(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システム及びその運転方法を提供する。【解決手段】負荷に第１の電源を供給するための商用電源部２０と、負荷に第２の電源を供給するためのバッテリー３０と、商用電源部における停電状態を監視する停電監視部４１と、バッテリーの充電状態を判断する充放電判断部４２と、停電監視部または充放電判断部の出力により、負荷に第１の電源または第２の電源を供給するように、商用電源部及びバッテリーを制御する電源供給制御部４３と、を備える構成であり、昼間時間の電力使用の節減により、電力使用に対する電力予備率を高めることができる。【選択図】図２
2015029405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無停電電源装置に設けられたエネルギー貯蔵システムであって、
負荷に第１の電源を供給するための商用電源部と、
前記負荷に第２の電源を供給するためのバッテリーと、
前記商用電源部における停電状態を監視する停電監視部と、
前記バッテリーの充電状態を判断する充放電判断部と、
前記停電監視部または前記充放電判断部の出力により、前記負荷に前記第１の電源または第２の電源を供給するように、前記商用電源部及び前記バッテリーを制御する電源供給制御部と、を備えることを特徴とするエネルギー貯蔵システム。
【請求項２】
前記負荷の稼動時間を設定する稼動時間設定部をさらに備え、
前記電源供給制御部が、前記稼動時間設定部において設定された稼動時間により、前記第１の電源と第２の電源を前記負荷に供給するように制御することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項３】
前記電源供給制御部が、前記充放電判断部におけるバッテリー充電状態により、前記第１の電源を前記バッテリーに供給するように制御し、前記停電監視部における停電状態により、前記第１の電源と第２の電源を前記負荷に供給するように制御することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項４】
前記無停電電源装置が、第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置を有し、
前記第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置が、互いに交互に作動し、
前記第１の無停電電源装置のバッテリーが放電を行うと、前記第２の無停電電源装置のバッテリーは充電されることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項５】
前記無停電電源装置が、第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置を有し、
前記第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置は同時に作動し、同時に充電することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項６】
さらに、前記バッテリーの状態をディスプレイする表示部と、
前記表示部に表示された状態により、警告音を出力しまたは非常灯を点滅するアラーム部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項７】
エネルギー貯蔵システムを含む無停電電源装置の運転方法として、
（ａ）停電監視部及び充放電判断部において、負荷に第１の電源及び第２の電源を供給する商用電源部及びバッテリーの充電状態を判断するステップと、
（ｂ）稼動時間設定部において、前記負荷のピーク時間帯を設定するステップと、
（ｃ）電源供給制御部が、前記ステップ（ｂ）において設定されたピーク時間帯に前記第１の電源と第２の電源を分担し、前記負荷に第１の電源及び第２の電源を供給するステップと、を含むことを特徴とする無停電電源装置の運転方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｃ）が、充放電判断部において、バッテリーの残存容量を計算し、電源供給制御部において、第２の電源の供給が、非常時に必須に維持すべき必須バッテリー残存容量の範囲外で実行されることをと特徴とする請求項７に記載の無停電電源装置の運転方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｃ）が、充放電判断部において判断されたバッテリーの容量により、電源供給制御部において前記第２の電源を周期別に供給して実行されることを特徴とする請求項７に記載の無停電電源装置の運転方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ａ）が、停電監視部及び充放電判断部における商用電源部の状態及びバッテリーの運転状態を表示しまたは通知するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の無停電電源装置の運転方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）が、第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置により、交互に繰り返し実行されることを特徴とする請求項７に記載の無停電電源装置の運転方法。
【請求項１２】
前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）が、第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置により同時に実行されることを特徴とする請求項７に記載の無停電電源装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システム及びその運転方法に関し、特に、無停電電源装置に用いられる整流部と双方向コンバーターを用いてバッテリーの放電電力を制御し、バッテリーの一部容量をエネルギー源として用い、使用者の消費電力を低減させ、残余容量は、非常時に備えた予備電力として用いるバッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システム及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、スマートグリッドの核心と言えるエネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）は、エネルギーを貯蔵するためのシステムであり、多様な装置が開発されており、その代表的な貯蔵装置が電力需要が少ない夜間時間帯に充電器を通じてバッテリーに貯蔵し、電力需要が多い時間帯に放電器を通じて放電を行うものである。これを、通常、系統連係型エネルギー貯蔵システムという。
【０００３】
エネルギー貯蔵のためには、交流を直流に変換するコンバーター、直流を交流に変換するインバーターが基本的に必要である。ここに、バッテリー及びスーパーキャパシタ等のように、直流をエネルギー源として有する製品を用いると、充／放電機能のある交流／直流変換コンバーターまたは双方向コンバーターも必要である。無停電電源装置は、基本的に、制御器により、交流／直流変換、直流／交流変換、及びコンバーターにおける充／放電機能を果たすことができる。また、別途の系統連係のための追加のシステムが必要である。
【０００４】
また、無停電電源装置は、上記した電力変換器及びエネルギー貯蔵装置であるバッテリー等の無停電電源装置を構成する部品の故障等により、無停電電源装置が正常の機能を行っていないときに備えた機能まで有している。
【０００５】
物理的エネルギー変化または化学的エネルギー変換に基づくエネルギー貯蔵システムの補給拡大のために、政策的に多くの努力を傾けている。具体的に、エネルギー貯蔵システムの連続的、すなわち、継続的な電力供給のための技術開発に多くの努力を傾けている。
【０００６】
もちろん、バッテリーは、バッテリーの種類により、充放電回数による寿命減縮の要因もあるが、鉛蓄電池の場合、バッテリーを構成する化学物質の活性化、バッテリーの端子電圧の不均一、及び端子部の腐食発生等の変化を確認せず、非常時、効果的に対応しないという、メンテナンスにおいても問題が生じている。そこで、リチウム電池の場合は、このような問題及び過充電による破損を予防するために、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍａｎｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ）という機能がさらに設けられている。
【０００７】
特に、最近、商用電源のピーク負荷での供給能力不足による節電が強調されており、電力需要管理の側面と時間帯別の料金体系の相違等により、需用家では、電力料金管理等の需要管理のために、非常用発電機等を運用するなどの社会的・経済的要求が発生している。
【０００８】
このような現実において、通常、電力需用家等で保有した無停電電源装置（ＵＰＳ）のバッテリーは、使用者により決定される一定時間の間、需用家で要求される電力を安定的に供給可能な容量のバッテリーを装着しているが、これは、商用電源の停電時にのみ活用する程度である。すなわち、バッテリーを用いた既存の無停電電源装置は、単に、入力電源が停電となった状態においてのみ、バッテリーの電力を用いて放電運転するようになる。しかし、瞬間停電でも発生した場合、復旧するのに多くの時間を要するコンピュータサーバ及び生産設備では、これに備えるために無停電電源装置を用いるしかない。
【０００９】
このような問題を解決するための技術の一例が、下記特許文献１、２等に開示されている。
【００１０】
例えば、下記特許文献１には、バッテリーと最初連結状態であるかを確認し、前記連結状態が最初連結である場合、放電状態であるか充電状態であるかを確認するステップと、前記確認の結果、放電状態である場合、バッテリー電圧を測定し、予め定められた安定化判断電圧と比較して、バッテリーが安定か否かを判別するステップと、放電される電流の大きさを計算し、電圧降下の程度を計算するステップと、前記計算した電圧降下電圧と測定された電圧とを用いて開回路電圧を計算するステップと、前記計算した開回路電圧に該当する初期残存容量を演算した後、前記初期残存容量と、予め定められた不安定化係数とを演算し、最終残存容量を算出するステップと、を含むバッテリーの残存容量推定方法について開示されている。
【００１１】
また、下記特許文献２には、電力変換装置のＤＣブースの電解キャパシタに測定電流信号を流し、ＥＳＲ値または損失角ｔａｎδ値を測定することにより、電力変換装置の誤動作や破損を診断し、非常電源装置（ＵＰＳ）の必須構成品である蓄電池システムの老化状態を同時に測定・監視可能に、被測定蓄電池単位の内部抵抗等の特性データを同時に測定し、電力変換装置の老巧や劣化による総合的な異状状態を、予め監視及び診断可能な老化状態診断装置及びその診断方法について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】大韓民国登録特許公報第１０−１２６１１４９号（２０１３．０４．２９登録）
【特許文献２】大韓民国登録特許公報第１０−０９９８５７７号（２０１０．１１．３０登録）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した従来の技術では、整流部（コンバーター）、充／放電部（双方向コンバーター）、インバーター、バイパス、制御ボード、及びバッテリーを基本として構成している無停電電源装置において、バッテリーをさらに効率的なエネルギーとして用いるための技術が全く開示されていない。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、エネルギー源であるバッテリーをさらに経済的に活用し、エネルギーをリサイクルし、電力消費を減らすとともに、その利得を使用者が得、また、使用者は、継続的な電力供給を受けるとともに、生産性向上を極大化することができる、バッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システム及びその運転方法を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、一定量のバッテリー容量を急速放電が生じないように、放電電力を制御し、バッテリーの放電効率を増加させる、バッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システム及びその運転方法を提供することにある。
【００１６】
本発明のまた他の目的は、商用電源が正常に供給される場合も、需要管理、電力料金管理に効果的に対応することができる、バッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システム及びその運転方法を提供することにある。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、双方向コンバーターから影響され、ＤＣリンク電圧の上昇により、ＤＣリンク過電圧情報をもたらすという問題に対応し、エネルギー貯蔵運転時も、負荷側に安定した電源供給を行う、バッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システム及びその運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した目的を達成するために、本発明によるエネルギー貯蔵システムは、無停電電源装置に設けられたエネルギー貯蔵システムであって、負荷に第１の電源を供給するための商用電源部と、前記負荷に第２の電源を供給するためのバッテリーと、前記商用電源部における停電状態を監視する停電監視部と、前記バッテリーの充電状態を判断する充放電判断部と、前記停電監視部または前記充放電判断部の出力により、前記負荷に前記第１の電源または第２の電源を供給するように、前記商用電源部及び前記バッテリーを制御する電源供給制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明によるエネルギー貯蔵システムにおいて、前記負荷の稼動時間を設定する稼動時間設定部をさらに備え、前記電源供給制御部は、前記稼動時間設定部において設定された稼動時間により、前記第１の電源と第２の電源を前記負荷に供給するように制御することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明によるエネルギー貯蔵システムにおいて、前記電源供給制御部は、前記充放電判断部におけるバッテリー充電状態により、前記第１の電源を前記バッテリーに供給するように制御し、前記停電監視部における停電状態により、前記第１の電源と第２の電源を前記負荷に供給するように制御することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明によるエネルギー貯蔵システムにおいて、前記無停電電源装置は、第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置を有し、前記第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置は、互いに交互に作動し、前記第１の無停電電源装置のバッテリーが放電を行うと、前記第２の無停電電源装置のバッテリーは充電されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明によるエネルギー貯蔵システムにおいて、前記無停電電源装置は、第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置を有し、前記第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置は同時に作動し、同時に充電することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明によるエネルギー貯蔵システムにおいて、さらに、前記バッテリーの状態をディスプレイする表示部と、前記表示部に表示された状態により、警告音を出力しまたは非常灯を点滅するアラーム部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、上述した目的を達成するために、本発明による無停電電源装置の運転方法は、エネルギー貯蔵システムに設けられた無停電電源装置の運転方法として、（ａ）停電監視部及び充放電判断部において、負荷に第１の電源及び第２の電源を供給する商用電源部及びバッテリーの充電状態を判断するステップと、（ｂ）稼動時間設定部において、前記負荷のピーク時間帯を設定するステップと、（ｃ）電源供給制御部が、前記ステップ（ｂ）において設定されたピーク時間帯に前記第１の電源と第２の電源を分担し、前記負荷に第１の電源及び第２の電源を供給するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明による無停電電源装置の運転方法において、前記ステップ（ｃ）は、充放電判断部において、バッテリーの残存容量を計算し、電源供給制御部において、第２の電源の供給が、非常時に必須に維持すべき必須バッテリー残存容量の範囲外で実行されることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明による無停電電源装置の運転方法において、前記ステップ（ｃ）は、充放電判断部において判断されたバッテリーの容量により、電源供給制御部において前記第２の電源を周期別に供給して実行されることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明による無停電電源装置の運転方法において、前記ステップ（ａ）は、停電監視部及び充放電判断部における商用電源部の状態及びバッテリーの運転状態を表示しまたは通知するステップを含むことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明による無停電電源装置の運転方法において、前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）は、第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置により、交互に繰り返し実行されることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明による無停電電源装置の運転方法において、前記ステップ（ａ）乃至（ｃ）は、第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置により同時に実行されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、エネルギー貯蔵運転により、バッテリーの活用度を高めるとともに、停電に備えた非常電力を確保し、エネルギー節減により、バッテリーの使用に対する設置費を一部回収することができ、昼間時間の電力使用の節減により、電力使用に対する電力予備率を高めることができる。
【００３１】
また、停電補償時間を長くするために、バッテリー容量を増加させるので、より多くの電力使用節減をもたらし、バッテリー寿命と関連した放電回数を減らすことにより、バッテリー寿命を延長することができる。
【００３２】
また、無停電電源装置を第１の無停電電源装置と第２無停電電源装置で構成することにより、昼間時間にバッテリー放電後、充電可能な時間を単独の無停電電源装置よりもさらに多く確保するとともに、バッテリーの放電効率を高めることができ、バッテリー寿命も延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるバッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システムの例示図である。
【図２】図１に示した中央処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明によるバッテリーを備えた無停電電源装置の運転モードを説明するための図である。
【図４】過度応答に対応するための無停電電源装置用双方向コンバーター制御器のブロック図である。
【図５】過度応答を試験した結果を示すグラフである。
【図６】商用電源バッテリー負荷分担のための制御器のブロック図である。
【図７】本発明によるバッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵方法を説明するための流れ図である。
【図８】本発明による供用運転モードを説明するための流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の上記及びその他の目的と新たな特徴は、本明細書の記述及び添付図面によりさらに明確になる。
【００３５】
先ず、本発明に適用される無停電電源装置（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ：ＵＰＳ）と、この無停電電源装置に設けられたバッテリーとの関係について説明する。
【００３６】
無停電電源装置は、最大放電時間の設定によりバッテリー容量が決定される。
【００３７】
単相及び三相出力の無停電電源装置における放電電流の計算は、同一である。但し、無停電電源装置の容量とバッテリー使用電圧により決定される。無停電電源装置１００ＫＶＡを基準として放電電流を計算すると、下記の式１の通りである。
【数１】
2015029405.tif 000003
【００３８】
ここで、無停電電源装置の停電補償時間を３０分とし、前記式（１）を基準として、鉛バッテリーを用いる場合、終止電圧１．７５Ｖにおいてバッテリー製造社の仕様により、使用容量は２Ｖ ２５０ＡＨ ２４０セルである。ここで、１時間を停電補償とすると、バッテリー製造社の仕様により、容量は２Ｖ ４００ＡＨ ２４０セルとなる。
【００３９】
例えば、バッテリー容量の３０％をエネルギー貯蔵運転に用い、残りの７０％は、停電に備えた非常電力として用いると、下記の式（２）の通りである。
【数２】
2015029405.tif 000004
【００４０】
ここで、エネルギー貯蔵運転が２時間と設定されていると、式（３）の通りである。
【数３】
2015029405.tif 000005
【００４１】
ここで、０．７４は、バッテリーの２時間放電効率の７４％である。バッテリーを３時間放電すると、放電効率は８４％と高くなる。すなわち、放電時間が長くなるほど、放電効率はよくなる。この放電効率は、バッテリー原材料と製造社により、少し差がある。
【００４２】
バッテリーを２時間の間、エネルギー貯蔵運転するために必要な電流は、式（３）により、時間当たり２７．７Ａである。
【００４３】
無停電電源装置の容量及びバッテリー電圧条件は、使用者により異なるが、殆どの使用者は、装備容量の５０％未満として負荷を用いている。
【００４４】
使用者が５０ＫＷの負荷を用いるとすれば、
【数４】
2015029405.tif 000006
計算のように、１２４ＡのＤＣ電力が必要である。これを基準として、整流部において必要な電力を計算すると、式（５）の通りである。
【数５】
2015029405.tif 000007
【００４５】
前記計算式を基準として、エネルギー貯蔵運転の電力を計算すると、式（６）の通りである。
【数６】
2015029405.tif 000008
【００４６】
無停電電源装置の容量１００ＫＶＡに３０分の停電補償時間を有するバッテリーを用いた使用者が、５０ＫＷ／Ｈの負荷を用いるとき、エネルギー貯蔵運転により、節約電力が式（６）のように得られる。
【００４７】
すなわち、使用者は、エネルギー貯蔵運転により、バッテリーの活用度を高めるとともに、停電に備えた非常電力も確保し、このようなエネルギー節減により、バッテリー仕様に対する設置費を一部回収することができ、昼間時間の電力使用節減により、電力使用に対する電力予備率を高くすることができる。
【００４８】
また、停電補償時間を長くするために、バッテリー容量を増加させると、さらに多くの電力使用節減をもたらし、バッテリー寿命と関連した放電回数を減らし、バッテリー寿命を延長することができる。
【００４９】
このようにバッテリーの技術が発展し続け、原材料のリサイクル率は高くなり続ける。
【００５０】
しかし、無停電電源装置に用いられる浮動充電用鉛バッテリーの寿命は、３〜５年とみなしている。これは、バッテリー勧奨使用温度条件（２０〜２５℃）により異なる。すなわち、この不動充電用鉛バッテリーは、単に停電補償機能のみで、３年以上用いると、バッテリーの機能が失われるセル不良が発生し始め、廃棄対象となる。
【００５１】
バッテリーの技術も発展しているが、無停電電源装置の技術も発展している。本発明による技術を加えると、より効率的なエネルギー使用が期待される。
【００５２】
無停電電源装置の機能において重要な機能は、第一に、入力電源が停電となったとき、負荷に継続的に電源を供給することである。放電運転中、入力が停電されると、継続して放電運転を進行し、バッテリー充電中、入力電源が停電されると、正常の放電運転により、負荷に継続的な電源を供給するようになり、入力電源が復電されると、バッテリー残存容量を判断し、再度エネルギー貯蔵運転を行い、またはバッテリーを充電する。
【００５３】
このエネルギー貯蔵運転中、無停電電源装置がインバーターで正常運転中であれば、いずれの場合でも、負荷に継続的に電源を供給するものである。インバーター故障時は、バイパスを介して負荷に電源供給を行う。
【００５４】
第二に、無停電電源装置の並列運転の場合、単独運転と同一の方法で、エネルギー貯蔵運転をするが、追加の長所は、１台ずつ交互に放電運転をすることができることである。すなわち、１台が放電運転を開始すると、残りの無停電電源装置は正常運転、１台が放電運転を終了すると、充電を開始し、残りの無停電電源装置が放電運転を開始する方法である。
【００５５】
主要負荷を用いる使用者の場合、無停電電源装置を並列で多く用いるようになる。この場合、１台ずつ放電運転を行うと、より多くの時間の間、エネルギー貯蔵運転を進行することができ、昼間時間におけるバッテリー放電後、充電可能な時間を単独の無停電電源装置より多く確保するとともに、バッテリーの放電効率を高めることができ、バッテリー寿命も延長することができる。
【００５６】
また、無停電電源装置を、昼間時間にエネルギー貯蔵運転を繰り返すと、昼間時間に充電が行われるしかない。この充電時間の消費電力を最小化するための充電方法も考慮されなければならない。これも、バッテリー製造社の勧奨方法により検討・設計されることはもとより、寿命の尽きたバッテリーの原材料をリサイクルすることについても一緒に考慮されなければならない。
【００５７】
本発明によるバッテリーを用いた無停電電源装置では、エネルギー貯蔵運転のために、中央処理装置が整流部及び充／放電器を制御する。
【００５８】
この充／放電器を制御するために、中央処理装置では、エネルギー貯蔵運転及び運転開始時間を設定する。
【００５９】
また、バッテリーを用いた無停電電源装置におけるエネルギー貯蔵運転のために、無停電電源装置における使用者要求による停電補償時間によりバッテリー容量の設定を実行する。
【００６０】
また、本発明に適用されるバッテリーは、ディップ・サイクル・サービスを備える。
【００６１】
バッテリー容量が設定されると、バッテリーが有する放電深度（％ＤＯＤ：Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を考慮して放電容量を設定する。放電容量が大きくなればなるほど、バッテリーは、充／放電サイクルが短縮され、バッテリー寿命が短くなる。そこで、例えば、バッテリー容量の３０％だけ放電運転を進行し、残りの７０％は、バッテリー寿命及び停電に備えた非常電力として用いるように設計する。
【００６２】
停電補償時間によるバッテリー容量は、無停電電源装置の容量、インバーター効率、バッテリー終止電圧及び数量により決定される。ここで、計算された電流により、バッテリーデータに基づいて容量を選定する。
【００６３】
無停電電源装置のバッテリー容量は、１００％負荷を基準として選定されるが、勧奨負荷量は５０％である。多くの使用者は、無停電電源装置の容量において５０％以下に用いる。すなわち、負荷使用量により、使用者要求よりも多くの停電補償時間を有することができる。
【００６４】
エネルギー貯蔵運転のために、中央処理装置において、エネルギー貯蔵運転設定、開始時間及び終了時間、バッテリー容量、バッテリー終止電圧、バッテリー数量、バッテリータイプ、及びバッテリー放電容量を設定する。エネルギー貯蔵運転時間は、電力ピーク時間帯として午前、午後に分けられる。
【００６５】
中央処理装置は、無停電電源装置が正常運転状態、すなわち、インバーターで負荷供給をすると、上記した値により、エネルギー貯蔵運転のためのバッテリー放電電流を計算する。
【００６６】
ここで、中央処理装置は、エネルギー貯蔵運転時間が確認されると、充電器を放電器に変更し、 双方向コンバーターの電流制限の制御により放電量を増加させる。放電器は、バッテリー放電容量の制限までに放電を行い、残りの電力は、整流部を介して負荷に供給する。
【００６７】
また、バッテリーの放電特性と同様に、バッテリーが放電すると、エネルギー貯蔵運転を進行し、バッテリー放電特性を外れると、バッテリー異状警報をディスプレイ窓と外部引出しを通じて、使用者に警報状態を知らせる。このようなバッテリー点検を通じて、停電による損失を最小化することができる。放電運転の開始及び終了も、使用者にメッセージとして伝達し、無停電電源装置の状態を確認するようにする。
【００６８】
バッテリー放電効率は、放電時間を長くするほどよくなる。これも考慮し、中央処理装置を構成する。
【００６９】
中央処理装置に設定された終了時間となると、 双方向コンバーターの電流制限を解除しながら、放電器は充電器モードに変換し、バッテリーを充電する。また、中央処理装置において設定された放電時間となると、上記した動作を繰り返す。これは、電力消耗の多い昼間時間に繰返し試行を行い、電力消耗の少ない時間に充電するという具現として、電力消耗を最小化させる。
【００７０】
また、バッテリーの放電電圧の設定は、バッテリーの放電深度（％ＤＯＤ：％Ｄｅｐｔｈ Ｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を考慮して設定しなければならない。この放電深度により、バッテリーの寿命が決定される。バッテリー寿命及び使用者のバッテリー使用の極大化のために、バッテリー製造社における放電深度を考慮して設定する。
【００７１】
また、もしかしたら起こり得る長時間の停電または使用者の電力系統設備の故障による停電に備えるために、バッテリーを一定の電圧まで放電し、残りの電圧は、このような事故に備えるための管理設計も実行する。
【００７２】
本発明に用いられるバッテリーは、主材料として、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、リチウム（Ｌｉ）を原材料とし、放電深度（％ＤＯＤ）を有するものを用いることが好ましい。
【００７３】
以下、図面を参照して、本発明の構成について説明する。
【００７４】
図１は、本発明によるバッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システムの例示図である。
【００７５】
図１に示すように、本発明によるバッテリーを備えた無停電電源装置は、第１の無停電電源装置と第２無停電電源装置を有し、前記第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置は、互いに交互に作動し、前記第１の無停電電源装置のバッテリーが放電を行うと、前記第２の無停電電源装置のバッテリーは充電される構成を採用することもできる。また、前記第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置が同時に放電可能な構成を採用してもよい。
【００７６】
また、図１示したそれぞれの構成要素は、この分野において通常活用される無停電電源装置であって、その構成をみると、商用電源（ＡＣ入力）を入力され、整流する整流部（ＲＥＣＴＩＦＩＥＲ）と、整流された直流を再度交流に変換するインバーター（ＩＮＶＥＲＴＥＲ）と、整流部で整流された直流電源を充放電可能な電力貯蔵装置（以下、「バッテリー」という。）に充電するために、バッテリー（ＢＡＴＴＥＲＹ）を充電可能にし、またはバッテリーに充電された電力をインバーターに供給する双方向ＤＣ‐ＤＣコンバーターと中央処理装置（ＭＡＩＮ ＣＯＮＴＲＯＬ ＢＯＡＲＤ）と、を備える。
【００７７】
前記中央処理装置は、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ-ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）とから構成され、電力供給状態及び使用者指定条件により、整流器及びインバーター、並びに双方向ＤＣ‐ＤＣコンバーターを制御し、運転条件、運転状態、電力供給状態を表示し、または使用者入力を行うなどのＵＰＳの全般を制御する。
【００７８】
本発明では、図１に示すように、第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置を備え、前記整流部、インバーター等の障害により、無停電電源装置が動作をしない場合、商用電源を負荷に供給可能にするバイパスラインを備える。このようなバイパスラインの構成と、その動作原理は、従来の技術と同一であるので、具体的な説明を省略する。
【００７９】
また、図１に示した第１の無停電電源装置と第２の無停電電源装置のそれぞれの構成要素は、本発明の技術分野において慣用的に活用され、または、公知の技術、例えば、韓国登録特許公報第１０‐１２１１１１４号または同第１０‐１２４７２８２号等に記載された整流部、インバーター部、双方向ＤＣ‐ＤＣコンバーター等からバッテリー電力を供給し、または商用電源または発電機から供給される不足電圧補充、停電時、電力供給等に示されたような公知の技術を活用するものであるので、その具体的構成の説明を省略する。
【００８０】
例えば、前記整流部、インバーター、充電器／放電器、及びバイパスの電力変換半導体素子は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＳＣＲ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ-Ｏｆｆ）、またはＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のいずれか一つを用いて構成してもよい。特に、整流部は、充／放電器の機能を含めて構成し、または整流部と充／放電器を別途に構成して動作するようにし、この装置(整流部または充／放電器)は、正確かつ高速のスイッチ役割をするために、高速スイッチングが可能な半導体素子ＩＧＢＴ、ＧＴＯ、またはＢＪＴのいずれか一つを用いて、無停電電源装置の容量に合う放電電流容量を有するスイッチング素子を用いなければならない。
【００８１】
次に、図２及び図３を参照して、図１に示した中央処理装置及びこれによる運転モードについて説明する。
【００８２】
図２は、図１に示した中央処理装置の構成を示すブロック図であり、図３は、本発明によるバッテリーを備えた無停電電源装置の運転モードを説明するための図である。
【００８３】
図２に示すように、本発明によるエネルギー貯蔵システムは、第１の無停電電源装置または第２の無停電電源装置にそれぞれ設けられたエネルギー貯蔵システム１００であって、負荷１０に第１の電源を供給するための商用電源部２０と、負荷１０に第２の電源を供給するためのバッテリー３０と、前記商用電源部２０及びバッテリー３０の状態により、前記負荷１０に供給される電源を制御する中央処理装置４０と、を備える。
【００８４】
また、本発明によるエネルギー貯蔵システム１００は、前記バッテリー３０の状態、例えば、バッテリー製造社から提供される放電特性を外れると、バッテリーの異状警報をディスプレイする表示部５０と、前記表示部５０に表示された状態により、警告音、例えば、「バッテリー停電モード運転」、「停電状態」等のような音声出力または非常灯、例えば、赤色灯の点滅により、使用者にエネルギー貯蔵システム１００の状態を通知するアラーム部６０と、をさらに備える。
【００８５】
前記中央処理装置４０は、前記商用電源部２０における停電状態を監視する停電監視部４１と、前記バッテリー３０の充電状態を判断する充放電判断部４２と、前記停電監視部４１または前記充放電判断部４２の出力により、前記負荷１０に前記第１の電源または第２の電源を供給するように、前記商用電源部２０及び前記バッテリー３０を制御する電源供給制御部４３と、を備える。
【００８６】
また、前記中央処理装置４０は、前記負荷１０にエネルギー貯蔵運転稼動時間を設定する稼動時間設定部４４を有し、前記電源供給制御部４３は、前記稼動時間設定部４４で設定された稼動時間により、前記第１の電源と第２の電源を前記負荷１０に供給するように制御する。
【００８７】
上述したような中央処理装置４０は、演算能力を有するマイクロプロセッサ及びそれぞれの条件状態等を貯蔵するためのメモリ素子を有し、上述した停電監視部４１、充放電判断部４２、電源供給制御部４３、及び稼動時間設定部４４は、前記メモリ素子に備えたプログラムを前記マイクロプロセッサが演算制御することにより実現されてもよい。
【００８８】
また、前記電源供給制御部４３は、前記充放電判断部４２におけるバッテリー充電状態により、前記第１の電源を前記バッテリー３０に供給するように制御し、前記停電監視部４１における停電状態により、前記第２の電源を前記負荷１０に供給するように制御する。
【００８９】
すなわち、図３ａに示す（太線が電力の流れ）ように、先ず、一般に運転される通常の使用状態である正常運転モードの場合、中央処理装置４０の電源供給制御部４３は、商用電源部２０により負荷に電力を供給し、バッテリー３０に充填される状態で作動するように制御する。すなわち、正常運転モードは、ＵＰＳシステムを運用する需用家での電力の流れが、太線に示すように運用される状態であり、電源供給制御部４３が、第１の電源（商用電源）を負荷１０にも供給し、バッテリー３０を充電するように制御する。
【００９０】
前記バッテリー３０の充電完了時、すなわち、充放電判断部４２における充電状態判断により、バッテリー３０の充電が必要ではないと判断されると、図３ｂに示す（太線が電力の流れ）ように、電源供給制御部４３が双方向ＤＣ‐ＤＣコンバーターの充電動作を中止させ、第１の電源を負荷に供給させ、商用電源単独運転モードを行わせる。
【００９１】
一方、停電監視部４１により無停電電源装置の入力が、停電運転モードである場合、図３ｃに示す（太線が電力の流れ）ように、電源供給制御部４３は、第２の電源のみを負荷１０に供給するように制御し、アラーム部６０から警告を発令する「バッテリー停電モード運転」を通知する。このようなアラーム部６０の通知は、一例として、使用者の設定により、多数の警告発令を実行するように構成してもよい。
【００９２】
一方、本発明によると、商用電源部２０における第１の電源とバッテリー３０における第２の電源を負荷１０に分担して負荷を運転する分担運転モードでは、図３ｄに示す（太線が電力の流れ）ように、稼動時間設定部４４により設定されたピーク時間の間、電源供給制御部４３は、第１の電源と第２の電源を負荷１０に分担して供給するように制御する。
【００９３】
次に、図４乃至図６を参照して、図１に示した整流部、コンバーター等の制御について説明する。
【００９４】
図４は、過度応答に対応するための無停電電源装置用双方向コンバーター制御器のブロック図であり、図５は、過度応答を試験した結果を示すグラフであり、図６は、商用電源バッテリー負荷分担のための制御器のブロック図である。
【００９５】
無停電電源装置は、負荷変動による過度応答を速くするために、双方向コンバーターにより変換されたＤＣリンク電圧、電流制御器が必要である。本発明では、図４に示すような双方向コンバーター制御器を設ける。
【００９６】
次に、図５を参照して、図４のように設けられた双方向コンバーター制御器について説明する。図５ａにおいて、双方向コンバーターの放電運転時、負荷変動による実験結果として、負荷のオン／オフ時にＤＣリンク電圧が変動することがみられる。これは、実際の無停電電源装置では、ＤＣ過電圧警報が発生される。図５ｂは、制御器のゲイン値の調整により、ＤＣリンク電圧の変化幅が少なくなることが確認できる。前記試験におけるように、双方向コンバーターにおいて電圧、電流制御器を有することにより、負荷変動に対しても対応することができる。ここに、エネルギー貯蔵運転のためのバッテリー３０の電力を制御可能な電流制御器がさらに必要である。負荷変動時、前記制御器により、ＤＣリンク電圧の上昇が起こり得るので、制御器でゲイン値を調節し、ＤＣリンク電圧上昇を制御し、商用電源バッテリー負荷分担運転を進行し、エネルギー貯蔵運転を行うことができる。
【００９７】
すなわち、本発明に適用される無停電電源装置では、過度応答という試験条件がある。これは、無停電電源装置の正常起動状態において、バッテリーを連結し、負荷において負荷を変動し、出力電圧の回復時間を測定する。この過度応答についての試験は、ＫＳ ＣＩＥＣ ６２０４０‐３ ５．３項に示されている。ＫＳ規格は、試験方法について明記されているが、その結果値が１０％と広くなっている。この過度応答は、顧客社の仕様により決定される。本発明による無停電電源装置の検査規格は、５０％負荷の急変において±５％以内、応答は５０ｍｓｅｃ以内とする。ここで、負荷変動について、図５のように、双方向コンバーターから影響され、ＤＣリンク電圧の上昇により、ＤＣリンク過電圧警報をもたらすことができるので、このような問題にも対応し、エネルギー貯蔵運転時も、負荷側に安定した電源供給を行うことができる。
【００９８】
次に、図６を参照して、バッテリー負荷分担のための制御器について説明する。
【００９９】
図６において、変数である負荷量、放電ピーク時間帯、及びバッテリーと関連した容量、放電容量、終止電圧、放電電圧、及び放電時間によるバッテリー放電効率により、中央処理装置４０において演算した値がバッテリー放電電流値を決定する。
【０１００】
この値がＩＢＡＴ（ｘ）＿ｒｅｆである。この値が、バッテリー放電電流の基準（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）値により制御を行う。エネルギー貯蔵運転の初期負荷量及びバッテリー放電電流により、必要な整流部の基準電流値は、ＩＣＯＮ＿ＩＮである。
【０１０１】
ここで、負荷に変動が生じると、中央処理装置４０は、変動された値（ＩＤｉｆｆ＿ｒｅｆ）を演算後、無停電電源装置において基本的に有する整流部電流制限機能を活用して整流部の値（ＩＣＯＮ＿ｒｅｆ）を制御する。
【０１０２】
このように、中央処理装置４０は、継続的な演算を通じて負荷変動及び停電に備える。
【０１０３】
また、二次的に、前記演算された値により、既存の無停電電源装置において、双方向コンバーターに放電（ブーストモード）に対する電流制御及び変動されるバッテリーの電圧により、ＤＣリンク電圧制御を通じて、負荷変動に対するＤＣリンク電圧上昇を制御し、エネルギー貯蔵運転であるバッテリー放電運転により、定められたピーク時間帯に運転を進行する。
【０１０４】
次に、図７を参照して、本発明による無停電電源装置の運転方法について説明する。
【０１０５】
図７は、本発明によるバッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵方法を説明するための流れ図であり、図８は、本発明による供用運転モードを説明するための流れ図である。
【０１０６】
先ず、一般に、運転される通常の使用状態である商用電源部２０における第１の電源により、負荷に電力を供給しており、バッテリー３０に充電される状態である平時運転状態において、ＵＰＳシステムを運用する需用家での電力の流れは、図３ａに示した状態であって、第１の電源が負荷１０に供給され、バッテリー３０を充電する。
【０１０７】
一方、中央処理装置４０の停電監視部４１は、第１の電源が正常か否かを判断する。このような判断は、本発明の技術の分野において慣用的に活用され、または公知された技術、例えば、韓国登録特許公報１０‐１２１１１１４号または同１０‐１２４７２８２号に記載された整流部、インバーター部、双方向ＤＣ‐ＤＣコンバーター、バッテリー等の異状の有無を診断し（Ｓ１０）、充放電判断部４２は、韓国登録特許公報１０‐０３８６０５３号、同１０‐０９８９１７８号等に公知されたバッテリー端子電圧測定技術を活用し、バッテリー３０の端子電圧を感知し、充電の必要性の有無を判断するバッテリー充電状態の判断を実行する（Ｓ２０）。
【０１０８】
前記ステップＳ２０における判断において、バッテリー３０の充電が必要であると判断されると（Ｓ３０）、中央処理装置４０の電源供給制御部４３は、双方向ＤＣ‐ＤＣコンバーターを充電モードで駆動し、バッテリー３０の充電とともに、負荷１０に電力を供給するように、図３ａに示すように、負荷１０及びバッテリー３０に商用電源である第１の電源を供給し、バッテリー３０を充電する（Ｓ４０）。
【０１０９】
前記ステップＳ３０において、バッテリー３０の充電が必要でないと判断されると、図３ｂ及び図３ｄに示すように、双方向ＤＣ‐ＤＣコンバーターの充電動作を中止し、電源運転モードを行う（Ｓ５０）。前記ステップＳ５０における電源運転モードは、商用電源部２０における単独運転モード及び商用電源部２０とバッテリー３０の供用運転モードを含み、これについては、図８を参照して後述する。
【０１１０】
次に、停電監視部４１は、第１の電源である商用電源が正常に供給されるかを、本分野における公知技術である電圧センサにより判断し（Ｓ６０）、図３ｃに示すように、電源供給制御部４３は、停電状態である場合、双方向ＤＣ‐ＤＣコンバーターを動作させ、バッテリー３０を通じて、第２の電源であるバッテリー電源を負荷１０に供給する（Ｓ７０）。このような技術は、例えば、韓国登録特許公報１０‐０３８６０５３号、同１０‐０９８９１７８号等により公知され、または慣用化したバッテリー残存容量を判断し、負荷において消耗する電力量とバッテリー残存容量を把握して供給可能時間を表示する。前記ステップＳ６０において、停電ではない場合、前記ステップＳ５０を実行する。
【０１１１】
停電監視部４１によりＳ７０が実行されると、アラーム部６０から警告、例えば、「バッテリー停電モードで運転」の信号を出力する。
【０１１２】
次に、図８を参照して、商用電源部２０とバッテリー３０において負荷に電源を一緒に供給する「商用電源バッテリー負荷分担運転モード」のステップＳ５０について、具体的に説明する。
【０１１３】
前記ステップＳ５０において、停電監視部４１及び充放電判断部４２により充電が必要でなく、商用電源が正常であり、自家診断の結果、異状がないものと判断されると、電源供給制御部４３は、稼動時間設定部４４を通じて、需用家の負荷１０に対してＵＰＳ使用者が入力し、または設定された電力ピーク時間帯であるかを判断するピーク時間か否かを判断するステップを行う（Ｓ５１）。
【０１１４】
前記ステップＳ５１において、負荷１０のピーク時間帯であれば（Ｓ５２）、充放電判断部４２は、バッテリー３０の残存容量を計算するバッテリー残存容量演算ステップを行う（Ｓ５３）。
【０１１５】
前記ステップＳ５３において、現状態の負荷電流と残存バッテリー容量を計算し、使用者が負荷設備の条件により入力されまたは事前設定された、非常時、必須に維持すべき「必須バッテリー残存容量」の範囲がいくらであるかを入力され、設定した残存バッテリー容量（適正には５０％、これは、使用者が設定可能な範囲であって、需用家設備が、停電時必須に稼動すべき設定を５０％とみなし、説明のために任意に設定した値である）を除いた「可用残存バッテリー処理容量」で、現設定されたピーク時間の間（２時間程度と決定されてもよく、これも、需用家または商用電力供給網運用者等により変更され得る）、現在の負荷電流を供給することができると判断されると、「残存容量ピーク電力供給モード」を行う（Ｓ５４）。
【０１１６】
前記ステップＳ５４において、上述のような残存容量ピーク電力供給モードにおける計算は、以下のように行われる。しかし、このような例示は、一例としてこれに限定されるものではない。
【０１１７】
例えば、無停電電源装置の容量１００ＫＶＡ、負荷設備容量５０ＫＷ、バッテリー定格電圧５４０Ｖ、バッテリー数量２Ｖ ２４０セル、バッテリー終止電圧１．７５Ｖ、インバーター電力変換効率０．９６である条件であり、バッテリー容量は、使用者の停電補償時間要求により決定される。
【０１１８】
本発明では、電源供給制御部４３が、稼動時間設定部４４により設定されたピーク時間が２時間である場合、この３０％に対して、２時間の間、放電を行うように、バッテリー３０の電力を制御するものである。
【０１１９】
下記計算は、上述した条件による例を示す。
【０１２０】
１）１００ＫＶＡ最大放電電流の計算
2015029405.tif 000009
【０１２１】
２）バッテリー容量の選定
停電補償期間が３０分である場合、鉛蓄電池データに基づき、２００ＡＨ＝１７３Ａ最大、２５０ＡＨ＝２１６Ａ最大であるので、３０分停電補償に必要な電流が、上記した式により、１９８Ａである。前記２００ＡＨは、仕様を満たさないので、バッテリー製造社の作製仕様により、及び使用者の要請により、２Ｖ／２５０ＡＨ／２４０ｃｅｌｌｓと選定する。
【０１２２】
３）エネルギー貯蔵運転バッテリー容量の３０％
２５０ＡＨ×０．３＝７５ＡＨ
２５０ＡＨのうち、３０％である７５ＡＨをエネルギー貯蔵運転に使用し、残りの７０％は、停電に備えた非常電力として用いる。
【０１２３】
４）放電時間２時間（ピーク電力時間）
７５ＡＨ／２Ｈ＝３７．５Ａ、ここで、３７．５Ａ×０．７４（２時間放電時、バッテリー放電効率７４％）＝２７．７Ａ／Ｈ
【０１２４】
エネルギー貯蔵運転用のバッテリー電流は、時間当たり２７．７Ａが必要であり、バッテリーは、放電時間が長くなると、放電効率が高く（３時間放電時、８４％）なり、７５ＡＨ／３Ｈ＝２５Ａ、ここで、２５Ａ×０．８４＝２１Ａ／Ｈのように時間当たり２１Ａが必要である。
【０１２５】
したがって、２時間運転時、合計ＤＣ電力＝２７．７Ａ×１．７５Ｖ（終止電圧）×２４０（セル数）＝１１．６ＫＷ／Ｈ×２Ｈ＝２３．２ＫＷである。
【０１２６】
３時間運転時、合計ＤＣ電力＝２１Ａ×１．７５Ｖ（終止電圧）×２４０（セル数）＝８．８ＫＷ／Ｈ×３Ｈ＝２６．４ＫＷである。
【０１２７】
前記計算におけるように、エネルギー貯蔵運転時間が長くなると、放電効率の上昇により多くの放電電力を有し、それだけのエネルギー節約を行うことができる。
【０１２８】
５）負荷量５０ＫＷであるとき、必要なＤＣ電力は、下記の計算のように１２４Ｖが必要である。
2015029405.tif 000010
【０１２９】
６）必要負荷ＤＣ電力
負荷電流＝バッテリー電流＋整流部電流
整流部電流＝負荷電流−バッテリー電流、
１２４Ａ−２７．７Ａ＝９６．３Ａ：２時間エネルギー貯蔵運転時、必要整流部電流
整流部電流＝負荷電流−バッテリー電流、
１２４Ａ−２１Ａ＝１０３Ａ：３時間エネルギー貯蔵運転時、必要整流部電流
【０１３０】
すなわち、バッテリー２７．７Ａをエネルギー貯蔵運転し、無停電電源装置の基本機能である整流部電流制限機能を用いて、整流部において９６．３Ａを供給し、負荷で必要とする１２４Ａに合わせてピーク時間設定２時間の間、放電運転する。
【０１３１】
このようにバッテリーの放電効率を高めながら、エネルギー貯蔵運転をするために、ＤＣ‐ＤＣコンバーターのバッテリー電流の制御器が必要である。
【０１３２】
必須残存バッテリー容量：前記計算例示において２５０ＡＨの７０％、すなわち、１７５ＡＨ
可用残存バッテリー容量：前記計算例示において２５０ＡＨの３０％、すなわち、７５ＡＨ
【０１３３】
次に、前記ステップＳ５３において、現状態の負荷電流と残存バッテリー容量を計算し、「必須残存容量」を除いた「可用残存バッテリー容量」で、現ピーク時間の間、現負荷電流を供給することができるかを判断する（Ｓ５５）。
【０１３４】
前記ステップＳ５５において、可用残存バッテリー容量のみで、現負荷電流で、現ピーク時間の間、負荷１０に供給できないものと判断されると、「可用残存バッテリー容量」のみで、ピーク時間の間、連続的に放電可能な電流容量を算定し、図３ｄに示すように、ピーク時間の間、算定された電流容量だけ放電する商用電力とバッテリーが、ピーク時間の間、持続的に供給可能な電流容量で放電する「商用電源バッテリー負荷分担運転モード」を行う（Ｓ５６）。
【０１３５】
前記ステップＳ５５において、可用残存バッテリー容量で、現ピーク時間の間、現負荷電流の一定の分担率で電流を供給できない場合、バッテリー充電モードを実行する（Ｓ５７）。
【０１３６】
ここで、負荷電流を供給できない場合は、使用者が定めるバッテリー負荷分担率として、全体の負荷電流の１％未満が適合するが、これは、使用者が任意に設定することができる。
【０１３７】
前記ステップＳ５７以降は、ステップＳ２０に進行し、バッテリー充電状態を判断し、上述したステップを繰り返す。
【０１３８】
一方、前記ステップＳ５６において、電源供給制御部４３は、一定の周期、すなわち、使用者が指定した一定の周期、例えば、バッテリーの演算過程と需用家の設備特性を考慮し、中央処理装置４０において演算される周期毎に負荷に流れる電流とバッテリー残存容量を演算し、ピーク時間の間、連続して供給可能であるかを判断する「周期別供給能力判断ステップ」を行う（Ｓ５８）。
【０１３９】
前記ステップＳ５８の周期別供給能力判断ステップにおいて、ピーク時間の間、供給が不可能であると判断されると、前記ステップＳ５７に進行する。
【０１４０】
すなわち、負荷変動により、前記ステップＳ５８におけるように演算し、ピーク電力時間で、負荷に電力を供給するために、整流器及びＤＣ‐ＤＣコンバーターを制御する。若し、バッテリーの長時間使用またはバッテリー温度等により、バッテリー容量が減少し、継続的なバッテリーの過放電を防ぐために、可用残存バッテリー容量に該当するバッテリー電圧を設定し、この設定された電圧とピーク時間設定値のうち、先ず到達する値によりエネルギー貯蔵運転を停止し、整流部を制御し、負荷電力を供給し、ＤＣ‐ＤＣコンバーターを放電モードから充電モードに変換する。
【０１４１】
前記ステップＳ５６における商用電源バッテリー負荷分担運転モードの遂行中、周期的に充放電判断部４２と電源供給制御部４３においてバッテリー残存容量と負荷電流を演算し、ピーク時間の間、持続的に供給可能な電流を演算し、ピーク時間周期の間、供給可能な電流に変更しながら、ピーク時間の間、持続的に運転する「ピーク時間電流調整運転モード」を行う（Ｓ５９）。
【０１４２】
前記ステップＳ５９の後、またはそれぞれのステップのうち、各モード運転終了後、充放電判断部４２は、バッテリー３０の充電状態を判断するように、前記ステップＳ６０を経て、前記ステップＳ２０に進行する。
【０１４３】
また、図７及び図８の説明では、説明の便宜のために、ＵＰＳの単独運転について説明したが、図１に示すように、ＵＰＳを２台以上、並列で運転する場合も、適用可能である。
【０１４４】
以上、本発明者によりなされた発明を、前記実施例により、具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を外れない範囲内で、様々変更可能なことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明によるバッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システム及びその運転方法を用いることにより、昼間時間の電力使用の節減により、電力使用に対する電力予備率を高めることができる。
【符号の説明】
【０１４６】
１０    負荷
２０    商用電源部
３０    バッテリー
４０    中央処理装置
【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】
2015029405.tif 000017
【図８】
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