CN110785905B - 电力转换装置的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力转换装置的控制装置，检测在太阳能电池模块和电力转换装置之间的直流电路接地的系统的直流电路中产生的接地故障。电力转换装置的控制装置具有：接地控制部，在太阳能电池模块和电力转换装置之间的直流电路经由开关接地的系统中控制所述开关；以及接地故障判定部，在所述开关由于所述接地控制部的控制而断开时，判定在所述直流电路中是否产生了接地故障。

Description

电力转换装置的控制装置
技术领域
本发明涉及电力转换装置的控制装置。
背景技术
专利文献1公开了一种电力转换装置的控制装置。根据该控制装置，能够检测在太阳能电池模块和电力转换装置之间的直流电路中产生的接地故障。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－100962号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1所记载的控制装置是针对直流电路未接地的系统而设定的。因此，该控制装置针对直流电路接地的系统有可能检测不出接地故障。
本发明正是为了解决上述的课题而完成的。本发明的目的在于，提供一种电力转换装置的控制装置，能够检测在太阳能电池模块和电力转换装置之间的直流电路接地的系统的直流电路中产生的接地故障。
用于解决课题的手段
有关本发明的电力转换装置的控制装置具有：接地控制部，在太阳能电池模块和电力转换装置之间的直流电路经由开关接地的系统中控制所述开关；以及接地故障判定部，在所述开关由于所述接地控制部的控制而断开时，判定在所述直流电路中是否产生了接地故障。
发明效果
根据本发明，控制装置判定在开关断开时是否在直流电路中产生了接地故障。因此，能够检测在太阳能电池模块和电力转换装置之间的直流电路接地的系统的直流电路中产生的接地故障。
附图说明
图1是应用了本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置的电源系统的结构图。
图2是本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置的主要部分的框图。
图3是用于说明本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置进行的接地故障的判定的定时的例子的图。
图4是用于说明本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置的动作的概要的流程图。
图5是本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置的硬件结构图。
具体实施方式
关于用于实施本发明的方式，参照附图进行说明。另外，在各附图中对相同或者相当的部分标注相同的标号。该部分的重复说明被适当简化或省略。
实施方式1
图1是应用了本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置的电源系统的结构图。
在图1中，电源系统具有电力系统1、太阳能电池模块2、电力转换装置3、直流电路4、交流电路5、开关6、电压检测装置7、接地故障检测装置8和控制装置9。
电力系统1设于户外。太阳能电池模块2设于户外。电力转换装置3设于户外。电力转换装置3设于电力系统1和太阳能电池模块2之间。
直流电路4的输入部与太阳能电池模块2的输出部连接。直流电路4的输出部与电力转换装置3的输入部连接。交流电路5的输入部与电力转换装置3的输出部连接。交流电路5的输出部与电力系统1的输入部连接。
电压检测装置7设置于直流电路4。接地故障检测装置8设置于直流电路4。开关6的一侧与直流电路4的正侧及负侧中的一侧电连接。例如，开关6的一侧与直流电路4的负侧连接。开关6的另一侧接地。
控制装置9的输入部与电压检测装置7的输出部和接地故障检测装置8的输出部连接。控制装置9的输出部与电力转换装置3的输入部和开关6的输入部连接。
例如，电力系统1由电力公司进行运用。太阳能电池模块2将太阳的光能转换成直流电。电力转换装置3经由直流电路4从太阳能电池模块2接受直流电的供给。电力转换装置3将该直流电转换成交流电。例如，电力转换装置3将该直流电转换成三相交流电。电力转换装置3经由交流电路5将该交流电供给电力系统1。
电压检测装置7检测来自太阳能电池模块2的直流电压。控制装置9根据电压检测装置7的检测结果控制电力转换装置3的动作和开关6的开闭。
在开关6断开时，接地故障检测装置8检测在直流电路4中是否产生了接地故障。控制装置9根据接地故障检测装置8的检测结果判定在直流电路4中是否产生了接地故障。
下面，使用图2说明控制装置9的主要部分。
图2是本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置的主要部分的框图。
如图2所示，控制装置9具有直流电压检测部9a、接地控制部9b和接地故障判定部9c。
直流电压检测部9a根据电压检测装置7的检测值，检测从太阳能电池模块2输出的直流电压。例如，接地控制部9b根据直流电压检测部9a的检测结果决定是否将开关6断开。在开关6由于接地控制部9b的控制而断开时，接地故障判定部9c根据接地故障检测装置8的检测结果判定在直流电路4中是否产生了接地故障。
下面，使用图3说明接地故障的判定的定时的例子。
图3是用于说明本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置进行的接地故障的判定的定时的例子的图。图3的横轴表示时刻。图3的纵轴表示直流电压检测装置7检测出的直流电压。
在第一设定的情况下，接地控制部9b在直流电压的值逐渐减小至0的期间中，在直流电压检测部9a检测出比预先设定的阈值小的值的直流电压时，决定是否将开关6断开。例如，接地控制部9b根据自上次进行接地故障的判定起的经过时间，决定是否将开关6断开。
具体地，接地控制部9b根据自上次进行接地故障的判定起的经过时间，判定当前时刻是否是由白天转向夜间的时刻。在当前时刻是由白天转向夜间的时刻的情况下，接地控制部9b使用该直流电压将开关6断开。在当前时刻不是由白天转向夜间的时刻的情况下，接地控制部9b不将开关6断开。
在开关6由于接地控制部9b的控制而断开时，接地故障判定部9c使用该直流电压根据接地故障检测装置8的检测结果判定在直流电路4中是否产生了接地。
在第一设定中，接地控制部9b在预先设定的定时将开关6闭合。例如，接地控制部9b在通过直流电压检测部9a检测出的直流电压的值成为0之前，使用该直流电压将开关6闭合。例如，接地控制部9b在通过直流电压检测部9a检测出的直流电压的值成为0、之后直流电压的值逐渐增大时，使用该直流电压将开关6闭合。
在第二设定的情况下，接地控制部9b在直流电压的值由0逐渐增大而达到预先设定的阈值为止的期间中，在直流电压检测部9a检测出比该阈值小的值的直流电压时，使用该直流电压将开关6断开。在该状态下，接地故障判定部9c使用该直流电压并根据接地故障检测装置8的检测结果判定在直流电路4中是否产生了接地故障。
在第二设定中，接地控制部9b在预先设定的定时使用该直流电压将开关6闭合。例如，接地控制部9b在直流电压检测部9a检测出比阈值小的值的直流电压时使用该直流电压将开关6闭合。
下面，使用图4说明进行第一设定时的控制装置9的动作的概要。
图4是用于说明本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置的动作的概要的流程图。
在步骤S1中，控制装置9检测从太阳能电池模块2输出的直流电压。然后，控制装置9进行步骤S2的动作。在步骤S2中，控制装置9判定直流电压的值是否逐渐减小。
在步骤S2中在直流电压的值未逐渐减小的情况下，控制装置9进行步骤S1的动作。在步骤S2中在直流电压的值逐渐减小的情况下，控制装置9进行步骤S3的动作。
在步骤S3中，控制装置9判定直流电压的值是否小于阈值。
在步骤S3中在直流电压的值不小于阈值的情况下，控制装置9进行步骤S1的动作。在步骤S3中在直流电压的值小于阈值的情况下，控制装置9进行步骤S4的动作。
在步骤S4中，控制装置9根据自上次进行接地故障的判定起的经过时间，判定当前时刻是否是由白天转向夜间的时刻。
在步骤S4中在当前时刻不是由白天转向夜间的时刻的情况下，控制装置9进行步骤S1的动作。在步骤S4中在当前时刻是由白天转向夜间的时刻的情况下，控制装置9进行步骤S5的动作。
在步骤S5中，控制装置9将开关6断开。然后，控制装置9进行步骤S6的动作。在步骤S6中，控制装置9实施直流电路4中的接地故障的判定处理。然后，控制装置9进行步骤S7的动作。
在步骤S7中，控制装置9在预先设定的定时将开关6闭合。然后，控制装置9进行步骤S1的动作。
根据以上说明的实施方式1，控制装置9在开关6断开时判定在直流电路4中是否产生了接地故障。因此，能够检测出在太阳能电池模块2和电力转换装置3之间的直流电路4经由开关6接地的系统的直流电路4中产生的接地故障。
并且，控制装置9在直流电压的值小于预先设定的阈值的情况下进行接地故障的判定。因此，能够尽量延长电力转换装置3的动作时间。
并且，控制装置9在通过所述直流电压检测部9a检测出的直流电压的值逐渐减小至0为止的期间中进行接地故障的判定。因此，能够使用来自太阳能电池模块2的直流电压而适当进行接地故障的判定。
并且，控制装置9根据自上次进行接地故障的判定起的经过时间决定是否进行接地故障的判定。因此，能够防止在电力转换装置3正规工作中的白天的期间进行接地故障的判定。并且，能够防止因时刻设定的错误而引起的接地故障的错误判定。并且，能够防止太阳能电池模块2的发电开始时间因地域而异所引起的接地故障的错误判定。并且，能够防止太阳能电池模块2的发电开始时间因季节而异所引起的接地故障的错误判定。
并且，控制装置9有时还在直流电压的值成为0之前将开关6闭合。在这种情况下，能够抑制电力转换装置3的故障。
并且，控制装置9有时还在直流电压的值成为0、之后直流电压的值逐渐增大时将开关6闭合。在这种情况下，能够整体地抑制电源系统的故障。
下面，使用图5说明控制装置9的例子。
图5是本发明的实施方式1的电力转换装置的控制装置的硬件结构图。
控制装置9的各功能可以通过处理电路来实现。例如，处理电路具有至少一个处理器10a和至少一个存储器10b。例如，处理电路具有至少一个专用硬件11。
在处理电路具有至少一个处理器10a和至少一个存储器10b的情况下，控制装置9的各功能通过软件、固件、或者软件和固件的组合来实现。软件及固件中的至少一个被记述为程序。软件及固件中的至少一个被存储在至少一个存储器10b中。至少一个处理器10a通过读出并执行存储在至少一个存储器10b中的程序来实现控制装置9的各功能。至少一个处理器10a也称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、DSP。例如，至少一个存储器10b是RAM、ROM、闪存、EPROM、EEPROM等非易失性或者易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、紧凑型光盘、迷你盘、DVD等。
在处理电路具有至少一个专用硬件11的情况下，处理电路例如通过单一电路、复合电路、编程处理器、并行编程处理器、ASIC、FPGA或者它们的组合来实现。例如，控制装置9的各功能通过各个处理电路来实现。例如，控制装置9的各功能通过处理电路统一实现。
关于控制装置9的各功能，还可以是一部分由专用硬件11实现，另一部分由软件或者固件实现。例如，可以是，关于接地控制部9b的功能，由作为专用硬件11的处理电路实现，关于接地控制部9b以外的功能，通过由至少一个处理器10a读出并执行存储在至少一个存储器10b中的程序来实现。
这样，处理电路能够通过硬件11、软件、固件或者它们的组合，实现控制装置9的各功能。
产业上的可利用性
如上所述，有关本发明的电力转换装置的控制装置能够用于检测在太阳能电池模块和电力转换装置之间的直流电路接地的系统的直流电路中产生的接地故障的系统。
标号说明
1…电力系统；2…太阳能电池模块；3…电力转换装置；4…直流电路；5…交流电路；6…开关；7…电压检测装置；8…接地故障检测装置；9…控制装置；9a…直流电压检测部；9b…接地控制部；9c…接地故障判定部；10a…处理器；10b…存储器；11…硬件。

Claims (1)

1.一种电力转换装置的控制装置，具有：
接地控制部，在太阳能电池模块和电力转换装置之间的直流电路经由开关接地的系统中控制所述开关；
检测从所述太阳能电池模块输出的直流电压的直流电压检测部；以及
接地故障判定部，在所述开关由于所述接地控制部的控制而断开时，判定在所述直流电路中是否产生了接地故障，
所述接地控制部在通过所述直流电压检测部检测出的直流电压的值逐渐减小至0为止的期间中，在所述直流电压检测部检测出比预先设定的阈值小的值的直流电压、根据自上次进行接地故障的判定起的经过时间判定出当前时刻是从白天转向夜间的时刻时，将所述开关断开，然后在通过所述直流电压检测部检测出的直流电压的值成为0之前将所述开关闭合。
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