WO2011055196A1

WO2011055196A1 - 配電システム

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Publication number: WO2011055196A1
Application number: PCT/IB2010/002749
Authority: WO
Inventors: 慶川口; 小新　博昭
Original assignee: パナソニック電工株式会社
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2011-05-12
Also published as: EP2498366A4; JP2011101529A; US8942855B2; EP2498366A1; US20120226387A1; CN102630360A

Abstract

蓄電池を備える複数の住宅において該蓄電池に蓄電される電力を集合住宅の各住戸に配分する配電システムが提供される。前記配電システムは、自立発電機能を有し、発電した電力の少なくとも一部を前記蓄電池に供給することにより該蓄電池を充電させる発電装置と、前記蓄電池の電力の残容量を計測する残容量計測手段を有する第１の制御装置と、各住戸に個別対応して設けられ、前記第１の制御装置と通信可能な複数の第２の制御装置とを備え、前記第１の制御装置は、前記残容量計測手段による計測結果及び前記それぞれ第２の制御装置から受信した情報に基づき、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を調整する。

Description

明細書配電システム

本発明は、集合住宅を構成する各住戸に対する電力の配分を行なうための配電システムに関する。

背景技術

近年、自然エネルギに用いて自立発電を行なう発電装置を住宅に設置し、該発電装置で発電された電力を照明機器などの各種電気機器に供給する技術が提案されている (特許文献 1参照）。この特許文献 1では、住宅に、太陽電池と、該太陽電池で発電された電力を蓄電する蓄電池とが設置されている。

そして、商用電源に代表される主電源から電力を供給可能な場合、当該主電源から各種電気機器に電力が供給される。このとき、直流電圧によって駆動する電気機器（「直流機器」ともいう。 )には、主電源から供給される交流電力を直流電圧に変換し、該直流電圧が供給される。一方、停電によって主電源から電力が供給されない場合、直流機器は、蓄電池から直流電力が供給されることにより作動するようになっていた。

また、複数の住戸を有する集合住宅において停電が発生した場合には、蓄電池から直流電力が各住戸に供給されるようになっていた。

【特許文献 1】日本特開 2009— 1 59780号公報

ところで、特許文献 1に記載の配電システムでは、蓄電池に蓄電される直流電力は、住宅が停電になった場合に使用される。しかしながら、近年では、蓄電池に蓄電される直流電力をより有効的に利用することにより、住宅において主電源から供給される交流電力の利用量の低減が強く望まれていた。

発明の概要

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、集合住宅において各住戸での交流電力の利用量を低減させることができる配電システムを提供する。

本発明の実施形態によれば、蓄電池を備える複数の住宅において当該蓄電池に蓄電される電力を各住戸に配分する配電システムであり、前記蓄電池の電力の残容量を計測する残容量計測手段を有する第 1の制御装置を備え、前記第 1の制御装置は、前記残容量計測手段による計測結果に基づき、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を調整する。

また、自立発電機能を有し、発電した電力の少なくとも一部を前記蓄電池に供給することにより該蓄電池を充電させる発電装置と、各住戸に個別対応して設けられ、前記第 1制御装置と通信可能な複数の第 2制御装置と、を更に備え、前記第 1制御装置は、前記計測結果及び前記各第 2制御装置から受信した情報に基づき、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を調整して 2010/002749 もよい。

上記構成によれば、各住戸には、蓄電池に蓄電される電力の残容量及び対応する第 2制御装置から第 1制御装置に送信された情報に基づいて、蓄電池から電力供給がそれぞれなされる。そのため、非停電時であっても各住戸に蓄電池から電力供給がそれぞれなされるため、各住戸での交流電力の利用量を低減させることが可能となる。

また、前記各第 2制御装置は、住戸で消費される消費電力量に関する消費電力量情報を前記第 1制御装置にそれぞれ送信してもよい。

上記構成によれば、各住戸には、該各住戸での消費電力量に基づいた電力量が蓄電池から供給される。そのため、各住戸での交流電力の利用量を、公平に低減させることが可能となる。

また、前記各第 2制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、前記第 1制御装置は、前記発電装置による発電量が多い時間帯である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を前記各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制される旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力をそれぞれ直流機器に供給させてもよい。

上記構成によれば、発電装置での発電量の多い時間帯では、発電装置で発電された電力が蓄電池に供給される。そして、各住戸では、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、該直流電力が直流機器に供給される。そのため、蓄電池を好適に充電させることが可能となる。

また、前記第 1制御装置は、前記発電装置による発電量が少ない時間帯である場合、前記蓄電池から各住戸の電力供給を許可する旨を前記各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池から各住戸への電力供給を許可する旨を受信した場合、前記蓄電池から供給される電力を直流機器にそれぞれ供給させてもよい。

上記構成によれば、発電装置での発電量の少ない時間帯では、蓄電池から各住戸に電力が供給される。そして、各住戸では、蓄電池から供給された電力によって直流機器が作動する。そのため、蓄電池に蓄電された電力を、各住戸に好適に分配することが可能となる。

また、前記各第 2制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が予め設定された残容量閾値未満である場合、前記蓄電池から各住戸の電力供給を規制すると共に、その旨を各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制される旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させてもよい。

上記構成によれば、蓄電池に蓄電された電力の残容量が残容量閾値未満になった場合には、蓄電池から各住戸への電力供給が規制される。そのため、残容量の少なくなつた蓄電池の過度の放電が抑制される。

また、前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が予め設定された残容量閾値未満である場合、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を、前記残容量が前記残容量閾値以上であった場合よりも減少させてもよい。上記構成によれば、蓄電池に蓄電された電力の残容量が残容量閾値未満になった場合には、残容量が残容量閾値以上であった場合に比して、蓄電池から各住戸に供給される電力量が少なくなる。そのため、蓄電池での過度の放電が抑制されると共に、各住戸での交流電力の消費量の低減に貢献可能となる。

また、前記各第 2制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が前記残容量閾値未満よりも小さい値に予め設定された過放電判定閾値以下である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を前記各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制された旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させてもよい。

上記構成によれば、蓄電池に蓄電された電力の残容量が過放電判定閾値以下になった場合には、蓄電池から各住戸への電力供給が規制される。そのため、残容量の少なくなつた蓄電池の過度の放電が抑制される。

また、複数の住宅の共用部に対応し、前記第 1制御装置と通信可能な第 3制御装置をさらに備え、前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段による計測結果、前記各第 2制御装置から受信した情報及び前記第 3制御装置から受信した情報に基づき、前記蓄電池から各住戸及び共用部に供給する電力量を調整してもよい。

上記構成によれば、集合住宅の共用部にも、蓄電池から電力が供給される。そのため、共用部での交流電力の利用量の低減に貢献可能となる。

発明の効果

本発明によれば、集合住宅において各住戸での交流電力の利用量を低減させることができる。

図面の簡単な説明

本発明の目的及び特徴は、以下のような添付図面とともに与えられる以降の望ましい実施例の説明から明白になる。

【図 1】本実施形態における集合住宅用の配電システムを模式的に示す構成図。

【図 2】前記実施形態による配電システムの要部を模式的に示す構成図。

【図 3】前記実施形態の統括コントロールユニットで実行される電力分配処理ルーチンを説明するフローチャート。

【図 4】前記実施形態の住戸側コントロールユニット及び共用側コントロールユニットで実行される電力調整処理ルーチンを説明するフローチャート。発明を実施するため最良の形態

以下、本発明の実施形態が本明細書の一部をなす添付図面を参照してより詳細に説明する。図面全体にて同一であるか、類似した部分には同一の符号を付け、それに対する重複説明を省略する。図 1に示すように、複数の住戸及び共用部を有する集合住宅には、各住戸及び共用部に供給する電力を調整するための配電システム HSが設けられている。この配電システム HSは、自然エネルギの一例として太陽光によって発電する発電装置としての太陽電池 SCと、該太陽電池 SCで発電された電力を蓄電する大容量の蓄電池 BTと、蓄電池 BTに蓄電された直流電力を各住戸及び共用部に配分するための第 1制御装置としての統括コントロールユニット 50とを備えている。また、配電システム HSには、各住戸に設置された各種機器（照明機器、エアコン、家電、オーディオビジュアル機器等）に電力を供給するための住戸用の電力供給システム 1と、共用部に設置された各種機器 (照明機器、エレベータ等）に電力を供給するための共用部用の電力供給システム 1 Aとが設けられている。また、前記配電システム HSにおいて、蓄電池 BTに蓄電される電力は、前記発電装置としての太陽電池 SCの他に、図 1に図示するように、商用交流電源 2が住宅側コントロールユニット 7及び統括コントロールユニット 50を介して供給してもよし、。また、本実施形態での集合住宅とは、例えば、複数のオフィス、商店、住宅などが一つの建物に入っているビルを指す。

次に、統括コントロールユニット 50について図 1及び図 2に基づき説明する。

図 1及び図 2に示すように、統括コントロールユニット 50には、集合住宅の屋上などに設置される太陽電池 SCと、蓄電池 BTとが電気的に接続されている。そして、統括コントロールユニット 50は、太陽電池 SCで発電された電力を蓄電池 BTに供給して該蓄電池 BTを充電させたり、太陽電池 SCで発電された電力を電力会社に送電して電力を売却したりする。

こうした統括コントロールユニット 50は、統括制御部 51と、太陽電池 SCでの発電量を計測する電力計測部 52と、蓄電池 BTに蓄電される電力の残容量を計測する残容量計測手段としての残容量計測部 53とを備えている。また、統括コントロールユニット 50には、蓄電池 BTから各住戸及び共用部に供給する電力を配分するための電力分配部 54と、各住戸の後述する住戸側コントロールユニット 7及び共用部の後述する共用側コントロールユニット 80と無線で通信するための統括側通信部 55とが設けられている。

統括制御部 51は、図示しない CPU、 ROM及び RAMなどを有するデジタルコンピュータを備えている。こうした統括制御部 51には、電力計測部 52及び残容量計測部 53での計測結果、及び統括側通信部 55での受信結果が入力される。また、統括制御部 51は、各住戸及び共用部に対する蓄電池 BTからの直流電力の供給量が個別に調整されるように、電力分配部 54に対して制御指令を出力する。

電力計測部 52及び残容量計測部 53は、図示しない直流電力計と、該直流電力計から出力される計測信号に基づき電力量を算出する図示しない算出部とをそれぞれ有している。そして、電力計測部 52及び残容量計測部 53は、算出部での算出結果（即ち、太陽電池 SCの発電量及び蓄電池 BTにおける電力の残容量に関する情報)を統括制御部 51にそれぞれ出力する。

電力分配部 54は、直流系電力線 1 5を介して後述する各住戸側コントロールユニット 7及び共用側コントロールユニット 80に接続されている。こうした電力分配部 54は、蓄電池 BTから各住戸及び共用部への直流電力の供給量を調整するための図示しない調整部 (例えば、可変抵抗など)と、蓄電池 BTから各住戸及び共用部への直流電力の供給を許可又は規制するためのスィッチ部とを、住戸及び共用部毎に備えている。そして、電力分配部 54の各調整部及び各ス P T/IB2010/002749 イッチ部は、統括制御部 51からの制御指令に基づきそれぞれ作動する。

次に、住戸用の電力供給システム 1について、図 1に基づき説明する。

図 1に示すように、電力供給システム 1は、系統 2から得る商用交流電源 (AC電源）を電力として各種機器を動作させる他に、太陽電池 SC及び蓄電池 BTからの電力（直流電力）を各種機器に電源として供給する。電力供給システム 1は、直流電源（DC電源）を入力して動作する DC 機器 (直流機器) 5の他に、交流電源 (AC電源)を入力して動作する AC機器 (交流機器) 6にも電力を供給する。

電力供給システム 1には、同システム 1の分電盤として第 2制御装置としての住戸側コント口 —ルユニット 7及び DC分電盤 (直流ブレーカ内蔵） 8が設けられている。また、電力供給システム 1には、住戸の DC機器 5の動作を制御する機器として制御ユニット 9及びリレーユニット 1 0が設けられている。

住戸側コントロールユニット 7には、交流電源を分岐させる AC分電盤 1 1が交流系電力線 1 2 を介して接続されている。住戸側コントロールユニット 7は、この AC分電盤 1 1を介して系統 2に接続されるとともに、直流系電力線 1 5を介して統括コント口一ルユニット 50 (より具体的には、蓄電池 BT)に接続されている。住戸側コントロールユニット 7は、 AC分電盤 1 1から交流電力を取り込むとともに統括コントロールユニット 50側から直流電力を取り込み、これら電力を機器電源として所定の直流電力に変換する。そして、住戸側コントロールユニット 7は、この変換後の直流電力を、直流系電力線 1 4を介して DC分電盤 8に出力する。住戸側コントロールユニット 7は、信号線 1 7を介して DC分電盤 8とデータやり取りを実行する。

DC分電盤 8は、直流電力対応の一種のブレーカである。 DC分電盤 8は、住戸側コントロールユニット 7から入力した直流電力を分岐させ、その分岐後の直流電力を、直流系電力線 1 8を介して制御ユニット 9に出力したり、直流系電力線 1 9を介してリレーユニット 1 0に出力したりする。また、 DC分電盤 8は、信号線 20を介して制御ユニット 9とデータやり取りをしたり、信号線 21を介してリレーユニット 1 0とデータをやり取りしたりする。

制御ユニット 9には、複数の DC機器 5が接続されている。これら DC機器 5は、直流電力及びデータの両方を 1対の線によって搬送可能な直流供給線路 22を介して制御ユニット 9と接続されている。直流供給線路 22は、 DC機器の電源となる直流電圧に、高周波の搬送波によりデータを電送する通信信号を重畳する、いわゆる電力線搬送通信により、 1対の線で電力及びデータの両方を DC機器 5に搬送する。制御ユニット 9は、直流系電力線 1 8を介して DC機器 5の直流電源を取得し、 DC分電盤 8から信号線 20を介して得る動作指令を基に、どの DC機器 5をどのように制御するのかを把握する。そして、制御ユニット 9は、指示された DC機器 5に直流供給線路 22を介して直流電圧及び動作指令を出力し、 DC機器 5の動作を制御する。

制御ユニット 9には、宅内の DC機器 5の動作を切り換える際に操作するスィッチ 23が直流供給線路 22を介して接続されている。また、制御ユニット 9には、例えば赤外線リモートコント口 —ラからの発信電波を検出するセンサ 24が直流供給線路 22を介して接続されている。よって、 DC分電盤 8からの動作指示のみならず、スィッチ 23の操作やセンサ 24の検知によっても、直流供給線路 22に通信信号を流して DC機器 5が制御される。

リレーユニット 1 0には、複数の DC機器 5がそれぞれ個別の直流系電力線 25を介して接続されている。リレーュニット 10は、直流系電力線 1 9を介して DC機器 5の直流電源を取得し、 DC 分電盤 8から信号線 21を介して得る動作指令を基に、どの DC機器 5を動作させるのかを把握する。そして、リレーユニット 1 0は、指示された DC機器 5に対し、内蔵のリレーにて直流系電力線 25への電源供給をオンオフすることで、 DC機器 5の動作を制御する。また、リレーユニット" 1 0 には、 DC機器 5を手動操作するための複数のスィッチ 26が接続されており、スィッチ 26の操作によって直流系電力線 25への電源供給をリレーにてオンオフすることにより、 DC機器 5が制御される。

DC分電盤 8には、例えば壁コンセントや床コンセントの態様で住戸に建て付けられた直流コンセント 27が直流系電力線 28を介して接続されている。この直流コンセント 27に DC機器のプラグ (図示略)を差し込めば、同機器に直流電力を直接供給することが可能である。

また、系統 2と AC分電盤 1 1との間には、系統 2の使用量を遠隔検針可能な電力メータ 29が接続されている。電力メータ 29には、商用電源使用量の遠隔検針の機能のみならず、例えば電力線搬送通信や無線通信の機能が搭載されている。電力メータ 29は、電力線通信や無線通信等を介して検針結果を電力会社等に送信する。

電力供給システム 1には、住戸内の各種機器をネットワーク通信によって制御可能とするネットワークシステム 30が設けられている。ネットワークシステム 30には、同システム 30のコントロールユニットとして住戸内サーバ 31が設けられている。住戸内サーバ 31は、インターネットなどのネットワーク Nを介して宅外の管理サーバ 32と接続されるとともに、信号線 33を介して宅内機器 34に接続されている。また、住戸内サーバ 31は、 DC分電盤 8から直流系電力線 35を介して取得する直流電力を電源として動作する。

住戸内サーバ 31には、ネットワーク通信による宅内の各種機器の動作制御を管理するコントロールボックス 36が信号線 37を介して接続されている。コントロールボックス 36は、信号線 1 7を介して住戸側コントロールユニット 7及び DC分電盤 8に接続されるとともに、直流供給線路 3 8を介して DC機器 5を直接制御可能である。コントロールボックス 36には、例えば使用したガス量や水道量を遠隔検針可能なガス Z水道メータ 39が接続されるとともに、ネットワークシステム 30の操作パネル 40に接続されている。操作パネル 40には、例えばドアホン子器やセンサや力メラからなる監視機器 41が接続されている。

住戸内サーバ 31は、ネットワーク Nを介して宅内の各種機器の動作指令を入力すると、コントロールボックス 36に指示を通知して、各種機器が動作指令に準じた動作をとるようにコント口 —ルボックス 36を動作させる。また、住戸内サーバ 31は、ガスノ水道メータ 39から取得した各種情報を、ネットワーク Nを通じて管理サーバ 32に提供可能であるとともに、監視機器 41で異常検出があったことを操作パネル 40から受け付けると、その旨もネットワーク Nを通じて管理サーバ 32に提供する。

次に、住戸側コントロールユニット 7について図 2に基づき説明する。なお、図 2では、住戸側コントロールユニット 7に接続される各部材については発明の要部のみ図示し、それ以外は省略するものとする。

図 2に示すように、住戸側コントロールユニット 7は、住戸側制御部 71と、住戸での現時点の消費電力量を検出する消費電力検出部 72と、統括コントロールユニット 50の統括側通信部 55 と各種情報の送受信を行なう住戸側通信部 73とを備えている。また、住戸側コントロールュニットフには、系統 2側から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段としての AC— DCコンバ一タ 74と、各 DC機器 5への直流電力の供給態様を調整するための分電部 75とが設けられている。

住戸側制御部 71は、図示しない CPU、 ROM及び RAMなどを有するデジタルコンピュータを備えている。こうした住戸側制御部フ1は、住戸側通信部 73を介して入力された統括コント口一ルユニット 50からの情報に基づき、 AC— DCコンバータ 74や分電部 75を作動させる。また、住戸側制御部 71は、消費電力検出部 72によって検出された住戸での現時点の消費電力量に関する情報 (以下、「消費電力情報」ともいう。）を、住戸側通信部 73から統括側通信部 55に送信させる。なお、本実施形態において、消費電力情報は、住戸における各 DC機器 5の消費電力の合計に関する情報を含んでいる。

消費電力検出部 72は、住戸に設けられた各 DC機器 5の消費電力量を個別に検出するための図示しない検出部を DC機器 5毎に備えている。また、消費電力検出部 72は、各検出部によつて検出された各 DC機器 5での消費電力量を合計し、該合計結果を住戸での消費電力量を取得する図示しない演算部をさらに備え、該演算部によって演算された住戸での消費電力量を住戸側制御部 71に出力する。

次に、共用部用の電力供給システム 1 Aについて、図 1及び図 2に基づき説明する。

図 1及び図 2に示すように、電力供給システム 1 Aは、系統 2Aから得る商用交流電源を電力として各種機器を動作させる他に、太陽電池 SC及び蓄電池 BTからの電力（直流電力）を各種機器に電源として供給する。電力供給システム 1 Aは、直流電源（DC電源)を入力して動作する DC機器 (照明機器など) 5の他に、交流電源 (AC電源）を入力して動作する図示しない AC機器 (エレべ一タなど)にも電力を供給する。

電力供給システム 1 Aには、同システム 1 Aの分電盤として第 3制御装置としての共用側コントロールユニット 80及び図示しない DC分電盤が設けられている。また、電力供給システム" I Aには、共用部の DC機器 5の動作を制御する機器として図示しない制御ユニット及びリレ一ユニットが設けられている。そして、制御ユニット及びリレーユニットには、各 DC機器 5がそれぞれ接続されている。

共用側コントロールユニット 80は、共用側制御部 81と、共用部での現時点の消費電力量 (即ち、各 DC5での消費電力の合計）を検出するための消費電力検出部 82と、統括コントロールユニット 50の統括側通信部 55と各種情報の送受信を行なう共用側通信部 83とを備えている。また、共用側コントロールユニット 80には、系統 2側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 84と、各 DC機器 5への直流電力の供給態様を調整するための分電部 85とが設けられている。

共用側制御部 81は、図示しなし、 CPU、 ROM及び RAMなどを有するデジタルコンピュータを備えている。こうした共用側制御部 81は、共用側通信部 83を介して入力された統括コント口一ルユニット 50からの情報に基づき、 AC— DCコンバータ 84や分電部 85を作動させる。また、共用側制御部 81は、消費電力検出部 82によって検出された住戸での現時点の消費電力量に関する消費電力量情報を、共用側通信部 83から統括側通信部 55に送信させる。次に、統括コントロールユニット 50で実行される電力分配処理ルーチンについて、図 3に示すフローチャートに基づき説明する。

さて、統括制御部 51は、予め設定された所定時間毎 (例えば、数 msec. 毎）に電力分配処理ル一チンを実行する。この電力分配処理ルーチンにおいて、統括制御部 51は、太陽電池 SC の発電量 Gを電力計測部 52に計測させ、該電力計測部 52による計測結果を取得する (ステップ S 1 0)。そして、統括制御部 51は、ステップ S 1 0で取得した発電量 Gが予め設定された発電量閾値 KG以下であるか否かを判定する（ステップ si i )。この発電量閾値 KGは、太陽電池 sere の発電量が少ない時間帯 (例えば、夜間）であるか否かを判断するための基準値であって、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。ステップ S 1 1の判定結果が否定判定（G> KG) である場合、統括制御部 51は、太陽電池 SCでの発電量 Gが多い時間帯 (例えば、昼間）であると判断し、太陽電池 SCで発電した電力によって蓄電池 BTを充電させるため、その処理を後述するステップ S20に移行する。

—方、ステップ S 1 1の判定結果が肯定判定（G≤KG)である場合、統括制御部 51は、太陽電池 SCでの発電量 Gが少ない時間帯 (例えば、夜間）であると判断し、蓄電池 BTにおける電力の残容量 Dを残容量計測部 53に計測させ、該残容量計測部 53による計測結果を取得する（ステツプ S 1 2)。そして、統括制御部 51は、ステップ S 1 2で取得した残容量 Dが予め設定された第 1残容量閾値 KD 1 (例えば、満タン時の 50%に相当する値)未満であるか否かを判定する（ス亍ップ S 1 3)。この第 1残容量閾値 KD1は、蓄電池 BTの過度の放電を抑制するために設定された基準値であって、実験やシミュレーションなどによって予め設定される。

そして、ステップ S 1 3の判定結果が否定判定（D≥KD 1 )である場合、統括制御部 51は、蓄電池 BTに十分な電力が蓄電されていると判断し、統括側通信部 55から供給量通常指令を各住戸及び共用部に向けて送信させる (ステップ S 1 4)。続いて、統括制御部 51は、各住戸（各住戸側通信部 55)及び共用部（共用側通信部 83)から消費電力量情報を受信したか否かを判定する（ステップ S 1 5)。この判定結果が否定判定である場合、統括制御部 51は、各住戸及び共用部での現時点の消費電力量が不明であるため、消費電力量情報を受信するまでステップ S 1 5 の判定処理を繰り返し実行する。

—方、ステップ S 1 5の判定結果が肯定判定である場合、統括制御部 51は、蓄電池 BTから通常の電力供給を行なわせるべく電力分配部 54を作動させる (ステップ S 1 6)。具体的には、統括制御部 51は、各住戸及び共用部での消費電力量に応じた直流電力が各住戸及び共用部に供給されるように、電力分配部 54を作動させる。そのため、各住戸及び共用部の全ての DC機器 5は、蓄電池 BTから供給される直流電力に基づき作動することになる。その後、統括制御部 5 1は、電力分配処理ルーチンを終了する。

その一方で、ステップ S 1 3の判定結果が肯定判定（Dく KD 1 )である場合、統括制御部 51 は、蓄電池 BTにおける電力の残容量 Dが減ってきたと判断し、ステップ S 1 2で取得した残容量 Dが予め設定された第 2残容量閾値 (過放電判定閾値) KD2未満であるか否かを判定する (ステップ S 1 7)。この第 2残容量閾値 KD2は、蓄電池 BTのこれ以上の放電を規制するか否かを判断するための基準値であって、第 1残容量閾値 KD 1よりも小さい値 (例えば、満タン時の 1 0%に相当する値）に設定される。そして、ステップ S 1 7の判定結果が肯定判定（Dく KD2)である場合、統括制御部 51は、その処理を後述するステップ S20に移行する。

—方、ステップ S1 7の判定結果が否定判定（D KD2)である場合、統括制御部 51は、蓄電池 BTからの放電量を抑制するために、統括側通信部 55から供給量減少指令を各住戸及び共用部に向けて送信させる（ステップ S1 8)。そして、統括制御部 51は、蓄電池 BTから各住戸及び共用部への電力の供給量を残容量 Dが第 1残容量閾値 KD1以上である場合に比して減少させるベぐ電力分配部 54を作動させる（ステップ S 1 9)。一例として、統括制御部 51は、各住戸及び共用部で供給を所望する電力量の半分程度が供給されるように、電力分配部 54を作動させる。その後、統括制御部 51は、電力分配処理ルーチンを終了する。

ステップ S20において、統括制御部 51は、蓄電池 BTからの放電を規制させるために、統括側通信部 55から供給停止指令を各住戸及び共用部に向けて送信させる。そして、統括制御部 51は、蓄電池 BTから各住戸及び共用部への電力供給を停止させるベく電力分配部 54を作動させ (ステップ S21 )、その後、電力分配処理ルーチンを終了する。

次に、住戸側コントロールユニット 7及び共用側コントロールユニット 80で実行される電力調整処理ルーチンについて、図 4に示すフローチャートに基づき説明する。なお、共用側コントロールユニット 80では、住戸側コントロールユニット 7と同等の処理を行なうため、ここでは、住戸側コントロールユニット 7で実行される電力調整処理ル一チンについて説明するものとする。

さて、住戸側制御部 71は、予め設定された所定時間毎 (例えば、数 msec. 毎）に電力調整処理ルーチンを実行する。この電力調整処理ルーチンにおいて、住戸側制御部 71は、統括制御部 51側から指令（供給量通常指令、供給量減少指令及び供給停止指令の何れか 1つの指令)を住戸側通信部 73で受信したか否かを判定する（ステップ S30)。この判定結果が否定判定である場合、住戸側制御部 71は、指令を受信するまでステップ S30の判定処理を繰り返し実行する。一方、ステップ S30の判定結果が肯定判定である場合、住戸側制御部フ 1は、住戸側通信部 73で受信した指令が供給量通常指令であるか否かを判定する (ステップ S31 )。

この判定結果が肯定判定（供給量通常指令)である場合、住戸側制御部 71は、住戸での消費電力量を消費電力検出部 72に検出させ、該検出した消費電力量に基づく消費電力量情報を住戸側通信部フ3から統括コントロールユニット 50の統括側通信部 55に送信させる（ステップ S3 2)。続いて、住戸側制御部 71は、系統 2からの交流電圧の供給を規制させると共に、蓄電池 B Tから供給される直流電力を各 DC機器 5に分配するように、 AC— DCコンバータ 74及び分電部 75を作動させ（ステップ S33)、その後、電力調整処理ルーチンを終了する。

一方、ステップ S31の判定結果が否定判定である（供給量通常指令ではない)場合、住戸側制御部 71は、住戸側通信部 73で受信した指令が供給量減少指令であるか否かを判定する (ステツプ S34)。この判定結果が肯定判定 (供給量減少指令)である場合、住戸側制御部 71は、間弓 Iき処理を実行する（ステップ S35)。具体的には、住戸側制御部 71は、住戸で使用中の DC機器 5が 1つのみである場合には、該 DC機器 5への電力供給を停止させるベく分電部 75を作動させると共に、その旨を住人に対して報知させる。また、住戸側制御部 71は、住戸で使用中の DC 機器 5が複数存在する場合には、一部の DC機器 5への電力供給を停止させるために、分電部フ 5を作動させると共に、一部の DC機器 5への電力供給を停止させる旨を DC分電盤 8、制御ュニット 9及びリレーユニット 1 0に出力する。このとき、住戸側制御部 71は、系統 2からの交流電圧の供給を規制させる。そのため、残りの DC機器 5は、蓄電池 BTから供給される直流電力に基づく作動する。なお、各 DC機器 5において直流電力の供給の有無は、所定の基準 (例えば、直流電力の使用量の多さ）によって設定される。その後、住戸側制御部 71は、電力調整処理ルーチンを終了する。

一方、ステップ S34の判定結果が否定判定である (供給量減少指令ではない)場合、住戸側制御部 71は、住戸側通信部 73で受信した指令が供給停止指令であるため、 AC— DC変換処理を実行させる (ステップ S36)。具体的には、住戸側制御部 71は、系統 2側から供給される交流電力を AC— DCコンバータ 74で直流電力に変換させ、該変換後の直流電力を各 DC機器 5に分配すべく分電部 75を作動させる。このとき、住戸内では、全ての機器が交流電力に基づき動作することになる。その後、住戸側制御部 71は、電力調整処理ルーチンを終了する。

例えば、昼間に太陽電池 SCによって蓄電池 BTが十分に蓄電された場合、その後の夜間では、各住戸及び共用部において使用される各 DC機器 5は、蓄電池 BT側から供給される直流電力に基づきそれぞれ作動する。そのため、夜間において各住戸及び共用部では、 DC機器 5を作動させる際に交流電力を用いないため、商用交流電源から供給される交流電力の使用量が低減される。しかも、各住戸及び共用部には、それらの住戸側通信部 73及び共用側通信部 83から送信した消費電力量情報に応じた直流電力が蓄電池 BTから供給される。そのため、各住戸における交流電力の使用量を、公平に低減させることになる。

そして、時間の経過と共に蓄電池 BTにおける電力の残容量 Dが第 1残容量閾値 KD1未満になると、残容量 Dが少なくなつたと判断される。すると、蓄電池 BTから各住戸及び共用部に供給される直流電力は、それ以前に比して少なくなる。そのため、各住戸及び共用部では、蓄電池 BTからの直流電力の供給量の低減に対応するために、間引き処理が行なわれる。一例として、 1つの住戸において、複数の DC機器 5を利用中である場合、一部の DC機器 5に対して直流電力の供給を強制的に停止させる一方、残りの DC機器 5に対して通常通りに直流電力を供給させる。その結果、 1つの住戸における直流電力の消費量は、蓄電池 BTからの直流電力の供給量の低減に対応して低減される。このとき、残りの DC機器 5に対する直流電力の供給量を、低減させてもよい。

その後、時間が更に経過すると、蓄電池 BTにおける電力の残容量 Dが第 2残容量閾値 KD 2未満になることがある。この場合、蓄電池 BTから各住戸及び共用部への直流電力の供給が強制的に規制される。すると、各住戸及び共用部では、蓄電池 BTから直流電力が供給されなくなるため、系統 2, 2Aから供給される交流電力力 AC— DCコンバータ 74, 84によって直流電力に変換され、変換後の直流電力が各 DC機器 5に供給される。その結果、各住戸及び共用部において各 DC機器 5が利用不能となることが回避される。

このとき、蓄電池 BTは、完全に放電しきってしまうことを回避できる。そして、蓄電池 BTに僅かに残った電力は、集合住宅の停電時の非常用電力として活用することが可能となる。

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。

(1 )各住戸には、蓄電池 BTに蓄電される電力の残容量 D及び住戸側コントロールユニット 7 から送信した情報に基づいて、蓄電池 BTから直流電力がそれぞれ供給される。そのため、非停電時であっても各住戸に蓄電池 BTから電力供給がそれぞれなされるため、各住戸での交流電力の利用量を低減させることができる。

(2)各住戸には、住戸側コントロールユニット 7から送信した消費電力量情報に基づいた直流電力が蓄電池 BTから供給される。すなわち、各住戸には、直流電力の使用量に応じた直流電力が蓄電池 BTから供給されることになる。そのため、各住戸での交流電力の利用量を公平に低減させることができる。

(3)太陽電池 SCでの発電量 Gの多い時間帯では、太陽電池 SCで発電された電力が蓄電池 BTに供給されることにより、蓄電池 BTに電力が蓄電される。そのため、昼間中に、蓄電池 BTを確実に充電させることができる。

(4)太陽電池 SCでの発電量 Gの少ない時間帯（例えば、夜間）では、蓄電池 BTから各住戸に直流電力が供給される。そして、各住戸では、蓄電池 BTから供給された直流電力が DC機器 5に供給され、該 DC機器 5が作動する。そのため、蓄電池 BTに蓄電された直流電力を、各住戸に好適に分配することができる。

(5)蓄電池 BTに蓄電された電力の残容量 Dが第 1残容量閾値 KD1未満になった場合には、蓄電池 BTから各住戸への直流電力の供給量が低減される。このとき、各住戸では、上記間引き処理が行なわれ、消費電力量の低減が図られる。そのため、蓄電池 BTの過度の放電を抑制できると共に、各住戸での交流電力の消費量の低減に貢献できる。

(6)その後、蓄電池 BTに蓄電された電力の残容量 Dが第 2残容量閾値 KD2以下になった場合には、蓄電池 BTから各住戸への電力供給が規制される。そのため、残容量の少なくなつた蓄電池 BTの過度の放電を抑制できる。

(フ）本実施形態では、蓄電池 BTからは、各住戸だけではなぐ集合住宅の共用部に対しても直流電力が供給される。そのため、共用部での交流電力の使用量を低減させることができる。

なお、本実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。

-実施形態において、共用部には、蓄電池 BTから直流電力を供給しなくてもよし、。この場合、共用部の全ての電気機器は、商用交流電源から供給される交流電力に基づき作動することになる。

■実施形態において、蓄電池 BTにおける電力の残容量 Dが第 1残容量閾値 KD1未満になり、蓄電池 BTから各住戸及び共用部への直流電力の供給量が少なくなつた場合には、各住戸及び共用部では、蓄電池 BTから供給される直流電力の低減量に応じた分だけ、交流電力を用いてもよい。このように構成しても、蓄電池 BTから各住戸への直流電力の供給がない場合に比して、各住戸での交流電力の使用量を低減させることができる。

'実施形態において、ステップ S1 3の判定結果が肯定判定（D<KD1 )である場合には、ステップ S20の処理を実行させてもよい。この場合、ステップ S1 7 , S1 8, S1 9の各処理を省略することができる。

'実施形態において、太陽電池 SCでの発電量 Gが発電量閾値 KG以上となる時間帯であっても、太陽電池 SCで発電した電力の一部を、各住戸及び共用部に供給してもよい。この場合、各住戸及び共用部では、太陽電池 SCから供給された直流電力では足りない分だけ、交流電力を利用することになる。

'実施形態において、各住戸において蓄電池 BTから直流電力が供給される場合、各住戸で使用される AC機器 6に対しても、直流電力を供給してもよし、。この場合、蓄電池 BTから供給された直流電力を交流電力に変換し、該変換後の交流電力を AC機器 6に供給することになる。この場合、各住戸において、商用交流電源側からの交流電力の供給量の更なる低減に貢献できる。

-実施形態において、統括制御部 71は、日時に関する情報や気象情報を受信し、該受信結果に基づき太陽電池 SCでの発電量 Gの多い時間帯や少ない時間帯を判断してもよい。この場合、日時や気象情報に基づき太陽電池 SCの発電量 Gを推定する統括制御部 51が、残容量計測手段としても機能することになる。

-実施形態において、発電装置は、自然エネルギを利用して発電可能な装置であれば、任意の発電装置でもよい。例えば、発電装置は、風力発電機能や地熱発電機能を有する装置でもよし、。また、水の電気分解と逆の反応を用いて発電する燃料電池を発電装置として用いてもよい。

-実施形態において、統括コントロールユニット 50と住宅側コントロールユニット 7及び共用側コントロールユニット 80との間の情報送受信を有線通信にてしてもよい。

■前記実施形態は、複数のオフィス、商店、住宅などが一つの建物に入っているビルなどの電力供給について説明しているが、これに限定されることなぐ例えば、複数の単独建物 (例えば、単独住宅)が存在する一つの単位区域上において、各建物及び共用部への電力供給についても適用可能である。

以上、本発明の望ましい実施形態が説明されたが、本発明はこれらの特定の実施形態に限定されることなぐ後続する請求範囲の範疇から外れず、多様な変更及び変形がなされ得、それも本発明の範疇内に属すると言える。

Claims

請求の範囲

【請求項 1】

蓄電池を備える複数の住宅において該蓄電池に蓄電される電力を各住宅に配分する配電システムであって、前記蓄電池の電力の残容量を計測する残容量計測手段を有する第 1 制御装置を備え、前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段による計測結果に基づき、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を調整する配電システム。

【請求項 2】

自立発電機能を有し、発電した電力の少なくとも一部を前記蓄電池に供給することによリ該蓄電池を充電させる発電装置と、各住戸に個別対応して設けられ、前記第 1制御装置と通信可能な複数の第 2制御装置と、を更に備え、前記第 1制御装置は、前記計測結果及び前記各第 2制御装置から受信した情報に基づき、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を調整する請求項 1に記載の配電システム。

【請求項 3】

前記各第 2制御装置は、各住戸で消費される消費電力量に関する消費電力量情報を前記第 1制御装置にそれぞれ送信する請求項 2に記載の配電システム。

【請求項 4】

前記各第 2制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、前記第 1制御装置は、前記発電装置による発電量が多い時間帯である場合、前記蓄電池から各住戸の電力供給を規制すると共に、その旨を前記各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制される旨を受信した場合、前記変換手段によつて変換された直流電力をそれぞれ直流機器に供給させる請求項 3に記載の配電システム。

【請求項 5】

前記第 1制御装置は、前記発電装置による発電量が少ない時間帯である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を許可する旨を前記各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池から各住戸への電力供給を許可する旨を受信した場合、前記蓄電池から供給される電力を直流機器にそれぞれ供給させる請求項 3又は請求項 4に記載の配電システム。

【請求項 6】

前記各第 2制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が予め設定された残容量閾値未満である場合、前記蓄電池から各住戸八の電力供給を規制すると共に、その旨を各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制される旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させる請求項 2又は 3に記載の配電システム。

【請求項 7】

前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が予め設定された残容量閾値未満である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制するとともに、その旨を各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制された旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させる請求項 4又は請求項 5に記載の配電システム。

【請求項 8】

前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段によつて計測された残容量が予め設定された残容量閾値未満である場合、前記蓄電池から各住戸に供給する電力量を、前記残容量が前記残容量閾値以上であった場合よリも減少させる請求項 2〜請求項 5のうち何れか一項に記載の配電システム。

【請求項 9】

前記各第 2制御装置は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する変換手段をそれぞれ有し、前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が前記残容量閾値よリも小さい値に予め設定された過放電判定閾値以下である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を前記各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制された旨を受信した場合、前記変換手段によって変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させる請求項 2又は請求項 3に記載の配電システム。

【請求項 1 0】

前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段によって計測された残容量が前記残容量閾値よリも小さい値に予め設定された過放電判定閾値以下である場合、前記蓄電池から各住戸への電力供給を規制すると共に、その旨を前記各第 2制御装置に送信し、前記各第 2制御装置は、前記蓄電池からの電力供給が規制された旨を受信した場合、前記変換手段によつて変換された直流電力を直流機器にそれぞれ供給させる請求項 4又は請求項 5に記載の配電システム。

【請求項 1 1】

複数の住宅の共用部に対応し、前記第 1制御装置と通信可能な第 3制御装置をさらに備え、前記第 1制御装置は、前記残容量計測手段による計測結果、前記各第 2制御装置から受信した情報及び前記第 3制御装置から受信した情報に基づき、前記蓄電池から各住戸及び共用部に供給する電力量を調整する請求項 2に記載の配電システム。

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