WO2024048089A1

WO2024048089A1 - 電力システム

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Publication number: WO2024048089A1
Application number: PCT/JP2023/025771
Authority: WO
Inventors: 文俊佐藤; 了輔栗田
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2022-08-29
Filing date: 2023-07-12
Publication date: 2024-03-07

Abstract

電力システム（１０）は、複数のパワーコンディショナ（３１－３４）、制御装置（６０）を備える。複数のパワーコンディショナ（３１－３４）は、モード切替スイッチ（３１２、３２２、３３２、３４２）、系統連系リレー（３１１、３２１、３３１、３４１）、および、自立連系用端子（Ｐ３１－Ｐ３４）を備える。複数のパワーコンディショナ（３１－３４）の自立連系用端子（Ｐ３１－Ｐ３４）は、互いに接続されている。制御装置（６０）は、自立運転モードで運転する際には、特定のパワーコンディショナ（３２）が有する蓄電池（３２５）のみに充電を許可し、他のパワーコンディショナ（３１、３３、３４）が有する蓄電池（３１５、３３５、３４５）には放電のみを許可する。

Description

電力システム

　本発明は、複数の蓄電部を備える電力システムに関する。

　特許文献１には、蓄電システムが記載されている。特許文献１の蓄電システムは、複数の蓄電部、複数の電力変換部を備える。

　複数の電力変換部は、複数の蓄電部のそれぞれに対応して配置される。複数の電力変換部は、それぞれに接続する蓄電部の直流出力を交流出力に変換して負荷に供給する。また、複数の電力変換部は、電力系統からの交流電力を直流電力に変換して、それぞれが接続する蓄電部に充電する。

　複数の電力変換部は、非停電の時は負荷の優先度に基づいて蓄電部の下限ＳＯＣを設定し、それを下回らないように制御する。複数の電力変換部は、停電時には下限ＳＯＣを下回っても負荷に電力を供給するように制御する。

特開２０１７－８５８５２号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の蓄電システムでは、それぞれに電力変換部、蓄電部、および負荷を含んで構成される複数の組は、それぞれ独立して制御を行っている。このため、例えば停電等の非常時に、電力を必要とする組に対して、別の組から電力を供給することができなかった。

　したがって、本発明の目的は、平常時は商用電力系統に連系し、商用電力系統から電力供給を受けられない時に、電力を必要とする箇所に対してより確実に電力を供給できる電力システムを提供することにある。

　この発明の実施形態に係る電力システムは、それぞれの異なる箇所に配置され、それぞれに双方向インバータ、双方向ＤＣＤＣコンバータ、および蓄電池を有する複数のパワーコンディショナと、複数のパワーコンディショナの各々に接続される複数の負荷と、複数のパワーコンディショナの運転モードを切り替える制御装置と、を備える。

　複数のパワーコンディショナの各々は、系統連系モード用の第１端子と自立運転モード用の第２端子とを有し、第１端子と前記第２端子とを切り替えるモード切替スイッチと、第１端子から商用電力への接続ラインに挿入され、系統連系モードで動作する時はオン、自立運転モードで動作する時はオフにされる系統連系リレーと、第２端子に接続し、自立運転モードで駆動する際に、蓄電池の蓄電電力を出力する自立連系用端子と、を備える。

　複数のパワーコンディショナの自立連系用端子は、互いに接続されている。制御装置は、自立運転モードで運転する際には、複数のパワーコンディショナのうち、特定のパワーコンディショナが有する蓄電池のみに充電を許可し、他のパワーコンディショナが有する蓄電池には放電のみを許可する。

　この構成では、複数のパワーコンディショナの自立連系用端子は、互いに接続されていることで、複数のパワーコンディショナ間での電力の送受が可能になる。そして、特定の蓄電池を充電のみ許可し、他の蓄電池を放電のみ許可とすることで、他の蓄電池に貯められた電力は、特定の蓄電池に供給される。したがって、商用電力系統からの電力供給が停止しても、特定の蓄電池は充電される。すなわち、商用電力系統からの電力供給が停止しても、特定位置への電力供給はより確実になる。

　この発明によれば、平常時は商用電力系統に連系し、商用電力系統から電力供給を受けられない時に、電力を必要とする箇所に対してより確実に電力を供給できる。

図１は、第１の実施形態に係る電力システムの平常時の運転態様を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る電力システムの平常時の運転態様での電力の流れの一例を示す図である。図３は、第１の実施形態に係る電力システムの非常時の運転態様を示す図である。図４は、第１の実施形態に係る電力システムの非常時の運転態様での電力の流れの一例を示す図である。図５は、第１の実施形態に係る電力システムで用いる電力供給モードの切替方法の一例を示すフローチャートである。図６は、第２の実施形態に係る電力システムの平常時の運転態様を示す図である。図７は、第２の実施形態に係る電力システムの平常時の運転態様での電力の流れの一例を示す図である。図８は、第２の実施形態に係る電力システムの非常時の運転態様を示す図である。図９は、第２の実施形態に係る電力システムの非常時の運転態様での電力の流れの一例を示す図である。図１０は、第２の実施形態に係る電力システムで用いる電力供給モードの切替方法の一例を示すフローチャートである。

　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態に係る電力システムについて、図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る電力システムの平常時の運転態様を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る電力システムの平常時の運転態様での電力の流れの一例を示す図である。図３は、第１の実施形態に係る電力システムの非常時の運転態様を示す図である。図４は、第１の実施形態に係る電力システムの非常時の運転態様での電力の流れの一例を示す図である。なお、本実施形態に示すパワーコンディショナの個数、負荷の個数は、一例であり、複数であればこの例に限るものではない。

　図１、図２、図３、図４に示すように、電力システム１０は、複数のパワーコンディショナ３１－３４、複数の負荷４１－４４、非常用コンセント５０、制御装置６０、自立連系用ライン３００、商用電力連系ライン４００を備える。

　複数のパワーコンディショナ３１－３４は、パワーコンディショナ３１、パワーコンディショナ３２、パワーコンディショナ３３、および、パワーコンディショナ３４を備える。複数の負荷４１－４４は、負荷４１、負荷４２、負荷４３、および、負荷４４を備える。

　複数のパワーコンディショナ３１－３４は、商用電力連系ライン４００を通じて商用交流電源（商用電力系統）にそれぞれ接続される。負荷４１は、商用電力連系ライン４００におけるパワーコンディショナ３１と商用交流電源とを接続するラインに対して接続される。負荷４２は、商用電力連系ライン４００におけるパワーコンディショナ３２と商用交流電源とを接続するラインに対して接続される。負荷４３は、商用電力連系ライン４００におけるパワーコンディショナ３３と商用交流電源とを接続するラインに対して接続される。負荷４４は、商用電力連系ライン４００におけるパワーコンディショナ３４と商用交流電源とを接続するラインに対して接続される。

　制御装置６０は、商用電力連系ライン４００に配置されたカレントセンサＣＴからの出力を受け、複数のパワーコンディショナ３１－３４の運転制御を行う。カレントセンサＣＴは、商用電力連系ライン４００における複数のパワーコンディショナ３１－３４が接続されるノードよりも商用交流電源側の位置に配置される。

　複数のパワーコンディショナ３１－３４、複数の負荷４１－４４、および、制御装置６０は、例えば複数階（図の例であれば、４階建て）を有する建築物に配置される。図の例では、パワーコンディショナ３１および負荷４１は、３階に配置され、パワーコンディショナ３２および負荷４２は、２階に配置される。パワーコンディショナ３３および負荷４３は、１階に配置され、パワーコンディショナ３４および負荷４４は、地下１階に配置される。制御装置６０は、いずれの階に配置されていてもよいが、例えば、非常事態の避難階（図の場合は、２階）に配置されているとよい。

　そして、商用電力連系ライン４００は、複数のパワーコンディショナ３１－３４および複数の負荷４１－４４が配置される各階に亘って配線されている。

　また、自立連系用ライン３００も、複数のパワーコンディショナ３１－３４が配置される各階に亘って配置されている。自立連系用ライン３００と複数のパワーコンディショナ３１－３４のより具体的な接続構成は、後述する。

　また、非常用コンセント５０は、非常事態の避難階（図の場合は、２階）に配置されている。非常用コンセント５０は、パワーコンディショナ３２に接続される。なお、非常用コンセント５０の具体的な接続構成は、後述する。

　（複数のパワーコンディショナ３１－３４の構成）
　パワーコンディショナ３１は、系統連系リレー３１１、モード切替スイッチ３１２、双方向インバータ３１３、双方向ＤＣＤＣコンバータ３１４、蓄電池３１５、および、自立連系用端子Ｐ３１を有する。

　モード切替スイッチ３１２は、第１端子、第２端子、第３端子を備える。モード切替スイッチ３１２は、第３端子を第１端子または第２端子に選択的に接続するスイッチである。すなわち、モード切替スイッチ３１２は、第１端子が第３端子に接続する第１接続態様と、第２端子が第３端子に接続する第２接続態様とを選択する。

　モード切替スイッチ３１２の第１端子は、系統連系リレー３１１を通じて、商用電力連系ライン４００に接続される。モード切替スイッチ３１２の第２端子は、自立連系用ライン３００に接続される。モード切替スイッチ３１２の第３端子は、双方向インバータ３１３に接続される。

　双方向インバータ３１３は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３１４に接続される。双方向ＤＣＤＣコンバータ３１４は、蓄電池３１５に接続される。

　自立連系用端子Ｐ３１は、モード切替スイッチ３１２の第２端子に接続し、自立連系用ライン３００に接続する。

　このように、パワーコンディショナ３１は、商用電力連系ライン４００側から、系統連系リレー３１１、モード切替スイッチ３１２、双方向インバータ３１３、双方向ＤＣＤＣコンバータ３１４、蓄電池３１５の順に接続される構成を備える。パワーコンディショナ31は、モード切替スイッチ３１２にて、自立連系用端子Ｐ３１を通じて自立連系用ライン３００に接続可能な構成も備える。

　そして、パワーコンディショナ３１は、モード切替スイッチ３１２にて、商用電力連系ライン４００に接続される系統連系モードと、自立連系用ライン３００に接続される自立運転モードとを切り替える。

　さらに、パワーコンディショナ３１は、系統連系モード時には系統連系リレー３１１をオン（短絡）にし、自立運転モードには系統連系リレー３１１をオフ（開放）にする。

　パワーコンディショナ３２、パワーコンディショナ３３、および、パワーコンディショナ３４の基本的な構成は、パワーコンディショナ３１と同様であり、追記の必要な箇所を除き、説明は省略する。

　パワーコンディショナ３２は、系統連系リレー３２１、モード切替スイッチ３２２、双方向インバータ３２３、双方向ＤＣＤＣコンバータ３２４、蓄電池３２５、および、自立連系用端子Ｐ３２を有する。パワーコンディショナ３２は、自立連系用端子Ｐ３２を通じて自立連系用ライン３００に接続される。

　パワーコンディショナ３２におけるモード切替スイッチ３２２の第２端子と自立連系用端子Ｐ３２とを接続する電力ラインには、非常用コンセント５０が接続されている。なお、非常用コンセント５０は、自立連系用ライン３００に直接接続されていてもよい。

　パワーコンディショナ３３は、系統連系リレー３３１、モード切替スイッチ３３２、双方向インバータ３３３、双方向ＤＣＤＣコンバータ３３４、蓄電池３３５、および、自立連系用端子Ｐ３３を有する。パワーコンディショナ３３は、自立連系用端子Ｐ３３を通じて自立連系用ライン３００に接続される。

　パワーコンディショナ３４は、系統連系リレー３４１、モード切替スイッチ３４２、双方向インバータ３４３、双方向ＤＣＤＣコンバータ３４４、蓄電池３４５、および、自立連系用端子Ｐ３４を有する。パワーコンディショナ３４は、自立連系用端子Ｐ３４を通じて自立連系用ライン３００に接続される。

　（平常時の動作（系統連系モード））
　図１、図２に示すように、平常時、パワーコンディショナ３１では、系統連系リレー３１１がオンになり、モード切替スイッチ３１２では、第１端子と第３端子とが接続される（系統連系モード）。パワーコンディショナ３２では、系統連系リレー３２１がオンになり、モード切替スイッチ３２２では、第１端子と第３端子とが接続される（系統連系モード）。パワーコンディショナ３３では、系統連系リレー３３１がオンになり、モード切替スイッチ３３２では、第１端子と第３端子とが接続される（系統連系モード）。パワーコンディショナ３４では、系統連系リレー３４１がオンになり、モード切替スイッチ３４２では、第１端子と第３端子とが接続される（系統連系モード）。

　これにより、複数の負荷４１－４４に商用交流電源（外部の商用電力系統）からの電力が供給されるとともに、複数のパワーコンディショナ３１－３４にも、商用交流電源（外部の商用電力系統）からの電力が供給される。

　パワーコンディショナ３１は、蓄電池３１５のＳＯＣを検出し、必要に応じて蓄電池３１５を充電する。この際、パワーコンディショナ３１は、商用電源から利用可能な電力をこえない範囲（例えば、契約電力をこえない範囲）で、蓄電池３１５を充電する。また、パワーコンディショナ３１は、負荷４１の消費電力が商用電源から利用可能な電力をこえる場合（例えば、契約電力をこえてしまう場合）、蓄電池３１５に充電された電力を負荷４１に供給する。

　パワーコンディショナ３２は、蓄電池３２５のＳＯＣを検出し、必要に応じて蓄電池３２５を充電する。この際、パワーコンディショナ３２は、商用電源から利用可能な電力をこえない範囲（例えば、契約電力をこえない範囲）で、蓄電池３２５を充電する。また、パワーコンディショナ３２は、負荷４２の消費電力が商用電源から利用可能な電力をこえる場合（例えば、契約電力をこえてしまう場合）、蓄電池３２５に充電された電力を負荷４２に供給する。

　パワーコンディショナ３３は、蓄電池３３５のＳＯＣを検出し、必要に応じて蓄電池３３５を充電する。この際、パワーコンディショナ３３は、商用電源から利用可能な電力をこえない範囲（例えば、契約電力をこえない範囲）で、蓄電池３３５を充電する。また、パワーコンディショナ３３は、負荷４３の消費電力が商用電源から利用可能な電力をこえる場合（例えば、契約電力をこえてしまう場合）、蓄電池３３５に充電された電力を負荷４３に供給する。

　パワーコンディショナ３４は、蓄電池３４５のＳＯＣを検出し、必要に応じて蓄電池３４５を充電する。この際、パワーコンディショナ３４は、商用電源から利用可能な電力をこえない範囲（例えば、契約電力をこえない範囲）で、蓄電池３４５を充電する。また、パワーコンディショナ３４は、負荷４４の消費電力が商用電源から利用可能な電力をこえる場合（例えば、契約電力をこえてしまう場合）、蓄電池３４５に充電された電力を負荷４４に供給する。

　（非常時の動作（自立連系モード））
　非常時とは、災害等によって商用交流電源から電力が供給されない場合である。

　制御装置６０は、カレントセンサＣＴを出力に基づいて商用交流電源から電力が供給されていない状態を検出すると、複数のパワーコンディショナ３１－３４に対して、自立連系モードで動作するように指示する。

　より具体的には、制御装置６０は、非常事態の避難階にあるパワーコンディショナ３２が有する蓄電池３２５のみに充電を許可し、他の複数のパワーコンディショナ３１、３３、３４がそれぞれに有する蓄電池３１５、３３５、３４５には放電のみを許可する。

　制御装置６０からの指示を受け、図３に示すように、複数のパワーコンディショナ３１、３２、３３、３４は、それぞれのモード切替スイッチ３１２、３２２、３３２、３４２の第３端子を第２端子に接続し、それぞれの系統連系リレー３１１、３２１、３３１、３４１をオフにして、自立連系モードで運転する。

　そして、図４に示すように、パワーコンディショナ３１、３３、３４は、それぞれが有する蓄電池３１５、３３５、３４５の電力を放電して、自立連系用ライン３００に出力するように制御する。

　一方、パワーコンディショナ３２は、自立連系用ライン３００から供給された他のパワーコンディショナ３１、３３、３４からの電力によって、蓄電池３２５を充電する。

　この際、パワーコンディショナ３２が自立連系用ラインに接続する途中には、非常用コンセント５０が接続されている。これにより、非常時には、蓄電池３１５、３３５、３４５に蓄電された電力を、蓄電池３２５で蓄電でき、且つ、非常用コンセント５０から利用することができる。そして、蓄電池３１５、３３５、３４５が放電してＳＯＣが０％になっても、これらの電力によって蓄電された蓄電池３２５を放電させることで、この電力を同階の非常用コンセント５０から利用できる。

　これにより、電力システム１０は、平常時は商用電力系統に連系し、商用電力系統から電力供給を受けられない時に、電力を必要とする箇所に対してより確実に電力を供給できる。

　なお、電力システム１０は、放電する蓄電池の優先順位を予め決めていてもよい。例えば、蓄電池３２５のＳＯＣが高い場合は、非常用コンセント５０での消費電力が小さい場合、他の全ての蓄電池３１５、３３５、３４５から電力の供給を受けなくてもよいことがある。この場合、制御装置６０は、放電対象のパワーコンディショナ（蓄電池）の放電順を指定する。

　（１）制御装置６０は、放電対象の複数のパワーコンディショナ３１、３３、３４の蓄電池３１５、３３５、３４５の配置位置に基づいて、優先順位を設定する。例えば、上述のように、複数のパワーコンディショナ３１、３３、３４の蓄電池３１５、３３５、３４５が、異なる階（鉛直方向の異なる位置）に配置されている場合、この配置位置に基づいて、優先順位を設定する。

　一例として、制御装置６０は、鉛直方向の位置が低いほど、優先順位を高くする。これにより、電力システム１０は、建築物が浸水するような場合に故障し易い場所にある順に放電を行うことができる。

　また、一例として、制御装置６０は、蓄電池３２５までの自立連系用ライン３００を通じた距離が長いほど、優先順位を高くする。これにより、電力システム１０は、断線の可能性が高い順に放電を行うことができる。

　なお、優先順位の設定はこれに限らず、それぞれの蓄電池の配置、起こりうる非常事態の状況に応じて適宜設定できる。

　（２）制御装置６０は、放電対象の複数のパワーコンディショナ３１、３３、３４の蓄電池３１５、３３５、３４５のＳＯＣに基づいて、優先順位を設定する。例えば、制御装置６０は、ＳＯＣが低いほど優先順位を高くすることもでき、ＳＯＣが高いほど優先順位を高くすることもできる。

　（３）制御装置６０は、放電対象の複数のパワーコンディショナ３１、３３、３４の蓄電池３１５、３３５、３４５のＳＯＨに基づいて、優先順位を設定する。例えば、制御装置６０は、ＳＯＨが低いほど優先順位を高くすることもでき、ＳＯＨが高いほど優先順位を高くすることもできる。

　（電力供給モードに切替方法）
　図５は、第１の実施形態に係る電力システムで用いる電力供給モードの切替方法の一例を示すフローチャートである。なお、各処理の具体的な内容は、上述しており、必要な箇所を除いて説明は省略する。

　電力システム１０は、平常時であれば（Ｓ１１：ＹＥＳ）、複数のパワーコンディショナ３１－３４を商用電力連系ライン４００に接続し、商用電力系統に連系運転する（Ｓ１２）。

　電力システム１０は、平常時で無く（Ｓ１１：ＮＯ）、非常時（例えば停電状態）であれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、複数のパワーコンディショナ３１－３４を商用電力連系ライン４００から切り離す（Ｓ１４）。

　電力システム１０は、複数のパワーコンディショナ３１－３４を自立連系用ライン３００で接続する（Ｓ１５）。電力システム１０は、複数のパワーコンディショナ３１－３４に対して、非常時使用階に、蓄電されている電力を供給するように集中制御を実行する（Ｓ１６）。

　［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態に係る電力システムについて、図を参照して説明する。図６は、第２の実施形態に係る電力システムの平常時の運転態様を示す図である。図７は、第２の実施形態に係る電力システムの平常時の運転態様での電力の流れの一例を示す図である。図８は、第２の実施形態に係る電力システムの非常時の運転態様を示す図である。図９は、第２の実施形態に係る電力システムの非常時の運転態様での電力の流れの一例を示す図である。なお、本実施形態に示すパワーコンディショナの個数、負荷の個数は、第１の実施形態と同様に一例であり、複数であればこの例に限るものではない。

　図６、図７、図８、図９に示すように、第２の実施形態に係る電力システム１０Ａは、第１の実施形態に係る電力システム１０に対して、複数のパワーコンディショナ３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ、３４Ａ、ＨＶＤＣ連系ライン６００を備える点、および、自立連系用ライン３００を備えない点で異なる。電力システム１０Ａの他の基本的な構成は、電力システム１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

　パワーコンディショナ３１Ａは、第１の実施形態に係るパワーコンディショナ３１に対して、バイパススイッチ３１６を備える点で異なる。バイパススイッチ３１６は、双方向インバータ３１３と双方向ＤＣＤＣコンバータ３１４との接続ラインとＨＶＤＣ連系ライン６００との間に接続される。バイパススイッチ３１６は、平常時（系統連系モード）ではオフ（開放）され、非常時（自立運転モード）ではオン（短絡）される。

　パワーコンディショナ３２Ａは、第１の実施形態に係るパワーコンディショナ３２に対して、バイパススイッチ３２６を備える点で異なる。バイパススイッチ３２６は、双方向インバータ３２３と双方向ＤＣＤＣコンバータ３２４との接続ラインとＨＶＤＣ連系ライン６００との間に接続される。バイパススイッチ３２６は、平常時（系統連系モード）ではオフ（開放）され、非常時（自立運転モード）ではオン（短絡）される。

　パワーコンディショナ３３Ａは、第１の実施形態に係るパワーコンディショナ３３に対して、バイパススイッチ３３６を備える点で異なる。バイパススイッチ３３６は、双方向インバータ３３３と双方向ＤＣＤＣコンバータ３３４との接続ラインとＨＶＤＣ連系ライン６００との間に接続される。バイパススイッチ３３６は、平常時（系統連系モード）ではオフ（開放）され、非常時（自立運転モード）ではオン（短絡）される。

　パワーコンディショナ３４Ａは、第１の実施形態に係るパワーコンディショナ３４に対して、バイパススイッチ３４６を備える点で異なる。バイパススイッチ３４６は、双方向インバータ３４３と双方向ＤＣＤＣコンバータ３４４との接続ラインとＨＶＤＣ連系ライン６００との間に接続される。バイパススイッチ３４６は、平常時（系統連系モード）ではオフ（開放）され、非常時（自立運転モード）ではオン（短絡）される。

　（平常時の動作（系統連系モード））
　図６、図７に示すように、平常時、バイパススイッチ３１６、３２６、３３６、３４６は、オフであり、複数のパワーコンディショナ３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ、３４Ａは、第１の実施形態に係る複数のパワーコンディショナ３１、３２、３３、３４と同様に動作する。

　（非常時の動作（自立連系モード））
　制御装置６０は、カレントセンサＣＴを出力に基づいて商用交流電源から電力が供給されていない状態を検出すると、複数のパワーコンディショナ３１Ａ－３４Ａに対して、ＨＶＤＣ連系ライン６００を用いた自立連系モードで動作するように指示する。

　より具体的には、制御装置６０は、非常事態の避難階にあるパワーコンディショナ３２Ａが有する蓄電池３２５のみにＨＶＤＣ連系ライン６００を通じた充電を許可する。制御装置６０は、他の複数のパワーコンディショナ３１、３３、３４がそれぞれに有する蓄電池３１５、３３５、３４５にはＨＶＤＣ連系ライン６００を通じた放電のみを許可する。

　制御装置６０からの指示を受け、図８に示すように、複数のパワーコンディショナ３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ、３４Ａは、それぞれのバイパススイッチ３１６、３２６、３３６、３４６をオンにして、自立連系モードで運転する。

　そして、図９に示すように、パワーコンディショナ３１Ａ、３３Ａ、３４Ａは、それぞれが有する蓄電池３１５、３３５、３４５の電力を放電して、ＨＶＤＣ連系ライン６００に出力するように制御する。

　一方、パワーコンディショナ３２Ａは、ＨＶＤＣ連系ライン６００から供給された他のパワーコンディショナ３１Ａ、３３Ａ、３４Ａからの電力によって、蓄電池３２５を充電する。

　この際、非常用コンセント５０は、双方向インバータ３２３およびモード切替スイッチ３２２を通じて、双方向ＤＣＤＣコンバータ３２４およびバイパススイッチ３２６に接続されている。これにより、非常時には、蓄電池３１５、３３５、３４５に蓄電された電力を、蓄電池３２５で蓄電でき、且つ、非常用コンセント５０から利用することができる。そして、蓄電池３１５、３３５、３４５が放電してＳＯＣが０％になっても、これらの電力によって蓄電された蓄電池３２５を放電させることで、この電力を同階の非常用コンセント５０から利用できる。

　これにより、電力システム１０Ａは、平常時は商用電力系統に連系し、商用電力系統から電力供給を受けられない時に、電力を必要とする箇所に対してより確実に電力を供給できる。

　さらに、電力システム１０Ａは、双方向インバータを通さずに、蓄電池３１５、蓄電池３３５、蓄電池３４５の電力によって蓄電池３２５を蓄電できる。これにより、電力システム１０Ａは、蓄電電力をより有効に利用できる。

　（電力供給モードに切替方法）
　図１０は、第２の実施形態に係る電力システムで用いる電力供給モードの切替方法の一例を示すフローチャートである。なお、各処理の具体的な内容は、上述しており、必要な箇所を除いて説明は省略する。

　電力システム１０Ａは、平常時であれば（Ｓ１１：ＹＥＳ）、複数のパワーコンディショナ３１－３４を商用電力連系ライン４００に接続し、商用電力系統に連系運転する（Ｓ１２）。

　電力システム１０Ａは、平常時で無く（Ｓ１１：ＮＯ）、非常時（例えば停電状態）であれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、複数のパワーコンディショナ３１－３４を商用電力連系ライン４００から切り離す（Ｓ１４）。

　電力システム１０Ａは、複数のパワーコンディショナ３１－３４をＨＶＤＣ連系ライン６００で接続する（Ｓ１５Ａ）。電力システム１０Ａは、複数のパワーコンディショナ３１－３４に対して、非常時使用階に、蓄電されている電力を供給するように集中制御を実行する（Ｓ１６）。

　＜１＞　それぞれの異なる箇所に配置され、それぞれに双方向インバータ、双方向ＤＣＤＣコンバータ、および蓄電池を有する複数のパワーコンディショナと、
　前記複数のパワーコンディショナの各々に接続される複数の負荷と、
　前記複数のパワーコンディショナの運転モードを切り替える制御装置と、
　を備える電力システムであって、
　前記複数のパワーコンディショナの各々は、
　　系統連系モード用の第１端子と自立運転モード用の第２端子とを有し、前記第１端子と前記第２端子とを切り替えるモード切替スイッチと、
　　前記第１端子から商用電力への接続ラインに挿入され、前記系統連系モードで動作する時はオン、前記自立運転モードで動作する時はオフにされる系統連系リレーと、
　　前記第２端子に接続し、前記自立運転モードで駆動する際に、前記蓄電池の蓄電電力を出力する自立連系用端子と、
　を備え、
　前記複数のパワーコンディショナの前記自立連系用端子は、互いに接続されており、
　前記制御装置は、前記自立運転モードで運転する際には、前記複数のパワーコンディショナのうち、特定のパワーコンディショナが有する蓄電池のみに充電を許可し、他のパワーコンディショナが有する蓄電池には放電のみを許可する、ことを特徴とする、電力システム。

　＜２＞　前記複数のパワーコンディショナは、
　前記双方向ＤＣＤＣコンバータに直接接続するバイパススイッチを備え、
　前記バイパススイッチは、前記系統連系モードで動作するときにオフされ、前記自立運転モードで動作するときにオンされる、＜１＞の電力システム。

　＜３＞　前記他のパワーコンディショナは、複数個存在し、
　前記複数の他のパワーコンディショナが有する蓄電池は、予め設定された優先順位に基づいて放電される、＜１＞または＜２＞の電力システム。

　＜４＞　前記優先順位は、前記複数のパワーコンディショナが有する蓄電池の配置位置に基づいて設定されている、＜３＞の電力システム。

　＜５＞　前記複数のパワーコンディショナが有する蓄電池の配置位置が、鉛直方向に異なる場合、前記優先順位として、最も低い位置に配置された蓄電池を優先する、＜４＞に記載の電力システム。

　＜６＞　前記優先順位は、前記複数のパワーコンディショナが有する蓄電池のＳＯＣに基づいて設定されている、＜３＞乃至＜５＞のいずれかの電力システム。

　＜７＞　前記優先順位は、前記複数のパワーコンディショナが有する蓄電池のＳＯＨに基づいて設定されている、＜３＞乃至＜６＞のいずれかの電力システム。

１０、１０Ａ：電力システム
３１、３１Ａ、３２、３２Ａ、３３、３３Ａ、３４、３４Ａ：パワーコンディショナ
４１、４２、４３、４４：負荷
５０：非常用コンセント
６０：制御装置
３００：自立連系用ライン
３１１、３２１、３３１、３４１：系統連系リレー
３１２、３２２、３３２、３４２：モード切替スイッチ
３１３、３２３、３３３、３４３：双方向インバータ
３１４、３２４、３３４、３４４：双方向ＤＣＤＣコンバータ
３１５、３２５、３３５、３４５：蓄電池
３１６、３２６、３３６、３４６：バイパススイッチ
４００：商用電力連系ライン
６００：ＨＶＤＣ連系ライン
Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ３４：自立連系用端子

Claims

　それぞれの異なる箇所に配置され、それぞれに双方向インバータ、双方向ＤＣＤＣコンバータ、および蓄電池を有する複数のパワーコンディショナと、
　前記複数のパワーコンディショナの各々に接続される複数の負荷と、
　前記複数のパワーコンディショナの運転モードを切り替える制御装置と、
　を備える電力システムであって、
　前記複数のパワーコンディショナの各々は、
　　系統連系モード用の第１端子と自立運転モード用の第２端子とを有し、前記第１端子と前記第２端子とを切り替えるモード切替スイッチと、
　　前記第１端子から商用電力への接続ラインに挿入され、系統連系モードで動作する時はオン、自立運転モードで動作する時はオフにされる系統連系リレーと、
　　前記第２端子に接続し、前記自立運転モードで駆動する際に、前記蓄電池の蓄電電力を出力する自立連系用端子と、
　を備え、
　前記複数のパワーコンディショナの前記自立連系用端子は、互いに接続されており、
　前記制御装置は、前記自立運転モードで運転する際には、前記複数のパワーコンディショナのうち、特定のパワーコンディショナが有する蓄電池のみに充電を許可し、他のパワーコンディショナが有する蓄電池には放電のみを許可する、
　ことを特徴とする、電力システム。
　前記複数のパワーコンディショナは、
　前記双方向ＤＣＤＣコンバータに直接接続するバイパススイッチを備え、
　前記バイパススイッチは、前記系統連系モードで動作するときにオフされ、前記自立運転モードで動作するときにオンされる、
　請求項１に記載の電力システム。
　前記他のパワーコンディショナは、複数個存在し、
　前記複数の他のパワーコンディショナが有する蓄電池は、予め設定された優先順位に基づいて放電される、
　請求項１または請求項２に記載の電力システム。
　前記優先順位は、前記複数のパワーコンディショナが有する蓄電池の配置位置に基づいて設定されている、
　請求項３に記載の電力システム。
　前記複数のパワーコンディショナが有する蓄電池の配置位置が、鉛直方向に異なる場合、
　前記優先順位として、最も低い位置に配置された蓄電池を優先する、
　請求項４に記載の電力システム。
　前記優先順位は、前記複数のパワーコンディショナが有する蓄電池のＳＯＣに基づいて設定されている、
　請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の電力システム。
　前記優先順位は、前記複数のパワーコンディショナが有する蓄電池のＳＯＨに基づいて設定されている、
　請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の電力システム。