JP2017158293A

JP2017158293A - 電力変換装置、電力変換装置の制御方法および電力変換装置の制御プログラム

Info

Publication number: JP2017158293A
Application number: JP2016039082A
Authority: JP
Inventors: 田邊　勝隆; Katsutaka Tanabe; 勝隆田邊; 馬渕　雅夫; Masao Mabuchi; 雅夫馬渕; 悟池本; Satoru Ikemoto; 和由今村; Kazuyoshi Imamura; 知己山下; Tomomi Yamashita
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2017-09-07

Abstract

【課題】安価で施工性の良好な電力変換装置、電力変換装置の制御方法および電力変換装置の制御プログラムを実現する。【解決手段】電力変換装置を、直流電源から出力される直流電圧を交流電圧に変換する変換部と、変換された交流電圧を出力する出力部と、接地電位に対する変換部の各相の電位に基づいて、出力部に接続される系統との結線がＶ結線であるか異容量Ｖ結線であるかを判別する判別部と、判別部による判別の結果に基づいて変換部の動作を制御する制御部とを有する構成とする。【選択図】図３

Description

本発明は、安価で施工性のよい電力変換装置、電力変換装置の制御方法および電力変換装置の制御プログラムに関する。

従来は、いわゆる異容量Ｖ結線にＶ結線用のパワーコンディショナを接続する場合、装置外に絶縁トランスを接続することで対地間電圧差の発生による漏洩電流の増大を防止する発電システムが採用されている（特許文献１）。

特開２０１６−００５４０６号公報

図１に、従来のパワーコンディショナ３を用いる例を示す。パワーコンディショナ３には太陽電池アレイ２および商用系統４が接続される。パワーコンディショナ３内には高周波絶縁トランス５が設けられている。また、図２に、パワーコンディショナ６に絶縁トランスを設けない従来例を示す。パワーコンディショナ６には太陽電池アレイ２および商用系統４が接続される。この場合も、パワーコンディショナ６と商用系統４との間に絶縁トランス７を設ける必要がある。しかしながら、絶縁トランスは、高価かつ重量があるため、発電システム全体ではコストが高くなる、規模が大型化する、施工性が悪いといった無視できない問題が生じる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安価で施工性の良好な電力変換装置、電力変換装置の制御方法および電力変換装置の制御プログラムを実現することである。

本件開示の電力変換装置は、直流電源から出力される直流電圧を交流電圧に変換する変換部と、変換された交流電圧を出力する出力部と、接地電位に対する変換部の各相の電位に基づいて、出力部に接続される系統との結線がＶ結線であるか異容量Ｖ結線であるかを判別する判別部と、判別部による判別の結果に基づいて変換部の動作を制御する制御部とを有する。これにより、電力変換装置にＶ結線と異容量Ｖ結線のいずれの結線の系統が接続された場合でも、接続された系統との結線に合わせて変換部の動作が制御されるため、従来のように装置外に絶縁トランスを接続する必要もない。

また、判別部は、接地電位が各相の電位のいずれかと等しい場合に、系統との結線がＶ結線であると判別し、接地電位が各相の電位のいずれとも等しくない場合に、系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別するように構成してもよい。あるいは、判別部は、接地電位に対して各相の電位のいずれか２つの電位のみが変動する場合に、系統との結線がＶ結線であると判別し、接地電位に対して各相の電位のいずれもが変動する場合に、系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する構成としてもよい。さらに、電力変換装置は、さらに接地電位から決定される零相電流を検出する零相変流部を有し、判別部は、制御部が系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の一方の結線であるとみなして変換部の動作を制御したときに、検出された零相電流の電流値が所定の閾値以上である場合に、系統との結
線がＶ結線および異容量Ｖ結線の他方であると判別する構成としてもよい。さらに、直流電源は太陽電池あるいは蓄電池を含んでもよく、変換部は非絶縁方式により直流電圧を交流電圧に変換する構成としてもよい。

また、本件開示の電力変換装置の制御方法は、直流電源から出力される直流電圧を交流電圧に変換する変換部と、変換された交流電圧を出力する出力部と、を有する電力変換装置の制御方法であって、接地電位に対する変換部の各相の電位に基づいて、出力部に接続される系統との結線がＶ結線であるか異容量Ｖ結線であるかを判別し、判別の結果に基づいて変換部の動作を制御する。

また、接地電位が各相の電位のいずれかと等しい場合に、系統との結線がＶ結線であると判別し、接地電位が各相の電位のいずれとも等しくない場合に、系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する構成としてもよい。あるいは、接地電位に対して各相の電位のいずれか２つの電位のみが変動する場合に、系統との結線がＶ結線であると判別し、接地電位に対して各相の電位のいずれもが変動する場合に、系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する構成としてもよい。さらに、電力変換装置は、さらに接地電位から決定される零相電流を検出する零相変流部を有し、系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の一方の結線であるとみなして変換部の動作を制御したときに、検出された零相電流の電流値が所定の閾値以上である場合に、系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の他方であると判別する構成としてもよい。

また、本件開示の電力変換装置の制御プログラムは、直流電源から出力される直流電圧を交流電圧に変換する変換部と、変換された交流電圧を出力する出力部と、を有する電力変換装置の制御プログラムであって、コンピュータに、接地電位に対する変換部の各相の電位に基づいて、出力部に接続される系統との結線がＶ結線であるか異容量Ｖ結線であるかを判別する処理と、判別の結果に基づいて変換部の動作を制御する処理を実行させる。

また、コンピュータに、接地電位が各相の電位のいずれかと等しい場合に、系統との結線がＶ結線であると判別し、接地電位が前記各相の電位のいずれとも等しくない場合に、系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する処理を実行させる構成としてもよい。あるいは、コンピュータに、接地電位に対して各相の電位のいずれか２つの電位のみが変動する場合に、系統との結線がＶ結線であると判別し、接地電位に対して各相の電位のいずれもが変動する場合に、系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する処理を実行させる構成としてもよい。さらに、電力変換装置は、さらに接地電位から決定される零相電流を検出する零相変流部を有し、コンピュータに、系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の一方の結線であるとみなして変換部の動作を制御したときに、検出された零相電流の電流値が所定の閾値以上である場合に、系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の他方であると判別する処理を実行させる構成としてもよい。

本件開示の技術によれば、安価で施工性の良好な電力変換装置、電力変換装置の制御方法および電力変換装置の制御プログラムを実現することができる。

図１は、従来例に係る発電システムの概略構成を示す図である。図２は、従来例に係る発電システムの概略構成を示す図である。図３は、一実施形態に係る発電システムの概略構成を示す図である。図４（ａ）、（ｃ）は、一実施形態に係る電力変換装置の各相の電位の関係を示すベクトル図であり、図４（ｂ）、（ｄ）は、一実施形態に係る電力変換装置の各相の電位の変化を示すグラフである。図５は、一実施形態に係る電力変換装置が実行する処理のフローチャートである。図６は、一実施形態に係る電力変換装置が実行する処理のサブルーチンである。

以下、本発明の実施形態に係る電力変換装置について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、電力変換装置の一例を示すものであって、以下に説明する構成に限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図３は、本実施形態に係る発電システム１の概略構成を示す図である。発電システム１は、パワーコンディショナ１００および太陽電池アレイ２００を有する。パワーコンディショナ１００が、電力変換装置の一例に相当する。また、太陽電池アレイ２００は、直流電源の一例である。太陽電池アレイ２００の他に、太陽電池を複数接続して構成された太陽電池モジュール、燃料電池、風力発電装置、蓄電システム、ガスタービンなどを用いてもよい。

パワーコンディショナ１００は、太陽電池アレイ２００からの直流電圧を昇圧するとともに交流電圧に変換し、三相電源である商用系統３００と連系する。図３に示すように、パワーコンディショナ１００は、Electromagnetic Interference（ＥＭＩ）フィルタ１０、６０、昇圧部２０、直流リンク部３０、インバータ部４０、出力フィルタ部５０、開閉部７０、８０、電圧検出部１１０、１２０、制御部１３０、表示部１４０、制御電源部１５０を有する。

ＥＭＩフィルタ１０は、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧に含まれるノイズおよびパワーコンディショナ１００内部から発生するノイズを低減する。ＥＭＩフィルタ１０から出力される直流電圧は、地絡電流センサ９０を経由して昇圧部２０に入力される。地絡電流センサ９０は、地絡事故などの障害時に流れる地絡電流を検出する。地絡電流センサ９０により検出される電流値は、制御部１３０に入力される。なお、地絡電流センサ９０は、開閉部７０と出力端子Ｒ、Ｓ、Ｔとの間（交流側）に設けてもよい。また、地絡電流センサ９０が零相変流部の一例に相当する。昇圧部２０は、ＥＭＩフィルタ１０によりノイズが低減された直流電圧を昇圧して出力する。

昇圧部２０は、ダイオード２０ａ、コイル２０ｂ、コンデンサ２０ｃ、半導体スイッチング素子２０ｄを有する。コンデンサ２０ｃによって、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧が平滑化される。平滑化された直流電圧は、半導体スイッチング素子２０ｄのオンオフ制御に従ってコイル２０ｂの充放電が行われ、コイル２０ｂに蓄えられた磁界エネルギーが電気エネルギーとして出力される。この結果、昇圧部２０によって昇圧されて出力される直流電圧は、直流リンク部３０のコンデンサ３０ａ、３０ｂによって平滑化され、インバータ部４０に入力される。

インバータ部４０は、半導体スイッチング素子のオンオフにより、昇圧部２０から出力される直流電圧を交流電圧に変換し、商用系統３００側に出力する。なお、インバータ部４０が、変換部の一例に相当する。本実施形態においては、インバータ部４０はいわゆるNeutral-Point-Clamped（ＮＰＣ）方式の３レベルインバータである。インバータ部４０
において、半導体スイッチング素子４０ａ〜４０ｄとクランプダイオード４０ｅ、４０ｆの組、半導体スイッチング素子４０ｇ〜４０ｊとクランプダイオード４０ｋ、４０ｍの組、半導体スイッチング素子４０ｎ〜４０ｒとクランプダイオード４０ｓ、４０ｔの組が各相を構成する。また、各相において構成される回路をレッグ（レグあるいはアームとも呼
ばれる）と称する。例えば半導体スイッチング素子４０ａ〜４０ｄとクランプダイオード４０ｅ、４０ｆの相において、半導体スイッチング素子４０ａ、４０ｂの導通、半導体スイッチング素子４０ｂ、４０ｃの導通、半導体スイッチング素子４０ｃ、４０ｄの導通がそれぞれ制御されることで、出力電圧として３値の相電圧が得られる。

クランプダイオード４０ｅ、４０ｆの接続点ａ’、クランプダイオード４０ｋ、４０ｍの接続点ｂ’、クランプダイオード４０ｓ、４０ｔの接続点ｃ’は、それぞれ直流リンク部３０のコンデンサ３０ａ、３０ｂの接続点ａ、ｂ、ｃに接続されている。これにより、コンデンサ３０ａとコンデンサ３０ｂとの接続点ａ、ｂ、ｃは、昇圧部２０から出力される直流電圧を２分割する電位点である中性点となり、インバータ部４０の各相の上アームを構成する２つの半導体スイッチング素子（例えば半導体スイッチング素子４０ａ、４０ｂ）と下アームを構成する２つの半導体スイッチング素子（例えば半導体スイッチング素子４０ｃ、４０ｄ）の接続点が中性点電位にクランプされる。

また、各相のレッグの中性点ｄ、ｅ、ｆは、出力フィルタ部５０のコイル５０ｄ、５０ｅ、５０ｆにそれぞれ接続されている。これにより、３相のインバータ部４０の出力電圧が出力フィルタ部５０に出力される。出力フィルタ部５０において、コイル５０ｄとコイル５０ｅの出力側、コイル５０ｅとコイル５０ｆの出力側、コイル５０ｄとコイル５０ｆの出力側は、それぞれコンデンサ５０ａ、５０ｂ、５０ｃと接続されている。したがって、出力フィルタ部５０により、インバータ部４０の出力電圧が平滑化される。出力フィルタ部５０からの出力電圧は、ＥＭＩフィルタ６０によってノイズが低減され、開閉部７０、８０に入力される。

開閉部７０、８０は、パワーコンディショナ１００に接続される系統電源との間を電気的に遮断するか否かを切り替える。図３の例では、商用系統３００がパワーコンディショナ１００の出力端子Ｒ、Ｓ、Ｔと接続されている。なお、出力端子Ｒ、Ｓ、Ｔが、出力部の一例に相当する。したがって、パワーコンディショナ１００において、開閉部７０のスイッチ７０ａ、７０ｂ、７０ｃが、それぞれオンオフ制御されることで、パワーコンディショナ１００と商用系統３００との電気的な連系および遮断が行われる。なお、開閉部８０においては、スイッチ８０ａ、８０ｂ、８０ｃが、パワーコンディショナ１００の自立運転用の出力端子Ｕ、Ｏ、Ｗとそれぞれ接続されている。

図３に示すように、本実施形態においては、電圧検出部１１０が、直流リンク部３０のコンデンサ３０ａ、３０ｂの接続点ａ、ｂ、ｃにおける電圧値を検出する。また、電圧検出部１２０が、フレームグラウンド（ＦＧ）と接続されており、出力端子Ｒ、Ｓ、Ｔにおける電圧値を検出する。電圧検出部１１０、１２０が検出した電圧値は、それぞれ制御部１３０に入力される。表示部１４０は、後述する制御部１３０の処理の結果を表示する。また、制御電源部１５０は、制御部１３０に電力を供給する。

次に、本実施形態における、Ｖ結線による結線方式における相電圧のベクトル図と異容量Ｖ結線による結線方式における相電圧のベクトル図について図４（ａ）、（ｃ）を参照しながら説明する。なお、図４（ａ）〜（ｄ）において、接続点ａ、ｂ、ｃの電圧はインバータ４０によりＦＧの電圧に制御され、グラウンド（Ｖ＿ＧＮＤ≒０）とする。また、接続点ａに対する中性点ｄの出力電圧、すなわちＲ端子の出力電圧をＶｕ、接続点ｂに対する中性点ｅの出力電圧、すなわちＳ端子の出力電圧をＶｖ、接続点ｃに対する中性点ｆの出力電圧、すなわちＴ端子の出力電圧をＶｗとする。

Ｖ結線（Ｓ相接地ともいう）による結線方式では、インバータ部４０の半導体スイッチング素子４０ｇ、４０ｈ、４０ｉ、４０ｊが、それぞれオフ、オン、オン、オフにされている。このため出力電圧Ｖｖはゼロである。なお、一例として、ここでＶｕ、Ｖｗの電圧
値の実効値（振幅）をそれぞれ２０２Ｖで、位相差を６０°とする。このとき、各相の出力電圧のベクトルの関係は、図４（ａ）に示すようにＶ相（Ｓ端子）のベクトルがＶ＿ＧＮＤと一致し、Ｕ相（Ｒ端子）のベクトルとＷ相（Ｔ端子）のベクトルが、Ｖ相を起点として互いのなす角度が６０°で長さの等しいベクトルとして表すことができる。また、Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの位相の変化は、横軸を時間（ｍｓ）、縦軸を電圧値（Ｖ）として図４（ｂ）に示すグラフで表される。

一方、異容量Ｖ結線（Ｏ相接地）による結線方式では、Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの電圧値の実効値がそれぞれゼロでない値を取る。なお、一例として、Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの電圧値の実効値が、それぞれ１０１Ｖ、１７５Ｖ、１０１Ｖであり、Ｖｖの位相のＶｕ、Ｖｗの各位相に対する位相差がそれぞれ９０°であり、ＶｕとＶｗの位相差が１８０°であるとする。このとき、各相の出力電圧のベクトルの関係は、図４（ｃ）に示すように、Ｕ相のベクトルとＷ相のベクトルが、Ｖ＿ＧＮＤを起点として互いのなす角度が１８０°となるベクトルであり、Ｖ相のベクトルが、Ｖ＿ＧＮＤを起点としてＵ相とＷ相の各ベクトルとのなす角度が９０°となるベクトルとして表すことができる。また、Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの位相は、横軸を時間（ｍｓ）、縦軸を電圧値（Ｖ）として図４（ｄ）に示すグラフで表される。

そこで、本実施形態では、制御部１３０が、各相の電位に基づいてパワーコンディショナ１００に接続される商用系統３００の結線方式がＶ結線であるか異容量Ｖ結線であるかを判定し、判定した結線方式に合わせて、インバータ部４０の各半導体スイッチング素子の動作を制御して、いずれの方式の結線方式に対しても適切な連系運転を行う。以下に、制御部１３０によって実行される処理の詳細について説明する。なお、制御部１３０が、判別部の一例にも相当する。

図５、６に、制御部１３０によって実行される処理のフローチャートを示す。一例として、パワーコンディショナ１００の電源が投入されると、制御部１３０が図５、６に示すフローチャートの処理を開始する。

Ｓ１０１において、制御部１３０は、パワーコンディショナ１００に異常が発生しているか否かを判定する。例えば、制御部１３０は、地絡電流センサ９０や電圧検出部１１０、１２０などから入力される電流値あるいは電圧値が閾値以上である場合に異常が発生していると判定する。一例として、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧の電圧値が規定値以下に低下した場合などが挙げられる。制御部１３０は、パワーコンディショナ１００に異常が発生していないと判定した場合は（Ｓ１０１：Ｎｏ）、処理をＳ１０２に進める。一方、制御部１３０は、パワーコンディショナ１００に異常が発生していると判定した場合は（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、処理をＳ１０６に進める。Ｓ１０６では、制御部１３０は、装置の異常を通知するメッセージなどを表示部１４０に表示し、パワーコンディショナ１００の動作を待機状態にし、本フローチャートの処理を終了する。

Ｓ１０２では、制御部１３０は、商用系統３００が出力端子Ｒ、Ｓ、Ｔに接続されている場合に接続系統が三相であると判定して処理をＳ２００に進める。一方、制御部１３０は、商用系統３００が出力端子Ｕ、Ｏ、Ｗに接続されているか出力端子Ｒ、Ｓ、Ｔに商用系統が接続されていない場合は、接続系統が三相でないと判定して、処理をＳ１０７に進める。Ｓ１０７では、制御部１３０は、商用系統３００の系統が期待する三相電圧に適応していないことを通知するメッセージなどを表示部１４０に表示し、パワーコンディショナ１００の動作を待機状態にし、本フローチャートの処理を終了する。

図６にＳ２００において制御部１３０が実行するサブルーチンの処理を示す。Ｓ２０１において、制御部１３０は、電圧検出部１１０、１２０から入力される電圧値に基づいて
ＦＧ、Ｒ、Ｓ、Ｔ各端子の電位、具体的には電圧値の実効値（それぞれＶ_ＦＧ、Ｖ_Ｒ、Ｖ_Ｓ、Ｖ_Ｔ）を確認する。次いで、制御部１３０は、処理をＳ２０２に進める。Ｓ２０２では、制御部１３０は、Ｖ_ＦＧがＶ_Ｒ、Ｖ_Ｓ、Ｖ_Ｔのいずれかの値と等しいか否かを判定する。なお、Ｖ_ＦＧがＶ_Ｒ、Ｖ_Ｓ、Ｖ_Ｔのいずれかの値と「等しい」とは、値が一致する場合のみならず、Ｖ_ＦＧの値が、Ｖ_Ｒ、Ｖ_Ｓ、Ｖ_Ｔのいずれかの値を含む所定範囲内に収まっている場合も含むものとする。制御部１３０は、Ｖ_ＦＧがＶ_Ｒ、Ｖ_Ｓ、Ｖ_Ｔのいずれかの値と等しい場合は（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、処理をＳ２０３に進める。一方、Ｖ_ＦＧがＶ_Ｒ、Ｖ_Ｓ、Ｖ_Ｔのいずれとも等しくない場合は（Ｓ２０２：Ｎｏ）、処理をＳ２０４に進める。

Ｓ２０３では、Ｖ_ＦＧがＶ_Ｒ、Ｖ_Ｓ、Ｖ_Ｔのいずれかの値と等しくなることから、図４（ａ）に例示するようなベクトルの関係が成立しているとみなせる。すなわち、パワーコンディショナ１００と商用系統３００との接続結線の方式はＶ結線であるとみなせる。また、接地相は、Ｖ_Ｒ、Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＴのうちＦＧの電圧値と等しくなる値に対応する端子の相とみなせる。例えば、Ｓ２０２において、Ｖ_ＳがＶ_ＦＧと等しいと判定された場合は、接地相はＳ相となる。制御部１３０は、Ｓ２０３において結線方式および接地相を決定した後、本サブルーチンの処理を終了して、処理をＳ１０３に進める。

Ｓ２０２においてＶ_ＦＧがＶ_Ｒ、Ｖ_Ｓ、Ｖ_Ｔのいずれとも等しくないと判定された場合は、図４（ｃ）に例示するようなベクトルの関係が成立しているとみなせる。すなわち、パワーコンディショナ１００と商用系統３００との接続結線の方式は異容量Ｖ結線であるとみなせる。そこで、以下のＳ２０４、Ｓ２０６の処理においては、制御部１３０は接地相の判定を行う。

Ｓ２０４において、制御部１３０は、Ｖ_ＦＧがＶ_ＲとＶ_Ｓの１／２であるか否かを判定する。すなわち、Ｖ_ＲとＶ_Ｓとの変動（波形）がＶ_ＦＧに対して対称であるか否かを判定する。Ｖ_ＦＧがＶ_ＲとＶ_Ｓの１／２である場合は（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、制御部１３０は処理をＳ２０５に進める。一方、Ｖ_ＦＧがＶ_ＲとＶ_Ｓの１／２でない場合は（Ｓ２０４：Ｎｏ）、制御部１３０は処理をＳ２０６に進める。制御部１３０は、Ｓ２０５において結線方式は異容量Ｖ結線であり接地相はＲとＳの中間点であると決定した後、本サブルーチンの処理を終了して、処理をＳ１０３に進める。

Ｓ２０６において、制御部１３０は、Ｖ_ＦＧがＶ_ＳとＶ_Ｔの１／２であるか否かを判定する。すなわち、Ｖ_ＳとＶ_Ｔとの変動（波形）がＶ_ＦＧに対して対称であるか否かを判定する。Ｖ_ＦＧがＶ_ＳとＶ_Ｔの１／２である場合は（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、制御部１３０は処理をＳ２０７に進める。一方、Ｖ_ＦＧがＶ_ＳとＶ_Ｔの１／２でない場合は（Ｓ２０６：Ｎｏ）、制御部１３０は処理をＳ２０８に進める。制御部１３０は、Ｓ２０７において結線方式は異容量Ｖ結線であり接地相はＳとＴの中間点であると決定した後、本サブルーチンの処理を終了して、処理をＳ１０３に進める。また、制御部１３０は、Ｓ２０７において結線方式は異容量Ｖ結線であり接地相はＴとＲの中間点であると決定した後、本サブルーチンの処理を終了して、処理をＳ１０３に進める。また、制御部１３０は、Ｓ２０８において結線方式は異容量Ｖ結線であり接地相はＴとＲの中間点であると決定した後、本サブルーチンの処理を終了して、処理をＳ１０３に進める。

Ｓ１０３では、制御部１３０は、Ｓ２００のサブルーチンの処理によって決定した結線方式および接地相に基づいてパワーコンディショナ１００の制御方式を選択し、Ｓ１０４において、選択した制御方式によるパワーコンディショナ１００の連系運転の準備を行う。具体的には、Ｓ１０５において、制御部１３０は、パワーコンディショナの各部の動作を制御して、太陽電池アレイ２００から出力された電力を変換して商用系統３００に出力する連系運転を開始した後、本フローチャートの処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、インバータ部４０の各相の電位に基づいてパワーコンディショナ１００に接続される三相の商用系統３００の結線方式を適切に判定することができる。したがって、例えば従来は、異容量Ｖ結線の結線方式を採用する商用系統にＶ結線用トランスレスパワーコンディショナを接続する場合は、対地間電圧差発生による漏洩電流の増大を防止するためパワーコンディショナの外部に絶縁トランスが必要であったが、本実施形態によるパワーコンディショナによれば、商用系統がＶ結線と異容量Ｖ結線のいずれの結線方式を採用する場合でも、外部に絶縁トランスを設けることなく、パワーコンディショナと商用系統とを接続して適切な連系運転を行うことができる。

以上が本実施形態に関する説明であるが、上記の電力供給補助装置などの構成や処理は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想と同一性を失わない範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上記の制御部１３０の処理では、結線判定（Ｓ２０２）を行った後に接地相判定（Ｓ２０４、Ｓ２０６）を行っているが、制御部１３０が接地相判定を行わない構成としてもよい。

また、上記の説明では、Ｓ２０２において、制御部１３０は、ＦＧの電位がＲ、Ｓ、Ｔ各端子の電位のいずれと等しいか否かに基づいて結線判定を行っている。しかし、制御部１３０を、Ｒ、Ｓ、Ｔ各端子の電位がＦＧの電位に対して変動している場合は異容量Ｖ結線と判定し、Ｒ、Ｓ、Ｔ各端子の電位のいずれか２つの電位のみがＦＧの電位に対して変動している場合はＶ結線と判定するように構成してもよい。Ｒ、Ｓ、Ｔ各端子の電位のいずれか２つの電位のみがＦＧの電位に対して変動している場合は、図４（ｂ）に例示するＶ結線の場合のグラフの関係が成立しているとみなすことができる。また、Ｒ、Ｓ、Ｔ各端子の電位がＦＧの電位に対して変動している場合は、図４（ｄ）に例示する異容量Ｖ結線の場合のグラフの関係が成立しているとみなすことができる。

あるいは、Ｓ２００において、制御部１３０が、パワーコンディショナ１００に接続される商用系統３００がＶ結線であるとみなして、パワーコンディショナ１００の動作を一旦開始するように構成してもよい。この構成においては、さらに、制御部１３０は、Ｓ２００において、地絡電流センサ９０から入力される電流値が所定の閾値以上か否かを判定する。そして、地絡電流センサ９０から入力される電流値が所定の閾値以上であれば、制御部１３０は、パワーコンディショナ１００内に漏洩電流が発生していると判定し、パワーコンディショナ１００の動作を一時停止する。そして、制御部１３０は、商用系統３００が異容量Ｖ結線であるとみなして、Ｓ１０３において制御方式を選択後、パワーコンディショナ１００の動作を再開する。

なお、Ｓ２００においては、制御部１３０が、商用系統３００が異容量Ｖ結線であるとみなして、パワーコンディショナ１００の動作を開始し、地絡電流センサ９０から入力される電流値が所定の閾値以上となる場合に、パワーコンディショナ１００の動作を一時停止して、制御部１３０は、商用系統３００がＶ結線であるとみなして、Ｓ１０３において制御方式を選択後、パワーコンディショナ１００の動作を再開するように構成してもよい。また、制御部１３０が、パワーコンディショナ１００内に漏洩電流が発生していると判定したときに、パワーコンディショナ１００の使用者に異常を通知するメッセージを表示部１４０に表示するように構成してもよい。また、上記のフローチャートに他の連系運転開始フローを組み込んだ構成にしてもよい。

４０インバータ部
９０地絡電流センサ
１００パワーコンディショナ
１１０、１２０電圧検出部
１３０制御部
２００太陽電池アレイ
３００商用系統

Claims

直流電源から出力される直流電圧を交流電圧に変換する変換部と、
前記変換された交流電圧を出力する出力部と、
接地電位に対する前記変換部の各相の電位に基づいて、前記出力部に接続される系統との結線がＶ結線であるか異容量Ｖ結線であるかを判別する判別部と、
前記判別部による判別の結果に基づいて前記変換部の動作を制御する制御部と
を有する電力変換装置。
前記判別部は、前記接地電位が前記各相の電位のいずれかと等しい場合に、前記系統との結線がＶ結線であると判別し、前記接地電位が前記各相の電位のいずれとも等しくない場合に、前記系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する、請求項１に記載の電力変換装置。
前記判別部は、前記接地電位に対して前記各相の電位のいずれか２つの電位のみが変動する場合に、前記系統との結線がＶ結線であると判別し、前記接地電位に対して前記各相の電位のいずれもが変動する場合に、前記系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する、請求項１に記載の電力変換装置。
前記電力変換装置は、さらに前記接地電位から決定される零相電流を検出する零相変流部を有し、
前記判別部は、前記制御部が前記系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の一方の結線であるとみなして前記変換部の動作を制御したときに、前記検出された零相電流の電流値が所定の閾値以上である場合に、前記系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の他方であると判別する
請求項１に記載の電力変換装置。
前記直流電源は太陽電池を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
前記直流電源は蓄電池を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
前記変換部は非絶縁方式により直流電圧を交流電圧に変換する、請求項１から６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
直流電源から出力される直流電圧を交流電圧に変換する変換部と、前記変換された交流電圧を出力する出力部と、を有する電力変換装置の制御方法であって、
接地電位に対する前記変換部の各相の電位に基づいて、前記出力部に接続される系統との結線がＶ結線であるか異容量Ｖ結線であるかを判別し、
前記判別の結果に基づいて前記変換部の動作を制御する
電力変換装置の制御方法。
前記接地電位が前記各相の電位のいずれかと等しい場合に、前記系統との結線がＶ結線であると判別し、前記接地電位が前記各相の電位のいずれとも等しくない場合に、前記系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する、請求項８に記載の電力変換装置の制御方法。
前記接地電位に対して前記各相の電位のいずれか２つの電位のみが変動する場合に、前記系統との結線がＶ結線であると判別し、前記接地電位に対して前記各相の電位のいずれもが変動する場合に、前記系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する、請求項８に記
載の電力変換装置の制御方法。
前記電力変換装置は、さらに前記接地電位から決定される零相電流を検出する零相変流部を有し、
前記系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の一方の結線であるとみなして前記変換部の動作を制御したときに、前記検出された零相電流の電流値が所定の閾値以上である場合に、前記系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の他方であると判別する
請求項８に記載の電力変換装置の制御方法。
直流電源から出力される直流電圧を交流電圧に変換する変換部と、前記変換された交流電圧を出力する出力部と、を有する電力変換装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
接地電位に対する前記変換部の各相の電位に基づいて、前記出力部に接続される系統との結線がＶ結線であるか異容量Ｖ結線であるかを判別する処理と、
前記判別の結果に基づいて前記変換部の動作を制御する処理
を実行させる電力変換装置の制御プログラム。
前記コンピュータに、前記接地電位が前記各相の電位のいずれかと等しい場合に、前記系統との結線がＶ結線であると判別し、前記接地電位が前記各相の電位のいずれとも等しくない場合に、前記系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する処理を実行させる、請求項１２に記載の電力変換装置の制御プログラム。
前記コンピュータに、前記接地電位に対して前記各相の電位のいずれか２つの電位のみが変動する場合に、前記系統との結線がＶ結線であると判別し、前記接地電位に対して前記各相の電位のいずれもが変動する場合に、前記系統との結線が異容量Ｖ結線であると判別する処理を実行させる、請求項１２に記載の電力変換装置の制御プログラム。
前記電力変換装置は、さらに前記接地電位から決定される零相電流を検出する零相変流部を有し、
前記コンピュータに、前記系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の一方の結線であるとみなして前記変換部の動作を制御したときに、前記検出された零相電流の電流値が所定の閾値以上である場合に、前記系統との結線がＶ結線および異容量Ｖ結線の他方であると判別する処理を実行させる
請求項１２に記載の電力変換装置の制御プログラム。