JP6640956B1 - 電力供給システム、電力供給装置および電力供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＣ電力を安全に供給または停止することができる電力供給システム、電力供給装置および電力供給方法を提供する。【解決手段】電力供給システムＺ１は、ＤＣ電力ライン１０１から電力が供給されるＤＣ電力ライン側端子部２０１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１からのＤＣ電力が供給される電力供給側端子部２１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１の接続を固定または解除する接続部１１と、電力供給側端子部２１からのＤＣ電力を電力変換し、電力負荷４０１に電力を供給する電力変換装置５１と、電力変換装置５１と電力供給側端子部２１の間に接続されＤＣ電力を供給または停止を行う第１開閉部４１と、電力供給側端子部２１の接続状態と、第１開閉部４１の開放状態と、電力変換装置５１の電力供給状態とを監視して取外し制御を行う第１制御部６１と、第１制御部６１に取外し指令を伝達する指令伝達部３０１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電力供給システム、電力供給装置および電力供給方法に関する。

再生可能エネルギの電力安定供給を目的とした電力補償設備、非常時の自家発電設備などを用途として内燃機関による発電装置（以下、内燃機関発電装置）の設置が拡大している。さらに、管理された地域への電力供給を目的として、内燃機関発電装置等の交流(ＡＣ)電力供給装置だけではなく直流（ＤＣ）電力供給装置のニーズはますます高まるものと予想される。

特許文献１には、「交流電力を直流電力に変換する電力変換装置によって充電されるとともに前記電力変換装置からの直流電力が供給される第１の直流負荷に常時並列に接続され、前記電力変換装置へ供給される交流電力が瞬間的に電圧低下した際または瞬間的に停止した際に前記第１の直流負荷へバックアップのための最小限の直流電力を供給することが可能な第１の蓄電装置と、前記電力変換装置によって充電されるとともに前記第１の蓄電装置と前記第１の直流負荷に対して並列に接続可能であり、貯蔵した前記電力変換装置からの直流電力を第２の直流負荷に供給可能で前記第１の蓄電装置よりも容量が大である第２の蓄電装置と、を備える直流給電システム」が記載されている。この特許文献１に記載の直流給電システムは、「前記電力変換装置と前記第２の蓄電装置とを接続する回路に設けられる第１のスイッチと、前記第２の蓄電装置と前記第２の直流負荷とを接続する回路に設けられる第２のスイッチと、前記交流電力の前記電力変換装置への供給停止を検出する停電検知手段と、前記第２の蓄電装置に貯蔵された直流電力を前記第２の直流負荷に供給する際には、前記第１のスイッチをオフにするとともに前記第２のスイッチをオンとし、前記停電検知手段により前記交流電力の前記電力変換装置への供給停止を検知した際には、優先的に前記第１のスイッチをオンにするとともに前記第２のスイッチをオフとする回路切替手段と」、を備える。

ＷＯ２０１０／０８２５０６号

しかしながら、特許文献１に記載の直流給電システムは、第１のスイッチや第２のスイッチはＤＣ電力を遮断する機能が必要であるが、具体的な構成や制御手法が明示されておらず、ＤＣ電力の遮断を安全に行えない可能性があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＤＣ電力を安全に供給または停止することができる電力供給システム、電力供給装置および電力供給方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の電力供給システムは、 ＤＣ電力ラインから電力が供給されるＤＣ電力ライン側端子部と、前記ＤＣ電力ライン側端子部からのＤＣ電力が供給される電力供給側端子部と、前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部の接続を固定または解除する接続部と、前記電力供給側端子部からのＤＣ電力を電力変換し、電力負荷に電力を供給する電力変換装置と、前記電力変換装置と前記電力供給側端子部の間に接続されＤＣ電力を供給または停止を行う第１開閉部と、前記電力供給側端子部の接続状態と、前記第１開閉部の開放状態と、前記電力変換装置の電力供給状態とを監視して取外し制御を行う第１制御部と、を備え、前記第１制御部は、前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部を開放する指令が入力された場合に、前記電力変換装置の電力供給を停止し、前記電力変換装置の停止後に前記第１開閉部を開放し、前記第１開閉部が開放された後に前記電力供給側端子部の接続を解除することを特徴とする。

本発明によれば、ＤＣ電力を安全に供給または停止することができる電力供給システム、電力供給装置および電力供給方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。 上記第１の実施形態に係る電力供給システムの電力供給装置の第１制御部の電力供給動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。 上記第２の実施形態に係る電力供給システムの第１制御部の電力供給動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。 上記第３の実施形態に係る電力供給システムの第１制御部および第２制御部の電力供給動作を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力供給システムＺ１の構成を示す図である。各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。

［電力供給システムＺ１］
図１に示すように、電力供給システムＺ１は、ＤＣ電力ライン１０１に接続されるＤＣ電力ライン側端子部２０１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１に接続される電力供給装置Ｙ１と、電力供給装置Ｙ１に取外し指令を伝達する指令伝達部３０１と、を有し、電力供給装置Ｙ１に接続される電力負荷４０１に電力を供給する。する。なお、電力負荷４０１は、交流電力または直流電力、またはその両方である。

［電力供給装置Ｙ１］
電力供給装置Ｙ１は、ＤＣ電力ライン側端子部２０１に接続される電力供給側端子部２１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１の接続を固定または解除する接続部１１と、電力供給側端子部２１に接続されＤＣ電力ライン１０１のＤＣ電力を供給または停止を行う第１開閉部４１と、第１開閉部４１に接続されＤＣ電力を電力変換し電力負荷４０１に変換電力を供給する電力変換装置５１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１と第１開閉部４１と電力変換装置５１の各々の接続状態、電力供給状態を監視し、各々を取外し制御を行う第１制御部６１と、を備える。
なお、第１開閉部４１は、スイッチング素子としてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の半導体装置またはマグネットスイッチ等の電磁接触器で構成される。また、電力変換装置５１は、ＤＣ電力ライン１０１のＤＣ電力を電力負荷４０１にあわせて、交流電力または直流電力、またはその両方に電力変換する。

［第１制御部６１］
第１制御部６１は、ＣＰＵ等により構成され、タイムコントローラ６２を備える。タイムコントローラ６２は、スタート信号（開放指令）が入ってから、あらかじめ設定した時間になると出力信号を切り替える制御装置である。第１制御部６１は、タイムコントローラ６２を用いて、指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合に、電力変換装置５１の電力負荷４０１への電力供給を停止し、電力変換装置５１の停止後に第１開閉部４１を開放し、第１開閉部４１が開放された後に接続部１１の接続を解除する。

以下、上述のように構成された電力供給システムＺ１の動作について説明する。
図２は、電力供給システムＺ１の電力供給装置Ｙ１の第１制御部６１の電力供給動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１で第１制御部６１は、指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合、電力変換装置５１を停止する。具体的には、第１制御部６１は、指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合、タイムコントローラ６２を用いて、電力変換装置５１を停止させる信号を電力変換装置５１に送る。停止信号を受信後、電力変換装置５１は停止する動作に移行する。

ステップＳ２で第１制御部６１は、電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態か否かを判別する。具体的には、第１制御部６１は、タイムコントローラ６２を用いて、電力変換装置５１が停止するのに十分な時間が経過したのち、電力変換装置５１の電力供給状況を確認する。

電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３で第１開閉部４１を開放してステップＳ４に進む。電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態でない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、ステップＳ８に進む。

ステップＳ４では、第１制御部６１は第１開閉部４１が開放状況を判別する。具体的には、ステップＳ３で第１制御部６１は、第１開閉部４１を開放させる信号を第１開閉部４１に送る。第１開閉部４１は、開放信号を受信後、開放する動作に移行する。ステップＳ４では、第１制御部６１は、タイムコントローラ６２を用いて、第１開閉部４１が開放するのに十分な時間が経過したのち、開閉部２１の開放状況を確認する。

第１開閉部４１の開放状況が開放である場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５で接続部１１を解除してステップＳ６に進む。すなわち、ステップＳ５では、第１制御部６１は接続部１１を解除させる信号を接続部１１に送る。解除信号を受信後、接続部１１は解除する動作に移行する。一方、第１開閉部４１の開放状況が開放でない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、ステップＳ８に進む。

ステップＳ６で第１制御部６１は、接続部１１の解除状況を判別する。具体的には、第１制御部６１は、タイムコントローラ６２を用いて、接続部１１が解除するのに十分な時間が経過したのち、接続部１１の解除状況を確認する。

接続部１１の解除状況が解除である場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７で第１制御部６１は、指令伝達部３０１に「取外しＯＫ」の情報を伝達する。

一方、上記ステップＳ２で電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態でない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、上記ステップＳ４で第１開閉部４１の開放状況が開放でない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、または上記ステップＳ６で接続部１１の解除状況が解除でない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ８に進み、ステップＳ８で制御フローを停止し指令伝達部３０１に「取外しＮＧ」の情報を伝達する。なお、電力変換装置５１には図示しない放電回路が搭載されており、第１開閉部４１が開放した後、電力変換装置５１にある電力は図示しない放電回路により放電される。

以上説明したように、本実施形態に係る電力供給システムＺ１は、ＤＣ電力ライン１０１から電力が供給されるＤＣ電力ライン側端子部２０１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１からのＤＣ電力が供給される電力供給側端子部２１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１の接続を固定または解除する接続部１１と、電力供給側端子部２１からのＤＣ電力を電力変換し、電力負荷４０１に電力を供給する電力変換装置５１と、電力変換装置５１と電力供給側端子部２１の間に接続されＤＣ電力を供給または停止を行う第１開閉部４１と、電力供給側端子部２１の接続状態と、第１開閉部４１の開放状態と、電力変換装置５１の電力供給状態とを監視して取外し制御を行う第１制御部６１と、第１制御部６１に取外し指令を伝達する指令伝達部３０１と、を備える。

第１制御部６１は、ＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合に、電力変換装置５１の電力供給を停止し、電力変換装置５１の停止後に第１開閉部４１を開放し、第１開閉部４１が開放された後に電力供給側端子部２１の接続を解除する。

この構成により、第１開閉部４１が開放された後に電力供給側端子部２１の接続が解除されるので、電力供給がなされていない状態で安全にＤＣ電力遮断を行うことができる。例えば、ユーザは接続部１１を手で操作してＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１とを外すことが可能である。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電力供給システムＺ２の構成を示す図である。図１と同一構成部分には、同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。

［電力供給システムＺ２］
図３に示すように、電力供給システムＺ２は、ＤＣ電力ライン１０１に接続されるＤＣ電力ライン側端子部２０１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１に接続される電力供給装置Ｙ２と、電力供給装置Ｙ２に取外し指令を伝達する指令伝達部３０１と、を有し、電力供給装置Ｙ２に接続される電力負荷４０１に電力を供給する。なお、電力負荷４０１は、交流電力または直流電力、またはその両方である。

［電力供給装置Ｙ２］
電力供給装置Ｙ２は、ＤＣ電力ライン側端子部２０１に接続される電力供給側端子部２１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１の接続を固定または解除する接続部１１と、電力供給側端子部２１に接続されＤＣ電力ライン１０１のＤＣ電力の電流量を検出する第１電流検出部３１と、第１電流検出部３１に接続されＤＣ電力ライン１０１のＤＣ電力を供給または停止を行う第１開閉部４１と、第１開閉部４１に接続されＤＣ電力を電力変換し電力負荷４０１に変換電力を供給する電力変換装置５１と、電力供給側端子部２１と第１開閉部４１の接続状態、第１電流検出部３１で検出された電流状態を監視し、電力変換装置５１の電力供給状態を制御する第１制御部６１Ａと、を備える。

［第１制御部６１Ａ］
第１制御部６１Ａは、指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合に、電力変換装置５１の電力供給を停止し、電力変換装置５１の停止後に第１電流検出部３１の電流量Ｉ_ＤＣ１が所定の第１電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ１）より小さいことを確認する。

上記第１電流値は、電力変換装置５１の停止時、回路上で流れる電流に起因して発生する電気的な火花、すなわちアークが発生しないような電流目標値Ｉ_Ｍ１であり、最も好ましいのは、第１電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ１）が０である（Ｉ_Ｍ１＝０）。電力変換装置５１を停止しても回路上を流れる電流は、瞬時には０にはならない。本実施形態では、測定系が電流０と判断したとき（第１電流検出部３１が検知する値が０の場合）、第１制御部６１Ａは、指令伝達部３０１に遮断の指令を出す。

また、第１電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ１）が０である場合において、Ｉ_Ｍ１＝０は、瞬時値を用いてもよいが、第１制御部６１のリソース低減、誤検出およびそれに伴う動作安定性の観点から、測定系がある一定期間測定した時の平均値（例えば、電力変換装置５１が１周期で１回スイッチングするときを１周期とする場合、３周期に一回の電流検出値の平均値）を、Ｉ_Ｍ１＝０とする。
このため、タイムコントローラ６２は、第１電流検出部３１と連携して、第１電流検出部３１からの電流値を測定している。第１制御部６１Ａは、タイムコントローラ６２を用いて、電力変換装置５１のスイッチング動作が、ｎ周期になった場合の、平均値が目標値Ｉ_Ｍ１より小さくなったときに、指令伝達部３０１に遮断の指令を出す。

第１制御部６１Ａは、第１電流検出部３１の電流量Ｉ_ＤＣ１が所定の第１電流値Ｉ_Ｍ１より小さいことを確認した後に第１開閉部４１を開放し、第１開閉部４１が開放された後に接続部１１の接続を解除する。

以下、上述のように構成された電力供給システムＺ２の動作について説明する。
図４は、電力供給システムＺ２の電力供給装置Ｙ２の第１制御部６１Ａの電力供給動作を示すフローチャートである。図２と同一処理を行うステップには同一ステップ番号を付している。
ステップＳ１で第１制御部６１Ａは、指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合、電力変換装置５１を停止する。具体的には、第１制御部６１Ａは、指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合、電力変換装置５１を停止させる信号を電力変換装置５１に送る。停止信号を受信後、電力変換装置５１は停止する動作に移行する。

ステップＳ２で第１制御部６１Ａは、電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態か否かを判別する。具体的には、第１制御部６１Ａは、電力変換装置５１が停止するのに十分な時間が経過したのち、電力変換装置５１の電力供給状況を確認する。電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態でない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、ステップＳ８に進む。

電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１で第１制御部６１Ａは、第１電流検出部３１の電流量を検出する。第１制御部６１Ａは、第１電流検出部３１の電流量をＩ_ＤＣ１、電流目標値をＩ_Ｍ１（第１電流値）とすると、Ｉ_ＤＣ１＜Ｉ_Ｍ１を満足した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進む。Ｉ_ＤＣ１＜Ｉ_Ｍ１を満足しない場合、ステップＳ８に進む。

Ｉ_ＤＣ１＜Ｉ_Ｍ１を満足した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３で第１制御部６１Ａは、第１開閉部４１を開放してステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、第１制御部６１Ａは第１開閉部４１が開放状況を判別する。具体的には、第１制御部６１Ａは、第１開閉部４１を開放させる信号を第１開閉部４１に送る。第１開閉部４１は、開放信号を受信後、開放する動作に移行する（ステップＳ３）。第１開閉部４１が開放するのに十分な時間が経過したのち、開閉部２１の開放状況を確認する（ステップＳ４）。

第１開閉部４１の開放状況が開放である場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５で接続部１１を解除してステップＳ６に進む。すなわち、第１制御部６１Ａは接続部１１を解除させる信号を接続部１１に送る。解除信号を受信後、接続部１１は解除する動作に移行する。一方、第１開閉部４１の開放状況が開放でない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、ステップＳ８に進む。

ステップＳ６で第１制御部６１Ａは、接続部１１の解除状況を判別する。具体的には、第１制御部６１Ａは、接続部１１が解除するのに十分な時間が経過したのち、接続部１１の解除状況を確認する。

接続部１１の解除状況が解除である場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７で第１制御部６１Ａは、指令伝達部３０１に「取外しＯＫ」の情報を伝達する。

一方、上記ステップＳ２で電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態でない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、上記ステップＳ１１でＩ_ＤＣ１＜Ｉ_Ｍ１（第１電流値）を満足しない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、上記ステップＳ４で第１開閉部４１の開放状況が開放でない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、または上記ステップＳ６で接続部１１の解除状況が解除でない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ８に進み、ステップＳ８で制御フローを停止し指令伝達部３０１に「取外しＮＧ」の情報を伝達する。なお、電力変換装置５１には図示しない放電回路が搭載されており、第１開閉部４１が開放した後、電力変換装置５１にある電力は図示しない放電回路により放電される。

このように、本実施形態に係る電力供給装置Ｙ２は、電力供給側端子部２１と電力変換装置５１の間に接続されＤＣ電力の電流量を検出する第１電流検出部３１をさらに備える。第１制御部６１Ａは、ＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合に、電力変換装置５１の停止後に、第１電流検出部３１の値を検出し、第１電流検出部３１で検出された値が所定の第１電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ１）より小さい場合に、第１開閉部４１を開放し、第１開閉部４１が開放された後に電力供給側端子部２１の接続を解除する。電流目標値Ｉ_Ｍ１は、アークが発生しないような電流目標値Ｉ_Ｍ１であり、最も好ましくはＩ_Ｍ１＝０である。

この構成により、電流検出により電力供給がなされていない状態を確認でき、安全にＤＣ電力遮断を行うことができる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る電力供給システムＺ３の構成を示す図である。図３と同一構成部分には、同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。

［電力供給システムＺ３］
図５に示すように、電力供給システムＺ３は、ＤＣ電力ライン１０１に接続される第２開閉部２２１と、第２開閉部２２１に接続され電流を検出する第２電流検出部２１１と、第２電流検出部２１１に接続されるＤＣ電力ライン側端子部２０１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１に接続される電力供給装置Ｙ３と、第２開閉部２２１の開放状態とＤＣ電力ライン側端子部２０１の接続状態とを監視し、第２開閉部２２１およびＤＣ電力ライン側端子部２０１の取外し制御を行う第２制御部２３１と、電力供給装置Ｙ３および第２制御部２３１に取外し指令を伝達する指令伝達部３０１と、を有し、電力供給装置Ｙ３に接続される電力負荷４０１に電力を供給する。なお、電力負荷４０１は交流電力または直流電力、またはその両方である。

［電力供給装置Ｙ３］
電力供給装置Ｙ３は、図３に示す電力供給装置Ｙ２と同様の構成である。すなわち、電力供給装置Ｙ３は、ＤＣ電力ライン側端子部２０１に接続される電力供給側端子部２１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１の接続を固定または解除する接続部１１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１に接続されＤＣ電力ライン１０１のＤＣ電力の電流量を検出する第１電流検出部３１と、第１電流検出部３１に接続されＤＣ電力ライン１０１のＤＣ電力を供給または停止を行う第１開閉部４１と、第１開閉部４１に接続されＤＣ電力を電力変換し電力負荷４０１に変換電力を供給する電力変換装置５１と、電力供給側端子部２１と第１開閉部４１の接続状態、第１電流検出部３１で検出された電流状態を監視し、電力変換装置５１の電力供給状態を制御する第１制御部６１Ａと、を有する。

［第１制御部６１Ａ］
第１制御部６１Ａは、指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合に、電力変換装置５１の電力供給を停止する。第１制御部６１Ａは、電力変換装置５１の停止後に第１電流検出部３１の電流量が所定第１電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ１）より小さいことを確認し、第１電流検出部３１の電流量が所定第１電流値より小さいことを確認した後に第１開閉部４１を開放する。
また、第１制御部６１Ａは、第２開閉部２２１が開放された後に接続部１１の接続を解除する信号を接続部１１に送る。

［第２制御部２３１］
第２制御部２３１は、指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合に、第１開閉部４１を開放した後に第２電流検出部２１１の電流量Ｉ_ＤＣ２が所定第２電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ２）より小さいことを確認し、第２電流検出部２１１の電流量Ｉ_ＤＣ２が所定第２電流値Ｉ_Ｍ２より小さいことを確認した後に第２開閉部２２１を開放する。

第２電流値は、前記第１電流値と同様に、ＤＣ電力ライン側の回路上で、アークが発生しないような電流目標値Ｉ_Ｍ２であり、最も好ましいのは、前記第１電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ１）と同様に、第２電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ２）が０である（Ｉ_Ｍ２＝０）。

以下、上述のように構成された電力供給システムＺ３の動作について説明する。
図６は、電力供給システムＺ３の電力供給装置Ｙ３の第１制御部６１Ａおよび第２制御部２３１の電力供給動作を示すフローチャートである。図４と同一処理を行うステップには同一ステップ番号を付している。

ステップＳ２で第１制御部６１Ａは、電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態か否かを判別する。具体的には、第１制御部６１Ａは、タイムコントローラ６２を用いて、電力変換装置５１が停止するのに十分な時間が経過したのち、電力変換装置５１の電力供給状況を確認する。電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態でない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、ステップＳ８に進む。

電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１で第１制御部６１Ａは、第１電流検出部３１の電流量を検出する。第１電流検出部３１の電流量をＩ_ＤＣ１、電流目標値をＩ_Ｍ１（第１電流値）とすると、Ｉ_ＤＣ１＜Ｉ_Ｍ１を満足した場合、ステップＳ３に進む。Ｉ_ＤＣ１＜Ｉ_Ｍ１を満足しない場合、ステップＳ８に進む。

Ｉ_ＤＣ１＜Ｉ_Ｍ１を満足した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ４で第１制御部６１Ａは、第１開閉部４１の開放状況を判別する。具体的には、第１制御部６１Ａは、第１開閉部４１を開放させる信号を第１開閉部４１に送る。第１開閉部４１は、開放信号を受信後、開放する動作に移行する。第１制御部６１は、タイムコントローラ６２を用いて、第１開閉部４１が開放するのに十分な時間が経過したのち、開閉部２１の開放状況を確認する。

第１開閉部４１の開放状況が開放である場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、第２制御部２３１の処理に移行し、ステップＳ２１で第２制御部２３１は、第２電流検出部２１１の電流量Ｉ_Ｍ２を検出する。第２制御部２３１は、電流検出部２２１の電流量をＩ_ＤＣ２、電流目標値をＩ_Ｍ２（第２電流値）とすると、Ｉ_ＤＣ２＜Ｉ_Ｍ２を満足した場合、ステップＳ２２に進む。

Ｉ_ＤＣ２＜Ｉ_Ｍ２を満足した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２２で第２制御部２３１は第２開閉部２２１を開放させる信号を第２開閉部２２１に送り、第２開閉部２２１の開放状況を判別する。具体的には、第２制御部２３１は、第２開閉部２２１を開放させる信号を第２開閉部２２１に送り、第２開閉部２２１は開放する動作に移行する。第２開閉部２２１が開放するのに十分な時間が経過したのち、第２開閉部２２１の開放状況を確認する。

第２開閉部２２１の開放状況が開放である場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ステップＳ６の第１制御部６１Ａの処理に移行する。

ステップＳ６で第１制御部６１Ａは、接続部１１の解除状況を判別する。具体的には、第１制御部６１Ａは、タイムコントローラ６２を用いて、接続部１１が解除するのに十分な時間が経過したのち、接続部１１の解除状況を確認する。

接続部１１の解除状況が解除である場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７で第１制御部６１Ａは、指令伝達部３０１に「取外しＯＫ」の情報を伝達する。

一方、上記ステップＳ２で電力変換装置５１の電力供給状況が停止状態でない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、上記ステップＳ１１でＩ_ＤＣ１＜Ｉ_Ｍ１を満足しない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、上記ステップＳ４で第１開閉部４１の開放状況が開放でない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、上記ステップＳ２１でＩ_ＤＣ２＜Ｉ_Ｍ２を満足しない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、上記ステップＳ２２で第２開閉部２２１の開放状況が開放でない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、または上記ステップＳ６で接続部１１の解除状況が解除でない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ８に進み、ステップＳ８で制御フローを停止し指令伝達部３０１に「取外しＮＧ」の情報を伝達する。なお、電力変換装置５１には図示しない放電回路が搭載されており、第１開閉部４１が開放した後、電力変換装置５１にある電力は図示しない放電回路により放電される。

このように、本実施形態に係る電力供給システムＺ３は、電力供給装置Ｙ３と、ＤＣ電力ライン１０１に接続される第２開閉部２２１と、第２開閉部２２１に接続されＤＣ電力ライン１０１のＤＣ電力の電流量を検出する第２電流検出部２１１と、第２電流検出部２１１に接続されるＤＣ電力ライン側端子部２０１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１の接続状態と、第２開閉部２２１の開放状態とを監視して取外し制御を行う第２制御部２３１と、を備える。

第１制御部６１Ａは、ＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合に、電力変換装置５１の停止後に、第１電流検出部３１の値を検出し、第１電流検出部３１で検出された値が第１電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ１）よりも小さい場合に、第１開閉部４１を開放する。第２制御部２３１は、第１開閉部４１が開放された後に、第２電流検出部２１１の値を検出し、第２電流検出部２１１で検出された値が第２電流値（電流目標値Ｉ_Ｍ２）よりも小さい場合に、第２開閉部２２１を開放し、第２開閉部２２１が開放された後にＤＣ電力ライン側端子部２０１の接続を解除する。

本実施形態では、電力供給装置Ｙ３について、図３の電力供給装置Ｙ２と同様の効果、すなわち電流検出により電力供給がなされていない状態を確認でき、安全にＤＣ電力遮断を行うことができる。

特に、本実施形態に係る電力供給システムＺ３は、電力供給装置Ｙ２が安全にＤＣ電力遮断したとしても、電力供給装置Ｙ２の外において、何らかの理由で電力変換装置５１の停止後に、ＤＣ電力ライン１０１とＤＣ電力ライン側端子部２０１との間で電流が流れることがあり得る。例えば、ＤＣ電力ライン側端子部２０１や電力供給側端子部２１等の接続が甘くて、別の筺体に当たっていた（電気的に接続されていた）場合や、電力供給システムＺ３と電力供給装置Ｙ３との連携が１：１ではなく、１：ｎ（ｎは自然数）であり、他の電力変換装置の停止との同期が取れていない場合が考えられる。本実施形態では、第１制御部６１Ａが、Ｉ_ＤＣ１＜Ｉ_Ｍ１を満足し、かつ、第２制御部２３１が、Ｉ_ＤＣ２＜Ｉ_Ｍ２を満足した場合に、第１開閉部４１および第２開閉部２２１を開放する。このため、電力供給がなされていない状態でより一層安全にＤＣ電力遮断を行うことができる。

（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る電力供給システムＺ４の構成を示す図である。図３と同一構成部分には、同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。

［電力供給システムＺ４］
図７に示すように、電力供給システムＺ４は、ＤＣ電力ライン１０１に接続されるＤＣ電力ライン側端子部２０１と、ＤＣ電力ライン側端子部２０１に接続される電力供給装置Ｙ４と、電力供給装置Ｙ４に取外し指令を伝達する指令伝達部３０１と、を有し、電力供給装置Ｙ４に接続される電力負荷４０１に電力を供給する。なお、電力負荷４０１は交流電力または直流電力、またはその両方である。

［電力供給装置Ｙ４］
電力供給装置Ｙ４は、図３に示す電力供給装置Ｙ２に、さらに電力変換装置５１を冷却する冷却部７１を備える。冷却部７１は、電力供給装置Ｙ４の筺体内に備えられる。

［第１制御部６１Ａ］
第１制御部６１Ａは、指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合に、電力変換装置５１の電力供給を停止し、電力変換装置５１の停止後に第１開閉部４１を開放し、第１開閉部４１が開放された後に接続部１１の接続を解除する。

［制御部７１］
冷却部７１は、電力供給装置Ｙ４の内部に設置されており、第１制御部６１Ａに指令伝達部３０１からＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１を開放する指令が入力された場合に、電力変換装置５１の停止した後に、冷却部７１を停止させる。

このように、本実施形態に係る電力供給システムＺ４は、冷却部７１を電力供給装置Ｙ４に内蔵しているので、冷却水の漏れなどがなく、電気的な遮断のみで電力供給装置Ｙ４の取外しが可能である。すなわち、冷却系を電力供給装置の外から持ってきていると、電気的な接続部（ＤＣ電力ライン側端子部２０１と電力供給側端子部２１）とは別に、冷却部７１の冷却配管（図示省略）も外さなければならず、作業が大変である。電力供給装置Ｙ４に冷却部７１を収め、内部だけで冷却系を閉じておけば、電気的な接続を外すだけでよい。これにより、電力供給装置Ｙ４のＤＣ電力ラインからの取外しを容易化することができる。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。

上記各実施形態は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１１ 接続部
２１ 電力供給側端子部
３１ 第１電流検出部
４１，２２１ 開閉部
５１ 電力変換装置
６１，６１Ａ 第１制御部
７１ 冷却部
１０１ ＤＣ電力ライン
２０１ ＤＣ電力ライン側端子部
２１１ 第２電流検出部
２３１ 第２制御部
３０１ 指令伝達部
４０１ 電力負荷
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４ 電力需供給装置
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４ 電力供給システム
Ｉ_ＤＣ１ 第１電流検出部の電流量
Ｉ_ＤＣ２ 第２電流検出部の電流量
Ｉ_Ｍ１ 第１電流値（電流目標値）
Ｉ_Ｍ２ 第２電流値（電流目標値）

Claims (9)

1. ＤＣ電力ラインから電力が供給されるＤＣ電力ライン側端子部と、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部からのＤＣ電力が供給される電力供給側端子部と、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部の接続を固定または解除する接続部と、
   前記電力供給側端子部からのＤＣ電力を電力変換し、電力負荷に電力を供給する電力変換装置と、
   前記電力変換装置と前記電力供給側端子部の間に接続されＤＣ電力を供給または停止を行う第１開閉部と、
   前記電力供給側端子部の接続状態と、前記第１開閉部の開放状態と、前記電力変換装置の電力供給状態とを監視して取外し制御を行う第１制御部と、を備え、
   前記第１制御部は、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部を開放する指令が入力された場合に、前記電力変換装置の電力供給を停止し、前記電力変換装置の停止後に前記第１開閉部を開放し、前記第１開閉部が開放された後に前記電力供給側端子部の接続を解除する
   ことを特徴とする電力供給システム。
2. 前記電力供給側端子部と前記電力変換装置の間に接続され前記ＤＣ電力ラインのＤＣ電力の電流量を検出する第１電流検出部をさらに備え、
   前記第１制御部は、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部を開放する指令が入力された場合に、前記電力変換装置の停止後に、前記第１電流検出部の値を検出し、前記第１電流検出部で検出された値が所定第１電流値よりも小さい場合に、前記第１開閉部を開放し、前記第１開閉部が開放された後に前記電力供給側端子部の接続を解除する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記ＤＣ電力ラインに接続される第２開閉部と、前記第２開閉部に接続され前記ＤＣ電力ラインのＤＣ電力の電流量を検出する第２電流検出部と、前記第２電流検出部に接続される前記ＤＣ電力ライン側端子部と、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部の接続状態と、前記第２開閉部の開放状態とを監視して取外し制御を行う第２制御部と、をさらに備え、
   前記第２制御部は、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部を開放する指令が入力された場合に、前記電力変換装置の停止後に、前記第１電流検出部の値を検出し、前記第１電流検出部で検出された値が前記第１電流値よりも小さい場合に、前記第１開閉部を開放し、前記第１開閉部が開放された後に、前記第２電流検出部の値を検出し、前記第２電流検出部で検出された値が所定第２電流値よりも小さい場合に、前記第２開閉部を開放し、前記第２開閉部が開放された後に前記ＤＣ電力ライン側端子部の接続を解除する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
4. 前記第１制御部に取外し指令を伝達する指令伝達部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
5. ＤＣ電力ライン側端子部からのＤＣ電力が供給される電力供給側端子部と、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部の接続を固定または解除する接続部と、
   前記電力供給側端子部からのＤＣ電力を電力変換し、電力負荷に電力を供給する電力変換装置と、
   前記電力変換装置と前記電力供給側端子部２１の間に接続されＤＣ電力を供給または停
   止を行う第１開閉部と、
   前記電力供給側端子部の接続状態と、前記第１開閉部の開放状態と、前記電力変換装置の電力供給状態とを監視して取外し制御を行う第１制御部と、を備え、
   前記第１制御部は、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部を開放する指令が入力された場合に、前記電力変換装置の電力供給を停止し、前記電力変換装置の停止後に前記第１開閉部を開放し、前記第１開閉部が開放された後に前記電力供給側端子部の接続を解除する
   ことを特徴とする電力供給装置。
6. 前記電力供給側端子部と前記電力変換装置の間に接続されＤＣ電力の電流量を検出する第１電流検出部をさらに備え、
   前記第１制御部は、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部を開放する指令が入力された場合に、前記電力変換装置の停止後に、前記第１電流検出部の値を検出し、前記第１電流検出部で検出された値が所定第１電流値よりも小さい場合に、前記第１開閉部を開放し、前記第１開閉部が開放された後に前記電力供給側端子部の接続を解除する
   ことを特徴とする請求項５に記載の電力供給装置。
7. 前記電力変換装置を冷却する冷却部を筺体内に備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の電力供給装置。
8. ＤＣ電力ライン側端子部からのＤＣ電力が供給される電力供給側端子部と、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部の接続を固定または解除する接続部と、
   前記電力供給側端子部からのＤＣ電力を電力変換し、電力負荷に電力を供給する電力変換装置と、
   前記電力変換装置と前記電力供給側端子部の間に接続されＤＣ電力を供給または停止を行う第１開閉部と、
   前記電力供給側端子部の接続状態と、前記第１開閉部の開放状態と、前記電力変換装置の電力供給状態とを監視して取外し制御を行う第１制御部と、を有する電力供給方法であって、
   前記第１制御部では、
   前記ＤＣ電力ライン側端子部と前記電力供給側端子部を開放する指令が入力された場合に、前記電力変換装置の電力供給を停止する停止ステップと、
   前記電力変換装置の停止後に前記第１開閉部を開放し、前記第１開閉部が開放された後に前記電力供給側端子部の接続を解除する解除ステップと、を実行する
   ことを特徴とする電力供給方法。
9. 前記第１制御部は、さらに、
   前記電力変換装置の停止後に、前記電力供給側端子部と前記電力変換装置の間のＤＣ電力の電流値を検出する電流検出ステップを有し、
   前記解除ステップでは、
   検出された前記電流値が所定第１電流値よりも小さい場合に、前記第１開閉部を開放し、前記第１開閉部が開放された後に前記電力供給側端子部の接続を解除する
   ことを特徴とする請求項８に記載の電力供給方法。

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