[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPWO2016013191A1 - 電力ルータ、電力送受電システム、電力送受電方法、および電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体 - Google Patents

電力ルータ、電力送受電システム、電力送受電方法、および電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2016013191A1
JPWO2016013191A1 JP2016535787A JP2016535787A JPWO2016013191A1 JP WO2016013191 A1 JPWO2016013191 A1 JP WO2016013191A1 JP 2016535787 A JP2016535787 A JP 2016535787A JP 2016535787 A JP2016535787 A JP 2016535787A JP WO2016013191 A1 JPWO2016013191 A1 JP WO2016013191A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
load
leg
power supply
reception
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016535787A
Other languages
English (en)
Inventor
清久 市野
清久 市野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of JPWO2016013191A1 publication Critical patent/JPWO2016013191A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00016—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus
    • H02J13/00017—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus using optical fiber
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the display of information or by user interaction, e.g. supervisory control and data acquisition systems [SCADA] or graphical user interfaces [GUI]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00004—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the power network being locally controlled
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00028—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment involving the use of Internet protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/007—Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/124—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

［課題］電力供給量に応じて自動的に電力供給先を選択することができる電力ルータ、電力送受電システム、電力送受電方法、および電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体を提供する。［解決手段］電力供給先選択手段６１が、負荷が消費する電力を示す消費電力情報と負荷の優先度を示す優先度情報とが記憶された情報記憶手段７０に記憶されている消費電力情報と優先度情報とに基づいて、電力供給源から供給された電力の供給先を複数の負荷の中から選択する。電力送受電手段６２が、電力供給先選択手段６１が選択した負荷に電力供給源から受電した電力を供給する。

Description

本発明は、電力ルータ、電力送受電システム、電力送受電方法、および電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体に関する。
電力供給システムを構築する場合に、電力送電網をさらに安定的に拡張していくことは大きな課題である。近年は、さらに、多量の自然エネルギを導入可能なシステムにすることも大きな課題になっている。そこで、特許文献１および非特許文献１には、新たな電力網としてデジタルグリッド（登録商標）という電力ネットワークシステムが提案されている。
デジタルグリッド（登録商標）とは、セルに細分化された電力網（電力セルともいう）が非同期に相互接続された電力ネットワークシステムである。小規模な電力セルは、例えば、１軒の一般家庭や、１棟のビル、１つの商業施設である。大規模な電力セルは、例えば、それら施設等の県や市町村単位のひとまとまりである。
各電力セルには、電力負荷（単に負荷ともいう）となる設備が設けられている。また、各電力セルには、さらに、発電設備や電力貯蔵設備等が設けられる場合がある。発電設備には、例えば、太陽光発電や風力発電、地熱発電などの自然エネルギを利用する発電設備がある。
各電力セルの内部の設備が自由に発電したり、さらに、電力セル間でスムースに電力を融通し合うようにしたりするため、電力セル同士は非同期で接続されている。すなわち、複数の電力セルが相互に接続されているとしても、それぞれの電力セルで使用される電力の電圧、位相および周波数は他の電力セルとは非同期である。
図７は、電力ネットワークシステム１０の例を示す説明図である。図７に示す例では、基幹系統１１によって、大規模発電所１２から供給された基幹電力が送電される。そして、複数の電力セル２１〜２４が配置されている。各電力セル２１〜２４は、家３１やビル３２などの負荷や、発電設備３３，３４や、電力貯蔵設備３５等を有している。図７には、発電設備として、太陽光発電パネル３３や風力発電機３４などが例示されている。電力貯蔵設備は、例えば、蓄電池３５等である。なお、発電設備と電力貯蔵設備とを総称して、分散型電源ということがある。
さらに、各電力セル２１〜２４には、他の電力セルや基幹系統１１に接続されるための接続口（接続ポート）となる電力ルータ４１〜４４が設置されている。電力ルータ４１〜４４には複数のレグ（ＬＥＧ）が設置されている。なお、各レグの接続端子は、図７において、各電力ルータ４１〜４４の縁部における白丸で示されている。ここで、各レグにはそれぞれアドレスが付されている。そして、各レグは、接続端子と電力変換部とを有する。なお、レグによる電力変換とは、交流から直流へまたは直流から交流への変換や、電力の電圧、周波数、位相等を変化させることをいう。
すべての電力ルータ４１〜４４は通信網５１を介して管理サーバ５０に接続されており、管理サーバ５０によってすべての電力ルータ４１〜４４は統合的に運用制御される。例えば、管理サーバ５０は、各レグに付されたアドレスを用いて、当該レグが設置された各電力ルータ４１〜４４に電力の送電または受電を指示する。これにより、電力ルータ４１〜４４を介し、電力セル間での電力融通が行われる。
電力セル間での電力融通を可能にすることにより、例えば、複数の電力セルが、発電設備３３，３４や電力貯蔵設備３５を共有することができるようになる。互いの余剰電力を電力セル間で融通し合えば、電力需給バランスを安定的に保ちつつ、設備コストを大幅に削減することができる。
特許第４７８３４５３号公報
デジタルグリッドコンソーシアム，［online］，［平成２６年７月１日検索］，インターネット＜URL:http://www.digitalgrid.org/＞
図７に例示した電力ネットワークシステム１０では、管理サーバ５０が通信網５１を介して電力ルータ４１〜４４を運用制御する。したがって、図７に例示した電力ネットワークシステム１０は、電力ルータ４１〜４４を運用制御するために、管理サーバ５０を操作するオペレータを必要とする。しかし、災害時などの非常時に、オペレータがいない状況が起こりうる。特に、オペレータが被災して業務を遂行できない状況が起こりうる。
また、非常時には通信網５１が寸断され、管理サーバ５０が当該通信網５１を介して電力ルータ４１〜４４を運用制御できなくなる可能性がある。さらに、停電により管理サーバ５０が稼働停止してしまうおそれもある。
ゆえに、図７に例示した電力ネットワークシステム１０では、管理サーバ５０のオペレータがいない場合や、管理サーバ５０や通信網５１が稼働停止した場合に、電力ネットワークシステム１０は電力を供給できなくなり、重要な電力機器を動かせなくなるおそれがある。
そこで、本発明は、電力供給量に応じて自動的に電力供給先を選択することができる電力ルータ、電力送受電システム、電力送受電方法、および電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体を提供することを目的とする。
本発明による電力ルータは、負荷が消費する電力を示す消費電力情報と負荷の優先度を示す優先度情報とが記憶された情報記憶手段に記憶されている消費電力情報と優先度情報とに基づいて、電力供給源から供給された電力の供給先を複数の負荷の中から選択する電力供給先選択手段と、電力供給先選択手段が選択した負荷に電力供給源から受電した電力を供給する電力送受電手段とを備えたことを特徴とする。
本発明による電力送受電システムは、いずれかの態様の電力ルータと、情報記憶手段とを備えたことを特徴とする。
本発明による電力送受電方法は、負荷が消費する電力を示す消費電力情報と負荷の優先度を示す優先度情報とが記憶された情報記憶手段に記憶されている消費電力情報と優先度情報とに基づいて、電力供給源から供給された電力の供給先を複数の負荷の中から選択する電力供給先選択ステップと、電力供給先選択ステップで選択した負荷に電力供給源から受電した電力を供給する電力送受電ステップとを含むことを特徴とする。
本発明による電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体は、負荷が消費する電力を示す消費電力情報と負荷の優先度を示す優先度情報とが記憶された情報記憶手段に記憶されている消費電力情報と優先度情報とに基づいて、電力供給源から供給された電力の供給先を複数の負荷の中から選択する電力供給先選択処理と、電力供給先選択処理で選択した負荷に電力供給源から受電した電力を供給する電力送受電処理とをコンピュータに実行させる電力送受電用プログラムが記憶されていることを特徴とする。
本発明によれば、電力供給量に応じて自動的に電力供給先を選択することができる。
電力ルータの構成例を示すブロック図である。 電力ルータにおける第１レグに着目したブロック図である。 本発明の第１の実施形態の電力ネットワークシステムを示すブロック図である。 諸元情報テーブルの例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態の電力ネットワークシステムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の電力ルータの構成例を示すブロック図である。 電力ネットワークシステムの例を示す説明図である。
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。尚、以下における「接続相手」はレグの接続先を指すものとする。
まず、本発明の各実施形態に共通する電力ルータの構成について説明する。図１は、電力ルータ１００の構成例を示すブロック図である。また、図２は、電力ルータ１００における第１レグ（図１においてレグ１と示す）１１０に着目したブロック図である。電力ルータ１００は、直流母線１０１と、複数のレグ１１０〜１６０と、制御部１９０とを含む。
電力ルータ１００の直流母線１０１には、各レグ（図１においてレグ１〜レグ６と示す）１１０〜１６０がそれぞれ並列に接続されている。直流母線１０１は直流電力を流すためのものであり、直流母線１０１の電圧が所定の範囲内を保つようにコントロールされる（直流母線１０１の電圧がどのようにして所定の範囲内に保たれるのかについては後述する。）
電力ルータ１００は各レグ１１０〜１６０を介して外部機器等に接続されるのであるが、各レグ１１０〜１６０は、外部機器等から受電した電力を直流に変換して直流母線１０１に供給する。このように各レグ１１０〜１６０が受電した電力を直流に変換することにより、周波数や電圧、位相の違いに関わらず、電力セル同士を非同期で接続することができるようになる。
ここでは、直流母線１０１は、図２に示すように、平滑コンデンサ１０２を有する並列型であるとする。
直流母線１０１には当該直流母線の電圧値を測定する電圧センサ１０３が接続されている。電圧センサ１０３は、測定した直流母線１０１の電圧値を示す情報を制御部１９０に入力する。また、制御部１９０は、図１に示すように、通信バス１０４を介してレグ１１０〜１６０の動作状態（外部機器等への送電動作、外部機器等からの受電動作など）を制御することにより、直流母線１０１の電圧を所定の範囲内に保つ。
次に、レグ１１０〜１６０について説明する。複数のレグ１１０〜１６０は、互いに並列に、直流母線１０１に接続されている。図１には、６つのレグ１１０〜１６０が例示されている。６つのレグ１１０−１６０を、図１に示すように、第１レグ１１０、第２レグ１２０、・・・、第６レグ１６０とする。なお、図１では、第１レグ１１０はレグ１と示され、第２レグ１２０はレグ２のように示している。また、図２では、第３レグ１３０と第４レグ１４０と第６レグ１６０とは省略されている。
第１〜第５レグ１１０〜１５０は互いに同じ構成であるのに対し、第６レグ１６０は、電力変換部を有していないという点で第１〜第５レグ１１０〜１５０の構成と互いに異なっている。まず、第１〜第５レグ１１０〜１５０の構成について説明する。第１〜第５レグ１１０〜１５０は互いに同じ構成であるので、代表して第１レグ１１０の構成について説明する。第１レグ１１０は、電力変換部１１１と、電流センサ１１２と、開閉器１１３と、電圧センサ１１４と、接続端子１１５とを含む。電力変換部１１１は、交流電力を直流電力に変換する機能と、直流電力を交流電力に変換する機能とを有する。直流母線１０１には直流電力が流れているので、電力変換部１１１は、直流母線１０１の直流電力を定められた周波数および電圧の交流電力に変換して、接続端子１１５から外部機器等に送電する。また、電力変換部１１１は、接続端子１１５から受電した交流電力を直流電力に変換して、直流母線１０１に供給する。
電力変換部１１１は、インバータ回路の構成を有する。具体的には、図２に示すように、電力変換部１１１は、トランジスタＱ１〜Ｑ６およびダイオードＤ１〜Ｄ６を有する。トランジスタＱ１〜Ｑ３の一端は、高電位側電源線に接続される。トランジスタＱ１〜Ｑ３の他端は、それぞれトランジスタＱ４〜Ｑ６の一端と接続される。トランジスタＱ４〜Ｑ６の他端は、低電位側電源線に接続される。トランジスタＱ１〜Ｑ６の高電位側端子には、それぞれダイオードＤ１〜Ｄ６のカソードが接続される。トランジスタＱ１〜Ｑ６の低電位側端子には、それぞれダイオードＤ１〜Ｄ６のアノードが接続される。
たとえばトランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフのタイミングを適宜制御することで、トランジスタＱ１とトランジスタＱ４との間のノード、トランジスタＱ２とトランジスタＱ５との間のノード、およびトランジスタＱ３とトランジスタＱ６との間のノードのそれぞれからは、３相交流の各相で電力が出力される。
以上のように、電力変換部１１１は、トランジスタとダイオードとで構成される６つの逆並列回路を３相ブリッジ接続した構成を有している。トランジスタＱ１とトランジスタＱ４との間のノード、トランジスタＱ２とトランジスタＱ５との間のノード、トランジスタＱ３とトランジスタＱ６との間のノードから引き出され、これらのノードと接続端子とを結ぶ配線を支線ＢＬと称する。３相交流であるので、一のレグは３つの支線ＢＬを有する。
ここでは、３相交流を使用しているので３相インバータ回路としたが、場合によっては単相インバータ回路としてもよい。また、トランジスタＱ１〜Ｑ６には、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの、各種の能動式電力変換素子を用いることができる。
電力の向きや交流電力の周波数等は制御部１９０によって制御される。すなわち、トランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッチングは、制御部１９０によって制御される。制御部１９０による運用制御については後述する。
電力変換部１１１と接続端子１１５との間には開閉器１１３が配設されている。この開閉器１１３の開閉によって、支線ＢＬが開閉され、すなわち、外部機器等と直流母線１０１との間が遮断されたり、接続されたりする。また、電圧センサ１１４は、支線ＢＬに印加された電圧を測定し、電流センサ１１２は、支線ＢＬを流れる電流の電流値を測定する。開閉器１１３の開閉動作は制御部１９０によって制御され、電圧センサ１１４および電流センサ１１２は、測定結果を制御部１９０に入力する。
上記説明では、電力変換部１１１がインバータ回路であり、各レグの接続先には交流電力を供給するとしたが、各レグの接続先が蓄電池３５のように直流電力を受電するものである場合もある（例えば図１に示す第３レグ１３０は蓄電池３５に接続されている）。このような場合に、第３レグ１３０によって行われる電力変換は、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）−ＤＣ変換である。したがって、電力変換部１１１にインバータ回路とコンバータ回路とを並列に設け、接続先に交流電力を供給するのか、または直流電力を供給するのかに応じて、インバータ回路とコンバータ回路と使い分けるように構成されていてもよい。または、電力変換部１１１がＤＣ−ＤＣ変換部であるＤＣ−ＤＣ変換専用のレグが設けられていてもよい。各レグにインバータ回路とコンバータ回路とを並列に設けるよりは、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）−ＤＣ変換専用のレグとＤＣ−ＤＣ変換専用のレグとを併せ持つ電力ルータとする方がサイズやコスト面で有利な点が多々ある。
次に、第６レグ１６０について説明する。第６レグ１６０には、電力変換部が含まれていない。したがって、第６レグ１６０は、直流母線１０１に直接に接続されているわけではない。第６レグ１６０は、第５レグ１５０の支線ＢＬを介して直流母線１０１に接続されているのである。第６レグ１６０の内部配線についても、支線ＢＬと称することとする。第６レグ１６０の支線ＢＬは、第５レグ１５０における接続端子１５５と開閉器１５３との間に接続されている。
第６レグ１６０は、開閉器１６３と、電圧センサ１６４と、電流センサ１６２と、接続端子１６５とを備える。第６レグ１６０の支線ＢＬは、開閉器１６３を介して、第５レグ１５０の支線ＢＬに接続されている。すなわち、第６レグ１６０の接続端子１６５は、第５レグ１５０の接続端子１５５に接続されている。第６レグ１６０の接続端子１６５と第５レグ１５０の接続端子１５５との間には開閉器１６３が設置されているが、電力変換器は設置されていない。したがって、第６レグ１６０の接続端子１６５と第５レグ１５０の接続端子１５５との間では電力は変換されずに導通することになる。
そこで、第６レグ１６０のように電力変換器を持たないレグをＡＣスルーレグということがある。
電流センサ１６２および電圧センサ１６４は、支線ＢＬの電流値および電圧値を測定し、測定結果を制御部１９０に入力する。開閉器１６３の開閉動作は制御部１９０によって制御される。
（レグの運転モードについて）
第１〜第５レグ１１０〜１５０は電力変換器１１１〜１５１をそれぞれ含んでおり、電力変換器１１１〜１５１内のトランジスタＱ１〜Ｑ６はそれぞれ制御部１９０によってスイッチング動作を制御されるものであることは既に述べた。
ここで、電力ルータ１００は、電力ネットワークシステム１０のノードにあって、基幹系統１１、負荷３０、分散型電源および電力セルなどを互いに結びつける重要な役割を果たす。したがって、各レグ１１０〜１６０の接続端子１１５〜１６５は、基幹系統１１や負荷３０、分散型電源、他の電力セルの電力ルータにそれぞれ接続されるのである。本発明の発明者らは、各レグ１１０〜１６０の役割は接続先に応じて異なり、各レグ１１０〜１６０が役割に応じた適切な運転を行わなければ電力ルータが当該役割を果たすことができないことに気付いた。そこで、本発明の発明者らは、接続先に応じてレグの運転態様を変えるようにした。
レグの運転態様を運転モードという。本実施形態では、レグの運転モードが３種類用意され、接続先によって当該運転モードが切り換えられるように構成されている。なお、レグの運転モードには、マスターモードと、自立モードと、指定電力送受電モードとがあるとする。以下、順に説明する。
（マスターモード）
マスターモードとは、レグの接続端子が基幹系統１１などの安定した電力供給源に接続される場合の運転モードであり、直流母線１０１の電圧を所定の範囲内に維持するための運転モードである。図１に示す例では、第１レグ１１０の接続端子１１５が基幹系統１１に接続されている。そして、第１レグ１１０は、マスターモードとして運用制御され、直流母線１０１の電圧を維持する役割を果たす。直流母線１０１には、他のレグ１２０〜１５０から直流母線１０１に電力が流入することもあれば、レグ１２０〜１５０から電力が流出することもある。レグ１１０は、マスターモードとして運用制御された場合に、直流母線１０１から電力が流出して直流母線１０１の電圧が所定の範囲から下がったときに、流出して不足した電力を接続先（本例では基幹系統１１）から受電して補てんする。また、レグ１１０は、直流母線１０１に電力が流入して直流母線１０１の電圧が所定の範囲から上がったときに、流入で過剰になった電力を接続先（本例では基幹系統１１）に供給する。このようにして、レグ１１０は、マスターモードとして運用制御された場合に、直流母線１０１の電圧を維持するのである。
したがって、一の電力ルータにおいて、少なくとも１つのレグはマスターモードとして運転されなければならない。さもないと、直流母線１０１の電圧を所定の範囲内に維持することが困難になるからである。また、一の電力ルータにおいて２つ以上のレグがマスターモードで運転されてもよいが、やはり、マスターモードのレグは一つの電力ルータには１つであることが好ましい。また、マスターモードとなるレグは、基幹系統１１の他、例えば、自励式インバータを搭載する分散型電源（蓄電池も含む）に接続されていてもよい。ただし、他励式インバータを搭載する分散型電源とマスターモードとなるレグとは互いに接続できない。
以下の説明において、マスターモードで運転されるレグのことを、マスターレグということがある。
マスターレグの運用制御について説明する。マスターレグを起動させる際には次のようにする。まず、開閉器１１３を開（遮断）状態にして、接続端子１１５と接続先とを互いに接続させる。なお、接続先は基幹系統１１であるとする。電圧センサ１１４は、接続先の基幹系統１１の電圧を測定し、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ−Ｌｏｏｐ）などを用いて基幹系統１１の電圧の振幅、周波数および位相を求める。
制御部１９０は、電圧センサ１１４が求めた基幹系統１１の振幅、周波数および位相の電圧が電力変換部１１１から出力されるように、電力変換部１１１の出力を調整する。すなわち、制御部１９０は、トランジスタＱ１〜Ｑ６のオン状態とオフ状態との間の切り替えパターンを決定する。制御部１９０は、電力変換部１１１の出力が安定した場合に、開閉器１１３を閉状態（導通）状態に遷移させて、電力変換部１１１と基幹系統１１とを互いに接続する。この時点では、電力変換部１１１から出力される電力の電圧と基幹系統１１の電圧とが同期しているため、互いの間で電流は流れない。
マスターレグ１１０（第１レグ１１０）の運用制御について説明する。電圧センサ１０３は、直流母線１０１の電圧を測定する。直流母線１０１の電圧の測定結果が所定の定格電圧（所定の定格電圧を含む所定の範囲の電圧であってもよい）を上回っていた場合に、マスターレグ１１０から基幹系統１１に向けて送電が行われるように、制御部１９０が電力変換部１１１を制御する。具体的には、制御部１９０は、例えば、電力変換部１１１から出力される電力の電圧の振幅および位相の少なくともいずれか一方を調整して、マスターレグ１１０を介して直流母線１０１から基幹系統１１に向けて送電されるようにする。なお、直流母線１０１の定格電圧は、予め設定されているとする。
また、直流母線１０１の電圧が所定の定格電圧（所定の定格電圧を含む所定の範囲の電圧であってもよい）を下回っていた場合に、マスターレグ１１０が基幹系統１１から受電できるように、制御部１９０が電力変換部１１１を制御する。具体的には、制御部１９０は、例えば、電力変換部１１１から出力される電力の電圧の振幅および位相の少なくともいずれか一方を調整して、マスターレグ１１０を介して基幹系統１１から直流母線１０１に送電が行われるようにする。このようにマスターレグの運転が行われることにより、直流母線１０１の電圧を所定の定格電圧に保つことができることが理解されるであろう。
（自立モード）
自立モードとは、レグが、管理サーバ５０から指定された振幅および周波数の電圧の電力を自ら作り出して、接続先と送受電する運転モードである。自立モードは、例えば、レグが、負荷３０などの電力を消費する設備に向けて電力を供給するための運転モードや、接続先から送電された電力をそのまま受電するための運転モードである。
図１に示す例では、第２レグ１２０の接続端子１２５に負荷３０が接続されている。そして、第２レグ１２０が自立モードとして運用制御されて、負荷３０に電力を供給することになる。また、第４レグ１４０や第５レグ１５０のように他の電力ルータと互いに接続された場合に、他の電力ルータに要求された電力を送電するために、第４レグ１４０や第５レグ１５０を自立モードで運用制御する場合もある。または、第４レグ１４０や第５レグ１５０のように他の電力ルータと互いに接続された場合に、他の電力ルータから送電されてくる電力を受電するために第４レグ１４０や第５レグ１５０を自立モードで運転する場合もある。また、図示されていないが、第２レグ１２０に、負荷３０に代えて発電設備が接続される場合に、第２レグ１２０を自立モードで運転してもよい。ただし、この場合には発電設備に他励式インバータを搭載させるようにする。電力ルータ同士を接続する場合の運転モードについては後述する。
自立モードで運転されるレグを自立レグともいう。１つの電力ルータにおいて、自立レグが複数あってもよい。
自立レグの運用制御について説明する。まず、開閉器１２３を開（遮断）状態にして、接続端子１２５と負荷３０とを互いに接続させる。管理サーバ５０によって、電力ルータ１００に対し、負荷３０に供給すべき電力（電圧）の振幅および周波数が指示された場合に、制御部１９０は、指示された振幅および周波数の電力（電圧）を電力変換部１２１が負荷３０に供給するように制御する。具体的には、制御部１９０は、トランジスタＱ１〜Ｑ６のオン状態とオフ状態との間の切り替えパターンを決定する。制御部１９０は、電力変換部１１１の出力が安定した場合に、開閉器１１３を閉状態（導通）状態に遷移させて、電力変換部１２１と負荷３０とを互いに接続する。そして、負荷３０が電力を消費すれば、消費分に応じた電力が自立レグ１２０から負荷３０に供給されるようになる。
（指定電力送受電モード）
指定電力送受電モードとは、指定された量の電力（指定電力ともいう）を送受電するための運転モードである。すなわち、接続先に指定電力を供給する場合と、接続先から指定電力を受電する場合とがある。図１に示す例では、第４レグ１４０および第５レグ１５０が、それぞれ他の電力セルと互いに接続されている。このような場合に、指定電力送受電モードでは、一方（例えば、レグ）と他方（例えば、他の電力セル）との間で決まった分の電力（指定電力）を互いに融通する。また、図１に示す例では、第３レグ１３０は蓄電池３５に接続されている。このような場合に、指定電力送受電モードでは、決まった分の電力（指定電力）を蓄電池３５に供給して蓄電池３５を充電する。また、自励式インバータを搭載する分散型電源（蓄電池も含む）と指定電力送受電レグとが互いに接続されてもよい。ただし、他励式インバータが搭載されている分散型電源と指定電力送受電レグとは互いに接続できない。
指定電力送受電モードで運転されるレグを指定電力送受電レグともいう。１つの電力ルータにおいて、指定電力送受電レグは複数あってもよい。
指定電力送受電レグの運用制御について説明する。起動時の制御についてはマスターレグにおける制御と基本的に同じであるので、説明を省略する。
指定電力送受電レグを運用する場合の運用制御について説明する。なお、本例では、図１において第５レグ１５０に付した符号を使用して説明する。電圧センサ１５４は、接続先の基幹系統の電圧を測定し、ＰＬＬなどを用いて接続先の基幹系統の電力の周波数および位相を求める。そして、電圧センサ１５４は、管理サーバ５０から指定された有効電力値および無効電力値と、接続先の基幹系統の電力の周波数および位相とに基づいて、電力変換器１５１が入出力する電流の目標値を求める。電流センサ１５２は、現在の電流値である現在値を測定する。制御部１９０は、目標値と現在値との差分に相当する電流を追加して出力するように、電力変換器１５１を調整する。具体的には、制御部１９０は、例えば、電力変換部１５１が供給する電圧の振幅および位相の少なくともいずれか一方を調整して、指定電力送受電レグと接続先の基幹系統との間で所望の電力が流れるようにする。
以上の説明により、互いに同じ構成である第１〜第５レグ１１０〜１５０が運用制御に応じて３パターンの役割を果たせることが理解されるであろう。
実施形態１．
［構成の説明］
本発明の第１の実施形態の電力ネットワークシステム１０Ａについて、図面を参照して説明する。図３は、本発明の第１の実施形態の電力ネットワークシステム１０Ａを示すブロック図である。図３に示すように、電力ネットワークシステム１０Ａは、電力ルータ１００Ａと、諸元情報記憶装置８００とを含む。
電力ルータ１００Ａは、制御部１９０Ａ、電圧センサ１０３、直流母線１０１、第１〜第４レグ（図３においてレグ１〜レグ４と示す）１１０〜１４０、および接続端子１１５〜１４５を含む。諸元情報記憶装置８００には、諸元情報テーブル８０１が記憶されている。なお、本実施形態の電力ネットワークシステム１０Ａにおいて、図１に示す電力ネットワークシステム１０における構成要素と同様な構成要素には、図１における構成要素と同じ符号を付して説明を省略する。
制御部１９０Ａは、諸元情報記憶装置８００に記憶されている諸元情報テーブル８０１に設定されている情報に基づいて、第１〜第４レグ１１０〜１４０の動作をそれぞれ制御する。
諸元情報記憶装置８００は、諸元情報テーブル８０１を記憶する記録媒体や半導体メモリである。諸元情報記憶装置８００は、パーソナルコンピュータや、携帯電話機、スマートフォンなどの情報通信端末に搭載されている記録媒体や半導体メモリであってもよい。また、諸元情報記憶装置８００は、記録媒体や半導体メモリを内蔵したＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カードであってもよい。
図４は、諸元情報テーブル８０１の例を示す説明図である。図４に示す例では、諸元情報テーブルには、レグごとに、接続先諸元情報が設定されている。そして、図４に示す例では、接続先諸元情報は、接続先種別を示す情報、接続先最大電力を示す情報、接続先周波数を示す情報、接続先電圧を示す情報、および優先度を示す情報を含む。
接続先種別を示す情報は、対応するレグの接続先の種別を示すものであって、「電源」、「負荷」、および「他の電力セル」等のいずれかを示す。接続先最大電力を示す情報は、対応するレグの接続先が電源である場合に、その電源が出力可能な最大の電力の値を示し、対応するレグの接続先が負荷である場合に、その負荷が消費する最大の電力の値を示す。なお、接続先最大電力を示す情報によって示される値を、単に、接続先最大電力の値ともいう。
接続先周波数を示す情報は、対応するレグの接続先が交流電源である場合に、その電源が出力する電力の周波数を示し、対応するレグの接続先が交流負荷である場合に、その負荷に入力される電力の周波数を示す。また、接続先周波数を示す情報は、対応するレグの接続先が直流電源または直流負荷である場合に、「直流」であることを示す。
接続先電圧を示す情報は、対応するレグの接続先が電源である場合に、その電源が出力する電圧の値を示し、対応するレグの接続先が負荷である場合に、その負荷の動作に必要な電圧の値を示す。
接続先優先度を示す情報は、対応するレグの接続先が負荷である場合に設定され、その負荷が一般負荷であれば「一般」に設定され、その負荷が重要負荷であれば「重要」に設定される。
具体的には、図４に示すように、諸元情報テーブル８０１では、第１レグ１１０に対応する１行目には、接続先種別を示す情報として「電源」が設定され、接続先最大電力を示す情報として「６ｋＷ」が設定され、接続先周波数を示す情報として「６０Ｈｚ」が設定され、接続先電圧を示す情報として「２００Ｖｒｍｓ」が設定されている。また、第２レグ１２０に対応する２行目には、接続先種別を示す情報として「電源」が設定され、接続先最大電力を示す情報として「２ｋＷ」が設定され、接続先周波数を示す情報として「直流」が設定され、接続先電圧を示す情報として「４８Ｖ」が設定されている。第４レグ１４０に対応する３行目には、接続先種別を示す情報として「負荷」が設定され、接続先最大電力を示す情報として「３ｋＷ」が設定され、接続先周波数を示す情報として「直流」が設定され、接続先電圧を示す情報として「３８０Ｖ」が設定され、優先度を示す情報として「重要」が設定されている。また、第３レグ１３０に対応する４行目には、接続先種別を示す情報として「負荷」が設定され、接続先最大電力を示す情報として「４ｋＷ」が設定され、接続先周波数を示す情報として「５０Ｈｚ」が設定され、接続先電圧を示す情報として「１００Ｖｒｍｓ」が設定され、優先度を示す情報として「一般」が設定されている。
諸元情報テーブル８０１における行の並びは意味を持ち、各行は所定の順序で整列される。具体的には、図４に示すように、接続先種別を示す情報が「電源」を示している行（第１レグおよび第２レグ）は、接続先種別を示す情報が「負荷」を示している行（第４レグおよび第３レグ）よりも上に配置される。また、図４に示すように、接続先種別を示す情報が「負荷」を示している行（第４レグおよび第３レグ）のうち、接続先優先度を示す情報が「重要」を示している行（第４レグ）は、接続先優先度を示す情報が「一般」を示している行（第３レグ）よりも上に配置される。つまり、接続先種別を示す情報が「負荷」を示している行は、接続先優先度が降順（優先度が高いものから低いものの順に）になるように整列される。
なお、図３に示す例では、第１レグ１１０に電源として基幹系統が接続され、第２レグ１２０に電源として蓄電池が接続されている。また、図３に示す例では、第３レグ１３０に優先度が一般の負荷が接続され、第４レグ１４０に優先度が重要の負荷が接続されている。
電力ルータ１００Ａの制御部１９０Ａは、諸元情報記憶装置８００から諸元情報テーブル８０１を読み出し、読み出した諸元情報テーブル８０１の内容に従ってレグ１１０〜１４０を運用制御する。
［動作の説明］
続いて、本発明の第１の実施形態の電力ネットワークシステム１０Ａの動作について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態の電力ネットワークシステム１０Ａの動作を示すフローチャートである。
制御部１９０Ａが図５に示すフローチャートを実行するタイミングは、電力ルータ１００Ａの起動時、または諸元情報テーブル８０１が更新されたときである。
制御部１９０Ａは、図５に示すフローチャートを実行するタイミングが到来した場合に変数を初期化する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部１９０Ａは、変数である供給電力値を「０」に初期化する。供給電力値は、各レグに接続された電源が供給可能な電力の合計値を表す。
そして、制御部１９０Ａは、諸元情報記憶装置８００に記憶されている諸元情報テーブル８０１を読み出す（ステップＳ１０２）。制御部１９０は、例えば、接触式／非接触式、有線／無線のいずれか、または、これらの任意の組み合わせにより、情報を読み出し可能な図示しない読み出し手段によって、諸元情報テーブル８０１を読み出す。
制御部１９０Ａは、後述するステップＳ１０４〜Ｓ１１４までの処理を、各レグについて実行する。つまり、ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１の行数に応じた回数分、当該処理を繰り返す。そこで、制御部１９０は、カウンタＪの値を「１」に初期化する（ステップＳ１０３）。カウンタＪは、諸元情報テーブル８０１の行番号を示す。
制御部１９０Ａは、ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１のＪ行目の接続先種別を示す情報が、「電源」を示している場合にステップＳ１０５に移行し、その接続先種別を示す情報が「負荷」を示している場合にステップＳ１０８に移行する（ステップＳ１０４）。
（レグの接続先が電源であるとき）
制御部１９０Ａは、ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１のＪ行目の接続先最大電力の値を、供給電力値に加算する（ステップＳ１０５）。そして、制御部１９０Ａは、加算後の供給電力値を、例えば、記憶手段（図示せず）に記憶させる。
その後、制御部１９０Ａは、ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１のＪ行目に対応するレグを、マスターモードで運転制御する（ステップＳ１０６）。制御部１９０Ａは、当該レグの運転制御に成功した旨をオペレータに通知し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１３に移行する。通知の手段として、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などによる視覚情報、ブザーなどによる聴覚情報、電子メールなどによる通信情報のいずれか、またはこれらを任意に組み合わせた手段を用いる。
（レグの接続先が負荷であるとき）
制御部１９０Ａは、ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１のＪ行目の接続先最大電力の値に応じた電力を、電力ルータ１００Ａが供給可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
具体的には、下記の式（１）の条件が満たされるか否かを判定する。
供給電力値≧ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１のＪ行目の接続先最大電力の値・・・（１）
式（１）において、供給電力値は、ステップＳ１０１の処理で初期化され、ステップＳ１０５またはステップＳ１０９の処理が実行された場合に当該処理で更新されて記憶手段に記憶された値である。
制御部１９０Ａは、式（１）が満たされると判定した場合に（ステップＳ１０８のＹ）、以下の処理を行う。すなわち、制御部１９０Ａは、ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１のＪ行目の接続先最大電力の値を、供給電力値から減算する（ステップＳ１０９）。そして、制御部１９０Ａは、減算後の供給電力値を、例えば、記憶手段（図示せず）に記憶させる。
その後、制御部１９０Ａは、ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１のＪ行目に対応するレグを、自立モードで運転制御する（ステップＳ１１０）。この際、制御部１９０Ａは、ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１のＪ行目の接続先周波数を示す情報と接続先電圧を示す情報のそれぞれに応じた周波数および電圧を出力するように、当該レグを運転制御する。そして、ステップＳ１０７に移行する。
制御部１９０Ａは、式（１）が満たされないと判定した場合に（ステップＳ１０８のＮ）、以下の処理を行う。すなわち、制御部１９０Ａは、ステップＳ１０２の処理で読み出した諸元情報テーブル８０１のＪ行目に対応するレグの運転を停止し、当該レグに接続された負荷を電力の供給先から除外する（ステップＳ１１１）。そして、制御部１９０Ａは、当該レグの運転制御に失敗した旨をオペレータに通知し（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１３に移行する。制御部１９０Ａは、例えば、ステップＳ１０７の処理における運転成功の通知と同様な手段で、運転失敗の通知を行う。
制御部１９０Ａは、カウンタＪの値に１を加算し（ステップＳ１１３）、加算後の値がレグの個数を超えていない場合に（ステップＳ１１４のＮ）、ステップＳ１０４に移行する。また、制御部１９０Ａは、加算後の値がレグの個数を超えた場合に（ステップＳ１１４のＹ）、処理を終了する。
本実施形態によれば、各レグに接続された負荷の最大消費電力に相当する接続先最大電力と負荷の接続先優先度とに基づいて、自動的に電力の供給先の負荷を選択することができる。
したがって、非常時等に管理サーバ５０のオペレータがいないときであっても、接続先優先度が高い負荷に優先的に電力を供給することができる。
また、本実施形態によれば、接続先優先度が高い重要負荷への電力の供給可否が検討された後に、一般負荷への電力の供給可否が検討される。したがって、各重要負荷に電力供給してもさらに供給可能な電力がある場合に、一般負荷に電力が供給される。よって、重要負荷への電力の供給を優先するとともに、電力供給能力に応じて一般負荷への電力の供給も可能になり、電力供給能力に応じて、電力供給先を柔軟に選択することができる。
なお、本実施形態において電力供給源に接続されたレグは当該電力供給源によって供給された電力を所定の態様の電力として直流電力に変換し、負荷に接続されたレグは当該直流電力を当該負荷に応じた態様の電力に変換して当該負荷に供給している。しかし、当該電力供給源から供給された電力の変換先の電力の所定の態様は直流でなくてもよく、例えば、周波数５０Ｈｚや６０Ｈｚ等の交流であってもよい。
また、本実施形態では、接続先優先度を示す情報は「一般」と「重要」との２段階であったが、３段階以上の優先度を、接続先優先度を示す情報に設定してもよい。具体的には、例えば、接続先優先度を示す情報が、最も優先度が高い第１段階から、最も優先度が低い第６段階までの優先度を示すようにしてもよい。第１段階の負荷は、例えば、消防署や警察署等である。また、第６段階の負荷は、例えば、街頭広告等である。そして、ステップＳ１０８の処理で、優先度が高い負荷から順に、負荷への電力供給の可否が検討される。
なお、３段階以上の優先度が接続先優先度を示す情報に設定された場合、前述の通り、諸元情報テーブル８０１において、接続先種別を示す情報が「負荷」を示している行は、接続先優先度が降順になるように整列される。
さらに、諸元情報テーブル８０１において、接続先優先度を示す情報によって示される接続先優先度が同等である行は、接続先最大電力の値が昇順になるように整列されていてもよい。このように諸元情報テーブル８０１を整列することにより、優先度が同等である負荷については最大消費電力の小さい負荷から順に、電力供給の可否が検討されるようになる。その結果、ステップＳ１０９の処理における供給電力値の減少が緩やかになるため、より多くの負荷に電力を供給できるようになる。
実施形態２．
次に、本発明の第２の実施形態の電力ルータについて説明する。図６は、本発明の第２の実施形態の電力ルータ１の構成例を示すブロック図である。図６に示すように、本発明の第２の実施形態の電力ルータ６０は、電力供給先選択手段６１および電力送受電手段６２を含む。電力供給先選択手段６１は、図３に示す制御部１９０Ａに相当する。電力送受電手段６２は、図３に示す第１〜第４レグ１１０〜１４０に相当する。
電力供給先選択手段６１は、負荷が消費する電力を示す消費電力情報と負荷の優先度を示す優先度情報とが記憶された情報記憶手段７０に記憶されている消費電力情報と優先度情報とに基づいて、電力供給源から供給された電力の供給先を複数の負荷の中から選択する。なお、情報記憶手段７０は、図３に示す諸元情報記憶装置８００に相当する。
電力送受電手段６２は、電力供給先選択手段６１が選択した負荷に電力供給源から受電した電力を供給する。
本実施形態によれば、電力供給量に応じて自動的に電力供給先を選択することができる。
＜その他の実施形態＞
さらに、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスク）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ（登録商標）−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−Ｒ／Ｗ（ＣＤ−ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ（登録商標、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ））、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、および電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線および光ファイバ等の有線通信路、または無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１４年７月２３日に出願された日本出願特願２０１４−１５００４３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１０、１０Ａ 電力ネットワークシステム
１１ 基幹系統
１２ 大規模発電所
２１ 電力セル
２２ 電力セル
２３ 電力セル
２４ 電力セル
３０ 負荷
３１ 家
３２ ビル
３３ 太陽光発電パネル
３４ 風力発電機
３５ 電力貯蔵設備（蓄電池）
４１ 電力ルータ
４２ 電力ルータ
４３ 電力ルータ
４４ 電力ルータ
５０ 管理サーバ
５１ 通信網
１００、１００Ａ 電力ルータ
１０１ 直流母線
１０２ 平滑コンデンサ
１０３ 電圧センサ
１０４ 通信バス
１１０ 第１レグ
１１１ 電力変換部
１１２ 電流センサ
１１３ 開閉器
１１４ 電圧センサ
１１５ 接続端子
１２０ 第２レグ
１２１ 電力変換部
１２２ 電流センサ
１２３ 開閉器
１２４ 電圧センサ
１２５ 接続端子
１３０ 第３レグ
１３５ 接続端子
１４０ 第４レグ
１４５ 接続端子
１５０ 第５レグ
１５１ 電力変換部
１５２ 電流センサ
１５３ 開閉器
１５４ 電圧センサ
１５５ 接続端子
１６０ 第６レグ
１６２ 電流センサ
１６３ 開閉器
１６４ 電圧センサ
１６５ 接続端子
１９０、１９０Ａ 制御部
８００ 諸元情報記憶装置
８０１ 諸元情報テーブル
ＢＬ 支線
Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード
Ｑ１〜Ｑ６ トランジスタ

Claims (8)

  1. 負荷が消費する電力を示す消費電力情報と前記負荷の優先度を示す優先度情報とが記憶された情報記憶手段に記憶されている前記消費電力情報と前記優先度情報とに基づいて、電力供給源から供給された電力の供給先を複数の負荷の中から選択する電力供給先選択手段と、
    前記電力供給先選択手段が選択した負荷に前記電力供給源から受電した電力を供給する電力送受電手段とを備えた
    ことを特徴とする電力ルータ。
  2. 前記電力供給先選択手段は、前記優先度情報によって示される前記優先度が高い順に、前記電力送受電手段が前記負荷に前記電力を供給可能か否かを判定する供給可否判定を行い、前記供給可否判定によって前記電力を供給可能であると判定した場合に、前記電力の供給先に前記負荷を選択する
    請求項１に記載の電力ルータ。
  3. 前記電力供給先選択手段は、前記供給可否判定において、前記電力供給源が供給可能な電力の合計値から、前記優先度情報によって示される前記優先度が高い順に前記負荷が消費する最大の電力の値である最大電力値を順次減算し、前記減算結果の値よりも前記最大電力値が大きい負荷を前記電力の供給先から除外する
    請求項２に記載の電力ルータ。
  4. 前記電力送受電手段は、前記電力供給源から供給された電力を、前記電力供給先選択手段が選択した負荷に応じた態様の電力に変換して前記負荷に前記電力を供給する
    請求項１から請求項３のうちいずれかに記載の電力ルータ。
  5. 互いに接続された複数の前記電力送受電手段を備え、
    前記各電力送受電手段には電力供給源または負荷が接続され、
    前記電力供給源が接続された電力送受電手段は、前記電力供給源から受電した電力を所定の態様の電力に変換し、
    前記負荷が接続された前記電力送受電手段は、前記所定の態様に変換された電力を前記負荷に応じた態様の電力に変換して前記負荷に前記電力を供給する
    請求項１から請求項４のうちいずれかに記載の電力ルータ。
  6. 請求項１から請求項５のうちいずれかに記載の電力ルータと、
    前記情報記憶手段とを備えた
    ことを特徴とする電力送受電システム。
  7. 負荷が消費する電力を示す消費電力情報と前記負荷の優先度を示す優先度情報とが記憶された情報記憶手段に記憶されている前記消費電力情報と前記優先度情報とに基づいて、電力供給源から供給された電力の供給先を複数の負荷の中から選択し、
    選択した前記負荷に前記電力供給源から受電した電力を供給する
    ことを特徴とする電力送受電方法。
  8. 負荷が消費する電力を示す消費電力情報と前記負荷の優先度を示す優先度情報とが記憶された情報記憶手段に記憶されている前記消費電力情報と前記優先度情報とに基づいて、電力供給源から供給された電力の供給先を複数の負荷の中から選択する電力供給先選択処理と、
    前記電力供給先選択処理で選択した負荷に前記電力供給源から受電した電力を供給する電力送受電処理とを、コンピュータに実行させる
    ための電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体。
JP2016535787A 2014-07-23 2015-07-17 電力ルータ、電力送受電システム、電力送受電方法、および電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体 Pending JPWO2016013191A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014150043 2014-07-23
JP2014150043 2014-07-23
PCT/JP2015/003614 WO2016013191A1 (ja) 2014-07-23 2015-07-17 電力ルータ、電力送受電システム、電力送受電方法、および電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2016013191A1 true JPWO2016013191A1 (ja) 2017-04-27

Family

ID=55162736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016535787A Pending JPWO2016013191A1 (ja) 2014-07-23 2015-07-17 電力ルータ、電力送受電システム、電力送受電方法、および電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10581244B2 (ja)
JP (1) JPWO2016013191A1 (ja)
WO (1) WO2016013191A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170077714A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Cpg Technologies, Llc Flexible network topology and bidirectional power flow
TWI647890B (zh) * 2017-05-23 2019-01-11 緯創資通股份有限公司 電源供應裝置、電源轉接裝置及其方法
CN110829606A (zh) * 2019-12-09 2020-02-21 珠海格力电器股份有限公司 能源路由器及其运行方法和控制装置
EP4084279A4 (en) * 2019-12-23 2023-04-12 NEC Corporation DUTY MANAGEMENT DEVICE, POWER CONDITIONING SYSTEM, DISTRIBUTED POWER SOURCE SYSTEM, POWER CONTROL SYSTEM, DUTY MANAGEMENT METHOD AND RECORDING MEDIA

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4204127A (en) * 1978-04-14 1980-05-20 Westinghouse Electric Corp. Load regulation as part of an adaptive priority determination power demand control system
EP0409226A3 (en) * 1989-07-21 1993-01-13 Hitachi, Ltd. Power supply control system
EP1414213B1 (en) * 2002-10-24 2011-11-30 Alcatel Lucent Packet classifier and processor in a telecommunication router
JP4538203B2 (ja) * 2003-06-09 2010-09-08 トヨタ自動車株式会社 エネルギー管理装置
US7456602B2 (en) * 2005-11-18 2008-11-25 Continental Automotive Systems Us, Inc. System and method of commonly controlling power converters
JP2007330016A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Nec Corp 電源装置、情報処理システム、電源装置制御方法及びプログラム
DE102006061705A1 (de) * 2006-12-28 2008-07-03 Enocean Gmbh Gebäudetechnisches Steuersystem
JP4783453B2 (ja) 2009-09-10 2011-09-28 力也 阿部 多端子型非同期連系装置、電力機器制御端末装置と電力ネットワークシステムおよびその制御方法
JP5774359B2 (ja) * 2011-04-22 2015-09-09 三井住友建設株式会社 負荷機器と電源機器
US8994218B2 (en) * 2011-06-10 2015-03-31 Cyboenergy, Inc. Smart and scalable off-grid mini-inverters
WO2013168523A1 (ja) * 2012-05-09 2013-11-14 ソニー株式会社 電力制御装置及び電力消費機器
JP5511924B2 (ja) 2012-10-04 2014-06-04 三菱電機株式会社 充電制御装置
AU2013333292B2 (en) * 2012-10-19 2015-12-03 Rikiya Abe Power router, power network system, power interchange method, and operation control program of power router
US9935459B2 (en) * 2013-05-17 2018-04-03 Nec Corporation Power network system, and power adjustment apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016013191A1 (ja) 2016-01-28
US10581244B2 (en) 2020-03-03
US20170207627A1 (en) 2017-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9935459B2 (en) Power network system, and power adjustment apparatus and method
JP6175443B2 (ja) 電力ルータ、電力ネットワークシステム、電力融通方法、および電力ルータの運転制御プログラム
JP6273708B2 (ja) 電力ネットワークシステム並びに電力ルータ及びその管理装置、運転方法及び運転プログラム
McClurg et al. A series-stacked architecture for high-efficiency data center power delivery
WO2016013191A1 (ja) 電力ルータ、電力送受電システム、電力送受電方法、および電力送受電用プログラムが記憶された記憶媒体
US10168728B2 (en) Power network system, power identification method, and power router
JP2011083060A (ja) 電力供給システムの電源最適化装置
JP6213478B2 (ja) 電力ルータ、電力ネットワークシステム、電力ルータの運転制御方法、および電力ルータの運転制御プログラム
US10097008B2 (en) Power network system and control method thereof, computer readable media, power router and management server
WO2014115569A1 (ja) 電力ルータとその運転制御方法、電力ネットワークシステム、プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体
WO2015107593A1 (ja) 電力ルータとその制御方法、コンピュータ可読媒体、及び、電力ネットワークシステム
JP2015226365A (ja) 電力ネットワークシステム、電力制御方法、電力ルータ、制御装置および制御プログラム
WO2014115557A1 (ja) 電力ルータとその運転制御方法、電力ネットワークシステム、プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体
WO2015015770A1 (ja) 制御装置、電力管理システム及び蓄電装置管理方法
JP2015033286A (ja) 電力ルータ及び電力ネットワークシステム、並びに、電力ルータの制御方法及び制御プログラム
JP2016127726A (ja) 電力ルータ、電力ルータの制御方法及びプログラム
JP2014187780A (ja) 電力ネットワークシステムの運用方法
WO2014203520A1 (ja) 電力ネットワークシステム、電力融通方法、電力ルータ及び制御装置
JP2016165181A (ja) 電力ルータとその制御方法及びその制御プログラム、電力ネットワークシステム
WO2016132664A1 (ja) 電力ルータ、電力ネットワークシステム及び電力ルータの制御方法
WO2014185036A1 (ja) 電力ネットワークシステム並びに電力調整装置及び方法
JP2016165182A (ja) 電力ルータとその制御方法及びその制御プログラム、電力ネットワークシステム
JP2015033285A (ja) 電力ネットワークシステム、制御装置、制御方法及び制御プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170116