JP5739112B2

JP5739112B2 - インテリジェント分電盤、分電装置、停電対策システム及び分電方法

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Publication number: JP5739112B2
Application number: JP2010104122A
Authority: JP
Inventors: 岳生相薗; 聡菊原; 淑夫金成
Original assignee: NF CORP
Current assignee: NF CORP
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2030-04-28
Also published as: JP2011234561A

Description

本発明は、商用電源等の給電系統の停電時における分電に関し、例えば、停電時、ハイブリッド車等の給電機能を活用するインテリジェント分電盤、分電装置、停電対策システム及び分電方法に関する。

家屋等の建物には商用電源に代表される給電系統から需要者に対して必要な電力が供給されている。この電力供給は例えば、屋内配線母線から分電盤の主幹ブレーカに導かれ、この主幹ブレーカから複数の分岐ブレーカを経て屋内配線の複数の分岐線に導かれ、屋内の機器に電力が供給される。

このような電力供給について、使用電力量の削減や遠隔地から特定の機器に対する電力供給の遮断に関し、通信機能、各機器の電力使用量の監視機能、ブレーカの遮断機能等を備える分電盤が知られている（特許文献１、２）。

特開２００６−８７１６７特開２００９−２５４２１９

ところで、商用電源等の給電系統が停電した場合、電気自動車やハイブリッド車等に搭載された蓄電池や発電機能を利用した補助的な給電の利用が考えられる。このような補助的な給電を給電系統に直結した場合、給電系統が復旧した際に補助給電を継続すると補助給電が直接給電系統に流れ込むことにより、給電系統の安定的な給電に対して大きな影響を与えることになる。このため、従来の分電盤では、給電系統の停電時、蓄電池、太陽電池、燃料電池等の分散型電源から給電供給への切替えを行うことが出来なかった。

従来のインテリジェントな分電盤では、給電系統からの電力で稼動する構成であり、系統の停電時には制御機能や通信機能が停止する不都合があった。

また、既存の分電盤を設置している場合、従来のインテリジェントな分電盤を導入するには、分電盤の交換が必要であるため、導入コストが掛かる。

斯かる要求や課題について、特許文献１や特許文献２にはその開示や示唆はなく、それを解決する構成等についての開示や示唆はない。

そこで、本発明の目的は、給電系統への影響を回避できるとともに、停電時に分散型電源から負荷への給電を可能にし、給電系統の給電復旧時には給電系統からの給電に安全に切り替えることにある。

上記目的を達成するため、本発明の構成は以下の通りである。

(1) 給電系統に接続され、該給電系統からの給電により導通状態に保たれ、前記給電系統の停電時に前記給電系統から給電されなくなり、停電発生から第１の遅延時間が経過しても停電が継続している場合に、遮断状態に移行して前記給電系統を遮断する第１の開閉手段と、
停電発生から前記第１の遅延時間と同一又は該第１の遅延時間よりも短い所定時間が経過しても停電が継続している場合に、該停電発生を分散型電源に通知する通信部と、
前記分散型電源と接続され、前記給電系統からの給電により遮断状態に保たれ、前記給電系統の停電時に前記給電系統から給電されなくなると導通状態に移行して、前記通信部からの通知に基づき放電を開始した前記分散型電源から負荷に給電する第２の開閉手段とを備え、
前記給電系統が給電復旧時、前記第２の開閉手段を遮断状態に移行して前記分散型電源からの給電を遮断するとともに、前記第１の開閉手段の遮断を解除し、前記給電系統から前記負荷に対する給電を復旧させることを特徴とするインテリジェント分電盤。
(2) 上記インテリジェント分電盤において、
前記第１の開閉手段は前記第１の遅延時間が設定された第１の遅延回路を、前記第２の開閉手段は第２の遅延時間が設定された第２の遅延回路を備え、
前記第２の遅延時間は前記第１の遅延時間よりも長く設定され、前記第１の開閉手段が遮断状態に移行した後に、前記第２の開閉手段が導通状態に移行して前記分散型電源から前記負荷に給電することを特徴とするインテリジェント分電盤。

(3) 上記インテリジェント分電盤において、
前記分散型電源が蓄電池であって、この分散型電源を交流に変換して給電されることを特徴とするインテリジェント分電盤。

(4) 上記インテリジェント分電盤が主幹ブレーカ及び分岐ブレーカを備える分電盤の前記分岐ブレーカと前記負荷との間に追加設置されることを特徴とするインテリジェント分電盤。

(5) 給電系統から受電する第１の受電部と、
補助電源手段から受電する第２の受電部と、
前記給電系統からの給電により導通状態に保たれ、前記給電系統の停電時に前記給電系統から給電されなくなり、停電発生から第１の遅延時間が経過しても停電が継続している場合に、遮断状態に移行して前記給電系統を遮断する第１の開閉手段と、
前記給電系統が停電した際に、停電発生から前記第１の遅延時間と同一又は該第１の遅延時間よりも短い所定時間が経過しても停電が継続している場合に、その停電を前記補助電源手段に通知する通知手段と、
前記補助電源手段と接続され、前記給電系統からの給電により遮断状態に保たれ、前記給電系統が停電した際に前記給電系統から給電されなくなると導通状態に移行する第２の開閉手段と、
前記給電系統が停電した際に、前記第２の開閉手段の導通状態への移行により、前記通知手段からの通知に基づき放電を開始した前記補助電源手段から負荷側に給電する給電部と、
を備えたことを特徴とする分電装置。
(6) 上記分電装置において、
前記第１の開閉手段は前記第１の遅延時間が設定された第１の遅延回路を、前記第２の開閉手段は第２の遅延時間が設定された第２の遅延回路を備え、
前記第２の遅延時間は前記第１の遅延時間よりも長く設定され、前記第１の開閉手段が遮断状態に移行した後に、前記第２の開閉手段が導通状態に移行して前記補助電源手段から前記負荷に給電することを特徴とする分電装置。

(7) 上記インテリジェント分電盤を備え、前記給電系統の停電時、前記分散型電源から前記負荷に給電し、前記給電系統の給電復旧時、前記負荷に対する前記分散型電源からの給電を停止し、前記負荷に前記給電系統の給電を行わせることを特徴とする停電対策システム。

(8) 主幹ブレーカ及び分岐ブレーカを備える既存の分電盤の前記分岐ブレーカと前記負荷との間に前記インテリジェント分電盤を備えることを特徴とする停電対策システム。

(9) 給電系統の停電を検知するステップと、
前記給電系統からの給電により導通状態の第１の開閉手段が、前記給電系統が停電した際に前記給電系統から給電されなくなり、停電発生から第１の遅延時間が経過しても停電が継続している場合に、遮断状態に移行して給電系統を遮断するステップと、
停電発生から前記第１の遅延時間と同一又は該第１の遅延時間よりも短い所定時間が経過しても停電が継続している場合に、分散型電源に停電を通知するステップと、
前記分散型電源と接続され前記給電系統からの給電により遮断状態の第２の開閉手段が、前記給電系統が停電した際に導通状態に移行し、前記給電系統の給電に代わって停電の通知に基づき放電を開始した前記分散型電源から受電し、前記分散型電源から負荷側に給電するステップと、
を含むことを特徴とする分電方法。
(10)上記分電方法において、
前記第２の開閉手段が備える第２の遅延回路に設定された第２の遅延時間は前記第１の開閉手段が備える遅延回路に設定された前記第１の遅延時間よりも長く設定され、前記第１の開閉手段が遮断状態に移行した後に、前記第２の開閉手段が導通状態に移行して前記分散型電源から前記負荷に給電することを特徴とする分電方法。

本発明によれば、次のような効果が得られる。

(1) 給電系統の停電時、蓄電池等の分散型電源による給電により、家屋内の負荷に対して給電でき、例えば、電灯や冷蔵庫等、停電を回避したい機器への給電を可能にし、給電系統の停電時にも家電製品の利用を確保できる。

(2) 既存の分電盤を併存させて利用でき、商用電源等の給電系統と、分散型電源による補助給電とを利用でき、配電の利便性を高めることができる。

そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係る停電対策システムの一例を示す図である。第２の実施の形態に係るインテリジェント分電盤の一例を示す図である。拡張分電盤の処理手順の一例を示すフローチャートである。第３の実施の形態に係る拡張分電盤の回路構成例を示す図である。拡張分電盤の動作タイムチャートである。第４の実施の形態に係る拡張分電盤の回路構成例を示す図である。拡張分電盤の動作タイムチャートを示す図である。拡張分電盤の処理手順の一例を示すフローチャートである。第５の実施の形態に係る拡張分電盤の回路構成例を示す図である。拡張分電盤の動作タイムチャートを示す図である。

〔第１の実施の形態〕

第１の実施の形態は、停電対策システムであって、本発明のインテリジェント分電盤を備えた構成例である。

本発明の第１の実施の形態について、図１を参照する。図１は停電対策システムの一例を示している。

この停電対策システム２は、本発明の停電対策システムの一例であって、家屋４の内部に既存の住宅用分電盤６を備え、家屋４の外壁に拡張分電盤８を備えている。拡張分電盤８は、本発明のインテリジェント分電盤の一例である。この場合、電力系統１０は給電系統の一例であるが、自家発電等の給電系統を用いてもよい。

住宅用分電盤６は、電力系統１０からの受電手段の一例であって、電力系統１０から受電し、負荷１２のうち一般負荷１２Ａへの給電、拡張分電盤８への給電、充放電コンセント１４への給電を行う。一般負荷１２Ａは、洗濯機、テレビ等、家電製品が含まれる。充放電コンセント１４は、電力系統１０からのハイブリッド車１６（以下「ＨＥＶ１６」と称する。）への充電出力、ＨＥＶ１６からの放電出力を受ける手段の一例である。

拡張分電盤８は、電力系統１０の停電時、ＨＥＶ１６の接続に基づき、蓄電池１８の放電による電力を充放電コンセント１４から受電し、負荷１２のうち特定負荷１２Ｂに給電する。そこで、この拡張分電盤８には、電力系統１０の停電検出機能と、停電検出時、通信部２０により停電情報をＨＥＶ１６等に通知する機能とを備えている。特定負荷１２Ｂには、電灯、冷蔵庫、エアコン等、停電を回避したい負荷が含まれる。

ＨＥＶ１６は、分散型電源の一例であって、既述の蓄電池１８、通信部２２とともに、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２４、コンバータ（ＤＣ→ＡＣ、ＡＣ→ＤＣ）２６、インバータ２８、モータ３０等を備えている。通信部２２は既述の通信部２０と無線又は有線により接続され、電力系統１０の停電時、通信部２０からの停電通知を受け、ＥＣＵ２４に電力系統１０の停電を通知する。ＥＣＵ２４は、インバータ２８、モータ３０等のＨＥＶ１６の制御の他、停電時、コンバータ２６を動作させる。コンバータ２６には充放電ケーブル３１及び充放電プラグ３２が接続され、この充放電プラグ３２が充放電コンセント１４に接続される。従って、通常時には、充放電コンセント１４から充放電プラグ３２を介して電力系統１０からの電力が蓄電池１８に給電されるが、電力系統１０の停電時には、蓄電池１８の放電によるコンバータ２６の出力が充放電プラグ３２から充放電コンセント１４に給電される。

コンバータ２６は、電力系統１０からの交流ＡＣを直流ＤＣに変換して蓄電池１８を充電する機能と、蓄電池１８の放電出力である直流ＤＣを交流ＡＣに変換して出力する機能とを備えている。このような機能は、ＥＣＵ２４によって切り替えられる。

なお、蓄電池１８の放電出力はインバータ２８を介してモータ３０に加えられ、走行出力に変換される。

斯かる構成では、通常時、電力系統１０から家屋４内の負荷１２の一般負荷１２Ａに給電するともに、拡張給電盤８に給電する。この場合、分電盤６から充放電コンセント１４に給電されるので、充放電プラグ３２を接続すれば、ＨＥＶ１６の蓄電池１８が電力系統１０からの電力によって充電される。

また、停電時には、拡張分電盤８に対する電力系統１０からの給電が停止されるので、その停電を通信部２０から通知し、この通知により通信部２２はＨＥＶ１６のＥＣＵ２４に停電を通知する。ＥＣＵ２４はコンバータ２６を動作させ、蓄電池１８を放電状態に切り替える。蓄電池１８の放電はコンバータ２６によって交流出力に変換され、この放流出力は充放電プラグ３２及び充放電コンセント１４を介して拡張分電盤８に供給される。蓄電池１８の放電により、負荷１２の特定負荷１２Ｂに対する給電が開始される。停電時の不都合が解消される。

そして、電力系統１０の復旧時には、負荷１２の一般負荷１２Ａには電力系統１０からの給電が開始され、通信部２０からの復旧通知によりＨＥＶ１６からの給電が解除される。このとき、ＨＥＶ１６の蓄電池１８は充電が開始される。

〔第２の実施の形態〕

第２の実施の形態は住宅用分電盤６及び拡張分電盤８の構成について開示している。

この第２の実施の形態について、図２を参照する。図２は住宅用分電盤及び拡張分電盤の構成例を示している。

住宅用分電盤６は、主幹ブレーカ３４と、分岐ブレーカ３６、３８、４０とを備えている。主幹ブレーカ３４は、電力系統１０と、屋内配線とを開閉する開閉手段である。

分岐ブレーカ３６は、一般負荷１２Ａに給電する手段である。分岐ブレーカ３８は、ＨＥＶ１６に給電する手段である。また、分岐ブレーカ４０は、拡張分電盤８に給電する手段である。

拡張分電盤８は、インテリジェント分電盤又は分電盤装置の一例であって、第１の開閉手段として電磁開閉器４２、第２の開閉手段として電磁開閉器４４と、停電検出部５４と、通信部２０と、手動復帰ボタン４６とを備えている。電磁開閉器４２は給電系統１０側に接続される給電部（第１の給電部）に設置された第１の開閉手段の一例であって、電力系統１０の停電時（系統遮断時）にＯＦＦ状態となるが、瞬停時には例えば、１〜４〔秒〕の保持機能を備える。

電磁開閉器４４は第２の開閉手段の一例であって、分散型負荷からの給電を受ける給電部及び特定負荷１２Ｂへの給電部に設置されている。この電磁開閉器４４は、電力系統１０の停電時（系統遮断時）にＯＮ状態に切り替えられ、分散型電源から特定負荷１２Ｂに給電する手段である。

停電検出部５４は、電磁開閉器４２の開閉に基づき、電力系統１０の停電を検出する手段の一例である。

通信部２０は、既述の停電検出部５４を通して電磁開閉器４２のＯＦＦを検出し、電力系統１０の停電を通知する手段である。また、手動復帰ボタン４６は、手動復帰回路に設置されたスイッチの操作手段の一例であって、ＯＮ状態にある電磁開閉器４４をＯＦＦ（ＨＥＶ１６からの給電遮断）して電磁開閉器４２をＯＮ状態（系統復帰）に切り替えるスイッチである。

この拡張分電盤８の処理について、図３を参照する。図３は拡張分電盤の処理手順の一例を示している。

この処理手順は、本発明の分電方法の一例であって、図３に示すように、数秒間の瞬間停電を超える一定時間以上の停電が発生すると（ステップＳ１１）、電磁開閉器４２がＯＦＦ（電力系統１０の遮断）、電磁開閉器４４がＯＮ（ＨＥＶ１６の接続）となる（ステップＳ１２）。

電磁開閉器４２のＯＦＦを検知し、通信部２０により停電発生を無線通信でＨＥＶ１６に通知する（ステップＳ１３）。ＨＥＶ１６の電力が供給され、特定負荷１２Ｂが稼働する（ステップＳ１４）。

電力系統１０からの給電が復旧した後、手動復帰ボタン４６が押された場合（ステップＳ１５）、電磁開閉器４４がＯＦＦ（ＨＥＶ１６の遮断）、電磁開閉器４２がＯＮ（電力系統１０の復帰）となり（ステップＳ１６）、電力系統１０からの給電が行われる。

斯かる構成によれば、既存の住宅用分電盤６に拡張分電盤８を併設すれば、既存の分散型電源を停電時の補助給電に活用し、特定負荷１２Ｂの家電機器が停電時に使用不能となる不都合を回避でき、利便性が高められる。

〔第３の実施の形態〕

第３の実施の形態について、図４を参照する。図４は、三相３線式又は単相３線式の電力系統１０に対応する拡張分電盤の一例を示している。図４において、図２と同一部分には同一符号を付してある。

この拡張分電盤８は、配電線５０と、既述の電磁開閉器４２、４４と、第３の開閉手段として電磁開閉器５２と、停電検出部５４と、既述の通信部２０とを備えている。

通信部２０は、停電検出回路５６、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）５８及び通信モジュール６０を備えている。停電検出回路５６は、既述の停電検出部５４の停電検出を認識する認識手段の一例であり、その認識出力をＣＰＵ５８に通知する。ＣＰＵ５８は、通信モジュール６０の制御手段の一例であって、電力系統１０の停電時、その停電情報をアンテナ６２を通じて無線により通知する。通信部２０には、電力系統１０と独立した動作を確保するため、電池６４が接続され、電力系統１０が遮断されても、停電検出及び停電通知を行うことができる。

電磁開閉器４２は、励磁コイル４２１、遅延回路４２２、接点４２３、４２４、４２５を備えている。電磁開閉器４４は、励磁コイル４４１、接点４４２、４４３を備えている。配電線５０は、電力系統１０と特定負荷１２Ｂとの間に設置された配線系統である。また、電磁開閉器５２は、励磁コイル５２１及び接点５２２を備えている。また、停電検出部５４は、励磁コイル５４１及び接点５４２を備えている。

接点４４２は常閉であり、励磁コイル４４１が駆動されているときは遮断となり、励磁が解除されると導通する。（図４の他の接点は常開であり、励磁コイルが駆動されると導通し、励磁が解除されると遮断する。）

そこで、励磁コイル４２１は遅延回路４２２及び接点４４３を介して配電線５０に接続され、励磁コイル４４１は復帰ボタン４６を介して配電線５０に接続され、復帰ボタン４６には接点４２４が並列に接続されている。復帰ボタン４６は、ボタンスイッチの一例である。また、停電検出部５４は、励磁コイル５４１が配電線５０に接続されているので、電力系統１０が停電した際、その励磁が解除され、接点５４２が開き、停電状態を通信部２０の停電検出回路５６に通知する。

この拡張分電盤８の処理について、図５を参照する。図５は拡張分電盤の処理を表すタイムチャートである。

図５において、Ａは電力系統１０の給電状態、Ｂは電磁開閉器４２の動作、Ｃは電磁開閉器４４の動作、Ｄは電磁開閉器５２の動作、Ｅは停電検出部５４の動作、ＦはＨＥＶ１６の動作を示している。

図５において、Ａ₁、Ｃ₁、Ｄ₁、Ｅ₁は瞬停動作、ｔ₁は停電時点、ｔ₂は停電検出及び通知時点、ｔ₃は電力系統１０の遮断時点、ｔ₄はＨＥＶ１６の放電開始時点、ｔ₅は電力系統１０の復旧時点、ｔ₆は復帰ボタン４６の操作時点、ｔ₇は電磁開閉器４４の接点４４２の遮断及びＨＥＶ１６の遮断時点、ｔ₈は電磁開閉器４２の接点４２３の導通時点、ｔ₉は電磁開閉器５２の接点５２２の導通時点、ｔ₉’は停電検出部５４の接点５４２の導通時点、ｔ₁₀は復旧通知時点、ｔ₁₁はＨＥＶ１６の放電停止時点である。

このように電磁開閉器４２はオフディレイ機能を備えているので、電力系統１０の瞬停の影響はない。

時点ｔ₁からオフディレイ時間の経過した時点ｔ₃で接点４２３が開き、電力系統１０と配電線５０とが遮断となり、復帰ボタン４６の操作時点ｔ₆の後、時点ｔ₈で接点４２３が閉じ、さらに時点ｔ₉で接点５２２が閉じて、系統復帰となる。

時点ｔ₁で停電状態となると、電磁開閉器４４の接点４４２が瞬時に導通し、復帰ボタン４６が押下される時点ｔ₆の後、時点ｔ₇まで導通状態となる。即ち、ＨＥＶ１６が特定負荷１２Ｂに給電可能状態となる。

この場合、電磁開閉器５２は時点ｔ₁直後から系統復帰後復帰ボタン４６が押された後ｔ₉まで接点５２２が開状態となる。

そして、停電状態が停電検出部５４で検出されると、接点５４２が開き、通信部２０から停電が通信部２２に通知される。この通知に基づき、蓄電池１８の放電による電力が特定負荷１２Ｂに供給される。この放電は停電通知後の時点ｔ₄から復旧通知後の時点ｔ₁₁まで継続する。

従って、電力系統１０の瞬停の影響を受けることなく、停電の後、復旧するまでの間、分散型負荷であるＨＥＶ１６の蓄電池１８の放電により、家屋４内の特定負荷１２Ｂへの給電が得られ、停電による不都合を回避できる。

〔第４の実施の形態〕

第４の実施の形態は、単相２線式の電力系統１０に対応する拡張分電盤８の構成例を示している。

この第４の実施の形態について、図６を参照する。図６は拡張分電盤の一例を示している。図６において、図２と同一部分には同一符号を付してある。

この拡張分電盤８は、本発明のインテリジェント分電盤又は分電装置の一例であって、単相２線式の電力系統に対応するものである。この拡張分電盤８においても、単相２線式の配電線５０と、既述の電磁開閉器４２、４４、５２と、停電検出部５４と、通信部２０とを備えている。

電磁開閉器４２は、この場合、励磁コイル４２１、遅延回路４２２、接点４２３、４２４、４２５を備え、手動復帰ボタン４６が接点４２５に並列に接続さている。電磁開閉器４４は、励磁コイル４４１、接点４４２、４４３を備えている。また、電磁開閉器５２は、励磁コイル５２１及び接点５２２を備えている。停電検出部５４の構成は、第２の実施の形態と同様である。
接点４２４は、励磁コイル４２１が駆動されているときは遮断となり、励磁が解除されると導通する。また接点４４３は、励磁コイル４４１が駆動されているときは遮断となり、励磁が解除されると導通する。（図６の他の接点は、励磁コイルが駆動されると導通し、励磁が解除されると遮断する。）

この実施の形態では、励磁コイル４２１が遅延回路４２２及び接点４２５を介して配電線５０に接続されている。励磁コイル４４１が接点４２４を介してＨＥＶ１６に接続されている。励磁コイル５２１が接点４４３を介して配電線５０に接続されている。

この拡張分電盤８の動作について、図７を参照する。図７は拡張分電盤の処理を表すタイムチャートである。

図７のＡは電力系統１０の給電状態、図７のＢは電磁開閉器４２の動作、図７のＣは電磁開閉器５２の動作、図７のＤは電磁開閉器４４の動作、図７のＥは停電検出部５４の動作、図７のＦはＨＥＶ１６の動作を示している。

図７において、Ａ₁、Ｃ₁、Ｅ₁は瞬停動作、ｔ₁は停電時点、ｔ₂は停電検出及び通知時点、ｔ₃は電力系統１０の遮断時点、ｔ₄はＨＥＶ１６の放電開始及び接続時点、ｔ₅は電力系統１０の復旧時点、ｔ₆は復帰ボタン４６の操作時点、ｔ₇は電磁開閉器４２の接点４２３の導通及び接点４２４の遮断時点、ｔ₈は電磁開閉器４４の接点４４２の遮断時点、接点４４３の導通時点、ｔ₈’は停電検出部５４の接点５４２の導通時点、ｔ₉は電磁開閉器５２の接点５２２の導通時点、ｔ₁₀は復旧通知時点、ｔ₁₁はＨＥＶ１６の放電停止時点である。

従って、この実施の形態においても、電力系統１０の瞬停の影響を受けることなく、停電の後、復旧するまでの間、分散型負荷であるＨＥＶ１６の蓄電池１８の放電により、家屋４内の特定負荷１２Ｂへの給電が得られ、停電による不都合を回避できる。

〔第５の実施の形態〕

第５の実施の形態は、停電復旧時に自動的に電力系統１０からの給電を復旧し、また電磁開閉器に停電検出部を兼用させる等、簡略化した拡張分電盤の構成を示している。

この第５の実施の形態について図８を参照する。図８は、第５の実施の形態に係る拡張分電盤を示している。図８において、図４又は図６と同一部分には同一符号を付してある。

この実施の形態の拡張分電盤８では、電磁開閉器４２に既述の停電検出部５４（図４、図６）を兼用させるとともに、電磁開閉器４４に電磁開閉器５２を合体させ、手動復帰ボタン４６（図４、図６）を省略した構成である。

そこで、電磁開閉器４２は、励磁コイル４２１、遅延回路４２２、接点（常開）４２３、接点（常開）４２４を備えている。接点４２４は、既述の停電検出部５４の一例であって、既述の接点（常開）５４２（図４、図６）に対応する。接点４２４には通信部２０の停電検出回路５６が接続されている。

電磁開閉器４４は、励磁コイル４４１、接点（常閉）４４２、接点（常開）４４３及び遅延回路４４４を備えている。接点４４３は遅延回路４２２に接続され、遅延回路４２２には給電系統１０から接点４４３を介して給電されている。

この拡張分電盤８の処理について、図９を参照する。図９は拡張分電盤の処理手順の一例を示している。

この処理手順は、本発明の分電方法の一例であって、図９に示すように、数秒間の瞬間停電を超える一定時間以上の停電が発生すると（ステップＳ２１）、電磁開閉器４２がＯＦＦ（電力系統１０の遮断）、電磁開閉器４４がＯＦＦ（ＨＥＶ１６の接続）となる（ステップＳ２２）。

電磁開閉器４２のＯＦＦを検知し、通信部２０により停電発生を無線通信でＨＥＶ１６に通知する（ステップＳ２３）。ＨＥＶ１６の電力が供給され、特定負荷１２Ｂが稼働する（ステップＳ２４）。

電力系統１０が停電から復帰したかを監視し（ステップＳ２５）、復帰した場合には、電磁開閉器４４がＯＮ（ＨＥＶ１６の遮断）、電磁開閉器４２がＯＮ（電力系統１０の復帰）となり（ステップＳ２６）、電力系統１０からの給電が行われる。そして、電磁開閉器４２のＯＮを検知し、停電終了を無線通信でＨＥＶ１６に通知し（ステップＳ２７）、ステップＳ２１に戻る。

この拡張分電盤８の動作について、図１０を参照する。図１０は拡張分電盤の処理を表すタイムチャートである。

図１０のＡは電力系統１０の給電状態、図１０のＢは電磁開閉器４２の動作、図１０のＣは電磁開閉器４４の動作、図１０のＤはＨＥＶ１６の動作を示している。

図１０において、Ａ₁は瞬停動作、ｔ₁は停電時点、ｔ₂は電力系統１０の遮断時点、ｔ₃は停電検出及び通知時点、ｔ₄はＨＥＶ１６の接続時点、ｔ₅はＨＥＶ１６からの給電開始（放電）時点、ｔ₆は電力系統１０の復旧時点、ｔ₇はＨＥＶ１６の遮断時点、ｔ₈は系統復帰時点、ｔ₉は復旧通知時点、ｔ₁₀はＨＥＶ１６の放電停止時点である。

この拡張分電盤８では、電磁開閉器４２、４４は遅延回路４２２、４４４により電源オフディレイ機能を備えている。Ｔｄａは電磁開閉器４２の遅延時間、Ｔｄｂは電磁開閉器４４の遅延時間とし、Ｔｄａ＜Ｔｄｂに設定されている。

そこで、瞬停時には電源オフディレイ機能により、Ｔｄａ未満の瞬停であれば、電磁開閉器４２、４４はオフしない。停電時には、停電後Ｔｄａが経過すると電磁開閉器４２がオフし、停電後Ｔｄｂ経過すると電磁開閉器４４がオフする。ここでＴｄａ＜Ｔｄｂであるから、電磁開閉器４２→電磁開閉器４４の順でオフし、特定負荷１２Ｂ側にＨＥＶ１６が接続される。電磁開閉器４２がオフすると、通信によりＨＥＶ１６に停電通知を行い、ＨＥＶ１６では放電を開始する。

また、復旧時には、系統復旧により電磁開閉器４４がオンすることによりＨＥＶ１６が遮断され、またこれにより電磁開閉器４２が駆動し、電磁開閉器４２がオンするので、電磁開閉器４４→電磁開閉器４２の順でオンし、特定負荷１２Ｂ側には電力系統１０が接続される。

そして、電磁開閉器４２がオンすると、通信によりＨＥＶ１６に復旧通知を行い、ＨＥＶ１６は放電を停止し、ＨＥＶ１６から拡張分電盤８への給電を停止する。

このように、第５の実施の形態においても、電力系統１０の瞬停の影響を受けることなく、停電の後、復旧するまでの間、分散型負荷であるＨＥＶ１６の蓄電池１８の放電により、家屋４内の特定負荷１２Ｂへの給電が得られ、停電による不都合を回避できる。

〔上記実施の形態の特徴事項及び他の実施の形態〕

(1) 停電時に電力系統１０を切り離してから分散型電源を接続することができ、分散型電源による給電とともに、分散型電源を用いることによる電力系統１０への影響を回避できる。上記実施の形態に記載した通り、第２の実施の形態では、分岐ブレーカ１０を介在し、第３及び第４の実施の形態では、分岐ブレーカ４０に加え、電磁開閉器４２、５２（図４、図６）を介在したことにより、電力系統１０に対して分散型電源が直結されることがなく、電力系統１０に対する安全性を維持することができる。

(2) 停電発生や復旧を拡張分電盤８からＨＥＶ１６に通知し、電力系統１０とＨＥＶ１６との接続、その接続遮断の信頼性を高めている。しかも、通信部２０には電力系統１０と完全に独立した電池６４を電源に用いているので、通信部２０の動作が電力系統１０と独立させることができ、動作の信頼性を確保している。この電池６４が消耗したことによる動作不良が生じた場合でも、第３乃至第５の実施の形態ではＨＥＶ１６が遮断されたあとで電力系統１０が復帰するため、不都合を生じることはない。

(3) 拡張分電盤８は既設の住宅用分電盤６と分離独立しているので、分散型電源を使用する場合には、拡張分電盤８の増設のみで停電対策システム２（図１）を実現することができる。

(4) 上記実施の形態では、家屋４に拡張分電盤８を常設する形態で説明したが、この拡張分電盤８を家屋４に着脱可能な分電装置として構成し、必要に応じて住宅用分電盤６に着脱し、停電時、特定負荷１２Ｂに給電する構成としてもよい。

(5) 分散型電源としてＨＥＶ１６の蓄電池１８を例示したが、蓄電池１８とＤＣ−ＡＣコンバータを備えた補助電源を用いてもよい。また、ＤＣ−ＡＣコンバータを家屋４に設置することも可能であり、この場合、分散型電源は蓄電池１８のみの構成でもよい。

(6) 上記実施の形態では、電力系統１０に商用交流電源を例示したが、自家発電装置であってもよい。

(7) 第１の実施の形態では、拡張分電盤８を家屋４の外壁に設置しているが、家屋４内に設置してもよい。

(8) 上記実施の形態では、通信部２０、２２間の通信を無線で行っているが、有線であってもよく、無線の場合、通信媒体は電波、音波（超音波）でもよく、電波の場合、可視光や赤外線を用いてもよい。通信確立のためのプロトコルは既存のものを用いればよい。有線の場合、充放電コンセント１４と接続する充電プラグ３２を介在する給電線搬送を用いてもよい。

(9) 上記実施の形態では、ＨＥＶ１６に搭載されたコンバータ２６がＤＣ−ＡＣコンバータ、ＡＣ−ＤＣコンバータの双方の機能を備えているが、コンバータ２６に代え、それぞれのコンバータを備えてもよい。この場合、充放電コンセント１４及び充放電プラグ３２を充放電共用型としているが、充電用及び放電用を別個に構成してもよい。また、コンバータ２６の全部又は一部を、ＨＥＶ１６の外部に設けるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明は、停電時の非常電源装置等に利用でき、分散型電源を幅広く活用することができる等、利便性を高めることができる。

２停電対策システム
８拡張分電盤
１０電力系統
１２負荷
１６ＨＥＶ
２０通信部
４２電磁開閉器（第１の開閉手段）
４４電磁開閉器（第２の開閉手段）

Claims

給電系統に接続され、該給電系統からの給電により導通状態に保たれ、前記給電系統の停電時に前記給電系統から給電されなくなり、停電発生から第１の遅延時間が経過しても停電が継続している場合に、遮断状態に移行して前記給電系統を遮断する第１の開閉手段と、
停電発生から前記第１の遅延時間と同一又は該第１の遅延時間よりも短い所定時間が経過しても停電が継続している場合に、該停電発生を分散型電源に通知する通信部と、
前記分散型電源と接続され、前記給電系統からの給電により遮断状態に保たれ、前記給電系統の停電時に前記給電系統から給電されなくなると導通状態に移行して、前記通信部からの通知に基づき放電を開始した前記分散型電源から負荷に給電する第２の開閉手段とを備え、
前記給電系統が給電復旧時、前記第２の開閉手段を遮断状態に移行して前記分散型電源からの給電を遮断するとともに、前記第１の開閉手段の遮断を解除し、前記給電系統から前記負荷に対する給電を復旧させることを特徴とするインテリジェント分電盤。
請求項１に記載のインテリジェント分電盤において、
前記第１の開閉手段は前記第１の遅延時間が設定された第１の遅延回路を、前記第２の開閉手段は第２の遅延時間が設定された第２の遅延回路を備え、
前記第２の遅延時間は前記第１の遅延時間よりも長く設定され、前記第１の開閉手段が遮断状態に移行した後に、前記第２の開閉手段が導通状態に移行して前記分散型電源から前記負荷に給電することを特徴とするインテリジェント分電盤。
請求項１又は請求項２に記載のインテリジェント分電盤において、
前記分散型電源が蓄電池であって、この分散型電源を交流に変換して給電されることを特徴とするインテリジェント分電盤。
請求項１又は請求項２に記載のインテリジェント分電盤において、
主幹ブレーカ及び分岐ブレーカを備える分電盤の前記分岐ブレーカと前記負荷との間に追加設置されることを特徴とするインテリジェント分電盤。
給電系統から受電する第１の受電部と、
補助電源手段から受電する第２の受電部と、
前記給電系統からの給電により導通状態に保たれ、前記給電系統の停電時に前記給電系統から給電されなくなり、停電発生から第１の遅延時間が経過しても停電が継続している場合に、遮断状態に移行して前記給電系統を遮断する第１の開閉手段と、
前記給電系統が停電した際に、停電発生から前記第１の遅延時間と同一又は該第１の遅延時間よりも短い所定時間が経過しても停電が継続している場合に、その停電を前記補助電源手段に通知する通知手段と、
前記補助電源手段と接続され、前記給電系統からの給電により遮断状態に保たれ、前記給電系統が停電した際に前記給電系統から給電されなくなると導通状態に移行する第２の開閉手段と、
前記給電系統が停電した際に、前記第２の開閉手段の導通状態への移行により、前記通知手段からの通知に基づき放電を開始した前記補助電源手段から負荷側に給電する給電部と、
を備えたことを特徴とする分電装置。
請求項５に記載の分電装置において、
前記第１の開閉手段は前記第１の遅延時間が設定された第１の遅延回路を、前記第２の開閉手段は第２の遅延時間が設定された第２の遅延回路を備え、
前記第２の遅延時間は前記第１の遅延時間よりも長く設定され、前記第１の開閉手段が遮断状態に移行した後に、前記第２の開閉手段が導通状態に移行して前記補助電源手段から前記負荷に給電することを特徴とする分電装置。
請求項１ないし請求項４に記載のインテリジェント分電盤を備え、前記給電系統の停電時、前記分散型電源から前記負荷に給電し、前記給電系統の給電復旧時、前記負荷に対する前記分散型電源からの給電を停止し、前記負荷に前記給電系統の給電を行わせることを特徴とする停電対策システム。
主幹ブレーカ及び分岐ブレーカを備える既存の分電盤の前記分岐ブレーカと前記負荷との間に前記インテリジェント分電盤を備えることを特徴とする請求項７に記載の停電対策システム。
給電系統の停電を検知するステップと、
前記給電系統からの給電により導通状態の第１の開閉手段が、前記給電系統が停電した際に前記給電系統から給電されなくなり、停電発生から第１の遅延時間が経過しても停電が継続している場合に、遮断状態に移行して給電系統を遮断するステップと、
停電発生から前記第１の遅延時間と同一又は該第１の遅延時間よりも短い所定時間が経過しても停電が継続している場合に、分散型電源に停電を通知するステップと、
前記分散型電源と接続され前記給電系統からの給電により遮断状態の第２の開閉手段が、前記給電系統が停電した際に導通状態に移行し、前記給電系統の給電に代わって停電の通知に基づき放電を開始した前記分散型電源から受電し、前記分散型電源から負荷側に給電するステップと、
を含むことを特徴とする分電方法。
請求項９に記載の分電方法において、
前記第２の開閉手段が備える第２の遅延回路に設定された第２の遅延時間は前記第１の開閉手段が備える遅延回路に設定された前記第１の遅延時間よりも長く設定され、前記第１の開閉手段が遮断状態に移行した後に、前記第２の開閉手段が導通状態に移行して前記分散型電源から前記負荷に給電することを特徴とする分電方法。