JP2018507409A - Dc/ac電力変換システムを使用するエネルギー貯蔵および/または発電システムにおける地絡を検出するシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
DC GF = (|+DC| < 100 volts DC) || (|-DC | < 100 volts DC) (1)
If (((+DC) - (-DC)) < 500 volts DC) && (((+DC) - (-DC)) ≧ 20 volts DC)
DC GF = (|+DC| < 5 volts DC) || (|-DC | < 5 volts DC) (2)
If ((+DC) - (-DC)) ≦ 20 volts DC
DC GF = 0 (3)
AC GF (major) = ((+AC) > 400 volts p-p) || ((-AC ) > 400 volts p-p) (4)
AC GF (minor) = ((+AC) > 100 volts p-p) || ((-AC ) > 100 volts p-p) (5)
Malfunction = (|-DC| > 1,200 volts DC) || (|+DC) > 1,200 volts DC) (6)
ここで、“|−DC|”は、接地電位に対するDCバス204の−DC側のDC電圧レベルの大きさに対応し、“|+DC|”は、接地電位に対するDCバス204の+DC側のDC電圧レベルの大きさに対応する。したがって、接地電位に対する−DCまたは+DCの測定された大きさが1,200ボルトDC、または他の適切な電圧の大きさを超える条件は、DCバス204の故障または無効状態を示すことができる。
Claims (22)
- エネルギー貯蔵および/または発電システムにおける地絡を検出する方法であって、エネルギー貯蔵および/または発電システムは、直流(DC)エネルギー貯蔵および/または発電システム、DCバス、DC/交流(AC)電力変換システムおよび絶縁トランスを含み、DC/AC電力変換システムは、DC/AC双方向インバータ、DCエネルギー貯蔵および/または発電システムとDC/AC双方向インバータとの間に接続されたDCバス、およびDC/AC双方向インバータとAC電力網との間に接続された絶縁トランスを含み、前記方法は、
アナログ調整回路により、接地電位に対してDCバスの正(+DC)側の第1のDC電圧のレベル、接地電位に対してDCバスの+DC側の第1のAC電圧の振幅、接地電位に対してDCバスの負(−DC)側の第2のDC電圧のレベル、および接地電位に対してDCバスの−DC側の第2のAC電圧の振幅を監視するステップと、
アナログ調整回路により、DCバスの+DC側の第1のDC電圧の監視されたレベルに対応する第1のDC電圧値、DCバスの+DC側の第1のAC電圧の監視された振幅に対応する第2のDC電圧値、DCバスの−DC側の第2のDC電圧の監視されたレベルに対応する第3のDC電圧値、およびDCバスの−DC側の第2のAC電圧の監視された振幅に対応する第4のDC電圧値を生成するステップと、
プログラマブルプロセッサにより、第1のDC電圧値および第3のDC電圧値がエネルギー貯蔵および/または発電システム内のDC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否か、および第2のDC電圧値および第4のDC電圧値がエネルギー貯蔵および/または発電システム内のAC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否かを判断するステップと、
プログラマブルプロセッサにより、DC地絡およびAC地絡のためのそれぞれの条件の少なくとも1つが満たされることを判断した場合に、エネルギー貯蔵および/または発電システム内のDC地絡およびAC地絡の1つまたは複数の検出の少なくとも1つの出力信号表示を生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 第1のDC電圧値および第3のDC電圧値がエネルギー貯蔵および/または発電システム内のDC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否かの判断は、第1のDC電圧値と第3のDC電圧値との間の差が第1の所定のDC電圧値以上である場合には、第1のDC電圧値または第3のDC電圧値が第2の所定のDC電圧値未満であるか否かを判断することを含み、第1の所定のDC電圧値および第2の所定の電圧値は、それぞれ接地電位に対してDCバスのDC電圧の異なるレベルに対応することを特徴とする請求項1の方法。
- 第1のDC電圧値および第3のDC電圧値がエネルギー貯蔵および/または発電システム内のDC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否かの判断は、第1のDC電圧値と第3のDC電圧値との間の差が第1の所定のDC電圧値以上であるが第2の所定のDC電圧値未満である場合には、第1のDC電圧値または第3のDC電圧値が第3の所定のDC電圧値未満であるか否かを判断することを含み、第1の所定のDC電圧値、第2の所定のDC電圧値、および第3の所定のDC電圧値は、それぞれ接地電位に対してDCバスのDC電圧の異なるレベルに対応することを特徴とする請求項1の方法。
- 第2のDC電圧値および第4のDC電圧値がエネルギー貯蔵および/または発電システム内のAC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否かの判断は、第2のDC電圧値または第4のDC電圧値が所定のDC電圧値より大きいか否かを判断することを含み、所定のDC電圧値が接地電位に対してDCバスのAC電圧の所定の振幅に対応することを特徴とする請求項1の方法。
- プログラマブルプロセッサにより、DCバスの+DC側または−DC側と接地電位との間の電圧レベルを監視するステップと、
プログラマブルプロセッサにより、監視された電圧レベルがエネルギー貯蔵および/または発電システム内の故障のための少なくとも1つの条件を満たすか否かを判断するステップと、
故障のための少なくとも1つの条件が満たされると判断され、プログラマブルプロセッサにより、エネルギー貯蔵および/または発電システム内の故障の検出の少なくとも1つのさらなる出力信号表示を生成するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項1の方法。 - 監視された電圧レベルがエネルギー貯蔵および/または発電システム内の故障のための少なくとも1つの条件を満たすか否かの判断は、監視された電圧レベルが所定の電圧レベル未満であるか否かを判断することを含むことを特徴とする請求項5の方法。
- 第1のDC電圧値および第3のDC電圧値がDC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否か、または第2のDC電圧値および第4のDC電圧値がAC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否かの判断は、それぞれの条件が少なくとも所定の時間期間持続しているか否かを判断することを含むことを特徴とする請求項1の方法。
- 少なくとも1つの出力信号の生成は、それぞれの条件が少なくとも所定の時間期間持続している場合に、少なくとも1つの出力信号を生成することを含むことを特徴とする請求項7の方法。
- DCバスの+DC側の第1のDC電圧のレベル、DCバスの+DC側の第1のAC電圧の振幅、DCバスの−DC側の第2のDC電圧のレベル、およびDCバスの−DC側の第2のAC電圧の振幅を監視することは、所定の時間間隔で、第1のDC電圧のレベル、第1のAC電圧の振幅、第2のDC電圧のレベル、および第2のAC電圧の振幅のそれぞれの少なくとも一部を監視することを含むことを特徴とする請求項1の方法。
- エネルギー貯蔵および/または発電システムにおける地絡を検出するためのシステムであって、エネルギー貯蔵および/または発電システムは、直流(DC)エネルギー貯蔵および/または発電システム、DCバス、DC/交流(AC)電力変換システム、および絶縁トランスを含み、DC/AC電力変換システムは、DC/AC双方向インバータ、DCエネルギー貯蔵および/または発電システムとDC/AC双方向インバータとの間に接続されたDCバス、およびDC/AC双方向インバータとAC電力網との間に接続された絶縁トランスを含み、前記システムは、
アナログ調整回路が、
接地電位に対してDCバスの正(+DC)側の第1のDC電圧のレベル、接地電位に対してDCバスの+DC側の第1のAC電圧の振幅、接地電位に対してDCバスの負(−DC)側の第2のDC電圧のレベル、および接地電位に対してDCバスの−DC側の第2のAC電圧の振幅を監視し、
DCバスの+DC側の第1のDC電圧の監視されたレベルに対応する第1のDC電圧値、DCバスの+DC側の第1のAC電圧の監視された振幅に対応する第2のDC電圧値、DCバスの−DC側の第2のDC電圧の監視されたレベルに対応する第3のDC電圧値、およびDCバスの−DC側の第2のAC電圧の監視された振幅に対応する第4のDC電圧値を生成し、
プログラマブルプロセッサが、
第1のDC電圧値および第3のDC電圧値がエネルギー貯蔵および/または発電システム内のDC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否か、および第2のDC電圧値および第4のDC電圧値がエネルギー貯蔵および/または発電システム内のAC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否かを判断し、
DC地絡およびAC地絡のためのそれぞれの条件の少なくとも1つが満たされることを判断した場合に、エネルギー貯蔵および/または発電システム内のDC地絡およびAC地絡の1つまたは複数の検出の少なくとも1つの出力信号表示を生成する、
ことを含むシステム。 - プログラマブルプロセッサが、第1のDC電圧値と第3のDC電圧値との差が第1の所定のDC電圧値以上である場合に、第1のDC電圧値または第3のDC電圧値が第2の所定のDC電圧値未満であるか否かを判断し、第1の所定のDC電圧値および第2の所定のDC電圧値は、それぞれ接地電位に対するDCバスのDC電圧の異なるレベルに対応することを特徴とする請求項10のシステム。
- プログラマブルプロセッサが、第1のDC電圧値と第3のDC電圧値との差が第1の所定のDC電圧値以上であるが第2の所定のDC電圧値未満である場合に、第1のDC電圧値または第3のDC電圧値が第3の所定のDC電圧値未満であるか否かを判断し、第1の所定のDC電圧値、第2の所定のDC電圧値、および第3の所定のDC電圧値は、それぞれ接地電位に対してDCバスのDC電圧の異なるレベルに対応することを特徴とする請求項10のシステム。
- プログラマブルプロセッサが、第2のDC電圧値または第4のDC電圧値が所定のDC電圧値より大きいか否かを判断し、所定のDC電圧値が接地電位に対するDCバスのAC電圧の所定の振幅に対応することを特徴とする請求項10のシステム。
- プログラマブルプロセッサが、
DCバスの+DC側または−DC側と接地電位との間の電圧レベルを監視し、
監視された電圧レベルがエネルギー貯蔵および/または発電システム内の故障のための少なくとも1つの条件を満たすか否かを判断し、
故障のための少なくとも1つの条件が満たされると判断された場合に、エネルギー貯蔵および/または発電システム内の故障の検出の少なくとも1つのさらなる出力信号表示を生成することを特徴とする請求項10のシステム。 - プログラマブルプロセッサが、監視された電圧レベルが所定の電圧レベル未満であるか否かを判断することを特徴とする請求項14のシステム。
- プログラマブルプロセッサが、それぞれの条件が少なくとも所定の時間期間継続するか否かを判断することを特徴とする請求項10のシステム。
- プログラマブルプロセッサが、それぞれの条件が少なくとも所定の時間期間継続する場合に少なくとも1つの出力信号を生成することを特徴とする請求項16のシステム。
- アナログ調整回路が、所定の時間間隔で、第1のDC電圧のレベル、第1のAC電圧の振幅、第2のDC電圧のレベル、および第2のAC電圧の振幅のそれぞれの少なくとも一部を監視することを特徴とする請求項10のシステム。
- アナログ調整回路およびプログラマブルプロセッサの少なくとも一部がプログラマブルデジタルシグナルプロセッサ(DSP)を使用して実施されることを特徴とする請求項10のシステム。
- エネルギー貯蔵および/または発電システムにおいて地絡を検出する方法であって、エネルギー貯蔵および/または発電システムは複数の接続されたバッテリセル、DCバス、DC/交流(AC)電力変換システム、および絶縁トランスを含み、DC/AC電力変換システムはDC/AC双方向インバータ、複数の接続されたバッテリセルとDC/AC双方向インバータとの間に接続されたDCバス、およびDC/AC双方向インバータとAC電力網との間に接続された絶縁トランスを含み、前記方法は、
接地電位に対するDCバスの正(+DC)側または負(−DC)側の間に切り替え可能に接続された負荷抵抗を設けること、
所定の時間期間で、DCバスの+DC側または−DC側と接地電位との間の負荷抵抗を切り替え可能に接続すること、
所定の時間期間の間、接地電位に対するDCバスの+DC側または−DC側のDC電圧レベルにおける1つまたは複数の変化に対応する1つまたは複数のDC電圧値を得ることと、
DC電圧レベルにおける1つまたは複数の変化が複数の接続されたバッテリセルの中間点の付近におけるDC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否かを判断することと、
少なくとも1つの条件が満たされると判断された場合に、DC地絡の検出の少なくとも1つの信号表示を生成することと、
を含む方法。 - DC電圧レベルにおける1つまたは複数の変化がDC地絡のための少なくとも1つの条件を満たすか否かの判断は、DC電圧レベルにおけるそれぞれの変化が所定の電圧レベルを超えるか否かを判断することを含むことを特徴とする請求項20の方法。
- DC地絡の検出の少なくとも1つの信号表示を生成することが、DC電圧レベルにおける変化が所定の電圧レベルをいずれも超えない場合に、少なくとも1つの信号を生成することを含むことを特徴とする請求項21の方法。
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