(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の出力電圧との間の位相差を判定する位相差判定手段と、
前記商用電源の出力電圧との間の位相差に基づいて、商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を制御する周期ずらし分制御手段とを備え、
前記周期ずらし分制御手段は、商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を徐々に増加させてから徐々に減少させることにより、前記商用電源の出力電圧との間の位相差をゼロにすることを特徴とする電源装置の同期制御装置。
【請求項２】
商用電源と同期をとりながら運転される複数の電源装置から負荷に電力を供給する電源装置の並列運転方法において、
前記電源装置の出力電圧と前記商用電源の出力電圧との間に位相差が発生した場合、前記商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を徐々に増加させてから徐々に減少させることにより、前記商用電源の出力電圧との間の位相差をゼロにすることを特徴とする電源装置の並列運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源装置の同期制御装置および電源装置の並列運転方法に関し、特に、商用電源と同期をとりながら運転される電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差を補正する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
商用電源と同期をとりながら運転される常時商用型無停電電源装置では、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θが発生すると、電源装置の出力電圧の周期Ｔと商用電源の出力電圧の周期Ｔ0とをずらすことで、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θをゼロに収束させることが行われている（特許文献１）。
図３は、従来の電源装置の同期制御方法を示すフローチャートである。
【０００３】
図３において、電源装置の出力電圧の周期Ｔが商用電源の出力電圧の周期Ｔ0に一致している状態で（ステップＳ１１）、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間に位相差θが発生すると、電源装置の出力電圧の周期Ｔを商用電源の出力電圧の周期Ｔ0から周期ずらし分ΔＴだけずらす（ステップＳ１２）。
そして、電源装置の出力電圧の周期Ｔが商用電源の出力電圧の周期Ｔ0から周期ずらし分ΔＴだけずらされると、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θが変化し、その位相差θはゼロに収束する（ステップＳ１３）。そして、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θがゼロに収束すると、電源装置の出力電圧の周期Ｔを商用電源の出力電圧の周期Ｔ0に一致させることで（ステップＳ１４）、商用電源と同期をとりながら電源装置を運転することができる。
【特許文献１】特開平２−２４１３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図３の電源装置の同期制御方法では、周期ずらし分ΔＴを大きくすると、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θを短時間でゼロに収束させることができるが、電源装置の出力電圧の周期Ｔが急激に変化する。このため、図４に示すように、交流電源１と負荷４との間に複数の電源装置２、３が並列接続されていると、電源装置２、３間に横流が流れ、電源装置２、３の動作が不安定化するという問題があった。
【０００５】
一方、図３の電源装置の同期制御方法において、周期ずらし分ΔＴを小さくすると、電源装置の出力電圧の周期Ｔが急激に変化するのを防止することができるが、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θがなかなかゼロにならないため、電源装置の出力電圧の周期Ｔが商用電源の出力電圧の周期Ｔ0に一致するまでに時間がかかる。このため、図５に示すように、常時商用型無停電電源装置において、停電復帰の際にスイッチ５をインバータ６側から交流電源１側に切り替える場合、同期合わせ期間中は蓄電池７から出力される直流をインバータ６にて交流に変換してから負荷４に電力を供給する必要があることから、その間に蓄電池７の充電量がゼロになり、負荷４への電力の供給が停止するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、電源装置の出力電圧の周期を急激に変化させることなく、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差を短時間にゼロにすることが可能な電源装置の同期制御装置および電源装置の並列運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の電源装置の同期制御装置によれば、商用電源の出力電圧との間の位相差を判定する位相差判定手段と、前記商用電源の出力電圧との間の位相差に基づいて、商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を制御する周期ずらし分制御手段とを備え、前記周期ずらし分制御手段は、商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を徐々に増加させてから徐々に減少させることにより、前記商用電源の出力電圧との間の位相差をゼロにすることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２記載の電源装置の並列運転方法によれば、商用電源と同期をとりながら運転される複数の電源装置から負荷に電力を供給する電源装置の並列運転方法において、前記電源装置の出力電圧と前記商用電源の出力電圧との間に位相差が発生した場合、前記商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を徐々に増加させてから徐々に減少させることにより、前記商用電源の出力電圧との間の位相差をゼロにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、商用電源の出力電圧との間の位相差に基づいて商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を制御することで、商用電源の出力電圧の周期からの周期ずらし分を徐々に増加させることができる。このため、電源装置の出力電圧の周期を急激に変化させることなく、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差を短時間にゼロにすることが可能となり、電源装置が並列運転される場合においても、電源装置の動作が不安定化するのを防止することが可能となるとともに、常時商用型無停電電源装置の蓄電池の消耗量を低減することができ、負荷への電力の供給が停止されるのを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る電源装置の同期制御装置について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る同期制御装置が適用される電源装置の概略構成を示すブロック図、図１（ｂ）は、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θと、電源装置の出力電圧の周期Ｔと商用電源の出力電圧の周期Ｔ0との間の周期ずらし分との関係を示す図である。
【００１０】
図１（ａ）において、電源装置１１は、交流電源１と負荷４との間に接続され、電源装置１１には、交流電源１との間の同期制御を行う同期制御装置１２が設けられている。そして、同期制御装置１２には、交流電源１の出力電圧との間の位相差θを判定する位相差判定手段１３および交流電源１の出力電圧との間の位相差θに基づいて、交流電源１の出力電圧の周期Ｔ0からの周期ずらし分を制御する周期ずらし分制御手段１４が設けられている。
【００１１】
そして、図１（ｂ）に示すように、位相差判定手段１３は、電源装置１１の出力電圧と交流電源１の出力電圧との間の初期位相差θ0を検出すると、周期ずらし分制御手段１４は、電源装置１１の出力電圧と交流電源１の出力電圧との間の位相差θがθ0／２になるまで、交流電源１の出力電圧の周期Ｔ0からの周期ずらし分（Ｔ−Ｔ0）を徐々に増加させてから、交流電源１の出力電圧との間の位相差θがゼロになるまで、交流電源１の出力電圧の周期Ｔ0からの周期ずらし分（Ｔ−Ｔ0）を徐々に減少させることができる。
【００１２】
これにより、電源装置１１の出力電圧の周期Ｔを急激に変化させることなく、電源装置１１の出力電圧と交流電源１の出力電圧との間の位相差θを短時間にゼロにすることが可能となり、電源装置１１が並列運転される場合においても、電源装置１１の動作が不安定化するのを防止することが可能となるとともに、常時商用型無停電電源装置の蓄電池の消耗量を低減することができ、負荷４への電力の供給が停止されるのを防止することが可能となる。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態に係る電源装置の同期制御方法を示すフローチャートである。
図２において、電源装置１１の出力電圧の周期Ｔが交流電源１の出力電圧の周期Ｔ0に一致している状態で、電源装置１１の出力電圧と交流電源１の出力電圧との間に初期位相差θ0が発生すると（ステップＳ１）、電源装置１１の出力電圧と交流電源１の出力電圧との間の位相差θがθ0／２になるまで、交流電源１の出力電圧の周期Ｔ0からの周期ずらし分（Ｔ−Ｔ0）を変化量ΔＴｃずつ段階的に増加させる（ステップＳ２、Ｓ４）。
【００１４】
なお、周期ずらし分（Ｔ−Ｔ0）の変化量ΔＴｃおよび周期ずらし分（Ｔ−Ｔ0）を変化させる間隔は、電源装置１１の出力電圧の周期Ｔが変化しても、電源装置１１からの出力の安定性が保てるように設定することができる。
そして、電源装置１１の出力電圧と交流電源１の出力電圧との間の位相差θがθ0／２以下になると、交流電源１の出力電圧との間の位相差θがゼロになるまで、交流電源１の出力電圧の周期Ｔ0からの周期ずらし分（Ｔ−Ｔ0）を変化量ΔＴｃずつ段階的に減少させることで、電源装置１１の出力電圧の周期Ｔを交流電源１の出力電圧の周期Ｔ0に一致させる（ステップＳ３、Ｓ５）。
【００１５】
ここで、周期ずらし分（Ｔ−Ｔ0）を変化量ΔＴｃずつ段階的に増加させたり減少させたりすることで、電源装置１１の出力電圧の周期Ｔが急激に変化するのを防止することが可能となるとともに、電源装置１１の出力電圧と交流電源１の出力電圧との間の位相差θがθ0／２の近辺にある時には、周期ずらし分（Ｔ−Ｔ0）を大きくすることができ、電源装置１１の出力電圧と交流電源１の出力電圧との間の位相差θを短時間にゼロにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る同期制御装置が適用される電源装置の概略構成を示すブロック図、図１（ｂ）は、電源装置の出力電圧と商用電源の出力電圧との間の位相差θと、電源装置の出力電圧の周期Ｔと商用電源の出力電圧の周期Ｔ0との間の周期ずらし分との関係を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電源装置の同期制御方法を示すフローチャートである。
【図３】従来の電源装置の同期制御方法を示すフローチャートである。
【図４】電源装置の並列運転方法を示すブロック図である。
【図５】常時商用型無停電電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  交流電源
４  負荷
１１  電源装置
１２  同期制御装置
１３  位相差判定手段
１４  周期ずらし分制御手段
【図１】
0005029285.tif 000002
【図２】
0005029285.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005029285.tif 000005
【図５】
0005029285.tif 000006