不间断电源系统及不间断电源装置制造方法及图纸

在用来向DC负载(4)供给直流电力的不间断电源系统(100)中，第1控制部(40)对第1DC/DC变换器(30)进行控制，以使遵循第1电流指令值的电流从太阳能电池(2)向输出端子(T4)流动。第2控制部(60)对第2DC/DC变换器(50)进行控制，以使遵循第2电流指令值的电流在电力储存装置(3)及输出端子(T4)之间流动。第1控制部(40)构成为基于太阳能电池(2)的输出电压通过最大功率点跟踪控制而成为最优动作电压时的输出电流、和用来从太阳能电池(2)输出直流负载(4)的消耗电流及电力储存装置(3)的充电电流的输出电流中的最小值，生成第1电流指令值。第2控制部(60)构成为生成第2电流指令值以使输出端子(T4)的电压成为参照电压。

Uninterruptible Power Supply System and Uninterruptible Power Supply Device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不间断电源系统及不间断电源装置
本专利技术涉及不间断电源系统及不间断电源装置。
技术介绍
不间断电源装置(UninterruptiblePowerSupply：UPS)如例如日本特开2014－7929号公报(专利文献1)所示那样，通常是具有将交流电力变换为直流电力的变换器(converter)、以及将直流电力变换为交流电力的逆变器(inverter)的结构。此外，在上述不间断电源装置上连接着蓄电池及太阳能电池，从该蓄电池及太阳能电池的至少一方向不间断电源装置供给直流电力。在上述不间断电源装置中，变换器将来自商用交流电源的交流电力变换为直流电力。逆变器将来自变换器的直流电力或来自蓄电池及太阳能电池的直流电力变换为一定频率及一定电压的交流电力，将变换后的交流电力向AC(AlternatingCurrent：交流)负载供给。此外，在商用交流电源的异常(停电、瞬时电压低下等)发生时，从蓄电池或太阳能电池向逆变器供给直流电力。由此，在商用交流电源的异常发生时，不间断电源装置不间断地向AC负载供给交流电力。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014－7929号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在使用上述不间断电源装置向DC(DirectCurrent：直流)负载进行供给的情况下，通常采用将由逆变器生成的交流电力用设置在装置外部的AC适配器变换为匹配于DC负载的直流电力、将变换后的直流电力向DC负载供给的结构。但是，在上述结构中，由于在逆变器及AC适配器中分别发生电力损失，所以效率有可能变低。此外，太阳能电池由于其特性上会发生发电量根据日照强度等而变动，所以在DC负载需要的电力量下降的情况下，有难以以较高的响应性使太阳能电池的发电量下降的课题。结果，如果太阳能电池的剩余电力过大，则向DC负载施加的电压增大，所以DC负载有可能损坏。此外，在将太阳能电池的剩余电力积蓄到蓄电池中、将来自太阳能电池及蓄电池的直流电力向DC负载供给的结构中，在太阳能电池的剩余电力过大的情况下，有可能蓄电池的端子间电压过大而导致蓄电池损坏。本专利技术是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的是提供一种能够以较高的效率且较高的可靠性向直流负载供给电力的不间断电源系统。用来解决课题的手段根据专利技术的一技术方案，用来向直流负载供给直流电力的不间断电源系统具备不间断电源装置、太阳能电池和电力储存装置。不间断电源装置连接在商用交流电源与直流负载之间。太阳能电池将太阳光的能量变换为直流电力。电力储存装置储存直流电力。不间断电源装置具备与直流负载连接的输出端子、第1及第2DC/DC变换器、变换器和第1～第3控制部。第1DC/DC变换器构成为，在太阳能电池及输出端子之间执行直流电压变换。第2DC/DC变换器构成为，在电力储存装置及输出端子之间执行直流电压变换。变换器连接在商用交流电源及输出端子之间，构成为将从商用交流电源供给的交流电力变换为直流电力。第1控制部构成为，对第1DC/DC变换器进行控制，以使遵循第1电流指令值的电流从太阳能电池向输出端子流动。第2控制部构成为，对第2DC/DC变换器进行控制，以使遵循第2电流指令值的电流在电力储存装置及输出端子之间流动。第3控制部构成为，对变换器进行控制，以使在从商用交流电源供给交流电力的通常时，输出端子的电压成为参照电压。第1控制部基于太阳能电池的输出电压通过最大功率点跟踪控制而成为最优动作电压时的输出电流、和用来从太阳能电池输出直流负载的消耗电流及电力储存装置的充电电流的输出电流中的最小值，生成第1电流指令值。第2控制部构成为，生成第2电流指令值，以使输出端子的电压成为参照电压。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种能以较高的效率且较高的可靠性向直流负载供给电力的不间断电源系统。附图说明图1是表示该专利技术的实施方式的不间断电源系统的结构的电路框图。图2是表示变换器及斩波器的结构的电路框图。图3是表示控制部的结构的电路框图。图4是用来说明平滑电容器的端子间电压与由电压控制器生成的系数的关系的波形图。图5是表示控制部的结构的电路框图。图6是用来说明模式A1下的不间断电源系统的动作的图。图7是用来说明模式A2下的不间断电源系统的动作的图。图8是用来说明模式A3下的不间断电源系统的动作的图。图9是用来说明模式B1下的不间断电源系统的动作的图。图10是用来说明模式B2下的不间断电源系统的动作的图。图11是用来说明模式B3下的不间断电源系统的动作的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式详细地进行说明。另外，对于相同或对应的部分赋予相同的标号，不重复其说明。[实施方式1]图1是表示本专利技术的实施方式的不间断电源系统100的结构的电路框图。参照图1，本实施方式的不间断电源系统100构成为，向DC负载4供给直流电力。不间断电源系统100具备太阳能电池2、蓄电池3和不间断电源装置5。不间断电源装置5连接在商用交流电源1及DC负载4之间。商用交流电源1将商用频率的交流电力向不间断电源装置5供给。太阳能电池2将太阳光的能量变换为直流电力。太阳能电池2的发电量对应于日照强度而增大。蓄电池3是能够进行直流电力的充电及放电的电池。蓄电池3对应于积蓄直流电力的“电力储存装置”的一实施例。DC负载4是由直流电力驱动的电气设备等。不间断电源装置5在被从商用交流电源1供给交流电力的通常时，将从商用交流电源1供给的交流电力变换为直流电力，将该直流电力向DC负载4供给。此外，不间断电源装置5基于太阳能电池2的输出电压VPV及输出电流IPV进行最大功率点跟踪控制，使电流从太阳能电池2向DC负载4流动，以使太阳能电池2的输出电压VPV成为最优动作电压。不间断电源装置5还在输出电压VDC比规定的参照电压VDCR(例如400V)高的情况下将来自太阳能电池2的直流电力向蓄电池3供给。另一方面，在输出电压VDC比参照电压VDCR低的情况下，将通过来自商用交流电源1的交流电力生成的直流电力或来自蓄电池3的直流电力向DC负载4供给。此外，不间断电源装置5将输出电压VDC限制为上限电压VDCH(例如500V)以下，并将蓄电池3的端子间电压VB限制为上限电压VBH(例如300V)以下。详细地讲，不间断电源装置5具备端子T1～T4、电流传感器6～8、变换器10、斩波器30、50、控制部20、40、60及平滑电容器C0。端子T1～T4分别与商用交流电源1、太阳能电池2、蓄电池3及DC负载4连接。平滑电容器C0连接在端子T4(输出端子)与基准电压(例如接地电压)的线之间。变换器10连接在端子T1、T4间。变换器10受控制部20(第3控制部)控制。变换器10在通常时，将从商用交流电源1供给的交流电力变换为直流电力，将该直流电力向平滑电容器C0供给。电流传感器6检测从商用交流电源1向变换器10流动的交流电流IC，向控制部20给出表示检测值的信号。控制部20检测从商用交流电源1供给的交流电压VC与平滑电容器C0的端子间电压VDC，基于它们的检测值和电流传感器6的检测值，对变换器10进行控制。控制部20在通常时对变换器10进行控制，以使平滑电容器C0的端子间电压VDC成为参照电压VDCR。控制部20在从商用交流电源1的交流电力的供给被停止的停电时，使变换器10的运转停止。斩波器3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不间断电源系统，用来向直流负载供给直流电力，其特征在于，具备：不间断电源装置，连接在商用交流电源与上述直流负载之间；太阳能电池，将太阳光的能量变换为直流电力；以及电力储存装置，储存直流电力；上述不间断电源装置包括：输出端子，与上述直流负载连接；第1DC/DC变换器，构成为在上述太阳能电池及上述输出端子之间执行直流电压变换；第2DC/DC变换器，构成为在上述电力储存装置及上述输出端子之间执行直流电压变换；变换器，连接在上述商用交流电源及上述输出端子之间，构成为将从上述商用交流电源供给的交流电力变换为直流电力；第1控制部，构成为对上述第1DC/DC变换器进行控制，以使遵循第1电流指令值的电流从上述太阳能电池向上述输出端子流动；第2控制部，构成为对上述第2DC/DC变换器进行控制，以使遵循第2电流指令值的电流在上述电力储存装置及上述输出端子之间流动；以及第3控制部，构成为对上述变换器进行控制，以使在从上述商用交流电源供给交流电力的通常时，上述输出端子的电压成为参照电压；上述第1控制部，基于上述太阳能电池的输出电压通过最大功率点跟踪控制而成为最优动作电压时的输出电流、和用来从上述太阳能电池输出上述直流负载的消耗电流及上述电力储存装置的充电电流的输出电流中的最小值，生成上述第1电流指令值；上述第2控制部构成为，生成上述第2电流指令值，以使上述输出端子的电压成为上述参照电压。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种不间断电源系统，用来向直流负载供给直流电力，其特征在于，具备：不间断电源装置，连接在商用交流电源与上述直流负载之间；太阳能电池，将太阳光的能量变换为直流电力；以及电力储存装置，储存直流电力；上述不间断电源装置包括：输出端子，与上述直流负载连接；第1DC/DC变换器，构成为在上述太阳能电池及上述输出端子之间执行直流电压变换；第2DC/DC变换器，构成为在上述电力储存装置及上述输出端子之间执行直流电压变换；变换器，连接在上述商用交流电源及上述输出端子之间，构成为将从上述商用交流电源供给的交流电力变换为直流电力；第1控制部，构成为对上述第1DC/DC变换器进行控制，以使遵循第1电流指令值的电流从上述太阳能电池向上述输出端子流动；第2控制部，构成为对上述第2DC/DC变换器进行控制，以使遵循第2电流指令值的电流在上述电力储存装置及上述输出端子之间流动；以及第3控制部，构成为对上述变换器进行控制，以使在从上述商用交流电源供给交流电力的通常时，上述输出端子的电压成为参照电压；上述第1控制部，基于上述太阳能电池的输出电压通过最大功率点跟踪控制而成为最优动作电压时的输出电流、和用来从上述太阳能电池输出上述直流负载的消耗电流及上述电力储存装置的充电电流的输出电流中的最小值，生成上述第1电流指令值；上述第2控制部构成为，生成上述第2电流指令值，以使上述输出端子的电压成为上述参照电压。2.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，上述第1控制部构成为，在上述输出端子的电压超过了比上述参照电压高的第1上限电压的情况下使上述第1电流指令值减小。3.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于，上述第2控制部构成为，在上述输出端子的电压超过了比上述参照电压高的第1上限电压的情况下使上述第2电流指令值减小。4.如权利要求1～3中任一项所述的不间断电源系统，其特征在于，上述第2DC/DC变换器构成为，将由上述太阳能电池生成的直流电力的剩余电力向上述电力储存...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部翔一，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP