JP6155532B2 - 電力供給システム - Google Patents

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Description

本発明は、電力供給システムに関するものである。
従来、太陽光発電装置による発電電力を商用電源と組み合わせ、さらに2次電池に蓄電して、商用電源、太陽光発電、2次電池から機器へ電力を供給する電力供給システムがある(例えば、日本国特許公開2011−15501号公報)。
一般に、太陽電池が発電する直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナは、商用電源と協調して電力供給を行う系統連系運転と、商用電源と協調することなく電力供給を行う自立運転とを切替可能に構成されている。そして、パワーコンディショナは、自立運転を行う場合、商用電源が接続した系統連系運転専用の出力が遮断され、自立運転専用の出力(自立コンセント)からのみ交流電力を出力する。
しかしながら、従来、このパワーコンディショナの自立運転専用の出力を用いて、太陽光発電装置による発電電力を蓄電して利用できるシステムがなかった。
したがって、近年普及している太陽光発電装置等の分散電源を用いた電力供給システムでは、例えば停電時、地震発生時等のように、商用電源からの電力供給が困難な異常時において、パワーコンディショナの自立運転専用の出力から蓄電することができない。したがって、商用電源からの電力供給が困難な異常時における電力供給能力の向上が求められていた。
そこで、本発明の目的は、パワーコンディショナの自立運転専用の出力から蓄電することができ、商用電源からの電力供給が困難な異常時における電力供給能力の向上を図ることができる電力供給システムを提供することにある。
本発明の電力供給システムは、分散電源から供給される直流電力を交流電力に変換して出力するパワーコンディショナと、電気エネルギーを蓄積する蓄電池ユニットと、前記蓄電池ユニットを充電し、前記蓄電池ユニットの充電電力を交流電力に変換して出力する充放電ユニットとを備えた電力供給システムであって、前記パワーコンディショナは、商用電源が交流電力を供給している通常時に系統連系運転を行い、前記商用電源が交流電力の供給を停止している停電時に自立運転を行い、前記充放電ユニットは、前記自立運転時の前記パワーコンディショナから供給される交流電力を用い、前記蓄電池ユニットを充電する、または交流電力を機器へ供給し、前記パワーコンディショナと前記充放電ユニットとのうちいずれか一方は、前記商用電源による交流電力の供給状況をいずれか他方へ通知し、前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナから送信される前記分散電源の発電量に関する情報に基づいて、前記蓄電池ユニットの出力を制御することを特徴とする。
本発明では、パワーコンディショナの自立運転専用の出力から蓄電することができ、商用電源からの電力供給が困難な異常時における電力供給能力の向上を図ることができる。
この発明において、停電時に前記分散電源が直流電力を出力している場合、前記パワーコンディショナが前記機器および前記充放電ユニットへ交流電力を供給する第1の供給モードで動作し、停電時に前記分散電源が直流電力を出力していない場合、前記充放電ユニットが前記蓄電池ユニットの充電電力を交流電力に変換して前記機器へ供給する第2の供給モードで動作することが好ましい。
この発明において、停電時において前記パワーコンディショナの系統連系運転と自立運転とをユーザ操作によって切り替える操作部を備え、前記操作部の操作によって前記パワーコンディショナが自立運転を行っている場合、前記分散電源による直流電力の出力状況に応じて、前記第1および第2の供給モードのそれぞれを切り替えることが好ましい。
この発明において、前記商用電源による交流電力の供給スケジュールに基づいて、通常時から停電時に切り替わる前に、前記パワーコンディショナは自立運転を開始することが好ましい。
この発明において、前記商用電源による交流電力の供給スケジュールに基づいて、前記パワーコンディショナが自立運転を行う期間に関する情報を報知する報知部を備えることが好ましい。
この発明において、前記パワーコンディショナは、地震の未発生時に系統連系運転を行い、地震の発生時に自立運転を行うことが好ましい。
この発明において、前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時に前記機器へ交流電力を供給する出力部を備えることが好ましい。
この発明において、前記機器の接続先を前記出力部または主電路に切り替える切替部を備えることが好ましい。
この発明において、前記切替部は、前記パワーコンディショナの自立運転時に前記機器の接続先を前記出力部に切り替えることが好ましい。
この発明において、前記切替部は、ユーザ操作によって、前記機器の接続先を前記出力部に切り替えられることが好ましい。
この発明において、前記パワーコンディショナの自立運転時に前記出力部から交流電力を供給する際に、前記出力部から前記機器までの電路における異常を検出する異常検出部を備え、前記充放電ユニットは、前記異常検出部が異常を検出した場合、前記出力部から交流電力の供給を停止することが好ましい。
この発明において、前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時に前記出力部が前記機器へ交流電力を供給する可否を設定する自立出力設定部を備えることが好ましい。
この発明において、前記充放電ユニットと前記蓄電池ユニットとの組を複数備えることが好ましい。
この発明において、前記パワーコンディショナは、複数の前記充放電ユニットのそれぞれが交流電力を供給する前記機器の運用パターンに基づいて、複数の前記充放電ユニットのそれぞれに供給する交流電力を配分することが好ましい。
この発明において、前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時において、前記パワーコンディショナから供給される交流電力を用いて前記蓄電池ユニットを充電する第1の動作モード、前記蓄電池ユニットの充電電力から変換した交流電力を前記機器へ供給する第2の動作モード、前記パワーコンディショナから供給される交流電力を用いて前記蓄電池ユニットを充電するとともに、前記蓄電池ユニットの充電電力を交流電力に変換して前記機器へ供給する第3の動作モードから選択したいずれかの動作モードで動作することが好ましい。
この発明において、前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時において、前記パワーコンディショナから供給される交流電力を用いて前記蓄電池ユニットを充電する第1の動作モード、前記蓄電池ユニットの充電電力から変換した交流電力を前記機器へ供給する第2の動作モード、前記パワーコンディショナから供給される交流電力を前記機器へ供給する第4の動作モードから選択したいずれかの動作モードで動作することが好ましい。
この発明において、前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時において、前記蓄電池ユニットの充電電力を交流電力に変換して前記機器へ供給し、前記蓄電池ユニットの残容量が所定値以下に低下した後、前記出力部から供給される交流電力を前記機器へ供給することが好ましい。
この発明において、前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時において、前記分散電源から供給される直流電力を用いて前記蓄電池ユニットを充電する、または前記分散電源から供給される直流電力を交流電力に変換して前記機器へ供給することが好ましい。
本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
実施形態1の電力供給システムの構成を示すブロック図である。 実施形態1の充放電ユニットの構成を示す回路図である。 実施形態2の電力供給システムの構成を示すブロック図である。 実施形態3の電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。 実施形態3の通常時における動作モードを示すブロック図である。 実施形態3の通常時における動作モードを示すブロック図である。 実施形態3の通常時における動作モードを示すブロック図である。 実施形態3の停電時における第2の動作モードを示すブロック図である。 実施形態3の停電時における第4の動作モードを示すブロック図である。 実施形態3の停電時における第1の動作モードを示すブロック図である。 実施形態5の電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。 実施形態5の通常時における供給モードを示すブロック図である。 実施形態5の停電時における第1の供給モードを示すブロック図である。 実施形態5の停電時における第2の供給モードを示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
本実施形態の電力供給システムは、図1に示す構成を備えており、電力会社から電力を供給されている各需要家において用いられる。本システムは、連携盤11、パワーコンディショナ12、太陽電池13、充放電ユニット14、蓄電池ユニット15、電力計測ユニット16、情報モニタ端末17、切替ボックス18、接続箱19、システムリモコン20を主構成として備える。
連携盤11は、集合住宅の各住戸、戸建て住宅、工場、事務所等の需要家内に引き込まれた単相3線式200V/100Vの幹線電路Wa1が接続され、電力会社の商用電源PSから幹線電路Wa1を介して商用電力が供給される。そして、連携盤11は、主電源ブレーカ11a、分岐ブレーカ11b、太陽光発電用ブレーカ11cが収納されている。幹線電路Wa1は、主電源ブレーカ11aを介して複数の分岐ブレーカ11bに接続され、各分岐ブレーカ11bを介して複数の分岐電路Wa2に分岐する。分岐電路Wa2のそれぞれは、照明機器、空調機器、家電機器等の機器K1が接続され、これらの機器K1へ交流電力を供給する。なお、幹線電路Wa1と分岐電路Wa2とが、本発明の主電路に相当する。
本システムは、パワーコンディショナ12と、太陽電池13とで構成される太陽光発電装置を備える。太陽光によって太陽電池13が発電した直流電力は、接続箱19を介してパワーコンディショナ12に供給され、パワーコンディショナ12によって交流電力に変換される。パワーコンディショナ12は、連携盤11の太陽光発電用ブレーカ11cを介して、主電源ブレーカ11aの一次側に接続され、交流出力を、商用電源PSが供給する商用電力に協調させる系統連系運転機能を有する。そして、パワーコンディショナ12が出力する交流電力は、太陽光発電用ブレーカ11cおよび主電源ブレーカ11aおよび分岐ブレーカ11bを介して分岐電路Wa2へ供給される。そして、交流電力は、分岐電路Wa2を経由して機器K1や機器K2へ供給される。パワーコンディショナ12が出力する交流電力のうち、消費されなかった余剰分は、幹線電路Wa1を介して商用電源PSへ逆潮流(売電)する。
さらに、本システムは、充放電ユニット14と、蓄電池ユニット15とで構成される蓄電装置を備える。蓄電池ユニット15は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池で構成され、充放電ユニット14によって充放電制御がなされる。
充放電ユニット14は、連携盤11の分岐ブレーカ11bに分岐電路Wa2経由で接続しており、連携盤11を介して供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池ユニット15を充電する。また、充放電ユニット14は、蓄電池ユニット15に蓄えられている直流電力を交流電力に変換し、交流電路Wa4を介して後述の機器K2へ供給する。すなわち、充放電ユニット14は、AC/DC変換機能とDC/AC変換機能との両方を有する双方向電力変換部で構成される。なお、充放電ユニット14は、その交流出力を、商用電源PSが供給する商用電力に協調させる系統連系運転機能を有する。
図2は、充放電ユニット14の回路構成を示し、端子台14a、フィルタ部14b、昇降圧部14c、コンデンサブロック14d、交直変換部14e、リアクトル14f、連系部14g、連系端子台14h、直流変換部14i、自立コンセント14jを備える。
蓄電池ユニット15は、端子台14aに接続し、フィルタ部14bを介して昇降圧部14cに接続される。端子台14aは、温度ヒューズ等による加熱保護機能を有する。また、フィルタ部14bは、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズに対するノイズフィルタとしての機能を有する。
昇降圧部14cでは、ヒューズF1、インダクタL1、スイッチング素子Q1の直列回路が、蓄電池ユニット15の正極側に接続され、さらにスイッチング素子Q2が、ヒューズF1およびインダクタL1を介してフィルタ部14bの一端間に接続している。また、スイッチング素子Q1,Q2には、ダイオードD1,D2がそれぞれ逆並列接続している。
そして、制御回路M1が、スイッチング素子Q1をオン状態に維持し、スイッチング素子Q2をオン・オフ制御することによって、昇降圧部14cは昇圧チョッパとして動作する。すなわち、蓄電池ユニット15の直流電圧が昇圧されて、コンデンサブロック14dに出力される。コンデンサブロック14dは、1乃至複数の平滑用コンデンサC1で構成されており、昇降圧部14cの出力電圧を平滑する。
また、制御回路M1が、スイッチング素子Q1をオン・オフ制御し、スイッチング素子Q2をオフ状態に維持することによって、昇降圧部14cは降圧チョッパとして動作する。すなわち、平滑用コンデンサC1の両端電圧が降圧されて、フィルタ部14bおよび端子台14aを介して蓄電池ユニット15に出力され、蓄電池ユニット15が充電される。
交直変換部14eは、直列接続したスイッチング素子Q11,Q12と直列接続したスイッチング素子Q13,Q14との並列回路が、平滑用コンデンサC1の両端間に接続されている。そして、スイッチング素子Q11〜Q14の各々は、ダイオードD11〜D14が逆並列接続されている。スイッチング素子Q11,Q12およびスイッチング素子Q13,Q14の各接続中点は、リアクトル14fを介して、連系部14gに接続している。
そして、制御回路M2が、スイッチング素子Q11,Q14とスイッチング素子Q12,Q13とを交互にオン・オフ駆動することによって、交直変換部14eは、リアクトル14f側を出力とするDC/ACインバータとして動作する。この場合、交直変換部14eは、平滑用コンデンサC1の直流電圧を交流電圧に変換して出力する。
また、制御回路M2が、スイッチング素子Q11〜Q14をオフ状態に維持することによって、交直変換部14eは、コンデンサブロック14d側を出力とする整流回路として動作する。この場合、交直変換部14eは、分岐電路Wa2から連系部14gおよびリアクトル14fを介して供給される交流電圧を直流電圧に変換して出力する。
次に、連系端子台14hは、分岐ブレーカ11bからの分岐電路Wa2が接続され、分岐電路Wa2は、連系端子台14hを介して連系部14gに接続する。分岐電路Wa2は、単相3線式200Vの形態で構成されており、一対の電圧線と1本の中性線とが、連系端子台14hに接続される。連系端子台14hは、温度ヒューズ等による加熱保護機能を有する。
連系部14gにおいて、各線間にはバリスタ等の電圧保護素子VR1〜VR3が接続され、一方の電圧線と中性線にはヒューズF2,F3が介挿されている。また、中性線は、電圧保護素子VR4およびインダクタL2を介して接地されている。
また、連系部14gは、解列リレーY1、連系リレーY2、自立リレーY3、ノイズフィルタNF1を備える。連系端子台14hからの一対の電圧線は、直列接続された解列リレーY1、連系リレーY2、ノイズフィルタNF1を介して、リアクトル部14fの一端に接続する。リアクトル部14fの他端は、交直変換部14eのスイッチング素子Q11,Q12およびスイッチング素子Q13,Q14の各接続中点に接続している。
自立リレーY3は、連系リレーY2に並列接続しており、ノイズフィルタNF1、自立リレーY3、自立コンセント14jが直列接続している。
ノイズフィルタNF1は、ノーマルモードノイズおよびコモンモードノイズに対するノイズフィルタとしての機能を有する。
上記構成を備える充放電ユニット14は、交直変換部14eが整流回路として動作し、昇降圧部14cが降圧チョッパとして動作することによって、分岐電路Wa2から連系端子台14hを介して供給される交流電力を直流電力に変換して、蓄電池ユニット15を充電する。また、充放電ユニット14は、昇降圧部14cが昇圧チョッパとして動作し、交直変換部14eがDC/ACインバータとして動作することによって、蓄電池ユニット15の直流電力を交流電力に変換する。
電力計測ユニット16は、本システム内の3箇所における電力を測定している。1箇所目は、商用電源PSおよびパワーコンディショナ12から主電源ブレーカ11aを介して供給される交流電力である。2箇所目は、パワーコンディショナ12が出力する交流電力である。3箇所目は、分岐電路Wa2から充放電ユニット14に供給される蓄電池ユニット15の充電電力である。電力計測ユニット16は、上記各箇所における電力測定データを、無線信号で情報モニタ端末17へ送信し、情報モニタ端末17は、上記各箇所における電力の測定結果を表示する。
さらに、電力計測ユニット16は、上記各箇所における電力測定データに基づいて、商用電源PSが商用電力を供給している通常時と、商用電源PSから商用電力の供給が停止している停電時との判別を行い、この判別結果(停電判別情報)を信号線Wsを介して充放電ユニット14へ送信する。充放電ユニット14は、受信した停電判別情報に基づいて、通常時/停電時を認識することができる。さらに充放電ユニット14は、停電判別情報を、信号線Wsを介してパワーコンディショナ12へ送信し、パワーコンディショナ12は、通常時/停電時を認識して、系統連系運転と自立運転とを切り替えることができる。
まず、商用電源PSが商用電力を供給している通常時における各動作について説明する。
パワーコンディショナ12は、通常時において、図示しない連系リレーをオン(導通)し、太陽電池13の発電電力から生成した交流電力を、連系出力部12aから太陽光発電用ブレーカ11cおよび主電源ブレーカ11aおよび分岐ブレーカ11bを介して分岐電路Wa2へ供給する。すなわち、パワーコンディショナ12は、通常時において、連携盤11を介して交流電力を供給する。この場合、パワーコンディショナ12に設けた自立コンセント12b(図1参照)には、太陽電池13の発電電力から生成した交流電力が供給されていない。なお、連系出力部12aが、系統連系運転専用の出力であり、自立コンセント12bが、自立運転専用の出力である。
充放電ユニット14は、通常時において、解列リレーY1および連系リレーY2をオン(導通)、自立リレーY3をオフ(遮断)し、分岐電路Wa2から供給される交流電力を直流電力に変換して、蓄電池ユニット15を充電する。
すなわち、通常時において、機器K1の動作電力、および蓄電池ユニット15の充電電力は、商用電源PSおよびパワーコンディショナ12から連携盤11を介して供給される。パワーコンディショナ12が出力する交流電力のうち、機器K1の動作電力および蓄電池ユニット15の充電電力として消費されなかった余剰分は、幹線電路Wa1を介して商用電源PSへ逆潮流(売電)する。このように、パワーコンディショナ12は、通常時において系統連系運転を行う。
また、特定の分岐電路Wa2は、通常時において、切替ボックス18を介して交流電路Wa5に接続している。切替ボックス18は、交流電路Wa5の接続先を分岐電路Wa2または後述の交流電路Wa4に切り替えるスイッチ手段を備えており、通常時においては、交流電路Wa5の接続先を分岐電路Wa2に切り替えている。したがって、通常時において、交流電路Wa5に接続している機器K2の動作電力は、商用電源PSおよびパワーコンディショナ12から供給される。
次に、商用電源PSが商用電力の供給を停止している停電時における動作について説明する。
パワーコンディショナ12は、停電時において、図示しない連系リレーをオフ(遮断)することによって、太陽電池13の発電電力から生成した交流電力は、連携盤11側へ出力されなくなる。すなわち、機器K1は動作電力が供給されなくなり、蓄電池ユニット15の充電電力も、商用電源PSおよびパワーコンディショナ12から連携盤11を介して供給されなくなる。
しかしながら、パワーコンディショナ12は、停電時において、自己に設けている自立コンセント12b(図1参照)に、太陽電池13の発電電力から生成した交流電力を供給する。すなわち、パワーコンディショナ12は、停電時において自立運転を行う。なお、停電時に自動で自立運転に切り替わる構成、または停電時にユーザの手動操作によって自立運転に切り替わる構成のいずれであってもよい。
充放電ユニット14は、停電時において、解列リレーY1および連系リレーY2をオフ、自立リレーY3をオンする。さらに充放電ユニット14は、蓄電池ユニット15に蓄えられている直流電力を交流電力に変換し、自立リレーY3を介して自立コンセント14jに交流電力を供給する。なお、自立コンセント14jが、本発明の出力部に相当する。
自立コンセント14jは、交流電路Wa4を介して切替ボックス18に接続している。切替ボックス18は、停電時において、交流電路Wa5の接続先を交流電路Wa4に切り替える。したがって、停電時において、交流電路Wa5に接続している機器K2の動作電力は、蓄電池ユニット15から充放電ユニット14を介して供給される。ここで、機器K2は、停電時においても動作させたい機器であり、例えば照明機器、空調機器、冷蔵庫等が挙げられる。なお、切替ボックス18が、本発明の切替部に相当する。
そして、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bは、充放電ユニット14の端子台14aに接続し、太陽電池13の発電電力から生成した交流電力を直流変換部14iに供給している。直流変換部14iは、自立コンセント12bから供給される交流電力を直流電力に変換し、平滑用コンデンサC1の両端間に出力する。充放電ユニット14内において、直流変換部14iが出力する直流電力は、蓄電池ユニット15の充電電力、または自立コンセント14jを介して機器K2へ供給される交流電力に変換される。なお、直流変換部14iの出力は、フィルタ部14bと昇降圧部14cとの間に接続してもよい。また、直流変換部14iを設ける代わりに、自立コンセント12bからの交流電力を、ノイズフィルタNF1と自立リレーY3との間に直接供給してもよい。
このような電力供給システムでは、通常時において、連携盤11を経由して、商用電源PSとパワーコンディショナ12とから、蓄電池ユニット15の充電電力を供給する。しかしながら、商用電源PSの停電時において、パワーコンディショナ12の交流出力は連携盤11に出力されない。そこで上記のように、商用電源PSの停電時には、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bから蓄電池ユニット15の充電電力を供給することによって、停電時にも太陽光発電によって蓄電池ユニット15を充電することができる。したがって、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bから蓄電することができ、停電時の電力供給能力の向上を図ることができる。
しかしながら、パワーコンディショナ12の供給電力は、太陽電池13の発電量に依存しており、安定した電力供給は保証できない。そこで、パワーコンディショナ12は、太陽電池13の発電量に関する情報を充放電ユニット14へ送信する。停電時における充放電ユニット14は、太陽電池13の発電量に基づいて、3つの動作モードからいずれかの動作モードを選択し、選択した動作モードで動作する。第1の動作モードは、自立コンセント12bから供給される交流電力を用いて蓄電池ユニット15の充電を行う。第2の動作モードは、蓄電池ユニット15の充電電力を交流電力に変換して機器K2へ供給する。第3の動作モードは、自立コンセント12bから供給される交流電力を用いて蓄電池ユニット15の充電を行うとともに、蓄電池ユニット15の充電電力を交流電力に変換して機器K2へ供給する。そして、太陽電池13の発電量に基づいて、充放電ユニット14の動作モードを切り替えることによって、停電時における電力供給を安定化させることができる。
また、停電時における充放電ユニット14は、上述の3つの動作モード以外にも、次の3つの動作モードからいずれかの動作モードを選択し、選択した動作モードで動作してもよい。つまり、3つの動作モードとは、上述の第1の動作モードと、上述の第2の動作モードと、充電を介さずにパワーコンディショナ12から供給される交流電力を機器K2へ供給する第4の動作モードである。
また、充放電ユニット14は、停電時にも動作させたい機器K2に交流電力を供給するための自立コンセント14jを備えており、停電時において、連携盤11を経由することなく、機器K2へ動作電力を供給することができる。なお、自立コンセント14jは、プラグの栓刃が接続されるコンセントの形態、端子が接続される端子台の形態のいずれであってもよい。
また、機器K2に供給される電力は、切替ボックス18によって、通常時には連携盤11経由で供給され、停電時には充放電ユニット14の自立コンセント14jから供給されるので、機器K2へ動作電力を常時供給することができる。切替ボックス18の切替動作は、停電時に自動切替を行う自動切替手段(図示なし)を備える構成、ユーザが手動切替する手動操作手段(図示なし)を備える構成のいずれであってもよい。なお、自動切替手段は、例えばリレー等を用いて構成される。
また、切替ボックス18に接続した交流電路Wa5は、停電時にも動作させたい機器K2の専用配線であり、充放電ユニット14の自立コンセント14jの出力容量は、蓄電池ユニットの容量等によって上限が設定されている。すなわち、1系統の交流電路Wa5に接続可能な1乃至複数の機器K2は、その使用電力の和が、自立コンセント14jの出力容量より小さいことが条件となる。
そこで、図1に示すように、充放電ユニット14と蓄電池ユニット15とのペアを複数組備えて、複数系統の交流電路Wa5を設ける。そして、複数の交流電路Wa5のそれぞれを、機器K2の種類毎に専用系統とし、例えば空調機器の専用系統、冷蔵庫の専用系統、照明機器の専用系統とする。したがって、自立コンセント14jに出力容量の上限が設定されている場合であっても、多くの機器2を停電時にも動作させることができる。
また、停電時において、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bから供給される交流電力を、複数の充放電ユニット14のそれぞれに配分することによって、充放電ユニット14のそれぞれに接続した蓄電池ユニット15を個別に充電する。そこで、交流電路Wa5毎に接続している機器K2の運用パターンを学習、または予め設定しておく。そして、停電時において、複数の充放電ユニット14のそれぞれの蓄電池ユニット15の残容量と機器K2の運用パターンとに基づいて、交流電路Wa5毎の機器K2への電力供給可能時間を算出する。そして、この算出結果に応じて、パワーコンディショナ12の交流出力の配分比率を決定し、交流電路Wa5毎の蓄電池ユニット15を充電する。したがって、停電時においてパワーコンディショナ12の自立コンセント12bから供給される交流電力を、蓄電池ユニット15の残容量と機器K2の運用パターンとに基づいて、交流電路Wa5の系統毎に効率よく配分できる。
この配分比率の決定手段は、システム内の各装置、機器との間で有線通信または無線通信を行うことによって、各装置、機器を監視・制御する機能を有するシステムリモコン20に設けられる。そして、システムリモコン20は、パワーコンディショナ12の交流出力の配分比率を決定し、この配分比率に基づいて、自立コンセント12bから供給される交流電力を複数の充放電ユニット14のそれぞれに配分するように、パワーコンディショナ12を制御する。
また、充放電ユニット14のそれぞれは、停電時において、自己に接続している蓄電池ユニット15の残容量に応じて、自立コンセント14jから供給する電力を調整してもよい。例えば、パワーコンディショナ12による蓄電池ユニット15の充電動作が次に開始されるまで、現在の蓄電池ユニット15の残容量で機器K2へ電力を供給できるように、自立コンセント14jから供給する電力を調整する。
また、充放電ユニット14は、停電時に自立リレーY3をオフからオンに切り替えるか否かを設定する自立出力設定部(図示なし)を備えていてもよい。充放電ユニット14は、切替可に設定されている場合、停電時に自立リレーY3をオフからオンに切り替え、自立コンセント14jから機器K2の動作電力を供給する。また、充放電ユニット14は、切替不可に設定されている場合、停電時に自立リレーY3をオフ状態に維持し、自立コンセント14jから機器K2の動作電力を供給しない。
また、電力計測ユニット16および情報モニタ端末17も機器K2の1つであり、交流電路Wa5から動作電力を供給されている。したがって、情報モニタ端末17は、電力計測ユニット16から受信した停電判別情報に基づいて、停電が発生したことを表示して、ユーザに停電発生を報知する。
また、充放電ユニット14は、停電時において、自立コンセント14jから機器K2へ交流電力を供給する際に、交流電路Wa4,Wa5、切替ボックス18、機器K2からなる出力電路の短絡・漏電の異常検出部を有してもよい。例えば、切替ボックス18が、交流電路Wa5の接続先を交流電路Wa4に切り替えた後、充放電ユニット14は、交流出力を制限して、低電流の交流電力を自立コンセント14jから出力し、そのときの出力電圧を測定する。そして、充放電ユニット14は、測定した出力電圧が所定電圧以上であれば、出力電路に短絡・漏電の異常が発生していないと判断して出力制限を解除する。また、充放電ユニット14は、測定した出力電圧が所定電圧未満であれば、出力電路に短絡・漏電の異常が発生していると判断して出力を停止する。
また、充放電ユニット14が上述の短絡・漏電の異常検出を行う場合、機器K2は、通常動作状態に比べて少ない電力を消費する待機状態に自動移行する構成であってもよい。例えば、充放電ユニット14は、短絡・漏電の異常検出を行うことを、有線通信または無線通信によってシステムリモコン20(図1参照)へ通知する。システムリモコン20は、有線通信または無線通信によって、機器K2を待機状態に移行させる。したがって、充放電ユニット14による短絡・漏電の異常検出を有効に動作させることができる。なお、システムリモコン20も機器K2の1つであり、交流電路Wa5から動作電力を供給されている。また、システムリモコン20は、通常時において、機器K1,K2を遠隔制御する機能を有している。
(実施形態2)
本実施形態の電力供給システムは、図3に示す構成を備えており、太陽電池13が発電した直流電力は、接続箱19に設けた自立コンセント19aから直流電路Wd1を介して、充放電ユニット14へ供給される。なお、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
充放電ユニット14では、太陽電池13の直流電力が、平滑用コンデンサC1の両端間に供給される。そして、充放電ユニット14内において、太陽電池13の発電電力は、蓄電池ユニット15の充電電力、または自立コンセント14jを介して機器K2へ供給される交流電力に変換される。この場合、直流変換部14iを用いる場合に比べて、直流変換部14iでの損失分だけ効率がよくなる。
なお、本実施形態の充放電ユニット14は、交流電路Wa3を介したパワーコンディショナ12からの交流電力供給と、直流電路Wd1を介した太陽電池13からの直流電力供給との両構成を備えている。この場合、太陽電池13の発電量等によって、交流電力供給と直流電力供給とを同時に用いる形態、交流電力供給と直流電力供給とのいずれか一方のみを用いる形態を切り替える。なお、直流電路Wd1を介した太陽電池13からの直流電力供給のみを用いてもよい。
また、接続箱19の自立コンセント19aからの電力供給は、停電時において、パワーコンディショナ12の交流出力が連携盤11側へ供給されなくなった解列時に可能となる。なお、接続箱19の自立コンセント19aからの電力供給は、停電時に自動で供給可となる構成、または停電時にユーザの手動操作によって供給可となる構成のいずれであってもよい。
また、充放電ユニット14は、交流電路Wa3および直流電路Wd1を接続する接続口を、プラグの栓刃が接続されるコンセントの形態、端子が接続される端子台の形態のいずれで構成してもよい。
(実施形態3)
本実施形態の電力供給システムは、実施形態1または2と同様の構成を備えており、図4にシステム構成の概略を示す。なお、実施形態1または2と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
通常時において、システムリモコン20は、図5A〜図5Cに示す3つの動作モードからいずれかの動作モードを選択し、選択した動作モードでシステム内の電力供給を制御する。
図5Aに示す動作モードは、通常時(パワーコンディショナ12の系統連系運転時)において、系統連系運転しているパワーコンディショナ12から連携盤11経由で供給される交流電力を、商用電源PSへ逆潮流させる。図5Bに示す動作モードは、通常時において、充放電ユニット14が分岐電路Wa2を介して連携盤11側へ供給する交流電力を、商用電源PSへ逆潮流させる。図5Cに示す動作モードは、通常時において、商用電源PSから連携盤11を介して供給される交流電力によって蓄電池ユニット15を充電する。動作モードの選択は、太陽電池13の発電量、蓄電池ユニット15の充放電状態、蓄電池ユニット15の残容量、天候、機器K1,K2の運用パターン、系統状態、商用電源PSの電力供給スケジュールの各種情報に基づいて、電力効率、機器K1,K2の動作内容等を総合的に最適化する動作モードが選択される。
なお、図4や図5A〜5C、後述する図6A〜6Cには機器K1の図示を省略しているが、実際には連携盤11から分岐電路Wa2を介して機器K1が接続されている。また、上述の通常時における図5A〜5Cにおいて、言うまでもなく機器K1への給電も行われており、機器K1の動作電力として消費されなかった余剰分が商用電源PSへ逆潮流されることになる。
また、停電時(パワーコンディショナ12の自立運転時)において、システムリモコン20は、図6A〜図6Cに示す3つの動作モード(実施形態1で説明した充放電ユニット14の第1、第2および第4の動作モード)からいずれかの動作モードを選択し、選択した動作モードでシステム内の電力供給を制御する。ただし、図6A〜6Cに図示される充放電ユニット14は、実施形態2と同様に、太陽電池13からパワーコンディショナ12を介さずに直流電路Wd1を通じて直流電力を受け取るものとするが、実施形態1と同様に、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bから交流電力を受け取るものであってもよい。
図6Aに示す動作モード(第2の動作モード)は、停電時において、蓄電池ユニット15の充電電力を用いて、充放電ユニット14の自立コンセント14jから交流電力を供給する。図6Bに示す動作モード(第4の動作モード)は、停電時において、太陽電池13の発電電力を用いて、充放電ユニット14の自立コンセント14jから交流電力を供給する。図6Cに示す動作モード(第1の動作モード)は、停電時において、太陽電池13の発電電力を用いて蓄電池ユニット15を充電する。
しかしながら、停電時において、機器K2の使用可否は、太陽電池13の発電量に依存しており、安定した電力供給は保証できない。そこで、動作モードの選択は、太陽電池13の発電量、蓄電池ユニット15の充放電状態、蓄電池ユニット15の残容量、天候、機器K1,K2の運用パターン、系統状態、商用電源PSの電力供給スケジュール、ユーザによる機器K2の使用予定の各種情報に基づいて、電力効率、機器K1,K2の動作内容、電力供給可能期間等を総合的に最適化する動作モードが選択される。
さらに、システムリモコン20は、商用電源PSの電力供給スケジュールに基づいて、商用電源PSの停電前に、パワーコンディショナ12の自立運転を開始し、少なくとも機器K2に対しては、停電の有無に関わらず継続して使用できるようにする。
なお、電力供給スケジュールとは、商用電源PSから電力供給がなされる通常期間、および商用電源PSから電力供給が停止する停電期間の日時に関する情報であり、電力会社からインターネット等を含むネットワーク網を介して各需要家へ予め配信される。
また、システムリモコン20は、商用電源PSの電力供給スケジュールに基づいて、自立運転を行う期間を情報モニタ端末17に表示させる。なお、ユーザの手動操作によって自立運転に切り替わる構成の場合、自立運転を開始すべき時刻を情報モニタ端末17に表示させる。したがって、ユーザは、自立運転に切り替わる時刻、または自立運転に切り替えるべき時刻を把握でき、停電に対する準備を行うことができる。
また、商用電源PSの停電時には、太陽光発電によって蓄電池ユニット15を充電することができるが、パワーコンディショナ12の供給電力は、太陽電池13の発電量に依存しており、安定した電力供給は保証できない。そこで、システムリモコン20は、上述の各情報に基づいて、停電時において機器K2へ電力を供給可能な期間を情報モニタ端末17に表示させることによって、ユーザに、停電時における機器K2の使用可能期間を通知することができる。
(実施形態4)
本実施形態の電力供給システムは、停電時(パワーコンディショナ12の自立運転時)における充放電ユニット14の動作が実施形態1または2と異なるものである。なお、実施形態1または2と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
通常時(パワーコンディショナ12の系統連系運転時)における機器K1,K2の動作電力、および蓄電池ユニット15の充電電力は、商用電源PSおよびパワーコンディショナ12から連携盤11を介して供給される。
そして、通常時から停電時に切り替わった場合、充放電ユニット14は、まず、蓄電池ユニット15の充電電力を用いて機器K2へ交流電力を供給する。そして、蓄電池ユニット15の残容量が所定値以下にまで低下すると、充放電ユニット14は、自立運転を行っているパワーコンディショナ12の自立コンセント12bの出力を用いて、機器K2へ交流電力を供給する。
すなわち、停電直後は蓄電池ユニット15の充電電力を用いて機器K2へ交流電力を供給し、停電が長引いた場合には、太陽発電の発電電力を用いて機器K2へ交流電力を供給する。さらに言い換えれば、停電直後、充放電ユニット14は、第2の動作モードで動作し、停電が長引いた場合には第4の動作モードへ切り替えて動作する。したがって、簡易な制御アルゴリズムで、停電時の電力供給を制御することができる。
また、上記各実施形態において、地震の発生を検知する地震検知手段を備えてもよい。地震検知手段は、地震計、緊急地震速報受信器等で構成される。そして、地震の発生を検知していない場合、パワーコンディショナ12は系統連系運転を行って、上記通常時と同様の動作を行う。また、地震の発生を検知した場合、パワーコンディショナ12は自立運転を行い、上記停電時と同様の動作を行う。したがって、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bから蓄電することができ、地震発生に伴って商用電源PSからの電力供給が困難になった場合でも、電力供給能力の向上を図ることができる。
(実施形態5)
本実施形態の電力供給システムの概略構成を図7に示す。なお、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して、説明は省略する。
まず、単相3線式200V/100Vの商用電源PSは、一方の電圧極と中性極との間に100Vを発生し、他方の電圧極と中性極との間に100Vを発生し、一対の電圧極間には200Vの電圧を発生している。
パワーコンディショナ12の連系出力部12aは、商用電源PSの200V/100V系統に接続している。さらにパワーコンディショナ12の自立コンセント12bは、昇圧トランスTr1の一次側に接続されて、自立運転時に100Vの交流を出力しており、昇圧トランスTr1の二次側には、200Vに昇圧した交流が発生する。
そして、リレー31の常開接点31aは、トランスTr1の二次側に接続し、リレー31の常閉接点31bは、商用電源PSの200V/100V系統に接続し、リレー31のコモン接点31cは、充放電ユニット14の連系端子台14hに接続している。このリレ−31は、常開接点31aの印加電圧によって図示しないコイルが励磁され、非励磁状態では、コモン接点31cが常閉接点31bに接続し、励磁状態では、コモン接点31cが常開接点31aに接続する。
また、リレー32の常開接点32aは、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bに接続し、リレー32の常閉接点32bは、充放電ユニット14の自立コンセント14jに接続し、リレー32のコモン接点32cは、リレー33の常閉接点33bに接続している。このリレ−32は、常開接点32aの印加電圧によって図示しないコイルが励磁され、非励磁状態では、コモン接点32cが常閉接点32bに接続し、励磁状態では、コモン接点32cが常開接点32aに接続する。
また、リレー33の常開接点33aは、商用電源PSの100V系統に接続し、リレー33の常閉接点33bは、リレー32のコモン接点32cに接続し、リレー33のコモン接点33cは、機器K3に接続している。このリレ−33は、常開接点33aの印加電圧によって図示しないコイルが励磁され、非励磁状態では、コモン接点33cが常閉接点33bに接続し、励磁状態では、コモン接点33cが常開接点33aに接続する。
そして、通常時(パワーコンディショナ12の系統連系運転時)には、図8に示す供給モードで動作する。
系統連系運転時のパワーコンディショナ12は、太陽電池13の発電電力を用いて、連系出力部12aから200V/100Vの交流を商用電源PSの200V/100V系統に供給する。そして、リレー33は、商用電源PSの100V系統の電圧によってコイルが励磁され、コモン接点33cが常開接点33aに接続する。
さらに、通常時の充放電ユニット14は、蓄電池ユニット15の充電電力を200V/100Vの交流電力に変換して、連系端子台14hから出力する。このとき、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bからの電力供給は停止しており、リレー31は、非励磁状態になって、コモン接点31cが常閉接点31bに接続している。したがって、充放電ユニット14の連系端子台14hから出力される交流電力は、商用電源PSの200V/100V系統に供給される。
而して、商用電源PSの100V系統、およびパワーコンディショナ12の連系出力部12a、および充放電ユニット14の連系端子台14hから供給される交流電力は、リレー33を介して機器K3へ供給される。
なお、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bからの電力供給は停止しており、リレー32は、非励磁状態になって、コモン接点32cが常閉接点32bに接続している。しかし、リレー33では、コモン接点33cが常開接点33aに接続しているので、充放電ユニット14の自立コンセント14jに電圧が印加されることはない。
次に、停電時には、パワーコンディショナ12の自立運転ボタン12cをユーザが操作することによって、パワーコンディショナ12が自立運転に切り替わり、図9のような第1の供給モード、または図10のような第2の供給モードで動作する。
図9は、太陽電池13の発電電力が生成される昼間の第1の供給モードであり、自立運転時のパワーコンディショナ12は、太陽電池13の発電電力を用いて、自立コンセント12bから100Vの交流を出力する。そして、リレー31は、自立コンセント12bの出力電圧によってコイルが励磁され、コモン接点31cが常開接点31aに接続する。したがって、自立コンセント12bの交流出力は、充放電ユニット14の連系端子台14hに供給され、充放電ユニット14は蓄電池ユニット15を充電する。
さらに、リレー32も、自立コンセント12bの出力電圧によってコイルが励磁され、コモン接点32cが常開接点32aに接続する。また、リレー33は、商用電源PSの停電によって非励磁状態になり、コモン接点33cが常閉接点33bに接続する。したがって、パワーコンディショナ12の自立コンセント12bの交流出力は、リレー32,33を介して機器K3へ供給される。
而して、太陽電池13の発電電力が生成される昼間において停電が発生した場合、太陽電池13の発電電力を用いて、蓄電池ユニット15が充電され、機器K3へ電力が供給される(つまり、充放電ユニット14は、実施形態1における第1の動作モードと第4の動作モードの両方を実行する)。
図10は、太陽電池13の発電電力が生成されない夜間の第2の供給モードであり、パワーコンディショナ12は、自立コンセント12bからの交流出力が停止する。したがって、リレー31は、非励磁状態になって、コモン接点31cが常閉接点31bに接続する。しかし、商用電源PSは停電しており、充放電ユニット14の系統端子台14hに電圧が印加されることはない。さらに、リレー32も、非励磁状態になって、コモン接点32cが常閉接点32bに接続する。また、リレー33は、商用電源PSの停電によって非励磁状態になり、コモン接点33cが常閉接点33bに接続する。
充放電ユニット14は、系統端子台14hの入力電圧が低下したことによって、太陽電池13の発電電力が生成されない夜間になったことを検知し、蓄電池ユニット15の充電電力を用いて、自立コンセント14jから100Vの交流を出力する。自立コンセント14jの交流出力は、リレー32.33を介して機器K3へ供給される。なお、図1に示すシステムリモコン20が、電力計測ユニット16の電力測定データに基づいて、太陽電池13の発電電力を監視して昼間/夜間の判定を行い、この判定結果に基づいて充放電ユニット14の充放電動作を制御してもよい。
而して、太陽電池13の発電電力が生成されない夜間において停電が発生した場合、蓄電池ユニット15の充電電力を用いて、機器K3へ電力が供給される(つまり、充放電ユニット14は、実施形態1における第2の動作モードを実行する)。
このように、停電時には、電力供給経路が、リレー33によって自動的に切り替わり、さらにパワーコンディショナ12の自立運転ボタン12cをユーザが操作することによって、パワーコンディショナ12が自立運転に切り替わる。そして、パワーコンディショナ12が自立運転している間、太陽電池13の発電電力が生成される昼間、太陽電池13の発電電力が生成されない夜間のそれぞれにおける電力供給経路が、リレー31,32によって自動的に切り替わる。
なお、自立運転ボタン12cが、本発明の操作部に相当し、停電時においてパワーコンディショナ12の系統連系運転と自立運転とをユーザ操作によって切り替えている。
また、昇圧トランスTr1を省略し、リレー31は、100Vの励磁電圧によって動作する構成であってもよい。
また、パワーコンディショナ12は、商用電源PSの停電を検知した場合に、自立運転に自動で切り替わる構成であってもよい。
なお、上記各実施形態では、分散電源として太陽電池13を用いているが、燃料電池、風力発電装置等の他の分散電源を用いてもよい。
本発明を幾つかの好ましい実施形態について記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

Claims (16)

  1. 分散電源から供給される直流電力を交流電力に変換して出力するパワーコンディショナと、電気エネルギーを蓄積する蓄電池ユニットと、前記蓄電池ユニットを充電し、前記蓄電池ユニットの充電電力を交流電力に変換して出力する充放電ユニットとを備えた電力供給システムであって、
    前記パワーコンディショナは、商用電源が交流電力を供給している通常時に系統連系運転を行い、前記商用電源が交流電力の供給を停止している停電時に自立運転を行い、
    前記充放電ユニットは、前記自立運転時の前記パワーコンディショナから供給される交流電力を用い、前記蓄電池ユニットを充電する、または交流電力を機器へ供給し、
    前記パワーコンディショナと前記充放電ユニットとのうちいずれか一方は、前記商用電源による交流電力の供給状況をいずれか他方へ通知し、
    前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナから送信される前記分散電源の発電量に関する情報に基づいて、前記蓄電池ユニットの出力を制御する
    ことを特徴とする電力供給システム。
  2. 停電時に前記分散電源が直流電力を出力している場合、前記パワーコンディショナが前記機器および前記充放電ユニットへ交流電力を供給する第1の供給モードで動作し、
    停電時に前記分散電源が直流電力を出力していない場合、前記充放電ユニットが前記蓄電池ユニットの充電電力を交流電力に変換して前記機器へ供給する第2の供給モードで動作する
    ことを特徴とする請求項1記載の電力供給システム。
  3. 停電時において前記パワーコンディショナの系統連系運転と自立運転とをユーザ操作によって切り替える操作部を備え、
    前記操作部の操作によって前記パワーコンディショナが自立運転を行っている場合、前記分散電源による直流電力の出力状況に応じて、前記第1および第2の供給モードのそれぞれを切り替える
    ことを特徴とする請求項2記載の電力供給システム。
  4. 前記商用電源による交流電力の供給スケジュールに基づいて、通常時から停電時に切り替わる前に、前記パワーコンディショナは自立運転を開始する
    ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の電力供給システム。
  5. 前記商用電源による交流電力の供給スケジュールに基づいて、前記パワーコンディショナが自立運転を行う期間に関する情報を報知する報知部を備える
    ことを特徴とする請求項1乃至4いずれか記載の電力供給システム。
  6. 前記パワーコンディショナは、地震の未発生時に系統連系運転を行い、地震の発生時に自立運転を行う
    ことを特徴とする請求項1乃至5いずれか記載の電力供給システム。
  7. 前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時に前記機器へ交流電力を供給する出力部を備える
    ことを特徴とする請求項1乃至6いずれか記載の電力供給システム。
  8. 前記機器の接続先を前記出力部または主電路に切り替える切替部を備える
    ことを特徴とする請求項7記載の電力供給システム。
  9. 前記切替部は、前記パワーコンディショナの自立運転時に前記機器の接続先を前記出力部に切り替える
    ことを特徴とする請求項8記載の電力供給システム。
  10. 前記切替部は、ユーザ操作によって、前記機器の接続先を前記出力部に切り替えられる
    ことを特徴とする請求項8記載の電力供給システム。
  11. 前記パワーコンディショナの自立運転時に前記出力部から交流電力を供給する際に、前記出力部から前記機器までの電路における異常を検出する異常検出部を備え、
    前記充放電ユニットは、前記異常検出部が異常を検出した場合、前記出力部から交流電力の供給を停止する
    ことを特徴とする請求項7乃至10いずれか記載の電力供給システム。
  12. 前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時に前記出力部が前記機器へ交流電力を供給する可否を設定する自立出力設定部を備える
    ことを特徴とする請求項7乃至11いずれか記載の電力供給システム。
  13. 前記充放電ユニットと前記蓄電池ユニットとの組を複数備える
    ことを特徴とする請求項1乃至12いずれか記載の電力供給システム。
  14. 前記パワーコンディショナは、複数の前記充放電ユニットのそれぞれが交流電力を供給する前記機器の運用パターンに基づいて、複数の前記充放電ユニットのそれぞれに供給する交流電力を配分する
    ことを特徴とする請求項13記載の電力供給システム。
  15. 前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時において、前記パワーコンディショナから供給される交流電力を用いて前記蓄電池ユニットを充電する第1の動作モード、前記蓄電池ユニットの充電電力から変換した交流電力を前記機器へ供給する第2の動作モード、前記パワーコンディショナから供給される交流電力を用いて前記蓄電池ユニットを充電するとともに、前記蓄電池ユニットの充電電力を交流電力に変換して前記機器へ供給する第3の動作モードから選択したいずれかの動作モードで動作する
    ことを特徴とする請求項1乃至14いずれか記載の電力供給システム。
  16. 前記充放電ユニットは、前記パワーコンディショナの自立運転時において、前記パワーコンディショナから供給される交流電力を用いて前記蓄電池ユニットを充電する第1の動作モード、前記蓄電池ユニットの充電電力から変換した交流電力を前記機器へ供給する第2の動作モード、前記パワーコンディショナから供給される交流電力を前記機器へ供給する第4の動作モードから選択したいずれかの動作モードで動作する
    ことを特徴とする請求項1乃至14いずれか記載の電力供給システム
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5959982B2 (ja) * 2012-08-06 2016-08-02 京セラ株式会社 エネルギー管理装置、エネルギー管理システム、及びエネルギー管理システムの制御方法
JP6039456B2 (ja) * 2013-02-22 2016-12-07 大和ハウス工業株式会社 電力供給システム
JP5813028B2 (ja) * 2013-03-18 2015-11-17 三菱電機株式会社 分散型電源装置
JP5805690B2 (ja) * 2013-03-21 2015-11-04 三菱電機株式会社 エネルギーマネジメントシステム、及び、エネルギー管理方法
JP6243617B2 (ja) * 2013-03-27 2017-12-06 ミサワホーム株式会社 電力システム
JP6139218B2 (ja) * 2013-03-29 2017-05-31 パナソニック株式会社 空気調和システム
JP6480096B2 (ja) 2013-04-19 2019-03-06 京セラ株式会社 電力制御システム、電力制御装置、電力制御システムの制御方法
JP6194527B2 (ja) * 2013-07-08 2017-09-13 株式会社高砂製作所 系統連系電源装置
WO2015019386A1 (ja) * 2013-08-07 2015-02-12 三洋電機株式会社 蓄電池管理装置および表示装置
CN103560537A (zh) * 2013-10-10 2014-02-05 国家电网公司 一种区域分布式光伏供电并网系统及其控制方法
WO2015107706A1 (ja) * 2014-01-20 2015-07-23 三菱電機株式会社 電力変換装置
CN104319761B (zh) * 2014-09-19 2017-03-29 珠海格力电器股份有限公司 光伏空调系统及具有其的光伏空调
JP6133942B2 (ja) * 2015-08-12 2017-05-24 大和ハウス工業株式会社 防災倉庫
BE1023235B1 (nl) * 2015-10-26 2017-01-06 Electragam Nv Modulaire, hybride elektriciteitsaccumulator
JP2017118598A (ja) * 2015-12-21 2017-06-29 株式会社デンソー 電力供給システム
JP2017135910A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 複数の端子群を備えた電力変換装置
WO2017134773A1 (ja) * 2016-02-03 2017-08-10 三菱電機株式会社 電力供給システム
JP6766540B2 (ja) * 2016-09-13 2020-10-14 住友電気工業株式会社 分散型電源システム
US10634713B2 (en) * 2018-02-22 2020-04-28 Piecemakers Technology, Inc. Method for testing semiconductor die pad untouched by probe and related test circuit
WO2019235220A1 (ja) * 2018-06-06 2019-12-12 住友電気工業株式会社 自立運転用蓄電システム、蓄電ユニット及び制御方法
WO2020021677A1 (ja) * 2018-07-26 2020-01-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置および電力変換システム
JP2020043714A (ja) * 2018-09-12 2020-03-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 電力変換システム、及び切替ユニット
CN109301921A (zh) * 2018-10-10 2019-02-01 上海盈达空调设备股份有限公司 一种智能电源控制器
JP7184487B2 (ja) * 2019-04-16 2022-12-06 トヨタホーム株式会社 建物の給電システム
JP6766971B1 (ja) * 2019-07-03 2020-10-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力システム
US10985567B1 (en) * 2019-11-12 2021-04-20 Zola Electric Labs Inc. Methods and systems for providing electric energy production and storage
JP7378307B2 (ja) * 2020-02-03 2023-11-13 大阪瓦斯株式会社 系統解列装置
DE102020119481A1 (de) * 2020-07-23 2022-01-27 Sma Solar Technology Ag Wechselrichter mit bistabiler schalteinheit

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3428005B2 (ja) * 1994-08-18 2003-07-22 日新電機株式会社 分散型連系システムの運転制御方法
JPH0951638A (ja) * 1995-08-03 1997-02-18 Japan Storage Battery Co Ltd 分散形電源装置
JP3293433B2 (ja) * 1995-11-06 2002-06-17 オムロン株式会社 パワーコンディショナおよび分散型電源システム
JPH1023671A (ja) * 1996-07-03 1998-01-23 Omron Corp パワーコンディショナおよび分散型電源システム
JPH11127546A (ja) * 1997-10-23 1999-05-11 Mitsubishi Electric Corp 太陽光発電システム
JP3570283B2 (ja) * 1999-03-30 2004-09-29 松下電工株式会社 蓄電池充放電装置
DE10221592A1 (de) * 2002-05-15 2003-12-04 Fraunhofer Ges Forschung Wechselrichter sowie Verfahren zum Umwandeln einer elektrischen Gleichspannung in einen Wechselstrom
JP3759151B1 (ja) * 2004-11-17 2006-03-22 株式会社正興電機製作所 電力貯蔵システム
JP5013891B2 (ja) * 2007-01-30 2012-08-29 三洋電機株式会社 系統連系装置及び系統連系システム
DE102007030451B4 (de) * 2007-06-29 2013-07-18 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Stromversorgungsvorrichtung
AU2008279082A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Trulite, Inc. Apparatus, system, and method to manage the generation and use of hybrid electric power
US7800247B2 (en) * 2008-05-30 2010-09-21 Chun-Chieh Chang Storage system that maximizes the utilization of renewable energy
JP2011050131A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Hot Plan:Kk 住宅用給電システム及びそれを構成する給電制御装置
DE102009040090A1 (de) * 2009-09-04 2011-03-10 Voltwerk Electronics Gmbh Inseleinheit für ein Energienetz mit einer Steuereinheit zum Steuern eines Energieflusses zwischen der Energieerzeugungseinheit, der Energiespeichereinheit, der Lasteinheit und/oder dem Energienetz
JP4845062B2 (ja) * 2009-11-16 2011-12-28 シャープ株式会社 電力運用システム、電力運用方法および太陽光発電装置
DE202010008123U1 (de) * 2010-07-20 2010-10-21 Sma Solar Technology Ag Umschalteinrichtung
JP5311153B2 (ja) * 2011-03-15 2013-10-09 オムロン株式会社 電力制御装置および電力制御方法

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