JP3910724B2 - 電源システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力貯蔵装置を備えた電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力貯蔵装置を備え、その電力貯蔵装置に貯蔵した電力を負荷に供給することで、商用電源の負担を軽くするようにした電源システムがある。
この電源システムでは、例えば、負荷の電力使用量が少ないオフピーク時に電力貯蔵装置への充電を行い、電力使用量が増大する昼間のピーク負荷電力時に電力貯蔵装置の放電を行う。つまり、ピーク負荷電力を電力貯蔵装置の放電によって賄い、その分だけ商用交流電源からの電力消費を抑えるようにしている。いわゆるピークカットである。
【０００３】
電力貯蔵装置は、商用交流電源の電圧を双方向電力変換器で直流電圧に変換し、それを内蔵の二次電池に充電するとともに、放電時は二次電池の充電電圧を上記双方向電力変換器により交流電圧に変換し出力する。充電および放電のタイミングは運転パターンとして予め設定される。
【０００４】
負荷としては、例えば、商用交流電源の電圧を整流する整流器部、およびこの整流器部の出力電圧をスイッチング素子のオン，オフ作動により所定周波数の交流電圧に変換するインバータ部を備えた空気調和機がある。インバータ部の出力周波数を制御することにより、圧縮機の能力可変運転が可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように予め設定された運転パターンで電力貯蔵装置の充放電を行うものでは、予測できないピーク負荷電力が発生した場合に、負荷の電力使用量が契約電力を超過することがある。
【０００６】
また、電力貯蔵装置は、交流電圧から直流電圧（充電電圧）への変換と、放電電圧（直流電圧）から交流電圧への変換があるため、大きな電力損失が生じるという問題がある。
【０００７】
負荷である空気調和機においても、交流電圧から直流電圧への変換（整流器部の整流）と、直流電圧から交流電圧への変換（インバータ部のスイッチング）があり、大きな電力損失が生じるという問題がある。
【０００９】
この発明は上記の事情を考慮したもので、
第１および第２の発明の目的は、予測できないピーク負荷電力が発生した場合でも、契約電力を超過することなく負荷の運転を継続することができ、これにより効率的なピークカットが可能で、しかも電力損失の減少が図れる省エネルギ性にすぐれた電源システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明（請求項１）の電源システムは、商用交流電源の電圧を負荷の整流手段に供給する交流電源ラインと、直流電圧の充電および放電を行う電力貯蔵装置と、上記商用交流電源の電圧を直流電圧に変換して上記電力貯蔵装置に充電する充電手段と、上記負荷における整流手段の出力側に上記電力貯蔵装置の放電電圧を供給するための直流電源ラインと、上記負荷の電力使用量を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて上記整流手段の出力電圧を制御する制御手段と、を備える。
第２の発明（請求項２）の電源システムは、第１の発明において、制御手段が、検出手段の検出結果が設定値を超えた場合に整流手段の出力電圧を低減する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。
図１に示すように、商用交流電源１に交流電源ライン２を介して負荷回路１０および負荷２０が接続され、交流電源ライン２に負荷電力検出手段３が設けられる。
【００１３】
負荷回路１０は、電源１の交流電圧を整流する整流器部（整流手段）１１、この整流器部１１の出力電圧（直流電圧）をスイッチングにより所定周波数の交流電圧に変換するインバータ部（ＩＮＶ部）１２、このインバータ部１２の出力により駆動される圧縮機１３を備える。
【００１４】
負荷電力検出手段３は、負荷回路１０および負荷２０の電力使用量を検出する。
商用交流電源３に交流電源ライン４を介して充電器５が接続される。充電器５は、商用交流電源３の交流電圧を充電用の所定レベルの直流電圧に変換して出力する。この出力電圧（充電電圧）は充電ライン６を介して電力貯蔵装置７に供給される。
【００１５】
電力貯蔵装置７は、直流電圧の充電および放電が可能な二次電池を内蔵している。この電力貯蔵装置７の放電電圧（直流電圧）は直流電源ライン８を介して上記負荷回路１０における整流器部１１の出力側に供給される。直流電源ライン８には、整流器部１１の出力端から電力貯蔵装置７への電流の逆流を阻止する逆流阻止手段としてダイオード９が設けられる。
【００１６】
３０は当該電力システムを統括的に制御する制御部である。この制御部３０に、上記負荷電力検出手段３、充電器５、電力貯蔵装置７、整流器部１１が接続される。
【００１７】
そして、制御部３０は主要な記憶手段として次の［１］〜［３］を備える。
［１］電力貯蔵装置７の貯蔵電力量（充電電圧レベル）を監視する監視手段。
［２］負荷電力のオフピーク時に充電器５を動作させて電力貯蔵装置７を充電する制御手段。
【００１８】
［３］負荷電力検出手段３の検出結果（電力使用量）に応じて電力貯蔵装置７の放電を制御する制御手段。具体的には、負荷電力検出手段３の検出結果が設定値以下の場合は整流器部１１の出力電圧をそのまま許容することにより電力貯蔵装置７を放電させず、負荷電力検出手段３の検出結果が設定値を超えた場合に整流器部１１の出力電圧を低減することで電力貯蔵装置７を放電させる。
【００１９】
つぎに、上記の構成の作用を説明する。
商用交流電源１の交流電圧が交流電源ライン２を介して負荷回路１０および負荷２０に供給される。これにより、負荷回路１０または負荷２０の運転が実行される。
【００２０】
この運転時、負荷回路１０または負荷２０の電力使用量が負荷電力検出手段３で検出され、その検出結果と予め定められた設定値とが比較される。
電力使用量が設定値以下であれば、整流器部１１の出力電圧がそのまま許容され、その出力電圧のみによる負荷運転が継続される。電力貯蔵装置７は放電しない。
【００２１】
負荷回路１０または負荷２０の電力使用量が増大して設定値を超えた場合（ピーク電力負荷時）、電力貯蔵装置７の貯蔵電力量（充電電圧レベル）が十分な状態にあれば、整流器部１１の出力電圧が低減される。
【００２２】
整流器部１１の出力電圧が低減されると、電力貯蔵装置７の充電電圧（直流電圧）が直流電源ライン８を通して負荷回路１０のインバータ部１２に供給される。すなわち、電力貯蔵装置７の放電によってピーク負荷電力が賄われ、その賄い分だけ商用交流電源１からの電力消費が抑制される。いわゆるピークカットである。
【００２３】
その後、電力使用量が設定値以下まで減少すると、整流器部１１の出力電圧が定常値に増大され、電力貯蔵装置７の放電が止まる。
このように、電力使用量が設定値以下の場合は商用交流電源１のみで負荷を運転し、電力使用量が設定値を超えた場合は電力貯蔵装置７を放電させ、その放電と商用交流電源１とで負荷を運転することにより、予測できないピーク負荷電力が発生した場合でも、電力会社との契約電力を超過することなく負荷回路１０および負荷２０の運転を継続することができる。すなわち、効率的なピークカットを行うことができる。
【００２４】
しかも、電力貯蔵装置７は、入力される直流電圧をそのまま充電してその直流電圧を必要時に放電するだけの単純構成であるから、従来のように、充電時に交流電圧から直流電圧への変換を行ってしかも放電時に直流電圧から交流電圧への変換を行うものに比べ、交流と直流の変換回数が一度ですみ、交流と直流の変換に伴う電力損失が減少する。
【００２５】
また、電力貯蔵装置７の放電に際しては、その放電電圧（直流電圧）が整流器部１１を介すことなく負荷回路１０のインバータ部１２に直接的に供給されるので、負荷回路１０における電力損失が減少する。
【００２６】
電力損失が減少となり、しかも上記のように効率的なピークカットが可能になることにより、省エネルギ効果が得られる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、
第１および第２の発明の電源システムは、予測できないピーク負荷電力が発生した場合でも、契約電力を超過することなく負荷の運転を継続することができ、これにより効率的なピークカットが可能で、しかも電力損失の減少が図れる省エネルギ性にすぐれたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…商用交流電源
２…交流電源ライン
３…負荷電力検出手段
４…直流電源ライン
５…充電器
６…充電ライン
７…電力貯蔵装置
８…直流電源ライン
９…ダイオード（逆流阻止手段）
１０…負荷回路
１１…整流器部（整流手段）
１２…インバータ部
１３…圧縮機
３０…制御部
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力貯蔵装置を備えた電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力貯蔵装置を備え、その電力貯蔵装置に貯蔵した電力を負荷に供給することで、商用電源の負担を軽くするようにした電源システムがある。
この電源システムでは、例えば、負荷の電力使用量が少ないオフピーク時に電力貯蔵装置への充電を行い、電力使用量が増大する昼間のピーク負荷電力時に電力貯蔵装置の放電を行う。つまり、ピーク負荷電力を電力貯蔵装置の放電によって賄い、その分だけ商用交流電源からの電力消費を抑えるようにしている。いわゆるピークカットである。
【０００３】
電力貯蔵装置は、商用交流電源の電圧を双方向電力変換器で直流電圧に変換し、それを内蔵の二次電池に充電するとともに、放電時は二次電池の充電電圧を上記双方向電力変換器により交流電圧に変換し出力する。充電および放電のタイミングは運転パターンとして予め設定される。
【０００４】
負荷としては、例えば、商用交流電源の電圧を整流する整流器部、およびこの整流器部の出力電圧をスイッチング素子のオン，オフ作動により所定周波数の交流電圧に変換するインバータ部を備えた空気調和機がある。インバータ部の出力周波数を制御することにより、圧縮機の能力可変運転が可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように予め設定された運転パターンで電力貯蔵装置の充放電を行うものでは、予測できないピーク負荷電力が発生した場合に、負荷の電力使用量が契約電力を超過することがある。
【０００６】
また、電力貯蔵装置は、交流電圧から直流電圧（充電電圧）への変換と、放電電圧（直流電圧）から交流電圧への変換があるため、大きな電力損失が生じるという問題がある。
【０００７】
負荷である空気調和機においても、交流電圧から直流電圧への変換（整流器部の整流）と、直流電圧から交流電圧への変換（インバータ部のスイッチング）があり、大きな電力損失が生じるという問題がある。
【０００９】
この発明は上記の事情を考慮したもので、
第１および第２の発明の目的は、予測できないピーク負荷電力が発生した場合でも、契約電力を超過することなく負荷の運転を継続することができ、これにより効率的なピークカットが可能で、しかも電力損失の減少が図れる省エネルギ性にすぐれた電源システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明（請求項１）の電源システムは、商用交流電源の電圧を負荷の整流手段に供給する交流電源ラインと、直流電圧の充電および放電を行う電力貯蔵装置と、上記商用交流電源の電圧を直流電圧に変換して上記電力貯蔵装置に充電する充電手段と、上記負荷における整流手段の出力側に上記電力貯蔵装置の放電電圧を供給するための直流電源ラインと、上記負荷の電力使用量を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて上記整流手段の出力電圧を制御する制御手段と、を備える。
第２の発明（請求項２）の電源システムは、第１の発明において、制御手段が、検出手段の検出結果が設定値を超えた場合に整流手段の出力電圧を低減する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。
図１に示すように、商用交流電源１に交流電源ライン２を介して負荷回路１０および負荷２０が接続され、交流電源ライン２に負荷電力検出手段３が設けられる。
【００１３】
負荷回路１０は、電源１の交流電圧を整流する整流器部（整流手段）１１、この整流器部１１の出力電圧（直流電圧）をスイッチングにより所定周波数の交流電圧に変換するインバータ部（ＩＮＶ部）１２、このインバータ部１２の出力により駆動される圧縮機１３を備える。
【００１４】
負荷電力検出手段３は、負荷回路１０および負荷２０の電力使用量を検出する。
商用交流電源３に交流電源ライン４を介して充電器５が接続される。充電器５は、商用交流電源３の交流電圧を充電用の所定レベルの直流電圧に変換して出力する。この出力電圧（充電電圧）は充電ライン６を介して電力貯蔵装置７に供給される。
【００１５】
電力貯蔵装置７は、直流電圧の充電および放電が可能な二次電池を内蔵している。この電力貯蔵装置７の放電電圧（直流電圧）は直流電源ライン８を介して上記負荷回路１０における整流器部１１の出力側に供給される。直流電源ライン８には、整流器部１１の出力端から電力貯蔵装置７への電流の逆流を阻止する逆流阻止手段としてダイオード９が設けられる。
【００１６】
３０は当該電力システムを統括的に制御する制御部である。この制御部３０に、上記負荷電力検出手段３、充電器５、電力貯蔵装置７、整流器部１１が接続される。
【００１７】
そして、制御部３０は主要な記憶手段として次の［１］〜［３］を備える。
［１］電力貯蔵装置７の貯蔵電力量（充電電圧レベル）を監視する監視手段。
［２］負荷電力のオフピーク時に充電器５を動作させて電力貯蔵装置７を充電する制御手段。
【００１８】
［３］負荷電力検出手段３の検出結果（電力使用量）に応じて電力貯蔵装置７の放電を制御する制御手段。具体的には、負荷電力検出手段３の検出結果が設定値以下の場合は整流器部１１の出力電圧をそのまま許容することにより電力貯蔵装置７を放電させず、負荷電力検出手段３の検出結果が設定値を超えた場合に整流器部１１の出力電圧を低減することで電力貯蔵装置７を放電させる。
【００１９】
つぎに、上記の構成の作用を説明する。
商用交流電源１の交流電圧が交流電源ライン２を介して負荷回路１０および負荷２０に供給される。これにより、負荷回路１０または負荷２０の運転が実行される。
【００２０】
この運転時、負荷回路１０または負荷２０の電力使用量が負荷電力検出手段３で検出され、その検出結果と予め定められた設定値とが比較される。
電力使用量が設定値以下であれば、整流器部１１の出力電圧がそのまま許容され、その出力電圧のみによる負荷運転が継続される。電力貯蔵装置７は放電しない。
【００２１】
負荷回路１０または負荷２０の電力使用量が増大して設定値を超えた場合（ピーク電力負荷時）、電力貯蔵装置７の貯蔵電力量（充電電圧レベル）が十分な状態にあれば、整流器部１１の出力電圧が低減される。
【００２２】
整流器部１１の出力電圧が低減されると、電力貯蔵装置７の充電電圧（直流電圧）が直流電源ライン８を通して負荷回路１０のインバータ部１２に供給される。すなわち、電力貯蔵装置７の放電によってピーク負荷電力が賄われ、その賄い分だけ商用交流電源１からの電力消費が抑制される。いわゆるピークカットである。
【００２３】
その後、電力使用量が設定値以下まで減少すると、整流器部１１の出力電圧が定常値に増大され、電力貯蔵装置７の放電が止まる。
このように、電力使用量が設定値以下の場合は商用交流電源１のみで負荷を運転し、電力使用量が設定値を超えた場合は電力貯蔵装置７を放電させ、その放電と商用交流電源１とで負荷を運転することにより、予測できないピーク負荷電力が発生した場合でも、電力会社との契約電力を超過することなく負荷回路１０および負荷２０の運転を継続することができる。すなわち、効率的なピークカットを行うことができる。
【００２４】
しかも、電力貯蔵装置７は、入力される直流電圧をそのまま充電してその直流電圧を必要時に放電するだけの単純構成であるから、従来のように、充電時に交流電圧から直流電圧への変換を行ってしかも放電時に直流電圧から交流電圧への変換を行うものに比べ、交流と直流の変換回数が一度ですみ、交流と直流の変換に伴う電力損失が減少する。
【００２５】
また、電力貯蔵装置７の放電に際しては、その放電電圧（直流電圧）が整流器部１１を介すことなく負荷回路１０のインバータ部１２に直接的に供給されるので、負荷回路１０における電力損失が減少する。
【００２６】
電力損失が減少となり、しかも上記のように効率的なピークカットが可能になることにより、省エネルギ効果が得られる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、
第１および第２の発明の電源システムは、予測できないピーク負荷電力が発生した場合でも、契約電力を超過することなく負荷の運転を継続することができ、これにより効率的なピークカットが可能で、しかも電力損失の減少が図れる省エネルギ性にすぐれたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…商用交流電源
２…交流電源ライン
３…負荷電力検出手段
４…直流電源ライン
５…充電器
６…充電ライン
７…電力貯蔵装置
８…直流電源ライン
９…ダイオード（逆流阻止手段）
１０…負荷回路
１１…整流器部（整流手段）
１２…インバータ部
１３…圧縮機
３０…制御部
Claims (2)
- 商用交流電源の電圧を負荷の整流手段に供給する交流電源ラインと、
直流電圧の充電および放電を行う電力貯蔵装置と、
前記商用交流電源の電圧を直流電圧に変換して前記電力貯蔵装置に充電する充電手段と、
前記負荷における整流手段の出力側に前記電力貯蔵装置の放電電圧を供給するための直流電源ラインと、
前記負荷の電力使用量を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に応じて前記整流手段の出力電圧を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする電源システム。 - 請求項１記載の電源システムにおいて、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果が設定値を超えた場合に前記整流手段の出力電圧を低減することを特徴とする電源システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13180998A JP3910724B2 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13180998A JP3910724B2 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 電源システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11332124A JPH11332124A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3910724B2 true JP3910724B2 (ja) | 2007-04-25 |
Family
ID=15066626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13180998A Expired - Fee Related JP3910724B2 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 電源システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3910724B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6338641B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2018-06-06 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| WO2014155540A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | 三菱電機株式会社 | インバータ装置及びインバータシステム |
-
1998
- 1998-05-14 JP JP13180998A patent/JP3910724B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11332124A (ja) | 1999-11-30 |
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