JP2000102174A - 電力供給装置 - Google Patents
電力供給装置Info
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- JP2000102174A JP2000102174A JP10273750A JP27375098A JP2000102174A JP 2000102174 A JP2000102174 A JP 2000102174A JP 10273750 A JP10273750 A JP 10273750A JP 27375098 A JP27375098 A JP 27375098A JP 2000102174 A JP2000102174 A JP 2000102174A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電力供給装置に用いられる電力貯蔵装置は品種
によって充放電特性が異なり、例えばコンデンサでは短
く、二次電池では長くなる一方、実際の補償対象である
負荷変動中には短いサイクル変動や長いサイクル変動
等、様々の負荷パターンがあるため、単独の電力貯蔵装
置では十分に対応出来ない。 【解決手段】互いに相異なる充放電特性を持つ複数の電
力貯蔵装置６、７からなる電力貯蔵装置群４と、各一端
が電力貯蔵装置群４中の各電力貯蔵装置６、７に個別に
接続されて各他端が注入用変圧器Ｔｂ〜Ｔｅを介して交
流電源Ｖｓに接続された交直又は直交変換する複数の電
力変換器８、９からなる電力変換器群５とを具備し、各
電力変換器８、９により各電力貯蔵装置６、７を個別に
制御し、電源電圧Ｖｓを交直変換して各電力貯蔵装置
６、７をそれぞれ直流充電すると共に、各電力貯蔵装置
６、７の放電出力を直交変換して負荷３側に電力供給す
る。
によって充放電特性が異なり、例えばコンデンサでは短
く、二次電池では長くなる一方、実際の補償対象である
負荷変動中には短いサイクル変動や長いサイクル変動
等、様々の負荷パターンがあるため、単独の電力貯蔵装
置では十分に対応出来ない。 【解決手段】互いに相異なる充放電特性を持つ複数の電
力貯蔵装置６、７からなる電力貯蔵装置群４と、各一端
が電力貯蔵装置群４中の各電力貯蔵装置６、７に個別に
接続されて各他端が注入用変圧器Ｔｂ〜Ｔｅを介して交
流電源Ｖｓに接続された交直又は直交変換する複数の電
力変換器８、９からなる電力変換器群５とを具備し、各
電力変換器８、９により各電力貯蔵装置６、７を個別に
制御し、電源電圧Ｖｓを交直変換して各電力貯蔵装置
６、７をそれぞれ直流充電すると共に、各電力貯蔵装置
６、７の放電出力を直交変換して負荷３側に電力供給す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力貯蔵装置を用
いた電力供給装置に関するものである。
いた電力供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無停電電源装置（ＵＰＳ）等の電力貯蔵
装置を用いた電力供給装置は、電力貯蔵装置を充放電し
て電力を蓄え、且つ、必要に応じて負荷に電力を供給又
は補償するもので、その一例を図２を参照して以下に説
明する。図において（１）は電力貯蔵装置、（２）は電
力変換器、（３）は負荷、（Ｔａ）は変圧器、（Ｖｓ）
は交流電源である。
装置を用いた電力供給装置は、電力貯蔵装置を充放電し
て電力を蓄え、且つ、必要に応じて負荷に電力を供給又
は補償するもので、その一例を図２を参照して以下に説
明する。図において（１）は電力貯蔵装置、（２）は電
力変換器、（３）は負荷、（Ｔａ）は変圧器、（Ｖｓ）
は交流電源である。
【０００３】電力貯蔵装置（１）は直流充放電する蓄電
池（二次電池）、コンデンサ等である。電力変換器
（２）は電源（Ｖｓ）と電力貯蔵装置（１）との間に挿
入され、電源電圧（Ｖｓ）を交直変換する一方、電力貯
蔵装置（１）の放電出力を直交変換する変換器である。
負荷（３）は電力変換器（２）と電源（Ｖｓ）との間に
電力変換器（２）と並列に接続される。
池（二次電池）、コンデンサ等である。電力変換器
（２）は電源（Ｖｓ）と電力貯蔵装置（１）との間に挿
入され、電源電圧（Ｖｓ）を交直変換する一方、電力貯
蔵装置（１）の放電出力を直交変換する変換器である。
負荷（３）は電力変換器（２）と電源（Ｖｓ）との間に
電力変換器（２）と並列に接続される。
【０００４】上記構成によれば、電源電圧（Ｖｓ）を変
圧器（Ｔａ）で昇降圧し、電力変換器（２）で交直変換
して電力貯蔵装置（１）を直流充電する。一方、電力貯
蔵装置（１）を放電して電力変換器（２）で直交変換
し、変圧器（Ｔａ）で昇降圧して負荷（３）に交流電力
を供給する。
圧器（Ｔａ）で昇降圧し、電力変換器（２）で交直変換
して電力貯蔵装置（１）を直流充電する。一方、電力貯
蔵装置（１）を放電して電力変換器（２）で直交変換
し、変圧器（Ｔａ）で昇降圧して負荷（３）に交流電力
を供給する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電力貯蔵装置（１）は
品種によって充放電特性（充放電時間）が異なり、例え
ばコンデンサでは短く、蓄電池では長くなる。通常使用
時は充放電時間が長い蓄電池で対応出来るが、電鉄負荷
のように秒から分単位の短いサイクル変動に対してはコ
ンデンサが好適であり、実際の補償対象である負荷変動
中には短いサイクル変動や長いサイクルのベース変動、
又は両者が合成されたもの等、様々の負荷パターンがあ
るため、単独の電力貯蔵装置（１）では十分に対応出来
ないという不具合が生じる。
品種によって充放電特性（充放電時間）が異なり、例え
ばコンデンサでは短く、蓄電池では長くなる。通常使用
時は充放電時間が長い蓄電池で対応出来るが、電鉄負荷
のように秒から分単位の短いサイクル変動に対してはコ
ンデンサが好適であり、実際の補償対象である負荷変動
中には短いサイクル変動や長いサイクルのベース変動、
又は両者が合成されたもの等、様々の負荷パターンがあ
るため、単独の電力貯蔵装置（１）では十分に対応出来
ないという不具合が生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、互いに相異な
る充放電特性を持つ複数の電力貯蔵装置からなる電力貯
蔵装置群と、各一端が前記電力貯蔵装置群中の各電力貯
蔵装置に個別に接続されて各他端が注入用変圧器を介し
て交流電源に接続された交直又は直交変換する複数の電
力変換器からなる電力変換器群とを具備し、前記各電力
変換器により各電力貯蔵装置を個別に制御し、電源電圧
を交直変換して各電力貯蔵装置をそれぞれ直流充電する
と共に、各電力貯蔵装置の放電出力を直交変換して負荷
側に交流電力を供給することを特徴とする。
る充放電特性を持つ複数の電力貯蔵装置からなる電力貯
蔵装置群と、各一端が前記電力貯蔵装置群中の各電力貯
蔵装置に個別に接続されて各他端が注入用変圧器を介し
て交流電源に接続された交直又は直交変換する複数の電
力変換器からなる電力変換器群とを具備し、前記各電力
変換器により各電力貯蔵装置を個別に制御し、電源電圧
を交直変換して各電力貯蔵装置をそれぞれ直流充電する
と共に、各電力貯蔵装置の放電出力を直交変換して負荷
側に交流電力を供給することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明に係る電力供給装置の実施
の形態を図１（ａ）〜（ｃ）及び図３を参照して以下に
説明する。まず図１（ａ）において（４）は電力貯蔵装
置群、（５）は電力変換器群、（Ｔｂ）（Ｔｃ）はそれ
ぞれ注入用変圧器である。
の形態を図１（ａ）〜（ｃ）及び図３を参照して以下に
説明する。まず図１（ａ）において（４）は電力貯蔵装
置群、（５）は電力変換器群、（Ｔｂ）（Ｔｃ）はそれ
ぞれ注入用変圧器である。
【０００８】電力貯蔵装置群（４）は互いに相異なる充
放電特性を持つ第１、第２電力貯蔵装置（６）（７）か
らなり、第１電力貯蔵装置（６）は充放電時間が長い電
力貯蔵装置、例えば蓄電池で、第２電力貯蔵装置（７）
は充放電時間が短い電力貯蔵装置、例えばコンデンサ
（直流コンデンサ、電気二重層コンデンサ、電解コンデ
ンサ等）である。
放電特性を持つ第１、第２電力貯蔵装置（６）（７）か
らなり、第１電力貯蔵装置（６）は充放電時間が長い電
力貯蔵装置、例えば蓄電池で、第２電力貯蔵装置（７）
は充放電時間が短い電力貯蔵装置、例えばコンデンサ
（直流コンデンサ、電気二重層コンデンサ、電解コンデ
ンサ等）である。
【０００９】電力変換器群（５）は第１、第２各電力変
換器（８）（９）からなり、第１電力変換器（８）は一
端が第１電力貯蔵装置（６）に接続されて他端が注入用
変圧器（Ｔｂ）を介して交流電源（Ｖｓ）に接続された
交直又は直交変換する変換器である。第２電力変換器
（９）は一端が第２電力貯蔵装置（７）に接続されて他
端が注入用変圧器（Ｔｃ）を介して交流電源（Ｖｓ）に
接続された交直又は直交変換する変換器である。
換器（８）（９）からなり、第１電力変換器（８）は一
端が第１電力貯蔵装置（６）に接続されて他端が注入用
変圧器（Ｔｂ）を介して交流電源（Ｖｓ）に接続された
交直又は直交変換する変換器である。第２電力変換器
（９）は一端が第２電力貯蔵装置（７）に接続されて他
端が注入用変圧器（Ｔｃ）を介して交流電源（Ｖｓ）に
接続された交直又は直交変換する変換器である。
【００１０】第１、第２各電力変換器（８）（９）はそ
れぞれコンバータとして作動し、変圧された電源電圧
（Ｖｓ）を交直変換して各電力貯蔵装置（６）（７）を
直流充電すると共に、インバータとして作動して各電力
貯蔵装置（６）（７）の放電出力を直交変換し、変圧
後、負荷（３）側に交流電力を供給する。ここで、各変
圧器（Ｔｂ）（Ｔｃ）は一次側で直列又は並列接続され
て交流電源（Ｖｓ）に接続され、従って、各電力貯蔵装
置（６）（７）の放電出力は変圧器（Ｔｂ）（Ｔｃ）の
一次側で合成され、更に電源電圧（Ｖｓ）に加算されて
負荷（３）に供給される。
れぞれコンバータとして作動し、変圧された電源電圧
（Ｖｓ）を交直変換して各電力貯蔵装置（６）（７）を
直流充電すると共に、インバータとして作動して各電力
貯蔵装置（６）（７）の放電出力を直交変換し、変圧
後、負荷（３）側に交流電力を供給する。ここで、各変
圧器（Ｔｂ）（Ｔｃ）は一次側で直列又は並列接続され
て交流電源（Ｖｓ）に接続され、従って、各電力貯蔵装
置（６）（７）の放電出力は変圧器（Ｔｂ）（Ｔｃ）の
一次側で合成され、更に電源電圧（Ｖｓ）に加算されて
負荷（３）に供給される。
【００１１】上記構成に基づき本発明の動作を次に説明
する。まず電源電圧（Ｖｓ）を変圧器（Ｔｂ）（Ｔｃ）
で降圧し、第１，第２各電力変換器（８）（９）をコン
バータとして作動させて交直変換し、第１，第２各電力
貯蔵装置（６）（７）を個別に直流充電する。一方、第
１，第２各電力変換器（８）（９）をインバータとして
作動させて第１、第２各電力貯蔵装置（６）（７）の放
電出力を直交変換し、変圧器（Ｔｂ）（Ｔｃ）で昇圧し
て一次側で合成し、更に電源電圧（Ｖｓ）と加算して負
荷（３）側に供給する。
する。まず電源電圧（Ｖｓ）を変圧器（Ｔｂ）（Ｔｃ）
で降圧し、第１，第２各電力変換器（８）（９）をコン
バータとして作動させて交直変換し、第１，第２各電力
貯蔵装置（６）（７）を個別に直流充電する。一方、第
１，第２各電力変換器（８）（９）をインバータとして
作動させて第１、第２各電力貯蔵装置（６）（７）の放
電出力を直交変換し、変圧器（Ｔｂ）（Ｔｃ）で昇圧し
て一次側で合成し、更に電源電圧（Ｖｓ）と加算して負
荷（３）側に供給する。
【００１２】この時、第１，第２各電力変換器（８）
（９）により第１，第２各電力貯蔵装置（６）（７）を
個別に自動又は手動制御し、長時間変動に対しては充放
電時間の長い第１電力貯蔵装置（６）を充放電し、短時
間変動に対しては充放電時間の短い第２電力貯蔵装置
（７）を充放電する。
（９）により第１，第２各電力貯蔵装置（６）（７）を
個別に自動又は手動制御し、長時間変動に対しては充放
電時間の長い第１電力貯蔵装置（６）を充放電し、短時
間変動に対しては充放電時間の短い第２電力貯蔵装置
（７）を充放電する。
【００１３】例えば図３に示す負荷の消費電力曲線（Ｃ
ａ）において短時間変動の負荷変動に対しては消費電力
が少ない時間領域（ｔa ）（ｔc ）で第２電力貯蔵装置
（７）を充電しておき、短時間変動で消費電力ピークと
なる時間領域（ｔb ）（ｔd）で放電する。又、長時間
変動の負荷変動に対しては消費電力が少ない時間領域
（ｔａ）（ｔf ）で第１電力貯蔵装置（６）を充電して
おき、長時間変動で消費電力ピークとなる時間領域（ｔ
e ）で放電する。そして、（ｔａ）（ｔc）のような短
時間変動と（ｔｅ）のような長時間変動が重畳する場合
は上記第１並びに第２電力貯蔵装置（６）（７）を放電
させる。そうすると、第１、第２各電力貯蔵装置（６）
（７）の放電による供給電力分で電源側供給電力を補償
出来るため、電源側供給電力が低減され、ピーク消費電
力を低減して消費電力の時間的不平衡を均し、電力の最
大値と最小値の差が縮まって利用効率を向上出来る。
又、複数の電力貯蔵装置（６）（７）に分割することに
より個々の電力貯蔵装置（６）（７）の容量を低減出来
る。
ａ）において短時間変動の負荷変動に対しては消費電力
が少ない時間領域（ｔa ）（ｔc ）で第２電力貯蔵装置
（７）を充電しておき、短時間変動で消費電力ピークと
なる時間領域（ｔb ）（ｔd）で放電する。又、長時間
変動の負荷変動に対しては消費電力が少ない時間領域
（ｔａ）（ｔf ）で第１電力貯蔵装置（６）を充電して
おき、長時間変動で消費電力ピークとなる時間領域（ｔ
e ）で放電する。そして、（ｔａ）（ｔc）のような短
時間変動と（ｔｅ）のような長時間変動が重畳する場合
は上記第１並びに第２電力貯蔵装置（６）（７）を放電
させる。そうすると、第１、第２各電力貯蔵装置（６）
（７）の放電による供給電力分で電源側供給電力を補償
出来るため、電源側供給電力が低減され、ピーク消費電
力を低減して消費電力の時間的不平衡を均し、電力の最
大値と最小値の差が縮まって利用効率を向上出来る。
又、複数の電力貯蔵装置（６）（７）に分割することに
より個々の電力貯蔵装置（６）（７）の容量を低減出来
る。
【００１４】より具体的には、消費電力が少ない夜間又
は無負荷又は軽負荷時に充電を行い、消費電力が大きく
なる昼間又は重負荷時に放電を行う。例えば夜間又は軽
負荷時に第１、第２各電力貯蔵装置（６）（７）を充電
し、消費電力がピークとなる昼間の重負荷時（１３時〜
１５時）｛図３の領域（ｔｅ）｝に第１電力貯蔵装置
（６）を比較的長い時間帯に亘って放電する。これによ
り重負荷時の電力量を削減出来る。
は無負荷又は軽負荷時に充電を行い、消費電力が大きく
なる昼間又は重負荷時に放電を行う。例えば夜間又は軽
負荷時に第１、第２各電力貯蔵装置（６）（７）を充電
し、消費電力がピークとなる昼間の重負荷時（１３時〜
１５時）｛図３の領域（ｔｅ）｝に第１電力貯蔵装置
（６）を比較的長い時間帯に亘って放電する。これによ
り重負荷時の電力量を削減出来る。
【００１５】又、図３の領域（ｔｂ）と（ｔd ）に示す
短時間の消費電力ピーク又は短時間の繰り返し変動ピー
クに対しては、コンデンサからなる第２電力貯蔵装置
（７）を放電し、ピーク電力を削減する。即ち、軽負荷
時の充電とピーク電力の削減によって電力利用効率が大
幅に向上する。
短時間の消費電力ピーク又は短時間の繰り返し変動ピー
クに対しては、コンデンサからなる第２電力貯蔵装置
（７）を放電し、ピーク電力を削減する。即ち、軽負荷
時の充電とピーク電力の削減によって電力利用効率が大
幅に向上する。
【００１６】次に、図１（ｂ）は本発明の他の実施の形
態を示し、その構成は注入用変圧器として多重変圧器
（Ｔｄ）を用いて電力変換器群（５）の交流電力を合成
し、変圧する。又、図１（ｃ）は更に他の実施の形態を
示し、その構成は注入用変圧器として単独の変圧器（Ｔ
ｅ）を用いて二次側で電力変換器群（５）の交流電力を
合成し、変圧する。
態を示し、その構成は注入用変圧器として多重変圧器
（Ｔｄ）を用いて電力変換器群（５）の交流電力を合成
し、変圧する。又、図１（ｃ）は更に他の実施の形態を
示し、その構成は注入用変圧器として単独の変圧器（Ｔ
ｅ）を用いて二次側で電力変換器群（５）の交流電力を
合成し、変圧する。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、互いに充放電特性が相
異なる複数の電力貯蔵装置に個別に充放電制御し、電源
電圧を交直変換して各電力貯蔵装置をそれぞれ直流充電
すると共に、各電力貯蔵装置の放電出力を直交変換して
負荷側に交流電力を供給したから、短時間変動や長時間
変動等、様々の負荷パターンに幅広く対応出来る。又、
消費電力が少なくなる夜間又は無負荷又は軽負荷時に充
電し、消費電力が大きくなる昼間又は重負荷時に放電す
ることによりピーク電力が低減されて電力利用効率が大
幅に向上する。
異なる複数の電力貯蔵装置に個別に充放電制御し、電源
電圧を交直変換して各電力貯蔵装置をそれぞれ直流充電
すると共に、各電力貯蔵装置の放電出力を直交変換して
負荷側に交流電力を供給したから、短時間変動や長時間
変動等、様々の負荷パターンに幅広く対応出来る。又、
消費電力が少なくなる夜間又は無負荷又は軽負荷時に充
電し、消費電力が大きくなる昼間又は重負荷時に放電す
ることによりピーク電力が低減されて電力利用効率が大
幅に向上する。
【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明に係る電力供給装
置の実施の形態を示す各回路図。
置の実施の形態を示す各回路図。
【図２】従来の電力供給装置の一例を示す回路図。
【図３】本発明の動作例を示す時間に対する消費電力の
グラフ。
グラフ。
３ 負荷 ４ 電力貯蔵装置群 ５ 電力変換器群 ６、７ 電力貯蔵装置 ８、９ 電力変換器 Ｔｂ〜Ｔｅ 注入用変圧器 Ｖｓ 交流電源
Claims (1)
- 【請求項１】 互いに相異なる充放電特性を持つ複数の
電力貯蔵装置からなる電力貯蔵装置群と、各一端が前記
電力貯蔵装置群中の各電力貯蔵装置に個別に接続されて
各他端が注入用変圧器を介して交流電源に接続された交
直又は直交変換する複数の電力変換器からなる電力変換
器群とを具備し、前記各電力変換器により各電力貯蔵装
置を個別に制御し、電源電圧を交直変換して各電力貯蔵
装置をそれぞれ直流充電すると共に、各電力貯蔵装置の
放電出力を直交変換して負荷側に交流電力を供給するこ
とを特徴とする電力供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273750A JP2000102174A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 電力供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273750A JP2000102174A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 電力供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000102174A true JP2000102174A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17532062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10273750A Withdrawn JP2000102174A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 電力供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000102174A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006333563A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Meidensha Corp | 複数種類の分散型電源による負荷追従運転制御方法 |
| EP2071700A1 (en) * | 2006-10-04 | 2009-06-17 | The Tokyo Electric Power Company Incorporated | Ac-dc conversion device |
| WO2013121514A1 (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-22 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力平準化装置 |
| JPWO2013121514A1 (ja) * | 2012-02-14 | 2015-05-11 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力平準化装置 |
-
1998
- 1998-09-28 JP JP10273750A patent/JP2000102174A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006333563A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Meidensha Corp | 複数種類の分散型電源による負荷追従運転制御方法 |
| EP2071700A1 (en) * | 2006-10-04 | 2009-06-17 | The Tokyo Electric Power Company Incorporated | Ac-dc conversion device |
| EP2071700A4 (en) * | 2006-10-04 | 2013-04-10 | Tokyo Electric Power Co | AC / DC CONVERSION DEVICE |
| WO2013121514A1 (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-22 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力平準化装置 |
| TWI473384B (zh) * | 2012-02-14 | 2015-02-11 | Toshiba Mitsubishi Elec Inc | 電力平準化裝置 |
| JPWO2013121514A1 (ja) * | 2012-02-14 | 2015-05-11 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力平準化装置 |
| US9715229B2 (en) | 2012-02-14 | 2017-07-25 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Power equalization device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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