JP6520030B2 - 電力供給システム - Google Patents
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Description
このようなシステムにおいて、交流電力系統からの供給電力や、売電された電力等といったシステムによる電力の需給状況を把握し表示するための計測装置が設けられることがある(例えば、特許文献1参照)。
特に、発電システムに対して計測装置104を追加的に接続、設置する場合、電力を測定するために電路103と計測装置104とを繋いでいる計測用電路106を通じて計測装置104の動作に必要な電力を取得するように構成することが考えられる。
この場合、計測装置104の動作に必要な電力を供給するための電路を新たに設ける必要がなく、計測装置104を容易に接続、設置できる点で有利である。
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
(1)本発明の実施形態に係る電力供給システムは、電力供給装置から供給される直流電力を交流電力に変換して交流電力系統に連系させるパワーコンディショナと、前記交流電力系統と前記パワーコンディショナとを繋ぐ電路の電力を計測する計測部、及び前記計測部を動作させるために必要な電力を当該計測部に与える電源部を有する計測装置と、を備え、前記パワーコンディショナは、当該パワーコンディショナを制御するために必要な直流電力を出力する制御電源部を備え、前記電源部は、前記制御電源部が出力する直流電力を取得して前記計測部を動作させるために必要な電力を生成する。
また、パワーコンディショナの制御電源部から直流電力を取得するので、例えば、電圧を計測するために前記電路と計測装置とを繋いでいる電路を利用して電力を取得した場合のように、計測装置に必要な電力の取得が計測部による交流系統の電力計測に影響を与えることがなく、電力計測の精度を低下させることがない。
以上のように、上記電力供給システムによれば、低コストかつ高精度で電力計測を行うことができる。
この場合、携帯端末等の外部の通信機器に計測情報を無線送信し、この通信機器に計測情報を出力させることができる。
この場合、計測装置との間で無線通信可能な制御命令送信装置によって制御命令を受け付け、受け付けた制御命令に基づいてパワーコンディショナを制御することができるので、本システムの操作の利便性が向上する。
これにより、制御部は、パワーコンディショナを制御するための命令を当該パワーコンディショナに確実に与えることができる。
この場合、制御部は、計時部が計時する時刻に基づいてスケジュール運転を行うことができる。
この場合、電力供給装置から電力が供給されない状態であったとしても、蓄電池に蓄電された直流電力によって制御電源部は直流電力を出力することができるので、計測装置の電源部は直流電力を取得することができる。これにより、計測装置は、電力供給装置から電力が供給されない時間であっても計測部を動作させるために必要な電力を生成することができ、電力計測を行うことができる。
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔1.太陽光発電システムの機能的構成〕
図1は、太陽光発電システムの全体構成を示す図である。この太陽光発電システム1は、太陽光発電パネル2と、この太陽光発電パネル2が接続されているパワーコンディショナ3と、計測装置4と、計測装置4と通信可能な端末装置5とを備えている。
PCS3は、交流電力が供給される商用電力系統(交流電力系統)6に接続されており、太陽光発電パネル2が出力する直流電力を交流電力に変換した上で、変換した交流電力を商用電力系統6に連系させる連系運転を行う機能を有している。
PCS3には、蓄電池7が接続されている。この蓄電池7には、PCS3が発電した直流電力の内の余剰電力が蓄電される。
負荷10は、例えば、太陽光発電システム1及び商用電力系統6から交流電力の供給を受ける機器等によって構成されている。
つまり、太陽光発電システム1は、電力供給装置としての太陽光発電パネル2から供給される直流電力を系統連系しつつ負荷10に供給する電力供給システムを構成している。
分電盤9は、当該分電盤9から延びる計測用電路11によって計測装置4に接続されている。
計測用電路11は、電路8の電流を測定するための第1計測用電路11aと、電路8の電圧を測定するための第2計測用電路11bとを含んでいる。
また、第2計測用電路11bは、分電盤9内部において、一端部が電路8に接続されており、他端部が計測回路15に接続されている。
計測回路15は、計測した電路8の電圧値を示す出力、及び第1計測用電路11aを介して与えられる電路8の電流値を示す出力を制御部16に与える。
このように計測回路15及び電流センサ9aは、電路8の電圧及び電流を計測する機能を有しており、電路8の電力を計測する計測部19を構成している。
なお、計測回路15による電路8の電流値を示す出力は、電流値の他、電流センサ9aが設けられている電路8での位置の電流の流れる方向も示している。よって、計測回路15による電路8の電流値を示す出力は、商用電力系統6からの電力がどの程度負荷10に供給されているのか、PCS3からの電力がどの程度商用電力系統6側に流れて売電されているのか、といった情報を含んでいる。
例えば、無線通信部17は、図に示すように、無線ルータ20等を介して端末装置5との間で、無線LANによる通信を確立する機能を有している。
計測処理部16aは、計測回路15から与えられる電圧値を示す出力及び電流値を示す出力を収集し、これら出力に基づいて電路8の電流値及び電圧値を求める機能を有している。
計測処理部16aは、一定期間ごとに計測回路15から与えられる電圧値を示す出力及び電流値を示す出力を取得し、電路8の電流値及び電圧値を求める。よって、計測処理部16aは、離散的に電路8の電流値及び電圧値を求める。
通信処理部16bは、計測処理部16aが求めた、電路8の電流値及び電圧値や、商用電力系統6からの供給電力、商用電力系統6側に売電された電力といった計測情報を端末装置5に向けて無線送信する。
また、通信処理部16bは、PCS制御部16cが取得した蓄電池7やPCS3の動作状態を示す機器情報(後に説明する)を端末装置5に向けて無線送信する。
このように、本システム1の計測装置4は、計測回路15が求めた計測情報及び機器情報を無線送信する無線通信部17を備えているので、端末装置5等の通信機器に計測情報及び機器情報を無線送信し、この通信機器に計測情報及び機器情報を出力させることができる。この結果、システム1を使用する使用者は、通信機器を携帯していれば任意の場所で計測情報及び機器情報を確認することができ、利便性が向上する。
また、PCS制御部16cは、蓄電池7やPCS3の動作状態を示す機器情報をPCS3から取得する機能を有している。
端末装置5は、前記使用者による画面5aに対する入力操作によって制御命令を受け付けると、受け付けた制御命令を計測装置4の無線通信部17に向けて無線送信する。
無線通信部17は、端末装置5から無線送信された制御命令を受信すると、この制御命令をPCS制御部16cに与える。
PCS制御部16cは、与えられた制御命令に基づいて、PCS3を制御するための命令を有線通信によってPCS3に向けて出力する。
PCS制御部16cから命令が与えられたPCS3は、その命令に従った運転を実行する。
PCS制御部16cは、計時部16dが計時した時刻情報を取得し、この時刻情報に基づいてスケジュール運転を行う機能を有している。
PCS制御部16cは、端末装置5から与えられた制御命令に含めて与えられるスケジュール運転に関する情報を取得し、このスケジュール運転に関する情報に従い、前記時刻情報を参照しつつスケジュール運転を行う。
また、本システム1は、制御部16が計時部16dを備えているので、PCS制御部16cは、計時部16dから与えられる時刻情報に基づいてスケジュール運転を行うことができ、さらに利便性を向上させることができる。
電源部18は、各部を動作させるために必要な電力を生成するために、PCS3が出力する直流電力を取得するように構成されている。
図2は、太陽光発電システムの各部に対する電力供給の態様を示す図である。
図中、PCS3は、太陽光発電パネル2が出力する直流電力の電圧を所定の電圧に変換するためのDC/DCコンバータ21と、蓄電池7が出力する直流電力の電圧を所定の電圧に変換するためのDC/DCコンバータ22と、DC/DCコンバータ21、22が出力する直流電力を交流電力に変換するインバータ23とを備えている。
PCS3は、DC/DCコンバータ21、22、及びインバータ23によって太陽光発電パネル2が出力する直流電力を交流電力に変換し、交流電力を出力するとともに、電路8を介して商用電力系統6に連系させる。
PCS3は、商用電力系統6の電力供給状況、及び太陽光発電パネル2による発電状況に応じてDC/DCコンバータ22を制御し、蓄電池7に余剰電力を蓄電するとともに、蓄電池7に蓄電された余剰電力を電路25に供給する。
制御電源部24には、DC/DCコンバータ21、22と、インバータ23とを繋ぐ電路25から分岐された電路26が接続されている。電路26には、逆潮流を防止するダイオード26aが接続されている。
制御電源部24は、この電路26を通じてDC/DCコンバータ21、22が出力する直流電力の供給を受け、供給された直流電力を所定の電圧に変換して、PCS3としての動作に必要な直流電力を出力する。
制御電源部24は、DC/DCコンバータ21、22によって直流電力が出力されていないときは、この電路27を通じて商用電力系統6側から電力の供給を受け、PCS3としての動作に必要な直流電力を出力する。
よって、この場合、制御電源部24は、蓄電池7に蓄電された直流電力の供給を受け、PCS3としての動作に必要な直流電力を出力することができる。
電源部18は、電路30を通じてPCS3の制御電源部24が出力する直流電力を取得する。
電源部18は、制御電源部24が出力する直流電力を取得し、計測回路15等を動作させるために必要な直流電力を生成する。電源部18は、生成した直流電力を計測回路15や、制御部16、無線通信部17等、計測装置4が備える各部に与える。
以上のように、本システム1によれば、低コストかつ高精度で電力計測を行うことができる。
例えば、計測装置4の制御部16は、計測結果から商用電力系統6からの電力が無いと判断できる場合には、蓄電池7の充電を行うことなく、太陽光発電パネル2による電力を全て電路8に出力するようにさせたり、太陽光発電パネル2による電力に余裕があると判断できる場合には、蓄電池7に充電させるようにさせたり、といったようにPCS3を制御することができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
2 太陽光発電パネル(電力供給装置)
3 PCS
4 計測装置
5 端末装置
5a 画面
6 商用電力系統
7 蓄電池
8 電路
9 分電盤
9a 電流センサ
10 負荷
11 計測用電路
11a 第1計測用電路
11b 第2計測用電路
15 計測回路
16 制御部
16a 計測処理部
16b 通信処理部
16c 制御部
16d 計時部
17 無線通信部
18 電源部
19 計測部
20 無線ルータ
21 DC/DCコンバータ
22 DC/DCコンバータ
23 インバータ
24 制御電源部
25 電路
26 電路
26a ダイオード
27 電路
27a 整流器
27b ダイオード
30 電路
Claims (7)
- 電力供給装置から供給される直流電力を交流電力に変換して交流電力系統に連系させるパワーコンディショナと、
前記交流電力系統と前記パワーコンディショナとを繋ぐ電路の交流電力を計測する計測部、及び前記計測部を動作させるために必要な直流電力を当該計測部に与える電源部を有し、前記パワーコンディショナとは別体で設けられる計測装置と、を備え、
前記パワーコンディショナは、当該パワーコンディショナを制御するために必要な直流電力を出力する制御電源部を備え、
前記制御電源部は、前記パワーコンディショナ及び前記電源部に直流電力を供給し、
前記電源部は、前記制御電源部が出力する直流電力を取得して前記計測部を動作させるために必要な直流電力を生成する電力供給システム。 - 前記計測装置は、前記計測部が計測した計測情報を無線送信する無線通信部をさらに備えている請求項1に記載の電力供給システム。
- 前記パワーコンディショナを制御するための制御命令を受け付け、受け付けた制御命令を前記無線通信部に向けて無線送信する制御命令送信装置をさらに備え、
前記計測装置は、前記無線通信部が受信した前記制御命令送信装置からの前記制御命令に基づいて前記パワーコンディショナを制御する制御部を備えている請求項2に記載の電力供給システム。 - 前記制御部と、前記パワーコンディショナとは、有線通信又は無線通信によって接続され、
前記制御部は、前記パワーコンディショナを制御するための命令を前記有線通信又は前記無線通信によって送信する請求項3に記載の電力供給システム。 - 前記制御部は、計時可能な計時部を備え、この計時部が計時する時刻に基づいて前記パワーコンディショナを制御する請求項3又は請求項4に記載の電力供給システム。
- 前記パワーコンディショナには、前記電力供給装置からの直流電力を蓄電する蓄電池が接続され、前記蓄電池に蓄電した直流電力を前記制御電源部に与えることで前記パワーコンディショナを制御するために必要な直流電力を前記制御電源部に出力させる請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電力供給システム。
- 前記電力供給装置は、太陽光発電パネルである請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電力供給システム。
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