(57)【要約】【課題】需要負荷に電力を供給する無電源装置と、商用電源と、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機とからなる電力給電システムに好適な回路構成を提供する。【解決手段】コージェネレーションシステム６の構成機器としての発電機６ａの発電電力をリンク整流器９により直流電力に変換し、この直流電力を無停電電源装置８の交流／直流変換器８ａの直流側に供給するようにしたことで、この発電機６ａは商用電源１と連系運転をする必要がなく、従って、商用電源１の電圧外乱などの影響を受けることなく、安定な運転状態を維持できる。【選択図】        図１
2004336933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可逆の交流／直流変換回路とこの変換された直流電圧を所望の交流電圧に変換するＣＶＣＦインバータと前記交流／直流変換回路の直流側に接続される蓄電池とからなる無停電電源装置と、前記交流／直流変換回路の交流側に接続される商用電源などの受電系統と、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機と、この発電機の出力側と前記交流／直流変換回路の直流側との間に設置されるリンク整流器と、前記無停電電源装置，前記発電機，前記リンク整流器それぞれの動作状態を指令する動作制御回路とを備え、
前記無停電電源装置に接続される重要負荷の消費電力が前記発電機の出力容量より小さいときには、前記動作制御回路の動作信号により前記発電機から前記重要負荷に電力を供給するとともに、この発電機の余剰電力を前記受電系統に接続される一般負荷に供給することを特徴とする電力給電システム。
【請求項２】
可逆の交流／直流変換回路とこの変換された直流電圧を所望の交流電圧に変換するＣＶＣＦインバータと前記交流／直流変換回路の直流側に接続される蓄電池とからなる無停電電源装置と、前記交流／直流変換回路の交流側に接続される商用電源などの受電系統と、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機と、この発電機の出力側と前記交流／直流変換回路の直流側との間に設置されるリンク整流器と、前記無停電電源装置，前記発電機，前記リンク整流器それぞれの動作状態を指令する動作制御回路とを備え、
前記受電系統からピーク電力カットの要請が発せられているときには、前記動作制御回路からの動作信号により前記発電機は前記無停電電源装置に接続される重要負荷と前記受電系統に接続される一般負荷の双方に電力を供給することを特徴とする電力給電システム。
【請求項３】
可逆の交流／直流変換回路とこの変換された直流電圧を所望の交流電圧に変換するＣＶＣＦインバータと前記交流／直流変換回路の直流側に接続される蓄電池とからなる無停電電源装置と、前記交流／直流変換回路の交流側に接続される商用電源などの受電系統と、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機と、この発電機の出力側と前記交流／直流変換回路の直流側との間に設置されるリンク整流器と、前記無停電電源装置，前記発電機，前記リンク整流器それぞれの動作状態を指令する動作制御回路とを備え、
前記コージェネレーションシステムから発電指令が発せられているときには、前記動作制御回路からの動作信号により前記発電機を運転状態にするとともに、この発電電力を前記無停電電源装置に接続される重要負荷と前記受電系統に接続される一般負荷の双方、または、前記重要負荷のみに供給することを特徴とする電力給電システム。
【請求項４】
可逆の交流／直流変換回路とこの変換された直流電圧を所望の交流電圧に変換するＣＶＣＦインバータと前記交流／直流変換回路の直流側に接続される蓄電池とからなる無停電電源装置と、前記交流／直流変換回路の交流側に接続される商用電源などの受電系統と、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機と、この発電機の出力側と前記交流／直流変換回路の直流側との間に設置されるリンク整流器と、前記無停電電源装置，前記発電機，前記リンク整流器それぞれの動作状態を指令する動作制御回路とを備え、
前記発電機が運転中には、前記動作制御回路からの動作信号により前記交流／直流変換回路の直流側から前記蓄電池に向かって流れる電流をほぼ零にすることを特徴とする電力給電システム。
【請求項５】
可逆の交流／直流変換回路とこの変換された直流電圧を所望の交流電圧に変換するＣＶＣＦインバータと前記交流／直流変換回路の直流側に接続される蓄電池とからなる無停電電源装置と、前記交流／直流変換回路の交流側に接続される商用電源などの受電系統と、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機と、この発電機の出力側と前記交流／直流変換回路の直流側との間に設置されるリンク整流器と、前記無停電電源装置，前記発電機，前記リンク整流器それぞれの動作状態を指令する動作制御回路とを備え、
前記受電系統が停電状態のときには、前記動作制御回路からの動作信号により前記発電機を運転状態にするとともに、この発電電力を前記無停電電源装置に接続される重要負荷のみに供給することを特徴とする電力給電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、交流／直流変換回路とこの変換された直流電圧を所望の交流電圧に変換するＣＶＣＦインバータと前記交流／直流変換回路の直流側に接続される蓄電池とからなる無停電電源装置と、前記交流／直流変換回路の交流側に接続される商用電源などの受電系統と、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機とからなる電力給電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の電力給電システムでは、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機の出力は商用電源などの受電系統に接続される構成が一般的である。（例えば、特許文献１参照）
図５は、前記特許文献１を含む従来の電力給電システムの回路構成図を示し、１は電力系統としての商用電源、２は商用電源１と図示の受電系統との間に設置される遮断器、３は一般負荷２０と前記受電系統との間に設置される遮断器、４は重要負荷３０に瞬時電圧低下や停電の影響を及ぼさないようにするために設置され、直流電圧または直流電流が制御可能な交流／直流変換器４ａとＣＶＣＦインバータ４ｂと蓄電池４ｃとからなる無停電電源装置、５は前記交流／直流変換器４ａの交流側に一端が接続される遮断器、６は熱エネルギーにより駆動される原動機６ａとこの原動機６ａに連結された発電機６ｂなどを構成機器としたコージェネレーションシステム、７は発電機６ｂの出力に一端が接続される遮断器、１０は前記受電系統と遮断器５，７それぞれの他端との間に設置され、高速に遮断することが可能なＡＣスイッチ、１１は商用電源１の停電を検出し、このときにはＡＣスイッチ１０に遮断指令を発する停電検出器、１２は商用電源１の電圧と発電機６ｂの出力電圧とを同期させるために、原動機６ａ，発電機６ｂそれぞれの動作状態を制御する連系運転制御回路である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−６１２３８号公報（第４頁−６頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示した従来の電力給電システムによると、商用電源１とコージェネレーションシステム６の構成機器としての発電機６ａとは連系運転を必要とし、従って、例えば商用電源１に停電が発生したときには、法的規制などにより、いわゆる単独運転を防止するために発電機６ｂも停止せざるを得えないため、無停電電源装置４を構成する蓄電池４ａの容量も重要負荷３０が消費する電力を十分に供給するために大型化し、従って高価格になるという問題があった。
【０００５】
また、商用電源１の電圧急変などの外乱による発電機６ｂへの影響を最小限にして発電機６ｂを安定に運転するために、高速に遮断することが可能なＡＣスイッチ１０を図示の位置に備える必要があり、このＡＣスイッチ１０は大電流の電力用半導体素子などから形成されることから高価であるという問題もあった。
【０００６】
この発明の目的は、上記問題点を解消するコージェネレーションシステムの構成機器としての発電機を含む電力給電システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、可逆の交流／直流変換回路とこの変換された直流電圧を所望の交流電圧に変換するＣＶＣＦインバータと前記交流／直流変換回路の直流側に接続される蓄電池とからなる無停電電源装置と、前記交流／直流変換回路の交流側に接続される商用電源などの受電系統と、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機と、この発電機の出力側と前記交流／直流変換回路の直流側との間に設置されるリンク整流器と、前記無停電電源装置，前記発電機，前記リンク整流器それぞれの動作状態を指令する動作制御回路とを備え、
前記無停電電源装置に接続される重要負荷の消費電力が前記発電機の出力容量より小さいときには、前記動作制御回路からの動作信号により前記発電機から前記重要負荷に電力を供給するとともに、この発電機の余剰電力を前記受電系統に接続される一般負荷に供給することを特徴とした電力給電システムにする。
【０００８】
第２の発明は前記機器それぞれを備え、前記受電系統からピーク電力カットの要請が発せられているときには、前記動作制御回路からの動作信号により前記発電機は前記無停電電源装置に接続される重要負荷と前記受電系統に接続される一般負荷の双方に電力を供給することを特徴とした電力給電システムにする。
【０００９】
第３の発明は前記機器それぞれを備え、前記コージェネレーションシステムから発電指令が発せられているときには、前記動作制御回路からの動作信号により前記発電機を運転状態にするとともに、この発電電力を前記無停電電源装置に接続される重要負荷と前記受電系統に接続される一般負荷の双方、または、前記重要負荷のみに供給することを特徴とした電力給電システムにする。
【００１０】
第４の発明は前記機器それぞれを備え、前記発電機が運転中には、前記動作制御回路からの動作信号により前記交流／直流変換回路の直流側から前記蓄電池に向かって流れる電流をほぼ零にすることを特徴とした電力給電システムにする。
【００１１】
第５の発明は前記機器それぞれを備え、前記受電系統が停電状態のときには、前記動作制御回路からの動作信号により前記発電機を運転状態にするとともに、この発電電力を前記無停電電源装置に接続される重要負荷のみに供給することを特徴とした電力給電システムにする。
【００１２】
この発明によれば、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機の出力端はリンク整流器を介して無停電電源装置の可逆の交流／直流変換回路の直流側に接続する構成にしたことにより、前記発電機は商用電源と連系運転する必要がないことから安定な運転ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の電力給電システムの実施の形態を示す回路構成図であり、この図において、図５に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００１４】
すなわち、図１に示した電力給電システムでは従来の無停電電源装置４に代えて、ＰＷＭ整流器などから形成され、可逆で且つ直流電圧または直流電流が制御可能な交流／直流変換器８ａと、ＣＶＣＦインバータ８ｂと、蓄電池８ｃとからなる無停電電源装置８を備え、また、コージェネレーションシステム６の構成機器としての発電機６ｂの出力端は遮断器７と、直流電圧または直流電流が制御可能なリンク整流器７とを介して無停電電源装置８の交流／直流変換回路８ａの直流側に接続する構成にし、さらに、商用電源１，コージェネレーションシステム６，無停電電源装置８，リンク整流器９それぞれの状態信号からコージェネレーションシステム６，無停電電源装置８，リンク整流器９それぞれの動作信号を指令する動作制御回路４０を備えている。
【００１５】
図１に示したこの発明の電力給電システムの動作を、図２〜図４に示す電力の流れ図を参照しつつ、以下に説明する。
【００１６】
なお、図２〜図４において、破線矢印は電力の流れる方向を示している。
【００１７】
先ず、図２は商用電源１が健全で、重要負荷３０の消費電力がコージェネレーションシステム６の発電容量より大きいときの電力の流れ図であって、このときには商用電力１の電力は受電系統を介して一般負荷２０に給電するとともに、無停電電源装置８の交流／直流変換器を介して重要負荷３０にも給電する。この動作状態のときには、コージェネレーションシステム６の発電機は定格出力以下の状態で、このときの発電電力はリンク整流器９を介することにより直流電力に変換され、この直流電力は無停電電源装置８のＣＶＣＦインバータを介して重要負荷３０に供給されるとともに、無停電電源装置８の蓄電池にも供給される。従って、無停電電源装置８の交流／直流変換器から前記蓄電池への充電電流はほぼ零の状態になっている。
【００１８】
次に、図３は商用電源１が健全で、重要負荷３０の消費電力がコージェネレーションシステム６の発電容量より小さいときの電力の流れ図であって、このときには、コージェネレーションシステム６の発電機は定格出力以下の状態で、この発電機とリンク整流器９とによって得られる直流電力は、無停電電源装置８のＣＶＣＦインバータを介して重要負荷３０に供給されるとともに、無停電電源装置８の蓄電池にも供給され、さらに、余剰の直流電力は無停電電源装置８の交流／直流変換器を介して一般負荷２０にも供給される。また、一般負荷２０には商用電力１からも給電される。従って、このときにも、無停電電源装置８の交流／直流変換器から前記蓄電池への充電電流はほぼ零の状態になっている。
【００１９】
また、図４は商用電源１の停電が発生したときの電力の流れ図であって、このときには、コージェネレーションシステム６の発電機は定格出力以下の状態で、この発電機とリンク整流器９とによって得られる直流電力と、無停電電源装置８の蓄電池から得られる直流電力とを加算した直流電力が無停電電源装置８のＣＶＣＦインバータを介して重要負荷３０に供給される。また、このときには一般負荷２０への給電も停止される。
【００２０】
なお、図２〜図４に示した電力の流れ図の動作例では、コージェネレーションシステム６の発電機は常時運転状態にあることから、無停電電源装置８の蓄電池の容量は小さくでき、また、重要負荷３０に対して、商用電源１の瞬時停電が補償できる程度の容量でよい場合には、蓄電池に代えて小型，安価な電気二重層コンデンサに置き換えることも可能である。
【００２１】
また、図１に示したこの発明の電力給電システムにおいては、前記受電系統でのピーク電力カットの要請が発せられているときには、動作制御回路４０により図３の電力の流れ図と同様の動作状態にして、コージェネレーションシステム６の発電機６ｂは定格電力以下の状態で、このときの発電電力がリンク整流器９を介して無停電電源装置８に接続される重要負荷３０と前記受電系統の一般負荷２０の双方に供給することにより、このピーク電力カットの要請に対応することができる。
【００２２】
さらに、図１に示したこの発明の電力給電システムにおいては、コージェネレーションシステム６の図示しない熱負荷などから要請で発電指令が発せられたときには、動作制御回路４０によりコージェネレーションシステム６の発電機６ｂを運転状態にするとともに、図２の流れ図に示す如く、この発電電力がリンク整流器９を介することにより、無停電電源装置８に接続される重要負荷３０のみに供給する動作状態、または図３の流れ図に示す如く、重要負荷３０と一般負荷２０の双方に供給する動作状態にすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明によれば、コージェネレーションシステムの構成機器としての発電機の出力端はリンク整流器を介して無停電電源装置の可逆の交流／直流変換回路の直流側に接続する構成にしたことにより、前記発電機は商用電源と連系運転する必要がないことから、極一般的な発電機の制御方法でも安定な運転ができ、また、前記無停電電源装置を構成する蓄電池の容量もより少なくすることができることからシステム全体の動作信頼性が改善されるとともに、小型，低価格にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す電力給電システムの回路構成図
【図２】図１の動作を説明する電力の流れ図
【図３】図１の動作を説明する電力の流れ図
【図４】図１の動作を説明する電力の流れ図
【図５】従来例を示す電力給電システムの回路構成図
【符号の説明】
１…商用電源、２，３，５，７…遮断器、４，８…無停電電源装置、６…コージェネレーションシステム、９…リンク整流器、１０…ＡＣスイッチ、１１…停電検出器、１２…連系運転制御回路、２０…一般負荷、３０…重要負荷、４０…動作制御回路。
【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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