(57)【要約】【課題】商用電源に同期する際の各交流電源装置の出力の位相ずれを抑制し、各装置出力間に発生する過大な横流電流を防止する。【解決手段】停電から復電した場合に、商用電源Ｖｉと各交流電源装置出力との位相差が１８０°付近のタイミングで検出されると、装置によっては位相を進ませたり遅らせたりで、ばらばらに調整するおそれがあるので、この発明では位相合わせ進み指令送受信部２２および位相合わせ遅れ指令送受信部２３を各交流電源装置毎に設け、各装置間で位相調節方向（進み／遅れ）を一致させることで、各装置出力間に過大な横流電流などが発生しないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台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、
商用電源と同期させて運転する際の商用電源と同期を図るための位相調整方向を示す情報を、並列運転している前記交流電源装置の並列運転制御装置間で伝達する伝達手段を設け、並列運転制御装置間で前記情報を伝達して位相調整方向を一致させることを特徴とする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】
図３に並列運転制御装置の従来例を示す。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あり、例えば特許文献１に開示されている。
図３において、２ａ，２ｂはその入力がともに商用電源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。
【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などから構成されている。
【０００５】
商用電源１が健全な場合には、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。この位相差信号ｐｈ１，ｐｈ２は、出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２が基準正弦波信号ｓｉｎ１，ｓｉｎ２に対し、位相差が１８０°以内で遅れている場合には出力電圧の位相を進める方向の信号となり、逆に位相差が１８０°未満で進んでいる場合には出力電圧の位相を遅らせる方向の信号となる。
【０００６】
そして、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。また、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】
一方、商用電源１が停電の場合、基準信号切替えスイッチ１６ａ，１６ｂを接点ｂ（自走用発振器１５ａ，１５ｂ側）に切替える。これにより、無停電電源装置２ａ，２ｂの出力電圧位相は、自走用発振器１５ａ，１５ｂの出力に基づいて決定され、有効電力偏差補正部１２ａ，１２ｂによりクロックｃｌ１，ｃｌ２の周波数を調節することで、無停電電源装置２ａ，２ｂの同期を図っている。そして、商用電源１が復電した場合は、再び基準信号切替えスイッチ１６ａ，１６ｂを接点ａに接続し、商用電源１との同期を図っている。
【０００８】
【特許文献１】特開平０４−３４７５３９号公報（第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来例では、停電状態から復電を検知すると、各無停電電源装置は基準正弦波信号ｓｉｎ１，ｓｉｎ２として商用電源１を選択するが、商用電源と無停電電源装置出力との位相差が１８０°付近のタイミングで復電を検知した場合、商用電源の検出誤差，各装置出力間の位相差等により、一部の装置は出力位相を進め，他の装置は出力位相を遅らせることで商用電源との同期を図る恐れがある。このように位相合わせの方向（進める／遅らせる）が異なると、並列運転している無停電電源装置出力間に位相差が生じ、その出力間に過大な横流が流れ、最悪の場合は装置の破損に至るという問題がある。
したがって、この発明の課題は、商用電源に同期する際の各電源装置出力間の位相ずれを抑制し横流などが発生しないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
商用電源と無停電電源装置出力との位相差が１８０°付近のタイミングで復電した際、並列運転している無停電電源装置で位相合わせの方向が異なるのは、商用電源の検出誤差，各装置出力間の位相差等があるにも関わらず、各装置で独立に位相合わせの方向を決定しているためである。そこで、この発明では、復電の際には各装置で位相合わせの方向を一致させることで、各装置出力間の位相のずれを抑制し、横流を流すことなく再び商用電源に同期させるようにしている。
各装置で位相合わせの方向を一致させるためには、復電を最初に検知した装置が位相合わせの方向を決定するとともに、並列運転している装置間を相互に結ぶ通信手段を介して他の装置に位相合わせの方向情報を伝達することで実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、復電後に商用電源との同期を図る際、並列運転している交流電源装置の伝達手段を用いて位相を合わせる方向（進み／遅れ）を一致させるようにしたので、各装置出力間の位相ずれによる過大な横流の発生を防止し、再び商用電源に同期させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。その無停電電源装置の構成は図３の従来例と同様であり、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。
並列運転制御部２０は位相合わせ手段２１、ローパスフィルタ１１ａ、有効電力偏差補正部１２ａ、電圧制御発振器１３ａ、分周回路１４ａ、自走用発振器１５ａ、基準信号切替えスイッチ１６ａ、位相合わせ進み指令送受信部２２、および位相合わせ遅れ指令送受信部２３などからなり、位相合わせ進み指令送受信部２２と位相合わせ遅れ指令送受信部２３とは、並列運転している無停電電源装置間で互いに通信線で接続されている。
【００１３】
図１で商用電源１が健全な場合、基準信号切替えスイッチ１６ａを接点ａ側に接続し、基準正弦波信号ｓｉｎとして商用電源１の電圧Ｖｉを選択する。位相合わせ手段２１は、基準正弦波信号ｓｉｎと出力電圧位相θとの位相差に基づき、パルス状の位相差信号ｐｈを出力する。この位相差信号ｐｈは、出力電圧位相θが基準正弦波信号ｓｉｎに対して位相差が１８０°以内で遅れている場合、出力電圧の位相を進める方向の信号となり、逆に位相差が１８０°未満で進んでいる場合には、出力電圧の位相を遅らせる方向の信号となる。
商用電源１が停電している場合については、基準信号切替えスイッチ１６ａを接点ｂ側に接続し、基準正弦波信号ｓｉｎとして自走用発振器１５ａの出力を選択する。その他の動作については、商用電源１が健全な場合と同じである。
【００１４】
そして、復電を検知した場合、位相合わせ手段２１は図２のフローチャートに従い、商用電源１に同期させるための位相合わせ方向を決定する。ステップＳ１で復電検知後、位相合わせ手段２１は、他の並列運転制御部から位相合わせ進み指令送受信部２２に伝送される進み指令ｐｈｆを読出し、他の並列運転制御部により既に進み指令ｐｈｆがセットされている場合（ｐｈｆ＝１：ステップＳ２）、出力電圧の位相を進める方向の位相差信号ｐｈを出力する（ステップＳ６）。進み指令ｐｈｆがセットされていない場合（ｐｈｆ＝０）は、位相合わせ遅れ指令送受信部２３を介して遅れ指令ｐｈｂを読出し、他の並列運転制御部により既に遅れ指令ｐｈｂがセットされている場合（ｐｈｂ＝１ステップＳ３）、出力電圧の位相を遅らせる方向の位相差信号ｐｈを出力する（ステップＳ８）。
【００１５】
そして、遅れ指令ｐｈｂがセットされていない場合（ｐｈｂ＝０）、商用電源１との位相差が１８０°以内で遅れていれば（ステップＳ４）、位相合わせ進み指令送受信部２２を介して進み指令ｐｈｆをセットするとともに（ステップＳ５）、出力電圧の位相を進める方向の位相差信号ｐｈｄを出力する。そうでなければ、遅れ指令ｐｈｂをセットするとともに（ステップＳ７）、出力電圧の位相を遅らせる方向の位相差信号ｐｈを出力する。
以上のように、商用電源への位相合わせの方向を決定することにより、並列運転している無停電電源装置でその方向を一致させることができ、商用電源と無停電電源装置の出力との位相差が１８０°の付近のタイミングで復電を検知した場合においても、各装置出力間の位相のずれを抑制し、過大な横流電流を流すことなく再び商用電源に同期させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態を示す構成図
【図２】図１の動作を説明するフローチャート
【図３】従来例を示す構成図
【符号の説明】
【００１７】
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…並列運転制御部、８…負荷、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…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…位相合わせ手段、２２…位相合わせ進み指令送受信部、２３…位相合わせ遅れ指令送受信部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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