JPH06245392A - 電力系統エネルギ調整用変換装置 - Google Patents

電力系統エネルギ調整用変換装置

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JPH06245392A
JPH06245392A JP5027041A JP2704193A JPH06245392A JP H06245392 A JPH06245392 A JP H06245392A JP 5027041 A JP5027041 A JP 5027041A JP 2704193 A JP2704193 A JP 2704193A JP H06245392 A JPH06245392 A JP H06245392A
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JP
Japan
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battery
voltage
inverter
power system
charged
Prior art date
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Pending
Application number
JP5027041A
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English (en)
Inventor
Tadashi Shibuya
忠士 渋谷
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小形安価な電力系統エネルギ調整用変換装置
を得る。 【構成】 電池1の初期充電時にはインバータ16の出
力を昇降圧チョッパ12により降圧して亜鉛−臭素電池
1に印加して所定電圧V1まで充電し、主充放電時には
主開閉器10をオンしてインバータ16により電池1を
充放電し、完全放電時には主開閉器10をオフし、電池
1の出力を昇降圧チョッパ12により昇圧してインバー
タ16に加えて電池1を0Vとし、逆充電時には極性切
換スイッチ11により電池1と昇降圧チョッパ12の接
続の極性を切換えて電池1を負の所定電圧V2まで逆充
電する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】亜鉛−臭素電池、電力系統、及び
電力変換装置を使用し、電力の貯蔵及び無効電力補償制
御を行う電力系統エネルギ調整用変換装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】亜鉛−臭素電池を使用する場合、その電
極に蓄積されるデンドライトを除去するために定期的に
放電し、所定の値まで逆電圧を印加しなければならな
い。このため、電圧形の変換装置を使用して電力系統と
連係する場合、初期充電と完全放電のために電流形変換
装置を使用している。
【0003】図5は従来の電力系統エネルギ調整用変換
装置の構成を示し、1は亜鉛−臭素電池、2,3は切換
スイッチ、4はコンデンサ、5はリアクトル、6は電圧
形インバータ、7は電流形インバータ、8,9はトラン
スである。
【0004】次に、上記した従来装置の動作を図6のタ
イムチャートを用いて説明する。まず、初期充電期間
(T0−T1)においては、切換スイッチ2をオフ、切換
スイッチ3をオンとし、電流形インバータ7の作動によ
り電池1を定電流により電圧V1まで充電する。次に、
主充放電期間(T1−T2)においては、切換スイッチ2
をオンとし、電流形インバータ6を停止させて電圧形イ
ンバータ7により電池1を充放電する。次に、完全放電
及び逆充電期間(T2−T3)においては、切換スイッチ
2をオフとし、電流形インバータ7の作動により定電流
により電池1を0Vまで放電させ、さらに所定の逆電圧
2まで充電させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来装置にお
いては、主充放電を電圧形インバータ6により行ってお
り、電圧形インバータ6の構成素子を逆導通の自己消弧
素子としなければならず、このように逆方向に導通する
素子を用いるため、その直流電圧は交流入力電圧を整流
した値以下にすることができない。このため、電池1の
初期充電及び完全放電をする場合には、直流電圧を交流
入力電圧に無関係に制御できる電流形インバータ7を使
用しなければならず、構成が複雑で大形となり、高価と
なった。
【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、小形で安価な電力系統エネル
ギ調整用変換装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る電力系統エネルギ調整用変換装置は、電力系統からの
交流電圧を直流電圧に変換するとともに、電池側からの
直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、インバー
タまたは電池の出力を昇降圧させる昇降圧チョッパと、
電池の主充放電時にインバータと電池を接続する主開閉
器と、電池の初期充電時及び完全放電時に電池と昇降圧
チョッパを接続するとともに、電池の逆充電時に電池と
昇降圧チョッパの接続を逆極性にする極性切換スイッチ
を設けたものである。
【0008】請求項2に係る電力系統エネルギ調整用変
換装置は、上記したインバータ、昇降圧チョッパ及び主
開閉器と、電池の初期充電時及び完全放電時に電池と昇
降圧チョッパを接続する第1の補助開閉器と、電力系統
からの交流電圧を直流電圧に変換して電池を逆充電する
逆充電回路と、電池の逆充電時に電池と逆充電回路を接
続する第2の補助開閉器を設けたものである。
【0009】請求項3に係る電力系統エネルギ調整用変
換装置は、上記したインバータ及び主開閉器と、インバ
ータと電池の間に接続され、インバータまたは電池の出
力を可変するとともに、電池の逆充電時に電池を逆充電
する充放電器と、電池の主充放電時、初期充電時及び完
全放電時に電池とインバータを接続する第3の補助開閉
器を設けたものである。
【0010】
【作用】請求項1においては、初期充電時にインバータ
の出力は昇降圧チョッパにより降圧された後電池に印加
され、電池はV1まで充電される。主充放電時には電池
はインバータにより充放電され、完全放電時には電池の
出力は昇降圧チョッパにより昇圧されてインバータに印
加され、電池は0Vとなる。逆充電時には電池と昇降圧
チョッパの接続は逆極性に切換えられ、V2まで逆充電
される。
【0011】請求項2においては、請求項1と逆充電時
のみ異なり、逆充電時に逆充電回路は電力系統からの交
流電圧を直流電圧に変換し、この直流電圧により電池を
逆充電する。
【0012】請求項3においては、初期充電時にインバ
ータの出力は充放電器により調節されて電池に印加さ
れ、電池はV1まで充電される。主充放電はインバータ
により行われ、完全放電時には電池の出力は充放電器に
より調節されてインバータに印加され、電池は0Vとな
る。又、逆充電を充放電器により行われる。
【0013】
【実施例】実施例1 以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。図1
は実施例1による電力系統エネルギ調整用変換装置の構
成を示し、10は主開閉器、11はスイッチSW1〜S
3,SWNからなる極性切換スイッチ、12はチョッ
パ13,14及びリアクトル15からなる昇降圧チョッ
パ、16は電圧形インバータ、17はマッチングトラン
ス、18は交流フィルタである。
【0014】次に、上記装置の動作を説明する。まず、
初期充電においては、スイッチSW1,SWNをオンと
する。このとき、電力系統からの交流電圧は交流フィル
タ18及びマッチングトランス17を介してインバータ
16に入力される。インバータ16は自己消弧素子をオ
フとして単なる整流器として働き、インバータ16から
の直流電圧はチョッパ13により降圧され、リアクトル
15及びスイッチSW1を介して電池1に定電流が流
れ、電池1は0Vから所定電圧V1まで充電される。次
に、主充放電期間においては、主開閉器10をオンして
チョッパ13を停止させ、インバータ16による周波数
制御と電圧制御を行い、電力系統からのエネルギを電池
1に流して電池1を充電し、またインバータ16の電流
の向きを逆にして電池1を放電させる。
【0015】次に、完全放電期間においては、主開閉器
10をオフとし、チョッパ14の昇圧制御機能により電
池1の残存エネルギをインバータ16の直流側へ戻す。
このとき、インバータ16は直流電圧を一定とする制御
を行い、電圧系統側に電力を放電する。これにより、電
池1の電圧は0Vになる。次に、逆充電期間において
は、スイッチSW1,SWNをオフとするとともに、ス
イッチSW2,SW3をオンとし、チョッパ13の電圧が
電池1に逆方向に印加されるようにして電池1を負の所
定電圧V2まで充電する。
【0016】実施例1においては、1台のインバータ1
6を用いて従来と同様の機能を発揮しており、1台分の
インバータ及びそのトランスを不要とすることができ、
小形安価にすることができる。
【0017】実施例2 図2は実施例2による電力系統エネルギ調整用変換装置
の構成を示し、19は逆充電回路であり、20はトラン
ス、21は整流器、22は限流抵抗、23は第2の補助
開閉器、24は第1の補助開閉器である。他の構成は実
施例1と同様である。
【0018】次に、実施例2の動作を説明する。まず、
初期充電時においては第1の補助開閉器24をオンにす
る。このとき、電力系統からの交流電圧はマッチングト
ランス17を介してインバータ16に入力され、インバ
ータ16は単なる整流器として働き、インバータ16か
らの直流電圧はチョッパ13により降圧され、リアクト
ル15及び第1の補助開閉器24を介して電池1に定電
流が流れ、電池1は0Vから所定電圧V1まで充電され
る。
【0019】次に、主開閉器10をオンして主充放電を
行った後主開閉器10をオフして電池1の完全放電を行
うことは実施例1と同様である。
【0020】電池1の電圧が0Vになった後の逆充電期
間においては、第1の補助開閉器24をオフして昇降圧
チョッパ12を停止させるとともに、第2の補助開閉器
23をオンして逆充電回路19を電池1に接続する。こ
れにより、電力系統からの交流電圧はトランス20を介
して整流器21により整流され、電池1に限流抵抗22
を介して直流電流が流れ、電池1は負の所定電圧V2
で逆充電される。
【0021】実施例2では、電圧形インバータ16、ト
ランス17、昇降圧チョッパ12、逆充電回路19及び
開閉器10,23,24により構成しており、逆充電回
路19は従来の電流形インバータ7に比べて逆充電の一
方向にのみ電流を流すだけで良く、電圧制御範囲も従来
のV1+V2に対してV2のみとなって1/15〜1/2
0と狭くなり、750Vクラスのものを製作した場合、
容量が1/15〜1/20程度で良い。又、逆充電回路
19に流れる電流は主電流の1/100〜1/200程
度となり、第2の補助開閉器23の容量も小さくて良
い。このため、全体として小形、安価な装置が得られ
る。
【0022】実施例3 図3は実施例3による逆充電回路を示し、トランス2
0、第2の補助開閉器23、電流形インバータ32及び
リアクトル33から構成されている。この場合も電流形
インバータ32及び第2の補助開閉器23の容量は小さ
くて良く、小形安価にすることができる。
【0023】実施例4 図4は実施例4による電力系統エネルギ調整用変換装置
の構成を示し、25は充放電器であり、逆導通の半導体
スイッチ26〜28とダイオード29とリアクトル30
から構成されている。31は第3の補助開閉器である。
【0024】次に、実施例4の動作を説明する。まず、
初期充電時においては、主開閉器10をオフとし、第3
の補助開閉器31をオンとする。このとき、充放電器2
5の半導体スイッチ26のオンオフと半導体スイッチ2
7のフライホイルダイオード作用で電圧形インバータ1
6から出力される直流電圧を可変し、電池1の電圧を0
Vから所定電圧V1まで充電する。インバータ16は単
なる整流器として作用する。次に、電池1の主充放電時
においては、主開閉器10をオンして充放電器25の動
作を停止させ、インバータ16の周波数制御と電圧制御
により電池1の充放電を行う。
【0025】次に、電池1の完全放電時においては、主
開閉器10をオフとし、半導体スイッチ27のオンオフ
動作と半導体スイッチ26のフライホイルダイオード動
作により電池1の出力電圧を制御し、電池1を0Vまで
放電させる。このとき、インバータ16はその直流電圧
が一定となる制御を行い、電力系統側に電力を放出す
る。次に、電池1の逆充電時においては、第3の補助開
閉器31をオフとし、半導体スイッチ27,28のオン
オフ動作と半導体スイッチ26のフライホイルダイオー
ド作用とダイオード29の働きによりインバータ16の
出力電圧を制御し、電池1を負の所定電圧V2まで逆充
電する。
【0026】実施例4では、電圧形インバータ16と充
放電器25と開閉器10,31により構成しており、従
来の電流形インバータ7及びトランス9が不要となり、
小形安価にすることができる。
【0027】なお、上記各実施例では電圧形インバータ
16を用いたが、これに代って電流形インバータを用い
てもよい。
【0028】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、1台のインバータと昇降圧チョッパを用いて従来と
同様の機能を発揮しており、1台分のインバータ及びそ
のトランスを省略することができ、小形安価にすること
ができる。
【0029】又、請求項2によれば、インバータ、昇降
圧チョッパ、逆充電回路及び開閉器により構成してお
り、特に逆充電回路では電流、電圧の制御範囲が狭くて
容量が小さくて良く、開閉器の容量も小さくて良いの
で、小形安価にすることができる。
【0030】又、請求項3によれば、インバータと充放
電器により構成しており、インバータ及びそのトランス
を1台分省略することができ、小形安価にすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1による電力系統エネルギ調
整用変換装置の構成図である。
【図2】この発明の実施例2による電力系統エネルギ調
整用変換装置の構成図である。
【図3】この発明の実施例3による逆充電回路の構成図
である。
【図4】この発明の実施例4による電力系統エネルギ調
整用変換装置の構成図である。
【図5】従来の電力系統エネルギ調整用変換装置の構成
図である。
【図6】従来の電力系統エネルギ調整用変換装置の動作
を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1…亜鉛−臭素電池 10…主開閉器 11…極性切換スイッチ 12…昇降圧チョッパ 16…電圧形インバータ 19…逆充電回路 23,24,31…補助開閉器 25…充放電器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜鉛−臭素電池と、電池の充電時に電力
    系統からの交流電圧を直流電圧に変換するとともに、電
    池の放電時に電池側からの直流電圧を交流電圧に変換す
    るインバータと、インバータまたは電池の出力を昇降圧
    させる昇降圧チョッパと、電池の主充放電時にインバー
    タと電池を接続するとともに昇降圧チョッパを停止させ
    る主開閉器と、電池の初期充電時及び完全放電時に電池
    と昇降圧チョッパを接続するとともに、電池の逆充電時
    に電池と昇降圧チョッパの接続を逆極性にする極性切換
    スイッチを備えたことを特徴とする電力系統エネルギ調
    整用変換装置。
  2. 【請求項2】 亜鉛−臭素電池と、電池の充電時に電力
    系統からの交流電圧を直流電圧に変換するとともに、電
    池の放電時に電池側からの直流電圧を交流電圧に変換す
    るインバータと、インバータまたは電池の出力を昇降圧
    させる昇降圧チョッパと、電池の主充放電時にインバー
    タと電池を接続するとともに昇降圧チョッパを停止させ
    る主開閉器と、電池の初期充電時及び完全放電時に電池
    と昇降圧チョッパを接続する第1の補助開閉器と、電力
    系統からの交流電圧を直流電圧に変換して電池を逆充電
    する逆充電回路と、電池の逆充電時電池と逆充電回路を
    接続する第2の補助開閉器を備えたことを特徴とする電
    力系統エネルギ調整用変換装置。
  3. 【請求項3】 亜鉛−臭素電池と、電池の充電時に電力
    系統からの交流電圧を直流電圧に変換するとともに、電
    池の放電時に電池側からの直流電圧を交流電圧に変換す
    るインバータと、インバータと電池の間に接続され、イ
    ンバータまたは電池の出力を可変するとともに、電池の
    逆充電時に電池を逆充電する充放電器と、電池の主充電
    時にインバータと電池を接続するとともに充放電器の動
    作を停止させる主開閉器と、電池の主充放電時、初期充
    電時及び完全放電時に電池とインバータを接続する第3
    の補助開閉器を備えたことを特徴とする電力系統エネル
    ギ調整用変換装置。
JP5027041A 1993-02-17 1993-02-17 電力系統エネルギ調整用変換装置 Pending JPH06245392A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010093902A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Nippon Tekumo:Kk 非接触電力供給装置
WO2019058850A1 (ja) * 2017-09-20 2019-03-28 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池システム

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JP2010093902A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Nippon Tekumo:Kk 非接触電力供給装置
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