JP3452885B2 - 電流調整装置 - Google Patents
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- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
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- 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
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- 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
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- 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
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- Y04S20/20—End-user application control systems
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- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流調整装置に関
し、特に、電力源から負荷へと供給される電流を調整す
る電流調整装置に関する。
し、特に、電力源から負荷へと供給される電流を調整す
る電流調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力事業者が供給する商用電力は一般に
交流電力であり、この交流電力は様々な電気的特性を有
する負荷の駆動に用いられている。また、近年、この商
用電力の他に、自家発電装置が自家用の電力源として利
用されている。また、自家用の電力源が発電した電力を
既存の商用電力系統に供給して対価を得る売電が行われ
るようになっている。
交流電力であり、この交流電力は様々な電気的特性を有
する負荷の駆動に用いられている。また、近年、この商
用電力の他に、自家発電装置が自家用の電力源として利
用されている。また、自家用の電力源が発電した電力を
既存の商用電力系統に供給して対価を得る売電が行われ
るようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】売電を行う場合、自家
発電装置から商用電力系統へと電力潮流の流入が起きる
（逆潮流が発生する）という問題がある。逆潮流は、商
用電力で駆動される装置への悪影響を与えるほか、積算
電力計が正常に動作しない結果、売電家が正しく対価を
得ることが出来なくなるという問題も惹き起こす。
発電装置から商用電力系統へと電力潮流の流入が起きる
（逆潮流が発生する）という問題がある。逆潮流は、商
用電力で駆動される装置への悪影響を与えるほか、積算
電力計が正常に動作しない結果、売電家が正しく対価を
得ることが出来なくなるという問題も惹き起こす。
【０００４】逆潮流を防止する手法としては、例えば、
自家発電装置が発生する交流電圧の周波数をわずかに変
化させて、交流電流の変化を監視し、監視結果に従って
逆潮流の有無を判別するという手法があった。しかし、
この手法では自家発電装置の構成が複雑になり、また、
商用電力により駆動される負荷に複雑な波形の交流電圧
が供給され、この負荷に電力が効率的に供給されなくな
ったり（すなわち、力率が低下したり）、その他、この
負荷の動作に悪影響を与えたりする危険が生じる。
自家発電装置が発生する交流電圧の周波数をわずかに変
化させて、交流電流の変化を監視し、監視結果に従って
逆潮流の有無を判別するという手法があった。しかし、
この手法では自家発電装置の構成が複雑になり、また、
商用電力により駆動される負荷に複雑な波形の交流電圧
が供給され、この負荷に電力が効率的に供給されなくな
ったり（すなわち、力率が低下したり）、その他、この
負荷の動作に悪影響を与えたりする危険が生じる。
【０００５】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で逆潮流の発生を防止できる電流調
整装置を提供することを目的とする。また、本発明は、
負荷に電力が効率的に供給されるようにする（すなわ
ち、力率を改善する）ための電流調整装置を提供するこ
とを他の目的とする。
であり、簡単な構成で逆潮流の発生を防止できる電流調
整装置を提供することを目的とする。また、本発明は、
負荷に電力が効率的に供給されるようにする（すなわ
ち、力率を改善する）ための電流調整装置を提供するこ
とを他の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電流調整装置は、商用電源と該商用電源か
らの交流電力が供給される負荷との間に流れる電流を検
知し、該電流の向きおよび大きさに依存する電圧を発生
する電流検知手段と、前記商用電源電圧に前記電流検知
手段が発生させた電圧とが重畳された重畳電圧が印加さ
れ、該重畳電圧に基づいて前記商用電源と前記負荷とが
接続された接続ラインに対して補正電流の引込／送出を
行う補正電流供給手段と、を備える、ことを特徴とす
る。
め、本発明の電流調整装置は、商用電源と該商用電源か
らの交流電力が供給される負荷との間に流れる電流を検
知し、該電流の向きおよび大きさに依存する電圧を発生
する電流検知手段と、前記商用電源電圧に前記電流検知
手段が発生させた電圧とが重畳された重畳電圧が印加さ
れ、該重畳電圧に基づいて前記商用電源と前記負荷とが
接続された接続ラインに対して補正電流の引込／送出を
行う補正電流供給手段と、を備える、ことを特徴とす
る。
【０００７】このような電流調整装置によれば、負荷を
含む電流路に補正電圧が印加されることにより、交流電
源と負荷との間に流れる電流が打ち消され、電力が負荷
へと効率的に供給されながら、簡単な構成で逆潮流の発
生が防止される。
含む電流路に補正電圧が印加されることにより、交流電
源と負荷との間に流れる電流が打ち消され、電力が負荷
へと効率的に供給されながら、簡単な構成で逆潮流の発
生が防止される。
【０００８】前記電流検知手段は、検知した電流の向き
及び大きさを表す極性及び大きさを有する検知電圧を発
生する手段を備えてもよい。この場合、前記補正電流供
給手段は、たとえば、前記交流電源が発生する交流電圧
と実質的に同相の補正用交流電圧を発生する同期発振器
と、前記補正用交流電圧及び前記検知電圧の重畳を行
い、補正用電力源が供給する補正用電力を変換すること
により、前記重畳により得られる電圧により決まる値を
有する前記補正電流を生成する補正電流生成手段と、を
備えることにより、補正電流を印加すればよい。
及び大きさを表す極性及び大きさを有する検知電圧を発
生する手段を備えてもよい。この場合、前記補正電流供
給手段は、たとえば、前記交流電源が発生する交流電圧
と実質的に同相の補正用交流電圧を発生する同期発振器
と、前記補正用交流電圧及び前記検知電圧の重畳を行
い、補正用電力源が供給する補正用電力を変換すること
により、前記重畳により得られる電圧により決まる値を
有する前記補正電流を生成する補正電流生成手段と、を
備えることにより、補正電流を印加すればよい。
【０００９】前記補正用電力源は二次電池より構成され
ていてもよい。この場合、前記補償電流制御手段は、前
記補償電流を印加するノード間に外部から電力潮流が流
入したとき、当該電力潮流に起因する電力を整流し、整
流により得られた直流電力により前記二次電池を充電す
る手段を備えるものとすれば、余剰の電力が充電され、
電力の利用が更に効率化される。
ていてもよい。この場合、前記補償電流制御手段は、前
記補償電流を印加するノード間に外部から電力潮流が流
入したとき、当該電力潮流に起因する電力を整流し、整
流により得られた直流電力により前記二次電池を充電す
る手段を備えるものとすれば、余剰の電力が充電され、
電力の利用が更に効率化される。
【００１０】前記交流電源が停電したか否かを判別し、
停電したと判別したとき、前記補正電流を印加するノー
ドを前記負荷及び前記交流電源から切り離す手段を備え
るものとすれば、二次電池の急激な消耗が避けられる。
また、補正電流を印加するノードを交流電源から切り離
した後も二次電池から外部の負荷に電力を供給するよう
にすれば、この外部の負荷は、交流電源が停電しても電
力の供給を受けられる。
停電したと判別したとき、前記補正電流を印加するノー
ドを前記負荷及び前記交流電源から切り離す手段を備え
るものとすれば、二次電池の急激な消耗が避けられる。
また、補正電流を印加するノードを交流電源から切り離
した後も二次電池から外部の負荷に電力を供給するよう
にすれば、この外部の負荷は、交流電源が停電しても電
力の供給を受けられる。
【００１１】前記電流調整装置は、発電することにより
直流電力を生成し、当該直流電力により前記二次電池を
充電する手段を備えるものとすれば、補正電流の印加が
更に効率的になる。
直流電力を生成し、当該直流電力により前記二次電池を
充電する手段を備えるものとすれば、補正電流の印加が
更に効率的になる。
【００１２】前記同期発振器は、前記交流電源が供給す
る電力を実質的に消費することなく前記補正用交流電圧
を発生するものであってもよい。この場合、前記補正用
交流電圧発生手段は、前記交流電源が停電したとき、停
電する以前に前記交流電源が発生していた交流電圧と実
質的に同相の電圧を前記補正用交流電圧として発生する
ものとすれば、停電時にも補正電圧を発生し続けるか
ら、補正電圧を外部の負荷に印加することにより、停電
時においてもこの負荷が駆動されるようになる。
る電力を実質的に消費することなく前記補正用交流電圧
を発生するものであってもよい。この場合、前記補正用
交流電圧発生手段は、前記交流電源が停電したとき、停
電する以前に前記交流電源が発生していた交流電圧と実
質的に同相の電圧を前記補正用交流電圧として発生する
ものとすれば、停電時にも補正電圧を発生し続けるか
ら、補正電圧を外部の負荷に印加することにより、停電
時においてもこの負荷が駆動されるようになる。
【００１３】前記電流検知手段は、たとえば、前記交流
電源と前記負荷との間に接続された一次巻線と、前記一
次巻線に誘導結合された二次巻線と、を備える変成器よ
り構成されていればよい。
電源と前記負荷との間に接続された一次巻線と、前記一
次巻線に誘導結合された二次巻線と、を備える変成器よ
り構成されていればよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る電流調整装置を、図面を参照して説明する。図１は、
本発明の実施の形態に係る電流調整装置の構成を示すブ
ロック図である。図示するように、この電流調整装置１
０は、電流トランス（ＣＴ：Current Transformer）１
１と、抵抗器Ｒ１と、同期電力源Ｓとより構成されてい
る。
る電流調整装置を、図面を参照して説明する。図１は、
本発明の実施の形態に係る電流調整装置の構成を示すブ
ロック図である。図示するように、この電流調整装置１
０は、電流トランス（ＣＴ：Current Transformer）１
１と、抵抗器Ｒ１と、同期電力源Ｓとより構成されてい
る。
【００１５】ＣＴ１１は、互いに誘導結合された一次巻
線及び二次巻線を備える。ＣＴ１１の一次巻線の一端
は、単相交流電圧を発生する商用電源２０の両極の一方
に接続され、ＣＴ１１の一次巻線の他端は、外部の負荷
３０が備える一対の端の一方と、同期電力源Ｓの後述す
る交流入出力端ＡＣＩＯに接続されている。なお、商用
電源２０の両極の他方、及び負荷３０の一対の端の他方
は、いずれも接地されている。
線及び二次巻線を備える。ＣＴ１１の一次巻線の一端
は、単相交流電圧を発生する商用電源２０の両極の一方
に接続され、ＣＴ１１の一次巻線の他端は、外部の負荷
３０が備える一対の端の一方と、同期電力源Ｓの後述す
る交流入出力端ＡＣＩＯに接続されている。なお、商用
電源２０の両極の他方、及び負荷３０の一対の端の他方
は、いずれも接地されている。
【００１６】ＣＴ１１の二次巻線の一端は、商用電源２
０とＣＴ１１の一次巻線との接続点に接続され、他端
は、同期電力源Ｓの同期入力端に接続されている。ま
た、ＣＴ１１の二次巻線の両端間には抵抗器Ｒ１が接続
されている。ただし、ＣＴ１１の一次巻線に交流電流が
流れ、一次巻線の両端のうち商用電源２０に接続された
方の端の電圧が他方の端に対して正極性となったとき、
ＣＴ１１の二次巻線の両端のうち同期電力源Ｓに接続さ
れた方の端の電圧が他方の端に対して正極性となるよう
な電圧が、ＣＴ１１の二次巻線に誘起されるものとす
る。
０とＣＴ１１の一次巻線との接続点に接続され、他端
は、同期電力源Ｓの同期入力端に接続されている。ま
た、ＣＴ１１の二次巻線の両端間には抵抗器Ｒ１が接続
されている。ただし、ＣＴ１１の一次巻線に交流電流が
流れ、一次巻線の両端のうち商用電源２０に接続された
方の端の電圧が他方の端に対して正極性となったとき、
ＣＴ１１の二次巻線の両端のうち同期電力源Ｓに接続さ
れた方の端の電圧が他方の端に対して正極性となるよう
な電圧が、ＣＴ１１の二次巻線に誘起されるものとす
る。
【００１７】同期電力源Ｓは、同期入力端ＳＹＮＣ１
と、交流入出力端ＡＣＩＯと、接地端ＧＮＤとを備え、
同期入力端ＳＹＮＣ１に印加された電圧の瞬時値と実質
的に同一の瞬時値を有する電圧を交流入出力端ＡＣＩＯ
に発生する。
と、交流入出力端ＡＣＩＯと、接地端ＧＮＤとを備え、
同期入力端ＳＹＮＣ１に印加された電圧の瞬時値と実質
的に同一の瞬時値を有する電圧を交流入出力端ＡＣＩＯ
に発生する。
【００１８】ただし、同期電力源Ｓは、同期入力端ＳＹ
ＮＣ１に供給される電圧をバッファリングするものとす
る。すなわち、同期電力源Ｓは、同期入力端ＳＹＮＣ１
に供給される電力を実質的に消費せず、商用電源２０以
外の外部の電力源または同期電力源Ｓ自身が備える電力
源から、交流入出力端ＡＣＩＯへと電力を供給するもの
とする。
ＮＣ１に供給される電圧をバッファリングするものとす
る。すなわち、同期電力源Ｓは、同期入力端ＳＹＮＣ１
に供給される電力を実質的に消費せず、商用電源２０以
外の外部の電力源または同期電力源Ｓ自身が備える電力
源から、交流入出力端ＡＣＩＯへと電力を供給するもの
とする。
【００１９】同期電力源Ｓの同期入力端ＳＹＮＣ１は、
上述の通り、ＣＴ１１の二次巻線の両端のうち商用電源
２０に接続されていない方に接続され、交流入出力端Ａ
ＣＩＯは、ＣＴ１１の一次巻線と負荷３０との接続点に
接続されている。
上述の通り、ＣＴ１１の二次巻線の両端のうち商用電源
２０に接続されていない方に接続され、交流入出力端Ａ
ＣＩＯは、ＣＴ１１の一次巻線と負荷３０との接続点に
接続されている。
【００２０】次に、この電流調整装置１０が商用電源２
０から負荷３０へと流れる電流を調整する動作を説明す
る。
０から負荷３０へと流れる電流を調整する動作を説明す
る。
【００２１】商用電源２０が単相交流電圧を発生する
と、商用電源２０と負荷３０との間には、ＣＴ１１の一
次巻線を介して電流が流れる。この結果ＣＴ１１の二次
巻線には交流電圧が誘起される。同期電力源Ｓの同期入
力端ＳＹＮＣ１には、ＣＴ１１の二次巻線の両端間の電
圧と商用電源２０が発生する電圧とが重畳されたものに
相当する電圧が印加される。
と、商用電源２０と負荷３０との間には、ＣＴ１１の一
次巻線を介して電流が流れる。この結果ＣＴ１１の二次
巻線には交流電圧が誘起される。同期電力源Ｓの同期入
力端ＳＹＮＣ１には、ＣＴ１１の二次巻線の両端間の電
圧と商用電源２０が発生する電圧とが重畳されたものに
相当する電圧が印加される。
【００２２】そして、商用電源２０が発生する交流電圧
の瞬時値が同期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯとＣＴ
１１との接続点の電圧の瞬時値より高い時点では、ＣＴ
１１の二次巻線には、同期電力源Ｓの同期入力端ＳＹＮ
Ｃ１に印加される電圧が商用電源２０が発生する交流電
圧より高くなるような向きの起電力が生じる。従って、
同期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯに発生する電圧が
上昇する。
の瞬時値が同期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯとＣＴ
１１との接続点の電圧の瞬時値より高い時点では、ＣＴ
１１の二次巻線には、同期電力源Ｓの同期入力端ＳＹＮ
Ｃ１に印加される電圧が商用電源２０が発生する交流電
圧より高くなるような向きの起電力が生じる。従って、
同期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯに発生する電圧が
上昇する。
【００２３】一方、商用電源２０が発生する交流電圧の
瞬時値が交流入出力端ＡＣＩＯとＣＴ１１との接続点の
電圧の瞬時値より低い時点では、ＣＴ１１の二次巻線に
生じる起電力により、商用電源２０が発生する交流電圧
より同期入力端ＳＹＮＣ１に印加される電圧の方が低く
なる。従って、交流入出力端ＡＣＩＯに発生する電圧が
降下する。
瞬時値が交流入出力端ＡＣＩＯとＣＴ１１との接続点の
電圧の瞬時値より低い時点では、ＣＴ１１の二次巻線に
生じる起電力により、商用電源２０が発生する交流電圧
より同期入力端ＳＹＮＣ１に印加される電圧の方が低く
なる。従って、交流入出力端ＡＣＩＯに発生する電圧が
降下する。
【００２４】以上説明した動作を連続的に行う結果、同
期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯとＣＴ１１との接続
点の電圧の瞬時値は、商用電源２０が発生する交流電圧
の瞬時値と実質的に等しくなり、ＣＴ１１の一次巻線に
は実質的に電流が流れなくなる。すなわち、商用電源２
０と負荷３０との間に電流が流れなくなるよう調整され
る。従って、たとえば負荷３０に並列に自家用発電機等
の外部の電力源が接続されていても、この電力源から商
用電源２０への電力潮流の逆流が実質的に発生しない。
期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯとＣＴ１１との接続
点の電圧の瞬時値は、商用電源２０が発生する交流電圧
の瞬時値と実質的に等しくなり、ＣＴ１１の一次巻線に
は実質的に電流が流れなくなる。すなわち、商用電源２
０と負荷３０との間に電流が流れなくなるよう調整され
る。従って、たとえば負荷３０に並列に自家用発電機等
の外部の電力源が接続されていても、この電力源から商
用電源２０への電力潮流の逆流が実質的に発生しない。
【００２５】なお、電流調整装置１０の構成は、上述の
ものに限られない。たとえば、電流調整装置１０は、図
２に示す構成を有していてもよい。すなわち、同期電力
源Ｓは、双方向インバータ１２と、二次電池１３と、電
池電圧監視回路１４とより構成されていてもよい。
ものに限られない。たとえば、電流調整装置１０は、図
２に示す構成を有していてもよい。すなわち、同期電力
源Ｓは、双方向インバータ１２と、二次電池１３と、電
池電圧監視回路１４とより構成されていてもよい。
【００２６】双方向インバータ１２は、直流入出力端Ｄ
ＣＩＯと、制御入力端ＣＩＮと、同期電力源Ｓの同期入
力端ＳＹＮＣ１を構成する同期入力端と、同期電力源Ｓ
の交流入出力端ＡＣＩＯを構成する交流入出力端と、同
期電力源Ｓの接地端ＧＮＤを構成する接地端とを備えて
いる。直流入出力端ＤＣＩＯは、二次電池１３の両極に
接続されている。制御入力端ＣＩＮは、電池電圧監視回
路１４の後述する制御出力端ＣＯＵＴ１に接続されてい
る。
ＣＩＯと、制御入力端ＣＩＮと、同期電力源Ｓの同期入
力端ＳＹＮＣ１を構成する同期入力端と、同期電力源Ｓ
の交流入出力端ＡＣＩＯを構成する交流入出力端と、同
期電力源Ｓの接地端ＧＮＤを構成する接地端とを備えて
いる。直流入出力端ＤＣＩＯは、二次電池１３の両極に
接続されている。制御入力端ＣＩＮは、電池電圧監視回
路１４の後述する制御出力端ＣＯＵＴ１に接続されてい
る。
【００２７】双方向インバータ１２は、同期入力端ＳＹ
ＮＣ１に印加された電圧の瞬時値と実質的に同一の瞬時
値を有する電圧を交流入出力端ＡＣＩＯに発生する。そ
して、交流入出力端ＡＣＩＯから双方向インバータ１２
の外部へと電力潮流が流出する場合は、二次電池１３か
ら直流入出力端ＤＣＩＯを介し交流入出力端ＡＣＩＯへ
と電力を供給する。一方、双方向インバータ１２の外部
から交流入出力端ＡＣＩＯへと電力潮流が流入する場合
は、交流入出力端ＡＣＩＯに流入するこの電流を整流し
て、整流により得られる直流電流を、直流入出力端ＤＣ
ＩＯを介し二次電池１３へと供給する。従って、二次電
池１３は充電される。
ＮＣ１に印加された電圧の瞬時値と実質的に同一の瞬時
値を有する電圧を交流入出力端ＡＣＩＯに発生する。そ
して、交流入出力端ＡＣＩＯから双方向インバータ１２
の外部へと電力潮流が流出する場合は、二次電池１３か
ら直流入出力端ＤＣＩＯを介し交流入出力端ＡＣＩＯへ
と電力を供給する。一方、双方向インバータ１２の外部
から交流入出力端ＡＣＩＯへと電力潮流が流入する場合
は、交流入出力端ＡＣＩＯに流入するこの電流を整流し
て、整流により得られる直流電流を、直流入出力端ＤＣ
ＩＯを介し二次電池１３へと供給する。従って、二次電
池１３は充電される。
【００２８】また、双方向インバータ１２は、制御入力
端ＣＩＮに所定の動作停止信号が供給されたとき、交流
入出力端ＡＣＩＯを実質的に遮断する（すなわち、交流
入出力端ＡＣＩＯの入力インピーダンス及び出力インピ
ーダンスを実質的に無限大とする）。すなわち、制御入
力端ＣＩＮに動作停止信号が供給されると、双方向イン
バータ１２は実質的に動作を停止する。なお、双方向イ
ンバータ１２は、交流入出力端ＡＣＩＯあるいは直流入
出力端ＤＣＩＯに流れる電流の大きさが所定の定格値を
超えたとき、交流入出力端ＡＣＩＯを実質的に遮断する
機能を有していてもよい。
端ＣＩＮに所定の動作停止信号が供給されたとき、交流
入出力端ＡＣＩＯを実質的に遮断する（すなわち、交流
入出力端ＡＣＩＯの入力インピーダンス及び出力インピ
ーダンスを実質的に無限大とする）。すなわち、制御入
力端ＣＩＮに動作停止信号が供給されると、双方向イン
バータ１２は実質的に動作を停止する。なお、双方向イ
ンバータ１２は、交流入出力端ＡＣＩＯあるいは直流入
出力端ＤＣＩＯに流れる電流の大きさが所定の定格値を
超えたとき、交流入出力端ＡＣＩＯを実質的に遮断する
機能を有していてもよい。
【００２９】電池電圧監視回路１４は一対の入力端ＲＥ
Ｆ１と、制御出力端ＣＯＵＴ１とを備えている。各入力
端ＲＥＦ１は、二次電池１３の両極に１対１に接続され
ている。制御出力端ＣＯＵＴ１は、双方向インバータ１
２の制御入力端ＣＩＮに接続されている。電池電圧監視
回路１４は、二次電池１３の両端間の電圧（すなわち、
各入力端ＲＥＦ１相互間の電圧）が、所定値を超える過
大電圧又は過小電圧であるか否かを判別し、過大電圧又
は過小電圧であると判別したとき、制御出力端ＣＯＵＴ
１から双方向インバータ１２の制御入力端ＣＩＮへと、
上述の動作停止信号を供給する。
Ｆ１と、制御出力端ＣＯＵＴ１とを備えている。各入力
端ＲＥＦ１は、二次電池１３の両極に１対１に接続され
ている。制御出力端ＣＯＵＴ１は、双方向インバータ１
２の制御入力端ＣＩＮに接続されている。電池電圧監視
回路１４は、二次電池１３の両端間の電圧（すなわち、
各入力端ＲＥＦ１相互間の電圧）が、所定値を超える過
大電圧又は過小電圧であるか否かを判別し、過大電圧又
は過小電圧であると判別したとき、制御出力端ＣＯＵＴ
１から双方向インバータ１２の制御入力端ＣＩＮへと、
上述の動作停止信号を供給する。
【００３０】また、電流調整装置１０は、図２に示すよ
うに、リレーＲＹ１と、タイマ回路１５と、抵抗器Ｒ２
とを更に備えていてもよい。
うに、リレーＲＹ１と、タイマ回路１５と、抵抗器Ｒ２
とを更に備えていてもよい。
【００３１】リレーＲＹ１は、電流路及び制御入力端を
備え、リレーＲＹ１の電流路の一端は抵抗器Ｒ２を介し
て同期電力源Ｓの同期入力端ＳＹＮＣ１に接続されてお
り、他端は接地されている。リレーＲＹ１の制御入力端
は、タイマ回路１５の後述する制御出力端ＣＯＵＴ２に
接続されている。リレーＲＹ１は、自己の制御入力端に
制御信号が供給されると、自己の電流路を導通させ、制
御信号の供給が停止されると、自己の電流路を実質的に
遮断する。
備え、リレーＲＹ１の電流路の一端は抵抗器Ｒ２を介し
て同期電力源Ｓの同期入力端ＳＹＮＣ１に接続されてお
り、他端は接地されている。リレーＲＹ１の制御入力端
は、タイマ回路１５の後述する制御出力端ＣＯＵＴ２に
接続されている。リレーＲＹ１は、自己の制御入力端に
制御信号が供給されると、自己の電流路を導通させ、制
御信号の供給が停止されると、自己の電流路を実質的に
遮断する。
【００３２】タイマ回路１５は、制御出力端ＣＯＵＴ２
を備えている。制御出力端ＣＯＵＴ２は、上述の通りリ
レーＲＹ１の制御入力端に接続されている。タイマ回路
１５は、所定の時間帯が到来したか否かを繰り返し判別
し、所定の時間帯が到来したと判別したとき、制御出力
端ＣＯＵＴ２からリレーＲＹ１の制御入力端に制御信号
を供給してリレーＲＹ１の電流路を導通させる。また、
現在時刻がこの時間帯に属していないと判別したときは
制御信号の供給を停止して、リレーＲＹ１の電流路を遮
断させる。
を備えている。制御出力端ＣＯＵＴ２は、上述の通りリ
レーＲＹ１の制御入力端に接続されている。タイマ回路
１５は、所定の時間帯が到来したか否かを繰り返し判別
し、所定の時間帯が到来したと判別したとき、制御出力
端ＣＯＵＴ２からリレーＲＹ１の制御入力端に制御信号
を供給してリレーＲＹ１の電流路を導通させる。また、
現在時刻がこの時間帯に属していないと判別したときは
制御信号の供給を停止して、リレーＲＹ１の電流路を遮
断させる。
【００３３】図２の構成においては、同期電力源Ｓから
電力が供給される場合、この電力は二次電池１３から双
方向インバータ１２を経て供給される。また、たとえ
ば、負荷３０に並列に接続された外部の電力源や商用電
源２０から交流入出力端ＡＣＩＯを経て同期電力源Ｓへ
と電力潮流が流入する場合、この電力潮流に相当するエ
ネルギーは、二次電池１３に蓄えられる。
電力が供給される場合、この電力は二次電池１３から双
方向インバータ１２を経て供給される。また、たとえ
ば、負荷３０に並列に接続された外部の電力源や商用電
源２０から交流入出力端ＡＣＩＯを経て同期電力源Ｓへ
と電力潮流が流入する場合、この電力潮流に相当するエ
ネルギーは、二次電池１３に蓄えられる。
【００３４】また、図２の構成においては、所定の時間
帯（たとえば、深夜電力料金が適用される時間帯であれ
ばよい）が到来すると、リレーＲＹ１の電流路が導通す
る結果、同期電力源Ｓの同期入力端ＳＹＮＣ１に印加さ
れる交流電圧の振幅が低下する。このため、交流入出力
端ＡＣＩＯに発生する交流電圧の振幅も低下し、交流入
出力端ＡＣＩＯから同期電力源Ｓへと電力潮流が流入す
るようになる。従って、二次電池１３が充電される。
帯（たとえば、深夜電力料金が適用される時間帯であれ
ばよい）が到来すると、リレーＲＹ１の電流路が導通す
る結果、同期電力源Ｓの同期入力端ＳＹＮＣ１に印加さ
れる交流電圧の振幅が低下する。このため、交流入出力
端ＡＣＩＯに発生する交流電圧の振幅も低下し、交流入
出力端ＡＣＩＯから同期電力源Ｓへと電力潮流が流入す
るようになる。従って、二次電池１３が充電される。
【００３５】また、電流調整装置１０は、図３に示す構
成を有していてもよい。すなわち、電流調整装置１０
は、図２に示す構成に加え、更に、同期発振器１６と、
停電検出回路１７と、リレーＲＹ２とを備えていてもよ
い。また、図３に示すように、電流調整装置１０は、商
用電源２０の停電時にも駆動される必要のある重要負荷
３１に接続されていてもよい。
成を有していてもよい。すなわち、電流調整装置１０
は、図２に示す構成に加え、更に、同期発振器１６と、
停電検出回路１７と、リレーＲＹ２とを備えていてもよ
い。また、図３に示すように、電流調整装置１０は、商
用電源２０の停電時にも駆動される必要のある重要負荷
３１に接続されていてもよい。
【００３６】同期発振器１６は同期入力端ＳＹＮＣ２
と、出力端ＯＳＣＯＵＴとを備える。同期発振器１６の
同期入力端ＳＹＮＣ２は、商用電源２０とＣＴ１１との
接続点に接続されている。また、ＣＴ１１の二次巻線の
両端のうち、図２の構成において商用電源２０とＣＴ１
１の一次巻線との接続点に接続されていた端は、当該接
続点に代えて、同期発振器１６の出力端ＯＳＣＯＵＴに
接続されている。
と、出力端ＯＳＣＯＵＴとを備える。同期発振器１６の
同期入力端ＳＹＮＣ２は、商用電源２０とＣＴ１１との
接続点に接続されている。また、ＣＴ１１の二次巻線の
両端のうち、図２の構成において商用電源２０とＣＴ１
１の一次巻線との接続点に接続されていた端は、当該接
続点に代えて、同期発振器１６の出力端ＯＳＣＯＵＴに
接続されている。
【００３７】同期発振器１６は、一定の振幅（以下、こ
の振幅を基準振幅と呼ぶ）を有し同期入力端ＳＹＮＣ２
に印加された交流電圧と実質的に同相である交流電圧
を、出力端ＯＳＣＯＵＴより出力する。ただし、同期発
振器１６は、同期入力端ＳＹＮＣ２に供給される電力を
実質的に消費しない。なお、基準振幅の値は、正常に稼
働している商用電源２０が発生する交流電圧の振幅がと
り得る値の範囲内にあるものとする。そして、同期発振
器１６は、いったん出力端ＯＳＣＯＵＴから交流電圧の
出力が開始されると、その後、同期入力端ＳＹＮＣ２へ
の交流電圧の印加が停止されても、出力端ＯＳＣＯＵＴ
から、従前の位相を保ったまま基準振幅を有する交流電
圧を出力し続ける。
の振幅を基準振幅と呼ぶ）を有し同期入力端ＳＹＮＣ２
に印加された交流電圧と実質的に同相である交流電圧
を、出力端ＯＳＣＯＵＴより出力する。ただし、同期発
振器１６は、同期入力端ＳＹＮＣ２に供給される電力を
実質的に消費しない。なお、基準振幅の値は、正常に稼
働している商用電源２０が発生する交流電圧の振幅がと
り得る値の範囲内にあるものとする。そして、同期発振
器１６は、いったん出力端ＯＳＣＯＵＴから交流電圧の
出力が開始されると、その後、同期入力端ＳＹＮＣ２へ
の交流電圧の印加が停止されても、出力端ＯＳＣＯＵＴ
から、従前の位相を保ったまま基準振幅を有する交流電
圧を出力し続ける。
【００３８】リレーＲＹ２は電流路及び制御入力端を備
えている。そして、同期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩ
Ｏは、ＣＴ１１と負荷３０との接続点に接続される代わ
りに、リレーＲＹ２の電流路の一端に接続され、リレー
ＲＹ２の電流路の他端が、当該接続点に接続されてい
る。リレーＲＹ２の制御入力端は、停電検出回路１７の
後述する制御出力端ＣＯＵＴ３に接続されている。リレ
ーＲＹ２は、自己の制御入力端に制御信号が供給される
と、自己の電流路を実質的に遮断し、制御信号の供給が
停止されると、自己の電流路を導通させる。
えている。そして、同期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩ
Ｏは、ＣＴ１１と負荷３０との接続点に接続される代わ
りに、リレーＲＹ２の電流路の一端に接続され、リレー
ＲＹ２の電流路の他端が、当該接続点に接続されてい
る。リレーＲＹ２の制御入力端は、停電検出回路１７の
後述する制御出力端ＣＯＵＴ３に接続されている。リレ
ーＲＹ２は、自己の制御入力端に制御信号が供給される
と、自己の電流路を実質的に遮断し、制御信号の供給が
停止されると、自己の電流路を導通させる。
【００３９】停電検出回路１７は、参照端ＲＥＦ２と、
制御出力端ＣＯＵＴ３とを備えている。参照端ＲＥＦ２
は、ＣＴ１１と負荷３０との接続点に接続されている。
制御出力端ＣＯＵＴ３は、上述の通りリレーＲＹ２の制
御入力端に接続されている。停電検出回路１７は、参照
端ＲＥＦ２に印加された電圧に基づいて、商用電源２０
が停電したか否かを判別し、停電したと判別したとき、
制御出力端ＣＯＵＴ３からリレーＲＹ２の制御入力端に
制御信号を供給してリレーＲＹ２の電流路を遮断させ
る。また、停電していないと判別したときは制御信号の
供給を停止して、リレーＲＹ２の電流路を導通させる。
制御出力端ＣＯＵＴ３とを備えている。参照端ＲＥＦ２
は、ＣＴ１１と負荷３０との接続点に接続されている。
制御出力端ＣＯＵＴ３は、上述の通りリレーＲＹ２の制
御入力端に接続されている。停電検出回路１７は、参照
端ＲＥＦ２に印加された電圧に基づいて、商用電源２０
が停電したか否かを判別し、停電したと判別したとき、
制御出力端ＣＯＵＴ３からリレーＲＹ２の制御入力端に
制御信号を供給してリレーＲＹ２の電流路を遮断させ
る。また、停電していないと判別したときは制御信号の
供給を停止して、リレーＲＹ２の電流路を導通させる。
【００４０】なお、重要負荷３１の両端のうち一方は同
期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯに接続され、他方は
接地される。
期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯに接続され、他方は
接地される。
【００４１】図３に示す構成においては、商用電源２０
が停電したとき、同期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯ
は、商用電源２０及び負荷３０のいずれからも電気的に
切り離される。一方、商用電源２０の停電後も、同期電
力源Ｓの同期入力端ＳＹＮＣ１には、基準振幅を有し且
つ停電するまで商用電源２０が発生していた交流電圧と
実質的に同相の交流電圧が印加される。このため、交流
入出力端ＡＣＩＯには、基準振幅を有し且つ商用電源２
０が発生していた交流電圧と実質的に同相の交流電圧が
発生する。従って、図３の構成は、商用電源２０の停電
にもかかわらず同期電力源Ｓから重要負荷３１へと電力
を供給する無停電電源として機能する。
が停電したとき、同期電力源Ｓの交流入出力端ＡＣＩＯ
は、商用電源２０及び負荷３０のいずれからも電気的に
切り離される。一方、商用電源２０の停電後も、同期電
力源Ｓの同期入力端ＳＹＮＣ１には、基準振幅を有し且
つ停電するまで商用電源２０が発生していた交流電圧と
実質的に同相の交流電圧が印加される。このため、交流
入出力端ＡＣＩＯには、基準振幅を有し且つ商用電源２
０が発生していた交流電圧と実質的に同相の交流電圧が
発生する。従って、図３の構成は、商用電源２０の停電
にもかかわらず同期電力源Ｓから重要負荷３１へと電力
を供給する無停電電源として機能する。
【００４２】更に、電流調整装置１０は、図４に示す構
成を有していてもよい。すなわち、同期電力源Ｓは、図
２（あるいは図３）に示す構成に加え、直流電圧を発生
する直流電力源１８を備えていてもよい。直流電力源１
８は、たとえば、太陽電池や、風力発電機及び整流器な
どから構成されており、正極と負極を備える。直流電力
源１８の正極は二次電池１３の正極に接続され、直流電
力源１８の負極は二次電池１３の負極に接続されてい
る。図４の構成では、二次電池１３は、直流電力源１８
が発電する直流電力により充電される。
成を有していてもよい。すなわち、同期電力源Ｓは、図
２（あるいは図３）に示す構成に加え、直流電圧を発生
する直流電力源１８を備えていてもよい。直流電力源１
８は、たとえば、太陽電池や、風力発電機及び整流器な
どから構成されており、正極と負極を備える。直流電力
源１８の正極は二次電池１３の正極に接続され、直流電
力源１８の負極は二次電池１３の負極に接続されてい
る。図４の構成では、二次電池１３は、直流電力源１８
が発電する直流電力により充電される。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で逆潮流の発生を防止できる電流調整装置が
実現される。また、本発明によれば、負荷に電力が効率
的に供給されるようにするための電流調整装置が実現さ
れる。
簡単な構成で逆潮流の発生を防止できる電流調整装置が
実現される。また、本発明によれば、負荷に電力が効率
的に供給されるようにするための電流調整装置が実現さ
れる。
【図１】本発明の実施の形態に係る電流調整装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】図１の電流調整装置の変形例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】図２の電流調整装置の変形例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】図２の電流調整装置の変形例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１０ 電流調整装置
１１ 電流トランス（ＣＴ）
１２ 双方向インバータ
１３ 二次電池
１４ 電池電圧監視回路
１５ タイマ回路
１６ 同期発振器
１７ 停電検出回路
１８ 直流電力源
２０ 商用電源
３０ 負荷
３１ 重要負荷
Ｓ 同期電力源
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗器
ＲＹ１、ＲＹ２ リレー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−42467（ＪＰ，Ａ)
特開2000−32665（ＪＰ，Ａ)
特開2001−161098（ＪＰ，Ａ)
特開2001−128390（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 3/00 - 5/00
H02M 7/48
Claims (8)
- 【請求項１】 商用電源と該商用電源からの交流電力が
供給される負荷との間に流れる電流を検知し、該電流の
向きおよび大きさに依存する電圧を発生する電流検知手
段と、 前記商用電源電圧に前記電流検知手段が発生させた電圧
とが重畳された重畳電圧が印加され、該重畳電圧に基づ
いて前記商用電源と前記負荷とが接続された接続ライン
に対して補正電流の引込／送出を行う補正電流供給手段
と、 を備えることを特徴とする電流調整装置。 - 【請求項２】 前記補正電流供給手段は、 前記商用電源から前記負荷に向かう向きの電流が流れる
場合に補正電流の送出を行い、 前記負荷から前記商用電源に向かう向きの電流が流れる
場合に補正電流の引込を行うことを特徴とする請求項１
に記載の電流調整装置。 - 【請求項３】 前記補正電流供給手段は、 前記重畳電圧に基づいて決定される補正電流を生成する
補正電流生成手段と、直流電力が保持される補正用電力
源と、 を有し、 所定の時間帯が到来したか否かを判別するタイマ回路
と、 該タイマ回路から出力される制御信号に基づいて電流路
の開閉制御を行う第１のスイッチング手段と、 をさらに備え、 前記所定の時間帯に前記第１のスイッチング手段によっ
て閉じられた電流路に前記商用電源の電流の一部が前記
補正電流供給手段に流れ込み、この電流の一部が前記補
正電流生成手段を介して前記二次電池に充電されること
を特徴とする請求項１または２に記載の電流調整装置。 - 【請求項４】 前記補正用電力源は、二次電池より構成
され、 前記補正電流供給手段は、外部から電力潮流が流入した
とき、当該電力潮流に起因する電力を整流し、清流によ
り得られた直流電力により前記二次電池を充電する充電
手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の電流調
整装置。 - 【請求項５】 前記商用電源が停電したか否かを判別す
る停電検出回路と、 該停電検出回路から出力される制御信号に基づいて前記
補正電流の電流路の開閉制御を行う第２のスイッチング
手段と、 をさらに備え、 前記第２のスイッチング手段は、非停電時に前記補正電
流の電流路を導通させ、停電時に前記補正電流の電流路
を遮断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
つに記載の電流調整装置。 - 【請求項６】 前記補正電流供給手段は、前記二次電池
を充電するための直流電力源をさらに備えることを特徴
とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の電流調整装
置。 - 【請求項７】 前記商用電源電圧の位相に同期した同期
交流電圧を発生して前記補正電流供給手段に出力する同
期発振器をさらに備え、 該同期発振器は、前記商用電源の停電時にも前記同期交
流電圧を発生させて前記補正電流供給手段に出力するこ
とを特徴とする請求項５または６に記載の電流調整装
置。 - 【請求項８】 前記電流検知手段は、前記交流電源と前
記負荷との間に接続された一次巻線と、前記一次巻線に
誘導結合された二次巻線とを有する変成器によって構成
されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに
記載の電流調整装置。
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| US7652393B2 (en) * | 2006-09-14 | 2010-01-26 | American Power Conversion Corporation | Apparatus and method for employing a DC source with an uninterruptible power supply |
| US7881079B2 (en) * | 2008-03-24 | 2011-02-01 | American Power Conversion Corporation | UPS frequency converter and line conditioner |
| CN113389602B (zh) * | 2020-03-11 | 2023-05-12 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 汽轮发电机组附加励磁阻尼控制信号的防误方法及装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0234050B2 (ja) * | 1983-02-15 | 1990-08-01 | Nippon Denji Sotsuki Kk | Jifuntanshoyonoteidenryujikadengensochi |
| JPH0638711B2 (ja) * | 1986-03-28 | 1994-05-18 | 三菱電機株式会社 | インバ−タ用直流電源装置 |
| US4763014A (en) * | 1987-09-21 | 1988-08-09 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Backup protection switch to prevent reverse power flow in a UPS |
| US4891744A (en) * | 1987-11-20 | 1990-01-02 | Mitsubishi Denki Kaubshiki Kaisha | Power converter control circuit |
| JPH01298414A (ja) * | 1988-05-26 | 1989-12-01 | Nec Corp | 定電流回路 |
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