JP2003087976A - Uninterruptible power supply - Google Patents

Uninterruptible power supply

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JP2003087976A
JP2003087976A JP2001277531A JP2001277531A JP2003087976A JP 2003087976 A JP2003087976 A JP 2003087976A JP 2001277531 A JP2001277531 A JP 2001277531A JP 2001277531 A JP2001277531 A JP 2001277531A JP 2003087976 A JP2003087976 A JP 2003087976A
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JP
Japan
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power supply
uninterruptible power
rectifier circuit
current
load
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001277531A
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Japanese (ja)
Inventor
Takanori Sugita
貴紀 杉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

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  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an uninterruptible power supply in which effective utilization is promoted by enhancing the rate of operation and the total cost of a system using it can be reduced. SOLUTION: A compensation current command signal S2 operated at a compensation current command value operating section 5 in order to compensate for the harmonic components of a load current IL being supplied to a load facility 7 and the reactive current of the load current IL is superposed on a current command signal S1 forming a gate signal S0 required for functioning as an essential uninterruptible power supply so that a compensation current is supplied to the load facility 7 through a rectifier 1a of a main circuit 1 in the uninterruptible power supply.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は無停電電源装置(U
PS)に関し、特に当該無停電電源装置を多機能化を図
る場合に適用して有用なものである。 【0002】 【従来の技術】無停電電源装置は、一般に、交流を受電
して直流に変換する整流器、停電時に電力を供給する蓄
電池及び直流を交流に変換するインバータで構成され、
停電時のバックアップ電源として汎用されている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上記無停電電源装置
は、その性質上、非常に稼働率が低い施設である。例え
ば、常時商用方式(商用電源をメインとし、無停電電源
装置はバックアップ電源として位置づけられる方式。)
の無停電電源装置では、停電時以外の待機時には、入力
側の整流器及び出力側のインバータは何れも負荷を負っ
ていない状態となる。また、常時インバータ方式(無停
電電源装置をベースに運転する方式。)の無停電電源装
置では、入力側の整流器及び出力側のインバータに待機
時にも常時電流が流れている状態となるが、この状態で
は、整流器及びインバータの能力に余裕があることが多
い。また、信頼性が要求されるシステムでは、無停電電
源装置の一台が故障しても、無停電電源システムとして
の機能を損なわないようにシステムを冗長化することが
多いが、この場合には、さらに待機時の能力的な余裕が
増すことになる。さらに、何れの方式でも、待機時には
蓄電池は満充電された状態であり、充放電は殆ど行われ
ていない。 【0004】そこで、無停電電源装置の稼働率の向上等
による有効利用を促進し、当該無停電電源装置及びこれ
を用いる無停電電源システムのコストの低減を図り得る
技術の出現が待望されている。 【0005】本発明は、上記従来技術に鑑み、稼働率の
向上等による有効利用を促進し、無停電電源装置及びこ
れを用いるシステムの全体的なコストの低減を図り得る
無停電電源装置を提供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、次の点を特徴とする。 【0007】1) 入力側に自己消弧形のスイッチング
素子で構成した整流回路及び蓄電池等の直流電源を有す
るとともに、前記整流回路の各スイッチング素子のON
/OFFのタイミングを制御することによりその出力を
制御するように構成した無停電電源装置において、当該
無停電電源装置の入力側で、この無停電電源装置と同一
の交流系統に並列に接続された負荷設備に供給される電
流及び前記交流系統の電圧、又はこれら電流及び電圧の
何れか一方を検出し、この検出値に基づき前記負荷設備
に供給する電流を補償するよう前記整流回路を制御する
ように構成したこと。 【0008】2) 上記1)に記載する無停電電源装置
において、負荷設備に対する電流補償は、この負荷設備
に供給する負荷電流の高調波を低減するため、この高調
波を打ち消す補償電流を整流回路を介して供給する補償
であること。 【0009】3) 上記1)に記載する無停電電源装置
において、負荷設備に対する電流補償は、この負荷設備
に供給する無効電流を整流回路を介して供給する無効電
流補償であること。 【0010】4) 入力側に自己消弧形のスイッチング
素子で構成した整流回路及び蓄電池等の直流電源を有す
るとともに、前記電流回路の各スイッチング素子のON
/OFFのタイミングを制御することによりその出力を
制御するように構成した無停電電源装置において、当該
無停電電源装置の入力側で、この無停電電源装置と同一
の交流系統に並列に接続された負荷設備に供給される電
力の一部を賄うよう、当該無停電電源装置の蓄電池等の
直流電源の充電電力を整流回路を介して放電するように
構成したこと。 【0011】5) 上記4)に記載する無停電電源装置
において、整流回路を介する充放電は、交流系統の電力
量を検出し、この電力量に応じて制御するようにしたこ
と。 【0012】6) 上記4)に記載する無停電電源装置
において、整流回路を介する充放電は、日負荷特性等に
基づき予め設定したプログラムに基づき所定の時間を定
めて行うようにしたこと。 【0013】7) 入力側に自己消弧形のスイッチング
素子で構成した整流回路及び蓄電池等の直流電源を有す
るとともに、前記整流回路の各スイッチング素子のON
/OFFのタイミングを制御することによりその出力を
制御するように構成した無停電電源装置において、当該
無停電電源装置の入力側で、この無停電電源装置と同一
の交流系統に並列に接続された負荷設備に供給される電
流及び前記交流系統の電圧、又はこれら電流及び電圧の
何れか一方を検出し、この検出値に基づき前記負荷設備
に供給する電流を補償するよう前記整流回路を制御する
とともに、前記負荷設備と同様に当該無停電電源装置と
同一の交流系統に並列に接続された負荷設備に供給され
る電力の一部を賄うよう、当該無停電電源装置の蓄電池
等の直流電源の充電電力を整流回路を介して放電するよ
うに構成したこと。 【0014】8) 上記7)に記載する無停電電源装置
において、負荷設備に対する電流補償は、この負荷設備
に供給する負荷電流の高調波を低減するため、この高調
波を打ち消す補償電流を整流回路を介して供給する補償
であること。 【0015】9) 上記7)に記載する無停電電源装置
において、負荷設備に対する電流補償は、この負荷設備
に供給する無効電流を整流回路を介して供給する無効電
流補償であること。 【0016】10) 上記7)に記載する無停電電源装
置において、整流回路を介する充放電は、交流系統の電
力量を検出し、この電力量に応じて制御するようにした
こと。 【0017】11) 上記7)に記載する無停電電源装
置において、整流回路を介する充放電は、日負荷特性等
に基づき予め設定したプログラムに基づき所定の時間を
定めて行うようにしたこと。 【0018】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【0019】<第1の実施の形態>本形態は、無停電電
源装置に系統障害電力の補償機能を付加したものであ
る。無停電電源装置の入力側の整流器としては、従来は
ダイオード整流器や、サイリスタ整流器が多く用いられ
ていたが、近年では高調波の流出を抑制するため、高速
スイッチングが可能な自己消弧形素子を用いた高力率の
整流回路を用いることが多くなった。このような整流回
路としては様々な方式のものが提案されているが、特に
汎用されているものにPWM方式の整流回路がある。 【0020】図1は、この種のPWM整流回路を示す回
路図で、(a)は三相PWM整流回路、(b)は単相P
WM整流回路をそれぞれ示す。両図において、SWはス
イッチング素子で、両図ではIGBTの回路記号で示し
てあるが、他の自己消弧形素子であっても、勿論良い。
また、Dは帰還ダイオード及びCは平滑用のコンデンサ
である。当該PWM整流回路は、整流作用だけでなく、
交流側に電力を回生すること、すなわちインバータとし
て機能させることも可能である。整流回路として用いる
際は通常、交流入力電流が商用周波数の正弦波となるよ
うに電流制御を行うが、より高い周波数の電流を流す能
力を有しているのが一般的である。ちなみに、どの程度
の周波数まで電流を流す能力があるかは、スイッチング
素子のスイッチング周波数によって異なる。 【0021】本形態は、この種の整流回路が回生可能な
点及び高い周波数の電流を流すことができる点に着目
し、無停電電源装置の入力側の整流回路の余剰能力を活
かして交流系統の障害電力を補償する機能を追加したも
のである。具体的には次の通りである。 【0022】図2は本形態に係る無停電電源装置を示す
ブロック線図である。同図において、交流系統は単線で
示してあるが単相交流又は三相交流を想定するものとす
る。本形態に係る無停電電源装置Iは、無停電電源装置
主回路1及びその制御系を含む周辺回路からなる。無停
電電源装置主回路1は、図1に示すPWM整流回路で構
成した入力側の整流器1a及び蓄電池(図示せず。)等
の直流電源(電気二重層キャパシタ等も含む。以下、同
じ)を有しており、前記整流器1aの余剰能力を活かし
て交流系統2の障害電力を補償する。ここで、整流器1
aはゲート信号S0 でその各スイッチング素子のON/
OFFのタイミングを制御することによりその出力が制
御される。 【0023】本形態に係る無停電電源装置Iを通常の無
停電電源装置、すなわち従来と同様の無停電電源装置と
して機能させる場合には、電流指令値演算部3で演算し
た電流指令値を表す電流指令信号S1 に基づき電流制御
部4で所定のゲート信号S0を作り、このゲート信号S
0 で前記整流器1aの各スイッチング素子のON/OF
Fのタイミングを制御する。すなわち、この電流指令値
演算部3は、当該無停電電源装置Iが本来の無停電電源
装置としての機能を維持するためのものであり、その電
流指令値は所定の正弦波の指令値となっている。 【0024】本形態では、さらに所定の補償機能を発揮
させるべく、補償電流指令値演算部5で演算した補償電
流指令値を表す補償電流指令信号S2 を、加算器6で前
記電流指令信号S1 に重畳して電流指令信号S3 を形成
し、この電流指令信号S3 を電流制御部4に供給する。
かくして、電流制御部4は整流器1aが交流系統2に所
定の補償電流も供給し得るように整流器1aの各スイッ
チング素子のON/OFFのタイミングを制御する。 【0025】負荷設備7は、当該無停電電源装置Iの入
力側で、この無停電電源装置Iと同一の交流系統2に並
列に接続されている。本形態に係る無停電電源装置I
は、この負荷設備7に供給する負荷電流IL を補償する
ものである。 【0026】電流検出部8は前記負荷電流IL を検出す
る。電圧検出部9は負荷設備7に印加される交流系統2
の電圧Vを検出する。ここで、本形態における負荷電流
Lの補償は、具体的には高調波成分の除去及び無効電
流の供給等が考えられる。前者の場合、整流器1aから
は負荷電流IL の高調波成分をキャンセルするような補
償電流を供給し、また後者の場合には、整流器1aから
無効電流を供給する。 【0027】ここで、無効電流補償を行う場合には、電
圧検出部9を設け、交流系統2の電圧Vを検出すること
が必須である。無効電流は電圧信号の位相を基準として
相対的に決定するからである。これに対し、高調波成分
の補償の場合には、当該無停電電源装置Iの回路方式等
にもよるが、電圧検出部9を省略しても良い場合があ
る。何れにしても、補償電流指令値演算部5は、電流検
出部8及び/又は電圧検出部9の検出結果に基づいて整
流器1aに所定の補償電流を発生させるべく所定の補償
電流指令信号S3 を送出する。 【0028】電流検出部10は、無停電電源装置主回路
1に供給される交流入力の電流を検出するもので、電流
制御部4では電流検出部10で検出した電流信号に基づ
きこの電流に同期させてゲート信号S0 を作っている。
負荷設備11は、当該無停電電源装置Iの本来的な負
荷、すなわち無停電電源装置主回路1の出力である交流
出力が供給される負荷である。 【0029】かかる無停電電源装置Iにおいては、補償
電流指令値演算部5で補償電流を演算し、これと本来の
無停電電源装置の動作に必要な入力電流を加算したもの
を入力側の整流器1aの電流指令値とする構成としてい
る。補償電流指令値演算部5は、補償対象となる負荷設
備7の発生する障害電力を検出し、これを打ち消す電流
指令値を発生する。補償する障害電力としては無効電力
・高調波電流等を想定している。停電時には障害電力補
償機能は停止するものとし、通常の無停電電源装置とし
て機能させる。 【0030】これにより、無停電電源装置Iの待機時の
余剰能力を用いて無効電力補償機能やアクティブフィル
タ機能を実現することが可能となる。したがって、無停
電電源装置Iとこれらの補償装置を個別に設置する場合
に比較して一台で複数の機能を実現できることからコス
トダウン・設置スペースの減少等を実現できる。 【0031】<第2の実施の形態>本形態は、無停電電
源装置IIに電力ピークカットの機能を付加したものであ
る。一般に電力会社と需要家との間の契約においては、
契約電力が決められており、これを超えると通常より高
い電力料金を支払う必要がある。本形態は、無停電電源
装置IIに蓄えられたエネルギーを有効に活用し、無停電
電源装置IIで電力ピークカット機能を実現するものであ
る。これにより、例えば夏場の電力ピーク時に契約電力
を超えそうになった場合に、無停電電源装置IIに蓄えら
れているエネルギーを放出して契約電力を超えるを防ぐ
ことが可能になる。また、無停電電源装置IIの蓄電池、
電気二重層キャパシタ等で構成する直流電源を増加する
ことで、一日の電力負荷を平準化する機能を持たせるこ
とも可能である。これにより、安価な夜間電力の有効利
用が可能になる上、契約電力を小さくすることができ
る。このための具体的な構成は次の通りである。 【0032】図3は本形態に係る無停電電源装置を示す
ブロック線図である。同図に示すように、本形態に係る
無停電電源装置IIは、図2に示す補償電流指令値演算部
5で演算して形成した電流指令信号S3 の代わりに、ピ
ークカット機能電流指令値演算部15の出力信号である
電力ピークカットに関するピークカット電流指令信号S
4 を電流指令信号S1 に重畳するように構成したもので
あり、その他の構成は、図2と同様である。そこで、図
2と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略
する。 【0033】通常、無停電電源装置IIの出力インイバー
タ(図示はしないが、無停電電源装置主回路1に含まれ
る。)はCVCFインバータであり電流制御を行うこと
はできないため、入力側の整流器1aの入力電流をピー
クカット機能で決定した放電量分だけ減らすことで放電
を行う構成としている。すなわち、ピークカット機能電
流指令値演算部15では、まず電流・電圧をもとに電力
を求め、これを基に無停電電源装置主回路1に含まれる
蓄電池等の直流電源からの放電量を決定する。その放電
量に応じた入力側の整流器1aのピークカット電流指令
信号S4 (力率1の正弦波で交流系統2に電力を回生す
る方向の電流指令)をピークカット機能電流指令値演算
部15の出力信号とし、このピークカット電流指令信号
4 に通常の無停電電源装置機能の電流指令信号S1
加算したものを整流器1aの電流指令信号S5 とする。
このため、電流検出部18は交流系統2において、ピー
クカットした電力を供給する負荷設備27に分岐する前
の当該系統の全負荷電流を検出している。 【0034】当該ピークカット機能は無停電電源装置II
の蓄電池等の直流電源から放電する機能なので、制限な
く用いた場合、前記直流電源に蓄えられたエネルギーを
全て放出してしまい、無停電電源装置IIとしての動作に
支障を来すことになる。このため、無停電電源装置IIと
しての機能を損なわない程度に放電量を制限することが
肝要である。ピークカット機能での放電量の限度は蓄電
池の容量や停電の危険性を基に判断するが、蓄電池等の
直流電源の容量が不足する場合には、並列に接続する蓄
電池の数を適宜増加して使用するようにすれば良い。か
くして、電圧検出部9及び電流検出部18の出力信号に
基づき演算した負荷電力に基づき、これが所定値を超え
る場合にそれに見合う電力を当該無停電電源装置IIから
放電するとともに、所定値未満の場合にそれに見合う電
力を当該無停電電源装置IIに充電する。 【0035】なお、図3に示す上記実施の形態ではピー
クカット機能電流指令値演算部15では、電圧検出部9
及び電流検出部18の出力信号に基づき演算した負荷電
力に基づき無停電電源装置IIに対する充放電電力量を決
めているが、これに限るものではない。例えば、負荷設
備27の日負荷特性に合わせて重負荷になる昼間等の所
定の時間になれば放電、軽負荷になる夜間等の所定の時
間になれば充電を行うよう充放電モードをプログラムし
ておき、このプログラムに基づきピークカット機能電流
指令値演算部15を制御して所定のピークカット電流指
令信号S4 を出力するように構成しても勿論良い。 【0036】<第3の実施の形態>本形態は、通常の無
停電電源装置に系統障害電力の補償機能及び電力ピーク
カットの機能を付加したものである。すなわち、図4に
示すように、本形態に係る無停電電源装置III は、図2
に示す第1の実施の形態と図3に示す第2の実施の形態
とを併せたものである。ここで、ピークカット機能電流
指令値演算部15は交流系統2の全負荷電流と電圧Vに
基づき全電力を検出すべく当該無停電電源装置IIに供給
される交流入力の負荷電流と負荷設備7、27に供給さ
れる負荷電流IL とを加算器31で加算して用いてい
る。この場合、図3に示す第2の実施の形態の場合と同
様に、充放電モードをプログラムしておき、このプログ
ラムに基づきピークカット機能電流指令値演算部15を
制御して所定のピークカット電流指令信号S4 を出力す
るように構成しても勿論良い。 【0037】かかる本形態によれば、第1の実施の形態
の系統障害電力の補償機能と、第2の実施の形態の電力
ピークカット機能とを兼備した無停電電源装置とするこ
とができる。 【0038】 【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
た通り、本発明によれば、無停電電源装置の待機時に無
停電電源装置としての機能以外の動作をさせ、待機時に
使われていない能力を有効に活用し得る。すなわち、障
害電力補償機能、ピークカット機能等の機能を追加して
多機能化することができるため、一台の装置で複数の機
能を実現でき、コトスの低減を図り得るばかりでなく、
省スペース化も実現し得る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an uninterruptible power supply (U)
The present invention is particularly useful when the uninterruptible power supply is to be multifunctional. [0002] An uninterruptible power supply generally comprises a rectifier for receiving AC and converting it to DC, a storage battery for supplying power in the event of a power failure, and an inverter for converting DC to AC.
It is widely used as a backup power supply in case of power failure. [0003] The uninterruptible power supply is a facility whose operation rate is extremely low due to its nature. For example, an always commercial system (a system in which a commercial power supply is used as a main power supply and an uninterruptible power supply is positioned as a backup power supply).
In the uninterruptible power supply device of [1], neither the rectifier on the input side nor the inverter on the output side bears a load during standby other than during a power failure. In addition, in the uninterruptible power supply of the always-inverter type (a method of operating based on the uninterruptible power supply), current is always flowing through the rectifier on the input side and the inverter on the output side during standby. In the state, the rectifier and the inverter often have enough capacity. Also, in systems where reliability is required, the system is often made redundant so that even if one uninterruptible power supply fails, the function of the uninterruptible power supply system is not impaired. In addition, the capacity for standby is further increased. Further, in any of the methods, the storage battery is fully charged at the time of standby, and charging and discharging are hardly performed. [0004] Therefore, there is a long-awaited need for a technology that promotes effective use of the uninterruptible power supply by improving the operation rate thereof and reduces the cost of the uninterruptible power supply and the uninterruptible power supply system using the same. . [0005] In view of the above prior art, the present invention provides an uninterruptible power supply capable of promoting effective utilization by improving the operation rate and the like and reducing the overall cost of an uninterruptible power supply and a system using the same. The purpose is to do. [0006] The structure of the present invention that achieves the above object has the following features. 1) A rectifier circuit composed of a self-extinguishing type switching element and a DC power source such as a storage battery are provided on the input side, and each switching element of the rectifier circuit is turned on.
In an uninterruptible power supply configured to control its output by controlling the timing of / OFF, the input side of the uninterruptible power supply is connected in parallel to the same AC system as the uninterruptible power supply. The current supplied to the load equipment and the voltage of the AC system, or any one of the current and the voltage is detected, and the rectifier circuit is controlled to compensate the current supplied to the load equipment based on the detected value. It was configured to. 2) In the uninterruptible power supply described in 1) above, the current compensation for the load equipment is performed by reducing the harmonics of the load current supplied to the load equipment, so that a compensation current for canceling the harmonics is rectified by a rectifier circuit. Being compensation supplied through. 3) In the uninterruptible power supply described in 1), the current compensation for the load facility is a reactive current compensation for supplying a reactive current supplied to the load facility via a rectifier circuit. 4) A rectifier circuit composed of a self-extinguishing type switching element and a DC power source such as a storage battery are provided on the input side, and each switching element of the current circuit is turned on.
In an uninterruptible power supply configured to control its output by controlling the timing of / OFF, the input side of the uninterruptible power supply is connected in parallel to the same AC system as the uninterruptible power supply. The charging power of a DC power supply such as a storage battery of the uninterruptible power supply is discharged via a rectifier circuit so as to cover a part of the power supplied to the load equipment. 5) In the uninterruptible power supply according to 4), charging / discharging via the rectifier circuit detects the amount of power in the AC system and controls the charging and discharging in accordance with the amount of power. 6) In the uninterruptible power supply according to 4), charging and discharging via the rectifier circuit is performed at a predetermined time based on a program preset based on daily load characteristics and the like. 7) A rectifier circuit composed of a self-extinguishing type switching element and a DC power source such as a storage battery are provided on the input side, and each switching element of the rectifier circuit is turned on.
In an uninterruptible power supply configured to control its output by controlling the timing of / OFF, the input side of the uninterruptible power supply is connected in parallel to the same AC system as the uninterruptible power supply. While detecting the current supplied to the load equipment and the voltage of the AC system, or any one of these currents and voltages, controlling the rectifier circuit to compensate the current supplied to the load equipment based on the detected value. Charging of a DC power supply such as a storage battery of the uninterruptible power supply so as to cover a part of electric power supplied to the load equipment connected in parallel to the same AC system as the uninterruptible power supply in the same manner as the load equipment. It is configured to discharge power through a rectifier circuit. 8) In the uninterruptible power supply described in 7) above, the current compensation for the load equipment is performed by reducing the harmonics of the load current supplied to the load equipment by reducing the compensation current for canceling the harmonics. Being compensation supplied through. 9) In the uninterruptible power supply described in 7), the current compensation for the load equipment is a reactive current compensation for supplying a reactive current supplied to the load equipment via a rectifier circuit. 10) In the uninterruptible power supply described in 7), charging / discharging via the rectifier circuit detects the amount of power in the AC system and controls the charging in accordance with the amount of power. 11) In the uninterruptible power supply described in 7), charging and discharging via the rectifier circuit are performed at a predetermined time based on a program preset based on daily load characteristics and the like. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. <First Embodiment> In this embodiment, an uninterruptible power supply is provided with a function of compensating for system fault power. Conventionally, diode rectifiers and thyristor rectifiers have often been used as rectifiers on the input side of uninterruptible power supplies.However, in recent years, in order to suppress outflow of harmonics, self-extinguishing elements capable of high-speed switching have been developed. The rectifier circuit with the high power factor used has often been used. Various types of rectifier circuits have been proposed, and a PWM type rectifier circuit is particularly widely used. FIG. 1 is a circuit diagram showing a PWM rectifier circuit of this type, in which (a) is a three-phase PWM rectifier circuit, and (b) is a single-phase PWM rectifier circuit.
Each shows a WM rectifier circuit. In both figures, SW is a switching element, and in both figures, it is indicated by a circuit symbol of IGBT. However, other self-extinguishing elements may of course be used.
D is a feedback diode and C is a smoothing capacitor. The PWM rectifier circuit has not only a rectifying function,
It is also possible to regenerate electric power on the AC side, that is, to function as an inverter. When used as a rectifier circuit, current control is usually performed so that the AC input current becomes a sine wave of a commercial frequency, but generally has the ability to flow a higher frequency current. By the way, the frequency to which the current can flow depends on the switching frequency of the switching element. The present embodiment focuses on the point that this type of rectifier circuit can regenerate and that a high-frequency current can flow, and makes use of the surplus capacity of the rectifier circuit on the input side of the uninterruptible power supply. The function for compensating for the fault power is added. Specifically, it is as follows. FIG. 2 is a block diagram showing the uninterruptible power supply according to the present embodiment. In the figure, the AC system is shown by a single line, but a single-phase AC or a three-phase AC is assumed. The uninterruptible power supply I according to the present embodiment includes an uninterruptible power supply main circuit 1 and peripheral circuits including a control system thereof. The uninterruptible power supply main circuit 1 includes a DC power supply (including an electric double layer capacitor and the like, the same applies hereinafter) such as an input-side rectifier 1a and a storage battery (not shown) constituted by the PWM rectifier circuit shown in FIG. And compensates for the fault power of the AC system 2 by utilizing the surplus capacity of the rectifier 1a. Here, rectifier 1
a is a gate signal S 0 which indicates ON / OFF of each switching element.
The output is controlled by controlling the OFF timing. When the uninterruptible power supply I according to this embodiment functions as a normal uninterruptible power supply, that is, a conventional uninterruptible power supply, the current command value calculated by the current command value calculation unit 3 is represented. creating a predetermined gate signal S 0 in the current control unit 4 on the basis of a current instruction signal S 1, the gate signal S
0 indicates ON / OF of each switching element of the rectifier 1a.
The timing of F is controlled. That is, the current command value calculation unit 3 is for maintaining the function of the uninterruptible power supply I as the original uninterruptible power supply, and the current command value is a predetermined sine wave command value. ing. In the present embodiment, in order to further exert a predetermined compensation function, the compensating current command signal S 2 representing the compensating current command value calculated by the compensating current command value calculating section 5 is added by the adder 6 to the current command signal S 2. The current command signal S 3 is formed by superimposing the current command signal S 3 on the current control signal 1 and supplied to the current control unit 4.
Thus, the current control unit 4 controls the ON / OFF timing of each switching element of the rectifier 1a so that the rectifier 1a can also supply a predetermined compensation current to the AC system 2. The load equipment 7 is connected in parallel to the same AC system 2 as the uninterruptible power supply I on the input side of the uninterruptible power supply I. Uninterruptible power supply I according to this embodiment
It is intended to compensate for supplying load current I L in the load equipment 7. The current detector 8 detects the load current I L. The voltage detection unit 9 is configured to connect the AC system 2 applied to the load equipment 7.
Is detected. Here, the compensation of the load current I L in the present embodiment is specifically contemplated supply of removal and reactive current harmonic components. In the former case, the rectifier 1a supplies a compensation current that cancels the harmonic components of the load current I L, in the case of the latter, supplies the reactive current from the rectifier 1a. Here, when performing the reactive current compensation, it is essential to provide the voltage detector 9 and detect the voltage V of the AC system 2. This is because the reactive current is relatively determined based on the phase of the voltage signal. On the other hand, in the case of compensation of harmonic components, the voltage detection unit 9 may be omitted in some cases, depending on the circuit system of the uninterruptible power supply I or the like. In any case, the compensation current command value calculation unit 5 generates a predetermined compensation current command signal S 3 to generate a predetermined compensation current in the rectifier 1a based on the detection result of the current detection unit 8 and / or the voltage detection unit 9. Is sent. The current detecting section 10 detects an AC input current supplied to the uninterruptible power supply main circuit 1, and the current control section 4 synchronizes with the current based on the current signal detected by the current detecting section 10. are making the gate signal S 0 by.
The load equipment 11 is an inherent load of the uninterruptible power supply I, that is, a load to which an AC output which is an output of the uninterruptible power supply main circuit 1 is supplied. In such an uninterruptible power supply device I, a compensation current is calculated by a compensation current command value calculating unit 5, and the sum of the compensation current and the input current necessary for the operation of the uninterruptible power supply is input to a rectifier on the input side. The current command value is 1a. The compensation current command value calculation unit 5 detects a fault power generated by the load equipment 7 to be compensated, and generates a current command value for canceling the fault power. Reactive power, harmonic current, and the like are assumed as the fault power to be compensated. In the event of a power failure, the fault power compensation function shall be stopped and function as a normal uninterruptible power supply. This makes it possible to realize a reactive power compensation function and an active filter function using the surplus capacity of the uninterruptible power supply I during standby. Therefore, compared to a case where the uninterruptible power supply device I and these compensating devices are separately installed, a plurality of functions can be realized by one unit, so that cost reduction and installation space reduction can be realized. <Second Embodiment> In this embodiment, an uninterruptible power supply II is provided with a power peak cut function. Generally, in contracts between power companies and consumers,
Contract power is determined, beyond which it is necessary to pay higher than normal electricity rates. In this embodiment, the energy stored in the uninterruptible power supply II is effectively used, and the uninterruptible power supply II realizes a power peak cut function. Accordingly, for example, when the contract power is about to be exceeded at the peak of the power in summer, the energy stored in the uninterruptible power supply II can be released to prevent the power from exceeding the contract power. In addition, storage battery of uninterruptible power supply II,
By increasing the number of DC power supplies composed of electric double layer capacitors or the like, it is also possible to provide a function of leveling the power load per day. As a result, inexpensive nighttime power can be effectively used, and contract power can be reduced. The specific configuration for this is as follows. FIG. 3 is a block diagram showing the uninterruptible power supply according to the present embodiment. As shown in the figure, the uninterruptible power supply II according to the present embodiment, instead of the current command signal S 3 which is formed by calculating by the compensation current command value calculating unit 5 shown in FIG. 2, the peak cut function current command value Peak cut current command signal S related to power peak cut, which is an output signal of arithmetic unit 15
4 is obtained by configured so as to overlap to the current command signals S 1 and the other configuration is the same as FIG. Therefore, the same portions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Usually, the output inverter of the uninterruptible power supply II (not shown, but included in the uninterruptible power supply main circuit 1) is a CVCF inverter and cannot perform current control. Is reduced by the amount of discharge determined by the peak cut function. That is, the peak cut function current command value calculation unit 15 first obtains power based on current and voltage, and determines the amount of discharge from the DC power supply such as a storage battery included in the uninterruptible power supply main circuit 1 based on the power. I do. The peak cut current command signal S 4 (current command in the direction of regenerating electric power to the AC system 2 with a sine wave of power factor 1) of the rectifier 1a on the input side according to the discharge amount is converted into a peak cut function current command value calculation unit 15 of the output signal, to a material obtained by adding the current command signals S 1 conventional uninterruptible power supply function to the peak cut current command signal S 4 and the current command signal S 5 of the rectifier 1a.
For this reason, the current detection unit 18 detects the full load current of the AC system 2 before branching to the load equipment 27 that supplies the peak-cut power. The peak cut function is provided by the uninterruptible power supply II.
Since it is a function of discharging from a DC power supply such as a storage battery, if it is used without limitation, all the energy stored in the DC power supply is released, which hinders the operation as the uninterruptible power supply II. For this reason, it is important to limit the discharge amount to such an extent that the function as the uninterruptible power supply II is not impaired. The limit of the discharge amount in the peak cut function is determined based on the capacity of the storage battery and the risk of power failure.If the capacity of the DC power supply such as the storage battery is insufficient, increase the number of storage batteries connected in parallel as appropriate. And use it. Thus, based on the load power calculated based on the output signals of the voltage detection unit 9 and the current detection unit 18, if the load power exceeds a predetermined value, the corresponding power is discharged from the uninterruptible power supply II, and if the power is less than the predetermined value. Then, the uninterruptible power supply II is charged with the power corresponding thereto. In the above-described embodiment shown in FIG. 3, the peak cut function current command value calculating section 15 includes the voltage detecting section 9
Also, the charge / discharge power amount for the uninterruptible power supply II is determined based on the load power calculated based on the output signal of the current detection unit 18, but the present invention is not limited to this. For example, according to the daily load characteristics of the load equipment 27, the charge / discharge mode is programmed to perform discharging at a predetermined time such as daytime when the load becomes heavy and charge at a predetermined time such as nighttime when the load becomes light, in accordance with the daily load characteristics of the load equipment 27. and advance, of course may be configured to output a predetermined peak-cut current signal S 4 by controlling the peak cut function current command value calculating section 15 on the basis of this program. <Third Embodiment> In the present embodiment, a function of compensating for system fault power and a function of cutting off a power peak are added to a normal uninterruptible power supply. That is, as shown in FIG. 4, the uninterruptible power supply
Are combined with the first embodiment shown in FIG. 3 and the second embodiment shown in FIG. Here, the peak cut function current command value calculation unit 15 detects the load current of the AC input supplied to the uninterruptible power supply II and the load equipment 7 to detect the total power based on the full load current and the voltage V of the AC system 2. , it is used to adder 31 and a load current I L supplied to 27. In this case, similarly to the case of the second embodiment shown in FIG. 3, the charge / discharge mode is programmed, and based on this program, the peak cut function current command value calculation unit 15 is controlled to obtain a predetermined peak cut current. be configured to output a command signal S 4 of course good. According to this embodiment, it is possible to provide an uninterruptible power supply having both the function of compensating for system fault power according to the first embodiment and the function of cutting power peaks according to the second embodiment. According to the present invention, the operation other than the function as the uninterruptible power supply during standby of the uninterruptible power supply is performed according to the present invention. You can make the best use of the abilities you do not have. That is, since a multifunction can be realized by adding a function such as a fault power compensation function and a peak cut function, a plurality of functions can be realized by one device, and not only can the cost be reduced,
Space saving can also be realized.

【図面の簡単な説明】 【図1】一般的な整流回路を示す回路図で、(a)は三
相PWM整流回路、(b)は単相PWM整流回路をそれ
ぞれ示す。 【図2】本発明の第1の実施の形態に係る無停電電源装
置を示すブロック線図である。 【図3】本発明の第2の実施の形態に係る無停電電源装
置を示すブロック線図である。 【図4】本発明の第3の実施の形態に係る無停電電源装
置を示すブロック線図である。 【符号の説明】 I、II、III 無停電電源装置 1 無停電電源装置主回路 1a 整流器 2 交流系統 5 補償電流指令値演算部 7、27 負荷設備 8、10 電流検出部 9 電圧検出部 15 ピークカット機能電流指令値演算部
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing a general rectifier circuit, where (a) shows a three-phase PWM rectifier circuit and (b) shows a single-phase PWM rectifier circuit. FIG. 2 is a block diagram showing an uninterruptible power supply according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an uninterruptible power supply according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing an uninterruptible power supply according to a third embodiment of the present invention. [Description of Signs] I, II, III Uninterruptible power supply 1 Uninterruptible power supply main circuit 1a Rectifier 2 AC system 5 Compensation current command value calculation unit 7, 27 Load equipment 8, 10 Current detection unit 9, Voltage detection unit 15 Peak Cut function current command value calculator

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02M 7/219 H02M 7/219 Fターム(参考) 5G015 FA08 GA01 HA16 JA15 JA21 JA34 JA35 JA52 5G066 EA03 FA02 FB15 HA19 HB09 JA05 5H006 CA01 CB01 CB08 CC02 DA02 DB01 DC02 DC05 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H02M 7/219 H02M 7/219 F term (reference) 5G015 FA08 GA01 HA16 JA15 JA21 JA34 JA35 JA52 5G066 EA03 FA02 FB15 HA19 HB09 JA05 5H006 CA01 CB01 CB08 CC02 DA02 DB01 DC02 DC05

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 入力側に自己消弧形のスイッチング素子
で構成した整流回路及び蓄電池等の直流電源を有すると
ともに、前記整流回路の各スイッチング素子のON/O
FFのタイミングを制御することによりその出力を制御
するように構成した無停電電源装置において、 当該無停電電源装置の入力側で、この無停電電源装置と
同一の交流系統に並列に接続された負荷設備に供給され
る電流及び前記交流系統の電圧、又はこれら電流及び電
圧の何れか一方を検出し、この検出値に基づき前記負荷
設備に供給する電流を補償するよう前記整流回路を制御
するように構成したことを特徴とする無停電電源装置。 【請求項2】 〔請求項1〕に記載する無停電電源装置
において、 負荷設備に対する電流補償は、この負荷設備に供給する
負荷電流の高調波を低減するため、この高調波を打ち消
す補償電流を整流回路を介して供給する補償であること
を特徴とする無停電電源装置。 【請求項3】 〔請求項1〕に記載する無停電電源装置
において、 負荷設備に対する電流補償は、この負荷設備に供給する
無効電流を整流回路を介して供給する無効電流補償であ
ることを特徴とする無停電電源装置。 【請求項4】 入力側に自己消弧形のスイッチング素子
で構成した整流回路及び蓄電池等の直流電源を有すると
ともに、前記電流回路の各スイッチング素子のON/O
FFのタイミングを制御することによりその出力を制御
するように構成した無停電電源装置において、 当該無停電電源装置の入力側で、この無停電電源装置と
同一の交流系統に並列に接続された負荷設備に供給され
る電力の一部を賄うよう、当該無停電電源装置の蓄電池
等の直流電源の充電電力を整流回路を介して放電するよ
うに構成したことを特徴とする無停電電源装置。 【請求項5】 〔請求項4〕に記載する無停電電源装置
において、 整流回路を介する充放電は、交流系統の電力量を検出
し、この電力量に応じて制御するようにしたことを特徴
とする無停電電源装置。 【請求項6】 〔請求項4〕に記載する無停電電源装置
において、 整流回路を介する充放電は、日負荷特性等に基づき予め
設定したプログラムに基づき所定の時間を定めて行うよ
うにしたことを特徴とする無停電電源装置。 【請求項7】 入力側に自己消弧形のスイッチング素子
で構成した整流回路及び蓄電池等の直流電源を有すると
ともに、前記整流回路の各スイッチング素子のON/O
FFのタイミングを制御することによりその出力を制御
するように構成した無停電電源装置において、 当該無停電電源装置の入力側で、この無停電電源装置と
同一の交流系統に並列に接続された負荷設備に供給され
る電流及び前記交流系統の電圧、又はこれら電流及び電
圧の何れか一方を検出し、この検出値に基づき前記負荷
設備に供給する電流を補償するよう前記整流回路を制御
するとともに、 前記負荷設備と同様に当該無停電電源装置と同一の交流
系統に並列に接続された負荷設備に供給される電力の一
部を賄うよう、当該無停電電源装置の蓄電池等の直流電
源の充電電力を整流回路を介して放電するように構成し
たことを特徴とする無停電電源装置。 【請求項8】 〔請求項7〕に記載する無停電電源装置
において、 負荷設備に対する電流補償は、この負荷設備に供給する
負荷電流の高調波を低減するため、この高調波を打ち消
す補償電流を整流回路を介して供給する補償であること
を特徴とする無停電電源装置。 【請求項9】 〔請求項7〕に記載する無停電電源装置
において、 負荷設備に対する電流補償は、この負荷設備に供給する
無効電流を整流回路を介して供給する無効電流補償であ
ることを特徴とする無停電電源装置。 【請求項10】 〔請求項7〕に記載する無停電電源装
置において、 整流回路を介する充放電は、交流系統の電力量を検出
し、この電力量に応じて制御するようにしたことを特徴
とする無停電電源装置。 【請求項11】 〔請求項7〕に記載する無停電電源装
置において、 整流回路を介する充放電は、日負荷特性等に基づき予め
設定したプログラムに基づき所定の時間を定めて行うよ
うにしたことを特徴とする無停電電源装置。
Claims 1. A rectifier circuit comprising a self-extinguishing type switching element and a DC power supply such as a storage battery on the input side, and ON / O of each switching element of the rectifier circuit.
An uninterruptible power supply configured to control its output by controlling the timing of a FF, wherein a load connected in parallel to the same AC system as the uninterruptible power supply on the input side of the uninterruptible power supply. Detecting the current supplied to the facility and the voltage of the AC system, or any one of the current and the voltage, and controlling the rectifier circuit to compensate the current supplied to the load facility based on the detected value. An uninterruptible power supply characterized by comprising. 2. The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein the current compensation for the load equipment includes a compensation current for canceling the higher harmonics in order to reduce the harmonics of the load current supplied to the load equipment. An uninterruptible power supply characterized by compensation supplied via a rectifier circuit. 3. The uninterruptible power supply according to claim 1, wherein the current compensation for the load equipment is a reactive current compensation for supplying a reactive current supplied to the load equipment via a rectifier circuit. Uninterruptible power supply. 4. A rectifier circuit comprising a self-extinguishing type switching element and a DC power source such as a storage battery on the input side, and ON / O of each switching element of the current circuit.
An uninterruptible power supply configured to control its output by controlling the timing of a FF, wherein a load connected in parallel to the same AC system as the uninterruptible power supply on the input side of the uninterruptible power supply. An uninterruptible power supply device characterized in that charging power of a DC power supply such as a storage battery of the uninterruptible power supply device is discharged via a rectifier circuit so as to cover a part of electric power supplied to the facility. 5. The uninterruptible power supply according to claim 4, wherein the charging / discharging via the rectifier circuit detects the amount of electric power of the AC system and controls it in accordance with the amount of electric power. Uninterruptible power supply. 6. The uninterruptible power supply according to claim 4, wherein the charging / discharging through the rectifier circuit is performed by setting a predetermined time based on a program preset based on a daily load characteristic or the like. Uninterruptible power supply. 7. A rectifier circuit comprising a self-extinguishing type switching element and a DC power source such as a storage battery on the input side, and ON / O of each switching element of the rectifier circuit.
An uninterruptible power supply configured to control its output by controlling the timing of a FF, wherein a load connected in parallel to the same AC system as the uninterruptible power supply on the input side of the uninterruptible power supply. Detecting the current supplied to the equipment and the voltage of the AC system, or any one of these currents and voltages, and controlling the rectifier circuit to compensate the current supplied to the load equipment based on the detected value, The charging power of a DC power supply such as a storage battery of the uninterruptible power supply so as to cover a part of the power supplied to the load equipment connected in parallel to the same AC system as the uninterruptible power supply like the load equipment. An uninterruptible power supply device configured to discharge power via a rectifier circuit. 8. The uninterruptible power supply according to claim 7, wherein the current compensation for the load equipment reduces the harmonics of the load current supplied to the load equipment, so that the compensation current for canceling the harmonics is reduced. An uninterruptible power supply characterized by compensation supplied via a rectifier circuit. 9. The uninterruptible power supply according to claim 7, wherein the current compensation for the load equipment is a reactive current compensation for supplying a reactive current supplied to the load equipment via a rectifier circuit. Uninterruptible power supply. 10. The uninterruptible power supply according to claim 7, wherein the charge / discharge via the rectifier circuit is controlled by detecting the amount of power of the AC system and according to the amount of power. Uninterruptible power supply. 11. The uninterruptible power supply according to claim 7, wherein the charging and discharging via the rectifier circuit is performed by setting a predetermined time based on a program preset based on daily load characteristics and the like. Uninterruptible power supply.
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