発電システム
【課題】送電線の配線長が長くなるのを抑制しながら、送電の信頼性を向上させることが可能な発電システムを提供する。
【解決手段】この太陽光発電システム（発電システム）１は、複数の太陽光発電ユニット１０と、複数の太陽光発電ユニット１０に並設され、複数の太陽光発電ユニット１０の各々が接続される高電圧送電線２０ａおよび２０ｂと、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに対する太陽光発電ユニット１０の接続を切り替える切替開閉器２３とを備える。
【解決手段】この太陽光発電システム（発電システム）１は、複数の太陽光発電ユニット１０と、複数の太陽光発電ユニット１０に並設され、複数の太陽光発電ユニット１０の各々が接続される高電圧送電線２０ａおよび２０ｂと、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに対する太陽光発電ユニット１０の接続を切り替える切替開閉器２３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電システムに関し、特に、複数の発電ユニットと発電ユニットに並設される送電線とを備えた発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば太陽光エネルギーを利用した太陽光発電システム（発電システム）は、１つの土地に複数の太陽電池モジュールをアレイ状に設置して発電を行うタイプが一般的である。近年、この太陽電池アレイを広大な土地に大量に敷き詰めた大規模な発電システムが注目されており、ＭＷ（メガワット）級の発電システムも世界各地で設置事例がある。
【０００３】
このように、ひとまとまりの土地に複数の太陽電池モジュールをアレイ状に設置して発電を行う場合、大規模発電になるほど広大な土地が必要となり、土地の確保が困難になる。例えば１０ＭＷ程度のシステムの場合、おおよそ４００ｍ×７００ｍという広大な土地が必要である。
【０００４】
また、このようなシステムでは、例えば１ＭＷ〜２ＭＷ毎にシステムを区分けし、各領域毎で太陽電池モジュールをアレイ状に設置する。また、各領域の中心部に、発電電力を昇圧する１次変圧器を配置し、各１次変圧器を１箇所の母線等に並列接続する。そして、母線等を電力系統に接続（連系）し、発電電力を送電する。この構成では、１次変圧器毎に発電電力を母線等に送電するための送電線が設けられるので、１つの送電線で事故（短絡事故や地絡事故など）が発生したとしても、他の送電線の送電は継続される。
【０００５】
一方、複数の太陽電池モジュールによって構成される太陽光発電ユニット（発電ユニット）を高速道路などに並設して発電を行うタイプの太陽光発電システムも知られている（例えば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、複数の太陽電池モジュールによって構成される複数の太陽光発電ユニットと、太陽光発電ユニットで発電された電力を送電する高電圧送電線とを備えた太陽光発電システムが開示されている。この太陽光発電システムでは、複数の太陽電池モジュールは高電圧送電線に並設され、細長く配列される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９８７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１では、電力を１つの高電圧送電線により送電するので、高電圧送電線で事故が発生した場合に、高電圧送電線が全停止し電力の送電が完全に停止するという問題点がある。
【０００８】
そこで、上述した１次変圧器毎に送電線が設けられたシステムを上記特許文献１に適用することも考えられる。すなわち、太陽光発電ユニット毎に高電圧送電線を設けることも考えられる。しかしながら、高速道路などに並設して発電を行う場合、複数の太陽電池モジュールを細長く配列する必要があり、１つの太陽光発電ユニットは例えば１０００ｍの長さになる。このため、この太陽光発電ユニットを高速道路などに沿って多数配置すると、高電圧送電線の配線長が極めて長くなるという問題点がある。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、送電線の配線長が長くなるのを抑制しながら、送電の信頼性を向上させることが可能な発電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、この発明の発電システムは、自然エネルギーを利用して発電する直流電源ユニットを含む複数の発電ユニットと、細長い経路に沿って配置される複数の発電ユニットに並設され、複数の発電ユニットの各々が接続される第１送電線および第２送電線と、第１送電線および第２送電線に対する発電ユニットの接続を切り替える第１接続切替部と、を備える。
【００１１】
この発電システムでは、第１送電線、第２送電線および第１接続切替部を設けることによって、電力の送電経路を切り替えることができる。
【００１２】
上記発電システムにおいて、発電ユニットは直流電源ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換する変換部を含んでいてもよい。
【００１３】
上記発電ユニットが変換部を含む発電システムにおいて、発電ユニットは変換部から出力された交流電圧を昇圧する変圧器を含み、第１送電線および第２送電線は高電圧送電線を含んでいてもよい。
【００１４】
なお、日本国内では一般的に高電圧送電線とは送電電圧が１０００Ｖ以上７０００Ｖ以下の送電線のことをいうが、本明細書中において高電圧送電線とは送電電圧が１０００Ｖ以上３５０００Ｖ以下程度の送電線のことをいう。例えば日本国内では街中の配電線が高電圧送電線であり、送電電圧は６６００Ｖが主流である。
【００１５】
上記第１送電線および第２送電線が高電圧送電線を含む発電システムにおいて、好ましくは、複数の発電ユニット、第１送電線、第２送電線および第１接続切替部を含む複数のユニットと、ユニットからの交流電圧を昇圧する２次変圧器と、２次変圧器が接続される第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線と、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線に対する２次変圧器の接続を切り替える第２接続切替部と、をさらに備える。このように構成すれば、特別高圧送電線における電力の送電経路を切り替えることができる。
【００１６】
なお、本明細書中において、特別高圧送電線とは送電電圧が７０００Ｖを超える送電線のことをいう。ただし、特別高圧送電線の送電電圧は高電圧送電線の送電電圧よりも高い。特別高圧送電線の送電電圧としては例えば２２ｋＶ、３３ｋＶ、６６ｋＶ、７７ｋＶ、１１０ｋＶ、１５４ｋＶ、２７５ｋＶおよび５００ｋＶなどがある。一般的には２２ｋＶや３３ｋＶであるが、このレベルでは配電線（高電圧送電線）とする国が多い。高圧鉄塔の送電電圧は６６ｋＶや７７ｋＶである。また、原子力発電所等からの送電電圧は２７５ｋＶや５００ｋＶが主流である。
【００１７】
上記２次変圧器を備える発電システムにおいて、２次変圧器はユニット毎に２つずつ設けられ、一対の２次変圧器の低圧側には、一対の２次変圧器の低圧側同士を接続し、または、切り離すバイパス遮断器が設けられていてもよい。
【００１８】
上記発電ユニットが変換部を含む発電システムにおいて、複数の発電ユニットが接続されるとともに、変換部から出力され変圧器により昇圧された交流電圧が供給される高電圧送電線と、高電圧送電線からの交流電圧を昇圧して第１送電線および第２送電線に出力する２次変圧器と、をさらに備え、第１送電線および第２送電線は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線をそれぞれ含んでいてもよい。
【００１９】
上記第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を含む発電システムにおいて、２次変圧器からの交流電力を直流電力に変換して第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線に供給するＡＣＤＣ変換部をさらに備えていてもよい。
【００２０】
この場合、好ましくは、ＡＣＤＣ変換部はサイリスタバルブを含む。
【００２１】
上記発電システムにおいて、発電ユニットは直流電源ユニットから出力される直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータを含んでいてもよい。
【００２２】
上記発電ユニットがＤＣＤＣコンバータを含む発電システムにおいて、第１送電線および第２送電線は高電圧送電線を含んでいてもよい。
【００２３】
上記発電ユニットがＤＣＤＣコンバータを含み、第１送電線および第２送電線が高電圧送電線を含む発電システムにおいて、好ましくは、複数の発電ユニット、第１送電線、第２送電線および第１接続切替部を含む複数のユニットと、ユニットからの直流電圧を昇圧する２次ＤＣＤＣコンバータと、２次ＤＣＤＣコンバータが接続される第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線と、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線に対する２次ＤＣＤＣコンバータの接続を切り替える第２接続切替部と、をさらに備える。このように構成すれば、特別高圧送電線における電力の送電経路を切り替えることができる。
【００２４】
上記発電ユニットがＤＣＤＣコンバータを含む発電システムにおいて、複数の発電ユニットが接続されるとともに、ＤＣＤＣコンバータにより昇圧された直流電圧が供給される高電圧送電線と、高電圧送電線からの直流電圧を昇圧して第１送電線および第２送電線に出力する２次ＤＣＤＣコンバータと、をさらに備え、第１送電線および第２送電線は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線をそれぞれ含んでいてもよい。
【００２５】
上記発電ユニットがＤＣＤＣコンバータを含む発電システムにおいて、好ましくは、ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含む。
【００２６】
上記２次ＤＣＤＣコンバータを備えた発電システムにおいて、好ましくは、２次ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含む。
【００２７】
上記第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を含む発電システムにおいて、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線は架空送電線であってもよい。
【００２８】
上記第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を含む発電システムにおいて、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線には、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を複数の区間に区分けする開閉所が設けられていてもよい。
【００２９】
上記開閉所が設けられている発電システムにおいて、開閉所は二重母線４ブスタイ方式または二重母線２ブスタイ方式を用いて構成されていてもよい。
【００３０】
上記第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線が架空送電線である発電システムまたは開閉所が設けられている発電システムにおいて、発電ユニットは直流電源ユニットから出力される直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータを含み、ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含んでいてもよい。
【００３１】
上記発電システムにおいて、好ましくは、第１送電線および第２送電線の各々が、複数の発電ユニットの定格発電容量の合計以上の送電容量を有する。このように構成すれば、複数の発電ユニットで発電された電力の全てを第１送電線および第２送電線のいずれか一方により送電することができる。
【００３２】
上記ユニット、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を備える発電システムにおいて、好ましくは、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線の各々が、複数のユニットの定格発電容量の合計以上の送電容量を有する。このように構成すれば、複数のユニットで発電された電力の全てを第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線のいずれか一方により送電することができる。
【００３３】
この場合、通常運転時において、複数のユニットで発電された電力は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線の一方により送電されてもよい。
【００３４】
上記ユニット、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を備える発電システムにおいて、通常運転時において、複数のユニットで発電された電力は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線に分配されて送電されてもよい。
【００３５】
上記発電システムにおいて、直流電源ユニットを設置する架台をさらに備えてもよい。また、第１送電線および第２送電線は架台に取り付けられてもよい。さらに、第１送電線および第２送電線は管路に収納された状態で架台に取り付けられてもよい。なお、第１送電線および第２送電線を架台に取り付ける場合、第１送電線および第２送電線はＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル）等の電力ケーブルであってもよい。
【００３６】
上記発電システムにおいて、好ましくは、直流電源ユニットは太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池ユニットを含む。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明によれば、第１送電線、第２送電線および第１接続切替部を設けることによって、電力の送電経路を切り替えることができる。これにより、第１送電線および第２送電線の一方で事故が発生した場合であっても、複数の発電ユニットで発電された電力を第１送電線および第２送電線の他方により送電することができる。すなわち、事故発生時に送電が全停止するのを抑制することができ、送電の信頼性を向上させることができる。
【００３８】
また、送電の信頼性を向上させるために発電ユニット毎に送電線を設ける必要がないので、多数の発電ユニットを連続して長距離にわたって設置した場合であっても、送電線の配線長が長くなるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図２】図１の遮断器周辺を示した図である。
【図３】図１の太陽光発電ユニットの構造を示した図である。
【図４】図３のストリングスの並列構造を示した図である。
【図５】図１の太陽光発電システムの設置例を示した斜視図である。
【図６】図５の断面図である。
【図７】図１の太陽光発電システムの設置例を示した斜視図である。
【図８】図１の太陽光発電システムの設置例を示した斜視図である。
【図９】図１の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１０】図１の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図１２】図１１の一対の変圧器周辺を示した図である。
【図１３】図１１の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１４】図１１の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図１６】図１５の中間開閉所の構造を示した図である。
【図１７】図１５の受電端の構造を示した図である。
【図１８】図１５の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１９】図１５の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図２０】図１５の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図２１】本発明の第４実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図２２】図２１の太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図２３】本発明の第５実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図２４】本発明の第１変形例による太陽光発電システムの一対の変圧器周辺を示した図である。
【図２５】本発明の第２変形例による太陽光発電システムの構成を示した図である。
【図２６】本発明の第３変形例による太陽光発電システムの構成を示した図である。
【図２７】本発明の第４変形例による太陽光発電システムの中間開閉所の構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４１】
（第１実施形態）
まず、図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態による太陽光発電システム（発電システム）１の構成について説明する。ここでは、太陽光発電システム１の定格発電容量が約１０ＭＷの場合について説明する。
【００４２】
太陽光発電システム１は図１に示すように、複数の太陽光発電ユニット（発電ユニット）１０と、複数の太陽光発電ユニット１０に並設される高電圧送電線２０ａおよび２０ｂ（第１送電線および第２送電線）とを備えている。また、太陽光発電ユニット１０と高電圧送電線２０ａおよび２０ｂとの間には、遮断器２１、開閉器２２および切替開閉器（第１接続切替部）２３が設けられている。
【００４３】
太陽光発電ユニット１０は、太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池ユニット（直流電源ユニット）１１と、太陽電池ユニット１１から出力される直流電力を交流電力に変換する変換部１２と、変換部１２から出力された交流電圧を昇圧する変圧器１３とを有する。また、太陽光発電ユニット１０は例えば１０個設けられている。また、太陽光発電ユニット１０は例えば高速道路（細長い経路）に沿って配置されているとともに、太陽電池ユニット１１の長手方向が高速道路の遮音壁等に沿うように設置されている。
【００４４】
太陽電池ユニット１１は、太陽電池モジュールもしくは複数の太陽電池モジュールを直列に接続したストリングスを並列に接続したものである。太陽電池ユニット１１の詳細構造は後述する。
【００４５】
変換部１２はインバータ装置等のＰＣＳ（パワーコンディショナシステム）であり、１つの太陽電池ユニット１１に対して１つ設けられている。また、変換部１２は太陽電池ユニット１１から出力される直流電圧をＡＣ４００Ｖに変換するように構成されている。
【００４６】
変圧器１３は変換部１２から出力されるＡＣ４００ＶをＡＣ６６００Ｖに昇圧するように構成されている。また、変圧器１３には例えば４つの変換部１２が並列に接続されている。なお、１つの変圧器１３に接続される変換部１２の数は変換部１２の定格容量に基づいて設定されるものであり、変換部１２の定格容量が変圧器１３の定格容量と例えば同じである場合は、１つの変圧器１３に対して１つの変換部１２を接続してもよい。
【００４７】
また、例えば定格容量が２５０ｋＷの４つの変換部１２に対して定格容量が１０００ｋＶＡの変圧器１３を１つ設け、この変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）を１０個連続して設置すれば、合計約１０ＭＷの太陽光発電システム１が得られる。
【００４８】
遮断器２１は事故（短絡事故や地絡事故）が発生したときなどに自動で開いて、変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）と高電圧送電線２０ａおよび２０ｂとの間を瞬時に遮断するためのものである。開閉器２２は遮断器２１が開かれた後に作業者が開いて、遮断器２１よりも下位（太陽光発電ユニット１０）のメンテナンス等を行うためのものである。すなわち、開閉器２２は、別の作業者が遮断器２１を誤って閉じて作業者が感電するのを防止するためのものである。なお、開閉器２２は図２に示すように、遮断器２１の両側（遮断器２１および切替開閉器２３の間と、遮断器２１および変圧器１３の間との両方）に設けられることが好ましいが、本明細書では図面簡略化のため、遮断器２１と切替開閉器２３との間の開閉器２２のみを図示している。切替開閉器２３は変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）を高電圧送電線２０ａおよび２０ｂのいずれか一方に接続させるためのものである。
【００４９】
また、例えば遮断器２１と開閉器２２との間には、遮断器２１を流れる過電流（異常電流）や地絡電流などを検出する為の計器用変成器（図示せず）が設けられている。この計器用変成器には保護リレー（図示せず）が接続されている。なお、計器用変成器及び保護リレーは遮断器２１毎に設けられている。また、計器用変成器に過電流等が流れると保護リレーが作動して遮断器２１へトリップ信号を出力するように構成されている。このように、保護リレーは高電圧送電線２０ａまたは２０ｂに事故が発生した場合や負荷との電力需給バランスが崩れて周波数変動などが抑制しきれない事態に陥った時などに、トリップ信号を出力して遮断器２１を開閉するように構成されている。尚、遮断器２１が自動で開いた後の切替開閉器２３の接続切り換え動作は、制御部（図示せず）を別途設け、そこから自動的に切替開閉器２３をモータで動作する方法や、制御部から中央給電指令所に信号が送られ、中央給電指令所からオペレータが遠隔操作する方法が想定されるが、特に限定されるものではない。
【００５０】
高電圧送電線２０ａおよび２０ｂは複数の変圧器１３からの電力（３相６６００Ｖ）を並列接続（集電）するケーブルであり、太陽電池ユニット１１の長手方向に沿って太陽光発電ユニット１０に並設されている。高電圧送電線２０ａおよび２０ｂは例えば高速道路に沿って設置されており、各変圧器１３から出力される高電圧を送電する機能を有する。なお、高速道路に沿って照明灯などの負荷を設置し、太陽光発電ユニット１０の発電電力を負荷に供給するように構成してもよい。また、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを電力会社の系統に連系してもよい。そして、太陽光発電ユニット１０が発電しているときは太陽光発電システム１の発電電力を負荷に供給し、太陽光発電ユニット１０が発電していないときは電力会社から電力供給を受けて負荷に電力供給を行うように構成してもよい。
【００５１】
また、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂは各１０ＭＶＡの送電容量を有する。すなわち、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの各々は、太陽光発電システム１全体の定格発電容量（複数の太陽光発電ユニット１０の定格発電容量の合計）以上の送電容量を有する。
【００５２】
次に、図３および図４を参照して、太陽光発電ユニット１０の構成について説明する。太陽光発電ユニット１０は図３に示すように、例えば出力１４０Ｗの太陽電池モジュール（例えば、薄膜型太陽電池モジュール）３０を２つ直列接続してストリングス３１とし、このストリングス３１を１０００個並列接続したものである。
【００５３】
また、図４に示すように、太陽電池モジュール３０を２つずつ直列接続するために、一方の太陽電池モジュール３０の端子ボックス３２のプラス端子と他方の太陽電池モジュール３０の端子ボックス３２のマイナス端子とをケーブル３３で接続してストリングス３１とする。そして、このストリングス３１を順次並列に接続するために、一方の太陽電池モジュール３０の端子ボックス３２のマイナス端子に接続されたケーブル３４同士を並列接続用コネクタ３６を介して接続を繰り返す。同様に、他方の太陽電池モジュール３０の端子ボックス３２のプラス端子に接続されたケーブル３５同士を並列接続用コネクタ３６を介して接続を繰り返す。
【００５４】
また、プラス同士を並列接続する並列接続用コネクタ３６間には、逆流防止ダイオード３７が設置されている。この逆流防止ダイオード３７には、太陽電池モジュール３０の一部に影がかかったり、何らかの不具合でその太陽電池モジュール３０の発電量が不足した場合に電流が逆流するのを防止する役割がある。
【００５５】
そして、図３に示すような２直列のストリングス３１を５００セットずつ横方向に連続して並列接続したものを２つ設置し、それぞれから変換部１２へケーブル３８により直流電力を入力する。このようにして、２０００個の太陽電池モジュール３０を２直列×１０００並列に接続させた太陽電池ユニット１１と変換部１２と変圧器１３（図１参照）とを備えた太陽光発電ユニット１０が構成されている。
【００５６】
このような接続構造とすることにより、並列接続を並列接続用コネクタ３６だけで行うことができ、一般的に用いられている接続箱や集電箱は必要ない。
【００５７】
以上説明したような太陽光発電ユニット１０（太陽電池ユニット１１×４個）は、太陽電池モジュール３０として一般的な縦１．４ｍ×横１ｍのモジュールを用いた場合、縦約２．８ｍ×横約１０００ｍ×４となる。この太陽光発電ユニット１０を１０個連続して設置した太陽光発電システム１は全長４０ｋｍであり、太陽光発電システム１に並設される（言い換えると、太陽電池モジュール３０に並設される）高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの長さも４０ｋｍである。なお、６６００Ｖの交流電流であれば、５０ｋｍ程度までのケーブルに流しても電力損失は実用上問題とならない。
【００５８】
高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを高速道路に設置する場合、図５および図６に示すように高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを管路４０の内部に収納した上で、道路が高架布設の場合は道路の下部へ設置してもよい。また、道路が陸上布設の場合は脇側の地下へ設置してもよい。なお、図５に示すように、太陽電池ユニット１１を道路に沿って設けられた架台４１に設置してもよい。
【００５９】
また、図７および図８に示すように、管路４０（高電圧送電線２０ａおよび２０ｂ）を架台４１に取り付けてもよい。また、管路４０は必ずしも必要でなく、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを架台４１に直接取り付けてもよい。なお、世界的には高速道路に側壁等がない場合が多く、架台４１の設置が必要な場合が多いため、架台４１に管路４０等を取り付ける構成は有効である。
【００６０】
次に、図９および図１０を参照して、太陽光発電システム１の動作について説明する。通常運転時（事故が発生していない状態）では図９に示すように、遮断器２１および開閉器２２は閉じている。また、切替開閉器２３は変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）を交互に高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに接続している。これにより、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂは各５ＭＷの電力を送電する。
【００６１】
ここで、例えば高電圧送電線２０ｂに事故（短絡事故や地絡事故など）が発生した場合、高電圧送電線２０ｂ側に接続されている太陽光発電ユニット１０の保護回路（計器用変成器と保護リレーとによる構成、図示せず）が事故電流を検出し、遮断器２１にトリップ信号が出力されることにより、遮断器２１が開く。これにより、高電圧送電線２０ｂに接続されていた変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）が高電圧送電線２０ｂから切り離される。
【００６２】
そして、制御部から切替開閉器２３を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、開かれた遮断器２１に接続されている切替開閉器２３の接続が切り替わる。その後、再閉路が行われることにより、遮断器２１が閉じる。これにより、図１０に示すように、全ての変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）が高電圧送電線２０ａに接続される。このため、高電圧送電線２０ｂが復旧するまで、高電圧送電線２０ａは１０ＭＷの電力を送電する。
【００６３】
なお、事故が発生した場合に事故が発生したことが保守作業者に速やかに伝わるように、例えば制御部からインターネット等を介して保守会社の管理装置に信号を送信してもよい。
【００６４】
その後、高電圧送電線２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作、中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、遮断器２１および切替開閉器２３が上記とは逆の順序で動作する。これにより、変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）が交互に高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに接続される。
【００６５】
本実施形態では、上記のように、高電圧送電線２０ａおよび高電圧送電線２０ｂと、高電圧送電線２０ａおよび高電圧送電線２０ｂに対する太陽光発電ユニット１０の接続を切り替える切替開閉器２３とを設ける。これにより、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの一方で事故が発生した場合であっても、複数の太陽光発電ユニット１０で発電された電力を高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの他方により送電することができる。すなわち、事故発生時に送電が全停止するのを抑制することができ、送電の信頼性を向上させることができる。
【００６６】
また、送電の信頼性を向上させるために太陽光発電ユニット１０毎に高電圧送電線を設ける必要がないので、多数の太陽光発電ユニット１０を連続して長距離にわたって設置した場合であっても、高電圧送電線の配線長が長くなるのを抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態によると、インフラが整備されていない無電化村等へ電力供給することが可能である。さらに、太陽光発電システム１を高速道路に設置することによって、広大なまとまった土地が必要なく、既設の高速道路への設置も容易であるため、設置場所の確保も特に必要としない。
【００６８】
また、上記のように、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの各々が、太陽光発電ユニット１０の定格発電容量の合計以上の送電容量を有する。これにより、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの一方で事故が発生した場合であっても、複数の太陽光発電ユニット１０で発電された電力の全てを高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの他方により送電することができる。
【００６９】
また、上記のように、太陽電池ユニット１１を設置する架台４１を設けることによって、太陽電池ユニット１１（太陽光発電ユニット１０）を容易に高速道路に並設することができる。
【００７０】
また、上記のように、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂ（管路４０）を架台４１に取り付ければ、高速道路が高架布設であっても陸上布設であっても、同一仕様の架台４１を連続して設置し、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを設置することができる。このため、陸上布設箇所であっても高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを埋設するための工事が必要なく、設置コストを削減することが可能となる。
【００７１】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、図１１〜図１４を参照して、上記第１実施形態と異なり、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂを用いて電力を送電する場合について説明する。
【００７２】
ここでは、太陽光発電システム（発電システム）１０１の定格発電容量が数十ＭＷ以上の場合について説明する。なお、系統連系規定によると、２ＭＷよりも大きい電力を連系させる場合は特別高圧と連系させる必要がある。
【００７３】
太陽光発電システム１０１は図１１に示すように、複数の太陽光発電ユニット１０、遮断器２１、開閉器２２、切替開閉器２３、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを含むユニット１１０と、複数の太陽光発電ユニット１０（ユニット１１０）に並設される特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ（第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線）とを備えている。また、ユニット１１０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの間には、２次変圧器１２１、遮断器１２２、開閉器１２３および切替開閉器（第２接続切替部）１２４が設けられている。
【００７４】
ユニット１１０は例えば１０ＭＷの定格発電容量を有し、１つのユニット１１０に太陽光発電ユニット１０が例えば１０個設置されている。これにより、ユニット１１０の全長は約４０ｋｍになる。
【００７５】
２次変圧器１２１は高電圧送電線２０ａおよび２０ｂそれぞれに対して１つ設けられている。すなわち、２次変圧器１２１は１つのユニット１１０に対して一対設けられている。また、２次変圧器１２１はユニット１１０から供給される高電圧を特別高圧（７０００Ｖ以上。一般的には１１ｋＶ〜１５４ｋＶ）に昇圧するように構成されている。また、一対の２次変圧器１２１（ユニット１１０）は例えば４つ連続して設置されている。また、一対の２次変圧器１２１の高圧側（例えば７７ｋＶ）は並列接続されて遮断器１２２に接続されている。
【００７６】
遮断器１２２は事故が発生したときなどに自動で開いて、ユニット１１０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの間を瞬時に遮断するためのものである。開閉器１２３は、開閉器２２と同様の機能を有する。また、開閉器１２３は開閉器２２と同様、遮断器１２２の両側に設けられているが、図面簡略化のため、遮断器１２２と切替開閉器１２４との間の開閉器１２３のみを図示している。切替開閉器１２４はユニット１１０を特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂのいずれか一方に接続させるためのものである。
【００７７】
なお、例えば遮断器１２２と開閉器１２３との間には、上記第１実施形態の保護回路（計器用変成器および保護リレー）と同様の機能を有する保護回路が設けられている。なお、この保護回路は遮断器１２２毎に設けられている。
【００７８】
特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂはユニット１１０からの電力を並列接続するケーブルであり、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに並設されている。特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは高電圧送電線２０ａおよび２０ｂと同様、例えば高速道路に沿って設置されており、各ユニット１１０からの特別高圧を送電する機能を有する。
【００７９】
また、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの各々は、太陽光発電システム１０１全体の定格発電容量（太陽光発電ユニット１０（ユニット１１０）の定格発電容量の合計）以上の送電容量を有する。例えば１０ＭＷのユニット１１０を４つ設置する場合、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの各々は４０ＭＶＡの送電容量を有する。
【００８０】
なお、通常運転時において特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂには、複数のユニット１１０が交互に接続されていてもよいし、全てのユニット１１０が一方に接続されていてもよい。
【００８１】
また、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは例えばＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル）であってもよく、この場合ＣＶケーブルを高速道路や架台４１に設置してもよい。また、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは高圧鉄塔に設置された架空送電線であってもよい。また、高圧鉄塔は高速道路と一体となって設けられていてもよい。
【００８２】
なお、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは長距離になるので、充電電流によるロスを考慮する必要がある。このため、ＣＶケーブルを用いる場合は、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂを１００ｋｍ以下の長さにし、送電電圧を２２ｋＶ程度にすることが好ましい。ユニット１１０の定格発電容量が１０ＭＷの場合、ユニット１１０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの接続位置同士の間の距離（ユニット１１０のピッチ）Ｌ１は４０ｋｍになる。この場合、例えばユニット１１０を３つ設置し、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの全長を８０ｋｍ（１００ｋｍ以下）にし、送電電圧を２２ｋＶにしてもよい。
【００８３】
また、送電容量を大きくする場合は架空送電線を用いるとともに、送電電圧を送電容量に適した電圧（例えば送電容量が５０ＭＶＡ程度の場合、７７ｋＶまたは１１０ｋＶ）にすることが好ましい。例えばユニット１１０を８つ設置し、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの全長を２８０ｋｍにし、送電電圧を７７ｋＶまたは１１０ｋＶ程度にしてもよい。
【００８４】
また、図１２に示すように一対の２次変圧器１２１の低圧側に、一対の２次変圧器１２１の低圧側同士を接続し、または、切り離すバイパス遮断器１２５が設けられていてもよい。また、バイパス遮断器１２５および高電圧送電線２０ａの間と、バイパス遮断器１２５および高電圧送電線２０ｂの間とに、遮断器１２６ａおよび１２６ｂがそれぞれ設けられている。そして、例えば高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに、上記第１実施形態の保護回路と同様の機能を有する保護回路（計器用変成器および保護リレー）を設ける。これにより、高電圧送電線２０ａまたは２０ｂに事故電流が流れると、遮断器１２６ａまたは１２６ｂが開く。
【００８５】
また、バイパス遮断器１２５は、制御部が設けられ、そこから自動的にモータで動作されるように構成されているが、特に限定されるものではない。例えば高電圧送電線２０ａで事故が発生した場合に、保護回路により遮断器１２６ａが開く。そして、制御部からバイパス遮断器１２５を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、バイパス遮断器１２５が閉じる。これにより、高電圧送電線２０ｂから供給される電力を一対の２次変圧器１２１の両方に分配させることが可能である。このとき、遮断器１２６ａは開いているので、高電圧送電線２０ｂの電力がバイパス遮断器１２５および遮断器１２６ａを経由して高電圧送電線２０ａ側に逃げるのを防止することが可能である。なお、高電圧送電線２０ａの事故が復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、遮断器１２６ａが閉じるとともにバイパス遮断器１２５が開く。
【００８６】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００８７】
次に、図１３および図１４を参照して、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの一方に事故が発生した場合における太陽光発電システム１０１の動作について説明する。
【００８８】
まず、通常運転時において図１３に示すように特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに複数のユニット１１０が交互に接続されている場合について説明する。なお、この場合の太陽光発電システム１０１の動作は、上記第１実施形態の太陽光発電システム１の動作と同様である。すなわち、通常運転時では、遮断器１２２および開閉器１２３は閉じており、切替開閉器１２４はユニット１１０を交互に特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに接続している。
【００８９】
ここで、例えば特別高圧送電線１２０ｂに事故が発生した場合、特別高圧送電線１２０ｂ側に接続されているユニット１１０の保護回路が事故電流を検出し、遮断器１２２にトリップ信号が出力されることにより、遮断器１２２が開く。これにより、特別高圧送電線１２０ｂに接続されていたユニット１１０が特別高圧送電線１２０ｂから切り離される。
【００９０】
そして、制御部から切替開閉器１２４に制御信号が出力されることにより、開かれた遮断器１２２に接続されている切替開閉器１２４の接続が切り替わる。その後、再閉路が行われることにより、遮断器１２２が閉じる。これにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線１２０ａに接続される。
【００９１】
その後、特別高圧送電線１２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、遮断器１２２および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、ユニット１１０が特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに交互に接続される。
【００９２】
次に、通常運転時において図１４に示すように全てのユニット１１０が特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの一方（ここでは特別高圧送電線１２０ａ）に接続されている場合について説明する。通常運転時は遮断器１２２および開閉器１２３は閉じており、切替開閉器１２４は全てのユニット１１０を特別高圧送電線１２０ａに接続している。
【００９３】
ここで、特別高圧送電線１２０ａに事故が発生した場合、特別高圧送電線１２０ａ側に接続されているユニット１１０の保護回路（全てのユニット１１０の保護回路）が事故電流を検出し、遮断器１２２にトリップ信号が出力されることにより、全ての遮断器１２２が開く。その後、制御部から切替開閉器１２４を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、全ての切替開閉器１２４の接続が切り替わる。そして、再閉路が行われることにより、遮断器１２２が閉じる。これにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線１２０ｂに接続される。
【００９４】
その後、特別高圧送電線１２０ａが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、遮断器１２２および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線１２０ａに接続される。なお、特別高圧送電線１２０ａが復旧しても、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに対するユニット１１０の接続を切り替えなくてもよい。
【００９５】
なお、第２実施形態のその他の動作は、上記第１実施形態と同様である。
【００９６】
本実施形態では、上記のように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂと、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに対するユニット１１０（２次変圧器１２１）の接続を切り替える切替開閉器１２４とを設ける。これにより、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの一方で事故が発生した場合であっても、複数のユニット１１０で発電された電力を特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの他方により送電することができる。その結果、送電の信頼性をより向上させることができる。
【００９７】
また、一対の２次変圧器１２１の低圧側にバイパス遮断器１２５を設ければ、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの一方で事故が発生した場合に、バイパス遮断器１２５を閉じることにより、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの他方から供給される電力（例えば１０ＭＷ）を一対の２次変圧器１２１の両方に分配させることができる。これにより、一対の２次変圧器１２１の各々には５ＭＷの電力が供給されるので、２次変圧器１２１は５ＭＷの定格容量を有していればよい。このため、各２次変圧器１２１の定格容量を１０ＭＷにする場合に比べて、コストを削減することができる。
【００９８】
また、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの各々が、複数のユニット１１０の定格発電容量の合計以上の送電容量を有する。これにより、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの一方で事故が発生した場合であっても、複数のユニット１１０で発電された電力の全てを特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの他方により送電することができる。
【００９９】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１００】
（第３実施形態）
この第３実施形態では、図１５〜図２０を参照して、上記第２実施形態と異なり、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方に事故が発生しても送電が完全に停止するのを防止する場合について説明する。
【０１０１】
第３実施形態による太陽光発電システム（発電システム）２０１では図１５に示すように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂには所定の距離（約５００ｋｍ〜約７５０ｋｍ程度）毎に中間開閉所（開閉所）２１０が設けられている。ここでは、太陽光発電システム２０１（特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ）が約２０００ｋｍにわたって設置され、約５００ｋｍ毎に中間開閉所２１０が設けられる場合について説明する。
【０１０２】
中間開閉所２１０は例えば３箇所に設けられており、太陽光発電システム２０１（特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ）は４つの区間に区分けされている。１つの区間において１０ＭＷのユニット１１０が１２個設置されており、太陽光発電システム２０１の定格発電容量は４８０ＭＷとなる。なお、定格発電容量が４８０ＭＷ程度まで大きくなると、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの送電電圧は１５４ｋＶ〜２７５ｋＶ程度必要になる。また、本実施形態では、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは架空送電線により形成されている。
【０１０３】
図１６に示すように、中間開閉所２１０は二重母線２ブスタイ方式を用いて構成されている。具体的には、中間開閉所２１０には母線２１１および２１２が設けられている。母線２１１にはブスタイ２２０が設けられており、右側母線（一方母線）２１１ａと左側母線（他方母線）２１１ｂとがブスタイ２２０により接続されている。また、ブスタイ２２０には遮断器２１３と、遮断器２１３の両側に配置された２つの開閉器２１４とが設けられている。これにより、右側母線２１１ａと左側母線２１１ｂとを接続し、または、切り離すことが可能である。同様に、母線２１２にはブスタイ２２１が設けられており、右側母線（一方母線）２１２ａと左側母線（他方母線）２１２ｂとがブスタイ２２１により接続されている。また、ブスタイ２２１には遮断器２１３と、遮断器２１３の両側に配置された２つの開閉器２１４とが設けられている。
【０１０４】
右側（一方側）の特別高圧送電線１２０ａと右側母線２１１ａおよび２１２ａとの間には、開閉器２１５、遮断器２１６、断路器２１７ａおよび２１７ｂが設けられている。この断路器２１７ａおよび２１７ｂにより、右側の特別高圧送電線１２０ａは右側母線２１１ａと右側母線２１２ａとに切替可能に連系されている。同様に、右側の特別高圧送電線１２０ｂと右側母線２１１ａおよび２１２ａとの間には、開閉器２１５、遮断器２１６、断路器２１７ａおよび２１７ｂが設けられている。左側（他方側）の特別高圧送電線１２０ａと左側母線２１１ｂおよび２１２ｂとの間には、開閉器２１５、遮断器２１６、断路器２１７ａおよび２１７ｂが設けられている。左側（他方側）の特別高圧送電線１２０ｂと左側母線２１１ｂおよび２１２ｂとの間には、開閉器２１５、遮断器２１６、断路器２１７ａおよび２１７ｂが設けられている。
【０１０５】
また、中間開閉所２１０の各遮断器の周辺には、上記第１および第２実施形態の保護回路と同様の機能を有する保護回路が設けられている。また、各保護回路は、上記第１および第２実施形態の制御部と同様の機能を有する制御部にて制御されている。なお、制御部は保護回路毎に設けられていてもよいし、中間開閉所２１０に１つだけ設けられていてもよい。また、各保護回路は中央給電指令所からの遠隔操作により制御されてもよい。
【０１０６】
また、図１５に示すように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの左端は受電端２３０となっている。受電端２３０では図１７に示すように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂが既存（または新設）の送電線２４０ａおよび２４０ｂを介して需要家に電力が供給される。
【０１０７】
具体的には、受電端２３０では特別高圧送電線１２０ａと送電線２４０ａおよび２４０ｂとの間に、開閉器２３１、遮断器２３２、切替開閉器２３３が設けられている。この切替開閉器２３３により特別高圧送電線１２０ａは送電線２４０ａと送電線２４０ｂとに切替可能に連系されている。同様に、特別高圧送電線１２０ｂと送電線２４０ａおよび２４０ｂとの間に、開閉器２３１、遮断器２３２、切替開閉器２３３が設けられている。この切替開閉器２３３により特別高圧送電線１２０ｂは送電線２４０ａと送電線２４０ｂとに切替可能に連系されている。
【０１０８】
また、受電端２３０の各遮断器の周辺には、上記第１および第２実施形態の保護回路と同様の機能を有する保護回路が設けられている。また、各保護回路は、上記第１および第２実施形態の制御部と同様の機能を有する制御部にて制御されている。なお、制御部は保護回路毎に設けられていてもよいし、受電端２３０に１つだけ設けられていてもよい。また、各保護回路は中央給電指令所からの遠隔操作により制御されてもよい。
【０１０９】
また、受電端２３０には、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂにより送電された電力を送電線２４０ａおよび２４０ｂの送電電圧（例えば７７ｋＶ）に降圧する変圧器（図示せず）が設けられていてもよい。
【０１１０】
なお、中間開閉所２１０も受電端２３０と同様、需要家に電力を供給するように構成されていてもよい。母線２１１および２１２を介することにより、中間開閉所２１０からも比較的容易に電力供給を行うことが可能である。
【０１１１】
第３実施形態のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１１２】
次に、図１８〜図２０を参照して、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方に事故が発生した場合における太陽光発電システム２０１の動作について説明する。ここでは、通常運転時において特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方が送電している場合について説明する。
【０１１３】
通常運転時には図１８に示すように、右側の特別高圧送電線１２０ａに接続された断路器２１７ａは閉じており断路器２１７ｂは開いている。右側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された断路器２１７ａは開いており断路器２１７ｂは閉じている。左側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された断路器２１７ａは開いており断路器２１７ｂは閉じている。左側の特別高圧送電線１２０ａに接続された断路器２１７ａは閉じており断路器２１７ｂは開いている。遮断器２１３、２１６および開閉器２１４、２１５は全て閉じている。そして、右側の特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂと左側の特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとにより、電力が送電される。
【０１１４】
ここで、右側の区間において特別高圧送電線１２０ｂに事故が発生すると、右側の特別高圧送電線１２０ｂに接続されている保護回路が事故電流を検出し、右側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された遮断器２１６にトリップ信号が出力される。また、左側の区間において特別高圧送電線１２０ａに事故が発生すると、左側の特別高圧送電線１２０ａに接続されている保護回路が事故電流を検出し、左側の特別高圧送電線１２０ａに接続された遮断器２１６にトリップ信号が出力される。これにより、図１９に示すように右側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された遮断器２１６と、左側の特別高圧送電線１２０ａに接続された遮断器２１６とが開く。そして、制御部によるモータの駆動や中央給電指令所からの遠隔操作により、左側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された断路器２１７ａが閉じるとともに断路器２１７ｂが開く。これにより、右側の特別高圧送電線１２０ａと左側の特別高圧送電線１２０ｂとにより、電力が送電される。
【０１１５】
その後、右側の特別高圧送電線１２０ｂおよび左側の特別高圧送電線１２０ａが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、左側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された断路器２１７ａおよび２１７ｂの接続が切り替わるとともに、開いた遮断器２１６が閉じる。
【０１１６】
一方、右側の区間において特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方に事故が発生すると、ブスタイ２２０の遮断器２１３に接続されている保護回路が事故電流を検出し、ブスタイ２２０の遮断器２１３にトリップ信号が出力される。また、ブスタイ２２１の遮断器２１３に接続されている保護回路が事故電流を検出し、ブスタイ２２１の遮断器２１３にトリップ信号が出力される。これにより、図２０に示すようにブスタイ２２０および２２１の遮断器２１３が開く。このため、左側の区間に事故が波及するのを防止でき、左側の区間では特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂにより電力が送電される。その後、右側の特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、ブスタイ２２０および２２１の遮断器２１３が閉じる。
【０１１７】
なお、事故発生時における上述した動作は一例であり、他の遮断器を開くことにより事故の波及を防止することも可能である。
【０１１８】
第３実施形態のその他の動作は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１１９】
本実施形態では、上記のように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに二重母線２ブスタイ方式の中間開閉所２１０を設ける。これにより、例えば右側の区間において特別高圧送電線１２０ｂに事故が発生し、左側の区間において特別高圧送電線１２０ａに事故が発生した場合であっても、右側の特別高圧送電線１２０ａと左側の特別高圧送電線１２０ｂとにより送電を継続することができる。また、例えば右側の区間において特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方に事故が発生した場合であっても、左側の区間に事故が波及するのを防止できる。すなわち、事故区間を例えば５００ｋｍに限定できる。そして、左側の区間では特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂにより送電を継続することができる。２回線（特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ）で送電することにより送電の信頼性が高くなったとは言え、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂが長距離（例えば２０００ｋｍ）になると２回線で同時に事故が発生する場合がある。本実施形態では２回線に同時に事故が発生した場合であっても送電が完全に停止するのを防止することができ、特に有効である。
【０１２０】
なお、中間開閉所２１０を設けずに特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂだけで長距離（例えば２０００ｋｍ）をつなぐと、遠隔地同士の保護リレーが誤動作する場合がある。しかしながら本実施形態では、中間開閉所２１０を設けて特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂを区分けすることによって、適当な距離間で保護リレーを整定することができ、保護リレーが誤動作するのを防止することができる。
【０１２１】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１２２】
（第４実施形態）
この第４実施形態では、図２１および図２２を参照して、上記第２実施形態と異なり、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂが直流電力を送電する場合について説明する。
【０１２３】
太陽光発電システム（発電システム）３０１は図２１に示すように、複数のユニット１１０と、複数のユニット１１０に並設される特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂ（第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線）とを備えている。また、ユニット１１０と特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂとの間には、２次変圧器１２１、交流電力を直流電力に変換するＡＣＤＣ変換部３１２、開閉器１２３および切替開閉器１２４が設けられている。この太陽光発電システム３０１では、ユニット１１０が例えば数十個以上設置されている。
【０１２４】
２次変圧器１２１はユニット１１０から供給される高電圧を例えば５００ｋＶの特別高圧に昇圧するように構成されている。また、一対の２次変圧器１２１の高圧側（例えば５００ｋＶ）は並列接続されてＡＣＤＣ変換部３１２に接続されている。ＡＣＤＣ変換部３１２は、開閉器１２３および切替開閉器１２４を介して特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに接続されている。すなわち、本実施形態は、上記第２実施形態の遮断器１２２をＡＣＤＣ変換部３１２に置き換えたような構成になっている。
【０１２５】
ＡＣＤＣ変換部３１２は、２次変圧器１２１から出力される３相交流電力を同じ電圧の直流電力に変換して特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに供給する。ＡＣＤＣ変換部３１２は例えば多数のサイリスタ素子を組み合わせた大容量のサイリスタバルブにより構成されている。なお、本実施形態では、ＡＣＤＣ変換部３１２の定格容量は、ユニット１１０の定格発電容量と同じ１０ＭＷである。
【０１２６】
ＡＣＤＣ変換部３１２は事故が発生したときなどに自動で停止して、ユニット１１０や２次変圧器１２１を特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂから解列する機能を有する。なお、ＡＣＤＣ変換部３１２は、ＡＣＤＣ変換部３１２に過電流（異常電流）や地絡電流などが流れると、その電流を検出してＡＣＤＣ変換部３１２の動作を停止する機能を有する。
【０１２７】
特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂは、直流式の送電線である。特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂは、５００ｋｍ以上（例えば２０００ｋｍ）の長距離にわたって設置されており、５００ｋＶの直流電力を送電する。なお、通常運転時において特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂには、複数のユニット１１０が交互に接続されていてもよいし、全てのユニット１１０が一方に接続されていてもよい。
【０１２８】
ユニット１１０は特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの全長にわたって途切れることなく設置されていてもよい。また、ユニット１１０は、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一部に沿って設置されていてもよい。例えば図２２に示すように、数百ｋｍにわたって特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂだけが設置されている部分があってもよい。
【０１２９】
また、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂは例えばＣＶケーブルにより形成されており、高速道路や架台４１に設置されている。なお、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂは高圧鉄塔に設置された架空送電線であってもよい。
【０１３０】
第４実施形態のその他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【０１３１】
次に、図２１を参照して、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方に事故が発生した場合における太陽光発電システム３０１の動作について説明する。
【０１３２】
まず、通常運転時において特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに複数のユニット１１０が交互に接続されている場合について説明する。例えば特別高圧送電線３２０ｂに事故が発生した場合、特別高圧送電線３２０ｂ側に接続されているＡＣＤＣ変換部３１２は事故電流を検出するとともに動作を停止する。これにより、特別高圧送電線３２０ｂに接続されていたユニット１１０が特別高圧送電線３２０ｂから解列される。
【０１３３】
そして、制御部から切替開閉器１２４に制御信号が出力されることにより、停止されたＡＣＤＣ変換部３１２に接続されている切替開閉器１２４の接続が切り替わる。その後、ＡＣＤＣ変換部３１２の動作が再開されることにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａに接続される。
【０１３４】
その後、特別高圧送電線３２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、ＡＣＤＣ変換部３１２および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、ユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに交互に接続される。
【０１３５】
次に、通常運転時において全てのユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方（ここでは特別高圧送電線３２０ａ）に接続されている場合について説明する。特別高圧送電線３２０ａに事故が発生した場合、特別高圧送電線３２０ａ側に接続されているＡＣＤＣ変換部３１２（全てのＡＣＤＣ変換部３１２）は事故電流を検出するとともに動作を停止する。その後、制御部から切替開閉器１２４を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、全ての切替開閉器１２４の接続が切り替わる。そして、ＡＣＤＣ変換部３１２の動作が再開されることにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線３２０ｂに接続される。
【０１３６】
その後、特別高圧送電線３２０ａが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、ＡＣＤＣ変換部３１２および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａに接続される。なお、特別高圧送電線３２０ａが復旧しても、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに対するユニット１１０の接続を切り替えなくてもよい。
【０１３７】
次に、ユニット１１０に事故が発生した場合について説明する。ユニット１１０に事故が発生した場合、そのユニット１１０に接続されているＡＣＤＣ変換部３１２は事故電流を検出するとともに動作を停止する。これにより、事故が発生したユニット１１０は特別高圧送電線３２０ａまたは３２０ｂから解列される。このとき、切替開閉器１２４はそのままの状態で保持される。すなわち、切替開閉器１２４の接続切替動作は行わない。
【０１３８】
その後、ユニット１１０が復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作により、ＡＣＤＣ変換部３１２の動作が再開されることにより、ユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａまたは３２０ｂに接続される。
【０１３９】
なお、第４実施形態のその他の動作は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１４０】
本実施形態では、上記のように、２次変圧器１２１からの交流電力を直流電力に変換して特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに供給するＡＣＤＣ変換部３１２を備える。これにより、超高電圧かつ長距離の送電を直流送電にすることができるので、充電電流によるロスを無くすことができ、送電ロスを低減することができる。具体的に説明すると、送電線が例えば５００ｋｍ以上に及ぶような長距離送電を行う場合、電圧を５００ｋＶ程度まで高くしないと抵抗ロスが顕著に現れる。しかしながら、このような長距離を５００ｋＶで送電する場合、交流電力では充電電流が送電線内に発生して送電ロスが別途生じる。この現象は、例えば送電電圧が５００ｋＶの場合、送電距離が２０００ｋｍ以上になると顕著になる。また、充電電流は交流送電特有の現象であり、直流送電の場合は発生しない。このため、上記のように、ＡＣＤＣ変換部３１２を設けて直流送電を行うことによって、充電電流によるロスを無くすことができ、送電ロスを低減することができる。また、充電電流は送電電圧に比例して大きくなるが、直流送電では充電電流が発生しないため、送電電圧が高くなるほど、交流送電に比べて直流送電のロス低減効果が向上する。
【０１４１】
また、充電電流の発生量はＣＶケーブルを用いた場合に多くなるので、通常、ＣＶケーブルは長距離送電に不向きである。しかしながら、上記のように、直流送電を行うことによって、送電距離に関係なくＣＶケーブルを用いることができる。これにより、高圧鉄塔を建てずに、高速道路等に沿って安価に設置することが可能である。
【０１４２】
また、架空送電を行う場合であっても、単位長さ当たりの送電線のコストは三相交流よりも直流の方が安価になる。ＡＣＤＣ変換部３１２を設置する分、コストが高くなるが、ある距離を分岐点にして直流送電のコストが交流送電のコストに比べて低くなる。この分岐点は５００ｋｍと言われている。
【０１４３】
また、上記のように、ＡＣＤＣ変換部３１２をサイリスタバルブにより構成することによって、超高電圧の交流電力を直流電力に容易に変換することができる。
【０１４４】
第４実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１４５】
（第５実施形態）
この第５実施形態では、図２３を参照して、上記第４実施形態と異なり、太陽電池ユニット１１から出力される直流電力を交流電力に変換することなく特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに供給して送電する場合について説明する。
【０１４６】
太陽光発電システム（発電システム）４０１は図２３に示すように、複数のユニット５１０と、複数のユニット５１０に並設される特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂとを備えている。
【０１４７】
ユニット５１０は、複数の太陽光発電ユニット（発電ユニット）４１０、開閉器２２、切替開閉器２３、直流式の送電線である高電圧送電線４２０ａおよび４２０ｂ（第１送電線および第２送電線）を含んでいる。ユニット５１０には遮断器２１が設けられていない。太陽光発電ユニット４１０は、複数の太陽電池ユニット１１と、太陽電池ユニット１１から出力された直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータ４１３とを含んでいる。
【０１４８】
ＤＣＤＣコンバータ４１３は、昇圧チョッパ回路を含んでいるとともに、太陽電池ユニット１１から出力される直流電力を３０００Ｖ〜３００００Ｖに昇圧するように構成されている。また、ＤＣＤＣコンバータ４１３は事故が発生したときなどに自動で停止して、太陽光発電ユニット４１０を高電圧送電線４２０ａおよび４２０ｂから解列する機能を有する。なお、ＤＣＤＣコンバータ４１３は、ＤＣＤＣコンバータ４１３に過電流（異常電流）や地絡電流などが流れると、その電流を検出してＤＣＤＣコンバータ４１３の動作を停止する機能を有する。
【０１４９】
太陽光発電ユニット４１０およびユニット５１０のその他の構成は、上記太陽光発電ユニット１０およびユニット１１０と同様である。
【０１５０】
ユニット５１０と特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂとの間には、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１、開閉器１２３および切替開閉器１２４が設けられている。２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は高電圧送電線４２０ａおよび４２０ｂそれぞれに対して１つ設けられている。すなわち、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は１つのユニット５１０に対して一対設けられている。また、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は、昇圧チョッパ回路を含んでいるとともに、ユニット５１０から供給される高電圧の直流電力を例えば５００ｋＶの特別高圧の直流電力に昇圧するように構成されている。また、一対の２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の高圧側（例えば５００ｋＶ）は並列接続されて開閉器１２３に接続されている。なお、本実施形態では、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の定格容量は、ユニット５１０の定格発電容量と同じ１０ＭＷである。
【０１５１】
２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は事故が発生したときなどに自動で停止して、ユニット５１０を特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂから解列する機能を有する。なお、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１に過電流（異常電流）や地絡電流などが流れると、その電流を検出して２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の動作を停止する機能を有する。
【０１５２】
第５実施形態のその他の構成は、上記第４実施形態と同様である。
【０１５３】
次に、図２３を参照して、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方に事故が発生した場合における太陽光発電システム４０１の動作について説明する。
【０１５４】
まず、通常運転時において特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに複数のユニット５１０が交互に接続されている場合について説明する。例えば特別高圧送電線３２０ｂに事故が発生した場合、特別高圧送電線３２０ｂ側に接続されている２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は事故電流を検出するとともに動作を停止する。これにより、特別高圧送電線３２０ｂに接続されていたユニット５１０が特別高圧送電線３２０ｂから解列される。
【０１５５】
そして、制御部から切替開閉器１２４に制御信号が出力されることにより、停止された２次ＤＣＤＣコンバータ５２１に接続されている切替開閉器１２４の接続が切り替わる。その後、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の動作が再開されることにより、全てのユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａに接続される。
【０１５６】
その後、特別高圧送電線３２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、ユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに交互に接続される。
【０１５７】
次に、通常運転時において全てのユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方（ここでは特別高圧送電線３２０ａ）に接続されている場合について説明する。特別高圧送電線３２０ａに事故が発生した場合、特別高圧送電線３２０ａ側に接続されている２次ＤＣＤＣコンバータ５２１（全ての２次ＤＣＤＣコンバータ５２１）は事故電流を検出するとともに動作を停止する。その後、制御部から切替開閉器１２４を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、全ての切替開閉器１２４の接続が切り替わる。そして、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の動作が再開されることにより、全てのユニット５１０が特別高圧送電線３２０ｂに接続される。
【０１５８】
その後、特別高圧送電線３２０ａが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、全てのユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａに接続される。なお、特別高圧送電線３２０ａが復旧しても、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに対するユニット５１０の接続を切り替えなくてもよい。
【０１５９】
次に、ユニット５１０に事故が発生した場合について説明する。ユニット５１０に事故が発生した場合、そのユニット５１０に接続されている２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は事故電流を検出するとともに動作を停止する。これにより、事故が発生したユニット５１０は特別高圧送電線３２０ａまたは３２０ｂから解列される。このとき、切替開閉器１２４はそのままの状態で保持される。すなわち、切替開閉器１２４の接続切替動作は行わない。
【０１６０】
その後、ユニット５１０が復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作により、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の動作が再開されることにより、ユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａまたは３２０ｂに接続される。
【０１６１】
なお、高電圧送電線４２０ａおよび４２０ｂの一方に事故が発生した場合におけるＤＣＤＣコンバータ４１３および切替開閉器２３の動作は、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方に事故が発生した場合における２次ＤＣＤＣコンバータ５２１および切替開閉器１２４の動作と同様である。
【０１６２】
第５実施形態のその他の動作は、上記第４実施形態と同様である。
【０１６３】
本実施形態では、上記のように、太陽電池ユニット１１から出力される直流電力を交流電力に変換することなく特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに供給する。これにより、変換部１２やＡＣＤＣ変換部３１２を設ける必要がないので、構成を簡素化することができるとともに、コストを削減することができる。
【０１６４】
また、上記のように、ＤＣＤＣコンバータ４１３および２次ＤＣＤＣコンバータ５２１を昇圧チョッパ回路により構成することによって、直流電力を容易に昇圧させることができる。
【０１６５】
第５実施形態のその他の効果は、上記第４実施形態と同様である。
【０１６６】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１６７】
例えば、太陽光発電システムの中に蓄電池を設置して昼間発電した電力の一部を貯蓄し、夜間や日照不足時にこれを消費するような構成も本発明に含まれる。
【０１６８】
また、上記実施形態では、直流電源ユニット、発電ユニットおよび発電システムとして太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池ユニット、太陽光発電ユニットおよび太陽光発電システムを用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば風力などの自然エネルギーを利用して発電する場合も本発明に含まれる。
【０１６９】
また、上記第２実施形態では、一対の２次変圧器１２１と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの間に遮断器１２２、開閉器１２３および切替開閉器１２４を設けた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図２４に示した本発明の第１変形例による太陽光発電システムのように、２次変圧器１２１と特別高圧送電線１２０ａとの間に遮断器１２２および開閉器１２３を設け、２次変圧器１２１と特別高圧送電線１２０ｂとの間に遮断器１２２および開閉器１２３を設ける。また、一対の２次変圧器１２１の高圧側に、一対の２次変圧器１２１の高圧側同士を接続し、または、切り離すバイパス遮断器１２５ａを設ける。そして、バイパス遮断器１２５ａ、遮断器１２２および開閉器１２３により、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに対するユニット１１０の接続を切り替える接続切替部（第２接続切替部）６２１を構成してもよい。
【０１７０】
また、上記第２、第４および第５実施形態では、高電圧送電線および特別高圧送電線の両方を２回線設けた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図２５に示した本発明の第２変形例による太陽光発電システムのように、高電圧送電線を１回線にしてもよい。すなわち、複数の太陽光発電ユニット１０を１つの高電圧送電線６２０に接続してもよい。この場合、開閉器２２と高電圧送電線６２０との間に切替開閉器２３を設ける必要がない。そして、高電圧送電線６２０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ（第１送電線および第２送電線）との間に、１つの２次変圧器（変圧器）１２１、遮断器１２２、開閉器１２３および切替開閉器１２４を設けてもよい。なお、回路構成によっては、高電圧送電線６２０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの間に、２つの２次変圧器１２１を設けてもよい。同様に、例えば図２６に示した本発明の第３変形例による太陽光発電システムのように、直流送電を行う場合に高電圧送電線を１回線にして特別高圧送電線を２回線にしてもよい。このことは、太陽電池ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換することなく送電する構成においても同様である。
【０１７１】
上記第３実施形態では、中間開閉所２１０を二重母線２ブスタイ方式により構成した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図２７に示した本発明の第４変形例による太陽光発電システムのように、母線２１１と母線２１２との間にブスタイ２２２および２２３を設け、中間開閉所２１０を二重母線４ブスタイ方式により構成してもよい。このように構成すれば、送電の信頼性をさらに向上させることができる。また、中間開閉所を二重母線１ブスタイ方式により構成してもよい。また、中間開閉所をブスタイ方式以外の方式により構成してもよい。
【０１７２】
また、上記実施形態では、通常運転時において高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの両方が電力を送電する例について示したが、本発明はこれに限らず、通常運転時において高電圧送電線２０ａおよび２０ｂのいずれか一方が電力を送電するように構成してもよい。
【０１７３】
また、上記実施形態、第２および第３変形例では、第１送電線および第２送電線が高電圧送電線または特別高圧送電線である場合について示したが、本発明はこれに限らず、高電圧送電線や特別高圧送電線以外の送電線にも適用可能である。
【０１７４】
また、上記実施形態では、複数の発電ユニットを高速道路に沿って配置する例について示したが、本発明はこれに限らない。複数の発電ユニットを例えば高速道路以外の道路（一般道路など）や線路などの細長い経路に沿って配置してもよい。
【０１７５】
また、例えば上記第４および第５実施形態では、５００ｋＶ以上の特別高圧を５００ｋｍ以上にわたって送電する場合に特別高圧送電線が直流電力を送電するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らない。５００ｋＶ未満の特別高圧を５００ｋｍ未満送電する場合に、特別高圧送電線が直流電力を送電するように構成してもよい。
【０１７６】
また、上記第５実施形態では、ＤＣＤＣコンバータおよび２次ＤＣＤＣコンバータが昇圧チョッパ回路により構成されている例について説明したが、本発明はこれに限らず、ＤＣＤＣコンバータおよび２次ＤＣＤＣコンバータが昇圧チョッパ回路以外により構成されていてもよい。
【０１７７】
また、上述した実施形態および変形例の構成を適宜組み合わせて得られる構成についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７８】
１、１０１、２０１、３０１、４０１ 太陽光発電システム（発電システム）
１０、４１０ 太陽光発電ユニット（発電ユニット）
１１ 太陽電池ユニット（直流電源ユニット）
１２ 変換部
１３ 変圧器
２０ａ、４２０ａ 高電圧送電線（第１送電線）
２０ｂ、４２０ｂ 高電圧送電線（第２送電線）
２３ 切替開閉器（第１接続切替部）
４０ 管路
４１ 架台
１１０、５１０ ユニット
１２０ａ、３２０ａ 特別高圧送電線（第１特別高圧送電線、第１送電線）
１２０ｂ、３２０ｂ 特別高圧送電線（第２特別高圧送電線、第２送電線）
１２１ ２次変圧器
１２４ 切替開閉器（第２接続切替部）
１２５ バイパス遮断器
２１０ 中間開閉所（開閉所）
３１２ ＡＣＤＣ変換部
４１３ ＤＣＤＣコンバータ
５２１ ２次ＤＣＤＣコンバータ
６２０ 高電圧送電線
６２１ 接続切替部（第２接続切替部）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電システムに関し、特に、複数の発電ユニットと発電ユニットに並設される送電線とを備えた発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば太陽光エネルギーを利用した太陽光発電システム（発電システム）は、１つの土地に複数の太陽電池モジュールをアレイ状に設置して発電を行うタイプが一般的である。近年、この太陽電池アレイを広大な土地に大量に敷き詰めた大規模な発電システムが注目されており、ＭＷ（メガワット）級の発電システムも世界各地で設置事例がある。
【０００３】
このように、ひとまとまりの土地に複数の太陽電池モジュールをアレイ状に設置して発電を行う場合、大規模発電になるほど広大な土地が必要となり、土地の確保が困難になる。例えば１０ＭＷ程度のシステムの場合、おおよそ４００ｍ×７００ｍという広大な土地が必要である。
【０００４】
また、このようなシステムでは、例えば１ＭＷ〜２ＭＷ毎にシステムを区分けし、各領域毎で太陽電池モジュールをアレイ状に設置する。また、各領域の中心部に、発電電力を昇圧する１次変圧器を配置し、各１次変圧器を１箇所の母線等に並列接続する。そして、母線等を電力系統に接続（連系）し、発電電力を送電する。この構成では、１次変圧器毎に発電電力を母線等に送電するための送電線が設けられるので、１つの送電線で事故（短絡事故や地絡事故など）が発生したとしても、他の送電線の送電は継続される。
【０００５】
一方、複数の太陽電池モジュールによって構成される太陽光発電ユニット（発電ユニット）を高速道路などに並設して発電を行うタイプの太陽光発電システムも知られている（例えば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、複数の太陽電池モジュールによって構成される複数の太陽光発電ユニットと、太陽光発電ユニットで発電された電力を送電する高電圧送電線とを備えた太陽光発電システムが開示されている。この太陽光発電システムでは、複数の太陽電池モジュールは高電圧送電線に並設され、細長く配列される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９８７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１では、電力を１つの高電圧送電線により送電するので、高電圧送電線で事故が発生した場合に、高電圧送電線が全停止し電力の送電が完全に停止するという問題点がある。
【０００８】
そこで、上述した１次変圧器毎に送電線が設けられたシステムを上記特許文献１に適用することも考えられる。すなわち、太陽光発電ユニット毎に高電圧送電線を設けることも考えられる。しかしながら、高速道路などに並設して発電を行う場合、複数の太陽電池モジュールを細長く配列する必要があり、１つの太陽光発電ユニットは例えば１０００ｍの長さになる。このため、この太陽光発電ユニットを高速道路などに沿って多数配置すると、高電圧送電線の配線長が極めて長くなるという問題点がある。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、送電線の配線長が長くなるのを抑制しながら、送電の信頼性を向上させることが可能な発電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、この発明の発電システムは、自然エネルギーを利用して発電する直流電源ユニットを含む複数の発電ユニットと、細長い経路に沿って配置される複数の発電ユニットに並設され、複数の発電ユニットの各々が接続される第１送電線および第２送電線と、第１送電線および第２送電線に対する発電ユニットの接続を切り替える第１接続切替部と、を備える。
【００１１】
この発電システムでは、第１送電線、第２送電線および第１接続切替部を設けることによって、電力の送電経路を切り替えることができる。
【００１２】
上記発電システムにおいて、発電ユニットは直流電源ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換する変換部を含んでいてもよい。
【００１３】
上記発電ユニットが変換部を含む発電システムにおいて、発電ユニットは変換部から出力された交流電圧を昇圧する変圧器を含み、第１送電線および第２送電線は高電圧送電線を含んでいてもよい。
【００１４】
なお、日本国内では一般的に高電圧送電線とは送電電圧が１０００Ｖ以上７０００Ｖ以下の送電線のことをいうが、本明細書中において高電圧送電線とは送電電圧が１０００Ｖ以上３５０００Ｖ以下程度の送電線のことをいう。例えば日本国内では街中の配電線が高電圧送電線であり、送電電圧は６６００Ｖが主流である。
【００１５】
上記第１送電線および第２送電線が高電圧送電線を含む発電システムにおいて、好ましくは、複数の発電ユニット、第１送電線、第２送電線および第１接続切替部を含む複数のユニットと、ユニットからの交流電圧を昇圧する２次変圧器と、２次変圧器が接続される第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線と、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線に対する２次変圧器の接続を切り替える第２接続切替部と、をさらに備える。このように構成すれば、特別高圧送電線における電力の送電経路を切り替えることができる。
【００１６】
なお、本明細書中において、特別高圧送電線とは送電電圧が７０００Ｖを超える送電線のことをいう。ただし、特別高圧送電線の送電電圧は高電圧送電線の送電電圧よりも高い。特別高圧送電線の送電電圧としては例えば２２ｋＶ、３３ｋＶ、６６ｋＶ、７７ｋＶ、１１０ｋＶ、１５４ｋＶ、２７５ｋＶおよび５００ｋＶなどがある。一般的には２２ｋＶや３３ｋＶであるが、このレベルでは配電線（高電圧送電線）とする国が多い。高圧鉄塔の送電電圧は６６ｋＶや７７ｋＶである。また、原子力発電所等からの送電電圧は２７５ｋＶや５００ｋＶが主流である。
【００１７】
上記２次変圧器を備える発電システムにおいて、２次変圧器はユニット毎に２つずつ設けられ、一対の２次変圧器の低圧側には、一対の２次変圧器の低圧側同士を接続し、または、切り離すバイパス遮断器が設けられていてもよい。
【００１８】
上記発電ユニットが変換部を含む発電システムにおいて、複数の発電ユニットが接続されるとともに、変換部から出力され変圧器により昇圧された交流電圧が供給される高電圧送電線と、高電圧送電線からの交流電圧を昇圧して第１送電線および第２送電線に出力する２次変圧器と、をさらに備え、第１送電線および第２送電線は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線をそれぞれ含んでいてもよい。
【００１９】
上記第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を含む発電システムにおいて、２次変圧器からの交流電力を直流電力に変換して第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線に供給するＡＣＤＣ変換部をさらに備えていてもよい。
【００２０】
この場合、好ましくは、ＡＣＤＣ変換部はサイリスタバルブを含む。
【００２１】
上記発電システムにおいて、発電ユニットは直流電源ユニットから出力される直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータを含んでいてもよい。
【００２２】
上記発電ユニットがＤＣＤＣコンバータを含む発電システムにおいて、第１送電線および第２送電線は高電圧送電線を含んでいてもよい。
【００２３】
上記発電ユニットがＤＣＤＣコンバータを含み、第１送電線および第２送電線が高電圧送電線を含む発電システムにおいて、好ましくは、複数の発電ユニット、第１送電線、第２送電線および第１接続切替部を含む複数のユニットと、ユニットからの直流電圧を昇圧する２次ＤＣＤＣコンバータと、２次ＤＣＤＣコンバータが接続される第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線と、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線に対する２次ＤＣＤＣコンバータの接続を切り替える第２接続切替部と、をさらに備える。このように構成すれば、特別高圧送電線における電力の送電経路を切り替えることができる。
【００２４】
上記発電ユニットがＤＣＤＣコンバータを含む発電システムにおいて、複数の発電ユニットが接続されるとともに、ＤＣＤＣコンバータにより昇圧された直流電圧が供給される高電圧送電線と、高電圧送電線からの直流電圧を昇圧して第１送電線および第２送電線に出力する２次ＤＣＤＣコンバータと、をさらに備え、第１送電線および第２送電線は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線をそれぞれ含んでいてもよい。
【００２５】
上記発電ユニットがＤＣＤＣコンバータを含む発電システムにおいて、好ましくは、ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含む。
【００２６】
上記２次ＤＣＤＣコンバータを備えた発電システムにおいて、好ましくは、２次ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含む。
【００２７】
上記第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を含む発電システムにおいて、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線は架空送電線であってもよい。
【００２８】
上記第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を含む発電システムにおいて、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線には、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を複数の区間に区分けする開閉所が設けられていてもよい。
【００２９】
上記開閉所が設けられている発電システムにおいて、開閉所は二重母線４ブスタイ方式または二重母線２ブスタイ方式を用いて構成されていてもよい。
【００３０】
上記第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線が架空送電線である発電システムまたは開閉所が設けられている発電システムにおいて、発電ユニットは直流電源ユニットから出力される直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータを含み、ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含んでいてもよい。
【００３１】
上記発電システムにおいて、好ましくは、第１送電線および第２送電線の各々が、複数の発電ユニットの定格発電容量の合計以上の送電容量を有する。このように構成すれば、複数の発電ユニットで発電された電力の全てを第１送電線および第２送電線のいずれか一方により送電することができる。
【００３２】
上記ユニット、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を備える発電システムにおいて、好ましくは、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線の各々が、複数のユニットの定格発電容量の合計以上の送電容量を有する。このように構成すれば、複数のユニットで発電された電力の全てを第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線のいずれか一方により送電することができる。
【００３３】
この場合、通常運転時において、複数のユニットで発電された電力は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線の一方により送電されてもよい。
【００３４】
上記ユニット、第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線を備える発電システムにおいて、通常運転時において、複数のユニットで発電された電力は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線に分配されて送電されてもよい。
【００３５】
上記発電システムにおいて、直流電源ユニットを設置する架台をさらに備えてもよい。また、第１送電線および第２送電線は架台に取り付けられてもよい。さらに、第１送電線および第２送電線は管路に収納された状態で架台に取り付けられてもよい。なお、第１送電線および第２送電線を架台に取り付ける場合、第１送電線および第２送電線はＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル）等の電力ケーブルであってもよい。
【００３６】
上記発電システムにおいて、好ましくは、直流電源ユニットは太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池ユニットを含む。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明によれば、第１送電線、第２送電線および第１接続切替部を設けることによって、電力の送電経路を切り替えることができる。これにより、第１送電線および第２送電線の一方で事故が発生した場合であっても、複数の発電ユニットで発電された電力を第１送電線および第２送電線の他方により送電することができる。すなわち、事故発生時に送電が全停止するのを抑制することができ、送電の信頼性を向上させることができる。
【００３８】
また、送電の信頼性を向上させるために発電ユニット毎に送電線を設ける必要がないので、多数の発電ユニットを連続して長距離にわたって設置した場合であっても、送電線の配線長が長くなるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図２】図１の遮断器周辺を示した図である。
【図３】図１の太陽光発電ユニットの構造を示した図である。
【図４】図３のストリングスの並列構造を示した図である。
【図５】図１の太陽光発電システムの設置例を示した斜視図である。
【図６】図５の断面図である。
【図７】図１の太陽光発電システムの設置例を示した斜視図である。
【図８】図１の太陽光発電システムの設置例を示した斜視図である。
【図９】図１の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１０】図１の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図１２】図１１の一対の変圧器周辺を示した図である。
【図１３】図１１の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１４】図１１の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図１６】図１５の中間開閉所の構造を示した図である。
【図１７】図１５の受電端の構造を示した図である。
【図１８】図１５の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図１９】図１５の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図２０】図１５の太陽光発電システムの動作を説明するための図である。
【図２１】本発明の第４実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図２２】図２１の太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図２３】本発明の第５実施形態による太陽光発電システムの全体構成を示した概略図である。
【図２４】本発明の第１変形例による太陽光発電システムの一対の変圧器周辺を示した図である。
【図２５】本発明の第２変形例による太陽光発電システムの構成を示した図である。
【図２６】本発明の第３変形例による太陽光発電システムの構成を示した図である。
【図２７】本発明の第４変形例による太陽光発電システムの中間開閉所の構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４１】
（第１実施形態）
まず、図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態による太陽光発電システム（発電システム）１の構成について説明する。ここでは、太陽光発電システム１の定格発電容量が約１０ＭＷの場合について説明する。
【００４２】
太陽光発電システム１は図１に示すように、複数の太陽光発電ユニット（発電ユニット）１０と、複数の太陽光発電ユニット１０に並設される高電圧送電線２０ａおよび２０ｂ（第１送電線および第２送電線）とを備えている。また、太陽光発電ユニット１０と高電圧送電線２０ａおよび２０ｂとの間には、遮断器２１、開閉器２２および切替開閉器（第１接続切替部）２３が設けられている。
【００４３】
太陽光発電ユニット１０は、太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池ユニット（直流電源ユニット）１１と、太陽電池ユニット１１から出力される直流電力を交流電力に変換する変換部１２と、変換部１２から出力された交流電圧を昇圧する変圧器１３とを有する。また、太陽光発電ユニット１０は例えば１０個設けられている。また、太陽光発電ユニット１０は例えば高速道路（細長い経路）に沿って配置されているとともに、太陽電池ユニット１１の長手方向が高速道路の遮音壁等に沿うように設置されている。
【００４４】
太陽電池ユニット１１は、太陽電池モジュールもしくは複数の太陽電池モジュールを直列に接続したストリングスを並列に接続したものである。太陽電池ユニット１１の詳細構造は後述する。
【００４５】
変換部１２はインバータ装置等のＰＣＳ（パワーコンディショナシステム）であり、１つの太陽電池ユニット１１に対して１つ設けられている。また、変換部１２は太陽電池ユニット１１から出力される直流電圧をＡＣ４００Ｖに変換するように構成されている。
【００４６】
変圧器１３は変換部１２から出力されるＡＣ４００ＶをＡＣ６６００Ｖに昇圧するように構成されている。また、変圧器１３には例えば４つの変換部１２が並列に接続されている。なお、１つの変圧器１３に接続される変換部１２の数は変換部１２の定格容量に基づいて設定されるものであり、変換部１２の定格容量が変圧器１３の定格容量と例えば同じである場合は、１つの変圧器１３に対して１つの変換部１２を接続してもよい。
【００４７】
また、例えば定格容量が２５０ｋＷの４つの変換部１２に対して定格容量が１０００ｋＶＡの変圧器１３を１つ設け、この変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）を１０個連続して設置すれば、合計約１０ＭＷの太陽光発電システム１が得られる。
【００４８】
遮断器２１は事故（短絡事故や地絡事故）が発生したときなどに自動で開いて、変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）と高電圧送電線２０ａおよび２０ｂとの間を瞬時に遮断するためのものである。開閉器２２は遮断器２１が開かれた後に作業者が開いて、遮断器２１よりも下位（太陽光発電ユニット１０）のメンテナンス等を行うためのものである。すなわち、開閉器２２は、別の作業者が遮断器２１を誤って閉じて作業者が感電するのを防止するためのものである。なお、開閉器２２は図２に示すように、遮断器２１の両側（遮断器２１および切替開閉器２３の間と、遮断器２１および変圧器１３の間との両方）に設けられることが好ましいが、本明細書では図面簡略化のため、遮断器２１と切替開閉器２３との間の開閉器２２のみを図示している。切替開閉器２３は変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）を高電圧送電線２０ａおよび２０ｂのいずれか一方に接続させるためのものである。
【００４９】
また、例えば遮断器２１と開閉器２２との間には、遮断器２１を流れる過電流（異常電流）や地絡電流などを検出する為の計器用変成器（図示せず）が設けられている。この計器用変成器には保護リレー（図示せず）が接続されている。なお、計器用変成器及び保護リレーは遮断器２１毎に設けられている。また、計器用変成器に過電流等が流れると保護リレーが作動して遮断器２１へトリップ信号を出力するように構成されている。このように、保護リレーは高電圧送電線２０ａまたは２０ｂに事故が発生した場合や負荷との電力需給バランスが崩れて周波数変動などが抑制しきれない事態に陥った時などに、トリップ信号を出力して遮断器２１を開閉するように構成されている。尚、遮断器２１が自動で開いた後の切替開閉器２３の接続切り換え動作は、制御部（図示せず）を別途設け、そこから自動的に切替開閉器２３をモータで動作する方法や、制御部から中央給電指令所に信号が送られ、中央給電指令所からオペレータが遠隔操作する方法が想定されるが、特に限定されるものではない。
【００５０】
高電圧送電線２０ａおよび２０ｂは複数の変圧器１３からの電力（３相６６００Ｖ）を並列接続（集電）するケーブルであり、太陽電池ユニット１１の長手方向に沿って太陽光発電ユニット１０に並設されている。高電圧送電線２０ａおよび２０ｂは例えば高速道路に沿って設置されており、各変圧器１３から出力される高電圧を送電する機能を有する。なお、高速道路に沿って照明灯などの負荷を設置し、太陽光発電ユニット１０の発電電力を負荷に供給するように構成してもよい。また、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを電力会社の系統に連系してもよい。そして、太陽光発電ユニット１０が発電しているときは太陽光発電システム１の発電電力を負荷に供給し、太陽光発電ユニット１０が発電していないときは電力会社から電力供給を受けて負荷に電力供給を行うように構成してもよい。
【００５１】
また、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂは各１０ＭＶＡの送電容量を有する。すなわち、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの各々は、太陽光発電システム１全体の定格発電容量（複数の太陽光発電ユニット１０の定格発電容量の合計）以上の送電容量を有する。
【００５２】
次に、図３および図４を参照して、太陽光発電ユニット１０の構成について説明する。太陽光発電ユニット１０は図３に示すように、例えば出力１４０Ｗの太陽電池モジュール（例えば、薄膜型太陽電池モジュール）３０を２つ直列接続してストリングス３１とし、このストリングス３１を１０００個並列接続したものである。
【００５３】
また、図４に示すように、太陽電池モジュール３０を２つずつ直列接続するために、一方の太陽電池モジュール３０の端子ボックス３２のプラス端子と他方の太陽電池モジュール３０の端子ボックス３２のマイナス端子とをケーブル３３で接続してストリングス３１とする。そして、このストリングス３１を順次並列に接続するために、一方の太陽電池モジュール３０の端子ボックス３２のマイナス端子に接続されたケーブル３４同士を並列接続用コネクタ３６を介して接続を繰り返す。同様に、他方の太陽電池モジュール３０の端子ボックス３２のプラス端子に接続されたケーブル３５同士を並列接続用コネクタ３６を介して接続を繰り返す。
【００５４】
また、プラス同士を並列接続する並列接続用コネクタ３６間には、逆流防止ダイオード３７が設置されている。この逆流防止ダイオード３７には、太陽電池モジュール３０の一部に影がかかったり、何らかの不具合でその太陽電池モジュール３０の発電量が不足した場合に電流が逆流するのを防止する役割がある。
【００５５】
そして、図３に示すような２直列のストリングス３１を５００セットずつ横方向に連続して並列接続したものを２つ設置し、それぞれから変換部１２へケーブル３８により直流電力を入力する。このようにして、２０００個の太陽電池モジュール３０を２直列×１０００並列に接続させた太陽電池ユニット１１と変換部１２と変圧器１３（図１参照）とを備えた太陽光発電ユニット１０が構成されている。
【００５６】
このような接続構造とすることにより、並列接続を並列接続用コネクタ３６だけで行うことができ、一般的に用いられている接続箱や集電箱は必要ない。
【００５７】
以上説明したような太陽光発電ユニット１０（太陽電池ユニット１１×４個）は、太陽電池モジュール３０として一般的な縦１．４ｍ×横１ｍのモジュールを用いた場合、縦約２．８ｍ×横約１０００ｍ×４となる。この太陽光発電ユニット１０を１０個連続して設置した太陽光発電システム１は全長４０ｋｍであり、太陽光発電システム１に並設される（言い換えると、太陽電池モジュール３０に並設される）高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの長さも４０ｋｍである。なお、６６００Ｖの交流電流であれば、５０ｋｍ程度までのケーブルに流しても電力損失は実用上問題とならない。
【００５８】
高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを高速道路に設置する場合、図５および図６に示すように高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを管路４０の内部に収納した上で、道路が高架布設の場合は道路の下部へ設置してもよい。また、道路が陸上布設の場合は脇側の地下へ設置してもよい。なお、図５に示すように、太陽電池ユニット１１を道路に沿って設けられた架台４１に設置してもよい。
【００５９】
また、図７および図８に示すように、管路４０（高電圧送電線２０ａおよび２０ｂ）を架台４１に取り付けてもよい。また、管路４０は必ずしも必要でなく、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを架台４１に直接取り付けてもよい。なお、世界的には高速道路に側壁等がない場合が多く、架台４１の設置が必要な場合が多いため、架台４１に管路４０等を取り付ける構成は有効である。
【００６０】
次に、図９および図１０を参照して、太陽光発電システム１の動作について説明する。通常運転時（事故が発生していない状態）では図９に示すように、遮断器２１および開閉器２２は閉じている。また、切替開閉器２３は変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）を交互に高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに接続している。これにより、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂは各５ＭＷの電力を送電する。
【００６１】
ここで、例えば高電圧送電線２０ｂに事故（短絡事故や地絡事故など）が発生した場合、高電圧送電線２０ｂ側に接続されている太陽光発電ユニット１０の保護回路（計器用変成器と保護リレーとによる構成、図示せず）が事故電流を検出し、遮断器２１にトリップ信号が出力されることにより、遮断器２１が開く。これにより、高電圧送電線２０ｂに接続されていた変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）が高電圧送電線２０ｂから切り離される。
【００６２】
そして、制御部から切替開閉器２３を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、開かれた遮断器２１に接続されている切替開閉器２３の接続が切り替わる。その後、再閉路が行われることにより、遮断器２１が閉じる。これにより、図１０に示すように、全ての変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）が高電圧送電線２０ａに接続される。このため、高電圧送電線２０ｂが復旧するまで、高電圧送電線２０ａは１０ＭＷの電力を送電する。
【００６３】
なお、事故が発生した場合に事故が発生したことが保守作業者に速やかに伝わるように、例えば制御部からインターネット等を介して保守会社の管理装置に信号を送信してもよい。
【００６４】
その後、高電圧送電線２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作、中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、遮断器２１および切替開閉器２３が上記とは逆の順序で動作する。これにより、変圧器１３（太陽光発電ユニット１０）が交互に高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに接続される。
【００６５】
本実施形態では、上記のように、高電圧送電線２０ａおよび高電圧送電線２０ｂと、高電圧送電線２０ａおよび高電圧送電線２０ｂに対する太陽光発電ユニット１０の接続を切り替える切替開閉器２３とを設ける。これにより、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの一方で事故が発生した場合であっても、複数の太陽光発電ユニット１０で発電された電力を高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの他方により送電することができる。すなわち、事故発生時に送電が全停止するのを抑制することができ、送電の信頼性を向上させることができる。
【００６６】
また、送電の信頼性を向上させるために太陽光発電ユニット１０毎に高電圧送電線を設ける必要がないので、多数の太陽光発電ユニット１０を連続して長距離にわたって設置した場合であっても、高電圧送電線の配線長が長くなるのを抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態によると、インフラが整備されていない無電化村等へ電力供給することが可能である。さらに、太陽光発電システム１を高速道路に設置することによって、広大なまとまった土地が必要なく、既設の高速道路への設置も容易であるため、設置場所の確保も特に必要としない。
【００６８】
また、上記のように、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの各々が、太陽光発電ユニット１０の定格発電容量の合計以上の送電容量を有する。これにより、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの一方で事故が発生した場合であっても、複数の太陽光発電ユニット１０で発電された電力の全てを高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの他方により送電することができる。
【００６９】
また、上記のように、太陽電池ユニット１１を設置する架台４１を設けることによって、太陽電池ユニット１１（太陽光発電ユニット１０）を容易に高速道路に並設することができる。
【００７０】
また、上記のように、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂ（管路４０）を架台４１に取り付ければ、高速道路が高架布設であっても陸上布設であっても、同一仕様の架台４１を連続して設置し、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを設置することができる。このため、陸上布設箇所であっても高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを埋設するための工事が必要なく、設置コストを削減することが可能となる。
【００７１】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、図１１〜図１４を参照して、上記第１実施形態と異なり、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂを用いて電力を送電する場合について説明する。
【００７２】
ここでは、太陽光発電システム（発電システム）１０１の定格発電容量が数十ＭＷ以上の場合について説明する。なお、系統連系規定によると、２ＭＷよりも大きい電力を連系させる場合は特別高圧と連系させる必要がある。
【００７３】
太陽光発電システム１０１は図１１に示すように、複数の太陽光発電ユニット１０、遮断器２１、開閉器２２、切替開閉器２３、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂを含むユニット１１０と、複数の太陽光発電ユニット１０（ユニット１１０）に並設される特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ（第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線）とを備えている。また、ユニット１１０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの間には、２次変圧器１２１、遮断器１２２、開閉器１２３および切替開閉器（第２接続切替部）１２４が設けられている。
【００７４】
ユニット１１０は例えば１０ＭＷの定格発電容量を有し、１つのユニット１１０に太陽光発電ユニット１０が例えば１０個設置されている。これにより、ユニット１１０の全長は約４０ｋｍになる。
【００７５】
２次変圧器１２１は高電圧送電線２０ａおよび２０ｂそれぞれに対して１つ設けられている。すなわち、２次変圧器１２１は１つのユニット１１０に対して一対設けられている。また、２次変圧器１２１はユニット１１０から供給される高電圧を特別高圧（７０００Ｖ以上。一般的には１１ｋＶ〜１５４ｋＶ）に昇圧するように構成されている。また、一対の２次変圧器１２１（ユニット１１０）は例えば４つ連続して設置されている。また、一対の２次変圧器１２１の高圧側（例えば７７ｋＶ）は並列接続されて遮断器１２２に接続されている。
【００７６】
遮断器１２２は事故が発生したときなどに自動で開いて、ユニット１１０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの間を瞬時に遮断するためのものである。開閉器１２３は、開閉器２２と同様の機能を有する。また、開閉器１２３は開閉器２２と同様、遮断器１２２の両側に設けられているが、図面簡略化のため、遮断器１２２と切替開閉器１２４との間の開閉器１２３のみを図示している。切替開閉器１２４はユニット１１０を特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂのいずれか一方に接続させるためのものである。
【００７７】
なお、例えば遮断器１２２と開閉器１２３との間には、上記第１実施形態の保護回路（計器用変成器および保護リレー）と同様の機能を有する保護回路が設けられている。なお、この保護回路は遮断器１２２毎に設けられている。
【００７８】
特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂはユニット１１０からの電力を並列接続するケーブルであり、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに並設されている。特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは高電圧送電線２０ａおよび２０ｂと同様、例えば高速道路に沿って設置されており、各ユニット１１０からの特別高圧を送電する機能を有する。
【００７９】
また、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの各々は、太陽光発電システム１０１全体の定格発電容量（太陽光発電ユニット１０（ユニット１１０）の定格発電容量の合計）以上の送電容量を有する。例えば１０ＭＷのユニット１１０を４つ設置する場合、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの各々は４０ＭＶＡの送電容量を有する。
【００８０】
なお、通常運転時において特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂには、複数のユニット１１０が交互に接続されていてもよいし、全てのユニット１１０が一方に接続されていてもよい。
【００８１】
また、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは例えばＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル）であってもよく、この場合ＣＶケーブルを高速道路や架台４１に設置してもよい。また、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは高圧鉄塔に設置された架空送電線であってもよい。また、高圧鉄塔は高速道路と一体となって設けられていてもよい。
【００８２】
なお、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは長距離になるので、充電電流によるロスを考慮する必要がある。このため、ＣＶケーブルを用いる場合は、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂを１００ｋｍ以下の長さにし、送電電圧を２２ｋＶ程度にすることが好ましい。ユニット１１０の定格発電容量が１０ＭＷの場合、ユニット１１０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの接続位置同士の間の距離（ユニット１１０のピッチ）Ｌ１は４０ｋｍになる。この場合、例えばユニット１１０を３つ設置し、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの全長を８０ｋｍ（１００ｋｍ以下）にし、送電電圧を２２ｋＶにしてもよい。
【００８３】
また、送電容量を大きくする場合は架空送電線を用いるとともに、送電電圧を送電容量に適した電圧（例えば送電容量が５０ＭＶＡ程度の場合、７７ｋＶまたは１１０ｋＶ）にすることが好ましい。例えばユニット１１０を８つ設置し、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの全長を２８０ｋｍにし、送電電圧を７７ｋＶまたは１１０ｋＶ程度にしてもよい。
【００８４】
また、図１２に示すように一対の２次変圧器１２１の低圧側に、一対の２次変圧器１２１の低圧側同士を接続し、または、切り離すバイパス遮断器１２５が設けられていてもよい。また、バイパス遮断器１２５および高電圧送電線２０ａの間と、バイパス遮断器１２５および高電圧送電線２０ｂの間とに、遮断器１２６ａおよび１２６ｂがそれぞれ設けられている。そして、例えば高電圧送電線２０ａおよび２０ｂに、上記第１実施形態の保護回路と同様の機能を有する保護回路（計器用変成器および保護リレー）を設ける。これにより、高電圧送電線２０ａまたは２０ｂに事故電流が流れると、遮断器１２６ａまたは１２６ｂが開く。
【００８５】
また、バイパス遮断器１２５は、制御部が設けられ、そこから自動的にモータで動作されるように構成されているが、特に限定されるものではない。例えば高電圧送電線２０ａで事故が発生した場合に、保護回路により遮断器１２６ａが開く。そして、制御部からバイパス遮断器１２５を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、バイパス遮断器１２５が閉じる。これにより、高電圧送電線２０ｂから供給される電力を一対の２次変圧器１２１の両方に分配させることが可能である。このとき、遮断器１２６ａは開いているので、高電圧送電線２０ｂの電力がバイパス遮断器１２５および遮断器１２６ａを経由して高電圧送電線２０ａ側に逃げるのを防止することが可能である。なお、高電圧送電線２０ａの事故が復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、遮断器１２６ａが閉じるとともにバイパス遮断器１２５が開く。
【００８６】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００８７】
次に、図１３および図１４を参照して、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの一方に事故が発生した場合における太陽光発電システム１０１の動作について説明する。
【００８８】
まず、通常運転時において図１３に示すように特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに複数のユニット１１０が交互に接続されている場合について説明する。なお、この場合の太陽光発電システム１０１の動作は、上記第１実施形態の太陽光発電システム１の動作と同様である。すなわち、通常運転時では、遮断器１２２および開閉器１２３は閉じており、切替開閉器１２４はユニット１１０を交互に特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに接続している。
【００８９】
ここで、例えば特別高圧送電線１２０ｂに事故が発生した場合、特別高圧送電線１２０ｂ側に接続されているユニット１１０の保護回路が事故電流を検出し、遮断器１２２にトリップ信号が出力されることにより、遮断器１２２が開く。これにより、特別高圧送電線１２０ｂに接続されていたユニット１１０が特別高圧送電線１２０ｂから切り離される。
【００９０】
そして、制御部から切替開閉器１２４に制御信号が出力されることにより、開かれた遮断器１２２に接続されている切替開閉器１２４の接続が切り替わる。その後、再閉路が行われることにより、遮断器１２２が閉じる。これにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線１２０ａに接続される。
【００９１】
その後、特別高圧送電線１２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、遮断器１２２および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、ユニット１１０が特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに交互に接続される。
【００９２】
次に、通常運転時において図１４に示すように全てのユニット１１０が特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの一方（ここでは特別高圧送電線１２０ａ）に接続されている場合について説明する。通常運転時は遮断器１２２および開閉器１２３は閉じており、切替開閉器１２４は全てのユニット１１０を特別高圧送電線１２０ａに接続している。
【００９３】
ここで、特別高圧送電線１２０ａに事故が発生した場合、特別高圧送電線１２０ａ側に接続されているユニット１１０の保護回路（全てのユニット１１０の保護回路）が事故電流を検出し、遮断器１２２にトリップ信号が出力されることにより、全ての遮断器１２２が開く。その後、制御部から切替開閉器１２４を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、全ての切替開閉器１２４の接続が切り替わる。そして、再閉路が行われることにより、遮断器１２２が閉じる。これにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線１２０ｂに接続される。
【００９４】
その後、特別高圧送電線１２０ａが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、遮断器１２２および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線１２０ａに接続される。なお、特別高圧送電線１２０ａが復旧しても、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに対するユニット１１０の接続を切り替えなくてもよい。
【００９５】
なお、第２実施形態のその他の動作は、上記第１実施形態と同様である。
【００９６】
本実施形態では、上記のように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂと、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに対するユニット１１０（２次変圧器１２１）の接続を切り替える切替開閉器１２４とを設ける。これにより、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの一方で事故が発生した場合であっても、複数のユニット１１０で発電された電力を特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの他方により送電することができる。その結果、送電の信頼性をより向上させることができる。
【００９７】
また、一対の２次変圧器１２１の低圧側にバイパス遮断器１２５を設ければ、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの一方で事故が発生した場合に、バイパス遮断器１２５を閉じることにより、高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの他方から供給される電力（例えば１０ＭＷ）を一対の２次変圧器１２１の両方に分配させることができる。これにより、一対の２次変圧器１２１の各々には５ＭＷの電力が供給されるので、２次変圧器１２１は５ＭＷの定格容量を有していればよい。このため、各２次変圧器１２１の定格容量を１０ＭＷにする場合に比べて、コストを削減することができる。
【００９８】
また、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの各々が、複数のユニット１１０の定格発電容量の合計以上の送電容量を有する。これにより、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの一方で事故が発生した場合であっても、複数のユニット１１０で発電された電力の全てを特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの他方により送電することができる。
【００９９】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１００】
（第３実施形態）
この第３実施形態では、図１５〜図２０を参照して、上記第２実施形態と異なり、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方に事故が発生しても送電が完全に停止するのを防止する場合について説明する。
【０１０１】
第３実施形態による太陽光発電システム（発電システム）２０１では図１５に示すように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂには所定の距離（約５００ｋｍ〜約７５０ｋｍ程度）毎に中間開閉所（開閉所）２１０が設けられている。ここでは、太陽光発電システム２０１（特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ）が約２０００ｋｍにわたって設置され、約５００ｋｍ毎に中間開閉所２１０が設けられる場合について説明する。
【０１０２】
中間開閉所２１０は例えば３箇所に設けられており、太陽光発電システム２０１（特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ）は４つの区間に区分けされている。１つの区間において１０ＭＷのユニット１１０が１２個設置されており、太陽光発電システム２０１の定格発電容量は４８０ＭＷとなる。なお、定格発電容量が４８０ＭＷ程度まで大きくなると、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの送電電圧は１５４ｋＶ〜２７５ｋＶ程度必要になる。また、本実施形態では、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂは架空送電線により形成されている。
【０１０３】
図１６に示すように、中間開閉所２１０は二重母線２ブスタイ方式を用いて構成されている。具体的には、中間開閉所２１０には母線２１１および２１２が設けられている。母線２１１にはブスタイ２２０が設けられており、右側母線（一方母線）２１１ａと左側母線（他方母線）２１１ｂとがブスタイ２２０により接続されている。また、ブスタイ２２０には遮断器２１３と、遮断器２１３の両側に配置された２つの開閉器２１４とが設けられている。これにより、右側母線２１１ａと左側母線２１１ｂとを接続し、または、切り離すことが可能である。同様に、母線２１２にはブスタイ２２１が設けられており、右側母線（一方母線）２１２ａと左側母線（他方母線）２１２ｂとがブスタイ２２１により接続されている。また、ブスタイ２２１には遮断器２１３と、遮断器２１３の両側に配置された２つの開閉器２１４とが設けられている。
【０１０４】
右側（一方側）の特別高圧送電線１２０ａと右側母線２１１ａおよび２１２ａとの間には、開閉器２１５、遮断器２１６、断路器２１７ａおよび２１７ｂが設けられている。この断路器２１７ａおよび２１７ｂにより、右側の特別高圧送電線１２０ａは右側母線２１１ａと右側母線２１２ａとに切替可能に連系されている。同様に、右側の特別高圧送電線１２０ｂと右側母線２１１ａおよび２１２ａとの間には、開閉器２１５、遮断器２１６、断路器２１７ａおよび２１７ｂが設けられている。左側（他方側）の特別高圧送電線１２０ａと左側母線２１１ｂおよび２１２ｂとの間には、開閉器２１５、遮断器２１６、断路器２１７ａおよび２１７ｂが設けられている。左側（他方側）の特別高圧送電線１２０ｂと左側母線２１１ｂおよび２１２ｂとの間には、開閉器２１５、遮断器２１６、断路器２１７ａおよび２１７ｂが設けられている。
【０１０５】
また、中間開閉所２１０の各遮断器の周辺には、上記第１および第２実施形態の保護回路と同様の機能を有する保護回路が設けられている。また、各保護回路は、上記第１および第２実施形態の制御部と同様の機能を有する制御部にて制御されている。なお、制御部は保護回路毎に設けられていてもよいし、中間開閉所２１０に１つだけ設けられていてもよい。また、各保護回路は中央給電指令所からの遠隔操作により制御されてもよい。
【０１０６】
また、図１５に示すように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの左端は受電端２３０となっている。受電端２３０では図１７に示すように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂが既存（または新設）の送電線２４０ａおよび２４０ｂを介して需要家に電力が供給される。
【０１０７】
具体的には、受電端２３０では特別高圧送電線１２０ａと送電線２４０ａおよび２４０ｂとの間に、開閉器２３１、遮断器２３２、切替開閉器２３３が設けられている。この切替開閉器２３３により特別高圧送電線１２０ａは送電線２４０ａと送電線２４０ｂとに切替可能に連系されている。同様に、特別高圧送電線１２０ｂと送電線２４０ａおよび２４０ｂとの間に、開閉器２３１、遮断器２３２、切替開閉器２３３が設けられている。この切替開閉器２３３により特別高圧送電線１２０ｂは送電線２４０ａと送電線２４０ｂとに切替可能に連系されている。
【０１０８】
また、受電端２３０の各遮断器の周辺には、上記第１および第２実施形態の保護回路と同様の機能を有する保護回路が設けられている。また、各保護回路は、上記第１および第２実施形態の制御部と同様の機能を有する制御部にて制御されている。なお、制御部は保護回路毎に設けられていてもよいし、受電端２３０に１つだけ設けられていてもよい。また、各保護回路は中央給電指令所からの遠隔操作により制御されてもよい。
【０１０９】
また、受電端２３０には、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂにより送電された電力を送電線２４０ａおよび２４０ｂの送電電圧（例えば７７ｋＶ）に降圧する変圧器（図示せず）が設けられていてもよい。
【０１１０】
なお、中間開閉所２１０も受電端２３０と同様、需要家に電力を供給するように構成されていてもよい。母線２１１および２１２を介することにより、中間開閉所２１０からも比較的容易に電力供給を行うことが可能である。
【０１１１】
第３実施形態のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１１２】
次に、図１８〜図２０を参照して、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方に事故が発生した場合における太陽光発電システム２０１の動作について説明する。ここでは、通常運転時において特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方が送電している場合について説明する。
【０１１３】
通常運転時には図１８に示すように、右側の特別高圧送電線１２０ａに接続された断路器２１７ａは閉じており断路器２１７ｂは開いている。右側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された断路器２１７ａは開いており断路器２１７ｂは閉じている。左側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された断路器２１７ａは開いており断路器２１７ｂは閉じている。左側の特別高圧送電線１２０ａに接続された断路器２１７ａは閉じており断路器２１７ｂは開いている。遮断器２１３、２１６および開閉器２１４、２１５は全て閉じている。そして、右側の特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂと左側の特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとにより、電力が送電される。
【０１１４】
ここで、右側の区間において特別高圧送電線１２０ｂに事故が発生すると、右側の特別高圧送電線１２０ｂに接続されている保護回路が事故電流を検出し、右側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された遮断器２１６にトリップ信号が出力される。また、左側の区間において特別高圧送電線１２０ａに事故が発生すると、左側の特別高圧送電線１２０ａに接続されている保護回路が事故電流を検出し、左側の特別高圧送電線１２０ａに接続された遮断器２１６にトリップ信号が出力される。これにより、図１９に示すように右側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された遮断器２１６と、左側の特別高圧送電線１２０ａに接続された遮断器２１６とが開く。そして、制御部によるモータの駆動や中央給電指令所からの遠隔操作により、左側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された断路器２１７ａが閉じるとともに断路器２１７ｂが開く。これにより、右側の特別高圧送電線１２０ａと左側の特別高圧送電線１２０ｂとにより、電力が送電される。
【０１１５】
その後、右側の特別高圧送電線１２０ｂおよび左側の特別高圧送電線１２０ａが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、左側の特別高圧送電線１２０ｂに接続された断路器２１７ａおよび２１７ｂの接続が切り替わるとともに、開いた遮断器２１６が閉じる。
【０１１６】
一方、右側の区間において特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方に事故が発生すると、ブスタイ２２０の遮断器２１３に接続されている保護回路が事故電流を検出し、ブスタイ２２０の遮断器２１３にトリップ信号が出力される。また、ブスタイ２２１の遮断器２１３に接続されている保護回路が事故電流を検出し、ブスタイ２２１の遮断器２１３にトリップ信号が出力される。これにより、図２０に示すようにブスタイ２２０および２２１の遮断器２１３が開く。このため、左側の区間に事故が波及するのを防止でき、左側の区間では特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂにより電力が送電される。その後、右側の特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、ブスタイ２２０および２２１の遮断器２１３が閉じる。
【０１１７】
なお、事故発生時における上述した動作は一例であり、他の遮断器を開くことにより事故の波及を防止することも可能である。
【０１１８】
第３実施形態のその他の動作は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１１９】
本実施形態では、上記のように、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに二重母線２ブスタイ方式の中間開閉所２１０を設ける。これにより、例えば右側の区間において特別高圧送電線１２０ｂに事故が発生し、左側の区間において特別高圧送電線１２０ａに事故が発生した場合であっても、右側の特別高圧送電線１２０ａと左側の特別高圧送電線１２０ｂとにより送電を継続することができる。また、例えば右側の区間において特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂの両方に事故が発生した場合であっても、左側の区間に事故が波及するのを防止できる。すなわち、事故区間を例えば５００ｋｍに限定できる。そして、左側の区間では特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂにより送電を継続することができる。２回線（特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ）で送電することにより送電の信頼性が高くなったとは言え、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂが長距離（例えば２０００ｋｍ）になると２回線で同時に事故が発生する場合がある。本実施形態では２回線に同時に事故が発生した場合であっても送電が完全に停止するのを防止することができ、特に有効である。
【０１２０】
なお、中間開閉所２１０を設けずに特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂだけで長距離（例えば２０００ｋｍ）をつなぐと、遠隔地同士の保護リレーが誤動作する場合がある。しかしながら本実施形態では、中間開閉所２１０を設けて特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂを区分けすることによって、適当な距離間で保護リレーを整定することができ、保護リレーが誤動作するのを防止することができる。
【０１２１】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１２２】
（第４実施形態）
この第４実施形態では、図２１および図２２を参照して、上記第２実施形態と異なり、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂが直流電力を送電する場合について説明する。
【０１２３】
太陽光発電システム（発電システム）３０１は図２１に示すように、複数のユニット１１０と、複数のユニット１１０に並設される特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂ（第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線）とを備えている。また、ユニット１１０と特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂとの間には、２次変圧器１２１、交流電力を直流電力に変換するＡＣＤＣ変換部３１２、開閉器１２３および切替開閉器１２４が設けられている。この太陽光発電システム３０１では、ユニット１１０が例えば数十個以上設置されている。
【０１２４】
２次変圧器１２１はユニット１１０から供給される高電圧を例えば５００ｋＶの特別高圧に昇圧するように構成されている。また、一対の２次変圧器１２１の高圧側（例えば５００ｋＶ）は並列接続されてＡＣＤＣ変換部３１２に接続されている。ＡＣＤＣ変換部３１２は、開閉器１２３および切替開閉器１２４を介して特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに接続されている。すなわち、本実施形態は、上記第２実施形態の遮断器１２２をＡＣＤＣ変換部３１２に置き換えたような構成になっている。
【０１２５】
ＡＣＤＣ変換部３１２は、２次変圧器１２１から出力される３相交流電力を同じ電圧の直流電力に変換して特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに供給する。ＡＣＤＣ変換部３１２は例えば多数のサイリスタ素子を組み合わせた大容量のサイリスタバルブにより構成されている。なお、本実施形態では、ＡＣＤＣ変換部３１２の定格容量は、ユニット１１０の定格発電容量と同じ１０ＭＷである。
【０１２６】
ＡＣＤＣ変換部３１２は事故が発生したときなどに自動で停止して、ユニット１１０や２次変圧器１２１を特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂから解列する機能を有する。なお、ＡＣＤＣ変換部３１２は、ＡＣＤＣ変換部３１２に過電流（異常電流）や地絡電流などが流れると、その電流を検出してＡＣＤＣ変換部３１２の動作を停止する機能を有する。
【０１２７】
特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂは、直流式の送電線である。特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂは、５００ｋｍ以上（例えば２０００ｋｍ）の長距離にわたって設置されており、５００ｋＶの直流電力を送電する。なお、通常運転時において特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂには、複数のユニット１１０が交互に接続されていてもよいし、全てのユニット１１０が一方に接続されていてもよい。
【０１２８】
ユニット１１０は特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの全長にわたって途切れることなく設置されていてもよい。また、ユニット１１０は、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一部に沿って設置されていてもよい。例えば図２２に示すように、数百ｋｍにわたって特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂだけが設置されている部分があってもよい。
【０１２９】
また、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂは例えばＣＶケーブルにより形成されており、高速道路や架台４１に設置されている。なお、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂは高圧鉄塔に設置された架空送電線であってもよい。
【０１３０】
第４実施形態のその他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
【０１３１】
次に、図２１を参照して、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方に事故が発生した場合における太陽光発電システム３０１の動作について説明する。
【０１３２】
まず、通常運転時において特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに複数のユニット１１０が交互に接続されている場合について説明する。例えば特別高圧送電線３２０ｂに事故が発生した場合、特別高圧送電線３２０ｂ側に接続されているＡＣＤＣ変換部３１２は事故電流を検出するとともに動作を停止する。これにより、特別高圧送電線３２０ｂに接続されていたユニット１１０が特別高圧送電線３２０ｂから解列される。
【０１３３】
そして、制御部から切替開閉器１２４に制御信号が出力されることにより、停止されたＡＣＤＣ変換部３１２に接続されている切替開閉器１２４の接続が切り替わる。その後、ＡＣＤＣ変換部３１２の動作が再開されることにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａに接続される。
【０１３４】
その後、特別高圧送電線３２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、ＡＣＤＣ変換部３１２および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、ユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに交互に接続される。
【０１３５】
次に、通常運転時において全てのユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方（ここでは特別高圧送電線３２０ａ）に接続されている場合について説明する。特別高圧送電線３２０ａに事故が発生した場合、特別高圧送電線３２０ａ側に接続されているＡＣＤＣ変換部３１２（全てのＡＣＤＣ変換部３１２）は事故電流を検出するとともに動作を停止する。その後、制御部から切替開閉器１２４を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、全ての切替開閉器１２４の接続が切り替わる。そして、ＡＣＤＣ変換部３１２の動作が再開されることにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線３２０ｂに接続される。
【０１３６】
その後、特別高圧送電線３２０ａが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、ＡＣＤＣ変換部３１２および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、全てのユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａに接続される。なお、特別高圧送電線３２０ａが復旧しても、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに対するユニット１１０の接続を切り替えなくてもよい。
【０１３７】
次に、ユニット１１０に事故が発生した場合について説明する。ユニット１１０に事故が発生した場合、そのユニット１１０に接続されているＡＣＤＣ変換部３１２は事故電流を検出するとともに動作を停止する。これにより、事故が発生したユニット１１０は特別高圧送電線３２０ａまたは３２０ｂから解列される。このとき、切替開閉器１２４はそのままの状態で保持される。すなわち、切替開閉器１２４の接続切替動作は行わない。
【０１３８】
その後、ユニット１１０が復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作により、ＡＣＤＣ変換部３１２の動作が再開されることにより、ユニット１１０が特別高圧送電線３２０ａまたは３２０ｂに接続される。
【０１３９】
なお、第４実施形態のその他の動作は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１４０】
本実施形態では、上記のように、２次変圧器１２１からの交流電力を直流電力に変換して特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに供給するＡＣＤＣ変換部３１２を備える。これにより、超高電圧かつ長距離の送電を直流送電にすることができるので、充電電流によるロスを無くすことができ、送電ロスを低減することができる。具体的に説明すると、送電線が例えば５００ｋｍ以上に及ぶような長距離送電を行う場合、電圧を５００ｋＶ程度まで高くしないと抵抗ロスが顕著に現れる。しかしながら、このような長距離を５００ｋＶで送電する場合、交流電力では充電電流が送電線内に発生して送電ロスが別途生じる。この現象は、例えば送電電圧が５００ｋＶの場合、送電距離が２０００ｋｍ以上になると顕著になる。また、充電電流は交流送電特有の現象であり、直流送電の場合は発生しない。このため、上記のように、ＡＣＤＣ変換部３１２を設けて直流送電を行うことによって、充電電流によるロスを無くすことができ、送電ロスを低減することができる。また、充電電流は送電電圧に比例して大きくなるが、直流送電では充電電流が発生しないため、送電電圧が高くなるほど、交流送電に比べて直流送電のロス低減効果が向上する。
【０１４１】
また、充電電流の発生量はＣＶケーブルを用いた場合に多くなるので、通常、ＣＶケーブルは長距離送電に不向きである。しかしながら、上記のように、直流送電を行うことによって、送電距離に関係なくＣＶケーブルを用いることができる。これにより、高圧鉄塔を建てずに、高速道路等に沿って安価に設置することが可能である。
【０１４２】
また、架空送電を行う場合であっても、単位長さ当たりの送電線のコストは三相交流よりも直流の方が安価になる。ＡＣＤＣ変換部３１２を設置する分、コストが高くなるが、ある距離を分岐点にして直流送電のコストが交流送電のコストに比べて低くなる。この分岐点は５００ｋｍと言われている。
【０１４３】
また、上記のように、ＡＣＤＣ変換部３１２をサイリスタバルブにより構成することによって、超高電圧の交流電力を直流電力に容易に変換することができる。
【０１４４】
第４実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【０１４５】
（第５実施形態）
この第５実施形態では、図２３を参照して、上記第４実施形態と異なり、太陽電池ユニット１１から出力される直流電力を交流電力に変換することなく特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに供給して送電する場合について説明する。
【０１４６】
太陽光発電システム（発電システム）４０１は図２３に示すように、複数のユニット５１０と、複数のユニット５１０に並設される特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂとを備えている。
【０１４７】
ユニット５１０は、複数の太陽光発電ユニット（発電ユニット）４１０、開閉器２２、切替開閉器２３、直流式の送電線である高電圧送電線４２０ａおよび４２０ｂ（第１送電線および第２送電線）を含んでいる。ユニット５１０には遮断器２１が設けられていない。太陽光発電ユニット４１０は、複数の太陽電池ユニット１１と、太陽電池ユニット１１から出力された直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータ４１３とを含んでいる。
【０１４８】
ＤＣＤＣコンバータ４１３は、昇圧チョッパ回路を含んでいるとともに、太陽電池ユニット１１から出力される直流電力を３０００Ｖ〜３００００Ｖに昇圧するように構成されている。また、ＤＣＤＣコンバータ４１３は事故が発生したときなどに自動で停止して、太陽光発電ユニット４１０を高電圧送電線４２０ａおよび４２０ｂから解列する機能を有する。なお、ＤＣＤＣコンバータ４１３は、ＤＣＤＣコンバータ４１３に過電流（異常電流）や地絡電流などが流れると、その電流を検出してＤＣＤＣコンバータ４１３の動作を停止する機能を有する。
【０１４９】
太陽光発電ユニット４１０およびユニット５１０のその他の構成は、上記太陽光発電ユニット１０およびユニット１１０と同様である。
【０１５０】
ユニット５１０と特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂとの間には、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１、開閉器１２３および切替開閉器１２４が設けられている。２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は高電圧送電線４２０ａおよび４２０ｂそれぞれに対して１つ設けられている。すなわち、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は１つのユニット５１０に対して一対設けられている。また、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は、昇圧チョッパ回路を含んでいるとともに、ユニット５１０から供給される高電圧の直流電力を例えば５００ｋＶの特別高圧の直流電力に昇圧するように構成されている。また、一対の２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の高圧側（例えば５００ｋＶ）は並列接続されて開閉器１２３に接続されている。なお、本実施形態では、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の定格容量は、ユニット５１０の定格発電容量と同じ１０ＭＷである。
【０１５１】
２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は事故が発生したときなどに自動で停止して、ユニット５１０を特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂから解列する機能を有する。なお、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１に過電流（異常電流）や地絡電流などが流れると、その電流を検出して２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の動作を停止する機能を有する。
【０１５２】
第５実施形態のその他の構成は、上記第４実施形態と同様である。
【０１５３】
次に、図２３を参照して、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方に事故が発生した場合における太陽光発電システム４０１の動作について説明する。
【０１５４】
まず、通常運転時において特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに複数のユニット５１０が交互に接続されている場合について説明する。例えば特別高圧送電線３２０ｂに事故が発生した場合、特別高圧送電線３２０ｂ側に接続されている２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は事故電流を検出するとともに動作を停止する。これにより、特別高圧送電線３２０ｂに接続されていたユニット５１０が特別高圧送電線３２０ｂから解列される。
【０１５５】
そして、制御部から切替開閉器１２４に制御信号が出力されることにより、停止された２次ＤＣＤＣコンバータ５２１に接続されている切替開閉器１２４の接続が切り替わる。その後、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の動作が再開されることにより、全てのユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａに接続される。
【０１５６】
その後、特別高圧送電線３２０ｂが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、ユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに交互に接続される。
【０１５７】
次に、通常運転時において全てのユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方（ここでは特別高圧送電線３２０ａ）に接続されている場合について説明する。特別高圧送電線３２０ａに事故が発生した場合、特別高圧送電線３２０ａ側に接続されている２次ＤＣＤＣコンバータ５２１（全ての２次ＤＣＤＣコンバータ５２１）は事故電流を検出するとともに動作を停止する。その後、制御部から切替開閉器１２４を駆動するモータに制御信号が出力されることにより、全ての切替開閉器１２４の接続が切り替わる。そして、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の動作が再開されることにより、全てのユニット５１０が特別高圧送電線３２０ｂに接続される。
【０１５８】
その後、特別高圧送電線３２０ａが復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作または制御部によるモータの駆動により、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１および切替開閉器１２４が上記とは逆の順序で動作する。これにより、全てのユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａに接続される。なお、特別高圧送電線３２０ａが復旧しても、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに対するユニット５１０の接続を切り替えなくてもよい。
【０１５９】
次に、ユニット５１０に事故が発生した場合について説明する。ユニット５１０に事故が発生した場合、そのユニット５１０に接続されている２次ＤＣＤＣコンバータ５２１は事故電流を検出するとともに動作を停止する。これにより、事故が発生したユニット５１０は特別高圧送電線３２０ａまたは３２０ｂから解列される。このとき、切替開閉器１２４はそのままの状態で保持される。すなわち、切替開閉器１２４の接続切替動作は行わない。
【０１６０】
その後、ユニット５１０が復旧すると、保守作業者による操作や中央給電指令所からの遠隔操作により、２次ＤＣＤＣコンバータ５２１の動作が再開されることにより、ユニット５１０が特別高圧送電線３２０ａまたは３２０ｂに接続される。
【０１６１】
なお、高電圧送電線４２０ａおよび４２０ｂの一方に事故が発生した場合におけるＤＣＤＣコンバータ４１３および切替開閉器２３の動作は、特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂの一方に事故が発生した場合における２次ＤＣＤＣコンバータ５２１および切替開閉器１２４の動作と同様である。
【０１６２】
第５実施形態のその他の動作は、上記第４実施形態と同様である。
【０１６３】
本実施形態では、上記のように、太陽電池ユニット１１から出力される直流電力を交流電力に変換することなく特別高圧送電線３２０ａおよび３２０ｂに供給する。これにより、変換部１２やＡＣＤＣ変換部３１２を設ける必要がないので、構成を簡素化することができるとともに、コストを削減することができる。
【０１６４】
また、上記のように、ＤＣＤＣコンバータ４１３および２次ＤＣＤＣコンバータ５２１を昇圧チョッパ回路により構成することによって、直流電力を容易に昇圧させることができる。
【０１６５】
第５実施形態のその他の効果は、上記第４実施形態と同様である。
【０１６６】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１６７】
例えば、太陽光発電システムの中に蓄電池を設置して昼間発電した電力の一部を貯蓄し、夜間や日照不足時にこれを消費するような構成も本発明に含まれる。
【０１６８】
また、上記実施形態では、直流電源ユニット、発電ユニットおよび発電システムとして太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池ユニット、太陽光発電ユニットおよび太陽光発電システムを用いた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば風力などの自然エネルギーを利用して発電する場合も本発明に含まれる。
【０１６９】
また、上記第２実施形態では、一対の２次変圧器１２１と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの間に遮断器１２２、開閉器１２３および切替開閉器１２４を設けた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図２４に示した本発明の第１変形例による太陽光発電システムのように、２次変圧器１２１と特別高圧送電線１２０ａとの間に遮断器１２２および開閉器１２３を設け、２次変圧器１２１と特別高圧送電線１２０ｂとの間に遮断器１２２および開閉器１２３を設ける。また、一対の２次変圧器１２１の高圧側に、一対の２次変圧器１２１の高圧側同士を接続し、または、切り離すバイパス遮断器１２５ａを設ける。そして、バイパス遮断器１２５ａ、遮断器１２２および開閉器１２３により、特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂに対するユニット１１０の接続を切り替える接続切替部（第２接続切替部）６２１を構成してもよい。
【０１７０】
また、上記第２、第４および第５実施形態では、高電圧送電線および特別高圧送電線の両方を２回線設けた例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図２５に示した本発明の第２変形例による太陽光発電システムのように、高電圧送電線を１回線にしてもよい。すなわち、複数の太陽光発電ユニット１０を１つの高電圧送電線６２０に接続してもよい。この場合、開閉器２２と高電圧送電線６２０との間に切替開閉器２３を設ける必要がない。そして、高電圧送電線６２０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂ（第１送電線および第２送電線）との間に、１つの２次変圧器（変圧器）１２１、遮断器１２２、開閉器１２３および切替開閉器１２４を設けてもよい。なお、回路構成によっては、高電圧送電線６２０と特別高圧送電線１２０ａおよび１２０ｂとの間に、２つの２次変圧器１２１を設けてもよい。同様に、例えば図２６に示した本発明の第３変形例による太陽光発電システムのように、直流送電を行う場合に高電圧送電線を１回線にして特別高圧送電線を２回線にしてもよい。このことは、太陽電池ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換することなく送電する構成においても同様である。
【０１７１】
上記第３実施形態では、中間開閉所２１０を二重母線２ブスタイ方式により構成した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば図２７に示した本発明の第４変形例による太陽光発電システムのように、母線２１１と母線２１２との間にブスタイ２２２および２２３を設け、中間開閉所２１０を二重母線４ブスタイ方式により構成してもよい。このように構成すれば、送電の信頼性をさらに向上させることができる。また、中間開閉所を二重母線１ブスタイ方式により構成してもよい。また、中間開閉所をブスタイ方式以外の方式により構成してもよい。
【０１７２】
また、上記実施形態では、通常運転時において高電圧送電線２０ａおよび２０ｂの両方が電力を送電する例について示したが、本発明はこれに限らず、通常運転時において高電圧送電線２０ａおよび２０ｂのいずれか一方が電力を送電するように構成してもよい。
【０１７３】
また、上記実施形態、第２および第３変形例では、第１送電線および第２送電線が高電圧送電線または特別高圧送電線である場合について示したが、本発明はこれに限らず、高電圧送電線や特別高圧送電線以外の送電線にも適用可能である。
【０１７４】
また、上記実施形態では、複数の発電ユニットを高速道路に沿って配置する例について示したが、本発明はこれに限らない。複数の発電ユニットを例えば高速道路以外の道路（一般道路など）や線路などの細長い経路に沿って配置してもよい。
【０１７５】
また、例えば上記第４および第５実施形態では、５００ｋＶ以上の特別高圧を５００ｋｍ以上にわたって送電する場合に特別高圧送電線が直流電力を送電するように構成した例について示したが、本発明はこれに限らない。５００ｋＶ未満の特別高圧を５００ｋｍ未満送電する場合に、特別高圧送電線が直流電力を送電するように構成してもよい。
【０１７６】
また、上記第５実施形態では、ＤＣＤＣコンバータおよび２次ＤＣＤＣコンバータが昇圧チョッパ回路により構成されている例について説明したが、本発明はこれに限らず、ＤＣＤＣコンバータおよび２次ＤＣＤＣコンバータが昇圧チョッパ回路以外により構成されていてもよい。
【０１７７】
また、上述した実施形態および変形例の構成を適宜組み合わせて得られる構成についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７８】
１、１０１、２０１、３０１、４０１ 太陽光発電システム（発電システム）
１０、４１０ 太陽光発電ユニット（発電ユニット）
１１ 太陽電池ユニット（直流電源ユニット）
１２ 変換部
１３ 変圧器
２０ａ、４２０ａ 高電圧送電線（第１送電線）
２０ｂ、４２０ｂ 高電圧送電線（第２送電線）
２３ 切替開閉器（第１接続切替部）
４０ 管路
４１ 架台
１１０、５１０ ユニット
１２０ａ、３２０ａ 特別高圧送電線（第１特別高圧送電線、第１送電線）
１２０ｂ、３２０ｂ 特別高圧送電線（第２特別高圧送電線、第２送電線）
１２１ ２次変圧器
１２４ 切替開閉器（第２接続切替部）
１２５ バイパス遮断器
２１０ 中間開閉所（開閉所）
３１２ ＡＣＤＣ変換部
４１３ ＤＣＤＣコンバータ
５２１ ２次ＤＣＤＣコンバータ
６２０ 高電圧送電線
６２１ 接続切替部（第２接続切替部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを利用して発電する直流電源ユニットを含む複数の発電ユニットと、
細長い経路に沿って配置される前記複数の発電ユニットに並設され、前記複数の発電ユニットの各々が接続される第１送電線および第２送電線と、
前記第１送電線および前記第２送電線に対する前記発電ユニットの接続を切り替える第１接続切替部と、
を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記発電ユニットは前記直流電源ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換する変換部を含むことを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記発電ユニットは前記変換部から出力された交流電圧を昇圧する変圧器を含み、
前記第１送電線および前記第２送電線は高電圧送電線を含むことを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記複数の発電ユニット、前記第１送電線、前記第２送電線および前記第１接続切替部を含む複数のユニットと、
前記ユニットからの交流電圧を昇圧する２次変圧器と、
前記２次変圧器が接続される第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線と、
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線に対する前記２次変圧器の接続を切り替える第２接続切替部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の発電システム。
【請求項５】
前記２次変圧器は前記ユニット毎に２つずつ設けられ、
一対の前記２次変圧器の低圧側には、前記一対の２次変圧器の低圧側同士を接続し、または、切り離すバイパス遮断器が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の発電システム。
【請求項６】
前記複数の発電ユニットが接続されるとともに、前記変換部から出力され変圧器により昇圧された交流電圧が供給される高電圧送電線と、
前記高電圧送電線からの交流電圧を昇圧して前記第１送電線および前記第２送電線に出力する２次変圧器と、
をさらに備え、
前記第１送電線および前記第２送電線は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線をそれぞれ含むことを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
【請求項７】
前記２次変圧器からの交流電力を直流電力に変換して前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線に供給するＡＣＤＣ変換部をさらに備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項８】
前記ＡＣＤＣ変換部はサイリスタバルブを含むことを特徴とする請求項７に記載の発電システム。
【請求項９】
前記発電ユニットは前記直流電源ユニットから出力される直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータを含むことを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項１０】
前記第１送電線および前記第２送電線は高電圧送電線を含むことを特徴とする請求項９に記載の発電システム。
【請求項１１】
前記複数の発電ユニット、前記第１送電線、前記第２送電線および前記第１接続切替部を含む複数のユニットと、
前記ユニットからの直流電圧を昇圧する２次ＤＣＤＣコンバータと、
前記２次ＤＣＤＣコンバータが接続される第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線と、
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線に対する前記２次ＤＣＤＣコンバータの接続を切り替える第２接続切替部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の発電システム。
【請求項１２】
前記複数の発電ユニットが接続されるとともに、前記ＤＣＤＣコンバータにより昇圧された直流電圧が供給される高電圧送電線と、
前記高電圧送電線からの直流電圧を昇圧して前記第１送電線および前記第２送電線に出力する２次ＤＣＤＣコンバータと、
をさらに備え、
前記第１送電線および前記第２送電線は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線をそれぞれ含むことを特徴とする請求項９に記載の発電システム。
【請求項１３】
前記ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含むことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１４】
前記２次ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の発電システム。
【請求項１５】
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線は架空送電線であることを特徴とする請求項４〜８、１１、１２および１４のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１６】
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線には、前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線を複数の区間に区分けする開閉所が設けられていることを特徴とする請求項４〜８、１１、１２、１４および１５のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１７】
前記開閉所は二重母線４ブスタイ方式または二重母線２ブスタイ方式を用いて構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の発電システム。
【請求項１８】
前記発電ユニットは前記直流電源ユニットから出力される直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータを含み、
前記ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の発電システム。
【請求項１９】
前記第１送電線および前記第２送電線の各々が、前記複数の発電ユニットの定格発電容量の合計以上の送電容量を有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項２０】
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線の各々が、前記複数のユニットの定格発電容量の合計以上の送電容量を有することを特徴とする請求項４または１１に記載の発電システム。
【請求項２１】
通常運転時において、前記複数のユニットで発電された電力は前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線の一方により送電されることを特徴とする請求項２０に記載の発電システム。
【請求項２２】
通常運転時において、前記複数のユニットで発電された電力は前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線に分配されて送電されることを特徴とする請求項４または１１に記載の発電システム。
【請求項２３】
前記直流電源ユニットを設置する架台をさらに備えることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項２４】
前記第１送電線および前記第２送電線は前記架台に取り付けられることを特徴とする請求項２３に記載の発電システム。
【請求項２５】
前記第１送電線および前記第２送電線は管路に収納された状態で前記架台に取り付けられることを特徴とする請求項２４に記載の発電システム。
【請求項２６】
前記直流電源ユニットは太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池ユニットを含むことを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１】
自然エネルギーを利用して発電する直流電源ユニットを含む複数の発電ユニットと、
細長い経路に沿って配置される前記複数の発電ユニットに並設され、前記複数の発電ユニットの各々が接続される第１送電線および第２送電線と、
前記第１送電線および前記第２送電線に対する前記発電ユニットの接続を切り替える第１接続切替部と、
を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記発電ユニットは前記直流電源ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換する変換部を含むことを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記発電ユニットは前記変換部から出力された交流電圧を昇圧する変圧器を含み、
前記第１送電線および前記第２送電線は高電圧送電線を含むことを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記複数の発電ユニット、前記第１送電線、前記第２送電線および前記第１接続切替部を含む複数のユニットと、
前記ユニットからの交流電圧を昇圧する２次変圧器と、
前記２次変圧器が接続される第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線と、
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線に対する前記２次変圧器の接続を切り替える第２接続切替部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の発電システム。
【請求項５】
前記２次変圧器は前記ユニット毎に２つずつ設けられ、
一対の前記２次変圧器の低圧側には、前記一対の２次変圧器の低圧側同士を接続し、または、切り離すバイパス遮断器が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の発電システム。
【請求項６】
前記複数の発電ユニットが接続されるとともに、前記変換部から出力され変圧器により昇圧された交流電圧が供給される高電圧送電線と、
前記高電圧送電線からの交流電圧を昇圧して前記第１送電線および前記第２送電線に出力する２次変圧器と、
をさらに備え、
前記第１送電線および前記第２送電線は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線をそれぞれ含むことを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
【請求項７】
前記２次変圧器からの交流電力を直流電力に変換して前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線に供給するＡＣＤＣ変換部をさらに備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項８】
前記ＡＣＤＣ変換部はサイリスタバルブを含むことを特徴とする請求項７に記載の発電システム。
【請求項９】
前記発電ユニットは前記直流電源ユニットから出力される直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータを含むことを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項１０】
前記第１送電線および前記第２送電線は高電圧送電線を含むことを特徴とする請求項９に記載の発電システム。
【請求項１１】
前記複数の発電ユニット、前記第１送電線、前記第２送電線および前記第１接続切替部を含む複数のユニットと、
前記ユニットからの直流電圧を昇圧する２次ＤＣＤＣコンバータと、
前記２次ＤＣＤＣコンバータが接続される第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線と、
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線に対する前記２次ＤＣＤＣコンバータの接続を切り替える第２接続切替部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の発電システム。
【請求項１２】
前記複数の発電ユニットが接続されるとともに、前記ＤＣＤＣコンバータにより昇圧された直流電圧が供給される高電圧送電線と、
前記高電圧送電線からの直流電圧を昇圧して前記第１送電線および前記第２送電線に出力する２次ＤＣＤＣコンバータと、
をさらに備え、
前記第１送電線および前記第２送電線は第１特別高圧送電線および第２特別高圧送電線をそれぞれ含むことを特徴とする請求項９に記載の発電システム。
【請求項１３】
前記ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含むことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１４】
前記２次ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の発電システム。
【請求項１５】
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線は架空送電線であることを特徴とする請求項４〜８、１１、１２および１４のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１６】
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線には、前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線を複数の区間に区分けする開閉所が設けられていることを特徴とする請求項４〜８、１１、１２、１４および１５のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１７】
前記開閉所は二重母線４ブスタイ方式または二重母線２ブスタイ方式を用いて構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の発電システム。
【請求項１８】
前記発電ユニットは前記直流電源ユニットから出力される直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータを含み、
前記ＤＣＤＣコンバータは昇圧チョッパ回路を含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の発電システム。
【請求項１９】
前記第１送電線および前記第２送電線の各々が、前記複数の発電ユニットの定格発電容量の合計以上の送電容量を有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項２０】
前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線の各々が、前記複数のユニットの定格発電容量の合計以上の送電容量を有することを特徴とする請求項４または１１に記載の発電システム。
【請求項２１】
通常運転時において、前記複数のユニットで発電された電力は前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線の一方により送電されることを特徴とする請求項２０に記載の発電システム。
【請求項２２】
通常運転時において、前記複数のユニットで発電された電力は前記第１特別高圧送電線および前記第２特別高圧送電線に分配されて送電されることを特徴とする請求項４または１１に記載の発電システム。
【請求項２３】
前記直流電源ユニットを設置する架台をさらに備えることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項２４】
前記第１送電線および前記第２送電線は前記架台に取り付けられることを特徴とする請求項２３に記載の発電システム。
【請求項２５】
前記第１送電線および前記第２送電線は管路に収納された状態で前記架台に取り付けられることを特徴とする請求項２４に記載の発電システム。
【請求項２６】
前記直流電源ユニットは太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池ユニットを含むことを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の発電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図５】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図５】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１９６１１８（Ｐ２０１２−１９６１１８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９０８１（Ｐ２０１１−２２９０８１）
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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