JP2020096449A - Power conditioner and power storage system - Google Patents
Power conditioner and power storage system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020096449A JP2020096449A JP2018232948A JP2018232948A JP2020096449A JP 2020096449 A JP2020096449 A JP 2020096449A JP 2018232948 A JP2018232948 A JP 2018232948A JP 2018232948 A JP2018232948 A JP 2018232948A JP 2020096449 A JP2020096449 A JP 2020096449A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- current
- ground fault
- storage battery
- inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 60
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 27
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 11
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、パワーコンディショナおよび蓄電システムに関する。 The present invention relates to a power conditioner and a power storage system.
太陽光発電システムと、電気自動車、蓄電池等を組み合わせて、昼間、太陽光発電で発電した電気を蓄電池にためて、夜間に電気自動車へ電気を移動するエレムーブ（登録商標）や、電気自動車にためた電気も利用することにより、長期間の停電にも対応可能なトライブリッド蓄電システム（登録商標）の開発が進められている（例えば、非特許文献１参照）。 Combined with a solar power generation system, an electric vehicle, a storage battery, etc., to store electricity generated by solar power generation in the daytime into a storage battery, and to transfer electricity to an electric vehicle at night, or to an electric vehicle The development of a tribrid power storage system (registered trademark) that can cope with a blackout for a long period of time by utilizing electricity is also in progress (see Non-Patent Document 1, for example).
ところで、非特許文献１に記載のように、太陽光発電システムや電気自動車を含む蓄電システムでは、電気設備技術基準の定めにより、太陽光発電システムや電気自動車のそれぞれに対して、地絡検出を行う必要がある。 By the way, as described in Non-Patent Document 1, in a power storage system including a photovoltaic power generation system and an electric vehicle, ground fault detection is performed for each of the photovoltaic power generation system and the electric vehicle according to the provisions of the technical standards for electrical equipment. There is a need to do.
その際、蓄電システムに接続されるのが、例えば、太陽光発電システムあるいは電気自動車のうち、１系統であれば、太陽光発電システムあるいは電気自動車の所定の位置で地絡検出を行えば良い。
しかしながら、複数系統である場合には、地絡検出器が複数必要となる。
この場合、検出に使用する地絡検出器と検出回路が複数必要となり、システム全体のコストアップになるという問題があった。
At this time, if one of the solar power generation system and the electric vehicle is connected to the power storage system, the ground fault detection may be performed at a predetermined position of the solar power generation system or the electric vehicle.
However, in the case of multiple systems, multiple ground fault detectors are required.
In this case, a plurality of ground fault detectors and detection circuits used for detection are required, and there is a problem that the cost of the entire system increases.
そこで、複数系統の地絡検出を１箇所に集約して行うことも考えられるが、地絡検出する箇所によっては、その箇所に流れる電流が高周波成分を含んでいる場合がある。
そのため、単純に、地絡検出器を１つにすればよいというものではなく、状況によっては地絡検出器を１つに集約すると、地絡を検出できない場合があった。
Therefore, it is conceivable to perform the ground fault detection of a plurality of systems in one place, but depending on the place where the ground fault is detected, the current flowing at that place may contain a high frequency component.
Therefore, it is not necessary to simply provide one ground fault detector, and depending on the situation, if the ground fault detectors are integrated into one, there are cases where the ground fault cannot be detected.
具体的には、発明者が行った実験によれば、地絡検出器として使用したバスバー型の零相変流器（ＺＣＴ）２３０を貫通する配線の配置を図８に示すようにして、商用系統側に負荷５ｋＷで放電させた。零相変流器２３０は、鉄心２３０ａ内部に往復電流が流れる往復電流配線対（ＤＣ＋配線とＤＣ−配線）を２対貫通させ、鉄心２３０ａの横断面において合計４本の配線を図８に示すように配置した。この場合、電圧については、変動のない直流電圧を観測できたが、図９に示すように、電流については、直流電流ではなく、駆動周波数に準じた矩形波状の電流波形が観測された。 Specifically, according to an experiment conducted by the inventor, a wiring arrangement passing through a bus bar type zero-phase current transformer (ZCT) 230 used as a ground fault detector is arranged as shown in FIG. The system side was discharged with a load of 5 kW. The zero-phase current transformer 230 penetrates two pairs of reciprocating current wirings (DC+ wiring and DC- wiring) through which a reciprocating current flows inside the iron core 230a, and a total of four wirings are shown in FIG. 8 in the cross section of the iron core 230a. So that In this case, for the voltage, a DC voltage with no fluctuation could be observed, but as shown in FIG. 9, the current was not a DC current, but a rectangular-wave-shaped current waveform conforming to the driving frequency was observed.
このように、電流波形に高周波が重畳すると、正確に地絡を検出することができないという問題があった。 As described above, when a high frequency wave is superimposed on the current waveform, there is a problem that the ground fault cannot be accurately detected.
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、コストダウンを図るとともに、精度の高い地絡検出を実現可能なパワーコンディショナおよび蓄電システムを提供することを主な目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a main object of the present invention is to provide a power conditioner and a power storage system capable of realizing cost detection and highly accurate ground fault detection. ..
形態１；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、直流電力を交流電力に変換するインバータを備えたパワーコンディショナにおいて、前記インバータに直流電力を供給する電力線上に介装される地絡検出部と、前記地絡検出部からの出力信号を補正する補正部と、前記補正部からの出力信号に基づいて、地絡の有無を判定する地絡判定部と、を備えることを特徴とするパワーコンディショナを提案している。 Mode 1; One or more embodiments of the present invention are a power conditioner including an inverter for converting DC power into AC power, in which a ground fault detection is provided on a power line for supplying DC power to the inverter. Unit, a correction unit that corrects an output signal from the ground fault detection unit, and a ground fault determination unit that determines the presence or absence of a ground fault based on the output signal from the correction unit. Proposing a power conditioner.
形態１によれば、地絡検出部からの出力信号を補正する補正部を備えることから、地絡検出部からの出力信号に高周波信号が重畳していても、この重畳する高周波信号を除去し、地絡判定部において地絡の有無を判定可能な信号に補正することできる。
また、このように地絡検出部からの出力信号に高周波信号が重畳していても地絡の有無を判定可能になることから、高周波信号が重畳しやすいインバータに直流電力を供給する電力線上であっても、当該電力線上に地絡検出部を介装することができ、複数系統の地絡検出を１箇所に集約することも可能となる。そのため、コスト低減を図りながら高い検出精度で地絡検出を実現することができる。
According to the first aspect, since the correction unit that corrects the output signal from the ground fault detection unit is provided, even if the high frequency signal is superimposed on the output signal from the ground fault detection unit, the superimposed high frequency signal is removed. The presence/absence of a ground fault can be corrected by the ground fault determination unit into a signal that can be determined.
In addition, even if a high frequency signal is superimposed on the output signal from the ground fault detection unit, it is possible to determine the presence or absence of a ground fault, so on a power line that supplies DC power to an inverter where a high frequency signal is likely to be superimposed. Even if there is, the ground fault detection unit can be provided on the power line, and the ground fault detection of a plurality of systems can be integrated in one place. Therefore, it is possible to realize the ground fault detection with high detection accuracy while reducing the cost.
形態２；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記補正部は、前記地絡検出部からの出力信号が入力されるアクティブフィルタ回路と、前記アクティブフィルタ回路で処理された出力信号に対して補正処理を施す補正処理部とを有し、前記補正処理部に入力される入力電圧レベルが一定値となるように、前記アクティブフィルタ回路が前記地絡検出部からの出力電圧に重畳する高周波成分を除去するパワーコンディショナを提案している。 Mode 2; In one or more embodiments of the present invention, the correction unit is configured to perform an active filter circuit to which an output signal from the ground fault detection unit is input and an output signal processed by the active filter circuit. And a correction processing unit that performs a correction process by applying a high frequency to the output voltage from the ground fault detection unit by the active filter circuit so that the input voltage level input to the correction processing unit has a constant value. We propose a power conditioner that removes components.
形態３；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記地絡検出部が、鉄心と、前記鉄心内部を貫通し、往路電流が流れるＤＣ＋配線と復路電流が流れるＤＣ−配線とからなる電力線としての往復電流配線対とを有し、前記補正処理部は、前記地絡検出部の鉄心内部に電力線以外の他の往復電流配線対を貫通させた場合において、他の往復電流配線対に電流を流さないときに前記アクティブフィルタ回路の出力電流値が、前記インバータ電流値の大きさにかかわらず、零となるように所定の関係式に基づき前記アクティブフィルタ回路で処理された出力信号に対して零補正するパワーコンディショナを提案している。 Mode 3; In one or more embodiments of the present invention, the ground fault detection unit is a power line that includes an iron core and a DC+ wire that penetrates the inside of the iron core and through which a forward current flows and a DC- wire through which a return current flows. As a reciprocating current wire pair, the correction processing unit, when a reciprocating current wire pair other than a power line is penetrated inside the iron core of the ground fault detection unit, a current is supplied to the other reciprocating current wire pair. When the output current value of the active filter circuit is not flowing, the output signal processed by the active filter circuit based on a predetermined relational expression so that the output current value becomes zero regardless of the magnitude of the inverter current value. We propose a power conditioner with zero correction.
形態４；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記補正処理部は、前記零補正の後に、他の往復電流配線対に特定の電流を流したときに前記アクティブフィルタ回路の出力電流値が、前記インバータ電流値の大きさにかかわらず、前記特定の電流の値となるように所定の関係式に基づき前記アクティブフィルタ回路で処理された出力信号に対して最終補正するパワーコンディショナを提案している。 Mode 4; In one or more embodiments of the present invention, the correction processing unit outputs the output current value of the active filter circuit when a specific current is applied to another round-trip current wire pair after the zero correction. However, irrespective of the magnitude of the inverter current value, a power conditioner is proposed that finally corrects the output signal processed by the active filter circuit based on a predetermined relational expression so that the specific current value is obtained. doing.
形態５；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、形態１から形態４に記載のパワーコンディショナと、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置の発電電力を所定の直流電圧に変換する発電装置用コンバータと、電動車に搭載された車載蓄電池に対して充放電制御を行う車載蓄電池用コンバータを有するＶ２Ｈスタンドと、を備え、前記パワーコンディショナが備える前記インバータは、前記発電装置用コンバータからの直流電力および前記車載蓄電池用コンバータからの直流電力を交流電力に変換するとともに、交流電力を直流電力に変換して前記車載蓄電池用コンバータを介して前記車載蓄電池を充電可能に構成され、前記地絡検出部は、前記発電装置用コンバータからの直流電力と前記車載蓄電池用コンバータからの直流電力とが共通の電力線を経由して前記インバータに供給される当該共通の電力線上に介装されていることを特徴とする蓄電システムを提案している。 Mode 5: One or more embodiments of the present invention convert the power generated by the power conditioner described in Modes 1 to 4 and a power generation device that generates power using renewable energy into a predetermined DC voltage. The inverter provided in the power conditioner includes: a power generator converter; and a V2H stand having an on-vehicle storage battery converter that controls charging and discharging of an on-vehicle storage battery mounted on an electric vehicle. While converting the DC power from and the DC power from the in-vehicle storage battery converter to AC power, the in-vehicle storage battery is configured to be charged via the in-vehicle storage battery converter by converting the AC power into DC power, and The ground fault detection unit is provided on the common power line where the DC power from the power generator converter and the DC power from the vehicle-mounted storage battery converter are supplied to the inverter via a common power line. We propose a power storage system that is characterized by
形態６；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、定置型の蓄電池ユニットと、前記蓄電池ユニットに対して充放電制御を行う定置型蓄電池用コンバータと、をさらに備え、前記定置型蓄電池用コンバータは前記共通の電力線に導通接続され、前記蓄電池ユニットから前記インバータへの放電電力の供給および前記インバータから前記蓄電池ユニットへの充電電力の供給が前記共通の電力線を経由して行われることを特徴とする蓄電システムを提案している。 Mode 6: One or more embodiments of the present invention further include a stationary storage battery unit, and a stationary storage battery converter that performs charge/discharge control on the storage battery unit, the stationary storage battery converter Is conductively connected to the common power line, and supply of discharge power from the storage battery unit to the inverter and supply of charging power from the inverter to the storage battery unit are performed via the common power line. We are proposing a power storage system that does.
本発明の１またはそれ以上の実施形態によれば、コストダウンを図るとともに、精度の高い地絡検出を実現可能なパワーコンディショナおよび蓄電システムを提供することができるという効果がある。 According to one or more embodiments of the present invention, there is an effect that it is possible to provide a power conditioner and a power storage system that can realize cost reduction and highly accurate ground fault detection.
＜実施形態＞
図１から図７を用いて、本発明の実施形態について説明する。
<Embodiment>
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
＜蓄電システムの構成＞
以下、図１を用いて、本実施形態に係る蓄電システム１０の構成について説明する。
<Structure of power storage system>
Hereinafter, the configuration of the power storage system 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
なお、本実施形態にかかる蓄電システム１０は、蓄電池ユニットとパワーコンディショナと、が分離された蓄電システムであって、単機能型蓄電システム（太陽光パワーコンディショナが分離された蓄電システム）および多機能型蓄電システム（太陽電池に接続される太陽光パワーコンディショナと蓄電池ユニットに接続される蓄電パワーコンディショナと、電動車両に接続される充放電回路とを一体化した蓄電システム）のいずれにも対応可能な蓄電システムである。 The power storage system 10 according to the present embodiment is a power storage system in which a storage battery unit and a power conditioner are separated, and includes a single-function power storage system (a power storage system in which a solar power conditioner is separated) and a multi-function power storage system. For any of the functional power storage systems (a power storage system that integrates a solar power conditioner connected to a solar cell, a power storage conditioner connected to a storage battery unit, and a charge/discharge circuit connected to an electric vehicle) It is a power storage system that can be used.
本実施形態に係る蓄電システム１０は、図１に示すように、蓄電池システム用ブレーカ１１０と、パワーコンディショナ２００と、定置型の蓄電池ユニット２４０と、電気自動車（ＥＶ）等の電動車２６０に接続されるＶ２Ｈ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｈｏｍｅ）スタンド２５０と、太陽電池モジュール（発電装置）３００と、主幹ブレーカ４１０と、分岐ブレーカ４２０と、切替スイッチ４３０と、重要負荷用分岐ブレーカ４４０とを含んで構成されている。
なお、図１に示すように主幹ブレーカ４１０の商用電力系統側にエネファーム（登録商標）等の商用系統連系機器５００が接続される場合がある。
As shown in FIG. 1, the power storage system 10 according to the present embodiment is connected to a storage battery system breaker 110, a power conditioner 200, a stationary storage battery unit 240, and an electric vehicle 260 such as an electric vehicle (EV). A V2H (Vehicle to Home) stand 250, a solar cell module (power generation device) 300, a main breaker 410, a branch breaker 420, a changeover switch 430, and an important load branch breaker 440 are included. There is.
Note that, as shown in FIG. 1, a commercial grid interconnection device 500 such as ENE-FARM (registered trademark) may be connected to the main power breaker 410 on the commercial power grid side.
蓄電池システム用ブレーカ１１０には、商用電力系統から常時、電力が供給されており、例えば、パワーコンディショナ２００や蓄電池ユニット２４０に異常が発生した場合等に蓄電池システム用ブレーカ１１０が作動して、電路を開放する。 Electric power is constantly supplied to the storage battery system breaker 110 from the commercial power system. For example, when an abnormality occurs in the power conditioner 200 or the storage battery unit 240, the storage battery system breaker 110 is activated and the electric circuit is cut off. Open up.
パワーコンディショナ２００は、蓄電池システム用ブレーカ１１０を介して商用電力系統と接続されるとともに、例えば、太陽光により発電する太陽電池モジュール３００等の再生可能エネルギーを利用した発電モジュールや外部への給電機能を有する電気自動車、燃料電池自動車等の電動車２６０と接続可能とされている。 The power conditioner 200 is connected to a commercial power system via a storage battery system breaker 110, and for example, a power generation module that uses renewable energy such as a solar cell module 300 that generates power by sunlight, and a power supply function to the outside. It can be connected to an electric vehicle 260 such as an electric vehicle or a fuel cell vehicle.
＜パワーコンディショナの構成＞
パワーコンディショナ２００は、例えば、太陽光等の再生可能エネルギーにより発電された直流電力（発電電力）および／または蓄電池ユニット２４０からの直流電力（放電電力）をコンバータにより所定の電圧に変換した後、交流電力に変換する（インバータ機能）とともに、Ｖ２Ｈスタンド２５０からの直流電力（放電電力）をインバータにより交流電力に変換する。変換された交流電力は、蓄電池システム用ブレーカ１１０を介して重要負荷および一般負荷に繋がる商用電力系統に供給可能となっている。
<Structure of power conditioner>
The power conditioner 200 converts, for example, DC power (generated power) generated by renewable energy such as sunlight and/or DC power (discharge power) from the storage battery unit 240 into a predetermined voltage by a converter, The AC power is converted into AC power (inverter function), and the DC power (discharge power) from the V2H stand 250 is converted into AC power by the inverter. The converted AC power can be supplied to the commercial power system connected to the important load and the general load via the breaker 110 for the storage battery system.
また、商用電力を直流電力に変換するとともに、太陽電池モジュール３００からの発電電力および／または直流電力に変換された商用電力を充電電力としてコンバータを介して蓄電池ユニット２４０および／またはＶ２Ｈスタンド２５０を介して電動車２６０に搭載される比較的大容量の車載蓄電池に充電することが可能となっている。 Further, the commercial power is converted into DC power, and the generated power from the solar cell module 300 and/or the commercial power converted into DC power is used as charging power via the converter via the storage battery unit 240 and/or the V2H stand 250. It is possible to charge a relatively large-capacity in-vehicle storage battery mounted on the electric vehicle 260.
パワーコンディショナ２００は、図２に示すように、コンバータ２１１、２１２と、インバータ２２１と、制御装置（マイコン回路）２２２と、零相変流器（ＺＣＴ）２３０と、を含んで構成されている。
なお、以下の構成は例示であり、同様の機能を果たすことができるものであれば、他の構成であってもよい。
As shown in FIG. 2, the power conditioner 200 includes converters 211 and 212, an inverter 221, a control device (microcomputer circuit) 222, and a zero-phase current transformer (ZCT) 230. ..
Note that the following configurations are examples, and other configurations may be used as long as they can perform the same function.
コンバータ２１１は、太陽電池モジュール３００からの直流電力（発電電力）に基づいて所定の直流電圧に昇圧した直流電力に変換するものである。
このようにコンバータ２１１が本発明の「発電装置用コンバータ」に相当する。
The converter 211 converts the DC power (generated power) from the solar cell module 300 into DC power boosted to a predetermined DC voltage.
In this way, the converter 211 corresponds to the “converter for power generator” of the present invention.
コンバータ２１２は、蓄電池ユニット２４０からの直流電力（放電電力）を昇圧した直流電力に変換する。
また、コンバータ２１２は、インバータ２２１により直流電力に変換された商用電力を所定の直流電圧に変換した直流電力（充電電力）や太陽電池等の他の直流電力を蓄電池ユニット２４０に供給する双方向コンバータである。
このようにコンバータ２１２が本発明の「定置型蓄電池用コンバータ」に相当する。
Converter 212 converts the DC power (discharge power) from storage battery unit 240 into boosted DC power.
Further, the converter 212 supplies the storage battery unit 240 with DC power (charging power) obtained by converting the commercial power converted to DC power by the inverter 221 into a predetermined DC voltage, and other DC power such as a solar battery. Is.
In this way, the converter 212 corresponds to the "stationary storage battery converter" of the present invention.
インバータ２２１は、太陽電池モジュール３００の発電電力を含む太陽光等の再生可能エネルギーにより発電された直流電力を交流電力に変換するとともに、蓄電池ユニット２４０あるいは、Ｖ２Ｈスタンド２５０からの直流電力（放電電力）を交流電力に変換する。
また、蓄電池ユニット２４０における蓄電池および／または電動車２６０の車載蓄電池を充電するため、商用電力を直流電力に変換する。
The inverter 221 converts DC power generated by renewable energy such as sunlight including power generated by the solar cell module 300 into AC power, and also DC power (discharge power) from the storage battery unit 240 or the V2H stand 250. To AC power.
Further, in order to charge the storage battery in the storage battery unit 240 and/or the in-vehicle storage battery of the electric vehicle 260, commercial power is converted into DC power.
制御装置２２２は、マイコン回路により構成され、インバータ２２１およびコンバータ２１１、２１２を制御する。
また、制御装置２２２は、後述する地絡検出部としての零相変流器（ＺＣＴ）２３０からの出力信号に基づいて、地絡の有無を判定する地絡判定部２２２２を有する。具体的には、地絡判定部２２２２は、補正部（後述するアクティブフィルタ回路２３１および補正処理部２２２１）から出力される信号に基づき、地絡の有無を判定する。
また、制御装置２２２は、後述するアクティブフィルタ回路２３１の出力値と、インバータ２２１の電流値と、零相変流器２３０に流れる地絡試験電流との関係から補正値を定め、この補正値を図示しない記憶部に記憶する。
The control device 222 includes a microcomputer circuit and controls the inverter 221 and the converters 211 and 212.
The control device 222 also includes a ground fault determination unit 2222 that determines the presence/absence of a ground fault based on an output signal from a zero-phase current transformer (ZCT) 230 as a ground fault detection unit described later. Specifically, the ground fault determination unit 2222 determines the presence or absence of a ground fault based on the signals output from the correction unit (the active filter circuit 231 and the correction processing unit 2221 described below).
Further, the control device 222 determines a correction value from the relationship between the output value of the active filter circuit 231, the current value of the inverter 221, and the ground fault test current flowing in the zero-phase current transformer 230, which will be described later, and determines this correction value. It is stored in a storage unit (not shown).
また、零相変流器２３０は、本発明の「地絡検出部」として機能し、蓄電池ユニット２４０、Ｖ２Ｈスタンド２５０および太陽電池モジュール３００の地絡検出を行う素子である。
零相変流器２３０は、コンバータ２１１からの直流電力（太陽電池モジュール３００の発電電力に基づく電力）、コンバータ２１２からの直流電力（蓄電池ユニット２４０の放電電力に基づく電力）および双方向コンバータ２５１からの直流電力（車載蓄電池の放電電力に基づく電力）が共通の電力線を経由してインバータ２２１に供給される当該共通電力線上に介装される。
具体的には、図２に示すように、２つのコンバータ２１１、２１２および双方向コンバータ２５１からそれぞれインバータ２２１側に延びる電力線の接続点Ｐと、インバータ２２１の直流側端子Ｑとを結ぶ電力線（共通電力線）Ｌ１上に零相変流器２３０が介装される。
The zero-phase current transformer 230 is an element that functions as the “ground fault detection unit” of the present invention and detects the ground fault of the storage battery unit 240, the V2H stand 250, and the solar cell module 300.
The zero-phase current transformer 230 includes DC power from the converter 211 (power based on the power generated by the solar cell module 300), DC power from the converter 212 (power based on the discharge power of the storage battery unit 240), and the bidirectional converter 251. DC power (power based on the discharge power of the in-vehicle storage battery) is provided on the common power line that is supplied to the inverter 221 via the common power line.
Specifically, as shown in FIG. 2, a power line (common line) that connects a connection point P of a power line extending from each of the two converters 211 and 212 and the bidirectional converter 251 to the inverter 221 side and a DC side terminal Q of the inverter 221. The zero-phase current transformer 230 is provided on the power line L1.
零相変流器２３０は、図８に示すように、鉄心２３０ａ内部に往路電流および復路電流が流れるＤＣ−配線とＤＣ＋配線とからなる往復電流配線対が紙面垂直方向に貫通している。
図８では、２対の往復電流配線対となっているが、往復電流配線対の数はこれに限定されない。地絡検出のメカニズムは、基本的には次に示すとおりである。すなわち、鉄心２３０ａには二次側コイル（図示せず）が巻回されており、正常時には往復電流の磁束は相殺されるが、地絡発生時には磁束のバランスが崩れることにより、二次側コイルに出力され地絡検出される。
In the zero-phase current transformer 230, as shown in FIG. 8, a reciprocating current wiring pair consisting of a DC− wiring and a DC+ wiring, through which a forward current and a backward current flow, penetrates inside the iron core 230a in a direction perpendicular to the paper surface.
In FIG. 8, there are two pairs of reciprocating current wiring, but the number of reciprocating current wiring pairs is not limited to this. The ground fault detection mechanism is basically as follows. That is, a secondary coil (not shown) is wound around the iron core 230a, and the magnetic flux of the reciprocating current is canceled in the normal state, but the balance of the magnetic flux is lost when a ground fault occurs, so that the secondary coil Is output to and a ground fault is detected.
しかしながら、本実施形態のように、コンバータとインバータとの間を流れる電流には高周波信号が重畳しており、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、往復電流配線対の配置状態によっては、インバータ電流の増加に伴い正常に地絡検出を行うことができなくなる。
そこで、本発明は、正常に地絡検出ができるように零相変流器２３０からの出力信号を必要に応じ、補正部（アクティブフィルタ回路２３１および補正処理部２２２１）において補正している。
However, as in the present embodiment, a high-frequency signal is superimposed on the current flowing between the converter and the inverter, and as described in the “Problems to be solved by the invention” section, Depending on the arrangement state, the ground fault cannot be detected normally as the inverter current increases.
Therefore, in the present invention, the output signal from the zero-phase current transformer 230 is corrected in the correction unit (active filter circuit 231 and correction processing unit 2221) as necessary so that the ground fault can be detected normally.
アクティブフィルタ回路２３１は、地絡検出部としての零相変流器（ＺＣＴ）２３０からの出力信号を制御装置２２２において地絡判定が可能な信号とする。
なお、アクティブフィルタ回路２３１の詳細については、後述する。
The active filter circuit 231 uses the output signal from the zero-phase current transformer (ZCT) 230 as the ground fault detection unit as a signal that enables the control device 222 to determine the ground fault.
The details of the active filter circuit 231 will be described later.
また、パワーコンディショナ２００は、蓄電池ユニット２４０およびＶ２Ｈスタンド２５０と通信ケーブル（図示せず）で接続されており、当該通信ケーブルを介して、蓄電池ユニット２４０およびＶ２Ｈスタンド２５０の状態等を受信するとともに、蓄電池ユニット２４０およびＶ２Ｈスタンド２５０に対して充放電制御する。 Further, the power conditioner 200 is connected to the storage battery unit 240 and the V2H stand 250 by a communication cable (not shown), and receives the states of the storage battery unit 240 and the V2H stand 250 and the like via the communication cable. , Charge and discharge control is performed on the storage battery unit 240 and the V2H stand 250.
＜Ｖ２Ｈスタンドについて＞
Ｖ２Ｈスタンド２５０は、電動車２６０に搭載される車載蓄電池からの直流電力をパワーコンディショナ２００を介して、負荷に供給する機能および商用電力、太陽電池モジュール３００等の発電電力または蓄電池ユニット２４０からの電力により、電動車２６０の車載蓄電池を充電する機能を有する。
Ｖ２Ｈスタンド２５０は、双方向コンバータ２５１を内蔵し、当該双方向コンバータ２５１は、電動車２６０に搭載された車載蓄電池からの直流電力（放電電力）を昇圧した直流電力に変換する一方、インバータ２２１により直流電力に変換された商用電力を所定の直流電圧に変換した直流電力（充電電力）として車載蓄電池に供給する。このように双方向コンバータ２５１が本発明の「車載蓄電池用コンバータ」に相当する。
<About V2H stand>
The V2H stand 250 has a function of supplying DC power from a vehicle-mounted storage battery mounted on the electric vehicle 260 to the load via the power conditioner 200, commercial power, generated power of the solar cell module 300, or the storage battery unit 240. It has a function of charging an in-vehicle storage battery of the electric vehicle 260 with electric power.
The V2H stand 250 has a built-in bidirectional converter 251, and the bidirectional converter 251 converts direct-current power (discharge power) from a vehicle-mounted storage battery mounted on the electric vehicle 260 into boosted direct-current power, while using the inverter 221. The commercial power converted to DC power is supplied to the vehicle-mounted storage battery as DC power (charging power) converted to a predetermined DC voltage. In this way, the bidirectional converter 251 corresponds to the "in-vehicle storage battery converter" of the present invention.
また、Ｖ２Ｈスタンド２５０は、パワーコンディショナ２００と通信ケーブルで接続されており、当該通信ケーブルを用いて、パワーコンディショナ２００に、例えば、電動車２６０における車載蓄電池の状態等を出力している。 Further, the V2H stand 250 is connected to the power conditioner 200 by a communication cable, and outputs the state of the onboard storage battery in the electric vehicle 260, for example, to the power conditioner 200 using the communication cable.
＜その他の構成について＞
太陽電池モジュール３００は、太陽電池セルが複数配列され、これをガラスや樹脂、フレームで保護したものであり、一般的には、太陽光パネルあるいは太陽電池パネルと呼ばれるものである。
<Other configurations>
The solar battery module 300 has a plurality of solar battery cells arranged and protected by glass, resin, or a frame, and is generally called a solar panel or a solar battery panel.
主幹ブレーカ４１０には、商用電力系統からの出力電力が常時、供給されており、例えば、漏電や過負荷、短絡等の要因で二次側の回路（負荷、電路等）に異常な過電流が流れたときには、主幹ブレーカ４１０が作動して、電路を開放する。
なお、主幹ブレーカ４１０は、トリップ機能を備えたブレーカである。
Output power from the commercial power system is constantly supplied to the main breaker 410, and for example, an abnormal overcurrent is caused in a secondary side circuit (load, electric circuit, etc.) due to factors such as electric leakage, overload, and short circuit. When it flows, the main breaker 410 operates to open the electric circuit.
The main breaker 410 is a breaker having a trip function.
分岐ブレーカ４２０は、一端が主幹ブレーカ４１０と接続されるとともに、他端が、それぞれの一般負荷と接続されている。 The branch breaker 420 has one end connected to the main breaker 410 and the other end connected to each general load.
切替スイッチ４３０は、系統出力側と自立出力側とに切替え可能となっている。
通常時（商用電力連系時）には、切替スイッチ４３０は自立出力側に接続され（図１に示す状態）、重要負荷には蓄電池システム用ブレーカ１１０およびパワーコンディショナ２００を介して商用電力が供給される。
また、一般負荷には主幹ブレーカ４１０を介して商用電力が供給される。
一方、停電時には、商用電力系統とパワーコンディショナ２００とが解列され蓄電池ユニット２４０、Ｖ２Ｈスタンド２５０（車載蓄電池）および太陽電池モジュール３００の少なくとも１つに基づく電力がパワーコンディショナ２００から重要負荷に供給可能となっている。
また、パワーコンディショナ２００が故障した場合等、蓄電池システム用ブレーカ１１０がオフ状態のときには、切替スイッチ４３０を手動で系統出力側に切り替えることにより、重要負荷には主幹ブレーカ４１０を介して商用電力が供給される。
The changeover switch 430 can be switched between a system output side and an independent output side.
At normal times (when the commercial power is connected), the changeover switch 430 is connected to the self-sustained output side (the state shown in FIG. 1), and commercial power is supplied to the important load via the storage battery system breaker 110 and the power conditioner 200. Supplied.
Further, commercial power is supplied to the general load via the master breaker 410.
On the other hand, during a power failure, the commercial power system and the power conditioner 200 are disconnected from each other, and the power based on at least one of the storage battery unit 240, the V2H stand 250 (onboard storage battery) and the solar cell module 300 is transferred from the power conditioner 200 to the important load. It is possible to supply.
In addition, when the breaker 110 for the storage battery system is in the off state, such as when the power conditioner 200 fails, by manually switching the changeover switch 430 to the system output side, commercial power is supplied to the important load via the main breaker 410. Supplied.
重要負荷用分岐ブレーカ４４０は、一端が切替スイッチ４３０と接続されるとともに、他端が、それぞれの重要負荷と接続されている。ここで、重要負荷としては、照明、冷蔵庫、空調機器等を例示することができる。 The important load branch breaker 440 has one end connected to the changeover switch 430 and the other end connected to each important load. Here, examples of the important load include lighting, a refrigerator, an air conditioner, and the like.
なお、商用系統連系機器５００が商用電力系統に接続される場合には、当該商用系統連系機器５００からの供給電力を重要負荷および一般負荷に給電することが可能となっている。 When the commercial grid interconnection device 500 is connected to the commercial power grid, the electric power supplied from the commercial grid interconnection device 500 can be supplied to the important load and the general load.
＜アクティブフィルタ回路２３１について＞
図３に示すように、アクティブフィルタ回路２３１は、オペアンプＯＰ１を有し、オペアンプＯＰ１の負入力端子には、抵抗Ｒ１の一端が接続され、抵抗Ｒ１の他端には、零相変流器２３０の基準電圧（ＺＣＴ＿ＲＥＦ）が印加される。オペアンプＯＰ１の正入力端子には、抵抗Ｒ２の一端が接続され、抵抗Ｒ２の他端には、零相変流器２３０の出力電圧信号（ＺＣＴ＿ＯＵＴ）が入力される。また、オペアンプＯＰ１の正入力端子には、抵抗Ｒ４の一端が接続され、抵抗Ｒ４の他端には、基準電圧（Ｖｒｅｆ）が印加されており、この抵抗Ｒ４と並列にコンデンサＣ２が設けられている。また、オペアンプＯＰ１の負入力端子とオペアンプＯＰ１の出力端子との間には、抵抗Ｒ３が接続され、この抵抗Ｒ３と並列にコンデンサＣ１が設けられている。また、オペアンプＯＰ１の出力端子に直列に抵抗Ｒ５が設けられ、抵抗Ｒ５の他端は、制御装置２２２の入力端子（μＣｏｍ＿ＩＮ）に接続されている。なお、抵抗Ｒ１とＲ３との比、抵抗Ｒ２とＲ４との比は、零相変流器２３０の出力電圧が制御装置２２２の入力電圧レンジの中に収まるゲイン設定となるように決められている。
<Regarding the active filter circuit 231>
As shown in FIG. 3, the active filter circuit 231 has an operational amplifier OP1, one end of the resistor R1 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier OP1, and the zero-phase current transformer 230 is connected to the other end of the resistor R1. The reference voltage (ZCT_REF) of is applied. One end of the resistor R2 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier OP1, and the output voltage signal (ZCT_OUT) of the zero-phase current transformer 230 is input to the other end of the resistor R2. Further, one end of a resistor R4 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier OP1, a reference voltage (Vref) is applied to the other end of the resistor R4, and a capacitor C2 is provided in parallel with the resistor R4. There is. A resistor R3 is connected between the negative input terminal of the operational amplifier OP1 and the output terminal of the operational amplifier OP1, and a capacitor C1 is provided in parallel with the resistor R3. A resistor R5 is provided in series with the output terminal of the operational amplifier OP1, and the other end of the resistor R5 is connected to the input terminal (μCom_IN) of the control device 222. The ratios of the resistors R1 and R3 and the ratios of the resistors R2 and R4 are determined so that the output voltage of the zero-phase current transformer 230 is a gain setting that falls within the input voltage range of the control device 222. ..
アクティブフィルタ回路２３１は、零相変流器２３０の基準電圧に対する出力電圧（以下、単に「ＺＣＴ出力電圧」という）を増幅しつつ、所定の高周波をカットするフィルタ機能を果たし、コンデンサＣ１、Ｃ２の容量値は、抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗値との関係で、所定の周波数以上をカットするよう定められている。 The active filter circuit 231 performs a filter function of cutting a predetermined high frequency while amplifying an output voltage (hereinafter, simply referred to as “ZCT output voltage”) with respect to the reference voltage of the zero-phase current transformer 230, and functions as a capacitor of the capacitors C1 and C2. The capacitance value is determined to cut above a predetermined frequency in relation to the resistance values of the resistors R3 and R4.
図４（Ａ）は、従来と同様に、零相変流器２３０の出力信号に対して増幅のみを行った場合（コンデンサＣ１、Ｃ２の容量値が所定の周波数以上をカットするように設定されておらず、アクティブフィルタ回路２３１の所定の高周波信号に対するフィルタリングを実質的に機能させない場合）のＺＣＴ出力電圧と制御装置２２２への入力信号（以下「マイコン入力電圧」という）との関係を示している。
零相変流器２３０に流れる電流が、高周波電流を含まない直流電流であれば、ＺＣＴ出力電圧波形は、一定値となる。しかし、図４（Ａ）のように、高周波を含む信号波形になると、マイコン入力電圧も図４（Ａ）に示すような波形となり、一定値とならない。
つまり、ＺＣＴ出力電圧波形が高周波を含む場合には、零相変流器２３０を流れる往復の電流値に差がないにもかかわらず、ＺＣＴ出力電圧波形は、図４（Ａ）のようになってしまう。そのため、地絡検出を的確に行うことが出来なくなってしまう。
FIG. 4A shows a case where only the output signal of the zero-phase current transformer 230 is amplified as in the conventional case (capacitance values of the capacitors C1 and C2 are set to cut above a predetermined frequency). In the case where the filtering of the high frequency signal of the active filter circuit 231 does not substantially function), the relationship between the ZCT output voltage and the input signal to the control device 222 (hereinafter referred to as “microcomputer input voltage”) is shown. There is.
If the current flowing through the zero-phase current transformer 230 is a direct current that does not include a high frequency current, the ZCT output voltage waveform has a constant value. However, when the signal waveform includes a high frequency as shown in FIG. 4(A), the microcomputer input voltage also has a waveform as shown in FIG. 4(A) and does not have a constant value.
That is, when the ZCT output voltage waveform includes a high frequency, the ZCT output voltage waveform is as shown in FIG. 4A, although there is no difference in the round-trip current value flowing through the zero-phase current transformer 230. Will end up. Therefore, the ground fault cannot be accurately detected.
図４（Ｂ）は、零相変流器２３０の出力信号に対して、アクティブフィルタ回路２３１を通してフィルタリング（コンデンサＣ１、Ｃ２の容量値が所定の周波数以上をカットするように設定され、所定の高周波信号が除去されるようにカットオフ周波数を変更）を行い、制御装置２２２へ入力した場合のＺＣＴ出力電圧とマイコン入力電圧との関係を示している。図４（Ｂ）から分かるように、ＺＣＴ出力電圧波形が高周波を含む場合でも、アクティブフィルタ回路２３１の所定の高周波信号に対するフィルタリング機能を発揮させることにより、マイコン入力電圧を一定にすることができる。 FIG. 4B shows that the output signal of the zero-phase current transformer 230 is filtered through the active filter circuit 231 (capacitance values of the capacitors C1 and C2 are set to cut above a predetermined frequency, and a predetermined high frequency wave is set). The cutoff frequency is changed so that the signal is removed), and the relationship between the ZCT output voltage and the microcomputer input voltage when input to the control device 222 is shown. As can be seen from FIG. 4B, even when the ZCT output voltage waveform includes a high frequency, the microcomputer input voltage can be made constant by causing the active filter circuit 231 to exhibit a filtering function for a predetermined high frequency signal.
図５は、地絡試験電流（０ｍＡ、９５ｍＡ、−９５ｍＡ）を流した場合の零相変流器２３０に流れるインバータ電流（横軸）と制御装置２２２の入力電流値（縦軸）との関係を示した図である。具体的には、零相変流器２３０の鉄心２３０ａ内に電力線Ｌ１の他に試験用電力線（電力線Ｌ１以外の他の往復電流配線対）を貫通させ、外部電源を用いて既知の電流（以下「地絡試験電流」という）値に設定した上で、地絡試験電流を試験用電力線に流し、そのときの制御装置２２２の入力電流値（アクティブフィルタ回路２３１の出力電流値）が、インバータ電流に対してどのように変化するか（理想的には、インバータ電流にかかわらず、制御装置２２２の入力電流値が地絡試験電流値を示すことが求められる）を調べたものである。 FIG. 5 shows the relationship between the inverter current (horizontal axis) flowing through the zero-phase current transformer 230 and the input current value (vertical axis) of the control device 222 when a ground fault test current (0 mA, 95 mA, -95 mA) is passed. It is the figure which showed. Specifically, a test power line (a pair of reciprocating current wires other than the power line L1) is passed through the iron core 230a of the zero-phase current transformer 230 in addition to the power line L1, and a known current (hereinafter (Referred to as "ground fault test current"), the ground fault test current is passed through the test power line, and the input current value of the control device 222 (output current value of the active filter circuit 231) at that time is the inverter current. However, ideally, the input current value of the control device 222 is required to indicate the ground fault test current value regardless of the inverter current).
この図から、インバータ電流が５Ａ以下の領域では、零相変流器２３０の出力信号に高周波が重畳していても、制御装置２２２の入力電流値は正常（制御装置２２２の入力電流値と地絡試験電流値が同等）であることが分かる。そのため、同図の特性を示すパワーコンディショナの場合、補正が必要な範囲は、インバータ電流が５Ａ以上の場合である。
また、地絡試験電流が０ｍＡの場合、制御装置２２２の入力電流値は、インバータ電流が５Ａから１２Ａの範囲では、正常値（０ｍＡ）から徐々に低下し、インバータ電流が１２Ａ以上では、正常値に対して、ずれが一定であることも分かる。このことから、インバータ電流が、５Ａ以上の場合には、アクティブフィルタのフィルタリング機能に加えて、補正機能を備える必要がある。補正処理部２２２１は、インバータ電流の増加に伴う正常値からのずれを補正する補正機能を備える。なお、補正処理部２２２１における補正機能の詳細については、後述する。
From this figure, in the region where the inverter current is 5 A or less, the input current value of the control device 222 is normal (the input current value of the control device 222 and the ground signal are high even if high frequency is superimposed on the output signal of the zero-phase current transformer 230). It is understood that the test current values are the same). Therefore, in the case of the power conditioner having the characteristics shown in the figure, the range that needs to be corrected is when the inverter current is 5 A or more.
Further, when the ground fault test current is 0 mA, the input current value of the control device 222 gradually decreases from the normal value (0 mA) in the range of the inverter current of 5 A to 12 A, and the normal value when the inverter current is 12 A or more. On the other hand, it can be seen that the deviation is constant. From this, when the inverter current is 5 A or more, it is necessary to have a correction function in addition to the filtering function of the active filter. The correction processing unit 2221 has a correction function of correcting a deviation from a normal value due to an increase in the inverter current. The details of the correction function of the correction processing unit 2221 will be described later.
図６は、インバータ電流が５Ａ以上の場合に、図５に示す特性に対して、地絡試験電流が０ｍＡのときの制御装置２２２の入力電流値が一定となるように、補正処理部２２２１により、地絡試験電流が０ｍＡのときの制御装置２２２の入力電流値に加えて、地絡試験電流が９５ｍＡ、−９５ｍＡのときの制御装置２２２の入力電流値に対しても補正をかけた特性を示している。
この場合、補正処理部２２２１は、制御装置２２２が取得するインバータ２２１の電流値と図５の特性を記憶する記憶部との情報に基づいて、以下の演算を実行する。
まず、インバータ電流が５Ａ以下の場合には、補正処理部２２２１による補正を行わない。また、インバータ電流が５Ａよりも大きく１２Ａ以下である場合には、以下の数１による補正演算を実行する。また、インバータ電流が１２Ａよりも大きい場合には、補正値を一律＋０．０２Ａとする。
FIG. 6 shows that the correction processing unit 2221 adjusts the input current value of the control device 222 to be constant with respect to the characteristic shown in FIG. 5 when the ground fault test current is 0 mA when the inverter current is 5 A or more. In addition to the input current value of the control device 222 when the ground fault test current is 0 mA, the characteristics obtained by correcting the input current value of the control device 222 when the ground fault test current is 95 mA and -95 mA are also shown. Shows.
In this case, the correction processing unit 2221 performs the following calculation based on the information of the current value of the inverter 221 acquired by the control device 222 and the storage unit that stores the characteristics of FIG.
First, when the inverter current is 5 A or less, the correction processing unit 2221 does not perform the correction. Further, when the inverter current is larger than 5 A and 12 A or less, the correction calculation according to the following equation 1 is executed. Further, when the inverter current is larger than 12 A, the correction value is uniformly +0.02 A.
上記補正は、図５の特性から、インバータ電流が５Ａ以下では、地絡試験電流値が０ｍＡのときに、制御装置２２２の入力電流値も０ｍＡであること、インバータ電流が５Ａより大きく、１２Ａ以下では、制御装置２２２の入力電流値がほぼ線形性を有していること、インバータ電流が１２Ａより大きい場合には、一律に制御装置２２２の読み値が−０．０２Ａオフセットしていることによるものである。
なお、上記した地絡試験電流が０ｍＡのときに、インバータ電流にかかわらず、制御装置２２２の入力電流値（アクティブフィルタ回路２３１の出力電流値）が正常値（０ｍＡ）となるように補正することを、以下「零補正」という。
According to the characteristics of FIG. 5, when the inverter current is 5 A or less, the above correction is that the input current value of the control device 222 is 0 mA when the ground fault test current value is 0 mA, and the inverter current is greater than 5 A and 12 A or less. Then, because the input current value of the control device 222 has almost linearity, and when the inverter current is larger than 12 A, the reading value of the control device 222 is uniformly offset by -0.02 A. Is.
When the ground fault test current is 0 mA, the input current value of the control device 222 (output current value of the active filter circuit 231) should be corrected to a normal value (0 mA) regardless of the inverter current. Is hereinafter referred to as "zero correction".
また、図６から、上記零補正後には、地絡試験電流値が９５ｍＡのときのデータと地絡試験電流値が−９５ｍＡのときのデータとが０ｍＡを中心に上下対称となっている。そこで、この関係に基づいて地絡試験電流値が９５ｍＡ、−９５ｍＡのときの制御装置２２２の入力電流値に対して、再度、補正処理部２２２１による補正を行う。つまり、図６のグラフでは、地絡試験電流値が９５ｍＡのときのデータと地絡試験電流が−９５ｍＡのときのデータのいずれもがインバータ電流が５Ａ以下では、制御装置２２２の入力電流値とほぼ一致していることから補正処理部２２２１による補正は行わない。また、インバータ電流が５Ａよりも大きい場合には、双方のグラフが線形性を有することから、地絡試験電流値が９５ｍＡの場合には、以下の数２により、地絡試験電流値が−９５ｍＡの場合には、以下の数３により補正を行う。
なお、上記した零補正後に地絡試験電流が特定の電流値のときに、インバータ電流にかかわらず、制御装置２２２の入力電流値（アクティブフィルタ回路２３１の出力電流値）が正常値（特定の電流値）となるように補正することを、以下「最終補正」という。
Further, from FIG. 6, after the above-described zero correction, the data when the ground fault test current value is 95 mA and the data when the ground fault test current value is −95 mA are vertically symmetrical about 0 mA. Therefore, based on this relationship, the correction processing unit 2221 again corrects the input current value of the control device 222 when the ground fault test current value is 95 mA or −95 mA. That is, in the graph of FIG. 6, both the data when the ground fault test current value is 95 mA and the data when the ground fault test current is −95 mA are the input current value of the control device 222 when the inverter current is 5 A or less. Since they substantially match, the correction processing unit 2221 does not perform the correction. When the inverter current is larger than 5 A, both graphs have linearity. Therefore, when the ground fault test current value is 95 mA, the ground fault test current value is -95 mA according to the following equation 2. In the case of, correction is performed by the following Equation 3.
When the ground fault test current has a specific current value after the above-described zero correction, the input current value of the control device 222 (the output current value of the active filter circuit 231) is a normal value (specific current value) regardless of the inverter current. The correction to obtain the value) is hereinafter referred to as “final correction”.
なお、上記では、簡易的に、線形補正を行うことを例示したが、さらに誤差を小さくする観点から、Ｓ字状カーブの多項式により、補正をかけるようにしてもよい。また、本実施形態では、制御装置（マイコン回路）２２２が、アクティブフィルタ回路２３１の出力値と、インバータ２２１の電流値と、零相変流器（ＺＣＴ）２３０に流れる地絡試験電流との関係から補正値を定め、この補正値を図示しない記憶部に記憶するとして説明したが、制御装置２２２以外の演算・記憶装置が実行してもよい。例えば、パワーコンディショナ２００の外部装置により実行してもよい。また、本実施形態では、制御装置２２２とアクティブフィルタ回路２３１とを分離して構成しているが、これらを一体的に構成してもよい。 In the above description, the linear correction is simply performed as an example, but from the viewpoint of further reducing the error, the correction may be performed using a polynomial of an S-shaped curve. Further, in the present embodiment, the control device (microcomputer circuit) 222 has a relationship between the output value of the active filter circuit 231, the current value of the inverter 221, and the ground fault test current flowing through the zero-phase current transformer (ZCT) 230. Although it has been described that the correction value is determined from the above and the correction value is stored in the storage unit (not shown), the calculation/storage device other than the control device 222 may execute the correction value. For example, it may be executed by an external device of the power conditioner 200. Further, in the present embodiment, the control device 222 and the active filter circuit 231 are configured separately, but they may be configured integrally.
以上、説明したように、本実施形態によれば、アクティブフィルタとインバータ電流を変数とする補正を行うことにより、たとえ、零相変流器（ＺＣＴ）２３０の出力信号に高周波が重畳している場合であっても、制御装置２２２が正確に、地絡電流値を検出することができる。 As described above, according to the present embodiment, high frequency is superimposed on the output signal of the zero-phase current transformer (ZCT) 230 by performing the correction using the active filter and the inverter current as variables. Even in this case, the control device 222 can accurately detect the ground fault current value.
以上、この発明の実施形態および実施例につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態あるいは実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、地絡試験電流値が０ｍＡのとき、制御装置２２２の入力電流値がインバータ電流にかかわらず、ほぼ正常値（０ｍＡ）を示すような場合には零補正をスキップすることができる。 The embodiments and examples of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments or examples, and may be within the scope of the present invention. Design etc. are also included. For example, when the ground fault test current value is 0 mA, the zero correction can be skipped when the input current value of the control device 222 shows a substantially normal value (0 mA) regardless of the inverter current.
また、上記実施形態では、パワーコンディショナ２００に太陽電池モジュール（発電装置）３００、定置型の蓄電池ユニット２４０およびＶ２Ｈスタンド２５０が接続されているが、これに限定されず、これらの少なくとも１つ以上を備えたシステムに適用することができる。
つまり、本発明は、パワーコンディショナ内部のインバータとパワーコンディショナ外部のコンバータとを接続する電力線（インバータに直流電力を入力またはインバータから直流電流を出力する電力線）上に地絡検出部を介装するシステム、またはパワーコンディショナ内部にインバータのほかコンバータを備え、パワーコンディショナ内部のインバータとコンバータとを接続する電力線上に地絡検出部を介装するシステムに適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the solar cell module (power generation device) 300, the stationary storage battery unit 240, and the V2H stand 250 are connected to the power conditioner 200, but the present invention is not limited to this, and at least one or more of them are connected. Can be applied to a system equipped with.
That is, the present invention provides a ground fault detection unit on a power line (a power line that inputs DC power to the inverter or outputs DC current from the inverter) that connects the inverter inside the power conditioner and the converter outside the power conditioner. Or a system in which a converter is provided inside the power conditioner in addition to the inverter, and the ground fault detection unit is provided on the power line connecting the inverter inside the power conditioner and the converter.
１０；蓄電システム
１１０；蓄電池システム用ブレーカ
１３０；主幹ブレーカ
２００；パワーコンディショナ
２１１；コンバータ（発電装置用コンバータ）
２１２；コンバータ（定置型蓄電池用コンバータ）
２２１；インバータ
２２２；制御装置
２３０；零相変流器（地絡検出部）
２３１；アクティブフィルタ回路
２４０；蓄電池ユニット
２５０；Ｖ２Ｈスタンド
２５１；双方向コンバータ（車載蓄電池用コンバータ）
２６０；電動車
３００；太陽電池モジュール（発電装置）
４１０；主幹ブレーカ
４２０；分岐ブレーカ
５００；商用系統連系機器
２２２１；補正処理部
２２２２；地絡判定部
10; Power storage system 110; Breaker for storage battery system 130; Master breaker 200; Power conditioner 211; Converter (converter for power generator)
212; Converter (converter for stationary storage battery)
221; Inverter 222; Control device 230; Zero-phase current transformer (ground fault detector)
231; Active filter circuit 240; Storage battery unit 250; V2H stand 251; Bidirectional converter (vehicle storage battery converter)
260; electric vehicle 300; solar cell module (power generation device)
410; Master breaker 420; Branch breaker 500; Commercial grid interconnection device 2221; Correction processing unit 2222; Ground fault determination unit
Claims (6)
前記インバータに直流電力を供給する電力線上に介装される地絡検出部と、
前記地絡検出部からの出力信号を補正する補正部と、
前記補正部からの出力信号に基づいて、地絡の有無を判定する地絡判定部と、
を備えることを特徴とするパワーコンディショナ。 In a power conditioner equipped with an inverter that converts DC power into AC power,
A ground fault detection unit provided on a power line that supplies DC power to the inverter,
A correction unit that corrects the output signal from the ground fault detection unit,
Based on the output signal from the correction unit, a ground fault determination unit that determines the presence or absence of a ground fault,
A power conditioner characterized by comprising.
前記補正処理部に入力される入力電圧レベルが一定値となるように、前記アクティブフィルタ回路が前記地絡検出部からの出力電圧に重畳する高周波成分を除去する請求項１記載のパワーコンディショナ。 The correction unit includes an active filter circuit to which the output signal from the ground fault detection unit is input, and a correction processing unit that performs correction processing on the output signal processed by the active filter circuit,
The power conditioner according to claim 1, wherein the active filter circuit removes a high frequency component superimposed on an output voltage from the ground fault detection unit so that an input voltage level input to the correction processing unit has a constant value.
前記補正処理部は、前記地絡検出部の鉄心内部に電力線以外の他の往復電流配線対を貫通させた場合において、他の往復電流配線対に電流を流さないときに前記アクティブフィルタ回路の出力電流値が、前記インバータ電流値の大きさにかかわらず、零となるように所定の関係式に基づき前記アクティブフィルタ回路で処理された出力信号に対して零補正する請求項２記載のパワーコンディショナ。 The ground fault detection unit includes an iron core, and a reciprocating current wiring pair as a power line that penetrates the inside of the iron core and includes a DC+ wiring in which a forward current flows and a DC− wiring in which a return current flows,
The correction processing unit outputs the output of the active filter circuit when the reciprocating current wiring pair other than the power line is penetrated inside the iron core of the ground fault detecting unit when the current does not flow in the other reciprocating current wiring pair. The power conditioner according to claim 2, wherein the current value is zero-corrected with respect to the output signal processed by the active filter circuit based on a predetermined relational expression so that the current value becomes zero regardless of the magnitude of the inverter current value. ..
再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置の発電電力を所定の直流電圧に変換する発電装置用コンバータと、
電動車に搭載された車載蓄電池に対して充放電制御を行う車載蓄電池用コンバータを有するＶ２Ｈスタンドと、
を備え、
前記パワーコンディショナが備える前記インバータは、前記発電装置用コンバータからの直流電力および前記車載蓄電池用コンバータからの直流電力を交流電力に変換するとともに、交流電力を直流電力に変換して前記車載蓄電池用コンバータを介して前記車載蓄電池を充電可能に構成され、
前記地絡検出部は、前記発電装置用コンバータからの直流電力と前記車載蓄電池用コンバータからの直流電力とが共通の電力線を経由して前記インバータに供給される当該共通の電力線上に介装されていることを特徴とする蓄電システム。 A power conditioner according to any one of claims 1 to 4,
A converter for a power generator that converts generated power of a power generator that generates power using renewable energy into a predetermined DC voltage,
A V2H stand having an on-vehicle storage battery converter that performs charge/discharge control on an on-vehicle storage battery mounted on an electric vehicle,
Equipped with
The inverter provided in the power conditioner converts direct-current power from the power generator converter and direct-current power from the in-vehicle storage battery converter into alternating-current power, and converts alternating-current power into direct-current power for the in-vehicle storage battery. It is configured to be able to charge the vehicle-mounted storage battery via a converter,
The ground fault detection unit is interposed on the common power line in which DC power from the power generator converter and DC power from the vehicle-mounted storage battery converter are supplied to the inverter via a common power line. The power storage system is characterized by
前記蓄電池ユニットに対して充放電制御を行う定置型蓄電池用コンバータと、
をさらに備え、
前記定置型蓄電池用コンバータは前記共通の電力線に導通接続され、
前記蓄電池ユニットから前記インバータへの放電電力の供給および前記インバータから前記蓄電池ユニットへの充電電力の供給が前記共通の電力線を経由して行われることを特徴とする請求項５記載の蓄電システム。 A stationary storage battery unit,
A stationary storage battery converter that performs charge/discharge control on the storage battery unit,
Further equipped with,
The stationary storage battery converter is conductively connected to the common power line,
The storage system according to claim 5, wherein the discharging power is supplied from the storage battery unit to the inverter and the charging power is supplied from the inverter to the storage battery unit via the common power line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018232948A JP7418954B2 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Power conditioner and energy storage system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018232948A JP7418954B2 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Power conditioner and energy storage system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020096449A true JP2020096449A (en) | 2020-06-18 |
| JP7418954B2 JP7418954B2 (en) | 2024-01-22 |
Family
ID=71085207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018232948A Active JP7418954B2 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Power conditioner and energy storage system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7418954B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013009482A (en) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Panasonic Corp | Electricity distribution system |
| JP2018121449A (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 三菱電機株式会社 | Electric power control system and electric power control unit |
-
2018
- 2018-12-12 JP JP2018232948A patent/JP7418954B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013009482A (en) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Panasonic Corp | Electricity distribution system |
| JP2018121449A (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 三菱電機株式会社 | Electric power control system and electric power control unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7418954B2 (en) | 2024-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8970169B2 (en) | Charging device for a high-voltage battery of a motor vehicle, charging system and method of operating a charging system | |
| US20140210411A1 (en) | Compensation system and method for a battery charger on board a vehicle | |
| JP4531113B2 (en) | Power converter | |
| JP6456843B2 (en) | Power supply | |
| US20150171766A1 (en) | Control of Leakage Currents in Systems with a Plurality of Parallel Inverters | |
| JP2018124166A (en) | Arc detector | |
| US10031190B2 (en) | Voltage detection device | |
| US20100295508A1 (en) | Apparatus and method for balancing the transfer of electrical energy from an external power source to a vehicle | |
| JP6394652B2 (en) | Solar power plant | |
| KR101887785B1 (en) | Charging system and controlling method therefor | |
| CN109792206B (en) | Conversion device, equipment and control method | |
| US20180226919A1 (en) | Arc detection apparatus | |
| US9806632B2 (en) | Photovoltaic inverter | |
| US20240014684A1 (en) | Power sourcing equipment and method for detecting insulation resistance at input end of power sourcing equipment | |
| KR102203184B1 (en) | Device and method for determining a setpoint corrected for the neutral current of an electrical or hybrid automotive vehicle battery charger without galvanic isolation | |
| JP2020096449A (en) | Power conditioner and power storage system | |
| KR101563062B1 (en) | Battery Energy Storage System and Method for Controlling Battery Energy Storage System | |
| US20180210022A1 (en) | Arc detection apparatus | |
| US11148545B2 (en) | Vehicle ground fault detection | |
| JP6155983B2 (en) | Inverter and distributed power system | |
| JP7072989B2 (en) | Power storage system | |
| JP7045968B2 (en) | Power conditioner and power distribution system | |
| JP2019191006A (en) | Current detection system and power storage system | |
| JP7325910B2 (en) | Detection voltage correction device | |
| EP4266524A1 (en) | Droop control in a dc operated system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210610 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220331 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220405 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220602 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220728 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221129 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230127 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230530 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230725 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230929 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240109 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240110 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7418954 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |