JP4586770B2 - Standby uninterruptible power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、常時は商用電源から負荷に給電し、商用電源の停電などの異常時に無停電電源装置から負荷に給電する待機式無停電電源システムに係り、特に商用電源から無停電電源装置に切り替えた補償開始直後の出力電圧制御方式に関する。 The present invention relates to a standby uninterruptible power supply system in which power is supplied from a commercial power supply to a load at all times, and power is supplied from the uninterruptible power supply to the load in the event of an abnormality such as a power failure of the commercial power supply, particularly switching from the commercial power supply to the uninterruptible power supply. The present invention relates to an output voltage control method immediately after the start of compensation.
図12に待機式無停電電源システムの構成を示す。商用電源1が正常であるときは、商用電源から高速スイッチ2および変圧器3を介して負荷4に交流電力を供給する。電源電圧検出部5は常に商用電源電圧を検出しており、商用電源1に停電や瞬時停電、瞬時電圧低下等の異常が発生した場合、この異常を系統電圧監視部6が検出し、高速スイッチ2の解列により系統と負荷を遮断した上で、電力変換装置制御部7により制御された電力変換装置8が蓄電要素9の直流電力を交流電力に変換し、変圧器3を介して負荷4に交流電力を供給する。
FIG. 12 shows the configuration of the standby uninterruptible power supply system. When the
図12の待機式無停電電源システムでは、商用電源1による給電から電力変換装置8による給電に切り替える際、系統電圧監視部6の動作の遅れや、高速スイッチ2の動作の遅れ等により、瞬時に前記切り替えを行うことはできないため、変圧器3の一次電圧が変動し、この電圧変動により変圧器3の磁束が一方向に偏磁してしまい、前記切り替え直後に過大な偏磁電流が発生する。このため、従来の待機式無停電電源システムでは装置容量に大きな余裕をもたせなければならない問題があった。
In the standby uninterruptible power supply system of FIG. 12, when switching from power supply by the
この種の待機式無停電電源システムとして、商用電源による給電から電力変換装置による給電への切り替え時における偏磁電流の防止および制限を行うものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この待機式無停電電源装置は、内部の変圧器の磁束状態が正負対称性を保つような電力変換装置出力電圧指令を演算で求め、さらに前記変圧器の磁束が判定値を超えないように電力変換装置出力電圧指令を調整するものである。
特許文献1に記載されている技術では.変圧器の偏磁の防止が可能であるが、このための演算が複雑になる。この演算は、トランスの二次側電圧を検出し、この検出値を積分し、この演算結果よりトランスの磁束状態を推測し、この磁束状態が正負対象性を保つようにインバータの出力電圧波形指令を演算する。
In the technique described in
また、特許文献1に記されている技術では、商用電源による給電から電力変換装置による給電への切り替えの際に、切り替え前における前記変圧器の二次側電圧実効値(供給電力)に対して切り替え時から約一周期低下する。また、低下した前記変圧器における二次側電圧実効値が、切り替え前の前記電圧実効値に戻るまでに時間を要する。
Moreover, in the technique described in
本発明の目的は、変圧器の偏磁を防止するための複雑な演算を不要にし、さらに商用電源から無停電電源装置への切り替えにおける給電電力の変化(不足電圧)を少なくした待機式無停電電源システムを提供することにある。 An object of the present invention is a standby uninterruptible power supply that eliminates the need for complicated calculations for preventing the magnetism of the transformer and further reduces the change in power supply (undervoltage) in switching from a commercial power supply to an uninterruptible power supply. To provide a power supply system.
前記の課題を解決するための本発明は、以下の構成を特徴とする。 The present invention for solving the above-described problems is characterized by the following configuration.
(1)常時は商用電源から高速スイッチを介して負荷に給電し、商用電源の異常時に高速スイッチを解列すると共に無停電電源装置から負荷に給電を開始する待機式無停電電源システムにおいて、
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記半周期毎の負荷側電圧波形を記憶しておく負荷側電圧波形記憶部と、
商用電源の正常時は前記出力電圧検出部の検出波形をそのまま出力電圧指令とし、電源異常が起きたときに、前記負荷側電圧波形記憶部に記憶更新した電圧波形を無停電電源装置の次の半周期の出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする。
(1) In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply.
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
A load-side voltage waveform storage unit for storing a load-side voltage waveform for each half cycle;
When the commercial power supply is normal, the detection waveform of the output voltage detection unit is used as an output voltage command as it is, and when a power supply abnormality occurs, the voltage waveform stored and updated in the load side voltage waveform storage unit is updated to the next of the uninterruptible power supply . And an output voltage waveform command calculation unit for generating a half cycle output voltage command value.
(2)常時は商用電源から高速スイッチを介して負荷に給電し、商用電源の異常時に高速スイッチを解列すると共に無停電電源装置から負荷に給電を開始する待機式無停電電源システムにおいて、
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記半周期毎の負荷側電圧波形の実効値を演算しておく実効値演算部と、
商用電源の正常時は前記出力電圧検出部の検出波形をそのまま出力電圧指令とし、電源異常が起きたときに、前記実効値演算部で演算した電圧実効値を係数として出力電圧振幅に乗じた出力電圧波形を無停電電源装置の次の半周期の出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする。
(2) In a standby uninterruptible power supply system that always supplies power to a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts to supply power to the load from the uninterruptible power supply.
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An effective value calculation unit for calculating an effective value of the load-side voltage waveform for each half cycle;
When the commercial power supply is normal, the output voltage detection unit uses the detected waveform as it is as the output voltage command, and when a power supply abnormality occurs, the output voltage amplitude is multiplied by the voltage effective value calculated by the effective value calculation unit as a coefficient. And an output voltage waveform command calculation unit that uses the voltage waveform as an output voltage command value for the next half cycle of the uninterruptible power supply .
(3)常時は商用電源から高速スイッチを介して負荷に給電し、商用電源の異常時に高速スイッチを解列すると共に無停電電源装置から負荷に給電を開始する待機式無停電電源システムにおいて、
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部の検出電圧を半周期ごとに積分演算する積分演算部と、
商用電源が正常であるときの前記積分演算部の演算結果を記憶更新しておく積分値保存部と、
商用電源に異常が発生したときに、無停電電源装置から負荷に給電を開始するまでの前記積分演算部の演算結果と前記積分値保存部に記憶した積分値から不足電圧分を演算し、この不足電圧分を出力電圧波形に加算した出力電圧波形を無停電電源装置から負荷に給電を開始するときの出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする。
(3) In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply.
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An integration calculation unit that integrates the detection voltage of the output voltage detection unit every half cycle;
An integration value storage unit for storing and updating the calculation result of the integration calculation unit when the commercial power supply is normal;
When an abnormality occurs in the commercial power supply, an undervoltage is calculated from the calculation result of the integral calculation unit until the uninterruptible power supply starts to supply power to the load and the integral value stored in the integral value storage unit, And an output voltage waveform command calculation unit that uses an output voltage waveform obtained by adding an undervoltage component to the output voltage waveform as an output voltage command value when power is supplied from the uninterruptible power supply to the load .
(4)常時は商用電源から高速スイッチを介して負荷に給電し、商用電源の異常時に高速スイッチを解列すると共に無停電電源装置から負荷に給電を開始する待機式無停電電源システムにおいて、
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部の検出電圧を半周期ごとに積分演算する積分演算部と、
商用電源正常時における出力波形の積分値を基準積分値として設定しておく基準積分値作成部と、
商用電源に異常が発生したときに、無停電電源装置から負荷に給電を開始するまでの前記積分演算部の演算結果と前記基準積分値作成部に設定した基準積分値から不足電圧分を演算し、この不足電圧分を出力電圧波形に加算した出力電圧波形を無停電電源装置から負荷に給電を開始するときの出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする。
(4) In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply.
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An integration calculation unit that integrates the detection voltage of the output voltage detection unit every half cycle;
A reference integral value creation unit that sets the integral value of the output waveform when the commercial power supply is normal as a reference integral value;
When an abnormality occurs in the commercial power supply, the undervoltage is calculated from the calculation result of the integration calculation unit until the power supply from the uninterruptible power supply to the load and the reference integral value set in the reference integral value creation unit are calculated. And an output voltage waveform command calculation unit that uses the output voltage waveform obtained by adding the insufficient voltage to the output voltage waveform as an output voltage command value when power is supplied from the uninterruptible power supply to the load. .
(5)常時は商用電源から高速スイッチを介して負荷に給電し、商用電源の異常時に高速スイッチを解列すると共に無停電電源装置から負荷に給電を開始する待機式無停電電源システムにおいて、
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部の検出電圧を半周期ごとに積分演算する積分演算部と、
商用電源が正常であるときの前記積分演算部の演算結果を記憶更新しておく積分値保存部と、
商用電源に異常が発生したときに、前記積分演算部の演算結果と前記積分値保存部に記憶した積分値から不足電圧分を演算する不足電圧演算部と、
前記不足電圧演算部で演算される不足電圧分を予め想定した数パターンを保存しておく補償波形保存部と、
前記不足電圧演算部で求められる不足電圧分の大きさに応じて、前記補償波形保存部に保存された波形パターンの中から最も近い波形パターンを選択し、この波形パターンを無停電電源装置の次の半周期の出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする。
(5) In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply,
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An integration calculation unit that integrates the detection voltage of the output voltage detection unit every half cycle;
An integration value storage unit for storing and updating the calculation result of the integration calculation unit when the commercial power supply is normal;
When an abnormality occurs in the commercial power supply, an undervoltage calculator that calculates an undervoltage from the calculation result of the integral calculator and the integral value stored in the integral value storage;
A compensation waveform storage unit that stores a number of patterns preliminarily assumed for an undervoltage component calculated by the undervoltage calculation unit;
According to the magnitude of the undervoltage required by the undervoltage calculator, the closest waveform pattern is selected from the waveform patterns stored in the compensation waveform storage, and this waveform pattern is selected next to the uninterruptible power supply. And an output voltage waveform command calculation unit that outputs an output voltage command value of a half cycle.
(6)常時は商用電源から高速スイッチを介して負荷に給電し、商用電源の異常時に高速スイッチを解列すると共に無停電電源装置から負荷に給電を開始する待機式無停電電源システムにおいて、
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部の検出電圧を半周期ごとに積分演算する積分演算部と、
商用電源正常時における出力波形の積分値を基準積分値として設定しておく基準積分値作成部と、
商用電源に異常が発生したときに、前記積分演算部の演算結果と前記基準積分値作成部に設定した基準積分値から不足電圧分を演算する不足電圧演算部と、
前記不足電圧演算部で演算される不足電圧分を予め想定した数パターンを保存しておく補償波形保存部と、
前記不足電圧演算部で求められる不足電圧分の大きさに応じて、前記補償波形保存部に保存された波形パターンの中から最も近い波形パターンを選択し、この波形パターンを無停電電源装置の次の半周期の出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする。
(6) In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply,
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An integration calculation unit that integrates the detection voltage of the output voltage detection unit every half cycle;
A reference integral value creation unit that sets the integral value of the output waveform when the commercial power supply is normal as a reference integral value;
An undervoltage calculator that calculates an undervoltage from a calculation result of the integral calculation unit and a reference integral value set in the reference integral value creation unit when an abnormality occurs in the commercial power supply;
A compensation waveform storage unit that stores a number of patterns preliminarily assumed for an undervoltage component calculated by the undervoltage calculation unit;
According to the magnitude of the undervoltage required by the undervoltage calculator, the closest waveform pattern is selected from the waveform patterns stored in the compensation waveform storage, and this waveform pattern is selected next to the uninterruptible power supply. And an output voltage waveform command calculation unit that outputs an output voltage command value of a half cycle.
以上のとおり、本発明によれば、変圧器の偏磁を防止するための複雑な演算を不要にし、さらに商用電源から無停電電源装置への切り替えにおける給電電力の変化(不足電圧)を少なくした待機式無停電電源システムを実現できる。 As described above, according to the present invention, a complicated calculation for preventing the magnetism of the transformer is unnecessary, and further, a change in supply power (undervoltage) in switching from a commercial power supply to an uninterruptible power supply is reduced. A standby uninterruptible power supply system can be realized.
具体的には、請求項1の構成によれば、商用電源に異常が生じた半周期の波形を、次の半周期の電圧指令とするため、補償電圧波形の演算を不要にし、記憶回路のみで構成することが出来る。 Specifically, according to the configuration of the first aspect, since the waveform of the half cycle in which an abnormality has occurred in the commercial power supply is used as the voltage command of the next half cycle, the calculation of the compensation voltage waveform is unnecessary, and only the memory circuit Can be configured.
請求項2の構成によれば、商用電源に異常が生じた半周期の実効値を、次の半周期の電圧指令に乗じて電圧指令とするため、複雑な演算をせず実効値演算のみで構成することが出来る。
According to the configuration of
請求項3の構成によれば、商用電源に異常が生じた半周期以内に切り替えの遅れによる電圧の不足を補えるため、負荷への半周期ごとの供給電圧実効値が低下せず、切り替え前の電圧実効値に戻るまでの時間がかからない。
According to the configuration of
請求項4の構成によれば、請求項3における積分演算部を省略し、積分値を一定とすることで、制御回路の簡略化が可能となる。 According to the configuration of the fourth aspect, the integration circuit in the third aspect is omitted, and the integral value is kept constant, so that the control circuit can be simplified.
請求項5の構成によれば、商用電源異常が起きた次の半周期の電圧実効値を低下させないで、商用電源異常が起きた半周期の積分値と、次の半周期の積分値を同じとなる。
According to the configuration of
請求項6の構成によれば、請求項5の積分演算部を省略し積分値を一定とすることで、制御回路の簡略化が可能となる。 According to the configuration of the sixth aspect, the control circuit can be simplified by omitting the integral calculation unit of the fifth aspect and keeping the integral value constant.
(実施形態1)
図1に本実施形態の待機式無停電電源システムの構成図を示す。同図が図12と異なる部分は、常に負荷側の電圧波形を記憶しておき、この電圧波形を電源異常が起きた次の半周期の出力電圧指令とする点にある。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a standby uninterruptible power supply system of the present embodiment. 12 is different from FIG. 12 in that a voltage waveform on the load side is always stored, and this voltage waveform is used as an output voltage command in the next half cycle when a power supply abnormality occurs.
出力電圧検出部10は変圧器3の入力電圧波形を検出し、この検出波形から半周期毎の負荷側電圧波形のサンプリングデータ列を負荷側電圧波形記憶部11が記憶更新しておく。出力電圧波形指令演算部12は、商用電源1の正常時は出力電圧検出部10の検出波形をそのまま出力電圧指令(正弦波)として電力変換装置制御部7に与え、商用電源1に異常が発生したときに、負荷側電圧波形記憶部11に記憶更新している電圧波形を次の半周期の出力電圧指令として電力変換装置制御部7に与える。
The
なお、出力電圧波形指令演算部12による商用電源1の正常/異常の判定は系統電圧監視部6による監視信号を利用するか、出力電圧検出部10の検出波形から判定する。
Whether the
図2は、商用電源の異常発生時の補償電圧波形例を示す。商用電源1が時刻t1で停電したとき、時刻t2から電力変換装置8による給電が開始される。この切り替えには時刻t1から時刻t2までの遅れが発生し、変圧器3に偏磁電流が流れる。この半周期と同じ電圧波形は負荷側電圧波形記憶部11に記憶されており、この電圧波形を正負反転した電圧波形を出力電圧波形指令演算部12が次の半周期だけ出力電圧波形指令とする。
FIG. 2 shows an example of a compensation voltage waveform when a commercial power supply abnormality occurs. When the
したがって、商用電源から無停電電源装置への切り替え時に発生する変圧器の偏磁は次の半周期で相殺され、変圧器の偏磁を防止することができる。しかも、偏磁を防止するための出力電圧波形の調整は負荷側電圧波形記憶部11に記憶する半周期のサンプリングデータをそのまま使用することで済み、従来のような複雑な演算が不要になる。
Therefore, the magnetic bias of the transformer that occurs at the time of switching from the commercial power supply to the uninterruptible power supply is canceled in the next half cycle, and the magnetic bias of the transformer can be prevented. In addition, the adjustment of the output voltage waveform for preventing the bias is performed by using the half-cycle sampling data stored in the load-side voltage
(実施形態2)
図3に本実施形態の待機式無停電電源システムの構成図を示す。同図が図1と異なる部分は、図1における負荷側電圧波形記憶部11に代えて、実効値演算部13を設けた点にある。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a configuration diagram of the standby uninterruptible power supply system of the present embodiment. 1 differs from FIG. 1 in that an effective
実効値演算部13は、常に半周期毎の実効値を演算しておく。出力電圧波形指令演算部12は、図4に示すように電源異常が起きた次の半周期に、電源異常が起きた半周期の電圧実効値を係数として、出力電圧振幅に乗じた出力電圧波形を指令値とする。
The effective
なお、電源異常に対する切り替え遅れが半周期の終了タイミングを越えて発生した場合は、終了タイミングを挟んで実効値演算を加減算する。 If the switching delay due to power supply abnormality occurs beyond the end timing of the half cycle, the effective value calculation is added or subtracted with the end timing in between.
本実施形態においても、商用電源から無停電電源装置への切り替え時に発生する変圧器の偏磁は次の半周期で相殺され、変圧器の偏磁を防止することができる。また、偏磁を防止するための出力電圧波形の調整は実効値演算のみで済み、従来のような複雑な演算が不要になる。 Also in this embodiment, the magnetic bias of the transformer generated when switching from the commercial power supply to the uninterruptible power supply is canceled in the next half cycle, and the magnetic bias of the transformer can be prevented. Further, the adjustment of the output voltage waveform for preventing the bias magnetism is performed only by the effective value calculation, and the conventional complicated calculation becomes unnecessary.
(実施形態3)
図5に本実施形態の待機式無停電電源システムの構成図を示す。本実施形態は、変圧器の偏磁防止に加えて、電源異常が起きた半周期以内に、負荷に対する供給電圧の不足分を補うことで、負荷に対する供給電圧の実効値低下(供給電力変化)を補償する。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows a configuration diagram of the standby uninterruptible power supply system of the present embodiment. In the present embodiment, in addition to preventing the bias of the transformer, the effective value of the supply voltage to the load is reduced (change in supply power) by compensating for the shortage of the supply voltage to the load within a half cycle when the power supply abnormality occurs. To compensate.
同図が図1と異なる部分は、出力電圧検出部10の検出電圧を半周期ごとに積分演算する積分演算部14と、商用電源が正常であるときの積分演算部14の演算結果を記憶更新しておく積分値保存部15とを設けた点にある。
1 differs from FIG. 1 in that the
この構成において、出力電圧波形指令演算部12は商用電源に異常が発生したときに積分演算部14の演算結果および積分値保存部15に記憶した積分値を比較し、前記切り替えの遅れによる出力電圧積分値の不足分を演算し、この不足分を商用電源の異常直後に電力変換装置8で出力する電圧波形に加算補償した出力電圧波形指令を発生する。
In this configuration, the output voltage waveform
図6に動作波形の一例を示す。図6において、電源電圧波形は電源電圧の検出波形を、出力電圧波形は出力電圧検出部10の検出波形を、出力電圧の積分波形は積分演算部14の演算結果を示している。時刻tlで商用電源に異常が発生したとき、商用電源による給電から電力変換装置による給電に切り替えの遅れを経て、時刻t2から電力変換装置による給電が開始されたとする。これにより出力電圧波形の斜線部A分の電圧が、商用電圧に異常がなかった場合の出力電圧波形(時刻tl−t2間における出力電圧波形の破線部)に対して不足する。
FIG. 6 shows an example of operation waveforms. In FIG. 6, the power supply voltage waveform indicates the detection waveform of the power supply voltage, the output voltage waveform indicates the detection waveform of the output
すなわち、電源異常の起きた半周期の途中における、出力電圧の積分波形振幅(時刻t1−t2間における出力電圧の積分波形の実線部)が、電源異常が起こる前の半周期の途中における前記出力電圧の積分波形振幅(時刻tl−t2間における出力電圧の積分波形の破線部)に対し低下する。この電圧積分波形の振幅の誤差から電源異常による出力電圧積分値の不足分を演算し、この不足分を時刻t2−t3間で補えるように出力電圧波形指令を(出力電圧波形の斜線部Bのように)増加させることで負荷に対する供給電圧実効値の低下を防ぐ。 That is, the output waveform integrated waveform amplitude (solid line portion of the output voltage integrated waveform between times t1 and t2) in the middle of the half cycle in which the power supply abnormality occurs is the output in the half cycle before the power supply abnormality occurs. The voltage decreases with respect to the integrated waveform amplitude of the voltage (the broken line portion of the integrated waveform of the output voltage between times tl and t2). An insufficiency of the output voltage integrated value due to power supply abnormality is calculated from the amplitude error of this voltage integrated waveform, and an output voltage waveform command (in the shaded portion B of the output voltage waveform is set to compensate for this insufficiency between times t2 and t3. Increase) to prevent a decrease in the effective value of the supply voltage to the load.
ここで、電源異常による出力電圧積分値の不足分を時刻t2−t3間で補う際、前記不足分を時刻t2−t3間における出力電圧の積分波形破線部のように補う(方法の一例としては前記不足分を時刻t2−t3間で均等に振り分け底上げする)と、出力電圧が急激に上昇する(波形の例を図7に示す)。本実施形態では、時刻t2−t3における出力電圧の積分波形実線部のように積分値を増加させる(方法の一例としては前記不足分を時刻t3までに補えるようにソフトスタートを用いて増加させる)。 Here, when the shortage of the output voltage integral value due to power supply abnormality is compensated between time t2 and t3, the shortage is compensated as shown by the broken line portion of the integrated waveform of the output voltage between time t2 and t3 (as an example of the method) When the shortage is evenly distributed and raised between times t2 and t3), the output voltage increases rapidly (an example of a waveform is shown in FIG. 7). In the present embodiment, the integrated value is increased as indicated by the solid line portion of the integrated waveform of the output voltage at time t2-t3 (as an example of the method, the shortage is increased by using soft start so as to compensate by time t3). .
なお、電源異常に対する切り替え遅れが半周期の終了タイミングを越えて発生した場合は、次の半周期にまたがって積分値演算および不足分を加減算補償することで変圧器の偏磁を防止する。 When a switching delay due to a power supply abnormality occurs beyond the end timing of a half cycle, the transformer is prevented from being demagnetized by calculating the integral value over the next half cycle and compensating for the shortage.
本実施形態によれば、変圧器の偏磁防止に加えて、商用電源に異常が生じた半周期以内に切り替えの遅れによる電圧の不足を補えるため、負荷への半周期ごとの供給電圧実効値が低下せず、切り替え前の電圧実効値に戻るまでの時間遅れが半周期内で済む。 According to this embodiment, in addition to preventing the magnetism of the transformer, the supply voltage effective value for each half cycle to the load is compensated for the shortage of voltage due to the switching delay within the half cycle in which the abnormality occurred in the commercial power supply. Does not decrease, and the time delay until the voltage effective value before switching is restored is within a half cycle.
(実施形態4)
図8に本実施形態の待機式無停電電源システムの構成図を示す。本実施形態は、図5における積分値保存部15の代わりに、基準積分値作成部16を設ける。
(Embodiment 4)
FIG. 8 shows a configuration diagram of the standby uninterruptible power supply system of this embodiment. In the present embodiment, a reference integral
基準積分値作成部16は、商用電源正常時における出力波形について、積分演算部14の演算結果として積分値保存部15に記憶更新しておく代わりに、予め決めておいた基準積分値を作成して設定しておく。出力電圧波形指令演算部12は、商用電源に異常が発生した場合に積分演算部14の演算結果および基準積分値作成部16に設定しておく値を比較し、前記切り替えの遅れによる出力電圧積分値の不足分を演算し、その不足分を商用電源の異常直後に電力変換装置8で出力する電圧波形に加算補償した出力電圧波形指令を発生する。
The reference integral
本実施形態によれば、変圧器の偏磁防止に加えて、実施形態3の積分値保存部15による積分演算結果の記憶更新処理を不要とし、積分値を基準値(一定)とすることで、演算処理の簡略化が可能となる。
According to the present embodiment, in addition to preventing the bias magnetism of the transformer, the storage update process of the integral calculation result by the integral
(実施形態5)
図9に本実施形態の待機式無停電電源システムの構成図を示す。本実施形態は、図5の回路構成に加えて、不足電圧演算部17と補償波形保存部18を設け、商用電源異常が起きた次の半周期の電圧実効値を、商用電源正常時の半周期における電圧実効値と比べて低下しないように補償する。
(Embodiment 5)
FIG. 9 shows a configuration diagram of the standby uninterruptible power supply system of the present embodiment. In the present embodiment, in addition to the circuit configuration of FIG. 5, an
不足電圧演算部17は、積分演算部14の演算結果と積分値保存部15の値とより得られる、電源異常による出力電圧積分値の不足分より、負荷に対する供給電圧の不足分を演算する。補償波形保存部18は、不足電圧演算部17で演算される前記供給電圧の不足分を予め想定した数パターンとして設定され、これらパターンを商用電源異常が起きた次の半周期に電力変換装置より出力させる電圧波形として保存しておく。
The
出力電圧波形指令演算部12は、不足電圧演算部17で求められる前記供給電圧の不足分の大きさに応じて、補償波形保存部18に保存してあるいくつかの波形パターンの中から最も近い波形パターンを選択し、この波形パターンを次の半周期の出力電圧指令値とする。このときの補償波形例を図10に示し、切り替えによる時刻t1〜t2間の不足電圧分を伴う波形に相当するC分を補償波形とする。なお、切り替えに伴う不足電圧分は実施形態1と同様に補償した出力電圧波形指令にされる。
The output voltage waveform
本実施形態によれば、変圧器の偏磁防止に加えて、商用電源異常が起きた次の半周期の電圧実効値を低下させないよう、商用電源異常が起きた半周期の積分値と、次の半周期の積分値が同じとなる。 According to the present embodiment, in addition to preventing the bias of the transformer, in order not to lower the effective voltage value of the next half cycle in which the commercial power supply abnormality has occurred, the integral value of the half cycle in which the commercial power supply abnormality has occurred, The integral value of the half cycle is the same.
(実施形態6)
図11に本実施形態の待機式無停電電源システムの構成図を示す。本実施形態は、図9の回路構成において、積分値保存部15の代わりに、図8の基準積分値作成部16とし、不足電圧演算部17による不足電圧演算に、基準積分値作成部16に予め設定しておく基準積分値を使用するものである。
(Embodiment 6)
FIG. 11 shows a configuration diagram of the standby uninterruptible power supply system of the present embodiment. In this embodiment, in the circuit configuration of FIG. 9, instead of the integral
本実施形態によれば、実施形態5の積分演算部を省略し積分値を一定とすることで、制御回路の簡略化が可能となる。 According to this embodiment, the control circuit can be simplified by omitting the integral calculation unit of the fifth embodiment and keeping the integral value constant.
1 商用電源
2 高速スイッチ
3 変圧器
4 負荷
5 電源電圧検出部
6 系統電圧監視部
7 電力変換装置制御部
8 電力変換装置
9 蓄電要素
10 出力電圧検出部
11 負荷側電圧波形記憶部
12 出力電圧波形指令演算部
13 実効値演算部
14 積分演算部
15 積分値保存部
16 基準積分値作成部
17 不足電圧演算部
18 補償波形保存部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記半周期毎の負荷側電圧波形を記憶しておく負荷側電圧波形記憶部と、
商用電源の正常時は前記出力電圧検出部の検出波形をそのまま出力電圧指令とし、電源異常が起きたときに、前記負荷側電圧波形記憶部に記憶更新した電圧波形を無停電電源装置の次の半周期の出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする待機式無停電電源システム。 In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply,
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
A load-side voltage waveform storage unit for storing a load-side voltage waveform for each half cycle;
When the commercial power supply is normal, the detection waveform of the output voltage detection unit is used as an output voltage command as it is, and when a power supply abnormality occurs, the voltage waveform stored and updated in the load side voltage waveform storage unit is updated to the next of the uninterruptible power supply . A standby uninterruptible power supply system, comprising: an output voltage waveform command calculation unit that outputs a half-cycle output voltage command value.
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記半周期毎の負荷側電圧波形の実効値を演算しておく実効値演算部と、
商用電源の正常時は前記出力電圧検出部の検出波形をそのまま出力電圧指令とし、電源異常が起きたときに、前記実効値演算部で演算した電圧実効値を係数として出力電圧振幅に乗じた出力電圧波形を無停電電源装置の次の半周期の出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする待機式無停電電源システム。 In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply,
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An effective value calculation unit for calculating an effective value of the load-side voltage waveform for each half cycle;
When the commercial power supply is normal, the output voltage detection unit uses the detected waveform as it is as the output voltage command, and when a power supply abnormality occurs, the output voltage amplitude is multiplied by the voltage effective value calculated by the effective value calculation unit as a coefficient. A standby uninterruptible power supply system, comprising: an output voltage waveform command calculation unit that uses a voltage waveform as an output voltage command value for the next half cycle of the uninterruptible power supply.
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部の検出電圧を半周期ごとに積分演算する積分演算部と、
商用電源が正常であるときの前記積分演算部の演算結果を記憶更新しておく積分値保存部と、
商用電源に異常が発生したときに、無停電電源装置から負荷に給電を開始するまでの前記積分演算部の演算結果と前記積分値保存部に記憶した積分値から不足電圧分を演算し、この不足電圧分を出力電圧波形に加算した出力電圧波形を無停電電源装置から負荷に給電を開始するときの出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする待機式無停電電源システム。 In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply,
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An integration calculation unit that integrates the detection voltage of the output voltage detection unit every half cycle;
An integration value storage unit for storing and updating the calculation result of the integration calculation unit when the commercial power supply is normal;
When an abnormality occurs in the commercial power supply, an undervoltage is calculated from the calculation result of the integral calculation unit until the uninterruptible power supply starts to supply power to the load and the integral value stored in the integral value storage unit, A standby type characterized by comprising an output voltage waveform command calculation unit that uses an output voltage waveform obtained by adding an undervoltage component to an output voltage waveform as an output voltage command value when power supply from an uninterruptible power supply to a load is started Uninterruptible power system.
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部の検出電圧を半周期ごとに積分演算する積分演算部と、
商用電源正常時における出力波形の積分値を基準積分値として設定しておく基準積分値作成部と、
商用電源に異常が発生したときに、無停電電源装置から負荷に給電を開始するまでの前記積分演算部の演算結果と前記基準積分値作成部に設定した基準積分値から不足電圧分を演算し、この不足電圧分を出力電圧波形に加算した出力電圧波形を無停電電源装置から負荷に給電を開始するときの出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする待機式無停電電源システム。 In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply,
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An integration calculation unit that integrates the detection voltage of the output voltage detection unit every half cycle;
A reference integral value creation unit that sets the integral value of the output waveform when the commercial power supply is normal as a reference integral value;
When an abnormality occurs in the commercial power supply, the undervoltage is calculated from the calculation result of the integration calculation unit until the power supply from the uninterruptible power supply to the load and the reference integral value set in the reference integral value creation unit are calculated. And an output voltage waveform command calculation unit that uses the output voltage waveform obtained by adding the insufficient voltage to the output voltage waveform as an output voltage command value when power is supplied from the uninterruptible power supply to the load. Standby uninterruptible power supply system.
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部の検出電圧を半周期ごとに積分演算する積分演算部と、
商用電源が正常であるときの前記積分演算部の演算結果を記憶更新しておく積分値保存部と、
商用電源に異常が発生したときに、前記積分演算部の演算結果と前記積分値保存部に記憶した積分値から不足電圧分を演算する不足電圧演算部と、
前記不足電圧演算部で演算される不足電圧分を予め想定した数パターンを保存しておく補償波形保存部と、
前記不足電圧演算部で求められる不足電圧分の大きさに応じて、前記補償波形保存部に保存された波形パターンの中から最も近い波形パターンを選択し、この波形パターンを無停電電源装置の次の半周期の出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする待機式無停電電源システム。 In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply,
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An integration calculation unit that integrates the detection voltage of the output voltage detection unit every half cycle;
An integration value storage unit for storing and updating the calculation result of the integration calculation unit when the commercial power supply is normal;
When an abnormality occurs in the commercial power supply, an undervoltage calculator that calculates an undervoltage from the calculation result of the integral calculator and the integral value stored in the integral value storage;
A compensation waveform storage unit that stores a number of patterns preliminarily assumed for an undervoltage component calculated by the undervoltage calculation unit;
According to the magnitude of the undervoltage required by the undervoltage calculator, the closest waveform pattern is selected from the waveform patterns stored in the compensation waveform storage, and this waveform pattern is selected next to the uninterruptible power supply. A standby uninterruptible power supply system, comprising: an output voltage waveform command calculation unit that outputs an output voltage command value of a half cycle.
半周期毎の負荷側電圧波形を検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部の検出電圧を半周期ごとに積分演算する積分演算部と、
商用電源正常時における出力波形の積分値を基準積分値として設定しておく基準積分値作成部と、
商用電源に異常が発生したときに、前記積分演算部の演算結果と前記基準積分値作成部に設定した基準積分値から不足電圧分を演算する不足電圧演算部と、
前記不足電圧演算部で演算される不足電圧分を予め想定した数パターンを保存しておく補償波形保存部と、
前記不足電圧演算部で求められる不足電圧分の大きさに応じて、前記補償波形保存部に保存された波形パターンの中から最も近い波形パターンを選択し、この波形パターンを無停電電源装置の次の半周期の出力電圧指令値とする出力電圧波形指令演算部とを備えたことを特徴とする待機式無停電電源システム。 In a standby uninterruptible power supply system that always feeds a load from a commercial power supply via a high-speed switch, disconnects the high-speed switch when the commercial power supply is abnormal, and starts feeding the load from the uninterruptible power supply,
An output voltage detector that detects a load-side voltage waveform for each half cycle;
An integration calculation unit that integrates the detection voltage of the output voltage detection unit every half cycle;
A reference integral value creation unit that sets the integral value of the output waveform when the commercial power supply is normal as a reference integral value;
An undervoltage calculator that calculates an undervoltage from a calculation result of the integral calculation unit and a reference integral value set in the reference integral value creation unit when an abnormality occurs in the commercial power supply;
A compensation waveform storage unit that stores a number of patterns preliminarily assumed for an undervoltage component calculated by the undervoltage calculation unit;
According to the magnitude of the undervoltage required by the undervoltage calculator, the closest waveform pattern is selected from the waveform patterns stored in the compensation waveform storage, and this waveform pattern is selected next to the uninterruptible power supply. A standby uninterruptible power supply system, comprising: an output voltage waveform command calculation unit that outputs an output voltage command value of a half cycle.
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