JPH05292679A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPH05292679A JPH05292679A JP4090421A JP9042192A JPH05292679A JP H05292679 A JPH05292679 A JP H05292679A JP 4090421 A JP4090421 A JP 4090421A JP 9042192 A JP9042192 A JP 9042192A JP H05292679 A JPH05292679 A JP H05292679A
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- JP
- Japan
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- power
- power converter
- battery
- converter
- switch
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 完全放電形電力貯蔵用電池の初期充電と完全
放電及び電圧融通のための電力変換装置を簡単化する。 【構成】 自己消弧形半導体スイッチのブリッジ回路と
ダイオードブリッジ回路を主回路とする１台の電力変換
器１１と、その直流側リアクトル２０及びスイッチ類１
２，１５〜１９によって電力変換器を電流形コンバータ
又はインバータとする運転モードにして電池１の初期充
電又は完全放電を行い、電力変換器を電圧形インバータ
とする運転モードによって電池と電力系統側の電力融通
を行う。
放電及び電圧融通のための電力変換装置を簡単化する。 【構成】 自己消弧形半導体スイッチのブリッジ回路と
ダイオードブリッジ回路を主回路とする１台の電力変換
器１１と、その直流側リアクトル２０及びスイッチ類１
２，１５〜１９によって電力変換器を電流形コンバータ
又はインバータとする運転モードにして電池１の初期充
電又は完全放電を行い、電力変換器を電圧形インバータ
とする運転モードによって電池と電力系統側の電力融通
を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、完全放電形電力貯蔵用
電池による電力貯蔵システムにおける直流−交流電力変
換のための電力変換装置に関する。
電池による電力貯蔵システムにおける直流−交流電力変
換のための電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】完全放電形電池を利用した電力貯蔵シス
テムを図２に示す。亜鉛−臭素電池や亜鉛−塩素電池等
の完全放電形電池１は、初期にはその電圧が零にあるた
め零電圧からの充電のための充電用電力変換器２が設け
られる。
テムを図２に示す。亜鉛−臭素電池や亜鉛−塩素電池等
の完全放電形電池１は、初期にはその電圧が零にあるた
め零電圧からの充電のための充電用電力変換器２が設け
られる。
【０００３】この電力変換器２は、電池１の初期充電の
ため比較的小容量のものにされ、サイリスタを交流−直
流変換スイッチ素子とする電流形他励式電力変換器にさ
れるが、無効電力も制御可能な自己消弧形素子を用いた
電流形自励式電力変換器の方式にすることもできる。
ため比較的小容量のものにされ、サイリスタを交流−直
流変換スイッチ素子とする電流形他励式電力変換器にさ
れるが、無効電力も制御可能な自己消弧形素子を用いた
電流形自励式電力変換器の方式にすることもできる。
【０００４】電池１の初期充電完了後、比較的大電流の
充放電のための電圧形自励式電力変換器３が設けられ
る。この電力変換器３は、電池１の充電と電力系統への
放電を行う双方向性を持ち、系統の有効電力のみでなく
無効電力も同時に制御し、また電流形電力変換器に較べ
て系統へ流出する高調波の量を低減できる構成にされ
る。
充放電のための電圧形自励式電力変換器３が設けられ
る。この電力変換器３は、電池１の充電と電力系統への
放電を行う双方向性を持ち、系統の有効電力のみでなく
無効電力も同時に制御し、また電流形電力変換器に較べ
て系統へ流出する高調波の量を低減できる構成にされ
る。
【０００５】次に、電力変換器３による電池１の放電運
転後、電池１の電圧が低下し、これ以上の電力供給が不
可能となる電圧まで電池１が放電されたとき、電力変換
器３の運転停止を行う。このとき、電池１の完全放電の
ための完全放電用電力変換器４が設けられており、電流
形にされる電力変換器４によって電池１を零電圧あるい
はマイナス電位まで放電を行う。
転後、電池１の電圧が低下し、これ以上の電力供給が不
可能となる電圧まで電池１が放電されたとき、電力変換
器３の運転停止を行う。このとき、電池１の完全放電の
ための完全放電用電力変換器４が設けられており、電流
形にされる電力変換器４によって電池１を零電圧あるい
はマイナス電位まで放電を行う。
【０００６】図中、５，６は直流スイッチ、７，８は交
流スイッチ、９，１０はトランスである。
流スイッチ、９，１０はトランスである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力貯蔵システ
ムにおいては、電池１の完全放電と、初期充電のための
電力変換器２，４と電力融通のための電力変換器３とか
ら成る３つの電力変換器を必要とする。さらに、付属回
路要素としてトランス９，１０や直流，交流スイッチ５
〜８が電力変換器別に必要となる。
ムにおいては、電池１の完全放電と、初期充電のための
電力変換器２，４と電力融通のための電力変換器３とか
ら成る３つの電力変換器を必要とする。さらに、付属回
路要素としてトランス９，１０や直流，交流スイッチ５
〜８が電力変換器別に必要となる。
【０００８】このため、電力変換装置としては、設備構
成を複雑，高価にし、また設置スペースを大きくし、さ
らには部品点数を多くして信頼性を低下させる問題があ
った。
成を複雑，高価にし、また設置スペースを大きくし、さ
らには部品点数を多くして信頼性を低下させる問題があ
った。
【０００９】本発明の目的は、上述の課題を解決した電
力変換装置を提供することにある。
力変換装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、完全放電形電
力貯蔵用電池によって電力系統との間で電力融通する電
力貯蔵システムにおいて、自己消弧形半導体スイッチの
ブリッジ回路とダイオードブリッジ回路を主回路として
直流−交流電力変換と交流−直流電力変換及び双方向電
力変換の各運転モードで運転される電力変換器と、前記
電力変換器の直流出力で電池を電流制御で初期充電及び
完全放電するときに該電力変換器と電池間に介装される
直流リアクトルと、前記電力変換器の運転モードに応じ
て該電力変換器と電池との間の極性切り換えを行うスイ
ッチと、を備えたことを特徴とする。
力貯蔵用電池によって電力系統との間で電力融通する電
力貯蔵システムにおいて、自己消弧形半導体スイッチの
ブリッジ回路とダイオードブリッジ回路を主回路として
直流−交流電力変換と交流−直流電力変換及び双方向電
力変換の各運転モードで運転される電力変換器と、前記
電力変換器の直流出力で電池を電流制御で初期充電及び
完全放電するときに該電力変換器と電池間に介装される
直流リアクトルと、前記電力変換器の運転モードに応じ
て該電力変換器と電池との間の極性切り換えを行うスイ
ッチと、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】１台の電力変換器に直流−交流電力変換と交流
−直流電力変換及び双方向電力変換の各運転モードで運
転できるようにし、この電力変換器に直流リアクトルを
介装することで電流形のコンバータ又はインバータとし
て動作させて電池の初期充電と完全放電を行い、直流リ
アクトルを切り離すことで電圧形コンバータ又はインバ
ータとして動作させて電池と電力系統側との間で電力融
通を行う。
−直流電力変換及び双方向電力変換の各運転モードで運
転できるようにし、この電力変換器に直流リアクトルを
介装することで電流形のコンバータ又はインバータとし
て動作させて電池の初期充電と完全放電を行い、直流リ
アクトルを切り離すことで電圧形コンバータ又はインバ
ータとして動作させて電池と電力系統側との間で電力融
通を行う。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。本実施例は１台の電力変換器１１によって電池１の
初期充電と完全放電及び電力融通を行う構成にされる。
る。本実施例は１台の電力変換器１１によって電池１の
初期充電と完全放電及び電力融通を行う構成にされる。
【００１３】電力変換器１１は、三相ブリッジ構成のＧ
ＴＯサイリスタＴＨU〜ＴＨZと三相ブリッジ構成のダイ
オードＤ1〜Ｄ6を主回路構成とし、制御回路ＣＮＴによ
って双方向電力変換制御がなされる。サイリスタブリッ
ジとダイオードブリッジは直流側でスイッチ１２を介し
て並列接続可能にされ、また、交流側は直接に並列接続
されトランス１３と開閉スイッチ１４を介して電力系統
側に接続される。
ＴＯサイリスタＴＨU〜ＴＨZと三相ブリッジ構成のダイ
オードＤ1〜Ｄ6を主回路構成とし、制御回路ＣＮＴによ
って双方向電力変換制御がなされる。サイリスタブリッ
ジとダイオードブリッジは直流側でスイッチ１２を介し
て並列接続可能にされ、また、交流側は直接に並列接続
されトランス１３と開閉スイッチ１４を介して電力系統
側に接続される。
【００１４】電力変換器１１と電池１間には極性切り換
えのためのスイッチ１５，１６，１７，１８と、電圧形
と電流形切り換えのためのスイッチ１９と直流リアクト
ル２０が設けられ、各スイッチ１５〜１９はスイッチ１
２，１４と共に制御回路ＣＮＴの運転モードに応じて開
閉制御される。コンデンサ２１は主に電力変換器１１が
コンバータ運転されるときの平滑手段になる。
えのためのスイッチ１５，１６，１７，１８と、電圧形
と電流形切り換えのためのスイッチ１９と直流リアクト
ル２０が設けられ、各スイッチ１５〜１９はスイッチ１
２，１４と共に制御回路ＣＮＴの運転モードに応じて開
閉制御される。コンデンサ２１は主に電力変換器１１が
コンバータ運転されるときの平滑手段になる。
【００１５】本実施例の動作を以下に説明する。
【００１６】（１）初期充電モード 電池１を完全放電状態から初期充電するため、スイッチ
１２，１５，１６，１９をオフ状態にし、他のスイッチ
をオン状態にし、電力変換器１１を電流形自励式コンバ
ータとして運転する。
１２，１５，１６，１９をオフ状態にし、他のスイッチ
をオン状態にし、電力変換器１１を電流形自励式コンバ
ータとして運転する。
【００１７】これにより、電力系統側からの交流入力を
サイリスタブリッジの順変換動作によって直流電力に変
換し、スイッチ１７→電池１→スイッチ１８→直流リア
クトル２０の経路で電流制御した充電を行い、電池１を
完全放電状態から所期の電圧まで充電する。
サイリスタブリッジの順変換動作によって直流電力に変
換し、スイッチ１７→電池１→スイッチ１８→直流リア
クトル２０の経路で電流制御した充電を行い、電池１を
完全放電状態から所期の電圧まで充電する。
【００１８】（２）電力融通モード 電池１の初期充電によってその電圧が電力融通可能な電
圧まで上昇すると、充電運転を一旦停止し、スイッチ１
２，１５，１６，１９をオン状態にし、他のスイッチ１
７，１８をオフ状態にし、電力変換器１１を双方向電圧
形自励式インバータとして運転する。
圧まで上昇すると、充電運転を一旦停止し、スイッチ１
２，１５，１６，１９をオン状態にし、他のスイッチ１
７，１８をオフ状態にし、電力変換器１１を双方向電圧
形自励式インバータとして運転する。
【００１９】これにより、電池１から電力系統側への電
力放電と、逆に電力系統側から電池１への電力充電との
双方向運転を行い、電力系統の負荷平準化等を実現す
る。
力放電と、逆に電力系統側から電池１への電力充電との
双方向運転を行い、電力系統の負荷平準化等を実現す
る。
【００２０】（３）完全放電モード 電池１の放電が電圧形インバータ運転では対応できない
電圧まで低下したとき、放電動作を停止し、スイッチ１
２，１７，１８，１９をオフ状態にし、スイッチ１５，
１６をオン状態にし、電力変換器１１を電流形自励式コ
ンバータとして運転する。
電圧まで低下したとき、放電動作を停止し、スイッチ１
２，１７，１８，１９をオフ状態にし、スイッチ１５，
１６をオン状態にし、電力変換器１１を電流形自励式コ
ンバータとして運転する。
【００２１】これにより、電池１の直流電力を直流リア
クトル２０とサイリスタブリッジを介して電力系統側に
電流放電し、この放電によって電池１を電圧零あるいは
負電圧まで完全放電する。
クトル２０とサイリスタブリッジを介して電力系統側に
電流放電し、この放電によって電池１を電圧零あるいは
負電圧まで完全放電する。
【００２２】従って、本実施例では１つの電力変換器と
直流リアクトル２０及び運転モード切り換えのためのス
イッチによって電池１の初期充電と電力融通と完全放電
の各モードによる電力変換を行うことができる。
直流リアクトル２０及び運転モード切り換えのためのス
イッチによって電池１の初期充電と電力融通と完全放電
の各モードによる電力変換を行うことができる。
【００２３】これにより、従来装置で必要とした３台の
電力変換器が１台で済み、またトランス及び制御回路も
１つになる。
電力変換器が１台で済み、またトランス及び制御回路も
１つになる。
【００２４】なお、本実施例において、ＧＴＯサイリス
タブリッジはトランジスタ、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴな
ど自己消弧形半導体スイッチであれば良く、また電力変
換容量によって半導体スイッチの並列接続又は半導体素
子のブリッジ回路の並列構成にされる。
タブリッジはトランジスタ、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴな
ど自己消弧形半導体スイッチであれば良く、また電力変
換容量によって半導体スイッチの並列接続又は半導体素
子のブリッジ回路の並列構成にされる。
【００２５】また、スイッチ１２は電力変換器１１の運
転モードに応じてＧＴＯサイリスタブリッジとダイオー
ドブリッジを並列接続とその切り離しを行う機能素子で
あれば良く、その回路位置は両ブリッジの交流入出力側
に設けるなど適宜設計変更して同様の作用効果を得るこ
とができる。
転モードに応じてＧＴＯサイリスタブリッジとダイオー
ドブリッジを並列接続とその切り離しを行う機能素子で
あれば良く、その回路位置は両ブリッジの交流入出力側
に設けるなど適宜設計変更して同様の作用効果を得るこ
とができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、１台の
電力変換器と直流リアクトル及びスイッチ類により電池
の初期充電と完全放電及び電力系統側との電力融通を行
うようにしたため、電力変換器は主回路及び制御回路を
１台分用意することで済み、電力変換装置としてはその
構成を簡単化すると共にコストダウンを図ることがで
き、さらに設置スペースを小さくするコンパクト化を可
能とし、また部品点数の削減によって信頼性も向上する
効果がある。
電力変換器と直流リアクトル及びスイッチ類により電池
の初期充電と完全放電及び電力系統側との電力融通を行
うようにしたため、電力変換器は主回路及び制御回路を
１台分用意することで済み、電力変換装置としてはその
構成を簡単化すると共にコストダウンを図ることがで
き、さらに設置スペースを小さくするコンパクト化を可
能とし、また部品点数の削減によって信頼性も向上する
効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】従来の回路図。
１…完全放電形電力貯蔵用電池、１１…電力変換器、１
２，１４，１５，１６，１７，１８，１９…スイッチ、
１３…トランス、２０…直流リアクトル、２１…コンデ
ンサ。
２，１４，１５，１６，１７，１８，１９…スイッチ、
１３…トランス、２０…直流リアクトル、２１…コンデ
ンサ。
Claims (1)
- 【請求項１】 完全放電形電力貯蔵用電池によって電力
系統との間で電力融通する電力貯蔵システムにおいて、 自己消弧形半導体スイッチのブリッジ回路とダイオード
ブリッジ回路を主回路として直流−交流電力変換と交流
−直流電力変換及び双方向電力変換の各運転モードで運
転される電力変換器と、 前記電力変換器の直流出力で電池を電流制御で初期充電
及び完全放電するときに該電力変換器と電池間に介装さ
れる直流リアクトルと、 前記電力変換器の運転モードに応じて該電力変換器と電
池との間の極性切り換えを行うスイッチと、 を備えたことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4090421A JPH05292679A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4090421A JPH05292679A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05292679A true JPH05292679A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=13998141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4090421A Pending JPH05292679A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05292679A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007159234A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 無停電電源装置 |
| JP2010093868A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Yanmar Co Ltd | 双方向電力変換器 |
| WO2010151170A1 (ru) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | Kartelev Anatoly Yakovlevich | Устройство для электрогидравлического воздействия на призабойную зону скважины |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50132896A (ja) * | 1974-04-05 | 1975-10-21 | ||
| JPS61112390U (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-16 | ||
| JPS63256984A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-24 | サカエ理研工業株式会社 | 透光表示体およびその成形方法 |
| JPH02207291A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-16 | Teijin Ltd | 表示方法 |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP4090421A patent/JPH05292679A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50132896A (ja) * | 1974-04-05 | 1975-10-21 | ||
| JPS61112390U (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-16 | ||
| JPS63256984A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-24 | サカエ理研工業株式会社 | 透光表示体およびその成形方法 |
| JPH02207291A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-16 | Teijin Ltd | 表示方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007159234A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 無停電電源装置 |
| JP2010093868A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Yanmar Co Ltd | 双方向電力変換器 |
| WO2010151170A1 (ru) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | Kartelev Anatoly Yakovlevich | Устройство для электрогидравлического воздействия на призабойную зону скважины |
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