JP4497760B2 - 無停電電源システム - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の個別蓄電池式の無停電電源装置（ＵＰＳ）を並列に接続した並列冗長式の無停電電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
並列冗長式の無停電電源システムは、無停電電源装置が１台故障した場合でも全負荷容量を供給可能とするために最低２台の無停電電源装置を設けている。正常時における負荷への電力供給は、複数の無停電電源装置が負荷容量を均等負担するように、各無停電電源装置のインバータを制御し、図４のステップＳ４１からステップＳ４４に示すように、各無停電電源装置の出力電流が同レベルになっている。
【０００３】
同図のステップＳ４５またはステップＳ４８に示すように、複数の無停電電源装置のうち１台が入力電源異常（不足電圧・過電圧・周波数異常等）になった場合には、正常時同様に、負荷への電力供給は、入力電源異常の無停電電源装置１台を含め、複数の無停電電源装置が負荷容量を均等負担している。この場合には、入力電源異常の無停電電源装置は、ステップＳ４６，Ｓ４９のように蓄電池による電力供給をしており、充電容量を消耗していることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の並列冗長式の無停電電源システムにおいては、１台の無停電電源装置に入力電源異常が発生した場合、正常状態の無停電電源装置のみで負荷に電源供給可能にも拘わらず、入力電源異常の無停電電源装置は蓄電池による給電を継続し、入力電源を切り離された無停電電源装置の蓄電池充電容量が消耗するという問題がある。
【０００５】
また、無停電電源装置１台に入力電源異常が発生し、さらに商用電源が停電した場合、入力電源異常の無停電電源装置の蓄電池充電容量が消耗しているため、無停電電源装置システム全体の蓄電池給電時間が短縮されるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、一部の無停電電源装置に入力電源異常が発生した場合に入力電源異常の無停電電源装置の蓄電池が充電容量を消耗することを防ぎ、その後商用電源が停電した場合にも蓄電池給電時間の短縮を防ぐことのできる並列冗長式の無停電電源システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の無停電電源システムは、商用交流電源を入力電源として前記入力電源の交流を直流に変換するコンバータと、前記直流を交流に変換するインバータと、前記インバータの動作を制御するインバータ制御装置とを備え、前記入力電源の停電時に前記インバータに直流を供給する蓄電池とを備えた複数台の無停電電源装置を並列に接続した交流出力を負荷に供給するようにした無停電電源システムにおいて、前記各インバータの出力電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器により出力された各インバータの出力電流を監視し、前記無停電電源装置の何れかの前記入力電源が異常となった場合のみ、当該無停電電源装置のインバータの出力電流を零に抑制してスタンバイ状態にし、かつ、残りの正常な前記無停電電源装置で全負荷容量の電流を負荷に供給することができるように、当該入力電源が正常な無停電電源装置が１台の場合には１台で全負荷電流を出力させるように前記インバータ制御装置に指令を出力し、入力電源が正常な無停電電源装置が２台以上の複数台存在する場合には当該複数台で全負荷電流を均等に出力させるように前記各インバータ制御装置に指令を出力する並列制御装置、を備え、入力が異常となった無停電電源装置の蓄電池の充電容量消耗を防ぐとともに、商用電源が停電時にはスタンバイ状態にしていた当該無停電電源装置を含む全ての無停電電源装置の蓄電池出力を即時に負荷へ給電することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、一部の無停電電源装置に入力電源異常が発生した場合に入力電源異常の無停電電源装置の蓄電池が充電容量を消耗することを防ぎ、その後商用電源停電した場合にも蓄電池給電時間の短縮を防ぐことのできる並列冗長式の無停電電源システムを提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の無停電電源システムを図１に示す。
すなわちこの無停電電源システムは、２台の無停電電源装置５であるNo.１ＵＰＳおよびNo.２ＵＰＳからなり、No.１ＵＰＳおよびNo.２ＵＰＳはそれぞれ、入力電源の交流を直流に変換するコンバータ１と、前記直流を交流に変換するインバータ（ＩＮＶ）２と、入力電源停電時に直流を供給するための蓄電池３と、インバータ出力電流I1，I2を制御するインバータ制御装置４を備えている。また、電流検出器６によってインバータ出力電流I1，I2を入力されインバータ制御装置４を制御する各並列制御装置７が設けられている。
【００１０】
このような構成の本実施の形態の無停電電源システムは、商用電源停電等により入力電源が停電した場合には、蓄電池３により無停電で負荷へ電力を供給する。また、全負荷容量を２台の無停電電源装置で電力供給するが、１台の無停電電源装置が故障した場合でも、正常な無停電電源装置にて全負荷容量に電力供給することができる。
【００１１】
すなわち、ＵＰＳ入力電源が２台とも正常な場合には、図２のステップＳ２４からステップＳ２７に示すように、インバータ出力電流I1，I2が同一レベル（インバータ出力電流＝負荷電流ＩL×１／２）になるよう、並列制御装置７が双方のインバータ制御装置４に指令し、インバータ出力電流I1，I2を調整する。
【００１２】
No.１ＵＰＳのみ入力電源異常となった場合（ステップＳ２１）には、並列制御装置７は、No.１ＵＰＳのインバータ出力電流I1をあらかじめ設定された値ＩOに抑制し、No.２ＵＰＳが残りの負荷電流を出力するよう、各インバータ制御装置４に指令する（ステップＳ２２）。各インバータ制御装置４は、並列制御装置７からの指令に基づき、各インバータ２を制御する（ステップＳ２３）。このとき、No.１ＵＰＳのインバータはスタンバイ状態となりその蓄電池充電容量は保存される。No.２ＵＰＳのインバータは全負荷運転される。
本発明の無停電電源システムは、無停電電源装置が上記のように２台の場合に限らず、複数台の場合にも適用可能である。
【００１３】
その場合の動作を図３に示す。すなわち、ＵＰＳ入力電源が全台（ｎ台）とも正常な場合には、ステップＳ３４からステップＳ３７に示すように、インバータ出力電流Ｉiが同一レベル（インバータ出力電流＝負荷電流ＩL×１／ｎ）になるよう、並列制御装置が各インバータ制御装置に指令し、インバータ出力電流Ｉiを調整する。
【００１４】
No.ｋＵＳＰのみ入力電源異常となった場合（ステップＳ３１）には、並列制御装置は、No.ｋＵＳＰのインバータ出力電流をあらかじめ設定した値ＩOに抑制し、残りの正常な無停電電源装置（ｎ−１台）が残りの負荷電流を均等に出力（インバータ出力電流＝負荷電流ＩL×１／（ｎ−１））するよう、各インバータ制御装置に指令する（ステップＳ３２）。各インバータ制御装置は、並列制御装置からの指令に基づき、それぞれのインバータを制御する（ステップＳ３３）。
【００１５】
上記のような構成によって上記のように動作する本実施の形態の無停電電源システムにおいては、一部の無停電電源装置が入力異常の場合、入力電源異常の蓄電池充電容量が消耗することを防ぎ、無停電電源装置が蓄電池電圧低下によって停止することを防ぐことが可能となる。また、入力電源異常後、商用電源停電となり、無停電電源装置全台とも蓄電池給電となった場合、設置当初の蓄電池バックアップ時間が短縮することを防ぐことができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、一部の無停電電源装置に入力電源異常が発生した場合に入力電源異常の無停電電源装置の蓄電池が充電容量を消耗することを防ぎ、その後商用電源停電した場合にも蓄電池給電時間の短縮を防ぐことのできる並列冗長式の無停電電源システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の無停電電源システムの構成を示す回路図。
【図２】上記実施の形態の無停電電源システムの動作を示す流れ図。
【図３】本発明の他の実施の形態の無停電電源システムの動作を示す流れ図。
【図４】従来の無停電電源システムの動作を示す流れ図。
【符号の説明】
１…コンバータ、２…インバータ、３…蓄電池、４…インバータ制御装置、５…無停電電源装置、６…電流検出器、７…並列制御装置、ＩO…入力電源異常時のインバータ出力電流設定値、Ｉ1，Ｉ2，Ｉi…インバータ出力電流、ＩL…負荷電流。

Claims (1)

  1. 商用交流電源を入力電源として前記入力電源の交流を直流に変換するコンバータと、前記直流を交流に変換するインバータと、前記インバータの動作を制御するインバータ制御装置とを備え、前記入力電源の停電時に前記インバータに直流を供給する蓄電池とを備えた複数台の無停電電源装置を並列に接続した交流出力を負荷に供給するようにした無停電電源システムにおいて、
    前記各インバータの出力電流を検出する電流検出器と、
    前記電流検出器により出力された各インバータの出力電流を監視し、前記無停電電源装置の何れかの前記入力電源が異常となった場合のみ、当該無停電電源装置のインバータの出力電流を零に抑制してスタンバイ状態にし、かつ、残りの正常な前記無停電電源装置で全負荷容量の電流を負荷に供給することができるように、当該入力電源が正常な無停電電源装置が１台の場合には１台で全負荷電流を出力させるように前記インバータ制御装置に指令を出力し、入力電源が正常な無停電電源装置が２台以上の複数台存在する場合には当該複数台で全負荷電流を均等に出力させるように前記各インバータ制御装置に指令を出力する並列制御装置、
    を備え、入力が異常となった無停電電源装置の蓄電池の充電容量消耗を防ぐとともに、商用電源が停電時にはスタンバイ状態にしていた当該無停電電源装置を含む全ての無停電電源装置の蓄電池出力を即時に負荷へ給電することを特徴とする無停電電源システム。
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