JP5209957B2 - 直流配電システム - Google Patents

Description

本発明は、直流配電システムに関するものである。

近年、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換する交流／直流変換装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）と、太陽電池や燃料電池などの分散電源とを連係させて直流負荷に直流電力を配電する直流配電システムが注目されている。かかる直流配電システムでは、夜間における電力系統の停電時などの非常時に直流負荷へ直流電力を供給するための非常用電源を分散電源として備えている。非常用電源は二次電池及び充電器を有し、常時は交流／直流変換装置若しくは太陽電池や燃料電池などの分散電源から給電される直流電力によって充電器が二次電池を充電し、上述のような非常時に二次電池を放電して直流負荷に直流電力を給電するものである。尚、特許文献１には上述のような非常時にも継続して直流電力を給電可能とする無停電電源装置が記載されている。
特開２０００−１８４６１５号公報

ところで、従来の直流配電システムでは、特許文献１に記載されている無停電電源装置と同様に、非常時に備えて二次電池を常に満充電の状態に維持するようにしていた。このため、非常時以外では二次電池に蓄電された直流電力は殆ど利用されることがなかった。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、分散電源に含まれる二次電池を有効利用することができる直流配電システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換する交流／直流変換装置と、直流電力を給電する１乃至複数の分散電源と、交流／直流変換装置並びに分散電源をそれぞれ１乃至複数の直流負荷に接続して直流電力を配電する配電路とを備え、少なくとも一つの分散電源は、二次電池と、交流／直流変換装置から配電路を介して配電される直流電力によって二次電池を充電する充電装置と、二次電池から放電される直流電力を配電路へ送出させる放電装置と、充電装置による二次電池の充電動作並びに放電装置による二次電池から配電路への放電動作を制御する制御装置とを有し、制御装置は、電力系統の停電時以外は二次電池の残容量が満充電時の容量に対して１００％未満の所定割合に低下するまで直流負荷へ給電するために放電装置による放電動作を行わせるとともに二次電池の残容量が前記所定割合まで低下したら充電装置に充電動作を行わせ、電力系統の停電時には二次電池の残容量が前記所定割合以下に低下しても放電装置の放電動作を継続させ、二次電池の経年劣化度合に応じて前記所定割合を増やすものであって、二次電池の充放電回数をカウントするカウント部と、二次電池の電池温度を計測する電池温度計測部と、二次電池の経年劣化度合に応じた前記所定割合の値をデータテーブルとして記憶する記憶部と、カウンタ部でカウントされる充放電回数と電池温度計測部で計測する電池温度から前記経年劣化度合を判定する制御部とを具備し、制御部は、カウンタ部でカウントされる充放電回数と電池温度計測部で計測する電池温度とを対応付けて記憶部に常時記憶しておき、電池温度に応じた充放電回数と二次電池の最大容量との関係に基づいて、その時点の経年劣化度合を判定し、記憶部の前記データテーブルと照らし合わせて前記所定割合を増やすことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電力系統の停電時には二次電池の残容量が１００％未満の所定割合以下に低下しても放電装置が放電動作を継続するように制御装置が放電装置を制御し、また、電力系統の停電時以外では二次電池の残容量が満充電時の容量に対して前記所定割合に低下するまで直流負荷へ給電するために放電装置が放電動作を行うとともに二次電池の残容量が前記所定割合まで低下したら充電装置が充電動作を行うように制御装置が充電装置及び放電装置を制御するので、電力系統の停電時だけでなく停電時以外にも二次電池から放電する直流電力を負荷に給電することで二次電池を有効利用することができる。しかも、電力系統の停電時以外では過充電及び過放電とならない範囲で二次電池の充電及び放電が行われるために二次電池の寿命を延ばすことができる。さらに、二次電池の満充電容量が経年劣化によって減少しても、停電時以外で放電が許容される所定割合を増やすことで停電時に必要な直流電力を給電することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、制御装置は、充電装置に充電動作を開始させるための所定の条件が満たされているか否かを判断する判断手段を有し、二次電池の残容量が前記所定割合まで低下したら、判断手段が所定条件を満たすと判断したときに充電装置に充電動作を行わせることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、分散電源として太陽電池を備え、充電装置は、太陽電池若しくは交流／直流変換装置から配電路を介して配電される直流電力によって二次電池を充電し、制御装置は、夜間の特定の時間帯においては充電装置に交流／直流変換装置から配電される直流電力による充電動作を行わせるとともに二次電池の残容量が満充電時の容量に対して１００％未満且つ前記所定割合よりも高い割合まで達したら当該充電動作を停止させることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、日中に太陽電池から給電される余剰電力で二次電池を充電するために、夜間の時間帯では交流／直流変換装置から給電される直流電力で二次電池を満充電まで充電しないことでシステム全体の効率を高めることができる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、制御装置は、翌日の天候が晴天と予測される場合は前記所定値までで充電装置の充電動作を停止させ、翌日の天候が曇天若しくは雨天と予測される場合は二次電池が満充電されるまで充電装置に充電動作を行わせることを特徴とする。

請求項４の発明によれば、翌日の天候が曇天若しくは雨天の場合は太陽電池の余剰電力で二次電池を充電することは期待できないから、曇天若しくは雨天と予測される場合には深夜の時間帯に交流／直流変換装置から給電される直流電力で二次電池を満充電まで充電しておくことでシステム全体の効率を高めることができる。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、制御装置は、湿度あるいは気圧の少なくとも一方を検出することで天候を予測する天候予測手段を有し、天候予測手段で予測される翌日の天候に応じて充電装置の充電動作を制御することを特徴とする。

請求項５の発明によれば、天候予測手段によって予測される局地的な天候に基づいて充電装置の充電動作を制御することでシステム全体の効率を高めることができる。

請求項６の発明は、請求項４の発明において、制御装置は、天候の予測情報を提供するサーバからインターネットを介して当該予測情報を取得する手段を有し、前記サーバから取得する翌日の天候の予測情報に応じて充電装置の充電動作を制御することを特徴とする。

請求項６の発明によれば、インターネットを介してサーバから取得した天候の予測情報に応じて充電装置の充電動作を制御するから天候の予測精度を高めることができる。

本発明によれば、分散電源に含まれる二次電池を有効利用することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態の直流配電システムは、図１（ａ）に示すように電力系統（商用電力系統）ＡＣから供給される交流電力を直流電力に変換する交流／直流変換装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）ＡＤと、太陽電池からなる分散電源ＰＶと、二次電池１を有して直流電力を給電する分散電源ＳＢと、交流／直流変換装置ＡＤ並びに分散電源ＰＶ，ＳＢをそれぞれ複数の直流負荷（以下、「負荷」と略す。）Ｌに接続して直流電力を配電する配電路Ｌｐとを備えている。

分散電源ＳＢは、二次電池１と、交流／直流変換装置ＡＤ並びに分散電源ＰＶから配電路Ｌｐを介して配電される直流電力によって二次電池１を充電する充電装置２と、二次電池１から放電される直流電力を配電路Ｌｐへ送出させる放電装置３と、充電装置２による二次電池１の充電動作並びに放電装置３による二次電池１から配電路Ｌｐへの放電動作を制御する制御装置４とを有している。二次電池１はニッケル水素電池又はリチウムイオン電池からなる。また放電装置３には二次電池１の放電電圧を昇圧若しくは降圧するＤＣ／ＤＣコンバータが設けられている。

制御装置４は、図１（ｂ）に示すようにマイクロコンピュータを主構成要素とする制御部４０と、二次電池１の端子電圧並びに放電電流と充電電流を計測する電気量計測部４１と、二次電池１の充放電回数をカウントするカウンタ部４２と、後述する種々の閾値や二次電池１の残容量、劣化度合などの情報（データテーブル）を記憶する記憶部４３と、湿度並びに気圧を検出する気象センサ部４４と、二次電池１の電池温度（例えば、二次電池１の表面温度や二次電池１の周囲の雰囲気温度）を計測する電池温度計測部４５とを具備している。記憶部４３には二次電池１の種類（ニッケル水素電池やリチウムイオン電池など）に応じた充放電特性のデータテーブルや経年劣化度合のデータテーブルなどが格納されており、制御部４０は、電気量計測部４１で計測する端子電圧並びに電流（放電電流，充電電流）と電池温度計測部４５で計測される電池温度と当該充放電特性や経年劣化度合のデータテーブルとに基づいて二次電池１の残容量並びに経年劣化度合を求める機能を有している。また、制御部４０は交流／直流変換装置ＡＤの出力電圧を監視することで電力系統ＡＣの停電を判別する機能や、気象センサ部４４で検出する湿度並びに気圧に基づいて天候を予測する機能も有している。

次に、本発明の要旨である分散電源ＳＢの動作について説明する。

制御装置４の制御部４０は、電力系統ＡＣが停電していないとき、図２（ａ）に示すように二次電池１の残容量が満充電時の容量（以下、「満充電容量」という。）に対して１００％未満の所定割合（例えば、５０％〜８０％の任意の割合）に低下するまで放電装置３による放電動作を行わせるとともに二次電池１の残容量が前記所定割合まで低下したら充電装置２に充電動作を行わせる。但し、前記所定割合は電力系統ＡＣの停電時に所定の負荷Ｌに対して所定時間だけ必要な直流電力を給電するために必要な残容量が確保できる値に設定される。つまり、電力系統ＡＣの停電時以外では二次電池１の残容量が停電時に必要な残容量を下回らない範囲で二次電池１に充電された直流電力を負荷Ｌに給電し、電力系統ＡＣが停電したときでも停電時に必要となる直流電力が常に二次電池１に充電されているから、電力系統ＡＣの停電時だけでなく停電時以外にも二次電池１から放電する直流電力を負荷Ｌに給電することで二次電池１を有効利用することができる。しかも、電力系統ＡＣの停電時以外では過充電及び過放電とならない範囲で二次電池１の充電及び放電が行われるために二次電池１の寿命を延ばすことができる。尚、電力系統ＡＣの停電時には、二次電池１の残容量が前記所定割合以下に低下しても制御装置４の制御部４０が放電装置３の放電動作を継続させることは言うまでもない。

ところで、二次電池１の充電容量は充放電を繰り返すことで経年的に劣化していくものであるから、電力系統ＡＣの停電時に所定の負荷Ｌに対して所定時間だけ必要な直流電力を給電するために必要な残容量を常時確保するためには、図２（ｂ）に示すように二次電池１の経年劣化度合に応じて所定割合を増やす必要がある。ここで、図４（ａ）に示すように、二次電池１の経年劣化度合は電池温度による影響が非常に大きく、例えば、電池温度ＴがＴ＝２０℃，Ｔ＝４５℃，Ｔ＝６０℃のときで比較すると電池温度Ｔが高いほど経年劣化度合（充放電回数に対する満充電容量の減少度合）が増大する傾向にある。

そこで制御装置４の制御部４０では、カウンタ部４２でカウントされる充放電回数と電池温度計測部４５で計測する電池温度を対応付けて記憶部４３に常時記憶しておき、電池温度に応じた充放電回数と二次電池１の最大容量（満充電容量）との関係（図４（ａ）に示す特性）に基づいて、その時点の経年劣化度合（満充電容量）を判定し、予め記憶部４３に記憶されているデータテーブル（図４（ｂ）参照）と照らし合わせて所定割合を増やすようにしている。例えば、図４（ｂ）に示したデータテーブルでは、経年劣化度合がゼロ（満充電容量が１００％）のときの所定割合（初期値）を５０．０％とし、経年劣化度合が１０％（満充電容量が９０％）のときの所定割合を５５．６％、経年劣化度合が２０％（満充電容量が８０％）のときの所定割合を６２．５％、経年劣化度合が３０％（満充電容量が７０％）のときの所定割合を７１．４％、経年劣化度合が４０％（満充電容量が６０％）のときの所定割合を８３．３％、経年劣化度合が５０％（満充電容量が５０％）のときの所定割合を１００．０％としている。このように二次電池１の経年劣化度合に応じて所定割合を増やすことで二次電池１の残容量を常に一定レベル以上に維持することができる。

また、太陽電池からなる分散電源ＰＶから給電できない夜間には交流／直流変換装置ＡＤから給電される直流電力で二次電池１を充電しなければならない。一方、晴天の日中には太陽電池からなる分散電源ＰＶの供給電力量（発電量）が負荷Ｌで消費される電力量を上回る場合が多いから、分散電源ＰＶの余剰電力で二次電池１を充電することがシステム全体の効率を高めるために望ましい。さらに、電力系統ＡＣを提供する電力会社では電力需要が昼間に比べて減少する深夜の時間帯における電力料金を割り引くサービスを行っているので、かかる深夜時間帯に充電を行うことでコストダウンが図れる。

そこで、制御装置４の制御部４０では、二次電池１の残容量が所定割合を下回ったときに、所定の条件（具体的には、電力料金が割引される深夜時間帯であることや太陽電池からなる分散電源ＰＶに余剰電力が生じていること）が満たされているか否かを判断し、当該条件が満たされていると判断した場合に充電装置２に充電動作を行わせる用にしている。さらに制御部４０は、深夜時間帯に二次電池１を充電する際に制御装置４の制御部４０が気象センサ部４４で検出する湿度並びに気圧の検出結果に基づいて天候を予測し、翌日（あるいは当日）の天候が曇天又は雨天と予測される場合は二次電池１が満充電されるまで充電装置２に充電動作を行わせるが（図３（ａ）参照）、当該天候が晴天と予測される場合は二次電池１の残容量が充電容量に対して１００％未満且つ前記所定割合よりも高い割合（第２の割合）まで達したら充電装置２の充電動作を停止させる（図３（ｂ）参照）。制御装置４の制御部４０が上述のような制御動作を行うことにより、日中に分散電源（太陽電池）ＰＶから給電される余剰電力で二次電池１を充電するために、夜間の時間帯では交流／直流変換装置ＡＤから給電される直流電力で二次電池１を満充電まで充電せず、さらに、翌日の天候が曇天若しくは雨天の場合は分散電源（太陽電池）ＰＶの余剰電力で二次電池１を充電することは期待できないから、曇天若しくは雨天と予測される場合には深夜の時間帯に交流／直流変換装置ＡＤから給電される直流電力で二次電池１を満充電まで充電しておくことでシステム全体の効率を高めることができる。

ここで、天候の予測情報を提供するサーバからインターネットを介して当該予測情報を取得する手段を制御装置４に設け、前記サーバから取得する翌日の天候の予測情報に応じて制御部４０が充電装置２の充電動作を制御すれば、気象センサ部４４の検出結果から天候を予測する場合と比べて天候の予測精度を高めることができる。但し、インターネットを介して天候の予測情報をサーバから取得する手段については、従来周知のネットワーク通信技術を利用して実現可能であるから詳細な構成についての図示並びに説明は省略する。

ここで、本発明の別の実施形態について、図５を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建物として戸建て住宅を想定しているが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。住宅Ｈには、図４に示すように二次電池１、充電装置２、放電装置３、制御装置４を有する分散電源ＳＢの他に太陽電池を有する分散電源ＰＶと、燃料電池を有する分散電源ＦＶとが交流／直流変換装置ＡＤの出力側に協調制御部１１３を介して接続されている。そして、協調制御部１１３の出力端部から分岐された配電路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。協調制御部１１３と直流機器１０２との間には、配電路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに配電路Ｗｄｃ上で協調制御部１１３から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

配電路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより配電路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

配電路Ｗｄｃは、交流／直流変換装置ＡＤを介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４つの直流ブレーカ１１４を設けている。１つの直流ブレーカ１１４に複数のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で住宅Ｈに先行配置（住宅Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、住宅Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、住宅Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、配電路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、配電路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、交流／直流変換装置ＡＤは分電盤１１０の内部に収納されており、同じく分電盤１１０の内部に収納されている主幹ブレーカ１１１を通して電力系統ＡＣに接続されている。交流／直流変換装置ＡＤの出力側に接続されている協調制御部１１３は、交流／直流変換装置ＡＤを含む直流電力系統および分散電源ＳＢ，ＰＶ，ＦＶから直流機器１０２への電力の配分を制御する機能を有している。

直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、直流電力系統および分散電源ＳＢ，ＰＶ，ＦＶから得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１つの直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、交流／直流変換装置ＡＤを１つだけ図示しているが、複数の交流／直流変換装置ＡＤを並設することが可能であり、複数の交流／直流変換装置ＡＤを設けるときには、負荷の大きさに応じて運転する交流／直流変換装置ＡＤの個数を増減させるのが望ましい。

上述した交流／直流変換装置ＡＤ、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、分散電源ＳＢ，ＰＶ，ＦＶには通信機能が設けられており、交流／直流変換装置ＡＤおよび分散電源ＳＢ，ＰＶ，ＦＶや直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器１０２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力を交流／直流変換装置ＡＤにより直流電力に変換するために、交流／直流変換装置ＡＤを分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路に交流／直流変換装置ＡＤを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、住宅Ｈの各階や各部屋を単位として直流の電力系統を設けることができるから、直流電力系統を上記単位毎に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の配電路Ｗｄｃの距離が短くなるから、配電路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、交流／直流変換装置ＡＤと協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

本発明の実施形態を示し、（ａ）はシステム構成図、（ｂ）は制御装置のブロック図である。 （ａ）（ｂ）は同上の動作説明図である。 （ａ）（ｂ）は同上の動作説明図である。 （ａ）は二次電池の電池温度に対する経年劣化度合の変化を説明する説明図、（ｂ）は経年劣化度合に応じて所定割合を変更するためのデータテーブルの説明図である。 他の実施形態を示すシステム構成図である。

符号の説明

ＡＣ 電力系統
ＡＤ 交流／直流変換装置
ＰＶ 分散電源（太陽電池）
ＳＢ 分散電源
Ｌｐ 配電路
Ｌ 負荷
１ 二次電池
２ 充電装置
３ 放電装置
４ 制御装置

Claims (6)

1. 電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換する交流／直流変換装置と、直流電力を給電する１乃至複数の分散電源と、交流／直流変換装置並びに分散電源をそれぞれ１乃至複数の直流負荷に接続して直流電力を配電する配電路とを備え、
   少なくとも一つの分散電源は、二次電池と、交流／直流変換装置から配電路を介して配電される直流電力によって二次電池を充電する充電装置と、二次電池から放電される直流電力を配電路へ送出させる放電装置と、充電装置による二次電池の充電動作並びに放電装置による二次電池から配電路への放電動作を制御する制御装置とを有し、
   制御装置は、電力系統の停電時以外は二次電池の残容量が満充電時の容量に対して１００％未満の所定割合に低下するまで直流負荷へ給電するために放電装置による放電動作を行わせるとともに二次電池の残容量が前記所定割合まで低下したら充電装置に充電動作を行わせ、電力系統の停電時には二次電池の残容量が前記所定割合以下に低下しても放電装置の放電動作を継続させ、二次電池の経年劣化度合に応じて前記所定割合を増やすものであって、二次電池の充放電回数をカウントするカウント部と、二次電池の電池温度を計測する電池温度計測部と、二次電池の経年劣化度合に応じた前記所定割合の値をデータテーブルとして記憶する記憶部と、カウンタ部でカウントされる充放電回数と電池温度計測部で計測する電池温度から前記経年劣化度合を判定する制御部とを具備し、
   制御部は、カウンタ部でカウントされる充放電回数と電池温度計測部で計測する電池温度とを対応付けて記憶部に常時記憶しておき、電池温度に応じた充放電回数と二次電池の最大容量との関係に基づいて、その時点の経年劣化度合を判定し、記憶部の前記データテーブルと照らし合わせて前記所定割合を増やすことを特徴とする直流配電システム。
2. 制御装置は、充電装置に充電動作を開始させるための所定の条件が満たされているか否かを判断する判断手段を有し、二次電池の残容量が前記所定割合まで低下したら、判断手段が所定条件を満たすと判断したときに充電装置に充電動作を行わせることを特徴とする請求項１記載の直流配電システム。
3. 分散電源として太陽電池を備え、
   充電装置は、太陽電池若しくは交流／直流変換装置から配電路を介して配電される直流電力によって二次電池を充電し、
   制御装置は、夜間の特定の時間帯においては二次電池の残容量が満充電時の容量に対して１００％未満且つ前記所定割合よりも高い割合まで達したら当該充電動作を停止させることを特徴とする請求項１又は２記載の直流配電システム。
4. 制御装置は、翌日の天候が晴天と予測される場合は前記所定値までで充電装置の充電動作を停止させ、翌日の天候が曇天若しくは雨天と予測される場合は二次電池が満充電されるまで充電装置に充電動作を行わせることを特徴とする請求項３記載の直流配電システム。
5. 制御装置は、湿度あるいは気圧の少なくとも一方を検出することで天候を予測する天候予測手段を有し、天候予測手段で予測される翌日の天候に応じて充電装置の充電動作を制御することを特徴とする請求項４記載の直流配電システム。
6. 制御装置は、天候の予測情報を提供するサーバからインターネットを介して当該予測情報を取得する手段を有し、前記サーバから取得する翌日の天候に応じて充電装置の充電動作を制御することを特徴とする請求項４記載の直流配電システム。

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