專利名稱：配電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用太陽(yáng)能電池和除太陽(yáng)能電池之外的分布式電源的配電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，存在這樣的系統(tǒng)該系統(tǒng)包括并聯(lián)連接到商業(yè)電源的太陽(yáng)能電池，并且該系統(tǒng)執(zhí)行從商業(yè)電源和太陽(yáng)能電池向負(fù)載供電的系統(tǒng)協(xié)調(diào)操作。這種系統(tǒng)被公知為采用太陽(yáng)能電池作為分布式電源的配電系統(tǒng)。在這種配電系統(tǒng)中，在白天，太陽(yáng)能電池可以生成充足電力，因此太陽(yáng)能電池的生成的電力會(huì)超過(guò)消耗的電力并引起電力的過(guò)量(在下文中稱作“過(guò)量電力”)。在此狀況下，此配電 系統(tǒng)可以通過(guò)將過(guò)量電力饋送到商業(yè)電力系統(tǒng)將過(guò)量電力銷售給電力公司(參見JP 2003-189477A)。近來(lái)，提供了進(jìn)一步包括除太陽(yáng)能電池之外的分布式電源(例如，燃料電池和蓄電池)的配電系統(tǒng)。除此之外，在該配電系統(tǒng)中，也將電力儲(chǔ)存設(shè)備作為分布式電源的類型。根據(jù)該配電系統(tǒng)，分布式電源即使在太陽(yáng)能電池將會(huì)生成降低的電力的夜間也可以向負(fù)載提供足夠電力。然而，當(dāng)前在日本，考慮到對(duì)商業(yè)電力系統(tǒng)的不利影響，僅針對(duì)太陽(yáng)能電池允許售電。簡(jiǎn)言之，針對(duì)除太陽(yáng)能電池之外的分布式電源(例如，燃料電池和蓄電池)，不允許售電。因此，“guideline for technical requirements for interconnection regardingensuring power quality (確保電力質(zhì)量互連的技術(shù)需求指南)”規(guī)定即使在燃料電池和蓄電池產(chǎn)生過(guò)剩電力的情況下，過(guò)剩電力也不應(yīng)當(dāng)流入商業(yè)電力系統(tǒng)中。通常，為除太陽(yáng)能電池之外的分布式電源(例如，燃料電池和蓄電池)單獨(dú)提供用于阻止反向電力流動(dòng)的反向電力流動(dòng)阻止設(shè)備。當(dāng)配電系統(tǒng)包括除太陽(yáng)能電池之外的多個(gè)分布式電源時(shí)，以及當(dāng)為除太陽(yáng)能電池之外的每個(gè)分布式電源(例如，燃料電池和蓄電池)提供反向電力流動(dòng)阻止設(shè)備時(shí)，配電系統(tǒng)包括作為整體的多個(gè)反向電力流動(dòng)阻止設(shè)備。反向電力流動(dòng)阻止設(shè)備具有用于商業(yè)電力系統(tǒng)保護(hù)的復(fù)雜構(gòu)造。因此，多個(gè)反向電力流動(dòng)阻止設(shè)備的添加阻礙降低用于實(shí)施配電系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上不足，本發(fā)明旨在提出可以相比于為除太陽(yáng)能電池之外的每個(gè)分布式電源提供反向電力流動(dòng)阻止設(shè)備的配置而言以降低的成本實(shí)施的配電系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的配電系統(tǒng)包括限定為太陽(yáng)能電池的第一分布式電源；包括除第一分布式電源之外的多個(gè)分布式電源的第二分布式電源；以及用于向負(fù)載供電并連接到第一分布式電源、第二分布式電源以及商業(yè)電源的主電力通路。第一分布式電源在商業(yè)電源和主電力通路的連接點(diǎn)與第二分布式電源和主電力通路的連接點(diǎn)之間的連接點(diǎn)處連接到主電力通路。配電系統(tǒng)還包括反向電力流動(dòng)阻止電路，該反向電力流動(dòng)阻止電路加置在主電力通路中、第一分布式電源和主電力通路的連接點(diǎn)與第二分布式電源和主電力通路的連接點(diǎn)之間，且被配置為響應(yīng)于分布式電源中過(guò)量電力的出現(xiàn)中斷主電力通路。根據(jù)上面的配置，較之為除太陽(yáng)能電池之外的每個(gè)分布式電源提供反向電流流動(dòng)阻止設(shè)備的狀況而言，據(jù)此可以以降低的成本實(shí)施配電系統(tǒng)。在該配電系統(tǒng)中，優(yōu)選地，主電力通路包括適于向AC負(fù)載提供AC電力的AC主電力通路和適于向DC負(fù)載提供DC電力的DC主電力通路。配電系統(tǒng)還包括AC主電力通路與DC主電力通路之間加置的電力轉(zhuǎn)換電路，電力轉(zhuǎn)換電路被配置為將從AC主電力通路提供的交流轉(zhuǎn)換為要向DC主電力通路提供的直流。第一分布式電源在不經(jīng)過(guò)電力轉(zhuǎn)換電路的情況下連接到DC主電力通路。


圖I是例示根據(jù)第一實(shí)施例的配電系統(tǒng)的配置的示意圖，圖2是例示根據(jù)第二實(shí)施例的配電系統(tǒng)的配置的示意圖，圖3是例示根據(jù)第三實(shí)施例的配電系統(tǒng)的配置的示意圖，以及圖4是例示根據(jù)第四實(shí)施例的配電系統(tǒng)的配置的示意圖。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)如圖I中所示，本實(shí)施例的配電系統(tǒng)用于向居所中安裝的負(fù)載(電氣設(shè)備)配送電力，且該配電系統(tǒng)包括AC配送板2和DC配送板3。AC配送板2被置于居所中的預(yù)定位置中，并被配置為向AC供電的負(fù)載(在下文中，稱作“AC負(fù)載”)提供AC電力。DC配送板3被置于居所中的預(yù)定位置中，并被配置為向DC供電的負(fù)載(在下文中，稱作“DC負(fù)載”)提供DC電力。AC配送板2被配置為容納作為對(duì)地泄漏電路斷路器的主斷路器21以及多個(gè)分支斷路器22。將AC電力中使用的負(fù)載電路連接到分支斷路器22使得能夠向AC負(fù)載(未示出)提供AC電力。主斷路器21被加置在連接到商業(yè)電源4的AC主電力通路20中。每個(gè)分支斷路器22被連接到主斷路器21的二級(jí)側(cè)端子。除此之外，以上負(fù)載電路例如包括布線設(shè)備(例如，適于安裝在房間中的AC插座以及墻壁開關(guān))和照明器具。商業(yè)電源4適于在單相三線系統(tǒng)中使用。商業(yè)電源4通過(guò)包括三條線(包括中性線和一對(duì)電壓線)的AC主電力通路20的使用連接到主斷路器21。每個(gè)分支斷路器22包括電力端子(未示出)，并以電力端子經(jīng)由主斷路器21的二級(jí)側(cè)端子分別連接到三條線(中性線和成對(duì)電壓線)中僅兩條線的方式電連接到主斷路器21。當(dāng)連接到中性線和電壓線中的任一條電壓線時(shí)，分支斷路器22接收100V的AC電壓。當(dāng)連接到成對(duì)電壓線時(shí)，分支斷路器22接收200V的AC電壓。另外，每個(gè)分支斷路器22包括適于使用以連接到負(fù)載電路的負(fù)載端子(未示出)，以及其電力端子與其負(fù)載端子之間加置的接觸點(diǎn)(未示出)。分支斷路器22通過(guò)打開和閉合其接觸點(diǎn)接通和關(guān)斷向相應(yīng)負(fù)載電路的供電。本實(shí)施例的配電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池5、燃料電池6以及蓄電池7作為分布式電源。太陽(yáng)能電池5限定第一分布式電源，燃料電池6和蓄電池7限定第二分布式電源。太陽(yáng)能電池5通過(guò)連接盒50、開關(guān)11以及被配置為將直流轉(zhuǎn)換為交流的逆變器電路12連接到AC主電力通路20。連接盒50包括陣列開關(guān)51，并被配置為收集在太陽(yáng)能電池5處產(chǎn)生的電量。逆變器電路12經(jīng)由AC主電力通路20連接到主斷路器21的一級(jí)側(cè)端子(用于與商業(yè)電源4連接的端子)。逆變器電路12將太陽(yáng)能電池5的輸出電壓轉(zhuǎn)換為同樣電壓值和頻率的AC電壓作為商業(yè)電源4的輸出電壓。經(jīng)由AC配送板2將所得AC電壓施加到AC負(fù)載。除此之外，開關(guān)11和逆變器電路12構(gòu)建與入口設(shè)備13等協(xié)作的系統(tǒng)協(xié)調(diào)單元I。入口設(shè)備13用于將商業(yè)電源4連接到AC主電力通路20。在該配電系統(tǒng)中，在白天，太陽(yáng)能電池5可以生成充足電力，因此太陽(yáng)能電池5的生成電力會(huì)超過(guò)負(fù)載中消耗的電力并引起電力的過(guò)量(在下文中稱作“過(guò)量電力”)。該配電系統(tǒng)被配置為將過(guò)量電力提供給商業(yè)電力系統(tǒng)以將過(guò)量電力銷售給電力公司。因此，在商業(yè)電源4與系統(tǒng)協(xié)調(diào)單元I之間加置購(gòu)買電力計(jì)量器41和銷售電力計(jì)量器42。購(gòu)買電力計(jì)量器41被配置為測(cè)量從商業(yè)電源4向用戶提供 的電力。銷售電力計(jì)量器42被配置為測(cè)量從用戶向商業(yè)電源4饋送的電力。DC配送板3被配置為容納作為對(duì)地泄漏電路斷路器的主斷路器31以及多個(gè)分支保護(hù)器32。在連接到燃料電池6和蓄電池7的DC主電力通路30中加置主斷路器31。每個(gè)分支保護(hù)器32連接到主斷路器31的二級(jí)側(cè)端子。燃料電池6經(jīng)由開關(guān)61和DC/DC轉(zhuǎn)換器62連接到主斷路器31的一級(jí)側(cè)端子。蓄電池7經(jīng)由放電和充電電路71和開關(guān)72連接到主斷路器31的一級(jí)側(cè)端子。放電和充電電路71被配置為對(duì)蓄電池7放電和充電。蓄電池7構(gòu)建與放電和充電電路71和開關(guān)72協(xié)作的電力儲(chǔ)存單元70。因此，將DC電力中使用的負(fù)載電路連接到分支保護(hù)器32使得能夠從燃料電池6和蓄電池7中的至少之一向DC負(fù)載(未示出)提供DC電力。除此之外，上面的負(fù)載電路例如包括布線設(shè)備(例如，DC插座33和墻壁開關(guān)34)和照明器具。DC插座33包括一對(duì)饋送部分(正電極和負(fù)電極)，并適于被置于房間中。分支保護(hù)器32被配置為監(jiān)視經(jīng)過(guò)相應(yīng)負(fù)載電路的電流。在檢測(cè)到故障(例如，短路)后，分支保護(hù)器32降低向相應(yīng)DC負(fù)載提供的電力或終止向相應(yīng)DC負(fù)載提供電力。將DC負(fù)載分類成高壓DC負(fù)載和低壓DC負(fù)載。將高壓DC負(fù)載定義為以相對(duì)高電壓(例如，300V)工作的設(shè)備，諸如空調(diào)和冰箱。將低壓DC負(fù)載定義為以相對(duì)低電壓(例如，48V)工作的設(shè)備，諸如電話、個(gè)人計(jì)算機(jī)以及液晶電視。因而，DC配送板3包括用于降低電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器35。低壓DC負(fù)載經(jīng)由分支保護(hù)器32連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器35的輸
出端子。DC主電力通路(連接到主斷路器31的一級(jí)側(cè)端子的通路)和AC主電力通路(連接到主斷路器21的二級(jí)側(cè)端子的通路)20經(jīng)由電力轉(zhuǎn)換電路63彼此連接。電力轉(zhuǎn)換電路63經(jīng)由開關(guān)64連接到AC主電力通路20。電力轉(zhuǎn)換電路63被配置為將AC轉(zhuǎn)換為DC和將DC轉(zhuǎn)換為AC。電力轉(zhuǎn)換電路63被配置為將從AC主電力通路20接收的AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力，然后將得到的DC電力輸出到DC主電力通路30。此外，電力轉(zhuǎn)換電路63被配置為將從DC主電力通路30接收的DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力，然后將得到的AC電力輸出到AC主電力通路20。因此，當(dāng)商業(yè)電源4和太陽(yáng)能電池5未能通過(guò)它們自己向AC負(fù)載提供充足電力時(shí)，燃料電池6和蓄電池7可以補(bǔ)充AC負(fù)載需要的電力。同時(shí)，當(dāng)燃料電池6和蓄電池7未能通過(guò)它們自己向DC負(fù)載提供充足電力時(shí),商業(yè)電源4和太陽(yáng)能電池5可以補(bǔ)充DC負(fù)載需要的電力。電力轉(zhuǎn)換電路63和開關(guān)64構(gòu)建與燃料電池6的開關(guān)61和DC/DC轉(zhuǎn)換器62協(xié)作的轉(zhuǎn)換器單元60。具有上面解釋的配置的配電系統(tǒng)包括被配置為控制從太陽(yáng)能電池5、燃料電池6以及蓄電池7的每一個(gè)中獲得的電力的控制單元(未示出)。控制單元被配置為接收包括消耗電力的負(fù)載信息，并被配置為獨(dú)立地接通和關(guān)斷開關(guān)11、61、64和72中的每一個(gè)。在太陽(yáng)能電池5與主電力通路20、30之間加置開關(guān)11。在燃料電池6與主電力通路20、30之間加置開關(guān)61。在蓄電池7與主電力通路20、30之間加置開關(guān)72。在電力轉(zhuǎn)換電路64與AC主電力通路20之間加置開關(guān)64。例如，在太陽(yáng)能電池5可以生成充足電力的白天，控制單元保持關(guān)斷開關(guān)11、61、64和72中的開關(guān)61，從而使燃料電池6與DC主電力通路30分離。因而，優(yōu)先于其它分布式電源，將太陽(yáng)能電池5生成的電力提供給負(fù)載。在該狀況下，控制單元控制放電和充電電路71以利用來(lái)自太陽(yáng)能 電池5的輸出對(duì)蓄電池7充電。同時(shí)，在太陽(yáng)能電池5將不能生成充足電力的夜間，控制單元保持接通開關(guān)61，從而將燃料電池6連接到DC主電力通路30。因而，優(yōu)先于其它分布式電源，將燃料電池6生成的電力提供給負(fù)載。在該狀況下，控制單元控制放電和充電電路71，從而使蓄電池7放電以彌補(bǔ)燃料電池6未能通過(guò)它本身提供充足電力時(shí)出現(xiàn)的短缺。因此，配電系統(tǒng)可以在不使用從商業(yè)電源4提供的電力的情況下，從分布式電源(太陽(yáng)能電池5、燃料電池6以及蓄電池7)提供如居所中負(fù)載需要的一樣多的電力。此外，控制單元被配置為在檢測(cè)到太陽(yáng)能電池5的故障后，關(guān)斷與太陽(yáng)能電池5相對(duì)應(yīng)的開關(guān)11?？刂茊卧慌渲脼樵跈z測(cè)到燃料電池6的故障后，關(guān)斷與燃料電池6相對(duì)應(yīng)的開關(guān)61。因而，控制單元具有保護(hù)商業(yè)電力系統(tǒng)免受太陽(yáng)能電池5和/或燃料電池6的故障引起的不利影響的功能。除此之外，在配電系統(tǒng)中，系統(tǒng)協(xié)調(diào)單元I包括用于響應(yīng)于商業(yè)電源4電力故障(斷供)的發(fā)生使分布式電源(太陽(yáng)能電池5、燃料電池6以及蓄電池7)與商業(yè)電源4分離的斷開設(shè)備15。斷開設(shè)備15被配置為在檢測(cè)到分布式電源的孤立操作后，關(guān)斷(打開)開關(guān)14。在入口設(shè)備13與AC主電力通路20之間加置開關(guān)14。因此，當(dāng)商業(yè)電源4的電力故障發(fā)生時(shí)，在系統(tǒng)協(xié)調(diào)單元I中將商業(yè)電源4與AC主電力通路20分離。因此，AC負(fù)載和DC負(fù)載通過(guò)分布式電源通電并隨后工作。在圖I中示出的實(shí)例中，將AC主電力通路20定義為斷開設(shè)備15與電力轉(zhuǎn)換電路63之間的通路，并將DC主電力通路30定義為電力轉(zhuǎn)換電路63與DC/DC轉(zhuǎn)換器35之間的通路。此外，在本實(shí)施例的配電系統(tǒng)中，系統(tǒng)協(xié)調(diào)單元I包括反向電力流動(dòng)阻止電路10。反向電力流動(dòng)阻止電路10被配置為在燃料電池6和/或蓄電池7輸出超過(guò)AC負(fù)載和DC負(fù)載中消耗電力的電力時(shí)阻止過(guò)量電力向商業(yè)電源4中的反向流動(dòng)。當(dāng)前在日本，允許銷售由太陽(yáng)能電池5生成的電力，但是禁止銷售除太陽(yáng)能電池5之外的分布式電源(例如，燃料電池6和蓄電池7)生成的電力。因此，提供反向電力流動(dòng)阻止電路10以阻止燃料電池6和/或蓄電池7生成的電力的反向流動(dòng)。當(dāng)從燃料電池6和/或蓄電池7輸出的電力超過(guò)居所中的AC負(fù)載和DC負(fù)載中消耗的電力時(shí)，可以假定在燃料電池6和/或蓄電池7中生成過(guò)量電力。基于上面的假定，在太陽(yáng)能電池5的逆變器電路12和AC主電力通路20的連接點(diǎn)與AC配送電力板2和AC主電力通路20的連接點(diǎn)之間的AC主電力通路20中加置反向電力流動(dòng)阻止電路10。此外，反向電力流動(dòng)阻止電路10被配置為將從燃料電池6和/或蓄電池7輸出的電力與AC負(fù)載和DC負(fù)載中消耗的電力相比較。反向電力流動(dòng)阻止電路10被配置為在判定從燃料電池6和/或蓄電池7輸出的電力不少于AC負(fù)載和DC負(fù)載中消耗的電力后確定過(guò)量電力的生成,并然后將AC配送板2與商業(yè)電源4電分離。相應(yīng)地，可以阻止燃料電池6和/或蓄電池7生成的電力向商業(yè)電源4中的反向流動(dòng)。可替選地，反向電力流動(dòng)阻止電路10可以被配置為在確定燃料電池6和/或蓄電池7中過(guò)量電力的生成后，向AC主電力通路20的靠近AC配送板2的一部分連接負(fù)載(在下文中稱作“備用負(fù)載”)。因此，向備用負(fù)載提供并隨后在備用負(fù)載中消耗由燃料電池6和/或蓄電池7產(chǎn)生的過(guò)量電力。因此，可以高效利用 過(guò)量電力。例如，當(dāng)備用負(fù)載是用于加熱水的加熱器時(shí)，可以使用過(guò)量電力作為居所中的熱能量。根據(jù)上面解釋的配置，可以通過(guò)僅一個(gè)反向電力流動(dòng)阻止電路10的使用來(lái)阻止來(lái)自多個(gè)分布式電源(燃料電池6和蓄電池7)的反向電力流動(dòng)。在太陽(yáng)能電池5和AC主電力通路20的連接點(diǎn)下游和分布式電源(例如，燃料電池6和蓄電池7)和AC主電力通路20的連接點(diǎn)上游的AC主電力通路20中加置反向電力流動(dòng)阻止電路10。因此，反向電力流動(dòng)阻止電路10可以阻止來(lái)自除太陽(yáng)能電池5之外的分布式電源的所有反向電力流動(dòng)，但是允許來(lái)自太陽(yáng)能電池5的反向電力流動(dòng)。因此，配電系統(tǒng)可以較之為除太陽(yáng)能電池5之外的分布式電源提供反向電力流動(dòng)阻止設(shè)備的情況而言，減少其反向電力流動(dòng)阻止電路的數(shù)量，據(jù)此可以按降低的成本實(shí)施配電系統(tǒng)。除此之外，本實(shí)施例示范了第二分布式電源包括燃料電池6和蓄電池7的配電系統(tǒng)，但是不限于以上解釋的實(shí)例。例如，配電系統(tǒng)的第二分布式電源可以包括多個(gè)燃料電池
6、多個(gè)蓄電池7、多個(gè)其它分布式電源(除太陽(yáng)能電池5之外)或者其組合。(第二實(shí)施例)如圖2中所示，本實(shí)施例的配電系統(tǒng)與第一實(shí)施例的配電系統(tǒng)不同之處在于太陽(yáng)能電池5在不經(jīng)過(guò)電力轉(zhuǎn)換電路63的情況下連接到DC主電力通路30。在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池5經(jīng)由連接盒50和開關(guān)11連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器65。DC/DC轉(zhuǎn)換器65使其輸出端子連接到DC配送板3的主斷路器31的一級(jí)側(cè)端子。此外，太陽(yáng)能電池5還在不經(jīng)過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器65的情況下經(jīng)由開關(guān)11連接到系統(tǒng)協(xié)調(diào)單元I的逆變器電路12。在本實(shí)施例中，控制單元可以被配置為保持關(guān)斷電力轉(zhuǎn)換電路63與AC主電力通路20之間的開關(guān)64，以在太陽(yáng)能電池5將會(huì)生成充足電力的白天將AC主電力通路20與DC主電力通路30分離。通過(guò)該布置，可以將太陽(yáng)能電池5生成的電力提供給AC負(fù)載和DC
負(fù)載二者。根據(jù)以上解釋的配置，可以將由太陽(yáng)能電池5生成的DC電力直接提供給DC主電力通路30。因此，較之由太陽(yáng)能電池5生成的DC電力通過(guò)逆變器電路12轉(zhuǎn)換為AC電力并隨后通過(guò)電力轉(zhuǎn)換電路63轉(zhuǎn)換為DC電力的狀況而言，可以減少電力轉(zhuǎn)換損耗。本實(shí)施例的其它部件和功能與第一實(shí)施例的一樣。(第三實(shí)施例)如圖3中所示，本實(shí)施例的配電系統(tǒng)與第一實(shí)施例的配電系統(tǒng)不同之處在于燃料電池6在不經(jīng)過(guò)電力轉(zhuǎn)換電路63的情況下連接到AC主電力通路20。在本實(shí)施例中，燃料電池6經(jīng)由開關(guān)66連接到逆變器電路67。逆變器電路67被配置為將從燃料電池6提供的DC轉(zhuǎn)換為要提供給AC主電力通路20的AC。逆變器電路67使其輸出端子連接到AC配送板2的主斷路器21的一級(jí)側(cè)端子。簡(jiǎn)言之，在太陽(yáng)能電池5和AC主電力通路20的連接點(diǎn)與燃料電池6和AC主電力通路20的連接點(diǎn)之間的AC主電力通路20中加置反向電力流動(dòng)阻止電路10。太陽(yáng)能電池5的逆變器電路12和開關(guān)11從系統(tǒng)協(xié)調(diào)單元I分離，并構(gòu)建與燃料電池6的逆變器電路67和開關(guān)66協(xié)作的逆變器單元68。此外，將本實(shí)施例設(shè)計(jì)為僅向DC負(fù)載的低壓DC負(fù)載提供電力。因此，DC配送板3沒有DC/DC轉(zhuǎn)換器35，且本實(shí)施例被配置為經(jīng)由分支 保護(hù)器32將輸出電力從電力轉(zhuǎn)換電路63提供給低壓DC負(fù)載。除此之外，在圖3中示出的實(shí)例中，轉(zhuǎn)換器單元60可選，且電力轉(zhuǎn)換電路63和開關(guān)64被裝設(shè)在DC配送板3中。根據(jù)該配置，例如，即使在電力轉(zhuǎn)換電路63故障時(shí)，配電系統(tǒng)也可以將由太陽(yáng)能電池5和/或燃料電池6生成的電力提供給AC主電力通路20，從而在不使用從商業(yè)電源4提供的電力的情況下提供如居所中的負(fù)載所需的一樣多的電力。本實(shí)施例的其它部件和功能與第一實(shí)施例的一樣。(第四實(shí)施例)如圖4中所示，本實(shí)施例的配電系統(tǒng)與第一實(shí)施例的配電系統(tǒng)不同之處在于本實(shí)施例除了電力儲(chǔ)存單元70之外還包括應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90。應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90包括蓄電池9、放電和充電電路91以及開關(guān)92。在本實(shí)施例中，將低壓DC負(fù)載定義為被配置為即使在商業(yè)電源4的電力故障期間也保持接通的應(yīng)急負(fù)載(例如，應(yīng)急燈)。本實(shí)施例包括應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90，以在商業(yè)電源4的電力斷供期間成功提供用于操作應(yīng)急負(fù)載的電力。在用于連接到低壓DC負(fù)載的分支保護(hù)器32與DC/DC轉(zhuǎn)換器35之間的DC主電力通路30中加置安全隔離變壓器36。應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90通過(guò)DC主電力通路30連接到安全隔離變壓器36的二級(jí)側(cè)端子。在本實(shí)施例中，低壓DC負(fù)載包括被配置為以低于DC/DC轉(zhuǎn)換器35輸出電壓(例如，48V)的工作電壓(例如，24V、12V以及5V)工作的負(fù)載。這種負(fù)載經(jīng)由被配置為將來(lái)自安全隔離變壓器36 二級(jí)側(cè)端子的輸出電壓降低成負(fù)載工作電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器37連接到安全隔離變壓器36。存在安全隔離變壓器36與每個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器37之間加置的開關(guān)38。在圖4中示出的實(shí)例中，將DC主電力通路30定義為電力轉(zhuǎn)換電路63與DC/DC轉(zhuǎn)換器37之間的通路。除此之外，連接到安全隔離變壓器36 二級(jí)側(cè)端子的電路用作安全特低電壓(SELV, satety extra-low voltage)電路。此外，燃料電池6和電力儲(chǔ)存單元70在不經(jīng)過(guò)電力轉(zhuǎn)換電路63的情況下連接到AC主電力通路20。例如，逆變器電路67被附接到燃料電池6，并被配置為將從燃料電池6輸出的DC電力轉(zhuǎn)換為要輸出到AC主電力通路20的AC電力。逆變器電路67使其輸出端子經(jīng)由開關(guān)66連接到AC主電力通路20。電力儲(chǔ)存單元70經(jīng)由AC/DC轉(zhuǎn)換器73連接到AC主電力通路20，AC/DC轉(zhuǎn)換器73被配置為將從AC主電力通路20提供的AC轉(zhuǎn)換為要提供給電力儲(chǔ)存單元70的DC，并將從電力儲(chǔ)存單元70提供的DC轉(zhuǎn)換為要提供給AC主電力通路20的AC。在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器單元60的電力轉(zhuǎn)換電路63被配置為將AC轉(zhuǎn)換為DC但是未被配置為將DC轉(zhuǎn)換為AC。除此之外，在圖4中示出的實(shí)例中，系統(tǒng)協(xié)調(diào)單元I可選，太陽(yáng)能電池5的逆變器電路12和開關(guān)11構(gòu)建與電力轉(zhuǎn)換電路63和電力儲(chǔ)存單元70的AC/DC轉(zhuǎn)換器73協(xié)作的轉(zhuǎn)換器單元60。轉(zhuǎn)換器單元60包括被配置以控制太陽(yáng)能電池5的逆變器電路12、燃料電池6的逆變器電路67、電力儲(chǔ)存單元70的AC/DC轉(zhuǎn)換器73、放電和充電電路71以及電力轉(zhuǎn)換電路63的控制單元69。控制單元69被配置為接收包括消耗電力的負(fù)載信息，并被配置為調(diào)整從太陽(yáng)能電池5、燃料電池6以及蓄電池7中的每一個(gè)獲得的電力。
入口設(shè)備13和反向電力流動(dòng)阻止電路10被裝設(shè)在AC配送板2中，并經(jīng)由一級(jí)側(cè)電力傳送斷路器23連接到電力轉(zhuǎn)換電路63的AC輸入端子。AC配送板2的主斷路器21連接在反向電力流動(dòng)阻止電路10與一級(jí)側(cè)電力傳送斷路器23之間。在地與主斷路器21和分支斷路器22的連接點(diǎn)之間加置浪涌保護(hù)器24。除此之外，在圖4中未示出斷開設(shè)備15。根據(jù)上面的配置，配電系統(tǒng)在正常時(shí)間期間保持應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90幾乎完全充電，并僅在商業(yè)電源4的電力故障期間使應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90放電。因此，可以成功保留應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90中的電力，以在商業(yè)電源4的電力故障期間操作低壓DC負(fù)載。此夕卜，應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90直接連接到DC主電力通路30。因此，配電系統(tǒng)可以在不引起DC與AC之間的電力轉(zhuǎn)換伴有的損耗的情況下向低壓DC負(fù)載高效供電。因此，電力儲(chǔ)存單元70無(wú)需保留用于在商業(yè)電源4的電力斷供期間操作低壓DC負(fù)載的電力。通過(guò)在電力消耗相對(duì)低的時(shí)間段期間使電力儲(chǔ)存單元70充電，并且在電力消耗相對(duì)高的時(shí)間段期間使電力儲(chǔ)存單元70放電,可以將電力儲(chǔ)存單元70用于負(fù)載均衡。除此之外，應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90優(yōu)選地被置于與低壓DC負(fù)載相鄰。在該實(shí)例中，可以減少由應(yīng)急電力儲(chǔ)存單元90與低壓DC負(fù)載之間的DC主電力通路30引起的電力損耗。本實(shí)施例的其它部件和功能與第一實(shí)施例的一樣。
權(quán)利要求
1.一種配電系統(tǒng)，包括 限定為太陽(yáng)能電池的第一分布式電源； 包括除所述第一分布式電源之外的多個(gè)分布式電源的第二分布式電源；以及 用于向負(fù)載供電并連接到所述第一分布式電源、所述第二分布式電源以及商業(yè)電源的主電力通路， 其中，所述第一分布式電源在所述商業(yè)電源和所述主電力通路的連接點(diǎn)與所述第二分布式電源和所述主電力通路的連接點(diǎn)之間的連接點(diǎn)處連接到所述主電力通路， 所述配電系統(tǒng)還包括所述第一分布式電源和所述主電力通路的連接點(diǎn)與所述第二分布式電源和所述主電力通路的連接點(diǎn)之間的所述主電力通路中加置的、被配置為響應(yīng)于所述分布式電源中過(guò)量電力的出現(xiàn)而中斷所述主電力通路的反向電力流動(dòng)阻止電路。
2.如權(quán)利要求I所述的配電系統(tǒng)，其中 所述主電力通路包括用于向交流AC負(fù)載提供AC電力的AC主電力通路和用于向直流DC負(fù)載提供DC電力的DC主電力通路， 所述配電系統(tǒng)還包括所述AC主電力通路與所述DC主電力通路之間加置的電力轉(zhuǎn)換電路，所述電力轉(zhuǎn)換電路被配置為將從所述AC主電力通路提供的交流轉(zhuǎn)換為要向所述DC主電力通路提供的直流，并且所述第一分布式電源在不經(jīng)過(guò)所述電力轉(zhuǎn)換電路的情況下連接到所述DC主電力通路。
全文摘要
為系統(tǒng)連接單元(1)提供反向電流阻止電路(10)。當(dāng)從燃料電池(6)和/或蓄電池(7)輸出的電力大于由交流負(fù)載和直流負(fù)載消耗的電力時(shí)，反向電流阻止電路(10)阻止過(guò)量電力向商業(yè)電源(4)反向流動(dòng)。在交流系統(tǒng)主電力通路(20)上，太陽(yáng)能電池(5)的連接點(diǎn)與燃料電池(6)和蓄電池(7)的連接點(diǎn)之間加置反向電流阻止電路(10)。反向電流阻止電路(10)將從燃料電池(6)和蓄電池(7)輸出的電力與由交流負(fù)載和直流負(fù)載消耗的電力相比較；以及在前者變得大于后者時(shí)，電氣地阻斷交流系統(tǒng)主電力通路(20)。從而，僅使用反向電流阻止電路(10)，可以阻止從燃料電池(6)和/或蓄電池(7)輸出的電力向商業(yè)電源(4)反向流動(dòng)。相比于為除太陽(yáng)能電池(5)之外的每個(gè)分布式電源提供反向電流阻止設(shè)備的情形而言，可以減少系統(tǒng)的成本。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102804540SQ20108002879
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者忠澤孝明, 品川干夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社