JP2013090455A - Power distribution system and wiring accessory used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分散電源からの電力を変換するパワーコンディショナを備えた配電システムおよびそれに用いられる配線器具に関する。 The present invention relates to a power distribution system including a power conditioner that converts electric power from a distributed power source, and a wiring device used therefor.
この種の配電システムとして、パワーコンディショナが、分散電源を商用電力系統に系統連系させる(系統)連系運転と、分散電源を商用電力系統から系統分離する自立運転とを切り替え可能に構成されたシステムが提案されている(たとえば特許文献1参照)。特許文献1では、パワーコンディショナは、自立運転用給電装置からのモード切替信号に応じて連系運転と自立運転との切替を行い、自立運転時には商用電力系統から分離された自立運転用コンセントに給電を行う。
In this type of power distribution system, the power conditioner is configured to be able to switch between a grid-operated operation that links the distributed power source to the commercial power system and a self-sustained operation that separates the distributed power source from the commercial power system. A system has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In
そのため、上記配電システムによれば、停電時などにおいても、パワーコンディショナが自立運転に切り替わることにより、自立運転用コンセントに接続された電気機器を動作させることが可能である。 Therefore, according to the power distribution system, it is possible to operate the electric device connected to the outlet for independent operation by switching the power conditioner to autonomous operation even during a power failure.
しかし、通常のコンセントと別に自立運転用コンセントが設けられている場合、ユーザは、通常時(連系運転時)には通常のコンセントに接続されている負荷を、停電などで自立運転に切り替わった際に自立運転用コンセントにつなぎ替える作業が必要である。したがって、ユーザにおいては負荷をつなぎ替える手間が掛かり、さらに、ユーザが負荷をつなぎ替えるまでは負荷への電力供給が途切れるという問題もある。また、移動が困難であるなどの理由から、負荷によっては自立運転用コンセントに接続できないこともあり、パワーコンディショナの自立運転時に、ユーザが所望する負荷に電力供給できないことも考えられる。 However, when a stand-alone operation outlet is provided in addition to a normal outlet, the user switched the load connected to the normal outlet to a stand-alone operation due to a power failure or the like during normal operation (interconnection operation). In some cases, it is necessary to connect to the outlet for independent operation. Therefore, there is a problem that it takes time for the user to change the load, and further, the power supply to the load is interrupted until the user changes the load. In addition, due to the difficulty of movement, depending on the load, it may not be possible to connect to a stand-alone outlet, and it may be impossible to supply power to a load desired by the user during the independent operation of the power conditioner.
また、パワーコンディショナは、自立運転時においては、分散電源の容量などによって負荷に供給可能な電力量が制限されるので、通常時と変わらず全ての負荷に電力供給することは望ましくなく、必要な負荷にのみ電力供給できるようにすることが望ましい。 In addition, the power conditioner is not desirable to supply power to all loads as usual, because the amount of power that can be supplied to the load is limited by the capacity of the distributed power supply during stand-alone operation. It is desirable to be able to supply power only to a load that is heavy.
本発明は上記事由に鑑みて為されており、連系運転と自立運転との切替時にユーザが負荷をつなぎ替える作業が不要であり、また、自立運転時には必要な負荷にのみ電力供給することができる配電システムおよびそれに用いられる配線器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above reasons, and it is unnecessary for the user to change the load at the time of switching between the grid operation and the independent operation, and power can be supplied only to the necessary load during the independent operation. An object of the present invention is to provide a power distribution system that can be used and a wiring device used therefor.
本発明の配電システムは、分散電源からの電力を変換し、商用電力系統と連系する連系運転および前記商用電力系統から切り離される自立運転を切替可能なパワーコンディショナと、前記商用電力系統に接続された幹線および当該幹線から複数に分岐した分岐線からなり前記連系運転時に前記パワーコンディショナからの電力供給路になる連系給電路のうち、1以上の前記分岐線上において特定点と前記幹線からの分岐点との間に挿入された第1の開閉器と、前記自立運転時に前記パワーコンディショナからの電力供給路になる自立給電路と前記第1の開閉器を接続した前記特定点との間に挿入された第2の開閉器と、前記第1の開閉器および前記第2の開閉器の開閉を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、少なくとも前記連系運転時には前記第1の開閉器がオンし前記第2の開閉器がオフするように、前記パワーコンディショナの運転状態に応じて前記第1の開閉器および前記第2の開閉器の開閉を制御することを特徴とする。 The power distribution system of the present invention is a power conditioner that converts power from a distributed power source and can switch between a grid operation linked to a commercial power system and a stand-alone operation disconnected from the commercial power system, and the commercial power system. Of the interconnecting power supply path that is composed of a connected main line and a branch line branched into a plurality from the main line and that serves as a power supply path from the power conditioner during the interconnected operation, the specific point on the one or more branch lines The first switch inserted between a branch point from the main line, and the specific point where the first switch is connected to the stand-alone power supply path that serves as a power supply path from the power conditioner during the stand-alone operation A second switch inserted between the first switch and a controller for controlling opening and closing of the first switch and the second switch. The first switch and the second switch are opened and closed according to the operating condition of the power conditioner so that the first switch is turned on and the second switch is turned off during system operation. It is characterized by controlling.
この配電システムにおいて、前記第1の開閉器を接続した前記特定点から負荷へ出力される電気量を計測する計測部をさらに備え、前記第1の開閉器と前記第2の開閉器と前記計測部とは2以上の前記分岐線について前記特定点ごとに設けられており、前記コントローラは、前記計測部の計測結果を通信により取得する結果取得部を有しており、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、少なくとも前記計測部の計測結果に応じて給電対象の負荷を選択し、前記給電対象の前記負荷が前記自立給電路に接続されるように複数の前記第2の開閉部の開閉を個別に制御することが望ましい。 In this power distribution system, the power distribution system further includes a measurement unit that measures the amount of electricity output from the specific point connected to the first switch to the load, and the first switch, the second switch, and the measurement The unit is provided for each of the specific points with respect to two or more branch lines, and the controller includes a result acquisition unit that acquires a measurement result of the measurement unit through communication, and the power conditioner During self-sustained operation, a load to be fed is selected according to at least the measurement result of the measuring unit, and a plurality of the second opening / closing parts are opened and closed so that the load to be fed is connected to the independent feeding path. It is desirable to control them individually.
この配電システムにおいて、前記コントローラは、前記パワーコンディショナの前記連系運転時において、前記計測部の計測結果に基づいて前記負荷で消費される消費電力の大きさを求め、且つ前記パワーコンディショナから定格出力電力の大きさを取得し、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、前記消費電力の総和が前記定格出力電力を超えないように前記給電対象の前記負荷を選択することがより望ましい。 In this power distribution system, the controller obtains the amount of power consumed by the load based on the measurement result of the measurement unit during the interconnection operation of the power conditioner, and from the power conditioner. More preferably, the magnitude of the rated output power is acquired, and the load to be fed is selected so that the sum of the power consumption does not exceed the rated output power during the independent operation of the power conditioner.
この配電システムにおいて、前記コントローラは、前記パワーコンディショナの前記連系運転時において、前記計測部の計測結果に基づいて前記負荷に供給される高調波電流の大きさを求め、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、所定の閾値以上の前記高調波電流が生じる前記負荷については前記給電対象から外すように、前記給電対象の前記負荷を選択することがより望ましい。 In the power distribution system, the controller obtains a magnitude of a harmonic current supplied to the load based on a measurement result of the measurement unit during the interconnection operation of the power conditioner, and In the self-sustained operation, it is more preferable to select the load as the power supply target so that the load that generates the harmonic current equal to or higher than a predetermined threshold is excluded from the power supply target.
この配電システムにおいて、前記コントローラは、前記パワーコンディショナの前記連系運転時において、前記計測部の計測結果に基づいて力率を求め、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、前記力率が所定の閾値以下の前記負荷については前記給電対象から外すように、前記給電対象の前記負荷を選択することがより望ましい。 In this power distribution system, the controller obtains a power factor based on a measurement result of the measurement unit during the interconnection operation of the power conditioner, and the power factor is predetermined during the autonomous operation of the power conditioner. More preferably, the load to be fed is selected so that the load below the threshold is excluded from the feed target.
この配電システムにおいて、前記コントローラは、前記パワーコンディショナの前記連系運転時において、前記計測部の計測結果に基づいて瞬時電流のピーク値を求め、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、前記ピーク値が所定の閾値以上の前記負荷については前記給電対象から外すように、前記給電対象の前記負荷を選択することがより望ましい。 In this power distribution system, the controller obtains a peak value of an instantaneous current based on a measurement result of the measurement unit during the interconnection operation of the power conditioner, and determines the peak during the autonomous operation of the power conditioner. It is more desirable to select the load to be fed so that the load having a value equal to or greater than a predetermined threshold is excluded from the feed target.
この配電システムにおいて、前記第1の開閉器と前記第2の開閉器とは2以上の前記分岐線について前記特定点ごとに設けられており、前記コントローラは、前記第1の開閉器を接続した前記特定点に接続された負荷が保持している負荷情報を通信により取得する情報取得部を有しており、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、少なくとも前記負荷情報に応じて給電対象の負荷を選択し、前記給電対象の前記負荷が前記自立給電路に接続されるように複数の前記第2の開閉部の開閉を個別に制御することがより望ましい。 In this power distribution system, the first switch and the second switch are provided for each of the specific points with respect to two or more branch lines, and the controller connects the first switch. It has an information acquisition part which acquires the load information which the load connected to the specific point holds by communication, and at the time of the independent operation of the power conditioner, at least the load to be fed according to the load information It is more desirable to individually control the opening and closing of the plurality of second opening / closing sections so that the load to be fed is connected to the self-supporting feeding path.
この配電システムにおいて、前記コントローラは、前記負荷の通常動作時に当該負荷で消費される消費電力の大きさを前記負荷情報として取得し、且つ前記パワーコンディショナから定格出力電力の大きさを取得し、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、前記消費電力の総和が前記定格出力電力を超えないように前記給電対象の前記負荷を選択することがより望ましい。 In this power distribution system, the controller obtains the magnitude of power consumption consumed by the load during normal operation of the load as the load information, and obtains the magnitude of rated output power from the power conditioner, More preferably, the load to be fed is selected so that the sum of the power consumption does not exceed the rated output power during the self-sustaining operation of the power conditioner.
この配電システムにおいて、前記コントローラは、前記負荷に流れる負荷電流の大きさを前記負荷情報として取得し、且つ前記パワーコンディショナから定格出力電流の大きさを取得し、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、前記負荷電流の総和が前記定格出力電流を超えないように前記給電対象の前記負荷を選択することがより望ましい。 In this power distribution system, the controller acquires the magnitude of the load current flowing through the load as the load information, acquires the magnitude of the rated output current from the power conditioner, and the autonomous operation of the power conditioner. Sometimes it is more desirable to select the load to be fed so that the sum of the load currents does not exceed the rated output current.
この配電システムにおいて、前記コントローラは、前記負荷の優先度を前記負荷情報として取得し、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、前記優先度が高い前記負荷を優先的に前記給電対象とするように前記給電対象の前記負荷を選択することがより望ましい。 In this power distribution system, the controller obtains the priority of the load as the load information, and preferentially selects the load having a high priority as the power supply target during the autonomous operation of the power conditioner. More preferably, the load to be fed is selected.
本発明の配線器具は、上記の配電システムに用いられ、前記第1の開閉器および前記第2の開閉器を具備し前記分岐線に接続されることを特徴とする。 A wiring device according to the present invention is used in the power distribution system described above, and includes the first switch and the second switch, and is connected to the branch line.
本発明の配線器具は、上記の配電システムに用いられ、前記第1の開閉器と前記第2の開閉器と前記計測部とを具備し前記分岐線に接続されることを特徴とする。 The wiring device of the present invention is used in the above-described power distribution system, and includes the first switch, the second switch, and the measurement unit, and is connected to the branch line.
この配線器具において、負荷を接続可能なコンセントからなることが望ましい。 In this wiring device, it is desirable that the wiring device comprises an outlet to which a load can be connected.
この配線器具において、分電盤に収納される分岐ブレーカからなることがより望ましい。 In this wiring device, it is more preferable that the wiring device comprises a branch breaker housed in a distribution board.
本発明は、連系運転と自立運転との切替時にユーザが負荷をつなぎ替える作業が不要であり、また、自立運転時には必要な負荷にのみ電力供給することができるという利点がある。 The present invention does not require the user to change the load when switching between the grid operation and the independent operation, and has an advantage that power can be supplied only to the necessary load during the independent operation.
(実施形態1)
本実施形態の配電システムは、図1に示すように、分散電源1と、分散電源1からの電力を変換して負荷2に供給するパワーコンディショナ3と、配線器具としてのコンセント4と、後述するコントローラ5とを備えている。なお、本実施形態では、配電システムが一般的な戸建住宅に用いられる場合を例として説明するが、これに限らず、配電システムは集合住宅の各住戸や施設、事業所等に用いられてもよい。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the power distribution system of the present embodiment includes a
分散電源1は、ここでは直流電力を出力する太陽電池および蓄電池からなり、1台のパワーコンディショナ3に対して同時に複数接続可能である。分散電源1は、燃料電池あるいは風力発電設備などであってもよい。
Here, the
負荷2は、照明器具や冷蔵庫、テレビやパーソナルコンピュータ、医療機器、携帯電話端末の充電器など様々な電気機器であって、本実施形態では、パワーコンディショナ3あるいは商用電力系統6から交流電力の供給を受けて動作する交流駆動型の電気機器からなる。なお、たとえばパワーコンディショナ3が直流電力を出力可能に構成されているのであれば、負荷2は直流電力の供給を受けて動作する直流駆動型の電気機器であってもよい。
The
パワーコンディショナ3は、分散電源1の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路30を有しており、商用電力系統6と連系する連系運転と、商用電力系統6から切り離される自立運転との2つの運転状態を切替可能に構成されている。このパワーコンディショナ3は、商用電力系統6の異常の有無を検知する異常検知部31と、異常検知部31の検知結果に応じて連系運転・自立運転を自動的に切り替えるモード切替部32とを有している。モード切替部32は、商用電力系統6の正常時には連系運転を選択し、停電などの商用電力系統6の異常時に自立運転に切り替える。さらに、パワーコンディショナ3は、連系運転時に電力の出力端になる連系出力端子33と、自立運転時に電力の出力端になる自立出力端子34とを個別に有している。
The
なお、パワーコンディショナ3は、分散電源1としての蓄電池の充電機能も有している。つまり、パワーコンディショナ3は、たとえば昼間に太陽電池の出力によって蓄電池を充電し、夜間には蓄電池に蓄積された電力をインバータ回路30にて交流電力に変換して出力する。
The
図1に示す配電システムにおいては、パワーコンディショナ3の連系出力端子33には、連系運転時に負荷2への電力供給路になる連系給電路7が接続され、自立出力端子34には、自立運転時に負荷2への電力供給路になる自立給電路8が接続されている。
In the power distribution system shown in FIG. 1, the
連系給電路7は、商用電力系統6に接続された幹線71と、幹線71から複数に分岐した分岐線72とからなり、このうち1以上(図1の例では2つ)の分岐線72がコンセント4に接続されている。本実施形態では、連系給電路7上に分電盤9が設けられている。この分電盤9は、幹線71に挿入された主幹ブレーカ91と、幹線71における主幹ブレーカ91の二次側(負荷2側)に接続された複数の分岐ブレーカ92とを備えている。分岐ブレーカ92は各分岐線72に挿入されており、各分岐ブレーカ92の一次側端子が各分岐線72における幹線71からの分岐点になる。なお、図1では、複数個の分岐ブレーカ92のうち2個の分岐ブレーカ92にのみ分岐線72が接続されているが、全ての分岐ブレーカ92に図示しない分岐線が接続されていてもよい。
The interconnection
自立給電路8は、パワーコンディショナ3の自立運転時に使用可能なコンセント4と自立出力端子34との間を接続しており、自立運転時に使用可能なコンセント4の数に合わせて分岐されている。図1の例では、図示されている2個のコンセント4の両方に対して自立給電路8が接続されている。
The independent
ただし、分岐線72に接続されている全てのコンセントを自立運転時に使用可能とすることは必須ではなく、分岐線72に接続されている複数のコンセントのうち少なくとも1つのコンセントに対して自立給電路8が接続されていればよい。つまり、自立給電路8には接続されずに連系給電路7にのみ接続されたコンセントがあってもよい。また、連系給電路7には接続されず自立給電路8にのみ接続されたコンセントがあってもよい。以下、各コンセントを区別するため、連系給電路7と自立給電路8との両方に接続されたコンセントを「コンセント4」、連系給電路7にのみ接続されたコンセントを「連系専用コンセント」、自立給電路8にのみ接続されたコンセントを「自立専用コンセント」という。
However, it is not essential that all outlets connected to the
上記構成により、パワーコンディショナ3の連系運転時(商用電力系統6の正常時)には、パワーコンディショナ3の連系出力端子33および商用電力系統6からの電力が、連系給電路7を通してコンセント4および連系専用コンセント(図示せず)に供給される。一方、パワーコンディショナ3の自立運転時(商用電力系統6の異常時)には、パワーコンディショナ3の自立出力端子34からの電力が、自立給電路8を通してコンセント4および自立専用コンセント(図示せず)に供給される。
With the above configuration, when the
コンセント4は、負荷(電気機器)2を着脱自在に接続可能な配線器具であって、宅内あるいは宅外の壁等に設置されている。ここで、コンセント4は複数口のコンセントであってもよく、この場合、1つのコンセント4に対して複数の負荷2を同時に接続することも可能である。なお、コンセント4に接続する負荷2は、ユーザが任意に選択可能であって、基本的には常時コンセント4に接続されている場合を想定する。
The
ここにおいて、コンセント4は、分岐線72上における特定点73と幹線71からの分岐点74との間に挿入された第1の開閉器41、および第1の開閉器41を接続した特定点73と自立給電路8との間に挿入された第2の開閉器42を有している。本実施形態では、分岐線72上の特定点73はコンセント4における負荷2の接続点であって、幹線71からの分岐点74は分岐ブレーカ92の一次側端子である。これにより、第1の開閉器41は、パワーコンディショナ3の連系出力端子33および商用電力系統6に対して負荷2の接続・非接続を切り替え、第2の開閉器42は、パワーコンディショナ3の自立出力端子34に対して負荷2の接続・非接続を切り替える。
Here, the
さらに、コンセント4は、図2に示すように、コントローラ5との間で通信を行う通信部43と、第1の開閉器41および第2の開閉器42を開閉させる切替部44と、負荷2へ出力される電気量(電力、電流等)を計測する計測部45とを有している。切替部44は、通信部43がコントローラ5から受信する制御信号に従って、第1の開閉器41と第2の開閉器42とを個別に開閉させる。計測部45の計測結果は、通信部43からコントローラ5へ送信される。
Further, as shown in FIG. 2, the
なお、1つの分岐線72に複数のコンセント4が接続されている場合など、分岐線72がさらに複数に分岐されている場合には、特定点73は分岐線72の分岐ごとに設定されていてもよい。この場合、第1の開閉器41および第2の開閉器42は、分岐線72の分岐ごとに挿入されることになる。
When the
コントローラ5は、図2に示すように、パワーコンディショナ3およびコンセント4との間で通信を行う通信部51と、第1の開閉器41および第2の開閉器42の制御内容を決定する指示決定部52と、制御信号を生成する信号生成部53とを有している。
As shown in FIG. 2, the
このコントローラ5は、パワーコンディショナ3から運転状態(連系運転、自立運転の別)を通信部51経由で取得する状態取得部54を有しており、指示決定部52は、基本的には、パワーコンディショナ3の運転状態に応じて制御内容を決定する。状態取得部54は、パワーコンディショナ3の運転状態が変化する度に、パワーコンディショナ3から通信部51経由で信号を受信し、現在のパワーコンディショナ3の運転状態を把握する。
The
さらに、本実施形態のコントローラ5は、コンセント4から計測部45の計測結果を通信部51経由で取得する結果取得部55を有しており、指示決定部52は、パワーコンディショナ3の自立運転時には計測部45の計測結果も考慮して制御内容を決定する。信号生成部53は、指示決定部52で決定された制御内容に従って制御信号を生成し、この制御信号を通信部51からコンセント4(の通信部43)へ送信する。
Furthermore, the
本実施形態では、コントローラ5はマイコン(マイクロコンピュータ)を主構成としており、メモリ(図示せず)に記憶されているプログラムを実行することによって、上記各部の機能を実現する。なお、コントローラ5の通信部51と、コンセント4(の通信部43)並びにパワーコンディショナ3との間の通信は、専用の通信線を用いた有線通信であってもよいし、自立給電路8を通信線に兼用する電力線搬送通信や、無線通信であってもよい。
In this embodiment, the
以下に、本実施形態の配電システムに関し、第1の開閉器41および第2の開閉器42を開閉制御するためのコントローラ5の動作について説明する。
The operation of the
コントローラ5は、状態取得部54が取得したパワーコンディショナ3の運転状態に基づいて、少なくとも連系運転時には第1の開閉器41がオン(閉成)で第2の開閉器42がオフ(開放)するように、指示決定部52にて制御内容を決定する。つまり、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の連系運転時には、第1の開閉器41をオン、第2の開閉器42をオフに開閉制御する。これにより、コンセント4に接続されている負荷2は、パワーコンディショナ3の連系運転時には、パワーコンディショナ3の連系出力端子33および商用電力系統6に接続され、自立出力端子34からは切り離されることになる。
Based on the operation state of the
一方、コントローラ5は、状態取得部54が取得したパワーコンディショナ3の運転状態が自立運転のときには、第1の開閉器42がオフするように、指示決定部52にて制御内容を決定する。このとき(自立運転時)、指示決定部52は、第2の開閉器42の制御内容については、少なくとも計測部45の計測結果も考慮して決定する。すなわち、コントローラ5は、自立運転時には、少なくとも結果取得部55で取得する計測部45の計測結果に応じて給電対象の負荷2を選択し、給電対象の負荷2が自立給電路8に接続されるように、複数の第2の開閉器42の開閉を個別に制御する。これにより、コンセント4に接続されている負荷2は、パワーコンディショナ3の自立運転時には、パワーコンディショナ3の連系出力端子33および商用電力系統6からは切り離され、且つ給電対象として選択された負荷2のみが自立出力端子34に接続される。
On the other hand, the
自立運転時における給電対象の負荷2の選択方法は以下に説明するように幾つかあり、指示決定部52は、下記のいずれかの選択方法、あるいはこれらを組み合わせた選択方法により、給電対象の負荷2を選択する。
As described below, there are several methods for selecting the
第1の選択方法としては、コントローラ5は、負荷2で消費される消費電力とパワーコンディショナ3の定格出力電力とを比較することによって、給電対象の負荷2を選択する。この場合、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の連系運転時において、計測部45の計測結果に基づいて負荷2ごとに消費電力の大きさを予め求め、且つパワーコンディショナ3から定格出力電力の大きさを通信部51経由で取得しておく。ここでいう定格出力電力は、パワーコンディショナ3がその動作を停止することなく動作可能な最大の出力電力であって、その大きさがパワーコンディショナ3内のメモリ(図示せず)に予め登録されている。
As a first selection method, the
コントローラ5は、パワーコンディショナ3が自立運転に切り替わると、消費電力の総和がパワーコンディショナ3の定格出力電力を超えないように、給電対象の負荷2を選択する。つまり、コントローラ5は、計測部45の計測結果に基づいて予め求めておいた消費電力の大きさの総和が、パワーコンディショナ3の定格出力電力を超えない範囲で最大になるように、指示決定部52にて給電対象とする負荷2の組み合わせを決定する。
When the
これにより、コントローラ5は、需用電力(つまり負荷2の消費電力の総和)がパワーコンディショナ3の定格出力電力を超えないように、パワーコンディショナ3の自立運転時における給電対象の負荷2を適切に選択することができる。その結果、パワーコンディショナ3は、その運転状態が連系運転から自立運転に切り替わったときに、自立出力端子34からの出力電力が定格出力電力を超えて異常停止してしまうことを回避できる。
As a result, the
第2の選択方法としては、コントローラ5は、各負荷2に流れる高調波電流と所定の閾値とを比較することによって、給電対象の負荷2を選択する。この場合、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の連系運転時において、計測部45の計測結果に基づいて負荷2に供給される高調波電流の大きさを予め負荷2ごとに求めておく。コントローラ5は、パワーコンディショナ3が自立運転に切り替わると、所定の閾値以上の高調波電流が生じる負荷2については給電対象から外すように給電対象の負荷2を選択する。つまり、コントローラ5は、計測部45の計測結果に基づいて予め求めておいた高調波電流の大きさが閾値未満の負荷2のみを給電対象とするように、指示決定部52にて給電対象とする負荷2の組み合わせを決定する。
As a second selection method, the
これにより、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の自立運転時に給電対象とする負荷2を、高調波電流が比較的小さくパワーコンディショナ3の出力波形に歪みを生じにくい負荷2の中から、適切に選択することができる。その結果、パワーコンディショナ3は、その運転状態が連系運転から自立運転に切り替わったときに、自立出力端子34からの出力波形に高調波電流による歪みが生じにくくなるという利点がある。
As a result, the
第3の選択方法としては、コントローラ5は、各負荷2の力率と所定の閾値とを比較することによって、給電対象の負荷2を選択する。この場合、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の連系運転時において、計測部45の計測結果に基づいて力率を予め負荷2ごとに求めておく。コントローラ5は、パワーコンディショナ3が自立運転に切り替わると、力率が所定の閾値以下の負荷2については給電対象から外すように給電対象の負荷2を選択する。つまり、コントローラ5は、計測部45の計測結果に基づいて予め求めておいた力率が閾値より大きい負荷2のみを給電対象とするように、指示決定部52にて給電対象とする負荷2の組み合わせを決定する。
As a third selection method, the
これにより、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の自立運転時に給電対象とする負荷2を、力率が比較的大きい負荷2の中から、適切に選択することができる。その結果、パワーコンディショナ3は、その運転状態が連系運転から自立運転に切り替わったときに、力率の悪化を改善し、電力を有効に利用できるという利点がある。
Thereby, the
第4の選択方法としては、コントローラ5は、各負荷2に流れる瞬時電流のピーク値と所定の閾値とを比較することによって、給電対象の負荷2を選択する。この場合、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の連系運転時において、計測部45の計測結果に基づいて負荷2に供給される瞬時電流のピーク値を予め負荷2ごとに求めておく。コントローラ5は、パワーコンディショナ3が自立運転に切り替わると、瞬時電流のピーク値が所定の閾値以上である負荷2については給電対象から外すように給電対象の負荷2を選択する。つまり、コントローラ5は、計測部45の計測結果に基づいて予め求めておいた瞬時電流のピーク値が閾値未満の負荷2のみを給電対象とするように、指示決定部52にて給電対象とする負荷2の組み合わせを決定する。
As a fourth selection method, the
これにより、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の自立運転時に給電対象とする負荷2を、瞬時電流のピーク値が比較的小さく突入電流を生じにくい負荷2の中から、適切に選択することができる。その結果、パワーコンディショナ3は、その運転状態が連系運転から自立運転に切り替わったときに、負荷2に流れる突入電流で自立出力端子34からの出力電流が定格出力電流を超えて異常停止してしまうことを回避できる。
As a result, the
以上説明した本実施形態の構成によれば、連系給電路7のうち1以上の分岐線72上において特定点73と幹線71からの分岐点74との間に挿入された第1の開閉器41と、自立給電路8と特定点73との間に挿入された第2の開閉器42とが設けられている。さらに、これら第1の開閉器41および第2の開閉器42の開閉を制御するコントローラ5が設けられている。ここで、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の運転状態に応じて第1の開閉器41、第2の開閉器42の開閉を制御するので、連系運転と自立運転との切替時にユーザが負荷2をつなぎ替える作業が不要になる。
According to the configuration of the present embodiment described above, the first switch inserted between the
したがって、ユーザにおいては負荷2をつなぎ替える手間が省け、さらに、ユーザが負荷2をつなぎ替えるまでは負荷2への電力供給が途切れるという問題も解決できる。また、移動が困難であるなどの理由からコンセント4へのつなぎ替えが困難な負荷2であっても、パワーコンディショナ3の連系運転時、自立運転時の両方で電力供給を受けることが可能になる。
Therefore, it is possible to solve the problem that the user can save time and labor for switching the
しかも、第1の開閉器41および第2の開閉器42は、連系給電路7の分岐線72上の特定点73に接続されているので、パワーコンディショナ3の自立運転時に、負荷2をパワーコンディショナ3に接続するか否かを分岐線72単位で切り替えることができる。これにより、パワーコンディショナ3は、自立運転時には必要な負荷2にのみ電力供給することができ、分散電源1の限られた電気エネルギを有効に使用することができる。
In addition, since the
さらに、本実施形態では、コントローラ5は、パワーコンディショナ3の自立運転時に、少なくとも計測部45の計測結果に応じて給電対象の負荷2を選択し、給電対象の負荷2が自立給電路8に接続されるように複数の第2の開閉器42の開閉を個別制御している。そのため、パワーコンディショナ3は、自立運転時にはコントローラ5が自動的に選択した給電対象の負荷2にのみ電力供給することができる。具体的には、コントローラ5は、上記第1〜4の選択方法を適用することにより、パワーコンディショナ3の異常停止を回避したり、自立出力端子34からの出力波形に歪みを生じにくくしたり、電力を有効に利用できるといった利点がある。
Furthermore, in this embodiment, the
また、本実施形態では、第1の開閉器41と第2の開閉器42と計測部45とが全て配線器具としてのコンセント4に備わっているので、既存の配電システムにコンセント4およびコントローラ5を付加するだけで、上述の機能を実現することができる。ただし、第1の開閉器41、第2の開閉器42、計測部45は配線器具としてのコンセント4とは別に設けられていてもよい。たとえば計測部45がコンセント4と別に設けられている場合、コンセント4は、通信部43にて計測部45と通信し、計測部45の計測結果を収集するように構成される。
Moreover, in this embodiment, since the
ところで、第1の開閉器41と第2の開閉器42と計測部45とを備える配線器具は、上記実施形態ではコンセント4からなるが、コンセントに限らず分岐線42に接続される配線器具であればよい。第1の開閉器41と第2の開閉器42と計測部45とを備える配線器具が分電盤9内の分岐ブレーカ92からなる場合、配電システムは、図3に示すように構成される。なお、図3では、負荷2が分岐ブレーカ92に分岐線72によって直接接続されているが、この構成に限らず、分岐線72をコンセントに接続し、このコンセントに負荷2が接続されていてもよい。
By the way, although the wiring appliance provided with the
すなわち、図3の配電システムでは、自立給電路8は、コンセントに代えて分電盤9に収納された分岐ブレーカ92と自立出力端子34との間を接続しており、自立運転時に使用可能な分岐ブレーカ92の数に合わせて分岐されている。図3の例では、図示されている6個の分岐ブレーカ92の全てに対して自立給電路8が接続されている。ただし、全ての分岐ブレーカ92を自立運転時に使用可能とすることは必須ではなく、分岐線72に接続されている複数の分岐ブレーカ92のうち少なくとも1つの分岐ブレーカ92に対して自立給電路8が接続されていればよい。つまり、自立給電路8には接続されずに連系給電路7にのみ接続された分岐ブレーカ(連系専用ブレーカ)があってもよい。
That is, in the power distribution system of FIG. 3, the self-sustained
分岐ブレーカ92は、分岐線72上における特定点73と幹線71からの分岐点74との間に挿入された第1の開閉器41、および特定点73と自立給電路8との間に挿入された第2の開閉器42を有している。図3の構成では、分岐線72上の特定点73は分岐ブレーカ92の二次側端子であって、幹線71からの分岐点74は分岐ブレーカ92の一次側端子である。さらに、図3では図示を省略するが、分岐ブレーカ92は通信部43と切替部44と計測部45とを有している。
The
以上説明した図3の配電システムでは、既存の配電システムに分岐ブレーカ92およびコントローラ5を付加するだけで、上記実施形態と同等の機能を実現することができる。しかも、自立給電路8は、パワーコンディショナ3と分電盤9との間を接続し、分電盤9内で分岐ブレーカ92ごとに分岐されていればよいので、コンセントごとに分岐される場合に比べて、引き回しが容易になる。既存の分岐ブレーカ92がリモコンブレーカのように遠隔制御可能な開閉器からなる場合、既存の分岐ブレーカ92を第1の開閉器41として使用すれば、開閉器の必要数を減らすことも可能である。
In the power distribution system of FIG. 3 described above, a function equivalent to that of the above embodiment can be realized only by adding the
(実施形態2)
本実施形態の配電システムは、パワーコンディショナ3の自立運転時において、コントローラ5が給電対象の負荷2を選択する方法が、実施形態1の配電システムと相違する。以下、実施形態1と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。
(Embodiment 2)
The power distribution system according to the present embodiment is different from the power distribution system according to the first embodiment in a method in which the
すなわち、実施形態1では、コントローラ5は、自立運転時における給電対象の負荷2を計測部45の計測結果に応じて選択していたのに対し、本実施形態では、コントローラ5は、負荷2が保持している負荷情報に応じて給電対象の負荷2を選択する。
That is, in the first embodiment, the
本実施形態においては、図4に示すように、コントローラ5は、結果取得部55(図2参照)に代えて、第1の開閉器41を接続した特定点73に接続された負荷2が保持している負荷情報を通信により取得する情報取得部56を有している。ここでいう負荷情報は、負荷2がメモリ(図示せず)に予め保持している情報であって、この負荷2に関する消費電力の大きさ、負過電流の大きさ、後述する優先度などの情報を含んでいる。情報取得部56は、配線器具としてのコンセント4が通信部43での通信により負荷2から取得した負荷情報を、通信部51経由で通信によりコンセント4から取得する。なお、本実施形態では、結果取得部55、計測部45(図2参照)は不要であるから、これらは図4では省略されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the
コントローラ5は、パワーコンディショナ3の自立運転時には、少なくとも情報取得部56で取得する負荷情報に応じて給電対象の負荷2を選択し、給電対象の負荷2が自立給電路8に接続されるように、複数の第2の開閉器42の開閉を個別に制御する。これにより、コンセント4に接続されている負荷2は、パワーコンディショナ3の自立運転時には、パワーコンディショナ3の連系出力端子33および商用電力系統6からは切り離され、且つ給電対象として選択された負荷2のみが自立出力端子34に接続される。
The
本実施形態においても、自立運転時における給電対象の負荷2の選択方法は以下に説明するように幾つかあり、指示決定部52は、下記のいずれかの選択方法、あるいはこれらを組み合わせた選択方法により、給電対象の負荷2を選択する。
Also in the present embodiment, there are several methods for selecting the power
第1の選択方法としては、コントローラ5は、負荷2で消費される消費電力とパワーコンディショナ3の定格出力電力とを比較することによって、給電対象の負荷2を選択する。この場合、コントローラ5は、負荷2の通常動作時(連系運転時)において、消費電力の大きさを負荷2ごとに負荷情報として予め取得し、且つパワーコンディショナ3から定格出力電力の大きさを通信部51経由で取得しておく。コントローラ5は、パワーコンディショナ3が自立運転に切り替わると、消費電力の総和がパワーコンディショナ3の定格出力電力を超えないように、給電対象の負荷2を選択する。つまり、コントローラ5は、負荷情報として予め取得しておいた消費電力の大きさの総和が、パワーコンディショナ3の定格出力電力を超えない範囲で最大になるように、指示決定部52にて給電対象とする負荷2の組み合わせを決定する。
As a first selection method, the
これにより、コントローラ5は、需用電力(つまり負荷2の消費電力の総和)がパワーコンディショナ3の定格出力電力を超えないように、パワーコンディショナ3の自立運転時における給電対象の負荷2を適切に選択することができる。その結果、パワーコンディショナ3は、その運転状態が連系運転から自立運転に切り替わったときに、自立出力端子34からの出力電力が定格出力電力を超えて異常停止してしまうことを回避できる。
As a result, the
第2の選択方法としては、コントローラ5は、負荷2に流れる負荷電流とパワーコンディショナ3の定格出力電流の大きさとを比較することによって、給電対象の負荷2を選択する。この場合、コントローラ5は、負荷2の通常動作時(連系運転時)において、負荷電流の大きさを負荷2ごとに負荷情報として予め取得し、且つパワーコンディショナ3から定格出力電流の大きさを通信部51経由で取得しておく。ここでいう定格出力電流は、パワーコンディショナ3がその動作を停止することなく動作可能な最大の出力電流であって、その大きさがパワーコンディショナ3内のメモリ(図示せず)に予め登録されている。
As a second selection method, the
コントローラ5は、パワーコンディショナ3が自立運転に切り替わると、負荷電流の総和がパワーコンディショナ3の定格出力電流を超えないように、給電対象の負荷2を選択する。つまり、コントローラ5は、負荷情報として予め取得しておいた負荷電流の大きさの総和が、パワーコンディショナ3の定格出力電流を超えない範囲で最大になるように、指示決定部52にて給電対象とする負荷2の組み合わせを決定する。
When the
これにより、コントローラ5は、負荷電流の総和がパワーコンディショナ3の定格出力電流を超えないように、パワーコンディショナ3の自立運転時における給電対象の負荷2を適切に選択することができる。その結果、パワーコンディショナ3は、その運転状態が連系運転から自立運転に切り替わったときに、自立出力端子34からの出力電流が定格出力電流を超えて異常停止してしまうことを回避できる。
As a result, the
第3の選択方法としては、コントローラ5は、負荷2ごとに予め決められた優先度に応じて、給電対象の負荷2を選択する。この場合、コントローラ5は、負荷2の通常動作時(連系運転時)において、優先度を負荷2ごとに負荷情報として予め取得しておく。コントローラ5は、パワーコンディショナ3が自立運転に切り替わると、優先度が高い負荷2から順に給電対象の負荷2を選択する。つまり、コントローラ5は、負荷情報として予め取得しておいた優先度が高い負荷2ほど優先的に給電対象となるように、指示決定部52にて給電対象とする負荷2の組み合わせを決定する。なお、この場合に、給電対象とする負荷2の数は、予め決められていてもよいし、上記第1,2の選択方法と組み合わされることで、消費電力や負過電流によって上限が決められてもよい。
As a third selection method, the
これにより、コントローラ5は、たとえば照明器具や医療機器など優先度が高い負荷2ほど優先的に給電対象となるように、パワーコンディショナ3の自立運転時における給電対象の負荷2を適切に選択することができる。その結果、パワーコンディショナ3の運転状態が連系運転から自立運転に切り替わったときに、優先度の高い負荷2が使えなくなることを回避できる。
As a result, the
以上説明した本実施形態の配電システムによれば、コントローラ5は、負荷2が保持している負荷情報に応じて給電対象の負荷2を選択するので、配線器具(コンセント4)から測定部を省略することができ、配線器具の構成を簡略化することができる。
According to the power distribution system of the present embodiment described above, the
また、情報取得部56は、上述したようにコンセント4が負荷2から取得した負荷情報をコンセント4から取得する構成に限らず、通信部51で負荷2と直接通信することにより負荷情報を取得する構成であってもよい。
The
なお、本実施形態においても、第1の開閉器41と第2の開閉器42とを備える配線器具は、コンセントに限らずたとえば分岐ブレーカ92であってもよい。
In the present embodiment, the wiring device including the
その他の構成および機能は実施形態1と同様である。 Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
2 負荷
3 パワーコンディショナ
33 連系出力端子
34 自立出力端子
4 コンセント
41 第1の開閉器
42 第2の開閉器
45 計測部
5 コントローラ
55 結果取得部
56 情報取得部
6 商用電力系統
7 連系給電路
71 幹線
72 分岐線
73 特定点
74 分岐点
8 自立給電路
9 分電盤
92 分岐ブレーカ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記コントローラは、少なくとも前記連系運転時には前記第1の開閉器がオンし前記第2の開閉器がオフするように、前記パワーコンディショナの運転状態に応じて前記第1の開閉器および前記第2の開閉器の開閉を制御する
ことを特徴とする配電システム。 A power conditioner that converts electric power from a distributed power source and can switch between interconnection operation linked to a commercial power system and independent operation disconnected from the commercial power system, and a main line connected to the commercial power system and the main line Among the interconnecting power supply paths that are comprised of branch lines branched into a plurality of power lines and serve as power supply paths from the power conditioner during the interconnected operation, a specific point and a branch point from the main line on one or more of the branch lines Inserted between the first switch inserted between, the independent power supply path that becomes the power supply path from the power conditioner during the independent operation, and the specific point connecting the first switch A second switch; and a controller that controls opening and closing of the first switch and the second switch;
The controller includes the first switch and the first switch according to an operating state of the power conditioner so that the first switch is turned on and the second switch is turned off at least during the interconnection operation. A power distribution system characterized by controlling the opening and closing of the two switches.
前記第1の開閉器と前記第2の開閉器と前記計測部とは2以上の前記分岐線について前記特定点ごとに設けられており、
前記コントローラは、前記計測部の計測結果を通信により取得する結果取得部を有しており、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、少なくとも前記計測部の計測結果に応じて給電対象の負荷を選択し、前記給電対象の前記負荷が前記自立給電路に接続されるように複数の前記第2の開閉部の開閉を個別に制御することを特徴とする請求項1に記載の配電システム。 A measuring unit that measures the amount of electricity output from the specific point connected to the first switch to a load;
The first switch, the second switch, and the measurement unit are provided for each of the specific points with respect to two or more branch lines,
The controller has a result acquisition unit that acquires a measurement result of the measurement unit by communication, and selects a load to be fed according to at least the measurement result of the measurement unit during the independent operation of the power conditioner The power distribution system according to claim 1, wherein opening and closing of the plurality of second opening / closing sections are individually controlled so that the load to be fed is connected to the self-supporting feeding path.
前記コントローラは、前記第1の開閉器を接続した前記特定点に接続された負荷が保持している負荷情報を通信により取得する情報取得部を有しており、前記パワーコンディショナの前記自立運転時には、少なくとも前記負荷情報に応じて給電対象の負荷を選択し、前記給電対象の前記負荷が前記自立給電路に接続されるように複数の前記第2の開閉部の開閉を個別に制御することを特徴とする請求項1に記載の配電システム。 The first switch and the second switch are provided for each of the specific points with respect to two or more branch lines,
The controller includes an information acquisition unit that acquires, by communication, load information held by a load connected to the specific point to which the first switch is connected, and the autonomous operation of the power conditioner Sometimes, a load to be fed is selected according to at least the load information, and the opening and closing of the plurality of second opening / closing sections are individually controlled so that the load to be fed is connected to the self-supporting feeding path. The power distribution system according to claim 1.
前記第1の開閉器および前記第2の開閉器を具備し前記分岐線に接続されることを特徴とする配線器具。 It is used for the power distribution system according to any one of claims 1 to 10,
A wiring device comprising the first switch and the second switch and connected to the branch line.
前記第1の開閉器と前記第2の開閉器と前記計測部とを具備し前記分岐線に接続されることを特徴とする配線器具。 It is used for the power distribution system according to any one of claims 2 to 6,
A wiring device comprising the first switch, the second switch, and the measuring unit and connected to the branch line.
It consists of a branch breaker accommodated in a distribution board, The wiring device of Claim 11 or 12 characterized by the above-mentioned.
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