(57)【要約】      （修正有）【課題】小型軽量でメンテナンス負担の小さい瞬時電圧低下補償装置を提供する。【解決手段】電力系統と負荷装置との間に介在され、低下した電圧を補償して前記負荷装置に供給する瞬時電圧低下補償装置であって、交流電力の電圧が瞬時低下した場合に、前記電力系統から供給される交流電力の一部を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を蓄えるコンデンサと、前記コンデンサから供給される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記電力系統から供給される交流電力の電圧に応じて、前記インバータを制御する制御部と、前記インバータから供給される交流電力によって、前記電源系統から供給される交流電力の電圧を補償して前記負荷装置に供給する補償電圧供給部と、を備え、前記制御部は、前記コンデンサから供給される直流電力によって機能することを特徴とする瞬時電圧低下補償装置に関する。【選択図】  図１
2006217688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統と負荷装置との間に介在され、前記電気系統から供給される交流電力の電圧が瞬時低下した場合に、低下した電圧を補償して前記負荷装置に供給する瞬時電圧低下補償装置であって、
前記電力系統から供給される交流電力の一部を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を蓄えるコンデンサと、
前記コンデンサから供給される直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記電力系統から供給される交流電力の電圧に応じて、前記インバータを制御する制御部と、
前記インバータから供給される交流電力によって、前記電源系統から供給される交流電力の電圧を補償して前記負荷装置に供給する補償電圧供給部と、
を備え、
前記制御部は、前記コンデンサから供給される直流電力によって機能すること
を特徴とする瞬時電圧低下補償装置。
【請求項２】
前記コンデンサは、電気二重層コンデンサであること
を特徴とする請求項１に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【請求項３】
前記コンデンサと前記制御部との間に介在され、前記コンデンサに蓄えられる直流電力の電圧を、前記制御部の動作電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを備えること、
を特徴とする請求項１に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記電力系統から供給される交流電力の電圧を逐次検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出される電圧を記憶する電圧記憶部と、
前記電圧記憶部に記憶された所定個数の至近の過去の電圧の平均値を計算する平均値演算部と、
前記電圧検出部により新たに検出された電圧を、前記平均値演算部により計算された前記平均値に所定割合を乗じて得られた判定値と比較する電圧比較部と、
前記新たに検出された前記電圧が前記判定値以下となった場合には、前記負荷装置に供給される交流電力の電圧が前記平均値になるように前記インバータの制御を開始するインバータ制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記電力系統から供給される交流電力の電圧を逐次検出する第１の電圧検出部と、
前記第１の電圧検出部により検出される電圧を記憶する第１の電圧記憶部と、
前記第１の電圧記憶部に記憶された所定個数の至近の過去の電圧の平均値を計算する第１の平均値演算部と、
前記第１の電圧検出部により新たに検出された電圧を、前記第１の平均値演算部により計算された前記平均値に所定割合を乗じて得られた第１の判定値と比較する第１の電圧比較部と、
前記第１の電圧検出部により新たに検出された前記電圧が前記第１の判定値以下となった場合には、前記負荷装置に供給される交流電力の電圧が前記第１の平均値演算部により計算された前記平均値になるように前記インバータの制御を開始する第１のインバータ制御部と、
前記負荷装置に供給される交流電力の電圧を逐次検出する第２の電圧検出部と、
前記第２の電圧検出部により検出される電圧を記憶する第２の電圧記憶部と、
前記第２の電圧記憶部に記憶された所定個数の至近の過去の電圧の平均値を計算する第２の平均値演算部と、
前記第２の平均値演算部により計算された前記平均値を、前記第１のインバータ制御部による前記インバータの制御が開始される直前に前記第１の平均値演算部により計算された前記平均値に所定割合を乗じて得られた第２の判定値と比較する第２の電圧比較部と、
前記第２の平均値演算部により計算された前記平均値が前記第２の判定値以上となった場合には、前記インバータの制御を停止する第２のインバータ制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【請求項６】
前記補償電圧供給部は、前記電源系統から供給される交流電力の電圧を、前記インバータから供給される交流電力によって変圧して前記負荷装置に供給する直列変圧器と、前記直列変圧器をバイパスして前記電力系統と前記負荷装置とを接続するバイパススイッチとを備えて構成され、
前記第１のインバータ制御部は、
前記第１の電圧検出部により新たに検出された前記電圧が前記第１の判定値以下となった場合には、前記バイパススイッチを開状態にすると共に、前記負荷装置に供給される交流電力の電圧が前記第１の平均値演算部により計算された前記平均値になるように前記インバータの制御を開始し、
前記第２のインバータ制御部は、
前記第２の平均値演算部により計算された前記平均値が前記第２の判定値以上となった場合には、前記バイパススイッチを閉状態にすると共に、前記インバータの制御を停止する
ことを特徴とする請求項５に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【請求項７】
前記第２のインバータ制御部は、
前記第２の平均値演算部により計算された前記平均値が所定回数連続して前記第２の判定値以上となった場合には、前記インバータの制御を停止する
ことを特徴とする請求項５に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【請求項８】
前記電圧記憶部は、少なくとも前記所定個数分の前記至近の過去の電圧を更新しつつ記憶可能である
ことを特徴とする請求項４に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【請求項９】
前記インバータには、前記インバータから出力される交流電力の位相を、前記電源系統から供給される交流電力の位相と一致させるためのＰＬＬ回路が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【請求項１０】
前記判定値の算出に用いられる前記所定割合は、およそ０．８５であることを特徴とする請求項４に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【請求項１１】
前記第１の判定値の算出に用いられる前記所定割合はおよそ０．８５であり、前記第２の判定値の算出に用いられる前記所定割合はおよそ０．９である
ことを特徴とする請求項５に記載の瞬時電圧低下補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統側の電圧の瞬時低下時に負荷に供給される電圧を補償する瞬時電圧低下補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力系統側の電圧が落雷等により瞬時低下する場合に備えて、電力系統と負荷装置との間には瞬時電圧低下補償装置が設けられる。この瞬時電圧低下補償装置は、例えば、コンデンサやインバータ、それらを制御する制御装置などを備え、電力系統側の電圧が瞬時低下した場合には、コンデンサに充電しておいた電力をインバータを介して負荷装置に供給するように制御することにより、負荷装置に供給される電圧を所定電圧に維持する（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１０５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、負荷装置に供給される電圧を所定電圧に維持するための制御を行う制御装置は、電力系統側の電圧が低下している間も機能しなければならない。そのため、瞬時電圧低下補償装置は、電力系統側の電圧が低下している間にも制御装置に所定電圧の電力を供給するためのＵＰＳ（Uninterrupted Power Supply）を備えている。
【０００４】
しかし、ＵＰＳは内部にバッテリを備えているため、定期的にバッテリを交換するなどのメンテナンスが必要である。また、バッテリは廃棄時に特殊な処理を要するなど、取り扱いも面倒である。さらに、瞬時電圧低下中も確実に制御装置に所定電圧を供給するために、相応の容量を持ったバッテリを備えたＵＰＳを搭載する必要がある。このため、電力系統側の電圧の瞬時低下に備えて電力系統と負荷装置との間に設けられる瞬時電圧低下補償装置に小型のＵＰＳを用いることは難しく、瞬時電圧低下補償装置の小型化、軽量化を妨げる要因の一つとなっていた。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、小型、軽量で、メンテナンス負担の小さい瞬時電圧低下補償装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、電力系統と負荷装置との間に介在され、前記電気系統から供給される交流電力の電圧が瞬時低下した場合に、低下した電圧を補償して前記負荷装置に供給する瞬時電圧低下補償装置であって、前記電力系統から供給される交流電力の一部を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を蓄えるコンデンサと、前記コンデンサから供給される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記電力系統から供給される交流電力の電圧に応じて、前記インバータを制御する制御部と、前記インバータから供給される交流電力によって、前記電源系統から供給される交流電力の電圧を補償して前記負荷装置に供給する補償電圧供給部と、を備え、前記制御部は、前記コンデンサから供給される直流電力によって機能することを特徴とする瞬時電圧低下補償装置に関する。  
このように、制御部を機能させるための電力をコンデンサから供給するようにすることによって、電力系統の瞬時電圧低下が発生した場合であっても安定した電圧が制御部に供給されるようにすることが可能となる。これにより、瞬時電圧低下補償装置にＵＰＳを搭載する必要がなくなるので、瞬時電圧低下補償装置の小型化、軽量化を実現することができる。またＵＰＳのバッテリ交換等のメンテナンスを不要にすることが可能となる。
【０００７】
また、係る瞬時電圧低下補償装置において、前記コンデンサは、電気二重層コンデンサであるとすることもできる。  
電気二重層コンデンサを用いることにより、コンデンサの小型化と大容量化を図ることが可能となるので、瞬時電圧低下補償装置のより一層の小型化と、負荷装置や制御部に対するより一層安定した電圧の供給を可能とすることができる。また電気二重層コンデンサはバッテリと比較すると保守が不要で製品寿命も長いため、電気二重層コンデンサを用いることにより、メンテナンスの簡略化、コストの低減を図ることが可能となる。
【０００８】
また、係る瞬時電圧低下補償装置は、前記コンデンサと前記制御部との間に介在され、前記コンデンサに蓄えられる直流電力の電圧を、前記制御部の動作電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを備えるようにすることもできる。  
このような態様により、制御部の動作電圧とコンデンサから出力される電圧とを一致させる必要がなくなる。これにより、瞬時電圧低下補償装置の設計自由度が増すと共に、制御部の動作電圧とコンデンサの出力電圧とが異なる場合であっても、制御部を機能させるための電力をコンデンサから供給するようにすることが可能となる。
【０００９】
また、係る瞬時電圧低下補償装置において、前記制御部は、前記電力系統から供給される交流電力の電圧を逐次検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電圧を記憶する電圧記憶部と、前記電圧記憶部に記憶された所定個数の至近の過去の電圧の平均値を計算する平均値演算部と、前記電圧検出部により新たに検出された電圧を、前記平均値演算部により計算された前記平均値に所定割合を乗じて得られた判定値と比較する電圧比較部と、前記新たに検出された前記電圧が前記判定値以下となった場合には、前記負荷装置に供給される交流電力の電圧が前記平均値になるように前記インバータの制御を開始するインバータ制御部と、を備えるようにすることもできる。  
このような態様によれば、前記電力系統の電圧が逐次記憶され、最新の電圧（Ａ）と、当該電圧（Ａ）に至近の過去の電圧の前記所定個数分の前記平均値（以後、直前の過去の電圧（Ｂ）と呼ぶ）の前記所定割合（例えば０．８５）との比較が例えば適宜な頻度で実施される。この処理の実施中に、もしＡ≦Ｂ×０．８５、即ち前記現在の電圧が前記直前の過去の電圧より例えば１５％以上低下した場合には、前記インバータ制御部が前記インバータの制御を開始することにより、例えば当該低下分の電圧（Ｂ−Ａ）を補償するための電力が前記コンデンサから前記インバータを介して前記補償電圧供給部に供給される。つまり、瞬時低下した現在の電圧（Ａ）が、直前の過去の電圧（Ｂ）となるように、前記電源系統から供給される交流電力の電圧が補償される。本実施の態様においては、制御部を機能させるための電力はコンデンサから供給されるので、電源系統から供給される現在の電圧が瞬時低下中であっても、上記の制御を行うことが可能となる。
【００１０】
また、係る瞬時電圧低下補償装置において、前記制御部は、前記電力系統から供給される交流電力の電圧を逐次検出する第１の電圧検出部と、前記第１の電圧検出部により検出される電圧を記憶する第１の電圧記憶部と、前記第１の電圧記憶部に記憶された所定個数の至近の過去の電圧の平均値を計算する第１の平均値演算部と、前記第１の電圧検出部により新たに検出された電圧を、前記第１の平均値演算部により計算された前記平均値に所定割合を乗じて得られた第１の判定値と比較する第１の電圧比較部と、前記第１の電圧検出部により新たに検出された前記電圧が前記第１の判定値以下となった場合には、前記負荷装置に供給される交流電力の電圧が前記第１の平均値演算部により計算された前記平均値になるように前記インバータの制御を開始する第１のインバータ制御部と、前記負荷装置に供給される交流電力の電圧を逐次検出する第２の電圧検出部と、前記第２の電圧検出部により検出される電圧を記憶する第２の電圧記憶部と、前記第２の電圧記憶部に記憶された所定個数の至近の過去の電圧の平均値を計算する第２の平均値演算部と、前記第２の平均値演算部により計算された前記平均値を、前記第１のインバータ制御部による前記インバータの制御が開始される直前に前記第１の平均値演算部により計算された前記平均値に所定割合を乗じて得られた第２の判定値と比較する第２の電圧比較部と、前記第２の平均値演算部により計算された前記平均値が前記第２の判定値以上となった場合には、前記インバータの制御を停止する第２のインバータ制御部と、を備えるようにすることもできる。
【００１１】
この瞬時電圧低下補償装置によれば、前記第１のインバータ制御部によって前記電源系統から供給される交流電力の電圧を補償する制御が行われている間に、前記負荷装置側の電圧の至近の過去の所定個数分の平均値（以後、現在付近の電圧（Ｃ）と呼ぶ）と、前述した瞬時低下直前の過去の電圧（Ｂ）の所定割合（例えば０．９）との比較が例えば適宜な頻度で実施される。この処理の実施中に、もしＣ≧Ｂ×０．９、即ち前記現在付近の電圧（Ｃ）が前記瞬時低下直前の過去の電圧（Ｂ）の例えば９０％以上となった場合には、前記第２のインバータ制御部が前記インバータの制御を停止することにより、前記補償の動作を終了することができる。本実施の態様においても、制御部を機能させるための電力はコンデンサから供給されるので、電源系統から供給される現在の電圧が瞬時低下中であっても、上記の制御を行うことが可能となる。
【００１２】
また、係る瞬時電圧低下補償装置において、前記補償電圧供給部は、前記電源系統から供給される交流電力の電圧を、前記インバータから供給される交流電力によって変圧して前記負荷装置に供給する直列変圧器と、前記直列変圧器をバイパスして前記電力系統と前記負荷装置とを接続するバイパススイッチとを備えて構成され、前記第１のインバータ制御部は、前記第１の電圧検出部により新たに検出された前記電圧が前記第１の判定値以下となった場合には、前記バイパススイッチを開状態にすると共に、前記負荷装置に供給される交流電力の電圧が前記第１の平均値演算部により計算された前記平均値になるように前記インバータの制御を開始し、前記第２のインバータ制御部は、前記第２の平均値演算部により計算された前記平均値が前記第２の判定値以上となった場合には、前記バイパススイッチを閉状態にすると共に、前記インバータの制御を停止するようにすることもできる。
【００１３】
この瞬時電圧低下補償装置によれば、前記第１のインバータ制御部によって前記電源系統から供給される交流電力の電圧を補償する制御が行われている間は、前記バイパススイッチが開放（開状態と）され、前記直列変圧器から出力される交流電力の電圧が前記第１の平均値演算部により計算された前記平均値になるように電圧の補償が行われる。また、前記電源系統から供給される交流電力の電圧を補償する制御が終了した後は、前記バイパススイッチが投入（閉状態と）され、前記電力系統側の電圧が前記負荷に印加され、よって前記補償から常時給電に切り替えられる。このようにすることにより、瞬時電圧低下が発生している場合には、電力系統側と負荷装置側とが電気的に直接接続されないようにすることができる。これにより、電力系統側の電力低下の影響が負荷装置側に及ぶことを防止することができる。また瞬時電圧低下が発生していない場合には、電力系統側と負荷装置側とを電気的に直接接続することができる。これにより、瞬時電圧低下補償装置通過時の電力損失を最小限に抑えることが可能となる。また、このような前記バイパススイッチの動作をともなった前記インバータの制御により、瞬時電圧低下復帰後の常時給電への切り替え時の電圧差を低減することもできる。
【００１４】
また、かかる瞬時電圧低下補償装置において、前記第２のインバータ制御部は、前記第２の平均値演算部により計算された前記平均値が所定回数連続して前記第２の判定値以上となった場合には、前記インバータの制御を停止するようにすることもできる。このような態様により、電力系統側の電圧が確かに復帰した後に、電圧を補償する制御を停止するようにすることができる。このため、負荷装置にはより安定した電力を供給することが可能となる。
【００１５】
また、かかる瞬時電圧低下補償装置において、前記電圧記憶部は、少なくとも前記所定個数分の前記至近の過去の電圧を更新しつつ記憶可能である様にすることもできる。このような態様により、電圧記憶部の記憶容量を低減することができる。これにより低コストな瞬時電圧低下補償装置を提供することができる。
【００１６】
また前記インバータには、前記インバータから出力される交流電力の位相を、前記電源系統から供給される交流電力の位相と一致させるためのＰＬＬ回路が設けられているようにすることもできる。これにより、電力系統から供給される交流電力の電圧の制御をより正確に行うことが可能となる。
【００１７】
なお、前記判定値または前記第１の判定値の算出に用いられる前記所定割合は、およそ０．８５であることが好ましく、また前記第２の判定値の算出に用いられる前記所定割合はおよそ０．９であることが好ましい。  
係る所定割合とすることによって、日常的に発生する電力系統側の微細な電圧変動のたびに電圧補償制御が開始されてしまうことを防止することができると共に、瞬時電圧低下が発生した場合には、確実に電圧が復帰するまで電圧補償制御を停止させないようにすることが可能となる。
【００１８】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１９】
瞬時電圧低下補償装置を小型化、軽量化すると共に、メンテナンスの負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＝＝＝全体構成例＝＝＝
本実施の形態に係る瞬時電圧低下補償装置１０の構成を示すブロック図を図１に示す。  
本実施の形態に係る瞬時電圧低下補諸装置１０は、電力系統１００と負荷装置２００との間に介在され、電気系統１００から供給される交流電力の電圧が落雷などにより瞬時低下した場合に、低下した電圧を補償して負荷装置２００に供給する。
【００２１】
本実施の形態に係る瞬時電圧低下補諸装置１０は、直列変圧器２０、インバータ３０、電気二重層コンデンサ４０、電力系統側電圧センサ（第１の電圧検出部、ＰＴ１）５０Ａ、負荷装置側電圧センサ（第２の電圧検出部、ＰＴ２）５０Ｂ、入力変換部６０、メモリ部７０、コントローラ部８０、バイパススイッチ９０、充電器（ＡＣ／ＤＣコンバータ）１２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０を備える。
【００２２】
直列変圧器２０は、電源系統１００から供給される交流電力の電圧を、インバータ３０から供給される交流電力によって変圧して負荷装置２００に供給する。
【００２３】
バイパススイッチ９０は、電力系統１００と負荷装置２００との間に、直列変圧器２０と並列に設けられる。つまりバイパススイッチ９０は、直列変圧器２０をバイパスして電力系統１００と負荷装置２００とを接続する。電力系統１００の電圧が瞬時低下し、負荷装置２００に供給される電圧を上記直列変圧器２０により補償する制御が行われる場合には、バイパススイッチ９０が開放（開状態）される。また電力系統１００の電圧が瞬時低下しておらず、負荷装置２００に供給される電圧を補償する制御が行われない場合には、バイパススイッチ９０が接続（閉状態）される。このようにすることにより、瞬時電圧低下が発生している場合には、電力系統１００側と負荷装置２００側とが電気的に直接接続されないようにすることができる。これにより、電力系統１００側の電圧低下の影響が負荷装置２００側に及ぶことを防止することができる。また瞬時電圧低下が発生していない場合には、電力系統１００側と負荷装置２００側とを電気的に直接接続することができる。これにより、電力系統１００から負荷装置２００へ瞬時電圧低下補償装置１０を介して電力を供給することによる電力損失を最小限に抑えることが可能となる。
【００２４】
インバータ３０は、電気二重層コンデンサ４０から供給される直流電力を交流電力に変換する。変換された交流電力は直列変圧器２０に供給される。インバータ３０から直列変圧器２０に供給される交流電力によって、電源系統１００から供給される交流電力の電圧を補償して負荷装置２００に供給することができる。直列変圧器２０から出力される交流電力の電圧は、インバータ３０から供給される交流電力の電圧や位相を制御することによって制御することができる。つまり、インバータ３０から出力される交流電力を制御することによって、電力系統１００から供給される交流電力の電圧の補償量を制御することができる。インバータ３０の制御はコントローラ部８０により行われる。詳細は後述する。なお、インバータ３０には、ＰＬＬ回路（不図示）が設けられており、当該ＰＬＬ回路は、電力系統１００側の三相交流電圧の瞬時低下時に、負荷装置２００に補償する電圧の位相を、当該電力系統１００側の電圧の位相と一致させる機能を有する。
【００２５】
充電器１２０は、電力系統１００から供給される交流電力の一部を直流電力に変換する。そして変換された直流電力は電気二重層コンデンサ４０に供給される。このとき充電器１２０は、電気二重層コンデンサ４０の電圧をモニタしながら、その電圧が目標値になるように充電の制御を行う。電気二重層コンデンサ４０には、充電器１２０から供給される直流電力が蓄えられる。ここで、電気二重層コンデンサ４０は例えば電解コンデンサなどの他のコンデンサとすることも可能である。もちろん、電気二重層コンデンサ４０は大容量である等の特徴を持つため、本実施の形態に係る瞬時電圧低下補償装置１０のような電力系統の電圧の低下を補償する装置においては、電気二重層コンデンサ４０を用いることが、瞬時電圧補償装置１０の小型化、高性能化、軽量化のためにより好ましいと言える。電気二重層コンデンサ４０を用いることにより、瞬時電圧低下補償装置１０のより一層の小型化と、負荷装置２００やコントローラ部８０等に対するより一層安定した電圧の供給を可能とすることができる。
【００２６】
電力系統側電圧センサ５０Ａは、電力系統１００から供給される交流電力の電圧を逐次検出する。負荷装置側電圧センサ５０Ｂは、負荷装置２００に供給される交流電力の電圧を逐次検出する。検出された電圧は、入力変換部６０に送られる。なお、電力系統側電圧センサ５０Ａと、負荷装置側電圧センサ５０Ｂとを合わせて、以下、電圧センサ（電圧検出部）５０とも記す。
【００２７】
入力変換部６０は、電力系統側電圧センサ５０Ａ、負荷装置側電圧センサ５０Ｂにより検出された交流の電圧を、直流の電圧に変換する。例えば、電力系統１００から負荷装置２００に供給される交流電力が三相交流電力である場合には、電力系統側電圧センサ５０Ａ、負荷装置側電圧センサ５０Ｂによりそれぞれ検出された三相交流の電圧をまずαβ変換して二相交流の電圧を求め、そしてその二相交流の電圧をｄｑ変換して二つの直流電圧値を求め、さらにそれらの各直流電圧の二乗値の和の平方根（Ｖｅｆｆ）を求める。このようにして求められるＶｅｆｆは、三相交流の電圧の実効電圧である。
【００２８】
メモリ部７０は、電圧センサ５０により適宜な頻度で検出され入力変換部６０により変換された三相交流電圧の実効電圧Ｖｅｆｆを、検出及び変換された順番で記憶する。また後述するように、メモリ部７０は、Ｖｅｆｆに対して、当該Ｖｅｆｆと、当該Ｖｅｆｆの直前に記憶された（ｎ−１）個のＶｅｆｆとの平均電圧（平均値）Ｖａｖを、当該Ｖｅｆｆとともに記憶する機能も有する。尚、このＶａｖは、コントローラ部８０により算出される。更に、本実施の形態のメモリ部７０は、例えば少なくとも前述のｎ個分のＶｅｆｆを、更新しつつ記憶するものであってもよい。
【００２９】
コントローラ部８０は、メモリ部７０に記憶された複数の実効電圧Ｖｅｆｆを平均して平均電圧Ｖａｖとし、Ｖｅｆｆと直前のＶａｖに所定割合を乗じて得られる判定値との大小関係を比較し、当該比較の結果に基づいてバイパススイッチ９０及びインバータ３０を制御する機能を有する。詳細は後述する。
【００３０】
なお、上述したコントローラ部８０と、入力変換部６０と、メモリ部７０と、電圧センサ５０とを含んで、制御部が構成される。ここで、コントローラ部８０には、平均値演算部、第１の平均値演算部、第２の平均値演算部、電圧比較部、第１の電圧比較部、第２の電圧比較部、インバータ制御部、第１のインバータ制御部、第２のインバータ制御部が含まれる。またメモリ部７０には、電圧記憶部、第１の電圧記憶部、第２の電圧記憶部が含まれる。
【００３１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０は、電気二重層コンデンサ４０と上記制御部との間に介在され、電気二重層コンデンサ４０に蓄えられる直流電力の電圧を、制御部の動作電圧に変換する。これにより、制御部を機能させるための電力を電気二重層コンデンサ４０に蓄えられた電力により賄うことが可能となる。上述したように制御部への電力供給源となる電気二重層コンデンサ４０は充電器１２０により常に充電されているため、制御部には安定した電力が常に供給される。また電力系統１００の瞬時電圧低下が発生した場合には電気二重層コンデンサ４０に蓄えられている電力の量が一時的に減少することになるが、極めて短時間であるため、制御部への電力供給は問題にはならない。つまり、電力系統１００の瞬時電圧低下が発生した場合であっても安定した電圧が制御部に供給されるようにすることができる。
【００３２】
これにより、図３に示す通常の瞬時電圧低下補償装置１０１０のように、瞬時電圧低下補償装置１０１０にＵＰＳ１１４０を搭載する必要がなくなる。このため本実施の形態に係る瞬時電圧低下補償装置１０においては、小型化、軽量化を実現することができると共に、ＵＰＳ１１４０のバッテリ交換等のメンテナンスを不要にすることが可能となる。なお、電気二重層コンデンサ４０の出力電圧をそのまま制御部に供給することにより制御部が機能する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０を用いない構成とすることもできる。
【００３３】
＝＝＝瞬時電圧低下補償制御＝＝＝
次に、電力系統１００において例えば落雷の影響により瞬時電圧低下が発生し、瞬時電圧低下補償装置１０により負荷２００側の電圧が補償され、当該電圧低下復帰後に常時給電に切り替えられるまでのコントローラ部８０の処理について説明する。
【００３４】
＜＜＜補償の動作の実行前＞＞＞
図２のフローチャートに例示されるように、コントローラ部８０により制御されて、電力系統側電圧センサ（ＰＴ１）５０Ａは、電力系統１００側の三相交流電圧（Ｖ１ｕ（ｉ）、Ｖ１ｖ（ｉ）、Ｖ１ｗ（ｉ））を検出し、負荷装置側電圧センサ（ＰＴ２）５０Ｂは、負荷装置２００側の三相交流電圧（Ｖ２ｕ（ｉ）、Ｖ２ｖ（ｉ）、Ｖ２ｗ（ｉ））を検出する。また、コントローラ部８０により制御されて、入力変換部６０は、これら三相交流電圧にαβ変換及びｄｑ変換を施し、それぞれＶ１ｅｆｆ（ｉ）及びＶ２ｅｆｆ（ｉ）を得る。ここで、“ｉ”は、検出及び変換の順番を示す適宜な番号を表す（Ｓ３００）。
【００３５】
次に、コントローラ部８０は、Ｖ１ｅｆｆ（ｉ）及びＶ２ｅｆｆ（ｉ）をメモリ部７０に記憶させる。ここで、例えば、これらの２つの電圧を記憶するとメモリ部７０に対する全記憶量が許容量を超過する場合には、当該２つの電圧は、最過去に記憶された電圧に上書きされる（Ｓ３０１）。
【００３６】
次に、コントローラ部８０は、“ｉ”番目の実効電圧を含む例えば至近３個（所定個数）の電圧であるＶ１ｅｆｆ（ｉ）、Ｖ１ｅｆｆ（ｉ−１）、Ｖ１ｅｆｆ（ｉ−２）と、Ｖ２ｅｆｆ（ｉ）、Ｖ２ｅｆｆ（ｉ−１）、Ｖ２ｅｆｆ（ｉ−２）とをメモリ部７０から読み出し、それぞれの平均値を計算する。コントローラ部８０は、このようにして算出した平均電圧Ｖ１ａｖ（ｉ）及びＶ２ａｖ（ｉ）を、Ｖ１ｅｆｆ（ｉ）及びＶ２ｅｆｆ（ｉ）とともに、順番“ｉ”と対応付けてメモリ部７０に記憶させる。ここで、本実施の形態においては、至近３個の電圧としたがこれに限定されるものではなく、複数であれば如何なる個数でもよい（Ｓ３０２）。
【００３７】
次に、コントローラ部８０により制御されて、電圧センサ（ＰＴ１、ＰＴ２）５０は三相交流電圧を新たに検出し、入力変換部６０は電圧Ｖ１ｅｆｆ（ｉ＋１）及びＶ２ｅｆｆ（ｉ＋１）を新たに得る（Ｓ３０３）。
【００３８】
次に、コントローラ部８０は、“ｉ＋１”番目に得られた負荷装置２００側の実効電圧Ｖ２ｅｆｆ（ｉ＋１）と、“ｉ”番目までに得られた負荷装置２００側の平均電圧に所定割合（０．８５）を乗じて得られる判定値（第１の判定値）、即ちＶ２ａｖ（ｉ）×０．８５との大小関係を比較する。ここで、“０．８５”は、瞬時電圧低下を判定するための瞬低判定用パラメータ（所定割合）である（Ｓ３０４）。
【００３９】
もし、Ｖ２ｅｆｆ（ｉ＋１）がＶ２ａｖ（ｉ）×０．８５よりも大きければ（Ｓ３０４：ＮＯ）、コントローラ部８０は、Ｓ３００の動作を繰り返す。このように、コントローラ部８０がＳ３００乃至Ｓ３０４の動作を繰り返すことにより、新たな現在の電圧Ｖ２ｅｆｆ（ｉ＋１）が得られると、平均された至近３個の過去の電圧Ｖ２ａｖ（ｉ）の８５％分との大小関係の比較を行うという動作が常時実行されることとなる。
【００４０】
＜＜＜補償の動作の実行中＞＞＞
もし、Ｖ２ｅｆｆ（ｉ＋１）がＶ２ａｖ（ｉ）×０．８５以下であれば（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、コントローラ部８０は、バイパススイッチ９０を開放するとともに、負荷装置２００側の所定目標電圧（所定電圧）がＶ２ａｖ（ｉ）となるべくインバータ３０を制御する。コントローラ部８０によるインバータ３０の制御によって、電気二重層コンデンサ４０に蓄えられた直流電力が交流電力に変換されると共に、直列変圧器２０に印加され、当該直列変圧器３０から、低下した電圧の分（例えば、Ｖ２ａｖ（ｉ）−Ｖ２ｅｆｆ（ｉ＋１））が補償された電圧が負荷装置２００に供給される（Ｓ３０５）。  
なお、Ｓ３０４：ＹＥＳは、“ｉ＋１”番目の検出及び変換になってはじめて、負荷装置２００側の電圧が、直前の過去の電圧に対して有意に１５（＝１００−８５）％以上低下したことを意味する。
【００４１】
次に、前述したＳ３００の場合と同様に、コントローラ部８０により制御されて、電圧センサ（ＰＴ１、ＰＴ２）５０は三相交流電圧を検出し、入力変換部６０はＶ１ｅｆｆ（ｊ）及びＶ２ｅｆｆ（ｊ）を得る。ここで、“ｊ”は、検出及び変換の順番を示す適宜な番号を表す。前述した“ｉ”との関係は、例えば“ｊ＞ｉ＋１”である（Ｓ３０６）。  
次に、前述したＳ３０１の場合と同様に、コントローラ部８０は、Ｖ１ｅｆｆ（ｊ）及びＶ２ｅｆｆ（ｊ）をメモリ部７０に記憶させる（Ｓ３０７）。  
次に、コントローラ部８０により制御されて、電圧センサ（ＰＴ１、ＰＴ２）５０は三相交流電圧を新たに検出し、入力変換部６０は電圧Ｖ１ｅｆｆ（ｊ＋１）及びＶ２ｅｆｆ（ｊ＋１）を新たに得る（Ｓ３０８）。
【００４２】
次に、コントローラ部８０は、至近３個（所定個数）の電圧Ｖ１ｅｆｆ（ｊ＋１）、Ｖ１ｅｆｆ（ｊ）、Ｖ１ｅｆｆ（ｊ−１）と、Ｖ２ｅｆｆ（ｊ＋１）、Ｖ２ｅｆｆ（ｊ）、Ｖ２ｅｆｆ（ｊ−１）とをメモリ部７０から読み出し、それぞれの平均値を計算する。コントローラ部８０は、平均電圧Ｖ１ａｖ（ｊ＋１）及びＶ２ａｖ（ｊ＋１）を、Ｖ１ｅｆｆ（ｊ＋１）及びＶ２ｅｆｆ（ｊ＋１）とともに、順番“ｊ＋１”と対応付けてメモリ部７０に記憶させる。ここで、本実施の形態においては、至近３個の電圧としたがこれに限定されるものではなく、複数であれば如何なる個数でもよい（Ｓ３０９）。
【００４３】
次に、コントローラ部８０は、電力系統１００側の瞬時電圧低下直前（Ｓ３０４の“ｉ”番目まで）の平均電圧Ｖ１ａｖ（ｉ）をメモリ部７０から読み出し、Ｖ１ａｖ（ｊ＋１）と、Ｖ１ａｖ（ｉ）に所定割合（０．９）を乗じて得られる判定値（第２の判定値）、即ちＶ１ａｖ（ｉ）×０．９との大小関係を比較する。ここで、“０．９”は、瞬時電圧低下復帰の有無を判定するための復帰判定用パラメータ（所定割合）である（Ｓ３１０）。
【００４４】
もし、Ｖ１ａｖ（ｊ＋１）がＶ１ａｖ（ｉ）×０．９よりも小さければ（Ｓ３１０：ＮＯ）、コントローラ部８０は、Ｓ３０６の動作を繰り返す。このように、コントローラ部８０がＳ３０６乃至Ｓ３１０：ＮＯの動作を繰り返すことにより、新たな現在の電圧を含めて平均された至近３個の過去の電圧Ｖ１ａｖ（ｊ＋１）と、瞬時電圧低下直前の平均された至近３個の過去の電圧Ｖ１ａｖ（ｉ）の９０％分との大小関係が比較される、という動作が常時実行されることとなる。
【００４５】
もし、Ｖ１ａｖ（ｊ＋１）がＶ１ａｖ（ｉ）×０．９以上であり（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、且つ、“Ｉ＝Ｉ＋１”とされて（Ｓ３１１）“Ｉ＝ｍ”であれば（Ｓ３１２：ＹＥＳ）、コントローラ部８０は、バイパススイッチ９０を投入するとともに、補償の動作を終了すべくインバータ３０の制御を停止する。
【００４６】
ここで、Ｓ３１２：ＹＥＳは、“Ｖ１ａｖ（ｊ＋１）≧Ｖ１ａｖ（ｉ）×０．９”とｍ回（所定回数）連続して判定されたことを意味する。つまり、Ｓ３１２：ＹＥＳは、電力系統１００側における現在を含めた至近の過去の電圧が、瞬時電圧低下直前の過去の電圧の９０％以上で有意に維持されたことを意味する。これにより、電力系統１００側の電圧が正常に復帰したと判断し、負荷装置２００側に対しては、電力系統１００側から供給される電力がバイパススイッチ９０を通じて供給される（Ｓ３１３）。このようにすることより、電力系統１００側の電圧が正常に復帰した場合には、電力損失を最小限に抑えつつ、電力系統１００から負荷装置２００へ電力を供給することが可能となる。
【００４７】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態に係る瞬時電圧低下補償装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る瞬時電圧低下時の電圧補償制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】他の実施の形態に係る瞬時電圧低下補償装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    瞬時電圧低下補償装置
２０    直列変圧器
３０    インバータ
４０    電気二重層コンデンサ
５０Ａ  電力系統側電圧センサ（ＰＴ１）
５０Ｂ  負荷装置側電圧センサ（ＰＴ２）
６０    入力変換部
７０    メモリ部
８０    コントローラ部
９０    バイパススイッチ
１００  電力系統
１１０  補償電圧供給部
１２０  充電器
１３０  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２００  負荷装置
【図１】
2006217688.tif 000003
【図２】
2006217688.tif 000004
【図３】
2006217688.tif 000005