JP7035758B2 - Power system - Google Patents

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JP7035758B2 JP2018080326A JP2018080326A JP7035758B2 JP 7035758 B2 JP7035758 B2 JP 7035758B2 JP 2018080326 A JP2018080326 A JP 2018080326A JP 2018080326 A JP2018080326 A JP 2018080326A JP 7035758 B2 JP7035758 B2 JP 7035758B2
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Description

この発明は、複数台の電源ユニットを備えた電源システムにおいて、何れかの電源ユニットが故障により停止していることを他の電源ユニットが検出して上位に通知することにより、異常判定処理やバックアップ運転を可能にした電源システムに関する。 According to the present invention, in a power supply system including a plurality of power supply units, an abnormality determination process or backup is performed by detecting that one of the power supply units is stopped due to a failure by another power supply unit and notifying the upper level. Regarding the power supply system that enabled operation.

図５は、並列接続された複数台の電源ユニットを有する電源システムの従来技術であり、特許文献１に記載されているものである。
図５において、１００Ａはマスタとして動作する電源ユニット、１００Ｂはスレーブとして動作する電源ユニット、１０１Ａ，１０１Ｂはコンバータ部、１０２Ａ，１０２Ｂはスイッチング素子Ｑ１を制御するスイッチング制御回路、１０３Ａ，１０３Ｂはドループ生成回路、１０４Ａ，１０４Ｂは出力電圧検出回路、１０５ＡはＭＣＵ（マスタ）、１０５ＢはＭＣＵ（スレーブ）、１０６Ａ，１０６Ｂは出力電流検出回路、Ｖｉは電源システムの入力電圧、Ｖｏは出力電圧である。 FIG. 5 is a conventional technique of a power supply system having a plurality of power supply units connected in parallel, and is described in Patent Document 1.
In FIG. 5, 100A is a power supply unit that operates as a master, 100B is a power supply unit that operates as a slave, 101A and 101B are converter units, 102A and 102B are switching control circuits that control switching element Q1 , and 103A and 103B are droop generation. Circuits, 104A and 104B are output voltage detection circuits, 105A is MCU (master), 105B is MCU (slave), 106A and 106B are output current detection circuits, Vi is the input voltage of the power supply system, and Vo is the output voltage. ..

ＭＣＵ（マスタ）１０５Ａは、図６（ａ）に示すように、ＭＣＵ（スレーブ）１０５Ｂに接続された通信部１１１、出力電流取得部１１２、駆動制御部１１３、加算部１１４、台数決定部１１５、過電流保護部１１６及びスイッチ制御部１１７を備え、ＭＣＵ（スレーブ）１０５Ｂは、図６（ｂ）に示すように、ＭＣＵ（マスタ）１０５Ａに接続された通信部１１１、出力電流取得部１１８、過電流保護部１１６及びスイッチ制御部１１７を備えている。 As shown in FIG. 6A, the MCU (master) 105A includes a communication unit 111, an output current acquisition unit 112, a drive control unit 113, an addition unit 114, and a number determination unit 115, which are connected to the MCU (slave) 105B. The MCU (slave) 105B includes an overcurrent protection unit 116 and a switch control unit 117, and as shown in FIG. 6B, the MCU (slave) 105B has a communication unit 111, an output current acquisition unit 118, and an overcurrent unit connected to the MCU (master) 105A. It includes a current protection unit 116 and a switch control unit 117.

この従来技術では、負荷電流の急増時に必要台数の電源ユニットの起動に遅れが生じて一部の電源ユニットが過電流状態になるのを防止するため、マスタ側のＭＣＵ１０５Ａが図７に示すように動作している。
図７において、ＭＣＵ１０５Ａは、電源ユニット１００Ａの起動後に出力電流取得部１１２を介して自己の出力電流を検出し（ステップＳ１１，Ｓ１２）、電流検出値が閾値以上であれば、他の電源ユニット１００Ｂ等を含む全ユニットを駆動する（ステップＳ１３ＹＥＳ，Ｓ１４）。また、出力電流検出値が閾値未満であれば、他の電源ユニット１００Ｂ等の出力電流を通信部１１１を介して取得し、加算部１１４により自己の出力電流と加算して負荷電流を算出する（ステップＳ１３ＮＯ，Ｓ１５）。
次に、ＭＣＵ１０５Ａは、算出した負荷電流に基づいて電源ユニットの動作台数を決定し、スレーブとしての他の電源ユニット１００Ｂ等を駆動／停止させる（ステップＳ１６，Ｓ１７）。
上記の処理は、電源システム全体の電源がオフされるまで繰り返し実行される。（ステップＳ１８）。 In this conventional technique, the MCU 105A on the master side is as shown in FIG. 7 in order to prevent a delay in starting the required number of power supply units when the load current suddenly increases and causing some power supply units to be in an overcurrent state. It's working.
In FIG. 7, the MCU 105A detects its own output current via the output current acquisition unit 112 after the power supply unit 100A is started (steps S11 and S12), and if the current detection value is equal to or higher than the threshold value, the other power supply unit 100B. All the units including the above are driven (steps S13YES, S14). If the output current detection value is less than the threshold value, the output current of another power supply unit 100B or the like is acquired via the communication unit 111, and the load current is calculated by adding it to its own output current by the addition unit 114 (the addition unit 114). Steps S13NO, S15).
Next, the MCU 105A determines the number of operating power supply units based on the calculated load current, and drives / stops another power supply unit 100B or the like as a slave (steps S16 and S17).
The above process is repeated until the entire power supply system is turned off. (Step S18).

特許第６２０２１９６号公報（段落［００１５］～［００２８］，［００４２］～［００４９］、図１～図３，図８等）Japanese Patent No. 6202196 (paragraphs [0015] to [0028], [0042] to [0049], FIGS. 1 to 3, 8 and the like)

図５～図７に示した従来技術では、例えば、スレーブ側の電源ユニット１００Ｂのコンバータ部１０１Ｂが正常に動作していてもＭＣＵ（スレーブ）１０５Ｂに異常があってコンバータ部１０１Ｂの出力電流検出値をマスタ側の電源ユニット１００Ａが正確に取得できない場合がある。
このような場合には、マスタ側の電源ユニット１００Ａが、各電源ユニットの出力電流検出値に基づく負荷電流の算出や、スレーブ側の電源ユニットの駆動台数の決定等を適切に行うことができなくなり、一部の電源ユニットが過負荷状態になって装置の故障や破壊を招く恐れがあった。 In the prior art shown in FIGS. 5 to 7, for example, even if the converter unit 101B of the power supply unit 100B on the slave side is operating normally, there is an abnormality in the MCU (slave) 105B and the output current detection value of the converter unit 101B is detected. May not be accurately acquired by the power supply unit 100A on the master side.
In such a case, the power supply unit 100A on the master side cannot properly calculate the load current based on the output current detection value of each power supply unit, determine the number of drive units of the power supply unit on the slave side, and the like. , There was a risk that some power supply units would be overloaded, resulting in equipment failure or destruction.

そこで、本発明の解決課題は、複数台の電源ユニットのうちの何れかのユニットの運転停止を、当該停止ユニットからの送信情報に依存することなく判定可能としてその後の異常処理やバックアップ処理等を可能にした電源システムを提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to make it possible to determine the operation stop of any one of the plurality of power supply units without depending on the transmission information from the stop unit, and to perform subsequent abnormality processing, backup processing, etc. It is to provide a power supply system that has made it possible.

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、互いに並列に接続された複数台の電源ユニットにより負荷に電力を供給する電源システムであって、各電源ユニットに対する起動停止指令を送信可能な制御・監視部を備えた電源システムにおいて、
前記電源ユニットは、前記電源システム内の他の電源ユニットの停止を判定する停止判定部をそれぞれ備え、
前記停止判定部は、
自己の電源ユニットの出力を測定したユニット測定値と、前記複数台の電源ユニットによる前記負荷への供給電力を測定した負荷測定値と、を用いて、所定時間内に変化した前記ユニット測定値の比率と前記負荷測定値の比率との偏差を演算し、前記偏差が所定のしきい値を超えた場合に前記他の電源ユニットが停止していることを判定して停止判定信号を前記制御・監視部に送信することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a power supply system that supplies electric power to a load by a plurality of power supply units connected in parallel to each other, and can transmit a start / stop command to each power supply unit. In a power supply system equipped with a control / monitoring unit
Each of the power supply units includes a stop determination unit for determining the stoppage of another power supply unit in the power supply system.
The stop determination unit is
The unit measurement value that changes within a predetermined time using the unit measurement value that measures the output of its own power supply unit and the load measurement value that measures the power supplied to the load by the plurality of power supply units. The deviation between the ratio and the ratio of the load measured value is calculated, and when the deviation exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the other power supply unit is stopped, and the stop determination signal is controlled. It is characterized by transmitting to the monitoring unit.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載した電源システムにおいて、前記他の電源ユニットに対して停止指令を送信していないにも関わらず前記停止判定信号を受信した前記制御・監視部は、前記電源システム内の起動可能な電源ユニットに対して起動指令を送信することを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, in the power supply system according to the first aspect, the control / monitoring unit that has received the stop determination signal even though the stop command has not been transmitted to the other power supply unit. It is characterized in that a start command is transmitted to a startable power supply unit in the power supply system.

請求項３に係る発明は、請求項２に記載した電源システムにおいて、前記停止判定信号を受信した前記制御・監視部は、前記他の電源ユニットを除く全ての電源ユニットに対して起動指令を送信することを特徴とする。 According to the third aspect of the present invention, in the power supply system according to the second aspect, the control / monitoring unit that has received the stop determination signal transmits a start command to all the power supply units except the other power supply units. It is characterized by doing.

請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載した電源システムにおいて、前記停止判定信号を受信した前記制御・監視部は、前記他の電源ユニットが故障により停止していることを検出してアラームを発生することを特徴とする。 According to the fourth aspect of the present invention, in the power supply system according to the second or third aspect, the control / monitoring unit that has received the stop determination signal detects that the other power supply unit is stopped due to a failure. It is characterized by generating an alarm.

請求項５に係る発明は、請求項１～４の何れか１項に記載した記載した電源システムにおいて、前記しきい値を、前記所定時間内に変化した前記負荷測定値の比率と前記電源システム内の電源ユニットの全台数とに基づいて設定することを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the power supply system according to any one of claims 1 to 4, wherein the threshold value is set to the ratio of the load measurement value changed within the predetermined time to the power supply system. It is characterized in that it is set based on the total number of power supply units in the unit.

請求項６に係る発明は、請求項１～５の何れか１項に記載した記載した電源システムにおいて、前記ユニット測定値及び前記負荷測定値が電力または電流であることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is characterized in that, in the power supply system according to any one of claims 1 to 5, the unit measured value and the load measured value are electric power or current.

請求項７に係る発明は、請求項１～６の何れか１項に記載した記載した電源システムにおいて、前記電源ユニットが交流／直流変換を行う電力変換器であることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is characterized in that, in the power supply system according to any one of claims 1 to 6, the power supply unit is a power converter that performs AC / DC conversion.

本発明によれば、故障により停止した電源ユニットが自己の状態を上位の制御・監視部に直接通知できない場合であっても、当該電源ユニットの停止判定信号を他の健全な電源ユニットから制御・監視部に通知することが可能である。これにより、制御・監視部は、故障ユニット以外の電源ユニットを起動させるバックアップ処理やアラーム発生等の異常処理を迅速に行うことができ、一部の電源ユニットが過負荷状態になるのを防止することができる。 According to the present invention, even when a power supply unit stopped due to a failure cannot directly notify its own state to a higher-level control / monitoring unit, the stop determination signal of the power supply unit is controlled from another sound power supply unit. It is possible to notify the monitoring unit. As a result, the control / monitoring unit can quickly perform backup processing to start the power supply unit other than the failed unit and abnormal processing such as the occurrence of an alarm, and prevent some power supply units from becoming overloaded. be able to.

本発明の実施形態に係る電源システムの構成図である。It is a block diagram of the power-source system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態における停止判定部及び制御・監視部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the stop determination part and the control / monitoring part in embodiment of this invention. 本発明の実施形態において、ユニット測定値及び負荷測定値の変動パターンに応じた停止判定部の判定動作の説明図である。In the embodiment of the present invention, it is explanatory drawing of the determination operation of the stop determination part according to the fluctuation pattern of the unit measurement value and the load measurement value. 電源ユニットの停止により運転台数が減少した時のユニット測定値、負荷測定値等を示す図である。It is a figure which shows the unit measured value, the load measured value, etc. when the number of operation is reduced by the stop of a power supply unit. 特許文献１に記載された電源システムの構成図である。It is a block diagram of the power-source system described in Patent Document 1. FIG. 図５におけるＭＣＵ（マスタ）及びＭＣＵ（スレーブ）の構成図である。It is a block diagram of an MCU (master) and an MCU (slave) in FIG. 図５におけるＭＣＵ（マスタ）の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the MCU (master) in FIG.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、この実施形態に係る電源システムの構成図である。同図において、電源システムＰＳは、三相電力系統４１に接続された変圧器４２の二次側の単相交流電力を直流電力に変換して負荷５０に供給する３台の電源ユニットＰＳＵ１，ＰＳＵ２，ＰＳＵ３を備え、これらの電源ユニットＰＳＵ１，ＰＳＵ２，ＰＳＵ３は互いに並列に接続されている。
ここで、電源ユニットの台数は任意の複数台であれば良い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply system according to this embodiment. In the figure, the power supply system PS is a three power supply units PSU1 and PSU2 that convert the single-phase AC power on the secondary side of the transformer 42 connected to the three-phase power system 41 into DC power and supply it to the load 50. , PSU3, and these power supply units PSU1, PSU2, and PSU3 are connected in parallel to each other.
Here, the number of power supply units may be any plurality.

電源ユニットＰＳＵ１，ＰＳＵ２，ＰＳＵ３の出力側には、各ユニットの出力電力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をそれぞれ測定するユニット出力測定部２１，２２，２３が設けられる。また、全ユニットの出力側の共通接続点と負荷５０との間には、負荷電力（各ユニットの出力電力の合計値）Ｌを測定する負荷測定部２０が設けられる。 On the output side of the power supply units PSU1, PSU2, and PSU3, unit output measuring units 21, 22, 23 for measuring the output powers P1, P2 , and P3 of each unit are provided. Further, a load measuring unit 20 for measuring the load power (total value of the output power of each unit) L is provided between the common connection point on the output side of all the units and the load 50.

電源ユニットＰＳＵ１，ＰＳＵ２，ＰＳＵ３には、他の電源ユニットが停止状態であることを判定する停止判定部１１，１２，１３がそれぞれ設けられている。これらの停止判定部１１，１２，１３には、対応するユニット出力測定部２１，２２，２３による電力測定値（以下、ユニット測定値という）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と負荷測定部２０による電力測定値（以下、負荷測定値という）Ｌとがそれぞれ入力されている。停止判定部１１，１２，１３は、入力されたユニット測定値及び負荷測定値に基づいて他の電源ユニットが運転を停止していることを判定し、停止判定信号ＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３を生成して上位の制御・監視部３０に送信する。 The power supply units PSU1, PSU2, and PSU3 are provided with stop determination units 11, 12, and 13, respectively, for determining that the other power supply units are in the stopped state. These stop determination units 11, 12, and 13 are subjected to power measurement values (hereinafter referred to as unit measurement values) P 1 , P 2 , P 3 and load measurement units 20 by the corresponding unit output measurement units 21, 22, and 23. The power measurement value (hereinafter referred to as load measurement value) L and L are input respectively. The stop determination units 11, 12, and 13 determine that the operation of another power supply unit is stopped based on the input unit measurement value and load measurement value, and stop determination signals SB1 , SB2 , and SB3 . Is generated and transmitted to the upper control / monitoring unit 30.

制御・監視部３０は、電源ユニットＰＳＵ１，ＰＳＵ２，ＰＳＵ３に対する動作指令（起動指令または停止指令）ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３を送信可能であると共に、停止判定信号ＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３に基づいてアラームを出力する機能を備えている。 The control / monitoring unit 30 can transmit operation commands (start command or stop command) SA1, SA2, and SA3 to the power supply units PSU1 , PSU2 , and PSU3 , and stop determination signals SB1 , SB2 , and SB3 . It has a function to output an alarm based on.

この実施形態では、ユニット出力測定部２１，２２，２３及び負荷測定部２０が電力を測定しているが、それぞれ電流を測定して停止判定部１１，１２，１３における判定処理に用いても良い。 In this embodiment, the unit output measuring units 21, 22, 23 and the load measuring unit 20 measure the electric power, but the currents may be measured and used for the determination processing in the stop determination units 11, 12, and 13, respectively. ..

次に、この実施形態の動作を説明する。
図２は、電源ユニットＰＳＵ１，ＰＳＵ２，ＰＳＵ３の停止判定部１１，１２，１３及び制御・監視部３０の動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、２台の電源ユニットＰＳＵ１，ＰＳＵ２が運転されていて負荷電力を均等に分担しており、残りの電源ユニットＰＳＵ３は制御・監視部３０からの停止指令によりもともと運転を停止しているものとする。
ここでは、図２に基づいて、電源ユニットＰＳＵ１の停止判定部１１の動作を制御・監視部３０の動作と共に説明するが、他の電源ユニットＰＳＵ２の停止判定部１２の動作も同様である。 Next, the operation of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing the operations of the stop determination units 11, 12, 13 and the control / monitoring unit 30 of the power supply units PSU1, PSU2, and PSU3. In the following description, the two power supply units PSU1 and PSU2 are operated to evenly share the load power, and the remaining power supply unit PSU3 is originally stopped by a stop command from the control / monitoring unit 30. It is assumed that you are doing.
Here, the operation of the stop determination unit 11 of the power supply unit PSU1 will be described together with the operation of the control / monitoring unit 30 based on FIG. 2, but the operation of the stop determination unit 12 of the other power supply unit PSU2 is also the same.

図２において、電源ユニットＰＳＵ１の停止判定部１１は、まず、時刻ｔ及び過去時刻（ｔ－１）における自己のユニット測定値Ｐ１の変化の比率と負荷測定値Ｌの変化の比率とをそれぞれ計算する（ステップＳ１）。
ここで、時刻ｔと過去時刻（ｔ－１）とは、１サンプリング周期を隔てた時刻であり、上述したユニット測定値Ｐ１の変化の比率をＰｔ／Ｐｔ－１とし、負荷測定値Ｌの変化の比率をＬｔ／Ｌｔ－１として表す。
なお、ユニット出力測定部２１，２２，２３及び負荷測定部２０が電流をそれぞれ測定する場合には、停止判定部１１が、時刻ｔ及び過去時刻（ｔ－１）における自己のユニットの出力電流測定値の変化の比率と負荷電流測定値の変化の比率とをそれぞれ計算する。 In FIG. 2, the stop determination unit 11 of the power supply unit PSU1 first determines the rate of change of its own unit measurement value P1 and the rate of change of its load measurement value L at time t and past time (t-1), respectively. Calculate (step S1).
Here, the time t and the past time (t-1) are times separated by one sampling cycle, and the rate of change of the unit measured value P1 described above is P t / P t-1 , and the load measured value is set. The rate of change in L is expressed as L t / L t-1 .
When the unit output measuring units 21, 22, 23 and the load measuring unit 20 each measure the current, the stop determination unit 11 measures the output current of its own unit at time t and past time (t-1). Calculate the rate of change in the value and the rate of change in the measured load current, respectively.

次に、停止判定部１１は、各測定値の比率の偏差εを以下の数式により計算する（ステップＳ２）。
ε＝（Ｐｔ／Ｐｔ－１）－（Ｌｔ／Ｌｔ－１）
更に、上記偏差εの絶対値｜ε｜が、所定のしきい値εｕを超えたか否かを判断する（ステップＳ３）。このステップＳ３の判断結果に応じて、停止判定部１１は他の電源ユニットＰＳＵ２が停止しているか、あるいは正常に運転されているかを判定する。 Next, the stop determination unit 11 calculates the deviation ε of the ratio of each measured value by the following formula (step S2).
ε = (P t / P t-1 )-(L t / L t-1 )
Further, it is determined whether or not the absolute value | ε | of the deviation ε exceeds a predetermined threshold value ε u (step S3). According to the determination result in step S3, the stop determination unit 11 determines whether the other power supply unit PSU2 is stopped or is operating normally.

以下では、ユニット測定値及び負荷測定値の変動に応じた停止判定部１１の判定動作を、上述した図２と、ユニット測定値及び負荷測定値の様々な変動パターンを示す図３を参照しつつ説明する。 In the following, the determination operation of the stop determination unit 11 according to the fluctuation of the unit measurement value and the load measurement value will be described with reference to FIG. 2 described above and FIG. 3 showing various fluctuation patterns of the unit measurement value and the load measurement value. explain.

図３（１）は、数式１のように、過去時刻（ｔ－１）から時刻ｔまで、自己のユニット測定値Ｐ（Ｐ１）及び負荷測定値Ｌがほとんど変化していない場合である。

Figure 0007035758000001
この場合には、他の電源ユニットＰＳＵ２は正常に運転されていると判定し、次のサンプリング時刻まで処理をホールドし、現時点の処理を終了する（ステップＳ３ＮＯ）。 FIG. 3 (1) is a case where the self-measured unit measurement value P (P 1 ) and the load measurement value L hardly change from the past time (t-1) to the time t, as in Equation 1.
Figure 0007035758000001
 In this case, it is determined that the other power supply unit PSU2 is operating normally, the processing is held until the next sampling time, and the current processing is terminated (step S3NO).

図３（２）は、数式２に示すように、過去時刻（ｔ－１）から時刻ｔの間に自己のユニット測定値Ｐ及び負荷測定値Ｌが何れも増加しているが、偏差εの絶対値｜ε｜がしきい値εｕを超えていない場合である。

Figure 0007035758000002
この場合には、負荷測定値Ｌの増加比率と自己のユニット測定値Ｐの増加比率との間に余り差がないため、他の電源ユニットＰＳＵ２は正常に運転されていると判定し、次のサンプリング時刻まで処理をホールドし、現時点の処理を終了する（ステップＳ３ＮＯ）。 In FIG. 3 (2), as shown in Equation 2, both the self-measured unit measurement value P and the load measurement value L increase between the past time (t-1) and the time t, but the deviation ε is large. This is the case where the absolute value | ε | does not exceed the threshold value ε u .
Figure 0007035758000002
 In this case, since there is not much difference between the increase ratio of the load measurement value L and the increase ratio of the own unit measurement value P, it is determined that the other power supply unit PSU2 is operating normally, and the following The process is held until the sampling time, and the current process is terminated (step S3NO).

図３（３）は、数式３に示すように、過去時刻（ｔ－１）から時刻ｔの間で、負荷測定値Ｌはほとんど変化していないのに対して自己のユニット測定値Ｐが増加しており、偏差εの絶対値｜ε｜がしきい値εｕを超えている場合である（ステップＳ３ＹＥＳ）。

Figure 0007035758000003
この場合、他の電源ユニットＰＳＵ２が停止した結果、それまで電源ユニットＰＳＵ２が分担していた出力を自己（電源ユニットＰＳＵ１）が補うために自己のユニット測定値Ｐが増加したと考えられる。よって、停止判定部１１は、電源ユニットＰＳＵ２が停止していると判定し、制御・監視部３０に停止判定信号ＳＢ１を送信する（ステップＳ４）。 In FIG. 3 (3), as shown in Equation 3, the load measured value L hardly changes between the past time (t-1) and the time t, but the own unit measured value P increases. This is the case where the absolute value | ε | of the deviation ε exceeds the threshold value ε u (step S3YES).
Figure 0007035758000003
 In this case, as a result of the other power supply unit PSU2 being stopped, it is considered that the self (power supply unit PSU1) compensates for the output previously shared by the power supply unit PSU2, so that the self-measured value P is increased. Therefore, the stop determination unit 11 determines that the power supply unit PSU2 is stopped, and transmits the stop determination signal SB1 to the control / monitoring unit 30 (step S4).

図３（４）は、数式４に示すように、過去時刻（ｔ－１）から時刻ｔの間で自己のユニット測定値Ｐ及び負荷測定値Ｌが何れも増加しており、絶対値｜ε｜がしきい値εｕを超えている場合である（ステップＳ３ＹＥＳ）。

Figure 0007035758000004
この場合は、図３（２）に比べて、自己のユニット測定値Ｐの増加比率が大きくなった結果、偏差εの絶対値｜ε｜がしきい値εｕを超えており、他の電源ユニットＰＳＵ２が停止したためにその分担出力を自己（電源ユニットＰＳＵ１）が補っていると考えられる。従って、停止判定部１１は、電源ユニットＰＳＵ２が停止していると判定し、制御・監視部３０に停止判定信号ＳＢ１を送信する（ステップＳ４）。 In FIG. 3 (4), as shown in Equation 4, both the self-measured unit measurement value P and the load measurement value L increase between the past time (t-1) and the time t, and the absolute value | ε | Is when the threshold value ε u is exceeded (step S3YES).
Figure 0007035758000004
 In this case, as a result of the increase rate of the self-measured value P being larger than that in FIG. 3 (2), the absolute value | ε | of the deviation ε exceeds the threshold value ε u , and other power supplies. It is considered that the self (power supply unit PSU1) supplements the shared output because the unit PSU2 has stopped. Therefore, the stop determination unit 11 determines that the power supply unit PSU2 is stopped, and transmits the stop determination signal SB1 to the control / monitoring unit 30 (step S4).

図３（５）は、数式５に示すように、過去時刻（ｔ－１）から時刻ｔの間で自己のユニット測定値Ｐ及び負荷測定値Ｌが何れも減少しているが、偏差εの絶対値｜ε｜がしきい値εｕを超えていない場合である。

Figure 0007035758000005
この場合には、負荷測定値Ｌの減少比率と自己のユニット測定値Ｐの減少比率との間に余り差がないため、他の電源ユニットＰＳＵ２は正常に運転されていると判定し、次のサンプリング時刻まで処理をホールドし、現時点の処理を終了する（ステップＳ３ＮＯ）。 In FIG. 3 (5), as shown in Equation 5, both the self-measured unit measurement value P and the load measurement value L decrease between the past time (t-1) and the time t, but the deviation ε is large. This is the case where the absolute value | ε | does not exceed the threshold value ε u .
Figure 0007035758000005
 In this case, since there is not much difference between the reduction ratio of the load measurement value L and the reduction ratio of the own unit measurement value P, it is determined that the other power supply unit PSU2 is operating normally, and the following The process is held until the sampling time, and the current process is terminated (step S3NO).

図３（６）は、数式６に示すように、過去時刻（ｔ－１）から時刻ｔの間で、負荷測定値Ｌはほとんど変化していないのに対して自己のユニット測定値Ｐが減少しており、偏差εの絶対値｜ε｜がしきい値εｕを超えている場合である（ステップＳ３ＹＥＳ）。

Figure 0007035758000006
この場合は、時刻ｔと過去時刻（ｔ－１）との間で他の電源ユニット、例えば電源ユニットＰＳＵ３が制御・監視部３０からの起動指令によって起動された結果、自己（電源ユニットＰＳＵ１）の分担出力が減少したと考えられるため、電源ユニットＰＳＵ２は正常に運転されていると判断することができる。
但し、絶対値｜ε｜がしきい値εｕを超えているため、ステップＳ３の判断結果はＹＥＳとなり、停止判定部１１は停止判定信号ＳＢ１を制御・監視部３０に送信する（ステップＳ４）。しかし、時刻ｔ以前には、他の電源ユニットＰＳＵ３に対して停止指令が送られていたはずであるから、図２における後述のステップＳ５の判断はＮＯとなり、結果的に、電源ユニットＰＳＵ２は停止しておらず正常に運転されていると判定される。 In FIG. 3 (6), as shown in Equation 6, the load measured value L hardly changes between the past time (t-1) and the time t, but the self-measured value P decreases. This is the case where the absolute value | ε | of the deviation ε exceeds the threshold value ε u (step S3YES).
Figure 0007035758000006
 In this case, as a result of another power supply unit, for example, the power supply unit PSU3 being activated by a start command from the control / monitoring unit 30 between the time t and the past time (t-1), the self (power supply unit PSU1) Since it is considered that the shared output has decreased, it can be determined that the power supply unit PSU2 is operating normally.
However, since the absolute value | ε | exceeds the threshold value ε u , the determination result in step S3 is YES, and the stop determination unit 11 transmits the stop determination signal SB1 to the control / monitoring unit 30 (step S4). ). However, since the stop command should have been sent to the other power supply unit PSU3 before the time t, the determination in step S5 described later in FIG. 2 is NO, and as a result, the power supply unit PSU2 is stopped. It is judged that it is operating normally without doing so.

図３（７）は、数式７に示すように、過去時刻（ｔ－１）から時刻ｔの間で、自己のユニット測定値Ｐ及び負荷測定値Ｌが何れも減少し、偏差εの絶対値｜ε｜がしきい値εｕを超えている場合である（ステップＳ３ＹＥＳ）。

Figure 0007035758000007
この場合は、図３（５）と比べると、負荷測定値Ｌの減少比率に対して自己のユニット測定値Ｐの減少比率が小さくなっており、他の電源ユニットＰＳＵ２が停止したことにより自己のユニット測定値Ｐの減少（分担出力の減少）が抑制されたと考えられる。
従って、停止判定部１１は、他の電源ユニットＰＳＵ２が停止していると判定し、制御・監視部３０に停止判定信号ＳＢ１を送信する（ステップＳ４）。 In FIG. 3 (7), as shown in Equation 7, both the self-measured unit measurement value P and the load measurement value L decrease between the past time (t-1) and the time t, and the absolute value of the deviation ε is shown. This is the case where | ε | exceeds the threshold value ε u (step S3YES).
Figure 0007035758000007
 In this case, as compared with FIG. 3 (5), the decrease ratio of the own unit measured value P is smaller than the decrease ratio of the load measured value L, and the other power supply unit PSU2 is stopped, so that the own unit is used. It is considered that the decrease in the unit measured value P (decrease in the shared output) was suppressed.
Therefore, the stop determination unit 11 determines that the other power supply unit PSU2 is stopped, and transmits the stop determination signal SB1 to the control / monitoring unit 30 (step S4).

図３（８）は、数式８に示すように、過去時刻（ｔ－１）から時刻ｔの間で、負荷測定値Ｌが減少しているのに対して自己のユニット測定値Ｐが増加し、絶対値｜ε｜がしきい値εｕを超えている場合である（ステップＳ３ＹＥＳ）。

Figure 0007035758000008
この場合は、他の電源ユニットＰＳＵ２が停止した結果、電源ユニットＰＳＵ２がそれまで分担していた出力を自己（電源ユニットＰＳＵ１）が補うために自己のユニット測定値Ｐが増加したと考えられる。よって、停止判定部１１は、電源ユニットＰＳＵ２が停止していると判定し、制御・監視部３０に停止判定信号ＳＢ１を送信する（ステップＳ４）。 In FIG. 3 (8), as shown in Equation 8, between the past time (t-1) and the time t, the load measured value L decreases, while the self-measured value P increases. , Absolute value | ε | exceeds the threshold value ε u (step S3YES).
Figure 0007035758000008
 In this case, it is considered that as a result of the other power supply unit PSU2 being stopped, the self (power supply unit PSU1) compensates for the output shared by the power supply unit PSU2 until then, and the self-measured value P is increased. Therefore, the stop determination unit 11 determines that the power supply unit PSU2 is stopped, and transmits the stop determination signal SB1 to the control / monitoring unit 30 (step S4).

図２のフローチャートにおいて、制御・監視部３０は、他の電源ユニットＰＳＵ２に対して時刻ｔに停止指令を送信していないにも関わらず、電源ユニットＰＳＵ１から、前述した図３（６）のケースを除く停止判定信号ＳＢ１を受信した場合（ステップＳ５ＹＥＳ）、その停止判定信号ＳＢ１は電源ユニットＰＳＵ２の故障に起因した停止によるものと判定する（ステップＳ６）。
すなわち、図３に示したような各種の変動パターンは通常の起動停止時にも生じ得るが、何れかの電源ユニットに対して停止指令を送信していないにも関わらず、図３（３），（４），……等の変動パターンが発生して電源ユニットＰＳＵ１から停止判定信号ＳＢ１を受信した場合には、電源ユニットＰＳＵ２が故障により停止したことを検出するものである。 In the flowchart of FIG. 2, although the control / monitoring unit 30 has not transmitted the stop command to the other power supply unit PSU2 at time t, the power supply unit PSU1 has the case of FIG. 3 (6) described above. When the stop determination signal SB1 excluding the above is received (step S5YES ), it is determined that the stop determination signal SB1 is due to the stop caused by the failure of the power supply unit PSU2 (step S6).
That is, various fluctuation patterns as shown in FIG. 3 can occur even at the time of normal start / stop, but even though the stop command is not transmitted to any of the power supply units, FIG. 3 (3), (4) When the stop determination signal SB1 is received from the power supply unit PSU1 due to a fluctuation pattern such as, ..., It is detected that the power supply unit PSU2 has stopped due to a failure.

制御・監視部３０は、停止判定信号ＳＢ１により電源ユニットＰＳＵ２の故障による停止を検出したら、他の停止状態にある電源ユニット、例えば電源ユニットＰＳＵ３に対する起動指令ＳＡ３を生成して電源ユニットＰＳＵ３に送信すると共に、電源ユニットＰＳＵ２の故障を通報するためのアラームを発生する等の処理を実行する（ステップＳ６）。 When the control / monitoring unit 30 detects a stop due to a failure of the power supply unit PSU2 by the stop determination signal SB1, it generates a start command SA3 for another power supply unit in the stopped state, for example, the power supply unit PSU3, to the power supply unit PSU3. At the same time as transmitting, processing such as generating an alarm for notifying the failure of the power supply unit PSU2 is executed (step S6).

なお、制御・監視部３０が、時刻ｔに停止指令を送信していないにも関わらず何れかの電源ユニットから停止判定信号を受信した場合には、もともと停止していた健全な全ての電源ユニットに起動指令を送信してこれらを起動することが望ましい。また、健全な電源ユニットが既に全台運転中である場合には、予備の電源ユニットを更に起動するようにしても良い。 If the control / monitoring unit 30 receives a stop determination signal from any power supply unit even though the stop command has not been transmitted at time t, all sound power supply units that were originally stopped have been stopped. It is desirable to send activation commands to and activate them. Further, when all the sound power supply units are already in operation, the spare power supply unit may be further started.

以上のように、本実施形態によれば、ある電源ユニットが故障により停止した場合でも、制御・監視部３０は他の健全な電源ユニットからの停止判定信号に基づいて異常を検出可能であるため、その後に健全な電源ユニットを起動させてバックアップ運転を行う等の処理を講じることができる。これにより、運転中の健全な電源ユニットが過負荷になるおそれがなく、電源システムの安全かつ継続的な運転を維持することができる。また、制御・監視部３０からアラームを出力してユーザに保守・点検作業を促すことも可能である。 As described above, according to the present embodiment, even if a certain power supply unit is stopped due to a failure, the control / monitoring unit 30 can detect an abnormality based on a stop determination signal from another sound power supply unit. After that, it is possible to take measures such as starting a sound power supply unit and performing a backup operation. As a result, the sound power supply unit during operation is not likely to be overloaded, and the safe and continuous operation of the power supply system can be maintained. It is also possible to output an alarm from the control / monitoring unit 30 to urge the user to perform maintenance / inspection work.

次に、図４は、ある電源ユニットの停止により運転台数が減少した時のユニット測定値、負荷測定値等を示す図である。この図４において、Ｎは電源システムが有する電源ユニットの全台数であり、２以上の自然数である。 Next, FIG. 4 is a diagram showing unit measured values, load measured values, and the like when the number of operating units decreases due to the stoppage of a certain power supply unit. In FIG. 4, N is the total number of power supply units of the power supply system, which is a natural number of 2 or more.

Ｎ台の電源ユニットが負荷電力を均等に分担している状態で、時刻（ｔ－１）と時刻ｔとの間で１台の電源ユニットが停止し、時刻ｔでは運転中の電源ユニットが（Ｎ－１）台に減少したと仮定する。この場合、時刻（ｔ－１），ｔにおけるユニット測定値Ｐ及び負荷測定値Ｌは、負荷測定値Ｌｔ－１，Ｌｔ及び全台数Ｎの関数としてそれぞれ表すことができ、ユニット測定値Ｐの変化の比率（Ｐｔ／Ｐｔ－１）と負荷測定値Ｌの変化の比率（Ｌｔ／Ｌｔ－１）との偏差εは（Ｌｔ／Ｌｔ－１）・｛１／（Ｎ－１）｝となるから、前述した数式１～８の停止判定に用いるしきい値εｕは数式９により設定すれば良い。
［数式９］
εｕ＝（Ｌｔ／Ｌｔ－１）・｛１／（Ｎ－１）｝ With N power supply units sharing the load power evenly, one power supply unit stops between time (t-1) and time t, and at time t, the operating power supply unit ( N-1) It is assumed that the number has decreased to the level. In this case, the unit measured value P and the load measured value L at time (t-1) and t can be expressed as functions of the load measured values L t-1 , L t and the total number N, respectively, and the unit measured value P. The deviation ε between the rate of change of (P t / P t-1 ) and the rate of change of the load measurement value L (L t / L t-1 ) is (L t / L t-1 ) · {1 / ( Since N-1)}, the threshold value ε u used for the stop determination of the above-mentioned equations 1 to 8 may be set by the equation 9.
[Formula 9]
ε u = (L t / L t-1 ) · {1 / (N-1)}

本発明は、複数台のスイッチング電源が並列接続された電源システムや、無停電電源装置の直流電源部を構成する電源システムとして利用することができる。 The present invention can be used as a power supply system in which a plurality of switching power supplies are connected in parallel, or as a power supply system constituting a DC power supply unit of an uninterruptible power supply.

１１，１２，１３： 停止判定部
２０： 負荷測定部
２１，２２，２３：ユニット出力測定部
３０：制御・監視部
４１：三相電力系統
４２：変圧器
５０：負荷
ＰＳ：電源システム
ＰＳＵ１，ＰＳＵ２，ＰＳＵ３：電源ユニット 11, 12, 13: Stop determination unit 20: Load measurement unit 21, 22, 23: Unit output measurement unit 30: Control / monitoring unit 41: Three-phase power system 42: Transformer 50: Load PS: Power supply system PSU1, PSU2 , PSU3: Power supply unit

Claims (7)

互いに並列に接続された複数台の電源ユニットにより負荷に電力を供給する電源システムであって、各電源ユニットに対する起動停止指令を送信可能な制御・監視部を備えた電源システムにおいて、
前記電源ユニットは、前記電源システム内の他の電源ユニットの停止を判定する停止判定部をそれぞれ備え、
前記停止判定部は、
自己の電源ユニットの出力を測定したユニット測定値と、前記複数台の電源ユニットによる前記負荷への供給電力を測定した負荷測定値と、を用いて、所定時間内に変化した前記ユニット測定値の比率と前記負荷測定値の比率との偏差を演算し、前記偏差が所定のしきい値を超えた場合に前記他の電源ユニットが停止していることを判定して停止判定信号を前記制御・監視部に送信することを特徴とする電源システム。 In a power supply system in which power is supplied to a load by a plurality of power supply units connected in parallel to each other and equipped with a control / monitoring unit capable of transmitting a start / stop command to each power supply unit.
Each of the power supply units includes a stop determination unit for determining the stoppage of another power supply unit in the power supply system.
The stop determination unit is
Using the unit measurement value obtained by measuring the output of its own power supply unit and the load measurement value measuring the power supplied to the load by the plurality of power supply units, the unit measurement value changed within a predetermined time. The deviation between the ratio and the ratio of the load measurement value is calculated, and when the deviation exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the other power supply unit is stopped, and the stop determination signal is controlled. A power supply system characterized by transmitting to a monitoring unit. 請求項１に記載した電源システムにおいて、
前記他の電源ユニットに対して停止指令を送信していないにも関わらず前記停止判定信号を受信した前記制御・監視部は、前記電源システム内の起動可能な電源ユニットに対して起動指令を送信することを特徴とする電源システム。 In the power supply system according to claim 1,
The control / monitoring unit that received the stop determination signal even though the stop command was not transmitted to the other power supply unit transmits the start command to the startable power supply unit in the power supply system. A power supply system characterized by doing. 請求項２に記載した電源システムにおいて、
前記停止判定信号を受信した前記制御・監視部は、前記他の電源ユニットを除く全ての電源ユニットに対して起動指令を送信することを特徴とする電源システム。 In the power supply system according to claim 2,
A power supply system characterized in that the control / monitoring unit that has received the stop determination signal transmits a start command to all power supply units except the other power supply units. 請求項２または３に記載した電源システムにおいて、
前記停止判定信号を受信した前記制御・監視部は、前記他の電源ユニットが故障により停止していることを検出してアラームを発生することを特徴とする電源システム。 In the power supply system according to claim 2 or 3.
The control / monitoring unit that has received the stop determination signal detects that the other power supply unit has stopped due to a failure and generates an alarm. 請求項１～４の何れか１項に記載した記載した電源システムにおいて、
前記しきい値を、前記所定時間内に変化した前記負荷測定値の比率と前記電源システム内の電源ユニットの全台数とに基づいて設定することを特徴とする電源システム。 In the power supply system according to any one of claims 1 to 4, the power supply system is described.
A power supply system characterized in that the threshold value is set based on the ratio of the load measurement values changed within the predetermined time and the total number of power supply units in the power supply system. 請求項１～５の何れか１項に記載した記載した電源システムにおいて、
前記ユニット測定値及び前記負荷測定値が電力または電流であることを特徴とする電源システム。 In the power supply system according to any one of claims 1 to 5, the power supply system is described.
A power supply system, wherein the unit measurement value and the load measurement value are electric power or current. 請求項１～６の何れか１項に記載した記載した電源システムにおいて、
前記電源ユニットが交流／直流変換を行う電力変換器であることを特徴とする電源システム。 In the power supply system according to any one of claims 1 to 6, the power supply system is described.
A power supply system characterized in that the power supply unit is a power converter that performs AC / DC conversion.
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