JP7122652B2 - 電力伝送システム - Google Patents

Description

本開示は、伝送路を介して電力を送信する電力送信装置と、伝送路を介して電力を受信する電力受信装置と、電力送信装置及び電力受信装置を含む電力伝送システムとに関する。

近年、電力会社が提供する火力発電、水力発電、及び原子力発電等の従来からの電力供給に加え、太陽光発電、風力発電、及びバイオ燃料発電などに代表される再生可能エネルギー電源の導入が加速している。また、現在敷設されている大規模な商用電力網とは別に、遠距離送電による損失を軽減させることを目的として、電力の地産地消を実現する局所的な小規模電力網の導入が世界的に広がりつつある。

小規模電力網では、自然エネルギーを利用した発電機を使用し、負荷となる電気設備において高効率な電力回収をおこなうことで電力自給が可能になる。これは、砂漠のオアシス又は離島等の無電化地域を解消するための電力伝送システムとして期待が高い。

例えば特許文献１～３は、電力線を介して電源から負荷に電力を伝送する電力伝送システムを開示している。

特許第５６１２７１８号公報 特許第５６１２９２０号公報 特開２０１１－９１９５４号公報

電力伝送システムでは、複数の電源から複数の負荷に共通の伝送路を介して電力を伝送することがある。この場合、特定の電源から特定の負荷に電力を伝送するために、伝送路において伝送されている電力のうち、異なる電源から送電された部分を異なる電力成分として識別し、各負荷において所望の電力成分を分離して受電することが求められる。

また、電源及び負荷は直流、単相交流、及び多相交流のいずれかで動作する可能性があるが、従来の電力伝送システムは、同じ種類の電源及び負荷のみを含み、直流、単相交流、及び多相交流のいずれか１つで電力を伝送することしかできない。従って、直流、単相交流、及び多相交流のいずれの電力でも伝送可能である電力伝送システムであって、電力伝送システム内に異なる種類の電源及び／又は負荷が混在していても電力を伝送可能である電力伝送システムを提供することができれば便利である。

本開示の目的は以上の問題点を解決し、簡単な構成でありながら、多相交流の電源及び／又は負荷を含む電力伝送システムにおいて電力を送信することができ、電力伝送システム内に異なる種類の電源及び／又は負荷が混在していても電力を送信することができる電力送信装置を提供することにある。

本開示の一態様に係る電力送信装置は、
伝送路を介して少なくとも１つの電力受信装置に電力を送信する電力送信装置であって、
互いに異なる所定の符号系列に基づく変調符号をそれぞれ用いて、複数の位相成分を含む多相交流電力の前記各位相成分の電力を符号変調して符号変調波をそれぞれ生成し、前記伝送路を介して前記符号変調波を前記少なくとも１つの電力受信装置にそれぞれ送信する複数の符号変調器を備える。

これらの包括的かつ特定の態様は、システムにより、方法により、又はシステム及び方法の任意の組み合わせにより実現してもよい。

本開示の一態様に係る電力送信装置によれば、簡単な構成でありながら、多相交流の電源及び／又は負荷を含む電力伝送システムにおいて電力を送信することができ、電力伝送システム内に異なる種類の電源及び／又は負荷が混在していても電力を送信することができる。

実施形態１に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。 図１の電力伝送システムの変調電流Ｉ２の信号波形例を示す波形図である。 比較例に係る通信システムの変調電流Ｉ２の信号波形例を示す波形図である。 図１の電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図であり、（ａ）は発電電流Ｉ１の信号波形を示し、（ｂ）は変調電流Ｉ２の信号波形を示し、（ｃ）は復調電流Ｉ３の信号波形を示す。 図１の符号変調器２の構成を示すブロック図である。 図１の符号復調器４の構成を示すブロック図である。 図１の符号変調回路２３及び符号復調回路３３の構成を示すブロック図である。 図１の電力伝送システムにおいて直流電力を送電して直流電力を受電する実施例１に係る符号変調器２の変調符号及び符号復調器４の復調符号の一例を示す図である。 図１の電力伝送システムにおいて直流電力を送電して直流電力を受電する実施例２に係る符号変調器２の変調符号及び符号復調器４の復調符号の一例を示す図である。 実施形態２に係る電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図であり、（ａ）は発電電流Ｉ１の信号波形を示し、（ｂ）は変調電流Ｉ２の信号波形を示し、（ｃ）は復調電流Ｉ３の信号波形を示す。 実施形態２に係る電力伝送システムの符号変調器２Ａの一部の構成を示すブロック図である。 実施形態２に係る電力伝送システムの符号復調器４Ａの一部の構成を示すブロック図である。 実施形態２に係る電力伝送システムにおいて交流電力を送電して交流電力を受電する実施例３に係る符号変調器２Ａの変調符号及び符号復調器４Ａの復調符号の一例を示す図である。 実施形態２に係る電力伝送システムにおいて直流電力を送電して直流電力を受電する実施例４に係る符号変調器２Ａの変調符号及び符号復調器４Ａの復調符号の一例を示す図である。 実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号変調回路２３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ２１Ａの構成を示す回路図である。 実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号変調回路２３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ２２Ａの構成を示す回路図である。 実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号変調回路２３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ２３Ａの構成を示す回路図である。 実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号変調回路２３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ２４Ａの構成を示す回路図である。 実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号復調回路３３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ３１Ａの構成を示す回路図である。 実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号復調回路３３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ３２Ａの構成を示す回路図である。 実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号復調回路３３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ３３Ａの構成を示す回路図である。 実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号復調回路３３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ３４Ａの構成を示す回路図である。 実施形態３に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。 図１５の電力伝送システムにおいて直流電力を送電して直流電力を受電する実施例５に係る符号変調器２Ａ－１の変調符号及び符号復調器４Ａ－１の復調符号の一例を示す図である。 図１５の電力伝送システムにおいて直流電力を送電して交流電力を受電する実施例６に係る符号変調器２Ａ－２の変調符号及び符号復調器４Ａ－２の復調符号の一例を示す図である。 実施形態３に係る電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図であり、（ａ）は発電電流Ｉ１１の信号波形を示し、（ｂ）は発電電流Ｉ１２の信号波形を示し、（ｃ）は変調電流Ｉ２の信号波形を示し、（ｄ）は復調電流Ｉ３１の信号波形を示し、（ｅ）は復調電流Ｉ３２の信号波形を示す。 実施形態４に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。 図１８の伝送路４３の第１の実施例を示す図である。 図１８の伝送路４３の第２の実施例を示す図である。 図１８の伝送路４３の第３の実施例を示す図である。 図１８のコントローラ１０Ｂの構成を示すブロック図である。 図１８の電力伝送システムにおいて三相交流電力を送電して三相交流電力を受電する実施例７に係る符号変調器２Ａ－１の変調符号及び符号復調器４Ａ－１の復調符号の一例を示す図である。 図１８の電力伝送システムにおいて三相交流電力を送電して三相交流電力を受電する実施例８に係る符号変調器２Ａ－２の変調符号及び符号復調器４Ａ－２の復調符号の一例を示す図である。 図１８の電力伝送システムにおいて三相交流電力を送電して三相交流電力を受電する実施例９に係る符号変調器２Ａ－３の変調符号及び符号復調器４Ａ－３の復調符号の一例を示す図である。 図１８の電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図であり、（ａ）は発電電流Ｉ４１の信号波形を示し、（ｂ）は発電電流Ｉ４２の信号波形を示し、（ｃ）は発電電流Ｉ４３の信号波形を示す。 図１８の電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図であり、（ａ）は変調電流Ｉ５１の信号波形を示し、（ｂ）は変調電流Ｉ５２の信号波形を示し、（ｃ）は変調電流Ｉ５３の信号波形を示す。 図１８の電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図であり、重畳された変調電流Ｉ６１を示す。 図１８の電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図であり、（ａ）は復調電流Ｉ７１の信号波形を示し、（ｂ）は復調電流Ｉ７２の信号波形を示し、（ｃ）は復調電流Ｉ７３の信号波形を示す。 実施形態４の第１の変形例に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。 実施形態４の第２の変形例に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。 実施形態４の第３の変形例に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。 実施形態４の第４の変形例に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。 実施形態５に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。 図２９のコントローラ１０Ｅの構成を示すブロック図である。 実施形態６に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。 図３１のコントローラ１０Ｆの構成を示すブロック図である。

本開示の基礎となった知見．
特許文献１では、電力伝送装置において複数の電力系統間において電力の融通を実現可能な連携装置が開示されている。特許文献１では、前記連携装置はコンバータとインバータを備え、送電するときには前記コンバータにより送電電力を交流から直流に変換し、電力を受け取る電力系統に接続された連携装置に電力を送電する。前記電力を受け取る電力系統の連携装置では、インバータにより所望の周波数に変換することで、前記連携装置が接続される電力系統に最適な周波数の電力を提供できる。また、特許文献２では、特許文献１に対して、電力貯蔵装置を備えた構成が開示されている。

一方、特許文献３では、電力伝送装置において複数の送電装置から複数の受電装置への電力を伝送する方法が開示されている。特許文献３では、前記複数の送電装置から、前記複数の受電装置への電力の伝送は時分割で行う。なお、特許文献３では、電力融通を実現するに当たって、前記送電装置及び受電装置間の制御通信は、無線通信で行うことで実現している。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２において、前記連携装置は、インバータとコンバータを備え、且つ、基本的には電力融通を行う系統間の全ての組み合わせに対して個別の電力伝送ケーブルが必要になる。連携装置の構成により、電力伝送ケーブルを減らす方法も記載されているが、いずれにしても多数の電力伝送ケーブルが必要になる。これにより、敷設コストの増加、ケーブルの材料費の増加、さらには、連携装置には、接続される系統の数と同じ数のインバータとコンバータの組を備える必要がある。これらより、ケーブルのコストの増加に加え、連携装置の規模の増大によるコストの増加の恐れがある。

また、特許文献３は、複数の送電装置と受電装置間において時分割で電力を融通することが可能であり、電力伝送ケーブルの本数が少なくてすむという利点がある。しかしながら、時分割で送電することにより、複数系統間での電力の融通を同時に行うことができない。すなわち、受電側に接続された負荷の電力の要求に即座に対応できない恐れがあった。さらには、多数の電力融通を実施する場合には、１つあたりの電力融通に割り振られる時間が短くなるので、パルス的に大きな電力が電力伝送ケーブルに送電される。したがって、送ケーブルの耐電力性が求められ、コストの増加に繋がる恐れがあった。また、電力を受電できない時間帯が生じるので、受電装置に大きな電力のバッファ機能が必要となる恐れがあった。さらには、時分割での電力融通を実現するためには、複数の送電装置及び受電送置間で時間的な同期が必要であり、これを実現するためには非常に精度の高い機器間制御が求められ、システム全体としてコストの増加に繋がる恐れがあった。

前記のように、特許文献１、２はいずれも、多数の電力伝送ケーブルを用いており電力伝送の多重化による電力伝送ケーブルの省線化が実現できない。さらに、連携装置においては、電力伝送ケーブルごとにインバータとコンバータの組が必要になり、連携装置の規模を小さくすることは不可能である。このため、多くの電力系統間での電力融通は困難であった。一方、特許文献３では、電力伝送ケーブルに、複数の電力融通を時分割で行うことにより、電力伝送ケーブルの省線化が図れるが、複数の電力融通を同時に行う伝送システムを提供できない。従って、送電装置及び受電装置の小型・薄型化を図りつつ、電力伝送ケーブルの省線化を実現し、且つ、複数の送電装置から複数の受電装置への電力融通を同時に、より確実に行うことができる電力伝送システムが望まれている。

さらに、前述のように、直流、単相交流、及び多相交流のいずれの電力でも伝送可能である電力伝送システムであって、電力伝送システム内に異なる種類の電源及び／又は負荷が混在していても電力を伝送可能である電力伝送システムを提供することができれば便利である。

以上の考察により、本発明者らは、以下の発明の各態様を想到するに至った。

本開示の一態様に係る電力送信装置によれば、
伝送路を介して少なくとも１つの電力受信装置に電力を送信する電力送信装置であって、
互いに異なる所定の符号系列に基づく変調符号をそれぞれ用いて、複数の位相成分を含む多相交流電力の前記各位相成分の電力を符号変調して符号変調波をそれぞれ生成し、前記伝送路を介して前記符号変調波を前記少なくとも１つの電力受信装置にそれぞれ送信する複数の符号変調器を備える。

本開示の一態様に係る電力受信装置によれば、
互いに異なる所定の符号系列に基づく変調符号を用いて符号変調された電力をそれぞれ含む複数の符号変調波を少なくとも１つの電力送信装置から伝送路を介して受信する電力受信装置であって、
受信した前記複数の符号変調波のうちの１つの符号変調波を符号変調したときに用いた変調符号の符号系列と同じ符号系列に基づく復調符号を用いて前記１つの符号変調波をそれぞれ符号復調し、符号復調された電力を、多相交流電力の複数の位相成分のうちの１つの位相成分の電力としてそれぞれ生成する複数の符号復調器を備える。

本開示によれば、簡単な構成でありながら、多相交流の電源及び／又は負荷を含む電力伝送システムにおいて電力を伝送することができ、電力伝送システム内に異なる種類の電源及び／又は負荷が混在していても電力を伝送することができる。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

本開示の目的は、簡単な構成でありながら、多相交流の電源及び／又は負荷を含む電力伝送システムにおいて電力を伝送することができ、電力伝送システム内に異なる種類の電源及び／又は負荷が混在していても電力を伝送することができる電力送信装置、電力受信装置、及び電力伝送システムを提供することにある。実施形態１～３では、その前提として、電力伝送システムの概要について説明する。その後、実施形態４～６において、課題を解決する電力伝送システムについて説明する。

実施形態１．
図１は実施形態１に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図１において、実施形態１に係る電力伝送システムは、発電機１と、符号変調器２と、伝送路３と、符号復調器４と、負荷５と、コントローラ１０とを備える。伝送路３は、例えば、２本の電力線を含む有線又は無線の伝送路である。

コントローラ１０は、制御回路１１及び通信回路１２を備える。制御回路１１は、通信回路１２を介して符号変調器２及び符号復調器４と通信し、それらの動作を制御する。

図１の電力伝送システムにおいて、符号変調器２は電力送信装置として動作し、符号復調器４は電力受信装置として動作する。符号変調器２は、第１の電力を、所定の符号系列に基づく変調符号を用いて符号変調して符号変調波を生成し、符号変調波を、伝送路３を介して符号復調器４に送信する。符号復調器４は、符号変調器２から伝送路３を介して符号変調波を受信し、受信した符号変調波を、符号変調したときに用いた変調符号の符号系列と同じ符号系列に基づく復調符号を用いて符号復調して第２の電力を生成する。第１の電力は、例えば、発電機１で発電された直流電力であり、図１では発電電流Ｉ１として示す。符号変調波は、符号変調された交流電力であり、図１では変調電流Ｉ２として示す。第２の電力は、例えば、負荷５に供給される直流電力であり、図１では復調電流Ｉ３として示す。

図１の電力伝送システムは、さらに、電力測定器１ｍ，５ｍを備える。電力測定器１ｍは、第１の電力の電力量を測定する第１の電力測定手段である。すなわち、電力測定器１ｍは、発電機１の発電量であり、発電機１から符号変調器２へ送られる直流電力の電力量を測定する。電力測定器１ｍは、発電機１に設けられてもよく、発電機１と符号変調器２との間に設けられてもよい。電力測定器５ｍは、第２の電力の電力量を測定する第２の電力測定手段である。すなわち、電力測定器５ｍは、負荷５における電力使用量である、符号復調器４から負荷５へ送られる直流電力の電力量を測定する。電力測定器５ｍは、負荷５に設けられてもよく、符号復調器４と負荷５との間に設けられてもよい。電力測定器１ｍ，５ｍによって測定された電力量はコントローラ１０に送信される。

コントローラ１０は、電力測定器１ｍ，５ｍから受信した各電力量に基づいて、符号変調器２と符号復調器４の動作を制御する。例えば、コントローラ１０は、符号変調器２及び符号復調器４を互いに同期させるための同期信号を含む制御信号を符号変調器２及び符号復調器４に送信し、これにより、正確に同期した電力の符号変調及び符号復調を実現する。

コントローラ１０は、１つの符号系列に基づいて、変調符号を符号変調器２に設定し、復調符号を符号復調器４に設定する。符号変調器２において変調に用いるための変調符号の符号系列、並びに、符号復調器４において復調に用いるための復調符号の符号系列は、符号変調器２及び符号復調器４において予め設定されていてもよい。また、例えば、コントローラ１０は、上記制御信号において、符号変調器２において変調に用いるための変調符号の符号系列、並びに、符号復調器４において復調に用いるための復調符号の符号系列を送信してもよい。さらに、コントローラ１０は、上記制御信号において、符号系列を送信せずに、符号系列の指定情報のみを送信して符号変調器２及び符号復調器４において符号系列を生成してもよい。この場合、対向する符号変調器２と符号復調器４との間で正確に同期して符号変調及び符号復調することができる。

図２は図１の電力伝送システムの変調電流Ｉ２の信号波形例を示す波形図である。また、図３は比較例に係る通信システムの変調電流Ｉ２の信号波形例を示す波形図である。

図１の符号変調器２は、予め決められた符号系列に基づく変調符号を用いて、発電機１において発電された電力の電流を符号変調する。このとき、図２に示すように、符号変調器２は、「１」と「－１」の符号値に対応する向きに流れる電流からなる、交流の符号変調波を生成する。この符号変調波は、正の電流が流れる期間であっても、負の電流が流れる期間（例えば、図２の期間Ｔ０１）であっても、電力を伝送可能である。なお、実施形態１では、一例として直流電力を符号変調する例を示すが、後述する実施形態２に示すように交流電力を符号変調してもよい。

例えば通信で使用される比較例に係るデータ伝送システムでは、通常、図３に示すように、「１」と「０」の符号値を用いて符号変調がなされる。しかしながら、図３に示す符号変調波では、変調符号の符号値が「０」のとき（例えば、図３の期間Ｔ０２）に変調された電流もしくは電圧が０となり、電力が伝送されない時間が生じてしまう。このため、この電力が伝送されない時間の区間により、全体的に電力の伝送効率の低下を招いてしまう恐れがあった。すなわち、通信の場合には、データ等の情報を正確に同期して伝送することが望まれるので、符号復調器で「０」もしくは「１」と正確に判別できればよかったが、電力の伝送では、エネルギーの高効率利用の観点で、この電力が伝送されない時間の区間による電力の損失は許容することができなかった。以上により、図２に示すように、「１」と「－１」の符号値に対応する向きに流れる交流の符号変調波を用いることで、比較例よりも高い伝送効率で電力を伝送できる。

図４（ａ）～図４（ｃ）は図１の電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図である。図４（ａ）は発電電流Ｉ１の信号波形を示し、図４（ｂ）は変調電流Ｉ２の信号波形を示し、図４（ｃ）は復調電流Ｉ３の信号波形を示す。発電機１は直流の発電電流Ｉ１を生成する。符号変調器２は、変調符号ｍ０を発電電流Ｉ１に乗算することで、交流の変調電流Ｉ２を生成する。符号復調器４は、変調符号ｍ０と同一の復調符号ｄ０を変調電流Ｉ２に乗算し、これにより、発電機１で発電された直流の電力を復元して負荷５に供給することができる。

なお、図４において、Ｔ１０は変調符号ｍ０及び復調符号ｄ０の１周期分の期間を示し、以下の図面においても同様である。

図４の信号波形例では、直流の発電電流Ｉ１（図４（ａ））に対して、周波数３５ｋＨｚを有する変調符号ｍ０を乗算して、符号変調波の変調電流Ｉ２（図４（ｂ））を生成した。この場合、変調符号ｍ０の各ビットの時間長は、１／（３５ｋＨｚ）／２＝１４．２マイクロ秒であった。

変調符号ｍ０及び復調符号ｄ０の各ビットは符号値「１」又は「－１」を有する。ここで、変調符号ｍ０について、符号値「１」は、符号変調器２が入力された電流の向きと同じ向きの電流を出力することを示し、符号値「－１」は、符号変調器２が入力された電流の向きと逆向きの電流を出力することを示す。同様に、復調符号ｄ０について、符号値「１」は、符号復調器４が入力された電流の向きと同じ向きの電流を出力することを示し、符号値「－１」は、符号復調器４が入力された電流の向きと逆向きの電流を出力することを示す。

変調符号ｍ０及び復調符号ｄ０はそれぞれ一例として次式で表される。

ｍ０＝［１ －１ １ １ １ －１ －１ －１ １ －１ －１ －１ １ １］
（１）
ｄ０＝ｍ０
＝［１ －１ １ １ １ －１ －１ －１ １ －１ －１ －１ １ １］
（２）

次いで、変調符号ｍ０によって生成された符号変調波の変調電流Ｉ２に対して復調符号ｄ０を乗算する。この乗算は次式により表される。

ｍ０×ｄ０
＝［１ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １］
（３）

式（３）から明らかなように、元の発電電流Ｉ１と同じ直流の復調電流Ｉ３（図４（ｃ））が得られることがわかる。

以上説明したように、本実施形態に係る符号変調器２及び符号復調器４を用いることで、正確に同期しかつ電力損失のない直流の電力伝送を実現できる。また、例えば上述の変調符号ｍ０及び復調符号ｄ０を繰り返して使用することにより、より長い時間での電力の伝送を効率よく行うことが可能になる。

さらに、変調符号ｍ０は、その前半の符号部分ｍ０ａと、その後半の符号部分ｍ０ｂとに次式のように分割することができる。

ｍ０ａ＝［１ －１ １ １ １ －１ －１］ （４）
ｍ０ｂ＝［－１ １ －１ －１ －１ １ １］ （５）

ここで、符号部分ｍ０ｂは、符号部分ｍ０ａの各ビットの符号値をそれぞれ符号反転して生成される。すなわち、符号部分ｍ０ａのあるビットの符号値が「１」であれば、符号部分ｍ０ｂの対応するビットの符号値は「－１」である。同様に、符号部分ｍ０ａのあるビットの符号値が「－１」であれば、符号部分ｍ０ｂの対応するビットの符号値は「１」である。

図５は図１の符号変調器２の構成を示すブロック図である。図５において、符号変調器２は、制御回路２０と、通信回路２１と、符号生成回路２２と、符号変調回路２３とを備える。通信回路２１は、コントローラ１０から、同期信号と、符号系列又はその指定情報を含む制御信号とを受信して、制御回路２０に出力する。ここで、同期信号は、例えば、変調開始及び変調終了のトリガー信号であってもよく、変調開始時刻及び変調終了時刻の時間情報であってもよい。制御回路２０は、上記制御信号に基づいて、符号生成回路２２により所定の符号系列に基づく変調符号を生成させて符号変調回路２３に出力させるとともに、符号変調回路２３の動作開始及び動作終了を制御する。なお、符号変調回路２３は、発電機１に接続された入力端子Ｔ１，Ｔ２と、伝送路３に接続された出力端子Ｔ３，Ｔ４とを有する。

図６は図１の符号復調器４の構成を示すブロック図である。図６において、符号復調器４は、制御回路３０と、通信回路３１と、符号生成回路３２と、符号復調回路３３とを備える。通信回路３１は、コントローラ１０から、同期信号と、符号系列又はその指定情報を含む制御信号とを受信して、制御回路３０に出力する。ここで、同期信号は、例えば、復調開始及び復調終了のトリガー信号であってもよく、復調開始時刻及び復調終了時刻の時間情報であってもよい。制御回路３０は、上記制御信号に基づいて、符号生成回路３２により所定の符号系列に基づく復調符号を生成させて符号復調回路３３に出力させるとともに、符号復調回路３３の動作開始及び動作終了を制御する。なお、符号復調回路３３は、伝送路３に接続された入力端子Ｔ１１，Ｔ１２と、負荷５に接続された出力端子Ｔ１３，Ｔ１４とを有する。

なお、図１の電力伝送システムにおいて、コントローラ１０から符号変調器２及び符号復調器４への制御信号は、伝送路３とは異なる制御信号回線で伝送されてもよく、伝送路３を用いて符号変調波と所定の多重化方式で多重化して伝送されてもよい。後者の場合において、コントローラ１０から符号変調器２及び符号復調器４への通信に使用するケーブルを削減し、コストを低減することができる。

図７は図１の符号変調回路２３及び符号復調回路３３の構成を示すブロック図である。図７において、符号変調回路２３は、ブリッジ形状で接続された４個のスイッチ回路ＳＳ１～ＳＳ４を備える。スイッチ回路ＳＳ１～ＳＳ４はそれぞれ、例えばＭＯＳトランジスタで構成された方向性スイッチ素子Ｓ１～Ｓ４を備える。また、符号復調回路３３は、ブリッジ形状で接続された４個のスイッチ回路ＳＳ１１～ＳＳ１４を備える。スイッチ回路ＳＳ１１～ＳＳ１４はそれぞれ、例えばＭＯＳトランジスタで構成された方向性スイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４を備える。

符号生成回路２２は、前述のように符号変調器２を変調符号ｍ０に従って動作させるために、制御回路２０の制御下で所定の変調符号ｍ１，ｍ２を生成して、符号変調回路２３に出力する。符号変調回路２３のスイッチ素子Ｓ１，Ｓ４は変調符号ｍ１に従って制御され、符号変調回路２３のスイッチ素子Ｓ２，Ｓ３は変調符号ｍ２に従って制御される。各変調符号ｍ１，ｍ２は符号値「１」及び「０」を有する。例えば、各スイッチ素子Ｓ１～Ｓ４に符号値「１」の信号が入力されるときに各スイッチ素子Ｓ１～Ｓ４はオンされ、符号値「０」の信号が入力されるときに各スイッチ素子Ｓ１～Ｓ４はオフされる。なお、本明細書において説明するスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４以外のスイッチ素子についても以下同様に動作する。ここで、各スイッチ素子Ｓ１～Ｓ４は以下のように方向性を有する。スイッチ素子Ｓ１はオンのときに端子Ｔ１から入力される発電電流を端子Ｔ３に出力し、スイッチ素子Ｓ３はオンのときに端子Ｔ１から入力される発電電流を端子Ｔ４に出力し、スイッチ素子Ｓ２はオンのときに端子Ｔ３から入力される変調電流を端子Ｔ２に出力し、スイッチ素子Ｓ４はオンのときに端子Ｔ４から入力される変調電流を端子Ｔ２に出力する。

符号生成回路３２は、前述のように符号復調器４を復調符号ｄ０に従って動作させるために、制御回路３０の制御下で所定の復調符号ｄ１，ｄ２を生成して、符号復調回路３３に出力する。符号復調回路３３のスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１４は復調符号ｄ２に従って制御され、符号復調回路３３のスイッチ素子Ｓ１２，Ｓ１３は復調符号ｄ１に従って制御される。各復調符号ｄ１，ｄ２は符号値「１」及び「０」を有する。ここで、各スイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４は以下のように方向性を有する。スイッチ素子Ｓ１１はオンされるときに端子Ｔ１２から入力される変調電流を端子Ｔ１３に出力し、スイッチ素子Ｓ１３はオンされるときに端子Ｔ１１から入力される変調電流を端子Ｔ１３に出力し、スイッチ素子Ｓ１２はオンされるときに端子Ｔ１４から入力される復調電流を端子Ｔ１２に出力し、スイッチ素子Ｓ１４はオンされるときに端子Ｔ１４から入力される復調電流を端子Ｔ１１に出力する。

なお、図７の表記においては、符号復調器４のスイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４において電流が流れる方向は、符号変調器２のスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４において電流が流れる方向と逆向きとなるように記載した。

図８Ａは図１の電力伝送システムにおいて直流電力を送電して直流電力を受電する実施例１に係る符号変調器２の変調符号及び符号復調器４の復調符号の一例を示す図である。すなわち、図８Ａは、符号変調器２のスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４に入力される変調符号ｍ１とｍ２、及び符号復調器４のスイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４に入力される復調符号ｄ１とｄ２の一例を示す。

図８Ａに示すように、変調符号ｍ１と復調符号ｄ１は互いに同一であり、それぞれ符号系列ｃ１ａからなる。また、変調符号ｍ２と復調符号ｄ２は互いに同一であり、それぞれ符号系列ｃ１ｂからなる。また、符号系列ｃ１ａのあるビットの符号値が「１」のとき、符号系列ｃ１ｂの対応するビットの符号値を「０」とし、符号系列ｃ１ａのあるビットの符号値が「０」のとき、符号系列ｃ１ｂの対応するビットの符号値を「１」とするように、符号系列ｃ１ａ及びｃ１ｂを設定する。

従って、図７のスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４、Ｓ１１～Ｓ１４のうち、符号系列ｃ１ａのあるビットの符号値が入力されるスイッチ素子がオンされるときに、符号系列ｃ１ｂの対応するビットの符号値が入力されるスイッチ素子がオフされる。また、符号系列ｃ１ａのあるビットの符号値が入力されるスイッチ素子がオフされるとき、符号系列ｃ１ｂの対応するビットの符号値が入力されるスイッチ素子がオンされる。

図７の符号変調回路２３においては、スイッチ素子Ｓ１，Ｓ４がオンされるとき、スイッチ素子Ｓ２，Ｓ３がオフされ、スイッチ素子Ｓ１，Ｓ４がオフされるとき、スイッチ素子Ｓ２，Ｓ３がオンされる。これにより、スイッチ素子Ｓ１，Ｓ４がオンされかつスイッチ素子Ｓ２，Ｓ３がオフされるとき、伝送路３には正の向きに、すなわち実線矢印の向きに変調電流Ｉ２が流れる。一方、スイッチ素子Ｓ１，Ｓ４がオフされかつスイッチ素子Ｓ２，Ｓ３がオンされるとき、伝送路３には負の向きに、すなわち点線矢印の向きに変調電流Ｉ２が流れる。これにより、図４に示すように、符号変調器２に直流の発電電流Ｉ１が入力されたとき、交流に変調した変調電流Ｉ２を伝送路３に伝送することができる。

図７の符号復調回路３３においては、符号変調回路２３と同期して復調符号ｄ１，ｄ２に応答してスイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４がオン又はオフされる。ここで、変調符号ｍ１と同じ復調符号ｄ１によりスイッチ素子Ｓ１２，Ｓ１３がオン又はオフされ、変調符号ｍ２と同じ復調符号ｄ２によりスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１４がオン又はオフされる。これにより、変調符号ｍ１の符号値が「１」であり、かつ変調符号ｍ２の符号値が「０」であるとき、すなわち伝送路３に正の向きの変調電流Ｉ２が流れるときは、復調符号ｄ１の符号値が「１」となり、かつ復調符号ｄ２の符号値が「０」となる。従って、スイッチ素子Ｓ１３，Ｓ１２がオンされかつスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１４がオフされることにより、符号復調回路３３の出力端子Ｔ１３，Ｔ１４に正の向きに、すなわち実線矢印の向きに復調電流Ｉ３が流れる。また、変調符号ｍ１の符号値が「０」であり、かつ変調符号ｍ２の符号値が「１」であるとき、すなわち伝送路３に負の向きの変調電流Ｉ２が流れるときは、復調符号ｄ１の符号値が「０」となり、かつ復調符号ｄ２の符号値が「１」となる。従って、スイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１４がオンされかつスイッチ素子Ｓ１２，Ｓ１３がオフされることにより、この場合も、符号復調回路３３の出力端子Ｔ１３，Ｔ１４に正の向きに、すなわち実線矢印の向きに復調電流Ｉ３が流れる。

以上説明したように、図８Ａの変調符号ｍ１，ｍ２及び復調符号ｄ１，ｄ２を用いることにより、等価的に、符号変調器２は式（１）の変調符号ｍ０に従って動作し、符号復調器４は式（２）の復調符号ｄ０に従って動作する。

以上説明したように、図７及び図８Ａによれば、符号変調器２に直流の発電電流Ｉ１が入力されたとき、符号復調器４から、符号変調器２に入力される発電電流Ｉ１と同じ直流の復調電流Ｉ３を引き出すことが可能になる。従って、本実施形態１によれば、直流の発電電流Ｉ１を交流の変調電流Ｉ２に符号変調した後、変調電流Ｉ２を伝送路３を介して伝送し、変調電流Ｉ２を直流の復調電流Ｉ３に復調することができる。

図８Ｂは図１の電力伝送システムにおいて直流電力を送電して直流電力を受電する実施例２に係る符号変調器２の変調符号及び符号復調器４の復調符号の一例を示す図である。符号系列ｃ１ａとｃ１ｂに関して、符号値「１」を有するビットの個数と符号値「０」を有するビットの個数が同じ場合には、伝送路３に流れる符号変調された変調電流Ｉ２は平均的に直流成分がなく、交流成分のみとなる。しかしながら、符号系列によっては、符号値「１」を有するビットの個数と符号値「０」を有するビットの個数とが互いに異なり、直流成分が生じる場合もある。このような符号系列を用いる場合、当該符号系列と、その各ビットの符号値を反転した符号系列とを連結することにより、符号値「１」を有するビットの個数と符号値「０」を有するビットの個数が同じである変調符号及び復調符号を生成することができる。図８Ｂの例では、変調符号ｍ１と復調符号ｄ１を、符号系列ｃ１ａと符号系列ｃ１ｂを連結した符号系列［ｃ１ａ ｃ１ｂ］とし、変調符号ｍ２と復調符号ｄ２を、符号系列ｃ１ｂと符号系列ｃ１ａを連結した符号系列［ｃ１ｂ ｃ１ａ］にする。これにより、伝送路３に流れる符号変調された変調電流Ｉ２の平均値は０になり、変調電流Ｉ２は交流成分のみを含む。

なお、発電機１もしくは負荷５は、電池、コンデンサ等の蓄電装置であってもよい。本実施形態の電力伝送システムに蓄電装置を組み込むことにより、電力消費の少ない、あるいは電力消費のない時間帯に発電された電力を有効に活用することができるようになり、全体での電力効率を向上できる。

実施形態２．
実施形態１では、直流の発電電流を符号変調して伝送する電力伝送システムについて説明した。一方、実施形態２では、単相交流の発電電流を符号変調して伝送する電力伝送システムについて説明する。

実施形態２に係る電力伝送システムは、図１の符号変調器２及び符号復調器４に代えて、図１０及び図１１を参照して後述する符号変調器２Ａ及び符号復調器４Ａを備える。他の部分については、実施形態２に係る電力伝送システムは、実施形態１に係る電力伝送システムと同様に構成される。

図９（ａ）～図９（ｃ）は実施形態２に係る電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図であり、図９（ａ）は発電電流Ｉ１の信号波形を示し、図９（ｂ）は変調電流Ｉ２の信号波形を示し、図９（ｃ）は復調電流Ｉ３の信号波形を示す。すなわち、図９は、交流（単相交流）の発電電流Ｉ１を符号変調器２Ａにより符号変調した後、変調電流Ｉ２を伝送路３を介して伝送し、変調電流Ｉ２を符号復調器４Ａにより符号復調したときの信号波形例である。

発電機１は交流の発電電流Ｉ１を生成する。ここで、交流の発電電流Ｉ１は、一例として、２００マイクロ秒で正と負を周期的に繰り返す、周波数５ｋＨｚの矩形波形を有する。このときも、図４に示した直流の発電電流Ｉ１を符号変調したときと同様に、符号変調器２Ａは、変調符号ｍ０を発電電流Ｉ１に乗算することで、交流の変調電流Ｉ２を生成する。符号復調器４Ａは、変調符号ｍ０と同一の復調符号ｄ０を変調電流Ｉ２に乗算し、これにより、発電機１で発電された交流電力を復元して負荷５に供給することができる。

変調符号ｍ０及び復調符号ｄ０の周波数は、発電電流Ｉ１の周波数及び復調電流Ｉ３の周波数よりも高く設定される。図９の信号波形例では、交流の発電電流Ｉ１（図９（ａ））に対して、周波数３５ｋＨｚを有する変調符号ｍ０を乗算して、符号変調波の変調電流Ｉ２（図９（ｂ））を生成した。この場合、変調符号ｍ０の各ビットの時間長は、１／（３５ｋＨｚ）／２＝１４．２マイクロ秒であった。

変調符号ｍ０及び復調符号ｄ０の各ビットは符号値「１」又は「－１」を有する。
交流の発電電流Ｉ１を伝送する場合、発電電流Ｉ１が正の期間（図９（ａ）の０～１００μ秒の期間）と、発電電流Ｉ１が負の期間（図９（ａ）の１００～２００μ秒の期間）とで、符号値「１」又は「－１」は異なる意味を有する。発電電流Ｉ１が正の期間において、変調符号ｍ０について、符号値「１」は、符号変調器２Ａが入力された電流の向きと同じ向きの電流を出力することを示し、符号値「－１」は、符号変調器２Ａが入力された電流の向きと逆向きの電流を出力することを示す。同様に、発電電流Ｉ１が正の期間において、復調符号ｄ０について、符号値「１」は、符号復調器４Ａが入力された電流の向きと同じ向きの電流を出力することを示し、符号値「－１」は、符号復調器４Ａが入力された電流の向きと逆向きの電流を出力することを示す。発電電流Ｉ１が負の期間において、変調符号ｍ０について、符号値「１」は、符号変調器２Ａが入力された電流の向きと逆向きの電流を出力することを示し、符号値「－１」は、符号変調器２Ａが入力された電流の向きと同じ向きの電流を出力することを示す。同様に、発電電流Ｉ１が負の期間において、復調符号ｄ０について、符号値「１」は、符号復調器４Ａが入力された電流の向きと逆向きの電流を出力することを示し、符号値「－１」は、符号復調器４Ａが入力された電流の向きと同じ向きの電流を出力することを示す。

変調符号ｍ０及び復調符号ｄ０はそれぞれ一例として次式で表される。

ｍ０＝［１ －１ １ １ １ －１ －１ －１ １ －１ －１ －１ １ １］
（６）
ｄ０＝ｍ０
＝［１ －１ １ １ １ －１ －１ －１ １ －１ －１ －１ １ １］
（７）

実施形態１に係る符号復調と同様に、変調符号ｍ０によって生成された符号変調波の変調電流Ｉ２に対して復調符号ｄ０を乗算する。この乗算は次式により表される。

ｍ０×ｄ０
＝［１ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １ １］
（８）

式（８）から明らかなように、元の発電電流Ｉ１と同じ交流の復調電流Ｉ３（図８（ｃ））が得られることがわかる。

以上説明したように、本実施形態に係る符号変調及び符号復調の方法を用いることで、正確に同期しかつ電力損失のない電力伝送を実現できる。また、前記の変調符号ｍ０及び復調符号ｄ０を繰り返して使用することにより、より長い時間での電力の伝送を効率よく行うことが可能になる。

図１０は実施形態２に係る電力伝送システムの符号変調器２Ａの一部の構成を示すブロック図である。図１０の符号変調器２Ａは、図５の符号生成回路２２及び符号変調回路２３に代えて、符号生成回路２２Ａ及び符号変調回路２３Ａを備える。図１０の符号変調器２Ａは、図５の符号変調器２と同様に制御回路２０及び通信回路２１をさらに備えるが、図１０では図示の簡単化のためにこれらを省略する。

図１０の符号生成回路２２Ａ及び符号変調回路２３Ａは、図７の符号生成回路２２及び符号変調回路２３と比較して以下の点が異なる。
（１）符号生成回路２２Ａは、２つの変調符号ｍ１，ｍ２に代えて、４個の変調符号ｍ１～ｍ４を生成して符号変調回路２３Ａに出力する。
（２）符号変調回路２３Ａは、一方向性スイッチ回路ＳＳ１～ＳＳ４に代えてそれぞれ、ブリッジ形式で接続された４個の双方向性スイッチ回路ＳＳ２１～ＳＳ２４を備える。

符号生成回路２２Ａは、前述のように符号変調器２Ａを変調符号ｍ０に従って動作させるために、制御回路２０の制御下で所定の変調符号ｍ１～ｍ４を生成して、符号変調回路２３Ａに出力する。各変調符号ｍ１～ｍ４は符号値「１」及び「０」を有する。

符号変調回路２３Ａにおいて、スイッチ回路ＳＳ２１は、変調符号ｍ１に応答してオンオフされる図７のスイッチ素子Ｓ１に加えて、スイッチ素子Ｓ１とは逆方向性を有しかつ並列に接続され、変調符号ｍ３に応答してオンオフされるスイッチ素子Ｓ２１を備える。スイッチ回路ＳＳ２２は、変調符号ｍ２に応答してオンオフされる図７のスイッチ素子Ｓ２に加えて、スイッチ素子Ｓ２とは逆方向性を有しかつ並列に接続され、変調符号ｍ４に応答してオンオフされるスイッチ素子Ｓ２２を備える。スイッチ回路ＳＳ２３は、変調符号ｍ２に応答してオンオフされる図７のスイッチ素子Ｓ３に加えて、スイッチ素子Ｓ３とは逆方向性を有しかつ並列に接続され、変調符号ｍ４に応答してオンオフされるスイッチ素子Ｓ２３を備える。スイッチ回路ＳＳ２４は、変調符号ｍ１に応答してオンオフされる図７のスイッチ素子Ｓ４に加えて、スイッチ素子Ｓ４とは逆方向性を有しかつ並列に接続され、変調符号ｍ３に応答してオンオフされるスイッチ素子Ｓ２４を備える。なお、スイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４はそれぞれ、例えばＭＯＳトランジスタで構成される。符号変調回路２３Ａは、発電機１に接続された端子Ｔ１，Ｔ２と、伝送路３に接続された端子Ｔ３，Ｔ４を有する。符号変調回路２３Ａには発電機１からの交流電力が入力され、符号変調回路２３Ａは交流電力を符号変調した後、符号変調された変調波を伝送路３に出力する。

図１１は実施形態２に係る電力伝送システムの符号復調器４Ａの一部の構成を示すブロック図である。図１１の符号復調器４Ａは、図６の符号生成回路３２及び符号復調回路３３に代えて、符号生成回路３２Ａ及び符号復調回路３３Ａを備える。図１１の符号復調器４Ａは、図５の符号復調器４と同様に制御回路３０及び通信回路３１をさらに備えるが、図１１では図示の簡単化のためにこれらを省略する。

図１１の符号生成回路３２Ａ及び符号復調回路３３Ａは、図７の符号生成回路３２及び符号復調回路３３と比較して以下の点が異なる。
（１）符号生成回路３２Ａは、２つの復調符号ｄ１，ｄ２に代えて、４個の復調符号ｄ１～ｄ４を生成して符号復調回路３３Ａに出力する。
（２）符号復調回路３３Ａは、一方向性スイッチ回路ＳＳ１１～ＳＳ１４に代えてそれぞれ、ブリッジ形式で接続された４個の双方向性スイッチ回路ＳＳ３１～ＳＳ３４を備える。

符号生成回路３２Ａは、前述のように符号復調器４Ａを復調符号ｄ０に従って動作させるために、制御回路３０の制御下で所定の復調符号ｄ１～ｄ４を生成して、符号復調回路３３Ａに出力する。各復調符号ｄ１～ｄ４は符号値「１」及び「０」を有する。

符号復調回路３３Ａにおいて、スイッチ回路ＳＳ３１は、復調符号ｄ２に応答してオンオフされる図７のスイッチ素子Ｓ１１に加えて、スイッチ素子Ｓ１１とは逆方向性を有しかつ並列に接続され、復調符号ｄ４に応答してオンオフされるスイッチ素子Ｓ３１を備える。スイッチ回路ＳＳ３２は、復調符号ｄ１に応答してオンオフされる図７のスイッチ素子Ｓ１２に加えて、スイッチ素子Ｓ１２とは逆方向性を有しかつ並列に接続され、復調符号ｄ３に応答してオンオフされるスイッチ素子Ｓ３２を備える。スイッチ回路ＳＳ３３は、復調符号ｄ１に応答してオンオフされる図７のスイッチ素子Ｓ１３に加えて、スイッチ素子Ｓ１３とは逆方向性を有しかつ並列に接続され、復調符号ｄ３に応答してオンオフされるスイッチ素子Ｓ３３を備える。スイッチ回路ＳＳ３４は、復調符号ｄ２に応答してオンオフされる図７のスイッチ素子Ｓ１４に加えて、スイッチ素子Ｓ１４とは逆方向性を有しかつ並列に接続され、復調符号ｄ４に応答してオンオフされるスイッチ素子Ｓ３４を備える。なお、スイッチ素子Ｓ３１～Ｓ３４はそれぞれ、例えばＭＯＳトランジスタで構成される。符号復調回路３３Ａは、伝送路３に接続された端子Ｔ１１，Ｔ１２と、負荷５に接続された端子Ｔ１３，Ｔ１４を有する。符号復調回路３３Ａには伝送路３からの交流の符号変調波が入力され、符号復調回路３３Ａは符号変調波を交流の復調電力に符号復調した後、負荷５に出力する。

図１２Ａは実施形態２に係る電力伝送システムにおいて交流電力を送電して交流電力を受電する実施例３に係る符号変調器２Ａの変調符号及び符号復調器４Ａの復調符号の一例を示す図である。すなわち、図１２Ａは、符号変調回路２３Ａの双方向性スイッチ回路ＳＳ２１～ＳＳ２４に入力される変調符号ｍ１～ｍ４、及び符号復調回路３３Ａの双方向性スイッチ回路ＳＳ３１～ＳＳ３４に入力される復調符号ｄ１～ｄ４の一例を示す。

図１２Ａに示すように、変調符号ｍ１と復調符号ｄ１は互いに同一であり、変調符号ｍ２と復調符号ｄ２は互いに同一である。同様に、変調符号ｍ３と復調符号ｄ３は互いに同一であり、変調符号ｍ４と復調符号ｄ４は互いに同一である。また、直流電力の伝送のときと同様に、符号系列ｃ１ａのあるビットの符号値が「１」のとき、符号系列ｃ１ｂの対応するビットの符号値を「０」とし、符号系列ｃ１ａのあるビットの符号値が「０」のとき、符号系列ｃ１ｂの対応するビットの符号値を「１」とするように、符号系列ｃ１ａ及びｃ１ｂを設定する。

図１２Ａでは、符号系列ｃ１ａと符号系列ｃ１ｂの時間長を交流の発電電流Ｉ１の半周期と一致させる場合を示した。交流の発電電流Ｉ１が正の期間（図１２Ａの例では、各周期の前半の期間）において、変調符号ｍ１，ｍ２はそれぞれ符号系列ｃ１ａ，ｃ１ｂからなり、一方、変調符号ｍ３，ｍ４の符号値は常に「０」である。交流の発電電流Ｉ１が負の期間（図１２Ａの例では、各周期の後半の期間）において、変調符号ｍ１，ｍ２の符号値は常に「０」であり、一方、変調符号ｍ３，ｍ４はそれぞれ符号系列ｃ１ａ，ｃ１ｂからなる。各周期の前半の期間のビットと各周期の後半の期間のビットとを連結することにより、１周期分の変調符号ｍ１～ｍ４がそれぞれ生成される。これにより、各周期の前半の期間では、スイッチ素子Ｓ１～Ｓ４は変調符号ｍ１，ｍ２に従ってオンオフされ、一方、スイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４は切断されて電流が流れない。また、各周期の後半の期間では、スイッチ素子Ｓ１～Ｓ４は切断されて電流が流れず、一方、スイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４は変調符号ｍ３，ｍ４に従ってオンオフされる。変調符号ｍ１～ｍ４と同様に、１周期分の復調符号ｄ１～ｄ４もまた、各周期の前半の期間のビットと各周期の後半の期間のビットとを連結することにより生成される。

ここで、符号変調回路２３Ａの動作について以下説明する。

まず、入力端子Ｔ１，Ｔ２において正の向きに、すなわち実線矢印Ａ１の向きに発電電流Ｉ１が流れる場合の動作について説明する。この場合、変調符号ｍ１の符号値「１」が入力されるスイッチ素子Ｓ１，Ｓ４がオンされるときに、変調符号ｍ２の符号値「０」が入力されるスイッチ素子Ｓ２，Ｓ３がオフされる。また、変調符号ｍ１の符号値「０」が入力されるスイッチ素子Ｓ１，Ｓ４がオフされるとき、変調符号ｍ２の符号値「１」が入力されるスイッチ素子Ｓ２，Ｓ３がオンされる。これにより、スイッチ素子Ｓ１，Ｓ４がオンでかつスイッチ素子Ｓ２，Ｓ３がオフのとき、伝送路３には正の向きに、すなわち実線矢印Ａ１の向きに変調電流Ｉ２が流れる。一方、スイッチ素子Ｓ１，Ｓ４がオフでかつスイッチ素子Ｓ２，Ｓ３がオンのとき、伝送路３には負の向きに、すなわち点線矢印Ａ２の向きに変調電流Ｉ２が流れる。これにより、交流の発電電流Ｉ１のうちの正の期間の電流が符号変調回路２３Ａに入力されているとき、図９（ｂ）に示すように、交流の変調電流Ｉ２を伝送路３に伝送することができる。

次に、入力端子Ｔ１，Ｔ２において負の向きに、すなわち一点鎖線矢印Ｂ１の向きに発電電流Ｉ１が流れる場合の動作について以下説明する。この場合、変調符号ｍ３の符号値「１」が入力されるスイッチ素子Ｓ２１，Ｓ２４がオンされるときに、変調符号ｍ４の符号値「０」が入力されるスイッチ素子Ｓ２２，Ｓ２３がオフされる。また、変調符号ｍ３の符号値「０」が入力されるスイッチ素子Ｓ２１，Ｓ２４がオフされるとき、変調符号ｍ４の符号値「１」が入力されるスイッチ素子Ｓ２２，Ｓ２３がオンされる。これにより、スイッチ素子Ｓ２１，Ｓ２４がオンでかつスイッチ素子Ｓ２２，Ｓ２３がオフのとき、伝送路３には負の向きに、すなわち一点鎖線矢印Ｂ１の向きに変調電流Ｉ２が流れる。一方、スイッチ素子Ｓ２１，Ｓ２４がオフでかつスイッチ素子Ｓ２２，Ｓ２３がオンのとき、伝送路３には正の向きに、すなわち二点鎖線矢印Ｂ２の向きに変調電流Ｉ２が流れる。これにより、交流の発電電流Ｉ１のうちの負の期間の電流が符号変調回路２３Ａに入力されているとき、図９（ｂ）に示すように、交流の変調電流Ｉ２を伝送路３に伝送することができる。

図１０を参照して説明したように、符号変調回路２３Ａは、交流の発電電流Ｉ１のうちの正の期間及び負の期間のそれぞれにおいて、図９（ｂ）に示すように、交流の変調電流Ｉ２を生成することができる。

次に、図１１の符号復調回路３３Ａの動作について以下説明する。

まず、符号変調回路２３Ａの入力端子Ｔ１，Ｔ２において正の向きに、すなわち実線矢印Ａ１の向きに発電電流Ｉ１が流れる場合を考える。このとき、符号復調回路３３Ａの入力端子Ｔ１１，Ｔ１２には、伝送路３を介して、正の向き及び負の向きに流れる交流の変調電流Ｉ２が入力される。符号復調回路３３Ａが正しく復調動作を行った場合には、符号復調回路３３Ａの出力端子Ｔ１３，Ｔ１４において正の向きに、すなわち実線矢印Ｃ１の向きに復調電流Ｉ３が流れることになる。以下、これらの動作について説明する。この場合には、復調符号ｄ３と復調符号ｄ４の符号値はすべて「０」であり、スイッチ素子Ｓ３１～Ｓ３４はすべてオフされる。

まず、符号変調回路２３Ａの入力端子Ｔ１，Ｔ２において正の向きに発電電流Ｉ１が流れ、かつ、符号復調回路３３Ａの入力端子Ｔ１１，Ｔ１２において正の向きに、すなわち実線矢印Ｃ１の向きに流れる変調電流Ｉ２が入力された場合の符号復調回路３３Ａの動作について説明する。この場合、符号系列ｃ１ａの符号値は「１」であり、符号系列ｃ１ｂの符号値は「０」である。従って、復調符号ｄ１の符号値「１」が入力されるスイッチ素子Ｓ１２，Ｓ１３はオンされ、復調符号ｄ２の符号値「０」が入力されるスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１４はオフされる。従って、出力端子Ｔ１３，Ｔ１４には正の向きに、すなわち実線矢印Ｃ１の向きに復調電流Ｉ３が流れる。

次に、符号変調回路２３Ａの入力端子Ｔ１，Ｔ２において正の向きに発電電流Ｉ１が流れ、かつ、符号復調回路３３Ａの入力端子Ｔ１１，Ｔ１２において負の向きに、すなわち点線矢印Ｃ２の向きに流れる変調電流Ｉ２が入力された場合の符号復調回路３３Ａの動作について説明する。この場合、符号系列ｃ１ａの符号値は「０」であり、符号系列ｃ１ｂの符号値は「１」である。従って、復調符号ｄ１の符号値「０」が入力されるスイッチ素子Ｓ１２，Ｓ１３はオフされ、復調符号ｄ２の符号値「１」が入力されるスイッチ素子Ｓ１１，Ｓ１４はオンされる。従って、出力端子Ｔ１３，Ｔ１４には正の向きに、すなわち実線矢印Ｃ１の向きに復調電流Ｉ３が流れることになる。これにより、交流の発電電流Ｉ１のうちの正の期間の電流が符号変調回路２３Ａに入力されているとき、符号復調回路３３Ａにより、図９（ｃ）に示すように、正しく正の極性を有するように復調された復調電流Ｉ３を負荷５に出力することができる。

次に、符号変調回路２３Ａの入力端子Ｔ１，Ｔ２において負の向きに、すなわち一点鎖線矢印Ｂ１の向きに発電電流Ｉ１が流れる場合を考える。この場合も、符号復調回路３３Ａの入力端子Ｔ１１，Ｔ１２には、伝送路３を介して、正の向き及び負の向きに流れる交流の変調電流Ｉ２が入力される。符号復調回路３３Ａが正しく復調動作を行った場合には、符号復調回路３３Ａの出力端子Ｔ１３，Ｔ１４において負の向きに、すなわち点線矢印Ｃ２の向きに復調電流Ｉ３が流れることになる。以下、これらの動作について説明する。この場合には、復調符号ｄ１とｄ２の符号値はすべて「０」であり、スイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４はすべてオフされる。

まず、符号変調回路２３Ａの入力端子Ｔ１，Ｔ２において負の向きに発電電流Ｉ１が流れ、かつ、符号復調回路３３Ａの入力端子Ｔ１１，Ｔ１２において負の向きに、すなわち点線矢印Ｃ２の向きに流れる変調電流Ｉ２が入力された場合の符号復調回路３３Ａの動作について説明する。この場合、符号系列ｃ１ａの符号値は「１」であり、符号系列ｃ１ｂの符号値は「０」である。従って、復調符号ｄ３の符号値「１」が入力されるスイッチ素子Ｓ３２，Ｓ３３がオンされ、復調符号ｄ４の符号値「０」が入力されるスイッチ素子Ｓ３１，Ｓ３４はオフされる。従って、出力端子Ｔ１３，Ｔ１４には負の向きに、すなわち点線矢印Ｃ２の向きに復調電流Ｉ３が流れる。

次に、符号変調回路２３Ａの入力端子Ｔ１，Ｔ２において負の向きに発電電流Ｉ１が流れ、かつ、符号復調回路３３Ａの入力端子Ｔ１１，Ｔ１２において正の向きに、すなわち実線矢印Ｃ１の向きに流れる変調電流Ｉ２が入力された場合の符号復調回路３３Ａの動作について説明する。この場合、符号系列ｃ１ａの符号値は「０」であり、符号系列ｃ１ｂの符号値は「１」である。従って、復調符号ｄ３の符号値「０」が入力されるスイッチ素子Ｓ３２，Ｓ３３はオフされ、復調符号ｄ４の符号値「１」が入力されるスイッチ素子Ｓ３１，Ｓ３４はオンされる。従って、出力端子Ｔ１３，Ｔ１４には負の向きに、すなわち点線矢印Ｃ２の向きに復調電流Ｉ３が流れることになる。これにより、交流の発電電流Ｉ１のうちの負の期間の電流が符号変調回路２３Ａに入力されているとき、符号復調回路３３Ａにより、図９（ｃ）に示すように、正しく負の極性を有するように復調された復調電流Ｉ３を負荷５に出力することができる。

以上説明したように、図１２Ａの変調符号ｍ１～ｍ４及び復調符号ｄ１～ｄ４を用いることにより、等価的に、符号変調器２Ａは式（６）の変調符号ｍ０に従って動作し、符号復調器４Ａは式（７）の復調符号ｄ０に従って動作する。

以上説明したように、図１０、図１１、及び図１２Ａによれば、符号変調器２Ａに交流の発電電流Ｉ１が入力されたとき、符号復調器４Ａから、符号変調器２Ａに入力される発電電流Ｉ１と同じ交流の復調電流Ｉ３を引き出すことが可能になる。従って、本実施形態２によれば、交流の発電電流Ｉ１を交流の変調電流Ｉ２に符号変調した後、変調電流Ｉ２を伝送路３を介して伝送し、変調電流Ｉ２を交流の復調電流Ｉ３に復調することができる。

図１２Ｂは実施形態２に係る電力伝送システムにおいて直流電力を送電して直流電力を受電する実施例４に係る符号変調器２Ａの変調符号及び符号復調器４Ａの復調符号の一例を示す図である。ここで、図１０の符号変調回路２３Ａと図１１の符号復調回路３３Ａにおいて、図１２Ｂに示すように、変調符号ｍ３、ｍ４及び復調符号ｄ３、ｄ４の符号値を常に「０」に設定することによりスイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４，Ｓ３１～Ｓ３４をオフにする。これにより、図１０の符号変調回路２３Ａと図１１の符号復調回路３３Ａを、図７の符号変調回路２３と符号復調回路３３としてそれぞれ動作させることができる。従って、図１２Ｂに示すように、変調符号ｍ１，ｍ２及び復調符号ｄ１，ｄ２を符号系列ｃ１ａ，ｃ１ｂから生成することで、図４に示した直流電力伝送を実現することができる。このように、変調符号ｍ１～ｍ４及び復調符号ｄ１～ｄ４を変更することで、図１０の符号変調回路２３Ａと図１１の符号復調回路３３Ａを用いて、直流の電力伝送及び交流の電力伝送の両方をサポートすることが可能な優れた電力伝送システムを実現できる。

直流の発電機１は、例えば、太陽光発電装置を含む。交流の発電機１は、例えば、火力、水力、風力、原子力、潮力等のタービン等の回転による発電機を含む。

上述のように、実施形態２に係る電力伝送システムは、互いに同一の変調符号及び復調符号を用いることにより、直流の発電電流Ｉ１を変調して伝送し、直流の復調電流Ｉ３に復調することができ、さらに、交流の発電電流Ｉ１を変調して伝送し、交流の復調電流Ｉ３に復調することができる。また、実施形態２に係る電力伝送システムは、変調符号とは異なる復調符号を用いることにより、直流の発電電流Ｉ１を変調して伝送し、交流の復調電流Ｉ３に復調することができ、さらに、交流の発電電流Ｉ１を変調して伝送し、直流の復調電流Ｉ３に復調することができる。

図１０の符号変調回路２３Ａ及び図１１の符号復調回路３３Ａは、双方向性スイッチ回路ＳＳ２１～ＳＳ２４，ＳＳ３１～ＳＳ３４を備えているので、可逆である。すなわち、符号変調回路２３Ａは、符号復調回路としても動作可能であり、端子Ｔ３，Ｔ４から入力された変調電流を復調して端子Ｔ１，Ｔ２から出力する。符号復調回路３３Ａは、符号変調回路としても動作可能であり、端子Ｔ１３，Ｔ１４から入力された発電電流を変調して端子Ｔ１１，Ｔ１２から出力する。これにより、符号復調回路３３Ａを備えた符号復調器から、符号変調回路２３Ａを備えた符号変調器へ、電力を伝送することができる。

図１０～図１１では、双方向性スイッチ回路ＳＳ２１～ＳＳ３４はそれぞれ、互いに逆の向きの電流を流すように並列に接続された各１対のスイッチ素子（Ｓ１，Ｓ２１；Ｓ２，Ｓ２２；Ｓ３，Ｓ２３；Ｓ４，Ｓ２４；Ｓ１１，Ｓ３１；Ｓ１２，Ｓ３２；Ｓ１３，Ｓ３３；Ｓ１４，Ｓ３４）により構成された例を示した。代替として、双方向性スイッチ回路ＳＳ２１～ＳＳ３４は、以下の図１３Ａ～図１４Ｄに示すように直列に接続された各１対のスイッチ素子（Ｓ４１，Ｓ５１；Ｓ４２，Ｓ５２；Ｓ４３，Ｓ５３；Ｓ４４，Ｓ５４）によっても構成することができる。図１３Ａ～図１４Ｄにおいて、各図において上から下に向かう方向を「正方向」といい、下から上に向かう方向を「負方向」という。

図１３Ａは実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号変調回路２３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ２１Ａの構成を示す回路図である。図１３Ａにおいて、スイッチ回路ＳＳ２１Ａは、図１０のスイッチ回路ＳＳ２１に対応し、
（１）負方向に電流を流すダイオードＤ１が並列に接続され、変調符号ｍ１に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ４１と、
（２）正方向に電流を流すダイオードＤ１１が並列に接続され、変調符号ｍ３に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ５１と
が直列に接続されて構成される。

図１３Ｂは実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号変調回路２３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ２２Ａの構成を示す回路図である。図１３Ｂにおいて、スイッチ回路ＳＳ２２Ａは、図１０のスイッチ回路ＳＳ２２に対応し、
（１）負方向に電流を流すダイオードＤ２が並列に接続され、変調符号ｍ２に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ４２と、
（２）正方向に電流を流すダイオードＤ１２が並列に接続され、変調符号ｍ４に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ５２と
が直列に接続されて構成される。

図１３Ｃは実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号変調回路２３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ２３Ａの構成を示す回路図である。図１３Ｃにおいて、スイッチ回路ＳＳ２３Ａは、図１０のスイッチ回路ＳＳ２３に対応し、
（１）負方向に電流を流すダイオードＤ３が並列に接続され、変調符号ｍ２に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ４３と、
（２）正方向に電流を流すダイオードＤ１３が並列に接続され、変調符号ｍ４に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ５３と
が直列に接続されて構成される。

図１３Ｄは実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号変調回路２３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ２４Ａの構成を示す回路図である。図１３Ｄにおいて、スイッチ回路ＳＳ２４Ａは、図１０のスイッチ回路ＳＳ２４に対応し、
（１）負方向に電流を流すダイオードＤ４が並列に接続され、変調符号ｍ１に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ４４と、
（２）正方向に電流を流すダイオードＤ１４が並列に接続され、変調符号ｍ３に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ５４と
が直列に接続されて構成される。

図１４Ａは実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号復調回路３３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ３１Ａの構成を示す回路図である。図１４Ａにおいて、スイッチ回路ＳＳ３１Ａは、図１１のスイッチ回路ＳＳ３１に対応し、
（１）正方向に電流を流すダイオードＤ３１が並列に接続され、復調符号ｄ２に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ６１と、
（２）負方向に電流を流すダイオードＤ２１が並列に接続され、復調符号ｄ４に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ７１と
が直列に接続されて構成される。

図１４Ｂは実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号復調回路３３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ３２Ａの構成を示す回路図である。図１４Ｂにおいて、スイッチ回路ＳＳ３２Ａは、図１１のスイッチ回路ＳＳ３２に対応し、
（１）正方向に電流を流すＤ３２が並列に接続され、復調符号ｄ１に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ６２と、
（２）負方向に電流を流すダイオードＤ２２が並列に接続され、復調符号ｄ３に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ７２と
が直列に接続されて構成される。

図１４Ｃは実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号復調回路３３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ３３Ａの構成を示す回路図である。図１４Ｃにおいて、スイッチ回路ＳＳ３３Ａは、図１１のスイッチ回路ＳＳ３３に対応し、
（１）正方向に電流を流すダイオードＤ３３が並列に接続され、復調符号ｄ１に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ６３と、
（２）負方向に電流を流すダイオードＤ２３が並列に接続され、復調符号ｄ３に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ７３と
が直列に接続されて構成される。

図１４Ｄは実施形態２の変形例に係る電力伝送システムにおいて用いる符号復調回路３３Ａのための双方向性スイッチ回路ＳＳ３４Ａの構成を示す回路図である。図１４Ｄにおいて、スイッチ回路ＳＳ３４Ａは、図１１のスイッチ回路ＳＳ３４に対応し、
（１）正方向に電流を流すダイオードＤ３４が並列に接続され、復調符号ｄ２に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ６４と、
（２）負方向に電流を流すダイオードＤ２４が並列に接続され、復調符号ｄ４に基づいてオンオフするスイッチ素子Ｓ７４と
が直列に接続されて構成される。

図１３Ａ～図１４Ｄにおいて、スイッチ素子Ｓ４１～Ｓ７４は例えばＭＯＳトランジスタで構成され、それぞれ並列にＭＯＳトランジスタの寄生（ボディ）ダイオードＤ１～Ｄ３４を使用することも可能である。図１３Ａ～図１４Ｄの各スイッチ回路ＳＳ２１Ａ～ＳＳ３４Ａを、例えばＭＯＳトランジスタのスイッチ素子と１つのダイオードで実現すると、１つの双方向性スイッチ回路ＳＳ２１Ａ～ＳＳ３４Ａで２つのＭＯＳトランジスタと２つのダイオードが必要になる。一方、ＭＯＳトランジスタには特性の良い逆特性ダイオードが内蔵されたパッケージが普及しており、これを用いれば２つのスイッチ素子で１つの双方向性スイッチ回路ＳＳ２１Ａ～ＳＳ３４Ａを構成でき小型化が可能となる。

実施形態３．
実施形態１及び２では、１つの発電機１から１つの負荷５に電力を伝送する電力伝送システムについて説明した。一方、実施形態３では、複数の発電機から複数の負荷に電力を伝送する電力伝送システムについて説明する。

図１５は実施形態３に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図１５において、実施形態３に係る電力伝送システムは、複数の発電機１－１，１－２と、複数の符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２と、伝送路３と、複数の符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２と、複数の負荷５－１，５－２と、コントローラ１０Ａとを備える。

コントローラ１０Ａは、制御回路１１及び通信回路１２Ａを備える。制御回路１１は、通信回路１２Ａを介して符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２及び符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２と通信し、それらの動作を制御する。

図１５の電力伝送システムにおいて、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２は電力送信装置としてそれぞれ動作し、符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２は電力受信装置としてそれぞれ動作する。符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２のうちの各１つの符号変調器は、第１の電力を、所定の符号系列に基づく変調符号を用いて符号変調して符号変調波を生成し、符号変調波を、伝送路３を介して符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２のうちの１つの符号復調器に送信する。符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２のうちの各１つの符号復調器は、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２のうちの１つの符号変調器から伝送路３を介して符号変調波を受信し、受信した符号変調波を、符号変調したときに用いた変調符号の符号系列と同じ符号系列に基づく復調符号を用いて符号復調して第２の電力を生成する。第１の電力は、例えば、発電機１－１，１－２で発電された電力であり、図１５では発電電流Ｉ１１，Ｉ１２として示す。符号変調波は、符号変調された交流電力であり、図１５では変調電流Ｉ２として示す。第２の電力は、例えば、負荷５－１，５－２に供給される電力であり、図１５では復調電流Ｉ３１，Ｉ３２として示す。

ここで、図１５の符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２及び符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２は、実施形態２に係る符号変調器２Ａ及び符号復調器４Ａと同様に構成され、同様に動作する。

図１５の電力伝送システムは、さらに、電力測定器１ｍ－１，１ｍ－２，５ｍ－１，５ｍ－２を備える。電力測定器１ｍ－１，１ｍ－２は、第１の電力の電力量を測定する第１の電力測定手段である。すなわち、電力測定器１ｍ－１，１ｍ－２は、発電機１－１，１－２の発電量であり、発電機１－１，１－２から符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２へ送られる電力の電力量を測定する。電力測定器５ｍ－１，５ｍ－２は、第２の電力の電力量を測定する第２の電力測定手段である。すなわち、電力測定器５ｍ－１，５ｍ－２は、負荷５－１，５－２における電力使用量である、符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２から負荷５－１，５－２へ送られる電力の電力量を測定する。電力測定器１ｍ－１，１ｍ－２，５ｍ－１，５ｍ－２によって測定された電力量はコントローラ１０Ａに送信される。

コントローラ１０Ａは、電力測定器１ｍ－１，１ｍ－２，５ｍ－１，５ｍ－２から受信した各電力量に基づいて、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２及び符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２の動作を制御する。例えば、コントローラ１０Ａは、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２及び符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２を互いに同期させるための同期信号を含む制御信号を符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２及び符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２に送信し、これにより、正確に同期した電力の符号変調及び符号復調を実現する。

コントローラ１０Ａは、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２のうち、電力を送信すべき符号変調器に対して変調符号の符号系列又はその指定情報を送信する一方、符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２のうち、電力を受信すべき符号復調器に対して復調符号の符号系列又はその指定情報を送信する。例えば、符号変調器２Ａ－１から符号復調器４Ａ－１に電力を伝送する場合、コントローラ１０Ａは、１つの符号系列に基づいて、変調符号を符号変調器２Ａ－１に設定し、復調符号を符号復調器４Ａ－１に設定する。それと同時に符号変調器２Ａ－２から符号復調器４Ａ－２に電力を伝送する場合、コントローラ１０Ａは、異なるもう１つの符号系列に基づいて、変調符号を符号変調器２Ａ－２に設定し、復調符号を符号復調器４Ａ－２に設定する。複数の符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２から複数の符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２に同時に電力を伝送する場合、互いに低相関である（例えば、互いに直交する）複数の符号系列を用いてもよい。

これにより、複数の発電機１－１，１－２から複数の負荷５－１，５－２へ電力を伝送することができる。

発電機１－１，１－２で発電された電力を負荷５－１，５－２へ伝送するための符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２及び符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２の例示的な動作について、以下に説明する。

実施形態３において、発電機１－１及び１－２の出力電力が直流であり、負荷５－１の入力電力が直流であり、負荷５－２への入力電力が交流である場合を示す。すなわち、発電機１－２から負荷５－２への電力伝送が、直流から交流への変換動作となる。

図１６Ａは図１５の電力伝送システムにおいて直流電力を送電して直流電力を受電する実施形態３に係る符号変調器２Ａ－１の変調符号及び符号復調器４Ａ－１の復調符号の一例を示す図である。また、図１６Ｂは図１５の電力伝送システムにおいて直流電力を送電して交流電力を受電する実施形態３に係る符号変調器２Ａ－２の変調符号及び符号復調器４Ａ－２の復調符号の一例を示す図である。

図１６Ａは、符号変調器２Ａ－１の符号変調回路２３Ａのスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４，Ｓ２１～Ｓ２４（図１０）に入力される変調符号と、符号復調器４Ａ－１の符号復調回路３３Ａのスイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４，Ｓ３１～Ｓ３４（図１１）に入力される復調符号とを示す。ここで、図１６Ａの変調符号ｍ１ａ～ｍ４ａは、図１０の変調回路２３Ａの変調符号ｍ１～ｍ４にそれぞれ対応し、図１６Ａの復調符号ｄ１ａ～ｄ４ａは、図１１の復調回路３３Ａの復調符号ｄ１～ｄ４にそれぞれ対応する。この場合、図１２Ｂを用いて説明した通り、変調符号ｍ３ａ、ｍ４ａ及び復調符号ｄ３ａ、ｄ４ａの符号値を常に「０」に設定することによりスイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４，Ｓ３１～Ｓ３４はオフされる。また、変調符号ｍ１ａ、ｍ２ａ及び復調符号ｄ１ａ、ｄ２ａは、図１２Ｂを用いて説明した通り、符号系列ｃ１ａと符号系列ｃ１ｂから生成される。

さらに、図１６Ｂは、符号変調器２Ａ－２の符号変調回路２３Ａのスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４，Ｓ２１～Ｓ２４（図１０）に入力される変調符号と、符号復調器４Ａ－２の符号復調回路３３Ａのスイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４，Ｓ３１～Ｓ３４（図１１）に入力される復調符号とを示す。ここで、図１６Ｂの変調符号ｍ１ｂ～ｍ４ｂは、図１０の変調回路２３Ａの変調符号ｍ１～ｍ４にそれぞれ対応し、図１６Ｂの復調符号ｄ１ｂ～ｄ４ｂは、図１１の復調回路３３Ａの復調符号ｄ１～ｄ４にそれぞれ対応する。この場合、変調符号ｍ３ｂ、ｍ４ｂの符号値を常に「０」に設定することによりスイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４はオフされる。また、変調符号ｍ１ｂ、ｍ２ｂ及び復調符号ｄ１ｂ～ｄ４ｂは、符号系列ｃ２ａと符号系列ｃ２ｂから生成される。電流の符号変調及び符号復調の原理は、実施形態１～２と同様であるので、ここでは説明は省略する。

以下では、図１７を参照して、複数の発電機１－１，１－２から複数の負荷５－１，５－２に電力を伝送する動作について説明する。

図１７（ａ）～図１７（ｅ）は、実施形態３に係る電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図である。図１７（ａ）は発電電流Ｉ１１の信号波形を示し、図１７（ｂ）は発電電流Ｉ１２の信号波形を示し、図１７（ｃ）は変調電流Ｉ２の信号波形を示し、図１７（ｄ）は復調電流Ｉ３１の信号波形を示し、図１７（ｅ）は復調電流Ｉ３２の信号波形を示す。

直流の発電電流Ｉ１１は、符号変調器２Ａ－１により符号変調されて交流の符号変調波になる。同様に、直流の発電電流Ｉ１２は、符号変調器２Ａ－２により符号変調されて交流の符号変調波になる。符号変調器２Ａ－１により生成された符号変調波と、符号変調器２Ａ－２により生成された符号変調波とは、図１７（ｃ）に示すように、互いに合成された変調電流Ｉ２として伝送路３を介して伝送される。

上述の通り、符号変調器２Ａ－１及び２Ａ－２は互いに同一の構成を有し、それぞれ図１０の符号変調器２Ａと同様に構成される。また、符号復調器４Ａ－１と４Ａ－２もまた互いに同一の構成を有し、それぞれ図１１の符号復調器４Ａと同様に構成される。符号変調器２Ａ－１と２Ａ－２の間の相違点、及び、符号復調器４Ａ－１と４Ａ－２の間の相違点は、互いに異なる符号系列ｃ１ａ，ｃ１ｂと符号系列ｃ２ａ，ｃ２ｂとを用いていることにある。符号変調器２Ａ－１及び符号復調器４Ａ－１は符号系列ｃ１ａ，ｃ１ｂを使用し、符号変調器２Ａ－２及び符号復調器４Ａ－２は符号系列ｃ２ａ，ｃ２ｂを使用する。ここで、符号系列ｃ１ａとｃ２ａは互いに直交し、従って、符号系列ｃ１ｂとｃ２ｂもまた互いに直交する。ここでは、７段のＧｏｌｄ系列を用い、互いに異なるＧｏｌｄ系列を符号系列ｃ１ａ，ｃ２ａとして設定した。

符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２は、互いに直交した符号系列ｃ１ａ，ｃ２ａを用いることにより、変調電流Ｉ２から、対応する符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２で生成された電力をそれぞれ復調して取り出すことができる。これにより、図１７（ｄ）と図１７（ｅ）に示したように、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２に入力された発電電流Ｉ１１，Ｉ１２は、符号変調波として伝送された後、対応する符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２において復調電流Ｉ３１，Ｉ３２として正確に復調されて出力される。これにより、所望の波形（直流又は交流）及び所望の大きさを持った復調電流Ｉ３１，Ｉ３２が負荷５－１と５－２にそれぞれ供給される。

以上説明したように、本実施形態によれば、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２と符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２を用いることで、１つの伝送路３において多重化された２つの電力伝送を同時に行い、そして、伝送された電力を分離することが可能になる。従って、２つの発電機１－１，１－２から２つの負荷５－１，５－２に所望の大きさの電流を同時に伝送可能な優れた電力伝送システムを実現できる。

なお、符号変調器２Ａ－１と２Ａ－２あるいは符号復調器４Ａ－１と４Ａ－２で瞬時電力を測定し、符号系列と照らし合わせることにより、どの発電機１－１，１－２からどの負荷にどれだけの電力が伝送されたのかを把握することが可能となる。これにより、異なる発電コストを有する複数の異なる発電機１－１，１－２が接続された場合に、送電元の発電機１－１，１－２に応じた電気料金を課すような電力ビジネスの運営を実現できる。あるいは、どの発電機１－１，１－２からどの負荷５－１，５－２に電力を送るかによって送電効率が変わるようなシステムでは、電力伝送の情報を管理して分析することにより、最適な電力供給を実現できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２及び符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２を用いることで、１つ以上の発電機１－１，１－２から１つ以上の負荷５－１，５－２に対して電力を効率よく供給可能な電力伝送システムを提供することが可能になる。

以上の実施形態では、２つの発電機１－１，１－２と２つの負荷５－１，５－２を備えた電力伝送システムを例に挙げて説明したが、本開示はこれに限られるものではない。１つの発電機１－１と２つ以上の負荷５－１，５－２を備えた構成、更には、２つ以上の発電機１－１，１－２と２つ以上の負荷５－１，５－２で構成される電力伝送システムを構成することも可能である。この場合には、多数の電力伝送を１つの伝送路３にまとめて行うことが可能となり、伝送路３の敷設コストの減少、伝送路３の本数削減によるコスト減少等の効果がある。

上述の実施形態の説明では、図１５における符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２は一例として図１０に示した符号変調回路２３Ａで構成した場合を示したが、これに限られるものではない。例えば、発電機１－１，１－２の出力電力が直流の場合には、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２は図７に示した符号変調回路２３を用いて構成してもよい。また、負荷５－１，５－２への入力電力が直流の場合には、符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２は図７に示した符号復調回路３３を用いて構成してもよい。これらの場合は、符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２及び符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２の回路構成を簡略化することができるので、部品点数が削減され、コストの削減及び装置の小型化を実現できるという効果がある。

なお、実施形態３では、一例として、直流の出力電力を有する２つの発電機から、直流の入力電力を有する１つの負荷と、交流の入力電力を有する１つの負荷とに電力を伝送する電力伝送システムについて説明したが、これに限られるものではない。電力伝送システムは、直流の出力電力を有する任意個数の発電機と、交流の出力電力を有する任意個数の発電機とから電力供給を受けてもよい。また、電力伝送システムは、直流の入力電力を有する任意個数の負荷と、交流の入力電力を有する任意個数の負荷とに電力を供給してもよい。

自然エネルギーの大半を占める太陽光発電では直流の電力が生成される。その一方で、風力及び地熱発電では交流の電力が生成される。この場合、電力網内に直流と交流の電源が混ざり合うことは望ましくないので、従来の電力伝送システムでは、発電機（電源）及び負荷を直流あるいは交流に揃える必要がある。

これに対して、本実施形態に係る電力伝送システムでは、符号変調及び符号復調を用いることにより、直流の電源から直流の負荷への電力伝送と、直流の電源から交流の負荷への電力伝送と、交流の電源から直流の負荷への電力伝送と、交流の電源から交流の負荷への電力伝送とを、１つの伝送路上で同時に行うことができる。

これにより、実施形態１から３における電力伝送システムにおいて、電力の符号変調及び符号復調を正確に実現する電力伝送に加え、複数の電力伝送を１つの伝送路で多重化して同時に行うことを可能にする優れた電力伝送システムを提供することができる。

実施形態４．
図１８は、実施形態４に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図１８において、実施形態４に係る電力伝送システムは、三相発電機４１、符号変調サブシステム４２、伝送路４３、符号復調サブシステム４４、三相負荷４５、及びコントローラ１０Ｂを備える。図１８の電力伝送システムにおいて、符号変調サブシステム４２は電力送信装置として動作し、符号復調サブシステム４４は電力受信装置として動作する。

三相発電機４１は、互いに１２０度の位相差を有する第１相～第３相の位相成分の電力を含む三相交流電力を発生する。図１８では、三相発電機４１の第１相～第３相の巻線を発電機４１－１～４１－３としてそれぞれ示し、第１相～第３相の位相成分の電力を発電電流Ｉ４１～Ｉ４３としてそれぞれ示す。

符号変調サブシステム４２は、図１５の符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２と同様に構成された符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３を含む。符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３は、図１０の符号変調回路２３Ａをそれぞれ備え、実施形態２に係る符号復調器と同様にそれぞれ動作する。符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３は、互いに異なる所定の符号系列に基づく変調符号をそれぞれ用いて、三相交流電力の第１相～第３相の位相成分の電力を符号変調して符号変調波をそれぞれ生成し、伝送路４３を介して符号変調波を符号復調サブシステム４４にそれぞれ送信する。図１８では、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３によってそれぞれ生成される符号変調波を、変調電流Ｉ５１～Ｉ５３として示す。

伝送路４３は、変調電流Ｉ５１～Ｉ５３を互いに重畳した変調電流Ｉ６１を符号変調サブシステム４２から符号復調サブシステム４４に伝送する。

符号復調サブシステム４４は、図１５の符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２と同様に構成された符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３を含む。符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３は、図１１の符号復調回路３３Ａをそれぞれ備え、実施形態２に係る符号復調器と同様にそれぞれ動作する。符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３は、受信した符号変調波（すなわち変調電流Ｉ５１～Ｉ５３）のうちの１つの符号変調波を符号変調したときに用いた変調符号の符号系列と同じ符号系列に基づく復調符号を用いて１つの符号変調波をそれぞれ符号復調する。これにより、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３は、符号復調された電力を、三相交流電力の第１相～第３相のうちの１つの位相成分の電力としてそれぞれ生成する。図１８では、符号復調された電力を、復調電流Ｉ７１～Ｉ７３として示す。

三相負荷４５は、符号復調サブシステム４４によって生成された三相交流電力によって動作する。三相負荷４５は、例えば三相モータである。図１８では、三相負荷４５の第１相～第３相の巻線を負荷４５－１～４５－３としてそれぞれ示す。

図１９は、図１８の伝送路４３の第１の実施例を示す図である。発電機４１－１～４１－３と符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３とは、Ｙ結線により互いに接続されてもよい。符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３によってそれぞれ生成された符号変調波は、２本の電力線４３ａ，４３ｂを含む伝送路４３を介して符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３に送信されてもよい。符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３と負荷４５－１～４５－３とは、Ｙ結線により互いに接続されてもよい。Ｎ１，Ｎ２はそれぞれ中性点である。

図２０は、図１８の伝送路４３の第２の実施例を示す図である。符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３によってそれぞれ生成された符号変調波は、３本の電力線４３ａ～４３ｃと接地線４３ｄとを含む伝送路４３（３相４線）を介して符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３に送信されてもよい。

図２１は、図１８の伝送路４３の第３の実施例を示す図である。発電機４１－１～４１－３と符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３とは、Δ結線により互いに接続されてもよい。符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３によってそれぞれ生成された符号変調波は、３本の電力線４３ａ～４３ｃを含む伝送路４３を介して符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３に送信されてもよい。符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３と負荷４５－１～４５－３とは、Δ結線により互いに接続されてもよい。

発電機４１－１～４１－３と符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３とをＹ結線により互いに接続し、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３と負荷４５－１～４５－３とをΔ結線により互いに接続してもよい。また、発電機４１－１～４１－３と符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３とをΔ結線により互いに接続し、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３と負荷４５－１～４５－３とをＹ結線により互いに接続してもよい。いずれの場合においても、図１９の伝送路４３、図２０の伝送路４３、及び図２１の伝送路４３のいずれを用いてもよい。

図２２は、図１８のコントローラ１０Ｂの構成を示すブロック図である。コントローラ１０Ｂは、制御回路１１Ｂ、通信回路１２Ｂ、及び位相変換器１３Ｂａ～１３Ｂｄを備える。

制御回路１１Ｂは、通信回路１２Ｂを介して符号変調サブシステム４２の各符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３及び符号復調サブシステム４４の各符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３と通信し、それらの動作を制御する。図２２では、図示の簡単化のため、変調符号及び復調符号を設定するための構成のみを示す。

コントローラ１０Ｂは、符号変調サブシステム４２の各符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３に変調符号の符号系列又はその指定情報を設定し、符号復調サブシステム４４の各符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３に復調符号の符号系列又はその指定情報を設定する。コントローラ１０Ｂは、三相交流電力の対応する相を送受信する符号変調器及び符号復調器のペアに対して、同じ符号系列に基づいて変調符号及び復調符号をそれぞれ設定する。コントローラ１０Ｂは、変調符号ｍ１１～ｍ１４を符号変調器２Ａ－１に設定し、変調符号ｍ１１～ｍ１４と同じ復調符号ｄ１１～ｄ１４を符号復調器４Ａ－１に設定する。コントローラ１０Ｂは、変調符号ｍ２１～ｍ２４を符号変調器２Ａ－２に設定し、変調符号ｍ２１～ｍ２４と同じ復調符号ｄ２１～ｄ２４を符号復調器４Ａ－２に設定する。コントローラ１０Ｂは、変調符号ｍ３１～ｍ３４を符号変調器２Ａ－３に設定し、変調符号ｍ３１～ｍ３４と同じ復調符号ｄ３１～ｄ３４を符号復調器４Ａ－３に設定する。変調符号ｍ１１～ｍ１４、変調符号ｍ２１～ｍ２４、及び変調符号ｍ３１～ｍ３４（及び対応する復調符号）は、互いに低相関であり、例えば互いに直交する。

コントローラ１０Ｂは、互いに低相関又は互いに直交する変調符号及び復調符号を生成するために、図２２に示すように位相変換器１３Ｂａ～１３Ｂｄを用いてもよい。位相変換器１３Ｂａ，１３Ｂｂは、変調符号ｍ１１～ｍ１４の位相を予め決められた移相量だけ変化させることにより、変調符号ｍ２１～ｍ２４及び変調符号ｍ３１～ｍ３４をそれぞれ生成する。位相変換器１３Ｂｃ，１３Ｂｄは、復調符号ｄ１１～ｄ１４の位相を予め決められた移相量だけ変化させることにより、復調符号ｄ２１～ｄ２４及び復調符号ｄ３１～ｄ３４をそれぞれ生成する。

次に、図２３Ａ～図２４Ｄを参照して、符号変調及び符号復調を用いて三相発電機４１の各相の電力を三相負荷の各相の負荷４５－１～４５－３へ伝送する方法を説明する。

図２３Ａは、図１８の電力伝送システムにおいて三相交流電力を送電して三相交流電力を受電する実施例７に係る符号変調器２Ａ－１の変調符号及び符号復調器４Ａ－１の復調符号の一例を示す図である。図２３Ａは、符号変調器２Ａ－１の符号変調回路２３Ａのスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４，Ｓ２１～Ｓ２４（図１０）に入力される変調符号と、符号復調器４Ａ－１の符号復調回路３３Ａのスイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４，Ｓ３１～Ｓ３４（図１１）に入力される復調符号とを示す。ここで、図２３Ａの変調符号ｍ１１～ｍ１４は、図１０の符号変調回路２３Ａの変調符号ｍ１～ｍ４にそれぞれ対応し、図２３Ａの復調符号ｄ１１～ｄ１４は、図１１の符号復調回路３３Ａの復調符号ｄ１～ｄ４にそれぞれ対応する。

図２３Ｂは、図１８の電力伝送システムにおいて三相交流電力を送電して三相交流電力を受電する実施例８に係る符号変調器２Ａ－２の変調符号及び符号復調器４Ａ－２の復調符号の一例を示す図である。図２３Ｂは、符号変調器２Ａ－２の符号変調回路２３Ａのスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４，Ｓ２１～Ｓ２４（図１０）に入力される変調符号と、符号復調器４Ａ－２の符号復調回路３３Ａのスイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４，Ｓ３１～Ｓ３４（図１１）に入力される復調符号とを示す。ここで、図２３Ｂの変調符号ｍ２１～ｍ２４は、図１０の符号変調回路２３Ａの変調符号ｍ１～ｍ４にそれぞれ対応し、図２３Ｂの復調符号ｄ２１～ｄ２４は、図１１の符号復調回路３３Ａの復調符号ｄ１～ｄ４にそれぞれ対応する。

図２３Ｃは、図１８の電力伝送システムにおいて三相交流電力を送電して三相交流電力を受電する実施例９に係る符号変調器２Ａ－３の変調符号及び符号復調器４Ａ－３の復調符号の一例を示す図である。図２３Ｃは、符号変調器２Ａ－３の符号変調回路２３Ａのスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４，Ｓ２１～Ｓ２４（図１０）に入力される変調符号と、符号復調器４Ａ－３の符号復調回路３３Ａのスイッチ素子Ｓ１１～Ｓ１４，Ｓ３１～Ｓ３４（図１１）に入力される復調符号とを示す。ここで、図２３Ｃの変調符号ｍ３１～ｍ３４は、図１０の符号変調回路２３Ａの変調符号ｍ１～ｍ４にそれぞれ対応し、図２３Ｃの復調符号ｄ３１～ｄ３４は、図１１の符号復調回路３３Ａの復調符号ｄ１～ｄ４にそれぞれ対応する。

電流の符号変調及び符号復調の原理は、実施形態２の場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。

次に、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３により符号変調された変調電流Ｉ５１～Ｉ５３を互いに重畳した変調電流Ｉ６１から、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３を用いて復調電流Ｉ７１～Ｉ７３を符号復調し、それぞれ所望の負荷４５－１～４５－３に伝送するメカニズムを説明する。

上述の通り、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３は互いに同一の構成を有し、図１０の符号変調回路２３Ａをそれぞれ備える。符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３の相違点は、互いに異なる変調符号ｍ１１～ｍ１４、変調符号ｍ２１～ｍ２４、そして変調符号ｍ３１～ｍ３４を用いていることにある。また、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３もまた互いに同一の構成を有し、図１１の符号復調回路３３Ａをそれぞれ備える。符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３の相違点は、互いに異なる復調符号ｄ１１～ｄ１４、復調符号ｄ２１～ｄ２４、そして復調符号ｄ３１～ｄ３４を用いていることにある。

符号変調器２Ａ－１の変調符号は、実施形態２に係る電力伝送システムにおいて交流電力を送信して交流電力を受信する実施例３の変調符号（図１２Ａ）と同様に設定される。つまり、交流の電流波形の前半部分の電流が正となる時間幅において、変調符号ｍ１１と変調符号ｍ１２にそれぞれ、符号系列［ｃ３ａ ｃ３ｂ ｃ３ｃ］と符号系列［ｃ３ｄ ｃ３ｅ ｃ３ｆ］が与えられ、スイッチ素子Ｓ１～Ｓ４が制御される。このとき、変調符号ｍ１３と変調符号ｍ１４は常に０であり、スイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４は切断されて電流が流れない。一方、交流の電流波形の後半部分の電流が負となる時間幅においては、変調符号ｍ１１と変調符号ｍ１２は常に０であり、スイッチ素子Ｓ１～Ｓ４は切断されて電流が流れないが、変調符号ｍ１３と変調符号ｍ１４にそれぞれ、符号系列［ｃ３ａ ｃ３ｂ ｃ３ｃ］と符号系列［ｃ３ｄ ｃ３ｅ ｃ３ｆ］が与えられ、スイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４が制御される。

符号変調器２Ａ－２の変調符号は、第２相の発電電流Ｉ４２が第１相の発電電流Ｉ４１に対して所定の位相関係を有するように、位相変換器１３Ｂａにより符号変調器２Ａ－１の変調符号の位相を予め決められた移相量だけ変化させることによって設定される。本実施例の場合は、三相発電機４１の各相の発電電流Ｉ４１～Ｉ４３を符号変調するので、第２相の発電電流Ｉ４２の位相は第１相の発電電流Ｉ４１に対して１２０度進んでいる。従って、図２３Ｂに示すように、符号変調器２Ａ－２のために、符号変調器２Ａ－１の変調符号を１２０度進めた変調符号を設定した。

同様に、符号変調器２Ａ－３の変調符号は、第３相の発電電流Ｉ４３が第１相の発電電流Ｉ４１に対して所定の位相関係を有するように、位相変換器１３Ｂｂにより符号変調器２Ａ－１の変調符号の位相を予め決められた移相量だけ変化させることによって設定される。本実施例の場合は、三相発電機４１の各相の発電電流Ｉ４１～Ｉ４３を符号変調するので、第３相の発電電流Ｉ４３の位相は第１相の発電電流Ｉ４１に対して２４０度進んでいる。従って、図２３Ｃに示すように、符号変調器２Ａ－３のために、符号変調器２Ａ－１の変調符号を２４０度進めた変調符号を設定した。

位相変換器１３Ｂａ，１３Ｂｂを用いて符号変調器２Ａ－１の変調符号から符号変調器２Ａ－２～２Ａ－３の変調符号を生成することにより、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３の変調符号を独立に生成する場合よりも小さな負荷で各変調符号を生成することができる。

ここでは、５段のＧｏｌｄ系列を用い、符号系列ｃ３ａ～ｃ３ｆに異なるＧｏｌｄ系列を与えた。ここで、符号系列ｃ３ａと符号系列ｃ３ｃ、及び符号系列ｃ３ｄと符号系列ｃ３ｆは直交符号の関係にある。これにより、符号系列ｃ３ａ～ｃ３ｆから構成される変調符号ｍ１１～ｍ１４、変調符号ｍ２１～ｍ２４、そして変調符号ｍ３１～ｍ３４もまた、互いに直交符号の関係となる。

符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３の復調符号もまた、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３の変調符号と同様に設定される。

これにより、三相交流電力の３つの位相成分の電力をそれぞれ符号変調する３組の変調符号は、互いに直交し、かつ、対応する位相成分に同期している。互いに重畳された３つの符号変調波をそれぞれ符号復調する３組の復調符号は、互いに直交し、かつ、三相交流電力の対応する位相成分に同期している。

図２４Ａ～図２４Ｄは、図１８の電力伝送システムにおける例示的な信号波形を示す波形図である。図２４Ａ（ａ）は発電電流Ｉ４１の信号波形を示し、図２４Ａ（ｂ）は発電電流Ｉ４２の信号波形を示し、図２４Ａ（ｃ）は発電電流Ｉ４３の信号波形を示す。図２４Ｂ（ａ）は変調電流Ｉ５１の信号波形を示し、図２４Ｂ（ｂ）は変調電流Ｉ５２の信号波形を示し、図２４Ｂ（ｃ）は変調電流Ｉ５３の信号波形を示す。図２４Ｃは重畳された変調電流Ｉ６１を示す。図２４Ｄ（ａ）は復調電流Ｉ７１の信号波形を示し、図２４Ｄ（ｂ）は復調電流Ｉ７２の信号波形を示し、図２４Ｄ（ｃ）は復調電流Ｉ７３の信号波形を示す。

ここで、三相発電機４１の各相の発電電流Ｉ４１～Ｉ４３は、一例として、２００マイクロ秒で正と負を周期的に繰り返す、周波数５ｋＨｚの正弦波形を有する。また、第２相の発電電流Ｉ４２は、第１相の発電電流Ｉ４１に対して１２０度進んだ位相を有し、第３相の発電電流Ｉ４３は、第１相の発電電流Ｉ４１に対して２４０度進んだ位相を有する。

図２４Ａ～図２４Ｄに示すように、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－２に入力された発電電流Ｉ４１～Ｉ４３は、対応する符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３で正確に復調され、それぞれの負荷４５－１～４５－３に対して所望の大きさを持った復調電流Ｉ７１～Ｉ７３が送られていることがわかる。

以上説明したように、本実施形態によれば、符号変調サブシステム４２及び符号復調サブシステム４４を用いることで、三相発電機４１の各相の発電電流Ｉ４１～Ｉ４３を、１つの伝送路４３上に多重して伝送し、そして、各相の復調電流Ｉ７１～Ｉ７３を分離することができる。このように、三相発電機４１の各相の電流を三相負荷４５に同時に伝送可能な優れた電力伝送システムを実現できる。

本実施形態によれば、簡単な構成でありながら、三相発電機４１及び三相負荷４５を含む電力伝送システムにおいて電力を送信することができる。

また、本実施形態によれば、符号変調及び符号復調を用いているので、電力伝送システム内に異なる種類の電源及び／又は負荷（例えば、他の単相、三相、又は多相交流の電源及び／又は負荷、直流の電源及び／又は負荷）が混在していても電力を送信することができる。

三相発電機は主に国内及び海外の産業分野で広く用いられている。従来技術では、三相発電機を用いた電気設備へ電力を供給する場合、伝送路として３相４線のケーブル（図２０を参照）を用いることが多い。一方、本実施形態によれば、伝送路として単相２線のケーブルを用いることが可能となり、伝送路の敷設コストの減少、伝送路の本数削減によるコスト減少等の効果がある。

本開示によれば、電力伝送システムにおいて、送電元となる発電機及び送電先となる負荷の組み合わせと、伝送する電力量とを能動的に指定した上で、複数の組み合わせの間での電力伝送を１つの伝送路上で同時かつ独立に行うとともに、電力伝送を行う電力変換回路の個数及び電力線の本数を削減することができる。

図１８では図示の簡単化のために省略しているが、電力伝送システムは、図１の電力測定器１ｍ，５ｍと同様に、三相発電機４１の全体又は各相の巻線の発電量を測定する電力測定器を備えてもよく、三相負荷４５の全体又は各相の巻線の電力使用量を測定する電力測定器を備えてもよい。

コントローラ１０Ｂは、変調符号及び復調符号を生成するために、位相変換器１３Ｂａ～１３Ｂｄを用いることに限定されず、互いに低相関又は互いに直交する変調符号及び復調符号を生成できるのであれば、他の任意の方法を用いてもよい。

次に、図２５～図２８を参照して、実施形態４の変形例に係る電力伝送システムについて説明する。

図２５は、実施形態４の第１の変形例に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図２５の電力伝送システムの伝送路４３は、図１９～図２１の伝送路４３のように各相の変調電流を互いに重畳して伝送するのではなく、各相の変調電流を個別に伝送する伝送路３－１～３－３を含む。伝送路３－１は、三相発電機４１の第１相の発電電流を符号変調した変調電流を伝送する。伝送路３－２は、三相発電機４１の第２相の発電電流を符号変調した変調電流を伝送する。伝送路３－３は、三相発電機４１の第３相の発電電流を符号変調した変調電流を伝送する。伝送路３－１～３－３のそれぞれは、例えば２本の電力線を含む。他の点では、図２５の電力伝送システムは、図１８の電力伝送システムと同様に構成される。

図２５の電力伝送システムによれば、三相発電機４１の各相の変調電流を流すために個別の伝送路３－１～３－３を用いることで、三相負荷４５に所望の電流を同時に伝送可能な優れた電力伝送システムを実現することができる。例えば既存の伝送路（例えば、図１９～図２１のいずれかの伝送路）を再利用することで、伝送路の敷設コストを削減できるという効果がある。

図２６は、実施形態４の第２の変形例に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図２６の電力伝送システムは、図１８の三相負荷４５に代えて、３つの個別の負荷５－１～５－３を備える。負荷５－１～５－３は、実施形態１～３に係る電力伝送システムの負荷と同様に、直流又は単相交流で動作する。

図２６のコントローラ１０Ｂは、図１８のコントローラ１０Ｂと同様に、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３に変調符号を設定し、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３に復調符号を設定する。

図２６の電力伝送システムにおいて、負荷５－１～５－３のうちの少なくとも１つは、他の負荷から地理的に離れた場所に設けられてもよい。負荷５－１～５－３の位置に応じて、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３もまた、互いに地理的に離れた場所に設けられてもよい。この場合、各符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３は電力受信装置としてそれぞれ動作する。

図２６の電力伝送システムによれば、三相発電機４１で発電された各相の電力を個別の負荷５－１～５－３に供給することができ、柔軟な電力伝送システムを構築できるという効果がある。

図２７は、実施形態４の第３の変形例に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図２７の電力伝送システムは、図１８の三相発電機４１に代えて、３つの個別の発電機１－１～１－３を備え、コントローラ１０Ｂに代えてコントローラ１０Ｃを備える。発電機１－１～１－３は、実施形態１～３に係る電力伝送システムの発電機と同様に、直流又は単相交流を発生する。

図２７のコントローラ１０Ｃは、互いに低相関又は互いに直交する変調符号を符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３にそれぞれ設定し、各変調符号に対応する復調符号を符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３にそれぞれ設定する。三相負荷４５は互いに１２０度の位相差を有する三相交流電力が入力されることを必要とするが、各発電機１－１～１－３の発電電流は互いに１２０度の位相差を有する交流であるとは限らない。従って、三相負荷４５に三相交流電力を供給するために、コントローラ１０Ｃは、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３により符号復調された復調電流が互いに１２０度の位相差を有するように、復調電流の波形及び位相を表す符号を変調符号又は復調符号に予め乗算する。三相負荷４５に三相交流電力を供給するために、復調電流の波形及び位相を表す符号を用いることに代えて、発電電流又は変調電流の位相を変化させる位相変換器を符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３に設けてもよく、変調電流又は復調電流の位相を変化させる位相変換器を又は符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３に設けてもよい。

図２７の電力伝送システムにおいて、発電機１－１～１－３のうちの少なくとも１つは、他の発電機から地理的に離れた場所に設けられてもよい。発電機１－１～１－３の位置に応じて、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３もまた、互いに地理的に離れた場所に設けられてもよい。この場合、各符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３は電力送信装置としてそれぞれ動作する。

これにより、三相交流電力を必要とする三相負荷４５に対して、三相発電機を用いることなく、任意の３つの単相発電機から電力を供給することが可能となり、柔軟な電力伝送システムを構築できるという効果がある。

図２８は、実施形態４の第４の変形例に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図２８の電力伝送システムは、発電機１Ａ－１～１Ａ－３、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３、伝送路４３、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３、負荷５－１～５－３、及びコントローラ１０Ｄを備える。図２８の電力伝送システムにおいて、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３は電力送信装置として動作し、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３は電力受信装置として動作する。

発電機１Ａ－１は、ある三相発電機又は多相発電機の第１相の巻線であり、発電機１Ａ－２は、他の三相発電機又は多相発電機の第１相の巻線であり、発電機１Ａ－３は、さらに他の三相発電機又は多相発電機の第１相の巻線である。符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３、伝送路４３、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３、及び負荷５－１～５－３は、図２６の対応する構成要素と同様に構成される。

コントローラ１０Ｄは、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３のうち、電力を送信すべき符号変調器に対して変調符号を設定する一方、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３のうち、電力を受信すべき符号復調器に対して復調符号を設定する。例えば、符号変調器２Ａ－１から符号復調器４Ａ－１に電力を伝送する場合、コントローラ１０Ｄは、１つの符号系列に基づいて、変調符号を符号変調器２Ａ－１に設定し、復調符号を符号復調器４Ａ－１に設定する。それと同時に符号変調器２Ａ－２から符号復調器４Ａ－２に電力を伝送する場合、コントローラ１０Ｄは、異なるもう１つの符号系列に基づいて、変調符号を符号変調器２Ａ－２に設定し、復調符号を符号復調器４Ａ－２に設定する。それと同時に符号変調器２Ａ－３から符号復調器４Ａ－３に電力を伝送する場合、コントローラ１０Ｄは、さらに異なるもう１つの符号系列に基づいて、変調符号を符号変調器２Ａ－３に設定し、復調符号を符号復調器４Ａ－３に設定する。複数の符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３から複数の符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３に同時に電力を伝送する場合、互いに低相関である（例えば、互いに直交する）複数の符号系列を用いてもよい。

発電機１Ａ－１～１Ａ－３を含む三相発電機又は多相発電機の他相の電力もまた、他の符号変調器によって符号変調し、伝送路４３を介して他の符号復調器に伝送し、他の負荷に供給してもよい。

図２８の電力伝送システムによれば、三相発電機又は他相発電機で発電された各相の電力を個別の負荷５－１～５－３に供給することができ、柔軟な電力伝送システムを構築できるという効果がある。

実施形態５．
図２９は、実施形態５に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図２９において、実施形態５に係る電力伝送システムは、Ｎ相の多相発電機４１Ａ、符号変調サブシステム４２Ａ、伝送路４３Ａ、符号復調サブシステム４４Ａ、Ｎ相の多相負荷４５Ａ、及びコントローラ１０Ｅを備える。Ｎは２以上の整数であるとする。図２９の電力伝送システムにおいて、符号変調サブシステム４２Ａは電力送信装置として動作し、符号復調サブシステム４４Ａは電力受信装置として動作する。

多相発電機４１Ａは、互いに３６０／Ｎ度の位相差を有する第１相～第Ｎ相の位相成分の電力を含む多相交流電力を発生する。図２９では、多相発電機４１Ａの第１相～第Ｎ相の巻線を発電機４１－１～４１－Ｎとしてそれぞれ示す。多相発電機４１Ａは、各相の発電電力の周波数及び各相の位相関係を測定する電力測定器を備える。

符号変調サブシステム４２Ａは、図１５の符号変調器２Ａ－１，２Ａ－２と同様に構成された符号変調器２Ａ－１～２Ａ－Ｎを含む。符号変調器２Ａ－１～２Ａ－Ｎは、図１０の符号変調回路２３Ａをそれぞれ備え、実施形態２に係る符号復調器と同様にそれぞれ動作する。符号変調器２Ａ－１～２Ａ－Ｎは、互いに異なる所定の符号系列に基づく変調符号をそれぞれ用いて、多相交流電力の第１相～第Ｎ相の位相成分の電力を符号変調して符号変調波をそれぞれ生成し、伝送路４３Ａを介して符号変調波を符号復調サブシステム４４Ａにそれぞれ送信する。

伝送路４３Ａは、符号変調器２Ａ－１～２Ａ－Ｎによってそれぞれ生成された変調電流を互いに重畳した変調電流を符号変調サブシステム４２Ａから符号復調サブシステム４４Ａに伝送する。伝送路４３Ａは、図１９と同様に例えば２本の電力線を含んでもよく、図２０と同様にＮ本の電力線と接地線とを含んでもよく、図２１と同様にＮ本の電力線を含んでもよい。

符号復調サブシステム４４Ａは、図１５の符号復調器４Ａ－１，４Ａ－２と同様に構成された符号復調器４Ａ－１～４Ａ－Ｎを含む。符号復調器４Ａ－１～４Ａ－Ｎは、図１１の符号復調回路３３Ａをそれぞれ備え、実施形態２に係る符号復調器と同様にそれぞれ動作する。符号復調器４Ａ－１～４Ａ－Ｎは、互いに重畳して受信した符号変調波のうちの１つの符号変調波を符号変調したときに用いた変調符号の符号系列と同じ符号系列に基づく復調符号を用いて１つの符号変調波をそれぞれ符号復調する。これにより、符号復調器４Ａ－１～４Ａ－Ｎは、符号復調された電力を、多相交流電力の第１相～第Ｎ相のうちの１つの位相成分の電力としてそれぞれ生成する。

多相負荷４５Ａは、符号復調サブシステム４４Ａによって生成された多相交流電力によって動作する。多相負荷４５Ａは、例えばＮ相モータである。図２９では、多相負荷４５Ａの第１相～第Ｎ相の巻線を負荷４５Ａ－１～４５Ａ－Ｎとしてそれぞれ示す。

図３０は、図２９のコントローラ１０Ｅの構成を示すブロック図である。コントローラ１０Ｅは、制御回路１１Ｅ、通信回路１２Ｅ、及び位相変換器１３Ｅ－１－１～１３Ｅ－１－（Ｎ－１），１３Ｅ－２－１～１３Ｅ－２－（Ｎ－１）を備える。

制御回路１１Ｅは、通信回路１２Ｅを介して符号変調サブシステム４２Ａの各符号変調器２Ａ－１～２Ａ－Ｎ及び符号復調サブシステム４４Ａの各符号復調器４Ａ－１～４Ａ－Ｎと通信し、それらの動作を制御する。図３０では、図示の簡単化のため、変調符号及び復調符号を設定するための構成のみを示す。

コントローラ１０Ｅは、符号変調サブシステム４２Ａの各符号変調器２Ａ－１～２Ａ－Ｎに変調符号の符号系列又はその指定情報を設定し、符号復調サブシステム４４Ａの各符号復調器４Ａ－１～４Ａ－Ｎに復調符号の符号系列又はその指定情報を設定する。コントローラ１０Ｅは、多相交流電力の対応する相を送受信する符号変調器及び符号復調器のペアに対して、同じ符号系列に基づいて変調符号及び復調符号をそれぞれ設定する。コントローラ１０Ｅは、変調符号ｍ１１～ｍ１４を符号変調器２Ａ－１に設定し、変調符号ｍ１１～ｍ１４と同じ復調符号ｄ１１～ｄ１４を符号復調器４Ａ－１に設定する。コントローラ１０Ｅは、変調符号ｍ２１～ｍ２４を符号変調器２Ａ－２に設定し、変調符号ｍ２１～ｍ２４と同じ復調符号ｄ２１～ｄ２４を符号復調器４Ａ－２に設定する。コントローラ１０Ｅは、以下同様に設定し、変調符号ｍＮ１～ｍＮ４の変調符号を符号変調器２Ａ－Ｎに設定し、変調符号ｍＮ１～ｍＮ４と同じ復調符号ｄＮ１～ｄＮ４の復調符号を符号復調器４Ａ－Ｎに設定する。変調符号ｍ１１～ｍ１４、変調符号ｍ２１～ｍ２４、…、及び変調符号ｍＮ１～ｍＮ４（及び対応する復調符号）は、互いに低相関であり、例えば互いに直交する。

コントローラ１０Ｅは、互いに低相関又は互いに直交する変調符号及び復調符号を生成するために、図３０に示すように位相変換器１３Ｅ－１－１～１３Ｅ－１－（Ｎ－１），１３Ｅ－２－１～１３Ｅ－２－（Ｎ－１）を用いてもよい。位相変換器１３Ｅ－１－１～１３Ｅ－１－（Ｎ－１）は、変調符号ｍ１１～ｍ１４の位相を予め決められた移相量だけ変化させることにより、変調符号ｍ２１～ｍ２４、…、変調符号ｍＮ１～ｍＮ４の各変調符号を生成する。位相変換器１３Ｅ－２－１～１３Ｅ－２－（Ｎ－１）は、復調符号ｄ１１～ｄ１４の位相を予め決められた移相量だけ変化させることにより、復調符号ｄ２１～ｄ２４、…、復調符号ｄＮ１～ｄＮ４の各復調符号を生成する。

ここで、ｋが１からＮの任意の整数であるとき、第ｋ相の発電機４１Ａ－ｋから第ｋ相の負荷４５Ａ－ｋへの電力を供給するために、符号変調器２Ａ－ｋに変調符号ｍｋ１～ｍｋ４を設定し、符号復調器４Ａ－ｋに復調符号ｄｋ１～ｄｋ４を設定する場合を考える。この場合、コントローラ１０Ｅは、変調符号ｍ１１～ｍ１４の位相を、次式で定義されるｐｈａｓｅ（ｋ）の移相量だけ変化させることにより、変調符号ｍｋ１～ｍｋ４を生成する。同様に、コントローラ１０Ｅは、復調符号ｄ１１～ｄ１４の位相を、次式で定義されるｐｈａｓｅ（ｋ）の移相量だけ変化させることにより、復調符号ｄｋ１～ｄｋ４の復調符号を生成する。

（９）

これにより、符号変調器２Ａ－ｋの変調符号と符号変調器２Ａ－１の変調符号の位相関係は、多相発電機４１Ａの第ｋ相の発電電流と第１相の発電電流との位相関係と等しくなる。同様に、符号復調器４Ａ－ｋの復調符号と符号復調器４Ａ－１の復調符号の位相関係は、多相発電機４１Ａの第ｋ相の発電電流と第１相の発電電流との位相関係と等しくなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、符号変調サブシステム４２Ａ及び符号復調サブシステム４４Ａを用いることで、多相発電機４１Ａの各相の発電電流を、１つの伝送路４３Ａ上に多重して伝送し、そして、各相の復調電流を分離することができる。このように、多相発電機４１Ａの各相の電流を多相負荷４５Ａに同時に伝送可能な優れた電力伝送システムを実現できる。これにより、単相発電機及び三相発電機に限らず、多相発電機から得た電力を用いたより柔軟な電力伝送システムを構築できるという効果がある。

特に、従来技術で多相電力を伝送するには、伝送路において、発電機の相数以上の本数の電力線が必要となるので、その敷設が困難であった。一方、本実施形態によれば、例えば２本の電力線を含む伝送路を用いて電力を伝送することもできる。従って、既存の電力供給網を利用しながらも、より柔軟な電力伝送システムを構築できるという効果がある。

なお、図２９では、１つの多相発電機４１Ａと１つの多相負荷４５Ａとを含む電力伝送システムについて説明したが、これに限定されない。図２６と同様に、１つの多相発電機４１Ａから１つの伝送路を介して合計でＮ相の複数の負荷に電力を伝送してもよい。また、図２７と同様に、合計でＮ相の複数の発電機から１つの伝送路を介して１つの多相負荷４５Ａに電力を伝送してもよい。また、１つの電力伝送システムにおいて、複数の多相発電機から１つの伝送路を介して複数の多相負荷に電力を伝送してもよい。この場合には、上記の効果に加えてさらに、１つの伝送路において多数の電力伝送が可能となるという効果がある。

本実施形態によれば、簡単な構成でありながら、多相交流の電源及び／又は負荷を含む電力伝送システムにおいて電力を送信することができ、電力伝送システム内に異なる種類の電源及び／又は負荷が混在していても電力を送信することができる。

実施形態６．
図３１は、実施形態６に係る電力伝送システムの構成を示すブロック図である。図３１において、実施形態６に係る電力伝送システムは、図１８の三相発電機４１及びコントローラ１０Ｂに代えて、三相発電機４１Ｂ及びコントローラ１０Ｆを備える。三相発電機４１Ｂは、各相の電流が正から負に切り替わり、また、負から正に切り替わるゼロクロスを検出するゼロクロス検出器４１ｍ－１～４１ｍ－３をそれぞれ備える発電機４１Ｂ－１～４１Ｂ－３を備える。発電機４１Ｂ－１～４１Ｂ－３は、図１８の発電機４１－１～４１－３と同様に、三相発電機４１の第１相～第３相の巻線を示す。コントローラ１０Ｆは、後述のように、ゼロクロスに基づいて変調符号及び復調符号を符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３及び符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３にそれぞれ設定する。図３１の電力伝送システムの他の構成要素は、図１８の対応する構成要素と同様に構成される。

図３２は、図３１のコントローラ１０Ｆの構成を示すブロック図である。コントローラ１０Ｆは、図２２の位相変換器１３Ｂａ～１３Ｂｄをもたず、制御回路１１Ｆ及び通信回路１２Ｆを備える。

ゼロクロス検出器４１ｍ－１により、三相発電機の第１相の発電電流の１周期のうち、前半の正の期間と、後半の負の期間とを正確に検出することができる。前半の正の期間において、非ゼロの変調符号ｍ１１，ｍ１２が符号変調器２Ａ－１に設定され、符号変調器２Ａ－１の符号変調回路２３Ａのスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４（図１０）が制御される。このとき、常にゼロの変調符号ｍ１３，ｍ１４が符号変調器２Ａ－１に設定され、符号変調器２Ａ－１の符号変調回路２３Ａのスイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４（図１０）は電流が流れないように切断される。同様に、後半の負の期間において、常にゼロの変調符号ｍ１１，ｍ１２が符号変調器２Ａ－１に設定され、符号変調器２Ａ－１の符号変調回路２３Ａのスイッチ素子Ｓ１～Ｓ４（図１０）は電流が流れないように切断される。このとき、非ゼロの変調符号ｍ１３，ｍ１４が符号変調器２Ａ－１に設定され、符号変調器２Ａ－１の符号変調回路２３Ａのスイッチ素子Ｓ２１～Ｓ２４（図１０）が制御される。

同様にして、三相発電機の第２相及び第３相の発電電流に関しても、それぞれゼロクロス検出器４１ｍ－２，４１ｍ－３により、発電電流の１周期のうち、前半の正の期間と、後半の負の期間とを正確に検出することができる。その正負に応じた変調符号を符号変調器２Ａ－２，２Ａ－３に与えることができる。

これにより、符号変調器２Ａ－２の変調符号と符号変調器２Ａ－１の変調符号の位相関係は、三相発電機４１Ｂの第２相の発電電流と第１相の発電電流との位相関係と等しくなる。さらに、符号変調器２Ａ－３の変調符号と符号変調器２Ａ－１の変調符号の位相関係は、三相発電機４１Ｂの第３相の発電電流と第１相の発電電流との位相関係と等しくなる。

コントローラ１０Ｆは、ゼロクロス検出器４１ｍ－１～４１ｍ－３によって検出された発電電流の位相に基づいて、復調符号を符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３にそれぞれ設定する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ゼロクロス検出器４１ｍ－１～４１ｍ－３を用いることで、図２２に示すような位相変換器１３Ｂａ～１３Ｂｄを用いることなく、変調符号及び復調符号を符号変調器２Ａ－１～２Ａ－３及び符号復調器４Ａ－１～４Ａ－３にそれぞれ設定することができる。これにより、コントローラ１０Ｆは、三相交流電力の対応する位相成分に同期した変調符号及び復調符号を容易に生成することができる。これにより、三相発電機４１Ｂの各相の発電電流を、１つの伝送路４３上に多重して伝送し、そして、各相の復調電流を分離することができる。このように、三相発電機４１Ｂの各相の電流を三相負荷４５に同時に伝送可能な優れた電力伝送システムを実現できる。

本実施形態によれば、上記の効果に加えてさらに、三相発電機４１Ｂの各相間の位相が変動した場合でも安定して電力を伝送することができる。

実施形態のまとめ．
本開示の一態様に係る電力伝送システムは、１つ以上の発電機から伝送路を介して、１つ以上の負荷となる電気設備に電力を送る電力伝送システムであって、発電機により発電された電力を符号変調する符号変調サブシステムと、符号変調器により変調された電力を符号復調する符号復調サブシステムとを備え、電力を送受信する符号変調サブシステムと符号復調サブシステムとのペアで、同一の符号系列からなる変調符号と復調符号とをそれぞれ用いる。

本開示の一態様に係る電力伝送システムは、少なくとも１つの発電機が多相交流の出力端子を有し、符号変調サブシステムが多相発電機の出力端子数と同数の符号変調器を備え、各符号変調器の変調符号は多相交流の位相関係と同期している。

本開示の一態様に係る電力伝送システムは、負荷となる電気設備の少なくとも１つが多相交流の入力端子を有し、符号復調サブシステムが多相交流の入力端子数と同数の符号復調器を備え、各符号復調器の復調符号は多相交流の位相関係と同期している。

以上に説明したように、実施形態１～６に係る電力伝送システムにおいて、電力の符号変調及び符号復調を正確に実現する電力伝送に加え、複数の電力伝送を任意の伝送路で多重することで同時に電力伝送を可能にする優れた電力伝送システムを提供することができる。

他の実施形態．
実施形態２～６において、発電機が交流電力を生成する場合には、発電された電力の周波数を測定してコントローラに通知してもよい

実施形態３～６において、複数の符号変調器が同じ変調符号を用いてもよく、複数の符号復調器が同じ復調符号を用いてもよい。これにより、１つの符号変調器から複数の符号復調器へ電力を伝送してもよく、複数の符号変調器から１つの符号復調器へ電力を伝送してもよく、複数の符号変調器から複数の符号復調器へ電力を伝送してもよい。

実施形態１～６において、一例として電流を符号変調及び符号復調して電力を伝送する例を示したが、これに限られるものではない。直流又は交流の電圧を符号変調及び符号復調して電力を伝送することも可能であり、同様の効果が得られる。

１，１－１～１－３，１Ａ－１～１Ａ－３…発電機、
１ｍ，１ｍ－１，１ｍ－２…電力測定器、
２，２Ａ，２Ａ－１～２Ａ－Ｎ…符号変調器、
３，３－１～３－３…伝送路、
４，４Ａ，４Ａ－１～４Ａ－Ｎ…符号復調器、
５，５－１～５－３…負荷、
５ｍ，５ｍ－１～５ｍ－２…電力測定器、
１０，１０Ａ～１０Ｆ…コントローラ、
１１，１１Ｂ，１１Ｅ，１１Ｆ…制御回路、
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｅ，１２Ｆ…通信回路、
１３Ｂａ～１３Ｂｄ，１３Ｅ－１－１～１３Ｅ－１－（Ｎ－１），１３Ｅ－２－１～１３Ｅ－２－（Ｎ－１）…位相変換器、
２０…制御回路、
２１…通信回路、
２２，２２Ａ…符号生成回路、
２３，２３Ａ…符号変調回路、
３０…制御回路、
３１…通信回路、
３２，３２Ａ…符号生成回路、
３３，３３Ａ…符号復調回路、
４１…三相発電機、
４１－１～４１－３…発電機（三相発電機４１の各相の巻線）、
４１Ａ…多相発電機、
４１Ａ－１～４１Ａ－Ｎ…発電機（多相発電機４１Ａの各相の巻線）、
４１Ｂ…三相発電機、
４１Ｂ－１～４１Ｂ－３…発電機（三相発電機４１Ｂの各相の巻線）、
４１ｍ－１～４１ｍ－３…ゼロクロス検出器
４２，４２Ａ…符号変調サブシステム、
４３，４３－１～４３－３，４３Ａ…伝送路、
４３ａ～４３ｃ…電力線、
４３ｄ…接地線、
４４，４４Ａ…符号復調サブシステム、
４５…三相負荷、
４５－１～４５－３…負荷（三相負荷４５の各相の巻線）、
４５Ａ…多相負荷、
４５Ａ－１～４５Ａ－Ｎ…負荷（多相負荷４５Ａの各相の巻線）、
Ｄ１～Ｄ３４…ダイオード、
Ｓ１～Ｓ７４…スイッチ素子、
ＳＳ１～ＳＳ３４，ＳＳ２１Ａ～ＳＳ３４Ａ…スイッチ回路、
Ｔ１～Ｔ１４…端子。

Claims (13)

1. 伝送路を介して少なくとも１つの電力受信装置に電力を送信する電力送信装置であって、
   互いに異なる所定の符号系列に基づく変調符号をそれぞれ用いて、複数の位相成分を含む多相交流電力の前記各位相成分の電力を符号変調して符号変調波をそれぞれ生成し、前記伝送路を介して前記符号変調波を前記少なくとも１つの電力受信装置にそれぞれ送信する複数の符号変調器を備える、
   電力送信装置。
2. 前記多相交流電力の複数の位相成分の電力をそれぞれ符号変調する複数の変調符号は、互いに直交し、かつ、対応する位相成分に同期している、
   請求項１記載の電力送信装置。
3. 互いに異なる所定の符号系列に基づく変調符号を用いて符号変調された電力をそれぞれ含む複数の符号変調波を少なくとも１つの電力送信装置から伝送路を介して受信する電力受信装置であって、
   受信した前記複数の符号変調波のうちの１つの符号変調波を符号変調したときに用いた変調符号の符号系列と同じ符号系列に基づく復調符号を用いて前記１つの符号変調波をそれぞれ符号復調し、符号復調された電力を、多相交流電力の複数の位相成分のうちの１つの位相成分の電力としてそれぞれ生成する複数の符号復調器を備える、
   電力受信装置。
4. 前記複数の符号変調波をそれぞれ符号復調する複数の復調符号は、互いに直交し、かつ、前記多相交流電力の対応する位相成分に同期している、
   請求項３記載の電力受信装置。
5. 請求項１又は２記載の電力送信装置と、請求項３又は４記載の電力受信装置とを含む、
   電力伝送システム。
6. 請求項１又は２記載の電力送信装置と、少なくとも１つの電力受信装置とを含む電力伝送システムであって、
   前記少なくとも１つの電力受信装置は、前記電力送信装置から伝送路を介して複数の符号変調波を受信し、受信した前記複数の符号変調波のうちの１つの符号変調波を符号変調したときに用いた変調符号の符号系列と同じ符号系列に基づく復調符号を用いて前記１つの符号変調波をそれぞれ符号復調し、符号復調された電力をそれぞれ生成する複数の符号復調器を備える、
   電力伝送システム。
7. 少なくとも１つの電力送信装置と、請求項３又は４記載の電力受信装置とを含む電力伝送システムであって、
   前記少なくとも１つの電力送信装置は、互いに異なる所定の符号系列に基づく変調符号をそれぞれ用いて電力を符号変調して符号変調波をそれぞれ生成し、伝送路を介して前記符号変調波を前記電力受信装置にそれぞれ送信する複数の符号変調器を備える、
   電力伝送システム。
8. 前記電力送信装置に前記変調符号を設定し、前記電力受信装置に前記復調符号を設定するコントローラをさらに含む、
   請求項５～７のうちの１つに記載の電力伝送システム。
9. 前記コントローラは、
   １つの変調符号の位相を予め決められた移相量だけ変化させることにより、前記多相交流電力の複数の位相成分の電力をそれぞれ符号変調する複数の変調符号を生成し、
   １つの復調符号の位相を予め決められた移相量だけ変化させることにより、前記複数の符号変調波をそれぞれ符号復調する複数の復調符号を生成する、
   請求項８記載の電力伝送システム。
10. 前記コントローラは、各相の電流が正から負に切り替わる瞬間及び負から正に切り替わる瞬間に基づいて、前記電力送信装置に前記変調符号を設定し、前記電力受信装置に前記復調符号を設定する、
    請求項８又は９記載の電力伝送システム。
11. 前記電力送信装置及び前記電力受信装置は、２本の電力線を含む伝送路を介して互いに接続される、
    請求項５～１０のうちの１つに記載の電力伝送システム。
12. 前記電力送信装置及び前記電力受信装置は、３本の電力線を含む伝送路を介して互いに接続される、
    請求項５～１０のうちの１つに記載の電力伝送システム。
13. 前記電力送信装置及び前記電力受信装置は、３本の電力線及び接地線を含む伝送路を介して互いに接続される、
    請求項５～１０のうちの１つに記載の電力伝送システム。

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