WO2014132452A1 - Power supply system - Google Patents

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三野　和明
山田　隆二
藤田　悟
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富士電機株式会社
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Abstract

This power supply system is equipped with a direct current output-type uninterruptible power supply apparatus (14) that is provided with: a power supply unit (12), which has alternating current power inputted thereto, and which generates a direct current output voltage to be supplied to a load apparatus (4); and a battery unit (13), which is provided in parallel to the power supply unit (12), stores direct current power when the power supply unit (12) is operating, and generates the direct current output voltage by discharging the stored direct current power. The power supply system constitutes a power supply system with respect to the load apparatus (4) by connecting the uninterruptible power supply apparatus (14) to a system power supply via a breaker (2), said system power supply supplying the alternating current power. Corresponding to the operation status of the power supply unit (12), charging/discharging of the battery unit (13) is controlled.

Description

電源システムPower system
　本発明は、例えばデータセンターに設備される電源システムに係り、マルチノードサーバを構成する複数台のサーバ（負荷機器）に対する電源系の高効率化を図ると共に、省スペースで構築することのできる電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system installed in, for example, a data center. The power supply system can improve the efficiency of a power supply system for a plurality of servers (load devices) constituting a multi-node server and can be constructed in a small space. About the system.
　図１２は、直流電圧を駆動電源とする複数台の負荷機器、例えば複数のサーバを備えたデータセンターにおける従来一般的な電源システムの概略構成図である。この電源システムは、４００Ｖ系の系統電源に介装された無停電電源装置（ＵＰＳ）１と、この無停電電源装置１を介して給電される高電圧交流電力（ＡＣ４００Ｖ）を、例えば２００Ｖ系または１００Ｖ系の交流電力に変換する交流用の電源分配器（ＰＤＵ）２とを備える。 FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a conventional general power supply system in a data center including a plurality of load devices using a DC voltage as a driving power source, for example, a plurality of servers. This power supply system includes an uninterruptible power supply (UPS) 1 interposed in a 400V system power supply and high-voltage AC power (AC400V) fed via the uninterruptible power supply 1, for example, 200V or And an AC power supply distributor (PDU) 2 for converting into 100V AC power.
　ちなみに前記無停電電源装置１は、基本的には直流電力を蓄電可能な大容量のバッテリ（ＢＡＴ）１ａを備える。また前記無停電電源装置１は、前記高電圧交流電力を直流電圧に変換して前記バッテリ１ａを充電するＡＣ／ＤＣ変換器１ｂと、このＡＣ／ＤＣ変換器１ｂの出力電圧、または前記バッテリ１ａに蓄電された直流電力を高電圧交流電力に変換して出力するＤＣ／ＡＣ変換器１ｃとを備えて構成される。 Incidentally, the uninterruptible power supply 1 basically includes a large capacity battery (BAT) 1a capable of storing DC power. The uninterruptible power supply 1 includes an AC / DC converter 1b that converts the high-voltage AC power into a DC voltage to charge the battery 1a, an output voltage of the AC / DC converter 1b, or the battery 1a. And a DC / AC converter 1c that converts the DC power stored in the battery into high-voltage AC power and outputs it.
　ここで前記電源分配器２は、例えば前記系統電源と前記負荷機器（サーバ）を備えた負荷設備側とを切り離す遮断器２ａを備える。また前記交流用の電源分配器２は、更に前記高電圧交流電力（ＡＣ４００Ｖ）を、例えば２００Ｖ系の交流電力に変換して出力するトランス２ｂを備える。尚、図中３は、例えば６.６ｋＶの送電交流電力を前記高電圧交流電力（ＡＣ４００Ｖ）に変換して前記無停電電源装置１等が設けられた建物内に引き込むトランスである。 Here, the power distribution unit 2 includes a circuit breaker 2a that separates, for example, the system power supply and the load facility side including the load device (server). The AC power supply distributor 2 further includes a transformer 2b that converts the high-voltage AC power (AC 400V) into, for example, 200V AC power and outputs it. In the figure, reference numeral 3 denotes a transformer which converts, for example, 6.6 kV transmission AC power into the high-voltage AC power (AC 400 V) and draws it into the building where the uninterruptible power supply 1 and the like are provided.
　また前記負荷機器としての複数台のサーバ４を備えて構築される負荷設備は、その前段部に前記電源分配器２に接続されて前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ）から前記サーバ４の駆動電源電圧である４８Ｖ以下の低電圧直流電力（例えばＤＣ１２Ｖ）を生成するスイッチング電源５を備える。このスイッチング電源５は、一般的には前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ）を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換器５ａと、このＡＣ／ＤＣ変換器５ａの出力電圧を前記サーバ４に給電する直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）に変換するＤＣ／ＤＣ変換器５ｂとを備える。そして前記複数台のサーバ４は前記スイッチング電源５にそれぞれ接続され、該スイッチング電源５から当該サーバ４の駆動電源である前記直流出力電圧が給電されて動作する（例えば特許文献１を参照）。 Further, the load equipment constructed by including a plurality of servers 4 as the load devices is connected to the power supply distributor 2 at the front stage thereof, and is the drive power supply voltage of the server 4 from the AC power (AC200V). A switching power supply 5 that generates low-voltage direct current power (for example, DC12V) of 48V or less is provided. The switching power supply 5 generally includes an AC / DC converter 5a that converts the AC power (AC 200V) into a DC voltage, and a DC output voltage that supplies the output voltage of the AC / DC converter 5a to the server 4. And a DC / DC converter 5b for conversion to (DC12V). The plurality of servers 4 are respectively connected to the switching power supply 5 and are operated by being supplied with the DC output voltage, which is a driving power supply for the server 4, from the switching power supply 5 (see, for example, Patent Document 1).
　尚、前記複数台のサーバ４は、一般的には所定数ずつサーバラックに収納されてサーバ群を形成して設備され、前記スイッチング電源装置５は各サーバ群のそれぞれに対応して設けられる。そして前記スイッチング電源装置５は、前記所定数のサーバ４と共に前記サーバラックに一体に収納される。これらの複数台のサーバ４は、いわゆるマルチノードサーバを構築する。 The plurality of servers 4 are generally installed in a server rack by storing a predetermined number of servers 4 so as to form a server group, and the switching power supply 5 is provided corresponding to each server group. The switching power supply 5 is housed in the server rack together with the predetermined number of servers 4. These plural servers 4 construct a so-called multi-node server.
　しかしながら上述した如く構成される従来一般的な電源システムは、前述したＡＣ／ＤＣ変換器１ｂ,５ａやＤＣ／ＤＣ変換器５ｂ等の変換段数が多く、電力に対する変換効率が悪い。そこで図１３および図１４にそれぞれに示すような直流給電系を構築した電源システムが提唱されている。 However, the conventional general power supply system configured as described above has a large number of conversion stages such as the AC / DC converters 1b and 5a and the DC / DC converter 5b described above, and conversion efficiency with respect to power is poor. Therefore, a power supply system in which a DC power supply system as shown in FIGS. 13 and 14 is constructed has been proposed.
　図１３に示す電源システムは、無停電電源装置１のＡＣ／ＤＣ変換器１ｂから得られる高電圧直流電力（ＤＣ４００Ｖ）を直接的に直流用の電源分配器２に給電する。そして負荷機器側においては、前記電源分配器２の遮断器２ａを介して給電される前記高電圧直流電力をＤＣ／ＤＣ変換器５ｄからなるスイッチング電源５に入力し、該スイッチング電源５（ＤＣ／ＤＣ変換器５ｄ）にて前記各サーバ４に給電する直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を生成するように構成される。この種の電源システムは、例えば高電圧直流給電システム（ＨＶＣＤ）と称される（例えば非特許文献１を参照）。 The power supply system shown in FIG. 13 directly feeds the high-voltage DC power (DC 400V) obtained from the AC / DC converter 1b of the uninterruptible power supply 1 to the DC power supply distributor 2. On the load device side, the high-voltage direct current power fed via the circuit breaker 2a of the power distributor 2 is input to the switching power source 5 comprising a DC / DC converter 5d, and the switching power source 5 (DC / The DC converter 5d) is configured to generate a DC output voltage (DC 12V) to be fed to each server 4. This type of power supply system is called, for example, a high-voltage DC power supply system (HVCD) (see, for example, Non-Patent Document 1).
　また図１４に示す電源システムは、無停電電源装置１のＡＣ／ＤＣ変換器１ｂから得られる高電圧直流電力（ＤＣ４００Ｖ）を、該無停電電源装置１に設けられたＤＣ／ＤＣ変換器１ｄを介して低電圧の直流電圧（ＤＣ４８Ｖ）に変換して前記直流用の電源分配器２に給電する。そして負荷機器側においては、前記電源分配器２の遮断器２ａを介して給電される直流低電圧をＤＣ／ＤＣ変換器５ｅからなるスイッチング電源５に入力し、該スイッチング電源５（ＤＣ／ＤＣ変換器５ｅ）にて前記各サーバ４に給電する直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を生成するように構成される。この種の電源システムは、例えば低電圧の直流給電システムと称される（例えば非特許文献２を参照）。 Further, the power supply system shown in FIG. 14 uses high voltage direct current power (DC400V) obtained from the AC / DC converter 1b of the uninterruptible power supply 1 as a DC / DC converter 1d provided in the uninterruptible power supply 1. Then, the power is converted to a low direct current voltage (DC48V) and supplied to the power supply distributor 2 for direct current. On the load device side, a DC low voltage fed via the circuit breaker 2a of the power distributor 2 is input to the switching power source 5 comprising a DC / DC converter 5e, and the switching power source 5 (DC / DC conversion) The generator 5e) is configured to generate a DC output voltage (DC 12V) for supplying power to each server 4. This type of power supply system is called, for example, a low-voltage DC power supply system (see, for example, Non-Patent Document 2).
特開２０１２－１４３１０４号公報JP 2012-143104 A
　しかしながら図１３に示す高電圧直流給電システムにおいては、前記電源分配器２における遮断器２ａとして高電圧直流電力を遮断する上で大型のものが必要である。即ち、一般的には機械式接点の遮断器による直流の高電圧・大電流の遮断は困難であり、同じ定格の交流の電圧・電流を遮断する機械式接点の遮断器に比較して前記遮断器２ａが大幅に大型化する。これ故、設備コスト増大の要因となる。その上、メンテナンス頻度の高い前記サーバラック内に前記高電圧直流電力を引き込むためには、その直流電圧（ＤＣ４００Ｖ）に対する感電対策も必要となる。 However, in the high-voltage DC power supply system shown in FIG. 13, a large-sized device is necessary as the circuit breaker 2 a in the power supply distributor 2 in order to cut off the high-voltage DC power. That is, in general, it is difficult to cut off the high voltage / current of direct current using a mechanical contact breaker. Compared to a mechanical contact breaker that cuts off AC voltage / current of the same rating, The vessel 2a is greatly increased in size. Therefore, it becomes a factor of equipment cost increase. In addition, in order to draw the high-voltage DC power into the server rack having a high maintenance frequency, it is necessary to take an electric shock countermeasure against the DC voltage (DC 400 V).
　この点、図１４に示す直流給電システムにおいては、前記サーバラック内に引き込む直流電力の電圧がＤＣ４８Ｖと低いので、該直流電圧（４８Ｖ）に対する感電の影響は少ない。しかしこの直流給電システムでは低電圧の直流大電流を取り扱うので、配電線等の導体における損失や発熱を低減する為の配慮が必要である。更には前述した遮断器２ａについても大電流に対応し得る大型のものが必要となる。この為、その設備コストの増大を招来することが否めない。 In this respect, in the DC power supply system shown in FIG. 14, since the voltage of the DC power drawn into the server rack is as low as DC48V, there is little influence of electric shock on the DC voltage (48V). However, since this direct current power supply system handles a large direct current of low voltage, it is necessary to consider for reducing loss and heat generation in conductors such as distribution lines. Furthermore, the circuit breaker 2a described above is also required to have a large size that can handle a large current. For this reason, it cannot be denied that the equipment cost increases.
　また前記データセンターにおいては、通常、数百ｋＷ以上の大容量で大型の無停電電源装置１を集中配置し、前述したように系統電源に介装している。この為、前記データセンターにおける前記無停電電源装置１の設置に要するスペースが大きな割合を占める。しかも前記無停電電源装置１に不具合が生じた際の影響が前記全てのサーバ（負荷装置）４に普及することが否めず、信頼性低下の要因ともなっている。 In the data center, large uninterruptible power supply units 1 having a large capacity of several hundred kW or more are generally arranged in a concentrated manner, and are interposed in the system power supply as described above. For this reason, the space required for installation of the uninterruptible power supply 1 in the data center occupies a large proportion. Moreover, it is unavoidable that the influence when a failure occurs in the uninterruptible power supply 1 spreads to all the servers (load devices) 4, which also causes a decrease in reliability.
　本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、例えば複数台のサーバからなる負荷機器に対する電源系の高効率化を図ると共に、設備コストを抑えて省スペースで構築することのできる電源システムを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to improve the efficiency of a power supply system for a load device composed of a plurality of servers, for example, and to construct a space-saving construction while suppressing equipment costs. It is to provide a power supply system that can handle the above.
　上述した目的を達成するべく本発明に係る電源システムは、
　交流電力を入力して負荷機器に給電する直流出力電圧を生成する電源ユニットと、この電源ユニットに対して並列に設けられて該電源ユニットの動作時に直流電力を蓄電すると共に、蓄電した直流電力を放電させて前記直流出力電圧の生成に供するバッテリユニットとを具備した直流出力型の無停電電源装置を備え、
　前記交流電力を供給する系統電源に電源分配器を介して前記無停電電源装置を接続して前記負荷機器に対する電源系を構築したことを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, the power supply system according to the present invention includes:
A power supply unit that inputs AC power and generates a DC output voltage that supplies power to the load device, and is provided in parallel with the power supply unit to store DC power during operation of the power supply unit. A DC output type uninterruptible power supply device comprising a battery unit for discharging and generating the DC output voltage;
A power supply system for the load device is constructed by connecting the uninterruptible power supply to a system power supply that supplies the AC power via a power distributor.
　ちなみに前記系統電源は、４００Ｖ系または２００Ｖ系の高電圧交流電力を給電する交流給電系であって、前記負荷機器に給電する直流出力電圧は、該負荷機器の駆動電源源電圧である４８Ｖ以下の低電圧、例えば１２Ｖの直流電圧である。 Incidentally, the system power supply is an AC power supply system that supplies a 400V or 200V high voltage AC power, and the DC output voltage supplied to the load device is 48 V or less, which is the drive power source voltage of the load device. A low voltage, for example a DC voltage of 12V.
　また前記電源ユニットは、交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換器と、このＡＣ／ＤＣ変換器の出力電圧を前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換器とを備えて構成される。そして前記ＡＣ／ＤＣ変換器は、前記高電圧交流電力を入力して直流電圧に変換することから、例えば中性点クランプ方式の３レベル・コンバータとして実現される。 The power supply unit includes an AC / DC converter that converts an AC voltage into a DC voltage, and a DC / DC converter that converts the output voltage of the AC / DC converter into the DC output voltage that supplies power to the load device. It is configured with. Since the AC / DC converter receives the high-voltage AC power and converts it into a DC voltage, it is realized as, for example, a neutral point clamp type three-level converter.
　また前記負荷機器は、低電圧の直流電源、例えば１２Ｖの直流電圧を駆動源として動作するものであって、前記負荷機器の駆動源として用いられる前記無停電電源装置は、前記負荷機器に近接して配置する。好ましくは前記負荷機器を複数台収納するラックに前記無停電電源装置を該負荷機器と一体に収納する。具体的には前記負荷機器は、マルチノードサーバを構築する複数台のサーバであり、好ましくは前記無停電電源装置は、複数台のサーバからなるサーバ群毎に前記ラックに複数台分散配置される。 The load device operates using a low-voltage DC power source, for example, a DC voltage of 12V as a drive source, and the uninterruptible power supply used as the drive source of the load device is close to the load device. Arrange. Preferably, the uninterruptible power supply is housed integrally with the load device in a rack that houses a plurality of the load devices. Specifically, the load device is a plurality of servers constructing a multi-node server, and preferably the uninterruptible power supply devices are distributed in the rack for each server group composed of a plurality of servers. .
　ちなみに前記電源ユニットは、交流電圧を直流電圧に変換する第１のＡＣ／ＤＣ変換器と、この第１のＡＣ／ＤＣ変換器の出力電圧を前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧に変換する第１のＤＣ／ＤＣ変換器とを備えて構成される。そして前記バッテリユニットは、例えば直流電力を蓄電可能なバッテリと、前記第１のＡＣ／ＤＣ変換器の電圧出力端子または前記第２のＤＣ／ＤＣ変換器の電圧出力端子に接続されて前記バッテリを選択的に充放電する双方向ＤＣ／ＤＣ変換器とを備えて構成される。 Incidentally, the power supply unit converts a first AC / DC converter that converts an AC voltage into a DC voltage, and converts an output voltage of the first AC / DC converter into the DC output voltage that supplies power to the load device. And a first DC / DC converter. The battery unit is connected to, for example, a battery capable of storing DC power, and a voltage output terminal of the first AC / DC converter or a voltage output terminal of the second DC / DC converter. And a bidirectional DC / DC converter that selectively charges and discharges.
　或いは前記バッテリユニットは、上記構成に代えて、例えば直流電力を蓄電可能なバッテリと、前記第１のＡＣ／ＤＣ変換器の出力電圧を電圧変換して前記バッテリを充電する第２のＤＣ／ＤＣ変換器と、前記バッテリに蓄電された直流電力を電圧変換して前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧を生成する第３のＤＣ／ＤＣ変換器とを備えて構成される。 Alternatively, the battery unit may be, for example, a battery capable of storing DC power and a second DC / DC for charging the battery by converting the output voltage of the first AC / DC converter, instead of the above configuration. A converter; and a third DC / DC converter configured to convert the DC power stored in the battery into a voltage and generate the DC output voltage for supplying power to the load device.
　若しくは前記バッテリユニットは、上記各構成に代えて、例えば直流電力を蓄電可能なバッテリと、前記交流電圧を直流電圧に変換して前記バッテリを充電する第２のＡＣ／ＤＣ変換器と、前記バッテリに蓄電された直流電力を電圧変換して前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧を生成する第３のＤＣ／ＤＣ変換器または前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器の電圧入力端子に給電する直流電圧を生成する第４のＤＣ／ＤＣ変換器とを備えて構成される。 Alternatively, the battery unit includes, for example, a battery capable of storing DC power, a second AC / DC converter that converts the AC voltage into a DC voltage, and charges the battery, instead of the above-described components, and the battery DC power supplied to the third DC / DC converter for generating the DC output voltage for converting the voltage of the DC power stored in the power supply and supplying the load to the load device, or DC for supplying power to the voltage input terminal of the first DC / DC converter And a fourth DC / DC converter for generating a voltage.
　本発明の好ましい態様は前記電源ユニットの出力電力が定格出力電力に満たないとき、該定格出力電力と上記出力電力との差分以下の電力にて前記バッテリを充電する。前記バッテリは、基本的には前記交流電力の給電が途切れたとき、または前記交流電力の給電量が不足したときに該バッテリに蓄電した直流電力を放電し、これによって前記電源ユニットの出力電力を補う役割を担う。 In a preferred aspect of the present invention, when the output power of the power supply unit is less than the rated output power, the battery is charged with power equal to or less than the difference between the rated output power and the output power. The battery basically discharges the DC power stored in the battery when the AC power supply is interrupted or when the AC power supply amount is insufficient, whereby the output power of the power supply unit is reduced. Play a supplementary role.
　尚、好ましくは前記バッテリユニットを前記電源ユニットと同時に動作させ、前記電源ユニットに対する要求電力量と該電源ユニットの効率が最大となる出力電力との差分に相当する電力を充放電して前記電源ユニットの効率を最大化するように動作制御することが望ましい。また前記バッテリユニットを、前記電源ユニットに対する要求電力量が一時的に該電源ユニットの定格出力電力を超えたとき、前記バッテリに蓄電した直流電力を電圧変換して前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧を生成して前記電源ユニットの出力電力を補うように動作制御することも望ましい。 Preferably, the battery unit is operated simultaneously with the power supply unit, and the power supply unit is charged and discharged with a power corresponding to the difference between the required power amount for the power supply unit and the output power at which the efficiency of the power supply unit is maximized. It is desirable to control the operation so as to maximize the efficiency. In addition, when the required power amount for the power supply unit temporarily exceeds the rated output power of the power supply unit, the direct current output stored in the battery is voltage-converted and supplied to the load device. It is also desirable to control the operation to generate a voltage to supplement the output power of the power supply unit.
　また上述した構成の電源システムに、更に前記複数のサーバ群を管理する管理サーバを設ける。そして前記電源ユニットの１つが過負荷となったとき、前記管理サーバの制御の下で当該電源ユニットを含む無停電電源装置が給電する前記サーバ群に対する負荷の一部を、他の無停電電源装置が給電するサーバ群に振り分ける負荷分散機能を前記管理サーバに設けることが望ましい。ちなみに前記管理サーバによる前記サーバ群に対する上述した負荷の振り分け制御については、過負荷となった電源ユニットに対して並列に設けられた前記バッテリユニットからの電力供給が終了する前に実行することが望ましい。 In addition, a management server that manages the plurality of server groups is provided in the power supply system having the above-described configuration. When one of the power supply units is overloaded, a part of the load on the server group supplied by the uninterruptible power supply including the power supply unit is controlled by another uninterruptible power supply under the control of the management server. It is desirable to provide the management server with a load distribution function that distributes the server groups to which the power is supplied. Incidentally, it is desirable that the load distribution control for the server group by the management server is executed before the power supply from the battery unit provided in parallel to the overloaded power supply unit is completed. .
　尚、前述した構成の電源システムにおいて、前記バッテリユニットは、更に太陽光発電装置または風力発電装置から得られる電力を電圧変換して前記バッテリに蓄電する変換器を備えることも有用である。また前記バッテリユニットは、更に前記バッテリに蓄電された直流電力を交流電力に変換して前記無停電電源装置の交流電力入力端子側に出力し、これによって前記系統電源から給電される交流電力量の低下を補償するＤＣ／ＡＣ変換器を備えることも好ましい。 In the power supply system having the above-described configuration, it is also useful that the battery unit further includes a converter that converts voltage obtained from a solar power generation device or a wind power generation device and stores the voltage in the battery. Further, the battery unit further converts the DC power stored in the battery into AC power and outputs the AC power to the AC power input terminal side of the uninterruptible power supply, thereby reducing the amount of AC power fed from the system power supply. It is also preferable to provide a DC / AC converter that compensates for the above.
　更には前記管理サーバは前記ＤＣ／ＡＣ変換器を動作させるに際して、前記複数の無停電電源装置における各バッテリユニットにそれぞれ蓄電された電力容量に応じて前記各バッテリユニットからの放電量に重み付けして前記各バッテリユニットから前記無停電電源装置の交流電力入力端子側に出力する電力量をそれぞれ制御する放電制御手段を備えることも好ましい。また前記無停電電源装置は、一時的に前記負荷機器の電力消費が増大したとき、前記バッテリユニットから前記負荷機器への給電を実行させて該無停電電源装置での電力消費量を平準化する平準化機能を備えることも望ましい。 Furthermore, when operating the DC / AC converter, the management server weights the discharge amount from each battery unit according to the power capacity stored in each battery unit in the plurality of uninterruptible power supply devices. It is also preferable to provide discharge control means for controlling the amount of power output from each battery unit to the AC power input terminal side of the uninterruptible power supply. Further, when the power consumption of the load device temporarily increases, the uninterruptible power supply device performs power feeding from the battery unit to the load device to level the power consumption in the uninterruptible power supply device. It is also desirable to have a leveling function.
　尚、前記電源ユニットの出力電力が増大したとき、またはその周囲温度が上昇したとき、該電源ユニットに設けられた冷却用のファンと共に前記バッテリユニットに設けられた冷却用のファンを駆動するファン制御手段を持たせることも有用である。更に前記無停電電源装置に、前記電源ユニットの出力を零にして、または低下させて前記バッテリユニットから前記負荷機器への給電を実行させる。そして、そのときの前記バッテリの放電特性から該バッテリの劣化診断を行う自己診断機能を持たせることも好ましい。 When the output power of the power supply unit increases or when the ambient temperature rises, the fan control that drives the cooling fan provided in the battery unit together with the cooling fan provided in the power supply unit. It is also useful to have a means. Furthermore, the uninterruptible power supply is caused to execute power feeding from the battery unit to the load device by reducing or reducing the output of the power supply unit to zero. It is also preferable to provide a self-diagnosis function for performing a deterioration diagnosis of the battery based on the discharge characteristics of the battery at that time.
　上述した構成の電源システムによれば、系統電源から負荷装置に至るＤＣ／ＤＣ変換器等の変換段数を減らすことができ、以て電力変換効率を高くすることができる。また電源分配器を交流給電系に設けるので、前記遮断器として高電圧直流電力や直流大電流を遮断する必要がなく、その小型化・低コスト化を容易に図ることができる。しかもサーバラック内で高電圧直流電力や直流大電流を引き回す必要がないので、配電線等の導体における損失や発熱を低減する為の配慮が不要であり、また感電に対する特別な配慮も不要ある。 According to the power supply system having the above-described configuration, the number of conversion stages such as a DC / DC converter from the system power supply to the load device can be reduced, and thus power conversion efficiency can be increased. In addition, since the power distributor is provided in the AC power feeding system, it is not necessary to block high voltage DC power or DC large current as the circuit breaker, and the size and cost can be easily reduced. In addition, since there is no need to route high-voltage DC power or DC large current in the server rack, there is no need for consideration for reducing loss or heat generation in conductors such as distribution lines, and no special consideration for electric shock.
　更には複数のサーバ群毎に前記電源ユニットとバッテリユニットとからなる無停電電源装置を、例えば複数台のサーバを収納するラックの空きスペースを利用して分散配置することが可能である。従って大容量の無停電電源装置を系統電源に集中配置する従来の電源システムのように、データセンターに前記無停電電源装置を設置する為の専用スペースを確保する必要がない。 Furthermore, it is possible to disperse and arrange the uninterruptible power supply device composed of the power supply unit and the battery unit for each of a plurality of server groups by utilizing, for example, an empty space of a rack for storing a plurality of servers. Accordingly, it is not necessary to secure a dedicated space for installing the uninterruptible power supply in the data center unlike a conventional power supply system in which a large-capacity uninterruptible power supply is centrally arranged in the system power supply.
　更には前記各無停電電源装置において、例えば負荷状況に応じて前記バッテリユニットを運用して前記電源ユニットの変換効率を高めたり、前記交流電力量の低下を補償すること等が可能となるので、この点でも従来の電源システムでは期待することのできない効果を奏し得る。故に本発明によれば電源システム全体の高効率化と省スペース化を図ると共に、その設備コストを抑えることができ、実用的利点が多大である。 Furthermore, in each of the uninterruptible power supply devices, for example, it is possible to operate the battery unit according to the load condition to increase the conversion efficiency of the power supply unit, compensate for a decrease in the AC power amount, etc. In this respect, an effect that cannot be expected from the conventional power supply system can be obtained. Therefore, according to the present invention, the efficiency and space saving of the entire power supply system can be improved, and the equipment cost can be suppressed, resulting in a great practical advantage.
本発明の一実施形態に係る電源システムの要部概略構成図。The principal part schematic block diagram of the power supply system which concerns on one Embodiment of this invention. 図１に示す電源システムにおける無停電電源装置の別の構成例を示す図。The figure which shows another structural example of the uninterruptible power supply in the power supply system shown in FIG. 本発明に係る無停電電源装置のサーバラックへの実装形態の一例を示す図。The figure which shows an example of the mounting form to the server rack of the uninterruptible power supply which concerns on this invention. 本発明の別の実施形態に係る電源システムの要部概構成図。The principal part schematic block diagram of the power supply system which concerns on another embodiment of this invention. 本発明の更に別の実施形態に係る電源システムの要部概構成図。The principal part schematic block diagram of the power supply system which concerns on another embodiment of this invention. 無停電電源装置に搭載される制御装置の概略構成図。The schematic block diagram of the control apparatus mounted in an uninterruptible power supply. バッテリに対する充電制御の処理手順の一例を示す図。The figure which shows an example of the process sequence of charge control with respect to a battery. 電源ユニットに対する変換効率制御の処理手順の一例を示す図。The figure which shows an example of the process sequence of the conversion efficiency control with respect to a power supply unit. 電源ユニットの負荷に対する変換効率の変化の一例を示す特性図。The characteristic view which shows an example of the change of the conversion efficiency with respect to the load of a power supply unit. 電源ユニットに対するアシスト制御の処理手順の一例を示す図。The figure which shows an example of the process sequence of the assist control with respect to a power supply unit. 電源ユニットに対する負荷低減制御の処理手順の一例を示す図。The figure which shows an example of the process sequence of load reduction control with respect to a power supply unit. 複数のサーバを備えたデータセンターにおける従来一般的な電源システムの概略構成図。The schematic block diagram of the conventional general power supply system in the data center provided with the some server. 高電圧の直流給電系を構築した従来の電源システムの要部概略構成図。The principal part schematic block diagram of the conventional power supply system which constructed | assembled the high voltage DC power supply system. 低電圧の直流給電系を構築した従来の電源システムの要部概略構成図。The principal part schematic block diagram of the conventional power supply system which constructed | assembled the low voltage DC power supply system.
　以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る電源システムについて説明する。 Hereinafter, a power supply system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
　この電源システム１０は、例えばデータセンターに設けられてマルチノードサーバを構築する複数台のサーバ（負荷機器）４のそれぞれに、該サーバ４の駆動源である１２Ｖの直流電圧を供給するに好適なものである。図１はこの種の電源システム１０の概略構成を示すもので、従来の電源システムと同一部分には同一符号を付して示してある。 The power supply system 10 is suitable for supplying a DC voltage of 12 V, which is a drive source of the server 4, to each of a plurality of servers (load devices) 4 provided in a data center and constructing a multi-node server, for example. Is. FIG. 1 shows a schematic configuration of a power supply system 10 of this type, and the same parts as those of a conventional power supply system are denoted by the same reference numerals.
　この電源システム１０は、４００Ｖ系の系統電源に接続された交流用の電源分配器（ＰＤＵ）２を備え、この電源分配器２を介して前記サーバ（負荷機器）４を複数台収納したサーバラック１１に前記交流電力を給電するように構成される。ちなみに図１に示す電源システム１０は、前記電源分配器２にトランス２ｂを内蔵し、前記系統電源から給電される高電圧交流電力（ＡＣ４００Ｖ）を２００Ｖの交流電力に変換して負荷側に給電するように構成される。尚、前記交流電力（ＡＣ４００Ｖ）をそのまま前記電源分配器２を介して負荷側に給電するように構成することも勿論可能である。 The power supply system 10 includes an AC power distribution unit (PDU) 2 connected to a 400 V system power supply, and a server rack that houses a plurality of the servers (load devices) 4 via the power distribution unit 2. 11 is configured to supply the AC power. Incidentally, the power supply system 10 shown in FIG. 1 incorporates a transformer 2b in the power supply distributor 2, converts high voltage AC power (AC400V) fed from the system power supply into 200V AC power, and feeds it to the load side. Configured as follows. Of course, the AC power (AC 400V) may be supplied to the load side via the power distributor 2 as it is.
　ここで前記サーバ（負荷機器）４を複数台収納した前記サーバラック１１には、所定数のサーバ４からなるサーバ群のそれぞれに対応して、電源ユニット１２とバッテリユニット１３とからなる無停電電源装置１４が設けられる。前記電源ユニット１２は、前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）を直流電圧に変換する第１のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａと、この第１のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａの出力電圧を前記サーバ４に給電する直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）に変換する第１のＤＣ／ＤＣ変換器１２ｂとを備えて構成される。この電源ユニット１２は、図１２に示した前記スイッチング電源５に相当するものである。従って前記第１のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａおよび前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器１２ｂは、前記スイッチング電源５における前記ＡＣ／ＤＣ変換器５ａおよび前記ＤＣ／ＤＣ変換器５ｂのそれぞれに対応する。 Here, in the server rack 11 in which a plurality of the servers (load devices) 4 are accommodated, an uninterruptible power supply comprising a power supply unit 12 and a battery unit 13 corresponding to each of a server group comprising a predetermined number of servers 4. A device 14 is provided. The power supply unit 12 supplies the server 4 with the first AC / DC converter 12a that converts the AC power (AC200V / AC400V) into a DC voltage, and the output voltage of the first AC / DC converter 12a. And a first DC / DC converter 12b that converts it to a DC output voltage (DC12V). The power supply unit 12 corresponds to the switching power supply 5 shown in FIG. Therefore, the first AC / DC converter 12a and the first DC / DC converter 12b correspond to the AC / DC converter 5a and the DC / DC converter 5b in the switching power supply 5, respectively.
　また前記バッテリユニット１３は、前記電源ユニット（スイッチング電源）１２に対して並列に設けられ、該電源ユニット１２の動作時に直流電力を蓄電すると共に、蓄電した直流電力を放電させて前記直流出力電圧の生成に供する役割を担う。従って前記前記電源ユニット１２および前記バッテリユニット１３を並列に備えた前記無停電電源装置１４は、前述した無停電電源装置１とは異なって、前記サーバ（負荷機器）４に対する電源機能を備えた直流出力型の無停電電源装置を構築する。 The battery unit 13 is provided in parallel to the power supply unit (switching power supply) 12 and stores DC power when the power supply unit 12 is operating, and discharges the stored DC power to generate the DC output voltage. Plays a role in generation. Therefore, the uninterruptible power supply 14 provided with the power supply unit 12 and the battery unit 13 in parallel is different from the uninterruptible power supply 1 described above, and has a direct current function having a power supply function for the server (load device) 4. Build an output uninterruptible power supply.
　ちなみに前記無停電電源装置１４における前記バッテリユニット１３は、例えば図１に示すように直流電力を蓄電可能なバッテリ１３ａと、前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器１２ｂの電圧出力端子に接続されて前記バッテリ１３ａを選択的に充放電する双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂとを備えて構成される。この場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂは、前述した１２Ｖの直流出力電圧を受けて前記バッテリ１３ａを充電して直流電力を蓄電する。また前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂは、前記バッテリ１３ａに蓄電された直流電力から前記サーバ（負荷機器）４に給電する前記１２Ｖの直流出力電圧を生成して出力する。 Incidentally, the battery unit 13 in the uninterruptible power supply 14 is connected to, for example, a battery 13a capable of storing DC power and a voltage output terminal of the first DC / DC converter 12b as shown in FIG. And a bidirectional DC / DC converter 13b that selectively charges and discharges the battery 13a. In this case, the bidirectional DC / DC converter 13b receives the DC output voltage of 12V described above and charges the battery 13a to store DC power. In addition, the bidirectional DC / DC converter 13b generates and outputs the 12V DC output voltage for supplying power to the server (load device) 4 from the DC power stored in the battery 13a.
　尚、図２(ａ)に示すように、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂを、前記第１のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａの電圧出力端子と前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器１２ｂの電圧入力端子との接続点に接続して前記バッテリ１３ａを選択的に充放電するように設けることも可能である。この場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂは、前記第１のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａが出力する、例えばＤＣ１２Ｖ～４００Ｖの直流電圧を受けて前記バッテリ１３ａを充電して直流電力を蓄電する。また前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂは、前記バッテリ１３ａに蓄電された直流電力から前記ＤＣ１２Ｖ～４００Ｖの直流電圧を生成して前記ＤＣ／ＤＣ変換器１２ｂに供給することになる。 As shown in FIG. 2 (a), the bidirectional DC / DC converter 13b includes a voltage output terminal of the first AC / DC converter 12a and a voltage of the first DC / DC converter 12b. The battery 13a can be selectively charged and discharged by connecting to a connection point with the input terminal. In this case, the bidirectional DC / DC converter 13b receives the DC voltage of, for example, DC12V to 400V output from the first AC / DC converter 12a, charges the battery 13a, and stores DC power. . The bidirectional DC / DC converter 13b generates a DC voltage of DC12V to 400V from the DC power stored in the battery 13a and supplies the DC voltage to the DC / DC converter 12b.
　また前記バッテリユニット１３を、例えば図２(ｂ)に示すように前記第１のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａの出力電圧を電圧変換して前記バッテリ１３ａを充電する第２のＤＣ／ＤＣ変換器１３ｃと、前記バッテリ１３ａに蓄電された直流電力を電圧変換して前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を生成する第３のＤＣ／ＤＣ変換器１３ｄとを備えた構成としても良い。この場合、前記第３のＤＣ／ＤＣ変換器１３ｄは、前記バッテリ１３ａに蓄電された直流電力から生成した前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を前記電源ユニット１２と並行して前記サーバ４に給電することになる。 Further, for example, as shown in FIG. 2 (b), the battery unit 13 is converted into a voltage by converting the output voltage of the first AC / DC converter 12a to charge the battery 13a. And a third DC / DC converter 13d that converts the DC power stored in the battery 13a into a voltage and generates the DC output voltage (DC12V). In this case, the third DC / DC converter 13d feeds the DC output voltage (DC12V) generated from the DC power stored in the battery 13a to the server 4 in parallel with the power supply unit 12. become.
　或いは前記バッテリユニット１３を、例えば図２(ｃ)に示すように前記交流電圧（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）を直流電圧に変換する第２のＡＣ／ＤＣ変換器１３ｅを用いて前記バッテリ１３ａを充電するように構成することも可能である。更には前記バッテリユニット１３を、例えば図２(ｄ)に示すように前記第２のＡＣ／ＤＣ変換器１３ｅを用いて前記バッテリ１３ａに蓄電した直流電力を電圧変換して前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器１２ｂの電圧入力端子に給電する第４のＤＣ／ＤＣ変換器１３ｆを備えた構成とすることも可能である。 Alternatively, the battery unit 13 is charged using the second AC / DC converter 13e that converts the AC voltage (AC200V / AC400V) into a DC voltage as shown in FIG. 2C, for example. It is also possible to configure. Further, for example, as shown in FIG. 2 (d), the battery unit 13 is converted into the first DC / DC by converting the direct-current power stored in the battery 13a using the second AC / DC converter 13e. A configuration including a fourth DC / DC converter 13f that supplies power to the voltage input terminal of the DC converter 12b is also possible.
　前記バッテリユニット１３としていずれの構成を採用するにしろ、当該バッテリユニット１３は前記電源ユニット１２に対して並列に設けられ、該電源ユニット１２と同時に動作可能に設けられる。ここで上記「同時に動作可能」とは、前記電源ユニット１２の動作時に前記バッテリユニット１３のバッテリ１３ａを充電することを意味するだけでなく、後述するように前記電源ユニット１２の動作時に前記バッテリ１３ａに蓄電されている直流電力を放電させることも意味する。 Regardless of the configuration of the battery unit 13, the battery unit 13 is provided in parallel to the power supply unit 12 and is operably provided with the power supply unit 12. Here, “being operable at the same time” not only means that the battery 13a of the battery unit 13 is charged during the operation of the power supply unit 12, but also the battery 13a during the operation of the power supply unit 12 as will be described later. It also means that the DC power stored in is discharged.
　ところで前記第１および第２のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａ,１３ｅは、例えば前述したように高電圧交流電力（ＡＣ４００Ｖ）を所定の直流電圧（ＤＣ８００Ｖ）に変換する役割を担う。ちなみに前記第１および第２のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａ,１３ｅを一般的な２レベル電力変換回路を用いて構築した場合、その半導体スイッチング素子（例えばＭＯＳ-ＦＥＴやＩＧＢＴ等）には、通常、１０００Ｖ以上の耐圧特性を備えることが要求される。従って前記第１および第２のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａ,１３ｅについては、例えば中性点クランプ方式の３レベル電力変換回路を用いて構成することが望ましい。 Incidentally, the first and second AC / DC converters 12a and 13e play a role of converting high voltage AC power (AC 400V) into a predetermined DC voltage (DC 800V), for example, as described above. Incidentally, when the first and second AC / DC converters 12a and 13e are constructed using a general two-level power conversion circuit, the semiconductor switching elements (for example, MOS-FET, IGBT, etc.) usually have It is required to have a withstand voltage characteristic of 1000 V or higher. Therefore, the first and second AC / DC converters 12a and 13e are preferably configured using, for example, a neutral-point clamp type three-level power conversion circuit.
　尚、この種の中性点クランプ方式の３レベル電力変換回路については、例えば特開２０１２－２５３９８１号公報や特開２０１１－２２３８６７号公報等に詳しく紹介される通りである。そして上記中性点クランプ方式の３レベル電力変換回路によれば、前記半導体スイッチング素子に加わる電圧を、その入力電圧の略１／２に抑えることができる。従って耐圧が６００Ｖ程度の比較的安価で性能の優れた半導体スイッチング素子を用いて前記第１および第２のＡＣ／ＤＣ変換器１２ａ,１３ｅを安価に構築することが可能となる。しかも半導体スイッチング素子での損失を抑えてその電力変換効率自体も高めることができ、前述したＤＣ／ＤＣ変換器１２ｂ等を含めてコンパクトに構成することができる等の利点がある。 Incidentally, this type of neutral point clamp type three-level power conversion circuit is introduced in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2012-253981 and 2011-223867. According to the neutral-point clamp type three-level power conversion circuit, the voltage applied to the semiconductor switching element can be suppressed to about ½ of the input voltage. Therefore, the first and second AC / DC converters 12a and 13e can be constructed at low cost by using a relatively inexpensive semiconductor switching element having a breakdown voltage of about 600V and excellent performance. In addition, there is an advantage that the loss in the semiconductor switching element can be suppressed and the power conversion efficiency itself can be increased, and the DC / DC converter 12b and the like described above can be compactly configured.
　また上記構成の無停電電源装置１４は、前述したように前記電力分配器２に接続されて、所定数のサーバ４からなるサーバ群毎に設けられる。従って前記無停電電源装置１４に要求される充電容量は、従来の電源システムにおける無停電電源装置１に求められる充電容量に比較して小さくすることができる。また前記バッテリ１３ａとして、例えばエネルギ密度の高いＬiイオン電池のような小型で大容量のものを採用すれば、例えば２.５ｋＷ程度の容量のバッテリユニット１３をコンパクトなサイズで実現することができる。 Further, the uninterruptible power supply 14 configured as described above is connected to the power distributor 2 as described above, and is provided for each server group including a predetermined number of servers 4. Therefore, the charging capacity required for the uninterruptible power supply 14 can be made smaller than the charging capacity required for the uninterruptible power supply 1 in the conventional power supply system. Further, if a small and large-capacity battery such as a Li-ion battery having a high energy density is employed as the battery 13a, for example, the battery unit 13 having a capacity of about 2.5 kW can be realized in a compact size.
　ちなみに上記バッテリユニット１３の容量は、一般的なサーバ４を４台程度まとめたサーバ群を、前記高電圧交流電源（ＡＣ４００Ｖ）の停電時に５分間程度バックアップし得る電力量である。従って系統電源に介装される従来の大容量の無停電電源装置１に比較して、前述したようにコンパクトに構成可能な前記電源ユニット１２と相俟って、前記無停電電源装置１４の全体を前記サーバラック１１に収納可能なコンパクトなサイズで実現することが可能である。具体的には前記サーバラック１１の基本収納サイズ、いわゆる１Ｕサイズで前記無停電電源装置１４を実現することができる。 Incidentally, the capacity of the battery unit 13 is an amount of power that can back up a group of about four general servers 4 for about five minutes at the time of a power failure of the high-voltage AC power supply (AC400V). Therefore, in comparison with the conventional large-capacity uninterruptible power supply 1 interposed in the system power supply, the uninterruptible power supply 14 as a whole is combined with the power supply unit 12 that can be configured compactly as described above. Can be realized in a compact size that can be stored in the server rack 11. Specifically, the uninterruptible power supply 14 can be realized with a basic storage size of the server rack 11, that is, a so-called 1U size.
　このような１Ｕサイズの前記無停電電源装置１４は、同じ１Ｕサイズの複数台のサーバ４と共に、図３に例示するように上下方向に並べて前記サーバラック１１に実装される。例えば４台のサーバ４により構成される１つのサーバ群毎に１台の無停電電源装置１４を設ける場合には、図３に示すように前記無停電電源装置１４は、上下方向に並べられる前記４台のサーバ４の中央部に位置付けられて前記サーバラック１１に実装される。 The 1U size uninterruptible power supply 14 is mounted in the server rack 11 side by side in the vertical direction as illustrated in FIG. 3 together with a plurality of the same 1U size servers 4. For example, when one uninterruptible power supply 14 is provided for each server group constituted by four servers 4, the uninterruptible power supply 14 is arranged in the vertical direction as shown in FIG. The server 4 is mounted at the center of the four servers 4.
　従って複数のサーバラック１１にサーバ群を２組ずつ収納するような場合には、前記各サーバラック１１におけるサーバ群毎に前記無停電電源装置１４が分散して配置される。そして前記各無停電電源装置１４は、当該無停電電源装置１４の上下に隣接して設けられる４台のサーバ４のそれぞれに前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を給電する。換言すれば前記複数の無停電電源装置１４は、複数のサーバ群にそれぞれ対応付けられて複数のサーバラック１１に分散配置される。 Therefore, when storing two sets of server groups in a plurality of server racks 11, the uninterruptible power supply devices 14 are distributed and arranged for each server group in each server rack 11. Each uninterruptible power supply 14 supplies the DC output voltage (DC12V) to each of the four servers 4 provided adjacent to the upper and lower sides of the uninterruptible power supply 14. In other words, the plurality of uninterruptible power supply devices 14 are distributed in a plurality of server racks 11 in association with a plurality of server groups, respectively.
　かくして上述した如く構成される電源システムによれば、系統電源から前記サーバラック１１に実装される前記無停電電源装置１４まで、前記電力分配器２を介して４００Ｖ系または２００Ｖ系の高電圧交流電力を給電するので、従来の直流電圧を給電する場合のような不具合を招来することがない。しかもその給電ラインの電圧が高い分、該給電ラインを介する給電電流量を少なくすることができる。従って前記給電ラインを形成する電線の太さを細くすることが可能であり、また該電線での損失を低減することができる。 Thus, according to the power supply system configured as described above, 400V system or 200V system high-voltage AC power from the system power source to the uninterruptible power supply device 14 mounted on the server rack 11 via the power distributor 2. Therefore, there is no inconvenience as in the case of supplying a conventional DC voltage. In addition, since the voltage of the power supply line is high, the amount of current supplied through the power supply line can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the electric wire forming the power supply line, and to reduce the loss in the electric wire.
　更には前記無停電電源装置１４から前記複数のサーバ４に対する前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）の供給についても、前記サーバラック１１内において前記無停電電源装置１４に近接して配置した前記各サーバ４に対して行うだけで良い。従って前記各サーバ４に対する前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）の供給ラインについても前記サーバラック１１内において徒に引き回すことなく、必要最小限の配線長を確保して十分に短くすることができる。故に前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）の供給ラインに低電圧の大電流が流れる場合であっても該供給ラインでの損失を十分に低減することができる。 Furthermore, with respect to the supply of the DC output voltage (DC 12 V) from the uninterruptible power supply 14 to the plurality of servers 4, the servers 4 arranged close to the uninterruptible power supply 14 in the server rack 11 are also provided. Just do it for it. Therefore, it is possible to secure the minimum necessary wiring length and sufficiently shorten the supply line of the DC output voltage (DC12V) to each server 4 without drawing it in the server rack 11. Therefore, even if a low voltage and large current flows through the supply line of the DC output voltage (DC 12 V), the loss in the supply line can be sufficiently reduced.
　更には前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）の供給ラインの配線長（敷設長）が短い分、その配線インダクタンスを低減することが可能となる。従って前記サーバ４における負荷電力が急激に変化した場合であっても、その変化に追従させて前記無停電電源装置１４の動作を高速に応答させることができる。この結果、前記サーバ４に給電する前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）の変動を最小限に抑え、該直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）の安定化を図ることが可能となる。 Furthermore, since the wiring length (laying length) of the supply line for the DC output voltage (DC12V) is short, the wiring inductance can be reduced. Therefore, even when the load power in the server 4 changes abruptly, the operation of the uninterruptible power supply 14 can be made to respond at high speed by following the change. As a result, it is possible to minimize fluctuations in the DC output voltage (DC 12 V) supplied to the server 4 and stabilize the DC output voltage (DC 12 V).
　ところで上述した如く構成される電源システムにおいて、更に図４に示すように太陽光発電装置４０にて得られる電力や、風力発電装置５０にて得られる電力を有効利用することも可能である。この場合、例えば図４に示すように前記太陽光発電装置４０にて得られる直流電力を、第５のＤＣ／ＤＣ変換器４１を介して電圧変換して前記バッテリユニット１３におけるバッテリ１３ａに給電するように構成する。また前記風力発電装置５０にて得られる交流電力については、第３のＡＣ／ＤＣ変換器５１を介して直流電力に変換した後、第６のＤＣ／ＤＣ変換器５２を介して電圧変換して前記バッテリユニット１３におけるバッテリ１３ａに給電するように構成する。 Incidentally, in the power supply system configured as described above, it is also possible to effectively use the power obtained by the solar power generation device 40 and the power obtained by the wind power generation device 50 as shown in FIG. In this case, for example, as shown in FIG. 4, direct-current power obtained by the solar power generation device 40 is voltage-converted via a fifth DC / DC converter 41 to supply power to the battery 13 a in the battery unit 13. Configure as follows. The AC power obtained by the wind power generator 50 is converted to DC power via the third AC / DC converter 51 and then converted to voltage via the sixth DC / DC converter 52. The battery unit 13 is configured to supply power to the battery 13a.
　尚、前記太陽光発電装置４０および前記風力発電装置５０からの各給電ラインについては、前述した電源分配器２から前記サーバラック１１への給電ラインと明確に異なるように、例えば前記無停電電源装置１４に直接給電するように構成することが望ましい。具体的には前記サーバラック１１に前記無停電電源装置１４を実装したとき、該無停電電源装置１４の裏面（背面）側において前記高電圧交流電力の給電ラインに連結するコネクタ（端子）構造が採用されているとする。この場合には、前記太陽光発電装置４０および前記風力発電装置５０との接続端子部を前記無停電電源装置１４の表面（前面）側に設けておけば良い。この際、前記太陽光発電装置４０および前記風力発電装置５０の各給電ラインに対する接続コネクタ（端子）構造が互いに異なるようにしておき、誤接続ができないような工夫を施しておくことが好ましい。 In addition, about each electric power feeding line from the said photovoltaic power generation apparatus 40 and the said wind power generation apparatus 50, for example, the said uninterruptible power supply apparatus so that it may differ clearly from the electric power feeding line from the power distribution device 2 mentioned above to the said server rack 11 14 is preferably configured to supply power directly. Specifically, when the uninterruptible power supply 14 is mounted on the server rack 11, a connector (terminal) structure that is connected to the high-voltage AC power supply line on the back surface (rear) side of the uninterruptible power supply 14 is provided. Suppose that it is adopted. In this case, a connection terminal portion for the solar power generation device 40 and the wind power generation device 50 may be provided on the front surface (front surface) side of the uninterruptible power supply 14. At this time, it is preferable to make a connection connector (terminal) structure with respect to each power supply line of the solar power generation device 40 and the wind power generation device 50 different from each other so as to prevent erroneous connection.
　このように構成した電源システムによれば、前述したように前記系統電源から給電される交流電力にて前記バッテリ１３ａに直流電力を蓄電するだけでなく、前記太陽光発電装置４０および前記風力発電装置５０からそれぞれ得られる電力にて前記バッテリ１３ａに直流電力を蓄電することが可能となる。即ち、仮に前記系統電源からの前記高電圧交流電力（ＡＣ４００Ｖ）の給電が途絶えても（停電しても）、前記太陽光発電装置４０および前記風力発電装置５０からそれぞれ得られる電力にて前記バッテリ１３ａを蓄電することができる。 According to the power supply system configured as described above, not only the DC power is stored in the battery 13a with the AC power fed from the system power supply as described above, but also the solar power generator 40 and the wind power generator. Thus, it is possible to store DC power in the battery 13a with the power obtained from each of the 50. That is, even if the power supply of the high-voltage AC power (AC400V) from the system power supply is interrupted (even if a power failure occurs), the battery is supplied with the electric power obtained from the solar power generation device 40 and the wind power generation device 50, respectively. 13a can be stored.
　従って上記構成によれば前記バッテリ１３ａに直流電力を蓄電しながら該バッテリ１３ａから直流電力を取り出して前記ＤＣ／ＤＣ変換器１３ｂを動作させることで、前記複数のサーバ４に給電する前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を生成することができる。換言すれば前記太陽光発電装置４０および前記風力発電装置５０からそれぞれ得られる電力にて前記バッテリユニット１３を動作させることで、該バッテリユニット１３から前記複数のサーバ４に対して前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を供給することが可能となる。 Therefore, according to the above configuration, the DC output voltage that supplies power to the plurality of servers 4 by taking out DC power from the battery 13a and operating the DC / DC converter 13b while storing DC power in the battery 13a. (DC12V) can be generated. In other words, by operating the battery unit 13 with electric power respectively obtained from the solar power generation device 40 and the wind power generation device 50, the DC output voltage ( DC12V) can be supplied.
　また前記バッテリユニット１３に、前記バッテリ１３ａに蓄電された直流電力を交流電圧に変換して前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）の給電ラインに出力することも有用である。この場合、例えば図５に示すように前記バッテリユニット１３に、前記バッテリ１３ａに蓄電された直流電力を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換器１３ｇを設けるようにすれば良い。尚、前記ＤＣ／ＡＣ変換器１３ｇを新たに設けること代えて、図２(ｃ),(ｄ)にそれぞれ示した前記第２のＡＣ／ＤＣ変換器１３ｅを双方向型のものとして構成することも勿論可能である。またこのような構成を採用する場合には、前述したように前記太陽光発電装置４０および前記風力発電装置５０からそれぞれ得られる電力にて前記バッテリ１３ａを充電するようにしておくことが望ましい。 It is also useful for the battery unit 13 to convert the DC power stored in the battery 13a into an AC voltage and output it to the AC power supply line (AC200V / AC400V). In this case, for example, as shown in FIG. 5, the battery unit 13 may be provided with a DC / AC converter 13g that converts DC power stored in the battery 13a into AC voltage. Instead of newly providing the DC / AC converter 13g, the second AC / DC converter 13e shown in FIGS. 2C and 2D is configured as a bidirectional type. Of course it is possible. When such a configuration is adopted, it is desirable to charge the battery 13a with electric power obtained from the solar power generation device 40 and the wind power generation device 50 as described above.
　このように構成された無停電電源装置１４によれば、図５に示すように前記バッテリ１３ａに蓄電された直流電力を前記電源ユニット１２に供給する交流電力として、更には当該無停電電源装置１４と並列に設けられた他の無停電電源装置１４に供給する交流電力として利用することが可能となる。換言すれば前記電力分配器２を介して前記系統電源から給電される交流電力の一部を、前記バッテリ１３ａに蓄電された電力エネルギ（直流電力）にて補うことができる。 According to the uninterruptible power supply 14 configured in this way, as shown in FIG. 5, as the AC power supplied to the power supply unit 12 with the DC power stored in the battery 13a, the uninterruptible power supply 14 Can be used as AC power supplied to another uninterruptible power supply 14 provided in parallel. In other words, a part of the AC power fed from the system power supply via the power distributor 2 can be supplemented with the power energy (DC power) stored in the battery 13a.
　ここで前記無停電電源装置１４に搭載される制御装置２０とその制御機能について説明する。 Here, the control device 20 mounted on the uninterruptible power supply 14 and its control function will be described.
　図６は前記制御装置２０の概略構成図であり、該制御装置２０は概略的にはマイクロプロセッサを主体として構成される主制御部２１と、前記電源ユニット１２の動作を制御する電源ユニット制御部２２、および前記バッテリユニット１３の動作を制御するバッテリユニット制御部２３を備える。また前記制御装置２０は、前記電源ユニット１２および前記バッテリユニット１３との間での情報通信、更には複数の前記無停電電源装置１４の各動作を互いに関連付けて制御する管理ユニット１５（図１を参照）との間での情報通信を行う通信部２４を備える。前記管理ユニット１５は、前記各無停電電源装置１４に対する上位の制御装置として、本電源システムの全体を制御する役割を担う。 FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the control device 20. The control device 20 is schematically a main control unit 21 mainly composed of a microprocessor, and a power supply unit control unit for controlling the operation of the power supply unit 12. 22 and a battery unit controller 23 for controlling the operation of the battery unit 13. In addition, the control device 20 controls information communication between the power supply unit 12 and the battery unit 13 and further controls each operation of the plurality of uninterruptible power supply devices 14 in association with each other (see FIG. 1). A communication unit 24 that performs information communication with the computer. The management unit 15 is responsible for controlling the entire power supply system as an upper control device for the uninterruptible power supply devices 14.
　また前記制御装置２０は、前記無停電電源装置１４における前記電源ユニット１２および前記バッテリユニット１３の各動作を制御する上で必要な情報を収集する為のセンシング手段２５を備える。このセンシング手段２５は、具体的には前記電源ユニット１２に給電される前記交流電源（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）の入力電圧を検出する入力電圧検出部２５ａ、前記電源ユニット１２が生成する前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を検出する出力電圧検出部２５ｂを含む。 The control device 20 includes sensing means 25 for collecting information necessary for controlling the operations of the power supply unit 12 and the battery unit 13 in the uninterruptible power supply 14. Specifically, the sensing means 25 includes an input voltage detection unit 25a that detects an input voltage of the AC power supply (AC200V / AC400V) fed to the power supply unit 12, and the DC output voltage generated by the power supply unit 12 ( The output voltage detection part 25b which detects DC12V) is included.
　また前記センシング手段２５は、前記電源ユニット１２から前記サーバ４に対して給電される負荷電流を検出する負荷電流検出部２５ｃを備える。この負荷電流検出部２５ｃの出力を受ける過負荷検出部２５ｄは、前記負荷電流検出部２５ｃにて検出される負荷電流量に応じて、前記電源ユニット１２が過負荷状態であるか否かを判断し、更には該電源ユニット１２の運転状態（運転効率）をモニタする役割を担う。 The sensing unit 25 includes a load current detection unit 25c that detects a load current supplied from the power supply unit 12 to the server 4. The overload detector 25d that receives the output of the load current detector 25c determines whether or not the power supply unit 12 is in an overload state according to the amount of load current detected by the load current detector 25c. Furthermore, it plays a role of monitoring the operating state (operating efficiency) of the power supply unit 12.
　更に前記センシング手段２５は、当該無停電電源装置１４の動作温度（周囲温度）を検出する温度検出部２５ｅを備える。更にまた前記センシング手段２５は、前記バッテリユニット１３における前記バッテリ１３ａの充放電電流を検出する充放電電流検出部２５ｆを備える。この充放電電流検出部２５ｆにて検出された前記バッテリ１３ａの充放電電流の情報はバッテリ容量検出部２５ｇに与えられて該バッテリ１３ａに蓄電されている直流電力量（充電容量）が求められる。 Further, the sensing means 25 includes a temperature detection unit 25e that detects the operating temperature (ambient temperature) of the uninterruptible power supply 14. Furthermore, the sensing means 25 includes a charge / discharge current detector 25f that detects a charge / discharge current of the battery 13a in the battery unit 13. Information on the charge / discharge current of the battery 13a detected by the charge / discharge current detection unit 25f is given to the battery capacity detection unit 25g, and the DC power amount (charge capacity) stored in the battery 13a is obtained.
　ここで前記主制御部２１は、前記センシング手段２５を介して収集される前述した各種の情報に従って前記電源ユニット制御部２２に指令を与え、これによって前記電源ユニット１２の動作を制御する。また前記主制御部２１は、前記電源ユニット１２に対する動作制御と並行して前記バッテリユニット制御部２３に指令を与え、これによって前記バッテリユニット１３の動作を制御する。 Here, the main control unit 21 gives a command to the power supply unit control unit 22 according to the various information collected through the sensing means 25, thereby controlling the operation of the power supply unit 12. The main control unit 21 gives a command to the battery unit control unit 23 in parallel with the operation control for the power supply unit 12, thereby controlling the operation of the battery unit 13.
　ちなみに前記電源ユニット１２および前記バッテリユニット１３のそれぞれに対する動作制御は、前記主制御部２１に組み込まれたバックアップ制御プログラム２１ａおよび変換効率制御プログラム２１ｂ等に基づいて実行される。尚、前記主制御部２１は、上記プログラム２１ａ,２１ｂに加えて、以下に順を追って説明する過負荷制御プログラム２１ｃ、停電制御プログラム２１ｄ、平準化制御プログラム２１ｅ、更にはバッテリ劣化診断プログラム２１ｆ等を備える。 Incidentally, the operation control for each of the power supply unit 12 and the battery unit 13 is executed based on a backup control program 21a and a conversion efficiency control program 21b incorporated in the main control unit 21. In addition to the programs 21a and 21b, the main control unit 21 includes an overload control program 21c, a power failure control program 21d, a leveling control program 21e, a battery deterioration diagnosis program 21f, etc. Is provided.
　前記主制御部２１は、基本的には前記電源ユニット制御部２２を介して前記電源ユニット１２の動作を制御し、これによって前記複数のサーバ４にそれぞれ供給する前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を生成する役割を担う。また同時に前記主制御部２１は、前記バッテリユニット制御部２３を介して前記バッテリユニット１３の動作を制御し、前記バッテリ１３ａに直流電力を蓄電する。更に前記主制御部２１は、前記電源ユニット１２ａの入力が途絶えたことを前記入力電圧検出部２５ａが検出したとき、前記バッテリユニット１３の動作を制御することで前記電源ユニット制御部２２に代わって該バッテリユニット１３から前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を出力させる役割を担う。 The main control unit 21 basically controls the operation of the power supply unit 12 via the power supply unit control unit 22, thereby generating the DC output voltage (DC12V) to be supplied to each of the plurality of servers 4. To play a role. At the same time, the main control unit 21 controls the operation of the battery unit 13 via the battery unit control unit 23 and stores DC power in the battery 13a. Further, when the input voltage detection unit 25a detects that the input of the power supply unit 12a is interrupted, the main control unit 21 controls the operation of the battery unit 13 to replace the power supply unit control unit 22. The battery unit 13 plays a role of outputting the DC output voltage (DC12V).
　この際、前記電源ユニット１２は、該電源ユニット１２が内蔵しているコンデンサ等の蓄電素子により、例えば数１０ｍｓ程度の短時間だけ電力供給が可能である。従ってこの期間に前記バッテリユニット１３の出力を立ち上げることで、前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）を殆ど低下させることなく、その給電を切り替えることが可能となる。またこのとき、例えば前記電源ユニット１２の出力電流をランプ状に低下させ、その分、前記バッテリユニット１３の出力電流をランプ状に上昇させる等の制御を行うことも有用である。このような出力電流の制御を併用すれば、給電源の切り替えに伴う前記直流出力電圧（ＤＣ１２Ｖ）の変動を最小限に抑制することが可能となる。 At this time, the power supply unit 12 can supply power only for a short time of, for example, about several tens of ms by a power storage element such as a capacitor built in the power supply unit 12. Accordingly, by raising the output of the battery unit 13 during this period, it is possible to switch the power supply without substantially reducing the DC output voltage (DC12V). At this time, for example, it is also useful to perform control such as decreasing the output current of the power supply unit 12 in a ramp and increasing the output current of the battery unit 13 by a corresponding amount. If such output current control is used in combination, it is possible to minimize the fluctuation of the DC output voltage (DC 12 V) accompanying the switching of the power supply.
　ちなみに図１２に示したように前記電源分配器２の前段側の系統電源に介装して用いられる従来一般的な前記無停電電源装置１においては、専ら、前記バッテリ１ａの蓄電状態（充電容量）を監視して、その充電（蓄電）を制御している。そして前記バッテリ１ａに予め定めた規定容量の電力エネルギ（直流電力）が蓄電されるようにしている。この蓄電制御は、前記スイッチング電源５を含む負荷設備側の状態とは独立して当該無停電電源装置１において独立に実行される。 Incidentally, as shown in FIG. 12, in the conventional uninterruptible power supply 1 used to be intervened in the system power supply on the preceding stage of the power distributor 2, the state of charge (charge capacity) of the battery 1a is exclusively used. ) Is monitored and the charge (storage) is controlled. The battery 1a is charged with power energy (DC power) having a predetermined capacity. This power storage control is executed in the uninterruptible power supply 1 independently of the state on the load facility side including the switching power supply 5.
　この点、本電源システム１０における前記無停電電源装置１４における前記バッテリ１３ａの蓄電制御（充電制御）は、前記バックアップ制御プログラム２１ａの下で、例えば図７に示す手順に従って実行される。即ち、この充電制御は、先ず前記負荷電流検出部２５ｃにて検出される負荷電流量に応じて、前記電源ユニット１２の運転状態（出力電流）が該電源ユニット１２の定格電流以下であるか否かを判定する＜ステップＳ１,Ｓ２＞。そして前記電源ユニット１２の出力電流量が定格電流以下である場合、次に前記バッテリ１３ａの蓄電状態（充電容量）が満充電であるか否を判定する＜ステップＳ３＞。 In this respect, the storage control (charging control) of the battery 13a in the uninterruptible power supply 14 in the power supply system 10 is executed under the backup control program 21a, for example, according to the procedure shown in FIG. That is, in this charging control, first, according to the load current amount detected by the load current detection unit 25c, whether or not the operating state (output current) of the power supply unit 12 is equal to or lower than the rated current of the power supply unit 12 or not. <Steps S1, S2>. If the amount of output current of the power supply unit 12 is less than or equal to the rated current, it is next determined whether or not the state of charge (charge capacity) of the battery 13a is fully charged <step S3>.
　その上で前記バッテリ１３ａが満充電状態でない場合、前記電源ユニット１２の定格電流と該電源ユニット１２の出力電流量との差分を、当該電源ユニット１２が更に出力可能な余剰電流量、即ち、余剰電力量として算出する＜ステップＳ４＞。そして上記余剰電力を利用して前記バッテリ１３ａを充電し＜ステップＳ５＞、該バッテリ１３ａに直流電力を蓄電する。このバッテリ１３ａの充電は、該バッテリ１３ａが満充電となるまで実行される。この充電制御は、前述した太陽光発電装置４０や風力発電装置５０から電力エネルギが得られない場合に特に有効である。 In addition, when the battery 13a is not fully charged, the difference between the rated current of the power supply unit 12 and the output current amount of the power supply unit 12 is calculated as the surplus current amount that the power supply unit 12 can further output, that is, the surplus It calculates as electric energy <step S4>. Then, the surplus power is used to charge the battery 13a <step S5>, and DC power is stored in the battery 13a. The battery 13a is charged until the battery 13a is fully charged. This charging control is particularly effective when electric power energy cannot be obtained from the solar power generation device 40 or the wind power generation device 50 described above.
　またこのようなバッテリ１３ａの充電制御に加えて前記制御装置２０は前記変換効率制御プログラム２１ｂの下で前記バッテリ１３ａの充放電を制御し、これによって前記電源ユニット１２の変換効率を高める機能を備える。この変換効率制御は、例えば図８に示す手順に従って実行される。即ち、この変換効率制御は、前記負荷電流検出部２５ｃにて検出される負荷電流量に応じて前記電源ユニット１２の最大負荷に対する割合（負荷割合）を求めることから開始される＜ステップＳ１１,Ｓ１２＞。 In addition to the charging control of the battery 13a, the control device 20 has a function of controlling the charging / discharging of the battery 13a under the conversion efficiency control program 21b, thereby increasing the conversion efficiency of the power supply unit 12. . This conversion efficiency control is executed, for example, according to the procedure shown in FIG. That is, this conversion efficiency control is started by obtaining a ratio (load ratio) with respect to the maximum load of the power supply unit 12 in accordance with the load current amount detected by the load current detector 25c <Steps S11 and S12. >.
　ちなみに前記電源ユニット１２の電力変換効率（電源効率η）は、前記ＡＣ／ＤＣ変換器１２ａおよび前記ＤＣ／ＤＣ変換器１２ｂにおけるスイッチング制御に伴う損失等の要因により、例えば図９に示すように負荷電流量によって変化する。そして上記電力変換効率（電源効率η）は、一般的にはその最大負荷時よりも低い負荷時（図９においては３０％負荷時）に最大となる。 Incidentally, the power conversion efficiency (power efficiency η) of the power supply unit 12 depends on factors such as a loss accompanying switching control in the AC / DC converter 12a and the DC / DC converter 12b, for example, as shown in FIG. Varies with the amount of current. The power conversion efficiency (power supply efficiency η) is generally maximized at a load lower than the maximum load (30% load in FIG. 9).
　そこで前記制御装置２０においては、前述した如く求められる前記電源ユニット１２の負荷割合（Ｘ％負荷）と、予め求められている当該電源ユニット１２の最大変換効率を得る負荷割合（例えば３０％負荷）との差分を求める＜ステップＳ１３＞。そして前記電源ユニット１２の負荷割合が上記３０％負荷となるように前記バッテリ１３ａに対する充放電を制御し、前記電源ユニット１２が出力する電流量を調整する＜ステップＳ１４＞。 Therefore, in the control device 20, the load ratio (X% load) of the power supply unit 12 obtained as described above and the load ratio (for example, 30% load) for obtaining the maximum conversion efficiency of the power supply unit 12 obtained in advance. <Step S13>. The charging / discharging of the battery 13a is controlled so that the load ratio of the power supply unit 12 becomes the 30% load, and the amount of current output from the power supply unit 12 is adjusted <step S14>.
　具体的には、例えば前記電源ユニット１２に要求される負荷電流量が５０％負荷に相当する場合、前記３０％負荷との差分である２０％負荷分の電流を前記バッテリユニット１３から供給する。そして前記電源ユニット１２からは３０％負荷分の電流だけを出力するようにすることで、該電源ユニット１２の運転を３０％負荷状態とする。逆に前記電源ユニット１２に要求される負荷電流量が２５％負荷に相当する場合には、前記３０％負荷との差分である５％負荷分の電流を前記電源ユニット１２から取り出す。そしてこの５％負荷分の電流を前記バッテリ１３ａの充電に用いることで前記電源ユニット１２の運転を３０％負荷状態とする。このようなバッテリ１３ａに対する充放電制御により、前記電源ユニット１２の運転を３０％負荷状態とし、その変換効率ηを高めて前記無停電電源装置１４の全体を高効率化する。 Specifically, for example, when the amount of load current required for the power supply unit 12 corresponds to 50% load, a current corresponding to 20% load, which is a difference from the 30% load, is supplied from the battery unit 13. Then, only the current corresponding to 30% load is output from the power supply unit 12, so that the operation of the power supply unit 12 is brought into the 30% load state. Conversely, when the amount of load current required for the power supply unit 12 corresponds to a 25% load, a current corresponding to a 5% load, which is a difference from the 30% load, is extracted from the power supply unit 12. Then, the current of the 5% load is used for charging the battery 13a, so that the operation of the power supply unit 12 is brought into a 30% load state. By such charge / discharge control for the battery 13a, the operation of the power supply unit 12 is set to a 30% load state, the conversion efficiency η is increased, and the entire uninterruptible power supply 14 is made highly efficient.
　また前記制御装置２０は、前記サーバ４の負荷が一時的に重くなって前記電源ユニット１２から出力される負荷電流がその定格電流を超えるような場合、前記電源ユニット１２の過負荷動作を抑制するアシスト制御機能を備える。このアシスト制御は、前記過負荷制御プログラム２１ｃの下で、例えば図１０に示す手順に従って実行される。即ち、このアシスト制御は、前記負荷電流検出部２５ｃにて検出される負荷電流量に応じて、前記電源ユニット１２の運転状態（出力電流量）が該電源ユニット１２の定格電流を超えるか否かを判定する＜ステップＳ２１,Ｓ２２＞。 Further, the control device 20 suppresses the overload operation of the power supply unit 12 when the load of the server 4 becomes temporarily heavy and the load current output from the power supply unit 12 exceeds the rated current. Equipped with an assist control function. This assist control is executed, for example, according to the procedure shown in FIG. 10 under the overload control program 21c. That is, the assist control is performed based on the load current amount detected by the load current detection unit 25c, whether or not the operating state (output current amount) of the power supply unit 12 exceeds the rated current of the power supply unit 12. <Steps S21 and S22>.
　次いで前記電源ユニット１２の出力電流量が定格電流を超える場合、その出力電流と前記定格電流の差分を、前記サーバ４にとって不足する電流量として求める＜ステップＳ２３＞。そして前記バッテリユニット１３から上記不足電流量に相当する電流が得られるように前記バッテリ１３ａを放電させ、これによって前記バッテリユニット１３から前記サーバ４に対して電流を供給する＜ステップＳ２４＞。 Next, when the output current amount of the power supply unit 12 exceeds the rated current, the difference between the output current and the rated current is obtained as a current amount that is insufficient for the server 4 <step S23>. Then, the battery 13a is discharged so that a current corresponding to the insufficient current amount can be obtained from the battery unit 13, and thereby a current is supplied from the battery unit 13 to the server 4 (step S24).
　この結果、前記サーバ４には前記電源ユニット１２から出力される電流と、前記バッテリユニット１３から出力される電流とが併せて供給されることになり、前記電源ユニット１２から出力される電流（負荷電流量）をその定格電流に抑えることが可能となる。換言すれば前記電源ユニット１２に要求される負荷電流量の内、その定格電流を超える分を前記バッテリユニット１３によって補う。これによって前記電源ユニット１２の安定した動作をアシストすることができる。従って前記サーバ４に加わる負荷が一時的に増加しても、当該無停電電源装置１４の電源ユニット１２にその定格能力を超える余分な負担が加わることを未然に防ぐこと可能となる。 As a result, the server 4 is supplied with both the current output from the power supply unit 12 and the current output from the battery unit 13, and the current output from the power supply unit 12 (load) Current amount) can be suppressed to the rated current. In other words, the battery unit 13 compensates for the amount of load current required for the power supply unit 12 that exceeds the rated current. As a result, stable operation of the power supply unit 12 can be assisted. Therefore, even if the load applied to the server 4 temporarily increases, it is possible to prevent an extra burden exceeding the rated capacity from being applied to the power supply unit 12 of the uninterruptible power supply 14.
　尚、前述したように前記管理ユニット１５の管理の下で複数の無停電電源装置１４を並列に運転制御しているような場合、例えば図１１に示すように負荷の低減制御を行うようにしても良い。具体的には或る無停電電源装置１４において前記電源ユニット１２の出力電流量が定格電流を超え、該無停電電源装置１４に接続されたサーバ４に給電する電流量が不足する場合＜ステップＳ３１,Ｓ３２＞、その不足電流量を求める＜ステップＳ３３＞。 As described above, when a plurality of uninterruptible power supply devices 14 are controlled in parallel under the management of the management unit 15, for example, load reduction control is performed as shown in FIG. Also good. Specifically, when the output current amount of the power supply unit 12 exceeds a rated current in a certain uninterruptible power supply 14, and the amount of current supplied to the server 4 connected to the uninterruptible power supply 14 is insufficient <step S31 , S32>, and the amount of insufficient current is obtained <step S33>.
　更に当該無停電電源装置１４における前記バッテリ１３ａの残容量、即ち、前記バッテリ１３ａに蓄電されている直流電力量を求める＜ステップＳ３４＞。ちなみに前記バッテリ１３ａの残容量は、例えば前記充放電電流検出部２５ｆにて検出される該バッテリ１３ａに対する充電電流および放電電流の各積算値の差分として求められる。そして求められた残容量と前記不足電流量とを前記管理ユニット１５に通知して負荷の低減を促す＜ステップＳ３５＞。また前記残容量に応じて、前記不足電流量を前記バッテリユニット１３にて補うように前記バッテリ１３ａの放電を制御する＜ステップＳ３６＞。 Further, the remaining capacity of the battery 13a in the uninterruptible power supply 14, that is, the amount of DC power stored in the battery 13a is obtained <step S34>. Incidentally, the remaining capacity of the battery 13a is obtained, for example, as the difference between the integrated values of the charging current and the discharging current for the battery 13a detected by the charge / discharge current detection unit 25f. Then, the determined remaining capacity and the insufficient current amount are notified to the management unit 15 to promote load reduction (step S35). Further, according to the remaining capacity, the discharge of the battery 13a is controlled so as to compensate the insufficient current amount by the battery unit 13 (step S36).
　そして上記通知を受けた前記管理ユニット１５においては、前記残容量と前記不足電流量とから前記バッテリユニット１３が前記電源ユニット１２をアシスト可能な時間を求める。その上で上記アシスト可能な時間内に前記無停電電源装置１４が給電しているサーバ４の負荷の一部を、当該無停電電源装置１４と並列に設けられている別の無停電電源装置１４が給電しているサーバ４に移し替える＜ステップＳ３７＞。即ち、複数の無停電電源装置１４に対する負荷の振り分けを実行し、前述したアシスト制御を実行している前記無停電電源装置１４の負荷を低減する。 Then, the management unit 15 that has received the notification obtains a time during which the battery unit 13 can assist the power supply unit 12 from the remaining capacity and the insufficient current amount. Then, another uninterruptible power supply 14 provided in parallel with the uninterruptible power supply 14 is part of the load of the server 4 that is fed by the uninterruptible power supply 14 within the assistable time. Is transferred to the server 4 that is feeding <step S37>. That is, load distribution to the plurality of uninterruptible power supply devices 14 is executed, and the load of the uninterruptible power supply device 14 that is executing the assist control described above is reduced.
　このような負荷の振り分け制御によれば、前記サーバ４に加わる負荷が急激に増加しても、前述したアシスト制御によって前記バッテリ１３ａの残容量が零［０］となる前に、その無停電電源装置１４に接続されたサーバ４の負荷を低減することが可能となる。従って前記無停電電源装置１４の電源ユニット１２に、その定格能力を超える余分な負担が加わることを未然に防ぐことができ、前記電源ユニット１２の安定した動作を保証することが可能となる。 According to such load distribution control, even if the load applied to the server 4 suddenly increases, the uninterruptible power supply before the remaining capacity of the battery 13a becomes zero [0] by the assist control described above. It is possible to reduce the load on the server 4 connected to the device 14. Therefore, it is possible to prevent the power supply unit 12 of the uninterruptible power supply 14 from being subjected to an extra burden exceeding its rated capacity, and to ensure stable operation of the power supply unit 12.
　ところで前記無停電電源装置１４の負荷には、前記サーバ４に加えて該無停電電源装置１４が備える冷却用のファン（図示せず）等が含まれる。冷却用のファンは、前記電源ユニット１２やバッテリユニット１３を収納した筐体内部に空気流を形成して該筐体内部に生じる熱を外部に排出し、また前記サーバラック１１内の熱を外部に排出することで、前記無停電電源装置１４の全体を冷却する役割を担う。 Incidentally, the load of the uninterruptible power supply 14 includes a cooling fan (not shown) provided in the uninterruptible power supply 14 in addition to the server 4. The cooling fan discharges heat generated inside the housing by forming an air flow inside the housing that houses the power supply unit 12 and the battery unit 13, and also heats inside the server rack 11 to the outside. By discharging the battery, it plays a role of cooling the entire uninterruptible power supply 14.
　従って、例えば前記電源ユニット１２の出力電力が大きくなったり、或いはその周囲環境温度が高くなり、前記冷却用のファンを大電力で駆動して風量を多くしてその冷却効率を高める必要が生じた場合、該冷却用のファンの駆動に前記バッテリユニット１３から得られる電力を用いるようにする。この場合、本来冷却が不要な、或いは最低限の冷却で十分なユニットにおける冷却用のファンも駆動する。この制御は前記制御装置２０に設けられたファン制御プログラム２１ｇの下で実行する。 Therefore, for example, the output power of the power supply unit 12 is increased, or the ambient temperature of the power supply unit 12 is increased, and it is necessary to drive the cooling fan with high power to increase the air volume and increase the cooling efficiency. In this case, the electric power obtained from the battery unit 13 is used to drive the cooling fan. In this case, the cooling fan in the unit that originally does not require cooling or sufficient with the minimum cooling is also driven. This control is executed under a fan control program 21g provided in the control device 20.
　このようにして冷却用のファンを駆動すれば前記電源ユニット１２に余分な負担を掛けることなく、該電源ユニット１２における発熱部である半導体スイッチング素子等のみならず、前記無停電電源装置１４の全体を効果的に冷却することが可能となる。しかも前記電源ユニット１２の冷却用のファンだけを高速に回転駆動する必要がなくなるので、ファンの高速回転に伴う騒音の発生を防止することも可能となる。特にこのような冷却用ファンの駆動形態は、前記太陽光発電装置４０や風力発電装置５０から前記バッテリユニット１３に電力供給している場合に有用である。 If the cooling fan is driven in this manner, the entire uninterruptible power supply 14 as well as the semiconductor switching elements and the like that are heat generating parts in the power supply unit 12 are provided without placing an extra burden on the power supply unit 12. Can be effectively cooled. In addition, since it is not necessary to rotate only the cooling fan of the power supply unit 12 at a high speed, it is possible to prevent the generation of noise due to the high-speed rotation of the fan. In particular, such a driving mode of the cooling fan is useful when power is supplied to the battery unit 13 from the solar power generation device 40 or the wind power generation device 50.
　また前述した図５に示した前記バッテリ１３ａに蓄電された直流電力を交流電圧に変換して前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）の給電ラインに出力する構成を採用した場合には、次のようにして前記電源ユニット１２の完全停電モードへの移行を防ぐことができる。即ち、前記無停電電源装置１４に対する入力電圧、換言すれば前記電源分配器２から出力される前記交流電力（ＡＣ４００Ｖ／ＡＣ２００Ｖ）の電圧が低下しても、その給電ラインから前記無停電電源装置１４の動作に必要な電力を或る程度確保できるような場合、前述したように前記バッテリ１３ａに蓄電された直流電力を交流電圧に変換して前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）の給電ラインに出力する。 In addition, when the configuration in which the DC power stored in the battery 13a shown in FIG. 5 is converted to an AC voltage and output to the AC power supply line (AC200V / AC400V) is adopted as follows. Thus, the power supply unit 12 can be prevented from shifting to the complete power failure mode. That is, even if the input voltage to the uninterruptible power supply 14, in other words, the voltage of the AC power (AC400V / AC200V) output from the power distributor 2 decreases, the uninterruptible power supply 14 from the power supply line. When it is possible to secure a certain amount of power necessary for the operation of the battery, as described above, the DC power stored in the battery 13a is converted into an AC voltage and output to the AC power supply line (AC200V / AC400V). .
　すると前記交流電力（ＡＣ４００Ｖ／ＡＣ２００Ｖ）の低下分を前記バッテリユニット１３から出力される電力にて補うことが可能となり、前記電源ユニット１２の完全停電モードへの移行を未然に防ぐことが可能となる。特に図４を参照して説明したように前記太陽光発電装置４０や風力発電装置５０から前記バッテリユニット１３に電力供給する構成を採用した場合、上述したバッテリユニット１３から前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）の給電ラインへの交流電力の出力制御が有効に作用する。尚、この制御は前述した停電制御プログラム２１ｄの下で実行される。 Then, it becomes possible to compensate for the decrease in the AC power (AC400V / AC200V) with the power output from the battery unit 13, and to prevent the power supply unit 12 from shifting to the complete power failure mode. . In particular, as described with reference to FIG. 4, when the configuration in which power is supplied from the solar power generation device 40 or the wind power generation device 50 to the battery unit 13, the AC power (AC200V / AC400V from the battery unit 13 described above) is adopted. The output control of AC power to the power supply line is effective. This control is executed under the power failure control program 21d described above.
　尚、上述した各制御に加えて、例えば前記平準化制御プログラム２１ｅの下で前記無停電電源装置１４での電力消費量を平準化することも可能である。具体的には前記サーバ４の電力消費量が一時的に増大したとき、その後の所定時間に亘って前述した前記バッテリユニット１３から前記サーバ４への給電を実行させる。そして前記バッテリユニット１３から前記サーバ４への給電時における前記電源ユニット１２での電力消費を低減する。この結果、消費電力量の計測が行われる単位時間当たりの前記電源ユニット１２における平均消費電力を低減することが可能となり、これによって前記無停電電源装置１４での電力消費量を平準化が達成できる。 In addition to the above-described controls, for example, the power consumption in the uninterruptible power supply 14 can be leveled under the leveling control program 21e. Specifically, when the power consumption of the server 4 temporarily increases, power is supplied from the battery unit 13 to the server 4 over a predetermined time thereafter. Then, power consumption in the power supply unit 12 during power feeding from the battery unit 13 to the server 4 is reduced. As a result, it is possible to reduce the average power consumption in the power supply unit 12 per unit time during which the power consumption is measured, thereby achieving leveling of the power consumption in the uninterruptible power supply 14. .
　また前述した構成によれば、前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）の停電に伴って前記電源ユニット１２が完全停電モードに移行した際、前記バッテリユニット１３からサーバ４に対して電力供給を行うことができる。そして上記停電時においても前記サーバ４の動作（運転）を継続させることができる。従って前記バッテリ劣化診断プログラム２１ｆの下で前記電源ユニット１２の出力を強制的に零［０］とし、或いは低下させる。そしてそのときの前記バッテリユニット１３における前記バッテリ１３ａの放電特性、具体的には時間経過に伴う前記バッテリ１３ａの充電電圧の変化を計測する。すると計測した前記バッテリ１３ａの放電特性から、該バッテリ１３ａの特性劣化の程度を診断することが可能となる。 Moreover, according to the structure mentioned above, when the said power supply unit 12 transfers to a complete power failure mode with the power failure of the said alternating current power (AC200V / AC400V), it can supply electric power to the server 4 from the said battery unit 13. FIG. it can. The operation (operation) of the server 4 can be continued even during the power failure. Therefore, the output of the power supply unit 12 is forcibly set to zero [0] or reduced under the battery deterioration diagnosis program 21f. And the discharge characteristic of the said battery 13a in the said battery unit 13 at that time, specifically, the change of the charging voltage of the said battery 13a with time progress are measured. Then, it becomes possible to diagnose the degree of characteristic deterioration of the battery 13a from the measured discharge characteristic of the battery 13a.
　従って上記構成の電源システム１０によれば、前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）を擬似的に停電させることなく、該電源システム１０を運用した状態のまま前記バッテリユニット１３が備えるバッテリ１３ａの劣化診断を実行することができる。特に複数の無停電電源装置１４を並列に備えて構成される電源システム１０によれば、各無停電電源装置１４毎に個別に前記バッテリ１３ａの劣化診断を実施することができる。従って本電源システム１０を運用する上で、前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）を擬似的に停電させる必要がないので、そのメンテナンスを容易に、且つ効率的に、しかも安全に実施することが可能となる等の効果が奏せられる。 Therefore, according to the power supply system 10 having the above-described configuration, the deterioration diagnosis of the battery 13a included in the battery unit 13 can be performed without operating the AC power (AC200V / AC400V) in a pseudo state without operating the power supply system 10. Can be executed. In particular, according to the power supply system 10 including a plurality of uninterruptible power supply devices 14 in parallel, the deterioration diagnosis of the battery 13a can be performed for each uninterruptible power supply device 14 individually. Therefore, in operating the power supply system 10, the AC power (AC200V / AC400V) does not need to be artificially interrupted, so that the maintenance can be performed easily, efficiently and safely. The effect of becoming.
　即ち、図１２に示した従来一般的な電源システムのような場合、前記無停電電源装置１のバッテリ１ａに不具合が生じたときや、或いは前記スイッチング電源５における前記ＡＣ／ＤＣ変換器５ａや前記ＤＣ／ＤＣ変換器５ｂ等に不具合が生じると停電状態に陥る。そして前記サーバ４に対する給電が途絶えると言うリスクがある。この点、上述したように並列に設けた複数の無停電電源装置１４が互いに電源として作用するように構成された電源システム１０によれば、前記無停電電源装置１４間で相互に様子を見ながらその出力を絞ることができる。また前記バッテリユニット１３からの給電ができない場合には速やかに前記電源ユニット１２からの給電を再開することが可能である。従って上述した従来の電源システムにおけるリスクを招来することなしに、本電源システム１０を信頼性良く運用することが可能となる。 That is, in the case of the conventional general power supply system shown in FIG. 12, when a failure occurs in the battery 1a of the uninterruptible power supply 1, or the AC / DC converter 5a in the switching power supply 5 and the If a problem occurs in the DC / DC converter 5b or the like, a power failure occurs. There is a risk that power supply to the server 4 is interrupted. In this regard, as described above, according to the power supply system 10 configured such that the plurality of uninterruptible power supply devices 14 provided in parallel act as a power source, the uninterruptible power supply devices 14 are mutually viewed. The output can be narrowed down. Further, when the power supply from the battery unit 13 cannot be performed, the power supply from the power supply unit 12 can be restarted promptly. Therefore, it is possible to operate the power supply system 10 with high reliability without incurring risks in the conventional power supply system described above.
　また前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）の停電時に次のような制御を行うことも有用である。即ち、前記無停電電源装置１４を複数台並列に備えている場合、停電時における前記各無停電電源装置１４におけるバッテリ１３ａの残留容量をそれぞれ求めて前記管理ユニット１５に集約する。そして各無停電電源装置１４のサーバ４に対する電力容量に余裕がある場合には、その余裕量に応じた重み付けの下で各無停電電源装置１４から前記交流電力（ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ４００Ｖ）の給電ラインに出力する電力量をそれぞれ調整する。具体的には前記バッテリ１３ａの残留容量に大きい方に大きな重み付けをする。このような重み付け制御を実行すれば、前記複数の無停電電源装置１４のそれぞれにおけるサーバ４に対して略均等に電力供給することが可能となる。従って停電時におけるシステム全体の効率的な運用を図ることが可能となる。 It is also useful to perform the following control at the time of power failure of the AC power (AC200V / AC400V). That is, when a plurality of the uninterruptible power supply devices 14 are provided in parallel, the remaining capacity of the battery 13a in each uninterruptible power supply 14 at the time of a power failure is obtained and collected in the management unit 15. If there is a margin in the power capacity of each uninterruptible power supply 14 for the server 4, the uninterruptible power supply 14 supplies the AC power (AC200V / AC400V) to the power supply line under a weighting according to the margin. Adjust the amount of power to be output. Specifically, a larger weight is given to the larger remaining capacity of the battery 13a. If such weighting control is executed, it becomes possible to supply power to the servers 4 in each of the plurality of uninterruptible power supply devices 14 substantially evenly. Therefore, efficient operation of the entire system during a power failure can be achieved.
　尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば上述した各制御については、必ずしもその全てを備える必要はなく、前記電源システム１０の全体的な構成とその規模に応じて適宜設けるようにすれば十分である。また前記バッテリユニット１３における前記バッテリ１３ａを、停電対策用と前記電源ユニット１２に対するバックアップ用とに分けて設けることも可能である。 Note that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, it is not always necessary to provide all of the controls described above, and it is sufficient to appropriately provide them according to the overall configuration and scale of the power supply system 10. Further, the battery 13a in the battery unit 13 can be provided separately for power failure countermeasures and backup for the power supply unit 12.
　更には前記電源ユニット１２の電力容量や前記バッテリユニット１３の蓄電容量についても、前記無停電電源装置１４に接続される複数のサーバ４の負荷電流等に応じて定めれば良いことは言うまでもない。また前記電源ユニット１２および前記バッテリユニット１３をそれぞれ構成するＡＣ／ＤＣ変換器やＤＣ／ＤＣ変換器についても、従来より提唱されている種々の方式のものを適宜採用可能である。更には負荷機器としても前述したサーバ４に特定されないことは言うまでもない。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Furthermore, it goes without saying that the power capacity of the power supply unit 12 and the storage capacity of the battery unit 13 may be determined according to the load currents of a plurality of servers 4 connected to the uninterruptible power supply 14. Various AC / DC converters and DC / DC converters that constitute the power supply unit 12 and the battery unit 13 can be appropriately employed as long as they are conventionally proposed. Further, it goes without saying that the server 4 is not specified as a load device. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.
　１　無停電電源装置（ＵＰＳ）
　２　電源分配器（ＰＵＤ）
　３　トランス
　４　サーバ（負荷機器）
　１０　電源システム
　１１　サーバラック
　１２　電源ニット
　１２ａ　ＡＣ／ＤＣ変換器
　１２ｂ　ＤＣ／ＤＣ変換器
　１３　バッテリユニット
　１３ａ　バッテリ（ＢＡＴ）
　１３ｂ,１３ｃ,１３ｄ,１３ｆ　ＤＣ／ＤＣ変換器
　１３ｅ　ＡＣ／ＤＣ変換器
　１３ｆ　ＤＣ／ＡＣ変換器
　１４　無停電電源装置
　１５　管理ユニット
　２０　制御装置
　２１　主制御部
　２２　電源ユニット制御部
　２３　バッテリユニット制御部
　２４　通信部
　２５　センシング手段
　４０　太陽光発電装置
　４１　ＤＣ／ＤＣ変換器
　５０　風力発電装置
　５１　ＡＣ／ＤＣ変換器
　５２　ＤＣ／ＤＣ変換器 1 Uninterruptible power supply (UPS)
2 Power distribution unit (PUD)
3 transformer 4 server (load equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply system 11 Server rack 12 Power supply unit 12a AC / DC converter 12b DC / DC converter 13 Battery unit 13a Battery (BAT)
13b, 13c, 13d, 13f DC / DC converter 13e AC / DC converter 13f DC / AC converter 14 Uninterruptible power supply 15 Management unit 20 Control device 21 Main control unit 22 Power supply unit control unit 23 Battery unit control unit 24 Communication unit 25 Sensing means 40 Solar power generation device 41 DC / DC converter 50 Wind power generation device 51 AC / DC converter 52 DC / DC converter

Claims (21)

  1. 　交流電力を入力して負荷機器に給電する直流出力電圧を生成する電源ユニットと、この電源ユニットに対して並列に設けられて該電源ユニットの動作時に直流電力を蓄電すると共に、蓄電した直流電力を放電させて前記直流出力電圧の生成に供するバッテリユニットとを具備した直流出力型の無停電電源装置を備え、
    　前記交流電力を供給する系統電源に電源分配器を介して前記無停電電源装置を接続して前記負荷機器に対する電源系を構築したことを特徴とする電源システム。     A power supply unit that inputs AC power and generates a DC output voltage that supplies power to the load device, and is provided in parallel with the power supply unit to store DC power during operation of the power supply unit. A DC output type uninterruptible power supply device comprising a battery unit that is discharged and used to generate the DC output voltage;
    A power supply system characterized in that the uninterruptible power supply is connected to a system power supply that supplies the AC power via a power distributor to construct a power supply system for the load device.
  2. 　前記系統電源は、４００Ｖ系または２００Ｖ系の高電圧交流電力を給電するものであって、前記負荷機器に給電する直流出力電圧は４８Ｖ以下の低電圧である請求項１に記載の電源システム。 The power supply system according to claim 1, wherein the system power supply is for supplying 400V or 200V high voltage AC power, and the DC output voltage for supplying power to the load device is a low voltage of 48V or less.
  3. 　前記電源ユニットは、交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換器と、このＡＣ／ＤＣ変換器の出力電圧を前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換器とを備え、
    　前記ＡＣ／ＤＣ変換器は、中性点クランプ方式の３レベル電力変換回路からなる請求項１に記載の電源システム。     The power supply unit includes an AC / DC converter that converts an AC voltage into a DC voltage, and a DC / DC converter that converts the output voltage of the AC / DC converter into the DC output voltage that supplies power to the load device. Prepared,
    The power supply system according to claim 1, wherein the AC / DC converter includes a neutral point clamp type three-level power conversion circuit.
  4. 　前記負荷機器は、低電圧の直流電源を駆動源として動作するものであって、
    　前記負荷機器の駆動源として用いられる前記無停電電源装置は、前記負荷機器に近接して配置されるものである請求項１に記載の電源システム。     The load device operates using a low-voltage DC power source as a drive source,
    The power supply system according to claim 1, wherein the uninterruptible power supply device used as a drive source for the load device is disposed in proximity to the load device.
  5. 　前記無停電電源装置と前記負荷機器との近接配置は、前記負荷機器を複数台収納するラックに前記無停電電源装置を該負荷機器と一体に収納して行われるものである請求項４に記載の電源システム。 The proximity arrangement of the uninterruptible power supply device and the load device is performed by housing the uninterruptible power supply device integrally with the load device in a rack that houses a plurality of the load devices. Power system.
  6. 　前記負荷機器は、マルチノードサーバを構築する複数台のサーバであって、
    　前記無停電電源装置は、複数台のサーバからなるサーバ群毎に前記ラックに複数台分散配置されるものである請求項５に記載の電源システム。     The load device is a plurality of servers constructing a multi-node server,
    The power supply system according to claim 5, wherein a plurality of the uninterruptible power supply devices are distributed in the rack for each server group including a plurality of servers.
  7. 　前記電源ユニットは、交流電圧を直流電圧に変換する第１のＡＣ／ＤＣ変換器と、この第１のＡＣ／ＤＣ変換器の出力電圧を前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧に変換する第１のＤＣ／ＤＣ変換器とを備え、
    　前記バッテリユニットは、直流電力を蓄電可能なバッテリと、前記第１のＡＣ／ＤＣ変換器の電圧出力端子または前記第２のＤＣ／ＤＣ変換器の電圧出力端子に接続されて前記バッテリを選択的に充放電する双方向ＤＣ／ＤＣ変換器とを備える請求項１に記載の電源システム。     The power supply unit converts a first AC / DC converter that converts an AC voltage into a DC voltage, and a first AC / DC converter that converts an output voltage of the first AC / DC converter into the DC output voltage that supplies power to the load device. 1 DC / DC converter,
    The battery unit is connected to a battery capable of storing DC power and a voltage output terminal of the first AC / DC converter or a voltage output terminal of the second DC / DC converter to selectively select the battery. The power supply system of Claim 1 provided with the bidirectional | two-way DC / DC converter which charges / discharges.
  8. 　前記電源ユニットは、交流電圧を直流電圧に変換する第１のＡＣ／ＤＣ変換器と、この第１のＡＣ／ＤＣ変換器の出力電圧を前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧に変換する第１のＤＣ／ＤＣ変換器とを備え、
    　前記バッテリユニットは、直流電力を蓄電可能なバッテリと、前記第１のＡＣ／ＤＣ変換器の出力電圧を電圧変換して前記バッテリを充電する第２のＤＣ／ＤＣ変換器と、前記バッテリに蓄電された直流電力を電圧変換して前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧を生成する第３のＤＣ／ＤＣ変換器とを備える請求項１に記載の電源システム。     The power supply unit converts a first AC / DC converter that converts an AC voltage into a DC voltage, and a first AC / DC converter that converts an output voltage of the first AC / DC converter into the DC output voltage that supplies power to the load device. 1 DC / DC converter,
    The battery unit includes a battery capable of storing DC power, a second DC / DC converter that charges the battery by converting the output voltage of the first AC / DC converter, and stores the battery in the battery. The power supply system according to claim 1, further comprising: a third DC / DC converter that generates a direct-current output voltage for converting the direct-current power that has been converted into a voltage and feeding the load device.
  9. 　前記電源ユニットは、交流電圧を直流電圧に変換する第１のＡＣ／ＤＣ変換器と、この第１のＡＣ／ＤＣ変換器の出力電圧を電圧変換して前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧を生成する第１のＤＣ／ＤＣ変換器とを備え、
    　前記バッテリユニットは、直流電力を蓄電可能なバッテリと、前記交流電圧を直流電圧に変換して前記バッテリを充電する第２のＡＣ／ＤＣ変換器と、前記バッテリに蓄電された直流電力を電圧変換して前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧を生成する第３のＤＣ／ＤＣ変換器または前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器の電圧入力端子に給電する直流電圧を生成する第４のＤＣ／ＤＣ変換器とを備える請求項１に記載の電源システム。     The power supply unit includes a first AC / DC converter that converts an AC voltage into a DC voltage, and the DC output voltage that converts the output voltage of the first AC / DC converter to supply power to the load device. A first DC / DC converter for generating
    The battery unit includes a battery capable of storing DC power, a second AC / DC converter that converts the AC voltage into a DC voltage to charge the battery, and voltage conversion of the DC power stored in the battery. The third DC / DC converter that generates the DC output voltage that supplies power to the load device or the fourth DC / that generates the DC voltage that supplies power to the voltage input terminal of the first DC / DC converter. The power supply system according to claim 1, further comprising a DC converter.
  10. 　前記バッテリは、前記電源ユニットの出力電力が定格出力電力に満たないとき、該定格出力電力と上記出力電力との差分以下の電力にて充電されるものである請求項７～９のいずれかに記載の電源システム。 10. The battery according to claim 7, wherein when the output power of the power supply unit is less than the rated output power, the battery is charged with power equal to or less than a difference between the rated output power and the output power. The described power supply system.
  11. 　前記バッテリユニットは、前記交流電力の給電が途切れたとき、または前記交流電力の給電量が不足したときに前記バッテリに蓄電した直流電力を放電して前記電源ユニットの出力電力を補うものである請求項７～９のいずれかに記載の電源システム。 The battery unit supplements the output power of the power supply unit by discharging the DC power stored in the battery when the AC power supply is interrupted or when the AC power supply amount is insufficient. Item 10. The power supply system according to any one of Items 7 to 9.
  12. 　前記バッテリユニットは、前記電源ユニットと同時に動作して、前記電源ユニットに対する要求電力量と該電源ユニットの効率が最大となる出力電力との差分に相当する電力を充放電して前記電源ユニットの効率を最大化するものである請求項７～９のいずれかに記載の電源システム。 The battery unit operates simultaneously with the power supply unit, and charges and discharges power corresponding to the difference between the amount of power required for the power supply unit and the output power at which the efficiency of the power supply unit is maximized, thereby improving the efficiency of the power supply unit. 10. The power supply system according to claim 7, wherein the power supply system is maximized.
  13. 　前記バッテリユニットは、前記電源ユニットに対する要求電力量が一時的に該電源ユニットの定格出力電力を超えたとき、前記バッテリに蓄電した直流電力を電圧変換して前記負荷機器に給電する前記直流出力電圧を生成して前記電源ユニットの出力電力を補うものである請求項７～９のいずれかに記載の電源システム。 The battery unit is configured to convert the DC power stored in the battery into a voltage and supply the load device with the DC output voltage when a required power amount for the power supply unit temporarily exceeds a rated output power of the power supply unit. The power supply system according to any one of claims 7 to 9, wherein the output power of the power supply unit is supplemented by generating
  14. 　請求項５に記載の電源システムにおいて、更に前記複数のサーバ群を管理する管理サーバを備え、
    　該管理サーバは、前記電源ユニットの１つが過負荷となったとき、当該電源ユニットを含む無停電電源装置が給電する前記サーバ群に対する負荷の一部を、他の無停電電源装置が給電するサーバ群に振り分ける負荷分散機能を備えることを特徴とする電源システム。     The power supply system according to claim 5, further comprising a management server that manages the plurality of server groups,
    The management server is a server in which another uninterruptible power supply supplies a part of the load to the server group supplied by the uninterruptible power supply including the power supply unit when one of the power supply units is overloaded. A power supply system comprising a load distribution function for distributing to groups.
  15. 　前記サーバ群に対する負荷の振り分けは、過負荷となった電源ユニットに対して並列に設けられた前記バッテリユニットからの電力供給が終了する前に実行されるものである請求項１４に記載の電源システム。 The power supply system according to claim 14, wherein the load distribution to the server group is executed before power supply from the battery unit provided in parallel with the overloaded power supply unit is completed. .
  16. 　請求項７～９のいずれかに記載の電源システムにおいて、
    　前記バッテリユニットは、更に太陽光発電装置または風力発電装置から得られる電力を電圧変換して前記バッテリに蓄電する変換器を備えることを特徴とする電源システム。     The power supply system according to any one of claims 7 to 9,
    The battery unit further includes a converter that converts electric power obtained from a solar power generation device or a wind power generation device into a voltage and stores it in the battery.
  17. 　請求項７～９のいずれかに記載の電源システムにおいて、
    　前記バッテリユニットは、更に前記バッテリに蓄電された直流電力を交流電力に変換して前記無停電電源装置の交流電力入力端子側に出力して前記系統電源から給電される交流電力量の低下を補償するＤＣ／ＡＣ変換器を備えることを特徴とする電源システム。     The power supply system according to any one of claims 7 to 9,
    The battery unit further converts the DC power stored in the battery into AC power, outputs the AC power to the AC power input terminal side of the uninterruptible power supply, and compensates for a decrease in the amount of AC power fed from the system power supply. A power supply system comprising a DC / AC converter.
  18. 　前記管理サーバは、前記複数の無停電電源装置における各バッテリユニットにそれぞれ蓄電された電力容量に応じて前記各バッテリユニットからの放電量に重み付けして前記各バッテリユニットから前記無停電電源装置の交流電力入力端子側に出力する電力量をそれぞれ制御する放電制御手段を備える請求項１４に記載の電源システム。 The management server weights the amount of discharge from each battery unit according to the power capacity stored in each battery unit in the plurality of uninterruptible power supply devices, and exchanges the uninterruptible power supply from each battery unit. The power supply system of Claim 14 provided with the discharge control means which controls the electric energy output to the electric power input terminal side, respectively.
  19. 　前記管理サーバは、前記電源ユニットの出力電力が増大したとき、またはその周囲温度が上昇したとき、該電源ユニットに設けられた冷却用のファンと共に前記バッテリユニットに設けられた冷却用のファンを駆動するファン制御手段を備える請求項１４に記載の電源システム。 The management server drives the cooling fan provided in the battery unit together with the cooling fan provided in the power supply unit when the output power of the power supply unit increases or the ambient temperature rises. The power supply system according to claim 14, further comprising a fan control means.
  20. 　前記無停電電源装置は、前記一時的に前記負荷機器の電力消費が増大したとき、前記バッテリユニットから前記負荷機器への給電を実行させて該無停電電源装置での電力消費量を平準化する平準化機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。 When the power consumption of the load device temporarily increases, the uninterruptible power supply device performs power feeding from the battery unit to the load device to level the power consumption in the uninterruptible power supply device The power supply system according to claim 1, further comprising a leveling function.
  21. 　前記無停電電源装置は、前記電源ユニットの出力を零にして、または低下させて前記バッテリユニットから前記負荷機器への給電を実行させ、そのときの前記バッテリの放電特性から該バッテリの劣化診断を行う自己診断機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。 The uninterruptible power supply makes the output of the power supply unit zero or lowers and executes power feeding from the battery unit to the load device, and performs a deterioration diagnosis of the battery from the discharge characteristics of the battery at that time. The power supply system according to claim 1, further comprising a self-diagnosis function to perform.
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