JP5753117B2 - 無停電電源システム - Google Patents

Description

この発明は無停電電源システムに関し、特に、交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置を備えた無停電電源システムに関する。

従来より、交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置と、負荷電流を検出する電流検出器と、電流検出器の検出結果に基づいて、複数の無停電電源装置のうちの運転すべき無停電電源装置の台数を求め、求めた台数の無停電電源装置のみを運転させる指令部とを備えた無停電電源システムがある（たとえば、特許文献１参照）。また、負荷率の時間推移も考慮して無停電電源装置の適正運転台数を求める無停電電源システムもある（たとえば、特許文献２参照）。

特開平３−１２４２２８号公報 特開２０１０−１６６６５４号公報

しかし、従来の無停電電源システムでは、指令部のみが適正運転台数を決定していたので、信頼性が低いという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、信頼性が高い無停電電源システムを提供することである。

この発明に係る無停電電源システムは、交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置と、負荷電流を検出する電流検出器と、電流検出器の検出結果に基づいて、複数の無停電電源装置のうちの不要な無停電電源装置に解列指令信号を出力する指令部とを備えたものである。各無停電電源装置は、交流電源から供給される交流電圧が正常である場合は、解列指令信号に応答して負荷への交流電力の供給を停止し、交流電圧が正常でない場合は、解列指令信号を受けたときでも負荷への交流電力の供給を継続するとともに解列指令信号に従わなかったことを示す信号を予め定められた時間だけ出力する。指令部は、解列指令信号に従わなかったことを示す信号を出力している無停電電源装置と異なる不要な無停電電源装置に解列指令信号を出力する。したがって、解列指令信号を受けた場合でも、交流電源から供給される交流電圧が正常でないときは無停電電源装置を解列しないので、信頼性の向上を図ることができる。

好ましくは、各無停電電源装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータまたは電力貯蔵装置からの直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータの出力端子と負荷の間に接続されたスイッチと、交流電源から供給される交流電圧を検出する電圧検出器と、電圧検出器によって検出された交流電圧が正常範囲内であるか否かを判別し、交流電圧が正常範囲内である場合は、解列指令信号に応答してスイッチをオフさせ、交流電圧が正常範囲外である場合は、解列指令信号を受けたときでもスイッチをオン状態に維持するとともに解列指令信号に従わなかったことを示す信号を予め定められた時間だけ出力する制御部とを含む。

また、この発明に係る他の無停電電源システムは、交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置と、負荷電流を検出する電流検出器と、電流検出器の検出結果に基づいて、複数の無停電電源装置のうちの不要な無停電電源装置に解列指令信号を出力する指令部とを備えたものである。各無停電電源装置は、他の無停電電源装置が負荷から解列されてから予め定められた時間が経過している場合は、解列指令信号に応答して負荷への交流電力の供給を停止し、他の無停電電源装置が負荷から解列されてから予め定められた時間が経過していない場合は、解列指令信号を受けたときでも負荷への交流電力の供給を継続する。したがって、他の無停電電源装置が解列されてから所定時間が経過するまで無停電電源装置を解列しないので、信頼性の向上を図ることができる。

好ましくは、各無停電電源装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータまたは電力貯蔵装置からの直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータの出力端子と負荷の間に接続されたスイッチと、他の無停電電源装置が負荷から解列されてから予め定められた時間が経過しているか否かを判別し、経過している場合は、解列指令信号に応答してスイッチをオフし、経過していない場合は、解列指令信号を受けたときでもスイッチをオン状態に維持する制御部とを含む。

また、この発明に係るさらに他の無停電電源システムは、交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置と、負荷電流を検出する電流検出器と、電流検出器の検出結果に基づいて、複数の無停電電源装置のうちの不要な無停電電源装置に解列指令信号を出力する指令部とを備えたものである。各無停電電源装置は、もう１台の無停電電源装置の解列が可能である場合は、解列指令信号に応答して負荷への交流電力の供給を停止し、もう１台の無停電電源装置の解列が可能でない場合は、解列指令信号を受けたときでも負荷への交流電力の供給を継続する制御部とを含む。したがって、指令部が誤って解列指令信号を出力した場合に無停電電源装置を解列することを防止することができ、信頼性の向上を図ることができる。

好ましくは、各無停電電源装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータまたは電力貯蔵装置からの直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータの出力端子と負荷の間に接続されたスイッチと、負荷電流と負荷に交流電力を供給をしている無停電電源装置の台数とに基づいて、もう１台の無停電電源装置の解列が可能か否かを判別し、もう１台の無停電電源装置の解列が可能である場合は、解列指令信号に応答してスイッチをオフさせ、もう１台の無停電電源装置の解列が可能でない場合は、解列指令信号を受けたときでもスイッチをオン状態に維持する制御部とを含む。

以上のように、本願発明によれば、信頼性の高い無停電電源システムを実現することができる。

この発明の実施の形態１による無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。 図１に示した無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。 図２に示した制御部の動作を示すフローチャートである。 図２に示した無停電電源装置の動作を例示するタイムチャートである。 実施の形態１の変更例を示す回路ブロック図である。 この発明の実施の形態２による無停電電源システムに含まれる無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。 図６に示した制御部の動作を示すフローチャートである。 図６に示した無停電電源装置の動作を例示するタイムチャートである。 この発明の実施の形態３による無停電電源システムに含まれる無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。 図９に示した制御部の動作を示すフローチャートである。 図９に示した無停電電源装置の動作を例示するタイムチャートである。

［実施の形態１］
本発明の実施の形態１による無停電電源システムは、図１に示すように、ｎ個（ただし、ｎは２以上の整数である）のスイッチ２．１〜２．ｎ、ｎ台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕｎ、ｎ個のスイッチ３．１〜３．ｎ、電流検出器４、および指令部５を備える。

スイッチ２．ｊ（ただし、ｊは１からｎまでのうちのいずれかの整数である）の一方端子は交流電源１に接続され、その他方端子は無停電電源装置Ｕｊの入力端子に接続される。スイッチ３．ｊの一方端子は無停電電源装置Ｕｊの出力端子に接続され、その他方端子はノードＮ１を介して負荷６に接続される。スイッチ２．ｊ，３．ｊの各々は、通常はオンされ、たとえば対応の無停電電源装置Ｕｊのメンテナンス時にオフされる。

無停電電源装置Ｕｊは、交流電源１から交流電力が供給されている通常時は、交流電源１からの交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリ（図示せず）に供給するとともに、その直流電力を交流電力に変換して負荷６に供給する。また、無停電電源装置Ｕｊは、交流電源１からの交流電力の供給が停止された停電時は、バッテリ（電力貯蔵装置）からの直流電力を交流電力に変換して負荷６に供給する。

電流検出器４は、ノードＮ１と負荷６の間に設けられ、負荷電流を検出する。指令部５は、電流検出器４の検出結果に基づいて、負荷電流を供給するために必要な無停電電源装置Ｕｊの台数を求め、ｎ台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕｎのうちの不要な無停電電源装置Ｕｊを負荷６から解列させる。指令部５は、無停電電源装置Ｕｊに解列指令信号φＣｊを与えて無停電電源装置Ｕｊを負荷６から解列させる。

無停電電源装置Ｕｊは、交流電源１から供給される交流電圧の電圧値および位相が正常範囲内である場合は、解列指令信号φＣｊに応答して負荷６への交流電力の供給を停止する。ここで、交流電圧の電圧値および位相が正常範囲内であるとは、交流電圧の電圧値が定格値のたとえば９８％〜１０２％の範囲内であり、かつ交流電源１から供給される交流電圧の位相と無停電電源装置Ｕｊで生成された交流電圧の位相とが一致していることをいう。

また、無停電電源装置Ｕｊは、交流電源１から供給される交流電圧の電圧値および位相が正常範囲外である場合は、解列指令信号φＣｊを受けた場合でも負荷６への交流電力の供給を継続する。この場合、無停電電源装置Ｕｊは、信号φＦｊを所定時間だけ「Ｈ」レベルにして、解列指令信号φＣｊに従わなかったことを指令部５に通知する。信号φＦｊが「Ｈ」レベルにされた場合、指令部５は無停電電源装置Ｕｊと異なる無停電電源装置Ｕに解列指令信号φＣを出力する。

図２は、無停電電源装置Ｕｊの構成を示す回路ブロック図である。図２において、無停電電源装置Ｕｊは、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、バッテリ端子Ｔ３、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３、コンバータ１１、インバータ１２、電流検出器１３、電圧検出器１４、および制御部１５を含む。入力端子Ｔ１は、対応のスイッチ２．ｊを介して交流電源１に接続される。出力端子Ｔ２は、対応のスイッチ３．ｊを介して負荷６に接続される。

バッテリ端子Ｔ３は、コンバータ１１の出力ノードとインバータ１２の入力ノードに接続されるとともに、バッテリ１０に接続される。バッテリ１０は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕｎの各々に設けられていてもよいし、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕｎに共通に設けられていてもよい。また、バッテリ１０の代わりにコンデンサが設けられていてもよい。スイッチＳＷ１、コンバータ１１、インバータ１２、およびスイッチＳＷ２は、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２の間に直列接続される。スイッチＳＷ３は、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２の間に接続される。

電流検出器１３は、スイッチＳＷ２，ＳＷ３と出力端子Ｔ２の間に設けられ、無停電電源装置Ｕｊの出力電流を検出する。電圧検出器１４は、入力端子Ｔ１に接続され、交流電源１から供給される交流電圧の瞬時値を検出する。制御部１５は、電流検出器１３および電圧検出器１４の検出結果や、指令部５からの信号φＣｊなどに基づいて、無停電電源装置Ｕｊを制御する。無停電電源装置Ｕ１〜Ｕｎの制御部１５は、通信回線（図示せず）によって互いに結合されており、各無停電電源装置Ｕの運転状況に関する情報を共有している。制御部１５は、運転中の複数の無停電電源装置Ｕの分担電流が互いに等しくなるように、対応のインバータ１２を制御する。

また、制御部１５は、電圧検出器１４の検出結果に基づいて、交流電源１から交流電力が供給されているか否かを判別する。交流電源１から交流電力が供給されていると判別した場合、制御部１５は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンさせるとともにスイッチＳＷ３をオフさせ、バッテリ端子Ｔ３が所定の直流電圧になるようにコンバータ１１を制御する。また、制御部１５は、交流電源１から供給される交流電圧の電圧値および位相とインバータ１２で生成される交流電圧の電圧値および位相とが一致するように、インバータ１２を制御する。

このとき、コンバータ１１は、交流電源１からスイッチＳＷ１を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリ１０およびインバータ１２に供給する。バッテリ１０は、コンバータ１１によって生成された直流電力によって充電される。インバータ１２は、コンバータ１１からの直流電力を所定周波数（たとえば、商用周波数）の交流電力に変換し、その交流電力をスイッチＳＷ２を介して負荷６に供給する。

この場合においてインバータ１２が故障したときや過負荷になったときは、制御部１５は、瞬時にスイッチＳＷ３をオンさせるとともにスイッチＳＷ２をオフさせる。これにより、交流電源１からの交流電力がスイッチＳＷ３を介して負荷６に直接供給される。

また、交流電源１からの交流電力の供給が停止されたと判別した場合、制御部１５は、スイッチＳＷ２をオン状態に維持させるとともにスイッチＳＷ１をオフさせ、コンバータ１１を停止させる。また、制御部１５は、インバータ１２を制御して負荷６への交流電力の供給を継続させる。

このとき、インバータ１２は、バッテリ１０からの直流電力を所定周波数の交流電力に変換し、その交流電力をスイッチＳＷ２を介して負荷６に供給する。したがって、停電時でも、バッテリ１０からインバータ１２に直流電力が供給されている期間は、負荷６への電力供給を継続することができる。

また、制御部１５は、交流電源１から交流電力が供給されている場合でも、交流電源１から供給される交流電圧の電圧値および位相が正常範囲内であるか否かを判別する。

制御部１５は、交流電源１から供給される交流電圧の電圧値および位相が正常範囲内である場合は、信号φＤｊを「Ｈ」レベルにする。また、制御部１５は、交流電源１から供給される交流電圧の電圧値および位相が正常範囲外である場合は、信号φＤｊを「Ｌ」レベルにする。

また、制御部１５は、指令部５からの解列指令信号φＣｊを受けた場合、信号φＤｊが「Ｈ」レベルであるときは、スイッチＳＷ２をオフさせて解列する。このとき、さらにインバータ１２の運転を停止させたり、スイッチＳＷ１をオフさせたり、コンバータ１１の運転を停止させてもよい。これにより、無停電電源装置Ｕｊは負荷６から解列され、無停電電源装置Ｕｊから負荷６への交流電力の供給は停止される。

また、制御部１５は、指令部５からの解列指令信号φＣｊを受けた場合でも、信号φＤｊが「Ｌ」レベルであるときは、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン状態に維持するとともに、インバータ１２の運転を継続させる。このとき制御部１５は、一定時間Ｔｆだけ信号Ｆｊを「Ｈ」レベルにして無停電電源装置Ｕｊの運転を継続する旨を指令部５に通知する。

図３は、無停電電源装置Ｕｊの制御部１５の動作を示すフローチャートである。制御部１５は、ステップＳ１において交流電源１から供給される交流電圧の電圧および位相が正常範囲内であるか否かを判別し、正常範囲内であると判別した場合はステップＳ２において信号φＤｊを「Ｈ」レベルにする。これにより、解列指令の受付が可能となる。

次いで制御部１５は、ステップＳ３において解列指令が有るか否か（すなわち、指令部５からの解列指令信号φＣｊを受信したか否か）を判別し、解列指令が有ると判別した場合はステップＳ４においてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオフさせ、無停電電源装置Ｕｊを負荷６から解列させ、ステップＳ１に戻る。また、制御部１５は、ステップＳ３において解列指令が無いと判別した場合は、ステップＳ５において無停電電源装置Ｕｊの運転を継続し、ステップＳ１に戻る。

また、制御部１５は、ステップＳ１において、交流電源１から供給される交流電圧の電圧および位相が正常範囲内でないと判別した場合は、ステップＳ６において信号φＤｊを「Ｌ」レベルにする。これにより、解列指令の受付が拒絶されることになる。

次いで制御部１５は、ステップＳ７において解列指令が有るか否か（すなわち、指令部５からの解列指令信号φＣｊを受信したか否か）を判別する。ステップＳ７において解列指令が有ると判別した場合は、ステップＳ８において信号φＦｊを所定時間Ｔｆだけ「Ｈ」レベルにして解列指令を受け付けることができない旨を指令部５に通知した後、ステップＳ５に進む。ステップＳ７において解列指令が無いと判別した場合は、直ぐにステップＳ５に進む。

図４（ａ）〜（ｆ）は、無停電電源装置Ｕｊの動作を例示するタイムチャートである。初期状態では、交流電源１から供給される交流電圧の電圧値および位相が正常であり、信号φＤｊが「Ｈ」レベルにされている。また、解列指令信号φＣｊは非活性化レベルの「Ｌ」レベルに維持され、信号φＦｊも非活性化レベルの「Ｌ」レベルに維持されている。また、無停電電源装置Ｕｊは、解列されずに並入されている。

時刻ｔ１において、交流電源１から供給される交流電圧の電圧値および位相が異常になると、信号φＤｊが「Ｌ」レベルにされる。次いで時刻ｔ２において、解列指令信号φＣｊがパルス的に活性化レベルの「Ｈ」レベルにされるが、信号φＤｊが「Ｌ」レベルであるので無停電電源装置Ｕｊは並入状態（並列接続された状態）に維持され、信号φＦｊが所定時間Ｔｆ（時刻ｔ２〜ｔ３）だけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。

時刻ｔ４において、交流電源１から供給される交流電圧の電圧値および位相が正常になると、信号φＤｊが「Ｈ」レベルにされる。次いで時刻ｔ５において、解列指令信号φＣｊがパルス的に活性化レベルの「Ｈ」レベルにされると、信号φＤｊが「Ｈ」レベルであるので無停電電源装置Ｕｊが負荷６から解列される。

この実施の形態１では、交流電源１から供給される交流電圧が正常範囲外である場合は、解列指令信号φＣｊを受けたときでも無停電電源装置Ｕｊを解列しない。したがって、負荷電流が変動し、無停電電源装置Ｕｊでの負荷電流の供給が困難になった場合でも、交流電源１から供給される交流電圧が正常範囲外であるときは無停電電源装置Ｕｊを解列しないので、スイッチＳＷ３をオンすることにより無瞬断で交流電源１から負荷６への給電が可能であり、システムの信頼性の向上を図ることができる。

図５は、実施の形態１の変更例を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図５を参照して、この無停電電源システムが図１の無停電電源システムと異なる点は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕｎの各々からスイッチＳＷ３が除去されて、スイッチＳＷ３が無停電電源装置Ｕ１〜Ｕｎに共通に設けられ、スイッチＳＷ４が追加されている点である。

スイッチＳＷ４は、ノードＮ１，Ｎ２間に接続される。スイッチＳＷ３は、交流電源１とノードＮ２の間に接続される。電流検出器４は、ノードＮ２と負荷６の間に設けられる。通常動作時は、スイッチＳＷ４がオンされるとともにスイッチＳＷ３がオフされ、無停電電源装置Ｕｊから負荷６に交流電力が供給される。無停電電源装置Ｕｊが故障した場合は、スイッチＳＷ３が瞬時にオンするとともにスイッチＳＷ４がオフし、交流電源１からスイッチＳＷ３を介して負荷６に交流電力が供給される。スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、たとえば、運転中の無停電電源装置Ｕｊの制御部１５によって制御される。この変更例でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。

［実施の形態２］
図６は、この発明の実施の形態２による無停電電源システムに含まれる無停電電源装置Ｕｊの構成を示すブロック図であって、図２と対比される図である。図６を参照して、この無停電電源装置Ｕｊが図２の無停電電源装置Ｕｊと異なる点は、制御部１５が制御部２０で置換されている点である。

無停電電源装置Ｕｊの制御部２０は、他の無停電電源装置Ｕｋ（ただし、ｋは１からｎまでのいずれかの整数であり、ｋ≠ｊである）が解列されてから所定時間Ｔｇが経過していないことを示す信号φＧｋが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされている場合は、解列指令信号φＣｊを受けた場合でも、無停電電源装置Ｕｊを負荷６から解列しない。この場合、制御部２０は、無停電電源装置Ｕｊを解列しなかったことを示す信号φＦｊを所定時間Ｔｆだけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。また、無停電電源装置Ｕｊの制御部２０は、信号φＧｋが非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされている場合は、解列指令信号φＣｊに応答して無停電電源装置Ｕｊを負荷６から解列する。

図７は、制御部２０の動作を示すフローチャートである。制御部２０は、ステップＳ１１において信号φＧｋに基づいて他の無停電電源装置Ｕｋが解列されてから所定時間Ｔｇ経過しているか否かを判別し、経過していると判別した場合（信号Ｇｋが「Ｌ」レベルである場合）はステップＳ１２において信号φＤｊを「Ｈ」レベルにする。これにより、解列指令の受付が可能となる。

次いで制御部２０は、ステップＳ１３において解列指令が有るか否か（すなわち、指令部５からの解列指令信号φＣｊを受信したか否か）を判別する。解列指令が有ると判別した場合は、ステップＳ１４においてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオフさせ、無停電電源装置Ｕｊを負荷６から解列させるとともに、信号φＧｊを所定時間Ｔｇだけ「Ｈ」レベルにし、ステップＳ１１に戻る。また、制御部２０は、ステップＳ１３において解列指令が無いと判別した場合は、ステップＳ１５において無停電電源装置Ｕｊの運転を継続し、ステップＳ１１に戻る。

また、制御部２０は、ステップＳ１１において、他の無停電電源装置Ｕｋが解列されてから所定時間Ｔｇ経過していないと判別した場合（信号Ｇｋが「Ｈ」レベルである場合）は、ステップＳ１６において信号φＤｊを「Ｌ」レベルにする。これにより、解列指令の受付が拒絶されることになる。

次いで制御部２０は、ステップＳ１７において解列指令が有るか否か（すなわち、指令部５からの解列指令信号φＣｊを受信したか否か）を判別する。ステップＳ１７において解列指令が有ると判別した場合は、ステップＳ１８において信号φＦｊを所定時間Ｔｆだけ「Ｈ」レベルにして解列指令を受け付けなかった旨を指令部５に通知した後、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１７において解列指令が無いと判別した場合は、直ぐにステップＳ１５に進む。

図８（ａ）〜（ｆ）は、無停電電源装置Ｕｊ，Ｕｋの動作を例示するタイムチャートである。初期状態では、無停電電源装置Ｕｊ，Ｕｋはともに解列されておらず、信号φＣｊ，φＧｊ，φＦｊ，φＣｋ，φＧｋ，φＦｋはともに「Ｌ」レベルにされ、信号φＤｊ，φＤｋはともに「Ｈ」レベルにされている。

時刻ｔ１において、無停電電源装置Ｕｋに解列指令信号φＣｋが与えられると、他の無停電電源装置Ｕｊが解列動作中ではなく信号φＤｊが「Ｈ」レベルであるので、無停電電源装置Ｕｋが解列される。解列指令信号φＣｋに応答して、無停電電源装置Ｕｋが解列されてから所定時間Ｔｇが経過していないことを他の無停電電源装置Ｕｊに通知するため、信号φＧｋが所定時間Ｔｇ（時刻ｔ１〜ｔ３）だけ「Ｈ」レベルにされる。信号φＧｋが「Ｈ」レベルにされている期間では、他の無停電電源装置Ｕｊが解列されるのを禁止するため、信号φＤｊが「Ｌ」レベルにされる。

信号Ｄｊが「Ｌ」レベルにされている期間内（時刻ｔ１〜ｔ３）の時刻ｔ２において、解列指令信号φＣｊがパルス的に活性化レベルの「Ｈ」レベルにされるが、信号φＤｊが「Ｌ」レベルであるので無停電電源装置Ｕｊは並入状態に維持され、信号φＦｊが所定時間Ｔｆ（時刻ｔ２〜ｔ４）だけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。

次いで時刻ｔ５において、解列指令信号φＣｊがパルス的に活性化レベルの「Ｈ」レベルにされると、信号φＤｊが「Ｈ」レベルであるので無停電電源装置Ｕｊが負荷６から解列される。解列指令信号φＣｊに応答して、無停電電源装置Ｕｊが解列されてから所定時間Ｔｇが経過していないことを他の無停電電源装置Ｕｋに通知するため、信号φＧｊが所定時間Ｔｇ（時刻ｔ５〜ｔ６）だけ「Ｈ」レベルにされる。信号φＧｊが「Ｈ」レベルにされている期間では、他の無停電電源装置Ｕｋが解列されるのを禁止するため、信号φＤｋが「Ｌ」レベルにされる。

この実施の形態２では、他の無停電電源装置Ｕｋが解列されてから所定時間Ｔｇが経過するまでは、解列指令信号φＣｊを受けたときでも無停電電源装置Ｕｊを解列しない。したがって、指令部５の誤動作やノイズによって２台の無停電電源装置Ｕが同時に停止するのを防止することができ、システムの信頼性の向上を図ることができる。

［実施の形態３］
図９は、この発明の実施の形態３による無停電電源システムに含まれる無停電電源装置Ｕｊの構成を示すブロック図であって、図２と対比される図である。図９を参照して、この無停電電源装置Ｕｊが図２の無停電電源装置Ｕｊと異なる点は、制御部１５が制御部２１で置換されている点である。

今、ｍ台（ただし、ｍはｎ以下の整数である）の無停電電源装置Ｕが運転されているものとする。負荷電流をＩＬとし、各無停電電源装置Ｕの分担電流をＩｓとすると、Ｉｓ＝ＩＬ／ｍとなる。また、各無停電電源装置Ｕの定格電流をＩｃとすると、Ｉｓ＝ＩＬ／ｍ＜Ｉｃとなっている。

また、このような無停電電源システムでは、運転中のｍ台の無停電電源装置Ｕのうちのｐ台（ただし、ｐは１以上ｎ以下の整数であり、たとえば１である）の無停電電源装置Ｕが故障した場合でも、残りの（ｍ−ｐ）台の無停電電源装置Ｕで負荷電流ＩＬを供給できるように冗長方式が採用されている。１台が故障した場合は、Ｉｓ＝ＩＬ／（ｍ−ｐ）＜Ｉｃとなる。したがって、負荷電流ＩＬを供給するために、数式ＩＬ／（ｍ−ｐ）＜Ｉｃを満たす台数ｍの無停電電源装置Ｕが運転される。

無停電電源装置Ｕ１〜Ｕｎの制御部２１は、各無停電電源装置Ｕの分担電流Ｉｓや運転状況に関する情報を共有しており、負荷電流ＩＬと運転台数ｍを把握している。制御部２１は、もう１台の無停電電源装置Ｕが解列されて運転台数が（ｍ−１）になった場合に数式ＩＬ／（ｍ−ｐ−１）＜Ｉｃが成立するか否かを判別し、成立しない場合は、解列指令信号φＣｊを受けた場合でも、無停電電源装置Ｕｊを負荷６から解列しない。この場合、制御部２０は、無停電電源装置Ｕｊを解列しなかったことを示す信号φＦｊを所定時間Ｔｆだけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。また、無停電電源装置Ｕｊの制御部２０は、数式ＩＬ／（ｍ−ｐ−１）＜Ｉｃが成立する場合は、解列指令信号φＣｊに応答して無停電電源装置Ｕｊを負荷６から解列する。

図１０は、制御部２１の動作を示すフローチャートである。制御部２１は、ステップＳ２１において分担余裕があるか否か（数式ＩＬ／（ｍ−ｐ−１）＜Ｉｃが成立するか否か）を判別し、分担余裕があると判別した場合はステップＳ２２において信号φＤｊを「Ｈ」レベルにする。これにより、解列指令の受付が可能となる。

次いで制御部２１は、ステップＳ２３において解列指令が有るか否か（すなわち、指令部５からの解列指令信号φＣｊを受信したか否か）を判別する。解列指令が有ると判別した場合は、ステップＳ２４においてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオフさせ、無停電電源装置Ｕｊを負荷６から解列させ、ステップＳ１に戻る。また、制御部２１は、ステップＳ２３において解列指令が無いと判別した場合は、ステップＳ２５において無停電電源装置Ｕｊの運転を継続し、ステップＳ２１に戻る。

また、制御部２１は、ステップＳ２１において、分担余裕が無いと判別した場合は、ステップＳ２６において信号φＤｊを「Ｌ」レベルにする。これにより、解列指令の受付が拒絶されることになる。

次いで制御部２１は、ステップＳ２７において解列指令が有るか否か（すなわち、指令部５からの解列指令信号φＣｊを受信したか否か）を判別する。ステップＳ２７において解列指令が有ると判別した場合は、ステップＳ２８において信号φＦｊを所定時間Ｔｆだけ「Ｈ」レベルにして解列指令を受け付けなかった旨を指令部５に通知した後、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２７において解列指令が無いと判別した場合は、直ぐにステップＳ２５に進む。

図１１（ａ）〜（ｆ）は、無停電電源装置Ｕｊの動作を例示するタイムチャートである。初期状態では、分担余裕が有り、信号φＣｊ，φＦｊはともに「Ｌ」レベルにされ、信号φＤｊは「Ｈ」レベルにされている。

時刻ｔ１において、たとえば負荷電流ＩＬが増加して分担余裕が無くなったものとする。これにより、信号φＤｊは「Ｌ」レベルにされる。信号Ｄｊが「Ｌ」レベルにされている期間内（時刻ｔ１〜ｔ４）の時刻ｔ２において、解列指令信号φＣｊがパルス的に活性化レベルの「Ｈ」レベルにされるが、信号φＤｊが「Ｌ」レベルであるので無停電電源装置Ｕｊは並入状態に維持され、信号φＦｊが所定時間Ｔｆ（時刻ｔ２〜ｔ３）だけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。

次に時刻ｔ４において、たとえば負荷電流ＩＬが減少して分担余裕が有る状態になったものとする。これにより、信号φＤｊは「Ｈ」レベルになる。次いで時刻ｔ５において、解列指令信号φＣｊがパルス的に活性化レベルの「Ｈ」レベルにされると、信号φＤｊが「Ｈ」レベルであるので無停電電源装置Ｕｊが負荷６から解列される。

この実施の形態３では、分担余裕が無い場合は、解列指令信号φＣｊを受けたときでも無停電電源装置Ｕｊを解列しない。したがって、指令部５の誤動作やノイズによって無停電電源装置Ｕが停止するのを防止することができ、システムの信頼性の向上を図ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 交流電源、２，３，ＳＷ スイッチ、Ｕ 無停電電源装置、４，１３ 電流検出器、５ 指令部、６ 負荷、１０ バッテリ、１１ コンバータ、１２ インバータ、１４ 電圧検出器、１５，２０，２１ 制御部、Ｔ１ 入力端子、Ｔ２ 出力端子、Ｔ３ バッテリ端子。

Claims (6)

1. 交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置と、
   負荷電流を検出する電流検出器と、
   前記電流検出器の検出結果に基づいて、前記複数の無停電電源装置のうちの不要な無停電電源装置に解列指令信号を出力する指令部とを備え、
   各無停電電源装置は、前記交流電源から供給される交流電圧が正常である場合は、前記解列指令信号に応答して前記負荷への交流電力の供給を停止し、前記交流電圧が正常でない場合は、前記解列指令信号を受けたときでも前記負荷への交流電力の供給を継続するとともに前記解列指令信号に従わなかったことを示す信号を予め定められた時間だけ出力し、
   前記指令部は、前記解列指令信号に従わなかったことを示す信号を出力している無停電電源装置と異なる不要な無停電電源装置に前記解列指令信号を出力する、無停電電源システム。
2. 各無停電電源装置は、
   前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
   前記コンバータまたは電力貯蔵装置からの直流電力を交流電力に変換するインバータと、
   前記インバータの出力端子と前記負荷の間に接続されたスイッチと、
   前記交流電源から供給される交流電圧を検出する電圧検出器と、
   前記電圧検出器によって検出された前記交流電圧が正常範囲内であるか否かを判別し、前記交流電圧が正常範囲内である場合は、前記解列指令信号に応答して前記スイッチをオフさせ、前記交流電圧が正常範囲外である場合は、前記解列指令信号を受けたときでも前記スイッチをオン状態に維持するとともに前記解列指令信号に従わなかったことを示す信号を前記予め定められた時間だけ出力する制御部とを含む、請求項１に記載の無停電電源システム。
3. 交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置と、
   負荷電流を検出する電流検出器と、
   前記電流検出器の検出結果に基づいて、前記複数の無停電電源装置のうちの不要な無停電電源装置に解列指令信号を出力する指令部とを備え、
   各無停電電源装置は、他の無停電電源装置が前記負荷から解列されてから予め定められた時間が経過している場合は、前記解列指令信号に応答して前記負荷への交流電力の供給を停止し、他の無停電電源装置が前記負荷から解列されてから前記予め定められた時間が経過していない場合は、前記解列指令信号を受けたときでも前記負荷への交流電力の供給を継続する、無停電電源システム。
4. 各無停電電源装置は、
   前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
   前記コンバータまたは電力貯蔵装置からの直流電力を交流電力に変換するインバータと、
   前記インバータの出力端子と前記負荷の間に接続されたスイッチと、
   他の無停電電源装置が前記負荷から解列されてから前記予め定められた時間が経過しているか否かを判別し、経過している場合は、前記解列指令信号に応答して前記スイッチをオフし、経過していない場合は、前記解列指令信号を受けたときでも前記スイッチをオン状態に維持する制御部とを含む、請求項３に記載の無停電電源システム。
5. 交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置と、
   負荷電流を検出する電流検出器と、
   前記電流検出器の検出結果に基づいて、前記複数の無停電電源装置のうちの不要な無停電電源装置に解列指令信号を出力する指令部とを備え、
   各無停電電源装置は、もう１台の無停電電源装置の解列が可能である場合は、前記解列指令信号に応答して前記負荷への交流電力の供給を停止し、もう１台の無停電電源装置の解列が可能でない場合は、前記解列指令信号を受けたときでも前記負荷への交流電力の供給を継続する制御部とを含む、無停電電源システム。
6. 各無停電電源装置は、
   前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
   前記コンバータまたは電力貯蔵装置からの直流電力を交流電力に変換するインバータと、
   前記インバータの出力端子と前記負荷の間に接続されたスイッチと、
   負荷電流と前記負荷に交流電力を供給をしている無停電電源装置の台数とに基づいて、もう１台の無停電電源装置の解列が可能か否かを判別し、もう１台の無停電電源装置の解列が可能である場合は、前記解列指令信号に応答して前記スイッチをオフさせ、もう１台の無停電電源装置の解列が可能でない場合は、前記解列指令信号を受けたときでも前記スイッチをオン状態に維持する制御部とを含む、請求項５に記載の無停電電源システム。

Images