专利名称：电力系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及多个电力供需方通过电力供需控制设备相互连接而成的电力系统。
背景技术：
历来的电力系统，如图8中所示，基本上是以大规模发电厂91为山顶以需求方92为山脚的‘放射状系统’。在图8中，为了确保多个送电系统，在一部分引入‘环路系统’。此种电力系统，是广域的(例如数万km2)，而且大规模(数十GW)地，作为单一系统而构成。
另一方面，近年来，太阳能发电、燃料电池的系统联系型分散发电系统(例如参照专利文献1)引人注目。系统联系型分散发电系统，通常，是在历来的放射状的电力系统的末端区域或者靠近末端的局部区域中所构筑，以与该电力系统的联系为前提。
专利文献1特开平6-327146号在图8中所示的历来的电力系统结构中，因为电力的输送大量地在长距离上进行故损失很大，此外因为由太阳能·风能等可再生能源的发电中该可再生能源分散存在，故很难构筑利用这些能源的大规模发电厂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多个电力供需方通过电力供需控制设备相互连接而成的不依赖历来的电力系统的电力系统。
本发明的电力系统，是具备从一个或多个发电设备，一个或多个蓄电设备和一个或多个电力消耗设备当中所选择的至少一个设备，和电力供需控制设备的电力供需方的多个相互连接而成的电力系统，其特征在于，其中前述电力供需控制设备判断该电力供需控制设备所具备的前述电力供需方中是否发生电力不足，或者是否发生电力剩余，在该电力供需方中发生电力不足的场合，从具备前述发电设备和/或前述蓄电设备的其他电力供需方取得电力，在该电力供需方中发生电力剩余的场合，把电力送给其他电力供需方。
此外，本发明的电力系统，是具备从一个或多个发电设备，一个或多个蓄电设备和一个或多个电力消耗设备当中所选择的至少一个设备，和电力供需控制设备的电力供需方的多个相互连接而成的电力系统，其特征在于，其中前述多个电力供需方划分成多个组，属于各组的电力供需控制设备判断在该组中是否发生电力不足，或者是否发生电力剩余，在该组中发生电力不足的场合，具备前述发电设备和/或前述蓄电设备的电力供需方从其他组取得电力，在该组中发生电力剩余的场合，把电力送给其他组。
在本发明中，不具有历来的电力系统，基本上是各电力供需方独立的电力系统。也就是说，各电力供需方在发生电力不足·电力剩余时，在与其他电力供需方之间进行电力的供需，此外借此以系统总体的自立为目的。
在本发明中，多个前述电力供需方可以连接到分支状电力供需线路，念珠链状电力供需线路，放射状电力供需线路，网状电力供需线路，或者把这些组合起来的电力供需线路。
此外，在本发明中，前述电力供需控制设备可以在与其他电力供需方的前述电力供需控制设备之间经由数据通信网络进行电力的供需信息的交接。
在本发明中，为了充分地发挥DC送配电的优点，可以把多个前述电力供需方相互DC连接。
图1是表示本发明的电力系统的一个实施形态的说明图，图2是在本发明的电力系统中，电力供需方的电力供需控制设备与其他电力供需方进行AC电力的供需时的说明图，图3是在本发明的电力系统中，电力供需方的电力供需控制设备与其他电力供需方进行DC电力的供需时的说明图，图4是在本发明的电力系统中，经由电力供需方的的室内布线向负载供给DC电力的场合的说明图，图5是表示在本发明的电力系统中，电力供需方被阶层化的情形的说明图，图6(A)是电力供需方连接成分支状的场合的说明图，(B)是电力供需方连接成星状的场合的说明图，(C)是电力供需方连接成网状的场合的说明图，图7是表示与多个其他电力供需方经由不同的电力供需线路连接的电力供需方的例子的图，图8是表示历来的电力系统的说明图。
具体实施例方式
图1的电力系统1仅示出多个电力供需方11～15的电力供需方。各电力供需方11～15经由电力供需线路W相互连接。
电力供需方11具备发电设备101，蓄电设备102，多个负载(电气设备)103，以及电力供需控制设备104。再者，多个电气设备103，以A1、A2、A3表示。此外，在图1中，其他电力供需方12、13、14和未画出的其他电力供需方也与电力供需方11同样，具备发电设备、蓄电设备、多个负载(电气设备)、和电力供需控制设备，各设备由枝状室内布线连接。
本发明中，各电力供需方间是松散结合。也就是说，各电力供需方基本上是自立型的，可以在发生电力不足时从其他电力供需方接受电力的供给，在发生电力剩余时向其他电力供需方供给电力。
电力供需方11，例如，是一般家居、集合住宅、小·中·大规模工厂，低层·中层·高层大厦等。进而这些一般家居、集合住宅等多个集合的组也可以作为本发明的电力供需方11处理。
典型地，发电设备101，是太阳能发电器、燃料电池等DC电源。作为发电设备101也有用风力发电的。虽然风力发电设备通常是AC电源，但是可以把其输出进行AC/CD变换而作为DC电源使用。此外，蓄电设备102是DC电源。负载103，是例如电灯、空调机、冰箱、电磁炉、电饭锅等DC设备或AC设备。
电力供需控制设备104可以在电力供需方11中发生电力剩余时，例如在负载103的电力使用量降低而且蓄电设备102满充电或接近于满充电时，把发电设备101生成的电力供给到连接于电力供需线路W的其他电力供需方，或者电力供需方15。此外，电力供需控制设备104可以在电力供需方11中发生电力不足时，例如负载103的电力使用量急剧增加时，经由连接于电力供需线路W的发生电力剩余的其他电力供需方12、13、14的电力供需控制设备，或者电力供需方15的后述的电力供需控制设备153接受电力的供给，驱动负载103，或者向蓄电设备102蓄电。
电力供需方15具备发电设备151、蓄电设备152、以及电力供需控制设备153。再者，电力供需方可以仅具备发电设备、蓄电设备的某一个。发电设备151典型地是火力、水力、风力等中小规模设备，蓄电设备152典型地是蓄电池。电力供需方15经由电力供需控制设备153如前所述可以向电力供需方11(或者，其他电力供需方12～14等)供给电力。此外相反，电力供需方15也可以从电力供需方11(或者，其他电力供需方12～14等)接受电力的供给。
电力供需方15供给到电力供需方11等的电力是由发电设备151生成的电力或蓄电于蓄电设备152的电力，电力供需方15从电力供需方11等所供给的电力是蓄电于蓄电设备152的电力。
在图1中所示的电力系统中，电力供需控制设备104在与其他电力供需方12～15进行电力的供需的场合，该电力供需控制设备104与该其他电力供需方的电力供需控制设备进行信息交换而确定供需条件。
在图1中所示的电力系统中，虽然可以以AC进行，也可以以DC进行电力供需方间的电力的供需，但是无论如何，可以作为局部的电力系统来构筑，也可以作为这些电力系统组合起来的大的电力系统来构筑。
在图1中所示的电力系统中，虽然未画出，但是有时仅由负载组成的电力供需方也连接于电力供需线路W。此外，在图1的电力系统中，通过相互连接多个且多样的电力供需方，进行供需电力的均衡化。
在把电力供需方11的蓄电设备102取为大容量的场合，在成本提高的场合，作为蓄电设备102使用小容量(或者，不具备蓄电设备102)，可以由从其他电力供需方所供给的电力供应负载。在该场合，在电力系统1中，最好是时间段消耗电力方式不同的电力供需方(例如住宅与写字楼)混在一起。此外，作为电力供需方15，最好是发电形态不同(例如太阳能发电设备与风力发电设备)混在一起。
图2是表示电力供需方的电力供需控制设备与其他电力供需方进行AC电力的供需的电力系统的说明图。
图2的电力供需方11a、12a、13a、14a和15a对应于图1的电力供需方11、12、13、14和15。图2中的电力供需方11a的电力供需控制设备51具备控制装置511，和双向AC/DC变换器512。
各电力供需方的控制装置彼此由通信线CL能够通信地构成，在电力供需之际可以进行供需信息的交换。
此外，电力供需方15a的电力供需控制设备61具备控制装置611，和双向AC/AC或DC/AC变换器612。在电力供需方间进行AC电力的供需时，在两者之间必须进行电压·电流·频率·相位的匹配。该匹配由电力供需控制设备51、61进行。再者，虽然图2中未画出，但是在电力供需控制设备51、61中可以还具备限流器、累计电力计等。
图3是表示电力供需方的电力供需控制设备与其他电力供需方进行DC电力的供需的电力系统的说明图。
图3的电力供需方11b、12b、13b、14b和15b对应于图1的电力供需方11、12、13、14和15。图3中的电力供需方15b的电力供需控制设备71具备控制装置711，和双向DC/DC变换器712。
各电力供需方的控制装置彼此由通信线CL能够通信地构成，在电力供需之际可以进行供需信息的交换。
此外，电力供需方11b的电力供需控制设备81，具备控制装置811，和双向DC/DC或DC/AC变换器812。在电力供需方间以DC进行电力的供需时，进行电压·电流的调整。再者，虽然图3中未画出，但是在电力供需控制设备71、81中可以还具备限流器、累计电力计等。
图4是电力供需方经由室内布线向负载配电DC电力的场合的说明图。
在图4的电力供需方11c中，具体地示出图1中所示的电力供需方11中的发电设备与蓄电设备与多个负载。再者，图4的电力供需控制设备71，是与图3的电力供需控制设备71相同的。
在电力供需方11c中，发电设备是太阳能发电器701，蓄电设备是蓄电池702，多个负载是DC负载7031与AC负载7032。
这里，双向DC/DC变换器712在蓄电池702、太阳能发电器701、DC负载7031之间进行电力的供需，并且经由DC/AC变换器706在与AC负载7032之间进行电力的供需。
太阳能发电器701生成的电力，经由例如双向DC/DC变换器712供给到蓄电池702、DC负载7031，或者经由DC/AC变换器706供给到AC负载7032。
电力供需控制设备71具备控制蓄电池702的充电的功能，补偿向室内布线L侧的稳定输出的功能。
来自电力供需控制设备71的电力经由室内布线L、DC万能插口7051供给到DC负载7031，来自电力供需控制设备71的电力经由室内布线L、DC/AC变换器706、AC万能插口7052供给到AC负载7032。再者，虽然在图4中，DC万能插口、AC万能插口分别示出一个，但是也可以分别设置多个，把DC负载、AC负载连接于它们。
可是，在图1的电力系统中，可以把汇集适当数量的电力供需方的组作为一个电力供需方处理。如图5中所示，电力供需方组G11、G12、...表示此时的组(例如，数十～1万户左右)。
在图5中，电力供需方组G11、G12、...彼此经由电力供需控制设备S1相互连接。此外，电力供需方组G11、G12...的上位阶层由G21、G22...表示，更上位阶层由G31、G32、G33、...表示。这里，虽然未画出，但是形成有比G31、G32、G33、...更上位的阶层。
例如，电力供需方组G11、G12、...取为‘街道’单位，G21、G22、...取为‘市’单位，G31、G32、G33、...取为‘地区’单位。
虽然在图5中，电力供需方组G11、G12、...通过电力供需控制设备S1与其他电力供需方相互连接，但是各上位阶层与下位阶层经由电力供需控制设备S2、S3、S4...相互阶层连接。
在上述实施形态中，说明了各电力供需方，连接成图6(A)中所示的分支状的场合。各电力供需方也可以连接成图6(B)中所示的星状，也可以连接成图6(C)中所示的网状。进而，也可以连接成复合这些的形态。
图7是表示经由不同的电力供需线路与多个其他电力供需方连接的电力供需方的例子的图。在图7中，双向DC/DC变换器712在例如图6(C)中所示的电力供需方彼此的连接形态中，在电力供需线路W1、W2、W3间进行电力的转移而可以调节其他电力供需方的电力供需。
如果用本发明，则可以提供多个电力供需方通过电力供需控制设备相互连接而构成的，不依赖历来的电力系统的电力系统。
权利要求
1.一种电力系统，由多个电力供需方相互连接而构成，该系统具备从一个或多个发电设备，一个或多个蓄电设备和一个或多个电力消耗设备当中所选择的至少一个设备；和电力供需控制设备，其特征在于，取得前述电力，在该电力供需方中发生电力剩余的场合，把电力转给其他电力供需方。
2.一种电力系统，由多个电力供需方相互连接而构成，该系统具备从一个或多个发电设备，一个或多个蓄电设备和一个或多个电力消耗设备当中所选择的至少一个设备；和电力供需控制设备，其特征在于，前述多个电力供需方划分成多个组，属于各组的电力供需控制设备判断在该组中是否发生电力不足，或者是否发生电力剩余，在该组中发生电力不足的场合，具备前述发电设备和/或前述蓄电设备的电力供需方从属于其他的组取得电力，在该组中发生电力剩余的场合，把电力转给其他组。
3.权利要求1或2中所述的电力系统，其特征在于，多个前述电力供需方连接到分支状电力供需线路，念珠链状电力供需线路，放射状电力供需线路，网状电力供需线路，或者把这些组合起来的电力供需线路。
4.权利要求1至3中的任何一项中所述的电力系统，其特征在于，前述电力供需控制设备与其他电力供需方的前述电力供需控制设备之间经由数据通信网络进行电力的供需信息的交换。
5.权利要求1至4中的任何一项中所述的电力系统，其特征在于，多个前述电力供需方相互DC连接。
全文摘要
提供一种多个电力供需方通过电力供需控制设备相互连接而成的不依赖历来的电力系统的电力系统。具备发电设备(101)，蓄电设备(102)和多个电力消耗设备(103)，和电力供需控制设备(104)的电力供需方的多个经由电力供需线路(W)相互连接而成，其特征在于，其中前述电力供需控制设备判断该电力供需控制设备所具备的前述电力供需方(11)中是否发生电力不足，或者是否发生电力剩余，在该电力供需方(11)中发生电力不足的场合，从具备前述发电设备和/或前述蓄电设备的其他电力供需方(12～15)取得电力，在该电力供需方(11)中发生电力剩余的场合，把电力送给其他电力供需方(12～15)。
文档编号H02J3/46GK1759516SQ20048000676
公开日2006年4月12日 申请日期2004年2月13日 优先权日2003年2月13日
发明者松本吉彦 申请人:Vpec株式会社