JP2020014340A - Dc power feeding system - Google Patents
Dc power feeding system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020014340A JP2020014340A JP2018135892A JP2018135892A JP2020014340A JP 2020014340 A JP2020014340 A JP 2020014340A JP 2018135892 A JP2018135892 A JP 2018135892A JP 2018135892 A JP2018135892 A JP 2018135892A JP 2020014340 A JP2020014340 A JP 2020014340A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- voltage
- power conversion
- power supply
- conversion circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 86
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 72
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 15
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 claims description 13
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
Abstract
Description
本発明は、複数の蓄電池を用いて直流電圧を外部負荷へ出力する直流給電システムに関する。 The present invention relates to a DC power supply system that outputs a DC voltage to an external load using a plurality of storage batteries.
従来、停電時においても動作させるべき直流の外部負荷に電力を供給する直流給電システムとして、蓄電池を含んだものが種々検討されている。その一例として、特許文献1には、図6に示すように、交流電力系統Gから入力される交流電圧を直流電圧に変換して外部負荷Lへの給電路102へ出力する整流装置101と、蓄電池103と、給電路102と蓄電池103との間に設けられた双方向電力変換装置104とを備えた直流給電システム100が開示されている。この直流給電システム100は、停電により整流装置101が直流電圧を正常に出力することができなくなると、双方向電力変換装置104が蓄電池103の電圧を昇圧して給電路102へ出力し、これにより、外部負荷Lへの電力の供給が継続される。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of DC power supply systems that include a storage battery have been studied as a DC power supply system that supplies power to a DC external load to be operated even during a power failure. As an example,
しかしながら、上記従来の直流給電システム100は、蓄電池103および双方向電力変換装置104の少なくとも一方に何らかの異常が発生すると、停電時に外部負荷Lへ電力を供給することができなくなるという問題があった。
However, the conventional DC
なお、特許文献1には、複数の双方向電力変換装置(蓄電池)を備えた構成も開示されている。しかしながら、この構成では、複数の外部負荷と複数の双方向電力変換装置(蓄電池)とが1対1に接続されているので、いずれかの双方向電力変換装置(蓄電池)に異常が発生すると、それに対応する外部負荷への電力の供給はやはり途絶えてしまう。
Note that
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、停電時に外部負荷への電力の供給をより確実に継続することができる直流給電システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a DC power supply system that can more reliably continue to supply power to an external load during a power failure.
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者は、複数の双方向電力変換装置(および蓄電池)を外部負荷に対して並列的に接続すれば、外部負荷への電力の供給が途切れる可能性が大幅に低減されることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that if a plurality of bidirectional power converters (and storage batteries) are connected in parallel to an external load, power supply to the external load is interrupted. The inventors have found that the possibility is greatly reduced, and have completed the present invention.
すなわち、本発明に係る直流給電システムは、直流電圧VRを外部負荷へ給電路を介して出力する直流電圧出力装置と、複数の蓄電池と、蓄電池のそれぞれと給電路との間に各1つ設けられた双方向電力変換装置とを備え、双方向電力変換装置は、給電路から入力される直流電圧VRを降圧して蓄電池へ供給する充電モードと、蓄電池の電圧を昇圧して給電路へ出力するバックアップモードとで動作する電力変換回路と、電力変換回路の動作を制御する制御回路とを有し、制御回路は、電力変換回路をバックアップモードで動作させるとき、電力変換回路から出力される電圧の目標値VTを予め定められた電圧V0から該電力変換回路の出力電流I0と仮想抵抗RVとの積を引いた値“V0−I0・RV”に設定することを特徴としている。 That is, the DC power supply system according to the present invention includes a DC voltage output device for outputting the DC voltage V R through the feed line to the external load, and a plurality of storage batteries, each one between each of the storage battery and the power feeding path and a bidirectional power conversion device provided, two-way power converter, a charge mode for supplying to the battery by stepping down the DC voltage V R which is input from the power supply path, by boosting the voltage of the storage battery power feeding path A power conversion circuit that operates in a backup mode that outputs to the power conversion circuit, and a control circuit that controls the operation of the power conversion circuit.When the power conversion circuit is operated in the backup mode, the control circuit outputs the power conversion circuit. is set to a value "V 0 -I 0 · R V " minus the product of the output current I 0 of the power conversion circuit and the virtual resistance R V from the voltage V 0 to a predetermined target value V T of the voltage that Is characterized by There.
上記直流給電システムは、蓄電池と双方向電力変換装置とからなる独立した複数のバックアップ手段を備えている。したがって、上記直流給電システムによれば、いずれかのバックアップ手段に異常が生じたとしても、他のバックアップ手段により外部負荷への電力の供給を継続することができる。 The DC power supply system includes a plurality of independent backup units each including a storage battery and a bidirectional power converter. Therefore, according to the DC power supply system, even if an abnormality occurs in any of the backup units, the supply of power to the external load can be continued by another backup unit.
ここで、単に複数のバックアップ手段を並列的に備えただけでは、各バックアップ手段を構成する双方向電力変換装置の出力電圧に誤差が生じた場合に、出力電圧が最も高いバックアップ手段だけが外部負荷に電力を供給し、他のバックアップ手段は電力の供給に全く寄与しなくなることがあり得る。しかしながら、上記直流給電システムは、バックアップモードで動作する電力変換回路の目標値VTが予め定められた電圧V0から該電力変換回路の出力電流I0と仮想抵抗RVとの積を引いた値“V0−I0・RV”に設定されている。したがって、上記直流給電システムによれば、上記のアンバランスを解消することができる。 Here, simply providing a plurality of backup units in parallel causes an error in the output voltage of the bidirectional power converter constituting each backup unit. And other backup means may not contribute at all to the power supply. However, the DC power supply system, minus the product of the output current I 0 and the virtual resistance R V of the power conversion circuit from the voltage V 0 to the target value V T is a predetermined power conversion circuit operating in the backup mode The value is set to “V 0 −I 0 · R V ”. Therefore, according to the DC power supply system, the imbalance can be eliminated.
上記直流給電システムの制御回路は、例えば、給電路の電圧が予め定められた閾値VTH(ただし、VR>VTH>V0)を上回っていれば、電力変換回路を充電モードで動作させるか停止させ、給電路の電圧が閾値VTHを下回っていれば、電力変換回路をバックアップモードで動作させる。 For example, the control circuit of the DC power supply system operates the power conversion circuit in the charging mode if the voltage of the power supply path exceeds a predetermined threshold value V TH (where V R > V TH > V 0 ). If the voltage of the power supply line is lower than the threshold value V TH , the power conversion circuit is operated in the backup mode.
上記直流給電システムの双方向電力変換装置は、電力変換回路と給電路との間に設けられた通電遮断手段を有していてもよい。この場合、制御回路は、電力変換回路の出力電流I0が予め定められた閾値ITHを上回ると、通電遮断手段を作動させることが好ましい。 The bidirectional power converter of the DC power supply system may include a power cutoff unit provided between the power conversion circuit and the power supply path. In this case, the control circuit exceeds the threshold I TH the output current I 0 of the power conversion circuit with a predetermined, it is preferable to operate the current cut-off means.
上記直流給電システムの双方向電力変換装置は、電力変換回路を診断する自己診断回路を有していてもよい。この場合、制御回路は、自己診断回路によって電力変換回路の異常が検知されると、該電力変換回路を停止させることが好ましい。 The bidirectional power converter of the DC power supply system may include a self-diagnosis circuit that diagnoses the power conversion circuit. In this case, it is preferable that the control circuit stop the power conversion circuit when the self-diagnosis circuit detects an abnormality of the power conversion circuit.
また、上記直流給電システムの制御回路は、通電遮断手段および自己診断回路の両方を有していてもよい。この場合、制御回路は、自己診断回路によって電力変換回路の異常が検知されると、該電力変換回路を停止させるとともに、通電遮断手段を作動させることがさらに好ましい。 Further, the control circuit of the DC power supply system may include both the power cutoff means and the self-diagnosis circuit. In this case, it is more preferable that the control circuit stops the power conversion circuit when the abnormality of the power conversion circuit is detected by the self-diagnosis circuit, and activates the power cutoff means.
本発明によれば、停電時に外部負荷への電力の供給をより確実に継続することができる直流給電システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the direct current | flow electric power supply system which can continue supply of electric power to an external load more reliably at the time of a power failure can be provided.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る直流給電システムの実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments of the DC power supply system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に、本発明の実施例に係る直流給電システム1を示す。同図に示すように、直流給電システム1は、交流電力系統Gから入力される交流電圧を直流電圧VRに変換して外部負荷Lへの給電路3に出力する整流装置2と、第1蓄電池4と、第2蓄電池5と、第1蓄電池4と給電路3との間に設けられた第1双方向電力変換装置6と、第2蓄電池5と給電路3との間に設けられた第2双方向電力変換装置7とを備えている。第1双方向電力変換装置6および第2双方向電力変換装置7は、同一の構成を有している。第1蓄電池4および第2蓄電池5も、同一の構成を有している。なお、図1では、外部負荷Lが複数の外部負荷の集合体として示されているが、外部負荷Lは単一の外部負荷であってもよい。また、本実施例では、整流装置2が、本発明の「直流電圧出力装置」に相当する。
FIG. 1 shows a DC
整流装置2は、複数のダイオード、コイルおよびキャパシタを組み合わせた回路で構成されている。ただし、本発明では、整流装置2の構成は特に限定されない。整流装置2が給電路3に出力する直流電圧VRは、交流電力系統Gから入力される交流電圧の振幅に対応している。例えば、停電により交流電力系統Gから入力される交流電圧の振幅がゼロになると、直流電圧VRはゼロになる。
The
第1蓄電池4および第2蓄電池5は、リチウム電池からなっている。ただし、本発明では、第1蓄電池4および第2蓄電池5の種別は特に限定されない。
The first storage battery 4 and the
第1双方向電力変換装置6は、一方の入出力端子が第1蓄電池4に接続された電力変換回路10と、電力変換回路10の他方の入出力端子と給電路3との間に設けられた通電遮断手段12と、電力変換回路10および通電遮断手段12の動作を制御する制御回路11とを有している。
The first bidirectional
電力変換回路10は、制御回路11からの指令に基づいて双方向に動作するDC/DC変換回路からなっている。電力変換回路10は、給電路3および通電遮断手段12を介して入力される整流装置2からの直流電圧VRを降圧して第1蓄電池4へ供給する充電モードと、第1蓄電池4の電圧を昇圧して給電路3へ出力するバックアップモードとで動作することができる。なお、電力変換回路10は、制御回路11からの指令がない場合は、動作を停止する。この場合、電力の変換は行われない。
The
通電遮断手段12は、制御回路11からの指令に基づいて開状態または閉状態をとるスイッチからなっている。通電遮断手段12は、制御回路11からの指令があった場合に開状態となり、電力変換回路10を給電路3から切り離して、電力変換回路10と給電路3との間の通電を遮断する。なお、通電遮断手段12は、予め定められた過電流値を超える電流を検知したときに開状態となる機能を有していてもよい。
The energization cutoff means 12 comprises a switch that opens or closes based on a command from the
第1双方向電力変換装置6は、自己診断回路13をさらに有している。自己診断回路13は、電力変換回路10において過電流、過電圧等の各種異常が発生しているか否かを診断するとともに、診断した結果を制御回路11に通知する。自己診断回路13は、電力変換回路10に内包されていてもよい。
The first
制御回路11は、マイクロプロセッサ(MPU,Micro-processing unit)等からなっている。制御回路11は、給電路3の電圧と、第1蓄電池4の電圧と、電力変換回路10から出力される電流と、自己診断回路13による診断の結果とに基づいて、電力変換回路10および通電遮断手段12を制御する。
The
上記した通り、第1双方向電力変換装置6および第2双方向電力変換装置7は、同一の構成を有している。ただし、第2双方向電力変換装置7の制御回路11は、第1蓄電池4ではなく第2蓄電池5の電圧に基づいて、電力変換回路10および通電遮断手段12を制御する。
As described above, the first
続いて、第1双方向電力変換装置6および第2双方向電力変換装置7の制御回路11による制御について、さらに詳しく説明する。
Subsequently, control by the
(第1制御)
第1双方向電力変換装置6の制御回路11は、給電路3の電圧(直流電圧VR)が予め定められた閾値VTHを上回っており、かつ、第1蓄電池4の電圧が予め定められた閾値VTHBを上回っていれば、第1双方向電力変換装置6の電力変換回路10の動作を停止させる。同様に、第2双方向電力変換装置7の制御回路11は、直流電圧VRが予め定められた閾値VTHを上回っており、かつ、第2蓄電池5の電圧が閾値VTHBを上回っていれば、第2双方向電力変換装置7の電力変換回路10の動作を停止させる。これらの場合、外部負荷Lには、交流電力系統Gに由来する直流電圧VRが供給される(図2中の実線で示された矢印参照)。
(First control)
The
ここで、閾値VTHは、交流電力系統Gが正常であるときの直流電圧VRの下限値VRMINよりも僅かに小さい値に設定されている(VTH<VRMIN)。したがって、給電路3の電圧が予め定められた閾値VTHを上回っているということは、交流電力系統Gが正常であること(すなわち、停電が発生していないこと)を意味している。また、閾値VTHBは、満充電時の第1蓄電池4(第2蓄電池5)の電圧VBFULLよりも僅かに小さい値に設定されている(VTHB<VBFULL)。したがって、第1蓄電池4(第2蓄電池5)の電圧が予め定められた閾値VTHBを上回っているということは、第1蓄電池4(第2蓄電池5)の充電が不要であることを意味している。
Here, the threshold value V TH is the AC power system G is set to a value slightly smaller than the lower limit value V RMIN of the DC voltage V R when a normal (V TH <V RMIN). Therefore, the fact that the voltage of the
(第2制御)
第1双方向電力変換装置6の制御回路11は、給電路3の電圧が閾値VTHを上回っており、かつ、第1蓄電池4の電圧が閾値VTHBを下回っていれば、第1双方向電力変換装置6の電力変換回路10を充電モードで動作させる。同様に、第2双方向電力変換装置7の制御回路11は、給電路3の電圧が閾値VTHを上回っており、かつ、第2蓄電池5の電圧が閾値VTHBを下回っていれば、第2双方向電力変換装置7の電力変換回路10を充電モードで動作させる。これらの場合も、外部負荷Lには、交流電力系統Gに由来する直流電圧VRが供給される。また、これらの場合、直流電圧VRは、第1蓄電池4および/または第2蓄電池5の充電にも利用される(図2中の破線で示された矢印参照)。
(Second control)
The
(第3制御)
第1双方向電力変換装置6の制御回路11は、給電路3の電圧が閾値VTHを下回っていれば、第1双方向電力変換装置6の電力変換回路10をバックアップモードで動作させる。同様に、第2双方向電力変換装置7の制御回路11は、給電路3の電圧が閾値VTHを下回っていれば、第2双方向電力変換装置7の電力変換回路10をバックアップモードで動作させる。これにより、第1蓄電池4および第2蓄電池5の電圧が昇圧されて給電路3に出力される。そして、外部負荷Lには、第1蓄電池4および第2蓄電池5に由来する直流電圧が供給される(図3参照)。
(Third control)
The
ここで、第1双方向電力変換装置6の制御回路11は、第1双方向電力変換装置6の電力変換回路10から出力される電圧が目標値VT1となるように該電力変換回路10を制御する。目標値VT1は、予め定められた電圧V0(ただし、V0<VTH)から第1双方向電力変換装置6の電力変換回路10の出力電流I01と仮想抵抗RVとの積を引いた値“V0−I01・RV”である。同様に、第2双方向電力変換装置7の制御回路11は、第2双方向電力変換装置7の電力変換回路10から出力される電圧が目標値VT2(=V0−第2双方向電力変換装置7の電力変換回路10の出力電流I02と仮想抵抗RVとの積I02・RV)となるように該電力変換回路10を制御する。
Here, the
このような制御によれば、第1蓄電池4および第2蓄電池5をバランスよく放電させることができる。また、このような制御によれば、外部負荷Lの内部、または給電路3において短絡等の異常が発生して出力電流I01,I02が急増したとしても、目標値VT1,VT2が直ちに下げられるので、大電流が流れ続けることによる各部の損傷を防ぐことができる。
According to such control, the first storage battery 4 and the
なお、仮想抵抗RVは、外部負荷Lの内部、または給電路3において短絡等の異常が発生していないときに目標値VT1,VT2が電圧V0に対して極端に小さくなることがないように、数十[mΩ]〜数[Ω]の範囲の比較的小さな値に設定されていることが好ましい。
The virtual resistance R V is, that the target value V T1, V T2 is extremely small relative to the voltage V 0 when not inside of the external load L, or at abnormal such as a short circuit in the
第1双方向電力変換装置6の制御回路11は、第3制御が行われている最中に急増した出力電流I01が予め定められた閾値ITHを上回ると、電力変換回路10の動作を停止させるとともに、通電遮断手段12を開状態とすることが好ましい(図4参照)。同様に、第2双方向電力変換装置7の制御回路11は、第3制御が行われている最中に急増した出力電流I02が閾値ITHを上回ると、電力変換回路10の動作を停止させるとともに、通電遮断手段12を開状態とすることが好ましい(図4参照)。これにより、大電流による各部の損傷をより確実に防ぐことができる。なお、第1双方向電力変換装置6のおよび第2双方向電力変換装置7の制御回路11は、電力変換回路10の動作を停止させるだけでもよいし、通電遮断手段12を開状態とするだけでもよい。
The
第3制御が行われている最中に交流電力系統Gが停電から復旧して直流電圧VRが閾値VTHを上回ると、第3制御は終了し、第1制御または第2制御が開始される。上記した通り、電圧V0および閾値VTHはV0<VTHの関係を有しているので、第3制御が終了するためには、交流電力系統Gが停電から復旧することが必要である。 When the DC voltage V R AC power system G while the third control is performed is restored from the power failure exceeds the threshold value V TH, the third control is finished, the first control or the second control is started You. As described above, since the voltage V 0 and the threshold value V TH have a relationship of V 0 <V TH , it is necessary for the AC power system G to recover from a power failure in order to end the third control. .
(第4制御)
第3制御が行われている最中に第1双方向電力変換装置6の自己診断回路13が異常を検知すると、第1双方向電力変換装置6の制御回路11は、電力変換回路10の動作を停止させるとともに、通電遮断手段12を開状態とする。これにより、外部負荷Lには、第2蓄電池5に由来する直流電圧のみが供給される(図5参照)。また、第2双方向電力変換装置7側で異常が検知された場合は、第2蓄電池5に由来する直流電圧のみが外部負荷Lに供給される。
(4th control)
If the self-
以上のように、本発明に係る直流給電システム1は、独立した2つのバックアップ手段を備えている。したがって、本発明に係る直流給電システム1によれば、いずれかのバックアップ手段(例えば、第1蓄電池4および第1双方向電力変換装置6)に異常が生じたとしても、他方のバックアップ手段(例えば、第2蓄電池5および第2双方向電力変換装置7)により外部負荷Lへの電力の供給を継続することができる。
As described above, the DC
また、本発明に係る直流給電システム1では、バックアップモードで動作する電力変換回路10の出力電圧の目標値VT1,VT2が出力電流I01,I02と仮想抵抗RVとを考慮して算出される。したがって、本発明に係る直流給電システム1によれば、これらを考慮しない場合に比べ、2つのバックアップ手段をバランスよく動作させることができる。
Further, in the DC
なお、本発明に係る直流給電システムは、上記実施例で示した構成に限定されるものではない。 The DC power supply system according to the present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment.
例えば、本発明に係る直流給電システムは、3つ以上の蓄電池と、これに対応する3つ以上の双方向電力変換装置とを備えていてもよい。 For example, the DC power supply system according to the present invention may include three or more storage batteries and three or more corresponding bidirectional power converters.
また、本発明に係る直流給電システムの双方向電力変換装置は、通電遮断手段および自己診断回路を有していなくてもよい。 Further, the bidirectional power converter of the DC power supply system according to the present invention may not include the power cutoff unit and the self-diagnosis circuit.
また、第1双方向電力変換装置6および第2双方向電力変換装置7は、本発明において必要とされる機能を有する限りにおいて、互いに異なった構成を有していてもよい。同様に、第1蓄電池4および第2蓄電池5も、異なった構成を有していてもよい。
The first
また、充電モードにおける第1双方向電力変換装置6(および第2双方向電力変換装置7)の動作は、給電路3の電圧と第1蓄電池4(および第2蓄電池5)の電圧との高低関係に応じた任意の電圧変換であってもよい。つまり、第1双方向電力変換装置6(および第2双方向電力変換装置7)は、充電モードにおいて給電路3の電圧に対して第1蓄電池4(および第2蓄電池5)の電圧が高ければ、直流電圧VRを昇圧して第1蓄電池4(および第2蓄電池5)へ供給してもよい。
Further, the operation of the first bidirectional power converter 6 (and the second bidirectional power converter 7) in the charging mode is based on the difference between the voltage of the
同様に、バックアップモードにおける第1双方向電力変換装置6(および第2双方向電力変換装置7)の動作も、給電路3の電圧と第1蓄電池4(および第2蓄電池5)の電圧との高低関係に応じた任意の電圧変換であってもよい。つまり、第1双方向電力変換装置6(および第2双方向電力変換装置7)は、バックアップモードにおいて給電路3の電圧に対して第1蓄電池4(および第2蓄電池5)が高ければ、第1蓄電池4(および第2蓄電池5)の電圧を降圧して給電路3へ出力してもよい。
Similarly, the operation of the first bidirectional power converter 6 (and the second bidirectional power converter 7) in the backup mode also depends on the voltage of the
また、仮想抵抗RVは、状況に応じて変化する可変値であってもよい。上記実施例のように仮想抵抗RVを固定値としても複数の蓄電池(第1蓄電池4および第2蓄電池5)の放電をバランスさせる効果は得られるものの、各種センシング(例えば、出力電流I01,I02の検出)における誤差等から若干のアンバランスが生じてしまうことがあり得る。そこで、例えば、各蓄電池4,5の残量(電圧)が低下していくにしたがって仮想抵抗RVを微増させれば、このアンバランスを緩和することができる。 The virtual resistance R V may be a variable value that varies depending on the situation. Although the effect of balancing the discharge of the plurality of storage batteries (the first storage battery 4 and the second storage battery 5) can be obtained even when the virtual resistance RV is a fixed value as in the above-described embodiment, various types of sensing (for example, the output current I 01 , A slight imbalance may occur due to an error or the like in the detection of I 02 ). Therefore, for example, if the slight increase of the virtual resistor R V in accordance with the remaining amount of the battery 4 and 5 (voltage) is lowered, it is possible to alleviate this imbalance.
あるいは、仮想抵抗RVは、定常時には比較的小さな値に設定される一方、短絡発生等の異常時には比較的大きな値に設定されてもよい。これにより、定常時の電圧降下I01・RV(I02・RV)を最小限としつつ、異常時の過電流保護を強く機能させることができる。なお、この場合は、仮想抵抗RVを次式により設定することができるが、これは単なる一例である。
RV=R0 (I01<Ith)
RV=R0+(I01−Ith)A (I01≧Ith)
RV=R0 (I02<Ith)
RV=R0+(I02−Ith)A (I02≧Ith)
ここで、Aは、異常時の過電流保護の強さを決定するための係数であり、Ithは、定常時と異常時を区別するための閾値である。
Alternatively, the virtual resistance R V, while the steady state is set to a relatively small value may be set to a relatively large value at the time of abnormality of short circuit or the like. Thus, the overcurrent protection at the time of abnormality can be strongly functioned while minimizing the voltage drop I 01 · R V (I 02 · R V ) at the time of steady state. In this case, the virtual resistance R V can be set by the following equation, but this is only an example.
R V = R 0 (I 01 <I th )
R V = R 0 + (I 01 -I th) A (I 01 ≧ I th)
R V = R 0 (I 02 <I th )
R V = R 0 + (I 02 -I th) A (I 02 ≧ I th)
Here, A is a coefficient for determining the strength of the overcurrent protection abnormality, I th is a threshold value for distinguishing the time the abnormal steady.
また、本発明の直流電圧出力装置は、直流電圧VRを出力する任意の構成を有していてもよい。例えば、直流電圧出力装置は、直流電圧VRを出力する直流電源装置、一次電池または二次電池であってもよい。 Further, the DC voltage output apparatus of the present invention may have any configuration which outputs the DC voltage V R. For example, the DC voltage output apparatus, a DC power supply that outputs a DC voltage V R, may be a primary battery or a secondary battery.
1 直流給電システム
2 整流装置
3 給電路
4 第1蓄電池
5 第2蓄電池
6 第1双方向電力変換装置
7 第2双方向電力変換装置
10 電力変換回路
11 制御回路
12 通電遮断手段
13 自己診断回路
G 交流電力系統
L 外部負荷
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
複数の蓄電池と、
前記蓄電池のそれぞれと前記給電路との間に各1つ設けられた双方向電力変換装置と、
を備え、
前記双方向電力変換装置は、
前記給電路から入力される前記直流電圧VRを電圧変換して前記蓄電池へ供給する充電モードと、前記蓄電池の電圧を電圧変換して前記給電路へ出力するバックアップモードとで動作する電力変換回路と、
前記電力変換回路の動作を制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、前記電力変換回路を前記バックアップモードで動作させるとき、前記電力変換回路から出力される電圧の目標値VTを予め定められた電圧V0から該電力変換回路の出力電流I0と仮想抵抗RVとの積を引いた値“V0−I0・RV”に設定する
ことを特徴とする直流給電システム。 A DC voltage output device for outputting the DC voltage V R through the feed line to the external load,
Multiple storage batteries,
A bidirectional power converter provided one between each of the storage batteries and the power supply path,
With
The bidirectional power converter,
A charging mode to be supplied to the storage battery the DC voltage V R supplied from the feed line to the voltage converter, the power converter circuit operating at a backup mode for outputting the voltage of the battery to voltage conversion to the feed line When,
A control circuit for controlling the operation of the power conversion circuit;
Has,
Said control circuit, when said operating a power conversion circuit in said backup mode, the output current I 0 of the power conversion circuit from the voltage V 0 to a predetermined target value V T of the voltage output from the power conversion circuit A DC power supply system characterized in that the value is set to “V 0 −I 0 · R V ” obtained by subtracting a product of the product and the virtual resistance R V.
前記直流電圧VR、前記電圧V0および前記閾値VTHは、VR>VTH>V0の関係を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の直流給電システム。 Wherein the control circuit, if above the threshold V TH voltage of the power supply path is predetermined, the power conversion circuit is stopped or operating in the charging mode, the voltage of the power supply path to the threshold V TH If it is lower, the power conversion circuit is operated in the backup mode,
The DC voltage V R, the voltage V 0 and the threshold value V TH, the DC power supply system according to claim 1, characterized in that it has a relation of V R> V TH> V 0 .
前記制御回路は、前記電力変換回路の前記出力電流I0が予め定められた閾値ITHを上回ると、前記通電遮断手段を作動させる
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の直流給電システム。 The bidirectional power converter further includes a power cutoff unit provided between the power conversion circuit and the power supply path,
3. The DC power supply according to claim 1, wherein the control circuit activates the power cutoff unit when the output current I 0 of the power conversion circuit exceeds a predetermined threshold I TH. 4. Power supply system.
前記制御回路は、前記自己診断回路によって前記電力変換回路の異常が検知されると、該電力変換回路を停止させる
ことを特徴とする請求項3に記載の直流給電システム。 The bidirectional power conversion device further includes a self-diagnosis circuit that diagnoses the power conversion circuit,
The DC power supply system according to claim 3, wherein the control circuit stops the power conversion circuit when the abnormality of the power conversion circuit is detected by the self-diagnosis circuit.
ことを特徴とする請求項4に記載の直流給電システム。 The DC control device according to claim 4, wherein, when the self-diagnosis circuit detects an abnormality in the power conversion circuit, the control circuit stops the power conversion circuit and activates the power cutoff unit. Power supply system.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018135892A JP7152892B2 (en) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | DC power supply system |
CN201921062464.XU CN209948784U (en) | 2018-07-19 | 2019-07-08 | DC power supply system |
CN201910610407.9A CN110739765B (en) | 2018-07-19 | 2019-07-08 | DC power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018135892A JP7152892B2 (en) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | DC power supply system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020014340A true JP2020014340A (en) | 2020-01-23 |
JP7152892B2 JP7152892B2 (en) | 2022-10-13 |
Family
ID=69136491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018135892A Active JP7152892B2 (en) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | DC power supply system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7152892B2 (en) |
CN (2) | CN110739765B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7152892B2 (en) * | 2018-07-19 | 2022-10-13 | ニチコン株式会社 | DC power supply system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04150739A (en) * | 1990-10-15 | 1992-05-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Uniterruptible dc power supply and unilateral dc-dc converter |
WO2015015570A1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | 富士電機株式会社 | Power-supply system |
JP2017158266A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power supply system, power supply device and control device |
JP2017204977A (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Power supply protective device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5767873B2 (en) * | 2011-06-28 | 2015-08-26 | 株式会社東芝 | Power storage device and power storage system |
JP2013141379A (en) * | 2012-01-06 | 2013-07-18 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Uninterruptible power supply device |
CN106787040A (en) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 深圳市泰昂能源科技股份有限公司 | DC power system |
CN207426791U (en) * | 2017-09-20 | 2018-05-29 | 深圳市泰昂能源科技股份有限公司 | Continuous-current plant and power-supply system |
JP7152892B2 (en) * | 2018-07-19 | 2022-10-13 | ニチコン株式会社 | DC power supply system |
-
2018
- 2018-07-19 JP JP2018135892A patent/JP7152892B2/en active Active
-
2019
- 2019-07-08 CN CN201910610407.9A patent/CN110739765B/en active Active
- 2019-07-08 CN CN201921062464.XU patent/CN209948784U/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04150739A (en) * | 1990-10-15 | 1992-05-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Uniterruptible dc power supply and unilateral dc-dc converter |
WO2015015570A1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | 富士電機株式会社 | Power-supply system |
JP2017158266A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power supply system, power supply device and control device |
JP2017204977A (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Power supply protective device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7152892B2 (en) | 2022-10-13 |
CN110739765B (en) | 2023-08-25 |
CN209948784U (en) | 2020-01-14 |
CN110739765A (en) | 2020-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6417043B2 (en) | Power converter | |
US10811898B2 (en) | Uninterruptible power supply device | |
EP3996239B1 (en) | Troubleshooting method and apparatus for power supply device | |
US20200119659A1 (en) | Power conversion device | |
JPWO2007096994A1 (en) | Grid-connected inverter device | |
CN107370168B (en) | Electrical energy storage device | |
JP4770795B2 (en) | Uninterruptible power system | |
JP2007074884A (en) | Converter apparatus (low voltage detecting method) | |
JP2019205309A (en) | Power supply system | |
JP4859932B2 (en) | Control device and control method for power conversion system having instantaneous voltage drop / power failure countermeasure function | |
JP6468593B2 (en) | Power storage system | |
JP2020014340A (en) | Dc power feeding system | |
JP2017011910A (en) | Uninterruptible power supply device | |
JP6801788B2 (en) | Reactive power suppression methods for power converters, power systems and power systems | |
JP5667915B2 (en) | DC power supply | |
JP4940978B2 (en) | Overvoltage protection device for DC parallel power supply | |
WO2021044653A1 (en) | Power conversion apparatus and system interconnection system | |
JP5008465B2 (en) | Uninterruptible power system | |
JP2014055902A (en) | Dc power supply facility for nuclear power plant | |
JP6155854B2 (en) | Battery system | |
JP2017041919A (en) | Power conversion system | |
US11770009B2 (en) | Power source apparatus and a system | |
US11626792B2 (en) | Inverter with monitoring unit for intermediate circuit protection | |
JP7299095B2 (en) | Uninterruptible power system | |
WO2023188140A1 (en) | Electric vehicle control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211022 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211104 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220617 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220928 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220930 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7152892 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |