(57)【要約】【課題】並列冗長システムにおいて少なくとも１台以上のインバータの運転中に新たなインバータを並列投入することができる無停電電源システムを提供する。【解決手段】複数のインバータ回路１２−１，１２−２，１２−３がリアクトル盤１３の並列用リアクトルＬ２２を介して並列接続されている。後から並列投入されるインバータ回路１２−３は別盤のリアクトル盤１３から母線電圧Ｖ０を検出することができない。したがって、パワースイッチ２３−３の後の擬似母線電圧Ｖｎ３に対して、並列用リアクトルＬ２２によるインバータ分担制御用電流（循環電流）Ｉloopの電圧ドロップ分を加算した補正母線電圧を基準電圧とし、インバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３の位相を補正母線電圧の位相に追従させる制御を行う。これにより、インバータ電圧Ｖａ３はインバータ回路１２−１のインバータ電圧と同相になり、並列接続時に横流は流れない。【選択図】図５
2008141850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインバータ回路が各々の出力側のパワースイッチを介してそれぞれの並列用リアクトルに接続され、前記それぞれの並列用リアクトルの出力側で母線によって並列接続された無停電電源システムであって、
前記複数のインバータ回路のうち、並列投入を実行する並列投入インバータ回路は、
並列投入前において、
前記パワースイッチの出力側で検出された擬似母線電圧に対して、これから並列投入する自己のインバータ電流と既に並列接続されているインバータ電流の平均値との差分電流に自己のインバータ電流を加算した補正電流の前記並列用リアクトルによる第一の電圧ドロップ分を加算して一次補正母線電圧を求め、
自己のインバータ電圧の位相を前記一次補正母線電圧の位相に追従させて並列投入を実行することを特徴とする無停電電源システム。
【請求項２】
前記並列投入インバータ回路は、並列投入後において、
前記パワースイッチの出力側で検出された擬似母線電圧に対して、自己のインバータ電流と並列接続されているインバータ電流の平均値との差分電流に自己のインバータ電流を加算した補正電流の前記並列用リアクトルによる第一の電圧ドロップ分を加算して一次補正母線電圧を求め、
自己のインバータ電流と並列接続されているインバータ電流の平均値との差分電流の前記並列用リアクトルによる第二の電圧ドロップ分から二次補正母線電圧を求め、
自己のインバータ電圧の位相を前記一次補正母線電圧の位相から前記二次補正母線電圧の位相を減算した位相に追従させ、
前記一次補正母線電圧をやめて、バイパス電圧または内部基準電圧を新しい一次同期電圧として、一次同期電圧の位相から前記二次補正母線電圧の位相を減算した位相に追従させ、
並列運転を継続させることを特徴とする請求項１に記載の無停電電源システム。
【請求項３】
複数のインバータ回路が各々の出力側のパワースイッチを介してそれぞれの並列用リアクトルに接続され、前記それぞれの並列用リアクトルの出力側で母線によって並列接続された無停電電源システムにおけるインバータ回路であって、並列投入前において、
自己を並列接続させるためのパワースイッチの出力側で検出された擬似母線電圧に対して、自己のインバータ電流と並列接続されているインバータ電流の平均値との差分電流の前記並列用リアクトルによる第一の電圧ドロップ分を加算して一次補正母線電圧を求め、
自己のインバータ電圧の位相を前記一次補正母線電圧の位相に追従させて並列投入を実行することを特徴とするインバータ回路。
【請求項４】
前記インバータ回路は、並列投入実行後において、
前記パワースイッチの出力側で検出された擬似母線電圧に対して、自己のインバータ電流と並列接続されているインバータ電流の平均値との差分電流の前記並列用リアクトルによる第一の電圧ドロップ分を加算して一次補正母線電圧を求め、
自己のインバータ電流と並列接続されているインバータ電流の平均値との差分電流の前記並列用リアクトルによる第二の電圧ドロップ分から二次補正母線電圧を求め、
自己のインバータ電圧の位相を前記一次補正母線電圧の位相から前記二次補正母線電圧の位相を減算した位相に追従させ、
前記一次補正母線電圧をやめて、バイパス電圧または内部基準電圧を新しい一次同期電圧として、一次同期電圧の位相から前記二次補正母線電圧の位相を減算した位相に追従させ、
並列運転を継続させることを特徴とする請求項３に記載のインバータ回路。
【請求項５】
複数のインバータ回路を並列接続させるために、前記複数のインバータ回路のそれぞれの出力側のパワースイッチを介して一端が接続され、他端が母線によって並列接続された複数の並列用リアクトルを備えるリアクトル盤であって、
前記複数の並列用リアクトルのうち、並列投入を実行する並列投入インバータ回路に接続された並列用リアクトルは、
前記並列投入インバータ回路が検出した前記パワースイッチの出力側の擬似母線電圧を補正するために、並列投入するインバータ電流と既に並列接続されているインバータ電流の平均値の差分電流による自己の電圧ドロップ分を抽出し、前記擬似母線電圧に対して前記電圧ドロップ分を加算させる
ことを特徴とするリアクトル盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータを並列冗長システムで運転させて安定した電源を確保する無停電電源システム、及びこの無停電電源システムを構成するためのインバータ回路とリアクトル盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible Power System）は、商用電源や自家発電機を入力電源として整流器（又は、ＡＣ／ＤＣコンバータ）を介してバッテリを充電しながらインバータを駆動することによって交流電力に変換してコンピュータなどへ電力を供給する電源として広く利用されている。また、ＡＣ／ＤＣコンバータとインバータとを備えるＵＰＳが１台で構成されていると、そのＵＰＳが故障した場合は負荷側への電力供給が停止してしまうので、複数台のＵＰＳを並列運転させるＵＰＳの並列冗長システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなＵＰＳの並列冗長システムによれば、Ｎ台のＵＰＳで負荷容量に対応できるときに、（Ｎ＋１）台のＵＰＳを並列運転することによって、複数台のＵＰＳが並列運転中に１台のＵＰＳが故障しても、残り台数のＵＰＳが過負荷になることなく運転を継続できるようにＵＰＳの並列台数が構成されている。
【０００３】
また、ＵＰＳに含まれるインバータの並列冗長システムにおいて、共通の同期元信号によって複数のインバータを並列運転したり、共通の同期元信号が喪失したときは何れかのインバータの同期元信号によって複数のインバータを並列運転したりする技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。さらには、何れかのインバータの出力電圧のゼロクロス信号を用いて複数のインバータを同期させて並列運転する技術も開示されている（例えば、特許文献３参照）。さらには、複数のインバータの出力電流の検出値の偏差を算出し、この偏差を零に抑制するための横流抑制信号を生成してインバータの出力電圧波形を修正する技術も開示されている（例えば、特許文献４参照）。このようにして複数のインバータを同期運転することによって、インバータ相互間に横流が流れるおそれが低減する。また、複数のインバータの並列運転中において、電圧、周波数、又は位相のいずれかが乱れたインバータを健全なインバータから瞬時に切り離して横流を防止するインバータの並列冗長システムに関する技術も開示されている（特許文献５参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３３７６９号公報（段落番号００１７〜００１９、及び図１参照）
【特許文献２】特開平７−４６７６４号公報（段落番号００１５〜００２０、及び図１参照）
【特許文献３】特開平１０−１４５９７７号公報（段落番号００１２、及び図１参照）
【特許文献４】特開平６−７８５５０号公報（段落番号０００８〜００１８、及び図１〜図１１参照）
【特許文献５】特開平５−３４４７３８号公報（段落番号００２２〜００３５、及び図１〜図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＵＰＳの並列冗長による無停電電源システムにおいて、複数台のインバータが並列冗長で運転しているとき、オーバホールや故障などのために、１台のインバータを並列解除（解列）したり復旧後に再び並列投入したりすることがある。特に、無停電電源システムの使命から、健全なインバータによって並列運転を継続させたまま復旧後のインバータを再び並列投入したい要求がある。ところが、前記の特許文献１、特許文献２、及び特許文献３の技術においては、複数のインバータの運転中においては同期運転ができるものの、復旧機器を並列投入する場合は、複数のインバータを一旦停止して再度並列接続してから同期信号に基づいて複数のインバータの並列冗長運転を行わなければならない。また、特許文献５の技術は、複数のインバータの並列冗長運転中において、異常が発生したインバータを瞬時に切り離すことによって横流を防止して健全機器にまで故障が波及するのを防止する技術であって、復旧したインバータを並列運転中に再並列する技術を開示するものではない。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、少なくとも１台以上のインバータ回路の運転中に新たなインバータ回路を並列投入することができる無停電電源システム、及びこの無停電電源システムを構成するためのインバータ回路とリアクトル盤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明の無停電電源システムは、複数のインバータ回路が各々の出力側のパワースイッチを介してそれぞれの並列用リアクトルに接続され、それぞれの並列用リアクトルの出力側で母線によって並列接続された無停電電源システムであって、複数のインバータ回路のうち、並列投入を実行する並列投入インバータ回路は、パワースイッチの出力側で検出された擬似母線電圧に対して、自己のインバータ電流と並列接続されているインバータ電流の平均値との差分電流に自己のインバータ電流を加算した補正電流の並列用リアクトルによる第一の電圧ドロップ分を加算して一次補正母線電圧を求め、並列投入インバータ回路のインバータ電圧の位相を一次補正母線電圧の位相に追従させて並列投入を実行するように構成されている。
【０００７】
並列投入前において、自己のインバータ電流と並列接続されているインバータ電流の平均値との差分電流とは、全負荷電流を並列予定台数で除して負の符号をつけたものと等価である。つまり、負荷電流の平均値に負の符号をつけた値に相当する。
すなわち、並列投入を実行する並列投入インバータ回路は、並列投入後に分流するであろう負荷電流の並列用リクトルによる第一の電圧ドロップ分だけ、インバータ電圧の位相を追従させるための基準電圧に加算している。これによって、並列投入インバータ回路のインバータ電圧の位相を、既に並列運転しているインバータ回路のインバータ電圧の位相と合わせることができるので、並列投入インバータ回路に横流が流れるおそれはなくなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、少なくとも１台以上のインバータ回路の運転中に新たなインバータ回路を並列投入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
《発明の概要》
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）に係る無停電電源システムについて好適な例をあげて説明するが、理解を容易にするために、まず本発明の実施形態における無停電電源システムの概要について説明する。
【００１０】
本実施形態の無停電電源システムは、複数の無停電電源装置（ＵＰＳ）が並列冗長するように構成されている。このような構成において、新たに並列投入しようとする並列投入インバータ回路は、自己の出力側にある並列投入用のパワースイッチの出力端の電圧を擬似母線電圧として検出し、自己のインバータ電圧をこの擬似母線電圧に位相追従させることによって並列投入を行うことを基本動作としている。このとき、擬似母線電圧に対して、自己のインバータ電流と並列運転しているインバータ電流の平均値との差分電流からさらに自己のインバータ電流を減算した電流値（負荷電流に相当）と並列用の母線に接続される並列用リアクトルのインピーダンスとの積（つまり、並列投入後に分流するであろう負荷電流によって生じた並列用リアクトルの電圧ドロップ分）を加算した値を補正母線電圧とし、自己のインバータ電圧をこの補正母線電圧に位相追従させることによって並列投入を行っている。これによって、新たに並列投入しようとするインバータ回路のインバータ電圧の位相は、既に並列運転中のインバータ回路のインバータ電圧の位相とほぼ同じになるので、新たに並列投入されたインバータ回路に横流が流れるおそれはない。
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る無停電電源システムの幾つかの実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、複数のＵＰＳを並列接続して１系統の無停電電源システムを構成しているため、複数のＵＰＳが並列冗長された全体の構成を無停電電源システムと表現し、個々の無停電電源装置の構成をＵＰＳと表現することにする。
【００１２】
《第１の実施形態》
まず、本実施形態に係る無停電電源システムの全体の系統について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る無停電電源システムの全体系統図である。図１に示すように、無停電電源システム１は、パワースイッチ２を介して商用電源３及び自家発電機４の何れか一方の入力電源系統に接続され、さらに、無停電電源システム１は、複数のＵＰＳ１−１，１−２，１−３，…，１−ｎが並列接続され、出力側で負荷５を接続している。また、ＵＰＳ１−１，１−２，１−３，…，１−ｎはバックアップ電源となるバッテリ６−１，６−２，６−３，…，６−ｎを各々備えている。このような構成において、無停電電源システム１は、商用電源３又は自家発電機４を入力電源として、バッテリ６−１，６−２，６−３，…，６−ｎを充電しつつ負荷５に電力を供給している。
【００１３】
無停電電源システム１は、複数のＵＰＳ１−１，１−２，１−３，…，１−ｎが並列冗長で接続された構成になっているので、負荷５へ最大電力を供給できるＵＰＳの最少台数よりも少なくとも１台多い台数によって並列構成されている。例えば、負荷５の最大容量が４００ｋＶＡで、各ＵＰＳの定格容量が２００ｋＶＡのときは、少なくとも３台のＵＰＳ１−１，１−２，１−３が並列接続されていて、各ＵＰＳ１−１，１−２，１−３はそれぞれ１３３ｋＶＡずつの容量を分担するようになっている。これによって、例えば、１台のＵＰＳ１−１が故障しても、残りのＵＰＳ１−２，１−３がそれぞれ２００ｋＶＡずつの電力を分担して安定運転を継続させることができる。
【００１４】
図２は、図１に示す無停電電源システム１を構成する１台のＵＰＳの内部構成を示すブロック図である。ＵＰＳ１−１は、直流の定電圧制御を行うＡＣ／ＤＣコンバータ１１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１又はバッテリ６−１から供給された直流電力を例えばＰＷＭ制御などによって交流電力に変換するインバータ１２と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１から出力された直流電圧を用いてバッテリ６−１へ充電電流を供給するチョッパ回路１４とを備えた構成となっている。また、他のＵＰＳ１−２，１−３，…，１−ｎについても同じ構成で同じ容量になっている。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１、インバータ１２、及びチョッパ回路１４は、それぞれ公知の回路によって構成することができるのでそれらの説明も省略する。
【００１５】
図１、図２を用いて無停電電源システム１の内部の動作について簡単に説明すると、例えば、ＵＰＳ１−１においては、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１が商用電源３から交流電力を受電して定電圧の直流電力に変換してこの直流電力をインバータ１２へ供給する。また、チョッパ回路１４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１から入力された直流電圧を用いてバッテリ６−１への充電を行う。インバータ１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１及びバッテリ６−１からの直流電圧を受電してＰＷＭ制御を行って交流電圧に変換し、コンピュータなどの負荷へ安定した交流電力を供給する。他のＵＰＳ１−２，１−３，…，１−ｎについてもＵＰＳ１−１と同様の動作を行う。
【００１６】
このとき、無停電電源システム１においてはＮ台のＵＰＳ１−１，１−２，１−３，…，１−ｎが並列冗長運転を行い、コンピュータなどの負荷５へ所望の電力を供給しているので、当然のことながら、Ｎ台のＵＰＳ１−１，１−２，１−３，…，１−ｎ内のそれぞれのインバータ１２も相互に同期をとりながら並列冗長運転を行っている。
【００１７】
以下、説明を簡単にするために３台のインバータが並列冗長運転を行う場合について説明する。図３（ａ）は図１に示す無停電電源システム１の構成において３台のインバータが並列接続された構成図であり、図３（ｂ）は後記するインバータ分担制御用電流を説明するための図である。図３（ａ）に示すインバータの並列冗長システムは、それぞれインバータ回路が構成されている複数のインバータ盤１２−１，１２−２，１２−３と、複数のインバータ回路を母線２４に並列接続するための複数の並列用リアクトルＬ２２を有するリアクトル盤１３とを備えた構成になっている。そして、各インバータ盤１２−１，１２−２，１２−３のそれぞれインバータ回路は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）波形の高調波成分を除去して正弦波を生成するフィルタ２２の出力側のパワースイッチ２３−１，２３−２，２３−３を介して、リアクトル盤１３内の対応する並列用リアクトルＬ２２に接続され、母線２４に並列接続されるように構成されている。なお、フィルタ２２と並列用リアクトルＬ２２とでＴ型フィルタを構成している。
【００１８】
さらに、詳しく構成を述べると、３台のインバータ盤１２−１，１２−２，１２−３は、それぞれ、ＰＷＭ制御によって直流／交流変換を行って定電圧制御を行うインバータ部２１と、ＰＷＭ波形から高調波成分を除去して正弦波を生成するリアクトルＬ２１及びコンデンサＣ２１からなるフィルタ２２と、各インバータ盤１２−１，１２−２、１２−３のインバータ回路を並列投入／並列解除（解列）するためのパワースイッチ２３−１，２３−２，２３−３とを備えた構成になっている。
【００１９】
また、各インバータ盤１２−１，１２−２，１２−３のインバータ回路を並列接続するためのそれぞれの並列用リアクトルＬ２２は、各インバータ盤１２−１，１２−２，１２−３の盤構成をコンパクトにするために、リアクトル盤１３として別盤によって構成されて母線２４で並列に接続されている。これらの並列用リアクトルＬ２２は、フィルタ２２と共にＴ型フィルタを構成すると共に、各インバータ盤１２−１，１２−２，１２−３のインバータ回路が並列投入されるときの突入電流を防止する。
【００２０】
また、インバータ部２１の出力側でインバータ電流Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｃ３が測定され、フィルタ２２の出力側でインバータ電圧Ｖａ１，Ｖａ２，Ｖａ３が測定される。また、各パワースイッチ２３−１，２３−２，２３−３の出力端で、擬似母線電圧Ｖｎ１，Ｖｎ２，Ｖｎ３が測定され、インバータ分担制御用電流（ループ電流）Ｉloopが測定される。なお、ＰＷＭ電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３は変化が急峻で制御に不適なため測定されない。さらに、インバータ部２１と離れているため、リアクトル盤１３における母線２４の母線電圧Ｖ０は測定されず、リアクトル盤１３の母線２４を介してインバータ盤１２−３のインバータ回路に流れる横流Ｉｐも測定されない。
【００２１】
なお、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）のベクトル図は各インバータ盤１２−１，１２−２，１２−３のインバータ回路における擬似母線電圧Ｖｎ１，Ｖｎ２，Ｖｎ３と、ＰＷＭ電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３と、インバータ電圧Ｖａ１，Ｖａ２，Ｖａ３と、母線電圧Ｖ０との関係を示すベクトル図である。なお、以下の説明では、インバータ盤１２−１，１２−２，１２−３は、適宜、インバータ回路１２−１，１２−２，１２−３と読み替えることにする。
【００２２】
図３（ａ）のように、３台のインバータ回路１２−１，１２−２，１２−３が並列冗長で構成された無停電電源システムにおいて、保守点検のためにパワースイッチ２３−３をＯＦＦして１台のインバータ回路１２−３を並列解除（解列）し、残り２台のインバータ回路１２−１，１２−２の並列運転によって負荷へ給電を行う。そして、保守点検が終わった後に、１台のインバータ回路１２−３を位相同期信号に基づいて並列投入すると、そのインバータ回路１２−３に横流Ｉｐが流れて過電流を検出し、インバータ回路１２−３の並列投入を行うことができない。まず、その原因について説明する。
【００２３】
すなわち、インバータ回路の並列運転を行う場合は、各インバータ回路は自己の電圧位相を次の３つの要素に基づいて決めている。
（ａ）全インバータ回路で共通となる商用電源のバイパス電圧の位相
（ｂ）各インバータ回路の内部発振器の位相
（ｃ）各インバータ回路の擬似母線電圧の位相（つまり、図３（ａ）における擬似母線電圧Ｖｎ１，Ｖｎ２，Ｖｎ３の位相）
（ｄ）各インバータ電流の分担制御（つまり、図３（ａ）の各インバータ回路１２−１，１２−２，１２−３のインバータ電流Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｃ３が平均化されるように、各ＰＷＭ電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３の位相を補正する制御）
【００２４】
ここで、既に並列運転しているインバータ回路１２−１，１２−２は、バイパス電圧が検出されるときは、（ａ）の商用電源のバイパス電圧の位相と(ｄ)の各インバータ電流の分担制御とによって、各インバータ回路１２−１，１２−２は自己の電圧位相を決めている。このようなインバータの並列運転を商用同期状態という。
また、既に並列運転しているインバータ回路１２−１，１２−２は、バイパス電圧が検出されないときは、（ｂ）の内部発振器の位相と(ｄ)の各インバータ電流の分担制御とによって、各インバータ回路１２−１，１２−２は自己の電圧位相を決めている。このようなインバータの並列運転を内部同期状態という。
また、新規に並列投入させようとするインバータ回路１２−３は、（ｃ）の擬似母線電圧Ｖｎ３の位相によって自己の電圧位相を決めている。（ｄ）の各インバータ電流の分担制御は実施していない。このようなインバータ回路１２−３の運転状態を母線同期状態という。
インバータ回路１２−３が並列投入されたあとは、インバータ回路１２−３は商用同期状態または内部同期状態に切り換わる。この段階で、インバータ回路１２−１，１２−２，１２−３は全て商用同期状態または全て内部同期状態に切り換わる。
【００２５】
一方、各インバータ回路１２−１，１２−２，１２−３は、それぞれ、リアクトルＬ２１及びコンデンサＣ２１からなるフィルタ２２及び並列用リアクトルＬ２２によって、インバータ部２１の出力のＰＷＭ波形から高調波を除去して正弦波に変換しているが、並列用リアクトルＬ２２は別盤であるリアクトル盤１３に格納されている。
【００２６】
したがって、各インバータ回路１２−１，１２−２，１２−３は、リアクトル盤１３から比較的遠い距離にあるために、リアクトル盤１３内において並列用リアクトルＬ２２の出力側で並列接続されている母線２４の母線電圧Ｖ０を検出することができない。つまり、各インバータ回路１２−１，１２−２，１２−３は、自己の盤内のみにおいて検出及び制御系のループを構成することができない。そのため、各インバータ回路１２−１，１２−２，１２−３は、母線２４の真の母線電圧Ｖ０ではなく、各パワースイッチ２３−１，２３−２，２３−３の出力側の擬似母線電圧Ｖｎ１，Ｖｎ２，Ｖｎ３を母線電圧とみなして検出している。
【００２７】
このとき、既に並列運転しているインバータ回路１２−１の電圧ベクトルは、図４（ａ）に示すように、ＰＷＭ電圧Ｖｃ１→インバータ電圧Ｖａ１及び擬似母線電圧Ｖｎ１→母線電圧Ｖ０というように位相が順に遅れている。同様に、既に並列運転しているインバータ回路１２−２の電圧ベクトルについても、図４（ｂ）に示すように、ＰＷＭ電圧Ｖｃ２→インバータ電圧Ｖａ２及び擬似母線電圧Ｖｎ２→母線電圧Ｖ０というように位相が順に遅れている。このような電圧位相のベクトル関係は母線２４に負荷電流が流れている商用同期状態及び内部同期状態において同じである。
【００２８】
また、並列運転中のインバータ回路１２−１とインバータ回路１２−２とは、インバータ電流分担制御によって位相補正が働いているため、各インバータ電流Ｉｃ１，Ｉｃ２が平均化されてそれぞれのＰＷＭ電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２の位相が補正制御されているので、インバータ回路１２−１とインバータ回路１２−２とは、それぞれのインバータ電圧Ｖａ１とインバータ電圧Ｖａ２とのベクトルは重なっている。したがって、インバータ回路１２−１とインバータ回路１２−２とは、それぞれの擬似母線電圧Ｖｎ１と擬似母線電圧Ｖｎ２とのベクトルも重なるため、インバータ回路１２−１とインバータ回路１２−２との間で横流が流れることはない。
【００２９】
一方、新規に並列接続させようとするインバータ回路１２−３の電圧ベクトルについては、パワースイッチ２３−３がＯＦＦしているために母線電圧Ｖ０と擬似母線電圧Ｖｎ３とは同じ位相である。そして、並列投入を行うために母線同期を選択することにより、擬似母線電圧Ｖｎ３に追従するようにインバータ電圧Ｖａ３の位相が制御される。
【００３０】
図５は、図３（ａ）に示すインバータ回路の並列冗長システムにおいて、並列投入するインバータ回路１２−３が母線同期を行うための制御系のブロック図である。これらの各ブロックは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びプログラムからなるコンピュータによって実現される。図５に示すように、インバータ回路１２−３を並列投入するために擬似母線電圧Ｖｎ３を選択すると（母線同期）、位相検出部３１はＰＬＬ制御によって擬似母線電圧Ｖｎ３の電圧位相を検出する。そして、電圧指令生成部３２は、検出された電圧位相に合わせてインバータの指令電圧Ｖｉｎｖ＿ｒｅｆを生成する。
【００３１】
一方、インバータ盤１２−１，１２−２，１２−３ではＣＴの組み合わせ回路により、インバータ回路１２−３のインバータ分担制御用電流Ｉloop３を抽出する。このインバータ分担制御用電流Ｉloop３は、インバータ回路１２−３の出力電流Ｉ３から、並列運転するインバータ回路１２−１，１２−２，１２−３の出力電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の平均電流を減算した差分電流｛Ｉ３−（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）／３｝である。一般には、ｎ台のインバータ回路が並列運転中のとき、それぞれのインバータ回路から流れ出す電流をＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎとすると、インバータ回路１２−ｍのインバータ分担制御用電流Ｉloopｍは、（Ｉｍ−（Ｉ１＋Ｉ２＋…＋Ｉｎ）／ｎ）である。
３台並列運転におけるインバータ分担制御用電流Ｉloopの生成方法を図３（ｂ）で説明する。図３（ｂ）においてＣＴ比をＮとする。ＣＴの一次側電流がＩ１の場合は、ＣＴの二次側電流はＮ・Ｉ１になる。他のインバータでも同様である。各ＣＴ二次側には負荷となる抵抗器Ｒが並列接続されている。３台並列における負荷電流の平均値、つまり各インバータの目標電流値をＩＬとする。各ＣＴの抵抗器Ｒの両端電圧をＶ１，Ｖ２，Ｖ３とすると、抵抗器Ｒに流れる電流はキルヒホッフ則から決まるため、両端電圧は式（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）になる。
Ｖ１＝Ｒ・Ｎ・（Ｉ１−ＩＬ）                      （ｂ１）
Ｖ２＝Ｒ・Ｎ・（Ｉ２−ＩＬ）                      （ｂ２）
Ｖ３＝Ｒ・Ｎ・（Ｉ３−ＩＬ）                      （ｂ３）
さらに、ＣＴ回路はループなっているので、抵抗器Ｒの両端電圧の合計値は零になる。
Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＝０                              （ｂ４）
式（ｂ１）（ｂ２）（ｂ３）を式（ｂ４）に代入して、ＩＬを消去する。
ＩＬ＝（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）／３                    （ｂ５）
式（ｂ５）を式（ｂ３）に代入して、ＩＬを消去する。
Ｖ３＝Ｒ・Ｎ・｛Ｉ３−（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）／３｝  （ｂ６）
式（ｂ６）を抵抗器Ｒの抵抗値とＣＴ比Ｎで除したものが、インバータ回路１２−３のインバータ分担制御用電流Ｉloop３になる。
補償ゲイン部３３は、インバータ回路１２−３が並列投入する前はゲイン零、１２−３が並列投入した後はゲイン有、となる。
【００３２】
再び図５において、電圧指令生成部３２から出力された指令電圧Ｖｉｎｖ＿ｒｅｆとインバータ分担制御用電流Ｉloopによる補正電圧との差分が求められる。並列投入する前における補正電圧は零であるから、この差分は擬似母線電圧Ｖｎ３の位相をもつ。さらに、この差分からインバータ電圧Ｖａ３が減算されて電圧制御部３４に入力されることによって、電圧制御部３４は、インバータ電圧Ｖａ３の位相を擬似母線電圧Ｖｎ３の位相に追従させるようにＡＶＲ制御を行う。これによって、インバータ電圧Ｖａ３の位相は擬似母線電圧Ｖｎ３の位相と同位相になる。つまり、インバータ回路１２−３におけるすべての電圧ベクトル（つまり、母線電圧Ｖ０、擬似母線電圧Ｖｎ３、インバータ電圧Ｖａ３、及びＰＷＭ電圧Ｖｃ３の各位相のベクトル）は、図４（ｃ）に示すように、すべて同じ電圧位相のベクトルとなる。
【００３３】
この状態においてインバータ回路１２−３のパワースイッチ２３−３がＯＮされて並列投入されると、図４の各電圧ベクトルに示すように、インバータ回路１２−１のインバータ電圧Ｖａ１及びインバータ回路１２−２のインバータ電圧Ｖａ２に対して、インバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３が遅れ位相となるため、インバータ回路１２−１，１２−２からインバータ回路１２−３へ横流Ｉｐが流れる。このような横流Ｉｐは負荷電流と同じベクトル（有効ベクトル）であるので有効横流という。このような有効横流はインバータ効率を低下させることはもちろんのこと、インバータ回路１２−３に過電流を発生させる要因となる。
【００３４】
このような有効横流は次の式（１）で決定される。
％Ｉｐ＝（％Ｖａ１−％Ｖａ３）／{（％Ｌ２２／ｎ）＋％Ｌ２２}
＝（％Ｖａ１−％Ｖａ３）／％Ｌ２２／{（１／ｎ）＋１}              （１）
但し、％Ｉｐは有効横流比、ｎはインバータ回路の並列済み台数、％Ｌ２２は並列用リアクトルＬ２２のインピーダンス定格比、％Ｖａｌはインバータ回路１２−１のインバータ電圧定格比、％Ｖａ３はインバータ回路１２−３のインバータ電圧定格比である。なお、％Ｌ２２におけるＬ２２はｊωＬで表わされるインピーダンス成分である。
【００３５】
式（１）から分かるように、インバータ回路の並列運転台数ｎが多いほど新たに並列投入しようとするインバータ回路の有効横流％Ｉｐが増え、かつ、並列用リアクトルＬ２２のインダクタンスが小さいほど（つまりインピーダンスが小さいほど）新たに並列投入しようとするインバータ回路の有効横流％Ｉｐが増える傾向にある。したがって、並列運転台数が多く、かつ、並列用リアクトルＬ２２のインダクタンスが小さいほど、新たなインバータ回路の並列投入時の過電流が増えるために並列投入の失敗を引き起こし易くなる。
【００３６】
次に、並列運転中に新たなインバータ回路を並列投入したときに過大な有効横流が流れて並列投入に失敗した場合の有効横流％Ｉｐを計算してみる。ここでは、インバータ回路の並列済み台数ｎを３台とし、並列用リアクトルＬ２２のパーセントインピーダンス（％Ｌ２２）を３％とし、かつ、インバータ回路１２−１のインバータ電圧定格比％Ｖａｌとインバータ回路１２−３のインバータ電圧定格比％Ｖａ３の差分（％Ｖａ１−％Ｖａ３）を位相差で換算した電気角度を５．４ｄｅｇ（５０Ｈｚ運転で２０ｍｓ・５．４ｄｅｇ／３６０ｄｅｇ＝３００μｓ）とした場合について有効横流％Ｉｐを計算してみる。
【００３７】
すなわち、インバータ回路１２−３が並列投入に失敗したときの不具合時の有効横流％Ｉｐは、
％Ｉｐ＝ｓｉｎ（５．４ｄｅｇ）／（３％／３台＋３％）
＝０．０９４１／０．０４
＝２３５％
したがって、インバータ回路１２−１からインバータ回路１２−３に対して定格電流の２３５％の有効横流％Ｉｐが流れるため、インバータ回路１２−３は過電流を検出して並列投入に失敗する。このような過電流の原因は、追加して並列投入されるインバータ回路１２−３が母線同期運転の選択を行うときに、自己のインバータ電圧Ｖａ３の方が並列運転中のインバータ回路１２−１のインバータ電圧Ｖａ１よりも原理的に位相が遅れるために生じるものである。
【００３８】
そこで、例えば、インバータ回路１２−３が並列投入に失敗したときの不具合時の有効横流％Ｉｐの２３５％を半分程度まで減らすことが望ましい。そのためには、インバータ回路１２−１のインバータ電圧定格比％Ｖａｌとインバータ回路１２−３のインバータ電圧定格比％Ｖａ３の差分（％Ｖａ１−％Ｖａ３）による位相差の許容値を、３００μｓから１５０μｓ（電気角に換算して５．４ｄｅｇから２．７ｄｅｇ）に変更するように、インバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３の位相に関するパラメータを修正して対応する必要がある。
【００３９】
すなわち、これから並列投入されるインバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３の位相を、並列運転中にある他のインバータ回路１２−１，１２−２のインバータ電圧Ｖａ１，Ｖａ２の位相に対して電気角２．７ｄｅｇ以内に合わせるような制御系の処置をとる必要がある。
【００４０】
以上のような考察に基づいて、これから並列投入しようとするインバータ回路１２−３のインバータ電圧を適正に位相追従するための第１の実施形態に係る位相同期の制御方法について説明する。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図３（ａ）に示す３台のインバータの並列接続において並列投入するインバータ回路１２−３のインバータ電圧を適正に位相追従させた場合のベクトル図である。すなわち、並列運転中のインバータ回路１２−１、１２−２の電圧ベクトル図である図６（ａ），（ｂ）は図４（ａ），（ｂ）と同じであり、これから並列投入するインバータ回路１２−３の電圧ベクトル図である図６（ｃ）が図４（ｃ）と異なっている。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、複数のインバータ回路１２−１，１２−２，１２−３がリアクトル盤１３の並列用リアクトルＬ２２を介して並列接続されている。既に並列運転中のインバータ回路１２−１，１２−２に対して後から並列投入されるインバータ回路１２−３は、自己の盤（つまり、インバータ盤１２−３）内に制御系のループを持っているので、別盤のリアクトル盤１３から母線電圧Ｖ０を検出することができない。したがって、パワースイッチ２３−３の後の擬似母線電圧Ｖｎ３に対して、並列用リアクトルＬ２２によるインバータ電流Ｉｎの電圧ドロップ分を予測して初期値として加算した補正母線電圧を基準電圧とし、インバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３の位相をこの補正母線電圧の位相に追従させる制御を行っている。これによって、インバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３は、運転中のインバータ回路１２−１のインバータ電圧と同相になるので、インバータ回路１２−３の並列接続時に横流が流れることはない。
【００４２】
ここで、数式を用いて、並列投入するインバータ回路のインバータ電圧の位相を適正に追従させる方法について詳細に説明する。すなわち、インバータ回路をｎ台並列運転しているときに、さらに１台のインバータ回路を並列投入する場合において、並列投入しようとするインバータ回路のインバータ電圧の位相追従を適正に行って有効横流を防止する方法について数式を用いて説明する。
【００４３】
なお、下記の数式において、Ｖｎｌ（ｎ）はｎ台並列運転中の１号機の擬似母線電圧（図３（ａ）ではインバータ回路１２−１の擬似母線電圧Ｖｎ１）、Ｖｎ３（ｎ）はｎ台並列運転中の（ｎ＋１）号機の擬似母線電圧（図３（ａ）ではインバータ回路１２−３の擬似母線電圧Ｖｎ３）である。また、Ｖｎｌ（ｎ＋１）は（ｎ＋１）台を並列運転したときの１号機の擬似母線電圧（図３（ａ）ではインバータ回路１２−１の擬似母線電圧Ｖｎ１）、Ｖｎ３（ｎ＋１）は（ｎ＋１）台を並列運転したときの（ｎ＋１）号機の擬似母線電圧の補正値である一次補正母線電圧（図３（ａ）ではインバータ回路１２−３の擬似母線電圧Ｖｎ３に基づく一次補正母線電圧）である。なお、前記発明の概要では補正母線電圧と表現したが、数式を用いた詳細説明では、並列投入インバータ回路（インバータ回路１２−３）が並列投入される直前までの補正母線電圧を一次補正母線電圧といい、並列投入インバータ回路（インバータ回路１２−３）が並列投入された後において自己のインバータ電流と既に並列接続されているインバータ回路電流との差分電流から算出される補正母線電圧を二次補正母線電圧という。
【００４４】
母線２４を介して出力される負荷電流をＩloadとすると、
ｎ台並列運転中に１台のインバータ回路を並列投入する前の関係式は、
Ｖｎｌ（ｎ）＝Ｖ０＋ｊωＬ２２×Ｉload／ｎ                            （２）
Ｖｎ３（ｎ）＝Ｖ０＋ｊωＬ２２×０＝Ｖ０                              （３）
【００４５】
ｎ台並列運転中に１台のインバータ回路を並列投入した後の関係式は、
Ｖｎｌ（ｎ＋１）＝Ｖ０＋ｊωＬ２２×Ｉload／（ｎ＋１）                （４）
Ｖｎ３（ｎ＋１）＝Ｖ０＋ｊωＬ２２×Ｉload／（ｎ＋１）                （５）
【００４６】
ここで、これから並列投入を行う３号機（（ｎ＋１）号機）が認識できる変数は、差分電流であるインバータ分担制御用電流Ｉloop３（ｎ）とインバータ回路１２−３の擬似母線電圧Ｖｎ３（ｎ）のみであって、母線電圧Ｖ０を認識することができない。
Ｉloop３（ｎ）＝Ｉ３−（Ｉ１＋Ｉ２＋……＋Ｉｎ）／（ｎ＋１）
＝０−（Ｉload／ｎ＋Iload／ｎ＋……＋Ｉload／ｎ）
＝（−Ｉload／ｎ）・ｎ／（ｎ＋１）
＝−Ｉload／（ｎ＋１）                                  （６）
式（３）と式（６）を使って式（５）からＶ０とＩloadを消去すると次の式（７）のようになる。
Ｖｎ３(ｎ＋１)＝Ｖｎ３(ｎ)−ｊωＬ２２×Ｉloop３(ｎ)                  （７）
【００４７】
式（７）から分かるように、これから並列投入しようとする３号機（（ｎ＋１）号機）、つまりインバータ回路１２−３は、並列投入前の擬似母線電圧Ｖｎ３（ｎ）に対して、１個の並列用リアクトルＬ２２のインピーダンス（ｊωＬ２２）とインバータ分担制御用電流Ｉloop３（ｎ）との積（つまり、並列用リアクトルＬ２２のドロップ電圧分）を減算して一次補正母線電圧（Ｖｎ３（ｎ＋１））を求める。そして、インバータ回路１２−３は、この一次補正母線電圧（Ｖｎ３（ｎ＋１））を位相追従の基準電圧としてインバータ電圧Ｖａ３を追従させれば、既に並列運転中のインバータ回路の変化後の基準電圧（つまり、インバータ回路１２−１の擬似母線電圧Ｖｎ１）と同じ位相になるので、インバータ回路相互間に横流Ｉｐが流れるおそれはなくなる。
【００４８】
すなわち、３号機（（ｎ＋１）号機）を並列投入しようとするとき、式(７)の初期状態で母線同期を行えば、ｎ台並列運転中に１台のインバータ回路を並列投入した後の１号機のインバータ電圧[つまり、式（４）のＶｎｌ（ｎ＋１）に相当]とｎ台並列運転中に１台のインバータ回路を並列投入した後の３号機（ｎ号機）のインバータ電圧[つまり、式（６）のＶｎ３（ｎ＋１）に相当]とが同じ値になるので、並列投入する３号機（ｎ号機）つまりインバータ回路１２−３には有効横流Ｉｐは流れない。
【００４９】
しかし、（ｎ＋１）号機（３号機）が並列投入を完了した後の定常状態においては、擬似母線電圧Ｖｎ３（ｎ）に対してインバータ分担制御用電流Ｉloop３（ｎ）から補正する一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）を基準電圧とすることは過剰制御となるので、従来通りの制御系に戻す必要がある。したがって、（ｎ＋１）号機（３号機）の並列後の定常状態における制御系を補償するために、追加して並列投入するインバータ回路１２−３のインバータ電流Ｉｃ３を用いて再度の補正を行う必要がある。そこで、一次補正母線電圧Ｖｎ３＃は、前記の式(６)において、インバータ分担制御用電流Ｉloopからインバータ電流Ｉｃ３を加算した式に修正する必要がある。
【００５０】
したがって、一次補正母線電圧Ｖｎ３＃は、次の式（８）のようになる。
Ｖｎ３＃＝Ｖｎ３(ｎ)−ｊωＬ２２×(Ｉloop３(ｎ)＋Ｉｃ３)              （８）
【００５１】
すなわち、式（８）から分かるように、（ｎ＋１）号機（３号機）つまりインバータ回路１２−３の並列投入後においては、擬似母線電圧Ｖｎ３(ｎ)に対して、インバータ分担制御用電流Ｉloop３(ｎ)からインバータ電流Ｉｃ３を加算した合成電流（Ｉloop３(ｎ)＋Ｉｃ３）と１個の並列用リアクトルＬ２２のインピーダンス（ｊωＬ２２）の積（つまり、並列用リアクトルＬ２２のドロップ電圧分）を減算して一次補正母線電圧（Ｖｎ３♯）を求める。そして、インバータ回路１２−３は、この一次補正母線電圧（Ｖｎ３♯）を位相追従の基準電圧としてインバータ電圧Ｖａ３を追従させる。これによって、インバータ回路１２−３は、並列投入直後において、Ｉｃ３が増加しＩloop３(ｎ)が減少（最終的には零）するので、補正量は急速に減衰する。さらに、並列投入後しばらくして母線同期から商用同期に切り替えられる。このため、インバータ回路１２−３は、既に並列運転中のインバータ回路１２−１と同じ電圧位相で並列運転を継続させることができるので、インバータ回路相互間に横流が流れることはない。
【００５２】
次に、前記のような数式結果に基づいて、並列投入しようとするインバータ回路を母線同期させるための制御系を構築してみる。図７は、図３（ａ）に示すインバータ回路の並列冗長システムにおいて、並列投入するインバータ回路１２−３が母線同期を行うための第１の実施形態の制御系のブロック図である。図７に示す第１の実施形態の制御系が図５の制御系と異なるところは、並列投入するインバータ回路１２−３の擬似母線電圧Ｖｎ３を補正するための擬似母線電圧補正部３５ａが追加されたことである。
【００５３】
すなわち、式（８）に示す式を図７の制御系に導入すると、擬似母線電圧補正部３５ａは、並列投入するインバータ回路１２−３のインバータ分担制御用電流Ｉloopからインバータ電流Ｉｃ３を加算して合成電流（Ｉloop＋Ｉｃ３）を求める。そして、その合成電流（Ｉloop＋Ｉｃ３）に対して並列用リアクトルＬ２２のインピーダンス（ｊωＬ２２）を乗じて補正値[ｊωＬ２２×（Ｉloop＋Ｉｃ３）]を求める。そして、並列投入するインバータ回路１２−３の擬似母線電圧Ｖｎ３に対して補正値[ｊωＬ２２×（Ｉloop＋Ｉｃ３）]を減算することによって、式（８）で示す一次補正母線電圧Ｖｎ＃を求め、この一次補正母線電圧Ｖｎ＃を母線同期に選択する。
【００５４】
ここで、インバータ回路１２−３が並列投入されるまではインバータ電流Ｉｃ３はゼロであるので、前記した式（８）に示す一次補正母線電圧Ｖｎ３＃は実質的に前記した式（７）と同じ値となる。母線同期に選択されているため、インバータ回路１２−３は前記Ｖｎ３＃の位相に対して位相同期が行われる。そして、インバータ回路１２−３が並列投入された後は、インバータ電流Ｉｃ３が流れるので、式（８）の第２項の補正量は急速に減少する。やがて、母線同期から商用同期に切り換わるため、一次補正母線電圧Ｖｎ３＃は除外され、複数インバータ間の電流平衡の調整を目的としてインバータ分担制御用電流Ｉloopに補償ゲインを乗じて得られる二次補正母線電圧が生成され、一次母線電圧（既に補正は無い）から二次補正母線電圧を減算した電圧位相に対して位相同期が行われる。
【００５５】
このようにして、インバータ回路１２−３が母線同期によって一次補正母線電圧Ｖｎ♯が選択されると、位相検出部３１がＰＬＬ制御によって一次補正母線電圧Ｖｎ♯の電圧位相を検出する。そして、電圧指令生成部３２が補正母線電圧Ｖｎ♯の電圧位相に合わせて指令電圧Ｖｉｎｖ＿ｒｅｆを生成する。
【００５６】
一方、補償ゲイン部３３は母線同期中はゲイン零で運転され、商用同期中はゲイン有りで運転される。インバータ回路１２−３の並列投入と同時に、インバータ回路１２−３のインバータ分担制御用電流Ｉloopによる差分電流補償ゲイン部３３が動作して、二次補正母線電圧を出力する。そして、電圧指令生成部３２からの指令電圧Ｖｉｎｖ_ｒｅｆと二次補正母線電圧  との差分が求められる。さらに、この差分からインバータ電圧Ｖａ３が減算されて電圧制御部３４に入力されることによって、電圧制御部３４はＡＶＲ制御によってインバータ電圧Ｖａ３の位相を一次補正母線電圧Ｖｎ♯から二次補正母線電圧を減算した電圧位相に追従させるように制御を行う。これによって、インバータ電圧Ｖａ３の位相は一次補正母線電圧Ｖｎ♯から二次補正母線電圧を減算した電圧位相と同じになる。なお、並列投入後は一次補正母線電圧の補正項は零になることを申し添える。
【００５７】
すなわち、インバータ電圧Ｖａ３は擬似母線電圧Ｖｎ３よりも位相が進むことになる。その結果、図６の電圧ベクトルに示すように、インバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３及びＰＷＭ電圧Ｖｃ３は、母線電圧Ｖ０及び擬似母線電圧Ｖｎ３よりも位相が進むことになる。つまり、インバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３は、インバータ回路１２−１のインバータ電圧Ｖａ１及びインバータ回路１２−２のインバータ電圧Ｖａ２と同位相になるため、インバータ回路１２−３の並列投入時及び並列運転中において、インバータ回路１２−１又はインバータ回路１２−２からインバータ回路１２−３へ横流Ｉｐは流れることはない。
【００５８】
すなわち、図７に示す第１の実施形態の制御系においては、並列投入するインバータ回路１２−３は、並列投入する直前は、擬似母線電圧Ｖｎ３に対して、負荷電流の平均値とみなせるインバータ分担制御用電流Ｉloop３(ｎ)とインバータ電流Ｉｃ３の加算電流による並列用リアクトルＬ２２の電圧ドロップ分（第一の電圧ドロップ分）だけ加算して一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）を求める。そして、インバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３を一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）の位相に追従させて並列投入を行う。これによって、並列投入するインバータ回路１２−３は、既に並列運転中のインバータ回路１２−１と同位相で並列状態に入るので横流が流れることはない。
【００５９】
そして、並列投入された後のインバータ回路１２−３は、擬似母線電圧Ｖ３ｎに対して、インバータ分担制御用電流Ｉloop３(ｎ)（並列投入前においては負荷電流の平均値と同値）とインバータ電流Ｉｃ３との加算電流による並列用リアクトルＬ２２の電圧ドロップ分（第一の電圧ドロップ分）を加算して一次補正母線電圧Ｖｎ♯を求める。これによって、インバータ回路１２−３は、インバータ電圧Ｖａ３を一次補正母線電圧Ｖｎ♯の位相に追従させて並列運転を継続させる。このあと、インバータ回路１２−３は速やかに、母線同期から商用同期または内部同期に切り換えする。一次補正母線電圧Ｖｎ＃を除外して、擬似母線電圧Ｖｎ３のみを用いるようにする。これとは別に二次補正母線電圧が使用される。つまり、インバータ回路１２−３は、並列後においては通常の位相追従制御を行うことによって適正な並列運転を行う。
【００６０】
本実施形態の無停電電源システム１によれば、並列冗長システムで運転中のインバータ回路１−２，１−２に対して新たに並列投入インバータ回路１−３を並列接続するとき、並列投入インバータ回路１−３が真の母線電圧Ｖ０を検出することができない場合でも、擬似母線電圧Ｖｎ３を位相補正した補正母線電圧を基準電圧として真の母線電圧Ｖ０とほぼ同じ位相にしている。これによって、並列投入インバータ回路は、自己のインバータ電圧を位相補正された基準電圧（補正母線電圧）に追従させることができるので、並列投入において並列投入インバータ回路に横流が流れるおそれはなくなる。
【００６１】
また、並列用リアクトルＬ２２は、各インバータ盤１２−１，１２−２、１２−３の盤構成をコンパクトにするために、リアクトル盤１３として別盤によって構成されて母線２４で並列に接続されていても、擬似母線電圧Ｖｎ３に対して、インバータ分担制御用電流（循環電流）Ｉloopの電圧ドロップ分を加算した補正母線電圧を基準電圧の位相に、インバータ回路１２−３のインバータ電圧Ｖａ３の位相を追従させることにより、横流Ｉｐをなくすことができる。
【００６２】
《第２の実施形態》
図７に示す第１の実施形態の制御系では、インバータ回路１２−３が並列投入される直前はインバータ分担制御用電流Ｉloopと自己のインバータ電流を用いて一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）を求めて位相追従の制御を行い、インバータ回路１２−３の並列投入後は一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）から補正項は急速に減衰すること、母線同期から商用同期または内部同期に切り換えること  を用いて同期信号から二次補正母線電圧を減算した電圧位相を求めて位相追従の制御を行っている。
【００６３】
第２の実施形態では、インバータ回路１２−３が並列投入される直前はインバータ分担制御用電流Ｉloopを用いて一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）を求めて位相追従の制御を行うが、インバータ回路１２−３が並列投入された後は一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）を用いないで、擬似母線電圧Ｖｎ３のみを用いるようにする。さらに、母線同期から商用同期または内部同期に切り換えることを用いて同期信号から二次補正母線電圧を減算した電圧位相を求めて位相追従の制御を行っている。
【００６４】
図８は、図３（ａ）に示すインバータ回路の並列冗長システムにおいて、並列投入するインバータ回路１２−３が母線同期を行うための第２の実施形態の制御系のブロック図である。すなわち、図８に示すように、擬似母線電圧補正部３５ｂは、インバータ回路１２−３が並列投入される直前は、インバータ分担制御用電流Ｉloopを用いて擬似母線電圧Ｖｎ３から一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）を求め、この一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）に対してインバータ電圧Ｖａ３の位相を追従させる。しかし、インバータ回路１２−３が並列投入された後は、一次補正母線電圧Ｖｎ３（ｎ＋１）による位相追従制御のきき過ぎを回避するために、インバータ分担制御用電流Ｉloopによる補正手段（つまり、擬似母線電圧補正部３５ｂ）を切り離して、擬似母線電圧Ｖｎ３のみによってインバータ電圧Ｖａ３の位相を追従させる。この場合は、擬似母線電圧補正部３５ｂを切り離すことによって擬似母線電圧Ｖｎ３の位相が急変するが、位相検出回路の応答速度を落として緩やかに位相追従させれば特に問題は生じない。なお、擬似母線電圧補正部３５ｂのＯＮ／ＯＦＦは、インバータ回路１２−３のパワースイッチ２３−３のＯＮ／ＯＦＦ信号を用いれば容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係る無停電電源システムの全体系統図である。
【図２】ＵＰＳの内部構成を示すブロック図である。
【図３】無停電電源システムの構成において３台のインバータが並列接続された構成図及びインバータ分担制御用電流を説明するための図である。
【図４】無停電電源システムの構成において３台のインバータが並列接続された場合のベクトル図である。
【図５】インバータ回路の並列冗長システムにおいて、並列投入するインバータ回路が母線同期を行うための制御系のブロック図である。
【図６】並列投入するインバータ回路のインバータ電圧を適正に位相追従させた場合のベクトル図である。
【図７】並列投入するインバータ回路が母線同期を行うための第１の実施形態の制御系のブロック図である。
【図８】並列投入するインバータ回路が母線同期を行うための第２の実施形態の制御系のブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  無停電電源システム
１−１，１−２，…，１−ｎ  ＵＰＳ（無停電電源装置）
２  パワースイッチ
３  商用電源
４  自家発電機
５  負荷
６  バッテリ
１１  ＡＣ／ＤＣコンバータ
１２  インバータ
１２−１，１２−２，１２−３  インバータ盤（インバータ回路）
１３  リアクトル盤
１４  チョッパ回路
２１  インバータ部
２２  フィルタ
２３−１，２３−２，２３−３  パワースイッチ
２４  母線
３１  位相検出部
３２  電圧指令生成部
３３  補償ゲイン部
３４  電圧制御部
３５ａ，３５ｂ  擬似母線電圧補正部
Ｌ２２  並列用リアクトル
Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３  ＰＷＭ電圧
Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｃ３  インバータ電流
Ｖａ１，Ｖａ２，Ｖａ３  インバータ電圧
Ｖｎ１，Ｖｎ２，Ｖｎ３  擬似母線電圧
Ｉloop１，Ｉloop２，Ｉloop３  インバータ分担制御用電流
Ｖ０  母線電圧
Ｉｐ  横流
【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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