(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の第１の供給ラインに設けられた遮断器と、前記遮断器の出力側に直列接続された補助トランスと、前記補助トランスの出力側に設けられるＡＣスイッチと、前記ＡＣスイッチの出力側に設けられるリアクトルと、前記リアクトルの出力側に設けられる第１の電磁接触器と、前記電磁接触器の出力側に設けられるＡＣフィルタと、第１のインバータが直列接続され、第１のインバータには第２の電磁接触器を介してバッテリが接続されて、前記リアクトルの出力側に設けられ、前記商用電源からの電力を負荷側に供給する第２の供給ラインと、前記補助トランスに対する印加電圧を可変する第２のインバータと、前記第２のインバータのオン／オフ動作を制御する制御装置とを備え、前記負荷側への電力の節電を行う場合、前記制御装置によって前記第２のインバータのオン／オフ動作が制御され、前記補助トランスに第１の電圧が印加されるとともに、前記負荷側への電力の電圧を補償する場合、前記制御装置によって前記第２のインバータのオン／オフ動作が制御され、前記補助トランスには前記第１の電圧の位相を反転させた第２の電圧が印加されることを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記補助トランスの出力側には、第１のインバータ及びバッテリが直列接続されるとともに、前記制御装置によって、前記第１及び第２のインバータの駆動制御により、３つのモードで前記負荷側に電力が供給されることを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記３つのモードのうち、第１のモードは、前記第２のインバータのみを駆動制御することで、前記商用電源からの電力を負荷側に供給するものであり、第２のモードは、前記第１のインバータ及び第２のインバータを駆動制御することで、前記商用電源からの電力と前記バッテリからの電力とを負荷側に供給するものであり、第３のモードは、前記第１のインバータ及び第２のインバータを駆動させることで、前記負荷側へは前記バッテリに充電する電力を前記商用電源の電力から引いた電力を供給するものであることを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記制御装置は、停電等によって商用電源からの前記負荷側への電力の供給が絶たれたとき、前記第１のインバータを駆動制御し、前記バッテリからの直流電力を前記第１のインバータによって交流に変換し、前記負荷側に供給することを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力供給に適した電力供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、商用電源からの電力は、バックアップ装置（バッテリ）を備えた電力供給システムにより、負荷側に供給されるようになっている。
【０００３】
そして、たとえば停電時等において、商用電源からの電力の供給が絶たれると、電力供給システムのインバータによってバックアップ装置からの直流電力が交流電力に変換され、負荷側に与えられるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の電力供給システムでは、商用電源からの電力を負荷に対してダイレクトに供給するようになっているため、負荷側の需要状態に合わせた電圧下降や電圧上昇等のＡＶＲ機能をもたらすことが不可能となっている。
【０００５】
また、使用電力の平滑化及び夜間電力の有効利用並びにこれらのスケジュール運転も不可能となっている。
【０００６】
さらには、商用電源からの電力の供給が絶たれたときの負荷側に対する瞬停を防止することも不可能となっている。
【０００７】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、負荷側への電力供給を適切に行うことができる電力供給システム及び電力供給方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を達成するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る電力供給システムは、商用電源の第１の供給ラインに設けられた遮断器と、前記遮断器の出力側に直列接続された補助トランスと、前記補助トランスの出力側に設けられるＡＣスイッチと、前記ＡＣスイッチの出力側に設けられるリアクトルと、前記リアクトルの出力側に設けられる第１の電磁接触器と、前記電磁接触器の出力側に設けられるＡＣフィルタと、第１のインバータが直列接続され、第１のインバータには第２の電磁接触器を介してバッテリが接続されて、前記リアクトルの出力側に設けられ、前記商用電源からの電力を負荷側に供給する第２の供給ラインと、前記補助トランスに対する印加電圧を可変する第２のインバータと、前記第２のインバータのオン／オフ動作を制御する制御装置とを備え、前記負荷側への電力の節電を行う場合、前記制御装置によって前記第２のインバータのオン／オフ動作が制御され、前記補助トランスに第１の電圧が印加されるとともに、前記負荷側への電力の電圧を補償する場合、前記制御装置によって前記第２のインバータのオン／オフ動作が制御され、前記補助トランスには前記第１の電圧の位相を反転させた第２の電圧が印加されることを特徴とする。
【０００９】
前記補助トランスの出力側には、第１のインバータ及びバッテリが直列接続されるとともに、前記制御装置によって、前記第１及び第２のインバータの駆動制御により、３つのモードで前記負荷側に電力が供給されるようにしてもよい。
【００１０】
前記３つのモードのうち、第１のモードは、前記第２のインバータのみを駆動制御することで、前記商用電源からの電力を負荷側に供給するものであり、第２のモードは、前記第１のインバータ及び第２のインバータを駆動制御することで、前記商用電源からの電力と前記バッテリからの電力とを負荷側に供給するものであり、第３のモードは、前記第１のインバータ及び第２のインバータを駆動させることで、前記負荷側へは前記バッテリに充電する電力を前記商用電源の電力から引いた電力を供給するものであるようにしてもよい。
【００１１】
前記制御装置は、停電等によって商用電源からの前記負荷側への電力の供給が絶たれたとき、前記第１のインバータを駆動制御し、前記バッテリからの直流電力を前記第１のインバータによって交流に変換し、前記負荷側に供給するようにしてもよい。
【００１６】
前記のように構成された電力供給システムは、遮断器の出力側に直列接続された補助トランスと、この補助トランスに対する印加電圧を可変する第２のインバータとを備え、負荷側への電力の節電を行う場合、制御装置によって第２のインバータのオン／オフ動作を制御し、補助トランスに第１の電圧を印加するとともに、負荷側への電力の電圧を補償する場合、制御装置によって第２のインバータのオン／オフ動作を制御し、補助トランスには第１の電圧の位相を反転させた第２の電圧を印加するようにする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の電力供給システムの第１の実施の形態を示す回路図、図２は、図１の電力供給システムの動作を説明するための波形図である。
【００１９】
図１に示す電力供給システムの第１の供給ラインとしての供給ラインＡには、遮断器１、補助トランス２、ＡＣスイッチ３、リアクトル４、電磁接触器５、ＡＣフィルタ６及び第１のインバータ７が直列接続されている。
【００２０】
第１のインバータ７には、電磁接触器８を介してバッテリ９が接続されている。
【００２１】
補助トランス２には、リアクタンスをコントロールするための第２のインバータ１１が接続されている。第１のインバータ７及び第２のインバータ１１は、制御装置１０によってオン／オフ動作が制御されるようになっている。
【００２２】
リアクトル４の出力側には、負荷側へ交流を出力する第２の供給ラインとしての供給ラインＢが接続されている。遮断器１の入力側には、負荷側へ交流をダイレクトに供給するための供給ラインＣが接続されている。供給ラインＣには、電磁接触器１２が設けられている。
【００２３】
次に、このような構成の電力供給システムの動作を、図２を用いて説明する。
【００２４】
まず、負荷側の需要状態に合わせた電圧下降や電圧上昇等のＡＶＲ機能を働かせない場合、図１の第２のインバータ１１を強制的に短絡する。電磁接触器１２は、１〜１１の各装置のいずれかが故障した場合にオンとなり、故障が生じた場合には商用電源からの交流が負荷にダイレクトに供給される。
【００２５】
このときの、交流の波形は、図２（ａ）に示すようなサインカーブとなっている。
【００２６】
次に、負荷側への電力の節電を行う場合、図１の電磁接触器１２がオフとなる。このとき、制御装置１０によって第２のインバータ１１のオン／オフ動作が制御される。第２のインバータ１１のオン／オフ動作により、補助トランス２に印加される第１の電圧は、図２（ｂ）の波線ｅに示す波形となる。
【００２７】
これにより、図１の供給ラインＢを介して負荷側に供給される電圧は、図２（ｂ）の実線ｆで示す波形となる。ちなみに、図２（ｂ）の波線ｄは、商用電源の波形である。
【００２８】
次に、負荷側への電力の電圧を補償する場合、制御装置１０によって第２のインバータ１１のオン／オフ動作が制御される。この場合、図２（ｃ）の波線ｅで示すように、補助トランス２に印加される第２の電圧の位相が図２（ｂ）に対して反転している。
【００２９】
これにより、図１の供給ラインＢを介して負荷側に供給される電圧は、図２（ｃ）の実線ｆで示す波形となる。
【００３０】
このように、第１の実施の形態では、遮断器１の出力側に直列接続された補助トランス２と、この補助トランス２に対する印加電圧を可変する第２のインバータ１１とを備え、負荷側への電力の節電を行う場合、制御装置１０によって第２のインバータ１１のオン／オフ動作を制御し、補助トランス２に第１の電圧を印加するとともに、負荷側への電力の電圧を補償する場合、制御装置１０によって第２のインバータ１１のオン／オフ動作を制御し、補助トランス２には第１の電圧の位相を反転させた第２の電圧を印加するようにしたので、負荷側への電力供給を適切に行うことができる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の電力供給システムの第２の実施の形態を示す回路図、図４は、図３の電力供給システムの動作を説明するための図である。なお、以下に説明する図において、図１と共通する部分には同一符号を付し重複する説明を省略する。
【００３２】
第２の実施の形態では、使用電力の平滑化及び夜間電力の有効利用並びにこれらのスケジュール運転を図るようにしたものである。
【００３３】
すなわち、制御装置１０により、第１のインバータ７及び第２のインバータ１１を３つのモードで動作させるようにしている。
【００３４】
第１のモードでは、第２のインバータ１１のみを駆動させることで、商用電源からの電力▲１▼が負荷側に供給される。
【００３５】
第２のモードでは、第１のインバータ７及び第２のインバータ１１を駆動させることで、商用電源からの電力▲１▼とバッテリ９からの電力▲２▼とが負荷側に供給される。
【００３６】
第３のモードでは、第１のインバータ７及び第２のインバータ１１を駆動させることで、負荷側へは▲１▼−▲３▼の電力が供給される。これにより、バッテリ９には、電力▲３▼が充電される。
【００３７】
次に、このような構成の電力供給システムの動作について説明する。
【００３８】
まず、負荷側へは、図４（ａ）に示すような状態で電力が供給されるものとする。
【００３９】
このとき、図４（ｂ）に示すように、ｇの期間では、第３のモードにより、第１のインバータ７及び第２のインバータ１１が駆動制御される。これにより、負荷側へは▲１▼−▲３▼の電力が供給されるとともに、バッテリ９には、電力▲３▼が充電される。
【００４０】
また、ｈの期間では、第２のモードにより、第１のインバータ７及び第２のインバータ１１が駆動制御される。これにより、商用電源からの電力▲１▼とバッテリ９からの電力▲２▼とが負荷側に供給される。
【００４１】
さらに、ｉの期間では、第３のモードにより、第１のインバータ７及び第２のインバータ１１が駆動制御される。これにより、負荷側へは▲１▼−▲３▼の電力が供給されるとともに、バッテリ９には、電力▲３▼が充電される。
【００４２】
このように、第２の実施の形態では、第１のインバータ７及び第２のインバータ１１を駆動制御することで、商用電源からの電力▲１▼を負荷側に供給する第１のモードと、商用電源からの電力▲１▼とバッテリ９からの電力▲２▼とを負荷側に供給する第２のモードと、負荷側へ電力▲１▼−▲３▼を供給する第３のモードとをとることができる。
【００４３】
その結果、バッテリ９への電力貯蔵及びピークカット運転をスケージュール運転することができ、電力の有効利用が図れるので、消費電力の効率を向上させることができる。
【００４４】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の電力供給システムの第３の実施の形態を示す回路図である。
【００４５】
第３の実施の形態では、商用電源からの電力の供給が絶たれたときの負荷側に対する瞬停を防止するようにしたものである。
【００４６】
すなわち、通常は、▲１▼に示すように、商用電源からの電力が負荷側に供給されている。
【００４７】
そして、停電等によって商用電源からの負荷側への電力の供給が絶たれたとき、制御装置１０により、第１のインバータ７が駆動制御され、バッテリ９からの直流電力が第１のインバータ７によって交流に変換され、▲２▼に示す電力が負荷側に供給される。
【００４８】
このように、第３の実施の形態では、停電等によって商用電源からの負荷側への電力の供給が絶たれたとき、制御装置１０により、第１のインバータ７を駆動制御させて、バッテリ９からの直流電力を交流変換した電力を負荷側に供給するようにしたので、停電等による負荷側に対する瞬停を防止することができる。
【００４９】
また、停電時では、リアクトル４のエネルギ放電によって、第１のインバータの応答遅れを保証することができるので、瞬停防止をより確実なものとすることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、遮断器の出力側に直列接続された補助トランスと、この補助トランスに対する印加電圧を可変する第２のインバータとを備え、負荷側への電力の節電を行う場合、制御装置によって第２のインバータのオン／オフ動作を制御し、補助トランスに第１の電圧を印加するとともに、負荷側への電力の電圧を補償する場合、制御装置によって第２のインバータのオン／オフ動作を制御し、補助トランスには第１の電圧の位相を反転させた第２の電圧を印加するようにしたので、負荷側への電力供給を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電力供給システムの第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の電力供給システムの動作を説明するための波形図である。
【図３】本発明の電力供給システムの第２の実施の形態を示す回路図である。
【図４】図３の電力供給システムの動作を説明するための図である。
【図５】本発明の電力供給システムの第３の実施の形態を示す回路図である。
【符号の説明】
１  遮断器
２  補助トランス
３  ＡＣスイッチ
４  リアクトル
５  電磁接触器
６  ＡＣフィルタ
７  第１のインバータ
８  電磁接触器
９  バッテリ
１０  制御装置
１１  第２のインバータ
１２  電磁接触器
Ａ，Ｂ，Ｃ  供給ライン
【図１】
0003748008.tif 000002
【図２】
0003748008.tif 000003
【図３】
0003748008.tif 000004
【図４】
0003748008.tif 000005
【図５】
0003748008.tif 000006