(57)【要約】【課題】電力貯蔵システムの構成を単純にし、小形化するとともに、変換効率を向上させ、既設の交流入力機器にも電力を供給できるフライホイール式電力貯蔵システムを提供する。【解決手段】系統電源１の電源電圧を検出するセンサ２を有し、マトリクスコンバータ４は、電源電圧の実効値が予め設定した第１の閾値以上の場合には、系統電源１の電力をフライホイール６に回転エネルギーとして貯蔵するようモータ５を制御し、電源電圧の実効値が第１の閾値未満の値に予め設定した第２の閾値以下の場合には、フライホイール６から系統電源１へ電力を回生するようモータ５を制御し、電源電圧の実効値が第１の閾値未満で第２の閾値を越える場合には、フリーランするようにモータ５を制御する。【選択図】図１
2008092722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源（１）に並列接続されたマトリクスコンバータ（４）と、
前記マトリクスコンバータ（４）の出力に接続されフライホイール（６）を駆動するモータ（５）と、
を備え、前記系統電源（１）から負荷系統（３）へ電力を供給する電力貯蔵システムにおいて、
前記系統電源（１）の電源電圧を検出するセンサ（２）を有し、
前記マトリクスコンバータ（４）は、
前記電源電圧の実効値が予め設定した第１の閾値（Ａ）以上の場合には、前記系統電源（１）の電力を前記フライホイール（６）に回転エネルギーとして貯蔵するよう前記モータ（５）を制御し、
前記電源電圧の実効値が前記第１の閾値（Ａ）未満の値に予め設定した第２の閾値（Ｂ）以下の場合には、前記フライホイール（６）から前記系統電源（１）へ電力を回生するよう前記モータ（５）を制御し、
前記電源電圧の実効値が前記第１の閾値（Ａ）未満で前記第２の閾値（Ｂ）を越える場合には、フリーランするように前記モータ（５）を制御することを特徴とする電力貯蔵システム。
【請求項２】
前記マトリクスコンバータ（４）は、
前記系統電源（１）の電圧変動の時間的な変動率を演算し、前記変動率の絶対値が予め設定された第３の閾値（Ｅ）を超えると、前記第３の閾値（Ｅ）を超えた時の前記系統電源（１）の電圧値と検出した前記系統電源（１）の現在の電源電圧との差分に基づいて前記マトリクスコンバータ（４）の電流指令を生成し電流制御する制御器（７）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力貯蔵システム。
【請求項３】
系統電源（１）に並列接続されたマトリクスコンバータ（４）と、
前記マトリクスコンバータ（４）の出力に接続されフライホイール（６）を駆動するモータ（５）と、
を備え、前記系統電源（１）から負荷系統（３）へ電力を供給する電力貯蔵システムにおいて、
前記系統電源（１）から前記負荷系統（３）への電流を検出するセンサ（２）を有し、
前記マトリクスコンバータ（４）は、
前記電流の実効値が予め設定した第４の閾値（Ｃ）以下の場合には、前記系統電源（１）の電力を前記フライホイール（６）に回転エネルギーとして貯蔵するよう前記モータ（５）を制御し、
前記電流の実効値が前記第４の閾値（Ｃ）を越える値に予め設定した第５の閾値（Ｄ）以上の場合には、前記フライホイール（６）から前記系統電源（１）へ電力を回生するよう前記モータ（５）を制御し、
前記電流の実効値が前記第４の閾値（Ｃ）以上で前記第５の閾値（Ｄ）未満の場合には、フリーランするように前記モータ（５）を制御することを特徴とする電力貯蔵システム。
【請求項４】
前記マトリクスコンバータ（４）は、
前記系統電源（１）の電流変動の時間的な変動率を演算し、前記変動率の絶対値が予め設定された第６の閾値（Ｇ）を超えると、前記第６の閾値（Ｇ）を超えた時の前記系統電源（１）の電流値と検出した前記系統電源（１）の現在の電流との差分に基づいて前記マトリクスコンバータ（４）の電流指令を生成し電流制御する制御器（７）を備えたことを特徴とする請求項３に記載の電力貯蔵システム。
【請求項５】
前記制御器（７）は、前記電流指令の変動幅を監視し、前記変動幅が予め設定された第７の閾値（Ｆ）以下になった場合に、前記電流制御を停止することを特徴とする請求項２または４に記載の電力貯蔵システム。
【請求項６】
フライホイール（６）と、
前記フライホイール（６）を駆動するモータ（５）と、
を備え、系統電源（１）から負荷系統（３）へ電力を供給する電力貯蔵システムにおいて、
前記モータ（５）は、
それぞれ１２０°位相差のある３つの巻線から成る駆動巻線（５ａ）と発電巻線（５ｂ）を有する６相モータであり、
前記系統電源（１）と前記駆動巻線（５ａ）の間に設けられ、前記系統電源（１）からの電力を前記フライホイール（６）に回転エネルギーとして貯蔵するよう前記モータ（５）を制御する第１のマトリクスコンバータ（４ａ）と、
前記負荷系統（３）と前記発電巻線（５ｂ）の間に設けられ、前記フライホイール（６）の回転エネルギーを電力に変換して前記負荷系統（３）へ供給するよう前記モータ（５）を制御する第２のマトリクスコンバータ（４ｂ）と、を備えたことを特徴とする電力貯蔵システム。
【請求項７】
フライホイール（６）と、
前記フライホイール（６）を駆動するモータ（５）と、
を備え、系統電源（１）から負荷系統（３）へ電力を供給する電力貯蔵システムにおいて、
前記モータ（５）は、それぞれ軸が直結された第１、第２のモータから成る結合体であり、
前記系統電源（１）と前記第１のモータの巻線との間に設けられ、前記系統電源（１）からの電力を前記フライホイール（６）に回転エネルギーとして貯蔵するよう前記第１のモータを制御する第１のマトリクスコンバータ（４ａ）と、
前記負荷系統（３）と前記第２のモータの巻線との間に設けられ、前記フライホイール（６）の回転エネルギーを電力に変換して前記負荷系統（３）へ供給するよう前記第２のモータを制御する第２のマトリクスコンバータ（４ｂ）と、を備えたことを特徴とする電力貯蔵システム。
【請求項８】
前記系統電源（１）の電源電圧を検出するセンサ（２）を有し、
前記電源電圧の実効値が予め設定した第１の閾値（Ａ）以上になると、前記系統電源（１）の電力を前記フライホイール（６）へ回転エネルギーとして貯蔵し、
前記電源電圧の実効値が前記第１の閾値（Ａ）未満の値に予め設定した第２の閾値（Ｂ）以下になると、前記フライホイール（６）から前記系統電源（１）へ電力を回生するように前記第１、第２のマトリクスコンバータ（４ａ、４ｂ）を制御することを特徴とする請求項６または７に記載の電力貯蔵システム。
【請求項９】
前記系統電源（１）から前記負荷系統（３）への電流を検出するセンサ（２）を有し、
前記電流の実効値が予め設定した第４の閾値（Ｃ）以下になると、前記系統電源（１）の電力を前記フライホイール（６）へ回転エネルギーとして貯蔵し、
前記電流の実効値が前記第４の閾値（Ｃ）を越える値に予め設定した第５の閾値（Ｄ）以上になると、前記フライホイール（６）から前記系統電源（１）へ電力を回生するように前記第１、第２のマトリクスコンバータ（４ａ、４ｂ）を制御することを特徴とする請求項６または７に記載の電力貯蔵システム。
【請求項１０】
前記系統電源（１）の電気料金の安価な深夜電力を用いて前記フライホイール（６）への蓄電を行うように充電時間を制限する充電可能時間制御装置を備えたことを特徴とする請求項１、３、６、７のいずれか１項に記載の電力貯蔵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統から供給される電力をできるだけ経済的に押さえたい装置・設備や、太陽光、風力、水力、ディーゼルエンジン、ガスタービン等の発電によって電力を供給される分散電源システムや、エレベータ等の回生電力を頻繁に発生する電力負荷装置に、安定に電力を供給するフライホイール式の電力貯蔵システムに関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来のフライホイール式の電力貯蔵システムは、特許文献１乃至４で提案されているように、交流を一旦直流へ変換し、直流からフライホイールを駆動する交流へ変換するものが多い。  
すなわち、特許文献１で提案されている電力貯蔵システムでは、系統の交流を直流へ変換するコンバータと、直流を交流へ変換し負荷へ供給するインバータと、直流を交流へ変換しフライホイールを駆動するインバータと、フライホイールからの交流電力を直流へ変換するコンバータを持ち、かなり複雑な構成となっている。
また、特許文献２で提案されている電力貯蔵システムでは、交流を双方向コンバータで直流へ変換し、直流を双方向インバータで交流へ変換してフライホールを回転させる誘導機を駆動する。
また、特許文献３で提案されている電力貯蔵システムでは、複数の電力コントローラを用いて電力調整を行っている。
また、特許文献４で提案されている電力貯蔵システムでは、直流バスへ発電装置や電力貯蔵装置が接続される。
【特許文献１】特開昭６０−０６６６３２号公報（第２図）
【特許文献２】特開平０８−０８４４４５号公報（第１図）
【特許文献３】特開２０００−３１８９３９号公報（第２図）
【特許文献４】特開２００３−３３９１１８号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のフライホイール式の電力貯蔵システムは、交流から一旦直流へ変換し、直流を交流へ変換して負荷へ供給する構成になっていたので、大形のＡＣリアクトルを備えた電力変換装置が２台必要となり、構成が複雑になるとともに形状が大きくなるという問題と、電力の伝送線上に複数の変換器が直列につながるので変換効率が悪くなってしまうという問題があった。
また、直流バスを利用する方法は、直流バスに対応できる機器に限定され、既設の交流入力の機器が使えないという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、電力貯蔵システムの構成を単純にし、形状を小形化するとともに、電圧変動の抑制と変換効率の向上が図れ、既設の交流入力機器にも電力を供給でき、電力系統から供給される電力を経済的に押さえることができるフライホイール式の電力貯蔵システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、系統電源に並列接続されたマトリクスコンバータと、前記マトリクスコンバータの出力に接続されフライホイールを駆動するモータと、を備え、前記系統電源から負荷系統へ電力を供給する電力貯蔵システムにおいて、前記系統電源の電源電圧を検出するセンサを有し、前記マトリクスコンバータは、前記電源電圧の実効値が予め設定した第１の閾値以上の場合には、前記系統電源の電力を前記フライホイールに回転エネルギーとして貯蔵するよう前記モータを制御し、前記電源電圧の実効値が前記第１の閾値未満の値に予め設定した第２の閾値以下の場合には、前記フライホイールから前記系統電源へ電力を回生するよう前記モータを制御し、前記電源電圧の実効値が前記第１の閾値未満で前記第２の閾値を越える場合には、フリーランするように前記モータを制御することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力貯蔵システムにおいて、前記マトリクスコンバータは、前記系統電源の電圧変動の時間的な変動率を演算し、前記変動率の絶対値が予め設定された第３の閾値を超えると、前記第３の閾値を超えた時の前記系統電源の電圧値と検出した前記系統電源の現在の電源電圧との差分に基づいて前記マトリクスコンバータの電流指令を生成し電流制御する制御器を備えたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、系統電源に並列接続されたマトリクスコンバータと、前記マトリクスコンバータの出力に接続されフライホイールを駆動するモータと、を備え、前記系統電源から負荷系統へ電力を供給する電力貯蔵システムにおいて、前記系統電源から前記負荷系統への電流を検出するセンサを有し、前記マトリクスコンバータは、前記電流の実効値が予め設定した第４の閾値以下の場合には、前記系統電源の電力を前記フライホイールに回転エネルギーとして貯蔵するよう前記モータを制御し、前記電流の実効値が前記第４の閾値を越える値に予め設定した第５の閾値以上の場合には、前記フライホイールから前記系統電源へ電力を回生するよう前記モータを制御し、前記電流の実効値が前記第４の閾値以上で前記第５の閾値未満の場合には、フリーランするように前記モータを制御することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電力貯蔵システムにおいて、前記マトリクスコンバータは、前記系統電源の電流変動の時間的な変動率を演算し、前記変動率の絶対値が予め設定された第６の閾値を超えると、前記第６の閾値を超えた時の前記系統電源の電流値と検出した前記系統電源の現在の電流との差分に基づいて前記マトリクスコンバータの電流指令を生成し電流制御する制御器を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２または４に記載の電力貯蔵システムにおいて、前記制御器は、前記電流指令の変動幅を監視し、前記変動幅が予め設定された第７の閾値以下になった場合に、前記電流制御を停止することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項６に記載の発明は、フライホイールと、前記フライホイールを駆動するモータと、を備え、系統電源から負荷系統へ電力を供給する電力貯蔵システムにおいて、前記モータは、それぞれ１２０°位相差のある３つの巻線から成る駆動巻線と発電巻線を有する６相モータであり、前記系統電源と前記駆動巻線の間に設けられ、前記系統電源からの電力を前記フライホイールに回転エネルギーとして貯蔵するよう前記モータを制御する第１のマトリクスコンバータと、前記負荷系統と前記発電巻線の間に設けられ、前記フライホイールの回転エネルギーを電力に変換して前記負荷系統へ供給するよう前記モータを制御する第２のマトリクスコンバータと、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項７に記載の発明は、フライホイールと、前記フライホイールを駆動するモータと、を備え、系統電源から負荷系統へ電力を供給する電力貯蔵システムにおいて、前記モータは、それぞれ軸が直結された第１、第２のモータから成る結合体であり、前記系統電源と前記第１のモータの巻線との間に設けられ、前記系統電源からの電力を前記フライホイールに回転エネルギーとして貯蔵するよう前記第１のモータを制御する第１のマトリクスコンバータと、前記負荷系統と前記第２のモータの巻線との間に設けられ、前記フライホイールの回転エネルギーを電力に変換して前記負荷系統へ供給するよう前記第２のモータを制御する第２のマトリクスコンバータと、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の電力貯蔵システムにおいて、前記系統電源の電源電圧を検出するセンサを有し、前記電源電圧の実効値が予め設定した第１の閾値以上になると、前記系統電源の電力を前記フライホイールへ回転エネルギーとして貯蔵し、前記電源電圧の実効値が前記第１の閾値未満の値に予め設定した第２の閾値以下になると、前記フライホイールから前記系統電源へ電力を回生するように前記第１、第２のマトリクスコンバータを制御することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項９に記載の発明は、請求項６または７に記載の電力貯蔵システムにおいて、前記系統電源から前記負荷系統への電流を検出するセンサを有し、前記電流の実効値が予め設定した第４の閾値以下になると、前記系統電源の電力を前記フライホイールへ回転エネルギーとして貯蔵し、前記電流の実効値が前記第４の閾値を越える値に予め設定した第５の閾値以上になると、前記フライホイールから前記系統電源へ電力を回生するように前記第１、第２のマトリクスコンバータを制御することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１、３、６、７のいずれか１項に記載の電力貯蔵システムにおいて、前記系統電源の電気料金の安価な深夜電力を用いて前記フライホイールへの蓄電を行うように充電時間を制限する充電可能時間制御装置を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によると、マトリクスコンバータは、駆動モータの電流制御を行うよう構成され、マトリクスコンバータの電流指令の力行および回生を切替えることで、電力の力行・回生を制御することができるため、電力貯蔵システムの構成を単純にし、形状を小形化するとともに、変換効率を向上させ、既設の交流入力機器にも電力を供給できる。さらに、第１の閾値および第２の閾値を３相交流電源の電圧指令として用い、測定した３相交流電圧との差分をＰＩ制御へ入力し電流指令を生成すれば、電力貯蔵システムを３相交流電源の変動範囲を第１の閾値から第２の閾値の間に安定化させる安定化装置としても機能させることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によると、３相交流電源の配線インピーダンスが大きく負荷が急変するような場合の電圧変動を抑制することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によると、負荷電力が少ない場合や負荷からの回生時に、電力をフライホイールへ貯蔵し、負荷電力が多い場合には、電力をフライホイールから回生することで、３相交流電源から供給される電力の変動を安定化することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によると、３相交流電源の電流変動を抑制することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明によると、３相交流電源の配線インピーダンスが大きく負荷が急変するような場合の電圧変動を抑制することができ、電流指令値の変動幅を監視し、変動幅が閾値以下になった場合に電圧変動抑制動作を停止することで、抑制動作が必要なくなった時点を自動的に検出し動作を停止することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明によると、１つのモータを用いて、フライホイールの駆動および発電が可能となり、３相交流電源と負荷との絶縁も可能となり、小形のシステムとすることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明によると、３相交流電源と負荷との絶縁も可能となり、小形のシステムとすることができる。
【００２２】
また、請求項８に記載の発明によると、系統電源の電圧により、電力の力行・回生を制御することができるため、電力貯蔵システムの構成を単純にし、形状を小形化するとともに、変換効率を向上させ、既設の交流入力機器にも電力を供給できる。
【００２３】
また、請求項９に記載の発明によると、系統電源の電流により、電力の力行・回生を制御することができるため、電力貯蔵システムの構成を単純にし、形状を小形化するとともに、変換効率を向上させ、既設の交流入力機器にも電力を供給できる。
【００２４】
また、請求項１０に記載の発明によると、充電を安価な深夜電力で行うことによってランニングコストを低減でき電力系統から供給される電力を経済的に押さえることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の第１実施例を示す電力貯蔵システムの構成図である。
図１において、１は系統電源である３相の交流電源、２はセンサであり３相交流電源の電圧または電流センサ、３は負荷または負荷系統、４はマトリクスコンバータなどの直接形電力変換回路、５はフライホイールの駆動モータ、６はフライホイールである。
また図２は、第１実施例の電力貯蔵システムにおいて系統電源電圧による制御を行う場合の閾値の関係を示す説明図である。
以下、図１、２を用いて本実施例の電力貯蔵システムの構成および動作を説明する。
先ず、図１に示すセンサ２として電圧センサを用いた場合を説明する。センサ２が電圧センサの場合は、単純に３相の相電圧を測定する。電力貯蔵システムは予め設定した閾値Ａと閾値Ｂを有しており、その値の大きさの関係は閾値Ａ＞閾値Ｂである。３相の相電圧の実効値が図２に示すように、閾値Ａ以上の場合は、３相交流電源１からフライホイール６へ電力を貯蔵するよう、マトリクスコンバータ４にてフライホイール６の駆動モータ５を力行駆動させる。
また、３相の相電圧の実効値が閾値Ｂ以下の場合は、フライホイール６から３相交流電源１へ電力を回生するよう、マトリクスコンバータ４にてフライホイール６の駆動モータ５を回生駆動させる。
また、３相の相電圧の実効値が閾値Ａと閾値Ｂの間である場合は、マトリクスコンバータ４による駆動モータ５の力行および回生動作を停止しフリーラン状態とする。
マトリクスコンバータ４は、駆動モータ５の電流制御を行うよう構成され、マトリクスコンバータ４の電流指令の力行および回生を上記のように切替えることで、電力の力行・回生を制御する。
また、閾値Ａおよび閾値Ｂを３相交流電源１の電圧指令として用い、測定した３相交流電圧との差分をＰＩ制御へ入力し電流指令を生成すれば、本実施例の電力貯蔵システムは、３相交流電源１の変動範囲を閾値Ａから閾値Ｂの間に安定化させる安定化装置としても機能させることができる。
【００２７】
次に、図１に示すセンサ２として電流センサを用いた場合を説明する。
図３は、本発明の第１実施例の電力貯蔵システムにおける電流センサの配置図である。また図４は、本発明の第１実施例の電力貯蔵システムにおいて系統電源の電流による制御を行う場合の閾値の関係を示す説明図である。
電流センサ２は図３に示すように配置され、３相交流電源１への電流の出入りを監視する。そして、図４のように電力貯蔵システムは予め設定した閾値Ｃと閾値Ｄを有しており、その値の大きさの関係は閾値Ｄ＞閾値Ｃである。電流センサによって測定した３相交流電源１の電流の実効値が閾値Ｃ以下の場合には、３相交流電源１からフライホイール６へ電力を貯蔵するよう、マトリクスコンバータ４にてフライホイール駆動モータ５を力行駆動させる。
また、閾値Ｄ以上の場合は、フライホイール６から３相交流電源１へ電力を回生するよう、マトリクスコンバータ４にてフライホイール駆動モータ５を回生駆動させる。これによって、負荷電力が少ない場合や負荷からの回生時に、電力をフライホイール６へ貯蔵し、負荷電力が多い場合には、電力をフライホイール６から回生することで、３相交流電源１から供給される電力の変動を安定化することができる。
また、電流の実効値が閾値Ｃと閾値Ｄの間である場合は、マトリクスコンバータ４による駆動モータ５の力行および回生動作を停止しフリーラン状態とする。
図４では、３相交流電源１から電流が負荷側へ流れ込む方向を正として図示した場合であり、閾値Ｃ、Ｄは共に正であるが、電流極性の基準の取り方によって、閾値の値と極性は変わるものである。
【実施例２】
【００２８】
図５は、本発明の第２実施例を示す電力貯蔵システムの構成図である。
図５において、７は制御器である。尚、図１と同じ説明符号のものは図１と同じ構成要素を示すものとし、その説明は省略する。
以下、図５を用いて第２の実施例を説明する。先ず、センサ２が電圧センサの場合を説明する。
センサ２として電圧センサを用いた場合は、図５のように専用の制御器７を用いて、電圧変動（ｄＶ）の時間（ｄｔ）的な変動率（ｄＶ／ｄｔ）を演算し、変動率の絶対値｜ｄＶ／ｄｔ｜が、予め設定した閾値Ｅを超えると、閾値Ｅを超えた時の電圧値（Ｖｄｅｔ）を電圧指令として用い、測定した３相交流電圧との差分をＰＩ制御へ入力し電流指令を生成し、マトリクスコンバータ４を電流制御する。このようにすることで、３相交流電源１の配線インピーダンスが大きく負荷急変などで大幅に電圧変動が発生するような場合でも電圧変動を抑制することができる。
また、電流指令値の変動幅（ｄｉｐ）を監視し、ｄｉｐが予め設定した閾値Ｆ以下になった場合に電圧変動抑制動作を停止することで、抑制動作が必要なくなった時点を自動的に検出し動作を停止することができる。
尚、専用の制御器７の代わりにマトリクスコンバータ４の内部にあるマクロプロセッサを用いても良い。
【００２９】
次に、センサ２として電流センサを用いた場合を説明する。
専用の制御器７を用いて、電流変動（ｄｉ）の時間（ｄｔ）的な変動率（ｄｉ／ｄｔ）を演算し、変動率の絶対値｜ｄｉ／ｄｔ｜が、予め設定した閾値Ｇを超えると、閾値Ｇを超えた時の電流値（ｉｄｅｔ）を電流指令として用い、測定した３相交流電流との差分をＰＩ制御へ入力しマトリクスコンバータ４の電流指令を生成し、マトリクスコンバータ４を電流制御する。このようにすることで、３相交流電源の電流変動を抑制することができる。
また、マトリクスコンバータ４の電流指令値の変動幅（ｄｉｐ）を監視し、ｄｉｐが予め設定した閾値Ｆ以下になった場合に電流変動抑制動作を停止することで、抑制動作が必要なくなった時点を自動的に検出し動作を停止することができる。
尚、専用の制御器７の代わりにマトリクスコンバータ４の内部にあるマクロプロセッサを用いても良い。
【実施例３】
【００３０】
図６は、本発明の第３実施例を示す電力貯蔵システムの構成図である。
図６において、１は３相の交流電源、３は負荷、４aおよび４bはマトリクスコンバータなどの直接形電力変換回路、５はフライホイールの駆動モータ、５aはフライホイールの駆動モータ５の駆動巻線、５ｂはフライホイールの駆動モータ５の発電巻線、６はフライホイールである。
以下、図６を用いて本実施例の電力貯蔵システムの構成について詳細に説明する。
マトリクスコンバータ４ａによって３相交流電源１の電流をコントロールし、マトリクスコンバータ４ｂによって負荷３の電流をコントロールする。図７では、フライホイール６の駆動モータ５として６相のモータを使い、６相ある巻線のうち１２０°位相差のある３つの巻線をマトリクスコンバータ４ａへ接続し、他の１２０°位相差のある３つの巻線をマトリクスコンバータ４ｂへ接続する。
このようにすることで、１つのモータを用いて、フライホイール６の駆動および発電が可能となり、また３相交流電源１と負荷３との絶縁も可能となり、小形のシステムとすることができる。
尚、駆動モータ５として３相モータ二台を結合し一台としたものを利用してもよい。
図６に示す構成とすることで、３相交流電源１の電圧・電流はマトリクスコンバータ４ａによって計測でき、負荷３の電圧・電流はマトリクスコンバータ４ｂによって計測でき、それらの電圧・電流と駆動モータ５の各巻線の電圧・電流はそれぞれのマトリクスコンバータ４ａ、４ｂが駆動モータ５のリアクトル成分を使って制御できるので、制御の自由度が第１実施例および第２実施例よりも向上する。また、３相交流電源１の電力および負荷電力の調整は、フライホイール６の回転数によって制御できる。従って、閾値を設け第１実施例および第２実施例と同様に本実施例においても、３相交流電源１の電圧および電力の安定化が可能となる。このように、３相交流電源１と負荷３との絶縁をモータ巻線５ａ、５ｂを使って行うことで、従来絶縁システムに必要であった大形の交流トランスが不要となり、装置の小形化ができる。
【００３１】
以上述べたように、本実施例に係わるフライホイール式の蓄電貯蔵システムは、マトリクスコンバータ４を利用し、電圧・電流調整をモータの力行と回生運転によって制御するようにしているので、システムの完全ＡＣ化と変換効率の向上を実現し、従来のフライホイール式電力貯蔵システムに必要であった大形のＡＣリアクトルが不要となりシステムの小形化が可能となる。また、マトリクスコンバータ２台とモータ巻線を利用した絶縁形システムによって、系統の電力変動を抑制することができるパワーコンディショナまたは電力平準化システムを実現できる。さらに、電力貯蔵を行う充電時間を制限する充電可能時間制御装置（図示せず）を備えることにより、系統電気料金の安価な深夜電力によってフライホイール６への蓄電を行うこともでき、システムの経費を削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は電力の貯蔵と絶縁を小形の装置で可能としているので、系統負荷電力変動を吸収、すなわち平準化し系統電源の絶縁を行う分散形の電力平準化・絶縁システムや、無停電電源装置という用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例を示す電力貯蔵システムの構成図
【図２】本発明の第１実施例の電力貯蔵システムにおいて系統電源電圧による制御を行う場合の閾値の関係を示す説明図
【図３】本発明の第１実施例の電力貯蔵システムにおける電流センサの配置図
【図４】本発明の第１実施例の電力貯蔵システムにおいて系統電源の電流による制御を行う場合の閾値の関係を示す説明図
【図５】本発明の第２実施例を示す電力貯蔵システムの構成図
【図６】本発明の第３実施例を示す電力貯蔵システムの構成図
【符号の説明】
【００３４】
１  系統電源である３相交流電源
２  センサ（電圧または電流センサ）
３  負荷または負荷系統
４  直接形交流電力変換装置（マトリクスコンバータ）
５  フライホイールの駆動モータ
６  フライホイール
７  制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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