JP7264181B2 - 電力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、電力供給システムに関する。

昨今、環境負荷の削減が可能な再生可能エネルギーが注目されており、再生可能エネルギーを利用した発電システム（例えば、太陽光発電システム、風力発電システム、太陽光エネルギーから生成された水素を用いた燃料電池システム等）の導入が進んでいる。また、このような発電システムにおけるエネルギーの調整のための、蓄電池システムや、水素製造システム等も、併せて導入が進んでいる。一方、エネルギーを使用する（需要側の）機器としては、従来使用されてきた交流利用の誘導モータ機器等が減少する一方で、インバータ利用の交流モータ機器や、ＬＥＤ照明といった直流を直接利用する機器が増加している。また、直流を利用する理由として、海底ケーブルに用いられる送電線では、同じ断面積の場合に直流の方が交流よりも送電抵抗損が小さいため、ジュール熱が小さいことが挙げられる。さらに、交流を利用する場合には大電力を送る際の高電圧化に限界があり、電圧を抑えて大電流による大電力を送るには抵抗損の小さい直流が交流よりも適していることが挙げられる。このような社会的変化や技術的変化に伴い、従来用いられてきた交流利用の送配電システムと比較して、直流利用の送配電システムの利点が増大し、直流利用の送配電システムが注目されている。

この点、特許文献１には、直流電流が流れる直流バスに接続する電源ユニットと負荷ユニットとを備える電源システムが開示されている。特許文献１に記載された電源システムは複数の電源ユニットを備えている。各電源ユニットの発電状態は、それぞれに設定された電圧に関連する条件によって変化し、複数の電源ユニット相互間での発電状態の情報を交換せずに決定する。

特許文献２には、直流バスを介した電気自動車の充電システムが開示されている。特許文献２に記載された充電システムは、充電時に、直流バスを介して接続された系統電源と、発電システムと、蓄電システムとから電力が給電される。充電システムに電力を給電するいずれのシステムもＤＣ／ＤＣ変換機動力回路を介して直流バスに接続されており、各ＤＣ／ＤＣ変換機動力回路に流れる電流が制御されることにより、充電システムへの充電が制御されている。

特開２００３－３３９１１８号公報 特開２０１５－６１４３９号公報

ここで、特許文献１には、各電源ユニットに設定された条件に応じて電源ユニットが発電するシステムについて開示されているが、直流バスを介したシステム全体の運用については何ら考慮されていない。特許文献２には、時間と共に変化する電力供給側のシステムの電圧に応じて、充電システムへの電力供給を制御することについて開示されているが、特許文献１と同様に、システム全体の運用については何ら考慮されていない。電力供給システムにおいては、電力の相互利用や売買などの電力融通に必要なシステムの簡素化や、運用コストの低減などを図ることが望まれていた。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電力融通に必要なシステムの簡素化および運用コストの抑制を目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。直流電力幹線に繋がる直流出力可能な機器である供給側機器が、前記直流電力幹線に繋がる直流入力可能な機器である需要側機器に、電力を供給できる電力供給システムにおいて、前記供給側機器の給電電圧を供給側で設定でき、前記需要側機器の受電電圧を需要側で設定でき、前記供給側機器から前記直流電力幹線に供給された電荷量または電流値の時間積分値、及び前記直流電力幹線から前記需要側機器に供給された電荷量または電流値の時間積分値をもって電力融通量とみなし、前記需要側機器、及び前記供給側機器に、前記電力融通量を算出する電力融通量算出部を設けたことを特徴とする、電力供給システム。そのほか、本発明は、以下の形態としても実現可能である。

（１）直流電力幹線に繋がる直流出力可能な機器である供給側機器が、前記直流電力幹線に繋がる直流入力可能な機器である需要側機器に、電力を供給できる電力供給システムが提供される。この電力供給システムにおいて、前記供給側機器の給電電圧を供給側で設定でき、前記需要側機器の受電電圧を需要側で設定でき、前記供給側機器から前記直流電力幹線に供給された電荷量または電流値の時間積分値、及び前記直流電力幹線から前記需要側機器に供給された電荷量または電流値の時間積分値をもって電力融通量とみなす。

この構成において、供給側機器が直流電力幹線へ直流電力を給電する給電電圧が供給側で個別に設定され、需要側機器が直流電力幹線から直流電力を受電する受電電圧が需要側で個別に設定される。すなわち、本構成の電力供給システムは、交流電力が幹線を流れる従来の電力供給システムのように全体を供給側から需要側に向かって系統的に管理するシステムとは異なり、直流電力幹線に接続している各供給側機器、各需要側機器に応じて自由に給電電圧や受電電圧が設定される。本構成によれば、直流電力を使用するため、周波数や無効電力などを管理する必要は無い。

この構成によれば、供給側機器から直流電力幹線へと供給される直流電流の時間積分または供給された電荷量が、電力量の代わりである電力融通量として算出される。また、直流電力幹線から需要側機器へと供給される直流電流の時間積分または供給された電荷量が、電力量の代わりである電力融通量として算出される。すなわち、直流電力幹線の電圧の変化が許容される場合において、特に直流電力幹線の電圧が時々刻々変化する場合などは、電力よりも簡単に算出可能な電力融通量が電力量に代わる指標として用いられる。

本構成の電力供給システムでは、少なくとも、各供給側機器または各需要側機器が各々その給電点または受電点の局所的な直流電力幹線の電圧情報を得ていれば良く、必ずしも、他の供給側機器や需要側機器の情報を得る必要は無い。そのため、本構成の電力供給システムは、従来の電力供給システムに比べ、情報を得るためのシステムや電力特性を調整するシステムを簡素化することができる。

また、電力が融通される量としての指標が今までの電力量から新たに定めた電力融通量にされることにより、直流電力幹線の電圧、あるいは、各需要側機器または各供給側機器が各々その給電点または受電点の局所的な直流電力幹線の電圧が変化しても、電力の融通量の算出方法を簡素化することが出来る。

さらに、電力融通に係る単位供給量の価値が電力の授受状態で経済的有意性をもって調整されるため、本構成の電力供給システムを用いることにより、電力の相互利用や売買などの電力融通に必要な運用コストも抑制できる。直流電力幹線の電圧が特定の電圧幅を持って運用される場合、直流電力線の特性として、電力の需給関係がバランスしている場合の直流電力線電圧に比べ、要求される電力より供給電力が多くなると直流電力線電圧は低くなる傾向がある。特に直流／直流変換器等を供給側機器または需要側機器と直流電圧幹線との間の入出力機器に用いると、この傾向は顕著になる。言い換えると、電力の需給関係がバランスしている場合の直流電力幹線の電圧に比べ、電力供給過多（買い手市場）の場合は直流電力幹線の電圧が高くなり、電力需要過多（売り手市場）の場合は直流電力幹線の電圧が低くなる。

ここで、電力供給側から見たときの状況を考えると、電力供給過多の場合は供給電圧を高くしなければならず、一方、電力需要過多の場合は供給電力を低くすることができる。この場合に、電力の相互利用量や売買量などの電力融通量を電荷量または電流値の時間積分値から求める場合、電力供給過多の場合は供給電圧を高くしなければならない。そのため、供給側が必要とする電力量（電圧値×電流値の時間積分値）は、電力の需給関係がバランスしている場合に比べて、同じ相互利用量や売買量などの電力融通量であっても必要とする実質電力量は多くなる。一方、電力需給過多の場合は供給電圧を低くすることができるので、供給側が必要とする電力量（電圧値×電流値の時間積分値）は少なくなる。すなわち、同じ相互利用量や売買量などの電力融通量であっても、電力供給過多の場合は供給実質電力量が高くなるので供給コストが高くなり（単位供給量価値が低くなる）、電力需要過多の場合は供給実質電力量が低くなるので供給コストが低くなる（単位供給量価値が高くなる）。一方で、電力需要側から見る場合も逆から見た同様な状況が起こる。

このように、本構成の電力供給システムを用いることにより、相互利用や売買などの電力融通に係る単位供給量価値が経済的有意性もって自動的に調整される。そのため、例えば、供給電力が需要電力より多い場合は、同じ電力融通量を給電するにも、供給電圧を上げて給電機会を得て電力をより多く消費して供給しなければならない。一方で、供給電力より需要電力が多い場合は、同じ電力融通量を受電するにも、受電電圧を下げて受電機会を得て少ない電力しか受電できないという状況が自動的に誘起される。これにより、電力の相互利用や売買などの電力融通に必要な運用コストが下がる。加えて、本構成の電力供給システムを採用することにより、従来のシステムのような全体を供給側から需要側に向かって系統的に管理するシステムとは異なり、電力供給システムの拡張や縮減が容易となり、電力の売買に新規事業者や個人が参加しやすくなる。

（２）上記形態の電力供給システムにおいて、前記直流電力幹線の電圧を時間平均電圧の５％以上高い上限電圧と、５％以上低い下限電圧とを設定してもよい。
この構成によれば、直流電力幹線の電圧変化が生じても、従来のシステムのような全体を供給側から需要側に向かって系統的に管理するシステムとは異なり、直流電力幹線を介した電力の供給と需要が可能である。

（３）上記形態の電力供給システムにおいて、複数の前記供給側機器と、複数の前記需要側機器と、を備え、一部の前記供給側機器または一部の前記需要側機器が前記直流電力幹線に接続する地点を変更、あるいは電力融通中に移動してもよい。
この構成によれば、従来のシステムのような全体を供給側から要求する側に向かって系統的に管理するシステムとは異なり、直流電力幹線の電圧の変化が許容される。そのため、少なくとも、各供給側機器または各需要側機器が、各々その給電点または受電点の局所的な直流電力幹線の電圧をもって、給電の電圧や受電の電圧を各々決めて、給電や受電ができる。これにより、直流電力幹線に対して、供給側機器あるいは需要側機器が、着脱したり、位置を変えたり、移動したりすることが可能である。換言すると、各供給側機器または各需要側機器が、必ずしも、特定の時間かつ特定の直流電力幹線における特定の場所に接続する必要はない。

（４）上記形態の電力供給システムにおいて、複数の前記供給側機器と、複数の前記需要側機器と、を備え、前記供給側機器は、他の前記供給側機器や他の前記需要側機器の状態に関係無く、前記直流電力幹線への直流電力の供給の開始、停止、または変更をでき、前記需要側機器は、他の前記供給側機器や他の前記需要側機器の状態に関係無く、前記直流電力幹線からの直流電力の需要（供給要求）の開始、停止、または変更をできてもよい。
この構成によれば、従来のシステムのような全体を供給側から需要側に向かって系統的に管理するシステムとは異なり、直流電力幹線の電圧の変化が許容される。そのため、少なくとも、各供給側機器が給電点周りの局所的な直流電力幹線の電圧をもって給電の電圧を決めて給電できる。また、各供給側機器は、事前に予定していた開始時刻から終了時刻内であっても、給電の中止、給電時の直流電流の変更、給電電圧の変更を、事前に予定していた開始時刻から終了時刻以外であっても給電の開始をすることができる。また、需要側機器が、受電点周りの局所的な直流電力幹線の電圧を持って、受電の電圧を決めて受電できる。また、各需要側機器は、事前に予定していた開始時刻から終了時刻内であっても、受電の中止、受電時の直流電流の変更、受電電圧の変更、事前に予定していた開始時刻から終了時刻以外であっても受電の開始を、行うことが可能である。

（５）上記形態の電力供給システムにおいて、さらに、前記供給側機器が前記直流電力幹線へと給電可能な前記電力融通量と、前記供給側機器が前記直流電力幹線へと直流電力を供給可能な時刻や時間と、前記供給側機器が実際に給電した前記電力融通量と、前記需要側機器が前記直流電力幹線から受電可能な前記電力融通量と、前記需要側機器が前記直流電力幹線から直流電力を要求可能な時刻や時間と、前記需要側機器が実際に供給された前記電力融通量と、を管理する電力管理部を備えていてもよい。

（６）上記形態の電力供給システムにおいて、さらに、前記電力供給システム内の電力損失を算出する損失算出部と、前記直流電力幹線に接続された複数の前記供給側機器と、前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、を備え、前記損失算出部は、前記直流電力幹線に接続している全ての前記供給側機器から給電された電力の合計と、前記直流電力幹線に接続している全ての前記需要側機器が受電した電力の合計との差を、前記電力供給システム内の電力損失として算出してもよい。
電力供給システムにおいて、任意の時間での各供給側機器から電力幹線へと給電された合計の電力と、電力幹線から各需要側機器が受電した合計の電力とは、電力の送電損失や接続損失が影響するため、必ずしも一致しない。これらの影響による電力損失が、本構成の電力供給システムの電力損失とみなされることにより、各供給側機器の給電電力および各需要側機器の受電電力から簡単に算出されるため、本構成の電力供給システムの運用コストが低減される。

（７）上記形態の電力供給システムにおいて、さらに、前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、各前記需要側機器が前記直流電力幹線から直流電力を受電する際の設定電圧を設定する受電側電圧設定部と、を備え、前記受電側電圧設定部は、前記設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記需要側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記需要側機器の前記受電側電圧設定部は、予め設定された条件が満たされた場合に、前記特定の需要側機器の前記設定電圧を、他の前記需要側機器における前記設定電圧の下限の電圧よりも低い電圧に設定してもよい。
この構成によれば、予め設定された条件が満たされた場合に、特定の需要側機器の受電電圧が他の需要側機器の設定電圧の下限よりも低く設定されるため、特定の需要側機器は、他の需要側機器よりも優先的に、あるいは専有的に電力を受電できる。本構成の電力供給システムにより、この状態を実現するために、電力供給システム全体を管理する必要は無く、特定の需要側機器のみが制御されれば良いため、運用コストを抑制できる。これにより、例えば緊急時に優先的に電力を受電したい施設である病院、官公庁、放送局、および通信機器などが特定の需要側機器として予め設定されることにより、優先的に電力を必要とする特定の需要側機器に電力を供給できる。

（８）上記形態の電力供給システムにおいて、さらに、前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、各前記需要側機器が前記直流電力幹線から直流電力を受電する際の設定電圧を設定する受電側電圧設定部と、を備え、前記直流電力幹線の電圧は、所定の下限の電圧よりも高く設定され、前記受電側電圧設定部は、前記設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記需要側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記需要側機器の前記受電側電圧設定部は、予め設定された条件が満たされた場合に、前記特定の需要側機器の前記設定電圧を、接続している前記直流電力幹線に設定された下限の電圧よりも低い電圧に設定してもよい。
この構成によれば、予め設定された条件が満たされた場合に、特定の需要側機器の受電電圧が直流電力幹線に設定されている下限の電圧よりも低く設定されるため、特定の需要側機器は、他の需要側機器よりも優先的に、あるいは専有的に電力を受電できる。本構成の電力供給システムにより、この状態を実現するために、電力供給システム全体を管理する必要は無く、特定の需要側機器のみが制御されれば良いため、運用コストを抑制できる。これにより、例えば緊急時に優先的に電力を受電したい施設である病院、官公庁、放送局、および通信機器などが特定の需要側機器として予め設定されることにより、優先的に電力を必要とする特定の需要側機器に電力を供給できる。

（９）上記形態の電力供給システムにおいて、さらに、前記直流電力幹線に接続された複数の前記供給側機器と、各前記供給側機器が前記直流電力幹線に直流電力を供給する際の設定電圧を設定する給電側電圧設定部と、前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、各前記需要側機器が前記直流電力幹線に直流電力を要求する際の設定電圧を設定する受電側電圧設定部と、を備え、前記給電側電圧設定部は、前記供給側機器に設定される設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、前記受電側電圧設定部は、前記需要側機器に設定される設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記需要側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記供給側機器の前記給電側電圧設定部と、前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記需要側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記需要側機器の前記受電側電圧設定部は、予め設定された条件が満たされた場合に、前記特定の供給側機器に設定される設定電圧と、前記特定の需給側機器に設定される前記設定電圧を、他の前記供給側機器に設定された設定電圧の下限の電圧よりも低い電圧に設定してもよい。
この構成によれば、予め設定された条件が満たされた場合に、特定の需要側機器の受電電圧と特定の供給側機器の給電電圧が直流電力幹線の下限の電圧よりも低く設定されるため、特定の需要側機器は、専有的に特定の供給側機器からの電力を受電できる。本構成の電力供給システムにより、この状態を実現するために、電力供給システム全体を管理する必要は無く、特定の供給側機器と特定の需要側機器のみの設定電圧が制御されれば良いため、運用コストを抑制できる。これにより、例えば緊急時に優先的に電力を受電したい施設である病院、官公庁、放送局、および通信機器などが特定の需要側機器として予め設定されることにより、優先的に電力を必要とする特定の需要側機器に電力を供給できる。

例えば、直流電力幹線の利用規約として、一般施設と緊急時対応施設を区別する。一般施設の利用規約の需要側機器の電圧範囲の下限設定値より、緊急時対応施設の需要側機器の電圧範囲の下限設定値を低くする。これにより、大規模災害または広域災害が発生した場合などの緊急時に、本構成では直流電力幹線の電圧が、一般施設の利用規約の需要側機器の電圧範囲の下限設定値より低く、緊急時対応施設の需要側機器の電圧範囲の下限設定値より高く設定される。この結果、本構成の電力供給システムは、各施設の個々の制御をすることなく、緊急時対応施設に選択的且つ速やかに電力を供給できる。また、直流電力幹線の電圧が下げられることにより、特定の需要側機器は、少ない発電電力の供給側機器からも電力供給を受けることができるようになる。なお、緊急時対応施設とは、例えば、病院、官公庁、放送局、通信基地などが挙げられる。各下限設定値は各機器または施設における入出力機器、開閉器などで設定する。

（１０）上記形態の電力供給システムにおいて、さらに、前記直流電力幹線に接続された複数の前記供給側機器と、各前記供給側機器が前記直流電力幹線に直流電力を供給する際の設定電圧を設定する給電側電圧設定部と、前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、各前記需要側機器が前記直流電力幹線に直流電力を要求する際の設定電圧を設定する受電側電圧設定部と、を備え、前記給電側電圧設定部は、前記供給側機器に設定される設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、前記受電側電圧設定部は、前記需要側機器に設定される設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記供給側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記供給側機器の前記給電側電圧設定部と、前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記需要側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記需要側機器の前記受電側電圧設定部は、予め設定された条件が満たされた場合に、前記特定の供給側機器に設定される前記設定電圧と、前記特定の需給側機器に設定される前記設定電圧を、前記直流電力幹線に設定された下限の電圧より低い電圧に設定してもよい。
この構成によれば、予め設定された条件が満たされた場合に、特定の需要側機器の受電電圧と特定の供給側機器の給電電圧が直流電力幹線の下限の電圧よりも低く設定されるため、特定の需要側機器は、専有的に特定の供給側機器からの電力を受電できる。本構成の電力供給システムにより、この状態を実現するために電力供給システム全体が管理される必要は無く、特定の供給側機器と特定の需要側機器のみの設定電圧が制御されれば良いため、運用コストを抑制できる。これにより、例えば緊急時に優先的に電力を受電したい施設である病院、官公庁、放送局、および通信機器などが特定の需要側機器として予め設定されることにより、優先的に電力を必要とする特定の需要側機器に電力を供給できる。

例えば、直流電力幹線の利用規約として、一般施設と緊急時対応施設を区別する。一般施設の利用規約の需要側機器の電圧範囲の下限設定値より、緊急時対応施設の需要側機器の電圧範囲の下限設定値を低くする。これにより、大規模災害または広域災害が発生した場合などの緊急時に、本構成では直流電力幹線の電圧が、一般施設の利用規約の需要側機器の電圧範囲の下限設定値より低く、緊急時対応施設の需要側機器の電圧範囲の下限設定値より高く設定される。この結果、各施設の個々の制御をすることなく、緊急時対応施設に選択的且つ速やかに電力を供給できる。また、直流電力幹線の電圧が下げられることにより、特定の需要側機器は、少ない発電電力の供給側機器からも電力供給を受けることができるようになる。なお、緊急時対応施設とは、例えば、病院、官公庁、放送局、通信基地などが挙げられる。各下限設定値は各機器または施設における入出力機器、開閉器などで設定する。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、電力を供給できるシステム、電力供給システム、配電システム、電力供給方法および電力供給の制御方法、これら装置や方法を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。

本発明の第１実施形態としての電力供給システムの概略ブロック図である。 電力供給システムにおいて直流電力が幹線を介して供給される状況の一例の説明図である。 図２に示される状況から一部の設定電圧を変えた場合の電力供給システムの説明図である。 比較例の電力供給システムの概略ブロック図である。 第２実施形態としての電力供給システムの概略ブロック図である。 図５に示される状況から一部の設定電圧を変えた場合の電力供給システムの説明図である。 図６に示される状況から直流電流の供給状況が変化した際に一部の設定電圧を変化させた場合の電力供給システムの説明図である。 図６に示される状況から直流電流の供給状況が変化した際に一部の設定電圧を変化させた場合の電力供給システムの説明図である。 第３実施形態としての電力供給システムの概略ブロック図である。 第４実施形態としての電力供給システムの概略ブロック図である。 第５実施形態としての電力供給システムの概略ブロック図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態としての電力供給システム１００１の概略ブロック図である。電力供給システム１００１は、直流電力が流れる幹線を介して、電力を供給する複数の供給側機器と、電力を要求する複数の需要側機器とが接続されている。

図１に示されるように、電力供給システム１００１は、複数の太陽電池パネルで構成された第１太陽電池パネル群（供給側機器）１１１および第２太陽電池パネル群（供給側機器）１１２と、第１太陽電池パネル群１１１が供給する直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１と幹線（直流電力幹線）７１１との接続を開閉する開閉器３１１と、第２太陽電池パネル群１１２が供給する直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２と幹線７１１との接続を開閉する開閉器３１２と、電気自動車に搭載された車載蓄電池（需要側機器）１１３と、車載蓄電池１１３が要求する直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（受電側電圧設定部、需要側算出部）２１３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１３と幹線７１１との接続を開閉する開閉器３１３と、住居に電力を供給するために住居に併設された住居用蓄電池（需要側機器）１１４と、住居用蓄電池１１４に供給される直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（受電側電圧設定部、需要側算出部）２１４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４と幹線７１１との接続を開閉する開閉器３１４と、交流電力を発生させるガスタービン発電機（供給側機器）１１５と、ガスタービン発電機１１５により発生した交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２１５と、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１５と幹線７１１との接続を開閉する開閉器３１５と、を備えている。

第１太陽電池パネル群１１１および第２太陽電池パネル群１１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１，２１２および開閉器３１１、３１２を介して幹線７１１に接続され、幹線７１１へと直流電力を供給している。車載蓄電池１１３および住居用蓄電池１１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３１，２１４を介して幹線７１１に接続され、幹線から直流電力を要求する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１は、第１太陽電池パネル群１１１が幹線７１１へと供給する直流電力の電圧を設定する。同じように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２は、第２太陽電池パネル群１１２が幹線７１１へと供給する直流電力の電圧を設定する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２１５は、ガスタービン発電機１１５が幹線７１１へと供給する直流電力の電圧を設定する。これらのコンバータにより設定された設定電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１，２１２およびＡＣ／ＤＣコンバータ２１５のそれぞれに取り付けられた操作部が操作されることにより、設定される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１，２１２およびＡＣ／ＤＣコンバータ２１５のそれぞれは、幹線７１１へと供給される直流電力の電流の値と、幹線７１１へと直流電力を供給した給電時間とを検出する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１は、検出した直流電力の電流と、第１太陽電池パネル群１１１から幹線７１１へと直流電力が供給された時間とを用いた直流電流の時間積分を、第１太陽電池パネル群１１１からの電力融通量として算出する。本実施形態における電力融通量とは、新たに定義した指標である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２は、検出した直流電力の電流と、第２太陽電池パネル群１１２から幹線７１１へと直流電力が供給された時間とを用いた直流電流の時間積分を、第２太陽電池パネル群１１２からの電力融通量として算出する。同じように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１５は、検出した直流電力の電流と、ガスタービン発電機１１５から幹線７１１へと直流電力が供給された時間とを用いた直流電流の時間積分を、ガスタービン発電機１１５からの電力融通量として算出する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１３は、車載蓄電池１１３が幹線７１１から直流電力を要求する際の電圧を設定する。同じように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４は、住居用蓄電池１１４が幹線７１１から直流電力を要求する際の電圧を設定する。これらのＤＣ／ＤＣコンバータ２１３，２１４により設定された設定電圧は、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１３，２１４のそれぞれに取り付けられた操作部が操作されることにより、設定される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１３，２１４のそれぞれは、幹線７１１から取得する直流電力の電流の値と、幹線７１１から直流電力が供給された受電時間とを検出する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１３は、検出した直流電力の電流と、車載蓄電池１１３が幹線７１１から直流電力が供給された時間とを用いた直流電流の時間積分を、車載蓄電池１１３に対する電力融通量として算出する。同じように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４は、検出した直流電力の電流と、住居用蓄電池１１４が幹線７１１から直流電力が供給された時間とを用いた直流電流の時間積分を、住居用蓄電池１１４に対する電力融通量として算出する。

図２は、電力供給システム１００１において直流電力が幹線７１１を介して供給される状況の一例の説明図である。図２に示される状態では、各供給側機器において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２およびＡＣ／ＤＣコンバータ２１５の直流側設定電圧が３８０Ｖ（ボルト）であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の設定電圧が４００Ｖである。また、各需要側機器において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１３の設定電圧は３８０Ｖであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４の設定電圧は３６０Ｖである。

また、図２に示されるように、第１太陽電池パネル群１１１から幹線７１１へと供給される直流電力の電流４０Ａ（アンペア）、第２太陽電池パネル群１１２から幹線７１１へと供給される直流電力の電流４０Ａ、ガスタービン発電機１１５から幹線７１１へと供給される直流電力の電流１００Ａ、で給電しようとし、幹線７１１から車載蓄電池１１３へ直流電力の電流６０Ａ、幹線７１１から住居用蓄電池１１４へ直流電流６０Ａで、受電しようとする。

図２に示される状況では、幹線７１１に直流電力を供給する第１太陽電池パネル群１１１と、第２太陽電池パネル群１１２と、ガスタービン発電機１１５とのうち、設定電圧が最も高い第１太陽電池パネル群１１１が給電時に優位になる。一方、幹線７１１から直流電力を要求する車載蓄電池１１３と住居用蓄電池１１４とのうち、設定電圧が低い住居用蓄電池１１４が受電時に優位になる。

この場合に、需要側の総受電電流量が供給側の総給電電流量よりも少ない状況になるので、次のようなことがおこる。受電側では、住居用蓄電池１１４が幹線７１１から６０Ａの直流電力を受電し、車載蓄電池１１３が幹線７１１から６０Ａの直流電力を受電する。一方、給電側では、設定電圧が最も高い第１太陽電池パネル群１１１が、給電時に優位になるので、第１太陽電池パネル群１１１から幹線７１１へと４０Ａの直流電力が優先的に給電される。一方、設定電圧が同じで優先順位が劣る第２太陽電池パネル群１１２とガスタービン発電機１１５とから幹線７１１へと合わせて８０Ａの直流電力が給電されることになる。

ここで、第２太陽電池パネル群１１２が幹線７１１へと４０Ａを給電できたと仮定すると、第１太陽電池パネル群１１１が電力換算として１６．０ｋＷ（＝４００Ｖ×４０Ａ）の電力を給電する。また、第２太陽電池パネル群１１２が１５．２ｋＷ（＝３８０Ｖ×４０Ａ）の電力を給電し、ガスタービン発電機１１５が１５．２ｋＷ（＝３８０Ｖ×４０Ａ）の電力を給電する。すなわち、第１太陽電池パネル群１１１は、電力の供給機会を失うことは無い。しかし、第２太陽電池パネル群１１２が幹線７１１へ第１太陽電池パネル群１１１と同じ給電直流電流４０Ａを給電できると仮定した場合に比べ、幹線７１１へ４０Ａ給電するために０．８ｋＷ（＝１６．０ｋＷ―１５．２ｋＷ）余分に電力が必要となる。もちろん、第２太陽電池パネル群１１２は、ガスタービン発電機１１５と電力の供給機会が競合しているので、仮定のように一方的に４０Ａを給電することはできない。第２太陽電池パネル群１１２の電力の供給機会を失わないようにするためには、第２太陽電池パネル群１１２のＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の設定電圧が、ガスタービン発電機１１５のＡＣ／ＤＣコンバータ２１５の直流側設定電圧よりも高く設定される必要がある。

図３は、図２に示される状況から一部の設定電圧を変えた場合の電力供給システム１００１の説明図である。図３に示される状況では、第２太陽電池パネル群１１２に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の設定電圧は、３８０Ｖから３９０Ｖへと高くなっている。この結果、第２太陽電池パネル群１１２の設定電圧（３９０Ｖ）は、ガスタービン発電機１１５に接続されているＡＣ／ＤＣコンバータ２１５の直流側設定電圧（３８０Ｖ）よりも高くなる。これにより、第２太陽電池パネル群１１２は、ガスタービン発電機１１５と競合せずに優先的に直流電力を供給できるようになる。ただし、第２太陽電池パネル群１１２に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の設定電圧が３８０Ｖから３９０Ｖに上がったため、第２太陽電池パネル群１１２が給電する電力は、１５．６ｋＷ（＝３９０Ｖ×４０Ａ）となる。この結果、図２に示される状況よりも、第２太陽電池パネル群１１２は、幹線７１１へ４０Ａ給電するために０．４ｋＷ（＝１５．６ｋＷ－１５．２ｋＷ）余分に供給電力が必要となる。第２太陽電池パネル群１１２は、電力供給機会を確実に得るために、同じ直流電流を供給するに当たり、０．４ｋＷの電力を余計に使用したことになる。ここで、電力融通量単価の一つの指標として（電力融通量）／（その電力融通量のために必要な電力量）を用いると、電力供給機会を確実に得るために余計に電力を使用したことは、電力供給機会を確実にするために電力融通量単価、つまり電力価値を低くしなければならなかったことと換言できる。結果的に、本実施形態の電力供給システム１００１では、電力供給機会と電力価値が有意な経済性を持って自動的に調整されたことになる。

＜比較例＞
図４は、比較例の電力供給システム１００６の概略ブロック図である。比較例では、第１実施形態と異なる構成および制御等について説明し、第１実施形態と同じ構成および制御等についての説明は省略する。電力供給システム１００６は、各送電系統を流れる交流電流を用いて電力を供給している。

図４に示されるように、電力供給システム１００６は、電力供給システム１００６の電力供給制御等の全体を管理・制御する電力管理部９６１と、火力発電所１６１と、水力発電所１６２と、電圧を変化させる超高圧変電所６６１、一次変電所６６２、配電用変電所６６３と、火力発電所１６１および水力発電所１６２により発電された交流電力を超高圧変電所６６１へと供給するための超高圧送電系統７６１と、超高圧送電系統７６１により電圧が変化した交流電力を一次変電所６６２へと供給するための一次送電系統７６２と、一次変電所６６２により電圧が変化した交流電力を配電用変電所６６３へと供給するための二次送電系統７６３と、配電用変電所６６３から供給された交流電力が流れる配電系統７６４と、太陽電池発電所１６３と、太陽電池発電所１６３の発電により発生した直流電力を交流電力へと変換するＤＣ／ＡＣインバータ２６２と、太陽電池発電所１６３と配電系統７６４との接続を開閉する開閉器３６４と、燃料電池発電所１６４と、燃料電池発電所１６４の発電により発生した直流電力を交流電力へと変換するＤＣ／ＡＣインバータ２６３と、燃料電池発電所１６４と配電系統７６４との接続を開閉する開閉器３６５と、誘電モータ機器５６１，５６２と、誘電モータ機器５６１と配電系統７６４との接続を開閉する開閉器３６１と、誘電モータ機器５６２と配電系統７６４との接続を開閉する開閉器３６２と、交流モータ機器５６３と、交流モータ機器５６３と配電系統７６４との接続を開閉する開閉器３６３と、配電系統７６４から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ２６１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ２６１により変換された直流電力を交流モータ機器５６３へと供給するインバータ４６１と、を備えている。

比較例では、火力発電所１６１および水力発電所１６２から供給される交流電力は、変電所である超高圧変電所６６１と、一次変電所６６２と、配電用変電所６６３とを通過する度に、電圧が低くなる。さらに、配電系統７６４から各機器（例えば誘電モータ機器５６１，５６２）までの間に、図示されていない変圧器を介して電圧が低くなることもある。

一般配電事業者（例えば電力会社）である電力管理部９６１は、超高圧送電系統７６１と、一次送電系統７６２と、二次送電系統７６３と、配電系統７６４とを制御する。具体的には、電力管理部９６１は、各系統７６１～７６４の電圧および各系統７６１～７６４を流れる交流電力の皮相電力や周波数を制御している。例えば、配電系統７６４の標準電圧が１００Ｖと国などの管理者によって定められている場合には、電力管理部９６１は、配電系統７６４の設定電圧を１０１Ｖ±６Ｖの範囲で制御する必要がある。また、配電系統７６４の標準電圧が２００Ｖに定められている場合に、電力管理部９６１は、配電系統７６４の設定電圧を２０２Ｖ±２０Ｖの範囲で制御する必要がある。電力管理部９６１は、各系統７６１～７６４から各需要側機器へと供給される交流電力の皮相電力を定められた電圧範囲内に、周波数を定められている標準周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）と等しくなるように努める必要がある。すなわち、比較例では、電力管理部９６１は、各系統７６１～７６４を制御することにより、電力供給システム１００６における発電、変電、送電、および配電等を一括管理する必要がある。その上で、電力管理部９６１は、電力供給システム１００６の高い安全性、高いエネルギー効率、電力の安定供給、電力の低コスト化を目指しつつ、電力品質を維持する必要があった。

比較例の電力供給システム１００６に対して、第１実施形態の電力供給システム１００１では、第２太陽電池パネル群１１２は、直流電流が流れる幹線７１１に接続されて、幹線７１１へと直流電力を供給する。第２太陽電池パネル群１１２が幹線７１１へと直流電力を供給する際の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ２１２により設定され、車載蓄電池１１３は、直流電力が流れる幹線７１１に接続されて、幹線７１１から電力を受電する。車載蓄電池１１３が幹線７１１から直流電力を要求する際の設定電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ２１３により設定される。すなわち、第１実施形態の電力供給システム１００１では幹線電圧の変化が許容され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の設定電圧は、少なくとも、供給側機器がその給電点の局所的な幹線７１１の電圧をもって決められる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１３の設定電圧は、第１実施形態の電力供給システム１００１では幹線電圧の変化が許容され、少なくとも、需要側機器がその受電点の局所的な幹線７１１の電圧をもって決められる。

第１実施形態の電力供給システム１００１では、比較例の電力管理部９６１のような電力供給システム１００６全体を管理する装置とは関係なく、各供給側機器の設定電圧および各需要側機器の設定電圧が自由に設定される。したがって、電力供給システム１００１では、比較例において説明した、全体を管理する電力管理部９６１のような装置や管理者が必須でなくなる。また、各供給側機器や各需要側機器は、他の供給側機器や需要側機器の情報を取得する必要がなく、要求する直流電流の時間積分値の情報を用いて電力の融通量である電力融通量を決定すればよいため、電力供給システム１００１を簡素化できる。この結果、電力供給システム１００１の拡張や縮減が容易となり、電力の売買に新規事業者や個人が参加しやすくなる。また、各供給側機器では、給電したい電力の需要に応じて設定電圧が設定され、各需要側機器では、受電したい電力の需要に応じて設定電圧が設定されることにより、電力供給システム１００１における電力融通に係る単位供給量の価値が経済的優位性をもって調整される。そのため、電力供給システム１００１では、電力の相互利用や売買などの電力融通に必要な運用コストを抑制できる。

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態としての電力供給システム１００２の概略ブロック図である。第２実施形態の電力供給システム１００２では、第１実施形態の電力供給システム１００１と比較して、第１実施形態の車載蓄電池１１３の代わりに病院用蓄電池１２３が幹線７２１に接続している点、幹線７２１と交流電力線７２２とが接続されている点、および、各需要側機器と各供給側機器の情報を集めて電力供給システムで損失する電力量を算出する損失算出部９２１を備えている点が異なり、他の構成については第１実施形態の電力供給システム１００１と同じである。そのため、第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成等について説明し、第１実施形態と同じ構成等についての説明は省略する。

損失算出部９２１は、幹線７２１に接続している全ての供給側機器が供給する電力の合計と、幹線７２１に接続している全ての需要側機器が供給される電力の合計との差を、電力供給システム１００２の電力損失として算出する。電力供給システム１００２において、任意の時間での供給側機器が供給する電力と、需要側機器が供給される電力とは、電力の送電損失や接続損失が影響するため、必ずしも一致しない。総供給電力と総需要電力の差を電力供給システム１００２の電力損失とみなすことにより、電力損失が簡単に算出され、電力供給システム１００２の運用コストが低減される。

図５に示されるように、電力供給システム１００２は、病院に電力を給電するために病院に併設された病院用蓄電池（需要側機器）１２３と、病院用蓄電池１２３に供給される直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（受電側電圧設定部、需要側算出部）２２３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２３と幹線７２１との接続を開閉する開閉器３２３と、交流電力が流れている交流電力線７２２と、交流電力線７２２へ供給する交流電力へ直流電力から変換するＤＣ／ＡＣインバータ（受電側電圧設定部、需要側算出部）２２６と、ＤＣ／ＡＣコンバータ２２６と幹線７２１との接続を開閉する開閉器３２６と、を備えている。

第２実施形態では、幹線７２１の上限電圧と下限電圧とが設定される。幹線７２１の上限電圧が４２０Ｖ、下限電圧が３６０Ｖに設定される。そのため、第２実施形態では、各供給側機器及び各需要側機器の設定電圧は３６０Ｖ以上４２０Ｖ以下で設定されなければならない。あるいは、各供給側機器または各需要側機器の電圧設定部は３６０Ｖ未満の電圧または４２０Ｖを超える電圧では動作しない機構に設定されてもよい。

図５には、図２，３に示される第１実施形態と同じように、幹線７２１に接続している各装置が供給している又は要求している直流電力と、各装置の設定電圧とが示されている。図５に示されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１の設定電圧は４００Ｖであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２の設定電圧は３８０Ｖであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４の設定電圧は３６０Ｖであり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１５の直流側設定電圧は３８０Ｖであり、第１実施形態の図２に示される状況と同じである。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２３の設定電圧は３８０Ｖで、ＤＣ／ＡＣインバータ２２６の直流側設定電圧は３８０Ｖである。

図５に示される状況では、第１太陽電池パネル群１１１は、幹線７２１へと直流電力の電流４０Ａを給電しようとしている。第２太陽電池パネル群１１２は、幹線７２１へと直流電力の電流４０Ａを給電しようとしている。ガスタービン発電機１１５は、幹線７２１へと直流電力の電流１００Ａで給電しようとしている。住居用蓄電池１１４は、幹線７２１から直流電流６０Ａで受電しようとしている。交流電力線７２２は、幹線７２１から直流電流１００Ａで受電しようとしている。病院用蓄電池１２３は、幹線７２１から直流電流６０Ａで受電しようとする。

図５に示される状況では、幹線７２１に直流電力を供給する第１太陽電池パネル群１１１と、第２太陽電池パネル群１１２と、ガスタービン発電機１１５とのうち、設定電圧が最も高い第１太陽電池パネル群１１１が給電時に優位になる。一方で、幹線７２１から直流電力を受電しようとする病院用蓄電池１２３と、住居用蓄電池１１４と、交流電力線７２２とのうち、設定電圧が最も低い住居用蓄電池１１４が受電時に優位になる。

この場合に、供給側の総給電電流量が需要側の総受電電流量よりも少ない状況になるので、次のようなことがおこる。給電側では、第１太陽電池パネル群１１１から幹線７２１へ４０Ａの直流電力を給電し、第２太陽電池パネル群１１２から幹線７２１へ４０Ａの直流電力を給電し、ガスタービン発電機１１５から幹線７２１へと１００Ａの電力を給電する。一方、受電側では、設定電圧が最も低い住宅用蓄電池１１４が、受電時に優位になるので、幹線７２１から住宅用蓄電池１１４へと６０Ａの直流電力を優先的に受電する。一方で、設定電圧が同じで優先順位が劣る病院用蓄電池１２３と交流電力線７２２とは、幹線７２１から合わせて１２０Ａの直流電力を受電することになる。

ここで、病院用蓄電池１２３が幹線７２１から６０Ａを受電できたと仮定すると、住居用蓄電池１１４が電力換算として２１．６ｋＷ（＝３６０Ｖ×６０Ａ）の電力を受電する。また、病院用蓄電池１２３が２２．８ｋＷ（＝３８０Ｖ×６０Ａ）の電力を受電し、交流電力線７２２が２２．８ｋＷ（＝３８０Ｖ×６０Ａ）の電力を受電する。すなわち、住居用蓄電池１１４は、電力が供給される機会を失うことは無い。しかし、病院用蓄電池１２３は、幹線７２１から住居用蓄電池１１４と同じ受電直流電流６０Ａを受電できると仮定した場合に比べ、幹線７２１から６０Ａを受電すると１．２ｋＷ（＝２２．８ｋＷ－２１．６ｋＷ）少ない電力を受電したことになる。もちろん、病院用蓄電池１２３は、交流電力線７２２と電力の需要機会が競合しているので、仮定のように一方的に６０Ａを受電することはできない。病院用蓄電池１２３は、電力が供給される機会を失わないようにするためには、病院用蓄電池１２３のＤＣ／ＤＣコンバータ２２３の設定電圧を交流電力線７２２のＤＣ／ＡＣインバータ２２６の直流側設定電圧よりも低く設定する必要がある。

図５に示される電力供給システム１００２において、病院用蓄電池１２３が幹線７２１から６０Ａを受電できたと仮定すると、幹線７２１に接続している全ての需要側機器が受電した電力の合計は、６７．２ｋＷ（＝２１．６ｋＷ＋２２．８ｋＷ＋２２．８ｋＷ）である。一方で、幹線７２１に接続している全ての供給側機器が給電した電力の合計は、６９．２ｋＷ（＝１６．０ｋＷ＋１５．２ｋＷ＋３８．０ｋＷ）である。そのため、第２実施形態の損失算出部９２１は、電力供給システム１００２の電力損失を２．０ｋＷ（＝６９．２ｋＷ－６７．２ｋＷ）として算出する。

図６は、図５に示される状況から一部の設定電圧を変えた場合の電力供給システム１００２の説明図である。図６に示される状況では、病院用蓄電池１２３に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ２２３の設定電圧が、３８０Ｖから３７０Ｖへと低くなっている。この結果、病院用蓄電池１２３に接続しているＤＣ／ＤＣコンバータ２２３の設定電圧（３７０Ｖ）が交流電力線７２２に接続されているＤＣ／ＡＣインバータ２２６の設定電圧（３８０Ｖ）よりも低くなる。これにより、病院用蓄電池１２３は、交流電力線７２２と競合せずに優先的に直流電力を受電できるようになる。ただし、病院用蓄電池１２３に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ２２３の設定電圧が３８０Ｖから３７０Ｖに下がったため、病院用蓄電池１２３が受電する電力は、２２．２ｋＷ（＝３７０Ｖ×６０Ａ）となる。この結果、図５に示される状況よりも、病院用蓄電池１２３が幹線７２１から６０Ａを受電する場合の電力は０．６ｋＷ（＝２２．８ｋＷ－２２．２ｋＷ）少なくなる。病院用蓄電池１２３は、電力が供給される機会を確実に得るために、同じ直流電流が供給されるに当たり０．６ｋＷの電力を失わざるを得なかったことになる。

図７は、図６に示される状況から直流電流の供給状況が変化した際に一部の設定電圧を変化させた場合の電力供給システム１００２の説明図である。図７に示される状況では、第１太陽電池パネル群１１１からの給電電流が０Ａに変化し、ガスタービン発電機１１５からの給電電流が５０Ａに変化した。その結果、図６で示される状況において幹線７２１から６０Ａ受電できていた病院用蓄電池１２３はＤＣ／ＤＣコンバータ２２３の設定電圧が３７０Ｖのままでは、６０Ａを受電できなくなる。つまり、需要側機器の優先順位が高い方から、住宅用蓄電池１１４、病院用蓄電池１２３、交流電力線７２２のままであるので、幹線７２１から、住宅用蓄電池が６０Ａを受電し、病院用蓄電池１２３が残りの３０Ａを受電することになる。

このとき、病院用蓄電池１２３の受電機会を確保するために、ＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧をより低くして優先度を上げようとしても、住宅用蓄電池１１４のＤＣ／ＤＣコンバータ２１４の設定電圧が３６０Ｖと、設定された幹線７２１の下限電圧であるため、病院用蓄電池１２３の優先度を住宅用蓄電池１１４の優先度より上げることができない。

そこで、病院用蓄電池１２３を特定の需要側機器とみなした場合に、第１太陽電池パネル群１１１からの給電電流が０Ａになり、ガスタービン発電機１１５からの給電電流が減ったことを、予め設定された条件とする。予め設定された条件が満たされた場合、病院用蓄電池１２３のＤＣ／ＤＣコンバータ２２３設定電圧が、他の前記需要側機器における前記設定電圧の下限の電圧よりも低い電圧に設定される、あるいは、幹線７２１の設定した下限電圧より低い電圧に設定される。

図７で示される状況では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２３設定電圧を３５０Ｖに変化させた。これにより、病院用蓄電池１２３は、予め設定された条件において、受電の優先順位が一番高くなり、優先的に受電できるようになる。

この構成によれば、予め設定された条件が満たされた場合に、特定の需要側機器の受電電圧が他の需要側機器の設定電圧の下限よりも低く設定されるため、あるいは、幹線の設定した下限電圧より低い電圧に設定されるため、特定の需要側機器は、他の需要側機器よりも優先的に、あるいは専有的に電力を受電できる。これにより、例えば緊急時に優先的に電力を受電したい施設である病院、官公庁、放送局、および通信機器などが特定の需要側機器として予め設定されることにより、優先的に電力を必要とする特定の需要側機器に電力を供給できる。

図８は、図６に示される状況から直流電流の供給状況が変化した際に一部の設定電圧を変化させた場合の電力供給システム１００２の説明図である。図８に示される状況では、第１太陽電池パネル群１１１からの給電電流が０Ａに変化し、ガスタービン発電機１１５からの給電電流が５０Ａに変化した。その結果、図６で示される状況において幹線７２１から６０Ａ受電できていた病院用蓄電池１２３はＤＣ／ＤＣコンバータ２２３の設定電圧が３７０Ｖのままでは、６０Ａを受電できなくなる。つまり、需要側機器の優先順位が高い方から、住宅用蓄電池１１４、病院用蓄電池１２３、交流電力線７２２のままであるので、住宅用蓄電池１１４が幹線７２１から６０Ａを受電し、病院用蓄電池１２３が幹線７２１から残りの３０Ａを受電することになる。

このとき、病院用蓄電池１２３の受電機会を確保するために、ＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧をより低くして優先度を上げようとしても、住宅用蓄電池１１４のＤＣ／ＤＣコンバータ２１４の設定電圧が３６０Ｖと、設定された幹線７２１の下限電圧であるため、病院用蓄電池１２３の優先度を住宅用蓄電池１１４の優先度より上げることができない。そこで、第２実施形態では、病院用蓄電池１２３を特定の需要側機器とみなした場合に、第１太陽電池パネル群１１１からの給電電流が０Ａになり、ガスタービン発電機１１５からの給電電流が減ったことを、予め設定された条件として設定している。予め設定された条件が満たされた場合、第２実施形態の電力供給システム１００２では、病院用蓄電池１２３のＤＣ／ＤＣコンバータ２２３設定電圧と、ガスタービン発電機（特定の供給側機器）１１５のＡＣ／ＤＣコンバータ２１５の直流側設定電圧とが、幹線７２１に設定された下限電圧より低い電圧に設定される。そのため、図８で示される状況では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２３設定電圧が３２０Ｖに変化し、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１５の直流側設定電圧が３４０Ｖに変化した。これにより、病院用蓄電池１２３は、ガスタービン発電機１１５の電力を専有的に利用できるようになり、必要とする直流電流６０Ａを受電することができるようになる。

この構成によれば、予め設定された条件が満たされた場合に、特定の需要側機器の受電電圧と特定の供給側機器の給電電圧が幹線の下限電圧よりも低く設定されるため、特定の需要側機器は、専有的に特定の供給側機器からの電力を受電できる。第２実施形態の電力供給システム１００２により、この状態を実現するために、電力供給システム１００２全体を管理する必要は無く、特定の供給側機器と特定の需要側機器のみが制御すれば良いため、運用コストを抑制できる。これにより、例えば緊急時に優先的に電力を受電したい施設である病院、官公庁、放送局、および通信機器などが特定の需要側機器として予め設定されることにより、専有的に電力を必要とする特定の需要側機器に電力を供給できる。

＜第３実施形態＞
図９は、第３実施形態としての電力供給システム１００３の概略ブロック図である。
第３実施形態の電力供給システム１００３は、第１太陽電池パネル群（供給側機器）１１１と、第２太陽電池パネル群（供給側機器）１１２と、第３太陽電池パネル群（供給側機器）１３３と、第１太陽電池パネル群１１１が供給する直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１と幹線７３１との接続を開閉する開閉器３１１と、第２太陽電池パネル群１１２が供給する直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２と幹線７３１との接続を開閉する開閉器３１２と、第３太陽電池パネル群１３３が供給する直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２３３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３３と幹線７３１との接続を開閉する開閉器３３３と、第１電気自動車に搭載された第１車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）１３４と、第１車載蓄電池１３４が要求する直流電力を変換する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、受電側電圧設定部、供給側算出部、需要側算出部）２３４と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２３４と幹線７３１との接続を開閉する開閉器３３４と、第２電気自動車に搭載された第２車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）１３５と、第２車載蓄電池１３５が需給する直流電力を変換する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、受電側電圧設定部、供給側算出部、需要側算出部）２３５と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２３５と幹線７３１との接続を開閉する開閉器３３５と、第３電気自動車に搭載された第３車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）１３６と、第３車載蓄電池１３６が要求する直流電力を変換する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、受電側電圧設定部、供給側算出部、需要側算出部）２３６と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２３６と幹線７３１との接続を開閉する開閉器３３６と、交流電力が流れている交流電力線７２２と、交流電力線７２２から供給される交流電力を直流電力へと変換する又は交流電力線７２２へ供給される直流電力を交流電力へと変換する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、受電側電圧設定部、供給側算出部、需要側算出部）２３７と、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２３７と幹線７３１との接続を開閉する開閉器３３７と、交流電力を発生させるガスタービン発電機（供給側機器）１１５と、ガスタービン発電機１１５により発生した交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２１５と、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１５と幹線７３１との接続を開閉する開閉器３１５と、水素と酸素とを反応させることにより発電する燃料電池（供給側機器）１３８と、燃料電池１３８により供給される直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２３８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３８と幹線７３１との接続を開閉する開閉器３３８と、損失算出部９３１と、を備えている。

第１車載電池１３４、第２車載電池１３５、および第３車載電池１３６は、蓄電と放電とを繰り返すことができ、需要側機器および供給側機器として機能する。交流電力線７２２は、幹線７３１から受電して交流電力線７２２に給電したり、交流電力線７２２から受電して幹線７３１に給電したりすることができ、需要側機器および供給側機器として機能する。

図９に示される電力供給システム１００３において、幹線７３１の電圧を一定に保持することを必要としていないので、個々の車載蓄電池１３４、１３５、１３６が自由に給電時の設定電圧を決めて幹線７３１へ給電できるし、受電時の設定電圧を決めて受電できる。車載蓄電池１３４，１３５，１３６の設定電圧は給電中または受電中に変更されても良く、開閉器で遮断されても良い。

第３実施形態の電力供給システム１００３では、給電受電の動作にかかわらず、供給側機器から供給された又は供給側機器から放電された電荷量または電流値の時間積分値、または需要側機器で消費した又は需要側機器に蓄電した電荷量または電流値の時間積分値をもって電力融通量とみなしているので、幹線７３１の電圧を一定に保持しなくても電力融通量は分かる。すなわち、電力供給システム１００３では、直流電力が流れる幹線７３１の電圧を一定に保持することを必要とせず、電荷量または電流値の時間積分値をもって電力融通量としているので、電力の相互利用や売買などの電力融通に必要な運用コストを下げることができる。

＜第４実施形態＞
図１０は、第４実施形態としての電力供給システム１００４の概略ブロック図である。
第４実施形態の電力供給システム１００４は、第１太陽電池パネル群（供給側機器）１１１と、第２太陽電池パネル群（供給側機器）１１２と、第１太陽電池パネル群１１１が供給する直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１１と幹線７４１との接続を開閉する開閉器３１１と、第２太陽電池パネル群１１２が供給する直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）２１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２と幹線７４１との接続を開閉する開閉器３１２と、住居用蓄電池（需要側機器）１１４と、住居用蓄電池１１４に供給される直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（受電側電圧設定部、需要側算出部）２１４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４と幹線７４１との接続を開閉する開閉器３１４と、病院用蓄電池（需要側機器）１２３と、病院用蓄電池１２３に供給される直流電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（受電側電圧設定部、需要側算出部）２２３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２３と幹線７４１との接続を開閉する開閉器３２３と、交流電力線７２２と、交流電力線７２２から供給される交流電力を直流電力へと変換する又は交流電力線７２２へ供給される直流電力を交流電力へと変換する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２３７（給電側電圧設定部、受電側電圧設定部、供給側算出部、需要側算出部）と、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２３７と幹線７４１との接続を開閉する開閉器３３７と、図示されていない車両に搭載された車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）１４３が幹線７４１と需給する直流電力を変換する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、受電側電圧設定部、供給側算出部、需要側算出部）２４３と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４３と幹線７４１との接続を開閉する開閉器３４３と、需要側機器と供給側機器とのいずれにも接続されていない開閉器３４４～３４６と、損失算出部９４１と、を備えている。

図１０に示されるように、車載蓄電池１４３は、接続している開閉器３４３を介して幹線７４１から直流電力を受給している。車載蓄電池１４３は、搭載された車両と共に移動して、開閉器３４４～３４６のいずれかに接続されることにより、幹線７４１に接続する地点を変更した上で、開閉器を介して幹線７４１から直流電力を受給できる。すなわち、開閉器３４３～３４６は、車載蓄電池１４３を充放電するための設備として機能させている。

第４実施形態では、車載蓄電池１４３は、放電可能なあるいは蓄電可能な電力量を管理する装置を有している。幹線７４１との直流電力の需給の際には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４３が幹線７４１側の電圧設定を行う。幹線７４１との電力融通に伴う電流の時間積分または電荷量の管理は、車載蓄電池１４３と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４３との少なくとも何れかが行う。

第４実施形態では、車載蓄電池１４３は、開閉器３４４～３４６のいずれかと接続できる場所であれば、どのような時間帯でも幹線７４１から直流電力を受給できる。また、車載蓄電池１４３に対する電力融通量は、直流電流の時間積分または電荷量により算出されるため、幹線７４１の電圧が一定に管理されていなくても算出される。また、車載蓄電池１４３は、予め設定された１つの場所以外で受給電しても、予め設定された特定の時間以外で受給電しても、車載蓄電池１４３が幹線７４１と需給した直流電力の時間積分または電荷量によって電力融通量が決まる。これにより、第４実施形態の電力供給システム１００４では、比較例のような電力供給システム１００６全体を管理する装置等がなくても、車載蓄電池１４３に対する電力融通量が算出され、電力の相互利用や売買などに必要な電力供給システム１００４の運用コストを下げることができる。

＜第５実施形態＞
図１１は、第５実施形態としての電力供給システム１００５の概略ブロック図である。第５実施形態の電力供給システム１００５では、第４実施形態の電力供給システム１００４に対して、住居用蓄電池１１４とＤＣ／ＤＣコンバータ２１４と開閉器３１４とを備えない点、および、車載蓄電池１４３と双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４３と開閉器３４３～３４６の代わりに車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）１５３と双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ６５３と非接触受給電機器４５３～４５５，５５３と双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２５３～２５５とを備える点が主に異なる。そのため、第５実施形態では、第４実施形態の電力供給システム１００４と異なる構成および制御等について説明し、第４実施形態と同じ構成および制御等についての説明は省略する。

図１１に示されるように、電力供給システム１００５は、車両に搭載された蓄電池である車載蓄電池１５３と、幹線７５１から車載蓄電池１５３へ受電する際に直流電力を交流電力に又は車載蓄電池１５３から幹線７５１へ給電する際に交流電力を直流電力に変換する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、受電側電圧設定部、供給側算出部、需要側算出部）２５３と、非接触式で給電可能および受電可能な非接触受給電機器４５３，５５３と、非接触受給電機器を介して供給する交流電力へ直流電力を変換して車載蓄電池１５３から供給する又は非接触受給電機器を介して要求される交流電力を直流電力に変換して車載蓄電池１５３へと要求する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ６５３と、幹線７５１に接続された双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２５４，２５５と、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ２５４，２５５のそれぞれに接続された非接触受給電機器４５４，４５５と、を備えている。

図１１に示される状態では、車載蓄電池１５３は、非接触受給電機器４５３，５５３を介して幹線７５１と直流電力を給電および受電している。車載蓄電池１５３を搭載している車両は、図１１に示される矢印ＤＲに沿って移動している。車両が移動した結果、車載蓄電池１５３と有線で接続されている非接触受給電機器５５３が、非接触受給電機器４５３と対向しなくなって別の非接触受給電機器４５４と対向すると、非接触受給電機器４５４を介して幹線７５１と直流電力を給電および受電する。なお、車載蓄電池１５３を搭載する車両は、非接触受給電機器４５４などに対向する位置と対向しない位置とのいずれの位置で停止してもよい。また、図１１に示されない開閉器があり、開閉器の遮断制御によって、車載蓄電池１５３に対する給電が制御されてもよい。すなわち、第５実施形態の車載蓄電池１５３は、車載蓄電池１５３に接続している非接触給電機器５５３が給電可能な非接触受給電機器４５３～４５５のいずれかに対向していれば、幹線７５１から直流電力を給電および受電する。非接触受給電する場合、一般的に非接触受給電機器に発生する電圧が電力の需給状況により大きく変化するため、給電電力量または受電電力量を把握するためには複雑な計測機器が必要である。それに対し、第５実施形態の電力供給システム１００５では、車載蓄電池１５３に対する電力融通量は、電流の時間積分または電荷量により算出されるため、簡単な機器で計測でき、加えて、幹線７５１の電圧が一定に管理されていなくても算出される。これにより、第５実施形態の電力供給システム１００５では、比較例のような電力供給システム１００６全体を管理する装置等がなくても、車載蓄電池１５３が給電および受電した電力融通量が算出される。そのため、電力の相互利用や売買などに必要な電力供給システム１００５の運用コストを下げることができる。

＜上記実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

［変形例１］
上記第１実施形態ないし第５実施形態の電力供給システム１００１～１００５は、一例であって、電力供給システム１００１～１００５が備える構成および各種制御については種々変形可能である。電力供給システムは、直流電力が流れる幹線と、幹線に接続されて幹線へ直流電力を供給する供給側機器と、幹線に接続されて幹線から直流電力が供給される需要側機器とを備え、供給側機器の給電電圧を供給側で、需要側機器受電電圧を需要側で設定でき、供給側機器から直流電力幹線に供給した電荷量または電流値の時間積分値、及び需要側機器で直流電力幹線から供給された電荷量または電流値の時間積分値をもって電力の融通量とみなす範囲で、変形可能である。

上記第１実施形態の電力供給システム１００１は、複数の需要側機器としての車載蓄電池１１３および住居用蓄電池１１４と、複数の供給側機器としての第１太陽電池パネル群１１１および第２太陽電池パネル群１１２とを備えていたが、少なくとも１つの需要側機器と、直流と交流とに関わらず幹線７１１へと直流電力を供給する少なくとも１つの供給側機器とを備えていればよい。例えば、電力供給システム１００１は、幹線７１１へ電力を供給するガスタービン発電機１１５と、車載蓄電池１１３とのみを備えていてもよい。

［変形例２］
第４実施形態の車載蓄電池１４３が制御装置を有していてもよく、この制御装置が幹線７４１から受電可能または幹線７４１へと給電可能な電力融通量および時間と、実際に受電した又は実際に給電した電力融通量とを管理してもよく、これら３つの要素以外を管理してもよいし、これら３つの要素を管理しなくてもよい。例えば、車載蓄電池１４３が有する制御装置は、車載蓄電池１４３が蓄電している電力としての給電可能な電力融通量のみを管理していてもよい。

上記実施形態では、車載蓄電池が給電する又は受電する電力融通量が直流電流の時間積分によって決まるため、車載蓄電池が直流電力を供給する又は要求するために、特定の時間かつ幹線における特定の場所に接続する必要がない。そのため、変形例の車載蓄電池は、例えば、交流電力が流れる比較例の電力供給システム１００６内で給電または受電を行うバーチャルパワープラント（VPP:Virtual Power Plant）のような制約を受けずに済む。すなわち、変形例の電力供給システムでは、電力供給システムが簡素化され、電力の相互利用や売買などの電力融通に必要な運用コストが抑制される。

［変形例３］
上記第２実施形態の損失算出部９２１は、幹線７２１に接続している全ての供給側機器が給電した電力の合計と、幹線７２１に接続している全ての需要側機器が受電した電力の合計との差を、電力供給システム１００１の電力損失として算出したが、電力損失の計算方法は種々変形可能である。損失算出部９２１は、全ての供給側機器が給電した電荷量合計と、全ての需要側機器が受電した電荷量の合計との差を、電力供給システムの電力損失として算出してもよい。電力損失の算出には、周知の技術を適用できる。また、損失算出部９２１と異なる構成としての損失算出部が、電力供給システム１００２における電力損失を算出してもよい。

第２実施形態では、幹線７２１の上限電圧と下限電圧が設定され、病院用蓄電池１２３と住居用蓄電池１１４と交流電力線７２２とのそれぞれに接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ２２３、２１４とＤＣ／ＡＣインバータ２２６の幹線７２１側直流電力の電圧が各々設定されている。また、病院用蓄電池１２３に接続しているＤＣ／ＤＣコンバータ２２３は、予め設定された条件としての所定値以上の直流電力の電流を病院用蓄電池１２３に供給できなくなった場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２３の設定電圧をさらに低い電圧に設定していたが、設定電圧の制御方法については種々変形可能である。

また、第２実施形態の病院用蓄電池１２３に接続しているＤＣ／ＤＣコンバータ２２３の設定電圧は、所定の条件を満たすか否かに関わらず、変化しない所定の範囲内の電圧であってもよい。また、所定の条件は、種々変形可能であり、例えば、病院用蓄電池１２３が既に受電した電力融通量または電荷量が所定値以上か未満かによって判定される条件でもよい。上記第１実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ等が接続している需要側機器へと供給される又は供給側機器から供給する直流電力の設定電圧を設定していたが、他の装置が設定電圧を制御してもよい。

上記第４実施形態の車載蓄電池１４３（図１０）は、搭載された車両と共に移動して、開閉器３４３～３４６のいずれかを介して、幹線７４１に接続する地点を変更できたが、上記第１実施形態ないし第３実施形態の需要側機器のように接続地点を変更できなくてもよい。接続地点を変更できる需要側機器は、車載蓄電池１４３，１５３に限られない。例えば、第１実施形態の住居用蓄電池１１４の接続コードが、延長コードを介して異なる地点に接続されてもよい。また、需要側機器ではなく、例えば車両のルーフに取り付けられた供給側機器としての太陽電池パネルが、幹線７４１に接続する地点が変更可能であってもよい。

なお、上記実施形態は、下記のように言い換えることもできる。
直流電力幹線に繋がる、直流出力可能な機器である供給側機器が、前記直流電力幹線に繋がる直流入力可能な機器である需要側機器に、電力を供給できる電力供給システムであって、
前記供給側機器が前記直流電力幹線へ直流電力を給電する際の給電電圧を設定する給電側電圧設定部と、
前記供給側機器が前記直流電力幹線へ供給した直流電流の時間積分と、前記供給側機器が前記直流電力幹線へ供給した電荷量とのいずれか一方を、前記供給側機器から前記直流電力幹線への電力融通量として算出する供給側算出部と、
前記需要側機器が前記直流電力幹線から直流電力を受電する際の受電電圧を設定する受電側電圧設定部と、
前記需要側機器が前記直流電力幹線から供給された直流電流の時間積分と、前記需要側機器が前記直流電力幹線から供給された電荷量とのいずれか一方を、前記直流電力幹線から前記需要側機器への電力融通量として算出する需要側算出部と、を備えている。

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

１１１…第１太陽電池パネル群（供給側機器）
１１２…第２太陽電池パネル群（供給側機器）
１１３…車載蓄電池（需要側機器）
１１４…住居用蓄電池（需要側機器）
１１５…ガスタービン発電機（供給側機器）
１２３…病院用蓄電池（需要側機器）
１３３…第３太陽電池パネル群（供給側機器）
１３４…第１車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）
１３５…第２車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）
１３６…第３車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）
１３８…燃料電池（供給側機器）
１４３…車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）
１５３…車載蓄電池（供給側機器、需要側機器）
１６１…火力発電所
１６２…水力発電所
１６３…太陽電池発電所
１６４…燃料電池発電所
２１１，２１２，２３３，２３８…ＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）
２１３，２１４，２２３…ＤＣ／ＤＣコンバータ（受電側電圧設定部、需要側算出部）
２１５…ＡＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、供給側算出部）
２２６…ＤＣ／ＡＣインバータ（受電側電圧設定部、需要側算出部）
２３４，２３５，２３６，２４３…双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、受電側電圧設定部、供給側算出部、需要側算出部）
２３７，２５３，２５４，２５５…双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ（給電側電圧設定部、受電側電圧設定部、供給側算出部、需要側算出部）
２６１…ＡＣ／ＤＣコンバータ，
２６２，２６３…ＤＣ／ＡＣインバータ
３１１，３１２，３１３，３１４，３１５，３６１，３２３，３２６，３３３，３３４，３３５，３３６，３３７，３３８，３４３，３４４，３４５,３４６，３６２，３６３，３６４，３６５…開閉器
４５３，４５４，４５５，５５３…非接触受給電機器
４６１…インバータ
５６１，５６２…誘電モータ機器
５６３…交流モータ機器
６５３…双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ
６６１…超高圧変電所
６６２…一次変電所
６６３…配電用変電所
７１１，７２１，７３１，７４１，７５１…幹線（直流電力幹線）
７２２…交流電力線
７６１…超高圧送電系統
７６２…一次送電系統
７６３…二次送電系統
７６４…配電系統
９２１，９３１，９４１，９５１…損失算出部
９６１…電力管理部
１００１，１００２，１００３，１００４，１００５，１００６…電力供給システム
ＤＲ…矢印

Claims (10)

1. 直流電力幹線に繋がる直流出力可能な機器である供給側機器が、前記直流電力幹線に繋がる直流入力可能な機器である需要側機器に、電力を供給できる電力供給システムにおいて、
   前記供給側機器の給電電圧を供給側で設定でき、
   前記需要側機器の受電電圧を需要側で設定でき、
   前記供給側機器から前記直流電力幹線に供給された電荷量または電流値の時間積分値、及び前記直流電力幹線から前記需要側機器に供給された電荷量または電流値の時間積分値をもって電力融通量とみなし、
   前記需要側機器、及び前記供給側機器に、前記電力融通量を算出する電力融通量算出部を設けたことを特徴とする、電力供給システム。
2. 請求項１に記載された電力供給システムであって、
   前記直流電力幹線の電圧を時間平均電圧の５％以上高い上限電圧と、５％以上低い下限電圧とを設定する、電力供給システム。
3. 請求項１または請求項２に記載された電力供給システムであって、
   複数の前記供給側機器と、
   複数の前記需要側機器と、を備え、
   一部の前記供給側機器または一部の前記需要側機器が前記直流電力幹線に接続する地点を変更、あるいは電力融通中に移動できる、電力供給システム。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された電力供給システムであって、
   複数の前記供給側機器と、
   複数の前記需要側機器と、を備え、
   前記供給側機器は、他の前記供給側機器や他の前記需要側機器の状態に関係無く、前記直流電力幹線への直流電力の供給の開始、停止、または変更をでき、
   前記需要側機器は、他の前記供給側機器や他の前記需要側機器の状態に関係無く、前記直流電力幹線からの直流電力の需要の開始、停止、または変更ができる、電力供給システム。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された電力供給システムであって、さらに、
   前記供給側機器が前記直流電力幹線へと給電可能な前記電力融通量と、前記供給側機器が前記直流電力幹線へと直流電力を供給可能な時刻と時間との少なくとも一方と、前記供給側機器が実際に給電した前記電力融通量と、前記需要側機器が前記直流電力幹線から受電可能な前記電力融通量と、前記需要側機器が前記直流電力幹線から直流電力を要求可能な時刻と時間との少なくとも一方と、前記需要側機器が実際に供給された前記電力融通量と、を管理する電力管理部を備えている、電力供給システム。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載された電力供給システムであって、さらに、
   前記電力供給システム内の電力損失を算出する損失算出部と、
   前記直流電力幹線に接続された複数の前記供給側機器と、
   前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、を備え、
   前記損失算出部は、前記直流電力幹線に接続している全ての前記供給側機器から給電された電力の合計と、前記直流電力幹線に接続している全ての前記需要側機器が受電した電力の合計との差を、前記システム内の電力損失として算出する、電力供給システム。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載された電力供給システムであって、さらに、
   前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、
   各前記需要側機器が前記直流電力幹線から直流電力を受電する際の設定電圧を設定する受電側電圧設定部と、を備え、
   前記受電側電圧設定部は、前記設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、
   前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記需要側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記需要側機器の前記受電側電圧設定部は、予め設定された条件が満たされた場合に、前記特定の需要側機器の前記設定電圧を、他の前記需要側機器における前記設定電圧の下限の電圧よりも低い電圧に設定する、電力供給システム。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された電力供給システムであって、さらに、
   前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、
   各前記需要側機器が前記直流電力幹線から直流電力を受電する際の設定電圧を設定する受電側電圧設定部と、
   を備え、
   前記直流電力幹線の電圧は、所定の下限の電圧よりも高く設定され、
   前記受電側電圧設定部は、前記設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、
   前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記需要側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記需要側機器の前記受電側電圧設定部は、予め設定された条件が満たされた場合に、前記特定の需要側機器の前記設定電圧を、接続している前記直流電力幹線に設定された下限の電圧よりも低い電圧に設定する、電力供給システム。
9. 請求項７または請求項８に記載された電力供給システムであって、さらに、
   前記直流電力幹線に接続された複数の前記供給側機器と、
   各前記供給側機器が前記直流電力幹線に直流電力を供給する際の設定電圧を設定する給電側電圧設定部と、
   前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、
   各前記需要側機器が前記直流電力幹線に直流電力を要求する際の設定電圧を設定する受電側電圧設定部と、
   を備え、
   前記給電側電圧設定部は、前記供給側機器に設定される設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、
   前記受電側電圧設定部は、前記需要側機器に設定される設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、
   前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記供給側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記供給側機器の前記給電側電圧設定部と、前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記需要側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記需要側機器の前記受電側電圧設定部は、予め設定された条件が満たされた場合に、前記特定の供給側機器に設定される設定電圧と、前記特定の需給側機器に設定される前記設定電圧を、他の前記需要側機器に設定された設定電圧の下限の電圧よりも低い電圧に設定する、電力供給システム。
10. 請求項７から請求項９までのいずれか一項に記載された電力供給システムであって、さらに、
    前記直流電力幹線に接続された複数の前記供給側機器と、
    各前記供給側機器が前記直流電力幹線に直流電力を供給する際の設定電圧を設定する給電側電圧設定部と、
    前記直流電力幹線に接続された複数の前記需要側機器と、
    各前記需要側機器が前記直流電力幹線に直流電力を要求する際の設定電圧を設定する受電側電圧設定部と、を備え、
    前記給電側電圧設定部は、前記供給側機器に設定される設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、
    前記受電側電圧設定部は、前記需要側機器に設定される設定電圧を予め設定された上限の電圧から下限の電圧までの範囲に設定し、
    前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記供給側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記供給側機器の前記給電側電圧設定部と、前記直流電力幹線に接続された前記複数の前記需要側機器のうち、少なくとも１つの特定の前記需要側機器の前記受電側電圧設定部は、予め設定された条件が満たされた場合に、前記特定の供給側機器に設定される前記設定電圧と、前記特定の需給側機器に設定される前記設定電圧を、前記直流電力幹線に設定された下限の電圧より低い電圧に設定する、電力供給システム。

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