JPWO2014077191A1 - 電力ルータ及び電力ネットワーク - Google Patents

Abstract

電力パケットを受信してルーティングする電力ルータ１Ａ，１Ｂであって、受信した電力パケットの電力を蓄える複数の蓄電部１３ａ，１３ｂと、受信した電力パケットの電力を複数の蓄電部１３ａ，１３ｂのうちから選択された蓄電部に振り分けて供給し当該選択された蓄電部を充電させるスイッチ部１１と、前記蓄電部に充電された電力を伝送する電力パケットを生成して出力する出力部１５と、スイッチ部１１及び出力部１５を制御する制御部１７と、を備えている。制御部１７は、スイッチ部１１を制御することで、受信した電力パケットの電力を複数の蓄電部１３ａ，１３ｂのうちから選択された蓄電部に振り分けて供給し当該選択された蓄電池を充電させる。制御部１７は、出力部１５を制御することで、複数の蓄電部１３ａ，１３ｂのうちから選択された蓄電部に蓄えられた電力から、電力パケットを生成させて出力させる。

Description

本発明は、電力ルータ及び電力ネットワークに関するものである。

従来、電力をパケット化して送配電するシステムが提案されている。電力パケットは、伝送される電力を担うペイロード部と、ペイロード部の前後に付加されたヘッダ及びフッタと、を含んでいる。

特許文献１には、このような電力パケットを伝送するための電力パケットシステムが開示されている。特許文献１の電力パケットシステムは、電力パケットスイッチを有している。電力パケットスイッチは、受信した電力パケットを、その電力パケットのヘッダ情報にある送出先へルーティングして転送する。
電力パケットスイッチにおいて受信した電力パケットの電力エネルギーは、転送のため送出されるまで、電力パケットスイッチに設けられた二次電池に充電される。

特開２０１１−１４２７７１号公報

特許文献１では、電力パケットスイッチは、一つの二次電池しか有していない。このため、電力パケットスイッチにおいて、複数の未転送の電力パケットが存在する事態が生じると、二次電池には、複数の未転送の電力パケットの電力エネルギーが混ざって充電されることになる。

しかし、複数の電力パケットの電力を混ぜたくない場合もある。例えば、需要家によっては、太陽光などの再生可能エネルギーによって発電された電力と、原子力によって発電された電力と、を区別して使用したい場合がある。
また、電気事業者が供給する商用電力と自家発電電力とは、電力としての品質が異なることがあるため、両者を混ぜることなく、区別して配電したい場合がある。

そこで、本発明は、複数の電力パケットの電力を混ぜないで、電力パケットのルーティングをすることが可能な電力ルータ及び当該電力ルータを用いた電力ネットワークを提供することを目的とする。

（１）一の観点からみた本発明は、電力パケットを受信してルーティングする電力ルータであって、受信した電力パケットの電力を蓄える複数の蓄電部と、受信した電力パケットの電力を複数の前記蓄電部のうちから選択された蓄電池に振り分けて供給し当該選択された蓄電部を充電させるスイッチ部と、前記蓄電部に充電された電力を伝送する電力パケットを生成して出力する出力部と、前記スイッチ部及び前記出力部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチ部を制御することで、受信した電力パケットの電力を複数の前記蓄電部のうちから選択された蓄電池に振り分けて供給し当該選択された蓄電池を充電させるとともに、前記出力部を制御することで、複数の前記蓄電部のうちから選択された充電池に充電された電力から、電力パケットを生成させて出力させることを特徴とする電力ルータである。

前記電力ルータは、複数の蓄電部を備えているため、電力ルータが受信した複数の電力パケットの電力が混ざるのを防止することが可能である。

（２）前記制御部は、受信した電力パケットに含まれる制御情報に基づいて、前記スイッチ部及び前記出力部を制御するのが好ましい。この場合、電力パケットに含まれる制御情報に基づいて、受信した電力パケットの電力を蓄える蓄電部を選択することができる。

（３）前記制御情報には、電力パケットの送信元を示す送信元情報が含まれ、前記制御部は、前記送信元情報に基づいて、前記スイッチ部及び前記出力部を制御するのが好ましい。この場合、送信元情報に基づいて、受信した電力パケットの電力を蓄え蓄電部を選択することができる。

（４）前記送信元情報は、電力パケットの電力の電源種別を示す電源種別情報を含むのが好ましい。この場合、電源種別情報に基づいて、受信した電力パケットの電力を蓄える蓄電部を選択することができる。

（５）電力パケットを受信するための複数の受信ポートを備え、前記スイッチ部は、複数の前記受信ポートそれぞれに接続されているのが好ましい。この場合、いずれの受信ポート受信した電力パケットであっても、複数の蓄電部のうちから選択された蓄電部に供給し当該選択された蓄電池を充電させることができる。

（６）電力パケットを受信するための１又は複数の受信ポートを備え、前記蓄電部の数は、前記受信ポートの数よりも多く設けられているのが好ましい。蓄電部の数を多くすることで、複数の電力パケットの電力が混ざるのをより確実に防止することができる。

（７）他の観点からみた本発明は、複数の電力ルータを有する電力ネットワークであって、前記電力ルータは、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の前記電力ルータであることを特徴とする電力ネットワークである。

本発明によれば、電力ルータが、複数の蓄電部を備えているため、電力ルータが受信した複数の電力パケットの電力を混ざるのを防止することが可能である。

電力ネットワークの構成図である。 電力ルータの回路図である。 ミキサの回路図である。 電力パケットの構成図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
（１．電力ネットワーク）
図１は、複数の電力ルータ１Ａ，１Ｂが多段接続された電力ネットワークを示している。

電力ネットワークには、複数の電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及び複数の負荷４Ａ，４Ｂ，４Ｃに接続されている。各電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃの電力は、複数の電力ルータ１Ａ，１Ｂによって構築された電力ネットワークによって、各負荷４Ａ，４Ｂ，４Ｃに配電される。

複数の電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、発電設備又は電池などによって構成されている。電力ネットワークに接続される発電設備としては、例えば、火力発電、原子力発電、太陽光発電、水力発電、風力発電など様々な発電形態のものが混在していてもよい。また、電力ネットワークに接続される発電設備としては、電力事業者の発電設備と自家発電設備とが混在していてもよい。

各電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃには、パケット生成器２Ａ，２Ｂが接続されている。パケット生成器２Ａ，２Ｂは、電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃの電力から電力パケットを生成し、電力ネットワークに出力するためのものである。パケット生成器２Ａ，２Ｂについては後述する。

電力ネットワークを構成する電力ルータ１Ａ，１Ｂは、電力パケットを受信してルーティングするためのものである。
図２にも示すように、電力ルータ１Ａ，１Ｂは、複数（２個）の受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２と、複数（２個）の送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２と、を備えている。なお、受信ポートの数は、１個でもよい。
電力ルータ１Ａ，１Ｂは、いずれかの受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２にて受信した電力パケットの送信先に応じて、その電力パケットのルーティングを行い、いずれかの送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２から電力パケットを出力させる。

電力ルータ１Ａ，１Ｂは、蓄電部１３ａ，１３ｂを備えており、受信した電力パケットの電力を、一旦、蓄電部１３ａ，１３ｂに供給して当該蓄電部１３ａ，１３ｂを充電し、その後、蓄電部１３ａ，１３ｂに充電された電力から電力パケットを再構成して出力する。

本実施形態では、各電力ルータ１Ａ，１Ｂは、複数（２個）の蓄電部（蓄電部１３ａ，１３ｂ）を備えている。
電力ルータ１Ａ，１Ｂは、受信した電力パケットの電力を、複数の蓄電部１３ａ，１３ｂのうちから選択された蓄電部に供給して当該選択された蓄電部を充電させるため、スイッチ部１１を備えている。
スイッチ部１１は、第１スイッチＳＷ１−Ａ、第２スイッチＳＷ１−Ｂ、第３スイッチＳＷ１−Ｃ、及び第４スイッチＳＷ１−Ｄを備えている。

第１スイッチＳＷ１−Ａ及び第２スイッチＳＷ１−Ｂは、第１受信ポートＩｎ１に対して、ダイオード１０ａを介して、接続されている。
第１スイッチＳＷ１−Ａは、第２蓄電部１３ｂに接続されており、第１受信ポートＩｎ１と第２蓄電部１３ｂとの間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。
第２スイッチＳＷ１−Ｂは、第１蓄電部１３ａに接続されており、第１受信ポートＩｎ１と第１蓄電部１３ａとの間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。

第３スイッチＳＷ１−Ｃ及び第４スイッチＳＷ１−Ｄは、第２受信ポートＩｎ２に対して、ダイオード１０ｂを介して、接続されている。
第３スイッチＳＷ１−Ｃは、第２蓄電部１３ｂに接続されており、第２受信ポートＩｎ２と第２蓄電部１３ｂとの間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。
第４スイッチＳＷ１−Ｄは、第１蓄電部１３ａに接続されており、第２受信ポートＩｎ２と第１蓄電部１３ａとの間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。

ダイオード１０ａ，１０ｂは、受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２側への電流の逆流を防ぐためのものである。

第１〜第４スイッチＳＷ１−Ａ〜ＳＷ１−Ｄとしては、炭化ケイ素接合型電界効果トランジスタ（ＳｉＣ ＪＦＥＴ）が用いられている。なお、接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）は、ノーマリオン型の素子であるが、ノーマリオフ的に駆動させるため、ゲートドライブ素子が用いられる。

スイッチ部１１と各蓄電部１３ａ，１３ｂとの間には、ダイオード１２ａ，１２ｂが設けられている。これらのダイオードは、各スイッチＳＷ１−Ａ〜ＳＷ１−Ｄにおいて、蓄電部１３ａ，１３ｂから受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２側へ逆電流が流れることを防止するためのものである。蓄電部１３ａ，１３ｂに電力が蓄えられると、各スイッチＳＷ１−Ａ〜ＳＷ１−Ｄを構成するＪＦＥＴの逆方向特性によって、ドレインーソース間に逆電流が流れるおそれがあるが、ダイオード１２ａ，１２ｂを設けることで、逆電流が防止される。

第１及び第２蓄電部１３ａ，１３ｂとしては、電解コンデンサが用いられている。本実施形態では、蓄電部１３ａ，１３ｂの数は２であるが、３以上であってもよい。

電力ルータ１Ａ，１Ｂは、各蓄電部１３ａ，１３ｂに充電された電力から電力パケットを生成（再構成）して、生成された電力パケットを、いずれかの送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２から、送信させる出力部１５を備えている。

出力部１５は、スイッチ部１１と同様に、第１スイッチＳＷ２−Ａ、第２スイッチＳＷ２−Ｂ，第３スイッチＳＷ２−Ｃ，及び第４スイッチＳＷ２−Ｄを備えている。

第１スイッチＳＷ２−Ａ及び第２スイッチＳＷ２−Ｂは、第１蓄電部１３ａに対して、ダイオード１４ａを介して、接続されている。
第１スイッチＳＷ２−Ａは、第２送信ポートＯｕｔ２に接続されており、第１蓄電部１３ａと第２送信ポートＯｕｔ２との間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。
第２スイッチＳＷ２−Ｂは、第１送信ポートＯｕｔ１に接続されており、第１蓄電部１３ａと第１送信ポートＯｕｔ１との間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。

第３スイッチＳＷ２−Ｃ及び第４スイッチＳＷ２−Ｄは、第２蓄電部１３ｂに対して、ダイオード１４ｂを介して、接続されている。
第３スイッチＳＷ２−Ｃは、第２送信ポートＯｕｔ２に接続されており、第２蓄電部１３ｂと第２送信ポートＯｕｔ２との間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。
第４スイッチＳＷ２−Ｃは、第１送信ポートＯｕｔ１に接続されており、第２蓄電部１３ｂと第１送信ポートＯｕｔ１との間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。

ダイオード１４ａ，１４ｂは、送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２からの電流の逆流を防ぐためのものである。

第１〜第４スイッチＳＷ２−Ａ〜ＳＷ２−Ｄとしては、ＳｉＣ ＪＦＥＴが用いられている。前述のように、ＪＦＥＴは、ノーマリオン型の素子であるが、ノーマリオフ的に駆動させるため、ゲートドライブ素子が用いられる。

電力ルータ１Ａ，１Ｂは、スイッチ部１１の各スイッチＳＷ１−Ａ〜ＳＷ１−Ｄ及び出力部１５の各スイッチＳＷ２−Ａ〜ＳＷ２−ＤをＯＮ／ＯＦＦ駆動する制御部１７を備えている。
制御部１７は、受信した電力パケットのヘッダに含まれる情報（制御情報）に基づいて、電力パケットのルーティングのための制御を行う。

制御部１７は、受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２それぞれに接続された信号分離器（Isolator）１６を介して、電力パケットの信号成分を取得する。信号分離器１６は、フォトカプラなどを有しており、電力パケットの信号波形を抽出して、制御部１７に与える。

制御部１７は、各受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２にて受信した電力パケットのヘッダ（制御情報）に基づいて、スイッチ部１１を制御することで、受信した電力パケットの電力を複数の蓄電部１３ａ，１３ｂのうちから選択された蓄電部に供給して当該選択された蓄電部を充電させる。
また、制御部１７は、各受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２にて受信した電力パケットのヘッダ（制御情報）に基づいて、出力部１５を制御することで、複数の蓄電部１３ａ，１３ｂのいずれかに充電された電力から、電力パケットを生成（再構成）させて、生成された電力パケットを、いずれかの送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２から送信させる。
制御部１７によるスイッチ部１１及び出力部１５の制御の詳細については、後述する。

本実施形態では、一つの電力ルータ１Ａ，１Ｂが備える蓄電部の数は、２個であるが、３個以上であってもよい。蓄電部の数は、受信ポートの数よりも多いのが好ましい。蓄電部の数を多くすることで、複数の電力パケットの電力が混ざるのを、より確実に防止することができる。
なお、蓄電部の数を多くした場合、それに応じて、スイッチ部１１及び出力部１５を構成するスイッチの数を多くすればよい。

図３は、パケット生成器２Ａ，２Ｂを示している。パケット生成器２Ａ，２Ｂは、入力された電力から電力パケットを生成し、生成した電力パケットを出力する。
パケット生成器２Ａ，２Ｂは、複数（２個）の電力入力ポートＩｎ１，Ｉｎ２と、一つの送信ポートＯｕｔと、を備えており、複数の電源３Ｂ，３Ｃの電力から選択的に電力パケットを生成して、生成した電力パケットを単一の送信ポートＯｕｔから出力することができる。つまり、本実施形態のパケット生成器２Ａ，２Ｂは、複数の電力入力ポートから入力された電力を、単一の送信ポートＯｕｔから出力させるミキサとなっている。

パケット生成器２Ａ，２Ｂは、第１スイッチＳＷ３−Ａ及び第２スイッチＳＷ３−Ｂを有する出力部２１を備えている。出力部２１は、入力された電力から電力パケットを生成して出力する。
第１スイッチＳＷ３−Ａは、第１電力入力ポートＩｎ１に接続され、第２スイッチＳＷ３−Ｂは、第２電力入力ポートＩｎ２に接続されている。さらに、第１スイッチＳＷ３−Ａ及び第２スイッチＳＷ３−Ｂは、ダイオード２２ａ，２２ｂを介して、送信ポートＯｕｔに接続されている。ダイオード２２ａ，２２ｂは、送信ポートＯｕｔからの電流の逆流を防ぐためのものである。

第１スイッチＳＷ３−Ａは、第１電力入力ポートＩｎ１と送信ポートＯｕｔとの間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。
第２スイッチＳＷ３−Ｂは、第２電力入力ポートＩｎ２と送信ポートＯｕｔとの間の接続を接続状態／非接続状態に切り替えることができる。

第１及び第２スイッチＳＷ３−Ａ，ＳＷ３−Ｂとしては、ＳｉＣ ＪＦＥＴが用いられている。前述のように、ＪＦＥＴは、ノーマリオン型の素子であるが、ノーマリオフ的に駆動させるため、ゲートドライブ素子が用いられる。

パケット生成器２Ａ，２Ｂは、第１及び第２スイッチＳＷ３−Ａ，ＳＷ３−ＢをＯＮ／ＯＦＦ駆動する制御部２７を備えている。
制御部２７は、第１及び第２スイッチＳＷ３−Ａ，ＳＷ３−Ｂのうちのいずれか一方を選択的に駆動させて、駆動される側のスイッチＳＷ３−Ａ、ＳＷ３−Ｂに接続された電力入力ポートＩｎ１，Ｉｎ２に入力された電力から、電力パケットを生成する。

図４（ａ）に示すように、電力パケットは、伝送される電力を担うペイロード部と、ペイロード部の前に付加されたヘッダと、ペイロード部の後に付加されたフッタと、を備えている。
ヘッダ及びフッタは、電力パケットにおける制御情報が格納されるフィールドである。図４（ｂ）に示すように、ヘッダは、制御情報として、例えば、電力パケットの開始を示すスタート信号、送信元情報、送信先アドレスなどの情報を含む。
フッタは、制御情報として、電力パケットの終了を示すエンド信号を含んでいる。

送信元情報は、電力パケットの送信元（電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）に関する情報である。本実施形態において、送信元情報は、電力パケットの送信元である電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃの種別を示す情報である。電源の種別は、例えば、発電形態（火力発電、原子力発電など）の違いに基づく種別であってもよいし、商用電源か自家発電電源かの違いに基づく種別であってもよい。
以下、本実施形態では、第１電源３Ａ及び第２電源３Ｂは第１の種別の電源とし、第３電源３Ｃは第２の種別の電源であるものとする。
また、送信元情報は、電力パケットの送信元である電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃをユニークに識別可能な識別情報（アドレス）であってもよい。

送信先アドレスは、電力パケットの送信先（負荷４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）を示すアドレスである。

制御部２７は、電力パケットを生成して送信する際には、送信元となる電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃが接続されている電力入力ポートＩｎ１，Ｉｎ２側のスイッチＳＷ３−Ａ，ＳＷ３−Ｂを選択する。
例えば、第１スイッチＳＷ３−Ａが選択された場合、制御部２７は、選択された第１スイッチＳＷ３−ＡをＯＮ／ＯＦＦ駆動して、第１電力入力ポートＩｎ１に接続された電源（送信元となる電源）の電力から、図４（ａ）に示す電力パケットを生成する。
生成された電力パケットは、送信ポートＯｕｔから出力され、電力ネットワークによって、送信先の負荷４Ａ，４Ｂ，４Ｃへ伝送される。
なお、第１スイッチＳＷ３−Ａが選択された場合、選択されていない第２スイッチＳＷ３−Ｂは、ＯＦＦとなり、第２電力入力ポートＩｎ１に接続された電源は、送信ポートＯｕｔから切り離された状態となる。

図１に戻り、本実施形態の電力ネットワークにおいて、第１電源３Ａは、第１パケット生成器２Ａの第１電力入力ポートＩｎ１に接続されており、第２電源３Ｂは、第２パケット生成器２Ｂの第１電力入力ポートＩｎ１に接続されており、第３電源３Ｂは、第２パケット生成器２Ｂの第２電力入力ポートＩｎ２に接続されている。
なお、第１パケット生成器２Ａの第２電力入力ポートＩｎ２は、不使用であり、電源が接続されていない。

第１パケット生成器２Ａの送信ポートＯｕｔは、電力線５ａを介して、第１電力ルータ１Ａの第１受信ポートＩｎ１に接続されている。
第２パケット生成器２Ｂの送信ポートＯｕｔは、電力線５ｂを介して、第１電力ルータ１Ａの第２受信ポートＩｎ２に接続されている。

第１電力ルータ１Ａの第１送信ポートＯｕｔ１は、電力線５ｃを介して、第２電力ルータ１Ｂの第１受信ポートＩｎ１に接続されている。なお、第２電力ルータ１Ｂの第２受信ポートＩｎ２は、不使用であり、電力線が接続されていない。
第１電力ルータ１Ａの第２送信ポートＯｕｔ２は、電力線５ｄを介して、第３負荷４Ｃに接続されている。

第２電力ルータ１Ｂの第１送信ポートＯｕｔ１は、電力線５ｅを介して、第１負荷４Ａに接続されている。
第２電力ルータ１Ｂの第２送信ポートＯｕｔ２は、電力線５ｆを介して、第２負荷４Ｂに接続されている。

電力ネットワークは、上述のように構成されているため、各電源３Ａ，３Ｂ，３Ｃの電力から生成された電力パケットは、電力ルータ１Ａ，１Ｂによってルーティングされて、いずれの負荷４Ａ，４Ｂ，４Ｃへも伝送可能である。

（２．電力ルータの動作）
電力ルータ１Ａ，１Ｂは、電力パケットを受信していない場合、スイッチ部１１の各スイッチＳＷ１−Ａ〜ＳＷ１−Ｄは、すべてＯＦＦであり、蓄電部１３ａ，１３ｂと受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２とは非接続状態で維持される。
また、電力ルータ１Ａ，１Ｂは、電力パケットを送信していない場合は、出力部１５の各スイッチＳＷ２−Ａ〜ＳＷ２−Ｄは、すべてＯＦＦであり、蓄電部１３ａ，１３ｂと送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２とは非接続状態で維持される。

電力ルータ１Ａ，１Ｂは、第１受信ポートＩｎ１又は第２受信ポートＩｎ２において、電力パケットを受信すると、その電力パケットのヘッダの情報が、信号分離器１６を介して、制御部１７に与えられる。

制御部１７は、信号分離器１６から与えられた信号において、スタート信号の存在を認識すると、そのスタート信号を受信した受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２に電力パケットが到来したことを検出する。
制御部１７は、電力パケットの到来を検出すると、スタート信号に続く送信元情報を読み取り、その送信元情報に基づいて、スイッチ部１１の制御を行う。

制御部１７は、送信元情報に基づいて、複数の蓄電部１３ａ，１３ｂのいずれかを、到来が検出された電力パケットの電力を蓄えるための蓄電部として選択する。
例えば、第１蓄電部１３ａが、第１種別の電源３Ａ，３Ｂからの電力パケット用として設定され、第２蓄電部１３ｂが、第２種別の電源３Ｃからの電力パケット用として設定されているものとする。この場合、送信元情報が第１種別であることを示していれば第１蓄電部１３ａが選択され、送信元情報が第２種別であることを示していれば第２蓄電部１３ｂが選択される。

そして、制御部１７は、電力パケットが到来した受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２と、選択された蓄電部１３ａ，１３ｂと、を結ぶ配線上にある一つのスイッチＳＷ１−Ａ〜ＳＷ１−Ｄを駆動対象として決定し、駆動対象のスイッチをＯＮにする。

例えば、第１受信ポートＩｎ１に電力パケットに到来し、第１蓄電部１３ａが充電用の蓄電部に選択された場合、制御部１７は、第２スイッチＳＷ１−Ｂを駆動対象として決定し、第２スイッチＳＷ１−ＢをＯＮにする。この結果、第１受信ポートＩｎ１に到来した電力パケットの電力（ペイロード部の電力）は、第１蓄電部１３ａに供給され、蓄えられる。

また、第２受信ポートＩｎ２に電力パケットが到来し、第２蓄電部１３ｂが充電用の蓄電部に選択された場合、制御部１７は、第３スイッチＳＷ１−Ｃを駆動対象として決定し、第３スイッチＳＷ１−ＣをＯＮにする。この結果、第２受信ポートＩｎ２に到来した電力パケットの電力（ペイロード部の電力）は、第２蓄電部１３ｂに供給され、蓄えられる。

なお、充電先の蓄電部１３ａ，１３ｂの選択の際には、送信元情報に加えて送信先アドレスに基づいてもよいし、送信元情報に代えて送信先アドレスに基づいてもよい。また、制御情報に含まれるその他の情報に基づいて充電先の蓄電部１３ａ，１３ｂを選択してもよい。さらに、電力パケットに含まれる制御情報にかかわらず、制御部１７が自律的に充電先の蓄電部１３ａ，１３ｂを選択してもよいし、電力ルータ１Ａ，１Ｂ外部からの指令（電力パケットの制御情報を除く）に基づいて充電先の蓄電部１３ａ，１３ｂを選択してもよい。

また、本実施形態では、電源種別が同じ複数の電力パケットの電力は、蓄電部１３ａ，１３ｂにおいて混ざることが許容されるが、蓄電部１３ａ，１３ｂの数を十分多くできる場合には、電力種別（送信元情報）にかかわらず、異なる電力パケットの電力が混ざらないようにしてもよい。
一つの電力ルータ１Ａ，１Ｂが備える蓄電部の数が十分に多い場合、例えば、受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２の数よりも多い場合、受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２それぞれに連続して多くの電力パケットが到来しても、それらを区別して蓄えることができる。

制御部１７は、信号分離器１６から与えられた信号において、フッタ（エンド信号）の存在を認識すると、受信中の電力パケットの終了を検出する。
制御部１７は、電力パケットの終了を検出すると、それまで駆動対象であったスイッチ部１１のスイッチをＯＦＦにする。これにより、充電が終了する。

また、制御部１７は、電力パケットの到来時において、スタート信号及び送信元情報を読み取ると、続けて、送信元情報に続く送信先アドレスの読み取りも行う。

制御部１７には、送信先アドレスに対応する送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２が設定されている。
したがって、制御部１７は、送信先アドレスを読み取ると、その送信先アドレスに基づいて、充電された電力から生成（再構成）した電力パケットを出力する送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２を選択することができる。

制御部１７は、フッタ（エンド信号）の存在を認識して電力パケットの終了を検出すると、その後の適当なタイミングにおいて、蓄電部１３Ａ，１３Ｂに充電された電力から受信した電力パケットを再構成して、送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２から出力させるべく、出力部１５の制御を行う。

制御部１７は、送信元情報及び送信先アドレスに基づいて、受信した電力パケットの電力を蓄えた蓄電部１３ａ，１３ｂと、選択された送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２と、を結ぶ配線上にある一つのスイッチＳＷ２−Ａ〜ＳＷ２−Ｄを駆動対象として決定する。
制御部１７は、駆動対象として決定したスイッチＳＷ２−Ａ〜ＳＷ２−Ｄを、ＯＮ／ＯＦＦ駆動し、受信した電力パケットの電力を蓄えた蓄電部１３ａ，１３ｂの電力から、電力パケットを再構成する。

すなわち、制御部１７は、信号分離器１６を介して読み取った受信電力パケットにおけるＨｉｇｈ／Ｌｏｗ信号によって、出力部１５の駆動対象スイッチをＯＮ／ＯＦＦ駆動させると、受信した電力パケットと同じヘッダ、ペイロード部及びフッタを持つ電力パケットが、出力部１５において再構成（生成）される。生成された電力パケットは、選択された送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２から出力される。

例えば、制御部１７は、第１蓄電部１３ａに充電された電力に対応する電力パケットの送信先アドレスに基づいて、第１送信ポートＯｕｔ１を選択した場合、出力部１５の第２スイッチＳＷ２−Ｂを駆動対象として決定し、その第２スイッチＳＷ２−Ｂを駆動することで、受信した電力パケットと同じ電力パケットが、第１蓄電部１３ａに充電された電力から再構成されて、第１送信ポートＯｕｔ１から出力される。

制御部１７は、電力パケットの再構成が終了すると、駆動対象のスイッチＳＷ２−Ａ〜ＳＷ２−ＤをＯＦＦにする。

以上説明したように、本実施形態では、電力ルータ１Ａ，１Ｂは、蓄電部１３ａ，１３ｂを複数備えているため、複数の電力パケットの電力それぞれを異なる蓄電部１３ａ，１３ｂに蓄えさせることが可能である。

また、本実施形態では、同じ受信ポートに到来した電力パケットであっても、送信元情報に基づいて、異なる蓄電部１３ａ，１３ｂに蓄えさせることができる。
例えば、本実施形態では、第１電力ルータ１Ａの第２受信ポートＩｎ２には、第１種別である第２電源３Ｂからの電力パケット、及び、第２種別である第３電源３Ｃからの電力パケットの双方が到来する可能性があるが、第２電源３Ｂからの電力パケットの電力は、第１蓄電部３Ａに蓄えさせ、第３電源３Ｃからの電力パケットの電力は、第２蓄電部３Ｂに蓄えさせることができる。

さらに、本実施形態では、電力ルータ１Ａ，１Ｂには、受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２が複数備わっており、各受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２において受信した電力パケットを、複数の蓄電部１３ａ，１３ｂのいずれにでも蓄えることが可能なようにスイッチ部１１が構成されている。つまり、第１受信ポートＩｎ１で受信した電力パケットの電力は、第１蓄電部１３ａに蓄えさせることもできるし、第２蓄電部１３ｂに蓄えさせることができる。同様に、第２受信ポートＩｎ２で受信した電力パケットの電力は、第１蓄電部１３ａに蓄えさせることもできるし、第２蓄電部１３ｂに蓄えさせることもできる。

また、本実施形態では、電力ルータ１Ａ，１Ｂには、送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２が複数備わっており、複数の蓄電部１３ａ，１３ｂそれぞれに充電された電力から生成された電力パケットを、複数の送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２のいずれからでも送信可能なように、出力部１５が構成されている。
つまり、第１蓄電部１３ａに充電された電力から生成された電力パケットは、第１送信ポートＯｕｔ１から送信させることもできる、第２送信ポートＯｕｔ２から送信させることもができる。同様に、第２蓄電部１３ｂに充電された電力から生成された電力パケットは、第１送信ポートＯｕｔ１から送信させることもできる、第２送信ポートＯｕｔ２から送信させることもができる。

また、本実施形態では、制御部１７は、電力パケットを受信して充電する期間と、充電された電力から電力パケットを生成して送信する期間とは、重複しないように、スイッチ部１１及び出力部１５を制御する。
つまり、出力部１５による電力パケット生成及び出力は、受信した電力パケットの電力の充電が終了してから行われる。
また、出力部１５による電力パケットの生成のために電力を放電している蓄電部１３ａ，１３ｂに対しては、出力部１５による電力パケットの生成が終了するまで、新たに受信した電力パケットの電力の供給は行われない。
以上のような制御が行われることで、いずれかの受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２と、いずれかの送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２と、が、接続された状態となることを防止できる。

受信ポートＩｎ１，Ｉｎ２と送信ポートＯｕｔ１，Ｏｕｔ２とが、接続された状態になると、蓄電部１３ａ，１３ｂに既に充電された電力と、受信ポートから新たに到来した電力パケットの電力とが混ざってしまうおそれがあるが、本実施形態では、それが防止されている。

（３．付記）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、スイッチＳＷ１−Ａ〜ＳＷ１−Ｄ，ＳＷ２−Ａ〜ＳＷ２−Ｄ，ＳＷ３−Ａ，ＳＷ３−Ｂを構成するスイッチング素子としては、ＳｉＣ ＪＦＥＴの他、ＳｉＣ又はＧａＮ等で作成されたＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ，Ｓｉ製スーパージャンクションＭＯＳＦＥＴといった高機能パワーデバイスが用いられてもよい。
また、蓄電部１３ａ，１３ｂとしては、電解コンデンサに限られず、より容量の大きなキャパシタやバッテリーを使用することも可能である。

１Ａ，１Ｂ 電力ルータ
２Ａ，２Ｂ パケット生成器（ミキサ）
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 電源
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 負荷
１０ａ，１０ｂ ダイオード
１１ スイッチ部
１２ａ，１２ｂ ダイオード
１３ａ，１３ｂ 蓄電部
１４ａ，１４ｂ ダイオード
１６ 信号分離器
１７ 制御部
Ｉｎ１，Ｉｎ２ 受信ポート
Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２ 送信ポート

Claims (7)

1. 電力パケットを受信してルーティングする電力ルータであって、
   受信した電力パケットの電力を蓄える複数の蓄電部と、
   受信した電力パケットの電力を複数の前記蓄電部のうちから選択された蓄電部に振り分けて供給し当該選択された蓄電部を充電させるスイッチ部と、
   前記蓄電部に充電された電力を伝送する電力パケットを生成して出力する出力部と、
   前記スイッチ部及び前記出力部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記スイッチ部を制御することで、受信した電力パケットの電力を複数の前記蓄電部のうちから選択された蓄電部に振り分けて供給し当該選択された蓄電池を充電させるとともに、
   前記出力部を制御することで、複数の前記蓄電部のうちから選択された蓄電部に蓄えられた電力から、電力パケットを生成させて出力させる
   ことを特徴とする電力ルータ。
2. 前記制御部は、受信した電力パケットに含まれる制御情報に基づいて、前記スイッチ部及び前記出力部を制御する
   請求項１記載の電力ルータ。
3. 前記制御情報には、電力パケットの送信元を示す送信元情報が含まれ、
   前記制御部は、前記送信元情報に基づいて、前記スイッチ部及び前記出力部を制御する
   請求項２記載の電力ルータ。
4. 前記送信元情報は、電力パケットの電力の電源種別を示す電源種別情報を含む
   請求項３記載の電力ルータ。
5. 電力パケットを受信するための複数の受信ポートを備え、
   前記スイッチ部は、複数の前記受信ポートそれぞれに接続されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力ルータ。
6. 電力パケットを受信するための１又は複数の受信ポートを備え、
   前記蓄電部の数は、前記受信ポートの数よりも多く設けられている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力ルータ。
7. 複数の電力ルータを有する電力ネットワークであって、
   前記電力ルータは、請求項１〜６のいずれか１項に記載の前記電力ルータである
   ことを特徴とする電力ネットワーク。

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