(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電流を所定の値に制限する定電流垂下特性を有するとともに、負荷に前記所定の値以上の電流を出力する必要がある場合に、一時的に出力電圧を垂下させて出力電流を増加させる定電力垂下特性を有する複数の直流電源ユニットと、
前記直流電源ユニットへ入力電源が供給されなくなった場合に、前記負荷に電力を供給する蓄電池と、
前記直流電源ユニットのいずれかが故障した場合に、当該故障した直流電源ユニットの代替のユニットとして使用されるとともに、通常運転時には、前記蓄電池へ充電を行う充電兼予備ユニットと、
前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットの運転状態を監視するとともに、前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する監視部と、
を備え、
前記監視部は、
前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットの運転状態が、全てのユニットが正常に運転している通常運転中の状態か、停電から復電後の運転を開始した状態か、および、故障から復旧した直流電源ユニットが運転を開始した状態か、のうちいずれの状態であるかを判定し、
該判定した運転状態に応じて前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットにおける垂下特性を制御する、
ことを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
前記監視部は、
前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットの運転状態に応じて、
前記通常運転中における前記垂下特性を制御する第１の垂下制御モードと、
前記復電後の起動時における前記垂下特性を制御する第２の垂下制御モードと、
前記故障から復旧した直流電源ユニットが運転を開始した際に前記垂下特性を制御する第３の垂下制御モードと、のいずれかの垂下制御モードを選択し、
前記選択した垂下制御モードに応じて前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットにおける垂下特性を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記監視部は、
前記復電後の起動時の第２の垂下制御モードにおいて、起動から所定の時間の間は前記直流電源ユニットの垂下特性を定電力垂下モードとする、
ことを特徴とする請求項２に記載の直流電源装置。
【請求項４】
前記監視部は、
前記故障から復旧した直流電源ユニットが運転を開始した際に前記垂下特性を制御する第３の垂下制御モードにおいて、
前記復旧した直流電源ユニットの運転が開始されたことを検出した場合、前記直流電源ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替える、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の直流電源装置。
【請求項５】
前記監視部は、
前記通常運転中の第１の垂下制御モードにおいて、
前記直流電源装置の出力電圧が所定の第１の閾値を下回った場合に、前記直流電源ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替える、
ことを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載の直流電源装置。
【請求項６】
前記監視部は、
前記直流電源装置の出力電圧が、前記第１の閾値よりも高い電圧に設定された所定の第２の閾値を上回った場合に、前記直流電源ユニットの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替える、
ことを特徴とする請求項５に記載の直流電源装置。
【請求項７】
前記監視部は、
前記直流電源ユニットが定電力垂下モードに移行した場合に、
前記定電力垂下モードを所定時間継続した後に、前記直流電源ユニットの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替え、その後に、前記直流電源装置の出力電圧を検出し、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回っている場合は、前記直流電源ユニットの定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えることが可能な状態に設定し、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を下回っている場合は、前記直流電源ユニットの定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードへ切り替えることを禁止する状態に設定する
ことを特徴とする請求項６に記載の直流電源装置。
【請求項８】
前記監視部は、
前記通常運転中の第１の垂下制御モードにおいて前記充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する際に、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第１の閾値を下回り、かつ前記充電兼予備ユニットが前記蓄電池を定電流充電中でない場合に、当該充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替え、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回った場合に、当該充電兼予備ユニットの垂下特性を前記定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替える、
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の直流電源装置。
【請求項９】
前記監視部は、
前記復電後の起動時の第２の垂下制御モードにおいて前記充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する際に、
前記充電兼予備ユニットの起動後に、当該充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードとして前記蓄電池に対して定電流充電を行わせ、
前記蓄電池への定電流充電終了後において、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第１の閾値を下回り、かつ前記充電兼予備ユニットが前記蓄電池への定電流充電中でない場合に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替え、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回った場合に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を前記定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替える、
ことを特徴とする請求項６から請求項８の何れか１項に記載の直流電源装置。
【請求項１０】
前記監視部は、
前記故障したいずれかの直流電源ユニットが復旧した際の第３の垂下制御モードにおいて前記充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する際に、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第１の閾値を下回り、かつ前記充電兼予備ユニットが前記蓄電池への定電流充電中でない場合に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替え、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回った場合に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替える、
ことを特徴とする請求項６から請求項９の何れか１項に記載の直流電源装置。
【請求項１１】
前記監視部は、
前記充電兼予備ユニットが定電力垂下モードに移行した場合に、
前記定電力垂下モードが所定時間継続した後に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替え、その後に、前記直流電源装置の出力電圧を検出し、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回っている場合は、前記充電兼予備ユニットの定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えることが可能な状態に設定し、
前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を下回っている場合は、前記充電兼予備ユニットの定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードへ切り替えることを禁止する状態に設定する
ことを特徴とする請求項６から請求項１０の何れか１項に記載の直流電源装置。
【請求項１２】
前記監視部は、
前記直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットの出力電圧を前記蓄電池の電圧以下に低下させ、前記蓄電池から負荷に放電をさせて蓄電池放電回路試験を行う際に、前記直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する第４の垂下制御モードを選択し、
この第４の垂下制御モードにおいて、前記蓄電池放電回路試験中には、前記直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードとし、
前記蓄電池放電回路試験の終了後には、前記通常運転中における第１の垂下制御モードに従い、前記直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する
ことを特徴とする請求項２から請求項１１の何れか１項に記載の直流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電源装置には、直流電源ユニットを複数台設けて、並列冗長運転方式の直流電源装置を構成しているものがある。この方式の直流電源装置は電源ユニットが１台故障しても、予備の直流電源ユニットを作動させることにより、負荷のシステムの動作に影響を与えないようにしている。
【０００３】
図１９は、並列冗長運転方式の直流電源装置の例を示す図である。この図に示す直流電源装置１０１Ａは、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）をＮ台、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）を１台搭載しており、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎ及び充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）のそれぞれは、入力される交流電圧（例えば、ＡＣ２００Ｖ入力）を直流電圧に変換して負荷ＲＬに直流の電力を供給する直流電源装置である。
【０００４】
この図に示す直流電源装置１０１Ａは、通常運転時には、ｎ台の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを作動させて負荷ＲＬに電力を供給しており、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎのいずれかが故障した場合に、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）を故障したユニットの代替のユニットとして使用する。また、この直流電源装置１０１Ａは、停電の際にも負荷ＲＬへの電力の供給を継続できるように、蓄電池６１を備える蓄電装置６０を有している。停電によりＡＣ入力が失われた場合は、蓄電池６１からダイオードＤＸ１を通して負荷ＲＬに電力を供給する。また、この直流電源装置１０１Ａでは、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が、予備の電源ユニットとして使用されるとともに、蓄電池６１への充電器を兼ねている。
【０００５】
なお、関連するＤＣ／ＤＣコンバータ及び直流電源装置がある（特許文献１を参照）。この特許文献１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータでは、垂下の場合を除き、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が定格電圧を下回った際には電源ユニット故障と判断するＤＣ／ＤＣコンバータを提供することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−８８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１９に示す並列冗長運転方式の直流電源装置１０１Ａにおいて、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎ及び充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）のそれぞれは、一般に過電流保護回路（出力電流制限回路）を備えている。この過電流保護回路は、負荷の過電流状態を電流検出器等により検出すると、出力電圧を低下させて過電流制限を行う、所謂、定電流垂下動作を行う。例えば、図２（Ｂ）に示すように、負荷に過電流が流れる場合には、出力電圧（負荷電圧）Ｖｏを低下させ、定格電流（過電流制限値）Ｉｍａｘ０以上の電流が流れないようにしている。このように、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎ及び充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）のそれぞれは定電流垂下特性を有している。
【０００８】
ところで、図１９に示す直流電源装置１０１Ａにより、定電力特性を持つインバータ（例えば、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ）などの負荷ＲＬを駆動する場合において、入力停電時の蓄電池６１の放電中に復電し、直流電源装置１０１Ａが起動する場合に、上記定電流垂下特性が問題になることがある。
すなわち、蓄電池６１により定電力特性を持つ負荷ＲＬに電力を供給する場合は、蓄電池６１は放電により次第に電圧が低下するため、負荷ＲＬに流れる電流が増大し、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の定格電流Ｉｍａｘ０以上の電流が流れることがある。この負荷ＲＬに定格電流Ｉｍａｘ０以上の電流が流れている状態において復電した場合に、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）を起動して、そのまま負荷ＲＬに連続して電流を供給しようとしても、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）では過電流制限のための定電流垂下動作が行われ、出力電流が定格電流Ｉｍａｘ０に制限されることになる。このため、負荷ＲＬへの供給電流が足りなくなるとともに、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が定格電圧に復旧できないおそれがある。
【０００９】
例えば、具体的な例として、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の台数ｎは７台であり、その定格出力電圧が３８３Ｖであり、負荷が１００ＫＷの定電力特性を持つインバータの場合に、蓄電池電圧が徐々に放電して低下し２７０Ｖの手前で入力停電から復電した場合には、負荷ＲＬに流す所要電流は３７０．４Ａ（≒１００ＫＷ／２７０Ｖ）になる。すなわち、入力電源の復電の直後には、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）から５２．９Ａ（≒３７０．４Ａ／７）の電流を負荷ＲＬに供給する必要がある。
【００１０】
しかしながら、各ユニットの定格出力電力は「１００ＫＷ／７」であり、その定格出力電圧は３８３Ｖである。このため定格電流は３７．３Ａ（≒１００ＫＷ／（３８３Ｖ×７））となり、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）は、その過電流保護機能として、電流制限値（３７．３Ａ）で定電流垂下特性を持つように設計されている。したがって、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復電の際には、出力電圧の立ち上がりとともに過電流保護機能（定電流垂下特性）が作動し、出力電流が定格電流（３７．３Ａ）に制限された状態（出力電圧は低下したままの状態）が続き、定格出力電圧（３８３Ｖ）に復旧できないおそれがある。
【００１１】
この問題を解決するためには、従来、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）に定電力垂下特性を持たせる方法がある。すなわち、負荷電流の大きさに応じて出力電圧を変化させる機能を持たせる方法である。例えば、上述した例では、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）から５２．９Ａ（≒３７０．４Ａ／７）の電流を負荷に供給する場合は、その出力電圧が２７０Ｖになるように制御し、その後、次第に出力電圧を増大（同時に出力電流を低下）させるようにする。
【００１２】
しかしながら、上述した従来方法では、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が定電力垂下特性を持つことが必要となり、また、定電力垂下動作が連続して発生することも考慮して、定電力垂下対応のユニットを設計しなければならない。その結果、定電力垂下動作時に流れる電流が増えることにより、これに応じた電流容量を持つスイッチング素子（スイッチングトランジスタなど）の選定（スイッチングトランジスタなどの大型化）が必要になる。また、垂下電流が増大することに対応した熱設計が必要になる。例えば、出力トランスの巻き線を太くする必要があり、また、スイッチングトランジスタの熱損失が増大することに対応した放熱設計（ヒートシンクや冷却ファンの大型化）が必要になる。このため、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の寸法が増大し、製造コストも増加するという問題が生じる。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、通常運転時において必要とされる仕様（例えば、スイッチング素子の選定や熱設計の仕様）のままで、一時的に定電流垂下特性を定電力垂下特性に切り替えることにより通常運転時の定格電流以上の電流を負荷に供給することができるとともに、直流電源装置の運転状態に応じて、定電流垂下特性と定電力垂下特性との切り替え動作を制御することができる、直流電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の直流電源装置は、出力電流を所定の値に制限する定電流垂下特性を有するとともに、負荷に前記所定の値以上の電流を出力する必要がある場合に、一時的に出力電圧を垂下させて出力電流を増加させる定電力垂下特性を有する複数の直流電源ユニットと、前記直流電源ユニットへ入力電源が供給されなくなった場合に、前記負荷に電力を供給する蓄電池と、前記直流電源ユニットのいずれかが故障した場合に、当該故障した直流電源ユニットの代替のユニットとして使用されるとともに、通常運転時には、前記蓄電池へ充電を行う充電兼予備ユニットと、前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットの運転状態を監視するとともに、前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する監視部と、を備え、前記監視部は、前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットの運転状態が、全てのユニットが正常に運転している通常運転中の状態か、停電から復電後の運転を開始した状態か、および、故障から復旧した直流電源ユニットが運転を開始した状態か、のうちいずれの状態であるかを判定し、該判定した運転状態に応じて前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットにおける垂下特性を制御する、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部において、前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットの運転状態に応じて、前記通常運転中における前記垂下特性を制御する第１の垂下制御モードと、前記復電後の起動時における前記垂下特性を制御する第２の垂下制御モードと、前記故障から復旧した直流電源ユニットが運転を開始した際に前記垂下特性を制御する第３の垂下制御モードと、のいずれかの垂下制御モードを選択し、前記選択した垂下制御モードに応じて前記直流電源ユニットおよび前記充電兼予備ユニットにおける垂下特性を制御する、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部において、前記復電後の起動時の第２の垂下制御モードにおいて、起動から所定の時間の間は前記直流電源ユニットの垂下特性を定電力垂下モードとする、ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部において、前記故障から復旧した直流電源ユニットが運転を開始した際に前記垂下特性を制御する第３の垂下制御モードにおいて、前記復旧した直流電源ユニットの運転が開始されたことを検出した場合、前記直流電源ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替える、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部において、前記通常運転中の第１の垂下制御モードにおいて、前記直流電源装置の出力電圧が所定の第１の閾値を下回った場合に、前記直流電源ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替える、ことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部において、前記直流電源装置の出力電圧が、前記第１の閾値よりも高い電圧に設定された所定の第２の閾値を上回った場合に、前記直流電源ユニットの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替える、ことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部は、前記直流電源ユニットが定電力垂下モードに移行した場合に、前記定電力垂下モードを所定時間継続した後に、前記直流電源ユニットの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替え、その後に、前記直流電源装置の出力電圧を検出し、前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回っている場合は、前記直流電源ユニットの定電流垂下モードを継続するとともに、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えることが可能な状態に設定し、前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を下回っている場合は、前記直流電源ユニットの定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードへ切り替えることを禁止する状態に設定することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部において、前記通常運転中の第１の垂下制御モードにおいて前記充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する際に、前記直流電源装置の出力電圧が前記第１の閾値を下回り、かつ前記充電兼予備ユニットが前記蓄電池を定電流充電中でない場合に、当該充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替え、前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回った場合に、当該充電兼予備ユニットの垂下特性を前記定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替える、ことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部において、前記復電後の起動時の第２の垂下制御モードにおいて前記充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する際に、前記充電兼予備ユニットの起動後に、当該充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードとして前記蓄電池に対して定電流充電を行わせ、前記蓄電池への定電流充電終了後において、前記直流電源装置の出力電圧が前記第１の閾値を下回り、かつ前記充電兼予備ユニットが前記蓄電池への定電流充電中でない場合に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替え、前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回った場合に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を前記定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替える、ことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部において、前記故障したいずれかの直流電源ユニットが復旧した際の第３の垂下制御モードにおいて前記充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する際に、前記直流電源装置の出力電圧が前記第１の閾値を下回り、かつ前記充電兼予備ユニットが前記蓄電池への定電流充電中でない場合に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替え、前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回った場合に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替える、ことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部は、前記充電兼予備ユニットが定電力垂下モードに移行した場合に、前記定電力垂下モードが所定時間継続した後に、前記充電兼予備ユニットの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替え、その後に、前記直流電源装置の出力電圧を検出し、前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を上回っている場合は、前記充電兼予備ユニットの定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えることが可能な状態に設定し、前記直流電源装置の出力電圧が前記第２の閾値を下回っている場合は、前記充電兼予備ユニットの定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードへ切り替えることを禁止する状態に設定することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の直流電源装置は、前記監視部は、前記直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットの出力電圧を前記蓄電池の電圧以下に低下させ、前記蓄電池から負荷に放電をさせて蓄電池放電回路試験を行う際に、前記直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットの垂下特性を制御する第４の垂下制御モードを選択し、この第４の垂下制御モードにおいて、前記蓄電池放電回路試験中には、前記直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットの垂下特性を定電流垂下モードとし、前記蓄電池放電回路試験の終了後には、前記通常運転中における第１の垂下制御モードに従い、前記直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットの垂下特性を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の直流電源装置では、直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットに定電力垂下特性を持たせることで、一時的に所定の値以上の電流（例えば、連続定格電流以上の電流）を負荷に流せるようにする。そして、監視部は、直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットの運転状態が、通常運転中の状態か、停電から復電後の運転を開始した状態か、故障から復旧した直流電源ユニットが運転を開始した状態かのいずれの状態であるかを判定し、判定した運転状態に応じて直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニットにおける垂下特性を制御する。
【００２７】
これにより、通常運転時において必要とされる仕様（例えば、スイッチング素子の選定や熱設計の仕様）のままで、一時的に定電流垂下特性を定電力垂下特性に切り替えることにより通常運転時の定格電流以上の電流を負荷に供給することができるとともに、直流電源装置の運転状態に応じて、定電流垂下特性と定電力垂下特性との切り替え動作を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる直流電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】定電力垂下特性と定電流垂下特性について説明するための図である。
【図３】定電力垂下モードと定電流垂下モードにおける出力容量について説明するための図である。
【図４】定電流充電について説明するための図である。
【図５】直流電源装置の出力電圧の回復について説明するための図である。
【図６】復電時の起動時における出力電圧の回復について説明するための図である。
【図７】故障ユニットの復旧時における出力電圧の回復について説明するための図である
【図８】通常運転中における垂下特性の制御（第１の垂下制御モード）の流れを示すフローチャートである。
【図９】通常運転時における充電兼予備ユニットの垂下特性の制御の流れ示すフローチャートである。
【図１０】復電後の起動時における垂下特性の制御（第２の垂下制御モード）の流れを示すフローチャートである。
【図１１】故障から復旧した直流電源ユニットの起動時における垂下特性の制御（第３の垂下制御モード）の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示す処理ステップＳ１０２を省略した例を示すフローチャートである。
【図１３】直流電源ユニットの垂下特性の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１４】充電兼予備ユニットの垂下特性の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係わる直流電源装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】蓄電池放電回路試験について説明するための図である。
【図１７】蓄電池放電回路試験時における垂下制御の流れを示すフローチャートである。
【図１８】直流電源ユニットが自律的に垂下モードを切り替える例について説明するための図である。
【図１９】並列冗長運転方式の直流電源装置の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３０】
［第１の実施形態］
（直流電源装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる直流電源装置の構成を示す図である。この図に示す直流電源装置１０１は、通常運転時には、ｎ台の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを作動させて定電力特性を有する負荷ＲＬに電力を供給しており、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎのいずれかが故障した場合に、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）を故障したユニットの代替のユニットとして使用する。
【００３１】
直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）それぞれの定格容量は、例えば、１５．２ＫＷであり、負荷ＲＬは、例えば、１００ＫＷであり、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの台数は、例えば、７台である。この直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）は、商用電源ＥからのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相交流（例えば、ＡＣ３相２００Ｖ）を入力電源とする。なお、この図に示す例では３相交流を入力電源とするように構成してあるが、単相交流入力であっても本発明の直流電源装置１０１を構成することができる。
【００３２】
また、この直流電源装置１０１は、停電の際にも負荷ＲＬへの電力の供給を継続できるように、蓄電池６１を備える蓄電装置６０を有している。停電により商用電源ＥからのＡＣ入力が失われた場合は、蓄電池６１からダイオードＤＸ１を通して負荷ＲＬに電力が供給される。また、この直流電源装置１０１では、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が、予備の電源ユニットとして使用されるとともに、蓄電池６１への充電器を兼ねている。
【００３３】
また、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの定格出力電圧は、例えば、３８０Ｖに設定され、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の定格出力電圧は、例えば、３７４Ｖに設定される。すなわち、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の定格電圧は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの定格出力電圧よりもやや低めに設定される。これは、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから負荷ＲＬに出力電圧（３８０Ｖ）が供給されている場合は、ダイオードＤＸ１に逆バイアス電圧が印加されるようにして、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）および蓄電池６１を負荷ＲＬ側から切り離すためである。
【００３４】
この図１に示す直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）は、通常運転時（通常運転時）においては、ユニットの破損防止のために出力電流を所定の定格電流（１００％連続定格電流）に制限する定電流垂下特性を有しており、後述する所定のトリガ条件（直流電源装置１０１の運転状態に応じて設定される条件）の発生時、例えば停電後の電源復旧時などのトリガ条件の発生時に、定電流垂下特性を一時的に定電力垂下特性に切り替えることのできるユニットである。なお、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）における垂下特性の切り替え動作は、後述する監視部８１により制御されるものである。
【００３５】
（定電力垂下特性と定電流垂下特性についての説明）
ここで図１に示す直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が有する定電流垂下特性と、定電力垂下特性について補足して説明しておく。図２は、定電力垂下特性と定電流垂下特性について説明するための図である。図２（Ａ）では、横軸に出力電流Ｉｏ、縦軸に出力電圧Ｖｏをとり、定電力垂下特性を示している。同様に、図２（Ｂ）では、定電流垂下特性を示している。なお、前述のように、定電力垂下動作は、停電後の復電時（および後述する所定のトリガ条件の発生時）において、定電力特性を持つ負荷に定格電流Ｉｍａｘ０（直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の通常運転時の連続定格電流）以上の電流、例えば、図２（Ａ）に示す電流Ｉａの電流を流す必要がある場合において行われる垂下動作である。一方、定電流垂下動作は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの通常運転時において、過電流制限のために出力電流Ｉｏを定格電流Ｉｍａｘ０に制限するために行われる垂下動作である。
【００３６】
図２（Ａ）に示すように、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎは、定電力垂下動作では、負荷ＲＬに定格電流Ｉｍａｘ０以上の電流（例えば、電流Ｉａ）を流す場合において、出力電圧Ｖｏと出力電流Ｉｏとの積が一定（例えば、定格出力容量）になるように出力電圧Ｖｏを垂下させる。この直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）における定電力垂下動作は、これらのユニットの運転状態に応じて設定される後述の垂下制御モードとトリガ条件の発生時、例えば、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎ停電後の復電時において、一時的に行われる垂下動作である。
【００３７】
上記定電力垂下動作は、例えば、停電時に蓄電池６１により負荷ＲＬ（定電力特性の負荷）を駆動している状態において、負荷ＲＬに流れている電流ＩＬが、図２（Ａ）に示す定格電流Ｉｍａｘ０以上の場合（例えば、電流Ｉａの場合）に一時的に行われるものである。これは、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が、復電して起動した際に図２（Ｂ）に示す定電流垂下動作を行うと、出力電流が定格電流Ｉｍａｘ０に制限され、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから負荷ＲＬに必要な電流Ｉａを供給できなくなるとともに、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に立ち上がれない状態となるためである。この事態を避けるために、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）においては、復電時の起動の際など場合に、垂下動作を一時的に定電流垂下動作から定電力垂下動作に切り替える。
【００３８】
また、図３は、定電力垂下モードと定電流垂下モードにおける出力容量について説明するための図である。なお、定電力垂下モードとは、例えば、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎにおいて、垂下特性が定電力垂下特性を示すように設定されて状態を意味し、定電流垂下モードとは、垂下特性が定電流垂下特性を示すように設定されている状態を意味する（充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）においても同様である）。
【００３９】
そして、図３（Ａ）は、通常運転時の定電流垂下モードにおける出力容量を示す図である。この定電流垂下モードにおいては、出力電流は１００％電流（連続定格電流）に制限され、ユニット容量は通常使用容量（１００％連続定格容量）となる。一方、図３（Ｂ）は、定電力垂下モードにおける出力容量を示す図である。この定電力垂下モードにおいては、ユニットの通常使用容量（１００％連続定格容量）に加えて、一時的（例えば、数秒〜数十秒程度）に１００％以上の出力電流、例えば、１５０％電流を供給できる領域が追加され、ユニット容量を一次的に連続定格容量の１５０％とすることができる。
【００４０】
このように、通常運転時においては、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下動作を定電流垂下モードとして、ユニットを定格容量（１００％連続定格容量）で使用する。そして、１００％（連続定格電流）以上の電流を負荷ＲＬに流す必要がある場合は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎ（必要な場合は充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）も含めて）の垂下動作を一時的に定電力垂下モードモードとし、連続しては出力することができないが短時間では問題ない範囲でユニットの出力電流を増大させる制御を行う。これにより、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の持つ実容量を通常運転時において１００％使用できるため（定電力垂下特性を実現するためにユニット容量に余裕を持たせる必要がないため）、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの必要台数の減少、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）のコストの低減が可能となる。
【００４１】
（電流センサ、電圧センサおよび監視部８１についての説明）
また、図１に示す直流電源装置１０１は、図１９に示す直流電源装置１０１Ａと比較して、監視部８１と、電圧センサＶＴ１およびＶＴ２、電流センサＣＴ１とを新たに追加した点が異なり、他の構成は、図１９に示す直流電源装置１０１と同様である。
【００４２】
電圧センサＶＴ１は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏ（＝負荷電圧ＶＬ）を検出するための電圧検出器であり、例えば、抵抗分圧回路等により構成される回路である。電圧センサＶＴ２は、蓄電池６１の充電電圧を検出するための電圧検出器であり、例えば、抵抗分圧回路等により構成される回路である。電流センサＣＴ１は、蓄電池６１の充電電流を検出するセンサであり、例えば、ホール素子を用いた電流検出器である。
【００４３】
監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）および充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態を監視するとともに、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）および充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の動作を制御する制御部である。この監視部８１には、運転状態判定部８２と、出力電圧監視部８３と、垂下動作制御部８４と、充電電圧検出部８５と、定電流充電制御部８６とが含まれる。
【００４４】
監視部８１は、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）と相互に通信を行い、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態を監視するとともに、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）に対して制御指令信号（例えば、垂下特性の切り替え指示信号）を送信する。運転状態判定部８２は、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから運転状態信号Ｓｔ１〜ＳｔＮを入力し、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）から運転状態信号Ｓｔｃを入力する。これにより、運転状態判定部８２は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）及び充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態や、故障の発生と復旧や、停電後の復電などを検出（判定）する。この運転状態判定部８２では、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）から受信した運転状態の信号を基に、例えば、全てのユニットが正常に運転している通常運転中の状態か、停電から復電後の起動状態か、或いは、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が復旧して運転を開始した状態であるかなどを判定する。
【００４５】
出力電圧監視部８３は、電圧センサＶＴ１から電圧検出信号を入力し、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを監視する。また、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態に応じて、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性を制御する（詳細については後述する）。また、充電電圧検出部８５は、電圧センサＶＴ２から電圧検出信号を入力し、蓄電池６１の充電電圧を監視する。
【００４６】
定電流充電制御部８６は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）から蓄電池６１に定電流充電を行う場合に、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）に対して定電流出力動作を行うように制御する。なお、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）から蓄電池６１へ定電流充電を行うのは、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの代替ユニットとして動作していない場合に限られる。
【００４７】
上記定電流充電において、監視部８１内の定電流充電制御部８６は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の出力電流を制御することにより蓄電池６１への定電流充電を行う。この場合、定電流充電制御部８６は、電流センサＣＴ１により蓄電池６１へ流れる充電電流を検出し、所定の定電流値（例えば、３０Ａ）になるように充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の出力電流を制御する。
【００４８】
（定電流充電についての説明）
図４は、定電流充電について説明するための図である。図４（Ａ）は、横軸に時間ｔの経過を示し、縦軸にバッテリ充電電流Ｉｃｈｇを示し、蓄電池６１への充電電流の時間的な変化を示したものである。図４（Ｂ）は、横軸に時間ｔの経過を示し、縦軸にバッテリ充電電圧Ｖｂａｔの時間的な変化を示したものである。この図に示すように、時刻ｔ０において充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）から蓄電池６１への充電が開始されると、蓄電池６１の充電電圧が低い間（時刻ｔ０から時刻ｔ１の間）は定電流充電（定電流Ｉｃｃによる蓄電池６１への充電）が行われる。そして、図４（Ｂ）の充電電圧曲線ｄ１に示すように蓄電池６１の充電電圧Ｖｂａｔが充電設定電圧Ｖｓｅｔに近づくと（時刻ｔ１になると）、それ以降は定電圧充電（浮動充電）が行われる。この時刻ｔ１以後の定電圧充電では、充電電流曲線ｄ２で示す充電電流カーブのように、時間ｔの経過とともに次第に充電電流が減少する。
【００４９】
（垂下動作制御部８４の動作説明）
本実施形態の直流電源装置１０１おいては、監視部８１内の運転状態判定部８２が、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態を監視し、全ての直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が正常に運転している通常運転中の状態か、停電からの復電後に直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が運転を開始した状態か、或いは、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が運転を開始した状態であるかを判定する。
【００５０】
そして、垂下動作制御部８４は、運転状態判定部８２により判定された運転状態の判定結果を基に、通常運転中における垂下特性を制御する第１の垂下制御モードと、復電後の起動時における垂下特性を制御する第２の垂下制御モードと、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が運転を開始した際の垂下特性を制御する第３の垂下制御モードと、のいずれか垂下制御モードを選択し、この選択した垂下制御モードに応じて、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）における垂下特性を制御する。なお、第１の垂下制御モード、第２の垂下制御モード、および第３の垂下制御モードの内容の詳細については後述する。
【００５１】
すなわち、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）は、通常運転時はその垂下特性が定電流垂下モード（図３（Ａ）を参照）とされ、１００％の定格容量で負荷ＲＬに電力を供給する。そして、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）は、上記垂下制御モード（ユニットの運転状態に応じた垂下特性の制御モード）と、この垂下制御モードに応じて設定された所定のトリガ条件が発生した場合に、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モード（図３（Ｂ）を参照）に切り替える。
【００５２】
（トリガ条件についての説明）
上述したトリガ条件には、例えば、以下に示す３つのトリガ条件がある。
第１のトリガ条件として、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの通常運転時において、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを検出し、この出力電圧Ｖｏが所定の第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回った場合を、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えるトリガ条件とする。なお、この第１のトリガ条件は、通常運転時の垂下特性を制御する第１の垂下制御モードにおいて使用されるほか、復電後の起動時における垂下特性を制御する第２の垂下制御モードと、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が運転を開始した際に垂下特性を制御する第３の垂下制御モードにおいてもトリガ条件として使用されるものである。
【００５３】
第２のトリガ条件として、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が停電から復電した場合を、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えるトリガ条件とする。なお、この第２のトリガ条件は、復電後の起動時における垂下特性を制御する第２の垂下制御モードにおいて使用されるものである。
【００５４】
また、第３のトリガ条件として、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転開始信号を検出した場合（例えば、交流電源入力用のＭＣＣＢ（Molded Case Circuit Breaker）投入時）を、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えるトリガ条件とする。なお、この第３のトリガ条件は、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が運転を開始した際に垂下特性を制御する第３の垂下制御モードにおいて使用されるものである。
【００５５】
上述した通常運転時における第１のトリガ条件は、例えば、通常動作時において何らかの原因、例えば瞬間的な過負荷が発生することにより出力電圧Ｖｏが低下し、負荷電流ＩＬが増加（負荷ＲＬが定電力特性であるため電流が増加）した場合に、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替えるものである。
これは、出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回り、負荷電流ＩＬが増大した場合に、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードとし出力電流に電流制限をかけると直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから負荷ＲＬに必要な電流が供給できず、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に戻せない可能性があるためである。
【００５６】
すなわち、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）や蓄電池６１からバックアップ電流が負荷ＲＬに流れて出力電圧Ｖｏが低下している場合に、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に戻すには、増大した負荷電流ＩＬを全て直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから供給する（電圧源を直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに戻す）必要がある。この場合に、出力電圧Ｖｏの低下をトリガ条件として、全ての直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動特性を一時的に定電力垂下モードとして出力電流を増大させ、負荷電流ＩＬを全て直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから供給することができる状態にすることで、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に戻す。
【００５７】
例えば、図５（Ａ）に示すように、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが低下（例えば、２６０Ｖに低下）することにより、負荷電流ＩＬが増大し、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）および蓄電池６１から負荷ＲＬにバックアップ電流が流れている。この状態において、図５（Ａ）に示す直流電源装置１０１内の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードとし、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電流Ｉｏを一斉に一時的に増加させる。この場合、図５（Ｂ）に示すように、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の出力電流Ｉｏを、短時間定電力垂下特性により１５０％（連続定格電流の１５０％）まで増加することができる。これにより、全負荷電流ＩＬを直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから供給することができるため出力電圧Ｖｏが上昇し（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に上昇し）、ダイオードＤＸ１がターンオフし（ダイオードＤＸ１が順方向バイアスから逆方向バイアス状態に移行する意味）、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎによる負荷電力の供給状態に戻すことができる。
【００５８】
また、第２のトリガ条件として、停電から復電した場合を、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードに切り替えるトリガ条件とする。なお、停電中は蓄電池６１から負荷ＲＬに給電が行われ、この状態で復電した場合に直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを定電流垂下モードで動作させると、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）まで戻せない可能性がある。これは、出力電圧Ｖｏ（＝蓄電池電圧）が低下したことにより負荷電流ＩＬが増大し、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを定電流垂下モードで動作させると、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから全ての負荷電流ＩＬを供給できないためである。
【００５９】
蓄電池６１による給電で低下した出力電圧Ｖｏを通常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）へ戻すには、停電時の電圧源であった蓄電池６１の放電電流（＝負荷電流ＩＬ）以上の電流を直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから負荷ＲＬに供給する必要がある。このため、復電信号、例えば、交流電圧が入力されたことを検出する信号や、ユニットの復電検出信号（例えば、復電時のユニットの運転準備完了信号）がオン（活性化）されたことをトリガ条件として、全ての直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を一時的に定電力垂下モードとし、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電流を増大させる。
【００６０】
例えば、図６（Ａ）に示すように、停電時においては蓄電池６１から負荷ＲＬに放電電流が流れており、この蓄電池６１の放電状態では、図６（Ｂ）に示すように、蓄電池電圧が定常電圧よりもかなり低い電圧（例えば、２６０Ｖ）となっている。このため、復電の際には、図６（Ａ）に示す直流電源装置１０１内の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードとし、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電流Ｉｏを一斉に一時的に増加させる。この場合、図６（Ｂ）に示すように直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電流Ｉｏは、短時間定電力垂下特性により１５０％（連続定格電流の１５０％）まで増加する。これにより、全負荷電流ＩＬを直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから供給することができるため、ダイオードＤＸ１がターンオフし（ダイオードＤＸ１が順方向バイアスから逆方向バイアス状態に移行する意味）、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎによる負荷電力の供給状態に戻すことができる。これによりダイオードＤＸ１がターンオフし、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎによる負荷電力の供給状態に戻すことができ、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に戻すことができる。
【００６１】
また、第３のトリガ条件は、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転信号を検出した場合（例えば、交流電源入力用のＭＣＣＢ投入時）である。これは、例えば、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの内の２台以上の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が故障した場合、供給側の電力が不足するため、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）および蓄電池６１から負荷ＲＬ側にバックアップ電流が流れ、蓄電池６１の充電電圧が出力電圧Ｖｏとなる。また、この蓄電池６１の充電電圧は、時間の経過とともに次第に低下する（出力電圧Ｖｏが低下する）。
【００６２】
この状態において、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）を交換し、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを定電流垂下モードで動作させただけでは、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に戻せない可能性がある。すなわち、出力電圧Ｖｏが低下したことにより負荷電流ＩＬが増大し、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを定電流垂下モードで動作させると、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから負荷ＲＬに必要な全ての電流を供給できず、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）や蓄電池６１から負荷ＲＬにバックアップ電流が流れるためである。
【００６３】
出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に戻すには、負荷電流ＩＬを全て直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから供給する必要がある。そこで、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの起動信号（例えば入力ＭＣＣＢ投入）をトリガ条件として、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの全てを一時的に定電力垂下モードで動作させ、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎからの出力電流を増大させる。これにより、負荷電流ＩＬを直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから供給できる状態にすることで、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に戻すことができる。
【００６４】
例えば、図７（Ａ）に示すように、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が２台故障の状態（例えば、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１，２が故障の状態）においては、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が故障した１台の代替ユニットとして負荷ＲＬへの給電を行うとともに、蓄電池６１から負荷ＲＬに放電電流が流れる。この状態においては、図７（Ｂ）に示すように、蓄電池６１の放電により蓄電池電圧が定常電圧よりもかなり低い電圧（例えば、２６０Ｖ）となっている。
【００６５】
このため、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１，２が故障から復旧した場合は、図７（Ａ）に示す直流電源装置１０１内の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードとし、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電流Ｉｏを一斉に一時的に増加させる。この場合、図７（Ｂ）に示すように直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電流Ｉｏは、電力垂下特性により１５０％（連続定格電流の１５０％）まで増加する。これにより、全負荷電流ＩＬを直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから供給することができるため、ダイオードＤＸ１がターンオフし、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎによる負荷電力の供給状態に戻すことができる。これによりダイオードＤＸ１がターンオフし、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎによる負荷電力の供給状態に戻すことができ、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に戻すことができる。
【００６６】
このように、本発明における直流電源装置１０１では、監視部８１の運転状態判定部８２が、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態を判定し、垂下動作制御部８４が、運転状態に応じた垂下制御モードを選択し、上述したトリガ条件の発生に応じて、垂下特性の動作モードを変化させる。
【００６７】
（通常運転中における垂下特性の第１の垂下制御モード）
次に、上記通常運転中（より正確には復電後の起動時でなく、また故障ユニットの復旧時でもない通常の動作中）における垂下特性の制御動作（第１の垂下制御モード）について説明する。
【００６８】
図８は、通常運転中における垂下特性の制御（第１の垂下制御モード）の流れを示すフローチャートであり、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎにおける垂下特性の制御の流れを示したものである。以下、このフローチャートを参照して、その処理の流れについて説明する。
【００６９】
まず、最初に、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎが、通常の垂下動作、すなわち定電流垂下モードで運転中であるとする（ステップＳ１０１）。
この定電流垂下モードで運転中の状態において、監視部８１内の出力電圧監視部８３により、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを検出し、この出力電圧監視部８３では、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回ったか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００７０】
そして、ステップＳ１０２において、出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っていないと判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに定電流垂下モードを継続させる（ステップＳ１０１）。
一方、ステップＳ１０２において、出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っていると判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電流垂下モードから定電力垂下モードに移行させる（ステップＳ１０３）。
【００７１】
そして、定電力垂下動作モードに移行した後の数秒〜数十秒後（例えば、１０秒後）に、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電力垂下モードから定電流垂下モードに移行させる（ステップＳ１０４）。そして、出力電圧監視部８３は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを検出し、検出した直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回っているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００７２】
なお、このステップＳ１０５における第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）の判定処理は、「定電力垂下」と「定電流垂下」と間での垂下特性の切り替え動作が繰り返されることを防ぐために行われる。すなわち、定電力垂下モードは、短時間限定の機能であり、繰り返しや連続で使用できる機能ではなく、例えば、１０秒間の定電力垂下モードの後に定電流垂下モードに自動的に切り替わるものである。例えば、このステップＳ１０５の第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）の判定処理がなく、ステップＳ１０４からステップＳ１０１に戻るとした場合は、ステップＳ１０２において再び出力電圧Ｖｏが３６０Ｖを下回っていると判定されると、再度、定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替わり、その１０秒後に、また定電流垂下モードとなる。すなわち、監視部８１は、ステップＳ１０２において出力電圧Ｖｏが３６０Ｖを越えない限り、定電力垂下モードと定電流垂下モードとの間において切り替え動作を繰り返すことになる。
【００７３】
そこで、この垂下特性の切り替え動作の繰り返しを防ぐために、監視部８１では、第２の閾値（３７０Ｖ）の判定処理（ステップＳ１０５）を行う。そして、１０秒間の定電力垂下動作後、ステップＳ１０５において出力電圧Ｖｏが３７０Ｖを上回っていないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに対して定電流垂下モードを継続させ（ステップＳ１０６）、再度、ステップＳ１０５に移行させる。このため、出力電圧Ｖｏが第２の閾値（３７０Ｖ）を上回らない限り、ステップＳ１０５の判定処理と、ステップＳ１０６の定電流垂下モードの継続処理とが繰り返されることになる。すなわち、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに対して定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードへ切り替えることを禁止する状態に設定する。これにより、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性は定電力垂下モードに切り替わることなく、定電流垂下モードが維持される。そして、ステップＳ１０６における定電流垂下モードの継続処理が所定時間以上継続した場合、監視部８１は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に復旧できないものとして、その旨の信号（例えば、警報信号）を出力する。
【００７４】
一方、ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｏが３７０Ｖを上回ったと判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、垂下動作制御部８４は、定電流垂下モードをそのまま継続させるとともに（ステップＳ１０７）、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードに切り替えることが可能な状態に設定して（例えば、定電力垂下モードに移行することを禁止するマスク（割り込み禁止マスク等）を解除して）、その後、ステップＳ１０１に移行する。そして、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが再び３６０Ｖを下回った場合、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を、再び定電力垂下モードに切り替える。
【００７５】
このように、通常運転中の第１の垂下特性制御モードにおいては、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが所定の第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回った場合をトリガ条件として、監視部８１が、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替えることにより、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に復旧させることができる。
【００７６】
また、図９は、通常運転時における充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性の制御の流れを示すフローチャートである。この図において、図９（Ａ）は、先に示した図８と同じ内容のフローチャートであり、図９（Ｂ）に示す充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）のフローチャートと対比するために示したものである。
【００７７】
図９（Ｂ）に示すように、通常運転中における充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下動作は、図９（Ａ）に示す直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎのフローチャートと比較して、新たに処理ステップＳ１０２Ａを追加した点だけが異なり、その他の処理ステップについては同様である。このため、同一の処理内容については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７８】
この図９（Ｂ）に示すように、ステップＳ１０２において、出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っていると判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、監視部８１の運転状態判定部８２は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が蓄電池６１を定電流充電中であるか否かを判定する（ステップＳ１０２Ａ）。ステップＳ１０２Ａにおいて、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が蓄電池６１を定電流充電中であると判定された場合（ステップＳ１０２Ａ：ＹＥＳ）、垂下動作制御部８４は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下動作を定電力垂下モードに切り替えることなく、定電流垂下モードによる動作を継続させる。これは、停電時の電力供給源となる蓄電池６１への充電を優先させるために、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）を定電力垂下モードに移行させる際に発生する可能性がある出力電圧（充電電圧）の低下を回避するためである。
【００７９】
一方、ステップＳ１０２Ａにおいて、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が蓄電池６１を定電流充電中でないと判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、垂下動作制御部８４は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性を定電力垂下モードに切り替え、その後、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに対する垂下動作の制御内容（ステップＳ１０３〜Ｓ１０７）と同様の制御を行う。
【００８０】
これにより、通常運転中において直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回った場合に、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が定電流充電中でない場合は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎと同様に垂下特性が定電力垂下モードに切り替わり、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎと協働して負荷ＲＬに電流を供給することが可能になる。
【００８１】
（復電後の起動時における垂下動作の第２の垂下制御モード）
次に、復電後の起動時における垂下特性の制御動作（第２の垂下制御モード）について説明する。
図１０は、復電後の起動時における垂下特性の制御（第２の垂下制御モード）の流れを示すフローチャートである。図１０（Ａ）は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎにおける制御の流れを示し、図１０（Ｂ）は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）における制御の流れを示している。以下、このフローチャートを参照して、その垂下特性の制御の流れについて説明する。
【００８２】
図１０（Ａ）に示すフローチャートにおいて、まず、最初に、停電により直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎが停止中であるとする（ステップＳ２０１）。なお、停電中には蓄電池６１から負荷ＲＬに電力が供給され、蓄電池６１の放電によりその充電電圧が次第に低下（負荷電流は逆に増大）するものとする。また、停電中においても監視部８１は、蓄電池６１から電源の供給を受け作動しているものとする。
【００８３】
その後、交流電源が復旧し、監視部８１に復電信号（例えば、電源復旧に伴うユニットの運転準備完了信号や、交流入力電圧の検出信号など）が入力されると（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、監視部８１からの制御指令により直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの運転が開始される（ステップＳ２０３）。
この停電からの復電時においては、蓄電池６１の放電により出力電圧Ｖｏが低下し、負荷ＲＬには大きな電流、すなわち、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎが定電流垂下モードで供給できる電流よりも大きな電流が流れている場合が多い。このため、監視部８１の垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの運転開始とともに、その垂下特性を定電力垂下モードに移行させる（ステップＳ２０４）。
【００８４】
そして、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを定電力垂下モードに移行させた後の数秒〜数十秒後（例えば、１０秒後）に、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに移行させる（ステップＳ２０５）。そして、出力電圧監視部８３により、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを検出し、この出力電圧監視部８３では、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回ったか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【００８５】
そして、ステップＳ２０６において、出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回っていないと判定された場合（ステップＳ２０６：ＮＯ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードのまま継続させ（ステップＳ２０６Ａ）、その後、ステップＳ２０６に移行して、出力電圧監視部８３により、再度、出力電圧Ｖｏが３７０Ｖを上回っているか否かの判定処理を行う。従って、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回らない限り、ステップＳ２０６における判定処理と、ステップＳ２０６Ａにおける定電流垂下モードの継続処理とが繰り返されることになる。すなわち、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに対して定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードへ切り替えることを禁止する状態に設定する。これにより、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性は定電力垂下モードに切り替わることなく、定電流垂下モードが維持される。そして、ステップＳ２０６Ａにおける定電流垂下モードの継続処理が所定時間以上継続した場合、監視部８１は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に復旧できないものとして、その旨の信号（例えば、警報信号）を出力する。
【００８６】
一方、ステップＳ２０６において、出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回っていると判定された場合（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードのまま継続させるとともに（ステップＳ２０７）、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードに切り替えることが可能な状態に設定する（例えば、定電力垂下モードに移行することを禁止するマスク（割り込み禁止マスク等）を解除する）。その後、図８に示す通常運転時の第１の垂下制御モード（ステップＳ１０１）に移行し、垂下動作制御部８４は、通常運転時の第１の垂下制御モードにより直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を制御する。
【００８７】
このように、復電後の起動時における第２の垂下制御モードにおいては、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの運転開始とともに、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードとし、負荷ＲＬに多くの電流を供給できるようにする。これにより、監視部８１は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）まで迅速に復旧することができる。
【００８８】
また、図１０（Ｂ）は、復電後の起動時（第２の垂下制御モード）における充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性の制御の流れを示すフローチャートである。この図１０（Ｂ）のフローチャートにおいて、まず、最初に、停電により充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が停止中であるとする（ステップＳ３０１）。なお、停電中には蓄電池６１から負荷ＲＬに電力が供給され、蓄電池６１の放電によりその充電電圧（出力電圧Ｖｏ）が次第に低下（負荷電流ＩＬは逆に増大）するものとする。
【００８９】
その後電源が復旧し、監視部８１に復電信号（例えば、交流入力電圧の検出信号や、電源復旧に伴うユニットの運転準備完了信号など）が入力された否かが判定される（ステップＳ３０２）。そして、停電から復電し、監視部８１に復電信号が入力されると（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、監視部８１からの制御指令により充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転が開始される（ステップＳ３０３）。
この停電からの復電時においては、蓄電池６１は、停電時中の負荷ＲＬへの放電により充電電圧が低下している。このため、監視部８１は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転開始時には、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）を充電電流制御モードで運転し（ステップＳ３０４）、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）から蓄電池６１への定電流充電を行う（ステップＳ３０５）。
【００９０】
そして、蓄電池６１への定電流充電が開始されると、監視部８１においては、充電電圧検出部８５が蓄電池６１の充電電圧を検出し、蓄電池６１の電圧が所定の充電電圧まで上昇したか否か（定電流充電が完了したか否か）を判定する（ステップＳ３０６）。そして、ステップＳ３０６において、蓄電池６１への定電流充電が完了していないと判定された場合（ステップＳ３０６：ＮＯ）、定電流充電制御部８６は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）に蓄電池６１への定電流充電を継続させる（ステップＳ３０５）。
【００９１】
そして、蓄電池６１の電圧が所定の充電電圧（図４の電圧Ｖｓｅｔを参照）まで上昇し、蓄電池６１への定電流充電が完了すると、定電流充電制御部８６は、蓄電池６１への定電流充電を中止させる（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）。その後、図９（Ｂ）に示す通常運転時の第１の垂下制御モード（ステップＳ１０１）に移行し、垂下動作制御部８４は、通常運転時の第１の垂下制御モードにより充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性を制御する。
【００９２】
このように、復電後の起動時における第２の垂下制御モードにおいては、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転開始とともに、監視部８１は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下動作を定電流垂下モードとし、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が蓄電池６１に対して定電流充電を行うように制御する。これにより、停電から復旧した際には、直ちに、蓄電池６１への充電を開始することができる。
【００９３】
（直流電源ユニットの故障復旧時における垂下動作の第３の垂下制御モード）
次に、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復旧時における垂下動作（第３の垂下制御モード）について説明する。
図１１は、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の起動時における垂下特性の制御（第３の垂下制御モード）の流れを示すフローチャートである。この図１１に示すフローチャートにおいては、２台の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が故障で停止している状態において、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が代替ユニットとして動作しているものとする。そして、正常に運転している直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）と充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）とが定電流垂下モードで負荷ＲＬに電力を供給しており、また、蓄電池６１から負荷ＲＬに電流が供給されているものとする。すなわち、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏは、蓄電池６１の充電電圧により規制されているものとする。この状態において、故障した２台の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が復旧し、この故障した２台の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転が開始されるものとする。
【００９４】
そして、図１１（Ａ）は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎにおける垂下特性の制御の流れを示し、図１１（Ｂ）は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）における垂下特性の制御の流れを示している。
【００９５】
この図１１（Ａ）に示す故障復旧時の垂下特性の制御動作（第３の垂下制御モード）のフローチャートは、図８に示す通常運転時の垂下特性の制御動作（第１の垂下制御モード）のフローチャートと比較して、処理ステップＳ１０１Ａを追加した点だけが異なり、その他の処理ステップについては図８に示すフローチャートと同様である。このため、同一の処理内容については同一の符号を付している。また、図１１（Ｂ）に示す故障復旧時の垂下特性の制御動作（第３の垂下制御モード）のフローチャートは、図９（Ｂ）に示す通常運転時の垂下特性の制御動作（第１の垂下制御モード）のフローチャートと同じものである。
【００９６】
以下、この図１１（Ａ）に示すフローチャートを参照して、その処理の流れについて説明する。まず、最初に、正常に運転している「Ｎ−２台」（２台故障）の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が、通常の垂下動作、すなわち定電流垂下モードで運転中であるとする（ステップＳ１０１）。この状態においては、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が代替ユニットとして使用されており、また、蓄電池６１から負荷ＲＬに電流が供給されている。
【００９７】
その後、故障した２台の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が故障から復旧し、この直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）に交流入力電源を供給するＭＣＣＢが投入され、運転が開始される。監視部８１では、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１０１Ａ）。なお、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転開始の検出は、上記ＭＣＣＢの主回路の開閉に伴ってオン／オフする補助接点を用いて検出することできる。また、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）は、通常は電源が入力されると最初に運転準備完了信号を出力するように構成されており、この運転準備完了信号がオン（活性化）したことを検出することにより、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転開始を検出することもできる。
【００９８】
そして、監視部８１が、復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転開始を検出できない場合（ステップＳ１０１Ａ：ＮＯ）、垂下動作制御部８４により、正常に運転している直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）および充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性を定電流垂下モードのまま継続させる（ステップＳ１０１）。一方、監視部８１の運転状態判定部８２が、復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転開始を検出した場合（ステップＳ１０１Ａ：ＹＥＳ）、出力電圧監視部８３は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００９９】
そして、ステップＳ１０２において、出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っていないと判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに定電流垂下モードを継続させる（ステップＳ１０１）。一方、ステップＳ１０２において、出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っていると判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電流垂下モードから定電力垂下動作モードに移行させる（ステップＳ１０３）。
【０１００】
なお、上記ステップＳ１０２の処理は省略することもできる。すなわち、図１２のフローチャートに示すように、ステップＳ１０１Ａにおいて、監視部８１が、復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転開始を検出した場合（ステップＳ１０１Ａ：ＹＥＳ）、直ちにステップＳ１０３に移行し、垂下動作制御部８４により、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードに移行させるようにしてもよい。これは、蓄電池６１から負荷ＲＬに放電電流が流れる場合は、ほとんどの場合、蓄電池６１の充電電圧（出力電圧Ｖｏ）が第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っているためである。
【０１０１】
そして、図１１（Ａ）のフローチャートのステップＳ１０３において、定電力垂下動作モードに移行した後の数秒〜数十秒後（例えば、１０秒後）に、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電力垂下モードから定電流垂下モードに移行させる（ステップＳ１０４）。そして、出力電圧監視部８３は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを検出し、検出した直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回ったか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【０１０２】
そして、ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回っていないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードのまま継続させ（ステップＳ１０６）、その後、ステップＳ１０５に移行する。そして、ステップＳ１０５における判定処理により、再び出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回っているか否かが判定される。このため、出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回らない限り、ステップＳ１０５における判定処理と、ステップＳ１０６における定電流垂下モードの継続処理とが繰り返されることになる。すなわち、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに対して定電流垂下モードを継続させるとともに、垂下特性を定電力垂下モードへ切り替えることを禁止する状態に設定する。これにより、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性は定電力垂下モードに切り替わることなく、定電流垂下モードが維持される。そして、ステップＳ１０６における定電流垂下モードの継続処理が所定時間以上継続した場合、監視部８１は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に復旧できないものとして、その旨の信号（例えば、警報信号）を出力する。
【０１０３】
一方、ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回っていると判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電流垂下モードのまま継続させるとともに（ステップＳ１０７）、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードに切り替えることが可能な状態に設定して、ステップＳ１０１に移行する。
【０１０４】
このように、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復旧後において、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが所定の第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っている場合は、監視部８１が、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに移行させることにより、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電流を増大させ、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に復旧させることができる。
なお、図１１（Ｂ）に示すフローチャートは、図９（Ｂ）に示すフローチャートと同様であり、同一の処理内容には同一の符号（ステップ番号）を付し、重複する説明は省略する。
【０１０５】
また、図１３は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性の制御の流れを示すフローチャートであり、上述した通常運転時、復電後の起動時、および故障ユニットの復旧時における直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性の制御動作（第１の垂下制御モード、第２の垂下制御モード、および第３の垂下制御モード）の流れを、１つのフローチャートにまとめて示したものである。
【０１０６】
この図１３に示すフローチャートにおいて、監視部８１の運転状態判定部８２は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態を常時監視している。そして、まず、運転状態判定部８２は、停電により直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が停止しているか否かを判定する（ステップＳ４０１）。そして、ステップＳ４０１において、停電によりユニットが停止していると判定された場合（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、ステップＳ４０２に移行し、運転状態判定部８２は、復電時の起動が行われた否かを判定する（ステップＳ４０２）。そして、ステップＳ４０２において、復電時の起動が行われたと判定された場合、運転状態判定部８２は、運転状態が復電モードであると判定する（ステップＳ４０３）。
そして、ステップＳ４０３に示す復電モードおける以後の処理は、図１０（Ａ）に示す復電後の起動時における処理（第２の垂下制御モード）と同様である。このため、重複する説明は省略する。
【０１０７】
一方、ステップＳ４０１において、停電中でないと判定された場合は（ステップＳ４０１：ＮＯ）、次に、運転状態判定部８２は、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が存在し、この故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復旧待ちであるか否かを判定する（ステップＳ４１１）。そして、ステップＳ４１１において、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復旧待ちであると判定された場合（ステップＳ４１１：ＹＥＳ）、運転状態判定部８２は、運転状態が故障復旧モードであると判定する（ステップＳ４１２）。
そして、ステップＳ４１２に示す故障復旧モードにおける以後の処理は、図１１（Ａ）に示す故障復旧時における処理（第３の垂下制御モード）と同様である。このため、重複する説明は省略する。
【０１０８】
また、ステップＳ４１１において、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復旧待ちでないと判定された場合は（ステップＳ４１１：ＮＯ）、運転状態判定部８２は、運転状態が通常運転モードであると判定する（ステップＳ４２１）。そして、ステップＳ４２１に示す通常運転モードにおける以後の処理は、図９（Ａ）に示す通常運転時における処理（第１の垂下制御モード）と同様になる。このため、重複する説明は省略する。
【０１０９】
また、図１４は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性の制御の流れを示すフローチャートであり、上述した通常運転時、復電後の起動時、および故障ユニットの復旧時における充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性の制御動作（第１の垂下制御モード、第２の垂下制御モード、および第３の垂下制御モード）の流れを、１つのフローチャートにまとめて示したものである。
【０１１０】
この図１４に示すフローチャートにおいて、監視部８１の運転状態判定部８２は、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態を常時監視している。そして、まず、運転状態判定部８２は、停電により充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が停止しているか否かを判定する（ステップＳ５０１）。そして、ステップＳ５０１において、停電によりユニットが停止していると判定された場合（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、ステップＳ５０２に移行し、運転状態判定部８２は、復電時の起動が行われたか否かを判定する（ステップＳ５０２）。そして、ステップＳ５０２において、復電時の起動が行われたと判定された場合は、運転状態判定部８２は、運転状態が復電モードであると判定する（ステップＳ５０３）。
そして、ステップＳ５０３の復電モードにおける以後の処理は、図１０（Ｂ）に示す復電後の起動時における処理（第２の垂下制御モード）と同様になる。このため、重複する説明は省略する。
【０１１１】
一方、ステップＳ５０１において、停電中でないと判定された場合は（ステップＳ５０１：ＮＯ）、次に、運転状態判定部８２は、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が存在し、この故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復旧待ちであるか否かを判定する（ステップＳ５１１）。そして、ステップＳ５１１において、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復旧待ちであると判定された場合は（ステップＳ５１１：ＹＥＳ）、運転状態判定部８２は、運転状態が故障復旧モード（ステップＳ５１２）であると判定する。
そして、この故障復旧モード（ステップＳ５１２）における処理は、図９（Ｂ）に示す通常運転時の処理（第１の垂下制御モード）、および、図１１（Ｂ）に示す故障復旧時における処理（第３の垂下制御モード）と同様になる。このため、重複する説明は省略する。
【０１１２】
また、ステップＳ５１１において、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復旧待ちでないと判定された場合は（ステップＳ５１１：ＮＯ）、運転状態判定部８２は、運転状態が通常運転モードであると判定する（ステップＳ５２１）。そして、通常運転モード（ステップＳ５１２）における処理は、図９（Ｂ）に示す通常運転時の処理（第１の垂下制御モード）、および、図１１（Ｂ）に示す故障復旧時における処理（第３の垂下制御モード）と同様になる。このため、重複する説明は省略する。
【０１１３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の直流電源装置の第２の実施形態として、第１の実施形態の直流電源装置において、さらに蓄電池放電回路試験が行われる場合の垂下制御の例について説明する。図１５は、本発明の第２の実施形態に係わる直流電源装置の構成を示すブロック図である。この図１５に示す直流電源装置１０１は、図１に示す直流電源装置１０１と比較して、監視部８１内に蓄電池放電回路試験部８７を新たに追加した点が異なり、他の構成は、図１に示す直流電源装置１０１と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１４】
また、図１６は、蓄電池放電回路試験について説明するための図である。この蓄電池放電回路試験は、蓄電池６１から負荷ＲＬまでの放電回路の正常性を確認するために行われる試験である。この蓄電池放電回路試験においては、整流装置１０２（直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ））の出力電圧を蓄電池６１の電圧以下に低下させ、蓄電池６１から負荷ＲＬに放電を行わせる。
【０１１５】
例えば、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの定常電圧は「定格電圧３８０Ｖ」であり、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の定常電圧は「３７４Ｖ」であり、蓄電池６１の開放電圧は「３４４．４Ｖ」であるとする。ここで、蓄電池６１は２Ｖ系の蓄電池が１６８個直列に接続されて構成されている。例えば、蓄電池１個についての開放電圧が２．０５Ｖとすると、蓄電池１６８個の全体の開放電圧は、「２．０５×１６８」により、３４４．４Ｖになる。また、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の定常電圧「３７４Ｖ」は、蓄電池６１の充電時において、例えば、蓄電池１個当り２．２３Ｖの充電電圧で充電できるようにすると、「２．２３×１６８」により、３７４Ｖ（より正確には、３７４．６Ｖ）となる。
【０１１６】
そして、蓄電池放電回路試験時（蓄電池放電回路試験中）には、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）に制御指令信号を送り、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の出力電圧を例えば「３００Ｖ」へ低下させる。また、この蓄電池放電回路試験時（蓄電池放電回路試験中）には、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性を、定電流垂下モードに制御する（短時間の定電力垂下モードに移行させない制御をする）。これにより、蓄電池６１から負荷ＲＬへの放電が開始される。
【０１１７】
そして、蓄電池放電回路試験を終了し、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電圧を定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）へ戻す際は、負荷ＲＬが例えば１００ＫＷの場合、負荷電流３３３Ａ（１００ＫＷ／３００Ｖ）を直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから負荷ＲＬに供給する必要がある。しかしながら、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎが、例えば、定格出力容量１５．２ＫＷの直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）を７台備えており、定電流垂下モードで動作する場合、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎからの出力可能な電流は２８０Ａ（４０Ａ×７）である。この場合、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから負荷電流３３３Ａの全てを供給できず、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎは出力電圧を３８０Ｖ（定常電圧）へ戻すことができない。
【０１１８】
そこで、蓄電池放電回路試験後、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを短時間の定電力垂下モードに制御する。例えば、定電力垂下モードにおいて、定電流垂下モードに対して１２５％の電流を供給できるとした場合、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから出力可能な電流は５０Ａ（４０Ａ×１．２５）である。また、例えば、定電力垂下モードにおいて、定電流垂下モードに対して１５０％の電流を供給できるとした場合、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから出力可能な電流は６０Ａ（４０Ａ×１．５）である。これにより、例えば、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎが定電力垂下モードにおいて、定電流垂下モードに対して１２５％の電流を供給可能な場合には、各直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎから５０Ａ（４０Ａ×１．２５）の電流が出力可能であり、合計３５０Ａ（５０Ａ×７台）の電流を出力可能である。よって、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを短時間の定電力垂下モードに制御することにより、負荷ＲＬへ３３３Ａ以上の電流を供給できるようにして出力電圧Ｖｏを定常電圧（定格電圧３８０Ｖ）へ戻す。
【０１１９】
このように、蓄電池放電回路試験中は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電圧が第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回った場合にも、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードのままとし（定電力垂下モードに移行せず）、蓄電池放電回路試験の終了後に、「放電回路試験終了」の条件と「第１の閾値を下回った」という条件とのＡＮＤ条件の成立により、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに移行させる。
【０１２０】
すなわち、第１の実施形態においては、第１のトリガ条件として、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの通常運転時に、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを検出し、この出力電圧Ｖｏが所定の第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回った場合を、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えるトリガ条件とした。また、第２のトリガ条件として、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が停電から復電した場合を、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えるトリガ条件とした。また、第３のトリガ条件として、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転開始信号を検出した場合を、垂下特性を定電力垂下モードに切り替えるトリガ条件とした。これに対して、第２の実施形態は、さらに、「放電回路試験終了」の条件と「第１の閾値を下回った」という条件とのＡＮＤ条件を、垂下特性を定電力垂下モードに切り替える第４のトリガ条件とするものである。なお、上記トリガ条件は、後述するように、「放電回路試験終了」のみをトリガ条件とすることもできる。
【０１２１】
図１７は、蓄電池放電回路試験時における垂下特性の制御の流れを示すフローチャートであり、第２の実施形態における直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性の制御（第４の垂下制御モード）の流れを示したものである。この図１７に示すフローチャートは、図８に示す通常運転中における垂下特性の制御（第１の垂下制御モード）の流れを示すフローチャートと比較して、ステップＳ１０１Ａを追加した点だけが異なり、その他の処理ステップについては同様である。このため、同一の処理内容については同一の符号を付している。例えば、蓄電池放電回路試験は、通常運転中の垂下特性の制御（第１の垂下制御モード）状態において行われるものである。以下、このフローチャートを参照して、その処理の流れについて説明する。
【０１２２】
まず、最初に、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎが、通常運転中の垂下動作、すなわち定電流垂下モードで運転中であるとする（ステップＳ１０１）。
この定電流垂下モードで運転中の状態において、監視部８１の運転状態判定部８２は、蓄電池放電回路試験中であるか否かを判定する（ステップＳ１０１Ａ）。ステップＳ１０１Ａにおいて、蓄電池放電回路試験中であると判定された場合（ステップＳ１０１Ａ：ＹＥＳ）、垂下動作制御部８４は、ステップＳ１０１に移行し、定電流垂下モードを継続させる。
【０１２３】
その後、蓄電池放電回路試験が終了し、ステップＳ１０１Ａにおいて、運転状態判定部８２により蓄電池放電回路試験が終了したと判定された場合（ステップＳ１０１Ａ：ＮＯ）、ステップＳ１０２に移行し、出力電圧監視部８３は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを検出し、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【０１２４】
そして、ステップＳ１０２において、出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っていないと判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに対して定電流垂下モードを継続させる（ステップＳ１０１）。一方、ステップＳ１０２において、出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回っていると判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに移行させる（ステップＳ１０３）。
【０１２５】
なお、蓄電池放電回路試験により蓄電池６１から負荷ＲＬへの放電が行われた場合、蓄電池６１の電圧（直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏ）は、通常、第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）以下となるので、ステップＳ１０２における出力電圧Ｖｏの判定処理を省略し、蓄電池放電回路試験の直後から、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードに切り替えるようにしてもよい。すなわち、蓄電池放電回路試験が検出された場合（ステップＳ１０１Ａ：ＮＯ）、直ちにステップＳ１０３に移行し、垂下動作制御部８４により、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードに切り替えるようにしてもよい。
【０１２６】
そして、ステップＳ１０３において定電力垂下動作モードに移行した後の数秒〜数十秒後（例えば、１０秒後）に、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電力垂下モードから定電流垂下モードに移行させる（ステップＳ１０４）。そして、出力電圧監視部８３は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを検出し、検出した直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回っているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【０１２７】
そして、ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回っていないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電流垂下モードのまま継続させ（ステップＳ１０６）、その後、再びステップＳ１０５に移行して、出力電圧Ｖｏの判定処理を行う。このため、出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回らない限り、ステップＳ１０５における判定処理と、ステップＳ１０６における定電流垂下モードの継続処理とが繰り返されることになる。すなわち、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性は定電力垂下モードに切り替わることなく、定電流垂下モードが維持される。そして、ステップＳ１０６における定電流垂下モードの継続処理が所定時間以上継続された場合、監視部８１は、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に復旧できないものとして、その旨の信号（例えば、警報信号）を出力する。
【０１２８】
一方、ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｏが第２の閾値（例えば、３７０Ｖ）を上回っていると判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、垂下動作制御部８４は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電流垂下モードのまま継続させるとともに（ステップＳ１０７）、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードに切り替え可能な状態に設定して、ステップＳ１０１に移行する。
【０１２９】
このように、蓄電池放電回路試験が行われると、「蓄電池放電回路試験が終了したことを」をトリガ条件とするか、または、「蓄電池放電回路試験が終了したこと」と「直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが所定の第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回ったこと」とをトリガ条件として、垂下動作制御部８４が、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替える。これにより、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に復旧させることができる。
【０１３０】
［第３の実施形態］
上述した第１の実施形態および第２の実施形態では、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下モードを切り替える際のトリガ条件の検出、および垂下モードの切り替え制御を、監視部８１により行う例について説明したが、これに限定されない。例えば、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの各ユニットがトリガ条件を自律的に判定し、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの全体の垂下モードを自律的に（監視部８１により制御されることなく）切り替えることも可能である。
【０１３１】
図１８は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎが自律的に垂下モードを切り替える例について説明するための図である。この図に示すシーケンスの例は、蓄電池放電回路試験の終了後において、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下モードを切り替える際の例であって、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの中の１つの直流電源ユニットＲＦ−Ｕｎ（図上でハッチが付された直流電源ユニット）によりトリガ条件が検出された場合に、当該直流電源ユニットＲＦ−Ｕｎにおいて垂下モードを切り替えることを示す情報（信号）を他の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに通知する例である。
【０１３２】
以下、図１８を参照して、その処理の流れについて説明する。
まず、最初に、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）において、蓄電池放電回路試験部８７により蓄電池放電回路試験が行われているものとする。この蓄電池放電回路試験中においては、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）は、定電流垂下モードにより運転されている（ステップＳ６０１）。その後、蓄電池放電回路試験が終了し、定電力垂下モードのマスクが解除、すなわち、定電流垂下モードから定電力垂下モードへの切り替えが可能な状態になる（ステップＳ６０２）。そして、蓄電池放電回路試験が終了すると、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）は蓄電池６１に対する充電制御を開始する（ステップＳ６０３）。
【０１３３】
また、蓄電池放電回路試験の終了後において、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの中の１つの直流電源ユニットＲＦ−Ｕｎ（図上でハッチが付された直流電源ユニット）が、垂下特性を切り替えるためのトリガ条件（出力電圧Ｖｏが３６０Ｖ以下）を検出する（ステップＳ６０４）。そして、直流電源ユニットＲＦ−Ｕｎによりトリガ条件（出力電圧Ｖｏが３６０Ｖ以下）が検出された場合、当該直流電源ユニットＲＦ−Ｕｎは、その垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替えることを示す信号を他の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに通知する（ステップＳ６０５，Ｓ６０５Ａ，Ｓ６０５Ｂ）。
【０１３４】
これにより、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎは、監視部８１により制御されることなく、自律的にその垂下特性を、定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替えることができる（ステップＳ６０６）。一方、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）は、充電制御のために定電流垂下モードを継続する（ステップＳ６０７）。
【０１３５】
なお、図１８に示す例では、１つの直流電源ユニットＲＦ−Ｕｎ（図上でハッチが付された直流電源ユニット）が、その垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替える際に、この垂下特性を定電力垂下モードに切り替えることを示す信号を他の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに通知する例を示しているが、これに限定されない。例えば、１つの直流電源ユニットＲＦ−Ｕｎが、その垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替える際にも、この垂下特性を定電流垂下モードに切り替えることを示す信号を他の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに通知することにより、他の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードから定電流垂下モードに切り替えることができる。
【０１３６】
このように、本発明の第３の実施形態においては、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの内の１つの直流電源ユニットＲＦ−Ｕｎ（図上でハッチが付された直流電源ユニット）において、垂下特性の切り替えのためのトリガ条件が検出された場合は、このトリガ条件の検出に応じて垂下特性を切り替えることを示す信号を、他の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎに通知することにより、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎは、監視部８１から制御されることなく、自律的に垂下特性を切り替えることができる。
なお、上記第３の実施形態において、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの内の１つの直流電源ユニットＲＦ−Ｕｎが、垂下特性の切り替えのためのトリガ条件を検出し、自律的に垂下特性を切り替える例を示したが、これに限定されない。例えば、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎのそれぞれが垂下特性の切り替えのためのトリガ条件が検出し、それぞれのユニットにおいて自律的に垂下特性を切り替える制御をしてもよい。すなわち、上述した第１の実施形態および第２の実施形態において、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下モードを切り替える際のトリガ条件の検出、および垂下モードの切り替え制御を、監視部８１により行うのに代えて、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）のそれぞれが自律的に行ってもよい。
【０１３７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここで本発明と上記実施形態との対応関係について補足して説明する。本発明における直流電源装置は、図１に示す直流電源装置１０１が対応し、本発明における直流電源ユニットは、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎが対応する。また、本発明における充電兼予備ユニットは、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）が対応し、本発明における蓄電池は蓄電装置６０内の蓄電池６１が対応する。また、本発明における監視部は、監視部８１が対応する。
【０１３８】
（１）そして、上記実施形態において、直流電源装置１０１は、出力電流を所定の値に制限する定電流垂下特性を有するとともに、負荷ＲＬに所定の値以上の電流を出力する必要がある場合に、一時的に出力電圧を垂下させて出力電流を増加させる定電力垂下特性を有する複数の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎと、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎへ入力電源が供給されなくなった場合に、負荷ＲＬに電力を供給する蓄電池６１と、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎのいずれかが故障した場合に、当該故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの代替のユニットとして使用されるとともに、通常運転時には、蓄電池６１へ充電を行う充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）と、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態を監視するとともに、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の垂下特性を制御する監視部８１と、を備え、この監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）および充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態が、全てのユニットが正常に運転している通常運転中の状態か、停電から復電後の運転を開始した状態か、および、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が運転を開始した状態か、のうちいずれの状態であるかを判定し、判定した運転状態に応じて直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）および充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）における垂下特性を制御する。
【０１３９】
このような構成の直流電源装置１０１では、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）に定電力垂下特性を持たせることで、一時的に所定の値以上の電流（例えば、連続定格電流以上の電流）を負荷ＲＬに流せるようにする。そして、この一時的な定電力垂下動作を行うために、直流電源装置１０１では、通常運転時、復電後の起動時、および、故障ユニットの復旧時のそれぞれの場合に応じてユニットの垂下特性を制御する。すなわち、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態を監視し、通常運転中の状態か、停電から復電後の運転を開始した状態か、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が運転を開始した状態か、のいずれの状態であるかを判定し、判定した運転状態に応じて直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）および充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）における垂下特性を制御する。
これにより、通常運転時において必要とされる仕様（例えば、スイッチング素子の選定や熱設計の仕様）のままで、一時的に定電流垂下特性を定電力垂下特性に切り替えることにより通常運転時の定格電流以上の電流を負荷ＲＬに供給することができるとともに、直流電源装置の運転状態に応じて、定電流垂下特性と定電力垂下特性との切り替え動作を制御することができる。
【０１４０】
（２）また、上記実施形態において、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態に応じて、通常運転中における垂下特性を制御する第１の垂下制御モードと、復電後の起動時における垂下特性を制御する第２の垂下制御モードと、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が運転を開始した際に垂下特性を制御する第３の垂下制御モードと、のいずれかの垂下制御モードを選択し、選択した垂下制御モードに応じて直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）における垂下特性を制御する。
【０１４１】
このような構成の直流電源装置１０１では、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎおよび充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）の運転状態に応じて、通常運転時における垂下特性を制御する第１の垂下制御モードと、復電後の起動時における垂下特性を制御する第２の垂下制御モードと、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）が運転を開始した際における垂下特性を制御する第３の垂下制御モードと、のいずれかの垂下制御モードを選択する。そして、監視部８１は、この選択した垂下制御モードおいて設定される条件に従い、定電流垂下モードと定電力垂下モードとの切り替えを行う。
これにより、通常運転時において必要とされる仕様（例えば、スイッチング素子の選定や熱設計の仕様）のままで、一時的に定電流垂下特性を定電力垂下特性に切り替えることにより通常運転時の定格電流以上の電流を負荷ＲＬに供給することができるとともに、直流電源装置の運転状態に応じて、定電流垂下特性と定電力垂下特性との切り替え動作を制御することができる。
【０１４２】
（３）また、上記実施形態において、監視部８１は、上記復電後の起動時の第２の垂下制御モードにおいて、起動から所定の時間の間（例えば、数秒〜数十秒の間）は直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電力垂下モードとする。
このような構成の直流電源装置１０１では、復電後の起動時における第２の垂下制御モードにおいて、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの運転開始とともに、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下動作を定電力垂下モードとし、負荷ＲＬに多くの電流を供給できるようにする。
これにより、監視部８１は、復電後の起動の際に、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎを定電力垂下モードで制御することにより、負荷ＲＬに多くの電流を供給できるようにし、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）まで迅速に復旧させることができる。
【０１４３】
（４）また、上記実施形態において、監視部８１は、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎが運転を開始した際に垂下特性を制御する第３の垂下制御モードにおいて、復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの運転が開始されたことを検出した場合、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替える。
【０１４４】
このような構成の直流電源装置１０１では、故障した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の復旧後において、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転が開始されたことを検出した場合、監視部８１は、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに一時的に切り替える。
これにより、故障から復旧した直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）の運転が開始された場合、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電流を増大させ、出力電圧Ｖｏを定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）に復旧させることができる。
【０１４５】
（５）また、上記実施形態において、監視部８１は、上記通常運転中の第１の垂下制御モードにおいて、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが所定の第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回った場合に、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替える。
このような構成の直流電源装置１０１では、 通常運転中において直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏが第１の閾値（例えば、３６０Ｖ）を下回った場合は、監視部８１が、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの垂下特性を定電流垂下モードから定電力垂下モードに切り替え、直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎの出力電流を増大させる。
これにより、通常運転時において必要とされる仕様（例えば、スイッチング素子の選定や熱設計の仕様）のままで、出力電圧Ｖｏが低下した場合に、通常運転時の定格電流以上の電流を負荷ＲＬに供給することができ、直流電源装置１０１の出力電圧Ｖｏを通常運転時の定常電圧（例えば、定格電圧３８０Ｖ）まで立ち上げることができる。
【０１４６】
以上、本発明の直流電源装置１０１ついて説明したが、上述の直流電源ユニット（ＲＦ−Ｕ）１〜Ｎ、充電兼予備ユニット（ＣＨ−Ｕ）、および監視部８１は、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、各機能部の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われてもよい。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【０１４７】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【０１４８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の直流電源装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１４９】
１〜Ｎ…直流電源ユニット
６０…蓄電装置
６１…蓄電池
８１…監視部
８２…運転状態判定部
８３…出力電圧監視部
８４…垂下動作制御部
８５…充電電圧検出部
８６…定電流充電制御部
８７…蓄電池放電回路試験部
１０１、１０１Ａ…直流電源装置
ＲＬ…負荷（定電力特性の負荷）
ＣＨ−Ｕ…充電兼予備ユニット
ＲＦ−Ｕ…直流電源ユニット
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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