JP6467839B2 - 電力供給切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力供給切替装置に関する。

電力供給システムの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。電力供給システムにおいては、特許文献１の図１に示すように、第１〜３の電力変換装置３，５，７は上流側から第１の電力変換装置３、第２の電力変換装置５、第３の電力変換装置７の順で連系給電路１１に接続されている。第１の検出器１４は、太陽電池２を接続した第１の電力変換装置３と蓄電池４を接続した第２の電力変換装置５との間に設けられ、連系給電路１１上の逆潮流電力を検出する。第２の検出器１５は、第２の電力変換装置５と燃料電池６を接続した第３の電力変換装置７との間に設けられ、連系給電路１１上の逆潮流電力を検出する。第２の電力変換装置５は、第１の検出器１４で検出される逆潮流電力がゼロとなるように動作し、第３の電力変換装置７は、第２の検出器１５で検出される逆潮流電力がゼロとなるように動作する。

さらに、特許文献１の図４に示すように、電力供給システムは、連系給電路１１上に設けられた解列器８１と、停電等の電力系統８の異常の有無を検知する異常検知部８２とをさらに備えている。異常検知部８２は、電力系統８の異常を検知すると、電力系統８を遮断するよう解列器８１を制御し、同時に第２または第３の電力変換装置５，７に異常検知信号を送信する。

特開２０１３−１２６３３９号公報

上述した特許文献１に記載の電力供給システムは、複数の分散型電源に対して電力系統８の異常有無の信号または通信を送っている。各分散型電源は、この異常有無の信号または通信に基づいて電力系統８の異常の有無を検知し、電力供給システムは、外部負荷に供給する電力（電源元）を切り替えている。しかし、異常有無の信号または通信の受け渡し規格を統一したり、異常有無の信号または通信の受け渡しが可能となるシステムを導入したりする必要がある。

そこで、本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、電力供給システムにおいて、システム・構造の複雑化を招くことなく、全ての分散型電源が系統電源の異常の有無を確実に検知することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る電力供給切替装置は、系統電源と、系統電源に主電線を介して電気的に接続されている外部負荷と、主電線に設けられ、系統電源からの電力供給が異常である場合に開放され、系統電源からの電力供給が正常である場合に接続される主開閉器と、電力を供給する第一電力供給装置を備え、第一電力供給装置からの電力を、主電線の主開閉器より下流部位の第一接続点にて接続されている第一接続用電線を介して送電し、系統電源からの電力供給が異常である場合に自立発電が可能である第一分散型電源と、電力を供給する第二電力供給装置を備え、第二電力供給装置からの電力を、主電線の第一接続点より下流部位の第二接続点にて接続されている第二接続用電線を介して送電する第二分散型電源と、第二接続用電線に設けられ、電力供給の有無を検出して第二分散型電源に送信する検出器と、を少なくとも備えた電力供給システムに適用される、各電源から外部負荷への電力供給を切り替える電力供給切替装置であって、電力供給切替装置は、第一接続点と第二接続点との間の主電線に設けられ、系統電源からの電力供給が異常である場合に、第一接続点と第二接続点とを遮断し、系統電源からの電力供給が正常である場合に、第一接続点と第二接続点とを接続する第一開閉器を備えている。

これによれば、系統電源からの電力供給が異常である場合に、第一分散型電源が自立発電を行った場合であっても、第一接続点と第二接続点とは第一開閉器によって遮断される。よって、第一接続点と第二接続点との間の主電線に電力を供給するのを停止することができる。その結果、第二接続用電線上の検出器が電力供給の有無（例えば電圧）を検出することにより、第二分散型電源は系統電源からの電力供給が異常であるか否かを検出することができる。このように、電力供給切替装置は、システム・構造の複雑化を招くことなく、全ての分散型電源が系統電源の異常の有無を確実に検知する。

本発明の一実施形態における電力供給システムの概要図である。 図１に示す電力供給システムの停電時の作動を示すタイムチャートである。 図１に示す電力供給システムの復電時の作動を示すタイムチャートである。

以下、本発明による電力供給システムおよび電力供給切替装置の一実施形態について図１に示す電力供給システム概要図に基づいて説明する。電力供給システム１０は、系統電源１１、外部負荷１２、主電線１３、主開閉器１４、第一分散型電源１５、および第二分散型電源１６を備えている。

系統電源１１は、外部負荷１２に主電線１３を介して電気的に接続されており、外部負荷１２に電力（交流電力）を供給している。外部負荷１２は、第一分散型電源１５、第二分散型電源１６などの分散型電源とは別体に配設されている電力負荷であり、例えば家庭内に配設されているテレビなどの家電製品である。

主開閉器１４は、主電線１３に設けられ、系統電源１１からの電力供給が異常である場合に開放され（開放状態）、系統電源１１からの電力供給が正常である場合（系統電源１１が正常である場合）に接続される（接続状態）。なお、主開閉器１４は、主開閉器１４の上流側（系統電源１１側）の主電線１３に配設され、系統電源１１から供給されている電力の状態（例えば電圧値）を検出する検出センサ１４ａの検出結果に基づいて単独で（第一分散型電源１５からの制御指令を受けることなく）接続・開放されるように構成してもよい。

第一分散型電源１５および第二分散型電源１６は、主電線１３に対して並列に接続されている。第一分散型電源１５は、第二分散型電源１６より上流側（系統電源１１側）に接続されている。本実施形態の電力供給システム１０は、２つの分散型電源を含んで構成されているが、電力供給システム１０は、３つ以上の分散型電源を含んで構成されるようにしてもよい。また、電力供給システム１０は、逆潮が禁止されている分散型電源を複数含んで構成されているものが好適である。逆潮が禁止されている分散型電源は、化石燃料を利用する発電装置、例えば、電力供給装置１５ａが燃料電池発電装置、ガスエンジン方式発電装置、ガスタービン方式発電装置などを有する分散型電源である。なお、逆潮が禁止されていない分散型電源は、自然環境の中で繰り返し起こる現象から作り出すエネルギーである再生可能なエネルギー（例えば太陽光、水力、風力など）を使用した分散型電源である。

第一分散型電源１５は、第一電力供給装置１５ａ、第一電力変換装置１５ｂ、第一接続用電線１５ｃ、第一解列器１５ｄ、第一制御装置１５ｅ、および第一検出器１５ｆを備えている。

第一電力供給装置１５ａは、電力（直流電力または交流電力）を発生させ供給する装置（電力供給装置）である。電力供給装置は、例えば蓄電池、太陽光発電装置、燃料電池発電装置、ガスエンジン方式発電装置、ガスタービン方式発電装置などがある。第一電力供給装置１５ａは、太陽光発電装置または蓄電池であってもよく、両方のセットであってもよい。

第一電力変換装置１５ｂは、第一電力供給装置１５ａから供給された電力を変換して主電線１３に出力する装置である。第一電力供給装置１５ａからの直流電力または交流電力を主電線１３と同期した交流電力に変換させる。

第一接続用電線１５ｃの一端は、第一電力変換装置１５ｂに接続されるとともに、第一接続用電線１５ｃの他端は、主電線１３の第一接続点１３ａに接続されている。主電線１３の第一接続点１３ａは、主電線１３の主開閉器１４より下流部位に設けられている。第一解列器１５ｄは、第一接続用電線１５ｃに設けられている。第一解列器１５ｄは、第一制御装置１５ｅからの閉指示により閉状態とされ（連系状態）、第一制御装置１５ｅからの開指示により開状態とされる（解列状態）。

第一制御装置１５ｅは、第一電力供給装置１５ａ、第一電力変換装置１５ｂ、および第一解列器１５ｄを統括して制御するものである。第一検出器１５ｆは、系統電源１１からの電力供給の有無（電力供給の状態）を検出し、その検出結果を第一制御装置１５ｅに送信する。第一検出器１５ｆは、系統電源１１への潮流監視（逆潮流防止）すなわち系統電源１１に対する電力の入出力および電力量の検知を行っている。

第一分散型電源１５は、系統電源１１からの電力供給が異常である場合に自立発電が可能である。第一分散型電源１５は、系統電源１１からの電力供給が異常である場合（例えば停電）に、自身が有する第一電力供給装置１５ａを発電（自立発電）させてその電力を第一接続用電線１５ｃを介して主電線１３に供給する。すなわち、自立発電は、系統電源１１からの電力供給がない状態で、自身のみ（第一分散型電源１５）が発電し電力供給を行うことである。自立発電中において、第一解列器１５ｄは閉状態とされている。なお、停電発生時以降の所定時間Ｔ１内において、第一解列器１５ｄは開状態とされる場合も想定される。なお、所定時間Ｔ１がない場合、すなわち停電発生とほぼ同時に第一解列器１５ｄが開状態とされる場合もある。

第二分散型電源１６は、第二電力供給装置１６ａ、第二電力変換装置１６ｂ、第二接続用電線１６ｃ、第二解列器１６ｄ、第二制御装置１６ｅ、第二検出器１６ｆ、および第三検出器１６ｇを備えている。

第二電力供給装置１６ａは、電力（直流電力、または交流電力）を発生させ供給する装置（電力供給装置）である。第二電力供給装置１６ａは、化石燃料を利用する発電装置、例えば、ガスエンジン方式発電装置である。第二電力変換装置１６ｂは、第二電力供給装置１６ａから供給された電力を変換して主電線１３に出力する装置である。第二電力供給装置１６ｂからの直流電力または交流電力を主電線１３と同期した交流電力に変換させる。

第二接続用電線１６ｃの一端は、第二電力変換装置１６ｂに接続されるとともに、第二接続用電線１６ｃの他端側は、主電線１３の第二接続点１３ｂに接続されている。主電線１３の第二接続点１３ｂは、主電線１３の第一接続点１３ａより下流部位に設けられている。第二解列器１６ｄは、第二接続用電線１６ｃに設けられている。第二解列器１６ｄは、第二制御装置１６ｅからの閉指示により閉状態とされ（連系状態）、第二制御装置１６ｅからの開指示により開状態とされる（解列状態）。

第二制御装置１６ｅは、第二電力供給装置１６ａ、第二電力変換装置１６ｂ、および第二解列器１６ｄを統括して制御するものである。第二検出器１６ｆは、系統電源１１からの電力供給の有無（電力供給の状態）を検出し、その検出結果を第二制御装置１６ｅに送信する。第二検出器１６ｆは、系統電源１１への潮流監視（逆潮流防止）すなわち系統電源１１に対する電力の入出力および電力量の検知を行っている。

第三検出器１６ｇは、第二接続用電線１６ｃに設けられている。第三検出器１６ｇは、系統電源１１からの電力供給の有無（電力供給の状態）を検出し、その検出結果を第二制御装置１６ｅに送信する。第三検出器１６ｇは、電圧計が好ましく、電流計でも電力計でもよい。なお、第三検出器１６ｇは、第二接続用電線１６ｃ以外の場所に配設してもよい。例えば、第一開閉器２２と第三開閉器２４との間の主電線１３に設けるようにしてもよい。

電力供給システム１０は、各電源１１，１５，１６から外部負荷１２への電力供給を切り替える電力供給切替装置２０をさらに備えている。電力供給切替装置２０は、ケーシング２１、第一開閉器２２、第二開閉器２３、第三開閉器２４、接続部２５およびケーシング内電線２６を含んで構成されている。

ケーシング２１は、例えば箱状に形成されている。ケーシング２１は、第一開閉器２２、第二開閉器２３および第三開閉器２４の少なくともいずれかを内部に収容している。ケーシング２１には、接続部２５が設けられている。接続部２５は、第一接続端子２５ａ、第二接続端子２５ｂ、第三接続端子２５ｃ、第四接続端子２５ｄ、第五接続端子２５ｅおよび第六接続端子２５ｆから構成されている。

第一接続端子２５ａは、主電線１３の系統電源１１側の部分が接続されている。
第二接続端子２５ｂは、主電線１３の外部負荷１２側の部分が接続されている。
第三接続端子２５ｃは、第二接続用電線１６ｃの他端が接続されている。
第四接続端子２５ｄは、信号入力用電線１７の他端が接続されている。信号入力用電線１７の一端は、主電線１３の主開閉器１４より上流側の部位（第四接続点１３ｄ）に接続されている。信号入力用電線１７は、系統電源１１からの供給電力を第一開閉器２２、第二開閉器２３および第三開閉器２４に直接導いて入力信号（例えば制御入力電流）として入力するための電線である。

第五接続端子２５ｅは、自立発電電力供給用電線１８の第一分散型電源１５側の部分が接続されている。第六接続端子２５ｆは、自立発電電力供給用電線１８の外部負荷１２側の部分が接続されている。自立発電電力供給用電線１８の一端は、主電線１３の第一接続点１３ａに接続されている。自立発電電力供給用電線１８の他端は、主電線１３の第三接続点１３ｃに接続されている。自立発電電力供給用電線１８は、第一分散型電源１５からの自立発電電力を外部負荷１２に供給するための電線である。

このように、接続部２５は、各電線１３，１６ｃ、１７，１８と電気的に接続されている。接続部２５は、各電線１３，１６ｃ、１７，１８と着脱可能な構造（例えばコネクタ構造）とするのが好ましい。

第一接続端子２５ａと第二接続端子２５ｂとは、ケーシング内主電線２６ａによって接続されている。ケーシング内主電線２６ａは、電力供給切替装置２０内において主電線１３の一部を構成する。上述した第二接続点１３ｂは、ケーシング内主電線２６ａに設けられている。上述した第二検出器１６ｆは、ケーシング内主電線２６ａに設けられている。なお、第二検出器１６ｆは、電力供給切替装置２０外であって電力供給切替装置２０の上流側の主電線１３に設けるようにしてもよい。

第二接続点１３ｂと第三接続端子２５ｃとは、ケーシング内第二接続用電線２６ｂによって接続されている。ケーシング内第二接続用電線２６ｂは、電力供給切替装置２０内において第二接続用電線１６ｃの一部を構成する。

第四接続端子２５ｄと第一開閉器２２の入力信号端子とは、ケーシング内信号入力用電線２６ｃによって接続されている。ケーシング内信号入力用電線２６ｃの接続点２６ｃ１と第二開閉器２３の入力信号端子とは、ケーシング内信号入力用電線２６ｄによって接続されている。ケーシング内信号入力用電線２６ｃの接続点２６ｃ１と第三開閉器２４の入力信号端子とは、ケーシング内信号入力用電線２６ｅによって接続されている。

第五接続端子２５ｅと第六接続端子２５ｆとは、ケーシング内自立発電電力供給用電線２６ｆによって接続されている。ケーシング内自立発電電力供給用電線２６ｆは、電力供給切替装置２０内において自立発電電力供給用電線１８の一部を構成する。
このように、ケーシング内電線２６は、各電線２６ａ〜２６ｆにより構成されている。

第一開閉器２２は、第一接続点１３ａと第二接続点１３ｂとの間の主電線１３に設けられている。第一開閉器２２は、系統電源１１が停電である場合（系統電源１１からの電力供給が異常である）場合に、第一接続点１３ａと第二接続点１３ｂとを遮断（開放）し、系統電源１１が正常である場合（系統電源１１からの電力供給が正常である場合）に、第一接続点１３ａと第二接続点１３ｂとを接続する。

第一開閉器２２は、例えば、交流電力を入力し開閉動作する交流継電器で構成されるのが好ましい。第一開閉器２２は、主開閉器１４と系統電源１１との間の主電線１３（第四接続点１３ｄ）に信号入力用電線１７を介して接続され、系統電源１１の電圧を入力する。第一開閉器２２は、入力した系統電源１１の電圧が切替電圧値以上である場合に接続状態に切り替えられ、入力した系統電源１１の電圧が前記切替電圧値未満である場合に開放状態に切り替えられる。

継電器は、電磁継電器（電磁リレー）、半導体リレー（ソリッドステートリレー）などが挙げられる。電磁継電器は、電磁石（巻線に制御入力電流を流すもの）により接点を物理的に動かし、開閉する継電器である。半導体リレーは、サイリスタやフォトカプラなどの半導体素子を用いて、小さな入力電力で大きな出力電圧をオン・オフする継電器である。

第一開閉器２２および第三開閉器２４は、電磁石に電流を流さないときに接点が開き、電磁石に電流を流したときに接点が閉じる電磁継電器（ａ接点タイプ、ＮＯタイプ）である。第二開閉器２３は、電磁石に電流を流したときに接点が開き、電磁石に電流を流さないときに接点が閉じる電磁継電器（ｂ接点タイプ、ＮＣタイプ）である。

第二開閉器２３は、第一接続点１３ａと、第二接続点１３ｂと外部負荷１２との間の主電線１３の部位（第三接続点１３ｃ）とを接続する自立発電電力供給用電線１８に設けられている。第二開閉器２３は、系統電源１１が停電である場合（系統電源１１からの電力供給が異常である場合）に、第一接続点１３ａと第三接続点１３ｃとを接続し、系統電源１１が正常である場合（系統電源１１からの電力供給が正常である場合）に、第一接続点１３ａと第三接続点１３ｃとを開放する。

第二開閉器２３は、第一開閉器２２と同様に、例えば、交流電力を入力し開閉動作する交流継電器で構成されるのが好ましい。第二開閉器２３は、主開閉器１４と系統電源１１との間の主電線１３（第四接続点１３ｄ）に信号入力用電線１７を介して接続され、系統電源１１の電圧を入力する。第二開閉器２３は、入力した系統電源１１の電圧が切替電圧値以上である場合に開放状態に切り替えられ、入力した系統電源１１の電圧が前記切替電圧値未満である場合に接続状態に切り替えられる。

第三開閉器２４は、第二接続点１３ｂと外部負荷１２（第三接続点１３ｃ）との間の主電線１３に設けられている。第三開閉器２４は、系統電源１１が停電である場合（系統電源１１からの電力供給が異常である場合）に、第二接続点１３ｂと外部負荷１２（第三接続点１３ｃ）とを遮断し、系統電源１１が正常である場合（系統電源１１からの電力供給が正常である場合）に、第二接続点１３ｂと外部負荷１２（第三接続点１３ｃ）とを接続する。

第三開閉器２４は、第一開閉器２２と同様に、例えば、交流電力を入力し開閉動作する交流継電器で構成されるのが好ましい。第三開閉器２４は、主開閉器１４と系統電源１１との間の主電線１３（第四接続点１３ｄ）に信号入力用電線１７を介して接続され、系統電源１１の電圧を入力する。第三開閉器２４は、入力した系統電源１１の電圧が切替電圧値以上である場合に接続状態に切り替えられ、入力した系統電源１１の電圧が切替電圧値未満である場合に開放状態に切り替えられる。

次に、上述のように構成された電力供給システム１０の作動を図２を参照して説明する。最初に系統電源１１が正常である場合について説明する。系統電源１１が正常である場合、主開閉器１４は接続状態であり、第一分散型電源１５の第一解列器１５ｄも接続状態であり、第二分散型電源１６の第二解列器１６ｄも接続状態である。

第一分散型電源１５の第一解列器１５ｄが接続状態にあるので、第一分散型電源１５は系統電源１１と連系されており、外部負荷１２に対する電力供給は、第一分散型電源１５および系統電源１１の両方から供給可能である（連系電力供給）。第二分散型電源１６の第二解列器１６ｄが接続状態にあるので、第二分散型電源１６は系統電源１１と連系されており、外部負荷１２に対する電力供給は、第二分散型電源１６および系統電源１１の両方から供給可能である（連系電力供給）。

系統電源１１が正常である場合における電力供給切替装置２０の作動を説明する。系統電源１１が正常であるので、第一開閉器２２および第三開閉器２４は接続状態である。詳細には、系統電源１１から供給されている電圧が切替電圧値以上であり電流が流れているため、ａ接点タイプである第一開閉器２２および第三開閉器２４の接点が閉じ、第一開閉器２２および第三開閉器２４は接続状態である。
系統電源１１が正常であるので、第二開閉器２３は開放状態である。詳細には、系統電源１１から供給されている電圧が切替電圧値以上であり電流が流れているため、ｂ接点タイプである第二開閉器２３の接点が開き、第二開閉器２３は開放状態である。

次に系統電源１１が停電した場合について図２を参照して説明する。系統電源１１が異常であるため、主開閉器１４は開放状態となる。この場合、第一分散型電源１５の第一解列器１５ｄも開放状態となる。

停電の発生と同時に、第一解列器１５ｄが開放される。第一分散型電源１５の第一解列器１５ｄが開放状態にあるので、第一分散型電源１５は系統電源１１と解列される。停電発生した時点から所定時間Ｔ１（例えば０．５秒）が経過した時点に、第一解列器１５ｄが接続される。すなわち、第一接続点１３ａは、系統電源１１と遮断されるが、第一分散型電源１５と接続される。これと同時に、第一分散型電源１５は自立発電を開始する（自立電力供給）。その結果、外部負荷１２に対する電力供給形式は、連系電力供給から自立電力供給に変更される。すなわち、外部負荷１２に対する電力は、系統電源１１からの電力ではなく、第一分散型電源１５からの電力となる。

停電発生した時点（および停電中）における電力供給切替装置２０の作動を説明する。停電が発生すると、第一開閉器２２に入力した系統電源１１の電圧が切替電圧値未満であるため、第一開閉器２２は開放状態に切り替えられる。詳細には、第一開閉器２２の入力信号端子に電流が流れないため、ａ接点タイプである第一開閉器２２の接点が開き、第一開閉器２２は開放状態となる。
第三開閉器２４も、停電が発生すると、第一開閉器２２と同様に、開放状態となる。

一方、第二開閉器２３においては、停電が発生すると、第二開閉器２３に入力した系統電源１１の電圧が切替電圧値未満であるため、第二開閉器２３は接続状態に切り替えられる。詳細には、第二開閉器２３の入力信号端子に電流が流れないため、ｂ接点タイプである第二開閉器２３の接点が閉じ、第二開閉器２３は接続状態となる。

第一開閉器２２が開放状態となるとともに第二開閉器２３が接続状態となると、第一接続点１３ａと第三接続点１３ｃ（ひいては外部負荷１２）とは、主電線１３ではなく自立発電電力供給用電線１８を介して接続される。第一分散型電源１５は、自立発電電力供給用電線１８を介して外部負荷１２に接続される。第一分散型電源１５からの電力は、第一接続点１３ａ、自立発電電力供給用電線１８および第三接続点１３ｃを経由して外部負荷１２に供給される。

また、第一分散型電源１５からの電力は、第一接続点１３ａおよび主電線１３を経由して第三検出器１６ｇ（または第二検出器１６ｆ）に供給されない。よって、第二分散型電源１６は、主電線１３に電力が供給されていないこと、ひいては系統電源１１の異常（停電）を自ら検知することができる。その結果、第二分散型電源１６は、第二解列器１６ｄを第二制御装置１６ｅからの開指示により開状態とし、第二分散型電源１６を系統電源１１から解列する（解列状態）。このとき、第二分散型電源１６は、第二電力供給装置１６ａによる発電を停止するようにしてもよい。

さらに、第三開閉器２４が開放状態となると、第二接続点１３ｂと第三接続点１３ｃとは遮断される。よって、第一分散型電源１５から自立発電電力供給用電線１８を介して供給された電力（自立電力）が、第二分散型電源１６に逆流するのを防止することができる。なお、第三検出器１６ｇは、第二接続用電線１６ｃに配置されているため、第三検出器１６ｇが自立電力を検出するのを防止でき、ひいてはその検出結果に基づく停電後の復電であるという誤判定を防止することができる。

前述したように、電力供給切替装置２０は、系統電源１１の電力状態を直接入力し、その電力状態に応じて各開閉器２２〜２４の開放・接続の切替を行い、その結果、内部の経路の遮断・接続の切替を行う。第二分散型電源１６は、この電力供給切替装置２０を用いて主電線１３に第一分散型電源１５に対して並列に接続されている。このように、複数多種の分散型電源１５，１６が並列接続されている電力供給システム１０において、各分散型電源１５，１６がそれぞれ独立して停電（系統電源１１の異常）を検出（検知）することができる。よって、電力供給システム１０は、系統電源１１の停電に対応した適切な制御（例えば連系規定の沿った制御）を行うことができる。

さらに系統電源１１が復電した場合について図３を参照して説明する。系統電源１１は異常から正常に戻るため、主開閉器１４は接続状態となる。この場合、第一分散型電源１５の第一解列器１５ｄも開放状態となる。

復電と同時に、第一解列器１５ｄが開放される。第一分散型電源１５の第一解列器１５ｄが開放状態にあるので、第一分散型電源１５は系統電源１１と遮断される。その後、復電した時点から所定時間Ｔ２（例えば、３００秒）が経過した時点に、第一解列器１５ｄが接続される。すなわち、第一接続点１３ａは、系統電源１１と接続されるとともに、第一分散型電源１５と接続される。その結果、外部負荷１２に対する電力供給形式は、連系電力供給に変更される。なお、所定時間Ｔ２中において、連系接続が禁止されるとともに、電力供給は停止されている。

復電した時点（および復電した後）における電力供給切替装置２０の作動を説明する。復電すると、第一開閉器２２に入力した系統電源１１の電圧が切替電圧値以上であるため、第一開閉器２２は接続状態に切り替えられる。詳細には、第一開閉器２２の入力信号端子に電流が流れるため、ａ接点タイプである第一開閉器２２の接点が閉じ、第一開閉器２２は接続状態となる。
第三開閉器２４も、復電すると、第一開閉器２２と同様に、接続状態となる。

一方、第二開閉器２３においては、復電すると、第二開閉器２３に入力した系統電源１１の電圧が切替電圧値以上であるため、第二開閉器２３は開放状態に切り替えられる。詳細には、第二開閉器２３の入力信号端子に電流が流れるため、ｂ接点タイプである第二開閉器２３の接点が開き、第二開閉器２３は開放状態となる。

第一開閉器２２が接続状態となるとともに第二開閉器２３が開放状態となると、第一接続点１３ａと第三接続点１３ｃ（ひいては外部負荷１２）とは、自立発電電力供給用電線１８ではなく主電線１３を介して接続される。系統電源１１は、主電線１３を介して外部負荷１２に接続される。第一分散型電源１５は、主電線１３を介して外部負荷１２に接続される。系統電源１１および第一分散型電源１５からの各電力は、第一接続点１３ａ、主電線１３および第三接続点１３ｃを経由して外部負荷１２に供給される。

また、系統電源１１からの電力は、第一接続点１３ａおよび主電線１３を経由して第二検出器１６ｆおよび第三検出器１６ｇに供給される。よって、第二分散型電源１６は、主電線１３に電力が供給されていること、ひいては系統電源１１の正常（復電）を自ら検知することができる。その結果、第二分散型電源１６は、復電した時点から所定時間Ｔ２が経過した時点に、第二解列器１６ｄを第二制御装置１６ｅからの閉指示により閉状態とし、第二分散型電源１６を系統電源１１に連系する（連系状態）。すなわち、第二接続点１３ｂは、系統電源１１と接続されるとともに、第二分散型電源１６とも接続される。これと同時に、第二分散型電源１６は第二電力供給装置１６ａによる発電を開始する。その結果、外部負荷１２に対する電力供給形式は、連系電力供給に変更される。

さらに、第三開閉器２４が接続状態となると、第二接続点１３ｂと第三接続点１３ｃとは接続される。よって、系統電源１１、第一分散型電源１５および第二分散型電源１６は、主電線１３を介して外部負荷１２に接続される。すなわち、第一分散型電源１５および第二分散型電源１６の電力供給形式は、連系電力供給である。

このように、複数多種の分散型電源１５，１６が並列接続されている電力供給システム１０において、各分散型電源１５，１６がそれぞれ独立して系統電源１１の復電を検出（検知）することができる。よって、電力供給システム１０は、系統電源１１の復電に対応した適切な制御（例えば連系規定の沿った制御）を行うことができる。

上述した説明から明らかなように、本実施形態に係る電力供給切替装置２０は、系統電源１１と、系統電源１１に主電線１３を介して電気的に接続されている外部負荷１２と、主電線１３に設けられ、系統電源１１からの電力供給が異常である場合（系統電源１１が停電である場合）に開放され、系統電源１１からの電力供給が正常である場合（系統電源１１が正常である場合）に接続される主開閉器１４と、電力を供給する第一電力供給装置１５ａを備え、第一電力供給装置１５ａからの電力を、主電線１３の主開閉器１４より下流部位の第一接続点１３ａにて接続されている第一接続用電線１５ｃを介して送電し、系統電源１１からの電力供給が異常である場合（系統電源１１が停電である場合）に自立発電が可能である第一分散型電源１５と、電力を供給する第二電力供給装置１６ａを備え、第二電力供給装置１６ａからの電力を、主電線１３の第一接続点１３ａより下流部位の第二接続点１３ｂにて接続されている第二接続用電線１６ｃを介して送電する第二分散型電源１６と、第二接続用電線１６ｃに設けられ、電力供給の有無を検出して第二分散型電源１６に送信する第三検出器１６ｇ（検出器）と、を少なくとも備えた電力供給システム１０に適用される、各電源１１，１５，１６から外部負荷１２への電力供給を切り替える電力供給切替装置２０であって、電力供給切替装置２０は、第一接続点１３ａと第二接続点１３ｂとの間の主電線１３に設けられ、系統電源１１からの電力供給が異常である場合（系統電源１１が停電である場合）に、第一接続点１３ａと第二接続点１３ｂとを遮断し、系統電源１１からの電力供給が正常である場合（系統電源１１が正常である場合）に、第一接続点１３ａと第二接続点１３ｂとを接続する第一開閉器２２を備えている。

これによれば、系統電源１１が停電である場合（系統電源１１からの電力供給が異常である）場合に、第一分散型電源１５が自立発電を行った場合であっても、第一接続点１３ａと第二接続点１３ｂとは第一開閉器２２によって遮断される。よって、第一接続点１３ａと第二接続点１３ｂとの間の主電線１３に電力を供給するのを停止することができる。その結果、第二接続用電線上の第三検出器１６ｇ（検出器）が電力供給の有無（例えば電圧）を検出することにより、第二分散型電源１６は系統電源１１からの電力供給が異常であるか否か（系統電源１１が停電であるか否か）を検出することができる。このように、電力供給システム１０は、システム・構造の複雑化を招くことなく、全ての分散型電源１５，１６が系統電源１１の異常の有無を確実に検知する。
さらに、電力供給システム１０は、復電の際にも、全ての分散型電源１５，１６が系統電源１１の異常の有無を確実に検知する。
さらに、電力供給切替装置２０は、簡単な構成にて、外部負荷１２に供給する電力（電源元）を切り替え可能である。

また、電力供給切替装置２０は、第一接続点１３ａと、第二接続点１３ｂと外部負荷１２との間の主電線１３の部位である第三接続点とを接続する自立発電電力供給用電線に設けられ、系統電源１１からの電力供給が異常である場合（系統電源１１が停電である場合）に、第一接続点１３ａと第三接続点とを接続し、系統電源１１からの電力供給が正常である場合（系統電源１１が正常である場合）に、第一接続点１３ａと第三接続点とを遮断する第二開閉器をさらに備えている。
これによれば、系統電源１１からの電力供給が異常である場合（系統電源１１が停電である場合）であって、第一分散型電源１５が自立発電を行った場合に、第二開閉器が第一接続点１３ａと第三接続点とを接続し、自立発電電力供給用電線が連通状態となる。その結果、第一分散型電源１５からの電力（自立発電電力）が外部負荷１２に確実に供給される。

また、電力供給切替装置２０は、第二接続点１３ｂと外部負荷１２との間の主電線１３に設けられ、系統電源１１からの電力供給が異常である場合（系統電源１１が停電である場合）に、第二接続点１３ｂと外部負荷１２とを遮断し、系統電源１１からの電力供給が正常である場合（系統電源１１が正常である場合）に、第二接続点１３ｂと外部負荷１２とを接続する第三開閉器をさらに備えている。
これによれば、系統電源１１からの電力供給が異常である場合（系統電源１１が停電である場合）であって、第一分散型電源１５が自立発電を行った場合に、第三開閉器が第二接続点１３ｂと外部負荷１２とを遮断する。その結果、外部負荷１２に第一分散型電源１５から外部負荷１２に供給されている自立発電電力が、第二接続点１３ｂひいては第二分散型電源１６に逆流するのを抑制することができる。さらに、第二分散型電源１６に逆流した電力を系統電源１１の復電と誤判定するのを抑制することができる。

また、第一開閉器２２は、主開閉器１４と系統電源１１との間の主電線１３に信号入力用電線を介して接続され、系統電源１１の電圧を入力し、入力した電圧が切替電圧値以上である場合に接続状態に切り替えられ、入力した電圧が切替電圧値未満である場合に開放状態に切り替えられる交流継電器である。
これによれば、第一開閉器２２が交流継電器で構成されるため、第一開閉器２２は簡単な構成で確実に動作される。

また、第二開閉器は、主開閉器１４と系統電源１１との間の主電線１３に信号入力用電線を介して接続され、系統電源１１の電圧を入力し、入力した電圧が切替電圧値以上である場合に開放状態に切り替えられ、入力した電圧が切替電圧値未満である場合に接続状態に切り替えられる交流継電器である。
これによれば、第二開閉器が交流継電器で構成されるため、第二開閉器は簡単な構成で確実に動作される。

また、第三開閉器は、主開閉器１４と系統電源１１との間の主電線１３に信号入力用電線を介して接続され、系統電源１１の電圧を入力し、入力した電圧が切替電圧値以上である場合に接続状態に切り替えられ、入力した電圧が切替電圧値未満である場合に開放状態に切り替えられる交流継電器である。
これによれば、第三開閉器が交流継電器で構成されるため、第三開閉器は簡単な構成で確実に動作される。

また、電力供給切替装置２０は、各開閉器のいずれかを少なくとも収納するケーシングと、ケーシングに設けられ、各電線と電気的に接続される接続部と、をさら備えている。
これによれば、電力供給切替装置２０は、既に設置されている電力供給システム１０に、簡単な施工により設置することができる。

また、電力供給切替装置２０は、第二分散型電源１６内に含んで構成されるようにしてもよい。
これによれば、第二分散型電源１６を後付する場合、簡単に施工することができる。

また、電力供給システム１０は、上述した電力供給切替装置２０の作用・効果を得ることができる。

なお、上述した実施形態においては、第一分散型電源１５は、逆潮が禁止されていない分散型電源で構成する代わりに、逆潮が禁止されている分散型電源で構成するようにしてもよい。第二分散型電源１６は、逆潮が禁止されている分散型電源で構成する代わりに、逆潮が禁止されていない分散型電源で構成するようにしてもよい。

また、上述した電力供給システム１０が３つ以上の分散型電源で構成される場合、系統電源１１に対して最上流に配置される分散型電源は第一分散型電源１５があり、二つ目以降の分散型電源は第二分散型電源１６である。

１０…電力供給システム、１１…系統電源、１２…外部負荷、１３…主電線、１３ａ…第一接続点、１３ｂ…第二接続点、１３ｃ…第三接続点、１３ｄ…第四接続点、１４…主開閉器、１５…第一分散型電源、１５ａ…第一電力供給装置、１５ｂ…第一電力変換装置、１５ｃ…第一接続用電線、１５ｄ…第一解列器、１５ｅ…第一制御装置、１５ｆ…第一検出器、１６…第二分散型電源、１６ａ…第二電力供給装置、１６ｂ…第二電力変換装置、１６ｃ…第二接続用電線、１６ｄ…第二解列器、１６ｅ…第二制御装置、１６ｆ…第二検出器、１６ｇ…第三検出器（検出器）、１７…信号入力用電線、１８…自立発電電力供給用電線、２０…電力供給切替装置、２１…ケーシング、２２…第一開閉器、２３…第二開閉器、２４…第三開閉器、２５…接続部、２６…ケーシング内電線。

Claims (6)

1. 系統電源と、
   前記系統電源に主電線を介して電気的に接続されている外部負荷と、
   前記主電線に設けられ、前記系統電源からの電力供給が異常である場合に開放され、前記系統電源からの電力供給が正常である場合に接続される主開閉器と、
   電力を供給する第一電力供給装置を備え、前記第一電力供給装置からの電力を、前記主電線の前記主開閉器より下流部位の第一接続点にて接続されている第一接続用電線を介して送電し、前記系統電源からの電力供給が異常である場合に自立発電が可能である第一分散型電源と、
   電力を供給する第二電力供給装置を備え、前記第二電力供給装置からの電力を、前記主電線の前記第一接続点より下流部位の第二接続点にて接続されている第二接続用電線を介して送電する第二分散型電源と、
   前記第二接続用電線に設けられ、電力供給の有無を検出して前記第二分散型電源に送信する検出器と、
   を少なくとも備えた電力供給システムに適用される、前記各電源から前記外部負荷への電力供給を切り替える電力供給切替装置であって、
   前記電力供給切替装置は、前記第一接続点と前記第二接続点との間の前記主電線に設けられ、前記系統電源からの電力供給が異常である場合に、前記第一接続点と前記第二接続点とを遮断し、前記系統電源からの電力供給が正常である場合に、前記第一接続点と前記第二接続点とを接続する第一開閉器を備えている電力供給切替装置。
2. 前記電力供給切替装置は、前記第一接続点と、前記第二接続点と前記外部負荷との間の前記主電線の部位である第三接続点とを接続する自立発電電力供給用電線に設けられ、前記系統電源からの電力供給が異常である場合に、前記第一接続点と前記第三接続点とを接続し、前記系統電源からの電力供給が正常である場合に、前記第一接続点と前記第三接続点とを遮断する第二開閉器をさらに備えている請求項１記載の電力供給切替装置。
3. 前記電力供給切替装置は、前記第二接続点と前記外部負荷との間の前記主電線に設けられ、前記系統電源からの電力供給が異常である場合に、前記第二接続点と前記外部負荷とを遮断し、前記系統電源からの電力供給が正常である場合に、前記第二接続点と前記外部負荷とを接続する第三開閉器をさらに備えている請求項１または請求項２記載の電力供給切替装置。
4. 前記第一開閉器は、前記主開閉器と前記系統電源との間の前記主電線に信号入力用電線を介して接続され、前記系統電源の電圧を入力し、入力した前記電圧が切替電圧値以上である場合に接続状態に切り替えられ、入力した前記電圧が前記切替電圧値未満である場合に開放状態に切り替えられる交流継電器である請求項１乃至請求項３の何れか一項記載の電力供給切替装置。
5. 前記第二開閉器は、前記主開閉器と前記系統電源との間の前記主電線に信号入力用電線を介して接続され、前記系統電源の電圧を入力し、入力した前記電圧が切替電圧値以上である場合に開放状態に切り替えられ、入力した前記電圧が前記切替電圧値未満である場合に接続状態に切り替えられる交流継電器である請求項２記載の電力供給切替装置。
6. 前記第三開閉器は、前記主開閉器と前記系統電源との間の前記主電線に信号入力用電線を介して接続され、前記系統電源の電圧を入力し、入力した前記電圧が切替電圧値以上である場合に接続状態に切り替えられ、入力した前記電圧が前記切替電圧値未満である場合に開放状態に切り替えられる交流継電器である請求項３記載の電力供給切替装置。

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