中継制御部３は、上記電力仕様情報取得処理及び上記入出力状態制御を実行することで、上記夫々の機器接続部１０の夫々に対して電力仕様等が異なる電力機器４０を自由に接続することができ、それら接続された夫々の電力機器４０との間で適切に電力の授受を行うことができる。
よって、上記中継制御部３は、上記電力仕様情報取得処理及び上記入出力状態制御を実行することで、上記夫々の機器接続部１０の夫々に対して電力仕様等が異なる電力機器４０を自由に接続することができ、それら接続された夫々の電力機器４０との間で適切に電力の授受を行うことができる。
また、中継制御部３は、近接センサ１９の出力により機器接続部１０に対する電力機器４０の電気接続線４４の接続が解除されたと判定したときには（ステップ＃１８）、断続スイッチ１４を開状態として（ステップ＃１９）、電力機器４０に対する電力の授受を停止する。
次に、電力中継装置１の機器接続部１０に電気接続線４４を接続した電力機器４０により実行される処理フローについて図３に基づいて説明する。
かかる電力機器４０の機器制御部４７は、断続スイッチ４１を開状態に保持した状態で（ステップ＃２０）、電力中継装置１から仕様情報送信指令を受信したときには（ステップ＃２１）、上述したように、電力仕様情報送信手段４７Ａが、予め記憶部（図示せず）に記憶している電力仕様情報を電力中継装置１に送信する（ステップ＃２２）。
かかる電力機器４０の機器制御部４７は、断続スイッチ４１を開状態に保持した状態で（ステップ＃２０）、電力中継装置１から仕様情報送信指令を受信したときには（ステップ＃２１）、上述したように、電力仕様情報送信手段４７Ａが、予め記憶部（図示せず）に記憶している電力仕様情報を電力中継装置１に送信する（ステップ＃２２）。
次に、電力中継装置１から入出力状態制御指令を受信したときには（ステップ＃２３）、上述したように、運転制御手段４７Ｂが、断続スイッチ４１を閉状態として（ステップ＃２４）、当該受発電部４３に対する直流電力の入出力を開始する。更に、運転制御手段４７Ｂは、ＤＣＤＣコンバータ４２を作動させて、給受電部４３に対する直流電力の入出力電圧を制御して（ステップ＃２５）、発電機器４０Ａである場合には給電運転を行い、或いは、蓄放電機器４０Ｂの場合には放電運転及び蓄電運転の切り換えを行い、或いは、電力消費機器４０Ｃの場合には電力消費運転を行う。
また、機器制御部４７は、電力中継装置１から停止指令を受信したときには（ステップ＃２６）、断続スイッチ４１を開状態として（ステップ＃２７）、給受電部４３に対する直流電力の入出力を停止する。
よって、上記電力機器４０は、中継制御部３の指示に従って適切な状態で給受電部４３に対する電力の入出力を行うことになるので、その入出力状態を機器の電力仕様や全体の給電及び受電のバランスに合った適切なものとすることができる。
よって、上記電力機器４０は、中継制御部３の指示に従って適切な状態で給受電部４３に対する電力の入出力を行うことになるので、その入出力状態を機器の電力仕様や全体の給電及び受電のバランスに合った適切なものとすることができる。
〔第２実施形態〕
本発明に係る電力中継装置及び電力機器の第２実施形態について、図４に基づいて説明する。尚、上記第１実施形態と同様の構成については説明を割愛する場合がある。
図４は、電力中継装置１に給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器４０が接続され、当該電力中継装置１及び夫々の電力機器４０との間で直流電力又は交流電力の授受を行う状態での電力中継装置１及び電力機器４０の概略構成を示している。
即ち、電力中継装置１は、複数の電力機器４０が接続され当該夫々の電力機器４０との間で直流電力又は交流電力の授受を行うように構成されており、一方、夫々の電力機器４０は、その電力中継装置１の機器接続部１０に接続される電気接続線４４を有し、給電又は受電を行って、その電力中継装置１との間で直流電力又は交流電力の授受を行うように構成されている。電力中継装置１と電力機器４０との夫々の詳細構成について説明する。
本発明に係る電力中継装置及び電力機器の第２実施形態について、図４に基づいて説明する。尚、上記第１実施形態と同様の構成については説明を割愛する場合がある。
図４は、電力中継装置１に給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器４０が接続され、当該電力中継装置１及び夫々の電力機器４０との間で直流電力又は交流電力の授受を行う状態での電力中継装置１及び電力機器４０の概略構成を示している。
即ち、電力中継装置１は、複数の電力機器４０が接続され当該夫々の電力機器４０との間で直流電力又は交流電力の授受を行うように構成されており、一方、夫々の電力機器４０は、その電力中継装置１の機器接続部１０に接続される電気接続線４４を有し、給電又は受電を行って、その電力中継装置１との間で直流電力又は交流電力の授受を行うように構成されている。電力中継装置１と電力機器４０との夫々の詳細構成について説明する。
（電力中継装置）
上記電力中継装置１は、電力機器４０の電気接続線４４が着脱自在に電気的に接続される複数の機器接続部１０、複数の機器接続部１０の夫々を電気的に接続し直流電力が流れる電力母線２、及び、コンピュータからなり各種処理を行う中継制御部３等を、一体に備えて構成されている。
上記電力中継装置１は、電力機器４０の電気接続線４４が着脱自在に電気的に接続される複数の機器接続部１０、複数の機器接続部１０の夫々を電気的に接続し直流電力が流れる電力母線２、及び、コンピュータからなり各種処理を行う中継制御部３等を、一体に備えて構成されている。
上記複数の機器接続部１０の夫々は、上記第１実施形態と同様に、ソケット１８を夫々有し、その全ての機器接続部１０の形状及び構造は例えば規格化された共通のものとして構成されている。
上記夫々の機器接続部１０には、電力母線２に流れる直流電力を電力機器４０との間で授受するための電力線で構成された直流接続線１１と、電力母線２に流れる直流電力を電力機器４０との間で授受するための電力線で構成された直流接続線１１と、電力母線２に流れる直流電力を定格周波数の交流電力に変換する直交流変換部であるＤＣＡＣコンバータ１３が設けられ当該交流電力を電力機器４０との間で授受するための交流接続線１２とが設けられている。
更に、上記機器接続部１０には、上記直流接続線１１及び上記交流接続線１２に電力機器４０との間で授受する電力を直流電力と交流電力とで切り換え可能な切換スイッチ１５が設けられている。そして、中継制御部３は、切換スイッチ１５の状態を、直流接続線１１による直流電力の流れを許容する直流電力流通状態と、交流接続線１２による交流電力の流れを許容する交流電力流通状態とに切り換えることができる。
また、この切換スイッチ１５のソケット１８側には、電力機器４０との間で授受される直流電力の電圧を計測する電圧計測部１６が設けられており、この電圧計測部１６の計測結果が中継制御部３に出力される。
また、この切換スイッチ１５のソケット１８側には、電力機器４０との間で授受される直流電力の電圧を計測する電圧計測部１６が設けられており、この電圧計測部１６の計測結果が中継制御部３に出力される。
更に、上記機器接続部１０には、電力機器４０に対して入出力される電力の電圧（以下、「入出力電圧」と呼ぶ。）を調整可能な電圧調整部であるＤＣＤＣコンバータ２１が設けられている。
即ち、このＤＣＤＣコンバータ２１は、直流母線２から供給された定格電圧の直流電力を任意の電圧に変換して、直流接続線１１又はＤＣＡＣコンバータ１３の直流側に供給したり、直流接続線１１又はＤＣＡＣコンバータ１３の直流側から供給された任意の電圧の直流電力を定格電圧に変換して直流母線２に供給するように構成されている。
即ち、このＤＣＤＣコンバータ２１は、直流母線２から供給された定格電圧の直流電力を任意の電圧に変換して、直流接続線１１又はＤＣＡＣコンバータ１３の直流側に供給したり、直流接続線１１又はＤＣＡＣコンバータ１３の直流側から供給された任意の電圧の直流電力を定格電圧に変換して直流母線２に供給するように構成されている。
更に、この機器接続部１０には、上記第１実施形態と同様に、接続検知手段として機能する近接センサ１９と、通信手段として機能する通信部２０とが設けられている。
上記中継制御部３は、上記第１実施形態と同様に、電力仕様情報取得処理を実行する電力仕様情報取得手段３Ａ、及び、入出力状態制御を実行する入出力状態制御手段３Ｂとして機能するように構成されている。
上記中継制御部３が機能する電力仕様情報取得手段３Ａは、複数の機器接続部１０に電気接続線４４を接続した夫々の電力機器４０の給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得する電力仕様情報取得処理を実行するように構成されている。
尚、本第２実施形態での電力機器４０の電力仕様情報としては、当該電力機器４０の給電又は受電する電力が直流電力であるか又は交流電力であるかに関する電力形態や、当該電力機器４０が発電機であるか又は蓄電池であるか又は電力負荷であるかに関する給受電種別や、当該電力機器４０が取り扱う直流電力又は交流電力の定格電圧値や定格電力値等の電力仕様等が、上記電力仕様情報取得手段３Ａにより取得されることになる。
尚、本第２実施形態での電力機器４０の電力仕様情報としては、当該電力機器４０の給電又は受電する電力が直流電力であるか又は交流電力であるかに関する電力形態や、当該電力機器４０が発電機であるか又は蓄電池であるか又は電力負荷であるかに関する給受電種別や、当該電力機器４０が取り扱う直流電力又は交流電力の定格電圧値や定格電力値等の電力仕様等が、上記電力仕様情報取得手段３Ａにより取得されることになる。
上記中継制御部３が機能する入出力状態制御手段３Ｂは、上述した電力仕様情報取得手段３Ａで取得した夫々の電力機器４０の電力仕様情報に基づいて当該夫々の電力機器４０に対する電力の入出力状態を制御する入出力状態制御を実行するように構成されている。
具体的には、上記入出力状態制御手段３Ｂは、上記入出力状態制御として、上記切換スイッチ１５の作動を制御して直流電力流通状態と交流電力流通状態とを切り換える直交流切換制御、及び、ＤＣＤＣコンバータ２１を作動させて電力機器４０に入出力する電力の電圧を制御する電圧制御、及び、夫々の電力機器４０自身が電力の入出力状態を制御するための入出力状態制御指令を夫々の電力機器４０に送信する指令送信制御を実行するように構成されており、これら入出力状態制御の具体的構成について以下に説明する。
上記入出力状態制御手段３Ｂは、上記直交流切換制御において、上述した電力仕様情報取得手段３Ａにより取得した電力仕様情報に基づいて、切換スイッチ１５の状態を切り換える。
即ち、入出力状態制御手段３Ｂは、機器接続部１０に接続された電力機器４０の電力仕様情報を参照して、電力機器４０の給電又は受電する電力が直流電力であるか又は交流電力であるかに関する電力形態を認識し、それに応じて上記切換スイッチ１５の状態を直流電力流通状態と交流電力流通状態とで切り換えて、当該電力機器４０との間で直流電力又は交流電力の授受を開始することができる。
即ち、入出力状態制御手段３Ｂは、機器接続部１０に接続された電力機器４０の電力仕様情報を参照して、電力機器４０の給電又は受電する電力が直流電力であるか又は交流電力であるかに関する電力形態を認識し、それに応じて上記切換スイッチ１５の状態を直流電力流通状態と交流電力流通状態とで切り換えて、当該電力機器４０との間で直流電力又は交流電力の授受を開始することができる。
また、上記入出力状態制御手段３Ｂは、上記電圧制御において、上述した電力仕様情報取得手段３Ａにより取得した電力機器４０の電力仕様情報に基づいて、その電力機器４０に入出力すべき電力の電圧を認識し、その電圧に従って上記ＤＣＤＣコンバータ２１を作動させて、電圧計測部１６で計測される入出力電圧を制御するように構成されている。
また、上記入出力状態制御手段３Ｂは、上記指令送信制御において、上述した電力仕様情報取得手段３Ａにより取得した電力機器４０の電力仕様情報に基づいて、その電力機器４０が自ら電力の入出力状態、即ち、電力機器４０が給電するか受電するかの給受電種別を決定し、その入出力状態を認識可能な入出力状態制御指令を生成する。
そして、入出力状態制御手段３Ｂは、上記生成した入出力状態制御指令を電力機器４０に送信することで、詳細については後述するが、当該電力機器４０が、受信した入出力状態制御指令に基づいて、自身の電力の入出力状態を、自身の電力仕様等にあった適切なものに制御することができるようになる。
そして、入出力状態制御手段３Ｂは、上記生成した入出力状態制御指令を電力機器４０に送信することで、詳細については後述するが、当該電力機器４０が、受信した入出力状態制御指令に基づいて、自身の電力の入出力状態を、自身の電力仕様等にあった適切なものに制御することができるようになる。
電力中継装置１には、上記第１実施形態と同様に、商用電力系統６０に対して電力母線２から送受電を行う電力系統接続部４が設けられているが、上記第１実施形態とは異なって、交流機器接続部３０が設けられていない。
即ち、商用電力系統６０から受電した交流電力を消費する一般的な交流電力消費機器についても、その電気接続線を、上述した機器接続部１０のソケット１８に差しこみ、切換スイッチ１５を交流電力流通状態とすれば、所定の交流電力を当該交流電力消費機器に対しも供給することができる。
即ち、商用電力系統６０から受電した交流電力を消費する一般的な交流電力消費機器についても、その電気接続線を、上述した機器接続部１０のソケット１８に差しこみ、切換スイッチ１５を交流電力流通状態とすれば、所定の交流電力を当該交流電力消費機器に対しも供給することができる。
（電力機器）
上記複数の電力機器４０は、直流電力又は交流電力の給電及び受電の少なくとも一方を行う機器であり、上記第１実施形態と同様に、給受電部４３、電気接続線４４、及び、機器制御部４７等を一体に備えて構成されている。
本実施形態では、上記複数の電力機器４０として、上記発電機器４０Ａ、上記蓄放電機器４０Ｂ、上記電力消費機器４０Ｃとが、上述した電力中継装置１の複数の機器接続部１０の夫々に接続されている。
上記複数の電力機器４０は、直流電力又は交流電力の給電及び受電の少なくとも一方を行う機器であり、上記第１実施形態と同様に、給受電部４３、電気接続線４４、及び、機器制御部４７等を一体に備えて構成されている。
本実施形態では、上記複数の電力機器４０として、上記発電機器４０Ａ、上記蓄放電機器４０Ｂ、上記電力消費機器４０Ｃとが、上述した電力中継装置１の複数の機器接続部１０の夫々に接続されている。
また、本第２実施形態では、蓄放電機器４０Ｂとして、蓄電池４３Ｂが蓄放電する直流電力をインバータ４９により交流電力に変換して当該交流電力を電力中継装置１との間で授受する形態の交流電力蓄放電機器４０Ｂ−１と、蓄電池４３Ｂが蓄放電する直流電力をそのまま電力中継装置１との間で授受する形態の直流電力蓄放電機器４０Ｂ−２とが、機器接続部１０の夫々に接続されている。
夫々の電力機器４０の電気接続線４４には、上記第１実施形態と同様に、給受電部４３に対する電力の入出力を断続可能な断続スイッチ４１と、通信手段として機能する通信部４８とが設けられている。
上記機器制御部４７は、上記第１実施形態と同様に、電力仕様情報送信手段４７Ａ、及び、運転制御手段４７Ｂとして機能するように構成されており、その運転制御手段４７Ｂによる各種制御について以下に説明する。
運転制御手段４７Ｂは、電力中継装置１の中継制御部３から所定の入出力状態制御指令を受信したときに、電力中継装置１に電力の授受が許可されたとして、上記断続スイッチ４１を開状態（電力の流れを禁止する状態）から閉状態（電力の流れを許容する状態）に切り換えて、給受電部４３による給電又は受電を開始する形態で、電力機器４０に対する電力の入出力の断続状態を制御するように構成されている。
また、運転制御手段４７Ｂは、電力中継装置１の中継制御部３から所定の入出力状態制御指令を受信したときに、その入出力状態制御指令から、自身が給電又は受電すべきか否か、又はその給電又は受電すべき直流電圧を認識し、それに従って、電力の入出力状態を制御する上記給受電部４３の作動等を制御するように構成されている。
具体的には、発電機器４０Ａの運転制御手段４７Ｂは、上記入出力状態制御指令として電力中継装置１の給電すべきとの給電指令を受信すると、発電機４３Ａを作動させて直流電力又は交流電力の発電を行って、当該直流電力又は交流電力を電力中継装置１側に供給する所謂給電運転を行うように構成されている。
また、交流電力蓄放電機器４０Ｂ−１の運転制御手段４７Ｂは、上記入出力状態制御指令として電力中継装置１から給電すべきとの給電指令を受信すると、上記インバータ４９により蓄電池４３Ｂ側の直流電力の電圧を当該定格電圧よりも若干高めに設定することで、蓄電池４３Ｂに直流電力を放電させて、その直流電力を上記インバータ４９により上記定格周波数の交流電力に変換して、当該定格周波数の交流電力を電力中継装置１側に供給する所謂放電運転を行うように構成されている。更に、同運転制御手段４７Ｂは、上記入出力状態制御指令として電力中継装置１から定格電圧で受電すべきとの受電指令を受信すると、上記インバータ４９により蓄電池４３Ｂ側の直流電力の電圧を当該定格電圧よりも若干低めに設定することで、電力中継装置１側から受電した上記定格周波数の交流電力を上記インバータ４９により上記定格電圧より低めの直流電力に変換して、当該直流電力を蓄電池４３Ｂに蓄電する所謂蓄電運転を行うように構成されている。
尚、直流電力蓄放電機器４０Ｂ−２は、運転制御手段４７Ｂが上記放電運転及び上記蓄電運転の切換を行うのではなく、電力中継装置１の入出力状態制御手段３Ｂが、電力中継装置１側のＤＣＤＣコンバータ２１により当該直流電力蓄放電機器４０Ｂ−２側の直流電力の電圧を当該定格電圧よりも若干高めに設定することで、蓄電池４３Ｂに直流電力を放電させて、その直流電力を電力中継装置１側に供給する所謂放電運転を行い、逆に、電力中継装置１側のＤＣＤＣコンバータ２１により当該直流電力蓄放電機器４０Ｂ−２側の直流電力の電圧を当該定格電圧よりも若干低めに設定することで、電力中継装置１側から受電した直流電力を蓄電池４３Ｂに蓄電する所謂蓄電運転を行うように構成されている。
また、電力消費機器４０Ｃの運転制御手段４７Ｂは、上記入出力状態制御指令として電力中継装置１から定格電圧で受電すべきとの受電指令を受信すると、電力負荷４３Ｃを作動させて直流電力の消費を行うと共に、電力中継装置１から受電した直流電力又は交流電力を電力負荷４３Ｃに供給する所謂電力消費運転を行うように構成されている。
本発明に係る電力中継装置、電力機器、及び、電力中継方法は、複数の電力機器との間で電力の授受を適切に行うにあたり、複数の電力機器の電気接続線が夫々電気的に接続される複数の機器接続部の夫々に対して電力仕様が異なる電力機器を自由に接続することができ、更には、夫々の電力機器に対する電力の入出力状態を電力機器の電力仕様等や全体の給電及び受電のバランスに合った適切なものとすることができる電力中継装置、電力機器、及び、電力中継方法に有効に利用可能である。
１：電力中継装置
２：電力母線
３Ａ：電力仕様情報取得手段
３Ｂ：入出力状態制御手段
４：電力系統接続部
１０：機器接続部
１１：直流接続線
１２：交流接続線
１３：ＤＣＡＣコンバータ（直交流変換部）
１４：断続スイッチ
１５：切換スイッチ
１６：電圧計測部
１９：近接センサ（接続検知手段）
２０：通信部（通信手段）
２１：ＤＣＤＣコンバータ（電圧調整部）
３０：交流機器接続部
３２：交流接続線
３３：ＤＣＡＣコンバータ（直交流変換部）
４０：電力機器
４７Ａ：電力仕様情報送信手段
４７Ｂ：運転制御手段
４８：通信部（通信手段）
５０：交流電力消費機器
６０：商用電力系統
２：電力母線
３Ａ：電力仕様情報取得手段
３Ｂ：入出力状態制御手段
４：電力系統接続部
１０：機器接続部
１１：直流接続線
１２：交流接続線
１３：ＤＣＡＣコンバータ（直交流変換部）
１４：断続スイッチ
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４７Ｂ：運転制御手段
４８：通信部（通信手段）
５０：交流電力消費機器
６０：商用電力系統
Claims (11)
- 給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器が接続され当該夫々の電力機器との間で電力の授受を行う電力中継装置であって、
前記電力機器としての給電を行う電力機器の電気接続線及び受電を行う電力機器の電気接続線が着脱自在に電気的に接続可能な複数の機器接続部と、
前記複数の機器接続部の夫々を電気的に接続する電力母線と、
前記複数の機器接続部に前記電気接続線を接続した夫々の電力機器に対する給電を行うのか受電を行うのかに関する給受電種別を含む給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得する電力仕様情報取得処理を実行する電力仕様情報取得手段と、
前記電力仕様情報取得手段で取得した前記夫々の電力機器の電力仕様情報に基づいて当該夫々の電力機器に対する給電を行うか受電を行うかの給受電状態を含む電力の入出力状態を制御する入出力状態制御を実行する入出力状態制御手段とを備えた電力中継装置。 - 商用電力系統に接続され、当該商用電力系統に対して前記電力母線から送受電を行う電力系統接続部を備えた請求項１に記載の電力中継装置。
- 前記複数の機器接続部の夫々が、前記電力機器との間での電力の授受を断続可能な断続スイッチを有し、
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記断続スイッチを作動させて前記電力機器に対する電力の入出力の断続状態を制御するスイッチ制御を実行する請求項１又は２に記載の電力中継装置。 - 前記複数の機器接続部の夫々が、前記電力機器との間で授受される電力の電圧を調整可能な電圧調整部を有し、
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記電圧調整部を作動させて前記電力機器に入出力する電力の電圧を制御する電圧制御を実行する請求項１〜３の何れか一項に記載の電力中継装置。 - 交流電力を消費する交流電力消費機器の電気接続線が着脱自在に電気的に接続され、前記電力母線に流れる直流電力を交流電力に変換する直交流変換部が設けられ当該交流電力を前記交流電力消費機器に供給するための交流接続線を有する交流機器接続部を備えた請求項１〜４の何れか一項に記載の電力中継装置。
- 前記複数の機器接続部の夫々が、前記電力母線に流れる直流電力を前記電力機器との間で授受するための直流接続線と、前記電力母線に流れる直流電力を交流電力に変換する直交流変換部が設けられ当該交流電力を前記電力機器との間で授受するための交流接続線を有すると共に、前記直流接続線及び前記交流接続線に前記電力機器との間で授受する電力を直流電力と交流電力とで切り換え可能な切換スイッチを有し、
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記切換スイッチの作動を制御する直交流切換制御を実行する請求項１〜５の何れか一項に記載の電力中継装置。 - 前記複数の機器接続部の夫々が、前記電力機器の電気接続線の接続を検知する接続検知手段と、前記電気接続線を接続した電力機器との間で通信可能な通信手段とを有し、
前記電力仕様情報取得手段が、前記接続検知手段により前記電力機器の電気接続線の接続が検知されたときに、前記通信手段により前記電力機器から前記電力仕様情報を受信する形態で前記電力仕様情報取得処理を実行する請求項１〜６の何れか一項に記載の電力中継装置。 - 前記複数の機器接続部の夫々が、前記電気接続線を接続した電力機器との間で通信可能な通信手段を有し、
前記入出力状態制御手段が、前記入出力状態制御として、前記夫々の電力機器自身が電力の入出力状態を制御するための入出力状態制御指令を前記通信手段により前記夫々の電力機器に送信する指令送信制御を実行する請求項１〜７の何れか一項に記載の電力中継装置。 - 請求項７に記載の電力中継装置の機器接続部に接続される電気接続線を有し、給電及び受電の少なくとも一方を行って、前記電力中継装置との間で電力の授受を行う電力機器であって、
前記電気接続線を接続した電力中継装置との間で通信可能な通信手段を備え、
前記通信手段により、前記電気接続線を接続した前記電力中継装置へ予め記憶している前記電力仕様情報を送信する電力仕様情報送信手段を備えた電力機器。 - 請求項８に記載の電力中継装置の機器接続部に接続される電気接続線を有し、給電及び受電の少なくとも一方を行って、前記電力中継装置との間で電力の授受を行う電力機器であって、
前記電気接続線を接続した電力中継装置との間で通信可能な通信手段を備え、
前記通信手段により前記電力中継装置から受信した入出力状態制御指令に従って、電力の入出力状態を制御する運転制御部を備えた電力機器。 - 給電及び受電の少なくとも一方を行う複数の電力機器と当該夫々の電力機器が接続される電力中継装置との間で電力の授受を行う電力中継方法であって、
前記電力中継装置を、前記電力機器としての給電を行う電力機器の電気接続線及び受電を行う電力機器の電気接続線が着脱自在に電気的に接続可能な複数の機器接続部と、前記複数の機器接続部の夫々を電気的に接続する電力母線とを設けて構成し、
前記電力中継装置が、前記複数の機器接続部に前記電気接続線を接続した夫々の電力機器に対する給電を行うのか受電を行うのかに関する給受電種別を含む給電電力又は受電電力に関する電力仕様情報を取得する電力仕様情報取得処理と、当該電力仕様情報取得処理で取得した前記夫々の電力機器の電力仕様情報に基づいて当該夫々の電力機器に対する給電を行うか受電を行うかの給受電状態を含む電力の入出力状態を制御する入出力状態制御を実行する電力中継方法。
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