JP7481905B2 - 電源装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明による実施形態は、電源装置およびその制御方法に関する。

系統連系運転および自立運転が可能な電源装置の一例として、燃料電池システムが知られている。燃料電池システムは、太陽光発電システムや風力発電システムと異なり、燃料の水素と空気中の酸素とを反応させるためのブロワーや、冷却水を循環させるためのポンプなどの内部補機を動作させる必要があるため、発電開始までの起動電力を必要とする。このような特性を持つ燃料電池システムを系統電力が無い状態から起動して発電させる（ブラックアウトスタートと言う）場合、エンジン発電機や蓄電池システムなどの起動用電源から電力を供給する必要がある。

しかし、燃料電池システムの外部から起動用電力を供給する場合、燃料電池システムが発電を開始した際に起動用電源に燃料電池システムからの電力が逆流する場合がある。この時に、起動用電源が故障したり、燃料電池システムが発電を停止したりしてしまう可能性がある。

特開２０１５－５７０２２号公報

そこで、本発明による実施形態は、停電時において、より適切に起動することができる電源装置およびその制御方法を提供することを課題とする。

本実施形態による電池装置は、電力系統と接続する系統連系運転および自立負荷と接続する自立運転を行う電源装置であって、発電部と、補機と、接続切替部と、情報取得部と、制御部と、を備える。発電部は、電気を発生させる。補機は、発電部を動作させる。接続切替部は、発電部と、補機と、電力系統と、自立負荷と、電力系統が異常状態である場合に発電部を起動させる起動電源と、の間の電気的な接続を切り替える。情報取得部は、起動電源の状態に関する情報を取得する。制御部は、起動電源の状態に基づいて、接続切替部を制御する。制御部は、起動電源が運転状態である場合、補機を起動電源と電気的に接続させ、発電部の発電開始時に、発電部を自立負荷と電気的に接続させる。

第１実施形態による電源装置の構成を示すブロック図。 第１実施形態による電源装置の動作を示すフロー図。 第２実施形態による電源装置の構成を示すブロック図。 第２実施形態による電源装置の動作を示すフロー図。 第３実施形態による電源装置の構成を示すブロック図。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による電源装置１の構成を示すブロック図である。

電源装置１は、電力系統２と接続する系統連系運転および自立負荷３と接続する自立運転を行う。電源装置１は、例えば、燃料電池システムである。燃料電池システムは、燃料の水素と空気中の酸素とを反応させるためのブロワーや、冷却水を循環させるためのポンプなどの内部補機を動作させる必要があるため、発電開始までの起動電力を必要とする。燃料電池システムを系統電力が無い状態から起動して発電させる（ブラックアウトスタートと言う）場合、エンジン発電機や蓄電池システムなどの起動用電源（起動電源４）から電力を供給する必要がある。また、自立負荷３は、電力系統２から切り離された負荷である。自立負荷３は、例えば、停電時の非常灯等である。

電源装置１は、発電部１０と、ＰＣＳ（Power Conditioning System）２０と、補機３０と、第１出力部１ａと、第２出力部１ｂと、接続切替部４０と、送受信部５０と、制御部６０と、を備える。

発電部１０は、直流電力（電気）を発生させる。発電部１０は、例えば、燃料電池である。従って、発電部１０は、水素と酸素とを用いて電気を発生させる。

ＰＣＳ２０は、インバータと、系統状態検出部と、を有する。

インバータは、発電部１０の発電により生じる直流電力を交流電力に変換する。また、インバータは、電力系統２と系統連系し、または、自立負荷３に電力を供給する。すなわち、インバータは、電力系統２または自立負荷３に送電する。制御部６０は、例えば、自立運転モードまたは系統連系運転モードによって、インバータ（ＰＣＳ２０）の制御方式（発電モード設定）を切り替える。ＰＣＳ２０は、例えば、系統連系運転モードでは、ＰＣＳ２０の出力を電力系統２の電圧および周波数に同期させる。ＰＣＳ２０は、例えば、自立運転モードでは、ＰＣＳ２０の出力を固定の電圧および周波数に設定する。

ＰＣＳ２０の系統状態検出部は、電力系統２が正常状態であるか異常状態であるかを検出する。異常状態は、例えば、停電および系統異常等が発生した状態である。系統異常は、例えば、電圧や周波数の乱れである。正常状態は、異常状態ではない場合の電力系統２の状態である。系統状態検出部は、例えば、系統連系運転モードにおいて、電力系統２の電圧や周波数等を計測し、計測された電圧または周波数に基づいて、電力系統２が正常状態であるか異常状態であるかを判定する。系統状態検出部は、電力系統２の状態に関する情報を制御部６０に送る。

補機３０は、発電部１０を動作させ、または、発電部１０の発電を補助する。また、補機３０は、電力の供給を受けて、発電部１０を起動させ、発電部１０の発電を継続させる。発電部１０が燃料電池である場合、補機３０は、例えば、燃料電池に流体を流すためのポンプやブロワー、弁である。また、補機３０は、温度制御のためのヒータなどであってもよい。

第１出力部１ａは、接続切替部４０と電気的に接続し、電力系統２に電力を出力する。第１出力部１ａは、例えば、接続用の端子である。

第２出力部１ｂは、接続切替部４０と電気的に接続し、自立負荷３に電力を出力する。第２出力部１ｂは、例えば、接続用の端子である。

接続切替部４０は、発電部１０と、補機３０と、電力系統２と、自立負荷３と、電力系統２が異常状態である場合に発電部１０を起動させる起動電源４と、の間の電気的な接続を切り替える。尚、接続切替部４０の詳細については、後で説明する。

情報取得部としての送受信部５０は、起動電源４の状態に関する情報を取得する。起動電源４の状態は、例えば、運転状態または停止状態である。運転状態は、起動電源４が動作している状態であり、例えば、起動電源４が発電している状態である。停止状態は、起動電源４が停止している状態であり、例えば、起動電源４が発電を停止している状態である。送受信部５０は、例えば、無線または有線により起動電源４と通信を行う。送受信部５０は、例えば、起動電源４が送信する、起動電源４の状態を示す信号（運転状態信号）を受信する。尚、起動電源４の状態に関する情報の取得方法は、上記に限定されない。運転状態信号は、例えば、発電時にのみＯＮ（閉状態）にする接点の接点信号、または、アナログ信号等であってもよい。また、送受信部５０は、電力供給を停止するための信号（停止指令）を起動電源４に送信する。起動電源４が発電機である場合、停止指令は、例えば、発電停止指令である。尚、送受信部５０は、制御部６０に含まれていてもよい。

制御部６０は、図１の電源装置の種々の動作を制御する。制御部６０の例は、プロセッサ、制御回路、コンピュータなどである。制御部６０は、例えば、発電部１０の発電動作を制御したり電源装置１の状態を示す情報を表示、保存、発信するなど、電源装置１に関する種々の情報を出力したりする。この情報は、電源装置１内の機器に出力してもよいし、電源装置１外の機器に出力してもよい。

制御部６０は、起動電源４の状態に基づいて、接続切替部４０を制御する。

電源装置１は、非常用電源として用いられる場合がある。すなわち、電源装置１は、電力系統２からの電力の供給がない状態で起動および発電し、自立負荷３に電力を供給する。この場合、電源装置１の起動のため、エンジン発電機や蓄電池システム等の起動電源４から電力の供給を受ける必要がある。

しかし、電源装置１が起動電源４に接続している際に、発電部１０（ＰＣＳ２０）が系統連系運転モードで発電を開始すると、電源装置１から起動電源４に電力が逆流してしまう場合がある。この場合、起動電源４が故障し、また、電源装置１が発電を停止してしまう可能性がある。

そこで、制御部６０は、停電時には、発電部１０（ＰＣＳ２０）を自立運転モードで発電を開始させる。すなわち、制御部６０は、発電部１０（ＰＣＳ２０）から出力電力を自立負荷３に出力させる。これにより、停電時等の電力系統２が異常状態である場合に、電源装置１はより適切に起動することができる。

より詳細には、制御部６０は、起動電源４が運転状態である場合、補機３０を起動電源４と電気的に接続させ、発電部１０の発電開始時に、発電部１０（ＰＣＳ２０）を自立負荷３と電気的に接続させる。より詳細には、「起動電源４が運転状態である場合」は、「電力系統２が異常状態であり、かつ、起動電源４が運転状態である場合」である。また、「発電部１０の発電開始時」は、「発電部１０の発電開始と略同時」であり、例えば、発電開始から数秒後であってもよい。尚、発電開始から自立負荷３と接続されるまでの間、発電部１０で発電される電力は無駄に消費される。従って、発電部１０は、発電開始から短時間で自立負荷３と接続されることが好ましい。また、停電時であるため、接続切替部４０および起動電源４は、電力系統２とは電気的に切断される。

また、より詳細には、制御部６０は、電力系統２の状態に基づいて、接続切替部４０を制御する。電力系統２の状態は、例えば、正常状態および異常状態である。制御部６０は、電力系統２が異常状態から正常状態になった場合、発電部１０を自立負荷３から電気的に切断するとともに電力系統２と電気的に接続させる。これにより、電源装置１は、系統連系運転モードで発電する。より詳細には、制御部６０は、電力系統２が異常状態から正常状態になった場合、系統連系運転が禁止される連系禁止期間（再度連系禁止期間）の終了後、発電部１０を自立負荷３から電気的に切断するとともに電力系統２と電気的に接続させる。

尚、制御部６０による接続の切り替えの詳細については、図２を参照して、後で説明する。

次に、接続切替部４０の詳細について説明する。

接続切替部４０は、第１スイッチ４１と、第２スイッチ４２と、第３スイッチ４３と、補機切替部４４と、を有する。

第１スイッチ４１は、一端が発電部１０（ＰＣＳ２０）と接続し、他端が起動電源４および電力系統２と接続する。第１スイッチ４１は、一端がノードＮ２と接続し、他端がノードＮ１と接続する。第１スイッチ４１は、開状態（開放）または閉状態（短絡）に切り替え可能なスイッチである。第１スイッチ４１は、発電部１０の発電開始前に電力系統２および起動電源４の電力が発電部１０に流入（逆流）することを防止することができる。これは、発電部１０が燃料電池である場合、逆流によって燃料電池の逆反応が進み、燃料電池が故障する場合があるためである。

第２スイッチ４２は、第１スイッチ４１の他端と電力系統２との間に設けられる。また、第２スイッチ４２は、一端が第１スイッチ４１の他端と接続し、他端が電力系統２と接続する。第２スイッチ４２は、一端がノードＮ１と接続し、他端が第１出力部１ａと接続する。第２スイッチ４２は、開状態または閉状態に切り替え可能なスイッチである。

また、第１出力部１ａは、第２スイッチ４２の他端と電気的に接続し、電力系統２に電力を出力する。第２スイッチ４２の他端は、第１出力部１ａを介して、起動電源４と電気的に接続する。第１出力部１ａは、ノードＮ４と接続する。ノードＮ４には、起動電源４および電力系統２がそれぞれ接続される。

第３スイッチ４３は、一端が自立負荷３と接続し、他端が発電部１０と接続する。第３スイッチ４３は、一端が第２出力部１ｂと接続し、他端がノードＮ３と接続する。また、ノードＮ３には、ＰＣＳ２０（発電部１０）およびノードＮ２が接続される。第３スイッチ４３は、発電部１０と、自立負荷３と、の接続を切り替えるスイッチである。

また、第２出力部１ｂは、第３スイッチ４３の一端と電気的に接続し、自立負荷３に電力を出力する。第３スイッチ４３の一端は、第２出力部１ｂを介して、自立負荷３と電気的に接続する。

補機切替部４４は、補機３０と接続し、補機３０を、第１スイッチ４１の一端または第１スイッチ４１の他端と接続させる。補機切替部４４は、第１端部４４１が補機３０と接続し、第２端部４４２がノードＮ２と接続し、第３端部４４３がノードＮ１と接続する。補機切替部４４は、第１端部４４１を第２端部４４２および第３端部４４３のいずれかと接続させるように、接続を切り替える。補機切替部４４は、補機３０への電力供給ラインを選択する。

制御部６０は、起動電源４の状態に基づいて、第１スイッチ４１、第２スイッチ４２、第３スイッチ４３および補機切替部４４を制御する。制御部６０は、第１スイッチ４１、第２スイッチ４２、第３スイッチ４３の開閉を制御する。また、制御部６０は、補機切替部４４の接続を切り替える。

次に、電源装置１の制御方法について説明する。

図２は、第１実施形態による電源装置１の動作を示すフロー図である。図２は、電源装置１が停止した後、起動電源４により起動する場合の動作を示す。尚、初期状態において、電力系統２は異常状態であり、発電部１０は停止している。また、第１スイッチ４１、第２スイッチ４２および第３スイッチ４３は、例えば、開状態である。

まず、ユーザは、ブレーカ２ａにより、電力系統２を電源装置１および起動電源４からから切り離す（解列する）（Ｓ１０）。ユーザは、例えば、図１に示すブレーカ２ａをＯＦＦ（開状態）にする。これにより、後で起動する起動電源４が異常状態である電力系統２と接続することを防止することができる。

次に、起動電源４を起動する（Ｓ２０）。例えば、ユーザは、起動電源４を起動させる。また、ユーザは、例えば、図１に示すブレーカ４ａを閉状態にする。

次に、送受信部５０は、運転状態信号を取得する（Ｓ３０）。送受信部５０は、起動電源４から受け取った運転状態信号を制御部６０に送信する。

次に、制御部６０は、起動電源４が運転状態であるか否かを判定する（Ｓ４０）。起動電源４が停止状態である場合（ステップＳ４０のＮＯ）、再びステップＳ３０が実行される。従って、起動電源４が運転状態になるまで、ステップＳ３０、Ｓ４０が繰り返し実行される。

一方、起動電源４が運転状態である場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）、制御部６０は、発電部１０を起動させる（Ｓ５０）。制御部６０は、例えば、図１に示す第１スイッチ４１および第３スイッチ４３を開状態にし、第２スイッチ４２を閉状態にし、補機切替部４４を第１スイッチ４１の他端側（起動電源４側）に切り替える。第２スイッチ４２および補機切替部４４により、発電部１０の起動に必要な補機３０用の電力は、第１出力部１ａ側の起動電源４から供給される。また、第１スイッチ４１により、起動電源４の電力がＰＣＳ２０、すなわち発電部１０に逆流することを抑制することができる。

次に、制御部６０は、自立運転モードで発電を開始する（Ｓ６０）。制御部６０は、例えば、発電部１０の発電開始と略同時に、図１に示す第３スイッチ４３を閉状態にする。これにより、発電部１０で発電される電力は、自立負荷３に供給される。また、第１スイッチ４１により、発電部１０で発電される電力が起動電源４に逆流することを防止することができる。また、制御部６０は、インバータ（ＰＣＳ２０）を自立運転モード用の発電モード設定にする。

次に、制御部６０は、発電開始後、補機３０を発電部１０（ＰＣＳ２０）に接続し、起動電源４を停止させる（Ｓ７０）。制御部６０は、例えば、発電部１０（ＰＣＳ２０）の発電開始と略同時に、図１に示す補機切替部４４を第１スイッチ４１の一端側（発電部１０側）に切り替える。補機切替部４４により、ＰＣＳ２０（発電部１０）側から継続して補機３０に電力が供給され、発電部１０は発電を継続することができる。これにより、起動電源４からの電力供給が不要になるため、制御部６０は、起動電源４を停止させる。制御部６０は、例えば、送受信部５０を介して、起動電源４に停止指令（停止信号）を送信する。起動電源４が停止するため、不要なエネルギーの消費を抑制することができる。また、ユーザは、例えば、ブレーカ４ａを開状態にする。

尚、ステップＳ７０は、ステップＳ６０と略同時に行われてもよい。ユーザは電力系統２が正常状態に復帰する時に備えて、ブレーカ２ａを閉状態にする。また、制御部６０は第２スイッチ４２を閉状態にする。

次に、制御部６０は、電力系統２が正常状態であるか否かを判定する（Ｓ８０）。系統状態検出部は、例えば、電力系統２の状態を検出し、検出結果を制御部６０に送信する。電力系統２が異常状態である場合（ステップＳ８０のＮＯ）、ステップＳ８０が再び実行される。従って、電力系統２が正常状態になるまで、ステップＳ８０が繰り返し実行される。また、電源装置１は、電力系統２が正常状態になるまで、自立運転モードで運転する。

一方、電力系統２が正常状態である場合（ステップＳ８０のＹＥＳ）、連系禁止期間の終了後、電力系統２と再連系する（Ｓ９０）。制御部６０は、例えば、連系禁止期間の終了後、図１に示す第１スイッチ４１を閉状態にし、第３スイッチ４３を開状態にする。これにより、電源装置１は、系統連系運転モードで運転する。また、制御部６０は、インバータ（ＰＣＳ２０）を系統連系運転モード用の発電モード設定にする。

尚、電力系統２が正常である場合、電源装置１は、電力系統２から電力供給を受けて起動する。この場合、電源装置１は、発電部１０の起動後、系統連系運転モードで発電を開始する。尚、電力系統２が正常である場合、運転状態信号は不要である。発電部１０の起動時、制御部６０は、例えば、図１に示す第２スイッチ４２を閉状態にし、第１スイッチ４１および第３スイッチ４３を開状態にし、補機切替部４４を第１スイッチ４１の他端側（電力系統２側）に切り替える。制御部６０は、例えば、発電開始と略同時に、第１スイッチ４１を閉状態にする。これにより、発電部１０で発電される電力が電力系統２に供給される。すなわち、電源装置１は、系統連系運転モードで運転する。その後、補機切替部４４を第１スイッチ４１の一端側（発電部１０側）に切り替える。補機切替部４４により、ＰＣＳ２０（発電部１０）側から継続して補機３０に電力が供給され、発電部１０は発電を継続することができる。

以上のように、第１実施形態によれば、送受信部５０は、起動電源４の状態に関する情報を取得する。また、制御部６０は、起動電源４が運転状態である場合、補機３０を起動電源４と電気的に接続させ、発電部１０の発電開始時に、発電部１０を自立負荷３と電気的に接続させる。これにより、自立運転モードで発電を開始することができる。すなわち、制御部６０は、発電部１０の発電開始時に、発電部１０を自立負荷３と電気的に接続させるとともに起動電源４（および電力系統２）から電気的に切断する。この結果、停電時において電源装置１をより適切に起動することができる。

また、制御部６０は、起動電源４が運転状態である場合、補機３０を起動電源４と電気的に接続させるとともに、発電部１０を補機３０および起動電源４から電気的に切断する。これにより、発電部１０の発電前において起動電源４の電力が発電部１０に逆流することを防止することができる。

運転状態信号が用いられない場合、起動電源４および電力系統２から同じ配線で電力が供給されるため、電源装置は、起動電源４からの電力供給と電力系統２からの電力供給とを区別することができない。従って、電源装置は、起動電源４により発電部が起動した際も、電力系統２が復旧していると認識する。この場合、電源装置は、発電部の発電開始と略同時に、起動電源４に対して系統連系運転を行って電力を送り出す。すなわち、電源装置から起動電源４に電力が逆流してしまう場合がある。この場合、起動電源４が故障してしまう可能性がある。また、逆流により起動電源４の電圧や周波数が変動し、ＰＣＳ２０内の系統状態検出部が系統異常を検出して電源装置が発電を停止してしまう可能性がある。このような問題に対処するため、例えば、発電開始後に電源装置をアイドル運転状態とし、その間に、ユーザが起動電源を停止する等の作業を行うことが知られている。アイドル運転状態とは、発電状態を維持しつつ、電力系統２へ電力の出力を行わない状態である。アイドル運転中に発電部で発電された電力は、電源装置内部で補機に消費される。あるいはまた、上記問題に対処するため、逆流しても故障しない、逆充電可能な、高機能または高価な起動電源を用いることが知られている。

これに対して、第１実施形態では、電源装置１は、運転状態信号を受け取り、起動電源４からの電力供給と電力系統２からの電力供給とを区別することができる。従って、起動電源４からの電力供給を受ける場合、電源装置１は、系統連系運転モードではなく自立運転モードで発電する。自立運転モードでは電力系統２と連系されないため、発電部１０で発電する電力が起動電源４に逆流することを防止することができる。従って、起動電源４の故障、および、起動電源４の電圧および周波数の変動を抑制することができる。また、逆流を防止するために、アイドル運転中に起動電源４を停止させる必要がないため、作業の手間を簡素化することができる。また、起動電源４は、例えば、運転状態信号を送信可能であればよく、安価な起動電源でよい。

また、第１実施形態では、制御部６０は、発電部１０の発電開始時に、補機３０を起動電源４から電気的に切断するとともに発電部１０と電気的に接続させ、起動電源４を運転状態から停止状態にする。制御部６０は、例えば、発電停止指令を送ることにより、起動電源４を停止させることができる。これにより、ユーザが起動電源４を停止させる手間を抑制することができる。尚、発電開始以降では、補機３０は発電部１０から電力の供給を受けることができるため、起動電源４の運転は無駄にエネルギーが消費されることにつながる。従って、起動電源４は、発電開始から短時間で停止することが好ましい。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態による電源装置１の構成を示すブロック図である。第２実施形態は、第１実施形態と異なり、電力系統２と接続する端子とは異なる、起動電源４と接続するための端子が設けられる。

電源装置１は、第１入力部１ｃをさらに備える。

第１入力部１ｃは、接続切替部４０と電気的に接続し、起動電源４から電力の供給を受ける。第１入力部１ｃは、例えば、接続用の端子である。

接続切替部４０は、第４スイッチ４５をさらに有する。

第４スイッチ４５は、第１スイッチ４１の他端と起動電源４との間に設けられる。また、第４スイッチ４５は、一端が第１スイッチ４１の他端および第２スイッチ４２の一端と接続し、他端が起動電源４と接続する。第４スイッチ４５は、一端がノードＮ１と接続し、他端が第１入力部１ｃと接続する。第４スイッチ４５は、開状態または閉状態に切り替え可能なスイッチである。

また、第１入力部１ｃは、第４スイッチ４５の他端と電気的に接続し、起動電源４から電力の供給を受ける。

制御部６０は、起動電源４の状態に基づいて、第４スイッチ４５を制御する。

第２実施形態による電源装置１のその他の構成は、第１実施形態による電源装置１の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

次に、電源装置１の制御方法について説明する。

図４は、第２実施形態による電源装置１の動作を示すフロー図である。初期状態において、第４スイッチ４５は、例えば、開状態である。尚、ステップＳ２０～Ｓ４０、Ｓ６０、Ｓ８０は、図２と同様である。

まず、制御部６０は、第２スイッチ４２により、電力系統２を電源装置１および起動電源４からから切り離す（Ｓ１１）。尚、初期状態において、例えば、図３に示す第２スイッチ４２は開状態である。ユーザは、第１実施形態と異なり、ブレーカ２ａを開状態にする必要はない。これは、起動電源４の配線と電力系統２の配線とが異なり、ブレーカ２ａが閉状態のままでも、起動電源４が異常状態である電力系統２と接続することを防止することができる。すなわち、制御部６０は、第２スイッチ４２を開状態にすることにより、電力系統２から解列することができる。従って、ユーザによる、ブレーカ２ａを用いた解列作業の手間を抑制することができる。

ステップＳ５０において、制御部６０は、例えば、図３に示す第１スイッチ４１および第２スイッチ４２および第３スイッチ４３を開状態にし、第４スイッチ４５を閉状態にし、補機切替部４４を第１スイッチ４１の他端側（起動電源４側）に切り替える。第２スイッチ４２は、第１実施形態と異なり、開状態のままである。これは、第４スイッチ４５を介して起動電源４から電力が供給されるためである。

ステップＳ７０において、起動電源４の停止後、制御部６０は、第４スイッチ４５を開状態にしてもよい。制御部６０は、例えば、運転状態信号により、第４スイッチ４５を開状態にする。その後、電力系統２が正常状態に復帰する時に備え、制御部６０は第２スイッチ４２を閉状態にする。

電力系統２が正常状態である場合（ステップＳ８０のＹＥＳ）、連系禁止期間の終了後、制御部６０は、第２スイッチ４２により、電力系統２と再連系する（Ｓ９１）。制御部６０は、例えば、連系禁止期間の終了後、図３に示す第１スイッチ４１を閉状態にし、第３スイッチ４３を開状態にする。ユーザは、第１実施形態と異なり、ブレーカ２ａを閉状態にする必要はない。従って、ユーザによる、ブレーカ２ａを用いた再連系作業の手間を抑制することができる。

第２実施形態による電源装置１は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態による電源装置１の構成を示すブロック図である。第３実施形態は、起動電源４の電圧が検出される点で、第２実施形態と異なる。また、第３実施形態では、起動電源４による運転状態信号の送信が行われない。

電源装置１は、電圧検出部７０をさらに備える。

電圧検出部７０は、起動電源４の電圧を検出する。また、より詳細には、電圧検出部７０は、接続切替部４０（第４スイッチ４５の他端）と第１入力部１ｃとの間に設けられる。電圧検出部７０は、第４スイッチ４５の他端と第１入力部１ｃとの間に設けられるノードＮ５と接続する。電圧検出部７０は、電圧の検出結果を送受信部５０に送信する。

送受信部５０は、起動電源４の電圧を取得する。送受信部５０は、起動電源４の電圧を制御部６０に送信する。

制御部６０は、起動電源４の電圧に基づいて、起動電源４が運転状態であるか停止状態であるかを判定する。より詳細には、制御部６０は、起動電源４の電圧が所定値以上である場合、起動電源４が運転状態であると判定し、起動電源４の電圧が所定値未満である場合、起動電源４が停止状態であると判定する。従って、電圧（発電電圧）の有無により起動電源４の状態を認識することができ、起動電源４による運転状態信号の送信が不要になる。また、起動電源４として、運転状態信号を出力する機能を有さない安価な電源（発電機）を用いることができる。

第３実施形態による電源装置１のその他の構成は、第２実施形態による電源装置１の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

第３実施形態による電源装置１は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

本実施形態による電源装置１およびその制御方法の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、電源装置１およびその制御方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。また、電源装置１およびその制御方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 電源装置、１ａ 第１出力部、１ｂ 第２出力部、１ｃ 第１入力部、２ 電力系統、３ 自立負荷、４ 起動電源、１０ 発電部、２０ ＰＣＳ、３０ 補機、４０ 接続切替部、４１ 第１スイッチ、４２ 第２スイッチ、４３ 第３スイッチ、４４ 補機切替部、４５ 第４スイッチ、５０ 送受信部、６０ 制御部、７０ 電圧検出部

Claims (13)

1. 電力系統と接続する系統連系運転および自立負荷と接続する自立運転を行う電源装置であって、
   電気を発生させる発電部と、
   前記発電部を動作させる補機と、
   前記発電部と、前記補機と、前記電力系統と、前記自立負荷と、前記電力系統が異常状態である場合に前記発電部を起動させる起動電源と、の間の電気的な接続を切り替える接続切替部と、
   前記起動電源の状態に関する情報を取得する情報取得部と、
   前記起動電源の状態に基づいて、前記接続切替部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記起動電源が運転状態である場合、前記補機を前記起動電源と電気的に接続させ、前記発電部の発電開始時に、前記発電部を前記自立負荷と電気的に接続させ、
   前記接続切替部は、
   一端が前記発電部と接続し、他端が前記起動電源および前記電力系統と接続する第１スイッチと、
   前記第１スイッチの他端と前記電力系統との間に設けられ、一端が前記第１スイッチの他端と接続し、他端が前記電力系統と接続する第２スイッチと、
   一端が前記自立負荷と接続し、他端が前記発電部と接続する第３スイッチと、
   前記補機と接続し、前記補機を、前記第１スイッチの一端または前記第１スイッチの他端と接続させる補機切替部と、を有し、
   前記制御部は、前記起動電源の状態に基づいて、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチおよび前記補機切替部を制御する、電源装置。
2. 前記第２スイッチの他端と電気的に接続し、前記電力系統に電力を出力する第１出力部をさらに備え、
   前記第２スイッチの他端は、前記第１出力部を介して、前記起動電源と電気的に接続する、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記接続切替部は、前記第１スイッチの他端と前記起動電源との間に設けられ、一端が前記第１スイッチの他端および前記第２スイッチの一端と接続し、他端が前記起動電源と接続する第４スイッチをさらに有し、
   前記制御部は、前記起動電源の状態に基づいて、前記第４スイッチを制御する、請求項１に記載の電源装置。
4. 前記第１スイッチの他端と電気的に接続し、前記電力系統に電力を出力する第１出力部と、
   前記第４スイッチの他端と電気的に接続し、前記起動電源から電力の供給を受ける第１入力部と、をさらに備える、請求項３に記載の電源装置。
5. 前記起動電源の電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
   前記情報取得部は、前記起動電源の電圧を取得し、
   前記制御部は、前記起動電源の電圧に基づいて、前記起動電源が運転状態であるか停止状態であるかを判定する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電源装置。
6. 前記電力系統が正常状態であるか異常状態であるかを検出する系統状態検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記電力系統の状態に基づいて、前記接続切替部を制御する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電源装置。
7. 前記発電部の発電により生じる直流電力を交流電力に変換するとともに、前記電力系統と系統連系し、または、前記自立負荷に電力を供給するインバータをさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電源装置。
8. 前記制御部は、前記起動電源が運転状態である場合、前記補機を前記起動電源と電気的に接続させるとともに、前記発電部を前記補機および前記起動電源から電気的に切断する、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電源装置。
9. 前記制御部は、前記発電部の発電開始時に、前記発電部を前記自立負荷と電気的に接続させるとともに前記起動電源から電気的に切断する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電源装置。
10. 前記制御部は、前記発電部の発電開始時に、前記補機を前記起動電源から電気的に切断するとともに前記発電部と電気的に接続させ、前記起動電源を運転状態から停止状態にする、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電源装置。
11. 前記制御部は、前記電力系統が異常状態から正常状態になった場合、前記発電部を前記自立負荷から電気的に切断するとともに前記電力系統と電気的に接続させる、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電源装置。
12. 前記制御部は、前記電力系統が異常状態から正常状態になった場合、前記系統連系運転が禁止される連系禁止期間の終了後、前記発電部を前記自立負荷から電気的に切断するとともに前記電力系統と電気的に接続させる、請求項１１に記載の電源装置。
13. 電力系統と接続する系統連系運転および自立負荷と接続する自立運転を行う電源装置であって、
    電気を発生させる発電部と、
    前記発電部を動作させる補機と、
    前記発電部と、前記補機と、前記電力系統と、前記自立負荷と、前記電力系統が異常状態である場合に前記発電部を起動させる起動電源と、の間の電気的な接続を切り替える接続切替部と、を備え、
    前記接続切替部は、
    一端が前記発電部と接続し、他端が前記起動電源および前記電力系統と接続する第１スイッチと、
    前記第１スイッチの他端と前記電力系統との間に設けられ、一端が前記第１スイッチの他端と接続し、他端が前記電力系統と接続する第２スイッチと、
    一端が前記自立負荷と接続し、他端が前記発電部と接続する第３スイッチと、
    前記補機と接続し、前記補機を、前記第１スイッチの一端または前記第１スイッチの他端と接続させる補機切替部と、を有する電源装置の制御方法であって、
    前記起動電源の状態に関する情報を情報取得部により取得し、
    前記起動電源の状態に基づいて、前記接続切替部を制御部により制御する、ことを具備し、
    前記起動電源が運転状態である場合、前記制御部により、前記補機を前記起動電源と電気的に接続させ、前記発電部の発電開始時に、前記制御部により、前記発電部を前記自立負荷と電気的に接続させる、ことをさらに具備し、
    前記起動電源の状態に基づいて、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチおよび前記補機切替部を前記制御部により制御する、ことをさらに具備する、電源装置の制御方法。

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