JP2019193336A - 電源システム - Google Patents
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Abstract
Description
図5において、100Aはマスタとして動作する電源ユニット、100Bはスレーブとして動作する電源ユニット、101A,101Bはコンバータ部、102A,102Bはスイッチング素子Q1を制御するスイッチング制御回路、103A,103Bはドループ生成回路、104A,104Bは出力電圧検出回路、105AはMCU(マスタ)、105BはMCU(スレーブ)、106A,106Bは出力電流検出回路、Viは電源システムの入力電圧、Voは出力電圧である。
図7において、MCU105Aは、電源ユニット100Aの起動後に出力電流取得部112を介して自己の出力電流を検出し(ステップS11,S12)、電流検出値が閾値以上であれば、他の電源ユニット100B等を含む全ユニットを駆動する(ステップS13YES,S14)。また、出力電流検出値が閾値未満であれば、他の電源ユニット100B等の出力電流を通信部111を介して取得し、加算部114により自己の出力電流と加算して負荷電流を算出する(ステップS13NO,S15)。
次に、MCU105Aは、算出した負荷電流に基づいて電源ユニットの動作台数を決定し、スレーブとしての他の電源ユニット100B等を駆動/停止させる(ステップS16,S17)。
上記の処理は、電源システム全体の電源がオフされるまで繰り返し実行される。(ステップS18)。
このような場合には、マスタ側の電源ユニット100Aが、各電源ユニットの出力電流検出値に基づく負荷電流の算出や、スレーブ側の電源ユニットの駆動台数の決定等を適切に行うことができなくなり、一部の電源ユニットが過負荷状態になって装置の故障や破壊を招く恐れがあった。
前記電源ユニットは、前記電源システム内の他の電源ユニットの停止を判定する停止判定部をそれぞれ備え、
前記停止判定部は、
自己の電源ユニットの出力を測定したユニット測定値と、前記複数台の電源ユニットによる前記負荷への供給電力を測定した負荷測定値と、を用いて、所定時間内に変化した前記ユニット測定値の比率と前記負荷測定値の比率との偏差を演算し、前記偏差が所定のしきい値を超えた場合に前記他の電源ユニットが停止していることを判定して停止判定信号を前記制御・監視部に送信することを特徴とする。
図1は、この実施形態に係る電源システムの構成図である。同図において、電源システムPSは、三相電力系統41に接続された変圧器42の二次側の単相交流電力を直流電力に変換して負荷50に供給する3台の電源ユニットPSU1,PSU2,PSU3を備え、これらの電源ユニットPSU1,PSU2,PSU3は互いに並列に接続されている。
ここで、電源ユニットの台数は任意の複数台であれば良い。
図2は、電源ユニットPSU1,PSU2,PSU3の停止判定部11,12,13及び制御・監視部30の動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、2台の電源ユニットPSU1,PSU2が運転されていて負荷電力を均等に分担しており、残りの電源ユニットPSU3は制御・監視部30からの停止指令によりもともと運転を停止しているものとする。
ここでは、図2に基づいて、電源ユニットPSU1の停止判定部11の動作を制御・監視部30の動作と共に説明するが、他の電源ユニットPSU2の停止判定部12の動作も同様である。
ここで、時刻tと過去時刻(t−1)とは、1サンプリング周期を隔てた時刻であり、上述したユニット測定値P1の変化の比率をPt/Pt−1とし、負荷測定値Lの変化の比率をLt/Lt−1として表す。
なお、ユニット出力測定部21,22,23及び負荷測定部20が電流をそれぞれ測定する場合には、停止判定部11が、時刻t及び過去時刻(t−1)における自己のユニットの出力電流測定値の変化の比率と負荷電流測定値の変化の比率とをそれぞれ計算する。
ε=(Pt/Pt−1)−(Lt/Lt−1)
更に、上記偏差εの絶対値|ε|が、所定のしきい値εuを超えたか否かを判断する(ステップS3)。このステップS3の判断結果に応じて、停止判定部11は他の電源ユニットPSU2が停止しているか、あるいは正常に運転されているかを判定する。
但し、絶対値|ε|がしきい値εuを超えているため、ステップS3の判断結果はYESとなり、停止判定部11は停止判定信号SB1を制御・監視部30に送信する(ステップS4)。しかし、時刻t以前には、他の電源ユニットPSU3に対して停止指令が送られていたはずであるから、図2における後述のステップS5の判断はNOとなり、結果的に、電源ユニットPSU2は停止しておらず正常に運転されていると判定される。
従って、停止判定部11は、他の電源ユニットPSU2が停止していると判定し、制御・監視部30に停止判定信号SB1を送信する(ステップS4)。
すなわち、図3に示したような各種の変動パターンは通常の起動停止時にも生じ得るが、何れかの電源ユニットに対して停止指令を送信していないにも関わらず、図3(3),(4),……等の変動パターンが発生して電源ユニットPSU1から停止判定信号SB1を受信した場合には、電源ユニットPSU2が故障により停止したことを検出するものである。
[数式9]
εu=(Lt/Lt−1)・{1/(N−1)}
20: 負荷測定部
21,22,23:ユニット出力測定部
30:制御・監視部
41:三相電力系統
42:変圧器
50:負荷
PS:電源システム
PSU1,PSU2,PSU3:電源ユニット
Claims (7)
- 互いに並列に接続された複数台の電源ユニットにより負荷に電力を供給する電源システムであって、各電源ユニットに対する起動停止指令を送信可能な制御・監視部を備えた電源システムにおいて、
前記電源ユニットは、前記電源システム内の他の電源ユニットの停止を判定する停止判定部をそれぞれ備え、
前記停止判定部は、
自己の電源ユニットの出力を測定したユニット測定値と、前記複数台の電源ユニットによる前記負荷への供給電力を測定した負荷測定値と、を用いて、所定時間内に変化した前記ユニット測定値の比率と前記負荷測定値の比率との偏差を演算し、前記偏差が所定のしきい値を超えた場合に前記他の電源ユニットが停止していることを判定して停止判定信号を前記制御・監視部に送信することを特徴とする電源システム。 - 請求項1に記載した電源システムにおいて、
前記他の電源ユニットに対して停止指令を送信していないにも関わらず前記停止判定信号を受信した前記制御・監視部は、前記電源システム内の起動可能な電源ユニットに対して起動指令を送信することを特徴とする電源システム。 - 請求項2に記載した電源システムにおいて、
前記停止判定信号を受信した前記制御・監視部は、前記他の電源ユニットを除く全ての電源ユニットに対して起動指令を送信することを特徴とする電源システム。 - 請求項2または3に記載した電源システムにおいて、
前記停止判定信号を受信した前記制御・監視部は、前記他の電源ユニットが故障により停止していることを検出してアラームを発生することを特徴とする電源システム。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載した記載した電源システムにおいて、
前記しきい値を、前記所定時間内に変化した前記負荷測定値の比率と前記電源システム内の電源ユニットの全台数とに基づいて設定することを特徴とする電源システム。 - 請求項1〜5の何れか1項に記載した記載した電源システムにおいて、
前記ユニット測定値及び前記負荷測定値が電力または電流であることを特徴とする電源システム。 - 請求項1〜6の何れか1項に記載した記載した電源システムにおいて、
前記電源ユニットが交流/直流変換を行う電力変換器であることを特徴とする電源システム。
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