JPS6389029A - 電力貯蔵システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電力貯蔵システムにかかり、詳しくは。

交流系統からの電力を直流電力に変換して二次電池に貯
蔵し、またこの直流電力を交流電力に変換して電力系統
に供給するようにした電力貯蔵システムに関する。

（従来の技術） 従来、この種の電力貯蔵システムとしては第２図に示す
ようなものが知られている。すなわ゛ち第２図において
、１は電力貯蔵用の二次電池であり、その両極は直流遮
断器２．平滑回路を構成する直流リアクトル３およびコ
ンデンサ４を介して電力変換装置５の両端に接続されて
いる。また、電力変換装置５の各中点は変圧器６および
交流遮断器７を介して高圧の交流系統８に接続される。

ここで、電力変換装置５は交流系統８からの交流電力を
直流電力に変換し、かつ二次電池１からの直流電力を交
流電力に変換するもので、例えば複数のＧＴＯ（ゲート
ターンオフサイリスタ）５Ａとこれらに逆並列接続され
た帰還用のダイオード５Ｂとからなる電圧形自励インバ
ータによって構成されている。この電力変換装置５は他
励インバータにて構成することも可能であるが、二次電
池１の充放電に際して極性の切換装置を必要としないこ
と、有効電力および無効電力をそれぞれ任意かつ独立に
調整可能なこと、非常運転用として交流系統８に連係さ
せずに独立運転の可能性を持たせること等の点から、一
般に電圧形自励インバータが用いられている。

また、直流リアクトル３およびコンデンサ４は電力変換
装置５の動作に伴って発生する電圧リプルを除去するた
めのものであり、更に、変圧器６は電力変換装置５の発
生電圧と系統電圧との整合をとるための連係用である。

かかる電力貯蔵システムでは、周知のように電力変換装
置５を制御することによって二次電池１の充電による電
力の貯蔵、同じく放電による交流系′ａ８への電力の供
給が行なわれる。

しかして、このシステムでは二次電池１の電圧が放電と
共に低下し、また充電に伴って上昇するため、全体的に
見れば直流電圧の変動が大きいシステムということがで
き、極端な場合には放電時に二次電池１の電圧がほぼ０
■になることもある。

このような状態から電力貯蔵のためにシステムを起動し
て二次電池１の充電を開始すると、交流系統８からの過
大な突入電流が電力変換装置５内のダイオード５Ｂを介
してシステムの交流側および直流側に流れる。これは、
電力変換装置５として電圧形自励インバータを用いる限
り避けることができない現象である。

このため、従来では第３図および第４図に示すようにシ
ステムの交流側に限流要素としてのりアクドル９を接続
しく第３図参照）、あるいは直流側に同じく抵抗１０を
接続する（第４図参照）等の手段によって充電時の突入
電流を抑制している。そして、コンデンサ４および二次
電池１の充電完了を待って前記限流要素に並列接続され
たコンタクタ１１．１２を投入し、定常運転に備えるべ
く限流要素を回路から除去している。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、この方法によるとりアクドル９等の限流要素
の最適定数を設計しにくいという欠点がありまた、充電
時にはシステム全体が高圧回路系の機器となるため、絶
縁等に特別の注意が必要であり、機器寸法が大型になる
等の問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するべく提案されたもので
、その目的とするところは、二次電池の残留電圧如何に
拘らず高圧交流系統からの突入電流を抑制し、しかも二
次電池および平滑用のコンデンサの充電電圧をサイリス
タ整流器を介して低圧の交流系統から得ることにより、
絶縁等を容易にして機器の小型化を可能にした電力貯蔵
システムを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、高圧の交流系統と
、この交流系統に接続された電圧形自励インバータの如
き電力変換装置と、この電力変換装置に平滑用のコンデ
ンサを介して接続された電力貯蔵用の二次電池とを備え
、電力変換装置からの直流電力を二次電池に貯蔵すると
共に二次電池に貯蔵された電力を電力変換装置を介して
交流系統に供給するようにした電力貯蔵システムにおい
て、例えば前記高圧交流系統に連係された低圧の交流系
統が入力側に接続されたサイリスタ整流器等からなる整
流装置を有する充電回路にて二次電池およびコンデンサ
を初期充電することを特徴とする。

（作用） 本発明では、電力変換装置の運転による電力貯蔵システ
ムの稼動に先立ち、充電回路を運転して二次電池および
平滑用のコンデンサを初期充電する。そして、これらの
電圧が所定の値に達した後、電力変換装置を起動して通
常の電力貯蔵運転に移行させ、二次電池および高圧交流
系統の間で電力の授受を行なう。

（実施例） 以下１図に沿って本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明にかかる電力貯蔵システムの構成図であ
り、このシステムは電力貯蔵用および交流系統への電力
供給用の主回路Ａと、二次電池および平滑用のコンデン
サの充電用の充電回路Ｂとから構成されている。まず、
主回路Ａは、前記同様に二次電池１．直流遮断器２．直
流リアクトル３゜平滑用のコンデンサ４．ＧＴＯ５Ａお
よび帰還用のダイオード５Ｂからなる電圧形自励インノ
く一夕の如き電力変換装置５．連係用の変圧器６．交流
遮断器７および高圧の交流系統８からなって１）る。

一方、充電回路Ｂは、交流系統８に交流遮断器１３およ
び変圧器１４を介して接続された低圧の交流系統１５と
、交流開閉器１６と、変圧器１７と、この変圧器１７の
出力側に接続された複数のサイリスタ整流器１８Ａから
なる整流装置１８と、その出力側しこ接続された直流リ
アクトル１９およびコンタクタ２０とから構成されてお
り、かかる充電回路Ｂの出力側の両端は主回路Ａ内の二
次電池１およびコンデンサ４の両端に接続される。

次に、この動作を説明する。まず、直流遮断器２を投入
した後に整流装置１８を運転し、力１つコンタクタ２０
を閉じる。これにより、低圧の交流系統１５からの電力
は整流装置１８を介して直流電力しこ変換されると共に
その電圧が適宜な値に調節され。

主回路Ａ側に供給されて二次電池１およびコンデンサ４
を初期充電し、一定の電圧を確立する。この電圧は少な
くとも電力変換装置５のダイオード５Ｂを介して得られ
る直流電圧の平均値よりも大きい値とする。この電圧が
確立された後は電力変換装置５を運転して交流遮断器７
を投入し、二次電池１を交流系統８に連係させて主回路
Ａによる通常の電力貯蔵運転に移行すると共に、コンタ
クタ２０を開いて充電回路Ｂを主回路Ａから切り離す。

以後は、電力変換装置５の制御によって従来どおりの二
次電池１への電力貯蔵および二次電池１から交流系統８
への電力供給が行なわれるが、二次電池１の電圧が一定
値以下になったことを適宜な手段にて検出し、コンタク
タ２０の再投入および整流装置１８の運転を開始して二
次電池１およびコンデンサ４を再び充電すればよい。

なお、電力変換装置５と交流遮断器７との動作順序や直
流遮断器２と整流装置１８との動作順序はそれぞれ逆で
もよく、また、充電回路Ｂの出力電圧の調節は整流装置
１８の位相角制御によるほか、整流装置にダイオードブ
リッジを用いてその出力電圧をチョッパにより制御して
もよい。

この実施例によれば、電力変換装置５および交流遮断器
７等の動作順序を自由に設定できるから、運転操作の柔
軟なシステムを実現することができる。更に、充電回路
Ｂの交流入力を高圧の交流系統８から得ているため、別
個に電源を用意する必要もなく効率的である。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、整流装置等からな
る充電回路によって電力貯蔵用主回路内の二次電池およ
びコンデンサの初期充電電圧を確保しているため、二次
電池の残留電圧がどのような状態であっても高圧交流系
統からの突入電流を流入させることなく電力貯蔵システ
ムを円滑に起動させることができる。

従って、かかるシステムが設置された現地に二次電池を
Ｏｖの状態で持ち込み据え付けた後、充電回路の運転後
に速やかにシステムを立ち上げることが可能である。

また、充電回路の交流入力を低圧交流系統から得ている
ため、絶縁等に特別の配慮をする必要力ｔなく、構成機
器の小型化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図。 第２図ないし第４図はそれぞれ従来例を示す回路構成図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高圧の交流系統と、この交流系統に接続された電力変換
   装置と、この電力変換装置に平滑用のコンデンサを介し
   て接続された電力貯蔵用の二次電池とを備え、前記電力
   変換装置からの直流電力を前記二次電池に貯蔵すると共
   に、前記二次電池に貯蔵された電力を前記電力変換装置
   を介して前記交流系統に供給するようにした電力貯蔵シ
   ステムにおいて、 低圧の交流系統が入力側に接続された整流装置を有する
   充電回路にて前記二次電池およびコンデンサを初期充電
   することを特徴とした電力貯蔵システム。