JPH0713401Y2 - 電力貯蔵電池の電力変換装置 - Google Patents
電力貯蔵電池の電力変換装置Info
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- JPH0713401Y2 JPH0713401Y2 JP11731888U JP11731888U JPH0713401Y2 JP H0713401 Y2 JPH0713401 Y2 JP H0713401Y2 JP 11731888 U JP11731888 U JP 11731888U JP 11731888 U JP11731888 U JP 11731888U JP H0713401 Y2 JPH0713401 Y2 JP H0713401Y2
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、電力貯蔵電池と系統電源との間で電力融通を
行うための電力変換装置に係り、特に電池の完全放電時
の無効電力補償制御に関する。
行うための電力変換装置に係り、特に電池の完全放電時
の無効電力補償制御に関する。
B.考案の概要 本考案は、電池を他励式完全放電装置によって系統電源
側に完全放電するにおいて、 電力融通のための自励式交直変換装置を完全放電時に無
効電力補償制御することにより、 系統電源側への無効電力流出を抑制できるようにしたも
のである。
側に完全放電するにおいて、 電力融通のための自励式交直変換装置を完全放電時に無
効電力補償制御することにより、 系統電源側への無効電力流出を抑制できるようにしたも
のである。
C.従来の技術 電力の需要は１日のうちでも大きく変動し、夜間は昼間
に比べて負荷が大きく落ち込む。そこで、軽負荷時に電
力を貯蔵し、ピーク負荷時に貯蔵電力を放出することで
負荷の平準化による電力系統設備の効率的利用が図られ
る。ここで、電力貯蔵には二次電池が採用され、従来の
鉛電池では通常の交直変換装置によって系統電源との間
で充放電を繰り返す電力融通をしているが、過放電によ
る電池電圧が低下し過ぎると電池寿命を著しく縮めるた
め、充放電終止電圧の範囲内でしか使用できない。とこ
ろが、陰極の活物質として亜鉛を用いる二次電池（例え
ば亜鉛臭素電池）では充放電をある程度繰り返すと陰極
にデントライトという突起物が生成され、このため電池
性能が劣化するが、定期的にこの二次電池を完全放電す
ることによってデントライトを溶解し、電池のサイクル
寿命を延ばしている。
に比べて負荷が大きく落ち込む。そこで、軽負荷時に電
力を貯蔵し、ピーク負荷時に貯蔵電力を放出することで
負荷の平準化による電力系統設備の効率的利用が図られ
る。ここで、電力貯蔵には二次電池が採用され、従来の
鉛電池では通常の交直変換装置によって系統電源との間
で充放電を繰り返す電力融通をしているが、過放電によ
る電池電圧が低下し過ぎると電池寿命を著しく縮めるた
め、充放電終止電圧の範囲内でしか使用できない。とこ
ろが、陰極の活物質として亜鉛を用いる二次電池（例え
ば亜鉛臭素電池）では充放電をある程度繰り返すと陰極
にデントライトという突起物が生成され、このため電池
性能が劣化するが、定期的にこの二次電池を完全放電す
ることによってデントライトを溶解し、電池のサイクル
寿命を延ばしている。
この完全放電を必要とする電池は、従来の交直変換装置
では完全放電までの電圧制御不能のため、第２図に示す
ように完全放電装置を別個に持つ電力変換装置にされ
る。同図において、自励式交直変換装置１はGTOサイリ
スタとフライホイールダイオードを逆並列接続でブリッ
ジ接続された主回路構成にされ、電力貯蔵電池２から切
換スイッチ３及び平滑コンデンサ４を通した直流電力を
系統電源に一致させる周波数，電圧の交流電力に変換
し、この交流電力をトランス5,連系リアクトル6,高調波
抑制フイルタ6A及び開閉器７を通して系統電源８に融通
する。また、交直変換装置１は、系統電源８からの電力
を直流に変換して電池２に貯蔵する。
では完全放電までの電圧制御不能のため、第２図に示す
ように完全放電装置を別個に持つ電力変換装置にされ
る。同図において、自励式交直変換装置１はGTOサイリ
スタとフライホイールダイオードを逆並列接続でブリッ
ジ接続された主回路構成にされ、電力貯蔵電池２から切
換スイッチ３及び平滑コンデンサ４を通した直流電力を
系統電源に一致させる周波数，電圧の交流電力に変換
し、この交流電力をトランス5,連系リアクトル6,高調波
抑制フイルタ6A及び開閉器７を通して系統電源８に融通
する。また、交直変換装置１は、系統電源８からの電力
を直流に変換して電池２に貯蔵する。
一方、電池２の完全放電装置14は、切換スイッチ３から
直流リアクトル９を介して２組のサイリスタブリッジ1
0,11の逆並列回路に接続され、サイリスタブリッジ10,1
1の交流側にトランス12と開閉器13を介して系統電源８
に接続される。この完全放電装置14は、電池２の完全放
電には切換スイッチ３を図示の状態から切換え、サイリ
スタブリッジ11の逆変換動作によって定電流放電を行
い、完全放電終了後に電池２を定格電圧まで充電する初
期充電にはサイリスタブリッジ10の順変換動作によって
行う。
直流リアクトル９を介して２組のサイリスタブリッジ1
0,11の逆並列回路に接続され、サイリスタブリッジ10,1
1の交流側にトランス12と開閉器13を介して系統電源８
に接続される。この完全放電装置14は、電池２の完全放
電には切換スイッチ３を図示の状態から切換え、サイリ
スタブリッジ11の逆変換動作によって定電流放電を行
い、完全放電終了後に電池２を定格電圧まで充電する初
期充電にはサイリスタブリッジ10の順変換動作によって
行う。
第３図は500KW級電力貯蔵システムでの電力貯蔵電池２
の充放電タイムチャートを示す。同図中、時刻t1までは
交直変換装置１による電力融通期間を示し、時刻t2から
t6までが完全放電及び初期充電の期間を示す。このう
ち、完全放電期間は時刻t2でサイリスタブリッジ11を逆
変換動作させ、時刻t3から順変換動作で逆充電して負電
圧（−50V程度）に維持し、一定期間経過した時刻t4で
サイリスタブリッジ11を停止させて完全放電を終了す
る。
の充放電タイムチャートを示す。同図中、時刻t1までは
交直変換装置１による電力融通期間を示し、時刻t2から
t6までが完全放電及び初期充電の期間を示す。このう
ち、完全放電期間は時刻t2でサイリスタブリッジ11を逆
変換動作させ、時刻t3から順変換動作で逆充電して負電
圧（−50V程度）に維持し、一定期間経過した時刻t4で
サイリスタブリッジ11を停止させて完全放電を終了す
る。
次に、初期充電期間は、時刻t5でサイリスタブリッジ10
の逆変換動作開始で電池２を充電させ、規定電圧まで逆
放電で電池電圧を上昇させ、規定電圧以降は順変換動作
で充電を行い時刻t6でサイリスタブリッジ10を停止して
初期充電を完了する。
の逆変換動作開始で電池２を充電させ、規定電圧まで逆
放電で電池電圧を上昇させ、規定電圧以降は順変換動作
で充電を行い時刻t6でサイリスタブリッジ10を停止して
初期充電を完了する。
なお、これら完全放電期間と初期充電期間には切換スイ
ッチ３が完全放電装置14側に切換えられ、また同時に開
閉器７の開放と開閉器13の投入がなされ、交直変換装置
１は運転停止される。
ッチ３が完全放電装置14側に切換えられ、また同時に開
閉器７の開放と開閉器13の投入がなされ、交直変換装置
１は運転停止される。
D.考案が解決しようとする課題 従来の装置において、電池の完全放電と初期充電の運転
中には、サイリスタブリッジ10,11が他励式にされるこ
とから系統電源８に大きな遅れ無効電力が流れ、力率の
悪い電力変換装置になる問題があった。
中には、サイリスタブリッジ10,11が他励式にされるこ
とから系統電源８に大きな遅れ無効電力が流れ、力率の
悪い電力変換装置になる問題があった。
この無効電力が最も大きいのは第３図の時刻T3〜T4の逆
充電期間になり、直流電圧50V,直流電流200Aでの無効電
力は以下のようになる。
充電期間になり、直流電圧50V,直流電流200Aでの無効電
力は以下のようになる。
サイリスタブリッジ10,11の直流側電圧Edは Ed＝k cosα K;定数、α；サイリスタ制御角 と表わされ、直流電圧（電池電圧）の最大値を1120Vに
するときの制御角α１を10°とすると、直流電圧50Vの
制御角α２は α２＝cos-1｛50/1120×cosα１｝ ＝87.5° となる。また、無効電力Q2は有効電力P2から Q2＝P2×tanα２ と表わされることから、 Q2＝50（Ｖ）×200（Ａ）×tanα２ ＝229（KVar） となり、非常に大きな無効電力が系統電源８側に流出す
る。
するときの制御角α１を10°とすると、直流電圧50Vの
制御角α２は α２＝cos-1｛50/1120×cosα１｝ ＝87.5° となる。また、無効電力Q2は有効電力P2から Q2＝P2×tanα２ と表わされることから、 Q2＝50（Ｖ）×200（Ａ）×tanα２ ＝229（KVar） となり、非常に大きな無効電力が系統電源８側に流出す
る。
本考案の目的は、電池の完全放電運転による系統への無
効電力流出を抑制できるようにしたものである。
効電力流出を抑制できるようにしたものである。
E.課題を解決するための手段と作用 本考案は上記目的を達成するため、完全放電を必要とす
る電力貯蔵電池と系統電源との間で電力融通を行わせる
自励式交直変換装置と、前記電池と系統電源との間で該
電池の完全放電と初期充電を行わせる完全放電装置とを
備えた電力変換装置において、前記完全放電装置が運転
中に発生する無効電力を前記交直変換装置の無効電力補
償動作で補償する無効電力制御手段を備え、完全放電装
置の運転中に交直変換装置を無効電力補償装置として運
転し、完全放電及び初期充電による無効電力発生分を交
直変換装置によって補償する。
る電力貯蔵電池と系統電源との間で電力融通を行わせる
自励式交直変換装置と、前記電池と系統電源との間で該
電池の完全放電と初期充電を行わせる完全放電装置とを
備えた電力変換装置において、前記完全放電装置が運転
中に発生する無効電力を前記交直変換装置の無効電力補
償動作で補償する無効電力制御手段を備え、完全放電装
置の運転中に交直変換装置を無効電力補償装置として運
転し、完全放電及び初期充電による無効電力発生分を交
直変換装置によって補償する。
F.実施例 第１図は本考案の一実施例を示す装置構成図である。同
図において、自励式交直変換装置15は第２図のトランス
5,リアクトル6,フイルタ6A及び交直変換装置１の構成と
同等にされる。また、完全放電装置16は第２図の直流リ
アクトル9,サイリスタブリッジ10,11及びトランス12の
構成と同等にされる。また、これらの制御装置は夫々内
蔵される。
図において、自励式交直変換装置15は第２図のトランス
5,リアクトル6,フイルタ6A及び交直変換装置１の構成と
同等にされる。また、完全放電装置16は第２図の直流リ
アクトル9,サイリスタブリッジ10,11及びトランス12の
構成と同等にされる。また、これらの制御装置は夫々内
蔵される。
無効電力検出回路17は完全放電装置16が完全放電と初期
充電の動作中にその検出電圧と電流位相から系統電源８
に出力する無効電力Ｑを検出する。一方、無効電力検出
回路18は交直変換装置15が系統電源８に出力する無効電
力Ｑ′を検出する。制御回路19は検出回路17の検出無効
電力Ｑを目標値とし、検出回路18の検出無効電力Ｑ′を
フイードドバック量として交直変換装置15の無効電力出
力を制御する。
充電の動作中にその検出電圧と電流位相から系統電源８
に出力する無効電力Ｑを検出する。一方、無効電力検出
回路18は交直変換装置15が系統電源８に出力する無効電
力Ｑ′を検出する。制御回路19は検出回路17の検出無効
電力Ｑを目標値とし、検出回路18の検出無効電力Ｑ′を
フイードドバック量として交直変換装置15の無効電力出
力を制御する。
上述の構成において、電池２の完全放電と初期充電には
切換スイッチ３を完全放電装置16側に切換え、開閉器13
を投入するほかに、開閉器７を投入して交直変換装置15
を無効電力補償動作させる。即ち、電池２の完全放電と
初期充電時に完全放電装置16が系統電源８に流出させよ
うとする無効電力を検出回路17が検出し、この検出無効
電力Ｑと逆の無効電力Ｑ′を交直変換装置15が出力する
よう制御回路19による制御が行なわれる。
切換スイッチ３を完全放電装置16側に切換え、開閉器13
を投入するほかに、開閉器７を投入して交直変換装置15
を無効電力補償動作させる。即ち、電池２の完全放電と
初期充電時に完全放電装置16が系統電源８に流出させよ
うとする無効電力を検出回路17が検出し、この検出無効
電力Ｑと逆の無効電力Ｑ′を交直変換装置15が出力する
よう制御回路19による制御が行なわれる。
この場合、交直変換装置15の制御は、コンデンサ４を直
流電源とし、その電圧が一定に保つ定電圧制御される。
このため、制御回路19はコンデンサ４の電圧と設定電圧
Vpcとの偏差信号を得て無効電力制御を行う。また、交
直変換装置15は本来の電力融通のために充分な電力処理
能力があり、500KW級の電力変換装置ではそれ以上の電
力処理能力を有しており前述の無効電力量229KVarに対
して十分な補償能力を持つ。
流電源とし、その電圧が一定に保つ定電圧制御される。
このため、制御回路19はコンデンサ４の電圧と設定電圧
Vpcとの偏差信号を得て無効電力制御を行う。また、交
直変換装置15は本来の電力融通のために充分な電力処理
能力があり、500KW級の電力変換装置ではそれ以上の電
力処理能力を有しており前述の無効電力量229KVarに対
して十分な補償能力を持つ。
なお、交直変換装置15の無効電力補償動作は、電池の完
全放電と初期充電の全期間に渡って行なうに限らず、完
全放電装置16が長時間停止（第３図のt4〜t5）して交直
変換装置15の損失が過大となる場合には時刻t4の時点で
補償動作を停止しても良い。この場合、初期充電期間
（第３図のt4〜t6）での無効電力補償ができなくなる
が、この期間は時間的に短いし、完全放電装置16のサイ
リスタ制御角αも平均的には大きくなるため無効電力量
も小さくなり、系統電源８への影響は少ない。
全放電と初期充電の全期間に渡って行なうに限らず、完
全放電装置16が長時間停止（第３図のt4〜t5）して交直
変換装置15の損失が過大となる場合には時刻t4の時点で
補償動作を停止しても良い。この場合、初期充電期間
（第３図のt4〜t6）での無効電力補償ができなくなる
が、この期間は時間的に短いし、完全放電装置16のサイ
リスタ制御角αも平均的には大きくなるため無効電力量
も小さくなり、系統電源８への影響は少ない。
また、交直変換装置15の無効電力補償動作は、該装置15
が電力融通動作を行う場合にも利用でき、このためには
検出回路17の検出量Ｑに代えて設定値ΔＱを与えること
で実現される。また、完全放電装置16からの無効電力補
償分に加えて、系統電源８自体が持つ無効電力分を補償
するために、設定値ΔＱを与えることもできる。
が電力融通動作を行う場合にも利用でき、このためには
検出回路17の検出量Ｑに代えて設定値ΔＱを与えること
で実現される。また、完全放電装置16からの無効電力補
償分に加えて、系統電源８自体が持つ無効電力分を補償
するために、設定値ΔＱを与えることもできる。
G.考案の効果 以上のとおり、本考案によれば、完全放電装置が発生す
る無効電力を交直変換装置で補償するようにしたため、
電池の完全放電時に発生する大きな無効電力が系統電源
に流出することが無くなり、また装置構成上は無効電力
検出とその制御回路の付加によって実現される効果があ
る。
る無効電力を交直変換装置で補償するようにしたため、
電池の完全放電時に発生する大きな無効電力が系統電源
に流出することが無くなり、また装置構成上は無効電力
検出とその制御回路の付加によって実現される効果があ
る。
第１図は本考案の一実施例を示す装置構成図、第２図は
従来の回路図、第３図は電力貯蔵電池の充放電タイムチ
ャートである。 １…交直変換装置、２…電力貯蔵電池、８…系統電源、
15…自励式交直変換装置、16…完全放電装置、17,18…
無効電力検出回路、19…制御回路。
従来の回路図、第３図は電力貯蔵電池の充放電タイムチ
ャートである。 １…交直変換装置、２…電力貯蔵電池、８…系統電源、
15…自励式交直変換装置、16…完全放電装置、17,18…
無効電力検出回路、19…制御回路。
Claims (1)
- 【請求項１】完全放電を必要とする電力貯蔵電池と系統
電源との間で電力融通を行わせる自励式交直変換装置
と、前記電池と系統電源との間で該電池の完全放電と初
期充電を行わせる完全放電装置とを備えた電力変換装置
において、前記完全放電装置が運転中に発生する無効電
力を前記交直変換装置の無効電力補償動作で補償する無
効電力制御手段を備えたことを特徴とする電力貯蔵電池
の電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11731888U JPH0713401Y2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 電力貯蔵電池の電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11731888U JPH0713401Y2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 電力貯蔵電池の電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0241637U JPH0241637U (ja) | 1990-03-22 |
| JPH0713401Y2 true JPH0713401Y2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=31360674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11731888U Expired - Lifetime JPH0713401Y2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 電力貯蔵電池の電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713401Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-06 JP JP11731888U patent/JPH0713401Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0241637U (ja) | 1990-03-22 |
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