JP2009106101A - Synchronous control device of power supply and parallel operation method of power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電源装置の同期制御装置および電源装置の並列運転方法に関し、特に、商用電源と同期をとりながら運転される電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差を補正する方法に適用して好適なものである。 The present invention relates to a synchronous control device for a power supply device and a parallel operation method for the power supply device, and in particular, corrects a phase difference between the output voltage of the power supply device operated while synchronizing with the commercial power supply and the output voltage of the commercial power supply. It is suitable for application to a method.
商用電源と同期をとりながら運転される常時商用型無停電電源装置では、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θが発生すると、電源装置の出力電圧の周期Tと商用電源の出力電圧の周期T0とをずらすことで、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θをゼロに収束させることが行われている(特許文献1)。
図3は、従来の電源装置の同期制御方法を示すフローチャートである。
In a continuous commercial uninterruptible power supply that is operated in synchronization with a commercial power supply, if a phase difference θ between the output voltage of the power supply and the output voltage of the commercial power supply occurs, the period T of the output voltage of the power supply By shifting the period T 0 of the output voltage of the commercial power supply, the phase difference θ between the output voltage of the power supply apparatus and the output voltage of the commercial power supply is converged to zero (Patent Document 1).
FIG. 3 is a flowchart showing a conventional synchronization control method for a power supply apparatus.
図3において、電源装置の出力電圧の周期Tが商用電源の出力電圧の周期T0に一致している状態で(ステップS11)、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間に位相差θが発生すると、電源装置の出力電圧の周期Tを商用電源の出力電圧の周期T0から周期ずらし分ΔTだけずらす(ステップS12)。
そして、電源装置の出力電圧の周期Tが商用電源の出力電圧の周期T0から周期ずらし分ΔTだけずらされると、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θが変化し、その位相差θはゼロに収束する(ステップS13)。そして、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θがゼロに収束すると、電源装置の出力電圧の周期Tを商用電源の出力電圧の周期T0に一致させることで(ステップS14)、商用電源と同期をとりながら電源装置を運転することができる。
When the cycle T of the output voltage of the power supply device is shifted from the cycle T 0 of the output voltage of the commercial power supply by the period shift ΔT, the phase difference θ between the output voltage of the power supply device and the output voltage of the commercial power supply changes. The phase difference θ converges to zero (step S13). When the phase difference θ between the output voltage of the power supply device and the output voltage of the commercial power supply converges to zero, the cycle T of the output voltage of the power supply device matches the cycle T 0 of the output voltage of the commercial power supply ( Step S14), the power supply device can be operated while synchronizing with the commercial power supply.
しかしながら、図3の電源装置の同期制御方法では、周期ずらし分ΔTを大きくすると、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θを短時間でゼロに収束させることができるが、電源装置の出力電圧の周期Tが急激に変化する。このため、図4に示すように、交流電源1と負荷4との間に複数の電源装置2、3が並列接続されていると、電源装置2、3間に横流が流れ、電源装置2、3の動作が不安定化するという問題があった。
However, in the synchronous control method of the power supply apparatus of FIG. 3, when the period shift ΔT is increased, the phase difference θ between the output voltage of the power supply apparatus and the output voltage of the commercial power supply can be converged to zero in a short time. However, the cycle T of the output voltage of the power supply device changes abruptly. Therefore, as shown in FIG. 4, when a plurality of
一方、図3の電源装置の同期制御方法において、周期ずらし分ΔTを小さくすると、電源装置の出力電圧の周期Tが急激に変化するのを防止することができるが、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θがなかなかゼロにならないため、電源装置の出力電圧の周期Tが商用電源の出力電圧の周期T0に一致するまでに時間がかかる。このため、図5に示すように、常時商用型無停電電源装置において、停電復帰の際にスイッチ5をインバータ6側から交流電源1側に切り替える場合、同期合わせ期間中は蓄電池7から出力される直流をインバータ6にて交流に変換してから負荷4に電力を供給する必要があることから、その間に蓄電池7の充電量がゼロになり、負荷4への電力の供給が停止するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、電源装置の出力電圧の周期を急激に変化させることなく、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差を短時間にゼロにすることが可能な電源装置の同期制御装置および電源装置の並列運転方法を提供することである。
On the other hand, in the synchronous control method of the power supply apparatus of FIG. 3, if the period shift ΔT is made small, it is possible to prevent the output voltage period T of the power supply apparatus from changing suddenly. Since the phase difference θ with respect to the output voltage of the power supply does not readily become zero, it takes time until the cycle T of the output voltage of the power supply apparatus matches the cycle T 0 of the output voltage of the commercial power supply. For this reason, as shown in FIG. 5, in the always-on commercial uninterruptible power supply, when the
Therefore, an object of the present invention is to make it possible to zero the phase difference between the output voltage of the power supply device and the output voltage of the commercial power supply in a short time without abruptly changing the cycle of the output voltage of the power supply device. It is providing the synchronous control apparatus of a power supply device, and the parallel operation method of a power supply device.
上述した課題を解決するために、請求項1記載の電源装置の同期制御装置によれば、商用電源の出力電圧との間の位相差を判定する位相差判定手段と、前記商用電源の出力電圧との間の位相差に基づいて、商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を制御する周期ずらし分制御手段とを備えることを特徴とする。
また、請求項2記載の電源装置の同期制御装置によれば、前記周期ずらし分制御手段は、商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を徐々に増加させてから徐々に減少させることにより、前記商用電源の出力電圧との間の位相差をゼロにすることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, according to the synchronous control device for a power supply device according to claim 1, phase difference determination means for determining a phase difference from an output voltage of a commercial power supply, and an output voltage of the commercial power supply And a period shift control means for controlling a period shift from the period of the output voltage of the commercial power supply based on the phase difference between the output and the commercial power supply.
According to the synchronous control device for a power supply apparatus according to
また、請求項3記載の電源装置の並列運転方法によれば、商用電源と同期をとりながら運転される複数の電源装置から負荷に電力を供給する電源装置の並列運転方法において、前記電源装置の出力電圧と前記商用電源の出力電圧との間に位相差が発生した場合、前記商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を徐々に増加させてから徐々に減少させることにより、前記商用電源の出力電圧との間の位相差をゼロにすることを特徴とする。
According to the parallel operation method of the power supply device according to
以上説明したように、本発明によれば、商用電源の出力電圧との間の位相差に基づいて商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を制御することで、商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を徐々に増加させることができる。このため、電源装置の出力電圧の周期を急激に変化させることなく、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差を短時間にゼロにすることが可能となり、電源装置が並列運転される場合においても、電源装置の動作が不安定化するのを防止することが可能となるとともに、常時商用型無停電電源装置の蓄電池の消耗量を低減することができ、負荷への電力の供給が停止されるのを防止することが可能となる。 As described above, according to the present invention, by controlling the period shift from the cycle of the output voltage of the commercial power supply based on the phase difference from the output voltage of the commercial power supply, the output voltage of the commercial power supply is controlled. The period shift from the period can be gradually increased. For this reason, the phase difference between the output voltage of the power supply device and the output voltage of the commercial power supply can be zero in a short time without abruptly changing the cycle of the output voltage of the power supply device. Even in parallel operation, it becomes possible to prevent the operation of the power supply device from becoming unstable, and the consumption amount of the storage battery of the commercial uninterruptible power supply device can be reduced at all times. It is possible to prevent the power supply from being stopped.
以下、本発明の実施形態に係る電源装置の同期制御装置について図面を参照しながら説明する。
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る同期制御装置が適用される電源装置の概略構成を示すブロック図、図1(b)は、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θと、電源装置の出力電圧の周期Tと商用電源の出力電圧の周期T0との間の周期ずらし分との関係を示す図である。
Hereinafter, a synchronous control device for a power supply device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply device to which a synchronous control device according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 1B is an output voltage of a power supply device and an output voltage of a commercial power supply. Is a diagram showing the relationship between the phase difference θ between the power supply unit and the period shift between the output voltage period T of the power supply apparatus and the commercial power supply output voltage period T 0 .
図1(a)において、電源装置11は、交流電源1と負荷4との間に接続され、電源装置11には、交流電源1との間の同期制御を行う同期制御装置12が設けられている。そして、同期制御装置12には、交流電源1の出力電圧との間の位相差θを判定する位相差判定手段13および交流電源1の出力電圧との間の位相差θに基づいて、交流電源1の出力電圧の周期T0からの周期ずらし分を制御する周期ずらし分制御手段14が設けられている。
In FIG. 1A, a
そして、図1(b)に示すように、位相差判定手段13は、電源装置11の出力電圧と交流電源1の出力電圧との間の初期位相差θ0を検出すると、周期ずらし分制御手段14は、電源装置11の出力電圧と交流電源1の出力電圧との間の位相差θがθ0/2になるまで、交流電源1の出力電圧の周期T0からの周期ずらし分(T−T0)を徐々に増加させてから、交流電源1の出力電圧との間の位相差θがゼロになるまで、交流電源1の出力電圧の周期T0からの周期ずらし分(T−T0)を徐々に減少させることができる。
Then, as shown in FIG. 1B, the phase difference determination means 13 detects the initial phase difference θ 0 between the output voltage of the
これにより、電源装置11の出力電圧の周期Tを急激に変化させることなく、電源装置11の出力電圧と交流電源1の出力電圧との間の位相差θを短時間にゼロにすることが可能となり、電源装置11が並列運転される場合においても、電源装置11の動作が不安定化するのを防止することが可能となるとともに、常時商用型無停電電源装置の蓄電池の消耗量を低減することができ、負荷4への電力の供給が停止されるのを防止することが可能となる。
Thus, the phase difference θ between the output voltage of the
図2は、本発明の一実施形態に係る電源装置の同期制御方法を示すフローチャートである。
図2において、電源装置11の出力電圧の周期Tが交流電源1の出力電圧の周期T0に一致している状態で、電源装置11の出力電圧と交流電源1の出力電圧との間に初期位相差θ0が発生すると(ステップS1)、電源装置11の出力電圧と交流電源1の出力電圧との間の位相差θがθ0/2になるまで、交流電源1の出力電圧の周期T0からの周期ずらし分(T−T0)を変化量ΔTcずつ段階的に増加させる(ステップS2、S4)。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a synchronization control method for a power supply device according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 2, the initial period between the output voltage of the
なお、周期ずらし分(T−T0)の変化量ΔTcおよび周期ずらし分(T−T0)を変化させる間隔は、電源装置11の出力電圧の周期Tが変化しても、電源装置11からの出力の安定性が保てるように設定することができる。
そして、電源装置11の出力電圧と交流電源1の出力電圧との間の位相差θがθ0/2以下になると、交流電源1の出力電圧との間の位相差θがゼロになるまで、交流電源1の出力電圧の周期T0からの周期ずらし分(T−T0)を変化量ΔTcずつ段階的に減少させることで、電源装置11の出力電圧の周期Tを交流電源1の出力電圧の周期T0に一致させる(ステップS3、S5)。
The period shift amount variation ΔTc and spacing to vary the cycle shift amount (T-T 0) of the (T-T 0), even if the period T of the output voltage of the
When the phase difference θ between the output voltage of the
ここで、周期ずらし分(T−T0)を変化量ΔTcずつ段階的に増加させたり減少させたりすることで、電源装置11の出力電圧の周期Tが急激に変化するのを防止することが可能となるとともに、電源装置11の出力電圧と交流電源1の出力電圧との間の位相差θがθ0/2の近辺にある時には、周期ずらし分(T−T0)を大きくすることができ、電源装置11の出力電圧と交流電源1の出力電圧との間の位相差θを短時間にゼロにすることができる。
Here, the period T of the output voltage of the
1 交流電源
4 負荷
11 電源装置
12 同期制御装置
13 位相差判定手段
14 周期ずらし分制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記商用電源の出力電圧との間の位相差に基づいて、商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を制御する周期ずらし分制御手段とを備えることを特徴とする電源装置の同期制御装置。 A phase difference determining means for determining a phase difference between the output voltage of the commercial power supply and
A synchronization control device for a power supply apparatus, comprising: a period shift control unit that controls a period shift from a period of the output voltage of the commercial power supply based on a phase difference from the output voltage of the commercial power supply. .
前記電源装置の出力電圧と前記商用電源の出力電圧との間に位相差が発生した場合、前記商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を徐々に増加させてから徐々に減少させることにより、前記商用電源の出力電圧との間の位相差をゼロにすることを特徴とする電源装置の並列運転方法。 In a parallel operation method of a power supply device that supplies power to a load from a plurality of power supply devices operated while synchronizing with a commercial power supply,
When a phase difference occurs between the output voltage of the power supply device and the output voltage of the commercial power supply, gradually increasing the period shift from the period of the output voltage of the commercial power supply and then gradually decreasing it. The parallel operation method of the power supply apparatus characterized by making a phase difference between the output voltage of the said commercial power supply zero.
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