JP2002017056A - 電源システムおよび電源システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷を選択的に切り離すための特別な信号線
を不要にする。 【解決手段】 インバータと、該インバータに電力を供
給する蓄電池と、前記インバータから電力の供給を受け
る複数の負荷とを備えた電源システムにおいて、インバ
ータの出力周波数により開閉動作が制御される開閉器を
備えるようにし、該開閉器を介して負荷が接続されるよ
うにする。そして、蓄電池容量保持状態等、必要に応じ
てインバータの出力周波数を変化させ、これに負荷への
電力の供給状態を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータと蓄電
池と複数の負荷とから構成された無停電電源システム等
の電源システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】無停電電源システムは、整流器や双方向
電力変換が可能なインバータを用いて蓄電池を充電し、
蓄電池に接続されたインバータにより直流を交流に変換
して電力を負荷に供給するシステムである。この場合、
蓄電池はフロート状態で充電されており、系統が停電し
た場合には蓄電池から電力を放電し、インバータにより
直流から交流に変換して負荷に供給する。

【０００３】図３は、このような従来の無停電電源シス
テムの構成例を示すシステム構成図で、１は整流器、２
はインバータ、３は蓄電池、４１、４２、４３は負荷、
５１、５２は開閉器、６は系統である。本構成例では、
系統６が健全時には整流器１にて蓄電池３を充電し、イ
ンバータ２にて交流に変換して負荷４１、４２、４３に
電力を供給する。また、系統６の停電時には蓄電池３か
らの放電電力をインバータ２にて交流に変換し、負荷４
１、４２、４３に電力を供給する。また、開閉器５１、
５２は負荷４１、４２を切り離す目的で設置しており、
インバータから開閉器に信号を送るための信号線が接続
されている。

【０００４】図３において、開閉器５１、５２は、たと
えば負荷により電力供給の時間を変える目的で使用され
る。この場合は、蓄電池３の残存容量に応じて、インバ
ータ２からの信号により開閉器５１、５２を制御し、そ
れぞれの負荷４１、４２を切り離す。たとえば、蓄電池
３の残存容量が充分ある場合は、負荷４１、４２を接続
し、蓄電池３の残存容量が減少するにつれて、順次負荷
４１、４２を切り離す。この場合、負荷４３には最も長
時間の電力供給が必要となる負荷を接続すればよい。

【０００５】また図３では、開閉器５１、５２を負荷に
対する電力供給の優先度を持たせる目的で使用してい
る。この場合は、インバータ２の出力電流に応じて、イ
ンバータ２からの信号により開閉器５１、５２を制御
し、それぞれの負荷４１、４２を切り離す。たとえば、
インバータ２の出力電流が小さい場合は、負荷４１、４
２を接続し、インバータ２の出力電流が大きくなるにつ
れて、順次負荷４１、４２を切り離す。この場合、負荷
４３には最も重要な負荷を接続すればよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法の場
合、負荷を切り離すために設けられる、インバータから
開閉器に信号を送るための信号線が余分に必要であり、
特に、インバータと負荷との距離が離れている場合や負
荷の数が多い場合に、信号線の設置が負担になるという
問題があった。

【０００７】本発明の目的は、このような信号線を必要
とせずに、負荷を選択的に切り離すことができる電源シ
ステムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為の
本願発明の電源システムは、インバータと、該インバー
タに電力を供給する蓄電池と、前記インバータから電力
の供給を受ける複数の負荷とを備えた電源システムにお
いて、インバータの出力周波数により開閉動作が制御さ
れる開閉器を備え、該開閉器を介して負荷が接続される
ことを特徴とするものである。

【０００９】このような開閉器を設けることにより、イ
ンバータの出力周波数を変化させることで開閉器を制御
することができるようになり、開閉器の制御を行う為の
信号線を別途設ける必要がなくなる。

【００１０】また、上記目的を達成する為の本願発明の
電源システムの制御方法は、インバータと、該インバー
タに電力を供給する蓄電池と、前記インバータから電力
の供給を受ける複数の負荷とを備えた電源システムの制
御方法であって、前記インバータの出力周波数により開
閉動作が制御される開閉器を介して負荷が接続されるよ
うにし、前記インバータの出力周波数を変化させること
によって負荷への電力の供給状態を制御することを特徴
とするものである。

【００１１】インバータの出力周波数を変化させること
によって負荷への電力の供給状態を制御するようにする
ことで、開閉器の制御を行う為に別途信号線を設ける必
要がなくなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】インバータの出力周波数により開
閉動作が制御される開閉器は、例えば、周波数監視装置
と該周波数監視装置からの信号により開閉動作を行う開
閉器とから構成することができ、インバータと負荷とを
接続する電力線の途中にこのような周波数監視装置付の
開閉器を挿入し、インバータの出力周波数を必要に応じ
て変化させることで、周波数監視装置がこの変化を感知
して開閉器が動作するようになって、特別な信号線がな
くても開閉器が制御されるようになる。すなわち、本発
明によれば、特別な信号線を設けることなく、開閉器に
より負荷を選択的に切り離したり、接続したりすること
が可能となる。

【００１３】開閉動作のためのインバータの出力周波数
の変化のさせ方としては、例えば、蓄電池の残存容量を
検知して周波数を変化させる方法（すなわち蓄電池の残
存容量に応じて変化させる方法）、インバータの出力電
流を検知して周波数を変化させる方法（すなわち、出力
電流に応じて変化させる方法）がある。

【００１４】前者の場合には、上記蓄電池の残存容量を
検出する残存容量検出手段と検出された残存容量に応じ
て上記インバータの出力周波数を変化させるインバータ
制御手段とを備えるようにして構成することができ、蓄
電池の残存容量が減少した場合に、インバータの出力周
波数を僅かに低下あるいは上昇させる。これにより、負
荷に接続された周波数監視装置がこの周波数上昇または
低下を検知し、負荷の開閉器を開く。

【００１５】後者の場合には、上記インバータの出力電
流を検出する出力電流検出手段と検出された出力電流に
応じて上記インバータの出力周波数を変化させるインバ
ータ制御手段とを備えるようにして構成することがで
き、インバータの出力電流が増加した場合に、インバー
タの出力周波数を僅かに低下あるいは上昇させる。これ
により、負荷に接続された周波数監視装置がこの周波数
上昇または低下を検知し、負荷の開閉器を開く。

【００１６】なお、負荷の切り離しを数段に分けて行い
たい場合は、周波数をさらに上昇または低下させるよう
にし、周波数監視装置の検出レベルをそれぞれ変えてお
くようにする。また、蓄電池の残存容量とインバータの
出力電流の両方を検知するようにし、これら両方の値を
元に周波数を変化させるようにして制御しても良いし、
これら以外のパラメータを検知して周波数を変化させる
ようにしても良い。

【００１７】

【実施例】（実施例１）図１は、本発明に係る電源シス
テムの第1の実施例を示すシステム構成図である。本例
電源システムは、無停電電源システムであり、図中、７
１、７２は周波数低下監視装置（ＵＦ）である。１は整
流器、２はインバータ、３は蓄電池、４１、４２、４３
は負荷、５１、５２は開閉器、６は系統である。開閉器
５１、５２は負荷４１、４２を切り離す目的で設置して
おり、周波数低下監視装置７１、７２が接続されてい
る。そして、開閉器５１，５２は周波数監視装置７１，
７２からの信号により開閉動作を行う。

【００１８】本例では、蓄電池３の残存容量が所定の容
量より低下すれば、インバータ２の出力周波数が下がる
ように制御する。すなわち、図には示されていないが、
蓄電池容量が第1の所定容量より大きいかどうか、さら
に第1の所定容量より小さい第2の所定容量より大きいか
どうかを検出し、第1の所定容量以下で第2の所定容量よ
り大きい場合に第1の信号を出力し、第2の所定容量以下
の場合に第2の信号を出力する蓄電池容量検出手段を設
け、インバータ内には、第1または第2の信号を受けて、
第1の信号を受けた場合にはインバータ２の出力周波数
を５９．５Ｈｚとし、第２の信号を受けた場合にはイン
バータ２の出力周波数を５９．０Ｈｚとするインバータ
制御回路を設けている。さらに、周波数低下監視装置
（ＵＦ）７１の設定値を５９．５Ｈｚとし、周波数低下
監視装置（ＵＦ）７２の設定値を５９．０Ｈｚとしてい
る。

【００１９】このようにすることで、蓄電池容量が第1
の所定容量以下となった場合に、周波数低下監視装置
（ＵＦ）７１が５９．５Ｈｚを検出して開閉器５１が開
かれ、負荷４１が切り離される。さらに、蓄電池容量が
第２の所定容量以下となった場合に、周波数低下監視装
置（ＵＦ）７２が５９．０Ｈｚを検出して開閉器５２が
開かれ、負荷４２が切り離される。

【００２０】（実施例２）図２は本発明に係る電源シス
テムの第２の実施例を示すシステム構成図である。本例
電源システムは、無停電電源システムであり、図中、８
１、８２は周波数上昇監視装置（ＯＦ）である。本シス
テムの場合、上記第1の実施例のものと比べて、蓄電池
３の残存容量によりインバータ２の出力周波数を上げる
ように制御する点が異なり、他の構成は基本的に同じで
ある。

【００２１】上記同様、蓄電池容量が第1の所定容量よ
り大きいかどうか、さらに第1の所定容量より小さい第2
の所定容量より大きいかどうかを検出し、第1の所定容
量以下で第2の所定容量より大きい場合に第1の信号を出
力し、第2の所定容量以下の場合に第2の信号を出力する
蓄電池容量検出手段を設け、インバータ内には、第1ま
たは第2の信号を受けて、第1の信号を受けた場合にはイ
ンバータ２の出力周波数を６０．５Ｈｚとし、第２の信
号を受けた場合にはインバータ２の出力周波数を６１．
０Ｈｚとするインバータ制御回路を設けている。さら
に、周波数上昇監視装置（ＯＦ）８１の設定値を６０．
５Ｈｚとし、周波数上昇監視装置（ＯＦ）８２の設定値
を６１．０Ｈｚとしている。

【００２２】このようにすることで、蓄電池容量が第1
の所定容量以下となった場合に、周波数上昇監視装置
（ＯＦ）８１が６０．５Ｈｚを検出して開閉器５１が開
かれ、負荷４１が切り離される。さらに、蓄電池容量が
第２の所定容量以下となった場合に、周波数上昇監視装
置（ＯＦ）８２が６１．０Ｈｚを検出して開閉器５２が
開かれ、負荷４２が切り離される。

【００２３】なお、上記いずれの場合も、蓄電池容量が
第1の所定容量より大きい十分な容量を有している場合
には、インバータの出力周波数は６０．０Ｈｚとなるよ
うにされている。また、上記実施例では、蓄電池の残存
容量により負荷の切り離しを制御する場合について説明
したが、インバータの出力電流によって制御する場合も
同様にできる。また、いずれの実施例においても、周波
数低下監視装置（ＵＦ）７１、７２および周波数上昇監
視装置（ＯＦ）８１、８２の検出精度は非常に高く、一
般的に０．１Ｈｚオーダーの精度で検出することは比較
的容易であるため、誤作動の心配はない。さらに、負荷
にとっても±１Ｈｚ程度の周波数変化は、ほとんどの場
合障害にはならない。さらに、インバータ２の出力周波
数は蓄電池３の残存容量や出力電流に応じて連続的に変
化させても段階的に変化させても良い。

【００２４】

【発明の効果】本願発明によれば、インバータから負荷
を切り離すための開閉器を制御するための特別な信号線
を設けることなく、負荷を選択的に切り離すことができ
る電源システムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第1の実施例を示すシステム構成図である。

【図２】 第２の実施例を示すシステム構成図である。

【図３】 従来の無停電電源システム構成例を示すシス
テム構成図である。

【符号の説明】

１：整流器 ２：インバータ ３：蓄電池 ４１、４２、４３：負荷 ５１、５２：開閉器
６：系統 ７１、７２：周波数低下監視装置（ＵＦ） ８１、８２：周波数上昇監視装置（ＯＦ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバータと、該インバータに電力を供
   給する蓄電池と、前記インバータから電力の供給を受け
   る複数の負荷とを備えた電源システムにおいて、インバ
   ータの出力周波数により開閉動作が制御される開閉器を
   備え、該開閉器を介して負荷が接続されることを特徴と
   する電源システム。
2. 【請求項２】 上記蓄電池の残存容量を検出する残存容
   量検出手段と検出された残存容量に応じて上記インバー
   タの出力周波数を変化させるインバータ制御手段とを備
   えていることを特徴とする請求項１記載の電源システ
   ム。
3. 【請求項３】 上記インバータの出力電流に応じて該イ
   ンバータの出力周波数を変化させるインバータ制御手段
   を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の
   電源システム。
4. 【請求項４】 インバータと、該インバータに電力を供
   給する蓄電池と、前記インバータから電力の供給を受け
   る複数の負荷とを備えた電源システムの制御方法であっ
   て、前記インバータの出力周波数により開閉動作が制御
   される開閉器を介して負荷が接続されるようにし、前記
   インバータの出力周波数を変化させることによって負荷
   への電力の供給状態を制御することを特徴とする電源シ
   ステムの制御方法。