JP5237161B2 - DC power supply system and discharge control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は直流電源システムおよびその放電制御方法に関する。 The present invention relates to a DC power supply system and a discharge control method thereof.
一般に、直流負荷装置へ電力を供給する直流電源システムでは、商用交流電力を受け、直流４８Ｖなどの直流電力を出力する整流器が用いられている。さらに、商用交流電力が停電した場合でも直流負荷装置への給電を継続するために、整流器の出力に蓄電池と、蓄電池を充電するための充電器を備え、バックアップ電源システムとする。蓄電池は、直流負荷装置の動作電圧に対応するように直列接続した組電池とするが、蓄電池の電圧は充電や放電により変動するため、組電池の電圧が直流負荷装置の入力電圧範囲に合致しないことがある。このため、組電池と直流負荷装置との間に放電器を介挿し、昇圧あるいは降圧を行うことにより供給電圧を許容範囲に収めるようにしている。 Generally, in a DC power supply system that supplies power to a DC load device, a rectifier that receives commercial AC power and outputs DC power such as DC 48V is used. Furthermore, in order to continue power supply to the DC load device even when the commercial AC power fails, a backup battery system is provided with a storage battery and a charger for charging the storage battery at the output of the rectifier. The storage battery is an assembled battery connected in series so as to correspond to the operating voltage of the DC load device, but the voltage of the battery does not match the input voltage range of the DC load device because the voltage of the storage battery fluctuates due to charging and discharging. Sometimes. For this reason, a discharger is inserted between the assembled battery and the DC load device, and the supply voltage is kept within an allowable range by performing step-up or step-down.
下記特許文献１、２には、複数の組電池が出力する電力を放電器を介して負荷に供給する電源システムが記載され、特許文献１には、昇圧回路の出力電圧が設定値Ｖ９を下回らないように昇圧回路のスイッチング素子が動作し、降圧回路の出力電圧が設定値Ｖ１０を上回らないように降圧回路のスイッチング素子が動作することが記載され、特許文献２には、放電停止信号、入力電圧低下、過電圧出力のいずれかを検知したとき負荷への放電を停止させ、放電停止信号のリセット時または入力電圧の回復時、負荷への放電を再開し、制御部の電力を、放電器の出力側のみならず、手動スイッチ操作時は放電器入力側からも供給可能とし、かつ、制御部の停電時は、スイッチング素子を開放状態に維持することが記載されている。 Patent Documents 1 and 2 below describe a power supply system that supplies power output from a plurality of assembled batteries to a load via a discharger. Patent Document 1 discloses that the output voltage of the booster circuit falls below a set value V9. It is described that the switching element of the step-down circuit operates so that the output voltage of the step-down circuit does not exceed the set value V10. Patent Document 2 discloses a discharge stop signal, an input When either a voltage drop or overvoltage output is detected, the discharge to the load is stopped, and when the discharge stop signal is reset or the input voltage is restored, the discharge to the load is resumed. It is described that not only the output side but also the manual switch operation can be supplied from the discharger input side, and that the switching element is kept open during a power failure of the control unit.
図４は、整流器と複数の組電池、充電器および放電器からなる直流電源システムの構成図である。組電池１は、複数のニッケル水素蓄電池セル（定格電圧１．２Ｖ、定格容量１００Ａｈ）を４０セル直列接続して構成した組電池であり、６系統（１系〜６系）が搭載されている。 FIG. 4 is a configuration diagram of a DC power supply system including a rectifier, a plurality of assembled batteries, a charger, and a discharger. The assembled battery 1 is an assembled battery in which a plurality of nickel hydride storage battery cells (rated voltage 1.2 V, rated capacity 100 Ah) are connected in series, and 6 systems (1 system to 6 systems) are mounted. .
組電池１には、それぞれ、放電器２と充電器３とが接続されている。整流器５は、交流電源６から入力した電力を直流電力に変換して電圧５１Ｖの直流電力とし、それを負荷４へ供給する。充電器３は、交流電源６から入力した電力を直流電力に変換して組電池１を充電するが、充電に従って充電電圧が上昇し、最高６４Ｖまで出力することができ、満充電後は充電が停止する。
A discharger 2 and a charger 3 are connected to the assembled battery 1, respectively. The rectifier 5 converts the power input from the
放電器２は、出力電圧が５０Ｖに設定され、出力電圧が５０Ｖを上回ろうとするときは降圧動作を行い、出力電圧が５０Ｖ以下であるときは入力をバイパスしてそのまま出力する。６系統の放電器２は、その出力において並列接続され、さらに整流器５から負荷４に至る電路に並列接続される。 The discharger 2 performs a step-down operation when the output voltage is set to 50V and the output voltage is about to exceed 50V, and when the output voltage is 50V or less, the output is bypassed and output as it is. The six dischargers 2 are connected in parallel at their outputs, and are further connected in parallel to the electrical path from the rectifier 5 to the load 4.
この直流電源システムでは、交流電源６が有効であるときは、整流器５が出力する電力が負荷４へ供給され、充電器３により組電池１が充電される。交流電源６が停電であるとき、組電池１が放電する電力が、放電器２を介して負荷４へ供給される。
In this DC power supply system, when the
６台の放電器２は同一仕様であるが、出力電圧の差や放電器出力点から並列接続点までの配線抵抗（配線径、配線長によって定まる）の差により、放電時に系統間で放電電流の偏りが生じる。 The six dischargers 2 have the same specifications, but due to the difference in output voltage and the wiring resistance (determined by the wire diameter and length) from the discharger output point to the parallel connection point, The bias is generated.
放電開始前に全系統の組電池１が等しく充電されていたとしても、この放電電流の偏りは避けられないため、電流が最も集中する系統の組電池１は他の系統よりも容量低下が早くなり、他の系統よりも先に、放電終止電圧（蓄電池の放電を停止させる必要があるとして指定される電圧）に達して放電が停止する。この後、残りの系統の分担する負荷量が増加するため、分担された負荷量が放電器２の出力容量を超えることになり、システム全体の放電動作が停止する。 Even if the battery packs 1 of all systems are charged equally before the start of discharge, this uneven discharge current is unavoidable. Therefore, the battery pack 1 of the system where the current is most concentrated has a lower capacity than other systems. Thus, the discharge is stopped by reaching the discharge end voltage (the voltage specified as needing to stop the discharge of the storage battery) before the other systems. Thereafter, since the load amount shared by the remaining systems increases, the shared load amount exceeds the output capacity of the discharger 2, and the discharge operation of the entire system stops.
この結果、６系統の組電池１に蓄積された放電可能なエネルギーの一部が残されたまま、負荷４への給電が停止してしまうため、交流電源６の停電時において、負荷４に対して給電することができる時間が短くなってしまう。したがって、蓄電池すなわち組電池１を余分に増設する必要が生じ、直流電源システムの設置スペースや構築に要する費用を増大させるという問題が生じてしまう。
As a result, the power supply to the load 4 is stopped while a part of the dischargeable energy accumulated in the six-system battery pack 1 remains, so that the
この問題は、ニッケル水素蓄電池を用いたシステムだけではなく、他の二次電池や一次電池を用いたシステム、電気二重層キャパシタや燃料電池といった直流電源を用いたシステムにおいても起こりうる問題である。 This problem may occur not only in a system using a nickel-metal hydride storage battery, but also in a system using another secondary battery or a primary battery, or a system using a DC power source such as an electric double layer capacitor or a fuel cell.
本発明は、前述のように、並列放電器間の出力電圧差や放電器出力点から並列接続点までの配線抵抗差により、直流電源の余力を残したまま、システムの放電が停止するという問題を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、並列接続された各系統間の放電電流ばらつきを解消し、放電時に直流電源の能力を十分に有効活用する放電器と、それを用いる直流電源システムおよびその放電制御方法を提供することにある。 As described above, the problem of the present invention is that the discharge of the system stops with the remaining power of the DC power supply remaining due to the output voltage difference between the parallel dischargers and the wiring resistance difference from the discharger output point to the parallel connection point. The problem to be solved by the present invention is to solve the discharge current variation between the systems connected in parallel, and to fully effectively utilize the capacity of the DC power supply during discharging. Another object is to provide a DC power supply system using the same and a discharge control method thereof.
上記課題を解決するために、本発明は、請求項１に記載のように、
１つ以上の蓄電池を直列接続してなる複数の組電池が具備され、各前記組電池の出力にはそれぞれ放電器が接続され、複数の前記放電器が出力において並列接続されて負荷へ電力を供給する直流電源システムにおいて、複数の前記放電器の各々について、当該放電器の出力電流を計測し、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えていなければ第１の持続時間をゼロに設定し、超えていれば該第１の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行い、前記第１の持続時間が第１の時間を超えたとき、当該放電器の出力電圧を低下させる制御を行うことを特徴とする直流電源システムを構成する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a method as described in claim 1.
There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. In the DC power supply system to be supplied, the output current of the discharger is measured for each of the plurality of dischargers , and the measured output current adds a first set value to the average output current of the plurality of dischargers. If the current does not exceed , the first duration is set to zero, and if it exceeds, a predetermined waiting time is added to the first duration and a process of waiting for the predetermined waiting time is repeated. , when the first duration has exceeded the first time, it constitutes a DC power supply system and performs control for reducing the output voltage of the discharger.
また、本発明は、請求項２に記載のように、
１つ以上の蓄電池を直列接続してなる複数の組電池が具備され、各前記組電池の出力にはそれぞれ放電器が接続され、複数の前記放電器が出力において並列接続されて負荷へ電力を供給する直流電源システムにおいて、複数の前記放電器の各々について、当該放電器の出力電流を計測し、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回っていなければ第２の持続時間をゼロに設定し、下回っていれば該第２の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行い、前記第２の持続時間が第２の時間を超えたとき、当該放電器の出力電圧を上昇させる制御を行うことを特徴とする直流電源システムを構成する。
Further, the present invention provides the following, as described in claim 2.
There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. In the DC power supply system to be supplied, the output current of the discharger is measured for each of the plurality of dischargers , and the measured output current subtracts the second set value from the average output current of the plurality of dischargers. if current have I falls below the set the second duration to zero, while adding a predetermined waiting time to the duration of said second if below the process of waiting for the predetermined waiting time repeatedly performed, when the second duration is greater than a second time constitutes a DC power supply system and performs control for increasing the output voltage of the discharger.
また、本発明は、請求項３に記載のように、
１つ以上の蓄電池を直列接続してなる複数の組電池が具備され、各前記組電池の出力にはそれぞれ放電器が接続され、複数の前記放電器が出力において並列接続されて負荷へ電力を供給する直流電源システムにおいて、複数の前記放電器の各々について、当該放電器の出力電流を計測する処理、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えていなければ第１の持続時間をゼロに設定し、超えていれば該第１の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理、および前記計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回っていなければ第２の持続時間をゼロに設定し、下回っていれば該第２の持続時間に前記所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行い、前記第１の持続時間が第１の時間を超えたとき、当該放電器の出力電圧を低下させる制御を行い、前記第２の持続時間が第２の時間を超えたとき、当該放電器の出力電圧を上昇させる制御を行うことを特徴とする直流電源システムを構成する。
Further, the present invention provides a method as claimed in claim 3.
There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. In the DC power supply system to be supplied , for each of the plurality of dischargers, a process of measuring the output current of the discharger , and the measured output current sets the first set value to the average output current of the plurality of dischargers. A process of setting the first duration to zero if not exceeding the applied current, adding a predetermined waiting time to the first duration and waiting for the predetermined waiting time if exceeded, and If the measured output current is not lower than the current obtained by subtracting the second set value from the average output current of the plurality of dischargers, the second duration is set to zero, and if it is lower, the second duration is set. Said predetermined time duration With adding machine time repeats the processing for waiting for the predetermined waiting time, when the first duration has exceeded the first time, performs control for reducing the output voltage of the discharger, the when the second duration exceeds the second time, constitute the DC power supply system and performs control for increasing the output voltage of the discharger.
また、本発明は、請求項４に記載のように、
１つ以上の蓄電池を直列接続してなる複数の組電池が具備され、各前記組電池の出力にはそれぞれ放電器が接続され、複数の前記放電器が出力において並列接続されて負荷へ電力を供給する直流電源システムにおいて、制御手段が具備され、該制御手段は、複数の前記放電器の各々について、当該放電器の出力電流を計測する処理、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えていなければ第１の持続時間をゼロに設定し、超えていれば該第１の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理、および前記計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回っていなければ第２の持続時間をゼロに設定し、下回っていれば該第２の持続時間に前記所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行う制御と、前記第１の持続時間が第１の時間を超えたときに当該放電器の出力電圧を低下させる制御と、前記第２の持続時間が第２の時間を超えたときに当該放電器の出力電圧を上昇させる制御とを行うことを特徴とする直流電源システムを構成する。
Further, the present invention provides the following, as described in claim 4.
There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. In the DC power supply system to be supplied, a control unit is provided, and the control unit measures the output current of the discharger for each of the plurality of dischargers, and the measured output current includes the plurality of dischargers. If the current obtained by adding the first set value to the average output current is not exceeded, the first duration is set to zero, and if exceeded, a predetermined waiting time is added to the first duration and A process for waiting for a predetermined waiting time, and the second duration is set to zero if the measured output current is not less than the current obtained by subtracting the second set value from the average output current of the plurality of dischargers. Set and below A control to repeat the processing of waiting for the predetermined waiting time while adding the predetermined waiting time to the duration of the second In Re, when the first duration has exceeded the first time a control for reducing the output voltage of the discharger, the DC power supply system in which the second duration and said output voltage of the discharger to perform a control for increasing when exceeding the second time Configure.
また、本発明においては、請求項５に記載のように、
請求項１ないし４のいずれかに記載の直流電源システムにおいて、交流電力を直流電力に変換する整流器が具備され、該整流器と複数の前記放電器とが出力において並列接続されていることを特徴とする直流電源システムを構成する。
In the present invention, as described in claim 5,
The DC power supply system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a rectifier that converts AC power into DC power, wherein the rectifier and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output. A direct current power supply system is configured.
また、本発明は、請求項６に記載のように、
１つ以上の蓄電池を直列接続してなる複数の組電池が具備され、各前記組電池の出力にはそれぞれ放電器が接続され、複数の前記放電器が出力において並列接続されて負荷へ電力を供給する直流電源システムの放電制御方法であって、複数の前記放電器の各々について、当該放電器の出力電流を計測する処理、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えていなければ第１の持続時間をゼロに設定し、超えていれば該第１の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理、および前記計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回っていなければ第２の持続時間をゼロに設定し、下回っていれば該第２の持続時間に前記所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行う手続きと、前記第１の持続時間が第１の時間を超えたときに当該放電器の出力電圧を低下させる手続きと、前記第２の持続時間が第２の時間を超えたときに当該放電器の出力電圧を上昇させる手続きとを実行することを特徴とする直流電源システムの放電制御方法を構成する。
Further, the present invention provides the following, as described in
There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. A discharge control method for a DC power supply system to supply , for each of a plurality of the dischargers, a process of measuring an output current of the discharger, and the measured output current becomes an average output current of the plurality of dischargers If the current plus the first set value is not exceeded, the first duration is set to zero, and if it exceeds, a predetermined waiting time is added to the first duration and the predetermined waiting time is set. And the second duration is set to zero if the measured output current is not less than the current obtained by subtracting the second set value from the average output current of the plurality of dischargers Then the second duration Reduction to the procedure repeats the process of waiting for the predetermined waiting time, the output voltage of the discharger when the first duration is greater than the first time as well as adding the predetermined standby time and procedures for, the second duration constitutes a discharge control method of a DC power supply system and executes a procedure to increase the output voltage of the discharger when exceeding the second time.
本発明に係る直流電源システムによれば、直流電源の放電可能なエネルギーを余すことなく使い切ることができるため、余分に設置する直流電源を減らすことができるため、コストとスペースを節約することが可能となる。 According to the DC power supply system according to the present invention, since the energy that can be discharged from the DC power supply can be used up, the DC power supply to be installed can be reduced, so that cost and space can be saved. It becomes.
本発明においては、１つ以上の蓄電池を直列接続してなる複数の組電池を有し、各前記組電池の出力にはそれぞれ放電器が接続され、複数の前記放電器が出力において並列接続されて負荷へ電力を供給する直流電源システムにおいて、出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えている時間が連続して第１の時間を超えた前記放電器の出力電圧を低下させ、出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回る時間が連続して第２の時間を超えた前記放電器の出力電圧を上昇させる。なお、前記放電器の出力電圧を低下あるいは上昇させる制御は、いずれか一方のみを行うだけでもよい。 In the present invention, it has a plurality of assembled batteries formed by connecting one or more storage batteries in series, and an output of each of the assembled batteries is connected to a discharger, and a plurality of the dischargers are connected in parallel at the output. In the DC power supply system for supplying power to the load, the time when the output current exceeds the current obtained by adding the first set value to the average output current of the plurality of the dischargers continuously exceeds the first time The output voltage of the discharger is decreased, and the time during which the output current falls below the current obtained by subtracting the second set value from the average output current of the plurality of the dischargers continuously exceeds the second time. Increase the output voltage. It should be noted that only one of the controls for lowering or raising the output voltage of the discharger may be performed.
以下に、本発明の実施形態について、ニッケル水素蓄電池を用いた直流電源システムに本発明を適用した場合を例として説明するが、本発明はこれに限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by taking as an example the case where the present invention is applied to a DC power supply system using a nickel-metal hydride storage battery, but the present invention is not limited to this.
図１は、本発明の実施の形態例を説明する図である。図の直流電源システムにおいて、交流電源６から入力した交流電力を直流電力に変換する整流器５（出力電圧５２Ｖ）と６系統の放電器２とが並列接続され、負荷４へ電力を供給する。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. In the DC power supply system shown in the figure, a rectifier 5 (output voltage 52 V) for converting AC power input from the
組電池１は、ニッケル水素蓄電池セル（定格電圧１．２Ｖ、定格容量１００Ａｈ）を６０セル直列接続した組電池（定格電圧７２Ｖ、定格容量１００Ａｈ）である。放電器２は、組電池１から入力した電力を降圧して負荷４へ出力するコンバータである。負荷４は、通信機器など直流電力により動作する負荷であり、許容電圧の上限は５３Ｖである。充電器３は、接続先の組電池１を充電する。 The assembled battery 1 is an assembled battery (rated voltage 72 V, rated capacity 100 Ah) in which 60 nickel-metal hydride storage battery cells (rated voltage 1.2 V, rated capacity 100 Ah) are connected in series. The discharger 2 is a converter that steps down the power input from the assembled battery 1 and outputs it to the load 4. The load 4 is a load that operates with DC power, such as a communication device, and the upper limit of the allowable voltage is 53V. The charger 3 charges the connected assembled battery 1.
組電池１は、満充電時に電圧が９０Ｖに達し、放電終止電圧は６０Ｖである。このため、放電器２は降圧動作を行い、その出力電圧は５０Ｖである。ただし、後述するように、この出力電圧は、例えば、本発明が特徴とする制御手段である制御部７からの命令によって、微調整される。 The assembled battery 1 reaches 90V when fully charged, and the end-of-discharge voltage is 60V. For this reason, the discharger 2 performs a step-down operation, and its output voltage is 50V. However, as will be described later, this output voltage is finely adjusted by, for example, a command from the control unit 7 which is a control means characterized by the present invention.
また、放電器２は、組電池１が過放電となることを防ぐため、入力電圧が６０Ｖ（組電池１の放電終止電圧）に達したとき入力を遮断して放電を停止させる機能を有する。 Further, the discharger 2 has a function of stopping the discharge by interrupting the input when the input voltage reaches 60 V (the discharge end voltage of the assembled battery 1) in order to prevent the assembled battery 1 from being overdischarged.
この直流電源システムでは、交流電源６が有効であるときは整流器５が出力する電力が負荷４へ供給され、交流電源６が停電のときは組電池１が出力する電力が放電器２を介して負荷４へ供給される。
In this DC power supply system, when the
交流電源６が停電のとき、各系統の組電池１が出力する電力は放電器２を介して負荷４へ供給されるが、各系統に分担される放電電流は、停電前の充電状態によってばらつきが生じる。さらに、並列放電器間の出力電圧差や放電器出力点から並列接続点までの配線抵抗差によってもばらつきが起こる。このため、停電により放電を開始すると、放電電流が偏った状態のまま放電が進行し、電流が集中した電池系統では早期に放電停止となり、前述した問題が生じる。
When the
この問題を解決するために、本発明においては、各系統の放電電流を監視しながら、放電器２の出力電圧を上下させることにより出力電流集中を抑制する。すなわち、本実施の形態例において、図１に示したように、本発明が特徴とする制御手段である制御部７が具備され、制御部７は、各系統の放電器２と双方向の通信を行い、放電器２からは自系統の出力電流が制御部７へ送信され、制御部７から放電器２へは出力電圧を変更させる命令が送信される。 In order to solve this problem, in the present invention, the output current concentration is suppressed by raising and lowering the output voltage of the discharger 2 while monitoring the discharge current of each system. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a control unit 7 which is a control means characterized by the present invention is provided, and the control unit 7 communicates with the discharge devices 2 of each system in two-way communication. The output current of the own system is transmitted from the discharger 2 to the control unit 7, and a command for changing the output voltage is transmitted from the control unit 7 to the discharger 2.
制御部７は、各系統の放電器２から受け取った出力電流から、平均出力電流を求め、出力電流が、求めた平均出力電流を超えている系統に対して出力電圧を低下させる命令を送信し、出力電流が平均出力電流を下回っている系統に対して出力電圧を上昇させる命令を送信する。 The control unit 7 obtains an average output current from the output current received from the discharger 2 of each system, and transmits a command to lower the output voltage to the system in which the output current exceeds the obtained average output current. A command to increase the output voltage is transmitted to a system whose output current is lower than the average output current.
具体的には、放電器２の出力電圧を低下させる条件は、当該系統の出力電流が平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えている時間が連続して第１の時間を超えたときであり、放電器２の出力電圧を上昇させる条件は、当該系統の出力電流が平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回る時間が連続して第２の時間を超えたときである。 Specifically, the condition for decreasing the output voltage of the discharger 2 is that the time during which the output current of the system exceeds the current obtained by adding the first set value to the average output current is the first time continuously. The condition for increasing the output voltage of the discharger 2 is that the time when the output current of the system falls below the current obtained by subtracting the second set value from the average output current continuously exceeds the second time. When
例えば、第１の設定値を５Ａ、第１の時間を１分、第２の設定値を５Ａ、第２の時間を１分とし、全系統の組電池１の充電完了後に交流電源６を停電させ、組電池１から負荷４への放電を開始する。ここで、１〜６系の出力電流（放電器２の出力電流）がそれぞれ、４０Ａ、３５Ａ、３０Ａ、２５Ａ、２０Ａ、１５Ａとなったとすると、平均出力電流は２７．５Ａである。出力電流が平均出力電流に第１の設定値（５Ａ）を加えた電流（３２．５Ａ）を超えている系統は１系と２系であり、出力電流が平均出力電流から第２の設定値（５Ａ）を減じた電流（２２．５Ａ）を下回っている系統は５系と６系である。 For example, the first set value is 5A, the first time is 1 minute, the second set value is 5A, and the second time is 1 minute. Discharge from the assembled battery 1 to the load 4 is started. Here, assuming that the output currents of the systems 1 to 6 (the output current of the discharger 2) are 40A, 35A, 30A, 25A, 20A, and 15A, respectively, the average output current is 27.5A. The systems in which the output current exceeds the current (32.5A) obtained by adding the first set value (5A) to the average output current are the first system and the second system, and the output current is the second set value from the average output current. The systems that are lower than the current (22.5 A) obtained by subtracting (5A) are the 5th and 6th systems.
このまま放電が継続して１分（第１の時間、第２の時間）が経過すると、制御部７からの命令により、１系と２系の放電器２の出力電圧が０．１Ｖ低下して４９．９Ｖとなり、５系と６系の放電器２の出力電圧が０．１Ｖ上昇して５０．１Ｖとなる。これにより、１〜６系の出力電流はそれぞれ、３５Ａ、３０Ａ、３０Ａ、２５Ａ、２５Ａ、２０Ａとなる。さらに、１系と６系では再び同じ出力電圧変更が起こり、１〜６系の出力電流はそれぞれ、３０Ａ、３０Ａ、３０Ａ、２５Ａ、２５Ａ、２５Ａとなる。ここに、出力電圧が変更される条件を満たす系統が存在しなくなり、同時に出力電流の集中が抑制される。 If the discharge continues and 1 minute (first time, second time) elapses, the output voltage of the 1-system and 2-system discharger 2 decreases by 0.1 V according to the command from the control unit 7. 49.9V, and the output voltage of the 5-system and 6-system discharger 2 increases by 0.1V to 50.1V. Thereby, the output currents of the 1st to 6th systems are 35A, 30A, 30A, 25A, 25A, and 20A, respectively. Furthermore, the same output voltage change occurs again in the 1st and 6th systems, and the output currents in the 1st to 6th systems are 30A, 30A, 30A, 25A, 25A, and 25A, respectively. Here, there is no system that satisfies the condition for changing the output voltage, and at the same time, the concentration of the output current is suppressed.
以上の制御部７による制御は、例えば、図２、図３に示すフローチャートにより表すことができる。 The above control by the control part 7 can be represented by the flowchart shown in FIG. 2, FIG. 3, for example.
図２において、制御を開始（Ｔ０＝０）すると、ステップ２１（Ｓ２１で示す、以下同様）において、放電器２の出力電流Ｉｏｕｔが全系統の平均出力電流Ｉａに第１の電流Ｉ１を加えた電流を超えているときはステップ２３へ進み、そうでないときはステップ２２へ進む。ステップ２２において、Ｔ０（出力電流Ｉｏｕｔが連続してＩａ＋Ｉ１を超えている第１の持続時間）をゼロとしてステップ２１に戻る。 In FIG. 2, when the control is started (T 0 = 0), in step 21 (shown by S21, the same applies hereinafter), the output current I out of the discharger 2 becomes the first current I to the average output current I a of the entire system. When the current exceeding 1 is exceeded, the process proceeds to step 23, and otherwise, the process proceeds to step 22. In step 22, T 0 ( the first duration in which the output current I out continuously exceeds I a + I 1 ) is set to zero, and the process returns to step 21.
ステップ２３において、第１の持続時間Ｔ０に所定の待機時間１秒を加算してステップ２４へ進む。ステップ２４において、１秒間待機してステップ２５へ進む。ステップ２５において、第１の持続時間Ｔ０が第１の時間Ｔ１を超えているときはステップ２６へ進み、そうでないときはステップ２１へ戻る。ステップ２６において、出力電圧を０．１Ｖ下げてステップ２２へ戻る。 In step 23, by adding a second predetermined standby time to the first time duration T 0 the process proceeds to step 24. In step 24, the process waits for 1 second and proceeds to step 25. In step 25, when the first duration T 0 exceeds a T 1 first time the process proceeds to step 26, and if not returns to step 21. In step 26, the output voltage is lowered by 0.1V and the process returns to step 22.
図３において、制御を開始（Ｔ０＝０）すると、ステップ３１において、放電器２の出力電流Ｉｏｕｔが全系統の平均出力電流Ｉａから第２の電流Ｉ２を減じた電流を下回っているときはステップ３３へ進み、そうでないときはステップ３２へ進む。ステップ３２において、Ｔ０（出力電流Ｉｏｕｔが連続してＩａ−Ｉ２を下回っている第２の持続時間）をゼロとしてステップ３１に戻る。 In FIG. 3, when the control is started (T 0 = 0), in step 31, the output current I out of the discharger 2 falls below the current obtained by subtracting the second current I 2 from the average output current I a of the entire system. If yes, go to Step 33, otherwise go to Step 32. In step 32, T 0 ( second duration during which the output current I out is continuously lower than I a -I 2 ) is set to zero, and the process returns to step 31.
ステップ３３において、第２の持続時間Ｔ０に所定の待機時間１秒を加算してステップ３４へ進む。ステップ３４において、１秒間待機してステップ３５へ進む。ステップ３５において、第２の持続時間Ｔ０が第２の時間Ｔ２を超えているときはステップ３６へ進み、そうでないときはステップ３１へ戻る。ステップ３６において、出力電圧を０．１Ｖ上げてステップ３２へ戻る。 In step 33, the process proceeds to the second duration T 0 by adding a second predetermined standby time step 34. In step 34, the process waits for 1 second and proceeds to step 35. If the second duration T 0 exceeds the second time T 2 in step 35, the process proceeds to step 36, and if not, the process returns to step 31. In step 36, the output voltage is increased by 0.1V and the process returns to step 32.
ステップ図２と図３の制御を両方実行することによって、出力電流の集中が抑制される。 By executing both the control of step 2 and FIG. 3, the concentration of the output current is suppressed.
本実施の形態例においては、放電器２の出力電圧を下げる制御（図２）と出力電圧を上げる制御（図３）との両方を行っているが、いずれか片方のみの制御だけであっても、出力電圧が変化した系統では出力電流が平均に近づくから、出力電流の集中を抑制することが可能である。 In this embodiment, both the control for lowering the output voltage of the discharger 2 (FIG. 2) and the control for increasing the output voltage (FIG. 3) are performed, but only one of the controls is performed. However, since the output current approaches the average in a system in which the output voltage has changed, it is possible to suppress the concentration of the output current.
以上、本発明の実施形態について、ニッケル水素蓄電池と制御部とを用いた直流電源システムを例として説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ニッケル水素蓄電池を他の電池で置き換えてもよいし、さらに、制御部なしに、各放電器が自律的に自己の出力電圧を調整する機能を備えているものであってもよく、いずれの場合にも本発明の効果は上記実施の形態例と同様に現れる。 As described above, the embodiment of the present invention has been described by taking the DC power supply system using the nickel-metal hydride storage battery and the control unit as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the nickel metal hydride storage battery may be replaced with another battery, and each discharger may have a function of autonomously adjusting its output voltage without a control unit. Also in this case, the effect of the present invention appears in the same manner as the above embodiment.
以下に、本発明によって生じる効果について説明する。 Below, the effect produced by this invention is demonstrated.
複数系統の放電器を出力において並列接続した直流電源システムでは、放電器の配置や放電器の入力である電池の状態の差により並列系統間に容量ばらつきが起こり、特定の系統に大きな負荷が分担され、系統間の放電電流に偏りが生じ、放電可能なエネルギーが残されたままシステムの放電が終了し、余分に電池を搭載する必要が生じてコストとスペースを増加させるという問題がある。 In a DC power supply system in which multiple systems of dischargers are connected in parallel at the output, capacity variations occur between the parallel systems due to the disposition of the dischargers and the state of the battery that is the input of the discharger, and a large load is shared by a specific system As a result, there is a problem in that the discharge current between the systems is biased, the discharge of the system is completed while the energy that can be discharged remains, and it is necessary to mount an extra battery, which increases the cost and space.
本発明の実施により、容量ばらつきが解消され、電池に蓄積された放電可能なエネルギーが余すことなく負荷へ供給されるため、余分に設置する蓄電池を減らすことができ、コストとスペースを節約することが可能となる。 By implementing the present invention, capacity variation is eliminated, and the dischargeable energy stored in the battery is supplied to the load without any excess, so it is possible to reduce the number of extra storage batteries and save cost and space. Is possible.
１：組電池、２：放電器、３：充電器、４：負荷、５：整流器、６：交流電源、７：制御部。 1: assembled battery, 2: discharger, 3: charger, 4: load, 5: rectifier, 6: AC power supply, 7: control unit.
Claims (6)
複数の前記放電器の各々について、
当該放電器の出力電流を計測し、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えていなければ第１の持続時間をゼロに設定し、超えていれば該第１の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行い、
前記第１の持続時間が第１の時間を超えたとき、当該放電器の出力電圧を低下させる制御を行うことを特徴とする直流電源システム。 There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. In the DC power supply system to supply
For each of the plurality of dischargers,
Measuring the output current of the discharger, sets the first duration to zero does not exceed the current said measured output current plus first set value to the average output current of the plurality of the discharge vessel If it exceeds, a predetermined waiting time is added to the first duration and the process of waiting for the predetermined waiting time is repeated,
When the first duration has exceeded the first time, the DC power supply system and performs control for reducing the output voltage of the discharger.
複数の前記放電器の各々について、
当該放電器の出力電流を計測し、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回っていなければ第２の持続時間をゼロに設定し、下回っていれば該第２の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行い、
前記第２の持続時間が第２の時間を超えたとき、当該放電器の出力電圧を上昇させる制御を行うことを特徴とする直流電源システム。 There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. In the DC power supply system to supply
For each of the plurality of dischargers,
The output current of the discharger is measured, the measured output current is zero second duration if there are no I falls below the current obtained by subtracting the second set value from the average output current of the plurality of the discharge vessel And if it is below, add a predetermined waiting time to the second duration and repeat the process of waiting for the predetermined waiting time,
When the second duration is greater than the second time, the DC power supply system and performs control for increasing the output voltage of the discharger.
複数の前記放電器の各々について、
当該放電器の出力電流を計測する処理、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えていなければ第１の持続時間をゼロに設定し、超えていれば該第１の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理、および前記計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回っていなければ第２の持続時間をゼロに設定し、下回っていれば該第２の持続時間に前記所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行い、
前記第１の持続時間が第１の時間を超えたとき、当該放電器の出力電圧を低下させる制御を行い、
前記第２の持続時間が第２の時間を超えたとき、当該放電器の出力電圧を上昇させる制御を行うことを特徴とする直流電源システム。 There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. In the DC power supply system to supply
For each of the plurality of dischargers,
Process of measuring the output current of the discharger, the first duration does not exceed the current said measured output current plus first set value to the average output current of the plurality of the discharge device to zero If set and exceeded, a process of adding a predetermined waiting time to the first duration and waiting for the predetermined waiting time, and the measured output current is an average output current of a plurality of the dischargers The second duration is set to zero if it is not less than the current obtained by subtracting the second set value from the above, and if it is less, the predetermined waiting time is added to the second duration. Repeat the process of waiting for time,
When the first duration has exceeded the first time, it performs control for reducing the output voltage of the discharger,
When the second duration is greater than the second time, the DC power supply system and performs control for increasing the output voltage of the discharger.
制御手段が具備され、該制御手段は、
複数の前記放電器の各々について、
当該放電器の出力電流を計測する処理、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えていなければ第１の持続時間をゼロに設定し、超えていれば該第１の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理、および前記計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回っていなければ第２の持続時間をゼロに設定し、下回っていれば該第２の持続時間に前記所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行う制御と、
前記第１の持続時間が第１の時間を超えたときに当該放電器の出力電圧を低下させる制御と、
前記第２の持続時間が第２の時間を超えたときに当該放電器の出力電圧を上昇させる制御とを行うことを特徴とする直流電源システム。 There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. In the DC power supply system to supply
Control means is provided, the control means comprising:
For each of the plurality of dischargers,
A process for measuring the output current of the discharger, and if the measured output current does not exceed the current obtained by adding the first set value to the average output current of the plurality of dischargers, the first duration is set to zero If set and exceeded, a process of adding a predetermined waiting time to the first duration and waiting for the predetermined waiting time, and the measured output current is an average output current of a plurality of the dischargers The second duration is set to zero if it is not less than the current obtained by subtracting the second set value from the above, and if it is less, the predetermined waiting time is added to the second duration. Control to repeatedly wait for time,
Control to reduce the output voltage of the discharger when the first duration exceeds a first time;
DC power supply system and performs a control for increasing the output voltage of the discharger when said second duration is greater than the second time.
交流電力を直流電力に変換する整流器が具備され、該整流器と複数の前記放電器とが出力において並列接続されていることを特徴とする直流電源システム。 The DC power supply system according to any one of claims 1 to 4,
A DC power supply system comprising a rectifier for converting AC power into DC power, wherein the rectifier and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output.
複数の前記放電器の各々について、
当該放電器の出力電流を計測する処理、該計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流に第１の設定値を加えた電流を超えていなければ第１の持続時間をゼロに設定し、超えていれば該第１の持続時間に所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理、および前記計測された出力電流が複数の前記放電器の平均出力電流から第２の設定値を減じた電流を下回っていなければ第２の持続時間をゼロに設定し、下回っていれば該第２の持続時間に前記所定の待機時間を加算するとともに該所定の待機時間の間待機する処理を繰り返し行う手続きと、
前記第１の持続時間が第１の時間を超えたときに当該放電器の出力電圧を低下させる手続きと、
前記第２の持続時間が第２の時間を超えたときに当該放電器の出力電圧を上昇させる手続きとを実行することを特徴とする直流電源システムの放電制御方法。 There are provided a plurality of assembled batteries in which one or more storage batteries are connected in series, and a discharger is connected to the output of each of the assembled batteries, and the plurality of dischargers are connected in parallel at the output to supply power to the load. A discharge control method for a DC power supply system to be supplied,
For each of the plurality of dischargers,
A process for measuring the output current of the discharger, and if the measured output current does not exceed the current obtained by adding the first set value to the average output current of the plurality of dischargers, the first duration is set to zero If set and exceeded, a process of adding a predetermined waiting time to the first duration and waiting for the predetermined waiting time, and the measured output current is an average output current of a plurality of the dischargers The second duration is set to zero if it is not less than the current obtained by subtracting the second set value from the above, and if it is less, the predetermined waiting time is added to the second duration. A procedure that repeatedly waits for a period of time,
Reducing the output voltage of the discharger when the first duration exceeds a first time; and
A discharge control method for a DC power supply system, comprising: executing a procedure for increasing an output voltage of the discharger when the second duration exceeds a second time.
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