(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無停電電源系統と、
前記複数の無停電電源系統に接続され、前記複数の無停電電源系統の出力電源を切換える切換装置とを備え、
前記各無停電電源系統が、並列接続され複数の無停電電源装置を有し、
前記各無停電電源装置が、他の無停電電源系統の電源出力端子に接続され且つ該無停電電源装置の出力電源の位相を制御する制御部を有し、
所定の無停電電源系統内の各無停電電源装置の前記制御部が、他の無停電電源系統の前記出力電源の位相に関する情報を検出し、該情報に基づいて該所定の無停電電源系統の出力電源を該他の無停電電源系統の出力電源と同期するように、前記無停電電源装置の出力電源の位相を調整し、
前記所定の無停電電源系統のみが停電運転になった場合に、前記所定の無停電電源系統内の各無停電電源装置の前記制御部が、他の無停電電源系統の前記出力電源の位相に関する情報に基づいて、前記所定の無停電電源系統の出力電源を前記他の無停電電源系統の出力電源と同期するように、前記無停電電源装置の出力電源の位相を調整し、
前記所定の無停電電源系統のみが停電運転になった場合以外の場合には、前記他の無停電電源系統内の各無停電電源装置の前記制御部が、前記所定の無停電電源系統の前記出力電源の位相に関する情報に基づいて、前記他の無停電電源系統の出力電源を前記所定の無停電電源系統の出力電源と同期するように、前記無停電電源装置の出力電源の位相を調整することを特徴とする無停電電源システム。
【請求項２】
前記各無停電電源系統の各無停電電源装置の前記制御部が、自身の無停電電源系統及び他の無停電電源系統の電源入力端子に接続されており、
前記所定の無停電電源系統内の各無停電電源装置の前記制御部が、自身の無停電電源系統及び他の無停電電源系統の入力状況に関する情報を検出し、該他の無停電電源系統の前記出力電源の位相に関する前記情報、並びに、該自身の無停電電源系統及び他の無停電電源系統の入力状況に関する前記情報に基づいて前記無停電電源系統の出力電源の位相を調整す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】
さらに、各無停電電源系統の出力電源の位相に関する前記情報を検出する出力検出回路、及び、各無停電電源系統の入力状況に関する前記情報を検出する入力検出回路を備える請求項２に記載の無停電電源システム。
【請求項４】
複数の無停電電源系統と、
前記複数の無停電電源系統に接続され、前記複数の無停電電源系統の出力電源を切換える切換装置とを備え、
前記各無停電電源系統が、並列接続され複数の無停電電源装置を有し、
前記各無停電電源装置が、他の無停電電源系統の電源出力端子に接続され且つ該無停電電源装置の出力電源の位相を制御する制御部を有し、
所定の無停電電源系統内の各無停電電源装置の前記制御部が、他の無停電電源系統の前記出力電源の位相に関する情報を検出し、該情報に基づいて該所定の無停電電源系統の出力電源を該他の無停電電源系統の出力電源と同期するように、前記無停電電源装置の出力電源の位相を調整し、
前記各無停電電源系統の各無停電電源装置の前記制御部が、自身の無停電電源系統及び他の無停電電源系統の電源入力端子に接続されており、
前記所定の無停電電源系統内の各無停電電源装置の前記制御部が、自身の無停電電源系統及び他の無停電電源系統の入力状況に関する情報を検出し、該他の無停電電源系統の前記出力電源の位相に関する前記情報、並びに、該自身の無停電電源系統及び他の無停電電源系統の入力状況に関する前記情報に基づいて前記無停電電源系統の出力電源の位相を調整し、
全ての無停電電源系統が停電運転になった場合に、最も先に停電運転となった無停電電源系統内の各無停電電源装置の前記制御部が、後に停電運転となった他の無停電電源系統の出力電源の位相に関する情報に基づいて、先に停電運転となった無停電電源系統の出力電源を後に停電運転となった他の無停電電源系統の出力電源と同期するように制御し、前記他の無停電電源系統内の各無停電電源装置の前記制御部が、前記他の無停電電源系統が内部同期運転を行うように制御することを特徴とする無停電電源システム。
【請求項５】
さらに、各無停電電源系統の出力電源の位相に関する前記情報を検出する出力検出回路、及び、各無停電電源系統の入力状況に関する前記情報を検出する入力検出回路を備える請求項４に記載の無停電電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源システムに関し、より詳細には、複数の無停電電源系統を有する無停電電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無停電電源装置を備える無停電電源システムの必須の機能は、商用バイパス電源を含めた無停電電源システムの入力電源に異常が発生した場合においても安定した電力を負荷設備に供給することであり、また、装置の故障や点検等の際に、商用バイパス電源による電力供給から無停電電源装置のインバータ電源による電力供給への切換え及びインバータ電源による電源供給から商用バイパス電源による電力供給への切換えを無瞬断に行うことである。
【０００３】
このような無停電電源システムでは、負荷設備の容量を大きくしたり、システムの信頼性を高めるために、複数の無停電電源装置を並列運転する構成のシステムが一般的になっている。また、従来、負荷設備の容量がより大きい場合への対応や負荷への電力供給の信頼性をより高めるために、複数の無停電電源装置からなる無停電電源系統を複数用意した無停電電源システムが構築されている。
【０００４】
また、上述のような複数の無停電電源系統からなる無停電電源システムでは、重要な負荷設備を無停電電源システムに接続する際、複数の無停電電源系統から出力される電力を切換え可能にする切換装置を介して、負荷設備が無停電電源システムに接続される。このようなシステムでは、負荷設備に給電する無停電電源系統を切換装置により選択することが可能である。それゆえ、接続中（給電中）の無停電電源系統を点検等で停止する必要がある場合、接続中の無停電電源系統を他の無停電電源系統に切換えて、負荷設備への給電を継続することが可能になる。この際、複数の無停電電源系統の商用バイパス電源が共通であり且つ複数の無停電電源系統の出力電源が同期している場合には、無停電電源系統の接続切換は無瞬断で行うことができ、負荷設備の安定した運転が可能になる。
【０００５】
しかしながら、商用バイパス電源に異常が発生した場合、無停電電源装置は、商用バイパス電源との同期を止め、該装置自身が有するクロックに基づいて出力周波数と位相を決定して電力を出力する運転、いわゆる内部同期運転と呼ばれる運転を行う。それゆえ、複数の無停電電源系統が内部同期運転を行っている場合には、それらの無停電電源系統からの出力電源は非同期状態となる。この状態で負荷に接続されている無停電電源系統を切換装置で切換えた場合には、切換時に無停電電源系統間が一旦接続された状態（ラップ時の状態）となるので、無停電電源系統の出力間の電圧差から多大な横流が流れ、装置の故障等の原因となる。また、無停電電源系統から出力される出力電源が非同期状態である場合には、負荷設備側に出力される電圧の位相が急変し負荷設備の故障の原因にもなる。
【０００６】
上述のような各々の無停電電源系統の出力電源が非同期状態である場合に発生する問題を避けるため、各々の無停電電源系統の出力電源が非同期状態である間は無停電電源系統の切換動作は不可となり、負荷設備の稼動停止を余儀なくされる。
【０００７】
上記問題を解決するために、従来、様々な無停電電源システムが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００８】
特許文献１には、無停電電源系統毎に設けた同期制御手段により、各自系統のインバータ電源出力を、複数の無停電電源系統のうちのいずれか１つのバイパス電源又は自走モードの出力電圧を基準にして同期させる無停電電源システムが提案されている。
【０００９】
特許文献２には、各無停電電源系統と負荷との間に瞬時ラップ切換装置と開閉器とで構成される系統切換回路を備え、この系統切換回路をシーケンサにより制御することにより電源系統と負荷との切換えを行う無停電電源システムが提案されている。
【００１０】
特許文献３には、複数組の無停電電源装置がそれぞれの負荷に給電している最中に、各無停電電源装置に電力を供給する各交流電源が停電状態に陥ったときに、各無停電電源装置の出力側を互いに連結母線に接続して負荷への給電を継続する無停電電源システムが提案されている。
【００１１】
また、特許文献４には、無停電電源系統毎に系統インピーダンスを接続し、無停電電源系統間の出力電圧の位相差をその系統インピーダンスで補正する無停電電源システムが提案されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２６９７０６号公報
【特許文献２】特開平０４−１８３２３４号公報
【特許文献３】特開２００８−２２６４３号公報
【特許文献４】特開２００６−２５４５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のように、複数の無停電電源系統を備える無電源電源システムでは、負荷設備（以下では、単に負荷ともいう）に接続されている無停電電源系統の切換は無瞬断で行うことが求められている。しかしながら、上述したように、各無停電電源系統の出力が非同期である場合には、ラップ時に多大な横流が流れ装置の故障の原因になること、また、負荷側の電圧の位相が急変し負荷の故障の原因になるといった問題が生じる。そのため、無瞬断で無停電電源系統の出力の切換をすることができなくなり、負荷の稼動停止を余儀なくされるという問題が生じる。このような問題を解決するために、上記特許文献１、３及び４で提案されている無停電電源システムが存在する。
【００１４】
特許文献１で提案されている無停電電源システムでは、例えば、全て無停電電源系統の商用バイパス電源が異常の場合について制御は、マスタとなる系統を事前に設定しておくことによって対処している。しかしながら、特許文献１の無停電電源システムでは、無停電電源系統の出力電圧を同期させる基準電圧の候補が、他系統の商用バイパス電源、他系統の内部同期信号、自系統の商用バイパス電源等と多く、制御やシーケンス動作が複雑であるという問題がある。
【００１５】
また、引用文献３及び４で提案されている無停電電源システムでは、各無停電電源系統の出力を同期させるための手段（同期制御手段、出力側を互いに連結母線に接続するための手段、系統インピーダンス等）が別途必要になる。この場合、システムの構成が複雑になるという問題がある。
【００１６】
そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、より簡単な構成及び制御で負荷設備に接続する無停電電源系統の切換えを無瞬断で行える無停電電源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の無停電電源システムでは、複数の無停電電源系統と、該複数の無停電電源系統に接続され、該複数の無停電電源系統の出力電源を切換える切換装置とを備える構成とした。通常、各無停電電源装置はそれぞれのバイパス電源を検出し、そのバイパス電源の周波数及び位相を基準とした電圧を出力する。これに加え、本発明では、各無停電電源系統が、並列接続され複数の無停電電源装置を有し、各無停電電源装置が、他の無停電電源系統の電源出力端子に接続され且つ該無停電電源装置の出力電源の位相を制御する制御部を有する構成とした。そして、本発明では、所定の無停電電源系統内の各無停電電源装置の制御部が、他の無停電電源系統の出力電源の位相に関する情報を検出し、該情報に基づいて該所定の無停電電源系統の出力電源を該他の無停電電源系統の出力電源と同期するように、無停電電源装置の出力電源の位相を調整し、所定の無停電電源系統のみが停電運転になった場合に、所定の無停電電源系統内の各無停電電源装置の前記制御部が、他の無停電電源系統の出力電源の位相に関する情報に基づいて、所定の無停電電源系統の出力電源を前記他の無停電電源系統の出力電源と同期するように、無停電電源装置の出力電源の位相を調整し、所定の無停電電源系統のみが停電運転になった場合以外の場合には、他の無停電電源系統内の各無停電電源装置の制御部が、所定の無停電電源系統の出力電源の位相に関する情報に基づいて、他の無停電電源系統の出力電源を所定の無停電電源系統の出力電源と同期するように、無停電電源装置の出力電源の位相を調整することを可能とした。
【００１８】
また、本発明の無停電電源システムでは、各無停電電源系統の各無停電電源装置の制御部が、他の無停電電源系統の入力電源状態を検出できることが好ましい。そして、各無停電電源装置は、自身の入力電源状態が異常である場合に、他の無停電電源系統の出力電源の位相に関する情報、並びに、他の無停電電源系統の入力状況に関する情報に基づいて無停電電源系統の出力の位相を調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の無停電電源システムでは、まず、所定の無停電電源系統内の各無停電電源装置の制御部が、自身の入力電源の周波数及び位相、並びに、他の無停電電源系統の出力電源の位相に関する情報を検出する。そして、各無停電電源装置の制御部が、検出した該情報に基づいて所定の無停電電源系統の出力電源の基準電圧を設定し、自身の無停電電源装置の出力電源の位相を調整する。
【００２０】
すなわち、本発明の無停電電源システムでは、無停電電源装置内の制御部で、自身の無停電電源系統の出力電源の位相を他の無停電電源系統の出力の位相と揃うように無停電電源装置の出力電源を調整する機能を備えている。それゆえ、本発明によれば、入力電源の状態に依らず、各無停電電源系統の出力電源が常に同期した状態となるので、負荷に接続されている無停電電源系統を無瞬断で切換することができる。この結果、電源システムの信頼性を向上させることができ、無停電電源系統間が非同期状態のときに起こるシステムの運転制約（切換不可、負荷の運転停止等）を解消することができる。
【００２１】
また、本発明の無停電電源システムでは、各無停電電源系統の出力電源の基準となる電源は、主に自系統の商用バイパス電源からの入力電源と他系統の出力電源の２通りとなる。それゆえ、本発明によれば、無停電電源系統の出力の制御やシーケンス動作をより簡単にすることができる。特に、各系統の商用バイパス電源が共通の場合に、１つの無停電電源系統が自身の商用バイパス電源を基準電圧とし、他系統が商用バイパス電源を基準電圧とした無停電電源系統の出力を基準電圧にすれば、全出力電源は同期状態となり、基準となった商用デバイス電源が異常になった場合に、基準電圧の変更を実施すればよく、その動作は簡単である。
【００２２】
さらに、本発明の無停電電源システムでは、各無停電電源系統の制御部が他の無停電電源系統の電源出力端子に接続され、その制御部が他の無停電電源系統の出力電源の位相に関する情報を検出して同期制御する構成になっている。それゆえ、本発明では、特許文献１〜４に記載されている無停電電源システムのように、制御部及び負荷設備に接続する切換器とは別に無停電電源系統の切換えを無瞬断で行うための手段を新たに設ける必要はない。したがって、本発明によれば、無停電電源システムの構造をより簡素にすることができる。
【００２３】
また、本発明の無停電電源システムにおいて、各無停電電源系統の各無停電電源装置の制御部をさらに他の無停電電源系統の電源入力端子に接続すれば、自系統のみならず他系統の入力電源の状況を監視しながら、自系統の出力電源の位相を調整することができるため、各系統の入力電源のあらゆる状況（例えば、複数の無停電電源系統の一部が停電運転になった場合だけでなく、全ての無停電電源系統が停電運転になった場合）を考慮して自系統の出力電源の位相を調整することができる。したがって、この場合、各無停電電源系統に入力される商用バイパス電源の状態に関係なく、常に各無停電電源系統の出力電源を同期させて、無瞬断で系統出力の接続を切換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の無停電電源システムの実施形態の例を、図面を参照しながら以下に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態の無停電電源システムの概略構成図である。本実施形態の無停電電源システム１０は、図１に示すように、共通の商用バイパス電源８に接続された２つの無停電電源系統１Ａ及び１Ｂと、無停電電源系統１Ａ及び１Ｂの出力端子６（電源出力端子）に接続された切換装置２とを備える。また、図１には示していないが、商用バイパス電源８に故障等の異常が発生した場合に、商用バイパス電源８の代わりの電力供給源となる蓄電池（蓄電池群）が各無停電電源装置３に接続されている（後述する図２を参照）。
【００２６】
なお、本実施形態では、説明を簡単にするため、無停電電源系統が２系統の無停電電源システムの例を説明する。ただし、本発明はこれに限定されず、３系統以上の無停電電源系統を備えていてもよい。
【００２７】
無停電電源系統１Ａ及び１Ｂ（以下では、それぞれＡ系統及びＢ系統ともいう）は、図１に示すように同じ構造を有し、各無停電電源系統は、並列接続された３つの無停電電源装置３から構成される。また、無停電電源系統１Ａ及び１Ｂは、その出力端子６の近くにそれぞれ設けられた出力検出回路４Ａ及び４Ｂと、入力端子７の近くにそれぞれ設けられた入力検出回路５Ａ及び５Ｂとを備える。なお、本実施形態では無停電電源装置３の数が３個の場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、３個以外の複数個であってもよい。
【００２８】
切換装置２では、図１に示すように、その入力側がＡ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂの出力端子６に接続され、出力側が負荷９に接続されている。そして、この切換装置２により、負荷９に接続する無停電電源系統が選択される。
【００２９】
出力検出回路４Ａ及び４Ｂは、無停電電源系統の出力電圧の周波数及び位相に関する情報を含む信号（以下では、出力電圧同期信号ともいう）を検出する回路である。また、出力検出回路４Ａは、図１に示すように、Ｂ系統１Ｂ内の各無停電電源装置３に接続されており、出力検出回路４Ａで検出されたＡ系統１Ａの出力電圧同期信号は、Ｂ系統１Ｂの各無停電電源装置３内の後述する制御部に送られる。一方、出力検出回路４Ｂは、Ａ系統１Ａ内の各無停電電源装置３に接続されており、出力検出回路４Ｂで検出されたＢ系統１Ｂの出力電圧同期信号は、Ａ系統１Ａの各無停電電源装置３内の制御部に送られる。この出力電圧同期信号は、各無停電電源系統の出力電圧を同期させる（出力電圧の位相を揃える）ために用いられる。なお、出力電圧同期信号としては、無停電電源系統の出力電圧の周波数及び位相に関する情報を含む信号であれば任意の信号が用い得る。
【００３０】
入力検出回路５Ａ及び５Ｂは、商用バイパス電源８から各無停電電源系統に入力される電圧の状態に関する情報を含む信号（以下では、入力電圧状態信号ともいう）を検出する回路である。また、入力検出回路５Ａは、図１に示すように、Ｂ系統１Ｂ内の各無停電電源装置３に接続されており、入力検出回路５Ａで検出されたＡ系統１Ａの入力電圧状態信号は、Ｂ系統１Ｂの各無停電電源装置３内の後述する制御部に送られる。一方、入力検出回路５Ｂは、Ａ系統１Ａ内の各無停電電源装置３に接続されており、入力検出回路５Ｂで検出されたＢ系統１Ｂの入力電圧状態信号は、Ａ系統１Ａの各無停電電源装置３内の制御部に送られる。この入力電圧状態信号は、無停電電源系統の出力電圧の同期基準となる電圧信号を選択する際の情報として用いる。なお、入力電圧状態信号としては、無停電電源系統に入力される電圧の状態を検出できる信号であれば任意の信号が用い得る。
【００３１】
次に、無停電電源装置３の構成を説明する。図２は、無停電電源装置３の概略構成を示した図である。無停電電源装置３は、図２に示すように、商用バイパス電源８からの供給電力を直接負荷９に給電するバイパス電源回路３１と、商用バイパス電源８または蓄電池４１からの供給電力を直流−交流変換するインバータ電源回路３２とを備える。また、無停電電源装置３は、バイパス電源回路３１及びインバータ電源回路３２からの出力を切換える切換部３６と、無停電電源装置３の各部の動作を制御する制御部３７とを備える。
【００３２】
インバータ電源回路３２は、図２に示すように、コンバータ３３と、コンバータ３３の出力側に設けられたインバータ３４と、インバータ３４の入力側に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ３５とを備える。コンバータ３３は、商用バイパス電源８から無停電電源装置３の入力端子３８（電源入力端子）を介して供給される交流電力を直流電力に変換する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５は、無停電電源装置３の入力端子４０を介して蓄電池４１に接続されており、入力電源異常時（停電運転時）には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３５を介して蓄電池４１からの直流電力がインバータ３４に入力される。インバータ３４は、コンバータ３３またはＤＣ−ＤＣコンバータ３５から出力された直流電力を所定の周波数及び位相を有する交流電力に変換する。
【００３３】
切換部３６は、サイリスタ及び開閉器から構成され、バイパス電源回路３１からの出力電力とインバータ電源回路３２からの出力電力を無瞬断で切換える。
【００３４】
制御部３７は、無停電電源装置３の各部の動作を制御するだけでなく、自系統のインバータ３４と接続されており、インバータ３４の出力電圧の周波数及び位相の調整を行う。また、制御部３７は、自系統のバイパス電源回路３１に接続されており、商用バイパス電源８から自系統に入力される電源の状態、すなわち、自系統の入力状況を検出することができる（図２中の破線矢印Ａ１）。さらに、制御部３７は他系統の入力検出回路（５Ａまたは５Ｂ）及び出力検出回路（４Ａまたは４Ｂ）に接続されており、他系統の入力電圧状態信号及び出力電圧同期信号を検出することができる（図２中の破線矢印Ａ２及びＡ３）。
【００３５】
制御部３７では、自系統及び他系統の入力状況に応じてインバータ３４（インバータ電源回路３２）の出力電圧の同期基準となる電源を決定する。この際、他系統の出力電圧を基準にする場合には、他系統の出力検出回路（４Ａまたは４Ｂ）から得られる出力電圧同期信号（図２中の破線矢印Ａ３）に基づいて、インバータ３４の出力電圧の周波数及び位相を調整し（図２中の破線矢印Ａ４）、インバータ３４の出力電圧を他系統の出力電圧に同期させる。
【００３６】
したがって、本実施形態の無停電電源システムでは、自系統だけでなく他系統の入力状況に応じて、各無停電電源系統の出力電圧を同期させることができる。すなわち、各無停電電源系統のあらゆる入力状況に応じて（各無停電電源系統の入力状況に関係なく）、各無停電電源系統の出力電圧を常に同期させることができる。
【００３７】
［各無停電電源系統の同期処理］
次に、各無停電電源系統の出力電圧の同期処理を表及び図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する無停電電源系統の出力電圧の同期処理の制御は、各無停電電源装置３内の制御部３７が行う。
【００３８】
本実施形態の無停電電源システム１０の各無電源電源系統の同期処理における基準電圧（同期の基準となる電圧）の選択処理の内容を下記表１及び２並びに図３及び４に示した。
【００３９】
【表１】
0005196372.tif 000002
【００４０】
【表２】
0005196372.tif 000003
【００４１】
表１及び表２は、Ｂ系統の基準電圧を基本的にＡ系統出力電圧とした場合の内容を示している。また、表１は、各無停電電源系統の入力状況（表中の各系統バイパス電源状態）と、Ａ系統１Ａの出力電圧の基準電圧との関係を示した表である。表２は、各無停電電源系統の入力状況と、Ｂ系統１Ｂの出力電圧の基準電圧との関係を示した表である。
【００４２】
また、図３は、表１に対応したＡ系統１Ａの基準電圧の選択処理の手順を示すフローチャートであり、Ａ系統１Ａの各無停電電源装置３内の制御部３７で行われる処理手順を示している。一方、図４は、表２に対応したＢ系統１Ｂの基準電圧の選択処理の手順を示すフローチャートであり、Ｂ系統１Ｂの各無停電電源装置３内の制御部３７で行われる処理手順を示している。
【００４３】
まず、Ａ系統１Ａの入力状況（Ａ系統１Ａのバイパス電源状態）を判定する（図３及び４中のステップＳ１Ａ及びＳ１Ｂ）。具体的には、Ａ系統１Ａでは、Ａ系統１Ａの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ１示すように、バイパス電源回路３１の信号から得られる自系統の入力状況に関する情報に基づいて判定する。一方、Ｂ系統１Ｂでは、Ｂ系統１Ｂの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ２に示すように、Ａ系統１Ａの入力検出回路５Ａから出力された入力電圧状態信号に基づいて判定する。
【００４４】
このステップＳ１Ａ及びＳ１ＢでＹｅｓ判定となった場合、すなわち、Ａ系統１Ａの入力状況が正常の場合、Ａ系統１Ａは、Ｂ系統１Ｂの入力状況に関係なく、自系統の商用バイパス電源８からの入力電圧に同期した出力電圧を出力する（図３中のステップＳ２Ａ）。
【００４５】
この際、Ｂ系統１Ｂでは、Ｂ系統１Ｂの出力電圧が、Ｂ系統１Ｂの入力状況に関係なく、Ａ系統１Ａの出力電圧に同期するように調整される（図４中のステップＳ２Ｂ）。この調整は、Ｂ系統１Ｂの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ３に示すように、Ａ系統１Ａの出力検出回路４Ａから出力された出力電圧同期信号を検出して、その出力電圧同期信号に基づいてインバータ３４の出力電圧を調整することにより行われる。なお、この際、点検等でＢ系統１Ｂのインバータ３４が停止状態であり、且つ、Ｂ系統１Ｂからの給電状態が各無停電電源装置３のバイパス電源回路３１からの給電であっても、Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂの商用バイパス電源８は共通であるため、Ｂ系統１Ｂの出力電圧は、Ａ系統１Ａの出力電圧に同期する。
【００４６】
なお、各系統の出力電圧を自系統の商用バイパス電源８からの入力電圧に同期させる制御としては、例えば、次のような処理を行えばよい。制御部３７が、商用バイパス電源８から自系統の無停電電源系統の入力される入力電圧の周波数及び位相に関する情報を含む信号を検出して、その信号に基づいて、インバータ３４の出力電圧を調整する。あるいは、制御部３７が、バイパス電源回路３１の出力電圧とインバータ電源回路３２の出力電圧の位相差を検出し、その位相差に基づいて、インバータ３４の出力電圧を調整する。
【００４７】
なお、上記ステップＳ２Ａ及びＳ２Ｂでは、Ｂ系統１Ｂの出力電圧をＡ系統１Ａの出力電圧に同期させる場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂともに正常の場合には、Ａ系統１Ａの出力電圧をＢ系統１Ｂの出力電圧に同期させてもよい。
【００４８】
一方、ステップＳ１Ａ及びＳ１ＢでＮｏ判定となった場合、すなわち、Ａ系統１Ａの入力状況が異常の場合（Ａ系統１Ａが停電運転になった場合）には、続いてＢ系統１Ｂの入力状況（Ｂ系統１Ｂのバイパス電源状態）を判定する（図３及び４中のステップＳ３Ａ及びＳ３Ｂ）。具体的には、Ａ系統１Ａでは、Ａ系統１Ａの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ２に示すように、Ｂ系統１Ｂの入力検出回路５Ｂから出力された入力電圧状態信号に基づいて判定する。Ｂ系統１Ｂでは、Ｂ系統１Ｂの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ１示すように、バイパス電源回路３１の信号から得られる自系統の入力状況に関する情報に基づいて判定する。
【００４９】
このステップＳ３Ａ及びＳ３ＢでＹｅｓ判定となった場合、すなわち、Ａ系統１Ａの入力状況が異常であり、且つ、Ｂ系統１Ｂの入力状況が正常の場合には、Ｂ系統１Ｂは、自系統の商用バイパス電源８からの入力電圧に同期した出力電圧を出力する（図４中のステップＳ４Ｂ）。
【００５０】
この際、Ａ系統１Ａでは、Ａ系統１Ａの出力電圧が、Ｂ系統１Ｂの出力電圧に同期するように調整される（図３中のステップＳ４Ａ）。この調整は、Ａ系統１Ａの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ３に示すように、Ｂ系統１Ｂの出力検出回路４Ｂから出力された出力電圧同期信号を検出してインバータ３４の出力電圧を調整することにより行われる。
【００５１】
一方、ステップＳ３Ａ及びＳ３ＢでＮｏ判定となった場合、すなわち、Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂの入力状況がともに異常の場合には、Ａ系統１Ａは内部同期運転を行う（図３のステップＳ５Ａ）。この際、Ａ系統１Ａからは、Ａ系統１Ａ内の各無停電電源装置３がもつクロックに基づいて決定される所定の周波数及び位相を有する出力電圧が出力される。
【００５２】
また、この際、Ｂ系統１Ｂの出力電圧は、Ａ系統１Ａの出力電圧に同期するように調整される（図４中のステップＳ５Ｂ）。この調整は、Ｂ系統１Ｂの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ３に示すように、Ａ系統１Ａの出力検出回路４Ａから出力された出力電圧同期信号を検出してインバータ３４の出力電圧を調整することにより行われる。なお、点検等でＡ系統１Ａからの出力電圧が存在しない場合には、Ｂ系統１Ｂの出力電圧は商用バイパス電源８に同期するように調整されるか、商用バイパス電源８が異常であれば内部同期運転を行う。
【００５３】
なお、上記ステップＳ５Ａ及びＳ５Ｂ（Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂともに異常の場合）では、Ａ系統１Ａを内部同期運転にし、Ｂ系統１Ｂの出力電圧をＡ系統１Ａの出力電圧に同期させる場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。Ｂ系統１Ｂを内部同期運転にし、Ａ系統１Ａの出力電圧をＢ系統１Ｂの出力電圧に同期させてもよい。
【００５４】
本実施形態の無停電電源システムでは、上述のようにして、各無停電電源系統の入力状況を監視しながら、各無停電電源系統の出力電圧を同期させる。
【００５５】
なお、本実施形態では、Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂがともに正常の場合にも、一方の系統の出力電圧を他方の系統の出力電圧に同期させる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。Ａ系統１ＡとＢ系統１Ｂの商用バイパス電源８は、図１に示すように、共通であるので、Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂがともに正常の場合には、各々の系統が自系統の入力電圧に同期した出力電圧を出力してもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、無停電電源装置３内のコンバータ３３の入力電源と、バイパス電源回路３１の入力電源が共通の場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。各系統のバイパス電源回路３１の入力電源が共通である場合、無停電電源装置３内のコンバータ３３の入力電源と、バイパス電源回路３１の入力電源が別電源であってもよい。
【００５７】
本実施形態の無停電電源システムでは、上述したように、各無停電電源系統の入力状況に関係なく、各無停電電源系統の出力電圧を同期させることができる。したがって、本実施形態では、常に切換装置２の２つの入力電圧は同期しているので、負荷９に接続している無停電電源系統を無瞬断で切換えることができる。その結果、無停電電源系統間が非同期状態のときに起こるシステムの運転制約（切換不可、運転停止等）の問題も解消することができ、負荷９に安定した電力の供給が可能になり、無停電電源システムの信頼性を高めることができる。
【００５８】
また、上述したように、本実施形態では、Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂがともに異常の場合を除いては、各系統の出力電圧は、自系統に入力電圧される商用バイパス電源８からの入力電圧、または、他系統の出力電圧に同期させる。すなわち、全ての無停電電源系統が異常である場合を除いては、各無停電電源系統の出力電圧の基準となる電圧は、自系統の商用バイパス電源８からの入力電圧と他系統の出力電圧の２通りとなる。それゆえ、本実施形態では、無停電電源系統の出力の制御やシーケンス動作をより簡単にすることができる。
【００５９】
さらに、本実施形態では、上述のように、各無停電電源系統の制御部が各無停電電源系統の入力状況及び出力状況を監視し、制御部がその監視結果に基づいて出力電圧の位相を調整する構成となっている。それゆえ、特許文献１〜４に記載されている無停電電源システムのように、無停電電源系統を無瞬断で切換える手段を制御部とは別に設ける必要がないので、システム構成をより簡素なものにすることができる。
【００６０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の無停電電源システムの第２の実施形態の例を説明する。本実施形態では、全ての無停電電源系統が異常（停電運転状態）になった際に予め同期基準となる無停電電源系統が決められている方式、いわゆる、マスタ−サブ方式と呼ばれる方式を採用した無停電電源システムについて説明する。これは、自身の商用バイパス電源が正常な場合、同期させる基準電圧を自身の商用バイパス電源とする場合の実施形態に採用される。
【００６１】
本実施形態では、全ての無停電電源系統が異常になった際に出力電圧の同期基準となるマスタをＡ系統１Ａとする。なお、本実施形態の無停電電源システムの構成は、第１の実施形態（図１及び２参照）と同様である。それゆえ、ここでは、各無停電電源系統の出力電圧の同期処理についてのみ説明する。
【００６２】
本実施形態における各無停電電源系統の出力電圧の同期処理を表及び図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する無停電電源系統の出力電圧の同期処理の制御は、各無停電電源装置３内の制御部３７が行う。本実施形態の無停電電源システム１０の各無電源電源系統の同期処理における基準電圧（同期の基準となる電圧）の選択処理の具体的な内容を下記表３及び４並びに図５及び６に示した。
【００６３】
【表３】
0005196372.tif 000004
【００６４】
【表４】
0005196372.tif 000005
【００６５】
表３は、本実施形態における各系統の入力状況（表中の各系統バイパス電源状態）と、Ａ系統１Ａの出力電圧の基準電圧との関係を示した表である。表４は、本実施形態における各系統の入力状況と、Ｂ系統１Ｂの出力電圧の基準電圧との関係を示した表である。
【００６６】
また、図５は、表３に対応したＡ系統１Ａの基準電圧の選択処理の手順を示すフローチャートであり、Ａ系統１Ａの各無停電電源装置３内の制御部３７で行われる処理手順を示している。一方、図６は、表４に対応したＢ系統１Ｂの基準電圧の選択処理の手順を示すフローチャートであり、Ｂ系統１Ｂの各無停電電源装置３内の制御部３７で行われる処理手順を示している。なお、本実施形態では、全ての無停電電源系統が異常になった際に出力電圧の同期基準となるマスタをＡ系統１Ａとする。
【００６７】
なお、上述したように、本実施形態では、各系統がともに正常の場合、各系統の出力電圧を同期させる基準電圧を商用バイパス電源８から自系統への入力電圧とする。また、一方の系統の入力状況が異常であり、他系統の入力状況が正常の場合には、マスタ、サブに関係なく、異常の系統の出力電圧が他の正常の系統の出力電圧に同期するように制御する。
【００６８】
まず、Ａ系統１Ａでの選択処理を図５を参照しながら説明する。Ａ系統１Ａの入力状況（Ａ系統１Ａのバイパス電源状態）を判定する（図５中のステップＳ２１）。この判定は、Ａ系統１Ａの無停電電源装置３内の制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ１に示すように、バイパス電源回路３１の信号から得られる自系統の入力状況に関する情報に基づいて行う。
【００６９】
このステップＳ２１でＹｅｓ判定となった場合、すなわち、Ａ系統１Ａの入力状況が正常の場合には、Ｂ系統１Ｂの入力状況に関係なく、Ａ系統１Ａは、商用バイパス電源８から自系統（Ａ系統）に入力された入力電圧に同期した出力電圧を出力する（図５中のステップＳ２２）。
【００７０】
一方、ステップＳ２１でＮｏ判定となった場合、すなわち、Ａ系統１Ａの入力状況が異常の場合（Ａ系統１Ａが停電運転になった場合）には、続いてＢ系統１Ｂの入力状況（Ｂ系統のバイパス電源状態）を判定する（図５中のステップＳ２３）。この判定は、Ａ系統１Ａの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ２に示すように、Ｂ系統の入力検出回路５Ｂから得られる入力電圧状態信号に基づいて行う。
【００７１】
ステップＳ２３でＹｅｓ判定となった場合、すなわち、Ａ系統１Ａの入力状況が異常であり、且つ、Ｂ系統１Ｂの入力状況が正常の場合には、Ａ系統１Ａの出力電圧は、Ｂ系統１Ｂの出力電圧に同期するように調整される（図５中のステップＳ２４）。この調整は、Ａ系統１Ａの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ３に示すように、Ｂ系統１Ｂの出力検出回路４Ｂで検出される出力電圧同期信号に基づいて行う。
【００７２】
一方、ステップＳ２３でＮｏ判定となった場合、すなわち、Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂの入力状況がともに異常の場合には、Ａ系統１Ａは内部同期運転を行い、Ａ系統１Ａ内の各無停電電源装置３がもつクロックに基づいて決定される所定の周波数及び位相を有する出力電圧をＡ系統１Ａから出力する（図５のステップＳ２５）。
【００７３】
次に、Ｂ系統１Ｂでの選択処理を図６を参照しながら説明する。Ｂ系統１Ｂの制御部３７では、まず、Ｂ系統１Ｂの入力状況（Ｂ系統のバイパス電源状態）を判定する（図６中のステップＳ３１）。この判定は、Ｂ系統１Ｂの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ１示すように、バイパス電源回路３１の信号から得られる自系統の入力状況に関する情報に基づいて行う。
【００７４】
このステップＳ３１でＹｅｓ判定となった場合、すなわち、Ｂ系統１Ｂの入力状況が正常の場合には、Ａ系統１Ａの入力状況に関係なく、Ｂ系統１Ｂは商用バイパス電源８から自系統（Ｂ系統）に入力された入力電圧に同期した出力電圧を出力する（図６中のステップＳ３２）。
【００７５】
一方、ステップＳ３１でＮｏ判定となった場合、すなわち、Ｂ系統１Ｂの入力状況が異常の場合（Ｂ系統１Ｂが停電運転になった場合）には、Ｂ系統１Ｂの出力電圧は、Ａ系統１Ａの出力電圧に同期するように調整される（図６中のステップＳ３３）。この調整は、Ｂ系統１Ｂの制御部３７が、図２中の破線矢印Ａ３に示すように、Ａ系統１Ａの出力検出回路５Ａで検出された出力電圧同期信号に基づいて行う。
【００７６】
なお、ステップＳ３３において、Ａ系統１Ａの出力電圧が商用バイパス電源８からＡ系統１Ａへ入力された入力電圧に同期した出力電圧である場合には、Ｂ系統１Ｂの出力電圧は商用バイパス電源８からＡ系統１Ａへ入力された入力電圧に同期した出力電圧となる。また、Ａ系統１Ａの出力電圧がＡ系統１Ａの内部同期運転により出力された出力電圧に同期している場合には、Ｂ系統１Ｂの出力電圧はＡ系統１Ａの内部同期運転により出力された出力電圧に同期した出力電圧となる。
【００７７】
本実施形態の無停電電源システムでは、上述のようにして、各無停電電源系統の入力状況を監視しながら各無停電電源系統の出力電圧を同期させる。なお、本実施形態では、Ａ系統１Ａをマスタとし、Ｂ系統１Ｂをサブとしたが、本発明はこれに限定されず、Ｂ系統１Ｂをマスタとし、Ａ系統１Ａをサブとしてもよい。また、サブの系統は、マスタの系統が点検等で出力電圧が存在しない場合、自身の商用バイパス電源８に異常が発生した際には内部同期運転を行う。
【００７８】
上述のように、本実施形態の無停電電源システムにおいても、各無停電電源系統の入力状況に関係なく、各無停電電源系統の出力電圧を同期させることができる。したがって、第１の実施形態の無停電電源システムと同様の効果が得られる。
【００７９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の無停電電源システムの第３の実施形態の例を説明する。本実施形態では、全ての無停電電源系統が異常（停電運転状態）になった際に予め同期基準となるマスタ無停電電源系統を設けない無停電電源システムについて説明する。
【００８０】
図７は、本実施形態の無停電電源システムの概略構成図である。本実施形態の無停電電源システム６０は、図７に示すように、共通の商用バイパス電源８に接続された２つの無停電電源系統１Ａ及び１Ｂと、無停電電源系統１Ａ及び１Ｂの出力端子６に接続された切換装置２とを備える。また、本実施形態の無停電電源システム６０は、無停電電源系統１Ａ及び１Ｂの出力端子６の近くにそれぞれ設けられた出力検出回路４Ａ及び４Ｂと、無停電電源系統１Ａ及び１Ｂの入力端子７の近くにそれぞれ設けられた入力検出回路５Ａ及び５Ｂとを備える。さらに、本実施形態の無停電電源システム６０は、出力検出回路４Ａ及び４Ｂの出力を切換える切換器５０を備える。すなわち、本実施形態の無停電電源システム６０では、出力検出回路４Ａ及び４Ｂの出力を切換える切換器５０を備えたこと以外は、第１及び第２の実施形態の無停電電源システムと同様の構成とした。
【００８１】
切換器５０は、２つの開閉器５２及び５３と、その開閉器の開閉を制御する開閉制御部５１とから構成される。この切換器５０は出力検出回路４Ａ及び４Ｂの出力のどちらか一方のみを無停電電源系統に接続できるようにするインターロック機能を有する。すなわち、本実施形態の無停電電源システムでは、両系統が同時に他系統の出力検出回路から出力電圧同期信号を受け取らないシーケンスを構築する。
【００８２】
上述した開閉器５２及び５３のインターロック機能は、開閉制御部５１により制御される。また、開閉制御部５１は各無停電電源系統に接続されており（図７中の破線）、各無停電電源系統の入力状況（各系統のバイパス電源状態）を検出することができる構成になっている。そして、開閉制御部５１は、検出した各無停電電源系統の入力状況の情報に基づいて、開閉器５２及び５３のいずれを閉じるか選択する。
【００８３】
次に、本実施形態の無停電電源システムの同期処理を説明する。なお、本実施形態の無停電電源システムでは、各無停電電源系統が全て正常の場合には、第２の実施形態と同様に、各系統の出力電圧を同期させる基準電圧を自系統の商用バイパス電源８からの入力電圧とする。
【００８４】
また、一方の系統の入力状況が異常であり、他系統の入力状況が正常の場合は、第２の実施形態と同様に、異常の系統の出力電圧が他の正常の系統の出力電圧に同期するように制御する。より具体的に説明すると、例えば、Ａ系統１Ａの入力状況のみが異常になった場合、切換器５０内では開閉器５３のみが閉じて、出力検出回路４Ｂから出力電圧同期信号がＡ系統１Ａの各無停電電源装置の制御部に送られる。そして、その出力電圧同期信号に基づいて、Ａ系統１ＡからはＢ系統１Ｂの出力電圧に同期した出力電圧が出力される。一方、Ｂ系統１Ｂの入力状況のみが異常になった場合には、開閉器５２のみを閉じて、出力検出回路４Ａから出力電圧同期信号がＢ系統１Ｂの各無停電電源装置の制御部に送られる。そして、その出力電圧同期信号に基づいて、Ｂ系統１ＢからはＡ系統１Ａの出力電圧に同期した出力電圧が出力される。
【００８５】
次に、Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂの両系統の入力状況が異常の場合の制御を説明する。なお、ここでは、例えば、Ｂ系統１Ｂが先に異常となり、その後にＡ系統１Ａが異常になった場合を考える。この場合、切換器５０ではＢ系統１Ｂの異常が先に検出されるので、切換器５０は開閉器５２のみを閉じて、出力検出回路４Ａから出力電圧同期信号がＢ系統１Ｂの各無停電電源装置の制御部に送られる。そして、その出力電圧同期信号に基づいて、Ｂ系統１ＢからはＡ系統１Ａの出力電圧に同期した出力電圧が出力される。
【００８６】
一方、この際、Ａ系統１Ａは出力検出回路４ＢからＢ系統の出力電圧同期信号を受け取ることができないので、Ａ系統１Ａは内部同期運転に切換わる。その後、Ａ系統１Ａは内部同期運転により出力し続け、Ｂ系統１Ｂは、Ａ系統１Ａから内部同期運転により出力された電圧に同期した出力電圧を出力し続ける。本実施形態では、このようにして、両系統を共に内部運転同期になることなく、両系統の出力電圧を同期させる。
【００８７】
上述した第３の実施形態の制御例では、各系統の入力状況と、Ａ系統１Ａ及びＢ系統１Ｂの出力電圧の基準電圧との関係はそれぞれ下記の表５及び６のようになる。表５及び６から明らかなように、図７に示すような開閉器５０を設けることにより、第２の実施形態で説明したマスタ−サブ方式を採用することなく、両系統の出力電圧の同期状態を保つことができる。
【００８８】
【表５】
0005196372.tif 000006
【００８９】
【表６】
0005196372.tif 000007
【００９０】
上述のように、本実施形態の無停電電源システムにおいても、各無停電電源系統の入力状況に関係なく、常に各無停電電源系統の出力電圧を同期させることができる。したがって、第１及び第２の実施形態の無停電電源システムと同様の効果が得られる。
【００９１】
上記第３の実施形態では、両系統が同時に他系統の出力検出回路から出力電圧同期信号を受け取らないようにするために、切換器５０を設けた例を説明したが、本発明はこれに限定されない。各無停電電源装置３内の制御部３７で、各系統の入力状況だけでなく異常となった系統の順番に関する情報を検出し、それらの情報に基づいて両系統が同時に他系統の出力検出回路から出力電圧同期信号を受け取らないようにしてもよい。
【００９２】
上記第１〜第３の実施形態の無停電電源システムでは、各系統の出力電圧を同期制御する際に、他系統の出力検出回路から出力された他系統の出力電圧の周波数及び位相に関する情報を含む信号（出力電圧同期信号）を無停電電源装置内に取り込んだ例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、他系統の出力電圧を直接の自系統に取り込んで同期制御を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】第１の実施形態の無停電電源システムの概略構成図である。
【図２】第１の実施形態の無停電電源装置の概略構成図である。
【図３】第１の実施形態の無停電電源システムにおけるＡ系統の出力電圧の同期処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の無停電電源システムにおけるＢ系統の出力電圧の同期処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】第２の実施形態の無停電電源システムにおけるＡ系統の出力電圧の同期処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の無停電電源システムにおけるＢ系統の出力電圧の同期処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】第３の実施形態の無停電電源システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００９４】
１Ａ…Ａ系統（無停電電源系統）、１Ｂ…Ｂ系統（無停電電源系統）、２…切換装置、３…無停電電源装置、４Ａ，４Ｂ…出力検出回路、５Ａ，５Ｂ…入力検出回路、８…商用バイパス電源、９…負荷、１０…無停電電源システム、３１…バイパス電源回路、３２…インバータ電源回路、３３…コンバータ、３４…インバータ、３５…ＤＣ−ＤＣコンバータ、３６…切換部、３７…制御部、４１…蓄電池
【図１】
0005196372.tif 000008
【図２】
0005196372.tif 000009
【図３】
0005196372.tif 000010
【図４】
0005196372.tif 000011
【図５】
0005196372.tif 000012
【図６】
0005196372.tif 000013
【図７】
0005196372.tif 000014