(57)【要約】【課題】複数台の交流電源装置を運転する場合の、出力電圧の周波数変動を抑制できるようにする。【解決手段】商用電源１が健全なときは、周期検出部２１で検出した商用電源１の周期を、停電のときは自走周期データ３０を切り替え器２２により夫々選択して周期フィードフォワード指令とする。そして、商用電源１が健全なときは、商用電源１と制御部出力θとの位相差に基づき上記指令を補正（減算器２７）するとともに、出力電力の有効分偏差に基づく補正（減算器２６）も加えることで、各交流電源装置の出力を同期させる。また、停電時は自走周期を指令とし、出力電力の有効分偏差に基づく補正のみを行なうことで、各交流電源装置を独立に制御可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交流電源装置の出力位相を一致させて並列運転を行なう交流電源装置の並列運転制御装置において、
並列運転される前記交流電源装置の出力周期指令として、商用電源が健全なときは検出した商用電源の周期を、また商用電源が停電しているときは予め設定された自走周期データをそれぞれ選択する選択手段と、
並列運転される前記交流電源装置間の出力電力の偏差を零になるように調節する第１の調節手段と、
並列運転される前記交流電源装置の出力電圧と商用電源との位相差を零になるように調節する第２の調節手段と、
前記選択手段の出力から前記第１の調節手段の出力を減算する第１の減算手段と、
この第１の減算手段の出力から前記第２の調節手段の出力を減算する第２の減算手段とを設け、
前記商用電源が健全なときは前記第２の減算手段からの出力により前記出力周期指令を補正し、商用電源が停電しているときは前記第２の減算手段の一方の入力を零とし、前記第１の減算手段からの出力のみにより前記出力周期指令を補正することを特徴とする交流電源装置の並列運転制御装置。
【請求項２】
前記自走周期データは、並列運転される前記交流電源装置で共通に使用することを特徴とする請求項１に記載の交流電源装置の並列運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数台の交流電源装置を並列運転するための並列運転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来例として、特許文献１，２に示すものがある。図３に、特許文献１に開示されているこの種の並列運転制御装置の例を示す。
これは、２台の無停電電源装置の並列運転に適用した例で、同図の２ａ，２ｂがともに入力が商用電源１に接続された無停電電源装置であり、これらの出力は共通の負荷８に接続されている。この無停電電源装置２ａ，２ｂは整流器３ａ，３ｂ、インバータ４ａ，４ｂ、バッテリ５ａ，５ｂ、出力リレー６ａ，６ｂおよび並列運転制御部７ａ，７ｂなどから構成されている。
【０００３】
商用電源１が健全な場合には、整流器３ａ，３ｂは商用電源１の交流電力を直流電力に変換し、この直流電力をインバータ４ａ，４ｂで所定の電圧および所定の周波数の交流電力に変換し、出力リレー６ａ，６ｂを介して負荷８に供給している。また、停電時においては、バッテリ５ａ，５ｂの直流電力をインバータ４ａ，４ｂで所定の電圧および所定の周波数の交流電力に変換し、負荷８への電力供給を継続する。なお、無停電電源装置に故障が発生した場合は、故障した装置の出力リレー６ａ，６ｂを非導通とし、負荷８から切り離すようになっている。
【０００４】
複数の無停電電源装置を並列運転する場合、各出力電圧の位相を一致させる必要があるが、そのための制御を無停電電源装置２ａ，２ｂの出力電圧の位相を決定している並列運転制御部７ａ，７ｂで行なっている。この並列運転制御部７ａ，７ｂは位相差検出器１０ａ，１０ｂ、ローパスフィルタ１１ａ，１１ｂ、有効電力偏差補正部１２ａ，１２ｂ、電圧制御発振器１３ａ，１３ｂ、分周回路１４ａ，１４ｂ、自走用発振器１５ａ，１５ｂおよび基準信号切替えスイッチ１６ａ，１６ｂから構成されている。、
【０００５】
商用電源１が健全な場合には、切替え制御部９により、基準信号切替えスイッチ１６ａ，１６ｂを接点ａ（商用電源側）に接続し、基準正弦波信号ｓｉｎ１，ｓｉｎ２として商用電源１の電圧Ｖｉを選択する。位相差検出器１０ａ，１０ｂは基準正弦波信号ｓｉｎ１，ｓｉｎ２と無停電電源装置の出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２との位相差に基づき、パルス状の位相差信号ｐｈ１，ｐｈ２を出力する。電圧制御発振器１３ａ，１３ｂは、ローパスフィルタ１１ａ，１１ｂにより平滑された位相差信号ｐｈ１，ｐｈ２に応じた周波数のクロックｃｌ１，ｃｌ２を出力し、これを分周回路１４ａ，１４ｂにて分周することにより、無停電電源装置２ａ，２ｂの出力電圧位相信号θ１，θ２を生成し、商用電源との同期を図っている。
【０００６】
有効電力偏差補正部１２ａ，１２ｂでは、無停電電源装置２ａ，２ｂの出力間に発生する有効電力の偏差ｐｄ１，ｐｄ２に基づき、これらの偏差を０にさせる調節演算を行なう。その調節演算結果を電圧制御発振器１３ａ，１３ｂに入力することで、クロックｃｌ１，ｃｌ２の周波数を調節し、各無停電電源装置２ａ，２ｂの出力電圧の位相を一致させている。
【０００７】
また、商用電源１が停電の場合、切替え制御部９により、基準信号切替えスイッチ１６ａを接点ｂ（自走用発振器１５ａ側）に、基準信号切替えスイッチ１６ｂを接点ｃ（無停電電源装置２ａの出力側）に切替える。これにより、無停電電源装置２ａの出力電圧位相は、自走用発振器１５ａの出力に基づいて決定され、無停電電源装置２ｂの出力電圧位相は、無停電電源装置２ａの出力電圧Ｖｏ１に基づいて決定される。すなわち、停電時においては無停電電源装置２ａをマスタとし、無停電電源装置２ｂをそのスレーブとする、マスタ・スレーブ方式として運転を行ない、無停電電源装置２ａ，２ｂの出力の同期を図っている。
【０００８】
そして、商用電源１が復電した場合は、切替え制御部９により、再び基準信号切替えスイッチ１６ａを接点ａに接続し、無停電電源装置２ａが商用電源１との同期が完了した後、基準信号切替えスイッチ１６ｂを接点ａに切替える。なお、停電時において、マスタの無停電電源装置２ａに故障が発生した場合、切替え制御部９により基準信号切替えスイッチ１６ｂを接点ｂに接続し、無停電電源装置２ｂをマスタとする。
【０００９】
【特許文献１】特開平０４−３４７５３９号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】特開平０４−１６８９２２号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
停電時にマスタの無停電電源装置２ａに故障が発生した場合、次のマスタを選択して、基準となる自走用発振器を次のマスタのものに切替えるが、各無停電電源装置の自走用発振器は非同期（位相が一致していない）であるため、マスタを切替えたタイミングで出力電圧と基準正弦波信号との位相差が大きくなり、出力電圧に周波数変動が発生する可能性がある。また、故障が発生してから次のマスタが選択されるまでの間、他の健全な無停電電源装置は故障したマスタの出力電圧に基づき位相調整されるため、出力電圧に周波数変動が発生するおそれがある。
したがって、この発明の課題は、並列運転される電源装置の少なくとも１つに故障が発生した場合でも、出力電圧の周波数変動を発生させないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するため、請求項１の発明では、複数の交流電源装置の出力位相を一致させて並列運転を行なう交流電源装置の並列運転制御装置において、並列運転される前記交流電源装置の出力周期指令として、商用電源が健全なときは検出した商用電源の周期を、また商用電源が停電しているときは予め設定された自走周期データをそれぞれ選択する選択手段と、並列運転される前記交流電源装置間の出力電力の偏差を零になるように調節する第１の調節手段と、並列運転される前記交流電源装置の出力電圧と商用電源との位相差を零になるように調節する第２の調節手段と、前記選択手段の出力から前記第１の調節手段の出力を減算する第１の減算手段と、この第１の減算手段の出力から前記第２の調節手段の出力を減算する第２の減算手段とを設け、前記商用電源が健全なときは前記第２の減算手段からの出力により前記出力周期指令を補正し、商用電源が停電しているときは前記第２の減算手段の入力を零とし、前記第１の減算手段からの出力のみにより前記出力周期指令を補正することを特徴とする。
上記請求項１の発明においては、前記自走周期データは、並列運転される前記交流電源装置で共通に使用することができる（請求項２の発明）。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、商用電源の停電時においても並列運転される交流電源装置を独立に制御でき、一部の交流電源装置に故障が発生した場合でも、出力電圧の周波数変動を防止できる。また、独立に制御することから、並列運転される交流電源装置で共通に使用する部分を削減でき、並列運転システムの信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はこの発明の実施の形態を示す構成図であり、無停電電源装置に適用したものである。その主要構成部は図３の従来例と同じであり、異なる点は、図３の並列運転制御部７ａ，７ｂに代えて、図示のような並列運転制御部２０を用いる点である。なお、２１は周期検出部、２２は周期指令切替え器、２３は有効電力偏差調節部、２４は位相調節部、２５は位相補正切替え器、２６，２７は減算器、２８は発振器、２９は分周回路である。
【００１４】
図１で商用電源１が健全な場合、周期指令切替え器２２を周期検出部２１側に接続し、商用電源電圧Ｖｉの周期を検出し、これを周期フィードフォワード指令ｔｓとする。有効電力偏差調節部２３では、各無停電電源装置の出力間の有効電力の偏差ｐｄに基づき、この偏差を０にする調節演算を行ない、周期補正量ｔｃ２として出力する。また、位相補正切替え器２５は位相調節部２４側に接続され、位相調節部２４では商用電源電圧Ｖｉと並列運転制御部２０の出力である出力電圧位相信号θとに基づき、商用電源１と無停電電源装置の出力電圧との位相差を０°にする調節演算を行ない、周期補正量ｔｃ１として出力する。
【００１５】
そして、減算器２６，２７において周期フィードフォワード指令ｔｓから各周期補正量ｔｃ１，ｔｃ２を減算する。発振器２８はこの減算結果に応じた周波数のクロックｃｌを出力し、これを分周回路２９で分周することにより、出力電圧位相信号θを生成する。
また、停電時には、周波数指令切換え器２２を自走周期データ３０側に接続し、周期フィードフォワード指令ｔｓとして、予め設定された自走周期データ３０（１/５０Ｈｚまたは１/６０Ｈｚ）を選択する。また、位相補正切換え器２５を固定値０側に接続し、位相調節器２４による補正動作は行なわない。その他の各部の動作については、商用電源１が健全な場合と同じである。
【００１６】
図２に、図１の変形例を示す。図１と異なる点は、停電時の自走周期データを並列運転する無停電電源装置に共通に設けた点であり、同じものには同じ符号を付してその説明は省略する。
すなわち、並列運転制御部４０では、商用電源１が健全である場合、周波数指令切換え器４１を周期検出部２１に接続し、商用電源電圧Ｖｉから検出した周期を周期フィードフォワード指令ｔｓとする。一方、商用電源１が停電した場合は、周波数指令切換え器４１を並列運転している無停電電源装置に共通に設けられた自走周期データ５０側に接続し、予め設定された自走周期データ５０を周期フィードフォワード指令ｔｓとして選択する。その他の動作は、図１と同様である。
【００１７】
以上のように、商用電源１の健全時には、停電時に応じた周期フィードフォワード指令に基づいて、並列運転制御部に出力電圧位相を決定させることにより、各無停電電源装置を独立に制御することができ、一部の無停電電源装置に故障が発生した場合においても、出力電圧の周波数変動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態を示す構成図
【図２】図１の変形例を示す構成図
【図３】従来例を示す構成図
【符号の説明】
【００１９】
１…商用電源、２ａ，２ｂ…無停電電源装置、３ａ，３ｂ…整流器、４ａ，４ｂ…インバータ、５ａ，５ｂ…バッテリ、６ａ，６ｂ…出力リレー、７ａ，７ｂ，２０，４０…並列運転制御部、８…負荷、９…切替え制御部、１０ａ，１０ｂ…位相差検出器、１１ａ，１１ｂ…ローパスフィルタ、１２ａ，１２ｂ…有効電力偏差補正部、１３ａ，１３ｂ…電圧制御発振器、１４ａ，１４ｂ,２９…分周回路、１５ａ，１５ｂ…自走用発振器、１６ａ，１６ｂ…基準信号切替えスイッチ、２１…周期検出部、２２…周期指令切替え器、２３…有効電力偏差調節部、２４…位相調節部、２５…位相補正切替え器、２６,２７…減算器、２８…発振器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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