JPH10336900A - 補助電源装置併用給電システム - Google Patents
補助電源装置併用給電システムInfo
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
力貯蔵装置ECS等の補助電源装置の小型化を図る。 【解決手段】 負荷3に電力を供給する主電源1の給電
系に補助電源装置2を並列に接続すると共に、前記補助
電源装置2により、負荷消費電力の一部を供給するよう
に供給電流を制御する。前記補助電源装置1は、充電装
置4と該充電装置を介して充電される電気二重層コンデ
ンサバンク5と該電気二重層コンデンサバンクから一定
の電流を負荷に供給する電流ポンプ6からなり、商用電
源から夜間電力を利用して電気二重層コンデンサバンク
5を充電し、時間帯及び負荷状態に応じて充電電流及び
供給電流を制御する。
Description
電して電力を貯蔵する電力貯蔵装置等を補助電源装置と
して用い、これと併用して商用電源その他の主要電源か
ら給電する補助電源装置併用給電システムに関する。
電力供給各社の最大の関心事の1つは、夏場の午後(1
〜4時)に電力消費がピークに達し、電力供給能力の限
界に近くなっていることである。このような電力消費の
ピーク時間帯においても、常に電力供給能力の範囲内で
給電を行えるようにするため、有効な対策として、例え
ば大手の需要家に対してピークをむかえる季節の時間帯
の操業の縮小を要請し、また、例えば自動販売機を午前
中に十分に過冷却し、ピーク時間帯に冷凍機の運転を止
める仕組みに対して補助金を交付するなどの措置が講じ
られている。
立場からは、短時間のみピーク電流を必要とする装置を
稼働する場合、契約は、そのピーク電流に対応する大電
流の契約が必要となるが、このような契約が難しくなっ
てきている。また、契約できたとしても、大電流の契約
となるために基本料金がアップし、そのため、ギリギリ
の低い電流容量で契約すると、電圧が低下して正常に動
作しなかったり、満足な性能が得られないことになる。
気二重層コンデンサと電子回路を組み合わせた電力貯蔵
装置ECSが提案(例えば電子技術 1994 12月
号p1〜3、電気学会論文誌B 115巻5号 平成7
年 p504〜510)されている。この電力貯蔵装置
ECSは、電気二重層コンデンサに貯蔵した電力を取り
出す出力回路に降圧/昇圧スイッチングレギュレータを
用いた電流ポンプを設けて供給電流を制御することによ
り、電気二重層コンデンサに貯蔵した電力を満充電時の
電圧の1/4の電圧まで取り出してその90%以上を利
用できるようにしたものである(例えば特開平8−16
8182号公報参照)。
な装置として応用する場合、そこで蓄えた電力を必要に
応じて放出して電気機器や装置を運転するのがこれまで
の一般的な使い方である。その際に負荷となる装置や機
器が必要とする電力は、例えば1kWの家庭用エアコン
であれば、その1kWの電力を100%電力貯蔵装置E
CSから供給できるように設計するのが通常の従来の手
法であった。これでは、夜間電力を貯蔵して昼間に使う
場合、その負荷となる装置を賄えるだけの出力容量を備
えた電力貯蔵装置ECSを用意する必要があり、装置が
大型化してしまうという問題がある。
決するものであって、消費電力のピークカット、電力の
平準化、電力貯蔵装置ECS等の補助電源装置の小型化
を図るものである。
る主電源の給電系に補助電源装置を並列に接続すると共
に、前記補助電源装置は、負荷消費電力の一部を供給す
るように供給電流を制御することを特徴とするものであ
る。
充電装置を介して充電される電気二重層コンデンサバン
クと該電気二重層コンデンサバンクから一定の電流を負
荷に供給する電流ポンプからなることを特徴とし、時間
帯及び負荷状態に応じて充電電流及び供給電流を制御
し、商用電源から夜間電力を利用して電気二重層コンデ
ンサバンクを充電することを特徴とするものである。
を参照しつつ説明する。図1は本発明に係る補助電源装
置併用給電システムの実施の形態を示す図であり、1は
商用電源、2は電力貯蔵装置ECS、3はインバータエ
アコン、4は充電装置、5は電気二重層コンデンサバン
ク、6は電流ポンプ、7は整流部、8はインバータ部、
9はコンプレッサ及び熱交換機を示す。
商用電源1に接続される充電装置4とこの充電装置4の
出力により充電される電気二重層コンデンサバンク5と
この電気二重層コンデンサバンク5から負荷に供給する
電流を制御する電流ポンプ6からなる補助電源装置であ
る。充電装置4は、商用電源1からの夜間電力を電気二
重層コンデンサバンク5に充電するものであり、電流ポ
ンプ6は、所定の設定電流により電気二重層コンデンサ
バンク5に貯蔵した電力を負荷に供給するものである。
負荷のインバータエアコン3は、商用電源1に接続され
る整流部7とこの整流出力を変換するインバータ部8と
このインバータ部8の出力により運転されるコンプレッ
サ及び熱交換機9からなる市販のインバータエアコンで
あり、インバータ部8の入力側に整流部7の出力と並列
に電力貯蔵装置ECS2の電流ポンプ6の出力が接続さ
れ、商用電源1と電力貯蔵装置ECS2から並列給電さ
れるものである。
では、商用電源1から夜間電力を利用して電力貯蔵装置
ECS2の充電装置4を介して電気二重層コンデンサバ
ンク5に電力が貯蔵され、負荷のインバータエアコン3
が運転される昼間に、その一部が電力貯蔵装置ECS2
から給電される。電力貯蔵装置ECS2において、電流
ポンプ6の出力は電流源となるので、単純にインバータ
エアコン3の整流部7の整流出力に電流加算することが
できる。したがって、ピーク時間帯に電力貯蔵装置EC
S2からの給電を行うことにより、商用電源1のピーク
カットを実現することができ、しかも、インバータエア
コン3の要求する全電力を電力貯蔵装置ECS2から供
給する場合に比べて電流ポンプ6の電力容量と電気二重
層コンデンサバンク5の出力密度を大幅に小さくするこ
とができる。例えば電力貯蔵装置ECS2の電流ポンプ
6の出力を1A、300Vで設計すると、電力貯蔵装置
ECS2の出力容量は、1A×300V=300Wとな
るので、インバータエアコン3の消費電力を1kWとす
れば、その1/3程度の出力容量を前提とした設計で必
要な夜間電力の貯蔵と昼間の利用が実現できる。
剰となる夜間電力を貯蔵しておき、その電力を昼間の負
荷ピーク時に給電して用いようとする場合を考えると、
昼間の負荷ピーク時における商用電源からの電力消費を
必ずしもゼロにする必要はない。しかも、例えば1kW
hの貯蔵量があったとした場合に、午後1時から3時ま
での2時間の消費電力を500Wずつ減少させること
は、午後1時から2時までの1時間の消費電力を1kW
減少させるのと同程度の効果が期待できる。この場合、
電力貯蔵装置ECSは、後者が1kWの出力容量が必要
となるのに対し、前者は半分の500Wで済むことにな
る。その結果、電力貯蔵装置ECSでは、その構造上電
流ポンプ(もしくは出力コンバータ)と呼ばれる、出力
側のスイッチングコンバータの容量に直接関係すると同
時に、コンデンサを流れる電流が前者では後者の半分と
なるため、内部抵抗の大きな(出力密度の小さな)容量
の小さい(エネルギ密度の大きな)コンデンサを使用す
ることができるので、装置の体積、重量、価格の面で大
幅な改善を可能にする。
システムの他の実施の形態を示す図であり、11は負荷
電流検出装置、12は時計、13は充電制御部を示す。
制御部13は、負荷電流検出装置11により検出される
負荷の消費電流(消費電力)と時計12により判断され
る時間帯により電力貯蔵装置ECS2の充電装置4及び
電流ポンプ6を制御することにより、充電装置4のオン
/オフ、充電電流の設定、電流ポンプから供給する電流
の設定を行うものである。そのため、負荷電流検出装置
11により検出される負荷の消費電流では、軽負荷か重
負荷かを判断し、時計12による時間では、夜間か昼間
か、昼間の場合にも午後のピーク時間帯かピーク時間帯
以外の時間帯かを判断する。そして、制御部13では、
例えば夜間充電モードや、逐次充電モード、一定負担モ
ード、一定割合モードを選択可能とし、その選択モード
に従って充電制御、電流制御を行うものとする。勿論、
これらのいずれかのモードに固定して動作するものであ
ってもよい。
用して電気二重層コンデンサバンク5に充電を行うモー
ドである。これに対し、逐次充電モードは、夜間電力を
利用して電気二重層コンデンサバンク5に充電を行うと
共に、昼間においても、ピーク時間帯かそれ以外の時間
帯かに応じて負荷の消費電流が少ない時に充電を行うモ
ードであり、充電電流を低く設定して夜間に比べ時間を
かけて充電を行う。また、一定負担モードは、電流ポン
プ6から供給する電流の値を常に一定にするモードであ
り、一定割合モードは、電力貯蔵装置ECS2による負
担の割合が一定になるように負荷の消費電流に応じて電
流ポンプ6から供給する電流の値を設定するモードであ
る。さらに、これらのモードによる負担は、電力のピー
クカットを目的とすることから、午後(1〜4時)のピ
ーク時間帯に限り、或いはこの時間帯以降に行うように
してもよい。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、商用電源の夜間電力を利用して電力
貯蔵装置ECSを充電するものを説明したが、太陽光発
電や風力発電、潮力発電、エンジンなどの内燃機関を使
用した発電による出力その他の電力を利用して充電して
もよいし、これらを主電源としてもよい。さらには、主
電源と電力貯蔵装置ECSの充電電源を同一にしたが、
これらを別々の電源として組み合わせるようにしてもよ
い。例えばエンジンなどの内燃機関を使用した発電によ
る出力を主電源として使い、これとは別に商用電源や太
陽光発電、風力発電、潮力発電、エンジンなどの内燃機
関を使用した発電による出力その他の電力を利用して充
電した電力貯蔵装置ECSを組み合わせるようにしても
よい。電力貯蔵装置ECSの電流ポンプより供給する電
流も、負荷の消費電力に対して一定の値に設定するだけ
でなく、一定の割合になるように設定してもよい。ま
た、負荷として家庭用の市販されているインバータエア
コンに適用した例で説明したが、他の各種の電気機器、
言い換えれば電力貯蔵装置ECSの負荷になりうるあら
ゆる装置に適用できることはいうまでもない。この場合
に必要な条件は、主電源が同時に使用できることであ
る。
によれば、電力貯蔵装置などの補助電源装置を主電源の
給電系に並列に接続して負荷消費電力の一部を補助電源
装置から供給するため、主電源から供給するピーク電力
をカットすることができると同時に、補助電源装置の容
量を負荷の定格より低く抑えることができるので、装置
の小型化することができる。しかも、需要の少ない夜間
電力を有効に利用して昼間のピーク電力をカットするこ
とができるので、電力の平準化に大きく寄与することが
できる。また、従来の二次電池ではサイクル寿命が短く
てコスト高になるが、電力貯蔵装置として電気二重層コ
ンデンサバンクを使用することにより、寿命や効率、安
全性の高いシステムを提供することができる。
の実施の形態を示す図である。
の他の実施の形態を示す図である。
タエアコン、4…充電装置、5…電気二重層コンデンサ
バンク、6…電流ポンプ、7…整流部、8…インバータ
部、9…コンプレッサ及び熱交換機
Claims (4)
- 【請求項1】 負荷に電力を供給する主電源の給電系に
補助電源装置を並列に接続すると共に、前記補助電源装
置は、負荷消費電力の一部を供給するように供給電流を
制御することを特徴とする補助電源装置併用給電システ
ム。 - 【請求項2】 前記補助電源装置は、充電装置と該充電
装置を介して充電される電気二重層コンデンサバンクと
該電気二重層コンデンサバンクから一定の電流を負荷に
供給する電流ポンプからなることを特徴とする請求項1
記載の補助電源装置併用給電システム。 - 【請求項3】 前記補助電源装置は、時間帯及び負荷状
態に応じて充電電流及び供給電流を制御することを特徴
とする請求項1記載の補助電源装置併用給電システム。 - 【請求項4】 前記補助電源装置は、商用電源から夜間
電力を利用して電気二重層コンデンサバンクを充電する
ことを特徴とする請求項1記載の補助電源装置併用給電
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13967097A JP3810887B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 補助電源装置併用給電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13967097A JP3810887B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 補助電源装置併用給電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10336900A true JPH10336900A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3810887B2 JP3810887B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=15250694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13967097A Expired - Fee Related JP3810887B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 補助電源装置併用給電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3810887B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000017774A (ko) * | 1999-12-03 | 2000-04-06 | 김동연 | 디지털 전자기기의 전원공급 제어회로 및 전원공급 제어방법 |
| JP2011137314A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Nichibei Co Ltd | 電動ブラインド及び電動ブラインドシステム |
| JP2013104277A (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Tachikawa Blind Mfg Co Ltd | ブラインド制御システム、電動ブラインド、バッテリー装置及びブラインド制御システムの改修方法 |
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-
1997
- 1997-05-29 JP JP13967097A patent/JP3810887B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3810887B2 (ja) | 2006-08-16 |
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