JP2006054953A - 無停電電源装置、無停電電源装置の制御方法、および、無停電電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】 初期設定が簡易であり、また、経年変化によって負荷分担が変動することがない無停電電源装置を提供すること。
【解決手段】 他の無停電電源装置との間で所定の情報を送受信する通信手段（I／Ｆ２０ｊ）と、通信手段によって受信された他の無停電電源装置からの情報に応じて出力状態を制御する第１の制御手段（第１の制御回路２０ｈ）と、自己の出力状況に関する情報を参照して出力状態を制御する第２の制御手段（第１の制御回路２０ｉ）と、定常動作時には第２の制御手段による制御を選択し、定常以外の動作時には、第１の制御手段による制御を選択する選択手段（第１の制御回路２０ｈ、第２の制御回路２０ｉ）と、を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無停電電源装置、無停電電源装置の制御方法、および、無停電電源システムに関する。

従来の無停電電源装置で、いわゆる常時インバータ方式の無停電電源装置では、商用電源が正常なときでも商用電源からの交流電力を直流電力に変換して得た直流電力を交流電力に変換して負荷に出力し、商用電源が停電したときには、蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して負荷に出力する。そして、この無停電電源装置は、電力変換用のインバータ回路と、このインバータ回路を構成する半導体スイッチング素子をＰＷＭ制御して商用電力と同期した交流電力を出力電力を調整しながらインバータ回路から出力させるためのＰＷＭ制御信号を発生するＰＷＭ制御信号発生手段を含むインバータ回路制御装置とを備えている。

大きな容量を必要とする場合には、この種の無停電電源装置を複数台数並列接続して運転することが行われている。無停電電源装置だけでなく、モータ等の駆動用インバータを並列運転することをも行われている。複数台のインバータを並列運転する場合、１台のインバータの負荷分担率が極端に大きくなると、インバータに大きな負担がかかる場合がある。また保護回路が働いて、並列運転ができなくなる問題も発生する。

そして、無停電電源装置を複数台並列運転する場合には、各電源装置の出力電圧に振幅の差があると無効電流の横流電流が発生する。また出力電流に位相の差があると有効電流の横流電流が発生する。そこで従来から、各無停電電源装置の出力電流から無効電流分と有効電流分とを抽出して、無効電流の変化に応じて出力電圧の振幅を変化させ、有効電流の変化に応じて出力電圧の位相を変化させることにより、各無停電電源装置に公平に電力を分担させることが行われている。

また、負荷に出力される複数台数の無停電電源装置の合計電流を検出し、個々の無停電電源装置の電流値と比較し、この電流値が複数台の平均値となるように制御することにより、各無停電電源装置に公平に電力を供給させることも行われている。

特許文献１には、出力電圧と正弦波の基準信号との差を増幅する差動増幅回路の出力を、ＰＷＭドライブ回路を介して制御される複数台のインバータに出力して複数台のインバータを並列運転する方法が示されている。この方法では、インバータの出力電流の検出信号を差動増幅回路の入力または出力に加算または減算する手段を設ける。そしてインバータの出力電圧を下げる場合には、出力電流の検出信号を正弦波発生回路からの正弦波信号に加えた後、出力電圧の検出信号と共に差動増幅回路に与え、インバータの出力電圧を上げる場合には、電流検出信号と電圧検出信号とを加えた信号と、正弦波発生回路からの信号とを誤差増幅回路に与える。これによりインバータ相互間における横流の制御を行う。この方法を用いると他のインバータの出力を参照せずに、自分自身で横流の制御を行うことができる。

特開平２−１０１９３２号公報（特許請求の範囲、要約書）

しかしながら、上述した前者の無停電電源装置を複数台並列接続して運転する従来の技術を用いると、他の無停電電源装置の出力に基づいて各無停電電源装置を運転しなければならず、そのために各無停電電源装置を関連付けるための回路を別に用意する必要があり、複数台の無停電電源装置を単純に並列接続するだけで対応することができないという問題がある。

また、各無停電電源装置を関連付けるための回路を設けると、当該回路が故障した場合には、システム全体が動作不能に陥ってしまうため、信頼性が低下するという問題点がある。

また、特許文献１に開示された技術では、それぞれの無停電電源装置が個別に動作することから、負荷を公平に分担するためには、初期設定が必要であるため、その作業に時間を要し、また、作業自体も煩雑であるという問題点がある。

さらに、特許文献１に開示された技術では、経年変化により、負荷分担の割合が変化してしまうという問題点がある。

本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、初期設定が簡易であり、また、経年変化によって負荷分担が変動することがない無停電電源装置、無停電電源装置の制御方法、および、無停電電源システムを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の無停電電源装置は、他の無停電電源装置との間で所定の情報を送受信する通信手段と、通信手段によって受信された他の無停電電源装置からの情報に応じて出力状態を制御する第１の制御手段と、自己の出力状況に関する情報を参照して出力状態を制御する第２の制御手段と、定常動作時には第２の制御手段による制御を選択し、定常以外の動作時には、第１の制御手段による制御を選択する選択手段と、を有している。

このため、初期設定が簡易であり、また、経年変化によって負荷分担が変動することがない無停電電源装置を提供することが可能になる。

また、本発明の無停電電源装置は、上述の発明に加えて、選択手段は、初期調整時には、第１の制御手段による制御を選択し、初期調整が完了した後は、第２の制御手段による制御を選択するようにしている。このため、負荷の分担を適正化することが可能になる。

また、本発明の無停電電源装置は、上述の発明に加えて、初期調整が完了した場合には第１の制御手段は、第２の制御手段に対して所定の制御パラメータを受け渡しするようにしている。このため、第２の制御手段に制御が移行した場合でも負荷の分担を適正に保つことが可能になる。

また、本発明の無停電電源装置は、上述の発明に加えて、選択手段は、第２の制御手段による制御が実行されている場合において、所定のトリガに基づいて第１の制御手段による制御を選択するようにしている。このため、必要に応じて負荷の分担を再設定することが可能になる。

また、本発明の無停電電源装置は、上述の発明に加えて、第１の制御手段は、すべての無停電電源装置の出力電流の平均値と、自己の出力電流が等しくなるように制御を行うようにしている。このため、負荷の分担を適正に設定することが可能になる。

また、本発明の無停電電源装置は、上述の発明に加えて、第２の制御手段は、自己の出力電流の無効電流と有効電流に応じて、出力電圧の振幅、位相、および、周波数を制御するようにしている。このため、通信手段が故障した場合でも負荷の分担を適正に保つことが可能になる。

また、本発明の無停電電源装置は、上述の発明に加えて、第１の制御手段は、他の無停電電源装置に接続する場合には、当該他の無停電電源装置の出力状態を基準として調整を行うようにしている。このため、新たな無停電電源装置を他の無停電電源装置に円滑に接続することが可能になる。

また、本発明の無停電電源装置の制御方法は、定常動作時には自己の出力状況に関する情報を参照して出力状態を制御し、定常以外の動作時には、他の無停電電源装置から所定の情報を受信し、その情報に応じて出力状態を制御するようにしている。

このため、初期設定が簡易であり、また、経年変化によって負荷分担が変動することがない無停電電源装置の制御方法を提供することが可能になる。

また、本発明の無停電電源システムは、複数の無停電電源装置が負荷に対して並列に接続された無停電電源システムにおいて、各無停電電源装置は、他の無停電電源装置との間で所定の情報を送受信する通信手段と、通信手段によって受信された他の無停電電源装置からの情報に応じて出力状態を制御する第１の制御手段と、自己の出力状況に関する情報を参照して出力状態を制御する第２の制御手段と、定常動作時には第２の制御手段による制御を選択し、定常以外の動作時には、第１の制御手段による制御を選択する選択手段と、を有するようにしている。

このため、初期設定が簡易であり、また、経年変化によって負荷分担が変動することがない無停電電源システムを提供することが可能になる。

本発明は、初期設定が簡易であり、また、経年変化によって負荷分担が変動することがない無停電電源装置、無停電電源装置の制御方法、および、無停電電源システムを提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る無停電電源システムの構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の実施の形態に係る無停電電源システムは、無停電電源装置１０〜６０を有しており、これらは並列母線８０を介して相互に接続されて並列運転を行い、負荷７０（例えば、ホストコンピュータ等）に対して電力を供給する。

ここで、無停電電源装置１０〜６０は、制御情報を送受するケーブル９０によって、例えば、デイジーチェーン（Daisy Chain）方式により接続されている。すなわち、無停電電源装置１０と無停電電源装置２０、無停電電源装置２０と無停電電源装置３０、無停電電源装置３０と無停電電源装置４０（図示せず）、無停電電源装置４０と無停電電源装置５０（図示せず）、無停電電源装置５０と無停電電源装置６０は、それぞれ相互に接続されている。なお、無停電電源装置１０〜６０は、ケーブル９０を介して並列運転に必要な情報を授受する。

図２は、図１に示す無停電電源装置２０の詳細な構成例を示すブロック図である。なお、無停電電源装置１０，３０〜６０は、無停電電源装置２０と同様の構成を有しているので、無停電電源装置２０を例に挙げて説明を行う。この図に示すように、無停電電源装置２０は、コンバータ２０ａ、蓄電池２０ｂ、インバータ２０ｃ、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）ドライブ回路２０ｄ、誤差増幅回路２０ｅ、基準正弦波発生回路２０ｆ、基準クロック発生回路２０ｇ、第１の制御回路２０ｈ、第２の制御回路２０ｉ、Ｉ／Ｆ（Interface）２０ｊ、スイッチ２０ｋ，２０ｍ、および、変流器２０ｎを有している。

ここで、コンバータ２０ａは、商用電力を直流電力に変換する変換装置である。蓄電池２０ｂは、例えば、鉛蓄電池によって構成され、コンバータ２０ａから出力された直流電力によって充電され、停電の際にはインバータ２０ｃに対して電力を供給する。

インバータ２０ｃは、コンバータ２０ａから出力された直流電力または蓄電池から出力された直流電力を交流電力に変換して出力する変換装置である。ＰＷＭドライブ回路２０ｄは、誤差増幅回路２０ｅから出力される正弦波と三角波とを比較し、比較結果に応じてインバータ２０ｃを駆動する。

誤差増幅回路２０ｅは、基準正弦波発生回路２０ｆから出力される基準正弦波と、出力電圧Ｖｏとを比較し、出力電圧Ｖｏの基準正弦波からのずれ（誤差）を検出して出力する。基準正弦波発生回路２０ｆは、基準クロック発生回路２０ｇから出力される基準クロックに基づき、第１の制御回路２０ｈまたは第２の制御回路２０ｉからの制御に応じた振幅、周波数、位相を有する基準正弦波を発生して出力する。

基準クロック発生回路２０ｇは、基準正弦波を生成する基準となるクロック信号を発生して基準正弦波発生成回路２０ｆに供給する。第１の制御手段および選択手段としての第１の制御回路２０ｈは、Ｉ／Ｆ２０ｊを介して他の無停電電源装置１０，３０〜６０と出力状態に関する情報を授受し、得られた情報と変流器２０ｎの出力および出力電圧Ｖｏとに応じて基準正弦波発生回路２０ｆを制御する。第２の制御手段および選択手段としての第２の制御回路２０ｉは、変流器２０ｎの出力および出力電圧Ｖｏを参照して基準正弦波発生回路２０ｆを制御する。

通信手段としてのＩ／Ｆ２０ｊは、他の無停電電源装置１０，３０〜６０との間で情報を授受する際に、情報の表現形式を適宜変換するとともに、所定の通信プロトコルにしたがって情報を送受信する装置である。

スイッチ２０ｋは、バイパススイッチであり、商用電源からの電力をそのまま出力する際にオンの状態とされ、それ以外の場合にはオフの状態とされる。スイッチ２０ｍは、インバータ２０ｃからの電力を出力する場合にはオンの状態とされ、それ以外の場合にはオフの状態とされる。変流器２０ｎは、出力電流を対応する電圧に変換して出力する。

つぎに、本実施の形態に係る無停電電源システムの動作について説明する。

まず、図３は、図１に示す無停電電源システムを初期設定する場合に、無停電電源装置２０において実行される処理の流れを説明するフローチャートである。なお、他の無停電電源装置１０，３０〜６０においても同様の処理が実行されるので、無停電電源装置２０を例に挙げて説明を行う。このフローチャートに示す処理が開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ１０：第１の制御回路２０ｈは、変流器２０ｎの出力を参照して自己の出力電流を検出し、Ｉ／Ｆ２０ｊを介して他の無停電電源装置１０，３０〜６０に通知するとともに、Ｉ／Ｆ２０ｊを介して他の無停電電源装置１０，３０〜６０から出力状態に関する情報を取得する。具体的には、第１の制御回路２０ｈは、他の無停電電源装置１０，３０〜６０に対して変流器２０ｎの出力に応じた出力電流を通知するとともに、他の無停電電源装置１０，３０〜６０からそれぞれの装置のその時点での出力電流を示す情報を取得する。

ステップＳ１１：第１の制御回路２０ｈは、ステップＳ１０で取得した全無停電電源装置の出力電流の平均値としての平均電流Ｉａを求める。すなわち、図１の例では、無停電電源装置１０〜６０のそれぞれの出力電流をＩ１０〜Ｉ６０とすると、以下の式により、平均電流Ｉａを得る。

Ｉａ＝（Ｉ１０＋Ｉ２０＋・・・＋Ｉ６０）／６ ・・・（数１）

ステップＳ１２：第１の制御回路２０ｈは、変流器２０ｎの出力を参照し、自己の出力電流Ｉｏを検出する。

ステップＳ１３：第１の制御回路２０ｈは、平均電流Ｉａと、自己の出力電流Ｉｏとを比較し、これらが略等しい場合（例えば、所定の閾値以内である場合）にはステップＳ１５に進み、それ以外の場合にはステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４：第１の制御回路２０ｈは、ＩａとＩｏが略等しくなるように（例えば、所定の閾値以内となるように）、基準正弦波発生回路２０ｆが発生する正弦波の振幅、位相、周波数を調整する。具体的には、出力電流Ｉｏの無効電流（出力電圧Ｖｏと９０°の遅れ位相または進み位相を有する電流）成分を検出し、検出値に応じて振幅を調整する。また、出力電流Ｉｏの有効電流（出力電圧Ｖｏと同じ位相（同相）または１８０°のずれ位相（位相ずれまたは位相差）を有する電流）成分を検出し、検出値に応じて位相または周波数を調整する。そして、ステップＳ１０に戻って同様の処理を繰り返す。

ステップＳ１５：第１の制御回路２０ｈは、ステップＳ１４において調整された振幅、位相、周波数を設定するためのパラメータ（制御パラメータ）を、第２の制御回路２０ｉに引き渡す。なお、ステップＳ１６以降は、第１の制御回路２０ｈはその動作を停止し、第２の制御回路２０ｉが引き渡されたパラメータを初期値として制御を行う。

ステップＳ１６：第２の制御回路２０ｉは、変流器２０ｎの出力と、出力電圧Ｖｏとを参照して有効電力成分を検出する。具体的には、第２の制御回路２０ｉは、出力電圧Ｖｏと同じ位相または１８０°のずれ位相を有する電流と、出力電圧とを参照して有効電力成分を検出する。

ステップＳ１７：第２の制御回路２０ｉは、自己の出力電力の変動（ΔＰ）を監視し、ΔＰが増加した場合、他の装置よりも自己の装置の位相が進んだと判断して、基準正弦波発生回路２０ｆが出力する正弦波の周波数を減少させて補正する（数ミリＨｚ単位で補正する）。また、ΔＰが減少した場合には、他の装置よりも自己の装置の位相が遅れたと判断し、基準正弦波発生回路２０ｆが出力する正弦波の出力周波数を増加させて補正する（同じく、数ミリＨｚ単位で補正する）。その結果、各装置は自己の出力のみを参照して出力を調整することができる。なお、周波数の初期値としては、ステップＳ１５において引き渡されたパラメータに応じた値を用いる。

ステップＳ１８：第２の制御回路２０ｉは、変流器２０ｎの出力と、出力電圧Ｖｏとを参照して無効電力成分を検出する。具体的には、第２の制御回路２０ｉは、出力電圧Ｖｏと９０°の進み位相または９０°の遅れ位相を有する電流と、出力電圧とを参照して無効電力成分を検出する。

ステップＳ１９：第２の制御回路２０ｉは、自己の無効電力の変動（ΔＱ）を監視し、ΔＱが増加した場合は、他の装置よりも自己の装置の電圧が高いと判断し、基準正弦波発生回路２０ｆが発生する正弦波の振幅を減少させて補正する。また、ΔＱが減少した場合、他の装置よりも自己の装置の電圧が低いと判断し、基準正弦波発生回路２０ｆが発生する正弦波の振幅を増加させて補正する。このようにして、各装置は、自己の電圧決定を無効電力に基づいて行う。なお、振幅の初期値としては、ステップＳ１５において引き渡されたパラメータに応じた値を用いる。

ステップＳ２０：第２の制御回路２０ｉは制御を終了するか否かを判定し、終了しない場合にはステップＳ１６に戻って同様の処理を繰り返し、それ以外の場合には処理を終了する。

以上の処理によれば、複数の無停電電源装置１０〜６０を並列に接続して無停電電源システムを構築する際の初期設定を円滑に行うことができる。すなわち、第１の制御回路２０ｈにより、全ての無停電電源装置１０〜６０の出力状態を参照しながら、個々の装置の出力状態を定めることにより、負荷の分担を公平に設定することが可能になる。

また、第１の制御回路２０ｈによる設定が完了すると、第２の制御回路２０ｉによる制御に移行するようにしたので、各無停電電源装置１０〜６０が独自に動作することにより、信頼性を高めることができる。すなわち、第１の制御回路２０ｈは、Ｉ／Ｆ２０ｊおよびケーブル９０を介して他の無停電電源装置１０，３０〜６０と通信を行う必要があるため、これらの一部でも故障すると、負荷の分担が正常でなくなるが、第２の制御回路２０ｉでは、これらの故障には関係なく動作することができるので、信頼性を高めることができる。

また、第１の制御回路２０ｈにより、他の無停電電源装置１０，３０〜６０との間の通信により、適切な負荷分担を定めた後に、制御パラメータを第２の制御回路２０ｉに引き渡し、当該パラメータを初期値として第２の制御回路２０ｉが制御を行うようにしたので、第２の制御回路２０ｉに制御が移行した後も適切な負荷の分担による動作を行うことができる。すなわち、第２の制御回路２０ｉは、他の無停電電源装置１０，３０〜６０の出力状態とは独立に制御を行うため、起動当初から制御を行わせた場合には、部品のばらつき等に起因して、必ずしも負荷分担が公平になるとは限らない。しかし、第１の制御回路２０ｈにより初期設定を行った後に、当該パラメータを第２の制御回路２０ｉに引き渡すことにより、負荷分担を限りなく公平に近づけることができる。また、起動当初から第２の制御回路２０ｉに制御を行わせる場合には、マニュアル操作で各種パラメータを設定する必要があり、煩雑であるが、本実施の形態では、そのような操作を省略することができる。

つぎに、複数の無停電電源装置が並列動作しているシステムに対して、新たに無停電電源装置を追加する場合の動作について説明する。

図４（Ａ）に示すように、無停電電源装置１００，１１０が並列運転している場合に、無停電電源装置１２０を新たに追加する場合、図４（Ｂ）に示すように、負荷１３０に対して商用電源から直接に電力を供給した状態で、無停電電源装置１００〜１２０を並列接続し、初期設定を行う方法と、図４（Ｃ）に示すように、無停電電源装置１００により負荷１３０に電力を供給しながら無停電電源装置１１０，１２０を並列接続して、ダミーの負荷１４０を用いて初期設定を行った後に無停電電源装置１００〜１２０を並列接続する方法がある。

ここで、図４（Ｂ）に示す方法の場合には、すべての初期化を行う場合と同様であるので、図３に示す処理により設定を行うことができる。

一方、図４（Ｃ）に示す方法では、以下に示す処理により設定を行う。

図５は、図４（Ｃ）に示す方法により新たな無停電電源装置１２０を追加する場合であって、無停電電源装置１１０と無停電電源装置１２０をダミーの負荷１４０に接続し、無停電電源装置１２０を無停電電源装置１１０を基準として調整する場合の処理について説明する図である。このフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。なお、以下では、無停電電源装置１２０（図２と同様の構成）における処理について説明する。

ステップＳ３０：第１の制御回路１２０ｈは、Ｉ／Ｆ１２０ｊを介して無停電電源装置１１０から出力状況に関する情報を取得する。具体的には、第１の制御回路１２０ｈは、無停電電源装置１１０のその時点での出力状態に関する情報を取得する。

ステップＳ３１：第１の制御回路１２０ｈは、ステップＳ３０で取得した無停電電源装置１１０の基準正弦波発生回路１２０ｆが発生する正弦波の振幅、位相、周波数を調整する。すなわち、第１の制御回路１２０ｈは、無停電電源装置１１０の出力電流と、自己の出力電流Ｉｏとが略同じになるように制御を行う（例えば、これらが所定の閾値以内になるように制御を行う）。より詳細には、第１の制御回路１２０ｈは、出力電流Ｉｏの無効電流（出力電圧Ｖｏと９０°の遅れ位相または進み位相を有する電流）を検出し、検出値に応じて位相または周波数を調整する。また、出力電流Ｉｏの有効電流（出力電圧Ｖｏと同じ位相または１８０°のずれ位相を有する電流）を検出し、検出値に応じて振幅を調整する。

ステップＳ３２：第１の制御回路１２０ｈは、ステップＳ３１における調整前と調整後を比較することにより電流の減少値を検出し、当該減少値の変動が停止したか否かを判定し、停止した場合にはステップＳ３３に進み、それ以外の場合にはステップＳ３１に戻って同様の処理を繰り返す。すなわち、ステップＳ３１による調整により、無停電電源装置１１０の出力電圧との振幅、位相、周波数が略同じになった場合には、電流の減少が停止するので、その場合には調整が終了したとしてステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３：第１の制御回路１２０ｈは、ステップＳ３４において調整された振幅、位相、周波数を設定するためのパラメータ（制御パラメータ）を、第２の制御回路１２０ｉに引き渡す。なお、ステップＳ３４以降は、第１の制御回路１２０ｈはその動作を停止し、第２の制御回路１２０ｉが引き渡されたパラメータを初期値として制御を行う。

ステップＳ３４：第２の制御回路１２０ｉは、変流器１２０ｎの出力と、出力電圧Ｖｏとを参照して有効電力成分を検出する。具体的には、第２の制御回路１２０ｉは、出力電圧Ｖｏと同じ位相または１８０°のずれ位相を有する電流と、出力電圧とを参照し有効電力成分を検出する。

ステップＳ３５：第２の制御回路１２０ｉは、自己の出力電力の変動（ΔＰ）を監視し、ΔＰが増加した場合、他の装置よりも自己の装置の位相が進んだと判断して、基準正弦波発生回路１２０ｆが出力する正弦波の周波数を減少させて補正する（数ミリＨｚ単位で補正する）。また、ΔＰが減少した場合には、他の装置よりも自己の装置の位相が遅れたと判断し、基準正弦波発生回路１２０ｆが出力する正弦波の出力周波数を増加させて補正する（同じく、数ミリＨｚ単位で補正する）。その結果、各装置は自己の出力のみを参照して出力を調整することができる。なお、周波数の初期値としては、ステップＳ３３において引き渡されたパラメータに応じた値を用いる。

ステップＳ３６：第２の制御回路１２０ｉは、変流器１２０ｎの出力と、出力電圧Ｖｏとを参照して無効電力成分を検出する。具体的には、第２の制御回路１２０ｉは、出力電圧Ｖｏと９０°の進み位相または９０°の遅れ位相を有する電流と、出力電圧とを参照して無効電力成分を検出する。

ステップＳ３７：第２の制御回路１２０ｉは、自己の無効電力の変動（ΔＱ）を監視し、ΔＱが増加した場合は、他の装置よりも自己の装置の電圧が高いと判断し、基準正弦波発生回路１２０ｆが発生する正弦波の振幅を減らして補正する。また、ΔＱが減少した場合、他の装置よりも自己の装置の電圧が低いと判断し、基準正弦波発生回路１２０ｆが発生する正弦波の振幅を増加して補正する。このようにして、各装置は、自己の電圧決定を無効電力に基づいて行う。なお、振幅の初期値としては、ステップＳ３３において引き渡されたパラメータに応じた値を用いる。

ステップＳ３８：第２の制御回路１２０ｉは制御を終了するか否かを判定し、終了しない場合にはステップＳ３４に戻って同様の処理を繰り返し、それ以外の場合には処理を終了する。

以上の処理によれば、図４（Ｃ）に示すように、ダミーの負荷１４０を接続した状態において、無停電電源装置１２０を無停電電源装置１１０を基準として初期設定することができる。そして、初期設定が完了した場合には、負荷１３０に対して、無停電電源装置１１０と無停電電源装置１２０を順次接続し、並列運転を実行することができる。

なお、無停電電源装置１００〜１２０を負荷１３０に対して接続した後、図３に示す処理を実行して、負荷の分担を再設定することも可能である。

また、ダミーの負荷１４０を使用すると、並列母線８０の影響を考慮した設定を行うことができるが、場合によっては当該負荷１４０は使用しないで設定することも可能である。

さらに、以上の例では、２台の無停電電源装置１００，１１０が並列運転している場合に、無停電電源装置１２０を１台追加する場合を例に挙げて説明したが、３台以上の無停電電源装置が並列運転している場合であっても運転中の１台と、追加する１台とを接続して前述の場合と同様の処理によって設定を行うことができる。また、２台以上追加する場合には、前述の場合と同様の処理により１台ずつ追加する動作を繰り返せばよい。

以上の実施の形態によれば、並列運転をすでに行っている無停電電源装置群に対して、新たに無停電電源装置を追加する場合には、第１の制御回路１２０ｈにより無停電電源装置１１０からの情報を参照して、振幅、位相、周波数等を設定するようにしたので、調整を簡易に行うことができる。

つぎに、図６を参照して、図１に示すシステムが第２の制御回路２０ｉにより定常運転を行っている場合に、所定のトリガをきっかけとして、第１の制御回路２０ｈによる制御が実行されて負荷分担が再設定される場合の処理について説明する。図６に示すフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ５０：第１の制御回路２０ｈは、変流器２０ｎの出力を参照して自己の出力電流を検出し、Ｉ／Ｆ２０ｊを介して他の無停電電源装置１０，３０〜６０に通知するとともに、Ｉ／Ｆ２０ｊを介して他の無停電電源装置１０，３０〜６０から出力状態に関する情報を取得する。具体的には、第１の制御回路２０ｈは、他の無停電電源装置１０，３０〜６０に対して変流器２０ｎの出力に応じた出力電流を通知するとともに、他の無停電電源装置１０，３０〜６０からそれぞれの装置のその時点での出力電流を示す情報を取得する。

ステップＳ５１：第１の制御回路２０ｈは、ステップＳ５０で取得した各無停電電源装置の出力電流の平均値としての平均電流Ｉａを求める。なお、平均電流の算出方法は、前述した場合と同様である。

ステップＳ５２：第１の制御回路２０ｈは、変流器２０ｎの出力を参照し、自己の出力電流Ｉｏを検出する。

ステップＳ５３：第１の制御回路２０ｈは、平均電流Ｉａと、自己の出力電流Ｉｏとを比較し、これらが略等しい場合（例えば、所定の閾値以内である場合）にはステップＳ５５に進み、それ以外の場合にはステップＳ５４に進む。

ステップＳ５４：第１の制御回路２０ｈは、Ｉａ＝Ｉｏとなるように、基準正弦波発生回路２０ｆが発生する正弦波の振幅、位相、周波数を調整する。具体的には、出力電流Ｉｏの無効電流（出力電圧Ｖｏと９０°の遅れ位相または進み位相を有する電流）を検出し、検出値に応じて位相または周波数を調整する。また、出力電流Ｉｏの有効電流（出力電圧Ｖｏと同じ位相または１８０°のずれ位相を有する電流）を検出し、検出値に応じて振幅を調整する。そして、ステップＳ５０に戻って同様の処理を繰り返す。

ステップＳ５５：第１の制御回路２０ｈは、ステップＳ５４において調整された、振幅、位相、周波数を設定するためのパラメータ（制御パラメータ）を、第２の制御回路２０ｉに引き渡す。なお、ステップＳ５６以降は、第１の制御回路２０ｈはその動作を停止し、第２の制御回路２０ｉが引き渡されたパラメータを初期値として制御を行う。

ステップＳ５６：第２の制御回路２０ｉは、変流器２０ｎの出力と、出力電圧Ｖｏとを参照して有効電圧成分を検出する。具体的には、第２の制御回路２０ｉは、出力電圧Ｖｏと同じ位相または１８０°のずれ位相を有する電流と、出力電圧とを参照して、有効電力成分を検出する。

ステップＳ５７：第２の制御回路２０ｉは、自己の出力電力の変動（ΔＰ）を監視し、ΔＰが増加した場合、他の装置よりも自己の装置の位相が進んだと判断して、基準正弦波発生回路２０ｆが出力する正弦波の周波数を減少させて補正する（数ミリＨｚ単位で補正する）。また、ΔＰが減少した場合には、他の装置よりも自己の装置の位相が遅れたと判断し、基準正弦波発生回路２０ｆが出力する正弦波の出力周波数を増加させて補正する（同じく、数ミリＨｚ単位で補正する）。その結果、各装置は自己の出力のみを参照して出力を調整する。なお、周波数の初期値としては、ステップＳ５５において引き渡されたパラメータに応じた値を用いる。

ステップＳ５８：第２の制御回路２０ｉは、変流器２０ｎの出力と、出力電圧Ｖｏとを参照して無効電圧成分を検出する。具体的には、第２の制御回路２０ｉは、出力電圧Ｖｏと９０°の進み位相または９０°の遅れ位相を有する電流と、出力電圧とを参照して無効電力成分を検出する。

ステップＳ５９：第２の制御回路２０ｉは、自己の無効電力の変動（ΔＱ）を監視し、ΔＱが増加した場合は、他の装置よりも自己の装置の電圧が高いと判断し、基準正弦波発生回路２０ｆが発生する正弦波の振幅を減らして補正する。また、ΔＱが減少した場合、他の装置よりも自己の装置の電圧が低いと判断し、基準正弦波発生回路２０ｆが発生する正弦波の振幅を増加して補正する。このようにして、各装置は、自己の電圧決定を無効電力に基づいて行う。なお、振幅の初期値としては、ステップＳ５５において引き渡されたパラメータに応じた値を用いる。

ステップＳ６０：第２の制御回路２０ｉは、例えば、図示せぬ操作パネルが操作されて、負荷分担の再設定を行う旨が指示されたと判定した場合にはステップＳ５０に進み、それ以外の場合にはステップＳ６１に進む。なお、操作パネルの操作以外にも、例えば、所定の時間（例えば、１ヶ月）が経過したことをトリガとしてもよい。

ステップＳ６１：第２の制御回路２０ｉは制御を終了するか否かを判定し、終了しない場合にはステップＳ５６に戻って同様の処理を繰り返し、それ以外の場合には処理を終了する。

以上の処理によれば、例えば、ユーザから指示がなされたり、所定の時間が経過したりした場合には、第１の制御回路２０ｈにより、他の無停電電源装置との間で通信が実行され、負荷分担が再度調整されるので、例えば、経年変化等によって負荷分担が適正でなくなった場合には、適正となるように調整することができる。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、以上の実施の形態では、６台の無停電電源装置１０〜６０によって無停電電源システムを構成する場合を例に挙げて説明したが、例えば、２〜５台または７台以上によって構成される無停電電源システムに本発明を適用可能であることはいうまでもない。

また、以上の実施の形態では、第１の制御回路２０ｈと第２の制御回路２０ｉとを個別の構成としたが、これらを１つの回路によって実現することも可能である。

また、以上の実施の形態では、第１の制御回路２０ｈによる調整が完了した後に、第２の制御回路２０ｉによる制御に移行するようにしたが、例えば、第１の制御回路２０ｈまたはケーブル９０が故障した場合において、通信が不能に陥ったときには、その時点における制御パラメータを第２の制御回路２０ｉに引き渡し、第２の制御回路２０ｉに制御を移行するようにしてもよい。そのような実施の形態によれば、信頼性を向上することが可能になる。

また、以上の実施の形態では、基準正弦波を調整するパラメータとしては、振幅、位相、周波数を例に挙げて説明を行ったが、これらのいずれかもしくはいずれかの組み合わせ、または、他のパラメータを採用することも可能である。

本発明は、並列運転を行う無停電電源装置に利用することができる。

本発明の実施の形態に係る無停電電源システムの構成例を示す図である。 図１に示す無停電電源装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示す無停電電源システムを初期設定する場合の処理の流れの一例を説明するフローチャートである。 並列運転をすでに行っている無停電電源システムに対して、新たに無停電電源装置を追加する場合の態様を示す図であり、（Ａ）は追加する状態を示す図であり、（Ｂ）は負荷を商用電源に接続した状態で新たに無停電電源装置を追加する状態を示す図であり、（Ｃ）は２つの無停電電源装置で調整を行った後に負荷に接続する状態を示す図である。 図４（Ｃ）の場合において新たに追加する無停電電源装置において実行される処理の流れを説明するフローチャートの一例である。 図１に示すシステムが第２の制御回路により定常運転を行っている場合に、所定のトリガをきっかけとして、第１の制御回路による制御が実行されて負荷分担が再設定される場合の処理について説明するフローチャートである。

符号の説明

２０ 無停電電源装置
２０ｈ 第１の制御回路（第１の制御手段、選択手段）
２０ｉ 第２の制御回路（第２の制御手段、選択手段）
２０ｊ Ｉ／Ｆ（通信手段）

Claims (9)

1. 他の無停電電源装置との間で所定の情報を送受信する通信手段と、
   上記通信手段によって受信された他の無停電電源装置からの情報に応じて出力状態を制御する第１の制御手段と、
   自己の出力状況に関する情報を参照して出力状態を制御する第２の制御手段と、
   定常動作時には上記第２の制御手段による制御を選択し、定常以外の動作時には、上記第１の制御手段による制御を選択する選択手段と、
   を有することを特徴とする無停電電源装置。
2. 前記選択手段は、初期調整時には、前記第１の制御手段による制御を選択し、初期調整が完了した後は、前記第２の制御手段による制御を選択することを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
3. 初期調整が完了した場合には前記第１の制御手段は、前記第２の制御手段に対して所定の制御パラメータを受け渡しすることを特徴とする請求項２記載の無停電電源装置。
4. 前記選択手段は、前記第２の制御手段による制御が実行されている場合において、所定のトリガに基づいて前記第１の制御手段による制御を選択することを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
5. 前記第１の制御手段は、すべての無停電電源装置の出力電流の平均値と、自己の出力電流が等しくなるように制御を行うことを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
6. 前記第２の制御手段は、自己の出力電流の無効電流と有効電流に応じて、出力電圧の振幅、位相、および、周波数を制御することを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
7. 前記第１の制御手段は、他の無停電電源装置に接続する場合には、当該他の無停電電源装置の出力状態を基準として調整を行うことを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
8. 定常動作時には自己の出力状況に関する情報を参照して出力状態を制御し、定常以外の動作時には、他の無停電電源装置から所定の情報を受信し、その情報に応じて出力状態を制御することを特徴とする無停電電源装置の制御方法。
9. 複数の無停電電源装置が負荷に対して並列に接続された無停電電源システムにおいて、
   各無停電電源装置は、
   他の無停電電源装置との間で所定の情報を送受信する通信手段と、
   上記通信手段によって受信された他の無停電電源装置からの情報に応じて出力状態を制御する第１の制御手段と、
   自己の出力状況に関する情報を参照して出力状態を制御する第２の制御手段と、
   定常動作時には上記第２の制御手段による制御を選択し、定常以外の動作時には、上記第１の制御手段による制御を選択する選択手段と、を有する、
   ことを特徴とする無停電電源システム。

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