JP2002135975A - 電源システム - Google Patents

電源システム

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JP2002135975A JP2000329989A JP2000329989A JP2002135975A JP 2002135975 A JP2002135975 A JP 2002135975A JP 2000329989 A JP2000329989 A JP 2000329989A JP 2000329989 A JP2000329989 A JP 2000329989A JP 2002135975 A JP2002135975 A JP 2002135975A
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佐藤　　修
Hiroaki Inoue
裕章 井上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】直流電源ユニットが並列接続された直流電源装
置を具備し、要求負荷容量に適合した負荷電流を供給で
きる電源システムを提供すること。 【解決手段】電源システムを、目標値に従ってユニット
電流を調節する調節機能を備え、且つユニット定格電流
値がＩＵである複数台の直流電源ユニット１１〜１４を
並列接続してなる直流電源装置１０と、要求負荷容量Ｉ
Ｓを設定する設定手段２１、運転状態にある直流電源ユ
ニットを検出する運転状態検出手段２２、前記目標値を
演算する目標値演算手段２３とからなる制御装置２０と
で構成した。そして前記目標値演算手段に、要求負荷容
量ＩＳを運転状態にある直流電源ユニットの台数ｍで除
した値ＩＳ／ｍを算出する演算機能と、演算結果の値Ｉ
Ｓ／ｍを前記目標値として出力する機能とを備えさせ
た。また、前記演算結果の値Ｉ Ｓ／ｍがユニット定格電
流値ＩＵを超える場合にはＩＵを前記目標値として出力
させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、目標値に従ってユ
ニット電流を調節する調節機能を備え且つユニット定格
電流値がＩＵである複数台の直流電源ユニットを並列接
続した直流電源装置と、前記目標値を前記直流電源ユニ
ットに与える制御装置とから構成された電源システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】ユニット定格電流値がＩＵである複数台
の直流電源ユニットを並列接続してなる直流電源装置
と、運転台数制御装置とから構成された電源システム
で、要求負荷容量ＩＳの負荷に給電することは従来から
行われている。この従来の電源システムによれば、運転
台数制御装置により選択された運転台数ｍとユニット定
格電流値ＩＵとの積で与えられる電流ｍ×ＩＵが負荷電
流として負荷に供給されることになる。
【０００３】上記従来の電源システムにおいて、例えば
４台の直流電源ユニットを並列接続して要求負荷容量Ｉ
Ｓの負荷に負荷電流４ＩＵを供給しているものとする。
もし１台の直流電源ユニットが停止すると、残り３台の
直流電源ユニットで給電することになるが、この場合に
負荷に供給できる電流は３ＩＵとなる。つまり、３／４
に大幅に低下することになる。２台の直流電源ユニット
では２ＩＵと正常状態の半分に低下してしまい、これで
は要求負荷容量ＩＳの負荷を働かせることは殆ど不可能
である。このように、台数制御型の従来の電源システム
は、直流電源ユニットの有するユニット定格電流値の値
でステップ刻みでしか負荷に流す電流を調整できないの
で、要求負荷容量に適合した給電ができないという問題
があった。
【０００４】直流電源装置を構成する直流電源ユニット
の台数を増やせば、運転中の直流電源ユニットが停止し
た場合に、供給できる電流が大幅に減少するのを防止で
きる。また、要求負荷容量ＩＳの変更にも対応し易い。
しかしながら、直流電源ユニットの台数を増やすと、そ
の分だけ電源システムの価格が上昇することになるとい
う問題がある。要するに、従来の電源システムでは、様
々な要求負荷容量ＩＳに適合できないという問題があっ
た。又、交流入力配線用遮断器として、負荷容量に関係
なく電源システム容量に見合う容量を用意しなければな
らなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、目標値に従ってユニット電流を調節する調
節機能を備えた直流電源ユニットであってユニット定格
電流値が等しい複数台の直流電源ユニットが並列接続さ
れた直流電源装置と、前記目標値を前記直流電源ユニッ
トに与える制御装置とから構成された電源システムにお
いて、要求負荷容量に適合した負荷電流を供給できる電
源システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１の発明は、目標値に従ってユニット電流を調節する
調節機能を備え且つユニット定格電流値がＩＵである複
数台の直流電源ユニットを並列接続してなる直流電源装
置と、前記目標値を前記直流電源ユニットに与える制御
装置とから構成された電源システムに、次の２つの特徴
を同時に備えさせたものである。
【０００７】即ち、第１の特徴は、前記制御装置を運転
状態にある直流電源ユニットを検出する運転状態検出手
段と、要求負荷容量ＩＳを設定する設定手段と、前記目
標値を演算する目標値演算手段とで構成したことであ
る。また第２の特徴は、前記目標値演算手段に要求負荷
容量ＩＳを運転状態にある直流電源ユニットの台数ｍで
除した値ＩＳ／ｍを算出する演算機能と、演算結果の値
ＩＳ／ｍを前記目標値として出力する機能とを備えさせ
たことである。そして、請求項１の発明において、前記
演算結果の値ＩＳ／ｍがユニット定格電流値ＩＵを超え
る場合にはＩＳ／ｍを前記目標値として出力させるよう
にしたものである。
【０００８】また、上記課題を解決する請求項２の発明
は、交流入力配線用遮断器を介して入力された交流入力
を直流出力に変換する交流−直流変換機能と目標値に従
ってユニット電流を調節する調節機能を備え且つユニッ
ト定格電流値がＩＵである複数台の直流電源ユニットを
並列接続してなる直流電源装置と、前記目標値を前記直
流電源ユニットに与える制御装置とから構成された電源
システムに、上記第1の特徴と第２の特徴に加えて、前
記交流入力配線用遮断器として前記要求負荷容量に適合
した容量を有するものを採用したという特徴を同時に備
えさせたものである。そして、請求項２の発明におい
て、前記演算結果の値ＩＳ／ｍがユニット定格電流値Ｉ
Ｕを超える場合にはＩＳ／ｍを前記目標値として出力さ
せるようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態の電源システ
ムは、図１にブロック構成図で示す如く、直流電源装置
１０と制御装置２０とから構成されている。直流電源装
置１０の入力側には交流入力配線用遮断器３１が、且つ
出力側には直流出力遮断器３２が夫々設けられている。
この直流出力遮断器３２を介して、本発明に係る電源シ
ステムは負荷５０に必要な電力を供給している。なお、
直流出力遮断器３２の出力側には、予備電源の蓄電池４
０が接続されている。
【００１０】直流電源装置１０は、複数台の直流電源ユ
ニット１１、１２、１３、１４を並列接続して構成した
ものである。これらの直流電源ユニット１１、１２、１
３、１４はそのユニット定格電流値ＩＵが等しいもので
あって、且つ、目標値に従ってユニット電流を調節する
調節機能を備えたものである。
【００１１】制御装置２０は、要求負荷容量設定手段２
１と運転状況検出手段２２と目標値演算手段２３とから
構成されている。要求負荷容量設定手段２１は、本発明
に係る電源システムに要求される要求負荷容量ＩＳを目
標値演算手段２３に設定する手段である。運転状況検出
手段２２は、複数台の直流電源ユニット１１、１２、１
３、１４の運転状況を検出して運転台数ｍを特定し、こ
れを目標値演算手段２３に入力する手段である。目標値
演算手段２３は、以下に述べる所定の演算を行って、演
算結果を目標値として複数台の直流電源ユニット１１、
１２、１３、１４に与える手段である。制御装置２０
は、例えば各種の演算と制御を行うＣＰＵ、制御プログ
ラムを記憶したＲＯＭ、各種データが記憶されるＲＡＭ
で構成されているものである。
【００１２】図１の如く構成された本発明の一実施形態
の電源システムは、図２のフローチャートに従って動作
する。即ち、目標値演算手段２３には、要求負荷容量設
定手段２１から負荷５０の要求負荷容量ＩＳが設定され
る（１０１）。要求負荷容量ＩＳの設定は、電源システ
ムのオペレータが要求負荷容量設定手段２１を操作して
行う。一方、運転状態検出手段２２は、複数台の直流電
源ユニット１１、１２、１３、１４を常時監視してお
り、運転状態にある直流電源ユニットを特定すると共
に、その台数ｍを特定し、これを目標値演算手段２３に
入力する（１０２）。
【００１３】目標値演算手段２３は、要求負荷容量を直
流電源ユニットの運転台数で除算する演算ＩＳ／ｍを行
い（１０３）、演算結果の値ＩＳ／ｍがユニット定格電
流値ＩＵ以下か否かを判断し、ＹＥＳなら演算結果の値
ＩＳ／ｍを、ＮＯならばユニット定格電流値ＩＵを目標
値とし、運転状態にある直流電源ユニットにこれを与え
る。
【００１４】例えば、ユニット定格電流値ＩＵが１００
Ａ、負荷５０の要求負荷容量ＩＳが２７０Ａであって、
４台の直流電源ユニット１１、１２、１３、１４が全て
運転状態にある場合、目標値は２７０Ａ／４＝６７．５
Ａとなる。この目標値に従って各直流電源ユニットはユ
ニット電流６７．５Ａを供給するから、４台で２７０
Ａ、即ち要求負荷容量と等しい負荷電流を供給する。も
し、これら4台の直流電源ユニットの内の１台が停止し
た場合には、目標値は２７０Ａ／３＝９０Ａとなる。す
ると、この目標値に従って各直流電源ユニットはユニッ
ト電流９０Ａを供給するから、３台で２７０Ａ、即ち要
求負荷容量と等しい負荷電流を供給する。このように、
要求負荷容量ＩＳが２７０Ａの負荷５０に対して、4台
の直流電源ユニットで給電する場合も、３台の直流電源
ユニットで給電する場合も、供給する負荷電流は要求負
荷容量に適合している。つまり、本発明によれば、電源
システムとして最適化された給電状態が継続維持できる
のである。
【００１５】もし２台の直流電源ユニットが停止した
ら、ＩＳ／ｍの値は１３５Ａでユニット定格電流値１０
０Ａを超える。この場合は制御装置２０は、運転状態に
ある２台の直流電源ユニットに、ユニット定格電流値に
等しい１００Ａを目標値として与えることになる。する
と、この目標値に従って各直流電源ユニットはユニット
電流１００Ａを供給するから、２台で２００Ａを負荷５
０に供給することになる。これは要求負荷容量２７０Ａ
の７４％強に過ぎないが、復旧までの短時間の給電とし
ては、これで十分である。
【００１６】ところで、台数制御型の従来の電源システ
ムにおいては、運転している直流電源ユニットの台数ｍ
とユニット定格電流値ＩＵとの積の容量分の交流入力容
量を準備する必要があり、従ってこの交流入力容量に対
応した容量の交流入力遮断器が必要であった。例えば、
ｍが４でＩＵが１００Ａの場合、４００Ａに対応した交
流入力容量を準備する必要がある。これに対し本発明に
おいては、運転している直流電源ユニットの台数ｍとユ
ニット電流との積の容量分の交流入力容量を準備すれば
よい。このユニット電流は、制御装置２０から直流電源
ユニットに与えられる目標値、即ちＩＳ／ｍである。上
記ＩＳが２７０Ａでｍが４の例では、ユニット電流は６
７．５Ａである。従って、本発明においては６７．５Ａ
の4倍である２７０Ａ、即ち要求負荷容量に対応した容
量の交流入力遮断器を準備すればよい。これは従来の４
００Ａに対応した交流入力容量に比べると、大幅な容量
減少である。このため、従来よりも容量の小さな交流入
力遮断器を採用することができるのである。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した如く、目標値に従ってユニ
ット電流を調節する調節機能を備えた直流電源ユニット
であってユニット定格電流値が等しい複数台の直流電源
ユニットが並列接続された直流電源装置と、要求負荷容
量と運転状態にある直流電源ユニットの台数とに基づい
て算出した目標値を前記直流電源ユニットに与える制御
装置とから構成された本発明に係る電源システムによれ
ば、要求負荷容量に適合した電流を負荷に供給できるよ
うになった。
【００１８】また本発明の電源システムでは、従来の電
源システムに採用されている交流入力遮断器よりも容量
の小さい交流入力遮断器を採用できるので、電源システ
ムのコストをその分だけ低下させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電源システムの一実施形態の構成
を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る電源システムの動作の流れの一実
施例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 直流電源装置 １１、１２、１３、１４ 直流電源ユニット ２０ 制御装置 ２１ 要求負荷容量設定手段 ２２ 運転状態検出手段 ２３ 目標値演算手段 ３１ 交流入力遮断器 ３２ 直流出力遮断器 ４０ 蓄電池 ５０ 負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G065 AA00 AA08 DA01 DA06 DA07 EA06 HA01 HA07 JA07 LA01 LA02 MA01 MA10 5H410 CC03 DD02 EA38 EB25 EB40 GG03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 目標値に従ってユニット電流を調節する
    調節機能を備え且つユニット定格電流値がＩＵである複
    数台の直流電源ユニットを並列接続してなる直流電源装
    置と、前記目標値を前記直流電源ユニットに与える制御
    装置とから構成された電源システムにおいて、前記制御
    装置は運転状態にある直流電源ユニットを検出する運転
    状態検出手段と、要求負荷容量ＩＳを設定する設定手段
    と、前記目標値を演算する目標値演算手段とから構成さ
    れ、且つ前記目標値演算手段は要求負荷容量ＩＳを運転
    状態にある直流電源ユニットの台数ｍで除算する演算を
    行い演算結果の値ＩＳ／ｍを前記目標値として出力する
    ものであることを特徴とする電源システム。
  2. 【請求項２】 交流入力配線用遮断器を介して入力され
    た交流入力を直流出力に変換する交流−直流変換機能と
    目標値に従ってユニット電流を調節する調節機能を備え
    且つユニット定格電流値がＩＵである複数台の直流電源
    ユニットを並列接続してなる直流電源装置と、前記目標
    値を前記直流電源ユニットに与える制御装置とから構成
    された電源システムにおいて、前記制御装置は運転状態
    にある直流電源ユニットを検出する運転状態検出手段
    と、要求負荷容量ＩＳを設定する設定手段と、前記目標
    値を演算する目標値演算手段とから構成され、且つ前記
    目標値演算手段は要求負荷容量ＩＳを運転状態にある直
    流電源ユニットの台数ｍで除算する演算を行い演算結果
    の値ＩＳ／ｍを前記目標値として夫々出力するものであ
    ること、及び前記交流入力配線用遮断器は前記要求負荷
    容量に適合した容量を有するものであることを特徴とす
    る電源システム。
  3. 【請求項３】 前記演算結果の値ＩＳ／ｍがユニット定
    格電流値ＩＵを超える場合にはＩＵを前記目標値として
    出力するものであることを特徴とする請求項１又は３の
    電源システム。
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