(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータと、該インバータに電力を供給する蓄電池と、前記インバータから電力の供給を受ける複数の負荷とを備えた電源システムにおいて、インバータの出力周波数により開閉動作が制御される開閉器を備え、該開閉器を介して負荷が接続されることを特徴とする電源システム。
【請求項２】
上記蓄電池の残存容量を検出する残存容量検出手段と検出された残存容量に応じて上記インバータの出力周波数を変化させるインバータ制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の電源システム。
【請求項３】
上記インバータの出力電流に応じて該インバータの出力周波数を変化させるインバータ制御手段を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の電源システム。
【請求項４】
インバータと、該インバータに電力を供給する蓄電池と、前記インバータから電力の供給を受ける複数の負荷とを備えた電源システムの制御方法であって、前記インバータの出力周波数により開閉動作が制御される開閉器を介して負荷が接続されるようにし、前記インバータの出力周波数を変化させることによって負荷への電力の供給状態を制御することを特徴とする電源システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータと蓄電池と複数の負荷とから構成された無停電電源システム等の電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無停電電源システムは、整流器や双方向電力変換が可能なインバータを用いて蓄電池を充電し、蓄電池に接続されたインバータにより直流を交流に変換して電力を負荷に供給するシステムである。この場合、蓄電池はフロート状態で充電されており、系統が停電した場合には蓄電池から電力を放電し、インバータにより直流から交流に変換して負荷に供給する。
【０００３】
図３は、このような従来の無停電電源システムの構成例を示すシステム構成図で、１は整流器、２はインバータ、３は蓄電池、４１、４２、４３は負荷、５１、５２は開閉器、６は系統である。本構成例では、系統６が健全時には整流器１にて蓄電池３を充電し、インバータ２にて交流に変換して負荷４１、４２、４３に電力を供給する。また、系統６の停電時には蓄電池３からの放電電力をインバータ２にて交流に変換し、負荷４１、４２、４３に電力を供給する。また、開閉器５１、５２は負荷４１、４２を切り離す目的で設置しており、インバータから開閉器に信号を送るための信号線が接続されている。
【０００４】
図３において、開閉器５１、５２は、たとえば負荷により電力供給の時間を変える目的で使用される。この場合は、蓄電池３の残存容量に応じて、インバータ２からの信号により開閉器５１、５２を制御し、それぞれの負荷４１、４２を切り離す。たとえば、蓄電池３の残存容量が充分ある場合は、負荷４１、４２を接続し、蓄電池３の残存容量が減少するにつれて、順次負荷４１、４２を切り離す。この場合、負荷４３には最も長時間の電力供給が必要となる負荷を接続すればよい。
【０００５】
また図３では、開閉器５１、５２を負荷に対する電力供給の優先度を持たせる目的で使用している。この場合は、インバータ２の出力電流に応じて、インバータ２からの信号により開閉器５１、５２を制御し、それぞれの負荷４１、４２を切り離す。たとえば、インバータ２の出力電流が小さい場合は、負荷４１、４２を接続し、インバータ２の出力電流が大きくなるにつれて、順次負荷４１、４２を切り離す。この場合、負荷４３には最も重要な負荷を接続すればよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法の場合、負荷を切り離すために設けられる、インバータから開閉器に信号を送るための信号線が余分に必要であり、特に、インバータと負荷との距離が離れている場合や負荷の数が多い場合に、信号線の設置が負担になるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、このような信号線を必要とせずに、負荷を選択的に切り離すことができる電源システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為の本願発明の電源システムは、インバータと、該インバータに電力を供給する蓄電池と、前記インバータから電力の供給を受ける複数の負荷とを備えた電源システムにおいて、インバータの出力周波数により開閉動作が制御される開閉器を備え、該開閉器を介して負荷が接続されることを特徴とするものである。
【０００９】
このような開閉器を設けることにより、インバータの出力周波数を変化させることで開閉器を制御することができるようになり、開閉器の制御を行う為の信号線を別途設ける必要がなくなる。
【００１０】
また、上記目的を達成する為の本願発明の電源システムの制御方法は、インバータと、該インバータに電力を供給する蓄電池と、前記インバータから電力の供給を受ける複数の負荷とを備えた電源システムの制御方法であって、前記インバータの出力周波数により開閉動作が制御される開閉器を介して負荷が接続されるようにし、前記インバータの出力周波数を変化させることによって負荷への電力の供給状態を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
インバータの出力周波数を変化させることによって負荷への電力の供給状態を制御するようにすることで、開閉器の制御を行う為に別途信号線を設ける必要がなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
インバータの出力周波数により開閉動作が制御される開閉器は、例えば、周波数監視装置と該周波数監視装置からの信号により開閉動作を行う開閉器とから構成することができ、インバータと負荷とを接続する電力線の途中にこのような周波数監視装置付の開閉器を挿入し、インバータの出力周波数を必要に応じて変化させることで、周波数監視装置がこの変化を感知して開閉器が動作するようになって、特別な信号線がなくても開閉器が制御されるようになる。すなわち、本発明によれば、特別な信号線を設けることなく、開閉器により負荷を選択的に切り離したり、接続したりすることが可能となる。
【００１３】
開閉動作のためのインバータの出力周波数の変化のさせ方としては、例えば、蓄電池の残存容量を検知して周波数を変化させる方法（すなわち蓄電池の残存容量に応じて変化させる方法）、インバータの出力電流を検知して周波数を変化させる方法（すなわち、出力電流に応じて変化させる方法）がある。
【００１４】
前者の場合には、上記蓄電池の残存容量を検出する残存容量検出手段と検出された残存容量に応じて上記インバータの出力周波数を変化させるインバータ制御手段とを備えるようにして構成することができ、蓄電池の残存容量が減少した場合に、インバータの出力周波数を僅かに低下あるいは上昇させる。これにより、負荷に接続された周波数監視装置がこの周波数上昇または低下を検知し、負荷の開閉器を開く。
【００１５】
後者の場合には、上記インバータの出力電流を検出する出力電流検出手段と検出された出力電流に応じて上記インバータの出力周波数を変化させるインバータ制御手段とを備えるようにして構成することができ、インバータの出力電流が増加した場合に、インバータの出力周波数を僅かに低下あるいは上昇させる。これにより、負荷に接続された周波数監視装置がこの周波数上昇または低下を検知し、負荷の開閉器を開く。
【００１６】
なお、負荷の切り離しを数段に分けて行いたい場合は、周波数をさらに上昇または低下させるようにし、周波数監視装置の検出レベルをそれぞれ変えておくようにする。また、蓄電池の残存容量とインバータの出力電流の両方を検知するようにし、これら両方の値を元に周波数を変化させるようにして制御しても良いし、これら以外のパラメータを検知して周波数を変化させるようにしても良い。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
図１は、本発明に係る電源システムの第1の実施例を示すシステム構成図である。本例電源システムは、無停電電源システムであり、図中、７１、７２は周波数低下監視装置（ＵＦ）である。１は整流器、２はインバータ、３は蓄電池、４１、４２、４３は負荷、５１、５２は開閉器、６は系統である。開閉器５１、５２は負荷４１、４２を切り離す目的で設置しており、周波数低下監視装置７１、７２が接続されている。そして、開閉器５１，５２は周波数監視装置７１，７２からの信号により開閉動作を行う。
【００１８】
本例では、蓄電池３の残存容量が所定の容量より低下すれば、インバータ２の出力周波数が下がるように制御する。すなわち、図には示されていないが、蓄電池容量が第1の所定容量より大きいかどうか、さらに第1の所定容量より小さい第2の所定容量より大きいかどうかを検出し、第1の所定容量以下で第2の所定容量より大きい場合に第1の信号を出力し、第2の所定容量以下の場合に第2の信号を出力する蓄電池容量検出手段を設け、インバータ内には、第1または第2の信号を受けて、第1の信号を受けた場合にはインバータ２の出力周波数を５９．５Ｈｚとし、第２の信号を受けた場合にはインバータ２の出力周波数を５９．０Ｈｚとするインバータ制御回路を設けている。さらに、周波数低下監視装置（ＵＦ）７１の設定値を５９．５Ｈｚとし、周波数低下監視装置（ＵＦ）７２の設定値を５９．０Ｈｚとしている。
【００１９】
このようにすることで、蓄電池容量が第1の所定容量以下となった場合に、周波数低下監視装置（ＵＦ）７１が５９．５Ｈｚを検出して開閉器５１が開かれ、負荷４１が切り離される。さらに、蓄電池容量が第２の所定容量以下となった場合に、周波数低下監視装置（ＵＦ）７２が５９．０Ｈｚを検出して開閉器５２が開かれ、負荷４２が切り離される。
【００２０】
（実施例２）
図２は本発明に係る電源システムの第２の実施例を示すシステム構成図である。本例電源システムは、無停電電源システムであり、図中、８１、８２は周波数上昇監視装置（ＯＦ）である。本システムの場合、上記第1の実施例のものと比べて、蓄電池３の残存容量によりインバータ２の出力周波数を上げるように制御する点が異なり、他の構成は基本的に同じである。
【００２１】
上記同様、蓄電池容量が第1の所定容量より大きいかどうか、さらに第1の所定容量より小さい第2の所定容量より大きいかどうかを検出し、第1の所定容量以下で第2の所定容量より大きい場合に第1の信号を出力し、第2の所定容量以下の場合に第2の信号を出力する蓄電池容量検出手段を設け、インバータ内には、第1または第2の信号を受けて、第1の信号を受けた場合にはインバータ２の出力周波数を６０．５Ｈｚとし、第２の信号を受けた場合にはインバータ２の出力周波数を６１．０Ｈｚとするインバータ制御回路を設けている。さらに、周波数上昇監視装置（ＯＦ）８１の設定値を６０．５Ｈｚとし、周波数上昇監視装置（ＯＦ）８２の設定値を６１．０Ｈｚとしている。
【００２２】
このようにすることで、蓄電池容量が第1の所定容量以下となった場合に、周波数上昇監視装置（ＯＦ）８１が６０．５Ｈｚを検出して開閉器５１が開かれ、負荷４１が切り離される。さらに、蓄電池容量が第２の所定容量以下となった場合に、周波数上昇監視装置（ＯＦ）８２が６１．０Ｈｚを検出して開閉器５２が開かれ、負荷４２が切り離される。
【００２３】
なお、上記いずれの場合も、蓄電池容量が第1の所定容量より大きい十分な容量を有している場合には、インバータの出力周波数は６０．０Ｈｚとなるようにされている。また、上記実施例では、蓄電池の残存容量により負荷の切り離しを制御する場合について説明したが、インバータの出力電流によって制御する場合も同様にできる。また、いずれの実施例においても、周波数低下監視装置（ＵＦ）７１、７２および周波数上昇監視装置（ＯＦ）８１、８２の検出精度は非常に高く、一般的に０．１Ｈｚオーダーの精度で検出することは比較的容易であるため、誤作動の心配はない。さらに、負荷にとっても±１Ｈｚ程度の周波数変化は、ほとんどの場合障害にはならない。さらに、インバータ２の出力周波数は蓄電池３の残存容量や出力電流に応じて連続的に変化させても段階的に変化させても良い。
【００２４】
【発明の効果】
本願発明によれば、インバータから負荷を切り離すための開閉器を制御するための特別な信号線を設けることなく、負荷を選択的に切り離すことができる電源システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第1の実施例を示すシステム構成図である。
【図２】  第２の実施例を示すシステム構成図である。
【図３】  従来の無停電電源システム構成例を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１：整流器        ２：インバータ        ３：蓄電池
４１、４２、４３：負荷        ５１、５２：開閉器        ６：系統
７１、７２：周波数低下監視装置（ＵＦ）
８１、８２：周波数上昇監視装置（ＯＦ）
【図１】
0004228380.tif 000002
【図２】
0004228380.tif 000003
【図３】
0004228380.tif 000004