JP2020054091A - パワーコンディショナ、電力システムおよび判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの増大を伴わずに、電流センサの接続状態を確実に判定する。【解決手段】実施形態に係るパワーコンディショナ（２）は、電力系統（１０）への逆潮流もしくは順潮流を検出するＲＰＲセンサ（５）と接続され、ＲＰＲセンサ（５）の接続エラー可能性判定を実行し、接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、パワーコンディショナ、電力システムおよび判定方法に関する。

近年、太陽電池と蓄電池とを組み合わせた太陽光発電システムの普及が進んでいる、太陽電池および蓄電池は、パワーコンディショナを介して、電力系統に接続される。太陽光発電システムにおいては、電力の売買のため、電力系統から蓄電池または屋内負荷へ電力が供給される状態（買電状態）と、パワーコンディショナから電力系統へ逆潮流する状態（売電状態）とを検出するように、パワーコンディショナと電力系統とに間に電流センサが設けられる。

このような電流センサの脱落などの接続エラーを判定する技術に関連して、特許文献１には、太陽光発電システムにおいて、インバータ出力が所定の閾値以上変動するときに電流センサの出力が変化するかを判定することが提案されている。また、特許文献２には、燃料電池システムにおいて、加熱用のヒータのオン／オフ時における電流センサの検出値の違いから、電流センサの接続エラーを判定することが提案されている。

特開２０１８−１１３７３２号公報 特開２０１７−１９９５０２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、インバータ出力が安定している場合、即ち、インバータ出力が所定の閾値未満で変動する状態が続く場合、判定処理が実行されない。そのため、電流センサの接続エラーの判定が遅くなるという課題がある。また、特許文献２の技術は加熱用のヒータ等の負荷（補器）を備えた燃料電池システムに関するものであり、太陽光発電システムの内部には上記加熱用のヒータ等の負荷が備わっていない。そのため、特許文献２の技術を太陽光発電システムに適用するためには、別途判定用の負荷を追加し、さらに当該負荷を制御する必要性があり、コストが増大するという課題ある。

本発明の一態様は、コストの増大を伴わずに、電流センサの接続状態を確実に判定することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るパワーコンディショナは、電力系統への逆潮流もしくは順潮流を検出する電流センサと接続され、前記電流センサの接続エラー可能性判定を実行し、当該接続エラー可能性判定において接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させる。

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る判定方法は、電力系統への逆潮流もしくは順潮流を検出する電流センサと接続され、前記電流センサの接続エラー可能性判定を実行し、当該接続エラー可能性判定において接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させる。

本発明の一態様によれば、コストの増大を伴わずに、電流センサの接続状態を確実に判定することができる。

実施形態１に係る電力システムの概略構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る接続エラー判定処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態１に係るインバータの出力電流の波形変化の一例を示すグラフである。 実施形態２に係る接続エラー判定処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態２に係るインバータの出力電流の波形変化の一例を示すグラフである。 実施形態３に係る接続エラー判定処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態３に係るインバータの出力電流の波形変化の一例を示すグラフである。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一態様に係るパワーコンディショナについて、図１〜３を参照して説明する。本実施形態では、本発明の一態様に係るパワーコンディショナを、発電装置として太陽電池を備える電力システム（太陽光発電システム）に適用した構成の一例について説明する。ただし、本発明に係るパワーコンディショナは、風力発電システム、ガス発電システム、地熱発電システム等の各種の電力システムに適用することができる。

（電力システムの構成）
図１は、電力システム１の概略構成を示すブロック図である。電力システム１は、電力系統１０に電気的に接続され、電力系統１０との間で送電（売電）および受電（買電）を行う系統連系型の太陽光発電システムである。この電力システム１は、住宅またはオフィスなどの家屋に設置される。

図１に示すように、電力システム１は、パワーコンディショナ２と、太陽電池（発電装置）３と、蓄電池４と、ＲＰＲセンサ（電流センサ）５とを含む。パワーコンディショナ２と電力系統１０との間には、図示しない分電盤などを介して負荷群６が電気的に接続される。負荷群６は、複数の電気機器で構成される。電気機器としては、例えば、照明、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、空気調和機、電子レンジなどが挙げられる。

パワーコンディショナ２は、太陽電池３が発電した電力の電力系統１０への逆潮流（売電）、太陽電池３から蓄電池４および負荷群６への電力供給、および電力系統１０から蓄電池４への電力供給（買電）などの制御を行う。パワーコンディショナ２は、インバータ２１と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２３と、制御部２４とを含む。

インバータ２１は、直流電力と交流電力とを変換する。インバータ２１は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して、太陽電池３に電気的に接続される。インバータ２１は、太陽電池３から供給される直流電圧を交流電圧へ変換して、電力系統１０および負荷群６へ供給する。また、インバータ２１は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介して、蓄電池４に電気的に接続される。インバータ２１は、電力系統１０から供給される交流電圧を用いた蓄電池４の充電時には、電力系統１０から供給される交流電圧を直流電圧へ変換して第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２３へ供給する。また、インバータ２１は、蓄電池４の放電時には、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から供給される直流電圧を交流電圧に変換して負荷群６へ供給する。

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、太陽電池３とインバータ２１との間に配置される。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、太陽電池３から供給される直流電圧の圧力変換（昇圧）を行う。第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、蓄電池４とインバータ２１との間に配置される。第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、蓄電池４の放電時に、蓄電池４から供給される直流電圧直流電圧の電圧変換を行う。また、蓄電池４の充電時に、インバータ２１から供給される直流電圧の電圧変換を行う。

制御部２４は、パワーコンディショナ２の動作を制御する。制御部２４は、例えば、電力系統１０への逆潮流（売電）、蓄電池４の充放電、電力系統１０から電力供給（買電）などの制御を行う。また、制御部２４は、後述するようにＲＰＲセンサ５の接続エラー判定処理を実行する。

太陽電池３は、結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池または薄膜型太陽電池などで構成される。太陽電池３は、図示しない光発電パネルを有し、光発電パネルが発電した直流電力をパワーコンディショナ２へ供給する。太陽電池３によって発電された電力は、売電、負荷群６への供給、蓄電池４への充電などに用いられる。

蓄電池４は、再充電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成される。蓄電池４は、複数の電池セルを直列接続して構成される。蓄電池４から放電された電力は、負荷群６への供給などに用いられる。

ＲＰＲ（Reverse Power Relay）センサ５は、蓄電池４の放電時における逆潮流を検出するセンサである。ＲＰＲセンサ５は、電力系統１０との受電点電流を検出する。ＲＰＲセンサ５の検出電流は、無線または有線によってパワーコンディショナ２の制御部２４へ送信される。制御部２４は、ＲＰＲセンサ５の検出電流に基づいて、蓄電池４の放電時における逆潮流の発生を監視する。

電力系統１０は、例えば単相３線式の商用交流電力系統である。単相３線式の商用交流電力系統は、中性線が抵抗を介して接地されており、一例として中性線以外の２線（Ｒ相線およびＴ相線）を使用してＡＣ２００Ｖを供給する。

（接続エラー判定処理）
次に、制御部２４が実行するＲＰＲセンサ５の接続エラー判定処理について説明する。蓄電池４を備えた電力システム１の運用においては、蓄電池４の放電時に逆潮流が発生しないように、当該逆潮流を検出するための逆電力継電器（ＲＰＲ）を設置することが求められる。電力システム１では、ＲＰＲセンサ５からの検出信号に基づいて、蓄電池４の放電時における逆潮流を制御部２４が監視している。

ところが、ＲＰＲセンサ５が脱落するなどして、ＲＰＲセンサ５によって電流（逆潮流）が検出できない状態となる場合がある。この場合、蓄電池４の放電時における逆潮流を正しく検出することができない。

そこで、制御部２４は、蓄電池４の放電時に、ＲＰＲセンサ５の接続状態を判定するために、ＲＰＲセンサ５の脱落などを検出する接続エラー判定処理を実行する。そして、ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生していると判定した場合、制御部２４は、電力システム１から電力系統１０への逆潮流が発生しないように、インバータ２１の出力を停止させるなどの制御を行う。

なお、ＲＰＲセンサ５の接続エラーには、ＲＰＲセンサ５の脱落のほか、ＲＰＲセンサ５の故障、ＲＰＲセンサ５の取り付け位置の間違いなど、ＲＰＲセンサ５により電流が正しく検出できない状態（脱落を含む）が含まれる。

ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生しているか否かの判定条件としては、例えば以下のエラー条件１〜３を満たした場合に、接続エラーが発生していると判定することが考えられる。以下のエラー条件１〜３を満たした場合、ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生している能性が極めて高いと通常考えられるためである。なお、以下のエラー条件１〜３は一例であり、判定条件は適宜変更可能である。
（エラー条件１）蓄電池４の放電時におけるパワーコンディショナ２（インバータ２１）の出力電力が所定の第１閾値（第３判定閾値：例えば１０００Ｗ程度）以上である。
（エラー条件２）ＲＰＲセンサ５が検出する受電点電流値の絶対値が所定の第２閾値（第１判定閾値，第２判定閾値）未満である、または、ＲＰＲセンサ５が検出する、１周期前の受電点電流と今周期の受電点電流との変化幅の絶対値が所定の第２閾値（第１判定閾値，第２判定閾値：例えば０．５７Ａｒｍｓ程度）未満である。
（エラー条件３）上記エラー条件１および上記エラー条件２の状態が第１所定期間（例えば５０００周期程度）継続する。

しかしながら、例えばエラー条件２として受電点電流値の絶対値が所定の第２閾値未満であるとしている場合は、インバータ２１の出力電力と負荷群６の消費電力とがほぼ釣り合っており、インバータ２１の出力電力が安定している状態が継続した場合に上記エラー条件１〜３を満たす可能性がある。また、例えばエラー条件２として受電点電流の変化幅の絶対値が所定の第２値閾値未満であるとしている場合は、インバータ２１の出力電力と負荷群６の消費電力がそれぞれ安定して変化がない状態が継続した場合に上記エラー条件１〜３を満たす可能性がある。この場合、ＲＰＲセンサ５の接続状態が正常であるのも関わらず、ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生していると誤判定される可能性がある。

そこで、制御部２４は、接続エラー判定処理において、ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生している可能性が比較的高いと判定した時点（例えば４０００周期程度）で、ＲＰＲセンサ５の検出電流値（受電点電流値）の絶対値、またはＲＰＲセンサ５の検出電流（受電点電流）の変化幅の絶対値（以下、単に検出電流と称する場合がある。）のいずれかが少なくとも瞬間的に上記第２閾値以上となるように、インバータ２１の出力電流を積極的に変化させる。ＲＰＲセンサ５の接続状態が正常である場合、インバータ２１の出力電流の変化に伴って、ＲＰＲセンサ５の検出電流が上記第２閾値以上となる。これにより、上記エラー条件３を満たさなくなるため、上述した接続エラーの誤判定を防止することができる。

図２は、本実施形態に係る接続エラー判定処理の一例を示すフローチャートである。図２に示すように、制御部２４は、ステップＳ１において、蓄電池４が放電状態であるか否かを判断する。蓄電池４が放電状態でない場合（ステップＳ１でＮｏ）、制御部２４は接続エラー判定処理を終了する。一方、蓄電池４が放電状態である場合（Ｓ１でＹｅｓ）、制御部２４はＳ２へ進む。

次に、制御部２４は、ステップＳ２において、インバータ２１の出力電力が第１閾値（１０００Ｗ）以上か否かを判断する。インバータ２１の出力電力が第１閾値未満である場合（ステップＳ２でＮｏ）、上記エラー条件１を満たさないため、制御部２４は接続エラー判定処理を終了する。一方、インバータ２１の出力電力が第１閾値以上である場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、制御部２４はＳ３へ進む。

次に、制御部２４は、ステップ３において、ＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値（０．５７Ａｒｍｓ）未満か否かを判断する。具体的には、制御部２４は、ＲＰＲセンサ５の検出電流が一周期を通して第２閾値未満か否かを判断する。ＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値以上である場合（ステップＳ３でＮｏ）、上記エラー条件２を満たさないため、制御部２４は接続エラー判定処理を終了する。一方、ＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値未満である場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、制御部２４はＳ４へ進む。なお、ステップＳ２およびステップＳ３を実行する順番は逆であってもよく、また、ステップＳ２およびステップＳ３を同時に実行してもよい。

次に、制御部２４は、上記ステップＳ１〜Ｓ３の条件が満たされた場合、ステップＳ４において、タイマのカウントを開始する。制御部２４は、カウントを開始後も、蓄電池４が放電状態であるか否かの判定、インバータ２１の出力電力が第１閾値以上であるか否かの判定、およびＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値未満であるか否かの判定を継続して行う。そして、蓄電池４が放電状態でなくなった場合、インバータ２１の出力電力が第１閾値未満になった場合、またはＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値以上になった場合、その時点でタイマのカウントをリセットし、接続エラー判定処理を終了する。

次に、制御部２４は、ステップＳ５において、タイマのカウント開始から第２所定期間を経過したか否かを判断する。第２所定期間は、第１所定期間内において上記エラー条件１および上記エラー条件２の状態が当該第２所定期間を超えた場合、ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生している可能性が比較的高いと判定される任意の期間である。即ち、制御部２４は、蓄電池４の放電状態において、上記エラー条件１および上記エラー条件２の状態が第２所定期間継続しているか否かを判定することによって、ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生している可能性の有無（接続エラーが発生している可能性が比較的高いか否か）を判定する（接続エラー可能性判定）。第２所定期間の一例はタイマのカウント開始から４０００周期であるが、第２所定期間は第１所定期間の長さなどに応じて適宜設定される。タイマのカウント開始から第２所定期間が経過していない場合（ステップＳ５でＮｏ）、制御部２４は第２所定期間が経過するまでステップＳ５を繰り返す。一方、タイマのカウント開始から第２所定期間が経過した場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、制御部２４は、ＲＰＲセンサ５の接続エラー可能性有りと判定し、Ｓ５へ進む。

次に、制御部２４は、ステップＳ６において、インバータ２１の出力電流の有効電流（出力有効電流）を変化（増加または減少）させる。

図３は、インバータ２１の出力電流の波形変化の一例を示すグラフである。Ｗ１は有効電流を変化させる前のインバータ２１の出力電流である基本電流、Ｗ２は変化させる有効電流、Ｗ３は有効電流Ｗ２を変化させた後のインバータ２１の出力電流である重畳電流、Ｗ４は電力系統１０の系統電圧を示す。

ステップＳ６において制御部２４がインバータ２１の出力電流の有効電流を積極的に変化させることにより、図３に示すように、インバータ２１の出力電流（出力波形）は基本電流Ｗ１から重畳電流Ｗ３へ変化する。このとき、制御部２４は、インバータ２１の出力電力を第１閾値（１０００Ｗ）以上に維持しつつ、ＲＰＲセンサ５の検出電電流が少なくとも瞬間的に第２閾値（０．５７Ａｒｍｓ）以上となるように、インバータ２１の出力電流の有効電流を変化させる。これにより、ＲＰＲセンサ５の接続状態が正常である場合、有効電流の変化に伴って、第２閾値以上の検出電流がＲＰＲセンサ５によって検出される。なお、図３の示す一例では、インバータ２１の出力電流を基本電流Ｗ１から重畳電流Ｗ３へ変化させることにより、ＲＰＲセンサ５の接続状態が正常である場合、ＲＰＲセンサ５によって０．５７Ａｒｍｓ以上の電流変化が検出され得る。

ステップＳ６における有効電流の変化によって、ＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値以上となった場合、上記エラー条件３を満たさなくなるため、制御部２４は、接続エラー判定処理を終了する。これにより、上述した接続エラーの誤判定を防止することができる。一方、ＲＰＲセンサ５の検出電流が依然として第２閾値未満である場合、制御部２４は、ＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値未満であるか否かの判定を継続する。

なお、このステップＳ６において、制御部２４は、インバータ２１の出力電流が徐々に変化するように、インバータ２１の出力電流の有効電流を徐々に変化（増加または減少）させてもよい。或いは、制御部２４は、インバータ２１の出力電流が瞬時に変化するように、インバータ２１の出力電流の有効電流を一気に変化（増加または減少）させてもよい。いずれも場合であっても、ＲＰＲセンサ５の検出電流に基づいて、接続状態を判定することができる。

また、ＲＰＲセンサ５の検出電流値そのもので接続エラー可能性判定および接続エラー判定を行ってもよく、ＲＰＲセンサ５の検出電流の変化幅で接続エラー可能性判定および接続エラー判定を行ってもよい。

また、制御部２４は、インバータ２１の出力電流の有効電流を１周期だけ変化させてもよい。或いは、制御部２４は、複数の電流周期にわたってインバータ２１の出力電流の有効電流を断続的に変化させてもよく、または、複数の電流周期にわたってインバータ２１の出力電流の有効電流を連続的に変化させてもよい。これにより、より正確にＲＰＲセンサ５の接続エラーを判定することができる。

なお、インバータ２１の出力電流の有効電流を増加させる場合、定格出力を超えないように制御することが必要である。

次に、制御部２４は、ステップＳ７において、タイマのカウント開始から第１所定期間を経過したか否かを判断する。この第１所定期間は、ＲＰＲセンサ５の接続エラーを適切に判定するために設定される任意の期間である。第１所定期間の一例は、タイマのカウント開始から５０００周期であるが、適宜変更可能である。タイマのカウント開始から第１所定期間が経過していない場合（ステップＳ７でＮｏ）、制御部２４は第１所定期間が経過するまでステップＳ７を繰り返す。一方、タイマのカウント開始から第１所定期間が経過した場合（ステップＳ７でＹｅｓ）、即ち、上記エラー条件３が満たされた場合、制御部２４はステップＳ８へ進む。

次に、制御部２４は、Ｓ８において、ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生していると判定し、接続エラー判定処理を終了する。ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生していると判定した場合、制御部２４は、電力システム１から電力系統１０への逆潮流が発生しないように、インバータ２１の出力を停止させるなどの制御を行う。また、制御部２４は、ＲＰＲセンサ５の接続エラーが発生していることを示すエラー信号を図示しない表示部に出力し、ユーザへ通知してもよい。

（実施形態１の効果）
以上のように、本実施形態に係るパワーコンディショナ２は、電力系統１０への逆潮流もしくは順潮流を検出するＲＰＲセンサ５と接続され、ＲＰＲセンサ５の接続エラー可能性判定を実行し、当該接続エラー可能性判定において接続エラー可能性有りと判定した場合に出力有効電流を変化させる。

上記の構成では、パワーコンディショナ２は、接続エラー可能性有りと判定した場合に出力有効電流を変化させるため、ＲＰＲセンサ５が検出した検出電流に基づいて、ＲＰＲセンサ５の接続状態を確実に判定することができる。また、パワーコンディショナ２に別途判定用の負荷を取り付けることなく、ＲＰＲセンサ５の接続エラーを判定することができる。

したがって、コストの増大を伴わずに、ＲＰＲセンサ５の接続状態を確実に判定することができる。

（変形例）
上記実施形態では、蓄電池４の放電時における逆潮流を検出するＲＰＲセンサ５の接続エラー判定について説明した。しかし、本発明に係る判定方法を、ＲＰＲセンサ５のほか、売電状態（逆潮流）および買電状態（順潮流）を検出する一般的な電流センサの接続エラー判定に適用してもよい。

また、上記実施形態では、上記エラー条件１〜３を満たした場合に接続エラーが発生していると判定する接続エラー判定処理に含めて、接続エラー可能性判定を実行する処理について説明した。しかしながら、接続エラー可能性判定を単独で実行してもよい。この場合、上述した接続エラー判定と同一または異なる判定条件を用いて、接続エラー可能性判定を実行してもよい。例えば、ＲＰＲセンサ５の検出電流値もしくは検出電流の変化幅が上述した第２閾値とは異なる他の閾値（第２判定閾値）未満である状態が所定期間継続した場合に、接続エラー可能性有りと判定してもよい。また、接続エラー可能性有りと判定した場合に、変化させた有効電流分だけＲＰＲセンサ５の検出電流が変化したか否かに基づいて、ＲＰＲセンサ５の接続エラーを判定してもよい。

また、上記実施形態では、第２所定期間経過後にインバータ２１の出力電流の有効電流を変化させる方法について説明した。しかしながら、第１所定期間にわたってインバータ２１の出力電流の有効電流を定期的に変化させてもよい。

また、上記実施形態では、インバータ２１の出力電流の有効電流を変化させることによって、インバータ２１の出力電流の波形を変化させる方法について説明した。しかしながら、有効電流に代えて無効電流を変化させてもよく、またはインバータ２１の出力電流に電流歪を注入することによって、インバータ２１の出力電流の波形を変化させてもよい。或いは、有効電流の変化、無効有効の変化および電流歪の注入を選択的に組み合わせて、インバータ２１の出力電流の波形を変化させてもよい。

ただし、インバータ２１の出力電流の有効電流を変化させることによって、無効電流を変化させる場合および電流歪を注入する場合に発生する可能性がある系統擾乱を発生させることなく、インバータ２１の出力電流の波形を変化させることができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図４および５を参照して以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

（接続エラー判定処理）
図４は、本実施形態に係る接続エラー判定処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態に係る接続エラー判定処理は、制御部２４がインバータ２１の出力電流の無効電流を変化させる点において、有効電流を変化させる上記実施形態１とは異なっている。

なお、ステップＳ１〜Ｓ５，Ｓ７〜Ｓ８の内容は上記実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態では、Ｓ５において第２所定期間が経過したと判断した場合、制御部２４は、ステップＳ１６において、インバータ２１の出力電流の無効電流（出力無効電流）を変化（増加または減少）させる。

図５は、インバータ２１の出力電流の波形変化の一例を示すグラフである。Ｗ１は無効電流を変化させる前のインバータ２１の出力電流である基本電流、Ｗ１２は変化させる無効電流、Ｗ１３は無効電流Ｗ１２を変化させた後のインバータ２１の出力電流である重畳電流、Ｗ４は電力系統１０の系統電圧を示す。

ステップＳ１６において制御部２４がインバータ２１の出力電流の無効電流を積極的に変化させることにより、図５に示すように、インバータ２１の出力電流（出力波形）は基本電流Ｗ１から重畳電流Ｗ１３へ変化する。このとき、制御部２４は、インバータ２１の出力電力を第１閾値（１０００Ｗ）以上に維持しつつ、ＲＰＲセンサ５の検出電流が少なくとも瞬間的に第２閾値（０．５７Ａｒｍｓ）以上となるように、インバータ２１の出力電流の無効電流を変化させる。これにより、ＲＰＲセンサ５の接続状態が正常である場合、無効電流の変化に伴って、第２閾値以上検出電流がＲＰＲセンサ５によって検出される。なお、図５の示す一例では、インバータ２１の出力電流を基本電流Ｗ１から重畳電流Ｗ１３へ変化させることにより、ＲＰＲセンサ５の接続状態が正常である場合、ＲＰＲセンサ５によって０．５７Ａｒｍｓ以上の電流変化が検出され得る。

ステップＳ１６における無効電流の変化によって、ＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値以上となった場合、上記エラー条件３を満たさなくなるため、制御部２４は、接続エラー判定処理を終了する。これにより、上述した接続エラーの誤判定を防止することができる。一方、ＲＰＲセンサ５の検出電流が依然として第２閾値未満である場合、制御部２４は、ＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値未満であるか否かの判定を継続する。

なお、このステップＳ１６において、制御部２４は、インバータ２１の出力電流が徐々に変化するように、インバータ２１の出力電流の無効電流を徐々に変化（増加または減少）させてもよい。或いは、制御部２４は、インバータ２１の出力電流が瞬時に変化するように、インバータ２１の出力電流の無効電流を一気に変化（増加または減少）させてもよい。いずれも場合であっても、ＲＰＲセンサ５の検出電流に基づいて、接続状態を判定することができる。

また、制御部２４は、インバータ２１の出力電流の無効電流を１周期だけ変化させてもよい。或いは、制御部２４は、複数の電流周期にわたってインバータ２１の出力電流の無効電流を断続的に変化させてもよく、または、複数の電流周期にわたってインバータ２１の出力電流の無効電流を連続的に変化させてもよい。これにより、より正確にＲＰＲセンサ５の接続エラーを判定することができる。

なお、インバータ２１の出力電流の無効電流を増加させる場合、定格出力を超えないように制御することが必要である。また、電力システム１の運用においては、力率の基準を超えて無効電流の変化させることができないため、系統連系規定などで規定されている規定量を超えないようにすることが必要である。無効電流の変化だけでは上記規定量を超えるような場合、無効電流の変化だけでなく有効電流を変化（減少）させてもよい。

（実施形態２の効果）
以上のように、本実施形態に係るパワーコンディショナ２は、電力系統１０への逆潮流もしくは順潮流を検出するＲＰＲセンサ５と接続され、ＲＰＲセンサ５の接続エラー可能性判定を実行し、当該接続エラー可能性判定において接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させる。

上記の構成では、パワーコンディショナ２は、接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させるため、ＲＰＲセンサ５が検出した検出電流に基づいて、ＲＰＲセンサ５の接続状態を確実に判定することができる。また、パワーコンディショナ２に別途判定用の負荷を取り付けることなく、ＲＰＲセンサ５の接続エラーを判定することができる。

したがって、コストの増大を伴わずに、ＲＰＲセンサ５の接続状態を確実に判定することができる。

なお、本実施形態では、インバータ２１の出力電流の無効電流を変化させることによって、インバータ２１の出力電流の波形を変化させている。このようにインバータ２１の出力電流の無効電流を変化させることによって、有効電力を無駄にすることなくインバータ２１の出力電流の波形を変化させることができる。したがって、発電電力を有効利用することができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図６および７を参照して以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

（接続エラー判定処理）
図６は、本実施形態に係る接続エラー判定処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態に係る接続エラー判定処理は、制御部２４がインバータ２１の出力電流に電流歪を注入する点において、有効電流を変化させる上記実施形態１および無効電流を変化させる上記実施形態２とは異なっている。

なお、ステップＳ１〜Ｓ５，Ｓ７〜Ｓ８の内容は上記実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態では、Ｓ５において第２所定期間が経過したと判断した場合、制御部２４は、ステップＳ２６において、インバータ２１の出力電流に電流歪を積極的に注入して、出力電流歪を変化させる。

図７は、インバータ２１の出力電流の波形変化の一例を示すグラフである。Ｗ１は電流歪を注入する前のインバータ２１の出力電流である基本電流、Ｗ１２は注入する電流歪、Ｗ２３は電流歪Ｗ２２を注入した後のインバータ２１の出力電流である重畳電流、Ｗ４は電力系統１０の系統電圧を示す。

ステップＳ２６において制御部２４がインバータ２１の出力電流に電流歪を積極的に注入することにより、図７に示すように、インバータ２１の出力電流（出力波形）は基本電流Ｗ１から重畳電流Ｗ２３へ変化する。このとき、制御部２４は、インバータ２１の出力電力を第１閾値（１０００Ｗ）以上に維持しつつ、ＲＰＲセンサ５の検出電流が少なくとも瞬間的に第２閾値（０．５７Ａｒｍｓ）以上となるように、インバータ２１の出力電流に電流歪を注入する。これにより、ＲＰＲセンサ５の接続状態が正常である場合、電流歪の注入に伴って、第２閾値以上の検出電流がＲＰＲセンサ５によって検出される。なお、図７の示す一例では、インバータ２１の出力電流を基本電流Ｗ１から重畳電流Ｗ２３へ変化させることにより、ＲＰＲセンサ５の接続状態が正常である場合、ＲＰＲセンサ５によって０．５７Ａｒｍｓ以上の電流変化が検出され得る。

ステップＳ１６における電流歪の注入によって、ＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値以上となった場合、上記エラー条件３を満たさなくなるため、制御部２４は、接続エラー判定処理を終了する。これにより、上述した接続エラーの誤判定を防止することができる。一方、ＲＰＲセンサ５の検出電流が依然として第２閾値未満である場合、制御部２４は、ＲＰＲセンサ５の検出電流が第２閾値未満であるか否かの判定を継続する。

なお、このステップＳ２６において、制御部２４は、インバータ２１の出力電流が徐々に変化するように、インバータ２１の出力電流に電流歪を徐々に注入してもよい。或いは、制御部２４は、インバータ２１の出力電流が瞬時に変化するように、インバータ２１の出力電流に電流歪を一気に注入してもよい。いずれも場合であっても、ＲＰＲセンサ５の検出電流に基づいて、接続状態を判定することができる。

また、制御部２４は、インバータ２１の出力電流に電流歪を１周期だけ注入してもよい。或いは、制御部２４は、複数の電流周期にわたってインバータ２１の出力電流に電流歪を断続的に注入してもよく、または、複数の電流周期にわたってインバータ２１の出力電流に電流歪を連続的に注入してもよい。これにより、より正確にＲＰＲセンサ５の接続エラーを判定することができる。

なお、インバータ２１の出力電流に電流歪を注入する場合、定格出力を超えないように制御することが必要である。また、電力システム１の運用においては、基準量を超えて電流歪を注入することができない。そのため、系統連系規定などで規定されている基準量を超えないようにすることが必要である。

（実施形態３の効果）
以上のように、本実施形態に係るパワーコンディショナ２は、電力系統１０への逆潮流もしくは順潮流を検出するＲＰＲセンサ５と接続され、ＲＰＲセンサ５の接続エラー可能性判定を実行し、当該接続エラー可能性判定において接続エラー可能性有りと判定した場合に出力電流歪を変化させる。

上記の構成では、パワーコンディショナ２は、接続エラー可能性有りと判定した場合に出力電流歪を変化させるため、ＲＰＲセンサ５が検出した検出電流に基づいて、ＲＰＲセンサ５の接続状態を確実に判定することができる。また、パワーコンディショナ２に別途判定用の負荷を取り付けることなく、ＲＰＲセンサ５の接続エラーを判定することができる。

したがって、コストの増大を伴わずに、ＲＰＲセンサ５の接続状態を確実に判定することができる。

なお、本実施形態では、インバータ２１の出力電流に電流歪を注入することによって、インバータ２１の出力電流の波形を変化させている。このようにインバータ２１の出力電流に電流歪を注入することによって、有効電力を無駄にすることなくインバータ２１の出力電流の波形を変化させることができる。また、有効電力または無効電力を変化させないため、ユーザの求める動作モードでの出力を継続することができる。さらに、インバータ２１の出力電流のピーク値の大きさがほぼ変化しないため、無効電力を変化させる場合のように、系統連系規定などで規定されている規定量を超えないように有効電力を減少させる必要性がない。したがって、発電電力を有効利用することができる。

また、別の実施形態として、有効電流、無効電流、電流歪のうち２つもしくは３つを複合的に変化させてもよい。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るパワーコンディショナは、電力系統への逆潮流もしくは順潮流を検出する電流センサと接続され、前記電流センサの接続エラー可能性判定を実行し、当該接続エラー可能性判定において接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させる。

上記の構成では、パワーコンディショナは、接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させるため、電流センサが検出した検出電流に基づいて、電流センサの接続状態を確実に判定することができる。また、パワーコンディショナに別途判定用の負荷を取り付けることなく、電流センサの接続エラーを判定することができる。したがって、上記の構成によれば、コストの増大を伴わずに、電流センサの接続状態を確実に判定することが可能なパワーコンディショナを実現することができる。

本発明の態様２に係るパワーコンディショナは、上記態様１において、さらに前記電流センサの接続エラー判定を実行し、当該接続エラー判定において接続エラー有りと判定する条件は、前記電流センサの検出電流値もしくは検出電流の変化幅が第１判定閾値未満である状態が第１所定期間継続した場合であることを含んでいてもよい。

上記の構成によれば、接続エラー可能性判定と共に、接続エラー判定を実行することにより、接続エラー判定の精度を向上させることができる。

本発明の態様３に係るパワーコンディショナは、上記態様２において、前記電流センサの検出電流値もしくは検出電流の変化幅が前記第１判定閾値以上となるように前記出力無効電流を変化させてもよい。

上記の構成によれば、出力無効電流の変化によって電流センサの検出電流が第１閾値以上となった場合、電流センサの接続状態が正常であり、接続エラー無しと判定することができる。

本発明の態様４に係るパワーコンディショナは、上記態様２または３において、前記接続エラー可能性有りと判定する条件は、前記電流センサの検出電流値もしくは検出電流の変化幅が第２判定閾値未満である状態が、第２所定期間継続した場合であることを含んでいてもよい。

上記の構成によれば、接続エラー判定において、電流センサの検出電流値もしくは検出電流の変化幅が第２判定閾値未満である状態が第２所定期間継続した場合に、電流センサの接続エラー可能性有りと判定することができる。

本発明の態様５に係るパワーコンディショナは、上記態様４において、前記第１判定閾値と前記第２判定閾値とは同じ値であってもよい。

上記の構成によれば、接続エラー可能性判定の判定条件と接続エラー判定の判定条件とを共通化することにより、接続エラー判定に含めて接続エラー可能性判定を好適に実行することができる。

本発明の態様６に係るパワーコンディショナは、上記態様４または５において、前記第２所定期間は前記第１所定期間よりも短くてもよい。

上記の構成によれば、第２所定期間を第１所定期間よりも短く設定する（例えば第２所定期間を第１所定期間の８０％程度の長さに設定する）ことにより、接続エラー判定において、電流センサの接続エラー可能性が比較的高くなったタイミングで、出力無効電流を変化させることができる。

本発明の態様７に係るパワーコンディショナは、上記態様２〜６のいずれかにおいて、前記接続エラー可能性有りと判定する条件もしくは前記接続エラー有りと判定する条件は、前記パワーコンディショナの出力電力が所定の第３判定閾値以上であることを含んでいてもよい。

上記の構成によれば、パワーコンディショナの出力電力を考慮して、より精度の高い接続エラー可能性判定または接続エラー判定を実行することができる。

本発明の態様８に係るパワーコンディショナは、上記態様１〜７のいずれかにおいて、のパワーコンディショナと、前記パワーコンディショナに電気的に接続される蓄電池と、前記パワーコンディショナに電気的に接続され、電力系統への逆潮流を検出する電流センサと、を含む。

上記の構成によれば、コストの増大を伴わずに、電流センサの接続状態を確実に判定することが可能な電力システムを実現することができる。

本発明の態様９に係る電力システムは、上記態様１〜８のいずれかのパワーコンディショナと、前記パワーコンディショナに電気的に接続される蓄電池と、前記パワーコンディショナに電気的に接続され、電力系統への逆潮流を検出する電流センサと、を含む。

上記の構成によれば、コストの増大を伴わずに、電流センサの接続状態を確実に判定することが可能な電力システムを実現することができる。

本発明の態様１０に係る判定方法は、電力系統への逆潮流もしくは順潮流を検出する電流センサと接続され、前記電流センサの接続エラー可能性判定を実行し、当該接続エラー可能性判定において接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させる。

上記の方法では、接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させるため、電流センサが検出した検出電流に基づいて、電流センサの接続状態を確実に判定することができる。また、パワーコンディショナに別途判定用の負荷を取り付けることなく、電流センサの接続エラーを判定することができる。したがって、上記の方法によれば、コストの増大を伴わずに、電流センサの接続状態を確実に判定することが可能な判定方法を実現することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 電力システム
２ パワーコンディショナ
３ 太陽電池（発電装置）
４ 蓄電池
５ ＲＰＲセンサ（電流センサ）
１０ 電力系統
２１ インバータ
Ｗ２ 有効電流
Ｗ１２ 無効電流
Ｗ２２ 電流歪

Claims (10)

1. 電力系統への逆潮流もしくは順潮流を検出する電流センサと接続され、
   前記電流センサの接続エラー可能性判定を実行し、当該接続エラー可能性判定において接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させるパワーコンディショナ。
2. さらに前記電流センサの接続エラー判定を実行し、当該接続エラー判定において接続エラー有りと判定する条件は、前記電流センサの検出電流値もしくは検出電流の変化幅が第１判定閾値未満である状態が第１所定期間継続した場合であることを含む、請求項１に記載のパワーコンディショナ。
3. 前記電流センサの検出電流値もしくは検出電流の変化幅が前記第１判定閾値以上となるように前記出力無効電流を変化させる、請求項２に記載のパワーコンディショナ。
4. 前記接続エラー可能性有りと判定する条件は、前記電流センサの検出電流値もしくは検出電流の変化幅が第２判定閾値未満である状態が、第２所定期間継続した場合であることを含む、請求項２または３に記載のパワーコンディショナ。
5. 前記第１判定閾値と前記第２判定閾値とは同じ値である、請求項４に記載のパワーコンディショナ。
6. 前記第２所定期間は前記第１所定期間よりも短い請求項４または５に記載のパワーコンディショナ。
7. 前記接続エラー可能性有りと判定する条件もしくは前記接続エラー有りと判定する条件は、前記パワーコンディショナの出力電力が所定の第３判定閾値以上であることを含む、請求項２から６のいずれか１項に記載のパワーコンディショナ。
8. 前記パワーコンディショナは蓄電池に接続されており、
   前記電流センサは、前記蓄電池の放電時における前記逆潮流を検出するＲＰＲセンサである、請求項１から７のいずれか１項に記載のパワーコンディショナ。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のパワーコンディショナと、
   前記パワーコンディショナに電気的に接続される蓄電池と、
   前記パワーコンディショナに電気的に接続され、電力系統への逆潮流を検出する電流センサと、
   を含む電力システム。
10. 電力系統への逆潮流もしくは順潮流を検出する電流センサと接続され、
    前記電流センサの接続エラー可能性判定を実行し、当該接続エラー可能性判定において接続エラー可能性有りと判定した場合に出力無効電流を変化させる判定方法。

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