JP2019103160A - Power conversion system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、一般に、電力変換システムに関し、より詳細には、複数の電力変換回路を備える電力変換システムに関する。 The present disclosure relates generally to power conversion systems, and more particularly to power conversion systems that include multiple power conversion circuits.
特許文献1には、従来の電力変換装置の一例が開示されている。特許文献1の電力変換装置では、平滑コンデンサの後段に、3つの直流−直流変換器(電力変換回路)が並列に接続されている。並列接続された直流−直流変換器の出力には、出力電流をそれぞれ測定する3つの出力電流センサを介して負荷が接続されている。制御手段は、3つの出力電流センサにて測定された出力電流から、3つの直流−直流変換器の制御を行う。
制御手段は、直流−直流変換器フェール判定手段を含んでいる。直流−直流変換器フェール判定手段は、3つの出力電流センサにて測定された出力電流から、3つの直流−直流変換器の故障を判定する。この電力変換装置では、出力電流センサにて検出された出力電流のいずれかが、予め決められた出力電流フェール閾値以上である場合に、出力電流が出力電流フェール閾値以上である直流−直流変換器を故障と判定している。 The control means includes a DC-DC converter failure determination means. The DC-DC converter failure judging means judges the failure of the three DC-DC converters from the output currents measured by the three output current sensors. In this power converter, the DC-DC converter in which the output current is equal to or higher than the output current failure threshold when any of the output currents detected by the output current sensor is equal to or higher than a predetermined output current failure threshold. Is determined to be a failure.
特許文献1では、例えば、出力電流センサ(第1計測部)に故障が発生した場合であっても、この出力電流センサで出力電流が測定される直流−直流変換器(電力変換回路)の故障である、と判定される。このため、特許文献1では、実際の故障箇所(出力電流センサ又は直流−直流変換器)に応じた制御を行うのが難しいという問題があった。
In
本開示は上記事由に鑑みてなされ、故障箇所に応じた制御を行うことを可能とする電力変換システムを提供することを目的とする。 This indication is made in view of the above-mentioned reason, and aims at providing a power conversion system which enables performing control according to a fault part.
本開示の一態様に係る電力変換システムは、複数の電力変換回路と、制御部と、故障検知部と、を備える。前記複数の電力変換回路は、一対の第1端子と一対の第2端子との間に電気的に並列接続され、入力された電圧を所望の電圧に変換する。前記制御部は、前記複数の電力変換回路の動作を制御する。前記故障検知部は、複数の第1計測部の計測値と、第2計測部の計測値とから、前記複数の第1計測部、前記第2計測部、及び前記複数の電力変換回路の何れに故障が発生しているかを検知する。前記複数の第1計測部は、前記複数の電力変換回路に一対一に対応するように設けられて、対応する電力変換回路を流れる電流をそれぞれ計測する。前記第2計測部は、前記一対の第1端子を流れる電流を計測する。 A power conversion system according to an aspect of the present disclosure includes a plurality of power conversion circuits, a control unit, and a failure detection unit. The plurality of power conversion circuits are electrically connected in parallel between the pair of first terminals and the pair of second terminals, and convert the input voltage into a desired voltage. The control unit controls the operation of the plurality of power conversion circuits. The failure detection unit is any of the plurality of first measurement units, the second measurement unit, and the plurality of power conversion circuits from the measurement values of the plurality of first measurement units and the measurement values of the second measurement unit. To detect if a failure has occurred. The plurality of first measurement units are provided in a one-to-one correspondence with the plurality of power conversion circuits, and measure the current flowing through the corresponding power conversion circuits. The second measurement unit measures the current flowing through the pair of first terminals.
本開示の別の態様に係る電力変換システムは、複数の電力変換回路と、制御部と、故障検知部と、を備える。前記複数の電力変換回路では、各々が備える第1コンデンサが一対の第1端子間に電気的に直列接続され、かつ、各々が備える第2コンデンサが一対の第2端子間に直列接続されている。前記複数の電力変換回路の各々は、前記第1及び第2コンデンサの一方を介して入力された電圧を所望の電圧に変換して前記第1及び第2コンデンサの他方から出力する。前記制御部は、前記複数の電力変換回路の動作を制御する。前記故障検知部は、複数の第1計測部の計測値と、第2計測部の計測値とから、前記複数の第1計測部、前記第2計測部、及び前記複数の電力変換回路の何れに故障が発生しているかを検知する。前記複数の第1計測部は、前記複数の電力変換回路に一対一に対応するように設けられて、対応する電力変換回路の前記第1コンデンサ間の電圧をそれぞれ計測する。前記第2計測部は、前記一対の第1端子間の電圧を計測する。 A power conversion system according to another aspect of the present disclosure includes a plurality of power conversion circuits, a control unit, and a failure detection unit. In the plurality of power conversion circuits, the first capacitors provided in each are electrically connected in series between the pair of first terminals, and the second capacitors provided in each are connected in series between the pair of second terminals. . Each of the plurality of power conversion circuits converts a voltage input through one of the first and second capacitors into a desired voltage and outputs the voltage from the other of the first and second capacitors. The control unit controls the operation of the plurality of power conversion circuits. The failure detection unit is any of the plurality of first measurement units, the second measurement unit, and the plurality of power conversion circuits from the measurement values of the plurality of first measurement units and the measurement values of the second measurement unit. To detect if a failure has occurred. The plurality of first measurement units are provided in one-to-one correspondence with the plurality of power conversion circuits, and respectively measure the voltage between the first capacitors of the corresponding power conversion circuits. The second measuring unit measures a voltage between the pair of first terminals.
本開示は、故障箇所に応じた制御を行うことが可能となるという利点がある。 The present disclosure has the advantage that control can be performed according to the failure location.
以下に説明する実施形態は、本発明の種々の実施形態の一つに過ぎない。本発明の実施形態は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外も含み得る。また、下記の実施形態は、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 The embodiments described below are only one of various embodiments of the present invention. Embodiments of the present invention are not limited to the following embodiments, but may include others. In addition, various modifications can be made according to the design and the like as long as the following embodiments do not deviate from the technical idea according to the present invention.
(1)実施形態1
(1.1)概要
図1は、本実施形態の電力変換システム100のシステム構成図である。
(1)
(1.1) Outline FIG. 1 is a system configuration diagram of a
図1に示すように、電力変換システム100は、複数(N個;Nは2以上の整数であって、ここではN=3)の電力変換回路11〜13と、処理装置2と、を備えている。処理装置2は、制御部20と、故障検知部21と、記憶部22と、通知部23と、を備えている。複数の電力変換回路11〜13は、一対の第1端子と一対の第2端子との間に、電気的に並列接続されている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、電力変換システム100は、直流電源8と中間バス9との間に電気的に接続されている。電力変換システム100において、一対の第1端子と一対の第2端子とのうちの一方は、直流電源8に電気的に接続される一対の電源側端子31,32であり、他方は、中間バス9に電気的に接続される一対のバス側端子41,42である。ここでは、一対の第1端子が一対の電源側端子31,32であり、一対の第2端子が一対のバス側端子41,42であるとする。
In the present embodiment, the
図1に示すように、複数の電力変換回路11〜13に一対一に対応するように、複数の第1計測部51〜53が設けられている。複数の第1計測部51〜53の各々は、対応する電力変換回路11〜13を流れる電流を計測する。より詳細には、複数の第1計測部51〜53の各々は、対応する電力変換回路11〜13と一対の第1端子(一対の電源側端子31,32)との間を流れる電流を計測する。
As shown in FIG. 1, a plurality of
また、一対の第1端子(一対の電源側端子31,32)と直流電源8との間の電路には、第2計測部6が設けられている。第2計測部6は、一対の第1端子(一対の電源側端子31,32)を流れる電流を計測する。第2計測部6は、例えば、直流電源8と一体に設けられており、直流電源8が出力電流の大きさを調整するために用いられる電流センサである。
In addition, a
電力変換システム100において、複数の電力変換回路11〜13の各々は、入力された電圧を所望の電圧に変換する。制御部20は、複数の第1計測部51〜53の計測結果(計測値)を用いて、複数の電力変換回路11〜13の動作を制御する。故障検知部21は、複数の第1計測部51〜53の計測値と、第2計測部6の計測値とから、複数の第1計測部51〜53、第2計測部6、及び複数の電力変換回路11〜13の何れに故障が発生しているかを検知する。
In the
本実施形態の電力変換システム100では、故障検知部21によって、複数の第1計測部51〜53、第2計測部6、及び複数の電力変換回路11〜13の何れに故障が発生しているかを特定している。このため、本実施形態の電力変換システム100では、制御部20が、故障検知部21で特定した故障箇所に応じた動作を、複数の電力変換回路11〜13に行わせることが可能となる。
In the
(1.2)詳細
本実施形態の電力変換システム100の構成について、図1,図2を用いて説明する。以下の説明では、複数の電力変換回路11〜13の各々を区別しない場合、電力変換回路1といい、複数の第1計測部51〜53の各々を区別しない場合、第1計測部5という。また、以下では、第1計測部5(第1計測部51〜53)を第1電流計測部5(第1電流計測部51〜53)といい、第2計測部6を第2電流計測部6という。なお、「端子」は、必ずしも、電線を接続するための部品として実体を有しなくてもよく、例えば電子部品のリードや、回路基板に含まれる導体の一部であってもよい。
(1.2) Details The configuration of the
図1に示すように、本実施形態の電力変換システム100は、複数(ここでは3つ)の電力変換回路11〜13と、処理装置2と、報知装置230と、を備えている。処理装置2は、制御部20と、故障検知部21と、記憶部22と、通知部23と、を備えている。また、本実施形態の電力変換システム100は、一対の電源側端子31,32及び一対のバス側端子41,42を備えている。さらに、電力変換システム100には、複数(ここでは3つ)の第1電流計測部51〜53、及び第2電流計測部6が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
一対の電源側端子31,32には、直流電源8が電気的に接続されている。一対の電源側端子31,32間には、直流電源8から直流電圧が入力される。以下、一対の電源側端子31,32間に入力される直流電圧を「入力電圧V1」という。ここでは、直流電源8として蓄電池を想定しているが、これに限られない。直流電源8は、太陽電池又は燃料電池等であってもよい。
A DC power supply 8 is electrically connected to the pair of power
一対のバス側端子41,42は、中間バス9に電気的に接続されている。中間バス9には、例えばインバータ回路(DC−ACインバータ回路)91が電気的に接続されている。このため、一対のバス側端子41,42から出力される直流電圧は、インバータ回路91に入力される。以下、一対のバス側端子41,42間から出力される電圧を「出力電圧V2」という。インバータ回路91は、例えば4つのスイッチング素子からなるフルブリッジ・インバータであり、電力変換システム100から出力される直流電圧を、交流電圧に変換する。インバータ回路91の出力する交流電圧は、負荷92に供給される。
The pair of
負荷92は、交流電圧を受けて動作する機器又は電力系統等であり、ここでは電力系統である。負荷92が電力系統である場合、インバータ回路91は、電力系統の系統電圧の位相と同期した電流が流れるように制御される。
The
本実施形態の電力変換システム100は、インバータ回路91とともにパワーコンディショナを構成する。パワーコンディショナは、定常時、系統連系運転を行い、直流電源8から入力される直流電力を交流電力に変換し、電力系統へ出力する。また、パワーコンディショナは、電力系統の停電等の異常時には、解列器を開放し、電力系統から解列された状態で交流電力を出力する自立運転を行う。
The
本実施形態の電力変換システム100において、複数の電力変換回路1は、一対の電源側端子31,32と一対のバス側端子41,42との間に電気的に並列接続されている。複数の電力変換回路1は、出力電圧V2が安定するように、入力電圧V1を昇圧して出力する。ここで、「出力電圧V2が安定する」とは、出力電圧V2の電圧値が大幅に変動しないように出力電圧V2の電圧値の変動が抑制されている状態を意味し、出力電圧V2が一定の電圧に維持される状態だけでなく、出力電圧V2が一定の電圧を含むある範囲に収まる状態を含む。例えば、負荷92が電力系統であれば、電力変換回路1は、出力電圧V2が基準電圧以上となるように(つまり、出力電圧V2が系統電圧よりも高くなるように)入力電圧V1を昇圧する。基準電圧は、例えば300〜330〔V〕である。
In the
本実施形態では、複数の電力変換回路1の各々は、非絶縁式の昇圧型のDC−DCコンバータである。図2に示すように、電力変換回路1は、一対の入力端子T11,T12と、2つのコンデンサC1,C2と、インダクタL1と、ダイオードD1と、スイッチング素子Q1と、一対の出力端子T21,T22と、を備えている。
In the present embodiment, each of the plurality of
コンデンサC1は、一対の入力端子T11,T12間に電気的に接続されている。コンデンサC2は、一対の出力端子T21,T22間に電気的に接続されている。インダクタL1の第1端は、高電位側の入力端子T11に電気的に接続され、第2端はダイオードD1のアノードに電気的に接続されている。ダイオードD1のカソードは、高電位側の出力端子T21に電気的に接続されている。スイッチング素子Q1は、エンハンスメント型のnチャネルMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)からなる。スイッチング素子Q1のソースは、低電位側の入力端子T12および出力端子T22に電気的に接続されている。スイッチング素子Q1のドレインは、インダクタL1の第2端およびダイオードD1のアノードに電気的に接続されている。スイッチング素子Q1は、制御部20から与えられる制御信号によりオン/オフする。言い換えれば、スイッチング素子Q1は、制御部20により制御される。スイッチング素子Q1はMOSFETに限定されず、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)又はバイポーラトランジスタ等の、他の半導体スイッチ素子であってもよい。
The capacitor C1 is electrically connected between the pair of input terminals T11 and T12. The capacitor C2 is electrically connected between the pair of output terminals T21 and T22. The first end of the inductor L1 is electrically connected to the high potential side input terminal T11, and the second end is electrically connected to the anode of the diode D1. The cathode of the diode D1 is electrically connected to the output terminal T21 on the high potential side. The switching element Q1 is formed of an enhancement type n-channel MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). The source of the switching element Q1 is electrically connected to the low potential side input terminal T12 and the output terminal T22. The drain of the switching element Q1 is electrically connected to the second end of the inductor L1 and the anode of the diode D1. The switching element Q1 is turned on / off by a control signal supplied from the
電力変換回路1における一対の入力端子T11,T12は、電力変換システム100における一対の電源側端子31,32と、それぞれ電気的に接続されている。したがって、一対の入力端子T11,T12間には、直流電源8から直流電圧(入力電圧V1)が入力される。電力変換回路1における一対の出力端子T21,T22は、電力変換システム100における一対のバス側端子41,42と、それぞれ電気的に接続されている。電力変換回路1は、一対の入力端子T11,T12間に入力される直流電圧(入力電圧V1)を、所望の直流電圧(出力電圧V2)に変換し、変換後の直流電圧を一対の出力端子T21,T22から中間バス9(インバータ回路91)へ出力する。
The pair of input terminals T11 and T12 in the
複数の第1電流計測部51〜53は、複数の電力変換回路11〜13に一対一に対応して設けられている。詳しくは、第1電流計測部51が電力変換回路11に対応し、第1電流計測部52が電力変換回路12に対応し、第1電流計測部53が電力変換回路13に対応する。複数の第1電流計測部5の各々は、対応する電力変換回路1を流れる電流を検出する機能を有している。
The plurality of first
複数の第1電流計測部5の各々は、図1に示すように、対応する電力変換回路1の高電位側の入力端子T11と、分岐点P1と、の間に設けられている。分岐点P1は、高電位側の電源側端子31から、この電力変換回路1に電流が流れる経路と他の電力変換回路1に流れる経路とに分岐する点である。すなわち、本実施形態では、複数の第1電流計測部5の各々は、高電位側の電源側端子31(あるいは分岐点P1)から対応する電力変換回路1へと流れ込む電流を、計測している。
As shown in FIG. 1, each of the plurality of first
第2電流計測部6は、図1に示すように、一対の電源側端子31,32と直流電源8との間に設けられている。第2電流計測部6は、一対の電源側端子31,32を流れる電流を検出する機能を有している。具体的には、第2電流計測部6は、直流電源8の高電位側の出力端子と、高電位側の電源側端子31と、の間に設けられている。すなわち、本実施形態では、第2電流計測部6は、直流電源8から高電位側の電源側端子31(あるいは分岐点P1)へと流れ込む電流を、計測している。
As shown in FIG. 1, the second
複数の第1電流計測部5及び第2電流計測部6の各々は、例えばカレントトランスを用いて構成され、計測値(電流の実効値)に応じた信号を、処理装置2に対して出力する。
Each of the plurality of first
処理装置2は、複数の第1電流計測部5、及び第2電流計測部6の計測結果(計測値)を取得し、取得した計測値を参照して、複数の電力変換回路1のスイッチング素子Q1を制御する。
The
処理装置2は、例えばマイコン(マイクロコンピュータ)やDSP(Digital Signal Processor)を主構成としており、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより各種処理を実行する。処理装置2は、プログラムを実行することにより、制御部20及び故障検知部21の機能を実現する。プログラムは、予めメモリに記憶されていてもよく、電気通信回線を通して提供されてもよく、記憶媒体に記憶されて提供されてもよい。
The
処理装置2の記憶部22は、例えばROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の半導体メモリであり、種々の情報を記憶する。
The
処理装置2の通知部23は、通信のためのインターフェースであり、報知装置230に、種々の情報を含む信号を送信するために用いられる。通知部23は、報知装置230に有線で接続されて報知装置230に対して有線で信号を送信してもよいし、例えば近距離無線通信等を用いて、報知装置230に対して無線で信号を送信してもよい。
The
制御部20は、複数の電力変換回路1の各々のスイッチング素子Q1に制御信号を与え、オン/オフを切り替えることで、複数の電力変換回路1の動作を制御する。この制御信号は、PWM(Pulse Width Modulation)信号である。なお、制御信号はPWM信号に限定されず、例えばPFM(Pulse Frequency Modulation)信号やPAM(Pulse Amplitude Modulation)信号であってもよい。
The
具体的には、制御部20は、出力電圧V2が目標電圧に近づき、かつ、複数の電力変換回路1の各々について、対応する第1電流計測部5の計測値が目標値に近づくよう制御している。複数の電力変換回路1について、上記の目標値は共通の値であってもよいし互いに異なる値であってもよい。例えば制御信号がPWM信号の場合、制御部20は、複数の電力変換回路1に与える制御信号のデューティを調整することにより、上記の制御を実現する。
Specifically,
故障検知部21は、複数の第1電流計測部5の計測値及び第2電流計測部6の計測値から、複数の電力変換回路1、複数の第1電流計測部5、及び第2電流計測部6の何れかに故障が発生しているか否かを検知する。また、故障検知部21は、複数の第1電流計測部5の計測値及び第2電流計測部6の計測値から、複数の電力変換回路1、複数の第1電流計測部5、及び第2電流計測部6の何れに故障が発生しているかを特定する。故障検知部21が故障の発生を検知する方法、及び複数の電力変換回路1、複数の第1電流計測部5、及び第2電流計測部6の何れに故障が発生しているかを特定する方法については、「(1.3)故障検知部の動作」の欄で説明する。
The
故障検知部21は、複数の電力変換回路1、複数の第1電流計測部5、及び第2電流計測部6の何れかに故障が発生していることを検知すると、制御部20に故障の発生を通知する。また、故障検知部21は、複数の電力変換回路1、複数の第1電流計測部5、及び第2電流計測部6のうちの何れに故障が発生しているか(すなわち、故障箇所)を、制御部20に通知する。また、故障検知部21は、通知部23を介して報知装置230に、複数の電力変換回路1、複数の第1電流計測部5、及び第2電流計測部6のうちの何れに故障が発生しているかを通知する。
When the
制御部20は、故障検知部21から故障箇所の通知を受けると、故障箇所に応じて複数の電力変換回路1の動作を制御(変更)する。故障検知部21から故障箇所の通知を受け取った場合に、制御部20が複数の電力変換回路1の動作を制御(変更)する方法については、「(1.4)故障検知時の動作」の欄で説明する。
When receiving the notification of the failure point from the
報知装置230は、例えば、ディスプレイ等のような視覚的に情報を表示する装置を備えている。報知装置230は、例えば、通知部23から受け取った信号に基づいて、故障箇所を示す文字情報を表示する。ただし、報知装置230の構成はこれに限られない。例えば、報知装置230は、複数の電力変換回路1、複数の第1電流計測部5、及び第2電流計測部6にそれぞれ対応付けられた複数の光源(例えばLED:Light Emitting Diode)を備え、故障箇所に対応した光源を点灯させてもよい。また、報知装置230は、視覚的に情報を表示する装置に限られず、例えば、音声又はブザー音によって聴覚的に情報を出力する装置であってもよい。
The
(1.3)故障検知部の動作
次に、故障検知部21が、故障の発生を検知する方法、及び故障箇所を特定する方法について、図3、図4のフローチャートを参照して説明する。なお、この欄の説明では、複数の電力変換回路1及び複数の第1電流計測部5の個数を、“N(Nは2以上の整数)”で表すこととする。また、適宜、N個の電力変換回路1を電力変換回路1n(nは、1〜Nのうちの任意の整数)と記載して互いに区別し、N個の第1電流計測部5を第1電流計測部5n(nは、1〜Nのうちの任意の整数)と記載して互いに区別する。
(1.3) Operation of Failure Detection Unit Next, a method of detecting the occurrence of a failure and a method of specifying a failure location will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 3 and 4. In the description of this section, the numbers of the plurality of
動作を開始すると、故障検知部21は、まず、計測部故障状態であるか否かの判定を行う。計測部故障状態は、複数の第1電流計測部51〜5N及び第2電流計測部6のうちの何れかに故障が発生している状態である。
When the operation is started, the
故障検知部21は、複数の第1電流計測部51〜5Nから計測値I11〜I1Nをそれぞれ取得し、第2電流計測部6から計測値I2を取得する(S1)。次に、故障検知部21は、複数の第1電流計測部51〜5Nから取得した計測値I11〜I1Nの合計値を求め、求めた合計値と第2電流計測部6の計測値I2との差分(絶対値)Idifを求める。また、故障検知部21は、求めた差分Idifが所定の判定閾値Ith以上であるか否かを判定する(S2)。ここで、判定閾値Ithは任意の大きさを有していてよいが、例えば、第2電流計測部6の計測値I2の大きさよりも小さな値に設定される。上記のように、第2電流計測部6は分岐点P1よりも直流電源8側の電路の電流を計測しており、複数の第1電流計測部51〜5Nは、分岐点P1から分岐された複数の電力変換回路11〜1Nを流れる電流をそれぞれ計測している。よって、複数の第1電流計測部51〜5N及び第2電流計測部6の何れにも故障が発生していない場合、複数の第1電流計測部51〜5Nの計測値I11〜I1Nの合計値と、第2電流計測部6の計測値I2とは略等しくなり、差分Idifは略0となる。これに基づき、故障検知部21は、差分Idifが判定閾値Ith以上である場合(S2:Yes)には、複数の第1電流計測部51〜5N及び第2電流計測部6の何れかに故障が発生している(計測部故障状態である)と検知する(S3)。
計測部故障状態である場合、故障検知部21は、複数の第1電流計測部51〜5Nと第2電流計測部6のうちの、何れに故障が発生しているかを特定する。具体的には、故障検知部21は、複数の電力変換回路1n(nは、1〜Nのうちの任意の整数)の各々について、対応する第1電流計測部5nの計測値I1nと目標値との差分(絶対値)Dnを求める。また、故障検知部21は、複数の電力変換回路1nの各々について、求めた差分Dnが所定の第1閾値Thn以上であるか否かを判定する。故障検知部21は、差分Dnが第1閾値Thn以上であるという条件を満たす電力変換回路1があれば、条件を満たした電力変換回路1に対応する第1電流計測部5を、故障が発生している被故障計測部であると検知する。なお、第1閾値Thnは、複数の電力変換回路1nで共通であってもよいし互いに異なっていてもよい。
If the measurement unit is in a failure state, the
より詳細には、故障検知部21は、計測部故障状態である場合、複数の電力変換回路1nの各々について、対応する第1電流計測部5nが被故障計測部であるか否かを順番に判定する。故障検知部21は、まず、判定順i(iは、1〜Nの整数)が1番目(i=1)の電力変換回路11について(S4)、求めた差分D1が第1閾値Th1以上であるか否かを判定する(S5)。差分D1が第1閾値Th1未満の場合(S5:No)、故障検知部21は、1番目の電力変換回路11に対応する第1電流計測部51を、故障が発生していない正常計測部であると判定する(S6)。一方、差分D1が第1閾値Th1以上の場合(S5:Yes)、故障検知部21は、1番目の電力変換回路11に対応する第1電流計測部51を、故障が発生している被故障計測部であると判定する(S7)。故障検知部21は、処理装置2の記憶部22に、この第1電流計測部51が被故障計測部である旨を記憶させる(S8)。また、故障検知部21は、被故障計測部の数を示す被故障数FS(初期値は0)を1だけ増加させる(S9)。
More specifically, in the failure state of the measurement unit, the
上記のステップS6及びステップS9の何れかの後、故障検知部21は、判定順iを1だけ増加させ(S10)、判定順iが第1電流計測部5の個数Nを超えたか否かを判定する(S11)。判定順iが第1電流計測部5の個数Nを超えていなければ(S11:No)、故障検知部21はステップS5に戻り、次の電力変換回路1iについて、ステップS5〜S9の動作を行う。一方、ステップS11において判定順iが第1電流計測部5の個数Nを超えていれば(S11:Yes)、故障検知部21は、全ての電力変換回路1nについて、第1電流計測部5nが被故障計測部であるか否かの判定が終了したと判断する。
After either step S6 or step S9, the
続いて、故障検知部21は、被故障数FSが初期値よりも大きいか否かを判定する(S12)。被故障数FSが初期値よりも大きい場合(S12:Yes)、故障検知部21は、複数の第1電流計測部51〜5Nの何れかに故障が発生していると判定する(S13)。また故障検知部21は、記憶部22から、何れの第1電流計測部5が被故障計測部であるかを読み出して、制御部20及び報知装置230に被故障計測部の通知を行い(S14)、動作を終了する。一方、被故障数FSが初期値のままの場合(S12:No)、故障検知部21は、第2電流計測部6に故障が発生していると判定し(S15)、制御部20及び報知装置230に、第2電流計測部6に故障が発生している旨の通知を行い(S14)、動作を終了する。
Subsequently, the
ステップS2に戻って、差分Idifが判定閾値Ith未満である場合(S2:No)、故障検知部21は、複数の第1電流計測部51〜5N及び第2電流計測部6には故障が発生していない(計測部正常状態である)と判定する(S21)。計測部正常状態では、故障検知部21は、複数の電力変換回路1nに故障が発生しているか否かを判定する。
Returning to step S2, when the difference I dif is less than the determination threshold I th (S2: No), the
計測部正常状態である場合、故障検知部21は、複数の電力変換回路1nの各々について、対応する第1電流計測部5nの計測値I1nと目標値との差分(絶対値)Dnを求める。また、故障検知部21は、複数の電力変換回路1nの各々について、求めた差分Dnが所定の第2閾値Txn以上であるか否かを判定する。故障検知部21は、差分Dnが第2閾値Txn以上であるという条件を満たす電力変換回路1があれば、条件を満たした電力変換回路1を、故障が発生している被故障電力変換回路であると検知する。なお、第2閾値Txnは、複数の電力変換回路1nで共通であってもよいし互いに異なっていてもよい。また、複数の電力変換回路1nの各々において、第2閾値Txnは、第1閾値Thnと同じであってもよいし異なっていてもよい。
When the measurement unit is in the normal state, the
より詳細には、故障検知部21は、計測部正常状態である場合、複数の電力変換回路1nの各々について、被故障電力変換回路であるか否かを順番に検知する。故障検知部21は、まず、複数の電力変換回路1nの各々について、対応する第1電流計測部5nの計測値I1nと目標値との差分(絶対値)Dnを求める。そして、故障検知部21は、判定順j(iは、1〜Nの整数)が1番目(j=1)の電力変換回路11について(S22)、求めた差分D1が第2閾値Tx1以上であるか否かを判定する(S23)。差分D1が第2閾値Tx1未満の場合(S23:No)、故障検知部21は、1番目の電力変換回路11を、故障が発生していない正常電力変換回路であると検知する(S24)。一方、差分D1が第2閾値Tx1以上の場合(S23:Yes)、故障検知部21は、1番目の電力変換回路11を、故障が発生している被故障電力変換回路であると判定する(S25)。故障検知部21は、処理装置2の記憶部22に、この電力変換回路11が被故障電力変換回路である旨を記憶させる(S26)。また、故障検知部21は、被故障電力変換回路の数を示す被故障数FC(初期値は0)を1だけ増加させる(S27)。
More specifically, when the measurement unit is in the normal state, the
上記のステップS24及びステップS27の何れかの後、故障検知部21は、判定順jを1だけ増加させ(S28)、判定順jが電力変換回路1の個数Nを超えたか否かを判定する(S29)。判定順jが電力変換回路1の個数Nを超えていなければ(S29:No)、故障検知部21はステップS23に戻り、次の電力変換回路1jについて、ステップS23〜S28の動作を行う。一方、ステップS29において判定順jが電力変換回路1の個数Nを超えていれば(S29:Yes)、故障検知部21は、全ての電力変換回路1nについて、被故障電力変換回路であるか否かの判定が終了したと判断する。
After either step S24 or step S27, the
続いて、故障検知部21は、被故障数FCが初期値よりも大きいか否かを判定する(S30)。被故障数FCが初期値よりも大きい場合(S30:Yes)、故障検知部21は、複数の電力変換回路11〜1Nの何れかに故障が発生していると判定する(S31)。また故障検知部21は、記憶部22から、何れの電力変換回路が被故障電力変換回路であるかを読み出し、制御部20及び報知装置230に被故障電力変換回路の通知を行い(S14)、動作を終了する。一方、被故障数FCが初期値のままの場合(S30:No)、故障検知部21は、複数の第1電流計測部5、第2電流計測部6、及び複数の電力変換回路1の何れにも故障が発生していないと判定し(S32)、動作を終了する。
Subsequently, the
故障検知部21は、任意のタイミング(例えば一定周期)で上記の動作を行い、故障の発生の有無の判定及び故障箇所の特定を行う。
The
(1.4)故障検知時の動作
次に、故障検知部21から故障箇所の通知を受けた際の制御部20の動作について、図1に示す例を用いて説明する。制御部20は、通知された故障箇所に応じて、複数の電力変換回路1の動作を制御(変更)する。
(1.4) Operation at the Time of Failure Detection Next, an operation of the
(1.4.1)第1計測部の故障時
まず、制御部20が、故障検知部21から、複数の第1電流計測部51〜53の何れかに故障が発生している(複数の第1電流計測部51〜53のうちの何れかが被故障計測部である)旨の通知を受けた場合について、説明する。
(1.4.1) At the time of failure of the first measurement unit First, the
制御部20は、故障検知部21から通知を受け取ると、被故障計測部の数(被故障数FS)を判定する。制御部20は、被故障数FSが2以上であれば、複数の電力変換回路1を正常に動作させるのに困難が生じる可能性があると判定して、例えば、全ての電力変換回路11〜13の動作を停止させる。
When the
一方、制御部20は、被故障数FSが1であれば、複数の電力変換回路11〜13を正常に動作させることが可能と判定して、複数の電力変換回路11〜13の動作を継続させる。このときに、制御部20が複数の電力変換回路11〜13を動作させる方法について、以下に説明する。なお、以下では、複数の第1電流計測部51〜53のうち、第1電流計測部51に故障が発生した場合について説明するが、第1電流計測部52又は第1電流計測部53に故障が発生した場合も同様である。
On the other hand, if the number of failures FS is 1, the
制御部20は、上記のように、複数の第1電流計測部51〜53から計測値I11〜I13を取得し、第2電流計測部6から計測値I2を取得している。ここで、制御部20は、第1電流計測部51が被故障計測部である旨の通知を故障検知部21から受けた場合、第1電流計測部51から取得した計測値I11は正しい値ではない(実際に電力変換回路11を流れる電流を反映していない)と判定する。そして、制御部20は、第2電流計測部6から取得した計測値I2及び残りの第1電流計測部52,53(正常計測部)から取得した計測値I12,I13を用いて、第1電流計測部51で計測されるべき電流の正しい値(演算値)を演算する。具体的には、制御部20は、第2電流計測部6から取得した計測値I2から、第1電流計測部52,53から取得した計測値I12,I13の合計値を差し引いた値(I2−(I12+I13))を、演算値とする。そして、制御部20は、被故障計測部(第1電流計測部51)に対応する電力変換回路11については、求めた演算値が目標値に近づくように、電力変換回路11の動作を制御する。なお、正常計測部である第1電流計測部52,53に対応する電力変換回路12,13については、対応する第1電流計測部52,53の計測値I12,I13が目標値に近づくように、制御部20が電力変換回路12,13の動作をそれぞれ制御すればよい。
As described above, the
上記のように、本実施形態では、被故障計測部の計測値I11に代えて、第2電流計測部6による計測値I2及び正常計測部である第1電流計測部52,53による計測値I12,I13から、演算値を算出している。そして、本実施形態では、求めた演算値を用いて、被故障計測部に対応する電力変換回路11の動作を継続させている。これにより、第1電流計測部5の何れかに故障が発生した場合でも、全ての電力変換回路11〜13の動作を継続させることが可能となる。すなわち、電力変換システム100から、複数の第1電流計測部51〜53に故障が発生していないときと同程度の電力を出力させることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, instead of the measured value I 11 of the failure measurement unit, the measurement by the first current measuring
また、本実施形態では、被故障計測部の個数(被故障数FS)が2個以上であれば、全ての電力変換回路11〜13の動作を停止させている。ここで、被故障計測部の数が2以上であれば、第2電流計測部6の計測値I2及び残りの第1電流計測部5(正常計測部)による計測値のみからでは、被故障計測部で計測されるべき電流の値それぞれを正確に求めることはできない。つまり、2個以上の被故障計測部に対応する2個以上の電力変換回路を流れる電流の、合計値しか演算できない。したがって、2個以上の被故障計測部に対応する電力変換回路を流れる電流を求めるには、例えば、被故障計測部に対応する電力変換回路を流れる電流は互いに等しい、等の仮定が必要となる。このため、被故障計測部に対応する電力変換回路の動作が不安定になる等の、不具合が発生する可能性がある。これに対し、本実施形態のように、被故障計測部の個数(被故障数FS)が2個以上であれば、全ての電力変換回路11〜13の動作を停止させることで、このような不具合の発生を抑制することが可能となる。
Further, in the present embodiment, when the number of failure measurement units (number of failures FS) is two or more, the operation of all the
もちろん、第2電流計測部6の計測値及び正常計測部の計測値から、被故障計測部で計測されるべき値を正しく推定できる場合には、被故障計測部が2個以上であっても、複数の電力変換回路1の動作を継続させてもよい。例えば、複数の電力変換回路11〜13が全て同じ構成であって、複数の電力変換回路11〜13に同一の制御信号を送信することで複数の電力変換回路11〜13に同一の動作を行わせる構成であれば、複数の電力変換回路11〜13を流れる電流は略等しくなる。この場合、第2電流計測部6の計測値から正常計測部の計測値の合計値を差し引き、得られた値を等分することで、被故障計測部に対応する電力変換回路を流れる電流の値を推定することが可能である。
Of course, if the value to be measured by the failure measurement unit can be correctly estimated from the measurement value of the second
(1.4.2)第2計測部の故障時
次に、制御部20が、故障検知部21から、第2電流計測部6に故障が発生している旨の通知を受けた場合について、説明する。
(1.4.2) When the Second Measurement Unit Fails Next, when the
上記のように、制御部20は、複数の第1電流計測部51〜53から計測値I11〜I13を取得し、第2電流計測部6から計測値I2を取得している。ここで、制御部20は、第2電流計測部6が被故障計測部である旨の通知を故障検知部21から受けた場合、第2電流計測部6から取得した計測値I2は正しい値ではない(実際に一対の電源側端子31,32を流れている電流を反映していない)と判定する。そして、制御部20は、複数の第1電流計測部51〜53から取得した計測値I11〜I13を用いて、第2電流計測部6で計測されるべき電流の正しい値(演算値)を演算する。具体的には、制御部20は、複数の第1電流計測部51〜53から取得した計測値I11〜I13の合計値を、演算値として求める。制御部20は、求めた演算値を、例えば直流電源8に送信し、直流電源8は、制御部20から受け取った演算値を用いて動作を継続する。
As described above, the
一方、故障検知部21は、複数の電力変換回路11〜13については、複数の第1電流計測部51〜53から取得した計測値I11〜I13を用いて、動作を継続させる。
On the other hand, the
上記のように、本実施形態では、第2電流計測部6の計測値I2に代えて、複数の第1電流計測部51〜53による計測値I11〜I13から、演算値を求めている。そして、例えば、第2電流計測部6の計測値I2を用いて動作する直流電源8に演算値を送信する等のように、求めた演算値を用いて、複数の電力変換回路11〜13の動作を継続させている。これにより、第2電流計測部6に故障が発生した場合でも、電力変換回路11〜13の動作を継続させることが可能となる。すなわち、電力変換システム100から、第2電流計測部6に故障が発生していないときと同程度の電力を出力させることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, instead of the measured value I 2 of the second current measuring
(1.4.3)電力変換回路の故障時
最後に、制御部20が、故障検知部21から、複数の電力変換回路11〜13の何れかに故障が発生している(複数の電力変換回路11〜13のうちの何れかが被故障電力変換回路である)旨の通知を受けた場合について、説明する。以下では、複数の電力変換回路11〜13のうち、電力変換回路11に故障が発生した場合について説明するが、電力変換回路12又は電力変換回路13に故障が発生した場合も同様である。
(1.4.3) At the time of failure of the power conversion circuit Finally, the
故障検知部21から、電力変換回路11が被故障電力変換回路である旨の通知を受けた場合、制御部20は、電力変換回路11の動作を停止させる。その一方、制御部20は、電力変換回路12,13については、第1電流計測部51,52の計測値I12,I13を用いて、動作を継続させる。このように、本実施形態では、複数の電力変換回路11〜13の何れかに故障が発生したと検知された場合、故障が発生したと検知された電力変換回路11の動作を停止させ、残りの電力変換回路12,13の動作を継続させる。これにより、電力変換回路11の動作を停止させる分だけ、電力変換システム100から出力可能な電力の最大値は減少するものの、電力変換システム100からの電力の出力を継続させることが可能となる。
When receiving notification from power
なお、出力電力が定格電力よりも小さい状態で複数の電力変換回路11〜13が動作しているときに、電力変換回路11の動作を停止させる場合、制御部20は、定格電力の範囲内で、残りの電力変換回路12,13の出力電力を増加させてもよい。例えば、複数の電力変換回路11〜13の各々の定格電力が1000Wであって、それぞれが出力電力700W(すなわち、出力電力の合計が2100W)で動作している状態を想定する。この状態で、電力変換回路11を停止させる場合、制御部20は、制御信号を制御することで、電力変換回路12,13の出力電力を1000W(出力電力の合計が2000W)に増加させる。これにより、電力変換システム100から出力される電力の減少分を、抑えることができる。
In the case where the operation of the
(2)実施形態2
実施形態2の電力変換システム200について、図5を参照して説明する。図5は、本実施形態の電力変換システム200のシステム構成図である。
(2)
The
本実施形態の電力変換システム200は、複数の電力変換回路11〜13が、一対の第1端子と一対の第2端子との間で、いわゆる直列に接続されている点で、実施形態1の電力変換システム100と相違する。また、本実施形態の電力変換システム200は、複数の第1計測部51〜53及び第2計測部6の代わりに、複数の第1計測部251〜253及び第2計測部26が設けられている点で、実施形態1の電力変換システム100と相違する。複数の第1計測部251〜253の各々は、対応する電力変換回路11〜13の第1コンデンサ(ここでは、コンデンサC1)(図2参照)間の電圧をそれぞれ計測する。第2計測部26は、一対の第1端子(ここでは、一対の電源側端子31,32)間の電圧を計測する。本実施形態において、実施形態1と同様の構成については、同様の符号を付して適宜説明を省略する。また、以下では、第1計測部25(第1計測部251〜253)を第1電圧計測部25(第1電圧計測部251〜253)といい、第2計測部26を第2電圧計測部26という。
The
本実施形態の電力変換システム200では、複数の電力変換回路11〜13がそれぞれ備えるコンデンサC1が、一対の電源側端子31,32間に電気的に直列接続されている。具体的には、高電位側の電源側端子31が、電力変換回路11の高電位側の入力端子T11に電気的に接続され、電力変換回路11の低電位側の入力端子T12が、電力変換回路12の高電位側の入力端子T11に電気的に接続されている。また、電力変換回路12の低電位側の入力端子T12が、電力変換回路13の高電位側の入力端子T11に電気的に接続され、電力変換回路13の低電位側の入力端子T12が、低電位側の電源側端子32に電気的に接続されている(図2及び図5参照)。また、複数の電力変換回路11〜13がそれぞれ備えるコンデンサC2が、一対のバス側端子41,42間に電気的に直列接続されている。具体的には、高電位側のバス側端子41が、電力変換回路11の高電位側の出力端子T21に電気的に接続され、電力変換回路11の低電位側の出力端子T22が、電力変換回路12の高電位側の出力端子T21に電気的に接続されている。また、電力変換回路12の低電位側の出力端子T22が、電力変換回路13の高電位側の出力端子T21に電気的に接続され、電力変換回路13の低電位側の出力端子T22が、低電位側のバス側端子42に電気的に接続されている(図2及び図5参照)。
In the
複数の電力変換回路1の各々は、一対の入力端子T11,T12を介して入力された電圧(入力電圧V1)を所望の電圧(出力電圧V2)に変換して、一対の出力端子T21,T22から出力する。すなわち、電力変換システム200では、一対の電源側端子31,32に入力された直流電圧が、複数の電力変換回路11〜13がそれぞれ備えるコンデンサC1で分圧される。複数の電力変換回路11〜13の各々は、コンデンサC1間の電圧を所望の電圧に変換して、コンデンサC2から出力する。電力変換システム200は、複数の電力変換回路11〜13がそれぞれ備えるコンデンサC2の合成電圧を、一対のバス側端子41,42から中間バス9へ出力する。
Each of the plurality of
複数の第1電圧計測部25の各々は、対応する電力変換回路1の第1コンデンサ(ここではコンデンサC1)の両端間に電気的に接続されている。複数の第1電圧計測部25の各々は、対応する電力変換回路1の第1コンデンサ間の電圧を計測する機能を有している。
Each of the plurality of first
第2電圧計測部26は、一対の第1端子(ここでは、一対の電源側端子31,32)間に電気的に接続されている。第2電圧計測部26は、一対の第1端子間の電圧を計測する機能を有している。
The second
複数の第1電圧計測部25及び第2電圧計測部26の各々は、例えば一対の分圧抵抗を用いて構成され、計測値(電圧値)に応じた信号を、処理装置2に対して出力する。
Each of the plurality of first
処理装置2は、複数の第1電圧計測部25、及び第2電圧計測部26の計測結果(計測値)を取得し、取得した計測値を参照して、出力電圧V2が目標電圧に近づくよう、複数の電力変換回路1のスイッチング素子Q1を制御する。具体的には、処理装置2の制御部20は、出力電圧V2が目標電圧に近づき、かつ、複数の電力変換回路1の各々について、対応する第1電圧計測部25の計測値が目標値に近づくように、複数の電力変換回路1に与える制御信号のデューティを調整する。
The
故障検知部21は、第2電圧計測部26の計測値と、複数の第1電圧計測部251〜253の計測値との差分を求める。故障検知部21は、求めた差分が判定閾値以上である場合には、複数の第1電圧計測部251〜253及び第2電流計測部26の何れかに故障が発生している(計測部故障状態である)と検知する。
The
なお、制御部20、故障検知部21のその他の動作については、実施形態1と同様のため、詳しい説明は省略する。
The other operations of the
本実施形態の電力変換システム200であっても、複数の電力変換回路1、複数の第1電圧計測部25、及び第2電圧計測部26のうちの何れに故障が発生しているかを検知することが可能となる。また、故障箇所に応じた制御を行うことが可能となる。
Even in the
(3)変形例
以下に、上記実施形態の変形例に係る電力変換システムを列記する。なお、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。
(3) Modification Below, the power conversion system which concerns on the modification of the said embodiment is listed. In addition, each composition of a modification explained below is applicable suitably combining with each composition explained by the above-mentioned embodiment.
実施形態1,2における処理装置2(制御部20及び/又は故障検知部21)と同様の機能は、故障検知方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。
The functions similar to those of the processing apparatus 2 (the
一態様に係る故障検知方法は、複数の電力変換回路1と、複数の電力変換回路1の動作を制御する制御部20と、を備えた電力変換システム100で用いられる。故障検知方法は、複数の第1計測部5の計測値と、複数の第2計測部6の計測値とから、複数の第1計測部5、第2計測部6、及び複数の電力変換回路1の何れに故障が発生しているかを検知する。ここにおいて、複数の電力変換回路1は、一対の第1端子(一対の電源側端子31,32)と一対の第2端子(一対のバス側端子41,42)との間に電気的に並列接続され、入力された電圧を所望の電圧に変換する。また、複数の第1計測部5は、複数の電力変換回路1に一対一に対応するように設けられて対応する電力変換回路1を流れる電流をそれぞれ計測する。第2計測部6は、一対の第1端子を流れる電流を計測する。
The failure detection method according to an aspect is used in a
一態様に係るプログラムは、コンピュータシステムに、故障検知処理を実行させるためのプログラムである。プログラムは、複数の電力変換回路1と、複数の電力変換回路1の動作を制御する制御部20と、を備えた電力変換システム100で用いられる。故障検知処理は、複数の第1計測部5の計測値と、第2計測部6の計測値とから、複数の第1計測部5、第2計測部6、及び複数の電力変換回路1の何れに故障が発生しているかを検知する処理である。ここにおいて、複数の電力変換回路1は、一対の第1端子(一対の電源側端子31,32)と一対の第2端子(一対のバス側端子41,42)との間に電気的に並列接続され、入力された電圧を所望の電圧に変換する。また、複数の第1計測部5は、複数の電力変換回路1に一対一に対応するように設けられて対応する電力変換回路1を流れる電流をそれぞれ計測する。第2計測部6は、一対の第1端子を流れる電流を計測する。
A program according to an aspect is a program for causing a computer system to execute a failure detection process. The program is used in a
一態様に係る故障検知方法は、複数の電力変換回路1と、複数の電力変換回路1の動作を制御する制御部20と、を備えた電力変換システム200で用いられる。故障検知方法は、複数の第1計測部25の計測値と、第2計測部26の計測値とから、複数の第1計測部25、第2計測部26、及び複数の電力変換回路1の何れに故障が発生しているかを検知する。ここにおいて、複数の電力変換回路1では、各々が備える第1コンデンサ(コンデンサC1)が一対の第1端子(一対の電源側端子31,32)間に電気的に直列接続されている。複数の電力変換回路1では、各々が備える第2コンデンサ(コンデンサC2)が一対の第2端子(一対のバス側端子41,42)間に電気的に直列接続されている。複数の電力変換回路1は、第1及び第2コンデンサの一方を介して入力された電圧を所望の電圧に変換して第1及び第2コンデンサの他方から出力する。複数の第1計測部25は、複数の電力変換回路1に一対一に対応するように設けられて対応する電力変換回路1の第1コンデンサ間の電圧をそれぞれ計測する。第2計測部26は、一対の第1端子間の電圧を計測する。
The failure detection method according to an aspect is used in a
一態様に係るプログラムは、コンピュータシステムに、故障検知処理を実行させるためのプログラムである。プログラムは、複数の電力変換回路1と、複数の電力変換回路1の動作を制御する制御部20と、を備えた電力変換システム200で用いられる。故障検知処理は、複数の第1計測部25の計測値と、第2計測部26の計測値とから、複数の第1計測部25、第2計測部26、及び複数の電力変換回路1の何れに故障が発生しているかを検知する処理である。ここにおいて、複数の電力変換回路1では、各々が備える第1コンデンサ(コンデンサC1)が一対の第1端子(一対の電源側端子31,32)間に電気的に直列接続されている。複数の電力変換回路1では、各々が備える第2コンデンサ(コンデンサC2)が一対の第2端子(一対のバス側端子41,42)間に電気的に直列接続されている。複数の電力変換回路1は、第1及び第2コンデンサの一方を介して入力された電圧を所望の電圧に変換して第1及び第2コンデンサの他方から出力する。複数の第1計測部25は、複数の電力変換回路1に一対一に対応するように設けられて対応する電力変換回路1の第1コンデンサ間の電圧をそれぞれ計測する。第2計測部26は、一対の第1端子間の電圧を計測する。
A program according to an aspect is a program for causing a computer system to execute a failure detection process. The program is used in a
ここで、制御部20、制御方法及び/又は故障検知部21、故障検知方法の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、制御部20、制御方法及び/又は故障検知部21又は故障検知方法の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよい。また、プログラムは、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1乃至複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。
Here, the
また、実施形態1,2の処理装置2は、1つの装置で実現されているが、この構成に限定されない。電力変換システム100、200の制御部20、故障検知部21、通知部23の機能のうちの少なくとも1つの機能が、2つ以上のシステムに分散して設けられてもよい。また、制御部20、故障検知部21、通知部23の各々の機能が、複数の装置に分散して設けられていてもよい。例えば、電力変換システム100のある特定の機能が、複数のシステムに分散して設けられてもよい。また、電力変換システム100の少なくとも一部の機能は、例えば、クラウド(クラウドコンピューティング)によって実現されてもよい。
Moreover, although the
制御部20は、複数の第1計測部51〜53(251〜253)の何れかが被故障計測部であると検知された場合、被故障計測部に対応する電力変換回路1の動作を停止させ、残りの電力変換回路1の動作を継続させてもよい。例えば、第1電流計測部51が被故障計測部であると故障検知部21によって検知された場合、制御部20は、第1電流計測部51に対応する電力変換回路11の動作を停止させ、残りの電力変換回路12,13の動作を継続させてもよい。この場合、被故障計測部に対応する電力変換回路1の動作を停止させる分だけ、電力変換システム100から出力可能な電力の最大値は減少するものの、電力変換システム100からの電力の出力を継続させることが可能となる。
制御部20は、複数の電力変換回路1、複数の第1計測部51〜53(251〜253)、第2計測部6(26)のうちの何れかで故障が発生していると検知されると、全ての電力変換回路11〜13の動作を停止させてもよい。この場合、故障が発生した可能性のある装置(第1計測部5(25)、第2計測部6(26)、電力変換回路1の何れか)を含むシステムの動作が、全て停止されるので、安全性を向上させることが可能となる。
The
電力変換回路1の回路構成は、図2の構成に限られない。例えば、電力変換回路1は、図6に示すように、双方向チョッパ回路で構成されていてもよい。この電力変換回路1は、図2の回路において、ダイオードD1の代わりにスイッチング素子Q2を備えている。スイッチング素子Q2は、エンハンスメント型のnチャネルMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)からなる。具体的には、この電力変換回路1は、2つのコンデンサC1,C2と、インダクタL1と、2つのスイッチング素子Q1,Q2とを備えている。コンデンサC1は、一対の第1接続端子T11,T12間に電気的に接続されている。コンデンサC2は、一対の第2接続端子T21,T22間に電気的に接続されている。インダクタL1の第1端は、高電位側の第1接続端子T11に電気的に接続され、第2端はスイッチング素子Q1のドレインおよびスイッチング素子Q2のソースに電気的に接続されている。スイッチング素子Q1のソースは、低電位側の第1接続端子T12および第2接続端子T22に電気的に接続されている。この電力変換回路1は、制御部20がスイッチング素子Q1,Q2を制御することにより、一対の第1接続端子T11,T12間に入力される直流電圧を変換して一対の第2接続端子T21,T22間に出力する機能を有する。また、この電力変換回路1は、さらに、一対の第2接続端子T21,T22間に入力される直流電圧を変換して一対の第1接続端子T11,T12間に出力する機能も有する。したがって、この電力変換回路1を備えた電力変換システム100では、直流電源8としての蓄電池の充電および放電を行うことが可能である。
The circuit configuration of the
電力変換回路1は、直流電圧を直流電圧に変換するいわゆるDC−DCコンバータに限られない。電力変換回路1は、直流電圧を交流電圧に変換するいわゆるDC−ACインバータであってもよい。この場合、例えば、一対のバス側端子41,42に、電力系統等の交流の負荷92が電気的に接続される。
The
一対の第1端子が、一対のバス側端子41,42であって、一対の第2端子が、一対の電源側端子31,32であってもよい。一具体例では、実施形態1の電力変換回路100において、複数の第1電流計測部5の各々は、対応する電力変換回路1の一対の出力端子T21,T22と一対のバス側端子41,42との間の電路に設けられ、第2電流計測部6は、一対のバス側端子41,42に設けられる。この場合、複数の第1電流計測部5の各々は、対応する電力変換回路1の一対の出力端子T21,T22を流れる電流を計測し、第2計測部6は、一対のバス側端子41,42を流れる電流を計測する。別の具体例では、実施形態2の電力変換装置200において、複数の第1電圧計測部25の各々は、対応する電力変換回路1の一対の出力端子T21,T22の間に設けられ、第2電圧計測部26は、一対のバス側端子41,42の間に設けられる。この場合、複数の第1電圧計測部25の各々は、対応する電力変換回路1の一対の出力端子T21,T22間の電圧を計測し、第2電圧計測部26は、一対のバス側端子41,42間の電圧を計測する。
The pair of first terminals may be the pair of
さらに、複数の第1電流計測部5の各々が、対応する電力変換回路1の一対の入力端子T11,T12を流れる電流を計測し、第2電流計測部6が、一対のバス側端子41,42を流れる電流を計測してもよい。この場合、故障検知部21は、第2電流計測部6で計測された計測値と、入力電圧V1と出力電圧V2との比(V2/V1)との積から、一対の電源側端子31,32を流れる電流の値を換算する。そして、故障検知部21は、換算された値と、複数の第1電流計測部5の計測値の合計値との差分から、第1電流計測部5又は第2電流計測部6での故障の発生を検知する。
Furthermore, each of the plurality of first
同様に、複数の第1電圧計測部25の各々が、対応する電力変換回路1の一対の入力端子T11,T12間の電圧を計測し、第2電圧計測部6が、一対のバス側端子41,42間の電圧を計測してもよい。そして、故障検知部21が、一対の電源側端子31,32間の電圧を換算してもよい。逆に、複数の第1電流計測部5の各々が、対応する電力変換回路1の一対の出力端子T21,T22を流れる電流を計測し、第2電流計測部6が、一対の電源側端子31,32を流れる電流を計測してもよい。そして、故障検知部21が、一対の電源側端子41,42を流れる電流を換算してもよい。また、複数の第1電圧計測部25の各々が、対応する電力変換回路1の一対の出力端子T21,T22間の電圧を計測し、第2電圧計測部6が、一対の電源側端子31,32間の電圧を計測してもよい。そして、故障検知部21が、一対のバス側端子41,42間の電圧を換算してもよい。
Similarly, each of the plurality of first
電力変換回路1及び対応する第1計測部5(25)の数は、3つに限られない。電力変換回路1及び対応する第1計測部5の数は、2つ又は4つ以上であってもよい。
The number of
複数の電力変換回路1、複数の第1計測部5、及び処理装置2は、一つの筐体内に収納されていてもよい。例えば、1つの電力変換回路1と対応する第1計測部5とを収容するサブ筐体が、一つの筐体内に複数収納されていてもよい。
The plurality of
第2計測部6は、電力変換回路1が収容される筐体内に一緒に収容されていてもよいし、別の筐体内に収容されていてもよいし、直流電源8を収容する筐体内に収容されていてもよい。
The
第1計測部5(25)及び第2計測部6(26)の故障は、計測部から計測値が出力されない状態には限られない。例えば、第1計測部5(25)及び第2計測部6(26)の故障は、計測部から計測値が出力されるが、その計測値が適切でない状態も含む。 The failure of the first measurement unit 5 (25) and the second measurement unit 6 (26) is not limited to the state where the measurement value is not output from the measurement unit. For example, the failure of the first measurement unit 5 (25) and the second measurement unit 6 (26) includes a state in which the measurement value is output from the measurement unit but the measurement value is not appropriate.
ステップS4〜S11において、故障検知部21は、複数の第1計測部5の故障の判定を順番に行っているが、同時に行ってもよい。同様に、ステップS22〜S29において、故障検知部21は、複数の電力変換回路1の故障の判定を順番に行っているが、同時に行ってもよい。
In steps S4 to S11, the
制御部20は、複数の電力変換回路1の各々について、第1計測部5(25)の計測値が目標値に近づくように各電力変換回路1の動作を制御しているが、これに限られない。制御部20は、複数の第1計測部5(25)の計測値同士が互いに近づき、複数の第1計測部5の計測値の合計値が目標値に近づくように、各電力変換回路1の動作を制御してもよい。この場合、故障検知部21は、複数の第1計測部5(25)の計測値同士の差が所定の閾値を超えたか否かに基づいて、複数の第1計測部5(25)又は複数の電力変換回路1の何れに故障が発生しているかを判定してもよい。
The
負荷92は、交流電圧を受けて動作する機器又は電力系統に限られず、直流電圧を受けて動作する機器であってもよい。この場合、インバータ回路91は不要である。
The
報知装置230は、処理装置2と一体であってもよい。
The
実施形態1において、制御部20は、出力電圧V2が目標電圧に近づき、かつ、複数の電力変換回路1の各々について、対応する第1電流計測部5の計測値が目標値に近づくよう制御しているが、これに限られない。例えば制御部20は、一対のバス側端子41,42を流れる電流(出力電流)が目標電流に近づき、かつ、複数の電力変換回路1の各々について、対応する第1電流計測部5の計測値が目標値に近づくよう制御してもよい。同様に、実施形態2において、制御部20は、出力電圧V2が目標電圧に近づき、かつ、複数の電力変換回路1の各々について、対応する第1電圧計測部25の計測値が目標値に近づくよう制御しているが、これに限られない。例えば制御部20は、一対のバス側端子41,42を流れる電流(出力電流)が目標電流に近づき、かつ、複数の電力変換回路1の各々について、対応する第1電圧計測部25の計測値が目標値に近づくよう制御してもよい。
In the first embodiment, the
(4)利点
以上説明したように、第1の態様に係る電力変換システム(100)は、複数の電力変換回路(1)と、制御部(20)と、故障検知部(21)と、を備える。複数の電力変換回路(1)は、一対の第1端子(電源側端子31,32)と一対の第2端子(バス側端子41,42)との間に電気的に並列接続され、入力された電圧を所望の電圧に変換する。制御部(20)は、複数の電力変換回路(1)の動作を制御する。故障検知部(21)は、複数の第1計測部(第1電流計測部5)の計測値と、第2計測部(第2電流計測部6)の計測値とから、複数の第1計測部(5)、第2計測部(6)、及び複数の電力変換回路(1)の何れに故障が発生しているかを検知する。複数の第1計測部(5)は、複数の電力変換回路(1)に一対一に対応するように設けられて対応する電力変換回路(1)を流れる電流をそれぞれ計測する。第2計測部(6)は、一対の第1端子を流れる電流を計測する。
(4) Advantages As described above, the power conversion system (100) according to the first aspect includes the plurality of power conversion circuits (1), the control unit (20), and the failure detection unit (21). Prepare. The plurality of power conversion circuits (1) are electrically connected in parallel between the pair of first terminals (power
第1の態様によれば、故障検知部(21)によって、複数の第1計測部(5)、第2計測部(6)、及び複数の電力変換回路(1)の何れに故障が発生しているかが特定される。このため、制御部(20)は、故障検知部(21)で特定した故障箇所に応じた動作を、複数の電力変換回路(1)に行わせることが可能となる。 According to the first aspect, the failure detection unit (21) causes a failure in any of the plurality of first measurement units (5), the second measurement units (6), and the plurality of power conversion circuits (1). Are identified. Therefore, the control unit (20) can cause the plurality of power conversion circuits (1) to perform an operation according to the failure location specified by the failure detection unit (21).
第2の態様に係る電力変換システム(200)は、複数の電力変換回路(1)と、制御部(20)と、故障検知部(21)と、を備える。複数の電力変換回路(1)では、各々が備える第1コンデンサ(コンデンサC1)が一対の第1端子(電源側端子31,32)間に電気的に直列接続される。複数の電力変換回路(1)は、各々が備える第2コンデンサ(コンデンサC2)が一対の第2端子(バス側端子41,42)間に電気的に直列接続される。複数の電力変換回路(1)は、第1コンデンサ及び第2コンデンサの一方を介して入力された電圧を所望の電圧に変換して第1コンデンサ及び第2コンデンサの他方から出力する。制御部(20)は、複数の電力変換回路(1)の動作を制御する。故障検知部(21)は、複数の第1計測部(第1電圧計測部25)の計測値と、第2計測部(第2電圧計測部26)の計測値と、から、複数の第1計測部(25)、第2計測部(26)、及び複数の電力変換回路(1)の何れに故障が発生しているかを検知する。複数の第1計測部25は、複数の電力変換回路(1)に一対一に対応するように設けられて対応する電力変換回路(1)の第1コンデンサ(C1)間の電圧をそれぞれ計測する。第2計測部(26)は、一対の第1端子間の電圧を計測する。
A power conversion system (200) according to a second aspect includes a plurality of power conversion circuits (1), a control unit (20), and a failure detection unit (21). In the plurality of power conversion circuits (1), the first capacitors (capacitors C1) included in each are electrically connected in series between the pair of first terminals (power
第2の態様によれば、故障検知部(21)によって、複数の第1計測部(5)、第2計測部(6)、及び複数の電力変換回路(1)の何れに故障が発生しているかが特定される。このため、制御部(20)は、故障検知部(21)で特定した故障箇所に応じた動作を、複数の電力変換回路(1)に行わせることが可能となる。 According to the second aspect, the failure detection unit (21) causes a failure in any of the plurality of first measurement units (5), the second measurement units (6), and the plurality of power conversion circuits (1). Are identified. Therefore, the control unit (20) can cause the plurality of power conversion circuits (1) to perform an operation according to the failure location specified by the failure detection unit (21).
第3の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第1又は第2の態様において、以下のように構成される。すなわち、故障検知部(21)は、複数の第1計測部(5;25)の計測値の合計値と第2計測部(6;26)の計測値との差が、所定の判定閾値以上であると、計測部故障状態であると検知する。計測部故障状態は、複数の第1計測部(5;25)及び第2計測部(6;26)のうちの何れかに故障が発生している状態である。 The power conversion system (100; 200) according to the third aspect is configured as follows in the first or second aspect. That is, in the failure detection unit (21), the difference between the total value of the measurement values of the plurality of first measurement units (5; 25) and the measurement value of the second measurement unit (6; 26) is equal to or greater than a predetermined determination threshold And detect that the measurement unit is in a failure state. The measurement unit failure state is a state in which a failure has occurred in any one of the plurality of first measurement units (5; 25) and the second measurement units (6; 26).
第3の態様によれば、複数の第1計測部(5;25)及び第2計測部(6;26)のうちの何れかに故障が発生していることを検知できる。これにより、制御部(20)は、複数の第1計測部(5;25)及び第2計測部(6;26)のうちの何れかで故障が発生したことに応じた動作を、複数の電力変換回路(1)に行わせることが可能となる。 According to the third aspect, it is possible to detect that a failure has occurred in any of the plurality of first measuring units (5; 25) and the second measuring units (6; 26). Thereby, the control unit (20) performs a plurality of operations corresponding to occurrence of a failure in any one of the plurality of first measuring units (5; 25) and the second measuring units (6; 26). It is possible to cause the power conversion circuit (1) to perform.
第4の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第3の態様において、制御部(20)は、複数の電力変換回路(1)の各々について、対応する第1計測部(5;25)の計測値が目標値に近づくよう制御している。故障検知部(21)は、計測部故障状態であって、かつ、複数の第1計測部(5;25)の何れかが、計測値と目標値との差分が閾値以上であるという条件を満たす場合、条件を満たす第1計測部(5;25)を、故障が発生している被故障計測部であると検知する。 In the power conversion system (100; 200) according to the fourth aspect, in the third aspect, the control unit (20) controls, for each of the plurality of power conversion circuits (1), a corresponding first measurement unit (5; Control is performed so that the measured value in 25) approaches the target value. The failure detection unit (21) has a condition that the measurement unit is in a failure state and any one of the plurality of first measurement units (5; 25) has a difference between the measurement value and the target value equal to or more than the threshold value. If satisfied, the first measurement unit (5; 25) that satisfies the condition is detected as a failure measurement unit in which a failure has occurred.
第4の態様によれば、第1計測部(5;25)での故障の発生を検知することが可能となり、故障が発生している第1計測部(5;25)を特定することが可能となる。これにより、制御部(20)は、故障が発生している第1計測部(5;25)に応じた動作を、複数の電力変換回路(1)に行わせることが可能となる。 According to the fourth aspect, it is possible to detect the occurrence of a failure in the first measurement unit (5; 25), and to specify the first measurement unit (5; 25) in which the failure occurs. It becomes possible. As a result, the control unit (20) can cause the plurality of power conversion circuits (1) to perform an operation according to the first measurement unit (5; 25) in which the failure has occurred.
第5の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第4の態様において、制御部(20)は、複数の電力変換回路(1)のうち、被故障計測部に対応する電力変換回路(1)の動作を停止させ、残りの電力変換回路(1)の動作を継続させる。 In the power conversion system (100; 200) according to the fifth aspect, in the fourth aspect, the control unit (20) is a power conversion circuit corresponding to the failure measurement unit among the plurality of power conversion circuits (1). The operation of (1) is stopped, and the operation of the remaining power conversion circuit (1) is continued.
第5の態様によれば、何れかの第1計測部(5;25)で故障が発生した場合でも、電力変換システム(100;200)からの電力の出力を継続させることが可能となる。 According to the fifth aspect, even when a failure occurs in any of the first measurement units (5; 25), it is possible to continue the output of power from the power conversion system (100; 200).
第6の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第4又は第5の態様において、制御部(20)は、被故障計測部の個数が2個以上の場合、全ての複数の電力変換回路(1)の動作を停止させる。 In the power conversion system (100; 200) according to the sixth aspect, in the fourth or fifth aspect, the control unit (20) performs all of the plurality of powers when the number of fault measurement units is two or more. Stop the operation of the conversion circuit (1).
第6の態様によれば、故障が発生した可能性のある第1計測部(5;25)を含むシステムの動作が、全て停止されるので、安全性を向上させることが可能となる。 According to the sixth aspect, since the operation of the system including the first measuring unit (5; 25) which may have a failure is all stopped, the safety can be improved.
第7の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第4の態様において、以下のように動作する。すなわち、制御部(20)は、被故障計測部の計測値に代えて、第2計測部(6;26)による計測値及び被故障計測部以外の第1計測部(5;25)による計測値から演算された値を用いて、被故障計測部に対応する電力変換回路(1)の動作を継続させる。 The power conversion system (100; 200) according to the seventh aspect operates as follows in the fourth aspect. That is, the control unit (20) substitutes the measurement value of the failure measurement unit and measures the measurement value by the second measurement unit (6; 26) and the measurement by the first measurement unit (5; 25) other than the failure measurement unit. The operation of the power conversion circuit (1) corresponding to the failure measurement unit is continued using the value calculated from the value.
第7の態様によれば、第1計測部(5;25)の何れかに故障が発生した場合でも、全ての電力変換回路(1)の動作を継続させることが可能となる。すなわち、電力変換システム(100;200)から、複数の第1計測部(5)に故障が発生していないときと同程度の電力を出力させることが可能となる。 According to the seventh aspect, even when a failure occurs in any of the first measurement units (5; 25), it is possible to continue the operation of all the power conversion circuits (1). That is, from the power conversion system (100; 200), it is possible to cause the plurality of first measuring units (5) to output the same level of power as when there is no failure.
第8の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第4の態様において、以下のように動作する。すなわち、故障検知部(21)は、計測部故障状態であって、かつ、複数の第1計測部(5;25)の何れもが上記の条件を満たさない場合、第2計測部(6;26)を、故障が発生している被故障計測部であると検知する。 The power conversion system (100; 200) according to the eighth aspect operates as follows in the fourth aspect. That is, when the failure detection unit (21) is in the measurement unit failure state and none of the plurality of first measurement units (5; 25) satisfy the above condition, the second measurement unit (6; 26) is detected as a failure measurement unit in which a failure has occurred.
第8の態様によれば、第2計測部(6;26)に故障が発生していることを検知することが可能となる。これにより、制御部(20)は、第2計測部(6;26)に故障が発生していることに応じた動作を、複数の電力変換回路(1)に行わせることが可能となる。 According to the eighth aspect, it is possible to detect that a failure has occurred in the second measurement unit (6; 26). Thus, the control unit (20) can cause the plurality of power conversion circuits (1) to perform an operation according to the occurrence of the failure in the second measurement unit (6; 26).
第9の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第8の態様において、以下のように動作する。すなわち、制御部(20)は、第2計測部(6;26)の計測値に代えて、複数の第1計測部(5;25)による計測値から演算された値を用いて、複数の電力変換回路(1)の動作を継続させる。 The power conversion system (100; 200) according to the ninth aspect operates as follows in the eighth aspect. That is, the control unit (20) substitutes the measurement values of the second measurement unit (6; 26) with a plurality of values calculated using the measurement values of the plurality of first measurement units (5; 25). The operation of the power conversion circuit (1) is continued.
第9の態様によれば、第2計測部(5;25)に故障が発生した場合でも、複数の電力変換回路(1)の動作を継続させることが可能となる。 According to the ninth aspect, even when a failure occurs in the second measurement unit (5; 25), it is possible to continue the operation of the plurality of power conversion circuits (1).
第10の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第3の態様において、制御部(20)は、複数の電力変換回路(1)の各々について、対応する第1計測部(5;25)の計測値が目標値に近づくよう制御している。故障検知部(21)は、計測部故障状態ではない場合、以下のように動作する。すなわち、故障検知部(21)は、複数の第1計測部(5;25)の何れかが計測値と目標値との差分が閾値以上であるという条件を満たす場合、条件を満たす第1計測部(5;25)に対応する電力変換回路(1)を、被故障電力変換回路であると検知する。被故障電力変換回路は、故障が発生している電力変換回路である。 In the power conversion system (100; 200) according to the tenth aspect, in the third aspect, the control unit (20) controls, for each of the plurality of power conversion circuits (1), a corresponding first measurement unit (5; Control is performed so that the measured value in 25) approaches the target value. The failure detection unit (21) operates as follows when the measurement unit is not in a failure state. That is, the failure detection unit (21) performs the first measurement when any of the plurality of first measurement units (5; 25) satisfies the condition that the difference between the measurement value and the target value is equal to or more than the threshold value. The power conversion circuit (1) corresponding to the unit (5; 25) is detected as a power failure conversion circuit under fault. The failed power conversion circuit is a power conversion circuit in which a failure has occurred.
第10の態様によれば、電力変換回路(1)での故障の発生を検知することが可能となり、故障が発生している電力変換回路(1)を特定することが可能となる。これにより、制御部(20)は、故障が発生している電力変換回路(1)に応じた動作を、複数の電力変換回路(1)に行わせることが可能となる。 According to the tenth aspect, it is possible to detect the occurrence of a failure in the power conversion circuit (1), and it is possible to identify the power conversion circuit (1) in which the failure has occurred. As a result, the control unit (20) can cause the plurality of power conversion circuits (1) to perform an operation corresponding to the power conversion circuit (1) in which the failure has occurred.
第11の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第10の態様において、制御部(20)は、複数の電力変換回路(1)のうち、被故障電力変換回路の動作を停止させ、残りの電力変換回路の動作を継続させる。 In the power conversion system (100; 200) according to the eleventh aspect, in the tenth aspect, the control unit (20) causes the operation of the power conversion circuit to be failed among the plurality of power conversion circuits (1) to stop. , To continue the operation of the remaining power conversion circuit.
第11の態様によれば、出力可能な電力の最大値は減少するものの、電力変換システム(100;200)からの電力の出力を継続させることが可能となる。 According to the eleventh aspect, although the maximum value of the power that can be output is reduced, it is possible to continue the output of power from the power conversion system (100; 200).
第12の態様に係る電力変換システム(100;200)では、第1又は第2の態様において、制御部(20)は、故障検知部(21)で故障の発生が検知されると、全ての複数の電力変換回路の動作を停止させる。 In the power conversion system (100; 200) according to the twelfth aspect, in the first or second aspect, when the occurrence of a fault is detected by the fault detection unit (21), the control unit (20) The operation of the plurality of power conversion circuits is stopped.
第12の態様によれば、故障が発生した可能性のある装置(第1計測部(5;25)、第2計測部(6;26)、電力変換回路(1)の何れか)を含むシステムの動作が、全て停止されるので、安全性を向上させることが可能となる。 According to a twelfth aspect, the apparatus includes a device (a first measuring unit (5; 25), a second measuring unit (6; 26), or a power conversion circuit (1)) which may have a failure. Since all operations of the system are stopped, it is possible to improve the safety.
第13の態様に係る電力変換システム(100;200)は、第1〜第12の何れかの態様において、故障検知部(21)で検知された故障箇所を通知する通知部(23)を、さらに備える。 A power conversion system (100; 200) according to a thirteenth aspect relates to the notification unit (23) for notifying a failure location detected by the failure detection unit (21) in any of the first to twelfth aspects, Further equipped.
第13の態様によれば、故障箇所が通知されるので、外部の機器又は使用者に、故障箇所に応じた対処を促すことが可能となる。 According to the thirteenth aspect, since the failure location is notified, it is possible to urge an external device or a user to take measures according to the failure location.
1 電力変換回路
20 制御部
21 故障検知部
23 通知部
31,32 電源側端子(第1端子)
41,42 バス側端子(第2端子)
5,51〜53 第1電流計測部(第1計測部)
6 第2電流計測部(第2計測部)
25,251〜253 第1電圧計測部(第1計測部)
26 第2電圧計測部(第2計測部)
100 電力変換システム
200 電力変換システム
C1 コンデンサ(第1コンデンサ)
C2 コンデンサ(第2コンデンサ)
DESCRIPTION OF
41, 42 Bus side terminal (second terminal)
5, 51-53 1st current measurement part (1st measurement part)
6 Second current measurement unit (second measurement unit)
25, 251-253 1st voltage measurement part (1st measurement part)
26 Second voltage measurement unit (second measurement unit)
100
C2 capacitor (second capacitor)
Claims (13)
前記複数の電力変換回路の動作を制御する制御部と、
前記複数の電力変換回路に一対一に対応するように設けられて対応する電力変換回路を流れる電流をそれぞれ計測する複数の第1計測部の計測値と、前記一対の第1端子を流れる電流を計測する第2計測部の計測値とから、前記複数の第1計測部、前記第2計測部、及び前記複数の電力変換回路の何れに故障が発生しているかを検知する故障検知部と、
を備える
電力変換システム。 A plurality of power conversion circuits electrically connected in parallel between the pair of first terminals and the pair of second terminals to convert the input voltage into a desired voltage;
A control unit that controls the operation of the plurality of power conversion circuits;
The measurement values of a plurality of first measurement units provided to correspond to the plurality of power conversion circuits in one-to-one correspondence and respectively measuring the current flowing through the corresponding power conversion circuits, and the currents flowing through the pair of first terminals A failure detection unit that detects which one of the plurality of first measurement units, the second measurement unit, and the plurality of power conversion circuits has a failure from the measurement values of the second measurement unit to be measured;
Power conversion system.
前記複数の電力変換回路の動作を制御する制御部と、
前記複数の電力変換回路に一対一に対応するように設けられて対応する電力変換回路の前記第1コンデンサ間の電圧をそれぞれ計測する複数の第1計測部の計測値と、前記一対の第1端子間の電圧を計測する第2計測部の計測値とから、前記複数の第1計測部、前記第2計測部、及び前記複数の電力変換回路の何れに故障が発生しているかを検知する故障検知部と、
を備える
電力変換システム。 The first capacitor provided in each is electrically connected in series between the pair of first terminals, and the second capacitor provided in each is electrically connected in series between the second terminals in the pair, A plurality of power conversion circuits that convert a voltage input through one of the second capacitors into a desired voltage and output the voltage from the other of the first and second capacitors;
A control unit that controls the operation of the plurality of power conversion circuits;
Measurement values of a plurality of first measurement units provided to correspond to the plurality of power conversion circuits and respectively measuring voltages between the first capacitors of the corresponding power conversion circuits, and the pair of first measurement units Based on the measurement value of the second measurement unit that measures the voltage between the terminals, it is detected which of the plurality of first measurement units, the second measurement unit, and the plurality of power conversion circuits has a failure. A failure detection unit,
Power conversion system.
請求項1又は2記載の電力変換システム。 The failure detection unit is configured such that the difference between the sum of the measurement values of the plurality of first measurement units and the measurement value of the second measurement unit is equal to or greater than a predetermined determination threshold, The power conversion system according to claim 1 or 2, wherein it is detected that a measurement unit failure state in which a failure occurs in any of the second measurement units is detected.
前記故障検知部は、前記計測部故障状態であって、かつ、前記複数の第1計測部の何れかが、計測値と目標値との差分が閾値以上であるという条件を満たす場合、前記条件を満たす第1計測部を、故障が発生している被故障計測部であると検知する
請求項3記載の電力変換システム。 The control unit controls, for each of the plurality of power conversion circuits, the measurement value of the corresponding first measurement unit approaches a target value,
The failure detection unit is in the failure state of the measurement unit, and any one of the plurality of first measurement units satisfies the condition that the difference between the measurement value and the target value is equal to or more than a threshold value. The power conversion system according to claim 3, wherein the first measurement unit satisfying the condition is detected as a failure measurement unit in which a failure has occurred.
請求項4記載の電力変換システム。 The power conversion system according to claim 4, wherein the control unit stops the operation of the power conversion circuit corresponding to the failure measurement unit among the plurality of power conversion circuits, and continues the operation of the remaining power conversion circuits.
請求項4又は5記載の電力変換システム。 The power conversion system according to claim 4 or 5, wherein the control unit stops the operation of all of the plurality of power conversion circuits when the number of the failure measurement units is two or more.
請求項4記載の電力変換システム。 The control unit is a measurement value by the second measurement unit and a measurement value by a first measurement unit other than the failure measurement unit among the plurality of first measurement units, instead of the measurement value of the failure measurement unit. The power conversion system according to claim 4, wherein the operation of the power conversion circuit corresponding to the failure measurement unit is continued using the value calculated from.
請求項4記載の電力変換システム。 The failure detection unit is in a failure state of the measurement unit, and when any of the plurality of first measurement units does not satisfy the condition, a failure occurs in the second measurement unit. The power conversion system according to claim 4 which detects that it is a measurement part.
請求項8記載の電力変換システム。 The control unit continues the operation of the plurality of power conversion circuits using values calculated from the measurement values of the plurality of first measurement units instead of the measurement values of the second measurement unit. Power conversion system as described.
前記故障検知部は、前記計測部故障状態ではなく、かつ、前記複数の第1計測部の何れかが、計測値と目標値との差分が閾値以上であるという条件を満たす場合、前記条件を満たす第1計測部に対応する電力変換回路を、故障が発生している被故障電力変換回路であると検知する
請求項3記載の電力変換システム。 The control unit controls, for each of the plurality of power conversion circuits, the measurement value of the corresponding first measurement unit approaches a target value,
The failure detection unit is not the measurement unit failure state, and any one of the plurality of first measurement units satisfies the condition that the difference between the measurement value and the target value is equal to or more than the threshold value. The power conversion system according to claim 3, wherein the power conversion circuit corresponding to the satisfying first measurement unit is detected as a failed power conversion circuit in which a failure has occurred.
請求項10記載の電力変換システム。 The power conversion system according to claim 10, wherein the control unit stops the operation of the power conversion circuit under fault among the plurality of power conversion circuits and continues the operation of the remaining power conversion circuits.
請求項1又は2記載の電力変換システム。 The power conversion system according to claim 1 or 2, wherein the control unit stops the operation of all of the plurality of power conversion circuits when occurrence of a failure is detected in the failure detection unit.
請求項1〜12の何れか一項に記載の電力変換システム。 The power conversion system according to any one of claims 1 to 12, further comprising: a notification unit that notifies a failure point detected by the failure detection unit.
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