JP5454011B2

JP5454011B2 - Uninterruptible power supply system

Info

Publication number: JP5454011B2
Application number: JP2009198858A
Authority: JP
Inventors: 一喜梅沢; 泰本木; 和義倉島
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: JP2011050228A

Description

この発明は、コンバータ，チョッパ，インバータからなる電力変換ユニットを３組以上用いた構成の無停電電源システムに関り、特に、この無停電電源システム全体の運転効率の改善に関する。 The present invention relates to an uninterruptible power supply system having a configuration in which three or more power conversion units including a converter, a chopper, and an inverter are used, and more particularly to improvement of the operation efficiency of the entire uninterruptible power supply system.

図１７は、下記特許文献１に記載の回路構成を含む、この種の無停電電源システムの従来例を示す回路構成図である。 FIG. 17 is a circuit configuration diagram showing a conventional example of this type of uninterruptible power supply system including the circuit configuration described in Patent Document 1 below.

この無停電電源システムにおける無停電電源１００において、１０１はコンタクタ、１０２は交流リアクトル、１０３はコンデンサ、１０４は交流リアクトル、１０５はコンバータ，チョッパ，インバータからなる電力変換ユニット１を示し、さらに、１０６はフィルタリアクトル、１０７はフィルタコンデンサ、１０８はコンタクタ、１０９は直流リアクトリ、１１０はコンタクタである。 In the uninterruptible power supply 100 in this uninterruptible power supply system, 101 is a contactor, 102 is an AC reactor, 103 is a capacitor, 104 is an AC reactor, 105 is a power conversion unit 1 including a converter, a chopper, and an inverter. A filter reactor, 107 is a filter capacitor, 108 is a contactor, 109 is a DC reactor, and 110 is a contactor.

この無停電電源１００において、交流リアクトル１０２とコンデンサ１０３とで図示の交流入力の対するフィルタの機能をし、また、交流リアクトル１０４は図示のようにＩＧＢＴ(絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ)とダイオードとの逆並列回路をブリッジ接続してなる前記コンバータの入力リアクトルの機能をし、この交流リアクトル１０４を介した前記コンバータにより、前記交流入力から見た力率をほぼ「１．０」に調整しつつ、所望の直流電圧を出力することができる。 In this uninterruptible power supply 100, the AC reactor 102 and the capacitor 103 function as a filter for the AC input shown in the figure, and the AC reactor 104 is composed of an IGBT (insulated gate bipolar transistor) and a diode as shown in the figure. It functions as an input reactor of the converter formed by bridge connection of an antiparallel circuit, and the power factor viewed from the AC input is adjusted to approximately “1.0” by the converter via the AC reactor 104, A desired DC voltage can be output.

また、前記コンバータが出力した直流電圧は、図示のＩＧＢＴとダイオードとの逆並列回路をブリッジ接続してなる前記インバータにより所望の周波数・振幅の交流定電圧に変換され、この交流定電圧に含まれた高調波はフィルタリアクトル１０６およびフィルタコンデンサ１０７により除去される。 The DC voltage output from the converter is converted to an AC constant voltage having a desired frequency and amplitude by the inverter formed by bridge-connecting an anti-parallel circuit of an IGBT and a diode shown in the figure, and is included in the AC constant voltage. The higher harmonics are removed by the filter reactor 106 and the filter capacitor 107.

さらに、図示のＩＧＢＴとダイオードとの逆並列回路からなる前記チョッパおよび直流リアクトリ１０９により電流可逆チョッパの機能をし、この電流可逆チョッパは前記入力交流電圧が健全なときには、前記コンバータが出力する直流電圧を降圧しつつ、蓄電池設備１０を充電状態にする。さらに、前記電流可逆チョッパは前記入力交流電圧が停電状態になったことが検知されると、前記コンバータの動作を停止させるとともに、蓄電池設備１０の電圧を前記コンバータの動作中の直流電圧まで昇圧しつつ、この昇圧した直流電圧により、前記インバータの動作を継続させる。 Furthermore, the current reversible chopper functions as a current reversible chopper by the chopper and the DC reactor 109 which are composed of an anti-parallel circuit of an IGBT and a diode shown in the drawing. The storage battery facility 10 is brought into a charged state while lowering the pressure. Furthermore, when the current reversible chopper detects that the input AC voltage is in a power failure state, the current reversible chopper stops the operation of the converter and boosts the voltage of the storage battery facility 10 to the DC voltage during the operation of the converter. However, the operation of the inverter is continued by the boosted DC voltage.

なお、図１７に示す無停電電源システムにおける無停電電源２００，３００，４００も無停電電源１００と同一仕様の構成要素を用い、同様の変換動作を行っている。 The uninterruptible power supply 200, 300, 400 in the uninterruptible power supply system shown in FIG. 17 uses the same specification components as the uninterruptible power supply 100 and performs the same conversion operation.

図１７に示した従来の無停電電源システムでは、図示の出力から給電される負荷への電流を電流検出器１１により検出し、この検出した値が入力された台数選択装置１２では、予め定めた操作シーケンスにより、コンタクタ１０８，２０８，３０８，４０８それぞれの投入，遮断が行われ、この無停電電源システムの運転効率の改善が計られていた。 In the conventional uninterruptible power supply system shown in FIG. 17, the current detector 11 detects the current supplied to the load fed from the output shown in the figure, and the number selection device 12 to which the detected value is input is predetermined. According to the operation sequence, the contactors 108, 208, 308, and 408 were turned on and off, and the operation efficiency of the uninterruptible power supply system was improved.

特開平２−３０３３２７号公報JP-A-2-303327

図１７に示した従来の無停電電源システムにおいて、前記負荷の電流が急増し、コンタクタ１０８，２０８，３０８，４０８のうち、遮断しているコンタクタの何れかを投入する状態になったときに、このコンタクタの投入完了までの時間の間に、すでに給電中の前記インバータに過電流などの不具合が生ずる恐れがあった。 In the conventional uninterruptible power supply system shown in FIG. 17, when the current of the load suddenly increases and one of the contactors 108, 208, 308, and 408 is turned off, During the time until the contactor is completely charged, there is a risk that the inverter that is already in power supply will suffer from problems such as overcurrent.

この不具合を解消するために、上記特許文献１には、図１７に示した台数選択装置１２の出力により電力変換ユニット１〜４それぞれの運転，停止を行わせることが開示されているが、停止側の前記フィルタリアクトルおよびフィルタコンダンサと運転側の前記フィルタリアクトルおよびフィルタコンダンサとにより振動現象が発生し、この振動現象により無停電電源システムの出力電圧に擾乱を与える恐れがあった。 In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses that each of the power conversion units 1 to 4 is operated and stopped by the output of the number selection device 12 shown in FIG. A vibration phenomenon is generated by the filter reactor and filter capacitor on the side and the filter reactor and filter capacitor on the driving side, and this vibration phenomenon may disturb the output voltage of the uninterruptible power supply system.

この発明の目的は、上記問題点を解消しつつ、全体の運転効率の改善が計れる無停電電源システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an uninterruptible power supply system that can improve the overall operation efficiency while eliminating the above-mentioned problems.

前記課題を解決するために、この発明によれば、コンバータ，チョッパ，インバータからなる電力変換ユニットを３組以上用い、前記それぞれのコンバータの直流出力端と、前記それぞれのチョッパの一端と、前記それぞれのインバータの直流入力端とを互いに接続し、前記チョッパの他端にはそれぞれ直流リアクトルの一端を接続し、該直流リアクトルそれぞれの他端を互いに接続するとともに、この接続点に蓄電池設備を接続し、
前記インバータの交流出力端にはそれぞれフィルタリアクトルの一端を接続し、該フィルタリアクトルそれぞれの他端を互いに接続し、この接続点にフィルタコンデンサを接続するとともに、該接続点から負荷に給電する無停電電源システムとすることにより、先述の振動現象の発生を抑制しつつ、このシステム全体の運転効率の改善を計れるようにしている。 In order to solve the above-described problems, according to the present invention, three or more sets of power conversion units including a converter, a chopper, and an inverter are used, a DC output end of each converter, one end of each chopper, and each of the above And the other end of the chopper are connected to one end of a DC reactor, the other ends of the DC reactors are connected to each other, and a storage battery facility is connected to the connection point. ,
One end of a filter reactor is connected to each AC output terminal of the inverter, the other ends of the filter reactors are connected to each other, a filter capacitor is connected to this connection point, and an uninterruptible power is supplied to the load from the connection point By using the power supply system, it is possible to improve the operation efficiency of the entire system while suppressing the occurrence of the vibration phenomenon described above.

より具体的にいえば、この発明によれば、上述の構成の無停電電源システムにおいて、前記負荷に流れる電流および前記コンバータへの入力交流電源の状態に基づいて、前記コンバータ，チョッパ，インバータそれぞれの動作状態を変更できるようにし、かつ、前記コンバータの入力交流電源の電圧が正常なときには、前記それぞれのチョッパのうちの何れか１台のみを運転状態にして、前記蓄電池設備を充電状態にし、前記コンバータへの入力交流電源の停電が検知されたときには、前記コンバータの全てを停止状態にするとともに、前記チョッパの全てを運転状態にするようにしたことを特徴とする（請求項１記載の発明）。
More specifically, according to the present invention, in the uninterruptible power supply system configured as described above, each of the converter, the chopper, and the inverter is based on the current flowing through the load and the state of the input AC power to the converter. When the operating state can be changed and the voltage of the input AC power supply of the converter is normal, only one of the choppers is in an operating state, the storage battery equipment is in a charging state, When a power failure of the input AC power supply to the converter is detected, all of the converters are brought into a stopped state and all of the choppers are brought into an operating state. ).

また、この発明によれば、請求項１記載の無停電電源システムにおいて、前記負荷に流れる電流が増大又は減少するのに伴って、前記それぞれのインバータの運転台数を増減させる際に、前記負荷に流れる電流が、予め設定した互いにその値が異なる複数のレベル値のいずれかの領域にあるかを判定し、この判定した領域に基づいて、前記インバータそれぞれを運転状態にするか又は停止状態にするかを決定するようにしたことを特徴とする（請求項２記載の発明）。
Further, according to the present invention, in the uninterruptible power supply system according to claim 1, when the number of operating inverters is increased or decreased as the current flowing through the load increases or decreases, current flows, and determines whether the value one another previously set in one of the areas of a plurality of different level value, based on the determination regions, the or stopped state for each said inverter to the operating state It is characterized in that it is determined whether to do this (the invention according to claim 2 ).

さらに、この発明によれば、請求項２に記載の無停電電源システムにおいて、
前記負荷に流れる電流が急激に増大したときには、このときの変化率に伴って、前記インバータの運転台数を新たに設定するようにしたことを特徴とする（請求項３記載の発明）。
Furthermore, according to this invention, in the uninterruptible power supply system according to claim 2 ,
When the current flowing through the load suddenly increases, the number of operating inverters is newly set according to the rate of change at this time (the invention according to claim 3 ).

また、この発明によれば、請求項２に記載の無停電電源システムにおいて、
前記負荷に流れる電流が減少するに伴って、前記インバータの運転台数を減少させる際に、前記インバータのうち、運転状態から停止状態に変化させるインバータの出力電流は、該インバータの直前の出力電流から予め定めた勾配で減少させ、該出力電流がほぼ零になった時点で前記インバータを停止状態にするようにしたことを特徴とする（請求項４記載の発明）。
Moreover, according to this invention, in the uninterruptible power supply system of Claim 2 ,
As the current flowing through the load decreases, the output current of the inverter that changes from the operating state to the stopped state among the inverters when the number of operating inverters is reduced is determined from the output current immediately before the inverter. It is decreased at a predetermined gradient, and when the output current becomes almost zero, the inverter is brought into a stopped state (the invention according to claim 4 ).

また、この発明によれば、請求項２〜請求項４の何れかに記載の無停電電源システムにおいて、前記インバータの運転台数に１台加算した台数により、前記コンバータの運転台数を設定するようにしたことを特徴とする（請求項５記載の発明）。
According to the present invention, in the uninterruptible power supply system according to any one of claims 2 to 4 , the number of converters to be operated is set by the number obtained by adding one to the number of inverters to be operated. (Invention of Claim 5 ).

この発明によれば、前記インバータの出力に設置されるフィルタ回路構成を、従来とは異なる回路構成にしたことで、先述の振動現象の発生を抑制している。さらに、この無停電電源システムにおいては、前記負荷に流れる電流および前記コンバータへの入力交流電源の状態に基づいて、前記コンバータ，チョッパ，インバータそれぞれの動作状態を変更できるようにしたことで、このシステム全体の運転効率の改善を計りつつ、該無停電電源システムの出力電圧の過渡的変動も抑制することができる。 According to this invention, since the filter circuit configuration installed at the output of the inverter is a circuit configuration different from the conventional one, the occurrence of the vibration phenomenon described above is suppressed. Furthermore, in this uninterruptible power supply system, the operation state of each of the converter, chopper, and inverter can be changed based on the current flowing through the load and the state of the input AC power to the converter. Transient fluctuations in the output voltage of the uninterruptible power supply system can be suppressed while improving the overall operation efficiency.

この発明の第１の実施例を示す無停電電源システムの回路構成図The circuit block diagram of the uninterruptible power supply system which shows 1st Example of this invention 図１に示した主回路の詳細回路構成図Detailed circuit diagram of the main circuit shown in FIG. 図２に示した主回路に対応した制御装置の回路構成図FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a control device corresponding to the main circuit shown in FIG. 図１〜３の構成による動作説明図Explanation of operation by the configuration of FIGS. 図３に示したシステム制御装置の部分詳細回路構成図Partial detailed circuit configuration diagram of the system control device shown in FIG. 図５の動作を説明する特性図FIG. 5 is a characteristic diagram for explaining the operation of FIG. 図５の動作を説明する特性図FIG. 5 is a characteristic diagram for explaining the operation of FIG. 図５の動作を説明する特性図FIG. 5 is a characteristic diagram for explaining the operation of FIG. 図３に示したシステム制御装置の部分詳細回路構成図Partial detailed circuit configuration diagram of the system control device shown in FIG. 図３に示したコンバータ制御装置の詳細回路構成図Detailed circuit configuration diagram of converter control device shown in FIG. 図３に示したチョッパ制御装置の詳細回路構成図Detailed circuit configuration diagram of the chopper control device shown in FIG. 図３に示したインバータ制御装置の詳細回路構成図Detailed circuit diagram of the inverter control device shown in FIG. 図１２に示したインバータ制御装置の部分詳細回路構成図Partial detailed circuit configuration diagram of the inverter control device shown in FIG. 図１に示した無停電電源システムの特性図Characteristics of the uninterruptible power supply system shown in Fig. 1 この発明の第２の実施例を示す無停電電源システムの回路構成図Circuit configuration diagram of an uninterruptible power supply system showing a second embodiment of the present invention この発明の第３の実施例を示す無停電電源システムの回路構成図Circuit configuration diagram of an uninterruptible power supply system showing a third embodiment of the present invention 従来例を示す無停電電源システムの回路構成図Circuit diagram of uninterruptible power supply system showing conventional example

図１は、この発明の第１の実施の形態を示す無停電電源システムの回路構成図であり、以下に説明する図２，３に示す回路構成を総括した回路構成を示している。 FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an uninterruptible power supply system showing a first embodiment of the present invention, and shows a circuit configuration summarizing the circuit configurations shown in FIGS. 2 and 3 described below.

この無停電電源システム１の特徴は、互いに同一仕様で製作されたコンバータ，チョッパ，インバータからなる先述の電力変換ユニット１〜４を用い、電力変換ユニット１〜４を構成するインバータそれぞれの交流出力端にはフィルタリアクトル２４〜２７それぞれの一端を接続し、これらのフィルタリアクトル２４〜２７の他端を互いに接続し、この接続点にフィルタコンデンサ２８を接続するとともに、該接続点からコンタクタ２９を介して負荷に電力を供給するように構成し、さらに、サイリスタスイッチ３２とコンタクタ３３とからなるバイパス回路を設けられていることである。 The uninterruptible power supply system 1 is characterized by using the above-described power conversion units 1 to 4 made of converters, choppers, and inverters manufactured with the same specifications, and the AC output terminals of the inverters constituting the power conversion units 1 to 4. Are connected to one end of each of the filter reactors 24 to 27, the other ends of the filter reactors 24 to 27 are connected to each other, and a filter capacitor 28 is connected to this connection point, and from the connection point via a contactor 29. It is configured to supply power to a load, and further, a bypass circuit including a thyristor switch 32 and a contactor 33 is provided.

図２は、図１に示した無停電電源システム１の主回路の詳細回路構成図であり、図１７に示した従来例構成と同一機能を有するものには、同一符号を付している。 2 is a detailed circuit configuration diagram of the main circuit of the uninterruptible power supply system 1 shown in FIG. 1. Components having the same functions as those of the conventional configuration shown in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals.

すなわち、この主回路２０では、交流入力はコンタクタ２１と、交流リアクトル２２とコンデンサ２３とからなる入力フィルタとを介して、交流リアクトル１０４，２０４，３０４，４０４それぞれの一端に接続されている。また、電力変換ユニット１〜４それぞれのコンバータの直流出力側、すなわち、中間直流側は互いに接続され、各電力変換ユニット１〜４のチョッパを介して直流リアクトル１０９，２０９，３０９，４０９の一端がそれぞれ接続されている。直流リアクトル１０９，２０９，３０９，４０９の他端は互いに接続され、この接続点にコンデンサ３０を接続するとともに、コンタクタ３１を介して蓄電池設備１０に接続している。さらに、電力変換ユニット１〜４それぞれのインバータの交流出力側にはフィルタリアクトル２４〜２７それぞれの一端が接続され、これらのフィルタリアクトルの他端は互いに接続され、この接続点にフィルタコンデンサ２８を接続するとともに、該接続点からコンタクタ２９を介して負荷に電力を供給する無停電電源システムとすることにより、電力変換ユニット１〜４それぞれのインバータを運転，停止させる際に、従来のフィルタリアクトルとフィルタコンデンサの個別設置の回路構成に起因して発生する恐れがあった振動現象を抑制している。 That is, in the main circuit 20, the AC input is connected to one end of each of the AC reactors 104, 204, 304, and 404 through the contactor 21 and the input filter including the AC reactor 22 and the capacitor 23. Further, the DC output side of each converter of the power conversion units 1 to 4, that is, the intermediate DC side is connected to each other, and one ends of the DC reactors 109, 209, 309, and 409 are connected via the choppers of the power conversion units 1 to 4. Each is connected. The other ends of the DC reactors 109, 209, 309, and 409 are connected to each other. The capacitor 30 is connected to this connection point, and is connected to the storage battery facility 10 via the contactor 31. Further, one end of each of the filter reactors 24 to 27 is connected to the AC output side of each inverter of the power conversion units 1 to 4, the other ends of these filter reactors are connected to each other, and the filter capacitor 28 is connected to this connection point. In addition, when an uninterruptible power supply system that supplies power to the load from the connection point via the contactor 29 is used, when the inverters of the power conversion units 1 to 4 are operated and stopped, the conventional filter reactor and filter This suppresses the vibration phenomenon that may occur due to the circuit configuration of the individual capacitors.

図３は、図２に示した無停電電源システム１の主回路２０の対応する制御装置としてのシステム制御装置４０，コンバータ制御装置６６，チョッパ制御装置６７，インバータ制御装置６８およびその検出器を含めた詳細回路構成図である。 FIG. 3 includes a system control device 40, a converter control device 66, a chopper control device 67, an inverter control device 68 and its detector as corresponding control devices of the main circuit 20 of the uninterruptible power supply system 1 shown in FIG. FIG.

この図において、８６は交流入力の電圧Ｖｉを検出する電圧検出器、８７は電力変換ユニット１のコンバータの入力電流Ｉｉ１を検出する電流検出器、８８は電力変換ユニット４のコンバータの入力電流Ｉｉ４を検出する電流検出器、８９は電力変換ユニット１のコンバータの直流出力電圧、すなわち、中間直流電圧Ｖｄ１を検出する電圧検出器、９０は電力変換ユニット１のインバータの出力電流Ｉｏ１を検出する電流検出器、９１は電力変換ユニット４のインバータの出力電流Ｉｏ４を検出する電流検出器、９２は電力変換ユニット１のチョッパとの蓄電池設備１０との間の直流電流Ｉｄ１を検出する電流検出器、９３は電力変換ユニット４のチョッパとの蓄電池設備１０との間の直流電流Ｉｄ４を検出する電流検出器、９５は蓄電池設備１０の端子電圧Ｖｄ３を検出する電圧検出器、９６はこの無停電電源システムの出力電圧Ｖｏを検出する電圧検出器、９７はこの無停電電源システムから負荷への電流ＩＬを検出する電流検出器である。 In this figure, 86 is a voltage detector for detecting the AC input voltage Vi, 87 is a current detector for detecting the input current Ii1 of the converter of the power conversion unit 1, and 88 is the input current Ii4 of the converter of the power conversion unit 4. A current detector 89 detects a DC output voltage of the converter of the power conversion unit 1, that is, a voltage detector that detects the intermediate DC voltage Vd1, and 90 a current detector that detects an output current Io1 of the inverter of the power conversion unit 1. , 91 is a current detector that detects the output current Io4 of the inverter of the power conversion unit 4, 92 is a current detector that detects the DC current Id1 between the chopper of the power conversion unit 1 and the storage battery facility 10, and 93 is power A current detector 95 for detecting a direct current Id4 between the chopper of the conversion unit 4 and the storage battery facility 10; 10 is a voltage detector for detecting the terminal voltage Vd3, 96 is a voltage detector for detecting the output voltage Vo of the uninterruptible power supply system, and 97 is a current detector for detecting the current IL from the uninterruptible power supply system to the load. is there.

なお、図3ではその記載を省略したが、電力変換ユニット２のコンバータの入力電流Ｉｉ２，該ユニット２のインバータの出力電流Ｉｏ２，該ユニット２のチョッパとの蓄電池設備１０との間の直流電流Ｉｄ２および電力変換ユニット３のコンバータの入力電流Ｉｉ３，該ユニット３のインバータの出力電流Ｉｏ３，該ユニット３のチョッパとの蓄電池設備１０との間の直流電流Ｉｄ３それぞれ検出するために電流検出器が備えられている。 Although omitted in FIG. 3, the input current Ii2 of the converter of the power conversion unit 2, the output current Io2 of the inverter of the unit 2, and the direct current Id2 between the chopper of the unit 2 and the storage battery facility 10 And a current detector for detecting the input current Ii3 of the converter of the power conversion unit 3, the output current Io3 of the inverter of the unit 3, and the direct current Id3 between the chopper of the unit 3 and the storage battery facility 10, respectively. ing.

図４は、図３に示した回路構成を用いて行うこの発明の無停電電源システムの基本動作を説明するための運転モード図である。また、図５は図4に示した動作などを行うためのシステム制御装置４０の部分詳細回路構成図である。 FIG. 4 is an operation mode diagram for explaining the basic operation of the uninterruptible power supply system of the present invention performed using the circuit configuration shown in FIG. FIG. 5 is a partial detailed circuit configuration diagram of the system control device 40 for performing the operation shown in FIG.

図４において、先ず、起動時には「交流運転モード１」として、交流入力が健全であることが電圧検出器８６と図５に示す停電検出器４３とを介し、図５では図示しないシーケンス回路により確認されると、該シーケンス回路からの指令により、コンタクタ２１が投入され、その後、図５に示す運転指令演算器４５からの指令により、電力変換ユニット１〜４のうちの予め定めたコンバータ２台が起動して中間直流電圧が確立する。その後、電力変換ユニット１〜４のうちの予め定めたチョッパ１台が起動して電圧検出器９４の検出値Ｖｄ２が所定の値まで上昇すると、前記シーケンス回路によりコンタクタ３１が投入され、蓄電池設備１０は充電（浮動充電）状態に入る。 In FIG. 4, first, “AC operation mode 1” at the time of start-up is confirmed by the sequence circuit (not shown in FIG. 5) through the voltage detector 86 and the power failure detector 43 shown in FIG. 5 that the AC input is sound. Then, the contactor 21 is turned on by a command from the sequence circuit, and then two predetermined converters among the power conversion units 1 to 4 are turned on by a command from the operation command calculator 45 shown in FIG. Start up and establish an intermediate DC voltage. Thereafter, when one predetermined chopper of the power conversion units 1 to 4 is activated and the detection value Vd2 of the voltage detector 94 rises to a predetermined value, the contactor 31 is inserted by the sequence circuit, and the storage battery facility 10 Enters a charge (floating charge) state.

一方、電力変換ユニット１〜４のうちの予め定めたインバータ１台は、図５に示す運転指令演算器４５からの指令により、前記中間直流電圧が確立すると起動し、電圧検出器９６の検出値Ｖｏが所定の値まで上昇すると、前記シーケンス回路によりコンタクタ２９が投入され、負荷への給電動作を開始する。 On the other hand, one predetermined inverter of the power conversion units 1 to 4 is activated when the intermediate DC voltage is established by a command from the operation command calculator 45 shown in FIG. When Vo rises to a predetermined value, the contactor 29 is turned on by the sequence circuit, and a power feeding operation to the load is started.

その後、負荷への給電電流、すなわち、この無停電電源システムの出力電流Ｉｏが増大又は減少すると、これを図５に示すレベル演算器４１が検知し、このレベル演算器４１と運転指令演算器４５とで、図６の示す特性図のように、負荷率（＝前記Ｉｏ／定格出力電流）の増減に基づいて、電力変換ユニット１〜４を構成するインバータの運転台数を「交流運転モード１」〜「交流運転モード４」として設定している。なお、この実施の形態では、例えば、負荷率が２０％未満の場合は交流運転モード１とし、負荷率が２０％以上４０％未満の場合は交流運転モード２とし、負荷率が４０％以上６０％未満の場合は交流運転モード３とし、負荷率が６０％以上の場合は交流運転モード４と設定している。 Thereafter, when the power supply current to the load, that is, the output current Io of the uninterruptible power supply system increases or decreases, the level calculator 41 shown in FIG. 5 detects this, and the level calculator 41 and the operation command calculator 45 Then, as shown in the characteristic diagram of FIG. 6, the number of operating inverters constituting the power conversion units 1 to 4 is set to “AC operation mode 1” based on the increase / decrease of the load factor (= Io / rated output current). ~ “AC operation mode 4” is set. In this embodiment, for example, when the load factor is less than 20%, the AC operation mode 1 is set. When the load factor is 20% or more and less than 40%, the AC operation mode 2 is set, and the load factor is 40% or more and 60. If the load factor is 60% or more, the AC operation mode 4 is set.

このとき、図６からも明らかなように、モードの切換点近辺における動作を安定に行わせるためにヒステリシス特性を持たせている。 At this time, as is apparent from FIG. 6, a hysteresis characteristic is provided in order to stably perform the operation in the vicinity of the mode switching point.

次に、「交流運転モード１」〜「交流運転モード４」のいずれのモードでこの無停電電源システムが運転中に、何らかの要因で交流入力が喪失すると、電圧検出器８６と図５に示す停電検出器４３とを介し、図５では図示しないシーケンス回路により確認されると、該シーケンス回路からの指令により、コンタクタ２１が遮断される。さらに、停電検出器４３と運転指令演算器４５とで、「直流運転モード(停電モード)１〜４」に入り、電力変換ユニット１〜４を構成するコンバータのうち運転中のコンバータを停止させるとともに、電力変換ユニット１〜４を構成する全てのチョッパを運転状態にし、蓄電池設備１０の端子電圧を前記中間直流電圧まで昇圧させつつ、図６の示す特性図のように、負荷率の増減に基づいて、電力変換ユニット１〜４を構成するインバータの運転台数を「直流運転モード１」〜「直流運転モード４」として設定している。なお、この実施の形態では、例えば、負荷率が２０％未満の場合は直流運転モード１とし、負荷率が２０％以上４０％未満の場合は直流運転モード２とし、負荷率が４０％以上６０％未満の場合は直流運転モード３とし、負荷率が６０％以上の場合は直流運転モード４と設定している。 Next, if the AC input is lost for some reason while the uninterruptible power supply system is operating in any of the “AC operation mode 1” to “AC operation mode 4” modes, the voltage detector 86 and the power failure shown in FIG. When it is confirmed by a sequence circuit (not shown in FIG. 5) via the detector 43, the contactor 21 is cut off by a command from the sequence circuit. Further, the power failure detector 43 and the operation command calculator 45 enter the “DC operation mode (power failure mode) 1 to 4”, and stop the converter in operation among the converters constituting the power conversion units 1 to 4. Then, all the choppers constituting the power conversion units 1 to 4 are put into an operating state, and while boosting the terminal voltage of the storage battery facility 10 to the intermediate DC voltage, as shown in the characteristic diagram shown in FIG. Thus, the number of operating inverters constituting the power conversion units 1 to 4 is set as “DC operation mode 1” to “DC operation mode 4”. In this embodiment, for example, when the load factor is less than 20%, the DC operation mode 1 is set. When the load factor is 20% or more and less than 40%, the DC operation mode 2 is set, and the load factor is 40% or more and 60%. If the load factor is 60% or more, the DC operation mode 4 is set.

なお、「交流運転モード１〜３」において、コンバータの運転台数をインバータの運転台数プラス１台としているのは、特に、インバータの運転台数の増大変化に伴うこの無停電電源システムの出力電圧の変動をより小さくしつつ、このシステム全体の運転効率の改善を計るためであり、同様に、「直流運転モード１〜４」において、チョッパの運転台数を４台としているのは、特に、インバータの運転台数の増大変化に伴うこの無停電電源システムの出力電圧の変動をより小さくするためである。また、「交流運転モード１〜４」において、チョッパの運転台数を１台としているのは、チョッパ１台で蓄電池設備１０の浮動充電電流を十分に賄えることと、このシステム全体の運転効率の改善を計るためである。 In “AC operation modes 1 to 3”, the number of operating converters is set to the number of operating inverters plus one, in particular, the fluctuation in the output voltage of the uninterruptible power supply system accompanying the increase in the number of operating inverters. In order to improve the operation efficiency of the entire system while reducing the size of the system, similarly, in the “DC operation modes 1 to 4”, the number of operating choppers is set to 4 in particular. This is to reduce the fluctuation of the output voltage of the uninterruptible power supply system accompanying the increase in the number of units. In addition, in the “AC operation modes 1 to 4”, the number of choppers operated is one because the single chopper can sufficiently cover the floating charging current of the storage battery facility 10 and the operation efficiency of the entire system is improved. It is for measuring.

図５に示したシステム制御装置４０の変化率演算器４２は、この無停電電源システムの負荷電流、すなわち、出力電流ＩＬの急増に起因して、該無停電電源システムの出力電圧Ｖｏの急減することを回避するために設置され、図７に示すように、規定時間（６０マイクロ秒程度）での予め図示のように定めた負荷電流の変化特性Ａ〜Ｃに基づいて、前記無停電電源システムの負荷電流の領域を判定し、電力変換ユニット１〜４を構成するインバータの運転台数を変化率演算器４２と運転指令演算器４５とで決定するようにしている。 The rate-of-change calculator 42 of the system control device 40 shown in FIG. 5 rapidly decreases the output voltage Vo of the uninterruptible power supply system due to the sudden increase in the load current of the uninterruptible power supply system, that is, the output current IL. As shown in FIG. 7, the uninterruptible power supply system is installed on the basis of the change characteristics A to C of the load current determined in advance as shown in a predetermined time (about 60 microseconds) as shown in FIG. Load current region is determined, and the change rate calculator 42 and the operation command calculator 45 determine the number of operating inverters constituting the power conversion units 1 to 4.

その結果、図８に示すように、負荷電流が零から負荷率１５％程度の対応する電流ΔＩに達したことと、図７に示した領域とにより、負荷変化１の場合には、時刻ｔ１まではインバータ1台運転、時刻ｔ１〜ｔ２まではインバータ２台運転、時刻ｔ２以降はインバータ４台運転するようにして、図６に示した緩やかな変化のときより、運転台数を増加させて、出力電流ＩＬの急増に起因する無停電電源システムの出力電圧Ｖｏの急減をより小さくしている。同様に、負荷変化２の場合には、時刻ｔ３まではインバータ1台運転、時刻ｔ３以降はインバータ３台運転するようにして、図６に示した緩やかな変化のときより、インバータの運転台数を増加させて、出力電流ＩＬの急増に起因する無停電電源システムの出力電圧Ｖｏの急減をより小さくしている。 As a result, as shown in FIG. 8, in the case of a load change 1 due to the fact that the load current has reached the corresponding current ΔI from zero to a load factor of about 15% and the region shown in FIG. Until the time t1 to t2, two inverters are operated, and after the time t2, four inverters are operated, and the number of operated units is increased from the time of the gradual change shown in FIG. The sudden decrease in the output voltage Vo of the uninterruptible power supply system due to the sudden increase in the output current IL is made smaller. Similarly, in the case of load change 2, one inverter is operated until time t3, and three inverters are operated after time t3, so that the number of inverters operated can be reduced from the gentle change shown in FIG. By increasing, the sudden decrease in the output voltage Vo of the uninterruptible power supply system due to the sudden increase in the output current IL is made smaller.

さらに、上述のように短い規定時間での負荷電流の時間変化率を監視することにより、負荷電流の１サイクル内での急増や、負荷が整流負荷のときの電流変化にも、この無停電電源システムの出力電圧Ｖｏの急減を回避するようにしている。 Further, by monitoring the rate of change of load current over a short specified time as described above, this uninterruptible power supply can be used for sudden increases in load current within one cycle and for changes in current when the load is a rectifying load. A sudden decrease in the output voltage Vo of the system is avoided.

なお、図３に示した電圧検出器９５と図５に示した放電終止検出器４４とにより、蓄電池設備１０の端子電圧Ｖｄ３を常時監視し、蓄電池設備１０が放電終止電圧以下に低下したときには、この無停電電源システムの運転を停止させる。 In addition, the voltage detector 95 shown in FIG. 3 and the discharge end detector 44 shown in FIG. 5 constantly monitor the terminal voltage Vd3 of the storage battery facility 10, and when the storage battery facility 10 drops below the discharge end voltage, The operation of this uninterruptible power supply system is stopped.

図９は、図３に示した無停電電源システムの電圧制御動作を行うためのシステム制御装置４０の部分詳細回路構成図である。 FIG. 9 is a partial detailed circuit configuration diagram of the system control device 40 for performing the voltage control operation of the uninterruptible power supply system shown in FIG.

先ず、電力変換ユニット１〜４のコンバータそれぞれへの電圧制御として、前記中間直流電圧の設定値としての直流電圧設定値と電圧検出器８９で検出された検出値Ｖｄ１との偏差を加算演算器４６で求め、この偏差を零にする調節演算を電圧調節器４７で行い、また、電圧検出器８６からの交流入力の検出値Ｖｉから該交流入力の相電圧に同期した各相電圧の基準正弦波を基準正弦波生成器４８で求め、この基準正弦波と電圧調節器４７で得られた演算値との乗算演算を乗算演算器４９〜５２で行い、これらの乗算演算値をコンバータ制御装置６６への電流指令値として送出している。なお、図９では、図面を簡略化するために、乗算演算器４９〜５２は、前記交流入力の１相分のみを記載している。 First, as voltage control for each of the converters of the power conversion units 1 to 4, a deviation between the DC voltage set value as the set value of the intermediate DC voltage and the detected value Vd 1 detected by the voltage detector 89 is added to the calculator 46. The voltage regulator 47 performs an adjustment calculation to obtain this deviation to zero, and the reference sine wave of each phase voltage synchronized with the phase voltage of the AC input from the detected value Vi of the AC input from the voltage detector 86. Is calculated by the reference sine wave generator 48, and the multiplication operation between the reference sine wave and the operation value obtained by the voltage regulator 47 is performed by the multiplication operation units 49 to 52, and these multiplication operation values are sent to the converter controller 66. Is sent as a current command value. In FIG. 9, in order to simplify the drawing, the multiplication calculators 49 to 52 describe only one phase of the AC input.

次に、電力変換ユニット１〜４のチョッパそれぞれへの電圧制御として、先述の「交流運転モード１〜４」では、運転指令演算器４５からのチョッパ切換指令により、切換スイッチ５５は電圧調節器５４側に閉路し、蓄電池設備１０への浮動電圧設定値と電圧検出器９４の検出値Ｖｄ２との偏差を加算演算器５３で求め、この偏差を零にする調節演算を電圧調節器５４で行い、この演算値をチョッパ制御装置６７へ送出している。一方、先述の「直流運転モード１〜４」では、運転指令演算器４５からのチョッパ切換指令により、切換スイッチ５５は電圧調節器４７側に閉路し、上述の電圧調節器４７で得られた演算値は切換スイッチ５５を介してチョッパ制御装置６７への電流指令値として送出している。 Next, as the voltage control to the choppers of the power conversion units 1 to 4, in the above-mentioned “AC operation modes 1 to 4”, the changeover switch 55 is set to the voltage regulator 54 by the chopper switching command from the operation command calculator 45. The difference between the floating voltage set value for the storage battery facility 10 and the detection value Vd2 of the voltage detector 94 is obtained by the addition calculator 53, and the adjustment operation for making this deviation zero is performed by the voltage regulator 54. This calculated value is sent to the chopper controller 67. On the other hand, in the above-mentioned “DC operation modes 1 to 4”, the changeover switch 55 is closed to the voltage regulator 47 side by the chopper switching command from the operation command computing unit 45, and the computation obtained by the voltage regulator 47 described above. The value is sent as a current command value to the chopper control device 67 via the changeover switch 55.

また、電力変換ユニット１〜４のインバータそれぞれへの電圧制御として、図９の回路構成では、この無停電電源システムの出力電圧に基づく「電圧補正」分を導出している。 Further, as the voltage control to each of the inverters of the power conversion units 1 to 4, “voltage correction” based on the output voltage of the uninterruptible power supply system is derived in the circuit configuration of FIG. 9.

すなわち、この無停電電源システムの出力電圧としての出力電圧平均値と、電圧検出器９６と平均値演算器５７とで得られるＶｏの平均値との偏差を加算演算器５６で求め、この偏差を零にする調節演算を電圧調節器５８で行っている。 That is, a deviation between the output voltage average value as the output voltage of the uninterruptible power supply system and the average value of Vo obtained by the voltage detector 96 and the average value calculator 57 is obtained by the addition calculator 56, and this deviation is calculated. The adjustment operation to make it zero is performed by the voltage regulator 58.

また、出力電圧波形発生器６０では、この無停電電源システムの出力電圧波形の各相の基準位相波形（正弦波）を生成し、この基準位相波形と電圧調節器５８で得られた演算値とを乗算演算器５９で乗算している。 The output voltage waveform generator 60 generates a reference phase waveform (sine wave) of each phase of the output voltage waveform of the uninterruptible power supply system, and the reference phase waveform and the calculated value obtained by the voltage regulator 58 Is multiplied by a multiplication computing unit 59.

さらに、前記基準位相波形と電圧検出器９６で得られたＶｏと偏差（瞬時値）を加算演算器６１で求め、また、電流検出器９７で得られた検出値から負荷電流の変動補償値(負荷電流の微分値)を負荷電流変動補償値演算器６２で求め、乗算演算器５９の乗算演算値と、加算演算器６１の加算演算値と、負荷電流変動補償値演算器６２の演算値とを加算演算器６３，６４を介することにより、加算演算器６４では「電圧補正」分を得て、インバータ制御装置６８への「電圧補正」として送出している。なお、図９では、図面を簡略化するために、乗算演算器５９と加算演算器６１，６３，６４と負荷電流変動補償値演算器６２とは、前記出力電圧の１相分のみを記載している。 Further, Vo and deviation (instantaneous value) obtained by the reference phase waveform and the voltage detector 96 are obtained by the addition calculator 61, and the load current fluctuation compensation value (from the detection value obtained by the current detector 97) ( The load current fluctuation compensation value calculator 62 calculates the load current fluctuation derivative value), the multiplication calculator 59 calculates the multiplication calculation value, the addition calculator 61 adds the calculation value, and the load current fluctuation compensation value calculator 62 calculates the value. Through the addition calculators 63 and 64, the addition calculator 64 obtains “voltage correction” and sends it to the inverter control device 68 as “voltage correction”. In FIG. 9, in order to simplify the drawing, the multiplication calculator 59, the addition calculators 61, 63, 64, and the load current fluctuation compensation value calculator 62 describe only one phase of the output voltage. ing.

図１０は、図５と図９に示したシステム制御装置４０からの指令に基づき電力変換ユニット１〜４のコンバータを動作させるコンバータ制御装置６６の詳細回路構成図である。 FIG. 10 is a detailed circuit configuration diagram of converter control device 66 that operates the converters of power conversion units 1 to 4 based on commands from system control device 40 shown in FIGS. 5 and 9.

この図において、システム制御装置４０からの電流指令値（交流量）と各コンバータの電流検出値Ｉｉ１，Ｉｉ２，Ｉｉ３，Ｉｉ４との偏差を加算演算器６６ａ〜６６ｄによりそれぞれ求め、これらの偏差をそれぞれ零にする調節演算を電流調節器６６ｅ〜６６ｈで行い、それぞれの調節演算値はＰＷＭ（パルス幅変調）演算器６６ｊ〜６６ｎで行い、システム制御装置４０からの運転指令に基づき、アンド回路６６ｐ〜６６ｓでは、動作させるコンバータのみに駆動信号を送出するようにしている。その結果、交流入力から見た力率をほぼ「１．０」にした効率的な運転を選択されたコンバータが行うことができる。 In this figure, deviations between the current command value (AC amount) from the system controller 40 and the detected current values Ii1, Ii2, Ii3, and Ii4 of the converters are respectively obtained by the addition computing units 66a to 66d, and these deviations are respectively obtained. The adjustment calculation to make zero is performed by the current regulators 66e to 66h, the respective adjustment calculation values are performed by the PWM (pulse width modulation) calculators 66j to 66n, and based on the operation command from the system control device 40, the AND circuits 66p to In 66s, the drive signal is sent only to the converter to be operated. As a result, the converter selected for efficient operation with the power factor viewed from the AC input being approximately “1.0” can be performed.

図１１は、図５と図９に示したシステム制御装置４０からの指令に基づき電力変換ユニット１〜４のチョッパを動作させるチョッパ制御装置６７の詳細回路構成図である。 FIG. 11 is a detailed circuit configuration diagram of the chopper controller 67 that operates the choppers of the power conversion units 1 to 4 based on commands from the system controller 40 shown in FIGS. 5 and 9.

この図において、システム制御装置４０からの電流指令値（直流量）と各チョッパの電流検出値Ｉｄ１，Ｉｄ２，Ｉｄ３，Ｉｄ４との偏差を加算演算器６７ａ〜６７ｄによりそれぞれ求め、これらの偏差をそれぞれ零にする調節演算を電流調節器６７ｅ〜６７ｈで行い、それぞれの調節演算値はＰＷＭ演算器６７ｊ〜６７ｎで行い、システム制御装置４０からの運転指令に基づき、アンド回路６７ｐ〜６７ｓでは、動作させるチョッパのみに駆動信号を送出するようにしている。 In this figure, deviations between the current command value (DC amount) from the system controller 40 and the detected current values Id1, Id2, Id3, and Id4 of the respective choppers are respectively obtained by the addition calculators 67a to 67d, and these deviations are respectively obtained. The adjustment calculation to make zero is performed by the current regulators 67e to 67h, the respective adjustment calculation values are performed by the PWM calculators 67j to 67n, and the AND circuits 67p to 67s are operated based on the operation command from the system controller 40. A drive signal is sent only to the chopper.

図１２は、図５と図９に示したシステム制御装置４０からの指令に基づき電力変換ユニット１〜４のインバータを動作させるインバータ制御装置６８の詳細回路構成図である。また図１３は、図１２に示した電流指令・運転指令演算器６９の詳細回路構成図である。 FIG. 12 is a detailed circuit configuration diagram of an inverter control device 68 that operates the inverters of the power conversion units 1 to 4 based on commands from the system control device 40 shown in FIGS. 5 and 9. FIG. 13 is a detailed circuit diagram of the current command / operation command calculator 69 shown in FIG.

先ず、図１２において、後述の電流指令・運転指令演算器６９から指令される電力変換ユニット１〜４のインバータへの電流設定値それぞれと電流検出値Ｉｏ１，Ｉｏ２，Ｉｏ３，Ｉｏ４との偏差を加算演算器７０〜７３で求め、これらの偏差にシステム制御装置でえられた「電圧補正」の値を加算演算器７４〜７７で加算し、これらの正弦波状の加算値はＰＷＭ演算器７８〜８１によりＰＷＭパルスに変換される。これらのＰＷＭパルスは後述の関数発生器６９ｇ〜６９ｊからの指令に基づきアンド回路６６ｐ〜６６ｓを介して、各インバータに駆動信号として送出される。 First, in FIG. 12, the deviations between the current setting values to the inverters of the power conversion units 1 to 4 and the detected current values Io1, Io2, Io3, and Io4, which are commanded from a current command / operation command calculator 69 described later, are added. The values of “voltage correction” obtained by the computing units 70 to 73 and obtained by the system control device are added to these deviations by the addition computing units 74 to 77, and these sinusoidal addition values are added to the PWM computing units 78 to 81. Is converted into a PWM pulse. These PWM pulses are sent as drive signals to the respective inverters via AND circuits 66p to 66s based on commands from function generators 69g to 69j described later.

一方、図１３に示した電流指令・運転指令演算器６９では、システム制御装置４０からの各インバータへの運転指令それぞれを受信する関数発生器６９ｇ〜６９ｊでは、関数発生器６９ｇで示すように、運転指令が停止から運転に変わると(図の関数発生器６９ｇ内の下段参照)、設定値が「０」から「１．０」に変化し（図の関数発生器６９ｇ内の中段参照）、アンド回路６６ｐへの論理信号がオフ（０）からオン（１）に変わる（図の関数発生器６９ｇ内の上段参照）。また、運転指令が運転から停止に変わると、前記設定値が「１．０」から「０」に向かって、１秒程度の時間で直線的に下降し（図の関数発生器６９ｇ内の中段参照）、この設定値がほぼ「０」で、アンド回路６６ｐへの論理信号がオン（１）からオフ（０）に変わる（図の関数発生器６９ｇ内の上段参照）。 On the other hand, in the current command / operation command calculator 69 shown in FIG. 13, in the function generators 69g to 69j that receive the operation commands from the system control device 40 to the inverters, as shown by the function generator 69g, When the operation command changes from stop to operation (see the lower part in the function generator 69g in the figure), the set value changes from “0” to “1.0” (see the middle part in the function generator 69g in the figure). The logic signal to the AND circuit 66p changes from off (0) to on (1) (see the upper stage in the function generator 69g in the figure). When the operation command changes from operation to stop, the set value decreases linearly from “1.0” to “0” in about 1 second (the middle stage in the function generator 69g in the figure). The set value is almost “0”, and the logic signal to the AND circuit 66p changes from on (1) to off (0) (see the upper stage in the function generator 69g in the figure).

加算演算器６９ｍでは、関数発生器６９ｇ〜６９ｊそれぞれからの前記設定値を加算演算するので、４台のインバータが全て運転状態であれば、加算演算器６９ｍでの加算値は「４．０」となっており、従って、逆数演算器６９ｎの出力は「１／４．０」となり、加算演算器６９ａで得られた電流検出値Ｉｏ１，Ｉｏ２，Ｉｏ３，Ｉｏ４の合計値の対する平均電流値が乗算演算器６９ｂで得られる。その結果、乗算演算器６９ｃ〜６９ｆそれぞれからは、前記平均電流値が各インバータへの出力電流指令値を出力している。 In the addition calculator 69m, the set values from the function generators 69g to 69j are added and calculated. Therefore, if all four inverters are in operation, the addition value in the addition calculator 69m is “4.0”. Therefore, the output of the reciprocal computing unit 69n is “1 / 4.0”, and the average current value for the total value of the current detection values Io1, Io2, Io3, Io4 obtained by the addition computing unit 69a is Obtained by the multiplier 69b. As a result, the average current value outputs the output current command value to each inverter from each of the multiplication calculators 69c to 69f.

上述の状態で、４台のインバータが運転中に負荷への電流の減少に基づいて、予め定めた運転シーケンスにより、４台のインバータのうちの何れか１台のインバータに、システム制御装置４０から停止指令が発せられると、対応した関数発生器６９ｇ〜６９ｊの何れかと、乗算演算器６９ｃ〜６９ｆの何れかが動作し、そのインバータへの出力電流指令値が徐々に減少していく。その結果、インバータの運転台数の減少時の出力電圧の変動を抑制することができる。なお、この減少動作中にも、逆数演算器６９ｎと乗算演算器６９ｂにより、負荷への電流の平均電流値に影響を与えないようにしている。 In the above-described state, based on the decrease in current to the load while the four inverters are operating, any one of the four inverters is transferred from the system controller 40 according to a predetermined operation sequence. When a stop command is issued, one of the corresponding function generators 69g to 69j and one of the multiplication calculators 69c to 69f are operated, and the output current command value to the inverter gradually decreases. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the output voltage when the number of operating inverters is reduced. Even during the decreasing operation, the reciprocal calculator 69n and the multiplier calculator 69b do not affect the average current value of the current to the load.

図１４は、図１に示した無停電電源システムにおける負荷率（現在の負荷電流／定格出力電流）に基づく運転効率の特性曲線(実線)と、４台の電力変換ユニットが常時運転している従来の運転効率の特性曲線(破線)とを示している。 FIG. 14 shows a characteristic curve (solid line) of operation efficiency based on the load factor (current load current / rated output current) in the uninterruptible power supply system shown in FIG. 1, and four power conversion units are always operating. A conventional operating efficiency characteristic curve (broken line) is shown.

この図から明らかなように、この発明の無停電電源システムでは、負荷率が小さい領域で、大幅に運転効率が改善することができている。 As is clear from this figure, in the uninterruptible power supply system of the present invention, the operation efficiency can be greatly improved in a region where the load factor is small.

図１５は、この発明の第２の実施の形態を示す無停電電源システムの回路構成図であり、無停電電源システム１と同一仕様の無停電電源システム２，３による、いわゆる、待機冗長式の無停電電源システムであり、上述と同様に負荷に流れる電流およびコンバータへの入力交流電源の状態に基づいて、コンバータ，チョッパ，インバータそれぞれの動作状態を変更する。 FIG. 15 is a circuit configuration diagram of an uninterruptible power supply system showing a second embodiment of the present invention. The uninterruptible power supply system 2 and 3 having the same specifications as the uninterruptible power supply system 1 is a so-called standby redundant type. It is an uninterruptible power supply system, and the operation states of the converter, chopper, and inverter are changed based on the current flowing through the load and the state of the input AC power to the converter in the same manner as described above.

この構成では、常用中の無停電電源システム２では図１４に示した運転効率特性を有するが、待機中の無停電電源システム２の待機電力分だけ、全体としての運転効率特性は悪化する。 In this configuration, the normal uninterruptible power supply system 2 has the operation efficiency characteristics shown in FIG. 14, but the overall operation efficiency characteristics are deteriorated by the standby power of the uninterruptible power supply system 2 in standby.

図１６は、この発明の第３の実施の形態を示す無停電電源システムの回路構成図であり、無停電電源システム１と同一仕様の無停電電源システム４〜６と、コンタクタ７〜９とによる、いわゆる、並列冗長式の無停電電源システム（３並列）の例である。 FIG. 16 is a circuit configuration diagram of an uninterruptible power supply system showing a third embodiment of the present invention, which is based on uninterruptible power supply systems 4-6 having the same specifications as the uninterruptible power supply system 1, and contactors 7-9. This is an example of a so-called parallel redundant uninterruptible power supply system (3 parallel).

並列冗長システムでは、一般的に無停電電源システムの1台が故障しても給電容量が確保できるように負荷の運用を定めている。このためこの構成では、負荷の定格容量は無停電電源システム２台分で有ることから、通常時の各無停電電源システムの効率は、図１４に示した運転効率特性の負荷率の６０％程度の値が最大値となる。 In a parallel redundant system, the load operation is generally defined so that the power supply capacity can be secured even if one of the uninterruptible power supply systems fails. For this reason, in this configuration, since the rated capacity of the load is equivalent to two uninterruptible power supply systems, the efficiency of each uninterruptible power supply system at the normal time is about 60% of the load factor of the operation efficiency characteristic shown in FIG. The value of is the maximum value.

１〜６…無停電電源システム、７〜９…コンタクタ、１０…蓄電池設備、１１…電流検出器、１２…台数選択装置、２０…主回路、２１…コンタクタ、２２…交流リアクトル、２３…コンダンサ、２４〜２７…フィルタリアクトル、２８…フィルタコンデンサ、２９…コンタクタ、３０…コンデンサ、３１…コンタクタ、３２…サイリスタスイッチ、３３…コンタクタ、４０…システム制御装置、６６…コンバータ制御装置、６７…チョッパ制御装置、６８…インバータ制御装置、８６…電圧検出器、８７，８８…電流検出器、８９…電圧検出器、９０〜９３…電流検出器、９４〜９６…電圧検出器、９７…電流検出器、１００…無停電電源、１０１…コンタクタ、１０２…交流リアクトル、１０３…コンデンサ、１０４…交流リアクトル、１０５…電力変換ユニット１、１０６…フィルタリアクトル、１０７…フィルタコンデンサ、１０８…コンタクタ、２００…無停電電源、２０１…コンタクタ、２０２…交流リアクトル、２０３…コンデンサ、２０４…交流リアクトル、２０５…電力変換ユニット２、２０６…フィルタリアクトル、２０７…フィルタコンデンサ、２０８…コンタクタ、３００…無停電電源、３０１…コンタクタ、３０２…交流リアクトル、３０３…コンデンサ、３０４…交流リアクトル、３０５…電力変換ユニット３、３０６…フィルタリアクトル、３０７…フィルタコンデンサ、３０８…コンタクタ、４００…無停電電源、４０１…コンタクタ、４０２…交流リアクトル、４０３…コンデンサ、４０４…交流リアクトル、４０５…電力変換ユニット４、４０６…フィルタリアクトル、４０７…フィルタコンデンサ、４０８…コンタクタ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-6 ... Uninterruptible power supply system, 7-9 ... Contactor, 10 ... Storage battery equipment, 11 ... Current detector, 12 ... Number selection device, 20 ... Main circuit, 21 ... Contactor, 22 ... AC reactor, 23 ... Condenser, 24 to 27: Filter reactor, 28 ... Filter capacitor, 29 ... Contactor, 30 ... Capacitor, 31 ... Contactor, 32 ... Thyristor switch, 33 ... Contactor, 40 ... System controller, 66 ... Converter controller, 67 ... Chopper controller , 68 ... inverter control device, 86 ... voltage detector, 87, 88 ... current detector, 89 ... voltage detector, 90 to 93 ... current detector, 94 to 96 ... voltage detector, 97 ... current detector, 100 ... uninterruptible power supply, 101 ... contactor, 102 ... AC reactor, 103 ... capacitor, 104 ... AC reactor, 05 ... Power conversion unit 1, 106 ... Filter reactor, 107 ... Filter capacitor, 108 ... Contactor, 200 ... Uninterruptible power supply, 201 ... Contactor, 202 ... AC reactor, 203 ... Capacitor, 204 ... AC reactor, 205 ... Power conversion unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 2,206 ... Filter reactor, 207 ... Filter capacitor, 208 ... Contactor, 300 ... Uninterruptible power supply, 301 ... Contactor, 302 ... AC reactor, 303 ... Capacitor, 304 ... AC reactor, 305 ... Power conversion unit 3, 306 ... Filter Reactor, 307 ... Filter capacitor, 308 ... Contactor, 400 ... Uninterruptible power supply, 401 ... Contactor, 402 ... AC reactor, 403 ... Capacitor, 404 ... AC reactor, 405 ... Power conversion unit 4, 4 6 ... filter reactor, 407 ... filter capacitor, 408 ... contactor.

Claims

Using three or more sets of power conversion units consisting of converters, choppers, and inverters, connecting the DC output ends of the respective converters, one end of each of the choppers, and the DC input ends of the respective inverters,
Connect the other end of each DC reactor to the other end of the chopper, connect the other ends of the DC reactors to each other, and connect the storage battery equipment to this connection point,
One end of a filter reactor is connected to each AC output terminal of the inverter, the other ends of the filter reactors are connected to each other, a filter capacitor is connected to this connection point, and an uninterruptible power is supplied to the load from the connection point In the power system,
Based on the current flowing through the load and the state of the input AC power to the converter, the converter, the chopper, and the inverter can be changed in operating state,
And, when the voltage of the input AC power source of the converter is normal, only one of the choppers is in an operating state, the storage battery equipment is in a charging state,
An uninterruptible power supply system characterized in that, when a power failure of an input AC power supply to the converter is detected, all the converters are stopped and all the choppers are in an operating state .

In the uninterruptible power supply system according to claim 1,
As the current flowing through the load increases or decreases, when the number of operating each inverter is increased or decreased,
It is determined whether the current flowing through the load is in one of a plurality of preset level values whose values are different from each other. Based on the determined region, each of the inverters is put into an operating state or stopped. An uninterruptible power supply system characterized by deciding whether to enter a state .

In the uninterruptible power supply system according to claim 2 ,
An uninterruptible power supply system , wherein when the current flowing through the load increases, the number of operating inverters is newly set according to the time change rate at this time .

In the uninterruptible power supply system according to claim 2 ,
As the current flowing through the load decreases, the output current of the inverter that changes from the operating state to the stopped state among the inverters when the number of operating inverters is reduced is determined from the output current immediately before the inverter. An uninterruptible power supply system , wherein the inverter is stopped at a time when the output current is reduced to a substantially zero and the output current becomes substantially zero .

The uninterruptible power supply system according to any one of claims 2 to 4 ,
An uninterruptible power supply system , wherein the number of operating converters is set by the number obtained by adding one to the number of operating inverters .