JP2000341880A - 瞬時電圧低下補償装置及びその制御方法 - Google Patents

瞬時電圧低下補償装置及びその制御方法

Info

Publication number
JP2000341880A
JP2000341880A JP11143625A JP14362599A JP2000341880A JP 2000341880 A JP2000341880 A JP 2000341880A JP 11143625 A JP11143625 A JP 11143625A JP 14362599 A JP14362599 A JP 14362599A JP 2000341880 A JP2000341880 A JP 2000341880A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
inverter
limit value
upper limit
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11143625A
Other languages
English (en)
Inventor
Norikazu Kawakami
了司 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP11143625A priority Critical patent/JP2000341880A/ja
Publication of JP2000341880A publication Critical patent/JP2000341880A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems

Landscapes

  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータの待機損失や騒音を低減し、スイ
ッチングノイズの低下を図ることにある。 【解決手段】 電力系統に接続された負荷1に電力供給
する系統電源2に瞬低が発生したとき、インバータ4の
直流側の電解コンデンサ3に充電された直流電圧VDC
より瞬低前の負荷電圧を補償するものであって、直流電
圧検出部10により検出された直流電圧VDCと、予め設
定された上限値V1 及び下限値V2 とを比較し、直流電
圧VDCが上限値V1 を上回ったにインバータ4の停止信
号を出力し、直流電圧VDCが下限値V2 を下回った場合
にインバータ4の運転信号を出力するヒステリシスコン
パレータ14を含む制御回路9' を具備し、定常時、イ
ンバータ4を間欠的にコンバータ運転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は瞬時電圧低下補償装
置及びその制御方法に関し、例えば無停電電源システム
(UPS)等に適用され、系統電源に瞬時電圧低下が発
生した時、インバータの直流エネルギー蓄積部に充電さ
れた直流電圧により負荷電圧を補償する瞬時電圧低下補
償装置で、直流エネルギー蓄積部の直流電圧をほぼ一定
値に保持するための制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、CPUを用いた各種制御装置の普
及により、落雷などによる瞬時電圧低下(以下、単に瞬
低と称す)による障害が問題となっている。このため、
銀行のオンライン、交通管制、コンピュータ制御や産業
用製造設備、計測・制御用電源などの重要な負荷設備で
は、系統電源に発生した瞬低を速やかに検出して負荷設
備に供給すべき電源電圧(以下、負荷電圧と称す)を補
償する無停電電源システム(UPS)等が導入されてい
る。
【0003】瞬低の発生時に負荷電圧を補償する装置と
して、例えば図3に示すような構成のものがある。この
瞬低補償装置は、同図に示すように電力系統に接続され
た負荷1に電力供給する系統電源2に瞬低が発生した
時、例えば電解コンデンサ3に充電された直流電圧を負
荷1に供給することにより瞬低前の負荷電圧を補償する
インバータ4を具備する。
【0004】系統電源2と負荷1との間には、瞬低発生
時、系統電源2を電力系統から切り離すための主サイリ
スタ5が設けられ、また、インバータ4の異常発生時に
インバータ4を電力系統から切り離すための保護用サイ
リスタ6が設けられている。この保護用サイリスタ6と
インバータ4との間には、フィルタ用リアクトル7及び
コンデンサ8が設けられている。
【0005】この瞬低補償装置では、定常時、主サイリ
スタ5をONにした状態で系統電源2から負荷1に電力
を供給しているが、この負荷1への電力供給と同時に、
保護用サイリスタ6をONにした状態でインバータ4を
コンバータ運転することにより電解コンデンサ3を充電
する。
【0006】この電解コンデンサ3に充電された直流電
圧VDCとして、系統電源2の瞬低時に負荷電圧を補償す
る目的から必要最小限の電圧レベルが確保されていなけ
ればならず、そのため、常に直流電圧VDCを一定に保持
しておく必要がある。そこで、瞬低補償装置は、電解コ
ンデンサ3に充電された直流電圧VDCを一定に保持する
ための制御回路9を具備する。
【0007】この制御回路9は、直流電圧検出部10に
より電解コンデンサ3の直流電圧V DCを検出し、その直
流電圧VDCと設定器11により予め設定された一定値V
0 (以下、基準値と称す)とを比較し、基準値V0 と直
流電圧VDCとの誤差に見合った制御信号をPI制御部1
2で生成し、その制御信号に基づいて駆動信号をPWM
制御部13で生成し、その駆動信号によりインバータ4
をコンバータ運転でPWM制御する。このインバータ4
のPWM制御により、常時、直流電圧VDCを一定の基準
値V0 に保持するようにしている。なお、前述した直流
電圧検出部10では、直流電圧VDCが適当な信号レベル
dcに変換される。
【0008】一方、何等かの原因により系統電源2に瞬
低が発生すると、主サイリスタ5をOFFして負荷1へ
の電力供給を停止する。この主サイリスタ5のOFFと
同時に前述した電解コンデンサ3に充電された直流電圧
DCをインバータ4により交流変換し、そのインバータ
4の交流出力を負荷1に供給することにより、電解コン
デンサ3に充電された直流電圧VDCで瞬低前の負荷電圧
を補償するようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の瞬低補償装置では、系統電源2の瞬低時に負荷電圧
を補償する目的から必要最小限の電圧レベルを確保する
ため、定常時、電解コンデンサ3の直流電圧VDCが常に
一定の基準値V0 となるように制御しながらインバータ
4を連続運転している。このようにインバータ4を常に
連続運転させていると、インバータ4では、スイッチン
グ損失を主とした待機損失や騒音が増加し、スイッチン
グノイズが系統電源2や負荷1に常に影響を及ぼすこと
になる。また、保護用サイリスタ6も常にONした状態
となっているため、その保護用サイリスタ6での損失も
あり、瞬低補償装置の稼動効率が大幅に低下するという
問題があった。
【0010】そこで、本発明は、前述した問題点に鑑み
て提案されたもので、その目的とするところは、インバ
ータの待機損失や騒音を低減し、スイッチングノイズの
低下を図ることにより、インバータ等を効率よく運転す
ることを容易にすることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための技術的手段として、本発明装置は、電力系統に接
続された負荷に電力供給する系統電源に瞬低が発生した
とき、インバータの直流エネルギー蓄積部に充電された
直流電圧により瞬低前の負荷電圧を補償する瞬低補償装
置であって、直流電圧検出部により検出された直流電圧
と、予め設定された直流電圧の上限値及び下限値とを比
較し、前記直流電圧が上限値を上回るとインバータの停
止信号を出力し、直流電圧が下限値が下回るとインバー
タの運転信号を出力するヒステリシスコンパレータを含
む制御回路を具備したことを特徴とする。
【0012】また、本発明方法は、電力系統に接続され
た負荷に電力供給する系統電源に瞬低が発生したとき、
インバータの直流エネルギー蓄積部に充電された直流電
圧により瞬低前の負荷電圧を補償する瞬低補償装置にお
いて、前記直流エネルギー蓄積部の直流電圧を一定の設
定範囲内に保持するための制御方法であって、前記直流
電圧の上限値及び下限値を設定し、直流電圧が上限値を
上回るとインバータを停止させ、直流電圧が下限値を下
回るとインバータを運転させることにより、インバータ
を間欠的にコンバータ運転することを特徴とする。
【0013】このようにインバータを間欠的にコンバー
タ運転することにより、定常時、直流エネルギー蓄積部
に直流電圧を充電するに際して、インバータの運転時間
を減らすことになってインバータの待機損失はデューテ
ィー比に比例して小さくなり、インバータにおける騒音
やスイッチングノイズも小さくなる。
【0014】なお、直流電圧の上限値を規定する上で、
前記上限値よりも高い基準値を設定すれば、直流電圧が
下限値と上限値との間で基準値へ向けて増加する傾向に
ある場合、その直流電圧が上限値を確実に超えることで
インバータを確実にOFFすることができ、前述したイ
ンバータの間欠運転を確実に実行することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明に係る瞬低補償装置及びそ
の制御方法の実施形態を以下に詳述する。なお、図3と
同一又は相当部分には同一参照符号を付す。
【0016】図1に示す実施形態の瞬低補償装置は、電
力系統に接続された負荷1に電力供給する系統電源2に
瞬低が発生したとき、インバータ4の直流エネルギー蓄
積部、例えば電解コンデンサ3に充電された直流電圧V
DCにより瞬低前の負荷電圧を補償するものである。系統
電源2と負荷1との間には、瞬低発生時に系統電源2を
電力系統から切り離すための主サイリスタ5が設けら
れ、また、インバータ4の異常発生時にインバータ4を
電力系統から切り離すための保護用サイリスタ6が設け
られている。この保護用サイリスタ6とインバータ4と
の間には、フィルタ用リアクトル7及びコンデンサ8が
設けられている。
【0017】この瞬低補償装置では、定常時、主サイリ
スタ5をONにした状態で系統電源2から負荷1に電力
を供給しているが、この負荷1への電力供給と同時に、
保護用サイリスタ6をONにした状態でインバータ4を
コンバータ運転することにより、電解コンデンサ3を充
電する。
【0018】この電解コンデンサ3に充電された直流電
圧VDCとして、系統電源2の瞬低時に負荷電圧を補償す
る目的から必要最小限の電圧レベルが確保されていなけ
ればならず、そのため、常に直流電圧VDCを一定に保持
しておく必要がある。そこで、瞬低補償装置は、電解コ
ンデンサ3に充電された直流電圧VDCをほぼ一定に保持
するための制御回路9' を具備する。
【0019】この制御回路9' は、直流電圧検出部10
により電解コンデンサ3の直流電圧VDCを検出し、その
直流電圧VDCと設定器11' により予め設定された一定
の基準値V0'とを比較し、基準値V0'と直流電圧VDC
の誤差に見合った制御信号をPI制御部12で生成し、
その制御信号に基づいて駆動信号をPWM制御部13で
生成し、その駆動信号によりインバータ4をコンバータ
運転でPWM制御する。このインバータ4のPWM制御
により、常時、直流電圧VDCを基準値V0'に基づいて後
述の上限値V1 及び下限値V2 からなる一定の設定範囲
内に保持する。なお、前述した直流電圧検出部10で
は、直流電圧VDCが適当な信号レベルVdcに変換され
る。
【0020】電解コンデンサ3では、漏れ電流などによ
りその時定数で徐々に直流電圧VDCが低下する。そこ
で、本発明では、直流電圧検出部10から出力される直
流電圧VDCと、予め設定された上限値V1 (例えば1.
05PU)及び下限値V2 (例えば1.00PU)とをヒス
テリシスコンパレータ14により比較し、直流電圧VDC
が上限値V1 を上回った場合に、ロウレベル(OFF)
となるインバータ4の停止信号をPWM制御部13に出
力し、直流電圧VDCが下限値V2 を下回った場合に、ハ
イレベル(ON)となるインバータ4の運転信号をPW
M制御部13に出力する。なお、ヒステリシスコンパレ
ータ14は、インバータ4と同様に保護サイリスタ6に
も、停止/運転信号を出力する。
【0021】図2に示すように電解コンデンサ3の直流
電圧VDCが上限値V1 を上回った場合にインバータ4を
停止させ、直流電圧VDCが上限値V1 を超えて一定の基
準値V0'に達した後、前述したように漏れ電流などによ
り直流電圧VDCが徐々に低下して、下限値V2 を下回っ
た場合にインバータ4を運転する。インバータ4の運転
/停止の比率を、例えば2秒/50秒程度とするような
ON−OFF制御により、インバータ4を間欠的にコン
バータ運転することにより、定常時、電解コンデンサ3
に直流電圧VDCを充電するに際して、インバータ4の運
転時間を減らすことになってインバータ4の待機損失は
デューティー比に比例して小さくなり、インバータ4に
おける騒音やスイッチングノイズも小さくなる。
【0022】なお、直流電圧VDCの上限値を規定する上
で、その上限値V1 (例えば1.05PU)よりも高い基
準値V0'(例えば1.07PU)とすることが望ましい。
直流電圧VDCの基準値V0'を上限値V1 よりも高い値と
すれば、直流電圧VDCが下限値V2 と上限値V1 との間
で基準値V0'へ向けて増加する傾向にある場合、その直
流電圧VDCが上限値V1 を確実に超えることでインバー
タ4を確実にOFFすることができ、前述したインバー
タ4の間欠運転を確実に実行することができる。また、
下限値V2 については、系統電源2の瞬低時に負荷電圧
を補償するための必要最小限の電圧レベル(例えば、従
来の場合の基準値V0 )に設定しておけば、直流電圧V
DCが上限値V1 又は基準値V0'に近いレベルでなく、下
限値V2に近いレベルにある時に瞬低が発生した場合で
あっても、負荷電圧の補償が確実に実行することができ
て信頼性も大幅に向上する。
【0023】一方、何等かの原因により系統電源2に瞬
低が発生した場合には、従来と同様、主サイリスタ5を
OFFして負荷1への電力供給を停止する。この主サイ
リスタ5のOFFと同時に前述した電解コンデンサ3に
充電された直流電圧VDCをインバータ4により交流変換
し、そのインバータ4の交流出力を負荷1に供給するこ
とにより、電解コンデンサ3に充電された直流電圧VDC
で瞬低前の負荷電圧を補償する。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、直流電圧に対して上限
値及び下限値を設定し、直流電圧が上限値を上回るとイ
ンバータを停止させ、直流電圧が下限値を下回るとイン
バータを運転させることにより、インバータを間欠的に
コンバータ運転することにより、直流エネルギー蓄積部
の直流電圧を一定の設定範囲内に保持するに際して、イ
ンバータの運転時間を例えば数秒/分程度に減らすこと
になってインバータの待機損失を低下させることがで
き、インバータにおける騒音やスイッチングノイズも小
さくなる。このようにインバータの待機損失を低下させ
ることは、瞬低の発生頻度が高いものではなく、常時、
インバータを連続運転することと比較すれば、その効果
は大きい。また、直流電圧の上限値を規定する上で、前
記上限値よりも高い基準値を設定すれば、前述したイン
バータの間欠運転を確実に実行することができるので、
その実用的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る瞬低補償装置の実施形態を示す回
路ブロック図
【図2】図1の直流エネルギー蓄積部の直流電圧とヒス
テリシスコンパレータの出力で電圧との関係を示す波形
【図3】瞬低補償装置の従来例を示す回路ブロック図
【符号の説明】
1 負荷 2 系統電源 3 直流エネルギー蓄積部(電解コンデンサ) 4 インバータ 9' 制御回路 10 直流電圧検出部 14 ヒステリシスコンパレータ VDC 直流電圧 V1 上限値 V2 下限値 V0'基準値

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統に接続された負荷に電力供給す
    る系統電源に瞬時電圧低下が発生したとき、インバータ
    の直流エネルギー蓄積部に充電された直流電圧により瞬
    時電圧低下前の負荷電圧を補償する瞬時電圧低下補償装
    置において、前記直流エネルギー蓄積部の直流電圧を一
    定の設定範囲内に保持するための制御方法であって、前
    記直流電圧の上限値及び下限値を設定し、直流電圧が上
    限値を上回るとインバータを停止させ、直流電圧が下限
    値を下回るとインバータを運転させることにより、イン
    バータを間欠的にコンバータ運転することを特徴とする
    瞬時電圧低下補償装置の制御方法。
  2. 【請求項2】 前記直流電圧の上限値を規定する上で、
    前記上限値よりも高い基準値を設定することを特徴とす
    る請求項1記載の瞬時電圧低下補償装置の制御方法。
  3. 【請求項3】 電力系統に接続された負荷に電力供給す
    る系統電源に瞬時電圧低下が発生したとき、インバータ
    の直流エネルギー蓄積部に充電された直流電圧により瞬
    時電圧低下前の負荷電圧を補償する瞬時電圧低下補償装
    置であって、直流電圧検出部により検出された直流電圧
    と、予め設定された直流電圧の上限値及び下限値とを比
    較し、前記直流電圧が上限値を上回るとインバータの停
    止信号を出力し、直流電圧が下限値を下回るとインバー
    タの運転信号を出力するヒステリシスコンパレータを含
    む制御回路を具備したことを特徴とする瞬時電圧低下補
    償装置。
JP11143625A 1999-05-24 1999-05-24 瞬時電圧低下補償装置及びその制御方法 Pending JP2000341880A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11143625A JP2000341880A (ja) 1999-05-24 1999-05-24 瞬時電圧低下補償装置及びその制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11143625A JP2000341880A (ja) 1999-05-24 1999-05-24 瞬時電圧低下補償装置及びその制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000341880A true JP2000341880A (ja) 2000-12-08

Family

ID=15343113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11143625A Pending JP2000341880A (ja) 1999-05-24 1999-05-24 瞬時電圧低下補償装置及びその制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000341880A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006340515A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 無停電電源装置
JP2009278813A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Kitashiba Electric Co Ltd 瞬時電圧低下補償装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006340515A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 無停電電源装置
JP4530919B2 (ja) * 2005-06-02 2010-08-25 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
JP2009278813A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Kitashiba Electric Co Ltd 瞬時電圧低下補償装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5171567B2 (ja) 無停電電源装置
US10110058B2 (en) Power conversion device and method for preventing abnormal shutdown thereof
CA2592884C (en) Converter
KR100439483B1 (ko) 전원변동 대응시스템
JPH11122818A (ja) 系統連系装置
KR20060052197A (ko) 전압 저하 검출 장치
JP2000341880A (ja) 瞬時電圧低下補償装置及びその制御方法
US11258297B2 (en) Inverter control strategy for a transient heavy load
US20220399746A1 (en) Power converter
KR101663445B1 (ko) 에너지저장시스템을 이용한 무정전전원공급장치 및 상기 장치의 동작방법
JP4569552B2 (ja) 瞬時電圧低下補償装置
JP3433412B2 (ja) インバータの回生エネルギー処理方法及び回生エネルギー処理装置
JP4962032B2 (ja) 直流電源システムの制御方法
JP3234908B2 (ja) インバータ装置
JP3319039B2 (ja) 高調波抑制装置
JPH06189475A (ja) 無停電電源装置
EP3340452B1 (en) Power conversion device
JP2002101576A (ja) 瞬時電圧低下補償装置
JP3265410B2 (ja) 電力変換装置
JP2000152520A (ja) 瞬時電圧低下補償装置
JP4932604B2 (ja) 電圧補償装置
JPH08280176A (ja) 電源装置
JP2005168162A (ja) コンバータ
JP2000350383A (ja) 瞬時電圧低下補償装置及びその制御方法
WO2023129794A8 (en) Energy storage system control

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040701

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040802

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041129