(57)【要約】  瞬時電圧低下補償装置では、瞬低が発生すると電力変換器(８)がインバータ動作してキャパシタ列盤(７)の電力がＤＣ／ＡＣ変換されて負荷(３)に供給される。このときキャパシタ余寿命診断部(１００)は、キャパシタ列盤(７)の直流電圧値と直流電流値と温度値を、キャパシタ余寿命診断部(１００)に取り込み、予め記憶した余寿命を演算するプログラムを用いて、キャパシタ放電時間が定格補償時間を越える状態下でキャパシタ列盤(７)を使用できる余寿命を診断する。このため、キャパシタ列盤(７)が定格電力を出力しつつ放電する放電時間が、電力補償装置が定格電力を出力すべき時間として要求される定格補償時間を越えるという状況下で、キャパシタ列盤(７)を使用することができる余寿命を診断することができる。
2009148160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力補償装置に備えられる、電気二重層キャパシタを用いて形成した蓄電体の寿命を診断する余寿命診断装置であって、
前記蓄電体の温度を測定する温度測定手段と、前記蓄電体の直流電圧を測定する電圧測定手段と、前記蓄電体が出力する直流電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電体が放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の静電容量を演算する静電容量演算手段と、
前記放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記静電容量演算手段により求めた前記静電容量と、前記内部抵抗演算手段により求めた前記内部抵抗を基に、前記放電状態となっているときにおいて、前記蓄電体が定格電力を出力しつつ放電をすることができる放電時間を演算する放電時間演算手段と、
前記蓄電体の放電時間が、前記電力補償装置が定格電力を出力すべき時間として要求されている定格補償時間未満となる時点が、当該放電状態となった時点からどれくらい先の時間であるかを示す余寿命を、前記放電時間演算手段により求めた前記放電時間と、前記温度検出手段により求めた測定温度と、予め記憶されている余寿命特性を基に演算する余寿命演算手段と、
を有することを特徴とするキャパシタの余寿命診断装置。
【請求項２】
前記余寿命演算手段には、前記余寿命特性として、複数の温度条件下における複数の余寿命特性が記憶されており、
前記余寿命演算手段は、前記温度検出手段により求めた前記測定温度が前記複数の温度条件の温度と異なる場合には、前記測定温度に対応した余寿命特性を、前記複数の余寿命特性から求め、この求めた余寿命特性を用いて余寿命を演算することを特徴とするキャパシタの余寿命診断装置。
【請求項３】
電力補償装置に備えられる、電気二重層キャパシタを用いて形成した蓄電体の寿命を診断する余寿命診断装置であって、
前記蓄電体の温度を測定する温度測定手段と、前記蓄電体の直流電圧を測定する電圧測定手段と、前記蓄電体が出力する直流電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電体が放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の静電容量を演算する静電容量演算手段と、
前記放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記蓄電体の静電容量と前記蓄電体の内部抵抗を基に、前記蓄電体が定格電力を出力しつつ放電をすることができる放電時間を演算する放電時間演算手段と、
前記蓄電体の放電時間が、前記電力補償装置が前記定格電力を出力すべき時間として要求されている定格補償時間未満となる時点が、当該放電状態となった時点からどれくらい先の時間であるかを示す余寿命を求める余寿命演算手段とを有し、
前記余寿命演算手段は、
前記蓄電体の静電容量が時間の経過と共に変化する特性を各温度毎に示す静電容量変化率特性と、前記蓄電体の内部抵抗が時間の経過と共に変化する特性を各温度毎に示す内部抵抗変化率特性を予め記憶しており、
前記放電状態となったときにおける時点で前記静電容量演算手段により求めた前記静電容量と、前記放電状態となったときにおける時点で前記内部抵抗演算手段により求めた前記内部抵抗と、前記定格電力を基に、前記放電時間演算手段により求めた放電時間を、前記定格補償時間で割った割合と、
前記放電状態となったときにおける時点とは異なる複数の時点で、且つ、前記放電状態となった時点における温度と同じ温度での内部抵抗を前記内部抵抗変化率特性から求め、前記放電状態となったときにおける時点とは異なる複数の時点で、且つ、前記放電状態となった時点における温度と同じ温度での静電容量を前記静電容量変化率特性から求め、このようにして求めた複数の時間における内部抵抗と静電容量と、前記定格電力を基に、前記放電時間演算手段により求めた複数の時間における放電時間を、前記定格補償時間で割った複数の時間における割合を求め、
求めた各割合を外挿演算して外挿演算特性線を求め、この外挿演算特性線が１００％になる時点を求め、この時点と前記放電状態となった時点との時間を余寿命であるとして求めることを特徴とするキャパシタの余寿命診断装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のキャパシタの余寿命診断装置が電力補償装置に設置されており、
電力補償時に前記蓄電体の電力を逆変換して負荷に供給する電力変換器が作動している時に、前記蓄電体の直流電圧を測定できる位置に前記電圧測定手段が配置され、前記蓄電体が出力する直流電流を測定できる位置に前記電流測定手段が配置されていることを特徴とする余寿命診断装置を備えた電力補償装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のキャパシタの余寿命診断装置が電力補償装置に設置されており、
前記電力補償装置には、抵抗器と、チョッパ動作することにより前記蓄電体の電力を放電して前記抵抗器に供給して消費させるチョッパが備えられており、
前記チョッパがチョッパ動作している時に、前記蓄電体の直流電圧を測定できる位置に前記電圧測定手段が配置され、前記蓄電体が出力する直流電流を測定できる位置に前記電流測定手段が配置されていることを特徴とする余寿命診断装置を備えた電力補償装置。
【請求項６】
電力補償装置に備えられる、電気二重層キャパシタを用いて形成した蓄電体の寿命を診断する余寿命診断装置であって、
前記蓄電体の温度を測定する温度測定手段と、前記蓄電体の直流電圧を測定する電圧測定手段と、前記蓄電体が出力する直流電流を測定する電流測定手段と、前記電力補償装置により電力補償される負荷が消費する電力である負荷所要電力を測定する電力測定手段と、
前記蓄電体が放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の静電容量を演算する静電容量演算手段と、
前記放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記蓄電体の静電容量と前記蓄電体の内部抵抗と前記負荷所要電力を基に、前記蓄電体が前記負荷所要電力を出力しつつ放電をすることができる放電時間を演算する放電時間演算手段と、
前記蓄電体の放電時間が、前記電力補償装置が前記負荷所要電力を出力すべき時間として要求されている定格補償時間未満となる時点が、当該放電状態となった時点からどれくらい先の時間であるかを示す余寿命を求める余寿命演算手段とを有し、
前記余寿命演算手段は、
前記蓄電体の静電容量が時間の経過と共に変化する特性を各温度毎に示す静電容量変化率特性と、前記蓄電体の内部抵抗が時間の経過と共に変化する特性を各温度毎に示す内部抵抗変化率特性を予め記憶しており、
前記放電状態となったときにおける時点で前記静電容量演算手段により求めた前記静電容量と、前記放電状態となったときにおける時点で前記内部抵抗演算手段により求めた前記内部抵抗と、前記電力測定手段により求めた前記負荷所要電力を基に、前記放電時間演算手段により求めた放電時間を、前記定格補償時間で割った割合と、
前記放電状態となったときにおける時点とは異なる複数の時点で、且つ、前記放電状態となった時点における温度と同じ温度での内部抵抗を前記内部抵抗変化率特性から求め、前記放電状態となったときにおける時点とは異なる複数の時点で、且つ、前記放電状態となった時点における温度と同じ温度での静電容量を前記静電容量変化率特性から求め、このようにして求めた複数の時間における内部抵抗と静電容量と、前記電力測定手段により求めた前記負荷所要電力を基に、前記放電時間演算手段により求めた複数の時間における放電時間を、前記定格補償時間で割った複数の時間における割合を求め、
求めた各割合を外挿演算して外挿演算特性線を求め、この外挿演算特性線が１００％になる時点を求め、この時点と前記放電状態となった時点との時間を余寿命であるとして求めることを特徴とするキャパシタの余寿命診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタの余寿命診断装置および余寿命診断装置を備えた電力補償装置に関し、キャパシタにより構成した蓄電体の内部抵抗等を考慮することにより、蓄電体を使用することができる余寿命を正確に診断することができるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタ（ＥＤＣＬ：Electric Double Layer Capacitor）を用いて形成した蓄電体を備えた電力補償装置としては、瞬時電圧低下補償装置や無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterrupted Power Supply）がある。【０００３】
ここで、図１２を参照して、蓄電体としてＥＤＣＬを用いた瞬時電圧低下補償装置を説明する。【０００４】
図１２に示すように、系統電源１から高速スイッチ２を介して負荷３に電力が供給されるようになっている。
高速スイッチ２は、制御装置４の制御により、系統電源１が正常状態であるときには投入状態となっており、系統電源１に瞬低が発生すると遮断状態となり、瞬低発生後に瞬低状態が解消されて系統電源１が正常状態に復帰すると投入状態に戻る。【０００５】
系統電源１の交流電流は交流電流測定器５により測定され、測定された交流電流値が制御装置４に送られ、系統電源１の交流電圧は交流電圧測定器６により測定され、測定された交流電圧値が制御装置４に送られる。【０００６】
キャパシタ列盤７はＥＤＣＬを用いて形成した蓄電体である。更に詳しく説明すると、ＥＤＣＬを１１個並列接続した複数のキャパシタモジュールを、金属製の導線や導体により、例えば、３並列・３直列接続して列盤構成にしている。
図１３はその一例を示しており、７ａ〜７ｉが、それぞれキャパシタモジュール（１１個のＥＤＣＬを並列接続した物）であり、キャパシタモジュール７ａ〜７ｃが並列接続され、キャパシタモジュール７ｄ〜７ｆが並列接続され、キャパシタモジュール７ｇ〜７ｉが並列接続されている。
そして、並列接続されたキャパシタモジュール７ａ〜７ｃの組と、並列接続されたキャパシタモジュール７ｄ〜７ｆの組と、並列接続されたキャパシタモジュール７ｇ〜７ｉの組が直列接続されて、３並列・３直列接続した列盤構成を成している。【０００７】
図１２に戻り説明を続けると、電力変換器（コンバータ／インバータ）８は、制御装置４の制御により、コンバータ動作とインバータ動作をするものである。つまり、系統電源１が正常であるときには、コンバータ動作してキャパシタ列盤７を充電し、充電が完了したらコンバータ動作を停止し、瞬低が発生したときにはインバータ動作してキャパシタ列盤７の電力をＤＣ／ＡＣ変換して負荷３に電力を供給する。【０００８】
キャパシタ列盤７の直流電圧は直流電圧測定器９により測定され、測定された直流電圧値が制御装置４に送られ、キャパシタ列盤７から出力される直流電流は直流電流測定器１０により測定され、測定された直流電流値が制御装置４に送られる。【０００９】
キャパシタ列盤７を使用場所に最初に設置した際や、メンテナンスのためキャパシタ列盤７を完全放電した際には、キャパシタ列盤７には全く充電がされていないため、キャパシタ列盤７を充電するために、コンバータ１１と予備充電用昇降圧チョッパ１２が配置され、コンバータ１１と予備充電用昇降圧チョッパ１２を用いて、キャパシタ列盤７の予備充電をする。
なお予備充電が完了した後は、キャパシタ列盤７への充電は、電力変換器８により行う。【００１０】
制御装置４は、予備充電制御部４ａと、キャパシタ制御部４ｂと、高速スイッチ制御部４ｃと、インバータ制御部４ｄを有している。
予備充電制御部４ａは、予備充電をする際にコンバータ１１及び予備充電用昇降圧チョッパ１２の動作を制御し、キャパシタ制御部４ｂは、電力変換器８によるキャパシタ列盤７への充電動作を制御し、高速スイッチ制御部４ｃは、瞬低の発生・解消に応じて高速スイッチ２を遮断・投入する動作を制御し、インバータ制御部４ｄは、電力変換器８をコンバータ動作させたりインバータ動作させたりする制御をする。【００１１】
図１２の例は、瞬時電圧低下補償装置として説明したが、無停電電源装置であっても基本的な構成は同じである。
なお、瞬時電圧低下補償装置の場合には、キャパシタ列盤７が数秒程度の時間（定格補償時間）にわたって定格電力を出力できるように設計しており、無停電電源装置の場合には、キャパシタ列盤７が数分程度の時間（定格補償時間）にわたって定格電力を出力できるように設計している。【００１２】
上記のような構成となっている瞬時電圧低下補償装置や無停電電源装置は、長期間にわたって使用されるものであるため、ＥＤＣＬの余寿命がどの程度あるのかを診断する必要がある。【００１３】
このような要請のもと、キャパシタの状態を計測・把握するシステムは特許第３５６２６３３号（特許文献１）に開示されており、静電容量を用いて余寿命を予測するシステムは特許第４０１１０１６号（特許文献２）及び特開２００８−１７６９１号（特許文献３）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３５６２６３３号
【特許文献２】特許第４０１１０１６号
【特許文献３】特開２００８−１７６９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献２，３（特許第４０１１０１６号、特開２００８−１７６９１号）に示す技術では、キャパシタを適用した電源装置に、電圧と電流と雰囲気温度を計測する装置を組み込んで計測した結果から、静電容量を求めて寿命を判断する方法を採っている。
しかし、この手法ではキャパシタの持つ内部抵抗の影響が評価できないため、結果として、瞬時電圧低下補償装置や無停電電源装置の機能として必要な、「予め決めた定格電力や負荷所要電力を、予め決めた定格補償時間だけ出力する」という要件を満足しないことがある。
つまり、キャパシタが単に放電することができる放電時間が、定格補償時間よりも長くなっていたとしても、「定格電力や負荷所要電力を出力することを確保しつつ放電できる放電時間」が、定格補償時間よりも長くなっているかどうかを判断することができなかった。
なお負荷所要電力とは、負荷（３）が消費する電力を意味しており、負荷が最適に稼動するのに必要な電力を意味する。したがって、負荷容量が定格容量と異なっている場合には、負荷所要容電力と定格電力とは異なり（負荷所要電力は定格電力よりも小さくなり）、負荷容量が定格容量となっている場合には、負荷所要電力と定格電力とが等しくなる。【００１６】
特に、瞬時電圧低下補償装置ではキャパシタにかかる電流値が大きく、一方で、キャパシタの内部抵抗は使用される環境温度によって大きく変化するために、内部抵抗の影響を考慮しないわけにはいかない。【００１７】
また特許文献１（特許第３５６２６３３号）に示す技術では、放電電力量から寿命推定を行っているが、装置が補償する電力量の実負荷が装置定格と異なった場合（特に装置定格電力量以下で運転していた場合）に、「予め決めた定格電力を、予め決めた定格補償時間だけ出力する」という要件を満足するかどうかを判断する基準になり得ない。
つまり、キャパシタが単に放電することができる放電時間が、定格補償時間よりも長くなっていたとしても、「定格電力や負荷所要電力を出力することを確保しつつ放電できる放電時間」が、定格補償時間よりも長くなっているかどうかを判断することができなかった。【００１８】
更に特許文献１（特許第３５６２６３３号）に示す技術では、装置が補償すべき電力量の実負荷と電気二重層キャパシタの静電容量、およびその劣化度合から動作可能時間を求めているが、内部抵抗の影響が評価されていないため、電源装置が正常に動作するか否かを正確を判断することができない。【００１９】
瞬時電圧低下補償装置や無停電電源装置などのキャパシタ適用機器においては、「予め決めた定格電力や負荷所要電力を、予め決めた定格補償時間（例えば瞬時電圧低下補償装置では予め設定した数秒間、無停電電源装置では予め決めた数分間）だけ出力する」という要件を満足できないことは、装置としての責務が全うできないため、社会的な問題となる場合もある。【００２０】
本発明は、上記従来技術に鑑み、キャパシタにより構成した蓄電体が定格電力や負荷所要電力を出力しつつ放電することができる放電時間が、各電力補償装置に応じて要求される定格補償時間（定格電力を出力することができる時間）を越えているという状態の下で、キャパシタにより構成した蓄電体を使用することができる余寿命を診断する、キャパシタの余寿命診断装置および余寿命診断装置を備えた電力補償装置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】
【００２１】
上記課題を解決する本発明のキャパシタの余寿命診断装置の構成は、
電力補償装置に備えられる、電気二重層キャパシタを用いて形成した蓄電体の寿命を診断する余寿命診断装置であって、
前記蓄電体の温度を測定する温度測定手段と、前記蓄電体の直流電圧を測定する電圧測定手段と、前記蓄電体が出力する直流電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電体が放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の静電容量を演算する静電容量演算手段と、
前記放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記静電容量演算手段により求めた前記静電容量と、前記内部抵抗演算手段により求めた前記内部抵抗を基に、前記放電状態となっているときにおいて、前記蓄電体が定格電力を出力しつつ放電をすることができる放電時間を演算する放電時間演算手段と、
前記蓄電体の放電時間が、前記電力補償装置が定格電力を出力すべき時間として要求されている定格補償時間未満となる時点が、当該放電状態となった時点からどれくらい先の時間であるかを示す余寿命を、前記放電時間演算手段により求めた前記放電時間と、前記温度検出手段により求めた測定温度と、予め記憶されている余寿命特性を基に演算する余寿命演算手段とを有することを特徴とする。【００２２】
また本発明のキャパシタの余寿命診断装置の構成は、
前記余寿命演算手段には、前記余寿命特性として、複数の温度条件下における複数の余寿命特性が記憶されており、
前記余寿命演算手段は、前記温度検出手段により求めた前記測定温度が前記複数の温度条件の温度と異なる場合には、前記測定温度に対応した余寿命特性を、前記複数の余寿命特性から求め、この求めた余寿命特性を用いて余寿命を演算することを特徴とする。【００２３】
また本発明のキャパシタの余寿命診断装置の構成は、
電力補償装置に備えられる、電気二重層キャパシタを用いて形成した蓄電体の寿命を診断する余寿命診断装置であって、
前記蓄電体の温度を測定する温度測定手段と、前記蓄電体の直流電圧を測定する電圧測定手段と、前記蓄電体が出力する直流電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電体が放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の静電容量を演算する静電容量演算手段と、
前記放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記蓄電体の静電容量と前記蓄電体の内部抵抗を基に、前記蓄電体が定格電力を出力しつつ放電をすることができる放電時間を演算する放電時間演算手段と、
前記蓄電体の放電時間が、前記電力補償装置が定格電力を出力すべき時間として要求されている定格補償時間未満となる時点が、当該放電状態となった時点からどれくらい先の時間であるかを示す余寿命を求める余寿命演算手段とを有し、
前記余寿命演算手段は、
前記蓄電体の静電容量が時間の経過と共に変化する特性を各温度毎に示す静電容量変化率特性と、前記蓄電体の内部抵抗が時間の経過と共に変化する特性を各温度毎に示す内部抵抗変化率特性を予め記憶しており、
前記放電状態となったときにおける時点で前記静電容量演算手段により求めた前記静電容量と、前記放電状態となったときにおける時点で前記内部抵抗演算手段により求めた前記内部抵抗と、前記定格電力を基に、前記放電時間演算手段により求めた放電時間を、前記定格補償時間で割った割合と、
前記放電状態となったときにおける時点とは異なる複数の時点で、且つ、前記放電状態となった時点における温度と同じ温度での内部抵抗を前記内部抵抗変化率特性から求め、前記放電状態となったときにおける時点とは異なる複数の時点で、且つ、前記放電状態となった時点における温度と同じ温度での静電容量を前記静電容量変化率特性から求め、このようにして求めた複数の時間における内部抵抗と静電容量と、前記定格電力を基に、前記放電時間演算手段により求めた複数の時間における放電時間を、前記定格補償時間で割った複数の時間における割合を求め、
求めた各割合を外挿演算して外挿演算特性線を求め、この外挿演算特性線が１００％になる時点を求め、この時点と前記放電状態となった時点との時間を余寿命であるとして求めることを特徴とする。【００２４】
また本発明の余寿命診断装置を備えた電力補償装置の構成は、
前記の余寿命診断装置が電力補償装置に設置されており、
電力補償時に前記蓄電体の電力を逆変換して負荷に供給する電力変換器が作動している時に、前記蓄電体の直流電圧を測定できる位置に前記電圧測定手段が配置され、前記蓄電体が出力する直流電流を測定できる位置に前記電流測定手段が配置されていることを特徴とする。【００２５】
また本発明の余寿命診断装置を備えた電力補償装置の構成は、
前記の余寿命診断装置が電力補償装置に設置されており、
前記電力補償装置には、抵抗器と、チョッパ動作することにより前記蓄電体の電力を放電して前記抵抗器に供給して消費させるチョッパが備えられており、
前記チョッパがチョッパ動作している時に、前記蓄電体の直流電圧を測定できる位置に前記電圧測定手段が配置され、前記蓄電体が出力する直流電流を測定できる位置に前記電流測定手段が配置されていることを特徴とする。【００２６】
また本発明のキャパシタの余寿命診断装置の構成は、
電力補償装置に備えられる、電気二重層キャパシタを用いて形成した蓄電体の寿命を診断する余寿命診断装置であって、
前記蓄電体の温度を測定する温度測定手段と、前記蓄電体の直流電圧を測定する電圧測定手段と、前記蓄電体が出力する直流電流を測定する電流測定手段と、前記電力補償装置により電力補償される負荷が消費する電力である負荷所要電力を測定する電力測定手段と、
前記蓄電体が放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の静電容量を演算する静電容量演算手段と、
前記放電状態となっているときに、前記電圧測定手段で測定した測定電圧と前記電流測定手段で測定した測定電流を基に、当該放電状態となっているときにおける、前記蓄電体の内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記蓄電体の静電容量と前記蓄電体の内部抵抗と前記負荷所要電力を基に、前記蓄電体が前記負荷所要電力を出力しつつ放電をすることができる放電時間を演算する放電時間演算手段と、
前記蓄電体の放電時間が、前記電力補償装置が前記負荷所要電力を出力すべき時間として要求されている定格補償時間未満となる時点が、当該放電状態となった時点からどれくらい先の時間であるかを示す余寿命を求める余寿命演算手段とを有し、
前記余寿命演算手段は、
前記蓄電体の静電容量が時間の経過と共に変化する特性を各温度毎に示す静電容量変化率特性と、前記蓄電体の内部抵抗が時間の経過と共に変化する特性を各温度毎に示す内部抵抗変化率特性を予め記憶しており、
前記放電状態となったときにおける時点で前記静電容量演算手段により求めた前記静電容量と、前記放電状態となったときにおける時点で前記内部抵抗演算手段により求めた前記内部抵抗と、前記電力測定手段により求めた前記負荷所要電力を基に、前記放電時間演算手段により求めた放電時間を、前記定格補償時間で割った割合と、
前記放電状態となったときにおける時点とは異なる複数の時点で、且つ、前記放電状態となった時点における温度と同じ温度での内部抵抗を前記内部抵抗変化率特性から求め、前記放電状態となったときにおける時点とは異なる複数の時点で、且つ、前記放電状態となった時点における温度と同じ温度での静電容量を前記静電容量変化率特性から求め、このようにして求めた複数の時間における内部抵抗と静電容量と、前記電力測定手段により求めた前記負荷所要電力を基に、前記放電時間演算手段により求めた複数の時間における放電時間を、前記定格補償時間で割った複数の時間における割合を求め、
求めた各割合を外挿演算して外挿演算特性線を求め、この外挿演算特性線が１００％になる時点を求め、この時点と前記放電状態となった時点との時間を余寿命であるとして求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、電気二重層キャパシタを用いて形成した蓄電体（キャパシタ列盤）が定格電力や負荷所要電力を出力しつつ放電することができる放電時間が、各電力補償装置に応じて要求される定格補償時間を越えているという状態の下で、蓄電体を使用することができる余寿命を正確に診断することができる。
このため、定格電力や負荷所要電力を放電することができる時間が、定格補償時間に達しないといった不具合を未然に防ぐことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１にかかる、余寿命診断装置を備えた電力補償装置を示す構成図。
【図２】キャパシタ余寿命診断部を示す機能ブロック図。
【図３】静電容量変化率の時間変化特性を示す特性図。
【図４】内部抵抗変化率の時間変化特性を示す特性図。
【図５】「放電時間／定格補償時間」の時間変化特性を示す特性図。
【図６】電力補償時にキャパシタ列盤から出力される電流特性を示す特性図。
【図７】電力補償時のキャパシタ列盤の電圧特性を示す特性図。
【図８】外挿演算により求めた「放電時間／定格補償時間」の特性を示す特性図。
【図９】本発明の実施例２にかかる、余寿命診断装置を備えた電力補償装置を示す構成図。
【図１０】本発明の実施例３にかかる、余寿命診断装置を備えた電力補償装置を示す構成図。
【図１１】外挿演算により求めた「放電時間／定格補償時間」の特性を示す特性図。
【図１２】電力補償装置を示す構成図。
【図１３】キャパシタ列盤を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明の実施例１に係る、余寿命診断装置を備えた瞬時電圧低下補償装置を示す。なお、図１２に示す瞬時電圧低下補償装置と同一機能を果たす部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。【００３１】
実施例１では、瞬時電圧低下補償装置に、余寿命診断装置の部材要素として、キャパシタ余寿命診断部１００と、温度測定器１１０と、表示装置１２０を備えている。
更に、瞬時電圧低下補償装置にもともと備えられていた、直流電圧測定器９と直流電流測定器１０を、余寿命診断装置の部材要素とし流用している。直流電流測定器１０としては、高い応答速度を持つ電流計測用クランプメータを用いることが好適である。【００３２】
温度測定器１１０は、キャパシタ列盤７内のキャパシタモジュールのいずれかの温度を測定し、測定した温度値を示す温度信号Ｔが、制御装置４を介してキャパシタ余寿命診断部１００に送られる。温度測定器１００を配置する部分は、キャパシタモジュールの電気絶縁を損なわない場所としている。
直流電圧測定器９は、キャパシタ列盤７の直流電圧を測定し、測定した直流電圧値を示す電圧信号Ｖが、制御装置４を介してキャパシタ余寿命診断部１００に送られる。
直流電流測定器１０は、キャパシタ列盤７から出力される放電電流を測定し、測定した直流電流値を示す電流信号Ｉが、制御装置４を介してキャパシタ余寿命診断部１００に送られる。【００３３】
図２は、キャパシタ余寿命診断部１００の構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、キャパシタ余寿命診断部１００は、タイマ／時間積算計１０１と、信号入力ポート１０２と、データ保存ＲＡＭ１０３と、プログラム保存ＲＡＭ１０４と、メモリ装置１０５と、中央演算装置（ＣＰＵ）１０６を有している。【００３４】
タイマ／時間積算計１０１は、システムタイマとしての機能と、キャパシタ列盤７の動作時間を計時する機能を有している。「動作時間」とは、キャパシタ列盤７に充電が完了して、電力補償装置（本例では瞬時電圧低下補償装置）として、機能が発揮可能な状態になった時点からの時間を意味する。【００３５】
温度信号Ｔ，電圧信号Ｖ，電流信号Ｉは、信号入力ポート１０２を介してキャパシタ余寿命診断部１００に入力される。【００３６】
データ保存ＲＡＭ１０３は、測定データの保存や、ＣＰＵ１０６のワークエリアとして使用される。【００３７】
プログラム保存ＲＡＭ１０４には、ＣＰＵ１０６を動作させて所定の演算動作をさせる演算プログラムが記憶されている。この演算プログラムとしては、次のようなものがある。
（１）静電容量演算プログラム
（２）内部抵抗演算プログラム
（３）放電時間演算プログラム
（４）余寿命診断プログラム【００３８】
メモリ装置１０５には、図３に示すような、温度別の課電時におけるキャパシタ列盤７の静電容量変化率を示す特性と、図４に示すような、温度別の課電時におけるキャパシタ列盤７の内部抵抗変化率と、図５に示すような、使用温度別でのキャパシタ列盤７の放電時間／定格補償時間を示す特性が記憶されている。図３〜図５に示す特性は、予め測定して求めたものである。
また、図３〜図５において、高温は例えば６０°Ｃであり、中温は例えば３０°Ｃであり、低温は例えば１０°Ｃであり、横軸は課電時間であり前述した動作時間に対応する。【００３９】
図３の特性を説明すると、横軸は時間であり、キャパシタ列盤７をフローティング充電した状態において、キャパシタ温度を高温、中温、低温にしたときの、各温度におけるキャパシタ列盤７の静電容量が時間の経過と共に変化する状態を示す特性である。図３の特性から、キャパシタ温度が高いほど、そして、時間が経過するほど、静電容量が低下していくことが分かる。【００４０】
図４の特性を説明すると、横軸は時間であり、キャパシタ列盤７をフローティング充電した状態において、キャパシタ温度を高温、中温、低温にしたときの、各温度におけるキャパシタ列盤７の内部抵抗が時間の経過と共に変化する状態を示す特性である。図４の特性から、キャパシタ温度が高いほど、そして、時間が経過するほど、内部抵抗が上昇していくことが分かる。【００４１】
図５の特性を説明すると、横軸は時間であり、縦軸は「放電時間／定格補償時間」を示す。この図５の特性は、キャパシタ温度を各温度（高温，中温，低温）にしたときにおいて、補償動作が通常の頻度で行われたときのキャパシタ列盤７の「放電時間／定格補償時間」が、時間の経過と共に変化する状態を示す特性である。【００４２】
ここにおいて、図５の縦軸の分母である「定格補償時間」とは、電力補償装置（本例では瞬時電圧低下補償装置）が確実に電力補償（瞬低補償）動作できるように、蓄電体（キャパシタ列盤７）が、予め決めた定格電力や負荷所要電力を出力しつつ放電すべき時間として要求された時間を意味する。
また図５の縦軸の分子である「放電時間」とは、キャパシタ列盤７が単に放電することができる時間を意味しているわけではなく、キャパシタ列盤７が定格電力や負荷所要電力を出力しつつ放電することができる時間を意味している。【００４３】
図５の特性において、「放電時間／定格補償時間」が１００％未満になったら、蓄電体（キャパシタ列盤７）の寿命が尽きたことを意味する。
つまり、「放電時間／定格補償時間」が１００％未満になったら、蓄電体は放電することは可能ではあっても、定格電力や負荷所要電力を定格補償時間未満の時間しか出力できず、このような状態になったら本実施例では寿命が尽きたと判定する。【００４４】
このような余寿命診断装置では、系統電源１に瞬低が発生していない正常時には、キャパシタ余寿命診断部１００は、例えば１０〜３０分間隔で、温度信号Ｔ，電圧信号Ｖ，電流信号Ｉを取り込み（サンプリングし）、データ保存ＲＡＭ１０３に記憶する。【００４５】
系統電源１に瞬低が発生すると、制御装置４により、高速スイッチ２が遮断されると共に、電力変換器８がインバータ動作を開始してキャパシタ列盤７の電力が負荷３に供給される。つまり、キャパシタ列盤７が放電動作をする。【００４６】
瞬時電圧低下補償装置が瞬低補償動作を開始して、キャパシタ列盤７が定電力放電動作を開始したときの、キャパシタ列盤７から出力される電流特性は図６に示すようになり、キャパシタ列盤７の電圧特性は図７に示すようになる。
図６，図７において、時点ｔ０は瞬低補償動作を開始した時点であり、この時点ｔ０から電力変換器８がコンバータ動作を開始してキャパシタ列盤７からの放電が開始される。そして時点ｔ１以降になったら、定電力放電状態となる。【００４７】
図７において、時点ｔ０における電圧Ｖ０は、キャパシタ列盤７が電流を出力していないときの電圧、つまり、内部抵抗の影響が無いときの電圧である。また、時点ｔ１における電圧Ｖ１は、キャパシタ列盤７が定格電流を出力しているため、内部抵抗による電圧降下分だけ低下した電圧である。【００４８】
瞬低が発生して瞬時電圧低下補償装置により瞬低補償動作を開始した時点ｔ０以降は、キャパシタ余寿命診断部１００は、サンプリング周期を例えば２０ｍ秒以下に速めて、温度信号Ｔ，電圧信号Ｖ，電流信号Ｉをサンプリング周期毎に取り込み、各時点（サンプリング周期毎）の温度信号Ｔ，電圧信号Ｖ，電流信号Ｉをデータ保存ＲＡＭ１０３に時系列的に記憶する。
データ保存ＲＡＭ１０３に時系列的に記憶した電流信号Ｉから得た特性曲線が、図６であり、データ保存ＲＡＭ１０３に時系列的に記憶した電圧信号Ｖから得た特性曲線が、図７である。
図６，図７に示す特性曲線を得たら、ＣＰＵ１０６は、次に示す各ステップの演算動作をする。【００４９】
［静電容量と内部抵抗を求めるステップ］
ＣＰＵ１０６は、プログラム保存ＲＡＭ１０４から、「静電容量演算プログラム」を読み出し、この静電容量演算プログラムにより、次のような演算をしてキャパシタ列盤７の静電容量Ｃを求める。
即ち、時点ｔ０以降に時々刻々サンプリングした電圧信号Ｖ（ｔ）と電流信号Ｉ（ｔ）を次式に適用する。
Ｃ∫Ｉ（ｔ）ｄｔ＝∫（ｄＶ（ｔ）／ｄｔ）ｄｔ
この場合、積分範囲は、例えば、時点ｔ０から瞬低補償動作が終了した時点までとする。そして、上記式を解くことにより、今回の瞬低が発生した時における、キャパシタ列盤７の静電容量Ｃを求める。【００５０】
ＣＰＵ１０６は、プログラム保存ＲＡＭ１０４から、「内部抵抗演算プログラム」を読み出し、この内部抵抗演算プログラムにより、次のような演算をしてキャパシタ列盤７の内部抵抗Ｒを求める。
即ち、時点ｔ１における電流Ｉ１と、時点ｔ１における電圧Ｖ１を次式に適用して、今回の瞬低が発生した時における、内部抵抗Ｒを求める。
Ｒ＝Ｖ１／Ｉ１
なお、この例では時点ｔ１における電流Ｉ１と電圧Ｖ１を使用したが、時点ｔ１以降の時点、つまり、定電力放電ができるようになった期間における時点であれば、時点ｔ１でなくてもよい。このように電流，電圧を取り込む時点（定電力放電ができるようになった時点、例えばｔ１）は、キャパシタ列盤７を適用する電力補償装置の特性に応じて予め設定している。【００５１】
［放電時間を求めるステップ］
ＣＰＵ１０６は、プログラム保存ＲＡＭ１０４から、「放電時間演算プログラム」を読み出し、この放電時間演算プログラムに、前述した静電容量演算プログラムを用いて求めたキャパシタ列盤７の静電容量Ｃと、前述した内部抵抗演算プログラムを用いて求めた内部抵抗Ｒを適用して、今回の瞬低が発生した時における、キャパシタ列盤７の放電時間を求める。
前述したように、ここでいう「放電時間」とは、キャパシタ列盤７が単に放電することができる時間を意味しているわけではなく、キャパシタ列盤７が定格電力や負荷所要電力を出力しつつ放電することができる時間である。【００５２】
放電時間演算プログラム（放電時間演算式）としては、各種のプログラム（演算式）が既に公知になっているが、例えば、文献「The 12th international seminar double layers capacitor and similar energy storage devices, Dec9.11 (2002)：岡村  廸夫」に示されている演算プログラムを用いて、キャパシタ列盤７の放電時間を求めている。【００５３】
上記文献に示されている放電時間演算式の一例を示すと、次の通りである。
【数１】
2009148160.tif 000003
なお、この放電時間演算式（１）はキャパシタの放電終止電圧が（１／２）ｖｏの場合であり、ｔは定格電力を放電可能な放電時間、Ｃは静電容量（Ｆ）、Ｒは内部抵抗（Ω）、Ｗは出力電力（Ｗ）、ｖは電圧（Ｖ）を示す。
電力Ｗとしては、定格電力や、負荷所要電力が用いられる。【００５４】
なお静電容量Ｃと、内部抵抗Ｒと、温度信号Ｔの温度履歴から求めた平均温度をパラメータとして、放電時間を求めるデータベースを予め設定しておき、このデータベースを基に放電時間を求めるようにしてもよい。【００５５】
［余寿命を診断するステップ（第１の手法）］
ＣＰＵ１０６は、プログラム保存ＲＡＭ１０４から、「余寿命を診断する第１のプログラム」を読み出し、この余寿命を推定する第１のプログラムにより、図５の特性曲線を利用して次のような演算をしてキャパシタ列盤７の余寿命を推定する。
即ち、前述した放電時間演算プログラムを用いて求めた、瞬低が発生した時点ｔ０における放電時間を、定格補償時間で割った割合Ｐ０［％］を求める。【００５６】
また瞬低が発生した時点ｔ０の温度を判定する。ここでは、例えば、温度が高温（６０°Ｃ）であった場合には、図５の特性から、高温時の特性曲線において、時点ｔ０における割合Ｐ０Ｈ［％］を求める。
なお、時点ｔ０の温度としては、温度信号Ｔの温度履歴から求めた平均温度を採用している。【００５７】
平均温度が６０°Ｃの場合には、余寿命をＸとすると、図５の特性から
Ｐ０Ｈ／Ｐ０＝（ｔＨ−ｔｏ）／Ｘ・・・・（２）
という関係式が成り立ち、この式から余寿命Ｘを求める。
上記関係式は、図５に示す特性が略線形である場合に適用することができるものである。【００５８】
また瞬低が発生した時点ｔ０の温度が中温（３０°Ｃ）であった場合には、図５の特性から、中温時の特性曲線において、時点ｔ０における割合Ｐ０Ｍ［％］を求める。
なお、時点ｔ０の温度としては、温度信号Ｔの温度履歴から求めた平均温度を採用している。【００５９】
平均温度が３０°Ｃの場合には、余寿命をＸとすると、図５の特性から
Ｐ０Ｍ／Ｐ０＝（ｔＭ−ｔｏ）／Ｘ・・・・（３）
という関係式が成り立ち、この式から余寿命Ｘを求める。
上記関係式は、図５に示す特性が略線形である場合に適用することができるものである。【００６０】
また瞬低が発生した時点ｔ０の温度が低温（１０°Ｃ）であった場合には、図５の特性から、低温時の特性曲線において、時点ｔ０における割合Ｐ０Ｌ［％］を求める。
なお、時点ｔ０の温度としては、温度信号Ｔの温度履歴から求めた平均温度を採用している。【００６１】
平均温度が１０°Ｃの場合には、余寿命をＸとすると、図５の特性から
Ｐ０Ｌ／Ｐ０＝（ｔＬ−ｔｏ）／Ｘ・・・・（４）
という関係式が成り立ち、この式から余寿命Ｘを求める。
上記関係式は、図５に示す特性が略線形である場合に適用することができるものである。【００６２】
なお図５の特性図では、高温（６０°Ｃ）時の特性曲線と、中温（３０°Ｃ）時の特性曲線と、低温（１０°Ｃ）時の特性曲線のみがあるが、瞬低が発生した温度が、上記の高温（６０°Ｃ），中温（３０°Ｃ），低温（１０°Ｃ）以外の温度（例えば４０°Ｃ）である場合には、高温（６０°Ｃ），中温（３０°Ｃ），低温（１０°Ｃ）の３本の特性曲線を、最小二乗法などの演算により回帰式を求め、この回帰式を用いて、例えば４０°Ｃにおける特性曲線を求める。
そして、例えば４０°Ｃにおける特性曲線を用いて、前述した式（２）（３）（４）と同様な演算をして、余寿命Ｘを求める。【００６３】
キャパシタ余寿命診断部１００にて求めた余寿命Ｘは、表示装置１２０に表示される。
なお、求めた余寿命Ｘが、瞬時電圧低下補償装置の保証寿命期間に達しない場合や、今回の瞬低が発生した時に求めた割合（＝放電時間／定格補償時間）Ｐ０［％］が１００％未満になっている場合には、警報を発することもできる。【００６４】
［余寿命を診断するステップ（第２の手法）］
余寿命を診断する手法としては、上述した第１の手法の他に、次に説明する第２の手法を用いることもできる。【００６５】
ＣＰＵ１０６は、プログラム保存ＲＡＭ１０４から、「余寿命を診断する第２のプログラム」を読み出す。
本例では、瞬低発生時の検出温度が例えば高温（６０°Ｃ）であったとして説明をする。なお、瞬低発生時の検出温度としては、温度信号Ｔの温度履歴から求めた平均温度を採用している。【００６６】
まず、前述した放電時間演算プログラムを用いて求めた、瞬低が発生した時点ｔ０における放電時間を、定格補償時間で割った割合Ｐ０［％］を求める。この時点ｔ０における割合Ｐ０［％］を、図８に示すようにプロットする。
本例では、前述した放電時間演算式（１）により放電時間を求める場合には、電力Ｗとして定格電力を用いる。【００６７】
次に時点ｔ０とは異なる時点、例えば時点ｔ１０における静電容量Ｃ１０を、図３に示す特性のうち今回の瞬低発生時の温度（例えば高温の６０°Ｃ）に対応した特性から求める。また、時点ｔ１０における内部抵抗Ｒ１０を、図４に示す特性のうち今回の瞬低発生時の温度（例えば高温の６０°Ｃ）に対応した特性から求める。【００６８】
次に、前述した放電時間演算プログラムに、静電容量Ｃ１０と、内部抵抗Ｒ１０を適用して、時点ｔ１０におけるキャパシタ列盤７の放電時間を予想する。
本例では、前述した放電時間演算式（１）により放電時間を求める場合には、電力Ｗとして定格電力を用いる。
そして、時点ｔ１０における放電時間（予想した放電時間）を、定格補償時間で割った割合Ｐ１０［％］を求め、時点ｔ１０における割合Ｐ１０［％］を、図８に示すようにプロットする。【００６９】
次に、時点ｔ０，ｔ１０とは異なる時点、例えば時点ｔ２０における静電容量Ｃ２０を、図３に示す特性のうち今回の瞬低発生時の温度（例えば高温の６０°Ｃ）に対応した特性から求める。また、時点ｔ２０における内部抵抗Ｒ２０を、図４に示す特性のうち今回の瞬低発生時の温度（例えば高温の６０°Ｃ）に対応した特性から求める。【００７０】
次に、前述した放電時間演算プログラムに、静電容量Ｃ２０と、内部抵抗Ｒ２０を適用して、時点ｔ２０におけるキャパシタ列盤７の放電時間を予想する。
本例では、前述した放電時間演算式（１）により放電時間を求める場合には、電力Ｗとして定格電力を用いる。
そして時点ｔ２０における放電時間（予想した放電時間）を、定格補償時間で割った割合Ｐ２０［％］を求め、時点ｔ２０における割合Ｐ２０［％］を、図８に示すようにプロットする。【００７１】
このように少なくとも３つの時点（本例ではｔ０，ｔ１０，ｔ２０の時点）における割合Ｐ０［％］，Ｐ１０［％］，Ｐ２０［％］をプロットする。
なお、正確性をより向上するには、ｔ０，ｔ１０，ｔ２０以外の時点における割合もプロットする。【００７２】
そして、プロットした割合Ｐ０［％］，Ｐ１０［％］，Ｐ２０［％］を、外挿演算することにより、図８に示すような外挿演算特性線を求める。
この外挿演算特性線が１００％になる時点はｔｓであるので、キャパシタ余寿命診断装置１００は、時点ｔ０から見た余寿命Ｘは（ｔｓ−ｔ０）であると診断する。【００７３】
なお上記の説明では、瞬低が発生した時の温度（温度信号Ｔの温度履歴から求めた平均温度）が高温（６０°Ｃ）である時を例として説明したが、瞬低が発生したときの温度が、中温や低温であるときには、図４，図５に示す中温や低温における特性を用いて、中温や低温における静電容量や内部抵抗を求める。【００７４】
また図４，図５に示す温度特性は、３種類の温度（高温、中温，低温）における特性のみが示されているが、瞬低発生時の温度が他の温度である場合には、３本の特性曲線を最小二乗法などの演算により回帰式を求め、この回帰式を用いて、他の温度における特性曲線を求める。
そしてこのようにして求めた特性を利用して他の温度における、静電容量や内部抵抗を求める。【００７５】
キャパシタ余寿命診断部１００にて求めた余寿命Ｘは、表示装置１２０に表示される。
なお、求めた余寿命Ｘが、瞬時電圧低下補償装置の保証寿命期間に達しない場合や、今回の瞬低が発生した時に求めた割合（＝放電時間／定格補償時間）Ｐ０［％］が１００％未満になっている場合には、警報を発することもできる。
【実施例２】
【００７６】
上述した実施例１では、電力補償動作（瞬低補償動作や停電補償動作）をするために電力変換器８がコンバータ動作して、キャパシタ列盤７が放電（定電力放電）して負荷３に電力を供給する際における、キャパシタ列盤７の直流電圧や直流電流や温度を測定して、余寿命を診断していた。
これに対して実施例２では、メンテナンスモードにおいて、キャパシタ列盤７が放電する際における、キャパシタ列盤７の直流電圧や直流電流や温度を測定して、余寿命を診断する。【００７７】
図９に示すように予備充電用昇降圧チョッパ１２の出力側には、バイパススイッチ１２１を介して抵抗器１２２が接続されている。バイパススイッチ１２１と抵抗器１２２とを接続する導線には、直流電流測定器１２３と直流電圧測定器１２４が備えられている。【００７８】
メンテナンスモードでは、電力変換器８とコンバータ１１は停止状態になり、バイパススイッチ１２１が投入され、予備充電用昇降圧チョッパ１２が定電流放電モードで運転される。
このため、キャパシタ列盤７から定電流放電がされ、放電電流が抵抗器１２２で消費され、最終的にはキャパシタ列盤７が完全放電状態になる。【００７９】
このように、メンテナンスモードにおいて、キャパシタ列盤７を放電させる際に、直流電流測定器１２３は、キャパシタ列盤７から出力される放電電流を測定し、測定した直流電流値を示す電流信号Ｉを、キャパシタ余寿命診断部１００に送る。
また、直流電圧測定器１２４は、キャパシタ列盤７の直流電圧を測定し、測定した直流電圧値を示す電圧信号Ｖを、キャパシタ余寿命診断部１００に送る。
更に、温度測定器１１０は、キャパシタ列盤７の温度を測定し、測定した温度値を示す温度信号Ｔを、制御装置４を介してキャパシタ余寿命診断部１００に送る。【００８０】
余寿診断部１００は、実施例１のときと同様にして、直流信号Ｉと直流電圧Ｖと温度信号Ｔを取り込み、各演算プログラムにより演算をして、静電容量と内部抵抗を求め、次に放電時間を求め、最終的に余寿命を求めて、キャパシタ７の余寿命を診断する。この診断結果は、表示部１２０に表示される。
【実施例３】
【００８１】
次に本発明の実施例３を説明する。
前述した実施例１の余寿命を診断するステップ２（第２の）の手法では、放電時間演算式（１）により放電時間を求める場合には、電力Ｗとして定格電力を用いていたが、実施例３では、電力Ｗとして負荷所要電力を用いる。【００８２】
負荷における実際の消費電力は設備増強に伴う下流側負荷の増加や、負荷形態の変化（容量性負荷（整流器）の増加や、誘導性負荷（電動機等）の増加）によって変動するものである。
このため、このような実負荷において、電力補償装置が補償することができる余寿命を正確に診断することが重要である。
実施例３では、電力補償装置により電力補償される実負荷が消費する電力（負荷所要電力）を蓄電体が出力することができる放電時間が、定格補償時間を越えているという状態の下での、余寿命を診断するものである。【００８３】
図１０に示すように、本実施例３では、交流電力測定器１３０が備えられている。この交流電力測定器１３０は、高速スイッチ２が投入されているときに、系統電源１から負荷３に供給される電力を測定して、測定した電力値を示す電力信号Ｗを出力する。
この電力信号Ｗは、制御装置４を介してキャパシタ余寿命診断部１００に送られる。
キャパシタ余寿命診断部１００には、図２に示すのと同様に、タイマ／時間積算計１０１と、信号入力ポート１０２と、データ保存ＲＡＭ１０３と、プログラム保存ＲＡＭ１０４と、メモリ装置１０５と、中央演算装置（ＣＰＵ）１０６を有している。【００８４】
他の部分の構成及び作用は、図１に示す実施例と同じであるため、同一部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。【００８５】
次に実施例３の動作を説明する。
本例では、瞬低発生時の検出温度が例えば高温（６０°Ｃ）であったとして説明をする。なお、瞬低発生時の検出温度としては、温度信号Ｔの温度履歴から求めた平均温度を採用している。【００８６】
まず、前述した放電時間演算式（１）を用いて求めた、瞬低が発生した時点ｔ０における放電時間を、定格補償時間で割った割合Ｑ０［％］を求める。この時点ｔ０における割合Ｑ０［％］を、図１１に示すようにプロットする。
本例では、前述した放電時間演算式（１）により放電時間を求める際に、電力Ｗとして負荷所要電力を用いる。【００８７】
次に時点ｔ０とは異なる時点、例えば時点ｔ１０における静電容量Ｃ１０を、図３に示す特性のうち今回の瞬低発生時の温度（例えば高温の６０°Ｃ）に対応した特性から求める。また、時点ｔ１０における内部抵抗Ｒ１０を、図４に示す特性のうち今回の瞬低発生時の温度（例えば高温の６０°Ｃ）に対応した特性から求める。【００８８】
次に、前述した放電時間演算式（１）に、静電容量Ｃ１０と、内部抵抗Ｒ１０を適用して、時点ｔ１０におけるキャパシタ列盤７の放電時間を予想する。
本例では、前述した放電時間演算式（１）により放電時間を求める際に、電力Ｗとして負荷所要電力を用いる。
そして、時点ｔ１０における放電時間（予想した放電時間）を、定格補償時間で割った割合Ｑ１０［％］を求め、時点ｔ１０における割合Ｑ１０［％］を、図１１に示すようにプロットする。【００８９】
次に、時点ｔ０，ｔ１０とは異なる時点、例えば時点ｔ２０における静電容量Ｃ２０を、図３に示す特性のうち今回の瞬低発生時の温度（例えば高温の６０°Ｃ）に対応した特性から求める。また、時点ｔ２０における内部抵抗Ｒ２０を、図４に示す特性のうち今回の瞬低発生時の温度（例えば高温の６０°Ｃ）に対応した特性から求める。【００９０】
次に、前述した放電時間演算式（１）に、静電容量Ｃ２０と、内部抵抗Ｒ２０を適用して、時点ｔ２０におけるキャパシタ列盤７の放電時間を予想する。
本例では、前述した放電時間演算式（１）により放電時間を求める際に、電力Ｗとして負荷所要電力を用いる。
そして時点ｔ２０における放電時間（予想した放電時間）を、定格補償時間で割った割合Ｑ２０［％］を求め、時点ｔ２０における割合Ｑ２０［％］を、図１１に示すようにプロットする。【００９１】
このように少なくとも３つの時点（本例ではｔ０，ｔ１０，ｔ２０の時点）における割合Ｑ０［％］，Ｑ１０［％］，Ｑ２０［％］をプロットする。
なお、正確性をより向上するには、ｔ０，ｔ１０，ｔ２０以外の時点における割合もプロットする。【００９２】
そして、プロットした割合Ｑ０［％］，Ｑ１０［％］，Ｑ２０［％］を、外挿演算することにより、図１１に示すような外挿演算特性線を求める。
この外挿演算特性線が１００％になる時点はｔｓであるので、キャパシタ余寿命診断装置１００は、時点ｔ０から見た余寿命Ｘは（ｔｓ−ｔ０）であると診断する。【００９３】
なお上記の説明では、瞬低が発生した時の温度（温度信号Ｔの温度履歴から求めた平均温度）が高温（６０°Ｃ）である時を例として説明したが、瞬低が発生したときの温度が、中温や低温であるときには、図４，図５に示す中温や低温における特性を用いて、中温や低温における静電容量や内部抵抗を求める。【００９４】
また図４，図５に示す温度特性は、３種類の温度（高温、中温，低温）における特性のみが示されているが、瞬低発生時の温度が他の温度である場合には、３本の特性曲線を最小二乗法などの演算により回帰式を求め、この回帰式を用いて、他の温度における特性曲線を求める。
そしてこのようにして求めた特性を利用して他の温度における、静電容量や内部抵抗を求める。【００９５】
キャパシタ余寿命診断部１００にて求めた余寿命Ｘは、表示装置１２０に表示される。
なお、求めた余寿命Ｘが、瞬時電圧低下補償装置の保証寿命期間に達しない場合や、今回の瞬低が発生した時に求めた割合（＝放電時間／定格補償時間）Ｑ０［％］が１００％未満になっている場合には、警報を発することもできる。【００９６】
なお上述した実施例１〜３では、電力補償装置が瞬時電圧補償装置であるとして説明したが、無停電電源装置であっても、同様にして余寿命を診断することができることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、瞬時電圧補償装置や無停電電源装置の他に、電気二重層キャパシタを用いて形成した蓄電体を備えた各種の電力補償機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  系統電源
２  高速スイッチ
３  負荷
４  制御装置
５  交流電流測定器
６  交流電圧測定器
７  キャパシタ列盤
８  電力変換器（コンバータ／インバータ）
９  直流電圧測定器
１０  直流電流測定器
１１  コンバータ
１２  予備充電用昇降圧チョッパ
１００  キャパシタ余寿命診断部
１１０  温度測定器
１２０  表示装置
１２１  バイパススイッチ
１２２  抵抗器
１２３  直流電流測定器
１２４  直流電圧測定器
１３０  交流電力測定器
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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