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公開番号2024178512
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-25
出願番号2023096683
出願日2023-06-13
発明の名称無停電電源システム
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 9/06 20060101AFI20241218BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】3系統以上の無停電電源を同期制御させて3系統以上の負荷に対して電力供給を行う、小型かつ簡単な構成の無停電電源システムを提供する。
【解決手段】交流電源Sの電力を変換して負荷50a～50cへ出力する電力変換部20a～20c、および、交流電源Sの電力を負荷50a～50cへ直接出力する第1バイパス回路30a～30cを含む無停電電源100a～100cを3系統以上用いて、3系統以上の負荷50a～50cに電力給電を行う無停電電源システム200であって、無停電電源100a～100cの各々は、情報通信部9a～9cを含み、情報通信部9a～9cは、他の情報通信部9a～9cと互いに接続されることによりループ状となるように接続されており、ループ状に接続された他の情報通信部9a～9cと通信を行うように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
交流電源の電力を変換して負荷へ出力する電力変換部、および、前記交流電源の電力を前記負荷へ直接出力する第１バイパス回路を含む無停電電源を３系統以上用いて、３系統以上の前記負荷に電力給電を行う無停電電源システムであって、
前記無停電電源の各々は、
前記無停電電源における自系統の前記第１バイパス回路の電圧、および、自系統の前記電力変換部から電力が出力される母線の電圧を検出する検出部と、
自系統の前記電力変換部が出力する電圧を、所定の電圧に同期させる制御を行う同期制御部と、
前記検出部の検出結果に基づいて取得される検出情報を通信する情報通信部とを含み、
前記情報通信部は、他の前記情報通信部と互いに接続されることによりループ状となるように接続されて、ループ状に接続された他の前記情報通信部と通信を行うように構成されており、
前記同期制御部は、ループ状に接続された前記情報通信部が通信を行うことにより取得した前記検出情報に基づいて、自系統の前記電力変換部が出力する電圧を、前記所定の電圧に同期させる制御を行うように構成されている、無停電電源システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記所定の電圧は、自系統の前記第１バイパス回路の電圧、または、他系統の前記母線の電圧を含み、
前記同期制御部は、ループ状に接続された前記情報通信部が通信を行うことにより取得した前記検出情報に基づいて、自系統の前記電力変換部が出力する電圧を、自系統の前記第１バイパス回路の電圧、または、他系統の前記母線の電圧に切り替えて同期させる制御を行うように構成されている、請求項１に記載の無停電電源システム。
【請求項３】
前記検出情報は、自系統の前記第１バイパス回路の電圧、および、自系統の前記電力変換部から電力が出力される前記母線の電圧の値、周波数および位相の少なくとも１つを含み、
前記無停電電源の各々に含まれる前記同期制御部は、ループ状に接続された前記情報通信部が通信を行うことにより取得した自系統の前記無停電電源の前記検出情報が正常範囲内にあるか否かを判定して、判定した結果に基づいて自系統の前記電力変換部が出力する電圧を、自系統の前記第１バイパス回路の電圧、または、他系統の前記母線の電圧に切り替えて同期させる制御を行うように構成されている、請求項２に記載の無停電電源システム。
【請求項４】
前記無停電電源の各々に含まれる前記同期制御部は、ループ状に接続された前記情報通信部が通信を行うことにより取得した前記検出情報に基づいて、正常範囲内でない値の前記検出情報を有すると判定した他系統の前記無停電電源を、同期する対象から除外するようにする制御を行うように構成されている、請求項３に記載の無停電電源システム。
【請求項５】
前記情報通信部は、前記無停電電源の各々の運転状態を示す運転状態情報をさらに通信するように構成されており、
前記同期制御部は、ループ状に接続された前記情報通信部が通信を行うことにより取得した、前記母線の電圧を同期制御できない状態となっている前記無停電電源があるという前記運転状態情報に基づいて、自系統の前記電力変換部が出力する電圧を、前記母線の電圧を同期制御できない状態となっている前記無停電電源の前記母線の電圧に同期させる制御を行うように構成されている、請求項１に記載の無停電電源システム。
【請求項６】
前記無停電電源の各々は、自系統において並列に複数台接続され、自系統の前記無停電電源の各々に含まれる前記同期制御部と前記検出情報の通信を行う並列通信部を含み、
前記並列通信部は、自系統の他の前記無停電電源の前記並列通信部と前記検出情報の通信を行うように構成されている、請求項１に記載の無停電電源システム。
【請求項７】
前記母線は、前記無停電電源と前記負荷との接続を解除する開閉器をさらに備え、
前記検出部が、自系統の前記母線のうち、前記開閉器よりも前記無停電電源側の前記母線の電圧を検出するように構成されている、請求項１または６に記載の無停電電源システム。
【請求項８】
前記無停電電源とは別個に設けられ、前記開閉器よりも前記負荷側の前記母線に接続されるとともに、前記交流電源の電力を前記負荷へ直接出力する第２バイパス回路と、
前記第２バイパス回路の電圧を検出するバイパス電圧検出部と、
前記バイパス電圧検出部によって得られた前記検出情報を通信するバイパス情報通信部と、を含むバイパス部をさらに備え、
前記バイパス情報通信部は、他の前記情報通信部と互いに接続されることによりループ状となるように接続されて、ループ状に接続された他の前記情報通信部と通信を行うように構成されている、請求項７に記載の無停電電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、無停電電源システムに関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、交流電源に接続された２系統の無停電電源のうち、いずれかの無停電電源を用いて、３系統以上の負荷に電力を給電する無停電電源システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１に記載の無停電電源システムは、３系統の負荷へ電力供給を行う２系統の無停電電源装置を備えている。無停電電源装置の各々は、交流電源からの電力を直接負荷へ供給するバイパス電源回路と、負荷へ供給する電力を調整する電力変換部と、自系統の電力変換部の出力および他系統の電力変換部の出力を検出する電圧検出器と、電圧検出器を介して電圧を取得する同期選択回路とを含む無停電電源を備える。
【０００３】
また、上記特許文献１では、無停電電源装置の各々は、同期選択回路の取得した電圧を相互に通信するための信号中継回路をさらに備える。そして、上記特許文献１に記載の無停電電源システムでは、無停電電源装置内の同期選択回路が、信号中継回路を介して無停電電源装置の情報を相互に通信し、無停電電源装置の出力を同期させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５３４７４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、自系統の電力変換部の出力および他系統の電力変換部の出力の各々を検出するために複数の電圧検出器が備えられている。また、上記特許文献１では、２つの系統の無停電電源装置のうち、自系統の電力変換部の出力および他系統の電力変換部の出力の各々を、いずれかの無停電電源装置の出力電圧に同期させるような構成が開示されている。一方、３系統以上の無停電電源装置において、無停電電源装置の各々をいずれかの系統の無停電電源装置の出力電圧に同期させる場合には、３系統目以降の電力変換部の出力を検出するための新たな電圧検出器の追加が必要となるため、無停電電源装置の構成が複雑化し、大型になるという問題点がある。そこで、３系統以上の無停電電源を同期制御させて３系統以上の負荷に対して電力供給を行う、小型かつ簡単な構成の無停電電源システムが望まれている。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、３系統以上の無停電電源を同期制御させて３系統以上の負荷に対して電力供給を行う、小型かつ簡単な構成の無停電電源システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による無停電電源システムは、交流電源の電力を変換して負荷へ出力する電力変換部、および、交流電源の電力を負荷へ直接出力する第１バイパス回路を含む無停電電源を３系統以上用いて、３系統以上の負荷に電力給電を行う無停電電源システムであって、無停電電源の各々は、無停電電源における自系統の第１バイパス回路の電圧、および、自系統の電力変換部から電力が出力される母線の電圧を検出する検出部と、自系統の電力変換部が出力する電圧を、所定の電圧に同期させる制御を行う同期制御部と、検出部の検出結果に基づいて取得される検出情報を通信する情報通信部とを含み、情報通信部は、他の情報通信部と互いに接続されることによりループ状となるように接続されて、ループ状に接続された他の情報通信部と通信を行うように構成されており、同期制御部は、ループ状に接続された情報通信部が通信を行うことにより取得した検出情報に基づいて、自系統の電力変換部が出力する電圧を、所定の電圧に同期させる制御を行うように構成されている。
【０００８】
この発明の一の局面による無停電電源システムは、上記のように、情報通信部は、他の情報通信部と互いに接続されることによりループ状となるように接続されており、ループ状に接続された他の情報通信部と通信を行うように構成されており、同期制御部は、ループ状に接続された情報通信部が通信を行うことにより取得した検出情報に基づいて、自系統の電力変換部が出力する電圧を、所定の電圧に同期させる制御を行うように構成されている。これにより、他系統の母線の電圧を検出するための検出部（電圧検出器）を新たに設けることなく、情報通信部が、ループ状に接続された他系統の情報通信部と通信を行うことにより、全ての他系統の無停電電源における検出情報を取得することができる。そのため、同期制御部が、他系統の無停電電源における検出情報に基づいて、自系統の電力変換部から出力される電力を、所定の電圧に同期制御することが可能となる。その結果、３系統以上の無停電電源を同期制御させて３系統以上の負荷に対して電力供給を行う、小型かつ簡単な構成の無停電電源システムを提供することができる。
【０００９】
上記一の局面による無停電電源システムにおいて、好ましくは、所定の電圧は、自系統の第１バイパス回路の電圧、または、他系統の母線の電圧を含み、同期制御部は、ループ状に接続された情報通信部が通信を行うことにより取得した検出情報に基づいて、自系統の電力変換部が出力する電圧を、自系統の第１バイパス回路の電圧、または、他系統の母線の電圧に切り替えて同期させる制御を行うように構成される。このように構成すれば、ループ状に接続された情報通信部が通信を行うことにより取得した検出情報に基づいて、自系統の電力変換部の出力電圧を、自系統の第１バイパス回路の電圧および他系統の母線の電圧のうち、所望の電圧に同期する制御を行うことができる。その結果、自系統の電力変換部が出力する電圧を、適切な値に同期させて、負荷に電力供給を行うことができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、検出情報は、自系統の第１バイパス回路の電圧、および、自系統の電力変換部から電力が出力される母線の電圧の値、周波数および位相の少なくとも１つを含み、無停電電源の各々に含まれる同期制御部は、ループ状に接続された情報通信部が通信を行うことにより取得した自系統の無停電電源の検出情報が正常範囲内にあるか否かを判定して、判定した結果に基づいて自系統の電力変換部が出力する電圧を、自系統の第１バイパス回路の電圧、または、他系統の母線の電圧に切り替えて同期させる制御を行うように構成される。このように構成すれば、自系統の第１バイパス回路の電圧、および、自系統の電力変換部から電力が出力される母線の電圧等に基づいて、同期対象として適切な値かどうかを判定することができる。そのため、自系統の電力変換部が出力する電圧を、適切な値を出力していることが判定された無停電電源の出力電圧に同期させることができる。その結果、自系統の電力変換部が出力する電圧を、より適切な値に同期させて、負荷に電力供給を行うことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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