JP7455737B2 - 電力供給システムおよび電力供給システムの制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、直流から交流に電力変換を行う交流出力変換器を複数並列に接続し、負荷に電力を供給する電力供給システムおよび電力供給システムの制御方法に関する。

直流から交流に電力変換を行う交流出力変換器を複数並列に接続し、負荷に電力を供給する電力供給システムが知られている。

この点で、特開２０１７－５０９３３公報においては、インバータのような交流出力変換器を複数台並列に接続し、共通の負荷に対して並列運転する電力供給システムが開示されている。

特開２０１７－５０９３３号公報

一方で、上記公報における電力供給システムは、それぞれの交流出力変換器から負荷に供給することにより高効率な給電が可能であるが、例えば停電が生じた際には、バイパス回路に切り替える方式となっている。

しかしながら、停電が生じた後、蓄電池から負荷への電力供給能力は、それぞれの交流出力変換器で異なる場合がある。

その場合、一部の交流出力変換器の蓄電池からの給電が継続している場合に、他の交流出力変換器がバイパス回路に切り替えると、逆流してしまう恐れがあるためすべての交流出力変換器の給電が終了した時点でバイパス回路に切り替える必要がある。

しかしながら、一部の交流出力変換器の給電が終了する状態の時まで、他の交流出力変換器の電源が正常に動作しているとは限らず、バイパス回路の切替が難しい状況が生じる可能性がある。

バイパス回路の切替が正常にできていない場合には、復電した場合に正常に電力供給システムが復旧しない可能性がある。

本開示の目的は、上記の課題を解決するためのものであって、停電が生じた場合に安全にバイパス回路に切替可能な電力供給システムおよび電力供給システムの制御方法を実現する。

ある実施形態に従えば、電力供給システムは、交流負荷に電力を供給する並列接続した複数の交流出力変換器を備える。各交流出力変換器は、外部交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換器と、直流電圧を交流電圧に変換して交流負荷に供給する直流交流変換器と、直流交流変換器と並列に接続され、直流電圧を蓄電する２次電池と、交流負荷と直流交流変換器との間に設けられた第１の切替回路と、直流交流変換器から供給する交流電圧の代わりに、外部交流電圧を直接的に交流負荷に供給するためのバイパス経路と、交流負荷とバイパス経路との間に設けられた第２の切替回路と、停電時および復電時に第１および第２の切替回路を制御するコントローラと、外部交流電圧および交流電圧の供給を受けてコントローラの制御電圧を生成するための制御電源回路とを含む。コントローラは、外部交流電圧の停電時に２次電池の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であるか否かを判断し、２次電池の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であると判断した場合には、第１の切替回路をオフし、２次電池の蓄電容量が第１の電圧レベルよりも低い第２の電圧レベル以下であるか否かを判断し、２次電池の蓄電容量が第２の電圧レベル以下であると判断した場合には、第１の切替回路をオンする。

本開示の電力供給システムおよび電力供給システムの制御方法は、停電が生じた場合に安全にバイパス回路に切替可能である。

実施形態に基づく無停電電源システム１の構成を説明する図である。 実施形態に基づく通常時の無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。 従来の停電時の無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。 実施形態に従う停電時の無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。 実施形態に従う停電時のバイパス経路に切り替えた無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。 実施形態に従う交流出力変換器１０のコントローラ４の停電時の動作について説明するフロー図である。 実施形態の変形例に従う停電時の無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。 実施形態の変形例に従う交流出力変換器１０のコントローラ４の停電時の動作について説明するフロー図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。本例においては、一例として電力供給システムとして、無停電電源システム(以降、ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply）)について説明する。

本実施形態においては、無停電電源システムにおいて、複数の交流出力変換器の並列構成を用いて説明する。

図１は、実施形態に基づく無停電電源システム１の構成を説明する図である。図１を参照して、無停電電源システム１は、複数（ｎ個）の交流出力変換器１０－１～１０－ｎを含む。交流出力変換器１０－１～１０－ｎ（総称して交流出力変換器１０とも称する）は、外部交流電源３と接続されるとともに、共通の負荷２０に対して並列運転する。なお、ｎ個は、特に２個以上であれば供給する負荷に応じて任意の値に設定することが可能である。

以下、各交流出力変換器１０の構成について説明する。交流出力変換器１０は、外部交流電源３と接続され、外部交流電源３からの交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ５と、コンバータ５と接続され、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ７と、インバータ７と並列にコンバータ５と接続される蓄電池６とを含む。

交流出力変換器１０は、インバータ７と負荷との間に設けられた切替回路９と、コンバータ５およびインバータ７の供給経路とは別に設けられた交流電圧を供給するバイパス経路と、バイパス経路と負荷との間に設けられた切替回路８と、切替回路８，９を制御するコントローラ４（切替制御回路）と、コントローラ４の駆動電圧を生成する制御電源回路２とをさらに含む。コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視する。

制御電源回路２は、コンバータ５の入力側およびインバータ７の出力側と接続され、それぞれの交流電圧を検知するとともに、交流電圧の供給を受けてコントローラ４の駆動電圧を生成する。すなわち、制御電源回路２は、外部交流電源３が停電した場合であっても、インバータ７から供給される交流電圧に基づいて駆動電圧を生成することが可能である。また、制御電源回路２は、コンバータ５の入力側およびインバータ７の出力側で検知される交流電圧に従ってコントローラ４に停電あるいはインバータ７からの供給電圧の低下の検知信号を出力する。外部交流電源３が停電により電力の供給が停止した場合には、蓄電池６から負荷に電力を供給する。

図２は、実施形態に基づく通常時の無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。図２に示されるように、一例として、２台の交流出力変換器１０－１，１０－２を含む構成について説明する。

外部交流電源３が正常に動作している通常時においては、切替回路９がオンしており、負荷２０とインバータ７とが接続されている状態である。コンバータ５は、外部交流電源３からの交流電圧を直流電圧に変換する。インバータ７は、コンバータ５と接続され、直流電圧を交流電圧に変換する。また、蓄電池６は、コンバータ５が変換した直流電圧を蓄電する。インバータ７から切替回路９を介して負荷２０に電力が供給される。複数の交流出力変換器１０の並列構成であるため、それぞれの交流出力変換器１０から負荷２０に対して必要な電力が供給される。

図３は、従来の停電時の無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。図３（Ａ）に示されるように、一例として、２台の交流出力変換器１０－１，１０－２を含む構成について説明する。

外部交流電源３が停電した場合について説明する。この場合には、コンバータ５からの電圧供給が低下するため蓄電池６からインバータ７および切替回路９を介して負荷２０に対する電力供給を継続する。この状態の場合には、切替回路８はオフしている。動作している通常時においては、切替回路９がオンしており、負荷２０とインバータ７とが接続されている状態である。コンバータ５は、外部交流電源３からの交流電圧を直流電圧に変換する。インバータ７は、コンバータ５と接続され、直流電圧を交流電圧に変換する。また、蓄電池６は、コンバータ５が変換した直流電圧を蓄電する。インバータ７から切替回路９を介して負荷２０に電力が供給される。複数の交流出力変換器１０の並列構成であるため、それぞれの交流出力変換器１０から負荷２０に対して必要な電力が供給される。

次に、例えば、交流出力変換器１０－１の蓄電池６と、交流出力変換器１０－２の蓄電池６の供給能力が異なる場合について説明する。本例においては、交流出力変換器１０－１の蓄電池６の方が、交流出力変換器１０－２の蓄電池６よりも供給能力が大きい場合について説明する。この場合には、交流出力変換器１０－２の蓄電池６から負荷２０への供給が停止した場合であっても、交流出力変換器１０－１から負荷２０に対する供給を継続する場合には、逆流が生じる恐れがあるため交流出力変換器１０－２の切替回路８をオンすることができない。したがって、交流出力変換器１０－１から負荷２０に対する供給が終了するまで交流出力変換器１０－２は、切替回路９から切替回路８への切替指令を待機する必要がある。

この待機の期間に、制御電源回路２は、コントローラ４の駆動電圧を確保し続ける必要がある。しかしながら、待機の期間が長い場合には、制御電源回路２は、コントローラ４の駆動電圧を確保し続けるのが難しくなる可能性がある。仮に、制御電源回路２は、コントローラ４の駆動電圧を確保できなくなった場合には、切替回路９から切替回路８への切替指令を出力することができず、切替回路８はオフした状態を維持することになる。

図３（Ｂ）に示されるように、交流出力変換器１０－１の切替回路９がオンしており、交流出力変換器１０－２の切替回路８がオフしている状態において復電が生じた場合が示されている。

この場合には、交流出力変換器１０－１の切替回路８はオンしているため、バイパス経路を介して負荷２０に対して電力が供給される。一方、交流出力変換器１０－２の切替回路８はオフしているため、バイパス経路を介して負荷２０に対して電力を供給することができない。したがって、負荷２０に対しては、交流出力変換器１０－１のみが電力を供給する結果となり、過負荷状態となって交流出力変換器１０－１からの供給も停止することになる。すなわち、従来の無停電電源システムは、正常な復電処理を実行することができない可能性がある。

図４は、実施形態に従う停電時の無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。

図４（Ａ）に示されるように、一例として、２台の交流出力変換器１０－１，１０－２を含む構成について説明する。外部交流電源３が停電した場合について説明する。この場合には、コンバータ５からの電圧供給が低下するため蓄電池６からインバータ７および切替回路９を介して負荷２０に対する電力供給を継続する。この状態の場合には、切替回路８はオフしている。

上記したように、例えば、交流出力変換器１０－１の蓄電池６と、交流出力変換器１０－２の蓄電池６の供給能力が異なる場合について説明する。本例においては、交流出力変換器１０－１の蓄電池６の方が、交流出力変換器１０－２の蓄電池６よりも供給能力が大きい場合について説明する。

上記したように、交流出力変換器１０－２の蓄電池６から負荷２０への供給が停止した場合であっても、交流出力変換器１０－１から負荷２０に対する供給を継続する場合には、逆流が生じる恐れがあるため交流出力変換器１０－２の切替回路８をオンすることができない。

したがって、実施形態に従う交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、交流出力変換器１０－２の蓄電池６から負荷２０に対する供給電圧が低下したことを検知した場合には、交流出力変換器１０－２の切替回路９をオフする。具体的には、交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視しており、蓄電池の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であるか否かを判断する。交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であると判断した場合には切替回路９をオフする。コントローラ４は、交流出力変換器１０－１のコントローラ４に対して切替回路９をオフしたことを通知する。

交流出力変換器１０－２のインバータ７は、蓄電池６からの直流電圧の供給を受けてコントローラ４の駆動電圧を供給し続ける。

一方で、当該状態が継続する場合に、蓄電池６の蓄電容量がさらに低下する可能性がある。そして、最終的には、蓄電池６の蓄電容量が空になりインバータ７は、蓄電池６からの直流電圧の供給を受けてコントローラ４の駆動電圧を供給できない可能性がある。

図４（Ｂ）に示されるように、本例においては、交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視しており、蓄電池の蓄電容量が第１の電圧レベルよりも低い第２の電圧レベル以下であるか否かを判断する。交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧レベル以下であると判断した場合には切替回路９をオンする。

交流出力変換器１０－１の出力は、切替回路９をオンすることにより、負荷２０に対する供給を継続しながら、交流出力変換器１０－２の制御電源回路２の駆動電圧として供給される。すなわち、蓄電池６の蓄電容量がさらに低下して空になった状態であっても、交流出力変換器１０－２の制御電源回路２は、交流出力変換器１０－１の出力を用いてコントローラ４の駆動電圧を確保することが可能となる。

交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、交流出力変換器１０－１のコントローラ４から切替回路９をオフしたことの通知を受けて、すべての交流出力変換器１０が負荷２０への電圧の供給を停止したことを検知して、交流出力変換器１０－２の切替回路９をオフして、切替回路８をオンする。

交流出力変換器１０－１のコントローラ４についても同様であり、交流出力変換器１０－２のコントローラ４から切替回路９をオフしたことの通知を受け、交流出力変換器１０－１の蓄電池６の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であるか否かを判断し、すべての交流出力変換器１０が負荷２０への電圧の供給を停止したことを検知して、交流出力変換器１０－１の切替回路９をオフして、切替回路８をオンする。

図５は、実施形態に従う停電時のバイパス経路に切り替えた無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。図５に示されるように、交流出力変換器１０－１，１０－２の切替回路８がオンしている状態において復電が生じた場合が示されている。この場合には、交流出力変換器１０－１，１０－２の切替回路８はオンしているため、バイパス経路を介して負荷２０に対して電力が供給される。したがって、負荷２０に対して、交流出力変換器１０－１，１０－２から電力が供給される結果となり、過負荷状態となることを抑制して、復帰処理を正常に実行することが可能である。すなわち、実施形態に従う無停電電源システム１は、正常な復電処理を実行することが可能である。なお、本例においては、２台の交流出力変換器１０について主に説明したが、特にこれに限られず３台以上でも同様に適用可能である。

図６は、実施形態に従う交流出力変換器１０のコントローラ４の停電時の動作について説明するフロー図である。

図６を参照して、コントローラ４は、停電を検知したか否かを判断する（ステップＳ１）。制御電源回路２は、コンバータ５の入力側と接続されるため外部交流電源３の停電を検知する。制御電源回路２は、コントローラ４に停電を通知する。また、制御電源回路２は、インバータ７から出力される交流電圧に基づいてコントローラ４の駆動電圧を生成して出力する。

ステップＳ１において、コントローラ４は、停電を検知した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）には、蓄電池放電を開始する（ステップＳ２）。コントローラ４は、制御電源回路２からの停電の通知を受け付けた場合には、コンバータ５の動作を停止する。そして、蓄電池６から負荷２０への供給が開始される。

次に、コントローラ４は、蓄電池の蓄電容量が第１の電圧以下に低下したか否かを判断する（ステップＳ３）。コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視している。

ステップＳ３において、コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第１の電圧以下に低下したと判断した場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）には、インバータ側の切替回路９をオフする（ステップＳ４）。コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第１の電圧以下に低下した場合には、切替回路９をオフする。

次に、コントローラ４は、他の交流出力変換器１０のコントローラ４に対して切替回路９をオフしたことを通知する（ステップＳ４＃）。

次に、コントローラ４は、全装置が停止しているか否かを判断する（ステップＳ５）。コントローラ４は、他の交流出力変換器１０の切替回路９をオフしたことを通知する信号を全装置から受信しているか否かを判断する。

ステップＳ５において、コントローラ４は、全装置が停止したと判断した場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）には、バイパス側の切替回路８をオンする（ステップＳ６）。

そして、コントローラ４は、処理を終了する（エンド）。

一方、ステップＳ５において、コントローラ４は、全装置が停止していないと判断した場合（ステップＳ５においてＮＯ）には、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧以下に低下したか否かを判断する（ステップＳ７）。コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視している。第２の電圧は、第１の電圧よりも低い値である。

ステップＳ７において、コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧以下に低下したと判断した場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）には、インバータ側の切替回路９をオンする（ステップＳ８）。コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧以下に低下した場合には、切替回路９をオンする。一方、ステップＳ７において、コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧以下に低下していないと判断した場合（ステップＳ７においてＮＯ）には、ステップＳ５に戻る。

次に、コントローラ４は、全装置が停止しているか否かを判断する（ステップＳ９）。コントローラ４は、他の交流出力変換器１０の切替回路９をオフしたことを通知する信号を全装置から受信しているか否かを判断する。

ステップＳ９において、コントローラ４は、全装置が停止したと判断した場合（ステップＳ９においてＹＥＳ）には、インバータ側の切替回路９をオフする（ステップＳ１０）。一方、ステップＳ９において、コントローラ４は、全装置が停止していないと判断した場合（ステップＳ９においてＮＯ）には、ステップＳ８の状態を維持する。

そして、次に、コントローラ４は、バイパス側の切替回路８をオンする（ステップＳ６）。そして、コントローラ４は、処理を終了する（エンド）。

当該処理により、例えば、交流出力変換器１０－１の蓄電池６と、交流出力変換器１０－２の蓄電池６の供給能力が異なる場合について、交流出力変換器１０－１の蓄電池６の方が、交流出力変換器１０－２の蓄電池６よりも供給能力が大きい場合について、従来は、正常な復電処理を実行することができない可能性があったが、実施形態に従う無停電電源システム１は、正常な復電処理を実行することが可能である。

具体的には、交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視しており、蓄電池６の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であるか否かを判断する。交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であると判断した場合には切替回路９をオフする。コントローラ４は、交流出力変換器１０－１のコントローラ４に対して切替回路９をオフしたことを通知する。交流出力変換器１０－２のインバータ７は、蓄電池６からの直流電圧の供給を受けてコントローラ４の駆動電圧を供給し続けることが可能である。

そして、交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が低下して、第２の電圧レベル以下となった場合には、切替回路９をオンする。交流出力変換器１０－１の出力は、切替回路９をオンすることにより、負荷２０に対する供給を継続しながら、交流出力変換器１０－２の制御電源回路２の駆動電圧として供給され続けることが可能である。すなわち、蓄電池６の蓄電容量がさらに低下して空になった状態であっても、交流出力変換器１０－２の制御電源回路２は、交流出力変換器１０－１の出力を用いてコントローラ４の駆動電圧を確保することが可能となる。

交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、交流出力変換器１０－１のコントローラ４から切替回路９をオフしたことの通知を受けて、すべての交流出力変換器１０が負荷２０への電圧の供給を停止したことを検知して、交流出力変換器１０－２の切替回路９をオフして、切替回路８をオンする。

交流出力変換器１０－１のコントローラ４は、交流出力変換器１０－１の蓄電池６の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であるか否かを判断し、交流出力変換器１０－２のコントローラ４から切替回路９をオフしたことの通知を受けてすべての交流出力変換器１０が負荷２０への電圧の供給を停止したことを検知して、交流出力変換器１０－１の切替回路９をオフして、切替回路８をオンする。

蓄電池６の供給能力が異なる場合であっても、蓄電池６の蓄電容量を見ながら、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧レベル以下（例えばほぼ０Ｖ）になる場合には、他の交流出力変換器１０の出力を用いてコントローラ４の駆動電圧を確保することが可能である。

コントローラ４の駆動電圧を確保する期間を長くしつつ、バイパス回路への切替を正常に行うことが可能である。

なお、本例においては、コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視する方式について説明したが、蓄電池６の蓄電容量を監視するのではなく、制御電源回路２に供給されるインバータ７の出力を監視して、当該出力を監視して、切替回路９のオン／オフを制御する構成とすることも可能である。

（変形例）
実施形態の変形例においては、より簡易な方式で停電が生じた場合に安全にバイパス回路に切替可能な電力供給システムについて説明する。

図７は、実施形態の変形例に従う停電時の無停電電源システム１の電圧供給を説明する図である。一例として、２台の交流出力変換器１０－１，１０－２を含む構成について説明する。外部交流電源３が停電した場合について説明する。この場合には、図７（Ａ）に示されるようにコンバータ５からの電圧供給が低下するため蓄電池６からインバータ７および切替回路９を介して負荷２０に対する電力供給を継続する。この状態の場合には、切替回路８はオフしている。

上記したように、例えば、交流出力変換器１０－１の蓄電池６と、交流出力変換器１０－２の蓄電池６の供給能力が異なる場合について説明する。本例においては、交流出力変換器１０－１の蓄電池６の方が、交流出力変換器１０－２の蓄電池６よりも供給能力が大きい場合について説明する。交流出力変換器１０－２の蓄電池６から負荷２０への供給が停止した場合であっても、交流出力変換器１０－１から負荷２０に対する供給を継続する場合には、逆流が生じる恐れがあるため交流出力変換器１０－２の切替回路８をオンすることができない。

一方で、当該状態が継続する場合に、蓄電池６の蓄電容量がさらに低下する可能性がある。そして、最終的には、蓄電池６の蓄電容量が空になりインバータ７は、蓄電池６からの直流電圧の供給を受けてコントローラ４の駆動電圧を供給できない可能性がある。

図７（Ｂ）に示されるように、実施形態の変形例に従う交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、交流出力変換器１０－２の蓄電池６から負荷２０に対する供給電圧が低下したことを検知した場合には、交流出力変換器１０－２のインバータ７をオフする。具体的には、交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視しており、蓄電池の蓄電容量が第２の電圧レベル以下（例えばほぼ０Ｖ）であるか否かを判断する。交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧レベル以下であると判断した場合には、インバータ７をオフする。切替回路９はオンした状態を維持する。

コントローラ４は、交流出力変換器１０－１のコントローラ４に対してインバータ７をオフしたことを通知する。

交流出力変換器１０－２のインバータ７を停止したことにより、交流出力変換器１０－２から負荷２０に対して電圧は供給されない。一方で、切替回路９は、オンした状態を維持しているため交流出力変換器１０－１の出力は、負荷２０に対する供給を継続しながら、交流出力変換器１０－２の制御電源回路２の駆動電圧として供給される。すなわち、蓄電池６の蓄電容量がさらに低下して空になった状態であっても、交流出力変換器１０－２の制御電源回路２は、交流出力変換器１０－１の出力を用いてコントローラ４の駆動電圧を確保することが可能となる。

交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、交流出力変換器１０－１のコントローラ４からインバータ７をオフしたことの通知を受けて、すべての交流出力変換器１０が負荷２０への電圧の供給を停止したことを検知して、交流出力変換器１０－２の切替回路９をオフして、切替回路８をオンする。

交流出力変換器１０－１のコントローラ４についても同様であり、交流出力変換器１０－２のコントローラ４からインバータ７をオフしたことの通知を受け、交流出力変換器１０－１の蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧レベル以下であるか否かを判断し、インバータ７をオフして、交流出力変換器１０－２にインバータ７をオフしたことを通知する。コントローラ４は、すべての交流出力変換器１０が負荷２０への電圧の供給を停止したことを検知して、交流出力変換器１０－１の切替回路９をオフして、切替回路８をオンする。

実施形態の変形例に従う停電時のバイパス経路の切り替えは、図５で説明したのと同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。交流出力変換器１０－１，１０－２の切替回路８はオンしているため、バイパス経路を介して負荷２０に対して電力が供給される。したがって、負荷２０に対して、交流出力変換器１０－１，１０－２から電力が供給される結果となり、過負荷状態となることを抑制して、復帰処理を正常に実行することが可能である。すなわち、実施形態の変形例に従う無停電電源システム１は、正常な復電処理を実行することが可能である。なお、本例においては、２台の交流出力変換器１０について主に説明したが、特にこれに限られず３台以上でも同様に適用可能である。

図８は、実施形態の変形例に従う交流出力変換器１０のコントローラ４の停電時の動作について説明するフロー図である。

図８を参照して、コントローラ４は、停電を検知したか否かを判断する（ステップＳ１）。制御電源回路２は、コンバータ５の入力側と接続されるため外部交流電源３の停電を検知する。制御電源回路２は、コントローラ４に停電を通知する。また、制御電源回路２は、インバータ７から出力される交流電圧に基づいてコントローラ４の駆動電圧を生成して出力する。

ステップＳ１において、コントローラ４は、停電を検知した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）には、蓄電池放電を開始する（ステップＳ２）。コントローラ４は、制御電源回路２からの停電の通知を受け付けた場合には、コンバータ５の動作を停止する。そして、蓄電池６から負荷２０への供給が開始される。

次に、コントローラ４は、蓄電池の蓄電容量が第２の電圧以下に低下したか否かを判断する（ステップＳ１１）。コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視している。

ステップＳ１１において、コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧以下に低下したと判断した場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）には、インバータ７をオフする（ステップＳ１２）。コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧以下（ほぼ０Ｖ）に低下した場合には、インバータ７をオフする。

次に、コントローラ４は、他の交流出力変換器１０のコントローラ４に対してインバータ７をオフしたことを通知する（ステップＳ１３）。

次に、コントローラ４は、全装置が停止しているか否かを判断する（ステップＳ１４）。コントローラ４は、他の交流出力変換器１０のインバータ７をオフしたことを通知する信号を全装置から受信しているか否かを判断する。

ステップＳ１４において、コントローラ４は、全装置が停止したと判断した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）には、インバータ側の切替回路９をオフして、バイパス側の切替回路８をオンする（ステップＳ１５）。一方、ステップＳ１４において、コントローラ４は、全装置が停止していないと判断した場合（ステップＳ１４においてＮＯ）には、当該状態を維持する。

そして、コントローラ４は、処理を終了する（エンド）。

当該処理により、例えば、交流出力変換器１０－１の蓄電池６と、交流出力変換器１０－２の蓄電池６の供給能力が異なる場合について、交流出力変換器１０－１の蓄電池６の方が、交流出力変換器１０－２の蓄電池６よりも供給能力が大きい場合について、従来は、正常な復電処理を実行することができない可能性があったが、実施形態の変形例に従う無停電電源システム１は、正常な復電処理を実行することが可能である。

具体的には、交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視しており、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧レベル以下であるか否かを判断する。交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧レベル以下であると判断した場合にはインバータ７をオフする。コントローラ４は、交流出力変換器１０－１のコントローラ４に対してインバータ７をオフしたことを通知する。交流出力変換器１０－２のインバータ７はオフしており、切替回路９はオンしている。したがって、交流出力変換器１０－１の出力は、負荷２０に対する供給を継続しながら、交流出力変換器１０－２の制御電源回路２の駆動電圧として供給され続けることが可能である。すなわち、蓄電池６の蓄電容量が低下して空になった状態であっても、交流出力変換器１０－２の制御電源回路２は、交流出力変換器１０－１の出力を用いてコントローラ４の駆動電圧を確保することが可能となる。

交流出力変換器１０－２のコントローラ４は、交流出力変換器１０－１のコントローラ４からインバータ７をオフしたことの通知を受けて、すべての交流出力変換器１０が負荷２０への電圧の供給を停止したことを検知して、交流出力変換器１０－２の切替回路９をオフして、切替回路８をオンする。

交流出力変換器１０－１のコントローラ４は、交流出力変換器１０－１の蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧レベル以下であるか否かを判断し、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧レベル以下であると判断した場合にはインバータ７をオフする。コントローラ４は、交流出力変換器１０－２のコントローラ４に対してインバータ７をオフしたことを通知する。交流出力変換器１０－１のコントローラ４は、交流出力変換器１０－２のコントローラ４からインバータ７をオフしたことの通知を受けてすべての交流出力変換器１０が負荷２０への電圧の供給を停止したことを検知して、交流出力変換器１０－１の切替回路９をオフして、切替回路８をオンする。

蓄電池６の供給能力が異なる場合であっても、蓄電池６の蓄電容量を見ながら、蓄電池６の蓄電容量が第２の電圧レベル以下（例えばほぼ０Ｖ）になる場合には、他の交流出力変換器１０の出力を用いてコントローラ４の駆動電圧を確保することが可能である。

コントローラ４の駆動電圧を確保する期間を長くしつつ、バイパス回路への切替を正常に行うことが可能である。

なお、本例においては、コントローラ４は、蓄電池６の蓄電容量を監視する方式について説明したが、蓄電池６の蓄電容量を監視するのではなく、制御電源回路２に供給されるインバータ７の出力を監視して、当該出力を監視して、インバータ７のオフを制御する構成とすることも可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 無停電電源システム、２ 制御電源回路、３ 外部交流電源、４ コントローラ、５ コンバータ、６ 蓄電池、７ インバータ、８，９ 切替回路、１０ 交流出力変換器、２０ 負荷

Claims (6)

1. 交流負荷に電力を供給する並列接続した複数の交流出力変換器を備え、
   各前記交流出力変換器は、
   外部交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換器と、
   前記直流電圧を交流電圧に変換して前記交流負荷に供給する直流交流変換器と、
   前記直流交流変換器と並列に接続され、前記直流電圧を蓄電する２次電池と、
   前記交流負荷と前記直流交流変換器との間に設けられた第１の切替回路と、
   前記直流交流変換器から供給する前記交流電圧の代わりに、前記外部交流電圧を直接的に前記交流負荷に供給するためのバイパス経路と、
   前記交流負荷と前記バイパス経路との間に設けられた第２の切替回路と、
   停電時および復電時に前記第１および第２の切替回路を制御するコントローラと、
   前記外部交流電圧および前記交流電圧の供給を受けて前記コントローラの制御電圧を生成するための制御電源回路とを含み、
   前記コントローラは、
   前記外部交流電圧の停電時に前記２次電池の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であるか否かを判断し、
   前記２次電池の蓄電容量が前記第１の電圧レベル以下であると判断した場合には、前記第１の切替回路をオフし、
   前記２次電池の蓄電容量が前記第１の電圧レベルよりも低い第２の電圧レベル以下であるか否かを判断し、
   前記２次電池の蓄電容量が前記第２の電圧レベル以下であると判断した場合には、前記第１の切替回路をオンする、電力供給システム。
2. 前記制御電源回路は、前記第１の切替回路のオンにしたがって他の前記交流出力変換器で生成された交流電圧の供給を受けて、前記コントローラの制御電圧を継続して生成する、請求項１記載の電力供給システム。
3. 前記コントローラは、前記外部交流電圧の停電時に前記複数の交流出力変換器から前記交流負荷への電圧の供給がすべて停止したことを検知した場合に、前記第２の切替回路をオンする、請求項１記載の電力供給システム。
4. 前記コントローラは、通常時は前記第１の切替回路をオンし、前記第２の切替回路をオフしている、請求項１記載の電力供給システム。
5. 各前記交流出力変換器のコントローラは、他の前記交流出力変換器のコントローラと接続され、前記他の前記交流出力変換器から前記第１の切替回路のオフの信号の入力を受ける、請求項１記載の電力供給システム。
6. 交流負荷に電力を供給する並列接続した複数の交流出力変換器を備え、各前記交流出力変換器は、外部交流電圧を直流電圧に変換する交流直流変換器と、前記直流電圧を交流電圧に変換して前記交流負荷に供給する直流交流変換器と、前記直流交流変換器と並列に接続され、前記直流電圧を蓄電する２次電池と、前記交流負荷と前記直流交流変換器との間に設けられた第１の切替回路と、前記直流交流変換器から供給する前記交流電圧の代わりに、前記外部交流電圧を直接的に前記交流負荷に供給するためのバイパス経路と、前記交流負荷と前記バイパス経路との間に設けられた第２の切替回路と、前記外部交流電圧および前記交流電圧の供給を受けて、停電時および復電時に前記第１および第２の切替回路を制御するコントローラの制御電圧を生成するための制御電源回路とを含む、電力供給システムの制御方法であって、
   前記外部交流電圧の停電時に前記２次電池の蓄電容量が第１の電圧レベル以下であるか否かを判断するステップと、
   前記２次電池の蓄電容量が前記第１の電圧レベル以下であると判断した場合には、前記第１の切替回路をオフするステップと、
   前記２次電池の蓄電容量が前記第１の電圧レベルよりも低い第２の電圧レベル以下であるか否かを判断するステップと、
   前記２次電池の蓄電容量が前記第２の電圧レベル以下であると判断した場合には、前記第１の切替回路をオンするステップとを備える、電力供給システムの制御方法。

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