JP2018074668A - Voltage stabilizer of dc distribution system - Google Patents
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Description
本発明は、直流配電系統における系統電圧を安定化する直流配電系統の電圧安定化装置に関する。 The present invention relates to a voltage stabilization device for a DC distribution system that stabilizes a system voltage in a DC distribution system.
将来、電気負荷の大容量化と高電圧化は、一般の大規模系統だけでなく、機器設置面積等に制限のある小規模の電力系統にも導入されると予想されている。この電気負荷の大容量化は、配電機器、特に昇圧/降圧等に用いる変圧器の大型化を引き起こし、機器設置面積の増大を招く。 In the future, it is expected that the increase in capacity and voltage of electric loads will be introduced not only in general large-scale systems but also in small-scale power systems with limited equipment installation area. This increase in the capacity of the electric load causes an increase in size of a power distribution device, particularly a transformer used for step-up / step-down and the like, resulting in an increase in device installation area.
これに対し、高周波変圧器を活用した直流配電方式が注目を集めており、多数のIT機器を備えるデータセンターなどへの適用が検討されている。本直流配電方式で使用する昇圧/降圧用の絶縁型直流/直流変換装置で使用する変圧器は、一般の商用周波数より高周波で駆動するため、商用周波数で用いる変圧器と比較して小型化が可能である。このため、配電系統の直流化が検討されている。 On the other hand, a DC power distribution method using a high-frequency transformer is attracting attention, and its application to a data center equipped with a large number of IT devices is being studied. The transformer used in the isolated DC / DC converter for step-up / step-down used in this DC power distribution system is driven at a higher frequency than the general commercial frequency, so it is smaller than the transformer used at the commercial frequency. Is possible. For this reason, the direct current distribution system has been studied.
直流配電系統では、負荷への有効電力を制御する電力変換装置が、直流配電系統から見た場合、定電力負荷として機能する。この定電力負荷は、負性抵抗特性(電圧が上がると電流が減る)を持ち、直流配電系統に擾乱が加わり、直流電圧が振動し系統が不安定となる際の要因となる。 In a DC distribution system, a power conversion device that controls active power to a load functions as a constant power load when viewed from the DC distribution system. This constant power load has a negative resistance characteristic (current decreases as voltage rises), and disturbance is applied to the DC distribution system, which becomes a factor when the DC voltage vibrates and the system becomes unstable.
これに対し、従来、特許文献1並びに特許文献2に記載の技術が知られている。
On the other hand, the techniques described in
特許文献1に記載される技術においては、直流配電系統の直流系統電圧の振動成分から直流配電線に流れる電流の振動成分を打ち消すための制御量を演算する。そして、この制御量と予め設定された負荷供給用の電圧設定値を合算して最終的な電圧設定値を得た後、この最終的な電圧設定値に負荷電圧が等しくなるように、電力変換装置が制御される。
In the technique described in
特許文献2に記載される技術においては、整流回路と平滑コンデンサの間に、整流回路と平滑コンデンサの間に接続される直流リアクトル主巻線と、直流リアクトル鉄心を介して直流リアクトル主巻線と磁気的に結合する直流リアクトル補助巻線とを備える直流リアクトル装置が挿入される。直流リアクトル補助巻線に接続され任意の電圧波形を発生する電圧源が、直流リップルを補償するように制御される。
In the technique described in
上記従来技術においては、系統および電気負荷の大容量化と高電圧化に伴い、電力変換装置や電圧源において、高耐圧で大容量のスイッチング素子が必要となる。しかし、高耐圧で大容量のスイッチング素子は、熱的制約により高周波での駆動が制限される。このため、電力変換装置や電圧源の制御によって低減可能な系統電圧振動の帯域が低下する。なお、高周波の振動成分を低減するために、LCフィルタの容量を大きくする手段もあるが、この場合、LCフィルタのサイズが増大し、機器が大型化してしまう。 In the above prior art, as the capacity of the system and the electric load is increased and the voltage is increased, a switching element having a high withstand voltage and a large capacity is required in the power converter and the voltage source. However, high-voltage and large-capacity switching elements are limited in driving at high frequencies due to thermal restrictions. For this reason, the band of the system voltage oscillation which can be reduced by control of a power converter device or a voltage source falls. In order to reduce high-frequency vibration components, there is a means for increasing the capacity of the LC filter. However, in this case, the size of the LC filter increases and the device becomes large.
そこで、本発明は、機器のサイズを増大させることなく、系統電圧に含まれる高周波の振動成分を低減することができる直流配電系統の電圧安定化装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a voltage stabilization device for a DC distribution system that can reduce high-frequency vibration components included in the system voltage without increasing the size of the device.
前記課題を解決するため、本発明による直流配電系統の電圧安定化装置は、直流電源部からの電力が直流配電線を介して負荷に供給される直流配電系統における直流電源部と負荷との間に挿入されるものであって、一次巻線および二次巻線を備える変圧器を備え、一次巻線は、直流配電線に直列に接続され、二次巻線には、二次巻線から見たインピーダンスが抵抗性である回路部が接続される。 In order to solve the above-mentioned problems, a voltage stabilizing device for a DC distribution system according to the present invention is provided between a DC power supply unit and a load in a DC distribution system in which power from a DC power supply unit is supplied to a load via a DC distribution line. Comprising a transformer comprising a primary winding and a secondary winding, the primary winding being connected in series to the DC distribution line, the secondary winding being A circuit part having a resistive impedance is connected.
本発明によれば、直流配電系統において擾乱が生じた際に、直流配電系統における電力の振動成分が、変圧器の二次巻線に接続される回路部によって消費あるいは吸収される。これにより、電力の振動成分を打ち消すような電力を出力するように制御される電力変換装置や電源装置を用いることなく、擾乱に伴って発生する電圧あるいは電流の振動を抑制することができる。 According to the present invention, when a disturbance occurs in the DC distribution system, the vibration component of the power in the DC distribution system is consumed or absorbed by the circuit unit connected to the secondary winding of the transformer. Thereby, the vibration of the voltage or the electric current which generate | occur | produces with disturbance can be suppressed, without using the power converter device and power supply device which are controlled to output the electric power which cancels the vibration component of electric power.
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.
以下、本発明の実施例について、図面を用いながら説明する。なお、各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals indicate the same constituent elements or constituent elements having similar functions.
図1は、本発明の実施例1である電圧安定化装置を含む直流配電系統の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a DC power distribution system including a voltage stabilizing device that is
図1に示すように、直流電源1から直流配電線2を介して定電力負荷4に電力が供給される。定電力負荷4と直流電源1との間には電圧安定化装置100が挿入される。
As shown in FIG. 1, power is supplied from a
電圧安定化装置100は、鉄心に巻装される一次巻線31および二次巻線32を備える変圧器3を有する。一次巻線31は、その一端において、直流配電線2と直列に接続されると共に、他端が定電力負荷4に接続される。また、二次巻線32には、抵抗器5が並列に接続される。
The
抵抗器5は、一定抵抗値を有する固定抵抗器である。また、抵抗器5は、複数の抵抗器の直列接続あるいは並列設接続により構成しても良い。なお、抵抗器5として、可変抵抗器を用いても良いが、電圧安定化装置の動作中においては、抵抗値が一定値に保持される。また、定電力負荷4としては、例えば、電力変換装置およびこれにより直流あるいは交流で駆動される負荷がある。
The
電圧安定化装置100は次のように動作する。直流配電系統で生じた擾乱(系統事故や負荷変動など)により、直流配電系統の電流および電圧が振動すると、系統に直列に接続している変圧器3の一次巻線31流れる電流および一次巻線31に生ずる電圧が振動する。このため、変圧器3の鉄心内の磁束が変化するので、二次巻線32に電圧が誘起される。誘起される電圧により二次巻線32および抵抗器5に電流が流れ、抵抗器5により電力が消費される。すなわち、直流配電系統(変圧器3の一次側)における電流および電圧の振動成分による電力の振動成分が、変圧器3の二次側に伝送され、抵抗器5によって消費される。これにより、直流配電系統における電流および電圧の振動が抑制される。
The
上述のように、実施例1によれば、擾乱に伴って直流配電系統内に現れる電流および電圧の振動を低減できる。さらに、電圧安定化装置を、変圧器および抵抗器という受動部品のみで構成できる。従って、直流配電系統における電流および電圧の振動を低減するように制御される電力変換装置や電源装置を必要としない。このため、低減可能な振動の帯域の制限が緩和される。また、機器サイズの増大が抑制できる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to reduce current and voltage oscillations that appear in the DC distribution system due to disturbance. Furthermore, the voltage stabilizing device can be configured with only passive components such as a transformer and a resistor. Accordingly, there is no need for a power conversion device or power supply device that is controlled to reduce current and voltage oscillations in the DC distribution system. For this reason, the restriction | limiting of the zone | band of a vibration which can be reduced is eased. In addition, an increase in device size can be suppressed.
図2は、本発明の実施例2である電圧安定化装置を含む直流配電系統の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a DC power distribution system including a voltage stabilizing apparatus that is
以下、主に、実施例1と異なる点について説明する。 Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.
本実施例2において、電圧安定化装置100は、一次巻線31および二次巻線32に加えて、鉄心に巻装される三次巻線33を備える三巻線変圧器を有する。電圧安定化装置100において、一次巻線31にコンデンサ6が直列に接続され、コンデンサ6は一次巻線31と定電力負荷4の間に接続される。二次巻線32には、実施例1と同様に、抵抗器5が並列に接続される。三次巻線33は、コンデンサ6に並列に接続される。なお、一次巻線31および三次巻線33は、それぞれに流れる電流によって変圧器3の鉄心内に生じる磁束が互いに打ち消し合うように、鉄心に巻かれている。このような三次巻線33の動作については、後述する。
In the second embodiment, the
本実施例2においても、直流配電系統(変圧器3の一次側)における電流および電圧の振動成分による電力の振動成分が、変圧器3の二次側に伝送され、抵抗器5によって消費される。これにより、直流配電系統における電流および電圧の振動が抑制される。
Also in the second embodiment, the vibration component of power due to the vibration component of the current and voltage in the DC distribution system (primary side of the transformer 3) is transmitted to the secondary side of the
さらに、三次巻線33を含めた本実施例2の動作について説明する。 Further, the operation of the second embodiment including the tertiary winding 33 will be described.
図3は、本実施例2における電圧安定化装置100の各部(コンデンサ6、一次巻線31、三次巻線33)の電流を示す。
FIG. 3 shows the current of each part (
図3に示すように、一次巻線31に流れる電流Idc(=直流成分Idc0+振動成分Ires0)のうち、コンデンサ6には電流Idcの振動成分Ires0のみが流れ、三次巻線33には電流Idcの直流成分Idc0のみが流れる。これにより、一次巻線31に流れる電流Idcより生ずる磁束の直流分と、三次巻線33に流れる直流成分Idc0により生ずる磁束が互いに打ち消し合う。従って、変圧器3の鉄心内における磁束の飽和を防止することができる。これにより、磁束の飽和を防ぐために変圧器に要求される容量およびサイズの裕度を低減できるので、変圧器を小型化できる。従って、電圧安定化装置を小型化できる。
As shown in FIG. 3, of the current Idc (= DC component Idc0 + vibration component Ires0) flowing through the primary winding 31, only the vibration component Ires0 of the current Idc flows through the
次に、実施例2の変形例について説明する。なお、各変形例において、直流電源部(直流電源1に対応)が異なるが、電圧安定化装置の構成は図2に示す実施例2と同様である。 Next, a modification of the second embodiment will be described. In each modification, the DC power supply unit (corresponding to the DC power supply 1) is different, but the configuration of the voltage stabilizing device is the same as that of the second embodiment shown in FIG.
図4は、実施例2の変形例1である電圧安定化装置を含む直流配電系統の構成図である。 FIG. 4 is a configuration diagram of a DC power distribution system including a voltage stabilizing device that is a first modification of the second embodiment.
本変形例1においては、図2における直流電源1が、交流系統11および交流/直流変換装置10に置き換えられる。変形例1における直流配電系統は交流系統11と連系し、交流系統11の交流電力が、交流/直流変換装置10により直流電力に変換されて、直流配電系統に供給される。
In the first modification, the
図5は、実施例2の変形例2である電圧安定化装置を含む直流配電系統の構成図である。 FIG. 5 is a configuration diagram of a DC power distribution system including a voltage stabilizing device that is a second modification of the second embodiment.
本変形例2においては、図2における直流電源1が、直流系統13および直流/直流変換装置12に置き換えられる。本変形例2における直流配電系統は、直流/直流変換装置12を介して直流系統13に接続される。直流/直流変換装置12は、直流系統13の電圧を昇圧あるいは降圧して直流配電系統に出力する。このように、本変形例2における直流配電系統は他の直流系統13と連系し、直流系統13の直流電力が、直流/直流変換装置12により昇圧あるいは降圧されて、直流配電系統に供給される。
In the second modification, the
図6は、実施例2の変形例3である電圧安定化装置を含む直流配電系統の構成図である。 FIG. 6 is a configuration diagram of a DC power distribution system including a voltage stabilizing device that is a third modification of the second embodiment.
本変形例3においては、図2における直流電源1が、交流系統11および交流/直流変換装置10並びに直流/直流変換装置12に置き換えられる。変形例3における直流配電系統は交流系統11と連系し、交流系統11の交流電力が、交流/直流変換装置10により直流電力に変換されて、さらに交流/直流変換装置10の出力電圧が直流/直流変換装置12により昇圧あるいは降圧されて、直流配電系統に供給される。
In the third modification, the
これら変形例1〜3においても、実施例2と同様に、電圧安定化装置100により、直流配電系統における電流および電圧の振動が抑制される。また、電圧安定化装置100の変圧器3の鉄心の磁束の飽和が防止される。
Also in the first to third modifications, as in the second embodiment, the
上述のように、実施例2およびその変形例1〜3によれば、電圧安定化装置が備える変圧器の磁束飽和を防止しつつ、直流配電系統の振動成分を抑制し直流配電系統の電圧を安定化することができる。また、三次巻線に電流の直流成分を流して発生させる磁束によって、鉄心内の直流磁束を低減しているため、磁気飽和を抑制するために変圧器に要求される裕度を低減できるので、電圧安定化装置が備える変圧器を小型化することができる。これにより、電圧安定化装置を小型化できる。 As described above, according to the second embodiment and the first to third modifications thereof, the vibration component of the DC distribution system is suppressed and the voltage of the DC distribution system is suppressed while preventing the magnetic flux saturation of the transformer included in the voltage stabilizing device. Can be stabilized. In addition, since the DC magnetic flux in the iron core is reduced by the magnetic flux generated by flowing the DC component of the current through the tertiary winding, the tolerance required for the transformer to suppress magnetic saturation can be reduced. The transformer included in the voltage stabilizing device can be reduced in size. Thereby, a voltage stabilization apparatus can be reduced in size.
図7は、本発明の実施例3である電圧安定化装置を含む直流配電系統の構成図である。以下、主に、実施例2と異なる点について説明する。
FIG. 7 is a configuration diagram of a DC power distribution system including a voltage stabilizing apparatus that is
図7に示すように、実施例2とは異なり、電圧安定化装置100が備える変圧器3の二次巻線32には、図2における抵抗器5に換えて、交流/直流変換装置7の交流側が接続される。さらに、交流/直流変換装置7の直流側には、蓄電装置8が接続される。なお、電圧安定化装置100の他の構成は、実施例2(図2)と同様である。
As shown in FIG. 7, unlike the second embodiment, the secondary winding 32 of the
本実施例3では、直流配電系統(変圧器3の一次側)における電流および電圧の振動成分による電力の振動成分が、変圧器3の一次巻線31を介して、変圧器3の二次側に伝送され、二次巻線32から出力される。二次巻線32から出力される電力の振動成分は、交流/直流変換装置7によって直流電力に変換されて、蓄電装置8に蓄電される。
In the third embodiment, the vibration component of power due to the vibration component of the current and voltage in the DC distribution system (primary side of the transformer 3) passes through the primary winding 31 of the
蓄電装置8は、予備電源として用いることができる。なお、蓄電装置8としては、例えば、キャパシタや蓄電池などを適用できる。
The
交流/直流変換装置7は、二次巻線32から見た交流/直流変換装置7のインピーダンスが定抵抗特性となるように、すなわち力率が1になるように制御される。二次巻線32から出力される電力の振動成分は、交流/直流変換装置7によって消費される分を除いくほぼすべてが蓄電装置8に吸収される。これにより、直流配電系統の電圧の振動を抑制することができる。
The AC /
変圧器二次側、主に交流/直流変換装置7で消費される電力は、定電力負荷4で消費される電力よりも小さい。このため、交流/直流変換装置7における半導体スイッチング素子として、比較的電力容量が小さく、高周波駆動できるものを用いることができる。このため、電圧安定化装置によって低減可能な系統電圧振動の帯域が向上する。
The power consumed on the secondary side of the transformer, mainly the AC /
上述のように、実施例3によれば、交流/直流変換装置を定抵抗特性となるように制御することで、直流配電系統の振動成分を抑制し直流配電系統の電圧を安定化することができる。また、実施例2と同様に、電圧安定化装置が備える変圧器の磁束飽和を抑制できる。また、電力の振動成分は交流/直流変換装置を介して蓄電装置に蓄電されるので、電圧安定化装置の効率が向上する。 As described above, according to the third embodiment, by controlling the AC / DC converter so as to have constant resistance characteristics, the vibration component of the DC distribution system can be suppressed and the voltage of the DC distribution system can be stabilized. it can. Moreover, the magnetic flux saturation of the transformer with which a voltage stabilization apparatus is provided can be suppressed similarly to Example 2. FIG. Moreover, since the vibration component of electric power is stored in the power storage device via the AC / DC converter, the efficiency of the voltage stabilizing device is improved.
図8は、本発明の実施例4である電圧安定化装置を含む直流配電系統の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a DC power distribution system including a voltage stabilizing apparatus that is
以下、主に、実施例2と異なる点について説明する。 Hereinafter, differences from the second embodiment will be mainly described.
図8に示すように、実施例2とは異なり、電圧安定化装置100が備える変圧器3の二次巻線32には、図2における抵抗器5に換えて、交流/直流変換装置7の交流側が接続される。さらに、交流/直流変換装置7の直流側と直流配電系統の間には、直流/直流変換装置9が接続される。直流/直流変換装置9の入力側は交流/直流変換装置7の直流側と接続され、直流/直流変換装置9の出力側は定電力負荷4に接続される。電圧安定化装置100の他の構成は、実施例2(図2)と同様である。
As shown in FIG. 8, unlike the second embodiment, the secondary winding 32 of the
なお、直流/直流変換装置9としては、例えば、昇降圧直流/直流変換装置や絶縁型直流/直流変換装置などが適用される。
As the DC /
本実施例4では、直流配電系統(変圧器3の一次側)における電流および電圧の振動成分による電力の振動成分が、変圧器3の一次巻線31を介して、変圧器3の二次側に伝送され、二次巻線32から出力される。二次巻線32から出力される電力の振動成分は、交流/直流変換装置7によって直流電力に変換される。この直流電力は、直流/直流変換装置9によって、交流/直流変換装置7の出力電圧が直流配電系統の電圧に変換されて、直流配電系統へ出力される。
In the fourth embodiment, the vibration component of electric power due to the vibration component of the current and voltage in the DC distribution system (primary side of the transformer 3) passes through the primary winding 31 of the
交流/直流変換装置7は、二次巻線32から見た交流/直流変換装置7のインピーダンスが定抵抗特性となるように、すなわち力率が1になるように制御される。二次巻線32から出力される電力の振動成分は、交流/直流変換装置7および直流/直流変換装置によって消費される分を除くほぼすべてが直流電力に変換される。このため、直流配電系統の電圧の振動を抑制できるとともに、電力安定化装置の効率が向上する。また、電力の振動成分は、直流電力として直流配電系統に戻されるので、直流配電系統における電力効率が向上する。
The AC /
上述のように、実施例4によれば、交流/直流変換装置を定抵抗特性となるように制御することで、直流配電系統の振動成分を抑制し直流配電系統の電圧を安定化することができる。また、実施例2と同様に、電圧安定化装置が備える変圧器の磁束飽和を抑制できる。また、電力の振動成分は交流/直流変換装置および直流/直流変換装置を介して直流配電系統に戻されるので、電圧安定化装置および直流配電系統の効率が向上する。 As described above, according to the fourth embodiment, by controlling the AC / DC converter so as to have the constant resistance characteristic, the vibration component of the DC distribution system can be suppressed and the voltage of the DC distribution system can be stabilized. it can. Moreover, the magnetic flux saturation of the transformer with which a voltage stabilization apparatus is provided can be suppressed similarly to Example 2. FIG. In addition, since the vibration component of power is returned to the DC distribution system via the AC / DC converter and the DC / DC converter, the efficiency of the voltage stabilizing device and the DC distribution system is improved.
図9は、本発明の実施例5である電圧安定化装置を含む直流配電系統の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a DC power distribution system including a voltage stabilizing apparatus that is
以下、主に、実施例2と異なる点について説明する。 Hereinafter, differences from the second embodiment will be mainly described.
図9に示すように、実施例2とは異なり、電圧安定化装置100が備える変圧器3の二次巻線32には、図2における抵抗器5に換えて、交流/直流変換装置7の交流側が接続される。交流/直流変換装置7の直流側には、蓄電装置8が接続される。さらに、交流/直流変換装置7の直流側と、直流配電系統における定電力負荷4との間には、双方向直流/直流変換装置91が接続される。なお、電圧安定化装置100の他の構成は、実施例2(図2)と同様である。
As shown in FIG. 9, unlike the second embodiment, the secondary winding 32 of the
本実施例5では、直流配電系統(変圧器3の一次側)における電流および電圧の振動成分による電力の振動成分が、変圧器3の一次巻線31を介して、変圧器3の二次側に伝送され、二次巻線32から出力される。二次巻線32から出力される電力の振動成分は、交流/直流変換装置7によって直流電力に変換されて、蓄電装置8に蓄電される。蓄電装置8に蓄電される電力は、蓄電装置8の出力電圧が双方向直流/直流変換装置91によって直流配電系統の電圧に変換されて、直流配電系統に供給される。
In the fifth embodiment, the vibration component of power due to the vibration component of the current and voltage in the DC distribution system (primary side of the transformer 3) passes through the primary winding 31 of the
蓄電装置8を備えることによって、電圧安定化装置100は、直流配電系統における予備電源として機能する。双方向直流/直流変換装置91は、電圧安定化装置100が予備電源として動作する場合に、蓄電装置8の出力電圧を直流配電系統の電圧に変換する。
By providing the
交流/直流変換装置7は、二次巻線32から見た交流/直流変換装置7のインピーダンスが定抵抗特性となるように、すなわち力率が1になるように制御される。二次巻線32から出力される電力の振動成分は、交流/直流変換装置7および双方向直流/直流変換装置91によって消費される分を除くほぼすべてが蓄電装置8に蓄電される。このため、直流配電系統の電圧の振動を抑制できるとともに、電力安定化装置の効率が向上する。また、蓄電される電力を双方向直流/直流変換装置91を介して直流配電系統に供給できるので、特別な電源装置を設けることなく、直流配電系統の予備電源を確保できる。そして、このように、電力の振動成分が、予備の直流電力として直流配電系統に供給されるので、直流配電系統における電力効率が向上する。
The AC /
なお、本実施例5においては、電圧安定化装置100によって安定化された直流電力を、直流配電系統を双方向直流/直流変換装置91によって蓄電装置8の充電電圧に変換して、蓄電装置8に蓄電することができる。このため、予備電源としての蓄電量を確実に確保できる。
In the fifth embodiment, the DC power stabilized by the
上述のように、実施例5によれば、交流/直流変換装置を定抵抗特性となるように制御することで、直流配電系統の振動成分を抑制し直流配電系統の電圧を安定化することができる。また、実施例2と同様に、電圧安定化装置が備える変圧器の磁束飽和を抑制できる。また、電力の振動成分は交流/直流変換装置を介して蓄電装置に蓄電されると共に、蓄電装置および双方向直流/直流変換装置を介して直流配電系統に供給されるので、電圧安定化装置および直流配電系統の効率が向上する。また、電圧安定化装置によって安定化される直流電力を双方向直流/直流変換装置を介して蓄電装置に蓄電されるので、直流配電系統用の予備電源としての電圧安定化装置の信頼性が向上する。 As described above, according to the fifth embodiment, by controlling the AC / DC converter so as to have a constant resistance characteristic, the vibration component of the DC distribution system can be suppressed and the voltage of the DC distribution system can be stabilized. it can. Moreover, the magnetic flux saturation of the transformer with which a voltage stabilization apparatus is provided can be suppressed similarly to Example 2. FIG. In addition, the vibration component of the electric power is stored in the power storage device via the AC / DC converter, and is supplied to the DC distribution system via the power storage device and the bidirectional DC / DC converter, so that the voltage stabilizing device and The efficiency of the DC distribution system is improved. In addition, since the DC power stabilized by the voltage stabilization device is stored in the power storage device via the bidirectional DC / DC converter, the reliability of the voltage stabilization device as a standby power source for the DC distribution system is improved. To do.
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
例えば、実施例3〜5において、電力の振動成分の大きさや、交流/直流変換装置や蓄電装置で扱える電力あるいは電力量の大きさによっては、交流/直流変換装置の交流側あるいは直流側に抵抗器を並列に接続して、電力の一部を抵抗器で消費するようにしても良い。また、図4〜6に示す構成(実施例2の変形例1〜3)を、実施例1,3〜5に適用しても良い。また、定電力負荷に代えて、一般の直流/交流変換装置あるいは直流/直流変換装置およびこれによって駆動される負荷を適用しても良い。 For example, in Examples 3 to 5, depending on the magnitude of the vibration component of the power, the power or the amount of power that can be handled by the AC / DC converter or the power storage device, the AC / DC converter has a resistance on the AC side or the DC side. The devices may be connected in parallel so that part of the power is consumed by the resistors. Moreover, you may apply the structure (Modifications 1-3 of Example 2) shown to FIGS. 4-6 to Example 1, 3-5. Further, instead of the constant power load, a general DC / AC converter or a DC / DC converter and a load driven thereby may be applied.
1:直流電源、2:直流配電線、3:変圧器、4:定電力負荷、5:抵抗器、
6:コンデンサ、7:交流/直流変換装置、8:蓄電装置、9:直流/直流変換装置、
10:交流/直流変換装置、11:交流系統、12:直流/直流変換装置、
13:直流系統、31:一次巻線、32:二次巻線、33:三次巻線、
91:双方向直流/直流変換装置、100:電圧安定化装置
1: DC power supply, 2: DC distribution line, 3: transformer, 4: constant power load, 5: resistor,
6: capacitor, 7: AC / DC converter, 8: power storage device, 9: DC / DC converter,
10: AC / DC converter, 11: AC system, 12: DC / DC converter,
13: DC system, 31: primary winding, 32: secondary winding, 33: tertiary winding,
91: Bidirectional DC / DC converter, 100: Voltage stabilizer
Claims (14)
一次巻線および二次巻線を備える変圧器を備え、
前記一次巻線は、前記直流配電線に直列に接続され、
前記二次巻線には、前記二次巻線から見たインピーダンスが抵抗性である回路部が接続されることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In a voltage stabilizing device for a DC distribution system inserted between the DC power supply unit and the load in a DC distribution system in which power from a DC power supply unit is supplied to a load via a DC distribution line,
Comprising a transformer with a primary winding and a secondary winding;
The primary winding is connected in series to the DC distribution line,
A voltage stabilizing device for a DC power distribution system, wherein the secondary winding is connected to a circuit unit having an impedance as viewed from the secondary winding.
前記回路部は、前記二次巻線に並列に接続される抵抗器を備えることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilizing device of the DC distribution system according to claim 1,
The voltage stabilizing device for a DC power distribution system, wherein the circuit unit includes a resistor connected in parallel to the secondary winding.
前記変圧器は三次巻線を備え、
前記一次巻線にはコンデンサが直列に接続され、
前記三次巻線は前記コンデンサに並列に接続され、
前記一次巻線および前記三次巻線は、それぞれに流れる電流によって前記変圧器の鉄心に生じる磁束が互いに打ち消し合うように、前記鉄心に巻かれていることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilizing device of the DC distribution system according to claim 1,
The transformer comprises a tertiary winding;
A capacitor is connected in series to the primary winding,
The tertiary winding is connected in parallel to the capacitor;
Voltage stabilization of a DC distribution system, wherein the primary winding and the tertiary winding are wound around the iron core so that magnetic fluxes generated in the iron core of the transformer cancel each other due to currents flowing through the primary winding and the tertiary winding, respectively. apparatus.
前記コンデンサには、前記一次巻線に流れる電流の振動成分が流れ、
前記三次巻線には、前記一次巻線に流れる電流の直流成分が流れることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilization apparatus of the DC distribution system according to claim 3,
In the capacitor, a vibration component of the current flowing in the primary winding flows,
A voltage stabilizing device for a DC power distribution system, wherein a DC component of a current flowing through the primary winding flows through the tertiary winding.
前記直流電源部は、
交流系統と、
前記交流系統の交流電力を直流電力に変換して前記直流配電系統に供給する交流/直流変換装置と、
を備えることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilizing device of the DC distribution system according to claim 1,
The DC power supply unit is
AC system,
An AC / DC converter that converts AC power of the AC system into DC power and supplies the DC power to the DC power distribution system;
A voltage stabilizing device for a DC power distribution system comprising:
前記直流電源部は、
直流系統と、
前記直流系統の直流電力を、前記直流系統の電圧を昇圧あるいは降圧して前記直流配電系統に供給する直流/直流変換装置と、
を備えることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilizing device of the DC distribution system according to claim 1,
The DC power supply unit is
DC system,
A DC / DC converter for supplying DC power of the DC system to the DC distribution system by stepping up or down the voltage of the DC system;
A voltage stabilizing device for a DC power distribution system comprising:
前記直流電源部は、
交流系統と、
前記交流系統の交流電力を直流電力に変換する交流/直流変換装置と、
前記交流/直流変換装置が出力する直流電力を、前記交流/直流変換装置の出力電圧を昇圧あるいは降圧して前記直流配電系統に供給する直流/直流変換装置と、
を備えることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilizing device of the DC distribution system according to claim 1,
The DC power supply unit is
AC system,
An AC / DC converter for converting AC power of the AC system into DC power;
A DC / DC converter that supplies the DC power output from the AC / DC converter to the DC distribution system by stepping up or down the output voltage of the AC / DC converter;
A voltage stabilizing device for a DC power distribution system comprising:
前記回路部は、
交流側が前記二次巻線に接続される交流/直流変換装置と、
前記交流/直流変換装置の直流側に接続される蓄電装置と、
を備えることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilizing device of the DC distribution system according to claim 1,
The circuit section is
An AC / DC converter whose AC side is connected to the secondary winding;
A power storage device connected to the DC side of the AC / DC converter;
A voltage stabilizing device for a DC power distribution system comprising:
前記交流/直流変換装置は、前記二次巻線から見たインピーダンスが定抵抗特性となるように制御されることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilization apparatus of the DC distribution system according to claim 8,
The AC / DC converter is controlled so that the impedance viewed from the secondary winding has a constant resistance characteristic.
前記回路部は、
交流側が前記二次巻線に接続される交流/直流変換装置と、
前記交流/直流変換装置の直流側と前記負荷との間に接続される直流/直流変換装置と、
を備えることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilizing device of the DC distribution system according to claim 1,
The circuit section is
An AC / DC converter whose AC side is connected to the secondary winding;
A DC / DC converter connected between a DC side of the AC / DC converter and the load;
A voltage stabilizing device for a DC power distribution system comprising:
前記交流/直流変換装置は、前記二次巻線から見たインピーダンスが定抵抗特性となるように制御されることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilization apparatus of the DC distribution system according to claim 10,
The AC / DC converter is controlled so that the impedance viewed from the secondary winding has a constant resistance characteristic.
前記回路部は、
交流側が前記二次巻線に接続される交流/直流変換装置と、
前記交流/直流変換装置の直流側に接続される蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記負荷との間に接続される双方向直流/直流変換装置と、
を備えることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilizing device of the DC distribution system according to claim 1,
The circuit section is
An AC / DC converter whose AC side is connected to the secondary winding;
A power storage device connected to the DC side of the AC / DC converter;
A bidirectional DC / DC converter connected between the power storage device and the load;
A voltage stabilizing device for a DC power distribution system comprising:
前記交流/直流変換装置は、前記二次巻線から見たインピーダンスが定抵抗特性となるように制御されることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilization apparatus of the DC distribution system according to claim 12,
The AC / DC converter is controlled so that the impedance viewed from the secondary winding has a constant resistance characteristic.
前記直流配電系統の直流電力が、前記双方向直流/直流変換装置を介して、前記蓄電装置に蓄電されることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 In the voltage stabilization apparatus of the DC distribution system according to claim 12,
A voltage stabilization device for a DC distribution system, wherein DC power of the DC distribution system is stored in the power storage device via the bidirectional DC / DC converter.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016209250A JP2018074668A (en) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | Voltage stabilizer of dc distribution system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021176615A1 (en) * | 2020-03-04 | 2021-09-10 | 三菱電機株式会社 | Power conversion system |
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2016
- 2016-10-26 JP JP2016209250A patent/JP2018074668A/en active Pending
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