(57)【要約】【課題】  系統事故により瞬低が発生した場合には、可能な限り速やかに系統連系スイッチを遮断し、負荷に対して所要の電力を安定に供給する。【解決手段】  本発明は、ゲートオフ信号（或いは瞬低発生信号）が出力された場合に、所定の条件が成立したことを条件に、直流電流制御系に二次電池の最大値を設定して、直流電流制御を行なうことにより、高速に系統連系スイッチを遮断するものである。【選択図】      図１
2010041825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統と負荷との間に接続された系統連系スイッチと、
前記系統連系スイッチが遮断された場合に、自立運転モードにおいて前記負荷に電力を供給するための二次電池と、
前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換して系統に供給する交直変換器と、
前記二次電池と前記交直変換器との間に接続され、前記交直変換器に入力される直流電流の制御を行なうチョッパ回路と、
電力系統の電圧が所定電圧以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合に、瞬低発生信号を出力する共に、その後、前記系統連系スイッチをオフにするためのゲートオフ信号を出力する系統事故検出回路と、
系統連系スイッチ電流信号が所定値以下となった場合、または系統電圧信号と負荷電圧信号の差から求められる系統連系スイッチの両端電圧が規定値以上になった場合、あるいは信頼性向上のためにこれら両者のＡＮＤをとることにより系統連系スイッチオフ状態検出回路がオフ状態を検出した場合に、前記系統連系スイッチがオフになったことを示す系統連系スイッチオフ状態検出信号を出力する系統連系スイッチオフ状態検出回路と、
前記系統連系スイッチオフ状態検出回路から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力された場合に、自立運転モードを選択する制御モード切替器と、
前記系統事故検出回路から前記ゲートオフ信号が入力され、かつ前記制御モード切替器から自立運転モードが選択されていることを示す自立運転モード信号が入力された場合に、前記電池の最大出力電力値である電力指令値を出力する強制充電制御回路と、
前記強制充電制御回路から出力された電力指令値に基づいて、前記チョッパ回路を制御することにより、前記交直変換器の電流制御を行なう直流電流制御回路と
を具備することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記強制充電制御回路は、
前記ゲートオフ信号が入力されるＮＯＴ回路と、
前記ＮＯＴ回路の出力と、前記自立運転モード信号とが入力されるＡＮＤ回路と、
前記ＡＮＤ回路の出力に基づいて、前記電池の最大出力電力値である電力指令値を出力する最大値設定回路と、前記交直変換器の直流側のコンデンサの電圧を一定に制御する直流出力電力指令値を出力する直流電圧制御回路とを切り替えるスイッチと
を具備することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項３】
系統と負荷との間に接続された系統連系スイッチと、
前記系統連系スイッチが遮断された場合に、自立運転モードにおいて前記負荷に電力を供給するための二次電池と、
前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換して系統に供給する交直変換器と、
前記二次電池と前記交直変換器との間に接続され、前記交直変換器に入力される直流電流の制御を行なうチョッパ回路と、
電力系統の電圧が所定電圧以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合に、瞬低発生信号を出力する共に、その後、前記系統連系スイッチをオフにするためのゲートオフ信号を出力する系統事故検出回路と、
前記系統連系スイッチの両端の電圧が所定値以上であり、かつ前記系統連系スイッチの負荷側の電流が所定値以下である場合に、前記系統連系スイッチがオフになったことを示す系統連系スイッチオフ状態検出信号を出力する系統連系スイッチオフ状態検出回路と、
前記系統連系スイッチオフ状態検出回路から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力された場合に、自立運転モードを選択する制御モード切替器と、
前記系統事故検出回路から前記瞬低発生信号が入力され、かつ前記制御モード切替器から自立運転モードが選択されていることを示す自立運転モード信号が入力された場合に、前記電池の最大出力電力値である電力指令値を出力する強制充電制御回路と、
を具備することを特徴とする電力供給システム。
【請求項４】
前記強制充電制御回路は、
前記瞬低発生信号が入力されるＮＯＴ回路と、
前記ＮＯＴ回路の出力と、前記自立運転モード信号とが入力されるＡＮＤ回路と、
前記ＡＮＤ回路の出力に基づいて、前記電池の最大出力電力値である電力指令値を出力する最大値設定回路と、前記交直変換器の直流側のコンデンサの電圧を一定に制御する直流出力電力指令値を出力する直流電圧制御回路とを切り替えるスイッチと
を具備することを特徴とする請求項３記載の電力供給システム。
【請求項５】
系統と負荷との間に接続された系統連系スイッチと、
前記系統連系スイッチが遮断された場合に、自立運転モードにおいて前記負荷に電力を供給するための二次電池と、
前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換して系統に供給する交直変換器と、
前記二次電池と前記交直変換器との間に接続され、前記交直変換器に入力される直流電流の制御を行なうチョッパ回路と、
電力系統の電圧が所定電圧以下の場合に、瞬低発生信号を出力する共に、その後、前記系統連系スイッチをオフにするためのゲートオフ信号を出力する系統事故検出回路と、
系統連系スイッチ電流信号が所定値以下となった場合、または系統電圧信号と負荷電圧信号の差から求められる系統連系スイッチの両端電圧が規定値以上になった場合、あるいは信頼性向上のためにこれら両者のＡＮＤをとることにより系統連系スイッチオフ
状態検出回路がオフ状態を検出した場合に、前記系統連系スイッチがオフになったことを示す系統連系スイッチオフ状態検出信号を出力する系統連系スイッチオフ状態検出回路と、
前記系統連系スイッチオフ状態検出回路から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力された場合に、自立運転モードを選択する制御モード切替器と、
前記系統事故検出回路から前記ゲートオフ信号が入力され、かつ前記制御モード切替器から自立運転モードが選択されていることを示す自立運転モード信号が入力された場合に、前記電池の最大出力電力値である電力指令値を出力する強制充電制御回路と、
前記強制充電制御回路から出力された電力指令値に基づいて、前記チョッパ回路を制御することにより、前記交直変換器の電流制御を行なう直流電流制御回路と
を具備することを特徴とする電力供給システム。
【請求項６】
系統と負荷との間に接続された系統連系スイッチと、
前記系統連系スイッチが遮断された場合に、自立運転モードにおいて前記負荷に電力を供給するための二次電池と、
前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換して系統に供給する交直変換器と、
前記二次電池と前記交直変換器との間に接続され、前記交直変換器に入力される直流電流の制御を行なうチョッパ回路と、
電力系統の電圧が所定電圧以下の場合に、瞬低発生信号を出力する共に、その後、前記系統連系スイッチをオフにするためのゲートオフ信号を出力する系統事故検出回路と、
前記系統連系スイッチの両端の電圧が所定値以上であり、かつ前記系統連系スイッチの負荷側の電流が所定値以下である場合に、前記系統連系スイッチがオフになったことを示す系統連系スイッチオフ状態検出信号を出力する系統連系スイッチオフ状態検出回路と、
前記系統連系スイッチオフ状態検出回路から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力された場合に、自立運転モードを選択する制御モード切替器と、
前記系統事故検出回路から前記瞬低発生信号が入力され、かつ前記制御モード切替器から自立運転モードが選択されていることを示す自立運転モード信号が入力された場合に、前記電池の最大出力電力値である電力指令値を出力する強制充電制御回路と、
を具備することを特徴とする電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システムに関し、特に、負荷平準化機能を有するとともに、系統事故により瞬低が発生した場合には、負荷に対して所要の電力を供給する二次電池システム（例えばナトリウム−硫黄電池システム）を含む電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体工場などでは、落雷による系統事故時に対して、速やかに負荷を系統から遮断し、負荷に対して所要の電力を供給する瞬低補償装置の導入が進んでいる。
【０００３】
例えば、特許文献１では、図６に示すように、電力系統１と負荷２との間に複数の電源ユニット１１、交直変換器４、変圧器９、系統連系スイッチ（サイリスタスイッチ）４１を有する常時商用給電システム（ＳＰＳ）が提案されている。
【０００４】
電源ユニット１１は、ナトリウム−硫黄電池３と直流チョッパ５を有する。図７に直流チョッパ５を構成する双方向チョッパ回路３０を示す。系統連系スイッチ４１は、ＶＣＢ（真空遮断機）や半導体スイッチを利用する。
【０００５】
このシステムは、系統が健全時は負荷平準化またはピークカット運転を行うが、電力系統で瞬低が発生した場合は、系統連系スイッチ４１を遮断しナトリウム−硫黄電池システム３から必要とされる（通常の数倍の）負荷全電力を放電することにより、瞬低補償制御運転を行なう。
【０００６】
特に、系統連系スイッチ４１として、コストの低いサイリスタゲート（スイッチ）を適用する場合は、例えば、特許文献２に示す様なサイリスタゲートを高速に遮断するためにオフアシスト制御を利用する場合がある。
【０００７】
図８は、従来の瞬低補償制御回路を含む電力供給システムを示す図である。なお、図６及び図７と同一部分には、同一符号を付して説明する。
【０００８】
同図において、系統事故検出回路５５は、電圧検出器５４によって検出された電力系統１の電圧を瞬低検出のためのしきい値と比較し、電力系統１の電圧がしきい値以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合に、瞬低発生信号を生成し、その後、ゲートオフ信号をサイリスタゲート駆動回路５６に出力する。
【０００９】
サイリスタゲート駆動回路５６は、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力されると、サイリスタのオフ制御信号を系統連系スイッチ（サイリスタゲート）４１に出力する。
【００１０】
系統連系スイッチオフ状態検出回路５９は、電圧検出器５４によって検出された系統連系スイッチ４１の系統側の電圧と、電圧検出器５８によって検出された系統連系スイッチ４１の負荷２側の電圧と、電流検出器５７によって検出された系統連系スイッチ４１の負荷２側の電流を入力し、系統連系スイッチ電流信号が所定値以下となった場合、または系統電圧信号と負荷電圧信号の差から求められる系統連系スイッチ４１の両端電圧が規定値以上になった場合、あるいは信頼性向上のためにこれら両者のＡＮＤをとることにより系統連系スイッチオフ状態検出回路５９がオフ状態を検出した場合は、系統連系スイッチ４１がオフになったと判定し、系統連系スイッチオフ状態検出信号を制御モード切替器６０に出力する。
【００１１】
制御モード切替器６０は、系統事故検出回路５５からのゲートオフ信号と系統連系スイッチオフ状態検出回路５９からの系統連系スイッチオフ状態検出信号とに基づいて、交直変換器４の制御モードを切り替える。
【００１２】
図９は、制御モード切替器６０の制御モード切り替えを説明するための図である。同図に示すように、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力されず、系統連系スイッチオフ状態検出回路５９から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力されていない場合には、系統連系運転制御モードとなり、系統連系運転制御回路６７からの交直変換器４の出力電圧指令値をパルス制御回路６９に出力する。
【００１３】
系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力され、系統連系スイッチオフ状態検出回路５９から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力されていない場合には、オフアシスト制御モードとなり、逆関数回路７３からの交直変換器４の出力電圧指令値をパルス制御回路６９に出力する。
【００１４】
系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力され、系統連系スイッチオフ状態検出回路５９から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力されている場合には、自立運転制御モードとなり、自立運転制御回路７０からの交直変換器４の出力電圧指令値をパルス制御回路６９に出力する。また、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力されず、系統連系スイッチオフ状態検出回路５９から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力されている場合にも、自立運転制御モードとなり、自立運転制御回路７０からの交直変換器４の出力電圧指令値をパルス制御回路６９に出力する。
【００１５】
すなわち、制御モード切替器６０は、系統連系スイッチオフ状態検出回路５９から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力されると、自立運転制御に制御モードを切り替える。
【００１６】
スイッチ６４は、系統が健全な場合、すなわち、系統事故検出回路５５によってゲートオフ信号が検出されていない場合には、固定値回路６２に設定されたナトリウム−硫黄電池６３の出力電力指令値を直流電流制御回路６１に入力し、ゲートオフ信号が検出されている場合には、直流電圧制御回路６５からの有効電力指令値を直流電流制御回路６１に出力する。
【００１７】
直流電流制御回路６１は、系統が健全な場合、すなわち、系統事故検出回路５５によって瞬低の発生が検出されていない場合には、固定値回路６２に設定されたナトリウム−硫黄電池６３の出力電力指令値が入力され、この出力電力指令値を、ナトリウム−硫黄電池６３の出力電圧検出値で除算することにより直流電流指令値を算出し、この直流電流指令値と直流電流検出値の偏差がゼロになるように双方向チョッパ回路３０のスイッチをオン／オフする。この結果、ナトリウム−硫黄電池６３からは所定の電力が出力される。
【００１８】
これと平行して、直流電圧制御回路６５は、系統が健全の場合、交直変換器４の直流電圧を一定に制御するような有効電流指令値を系統連系運転制御回路６７に出力する。
【００１９】
系統連系運転制御回路６７は、直流電圧制御回路６５から有効・無効電流指令値及び電流検出器６８によって検出された交直変換器４の出力電流検出信号を入力し、交流電流制御を実行し、制御モード切替器６０に交直変換器４の出力電圧指令値を出力する。
【００２０】
パルス制御回路６９は、制御モード切替器６０からの交直変換器４の出力電圧指令値に基づいて、例えばパルス幅変調制御により交直変換器４のゲートパルス信号を生成し、交直変換器４のゲートに対して出力する。
【００２１】
自立運転制御回路７０は、系統連系スイッチ４１の負荷５３側の交流電圧制御を実行し、制御モード切替器６０に交直変換器４の出力電圧指令値を出力する。
【００２２】
極性判定回路７１、オフアシスト電圧指令値生成回路７２及び逆関数回路７３は、オフアシスト制御回路を構成する。オフアシスト制御回路は、系統連系スイッチ４１を流れる電流を高速にゼロにするように交直変換器４の電圧を制御する。
【００２３】
極性反転回路７１は、電流検出器５７によって検出された系統連系スイッチ４１の負荷２側の電流の極性を判定する。
【００２４】
オフアシスト電圧指令値生成回路７２は、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力された場合、極性反転回路７１によって判定された電流の極性に基づいて、系統連系スイッチ４１を流れる電流がゼロとなるようなオフアシスト電圧指令値を逆関数回路７３に出力する。
【００２５】
逆関数回路７３は、オフアシスト電圧指令値生成回路７２によって算出されたオフアシスト電圧指令値に、フィルタ８０及び変圧器９などの伝達関数の逆関数を乗じて、制御モード切替器６０に出力する。
【特許文献１】特開2004-23860号公報
【特許文献２】特開2006-166585号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
系統に瞬低が発生した場合、系統事故検出回路５５は、電圧検出器５４によって検出された電力系統１の電圧を瞬低検出のためのしきい値と比較し、電力系統１の電圧がしきい値以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合に、瞬低発生信号を生成し、その後、ゲートオフ信号をサイリスタゲート駆動回路５６に出力する。
【００２７】
サイリスタゲート駆動回路５６は、系統事故検出回路５５からのゲートオフ信号が入力されると、サイリスタのオフ制御信号を系統連系スイッチ４１に出力する。
【００２８】
オフアシスト電圧指令値生成回路７２は、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力された場合、極性反転回路７１によって判定された電流の極性に基づいて、系統連系スイッチ４１を流れる電流がゼロとなるようなオフアシスト電圧指令値を逆関数回路７３に出力する。
【００２９】
逆関数回路７３は、オフアシスト電圧指令値生成回路７２によって算出されたオフアシスト電圧指令値に、フィルタ８０及び変圧器９などの伝達関数の逆関数を乗じて、制御モード切替器６０に出力する。
【００３０】
制御モード切替器６０は、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力され、系統連系スイッチオフ状態検出回路５９から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力されていない場合には、オフアシスト制御モードとなり、逆関数回路７３からの交直変換器４のオフアシスト電圧指令値をパルス制御回路６９に出力する。
【００３１】
系統連系スイッチオフ状態検出回路５９は、電圧検出器５４によって検出された系統連系スイッチ４１の系統側の電圧と、電圧検出器５８によって検出された系統連系スイッチ４１の負荷２側の電圧と、電流検出器５７によって検出された系統連系スイッチ４１の負荷２側の電流を入力し、系統連系スイッチ４１の両端の電圧が所定値以上であり、かつ系統連系スイッチ４１の負荷側の電流が所定値以下である場合は、系統連系スイッチ４１がオフになったと判定し、系統連系スイッチオフ状態検出信号を制御モード切替器６０に出力する。
【００３２】
制御モード切替器６０は、ゲートオフ信号が入力されると、オフアシスト制御から自立運転制御に制御モードを切り替え、自立運転制御回路７０から出力される交直変換器４の出力電圧指令値をパルス制御回路６９に出力する。
【００３３】
しかしながら系統事故が発生し、系統連系運転制御モードからオフアシスト制御モードに切り替えた時点では、直流電流制御系は健全時の直流電圧制御回路６５が出力する交直変換器４の直流コンデンサＣ２の電圧を一定に制御する直流出力電力指令値に基づき、直流電流制御回路６１が直流電流を制御するため、交直変換器４が出力する電圧振幅が小さく、系統連系スイッチ４１に高い逆電圧を引加することができず、系統連系スイッチ４１を高速に遮断できない場合がある。
【００３４】
この様な事象を図１０に示す。同図の上側から各波形の意味は下記の通りである。
【００３５】
・系統電圧(Vuvs, Vvws, Vwus)
・サイリスタ電流(Isu,Isv, Isw)
・自立運転フラグ（AVR_REQi = 0 で自立運転モード）
・サイリスタゲートのゲート信号（thyGATE=0でオフ）
・負荷電圧(Vuvl, Vvwl, Vwul)
・負荷電圧振幅（Vl_1ms）
・交直変換器出力過電流によるゲートブロック信号（GATE_ON_OFF=0でGB）
・自立運転制御におけるｄ軸電圧指令値(Vdref)
・負荷電流(Iou, Iov, Iow)
・交直変換器出力電流(Iu, Iv, Iw)
・フィルタコンデンサ電圧（Vuvc, Vvwc, Vwuc）
・交直変換器の直流電圧(Vdc)
・ナトリウム−硫黄出力電力指令値(Pref_PU)
同図においては、時刻0.758[s]付近で瞬低検出し系統連系スイッチ４１をオフし、オフアシスト制御モードに移行するが、時刻0.763[s]付近までスイッチ電流が流れ続けようやく自立運転制御に移行している。自立運転後、交直流変換器４の出力過電流が発生し、交直変換器４のゲートブロックを繰り替えし、瞬低補償制御に失敗している。
【００３６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、負荷平準化機能を有するとともに、系統事故により瞬低が発生した場合には、可能な限り速やかに系統連系スイッチを遮断し、負荷に対して所要の電力を安定に供給する二次電池システム（例えばナトリウム−硫黄電池システム）を含む電力供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
したがって、本発明の第１の発明によれば、系統と負荷との間に接続された系統連系スイッチと、前記系統連系スイッチが遮断された場合に、自立運転モードにおいて前記負荷に電力を供給するための二次電池と、前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換して系統に供給する交直変換器と、前記二次電池と前記交直変換器との間に接続され、前記交直変換器に入力される直流電流の制御を行なうチョッパ回路と、電力系統の電圧が所定電圧以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合に、瞬低発生信号を出力する共に、その後、前記系統連系スイッチをオフにするためのゲートオフ信号を出力する系統事故検出回路と、系統連系スイッチ電流信号が所定値以下となった場合、または系統電圧信号と負荷電圧信号の差から求められる系統連系スイッチの両端電圧が規定値以上になった場合、あるいは信頼性向上のためにこれら両者のＡＮＤをとることにより系統連系スイッチオフ状態検出回路がオフ状態を検出した場合に、前記系統連系スイッチがオフになったことを示す系統連系スイッチオフ状態検出信号を出力する系統連系スイッチオフ状態検出回路と、前記系統連系スイッチオフ状態検出回路から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力された場合に、自立運転モードを選択する制御モード切替器と、前記系統事故検出回路から前記ゲートオフ信号が入力され、かつ前記制御モード切替器から自立運転モードが選択されていることを示す自立運転モード信号が入力された場合に、前記電池の最大出力電力値である電力指令値を出力する強制充電制御回路と、前記強制充電制御回路から出力された電力指令値に基づいて、前記チョッパ回路を制御することにより、前記交直変換器の電流制御を行なう直流電流制御回路とを具備することを特徴とする電力供給システム、である。
【００３８】
本発明の第２の発明によれば、系統と負荷との間に接続された系統連系スイッチと、
前記系統連系スイッチが遮断された場合に、自立運転モードにおいて前記負荷に電力を供給するための二次電池と、前記二次電池からの直流電力を交流電力に変換して系統に供給する交直変換器と、前記二次電池と前記交直変換器との間に接続され、前記交直変換器に入力される直流電流の制御を行なうチョッパ回路と、電力系統の電圧が所定電圧以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合に、瞬低発生信号を出力する共に、その後、前記系統連系スイッチをオフにするためのゲートオフ信号を出力する系統事故検出回路と、前記系統連系スイッチの両端の電圧が所定値以上であり、かつ前記系統連系スイッチの負荷側の電流が所定値以下である場合に、前記系統連系スイッチがオフになったことを示す系統連系スイッチオフ状態検出信号を出力する系統連系スイッチオフ状態検出回路と、前記系統連系スイッチオフ状態検出回路から系統連系スイッチオフ状態検出信号が入力された場合に、自立運転モードを選択する制御モード切替器と、前記系統事故検出回路から前記瞬低発生信号が入力され、かつ前記制御モード切替器から自立運転モードが選択されていることを示す自立運転モード信号が入力された場合に、前記電池の最大出力電力値である電力指令値を出力する強制充電制御回路と、を具備することを特徴とする電力供給システム、である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、負荷平準化機能を有するとともに、系統事故により瞬低が発生した場合には、可能な限り速やかに系統連系スイッチを遮断し、負荷に対して所要の電力を安定に供給する二次電池システム（例えばナトリウム−硫黄電池システム）を含む電力供給システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る電力供給システムについて説明する。
【００４１】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電力供給システムを示す図である。なお、図１において、図８と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００４２】
図８に示した従来の電力供給システムと、図１に示した本発明の第１の実施の形態に係る電力供給システムと異なる点は、直流電圧制御回路６５とスイッチ６４との間に強制充電回路１０１を設けたこと、系統事故検出回路５５における瞬低発生信号を制御モード切替器６０及びスイッチ６４でゲートオフ信号に代えて使用していることにある。
【００４３】
この強制充電回路１０１は、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力され、かつ制御モード切替器６０が自立運転制御モードを選択していることを示す自立運転モード信号が入力された場合に、交直変換器４の直流側のコンデンサＣ２の強制充電のための有効電力指令値が出力される。
【００４４】
強制充電制御回路１０１から出力される有効電力指令値は、系統が健全の場合の負荷２によって定まる最大出力電力値であり、ナトリウム−硫黄電池６３の最大出力電力値が、系統が健全の場合の負荷２によって定まる最大出力電力値よりも小さい場合には、電池の最大出力電力値である。
【００４５】
なお、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力され、かつ制御モード切替器６０が自立運転制御モードを選択している場合以外は、直流電圧制御回路６５から入力される有効電力指令値が出力される。
【００４６】
本実施の形態においては、電力系統の電圧が所定電圧以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合、系統事故検出回路５５から瞬低発生信号が出力される。スイッチ６４は、瞬低発生信号が出力されると、直流電流制御回路６１の入力を固定値回路６２から強制充電制御回路１０１に切り替える。
【００４７】
強制充電回路１０１は、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力され、かつ制御モード切替器６０が自立運転制御モードを選択していることを示す自立運転モード信号が入力されるまでは、直流電圧制御回路６５から入力される有効電力指令値を直流電流制御回路６１に出力する。
【００４８】
そして、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力され、かつ制御モード切替器６０が自立運転制御モードを選択していることを示す自立運転モード信号が入力されると、交直変換器４の直流側のコンデンサＣ２の強制充電のための有効電力指令値を直流電流制御回路６１に出力する。
【００４９】
したがって、本実施の形態に係る電力供給システムによれば、系統事故検出回路５５からゲートオフ信号が入力された場合に、強制充電制御回路１０１から強制充電のための有効電力指令値を出力し、直流電流制御回路６１が、強制充電制御回路１０１からの有効電流指令値に基づいて直流電流を制御する。その結果、交直変換器４が出力する電圧振幅を大きくすることができ、系統連系スイッチ４１に高い逆電圧を引加することができるため、スイッチ４１を高速に遮断することができる。
【００５０】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る電力供給システムの効果を説明するための図である。同図に示すように、交直変換器４の直流コンデンサ電圧Ｃ２は、強制充電制御の結果、1.1[PU]以上まで充電され、サイリスタ電流Isu、Ｉsv, Iswは、時刻0.058[s]付近でゼロになっており、ゲートブロック回数も２回に低減している。
【００５１】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電力供給システムについて説明する。
【００５２】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る電力供給システムを示す図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００５３】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態において示した強制充電制御回路１０１の具体的な回路の一例を示したものである。
【００５４】
同図に示すように、強制充電制御回路１０１は、系統事故検出回路５５から出力されるゲートオフ信号が入力されるＮＯＴ回路１１１と、ＮＯＴ回路１１１の出力と、制御モード切替器６０から出力される自立運転モード信号とが入力されるＡＮＤ回路１１２と、電池６３の最大出力電力値である電力指令値を出力する最大値設定回路１１３と、ＡＮＤ回路１１２の出力に基づいて、最大値設定回路１１３と、交直変換器４の直流側のコンデンサＣ２の電圧を一定に制御する直流出力電力指令値を出力する直流電圧制御回路６５とを切り替えるスイッチ１１４とを具備する。
【００５５】
強制充電回路１０１のスイッチ１１４は、系統事故検出回路５５がゲートオフ信号を出力中で無い場合、または、制御モード切替器６０からの自立運転モード信号が入力されていない場合には、直流電圧制御回路６５が出力する電池６３の出力電力指令値を選択し、後段のスイッチ６４に出力する。
【００５６】
強制充電回路１０１のスイッチ１１４は、系統事故検出回路５５がゲートオフ信号を出力し、かつ制御モード切替器からの自立運転モード信号が入力されると、最大値設定回路１１３が出力する電池６３の出力電力指令値を選択し、後段のスイッチ６４に出力する。
【００５７】
したがって、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果をえることができる。
【００５８】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る電力供給システムについて説明する。
【００５９】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。なお、図４において、図１と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００６０】
第３の実施の形態と、第１の実施の形態と異なる点は、強制充電制御回路１２１による強制充電を行なうトリガとなる信号をゲートオフ信号に代えて、瞬低発生信号を使用することにある。
【００６１】
上述のように、系統事故検出回路５５は、電圧検出器５４によって検出された電力系統１の電圧を瞬低検出のためのしきい値と比較し、電力系統１の電圧がしきい値以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合に、瞬低発生信号を生成し、その後、ゲートオフ信号をサイリスタゲート駆動回路５６に出力する。
【００６２】
本実施の形態においては、電力系統の電圧が所定電圧以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合、系統事故検出回路５５から瞬低発生信号が出力される。スイッチ６４は、瞬低発生信号が出力されると、直流電流制御回路６１の入力を固定値回路６２から強制充電制御回路１２１に切り替える。
【００６３】
強制充電回路１２１は、系統事故検出回路５５から瞬低発生信号が入力され、かつ制御モード切替器６０が自立運転制御モードを選択していることを示す自立運転モード信号が入力されるまでは、直流電圧制御回路６５から入力される有効電力指令値を直流電流制御回路６１に出力する。
【００６４】
そして、系統事故検出回路５５から瞬低発生信号が入力され、かつ制御モード切替器６０が自立運転制御モードを選択していることを示す自立運転モード信号が入力されると、交直変換器４の直流側のコンデンサＣ２の強制充電のための有効電力指令値を直流電流制御回路６１に出力する。
【００６５】
したがって、本実施の形態に係る電力供給システムによれば、系統事故検出回路５５によって瞬低発生信号が出力された場合に、強制充電制御回路１２１から強制充電のための有効電力指令値を出力し、直流電流制御回路６１が、強制充電制御回路１２１からの有効電流指令値に基づいて直流電流を制御する。その結果、交直変換器４が出力する電圧振幅を大きくすることができ、系統連系スイッチ４１に高い逆電圧を引加することができるため、スイッチ４１を高速に遮断することができる。
【００６６】
また、瞬低発生信号を利用して瞬低補償制御を行なうことにより、第１の実施の形態に係る電力供給システムよりも高速かつ有効な瞬低補償制御を行なうことができる。
【００６７】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係る電力供給システムについて説明する。
【００６８】
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。なお、図４と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００６９】
第４の実施の形態は、第３の実施の形態において示した強制充電制御回路１２１の具体的な回路の一例を示したものである。
【００７０】
同図に示すように、強制充電制御回路１２１は、系統事故検出回路５５から出力される瞬低発生信号が入力されるＮＯＴ回路１３１と、ＮＯＴ回路１３１の出力と、制御モード切替器６０から出力される自立運転モード信号とが入力されるＡＮＤ回路１３２と、電池６３の最大出力電力値である電力指令値を出力する最大値設定回路１３３と、ＡＮＤ回路１３２の出力に基づいて、最大値設定回路１３３と、交直変換器４の直流側のコンデンサＣ２の電圧を一定に制御する直流出力電力指令値を出力する直流電圧制御回路６５とを切り替えるスイッチ１３４とを具備する。
【００７１】
強制充電回路１３１のスイッチ１３４は、系統事故検出回路５５が瞬低発生信号を出力中で無い場合、または、制御モード切替器６０からの自立運転モード信号が入力されていない場合には、直流電圧制御回路６５が出力する電池６３の出力電力指令値を選択し、後段のスイッチ６４に出力する。
【００７２】
強制充電回路１３１のスイッチ１３４は、系統事故検出回路５５が瞬低発生信号を出力し、かつ制御モード切替器からの自立運転モード信号が入力されると、最大値設定回路１３３が出力する電池６３の出力電力指令値を選択し、後段のスイッチ６４に出力する。
【００７３】
したがって、本発明の第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様の効果をえることができる。
【００７４】
＜変形例＞
上述の第１の実施の形態乃至第４の実施の形態において、系統事故検出回路５５は電力系統の電圧が所定電圧以下の場合或いは電力系統の位相跳躍が発生した場合に、瞬低発生信号を出力するものとした。
【００７５】
しかしながら、系統事故検出回路５５は、電力系統の位相跳躍については判断することなく、電力系統の電圧が所定電圧以下か否かのみを判断し、所定電圧以下と判断された場合に瞬低発生信号を出力するものとしても良い。
【００７６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電力供給システムを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電力供給システムの効果を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る電力供給システムを示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る電力供給システムを示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る電力供給システムを示す図である。
【図６】従来の常時商用給電システム（ＳＰＳ）を示す図である。
【図７】双方向チョッパ回路を示す図である。
【図８】従来の瞬低補償制御回路を含む電力供給システムを示す図である。
【図９】制御モード切替器の制御モード切り替えを説明するための図である。
【図１０】従来の瞬低補償制御回路を含む電力供給システムの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…電力系統、２…負荷、４１…系統連系スイッチ（サイリスタゲート）、５５…系統事故検出回路、５６…サイリスタゲート駆動回路、６１…直流電流制御回路、６４…スイッチ、１０１、１２１…強制充電制御回路、６５…直流電圧制御回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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