WO2013111858A1 - 電源切替装置及び配電盤 - Google Patents

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power
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current
load
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篠本　洋介
和徳 畠山
崇 山川
誠 春日井
直秀 土本
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三菱電機株式会社
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    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the present invention relates to a power supply switching device and a switchboard, and more particularly to a power supply switcher that switches between two power supplies depending on the situation, and a switchboard including the power supply switcher.
  • the present invention has been made under the above circumstances, and an object thereof is to safely link a home power system having a distributed power supply system to a commercial power system.
  • a power supply switching device is disposed on a primary side of a first disconnecting unit for disconnecting a power storage unit and a load from a power system, and a primary side of the first disconnecting unit.
  • the first voltage detection means for detecting the voltage of the power system and the first disconnection means
  • the first voltage detection means And a control unit that operates the first disconnecting unit based on a command from a user when the voltage is detected, and links the power storage unit and the load to the power system.
  • the apparatus includes control means for connecting and disconnecting the power storage means and the load with respect to the power system based on a user command.
  • control means for connecting and disconnecting the power storage means and the load with respect to the power system based on a user command.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a distribution board 30 according to the present embodiment and a load 40 connected to a single-phase three-wire commercial power system via the distribution board 30.
  • the load 40 is, for example, an electric device used in the house 10, and is, for example, a home appliance such as an air conditioner, a refrigerator, a microwave oven, a washing machine, a television, and a personal computer. Each of the loads 40 is connected to the switchboard 30.
  • FIG. 2 is a block diagram of the switchboard 30. As shown in FIG. 2, the switchboard 30 includes a main breaker 31, a remote disconnection breaker 32, a contactor 33, and a plurality of branch breakers 34.
  • the main breaker 31 is a circuit breaker that divides an electric power system of an electric power company (hereinafter referred to as a commercial electric power system) and an electric power system of the house 10 (hereinafter referred to as an in-home electric power system).
  • the main breaker 31 disconnects the home power system connected to the commercial power system from the commercial power system when an overcurrent flows from the commercial power system to the home power system.
  • the commercial power system is drawn into the switchboard 30 via the watt-hour meter 20 and connected to the primary side of the main breaker 31.
  • the remote shut-off breaker 32 is provided on the secondary side of the main breaker 31. This remote shut-off breaker 32 operates in response to a cut-off command from the monitoring device 60, and, like the main breaker 31, connects the home power system to the commercial power system and disconnects it.
  • a voltage detection transformer VT1 and a pair of current transformers CT1 are provided on the primary side of the remote breaker 32. Further, the remote breaker 32 is provided with a voltage detection transformer VT2 and a set of current transformers CT2 on the secondary side.
  • FIG. 3 is a diagram showing a home power system on the secondary side of the main breaker 31.
  • the home power system includes a neutral line L0 and power supply lines L1 and L2, and the neutral line L0 is grounded.
  • the voltage detection transformers VT1 and VT2 are connected to the power supply lines L1 and L2. A voltage proportional to the voltage between the power supply lines L1 and L2 appears on the secondary side of the voltage detection transformers VT1 and VT2.
  • a pair of current transformers CT1 1 and CT1 2 are provided in the power supply lines L1 and L2, respectively.
  • the secondary current of the current transformers CT1 1 and CT1 2 is the current flowing through the power supply lines L1 and L2. Proportional current value.
  • the contactor 33 is provided on the secondary side of the remote cutoff breaker 32.
  • the contactor 33 is electromagnetically operated in accordance with an opening / closing command from the monitoring device 60, and links and disconnects the commercial power system and the home power system.
  • the contactor 33 has a contact 33a provided on the power supply line L1, a contact 33b provided on the neutral line L0, and a contact 33c provided on the power supply line L2. .
  • the respective contacts 33a to 33c operate in synchronization with an opening / closing command from the monitoring device 60.
  • the contacts 33a to 33c are opened, the home power system is disconnected from the commercial power system, and the contacts 33a to 33c are connected.
  • the domestic power grid is connected to the commercial power grid.
  • the neutral line L0 on the secondary side of the contactor 33 is grounded.
  • the branch breakers 34 are provided in parallel with each other on the secondary side of the contactor 33. Each of these branch breakers 34 is provided for each load 40 and power storage unit 50. By opening and closing the branch breaker 34, the load 40 and the power storage unit 50 can be disconnected from the power system.
  • Each of the main breaker 31, the remote cutoff breaker 32, the contactor 33, and the branch breaker 34 described above is housed in a metal or resin casing.
  • FIG. 4 is a block diagram of the monitoring device 60 and the power storage unit 50.
  • the power storage unit 50 is a unit for storing power supplied from the commercial power system. As illustrated in FIG. 4, the power storage unit 50 includes an inverter 51 and a storage battery 52.
  • the storage battery 52 is a battery composed of a plurality of cells filled with an electrolytic solution.
  • the AC voltage of the commercial power system is converted into a DC voltage by the inverter 51 and applied to the storage battery 52. Thereby, electric charges are accumulated in the storage battery 52.
  • the DC voltage of the storage battery 52 is converted into an AC voltage by the inverter 51 and applied to the home power system. As a result, power is supplied from the power storage unit 50 to the home power system.
  • the commercial power system is blacked out, power is also supplied from the power storage unit 50 to the monitoring device 60.
  • AC / DC conversion and DC / AC conversion by the inverter 51 are performed based on instructions from the monitoring device 60.
  • the power storage unit 50 can be interconnected in synchronization with the commercial power system.
  • the monitoring device 60 has a CPU (Central Processing Unit) 61, a main storage unit 62, an auxiliary storage unit 63, an interface unit 64, and a system bus 65 that connects the above units to each other. Yes.
  • CPU Central Processing Unit
  • the CPU 61 executes predetermined processing to be described later according to a program stored in the auxiliary storage unit 63.
  • the main memory unit 62 includes a RAM (Random Access Memory) and the like.
  • the main storage unit 62 is used as a work area for the CPU 61.
  • the auxiliary storage unit 63 includes a nonvolatile memory such as a ROM (Read Only Memory), a magnetic disk, and a semiconductor memory.
  • the auxiliary storage unit 63 stores a program for executing processing to be described later, parameters, and the like.
  • the interface unit 64 has a serial interface or an analog interface for receiving an analog signal. As can be seen from FIG. 2, the interface unit 64 is connected to the secondary terminals of the voltage detection transformers VT1 and VT2 and the secondary terminals of the current transformers CT1 and CT2 via a cable. Yes. The interface unit 64 is connected to the inverter 51 of the power storage unit 50, the remote cutoff breaker 32, and the contactor 33.
  • the CPU 61 measures the secondary side voltage of the voltage detection transformers VT1 and VT2 and the secondary side current of the current transformers CT1 and CT2 via the interface unit 64, thereby the primary side voltage V1 of the remote cutoff breaker 32.
  • the secondary side voltage V2 and the primary side current I1 and the secondary side current I2 of the remote cutoff breaker 32 can be indirectly measured.
  • the CPU 61 uses the primary side voltage V1, the secondary side voltage V2, the primary side current I1, and the secondary side current I2 to supply power from the commercial power system to the home power system, and from the home power system to the commercial power source.
  • the power flowing backward to the power system can be calculated.
  • the CPU 61 controls the output of the inverter 51 that constitutes the power storage unit 50 to limit the reverse power flow.
  • the CPU 61 can store power in the storage battery 52 by outputting a storage command to the inverter 51. Further, by outputting the discharge command, the power stored in the storage battery 52 can be supplied to the home power system.
  • the CPU 61 can disconnect the household power system from the commercial power system by operating the remote shut-off breaker 32 by outputting a shut-off command to the remote shut-off breaker 32. Further, the CPU 61 can disconnect the home power system from the commercial power system by outputting a disconnection command to the contactor 33. Then, by outputting the input command to the contactor 33, the home power system can be linked to the commercial power system.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the disassembling process executed by the CPU 61 of the monitoring device 60.
  • This disconnection process is executed when the voltage of the commercial power system is healthy and the power storage unit 50 is charged.
  • step S201 the CPU 61 determines whether or not a blackout has occurred in the commercial power system.
  • the primary side voltage V1 becomes almost zero and becomes below the threshold value. Therefore, the CPU 61 compares the primary side voltage V1 with a threshold value. If the primary voltage V1 is equal to or lower than the threshold value, it is determined that a blackout has occurred (step S201: Yes), and the process proceeds to the next step S202.
  • the frequency of the commercial power system for example, the system voltage zero cross
  • the blackout is detected based on the detected frequency. It is good. Further, blackout may be detected based on other criteria.
  • step S202 the CPU 61 outputs a disconnection command to the contactor 33, thereby opening the contactor 33.
  • the CPU 61 opens the remote cutoff breaker 32 by outputting a cutoff command to the remote cutoff breaker 32.
  • the home power system is disconnected from the commercial power system by the contactor 33 and the remote cutoff breaker 32.
  • step S204 the CPU 61 outputs a discharge command to the inverter 51 of the power storage unit 50. Thereby, direct current alternating current conversion is performed by the inverter 51, and the electric power stored in the storage battery 52 of the power storage unit 50 is supplied to the monitoring device 60 and the load 40 connected to the home power system.
  • step S204 the CPU 61 ends the separation process.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the interconnection process executed by the CPU 61 of the monitoring device 60.
  • the interconnection process will be described with reference to FIG. This interconnection process is executed when the commercial power system recovers from the blackout.
  • step S301 the CPU 61 determines whether or not the voltage of the commercial power system has been restored.
  • the CPU 61 compares the primary side voltage V1 with a threshold value. If the primary voltage V1 is greater than the threshold, it is determined that the commercial power system has been restored (step S301: Yes), and the process proceeds to the next step S302.
  • step S302 the CPU 61 determines whether or not the remote cutoff breaker 32 has been turned on.
  • the remote shut-off breaker 32 blocked by the monitoring device 60 is not turned on again, no voltage appears on the secondary side of the remote shut-off breaker 32. For this reason, the secondary side voltage V2 becomes zero.
  • the remote cutoff breaker 32 blocked by the monitoring device 60 is turned on by the user, the voltage of the commercial power system appears on the secondary side of the remote cutoff breaker 32. For this reason, the secondary side voltage V2 becomes substantially equal to the rated voltage.
  • the CPU 61 monitors the secondary side voltage V2, and if the secondary side voltage V2 is equal to or lower than the threshold value, it determines that the remote cutoff breaker 32 is not turned on (step S302: No), and returns to step S301. Thereafter, the processes in steps S301 and S302 are repeatedly executed until the determination in step S302 is affirmed.
  • the CPU 61 determines that the remote cutoff breaker 32 has been turned on (step S302: Yes), and proceeds to the next step S303.
  • step S303 the CPU 61 outputs a power storage command to the inverter 51 of the power storage unit 50. Thereby, the supply of power from the power storage unit 50 to the home power system is stopped.
  • step S304 the CPU 61 outputs a closing command to the contactor 33.
  • the contactor 33 is inserted, and the home power system is connected to the commercial power system.
  • charging of the storage battery 52 of the power storage unit 50 is started.
  • the CPU 61 ends the interconnection process.
  • the power supply switching device is configured by the monitoring device 60, the remote cutoff breaker 32, the contactor 33, and the voltage detection transformers VT1 and VT2. Then, after the commercial power system returns from the blackout, the monitoring device 60 checks whether the primary side voltage V1 and the secondary side voltage V2 of the remote cutoff breaker 32 are the rated voltages (steps S301 and S302). ). And when both the primary side voltage V1 and the secondary side voltage V2 become a rated voltage (step S301, S302: Yes), the contactor 33 is operated and a home electric power grid
  • the remote shut-off breaker 32 when the remote shut-off breaker 32 is not turned on by the user, the secondary side voltage V2 becomes almost zero. For this reason, after the commercial power system is restored from the blackout, the home power system is not connected to the commercial power system against the intention of the user. This prevents the home power system from being connected to the commercial power system and charged against the user's intention. As a result, user safety is ensured.
  • the remote cutoff breaker 32 is turned on by the user after the primary power voltage V1 reaches the rated voltage due to the recovery of the commercial power system from the blackout, the primary voltage V1 and the secondary voltage V2 are applied. Become the rated voltage, the contactor 33 is turned on by the connecting means, and the home power system is quickly connected to the commercial power system. This eliminates the need for the user to perform complicated work other than turning on the remote shut-off breaker 32. As a result, the safety of the commercial power system and the user is ensured.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the switchboard 30A according to the present embodiment, the load 40 connected to the single-phase three-wire commercial power system via the switchboard 30A, the solar power generation unit 80, and the like.
  • a current transformer CT2 is provided on the secondary side of the contactor 33, and a branch breaker 35 is interposed between the current transformer CT2 and the contactor 33.
  • the solar power generation unit 80 is connected to the switchboard 30 according to the first embodiment.
  • the solar power generation unit 80 includes, for example, a solar cell panel disposed on the roof of the house 10 and an inverter 51 that converts the electromotive force generated by the solar cell panel into direct current alternating current.
  • the photovoltaic power generation unit 80 is connected to the home power system branched on the secondary side of the current transformer CT2. Therefore, by monitoring the direction of the secondary current I2 of the current transformer CT2, it is easy to determine whether or not the power supplied from the power storage unit 50 to the home power system is flowing backward to the commercial power system. Judgment can be made. Therefore, by quickly finding the reverse power flow to the commercial power system and controlling the inverter 51 of the power storage unit 50, the reverse power flow to the commercial power system can be avoided, and thus the safety of the commercial power system with public utility Can be secured. On the other hand, it is not necessary to control the power from the photovoltaic power generation unit 80 in which reverse power flow to the commercial power system is recognized, and the configuration of the apparatus can be simplified.
  • Step S302 when the commercial power system recovers from the blackout, the user operates the remote cutoff breaker 32 and triggers that the secondary voltage V2 of the remote cutoff breaker 32 has reached the rated voltage. (Step S302: Yes), the contactor 33 operates, and the domestic power system is connected to the commercial power system (Step 304).
  • an input device 70 connected to the monitoring device 60 is provided, and when the user inputs an input command to the input device 70, the monitoring device 60 causes the contactor 33 to be connected. It is good also as making it operate
  • the remote cutoff breaker 32 instead of the operation of the remote cutoff breaker 32, by realizing the interconnection of the system using the input command from the user as a trigger, the remote cutoff breaker 32 can be omitted and the power supply switching device can be realized.
  • the remote breaker 32 is a breaker that can be operated by the monitoring device 60
  • the contactor 33 may be connected in series instead of the remote cutoff breaker 32.
  • the contactor 33 cannot be directly operated by the user.
  • the monitoring device 60 operates the contactor 33 when receiving the input command from the user via the input device 70.
  • the connection state of the power system is determined from the primary voltage V1 and the contact of the contactor 33 without monitoring the system voltage. be able to.
  • the voltage detection transformer VT2 for measuring the secondary side voltage V2 may be omitted.
  • the load 40, the power storage unit 50, and the photovoltaic power generation unit 80 are directly connected to the branch breakers 34 and 35 has been described.
  • the load 40 and the like may be connected to the branch breakers 34 and 35 via the terminal 30 a.
  • the monitoring device 60 is provided separately from the switchboards 30 and 30A.
  • a microcomputer may be used as the monitoring device 60, and the monitoring device may be accommodated in the switchboards 30 and 30A.
  • the power storage unit 50 may be a backup-only unit installed in the house 10, or may be, for example, a power storage unit including an electric vehicle battery and an inverter connected to a home power system. May be.
  • the power storage unit 50 may be a power storage unit including a wind power generator and a battery.
  • the specifications of the remote breaker 32, the contactor 33, and the plurality of branch breakers 34 described above vary depending on the scale of the house 10, etc. For this reason, it is desirable to arrange these devices on the secondary side of the main breaker 31.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the switchboard 30B according to the present embodiment and the load 40 and the like connected to the single-phase three-wire commercial power system via the switchboard 30B.
  • the switchboard 30 ⁇ / b> B according to the present embodiment is different from the switchboards 30, 30 ⁇ / b> A according to the above-described embodiment in that the switchboard 30 ⁇ / b> B has two switches 36 instead of the remote breaker 32 and the contactor 33. is doing.
  • the switch 36 is a latch type switch for separating the commercial power system and the home power system. This switch 36 has a tripping coil for separating the contacts and a closing coil for bringing the contacts into contact with each other.
  • the switch 36 is opened in synchronization with the rise of the pulse signal.
  • the binary pulse signal Sc is output from the monitoring device 60, the monitoring device 60 closes in synchronization with the rise of the pulse signal.
  • the switch 36 maintains a mechanically closed state after being closed. For this reason, even if the supply of power is stopped due to a power failure, the commercial power system and the home power system are not automatically disconnected, and the state where both power systems are connected is maintained.
  • the monitoring device 60 sets the pulse signal So to a high level for a predetermined time. Thereby, each switch 36 is opened, and the home power system is disconnected from the commercial power system.
  • the monitoring device 60 sets the pulse signal Sc to the high level for a predetermined time. As a result, the switches 36 are closed, and the in-home power system is connected to the commercial power system.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the disassembling process executed by the CPU 61 of the monitoring device 60.
  • This disconnection process is executed when the voltage of the commercial power system is healthy and the power storage unit 50 is charged.
  • step S201 the CPU 61 determines whether or not a blackout has occurred in the commercial power system.
  • the primary side voltage V1 becomes almost zero and becomes below the threshold value. Therefore, the CPU 61 compares the primary side voltage V1 with a threshold value. If the primary voltage V1 is equal to or lower than the threshold value, it is determined that blackout has occurred (step S201: Yes), and the process proceeds to the next step S211.
  • Each of the two switches 36 is a normally closed type switch 36 that maintains a mechanically closed state. Therefore, the switch 36 maintains a closed state after the blackout occurs until a disconnection instruction from the user is input to the input device 70.
  • step S211 the CPU 61 determines whether or not a disconnection instruction for disconnecting the home power system from the commercial power system is input to the input device 70.
  • the CPU 61 returns to step S201. Thereafter, the CPU 61 repeatedly executes the processes in steps S201 and S211 until the determination in step S211 is affirmed.
  • step S211: Yes when a disconnection instruction from the user is input to the input device 70 (step S211: Yes), the CPU 61 proceeds to step S212.
  • step S212 the CPU 61 opens the two switches 36 respectively. As a result, the home power system is disconnected from the commercial power system by the two switches 36.
  • step S204 the CPU 61 outputs a discharge command to the inverter 51 of the power storage unit 50. Thereby, direct current alternating current conversion is performed by the inverter 51, and the electric power stored in the storage battery 52 of the power storage unit 50 is supplied to the monitoring device 60 and the load 40 connected to the home power system.
  • step S204 the CPU 61 ends the release process.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the interconnection process executed by the CPU 61 of the monitoring device 60.
  • the interconnection process will be described with reference to FIG. This interconnection process is executed when the commercial power system recovers from the blackout.
  • step S301 the CPU 61 determines whether or not the voltage of the commercial power system has been restored.
  • the CPU 61 compares the primary side voltage V1 with a threshold value. When the primary side voltage V1 is larger than the threshold value, it is determined that the commercial power system has been restored (step S301: Yes), and the process proceeds to the next step S311.
  • step S311 the CPU 61 determines whether or not a connection instruction for connecting the commercial power system to the home power system is input to the input device 70.
  • step S311 the connection instruction from the user has not yet been input to the input device 70
  • step S311 No
  • the CPU 61 returns to step S301. Thereafter, the CPU 61 repeatedly executes the processes in steps S301 and S311 until the determination in step S311 is affirmed.
  • step S311 Yes
  • the CPU 61 proceeds to step S303.
  • step S303 the CPU 61 outputs a power storage command to the inverter 51 of the power storage unit 50. Thereby, the supply of power from the power storage unit 50 to the home power system is stopped.
  • step S312 the CPU 61 closes each switch 36 by setting the pulse signal Sc to a high level.
  • the home power system is linked to the commercial power system.
  • charging of the storage battery 52 of the power storage unit 50 is started.
  • Each of the two switches 36 is a normally closed type switch 36 that maintains a mechanically closed state. For this reason, the switch 36 remains closed until a disconnection instruction from the user is input to the input device 70 even after blackout occurs.
  • the switch 36 is closed, even if the pulse signal Sc becomes high level by the processing of step S312, the switch 36 is not operated and the closed state is maintained as it is.
  • the CPU 61 ends the interconnection process.
  • the CPU 61 determines whether or not a disconnection instruction from the user is input to the input device 70 (step S211). ). Then, only when there is a disconnection instruction from the user, the switch 36 is opened and the domestic power system is disconnected from the commercial power system (step S212), and then the power storage unit 50 to the load 40 is disconnected. Power supply begins. For this reason, discharge of the electrical storage unit 50 contrary to a user's intention can be prevented. As a result, the home power system is not unnecessarily disconnected from the commercial power system, and the home power system can be stably operated in accordance with the user's intention.
  • the commercial power system when the commercial power system is blacked out for a few seconds or several minutes while the user is out, and then the commercial power system is restored, the user receives power via the home power system after returning home.
  • the supplied electrical equipment can be used as usual.
  • the discharge of the power storage unit 50 is not automatically started against the user's intention, it is avoided that the life of the power storage unit 50 is shortened due to unnecessary discharge. As a result, an inexpensive power storage unit 50 can be used, and further, the running cost of the power storage unit 50 can be reduced.
  • the switch 36 constituting the switchboard 30B according to the present embodiment is a normally closed type switch that maintains a mechanically closed state once closed. Therefore, power consumption for maintaining the interconnection between the commercial power system and the home power system is suppressed.
  • the switchboard 30B In the switchboard 30B according to the present embodiment, two switches 36 are connected in series. Thereby, even when the contact of one switch 36 is welded, the home power system can be disconnected from the commercial power system.
  • the present invention is not limited to this, and the switchboard may be constituted by three or more switches 36 connected in series.
  • the switch 36 is a normally closed type switch that maintains a mechanically closed state after being closed once.
  • the switch 36 may be a normally open type switch that maintains a mechanically open state after the switch 36 is once opened. In this case, power consumption for maintaining the disconnection between the commercial power system and the home power system is suppressed.
  • the photovoltaic power generation unit 80 may be connected to the secondary side of the switch 36 connected in series like the switchboard 30C shown by FIG. 14, for example.
  • switchboard 30C when power storage unit 50 stops discharging by the process of step S303, charging of power storage unit 50 by solar power generation unit 80 is started.
  • the sale of surplus power by the photovoltaic power generation unit 80 is started by the process of step S312.
  • FIG. 15 is a block diagram showing the switchboards 30D and 30E according to the present embodiment and the load 40 and the like connected to the single-phase three-wire commercial power system via the switchboards 30D and 30E.
  • the present embodiment has a point that the load 40 is connected to the commercial power system via two switchboards 30 ⁇ / b> D and 30 ⁇ / b> E, and an earth leakage breaker (ELCB: EarthELimited Circuit instead of the main breaker 31).
  • EECB EarthELimited Circuit instead of the main breaker 31.
  • the difference from the above embodiment is that a breaker 37 is provided.
  • the distribution board 30D includes a leakage breaker 37, two switches 36, a branch breaker 34 to which the power storage unit 50 is connected, and a branch breaker 35 to which the photovoltaic power generation unit 80 is connected.
  • the switchboard 30E is provided with the earth leakage breaker 37 connected to the primary side of the branch breaker 34, and the branch breaker 34 to which the load 40 is connected.
  • the earth leakage breaker 37 constituting the switchboard 30D operates when the zero-phase current of the commercial power system becomes equal to or greater than a threshold value. By operating the earth leakage breaker 37, the home power system is disconnected from the commercial power system. Moreover, the earth leakage circuit breaker 37 which comprises the switchboard 30E operate
  • FIG. 16 is a wiring diagram of the switchboard 30D. As shown in FIG. 16, the distribution board 30D accommodates voltage detection transformers VT1 1 and VT1 2 and current transformers CT1 1 , CT1 2 , CT2 1 , CT2 2 , CT31 1 , CT3 2 .
  • the primary side of the voltage detection transformer VT1 1 is connected to the neutral line L0 and the power line L1 on the secondary side of the leakage breaker 37. Then, the primary side of the voltage detection transformer VT1 2 is connected to the neutral line L0 and the power supply line L2 of the secondary side of the earth leakage breaker 37.
  • the voltage detection transformer VT1 1, VT1 2 on the secondary side, these voltage detection transformer VT1 1, VT1 2 sizes voltage proportional to the voltage applied to the primary side V1 1, V1 2 appears.
  • the primary sides of the current transformers CT1 1 and CT1 2 are connected to the power supply lines L1 and L2 on the secondary side of the leakage breaker 37, respectively.
  • the primary sides of the current transformers CT2 1 and CT2 2 are respectively connected to the power supply lines L1 and L2 on the primary side of the branch breaker 34 to which the power storage unit 50 is connected.
  • the primary sides of the current transformers CT3 1 and CT3 2 are respectively connected to the power supply lines L1 and L2 on the primary side of the branch breaker 35 to which the photovoltaic power generation unit 80 is connected.
  • the current on the secondary side of each current transformer has a value proportional to the current of the power supply lines L1 and L2 to which the primary side of the current transformer is connected.
  • the currents I1 1 and I1 2 on the secondary side of the current transformers CT1 1 and CT1 2 are values proportional to the current flowing between the commercial power system and the home power system.
  • the currents I2 1 and I2 2 on the secondary side of the current transformers CT2 1 and CT2 2 are the charging current flowing into the power storage unit 50 or the discharging current flowing out from the power storage unit 50 and the current consumed by the load 40 in the house
  • the value is proportional to the current obtained by adding together.
  • the currents I3 1 and I3 2 on the secondary side of the current transformers CT3 1 and CT3 2 are values proportional to the power generation current flowing out from the solar power generation unit 80.
  • each current transformer is defined as a positive direction from the commercial power system to each device constituting the home power system.
  • the power secondary current I2 N is a power storage if zero or more, can be determined not to be the backward flow to the commercial power system.
  • the monitoring device 60 compares the secondary current I1 1 and the secondary current I2 1 (step S402), and if both values are equal (step S402: Yes), the current transformer CT1 1 it is determined that the current transformer CT1 2 directions, are equal connected power line (step S403).
  • step S402 When the value of the secondary side current I1 1 and the value of the secondary side current I2 1 are different (step S402: No), the monitoring device 60 determines the value of the secondary side current I1 1 and the secondary side current I2 1. A value obtained by multiplying the value of -1 by -1 is compared (step S404). Then, when both values are equal (step S404: Yes), the orientation of the current transformer CT1 1 and the current transformer CT2 1 are different, the connected power line is determined to equal (step S405).
  • Monitoring device 60 compares the value of the secondary current I1 1, and a value obtained by multiplying the value of -1 of the secondary side current I2 1, in the case where both values are different (step S404: No) Then, the value of the secondary side current I1 1 is compared with the value of the secondary side current I2 2 (step S406). The monitoring device 60, when both values are equal (step S406: Yes), the orientation of the current transformer CT1 1 and the current transformer CT2 2, determines that equals connected power line (step S407 ).
  • the monitoring device 60 compares the value of the secondary side current I1 1 and the value of the secondary side current I2 2 and when both values are different (step S406: No), the secondary side current I1 1 The value is compared with a value obtained by multiplying the value of the secondary side current I2 2 by -1 (step S408). The monitoring device 60, when both values are equal (step S408: Yes), the orientation of the current transformer CT1 1 and the current transformer CT2 2 are different, the connected power line is determined to equal ( Step S409).
  • the monitoring device 60 compares the value of the secondary current I1 1, and a value obtained by multiplying the value of -1 of the secondary side current I2 2, in the case where both values are different (step S408: No), it is determined that a disconnection has occurred in the current transformer (step S420).
  • the monitoring device 60 determines that the direction of the current transformer CT1 1 and the current transformer CT2 1 is equal to the connected power supply line (step S403), or the current transformer CT1 1 and the current transformer CT2 1 orientations are different, when it was judged to be equal connected power line (step S405), and compares the value of the value of the secondary-side current I1 2 and the secondary-side current I2 2 (step S410).
  • the monitoring device 60 when both values are equal (step S410: Yes), the orientation of the current transformer CT1 2 and current transformer CT2 2, it is determined that equals connected power line (step S411 ).
  • Monitoring device 60 compares the values of the secondary current I1 2 and the secondary-side current I2 2, in the case where both values are different (step S410: No), the secondary current I1 2 It compares the value, and a value obtained by multiplying the value of -1 of the secondary side current I2 1 (step S412).
  • the monitoring device 60 when both values are equal (step S412: Yes), the orientation of the current transformer CT1 2 and current transformer CT2 1 are different, the connected power line is determined to equal ( Step S413).
  • the monitoring device 60 compares the value of the secondary current I1 2, and a value obtained by multiplying the value of -1 of the secondary side current I2 1, in the case where both values are different (step S412: No), it is determined that a disconnection has occurred in the current transformer (step S420).
  • Monitoring device 60 a direction current transformer CT1 1 and the current transformer CT2 2, when it is equal connected power line can be confirmed (step S407), or current transformer CT1 1 and the current transformer CT2 2 orientations are different, when it was confirmed the connected power line is equal (step S409) compares the values of the secondary current I1 2 and the secondary-side current I2 1 (step S414 ).
  • the monitoring device 60 when both values are equal (step S414: Yes), the orientation current transformer CT1 2 and current transformer CT2 1, it is determined that equals connected power line (step S415 ).
  • Monitoring device 60 compares the values of the secondary current I1 2 and the secondary-side current I2 1, in the case where both values are different (step S414: No), the secondary current I1 2 It compares the value, and a value obtained by multiplying the value of -1 of the secondary side current I2 1 (step S416).
  • the monitoring device 60 when both values are equal (step S416: Yes), the orientation of the current transformer CT1 2 and current transformer CT2 1 are different, the connected power line is determined to equal ( Step S417).
  • Monitoring device 60 compares the value of the secondary current I1 2, and a value obtained by multiplying the value of -1 of the secondary side current I2 1, in the case where both values are different (step S426: No) Then, it is determined that the current transformer is disconnected (step S420).
  • the monitoring device 60 determines whether or not the current transformer connection is normal (step S430). If the monitoring device 60 determines that the connection is normal (step S430: Yes), the erroneous connection detection process is terminated. On the other hand, when the monitoring device 60 determines that the connection is not normal (step S430: No), the monitoring device 60 displays an error to the user (step S431), and ends the erroneous connection detection process. In step S430, it is determined that the connection is not normal when it is determined that the direction of the current transformer is reversed or when it is determined that the current is disconnected. In addition, when it is judged that it is a disconnection, the case where the current transformer is connected to neutral track L0 is also included.
  • the load 40 is connected to the commercial power via the switchboard 30D in which the two switches 36 are accommodated and the switchboard 30E in which the branch breaker 34 connected to the load 40 is accommodated. Connected to the grid.
  • the latch-type switch 36 is often larger than a normal contactor. For this reason, if a switchboard is configured using a latch-type switch, it may be impossible to use a standard-sized casing. However, when the switchboard is divided into a plurality of parts as in the present embodiment, it is possible to configure the switchboard using a standard casing of an existing size. Thereby, the manufacturing cost of a switchboard can be reduced.
  • the switchboard 30E according to the present embodiment has a configuration equivalent to that of a switchboard often used in general households. For this reason, the in-home electric power system which concerns on this embodiment is realizable only by providing the switchboard 30D which concerns on this embodiment in the primary side of the existing switchboard of a general household. Therefore, the household electric power system according to the present embodiment can be realized at a low cost in a general household.
  • the switchboard constituting the home power system is composed of two switchboards 30D and 30E. For this reason, each switchboard is miniaturized and the degree of freedom of arrangement is increased.
  • switchboard 30 ⁇ / b> D is configured by the earth leakage breaker 37, the two switches 36, and the branch breakers 34 and 35
  • switchboard 30 ⁇ / b> E is configured by the earth leakage breaker 37 and the branch breaker 34.
  • the apparatus accommodated in switchboard 30D, 30E can be selected freely.
  • the casing used for the switchboards 30E and 30D is made of metal or resin.
  • the switchboard is composed of two switchboards 30D and 30E, for example, the casing of the switchboard 30D that houses the switch 36 that is likely to ignite due to a rare short is made of metal,
  • the other switchboard 30E may be made of resin.
  • fire prevention measures such as enclosing the switch 36 with a metal plate may be performed only on the switchboard 30D.
  • the erroneous connection detection process is executed after the photovoltaic power generation unit 80 is stopped. Not only this but when the photovoltaic power generation unit 80 is generating electric power, the switch 36 can be opened and an improper connection can be detected similarly about current transformer CT3, CT2.
  • the solar power generation unit 80 can control by itself the direction in which the current flows. For this reason, it is conceivable to perform the misconnection detection process based on the secondary side current of the current transformer CT3.
  • the power switching device of the present invention is suitable for switching between a commercial power source and a power source installed in a home. Moreover, the switchboard of this invention is suitable for distribution of the electric power to a load.
  • 10 houses, 20 watt-hour meters, 30, 30A-30E switchboard, 30a terminal, 31 main breaker, 32 remote breaker breaker, 33 contactor, 33a-33c contact, 34, 35 branch breaker, 36 switch, 37 earth leakage breaker, 40 load, 50 storage unit, 51 inverter, 52 storage battery, 60 monitoring device, 61 CPU, 62 main storage unit, 63 auxiliary storage unit, 64 interface unit, 65 system bus, 70 input device, 80 solar power generation unit, 304 steps , 660 monitoring device, CT1, CT2 current transformer, L0 neutral line, L1, L2 power line, VT1, VT2 voltage detection transformer.

Landscapes

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Abstract

　商用電力系統がブラックアウトから復帰した後に、遠隔遮断ブレーカ（３２）の一次側電圧（Ｖ１）と二次側電圧（Ｖ２）が定格電圧となっているか否かを確認する。そして、一次側電圧（Ｖ１）と二次側電圧（Ｖ２）の双方が定格電圧となったときに、コンタクタ（３３）を動作させて、家庭内電力系統を商用電力系統に連系する。これにより、商用電力系統がブラックアウトから復旧することで、ユーザが気づかないうちに家庭内電力系統が充電されることがなくなる。その結果、ユーザの安全が確保される。

Description

電源切替装置及び配電盤
　本発明は、電源切替装置及び配電盤に関し、更に詳しくは、状況に応じて２つの電源を切り換える電源切替装置、及び電源切替装置を備える配電盤に関する。
　地球温暖化や、世界規模で進行する経済産業の発展にともない、エネルギー消費量の削減を目的とする取り組みが重要視されている。このような背景から、太陽光発電システムに代表される分散型の電源システムが普及しつつある（例えば特許文献１及び２参照）。また、最近では、災害時の非常用電源として、分散型の電源システムへの感心が高まっている。
　一般家庭に設置される分散型の電源システムについては、太陽光発電システムを除き、蓄電した電力や発電した電力を商用の電力系統に潮流させることが禁止されている。そのため、停電時等に分散型の電源を使用するためには、商用電力系統と家庭内の電力系統（家庭内電力系統）とを切り離すなどの処置を講ずることが望ましい。
　しかしながら、分散型の電源システムでは、家屋に設置された電気機器すべてに対して電力を供給し続けることは困難であるから、商用の電力系統が復旧した際には、家庭内電力系統を、速やかに商用電力系統に連系する必要がある。
特開２００４－２４２４５８号公報 特開２００７－２０９１３３号公報
　商用電力系統に対する家庭内電力系統の解列及び連系は、商用電力系統の公共性から失敗が許されない。しかしながら、一般家庭に設置される分散型の電源システムのユーザは、電気の専門的な知識をもたないことがほとんどである。そのため、一旦解列した家庭内電力系統を、再度商用電源系統に連系するためには、ユーザの誤操作を防止する必要がある。
　本発明は、上述の事情の下になされたもので、分散型の電源システムを有する家庭内電力系統を、安全に商用電力系統に連系することを目的とする。
　上述の目的を達成するために、本発明に係る電源切替装置は、電力系統から蓄電手段及び負荷を解列するための第１解列手段と、前記第１解列手段の一次側に配置され、前記電力系統の電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記第１解列手段によって、前記電力系統から前記蓄電手段及び前記負荷が解列されているときに、前記第１電圧検出手段によって電圧が検出された場合に、ユーザからの指令に基づいて、前記第１解列手段を動作させて、前記電力系統へ前記蓄電手段及び前記負荷を連系する制御手段と、を備える。
　本発明に係る装置は、ユーザの指令に基づいて、電力系統に対して蓄電手段及び負荷の連系及び解列を行う制御手段を備えている。この制御手段により、電力系統がブラックアウトから復旧したときに、ユーザからの意思に基づいて、電力系統の連系が行われる。したがって、ユーザの意思に反する電力系統の連系が回避され、結果的に、電力系統の連系を安全に行うことができる。
第１の実施形態に係る配電盤、及び負荷等を示すブロック図である。 配電盤のブロック図である。 主幹ブレーカ二次側の家庭内電力系統を示す図である。 監視装置及び蓄電ユニットのブロック図である。 解列処理を示すフローチャートである。 連系処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る配電盤、及び負荷等を示すブロック図である。 監視装置に接続される入力装置を示すブロック図である。 配電盤の変形例を説明するための図である。 配電盤の変形例を説明するためのブロック図である。 第３の実施形態に係る配電盤、及び負荷等を示すブロック図である。 解列処理を示すフローチャートである。 連系処理を示すフローチャートである。 変形例に係る配電盤のブロック図である。 第４の実施形態に係る配電盤、及び負荷等を示すブロック図である。 配電盤の配線図である。 誤結線検出処理を示すフローチャートである。
《第１の実施形態》
　以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る配電盤３０と、当該配電盤３０を介して、単相３線式の商用電力系統に接続される負荷４０等を示すブロック図である。
　負荷４０は、例えば家屋１０で使用される電気機器であり、例えば空調機、冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、テレビ、パーソナルコンピュータ等の家電である。負荷４０それぞれは、配電盤３０に接続されている。
　図２は、配電盤３０のブロック図である。図２に示されるように、配電盤３０は、主幹ブレーカ３１、遠隔遮断ブレーカ３２、コンタクタ３３、複数の分岐ブレーカ３４を備えている。
　主幹ブレーカ３１は、電力会社の電力系統（以下、商用電力系統という）と、家屋１０の電力系統（以下、家庭内電力系統という）とを区分する遮断器である。この主幹ブレーカ３１は、商用電力系統から家庭内電力系統へ過電流が流れた場合等に、商用電力系統と連系する家庭内電力系統を、商用電力系統から解列する。図１に示されるように、商用電力系統は、電力量計２０を介して配電盤３０の内部に引き込まれ、主幹ブレーカ３１の一次側に接続されている。
　遠隔遮断ブレーカ３２は、主幹ブレーカ３１の二次側に設けられている。この遠隔遮断ブレーカ３２は、監視装置６０からの遮断指令によって動作し、主幹ブレーカ３１と同様に、商用電力系統に対して家庭内電力系統を連系し、また解列する。
　遠隔遮断ブレーカ３２の一次側には、電圧検出変圧器ＶＴ１と１組の変流器ＣＴ１が設けられている。また、遠隔遮断ブレーカ３２に二次側には、電圧検出変圧器ＶＴ２と１組の変流器ＣＴ２が設けられている。
　図３は、主幹ブレーカ３１の二次側の家庭内電力系統を示す図である。図３に示されるように、家庭内電力系統は、中性線路Ｌ０と、電源線路Ｌ１，Ｌ２から構成され、中性線路Ｌ０は接地されている。そして、電圧検出変圧器ＶＴ１，ＶＴ２は、電源線路Ｌ１，Ｌ２に接続されている。この電圧検出変圧器ＶＴ１，ＶＴ２の二次側には、電源線路Ｌ１，Ｌ２間の電圧に比例した電圧が現れる。
　また、１組の変流器ＣＴ１１，ＣＴ１２は、それぞれ電源線路Ｌ１，Ｌ２に設けられ、変流器ＣＴ１１，ＣＴ１２の二次側の電流は、電源線路Ｌ１，Ｌ２を流れる電流に比例した電流値となる。
　コンタクタ３３は、遠隔遮断ブレーカ３２の二次側に設けられている。このコンタクタ３３は、監視装置６０からの開閉指令によって電磁的に動作し、商用電力系統と家庭内電力系統とを連系し、また解列する。
　図３に示されるように、コンタクタ３３は、電源線路Ｌ１に設けられた接点３３ａと、中性線路Ｌ０に設けられた接点３３ｂと、電源線路Ｌ２に設けられた接点３３ｃとを有している。それぞれの接点３３ａ～３３ｃは、監視装置６０からの開閉指令に同期して動作し、接点３３ａ～３３ｃが開となったときに商用電力系統から家庭内電力系統が解列され、接点３３ａ～３３ｃが閉となったときに商用電力系統に家庭内電力系統が連系する。このコンタクタ３３では、接点３３ｂが開になり、中性線路Ｌ０が開路された場合には、コンタクタ３３の二次側の中性線路Ｌ０が接地される。
　図２に示されるように、分岐ブレーカ３４は、コンタクタ３３の二次側に相互に並列になった状態で設けられている。これらの分岐ブレーカ３４それぞれは、負荷４０及び蓄電ユニット５０ごとに設けられている。この分岐ブレーカ３４を開閉させることで、電力系統から負荷４０及び蓄電ユニット５０を切り離すことができる。
　上述した、主幹ブレーカ３１、遠隔遮断ブレーカ３２、コンタクタ３３、及び分岐ブレーカ３４それぞれは、金属製或いは樹脂製の筐体に収容されている。
　図４は、監視装置６０及び蓄電ユニット５０のブロック図である。蓄電ユニット５０は、商用電力系統から供給される電力を蓄電するためのユニットである。この蓄電ユニット５０は、図４に示されるように、インバータ５１及び蓄電池５２を有している。
　蓄電池５２は、電解液が充填された複数のセルからなるバッテリーである。商用電力系統の交流電圧は、インバータ５１によって直流電圧に変換され、蓄電池５２に印加される。これにより、蓄電池５２に電荷が蓄積される。また、商用電力系統がブラックアウトしたときには、蓄電池５２の直流電圧がインバータ５１によって交流電圧に変換され家庭内電力系統へ印加される。これにより、蓄電ユニット５０から、家庭内電力系統へ電力が供給される。また、商用電力系統のブラックアウトの際には、蓄電ユニット５０から、監視装置６０へも電力が供給される。
　インバータ５１による交流直流変換、及び直流交流変換は監視装置６０の指示に基づいて行われる。これにより、蓄電ユニット５０は、商用電力系統と同期して連系することが可能となる。
　図４に示されるように、監視装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、主記憶部６２、補助記憶部６３、インタフェース部６４、及び上記各部を相互に接続するシステムバス６５を有している。
　ＣＰＵ６１は、補助記憶部６３に記憶されているプログラムに従って、後述する所定の処理を実行する。
　主記憶部６２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んで構成されている。この主記憶部６２は、ＣＰＵ６１の作業領域として用いられる。
　補助記憶部６３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリを含んで構成されている。この補助記憶部６３には、後述する処理を実行するためのプログラムや、パラメータなどが記憶されている。
　インタフェース部６４は、シリアルインタフェース、或いはアナログ信号を受信するためのアナログインタフェースを有している。このインタフェース部６４には、図２を参照するとわかるように、電圧検出変圧器ＶＴ１，ＶＴ２の二次側端子と、変流器ＣＴ１，ＣＴ２の二次側端子が、ケーブルを介して接続されている。また、インタフェース部６４には、蓄電ユニット５０のインバータ５１、遠隔遮断ブレーカ３２、及びコンタクタ３３が接続されている。
　ＣＰＵ６１は、インタフェース部６４を介して、電圧検出変圧器ＶＴ１，ＶＴ２の二次側電圧、及び変流器ＣＴ１，ＣＴ２の二次側電流を計測することで、遠隔遮断ブレーカ３２の一次側電圧Ｖ１及び二次側電圧Ｖ２と、遠隔遮断ブレーカ３２の一次側電流Ｉ１及び二次側電流Ｉ２とを間接的に計測することができる。
　そして、ＣＰＵ６１は、一次側電圧Ｖ１，二次側電圧Ｖ２，一次側電流Ｉ１，二次側電流Ｉ２に基づいて、商用電力系統から家庭内電力系統へ潮流する電力、及び家庭内電力系統から商用電力系統へ逆潮流する電力を算出することができる。ＣＰＵ６１は、商用電力系統へ電力が逆潮流する場合には、蓄電ユニット５０を構成するインバータ５１の出力を制御して、逆潮流を制限する。
　ＣＰＵ６１は、インバータ５１に対して、蓄電指令を出力することで、蓄電池５２に電力を蓄電することができる。また、放電指令を出力することで、蓄電池５２に蓄電された電力を、家庭内電力系統へ供給することができる。
　ＣＰＵ６１は、遠隔遮断ブレーカ３２へ遮断指令を出力することで、遠隔遮断ブレーカ３２を動作させて、商用電力系統から家庭内電力系統を解列することができる。また、ＣＰＵ６１は、コンタクタ３３へ遮断指令を出力することで、商用電力系統から家庭内電力系統を解列することができる。そして、コンタクタ３３に投入指令を出力することで、商用電力系統へ家庭内電力系統を連系することができる。
　次に、上述のように構成された監視装置６０による解列処理について説明する。図５は、監視装置６０のＣＰＵ６１によって実行される解列処理を示すフローチャートである。以下、図５を参照しつつ解列処理について説明する。この解列処理は、商用電力系統の電圧が健全であって、蓄電ユニット５０が充電されている状態のときに実行される。
　まず、ステップＳ２０１では、ＣＰＵ６１は、商用電力系統にブラックアウトが発生したか否かを判断する。商用電力系統がブラックアウトした場合には、一次側電圧Ｖ１がほぼ零になり閾値以下になる。そこで、ＣＰＵ６１は、一次側電圧Ｖ１と閾値とを比較する。そして、一次側電圧Ｖ１が閾値以下である場合には、ブラックアウトが発生したと判断し（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、次のステップＳ２０２へ移行する。なお、ブラックアウトと判断する際に、一次側電圧Ｖ１に基づいて判断せず、商用電力系統の周波数（例えば、系統電圧ゼロクロス）を検出し、検出した周波数に基づいて、ブラックアウトを検出することとしてもよい。また、他の判断基準に基づいて、ブラックアウトを検出することとしてもよい。
　ステップＳ２０２では、ＣＰＵ６１は、コンタクタ３３へ遮断指令を出力することで、コンタクタ３３を開放する。
　次のステップＳ２０３では、ＣＰＵ６１は、遠隔遮断ブレーカ３２へ遮断指令を出力することで、遠隔遮断ブレーカ３２を開放する。これにより、家庭内電力系統は、コンタクタ３３と遠隔遮断ブレーカ３２とによって、商用電力系統から解列された状態になる。
　次のステップＳ２０４では、ＣＰＵ６１は、蓄電ユニット５０のインバータ５１へ、放電指令を出力する。これにより、インバータ５１によって、直流交流変換が実行され、蓄電ユニット５０の蓄電池５２に蓄積された電力が、監視装置６０と家庭内電力系統に接続される負荷４０へ供給される。ステップＳ２０４の処理が終了すると、ＣＰＵ６１は、解列処理を終了する。
　図６は、監視装置６０のＣＰＵ６１によって実行される連系処理を示すフローチャートである。以下、図６を参照しつつ連系処理について説明する。この連系処理は、商用電力系統がブラックアウトから復旧したときに実行される。
　まず、ステップＳ３０１では、ＣＰＵ６１は、商用電力系統の電圧が復旧したか否かを判断する。商用電力系統がブラックアウトから復旧した場合には、商用電力系統の電圧が定格電圧程度になる。そこで、ＣＰＵ６１は、一次側電圧Ｖ１と閾値とを比較する。そして、一次側電圧Ｖ１が閾値より大きい場合には、商用電力系統が復旧したと判断し（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、次のステップＳ３０２へ移行する。
　ステップＳ３０２では、ＣＰＵ６１は、遠隔遮断ブレーカ３２が投入されたか否かを判断する。図２を参照するとわかるように、監視装置６０によって遮断された遠隔遮断ブレーカ３２が再投入されていない場合には、当該遠隔遮断ブレーカ３２の二次側に電圧が現れない。このため、二次側電圧Ｖ２は零になる。一方、監視装置６０によって遮断された遠隔遮断ブレーカ３２が、ユーザによって投入された場合には、商用電力系統の電圧が、当該遠隔遮断ブレーカ３２の二次側に現れる。このため、二次側電圧Ｖ２は定格電圧とほぼ等しくなる。
　ＣＰＵ６１は、二次側電圧Ｖ２を監視して、二次側電圧Ｖ２が閾値以下の場合には、遠隔遮断ブレーカ３２が投入されていないと判断し（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、ステップＳ３０１に戻る。以下ステップＳ３０２での判断が肯定されるまで、ステップＳ３０１，Ｓ３０２の処理を繰り返し実行する。
　一方、ＣＰＵ６１は、二次側電圧Ｖ２が閾値より大きくなった場合には、遠隔遮断ブレーカ３２が投入されたと判断し（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、次のステップＳ３０３へ移行する。
　ステップＳ３０３では、ＣＰＵ６１は、蓄電ユニット５０のインバータ５１に蓄電指令を出力する。これにより、蓄電ユニット５０から家庭内電力系統への電力の供給が停止する。
　次のステップＳ３０４では、ＣＰＵ６１は、コンタクタ３３へ投入指令を出力する。これにより、コンタクタ３３が投入され、商用電力系統へ家庭内電力系統が連系する。同時に、蓄電ユニット５０の蓄電池５２への充電が開始される。ステップＳ３０４の処理が終了すると、ＣＰＵ６１は、連系処理を終了する。
　以上説明したように、本実施形態では、監視装置６０、遠隔遮断ブレーカ３２、コンタクタ３３、及び電圧検出変圧器ＶＴ１，ＶＴ２によって、電源切替装置が構成されている。そして、監視装置６０は、商用電力系統がブラックアウトから復帰した後に、遠隔遮断ブレーカ３２の一次側電圧Ｖ１と二次側電圧Ｖ２が定格電圧となっているか否かを確認する（ステップＳ３０１，Ｓ３０２）。そして、一次側電圧Ｖ１と二次側電圧Ｖ２の双方が定格電圧となったときに（ステップＳ３０１，Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、コンタクタ３３を動作させて、家庭内電力系統を商用電力系統に連系する（ステップＳ３０４）。
　商用電力系統がブラックアウトしている場合には、一次側電圧Ｖ１がほぼ零になる。このため、商用電力系統が無電圧のうちに、遠隔遮断ブレーカ３２とコンタクタ３３によって、家庭内電力系統が商用電力系統に連系することがなくなる。これにより、商用電力系統がブラックアウトから復旧することで、ユーザの意思に反して、家庭内電力系統が充電されることがなくなる。その結果、ユーザの安全が確保される。
　また、ユーザによって遠隔遮断ブレーカ３２が投入されていない場合には、二次側電圧Ｖ２がほぼ零になる。このため、商用電力系統がブラックアウトから復旧した後に、家庭内電力系統が、ユーザの意思に反して、商用電力系統に連系することがなくなる。これにより、ユーザの意思に反して、家庭内電力系統が商用電力系統に連系され充電されることがなくなる。その結果、ユーザの安全が確保される。
　一方で、商用電力系統がブラックアウトから復旧することで一次側電圧Ｖ１が定格電圧になった後に、ユーザによって遠隔遮断ブレーカ３２が投入された場合には、一次側電圧Ｖ１及び二次側電圧Ｖ２がともに定格電圧になり、連系手段によってコンタクタ３３が投入され、家庭内電力系統が商用電力系統へ速やかに連系する。このため、ユーザは遠隔遮断ブレーカ３２の投入以外に、複雑な作業をする必要がなくなる。その結果、商用電力系統及びユーザの安全が確保される。
　以上のように、本実施形態では、ユーザの意思に反する系統の連系が回避され、結果的に、蓄電ユニット５０を有する家庭内電力系統を、安全に商用電力系統へ連系することが可能となる。
　また、本実施形態では、商用電力系統へ家庭内電力系統が連系される際に、監視装置６０から蓄電ユニット５０へ蓄電指令が出力される。このため、予期せぬ電力系統の連系から、蓄電ユニット５０を保護することができる。
《第２の実施形態》
　次に、本発明の第２の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、第１の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。
　図７は、本実施形態に係る配電盤３０Ａと、当該配電盤３０Ａを介して、単相３線式の商用電力系統に接続される負荷４０及び太陽光発電ユニット８０等を示すブロック図である。図７に示されるように、本実施形態に係る配電盤３０Ａは、変流器ＣＴ２がコンタクタ３３の二次側に設けられ、当該変流器ＣＴ２とコンタクタ３３との間に分岐ブレーカ３５を介して、太陽光発電ユニット８０が接続されている点で、第１の実施形態に係る配電盤３０と相違している。
　太陽光発電ユニット８０は、例えば家屋１０の屋根に配置される太陽電池パネルと、太陽電池パネルによる起電力を直流交流変換するインバータ５１を有している。
　本実施形態では、変流器ＣＴ２の二次側で分岐した家庭内電力系統に、太陽光発電ユニット８０が接続されている。このため、変流器ＣＴ２の二次側電流Ｉ２の向きを監視することで、蓄電ユニット５０から家庭内電力系統へ供給される電力が、商用電力系統に逆潮流しているか否かを簡単に判断することができる。したがって、商用電力系統への逆潮流を速やかに発見して、蓄電ユニット５０のインバータ５１を制御することで、商用電力系統への逆潮流を回避でき、ひいては公共性のある商用電力系統の安全性を確保することが可能となる。一方、商用電力系統への逆潮流が認められている太陽光発電ユニット８０からの電力については、特に制御をする必要がなく、装置の構成をシンプルにすることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、商用電力系統がブラックアウトから復旧した場合には、ユーザによって遠隔遮断ブレーカ３２が操作され、当該遠隔遮断ブレーカ３２の二次側電圧Ｖ２が定格電圧になったことをトリガとして（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、コンタクタ３３が動作し、商用電力系統に家庭内電力系統が連系する（ステップ３０４）。
　これに限らず、例えば図８に示されるように、監視装置６０に接続される入力装置７０を設け、ユーザがこの入力装置７０へ投入指令を入力したときに、監視装置６０が、コンタクタ３３を動作させて、商用電力系統に家庭内電力系統を連系させることとしてもよい。このように、遠隔遮断ブレーカ３２の操作に代えて、ユーザからの入力指令をトリガとして系統の連系を実現することで、遠隔遮断ブレーカ３２を省略して電源切替装置を実現することができる。
　上記実施形態では、遠隔遮断ブレーカ３２が、監視装置６０によっても操作が可能な遮断器である場合について説明した。これに限らず、一例として図９に示されるように、遠隔遮断ブレーカ３２に代えて、コンタクタ３３を直列に接続することとしてもよい。コンタクタ３３は、ユーザが直接操作することができない。このため、監視装置６０は、入力装置７０を介してユーザからの投入指令を受信した際に、コンタクタ３３を動作させる。
　また、遠隔遮断ブレーカ３２やコンタクタ３３に、開閉状態を示す接点がある場合には、系統の電圧を監視することなく、一次側電圧Ｖ１とコンタクタ３３の接点から電力系統の連系状態を判断することができる。この場合には、二次側電圧Ｖ２を計測するための電圧検出変圧器ＶＴ２を省略してもよい。
　上記実施形態では、負荷４０、蓄電ユニット５０、太陽光発電ユニット８０が、分岐ブレーカ３４，３５に直接接続されている場合について説明した。これに限らず、例えば図１０に示されるように、負荷４０等は、端子３０ａを介して分岐ブレーカ３４，３５に接続されていてもよい。
　上記実施形態では、監視装置６０が、配電盤３０，３０Ａとは別個に設けられている場合について説明した。これに限らず、監視装置６０として、マイクロコンピュータを用い、当該監視装置を配電盤３０，３０Ａに収容することとしてもよい。
　上記実施形態に係る蓄電ユニット５０は、家屋１０に設置されたバックアップ専用のユニットであってもよいし、例えば家庭内電力系統に接続された電気自動車のバッテリーとインバータから構成される蓄電ユニットであってもよい。また、蓄電ユニット５０は、風力発電装置とバッテリーとを備える蓄電ユニット等であってもよい。
　上記実施形態では、監視装置６０がコンタクタ３３を動作させる場合について説明した。これに限らず、コンタクタ３３としてラッチ式のものを使用することで、ユーザが直接コンタクタ３３を操作することが可能となる。
　上述した、遠隔遮断ブレーカ３２、コンタクタ３３、複数の分岐ブレーカ３４の仕様は、家屋１０の規模等によって異なる。このため、これらの機器は、主幹ブレーカ３１の二次側に配置することが望ましい。
《第３の実施形態》
　次に、本発明の第３の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。
　図１１は、本実施形態に係る配電盤３０Ｂと、当該配電盤３０Ｂを介して、単相３線式の商用電力系統に接続される負荷４０等を示すブロック図である。図１１に示されるように、本実施形態に係る配電盤３０Ｂは、遠隔遮断ブレーカ３２及びコンタクタ３３に代わる２つの開閉器３６を有している点で、上記実施形態に係る配電盤３０，３０Ａと相違している。
　開閉器３６は、商用電力系統と家庭内電力系統とを切り離すためのラッチ式開閉器である。この開閉器３６は、接点同士を離間するための引き外しコイルと、接点同士を接触させる投入コイルを有している。そして、開閉器３６は、監視装置６０から２値のパルス信号Ｓｏが出力されると、パルス信号の立ち上がりに同期してオープンとなる。また、監視装置６０から２値のパルス信号Ｓｃが出力されると、パルス信号の立ち上がりに同期してクローズする。開閉器３６は、クローズとなった後は、機械的にクローズとなった状態を維持する。このため、停電により電力の供給が停止した場合であっても、商用電力系統と家庭内電力系統とが自動的に解列されることがなく、双方の電力系統が連系した状態が維持される。
　監視装置６０は、ユーザからの解列指令が入力装置７０に入力されると、パルス信号Ｓｏを所定の時間だけハイレベルにする。これにより、開閉器３６がそれぞれオープンとなり、商用電力系統から家庭内電力系統が解列する。また、監視装置６０は、ユーザからの投入指令が入力装置７０に入力されると、パルス信号Ｓｃを所定の時間だけハイレベルにする。これにより、開閉器３６がそれぞれクローズして、商用電力系統に家庭内電力系統が連系する。
　次に、本実施形態に係る監視装置６０による解列処理について説明する。図１２は、監視装置６０のＣＰＵ６１によって実行される解列処理を示すフローチャートである。以下、図１２を参照しつつ解列処理について説明する。この解列処理は、商用電力系統の電圧が健全であって、蓄電ユニット５０が充電されている状態のときに実行される。
　まず、ステップＳ２０１では、ＣＰＵ６１は、商用電力系統にブラックアウトが発生したか否かを判断する。商用電力系統がブラックアウトした場合には、一次側電圧Ｖ１がほぼ零になり閾値以下になる。そこで、ＣＰＵ６１は、一次側電圧Ｖ１と閾値とを比較する。そして、一次側電圧Ｖ１が閾値以下である場合には、ブラックアウトが発生したと判断し（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、次のステップＳ２１１へ移行する。
　なお、本実施形態に係る２つの開閉器３６それぞれは、機械的にクローズとなった状態を維持するノーマルクローズ型の開閉器３６である。そのため、開閉器３６は、ブラックアウトが発生した後も、ユーザからの解列指示が入力装置７０に入力されるまでは、クローズとなった状態を維持する。
　ステップＳ２１１では、ＣＰＵ６１は、家庭内電力系統を商用電力系統から解列するための解列指示が、入力装置７０に入力されたか否かを判断する。ユーザからの解列指示が入力装置７０に未だ入力されていない場合には（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２０１へ戻る。以降、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２１１での判断が肯定されるまで、ステップＳ２０１、Ｓ２１１の処理を繰り返し実行する。
　一方、ブラックアウトが発生した後に、ユーザからの解列指示が入力装置７０に入力された場合には（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２１２へ移行する。
　ステップＳ２１２では、ＣＰＵ６１は、２つの開閉器３６をそれぞれオープンにする。これにより、家庭内電力系統は、２つの開閉器３６によって、商用電力系統から解列された状態になる。
　次のステップＳ２０４では、ＣＰＵ６１は、蓄電ユニット５０のインバータ５１へ、放電指令を出力する。これにより、インバータ５１によって、直流交流変換が実行され、蓄電ユニット５０の蓄電池５２に蓄積された電力が、監視装置６０と家庭内電力系統に接続される負荷４０へ供給される。ＣＰＵ６１は、ステップＳ２０４の処理が完了すると、解列処理を終了する。
　図１３は、監視装置６０のＣＰＵ６１によって実行される連系処理を示すフローチャートである。以下、図１３を参照しつつ連系処理について説明する。この連系処理は、商用電力系統がブラックアウトから復旧したときに実行される。
　まず、ステップＳ３０１では、ＣＰＵ６１は、商用電力系統の電圧が復旧したか否かを判断する。商用電力系統がブラックアウトから復旧した場合には、商用電力系統の電圧が定格電圧程度になる。そこで、ＣＰＵ６１は、一次側電圧Ｖ１と閾値とを比較する。そして、一次側電圧Ｖ１が閾値より大きい場合には、商用電力系統が復旧したと判断し（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、次のステップＳ３１１へ移行する。
　ステップＳ３１１では、ＣＰＵ６１は、家庭内電力系統へ商用電力系統を連系するための連系指示が、入力装置７０に入力されたか否かを判断する。ユーザからの連系指示が入力装置７０に未だ入力されていない場合には（ステップＳ３１１：Ｎｏ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３０１へ戻る。以降、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３１１での判断が肯定されるまで、ステップＳ３０１、Ｓ３１１の処理を繰り返し実行する。
　一方、ブラックアウトが発生した後に、ユーザからの連系指示が入力装置７０に入力された場合には（ステップＳ３１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３０３へ移行する。
　ステップＳ３０３では、ＣＰＵ６１は、蓄電ユニット５０のインバータ５１に蓄電指令を出力する。これにより、蓄電ユニット５０から家庭内電力系統への電力の供給が停止する。
　次のステップＳ３１２では、ＣＰＵ６１は、パルス信号Ｓｃをハイレベルにすることにより、開閉器３６それぞれをクローズする。これにより、商用電力系統へ家庭内電力系統が連系する。同時に、蓄電ユニット５０の蓄電池５２への充電が開始される。
　なお、本実施形態に係る２つの開閉器３６それぞれは、機械的にクローズとなった状態を維持するノーマルクローズ型の開閉器３６である。そのため、開閉器３６は、ブラックアウトが発生した後も、ユーザからの解列指示が入力装置７０に入力されるまでは、クローズとなった状態を維持している。開閉器３６がクローズとなっているときには、ステップＳ３１２の処理によって、パルス信号Ｓｃがハイレベルになったとしても、開閉器３６が動作することはなく、クローズとなった状態がそのまま維持される。ＣＰＵ６１は、ステップＳ３１２の処理が完了すると、連系処理を終了する。
　以上説明したように、本実施形態では、商用電力系統にブラックアウトが発生した場合には、ＣＰＵ６１によって、ユーザからの解列指示が入力装置７０に入力されたか否かが判断される（ステップＳ２１１）。そして、ユーザからの解列指示があった場合に限り、開閉器３６がオープンとなって商用電力系統から家庭内電力系統が解列され（ステップＳ２１２）、その後、蓄電ユニット５０から負荷４０への電力供給が始まる。このため、ユーザの意思に反する蓄電ユニット５０の放電を防止することができる。その結果、不必要に商用電力系統から家庭内電力系統が解列することがなくなり、ユーザの意思に従った家庭内電力系統の安定的な運用が可能となる。
　特に、ユーザの介入が困難な数秒間の停電の際には、商用電力系統から家庭内電力系統が意味なく解列することがなくなる。このため、ＦＲＴ（Fault Ride Through）性能を飛躍的に向上させることが可能となる。
　また、落雷等によって、商用電力系統が数分程度停電したときには、ＡＣラッチ型の開閉器であれば商用電力系統から家庭内電力系統が解列してしまうが、機械式ラッチ型の開閉器であれば、商用電力系統と家庭内電力系統との連系が維持される。このため、数分間の停電後に商用電力系統が復旧した場合には、商用電力系統の復旧と同時に家庭内電力系統も復旧する。これにより、ＦＲＴ性能の向上が可能となる。
　具体的には、ユーザの外出中に、商用電力系統が数秒間或いは数分間ブラックアウトし、その後商用電力系統が復旧した場合には、ユーザは、帰宅後、家庭内電力系統を介して電力が供給される電気機器を通常通り使用することができる。また、ユーザの意思に反して、自動的に蓄電ユニット５０の放電が開始されることがなくなるため、不必要な放電により、蓄電ユニット５０の寿命が短くなることが回避される。その結果、蓄電ユニット５０として安価なものを用いることができ、さらには、当該蓄電ユニット５０のランニングコストを低減することができる。
　本実施形態に係る配電盤３０Ｂを構成する開閉器３６は、一旦クローズすると機械的にクローズした状態を維持するノーマルクローズ型の開閉器である。したがって、商用電力系統と家庭内電力系統との連系を維持するための電力の消費が抑制される。
　本実施形態に係る配電盤３０Ｂでは、２つの開閉器３６が直列に接続されている。これにより、一方の開閉器３６の接点が溶着した場合にも、商用電力系統から家庭内電力系統を解列することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、直列に接続された３つ以上の開閉器３６によって配電盤が構成されていてもよい。
　本実施形態では、開閉器３６が、一旦クローズになった後は、機械的にクローズとなった状態を維持するノーマルクローズ型の開閉器である場合について説明した。これに限らず、開閉器３６は、一旦オープンになった後は、機械的にオープンとなった状態を維持するノーマルオープン型の開閉器であってもよい。この場合は、商用電力系統と家庭内電力系統との解列を維持するための電力の消費が抑制される。
　本実施形態では、家庭内電力系統が負荷のみで構成されている場合について説明した。これに限らず、例えば図１４に示される配電盤３０Ｃのように、直列に接続された開閉器３６の二次側に、太陽光発電ユニット８０が接続されていてもよい。配電盤３０Ｃでは、ステップＳ３０３の処理によって、蓄電ユニット５０が放電を停止すると、太陽光発電ユニット８０による、蓄電ユニット５０の充電が開始される。また、ステップＳ３１２の処理によって、太陽光発電ユニット８０による余剰電力の売電が開始される。
《第４の実施形態》
　次に、本発明の第４の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。
　図１５は、本実施形態に係る配電盤３０Ｄ、３０Ｅと、当該配電盤３０Ｄ，３０Ｅを介して、単相３線式の商用電力系統に接続される負荷４０等を示すブロック図である。図１５に示されるように、本実施形態は、２つの配電盤３０Ｄ，３０Ｅを介して負荷４０が商用電力系統に接続されている点と、主幹ブレーカ３１に代わる漏電遮断器（ＥＬＣＢ：Earth Limited Circuit Breaker）３７を備えている点で、上記実施形態と相違している。
　配電盤３０Ｄは、漏電遮断器３７、２つの開閉器３６、蓄電ユニット５０が接続される分岐ブレーカ３４、及び太陽光発電ユニット８０が接続される分岐ブレーカ３５を備えている。また、配電盤３０Ｅは、分岐ブレーカ３４の一次側に接続される漏電遮断器３７、及び負荷４０が接続される分岐ブレーカ３４を備えている。
　配電盤３０Ｄを構成する漏電遮断器３７は、商用電力系統の零相電流が閾値以上になった場合に動作する。当該漏電遮断器３７が動作することにより、商用電力系統から家庭内電力系統が切り離される。また、配電盤３０Ｅを構成する漏電遮断器３７は、負荷４０を流れる零相電流が閾値以上になった場合に動作する。当該漏電遮断器３７が動作することにより、商用電力系統から負荷４０が切り離される。
　図１６は、配電盤３０Ｄの配線図である。図１６に示されるように、配電盤３０Ｄには、電圧検出変圧器ＶＴ１１，ＶＴ１２と、変流器ＣＴ１１，ＣＴ１２、ＣＴ２１，ＣＴ２２、ＣＴ３１１，ＣＴ３２が収容されている。
　電圧検出変圧器ＶＴ１１の一次側は、漏電遮断器３７の二次側の中性線路Ｌ０と電源線路Ｌ１とに接続されている。そして、電圧検出変圧器ＶＴ１２の一次側は、漏電遮断器３７の二次側の中性線路Ｌ０と電源線路Ｌ２とに接続されている。電圧検出変圧器ＶＴ１１，ＶＴ１２の二次側には、これらの電圧検出変圧器ＶＴ１１，ＶＴ１２の一次側に印加される電圧に比例した大きさの電圧Ｖ１１，Ｖ１２が現れる。
　変流器ＣＴ１１，ＣＴ１２の一次側は、漏電遮断器３７の二次側の電源線路Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ接続されている。変流器ＣＴ２１，ＣＴ２２の一次側は、蓄電ユニット５０が接続される分岐ブレーカ３４の一次側の電源線路Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ接続されている。変流器ＣＴ３１，ＣＴ３２の一次側は、太陽光発電ユニット８０が接続される分岐ブレーカ３５の一次側の電源線路Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ接続されている。
　それぞれの変流器の二次側の電流は、変流器の一次側が接続される電源線路Ｌ１，Ｌ２の電流に比例した値となる。このため、変流器ＣＴ１１，ＣＴ１２の二次側の電流Ｉ１１，Ｉ１２は、商用電力系統と家庭内電力系統との間に流れる電流に比例した値となる。また、変流器ＣＴ２１，ＣＴ２２の二次側の電流Ｉ２１，Ｉ２２は、蓄電ユニット５０へ流入する充電電流或いは蓄電ユニット５０から流出する放電電流と、宅内の負荷４０での消費電流とを合算した電流に比例した値となる。また、変流器ＣＴ３１，ＣＴ３２の二次側の電流Ｉ３１，Ｉ３２は、太陽光発電ユニット８０から流出する発電電流に比例した値となる。
　なお、各変流器における電流の向きは、商用電力系統から家庭内電力系統を構成する各機器へ向かう方向を正の方向とする。
　各変流器の二次側電流Ｉ１Ｎ，Ｉ２Ｎ，Ｉ３Ｎを監視することで、太陽光発電ユニット８０から商用電力系統へ逆潮流する電力等を検出することができる。例えば、二次側電流Ｉ２Ｎが零以上であれば蓄電された電力が、商用電力系統に逆潮流していないと判断できる。
　また、二次側電流Ｉ１Ｎ，Ｉ２Ｎ，Ｉ３Ｎを監視することで変流器ＣＴ１～ＣＴ３の誤結線を検出することができる。以下、監視装置６０が実行する誤結線検出処理について、図１７に示されるフローチャートを参照して説明する。この誤結線検出処理は、入力装置７０にユーザからの開始指令が入力された場合に実行される。
　まず、監視装置６０は、太陽光発電ユニット８０を停止する（ステップＳ４０１）。これにより、Ｉ１Ｎ＝Ｉ２Ｎの関係が成立する。このため、二次側電流Ｉ１Ｎの値に対する二次側電流Ｉ２Ｎの相対値を用いて、誤結線の検出が可能となる。
　次に、監視装置６０は、二次側電流Ｉ１１と二次側電流Ｉ２１とを比較して（ステップＳ４０２）、双方の値が等しい場合は（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、変流器ＣＴ１１と変流器ＣＴ１２の向きと、接続された電源線が等しいと判断する（ステップＳ４０３）。
　監視装置６０は、二次側電流Ｉ１１の値と二次側電流Ｉ２１の値が異なる場合には（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、二次側電流Ｉ１１の値と、二次側電流Ｉ２１の値に－１を乗じた値とを比較する（ステップＳ４０４）。そして、双方の値が等しい場合には（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、変流器ＣＴ１１と変流器ＣＴ２１の向きは異なるが、接続された電源線は等しいと判断する（ステップＳ４０５）。
　監視装置６０は、二次側電流Ｉ１１の値と、二次側電流Ｉ２１の値に－１を乗じた値とを比較して、双方の値が異なる場合には（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、二次側電流Ｉ１１の値と二次側電流Ｉ２２の値とを比較する（ステップＳ４０６）。そして、監視装置６０は、双方の値が等しい場合には（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、変流器ＣＴ１１と変流器ＣＴ２２の向きと、接続された電源線が等しいこと判断する（ステップＳ４０７）。
　監視装置６０は、二次側電流Ｉ１１の値と二次側電流Ｉ２２の値とを比較して、双方の値が異なる場合には（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、二次側電流Ｉ１１の値と、二次側電流Ｉ２２の値に－１を乗じた値とを比較する（ステップＳ４０８）。そして、監視装置６０は、双方の値が等しい場合には（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、変流器ＣＴ１１と変流器ＣＴ２２の向きは異なるが、接続された電源線は等しいと判断する（ステップＳ４０９）。
　また、監視装置６０は、二次側電流Ｉ１１の値と、二次側電流Ｉ２２の値に－１を乗じた値とを比較して、双方の値が異なる場合には（ステップＳ４０８：Ｎｏ）、変流器に断線が生じていると判断する（ステップＳ４２０）。
　監視装置６０は、変流器ＣＴ１１と変流器ＣＴ２１の向きと、接続された電源線が等しいと判断したとき（ステップＳ４０３）、或いは、変流器ＣＴ１１と変流器ＣＴ２１の向きは異なるが、接続された電源線は等しいと判断したときは（ステップＳ４０５）、二次側電流Ｉ１２の値と二次側電流Ｉ２２の値とを比較する（ステップＳ４１０）。そして、監視装置６０は、双方の値が等しい場合には（ステップＳ４１０：Ｙｅｓ）、変流器ＣＴ１２と変流器ＣＴ２２の向きと、接続された電源線が等しいと判断する（ステップＳ４１１）。
　監視装置６０は、二次側電流Ｉ１２の値と二次側電流Ｉ２２の値とを比較して、双方の値が異なる場合には（ステップＳ４１０：Ｎｏ）、二次側電流Ｉ１２の値と、二次側電流Ｉ２１の値に－１を乗じた値とを比較する（ステップＳ４１２）。そして、監視装置６０は、双方の値が等しい場合には（ステップＳ４１２：Ｙｅｓ）、変流器ＣＴ１２と変流器ＣＴ２１の向きは異なるが、接続された電源線は等しいと判断する（ステップＳ４１３）。
　また、監視装置６０は、二次側電流Ｉ１２の値と、二次側電流Ｉ２１の値に－１を乗じた値とを比較して、双方の値が異なる場合には（ステップＳ４１２：Ｎｏ）、変流器に断線が生じていると判断する（ステップＳ４２０）。
　監視装置６０は、変流器ＣＴ１１と変流器ＣＴ２２の向きと、接続された電源線が等しいことが確認できたとき（ステップＳ４０７）、或いは、変流器ＣＴ１１と変流器ＣＴ２２の向きは異なるが、接続された電源線は等しいことが確認できたとき（ステップＳ４０９）は、二次側電流Ｉ１２の値と二次側電流Ｉ２１の値とを比較する（ステップＳ４１４）。そして、監視装置６０は、双方の値が等しい場合には（ステップＳ４１４：Ｙｅｓ）、変流器ＣＴ１２と変流器ＣＴ２１の向きと、接続された電源線が等しいと判断する（ステップＳ４１５）。
　監視装置６０は、二次側電流Ｉ１２の値と二次側電流Ｉ２１の値とを比較して、双方の値が異なる場合には（ステップＳ４１４：Ｎｏ）、二次側電流Ｉ１２の値と、二次側電流Ｉ２１の値に－１を乗じた値とを比較する（ステップＳ４１６）。そして、監視装置６０は、双方の値が等しい場合には（ステップＳ４１６：Ｙｅｓ）、変流器ＣＴ１２と変流器ＣＴ２１の向きは異なるが、接続された電源線は等しいと判断する（ステップＳ４１７）。
　監視装置６０は、二次側電流Ｉ１２の値と、二次側電流Ｉ２１の値に－１を乗じた値とを比較して、双方の値が異なる場合には（ステップＳ４２６：Ｎｏ）、変流器に断線が生じていると判断する（ステップＳ４２０）。
　上述の確認の終了後、監視装置６０は、変流器の結線が正常であるか否かを判断する（ステップＳ４３０）。そして、監視装置６０は、結線が正常であると判断した場合には（ステップＳ４３０：Ｙｅｓ）、誤結線検出処理を終了する。一方、監視装置６０は、結線が正常ではないと判断した場合には（ステップＳ４３０：Ｎｏ）、ユーザにエラーを表示してから（ステップＳ４３１）、誤結線検出処理を終了する。ステップＳ４３０では、変流器の向きが逆との判断がなされている場合や、断線との判断がなされている場合に、結線が正常でないとの判断がなされる。なお、断線と判断される場合には、変流器が中性線路Ｌ０に接続されている場合も含まれる。
　以上説明したように、本実施形態では、２つの開閉器３６が収容される配電盤３０Ｄと、負荷４０と接続される分岐ブレーカ３４が収容される配電盤３０Ｅとを介して、負荷４０が、商用電力系統に接続される。一般に、ラッチ式の開閉器３６は、通常のコンタクタに比較して大型であることが多い。このため、ラッチ式の開閉器を用いて配電盤を構成すると、標準のサイズの筐体を使用することができなくなることが考えられる。しかしながら、本実施形態のように、配電盤が複数に分割されていると、既存のサイズの標準的な筐体を用いて配電盤を構成することが可能となる。これにより、配電盤の製造コストを削減することができる。
　本実施形態に係る配電盤３０Ｅは、一般家庭によく用いられる配電盤と同等の構成となっている。このため、一般家庭の既存の配電盤の一次側に本実施形態に係る配電盤３０Ｄを設けるだけで、本実施形態に係る家庭内電力系統が実現できる。したがって、一般家庭で、低コストに本実施形態に係る家庭内電力系統を実現することができる。
　本実施形態では、家庭内電力系統を構成する配電盤が２つの配電盤３０Ｄ，３０Ｅから構成される。このため配電盤それぞれが小型化し、配置の自由度が高くなる。
　本実施形態では、配電盤３０Ｄが、漏電遮断器３７、２つの開閉器３６、分岐ブレーカ３４、３５から構成され、配電盤３０Ｅが、漏電遮断器３７と、分岐ブレーカ３４から構成される場合について説明した。これに限らず、配電盤３０Ｄ，３０Ｅに収容される機器は自由に選択することができる。
　配電盤３０Ｅ，３０Ｄに用いられる筐体は金属製、或いは樹脂製であることが考えられる。本実施形態では、配電盤が２つの配電盤３０Ｄ，３０Ｅから構成されるので、例えば、レアショートを要因とする発火が起こる可能性が高い開閉器３６を収容する配電盤３０Ｄの筐体を金属製とし、他方の配電盤３０Ｅを樹脂製にしてもよい。あるいは、開閉器３６を収容する配電盤３０Ｄの筐体を樹脂製とする場合には、当該配電盤３０Ｄに対してのみ、金属板による開閉器３６の囲いこみ等の防火対策を行うこととしてもよい。
　これにより、安全性を向上しつつ配電盤の製造コストを削減することが可能となる。また、配電盤全体に用いられる金属の量が減少し地球環境に配慮することができる。さらには、配電盤の筐体を樹脂製にすることで、軽量化を図ることができ、設置場所の自由度を更に向上させることができる。
　本実施形態では、変流器の誤結線や断線が自動的に検出される。したがって、家庭内電力系統の設置、改造等を行うことによる生じる初期トラブルを未然に防止することができる。変流器の方向の変更や再設置は比較的な単純な作業であるため、事前に誤結線が検出できれば、電気設備を長時間停止させる必要がなくなる。
　本実施形態では、上記誤結線検出処理を太陽光発電ユニット８０を停止させてから実行した。これに限らず、太陽光発電ユニット８０が発電を行っている場合には、開閉器３６をオープンにして、同様に変流器ＣＴ３，ＣＴ２について誤結線を検出することができる。太陽光発電ユニット８０は、電流が流れる方向を自ら制御することができる。このため、変流器ＣＴ３の二次側電流を基準に誤結線検出処理を行うことが考えられる。
　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
　本出願は、２０１２年７月２６日に出願された、日本国特許出願２０１２－１６６２７４、及び２０１２年１月２７日に出願された、日本国特許出願２０１２－１５６８０に基づく。本明細書中に日本国特許出願２０１２－１６６２７４、及び日本国特許出願２０１２－１５６８０の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照して取り込むものとする。
　本発明の電源切替装置は、商用電源と家庭内に設置された電源の切替に適している。また、本発明の配電盤は、負荷への電力の配分に適している。
　１０　家屋、２０　電力量計、３０，３０Ａ～３０Ｅ　配電盤、３０ａ　端子、３１　主幹ブレーカ、３２　遠隔遮断ブレーカ、３３　コンタクタ、３３ａ～３３ｃ　接点、３４，３５　分岐ブレーカ、３６　開閉器、３７　漏電遮断器、４０　負荷、５０　蓄電ユニット、５１　インバータ、５２　蓄電池、６０　監視装置、６１　ＣＰＵ、６２　主記憶部、６３　補助記憶部、６４　インタフェース部、６５　システムバス、７０　入力装置、８０　太陽光発電ユニット、３０４　ステップ、６６０　監視装置、ＣＴ１，ＣＴ２　変流器、Ｌ０　中性線路、Ｌ１，Ｌ２　電源線路、ＶＴ１，ＶＴ２　電圧検出変圧器。

Claims (11)

  1. 　電力系統から蓄電手段及び負荷を解列するための第１解列手段と、
    　前記第１解列手段の一次側に配置され、前記電力系統の電圧を検出する第１電圧検出手段と、
    　前記第１解列手段によって、前記電力系統から前記蓄電手段及び前記負荷が解列されているときに、前記第１電圧検出手段によって電圧が検出された場合に、ユーザからの指令に基づいて、前記第１解列手段を動作させて、前記電力系統へ前記蓄電手段及び前記負荷を連系する制御手段と、
    　を備える電源切替装置。
  2. 　前記制御手段は、前記第１電圧検出手段によって前記電力系統の電圧が検出されなくなったときに、前記第１解列手段を動作させて、前記電力系統から前記蓄電手段及び前記負荷を解列する請求項１に記載の電源切替装置。
  3. 　前記第１解列手段の一次側に配置され、前記電力系統から前記蓄電手段と前記負荷を解列するための第２解列手段を備え、
    　前記制御手段は、前記第１解列手段とともに前記第２解列手段を動作させて、前記電力系統から前記蓄電手段及び前記負荷を解列する請求項２に記載の電源切替装置。
  4. 　前記第１解列手段と前記第２解列手段との間に配置され、前記電力系統の電圧を検出する第２電圧検出手段を備え、
    　前記制御手段は、前記ユーザによって前記第２解列手段が操作されることで、前記第２電圧検出手段によって前記電力系統の電圧が検出されたときに、前記ユーザからの指令があったと判断して、前記電力系統へ前記蓄電手段及び前記負荷を連系する請求項３に記載の電源切替装置。
  5. 　前記第１解列手段は、ラッチ式の開閉器である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電源切替装置。
  6. 　前記第１解列手段は漏電遮断器である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電源切替装置。
  7. 　前記負荷に供給される電流を計測する電流計測手段と、
    　前記電流計測手段の一次側に接続される太陽電池と、
    　を備える請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電源切替装置。
  8. 　前記蓄電手段は、分散電源である請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電源切替装置。
  9. 　請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電源切替装置と、
    　前記電源切替装置を収容する筐体と、
    　を備える配電盤。
  10. 　前記筐体は、
    　前記第１解列手段を収容する第１の筐体と、
    　前記負荷を、前記電力系統から個別に切り離すためのブレーカを収容する第２の筐体と、
    　を備える請求項９に記載の配電盤。
  11. 　前記電力系統から前記配電盤に供給される電流を検出する第１電流検出手段と、
    　前記負荷及び前記蓄電手段へ供給される電流を検出する第２電流検出手段と、
    　前記第１電流検出手段によって検出された電流と、前記第２電流検出手段によって検出された電流とを比較して、前記第１電流検出手段と前記第２電流検出手段の結線状態を検出する結線状態検出手段と、
    　を備える請求項９又は１０に記載の配電盤。
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