JP7249067B2 - 電力供給制御装置及び電力供給制御方法 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 譲渡した場所：日東エルマテリアル株式会社 九州営業所 譲渡日：令和１年１月２２日

本発明は、電力供給制御装置及び電力供給制御方法の技術分野に属する。より詳細には、複数の電源電力の負荷に対する供給を制御する電力供給制御装置及び電力供給制御方法の技術分野に属する。

近年、自然災害が頻発していることに鑑み、その対策の一つとして、一般家庭における自然災害発生時の電源確保の必要性が求められている。この要請に鑑みた従来技術を示す先行技術文献としは、例えば下記特許文献１が挙げられる。

この特許文献１に記載された従来技術は、「停電時であっても、様々な態様で電源電力を利用できる電力供給システムを提供する」という目的の下、「固定蓄電池と、固定側発電装置と、移動蓄電池と、移動側発電装置と、停電時に最低限必要の選定負荷が接続された自立分電盤と、選定負荷以外の一般負荷が接続されて自立分電盤との接続が断続される一般分電盤と、を備える電力供給システム」に関する技術であり、「停電時において、（ｉ）一般分電盤と自立分電盤とが接続されている場合、移動側発電装置が発電した電力を、一般分電盤を介して一般負荷に供給するとともに自立分電盤を介して選定負荷に供給し、（ii）一般分電盤と自立分電盤とが接続されていない場合、固定側発電装置が発電した電力を、自立分電盤を介して選定負荷に供給する」構成とされている。

特開２０１９－４７５７５号公報

しかしながら、予め設定された負荷に対して、複数の電源電力を切り替えて供給する場合、それら複数の電源電力間の短絡を防止することが必須となってくるが、この点についての言及が、特許文献１には見当たらない。従って、特許文献１に開示されている従来技術では、上記短絡の防止ができないという問題点があった。

そこで本発明は、上記の要請及び問題点等に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、複数の電源電力間の短絡を有効に防止しつつ、予め設定された負荷への電源電力の供給を制御することが可能な電力供給制御装置及び電力供給制御方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電源電力としての優先度が異なる三以上の電源電力のいずれかを予め設定された負荷に供給する電力供給制御装置において、各前記電源電力がそれぞれ入力される入力端子等の複数の入力手段と、各前記電源電力にそれぞれ対応付けられた複数の検出手段であって、各前記入力手段に対して当該各電源電力が入力されているか否かをそれぞれ検出する検出部等の検出手段と、各前記電源電力にそれぞれ対応付けられた複数の禁止手段であって、対応する前記電源電力の入力が検出されたとき、前記優先度において直近下位以降の各前記電源電力の前記負荷への供給を禁止する制御リレー等の禁止手段と、を備え、各前記電源電力は、商用電力、電池に蓄えられた蓄電電力、外部の発電機による発電電力又は太陽光を用いて発電された太陽光電力のいずれかであり、前記優先度について、
前記商用電力の優先度＞前記蓄電電力の優先度又は前記発電電力の優先度＞前記太陽光電力の優先度
とされている。

上記の課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、電源電力としての優先度が異なる三以上の電源電力のいずれかを予め設定された負荷に供給する電力供給制御装置であり、各前記電源電力がそれぞれ入力される入力端子等の複数の入力手段と、各前記電源電力にそれぞれ対応付けられた検出部等の複数の検出手段と、各前記電源電力にそれぞれ対応付けられた制御リレー等の複数の禁止手段と、を備える電力供給制御装置において実行される電力供給制御方法であって、各前記入力手段に対して当該各電源電力が入力されているか否かを、各前記検出手段によりそれぞれ検出する検出工程と、対応する前記電源電力の入力が検出されたとき、前記優先度において直近下位以降の各前記電源電力の前記負荷への供給を前記禁止手段により禁止する禁止工程と、を含み、各前記電源電力は、商用電力、電池に蓄えられた蓄電電力、外部の発電機による発電電力又は太陽光を用いて発電された太陽光電力のいずれかであり、前記優先度について、前記商用電力の優先度＞前記蓄電電力の優先度又は前記発電電力の優先度＞前記太陽光電力の優先度とされている。

請求項１又は請求項６に記載の発明によれば、各電源電力に対応付けられた入力手段のそれぞれに対する電源電力の入力が検出されたとき、電源としての優先度において直近下位以降の各電源電力の負荷への供給を禁止するので、入力される電源電力間の短絡を有効に防止しつつ、既定の負荷への電源電力の供給を制御することができる。
また、複数の電源電力が、商用電力、蓄電電力、発電電力又は太陽光電力のいずれかであり、それぞれの優先度が、商用電力の優先度＞蓄電電力の優先度又は発電電力の優先度＞太陽光電力の優先度とされているので、優先度が異なる四種類の電源電力について、電源電力間の短絡を有効に防止しつつ、既定の負荷への電源電力の供給を安定的に制御することができる。

上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力供給制御装置において、各前記電源電力についての前記優先度は、当該電源電力としての安定度又は信頼度の少なくともいずれか一方に基づいてそれぞれ予め設定されている。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、各電源電力としての優先度が、その安定度又は信頼度の少なくともいずれか一方に基づいてそれぞれ既定されているので、安定度又は信頼度が異なる複数の電源電力であっても、当該電源電力間の短絡を有効に防止しつつ、それぞれの電源電力の負荷へ供給を制御することができる。

上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電力供給制御装置において、前記禁止手段のそれぞれは、当該禁止手段が対応付けられている前記電源電力に対して前記優先度において直近上位の前記電源電力に対応する前記禁止手段により前記負荷への供給が禁止されていない場合において、当該禁止手段が対応付けられている前記電源電力の入力が検出されたとき、前記優先度において直近下位の前記電源電力の前記負荷への供給を禁止するように構成される。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、対応付けられている電源電力に対して優先度において直近上位の電源電力に対応する禁止手段により負荷への供給が禁止されていない場合において、優先度において直近下位の電源電力の負荷への供給を禁止するので、相互間の短絡を確実に防止しつつ、複数の電源電力を切り替えて既定の負荷へ供給することができる。

上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電力供給制御装置において、当該電力供給制御装置全体がロジック回路により構成されている。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、電力供給制御装置全体がロジック回路により構成されているので、外部雑音を抑制して正確に電源電力を切り替えて負荷に接続することができる。

上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の電力供給制御装置において、前記負荷は、一般家庭において、商用電力の停電時においても電力の供給が求められる負荷であるように構成される。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、電源電力のいずれかが供給される負荷が、一般家庭において、商用電力の停電時においても電力の供給が求められる負荷であるので、当該停電時において複数の電源電力のいずれかを当該負荷に確実に供給することができる。

本発明によれば、各電源電力に対応付けられた入力手段のそれぞれに対する電源電力の入力が検出されたとき、電源としての優先度において直近下位以降の各電源電力の負荷への供給を禁止する。

従って、入力される電源電力間の短絡を有効に防止しつつ、既定の負荷への電源電力の供給を制御することができる。

また、複数の電源電力が、商用電力、蓄電電力、発電電力又は太陽光電力のいずれかであり、それぞれの優先度が
商用電力の優先度＞蓄電電力の優先度又は発電電力の優先度＞太陽光電力の優先度
とされているので、優先度が異なる四種類の電源電力について、電源電力間の短絡を有効に防止しつつ、既定の負荷への電源電力の供給を安定的に制御することができる。

実施形態の電力供給システムの概要構成を示すブロック図であり、（ａ）は通常時の当該電力供給システムの概要構成を示すブロック図であり、（ｂ）は商用電力の停電時の当該電力供給システムの概要構成を示すブロック図である。 実施形態の重要負荷分電盤の概要構成を示すブロック図である。 実施形態の重要負荷分電盤の細部構成を示す回路図であり、（ａ）は実施形態の検出部の構成を示す回路図であり、（ｂ）は実施形態のデバウンス制御部の構成を示す回路図である。 実施形態の電力供給制御処理を示すフローチャートである。

次に、本願を実施するための形態について、図１乃至図４を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、一般住宅用の分電盤を含む電力供給システムに本発明を適用した場合の実施形態である。また、図１は実施形態の電力供給システムの概要構成を示すブロック図であり、図２は実施形態の重要負荷分電盤の概要構成を示すブロック図であり、図３は実施形態の重要負荷分電盤の細部構成を示す回路図であり、図４は実施形態の電力供給制御処理を示すフローチャートである。

図１に示すように、実施形態の電力供給システムＳは、住宅Ｈで使用されている一般負荷ＬＤ２及び重要負荷ＬＤ１に対してそれぞれ電源電力を供給する電力供給システムである。このとき、一般負荷ＬＤ２には、住宅Ｈにおいて快適な生活を送るために用いられる電化製品等が含まれており、具体的には、例えば掃除機、ＩＨ（Induction Heating）ヒータ、電気給湯機及びエアコンディショナ等が含まれている。これに対し、重要負荷ＬＤ１には、住宅Ｈに供給される商用電力ＣＭ（通常は交流１００ボルト（周波数は５０ヘルツ又は６０ヘルツ）の商用電力）が停電した場合でも使用する必要がある電化製品等が含まれており、具体的には、照明、テレビジョン装置及び冷蔵庫等が含まれている。

そして実施形態の電力供給システムＳは、外部の電線を介して供給される商用電力ＣＭを一般負荷ＬＤ２及び重要負荷分電盤ＳＢ１にそれぞれ配電する住宅用分電盤ＳＢ２と、当該商用電力ＣＭを重要負荷ＬＤ１に配電する上記重要負荷分電盤ＳＢ１と、を備える。このとき、重要負荷分電盤ＳＢ１により重要負荷ＬＤ１に配電される商用電力ＣＭには、住宅用分電盤ＳＢ２を介して配電された商用電力ＣＭも含まれる。これに対し、重要負荷分電盤ＳＢ１は一般負荷ＬＤ２には配電しない。また、実施形態の電力供給システムＳには、太陽光を受光して発電された電力である太陽光電力を、パワーコンディショナＰＣを介して住宅用分電盤ＳＢ２及び重要負荷分電盤ＳＢ１に別個に供給する太陽光パネルＳＰが含まれている。そして、住宅用分電盤ＳＢ２及び重要負荷分電盤ＳＢ１は、商用電力ＣＭに加えて、太陽光パネルＳＰから供給される電源電力を、一般負荷ＬＤ２及び重要負荷ＬＤ１にそれぞれ配電する。このとき、太陽光パネルＳＰから供給される電源電力は、例えば後述する商用電力ＣＭの停電時であっても、重要負荷分電盤ＳＢ１を介して重要負荷ＬＤ１に配電される。これらに加えて、重要負荷分電盤ＳＢ１には、図１に例示する電気自動車ＥＣに備えられた車載蓄電池からの電力である蓄電池電力が供給されている。そして重要負荷分電盤ＳＢ１は、例えば商用電力ＣＭの停電時において、上記蓄電池電力を重要負荷ＬＤ１に配電可能とされている。

そして、上記住宅用分電盤ＳＢ２は、商用電力ＣＭが供給されている通常時においては、図１（ａ）に示すように、当該商用電力ＣＭ及び上記太陽光電力を一般負荷ＬＤ２に配電する。また同様に重要負荷分電盤ＳＢ１は、当該通常時においては、商用電力ＣＭ及び上記太陽光電力を重要負荷ＬＤ１に配電する。

これに対し、商用電力ＣＭが停電した場合、図１（ｂ）に示すように、上記太陽光電力及び上記蓄電池電力の住宅用分電盤ＳＢ２への供給は継続可能ではあるものの、当該住宅用分電盤ＳＢ２は機能を停止し、よって、一般負荷ＬＤ２への配電も停止される。これに対し、重要負荷ＬＤ１への配電は、上記太陽光電力及び上記蓄電池電力を用いて継続される。この場合の太陽光電力の供給は、パワーコンディショナＰＣのいわゆる自立運転による。

次に、実施形態の電力供給システムＳの中心となる重要負荷分電盤ＳＢ１について、より具体的に図２乃至図４を用いて説明する。

図２に示すように、実施形態の重要負荷分電盤ＳＢ１には、商用電力ＣＭと、上記蓄電池電力ＥＣＰと、上記太陽光電力ＳＰＰと、が、それぞれ供給される。このとき、蓄電池電力ＥＣＰについては、電気自動車ＥＣが接続されている場合に供給される。そして、重要負荷分電盤ＳＢ１から出力された電源電力は、ブレーカＢＫを介して重要負荷ＬＤ１に供給される。このとき、電源電力としての安定度又は信頼度の観点からは、一般的には、
商用電力ＣＭの安定度又は信頼度＞蓄電池電力ＥＣＰの安定度又は信頼度＞太陽光電力ＳＰＰの安定度又は信頼度
であると言える。なお以下の説明では、各電源電力における上記安定度又は信頼度の少なくともいずれか一方を、単に「安定度等」と称する。また、実施形態の電力供給システムＳでは、商用電力ＣＭ以外の蓄電池電力ＥＣＰ及び太陽光電力ＳＰＰの重要負荷ＬＤ１に対する配電の優先度について、それぞれの安定度等に応じて、蓄電池電力ＥＣＰの当該優先度を優先度１とし、太陽光電力ＳＰＰの当該優先度を優先度２としている。

そして、重要負荷分電盤ＳＢ１は、商用電力ＣＭに対応して、当該商用電力ＣＭが入力される入力端子ＩＮ１と、検出部１と、制御リレー２と、デバウンス制御部３と、切替リレー４と、を備えている。また重要負荷分電盤ＳＢ１は、蓄電池電力ＥＣＰに対応して、当該蓄電池電力ＥＣＰが入力される入力端子ＩＮ２と、検出部１１と、制御リレー１２と、デバウンス制御部１３と、切替リレー１４と、を備えている。更に重要負荷分電盤ＳＢ１は、太陽光電源ＳＰＰに対応して、当該太陽光電力ＳＰＰが入力される入力端子ＩＮ３と、検出部２１と、制御リレー２２と、デバウンス制御部２３と、切替リレー２４と、を備えている。そして、重要負荷分電盤ＳＢ１からの電源電力の出力は、出力端子ＯＵＴを介してブレーカＢＫ及び重要負荷ＬＤ１に供給される。

このとき、入力端子ＩＮ１乃至入力端子ＩＮ３が本発明の「入力手段」の一例にそれぞれ相当し、検出部１、検出部１１及び検出部２１が本発明の「検出手段」の一例にそれぞれ相当し、制御リレー２、制御リレー１２及び制御リレー２２が本発明の「禁止手段」の一例にそれぞれ相当する。

以上の構成において、検出部１、検出部１１及び検出部２１は、それぞれ、入力される商用電力ＣＭ、蓄電器電力ＥＣＰ（優先度１）及び太陽光電力ＳＰＰ（優先度２）それぞれの例えば電圧を監視している。そして検出部１は、商用電力ＣＭの電圧が予め設定された商用電力閾値より高いことが検出されたとき、当該高い電圧の商用電力ＣＭが検出された旨を示す検出信号Ｄ１を生成して、制御リレー２に出力する。また検出部１１は、蓄電池電力ＥＣＰの電圧が予め設定された蓄電池電力閾値より高いことが検出されたとき、当該高い電圧の蓄電池電力ＥＣＰが検出された旨を示す検出信号Ｄ２を生成して、制御リレー１２に出力する。更に検出部２１は、太陽光電力ＳＰＰの電圧が予め設定された太陽光電力閾値より高いことが検出されたとき、当該高い電圧の太陽光電力ＳＰＰが検出された旨を示す検出信号Ｄ３を生成して、制御リレー２２に出力する。

ここで、重要負荷ＬＤ１へ供給される電源電力の定格が１００ボルトであるとして、上記商用電力閾値、上記蓄電池電力閾値及び上記太陽光電力閾値それぞれの関係について説明する。即ち、上記商用電力ＣＭ、上記蓄電池電力ＥＣＰ及び上記太陽光電力ＳＰＰそれぞれの安定度等の関係は、上述したように、
商用電力ＣＭの安定度等＞蓄電池電力ＥＣＰの安定度等＞太陽光電力ＳＰＰの安定度等
となる。そこで、これに対応して、上記商用電力閾値は、安定度等の高い商用電力ＣＭの検出を早期に行うべく、例えば３０ボルト程度の低い閾値とされる。これに対し、上記太陽光電力閾値は、安定度等の低い太陽光電力ＳＰＰが定格に近くなっていることを正確に検出すべく、例えば９０ボルト程度の高い閾値とされる。そして、安定度等が中程度である蓄電池電力ＥＣＰを検出するための蓄電池電力閾値は、商用電力閾値と太陽光電力閾値との間の値として、例えば５０ボルト程度の閾値とされる。これら各閾値の具体的な値は、各電力の安定度等や使用可能な部品の価格又は大きさ等に応じて、例えば経験的又は実験的に予め定められればよい。

次に制御リレー２は、検出部１から検出信号Ｄ１が出力された場合、蓄電池電力ＥＣＰ及び太陽光電力ＳＰＰそれぞれの出力端子ＯＵＴ及びブレーカＢＫを介した重要負荷ＬＤ１への供給を禁止する旨の禁止信号ＩＢ１を生成して、制御リレー１２及び制御リレー２２に出力する。これに加えて、当該検出信号Ｄ１が出力された場合、制御リレー２は、商用電力ＣＭの出力端子ＯＵＴ及びブレーカＢＫを介した重要負荷ＬＤ１への供給のオン／オフを制御する切替リレー４における切替遅延の動作を制御させるべく、当該遅延動作を指示する制御信号Ｃ１を生成して、デバウンス制御部３に出力する。これによりデバウンス制御部３は、検出部１から検出信号Ｄ１が出力されたタイミングから予め設定された商用電力遅延時間だけ遅延させた後に、出力端子ＯＵＴ及びブレーカＢＫを介して商用電力ＣＭを重要負荷ＬＤ１に供給するように切替えリレー４を制御するための制御信号ＤＢ１を生成して、当該切替リレー４に出力する。そして切替リレー４は、当該制御信号ＤＢ１に基づき、当該商用電力遅延時間だけ遅延させて当該切替リレー４を短絡することで、商用電力ＣＭをブレーカＢＫ及び重要負荷ＬＤ１に供給する。これにより、停電時以外の通常時には、当該商用電力ＣＭのみが重要負荷ＬＤ１へ供給されることになる。

一方、蓄電池電力ＥＣＰに対応する制御リレー１２は、検出部１１から検出信号Ｄ２が出力された場合に、制御リレー２からの禁止信号ＩＢ１の出力の有無を判定し、当該禁止信号ＩＢ１が出力されていない場合に、太陽光電力ＳＰＰの出力端子ＯＵＴ及びブレーカＢＫを介した重要負荷ＬＤ１への供給を禁止する旨の禁止信号ＩＢ２を生成して、制御リレー２２に出力する。これに加えて、当該検出信号Ｄ２が出力され且つ上記禁止信号ＩＢ１が出力されていない場合に、制御リレー１２は、蓄電池電力ＥＣＰの出力端子ＯＵＴ及びブレーカＢＫを介した重要負荷ＬＤ１への供給のオン／オフを制御する切替リレー１４における切替遅延の動作を制御させるべく、当該遅延動作を指示する制御信号Ｃ２を生成して、デバウンス制御部１３に出力する。これによりデバウンス制御部１３は、検出部１１から検出信号Ｄ２が出力されたタイミングから予め設定された蓄電池電力遅延時間だけ遅延させた後に、出力端子ＯＵＴ及びブレーカＢＫを介して蓄電池電力ＥＣＰを重要負荷ＬＤ１に供給するように切替えリレー１４を制御するための制御信号ＤＢ２を生成して、当該切替リレー１４に出力する。そして切替リレー１４は、当該制御信号ＤＢ２に基づき、当該蓄電池電力遅延時間だけ遅延させて当該切替リレー１４を短絡することで、蓄電池電力ＥＣＰをブレーカＢＫ及び重要負荷ＬＤ１に供給する。これにより、商用電力ＣＭの停電時であっても蓄電池電力ＥＣＰが供給されている場合には、当該蓄電池電力ＥＣＰのみが重要負荷ＬＤ１へ供給されることになる。

更に、太陽光電力ＳＰＰに対応する制御リレー２２は、検出部２１から検出信号Ｄ３が出力された場合に、制御リレー２からの禁止信号ＩＢ１の出力の有無及び制御リレー１２からの禁止信号ＩＢ２の出力の有無をそれぞれ判定し、当該禁止信号ＩＢ１及び当該禁止信号ＩＢ２が共に出力されていない場合に、太陽光電力ＳＰＰの出力端子ＯＵＴ及びブレーカＢＫを介した重要負荷ＬＤ１への供給のオン／オフを制御する切替リレー２４における遅延動作を制御させるべく、当該遅延動作を指示する制御信号Ｃ３を生成して、デバウンス制御部２３に出力する。これによりデバウンス制御部２３は、検出部２１から検出信号Ｄ３が出力されたタイミングから予め設定された太陽光電力遅延時間だけ遅延させた後に、出力端子ＯＵＴ及びブレーカＢＫを介して太陽光電力ＳＰＰを重要負荷ＬＤ１に供給するように切替えリレー２４を制御するための制御信号ＤＢ３を生成して、当該切替リレー２４に出力する。そして切替リレー２４は、当該制御信号ＤＢ３に基づき、当該太陽光電力遅延時間だけ遅延させて当該切替リレー２４を短絡することで、太陽光電力ＳＰＰをブレーカＢＫ及び重要負荷ＬＤ１に供給する。これにより、商用電力ＣＭの停電時であって且つ蓄電池電力ＥＣＰも供給されていない場合には、当該太陽光電力ＳＰＰのみが重要負荷ＬＤ１へ供給されることになる。

ここで、上記商用電力遅延時間、上記蓄電池電力遅延時間及び上記太陽光電力遅延時間それぞれの関係について説明する。即ち、上記商用電力遅延時間、上記蓄電池電力遅延時間及び上記太陽光電力遅延時間は、上述した商用電力ＣＭ、蓄電池電力ＥＣＰ及び太陽光電力ＳＰＰそれぞれの安定度等に対応して、安定度等が高い電源電力ほど、安定化するまでに要する時間（即ち、当該電源電力に切り替えて重要負荷ＬＤ１に供給することが可能となるまでの時間）も短くて済むことから、
上記商用電力遅延時間＜上記蓄電池電力遅延時間＜上記太陽光電力遅延時間
とされている。より具体的には、例えば、上記商用電力遅延時間としては０．５秒程度が好適であり、上記太陽光電力遅延時間としては５秒程度が好適であり、上記蓄電池電力遅延時間としては、上記商用電力遅延時間と上記太陽光電力遅延時間との間を取って２秒乃至３秒程度とされる。これら各遅延時間の具体的な値は、上記各閾値と同様に、各電力の安定度等や使用可能な部品の価格又は大きさ等に応じて、例えば経験的又は実験的に予め定められればよい。

以上説明したような構成及び動作を備える実施形態の重要負荷分電盤ＳＢ１は、全体として、予め設定されたプログラムをマイクロコンピュータが読み込んで実行することでソフトウェア的に実現される部材又は機能を含むことなく、いわゆるハードウェアロジック回路でのみ、構成されている。

より具体的に例えば、上記検出部１、上記検出部１１及び上記検出部２１は、相互に同様の電子部品により構成されており、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０並びにコンデンサ５１及びコンデンサ５２が、図３（ａ）に例示するように接続されて構成されている。そして、上述した各閾値（換言すれば、対応する電源電力の安定度等）に対応して、
検出部１を構成するＡＣ／ＤＣコンバータ５０の入力電圧範囲＞検出部１１を構成するＡＣ／ＤＣコンバータ５０の入力電圧範囲＞検出部２１を構成するＡＣ／ＤＣコンバータ５０の入力電圧範囲
とされている。またこのとき、検出部２１を構成するＡＣ／ＤＣコンバータ５０の入力電圧範囲については、重要負荷ＬＤ１へ供給される電源電力の定格が１００ボルトである場合には、当該入力電圧範囲も１００ボルト付近となるように設定されるのが好適である。

また例えば、上記デバウンス制御部３、上記デバウンス制御部１３及び上記デバウンス制御部２３は、相互に同様の電子部品により構成されており、遅延制御回路６０、抵抗６１乃至抵抗６６及びコンデンサ６７が、図３（ｂ）に例示するように接続されて構成されている。そして、上記デバウンス制御部３における上記商用電力遅延時間、上記デバウンス制御部１３における上記蓄電池電力遅延時間及び上記デバウンス制御部２３における上記太陽光電力遅延時間のそれぞれは、抵抗６２乃至抵抗６５それぞれの抵抗値を単独又は組み合わせて変えることで、上記デバウンス制御部３、上記デバウンス制御部１３及び上記デバウンス制御部２３ごとに予め設定される。

次に、上述した構成を備える実施形態の重要負荷分電盤ＳＢ１により実行される、実施形態の電力供給制御処理について、図４を用いて、時系列に沿って具体的に説明する。なお、図４に示す実施形態の電力供給制御処理は、重要負荷分電盤ＳＢ１が住宅Ｈに設置された以降、継続して実行されている。

即ち、図４左に示すように、商用電力ＣＭについての停電がない通常時においては、入力端子ＩＮ１を介して供給されている当該商用電力ＣＭの電圧が、検出部１により常時監視されている（ステップＳ１。ステップＳ１：ＮＯ。）。そして、上記商用電力閾値を超える電圧の商用電力ＣＭが検出されたら（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御リレー２は、当該検出結果としての上記検出信号Ｄ１（図２参照）に基づいて、上記禁止信号ＩＢ１を生成して、制御リレー１２及び制御リレー２２に出力すると共に、上記制御信号Ｃ１を生成して、デバウンス制御部３に出力する（ステップＳ２）。

その後デバウンス制御部３は、当該制御信号Ｃ１に基づいて、検出部１から検出信号Ｄ１が出力されたタイミングから上記商用電力遅延時間だけ遅延させた後に商用電力ＣＭを重要負荷ＬＤ１に供給するように切替えリレー４を制御するための上記制御信号ＤＢ１を生成して、当該切替リレー４に出力する（ステップＳ３）。これにより切替リレー４は、当該制御信号ＤＢ１に基づき、当該商用電力遅延時間だけ遅延させて当該切替リレー４を短絡し（ステップＳ４）、商用電力ＣＭを重要負荷ＬＤ１に供給する（ステップＳ５）。その後、上記ステップＳ１の監視に戻って、上述したステップＳ１の監視乃至ステップＳ５の処理が繰返し実行される。これらにより、停電時以外の通常時には、当該商用電力ＣＭのみが重要負荷ＬＤ１へ供給される。なお、上述したステップＳ１の監視乃至ステップＳ５の処理が繰り返されている状態で、商用電力ＣＭについて停電が発生した場合は（ステップＳ１：ＮＯ）、その停電が復旧するまでステップＳ１の監視が繰り返されることとなるので、制御リレー２による上記禁止信号ＩＢ１の生成及び出力（ステップＳ２）、並びにその後のステップＳ３の処理乃至ステップＳ５の処理は行われない。

一方、図４中に示すように、商用電力ＣＭについての停電がない通常時においても、入力端子ＩＮ２を介して蓄電池電力ＥＣＰ（優先度１）の供給がある場合は、その電圧が、検出部１１により常時監視されている（ステップＳ１０。ステップＳ１０：ＮＯ）。そして、上記蓄電池電力閾値を超える電圧の蓄電池電力ＥＣＰが検出されたら（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、次に制御リレー１２は、上記禁止信号ＩＢ１が制御リレー２から出力されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の判定において、当該禁止信号ＩＢ１が出力されている場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御リレー１２は、後述するステップＳ１２乃至ステップＳ１５を実行せず、当該禁止信号ＩＢ１の出力の判定を、予め設定された時間ごとに繰り返す。

一方、ステップＳ１１の判定において、禁止信号ＩＢ１が出力されていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、制御リレー１２は、ステップＳ１０の監視における検出結果としての上記検出信号Ｄ２（図２参照）に基づいて、上記禁止信号ＩＢ２を生成して制御リレー２２に出力すると共に、上記制御信号Ｃ２を生成してデバウンス制御部１３に出力する（ステップＳ１３）。その後デバウンス制御部１３は、当該制御信号Ｃ２に基づいて、検出部１１から検出信号Ｄ２が出力されたタイミングから上記蓄電池遅延時間だけ遅延させた後に蓄電池電力ＥＣＰを重要負荷ＬＤ１に供給するように切替えリレー１４を制御するための上記制御信号ＤＢ２を生成して、当該切替リレー１４に出力する（ステップＳ１３）。これにより切替リレー１４は、当該制御信号ＤＢ２に基づき、当該蓄電池遅延時間だけ遅延させて当該切替リレー１４を短絡し（ステップＳ１４）、蓄電池電力ＥＣＰを重要負荷ＬＤ１に供給する（ステップＳ１５）。このとき、ステップＳ１１の判定で禁止信号ＩＢ１が出力されていないということは、商用電力ＣＭの重要負荷ＬＤ１への供給が停止していることになるので、ステップＳ１５の処理による蓄電器電力ＥＣＰの重要負荷ＬＤ１への供給と商用電力ＣＭの重要負荷ＬＤ１への供給とが重複することはない。その後、上記ステップＳ１０の監視に戻って、上述したステップＳ１０の監視乃至ステップＳ１５の処理が繰返し実行される。これらにより、商用電力ＣＭの停電時には、蓄電池電力ＥＣＰのみが重要負荷ＬＤ１へ供給される。なお、上述したステップＳ１０の監視乃至ステップＳ１５の処理が繰り返されている状態で、蓄電器電力ＥＣＰの電気自動車ＥＣからの供給が停止した場合は（ステップＳ１０：ＮＯ）、再度蓄電池電力ＥＣＰの供給が開始されるまでステップＳ１０の監視が繰り返されることとなるので、制御リレー１２による上記禁止信号ＩＢ２の生成及び出力（ステップＳ１２）、並びにその後のステップＳ１３の処理乃至ステップＳ１５の処理は行われない。

他方、図４右に示すように、商用電力ＣＭについての停電がない通常時及び蓄電池電力ＥＣＰの電気自動車ＥＣからの供給が行われている場合においても、入力端子ＩＮ３を介して太陽光電力ＳＰＰ（優先度２）の供給がある場合は、その電圧が、検出部２１により常時監視されている（ステップＳ２０。ステップＳ２０：ＮＯ。）。そして、上記太陽光電力閾値を超える電圧の太陽光電力ＳＰＰが検出されたら（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、次に制御リレー２２は、上記禁止信号ＩＢ１又は上記禁止信号ＩＢ２のいずれかが出力されているか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の判定において、当該禁止信号ＩＢ１又は当該禁止信号ＩＢ２のいずれかが出力されている場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、制御リレー２２は、後述するステップＳ２２乃至ステップＳ２５を実行せず、当該禁止信号ＩＢ１又は当該禁止信号ＩＢ２の出力の判定を、予め設定された時間ごとに繰り返す。

一方、ステップＳ２１の判定において、禁止信号ＩＢ１及び禁止信号ＩＢ２のいずれも出力されていない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、制御リレー２２は、ステップＳ２０の監視における検出結果としての上記検出信号Ｄ３（図２参照）に基づいて、上記制御信号Ｃ３を生成して、デバウンス制御部２３に出力する（ステップＳ２１）。その後デバウンス制御部２３は、当該制御信号Ｃ３に基づいて、検出部２１から検出信号Ｄ３が出力されたタイミングから上記太陽光遅延時間だけ遅延させた後に太陽光電力ＳＰＰを重要負荷ＬＤ１に供給するように切替えリレー２４を制御するための上記制御信号ＤＢ３を生成して、当該切替リレー２４に出力する（ステップＳ２２）。これにより切替リレー２４は、当該制御信号ＤＢ３に基づき、当該太陽光遅延時間だけ遅延させて当該切替リレー２４を短絡し（ステップＳ２３）、太陽光電力ＳＰＰを重要負荷ＬＤ１に供給する（ステップＳ２４）。このとき、ステップＳ２１の判定で禁止信号ＩＢ１及び禁止信号ＩＢ２が共に出力されていないということは、商用電力ＣＭ及び蓄電池電力ＥＣＰの重要負荷ＬＤ１への供給が共に停止していることになるので、ステップＳ２４の処理による太陽光電力ＳＰＰの重要負荷ＬＤ１への供給と商用電力ＣＭ及び蓄電池電力ＥＣＰの重要負荷ＬＤ１への供給とが重複することはない。その後、上記ステップＳ２０の監視に戻って、上述したステップＳ２０の監視乃至ステップＳ２４の処理が繰返し実行される。これらにより、商用電力ＣＭの停電が発生し且つ蓄電池電力ＥＣＰの供給も停止している場合には、太陽光電力ＳＰＰのみが重要負荷ＬＤ１へ供給される。

以上説明したように、上記重要負荷分電盤ＳＢ１を含む実施形態の電力供給システムＳの動作によれば、商用電力ＣＭ等の各電源電力に対応付けられた検出部１等のそれぞれに対する電源電力の入力が検出されたとき、商用電力ＣＭを最優先し、電源としての安定度等において直近下位以降の各電源電力の重要負荷ＬＤ１への供給を禁止するので、入力される電源電力間の短絡を有効に防止しつつ、既定の重要負荷ＬＤ１への電源電力の供給を制御することができる。

また、各電源電力としての優先度が、その安定度等に基づいて既定されているので、安定度又は信頼度が異なる複数の電源電力であっても、当該電源電力間の短絡を有効に防止しつつ、それぞれの電源電力の重要負荷ＬＤ１へ供給を制御することができる。

更に、対応付けられている電源電力に対して安定度等において直近上位の電源電力により重要負荷ＬＤ１への供給が禁止されていない場合において、安定度等において直近下位の電源電力の重要負荷ＬＤ１への供給を禁止するので（図２及び図３参照）、相互間の短絡を確実に防止しつつ、複数の電源電力を切り替えて既定の重要負荷ＬＤ１へ供給することができる。

更にまた検出部１、検出部１１及び検出部２１が、それぞれが対応付けられている電源電力としての安定度等が高いほど入力電圧範囲が広いＡＣ／ＤＣコンバータ５０をそれぞれ備えているので、安定度等が異なる各電源電力について、その入力の有無を確実に検出することができる。このとき、当該ＡＣ／ＤＣコンバータ５０がロジック回路により構成されているので、電源電力の入力の有無の検出に対する雑音の影響を低減して当該有無を正確に検出することができる。

また、デバウンス制御部３、デバウンス制御部１３及びデバウンス制御部２３により、各電源電力のいずれかの重要負荷ＬＤ１に対する切替接続を遅延させるように制御するので（図２及び図３参照）、安定度等が異なる複数の電源電力であっても、安定化後に重要負荷ＬＤ１へ接続させることができる。

更に、デバウンス制御部３、デバウンス制御部１３及びデバウンス制御部２３による重要負荷ＬＤ１への接続の遅延時間（上記商用電力遅延時間等）が、当該電源電力の安定度等に対応した遅延時間であるので、安定度等に応じてより安定化させた後に重要負荷ＬＤ１へ接続させることができる。

更にまた、対応する電源電力としての安定度等が低いほど重要負荷ＬＤ１への接続における遅延時間が長いので、より安定して当該電源電力を重要負荷ＬＤ１に接続することができる。

また、重要負荷分電盤ＳＢ１全体がロジック回路により構成されているので、外部雑音を抑制して正確に電源電力を切り替えて重要負荷ＬＤ１に接続することができる。

更に、複数の電源電力が、商用電力ＣＭ、蓄電池電力ＥＣＰ又は太陽光電力ＳＰＰのいずれかであり、それぞれの安定度等に基づく優先度が、
商用電力ＣＭの優先度＞蓄電池電力ＥＣＰの優先度＞太陽光電力ＳＰＰの優先度
とされているので、優先度が異なる三種類の電源電力について、電源電力間の短絡を有効に防止しつつ、既定の重要負荷ＬＤ１への電源電力の供給を安定的に制御することができる。

更にまた、電源電力のいずれかが供給される重要負荷ＬＤ１が、一般の住宅Ｈにおいて、商用電力ＣＭの停電時においても電力の供給が求められる重要負荷ＬＤ１であるので、当該停電時において複数の電源電力のいずれかを当該重要負荷ＬＤ１に確実に供給することができる。

なお、上述した実施形態では、電力供給システムＳに供給される電源電力が、商用電力ＣＭ、蓄電池電力ＥＣＰ及び太陽光電力ＳＰＰの三種類である場合について説明したが、これ以外の電源電力源としては、例えば、住宅Ｈに備えられた発電機及びそれによって発電された電力を蓄積する蓄電池、家庭用燃料電池、家庭用ガス発電装置及びバイオマス発電装置等が考えられる。そして、これらを電源電力として用いる場合は、実施形態の電力供給システムＳと同様に、それらから供給される電源電力の安定度等に基づいて、重要負荷ＬＤ１に供給される電源電力を切り替えればよい。この場合に、優先度（安定度等）が低い電源電力ほど、優先度（安定度等）においてその上位にある他の電源電力に対応した禁止信号がいずれも出力されていない場合にのみ、当該優先度（安定度等）が低い電源電力を重要負荷ＬＤ１に供給するように構成するのが好適である。なお、上記蓄電池電力ＥＣＰ及び上記太陽光電力ＳＰＰを含む商用電力ＣＭ以外の電源電力における上記優先度については、実施形態の場合（蓄電池電力ＥＣＰ＞太陽光電力ＳＰＰの場合）の他に、電力供給システムＳが用いられる住宅Ｈの場所やその環境等に応じて柔軟に変更されるのが好ましい。

また、上述した実施形態では、重要負荷ＬＤ１及び一般負荷ＬＤ２がそれぞれ交流の電源電力を用いるものである場合について説明したが、これ以外に、直流の電源電力を用いる装置が負荷である場合に本発明を適用することも可能である。この場合には、ブレーカＢＫから出力される電源電力を直流に変換して用いればよい。

更に、上述した実施形態では、重要負荷分電盤ＳＢ１及び住宅用分電盤ＳＢ２に供給される電源電力が交流である場合について説明したが、これ以外に、当該電源電力が直流である場合に本発明を適用することも可能である。この場合には、例えば重要負荷分電盤ＳＢ１に入力される前又は当該重要負荷分電盤ＳＢ１からの出力時において、当該直流を交流に変換して用いればよい。

以上それぞれ説明したように、本発明は電力供給システムの分野に利用することが可能であり、特に一般の住宅Ｈ用の電力供給システムの分野に適用すれば特に顕著な効果が得られる。

１、１１、２１ 検出部
２、１２、２２ 制御リレー
３、１３、２３ デバウンス制御部
４、１４、２４ 切替リレー
５０ ＡＣ／ＤＣコンバータ
５１、５２、６７ コンデンサ
６０ 遅延制御回路
６１、６２、６３、６４、６５、６６ 抵抗
Ｓ 電力供給システム
ＬＤ１ 重要負荷
ＬＤ２ 一般負荷
ＣＭ 商用電力
ＳＢ１ 重要負荷分電盤
ＳＢ２ 住宅用分電盤
ＰＣ パワーコンディショナ
ＳＰ 太陽光パネル
ＥＣ 電気自動車
ＥＣＰ 蓄電池電力
ＳＰＰ 太陽光電力
ＢＫ ブレーカ
ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３ 入力端子
ＯＵＴ 出力端子
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 検出信号
ＩＢ１、ＩＢ２ 禁止信号
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、ＤＢ１、ＤＢ２、ＤＢ３ 制御信号

Claims (6)

1. 電源電力としての優先度が異なる三以上の電源電力のいずれかを予め設定された負荷に供給する電力供給制御装置において、
   各前記電源電力がそれぞれ入力される複数の入力手段と、
   各前記電源電力にそれぞれ対応付けられた複数の検出手段であって、各前記入力手段に対して当該各電源電力が入力されているか否かをそれぞれ検出する検出手段と、
   各前記電源電力にそれぞれ対応付けられた複数の禁止手段であって、対応する前記電源電力の入力が検出されたとき、前記優先度において直近下位以降の各前記電源電力の前記負荷への供給を禁止する禁止手段と、
   を備え、
   各前記電源電力は、商用電力、電池に蓄えられた蓄電電力、外部の発電機による発電電力又は太陽光を用いて発電された太陽光電力のいずれかであり、
   前記優先度について、前記商用電力の優先度＞前記蓄電電力の優先度又は前記発電電力の優先度＞前記太陽光電力の優先度とされていることを特徴とする電力供給制御装置。
2. 請求項１に記載の電力供給制御装置において、
   各前記電源電力についての前記優先度は、当該電源電力としての安定度又は信頼度の少なくともいずれか一方に基づいてそれぞれ予め設定されていることを特徴とする電力供給制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電力供給制御装置において、
   前記禁止手段のそれぞれは、当該禁止手段が対応付けられている前記電源電力に対して前記優先度において直近上位の前記電源電力に対応する前記禁止手段により前記負荷への供給が禁止されていない場合において、当該禁止手段が対応付けられている前記電源電力の入力が検出されたとき、前記優先度において直近下位の前記電源電力の前記負荷への供給を禁止することを特徴とする電力供給制御装置。
4. 請求項１に記載の電力供給制御装置において、
   当該電力供給制御装置全体がロジック回路により構成されていることを特徴とする電力供給制御装置。
5. 請求項１に記載の電力供給制御装置において、
   前記負荷は、一般家庭において、商用電力の停電時においても電力の供給が求められる負荷であることを特徴とする電力供給制御装置。
6. 電源電力としての優先度が異なる三以上の電源電力のいずれかを予め設定された負荷に供給する電力供給制御装置であり、各前記電源電力がそれぞれ入力される複数の入力手段と、各前記電源電力にそれぞれ対応付けられた複数の検出手段と、各前記電源電力にそれぞれ対応付けられた複数の禁止手段と、を備える電力供給制御装置において実行される電力供給制御方法であって、
   各前記入力手段に対して当該各電源電力が入力されているか否かを、各前記検出手段によりそれぞれ検出する検出工程と、
   対応する前記電源電力の入力が検出されたとき、前記優先度において直近下位以降の各前記電源電力の前記負荷への供給を前記禁止手段により禁止する禁止工程と、
   を含み、
   各前記電源電力は、商用電力、電池に蓄えられた蓄電電力、外部の発電機による発電電力又は太陽光を用いて発電された太陽光電力のいずれかであり、
   前記優先度について、前記商用電力の優先度＞前記蓄電電力の優先度又は前記発電電力の優先度＞前記太陽光電力の優先度とされていることを特徴とする電力供給制御方法。

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