図面 (/)

技術 配電システム及び電気システム

出願人 台達電子企業管理(上海)有限公司
発明者 呉洪洋陳小明ハオ飛琴陸城葛濤
出願日 2016年2月10日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2016-023428
公開日 2016年12月15日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2016-214057
状態 特許登録済
技術分野 予備電源装置 交流の給配電 インバータ装置
主要キーワード マルチ電源 方向流動 電気グリッド グリッド接続 設置方式 間接接続 電源給電 解釈的
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

配電システム及び電気システムを提供する。

解決手段

配電システムは、選択スイッチ、第1の変換器、第2の変換器、第1のスイッチと第2のスイッチを備え、選択スイッチは、可動端と第1の固定端とを有し、可動端が負荷に接続され、かつ、第1の固定端に選択的で電気的に接続され、第1の変換器は、第1の端と第2の端とを有し、その第1の端が第2の電源に電気的に接続され、第2の変換器は、第1の端と第2の端とを有し、その第1の端が第1の変換器の第2の端に電気的に接続され、かつ、エネルギー蓄積手段に電気的に接続され、第1のスイッチは、第1の端と第2の端とを有し、その第1の端が第2の変換器の第2の端に電気的に接続され、その第2の端が選択スイッチの第1の固定端に電気的に接続され、第2のスイッチは、第1の端と第2の端とを有し、その第1の端が第1のスイッチの第2の端に電気的に接続され、その第2の端が第1の電源に電気的に接続される。

概要

背景

従来の負荷給電は、一般的には単一電源からの給電であり、このような単一電源は、一般的には電気グリッドまたは独立型(stand−alone)発電デバイスからなる。図1に示されているのは、従来の負荷電源給電配電方式である。図1に示すように、電源Gridは、電気グリッドまたは独立型発電デバイスを代表しても良い。電源Gridは、スイッチK1及び負荷Loadに直列に接続されるように設けられている。このような設置方式欠陥は、単一電源が突然な停電応答できないことにある。

よって、比較的に重要な負荷については、一般的には2つの独立する電源を用いて電力が供給され、1つは正常に電力を供給し、もう1つはバックアップとされる。図2に示されているのは、従来の負荷双電源給電配電方式である。しかしながら、2つの独立する電源Grid1とGrid2はローカルに制御されず、振幅周波数または位相が何れも異なる可能性があるため、同時に電力を供給することができず、かつ、2つの電源切換過程においては給電中断することがある。より敏感で重要な負荷については、一般的には無停電電源(UPS)の給電方式を用いており、図3に示されているのは、従来のオンライン型UPS給電方式である。図3に示すように、当該配電方式における負荷は、2つの独立する電源、すなわち、グリッドGridまたは無停電電源UPSによって給電され得る。オンライン型UPSによれば、2つの独立する電源(Grid、UPS)は、それぞれ負荷Loadに電力を供給することを実現するが、負荷に電力を同時に供給することができず、かつ、2つの独立する電源(Grid、UPS)の間では、エネルギーの双方向流動を実現することは容易ではない。

図4に示されているのは、別のオンライン双方向型インタラクティブ)UPS配電方式である。図4に示すように、当該配電方式における負荷は、2つの独立する電源、すなわち、GridまたはUPSによって給電され得る。オンライン双方向型UPSによれば、2つの独立する電源(Grid、UPS)は、それぞれ負荷Loadに電力を供給することを実現し、何れかの電源が故障する場合、依然として負荷Loadへの給電を維持でき、切換の過渡状態、またはグリッドGridが一時に不安定化する場合、一時に負荷に電力を同時に供給できるが、2つの独立する電源(Grid、UPS)の間では、エネルギーの双方向流動が図られない。

概要

配電システム及び電気システムを提供する。配電システムは、選択スイッチ、第1の変換器、第2の変換器、第1のスイッチと第2のスイッチを備え、選択スイッチは、可動端と第1の固定端とを有し、可動端が負荷に接続され、かつ、第1の固定端に選択的で電気的に接続され、第1の変換器は、第1の端と第2の端とを有し、その第1の端が第2の電源に電気的に接続され、第2の変換器は、第1の端と第2の端とを有し、その第1の端が第1の変換器の第2の端に電気的に接続され、かつ、エネルギー蓄積手段に電気的に接続され、第1のスイッチは、第1の端と第2の端とを有し、その第1の端が第2の変換器の第2の端に電気的に接続され、その第2の端が選択スイッチの第1の固定端に電気的に接続され、第2のスイッチは、第1の端と第2の端とを有し、その第1の端が第1のスイッチの第2の端に電気的に接続され、その第2の端が第1の電源に電気的に接続される。

目的

従来技術に存在する上記課題に鑑み、上記課題を解決するために、新たな配電システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

第1の電源(11)と第2の電源(12)とエネルギー蓄積手段(13)とに接続される配電システムであって、選択スイッチ(K)と、第1の変換器(21)と、第2の変換器(22)と、第1のスイッチ(S1)と、第2のスイッチ(S2)とを備え、前記選択スイッチ(K)は、可動端(Kd)と第1の固定端(K1)とを有し、前記可動端(Kd)が負荷(L)に接続され、かつ、前記第1の固定端(K1)に選択的で電気的に接続され、前記第1の変換器(21)は、第1の端と第2の端とを有し、前記第1の変換器(21)の第1の端が前記第2の電源(12)に電気的に接続され、前記第2の変換器(22)は、第1の端と第2の端とを有し、前記第2の変換器(22)の第1の端が前記第1の変換器(21)の第2の端に電気的に接続され、かつ、前記エネルギー蓄積手段(13)に電気的に接続され、前記第1のスイッチ(S1)は、第1の端と第2の端とを有し、前記第1のスイッチ(S1)の第1の端が前記第2の変換器(22)の第2の端に電気的に接続され、前記第1のスイッチ(S1)の第2の端が前記選択スイッチ(K)の第1の固定端(K1)に電気的に接続され、前記第2のスイッチ(S2)は、第1の端と第2の端とを有し、前記第2のスイッチ(S2)の第1の端が前記第1のスイッチ(S1)の第2の端に電気的に接続され、前記第2のスイッチ(S2)の第2の端が前記第1の電源(11)に電気的に接続されることを特徴とする配電システム。

請求項2

前記選択スイッチ(K)は、第2の固定端(K2)をさらに有し、前記選択スイッチ(K)の前記可動端(Kd)が前記第2の固定端(K2)に選択的で電気的に接続され、前記第1の電源(11)が前記第2の固定端(K2)に電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の配電システム。

請求項3

第3の変換器(23)をさらに備え、前記第3の変換器(23)は、第1の端と第2の端とを有し、前記第3の変換器(23)の第1の端が前記エネルギー蓄積手段(13)に接続され、前記第3の変換器(23)の第2の端が前記第2の変換器(22)の第1の端に接続され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。

請求項4

前記第2のスイッチ(S2)と前記第1の電源(11)とに電気的に接続される第3のスイッチ(S3)をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の配電システム。

請求項5

第2の動作状態において、前記第1のスイッチ(S1)がOFFされ、または、前記第2のスイッチ(S2)がOFFされ、または、第1のスイッチ(S1)と前記第2のスイッチ(S2)とがOFFされ、前記選択スイッチ(K)の前記可動端(Kd)が前記第2の固定端(K2)に接続され、前記第1の電源(11)が前記第2の固定端(K2)を介して前記負荷(L)に接続されることを特徴とする請求項2に記載の配電システム。

請求項6

第3の変換器(23)と、第3のスイッチ(S3)とをさらに備え、前記第3の変換器(23)は、第1の端と第2の端とを有し、前記第3の変換器(23)の第1の端が前記エネルギー蓄積手段(13)に接続され、前記第3の変換器(23)の第2の端が前記第2の変換器(22)の第1の端に接続され、前記第3のスイッチ(S3)は、前記第2のスイッチ(S2)に直列に接続されるように設けられ、第1の端と第2の端とを有し、前記第2のスイッチ(S2)の第2の端が前記第3のスイッチ(S3)の第1の端に電気的に接続され、且つ、前記第2のスイッチ(S2)の前記第2の端が前記第3のスイッチ(S3)を介して前記第1の電源(11)に電気的に接続されるように、前記第3のスイッチ(S3)の第2の端が前記第1の電源(11)に電気的に接続され、前記第1の変換器(21)と、前記第2の変換器(22)と、前記第3の変換器(23)と、前記第1のスイッチ(S1)と、前記第2のスイッチ(S2)と、前記第3のスイッチ(S3)とは、電力変換モジュールとして集積されてい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。

請求項7

前記選択スイッチ(K)は、第3の固定端(K3)をさらに有することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の配電システム。

請求項8

第1の動作状態において、前記第2のスイッチ(S2)がOFFされ、前記第1のスイッチ(S1)がONされ、前記可動端(Kd)が前記第1の固定端(K1)に電気的に接続され、前記第2の電源(12)が前記第1のスイッチ(S1)を介して前記負荷(L)に接続されることを特徴とする請求項1〜4および6〜7の何れか一項に記載の配電システム。

請求項9

第2の動作状態において、前記第1のスイッチ(S1)がOFFされ、前記第2のスイッチ(S2)がONされ、前記可動端(Kd)が前記第1の固定端(K1)に電気的に接続され、前記第1の電源(11)が前記第2のスイッチ(S2)を介して前記負荷(L)へ動力を供給することを特徴とする請求項1〜4および6〜8の何れか一項に記載の配電システム。

請求項10

請求項1〜9の何れか一項に記載の配電システムと、前記第1の電源(11)と前記配電システムとに電気的に接続され、電気情報を測定するための測定モジュール(31)と、を備えることを特徴とする電気システム

技術分野

0001

本発明は、配電システムに関し、特に、マルチ電源の配電システム及び電気システムに関する。

背景技術

0002

従来の負荷給電は、一般的には単一電源からの給電であり、このような単一電源は、一般的には電気グリッドまたは独立型(stand−alone)発電デバイスからなる。図1に示されているのは、従来の負荷電源給電配電方式である。図1に示すように、電源Gridは、電気グリッドまたは独立型発電デバイスを代表しても良い。電源Gridは、スイッチK1及び負荷Loadに直列に接続されるように設けられている。このような設置方式欠陥は、単一電源が突然な停電応答できないことにある。

0003

よって、比較的に重要な負荷については、一般的には2つの独立する電源を用いて電力が供給され、1つは正常に電力を供給し、もう1つはバックアップとされる。図2に示されているのは、従来の負荷双電源給電配電方式である。しかしながら、2つの独立する電源Grid1とGrid2はローカルに制御されず、振幅周波数または位相が何れも異なる可能性があるため、同時に電力を供給することができず、かつ、2つの電源切換過程においては給電中断することがある。より敏感で重要な負荷については、一般的には無停電電源(UPS)の給電方式を用いており、図3に示されているのは、従来のオンライン型UPS給電方式である。図3に示すように、当該配電方式における負荷は、2つの独立する電源、すなわち、グリッドGridまたは無停電電源UPSによって給電され得る。オンライン型UPSによれば、2つの独立する電源(Grid、UPS)は、それぞれ負荷Loadに電力を供給することを実現するが、負荷に電力を同時に供給することができず、かつ、2つの独立する電源(Grid、UPS)の間では、エネルギーの双方向流動を実現することは容易ではない。

0004

図4に示されているのは、別のオンライン双方向型インタラクティブ)UPS配電方式である。図4に示すように、当該配電方式における負荷は、2つの独立する電源、すなわち、GridまたはUPSによって給電され得る。オンライン双方向型UPSによれば、2つの独立する電源(Grid、UPS)は、それぞれ負荷Loadに電力を供給することを実現し、何れかの電源が故障する場合、依然として負荷Loadへの給電を維持でき、切換の過渡状態、またはグリッドGridが一時に不安定化する場合、一時に負荷に電力を同時に供給できるが、2つの独立する電源(Grid、UPS)の間では、エネルギーの双方向流動が図られない。

発明が解決しようとする課題

0005

従来技術に存在する上記課題に鑑み、上記課題を解決するために、新たな配電システムを提供する必要がある。

0006

本発明の1つの態様としては、マルチ電源と負荷との間で配電接続される配電システム及び電気システムを提出しており、このような配電システム及び電気システムによれば、何れかの電源が故障状態にある場合、依然として負荷給電を維持することができ、負荷給電が2つの電源の間でスムーズに切り替わることができ、負荷が何れかの電源によって給電され、または2つの電源によって同時に給電されることを柔軟に選択することができ、かつ、負荷が2つの電源の間で取得するエネルギーの割合を必要に応じて調節することができ、2つの電源の間でエネルギーの双方向流動が図られる。これによって、ユーザの経済利益を最大化し、ユーザの電力利用品質を向上させることができる。また、当該特別な配電接続によれば、既存の負荷と電源の間の配電接続システムに対して構造を変更する必要がない。

課題を解決するための手段

0007

本発明の一実施例は、第1の電源と第2の電源とエネルギー蓄積手段とに接続される配電システムを提供する。前記配電システムは、選択スイッチと、第1の変換器と、第2の変換器と、第1のスイッチと、第2のスイッチとを備え、前記選択スイッチは、可動端と第1の固定端とを有し、前記可動端が負荷に接続され、かつ、前記第1の固定端に選択的で電気的に接続され、前記第1の変換器は、第1の端と第2の端とを有し、前記第1の変換器の第1の端が前記第2の電源に電気的に接続され、前記第2の変換器は、第1の端と第2の端とを有し、前記第2の変換器の第1の端が前記第1の変換器の第2の端に電気的に接続され、かつ、前記エネルギー蓄積手段に電気的に接続され、前記第1のスイッチは、第1の端と第2の端とを有し、前記第1のスイッチの第1の端が前記第2の変換器の第2の端に電気的に接続され、前記第1のスイッチの第2の端が前記選択スイッチの第1の固定端に電気的に接続され、前記第2のスイッチは、第1の端と第2の端とを有し、前記第2のスイッチの第1の端が前記第1のスイッチの第2の端に電気的に接続され、前記第2のスイッチの第2の端が前記第1の電源に電気的に接続される。

0008

本発明に係る配電システムの一実施例では、前記選択スイッチは、第2の固定端をさらに有し、前記選択スイッチの前記可動端が前記第2の固定端に選択的で電気的に接続され、前記第1の電源が前記第2の固定端に電気的に接続される。

0009

本発明に係る配電システムの一実施例では、前記配電システムは、第3の変換器をさらに備え、前記第3の変換器は、第1の端と第2の端とを有し、前記第3の変換器の第1の端が前記エネルギー蓄積手段に接続され、前記第3の変換器の第2の端が前記第2の変換器の第1の端に接続される。

0010

本発明に係る配電システムの一実施例では、前記配電システムは、前記第2のスイッチと前記第1の電源とに電気的に接続される第3のスイッチをさらに備える。

0011

本発明に係る配電システムの一実施例では、第2の動作状態において、前記第1のスイッチがOFFされ、または、前記第2のスイッチがOFFされ、または、第1のスイッチと前記第2のスイッチとがOFFされ、前記選択スイッチの前記可動端が前記第2の固定端に接続され、前記第1の電源が前記第2の固定端を介して前記負荷に接続される。

0012

本発明に係る配電システムの一実施例では、前記配電システムは、第3の変換器と、第3のスイッチとをさらに備え、前記第3の変換器は、第1の端と第2の端とを有し、前記第3の変換器の第1の端が前記エネルギー蓄積手段に接続され、前記第3の変換器の第2の端が前記第2の変換器の第1の端に接続され、前記第3のスイッチは、前記第2のスイッチに直列に接続されるように設けられ、第1の端と第2の端とを有し、前記第2のスイッチの第2の端が前記第3のスイッチの第1の端に電気的に接続され、前記第2のスイッチの前記第2の端が前記第3のスイッチを介して前記第1の電源に電気的に接続されるように、前記第3のスイッチの第2の端が前記第1の電源に電気的に接続され、前記第1の変換器と、前記第2の変換器と、前記第3の変換器と、前記第1のスイッチと、前記第2のスイッチと、前記第3のスイッチとは、電力変換モジュールとして集積されている。

0013

本発明に係る配電システムの一実施例では、前記選択スイッチは、第3の固定端をさらに有する。

0014

本発明に係る配電システムの一実施例では、前記選択スイッチは、第2の固定端をさらに有し、前記選択スイッチの前記可動端が前記第2の固定端に選択的で電気的に接続され、前記第1の電源が前記第2の固定端に電気的に接続される。

0015

本発明に係る配電システムの一実施例では、第1の動作状態において、前記第2のスイッチがOFFされ、前記第1のスイッチがONされ、前記可動端が前記第1の固定端に電気的に接続され、前記第2の電源が前記第1のスイッチを介して前記負荷に接続される。

0016

本発明に係る配電システムの一実施例では、第2の動作状態において、前記第1のスイッチがOFFされ、前記第2のスイッチがONされ、前記可動端が前記第1の固定端に電気的に接続され、前記第1の電源が前記第2のスイッチを介して前記負荷へ動力を供給する。

0017

本発明の一実施例は、前記配電システムと、前記第1の電源と前記配電システムとに電気的に接続され、電気情報を測定するための測定モジュールと、を備える電気システムをさらに提供する。

0018

なお、前記一般的な記載及び後述の詳細な記載は、単なる例示的で解釈的な記載であり、本発明を限定しない。

図面の簡単な説明

0019

ここの図面は、明細書に組み入れて本明細書の一部分を構成し、本発明に該当する実施例を例示するとともに、明細書とともに本発明の原理解釈する。
従来の負荷単電源給電配電方式を示す図である。
従来の負荷双電源給電配電方式を示す図である。
従来のオンライン型UPS給電方式を示す図である。
別のオンライン双方向型UPS配電方式を示す図である。
本発明の一実施例における、マルチ電源が選択スイッチを介して負荷に接続される配電システムを示す図である。
本発明の別の実施例における、マルチ電源が選択スイッチを介して負荷に接続される配電システムを示す図である。
従来の家庭の二種の配電接続方式を示す図である。
従来の家庭の二種の配電接続方式を示す図である。
本発明が家庭/工業に用いられる第1の実施例を示す図である。
本発明が単相3線システムの家庭に用いられる第2及び第3の実施例を示す図である。
本発明が単相3線システムの家庭に用いられる第2及び第3の実施例を示す図である。

実施例

0020

以下、例示的な実施例を詳しく説明し、その例示を図面に示す。以下の記載が図面に関わる場合、特に別の説明がない限り、異なる図面における同一符号は、同じ又は類似する要素を示す。以下の例示的な実施形態に記載の実施例は、本発明と一致する全ての実施例を代表するものではない。即ち、それらは、特許請求の範囲に記載の本発明のある側面に一致する装置及び方法の例に過ぎない。

0021

業者は、明細書に対する理解、及び明細書に記載された発明に対する実施を介して、本発明の他の実施形態を容易に取得することができる。本発明は、本発明に対する任意の変形、用途、又は適応的な変化を含み、このような変形、用途、又は適応的な変化は、本発明の一般的な原理に従い、本発明では開示していない本技術分野の公知知識、又は通常の技術手段を含む。明細書及び実施例は、単に例示的なものであって、本発明の本当の範囲と要旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。この文章で言う選択スイッチは、選択機能を実現可能なスイッチ、スイッチ組合せまたは装置システムなどであっても良く、例えば、ブレーカリレーハンドブレーキなどであっても良く、制御チップが含まれている集積装置などであっても良く、本発明は、これらに限定されない。この文章で言う選択スイッチの固定端は、選択スイッチが給電側またはエネルギー蓄積側に接続される一端を指してもよく、前記選択スイッチの可動端は、選択スイッチが電力使用側に接続される一端を指してもよく、前記「可動」または「固定」は、単にイメージを表すのもに過ぎず、前記端の具体的な動作を限定しない。この文章で言う「接続」または「電気的に接続」は、直接接続であっても良く、間接接続であっても良く、機械接触接続であっても良く、非機械接触接続であっても良く、本発明はこれらに限定されない。

0022

図5は、本発明の一実施例における、マルチ電源が選択スイッチを介して負荷に接続される配電システムを示す図である。ここで、単方向または双方向矢印は、エネルギーが流動可能な方向を代表するが、本発明はこれに限定されない。図5に示すように、当該配電システムは、第1の電源11と第2の電源12とエネルギー蓄積手段13とに接続されて、負荷Lにエネルギーを供給する。当該配電システムは、第1のスイッチS1と、第2のスイッチS2と、第3のスイッチS3と、選択スイッチKと、第1の変換器21と、第2の変換器22と、第3の変換器23とを備える。一実施例では、第3のスイッチS3が省略されても良く、本発明はこれに限定されない。

0023

なお、図5は単なる模式的な図示に過ぎず、具体的な線路接続図ではなく、本発明の技術案を描くためのものに過ぎない。当業者は、図5に開示された内容を基に、具体的な接続方式を明確にすることができる。また、第1の変換器21と第2の変換器22と第3の変換器23も模式的な図示であり、本発明の技術案を描くためのものに過ぎず、これら変換器の具体的な構造及び互い間の接続方式を限定するものではない。

0024

本実施例では、第1の電源11をグリッド(Grid)とし、第2の電源12を太陽電池パネルPVpanel)とし、エネルギー蓄積手段13を蓄電池とする例を説明する。なお、上述は単に例示的なものであり、特に限定されない。本発明は、その範囲を離脱しない状況で、様々な修正や変更を実施してもよい。例を挙げると、第1の電源11は、任意の独立電源などであってもよく、例えば、グリッド、UPS、ディーゼル発電機といった安定な独立電源またはそれらの組合せなどであっても良く、第2の電源12は、新たなエネルギーなどであってもよく、例えば、太陽発電風力発電燃料電池など、またはそれらの組合せなどであっても良く、エネルギー蓄積手段13は、例えば、各種類の蓄電池、スーパーキャパシタフライホイールなど、またはそれらの組合せなどであっても良く、本発明はこれらに限定されない。

0025

本実施例では、選択スイッチKを三投スイッチとして説明し、それは可動端Kdと、第1の固定端K1と、第2の固定端K2と、第3の固定端K3とを有し、第1のスイッチS1、第2のスイッチS2、第3のスイッチS3は何れも双方向スイッチであっても良く、本発明はこれらに限定されない。例えば、一実施例では、第2の固定端K2と第3の固定端K3は省略されても良く、第1のスイッチS1、第2のスイッチS2、第3のスイッチS3も他の種類のスイッチなどであっても良い。

0026

第1の電源11と第2の電源12は2つの独立する電源とされて負荷Lに電力を供給しても良い。負荷Lは、選択スイッチKを介して第1の電源11及び第2の電源12に接続される。選択スイッチKの可動端Kdは、負荷Lに接続され、且つ、前記第1の固定端K1または前記第2の固定端K2に選択的で電気的に接続されることができる。第1の電源11は、第2の固定端K2に電気的に接続される出力端を有する。第2の電源12の出力端は、第1の変換器21の第1の端に電気的に接続されても良く、第1の変換器21の第2の端は、第2の変換器22の第1の端に電気的に接続されても良く、第2の変換器22の第2の端は、第1のスイッチS1の第1の端に電気的に接続されても良い。エネルギー蓄積手段13は、第2の変換器22の第1の端に直接に接続されても良く、第3の変換器23を介して第2の変換器22の第1の端に接続されても良く、本発明はこれらに限定されない。第1のスイッチS1の第2の端は、第2のスイッチS2の第1の端に電気的に接続されても良く、第2のスイッチS2の第2の端は、第1の電源11に直接に接続されても良く、第3のスイッチS3または他の素子を介して第1の電源11に接続されても良く、本発明はこれらに限定されない。また、第1のスイッチS1の第2の端は、さらに、選択スイッチKの第1の固定端K1に接続されても良い。第1の変換器21と、第2の変換器22と、第3の変換器23は、1つの電力変換モジュールとして集積されてもよい。

0027

第2のスイッチS2と第3のスイッチS3とを直列に接続することは、グリッド接続されたスイッチの冗長性機能の実現に寄与する。すなわち、そのうち一方のスイッチを無効にしても、他方のスイッチが依然として遮断機能を発揮できる。したがって、他の実施例では、第3のスイッチS3を設けなく、第2のスイッチS2の第2の端を第1の電源11の出力端に直接に接続しても良く、本発明はこれに限定されない。

0028

また、他の実施例では、エネルギー蓄積手段13が供給するエネルギーを回路に直接に使用可能である場合、第3の変換器23を設けなく、エネルギー蓄積手段13を第2の変換器22の第1の端に直接に接続しても良く、本発明はこれに限定されない。

0029

図6は、本発明の別の実施例における、双電源が選択スイッチを介して負荷に接続される配電システムを示す図である。ここで、単方向または双方向矢印は、一実施例におけるエネルギーが流動可能な方向を代表する。図6に示すように、本実施例では、第1の変換器21と第2の変換器22と第3の変換器23と第1のスイッチS1と第2のスイッチS2と第3のスイッチS3とは、1つの電力変換モジュールとして集積されても良い。

0030

以下、本発明の配電システムの一種の動作モードを説明するが、本発明はこれに限定されない。

0031

当該動作モードの第1種の状況、すなわち、正常動作状態において、第1の電源11と第2の電源12が何れも正常にエネルギーを出力し、選択スイッチKの可動端Kdが第1の固定端K1に電気的に接続され、第1のスイッチS1と第2のスイッチS2と第3のスイッチS3とが何れもONされ、第1の電源11と第2の電源12が選択スイッチKの第1の固定端K1を介して負荷Lに電力を供給し、第1の電源11と第2の電源12との間ではエネルギーが双方向で伝達され得る。ここで、第3のスイッチS3を省略しても良い。前記電力変換モジュールによれば、負荷Lが第1の電源11及び第2の電源12で取得するエネルギーの割合を制御することができ、これによって、負荷電力使用の経済利益の最大化が図られる。電力変換モジュールを用いて、第1の電源11及び第2の電源12で取得するエネルギーの割合を制御することは、当業者にとって熟知の技術であるため、ここでは詳しく説明しない。

0032

当該動作モードの第2種の状況、すなわち、第1の動作状態において、第2の電源12が正常に動作するが、第1の電源11がエネルギーを出力しない場合(故障、停電、エネルギーを出力する必要がない場合、または、エネルギーを出力できない場合を含むが、これらに限定されない)、電力変換モジュールは必要に応じて、例えば、グリッド接続規則の要求(アイランディング現象または低電圧ライドスルー)に応じて、第2のスイッチS2および/または第3のスイッチS3をOFFすることで、エネルギーを出力しない第1の電源11の負荷Lに対する影響を切断し、第2の電源12が第1のスイッチS1を介して負荷Lに対して安定な電力を継続して供給する。第1の電源11がエネルギーを出力できる場合、電力変換モジュールは、第1の電源11が設定閾値回復したことを検出することにより、第2のスイッチS2と第3のスイッチS3を新たにONして、2つの独立する電源から負荷Lへの給電を回復する。本発明はこれに限定されない。ここでは、第3のスイッチS3を省略しても良い。

0033

当該動作モードの第3の種の状況、すなわち、第2の動作状態において、第1の電源11が正常に動作するが、第2の電源12がエネルギーを出力しない場合(故障、停電、エネルギーを出力する必要がない場合、または、エネルギーを出力できない場合を含むが、これらに限定されない)、第1のスイッチS1をOFFし、第2のスイッチS2、第3のスイッチS3をONすることで、エネルギーを出力しない第2の電源12の負荷Lに対する影響を切断し、第1の電源11が第2のスイッチS2及び第3のスイッチS3を介して負荷Lに対して安定な電力を継続して供給する。第2の電源12がエネルギーを出力できる場合、第1のスイッチS1を新たにONして、2つの独立する電源から負荷Lへの給電を回復することができる。または、第2の電源12がエネルギーを出力せず、第1の電源11が正常である場合、第2のスイッチS2及び第3のスイッチS3をOFFし、選択スイッチKの可動端Kdを第2の固定端K2に電気的に接続しても良く、これによって、第1の電源11が選択スイッチKを介して負荷Lに対して安定な電力を継続して供給することができる。第2の電源12がエネルギーを出力できる場合、第2のスイッチS2及び第3のスイッチS3を新たにONし、かつ、選択スイッチKの可動端Kdを新たに第1の固定端K1に電気的に接続しても良く、これによって、2つの独立する電源から負荷Lへの給電を回復する。ここでは、第3のスイッチS3を省略しても良い。

0034

第1の電源11及び第2の電源12が何れも正常ではなく、または停電してメンテナンスされる必要がある場合、選択スイッチKの可動端Kdを第1の固定端K1に電気的に接続させず、第2の固定端K2にも電気的に接続させないことで、負荷Lとエネルギーを出力しない電源11、12との接続を切断する。このとき、第3の固定端K3を設けて可動端Kdを掛けても良く、本発明はこれに限定されない。

0035

エネルギー蓄積手段13は、第1の電源11および/または第2の電源12が正常に動作する場合、第1の電源11および/または第2の電源12からエネルギーを取得しても良く、または、第1の電源11および/または第2の電源12と共に安定なエネルギー出力を提供しても良く、または、エネルギーを第1の電源11へフィードバックしても良く、または、安定なエネルギー出力を単独で提供しても良く、本発明はこれらに限定されない。例えば、図6に双方向矢印で示すように、エネルギーは第1の電源11から流れ、第3のスイッチS3、第2のスイッチS2、第1のスイッチS1、第2の変換器22、第3の変換器23を介してエネルギー蓄積手段13に流れ込んでも良いし、反対方向で流れても良い。

0036

一実施例では、選択スイッチKは、各種のスイッチ、例えば、単極三投双極三投、または三極三投スイッチなどを含み、電気配線によって決められており、単極双投、双極双投、または三極双投スイッチなどであっても良い。また、第1の変換器21は、DC/DCコンバータ、またはAC/DCコンバータなどであっても良いし、再生可能なエネルギーの種類に応じて選択されて使用されても良い。第2の変換器22は、各種類のインバータであっても良く、単相インバータ三相インバータ、H5インバータ、H6インバータ、2レベルインバータ、3レベルインバータなどを含むが、それらに限定されない。第3の変換器23は、DC/DCコンバータ、またはAC/DCコンバータなどであっても良いし、エネルギー蓄積手段13の違いに応じて選択されて使用されても良い。本発明はこれに限定されない。

0037

本発明では、負荷Lは、各種類の工業または民用負荷などであっても良い。図5及び図6に示されているのは、電気的接続単線接続図であるが、実際の応用では、これら接続線は、例えば直流バスバー(正、負、ゼロ)、交流単相2線(L、N)、 単相3線(L1、L2、N)、三相3線(R、S、T)、三相4線(R、S、T、N)などであっても良い。

0038

本発明に記載の配電システムは、工業場合または家庭ユーザに用いられても良く、ここでは、単相3線システムの家庭応用を例として説明し、他のシステムは類似するため、一々説明しない。図7及び図8は、従来の家庭の二種類の配電接続方式を示す図である。図7に示すように、第1の電源11(例えば、商用電源)は家庭用電流計31を介して室内に入った後、電力会社の容量限定ブレーカ33に接続され、さらに、家中のリーク保護ブレーカ34に接続され、最後に、家中の電力使用負荷Lに接続される。なお、電力会社の容量限定ブレーカ33は、ずっとユーザの室内に接続されるものではなく、室外に接続されても良いし、存在しなくても良く、図8に示されているのは、室外に接続される様子である。このような2種類の接続方式は、ユーザ室内での配線接続にとっては別に実質的な差異がなく、何れも単相3線システムの3本の電力線(L1、L2、N)のみを室内に接続すれば良く、室内配電接続システムの構造での変更に係らないが、本発明はこれに限定されない。

0039

図9は、本発明が単相3線システムの家庭に用いられる第1の実施例を示す図である。図9に示すように、ユーザの給電確実性及び給電品質を向上させ、ユーザの電気エネルギー使用の経済効果利益を向上させ、エネルギーを節約して環境を保護するために、第2の電源12、第3の電源13及び電力変換モジュール(例えば、前記第1の変換器21と第2の変換器22と第3の変換器23と第1のスイッチS1と第2のスイッチS2と第3のスイッチS3とを含む)を、本発明に記載の配電接続方式により家庭ユーザに接続しても良く、明らかなように、本発明に記載の配電接続方式によれば、家庭内部の既存配電接続システムに対して構造を変更する必要がない、すなわち、ただ図9中の断線枠内の部分を電力会社の容量限定ブレーカ33とリーク保護ブレーカ34との間に挿入し、室内部分を図8と完全に同じにすれば良い。単相3線システムについては、依然としてただ3本の線を家庭の室内に接続し、既存家庭給電の配電システムをアップグレードすることが容易となるが、本発明はこれに限定されない。当然、第2の電源12、エネルギー蓄積手段13、電力変換モジュールの導入のため、第1の電源11側のエネルギーが双方向で流れることができるので、課金方式の必要に応じて、一実施例では、電流計を双方向電流計とし、図9に示すように、電流計を第1の電流計31および/または第2の電流計32としても良く、または、他の課金方式としても良く、本発明はこれらに限定されない。また、当該電気システムでの電力変換モジュール(例えば、前記第1の変換器21と第2の変換器22と第3の変換器23と第1のスイッチS1と第2のスイッチS2と第3のスイッチS3とを含む)の位置も、複数種類の選択があり、本発明はこれに限定されない。

0040

図10及び図11は、本発明が単相3線システムの家庭に用いられる第2及び第3の実施例を示す図である。一部の国家政策及び規制には、太陽光発電システムをグリッドに接続する際に、それとグリッドとの間に太陽光発電接続ブレーカを直列に接続しなければならないと規定しており、図9に示す応用については、太陽光発電接続ブレーカ36は、図10に示す電力会社の電流制限器と選択スイッチの第2の固定端K2との間(すなわち、図10の太陽光発電ブレーカ36の位置)に選択的に接続されても良く、または、図11に示す第3のスイッチS3と選択スイッチの第2の固定端K2との間(すなわち、図11の太陽光発電ブレーカ36の位置)などに選択的に接続されても良い。なお、電力変換モジュールの内部において、第2のスイッチS2の両端を快速スイッチ、例えば、シリコン制御整流器SCR)などに並列に接続しても良く、これによって、第2のスイッチS2のスイッチ速度加速されて、2つの電源間のスムーズな切換制御が有利となるが、本発明はこれに限定されない。

0041

本発明は、前記配電システムと第1の測定モジュールとを備える電気システムをさらに提供し、当該第1の測定モジュールは、前記家庭用電流計31などの装置であっても良く、第1の電源11及び前記配電システムに接続されて、電気情報を測定するためのものであり、当該電気情報は、電流電圧抵抗、電力などであっても良い。

0042

本発明は、上記で記述され、図面で図示した特定の構成に限定されず、その範囲を離脱しない状況で、様々な修正や変更を実施してもよい。本発明の範囲は、添付する特許請求の範囲のみにより限定される。

0043

11 第1の電源
12 第2の電源
13エネルギー蓄積手段
21 第1の変換器
22 第2の変換器
23 第3の変換器
31家庭用電流計
32 第2の電流計
33電力会社の容量限定ブレーカ
34 リーク保護ブレーカ
36太陽光発電接続ブレーカ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 京セラ株式会社の「 需要家通信装置、車両及び通信方法」が 公開されました。( 2019/09/12)

    【課題】車両蓄電装置を搭載する車両を利用することによって、逆潮流が抑制される場合において余剰電力を効率的に利用することを可能とする需要家通信装置、車両及び通信方法を提供する。【解決手段】需要家通信装置... 詳細

  • 東京瓦斯株式会社の「 負荷周波数制御装置」が 公開されました。( 2019/09/12)

    【課題】効率的に周波数変動を抑制する。【解決手段】負荷周波数制御装置100は、電力系統200における周波数偏差を減少させるために要するLFC容量を導出する容量導出部130と、容量導出部130によって導... 詳細

  • 東京瓦斯株式会社の「 負荷周波数制御装置」が 公開されました。( 2019/09/12)

    【課題】制御応答性をよくする。【解決手段】負荷周波数制御装置300は、電力系統200における周波数偏差を減少させるために要するLFC容量を導出する容量導出部130と、容量導出部130によって導出された... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ