特許ウォッチ

公開番号2025078367
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2023190871
出願日2023-11-08
発明の名称電源システム及び電源システムの制御方法
出願人日新電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 3/04 20060101AFI20250513BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電源システムを構成する機器のハード面を変更せずに、電力系統から負荷を高速に遮断するとともに、電力変換器の過電流を抑制する。
【解決手段】電源システムは、電力系統10から負荷20に給電するための電力線Pに設けられ、電力線を開閉するスイッチ3と、スイッチの開閉を制御するスイッチ制御部と、スイッチに流れる電流値である電流値を取得する電流値取得部と、蓄電部の直流電力を交流電力に変換して前記電力線に給電する電力変換器7と、電力系統の異常が検出された場合にスイッチを開放する開放指令をスイッチ制御部に出力する開放指令出力部と、開放指令の出力に伴い電力変換器が出力する電圧の絶対値が大きくなるように電力変換器の電圧を制御し、取得した電流値が所定のしきい値になった場合に、電力変換器が出力する電圧の絶対値が小さくなるように電力変換器の電圧を制御する電力変換器制御部と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統と負荷との間に設けられ、前記負荷に電力を供給する電源システムであって、
前記電力系統から前記負荷に給電するための電力線に設けられ、前記電力線を開閉するスイッチと、
前記スイッチの開閉を制御するスイッチ制御部と、
前記スイッチに流れる電流値である電流値を取得する電流値取得部と、
前記電力線に接続され、蓄電部の直流電力を交流電力に変換して前記電力線に給電する電力変換器と、
前記電力系統の異常が検出された場合に、前記スイッチを開放する開放指令を前記スイッチ制御部に出力する開放指令出力部と、
前記開放指令の出力に伴い、前記電力変換器が出力する電圧の絶対値が大きくなるように前記電力変換器の電圧を制御し、取得した前記電流値が所定のしきい値になった場合に、前記電力変換器が出力する電圧の絶対値が小さくなるように前記電力変換器の電圧を制御する電力変換器制御部とを備える、電源システム。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記電力変換器制御部は、前記電力変換器が出力する電圧を所定範囲内に制限するリミッタを備え、
前記電力変換器制御部は、前記開放指令の出力に伴い、前記電力変換器が出力する電圧が前記上限値又は前記下限値となるように前記電力変換器の電圧を制御し、取得した前記電流値が所定のしきい値になった後に、前記上限値又は前記下限値の絶対値を小さくする、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記電力変換器制御部は、前記電流値が０である場合に、前記電力変換器が出力する電圧を０とする、請求項１に記載の電源システム。
【請求項４】
前記スイッチは、開極時間が４分の１サイクル以下の機械式スイッチである、請求項１乃至３の何れか一項に記載の電源システム。
【請求項５】
電力系統から負荷に給電するための電力線に設けられ、前記電力線を開閉するスイッチと、前記電力線に接続され、蓄電部の直流電力を交流電力に変換して前記電力線に給電する電力変換器とを備える電源システムの制御方法であって、
前記スイッチに流れる電流値を取得し、
前記電力系統の異常が検出された場合に、前記スイッチを開放する開放指令を前記スイッチ制御部に出力し、
前記開放指令の出力に伴い、前記電力変換器が出力する電圧の絶対値が大きくなるように前記電力変換器の電圧を制御し、取得した前記電流値が所定のしきい値になった場合に、前記電力変換器が出力する電圧の絶対値が小さくなるように前記電力変換器の電圧を制御する、制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システム及び電源システムの制御方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統の異常が発生した場合に、電力系統から負荷に給電するための電力線に設けられた遮断器を開放することによって、電力系統から負荷への給電を遮断する電源システムがある。
【０００３】
この種の電源システムは、例えば特許文献１に示すように、遮断器と並列に接続された転流回路をさらに備えるものが挙げられる。電力系統の異常が検出された場合、この種の電源システムは、遮断器を開放するように制御するとともに、転流回路を投入して、転流回路から遮断器を流れる事故電流に高調波電流を重畳し、事故電流の電流ゼロ点を形成している。その結果、遮断器に流れる電流が０になるので、遮断器の開放が完了して、電力系統から負荷が遮断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－２６４９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記の電源システムでは、遮断器を開放する制御を開始してから遮断器の開放が完了するまでの時間が短いほど、負荷の電圧が低下する時間が短くなるので、遮断器の開放に伴う負荷への影響が小さくなる。従って、上記の電源システムは、遮断器を開放する制御を開始すると略同時に遮断器に流れる電流を０に収束させることが望ましい。
【０００６】
しかしながら、上記の電源システムは、転流回路から遮断器に高調波電流を流しているだけなので、遮断器を開放する制御を開始してから略同時に遮断器に流れる電流を０に収束させることができない場合がある。その結果、負荷の電圧低下が拡大するといった遮断器の開放に伴う負荷への影響が大きくなるおそれがある。
【０００７】
そこで、遮断器を開放する制御を開始すると略同時に、電力変換器が出力する電圧を上限値又は下限値に固定することにより、電力変換器の電圧を制御することが考えられる。この場合、電力変換器が出力する電圧に比例した電流である振動電流が電力変換器から流れる電流に重畳するので、その重畳した振動電流の分だけ、電力変換器の定格電流を超える。その結果、電力変換器から過電流が流れてしまい、電力変換器がトリップする恐れがある。また、電力変換器から過電流が流れることを防ぐべく、電力変換器の定格電流を大きくするといった、電力変換器のハード面を変更しなくてはならず、コストが増大してしまう。
【０００８】
重畳する振動電流を小さくするには、電力変換器が出力する電圧の上限値又は下限値を小さい値に変更して、電力系統の異常が発生した場合に、電力変換器の電圧がその変更後の上限値及び下限値とする制御も考えられる。しかしながら、この場合、電力変換器が出力する電圧が小さくなってしまうので、遮断器の開放に伴い負荷の電圧が低下して負荷の電圧を補償するべき時間までに遮断器に流れる電流が０に収束せず、電力系統から負荷への遮断が失敗してしまう恐れがある。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、電源システムを構成する機器のハード面を変更せずに、電力系統から負荷を高速に遮断するとともに、電力変換器の過電流を抑制することを主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係る電源システムは、電力系統と負荷との間に設けられ、前記負荷に電力を供給する電源システムであって、前記電力系統から前記負荷に給電するための電力線に設けられ、前記電力線を開閉するスイッチと、前記スイッチの開閉を制御するスイッチ制御部と、前記スイッチに流れる電流値を取得する電流値取得部と、前記電力線に接続され、蓄電部の直流電力を交流電力に変換して前記電力線に給電する電力変換器と、前記電力系統の異常が検出された場合に、前記スイッチを開放する開放指令を前記スイッチ制御部に出力する開放指令出力部と、前記開放指令の出力に伴い、前記電力変換器が出力する電圧の絶対値が大きくなるように前記電力変換器の電圧を制御し、取得した前記電流値が所定のしきい値になった場合に、前記電力変換器が出力する電圧の絶対値が小さくなるように前記電力変換器の電圧を制御する電力変換器制御部とを備えることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許