(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電力特性を有する負荷に電力を供給する１つ又は複数の電源と、
所定の値以上の出力電流Ｉｏを出力する必要がある場合に、出力電圧Ｖｏを垂下させて前記出力電流Ｉｏを増加させる定電力垂下特性を有し、前記負荷へ電力を供給する、単独又は並列接続されたｎ台（但し、ｎ；自然数）の電源ユニットと、
前記負荷へ印加する負荷電圧Ｖｌと前記負荷へ供給する負荷電流Ｉ１との検出値から、前記負荷の消費する負荷電力Ｐｌを算出し、この算出した負荷電力Ｐｌに応じて、前記電源の出力電力Ｐｂが任意の値になるように、前記電源ユニット１台当たりの最大出力電力（Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎ）である垂下電力Ｐｓｅｔを制限し、前記ｎ台の電源ユニットの前記定電力垂下特性を制御することにより、前記ｎ台の電源ユニットと前記１つ又は複数の電源とからの出力電力又は出力電流の比率を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ｎと、前記電源ユニットの垂下電力Ｐｓｅｔの値と、前記電源の最大出力電力量Ｗｂ＿ｍａｘの値と、を設定する条件設定手段と、
所定のサンプリング時間毎に、前記負荷電流Ｉｌ（ｉ）と、前記ｎ台の電源ユニットの単独又は合流された出力電流Ｉｏ（ｉ）と、を検出する電流検出手段と、
前記所定のサンプリング時間毎に、前記負荷電圧Ｖｌ（ｉ）と、前記電源の出力電圧Ｖｂ（ｉ）と、を検出する電圧検出手段と、
検出された前記負荷電流Ｉｌ（ｉ）、前記ｎ台の電源ユニットの出力電流Ｉｏ（ｉ）、前記負荷電圧Ｖｌ（ｉ）、及び前記電源の出力電圧Ｖｂ（ｉ）に基づき、前記電源の出力電力量Ｗｂ（ｉ）を算出し、前記電源の出力電力量Ｗｂ（ｉ）が前記電源の最大出力電力量Ｗｂ＿ｍａｘよりも大きくなったときに、前記電源ユニットの垂下電力Ｐｓｅｔの制限を解除した後に前記電源の出力を停止させる演算制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ｎと、前記電源ユニットの垂下電力Ｐｓｅｔの値と、前記電源の出力電力Ｐｂ＿ｓｅｔ及び出力停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎと、前記電源の最大出力電力量Ｗｂ＿ｍａｘの値と、を設定する条件設定手段と、
所定のサンプリング時間毎に、前記負荷電流Ｉｌ（ｉ）と、前記ｎ台の電源ユニットの単独又は合流された出力電流Ｉｏ（ｉ）と、を検出する電流検出手段と、
前記所定のサンプリング時間毎に、前記負荷電圧Ｖｌ（ｉ）と、前記電源の出力電圧Ｖｂ（ｉ）と、を検出する電圧検出手段と、
検出された前記負荷電流Ｉｌ（ｉ）、前記ｎ台の電源ユニットの出力電流Ｉｏ（ｉ）、前記負荷電圧Ｖｌ（ｉ）、及び前記電源の出力電圧Ｖｂ（ｉ）に基づき、前記電源の出力電力量Ｗｂ（ｉ）、負荷電力Ｐｌ（ｉ）、前記ｎ台の電源ユニットの合計の最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ、及び前記電源ユニットの垂下電力Ｐｓｅｔを算出し、前記電源の出力電力量Ｗｂ（ｉ）と前記電源の最大出力電力量Ｗｂ＿ｍａｘとを比較し、この比較結果がＷｂ（ｉ）≧Ｗｂ＿ｍａｘのときには、前記電源ユニットの垂下電力Ｐｓｅｔの制限を解除した後に前記電源の出力を停止させ、前記比較結果がＷｂ（ｉ）＜Ｗｂ＿ｍａｘのときには、前記負荷電力Ｐｌ（ｉ）と前記電源の出力電力Ｐｂ＿ｓｅｔとを比較し、この比較結果がＰｌ（ｉ）≦Ｐｂ＿ｓｅｔのときには、前記電源ユニットの出力電圧Ｖｏを前記電源の出力停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎに設定し、前記比較結果がＰｌ（ｉ）＞Ｐｂ＿ｓｅｔのときには、前記ｎ台の電源ユニットの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘを算出し、前記電源ユニットの最大出力電力Ｐｓｅｔ（＝Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎ）を算出すると共に、前記電源ユニットの最大出力電力Ｐｓｅｔを前記条件設定手段に設定させる演算制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ｎと、前記電源ユニットの垂下電力Ｐｓｅｔの値と、前記複数の電源の内の第１電源の最大出力電力Ｐｐｖ＿ｍａｘの値と、前記複数の電源の内の第２電源の最大出力電力Ｐｂ＿ｍａｘ及び出力停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎと、前記第２電源の最大出力電力量Ｗｂ＿ｍａｘの値と、を設定する条件設定手段と、
所定のサンプリング時間毎に、前記負荷電流Ｉｌ（ｉ）と、前記ｎ台の電源ユニットｎの単独又は合流された出力電流Ｉｏ（ｉ）と、前記第１電源の出力電流Ｉｐｖ（ｉ）と、を検出する電流検出手段と、
前記所定のサンプリング時間毎に、前記負荷電圧Ｖｌ（ｉ）と、前記第１電源の出力電圧Ｖｐｖ（ｉ）と、前記第２電源の出力電圧Ｖｂ（ｉ）と、を検出する電圧検出手段と、
検出された前記負荷電流Ｉｌ（ｉ）、前記ｎ台の電源ユニットの出力電流Ｉｏ（ｉ）、前記第１電源の出力電流Ｉｐｖ（ｉ）、前記負荷電圧Ｖｌ（ｉ）、前記第１電源の出力電圧Ｖｐｖ（ｉ）、及び前記第２電源の出力電圧Ｖｂ（ｉ）に基づき、負荷電力Ｐｌ（ｉ）、前記第２電源の出力電力量Ｗｂ（ｉ）、前記ｎ台の電源ユニットの合計の最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ、及び前記電源ユニットの垂下電力Ｐｓｅｔを算出し、前記第２電源の出力電力量Ｗｂ（ｉ）と前記第２電源の最大出力電力量Ｗｂ＿ｍａｘとを比較し、この比較結果がＷｂ（ｉ）≧Ｗｂ＿ｍａｘのときには、前記電源ユニットの出力電圧Ｖｏ及び垂下電力Ｐｓｅｔの制限を解除した後に前記第２電源の出力を停止させ、前記比較結果がＷｂ（ｉ）＜Ｗｂ＿ｍａｘのときには、前記負荷電力Ｐｌ（ｉ）と前記第１電源の最大出力電力Ｐｐｖ＿ｍａｘとを比較し、この比較結果がＰｌ（ｉ）≦Ｐｐｖ＿ｍａｘのときには、前記条件設定手段により、前記電源ユニットの出力電圧Ｖｏを前記第２電源の出力停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎに設定させ、前記比較結果がＰｌ（ｉ）＞Ｐｐｖ＿ｍａｘのときには、前記ｎ台の電源ユニットの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘを算出すると共に、前記電源ユニットの最大出力電力Ｐｓｅｔ（＝Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎ）を算出し、前記電源ユニットの最大出力電力Ｐｓｅｔを前記条件設定手段に設定させる演算制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項５】
前記電源ユニットは、交流電力を直流電力に変換するコンバータにより構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項６】
前記電源ユニットは、直流電力を所定の直流電力に変換するコンバータにより構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項７】
前記電源は、蓄電池であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項８】
前記第２電源は、蓄電池であり、
前記第１電源は、前記蓄電池以外の太陽光発電コンバータを含む分散型電源である、
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源ユニットと蓄電池等の１つ又は複数の電源とから、負荷へ電力を供給する電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１には、電源ユニット及び蓄電池等の複数の電源が、互いに接続されて負荷へ電力を供給する電源装置が記載されている。この種の電源装置では、負荷へ給電する電源に供給優先順位を付けるために、各々の電源の出力部に出力電圧を制限する回路を設けることで電位差を発生させ、出力電圧の高い電源から優先的に負荷へ電力を供給するようになっている。例えば、電源ユニットと蓄電池とで構成された電源装置においては、電源ユニットの出力電圧を蓄電池の出力電圧よりも低くすることで、蓄電池から負荷へ電力が供給される。
【０００３】
又、特許文献２には、電源ユニットの出力電圧を可変することで、電源ユニット及び蓄電池等の他の電源からの出力電流又は出力電力の比率を制御する方式が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６８８１４号公報
【特許文献２】特許第５４８０３４３号公報（特開２０１４−４２４１７号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の特許文献１に記載された電源装置では、各々の電源の出力部に出力電圧を制限する回路を設ける必要があり、回路及びその制御が複雑になる。又、蓄電池以外に太陽光発電コンバータ等の別の電源が追加で接続された場合において、例えば、出力電圧を供給優先順に、
太陽光＞蓄電池＞電源ユニット
に設定した場合、太陽光発電コンバータの出力電力が天候により負荷電力よりも低下した場合、蓄電池が電源ユニットの出力電圧に到達するまでは不足電力分を全て補って放電してしまう。そのため、放電電流の急激な増加や充放電の繰り返しにより、蓄電池の劣化を早めてしまう虞がある。
【０００６】
前記の電源ユニットと蓄電池の双方で供給電力を分担することができないという課題を解決するために、従来の特許文献２に記載された電源装置では、前記の電源ユニットに代えて、出力電圧の可変可能な整流器を設け、この整流器と蓄電池の双方で供給電力を分担可能にしている。しかし、負荷の消費する負荷電力や、太陽光発電コンバータの出力電力が大きく変動した場合等において、負荷電力よりも出力電力が大きいときは蓄電池が充電、小さいときは蓄電池が放電することにより、蓄電池の電圧が変動するため、その変動に柔軟に対応できないという課題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、従来の課題を解決し、電源ユニットと他の電源との双方で、負荷への供給電力又は供給電流を簡易且つ的確に分担することが可能な電源装置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】
【０００８】
本発明の電源装置は、定電力特性を有する負荷に電力を供給する１つ又は複数の電源と、単独又は並列接続されたｎ台（但し、ｎ；自然数）の電源ユニットと、制御部と、を備えている。
【０００９】
ここで、前記ｎ台の電源ユニットは、所定の値以上の出力電流Ｉｏを出力する必要がある場合に、出力電圧Ｖｏを垂下させて前記出力電流Ｉｏを増加させる定電力垂下特性を有し、前記負荷へ電力を供給するものである。更に、制御部は、前記負荷へ印加する負荷電圧Ｖｌと前記負荷へ供給する負荷電流Ｉ１との検出値から、前記負荷の消費する負荷電力Ｐｌを算出し、この算出した負荷電力Ｐｌに応じて、前記電源の出力電力Ｐｂが任意の値になるように、前記電源ユニット１台当たりの最大出力電力（Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎ）である垂下電力Ｐｓｅｔを制限し、前記ｎ台の電源ユニットの前記定電力垂下特性を制御することにより、前記ｎ台の電源ユニットと前記１つ又は複数の電源とからの出力電力又は出力電流の比率を制御するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電源装置によれば、次の（１）〜（４）のような効果がある。
（１）  負荷電圧及び負荷電流の計測値から算出される負荷電力に応じて、電源ユニットの垂下電力を任意の値に制限するようにしている。そのため、電源ユニットの出力電圧を電源電圧（例えば、蓄電池電圧）の状態に応じて可変することなく、電源ユニットと電源（例えば、蓄電池）からの出力電力又は出力電流の比率を制御することが可能となる。
【００１１】
（２）  蓄電池や太陽光発電コンバータ等の電源と電源ユニットとにより、負荷供給電力を分担しながら供給することが可能となり、電源の出力電力を最適に制御することが可能となる。
【００１２】
（３）  従来の出力電圧制御と比較して、例えば、蓄電池放電電力を制限しながら放電することができるため、蓄電池等の電源の劣化を抑制する効果が期待できる。
【００１３】
（４）  出力電力と略比例関係にある電源ユニットの入力電力を抑制することが可能となり、使用電力ピーク時の受電電力削減等、省エネルギー化に貢献することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の実施例１における電源装置の概略を示す構成図である。
【図２】図２は図１中の電源ユニット１０の概略を示す構成図である。
【図３】図３は図１中の電源ユニット１０の垂下特性と蓄電池５１の放電電流Ｉｂの関係を示す図である。
【図４】図４は図１の電源装置２における電源出力制限（入力電力ピークカット制御）時の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明の実施例２における電源装置の概略を示す構成図である。
【図６】図６は図５の電源装置２Ａにおける電源出力制限（入力電力ピークカット制御）時の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は本発明の実施例３における電源装置の概略を示す構成図である。
【図８】図８は図７の電源装置２Ｂにおける蓄電池出力一定（放電電力制御）時の動作を示すフローチャートである。
【図９】図９は本発明の実施例４における電源装置の概略を示す構成図である。
【図１０】図１０は図９の電源装置２Ｃにおける太陽光発電コンバータ優先時の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１６】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における電源装置の概略を示す構成図である。
【００１７】
交流（以下「ＡＣ」という。）電源１には、電源装置２が接続されている。電源装置２は、ＡＣ電源１から供給されるＡＣ電力と、蓄電池５１から供給される直流（以下「ＤＣ」という。）電力と、を入力し、負荷５２の消費電力である負荷電力をその負荷５２へ供給するＤＣの無停電電源装置である。
【００１８】
ＡＣ電源１は、例えば、商用のＡＣ単相２００Ｖ又はＡＣ三相２００Ｖであり、これに対応して、電源装置２も、ＡＣ単相用又はＡＣ三相用のＤＣ電源装置である。なお、説明を簡単にするために、以下、ＡＣ電源１はＡＣ単相２００Ｖであり、電源装置２も、ＡＣ単相用の電源装置であるとして説明する。
【００１９】
電源装置２は、ＡＣ電源１に接続された入力端子３を有し、この入力端子３に、１台の電源ユニット１０が接続されている。電源ユニット１０は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換してＤＣの出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏを出力するＡＣ／ＤＣコンバータである。電源ユニット１０は、設定される垂下電力Ｐｓｅｔに基づき、その所定の値以上の出力電流Ｉｏを出力する必要がある場合に、出力電圧Ｖｏを垂下させて出力電流Ｉｏを増加させる定電力垂下特性を有し、更に、運転状態を表す運転状態信号Ｓ１０を出力する機能を有している。
【００２０】
電源ユニット１０の出力側には、出力端子３６と入出力端子３７とが分岐接続され、その出力端子３６に、負荷５２が接続され、更に、その入出力端子３７に、分散型電源としての蓄電池５１が接続される。出力端子３６からは、負荷電圧Ｖｌ及び負荷電流Ｉｌが出力される。入出力端子３７は、蓄電池５１の出力電流である放電電流Ｉｂ、及び出力電圧である放電電圧Ｖｂを入力、又は、蓄電池５１への充電電圧及び充電電流を出力する端子である。
【００２１】
電源ユニット１０の出力側と出力端子３６との間には、電流検出器３１、接続点３２、電流検出器３３、及び電圧検出器３４が設けられ、更に、接続点３２と入出力端子３７との間に、電圧検出器３５が設けられている。
【００２２】
電流検出器３１は、電源ユニット１０の出力電流Ｉｏを検出してこの出力電流Ｉｏに対応した電圧の電流検出信号Ｓ３１を出力するものである。電流検出器３３は、負荷電流Ｉｌを検出してこの負荷電流Ｉｌに対応した電圧の電流検出信号Ｓ３３を出力するものである。電流検出器３１，３３は、ホール効果素子等により構成されている。
【００２３】
電圧検出器３４は、負荷電圧Ｖｌを検出してこの負荷電圧Ｖｌに対応した電圧の電圧検出信号Ｓ３４を出力するものである。更に、電圧検出器３５は、蓄電池５１の放電電圧Ｖｂを検出してこの放電電圧Ｖｂに対応した電圧の電圧検出信号３５を出力するものである。電圧検出器３４，３５は、抵抗分圧回路等により構成されている。
【００２４】
電流検出器３１，３３及び電圧検出器３４，３５の出力側には、制御部としての監視制御部４０が接続されている。監視制御部４０は、電流検出器３１，３３の電流検出信号Ｓ３１，Ｓ３３、電圧検出器３４，３５の電圧検出信号Ｓ３４，Ｓ３５、及び電源ユニット１０の運転状態信号Ｓ１０を入力し、電源ユニット１０の運転状態を監視すると共に、電源ユニット１０に対して所定の垂下電力Ｐｓｅｔを設定してその電源ユニット１０の定電力垂下特性を制御することにより、電源ユニット１０と蓄電池５１とからの出力電力又は出力電流の比率を制御する機能等を有している。
【００２５】
監視制御部４０は、電流検出手段としての電流監視部４１、電圧検出手段としての電圧監視部４２、運転状態監視手段としての運転状態監視部４３、条件設定手段としての条件設定部４４、演算制御手段としての演算部４５、及び、条件設定手段としての垂下電力設定部４６を有し、例えば、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）等で構成されている。
【００２６】
電流監視部４１は、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電流検出器３１の電流検出信号Ｓ３１を入力して出力電流Ｉｏを検出すると共に、電流検出器３３の電流検出信号Ｓ３３を入力して負荷電流Ｉｌを検出し、その出力電流Ｉｏ及び負荷電流Ｉｌを監視する機能を有している。電圧監視部４２は、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電圧検出器３４の電圧検出信号Ｓ３４を入力して負荷電圧Ｖｌを検出すると共に、電圧検出器３５の電圧検出信号Ｓ３５を入力して放電電圧Ｖｂを検出し、その負荷電圧Ｖｌ及び放電電圧Ｖｂを監視する機能を有している。
【００２７】
運転状態監視部４３は、電源ユニット１０から出力される運転状態信号Ｓ１０を入力して電源ユニット１０の正常又は故障の状態を監視し、故障の時には警報信号等を出力する機能を有している。条件設定部４４は、電源ユニット１０の最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘである垂下電力Ｐｓｅｔ、及び、蓄電池５１の最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘを設定する機能を有している。
【００２８】
演算部４５は、負荷５２の消費電力である現在の負荷電力Ｐｌ（ｉ）、蓄電池５１の現在の放電電力Ｐｂ（ｉ）、及び蓄電池５１の現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）を演算する機能や、現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）が最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘよりも大きいか否か（Ｗｂ（ｉ）≧Ｗｂ＿ｍａｘ）を判定する機能を有している。更に、垂下電力設定部４６は、垂下電力Ｐｓｅｔを電源ユニット１０に対して設定する機能を有している。
【００２９】
図２（ａ）〜（ｄ）は、図１中の電源ユニット１０の概略を示す構成図であり、同図（ａ）は、電源ユニット１０の全体の構成、同図（ｂ）は、同図（ａ）中の出力電圧安定化回路１８の構成例、同図（ｃ）は、同図（ａ）中の垂下制御回路１９の構成例、及び、同図（ｄ）は、同図（ａ）中のＰＷＭ制御回路２２の構成例をそれぞれ示す図である。
【００３０】
電源ユニット１０は、ＡＣ電源１から供給されるＡＣ電圧を入力する２つの入力端子１１ａ，１１ｂを有し、この入力端子１１ａ，１１ｂに、整流回路１２が接続されている。整流回路１２は、入力されるＡＣ電圧を整流してＤＣ電圧を出力する回路であり、ダイオードブリッジ回路等により構成されている。整流回路１２の＋側出力端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介して、整流回路１２の−側出力端子に接続されている。
【００３１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、変圧器（以下「トランス」という。）１３ａと、このトランス１３ａの１次巻線１３ａ１に直列に接続されたパワーＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子１３ｂ等と、を有している。トランス１３ａは、巻数Ｎｐの１次巻線１３ａ１と、巻数Ｎｓの２次巻線１３ａ２と、により構成されている。スイッチング素子１３ｂと整流回路１２の−側出力端子との間には、電流検出器１４が設けられている。電流検出器１４は、１次側のＤＣ電流Ｉｄを検出してこのＤＣ電流Ｉｄに対応した電圧の電流検出信号Ｓ１４を出力するものであり、ホール効果素子等により構成されている。
【００３２】
トランス１３ａにおける２次巻線１３ａ２の２つの電極には、整流・平滑回路１５が接続されている。整流・平滑回路１５は、２次巻線１３ａ２の出力電圧を整流する２つの整流ダイオード１５ａ，１５ｂと、その整流された電圧を平滑するチョークコイル１５ｃ及び平滑コンデンサ１５ｄと、を有している。整流・平滑回路１５の＋側出力端子及び−側出力端子には、ＤＣの出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏを出力する＋側出力端子１６ａ及び−側出力端子１６ｂが接続されている。−側出力端子１６ｂは、グランドＧＮＤに接続されている。整流・平滑回路１５の＋側出力端子と＋側出力端子１６ａとの間には、電圧検出器１７が設けられている。電圧検出器１７は、出力電圧Ｖｏを検出してこの出力電圧Ｖｏに対応した電圧の電圧検出信号Ｓ１７を出力するものであり、抵抗分圧回路等により構成されている。
【００３３】
電圧検出器１７の出力側には、出力電圧安定化回路１８及び垂下制御回路１９が接続されている。出力電圧安定化回路１８は、例えば、誤差増幅器１８ａ等で構成され、電圧検出信号Ｓ１７及び基準電圧Ｖｒｅｆを入力し、これらの電圧検出信号Ｓ１７と基準電圧Ｖｒｅｆとを誤差増幅器１８ａで比較して、この比較結果が零になるような安定化信号Ｓ１８を出力する回路である。
【００３４】
垂下制御回路１９は、垂下電力Ｐｓｅｔを負荷電力未満に設定すると、定電力垂下モードになり、電流検出信号Ｓ１４及び電圧検出信号Ｓ１７に基づき、その垂下電力Ｐｓｅｔを維持するような出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏを出力端子１６ａ，１６ｂから出力させるような垂下制御信号Ｓ１９を出力する回路である。垂下制御回路１９は、例えば、乗算器１９ａ及び誤差増幅器１９ｂ等により構成されている。乗算器１９ａは、電圧検出信号Ｓ１７と、出力電流Ｉｏに対応する電圧信号（＝電流検出信号Ｓ１４×Ｎｐ／Ｎｓ、但し、Ｎｐ／Ｎｓはトランス１３ａの１次巻線Ｎｐと２次巻線Ｎｓとの巻数比）と、を乗算し、この乗算結果である乗算信号Ｓ１９ａを出力する回路である。誤差増幅器１９ｂは、乗算信号Ｓ１９ａと垂下電力Ｐｓｅｔとを比較し、この比較結果が零になるような垂下制御信号Ｓ１９を出力する回路である。
【００３５】
出力電圧安定化回路１８及び垂下制御回路１９の出力側には、それぞれ逆電流阻止用のダイオード２０，２１を介して、パルス幅変調（以下「ＰＷＭ」という。）制御回路２２が接続されている。ＰＷＭ制御回路２２は、例えば、コンパレータ２２ａ等により構成され、コンパレータ２２ａにより、ダイオード２０又は２１を介して入力される安定化信号Ｓ１８又は垂下制御信号Ｓ１９を、基準となる三角波信号ＣＰｓと比較し、オンデューティが可変されたＰＷＭ信号Ｓ２２を出力して、スイッチング素子１３ｂをオン／オフ動作させる回路である。
【００３６】
なお、電源ユニット１０では、図示しない監視部により、出力端子１６ａ，１６ｂから出力される出力電圧Ｖｏを監視して、正常に運転しているか、あるいは故障しているかの運転状態を表す運転状態信号Ｓ１０を、図１中の監視制御部４０へ出力する機能を有している。
【００３７】
（電源ユニットの垂下特性と蓄電池の出力電流の関係）
図３は、図１中の電源ユニット１０の垂下特性と蓄電池５１の放電電流Ｉｂの関係を示す図である。
【００３８】
図３において、横軸は電流Ｉ及び縦軸は電圧Ｖである。横軸のＩｏは電源ユニット１０の出力電流、Ｉｌは負荷電流、Ｉｏ＿ｍａｘは電源ユニット１０の最大出力電流である。縦軸のＶｏは電源ユニット１０の出力電圧、Ｖｂは蓄電池４１の放電電圧である。実線の曲線は、電源ユニット１０の出力電力Ｐｏ（＝出力電圧Ｖｏ×出力電流Ｉｏ）を示し、その出力電力Ｐｏの移動後の曲線が破線で示されている。
【００３９】
電源ユニット１０は、通常運転時に定電圧出力モードＭＤ１となって定電圧の出力電圧Ｖｏを出力し、負荷５２の変動等によって所定値以上の出力電流Ｉｏを出力する必要がある場合には、定電力垂下モードＭＤ２となり、出力電圧Ｖｏを垂下させると共に出力電流Ｉｏを増加させて定電力の出力電力Ｐｏ（＝Ｖｏ×Ｉｏ）を出力する（定電力垂下特性）。電源ユニット１０は、更に、負荷５２の変動等によって出力電流Ｉｏが最大出力電流Ｉｏ＿ｍａｘを超えると、定電流垂下モードＭＤ３へ移行し、出力電圧Ｖｏが降下する（定電流垂下特性）。
【００４０】
負荷５２の消費する負荷電力Ｐｌは、電源ユニット１０の出力電圧Ｖｏ（＝Ｖｌ）の低下に伴って、
Ｐｌ＝Ｖｌ×Ｉｌ＝一定
の特性を示す。これに対して、電源ユニット１０の出力電力Ｐｏを、蓄電池５１の放電電力Ｐｂ
Ｐｂ＝Ｖｂ×Ｉｂ    （但し、Ｉｂ＝Ｉｌ−Ｉｏ）
が任意の値になるように、最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ（＝Ｖｏ×Ｉｏ）である垂下電力Ｐｓｅｔを調整（即ち、制限）することにより、電源ユニット１０の出力電力Ｐｏ（又は出力電流Ｉｏ）と蓄電池５１の放電電力Ｐｂ（又は放電電流Ｉｂ）とを任意の比率に制御することが可能となる。
【００４１】
（電源ユニットの動作）
図２の電源ユニット１０は、通常運転時において、次のように動作する。
電源ユニット１０において、ＡＣ電源１から供給されるＡＣ電圧が、入力端子１１ａ，１１ｂに入力されると、そのＡＣ電圧が、整流回路１２によってＤＣ電圧に整流される。整流されたＤＣ電圧は、ＰＷＭ信号Ｓ２２によってオン／オフ動作するスイッチング素子１３ｂにより、ＡＣ電圧に変換される。変換されたＡＣ電圧は、トランス１３ａによって所定のＡＣ電圧に変換される。変換されたＡＣ電圧は、ダイオード１５ａ，１５ｂによってＤＣ電圧に整流された後、チョークコイル１５ｃ及び平滑コンデンサ１５ｄによって平滑され、平滑されたＤＣの出力電流Ｉｏ及び出力電圧Ｖｏからなる出力電力Ｐｏが、出力端子１６ａ，１６ｂから出力される。
【００４２】
図１中の負荷５２の変動等により、電源装置２の出力端子３６，３７から出力される出力電圧Ｖｏが基準電圧Ｖｒｅｆから変動したとする。
【００４３】
出力電圧安定化回路１８は、電圧検出器１７の電圧検出信号Ｓ１７と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、この比較結果である安定化信号Ｓ１８が零になるように、ダイオード２０及びＰＷＭ制御回路２２を通して、ＰＷＭ信号Ｓ２２のオンデューティを変化させる。変化したオンデューティのＰＷＭ信号Ｓ２２により、スイッチング素子１３ｂがオン／オフ動作し、図３中の定電圧出力モードＭＤ１に示すように、出力電圧Ｖｏが一定値に維持され、出力端子１６ａ，１６ｂから出力される。
【００４４】
図１中の負荷５２が定電力特性を有し、電源ユニット１０の出力電圧Ｖｏが図３中の一定電圧より低下した場合の動作を説明する。
【００４５】
電源ユニット１０内の垂下制御回路１９は、図１中の垂下電力設定部４６によって垂下電力Ｐｓｅｔを負荷電力未満に設定すると、図３中の定電力垂下モードＭＤ２へ移行し、電源ユニット１０の出力電圧Ｖｏが蓄電池電圧Ｖｂまで低下して垂下電力Ｐｓｅｔを維持するような出力電流Ｉｏを出力させるように、ダイオード２１及びＰＷＭ制御回路２２を通して、ＰＷＭ信号Ｓ２２のオンデューティを可変し、スイッチング素子１３ｂをオン／オフ動作させて定電力動作を行わせる。
【００４６】
（電源装置の全体の動作）
図４は、図１の電源装置２における電源出力制限（入力電力ピークカット制御）時の動作を示すフローチャートである。このフローチャートでは、電源ユニット１０と蓄電池５１とが分担しあって負荷５２へ電力を供給する処理が示されている。
【００４７】
図４を参照しつつ、図１の電源装置２の全体の動作を説明する。
電源装置２の動作が開始されると、条件設定部４４は、ステップＳＰ１において、電源ユニット１０の垂下電力Ｐｓｅｔである最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘを設定し、次のステップＳＰ２において、蓄電池５１の最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘを設定し、ステップＳＰ３へ進む。
【００４８】
ステップＳＰ３において、電圧監視部４２は、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電圧検出器３４の電圧検出信号Ｓ３４を入力して現在の負荷電圧Ｖｌ（ｉ）を計測すると共に、電圧検出器３５の電圧検出信号Ｓ３５を入力して現在の放電電圧Ｖｂ（ｉ）を計測する。更に、電流監視部４１は、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電流検出器３３の電流検出信号Ｓ３３を入力して現在の負荷電流Ｉｌ（ｉ）を計測すると共に、電流検出器３１の電流検出信号Ｓ３１を入力して現在の電源ユニット１０の出力電流Ｉｏ（ｉ）を計測し、ステップＳＰ４〜ＳＰ７へ進む。
【００４９】
演算部４５は、ステップＳＰ４において、計測された現在の負荷電圧Ｖｌ（ｉ）と負荷電流Ｉｌ（ｉ）とから、現在の負荷電力Ｐｌ（ｉ）（＝Ｖｌ（ｉ）×Ｉｌ（ｉ））を算出し、ステップＳＰ５において、計測された現在の負荷電流Ｉｌ（ｉ）、電源ユニット１０の出力電流Ｉｏ（ｉ）、及び放電電圧Ｖｂ（ｉ）から、次式に従って、現在の放電電力Ｐｂ（ｉ）を算出する。
Ｐｂ（ｉ）＝Ｖｂ（ｉ）×（Ｉｌ（ｉ）−Ｉｏ（ｉ））
【００５０】
演算部４５は、ステップＳＰ６において、算出された現在の放電電力Ｐｂ（ｉ）と、サンプリング時間ｔと、算出済みの直前の放電電力量Ｗｂ（ｉ−１）と、から次式に従って、現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）を算出する。
Ｗｂ（ｉ）＝Ｗｂ（ｉ−１）＋Ｐｂ（ｉ）×ｔ
【００５１】
演算部４５は、更に、ステップＳＰ７において、算出された放電電力量Ｗｂ（ｉ）が、設定された最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘよりも大きいか否か（Ｗｂ（ｉ）≧Ｗｂ＿ｍａｘ）を判定し、大きくないときには（ＮＯ）、ステップＳＰ３の処理へ戻り、大きいときには（ＹＥＳ）、ステップＳＰ８へ進む。ステップＳＰ８において、垂下電力設定部４６は、ステップＳＰ１で設定された電源ユニット１０の最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘである垂下電力Ｐｓｅｔの制限を解除し、ステップＳＰ９へ進む。ステップＳＰ９において、蓄電池５１の放電が停止され、処理が終了する。
【００５２】
（実施例１の変形例）
出力電圧安定化回路１８及び垂下制御回路１９は、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）等により構成しても良い。
【００５３】
（実施例１の効果）
本実施例１の電源装置２によれば、次の（ａ）〜（ｄ）のような効果がある。
【００５４】
（ａ）  負荷電圧Ｖｌ及び負荷電流Ｉｌの計測値から算出される負荷電力Ｐｌに応じて、電源ユニット１０の垂下電力Ｐｓｅｔを任意の値に制限するようにしている。これにより、蓄電池５１と電源ユニット１０との出力電力配分又は出力電流配分を任意に調整することが可能となり、蓄電池５１からの放電電力Ｐｂ又は放電電流Ｉｂを最適に制御することが可能となる。
【００５５】
（ｂ）  負荷電力Ｐｌの変動や放電による蓄電池電圧の低下の影響を受けることなく、電源ユニット１０の出力電力Ｐｏ（系統からの入力電力）を一定に制御することが可能である。
【００５６】
（ｃ）  従来のような出力電圧制御と比較して、蓄電池５１の劣化を抑制する効果が期待できる。
【００５７】
（ｄ）  電源ユニット１０の出力電力Ｐｏと略比例関係にある電源ユニット１０の入力電力を抑制することが可能となり、使用電力ピーク時の受電電力削減等、省エネルギー化に貢献することも可能である。
【実施例２】
【００５８】
（実施例２の構成）
図５は、本発明の実施例２における電源装置の概略を示す構成図であり、実施例１の電源装置を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００５９】
本実施例２の電源装置２Ａでは、図１中の電源ユニット１０と同様の構成の複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎが、入力端子３に対して並列に接続されている。
【００６０】
各電源ユニット１０−１〜１０−ｎは、ＡＣ電源１から供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換して、ＤＣの出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏ／ｎを接続点２３へそれぞれ出力するＡＣ／ＤＣコンバータである。各電源ユニット１０−１〜１０−ｎは、実施例１の電源ユニット１０と同様に、設定される垂下電力Ｐｓｅｔに基づき、その所定の値以上の出力電流Ｉｏ／ｎを出力する必要がある場合に、出力電圧Ｖｏを垂下させて出力電流Ｉｏ／ｎを増加させる定電力垂下特性を有し、更に、運転状態を表す運転状態信号Ｓ１０Ａを出力する機能を有している。この複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎは、電源ユニット故障時の負荷電力供給維持のために並列冗長構成になっている。
【００６１】
接続点２３からは、出力電圧Ｖｏと合流された出力電流Ｉｏとが出力される。接続点２３には、実施例１と同様に、出力端子３６と入出力端子３７とが分岐接続され、その出力端子３６に、負荷５２が接続され、更に、その入出力端子３７に、蓄電池５１が接続される。接続点２３と出力端子３６との間には、実施例１と同様に、電流検出器３１、接続点３２、電流検出器３３、及び電圧検出器３４が設けられ、更に、接続点３２と入出力端子３７との間に、電圧検出器３５が設けられている。
【００６２】
電流検出器３１，３３及び電圧検出器３４，３５の出力側には、実施例１の監視制御部４０と略同様の制御部としての監視制御部４０Ａが接続されている。監視制御部４０Ａは、電流検出器３１，３３の電流検出信号Ｓ３１，Ｓ３３、電圧検出器３４，３５の電圧検出信号Ｓ３４，Ｓ３５、及び各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの運転状態信号Ｓ１０Ａを入力し、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの運転状態を監視すると共に、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎに対して所定の垂下電力Ｐｓｅｔを設定してその各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの定電力垂下特性を制御する機能等を有している。
【００６３】
監視制御部４０Ａは、実施例１と同様の電流監視部４１、電圧監視部４２、及び垂下電力設定部４６を有し、更に、実施例１とは構成が異なる運転状態監視部４３Ａ、条件設定部４４Ａ、及び演算部４５Ａを有し、例えば、ＣＰＵ等で構成されている。
【００６４】
運転状態監視部４３Ａは、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎから出力される運転状態信号Ｓ１０Ａを入力して複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの並列運転台数ｎを監視し、運転台数信号Ｓ４３Ａを出力すると共に、電源ユニット１０−１〜１０−ｎが故障して運転台数が減少した時には、警報信号を出力する機能等を有している。
【００６５】
条件設定部４４Ａは、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの並列運転台数ｎ、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの全体の最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ、及び、蓄電池５１の最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘを設定する機能を有している。演算部４５Ａは、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎである垂下電力Ｐｓｅｔ、現在の負荷電力Ｐｌ（ｉ）、蓄電池５１の現在の放電電力Ｐｂ（ｉ）、及び蓄電池５１の現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）等を算出する機能や、現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）が最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘよりも大きいか否か（Ｗｂ（ｉ）≧Ｗｂ＿ｍａｘ）を判定する機能等を有している。
その他の構成は、実施例１と同様である。
【００６６】
（電源装置の全体の動作）
図６は、図５の電源装置２Ａにおける電源出力制限（入力電力ピークカット制御）時の動作を示すフローチャートである。このフローチャートでは、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎと蓄電池５１とが分担しあって負荷５２へ電力を供給する処理が示されている。
【００６７】
図６を参照しつつ、図５の電源装置２Ａの全体の動作を説明する。
電源装置２Ａの動作が開始されると、条件設定部４４Ａは、ステップＳＰ１１において、電源ユニット１０−１〜１０−ｎの並列台数ｎを設定し、更に、次のステップＳＰ１２において、全電源ユニット１０−１〜１０−ｎの垂下電力Ｐｓｅｔである最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘを設定し、次のステップＳＰ１３へ進む。ステップＳＰ１３において、演算部４５Ａは、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの垂下電力Ｐｓｅｔである最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎを算出し、ステップＳＰ１４へ進む。
【００６８】
ステップＳＰ１４において、垂下電力設定部４６は、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎを垂下電力Ｐｓｅｔに設定し、ステップＳＰ１５へ進む。ステップＳＰ１５において、条件設定部４４Ａは、蓄電池５１の最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘを設定し、ステップＳＰ１６へ進む。
ステップＳＰ１６において、電圧監視部４２は、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電圧検出器３４の電圧検出信号Ｓ３４を入力して現在の負荷電圧Ｖｌ（ｉ）を計測すると共に、電圧検出器３５の電圧検出信号Ｓ３５を入力して現在の放電電圧Ｖｂ（ｉ）を計測する。更に、電流監視部４１は、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電流検出器３３の電流検出信号Ｓ３３を入力して現在の負荷電流Ｉｌ（ｉ）を計測すると共に、電流検出器３１の電流検出信号Ｓ３１を入力して現在の全電源ユニット１０−１〜１０−ｎの出力電流Ｉｏ（ｉ）を計測し、ステップＳＰ１７〜ＳＰ２０へ進む。
【００６９】
演算部４５Ａは、ステップＳＰ１７において、計測された現在の負荷電圧Ｖｌ（ｉ）と負荷電流Ｉｌ（ｉ）とから、現在の負荷電力Ｐｌ（ｉ）（＝Ｖｌ（ｉ）×Ｉｌ（ｉ））を算出し、ステップＳＰ１８において、計測された現在の負荷電流Ｉｌ（ｉ）、全電源ユニット１０の出力電流Ｉｏ（ｉ）、及び放電電圧Ｖｂ（ｉ）から、次式に従って、現在の放電電力Ｐｂ（ｉ）を算出する。
Ｐｂ（ｉ）＝Ｖｂ（ｉ）×（Ｉｌ（ｉ）−Ｉｏ（ｉ））
【００７０】
演算部４５Ａは、更に、ステップＳＰ１９において、算出された現在の放電電力Ｐｂ（ｉ）と、サンプリング時間ｔと、算出済みの直前の放電電力量Ｗｂ（ｉ−１）と、から次式に従って、現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）を算出する。
Ｗｂ（ｉ）＝Ｗｂ（ｉ−１）＋Ｐｂ（ｉ）×ｔ
【００７１】
演算部４５Ａは、ステップＳＰ２０において、算出された放電電力量Ｗｂ（ｉ）が、設定された最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘよりも大きいか否か（Ｗｂ（ｉ）≧Ｗｂ＿ｍａｘ）を判定し、大きくないときには（ＮＯ）、ステップＳＰ１６の処理へ戻り、大きいときには（ＹＥＳ）、ステップＳＰ２１へ進む。
【００７２】
ステップＳＰ２１において、垂下電力設定部４６は、ステップＳＰ１４で設定された各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎである垂下電力Ｐｓｅｔの制限を解除し、ステップＳＰ２２へ進む。ステップＳＰ２２において、蓄電池５１の放電が停止され、処理が終了する。
【００７３】
（実施例２の効果）
本実施例２の電源装置２Ａによれば、並列接続された複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎにおける各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの垂下電力Ｐｓｅｔを一括で調整（即ち、制限）しているので、蓄電池５１と全電源ユニット１０−１〜１０−ｎとの出力電力配分又は出力電流配分を任意且つ容易に調整することが可能となる。なお、個々の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの垂下電力Ｐｓｅｔを別々に調整すれば、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの出力電力分担又は出力電流配分を任意に制御することも可能となる。
【実施例３】
【００７４】
（実施例３の構成）
図７は、本発明の実施例３における電源装置の概略を示す構成図であり、実施例２の電源装置を示す図５中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００７５】
本発明の実施例３における電源装置２Ｂは、実施例２の電源装置２Ａを示す図５中の監視制御部４０Ａに代えて、これとは構成の異なる監視制御部４０Ｂが設けられている。本実施例３の監視制御部４０Ｂは、実施例２と同様の電流監視部４１、電圧監視部４２、運転状態監視部４３Ａ、及び垂下電力設定部４６と、実施例２の条件設定部４４Ａ及び演算部４５Ａとは機能の異なる条件設定部４４Ｂ及び演算部４５Ｂと、を有している。
【００７６】
条件設定部４４Ｂは、実施例２と同様の並列運転台数ｎ、全電源ユニット１０−１〜１０−ｎの全体の最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ、及び蓄電池５１の最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘを設定する機能の他に、蓄電池５１の放電電力Ｐｂ＿ｓｅｔ及び放電停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎを設定する機能を有している。更に、演算部４５Ｂは、実施例３と同様の垂下電力Ｐｓｅｔ、負荷電力Ｐｌ（ｉ）、蓄電池５１の放電電力Ｐｂ（ｉ）、及び蓄電池５１の放電電力量Ｗｂ（ｉ）を算出する機能等を有している。
その他の構成は、実施例２と同様である。
【００７７】
（実施例３の動作）
図８は、図７の電源装置２Ｂにおける蓄電池出力一定（放電電力制御）時の動作を示すフローチャートであり、実施例２のフローチャートを示す図６中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００７８】
本実施例３の図８のフローチャートでは、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎと蓄電池５１とが分担しあって負荷５２へ電力を供給する処理が示されている。このフローチャートでは、実施例２のフローチャートのステップＳＰ１２〜ＳＰ１４に代えて、ステップＳＰ３１が設けられ、更に、新たなステップＳＰ３２〜ＳＰ３６が追加されている。
【００７９】
図８を参照しつつ、本実施例３の電源装置２Ｂにおける全体の動作を説明する。
電源装置２Ｂの動作が開始されると、条件設定部４４Ｂは、実施例２と同様のステップＳＰ１１において、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの並列台数ｎを設定し、更に、新たに設けられた次のステップＳＰ３１において、蓄電池５１の放電電力Ｐｂ＿ｓｅｔと放電停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎを設定し、実施例２と同様のステップＳＰ１５〜ＳＰ２２へ進む。
【００８０】
ステップＳＰ１５〜ＳＰ２２では、実施例２と略同様の処理が行われる。但し、実施例２のステップＳＰ２０では、算出された放電電力量Ｗｂ（ｉ）が、設定された最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘよりも大きいか否か（Ｗｂ（ｉ）≧Ｗｂ＿ｍａｘ）を判定し、大きいときには（ＹＥＳ）、ステップＳＰ２１へ進み、大きくないときには（ＮＯ）、ステップＳＰ１６の処理へ戻る。これに対し、本実施例３では、ステップＳＰ１６へ戻らずに、追加された新たなステップＳＰ３２〜ＳＰ３６の処理を行った後に、ステップＳＰ１６へ戻るようになっている。
【００８１】
即ち、本実施例３のステップＳＰ３２において、演算部４５Ｂは、ステップＳＰ１７で算出された現在の負荷電流Ｐｌ（ｉ）が、ステップＳＰ３１で設定された蓄電池５１の放電電力Ｐｂ＿ｓｅｔよりも小さいか否か（Ｐｌ（ｉ）≦Ｐｂ＿ｓｅｔ）を判定し、小さいときには（ＹＥＳ）、ステップＳＰ３３へ進み、大きいときには（ＮＯ）、ステップＳＰ３４へ進む。ステップＳＰ３３において、条件設定部４４Ｂは、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの出力電圧Ｖｏを放電停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎに設定した後、ステップＳＰ１６へ戻る。
【００８２】
演算部４５Ｂは、ステップＳＰ３４において、全電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ（＝Ｐｌ（ｉ）−Ｐｂ＿ｓｅｔ）を算出した後、ステップＳＰ３５において、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｓｅｔ（＝Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎ）を算出し、ステップＳＰ３６へ進む。ステップＳＰ３６において、垂下電力設定部４６は、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎを垂下電力Ｐｓｅｔに設定し、ステップＳＰ１６へ戻る。
【００８３】
（実施例３の効果）
本実施例３の電源装置２Ｂによれば、蓄電池５１の放電電力Ｐｂ＿ｓｅｔを制御して、この放電電力Ｐｂ＿ｓｅｔを優先的に負荷５２へ供給し、負荷電力Ｐｌが放電電力Ｐｂ＿ｓｅｔよりも小さい場合には、電源ユニット１０−１〜１０−ｎの出力電圧Ｖｏを放電停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎまで低下させて、負荷電力Ｐｌを全て蓄電池５１から供給することができる。更に、蓄電池５１の放電電流Ｉｂ（＝Ｉｌ−Ｉｏ）が一定になるように、放電電圧Ｖｂの変化に合わせて放電電力Ｐｂ＿ｓｅｔ（＝Ｖｂ×Ｉｂ）を変化させることにより、放電電流Ｉｂを一定に制御することもできる。そのため、蓄電池５１の劣化を抑制することができる。
【実施例４】
【００８４】
（実施例４の構成）
図９は、本発明の実施例４における電源装置の概略を示す構成図であり、実施例３の電源装置２Ｂを示す図７中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００８５】
本発明の実施例４における電源装置２Ｃは、実施例３の電源装置２Ｂを示す図７中の監視制御部４０Ｂに代えて、これとは構成の異なる監視制御部４０Ｃが設けられている。電源ユニット１０−１〜１０−ｎの出力側の接続点３２には、新たに追加された入力端子５５が接続され、この入力端子５５に、分散型の他の第１電源（例えば、太陽光発電コンバータ）５６が接続される。太陽光発電コンバータ５６は、太陽光を受光してＤＣ電力を出力する装置である。入出力端子３７には、実施例３と同様に、第２電源としての蓄電池５１が接続される。更に、接続点３２と入力端子５５との間には、新たに電流検出器５３及び電圧検出器５４が設けられている。
【００８６】
電流検出器５３は、太陽光発電コンバータ５６のＤＣ出力電流Ｉｐｖを検出してこの出力電流Ｉｐｖに対応した電圧の電流検出信号Ｓ５３を監視制御部４０Ｃへ出力するものであり、ホール効果素子等により構成されている。電圧検出器５４は、太陽光発電コンバータ５６のＤＣ出力電圧Ｖｐｖを検出してこの出力電圧Ｖｐｖに対応した電圧の電圧検出信号Ｓ５４を監視制御部４０Ｃへ出力するものであり、抵抗分圧回路等により構成されている。
【００８７】
監視制御部４０Ｃは、実施例３と同様の運転状態監視部４３Ａ及び垂下電力設定部４６と、実施例３とは機能の異なる電流監視部４１Ｃ、電圧監視部４２Ｃ、条件設定部４４Ｃ及び演算部４５Ｃと、を有している。
【００８８】
電流監視部４１Ｃは、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電流検出器３１の電流検出信号Ｓ３１を入力して出力電流Ｉｏを検出し、電流検出器３３の電流検出信号Ｓ３３を入力して負荷電流Ｉｌを検出し、更に、電流検出器５３の電流検出信号Ｓ５３を入力して太陽光発電コンバータ５６の出力電流Ｉｐｖを検出し、これらの出力電流Ｉｏ、負荷電流Ｉｌ及び出力電流Ｉｐｖを監視する機能を有している。
【００８９】
電圧監視部４２Ｃは、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電圧検出器３４の電圧検出信号Ｓ３４を入力して負荷電圧Ｖｌを検出し、電圧検出器３５の電圧検出信号Ｓ３５を入力して放電電圧Ｖｂを検出し、更に、電圧検出器５４の電圧検出信号Ｓ５４を入力して出力電圧Ｖｐｖを検出し、これらの負荷電圧Ｖｌ、放電電圧Ｖｂ及び出力電圧Ｖｐｖを監視する機能を有している。
【００９０】
条件設定部４４Ｃは、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの並列運転台数ｎ、太陽光発電コンバータ５６の最大出力電力Ｐｐｖ＿ｍａｘ、蓄電池５１の最大放電電力Ｐｂ＿ｍａｘ、蓄電池５１の放電停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎ、及び蓄電池５１の最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘを設定する機能等を有している。
【００９１】
演算部４５Ｃは、負荷５２の消費電力である現在の負荷電力Ｐｌ（ｉ）、蓄電池５１の現在の放電電力Ｐｂ（ｉ）、蓄電池５１の現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの全出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ、及び各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大電力Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎである垂下電力Ｐｓｅｔ等を算出する機能や、現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）が最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘよりも大きいか否かを判定する機能等を有している。
その他の構成は、実施例３と同様である。
【００９２】
（実施例４の動作）
図１０は、図９の電源装置２Ｃにおける太陽光発電コンバータ優先時の動作を示すフローチャートであり、実施例３のフローチャートを示す図８中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００９３】
本実施例４の図１０のフローチャートでは、太陽光発電コンバータ５６の出力電力Ｐｐｖを優先的に負荷５２へ供給し、その出力電力Ｐｐｖが負荷電力Ｐｌを下回った場合にその不足分を蓄電池５１と複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎとによって補充する処理が示されている。このフローチャートでは、実施例３のフローチャートのステップＳＰ３１に代えて、ステップＳＰ４１，ＳＰ４２が設けられ、更に、実施例３のステップＳＰ１６に代えて、ステップＳＰ４３が、実施例３のステップＳＰ１８に代えて、ステップＳＰ４４が、実施例３のステップＳＰ３２に代えて、ステップＳＰ４５が、実施例３のステップＳＰ３４に代えて、ステップＳＰ４６が、それぞれ設けられている。
【００９４】
図１０を参照しつつ、本実施例４の電源装置２Ｃにおける全体の動作を説明する。
電源装置２Ｃの動作が開始されると、条件設定部４４Ｃは、実施例３と同様のステップＳＰ１１において、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの並列運転台数ｎを設定する。更に、条件設定部４４Ｃは、実施例３とは異なるステップＳＰ４１において、太陽光発電コンバータ５６の最大出力電力Ｐｐｖ＿ｍａｘを設定し、実施例３とは異なるステップＳＰ４２において、蓄電池５１の最大放電電力Ｐｂ＿ｍａｘ及び放電停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎを設定し、実施例３と同様の次のステップＳＰ１５において、蓄電池５１の最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘを設定する。最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘの設定後、実施例３とは異なるステップＳＰ４３へ進む。
【００９５】
ステップＳＰ４３において、電圧監視部４２Ｃは、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電圧検出器３４の電圧検出信号Ｓ３４を入力して現在の負荷電圧Ｖｌ（ｉ）を検出し、電圧検出器３５の電圧検出信号Ｓ３５を入力して蓄電池５１の現在の放電電圧Ｖｂ（ｉ）を検出し、更に、電圧検出器５４の電圧検出信号Ｓ５４を入力して太陽光発電コンバータ５６の現在の出力電圧Ｖｐｖ（ｉ）を検出する。更に、電流監視部４１Ｃは、所定のサンプリング時間ｔ（ｓｅｃ）毎に、電流検出器３１の電流検出信号Ｓ３１を入力して全電源ユニット１０−１〜１０−ｎの現在の出力電流Ｉｏ（ｉ）を検出し、電流検出器３３の電流検出信号Ｓ３３を入力して現在の負荷電流Ｉｌ（ｉ）を検出し、更に、電流検出器５３の電流検出信号Ｓ５３を入力して太陽光発電コンバータ５６の現在の出力電流Ｉｐｖ（ｉ）を検出し、実施例３と同様のステップＳＰ１７へ進む。
【００９６】
ステップＳＰ１７において、現在の負荷電力Ｐｌ（ｉ）の算出、実施例３とは異なるステップＳＰ４４において、蓄電池５１の現在の放電電力Ｐｂ（ｉ）の算出、ステップＳＰ１９において、蓄電池５１の現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）の算出、ステップＳＰ２０において、現在の放電電力量Ｗｂ（ｉ）が最大放電電力量Ｗｂ＿ｍａｘよりも大きいか否か（Ｗｂ（ｉ）≧Ｗｂ＿ｍａｘ）の判定が行われる。この判定結果が「大きい」ときには、ステップＳＰ２１へ進み、判定結果が「小さい」ときには、実施例３とは異なるステップＳＰ４５へ進む。
【００９７】
ステップＳＰ２１において、垂下電力設定部４６は、ステップＳＰ３３で設定される複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎにおける出力電圧Ｖｏの制限と、ステップＳＰ３６で設定される各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘである垂下電力Ｐｓｅｔの制限と、を解除し、実施例３と同様のステップＳＰ２２へ進む。ステップＳＰ２２において、蓄電池５１の放電が停止され、処理が終了する。
【００９８】
又、ステップＳＰ４５において、演算部４５Ｃは、現在の負荷電力Ｐｌ（ｉ）が太陽光発電コンバータ５６の最大出力電力Ｐｐｖ＿ｍａｘよりも小さいか否か（Ｐｌ（ｉ）≦Ｐｐｖ＿ｍａｘ）を判定し、判定結果が「小さい」ときには、実施例３と同様のステップＳＰ３３へ進み、判定結果が「大きい」ときには、実施例３とは異なるステップＳＰ４６へ進む。
【００９９】
ステップＳＰ３３において、条件設定部４４Ｃは、複数台の電源ユニット１０−１〜１０−ｎの出力電圧Ｖｏを放電停止電圧Ｖｂ＿ｍｉｎに設定した後、ステップＳＰ４３へ戻る。
【０１００】
又、ステップＳＰ４６において、演算部４５Ｃは、全電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ（＝Ｐｌ（ｉ）−Ｐｐｖ＿ｍａｘ）を算出し、実施例３と同様のステップＳＰ３５，ＳＰ３６へ進む。ステップＳ３５において、演算部４５Ｃは、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｓｅｔ（＝Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎ）を算出し、ステップ３６へ進む。ステップＳＰ３６において、垂下電力設定部４６は、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの最大出力電力Ｐｏ＿ｍａｘ／ｎを垂下電力Ｐｓｅｔに設定し、ステップＳＰ４３へ戻る。
【０１０１】
（実施例４の効果）
本実施例４の電源装置２Ｃによれば、太陽光発電コンバータ５６が接続された場合、各電源ユニット１０−１〜１０−ｎの垂下電力Ｐｓｅｔを制限しているので、太陽光発電コンバータ５６の出力電力Ｐｐｖ（又は出力電流Ｉｐｖ）を優先的に負荷５２へ供給し、且つ、太陽光発電コンバータ５６の発電量の変動によってその出力電力Ｐｐｖ（又は出力電流Ｉｐｖ）が負荷電力Ｐｌ（又は負荷電流Ｉｌ）を下回った場合に、その電力（又は電流）の不足分を、蓄電池５１と電源ユニット１０−１〜１０−ｎとで分担して補うことができる。
【０１０２】
（実施例１〜４の他の変形例）
本発明は、上記実施例１〜４に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（１）〜（４）のようなものがある。
【０１０３】
（１）  電源ユニット１０，１０−１〜１０−ｎは、図示以外の回路構成に変更しても良い。例えば、トランス１３ａの１次側に設けられた電流検出器１４は、そのトランス１３ａの２次側に設けても良い。これにより、垂下制御回路１９において、（電流Ｉｄ×Ｎｐ／Ｎｓ）から出力電流Ｉｏを算出する処理を省略できる。又、電源ユニット１０，１０−１〜１０−ｎは、整流回路１２を省略し、ＡＣ電源１に代えて、ＤＣ電源電力を入力する構成に変更しても良い。
【０１０４】
（２）  図９の電源装置２Ｃには、太陽光発電コンバータ５６に代えて、燃料電池、風力発電コンバータ等の他の分散型電源を接続したり、或いは、太陽光発電コンバータ５６と共に、他の分散型電源を接続するような構成に変更しても良い。
【０１０５】
（３）  図４、図６、図８、図１０のフローチャーチの処理手順は、図示以外の他の処置手順に変更しても良い。
【０１０６】
（４）  蓄電池５１は、必ずしも蓄電池にする必要はなく、蓄電池以外のＤＣ電力源に変更しても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１      ＡＣ電源
２，２Ａ，２Ｂ、２Ｃ      電源装置
１０，１０−１〜１０−ｎ      電源ユニット
１２      整流回路
１３      ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５      整流・平滑回路
１８      出力電圧安定化回路
１９      垂下制御回路
２２      ＰＷＭ制御回路
３１，３３，５３      電流検出器
３４，３５，５４      電圧検出器
４０，４０Ａ，４０Ｂ、４０Ｃ      監視制御部
４１，４１Ｃ      電流監視部
４２，４２Ｃ      電圧監視部
４３，４３Ａ      運転状態監視部
４４，４４Ａ，４４Ｂ、４４Ｃ      条件設定部
４５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ      演算部
４６      垂下電力設定部
５１      蓄電池
５２      負荷
５６      太陽光発電コンバータ
【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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