JP2009189125A - 限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな負荷に対して一時的に限定して負荷電流を一部補償でき、その間に補償可能な残り情報を的確に伝達できるようにする。
【解決手段】キャパシタ蓄電装置と、電源系統から屋内の電機機器に給電する給電線とキャパシタ蓄電装置との間に接続して交流ー直流で双方向に電力変換が可能な電力変換装置と、給電線より検出される負荷電流とキャパシタ蓄電装置より検出される端子電圧に基づき電力変換装置を制御することによりキャパシタ蓄電装置の充放電を制御すると共に、負荷補償の報知を行う制御装置とを備え、制御装置は、負荷電流が予め定められた補償の基準値を越えたとき、キャパシタ蓄電装置を放電して負荷電流の一部を補償し、負荷電流が補償の基準値以下のとき、キャパシタ蓄電装置を充電すると共に、キャパシタ蓄電装置の蓄電量を算出して補償の可能な残り情報を報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源系統から屋内の電機機器に給電する給電線に接続してキャパシタ蓄電装置を充放電し負荷電流の一部を補償する限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置に関する。

電力系統に電力変換器を介して充放電可能な二次電池、さらにはキャパシタを併用した電力貯蔵装置を接続し電力変動の補償、ピーク電力の平準化を行う系統安定化システムや電力貯蔵装置が提案されている。（例えば、特許文献１、２参照）。これらは、分散電源の出力と協調させて電力貯蔵装置を充放電させるものである。
特開２００２−１７１６６９号公報 特開２００４−１２９４１２号公報

ところで、一般住宅や工場などにおいては、消費電力の大きな電機機器を一時的に使用することで、ときにはブレーカが動作し停電が発生する。このような一般住宅や工場などに上記系統安定化システムや電力貯蔵装置を適用した場合、消費電力の大きな電機機器の使用により系統安定化システムや電力貯蔵装置が作動していることに関しては、ユーザに何も情報が伝達されない。そのため、消費電力の大きくなっていることが認識されず、電力使用に対する自主抑制を促すこともできない。また、消費電力の大きな電機機器が使用されているとき、ブレーカが動作して停電が発生するまで、ユーザには何も報知されることはない。

本発明は、上記課題を解決するものであって、大きな負荷に対して一時的に限定して負荷電流を一部補償でき、その間に補償可能な残り情報を的確に伝達でき、ブレーカが動作し停電が発生する前に消費電力が大きくなっていることを報知できるようにするものである。

そのために本発明は、キャパシタ蓄電装置と、電源系統から屋内の電機機器に給電する給電線と前記キャパシタ蓄電装置との間に接続して交流ー直流で双方向に電力変換を行う電力変換装置と、前記給電線より検出される負荷電流と前記キャパシタ蓄電装置より検出される端子電圧に基づき前記電力変換装置を制御することにより前記キャパシタ蓄電装置の充放電を制御すると共に、負荷補償の報知を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記負荷電流が予め定められた補償の基準値を越えたとき、前記端子電圧が予め定められた放電の下限値を越えていることを条件に前記キャパシタ蓄電装置を放電して前記負荷電流の一部を補償し、前記負荷電流が前記補償の基準値以下のとき、前記端子電圧が予め定められた充電の上限値に達していないことを条件に前記キャパシタ蓄電装置を充電するように前記電力変換装置を制御すると共に、前記負荷電流の一部を補償している間、前記キャパシタ蓄電装置の蓄電量を算出して前記補償の可能な残り情報を報知することを特徴とする。

前記制御装置は、前記負荷電流と前記補償の基準値との差の電流を前記負荷電流の一部として補償するように前記電力変換装置を制御し、前記制御装置は、予め定められた一定の規定値の電流を前記負荷電流の一部として補償するように前記電力変換装置を制御し、或いは前記制御装置は、前記負荷電流と前記補償の基準値との差の電流で、予め定められた一定の規定値を限度とする電流を前記負荷電流の一部として補償するように前記電力変換装置を制御することを特徴とする。

前記補償の可能な残り情報は、前記蓄電量と前記キャパシタ蓄電装置より検出される放電電流に基づき算出される放電可能時間であり、前記放電可能時間を表示又は音声により報知し、前記補償の可能な残り情報は、前記蓄電量に応じレベル分けしたメッセージであり、前記メッセージを表示又は音声により報知し、前記制御装置は、前記蓄電量に応じた高低又は大小の報知音により報知し、或いは前記制御装置は、前記蓄電量に応じた点滅又は強弱の光により報知することを特徴とする。

本発明によれば、負荷電流が予め定められた補償の基準値を越えたとき、端子電圧が予め定められた放電の下限値を越えていることを条件にキャパシタ蓄電装置を放電して負荷電流の一部を補償し、負荷電流が補償の基準値以下のとき、端子電圧が予め定められた充電の上限値に達していないことを条件にキャパシタ蓄電装置を充電するように電力変換装置を制御すると共に、負荷電流の一部を補償している間、キャパシタ蓄電装置の蓄電量を算出して補償の可能な残り情報を報知するので、大きな負荷に対して一時的に限定して負荷電流を一部補償でき、補償動作時にその補償可能な残り情報を的確に伝達できる。このような情報からブレーカが動作し停電が発生するのを負荷電流を補償しながらその間に予告することができる。したがって、残り情報として、例えばキャパシタ蓄電装置から一時的な電力バックアップを行うと共に、その電力バックアップしていることや推定バックアップ残時間を報知し、バックアップ内での負荷の軽減を促すことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置の実施の形態を説明する図であり、１は配電盤、２は負荷補償装置、２１は電力変換器、２２はキャパシタ蓄電装置、２３は制御装置、２４は充放電電流検出部、２５は報知装置、１１、１３はブレーカ、１２は負荷電流検出部、Ｖ_C はキャパシタ蓄電装置の電圧、Ｉ_C は充放電電流、Ｉ_L は負荷電流を示す。

図１において、配電盤１は、電力系統から受電するブレーカ１１、ブレーカ１１の後段に接続した複数のブレーカ１３を備えると共に、ブレーカ１１の後段で、ブレーカ１３との間に大きな負荷電流Ｉ_L が流れたとき一時的に負荷電流Ｉ_L を一部補償する負荷補償装置２と負荷電流検出部１２を接続している。配電盤１では、電力系統からブレーカ１１、１３を通し屋内の各電機機器に分岐して給電している。負荷電流検出部１２は、屋内の各電機機器に給電される負荷電流を検出する変流器ＣＴである。

負荷補償装置２は、交流ー直流で双方向に電力変換を行う電力変換器２１、適宜充放電可能な複数のキャパシタからなるキャパシタ蓄電装置２２、充放電の制御やユーザへの報知の制御を行う制御装置２３、キャパシタ蓄電装置２２の充放電電流を検出する充放電電流検出部２４を備えている。負荷補償装置２では、負荷電流検出部１２から検出される負荷電流に基づき、キャパシタ蓄電装置２２の充放電を制御して、電源系統から電力変換器２１を通してキャパシタ蓄電装置２２を充電し、屋内の各電機機器の負荷が大きくなり、負荷電流Ｉ_L が補償の基準値Ｉ_OVを越えたとき、キャパシタ蓄電装置２２から放電して一時的に負荷電流Ｉ_L の一部を補償している。

制御装置２３には、補償の基準値Ｉ_OVや、放電の下限値Ｖ_CL、充電の上限値Ｖ_CF、さらには規定値Ｉ_UPが予め設定されている。そして、制御装置２３は、これらの予め設定されたいる値、負荷電流検出部１２により検出される負荷電流Ｉ_L 、電流検出抵抗からなる充放電電流検出部２４により検出されるキャパシタ蓄電装置２２の充放電電流Ｉ_C 、キャパシタ蓄電装置２２の出力端から検出されるキャパシタ蓄電装置２２の充電電圧Ｖ_C に基づき電力変換器２１及び報知装置２５を制御するものである。

電力変換器２１は、交流ー直流で双方向に電力変換を行い、キャパシタ蓄電装置２２の充放電を制御するものである。報知装置２５は、負荷補償をしていることや補償可能な残り情報等の負荷補償に関する情報をユーザに報知するものであり、表示出力装置や音声出力装置、警報装置、警告灯等により構成される。

負荷補償装置についてさらに説明する。図２は制御装置による負荷電流の補償処理の例を説明する図、図３は充電処理の例を説明する図、図４はユーザ報知処理の例を説明する図、図５は報知設定テーブルの例を説明する図である。

図１に示す負荷補償装置２の制御装置２３において、負荷電流Ｉ_L の補償処理は、例えば図２に示すようなものとなる。まず、検出された負荷電流Ｉ_L と補償の基準値Ｉ_OVとを読み込み（ステップＳ１１）、補償の基準値Ｉ_OVに対する負荷電流Ｉ_L の超過値（Ｉ_L-OV＝Ｉ_L −Ｉ_OV）を求める（ステップＳ１２）。そして、その超過値Ｉ_L-OVが０より大きいか否か、すなわち、負荷電流Ｉ_L が補償の基準値Ｉ_OVを越えているか否かを判定する（ステップＳ１３）。

負荷電流Ｉ_L が補償の基準値Ｉ_OVを越え、超過値Ｉ_L-OVが０より大きい場合（ＹＥＳの場合）には放電処理（ステップＳ１４以降の処理）を行い、そうでない超過値Ｉ_L-OVが０以下（負）の場合（ＮＯの場合）には充電処理（ステップＳ２１以降の処理）を行う。このように放電の下限値Ｖ_CLは、放電可能な最低電圧として放電を終了させる値、充電の上限値Ｖ_CFは、満充電になり充電を終了させる値として設定されるものである。

ステップＳ１３の判定処理の結果に基づき行う放電処理では、まず充電モードか否かを調べ（ステップＳ１４）、充電モードになっている場合には充電モードを解除し（ステップＳ１５）、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C と放電の下限値Ｖ_CLを読み込み（ステップＳ１６）、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C と放電の下限値Ｖ_CLより大きいか否かを判定する（ステップＳ１７）。ここで、放電の下限値Ｖ_CLは、放電終了とする、キャパシタ蓄電装置２２がこれ以上放電してはいけない電圧である。

キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が放電の下限値Ｖ_CLより大きい場合（ＹＥＳの場合）には、放電モードに設定してキャパシタ蓄電装置２２から放電し負荷電流Ｉ_L の補償を行い（ステップＳ１８）、ステップＳ１１に戻る。しかし、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が放電の下限値Ｖ_CL以下の場合には、さらに放電モードか否かを調べ（ステップＳ１９）、放電モードの場合には、放電モードを解除して（ステップＳ２０）、ステップＳ１１に戻り、放電モードが解除されている場合には、直ちにステップＳ１１に戻る。

同様に充電処理では、図３に示すようにまず放電モードか否かを調べ（ステップＳ２１）、放電モードになっている場合には放電モードを解除した後（ステップＳ２２）、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C と充電の上限値Ｖ_CFを読み込み（ステップＳ２３）、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C と充電の上限値Ｖ_CFより小さいか否かを判定する（ステップＳ２４）。

キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が充電の上限値Ｖ_CFより小さい場合（ＹＥＳの場合）には、超過値Ｉ_L-OVに基づき充電電流を設定し（ステップＳ２５）、充電モードに設定してキャパシタ蓄電装置２２に系統電源から充電し（ステップＳ２６）、ステップＳ１１に戻る。しかし、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が充電の上限値Ｖ_CF以上の場合には、さらに充電モードか否かを調べ（ステップＳ２７）、充電モードの場合には、充電モードを解除して（ステップＳ２８）、ステップＳ１１に戻り、充電モードが解除されている場合には、直ちにステップＳ１１に戻る。

上記負荷電流の補償処理に対し、負荷補償装置２の制御装置２３によるユーザの報知処理では、例えば図４に示すように静電容量Ｃとキャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C 、放電の下限値Ｖ_CL、充放電電流Ｉ_C 、さらには報知の態様を読み込み（ステップＳ３１）、キャパシタ蓄電装置２２の放電可能蓄電量〔Ｑ＝Ｃ（Ｖ_C ² −Ｖ_CL ² ）／２〕を求める（ステップＳ３２）。しかる後、蓄電量Ｑ、充放電電流Ｉ_C のレベルに応じて、例えば報知設定テーブルから報知情報のデータを読み込み（ステップＳ３３）、この報知情報のデータに基づき報知信号を報知装置１５に送出する（ステップＳ３４）。

報知情報を読み込む報知設定テーブルには、例えば図５に示すようにレベル１、２、３、……、のそれぞれに対応して報知の態様として、時間又はメッセージにより報知する場合には、その表示又は音声のデータ（００１１、００１２、００１３、……）、警報音により報知する場合には、その音の高低又は大小のデータ、警告灯により報知する場合には、その点滅の周期（周波数）又は強弱のデータを格納する。

時間やメッセージのデータは、例えば蓄電量Ｑからキャパシタ蓄電装置２２から放電電流Ｉ_C により補償できる時間を算出し、「消費電力が大きくなっています。後○○分（秒）間給電できます。」、「消費電力が大きくなっています。今暫く給電できます。」、「消費電力が大きくなっています。間もなく給電できなくなります。」などの情報を表示により、又は音声により出力するものである。この場合に、残時間に応じて段階的に変えてもよいし、連続的に変えるようにしてもよい。

また、警報音のデータは、例えば蓄電量Ｑや補償できる時間に応じて音を低音から高音に上げていったり、小さい音から大きい音になるように変えていくものである。同様に警告灯のデータは、例えば蓄電量Ｑや補償できる時間に応じて点滅間隔（周波数）をゆっくりから速めるようにしたり、暗い点灯状態から輝度（光量）を上げるように変えていくものである。

このように本実施形態は、消費電力が大きくなったとき、その消費電力の一部を一時的に補償しながら、消費電力が大きくなっていること、消費電力の一部を補償していること、その補償が残りどれだけか等の情報を時間やメッセージ、警報音、警告灯でユーザに報知するものである。このことにより、ユーザに過大な電力消費を認識させ電力使用に対する自主抑制を促すことができる。

さらに、上記の処理に対応した制御をコンパレータや論理回路、誤差増幅回路を使った回路により行うようにした他の実施の形態を説明する。図６は放電モードと充電モードの設定／解除を行う回路の構成例を示す図、図７は負荷電流補償を行う電流制御回路の構成例を示す図である。図中、３１〜３３はコンパレータ、３４はインバータ、３５、３６はアンドゲート、４１、４２は誤差増幅回路、４３、４４はアナログスイッチ、４５、４６はオア処理回路、４７はＰＷＭ制御部、４８は間歇制御部、Ｃ１、Ｃ２はコンデンサ、Ｒ１〜Ｒ３は抵抗、ＯＰ１、ＯＰ２は演算増幅器、Ｉ_UPは規定値、ＳＥＬ１、ＳＥＬ２は選択信号を示す。

図６に示す回路おいて、コンパレータ３１は、負荷電流Ｉ_L と補償の基準値Ｉ_OVを入力として比較を行い、負荷電流Ｉ_L が補償の基準値Ｉ_OVを越えると出力がＬｏｗからＨｉｇｈになるものである。コンパレータ３２は、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C と放電の下限値Ｖ_CLを入力として比較を行い、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が放電の下限値Ｖ_CLを越えると出力がＬｏｗからＨｉｇｈになるものである。そして、コンパレータ３３は、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C と充電の上限値Ｖ_CFを入力として比較を行い、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が充電の上限値Ｖ_CFを越えると出力がＨｉｇｈからＬｏｗになるものである。

アンドゲート３５は、コンパレータ３１の出力と３２の出力をアンド処理して放電モードの設定信号とするものである。したがって、負荷電流Ｉ_L が補償の基準値Ｉ_OVを越え、且つキャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が放電の下限値Ｖ_CLを越えているとき、アンドゲート３５の出力がＨｉｇｈとなって放電モードが実行される。そして、負荷電流Ｉ_L が減少して補償の基準値Ｉ_OV以下になるか、或いはキャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が低下して放電の下限値Ｖ_CL以下になると、放電モードは解除される。

また、アンドゲート３６は、インバータ３４を通したコンパレータ３１の反転出力とコンパレータ３３の出力をアンド処理して充電モードの設定信号とするものである。したがって、負荷電流Ｉ_L が補償の基準値Ｉ_OV以下で、且つキャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が充電の上限値Ｖ_CF以下のとき、アンドゲート３６の出力がＨｉｇｈとなって充電モードが実行される。そして、負荷電流Ｉ_L が減少して補償の基準値Ｉ_OV以下になるか、或いはキャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が低下して放電の下限値Ｖ_CL以下になると、放電モードは解除される。

図７に示す回路において、演算増幅器ＯＰ１と抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１により構成される誤差増幅回路４１は、キャパシタ蓄電装置２２の放電電流Ｉ_C （負荷電流補償を行う回路であるため、以下同様）を補償の基準値Ｉ_OVに対する負荷電流Ｉ_L の超過値Ｉ_L-OVに制御する誤差増幅信号を発生するものである。誤差増幅回路４２は、キャパシタ蓄電装置２２の放電電流Ｉ_C を規定値Ｉ_UPに制御する誤差増幅信号を発生するものである。

アナログスイッチ４３、４４は、誤差増幅回路４１の誤差増幅信号及び誤差増幅回路４２の誤差増幅信号をオン／オフするものである。オア処理回路４５、４６は、誤差増幅回路４１の誤差増幅信号と誤差増幅回路４２の誤差増幅信号のいずれかを優先する選択回路である。ＰＷＭ制御部４７は、キャパシタ蓄電装置２２の放電電流Ｉ_C をＰＷＭ制御するものである。間歇制御部４８は、選択や設定に応じて、連続で、一定のインターバルで、或いは超過値Ｉ_L-OVに応じたインターバルでＰＷＭ制御部４７のＰＷＭ制御を動作させる制御を行うものである。

次に、図６及び図７に示す回路の動作を説明する。図６に示す回路においては、まず、負荷電流Ｉ_L が補償の基準値Ｉ_OV以下のとき、コンパレータ３１の出力はＬｏｗになるので、アンドゲート３５の出力もＬｏｗになり、放電モードは解除状態にある。一方、インバータ３４の出力はコンパレータ３１の出力が反転してＨｉｇｈになるので、キャパシタ蓄電装置２２の電圧Ｖ_C が充電の上限値Ｖ_CF以下であれば、コンパレータ３３の出力もＨｉｇｈになってアンドゲート３６はアンド条件が成立して出力がＨｉｇｈになり充電モードになる。そして、充電モードにより、キャパシタ蓄電装置２２が充電されて電圧Ｖ_C が充電の上限値Ｖ_CFに達すると、コンパレータ３３の出力がＬｏｗになるので、アンドゲート３６の出力もＬｏｗになり充電モードが解除される。

負荷電流Ｉ_L が増大して補償の基準値Ｉ_OVを越えると、コンパレータ３１の出力はＨｉｇｈになるので、キャパシタ蓄電装置２２が充電されて電圧Ｖ_C が放電の下限値Ｖ_CLを越えていれば、コンパレータ３２の出力もＨｉｇｈになってアンドゲート３５はアンド条件が成立して出力がＨｉｇｈになり放電モードになる。放電モードにより、キャパシタ蓄電装置２２が放電されて電圧Ｖ_C が放電の下限値Ｖ_CLまで低下すると、コンパレータ３２の出力がＬｏｗになるので、アンドゲート３５の出力もＬｏｗになり放電モードが解除される。このとき、負荷電流Ｉ_L が増大したままの状態を継続していれば、インバータ３４の出力はＬｏｗのままであるため、充電モードも解除された状態を維持する。

放電モード時にキャパシタ蓄電装置２２の放電電流Ｉ_C をＰＷＭ制御する図７に示す回路においては、負荷電流Ｉ_L が増大して補償の基準値Ｉ_OVを越えると、それらの間の差である超過値Ｉ_L-OVにキャパシタ蓄電装置２２の放電電流Ｉ_C を制御する誤差増幅信号が誤差増幅回路４１からオア処理回路４５を通してＰＷＭ制御部４７に入力される。したがって、ＰＷＭ制御部４７のＰＷＭ制御によりキャパシタ蓄電装置２２の放電電流Ｉ_C が超過値Ｉ_L-OVになるように制御される。

一方、超過値Ｉ_L-OVの増大と共に放電電流Ｉ_C が増大し、規定値Ｉ_UPを越えると、放電電流Ｉ_C を規定値Ｉ_UPに制限する誤差増幅信号が誤差増幅回路４２から出力される。この誤差増幅信号は、誤差増幅回路４１の誤差増幅信号より優先してアナログスイッチ４４からオア処理回路４６を通してＰＷＭ制御部４７に入力される。したがって、ＰＷＭ制御部４７のＰＷＭ制御によりキャパシタ蓄電装置２２の放電電流Ｉ_C が規定値Ｉ_UPに制限するように制御される。

図７において、選択信号ＳＥＬ１、２によりアナログスイッチ４３、４４をオンにしていずれの誤差増幅回路４１、４２の誤差増幅信号をも有効にしておくと、負荷電流Ｉ_L と補償の基準値Ｉ_OVとの差Ｉ_L-OVの電流で、予め定められた一定の規定値Ｉ_UPを限度とする電流を負荷電流Ｉ_L の一部として補償するように電力変換装置がＰＷＭ制御される。

これに対し、選択信号ＳＥＬ１によりアナログスイッチ４３をオンにし、選択信号ＳＥＬ２によりアナログスイッチ４４をオフにすると、規定値Ｉ_UPの制限はかからず、超過値Ｉ_L-OVの電流を負荷電流Ｉ_L の一部として補償するように電力変換装置がＰＷＭ制御される。

逆に、選択信号ＳＥＬ１によりアナログスイッチ４３をオフにし、選択信号ＳＥＬ２によりアナログスイッチ４４をオンにすると、負荷電流Ｉ_L が増大して補償の基準値Ｉ_OVを越えると、常に規定値Ｉ_UPの電流を負荷電流Ｉ_L の一部として補償するように電力変換装置がＰＷＭ制御される。規定値Ｉ_UPは、このように選択信号ＳＥＬ１、２によりアナログスイッチ４３、４４のオン／オフを選択して補償電流を制限する値として使用するか、常に一定に補償する値として使用するかに応じ、適宜変更される。

また、負荷電流Ｉ_L が補償の基準値Ｉ_OV以下になったことだけで放電モードから充電モードに切り換えると、キャパシタ蓄電装置２２に充電電流Ｉ_C が流れ、負荷電流Ｉ_L が補償の基準値Ｉ_OVを越えるようになってしまい、チャタリング現象が発生する。この現象は、超過値Ｉ_L-OVの絶対値が一定値ΔＩより大きくなったことを条件に充電モードの設定を行うようにすることにより、また、超過値Ｉ_L-OVに応じて図７に示した誤差増幅回路４１による制御と同様に充電電流Ｉ_C を制御することにより解消することができる。

図８は本発明に係る限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置の他の実施の形態を説明する図であり、２６は充放電電流検出部を示し、図１と同じものは同じ符号を付している。上記実施の形態は、負荷電流検出部１２を電力変換器２１の接続点よりも負荷側に接続したが、図８に示す実施の形態は、負荷電流検出部１２を電力変換器２１の接続点よりも電源系統側に接続したものである。

したがって、図８に示す実施の形態では、負荷電流検出部１２が電源系統から給電される電流、つまり、屋内の各電機機器に給電される負荷電流にキャパシタ蓄電装置２２の充放電電流を加減した電流を検出している。これに対して、図１に示す実施の形態では、負荷電流検出部１２が屋内の各電機機器に給電される負荷電流、つまり、電源系統から給電される電流にキャパシタ蓄電装置２２の充放電電流を加減した電流を検出している。

また、充放電電流検出部２６は、変流器ＣＴを用い電力変換器２１の交流側に接続してキャパシタ蓄電装置２２の充放電電流を検出するように構成している。勿論、充放電電流検出部２６に代えて図１と同様に充放電電流検出部２４を接続して用いるようにしてもよい。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、具体的な処理、回路の構成例を示して説明したが、これらの処理や回路、報知設定テーブルを用いる等の構成は当業者における設計事項として適宜変形、変更可能であることはいうまでもない。

本発明に係る限定負荷補償型キャパシタ電源装置の実施の形態を説明する図。 制御装置による負荷電流の補償処理の例を説明する図。 充電処理の例を説明する図。 ユーザ報知処理の例を説明する図。 報知設定テーブルの例を説明する図。 放電モードと充電モードの設定／解除を行う回路の構成例を示す図。 負荷電流補償を行う電流制御回路の構成例を示す図。 本発明に係る限定負荷補償型キャパシタ電源装置の他の実施の形態を説明する図。

符号の説明

１…配電盤、２…負荷補償装置、２１…電力変換器、２２…キャパシタ蓄電装置、２３…制御装置、２４…充放電電流検出部、２５…報知装置、１１、１３…ブレーカ、１２…負荷電流検出部、Ｖ_C …キャパシタ蓄電装置の電圧、Ｉ_C …充放電電流、Ｉ_L …負荷電流

Claims (8)

1. キャパシタ蓄電装置と、
   電源系統から屋内の電機機器に給電する給電線と前記キャパシタ蓄電装置との間に接続して交流ー直流で双方向に電力変換を行う電力変換装置と、
   前記給電線より検出される負荷電流と前記キャパシタ蓄電装置より検出される端子電圧に基づき前記電力変換装置を制御することにより前記キャパシタ蓄電装置の充放電を制御すると共に、負荷補償の報知を行う制御装置と
   を備え、前記制御装置は、前記負荷電流が予め定められた補償の基準値を越えたとき、前記端子電圧が予め定められた放電の下限値を越えていることを条件に前記キャパシタ蓄電装置を放電して前記負荷電流の一部を補償し、前記負荷電流が前記補償の基準値以下のとき、前記端子電圧が予め定められた充電の上限値に達していないことを条件に前記キャパシタ蓄電装置を充電するように前記電力変換装置を制御すると共に、前記負荷電流の一部を補償している間、前記キャパシタ蓄電装置の蓄電量を算出して前記補償の可能な残り情報を報知することを特徴とする限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置。
2. 前記制御装置は、前記負荷電流と前記補償の基準値との差の電流を前記負荷電流の一部として補償するように前記電力変換装置を制御することを特徴とする請求項１記載の限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置。
3. 前記制御装置は、予め定められた一定の規定値の電流を前記負荷電流の一部として補償するように前記電力変換装置を制御することを特徴とする請求項１記載の限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置。
4. 前記制御装置は、前記負荷電流と前記補償の基準値との差の電流で、予め定められた一定の規定値を限度とする電流を前記負荷電流の一部として補償するように前記電力変換装置を制御することを特徴とする請求項１記載の限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置。
5. 前記補償の可能な残り情報は、前記蓄電量と前記キャパシタ蓄電装置より検出される放電電流に基づき算出される放電可能時間であり、前記放電可能時間を表示又は音声により報知することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置。
6. 前記補償の可能な残り情報は、前記蓄電量に応じレベル分けしたメッセージであり、前記メッセージを表示又は音声により報知することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置。
7. 前記制御装置は、前記蓄電量に応じた高低又は大小の報知音により報知することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置。
8. 前記制御装置は、前記蓄電量に応じた点滅又は強弱の光により報知することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の限定負荷補償型キャパシタ蓄電装置。

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