JPH11504797A - 交流や３相電流回路網におけるピークエネルギ需要を扱う方法及びその回路構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 交流及び３相電流回路網におけるピークエネルギ需要を扱う回路構成は、複数の消費体（１１）に接続される。消費体（１１）の少なくとも一部に、整流器（１５）を備えた予備電源が設けられ、整流器（１５）は蓄電池（１３）及び回路網（１４）によって給電される。ピーク需要が継続し、蓄電池（１４）で利用可能なエネルギが十分で予備電流供給を保証する限り、回路網（１４）による短期ピーク需要の間、各分散予備電源回路網（２３）からの蓄電池エネルギの一部が、回路網（１４）に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】 交流や３相電流回路網におけるピークエネルギ需要を扱う方法及びその回路構成 本発明は、請求の範囲第１項記載の前文による２相交流（以下、交流(alterna ting current)と称す）や３相電流回路網におけるエネルギピーク需要を扱う方 法と、請求の範囲第１５項の前文による交流や３相電流回路網におけるピークエ ネルギ需要を扱う回路構成とに関する。予備電源は、蓄電池から送られるDC回路 網によって実現される。 大きな電気ユーティリティは、電源システムにおける高速活性且つ非反応性の 電力保存を有効にするために、いわゆる１次調整予備力として全生産電力の少な くとも２．５％を保存する必要があることが周知である。 これは、通常、タービン動作モード「制御された可変圧（flexi-pressure）」 による熱生成ユニットによって生じる。このように、最大５％までの公称電力が 、必要な動的特性を伴う１次調整予備力として利用が維持される。 しかし、一方で、この動作方法は、効率の不利益につながる。他方で、価格の 好ましい１次エネルギ価格を備えた生産者ユニットは、平均５％の１次調整予備 力を維持するために、公称電力では動作しない。両者は、ともに電気エネルギを 利用するときの過剰の価格につながる。 さらに、例えば病院、安全照明システム、発電所、変電所、通信センタ、病院 、巨大建物内の劇場を操作する際に、例えば駆動電圧システム、遠隔通信システ ム、例えばコンピュータなどの中断フリー装置、特別緊急電源の予備電源に対し て電気貯蔵部において、整流器を備えた予備電源を使用することは周知である。 このために使用される工業用蓄電池やバッテリは、通常１０−２０年の寿命を有 するが、試験期間を含む全寿命期間の間におよそ５０回使用される。故に、かか る周知の予備電源は、高価な電気化学エネルギ貯蔵部の使用が欠けているが故に 最終的には不経済である。 最終的に、蓄電池設置の補助発電所も周知であり、蓄電池と蓄電池に必要な充 電装置とが設けられ、その蓄電池は整流器を介して需要の低い期間に充電され、 高い需要が存在するときに電気エネルギをインバータを介して取り付けられた回 路網に送る。これらの蓄電池設置の補助発電所は、揚げ水貯蔵発電所に匹敵する 。これらの補助発電所は、ピーク需要を供給するために特に利用可能であり、ま たは何の機能も持たない。 本発明の目的は、簡単且つ経済的な方法で交流や３相電流回路網に対するピー クエネルギ需要を、短時間の間に高速で利用可能とすることができる方法及び回 路構成を提供することである。 この目的を達成するために、請求の範囲第１項及び第１５項の特徴部分が定義 される。 故に、本発明の概念は、予備電源が電力回路網に接続され、各容量がピーク負 荷需要を満たすには不十分であるが、全容量がかなりの値を達成し、予備電源に 対するエネルギを利用可能とすることとは別に、短期間のピーク負荷需要を扱う エネルギを利用可能にする。 取り付けられた予備電源の少なくともかなりの部分の集中エネルギ容量は、短 期間に対して利用可能となり、新しい強化負荷需要に追いつく基本エネルギを利 用可能とする発電所に対して必要な期間をつなぐように機能する。 このように、発電所は、電力貯蔵部で動作する必要が無く、故に、発電所の動 作方法は、より経済的になる。 一方、短期間のかなりの過負荷容量を利用可能とするために、さらなる蓄電池 が必要とされなかったり、または、予備電源に設けられた蓄電池の数が、請求の 範囲第１３項や第２６項に基づいて数倍に増やされたりする。ここから、予備電 源も役立つ。このように、中心から制御されたグループによって、短期間のピー ク需要を満たすために、予備電源に既に存在したり追加された主または分散蓄電 池が使用される。このため、予備電力の補給源として実際の機能を満たすことの できる保存エネルギの断片が抽出されることを保証する注意を払う必要がある。 これは、いずれの場合も、請求の範囲第２項で本発明の方法が実施される時を 保証する。 本発明の結果として、ピークエネルギ需要は、請求の範 囲第３項によりミリ秒単位で利用可能になる。故に、本発明は、利用可能な２次 保存電力を作成することに特に適している。 請求の範囲第４項及び第５項に記載の本発明の実施は、予備電源に対するさら には回路網ピーク需要対応動作に対する蓄電池の同時使用に対して特に適してい る。蓄電池は高電流に対して限られた容量を有するので、予備電源用の蓄電池内 に十分なエネルギ保存が残る状況が、ピーク需要応対動作に対して必要な高電流 消費によって自動的に得られる。これは、ピーク負荷の満足とは対照的に、利用 できる。何となれば、予備電源に必要な電流は、少なく維持されて、蓄電池の容 量を完全に排除することができるからである。 蓄電池やバッテリの通常の特性は、ピーク負荷保存と予備電源とを同時に利用 可能にすることに特に適している。 ピーク負荷動作における電流抽出は、好ましくは、インバータの適切な構成の 結果として差し込まれ、故に、ピーク負荷需要に対するエネルギは、請求の範囲 第６項において利用可能となる。 動作の経済的且つ有効な方法を請求の範囲第７項に記載する。本実施例の基本 概念は、蓄電池の僅かな時間容量は、予備電力供給の間に単位時間毎に抽出され るが、ピーク需要応対の間、時間容量の１００％の大きさのオーダの電流が、短 期間の間に、同様に、例えば自動車の始動時に蓄電 池から取り出される。これは、ピーク需要応対の間、蓄電池の容量の限られた部 分がフリーであり、故に、予備電源に対して十分な容量が維持されるという効果 を呈する。 本発明は、少量の電流が長期間に亘って取られ、しかし、同時に理想的な方法 で減少した容量で過剰の高電流をあきらめて、ピーク需要エネルギを利用できる ようにするときに、全容量をあきらめることのできる蓄電池の特定の特性を利用 する。 問題の無い予備電源が危険にさらされるような程度に蓄電池の電圧が低下する レベルまでピーク負荷動作中に蓄電池からエネルギ抽出を実施するために、本発 明により、請求の範囲第８項乃至第１１項によりさらなる展開が設けられている 。さらなる展開の基本概念は、蓄電池の電圧はDC調整器によって保証されるとい う事実にあり、これは、特に昇圧セッタによって実現され、所望の公称電圧が、 予備電力負荷によって利用可能になる。このように、蓄電池の容量の一部が、ピ ーク需要を満たすために直接使用され、予備電源が危険にさらされない。概して 、DC調整装置を使用するとき蓄電池の容量のおよそ３０％が利用可能になってピ ーク需要を満たし、すなわち、秒や分の貯蔵が利用可能になる。何となれば、特 に予備電源蓄電池の数が本発明により若干増加したとき、残りの７０％が予備電 源用に十分となるからである。出力DC電圧を維持するための昇圧セッタの使用は 、蓄電池の電圧が低下するときでさえも、知 られているが、本発明により特定の機能を満足する。何となれば、DC調整がこの 期間に予備電源に対する一定DC電圧を利用可能にできなければ、ピーク需要動作 の間にもはや予備電源が保証されないからである。通常の予備電源によって、昇 圧セッタは、対照的に、１つのさらなる機能、すなわち蓄電池からエネルギ抽出 を延長できる機能を有し、これも、それらの無い状態で保証される。 DC調整装置は、通常最高許容最大電流を有するので、請求の範囲第１２項によ るさらなる実施例が、本発明により提供される。これは、短絡の場合に、十分な 電流が予備負荷側に順次流れ、例えば、予備負荷回路に存在するフューズが反応 できるようにしている。 請求の範囲第１３項による実施例は、高予備電力蓄電容量が変電所において既 に利用できるとともに、予備電力蓄電池の数を増やすために必要な空間が利用で きるという効果を有する。 請求の範囲第１５項及び第１６項に好ましい回路構成を見いだすことができる 。請求の範囲第１７項の構成に加えて、請求の範囲第１８項による２ウェイコン バータへの整流器及びインバータの組み合わせも好ましい。 本発明による回路構成は、とくに、請求の範囲第１９項及び第２０項によって 特徴付けられるようにネットワークにおいて使用される。 本発明の実施に対して特に重要なことは、請求の範囲第 ２１項乃至第２４項のさらなる実施例である。何となれば、蓄電池のより大なる 放電がピーク需要動作におけるDC調整装置によって可能になり、目的の公称電圧 での予備電源回路網の供給が強化されない。 請求の範囲第２３項の回路構成の実施例も、例えば予備電力負荷側での短絡の 場合、DC調整装置の最大電流以上の高電流の流れを許容する。 請求に範囲第２６項による本発明のさらなる展開も効果的である。何となれば 、このようにして、さらなる容量がネットワークにエネルギを戻すために利用可 能になるばかりではなく、予備電源ネットワークがより安全になる。何となれば 、増大した容量が、ネットワーク供給が遮断した場合に予備電源ネットワークの 効果を延長させるのみならず、ネットワークへのフィードバックの間に蓄電池の より重い放電を可能とする。予備電源に対して十分な蓄電池における十分なエネ ルギ保存の維持が危険にさらされなくなる。 本発明は、変電所において請求の範囲第２７項により特に有効に使用される。 かなりの蓄電池の容量が予備電源に対してさらにさらなる蓄電池の調整に対して 既に利用可能である。 本発明を、実施例に基づいて図面を参照しながら以下に説明する。 図１は、予備電源の有無に拘わらず消費体（consumer） が取り付けられた３相電流回路網を示し、予備電源が、本発明により電気エネル ギが有効であることを同時に保証し、このエネルギが回路網に戻されることを示 す回路構成図である。 図２は、変電所で使用される本発明の回路構成を示す回路構成図である。 図１において、複数の消費体１１，１２が変圧器２２を介して例えば２０kVの 電圧で３相電流中間電圧回路網（またはグリッド）１４に接続されている。そし て、２０kVの電圧は、回路網中心１９から２２０／３８０kV−１１０kV−２０kV 変電所を介して供給される。各変圧器２２は、低電圧３相電源回路網２６に４０ ０Vの電圧及び５０Hzの周波数を供給する。 消費体１１は、回路網２６に加えて予備電源回路２３を有するが、消費体１２ は、かかる予備電源は持たない。 消費体１１の予備電源回路網２３は、１組の蓄電池１３からなる。これらの蓄 電池は、直列に接続され、ある条件下では一部が並列に接続され、その出力電圧 は例えば２２０Vになる。蓄電池１３は、整流器１５を介して充電される。整流 器１５は、制御スイッチ１７を介して変圧器２２の出力部に、すなわち３相電源 ２６に接続される。このように、蓄電池は、完全に充電された状態に連続して維 持される。 本発明により、インバータ１６が、蓄電池１３のセットに整流器１５と並列に 接続され、制御スイッチ１７に切り 替わることによってまたは好ましくはスイッチレス制御によって３相電源２６に おいて破線で示す位置へと変わることによって、変圧器２２の２次側に接続され る。 制御装置１８は、予備電源と共に備えられた消費体１１の各々に設けられ、制 御ライン２４を介して特に蓄電池の出力電圧などの蓄電池１８のデータが送られ る。電荷平衡、電力平衡、仕事補償（work compensation）、障害操作（faulty handling）、実用寿命因子などのデータも、考慮することができる。さらに、制 御装置１８に、さらなる制御ライン２０を介して回路網中心１９からピーク需要 スイッチング信号が入力される。対応する制御信号が、好ましくは、マルチサー ビス制御システムの信号と同じ方法で回路網ラインを介して制御装置１８に送ら れ、故に、別の制御ライン２０が不要になる。システムを小さくすることによっ て、要求は、回路網中心に直接接続せずに生じることができる。制御装置は、例 えば年間の作業を測定し、この作業は、料金表に応じて仕切られて説明される。 動作能力は、オペレータの対象にあり、これは、料金表で説明される。 制御装置１８は、制御スイッチ１７を、実線で図面に示す位置、すなわち整流 器１５が回路網２６に接続される位置、または、インバータ１６が整流器１５の 替わりに回路網２６に接続される破線で示す位置のいずれかへと制御する。制御 装置１８は、このために、制御ライン２５を介して制御スイッチ１７に接続され ている。 整流器１５及びインバータ１６は、組み合わせられてツーウェイコンバータ２ １になる。このコンバータ２１は、整流器またはインバータとして制御ライン２ ５を介して選択的に切り替えることができる。 次に、上記回路の動作を説明する。 通常の動作では、制御スイッチ１７は、制御装置１８によって図面の実線に示 した状態にある。図面において、整流器１５は、３相電源回路網２６に接続され ている。この状態において、蓄電池１３は、充電されて、完全に充電された状態 に維持される。何となれば、通常の場合、予備電源回路網２３は、少しもエネル ギを消費しないからである。 今、ピーク需要が回路網１４において突然に生じた場合、次に、通常負荷分配 器である回路網中心１９は、予備電源回路網２３を備えた全ての消費体１１の制 御装置１８に適宜の信号を送る。次に、予備電源回路網２３は、スイッチ１７を 切り替えることによって３相回路網２６から整流器１５を切り離し、制御装置１ ８が対応する蓄電池１３の電荷の十分な状態を成立せしめている限り、その替わ りにインバータ１６のAC出力を３相電源回路網２６に接続する。 小なるシステムに対して、調整エネルギは、集中マルチステーション制御の無 い状態で回路網から直接徴用される。料金表が有効となる領域内でかかるシステ ムの公開を手配するために、私設オペレータは、管轄の電力会社と規模（dimens ioning）で同意しなければならない。これに関し て、自身の私設回路網の交流負荷のレベル及び２ウェイコンバータや同様な部品 のバッテリのサイズは、寸法の規則及び料金規定を判別する償還パラメータであ る。 特に、整流器１５及びインバータ１６が組み合わせられて電気制御２ウェイコ ンバータ２１になるとき、スイッチ１７のスイッチング手順は、ミリ秒単位で起 きるはずである。このように、数ミリ秒の間に、回路網１４に接続された全ての 予備電源回路網２３の蓄電池１３は、好ましくは２分から１０分の間に回路網１ ４にエネルギを集中して送ることができる。全体の構成は、第１実施例に応じて 寸法を決めることができる。第１実施例は、この時間内に、蓄電池１３に保存さ れたエネルギ量は最大２０％減少し、故に、予備電源が突然必要になった場合に 、これに対して十分なエネルギが利用できる。新しいシステムや既存のシステム の拡張により、保存されるエネルギの量は、２０％以上の例えば３０％の多量の エネルギが抽出されるように設計することもできる。予備エネルギ需要及び回路 網ピーク需要は、一緒に全保存エネルギを判別する。 例えば容量２００Ahの蓄電池システム１３が利用できる場合、次に、これは、 予備電源の場合に、例えば５時間に亘り５０kWhの大きさのオーダのエネルギを 供給することができる。 容量に相当する電流の僅か１０％、すなわち例えば２０Aが、１０時間の間に 予備電源の場合の蓄電池システムから 抽出される。 ピーク需要動作において、１０分間に抽出されたエネルギ量は、およそ８．５ kWhに達し、２分間の抽出では１．７kWhになり、２ウェイコンバータは５０kVA または１００kVAをそれぞれ供給する。最後に述べた事例においては、２ウェイ コンバータ２１は、温度制御されるべきである。 各消費体１１，１２の変圧器２２は、５００kVAの電力に少なくとも構成され ている。本発明の目的に対し、自身の使用に対して変圧器２２は、１０分間のイ ンバータ動作の間に電力制限を必要としないように寸法が決められている。 ２ウェイコンバータ２１は、２分間の間に公称電力の２．５倍の過負荷容量を 有する。回路網制御の２ウェイコンバータ２１が好ましくは使用され、特別な回 路網のモニタ及び調整を必要としない。回路網の給電線は、対応して順応されな ければならない。 蓄電池の構成のタイプに応じて、より高い過負荷容量が低い内部抵抗で利用可 能となる。低抵抗で優れた料金制（chargeability）、サイクル特性、例えば出 願人のOCSM技術を備えたシステムが好ましい。 制御装置１８は、蓄電池１３のkWh平衡を制御し、さらに制御ライン２７を介 して、２ウェイコンバータ２１の温度をモニタする。コンバータ２１に接して温 度センサ２８が温度のモニタのために装着され、センサ２８は制御ライン２７を 送る。さらに、制御装置１８は、有効な方法で制御 電圧レベルDC電圧、回路網周波数、回路網電圧、集中マルチステーション制御シ ステムを使用した蓄電池の状態、時間どおりの弱い負荷充電、補償充電などもモ ニタすべきである。 このように、本発明により、エネルギ保存及び調整システムは、中心及び分散 電力供給会社及び巨大顧客ネットワークに対して電気化学貯蔵所及びネットワー ク制御２ウェイコンバータ（ロータリコンバータ）と組み合わせて利用できる。 顧客ネットワークは、DC予備電源として今までに使用されてきた電気化学貯蔵所 に関する既存及び今後の全ての分散資源が、３相電源ネットワークにおける通常 の電源として短期間のエネルギ範囲で一緒に使用されることに特徴がある。当然 のステップとして、エネルギ保存及び調整システムは、ネットワーク制御２ウェ イコンバータと共に設けられ、位相調和、移相、高速保存、ピーク負荷補償、日 中貯蔵所としての弱負荷開発からなる適用分野は、分散小システムに含むことが できる。 本発明は、約１０分間電力で整流器２ウェイコンバータの代わりをすることに よって既存のシステムで使用でき、蓄電池のサイズに応じて大きさが決められる 。新しいシステムにおいて、蓄電池及び２ウェイコンバータは、利用可能な空間 環境及び既存の可能性を十分に開拓するために、変圧器の既存のサイズに応じて 寸法を決めることを進める。 このように、リモート情報やリモート制御により蓄電池 がバランスを取る周波数電圧調整による２ウェイコンバータの使用は、既存の施 設や新しい施設の両方で起こすことができる。 本発明によって達成された効果を、以下に示す。 ・調整速度の改善とそれに伴う調整電力の減少 ・弱負荷開発による既存の調整システムの主たるエネルギの使用の改善 ・実際に必要な性能に整合した投資におけるステップ状の処理の改善 ・分散構成及び分布関係事前条件のより経済的な開発の改善 ・既存のエネルギ保存可能性の開発及び効率の改善 ・分散使用を介したピーク負荷輸送及び調整輸送の回避による電力の輸送路の改 善 ・ピーク負荷及び日夜貯蔵部に対する巨大システムの使用に対して経済的ではあ るが小なるシステムを介したさらなる展開活動によるシステム部品の改善 このように、本発明の特定の効果は、ピーク負荷需要は、多量のエネルギを送 ることによって中心位置から利用できるようにする必要はなく、むしろ多数の分 散小システムによって利用できるようになる。これは、少量のエネルギを回路網 に送るが、回路網全体に対して比較的均一に供給する。 このようにして、ピーク需要時の給電の抵抗損失は低減 される。 図１に、消費体１１，１２の構成を１つだけ詳細に示す。参照符号１１，１２ で示した破線の円は、図面左側上部で詳細に示したものと同一の構成を表す。 図２において、図１と同一の参照符号は、図１に示す部品に相当する部品を示 す。 図２において、回路網中心１９を有する発電所３５は、２２０／３８０kVの３ 相電源回路網に給電する。２２０／３８０kVの３相電源回路網は、所定間隔で変 電所３６と変圧器３２とを有する。変圧器は、高電圧を変圧して１１０kVに低下 せしめる。次に、１１０kV電圧は、同じ変電所３６（図２の左側に図示）におい て、または変圧器３２に設けられた３次巻回部３３やさらなる変圧システム３３ ’を介して局所回路網（図２の右側に図示）の始点の局所変電所３６’において 、２０kVにまで下げられる。３次巻回部３３や変圧器３３’の出力は、３相中間 電圧回路網１４に印加され、その電圧は変圧器２２によって３×４００Vにまで 下げられ、消費体１１を含む３相電源回路網２６に供給される。３相電源回路網 は、必要に応じてさらなる蓄電池容量によって強化される予備電源に接続するた めに設計された変電所３６，３６’内に配置される。 図１の実施例において、低電圧３相電源回路網２６は、特に半導体スイッチな どの制御スイッチ１７を介して整流器１５やインバータ１６に接続されている。 整流器１５や インバータ１６は、蓄電池１３に接続されている。図２において、発電所３５か ら蓄電池１３までの線の単極表示は、簡略化のために選択されたが、正及び負の 線が、蓄電池１３に関して概略的に再生される。 制御装置１８は、再び蓄電池１３から制御ライン２４を介してデータを受け取 り、回路網中心１９からの信号を制御ライン２０を介して制御し、受信信号から 制御スイッチ１７に対して制御信号を形成する。制御信号は、制御ライン２５を 介して制御スイッチ１７に印加される。 図２において、２つの予備電源負荷３１がフューズ３４を介して予備電源回路 網２３に接続されている。 図１の回路を補足すると、図２の予備電源回路網２３は、蓄電池１３と予備電 源負荷３１との間に、昇圧セッタ（step-up setter）２９の形を取るDC電圧調整 装置を有し、ダイオード３０などの順方向に接続された整流器が昇圧セッタ２９ と並列に接続されている。昇圧セッタ２９は、蓄電池１３の全充電電圧やそれを 数パーセント上回る電圧に相当する電圧を、例えば２２０Ｖ及び１８０Ｖの所定 範囲内に蓄電池１３の電圧が低下する値とは独立に、出力部で供給する。このよ うに、予備電力負荷３１に、蓄電池の電圧が低下したときに、必要な公称電圧が 供給される。これは、ピーク需要を満たす蓄電池のエネルギを抽出するとき、特 に重要である。 昇圧セッタ２９に並列に接続されたダイオード３０は、 短絡が予備電力負荷側で生じたときに、昇圧セッタ２９の最大電流量を超える電 流が流れるという目的を有する。これは、例えば、予備電力負荷３１の電流回路 に設けられたフューズ３４が反応して特に熔けたことを保証するために必要であ る。 昇圧セッタ２９は、出力部での電圧が入力部でのものよりも若干上になるよう に制御されたり動作され、故に昇圧セッタ２９が最大電流よりも低い動作電流を 供給する限りダイオード３０には電流が流れない。最大電流が得られたとき、昇 圧セッタ２９の入力側は、出力側の電圧よりも若干上になる。故に、電流がダイ オード３０を介して流れ、その量は、特にヒューズ３４が反応するほど多い。 図２により、２２０／３８０kV変電所３６や局所１１０kV変電所３６’の予備 電力源が、本発明の目的に対して使用される。建物の分担、２０kVスイッチング システム、２０kV/４００V変圧器、４００Vスイッチングシステム及び全範囲に 対するDC分布などの既存のシステムに広く向けることができ、さらにインバータ １６及びスイッチング制御部品１７，１８をインストールすることだけが必要に なるという効果を有する。さらに、蓄電池は最初から比較的高容量を既に有する という効果も存在する。かかる変電所３６，３６’のバッテリチャンバは、さら なる蓄電池容量の収納に対して十分な空間を有するので、例えば、バッテリチャ ンバに３００Ahの蓄電池容量の代わりに、１７４０Ahの蓄 電池容量が収容されるとき、有効である。これは、高エネルギフィードバック容 量を利用可能とするのみならず、予備電源の実質的な改善をも示している。何と なれば、後者は、故障した場合により長く動作されるからである。さらに、蓄電 池１３のより重い放電が回路網ピーク需要動作において生じることができる。何 となれば、この場合、残留容量は、特に昇圧セッタ２９と協動して予備電源回路 網２３の十分な供給に未だ適しているからである。 ２２０／３８０kV変電所に対して、役１５分間の高速電力保存がこのようにし て利用可能になる。通常の回路網において、１０−３０、特に２０の大型変電所 ３６が、使用される蓄電池１３によって十分な電力保存を利用可能にするために 利用される。このように、１変電所当たり約５００kWの回路網保存が、利用可能 になり、これは、２０大型変電所に一緒に接続したとき、約１０MWの高速保存に 相当する。 １変電所当たり２００kWまでの小電力も、小変電所３６’において同様な方法 で実施される。 本発明により、整流器１５は、フィードバックの間にインバータ１６を介して 回路網へ切り替えスイッチによって切り替えられる。最大５０Vの電圧低下が蓄 電池１３で生じたとき、本発明において使用される昇圧セッタ２９は、２２０V の公称電圧の予備電力負荷３１への供給を保証することを継続する。 本発明の実施の可能性は、回路網が支援用のエネルギを徴収するとき、負荷分 配器への制御ライン（図１の２０）の無い状態でさえも自動的に生じる蓄電池の エネルギ保存に存在する。適切な測定が、理論上存在する、蓄電池のサイズに依 存した基本料金や可能性を介して、利用可能になる作業や、料金の計算を目的と する年間のバランスを判別する。 参照符号表 11 予備電源を備えた消費体 12 予備電源の無い消費体 13 蓄電池 14 回路網 15 整流器 16 インバータ 17 制御スイッチ 18 制御装置 19 回路網中心 20 制御ライン 21 ２ウェイコンバータ 22 変圧器 23 予備電源回路網 24 制御ライン 25 制御ライン 26 ３相電源回路網 27 制御ライン 28 温度センサ 29 DC電圧調整装置（昇圧セッタ） 30 整流装置（ダイオード） 31 予備電力負荷 32 変圧器 33 ３次巻回部 33' 変圧器 34 フューズ 35 発電所 36 変電所 36' 変電所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の消費体（１１，１２）を有するACまたは３相電流回路網におけるピー クエネルギ需要を扱う方法であって、 消費体の少なくとも一部（１１）に蓄電池（１３）と回路網（１４）から給電 される整流器（１５）を有する予備電源とが設けられ、 回路網（１４）の短期ピーク需要に対して、ピーク需要が存在するとともに予 備電源に対して十分なエネルギが蓄電池（１３）において利用できる間は、エネ ルギの一部が各分散予備電源回路網（２３）の蓄電池から回路網（１４）にイン バータ（１６）を介して送られることを特徴とする方法。 ２．多量のエネルギが蓄電池（１３）から取られて、予備電源回路網のエネルギ 量が５０％、好ましくは３０〜４０％、特に２０％低下するという回路網（１４ ）のピーク需要を扱うことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．予備電源回路網（２３）のエネルギはミリ秒単位で利用可能になることを特 徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４．ピーク負荷供給動作において、電流は蓄電池（１３）から取られ、蓄電池（ １３）が容量の一部をあきらめながらもインバータ（１６）の動作に対して十分 な電圧を維持するほどに高いことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第 ３項に記載の方法。 ５．前記容量の一部は、１０−５０％に、好ましくは２０−４０％に、特におよ そ３０％に達することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。 ６．蓄電池（１３）からのエネルギは、数分間、好ましくは１−２０分間、特に ２−１０分間、ピーク負荷需要に対して利用可能になることを特徴とする請求の 範囲第１項乃至第５項に記載の方法。 ７．ピーク需要対応動作において、時間容量のほぼ１００％のレベルの電流が蓄 電池（１３）から取り出され、予備供給動作において、最大２０％のレベルの電 流、特に時間容量の１０％の大きさのオーダの電流が取り出されることを特徴と する請求の範囲第１項乃至第６項に記載の方法。 ８．予備電源回路網（２３）の電圧は、DC電圧調整装置（２９）によって、蓄電 池電圧とは無関係に、少なくともほぼ一定の所望値に維持されることを特徴とす る請求の範囲第１項乃至第７項に記載の方法。 ９．ピーク需要応対動作において蓄電池（１３）からのエネルギ抽出は、短期間 内に、蓄電池電圧が予備電源回路網（２３）の動作を目的とする公称値よりもか なり小さく低下するような強度で生じることを特徴とする請求の範囲第１項乃至 第８項に記載の方法。 10．ピーク需要応対動作における蓄電池（１３）からのエネルギ抽出は、短時間 の間に、蓄電池電圧が、予備電源回 路網（２３）の動作に対して提供される完全充電蓄電池電圧や公称値以下に１０ −２０％、特に約２０％低下するという強度で生じることを特徴とする請求の範 囲第９項に記載の方法。 11．約２２０VのDC電圧を供給する蓄電池（１３）のセットを少なくとも有し、 ピーク需要応対動作における蓄電池（１３）からのエネルギ除去は、短時間の間 に、DC蓄電池電圧の減少が１７０−１９０V、特に１８０Vになるまで生じること を特徴とする請求の範囲第１０項に記載の方法。 12．順方向に接続された整流器（３０）は、DC調整装置（２９）と並列に配置さ れ、予備電流消費が要求されたときに導通状態が生じ、これは、DC調整装置（２ ９）の最大電流を上まわることを特徴とする請求の範囲第８項乃至第１１項に記 載の方法。 13．蓄電池（１３）の容量は、予備電源回路網（２３）に対して供給される公称 容量の２−１０倍に、特に４−８倍に、特に６倍に増加されることを特徴とする 請求の範囲第１項乃至第１２項に記載の方法。 14．消費体（１１）は、変電所において例えば４００Vの低電圧レベルであるこ とを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１３項に記載の方法。 15．複数の消費体（１１，１２）を有するACまたは３相電流回路網におけるピー クエネルギ需要を扱う回路構成であって、 前記消費体（１１，１２）の少なくとも一部（１１）に、予備電源が設けられ 、前記予備電源は、蓄電池（１３）と、蓄電池を充電すると共に先行する請求の 範囲に記載の方法を実行するために回路網（１４）から給電される整流器（１５ ）とを有し、 予備電源回路網（２３）に設けられた全消費体（１１）の少なくとも一部に、 蓄電池（１３）から給電されるインバータ（１６）の少なくとも１つが設けられ 、これは、制御装置（１８）によって、整流器（１５）の代わりに回路網（１４ ）に適用され、これは、整流器（１６）が回路網に適用されたときに、蓄電池（ １３）が好ましくは１０−１５％の、好ましくは２０−４０％の、特に３０％の エネルギを、好ましくは数分、好ましくは１−２０分、特に２−１０分の短時間 内に回路網（１４）に伝達することを特徴とする回路構成。 16．制御装置（１８）は、制御ライン（２０，２４）を介して回路網中心（１９ ）と蓄電池（１３）とに接続され、回路網（１４）の短期間ピーク需要を扱わな ければならない時に、インバータをさらなる制御ライン（２５）を介して回路網 （１４）に接続し、 対応する電気エネルギ貯蔵部、特に蓄電池（１３）の充電状態は、これを許容 し、上記条件の１つが満たされなくなったときに回路網（１４）から分離される ことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の回路構成。 17．インバータ（１６）は、制御スイッチ（１７）の起動によって整流器（１５ ）の代わりに回路網（１４）に接続されることを特徴とする請求の範囲第１５項 及び第１６項に記載の回路構成。 18．整流器（１５）及びインバータ（１６）は、２ウェイコンバータ（２１）に 組み立てられ、２ウェイコンバータ（２１）は、制御装置（１８）によって制御 ライン（１５）を介して整流器（１５）またはインバータ（１６）に選択的に切 り替えられることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１７項に記載の回路構成 。 19．回路網（１４）は、例えば２０kの中間電圧３相電流回路網であり、消費体 （１１，１２）が、変圧器（２２）を介して接続され、変圧器（２２）は例えば ４００Vの低AC電圧または３相電圧を伝達することを特徴とする請求の範囲第１ ５項乃至第１８項に記載の回路構成。 20．電気エネルギ貯蔵部、特に蓄電池（１３）は、例えば２２０Vの低DC電圧を 予備電源回路網（２３）に供給することを特徴とする請求の範囲第１９項記載の 回路構成。 21．DC調整装置（２９）が、蓄電池（１３）と予備電力負荷（３１）との間に挿 入され、蓄電池の電圧の所定の減少まで予備電力負荷（３１）に印加された電圧 を少なくとも一定に維持することを特徴とする請求の範囲第１５項乃至第２０項 記載の回路構成。 22．DC調整装置は、昇圧セッタ（２９）であることを特徴 とする請求の範囲第２１項記載の回路構成。 23．蓄電池の電圧が完全充電値よりも１０−３０％、特におよそ２０％低下する まで、DC調整装置（２９）は予備電力負荷（３１）に印加された電圧を少なくと もほぼ一定に維持することを特徴とする請求の範囲第２１項及び第２２項記載の 回路構成。 24．ほぼ２２０VのDC電圧を供給する蓄電池（１３）のセットを少なくとも有し 、 DC調整装置（２９）は、ピーク需要応対動作における蓄電池（１３）からのエ ネルギ抽出が蓄電池のDC電圧が１７０−１９０V、特にほぼ１８０Vに低下するま で生じるように設計されていることを特徴とする請求の範囲第２１項乃至第２３ 項記載の回路構成。 25．整流装置（３０）、特に順方向に接続されたダイオードは、DC電圧調整装置 （２９）と並列に接続され、DC調整装置（２９）の最大電流を越える予備電力消 費が必要な時、DC電流導体になることを特徴とする請求の範囲第２１項乃至第２ ４項記載の回路構成。 26．蓄電池（１３）の容量は、予備電源回路網（２３）に対して設けられた公称 容量の２−１０倍、好ましくは４−８倍、特におよそ６倍に増大することを特徴 とする請求の範囲第１５項乃至第２５項記載の回路構成。 27．消費体（１１）は、変電所において例えば４００Vの低電圧レベルであるこ とを特徴とする請求の範囲第１５項 乃至第２６項記載の回路構成。