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公開番号2025078602
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2024186904
出願日2024-10-23
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】スイッチの開極が完了した時点とスイッチに流れる電流を0に収束させる時点との間の時間を短くする。
【解決手段】電源システムにおいて、制御ブロックは、電力系統から負荷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を取得する電流値取得部と、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、スイッチを開極する開極指令をスイッチ制御部に出力する開極指令出力部と、開極指令が出力された場合に、取得された電流値に基づいて、電力変換器を制御する電力変換器制御部と、を備え、電力変換器の電圧を、電流値が正の値である場合、電力変換器が出力する電圧の下限値を用いて制御し、電流値が負の値である場合、電力変換器が出力する電圧の上限値を用いて制御する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
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、
前記電力線において前記スイッチの両端に接続され、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極指令を前記スイッチ制御部に出力する開極指令出力部と、
前記開極指令が出力された場合に、取得された電流値に基づいて、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部とを備え、
前記スイッチを流れる電流が前記電力系統から前記負荷に向かう方向を正とした場合において、前記電力変換器制御部は、
前記電流値が正の値である場合に、前記電力変換器が前記スイッチの両端の間に出力する電圧の下限値を用いて前記電力変換器の電圧を制御し、前記電流値が負の値である場合に、前記電力変換器が前記スイッチの両端の間に出力する電圧の上限値を用いて前記電力変換器の電圧を制御する、電源システム。
続きを表示（約 960 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、
前記上限値及び前記下限値は、前記所定範囲における上限値及び下限値である、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記電力変換器が前記スイッチの両端の間に出力する電圧の絶対値は、以下の式により算出される、請求項１に記載の電源システム。
JPEG
2025078602000004.jpg
11
166
ここで、Ｖ
ｏｕｔ
は前記電力変換器が前記スイッチの両端の間に出力する電圧の絶対値、Ｌは前記電力変換器が設けられる回路のリアクタンス、ｄｉは定格電流、ｄｔは前記スイッチの開極時間である。
【請求項４】
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５】
前記スイッチはサイリスタスイッチ又は機械式スイッチである、請求項１乃至４の何れか一項に記載の電源システム。
【請求項６】
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４の何れか一項に記載の電源システム。
【請求項７】
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、前記電力線において前記スイッチの両端に接続され、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、前記スイッチを開極する開極指令を出力し、
前記スイッチを流れる電流が前記電力系統から前記負荷に向かう方向を正とする場合において、
前記開極指令が出力され、前記電流値が正の値である場合に、前記電力変換器が出力する電圧の下限値を用いて前記電力変換器の電圧を制御し、前記開極指令が出力され、前記電流値が負の値である場合に、前記電力変換器が出力する電圧の上限値を用いて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 1,600 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、スイッチ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、スイッチを開極するとともに、転流回路を投入して、転流回路からスイッチ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、スイッチに流れる電流が０になるので、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、スイッチの開極が完了した時点からスイッチに流れる電流が０となる時点までの間の時間が短いほど、負荷の電圧が低下する時間が短くなるので、スイッチの開極に伴う負荷への影響が小さくなる。
【０００６】
しかしながら、上記の電源システムは、転流回路からスイッチに高調波電流を流しているだけなので、スイッチの開極が完了してから所定時間経過後にスイッチに流れる電流が０に収束する場合がある。その結果、負荷の電圧低下が拡大するといった、スイッチの開極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、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、スイッチの開極が完了した時点とスイッチに流れる電流を０に収束させる時点との間の時間を短く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】
【０００８】
すなわち本発明に係る電源システムは、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、前記スイッチを開極する開極指令を前記スイッチ制御部に出力する開極指令出力部と、前記開極指令が出力された場合に、取得された電流値に基づいて、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部とを備え、前記スイッチを流れる電流が前記電力系統から前記負荷に向かう方向を正とした場合において、前記電力変換器制御部は、前記電流値が正の値である場合に、前記電力変換器が出力する電圧の下限値を用いて前記電力変換器の電圧を制御し、前記電流値が負の値である場合に、前記電力変換器が出力する電圧の上限値を用いて前記電力変換器の電圧を制御することを特徴とする。
【０００９】
このような電源システムであれば、開極指令に伴い、スイッチに流れている電流と正負が逆である電流の絶対値が最大となるように電力変換器の電圧が制御されるので、スイッチに流れる電流を従来よりも早く０にすることができる。従って、スイッチの開極が完了した時点とスイッチに流れる電流が０になる時点との間の時間を短くすることができるので、スイッチの開極に伴う負荷への影響を小さくすることができる。
【００１０】
前記電力変換器制御部の具体的な態様としては、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、前記上限値及び前記下限値は、前記所定範囲における上限値及び下限値であるものが挙げられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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