JP5820984B2 - Power distribution system - Google Patents
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Description
本発明は、配電技術に関し、特に商用電源からの電力と再生可能エネルギーによる電力を制御する配電システムに関する。 The present invention relates to power distribution technology, and more particularly to a power distribution system that controls power from a commercial power source and power from renewable energy.
太陽電池を用いた配電システムとして、太陽電池を商用電力系統と並列に接続し、商用電源および太陽電池の両方から負荷へ電力を供給する系統連系運転を行うものが知られている。この種の配電システムでは、太陽電池で十分に電力が生成される昼間などにおいて、太陽電池の発電電力が消費電力を上回ることによって、発電電力に余剰分、つまり余剰電力が生じる場合には、当該余剰電力は商用電力系統に逆潮流して電力会社に売電できる。さらに、上記配電システムにさらに燃料電池や2次電池などの太陽電池以外の電源が、配電システムに付加され、太陽電池の発電量が低下する夜間などにおいても商用電源の使用を抑制することがなされている。 2. Description of the Related Art As a power distribution system using solar cells, a system in which a solar cell is connected in parallel with a commercial power system and a grid-connected operation for supplying power from both the commercial power source and the solar cell to a load is known. In this type of power distribution system, in the daytime when sufficient power is generated by the solar cell, when the generated power of the solar cell exceeds the power consumption, surplus, that is, when surplus power is generated, Surplus power can flow back to the commercial power system and be sold to the power company. Further, a power source other than a solar cell such as a fuel cell or a secondary battery is added to the power distribution system, and the use of a commercial power source is suppressed even at night when the power generation amount of the solar cell is reduced. ing.
しかしながら、我が国においては、商用電力系統への影響などを考慮して、現在のところ太陽電池のみについて売電が許可されており、太陽電池以外の燃料電池や2次電池について売電は許可されていない。したがって、燃料電池や2次電池に関しては仮に余剰電力が生じても商用電力系統に逆潮流をすることがないように「電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン」に定められており、燃料電池や2次電池には逆潮流を防止するための逆潮防止装置が具備されている(例えば、特許文献1参照)。 However, in Japan, in consideration of the influence on the commercial power system, etc., currently, power sale is permitted only for solar cells, and power sale is permitted for fuel cells and secondary batteries other than solar cells. Absent. Therefore, the fuel cell and secondary battery are stipulated in the “Guidelines for grid interconnection technical requirements for ensuring power quality” so that there is no reverse power flow to the commercial power system even if surplus power is generated. The battery and the secondary battery are provided with a reverse power prevention device for preventing a reverse power flow (see, for example, Patent Document 1).
太陽電池に加えて、燃料電池や2次電池が備えられた配電システムは、「ダブル発電」ともよばれる。ダブル発電の場合、昼間などにおいても、燃料電池や2次電池からの電力を負荷に供給することによって、消費電力量が低減される。消費電力量が低減されれば、余剰電力が増加するので、売電可能な電力量が増加する。つまり、太陽電池による発電電力が同程度であっても、ダブル発電の場合の売電可能な電力量は、ダブル発電でない場合の売電可能な電力量よりも多くなる。電力会社は、これに対応するために、ダブル発電でない場合の売電価格よりも、ダブル発電の場合の売電価格を低く設定している。一方、配電システムの使用者にとっては、ダブル発電の場合であっても、ダブル発電でない場合と同様の売電価格の設定が望まれる。なお、以下では、ダブル発電として、太陽電池に蓄電池が加えられている場合を説明の対象にする。 A power distribution system including a fuel cell and a secondary battery in addition to a solar cell is also called “double power generation”. In the case of double power generation, power consumption is reduced by supplying power from a fuel cell or secondary battery to a load even during the daytime. If the power consumption is reduced, the surplus power increases, so the power that can be sold increases. That is, even if the power generated by the solar cell is similar, the amount of power that can be sold in the case of double power generation is larger than the amount of power that can be sold in the case of non-double power generation. In order to cope with this, the electric power company sets the power selling price in the case of double power generation lower than the power selling price in the case of non-double power generation. On the other hand, even for the case of double power generation, it is desirable for the user of the power distribution system to set the power selling price as in the case of not double power generation. In addition, below, the case where the storage battery is added to the solar cell as double electric power generation is made into the object of description.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電池が備えられている場合であっても、電力会社への売電価格の低下を抑制する技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, and the objective is to provide the technique which suppresses the fall of the electric power selling price to an electric power company, even when it is a case where the storage battery is provided.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の配電システムは、第1種の負荷を接続可能な分電盤の一端と商用電源との間に設けた逆潮流センサと、分電盤の他端と、再生可能エネルギーの発電装置との間に設けた第1インバータと、第1インバータと分電盤の他端との間から分岐された経路に一端を接続し、他端を蓄電池に接続した充電器と、蓄電池に一端を接続した第2インバータと、第1インバータと分電盤の他端との間から分岐された経路に、充電器とは並列に第1端子を接続し、第2インバータの他端に第2端子を接続するとともに、第2種の負荷に第3端子を接続した選択器とを備える。逆潮流センサは、商用電源から分電盤の一端に向かう順方向の電力、あるいは分電盤の一端から商用電源に向かう逆方向の電力を検出し、第1インバータは、発電装置にて発電した電力を分電盤の他端に出力し、充電器は、順方向の電力あるいは逆方向の電力によって蓄電池を充電させ、第2インバータは、蓄電池からの電力を選択器に出力し、選択器は、逆潮流センサでの検出結果に応じて、第2インバータが非動作である場合に、第1端子にて入力した順方向の電力あるいは逆方向の電力を第3端子から出力し、第2インバータが動作している場合に、第2端子にて入力した第2インバータからの電力を第3端子から出力する。 In order to solve the above problems, a power distribution system according to an aspect of the present invention includes a reverse power flow sensor provided between one end of a distribution board to which a first type load can be connected and a commercial power supply, One end is connected to the first inverter provided between the other end and the power generator of the renewable energy, and a path branched from the first inverter and the other end of the distribution board, and the other end is used as a storage battery. Connect the first terminal in parallel with the charger in a path branched from between the connected charger, the second inverter having one end connected to the storage battery, and the first inverter and the other end of the distribution board, A second terminal is connected to the other end of the second inverter, and a selector having a third terminal connected to a second type load is provided. The reverse power flow sensor detects forward power from the commercial power source toward one end of the distribution board or reverse power from one end of the distribution board to the commercial power source, and the first inverter generates power with the power generator. The power is output to the other end of the distribution board, the charger charges the storage battery with the forward power or the reverse power, the second inverter outputs the power from the storage battery to the selector, and the selector Depending on the detection result of the reverse power flow sensor, when the second inverter is not operating, the forward power or reverse power input at the first terminal is output from the third terminal, and the second inverter When is operated, the electric power from the second inverter input at the second terminal is output from the third terminal.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、蓄電池が備えられている場合であっても、電力会社への売電価格の低下を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where a storage battery is provided, the fall of the power sale price to an electric power company can be suppressed.
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、太陽電池を商用電力系統と並列に接続し、商用電源および太陽電池の両方から家庭内負荷へ電力を供給するとともに、蓄電池を充電する配電システムに関する。このような配電システムは、例えば、家庭に設置される。ここで、太陽電池と蓄電池とによってダブル発電が構成される。電力会社が時間帯別電気料金制度を採用している場合、夜間の時間帯の電気料金は、昼間の時間帯の電気料金よりも低く設定される。また、一例として、昼間の時間帯は7時から23時であり、夜間の時間帯は23時から翌日の7時というように規定される。このような低い電気料金を有効に利用するために、配電システムは、夜間の時間帯にわたって、商用電源からの電力によって蓄電池を充電する。 Before describing the present invention in detail, an outline will be described. Embodiments of the present invention relate to a power distribution system that connects a solar cell in parallel with a commercial power system, supplies power from both the commercial power source and the solar cell to a household load, and charges the storage battery. Such a power distribution system is installed in a home, for example. Here, double power generation is constituted by the solar battery and the storage battery. When the electric power company adopts a time-based electricity rate system, the electricity rate for the night time zone is set lower than the electricity rate for the daytime time zone. Further, as an example, the daytime time zone is defined as from 7:00 to 23:00, and the nighttime zone is defined as from 23:00 to 7:00 on the next day. In order to effectively use such a low electricity bill, the power distribution system charges the storage battery with electric power from the commercial power source over the night time zone.
一方、昼間の時間帯において蓄電池を放電することによって、家庭内負荷に電力を供給すれば、電気料金の高い商用電源からの電力の消費が低減される。しかしながら、前述のごとく、このように消費電力量を低減させた場合、太陽電池によって発電した電力を売るときの売電価格が下がってしまう。そのため、昼間の時間帯において、蓄電池に蓄えた電力を有効に利用しながら、電力の売電価格の低下を抑制することが望まれる。これに対応するために、本実施例に係る配電システムは、次の処理を実行する。 On the other hand, if electric power is supplied to the household load by discharging the storage battery during the daytime, the consumption of electric power from a commercial power source with a high electric charge is reduced. However, as described above, when the power consumption is reduced in this way, the power selling price when selling the power generated by the solar cell is lowered. For this reason, it is desired to suppress a decrease in the selling price of power while effectively using the power stored in the storage battery during the daytime. In order to cope with this, the power distribution system according to the present embodiment executes the following processing.
昼間の時間帯においても、太陽電池によって発電した電力量と、消費電力量との関係は、時間の経過とともに変化する。例えば、昼間の時間帯が開始してからしばらくの間(以下、「前期時間帯」という)は、発電した電力量が小さいので、発電した電力量は消費電力量よりも小さくなる。その後の期間(以下、「中期時間帯」という)では、発電した電力量の増加にともなって、発電した電力量は消費電力量よりも大きくなる。さらに、昼間の時間帯が終了するまでのしばらくの間(以下、「後期時間帯」という)では、発電した電力量が減少していくので、発電した電力量は消費電力量よりも小さくなる。 Even during the daytime, the relationship between the amount of power generated by the solar cell and the amount of power consumed changes with the passage of time. For example, since the amount of generated power is small for a while after the start of the daytime time zone (hereinafter referred to as “first period time zone”), the generated power amount is smaller than the consumed power amount. In the subsequent period (hereinafter referred to as “medium-term time zone”), the amount of generated power becomes larger than the amount of consumed power as the amount of generated power increases. Furthermore, since the amount of generated power decreases for a while until the daytime period ends (hereinafter referred to as “late period”), the amount of generated power is smaller than the amount of consumed power.
中期時間帯に、蓄電池を放電してしまうと、前述のような状態が発生することによって、発電した電力の売電価格が低下ししてしまう。一方、前期時間帯と後期時間帯においては、余剰電力がないので、発電した電力を売ることもない。そのため、これらの時間帯に蓄電池を放電しても、発電した電力の売電価格が低下することもない。そのため、配電システムは、前期時間帯と後期時間帯とを検出し、これらの期間において蓄電池を放電する。 If the storage battery is discharged in the middle period, the above-described state occurs, and the selling price of the generated power decreases. On the other hand, since there is no surplus power in the first and second time zones, the generated power is not sold. Therefore, even if the storage battery is discharged during these times, the selling price of the generated power does not decrease. Therefore, the power distribution system detects the first period and the second period, and discharges the storage battery during these periods.
図1は、本発明の実施例に係る配電システム100の構成を示す。配電システム100は、太陽電池10、非常用スイッチ12、第1インバータ14、分電盤16、逆潮流センサ18、商用電源20、蓄電池22、充放電実行部24、第1ダイオード26、充電器28、第2ダイオード30、制御部32、第1種負荷34、第2種負荷36を含む。また、充放電実行部24は、第2インバータ38、選択器40を含む。さらに、非常用スイッチ12は、第1端子42、第2端子44、第3端子46を含み、選択器40は、第1端子48、第2端子50、第3端子52を含む。
FIG. 1 shows a configuration of a
商用電源20は、電力会社からの電力を供給するための交流電源である。前述のごとく、商用電源20からの商用電力の電気料金は、時間帯別電気料金制度にしたがっており、例えば、昼間の時間帯と夜間の時間帯とが規定されている。逆潮流センサ18は、後述の分電盤16の一端と、商用電源20との間に設けられる。逆潮流センサ18は、分電盤16の一端と商用電源20との間における電力の向きを検出する。具体的に説明すると、逆潮流センサ18は、商用電源20から分電盤16の一端に向かう順方向の電力、あるいは分電盤16の一端から商用電源20に向かう逆方向の電力を検出する。逆潮流センサ18における検出処理には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。
The
分電盤16は、一端において逆潮流センサ18に接続され、他端において第1インバータ14に接続される。分電盤16は、一端側や他端側から交流電力の供給を受けつけ、宅内の所定箇所に設置された第1種負荷34に交流電力を供給する。第1種負荷34は、交流駆動型の電気機器である。なお、分電盤16は、一端にて受けつけた交流電力を他端から出力しており、これが前述の順方向の電力に相当する。また、分電盤16は、他端にて受けつけた交流電力を一端から出力しており、これが前述の逆方向の電力に出力する。
The
太陽電池10は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。太陽電池10として、シリコン太陽電池、さまざまな化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型(有機太陽電池)等が使用される。太陽電池10は、発電した電力を非常用スイッチ12に出力する。
The
非常用スイッチ12は、第1端子42、第2端子44、第3端子46を備えており、太陽電池10に第1端子42を接続し、第1インバータ14に第2端子44を接続するとともに、蓄電池22に第3端子46を接続する。非常用スイッチ12は、第1端子42と第2端子44とを接続するか、第1端子42と第3端子46とを接続する。非常用スイッチ12の接続についての詳細は後述するが、通常、第1端子42と第2端子44とが接続される。
The
第1インバータ14は、分電盤16の他端と、太陽電池10との間に設けられる。特に、第1インバータ14は、非常用スイッチ12の第2端子44に接続することによって、太陽電池10にも接続される。第1インバータ14は、発電装置にて発電した電力を入力する。当該電力は直流電力であり、第1インバータ14は、直流電力から交流電力を電気的に生成する。第1インバータ14は、交流電力を分電盤16の他端に出力する。前述のごとく、当該交流電力が逆方向の電力に相当する。
The
第1ダイオード26、充電器28、第2ダイオード30は、第1インバータ14と分電盤16の他端との間から分岐された経路に直列に配置される。第1ダイオード26、第2ダイオード30は、電流を一定方向にしか流さない作用、つまり整流作用を有する電子素子であり、順方向の電力あるいは逆方向の電力を第1ダイオード26、充電器28、第2ダイオード30の順に通過させる。充電器28は、第1ダイオード26を介して経路に一端を接続し、第2ダイオード30を介して蓄電池22に他端を接続する。充電器28は、順方向の電力あるいは逆方向の電力によって蓄電池22を充電させる。その際、充電器28は、交流電力を直流電力に変換する。
The
蓄電池22は、充電を行うことにより電気を蓄えて電池として使用できるようになり、繰り返し使用することができる2次電池である。蓄電池22は、再生可能エネルギー源をもとに発電した電力、つまり逆方向の電力、あるいは商用電源からの電力、つまり順方向の電力によって充電される。第2インバータ38は、蓄電池22に一端を接続し、後述の選択器40に他端を接続する。第2インバータ38は、蓄電池22からの電力を入力する。第2インバータ38は、第1インバータ14と同様に、直流電力から交流電力を電気的に生成し、交流電力を選択器40に出力する。なお、第2インバータ38の動作あるいは非動作は、制御部32によって指示される。
The
選択器40は、第1端子48、第2端子50、第3端子52を備えており、第1インバータ14と分電盤16の他端との間から分岐された経路に、充電器28とは並列に第1端子48を接続する。また、選択器40は、第2インバータ38の他端に第2端子50を接続するとともに、第2種負荷36に第3端子52を接続する。選択器40は、制御部32からの指示に応じて、第1端子48と第3端子52との接続、あるいは第2端子50と第3端子52との接続とを切りかえる。
The
なお、選択器40における切替は、第2インバータ38の動作あるいは非動作と連動している。つまり、選択器40は、第2インバータ38が非動作である場合に、第1端子48と第3端子52を接続する。その結果、第1端子48にて入力した順方向の電力あるいは逆方向の電力が第3端子52から出力される。一方、選択器40は、第2インバータ38が動作している場合に、第2端子50と第3端子52とを接続する。その結果、第2端子50にて入力した第2インバータ38からの電力が第3端子52から出力される。
Note that the switching in the
第2種負荷36は、第1種負荷34と同様に、交流駆動型の電気機器である。第1種負荷34は、順方向の電力あるいは逆方向の電力によって駆動する。一方、第2種負荷36は、順方向の電力あるいは逆方向の電力によって駆動するとともに、蓄電池22に充電された電力によっても駆動する。そのため、順方向の電力あるいは逆方向の電力の供給がなくなった場合、第1種負荷34は停止するが、第2種負荷36は、蓄電池22に充電された電力によって動作を継続する。そのため、第2種負荷36は、順方向の電力あるいは逆方向の電力の供給がない場合でも駆動させるべき電気機器といえる。
Similar to the
制御部32は、第2インバータ38および選択器40の動作を制御することによって、蓄電池22の充電および放電を制御する。図2(a)−(b)は、配電システム100の動作概要を示す。図2(a)は、太陽電池10において発電した電力量と消費電力量との時刻変化を示す。横軸が時刻を示す。商用電力の電気料金として、時間帯別電気料金制度が採用されている場合、時刻T1からT4までが昼間時間帯として規定され、時刻T4から翌日のT1までが夜間時間帯として規定される。さらに、商用電源からの売電価格は、夜間時間帯よりも昼間時間帯において高くなるように規定されている。前述の例の場合、時刻T1が7時であり、時刻T4が23時である。
The
発電量300は、太陽電池10において発電した電力量に相当し、消費量302は、消費電力量に相当する。発電量300は、昼間時間帯において大きくなるとともに、夜間時間帯において小さくなる。一方、消費量302は、昼間時間帯と夜間時間帯とをまたいで変化しており、朝と夜に大きくなるとともに、昼と夜中に小さくする。そのため、P1およびP2において発電量300と消費量302とが交差する。また、P1の時刻がT2であり、P2の時刻がT3である。なお、時刻T2、T3は、ともに昼間時間帯に含まれるので、時刻T1、T2、T3、T4の順で到来する。
The amount of
昼間時間帯において、時刻T1からT2の間は、発電量300は消費量302よりも小さいので、これは、前述の前期時間帯に相当する。また、時刻T2からT3の間は、発電量300は消費量302以上であるので、これは、前述の中期時間帯に相当する。さらに、時刻T3からT4の間は、発電量300は消費量302よりも小さいので、これは、前述の後期時間帯に相当する。これに対応した蓄電池22の動作が図2(b)に示される。図示のごとく、夜間時間帯において充電がなされ、前期時間帯において放電がなされ、中期時間帯において充電がなされ、後期時間帯において放電がなされる。図1に戻る。
In the daytime time zone, the
制御部32は、時刻の情報を取得し、時刻をもとに昼間時間帯であるか、あるいは夜間時間帯であるかを判定する。時刻の情報は、ネットワーク等を介して外部から入力されてもよいし、制御部32の内部に設けられたクロックによって生成されてもよい。制御部32は、昼間時間帯や夜間時間帯に応じた制御を選択する。図3(a)−(b)は、制御部32に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。特に、図3(a)は、時間帯に応じた制御を実行するためのテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、時間帯欄200、制御欄202が含まれている。当該テーブルを参照しながら、制御部32は、夜間時間帯において、蓄電池22を充電状態に固定する。一方、制御部32は、昼間時間帯において、逆潮流センサ18での検出結果に応じた条件判定を実行する。図1に戻る。
The
制御部32は、昼間時間帯において、逆潮流センサ18での検出結果を受けつける。検出結果は、順方向の電力、あるいは逆方向の電力を示す。なお、順方向の電力は、発電量300が消費量302よりも小さい場合に相当し、逆方向の電力は、発電量300が消費量302以上である場合に相当する。制御部32は、順方向の電力であるか、あるいは逆方向の電力であるかに応じて、蓄電池22に対して充電状態と放電状態との切替を実行する。図3(b)は、電力の方向に応じた制御を決定するためのテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、条件欄204、制御欄206が含まれている。当該テーブルを参照しながら、制御部32は、順方向の電力であれば放電を決定し、逆方向の電力であれば充電を決定する。図1に戻る。
The
このような処理によって、制御部32は、夜間時間帯から昼間時間帯に切りかわった時刻T1において、蓄電池22を充電状態から放電状態に切りかえる。その後、制御部32は、発電した電力量が消費電力量よりも低い状態から、発電した電力量が消費電力量よりも高い状態への遷移を検出した時刻T2に、蓄電池22を放電状態から充電状態に切りかえる。その後、制御部32は、発電した電力量が消費電力量よりも高い状態から、発電した電力量が消費電力量よりも低い状態への遷移を検出した時刻T3に、蓄電池22を充電状態から放電状態に切りかえる。さらに、制御部32は、昼間時間帯から夜間時間帯に切りかわった時刻T4において、蓄電池22を放電状態から充電状態に切りかえる。
By such processing, the
次に、充電状態、放電状態に応じた制御部32の処理を説明する。図4は、制御部32に記憶された別のテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、制御欄208、第2インバータ欄210、選択器欄212が含まれる。当該テーブルを参照しながら、制御部32は、放電状態の場合に、第2インバータ38を動作させるとともに、選択器欄212に対して第2端子50を第3端子52に接続させる。一方、制御部32は、充電状態の場合に、第2インバータ38を非動作にするとともに、選択器欄212に対して第1端子48を第3端子52に接続させる。図1に戻る。
Next, the process of the
非常用スイッチ12は、通常時であるか、あるいは非常時であるかを検出する。なお、非常時とは、例えば、停電時のように、商用電源20から電力が供給されなくなった場合に相当する。また、非常時とは、何らかの原因によって蓄電池22の容量が低下してしまった場合など、つまり太陽電池10で発電した電力によって蓄電池22を充電すべき状態になった場合であってもよい。通常時であるか、あるいは非常時であるかの検出には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。図5は、非常用スイッチ12の動作が規定されたテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、状態欄220、出力先欄222、指示内容欄224が含まれる。当該テーブルを参照しながら、非常用スイッチ12は、通常時において、出力先を第1インバータ14に設定するために、第1端子42と第2端子44とを接続する。その結果、太陽電池10において発電した電力が第1インバータ14に出力される。
The
一方、非常用スイッチ12は、非常時において出力先を蓄電池22に設定するために、第1端子42と第3端子46とを接続する。その結果、太陽電池10において発電した電力が蓄電池22に出力される。また、非常用スイッチ12は、制御部32に対して放電の制御を指示する。その結果、第2種負荷36には、太陽電池10あるいは蓄電池22から電力が供給される。
On the other hand, the
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。 This configuration can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of any computer, and in terms of software, it can be realized by a program loaded in the memory, but here it is realized by their cooperation. Draw functional blocks. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms only by hardware, or by a combination of hardware and software.
以上の構成による配電システム100の動作を説明する。図6は、配電システム100による充電・放電の手順を示すフローチャートである。非常用スイッチ12が通常時と判定した場合(S10のY)、夜間時間帯であれば(S12のY)、制御部32は、放電を実行する(S16)。夜間時間帯でなく(S12のN)、順方向の電力であれば(S14のY)、制御部32は、充電を実行する(S18)。順方向の電力でなければ(S14のN)、制御部32は、放電を実行する(S16)。非常用スイッチ12が通常時と判定しなかった場合(S10のN)、非常用スイッチ12は、発電した電力を蓄電池22に出力させ、制御部32は、放電を実行する(S20)。
The operation of the
次に変形例を説明する。変形例も実施例と同様に、太陽電池を商用電力系統と並列に接続するとともに、蓄電池を備える配電システムに関する。実施例においては、蓄電池に充電した電力が商用電源へ出力されることを防ぐために、第2インバータと選択器の組合せを使用して、当該電力を第2種負荷に出力している。また、負荷として、第1種負荷と第2種負荷が接続されているが、これらはいずれも交流駆動型の電気機器である。一方、変形例に係る配電システムには、交流駆動型の電気機器に加えて、直流駆動型の電気機器が接続されている。このような状況下においても、実施例よりも確実に、蓄電池に充電した電力が商用電源へ出力されることを防ぐことが変形例の目的である。 Next, a modified example will be described. Similarly to the embodiment, the modified example relates to a power distribution system including a solar battery connected in parallel with the commercial power system and a storage battery. In the embodiment, in order to prevent the power charged in the storage battery from being output to the commercial power source, the power is output to the second type load using a combination of the second inverter and the selector. Moreover, although 1st type load and 2nd type load are connected as load, these are all AC drive type electric equipment. On the other hand, in addition to the AC drive type electric device, a DC drive type electric device is connected to the power distribution system according to the modification. Even under such circumstances, the purpose of the modified example is to prevent the power charged in the storage battery from being output to the commercial power supply more reliably than in the embodiment.
図7は、本発明の変形例に係る配電システム110の構成を示す。配電システム110は、図1に示された配電システム100に加えて、放電用スイッチ60直接給電用スイッチ62、コンバータ64、第3種負荷66を含む。以下では、配電システム100との差異を中心に説明する。
FIG. 7 shows a configuration of a
放電用スイッチ60は、蓄電池22と第2インバータ38との間に設けられる。放電用スイッチ60は、制御部32からの指示によって開閉する。放電用スイッチ60が切断されると、蓄電池22からの放電がなされなくなる。コンバータ64は、分電盤16に接続される。コンバータ64は、順方向の電力あるいは逆方向の電力を入力する。コンバータ64は、入力した交流電力を直流電力に変換する。コンバータ64は、直流電力を第3種負荷66に出力する。第3種負荷66は、直流駆動型の電気機器であり、例えば、照明である。第3種負荷66は、コンバータ64からの直流電力によって駆動される。
The
直接給電用スイッチ62は、蓄電池22と第3種負荷66との間に設けられる。直接給電用スイッチ62は、制御部32からの指示によって開閉する。直接給電用スイッチ62が接続されると、蓄電池22からの電力が第3種負荷66に供給される。そのため、停電によってコンバータ64からの電力が第3種負荷66に供給されなくなっても、第3種負荷66は、蓄電池22からの電力によって駆動される。直接給電用スイッチ62が切断されると、蓄電池22からの放電がなされなくなる。
The direct
制御部32は、逆潮流センサ18での検出結果が逆方向の電力である場合に、放電用スイッチ60と直接給電用スイッチ62のうちの少なくとも一方を切断させる。例えば、昼間時間帯において逆方向の電力が検出された場合に、制御部32は、充放電実行部24に充電を実行させる。その後においても逆方向の電力が検出されていれば、制御部32は、放電用スイッチ60と直接給電用スイッチ62との少なくとも一方を切断する。両方を切断してもよい。
The
本発明の実施例によれば、第2インバータと選択器とを連動させるので、蓄電池に対する充電あるいは放電を制御できる。また、蓄電池を放電する際に第2種負荷のみに電力を供給するので、蓄電池に充電された電力を商用電源に出力されなくできる。また、蓄電池に充電された電力を商用電源に出力されないので、商用電源から供給された電力を再び商用電源に戻すことを回避できる。また、逆潮流センサでの検出結果をもとに、蓄電池に対する充電あるいは放電を制御するので、昼間時間帯や夜間時間帯だけではなく、昼間時間帯内においても充電あるいは放電を詳細に制御できる。 According to the embodiment of the present invention, since the second inverter and the selector are interlocked, charging or discharging of the storage battery can be controlled. Moreover, since electric power is supplied only to the second type load when discharging the storage battery, the electric power charged in the storage battery cannot be output to the commercial power source. Moreover, since the electric power charged in the storage battery is not output to the commercial power source, it is possible to avoid returning the electric power supplied from the commercial power source to the commercial power source again. Further, since charging or discharging of the storage battery is controlled based on the detection result of the reverse power flow sensor, charging or discharging can be controlled in detail not only during daytime hours and nighttime hours but also during daytime hours.
また、前期時間帯と後期時間帯において放電を実行するので、商用電源から供給される電力量を低減できる。また、中期時間帯において放電を実行しないので、売電価格の低下を抑制できる。また、逆方向の電力が検出された場合に、放電用スイッチを切断させるので、蓄電池からの放電を抑制できる。また、逆方向の電力が検出された場合に、直接給電用スイッチを切断させるので、蓄電池からの放電を抑制できる。また、非常時に、太陽電池において発電した電力を蓄電池に出力するので、第2種負荷を継続して使用できる。 In addition, since the discharge is executed in the first period and the second period, the amount of power supplied from the commercial power source can be reduced. Moreover, since the discharge is not executed in the middle period, it is possible to suppress a decrease in the power selling price. Moreover, since the switch for discharge is cut | disconnected when the electric power of a reverse direction is detected, the discharge from a storage battery can be suppressed. In addition, when power in the reverse direction is detected, the power feeding switch is directly disconnected, so that discharge from the storage battery can be suppressed. Moreover, since the electric power generated in the solar cell is output to the storage battery in an emergency, the second type load can be continuously used.
また、発電した電力量が消費電力量よりも高い状態から、発電した電力量が消費電力量よりも低い状態への遷移を検出した場合に、蓄電池を充電状態から放電状態に切りかえるので、売電価格を低下させずに、商用電源から提供される電力量を低減できる。また、発電した電力量が消費電力量よりも低い状態から、発電した電力量が消費電力量よりも高い状態への遷移を検出した場合に、蓄電池を放電状態から充電状態に切りかえるので、売電価格を維持できる。また、夜間時間帯において、蓄電池を充電状態に固定し、昼間時間帯において、発電した電力量と消費電力量との比較をもとにして、蓄電池に対して充電状態と放電状態とを切りかえるので、売電価格を低下させずに、電気料金を抑制できる。 In addition, when a transition from a state where the amount of generated power is higher than the amount of consumed power to a state where the amount of generated power is lower than the amount of consumed power is detected, the storage battery is switched from the charged state to the discharged state. The amount of power provided from a commercial power source can be reduced without reducing the price. In addition, when a transition from a state where the amount of generated power is lower than the amount of consumed power to a state where the amount of generated power is higher than the amount of consumed power is detected, the storage battery is switched from the discharged state to the charged state. The price can be maintained. In addition, since the storage battery is fixed in the charged state during the nighttime period, the storage battery is switched between the charged state and the discharged state based on the comparison between the generated electric energy and the consumed electric energy during the daytime period. Electricity charges can be reduced without lowering the electricity sales price.
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
本発明の実施例において、発電するために太陽電池10が設けられている。しかしながらこれに限らず例えば、太陽電池10以外に、再生可能エネルギー源をもとした電力を生成するための装置が設けられてもよい。例えば、風力発電機である。その際、図2の発電量300の時間特性が調節される。本変形例によれば、配電システム100の構成の自由度を向上できる。
In an embodiment of the present invention, a
本発明の実施例において、配電システム100が家庭に備えられているとしている。しかしながらこれに限らず例えば、家庭以外に配電システム100が備えられてもよい。その際、図2の消費量302の時間特性が調節される。本変形例によれば、配電システム100をさまざまな状況に適用できる。
In the embodiment of the present invention, it is assumed that the
10 太陽電池、 12 非常用スイッチ、 14 第1インバータ、 16 分電盤、 18 逆潮流センサ、 20 商用電源、 22 蓄電池、 24 充放電実行部、 26 第1ダイオード、 28 充電器、 30 第2ダイオード、 32 制御部、 34 第1種負荷、 36 第2種負荷、 38 第2インバータ、 40 選択器、 42 第1端子、 44 第2端子、 46 第3端子、 48 第1端子、 50 第2端子、 52 第3端子、 100 配電システム。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記分電盤の他端と、再生可能エネルギーの発電装置との間に設けた第1インバータと、
前記第1インバータと前記分電盤の他端との間から分岐された経路に一端を接続し、他端を蓄電池に接続した充電器と、
前記蓄電池に一端を接続した第2インバータと、
前記第1インバータと前記分電盤の他端との間から分岐された経路に、前記充電器とは並列に第1端子を接続し、前記第2インバータの他端に第2端子を接続するとともに、第2種の負荷に第3端子を接続した選択器とを備え、
前記逆潮流センサは、前記商用電源から前記分電盤の一端に向かう順方向の電力、あるいは前記分電盤の一端から前記商用電源に向かう逆方向の電力を検出し、
前記第1インバータは、前記発電装置にて発電した電力を前記分電盤の他端に出力し、
前記充電器は、順方向の電力あるいは逆方向の電力によって前記蓄電池を充電させ、
前記第2インバータは、前記蓄電池からの電力を前記選択器に出力し、
前記選択器は、前記逆潮流センサでの検出結果に応じて、前記第2インバータが非動作である場合に、第1端子にて入力した順方向の電力あるいは逆方向の電力を第3端子から出力し、前記第2インバータが動作している場合に、第2端子にて入力した前記第2インバータからの電力を第3端子から出力することを特徴とする配電システム。 A reverse power flow sensor provided between one end of a distribution board capable of connecting a first type load and a commercial power supply;
A first inverter provided between the other end of the distribution board and a power generator for renewable energy;
A charger having one end connected to a path branched from the first inverter and the other end of the distribution board and the other end connected to a storage battery;
A second inverter having one end connected to the storage battery;
A first terminal is connected in parallel with the charger on a path branched from the first inverter and the other end of the distribution board, and a second terminal is connected to the other end of the second inverter. And a selector having a third terminal connected to a second type load,
The reverse power flow sensor detects forward power from the commercial power source toward one end of the distribution board, or reverse power from one end of the distribution board to the commercial power source,
The first inverter outputs the power generated by the power generator to the other end of the distribution board,
The charger is configured to charge the storage battery with forward power or reverse power,
The second inverter outputs power from the storage battery to the selector,
According to the detection result of the reverse flow sensor, the selector selects the forward power or the reverse power input from the first terminal from the third terminal when the second inverter is not operating. When the second inverter is operating, the power distribution system outputs the electric power from the second inverter input at the second terminal from the third terminal when the second inverter is operating.
前記放電用スイッチは、前記逆潮流センサでの検出結果が逆方向の電力である場合に、前記蓄電池と前記第2インバータとを切断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 discharge switch provided between the storage battery and the second inverter;
2. The power distribution system according to claim 1, wherein the discharge switch disconnects the storage battery and the second inverter when a detection result of the reverse power flow sensor is electric power in a reverse direction.
前記直接給電用スイッチは、前記逆潮流センサでの検出結果が逆方向の電力である場合に、前記蓄電池と前記第3種の負荷とを切断することを特徴とする請求項1または2に記載の配電システム。 It further comprises a direct power supply switch provided between the storage battery and the third type load,
The said direct power supply switch cuts off the said storage battery and said 3rd type load, when the detection result by the said reverse power flow sensor is electric power of a reverse direction, The said 3rd type load is cut | disconnected. Power distribution system.
前記蓄電池に第3端子を接続する非常用スイッチをさらに備え、
前記非常用スイッチは、通常時において、第1端子と第2端子とを接続することによって、前記発電装置において発電した電力を前記第1インバータに出力し、非常時において、第1端子と第3端子とを接続することによって、前記発電装置において発電した電力を
前記蓄電池に出力することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の配電システム。
A first terminal connected to the power generator, a second terminal connected to the first inverter,
An emergency switch for connecting a third terminal to the storage battery;
The emergency switch outputs the electric power generated in the power generation device to the first inverter by connecting the first terminal and the second terminal in a normal state, and the first terminal and the third terminal in an emergency state. by connecting the terminals, power distribution system according to claim 1 or et 3, characterized in that outputs power generated in the power generator to the storage battery.
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