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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-02
(54)【発明の名称】無停電電力供給マイクログリッドシステム
(51)【国際特許分類】
H02J 3/38 20060101AFI20220126BHJP
H02J 1/00 20060101ALI20220126BHJP
H02J 9/08 20060101ALI20220126BHJP
H02J 9/06 20060101ALI20220126BHJP
【ＦＩ】
H02J3/38 110
H02J3/38 180
H02J1/00 304G
H02J1/00 304H
H02J9/08
H02J9/06 120
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021531610
(86)(22)【出願日】2019-12-11
(85)【翻訳文提出日】2021-06-02
(86)【国際出願番号】 KR2019017513
(87)【国際公開番号】W WO2020122605
(87)【国際公開日】2020-06-18
(31)【優先権主張番号】10-2018-0160678
(32)【優先日】2018-12-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】592000691
【氏名又は名称】ポスコ
【氏名又は名称原語表記】ＰＯＳＣＯ
(71)【出願人】
【識別番号】592000705
【氏名又は名称】リサーチ インスティチュート オブ インダストリアル サイエンス アンド テクノロジー
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(74)【代理人】
【識別番号】100111235
【弁理士】
【氏名又は名称】原 裕子
(72)【発明者】
【氏名】イ、 ソン－ヒ
(72)【発明者】
【氏名】モク、 イム－ス
(72)【発明者】
【氏名】ホン、 ジョン－ヒュイ
(72)【発明者】
【氏名】イ、 ジン－ヒ
(72)【発明者】
【氏名】キム、 ア－ロン
(72)【発明者】
【氏名】ソン、 ウォン－ジュン
【テーマコード（参考）】
5G015
5G066
5G165
【Ｆターム（参考）】
5G015GA11
5G015GA17
5G015HA16
5G015JA01
5G015JA21
5G015JA32
5G015JA52
5G015JA64
5G066HA11
5G066HA15
5G066HB02
5G066HB06
5G066HB09
5G066JA07
5G066JB03
5G165DA01
5G165DA06
5G165DA07
5G165EA02
5G165EA03
5G165EA06
5G165LA03
(57)【要約】
本発明の実施例によると、電力供給マイクログリッドシステムが公開される。本発明の実施例による電力供給マイクログリッドシステムは、母線系統から交流電力が印加される第１ノード、第２ノードに直流電力を印加する第１発電機、第３ノードと連結されて交流電力が供給される第１負荷、上記第２ノードと連結されて直流電力が供給される第２負荷、第４ノードと連結されて交流電力が供給される第３負荷、上記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第１変換器、上記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第２変換器、及び上記第１変換器と上記第２変換器の状態に応じて、上記第１ノード、上記第３ノード、上記第４ノード、上記第１変換器、及び上記第２変換器との間の連結関係を調整するスイッチ部を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
母線系統から交流電力が印加される第１ノード；第２ノードに直流電力を印加する第１発電機；
第３ノードと連結して交流電力が供給される第１負荷；
前記第２ノードと連結して直流電力が供給される第２負荷；
第４ノードと連結して交流電力が供給される第３負荷；
前記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第１変換器；
前記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第２変換器；及び
前記第１変換器と前記第２変換器の状態に応じて、前記第１ノード、前記第３ノード、前記第４ノード、前記第１変換器、及び前記第２変換器との間の連結関係を調整するスイッチ部を含む、電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項2】
前記スイッチ部は、前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加され、前記第１変換器が正常の場合、前記第１ノードと前記第４ノードとを連結し、前記第１ノードと前記第３ノードとを連結する、請求項１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項3】
前記スイッチ部は、前記第１変換器から出力される交流電力が前記第３ノードに印加されるように前記連結関係を調整する、請求項２に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項4】
前記スイッチ部は、前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器と前記第２変換器が正常の場合、前記第１変換器から出力される交流電力が前記第３ノードに印加され、前記第２変換器から出力される交流電力が前記第４ノードに印加されるように前記連結関係を調整する、請求項１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項5】
前記スイッチ部は、前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器が動作せず、前記第２変換器が正常の場合、前記第２変換器から出力される交流電力が前記第４ノードに印加され、前記第４ノードと前記第３ノードとが連結されるように前記連結関係を調整する、請求項１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項6】
前記電力供給マイクログリッドシステムは、第５ノードに交流電力を印加する第２発電機をさらに含む、請求項１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項7】
前記スイッチ部は、前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されないと、前記第５ノードと前記第３ノードとを連結する、請求項６に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項8】
前記スイッチ部は、前記第２変換器が動作しないと、前記第５ノードと前記第４ノードとを連結する、請求項７に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項9】
母線系統から交流電力が印加される第１ノード；第１発電機から直流電力が印加され、第１負荷と連結する第２ノード；
交流電力が印加され、第２負荷と連結する第３ノード；
交流電力が印加され、第３負荷と連結する第４ノード；
前記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第１変換器；
前記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第２変換器；
第２発電機から交流電力が印加される第５ノード；
前記第１ノードまたは前記第５ノードを第６ノードと選択的に連結する第１スイッチ；
前記第１ノードと第７ノードとの間に連結された第２スイッチ；
前記第６ノードと前記第７ノードとの間に連結された第３スイッチ；
前記第６ノードと前記第３ノードとの間に連結された第４スイッチ；
前記第３ノードと前記第１変換器との間に連結された第５スイッチ；
前記第２変換器と前記第４ノードとの間に連結された第６スイッチ；及び
前記第７ノードと前記第４ノードとの間に連結された第７スイッチを含む、電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項10】
前記第１スイッチは自動切換スイッチであり、前記第２スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第６スイッチは機械的接点を有するスイッチであり、
前記第３スイッチ及び前記第７スイッチは電子的接点を有するスイッチである、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項11】
前記電力供給マイクログリッドシステムは、前記第４スイッチと並列に連結される第８スイッチをさらに含み、
前記第４スイッチは電子的接点を有するスイッチであり、前記第８スイッチは機械的接点を有するスイッチである、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項12】
前記電力供給マイクログリッドシステムは、前記母線系統と前記第１ノードとの間に連結される第９スイッチをさらに含む、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項13】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加され、前記第１変換器及び前記第２変換器が正常の場合、前記第１スイッチは前記第１ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第２スイッチ、前記第４スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第７スイッチはオンになり、前記第３スイッチ及び前記第６スイッチはオフになる、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項14】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器及び前記第２変換器が正常の場合、前記第１スイッチは前記第５ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第４スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第６スイッチはオンになり、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、前記第７スイッチはオフになる、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項15】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器は正常であり、前記第２変換器は動作しない場合、前記第１スイッチは前記第５ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第３スイッチ、前記第４スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第７スイッチはオンになり、前記第２スイッチ及び前記第６スイッチはオフになる、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項16】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第２変換器は正常であり、前記第１変換器は動作しない場合、前記第１スイッチは前記第５ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第３スイッチ、前記第４スイッチ、前記第６スイッチ、及び前記第７スイッチはオンになり、前記第２スイッチ及び前記第５スイッチはオフになる、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項17】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器及び前記第２変換器は動作しない場合、前記第１スイッチは前記第５ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第３スイッチ、前記第４スイッチ、及び前記第７スイッチはオンになり、前記第２スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第６スイッチはオフになる、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項18】
前記第１変換器は第３ノードの交流電力を直流電力に変換して出力する機能をさらに行う両方向コンバータであり、前記第２変換器はインバータである、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、電力系統において一部構成に異常が発生しても途切れることなく電力を供給することができるシステムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
電力を供給するシステムとして、マイクログリッドなどが使用されている。マイクログリッドは、母線系統などのＡＣグリッド（ｇｒｉｄ）を中心に、様々な発電設備やエネルギー貯蔵装置などから構成され、それぞれの電力制御が必要な部分に様々な形態の電力変換器が配置されることで実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】韓国登録特許第１０－１２７７１８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の実施例によると、電力系統において一部構成に異常が発生しても途切れることなく電力を供給することができる電力供給マイクログリッドシステムが提供される。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の実施例による電力供給マイクログリッドシステムは、母線系統から交流電力が印加される第１ノード、第２ノードに直流電力を印加する第１発電機、第３ノードと連結して交流電力が供給される第１負荷、上記第２ノードと連結して直流電力が供給される第２負荷、第４ノードと連結して交流電力が供給される第３負荷、上記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第１変換器、上記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第２変換器、及び上記第１変換器と上記第２変換器の状態に応じて上記第１ノード、上記第３ノード、上記第４ノード、上記第１変換器、及び上記第２変換器との間の連結関係を調整するスイッチ部を含む。
【0006】
本発明の実施例による電力供給マイクログリッドシステムの上記スイッチ部は、上記母線系統から上記第１ノードに交流電力が印加され、上記第１変換器が正常の場合、上記第１ノードと上記第４ノードとを連結し、上記第１ノードと上記第３ノードとを連結することができる。この場合、上記スイッチ部は、上記第１変換器から出力される交流電力が上記第３ノードに印加されるように上記連結関係を調整することができる。
【0007】
本発明の実施例による電力供給マイクログリッドシステムの上記スイッチ部は、上記母線系統から上記第１ノードに交流電力が印加されず、上記第１変換器と上記第２変換器が正常の場合、上記第１変換器から出力される交流電力が上記第３ノードに印加され、上記第２変換器から出力される交流電力が上記第４ノードに印加されるように上記連結関係を調整することができる。
【0008】
本発明の実施例による電力供給マイクログリッドシステムの上記スイッチ部は、上記母線系統から上記第１ノードに交流電力が印加されず、上記第１変換器が動作せず、上記第２変換器が正常の場合、上記第２変換器から出力される交流電力が上記第４ノードに印加され、上記第４ノードと上記第３ノードが連結されるように上記連結関係を調整することができる。
【0009】
本発明の実施例による電力供給マイクログリッドシステムは、第５ノードに交流電力を印加する第２発電機をさらに含むことができる。
【0010】
本発明の実施例による電力供給マイクログリッドシステムの上記スイッチ部は、上記母線系統から上記第１ノードに交流電力が印加されなければ、上記第５ノードと上記第３ノードとを連結することができる。この場合、上記スイッチ部は、上記第２変換器が動作しないと、上記第５ノードと上記第４ノードとを連結することができる。
【0011】
本発明の他の実施例による電源供給システムは、母線系統から交流電力が印加される第１ノード、第１発電機から直流電力が印加され、第１負荷と連結する第２ノード、交流電力が印加され、第２負荷と連結する第３ノード、交流電力が印加され、第３負荷と連結する第４ノード、上記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第１変換器、上記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第２変換器、第２発電機から交流電力が印加される第５ノード、上記第１ノードまたは上記第５ノードを第６ノードと選択的に連結する第１スイッチ、上記第１ノードと第７ノードとの間に連結された第２スイッチ、上記第６ノードと上記第７ノードとの間に連結された第３スイッチ、上記第６ノードと上記第３ノードとの間に連結された第４スイッチ、上記第３ノードと上記第１変換器との間に連結された第５スイッチ、上記第２変換器と上記第４ノードとの間に連結された第６スイッチ、及び上記第７ノードと上記第４ノードとの間に連結された第７スイッチを含む。
【0012】
本発明の他の実施例による電源供給システムの上記第１スイッチは、自動切換スイッチであり、上記第２スイッチ、上記第５スイッチ、及び上記第６スイッチは、機械的接点を有するスイッチであり、上記第３スイッチ及び上記第７スイッチは、電子的接点を有するスイッチであることができる。
【0013】
本発明の他の実施例による電源供給システムは、上記第４スイッチと並列に連結される第８スイッチをさらに含み、上記第４スイッチは、電子的接点を有するスイッチであり、上記第８スイッチは、機械的接点を有するスイッチであることができる。
【0014】
本発明の他の実施例による電源供給システムは、上記母線系統と上記第１ノードとの間に連結される第９スイッチをさらに含むことができる。
【0015】
本発明の他の実施例による電源供給システムは、上記母線系統から上記第１ノードに交流電力が印加され、上記第１変換器及び上記第２変換器が正常の場合、上記第１スイッチは、上記第１ノードと上記第６ノードとを連結し、上記第２スイッチ、上記第４スイッチ、上記第５スイッチ、及び上記第７スイッチはオンになり、上記第３スイッチ及び上記第６スイッチはオフになることがある。
【0016】
本発明の他の実施例による電源供給システムは、上記母線系統から上記第１ノードに交流電力が印加されず、上記第１変換器及び上記第２変換器が正常の場合、上記第１スイッチは、上記第５ノードと上記第６ノードとを連結し、上記第４スイッチ、上記第５スイッチ、及び上記第６スイッチはオンになり、上記第２スイッチ、上記第３スイッチ、上記第７スイッチはオフになることがある。
【0017】
本発明の他の実施例による電源供給システムは、上記母線系統から上記第１ノードに交流電力が印加されず、上記第１変換器は正常であり、上記第２変換器は動作しない場合、上記第１スイッチは上記第５ノードと上記第６ノードとを連結し、上記第３スイッチ、上記第４スイッチ、上記第５スイッチ、及び上記第７スイッチはオンになり、上記第２スイッチ及び上記第６スイッチはオフになることがある。
【0018】
本発明の他の実施例による電源供給システムは、上記母線系統から上記第１ノードに交流電力が印加されず、上記第２変換器は正常であり、上記第１変換器は動作しない場合、上記第１スイッチは上記第５ノードと上記第６ノードとを連結し、上記第３スイッチ、上記第４スイッチ、上記第６スイッチ、及び上記第７スイッチはオンになり、上記第２スイッチ及び上記第５スイッチはオフになることがある。
【0019】
本発明の他の実施例による電源供給システムは、上記母線系統から上記第１ノードに交流電力が印加されず、上記第１変換器及び上記第２変換器は動作しない場合、上記第１スイッチは上記第５ノードと上記第６ノードとを連結し、上記第３スイッチ、上記第４スイッチ、及び上記第７スイッチはオンになり、上記第２スイッチ、上記第５スイッチ、及び上記第６スイッチはオフになることがある。
【0020】
本発明の他の実施例による電源供給システムは、上記第１変換器は、第３ノードの交流電力を直流電力に変換して出力する機能をさらに行う両方向コンバータであり、上記第２変換器はインバータであることができる。
【発明の効果】
【0021】
したがって、本発明の実施例による電力供給マイクログリッドシステムによると、電力系統に異常が発生したり、またはシステムを構成する一部構成要素に異常が発生しても途切れることなく電力を供給することができる。また、本発明の電力供給マイクログリッドシステムは、電力系統または変換器などを二重化させなくても途切れることなく電力供給が可能であることから、投資費用を減少させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の一実施例による電力供給マイクログリッドシステムを概略的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は、いくつかの他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【0024】
図１は、本発明の一実施例による電力供給マイクログリッドシステムを概略的に示す図面である。本発明の一実施例による電力供給マイクログリッドシステムは、母線系統１０、第１発電機２０、第２発電機３０、エネルギー貯蔵装置４０、第１負荷５１、第２負荷５２、第３負荷５３、及び複数個のスイッチ６０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、８１、８２、８３、１００から構成されたスイッチ部、コンバータ９１、及びインバータ９２を含むことができる。
【0025】
母線系統１０は、第１ノードＮ１に交流ＡＣ電力を供給することができる。母線系統１０は、外部の発電所などから第１ノードＮ１に電力を送電する系統であることができる。
【0026】
第１発電機２０は、第２ノードＮ２に直流ＤＣ電力を供給することができる。第１発電機２０は、太陽光発電機などの様々な形態の発電機であることができる。第１発電機２０が太陽光発電機の場合、第１発電機２０は、太陽光を入射して電力を生成する太陽電池などの太陽光発電設備２１と、太陽光発電設備２１が生成した電力を一定の電圧または一定の電流を有する直流電力に変換する変換器２２を含むことができる。このとき、変換器２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータであることができる。
【0027】
第２発電機３０は、第５ノードＮ５に交流電力を供給することができる。第２発電機３０は、ディーゼルエンジン発電機（ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）であることができ、母線系統１０から電力が供給されない場合には非常発電機として機能することができる。
【0028】
エネルギー貯蔵装置４０は、第２ノードＮ２に供給された電力を利用してエネルギーを貯蔵するか、貯蔵されたエネルギーを第２ノードＮ２に供給することができる。エネルギー貯蔵装置４０は、充電池などから構成されることができる。
【0029】
第１負荷５１は、第３ノードＮ３と連結し、第３ノードＮ３を介して交流電力が供給されることができる。第１負荷５１は、不完全な無停電特性を有することができる。すなわち、場合によっては、第１負荷５１には交流電力が供給されない可能性もある。第１負荷５１には、母線系統１０から第１ノードＮ１に供給された交流電力、第２発電機２０によって第２ノードＮ２に供給された直流電力が変換された交流電力、エネルギー貯蔵装置４０によって第２ノードＮ２に供給された直流電力が変換された交流電力、及び第２発電機３０によって第５ノードＮ５に供給された交流電力のうち少なくとも一つがスイッチ部を介して供給されることができる。
【0030】
第２負荷５２は、第２ノードＮ２と連結し、第２ノードＮ２を介して直流電力が供給されることができる。第２負荷５２は、完全な無停電特性を有することができる。すなわち、第２負荷５２には、過電流遮断を除く如何なる状況でも常に直流電力が供給されるように実現することができる。第２負荷５２には、第２発電機２０によって第２ノードＮ２に供給された直流電力及びエネルギー貯蔵装置４０によって第２ノードＮ２に供給された直流電力のうち少なくとも一つがスイッチ部を介して供給されることができる。場合によっては、第２負荷５２は、母線系統１０から第１ノードＮ１に供給された交流電力が変換された直流電力及び第２発電機３０によって第５ノードＮ５に供給された交流電力が変換された直流電力のうち少なくとも一つがスイッチ部を介して供給されることもできる。
【0031】
第３負荷５３は、第４ノードＮ４と連結し、第４ノードＮ４を介して交流電力が供給されることができる。第３負荷５３は、第１負荷５１に比べて相対的により完全な無停電特性を有することができる。すなわち、例外的な場合ではない限り、第３負荷５３には交流電力が供給されるように実現することができる。第３負荷５３には、母線系統１０から第１ノードＮ１に供給された交流電力、第２発電機２０によって第２ノードＮ２に供給された直流電力が変換された交流電力、エネルギー貯蔵装置４０によって第２ノードＮ２に供給された直流電力が変換された交流電力、及び第２発電機３０によって第５ノードＮ５に供給された交流電力のうち少なくとも一つがスイッチ部を介して供給されることができる。
【0032】
コンバータ９１は、第２ノードＮ２の直流電力を交流電力に変換し、第３ノードＮ３に転送することができる。コンバータ９１から出力される交流電力は、母線系統１０から供給され、第３ノードＮ３に印加される交流電力または第２発電機３０によって発生し、第３ノードＮ３に印加される交流電力と同一の位相を有するように調整することができる。またはコンバータ９１は、第３ノードＮ２の交流電力を直流電力に変換して第２ノードＮ２に転送することができる。すなわち、コンバータ９１は、両方向コンバータであることができる。
【0033】
インバータ９２は、第２ノードＮ２の直流電力を交流電力に変換して第４ノードＮ４に転送することができる。インバータ９２は、定電圧定周波数（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＣＶＣＦ）インバータであることができる。
【0034】
スイッチ部は母線系統１０、第２発電機３０、コンバータ９１、及びインバータ９２の状態に応じて、互いに異なる電力伝達経路を形成することができる。
【0035】
スイッチ部は、第１ノードＮ１または第５ノードＮ５を第６ノードＮ６と連結するスイッチ６０、第６ノードＮ６と第３ノードＮ３との間に連結されたスイッチ７３、第６ノードＮ６と第３ノードＮ３との間に連結されたスイッチ８１、第６ノードＮ６と第７ノードＮ７との間に連結されたスイッチ８３、第１ノードＮ１と第７ノードＮ７との間に連結されたスイッチ７２、第７ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に連結されたスイッチ８２、第３ノードＮ３とコンバータ９１との間に連結されたスイッチ７４、及びインバータ９２と第４ノードＮ４との間に連結されたスイッチ７５を含むことができる。
【0036】
スイッチ部は母線系統１０と第１ノードＮ１との間に連結された少なくとも１つのスイッチ７１、１００、第２ノードＮ２とエネルギー貯蔵装置４０との間に連結されたスイッチ７６、及び第２ノードＮ２と第２負荷５２との間に連結されたスイッチ７７をさらに含むこともできる。スイッチ７６、７７は、特別な場合（例えば、過電流遮断が必要な場合）ではない限り、オン状態を維持することができる。また、スイッチ７１、１００は、母線系統１０において異常が発生した場合ではない限り、オン状態を維持することができる。
【0037】
スイッチ６０は、自動切換スイッチ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｗｉｔｃｈ：ＡＴＳ）であることができ、スイッチ７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７は、配線用遮断器（Ｍｏｌｄｅｄ Ｃａｓｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ：ＭＣＣＢ）のような物理的接点を有するスイッチであることができ、スイッチ８１、８２、８３は、スタティックトランスファースイッチ（Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｗｉｔｃｈ：ＳＴＳ）のような電子的接点を有するスイッチであることができる。スイッチ１００は、気中遮断器（Ａｉｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ：ＡＣＢ）であることができる。
【0038】
【0039】
また、本発明の電力供給マイクログリッドシステムは、スイッチ８２と直列に連結されたインダクタをさらに含むこともできる。
【0040】
また、図示してはいないが、本発明の一実施例による電力供給マイクログリッドシステムは、母線系統１０、第２発電機３０、コンバータ９１、及びインバータ９２の状態を把握し、スイッチ部のスイッチを制御する制御部をさらに含むこともできる。
【0041】
【0042】
母線系統１０、コンバータ９１、及びインバータ９２のすべてが正常に動作する場合、第２発電機３０は動作しないこともある。
【0043】
また、この場合、第１ノードＮ１には、母線系統１０から供給された交流電力が印加される。このため、スイッチ１００、７１がオンになることがある。
【0044】
また、第１ノードＮ１に印加された交流電力が第３負荷５３に供給されることができる。このため、スイッチ７２、８２はオンになり、スイッチ７５はオフになることがある。また、インバータ９２は動作しないこともある。
【0045】
第１ノードＮ１に印加された交流電力及びコンバータ９１によって変換された直流電力のうち少なくとも１つが第１負荷５１に供給されることができる。このため、スイッチ６０は、第１ノードＮ１と第６ノードＮ６を連結し、スイッチ７３、８１のうち少なくとも一つとスイッチ７４がオンになり、スイッチ７４がオンになることがある。また、スイッチ８３はオフになることがある。
【0046】
また、この場合、第２ノードＮ２に印加された直流電力が第２負荷５２に供給されることができる。このため、スイッチ７７がオンになることがある。また、コンバータ９１は、第３ノードＮ３に印加された交流電力を直流電力に変換して第２ノードＮ２に出力することもできる。
【0047】
【0048】
母線系統１０に異常が発生し、第１ノードＮ１に交流電力が印加されない場合、第２発電機３０が動作することができる。
【0049】
また、母線系統１０に異常が発生し、第２発電機３０、コンバータ９１、及びインバータ９２は動作する場合、第３負荷５３にはインバータ９２から出力された交流電力が供給される。このため、母線系統１０に異常が発生した場合には、インバータ９２が即座に動作し、スイッチ７５がオンになることがある。したがって、母線系統１０に異常が発生しても、母線系統１０に異常が発生した時点から短い時間（例えば、４ｍｓｅｃ）以内に第３負荷５３に交流電力が供給されることができる。すなわち、第３負荷５３の電源障害時間は非常に短くなることがある。この場合、スイッチ７２、８２、８３はオフになることがある。
【0050】
また、この場合、第１負荷５１には第２発電機３０が生成した交流電力が供給されることができる。このため、スイッチ６０は第５ノードＮ５と第６ノードＮ６とを連結し、スイッチ７３、８１のうち少なくとも一つはオンになることがある。スイッチ８３はオフになることがある。第１負荷５１はコンバータ９１から出力される交流電力が供給されることもできる。このため、コンバータ９１は、第２ノードＮ２の直流電力を交流電力に変換して出力することができ、スイッチ７４はオンになることがある。したがって、母線系統１０に異常が発生した時点から一定の時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）以内に第１負荷５１に交流電力が供給されることができる。また、この場合、コンバータ９１から出力される交流電力は、第２発電機３０によって発生し、第３ノードＮ３に印加される交流電力と同一の位相を有するように調整することができる。これにより、第２発電機３０とコンバータ９１が並列運転モードに転換され、したがって、第１負荷５１により安定して電力を供給することができる。
【0051】
また、この場合、第２ノードＮ２に印加された直流電力が第２負荷５２に供給されることができる。このため、スイッチ７７がオンになることがある。また、コンバータ９１は、第３ノードＮ３に印加された交流電力を直流電力に変換して第２ノードＮ２に出力することもできる。
【0052】
【0053】
母線系統１０に異常が発生し、第１ノードＮ１に交流電力が印加されない場合、第２発電機３０が動作することができる。また、スイッチ６０は、第５ノードＮ５を第６ノードＮ６と連結することができる。
【0054】
また、母線系統１０及びインバータ９２に異常が発生し、第２発電機３０及びコンバータ９１は正常に動作する場合、第３負荷５３には第２発電機３０が生成した交流電力が供給されることができる。このため、スイッチ８３、８２がオンになることがあり、スイッチ７５はオフになることがある。また、第３負荷５３にはコンバータ９１から出力される交流電力が供給されることもできる。このため、コンバータ９１は、第２ノードＮ２の直流電力を交流電力に変換して出力することができ、スイッチ７４はオンになることがある。
【0055】
また、この場合、第１負荷５１には第２発電機３０が生成した交流電力が供給されることができる。このため、スイッチ６０は、第５ノードＮ５と第６ノードＮ６とを連結し、スイッチ７３、８１のうち少なくとも一つはオンになることがあり、スイッチ８３はオフになることがある。第１負荷５１にはコンバータ９１から出力される交流電力が供給されることもできる。このため、コンバータ９１は第２ノードＮ２の直流電力を交流電力に変換して出力することができ、スイッチ７４はオンになることがある。したがって、母線系統１０に異常が発生した時点から一定の時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）以内に第１負荷５１に交流電力が供給されることができる。
【0056】
また、この場合、第２ノードＮ２に印加された直流電力が第２負荷５２に供給されることができる。このため、スイッチ７７がオンになることがある。また、コンバータ９１は第３ノードＮ３に印加された交流電力を直流電力に変換して第２ノードＮ２に出力することもできる。
【0057】
すなわち、図４の場合において、第２発電機３０とコンバータ９１が並列運転モードで動作することができる。したがって、第１負荷５１及び第３負荷５３に電力がより安定して供給されることができる。
【0058】
【0059】
母線系統１０に異常が発生し、第１ノードＮ１に交流電力が印加されない場合、第２発電機３０が動作することができる。また、スイッチ６０は、第５ノードＮ５を第６ノードＮ６と連結することができる。
【0060】
母線系統１０及びコンバータ９１に異常が発生し、第２発電機３０及びインバータ９２が動作する場合、第３負荷５３にはインバータ９２から出力された交流電力が供給される。このため、スイッチ７５がオンになることがあり、スイッチ７２はオフになることがある。
【0061】
また、この場合、第１負荷５１には第２発電機３０が生成した交流電力が供給されることができる。このため、スイッチ６０は、第５ノードＮ５と第６ノードＮ６とを連結し、スイッチ７３、８１のうち少なくとも一つはオンになることがあり、スイッチ７４はオフになることがある。第１負荷５１にはインバータ９２から出力される交流電力が供給されることもできる。このため、スイッチ７５、８２、８３がオンになることがある。また、この場合、インバータ９２から出力される交流電力は、第２発電機３０によって発生し、第３ノードＮ３に印加される交流電力と同一の位相を有するように調整されることができる。すなわち、第２発電機３０とインバータ９２が並列運転モードで動作することで、第１負荷５１に電力がより安定して供給されることができる。
【0062】
また、この場合、第２ノードＮ２に印加された直流電力が第２負荷５２に供給されることができる。このため、スイッチ７７がオンになることがある。
【0063】
【0064】
母線系統１０に異常が発生し、第１ノードＮ１に交流電力が印加されない場合、第２発電機３０が動作することができる。また、スイッチ６０は第５ノードＮ５を第６ノードＮ６と連結することができる。
【0065】
また、母線系統１０、コンバータ９１、及びインバータ９２に異常が発生し、第２発電機３０は正常に動作する場合、第３負荷５３には第２発電機３０が生成した交流電力が供給される。このため、スイッチ８３、８２がオンになることがあり、スイッチ７５はオフになることがある。
【0066】
また、この場合、第１負荷５１には第２発電機３０が生成した交流電力が供給されることができる。このため、スイッチ６０は第５ノードＮ５と第６ノードＮ６を連結し、スイッチ７３、８１のうち少なくとも一つはオンになることがあり、スイッチ７４はオフになることがある。
【0067】
また、この場合、第２ノードＮ２に印加された直流電力が第２負荷５２に供給されることができる。このため、スイッチ７７がオンになることがある。
【0068】
【0069】
母線系統１０、非常発電機３０、コンバータ９１、及びインバータ９２に異常が発生した場合、第２ノードＮ２に印加された直流電力が第２負荷５２に供給されることができる。このため、スイッチ７７がオンになることがある。
【0070】
また、この場合、第１負荷５１及び第３負荷５３には電力が供給されないことがある。
【0071】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2021-06-02
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0035】
スイッチ部は、第１ノードＮ１または第５ノードＮ５を第６ノードＮ６と連結するスイッチ６０、第６ノードＮ６と第３ノードＮ３との間に連結されたスイッチ７３、第６ノードＮ６と第３ノードＮ３との間に連結されたスイッチ８１、第６ノードＮ６と第７ノードＮ７との間に連結されたスイッチ８３、第１ノードＮ１と第７ノードＮ７との間に連結されたスイッチ７２、第７ノードＮ７と第４ノードＮ４との間に連結されたスイッチ８２、第３ノードＮ３とコンバータ９１との間に連結されたスイッチ７４、及びインバータ９２と第４ノードＮ４との間に連結されたスイッチ７５を含むことができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
母線系統から交流電力が印加される第１ノード；第２ノードに直流電力を印加する第１発電機；
第３ノードと連結して交流電力が供給される第１負荷；
前記第２ノードと連結して直流電力が供給される第２負荷；
第４ノードと連結して交流電力が供給される第３負荷；
前記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第１変換器；
前記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第２変換器；及び
前記第１変換器と前記第２変換器の状態に応じて、前記第１ノード、前記第３ノード、前記第４ノード、前記第１変換器、及び前記第２変換器との間の連結関係を調整するスイッチ部を含む、電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項2】
前記スイッチ部は、前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加され、前記第１変換器が正常の場合、前記第１ノードと前記第４ノードとを連結し、前記第１ノードと前記第３ノードとを連結する、請求項１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項3】
前記スイッチ部は、前記第１変換器から出力される交流電力が前記第３ノードに印加されるように前記連結関係を調整する、請求項２に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項4】
前記スイッチ部は、前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器と前記第２変換器が正常の場合、前記第１変換器から出力される交流電力が前記第３ノードに印加され、前記第２変換器から出力される交流電力が前記第４ノードに印加されるように前記連結関係を調整する、請求項１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項5】
前記スイッチ部は、前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器が動作せず、前記第２変換器が正常の場合、前記第２変換器から出力される交流電力が前記第４ノードに印加され、前記第４ノードと前記第３ノードとが連結されるように前記連結関係を調整する、請求項１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項6】
前記電力供給マイクログリッドシステムは、第５ノードに交流電力を印加する第２発電機をさらに含む、請求項１または５に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項7】
前記スイッチ部は、前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されないと、前記第５ノードと前記第３ノードとを連結する、請求項６に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項8】
前記スイッチ部は、前記第２変換器が動作しないと、前記第５ノードと前記第４ノードとを連結する、請求項６または７に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項9】
母線系統から交流電力が印加される第１ノード；第１発電機から直流電力が印加され、第１負荷と連結する第２ノード；
交流電力が印加され、第２負荷と連結する第３ノード；
交流電力が印加され、第３負荷と連結する第４ノード；
前記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第１変換器；
前記第２ノードの直流電力を交流電力に変換して出力する第２変換器；
第２発電機から交流電力が印加される第５ノード；
前記第１ノードまたは前記第５ノードを第６ノードと選択的に連結する第１スイッチ；
前記第１ノードと第７ノードとの間に連結された第２スイッチ；
前記第６ノードと前記第７ノードとの間に連結された第３スイッチ；
前記第６ノードと前記第３ノードとの間に連結された第４スイッチ；
前記第３ノードと前記第１変換器との間に連結された第５スイッチ；
前記第２変換器と前記第４ノードとの間に連結された第６スイッチ；及び
前記第７ノードと前記第４ノードとの間に連結された第７スイッチを含む、電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項10】
前記第１スイッチは自動切換スイッチであり、前記第２スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第６スイッチは機械的接点を有するスイッチであり、
前記第３スイッチ及び前記第７スイッチは電子的接点を有するスイッチである、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項11】
前記電力供給マイクログリッドシステムは、前記第４スイッチと並列に連結される第８スイッチをさらに含み、
前記第４スイッチは電子的接点を有するスイッチであり、前記第８スイッチは機械的接点を有するスイッチである、請求項９または１０に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項12】
前記電力供給マイクログリッドシステムは、前記母線系統と前記第１ノードとの間に連結される第９スイッチをさらに含む、請求項９または１１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項13】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加され、前記第１変換器及び前記第２変換器が正常の場合、前記第１スイッチは前記第１ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第２スイッチ、前記第４スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第７スイッチはオンになり、前記第３スイッチ及び前記第６スイッチはオフになる、請求項９または１１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項14】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器及び前記第２変換器が正常の場合、前記第１スイッチは前記第５ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第４スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第６スイッチはオンになり、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、前記第７スイッチはオフになる、請求項９または１１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項15】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器は正常であり、前記第２変換器は動作しない場合、前記第１スイッチは前記第５ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第３スイッチ、前記第４スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第７スイッチはオンになり、前記第２スイッチ及び前記第６スイッチはオフになる、請求項９または１１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項16】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第２変換器は正常であり、前記第１変換器は動作しない場合、前記第１スイッチは前記第５ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第３スイッチ、前記第４スイッチ、前記第６スイッチ、及び前記第７スイッチはオンになり、前記第２スイッチ及び前記第５スイッチはオフになる、請求項９に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項17】
前記母線系統から前記第１ノードに交流電力が印加されず、前記第１変換器及び前記第２変換器は動作しない場合、前記第１スイッチは前記第５ノードと前記第６ノードとを連結し、前記第３スイッチ、前記第４スイッチ、及び前記第７スイッチはオンになり、前記第２スイッチ、前記第５スイッチ、及び前記第６スイッチはオフになる、請求項９または１１に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【請求項18】
前記第１変換器は第３ノードの交流電力を直流電力に変換して出力する機能をさらに行う両方向コンバータであり、前記第２変換器はインバータである、請求項９または１７に記載の電力供給マイクログリッドシステム。
【国際調査報告】