(57)【要約】  本発明は、エネルギー貯蔵装置を含む無停電電源供給システムに関する。本発明の無停電電源供給システムは、エネルギー貯蔵装置（ＥＳＳ）を含み、系統に連結された無停電電源供給システムにおいて、前記系統の交流電圧を直流電圧に変換する第１のコンバータ、前記第１のコンバータと直列に連結され、前記第１のコンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に伝達する第２のコンバータ、前記第１のコンバータ及び前記第２のコンバータの間のノードに電気的に連結されて充放電を行うバッテリーを含むエネルギー貯蔵装置、及び前記第１及び第２のコンバータの動作状態を受信し、これに基づいて、前記無停電電源供給システムの動作を制御するＰＬＣを含むものの、前記ＰＬＣは、受信された前記第１及び第２のコンバータの動作状態を用いて、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードを判断する。
2020509726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統に連結された無停電電源供給システムにおいて、
前記系統の交流電圧を直流電圧に変換する第１のコンバータ；
前記第１のコンバータと直列に連結され、前記第１のコンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に伝達する第２のコンバータ；
前記第１のコンバータ及び前記第２のコンバータの間のノードに電気的に連結されて充放電を行うバッテリーを含むエネルギー貯蔵装置；及び、
前記第１及び第２のコンバータの動作状態を受信し、これに基づいて、前記無停電電源供給システムの動作を制御するＰＬＣを含むものの、
前記ＰＬＣは、受信された前記第１及び第２のコンバータの動作状態を用いて、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードを判断する、
無停電電源供給システム。
【請求項２】
前記ＰＬＣは、前記第１のコンバータの動作状態が故障であると判断される場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードをＵＰＳモードと判断又は切り替えて、
前記第１のコンバータをリセットさせる、
請求項１に記載の無停電電源供給システム。
【請求項３】
前記エネルギー貯蔵装置は、前記バッテリー及び前記ノードの間に連結され、両端にかかった直流電圧の大きさを変換する第３のコンバータをさらに含み、
前記ＰＬＣは、
前記第１のコンバータのリセット後、前記第１のコンバータの動作状態が正常であると判断される場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードを一般モードに切り替え、
前記第１のコンバータのリセット後、前記第１のコンバータの動作状態が故障であると判断される場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードをＵＰＳモードに切り替えて、前記第２及び第３のコンバータの動作状態をモニタリングする、
請求項２に記載の無停電電源供給システム。
【請求項４】
前記ＰＬＣは、前記第３のコンバータの動作状態が故障であると判断される場合、前記無停電電源供給システムを停止させて、前記系統を前記負荷に連結させる、
請求項３に記載の無停電電源供給システム。
【請求項５】
前記エネルギー貯蔵装置は、前記バッテリー及び前記ノードの間に連結され、両端にかかった直流電圧の大きさを変換する第３のコンバータをさらに含み、
前記ＰＬＣは、
前記エネルギー貯蔵装置の動作モードが一般モードであり、前記第３のコンバータの動作状態が動作中である場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードをＵＰＳモードと判断し、
前記エネルギー貯蔵装置の動作モードが一般モードであり、前記第３のコンバータの動作状態が待機状態であるか故障であると判断される場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードを一般モードと判断する、
請求項１に記載の無停電電源供給システム。
【請求項６】
前記ＰＬＣは、前記第２のコンバータの動作状態が故障であると判断される場合、前記無停電電源供給システムの動作を停止させて、前記系統を前記負荷に連結させる、 
請求項１に記載の無停電電源供給システム。
【請求項７】
前記エネルギー貯蔵装置は、
前記ＰＬＣは、前記エネルギー貯蔵装置のモード切替回数をカウントし、前記モード切替回数が予め定められた設定値より大きくなる場合、前記無停電電源供給システムを停止させて、前記系統を前記負荷に連結させる、
請求項１に記載の無停電電源供給システム。
【請求項８】
系統に連結された無停電電源供給システムにおいて、
前記系統の交流電圧を直流電圧に変換する第１のコンバータ；
前記第１のコンバータと直列に連結され、前記第１のコンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して第１負荷に伝達する第２のコンバータ；
前記第１のコンバータ及び前記第２のコンバータの間のノードに電気的に連結されて充放電を行うバッテリー；及び、
前記バッテリー及び前記ノードの間に連結され、両端にかかった直流電圧の大きさを変換する第３のコンバータを含むものの、
前記第３のコンバータは、
前記ノードの電圧が予め定められた限界電圧より低い場合、前記ノードに前記バッテリーに貯蔵された電力を提供するＵＰＳモードで動作する、
無停電電源供給システム。
【請求項９】
前記第１〜第３のコンバータから動作状態に対する情報を受信し、前記第１及び第２のコンバータの動作状態に基づいて、前記第３のコンバータの動作モードに対する指令を生成して、前記第３のコンバータに伝達するＰＬＣをさらに含む、
請求項８に記載の無停電電源供給システム。
【請求項１０】
前記第３のコンバータにおいて、前記ノードの電圧をセンシングし、これに基づいて、動作モードを決定する第１の反応単位時間は、前記ＰＬＣにおいて、前記第３のコンバータの動作モードに対する指令を更新する第２の反応単位時間より小さい、
請求項９に記載の無停電電源供給システム。
【請求項１１】
前記第３のコンバータは、前記第１の反応単位時間を累積して動作時間を計算し、前記動作時間が前記第２の反応単位時間より小さい場合、前記第３のコンバータの動作モードを維持する、
請求項１０に記載の無停電電源供給システム。
【請求項１２】
前記第３のコンバータは、前記ＰＬＣから動作モードに対する指令を受信する場合、受信された前記指令に従う動作モードで動作する、
請求項９に記載の無停電電源供給システム。
【請求項１３】
前記第３のコンバータは、前記ノードの電圧が予め定められた限界電圧より大きい場合、前記バッテリーの電圧レベルに応じて異なる方式で動作する、
請求項８に記載の無停電電源供給システム。
【請求項１４】
前記バッテリーが満充電状態である第１レベルである場合、前記第３のコンバータは、ホールドモード（Ｈｏｌｄ  ｍｏｄｅ）で動作し、
前記バッテリーが前記第１レベルより小さい場合、前記第３のコンバータは、前記バッテリーを充電させる充電モード（Ｃｈａｒｇｅ  ｍｏｄｅ）で動作する、
請求項１３に記載の無停電電源供給システム。
【請求項１５】
前記バッテリーが前記第１レベルと前記第１レベルより小さい第２レベルの間の領域である場合、前記第３のコンバータは、前記バッテリーを第１方式で充電し、
前記バッテリーが前記第２レベルと前記第２レベルより小さい第３レベルの間の領域である場合、前記第３のコンバータは、前記バッテリーを前記第１方式と異なる第２方式で充電する、
請求項１４に記載の無停電電源供給システム。
【請求項１６】
前記第３のコンバータは、前記バッテリーの電圧レベルが予め定められたバッテリー最小電圧レベルより大きい場合、前記ＵＰＳモードで動作する、
請求項８に記載の無停電電源供給システム。
【請求項１７】
エネルギー貯蔵装置を含み、系統に連結された無停電電源供給システムにおいて、
前記系統の交流電圧を直流電圧に変換する第１のコンバータ；
前記第１のコンバータと直列に連結され、前記第１のコンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して第１負荷に伝達する第２のコンバータ；及び、
前記第１のコンバータ及び前記第２のコンバータの間のノードに電気的に連結されて充放電を行うバッテリーを含むエネルギー貯蔵装置を含むものの、
前記エネルギー貯蔵装置は、
前記ノードの電圧が予め定められた限界電圧より低い場合、前記ノードに前記バッテリーに貯蔵された電力を提供するＵＰＳモードで動作する、
無停電電源供給システム。
【請求項１８】
前記第２のコンバータと並列に連結され、前記第１のコンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して、前記第１負荷と異なる第２負荷に伝達する第４のコンバータ；及び、
前記第１のコンバータと前記第２及び第４のコンバータの間に配置されるバスをさらに含み、
前記エネルギー貯蔵装置は、前記バスの電圧に基づいて、前記ＵＰＳモードで動作有無を判断する、
請求項１７に記載の無停電電源供給システム。
【請求項１９】
前記第１のコンバータと並列に連結され、前記系統の交流電圧を直流電圧に変換する第５のコンバータをさらに含み、
前記第５のコンバータは、前記第１のコンバータが動作しない場合、ターンオンされ、前記第２のコンバータに前記系統の電源を変換して伝達する、
請求項１７に記載の無停電電源供給システム。
【請求項２０】
前記第２のコンバータと前記第１負荷の間に配置され、一端が前記第２のコンバータの出力端に連結されて、他端が前記系統に連結されるスイッチモジュールをさらに含み、
前記スイッチモジュールは、前記スイッチモジュールの前記一端又は前記他端のいずれかを選択して、前記第１負荷に連結する、
請求項１７に記載の無停電電源供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー貯蔵装置を含む無停電電源供給システムに関し、具体的には、事故時にエネルギー貯蔵装置の応答速度を向上させ、指令間の関係を簡素化した無停電電源供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無停電電源供給システム（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）は、生産された電力を発電所、変電所及び送電線等を含む各々の連係システムに貯蔵した後、電力の必要な時期に選択的かつ効率的に使用してエネルギー効率を高めるシステムである。
【０００３】
無停電電源供給システムは、時間帯及び季節別変動の大きい電気負荷を平準化して全般的な負荷率を向上させる場合、発電単価を低くすることができ、電力設備の増設に要する投資費と運転費等を節減することができ、電気料金を値下げしてエネルギーを節約することができる。
【０００４】
かかる無停電電源供給システムは、電力系統における発電、送配電、需要家に設置されて用いられており、周波数調整（Ｆｒｅｑｕｅｃｙ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）、新再生エネルギーを用いた発電機出力安定化、ピーク負荷低減（Ｐｅａｋ  Ｓｈａｖｉｎｇ）、負荷平準化（Ｌｏａｄ  Ｌｅｖｅｌｉｎｇ）、非常電源等の機能として使用されている。
【０００５】
無停電電源供給システムは、貯蔵方式によって大きく物理的エネルギー貯蔵と化学的エネルギー貯蔵とに分けられる。物理的エネルギー貯蔵としては、揚水発電、圧縮空気貯蔵、弾み車等を用いた方法があり、化学的エネルギー貯蔵としては、リチウムイオンバッテリー、鉛蓄戦池、Ｎａｓ電池等を用いた方法がある。
【０００６】
一方、このような無停電電源供給システムは、各々の構成要素を制御する上位制御機を含み、上位制御機（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；以下、ＰＬＣ）は、各々の構成要素と通信して現在の動作状態を判断する。ＰＬＣは、無停電電源供給システムのあらゆるシーケンス動作をコントロールし、それぞれの状況に応じて各構成要素に指令を下げて動作を行う。ＰＬＣと各々の構成要素は、無線又は有線通信方式で通信することになる。
【０００７】
無停電電源供給システムは、ＰＬＣと各々の構成要素間の通信で連結される方式を用いるが、回路が複雑となり、構成要素が増えることに伴い、連結の複雑度が増加し、性能が制限される問題点があった。
【０００８】
具体的には、無停電電源供給システムにおいて、通信で連結される形態の複雑性が増えることに伴い、通信信号に対する干渉が発生し、これによって、動作中に誤りが発生し得る確率が高くなり、無停電電源供給モード（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ；以下、ＵＰＳ）に対する動作が遅くなる問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、エネルギー貯蔵装置で無停電電源を能動的に供給し、ＰＬＣにおける各構成要素の動作状態に基づいて、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードを判断することにより、システムを安定的かつ効果的に制御できる無停電電源供給システムを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、ＰＬＣから指令を受ける前に、エネルギー貯蔵装置のＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、ＵＰＳモードの動作有無を能動的に判断して無停電電源を供給することにより、事故時に早い応答速度と制御及び指令間の関係を簡素化することができる構造及び動作方法を行う無停電電源供給システムを提供することを他の目的とする。
【００１１】
本発明の目的は、以上に言及した目的に制限されないし、言及していない本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解することができ、本発明の実施形態によってより明らかに理解することができる。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示した手段及びその組み合わせによって実現できることが分かりやすい。
【課題を解決しようとする手段】
【００１２】
このような問題を解決するために、本発明の一実施形態による無停電電源供給システムは、エネルギー貯蔵装置（ＥＳＳ）を含み、系統に連結された無停電電源供給システムにおいて、前記系統の交流電圧を直流電圧に変換する第１のコンバータ、前記第１のコンバータと直列に連結され、前記第１のコンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷に伝達する第２のコンバータ、前記第１のコンバータ及び前記第２のコンバータの間のノードに電気的に連結されて充放電を行うバッテリーを含むエネルギー貯蔵装置、及び前記第１及び第２のコンバータの動作状態を受信し、これに基づいて、前記無停電電源供給システムの動作を制御するＰＬＣを含むものの、前記ＰＬＣは、受信された前記第１及び第２のコンバータの動作状態を用いて、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードを判断する。
【００１３】
また、前記ＰＬＣは、前記第１のコンバータの動作状態が故障であると判断される場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードをＵＰＳモードと判断又は切り替えて、前記第１のコンバータをリセットさせることができる。
【００１４】
また、前記エネルギー貯蔵装置は、前記バッテリー及び前記ノードの間に連結され、両端にかかった直流電圧の大きさを変換する第３のコンバータをさらに含み、前記ＰＬＣは、前記第１のコンバータのリセット後、前記第１のコンバータの動作状態が正常であると判断される場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードを一般モードに切り替え、前記第１のコンバータのリセット後、前記第１のコンバータの動作状態が故障であると判断される場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードをＵＰＳモードに切り替え、前記第２及び第３のコンバータの動作状態をモニタリングすることができる。
【００１５】
また、前記ＰＬＣは、前記第３のコンバータの動作状態が故障であると判断される場合、前記無停電電源供給システムを停止させ、前記系統を前記負荷に連結させてもよい。
【００１６】
また、前記エネルギー貯蔵装置は、前記バッテリー及び前記ノードの間に連結され、両端にかかった直流電圧の大きさを変換する第３のコンバータをさらに含み、前記ＰＬＣは、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードが一般モードであり、前記第３のコンバータの動作状態が動作中である場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードをＵＰＳモードと判断し、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードが一般モードであり、前記第３のコンバータの動作状態が待機状態であるか故障であると判断される場合、前記エネルギー貯蔵装置の動作モードを一般モードと判断することができる。
【００１７】
また、前記ＰＬＣは、前記第２のコンバータの動作状態が故障であると判断される場合、前記無停電電源供給システムの動作を停止させ、前記系統を前記負荷に連結させてもよい。
【００１８】
また、前記エネルギー貯蔵装置は、前記ＰＬＣが、前記エネルギー貯蔵装置のモード切替回数をカウントし、前記モード切替回数が予め定められた設定値より大きくなる場合、前記無停電電源供給システムを停止させ、前記系統を前記負荷に連結させてもよい。
【００１９】
本発明の他の実施形態による無停電電源供給システムは、系統に連結された無停電電源供給システムにおいて、前記系統の交流電圧を直流電圧に変換する第１のコンバータ、前記第１のコンバータと直列に連結され、前記第１のコンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して第１負荷に伝達する第２のコンバータ、前記第１のコンバータ及び前記第２のコンバータの間のノードに電気的に連結されて充放電を行うバッテリー、及び前記バッテリー及び前記ノードの間に連結され、両端にかかった直流電圧の大きさを変換する第３のコンバータを含むものの、前記第３のコンバータは、前記ノードの電圧が予め定められた限界電圧より低い場合、前記ノードに前記バッテリーに貯蔵された電力を提供するＵＰＳモードで動作する。
【００２０】
また、前記第１〜第３のコンバータから動作状態に対する情報を受信し、前記第１及び第２のコンバータの動作状態に基づいて、前記第３のコンバータの動作モードに対する指令を生成し、前記第３のコンバータに伝達するＰＬＣをさらに含んでいてもよい。
【００２１】
また、前記第３のコンバータにおいて、前記ノードの電圧をセンシングし、これに基づいて、動作モードを決定する第１の反応単位時間は、前記ＰＬＣにおいて、前記第３のコンバータの動作モードに対する指令を更新する第２の反応単位時間より小さくてもよい。
【００２２】
また、前記第３のコンバータは、前記第１の反応単位時間を累積して動作時間を計算し、前記動作時間が前記第２の反応単位時間より小さい場合、前記第３のコンバータの動作モードを維持することができる。
【００２３】
また、前記第３のコンバータは、前記ＰＬＣから動作モードに対する指令を受信する場合、受信された前記指令に従う動作モードで動作することができる。
【００２４】
また、前記第３のコンバータは、前記ＰＬＣから充電動作に対する指令を受信する場合、前記バッテリーの電圧レベルに応じてホールドモード（Ｈｏｌｄ  ｍｏｄｅ）又は充電モード（Ｃｈａｒｇｅ  ｍｏｄｅ）で動作することができる。
【００２５】
また、前記第３のコンバータは、前記ノードの電圧が予め定められた限界電圧より大きい場合、前記バッテリーの電圧レベルに応じて異なる方式で動作することができる。
【００２６】
また、前記バッテリーが満充電状態である第１レベルの場合、前記第３のコンバータは、ホールドモード（Ｈｏｌｄ  ｍｏｄｅ）で動作し、前記バッテリーが前記第１レベルより小さい場合、前記第３のコンバータは、前記バッテリーを充電させる充電モード（Ｃｈａｒｇｅ  ｍｏｄｅ）で動作することができる。
【００２７】
また、前記バッテリーが前記第１レベルと前記第１レベルより小さい第２レベルの間の領域である場合、前記第３のコンバータは、前記バッテリーを第１方式で充電し、前記バッテリーが前記第２レベルと前記第２レベルより小さい第３レベルの間の領域である場合、前記第３のコンバータは、前記バッテリーを前記第１方式と異なる第２方式で充電することができる。
【００２８】
また、前記第３のコンバータは、前記バッテリーの電圧レベルが予め定められたバッテリー最小電圧レベルより大きい場合、前記ＵＰＳモードで動作することができる。
【００２９】
本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムは、前記系統の交流電圧を直流電圧に変換する第１のコンバータ、前記第１のコンバータと直列に連結され、前記第１のコンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して第１負荷に伝達する第２のコンバータ、及び前記第１のコンバータ及び前記第２のコンバータの間のノードに電気的に連結されて充放電を行うバッテリーを含むエネルギー貯蔵装置を含むものの、前記エネルギー貯蔵装置は、前記ノードの電圧が予め定められた限界電圧より低い場合、前記ノードに前記バッテリーに貯蔵された電力を提供するＵＰＳモードで動作する。
【００３０】
また、前記第２のコンバータと並列に連結され、前記第１のコンバータから出力された直流電圧を交流電圧に変換して、前記第１負荷と異なる第２負荷に伝達する第４のコンバータ、及び前記第１のコンバータと前記第２及び第４のコンバータの間に配置されるバスをさらに含み、前記エネルギー貯蔵装置は、前記バスの電圧に基づいて、前記ＵＰＳモードで動作有無を判断することができる。
【００３１】
また、前記第１のコンバータと並列に連結され、前記系統の交流電圧を直流電圧に変換する第５のコンバータをさらに含み、前記第５のコンバータは、前記第１のコンバータが動作しない場合、ターンオンされ、前記第２のコンバータに前記系統の電源を変換して伝達することができる。
【００３２】
また、前記第２のコンバータと前記第１負荷の間に配置され、一端が前記第２のコンバータの出力端に連結されて、他端が前記系統に連結されるスイッチモジュールをさらに含み、前記スイッチモジュールは、前記スイッチモジュールの前記一端又は前記他端のいずれかを選択して、前記第１負荷に連結することができる。
【発明の効果】
【００３３】
前述したような本発明によれば、本発明の無停電電源供給システムは、ＰＬＣから指令を受ける前に、エネルギー貯蔵装置で無停電電源を能動的に供給することにより、事故時に早い応答速度を確保して、制御及び指令間の関係を簡素化することができる。
【００３４】
また、本発明の無停電電源供給システムは、各構成要素の動作状態のみを受信し、システムの動作モードを判断して制御するアルゴリズムを用いることで、ＰＬＣと各構成要素の間の動作制御アルゴリズムを簡素化することができる。
【００３５】
これによって、本発明の無停電電源供給システムは、各構成要素の間に通信連結の複雑性を緩和させて通信誤り確率を低くすることができ、これによって、無停電電源供給システムの安全性も向上させることができる。また、無停電電源供給システムのメンテナンス及び管理が容易となり、システム管理に要する様々な資源及び費用を減少させることができる。
【００３６】
また、本発明の無停電電源供給システムのエネルギー貯蔵装置に含まれたＤＣ−ＤＣコンバータの動作制御アルゴリズムを簡素化することによって、事故時にエネルギー貯蔵装置の応答速度を向上させることができ、各構成要素の間に通信連結の複雑性を緩和させて通信誤り確率を低くすることができ、これによって、無停電電源供給システムの安全性も向上させることができる。
【００３７】
上述した効果および本発明の具体的な効果は、以下に発明を実施するための具体的な事項を説明しながら共に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態による無停電電源供給システムを示すためのブロック回路図。
【図２】本発明の第２実施形態による無停電電源供給システムを示すためのブロック回路図。
【図３】本発明の第３実施形態による無停電電源供給システムを示すためのブロック回路図。
【図４】本発明の第４実施形態による無停電電源供給システムを示すためのブロック回路図。
【図５】本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムの一般モードでの動作を説明するための図面。
【図６】本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムの充電モードでの動作を説明するための図面。
【図７】本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムのＵＰＳモードでの動作を説明するための図面。
【図８】本発明の一実施形態による無停電電源供給システムに含まれたエネルギー貯蔵装置の動作を説明するための手順図。
【図９】本発明の一実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＰＬＣの「一般モード」での動作を説明するための手順図。
【図１０】本発明の一実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＰＬＣの「ＵＰＳモード」での動作を説明するための手順図。
【図１１】本発明の他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＰＬＣの動作を説明するための手順図。
【図１２】本発明の他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＰＬＣの動作を説明するための手順図。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＤＣ−ＤＣコンバータの動作アルゴリズムを説明するための手順図。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムのエネルギー貯蔵装置に含まれたバッテリー充電方式を説明するためのグラフ。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＤＣ−ＤＣコンバータの一端に連結されたノードに対する電圧を説明するためのグラフ。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＤＣ−ＤＣコンバータの動作アルゴリズムを説明するための手順図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
前述した目的、特徴及び長所は、添付の図面を参照して詳細に後述され、これによって、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することができる。本発明の説明において、本発明に係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合には詳細な説明を省略する。以下では、添付の図面を参照して本発明による好ましい実施形態を詳説する。図面における同じ参照符号は、同一又は類似の構成要素を示すものに使われる。
【００４０】
以下では、図１〜図１６を参照して、本発明の幾つかの実施形態によるエネルギー貯蔵装置を含む無停電電源供給システムについて説明する。
【００４１】
図１は、本発明の第１実施形態による無停電電源供給システムを示すためのブロック回路図である。
【００４２】
図１を参照すれば、本発明の第１実施形態による無停電電源供給システムは、系統（ＡＣ  ＧＲＩＤ）１１０、第１のコンバータ１２０、第２のコンバータ１３０、第１負荷１３５及びエネルギー貯蔵装置２００を含む。また、無停電電源供給システムの各構成要素を制御するＰＬＣ３００をさらに含んでいてもよい。
【００４３】
具体的には、系統（ＡＣ  ＧＲＩＤ）１１０は、スイッチ（ＡＣ_ＣＢ１）を介して第１のコンバータ１２０に交流電圧を提供する。
【００４４】
第１のコンバータ１２０は、系統１１０で提供する交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣコンバータを含む。このとき、第１のコンバータ１２０は、ＡＣ−ＤＣ  ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ ｍｏｄｅ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型コンバータを含むが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００４５】
第１のコンバータ１２０と系統１１０の間にはスイッチ（ＡＣ_ＣＢ２）が配置されてもよい。スイッチ（ＡＣ_ＣＢ２）は、交流電圧伝送ラインを電気的に連結させるか断絶させることができる。第１のコンバータ１２０とスイッチ（ＡＣ_ＣＢ２）は、ＰＬＣ３００の指令に従って制御されてもよい。
【００４６】
第２のコンバータ１３０は、第１のコンバータ１２０と直列に連結され、第１のコンバータ１２０が提供する直流電圧を交流電圧に変換して第１負荷１３５に伝達することができる。このとき、第２のコンバータ１３０は、ＤＣ−ＡＣ  ＩＧＢＴ型コンバータを含むが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００４７】
第２のコンバータ１３０と第１のコンバータ１２０の間には、複数のスイッチ（ＤＣ−ＣＢ１、ＤＣ−ＣＢ２）が配置されてもよい。複数のスイッチ（ＤＣ−ＣＢ１、ＤＣ−ＣＢ２）は、直流電圧伝送ラインを電気的に連結させるか断絶させることができる。同様、第２のコンバータ１３０と複数のスイッチ（ＤＣ−ＣＢ１、ＤＣ−ＣＢ２）は、ＰＬＣ３００の指令に従って制御されてもよい。
【００４８】
第１負荷１３５は、電力を消耗する様々な電子装置及び設備となり得る。
【００４９】
エネルギー貯蔵装置２００は、第１のコンバータ１２０と第２のコンバータ１３０の間に直接に連結されてもよい。このとき、エネルギー貯蔵装置２００は、ＰＬＣ３００の指令を受信する前に、第１のコンバータ１２０と第２のコンバータ１３０の間のノード（Ｎ１）の電圧を測定し、ノード（Ｎ１）の電圧が基準電圧より低くなる場合、自動で第２のコンバータ１３０にバッテリー２２０の電力を伝達することができる。これに関する詳説は、以下に後述する。
【００５０】
エネルギー貯蔵装置２００は、第３のコンバータ２１０とバッテリー２２０を含んでいてもよい。このとき、バッテリー２２０は、図面上には一つのみ示したが、本発明がこれに限定されるものではなく、複数のバッテリーセルを含むか、並列、直列又は直並列に連結されたバッテリー構造体からなってもよい。バッテリー２２０は、系統１１０から電力を伝達されて充電されるか、貯蔵された電力を第１負荷１３５に提供することができる。
【００５１】
第３のコンバータ２１０は、第１のコンバータ１２０及び第２のコンバータ１３０の間のノード（Ｎ１）と、バッテリー２２０の間に位置し、バッテリー２２０が一定電力を出力するか入力されるように、両端にかかった直流電圧の大きさを変換することができる。このとき、第２のコンバータ１３０は、ＤＣ−ＤＣ  ＩＧＢＴ型コンバータを含むが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００５２】
また、第３のコンバータ２１０は、両方向コンバータで動作することができる。従って、第３のコンバータ２１０の充／放電回路は、一つに統合して構成されてもよい。第３のコンバータ２１０は、「ＵＰＳモード」で動作しない場合、バッテリー２２０を充電することができ、第３のコンバータ２１０は、自らバッテリー２２０の充電率（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ；ＳＯＣ）を管理することができる。ただし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００５３】
図面では、エネルギー貯蔵装置２００が無停電電源供給システム内に一つだけ含まれていると示したが、本発明がこれに限定されるものではなく、複数のエネルギー貯蔵装置２００を含んでいてもよい。このとき、複数のエネルギー貯蔵装置２００は、同一のノードに並列に連結されるか、互いに直列に連結されてもよい。
【００５４】
また、エネルギー貯蔵装置２００は、第１のコンバータ１２０が正常に動作する場合、第３のコンバータ２１０とノード（Ｎ１）の間に位置したスイッチ（ＤＣ−ＣＢ３）をオフさせる。このようなエネルギー貯蔵装置２００の状態を「一般モード（Ｎｏｒｍａｌ  Ｍｏｄｅ）」と言う。エネルギー貯蔵装置２００の第３のコンバータ２１０は、「一般モード（Ｎｏｒｍａｌ  Ｍｏｄｅ）」で第１のコンバータ１２０が正常に動作する場合、ノード（Ｎ１）の間に位置したスイッチ（ＤＣ−ＣＢ３）をオフさせる。
【００５５】
かかる「一般モード」におけるエネルギー貯蔵装置２００は、「停止モード（Ｓｔｏｐ ｍｏｄｅ）」、「待機モード（Ｓｔａｎｄｂｙ ｍｏｄｅ）」、「ホールドモード（Ｈｏｌｄ  ｍｏｄｅ）」で動作することができる。
【００５６】
具体的には、「停止モード（Ｓｔｏｐ ｍｏｄｅ）」は、あらゆる動作を停止することを意味する。
【００５７】
「待機モード（Ｓｔａｎｄｂｙ ｍｏｄｅ）」は、エネルギー貯蔵装置２００がノード（Ｎ１）に対する電圧モニタリングを行わずに待機中である状態を意味する。
【００５８】
「ホールドモード（Ｈｏｌｄ ｍｏｄｅ）」は、「待機モード（Ｓｔａｎｄｂｙ ｍｏｄｅ）」と逆に、エネルギー貯蔵装置２００がノード（Ｎ１）に対する電圧モニタリングを行いながら待機中である状態を意味する。この場合、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）の電圧が下降する場合、「ＵＰＳモード（ＵＰＳ ｍｏｄｅ）」に切り替えらてもよい。
【００５９】
一方、バッテリー２２０の充電率（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ、以下、「ＳＯＣレベル」という。）が予め設定された値より低くなると、エネルギー貯蔵装置２００は、スイッチ（ＤＣ−ＣＢ３）をターンオンさせてバッテリー２２０を充電する。このようなエネルギー貯蔵装置２００の状態を「充電モード（Ｃｈａｒｇｅ  Ｍｏｄｅ）」と言う。
【００６０】
ただし、本発明がこれに限定されるものではなく、エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリー２２０のＳＯＣレベルに関係なく、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）に応じて直ぐに「充電モード」で動作する「常時充電方式」が用いられてもよい。
【００６１】
また、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）の電圧レベルをリアルタイムでモニタリングすることにより、系統１１０又は第１のコンバータ１２０の異常動作を検出することができる。この場合、エネルギー貯蔵装置２００は、スイッチ（ＤＣ−ＣＢ３）をターンオンさせて、バッテリー２２０に貯蔵された電力を第１負荷１３５に伝達する。このようなエネルギー貯蔵装置２００の状態を「ＵＰＳモード（ＵＰＳ Ｍｏｄｅ）」と言う。
【００６２】
かかるエネルギー貯蔵装置２００の動作アルゴリズムに関する詳説は、以下に後述する。
【００６３】
ＰＬＣ３００は、第１のコンバータ１２０、第２のコンバータ１３０及び第３のコンバータ２１０の動作状態を受信し、これに基づいて、無停電電源供給システムの動作を制御することができる。
【００６４】
具体的には、ＰＬＣ３００は、受信された第１のコンバータ１２０、第２のコンバータ１３０及び第３のコンバータ２１０の動作状態を用いてエネルギー貯蔵装置２００の動作モードを判断し、これに基づいて、無停電電源供給システムの動作を制御することができる。例えば、ＰＬＣ３００は、第１のコンバータ１２０の動作状態が故障であると判断される場合、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードをＵＰＳモードと判断し、第１のコンバータ１２０をリセットさせることができる。また、ＰＬＣ３００は、第２のコンバータ１３０が動作状態が故障であると判断される場合、安全のため無停電電源供給システムを停止させることができる。ＰＬＣ３００の制御動作に関する詳説は、図９〜図１２を参照して後述する。
【００６５】
ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムに含まれた各構成要素と無線又は有線で通信することができる。例えば、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムの各構成要素とＲＳ ４８５、ＣＡＮ、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のようなプロトコルに基づくデータ通信を行うことができる。ただし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００６６】
また、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードに基づいて、無停電電源供給システムに含まれた各構成要素の動作を制御することができる。例えば、ＰＬＣ３００は、第１のコンバータ１２０及び第２のコンバータ１３０の動作を制御し、無停電電源供給システムに含まれたスイッチ（ＡＣ_ＣＢ１、ＡＣ_ＣＢ２、ＤＣ−ＣＢ１、ＤＣ−ＣＢ２）の動作を制御することができる。ただし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００６７】
図２は、本発明の第２実施形態による無停電電源供給システムを示すためのブロック回路図である。説明の便宜のため以下では、前述した実施形態と同じ事項については、重複した説明を省略して相違点を中心に説明する。
【００６８】
図２を参照すれば、本発明の第２実施形態による無停電電源供給システムは、図１を参照して説明した無停電電源供給システムの構成要素をそのまま含み、実質的に類似に動作するが、第４のコンバータ１４０、第２負荷１４５及びバス（Ｂ１）をさらに含む。
【００６９】
第４のコンバータ１４０は、第２のコンバータ１３０と並列に連結され、第１のコンバータ１２０から出力された直流電圧を交流電圧に変換して第２負荷１４５に電力を提供することができる。このとき、第４のコンバータ１４０は、ＤＣ−ＡＣ  ＩＧＢＴ型コンバータを含むが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００７０】
第４のコンバータ１４０と第２のコンバータ１３０は、バス（Ｂ１）を介して第１のコンバータ１２０の出力端に連結されてもよい。バス（Ｂ１）は、同じ電力を並列に連結された複数の装置に提供する機能を行うことができる。
【００７１】
第１負荷１３５と第２負荷１４５が正常に動作するために、バス（Ｂ１）の電位は、一定して維持されなければならない。このため、第１のコンバータ１２０に異常が発生する場合、エネルギー貯蔵装置２００は、バス（Ｂ１）の電位が一定となるようにバッテリー２２０の電力を提供することができる。
【００７２】
また、エネルギー貯蔵装置２００は、第１のコンバータ１２０が正常に動作する場合も、バス（Ｂ１）の電位が一定して維持されるように電力をさらに提供するか電力を吸収することができる。ただし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００７３】
図２では、バス（Ｂ１）に一つの第１負荷１３５と第２負荷１４５のみが電気的に連結されるように示したが、本発明がこれに限定されるものではなく、バス（Ｂ１）には複数の負荷が連結して動作されてもよい。
【００７４】
図３は、本発明の第３実施形態による無停電電源供給システムを示すためのブロック回路図である。説明の便宜のため以下では、前述した実施形態と同じ事項については、重複した説明を省略して相違点を中心に説明する。
【００７５】
図３を参照すれば、本発明の第３実施形態による無停電電源供給システムは、図１を参照して説明した無停電電源供給システムの構成要素をそのまま含み、実質的に類似に動作するが、第５のコンバータ１２５をさらに含む。
【００７６】
第５のコンバータ１２５は、第１のコンバータ１２０と並列に連結され、系統１１０の交流電圧を直流電圧に変換することができる。第５のコンバータ１２５は、第１のコンバータ１２０と実質的に同様に動作することができる。このとき、第５のコンバータ１２５は、ＤＣ−ＡＣダイオード型（ｄｉｏｄｅ  ｔｙｐｅ）コンバータを含むが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００７７】
第５のコンバータ１２５は、ＰＬＣ３００によって制御されてもよい。第５のコンバータ１２５は、第１のコンバータ１２０が正常に動作しない場合、第１のコンバータ１２０に代えて動作することができる。
【００７８】
例えば、第１のコンバータ１２０が正常に動作しない場合、ＰＬＣ３００は、第１のコンバータ１２０両端のスイッチ（ＡＣ_ＣＢ２、ＤＣ−ＣＢ１）をターンオンさせ、第５のコンバータ１２５両端のスイッチ（ＡＣ_ＣＢ３、ＤＣ−ＣＢ４）をターンオンさせて、系統１１０の電力をノード（Ｎ１）に伝達することができる。
【００７９】
すなわち、第５のコンバータ１２５は、第１のコンバータ１２０に代えて動作することができ、第５のコンバータ１２５を加えることにより、第１のコンバータ１２０無停電電源供給システムの安全性を向上させることができる。
【００８０】
図４は、本発明の第４実施形態による無停電電源供給システムを示すためのブロック回路図である。説明の便宜のため以下では、前述した実施形態と同じ事項については、重複した説明を省略して相違点を中心に説明する。
【００８１】
図４を参照すれば、本発明の第４実施形態による無停電電源供給システムは、図１を参照して説明した無停電電源供給システムの構成要素をそのまま含み、実質的に類似に動作するが、スイッチモジュール１５０をさらに含む。
【００８２】
スイッチモジュール１５０は、第２のコンバータ１３０と第１負荷１３５の間に配置され、一端が第２のコンバータ１３０の出力端に連結されて、他端が系統１１０に連結されてもよい。このとき、スイッチモジュール１５０は、前記一端又は前記他端のいずれかを選択して第１負荷１３５に連結することができる。
【００８３】
すなわち、スイッチモジュール１５０は、無停電電源供給システムが正常に動作しない場合、系統１１０の電力を第１負荷１３５に直接に伝達できるバイパス（ｂｙｐａｓｓ）経路を形成することができる。
【００８４】
スイッチモジュール１５０は、ＰＬＣ３００によって制御されてもよい。ＰＬＣ３００は、第１のコンバータ１２０、第２のコンバータ１３０又はエネルギー貯蔵装置２００の状態情報に基づいて、スイッチモジュール１５０のバイパス経路の連結有無を判断することができる。
【００８５】
例えば、第２のコンバータ１３０がいずれも正常に動作しない場合、ＰＬＣ３００は、スイッチモジュール１５０がバイパス経路を形成し、系統１１０の電力を第１負荷１３５に直接に伝達するように制御することができる。ただし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００８６】
図５は、本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムの一般モードでの動作を説明するための図面である。図６は、本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムの充電モードでの動作を説明するための図面である。図７は、本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムのＵＰＳモードでの動作を説明するための図面である。
【００８７】
図５を参照すれば、図５は、本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムが「一般モード」で動作することを示す。このような「一般モード」におけるエネルギー貯蔵装置２００は、前述した「停止モード（Ｓｔｏｐ ｍｏｄｅ）」、「待機モード（Ｓｔａｎｄｂｙ ｍｏｄｅ）」、「ホールドモード（Ｈｏｌｄ  ｍｏｄｅ）」で動作することができる。
【００８８】
この場合、系統１１０の交流電圧は、第１のコンバータ１２０によって直流電圧に変換される。次いで、第１のコンバータ１２０の出力である直流電圧は、第２のコンバータ１３０に伝達され、交流電圧に変換されて第１負荷１３５に伝達される。
【００８９】
このとき、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）と分離される。具体的には、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）と予め定められた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）を比較して、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より大きい場合、電気的に分離される。この場合、エネルギー貯蔵装置２００は、ＰＬＣ３００から充電命令を受けるか、バッテリー２２０のＳＯＣレベルが満充電状態ではない場合、「充電モード」で動作することができる。ただし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００９０】
図６を参照すれば、図６は、本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムが「充電モード」で動作することを示す。エネルギー貯蔵装置２００は、「一般モード」状態でＰＬＣ３００から充電命令を受けるか、バッテリー２２０のＳＯＣレベルをチェックして、バッテリー２２０が満充電状態ではない場合、「充電モード」で動作することができる。
【００９１】
また、エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリー２２０のＳＯＣレベルが予め定めた充電下限線（ＳＯＣ_Ｍｉｎ）より小さい場合、「充電モード」で動作することができる。
【００９２】
エネルギー貯蔵装置２００が「充電モード」で動作する場合、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）と電気的に連結される。このとき、第３のコンバータ２１０は、ノード（Ｎ１）の電源を変換し、バッテリー２２０に伝達することでバッテリー２２０を充電させる。
【００９３】
次いで、エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリー２２０のＳＯＣレベルが予め定めた充電上限線（ＳＯＣ_Ｍａｘ）より高くなる場合、「充電モード」を中断させる。
【００９４】
ただし、本発明がこれに限定されるものではなく、エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリー２２０のＳＯＣレベルに関係なく、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）に応じて直ぐに「充電モード」で動作する「常時充電方式」が用いられてもよい。
【００９５】
図７を参照すれば、図７は、本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムが「ＵＰＳモード」で動作することを示す。
【００９６】
この場合、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）と連結され、第１のコンバータ１２０は、ノード（Ｎ１）と分離される。具体的には、第１のコンバータ１２０に異常が発生し、系統１１０の電源をろくに伝達できない場合、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）は、低くなる。
【００９７】
このとき、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）を一定水準に維持させるように動作することができ、これによって、第１負荷１３５に一定電力を伝達することができる。
【００９８】
例えば、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）と予め定められた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）を比較して、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より小さい場合、ノード（Ｎ１）に電気的に連結される。
【００９９】
このとき、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードを確認して、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードが「ＵＰＳモード」で動作する場合、第１のコンバータ１２０両側のスイッチ（ＡＣ_ＣＢ２、ＤＣ−ＣＢ１）をターンオフさせてもよい。ただし、本発明がこれに限定されるものではなく、エネルギー貯蔵装置２００が直接に第１のコンバータ１２０両側のスイッチ（ＡＣ_ＣＢ２、ＤＣ−ＣＢ１）をターンオフさせてもよい。
【０１００】
これによって、エネルギー貯蔵装置２００は、第１負荷１３５に一定した大きさの電力を継続して伝達することができる。
【０１０１】
以下では、本発明の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムの動作アルゴリズムについて詳説する。
【０１０２】
図８は、本発明の一実施形態による無停電電源供給システムに含まれたエネルギー貯蔵装置の動作を説明するための手順図である。
【０１０３】
図８を参照すれば、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）と予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）を比較する（Ｓ１１０）。
【０１０４】
次いで、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より小さい場合、エネルギー貯蔵装置２００は、「ＵＰＳモード」で動作する（Ｓ１２０）。ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が低くなる原因として例えば、第１のコンバータ１２０の故障や系統１１０電圧の不安定等があり得る。
【０１０５】
このとき、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）に電気的に連結され、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）に対する制御を活性化する。これによって、バッテリー２２０に貯蔵された電力を第１負荷１３５に提供する。
【０１０６】
次いで、エネルギー貯蔵装置２００は、「ＵＰＳモード」で動作することを知らせる指令（ＣＭＤ_ＵＰＳ）をＰＬＣ３００に伝達する（Ｓ１３０）。ただし、ＰＬＣ３００は、前記指令（ＣＭＤ_ＵＰＳ）を受信する前に、第１のコンバータ１２０、第２のコンバータ１３０及び第３のコンバータ２１０の動作状態に基づいて、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードを判断することができ、前記指令（ＣＭＤ_ＵＰＳ）は、ＰＬＣ３００の判断をチェックするために用いることができる。また、エネルギー貯蔵装置２００は、前記Ｓ１３０ステップを省略して動作することができる。
【０１０７】
次いで、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）と予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）を再度比較する（Ｓ１４０）。
【０１０８】
次いで、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より依然として小さい場合、エネルギー貯蔵装置２００は、Ｓ１２０〜Ｓ１４０ステップを繰り返す。
【０１０９】
一方、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より依然として大きくなる場合、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）の制御を解除し、「待機モード」又は「一般モード」に戻る（Ｓ１５０、Ｓ１９０）。
【０１１０】
これと違って、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より大きい場合、エネルギー貯蔵装置２００は、「一般モード」で動作する。このとき、エネルギー貯蔵装置２００は、「一般モード」で動作することを知らせる指令（ＣＭＤ_Ｎｏｒｍａｌ）をＰＬＣ３００に伝達する（Ｓ１６０）。このとき、ＰＬＣ３００は、前記指令（ＣＭＤ_Ｎｏｒｍａｌ）を受信する前に、第１のコンバータ１２０、第２のコンバータ１３０及び第３のコンバータ２１０の動作状態に基づいて、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードを判断することができ、前記指令（ＣＭＤ_Ｎｏｒｍａｌ）は、ＰＬＣ３００の判断をチェックするために用いることができる。また、エネルギー貯蔵装置２００は、前記Ｓ１６０ステップを省略して動作することができる。
【０１１１】
次いで、エネルギー貯蔵装置２００は、「充電モード」に進めるか否かを決定するために、バッテリー２２０のＳＯＣレベルが充電下限線（ＳＯＣ_Ｍｉｎ）より小さいか否かを判断する（Ｓ１７０）。
【０１１２】
仮に、バッテリー２２０のＳＯＣレベルが充電下限線（ＳＯＣ_Ｍｉｎ）より大きい場合、エネルギー貯蔵装置２００は、「一般モード」又は「待機モード」を維持する（Ｓ１９０）。
【０１１３】
一方、バッテリー２２０のＳＯＣレベルが充電下限線（ＳＯＣ_Ｍｉｎ）より小さい場合、エネルギー貯蔵装置２００は、「充電モード」に切り替えられる（Ｓ１７５）。具体的には、エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリー２２０を充電させるため、ノード（Ｎ１）に電気的に連結される。このとき、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）を介してバッテリー２２０に流れる電流を制御してバッテリー２２０を充電させることができる。
【０１１４】
次いで、エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリー２２０のＳＯＣレベルが充電上限線（ＳＯＣ_Ｍａｘ）より大きくなったか否かを判断する（Ｓ１８０）。
【０１１５】
仮に、バッテリー２２０のＳＯＣレベルが充電上限線（ＳＯＣ_Ｍａｘ）より依然として小さい場合、Ｓ１７５ステップを繰り返して行う。
【０１１６】
これと違って、バッテリー２２０のＳＯＣレベルが充電上限線（ＳＯＣ_Ｍａｘ）より大きくなる場合、エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリー２２０に流れる電流制御を中断し、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードは、「一般モード」又は「待機モード」に切り替えられる（Ｓ１８５、Ｓ１９０）。
【０１１７】
ただし、本発明がこれに限定されるものではなく、エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリー２２０のＳＯＣレベルに関係なく、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）に応じて直ぐに「充電モード」で動作する「常時充電方式」が用いられてもよい。
【０１１８】
これによって、本発明の無停電電源供給システムに含まれたエネルギー貯蔵装置２００は、ＰＬＣ３００から動作指令を受けずに、動作モードを能動的に切り替えて無停電電源を負荷に提供することができる。
【０１１９】
すなわち、本発明のエネルギー貯蔵装置２００は、ＰＬＣ３００の指令を受信せずに、ＵＰＳモードの動作有無を能動的に判断して無停電電源を供給することにより、事故時に早い応答速度を確保して、ＰＬＣ３００から受信するデータ交換を簡素化することができる。
【０１２０】
これによって、本発明の無停電電源供給システムの動作制御アルゴリズムが簡素化され、これによって、無停電電源供給システムに誤りが発生する場合、エネルギー貯蔵装置２００の応答速度を向上させることができる。また、無停電電源供給システムの各構成要素の間に通信連結の複雑性を緩和させて通信誤り確率を低くすることができ、無停電電源供給システムの安全性も向上させることができる。
【０１２１】
図９は、本発明の一実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＰＬＣの一般モードでの動作を説明するための手順図である。
【０１２２】
図９を参照すれば、図９は、無停電電源供給システムに含まれたエネルギー貯蔵装置２００が「一般モード」で動作する際のＰＬＣ３００のシーケンスアルゴリズムを示す。
【０１２３】
まず、ＰＬＣ３００は、ＡＣ−ＤＣコンバータである第１のコンバータ１２０の動作状態を判断する（Ｓ１１０）。このとき、ＰＬＣ３００は、第１のコンバータ１２０から受信された動作データ値に基づいて、第１のコンバータ１２０の動作状態を判断することができる。第１のコンバータ１２０の動作状態は、「正常状態」又は「故障状態」と判断され得る。
【０１２４】
仮に、第１のコンバータ１２０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００が「ＵＰＳモード」で動作するものと判断する（Ｓ１１５）。この場合、ＰＬＣ３００は、他のシーケンスアルゴリズムで動作し、これに関する詳説は、図１０を参照して後述する。
【０１２５】
一方、第１のコンバータ１２０の動作状態が「正常状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、ＤＣ−ＤＣコンバータである第３のコンバータ２１０の動作状態を判断する（Ｓ１２０）。
【０１２６】
ＰＬＣ３００は、第３のコンバータ２１０から受信された動作データ値に基づいて、第３のコンバータ２１０の動作状態を判断することができる。第３のコンバータ２１０の動作状態は、「動作中」、「正常状態」、「故障状態」又は「待機状態」と判断され得る。
【０１２７】
このとき、「動作中」は、第３のコンバータ２１０が動作して、第１負荷１３５に電力を提供する状態を示し、「正常状態」又は「待機状態」は、第３のコンバータ２１０が正常に動作することができ、待機中である状態を示し、「故障状態」は、第３のコンバータ２１０が動作しないか、異常動作を行う場合を示す。ここで、異常動作とは、平均的な出力範囲から外した出力を提供することを意味する。
【０１２８】
仮に、第３のコンバータ２１０の動作状態が「動作中」である場合、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００が「ＵＰＳモード」で動作するものと判断する（Ｓ１１５）。
【０１２９】
一方、第３のコンバータ２１０の動作状態が「正常状態」、「故障状態」又は「待機状態」である場合、ＰＬＣ３００は、外部から充電命令が受信されたか否かを判断する（Ｓ１３０）。
【０１３０】
仮に、外部から充電命令が受信される場合、受信された充電命令をエネルギー貯蔵装置２００に伝達して、「充電モード」で動作することを指示する（Ｓ１２５）。
【０１３１】
一方、充電命令を受信していない場合、ＰＬＣ３００は、ＤＣ−ＡＣコンバータである第２のコンバータ１３０の動作状態を判断する（Ｓ１４０）。このとき、ＰＬＣ３００は、第２のコンバータ１３０から受信された動作データ値に基づいて、第２のコンバータ１３０の動作状態を判断することができる。第２のコンバータ１３０の動作状態は、「正常状態」又は「故障状態」と判断され得る。
【０１３２】
仮に、第２のコンバータ１３０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムを停止させる（Ｓ１５５）。ここで、無停電電源供給システムを停止させることは、系統１１０の電源を負荷１３５に連結することを意味する。このとき、無停電電源供給システムが停止する場合、系統１１０と負荷１３５は、バイパスを介して電気的に連結されてもよい。ただし、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１３３】
一方、第２のコンバータ１３０の動作状態が「正常状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、外部から停止命令が受信されるか否かを確認する（Ｓ１５０）。停止命令が受信される場合、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムを停止させる（Ｓ１５５）。一方、停止命令が受信されない場合、ＰＬＣ３００は、Ｓ１１０ステップ〜Ｓ１５０ステップを繰り返して行う。
【０１３４】
図１０は、本発明の一実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＰＬＣの「ＵＰＳモード」での動作を説明するための手順図である。説明の便宜のため以下では、前述した実施形態と同じ事項については、重複した説明を省略して相違点を中心に説明する。
【０１３５】
図１０を参照すれば、図１０は、無停電電源供給システムに含まれたエネルギー貯蔵装置２００が「ＵＰＳモード」で動作する際のＰＬＣ３００のシーケンスアルゴリズムを示す。
【０１３６】
まず、ＰＬＣ３００は、ＡＣ−ＤＣコンバータである第１のコンバータ１２０の動作状態を判断する（Ｓ２１０）。このとき、ＰＬＣ３００は、第１のコンバータ１２０から受信された動作データ値に基づいて、第１のコンバータ１２０の動作状態を判断することができる。第１のコンバータ１２０の動作状態は、「正常状態」又は「故障状態」と判断され得る。
【０１３７】
仮に、第１のコンバータ１２０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、第１のコンバータ１２０をリセットさせる（Ｓ２２５）。
【０１３８】
次いで、ＰＬＣ３００は、さらに第１のコンバータ１２０の動作状態を判断する（Ｓ２３０）。
【０１３９】
仮に、第１のコンバータ１２０のリセット後、第１のコンバータ１２０の動作状態が「正常状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００の現在の動作モードを「一般モード」と判断する（Ｓ２３５）。
【０１４０】
一方、第１のコンバータ１２０のリセット後、第１のコンバータ１２０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００の現在の動作モードが「ＵＰＳモード」に維持されているものと判断する。次いで、ＰＬＣ３００は、ＤＣ−ＤＣコンバータである第３のコンバータ２１０の動作状態を判断する（Ｓ２４０）。
【０１４１】
次いで、第３のコンバータ２１０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムを停止させる（Ｓ２６５）。ここで、無停電電源供給システムを停止させることは、系統１１０の電源を負荷１３５に連結することを意味する。このとき、無停電電源供給システムが停止する場合、系統１１０と負荷１３５は、バイパスを介して電気的に連結されてもよい。ただし、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１４２】
一方、第３のコンバータ２１０の動作状態が「正常状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、ＤＣ−ＡＣコンバータである第２のコンバータ１３０の動作状態を判断する（Ｓ２５０）。このとき、ＰＬＣ３００は、第２のコンバータ１３０から受信された動作データ値に基づいて、第２のコンバータ１３０の動作状態を判断することができる。
【０１４３】
仮に、第２のコンバータ１３０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムを停止させる（Ｓ２６５）。
【０１４４】
一方、第２のコンバータ１３０の動作状態が「正常状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、外部から停止命令が受信されるか否かを確認する（Ｓ２６０）。停止命令が受信される場合、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムを停止させる（Ｓ２６５）。一方、停止命令が受信されない場合、ＰＬＣ３００は、Ｓ２１０ステップ〜Ｓ２６０ステップを繰り返して行う。
【０１４５】
このように、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムに含まれた各構成要素（例えば、第１のコンバータ１２０、第２のコンバータ１３０及び第３のコンバータ２１０）の動作状態に基づいて、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードを判断することができる。この場合、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００から動作モードに対する情報を受信せずに、無停電電源供給システムを制御することができ、構成要素とＰＬＣ３００の間に通信の複雑性を低くすることができる。また、無停電電源供給システム内で動作モードの判断による重畳動作を防ぐことができる。
【０１４６】
これによって、本発明は、無停電電源供給システムは、各構成要素の間に通信連結の複雑性を緩和させて通信誤り確率を低くすることができ、これによって、無停電電源供給システムの安全性も向上させることができる。
【０１４７】
また、事故時に早い応答速度を確保して、制御及び指令間の関係を簡素化することができ、システムのメンテナンス及び管理が容易となり、システム管理に要する様々な資源及び費用を減少させることができる。
【０１４８】
図１１及び１２は、本発明の他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＰＬＣの動作を説明するための手順図である。
【０１４９】
図１１を参照すれば、図１１は、無停電電源供給システムに含まれたエネルギー貯蔵装置２００が「一般モード」で動作する際のＰＬＣ３００のシーケンスアルゴリズムを示し、図９を参照して説明した内容とほぼ類似であるため、以下では、図９との相違点を中心に説明する。
【０１５０】
まず、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムの動作モードの変更回数をカウントすることができる。すなわち、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００のモード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）をカウントし、前記モード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）が予め定められた設定値（Ｍ_ＣＮＴ_Ｌｉｍ）より大きくなるか否かを判断する（Ｓ３１０）。
【０１５１】
仮に、モード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）が予め定められた設定値（Ｍ_ＣＮＴ_Ｌｉｍ）より大きくなる場合、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムを停止させる（Ｓ３６０）。ここで、無停電電源供給システムを停止させることは、系統１１０の電源を負荷１３５に連結することを意味する。このとき、無停電電源供給システムが停止する場合、系統１１０と負荷１３５は、バイパスを介して電気的に連結されてもよい。ただし、本発明がこれに限定されるものではなく、以下においても同様である。
【０１５２】
一方、モード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）が予め定められた設定値（Ｍ_ＣＮＴ_Ｌｉｍ）より小さい場合、ＰＬＣ３００は、ＡＣ−ＤＣコンバータである第１のコンバータ１２０の動作状態を判断する（Ｓ３２０）。
【０１５３】
次いで、第１のコンバータ１２０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００が「ＵＰＳモード」で動作するものと判断する（Ｓ３２５）。この場合、ＰＬＣ３００は、他のシーケンスアルゴリズムで動作し、これに関する詳説は、図１２を参照して後述する。
【０１５４】
一方、第１のコンバータ１２０の動作状態が「正常状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、ＤＣ−ＤＣコンバータである第３のコンバータ２１０の動作状態を判断する（Ｓ３３０）。このとき、第３のコンバータ２１０の動作状態は、「動作中」、「正常状態」、「故障状態」又は「待機状態」と判断され得る。
【０１５５】
仮に、第３のコンバータ２１０の動作状態が「動作中」である場合、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００に「待機状態」で動作することを指示することができる（Ｓ３３５）。このとき、エネルギー貯蔵装置２００の「待機状態」は、負荷に電力を供給しないとともに、第１のコンバータ１２０と第２のコンバータ１３０の間のノード（Ｎ１）の電圧をモニタリングし、エネルギー貯蔵装置２００が「ＵＰＳモード」で動作するか否かを決定する状態を意味する。
【０１５６】
次いで、第３のコンバータ２１０の動作状態が「正常状態」、「故障状態」又は「待機状態」である場合、ＰＬＣ３００は、ＤＣ−ＡＣコンバータである第２のコンバータ１３０の動作状態を判断する（Ｓ３４０）。
【０１５７】
仮に、第２のコンバータ１３０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムを停止させる（Ｓ３５５）。
【０１５８】
一方、第２のコンバータ１３０の動作状態が「正常状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、モード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）を初期化する（Ｍ_ＣＮＴ＝０）（Ｓ３５０）。
【０１５９】
次いで、ＰＬＣ３００は、Ｓ３１０ステップ〜Ｓ３５０ステップを繰り返して行う。
【０１６０】
図１２を参照すれば、図１２は、無停電電源供給システムに含まれたエネルギー貯蔵装置２００が「ＵＰＳモード」で動作する際のＰＬＣ３００のシーケンスアルゴリズムを示す。
【０１６１】
まず、「ＵＰＳモード」においてもＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムの動作モードの変更回数をカウントすることができる。すなわち、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００のモード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）をカウントし、前記モード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）が予め定められた設定値（Ｍ_ＣＮＴ_Ｌｉｍ）より大きくなるか否かを判断する（Ｓ４１０）。
【０１６２】
仮に、モード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）が予め定められた設定値（Ｍ_ＣＮＴ_Ｌｉｍ）より大きくなる場合、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムを停止させる（Ｓ４６０）。
【０１６３】
一方、モード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）が予め定められた設定値（Ｍ_ＣＮＴ_Ｌｉｍ）より小さい場合、ＰＬＣ３００は、ＤＣ−ＤＣコンバータである第３のコンバータ２１０の動作状態を判断する（Ｓ４２０）。
【０１６４】
次いで、第３のコンバータ２１０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００が「一般モード」で動作するものと判断する（Ｓ４２５）。この場合、ＰＬＣ３００は、図１１で説明したシーケンスアルゴリズムで動作し、これに関する重複した説明は、省略する。
【０１６５】
一方、第３のコンバータ２１０の動作状態が「正常状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、ＡＣ−ＤＣコンバータである第１のコンバータ１２０の動作状態を判断する（Ｓ４３０）。
【０１６６】
次いで、第１のコンバータ１２０の動作状態が「正常状態」である場合、ＰＬＣ３００は、エネルギー貯蔵装置２００が「一般モード」で動作するものと判断する（Ｓ４２５）。
【０１６７】
一方、第１のコンバータ１２０の動作状態が「故障状態」である場合、ＰＬＣ３００は、ＤＣ−ＡＣコンバータである第２のコンバータ１３０の動作状態を判断する（Ｓ４４０）。
【０１６８】
仮に、第２のコンバータ１３０の動作状態が「故障状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、無停電電源供給システムを停止させる（Ｓ４５５）。
【０１６９】
一方、第２のコンバータ１３０の動作状態が「正常状態」と判断される場合、ＰＬＣ３００は、モード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）を初期化する（Ｍ_ＣＮＴ＝０）（Ｓ４５０）。次いで、ＰＬＣ３００は、Ｓ４１０ステップ〜Ｓ４５０ステップを繰り返して行う。
【０１７０】
すなわち、図１１及び図１２で説明したシーケンスアルゴリズムどおりにＰＬＣ３００が動作する場合、無停電電源供給システムに通信誤り又は複数の構成要素（例えば、第１のコンバータ１２０及び第３のコンバータ２１０）に故障が同時に発生する時、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードは、「一般モード」と「ＵＰＳモード」を交号に数回変更されることになる。このとき、ＰＬＣ３００は、モード切替回数（Ｍ_ＣＮＴ）をカウントすることにより、このような誤り状況が発生する際にシステムを停止させることができる。
【０１７１】
これによって、本発明の無停電電源供給システムは、複数の構成要素におけるエラーが同時に発生する複合的な問題の状況下で早く対応することができ、システムの安全性を向上させることができる。
【０１７２】
また、本発明の無停電電源供給システムは、各構成要素の間に通信連結の複雑性を緩和させて通信誤り確率を低くすることができ、これによって、無停電電源供給システムの安全性も向上させることができる。また、無停電電源供給システムのメンテナンス及び管理が容易となり、システム管理に要する様々な資源及び費用を減少させることができる。
【０１７３】
図１３は、本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＤＣ−ＤＣコンバータの動作アルゴリズムを説明するための手順図である。図１４は、本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムのエネルギー貯蔵装置に含まれたバッテリー充電方式を説明するためのグラフである。
【０１７４】
図１３を参照すれば、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵装置２００の第３のコンバータ２１０は、まず、エネルギー貯蔵装置２００において、基本的に「ホールドモード」を基本値として動作する。前述したように、「ホールドモード」は、エネルギー貯蔵装置２００がノード（Ｎ１）に対する電圧モニタリングを行いながら待機中である状態を意味する。この場合、エネルギー貯蔵装置２００は、ノード（Ｎ１）の電圧が下降する場合、「ＵＰＳモード（ＵＰＳ ｍｏｄｅ）」に切り替えられてもよい。
【０１７５】
次いで、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）と予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）を比較する（Ｓ５１０）。
【０１７６】
次いで、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より小さい場合、第３のコンバータ２１０は、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）が最小電圧レベル（Ｖｂａｔ_Ｍｉｎ）より大きいか否かを判断する（Ｓ５２０）。ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が低くなる原因として例えば、第１のコンバータ１２０の故障や系統１１０電圧の不安定等があり得る。
【０１７７】
次いで、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）が最小電圧レベル（Ｖｂａｔ_Ｍｉｎ）より小さい場合、バッテリー２２０は、ノード（Ｎ１）又は負荷１３５に電力を提供するために不十分である状態を意味するため、この場合、Ｓ５１０ステップを繰り返して行う。
【０１７８】
一方、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）が最小電圧レベル（Ｖｂａｔ_Ｍｉｎ）より大きい場合、第３のコンバータ２１０は、バッテリー２２０を放電（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）させる「ＵＰＳモード」で動作する（Ｓ５３０）。このとき、第３のコンバータ２１０は、ＰＬＣ３００にエネルギー貯蔵装置２００が「ＵＰＳモード」で動作することを知らせる指令を伝達することができる。ただし、第３のコンバータ２１０からＰＬＣ３００に指令が伝達される反応単位時間は、第３のコンバータ２１０の動作に対する反応単位時間より長いため、第３のコンバータ２１０は、ＰＬＣ３００から動作モードに対する指令を受信する前、能動的に先に動作することができる。
【０１７９】
次いで、第３のコンバータ２１０は、ノードの電圧をセンシングし、これに基づいて、動作モードを決定する第１の反応単位時間を累積して動作時間（Ｔ）を計算し、前記動作時間がＰＬＣ３００において、第３のコンバータ２１０の動作モードに対する指令を更新する第２の反応単位時間（例えば、ディレー時間（Ｄｅｌａｙ  ｔｉｍｅ））より大きいか否かを判断する（Ｓ５４０）。
【０１８０】
仮に、第３のコンバータ２１０の「ＵＰＳモード」に対する動作時間（Ｔ）が第２の反応単位時間（例えば、ディレー時間（Ｄｅｌａｙ  ｔｉｍｅ））より小さい場合、第３のコンバータ２１０は、Ｓ５２０ステップ〜Ｓ５４０ステップを繰り返して行う。すなわち、第３のコンバータ２１０は、続けて「ＵＰＳモード」で動作することができる。
【０１８１】
一方、第３のコンバータ２１０の「ＵＰＳモード」に対する動作時間（Ｔ）が第２の反応単位時間（例えば、ディレー時間（Ｄｅｌａｙ  ｔｉｍｅ））より大きい場合、第３のコンバータ２１０は、ＰＬＣ３００から「ＵＰＳモード」で動作しなさいという指令が受信されるか否かを判断する（Ｓ５５０）。
【０１８２】
仮に、第３のコンバータ２１０がＰＬＣ３００から「ＵＰＳモード」で動作しなさいという指令を受信する場合、第３のコンバータ２１０は、Ｓ５２０ステップ〜Ｓ５５０ステップを繰り返して行う。このとき、第３のコンバータ２１０は、続けて「ＵＰＳモード」で動作することができる。
【０１８３】
Ｓ５５０ステップは、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）と予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より下がったにもかかわらず、第３のコンバータ２１０が自ら「ＵＰＳモード」で動作しない場合、ＰＬＣ３００が押して「ＵＰＳモード」で動作しなさいという指令を伝達することを意味する。これによって、本発明の無停電電源供給システムは、無停電電源供給のための２次安全装置を具現することができる。
【０１８４】
一方、第３のコンバータ２１０がＰＬＣ３００から「ＵＰＳモード」ではない他の動作モードで動作しなさいという指令を受信する場合、第３のコンバータ２１０は、前記指令の動作モードで動作するか、前述したＳ５１０ステップに戻ることになる。
【０１８５】
これと逆に、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より大きい場合、第３のコンバータ２１０は、バッテリー２２０を充電（Ｃｈａｒｇｅ）させる「充電モード」で動作する。
【０１８６】
次いで、第３のコンバータ２１０は、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）をチェックし、電圧レベル（Ｖｂａｔ）に応じて異なる方式で動作する（Ｓ５７０）。
【０１８７】
仮に、図１４を共に参照すれば、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）が満充電電圧レベル（Ｏｖｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ Ｌｉｍｉｔ；以下、ＯＶＬ）である場合、第３のコンバータ２１０は、「ホールドモード」で動作する（Ｓ５７２）。
【０１８８】
これと違って、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）が第２領域（Ｒｅｇｉｏｎ２）にある場合、すなわち、電圧レベル（Ｖｂａｔ）が満充電電圧レベル（ＯＶＬ）より小さく、基準電圧レベル（Ｖｏｌｔａｇｅ  ｍａｘ）より大きい場合、第３のコンバータ２１０は、「ＣＶモード（ＣＶ ｍｏｄｅ）」でバッテリー２２０を充電する（Ｓ５７４）。
【０１８９】
一方、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）が第１領域（Ｒｅｇｉｏｎ １）にある場合、すなわち、基準電圧レベル（Ｖｏｌｔａｇｅ  ｍａｘ）より小さく、最低電圧レベル（Ｕｎｄｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ Ｌｉｍｉｔ；以下、ＵＶＬ）より大きい場合、第３のコンバータ２１０は、「ＣＶモード」と異なる「ＣＣモード（ＣＣ  ｍｏｄｅ）」でバッテリー２２０を充電する（Ｓ５７６）。ここで、「ＣＶモード」と「ＣＣモード」は、従来の技術に関する内容であるため、詳細は省略する。
【０１９０】
また、図１４では、最低電圧レベル（ＵＶＬ）は、最小電圧レベル（Ｖｂａｔ_Ｍｉｎ）と相違するものと示したが、本発明がこれに限定されるものではなく、最低電圧レベル（ＵＶＬ）と最小電圧レベル（Ｖｂａｔ_Ｍｉｎ）は、同一であってもよい。
【０１９１】
図１５は、本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＤＣ−ＤＣコンバータの一端に連結されたノードに対する電圧を説明するためのグラフである。
【０１９２】
図１５を参照すれば、本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムのノード（Ｎ１）での電圧（Ｖｄｃ）の変化を示す。
【０１９３】
本発明の第３のコンバータ２１０は、図１０及び図１４を参照して説明したアルゴリズムによって動作し、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）は、正常状態で限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より高く維持される。
【０１９４】
ただし、無停電電源供給システムに含まれた構成要素のうち、一部が故障であるか正常に動作しない場合、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が低くなり得る。
【０１９５】
このとき、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が予め定めた限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より小くなる場合、第３のコンバータ２１０は、「ＵＰＳモード」で動作することになり、バッテリー２２０に貯蔵された電力をノード（Ｎ１）に提供する。
【０１９６】
このような第３のコンバータ２１０の動作反応速度は、Ａ区間に相当し、約５ｍｓｅｃ以下の反応速度で動作することができる。
【０１９７】
次いで、第３のコンバータ２１０は、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より高くなり、正常範囲に戻るまで「ＵＰＳモード」で動作することになり、これは、Ｂ区間に相当する。Ｂ区間は、約２０ｍｓｅｃ以下となり得るが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１９８】
これによって、本発明の無停電電源供給システムに含まれたエネルギー貯蔵装置２００は、ＰＬＣ３００から動作指令を受けずに、動作モードを能動的に切り替えて無停電電源を提供することができる。
【０１９９】
すなわち、本発明のエネルギー貯蔵装置２００の第３のコンバータ２１０は、ＰＬＣ３００の指令を受信せずに、ＵＰＳモードの動作有無を能動的に判断して無停電電源を供給することにより、事故時に早い応答速度を確保して、ＰＬＣ３００から受信するデータ交換を簡素化することができる。
【０２００】
これによって、本発明の無停電電源供給システムの第３のコンバータ２１０に対する動作制御アルゴリズムが簡素化され、これによって、無停電電源供給システムに誤りが発生する場合、エネルギー貯蔵装置２００の応答速度を向上させることができる。また、無停電電源供給システムの各構成要素の間に通信連結の複雑性を緩和させて通信誤り確率を低くすることができ、無停電電源供給システムの安全性も向上させることができる。
【０２０１】
図１６は、本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＤＣ−ＤＣコンバータの動作アルゴリズムを説明するための手順図である。説明の便宜のため以下では、前述した実施形態と同じ事項については、重複した説明を省略して相違点を中心に説明する。
【０２０２】
図１６を参照すれば、本発明のさらに他の実施形態による無停電電源供給システムに含まれたＤＣ−ＤＣコンバータの動作アルゴリズムは、図１０を参照して説明したアルゴリズムと類似する。
【０２０３】
具体的には、本発明の他の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムのアルゴリズムのＳ６１０〜Ｓ６５０ステップは、図１０のＳ５１０〜Ｓ５５０ステップと実質的に同様に動作する。
【０２０４】
ただし、本発明の他の幾つかの実施形態による無停電電源供給システムのアルゴリズムは、Ｓ６１０ステップにおいて、ノード（Ｎ１）の電圧（Ｖｄｃ）が限界電圧（Ｖｄｃ_ｌｉｍｉｔ）より大きい場合、ＰＬＣ３００から「充電モード」に対する指令が受信されたか否かを判断する（Ｓ６６０）。
【０２０５】
仮に、ＰＬＣ３００から「充電モード」に対する指令が受信されない場合、第３のコンバータ２１０は、「ホールドモード」で動作する（Ｓ６７２）。
【０２０６】
一方、ＰＬＣ３００から「充電モード」に対する指令が受信される場合、第３のコンバータ２１０は、バッテリー２２０を充電（Ｃｈａｒｇｅ）させる「充電モード」で動作する。
【０２０７】
次いで、第３のコンバータ２１０は、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）をチェックし、電圧レベル（Ｖｂａｔ）に応じて異なる方式で動作する（Ｓ６７０）。
【０２０８】
仮に、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）が満充電電圧レベル（Ｏｖｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ Ｌｉｍｉｔ；以下、ＯＶＬ）である場合、第３のコンバータ２１０は、「ホールドモード」で動作する（Ｓ６７２）。
【０２０９】
これと違って、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）が第２領域（Ｒｅｇｉｏｎ２）にある場合、すなわち、電圧レベル（Ｖｂａｔ）が満充電電圧レベル（ＯＶＬ）より小さく、基準電圧レベル（Ｖｏｌｔａｇｅ  ｍａｘ）より大きい場合、第３のコンバータ２１０は、「ＣＶモード（ＣＶ ｍｏｄｅ）」でバッテリー２２０を充電する（Ｓ６７４）。
【０２１０】
一方、バッテリー２２０の電圧レベル（Ｖｂａｔ）が第１領域（Ｒｅｇｉｏｎ１）にある場合、すなわち、基準電圧レベル（Ｖｏｌｔａｇｅ  ｍａｘ）より小さく、最低電圧レベル（Ｕｎｄｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ Ｌｉｍｉｔ；以下、ＵＶＬ）より大きい場合、第３のコンバータ２１０は、「ＣＶモード」と異なる「ＣＣモード（ＣＣ  ｍｏｄｅ）」でバッテリー２２０を充電する（Ｓ６７６）。
【０２１１】
これによって、本発明の無停電電源供給システムにおけるエネルギー貯蔵装置２００の第３のコンバータ２１０は、ＰＬＣ３００の指令を受信せずに、ＵＰＳモードの動作有無を能動的に判断し、無停電電源を供給することにより、事故時に早い応答速度を確保して、ＰＬＣ３００から受信するデータ交換を簡素化することができる。
【０２１２】
これによって、本発明の無停電電源供給システムの第３のコンバータ２１０に対する動作制御アルゴリズムが簡素化され、これによって、無停電電源供給システムに誤りが発生する場合、エネルギー貯蔵装置２００の応答速度を向上させることができる。また、無停電電源供給システムの各構成要素の間に通信連結の複雑性を緩和させて通信誤り確率を低くすることができ、無停電電源供給システムの安全性も向上させることができる。
【０２１３】
前述した本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者にとって、本発明の技術的思想を脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であるため、前述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではない。
【図１】
2020509726.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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