JPWO2018159551A1 - 電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
Description
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、前記電力送信装置は、
電源の出力電力が供給される符号変調回路であって、所定の符号系列に基づく変調符号を用いて前記電源の出力電力を符号変調して符号変調波を生成し、前記伝送路を介して前記符号変調波を前記電力受信装置に送信する符号変調回路と、
前記符号変調回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記変調符号の周波数を前記電源の出力電力の周波数の倍数に設定する。
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。
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。
(1)
d0=m0
=[1 −1 1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 1]
(2)
=[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
(3)
m0b=[−1 1 −1 −1 −1 1 1] (5)
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、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。
(6)
d0=m0
=[1 −1 1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 1]
(7)
=[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
(8)
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
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。
発電機1の出力電力の周波数、符号変調器2,2Aの動作周波数、符号復調器4,4Aの動作周波数、及び負荷5が動作可能な負荷5の入力電力の周波数のうちの少なくとも1つの周波数が他の周波数に対して不一致しているとき、電力伝送の効率が低下するおそれがある。ここで、符号変調器2,2Aの動作周波数は、特に変調符号の周波数(例えば、式(1)、式(6)などの変調符号の1周期を単位とする周波数)を含む。また、符号復調器4,4Aの動作周波数は、特に復調符号の周波数(例えば、式(2)、式(7)などの復調符号の1周期を単位とする周波数)を含む。
発電電流、変調符号、復調符号、及び負荷電流の各周波数が互いに一致しているとき又は公倍数の関係にあっても、何らかの原因により、発電電流、変調符号、復調符号、及び負荷電流の同期が失われる可能性がある。実施形態5では、このような同期の喪失などによる電力伝送の効率の低下を生じにくくすることについて説明する。
実施形態3〜5において、複数の符号変調器が同じ符号系列を用いてもよく、複数の符号復調器が同じ符号系列を用いてもよい。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。
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、前記電力送信装置は、
電源の出力電力が供給される符号変調回路であって、所定の符号系列に基づく変調符号を用いて前記電源の出力電力を符号変調して符号変調波を生成し、前記伝送路を介して前記符号変調波を前記電力受信装置に送信する符号変調回路と、
前記符号変調回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記変調符号の周波数を前記電源の出力電力の周波数の倍数に設定する。
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含む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、前記電力受信装置は、
負荷に接続される符号復調回路であって、受信した前記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符号変調波を符号復調して復調電力を生成し、前記復調電力を前記負荷に供給する符号復調回路と、
前記符号復調回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記復調符号の周波数を、前記負荷が動作可能な前記負荷の入力電力の周波数の倍数に設定する。
第1の態様に係る1つ又は複数の電力送信装置と、
第2の態様に係る1つ又は複数の電力受信装置と、
コントローラとを含む電力伝送システムであって、
前記1つ又は複数の電力送信装置は1つ又は複数の電源に接続され、前記1つ又は複数の電力受信装置は1つ又は複数の負荷に接続され、
前記コントローラは、
前記各電源の出力電力の周波数及び前記各負荷の入力電力の周波数とを受信する通信回路と、
前記通信回路を介して前記各電力送信装置及び前記各電力受信装置を制御する制御回路とを備え、
前記コントローラの制御回路は、前記各電力送信装置の前記変調符号の周波数及び前記各電力受信装置の前記復調符号の周波数を、前記各電源の出力電力の周波数及び前記各負荷の入力電力の周波数の公倍数に設定する。
前記コントローラの制御回路は、前記各電力送信装置の前記変調符号の周波数及び前記各電力受信装置の前記復調符号の周波数を、前記各電源の出力電力の周波数及び前記各負荷の入力電力の周波数の最小公倍数に設定する。
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、前記電力送信装置は、
電源の出力電力が供給される符号変調回路であって、所定の符号系列に基づく変調符号を用いて前記電源の出力電力を符号変調して符号変調波を生成し、前記伝送路を介して前記符号変調波を前記電力受信装置に送信する符号変調回路と、
前記符号変調回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記変調符号が前記電源の出力電力に対して同期していないとき、前記変調符号の1周期のうちの予め決められたビット数の時間区間であって、前記電源の出力電力の極性が変化する瞬間を含む時間区間にわたって、前記電源の出力電力の符号変調を停止する。
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含む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、前記電力受信装置は、
負荷に接続される符号復調回路であって、受信した前記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符号変調波を符号復調して復調電力を生成し、前記復調電力を前記負荷に供給する符号復調回路と、
前記符号復調回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記復調符号が前記負荷の入力電力に対して同期していないとき、前記復調符号の1周期のうちの予め決められたビット数の時間区間であって、前記負荷の入力電力の極性が変化する瞬間を含む時間区間にわたって、前記符号変調波の符号復調を停止する。
第5の態様に係る電力送信装置と、
第6の態様に係る電力受信装置とを含む。
1m,1m−1,1m−2…電力測定器、
2,2A,2A−1〜2A−2…符号変調器、
2m…電流測定器、
3…伝送路、
4,4A,4A−1〜4A−2…符号復調器、
4m…電流測定器、
5,5−1〜5−2…負荷、
5m,5m−1〜5m−2…電力測定器、
10,10A〜10B…コントローラ、
11,11B…制御回路、
12,12A,12B…通信回路、
20,20B…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、
30,30B…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、
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 (7)
- 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、前記電力送信装置は、
電源の出力電力が供給される符号変調回路であって、所定の符号系列に基づく変調符号を用いて前記電源の出力電力を符号変調して符号変調波を生成し、前記伝送路を介して前記符号変調波を前記電力受信装置に送信する符号変調回路と、
前記符号変調回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記変調符号の周波数を前記電源の出力電力の周波数の倍数に設定する、
電力送信装置。 - 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含む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、前記電力受信装置は、
負荷に接続される符号復調回路であって、受信した前記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符号変調波を符号復調して復調電力を生成し、前記復調電力を前記負荷に供給する符号復調回路と、
前記符号復調回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記復調符号の周波数を、前記負荷が動作可能な前記負荷の入力電力の周波数の倍数に設定する、
電力受信装置。 - 請求項1記載の1つ又は複数の電力送信装置と、
請求項2記載の1つ又は複数の電力受信装置と、
コントローラとを含む電力伝送システムであって、
前記1つ又は複数の電力送信装置は1つ又は複数の電源に接続され、前記1つ又は複数の電力受信装置は1つ又は複数の負荷に接続され、
前記コントローラは、
前記各電源の出力電力の周波数及び前記各負荷の入力電力の周波数とを受信する通信回路と、
前記通信回路を介して前記各電力送信装置及び前記各電力受信装置を制御する制御回路とを備え、
前記コントローラの制御回路は、前記各電力送信装置の前記変調符号の周波数及び前記各電力受信装置の前記復調符号の周波数を、前記各電源の出力電力の周波数及び前記各負荷の入力電力の周波数の公倍数に設定する、
電力伝送システム。 - 前記コントローラの制御回路は、前記各電力送信装置の前記変調符号の周波数及び前記各電力受信装置の前記復調符号の周波数を、前記各電源の出力電力の周波数及び前記各負荷の入力電力の周波数の最小公倍数に設定する、
請求項3記載の電力伝送システム。 - 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、前記電力送信装置は、
電源の出力電力が供給される符号変調回路であって、所定の符号系列に基づく変調符号を用いて前記電源の出力電力を符号変調して符号変調波を生成し、前記伝送路を介して前記符号変調波を前記電力受信装置に送信する符号変調回路と、
前記符号変調回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記変調符号が前記電源の出力電力に対して同期していないとき、前記変調符号の1周期のうちの予め決められたビット数の時間区間であって、前記電源の出力電力の極性が変化する瞬間を含む時間区間にわたって、前記電源の出力電力の符号変調を停止する、
電力送信装置。 - 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含む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、前記電力受信装置は、
負荷に接続される符号復調回路であって、受信した前記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符号変調波を符号復調して復調電力を生成し、前記復調電力を前記負荷に供給する符号復調回路と、
前記符号復調回路を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記復調符号が前記負荷の入力電力に対して同期していないとき、前記復調符号の1周期のうちの予め決められたビット数の時間区間であって、前記負荷の入力電力の極性が変化する瞬間を含む時間区間にわたって、前記符号変調波の符号復調を停止する、
電力受信装置。 - 請求項5記載の電力送信装置と、
請求項6記載の電力受信装置とを含む、
電力伝送システム。
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