JP2015032601A - Photovoltaic power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電システムに係り、例えば、PID(Potential Induced Degradation)対策が施された太陽光発電システムに関する。 The present invention relates to a photovoltaic power generation system, for example, a photovoltaic power generation system in which a PID (Potential Induced Degradation) measure is taken.
太陽光を利用して発電を行う太陽光発電システムでは、一般的に、複数の太陽電池モジュールが直列および並列に接続されて、大電圧および大電流となった発電された電力が、パワーコンディショナー等の負荷装置に供給され、商用電力系統等に供給される。太陽光発電システムでは、複数の太陽電池モジュールが直列に接続されて太陽電池ストリングが構成される。そして、複数の太陽電池ストリングが並列に接続されて太陽電池アレイが構成される。 In a photovoltaic power generation system that generates power using sunlight, generally, a plurality of solar cell modules are connected in series and in parallel, and the generated power that has become a large voltage and a large current is a power conditioner or the like. Are supplied to a commercial power system and the like. In the photovoltaic power generation system, a plurality of solar cell modules are connected in series to form a solar cell string. A plurality of solar cell strings are connected in parallel to form a solar cell array.
昨今、太陽光発電システムで発電される電圧が高くなるに伴い、かかる太陽光発電システムでは、太陽光発電システムの性能が対地電圧の影響によって劣化し、発電量が下がってしまうPID現象が問題となっている。 Recently, as the voltage generated by the photovoltaic power generation system becomes higher, the performance of the photovoltaic power generation system deteriorates due to the influence of the ground voltage and the power generation amount decreases in such a photovoltaic power generation system. It has become.
図9は、PID現象の一例を説明するための概念図である。図9では、太陽光発電システムの太陽電池アレイのうち、1つの太陽電池ストリング502を例に示している。そして、図9(a)では、太陽電池のバルクにp型半導体を使用した場合を一例として示している。負荷装置510に接続された太陽電池ストリング502の途中の電位が大地の電位になった場合、かかる大地の電位よりも負電位において性能低下が生じる場合がある。一方、図9(b)では、太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合を一例として示している。負荷装置510に接続された太陽電池ストリング502の途中の電位が大地の電位になった場合、かかる大地の電位よりも正電位において性能低下が生じる場合がある。
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining an example of the PID phenomenon. In FIG. 9, one
図10は、PID現象への対策手法の一例を説明するための概念図である。PID現象への対策手法としては、太陽電池モジュールやその内部のセル自体に対策を講ずることが検討されているが、確実な手法として、太陽光発電システムの負極或いは正極を接地することが検討されている。図10(a)では、太陽電池のバルクにp型半導体を使用した場合を一例として示している。かかる場合には、太陽光発電システムを商用電力系統等から絶縁したシステムに構築した状態で、太陽電池ストリング502の負極側を接地する。これにより、太陽電池ストリング502全体が大地の電位よりも負電位になることを防止できる。かかる対策によりPID現象を回避できる。図10(b)では、太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合を一例として示している。かかる場合には、太陽光発電システムを商用電力系統等から絶縁したシステムに構築した状態で、太陽電池ストリング502の正極側を接地する。これにより、太陽電池ストリング502全体が大地の電位よりも正電位になることを防止できる。かかる対策によりPID現象を回避できる。
FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining an example of a countermeasure method for the PID phenomenon. As a countermeasure method against the PID phenomenon, it has been considered to take a countermeasure on the solar cell module and the cell itself, but as a reliable technique, it is considered to ground the negative electrode or the positive electrode of the photovoltaic power generation system. ing. FIG. 10A shows an example where a p-type semiconductor is used for the bulk of the solar cell. In such a case, the negative electrode side of the
しかしながら、システムを接地することにより新たな問題が生じる。それは、システム内に地絡事故が発生した場合である。太陽電池アレイ内に絶縁不良があると、電気回路が外部と意図しない形で接触する地絡が生じる場合がある。例えば人や物が絶縁不良箇所に触れたときや、絶縁不良箇所と金属架台等とが接触したとき等が挙げられる。システム内に1か所でも地絡事故が発生すると、地絡箇所の電位は大地電位となるため、PID対策用の接地箇所と地絡箇所との間で閉ループ回路が形成され、大電流が外部に流れてしまうといった大きな事故につながってしまう場合がある。 However, new problems arise from grounding the system. That is when a ground fault occurs in the system. If there is an insulation failure in the solar cell array, a ground fault may occur where the electric circuit comes into contact with the outside in an unintended manner. For example, when a person or an object touches a poorly insulated part, or when a poorly insulated part comes into contact with a metal mount or the like. If a ground fault occurs even at one location in the system, the potential of the ground fault location becomes the ground potential, so a closed loop circuit is formed between the ground location for PID countermeasures and the ground fault location, and a large current is externally supplied. May lead to a major accident.
図11は、PID対策が講じられた太陽光発電システムの地絡対策の一例を説明するための概念図である。図11では、太陽電池ストリング502の負極側を接地する場合を示している。図11では、地絡対策用にPID対策用の接地箇所530に電流計或いは/及びヒューズを配置した構成を示している。かかる構成では、図11に示すように、例えば、太陽電池ストリング502の途中或いは正極側で地絡事故が発生した場合、PID対策用の接地箇所530と地絡箇所600との間で閉ループ回路が形成され、大電流が外部に流れてしまう。よって、かかる電流を電流計或いは/及びヒューズで監視して、閾値以上の電流が流れた場合に、地絡事故として、太陽光発電システムを緊急停止させることができる。しかしながら、かかる構成では以下に示すように地絡検出の盲点を生んでしまう。
FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining an example of a ground fault countermeasure for a photovoltaic power generation system in which a PID countermeasure is taken. FIG. 11 shows a case where the negative electrode side of the
図12は、PID対策が講じられた太陽光発電システムの地絡検出の盲点の一例を説明するための概念図である。図12に示すように、例えば、まず、太陽電池ストリング502の負極側で第1の地絡事故が発生した場合、PID対策用の接地箇所530と地絡箇所602との間では電位差が生じないので、PID対策用の接地箇所530に配置された電流計或いは/及びヒューズでは、かかる第1の地絡事故を検知することは困難である。そのため、太陽光発電システムは通常運転を継続することになる。かかる状態で、例えば、太陽電池ストリング502の途中或いは正極側で第2の地絡事故が発生した場合、第1の地絡事故の地絡箇所602と第2の地絡事故の地絡箇所600との間で閉ループ回路が形成され、第1の地絡事故点の絶縁抵抗が、PID対策用の接地線の抵抗値よりも小さいと、大電流が外部に流れてしまうことになる。しかし、PID対策用の接地箇所530は閉ループ回路の外部に位置するため、PID対策用の接地箇所530に配置された電流計或いは/及びヒューズでは、かかる第2の地絡事故を検知することは困難である。その結果、地絡を検知できないまま、大電流が外部に流れてしまうといった大きな事故につながってしまう。このように、図12に示した構成では、地絡検知が困難な盲点箇所(検出不感帯)を形成してしまう。
FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining an example of a blind spot for detecting a ground fault in a photovoltaic power generation system in which a PID countermeasure is taken. As shown in FIG. 12, for example, when a first ground fault occurs on the negative electrode side of the
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、PID対策用の接地が行われながら、地絡検知が困難な盲点箇所を無くすことが可能な太陽光発電システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has an object to provide a photovoltaic power generation system capable of overcoming the above-described problems and eliminating a blind spot where ground fault detection is difficult while grounding for PID countermeasures is performed. .
本発明の一態様の太陽光発電システムは、
太陽光を利用して発電する1つ以上の太陽電池モジュールを用いて構成される発電部と、
発電部側または大地と絶縁された状態で、発電部により発電された電力を消費又は変換する負荷装置と、
発電部の負極或いは正極を接地する接地部と、
接地部による接地によって生じる発電部の対地電位への影響を排除可能に配置された排除部と、
接地部による接地によって生じる発電部の対地電位への影響が、排除部により排除された状態で、発電部の対地電位を異なる2種以上の電位に制御して当該発電部の地絡を検知する地絡検知部と、
を備えたことを特徴とする。
The photovoltaic power generation system of one embodiment of the present invention is
A power generation unit configured using one or more solar cell modules that generate power using sunlight; and
A load device that consumes or converts the power generated by the power generation unit while being insulated from the power generation unit side or the ground; and
A grounding portion for grounding the negative electrode or the positive electrode of the power generation unit;
An exclusion unit arranged to be able to eliminate the influence on the ground potential of the power generation unit caused by the grounding by the grounding unit;
In the state where the influence on the ground potential of the power generation unit caused by the grounding by the grounding unit is excluded by the exclusion unit, the ground potential of the power generation unit is detected by controlling the ground potential of the power generation unit to two or more different potentials. A ground fault detector;
It is provided with.
本発明の他の一態様の太陽光発電システムは、
太陽光を利用して発電する1つ以上の太陽電池モジュールを用いて構成される発電部と、
発電部側または大地と絶縁された状態で、発電部により発電された電力を消費又は変換する負荷装置と、
発電部の負極或いは正極を接地する接地部と、
接地部による接地によって生じる発電部の対地電位への影響を排除可能に配置された排除部と、
接地部上に配置され、当該接地部を流れる電流を監視して発電部の地絡を検知する電流監視部と、
接地部による接地によって生じる発電部の対地電位への影響が排除部により排除された状態で、発電部の対地電位を接地部により接地された時と異なる対地電位に制御して当該発電部の地絡を検知する地絡検知部と、
を備えたことを特徴とする。
A photovoltaic power generation system according to another aspect of the present invention is provided.
A power generation unit configured using one or more solar cell modules that generate power using sunlight; and
A load device that consumes or converts the power generated by the power generation unit while being insulated from the power generation unit side or the ground; and
A grounding portion for grounding the negative electrode or the positive electrode of the power generation unit;
An exclusion unit arranged to be able to eliminate the influence on the ground potential of the power generation unit caused by the grounding by the grounding unit;
A current monitoring unit that is disposed on the grounding unit and monitors a current flowing through the grounding unit to detect a ground fault of the power generation unit;
In a state where the influence on the ground potential of the power generation unit caused by the grounding by the grounding unit is excluded by the exclusion unit, the ground potential of the power generation unit is controlled to a ground potential different from that when grounded by the grounding unit to control the ground of the power generation unit. A ground fault detector for detecting a fault,
It is provided with.
また、排除部として、接地部を発電部の負極或いは正極から切り離すスイッチが用いられ、
地絡検知部は、太陽光発電システムから解列および太陽光発電システムに接続可能に配置され、発電部の地絡を検出する場合に、太陽光発電システムに接続されるように構成すると好適である。
Further, as the exclusion unit, a switch for separating the grounding unit from the negative electrode or the positive electrode of the power generation unit is used,
It is preferable that the ground fault detection unit is arranged so that it can be disconnected from the photovoltaic power generation system and connected to the photovoltaic power generation system, and is configured to be connected to the photovoltaic power generation system when detecting a ground fault of the power generation unit. is there.
また、発電部として、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した複数の太陽電池ストリングを並列に接続した太陽電池アレイが用いられ、
地絡検知部は、排除部により接地部が発電部の負極或いは正極から切り離された状態で、太陽電池アレイ単位で地絡検知を行うように構成すると好適である。
Further, as the power generation unit, a solar cell array in which a plurality of solar cell strings in which a plurality of solar cell modules are connected in series is connected in parallel is used.
The ground fault detection unit is preferably configured to perform ground fault detection in units of solar cell arrays in a state where the grounding unit is separated from the negative electrode or the positive electrode of the power generation unit by the exclusion unit.
或いは、発電部として、複数の太陽電池モジュールを直列に接続した複数の太陽電池ストリングを並列に接続した太陽電池アレイが用いられ、
排除部は、複数の太陽電池ストリングから接地部を個別に切り離す複数のスイッチを有し、
地絡検知部は、太陽電池ストリング単位で地絡検知を行い、複数のスイッチのいずれかにより切り離された太陽電池ストリングの地絡検知を行うように構成すると好適である。
Alternatively, as the power generation unit, a solar cell array in which a plurality of solar cell strings in which a plurality of solar cell modules are connected in series is connected in parallel is used.
The exclusion unit has a plurality of switches for individually separating the grounding unit from the plurality of solar cell strings,
The ground fault detection unit is preferably configured to detect ground faults in units of solar cell strings and to detect ground faults of solar cell strings separated by any of a plurality of switches.
本発明の一態様によれば、PID対策用の接地が行われながら、地絡検知が困難な盲点箇所を無くす或いはより低減できる。 According to one aspect of the present invention, a blind spot where it is difficult to detect a ground fault can be eliminated or reduced while grounding for PID countermeasures is performed.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1における太陽光発電システムの構成を示す構成図である。図1(a)において、太陽光発電システム100は、太陽光エネルギーを利用して発電するシステムである。太陽光発電システム100は、太陽電池アレイ300(発電部の一例)と、負荷装置400と、を備えている。電気的に直列に接続された複数の太陽電池モジュール10a〜e(発電部の一例)によって太陽電池ストリング12(発電部の一例)が構成される。各太陽電池モジュール10は、太陽光を利用して、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換し、直流電力として出力するモジュールである。そして、太陽電池アレイ300は、並列に配置された複数の太陽電池ストリング12a〜cによって構成される。複数の太陽電池ストリング12a〜cは、太陽電池アレイ300内部で電気的に並列に接続される。図1(a)の例では、各太陽電池ストリング12が直列に接続された5つの太陽電池モジュール10a〜eによって構成されているが、これに限るものではない。直列数は、2つでも、3つでも、4つでも、或いは6つ以上であってもよい。適宜設定すればよい。同様に、太陽電池アレイ300は、並列に接続された3つの太陽電池ストリング12a〜cによって構成されているが、これに限るものではない。並列数は、1つでも、2つでも、或いは4つ以上であってもよい。適宜設定すればよい。このように、発電部は、太陽光を利用して発電する1つ以上の太陽電池モジュールを用いて構成される。
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system in the first embodiment. In FIG. 1A, a solar
太陽電池アレイ300内において、各太陽電池ストリング12a〜cの正極(+)及び負極(−)には、それぞれ各太陽電池ストリング12a〜cをシステムから解列或いはシステムに接続するスイッチ装置102a〜fが接続される。図1(a)の例では、太陽電池ストリング12aの負極配線にスイッチ装置102aの両端の一方が接続され、正極配線にスイッチ装置102bの両端の一方が接続される。また、スイッチ装置102bの両端の他方側には逆流防止ダイオード20aが接続される。同様に、太陽電池ストリング12bの負極配線にスイッチ装置102cの両端の一方が接続され、正極配線にスイッチ装置102dの両端の一方が接続される。また、スイッチ装置102dの両端の他方側には逆流防止ダイオード20bが接続される。同様に、太陽電池ストリング12cの負極配線にスイッチ装置102eの両端の一方が接続され、正極配線にスイッチ装置102fの両端の一方が接続される。また、スイッチ装置102fの両端の他方側には逆流防止ダイオード20cが接続される。各逆流防止ダイオード20a〜cは、それぞれ対応する太陽電池ストリング12a〜cから供給される電流が流れる方向が順方向になるように配置される。スイッチ装置102は、太陽電池ストリング12の両極に配置可能な数が配置される。各スイッチ装置102は、電気的に開閉動作を自動制御可能なスイッチを用いることが好ましい。この場合、太陽電池に地絡を検出した場合に、システムをストリング単位にまで解列して停止することが可能となる、機械的スイッチでもよいが、より好ましくは例えば半導体スイッチ等を用いると好適である。例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を用いると好適である。
In the
また、図1(a)の例では、各太陽電池ストリング12の正極側にだけ逆流防止ダイオード20が配置されているが、これに限るものではない。各太陽電池ストリング12の負極側にだけ逆流防止ダイオード20が配置されてもよい。或いは、各太陽電池ストリング12の正極及び負極の両極にそれぞれ逆流防止ダイオード20が配置されてもよい。いずれの場合も、各逆流防止ダイオード20は、それぞれ対応する太陽電池ストリング12から供給される電流が流れる方向が順方向になるように配置される。 Further, in the example of FIG. 1A, the backflow prevention diode 20 is disposed only on the positive electrode side of each solar cell string 12, but this is not restrictive. The backflow prevention diode 20 may be disposed only on the negative electrode side of each solar cell string 12. Or the backflow prevention diode 20 may be arrange | positioned at both the positive electrode of each solar cell string 12, and the negative electrode, respectively. In any case, each backflow prevention diode 20 is arranged such that the direction in which the current supplied from the corresponding solar cell string 12 flows is the forward direction.
図1(a)の例では、各太陽電池ストリング12a〜cは、一方が対応する太陽電池ストリング12の負極に接続されたスイッチ装置102の他方側で並列に接続され、一方が対応する太陽電池ストリング12の正極側に接続された逆流防止ダイオード20の他方側で並列に接続される。これにより、複数の太陽電池ストリング12a〜cが並列に接続され、太陽電池アレイ300が構成される。
なお、逆流防止ダイオードの代わりに、ヒューズを使用することもできる。この場合逆方向電流を完全に防止することはできないが、過度の逆方向電流を防止することが可能な太陽電池アレイを構成することができる。
In the example of FIG. 1A, each
A fuse can be used instead of the backflow prevention diode. In this case, although a reverse current cannot be prevented completely, a solar cell array capable of preventing an excessive reverse current can be configured.
太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)は遮断器或いは断路器といったスイッチ402に、正極配線(正極母線)は遮断器或いは断路器といったスイッチ404に接続される。そして、スイッチ402,404は、それぞれ負荷装置400に接続される。以上のようにして、太陽電池アレイ300の正極(+)側はスイッチ404を介して、負極(−)側はスイッチ402を介して、それぞれ負荷装置400に接続される。負荷装置400はその内部または出力側に、絶縁トランスを有し、太陽電池アレイが負荷側で大地と電気的に接続されることを防いでいる。負荷装置400として、例えば、パワーコンディショナー等が挙げられる。太陽電池アレイ300から負荷装置400に供給された直流電力は、負荷装置400内で例えば三相交流電力等に変換され、例えば、商用電力系統等に供給される。このように、負荷装置400は、太陽電池アレイ300(発電部)側または大地と絶縁された状態で、太陽電池アレイ300により発電された電力を消費又は変換する。
The negative electrode wiring (negative electrode bus) of the
また、PID(Potential Induced Degradation)対策用に、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)から分岐した接地線40(接地部の一例)が接地されている。図1(a)の例では、太陽電池のバルクにp型半導体を使用した場合、或いは透明導電膜を使用した太陽電池を一例として示している。そのため、負極配線を接地している。太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には、正極配線(正極母線)を接地することは言うまでもない。また、接地線40の途中には、接地箇所41と太陽光発電システム100とを解列或いは接続するスイッチ装置44(排除部の一例)が配置されている。スイッチ装置44は、電気的に開閉動作を自動制御可能なスイッチを用いる。機械的スイッチでもよいが、より好ましくは例えば半導体スイッチ等を用いると好適である。例えば、MOSFETを用いると好適である。
Further, a ground wire 40 (an example of a grounding portion) branched from the negative electrode wiring (negative electrode bus) of the
また、接地線40の途中には、接地線40を流れる電流を監視可能な電流監視部42が配置される。換言すれば、太陽電池アレイ300の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)と接地線40による接地箇所41との間に、電流監視部42が配置される。電流監視部42として、例えば、接地線40に直列に接続された電流計、或いは/及びヒューズを用いると好適である。あるいは、電流監視部42として、接地線40の途中に別途抵抗(非図示)を設け、その両端電圧を監視することによって電流を監視しても良い。
Further, in the middle of the
また、実施の形態1では、さらに、地絡検知装置36(地絡検知部、或いは第1の地絡検知部の一例)を配置する。図1(a)の例では、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)から分岐した配線がスイッチ装置33を介して地絡検知装置36に接続される。同様に、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)から分岐した配線がスイッチ装置31を介して地絡検知装置36に接続される。このように、地絡検知装置36を太陽光発電システム100から解列或いは太陽光発電システム100に接続するスイッチ装置31,33が配置される。スイッチ装置31,33は、電気的に開閉動作を自動制御可能なスイッチを用いる。機械的スイッチでもよいが、より好ましくは例えば半導体スイッチ等を用いると好適である。例えば、MOSFETを用いると好適である。以上のように、地絡検知部36は、太陽光発電システム100から解列および太陽光発電システム100に接続可能に配置される。
In the first embodiment, a ground fault detection device 36 (an example of the ground fault detection unit or the first ground fault detection unit) is further arranged. In the example of FIG. 1A, the wiring branched from the negative electrode wiring (negative electrode bus) of the
以上のような太陽光発電システム100では、以下のように運転される。図示しない制御システムからの制御によって駆動する各スイッチ装置102、スイッチ装置44、及びスイッチ402,404は、いずれもON(閉)の状態で、スイッチ装置31,33はOFF(開)の状態で、通常運転が行われる。すなわち、通常運転時は、太陽光発電システム100の負極が接地された状態となる。これにより、各太陽電池ストリング12a〜cの負極を大地電位に制御でき、PID現象を回避できる。そして、電流監視部42(第2の地絡検知部)は、太陽光発電システム100の通常運転中に太陽電池アレイ300の地絡を検出する。電流監視部42は、上述したように接地線40上に配置され、当該接地線40を流れる電流を監視して発電部の地絡を検知する。図11において説明したように、かかる通常運転時に、例えば、いずれかの太陽電池ストリング12の途中或いは正極側で地絡事故が発生した場合、PID対策用の接地箇所41と地絡箇所との間で閉ループ回路が形成され、大電流が外部に流れてしまう。よって、かかる電流に基づく測定値として電流を電流監視部42で監視し、危険と判定される電流が流れていないかを監視することで、大電流が外部に流れてしまう前に閾値以上の電流が流れた場合に、図示しない制御システムが地絡事故と判定して、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。しかしながら、かかる構成では上述したように地絡検出の盲点箇所(検出不感帯)を生んでしまう。
The solar
そこで、実施の形態1では、定期的に地絡検知装置36で地絡検知を行う。例えば、太陽光発電システム100の起動時毎に、或いは運転中に定期的に地絡検知を行う。地絡検知部36は、図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置44(排除部の一例)により接地線40が太陽電池アレイ300の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)から切り離された状態で、太陽電池アレイ300単位で地絡検知を行う。このように、スイッチ装置44は、接地線40による接地によって生じる太陽電池アレイ300の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)の電位への影響を排除可能に配置される。言い換えれば、スイッチ装置44は、接地線40による接地によって生じる発電部の対地電位への影響を排除可能に配置される。そして、地絡検知装置36は、接地線40による接地によって生じる太陽電池アレイ300の負極の電位への影響が、スイッチ装置44により排除された状態で、太陽電池アレイ300の地絡を検知する。言い換えれば、地絡検知装置36は、接地線40による接地によって生じる発電部の対地電位への影響が、スイッチ装置44により排除された状態で、発電部の対地電位を異なる2種以上の電位に制御して当該発電部の地絡を検知する。図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置31,33はON(閉)とする。以上のように、地絡検知部36は、太陽電池アレイ300の地絡を検出する場合に、太陽光発電システム100に接続される。
また、スイッチ402,404をOFF(開)にしても良く、この場合、負荷装置400からの影響を排除することができる。
Therefore, in the first embodiment, the ground
Further, the
図1(b)には、太陽電池アレイ300の負極配線(太陽電池アレイ300の負極と負荷装置400の負極を接続する「負極母線」。)と正極配線(太陽電池アレイ300の正極と負荷装置400の正極を接続する「正極母線」。)の両方に接続された地絡検知装置の一例が示されている。地絡検知装置36内には、切り替えスイッチ80と、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗84は一方が切り替えスイッチ80に接続され、他方が接地される。また、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電位差(電圧)を監視する。電圧監視部86として、例えば、抵抗84と電気的に並列に接続された電圧計を用いることができる。また、一方が抵抗84に接続された切り替えスイッチ80の他方には、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)から分岐した配線と、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)から分岐した配線とが切り替え可能に接続されている。地絡検出の際、切り替えスイッチ80は、抵抗84を、例えば、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)側に接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V1を測定する。次に、抵抗84を、例えば、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)側に接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V2を測定する。電圧V1の電圧V2のうち、少なくとも一方が予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムによって地絡事故有と判定される。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図1(b)に示す地絡検知装置の例(A)では、太陽電池アレイ300のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でもかかる地絡を検出可能となる。言い換えれば、いずれかの太陽電池ストリング12の正極側で地絡事故が発生した場合、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)との間で電位差が生じるので、電圧V1によって地絡判定できる。逆に、図12の第1の地絡事故と同様、いずれかの太陽電池ストリング12の負極側で地絡事故が発生した場合、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)との間で電位差が生じるので、電圧V2によって地絡判定できる。いずれかの太陽電池ストリング12の途中で地絡事故が発生した場合、電圧V1及び電圧V2によって地絡判定できる。このように、図1(b)に示す地絡検出装置においては、スイッチ装置44を開状態にしてPID対策用の接地線40の影響を排除した上で、太陽電池アレイ300に接続され(スイッチ装置31、31を閉じ)、切り替えスイッチ80を切り替えることで太陽電池アレイ300の接地位置を正極配線と負極配線とに切り替え、太陽電池アレイ300の対地電位を異なる2種の電位に制御して、抵抗84の両端電圧V1、V2を監視し、地絡判定を行っている。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点箇所を排除できる。従って、図1(b)に示す地絡検出装置を使用する時には、電流監視部42は省略しても良い。
FIG. 1B shows the negative electrode wiring of the solar cell array 300 (“negative electrode bus” connecting the negative electrode of the
図1(c)には、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)と正極配線(正極母線)の両方に接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36内には、2つの抵抗83a,83bと、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗83a,83bは、例えば、同じ抵抗値の抵抗を用いるとよい。抵抗83aは、一方が太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)から分岐した配線に接続される。抵抗83bは、一方が太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)から分岐した配線に接続される。そして、抵抗83a,83bは、共に他方が抵抗84の一方に接続される。抵抗84は、他方が接地される。換言すれば、太陽電池アレイ300の両極間の電圧(電位差)を抵抗83a,83bで分圧した中点を、抵抗84を介して大地に接続する。かかる状態で、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電圧を監視する。電圧監視部86として、例えば、抵抗84と電気的に並列に接続された電圧計を用いることができる。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧Vを測定する。電圧Vが予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図1(c)に示す地絡検知装置の例(B)では、いずれかの太陽電池ストリング12の中間電位位置で地絡事故が発生した場合、地絡判定が困難となるが、かかる位置で地絡事故が発生した場合、上述した電流監視部42で通常運転時に地絡判定できる。すなわち、図1(c)に示す地絡検知装置によって監視を行う時は、太陽電池アレイ300の対地電位を、電流監視部42によって監視を行う時と異なる電位に制御して太陽電池アレイ300の地絡検出を行う。言い換えれば、地絡検知装置36は、接地線40による接地によって生じる発電部の対地電位への影響がスイッチ装置44により排除された状態で、発電部の対地電位を接地線40により接地された時と異なる対地電位に制御して当該発電部の地絡を検知する。したがって、太陽電池アレイ300の何れの箇所で地絡が発生していても、電流監視部42か地絡検出装置のいずれかにより確実に地絡が検出される。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点を排除できる。
FIG. 1C shows another example of the ground fault detection device connected to both the negative electrode wiring (negative electrode bus) and the positive electrode wiring (positive electrode bus) of the
以上のように実施の形態1によれば、PID対策用の接地が行われながら、地絡検知が困難な盲点箇所を無くすことができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to eliminate a blind spot where it is difficult to detect a ground fault while grounding for PID countermeasures is performed.
実施の形態2.
図2は、実施の形態2における太陽光発電システムの構成を示す構成図である。図2(a)において、実施の形態2における太陽光発電システム100は、地絡検知装置36が太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)だけから接続された点以外は、図1(a)と同様である。また、特に説明する点以外の内容は実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system according to the second embodiment. 2A, the photovoltaic
実施の形態2における太陽光発電システム100では、以下のように運転される。図示しない制御システムからの制御によって駆動する各スイッチ装置102、スイッチ装置44、及びスイッチ402,404は、いずれもON(閉)の状態で、スイッチ装置31はOFF(開)の状態で、通常運転が行われる。すなわち、通常運転時は、太陽光発電システム100の負極が接地された状態となる。これにより、各太陽電池ストリング12a〜cの負極を対地電位に制御でき、PID現象を回避できる。そして、電流監視部42(第2の地絡検知部)は、太陽光発電システム100の通常運転中に太陽電池アレイ300の地絡を検出する。図11において説明したように、かかる通常運転時に、例えば、いずれかの太陽電池ストリング12の途中或いは正極側で地絡事故が発生した場合、PID対策用の接地箇所41と地絡箇所との間で閉ループ回路が形成され、大電流が外部に流れる。
よって、かかる電流を電流監視部42で監視し、危険と判定される電流が流れていないかを監視することで、大電流が外部に流れてしまう前に閾値以上の電流が流れた場合に、図示しない制御システムが地絡事故と判定して、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。しかしながら、かかる構成では上述したように地絡検出の盲点を生んでしまう。
The photovoltaic
Therefore, by monitoring the current with the
そこで、実施の形態2では、定期的に地絡検知装置36で地絡検知を行う。例えば、太陽光発電システム100の起動時毎に、或いは運転中に定期的に地絡検知を行う。地絡検知部36は、図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置44(排除部の一例)により接地線40が太陽電池アレイ300の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)から切り離された状態で、太陽電池アレイ300単位で地絡検知を行う。図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置31はON(閉)とする。地絡検知部36は、太陽電池アレイ300の地絡を検出する場合に、太陽光発電システム100に接続される。また、負荷装置400からの影響を排除するため、スイッチ402,404をOFF(開)にする。
Thus, in the second embodiment, the ground
図2(b)には、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)だけから接続された地絡検知装置の一例が示されている。地絡検知装置36内には、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗84は一方が太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)から分岐された配線に接続され、他方が接地される。そして、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電圧を監視する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧Vを測定する。電圧Vが予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図2(b)に示す地絡検知装置の例(C)では、いずれかの太陽電池ストリング12の正極側で地絡事故が発生した場合、地絡判定が困難となるが、かかる位置で地絡事故が発生した場合、上述した電流監視部42で通常運転時に地絡判定できる。すなわち、図2(b)に示す地絡検知装置によって監視を行う時は、太陽電池アレイ300の対地電位が、電流監視部42によって監視を行う時と異なるため、太陽電池アレイ300の何れの箇所で地絡が発生していても、電流監視部42か地絡検出装置のいずれかにより確実に地絡が検出される。言い換えれば、地絡検知装置36は、接地線40による接地によって生じる発電部の対地電位への影響がスイッチ装置44により排除された状態で、発電部の対地電位を接地線40により接地された時と異なる対地電位に制御して当該発電部の地絡を検知する。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 2B shows an example of the ground fault detection device connected only from the positive electrode wiring (positive electrode bus) of the
図2(c)には、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36内には、切り替えスイッチ81と、直流電源85と、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗84は一方が切り替えスイッチ81と直流電源85の負極に接続され、他方が接地される。また、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電圧を監視する。切り替えスイッチ81は、一方が太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)から分岐した配線に接続され、他方が、抵抗84と直流電源85の正極とが切り替え可能に接続されている。直流電源85は、太陽電池アレイ300の正極を、直流電源85と抵抗84を介して大地に接続した際に、例えば、太陽電池アレイ300の負極の対地電位がほぼ0になるように電圧を印加すると好適である。地絡検出の際、切り替えスイッチ81は、抵抗84を、例えば、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)側に直流電源85を介さずに接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V1を測定する。次に、抵抗84を、例えば、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)側に直流電源85を介して接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V2を測定する。電圧V1の電圧V2の少なくとも一方が予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムによって地絡事故有と判定される。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図2(c)に示す地絡検知装置の例(D)では、太陽電池アレイ300のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でもかかる地絡を検出可能となる。言い換えれば、いずれかの太陽電池ストリング12の正極側で地絡事故が発生した場合、直流電源85によって抵抗84の両端の間で電位差が生じるので、電圧V2によって地絡判定できる。逆に、図12の第1の地絡事故と同様、いずれかの太陽電池ストリング12の負極側で地絡事故が発生した場合、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)との間で電位差が生じるので、電圧V1によって地絡判定できる。いずれかの太陽電池ストリング12の途中で地絡事故が発生した場合、電圧V1及び電圧V2によって地絡判定できる。このように、図2(c)に示す地絡検出装置によれば、太陽電池アレイ300の対地電位を異なる2種の電位に制御して地絡検出を行う。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点箇所を排除できる。従って、図2(c)に示す地絡検出装置を用いるときには、電流監視部42を省略しても良い。
FIG. 2C shows another example of the ground fault detection device connected only from the positive electrode wiring (positive electrode bus) of the
図2(d)には、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36内には、交流電源87と、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗84は一方が交流電源87を介して太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)から分岐された配線に接続され、他方が接地される。そして、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電圧を監視する。かかる状態で電圧監視部86は、交流電源87の位相に同期させて、抵抗84の両端にかかる交流電源87と同相の電圧Vを測定する。そして、電圧Vが当該相用に予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図2(d)に示す地絡検知装置の例(E)では、太陽電池アレイ300のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。このように、図2(d)に示す地絡検出装置によれば、交流電源87により太陽電池アレイ300の対地電位を異なる2種以上の電位に制御して地絡検出を行う。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点箇所を排除できる。従って、図2(d)に示す地絡検出装置を用いる場合には、電流監視部42を省略しても良い。
FIG. 2D shows another example of the ground fault detection device connected only from the positive electrode wiring (positive electrode bus) of the
図2(e)には、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36内には、直流電源89と、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗84は一方が直流電源89の正極に接続され、直流電源89を介して太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)から分岐された配線に接続される。また、抵抗84は他方が接地される。直流電源89は、太陽電池アレイ300の正極の対地電位が負になるように電圧を印加する。そして、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電圧を監視する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧Vを測定する。そして、電圧Vが予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図2(e)に示す地絡検知装置の例(H)では、太陽電池アレイ300のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 2E shows another example of the ground fault detection device connected only from the positive electrode wiring (positive electrode bus) of the
以上のように実施の形態2によれば、PID対策用の接地が行われながら、地絡検知が困難な盲点箇所を無くす或いはより低減できる。 As described above, according to the second embodiment, it is possible to eliminate or further reduce a blind spot where it is difficult to detect a ground fault while performing grounding for PID countermeasures.
実施の形態3.
図3は、実施の形態3における太陽光発電システムの構成を示す構成図である。図3(a)において、実施の形態3における太陽光発電システム100は、地絡検知装置36が太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)だけから接続された点以外は、図1(a)と同様である。また、特に説明する点以外の内容は実施の形態1と同様である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating the configuration of the photovoltaic power generation system according to the third embodiment. 3A, the photovoltaic
実施の形態3における太陽光発電システム100では、以下のように運転される。図示しない制御システムからの制御によって駆動する各スイッチ装置102、スイッチ装置44、及びスイッチ402,404は、いずれもON(閉)の状態で、スイッチ装置33はOFF(開)の状態で、通常運転が行われる。すなわち、通常運転時は、太陽光発電システム100の負極が接地された状態となる。これにより、各太陽電池ストリング12a〜cの負極を対地電位に制御でき、PID現象を回避できる。そして、電流監視部42(第2の地絡検知部)は、太陽光発電システム100の通常運転中に太陽電池アレイ300の地絡を検出する。図11において説明したように、かかる通常運転時に、例えば、いずれかの太陽電池ストリング12の途中或いは正極側で地絡事故が発生した場合、PID対策用の接地箇所41と地絡箇所との間で閉ループ回路が形成され、大電流が外部に流れる。よって、かかる電流を電流監視部42で監視し、危険と判定される電流が流れていないかを監視することで、大電流が外部に流れてしまう前に閾値以上の電流が流れた場合に、図示しない制御システムが地絡事故と判定して、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。しかしながら、かかる構成では上述したように地絡検出の盲点箇所を生んでしまう。
The photovoltaic
そこで、実施の形態3では、定期的に地絡検知装置36で地絡検知を行う。例えば、太陽光発電システム100の起動時毎に、或いは運転中に定期的に地絡検知を行う。地絡検知部36は、図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置44(排除部の一例)により接地線40が太陽電池アレイ300の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)から切り離された状態で、太陽電池アレイ300単位で地絡検知を行う。図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置33はON(閉)にする。地絡検知部36は、太陽電池アレイ300の地絡を検出する場合に、太陽光発電システム100に接続される。
また、スイッチ402,404をOFF(開)にしても良い。この場合、負荷装置400からの影響を排除することができる。
Therefore, in the third embodiment, the ground
Further, the
図3(b)には、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)だけから接続された地絡検知装置の一例が示されている。地絡検知装置36内には、直流電源90と、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗84は一方が直流電源90の正極に接続され、直流電源90を介して太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)から分岐された配線に接続される。また、抵抗84は他方が接地される。直流電源90は、太陽電池アレイ300の正極の対地電位がほぼ0になるように電圧を印加する。そして、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電圧を監視する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧Vを測定する。そして、電圧Vが予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図3(b)に示す地絡検知装置の例(F)では、いずれかの太陽電池ストリング12の正極側で地絡事故が発生した場合、地絡判定が困難となるが、かかる位置で地絡事故が発生した場合、上述した電流監視部42で通常運転時に地絡判定できる。すなわち、図3(b)に示す地絡検知装置によって監視を行う時は、電流監視部42によって監視を行う時と、太陽電池アレイ300(発電部)の対地電位が異なるため、太陽電池アレイ300の何れの箇所で地絡が発生していても、電流監視部42か地絡検出装置の何れかの監視で確実に地絡が検出される。言い換えれば、地絡検知装置36は、接地線40による接地によって生じる発電部の対地電位への影響がスイッチ装置44により排除された状態で、発電部の対地電位を接地線40により接地された時と異なる対地電位に制御して当該発電部の地絡を検知する。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 3B shows an example of a ground fault detection device connected only from the negative electrode wiring (negative electrode bus) of the
図3(c)には、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36内には、切り替えスイッチ81と、直流電源91と、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗84は一方が切り替えスイッチ81と直流電源91の正極に接続され、他方が接地される。また、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電圧を監視する。切り替えスイッチ81は、一方が太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)から分岐した配線に接続され、他方が、抵抗84と直流電源91の負極とが切り替え可能に接続されている。直流電源91は、太陽電池アレイ300の負極を、直流電源91と抵抗84を介して大地に接続した際に、例えば、太陽電池アレイ300の正極の対地電位がほぼ0になるように電圧を印加すると好適である。地絡検出の際、切り替えスイッチ81は、抵抗84を、例えば、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)側に直流電源91を介さずに接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V1を測定する。次に、抵抗84を、例えば、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)側に直流電源85を介して接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V2を測定する。電圧V1の電圧V2の少なくとも一方が予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムによって地絡事故有と判定される。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。このように、図3(c)に示す地絡検知装置の例(G)では、太陽電池アレイ300のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。
FIG. 3C shows another example of the ground fault detection device connected only from the negative electrode wiring (negative electrode bus) of the
図3(d)には、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36内には、交流電源87と、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗84は一方が交流電源87を介して太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)から分岐された配線に接続され、他方が接地される。そして、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電圧を監視する。かかる状態で電圧監視部86は、交流電源87の位相に同期させて、抵抗84の両端にかかる交流電源87と同相の電圧Vを測定する。そして、電圧Vが当該相用に予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図3(d)に示す地絡検知装置の例(E)では、太陽電池アレイ300のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 3 (d) shows another example of the ground fault detection device connected only from the negative electrode wiring (negative electrode bus) of the
図3(e)には、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36内には、直流電源92と、抵抗84と、電圧監視部86とが配置される。抵抗84は一方が直流電源92の負極に接続され、直流電源92を介して太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)から分岐された配線に接続される。また、抵抗84は他方が接地される。直流電源92は、太陽電池アレイ300の負極の対地電位が正になるように電圧を印加する。そして、電圧監視部86は、抵抗84の両端部の電圧を監視する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧Vを測定する。そして、電圧Vが予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図3(e)に示す地絡検知装置の例(I)では、太陽電池アレイ300のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 3E shows another example of the ground fault detection device connected only from the negative electrode wiring (negative electrode bus) of the
なお、上述した例では、太陽電池アレイ300単位で地絡検知を行う場合を示したが、これに限るものではない。例えば、太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行ってもよい。かかる場合には、検知対象の太陽電池ストリング12に接続された2つのスイッチ装置102をOFF(開)にした後、検知対象の太陽電池ストリング12の2つのスイッチ装置31,33をON(閉)にすると共に、残りの太陽電池ストリング12の各2つのスイッチ装置102をON(閉)にし、残りの太陽電池ストリング12の2つのスイッチ装置31,33をOFF(開)にした状態で、上述した内容の地絡検知を行えばよい。これにより、検知対象の太陽電池ストリング12以外の各太陽電池ストリング12を通常運転させながら、検知対象の太陽電池ストリング12について地絡検知を行うことができる。
In the above-described example, the case where the ground fault detection is performed in units of the
以上のように実施の形態3によれば、PID対策用の接地が行われながら、地絡検知が困難な盲点箇所を無くす或いはより低減できる。 As described above, according to the third embodiment, it is possible to eliminate or further reduce a blind spot where it is difficult to detect a ground fault while performing grounding for PID countermeasures.
実施の形態4.
上述した各実施の形態では、PID対策用の接地線40に流れる電流を監視して、地絡検出の盲点箇所を除いて通常運転中に地絡検知を可能とする構成について説明した。しかしながら、PID対策の観点からは接地線40に流れる電流を監視する必要はない。そこで、実施の形態4では、PID対策用の接地線40に流れる電流を監視せずに、地絡検知を行う構成について説明する。また、特に説明する点以外の内容は実施の形態1と同様である。
Embodiment 4 FIG.
In each of the above-described embodiments, a configuration has been described in which the current flowing through the
図4は、実施の形態4における太陽光発電システムの構成を示す構成図である。図4(a)において、地絡検知装置36が太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)と正極配線(正極母線)の両方から分岐した配線で接続される代わりに、太陽電池ストリング12毎に、当該太陽電池ストリング12の負極配線と正極配線の両方から分岐した配線でそれぞれ接続される点、接地線40にスイッチ装置44が接続されていない点、及び接地線40に流れる電流を監視する電流監視部42が省略された点、以外は、図1(a)と同様である。そして、地絡検知装置36へ接続される負極配線は、太陽電池ストリング12a〜cの負極とスイッチ装置102a,c,eの間から分岐される。地絡検知装置36へ接続される正極配線は、太陽電池ストリング12a〜cの正極とスイッチ装置102b,e,fの間から分岐される。
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating the configuration of the photovoltaic power generation system according to the fourth embodiment. In FIG. 4A, instead of connecting the ground
具体的には、図4(a)において、太陽電池ストリング12aの負極とスイッチ装置102aとを接続する負極配線から分岐した配線がスイッチ装置33aを介して地絡検知装置36に接続される。また、太陽電池ストリング12aの正極とスイッチ装置102bとを接続する正極配線から分岐した配線がスイッチ装置31aを介して地絡検知装置36に接続される。同様に、太陽電池ストリング12bの負極とスイッチ装置102cとを接続する負極配線から分岐した配線がスイッチ装置33bを介して地絡検知装置36に接続される。また、太陽電池ストリング12bの正極とスイッチ装置102dとを接続する正極配線から分岐した配線がスイッチ装置31bを介して地絡検知装置36に接続される。同様に、太陽電池ストリング12cの負極とスイッチ装置102eとを接続する負極配線から分岐した配線がスイッチ装置33cを介して地絡検知装置36に接続される。また、太陽電池ストリング12cの正極とスイッチ装置102fとを接続する正極配線から分岐した配線がスイッチ装置31cを介して地絡検知装置36に接続される。各太陽電池ストリング12から地絡検知装置36への接続は、図4(a)に示すように並列に接続される。
Specifically, in FIG. 4A, the wiring branched from the negative electrode wiring that connects the negative electrode of the
また、PID(Potential Induced Degradation)対策用に、太陽電池アレイ300の負極配線(負極母線)から分岐した接地線40(接地部の一例)が接地されている。図4(a)の例では、太陽電池のバルクにp型半導体を使用した場合、或いは透明導電膜を使用した太陽電池を一例として示している。そのため、負極配線を接地している。太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には、正極配線(正極母線)を接地することは言うまでもない。
Further, a ground wire 40 (an example of a grounding portion) branched from the negative electrode wiring (negative electrode bus) of the
以上のような太陽光発電システム100では、以下のように運転される。図示しない制御システムからの制御によって駆動する各スイッチ装置102、及びスイッチ402,404は、いずれもON(閉)の状態で、各スイッチ装置31,33はOFF(開)の状態で、通常運転が行われる。すなわち、通常運転時は、太陽光発電システム100の負極が接地された状態となる。これにより、各太陽電池ストリング12a〜cの負極を対地電位に制御でき、PID現象を回避できる。但し、実施の形態4では、太陽光発電システム100の通常運転中に太陽電池アレイ300単位での地絡検出は行わない。実施の形態4では、太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行う。かかる場合には、検知対象の太陽電池ストリング12の2つのスイッチ装置102をOFF(開)にした後、検知対象の太陽電池ストリング12の2つのスイッチ装置31,33をON(閉)にすると共に、残りの太陽電池ストリング12の各2つのスイッチ装置102をON(閉)のままにした状態で、地絡検知を行えばよい。これにより、検知対象の太陽電池ストリング12以外の各太陽電池ストリング12を通常運転させながら、検知対象の太陽電池ストリング12について地絡検知を行うことができる。
The solar
そこで、実施の形態4では、太陽電池ストリング12毎に、定期的に地絡検知装置36で地絡検知を行う。例えば、太陽光発電システム100の起動時毎に、或いは運転中に定期的に地絡検知を行う。地絡検知部36は、図示しない制御システムからの制御によって駆動する、検知対象の太陽電池ストリング12の正極及び負極の各スイッチ装置102(排除部の一例)により、接地線40が検知対象の太陽電池ストリング12の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)から切り離された状態で、太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行う。以上のように、複数のスイッチ装置102a〜fは、複数の太陽電池ストリング12a〜cから接地線40(接地部)を個別に切り離す。このように、検知対象の太陽電池ストリング12の負極側のスイッチ装置102は、接地線40による接地によって生じる検知対象の太陽電池ストリング12の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)の電位への影響を排除可能に配置される。そして、地絡検知装置36は、接地線40による接地によって生じる検知対象の太陽電池ストリング12の負極の電位への影響が、スイッチ装置102により排除された状態で、検知対象の太陽電池ストリング12の地絡を検知する。また、検知対象の太陽電池ストリング12の2つのスイッチ装置102をOFF(開)にすることにより検知対象の太陽電池ストリング12は、システムから解列される。検知対象の太陽電池ストリング12の正極および負極に接続された、図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置31,33はON(閉)とする。以上のように、地絡検知部36は、検知対象の太陽電池ストリング12の地絡を検出する場合に、太陽光発電システム100に接続される。検知対象の太陽電池ストリング12以外の正極および負極に接続された、図示しない制御システムからの制御によって駆動する2つの各スイッチ装置102はON(閉)とし、図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置31,33はOFF(開)とする。スイッチ402,404は、ON(閉)とする。
Therefore, in the fourth embodiment, for each solar cell string 12, the ground fault detection is periodically performed by the ground
図4(b)には、検知対象の太陽電池ストリング12の負極配線と正極配線の両方に接続された地絡検知装置の一例が示されている。地絡検知装置36の構成は、図1(b)と同様である。地絡検出の際、切り替えスイッチ80は、抵抗84を、例えば、検知対象の太陽電池ストリング12の負極配線側に接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V1を測定する。次に、抵抗84を、例えば、検知対象の太陽電池ストリング12の正極配線側に接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V2を測定する。電圧V1の電圧V2少なくとも一方が予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムによって地絡事故有と判定される。そして、太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図4(b)に示す地絡検知装置の例(A)では、検知対象の太陽電池ストリング12のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でもかかる地絡を検出可能となる。言い換えれば、検知対象の太陽電池ストリング12の正極側で地絡事故が発生した場合、検知対象の太陽電池ストリング12の負極配線との間で電位差が生じるので、電圧V1によって地絡判定できる。逆に、図12の第1の地絡事故と同様、検知対象の太陽電池ストリング12の負極側で地絡事故が発生した場合、検知対象の太陽電池ストリング12の正極配線との間で電位差が生じるので、電圧V2によって地絡判定できる。検知対象の太陽電池ストリング12の途中で地絡事故が発生した場合、電圧V1及び電圧V2によって地絡判定できる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 4B shows an example of a ground fault detection device connected to both the negative electrode wiring and the positive electrode wiring of the solar cell string 12 to be detected. The configuration of the ground
以上のように実施の形態4によれば、PID対策用の接地が行われながら、地絡検知が困難な盲点箇所を無くすことができる。 As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to eliminate a blind spot where it is difficult to detect a ground fault while performing grounding for PID countermeasures.
実施の形態5.
図5は、実施の形態5における太陽光発電システムの構成を示す構成図である。図5(a)において、実施の形態5における太陽光発電システム100は、地絡検知装置36が各太陽電池ストリング12の正極配線だけから接続された点以外は、図4(a)と同様である。また、特に説明する点以外の内容は実施の形態4と同様である。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system in the fifth embodiment. 5A, the photovoltaic
実施の形態5における太陽光発電システム100では、以下のように運転される。図示しない制御システムからの制御によって駆動する各スイッチ装置102、及びスイッチ402,404は、いずれもON(閉)の状態で、各スイッチ装置31はOFF(開)の状態で、通常運転が行われる。すなわち、通常運転時は、太陽光発電システム100の負極が接地された状態となる。これにより、各太陽電池ストリング12a〜cの負極を対地電位に制御でき、PID現象を回避できる。但し、実施の形態5では、太陽光発電システム100の通常運転中に太陽電池アレイ300単位での地絡検出は行わない。実施の形態5では、太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行う。
The photovoltaic
実施の形態5では、定期的に地絡検知装置36で地絡検知を行う。例えば、太陽光発電システム100の起動時毎に、或いは運転中に定期的に地絡検知を行う。地絡検知部36は、図示しない制御システムからの制御によって駆動する、検知対象の太陽電池ストリング12の両極のスイッチ装置102(排除部の一例)により接地線40が検出対象の太陽電池ストリング12の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)から切り離された状態で、太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行う。図示しない制御システムからの制御によって駆動する、検知対象の太陽電池ストリング12のスイッチ装置31はON(閉)とする。地絡検知部36は、検知対象の太陽電池ストリング12の地絡を検出する場合に、太陽光発電システム100に接続される。
In the fifth embodiment, ground fault detection is periodically performed by the ground
図5(b)には、検知対象の太陽電池ストリング12の正極配線だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36の構成は、図2(c)と同様である。地絡検出の際、切り替えスイッチ81は、抵抗84を、例えば、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)側に直流電源85を介さずに接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V1を測定する。次に、抵抗84を、例えば、検知対象の太陽電池ストリング12の正極配線側に直流電源85を介して接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V2を測定する。電圧V1の電圧V2の少なくとも一方が予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムによって地絡事故有と判定される。そして、検知対象の太陽電池ストリング12或いは太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図5(b)に示す地絡検知装置の例(D)では、検知対象の太陽電池ストリング12のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でもかかる地絡を検出可能となる。言い換えれば、検知対象の太陽電池ストリング12の正極側で地絡事故が発生した場合、直流電源85によって抵抗84の両端の間で電位差が生じるので、電圧V2によって地絡判定できる。逆に、図12の第1の地絡事故と同様、検知対象の太陽電池ストリング12の負極側で地絡事故が発生した場合、検知対象の太陽電池ストリング12の正極配線との間で電位差が生じるので、電圧V1によって地絡判定できる。検知対象の太陽電池ストリング12の途中で地絡事故が発生した場合、電圧V1及び電圧V2によって地絡判定できる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 5B shows another example of the ground fault detection device connected only from the positive electrode wiring of the solar cell string 12 to be detected. The configuration of the ground
図5(d)には、検知対象の太陽電池ストリング12の正極配線だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36の構成は、図2(d)と同様である。かかる状態で電圧監視部86は、交流電源87の位相に同期させて、抵抗84の両端にかかる交流電源87と同相の電圧Vを測定する。そして、電圧Vが当該相用に予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、検知対象の太陽電池ストリング12或いは太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図5(d)に示す地絡検知装置の例(E)では、検知対象の太陽電池ストリング12のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 5 (d) shows another example of the ground fault detection device connected only from the positive electrode wiring of the solar cell string 12 to be detected. The configuration of the ground
図5(e)には、太陽電池アレイ300の正極配線(正極母線)だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置の構成は、図2(e)と同様である。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧Vを測定する。そして、電圧Vが予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、検知対象の太陽電池ストリング12或いは太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図5(e)に示す地絡検知装置の例(H)では、太陽電池アレイ300のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、通常運転時の電流監視部42による地絡検出の盲点を排除できる。
FIG. 5 (e) shows another example of the ground fault detection device connected only from the positive electrode wiring (positive electrode bus) of the
以上のように実施の形態5によれば、PID対策用の接地が行われながら、地絡検知が困難な盲点箇所を無くすことができる。 As described above, according to the fifth embodiment, it is possible to eliminate a blind spot where it is difficult to detect a ground fault while performing grounding for PID countermeasures.
実施の形態6.
図6は、実施の形態6における太陽光発電システムの構成を示す構成図である。図6(a)において、実施の形態6における太陽光発電システム100は、地絡検知装置36が各太陽電池ストリング12の正極配線だけから接続された点以外は、図4(a)と同様である。また、特に説明する点以外の内容は実施の形態4と同様である。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating the configuration of the photovoltaic power generation system according to the sixth embodiment. 6 (a), the photovoltaic
実施の形態6における太陽光発電システム100では、以下のように運転される。図示しない制御システムからの制御によって駆動する各スイッチ装置102、及びスイッチ402,404は、いずれもON(閉)の状態で、各スイッチ装置33はOFF(開)の状態で、通常運転が行われる。すなわち、通常運転時は、太陽光発電システム100の負極が接地された状態となる。これにより、各太陽電池ストリング12a〜cの負極を対地電位に制御でき、PID現象を回避できる。但し、実施の形態6では、太陽光発電システム100の通常運転中に太陽電池アレイ300単位での地絡検出は行わない。実施の形態6では、太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行う。
The photovoltaic
実施の形態6では、定期的に地絡検知装置36で地絡検知を行う。例えば、太陽光発電システム100の起動時毎に、或いは運転中に定期的に地絡検知を行う。地絡検知部36は、図示しない制御システムからの制御によって駆動する、検知対象の太陽電池ストリング12の両極のスイッチ装置102(排除部の一例)により接地線40が検出対象の太陽電池ストリング12の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)から切り離された状態で、太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行う。図示しない制御システムからの制御によって駆動する、検知対象の太陽電池ストリング12のスイッチ装置33はON(閉)とする。地絡検知部36は、検知対象の太陽電池ストリング12の地絡を検出する場合に、太陽光発電システム100に接続される。
In the sixth embodiment, the ground
図6(b)には、検出対象の太陽電池ストリング12の負極配線だけから接続された地絡検知装置の一例が示されている。地絡検知装置36の構成は図3(c)と同様である。地絡検出の際、切り替えスイッチ81は、抵抗84を、例えば、検出対象の太陽電池ストリング12の負極配線側に直流電源91を介さずに接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V1を測定する。次に、抵抗84を、例えば、検出対象の太陽電池ストリング12の負極配線側に直流電源85を介して接続する。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧V2を測定する。電圧V1の電圧V2の少なくとも一方が予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムによって地絡事故有と判定される。そして、検出対象の太陽電池ストリング12或いは太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図6(b)に示す地絡検知装置の例(G)では、検出対象の太陽電池ストリング12のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 6B shows an example of a ground fault detection device connected only from the negative electrode wiring of the solar cell string 12 to be detected. The configuration of the ground
図6(c)には、検出対象の太陽電池ストリング12の負極配線だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36の構成は図3(d)と同様である。かかる状態で電圧監視部86は、交流電源87の位相に同期させて、抵抗84の両端にかかる交流電源87と同相の電圧Vを測定する。そして、電圧Vが当該相用に予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、検出対象の太陽電池ストリング12或いは太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図3(d)に示す地絡検知装置の例(E)では、検出対象の太陽電池ストリング12のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 6C shows another example of the ground fault detection device connected only from the negative electrode wiring of the solar cell string 12 to be detected. The configuration of the ground
図6(d)には、検出対象の太陽電池ストリング12の負極配線だけから接続された地絡検知装置の他の一例が示されている。地絡検知装置36の構成は、図3(e)と同様である。かかる状態で電圧監視部86は、抵抗84の両端にかかる電圧Vを測定する。そして、電圧Vが予め設定された閾値を超えた場合に図示しない制御システムが地絡事故有と判定する。そして、検出対象の太陽電池ストリング12或いは太陽光発電システム100を緊急停止させることができる。図6(d)に示す地絡検知装置の例(I)では、検出対象の太陽電池ストリング12のいずれの箇所で地絡事故(絶縁不良等)が発生した場合でも抵抗84の両端に電位差が生じるので、かかる地絡を検出可能となる。よって、最初の地絡事故(第1の地絡事故)が発生した段階で地絡検出が可能となり、地絡検出の盲点箇所を排除できる。
FIG. 6 (d) shows another example of the ground fault detection device connected only from the negative electrode wiring of the solar cell string 12 to be detected. The configuration of the ground
以上のように実施の形態6によれば、PID対策用の接地が行われながら、地絡検知が困難な盲点箇所を無くすことができる。 As described above, according to the sixth embodiment, it is possible to eliminate a blind spot where it is difficult to detect a ground fault while performing grounding for PID countermeasures.
実施の形態7.
上述した各実施の形態では、太陽電池アレイ300の負極母線(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極母線)から接地線40を分岐して接地していたが、これに限るものではない。実施の形態7では、太陽電池ストリング12毎に、負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)から接地線40を分岐して接地する構成について説明する。以下、特に説明する点以外の内容は実施の形態4と同様である。
In each of the above-described embodiments, the
図7は、実施の形態7における太陽光発電システムの構成を示す構成図である。図7(a)において、太陽電池アレイ300の負極母線から接地線40を分岐して接地する代わりに、各太陽電池ストリング12a〜cの負極配線からそれぞれ接地線40a〜cを分岐して接地する点、各接地線40a〜cの途中にそれぞれ逆流防止用のダイオード46a〜cが接続される点、各太陽電池ストリング12a〜c用にスイッチ装置48a〜fを備えた点、以外は、図4(a)と同様である。各ダイオード46a〜cは、図7(b)に示すように大地(グランド)から太陽電池ストリング12a〜cの負極に向かう方向を順方向として接続される。ダイオードを逆向きに設置した場合、太陽電池ストリング12の負極が大地よりも低電位となってしまい、PIDを防止できなくなる恐れがある。各ダイオード46a〜cが、また、太陽電池ストリング12a〜cの負極と対応する接地線40a〜cの接続点の間にスイッチ装置48a,c,eを配置する。また、太陽電池ストリング12a〜cの正極と対応するスイッチ装置102b,e,fとの間にスイッチ装置48b,e,fを配置する。そして、地絡検知装置36へ接続される負極配線は、太陽電池ストリング12a〜cの負極とスイッチ装置48a,c,eの間から分岐される。地絡検知装置36へ接続される正極配線は、太陽電池ストリング12a〜cの正極とスイッチ装置48b,e,fの間から分岐される。スイッチ装置48は、電気的に開閉動作を自動制御可能なスイッチを用いる。機械的スイッチでもよいが、より好ましくは例えば半導体スイッチ等を用いると好適である。例えば、MOSFETを用いると好適である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of the photovoltaic power generation system in the seventh embodiment. In FIG. 7A, instead of branching the
以上のような太陽光発電システム100では、以下のように運転される。図示しない制御システムからの制御によって駆動する各スイッチ装置102、各スイッチ装置48、及びスイッチ402,404は、いずれもON(閉)の状態で、各スイッチ装置31,33はOFF(開)の状態で、通常運転が行われる。すなわち、通常運転時は、各太陽電池ストリング12a〜cの負極が接地された状態となる。これにより、各太陽電池ストリング12a〜cの負極を対地電位に制御でき、PID現象を回避できる。但し、実施の形態7では、太陽光発電システム100の通常運転中に太陽電池アレイ300単位での地絡検出は行わない。実施の形態7では、太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行う。
The solar
図8は、実施の形態7における太陽光発電システムの地絡検出を行う場合のスイッチ動作を説明するための図である。太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行う場合には、図7に示した状態から、検知対象の太陽電池ストリング12の2つのスイッチ装置48をOFF(開)にした後、検知対象の太陽電池ストリング12の2つのスイッチ装置31,33をON(閉)にする。かかる状態で地絡検知を行えばよい。これにより、検知対象の太陽電池ストリング12以外の各太陽電池ストリング12を通常運転させながら、検知対象の太陽電池ストリング12について地絡検知を行うことができる。
FIG. 8 is a diagram for explaining a switch operation when performing ground fault detection in the photovoltaic power generation system according to the seventh embodiment. When the ground fault detection is performed in units of the solar cell string 12, after the two switch devices 48 of the solar cell string 12 to be detected are turned off (opened) from the state illustrated in FIG. The two
実施の形態7では、太陽電池ストリング12毎に、定期的に地絡検知装置36で地絡検知を行う。例えば、太陽光発電システム100の起動時毎に、或いは運転中に定期的に地絡検知を行う。地絡検知部36は、図示しない制御システムからの制御によって駆動する、検知対象の太陽電池ストリング12(例えば太陽電池ストリング12a)の正極及び負極の各スイッチ装置48(例えばスイッチ装置48a,48b)(排除部の一例)により、接地線40(例えば接地線40a)が検知対象の太陽電池ストリング12の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)から切り離された状態で、太陽電池ストリング12単位で地絡検知を行う。以上のように、複数のスイッチ装置48a〜fは、複数の太陽電池ストリング12a〜cからそれぞれの接地線40a〜c(接地部)を個別に切り離す。このように、検知対象の太陽電池ストリング12の負極側のスイッチ装置48は、接地線40による接地によって生じる検知対象の太陽電池ストリング12の負極(太陽電池のバルクにn型半導体を使用した場合には正極)の電位への影響を排除可能に配置される。そして、地絡検知装置36は、接地線40による接地によって生じる検知対象の太陽電池ストリング12の負極の電位への影響が、スイッチ装置48により排除された状態で、検知対象の太陽電池ストリング12の地絡を検知する。また、検知対象の太陽電池ストリング12の2つのスイッチ装置48をOFF(開)にすることにより検知対象の太陽電池ストリング12は、システムから解列される。検知対象の太陽電池ストリング12の正極および負極に接続された、図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置31,33はON(閉)とする。以上のように、地絡検知部36は、検知対象の太陽電池ストリング12の地絡を検出する場合に、太陽光発電システム100に接続される。検知対象の太陽電池ストリング12以外の正極および負極に接続された、図示しない制御システムからの制御によって駆動する2つの各スイッチ装置48はON(閉)とし、図示しない制御システムからの制御によって駆動するスイッチ装置31,33はOFF(開)とする。各スイッチ装置102、スイッチ402,404は、ON(閉)とする。
In the seventh embodiment, for each solar cell string 12, the ground fault detection is periodically performed by the ground
地絡検知装置36の内部構成および地絡検知手法については、図4(b)において説明した内容と同様で構わない。
The internal configuration of the ground
以上のように実施の形態7によれば、PID対策用の接地が行われながら、地絡検知が困難な盲点箇所を無くすことができる。 As described above, according to the seventh embodiment, it is possible to eliminate a blind spot where it is difficult to detect a ground fault while performing grounding for PID countermeasures.
実施の形態7では、各太陽電池ストリング12の正極および負極の両方をそれぞれ地絡検知装置36に接続する例を示したが、各太陽電池ストリング12の正極或いは負極の一方を地絡検知装置36に接続する構成であっても構わない。各太陽電池ストリング12の正極を地絡検知装置36に接続する場合の地絡検知装置36の内部構成および地絡検知手法については、図5(b)から図5(d)において説明した内容と同様で構わない。各太陽電池ストリング12の負極を地絡検知装置36に接続する場合の地絡検知装置36の内部構成および地絡検知手法については、図6(b)から図6(d)において説明した内容と同様で構わない。
In the seventh embodiment, an example is shown in which both the positive electrode and the negative electrode of each solar cell string 12 are connected to the ground
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述した故障検知の手法は、一例であって、上述した故障検知の手法に限るものではない。その他の地絡等の故障検知手法を用いてもよい。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. The failure detection method described above is an example, and is not limited to the failure detection method described above. Other fault detection methods such as ground faults may be used.
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。 In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used.
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての太陽光発電システムは、本発明の範囲に包含される。 In addition, all photovoltaic power generation systems that include the elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
10 太陽電池モジュール
12,502 太陽電池ストリング
20,46 ダイオード
31,33,44,48,102 スイッチ装置
36 検知部
40 接地線
41,530 接地箇所
42 電流監視部
80,81 切り替えスイッチ
83,84 抵抗
85,89,90,91 直流電源
86 電圧監視部
87 交流電源
100 太陽光発電システム
300 太陽電池アレイ
400,510 負荷装置
402,404 スイッチ
500 太陽光発電システム
600,602 地絡箇所
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solar cell module 12,502 Solar cell string 20,46
Claims (5)
前記発電部側または大地と絶縁された状態で、前記発電部により発電された電力を消費又は変換する負荷装置と、
前記発電部の負極或いは正極を接地する接地部と、
前記接地部による接地によって生じる前記発電部の対地電位への影響を排除可能に配置された排除部と、
前記接地部による接地によって生じる前記発電部の対地電位への影響が、前記排除部により排除された状態で、前記発電部の対地電位を異なる2種以上の電位に制御して当該発電部の地絡を検知する地絡検知部と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。 A power generation unit configured using one or more solar cell modules that generate power using sunlight; and
A load device that consumes or converts the power generated by the power generation unit while being insulated from the power generation unit side or the ground,
A grounding portion for grounding the negative electrode or the positive electrode of the power generation unit;
An exclusion unit arranged to be able to eliminate the influence on the ground potential of the power generation unit caused by the grounding by the grounding unit;
The ground potential of the power generation unit is controlled by controlling the ground potential of the power generation unit to two or more different potentials in a state where the influence on the ground potential of the power generation unit caused by the grounding by the grounding unit is excluded by the exclusion unit. A ground fault detector for detecting a fault,
A photovoltaic power generation system characterized by comprising:
前記発電部側または大地と絶縁された状態で、前記発電部により発電された電力を消費又は変換する負荷装置と、
前記発電部の負極或いは正極を接地する接地部と、
前記接地部による接地によって生じる前記発電部の対地電位への影響を排除可能に配置された排除部と、
前記接地部上に配置され、当該接地部を流れる電流を監視して前記発電部の地絡を検知する電流監視部と、
前記接地部による接地によって生じる前記発電部の対地電位への影響が前記排除部により排除された状態で、前記発電部の対地電位を前記接地部により接地された時と異なる対地電位に制御して当該発電部の地絡を検知する地絡検知部と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。 A power generation unit configured using one or more solar cell modules that generate power using sunlight; and
A load device that consumes or converts the power generated by the power generation unit while being insulated from the power generation unit side or the ground,
A grounding portion for grounding the negative electrode or the positive electrode of the power generation unit;
An exclusion unit arranged to be able to eliminate the influence on the ground potential of the power generation unit caused by the grounding by the grounding unit;
A current monitoring unit disposed on the grounding unit and monitoring a current flowing through the grounding unit to detect a ground fault of the power generation unit;
In the state where the influence on the ground potential of the power generation unit caused by the grounding by the grounding unit is eliminated by the exclusion unit, the ground potential of the power generation unit is controlled to a ground potential different from that when grounded by the grounding unit. A ground fault detection unit for detecting a ground fault of the power generation unit;
A photovoltaic power generation system characterized by comprising:
前記地絡検知部は、前記太陽光発電システムから解列および前記太陽光発電システムに接続可能に配置され、前記発電部の地絡を検出する場合に、前記太陽光発電システムに接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽光発電システム。 As the exclusion unit, a switch for separating the grounding unit from the negative electrode or the positive electrode of the power generation unit is used,
The ground fault detection unit is arranged to be disconnected from the solar power generation system and connectable to the solar power generation system, and is connected to the solar power generation system when detecting a ground fault of the power generation unit. The photovoltaic power generation system according to claim 1 or 2.
前記地絡検知部は、前記排除部により前記接地部が前記発電部の負極或いは正極から切り離された状態で、前記太陽電池アレイ単位で地絡検知を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の太陽光発電システム。 As the power generation unit, a solar cell array in which a plurality of solar cell strings in which a plurality of solar cell modules are connected in series is connected in parallel is used,
3. The ground fault detection unit performs ground fault detection in units of the solar cell array in a state where the grounding unit is separated from a negative electrode or a positive electrode of the power generation unit by the exclusion unit. The described solar power generation system.
前記排除部は、前記複数の太陽電池ストリングから前記接地部を個別に切り離す複数のスイッチを有し、
前記地絡検知部は、太陽電池ストリング単位で地絡検知を行い、前記複数のスイッチのいずれかにより切り離された太陽電池ストリングの地絡検知を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の太陽光発電システム。 As the power generation unit, a solar cell array in which a plurality of solar cell strings in which a plurality of solar cell modules are connected in series is connected in parallel is used,
The exclusion unit has a plurality of switches for individually separating the grounding unit from the plurality of solar cell strings,
The said ground fault detection part performs a ground fault detection in a solar cell string unit, and performs the ground fault detection of the solar cell string cut | disconnected by either of these switches. Solar power system.
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