JP2018011487A - Uninterruptible power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ピークシフトを実現させる無停電電源システムに関するものである。 Embodiments of the present invention relate to an uninterruptible power supply system that realizes a peak shift.
無停電電源装置（以下、ＵＰＳと呼ぶ）には、ＵＰＳ給電を受ける負荷が接続されると共に、ＵＰＳ電源として蓄電池が接続されている。ＵＰＳは、通常運用時には系統側から入力した電力を負荷へと出力するが、系統停電や電圧変動など予測不能な電源トラブルが発生すると、蓄電池から放電した電力を負荷に供給する。このようなＵＰＳによれば、電源トラブルが発生しても、負荷に対して同一規格の電力を所定の時間だけ、与え続けることができる。 An uninterruptible power supply (hereinafter referred to as UPS) is connected to a load that receives UPS power supply and a storage battery as a UPS power supply. The UPS outputs power input from the system side to the load during normal operation. However, when an unpredictable power supply trouble such as system power failure or voltage fluctuation occurs, the UPS supplies power discharged from the storage battery to the load. According to such a UPS, even if a power supply trouble occurs, it is possible to continue to supply power of the same standard to the load for a predetermined time.
近年、情報インフラの重要性の高まりに応じて、停電を回避したい負荷は増大する傾向にある。そのため、ＵＰＳは高い需要を得ている。ＵＰＳの普及に伴い、ＵＰＳの保守点検や負荷の増設なども頻繁に行われることになるが、このとき、系統電源からの給電に頼るのではなく、ＵＰＳ給電を継続して実施することが望まれている。そこで従来から、無停電電源システムが提案されている。 In recent years, as the importance of information infrastructure increases, the load to avoid power outages tends to increase. For this reason, UPS is gaining high demand. With the widespread use of UPS, UPS maintenance and inspections and load additions are frequently performed. At this time, it is hoped that UPS power supply will be continued instead of relying on power supply from the system power supply. It is rare. Therefore, conventionally, an uninterruptible power supply system has been proposed.
無停電電源システムとは、負荷に給電を行う複数の常用機（以下、常用ＵＰＳと呼ぶ）に加えて、常用ＵＰＳを共通してバックアップする共通予備機（以下、予備ＵＰＳと呼ぶ）を備えたものである。このシステムでは、常用ＵＰＳの出力を予備ＵＰＳの出力へと無瞬断で切り換えることで、常用ＵＰＳの保守点検時や負荷の増設時であっても、予備ＵＰＳによる負荷へのＵＰＳ給電が可能である。 The uninterruptible power supply system is equipped with a common spare unit (hereinafter referred to as a spare UPS) that backs up the common UPS in addition to a plurality of regular units (hereinafter referred to as a regular UPS) for supplying power to the load. Is. In this system, by switching the output of the normal UPS to the output of the standby UPS without interruption, it is possible to supply UPS power to the load using the standby UPS even during maintenance inspection of the normal UPS or when adding a load. is there.
また、無停電電源システムでは、過電流の発生などにより保護機能が動作して常用ＵＰＳが給電停止になった場合でも、無瞬断で常用ＵＰＳの出力から予備ＵＰＳの出力に切り換えることができる。したがって、無停電電源システムでは、負荷に対してより安定したＵＰＳ給電を実施することが可能であり、信頼性の向上に寄与することができる。 Further, in the uninterruptible power supply system, even when the protection function is activated due to the occurrence of an overcurrent and the power supply of the normal UPS is stopped, it is possible to switch from the output of the normal UPS to the output of the standby UPS without interruption. Therefore, in the uninterruptible power supply system, it is possible to perform more stable UPS power supply with respect to the load, which can contribute to improvement of reliability.
ＵＰＳでは、接続している蓄電池を利用してピークシフトを実現させることが考えられている。特に、無停電電源システムでは、予備ＵＰＳを有している分だけ余剰容量が大きい。そこで、無停電電源システムにおいて、ピークシフトを適切に実現させることが課題となっている。 In UPS, it is considered to realize a peak shift using a connected storage battery. In particular, in the uninterruptible power supply system, the surplus capacity is large by the amount of having the spare UPS. Therefore, in the uninterruptible power supply system, it is an issue to appropriately realize the peak shift.
本実施形態は、上記の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、ピークシフトを効率良く実現させることができ、経済性および信頼性の向上を図った無停電電源システムを提供することにある。 The present embodiment has been proposed to solve the above-described problems, and the purpose of the present embodiment is to provide an uninterruptible power supply system capable of efficiently realizing peak shift and improving economy and reliability. It is to provide.
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る無停電電源システムは、次の構成要素（１）〜（５）を備えている。
（１）交流から直流に変換する整流器と直流から交流に変換するインバータとが設けられた無停電電源装置を備える。
（２）前記無停電電源装置は、負荷に給電を行う複数台の常用機と、前記常用機を共通してバックアップする共通予備機と、を含む。
（３）前記常用機には常用蓄電池を接続する。
（４）前記共通予備機には予備蓄電池を接続する。
（４）電力需要が多いと予め設定された時間帯には前記予備蓄電池を放電して系統側に電力回生を行い、電力需要が少ないと予め設定された時間帯には前記予備蓄電池の充電を行う前記共通予備機用の運転制御部を備える。
In order to achieve the above object, an uninterruptible power supply system according to an embodiment of the present invention includes the following components (1) to (5).
(1) An uninterruptible power supply device provided with a rectifier that converts AC to DC and an inverter that converts DC to AC.
(2) The uninterruptible power supply includes a plurality of regular machines that supply power to a load and a common spare machine that backs up the regular machines in common.
(3) A regular storage battery is connected to the regular machine.
(4) A spare storage battery is connected to the common spare machine.
(4) When the power demand is large, the spare storage battery is discharged in a preset time zone and power regeneration is performed on the grid side. When the power demand is low, the reserve storage battery is charged in the preset time zone. An operation control unit for the common spare machine to perform is provided.
（１）第１の実施形態
（構成）
［概要］
以下、本発明の第１の実施形態の構成について、図１〜図６を用いて具体的に説明する。図１は第１の実施形態のブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る無停電電源システム１には、複数台（図では２台）の常用ＵＰＳ１２、１３と、これらを共通してバックアップする１台の予備ＵＰＳ１１とが、系統電源１０に対して並列に接続されている。
(1) First embodiment (configuration)
[Overview]
Hereinafter, the configuration of the first embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the uninterruptible
常用ＵＰＳ１２、１３にはそれぞれ負荷２２、２３が接続されている。負荷２２、２３としては停電を許容しないサーバーなどが代表的であるが、これに限らず交流電力が供給される負荷であればよい。負荷２２、２３は消費電力が異なっており、負荷２２の方が大きい。ＵＰＳ１１〜１３にはそれぞれ、例えばリチウムイオン蓄電池などの蓄電池１１ａ〜１３ａが接続されている。すなわち、予備ＵＰＳ１１には予備蓄電池１１ａが接続され、常用ＵＰＳ１２、１３には常用蓄電池１２ａ、１３ａが接続されている。
通常運転時では、常用ＵＰＳ１２、１３は、系統電源１０から交流電力の入力を受けて負荷２２、２３への電力供給を行う。常用ＵＰＳ１２、１３は系統電源１０からの受電が途切れると、常用蓄電池１２ａ、１３ａを放電させて負荷２２、２３へ給電する。予備ＵＰＳ１１は、常用ＵＰＳ１２、１３が通常運転を行っている間は待機状態にあり、系統電源１０からの受電も負荷２２、２３への給電もなく、入出力される電力は０である。
During normal operation, the service UPSs 12 and 13 receive AC power input from the
［ＵＰＳ］
ＵＰＳ１１〜１３にはいずれも、整流器３及びインバータ４が設けられている。整流器３は、系統電源１０から入力される交流電力を直流電力に変換する。インバータ４は、整流器３が変換した直流電力を交流電力に変換する。また、予備ＵＰＳ１１には無瞬断切換器１４が設けられ、常用ＵＰＳ１２、１３には無瞬断切換器２４が設けられている。これら無瞬断切換器１４、２４は、予備ＵＰＳ１１の出力及び常用ＵＰＳ１２、１３の出力を無瞬断で切り換える。
[UPS]
In each of the UPSs 11 to 13, a
無瞬断切換器２４が常用ＵＰＳ１２、１３の出力から予備ＵＰＳ１１の出力に無瞬断で切り換えると、予備ＵＰＳ１１は予備蓄電池１１ａを放電させて交流電力を負荷２２、２３へ与える。このような無停電電源システム１では、常用ＵＰＳ１２、１３が負荷２２、２３への給電を停止したとしても、常用ＵＰＳ１２、１３から予備ＵＰＳ１１に切り換えて負荷２２へのＵＰＳ給電を継続する。
When the
［システムコントローラ］
予備ＵＰＳ１１および常用ＵＰＳ１２、１３にはそれぞれ、システムコントローラ７１、７２、７３が設置されている。これらシステムコントローラ７１〜７３にはそれぞれ、運転制御部６１〜６３が設けられている。運転制御部６１は予備ＵＰＳ１１用、運転制御部６２、６３は常用ＵＰＳ１２、１３用である。
[System controller]
運転制御部６１〜６３は、ＵＰＳ１１〜１３の各整流器３に対して、通常運転信号を送信する。また、予備ＵＰＳ１１用の運転制御部６１は、予備ＵＰＳ１１に対してピークシフト信号を送信する。ピークシフト信号としては、予備蓄電池１１ａを放電させるための蓄電池放電信号と、予備蓄電池１１ａを充電させるための蓄電池急速充電信号がある。
The
運転制御部６１における通常運転信号及びピークシフト信号の送信タイミングは、ピークシフトの時間帯と通常運転の時間帯に分けたスケジュールに沿って、予め設定されている。ピークシフトを実現する時間帯としては、朝や昼などの電力需要が多いと予め設定された時間帯と、真夜中などの電力需要が少ないと予め設定され時間帯とがある。ピークシフトの時間帯以外の時間帯が通常運転の時間帯となる。ここで予め設定されたピークシフト時間帯と通常運転の時間帯は、事前に予測された電力需要に基づいて定めても良い。その場合には、電力需要を予測したい日の前日等に、天気予報・季節・曜日を考慮して過去の電力需要トレンドに基づいて翌日の電力需要を予測する。運転制御部６１は、予測した電力需要に基づき、電力需要が多い場合にはピークシフト信号として蓄電池放電信号を出力し、電力需要が少ない場合にはピークシフト信号として蓄電池急速充電信号を出力する。
The transmission timing of the normal operation signal and the peak shift signal in the
運転制御部６１は、電力需要が多いと予め設定された時間帯に蓄電池放電信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送信して、予備蓄電池１１ａを放電させ、予備蓄電池１１ａの放電電力を系統電源１０側に回生させる。また、運転制御部６１は、電力需要が少ないと予め設定された時間帯に予備蓄電池１１ａの急速充電信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送信して、系統電源１０側からの入力電力により予備蓄電池１１ａを急速充電させる。ここでいう急速充電とは、通常運転時に実施する蓄電池１１ａ〜１３ａの充電に比べて急速に充電を行うことを意味しており、具体的な充電速度を示すものではない。
When the power demand is high, the
運転制御部６１には設定部６１ａが設けられている。設定部６１ａは、予備蓄電池１１ａの放電による系統側への回生電力が、負荷２２、２３の消費電力の総和を上回らないように回生電力の上限値を設定する。
The
さらに、予備ＵＰＳ１１用のシステムコントローラ７１には、放電可能量演算部５１、時間演算部８１および停止制御部９１が設置されている。このうち、放電可能量演算部５１は、負荷２２、２３の容量と常用ＵＰＳ１２、１３の運転台数を取り込み、予備蓄電池１１ａの放電量を割り出す。そして放電可能量演算部５１は、ある時点での予備蓄電池１１ａの放電量を、満充電した予備蓄電池１１ａの蓄電容量から差し引くことで、その時点での予備蓄電池１１ａの蓄電残量である放電可能量を求める。
Further, the
時間演算部８１は、予備蓄電池１１ａから容量及び電流量を取り込み、予備蓄電池１１ａの残り放電可能時間を求める。停止制御部９１は、時間演算部８１の求めた残り放電可能時間が予め設定された時間を下回ると、残量閾値信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送信して予備蓄電池１１ａの放電を停止させる。
The
停止制御部９１にて設定される時間とは、放電可能量演算部５１にて求めた予備蓄電池１１ａの放電可能量が、消費電力の大きい方の負荷２２に対して停電補償可能な限界値（以下、負荷２２の停電補償量と呼ぶ）に達するまでの時間とする。この時間を予備蓄電池１１ａの放電限界時間とする。
The time set by the
予備蓄電池１１ａが放電するにつれて予備蓄電池１１ａの放電可能量は少なくなっていき、予備蓄電池１１ａの放電限界時間も残り少なくなっていく。そして、時間演算部８１の求めた残り放電可能時間が予備蓄電池１１ａの放電限界時間を下回ると、停止制御部９１は、残量閾値信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送り予備蓄電池１１ａの放電を停止させる。残量閾値信号を受けた整流器３は、系統電源１０からの入力制限を解除して元のレベルに復帰させる。これにより、予備ＵＰＳ１１は通常運転に戻ることになる。
As the
（作用）
［通常運転］
図２は、ＵＰＳ１１〜１３が通常運転を行っている状態を示している。この状態を通常運転モードと呼ぶ。各ＵＰＳ１１〜１３のシステムコントローラ７１〜７３において、予め設定された通常運転の時間帯には運転制御部６１〜６３がＵＰＳ１１〜１３の整流器３へ通常運転信号を送信する。
(Function)
[Normal operation]
FIG. 2 shows a state in which the
通常運転時の常用ＵＰＳ１２、１３はそれぞれ、系統電源１０から交流電力Ｐｉｎ１、Ｐｉｎ２を整流器３が入力し、インバータ４が負荷２２、２３に対して交流電力Ｐｏｕｔ１、Ｐｏｕｔ２を出力する。通常運転信号を受けた予備ＵＰＳ１１は、常用ＵＰＳ１２、１３が系統電源１０から交流電力Ｐｉｎ１、Ｐｉｎ２を入力している間は待機状態を維持する。
The
系統停電などが発生して、系統電源１０から入力電力が無くなると、常用ＵＰＳ１２、１３は、常用蓄電池１２ａ、１３ａを放電させる。これにより、常用ＵＰＳ１２、１３は負荷２２、２３に交流電力Ｐｏｕｔ１、Ｐｏｕｔ２を所定時間だけ給電する。系統電源１０が復電すると、常用ＵＰＳ１２、１３は通常運転に戻る。常用ＵＰＳ１２、１３は、通常運転時に、整流器３にて交流電力から変換した直流電力を、負荷２２、２３だけではなく、常用蓄電池１２ａ、１３ａにも送る。これにより、放電で低下した常用蓄電池１２ａ、１３ａの蓄電量を、元の値まで戻すことができる。
When a system power failure or the like occurs and the input power is lost from the
保守点検や故障などにより常用ＵＰＳ１２または１３が停止した場合、予備ＵＰＳ１１および常用ＵＰＳ１２または１３の無瞬断切換器１４、２４が動作して、常用ＵＰＳ１２または１３の出力から予備ＵＰＳ１１の出力へと無瞬断で切り換わる。予備ＵＰＳ１１は、系統電源１０から入力された交流電力を、整流器３及びインバータ４を通して負荷２２または２３に交流電力を供給する。
When the
系統停電などが発生して、系統電源１０から入力電力が無くなると、予備ＵＰＳ１１は、予備蓄電池１１ａを放電させる。これにより、予備ＵＰＳ１１は負荷２２又は２３に交流電力を所定時間だけ給電する。系統電源１０が復電すると、予備ＵＰＳ１１は通常運転に戻る。このように、常用ＵＰＳ１２または１３に代わって予備ＵＰＳ１１が負荷２２または２３に対するＵＰＳ給電を継続することができる。
When a system power failure occurs and the input power is lost from the
常用ＵＰＳ１２又は１３の保守点検などが完了すると、無瞬断切換器２４が再度動作して、予備ＵＰＳ１１の出力から常用ＵＰＳ１２、１３の出力へ無瞬断で切り換わり、常用ＵＰＳ１２、１３は通常運転に戻る。予備ＵＰＳ１１は待機状態に戻るが、整流器３にて交流電力から変換した直流電力を予備蓄電池１１ａへと送る。これにより、放電で低下した予備蓄電池１１ａの蓄電量を元の値まで戻すことができる。
When the maintenance inspection or the like of the
［ピークシフト］
予め設定されたスケジュールに従いピークシフトの時間帯になると、予備ＵＰＳ１１用のシステムコントローラ７１では、運転制御部６１が予備ＵＰＳ１１の整流器３にピークシフト信号を送信する。
[Peak shift]
In the peak shift time zone according to a preset schedule, in the
図３に示すように、電力需要が多いと予め設定された時間帯には、運転制御部６１がピークシフト信号として蓄電池放電信号を整流器３に送信する。そのため、予備蓄電池１１ａが放電し、予備ＵＰＳ１１は、予備蓄電池１１ａが放電した交流電力Ｐｒｅｖ３を系統電源１０側に回生する。この状態を予備機回生モードと呼ぶ。
As shown in FIG. 3, when there is much power demand, the
［予備機回生モード］
交流電力Ｐｒｅｖ３を系統電源１０側へ回生したことで、系統電源１０からの入力電力は減少する。そのため、常用ＵＰＳ１２、１３は、系統電源１０から交流電力Ｐｉｎ１＋Ｐｉｎ２の値からＰｒｅｖ３を差し引いた分だけ入力することになる。
[Spare machine regeneration mode]
By regenerating the AC power Prev3 to the
つまり、本実施形態では、交流電力Ｐｒｅｖ３を回生した分だけ、系統電源１０からの購入電力を減少させている。ただし、実際には予備蓄電池１１ａから交流電力Ｐｒｅｖを入力しているので、常用ＵＰＳ１２、１３は、交流電力Ｐｉｎ１、Ｐｉｎ２を入力していることになる。したがって、常用ＵＰＳ１２、１３のインバータ４は負荷２２、２３に対して交流電力Ｐｏｕｔ１、Ｐｏｕｔ２を出力することができる。
That is, in this embodiment, the purchased power from the
図６を用いて予備機回生モードにおける入力電力の変化について説明する。図６では回生モードとして２通りのパターンを説明する。ここでは、負荷２２の消費電力は定格の２／３と仮定する。このため、負荷２２の停電補償量は予備蓄電池１１ａの蓄電池容量の２／３すなわち６６％とする。また、負荷２３の消費電力は定格の１／３と仮定する。
A change in input power in the spare machine regeneration mode will be described with reference to FIG. FIG. 6 illustrates two patterns as the regeneration mode. Here, the power consumption of the
図６において、実線で示したパターンでは、予備ＵＰＳ１１の整流器３が運転制御部６１から放電信号を受信して予備蓄電池１１ａが放電するとき、予備ＵＰＳ１１は、定格の１００％の電力で系統電源１０側に回生する。そのため、予備ＵＰＳ１１の入力電力は「０」から「定格×（−１）」となり、無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×１」から「０」に減る。
In the pattern shown by the solid line in FIG. 6, when the
予備蓄電池１１ａの放電は、予備蓄電池１１ａの放電可能量が負荷２２の停電補償量に達するまで、つまり予備蓄電池１１ａの蓄電池容量が６６％になるまで続き、この間、予備ＵＰＳ１１の入力電力は「定格×（−１）」を維持し、無停電電源システム１全体の入力電力は「０」を維持する。
The discharge of the
また、図６での点線のパターンでは、予備機回生モードにおけるピークシフトを継続したい期間を予め設定しておき、その設定期間と、負荷２２の停電補償量とをもとにして、当該設定期間中に平均何ｋＷで予備蓄電池１１ａが放電できるかを逆算しておく。例えば、図６では定格の１／３の放電量で予備蓄電池１１ａが放電できるとする。
In the dotted line pattern in FIG. 6, a period in which the peak shift is to be continued in the standby machine regeneration mode is set in advance, and the set period is determined based on the set period and the power outage compensation amount of the
これを前提として、予備ＵＰＳ１１の整流器３が運転制御部６１から放電信号を受信すると、予備蓄電池１１ａは、逆算した平均的な大きさの放電量で設定期間を通して一定放電する。このような点線のパターンでは、予備機回生モードの期間中、予備ＵＰＳ１１の入力電力は「定格×（−１／６）」となり、無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×５／６」となっている。
On the premise of this, when the
［予備機回生モードの終了］
図４では、予備機回生モードが終了した状態を示している。ピークシフト時のシステムコントローラ７１では、放電可能量演算部５１が予備蓄電池１１ａの放電可能量を求めており、時間演算部８１が予備蓄電池１１ａの残り放電可能時間を求めている。
[Exiting spare machine regeneration mode]
FIG. 4 shows a state in which the spare machine regeneration mode is finished. In the
時間演算部８１の求めた残り放電可能時間が、予備蓄電池１１ａの放電限界時間（＝予備蓄電池１１ａの放電可能量が負荷２２の停電補償量に減るまでの時間）を下回ると、停止制御部９１は、残量閾値信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送信して予備蓄電池１１ａの放電を停止させる。このため、予備ＵＰＳ１１は通常運転に戻って待機状態となる。
When the remaining dischargeable time obtained by the
ここで、予備機回生モードの終了時について図６を用いて説明すると、図６での実線のパターンでは、予備蓄電池１１ａの蓄電池容量が６６％になった時点で、時間演算部８１の求めた残り放電可能時間が、予備蓄電池１１ａの放電限界時間を下回ることになる。このとき、停止制御部９１は残量閾値信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送って予備蓄電池１１ａの放電を停止させて電力回生を終了させる。
Here, the end of the spare machine regeneration mode will be described with reference to FIG. 6. In the solid line pattern in FIG. 6, the
また、図６での点線のパターンでは、設定期間が終了する時点で、負荷２２の停電補償量まで予備蓄電池１１ａの蓄電残量が減ったことになる（つまり予備蓄電池１１ａの蓄電池容量が６６％まで減ったことになる）。すなわち、時間演算部８１の求めた残り放電可能時間が、予備蓄電池１１ａの放電限界時間を下回ったことになり、停止制御部９１は残量閾値信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送って予備蓄電池１１ａの放電を停止させて電力回生を終了させる。
Further, in the dotted line pattern in FIG. 6, at the time when the setting period ends, the remaining amount of power stored in the
［予備蓄電池急速充電モード］
図５では、運転制御部６１がピークシフト信号として予備蓄電池１１ａの急速充電信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送信して、予備蓄電池１１ａの急速充電を行う状態を示している。この状態を予備蓄電池急速充電モードと呼ぶ。このときのピークシフトの時間帯は、電力需要が少ないと予め設定された時間帯であって、予備ＵＰＳ１１は、系統電源１０から交流電力Ｐｃｈ３を入力して、予備蓄電池１１ａを充電する。
[Spare battery quick charge mode]
FIG. 5 shows a state in which the
また、常用ＵＰＳ１２、１３は系統電源１０から交流電力Ｐｉｎ１、Ｐｉｎ２を入力する。つまり、系統電源１０から無停電電源システム１への入力電力は合計して、「Ｐｉｎ１＋Ｐｉｎ２＋Ｐｃｈ３」となる。常用ＵＰＳ１２、１３では、インバータ４が交流電力Ｐｏｕｔ１、Ｐｏｕｔ２を各負荷２２、２３に出力する。
In addition, the
図６を用いて予備蓄電池急速充電モードにおける入力電力の変化について説明する。急速充電モードも、２通りのパターンを説明する。図６において、実線で示したパターンでは、予備ＵＰＳ１１の整流器３が運転制御部６１から急速充電信号を受信すると、定格の１００％の電力で予備蓄電池１１ａを急速充電する。
Changes in input power in the reserve battery quick charge mode will be described with reference to FIG. The quick charge mode also describes two patterns. In the pattern shown by the solid line in FIG. 6, when the
そのため、予備ＵＰＳ１１の入力電力は「０」から「定格」となり、無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×２」となる。そして、予備蓄電池１１ａが満充電になったら、すなわち予備蓄電池１１ａの蓄電池容量が６６％から１００％に戻ったら、予備蓄電池１１ａの急速充電を停止する。
Therefore, the input power of the
また、図６での点線のパターンでは、急速充電モードにおけるピークシフトを継続したい期間を予め設定し、その設定期間と、予備蓄電池１１ａへの充電量とをもとにして、当該設定期間中に平均何ｋＷで充電するかを逆算する。そして、予備ＵＰＳ１１の整流器３が運転制御部６１から急速充電信号を受信すると、平均的な大きさの充電量で、ここでは「定格×１／６」の充電量で、設定期間を通して予備蓄電池１１ａを一定充電する。そのため、無停電電源システム１全体の入力電力は、急速充電モードの期間中、「定格の７／６」となっている。
In the dotted line pattern in FIG. 6, a period in which the peak shift in the quick charge mode is to be continued is set in advance, and based on the set period and the amount of charge to the
（効果）
以上のような第１の実施形態では、予備ＵＰＳ１１の運転制御部６１は、電力需要が多いと予め設定された時間帯には予備蓄電池１１ａを放電して系統電源１０側に電力回生を行い、電力需要ピーク時の見かけ上の購入電力を減少させることができる。一方、電力需要が少ないと予め設定された時間帯には安価な電力を多く購入することで、経済的に予備蓄電池１１ａを充電させることができる。
(effect)
In the first embodiment as described above, the
したがって、予備ＵＰＳ１１の予備蓄電池１１ａを充放電させてピークシフトを実現させることができ、無停電電源システムの持つ大きな余剰容量を効率良く利用することができる。また、第１の実施形態では、常用ＵＰＳ１２、１３側はピークシフトに関与することは無いので、常用ＵＰＳ１２、１３の余剰容量は全く低減することはない。したがって、第１の実施形態は、ピークシフトによる経済性の向上を図りつつ、優れた保守性および拡張性を維持することができる。
Therefore, the
さらに、第１の実施形態において、時間演算部８１が予備蓄電池１１ａの残り放電可能時間を求めており、残り放電可能時間が予備蓄電池１１ａの放電限界時間を下回ると、負荷２２の停電補償量まで予備蓄電池１１ａの放電可能量が減ったことになり、その時点で停止制御部９１が予備蓄電池１１ａの放電を即座に停止させる。
Furthermore, in the first embodiment, the
したがって、ピークシフトの実施時であっても予備蓄電池１１ａは負荷２２の停電補償量を確保することができ、予備蓄電池１１ａを用いて負荷２２、２３への給電を確実に行うことができる。その結果、ピークシフトによる経済性を最大限に引き出すことができると同時に、予備ＵＰＳ１１の信頼性も高いレベルで維持することが可能である。
Therefore, even when the peak shift is performed, the
また、運転制御部６１の設定部６１ａにて、予備蓄電池１１ａの放電による系統電源１０側への回生電力の上限値を設定するので、回生電力量すなわち予備蓄電池１１ａの放電量が、負荷２２、２３の消費電力の総和を上回ることはない。したがって、回生電力によって逆潮流が起きる心配が無く、電力品質の低下を招くおそれがない。
Further, since the
また、仮に、常用ＵＰＳ１２、１３からの給電を受ける系統とは別に、系統から直接電力が供給される負荷が存在した場合には、予備蓄電池１１ａの放電量が、負荷２２、２３の消費電力の総和を上回らないので、常用蓄電池１２ａ、１３ａからの回生電力を直接給電の負荷に対して回すことが可能である。したがって、ピークシフトの効果をより高めることができる。
In addition, if there is a load that is directly supplied with power from the system separately from the system that receives power from the
さらに、第１の実施形態では、運転制御部６１〜６３がピークシフト信号および通常運転信号をＵＰＳ１１〜１３に送信するので、通常運転とピークシフトの両方を、同一の制御部にて制御可能である。したがって、スケジュールに沿った運転切り換えをスムーズに実施することができる。
Further, in the first embodiment, since the
（２）第２の実施形態
（構成）
第２の実施形態では、予備ＵＰＳ１１に接続された予備蓄電池１１ａだけではなく、常用ＵＰＳ１２、１３に接続された常用蓄電池１２ａ、１３ａもピークシフトに用いている。なお、第１の実施形態と同一の構成要素に関しては同一符号を付して説明は省略する。
(2) Second embodiment (configuration)
In the second embodiment, not only the
図７は第２の実施形態のブロック図である。図７に示すように、第２の実施形態に係る無停電電源システム２０では、システムコントローラ７２、７３に設置された運転制御部６２、６３は、常用ＵＰＳ１２、１３の整流器３に対してピークシフト信号を送信する。運転制御部６２、６３における通常運転信号及びピークシフト信号の送信タイミングは、運転制御部６１におけるそれと同様である。
FIG. 7 is a block diagram of the second embodiment. As shown in FIG. 7, in the uninterruptible
すなわち、ピークシフトの時間帯になると、常用機用の運転制御部６２、６３は、電力需要が多いと予め設定された時間帯に、蓄電池放電信号を整流器３に送り、常用蓄電池１２ａ、１３ａを放電して負荷２２、２３に電力供給を行う。また、常用機用の運転制御部６２、６３は、電力需要が少ないと予め設定された時間帯に、蓄電池１２ａ、１３ａの急速充電信号を整流器３に送り、常用蓄電池１２ａ、１３ａを急速充電させる。なお、運転制御部６２、６３は、常用蓄電池１２ａ、１３ａの容量と負荷２２、２３の容量との差分に基づいて、常用蓄電池１２ａ、１３ａの充電を行っている。
That is, when the peak shift time period comes, the
システムコントローラ７１と同じく、システムコントローラ７２、７３にはそれぞれ、放電可能量演算部５２、５３、時間演算部８２、８３、および停止制御部９２、９３が設置されている。このうち、放電可能量演算部５２は、負荷２２の容量を取り込み、ピークシフト時に常用蓄電池１２ａが放電する量を割り出す。
Similar to the
放電可能量演算部５３は、負荷２３の容量を取り込み、ピークシフト時に常用蓄電池１３ａが放電する量を割り出す。これら放電可能量演算部５２、５３は、ある時点での常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電量を、満充電した常用蓄電池１２ａ、１３ａの蓄電量から差し引くことで、その時点での常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電可能量を求める。
The dischargeable
時間演算部８２、８３は、常用蓄電池１２ａ、１３ａから容量及び電流量を取り込み、常用蓄電池１２ａ、１３ａの残り放電可能時間を求める。停止制御部９２、９３は、時間演算部８２、８３の求めた残り放電可能時間が予め設定された時間を下回ると、残量閾値信号を常用ＵＰＳ１２、１３の整流器３に送信して常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電を停止させる。
The
停止制御部９２、９３にて設定される時間は、放電可能量演算部５２、５３にて求めた常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電可能量が、常用ＵＰＳ１２、１３自らに接続される側の負荷２２、２３に対して停電補償可能な限界値すなわち負荷２２、２３の停電補償量に達するまでの時間とする。これらの時間を常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電限界時間とする。
The time set by the
常用蓄電池１２ａ、１３ａが放電するにつれて常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電可能量は少なくなっていき、常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電限界時間も残り少なくなっていく。そして、時間演算部８２、８３の求めた残り放電可能時間が常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電限界時間を下回ると、停止制御部９２、９３は、残量閾値信号を常用ＵＰＳ１２、１３の整流器３に送り、常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電を停止させる。残量閾値信号を受けた整流器３は、系統電源１０からの入力制限を解除して元のレベルに復帰させる。これにより、常用ＵＰＳ１２、１３は通常運転に戻る。
As the
（作用）
第２の実施形態における通常運転時の各部の動作は、第１の実施形態と同様であるため説明は省略し、ピークシフトの場合について説明する。ただし、ピークシフトに際しても、予備ＵＰＳ１１の動作に関しては第１の実施形態と同様であるため、予備ＵＰＳ１１の動作については説明を省略し常用ＵＰＳ１２、１３の動作についてのみ説明する。
(Function)
Since the operation of each part during normal operation in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, description thereof will be omitted, and a case of peak shift will be described. However, since the operation of the
［ピークシフト］
予め設定されたスケジュールに従いピークシフトの時間帯になると、システムコントローラ７２、７３では、運転制御部６２、６３が常用ＵＰＳ１２、１３の整流器３にピークシフト信号を送信する。図８に示すように、電力需要が多いと予め設定された時間帯には、運転制御部６２、６３がピークシフト信号として蓄電池放電信号を整流器３に送信する。
[Peak shift]
In the peak shift time zone according to a preset schedule, in the
そのため、常用蓄電池１２ａ、１３ａが放電し、常用ＵＰＳ１２、１３は、常用蓄電池１２ａ、１３ａが放電した交流電力Ｐｒｅｖ３を系統電源１０側に回生する。負荷２２、２３に電力供給を行う。この状態は蓄電池１２ａ、１３ａの放電量が系統電源１０からの入力電力量をアシストするので常用機アシストモードと呼ぶ。なお、図８では、常用機アシストモードの実施に加えて、図２で示した予備機回生モードも同時に実施している。
Therefore, the
［常用機アシストモード］
常用機アシストモードの時間帯では、常用ＵＰＳ１２、１３は、系統電源１０側からは交流電力を全く入力していない。常用ＵＰＳ１２、１３は、常用蓄電池１２ａ、１３ａが放電した交流電力を入力し、インバータ４が交流電力Ｐｏｕｔ１、Ｐｏｕｔ２をそれぞれ負荷２２、２３に出力する。
[Common-use machine assist mode]
In the time zone of the regular machine assist mode, the
また、予備ＵＰＳ１１は、予備蓄電池１１ａが系統電源１０側に交流電力Ｐｒｅｖ３を出力する。交流電力Ｐｒｅｖ３は系統電源１０の交流電力と同期するようになっており、この電力は系統電源１０側に接続された照明などの負荷設備に利用される。交流電力Ｐｒｅｖ３と系統電源１０の交流電力との同期については、…（補足説明待ち）。
Further, in the
図１１を用いて予備機回生モードおよび常用機アシストモードにおける入力電力の変化について説明する。図１１でも２通りのパターンについて説明する。前述したように、負荷２２の消費電力は定格の２／３、負荷２３の消費電力は定格の１／３と仮定する。このため、負荷２２の停電補償量は常用蓄電池１２ａの蓄電池容量の６６％、負荷２３の停電補償量は常用蓄電池１３ａの蓄電池容量の３３％である。
Changes in input power in the spare machine regeneration mode and the regular machine assist mode will be described with reference to FIG. FIG. 11 also illustrates two patterns. As described above, it is assumed that the power consumption of the
図１１において、実線のパターンでは、ＵＰＳ１１〜１３の整流器３が運転制御部６１〜６３から蓄電池放電信号を受信すると、蓄電池１１ａ〜１３ａが放電する。このため、予備ＵＰＳ１１は、定格の１００％の電力で予備蓄電池１１ａの放電電力を系統電源１０側に回生する。
In FIG. 11, in the solid line pattern, when the
このとき、予備ＵＰＳ１１の入力電力は「０」から「定格×（−１）」となる。また、常用蓄電池１２ａの放電によって常用ＵＰＳ１２の入力電力は「定格×２／３」から「０」になり、常用蓄電池１３ａの放電によって常用ＵＰＳ１３の入力電力は「定格×１／３」から「０」に減る。
At this time, the input power of the
そのため、無停電電源システム１全体の入力電力は、「定格×１」から、「定格×（−１）」まで減少する。このときの「定格×（−１）」の電力分が予備蓄電池１１ａから系統電源１０への交流電力Ｐｒｅｖ３であり、この交流電力Ｐｒｅｖ３は系統電源１０側と同期を取って、負荷２２、２３以外の設備、例えば照明などに用いる。
Therefore, the input power of the entire uninterruptible
図１１での実線のパターンでは、予備蓄電池１１ａの蓄電池容量が６６％になるまで予備蓄電池１１ａの放電が続き、この間は予備ＵＰＳ１１の入力電力は「定格×（−１）」を維持する。この間は無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×（−１）」のままである。
In the solid line pattern in FIG. 11, the
予備蓄電池１１ａの蓄電池容量が６６％になった後で、常用蓄電池１２ａの蓄電池容量が６６％になるが、それまで常用蓄電池１２ａは放電を継続する。常用蓄電池１２ａが放電を継続している間は、常用ＵＰＳ１２の入力電力は「０」を維持する。また、常用蓄電池１３ａの放電は、常用蓄電池１３ａの放電可能量が負荷２３の停電補償量に達するまで、つまり常用備蓄電池１３ａの蓄電池容量が３３％になるまで続き、この間は常用ＵＰＳ１２の入力電力は「０」を維持する。
After the storage battery capacity of the
図１１での点線のパターンでは、予備機回生モードおよび常用機アシストモードにおいて、ピークシフトを継続したい時間を予め設定し、その設定時間と、負荷２２、２３の停電補償量とをもとにして、前記設定時間中に平均何ｋＷで、蓄電池１１ａ〜１３ａが放電できるかを逆算する。そして、平均的な大きさの放電量で、設定時間を通して一定放電する。
In the dotted line pattern in FIG. 11, in the standby machine regeneration mode and the regular machine assist mode, the time for which the peak shift is to be continued is set in advance, and based on the set time and the power outage compensation amount of the
このような点線のパターンでは、予備機回生モードおよび常用機アシストモードの期間中、予備ＵＰＳ１１の入力電力は「定格×（−１／６）」、常用ＵＰＳ１２の入力電力は「定格×（１／２）」、常用ＵＰＳ１３の入力電力は「０」となり、無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×１／３」となっている。
In such a dotted line pattern, during the spare machine regeneration mode and the regular machine assist mode, the input power of the
［予備機回生モードおよび常用機アシストモードの終了］
図９では、予備機回生モードおよび常用機アシストモードが終了した状態を示している。ピークシフト時のシステムコントローラ７１〜７３では、放電可能量演算部５１〜５３が常用蓄電池１１ａ〜１３ａの放電可能量を求めており、時間演算部８１〜８３が常用蓄電池１１ａ〜１３ａの残り放電可能時間を求めている。
[Exiting spare machine regeneration mode and regular machine assist mode]
FIG. 9 shows a state in which the spare machine regeneration mode and the regular machine assist mode are finished. In the
まず時間演算部８１の求めた残り放電可能時間が、予備蓄電池１１ａの放電限界時間（＝予備蓄電池１１ａの放電可能量が負荷２２の停電補償量に減るまでの時間）を下回ると、停止制御部９１は、残量閾値信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送信して予備蓄電池１１ａの放電を即座に停止させる。このため、予備ＵＰＳ１１は通常運転に戻って待機状態となる。
First, when the remaining dischargeable time obtained by the
ここで、予備機回生モードの終了時について図１１を用いて説明すると、図１１での実線のパターンでは、予備蓄電池１１ａの蓄電池容量が６６％になった時点で、時間演算部８１の求めた残り放電可能時間が、予備蓄電池１１ａの放電限界時間を下回ることになる。このとき、停止制御部９１は残量閾値信号を予備ＵＰＳ１１の整流器３に送って予備蓄電池１１ａの放電を停止させて、予備蓄電池１１ａの放電による系統電源１０への電力回生を終了させる。このため、無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×（−１）」から「０」になる。
Here, the end of the standby machine regeneration mode will be described with reference to FIG. 11. In the solid line pattern in FIG. 11, when the storage battery capacity of the
続いて、常用蓄電池１２ａの蓄電池容量が６６％になった時点で、時間演算部８２の求めた残り放電可能時間が、常用蓄電池１２ａの放電限界時間（＝常用蓄電池１２ａの放電可能量が負荷２２の停電補償量に減るまでの時間）を下回る。そのため、停止制御部９２は、残量閾値信号を常用ＵＰＳ１２の整流器３に送信して常用蓄電池１２ａの放電を停止させる。したがって、常用蓄電池１２ａの放電による負荷２２への電力供給を終了させる。このとき、無停電電源システム１全体の入力電力は「０」から「定格×２／３」になる。
Subsequently, when the storage battery capacity of the
さらに、常用蓄電池１３ａの蓄電池容量が３３％になった時点で、時間演算部８３の求めた残り放電可能時間が、常用蓄電池１３ａの放電限界時間（＝常用蓄電池１３ａの放電可能量が負荷２３の停電補償量に減るまでの時間）を下回る。そのため、停止制御部９３は、残量閾値信号を常用ＵＰＳ１３の整流器３に送信して常用蓄電池１３ａの放電を停止させて、常用蓄電池１３ａの放電による負荷２３への電力供給を終了させる。この時点で、常用機アシストモードは終了し、無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×２／３」から「定格×１」に戻る。
Furthermore, when the storage battery capacity of the
また、図１１での点線のパターンでは、設定期間が終了する時点で、負荷２２、２３の停電補償量まで蓄電池１１ａ〜１３ａの蓄電残量が減ったことになる。すなわち、時間演算部８１〜８３の求めた残り放電可能時間がいずれも、蓄電池１１ａ〜１３ａの放電限界時間を下回ったことになり、停止制御部９１〜９３は残量閾値信号をＵＰＳ１１〜１３の整流器３に送って蓄電池１１ａ〜１３ａの放電を同時に停止させる。これにより、系統電源１０への電力回生および負荷２２、２３への電力供給を終了させる。
Further, in the dotted line pattern in FIG. 11, when the set period ends, the remaining amount of power stored in the
［蓄電池急速充電モード］
図１０では、運転制御部６１〜６３がピークシフト信号として蓄電池急速充電信号を蓄電池１１ａ〜１３ａに送信して、蓄電池１１ａ〜１３ａの急速充電を行う状態を示している。この状態を蓄電池急速充電モードと呼ぶ。このときのピークシフトの時間帯は、電力需要が少ないと予め設定された時間帯である。
[Storage battery quick charge mode]
In FIG. 10, the operation control parts 61-63 have shown the state which transmits the storage battery quick charge signal to the
予備ＵＰＳ１１は、系統電源１０から交流電力Ｐｃｈ１を入力して、予備蓄電池１１ａを充電する。また、常用ＵＰＳ１２、１３はそれぞれ系統電源１０から、負荷２２、２３への交流電力Ｐｉｎ１、Ｐｉｎ２と、常用蓄電池１２ａ、１３ａへの交流電力Ｐｃｈ１、Ｐｃｈ２を入力する。
The
つまり、系統電源１０から入力される合計電力は、交流電力「Ｐｉｎ１＋Ｐｉｎ２＋Ｐｃｈ１＋Ｐｃｈ２＋Ｐｃｈ３」となる。常用ＵＰＳ１２、１３では、交流電力Ｐｃｈ１、Ｐｃｈ２を常用蓄電池１２ａ、１３ａに充電し、インバータ４が交流電力Ｐｏｕｔ１、Ｐｏｕｔ２を各負荷２２、２３に出力する。
That is, the total power input from the
図１１を用いて蓄電池急速充電モードにおける入力電力の変化について説明する。図１１の急速充電モードにおいて、ＵＰＳ１１〜１３の整流器３が運転制御部６１〜６３から急速充電信号を受信すると、実線のパターンでは、定格の１００％の電力で蓄電池１１ａ〜１３ａを充電する。
A change in input power in the storage battery quick charge mode will be described with reference to FIG. In the quick charge mode of FIG. 11, when the
このとき、予備ＵＰＳ１１の入力電力は「０」から「定格」となり、常用ＵＰＳ１２の入力電力は「定格×２／３」から「定格」となり、常用ＵＰＳ１３の入力電力は「定格×１／３」から「定格×２／３」となる。したがって、無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×３」となる。
At this time, the input power of the
そして、予備蓄電池１１ａが満充電になったら、すなわち予備蓄電池１１ａの蓄電池容量が６６％から１００％に戻ったら、予備蓄電池１１ａの急速充電を停止する。そのため、無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×３」から「定格×５／３」となる。続いて、常用蓄電池１２ａが満充電になり、常用蓄電池１２ａの蓄電池容量が６６％から１００％に戻ったら、常用蓄電池１２ａの急速充電を停止する。
When the
そのため、通予備無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×５／３」から「定格×４／３」になる。最後に、常用蓄電池１３ａが満充電になり、常用蓄電池１３ａの蓄電池容量が３３％から１００％に戻った時点で常用蓄電池１３ａの急速充電を停止する。この時点で蓄電池急速充電モードは終了し、通予備無停電電源システム１全体の入力電力は「定格×４／３」から「定格×１」に戻る。
Therefore, the input power of the entire standby / uninterruptible
また、図１１での点線のパターンでは、急速充電モードにおけるピークシフトを継続したい期間を予め設定し、その設定期間と、蓄電池１１ａ〜１３ａへの充電量とをもとにして、当該設定期間中に平均何ｋＷで充電するかを逆算する。そして、ＵＰＳ１１〜１３の整流器３が運転制御部６１〜６３から急速充電信号を受信すると、平均的な大きさの充電量で充電される。
Further, in the dotted line pattern in FIG. 11, a period during which peak shift in the quick charge mode is to be continued is set in advance, and based on the set period and the amount of charge to the
ここでは、予備ＵＰＳ１１の入力電力は「定格×１／６」、常用ＵＰＳ１２の入力電力は「定格×５／６」、常用ＵＰＳ１３の入力電力は「定格×２／３」で、蓄電池１１ａ〜１３ａを充電する。そのため、無停電電源システム１全体の入力電力は、各入力電力の和である「定格の５／３（＝１／６＋５／６＋２／３）」となっている。
Here, the input power of the
（効果）
以上のような第２の実施形態では、系統電源１０からの入力電力を低減させるピークシフト運転時のＵＰＳ１１〜１３では、電力需要が多いと予め設定された時間帯には、蓄電池１１ａ〜１３ａを放電して系統電源１０側に電力回生および負荷２２、２３への給電を行う。
(effect)
In the second embodiment as described above, in the
このような第２の実施形態によれば、電力需要ピーク時の見かけ上の購入電力をゼロにするのみならず、さらには照明など負荷２２、２３以外の負荷への給電としている。一方、電力需要が少ないと予め設定された時間帯には安価な電力を大量に購入して、経済的に蓄電池１１ａ〜１３ａを充電させることができる。
According to the second embodiment, not only the apparent purchased power at the time of peak power demand is made zero, but also power is supplied to loads other than the
以上のように、第２の実施形態に係る無停電電源システム２０では、ＵＰＳ１１〜１３に接続した蓄電池１１ａ〜１３ａを全て充放電させて、系統電源１０からの入力電力量を大きく増減させることが可能なピークシフトを実現できる。したがって、電力料金の高い時間帯での買電量を低減させ、電力料金の安い時間帯での買電量を増大させることができるので、経済性がいっそう向上する。
As described above, in the uninterruptible
また、無停電電源システム２０において、システムコントローラ７２、７３では、放電可能量演算部５２、５３の求めた常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電可能量が、常用ＵＰＳ１２、１３に接続された負荷２２、２３への停電補償量に達すれば、停止制御部９２、９３が常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電を即座に停止させている。
Further, in the uninterruptible
そのため、ピークシフトの実現時であっても、常用蓄電池１２ａ、１３ａがそれぞれ、負荷２２、２３への停電補償量を確保することができ、常用蓄電池１２ａ、１３ａを用いて負荷２２、２３への給電を確実に行うことができる。しかも、消費電力が大きい方の負荷２２の停電補償量を残した状態で、予備蓄電池１１ａの放電を停止させるので、大きい方の負荷２２への給電が足りなくなるという心配も無い。
Therefore, even when the peak shift is realized, the
また、第２の実施形態では、常用ＵＰＳ１２、１３の運転制御部６２、６３が常用蓄電池１２ａ、１３ａの容量と負荷２２、２３の容量との差分に基づいて常用蓄電池１２ａ、１３ａの充電を行っている。したがって、急速充電をスムーズに行うことができ、ピークシフトを安定して実現させることができる。
In the second embodiment, the
さらに、第２の実施形態では、時間演算部８２、８３が常用蓄電池１２ａ、１３ａの残り放電可能時間を求め、残り放電可能時間が常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電限界時間を下回ると、負荷２２、２３の停電補償量まで常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電可能量が減ったことになり、停止制御部９２、９３が常用蓄電池１２ａ、１３ａの放電を即座に停止させることができる。したがって、ピークシフトの実施時に系統停電などが発生しても、常用蓄電池１２ａ、１３ａは負荷２２、２３の停電補償量を確保することができ、常用蓄電池１２ａ、１３ａを用いて負荷２２、２３への給電を確実に行うことができる。その結果、ピークシフトによる経済性を獲得しつつ、ＵＰＳ１１〜１３は優れた信頼性を確保することが可能である。
Further, in the second embodiment, when the
（３）他の実施形態
上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
(3) Other Embodiments The above-described embodiments are presented as examples in this specification, and are not intended to limit the scope of the invention. In other words, the present invention can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.
例えば、ＵＰＳの台数や蓄電池の台数あるいは容量などは適宜変更可能である。また、ピークシフトの時間帯と通常運転の時間帯を設定するスケジュールなども適宜選択可能であり、電力需要が大きい時間帯及び電力需要が少ない時間帯として設定する時間帯も自由に設定することができる。 For example, the number of UPSs, the number of storage batteries, the capacity, and the like can be changed as appropriate. In addition, a schedule for setting a peak shift time zone and a normal operation time zone can be selected as appropriate, and a time zone to be set as a time zone in which power demand is high and a time in which power demand is low can be freely set. it can.
さらに、上記の実施形態では、ピークシフトの実現に際して予備蓄電池１１ａの充放電は必ず含めていたが、これに限らない。すなわち、無停電電源システムにおいて、常用蓄電池１２ａ、１３ａのみでピークシフトを実現させてもよい。例えば、図１２に示すように予備ＵＰＳ１１は通常運転を行い、常用ＵＰＳ１２、１３がアシストモードを実施してピークシフトを実現させる。
Furthermore, in the above embodiment, charging / discharging of the
ここでは、常用ＵＰＳ１２、１３の運転制御部６２、６３は、電力需要が多いと予め設定された時間帯に常用蓄電池１２ａ、１３ａを放電して負荷２２、２３に電力供給を行う。また、運転制御部６２、６３は、電力需要が少ないと予め設定された時間帯には常用蓄電池１２ａ、１３ａの充電を行ってピークシフトを実現させる。
Here, the
このような実施形態によれば、ピークシフトの時間帯であるか否かを考慮することなく、予備ＵＰＳ１１を常用ＵＰＳ１２、１３のバックアップ可能な状態にしておくことができる。このため、予備ＵＰＳ１１の使い勝手が良好となり、無停電電源システムとしての信頼性が向上する。
According to such an embodiment, the
上記の実施形態の設定部６１ａでは、常用ＵＰＳ１２、１３の入力電力の総和を上回らない値を、回生電力の上限値として設定するようにしてもよい。常用ＵＰＳ１２、１３の入力電力の総和は、常用ＵＰＳ１２、１３に接続される負荷２２、２３の容量と、常用ＵＰＳ１２、１３に接続される常用蓄電池１２ａ、１３ａの容量との和とする。
In the
この実施形態によれば、予備蓄電池１１ａの放電による回生電力の上限値を、常用ＵＰＳ１２、１３の入力電力の総和よりも小さくしている。そのため、予備蓄電池１１ａの放電による回生電力が、負荷２２、２３の容量の和を超えて、負荷２２、２３へ給電しても電力が余ったとしても、その分を常用蓄電池１２ａ、１３ａを充電させることができる。
According to this embodiment, the upper limit value of the regenerative power due to the discharge of the
したがって、常用蓄電池１２ａ、１３ａの容量の和を超えない限りは、予備蓄電池１１ａの放電による回生電力を、常用ＵＰＳ１２、１３側に残らず入力することが可能である。これにより、回生電力による系統電源１０側への逆潮流の発生を確実に防ぐことができ、電力品質が低下することがない。
Therefore, as long as the sum of the capacities of the
また、図１３に示すように、常用ＵＰＳ１２、１３からの給電を受ける系統とは別に、系統１０から直接電力が供給される負荷２５が存在したとしても、このような直接給電の負荷２５に対して、常用蓄電池１２ａ、１３ａからの回生電力を回すことがない。これにより、回生電力が負荷２５で使い切れなかったとしても、回生電力が系統１０側に流れることを未然に防ぐことができる。したがって、逆潮流が発生することがなく、安定した電力品質を確保することができる。
Further, as shown in FIG. 13, even if there is a
また、負荷２２、２３の停電補償量としては、常用蓄電池１２ａは蓄電池容量の２／３の６６％、常用蓄電池１３ａは蓄電池容量の１/３である３３％としたが、例えば、常用蓄電池１２ａ、１３ａにおいて共に蓄電池容量の１／２である５０％ずつとしてもよく、これらの比率は適宜変更可能である。さらに、上記の実施形態では、蓄電池１１ａ〜１３ａの放電を停止させるための閾値を、負荷２２、２３における停電補償量によって規定しているが、これに限定されるものではなく、蓄電池１１ａ〜１３ａの状態などを加味して適宜変更可能である。
Further, as the power outage compensation amount of the
１、２０…無停電電源システム
３…整流器
４…インバータ
５１〜５３…放電可能量演算部
６１〜６３…運転制御部
６１ａ…設定部
７１〜７３…システムコントローラ
８１〜８３…時間演算部
９１〜９３…停止制御部
１０…系統電源
１１…予備ＵＰＳ
１１ａ…予備蓄電池
１２、１３…常用ＵＰＳ
１２ａ、１３ａ…常用蓄電池
１４、２４…無瞬断切換器
２２、２３、２５…負荷
DESCRIPTION OF
11a:
12a, 13a ...
Claims (8)
前記無停電電源装置は、負荷に給電を行う複数台の常用機と、前記常用機を共通してバックアップする共通予備機と、を含み、
前記常用機には常用蓄電池を接続し、
前記共通予備機には予備蓄電池を接続し、
電力需要が多いと予め設定された時間帯には前記予備蓄電池を放電して系統側に電力回生を行い、電力需要が少ないと予め設定された時間帯には前記予備蓄電池の充電を行う前記共通予備機用の運転制御部を備えた無停電電源システム。 An uninterruptible power supply device provided with a rectifier that converts AC to DC and an inverter that converts DC to AC,
The uninterruptible power supply includes a plurality of regular machines that supply power to a load, and a common spare machine that backs up the regular machines in common,
Connect a regular storage battery to the regular machine,
A spare storage battery is connected to the common spare machine,
When the power demand is large, the common storage battery is discharged in the preset time zone to perform power regeneration on the grid side, and when the power demand is low, the spare storage battery is charged in the preset time zone. An uninterruptible power supply system with an operation control unit for spare machines.
前記予備蓄電池の放電可能量を求める放電可能量演算部と、
前記予備蓄電池の放電可能量が前記負荷の中で最も消費電力の大きい負荷の停電補償可能な限界値まで下がると、前記予備蓄電池の放電を停止させる前記共通予備機用の停止制御部と、を備えた請求項１に記載の無停電電源システム。 Provided with a plurality of loads with different power consumption as a load to which the regular machine supplies power,
A dischargeable amount calculation unit for obtaining a dischargeable amount of the reserve storage battery; and
A stop control unit for the common standby machine that stops discharging of the reserve storage battery when the dischargeable amount of the reserve storage battery falls to a limit value capable of compensating for a power failure of the load having the largest power consumption among the loads; The uninterruptible power supply system according to claim 1 provided.
前記常用蓄電池の放電可能量が前記常用機自らに接続される前記負荷に対し停電補償可能な限界値まで下がると、前記常用蓄電池の放電を停止させる前記常用機用の停止制御部と、を備えた請求項５に記載の無停電電源システム。 A dischargeable amount calculation unit for obtaining a dischargeable amount of the regular storage battery;
A stop control unit for the regular machine that stops the discharge of the regular battery when the dischargeable amount of the regular battery decreases to a limit value capable of compensating for a power failure with respect to the load connected to the regular machine itself, The uninterruptible power supply system according to claim 5.
前記無停電電源装置は、負荷に給電を行う複数台の常用機と、前記常用機を共通してバックアップする共通予備機と、を含み、
前記常用機には常用蓄電池を接続し、
前記共通予備機には予備蓄電池を接続し、
電力需要が多いと予め設定された時間帯には前記常用蓄電池を放電して負荷に電力供給を行い、電力需要が少ないと予め設定された時間帯には前記常用蓄電池の充電を行う前記常用機用の運転制御部を備えた無停電電源システム。 An uninterruptible power supply device provided with a rectifier that converts AC to DC and an inverter that converts DC to AC,
The uninterruptible power supply includes a plurality of regular machines that supply power to a load, and a common spare machine that backs up the regular machines in common,
Connect a regular storage battery to the regular machine,
A spare storage battery is connected to the common spare machine,
The regular machine that discharges the regular storage battery to supply power to the load when the power demand is high and charges the regular storage battery during the preset time period when the demand for power is low. Uninterruptible power supply system equipped with an operation control unit.
Priority Applications (1)
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| JP (1) | JP2018011487A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110027443A (en) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 江苏广义牵引技术研究所有限公司 | Shaft end electrical power generators energy storage for power supply system and its method of supplying power to |
-
2016
- 2016-07-15 JP JP2016140684A patent/JP2018011487A/en active Pending
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| CN110027443A (en) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 江苏广义牵引技术研究所有限公司 | Shaft end electrical power generators energy storage for power supply system and its method of supplying power to |
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