JP5410211B2 - Uninterruptible power system - Google Patents

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Description

本発明は、過放電が原因による蓄電池の寿命の短縮、および破損を防止しながら、特に軽負荷運転を行う場合に、蓄電エネルギーを使い切ることのできる無停電電源装置に関する。   The present invention relates to an uninterruptible power supply capable of using up stored energy especially when performing a light load operation while preventing a battery life from being shortened due to overdischarge and preventing damage.

無停電電源装置の使命は、商用電源の異常時に、安定した電圧源として負荷に電力を供給することである。無停電電源装置はバックアップ電源として蓄電池を使用し、商用電源通常時には蓄電池への充電を行い、商用電源異常時には蓄電池からエネルギーを放電し、負荷への電力供給を継続する。商用電源が復旧した後は、再び起こり得る商用電源異常時に備え、充電を再開する。   The mission of the uninterruptible power supply is to supply power to the load as a stable voltage source when the commercial power supply is abnormal. The uninterruptible power supply uses a storage battery as a backup power supply, charges the storage battery when the commercial power supply is normal, discharges energy from the storage battery when the commercial power supply is abnormal, and continues to supply power to the load. After the commercial power supply is restored, charging is resumed in preparation for a possible commercial power supply abnormality.

商用電源異常状態が長時間にいたる場合、蓄電池は放電終止電圧に達し、それを検出した無停電電源装置はインバータを停止し、停電運転を停止する。これは、蓄電池の過放電による蓄電池の劣化や破損を防ぐためである。   When the abnormal state of the commercial power supply lasts for a long time, the storage battery reaches the end-of-discharge voltage, and the uninterruptible power supply that detects it stops the inverter and stops the power failure operation. This is to prevent deterioration or breakage of the storage battery due to overdischarge of the storage battery.

このように、無停電電源装置の運用は蓄電池の破損を防止するという課題に対し、今までもいくつかの提案がなされている。   As described above, several proposals have been made for the problem that the operation of the uninterruptible power supply prevents the storage battery from being damaged.

例えば、蓄電池の放電電流の大きさにあわせて放電終止電圧を設定する方法が特許文献1,2として提案されている。この特許文献では、商用電源停電運転中に、蓄電池電圧が放電電流の大きさによって設定される放電終止電圧以下になった場合に、停電運転を停止(蓄電池による電力供給運転停止)させる。これは、軽負荷における蓄電池の過放電を防ぐことを主な目的とし、また負荷容量の変更によって生じる放電終止電圧の変更作業を、管理者が再設定する作業を省略できるという利点がある。   For example, Patent Documents 1 and 2 propose methods for setting a discharge end voltage in accordance with the magnitude of the discharge current of the storage battery. In this patent document, when the storage battery voltage becomes equal to or lower than the discharge end voltage set by the magnitude of the discharge current during the commercial power supply blackout operation, the blackout operation is stopped (the power supply operation by the storage battery is stopped). The main purpose of this is to prevent overdischarge of the storage battery at a light load, and there is an advantage that the work of changing the discharge end voltage caused by changing the load capacity can be omitted by the administrator.

また特許文献3の発明では、停電運転中の蓄電池電圧があらかじめ設定された放電終止電圧以下になった場合、あるいは停電時間が一定時間を超過した場合に、停電運転を停止し蓄電池の過放電を防ぐ。これは、放電電流の検出や放電電流による放電終止電圧の設定が不要であり、簡略化された蓄電池過放電防止策である。   Further, in the invention of Patent Document 3, when the storage battery voltage during the power failure operation is equal to or lower than a preset discharge end voltage, or when the power failure time exceeds a certain time, the power failure operation is stopped and the storage battery is overdischarged. prevent. This eliminates the need for detection of the discharge current and setting of the discharge end voltage due to the discharge current, and is a simplified measure for preventing overdischarge of the storage battery.

特開平1−234017号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-234017 特開昭59−122328号公報JP 59-122328 A 特開平6−311668号公報JP-A-6-31668

停電運転を行う場合には、放電率が大きい場合での運転が一般的であるが、軽負荷つまり放電率が小さい場合での運転を要求されることがある。例えば、商用電源異常時の停電運転時間(バックアップ時間)を長時間とすることが要求される場合、停電運転時の蓄電池放電電流が小さくなるように運用することがある。そのため、蓄電池の容量を大きくしたり、または無停電電源装置に対して比較的小さい負荷容量にすることがある。   When performing a power failure operation, an operation with a large discharge rate is common, but an operation with a light load, that is, with a small discharge rate may be required. For example, when it is required that the power failure operation time (backup time) when the commercial power supply is abnormal is long, the storage battery discharge current during the power failure operation may be reduced. Therefore, the capacity | capacitance of a storage battery may be enlarged or it may be set as a comparatively small load capacity with respect to an uninterruptible power supply.

また、長い停電運転時間を必要とする場合、全ての負荷が同じ時間だけのバックアップが必要とは限らず、停電運転中に停止できる負荷は順次停止していき、バックアップ中の負荷容量が徐々に小さくなることもある。かかる運転態様では、蓄電池は逐次軽負荷側に移行しながら軽負荷運転を続行することになる。このような長時間にわたる停電運転においても、確実にかつ一定時間以上の電力供給を継続する必要がある。   Also, if a long power outage operation time is required, not all loads need to be backed up for the same amount of time. Loads that can be stopped during a power outage operation are stopped sequentially, and the load capacity during backup gradually increases. Sometimes it gets smaller. In such an operation mode, the storage battery continues the light load operation while sequentially shifting to the light load side. Even in such a power outage operation over a long period of time, it is necessary to continue power supply reliably and for a predetermined time or more.

このように軽負荷運転が行われるという前提で考慮した場合に、蓄電池放電運転の経過時間が一定時間を超過した場合に停電運転を停止する特許文献3の方法は、蓄電池の過放電を防ぐ方法として確実な方法であるが、負荷の大きさがかわるとき設定すべき一定時間を変更する必要が生じる。   Thus, in consideration of the assumption that the light load operation is performed, the method of Patent Document 3 that stops the power failure operation when the elapsed time of the storage battery discharge operation exceeds a certain time is a method for preventing overdischarge of the storage battery. However, it is necessary to change a certain time to be set when the load changes.

従来の蓄電池の放電電流より適切な放電終止電圧を設定する特許文献1,2の方法においては、その設定される放電終止電圧によらず、異常電圧の検出から停電運転の停止までの時間等の条件は同一であり、ノイズや蓄電池電圧の電流や電圧の脈動がある場合には、設計されたバックアップの時間よりも早く停電運転の終了を迎える恐れがある。   In the methods of Patent Documents 1 and 2 that set an appropriate discharge end voltage from the discharge current of a conventional storage battery, the time from detection of abnormal voltage to the stop of power failure operation, etc., regardless of the set discharge end voltage The conditions are the same, and if there is noise, battery voltage current or voltage pulsation, the power failure operation may end sooner than the designed backup time.

そこで本発明の目的は、負荷容量によって放電終止電圧を設定し、蓄電池の過放電を防止する蓄電池放電運転方法を採る無停電電源装置において、ノイズや蓄電池電圧、電流の脈動の影響を受けず、より適切で長時間の停電運転が確保できる無停電電源装置を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to set the end-of-discharge voltage according to the load capacity, and in the uninterruptible power supply device adopting the storage battery discharge operation method for preventing the overdischarge of the storage battery, it is not affected by noise, storage battery voltage, current pulsation, An object of the present invention is to provide an uninterruptible power supply capable of ensuring a more appropriate and long-time blackout operation.

本発明の無停電電源装置は、商用電源を直流に変換するAC−DCコンバータと、整流した直流電圧を交流電圧に変換し負荷に電力を供給するインバータと、バックアップ電源としての蓄電池を備え、蓄電池の負荷相当量を測定し、その負荷相当量の大きさに応じて蓄電池の放電終止電圧を設定し、蓄電池電圧が放電終止電圧まで低下した場合に、負荷相当量の大きさで定めた動作時間の継続をもって停電運転を停止する。   An uninterruptible power supply apparatus of the present invention includes an AC-DC converter that converts commercial power to DC, an inverter that converts rectified DC voltage to AC voltage and supplies power to a load, and a storage battery as a backup power source. Measure the load equivalent amount of the battery, set the discharge end voltage of the storage battery according to the magnitude of the load equivalent amount, and when the storage battery voltage drops to the discharge end voltage, the operating time determined by the size of the load equivalent amount Stop power outage with continuation of.

また、負荷相当量の大きさで定めた動作時間とは、負荷相当量が小さいほど長い時間とされる。   In addition, the operation time determined by the size of the load equivalent amount is a longer time as the load equivalent amount is smaller.

また、負荷相当量の大きさで定めた放電終止電圧とは、負荷相当量が小さいほど高い電圧値とされる。   Moreover, the discharge end voltage determined by the magnitude of the load equivalent amount is set to a higher voltage value as the load equivalent amount is smaller.

また、蓄電池の種類、並列数、直列数に応じて、負荷相当量によって設定する放電終止電圧の設定値を変更してもよい。   Moreover, you may change the setting value of the discharge end voltage set by load equivalent amount according to the kind of storage battery, the number of parallels, and the number of series.

また、蓄電池の負荷相当量として、蓄電池の放電電流を使用することができる。   Further, the discharge current of the storage battery can be used as the load equivalent amount of the storage battery.

また、蓄電池の負荷相当量として、インバータの出力電力を使用することができる。   Further, the output power of the inverter can be used as the load equivalent amount of the storage battery.

本発明によれば、負荷の大きさに応じ放電終止電圧の設定値を変更させる手段で、軽負荷時における停電運転において蓄電池の過放電を防止する無停電電源装置において、蓄電池電圧が放電終止電圧まで低下した場合、蓄電池の電圧異常の検出および停電運転停止の指令条件を、放電電流に応じて変更することにより、軽負荷においても適切な停電運転時間を提供することができる。   According to the present invention, in the uninterruptible power supply that prevents overdischarge of the storage battery in a power failure operation at a light load by means for changing the set value of the discharge end voltage according to the size of the load, the storage battery voltage is the discharge end voltage. When the battery voltage decreases to a low level, it is possible to provide an appropriate power failure operation time even at a light load by changing the storage battery voltage abnormality detection and power failure operation stop command conditions according to the discharge current.

本発明の無停電電源装置の一例を示す図The figure which shows an example of the uninterruptible power supply of this invention 放電終止電圧設定値を決定するための特性を示す図The figure which shows the characteristic for determining the discharge end voltage setting value 動作確認時限を決定するための特性を示す図Diagram showing characteristics for determining operation confirmation time limit 制御回路10を計算機で実現するときのフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart when implement | achieving the control circuit 10 with a computer. 無停電電源装置の制御回路の動作を説明するための図Diagram for explaining operation of control circuit of uninterruptible power supply DC−DCコンバータ6を装備しない無停電電源装置を示す図The figure which shows the uninterruptible power supply device which is not equipped with the DC-DC converter 6 蓄電池5の放電電流の代わりにインバータ3の出力電力にした図The figure which made the output power of the inverter 3 instead of the discharge current of the storage battery 5

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例に係る無停電電源装置7を示す。この無停電電源装置7は、商用電源1が正常の時には、以下のように機能する。   FIG. 1 shows an uninterruptible power supply 7 according to an embodiment of the present invention. The uninterruptible power supply 7 functions as follows when the commercial power supply 1 is normal.

AC−DCコンバータ2は、商用電源1の交流を直流に変換する。さらにインバータ3で交流に逆変換し、負荷4に電力を供給する。同時に、充放電用のDC−DCコンバータ6は、降圧チョッパとして動作し蓄電池5を充電する。なお、AC−DCコンバータ2で整流された直流電圧Vdは蓄電池5の端子電圧Vbよりも高電圧とされる。   The AC-DC converter 2 converts alternating current of the commercial power source 1 into direct current. Further, the inverter 3 performs reverse conversion to AC and supplies power to the load 4. At the same time, the DC-DC converter 6 for charging / discharging operates as a step-down chopper and charges the storage battery 5. The DC voltage Vd rectified by the AC-DC converter 2 is higher than the terminal voltage Vb of the storage battery 5.

この無停電電源装置7は、商用電源1が異常により停止したときはAC−DCコンバータ2を停止し、DC−DCコンバータ6を昇圧チョッパとして動作させて蓄電池5からインバータ3に直流電力を供給する。さらにインバータ3で交流に逆変換し、負荷4に電力を供給する。   The uninterruptible power supply 7 stops the AC-DC converter 2 when the commercial power supply 1 stops due to an abnormality, and operates the DC-DC converter 6 as a step-up chopper to supply DC power from the storage battery 5 to the inverter 3. . Further, the inverter 3 performs reverse conversion to AC and supplies power to the load 4.

無停電電源装置7の運転態様としては、上記の2態様があるが、本発明の以下の説明においては無停電電源装置7の運転態様として商用電源1が停止した状態で蓄電池5から電力供給することについて主に説明を行う。   The operation mode of the uninterruptible power supply 7 includes the above-described two modes. In the following description of the present invention, power is supplied from the storage battery 5 with the commercial power supply 1 stopped as the operation mode of the uninterruptible power supply 7. This is mainly explained.

商用電源1が停止したときに蓄電池5から負荷4に電力供給を行うために、無停電電源装置7の制御回路10は、第1図の実施例ではインバータ3とDC−DCコンバータ6を制御する。この制御のために制御回路10は、電圧検出器12で蓄電池電圧Vbを検出し、電流検出器11で蓄電池5の放電電流を検出する。   In order to supply power from the storage battery 5 to the load 4 when the commercial power supply 1 is stopped, the control circuit 10 of the uninterruptible power supply 7 controls the inverter 3 and the DC-DC converter 6 in the embodiment of FIG. . For this control, the control circuit 10 detects the storage battery voltage Vb with the voltage detector 12 and detects the discharge current of the storage battery 5 with the current detector 11.

電流検出器11により検出された蓄電池5の放電電流値は、放電終止電圧設定部13において、図2の特性に従って放電終止電圧設定値に変換される。図2において、横軸は入力した放電電流であり、定格電流を単位電流(1.0)として表示している。図2縦軸の放電終止電圧設定値は、放電電流が小さいほど高い値とされる。これにより、蓄電池5の蓄積エネルギーを、放電時に有効に使い切ることができる。なお、先の特許文献1,2も図2の特性に従って、放電終止電圧設定値を決定している。   The discharge current value of the storage battery 5 detected by the current detector 11 is converted into a discharge end voltage set value by the discharge end voltage setting unit 13 according to the characteristics of FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the input discharge current, and the rated current is displayed as a unit current (1.0). The discharge end voltage setting value on the vertical axis in FIG. 2 is set to a higher value as the discharge current is smaller. Thereby, the stored energy of the storage battery 5 can be used up effectively at the time of discharge. Prior Patent Documents 1 and 2 also determine the final discharge voltage setting value according to the characteristics shown in FIG.

電圧比較器14では、この放電終止電圧設定部13と電圧検出器12の出力を比較し、その結果(電圧検出器12の出力≦放電終止電圧設定部13の出力)を運転停止指令部15に送出する。運転停止司令部15では、放電電流の値(電流検出器11の出力)と、電圧比較器14の結果から、インバータ3やDC−DCコンバータ6の停止指令を出す。   In the voltage comparator 14, the discharge end voltage setting unit 13 and the output of the voltage detector 12 are compared, and the result (output of the voltage detector 12 ≦ output of the discharge end voltage setting unit 13) is sent to the operation stop command unit 15. Send it out. The operation stop command unit 15 issues a stop command for the inverter 3 and the DC-DC converter 6 from the value of the discharge current (output of the current detector 11) and the result of the voltage comparator 14.

なお、放電終止電圧設定部13と運転停止司令部15、電圧検出器12および電圧比較器14は制御回路10に含むものとする。この制御回路10やAC−DCコンバータ2、インバータ3およびDC−DCコンバータ6を含めて無停電電源装置7とする。また、簡易型無停電電源装置では、蓄電池5を装置内に内蔵している。   The discharge end voltage setting unit 13, the operation stop command unit 15, the voltage detector 12, and the voltage comparator 14 are included in the control circuit 10. The control circuit 10, the AC-DC converter 2, the inverter 3 and the DC-DC converter 6 are included in the uninterruptible power supply 7. In the simple uninterruptible power supply, the storage battery 5 is built in the apparatus.

本発明の無停電電源装置の制御回路10では、電圧比較器14からの結果(電圧検出器12の出力≦放電終止電圧設定部13の出力)に応じて運転停止司令部15が停電運転終了を決定するときの動作条件を、放電電流の大きさに応じて変更するものである。   In the control circuit 10 of the uninterruptible power supply according to the present invention, the operation stop command unit 15 terminates the power outage operation according to the result from the voltage comparator 14 (output of the voltage detector 12 ≦ output of the discharge end voltage setting unit 13). The operating conditions for determination are changed according to the magnitude of the discharge current.

次に、放電電流の大きさによって運転停止司令部15の動作条件を変更することについて図3を用いて説明する。図3は、横軸に検出した放電電流の値を、定格電流を単位電流(1.0)として表示している。また、縦軸には動作時限T(フィルタ時定数)を示している。   Next, changing the operating condition of the operation stop command unit 15 according to the magnitude of the discharge current will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the value of the discharge current detected on the horizontal axis is displayed with the rated current as the unit current (1.0). The vertical axis represents the operation time limit T (filter time constant).

この図によれば、放電電流が小さいほど動作時限T(フィルタ時定数)を長くする。この動作時限Tは、運転停止司令部15が停電運転終了を決定するときの動作条件であり、電圧比較器14からの結果に応じて停電運転終了を確認するときに、この状態がどの程度の時間が経過したときに実際に運転停止を指示するかを決定するときの確認時間である。   According to this figure, the smaller the discharge current, the longer the operation time limit T (filter time constant). The operation time limit T is an operation condition when the operation stop command unit 15 determines the end of the power outage operation. When the end of the power outage operation is confirmed according to the result from the voltage comparator 14, how much is this state? This is the confirmation time when determining whether to actually stop the operation when the time has passed.

図の例では、放電電流が定格電流(1.0)で使用している条件下で、電圧比較器14からの結果が(電圧検出器12の出力≦放電終止電圧設定部13の出力)になったときに、この状態がT0時間継続したことを確認できた時点で、インバータ3やDC−DCコンバータ6の停止指令を出す。このT0時間は、システムにもよるが概ね数秒程度である。一方、軽負荷で運転中(従って放電電流も例えば定格電流の0.2程度)の条件下で、電圧比較器14からの結果が(電圧検出器12の出力≦放電終止電圧設定部13の出力)になったときに、この状態がT2時間継続したことを確認できた時点で、インバータ3やDC−DCコンバータ6の停止指令を出す。このT2時間は、システムにもよるが分の単位である。このように、本発明では軽負荷で運転中の場合ほど、(電圧検出器12の出力≦放電終止電圧設定部13の出力)の状態が長期間継続することを確認してシステム停止を行う。   In the example of the figure, the result from the voltage comparator 14 is (output of the voltage detector 12 ≦ output of the discharge end voltage setting unit 13) under the condition that the discharge current is used at the rated current (1.0). When it is confirmed that this state has continued for T0 time, a stop command for the inverter 3 and the DC-DC converter 6 is issued. This T0 time is approximately several seconds depending on the system. On the other hand, the result from the voltage comparator 14 (output of the voltage detector 12 ≦ output of the discharge end voltage setting unit 13) under the condition of operating under a light load (and therefore the discharge current is also about 0.2 of the rated current, for example). ), A stop command for the inverter 3 and the DC-DC converter 6 is issued when it has been confirmed that this state has continued for T2 hours. This T2 time is a unit of minutes depending on the system. Thus, in the present invention, the system is stopped after confirming that the state of (the output of the voltage detector 12 ≦ the output of the discharge end voltage setting unit 13) continues for a longer period as the operation is performed with a light load.

図4は、図1の制御回路10を計算機で実現するときのフローチャートを示している。このフローチャートは一定周期で起動され、その都度判断を行う。まず、ステップS100では、商用電源1が停止し、蓄電池5からの電力供給が開始されたこと(停電運転開始)を確認する。ステップS101では、電流検出器11の出力として放電電流を検知する。ステップS102では、検出した放電電流を用いて、図2の特性から放電終止電圧設定値を決定し、また図3の特性から時限Tを決定する。   FIG. 4 shows a flowchart when the control circuit 10 of FIG. 1 is realized by a computer. This flowchart is activated at a constant cycle and makes a determination each time. First, in step S100, it is confirmed that the commercial power source 1 is stopped and the power supply from the storage battery 5 is started (power failure operation start). In step S101, the discharge current is detected as the output of the current detector 11. In step S102, the discharge end voltage set value is determined from the characteristics of FIG. 2 using the detected discharge current, and the time limit T is determined from the characteristics of FIG.

ステップS103では、別途検出した蓄電池電圧(電圧検出器12の出力)と、ステップS103で求めた放電終止電圧設定値を比較する。(電圧検出器12の出力≧放電終止電圧設定部13の出力)の場合には、蓄電池5にまだ十分なエネルギー蓄積があると考えられることからステップS106でカウンタをリセットし、次の判定時刻が来たときにステップS101から処理を実行しなおす。(電圧検出器12の出力≦放電終止電圧設定部13の出力)の場合には、ステップS104において、この状態の継続時間を確認する。   In step S103, the separately detected storage battery voltage (output of the voltage detector 12) is compared with the discharge end voltage set value obtained in step S103. In the case of (output of voltage detector 12 ≧ output of discharge end voltage setting unit 13), it is considered that there is still sufficient energy storage in storage battery 5, so the counter is reset in step S106, and the next determination time is When it comes, the process is executed again from step S101. In the case of (output of voltage detector 12 ≦ output of discharge end voltage setting unit 13), the duration of this state is confirmed in step S104.

つまり、ステップS104では図3で定めた時間の間、(電圧検出器12の出力≦放電終止電圧設定部13の出力)の状態が継続していることを確認しており、(電圧検出器12の出力≦放電終止電圧設定部13の出力)であるが、継続時間が確認時間未満である場合にはにこの時間継続前にこの条件が不成立となった場合にはステップS105においてカウンタ継続し、次の判定時刻が来たときにステップS101から処理を実行しなおす。そして、(電圧検出器12の出力≦放電終止電圧設定部13の出力)であり、かつ継続時間が確認時間を超過した場合に、ステップS107において、インバータ3やDC−DCコンバータ6の停止指令を出す。   That is, in step S104, it is confirmed that the state of (the output of the voltage detector 12 ≦ the output of the discharge end voltage setting unit 13) continues for the time determined in FIG. Output ≦ discharge end voltage setting unit 13 output), but if the duration is less than the confirmation time, if this condition is not satisfied before this duration continues, the counter continues in step S105, When the next determination time comes, the process is executed again from step S101. If (the output of the voltage detector 12 ≦ the output of the discharge end voltage setting unit 13) and the duration exceeds the confirmation time, a stop command for the inverter 3 or the DC-DC converter 6 is issued in step S107. put out.

図5は、本発明装置の動作を説明するための図であり、横軸に時間t、縦軸に電圧検出器12の出力(蓄電池電圧)を示している。蓄電池電圧は放電に伴い低下するが、直線状に低下するのではなく、軽負荷の場合ほどリップル分を多く含む。このため、蓄電池電圧が決定された放電終止電圧以下になることがあるが、例えば時刻t1での低下の場合のようにリップル分の影響によりシステム停止を決定するに十分な時間の継続を待たずに回復してしまうことがある。時刻t2の場合には、システム停止を決定するに十分な時間だけ継続し、時刻t3で給電停止に至る。本発明では、この動作継続時間Tそのものを放電電流の値に応じて可変にしている。   FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the device of the present invention, in which the horizontal axis indicates time t and the vertical axis indicates the output (battery voltage) of the voltage detector 12. The storage battery voltage decreases with discharge, but does not decrease linearly, but includes more ripple as the load is lighter. For this reason, the storage battery voltage may be lower than the determined end-of-discharge voltage, but it does not wait for a sufficient time to determine the system stop due to the influence of the ripple as in the case of a decrease at time t1, for example. May recover. In the case of time t2, it continues for a time sufficient to determine the system stop, and the power supply is stopped at time t3. In the present invention, the operation duration T itself is made variable according to the value of the discharge current.

動作時間を上記のように設定する理由は以下のようである。本発明では、無停電電源装置7が定格負荷で運転している場合の条件を基準とし、放電電流が小さい場合にその条件を変更させる。負荷4の容量が一定であるとすると、放電電流が小さい場合、定格負荷運転時に比べ蓄電池電圧の低下速度は鈍い。よって、蓄電池5の電圧異常の検出条件は、放電電流が小さい場合において基準より緩和することにより、ノイズ等で本来停止すべき停電運転時間よりも早い時間での蓄電池5の電圧異常の検出および運転停止指令を出すことが防げ、適切なバックアップ時間が確保できる利点が生まれる。この機能により、蓄電池5の電流や電圧の脈動により、早期に蓄電池5の電圧異常と停電運転の停止指令を出してしまう可能性を低減できる。   The reason for setting the operation time as described above is as follows. In the present invention, based on the condition when the uninterruptible power supply 7 is operating at the rated load, the condition is changed when the discharge current is small. Assuming that the capacity of the load 4 is constant, when the discharge current is small, the rate of decrease of the storage battery voltage is slower than during rated load operation. Therefore, the detection condition of the voltage abnormality of the storage battery 5 is relaxed from the reference when the discharge current is small, thereby detecting and operating the voltage abnormality of the storage battery 5 at a time earlier than the power failure operation time that should be stopped due to noise or the like. It is possible to prevent the stop command from being issued and to obtain an advantage that an appropriate backup time can be secured. With this function, it is possible to reduce the possibility that a voltage abnormality of the storage battery 5 and an instruction to stop the power failure operation will be issued early due to the pulsation of the current or voltage of the storage battery 5.

図2の実施例の説明では、電圧比較器14の出力の継続時間を放電電流に応じて判定しているが、これは、電圧比較器14の出力に対し、フィルタを設けてもよい。この場合、放電電流の大きさによってフィルタの時定数Tを変化させる。放電電流が小さいほどフィルタ時定数Tを大きくし、電圧比較器14の出力が連続で入力した場合に蓄電池5の電圧異常と認識し停電運転の停止をする。この場合の、放電電流と時定数Tの関係も図3と同様になる。以上により、放電電流が小さい場合の停電運転時間は、ノイズ等の影響を受けにくくなり、要求される停電運転時間が確保できるようになる。   In the description of the embodiment of FIG. 2, the duration of the output of the voltage comparator 14 is determined according to the discharge current, but this may be provided with a filter for the output of the voltage comparator 14. In this case, the time constant T of the filter is changed depending on the magnitude of the discharge current. As the discharge current is smaller, the filter time constant T is increased, and when the output of the voltage comparator 14 is continuously input, it is recognized as a voltage abnormality of the storage battery 5 and the power failure operation is stopped. In this case, the relationship between the discharge current and the time constant T is the same as in FIG. As described above, the power failure operation time when the discharge current is small is less affected by noise and the like, and the required power failure operation time can be secured.

以上本発明では、放電終止電圧近傍まで蓄電池電圧が低下した場合に、放電電流が小さいときには、数分ないし十数分の蓄電池継続運転は過放電につながらないが、大電流のときには短時間で蓄電池にダメージを与えてしまうことになることに着目して、蓄電池を保護しつつ、最大限まで蓄電池容量を使いきることができる。   As described above, in the present invention, when the storage battery voltage is reduced to near the discharge end voltage, if the discharge current is small, the continuous battery operation for several minutes to several tens of minutes does not lead to overdischarge. Focusing on the fact that it will cause damage, the storage battery capacity can be used up to the maximum while protecting the storage battery.

なお、本発明が適用される電力システムは、DC−DCコンバータ6を装備しない図6のような無停電電源装置においても実施可能である。但し、DC−DCコンバータ6を装備しないので、蓄電池運転での給電停止は、インバータ3で行うことになる。   Note that the power system to which the present invention is applied can also be implemented in an uninterruptible power supply as shown in FIG. However, since the DC-DC converter 6 is not provided, the power supply stop in the storage battery operation is performed by the inverter 3.

次に図7について説明する。これは、放電終止電圧の設定に使用する要素を蓄電池5の放電電流でなく、インバータ3の出力電力にした場合である。詳細動作は図1における実施例と同じである。出力電力はインバータ電流検出器21と出力電圧検出器22により算出する。この方式は図1における蓄電池5の電流検出器11が他の用途で使用できない場合や、検出器の精度が伴わない場合に有効である。図1では放電電流と説明し、図7ではインバータ3、しいては蓄電池の出力電力と説明したが、本明細書ではこれらを総括した表現として負荷相当量ということにする。   Next, FIG. 7 will be described. This is a case where the element used for setting the discharge end voltage is not the discharge current of the storage battery 5 but the output power of the inverter 3. The detailed operation is the same as that of the embodiment in FIG. The output power is calculated by the inverter current detector 21 and the output voltage detector 22. This method is effective when the current detector 11 of the storage battery 5 in FIG. 1 cannot be used for other purposes or when the accuracy of the detector is not accompanied. In FIG. 1, the discharge current is described, and in FIG. 7, the output power of the inverter 3 and the storage battery is described. However, in this specification, these are collectively referred to as a load equivalent amount.

さらに、無停電電源装置7に装備する蓄電池5の種類や並列数、直列数を放電終止電圧設定に引用できるようにすると本発明の運用法が広がる。蓄電池5の種類は蓄電池の放電電流の大きさと放電終止電圧の特性が異なるものであり、また蓄電池5の並列数や直列数により定格負荷運転時の1台あたりに流れる蓄電池5の放電電流の大きさが異なるため、放電終止電圧の設定条件が変えられる利点がある。制御回路10では、こういった計算や運転、指令を出すものとしてマイクロコンピュータを使用する例が多く、放電電流と放電終止電圧の設定の条件は蓄電池の条件により選定できるものであり、特に制御を複雑化することなく有効な手段である。   Further, the operation method of the present invention can be expanded by allowing the type, the number of parallel storages, and the number of series of the storage batteries 5 provided in the uninterruptible power supply 7 to be cited in the final discharge voltage setting. The type of the storage battery 5 is different in the characteristics of the discharge current and discharge end voltage of the storage battery, and the discharge current of the storage battery 5 that flows per unit during rated load operation depends on the number of storage batteries 5 in parallel or in series. Therefore, there is an advantage that the setting condition of the discharge end voltage can be changed. In the control circuit 10, there are many examples in which a microcomputer is used to issue such calculations, operations, and commands, and the conditions for setting the discharge current and the discharge end voltage can be selected according to the conditions of the storage battery. It is an effective means without complication.

本発明により、負荷4の容量によって蓄電池5の放電終止電圧の設定値、および、蓄電池電圧が放電終止電圧に達する場合の停電運転停止条件を変更することにより、蓄電池5の過放電による蓄電池5の寿命短縮や破損を防止するだけでなく、運用方法にあうより適切な停電のバックアップ時間の確保が実現する。   According to the present invention, by changing the set value of the discharge end voltage of the storage battery 5 depending on the capacity of the load 4 and the power failure operation stop condition when the storage battery voltage reaches the discharge end voltage, the storage battery 5 is overcharged due to overdischarge of the storage battery 5. Not only shortening the service life and preventing damage, but also ensuring a backup time for a more appropriate power outage that matches the operation method.

本発明によれば、適切で長時間の停電運転が確保できるので無停電電源装置として広い分野で利用することが期待できる。   According to the present invention, an appropriate and long-time blackout operation can be ensured, so that it can be expected to be used in a wide field as an uninterruptible power supply.

1:商用電源
2:AC−DCコンバータ
3:インバータ
4:負荷
5:蓄電池
6:DC−DCコンバータ
7:無停電電源装置
10:制御回路
11:電流検出器
12:電圧検出器
13:放電終止電圧設定器
14:電圧比較器
15:運転停止指令部
16:停止指令
21:インバータ電流検出器
22:出力電圧検出器
1: Commercial power supply 2: AC-DC converter 3: Inverter 4: Load 5: Storage battery 6: DC-DC converter 7: Uninterruptible power supply 10: Control circuit 11: Current detector 12: Voltage detector 13: End-of-discharge voltage Setter 14: Voltage comparator 15: Operation stop command unit 16: Stop command 21: Inverter current detector 22: Output voltage detector

Claims (5)

商用電源を直流に変換するAC−DCコンバータと、整流した直流電圧を交流電圧に変換し負荷に電力を供給するインバータと、バックアップ電源として使用する蓄電池を備える無停電電源装置において、
前記蓄電池の負荷相当量を測定し、その負荷相当量の大きさに応じて前記蓄電池の放電終止電圧を設定し、前記蓄電池電圧が前記放電終止電圧まで低下した場合に、前記負荷相当量の大きさで定めた動作時間の継続をもって停電運転を停止するとともに、
前記負荷相当量の大きさで定めた前記動作時間とは、前記負荷相当量が小さいほど長い時間とされることを特徴とする無停電電源装置。
In an uninterruptible power supply comprising an AC-DC converter that converts commercial power to DC, an inverter that converts rectified DC voltage to AC voltage and supplies power to a load, and a storage battery used as a backup power source,
The load equivalent amount of the storage battery is measured, the discharge end voltage of the storage battery is set according to the magnitude of the load equivalent amount, and when the storage battery voltage drops to the discharge end voltage, the load equivalent amount is increased. The power failure operation is stopped with the continuation of the operation time determined in the above ,
The uninterruptible power supply apparatus characterized in that the operation time determined by the size of the load equivalent amount is a longer time as the load equivalent amount is smaller .
請求項1に記載の無停電電源装置において、
前記負荷相当量の大きさで定めた前記放電終止電圧とは、前記負荷相当量が小さいほど高い電圧値とされることを特徴とする無停電電源装置。
In the uninterruptible power supply according to claim 1,
The uninterruptible power supply, wherein the discharge end voltage determined by the size of the load equivalent amount is set to a higher voltage value as the load equivalent amount is smaller.
請求項1または請求項2に記載の無停電電源装置おいて、
前記蓄電池の種類、並列数、直列数に応じて、前記負荷相当量によって設定する前記放電終止電圧の設定値を変更することを特徴とする無停電電源装置
In the uninterruptible power supply according to claim 1 or 2 ,
An uninterruptible power supply apparatus, wherein a set value of the discharge end voltage set by the load equivalent amount is changed according to a type, a parallel number, and a series number of the storage batteries
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の無停電電源装置おいて、
前記蓄電池の負荷相当量として、前期蓄電池の放電電流を使用することを特徴とする無停電電源装置
In the uninterruptible power supply device according to any one of claims 1 to 3 ,
An uninterruptible power supply using the discharge current of the previous battery as the load equivalent amount of the storage battery
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の無停電電源装置おいて、
前記蓄電池の負荷相当量として、前期インバータの出力電力を使用することを特徴とする無停電電源装置。
In the uninterruptible power supply according to any one of claims 1 to 4 ,
An uninterruptible power supply characterized by using the output power of the previous inverter as the load equivalent amount of the storage battery.
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