(57)【要約】【課題】  ２次電池を用いた電力供給システムにおいて、コンピューターや電子機器の停止や誤動作を防ぐ。【解決手段】  商用電源１１からの電力を負荷に供給するとと共に２次電池１６に貯蔵し、商用電源１１からの電力供給が停止または低下したとき２次電池１６に貯蔵された電力を負荷に供給するシステムであり、負荷は、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が長い第１負荷１５と、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が短い第２負荷２２とを有し、第２負荷２２への電力供給経路に無停電電源部２１を設け、商用電源１１または２次電池１６から供給される電力を無停電電源部２１を介して第２負荷２２に供給する電力供給システム。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源からの電力を負荷に供給すると共に２次電池に貯蔵し、商用電源からの電力供給が停止または低下したとき前記２次電池に貯蔵された電力を前記負荷に供給する電力供給システムであって、
前記負荷は、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が長い第１負荷と、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が短い第２負荷とを有し、
前記第２負荷への電力供給経路に無停電電源部を設け、前記商用電源または前記２次電池から供給される電力を前記無停電電源部を介して前記第２負荷に供給することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記２次電池は、ナトリウム−硫黄電池であ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】
前記無停電電源部は、鉛蓄電池、アルカリ蓄電池のいずれかを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記第１負荷の前記許容時間は２０ミリ秒以上であり、前記第２負荷の前記許容時間は２０ミリ秒未満であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電力供給システム。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源等の電力系統から供給される電力を使用する工業生産、商業システム等の電力需要家において、大容量の電力を使用する場合、昼夜間の負荷変動を平準化する目的で、ナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ電池）等の２次電池を用いる電力供給システムが注目されている（例えば、特許文献１の２次電池装置）。
【０００３】
図１（ａ）、（ｂ）は、従来技術における２次電池を用いた電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。
図１（ａ）に示すように、従来技術における２次電池を用いた電力供給システム１は、高速切替スイッチ４、負荷６、２次電池装置８で構成されており、通常時は、高速切替スイッチが閉状態となり、矢印５の系統で示すように、商用電源２の商用電力系統３から負荷６に電力を供給するとともに、矢印７の系統で２次電池装置８を充電する。
この電力供給システム１において、停電等で商用電力系統３が切断または電圧が所定の電圧値より低下した場合は、図１（ｂ）のように、高速切替スイッチが開状態となり、負荷６への供給電力は２次電池系統９に切り換わる。
【特許文献１】特開２０００−３２６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述の図１の従来技術における２次電池を用いた電力供給システム１では、瞬時停電が発生した際に、負荷６に供給する電力系統の切り換え、即ち、商用電力系統３から停電時のバックアップ電源である２次電池系統９への切換え時間が２０ms（ミリ秒）以上かかる。
【０００５】
負荷５が電圧変化に対する応答が遅い機器、即ち、放電ランプ、一般モーター等の一般電機機器であれば、切換え時間が２０ms以上かかっても、機器の動作に問題ない。
ところが、電圧変化に対する応答が速い電子機器、即ち、シーケンサー、パワーエレクトロニクス、可変速モーター等に対しては、切換え時間が２０ms以上かかってしまうと、機器の停止や誤動作を起こす虞があり、これらの電子機器の停電時の電力補償には、２０ms以下の応答速度が必要である。
【０００６】
即ち、コンピューターや電子機器等へ供給されている商用電源が瞬時停電等で切断または電圧低下した場合、２次電池を用いた従来の電力供給システムでは、コンピューターや電子機器の停止や誤動作を起こす虞があるという問題点がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題としては、上述した従来技術において生じる、２次電池を用いた電力供給システムにおいて、コンピューターや電子機器の停止や誤動作を起こす虞があるという問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の電力供給システムは、商用電源からの電力を負荷に供給するとと共に２次電池に貯蔵し、商用電源からの電力供給が停止または低下したとき前記２次電池に貯蔵された電力を前記負荷に供給する電力供給システムであって、前記負荷は、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が長い第１負荷と、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が短い第２負荷とを有し、前記第２負荷への電力供給経路に無停電電源部を設け、前記商用電源または前記２次電池から供給される電力を前記無停電電源部を介して前記第２負荷に供給することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る電力供給システムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図２および図３は、本発明に係る実施の形態における電力供給システムの概略構成を示すブロック図であり、図２は通常時の状態を示し、図３は停電時の状態を示す。
【００１０】
図２および図３に示すように、本実施の形態における電力供給システム１０は、停電検出部１３、高速切替スイッチ１４、第１負荷１５、２次電池１６、交直変換装置１７、直交変換装置１８、高速切替スイッチ１９，２０、無停電電源部２１、第２負荷２２を含んで構成される。
【００１１】
電力供給システム１０は、商用電源１１からの電力を供給するラインである商用電力系統１２に接続され、高速切替スイッチ１４を介して第１負荷１５に接続され、さらに、無停電電源部２１を介して第２負荷１５に接続され、それぞれの負荷に電力が供給される。
また、２次電池１６は、商用電力系統１２から高速切替スイッチ１４と高速切替スイッチ１９と交直変換装置１７とを介して接続され、商用電源１１から２次電池１６に貯蔵（充電）される。
【００１２】
また、２次電池１６は、高速切替スイッチ２０と直交変換装置１８とを介して、第１負荷１５および第２負荷２２（無停電電源部２１を介して）に接続され、商用電源１１からの電力供給が停止または低下したとき２次電池１６に貯蔵された電力を第１負荷１５および第２負荷２２に供給する。
第１負荷１５は、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が長い（約２０ms以上の）負荷であり、例えば、電圧変化に対する応答が遅い機器であり、具体的には、放電ランプ、一般モーター等の一般電機機器などである。
第２負荷２２は、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が短い（約２０ms未満の）負荷であり、例えば、電圧変化に対する応答が速い機器であり、即ち、シーケンサー、パワーエレクトロニクス、可変速モーター等の電子機器やコンピューターなどである。
【００１３】
次に、図２および図３を参照して本実施の形態における電力供給システムの詳細およびその動作を説明する。
本実施の形態における電力供給システム１０においては、停電検出部１３が、商用電力系統１２からの電力供給が切断や電圧低下（あるいは上昇）を常時監視しており、通常時には、図２に示すように、高速切替スイッチ１４及び１９を閉状態とし、高速切替スイッチ２０を開状態とするように制御する。
【００１４】
通常時においては、図２の矢印で示すように、閉状態となっている高速切替スイッチ１４を介して、商用電力系統１２から第１負荷１５および無停電電源部２１を介して第２負荷２２に電力を供給する。これとともに、閉状態となっている高速切替スイッチ１９を介して、交直変換装置１７により直流に変換された電力を２次電池１６へ貯蔵（充電）する。
商用電源１１は交流電源であるので、交直変換装置１７によって、交流を直流に変換して２次電池１６を充電する必要がある。２次電池１６としては、例えば、ナトリウム−硫黄電池（ＮＡＳ電池）を用いる。
【００１５】
また、電力供給システム１０において、停電時、即ち商用電力系統１２が切断または電圧が所定の電圧値より低下した場合は、停電検出部１３がこの状態を検出して、図３に示すように、高速切替スイッチ１４及び１９を開状態とし、高速切替スイッチ２０を閉状態とするように制御する。
なお、商用電力系統１２に異常な高電圧がかかった場合など、電圧が所定の電圧値より上昇した場合においても、停電検出部１３がこの状態を検出して、上記停電時同様、図３の状態となるよう制御するようにしてもよい。
【００１６】
停電時においては、開状態となった高速切替スイッチ１４により、商用電力系統１２から遮断される。また、開状態となった高速切替スイッチ１９により、２次電池１６への電力の貯蔵（充電）も遮断される。一方、閉状態となった高速切替スイッチ２０により、２次電池１６から第１負荷１５および第２負荷２２への電力供給が、図３の矢印で示すように行われる。
このとき、２次電池１６から出力された直流の電力が直交変換装置１８により交流に変換されて第１負荷１５へは直接供給され、第２負荷２２へは無停電電源部２１を介して供給される。
【００１７】
無停電電源部２１は、例えば、ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply or System）等の給電切換時間の短い無停電電源装置である。そして、無停電電源部２１は、その内部に停電検出回路（図示せず）を備えており、停電が発生してから約１０ms（少なくとも２０ms未満）で無停電電源部２１内の蓄電池（図示せず）から第２負荷２２へ電力を供給する。また、無停電電源部２１（ＵＰＳ）は、短時間であれば定格出力を超える電力供給が可能である。
【００１８】
一方、２次電池１６（ＮＡＳ電池）は、停電が発生してからの電力供給応答が比較的遅く、２次電池１６（ＮＡＳ電池）から電力供給をするまでの時間は約２０ms以上、さらに、供給が安定するまでに、約５０msかかってしまうため、第２負荷２２へは、上記のように、無停電電源部２１を介して電力供給をすることにより、第２負荷２２を停止させることなく安定した電力供給を補償することができる。
【００１９】
上記の無停電電源部２１として、使用できるＵＰＳの種類としては、例えば、常時インバータ給電方式ＵＰＳ、常時商用給電方式ＵＰＳ（多機能ＳＰＳ：Standby Power Supply or System）等の高調波電流を抑制した高速切換（10ms以下）が可能なシステムがあげられる。これらのＵＰＳは、鉛蓄電池、アルカリ蓄電池を電源としたものが主流であるが、高速切換（１０ms以下）が可能であれば、フライホイールＵＰＳ等を使用することも可能である。
【００２０】
なお、無停電電源部２１（ＵＰＳ）は長時間の電力補償が困難であり、もし、電力供給システム１０を全てを無停電電源部２１（ＵＰＳ）で賄うと、無停電電源部２１が非常に大きな規模で高価なものとなってしまいシステムの実現が困難である。
これに対して、本実施の形態の電力供給システム１０では、ＵＰＳは２次電池１６（ＮＡＳ電池）の電力供給が安定するまでの間（５０ms以下）をバックアップするだけでよく、さらに、瞬時停電の許容時間が短い負荷（第２負荷２２）のみをバックアップすればよいので、無停電電源部２１は小型のＵＰＳで済み、コストも安価となる。
【００２１】
以上、詳述したように、本発明の実施の形態に係る電力供給システム１０は、商用電源１１からの電力を負荷に供給するとと共に２次電池１６に貯蔵し、商用電源１１からの電力供給が停止または低下したとき２次電池１６に貯蔵された電力を負荷に供給するシステムであり、負荷は、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が長い第１負荷１５と、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が短い第２負荷２２とを有し、第２負荷２２への電力供給経路に無停電電源部２１を設け、商用電源１１または２次電池１６から供給される電力を無停電電源部２１を介して第２負荷２２に供給する。
これにより、２次電池を用いた電力供給システムにおいて、商用電源が瞬時停電等で切断または電圧低下した場合に、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が短いコンピューターや電子機器の停止や誤動作を防ぐことができる。
また、供給される電力の停止または低下に対する許容時間が長い負荷に対しては、無停電電源部（ＵＰＳ）を使用しなくてもよいため、無停電電源部は小型のＵＰＳで済み、電力供給システムのコストを安価に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来技術における２次電池を用いた電力供給システムの概略構成を示すブロック図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）は停電時の状態を示す。
【図２】本発明に係る実施の形態における電力供給システムの概略構成を示すブロック図であり、通常時の状態を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態における電力供給システムの概略構成を示すブロック図であり、停電時の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０      電力供給システム
１１      商用電源
１３      停電検出部
１４、１９、２０      高速切替スイッチ
１５      第１負荷
１６      ２次電池
２１      無停電電源部
２２      第２負荷
【図１】
2006042495.tif 000003
【図２】
2006042495.tif 000004
【図３】
2006042495.tif 000005