JPH0274124A - 電力貯蔵電池の交直変換装置 - Google Patents
電力貯蔵電池の交直変換装置Info
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- JPH0274124A JPH0274124A JP63223976A JP22397688A JPH0274124A JP H0274124 A JPH0274124 A JP H0274124A JP 63223976 A JP63223976 A JP 63223976A JP 22397688 A JP22397688 A JP 22397688A JP H0274124 A JPH0274124 A JP H0274124A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- ZRXYMHTYEQQBLN-UHFFFAOYSA-N [Br].[Zn] Chemical compound [Br].[Zn] ZRXYMHTYEQQBLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、完全放電が必要な電力貯蔵電池の交直変換装
置に関する。
置に関する。
Ｂ 、発明の概要
本発明は、電力貯蔵電池と系統電源との間で電力融通を
行わせる交直変換装置において、電力融通のための電池
の充放電及び完全放電のための電池の充放電を１台の変
換装置で行えるようにすることにより、 装置の小型化、コストダウンを図ることができるように
したものである。
行わせる交直変換装置において、電力融通のための電池
の充放電及び完全放電のための電池の充放電を１台の変
換装置で行えるようにすることにより、 装置の小型化、コストダウンを図ることができるように
したものである。
Ｃ１従来の技術
電力貯蔵電池による負荷平準化やピークカットシステム
に用いる交直変換装置は、近年の自己消弧形電力用半導
体素子の高耐圧・大電流化の進歩に伴い、素子転流自動
式電圧型が一般的になっている。その基本構成を第２図
に示す。
に用いる交直変換装置は、近年の自己消弧形電力用半導
体素子の高耐圧・大電流化の進歩に伴い、素子転流自動
式電圧型が一般的になっている。その基本構成を第２図
に示す。
同図において、自励式電圧型交直変換装置Ｉは、ＧＴＯ
サイリスクとフライホイールダイオードの逆並列アーム
をブリッジ接続した主回路構成にされ、直流側が電力貯
蔵電池２に接続され、交流側が連系リアクトル３を介し
て系統電源４に接続される。
サイリスクとフライホイールダイオードの逆並列アーム
をブリッジ接続した主回路構成にされ、直流側が電力貯
蔵電池２に接続され、交流側が連系リアクトル３を介し
て系統電源４に接続される。
この構成において、交直変換装置Ｉは交流側出力端Ａの
基本波電圧の波高値・位相を系統電圧に対してわずかに
変える制御により、連系リアクトル３を通して流れる電
流の波高値・位相を任意に変える。従って、電池２の充
放Ｔｉ電力制御に加えて調相装置としての進相・遅相の
無効電力制御も可能とする。
基本波電圧の波高値・位相を系統電圧に対してわずかに
変える制御により、連系リアクトル３を通して流れる電
流の波高値・位相を任意に変える。従って、電池２の充
放Ｔｉ電力制御に加えて調相装置としての進相・遅相の
無効電力制御も可能とする。
Ｄ８発明が解決しようとする課題
従来の交直変換装置において、直流電源になる電力貯蔵
電池には鉛電池のように過放電によって電池電圧が低下
し過ぎると寿命を著しく縮めるために、充放電終止電圧
の範囲内でしか使用できない電池がある。一方、亜鉛臭
素電池のように、ある一定の７ｒｉ池電圧電圧で充放電
を繰り返すと、電極面にデンドライトという突起物が生
成されて電池性能を劣化さける電池がある。
電池には鉛電池のように過放電によって電池電圧が低下
し過ぎると寿命を著しく縮めるために、充放電終止電圧
の範囲内でしか使用できない電池がある。一方、亜鉛臭
素電池のように、ある一定の７ｒｉ池電圧電圧で充放電
を繰り返すと、電極面にデンドライトという突起物が生
成されて電池性能を劣化さける電池がある。
このような電池ではデンドライトを除去するため、定期
的に電池電圧が零になるまで放電（完全数７ｒ１）を行
う。この完全放電が必要な電池を従来の交直変換装置の
直流ＴＬ源とする場合、電圧型になる交直変換装置では
動作原理上から直流側電圧がある値以下になると制御不
能になることから、電池を完全放電させかつ交直変換装
置が動作可能になる電圧まで充電する予備充電を行うた
めの装置を別途必要とする。このための装置として例え
ば他励式の電力変換装置があるが、何れにしてもこうし
た装置を必要としてンステム全体の大型化。
的に電池電圧が零になるまで放電（完全数７ｒ１）を行
う。この完全放電が必要な電池を従来の交直変換装置の
直流ＴＬ源とする場合、電圧型になる交直変換装置では
動作原理上から直流側電圧がある値以下になると制御不
能になることから、電池を完全放電させかつ交直変換装
置が動作可能になる電圧まで充電する予備充電を行うた
めの装置を別途必要とする。このための装置として例え
ば他励式の電力変換装置があるが、何れにしてもこうし
た装置を必要としてンステム全体の大型化。
コスト高になる問題があった。
本発明の目的は、完全放電が必要な電力貯蔵電池を直流
電源としながら装置の小型化、コストダウンを図ること
ができる交直変換装置を提供することにある。
電源としながら装置の小型化、コストダウンを図ること
ができる交直変換装置を提供することにある。
Ｅ８課題を解決するための手段と作用
本発明は、上記目的を達成するため、完全放電を必要と
する電力貯蔵電池と系統電源との間で電力融通を行わせ
る交直変換装置において、前記電池からの放電及び充電
を切換えかつ充放電電流を制御するチョッパ機能付き充
放電切換スイッチと、この切換スイッチと系統電源との
間に設けられ系統電源との位相差が制御されて交直変換
を行う自助式電流型交直変換器とを備え、直流電流の制
御により電池の通常の充放電を行い、直流電流又は位相
差の制御により電池の完全放電と予備充電を行い、さら
には有効電力、無効電力制御を行う。
する電力貯蔵電池と系統電源との間で電力融通を行わせ
る交直変換装置において、前記電池からの放電及び充電
を切換えかつ充放電電流を制御するチョッパ機能付き充
放電切換スイッチと、この切換スイッチと系統電源との
間に設けられ系統電源との位相差が制御されて交直変換
を行う自助式電流型交直変換器とを備え、直流電流の制
御により電池の通常の充放電を行い、直流電流又は位相
差の制御により電池の完全放電と予備充電を行い、さら
には有効電力、無効電力制御を行う。
Ｆ、実施例
第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図である。同
図において、電力貯蔵電池２にはチョッパ機能を持つ充
放電切換スイッチ５を介して自励式電流型交直変換器６
の直流側に接続される。切換スイッチ５はＧＴＯサイリ
スタＧｐ、Ｇ＊とダイオードＤ、、Ｄ、によって構成さ
れ、サイリスタＧｐ、Ｇ、の導通率制御によって電池２
から交直変換器６への放電電流及びその逆の充電電流を
制御する。交直変換器６は直流リアクトルＤＣＬとＧ゛
ｒＯサイリスタＧｕ、Ｇｖ、Ｇｗ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの
ブリッジ接続に構成され、系統電源４側への給電のため
のＤＣ−ＡＣ変換及び該系統電源側からの受電のための
ＡＣ−ＤＣ変換を行う。
図において、電力貯蔵電池２にはチョッパ機能を持つ充
放電切換スイッチ５を介して自励式電流型交直変換器６
の直流側に接続される。切換スイッチ５はＧＴＯサイリ
スタＧｐ、Ｇ＊とダイオードＤ、、Ｄ、によって構成さ
れ、サイリスタＧｐ、Ｇ、の導通率制御によって電池２
から交直変換器６への放電電流及びその逆の充電電流を
制御する。交直変換器６は直流リアクトルＤＣＬとＧ゛
ｒＯサイリスタＧｕ、Ｇｖ、Ｇｗ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの
ブリッジ接続に構成され、系統電源４側への給電のため
のＤＣ−ＡＣ変換及び該系統電源側からの受電のための
ＡＣ−ＤＣ変換を行う。
これら切換スイッチ５及び交直変換器６の制御は制御装
置７によるゲート制御で行われ、切換スイッチ５には導
通率制御によって直流電源１ｏｃの制御を、交直変換器
６には位相角制御によって順・逆両方向運転制御を行う
。
置７によるゲート制御で行われ、切換スイッチ５には導
通率制御によって直流電源１ｏｃの制御を、交直変換器
６には位相角制御によって順・逆両方向運転制御を行う
。
このような構成により、切換スイッチ５と交直変換器６
は電池２の通常の充放電だけでなく、完全放電も行うと
共に無効電力制御も行う。また、切換スイッチ５を利用
して直流電流Ｉｎｃを任意の一定値にする制御機能を持
たせる。この制御によれば系統電源４と変換器６間に流
れる電流の基本枝分の実効値Ｉ□３と直流電流Ｉ。Ｃの
比（制御率）Ｍを １、にｓ／ Ｉ ｏｃ＝Ｍ 一定とする。また、電流制御をＰＷＭ制御とすることで
系統電源側に流れ込む電流の高調波成分を少なくする。
は電池２の通常の充放電だけでなく、完全放電も行うと
共に無効電力制御も行う。また、切換スイッチ５を利用
して直流電流Ｉｎｃを任意の一定値にする制御機能を持
たせる。この制御によれば系統電源４と変換器６間に流
れる電流の基本枝分の実効値Ｉ□３と直流電流Ｉ。Ｃの
比（制御率）Ｍを １、にｓ／ Ｉ ｏｃ＝Ｍ 一定とする。また、電流制御をＰＷＭ制御とすることで
系統電源側に流れ込む電流の高調波成分を少なくする。
また、変換器６からの電流の基本枝分と系統の相電圧と
の位相差φも制御する。この制御及び上述の電流制御に
より、シテスムが系統に供給する有効電力Ｐ及び無効電
力Ｑは、系統の相電圧の実効値Ｖ ＲＮＩＩとすると、
Ｐ ＝ ３ ＶＲ）＋１１ （Ｍ・Ｉ Ｄｃ） ｃｏｓ
φＱ ＝ ３ Ｖ ＊ｗｓ （Ｍ ・Ｉ Ｄｃ） ｓｉ
ｎφとなり、直流電流１ｏｃの制御と位相差φの制御９
０゛〈φ〈９０°で放電 ９０°くφ〈２７０° （＝−９０°）で充電を行うこ
とにより、任意のＰ、Ｑ制御が可能となる。
の位相差φも制御する。この制御及び上述の電流制御に
より、シテスムが系統に供給する有効電力Ｐ及び無効電
力Ｑは、系統の相電圧の実効値Ｖ ＲＮＩＩとすると、
Ｐ ＝ ３ ＶＲ）＋１１ （Ｍ・Ｉ Ｄｃ） ｃｏｓ
φＱ ＝ ３ Ｖ ＊ｗｓ （Ｍ ・Ｉ Ｄｃ） ｓｉ
ｎφとなり、直流電流１ｏｃの制御と位相差φの制御９
０゛〈φ〈９０°で放電 ９０°くφ〈２７０° （＝−９０°）で充電を行うこ
とにより、任意のＰ、Ｑ制御が可能となる。
以ド、充放電時の【。Ｃの制御方法について述べる。
［放電時］ 変換装置は第１図中のＥｎｃが、Ｅｒ＋ｃ
＞０でかつＥ ａ ＞ Ｅｏゎになるように制御するこ
とにより、サイリスタＧｓ連続オンとし、サイリスタＧ
ｐをＰＷＭまたはＰＰＭ（パルス幅を一定にして、その
周期を制御する）制御、あるいはそれらを併用した制御
により、Ｉｏｃを一定に制御することができる。すなわ
ち、ＧｐがオンのときＩｎｃは電池２の陽極→Ｇ ｐ→
ＤＣＬ→ブリッジ→Ｇ、→電池の陰極と流れるからＩｏ
ｃの変化分Δ１ｒｌｃは近似的に次式のように表せる。
＞０でかつＥ ａ ＞ Ｅｏゎになるように制御するこ
とにより、サイリスタＧｓ連続オンとし、サイリスタＧ
ｐをＰＷＭまたはＰＰＭ（パルス幅を一定にして、その
周期を制御する）制御、あるいはそれらを併用した制御
により、Ｉｏｃを一定に制御することができる。すなわ
ち、ＧｐがオンのときＩｎｃは電池２の陽極→Ｇ ｐ→
ＤＣＬ→ブリッジ→Ｇ、→電池の陰極と流れるからＩｏ
ｃの変化分Δ１ｒｌｃは近似的に次式のように表せる。
ΔＬはＧｐのオン時間
りはＤＣＬのインダクタンス値
ここでＥ ａ ＞ Ｅ ｏ ｃであるからΔＩｎｃは正
となってＩＤＣは増加する。
となってＩＤＣは増加する。
逆にサイリスタＧｐがオフのときはＩｏｃはＤＣＬ−ブ
リッジ−〇Ｎ−４−Ｄ、→ＤＣＬと循環（ＧイとＤｌは
フライホイールダイオードとしての動作をする）して流
れるからＩ。Ｃの変化分ΔＩＤＣは近似的に次式のよう
に表せる。
リッジ−〇Ｎ−４−Ｄ、→ＤＣＬと循環（ＧイとＤｌは
フライホイールダイオードとしての動作をする）して流
れるからＩ。Ｃの変化分ΔＩＤＣは近似的に次式のよう
に表せる。
ここでＥｏｃ＞０であるからΔＩｏｃは負となってＩｐ
ｃは減少する。したがってｃｐのオン・オフの繰り返し
でＩＤＣが制御できることが分かる。
ｃは減少する。したがってｃｐのオン・オフの繰り返し
でＩＤＣが制御できることが分かる。
［充電時］ 変換装置は、Ｅｏｃ＜ＯでかっＥａ＞ＥＤ
Ｃｌになるように制御することにより、Ｇ。
Ｃｌになるように制御することにより、Ｇ。
連続オフとし、Ｇｐを上述したのと同じ制御になり、Ｉ
ｎｃを一定に制御する。すなわち、ＧｐがオフのときＩ
ｏｃは電池の陰極→Ｄ、→ＤＣＬ→ブリッジ−〇、−電
池の陽極と流れるから■。Ｃの変化分ΔＩＤＣは 近似的に次式のように表せる。
ｎｃを一定に制御する。すなわち、ＧｐがオフのときＩ
ｏｃは電池の陰極→Ｄ、→ＤＣＬ→ブリッジ−〇、−電
池の陽極と流れるから■。Ｃの変化分ΔＩＤＣは 近似的に次式のように表せる。
ここでＥｏｃ＜ＯでかっＥ ｅ＞ ｌ Ｅ ｎｃ ｌで
あるから、上式の分子は負となり電池を充電するが電池
電圧のため夏。Ｃを減少させることになる。Ｇｐがオン
のときＩＤＣはＤＣＩ、＝ブリッジ−０２−ＧＰ−ＤＣ
Ｌと流れるからＴｏｃの変化分ΔＴｏゎは近似的に次式
のように表せる。
あるから、上式の分子は負となり電池を充電するが電池
電圧のため夏。Ｃを減少させることになる。Ｇｐがオン
のときＩＤＣはＤＣＩ、＝ブリッジ−０２−ＧＰ−ＤＣ
Ｌと流れるからＴｏｃの変化分ΔＴｏゎは近似的に次式
のように表せる。
ここでＥｏｃ＜ＯであるからＩｎｃを増加させる。した
がってこの場合６Ｇ、のオン・オフの繰り返しで■。Ｃ
を自由に制御できることが分かる。
がってこの場合６Ｇ、のオン・オフの繰り返しで■。Ｃ
を自由に制御できることが分かる。
これまでの説明ではＧ９のオンオフ状態を一定にして、
ＧＰを制御するようにしたが、逆にしても同じである。
ＧＰを制御するようにしたが、逆にしても同じである。
［完全放電と予備充電１ この状態にあるときＥＩｌは
、０≦ＥＲ≦Ｅ６□、４範囲内にある。ここでＥＢ□８
は、変換装置の制御率Ｍを一定にした状態で、位相差φ
をＯｏおよび１８０° （すなわち、力率ｌで充放電）
に制御した時のＩＥｒ、ｃｌにほぼ等しい。したがって
、Ｅａが上記の範囲内にあるときはＰ、Ｑを任意に制御
することは出来なくなる。このときはφを徐々に９０°
または一９０゛にもっていくか、あるいは変換装置の制
御率Ｍを下げていくかすれば、ｌ Ｅ ＩＩ： ｌ→０
になって、前述の放電と充電とまったく同じ制御で完全
放電と予備充電が行えることになる。
、０≦ＥＲ≦Ｅ６□、４範囲内にある。ここでＥＢ□８
は、変換装置の制御率Ｍを一定にした状態で、位相差φ
をＯｏおよび１８０° （すなわち、力率ｌで充放電）
に制御した時のＩＥｒ、ｃｌにほぼ等しい。したがって
、Ｅａが上記の範囲内にあるときはＰ、Ｑを任意に制御
することは出来なくなる。このときはφを徐々に９０°
または一９０゛にもっていくか、あるいは変換装置の制
御率Ｍを下げていくかすれば、ｌ Ｅ ＩＩ： ｌ→０
になって、前述の放電と充電とまったく同じ制御で完全
放電と予備充電が行えることになる。
Ｇ８発明の効果
以−ヒのとおり、本発明によれば、チョッパ機能を持つ
充放電切換スイッチと自助式電流型交直変換器とを備え
、充放電電流制御と位相差制御によって電池の充放電に
加えて完全放電・予備充電を行わせるようにしたため、
電池の通常の充放電用と完全放電・予備充電用の２つの
装置によるシテスム構成に比べて装置の小型化、コスト
ダウンを図ることができる。しかも、機能的には有効電
力と無効電力の同時制御ができる。
充放電切換スイッチと自助式電流型交直変換器とを備え
、充放電電流制御と位相差制御によって電池の充放電に
加えて完全放電・予備充電を行わせるようにしたため、
電池の通常の充放電用と完全放電・予備充電用の２つの
装置によるシテスム構成に比べて装置の小型化、コスト
ダウンを図ることができる。しかも、機能的には有効電
力と無効電力の同時制御ができる。
第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図、第２Ｆｙ
Ｊは従来の交直変換装置の構成図である。 ２・・・電力貯蔵電池、４・・・系統電源、５・・・チ
ョッパ機能付き充放電切換スイッチ、６・・・交直変換
器、７・・・制御装置。
Ｊは従来の交直変換装置の構成図である。 ２・・・電力貯蔵電池、４・・・系統電源、５・・・チ
ョッパ機能付き充放電切換スイッチ、６・・・交直変換
器、７・・・制御装置。
Claims (1)
- （１）完全放電を必要とする電力貯蔵電池と系統電源と
の間で電力融通を行わせる交直変換装置において、前記
電池からの放電及び充電を切換えかつ充放電電流を制御
するチョッパ機能付き充放電切換スイッチと、この切換
スイッチと系統電源との間に設けられ系統電源との位相
差が制御されて交直変換を行う自励式電流型交直変換器
とを備えたことを特徴とする電力貯蔵電池の交直変換装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63223976A JPH07110111B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 電力貯蔵電池の交直変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63223976A JPH07110111B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 電力貯蔵電池の交直変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274124A true JPH0274124A (ja) | 1990-03-14 |
| JPH07110111B2 JPH07110111B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=16806625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63223976A Expired - Lifetime JPH07110111B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 電力貯蔵電池の交直変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07110111B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006042504A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Univ Of Ryukyus | 電流形インバータのｐｗｍ制御方法とｐｗｍ信号発生装置およびこれらを用いた電力貯蔵装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5239140A (en) * | 1975-09-22 | 1977-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | Non-interrupted powe source |
| JPS60124372A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-07-03 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 二次電池の運転方法 |
| JPS60160339A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | 株式会社明電舎 | 電力貯蔵装置 |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP63223976A patent/JPH07110111B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5239140A (en) * | 1975-09-22 | 1977-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | Non-interrupted powe source |
| JPS60124372A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-07-03 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 二次電池の運転方法 |
| JPS60160339A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | 株式会社明電舎 | 電力貯蔵装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006042504A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Univ Of Ryukyus | 電流形インバータのｐｗｍ制御方法とｐｗｍ信号発生装置およびこれらを用いた電力貯蔵装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07110111B2 (ja) | 1995-11-22 |
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