JP2008059084A - 系統連系インバータ - Google Patents

Abstract

【課題】 制御プログラムが盗まれる事態を未然に防止することができる系統連系インバータを提供する。
【解決手段】 系統連系インバータの起動ごとに、リモコン５０内の制御プログラムが本体側のＲＡＭ４４にダウンロードされて記憶される。系統連系インバータの停止時は、ＲＡＭ４４内の制御プログラムが消滅する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、太陽電池等の発電出力を交流に変換して商用電源系統に連系出力する系統連系インバータに関する。

直流電圧を交流に変換して負荷に供給する電源装置として、太陽電池の出力を交流に変換し、それを商用電源系統に連系出力する系統連系インバータがある（例えば、特許文献１，２，３）。この系統連系インバータには制御部が搭載されており、その制御部のメモリに系統連系制御を実行する制御プログラムが格納されている。
特開２００５−９４２５３号公報 特開平６−１６５３９２号公報 特開２００４−３５０４２９号公報

系統連系インバータは発電機器例えば太陽電池とともに屋外に設置されることが多い。屋外に設置されていると、防犯が不十分となり、装置そのものが盗難にあうおそれがある。また、制御プログラムが第三者により不正に読取られて盗まれる可能性がある。系統連系制御のための制御プログラムは、電力会社への売電などを行う場合に必要不可欠である。

この発明は、上記事情を考慮したもので、系統連系インバータやその制御プログラムが盗まれる事態を未然に防ぐことができる系統連系インバータを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明の系統連系インバータは、太陽電池の出力を交流に変換して商用電源系統に連系出力するものであって、屋外に設置され、当該系統連系インバータを収容する筐体と、この筐体に収容された揮発性の記憶手段と、上記筐体に収容され、上記記憶手段に記憶された制御プログラムに基づき当該系統連系インバータを制御する制御部と、上記筐体内の制御部と接続され、屋内に設置されて当該系統連系インバータの運転・停止を指示するとともに、上記制御部の制御に必要な制御プログラムを記憶したリモートコントロール式の操作器と、当該系統連系インバータの起動ごとに、上記操作器内の制御プログラムを前記記憶手段にダウンロードして記憶する制御手段と、を備えている。

この発明の系統連系インバータによれば、制御プログラムが屋内のリモートコントロール式の操作器に記憶されているので、このような系統連系インバータを盗んだとしても使用できないため、盗むメリットがなくなり、盗難を防止できる。また、制御プログラムそのものが盗まれる（コピーされる）事態も未然に防ぐことができる。

［１］以下、この発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。
当該系統連系インバータが収容される筐体を図１および図２に示している。図１は前方から見た図、図２は上方から見た図である。この筐体は家屋の外壁面等に取り付け固定される。

箱状の筐体１の前面は開口され、その前部開口に蓋体２が開閉自在に設けられている。通常、蓋体２は、閉じられた状態で、ボルトにより筐体１に固定されている。蓋体２の前面に、操作表示部３およびキー入力パッド４が設けられている。操作表示部３は、運転切替スイッチおよび表示器を有している。キー入力パッド４は、蓋体２の内側にあるロック機構（電子錠ともいう）５の開閉に必要な暗証データ（パスワード、ＩＤ番号など）を入力するためのもので、テンキーのほかに、チェックボタン、クリアボタン、ログインボタン、モデファイボタンを有している。テンキーで暗証データが入力されて、チェックボタンがオンされると、入力された暗証データが予め登録されている暗証データ（後述のＥＥＰＲＯＭ４２に記憶されている）と一致するかどうかチェックされ、一致した場合、ロック機構５のロックが解除される。テンキーで暗証データが入力されて、ログインボタンがオンされると、入力された暗証データが予め登録されている暗証データと一致するかどうかチェックされ、一致の場合に暗証データの更新の受け入れが許容される。この状態でテンキーから新たな暗証データが入力され、続いてモデファイボタンがオンされることにより、予め登録されている暗証データが上記新たな暗証データに更新される。

一方、筐体１に収容される系統連系インバータの要部およびその周辺部を図２に示している。

１０は太陽電池（ＰＶ）で、家屋の屋根等に設置されており、光を受けることにより、直流電圧を出力する。この出力がコンデンサ１１に印加され、そのコンデンサ１１の電圧が昇圧チョッパー１３に供給される。昇圧チョッパー１３は、直流リアクトル１４、トランジスタたとえばＩＧＢＴ１５、逆流防止用ダイオード１６、およびコンデンサ１７を有するいわゆるＤＣ−ＤＣコンバータであり、制御部であるＭＣＵ４０から供給される所定周期のＰＷＭ信号に応じてＩＧＢＴ１５がオン，オフすることにより、入力電圧（直流電圧）を所定レベルの直流電圧に昇圧する。この出力がインバータ２０に供給される。インバータ２０は、４つのトランジスタたとえばＩＧＢＴ２１，２２，２３，２４からなるフルブリッジ回路、およびＩＧＢＴ２１，２２，２３，２４にそれぞれ逆並列接続された還流ダイオードＤを有し、制御部であるＭＣＵ４０から供給されるＰＷＭ信号に応じたＩＧＢＴ２１，２２，２３，２４のオン，オフにより、入力電圧（直流電圧）を系統電源電圧、周波数に合わせた交流電圧に変換する。

このインバータ２０の出力端にノイズフィルタとなる交流リアクトル２５とコンデンサ２６が接続され、そのコンデンサ２６に第１スイッチ手段たとえばリレー接点２７，２８および出力用コンデンサ２９，３０を介して系統出力端子（１００Ｖ／２００Ｖ）３１が接続されている。そして、系統出力端子３１に商用電源系統（単相三線式交流２００Ｖ）が接続される。なお、商用電源系統には、各種電気機器が接続される。また、上記コンデンサ２６に、第２スイッチ手段たとえばリレー接点３２および出力用コンデンサ３３を介して自立運転出力端子（１００Ｖ）３４が設けられている。この自立運転出力端子３４は、災害、停電などで商用電源が遮断された場合に各種電気機器を運転可能とするためのものである。なお、自立運転時にはリレー接点２７が開となり、リレー接点３２が閉となる。

上記リレー接点２７，２８，３２は、ＭＣＵ４０により制御される。そして、リレー接点２７とリレー接点２８との間の通電路における系統電圧（および周波数）、太陽電池１０の出力電圧・電流、および昇圧チョッパー１３の昇圧電圧が、それぞれＭＣＵ４０により制御、監視される。

ＭＣＵ４０には、さらに、上記操作表示部３、キー入力パッド４、ドライバ４１、ＥＥＰＲＯＭ４２、リモートコントロール式の操作器（以下、リモコンという）５０、および検出器６０が接続されている。ドライバ４１は、上記蓋体２のロック機構５を開閉駆動するモータ等である。ＥＥＰＲＯＭ４２は、ロック機構５の開閉に必要な暗証データを記憶している。リモコン５０は、屋内に設置されるもので、図４に示すように、液晶表示部５１および操作部５２を有し、当該系統連系インバータとは信号線で接続され、その運転・停止を指示するとともに、ＭＣＵ４０の制御に必要な制御プログラムを記憶している。操作部５２の運転切替ボタンをオンするごとに運転モードが切り替わるようになっており、例えば連系運転が設定された場合は液晶表示部５１の“連系運転”の文字が点灯する。この点灯状態を図示点々で示している。なお、検出器６０は、蓋体２の内側の仕切板２ａの侵入・離脱を光学的に検出するフォトカプラである。

ＭＣＵ４０およびリモコン５０の要部の構成を図５に示している。
まず、ＭＣＵ４０は、ＲＯＭ４３、揮発性メモリたとえばＲＡＭ４４、および通信制御部４５を有している。ＲＯＭ４３には、当該系統連系インバータの起動に必要なブートプログラムが記憶されている。ＲＡＭ４４は、当該系統連系インバータの制御に必要な制御プログラムの記憶用である。

リモコン５０は、上記液晶表示部５１および操作部５２のほかに、ＣＰＵ５３、ＲＯＭ５４、および通信制御部５５を有している。ＲＯＭ５４には、当該リモコン５０の動作に必要なリモコン制御プログラム、およびＭＣＵ４０の制御に必要な制御プログラムが記憶されている。

つぎに、上記の構成の作用を図６のフローチャートを参照しながら説明する。
リモコン５０の操作によって系統連系インバータが起動すると（ステップ１０１のＹＥＳ）、リモコン５０のＲＯＭ５４に記憶されている制御プログラムが通信制御部５５，４５を介して破線で示すようにＭＣＵ４０のＲＡＭ４４に高速でダウンロードされて記憶される（ステップ１０２）。このダウンロードが完了すると（ステップ１０３のＹＥＳ）、ダウンロードされた制御プログラムに誤りがないかどうかを検査するベリファイ処理が実行される（ステップ１０４）。このベリファイ処理において、誤りがなければ（ステップ１０５のＹＥＳ）、ＭＣＵ４０の制御による系統連系インバータの運転が許可される（ステップ１０６）。ベリファイ処理において誤りがあれば（ステップ１０５のＮＯ）、運転が禁止される（ステップ１０７）。

こうして、系統連系インバータの起動ごとに、リモコン５０内の制御プログラムが本体側のＲＡＭ４４にダウンロードされて記憶される。系統連系インバータの停止時は、ＲＡＭ４４への電力供給が絶たれ、ＲＡＭ４４内の制御プログラムは消滅する。

したがって、系統連系インバータの停止時には、第三者がＲＡＭ４４から制御プログラムを不正に読取ろうとしても、ＲＡＭ４４には制御プログラムが無いので、制御プログラムが盗まれることがない。なお、リモコン５０からダウンロードされる制御プログラムは、系統連系インバータの動作を制御するすべてのプログラムであってもよいし、重要な部分的プログラムであってもよい。

［２］第２実施形態について説明する。
図７に示すように、リモコン５０のＲＯＭ５４に、当該リモコン５０の動作に必要なリモコン制御プログラム、ＭＣＵ４０の制御に必要な制御プログラム、およびＭＣＵ４０の制御に必要な制御用データ（各種パラメータ等）が記憶されている。

この場合、系統連系インバータの起動ごとに、リモコン５０内の制御プログラムおよび制御用データが破線で示すように本体側のＲＡＭ４４にダウンロードされて記憶される。系統連系インバータの停止時は、ＲＡＭ４４内の制御プログラムおよび制御用データが消滅する。

したがって、系統連系インバータの停止時に、第三者がＲＡＭ４４から制御プログラムおよび制御用データを不正に読取ろうとしても、ＲＡＭ４４には制御プログラムおよび制御用データが無いので、制御プログラムおよび制御用データが盗まれることがない。

他の構成、作用、効果は、第１実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。

［３］第３実施形態について説明する。
図８に示すように、ＭＣＵ４０のＲＯＭに、系統連系インバータの認証データ（製造番号、機種番号など）が記憶されている。同じ認証データが、リモコン５０のＲＯＭ５４にも記憶されている。

この場合、図９のフローチャートに示すように、系統連系インバータが起動すると（ステップ１０１のＹＥＳ）、ＭＣＵ４０のＲＯＭ４３から認証データが読出されるとともに、通信制御部４５、通信制御部５５を介してリモコン５０に送信される。リモコン５０のＣＰＵ５３は、自分のＲＯＭ５４からも認証データを読出してそれを解読処理部５６で解読し、解読した認証データと送られてきた認証データとを比較する（ステップ１１１）。この比較結果が一致した場合に（ステップ１１２のＹＥＳ）、リモコン５０のＣＰＵ５３は、ＲＯＭ５４から制御プログラムおよび制御用データを読出し且つ解読処理部５６で解読し、ＭＣＵ４０に高速で送信される。こうして、制御プログラムおよび制御用データは、破線で示すように、ダウンロードされてＲＡＭ４４に記憶される（ステップ１０２）。比較結果が不一致の場合は（ステップ１１２のＮＯ）、リモコン５０のＣＰＵ５３は、ＲＯＭ５４から制御プログラムおよび制御用データを送信せず、運転が行われない（禁止される）（ステップ１０７）。

認証データの一致をダウンロードの条件とすることにより、リモコン５０内の制御プログラムおよび制御用データが系統連系インバータ以外の外部機器たとえばパーソナルコンピュータなどに不正に取込まれてしまう事態を回避することができる。

他の構成、作用、効果は、第１および第２実施形態と同じである。よって、その詳細な説明は省略する。

［４］第４実施形態について説明する。
図１０のフローチャートに示すように、系統連系インバータが起動すると（ステップ１０１のＹＥＳ）、ＭＣＵ４０のＲＯＭから認証データが読出されるとともに、リモコン５０のＲＯＭ５４からも認証データが読出され、両認証データが互いに比較される（ステップ１１１）。比較結果が一致の場合（ステップ１１２のＹＥＳ）、筐体１の蓋体２が閉じているか否かが検出器６０によって検出される（ステップ１１３）。蓋体２が閉じていれば（ステップ１１３のＹＥＳ）、リモコン５０のＲＯＭ５４から制御プログラムおよび制御用データがＭＣＵ４０のＲＡＭ４４にダウンロードされて記憶される（ステップ１０２）。比較結果が不一致の場合（ステップ１１２のＮＯ）、あるいは蓋体２が開いている場合（ステップ１１３のＮＯ）、ダウンロードが実行されず、運転が禁止される（ステップ１０７）。

認証データの一致、および蓋体２が閉じていることをダウンロードの条件としていることにより、リモコン５０内の制御プログラムおよび制御用データが外部機器に不正に読取られる不具合を高い安全性をもって防ぐことができる。

他の構成、作用、効果は、第１、第２、および第３実施形態と同じである。よって、その詳細な説明は省略する。

なお、この発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。

各実施形態の蓋体を前方から見た図。 各実施形態の筐体を上方から見た図。 各実施形態における系統連系インバータの制御回路およびその周辺部のブロック図。 各実施形態のリモコンの構成を示す図。 第１実施形態のＭＣＵおよびリモコンの要部の構成を示すブロック図。 第１実施形態の作用を説明するためのフローチャート。 第２実施形態のＭＣＵおよびリモコンの要部の構成を示すブロック図。 第３実施形態のＭＣＵおよびリモコンの要部の構成を示すブロック図。 第３実施形態の作用を説明するためのフローチャート。 第４実施形態の作用を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…筐体、２…蓋体、３…操作表示部、４…キー入力パッド、５…ロック機構、１０…太陽電池、１３…昇圧チョッパー、２０…インバータ、２７，２８，３２…リレー接点、３１…系統出力端子、３４…自立運転出力端子、４０…ＭＣＵ、５０…リモコン、６０…検出器

Claims (3)

1. 太陽電池の出力を交流に変換して商用電源系統に連系出力する系統連系インバータにおいて、
   屋外に設置され、当該系統連系インバータを収容する筐体と、
   前記筐体に収容された揮発性の記憶手段と、
   前記筐体に収容され、前記記憶手段に記憶された制御プログラムに基づき当該系統連系インバータを制御する制御部と、
   前記筐体内の制御部と接続され、屋内に設置されて当該系統連系インバータの運転・停止を指示するとともに、前記制御部の制御に必要な制御プログラムを記憶したリモートコントロール式の操作器と、
   当該系統連系インバータの起動ごとに、前記操作器内の制御プログラムを前記記憶手段にダウンロードして記憶する制御手段と、
   を備えていることを特徴とする系統連系インバータ。
2. 前記筐体は、開閉自在な蓋体およびその蓋体のロック機構を有していることを特徴とする請求項１に記載の系統連系インバータ。
3. 前記蓋体の開閉を検出する検出器と、
   前記検出器で閉状態が検出されている場合に前記ダウンロードを許容し、前記検出器で開状態が検出されている場合に前記ダウンロードを禁止する制御手段と、
   をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の系統連系インバータ。

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