JP2001231169A - 配電系統の不平衡負荷補償装置および建屋設備 - Google Patents
配電系統の不平衡負荷補償装置および建屋設備Info
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- JP2001231169A JP2001231169A JP2000040457A JP2000040457A JP2001231169A JP 2001231169 A JP2001231169 A JP 2001231169A JP 2000040457 A JP2000040457 A JP 2000040457A JP 2000040457 A JP2000040457 A JP 2000040457A JP 2001231169 A JP2001231169 A JP 2001231169A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 配電系統の不平衡負荷を配電系統側で補償す
るのでは負荷変動に対して確実な補償ができないなどの
不都合がある。 【解決手段】 低圧配電線から配電される需要家には電
力貯蔵用蓄電池ＢＡＴとパワーコンディショナＰＣを設
ける。パワーコンディショナは、低圧配電線の交流と蓄
電池との間の双方向に電力変換できる電力変換手段（Ｃ
ＯＮ、ＴＲ、ＦＩＬなど）とその制御回路Ｃを設け、低
圧配電線に発生する線間電圧または線電流の不平衡、も
しくは線間電圧および線電流の不平衡を並行して補償す
る。蓄電池と自家発電設備と組み合わせた構成、パワー
コンディショナが深夜電力で蓄電池を充電する電力変
換、および蓄電池または自家発電設備の電力で低圧配電
線へ給電する電力変換を行う構成、パワーコンディショ
ナが低圧配電線に発生する高調波を抑制する構成も含
む。
るのでは負荷変動に対して確実な補償ができないなどの
不都合がある。 【解決手段】 低圧配電線から配電される需要家には電
力貯蔵用蓄電池ＢＡＴとパワーコンディショナＰＣを設
ける。パワーコンディショナは、低圧配電線の交流と蓄
電池との間の双方向に電力変換できる電力変換手段（Ｃ
ＯＮ、ＴＲ、ＦＩＬなど）とその制御回路Ｃを設け、低
圧配電線に発生する線間電圧または線電流の不平衡、も
しくは線間電圧および線電流の不平衡を並行して補償す
る。蓄電池と自家発電設備と組み合わせた構成、パワー
コンディショナが深夜電力で蓄電池を充電する電力変
換、および蓄電池または自家発電設備の電力で低圧配電
線へ給電する電力変換を行う構成、パワーコンディショ
ナが低圧配電線に発生する高調波を抑制する構成も含
む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単相負荷に配電す
る３相配電系統を平衡化するための不平衡負荷補償装置
および建屋設備に関する。
る３相配電系統を平衡化するための不平衡負荷補償装置
および建屋設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】配電系統の需要家になる集合住宅や個人
住宅、病院や店舗で使用される家庭電気製品（クーラ、
冷蔵庫、洗濯機、電子レンジなど）や各種電気機器（医
療器具、照明機器、電光掲示板など）は、電源からみて
単相負荷である場合が多い。これに対して、配電系統は
３相配電になるため、配電系統から需要家との間は低圧
単相２線式や低圧単相３線式で電力供給を行っている。
住宅、病院や店舗で使用される家庭電気製品（クーラ、
冷蔵庫、洗濯機、電子レンジなど）や各種電気機器（医
療器具、照明機器、電光掲示板など）は、電源からみて
単相負荷である場合が多い。これに対して、配電系統は
３相配電になるため、配電系統から需要家との間は低圧
単相２線式や低圧単相３線式で電力供給を行っている。
【０００３】図３は、低圧単相２線式の結線図を示し、
３相高圧配電線Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの２相から単相変圧器
ＴＲ１を通して低圧（１００Ｖまたは２００Ｖ）単相を
得て需要家に配電する。図４は、低圧単相３線式の結線
図を示し、二次側に巻線中点をもつ単相変圧器ＴＲ２と
し、巻線中点と両端との間に低圧（１００Ｖおよび２０
０Ｖ）単相を得る。図５は、低圧３相４線式の結線図を
示し、変圧器ＴＲ１，ＴＲ２を使って４線で引き出し、
３相２００Ｖや単相１００Ｖを得る。
３相高圧配電線Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの２相から単相変圧器
ＴＲ１を通して低圧（１００Ｖまたは２００Ｖ）単相を
得て需要家に配電する。図４は、低圧単相３線式の結線
図を示し、二次側に巻線中点をもつ単相変圧器ＴＲ２と
し、巻線中点と両端との間に低圧（１００Ｖおよび２０
０Ｖ）単相を得る。図５は、低圧３相４線式の結線図を
示し、変圧器ＴＲ１，ＴＲ２を使って４線で引き出し、
３相２００Ｖや単相１００Ｖを得る。
【０００４】これら結線方式は、３相の高圧側に対し、
需要家では単相の不平衡負荷を取り込む結線構造にな
る。このため、電力供給系統は、もともと３相発電機に
より３相平行電力を送配電するのに対し、需要家の家庭
電気製品や各種電気機器の多くが単相負荷になり、高圧
側からみて不平衡負荷になる。
需要家では単相の不平衡負荷を取り込む結線構造にな
る。このため、電力供給系統は、もともと３相発電機に
より３相平行電力を送配電するのに対し、需要家の家庭
電気製品や各種電気機器の多くが単相負荷になり、高圧
側からみて不平衡負荷になる。
【０００５】しかも、最近の家庭電気製品や各種電気機
器の多くは、大型化、大容量化、高機能化し、単相でそ
の消費電力が大きくなり、配電線の不平衡化が深刻な問
題となる。
器の多くは、大型化、大容量化、高機能化し、単相でそ
の消費電力が大きくなり、配電線の不平衡化が深刻な問
題となる。
【０００６】この対策として、単相負荷を３相電源に当
配分する結線や単相１００Ｖ→単相２００Ｖによる不平
衡電圧変動の低減を図るようにし、さらには特殊な対策
として、図６に示すように、３相スコットトランスによ
る平衡化を行っている。
配分する結線や単相１００Ｖ→単相２００Ｖによる不平
衡電圧変動の低減を図るようにし、さらには特殊な対策
として、図６に示すように、３相スコットトランスによ
る平衡化を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の不平衡負荷対策
は、負荷の変動が不平衡負荷量の変動になり、不平衡負
荷を確実に無くすことができないため、以下の問題があ
る。
は、負荷の変動が不平衡負荷量の変動になり、不平衡負
荷を確実に無くすことができないため、以下の問題があ
る。
【０００８】不平衡負荷の発生に対し、３相のうちの最
も低い線間電圧を高めるよう発電機電圧を上げると、最
も高い線間電圧が過電圧になってしまう恐れがある。
も低い線間電圧を高めるよう発電機電圧を上げると、最
も高い線間電圧が過電圧になってしまう恐れがある。
【０００９】また、不平衡負荷の存在は、例えば、３相
のうちの２相の電流が過電流レベルに近くなると、残り
の相に電流余裕があるもそれ以上の電力供給ができなく
なり、結果的には設備使用効率が悪くなる。
のうちの２相の電流が過電流レベルに近くなると、残り
の相に電流余裕があるもそれ以上の電力供給ができなく
なり、結果的には設備使用効率が悪くなる。
【００１０】また、不平衡負荷の存在は、発電機の特性
から逆相電流が回転子に流れ、これが発電機には余分な
電流となり、その定格出力を得ようとすると、過熱して
しまい、発電設備の有効利用ができなくなる。
から逆相電流が回転子に流れ、これが発電機には余分な
電流となり、その定格出力を得ようとすると、過熱して
しまい、発電設備の有効利用ができなくなる。
【００１１】同様に、不平衡負荷の存在は、負荷に電動
機が含まれる場合にその励磁電流がアンバランスにな
り、電動機が過熱したり、本来のトルク出力が得られな
くなる。
機が含まれる場合にその励磁電流がアンバランスにな
り、電動機が過熱したり、本来のトルク出力が得られな
くなる。
【００１２】なお、配電系統の他の不平衡対策として、
配電系統と負荷との接続点にアクティブフィルタを設備
し、高圧側で一括補償する方法がある。しかし、この方
法では、発生する不平衡負荷量を予測し、それに余裕度
を持たせた補償電流を供給できるアクティブフィルタ、
つまり大型で補償電力容量の大きいアクティブフィルタ
を設備する必要があり、不平衡負荷量の変化によっては
設備の利用効率が悪くなってしまう。
配電系統と負荷との接続点にアクティブフィルタを設備
し、高圧側で一括補償する方法がある。しかし、この方
法では、発生する不平衡負荷量を予測し、それに余裕度
を持たせた補償電流を供給できるアクティブフィルタ、
つまり大型で補償電力容量の大きいアクティブフィルタ
を設備する必要があり、不平衡負荷量の変化によっては
設備の利用効率が悪くなってしまう。
【００１３】本発明の目的は、負荷変動にかかわらず、
不平衡負荷を確実に無くし、装置の有効利用ができる不
平衡負荷補償装置および建屋設備を提供することにあ
る。
不平衡負荷を確実に無くし、装置の有効利用ができる不
平衡負荷補償装置および建屋設備を提供することにあ
る。
【００１４】なお、建屋設備とは、個人住宅や集合住宅
のほか、病院や店舗など、個別の建屋設備またはこれら
個別の建屋を地域として集積した集積建屋も含む。
のほか、病院や店舗など、個別の建屋設備またはこれら
個別の建屋を地域として集積した集積建屋も含む。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、不平衡負荷を
その発生源になる需要家（建屋設備）別に不平衡負荷補
償装置として設備し、装置としては深夜電力も利用でき
る電力貯蔵用蓄電池を用い、この蓄電池と低圧配電線と
の間に双方向に電力変換可能なパワーコンディショナを
設けることで需要家自身が発生する不平衡負荷を需要家
自身が補償し、この補償には配電線の線間電圧の不平衡
または線電流の不平衡を個別にもしくは両方を並行して
補償し、さらに需要家が自家発電設備をもつ場合には電
力貯蔵用電池の充電または配電線への給電ができるよう
にしたもので、以下の構成を特徴とする。
その発生源になる需要家（建屋設備）別に不平衡負荷補
償装置として設備し、装置としては深夜電力も利用でき
る電力貯蔵用蓄電池を用い、この蓄電池と低圧配電線と
の間に双方向に電力変換可能なパワーコンディショナを
設けることで需要家自身が発生する不平衡負荷を需要家
自身が補償し、この補償には配電線の線間電圧の不平衡
または線電流の不平衡を個別にもしくは両方を並行して
補償し、さらに需要家が自家発電設備をもつ場合には電
力貯蔵用電池の充電または配電線への給電ができるよう
にしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１６】３相の高圧配電線から柱上変圧器を通して
低圧配電線側の需要家に単相で配電する配電系統の不平
衡負荷補償装置であって、前記需要家が設備する直流電
源と、前記低圧配電線側と直流電源との間に設けられ、
該低圧配電線の３相交流と該直流電源の直流との双方向
に電力変換できる電力変換手段とその制御手段を有し、
前記低圧配電線に発生する線間電圧または線電流の不平
衡、もしくは線間電圧および線電流の不平衡を並行して
補償するパワーコンディショナとを備えたことを特徴と
する不平衡負荷補償装置。
低圧配電線側の需要家に単相で配電する配電系統の不平
衡負荷補償装置であって、前記需要家が設備する直流電
源と、前記低圧配電線側と直流電源との間に設けられ、
該低圧配電線の３相交流と該直流電源の直流との双方向
に電力変換できる電力変換手段とその制御手段を有し、
前記低圧配電線に発生する線間電圧または線電流の不平
衡、もしくは線間電圧および線電流の不平衡を並行して
補償するパワーコンディショナとを備えたことを特徴と
する不平衡負荷補償装置。
【００１７】また、３相の高圧配電線から柱上変圧器を
通した低圧配電線から単相で受電する建屋設備であっ
て、前記建屋設備が設備する直流電源と、前記低圧配電
線側と直流電源との間に設けられ、該低圧配電線の３相
交流と該直流電源の直流との双方向に電力変換できる電
力変換手段とその制御手段を有し、前記低圧配電線に発
生する線間電圧または線電流の不平衡、もしくは線間電
圧および線電流の不平衡を並行して補償するパワーコン
ディショナとを備えたことを特徴とする建屋設備。
通した低圧配電線から単相で受電する建屋設備であっ
て、前記建屋設備が設備する直流電源と、前記低圧配電
線側と直流電源との間に設けられ、該低圧配電線の３相
交流と該直流電源の直流との双方向に電力変換できる電
力変換手段とその制御手段を有し、前記低圧配電線に発
生する線間電圧または線電流の不平衡、もしくは線間電
圧および線電流の不平衡を並行して補償するパワーコン
ディショナとを備えたことを特徴とする建屋設備。
【００１８】また、前記直流電源は、電力貯蔵用蓄電池
のみを設けた構成、または該蓄電池と需要家がもつ自家
発電設備と組み合わせた構成を特徴とする。
のみを設けた構成、または該蓄電池と需要家がもつ自家
発電設備と組み合わせた構成を特徴とする。
【００１９】また、前記パワーコンディショナは、配電
系統の深夜電力で前記蓄電池を充電する電力変換、およ
び該蓄電池または前記自家発電設備の電力で前記低圧配
電線へ給電する電力変換を行う構成を特徴とする。
系統の深夜電力で前記蓄電池を充電する電力変換、およ
び該蓄電池または前記自家発電設備の電力で前記低圧配
電線へ給電する電力変換を行う構成を特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
装置構成図であり、低圧３相３線式に適用した場合であ
る。
装置構成図であり、低圧３相３線式に適用した場合であ
る。
【００２１】パワーコンディショナＰＣは、柱上変圧器
ＴＲ３に得る低圧３相配電線から集合住宅などの各需要
家へ配電する低圧配電線に接続する。このパワーコンデ
ィショナＰＣは、電力貯蔵用直流電源としてのシール形
鉛蓄電池ＢＡＴを備え、低圧配電線との間で交流−直流
の双方向電力変換機能によって不平衡電流または電圧、
もしくは不平衡電流と電圧を並行して補償する。
ＴＲ３に得る低圧３相配電線から集合住宅などの各需要
家へ配電する低圧配電線に接続する。このパワーコンデ
ィショナＰＣは、電力貯蔵用直流電源としてのシール形
鉛蓄電池ＢＡＴを備え、低圧配電線との間で交流−直流
の双方向電力変換機能によって不平衡電流または電圧、
もしくは不平衡電流と電圧を並行して補償する。
【００２２】この補償のための回路手段として、配電線
と蓄電池ＢＡＴとの間に３相変圧器ＴＲとフィルタＦＩ
ＬとコンバータＣＯＮおよび開閉器（しゃ断器など）か
らなる主回路と、コンバータＣＯＮを制御する制御回路
Ｃとを備える。
と蓄電池ＢＡＴとの間に３相変圧器ＴＲとフィルタＦＩ
ＬとコンバータＣＯＮおよび開閉器（しゃ断器など）か
らなる主回路と、コンバータＣＯＮを制御する制御回路
Ｃとを備える。
【００２３】変圧器ＴＲは３相３巻線にされて３相電流
を昇圧または降圧する。コンバータＣＯＮは、ＩＧＢＴ
などの電力用半導体スイッチをスイッチ手段として電力
変換回路を構成し、変圧器ＴＲからの交流電力を直流電
力に変換する順変換および蓄電池ＢＡＴからの直流電力
を交流電力に変換する逆変換を行う。フィルタＦＩＬは
コンバータＣＯＮが逆変換動作するときに発生する高調
波成分を除去および変圧器ＴＲ側から侵入するノイズ成
分を除去する。
を昇圧または降圧する。コンバータＣＯＮは、ＩＧＢＴ
などの電力用半導体スイッチをスイッチ手段として電力
変換回路を構成し、変圧器ＴＲからの交流電力を直流電
力に変換する順変換および蓄電池ＢＡＴからの直流電力
を交流電力に変換する逆変換を行う。フィルタＦＩＬは
コンバータＣＯＮが逆変換動作するときに発生する高調
波成分を除去および変圧器ＴＲ側から侵入するノイズ成
分を除去する。
【００２４】制御回路Ｃは、検出器変成器ＰＴで検出す
る３相線間電圧の不平衡量に従ってコンバータＣＯＮが
逆変換動作で発生する不平衡補償電圧を制御する。ま
た、制御回路Ｃは、計器用変成器ＰＴで検出する３相電
圧を基準位相とし、変流器ＣＴで検出する３相線電流の
不平衡量に従ってコンバータＣＯＮが逆変換で発生する
不平衡補償電流を制御する。さらに、制御回路Ｃは、コ
ンバータＣＯＮが発生する不平衡補償電圧と不平衡補償
電流の両方を同時に制御する。
る３相線間電圧の不平衡量に従ってコンバータＣＯＮが
逆変換動作で発生する不平衡補償電圧を制御する。ま
た、制御回路Ｃは、計器用変成器ＰＴで検出する３相電
圧を基準位相とし、変流器ＣＴで検出する３相線電流の
不平衡量に従ってコンバータＣＯＮが逆変換で発生する
不平衡補償電流を制御する。さらに、制御回路Ｃは、コ
ンバータＣＯＮが発生する不平衡補償電圧と不平衡補償
電流の両方を同時に制御する。
【００２５】また、制御回路Ｃは、電流検出器ＡＭで検
出する蓄電池ＢＡＴの充放電電流に従ってコンバータＣ
ＯＮが順変換で発生する充電電流を制御する。
出する蓄電池ＢＡＴの充放電電流に従ってコンバータＣ
ＯＮが順変換で発生する充電電流を制御する。
【００２６】以上の構成において、需要家の負荷量が変
化し、低圧配電線が不平衡負荷になったとき、パワーコ
ンディショナＰＣの制御回路Ｃが変成器ＰＴや変流器Ｃ
Ｔから不平衡負荷量を検出し、コンバータＣＯＮの順変
換または逆変換の切換え、および線別の電流制御をし、
低圧配電線の３相電圧または３相電流が平衡するよう、
もしくは電流と電圧の両方が平衡するよう、配電線と蓄
電池ＢＡＴとの間で不平衡負荷量に相当する補償電力の
授受を行う。
化し、低圧配電線が不平衡負荷になったとき、パワーコ
ンディショナＰＣの制御回路Ｃが変成器ＰＴや変流器Ｃ
Ｔから不平衡負荷量を検出し、コンバータＣＯＮの順変
換または逆変換の切換え、および線別の電流制御をし、
低圧配電線の３相電圧または３相電流が平衡するよう、
もしくは電流と電圧の両方が平衡するよう、配電線と蓄
電池ＢＡＴとの間で不平衡負荷量に相当する補償電力の
授受を行う。
【００２７】したがって、需要家の負荷の変動によって
不平衡負荷量が変動した場合には、不平衡負荷量に応じ
てパワーコンディショナＰＣにより不平衡負荷を確実に
補償することができる。
不平衡負荷量が変動した場合には、不平衡負荷量に応じ
てパワーコンディショナＰＣにより不平衡負荷を確実に
補償することができる。
【００２８】しかも、不平衡負荷の補償は、不平衡負荷
発生源になる需要家側で個別に行われるため、補償に必
要な電力容量を必要最小限なものにして不平衡負荷補償
装置の利用効率を高めることができる。例えば、需要家
側の負荷に電動機が含まれる場合にその運転に支障を起
こすことなく不平衡負荷を補償できる。また、高圧配電
線側での線間電圧制御やアクティブフィルタによる不平
衡負荷補償は不要になり、高圧配電線側の配電のための
設備利用効率を高めることができるし、発電機等へ悪影
響を及ぼすことはない。
発生源になる需要家側で個別に行われるため、補償に必
要な電力容量を必要最小限なものにして不平衡負荷補償
装置の利用効率を高めることができる。例えば、需要家
側の負荷に電動機が含まれる場合にその運転に支障を起
こすことなく不平衡負荷を補償できる。また、高圧配電
線側での線間電圧制御やアクティブフィルタによる不平
衡負荷補償は不要になり、高圧配電線側の配電のための
設備利用効率を高めることができるし、発電機等へ悪影
響を及ぼすことはない。
【００２９】なお、不平衡負荷の補償に、線間電圧のバ
ランスを優先するか、線電流のバランスを優先するか
は、需要家の負荷状況により優先度を持たせたり、その
比率を変えることで決めることができる。
ランスを優先するか、線電流のバランスを優先するか
は、需要家の負荷状況により優先度を持たせたり、その
比率を変えることで決めることができる。
【００３０】ここで、蓄電池ＢＡＴの充電は、不平衡電
流の補償動作で充電されることもあるが、パワーコンデ
ィショナＰＣによって低料金になる深夜電力を利用して
行うことができる。この場合、電力会社からみて配電線
側の電力平準化に寄与できるし、不平衡負荷を発生する
需要家自身が不平衡負荷を補償しながら電力料金を低く
抑えることができる。
流の補償動作で充電されることもあるが、パワーコンデ
ィショナＰＣによって低料金になる深夜電力を利用して
行うことができる。この場合、電力会社からみて配電線
側の電力平準化に寄与できるし、不平衡負荷を発生する
需要家自身が不平衡負荷を補償しながら電力料金を低く
抑えることができる。
【００３１】なお、割安な深夜電力を受電し、この交流
電力を充電器で直流に変換して蓄電池を充電しておき、
この蓄電池の直流電力をインバータで交流電力に逆変換
して昼間の電力として利用する装置が提案されている
（実用新案登録番号第３０４５１８９号公報）。この装
置は、電力需要の少ない深夜電力を利用するため、需要
家負荷が大きくなる昼間の負荷を軽減することができ、
配電系統の不平衡を解消対策として利用することが考え
られる。
電力を充電器で直流に変換して蓄電池を充電しておき、
この蓄電池の直流電力をインバータで交流電力に逆変換
して昼間の電力として利用する装置が提案されている
（実用新案登録番号第３０４５１８９号公報）。この装
置は、電力需要の少ない深夜電力を利用するため、需要
家負荷が大きくなる昼間の負荷を軽減することができ、
配電系統の不平衡を解消対策として利用することが考え
られる。
【００３２】しかしながら、深夜電力を利用する需要家
が配電系統の３相のうちのいずれの相間に接続されるか
が特定されるものでないし、その変動も生じてくるた
め、該装置の設備が逆に不平衡負荷を増大させる恐れが
ある。この点、本実施形態では、不平衡状態を検出し、
この検出の基にパワーコンディショナによって確実に平
衡化することができる。
が配電系統の３相のうちのいずれの相間に接続されるか
が特定されるものでないし、その変動も生じてくるた
め、該装置の設備が逆に不平衡負荷を増大させる恐れが
ある。この点、本実施形態では、不平衡状態を検出し、
この検出の基にパワーコンディショナによって確実に平
衡化することができる。
【００３３】次に、パワーコンディショナＣＯＮの直流
電源として、蓄電池ＢＡＴの他に、太陽電池設備Ｇ１や
燃料電池設備Ｇ２、風力発電機設備Ｇ３、さらには非常
用自家発電機などの自家発電設備を備える場合には、こ
れら自家発電設備により蓄電池ＢＡＴを充電すること
で、受電電力を低く抑えることができる。また、自家発
電設備に余剰電力がある場合、パワーコンディショナＰ
Ｃを通して需要家に自給電力として供給することができ
る。
電源として、蓄電池ＢＡＴの他に、太陽電池設備Ｇ１や
燃料電池設備Ｇ２、風力発電機設備Ｇ３、さらには非常
用自家発電機などの自家発電設備を備える場合には、こ
れら自家発電設備により蓄電池ＢＡＴを充電すること
で、受電電力を低く抑えることができる。また、自家発
電設備に余剰電力がある場合、パワーコンディショナＰ
Ｃを通して需要家に自給電力として供給することができ
る。
【００３４】これら自家発電設備を設ける場合は、不平
衡負荷の補償を太陽エネルギー等を有効利用でき、環境
やＣＯ2による温暖化防止にも寄与できる。
衡負荷の補償を太陽エネルギー等を有効利用でき、環境
やＣＯ2による温暖化防止にも寄与できる。
【００３５】なお、実施形態は、集合住宅など複数の需
要家に配電する柱上変圧器ＴＲ３の二次側に直流電源と
１台のパワーコンディショナを設ける場合を示すが、個
人住宅など個別の需要家にそれぞれ直流電源とパワーコ
ンディショナを設ける場合、さらには病院や店舗なども
含めて建屋を地域として集積した集積建屋に直流電源と
１台のパワーコンディショナを設ける場合も同等の作用
効果を得ることができる。
要家に配電する柱上変圧器ＴＲ３の二次側に直流電源と
１台のパワーコンディショナを設ける場合を示すが、個
人住宅など個別の需要家にそれぞれ直流電源とパワーコ
ンディショナを設ける場合、さらには病院や店舗なども
含めて建屋を地域として集積した集積建屋に直流電源と
１台のパワーコンディショナを設ける場合も同等の作用
効果を得ることができる。
【００３６】また、実施形態では、低圧単相３線式に適
用する場合を示すが、低圧単相２線式や低圧３相４線式
に適用できる。図２は、低圧３相４線式に適用した場合
を示し、パワーコンディショナＰＣ等は同等の構成にな
る。
用する場合を示すが、低圧単相２線式や低圧３相４線式
に適用できる。図２は、低圧３相４線式に適用した場合
を示し、パワーコンディショナＰＣ等は同等の構成にな
る。
【００３７】また、パワーコンディショナＰＣは、基本
的には従来のアクティブフィルタと同様に高調波抑制機
能を持たせることができる。
的には従来のアクティブフィルタと同様に高調波抑制機
能を持たせることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、需要家
（建屋設備）別に不平衡負荷補償装置を設備し、電力貯
蔵用蓄電池さらには自家発電設備をもつ直流電源と低圧
配電線との間に双方向に電力変換可能なパワーコンディ
ショナを設けるため、需要家自身が発生する不平衡負荷
を需要家自身が補償でき、負荷変動にも不平衡負荷を確
実に無くし、装置の有効利用ができる。
（建屋設備）別に不平衡負荷補償装置を設備し、電力貯
蔵用蓄電池さらには自家発電設備をもつ直流電源と低圧
配電線との間に双方向に電力変換可能なパワーコンディ
ショナを設けるため、需要家自身が発生する不平衡負荷
を需要家自身が補償でき、負荷変動にも不平衡負荷を確
実に無くし、装置の有効利用ができる。
【００３９】また、不平衡負荷補償には配電線の線間電
圧の不平衡または線電流の不平衡を個別にもしくは両方
を並行して補償できる。
圧の不平衡または線電流の不平衡を個別にもしくは両方
を並行して補償できる。
【００４０】また、需要家が自家発電設備をもつ場合に
は蓄電池の充電または配電線への給電ができる。
は蓄電池の充電または配電線への給電ができる。
【００４１】また、需要家用電源設備とすることで、配
電系統の不平衡による電圧低下を無くした安定電源を確
保することができ、電源電圧の低下でパソコンなどの家
庭用機器が誤動作するような不都合を無くすことができ
る。
電系統の不平衡による電圧低下を無くした安定電源を確
保することができ、電源電圧の低下でパソコンなどの家
庭用機器が誤動作するような不都合を無くすことができ
る。
【図１】本発明の実施形態を示す不平衡負荷補償装置の
構成図（その１）。
構成図（その１）。
【図２】本発明の他の実施形態を示す不平衡負荷補償装
置の構成図（その２）。
置の構成図（その２）。
【図３】低圧単相２線式の配電系統図。
【図４】低圧単相３線式の配電系統図。
【図５】低圧３相４線式の配電系統図。
【図６】スコットトランス結線による単相負荷方式。
ＴＲ１〜ＴＲ３…柱上変圧器 ＰＣ…パワーコンディショナ ＣＯＮ…コンバータ ＢＡＴ…シール形鉛蓄電池 Ｃ…制御回路 Ｇ１…太陽発電設備 Ｇ２…燃料電池設備 Ｇ３…風力発電機設備
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 利夫 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 原田 誠司 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 Ｆターム(参考） 5G066 GA02 GC01
Claims (6)
- 【請求項１】 ３相の高圧配電線から柱上変圧器を通し
て低圧配電線側の需要家に単相で配電する配電系統の不
平衡負荷補償装置であって、 前記需要家が設備する直流電源と、 前記低圧配電線側と直流電源との間に設けられ、該低圧
配電線の３相交流と該直流電源の直流との双方向に電力
変換できる電力変換手段とその制御手段を有し、前記低
圧配電線に発生する線間電圧または線電流の不平衡、も
しくは線間電圧および線電流の不平衡を並行して補償す
るパワーコンディショナとを備えたことを特徴とする配
電系統の不平衡負荷補償装置。 - 【請求項２】 前記直流電源は、電力貯蔵用蓄電池のみ
を設けた構成、または該蓄電池と需要家がもつ自家発電
設備と組み合わせた構成を特徴とする請求項１に記載の
配電系統の不平衡負荷補償装置。 - 【請求項３】 前記パワーコンディショナは、配電系統
の深夜電力で前記蓄電池を充電する電力変換、および該
蓄電池または前記自家発電設備の電力で前記低圧配電線
へ給電する電力変換を行う構成を特徴とする請求項１ま
たは２に記載の配電系統の不平衡負荷補償装置。 - 【請求項４】 ３相の高圧配電線から柱上変圧器を通し
た低圧配電線から単相で受電する建屋設備であって、 前記建屋設備が設備する直流電源と、 前記低圧配電線側と直流電源との間に設けられ、該低圧
配電線の３相交流と該直流電源の直流との双方向に電力
変換できる電力変換手段とその制御手段を有し、前記低
圧配電線に発生する線間電圧または線電流の不平衡、も
しくは線間電圧および線電流の不平衡を並行して補償す
るパワーコンディショナとを備えたことを特徴とする建
屋設備。 - 【請求項５】 前記直流電源は、電力貯蔵用蓄電池のみ
を設けた構成、または該蓄電池と建屋がもつ自家発電設
備と組み合わせた構成を特徴とする請求項４に記載の建
屋設備。 - 【請求項６】 前記パワーコンディショナは、配電系統
の深夜電力で前記蓄電池を充電する電力変換、および該
蓄電池または前記自家発電設備の電力で前記低圧配電線
へ給電する電力変換を行う構成を特徴とする請求項４ま
たは５に記載の建屋設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000040457A JP2001231169A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 配電系統の不平衡負荷補償装置および建屋設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000040457A JP2001231169A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 配電系統の不平衡負荷補償装置および建屋設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001231169A true JP2001231169A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18563828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000040457A Pending JP2001231169A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 配電系統の不平衡負荷補償装置および建屋設備 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001231169A (ja) |
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-
2000
- 2000-02-18 JP JP2000040457A patent/JP2001231169A/ja active Pending
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