JP2021063663A - Arc detection device, breaker, power conditioner, photovoltaic panel, photovoltaic panel attachment module, junction box, arc detection system, and arc detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電源と電力変換装置とを接続する伝送路において発生するアーク故障を検出するアーク検出装置等に関する。 The present invention relates to an arc detection device or the like that detects an arc failure that occurs in a transmission line connecting a DC power supply and a power conversion device.
従来、PV(Photo Voltaic)パネル(太陽光パネル)などの直流電源から伝送路を介して供給される直流電力をパワーコンディショナ(パワコン)で交流電力に変換するシステムが知られている。PVパネルとパワコンとを接続する伝送路は、外的要因又は経年劣化等によって損傷又は破断を引き起こすことが報告されている。このような伝送路の損傷等に起因してアーク故障が発生する場合がある。そこで、アーク故障を検出するためのアーク検出手段が提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1に開示されたアーク検出手段においては、伝送路に印加される電流及び電圧の変動に基づいてアーク故障を検出しようとしている。 Conventionally, there is known a system that converts DC power supplied from a DC power source such as a PV (Photo Voltic) panel (solar panel) via a transmission line into AC power by a power conditioner (power conditioner). It has been reported that the transmission line connecting the PV panel and the power conditioner causes damage or breakage due to an external factor or aged deterioration. An arc failure may occur due to such damage to the transmission line. Therefore, an arc detection means for detecting an arc failure has been proposed (for example, Patent Document 1). The arc detecting means disclosed in Patent Document 1 attempts to detect an arc failure based on fluctuations in current and voltage applied to a transmission line.
しかしながら、上記特許文献1に開示された技術では、伝送路に印加される電流及び電圧の変動がアーク故障によるものではなく、例えば外乱ノイズ等によるものである場合に、アーク故障が発生していないのにもかかわらず、誤ってアーク故障が発生したと検出してしまう場合がある。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the arc failure does not occur when the fluctuation of the current and the voltage applied to the transmission line is not due to the arc failure but due to, for example, disturbance noise or the like. Nevertheless, it may be detected that an arc failure has occurred by mistake.
そこで、本発明は、伝送路において発生するアーク故障を正確に検出できるアーク検出装置等を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an arc detection device or the like that can accurately detect an arc failure that occurs in a transmission line.
上記目的を達成するために、本発明に係るアーク検出装置の一態様は、直流電力を生成する直流電源と、前記直流電力を交流電力に変換する電力変換装置とを接続する伝送路において発生するアーク故障を検出するアーク検出装置であって、前記伝送路に流れる電流に応じてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する第1判定部と、アーク故障の発生の可能性があると判定された場合、前記伝送路に流れる電流を一時的に停止する停止部と、前記伝送路に流れる電流の一時的な停止が解除された後の前記直流電源から供給される前記電力変換装置の入力電圧に応じてアーク故障が発生したか否かを判定する第2判定部と、を備える。 In order to achieve the above object, one aspect of the arc detection device according to the present invention is generated in a transmission line connecting a DC power source that generates DC power and a power conversion device that converts the DC power into AC power. It is an arc detection device that detects an arc failure, and has a first determination unit that determines whether or not there is a possibility of an arc failure depending on the current flowing through the transmission line, and a possibility of an arc failure occurring. When it is determined that there is, the stop unit that temporarily stops the current flowing through the transmission line and the power conversion supplied from the DC power source after the temporary stop of the current flowing through the transmission line is released. It is provided with a second determination unit that determines whether or not an arc failure has occurred according to the input voltage of the device.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るブレーカの一態様は、上記のアーク検出装置を備え、アーク故障の発生が検出された場合に、前記伝送路に流れる電流を遮断する。 Further, in order to achieve the above object, one aspect of the breaker according to the present invention is provided with the above arc detection device, and when the occurrence of an arc failure is detected, the current flowing through the transmission line is cut off.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るパワーコンディショナの一態様は、上記のアーク検出装置と、前記電力変換装置と、を備える。 Further, in order to achieve the above object, one aspect of the power conditioner according to the present invention includes the above arc detection device and the power conversion device.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る太陽光パネルの一態様は、前記直流電源である太陽光パネルであって、上記のアーク検出装置を備える。 Further, in order to achieve the above object, one aspect of the solar panel according to the present invention is the solar panel which is the DC power source, and includes the above arc detection device.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る太陽光パネル付属モジュールの一態様は、上記のアーク検出装置を備え、前記直流電源である太陽光パネルから出力される信号の変換を行う。 Further, in order to achieve the above object, one aspect of the solar panel accessory module according to the present invention includes the above arc detection device and converts a signal output from the solar panel which is a DC power source.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る接続箱の一態様は、上記のアーク検出装置を備え、前記直流電源である太陽光パネルと、前記電力変換装置を備えるパワーコンディショナとを接続する。 Further, in order to achieve the above object, one aspect of the junction box according to the present invention includes the solar panel provided with the arc detection device and the DC power source, and the power conditioner provided with the power conversion device. Connecting.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るアーク検出システムの一態様は、上記のアーク検出装置と、前記直流電源と、前記電力変換装置と、を備える。 Further, in order to achieve the above object, one aspect of the arc detection system according to the present invention includes the above arc detection device, the DC power supply, and the power conversion device.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るアーク検出方法の一態様は、直流電力を生成する直流電源と、前記直流電力を交流電力に変換する電力変換装置とを接続する伝送路において発生するアーク故障を検出するアーク検出方法であって、前記伝送路に流れる電流に応じてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する第1判定ステップと、アーク故障の発生の可能性があると判定された場合、前記伝送路に流れる電流を一時的に停止する停止ステップと、前記伝送路に流れる電流の一時的な停止が解除された後の前記直流電源から供給される前記電力変換装置の入力電圧に応じてアーク故障が発生したか否かを判定する第2判定ステップと、を含む。 Further, in order to achieve the above object, one aspect of the arc detection method according to the present invention is in a transmission line connecting a DC power source that generates DC power and a power conversion device that converts the DC power into AC power. An arc detection method for detecting an arc failure that occurs, the first determination step of determining whether or not there is a possibility of an arc failure depending on the current flowing through the transmission line, and the possibility of an arc failure occurring. When it is determined that there is a property, the stop step for temporarily stopping the current flowing in the transmission line and the DC power supply after the temporary stop of the current flowing in the transmission line is released are said to be supplied. It includes a second determination step of determining whether or not an arc failure has occurred according to the input voltage of the power converter.
本発明の一態様によれば、伝送路において発生するアーク故障を正確に検出できる。 According to one aspect of the present invention, an arc failure occurring in a transmission line can be accurately detected.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, steps, the order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention.
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 It should be noted that each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, the same reference numerals are given to substantially the same configurations, and duplicate description will be omitted or simplified.
(実施の形態1)
実施の形態1に係るアーク検出装置及びアーク検出システムについて、図面を用いて説明する。
(Embodiment 1)
The arc detection device and the arc detection system according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、実施の形態1に係るアーク検出装置10が適用されたアーク検出システム1の一例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an arc detection system 1 to which the
アーク検出装置10は、直流電源31と、パワコン51と、直流電源31とパワコン51(具体的には、後述するパワコン51内の電力変換装置50)とを接続する伝送路L1とを備えたアーク検出システム1に適用される装置である。なお、伝送路L1は、直流電源31の正極と電力変換装置50とを接続する正側伝送路及び直流電源31の負極と電力変換装置50とを接続する負側伝送路からなる。
The
直流電源31は、発電する電源であり、例えば、太陽光パネルにより実現される。なお、直流電源31は、充放電する充電池等により実現されてもよく、また、直流電力を生成するものであれば他の電源であってもよい。
The
パワコン51は、直流電源31で生成された直流電力を交流電力に変換する装置である。パワコン51は、アーク検出装置10、電力変換装置50、DC/DCコンバータ52、電流計53及び電圧計54を備える。パワコン51の主な機能である直流電源31で生成された直流電力を交流電力に変換する機能は、電力変換装置50によって実現される。電力変換装置50は、例えば、インバータである。パワコン51は、直流電源31から電力線L1を介して供給される直流電力をDC/DCコンバータ52によって特定の電圧に昇圧又は降圧し、昇圧又は降圧された直流電力を電力変換装置50によって交流電力に変換する。パワコン51は、例えばMPPT(Maximum Power Point Tracking)方式を採用しており、直流電源31から供給される直流電力の電流及び電圧を、それぞれ電力が最大となる値に調整する。例えば、パワコン51は、直流電力を電圧100V、周波数50Hz又は60Hzの交流電力に変換する。当該交流電力は、家庭用電気機器等で使用される。電流計53は、伝送路L1に流れる電流を計測する。電流計53で計測された電流は、通常は、MPPT方式のよる直流電力から交流電力への変換に用いられるが、ここでは、アーク故障の検出にも用いられる。電圧計54は、電力変換装置50の入力電圧、ここでは、DC/DCコンバータ52を介した電力変換装置50の入力電圧を測定する。電力変換装置50の入力電圧は、直流電源31の正極と電力変換装置50とを接続する正側伝送路及び直流電源31の負極と電力変換装置50とを接続する負側伝送路間の電圧である。電圧計54で計測された電圧は、通常は、MPPT方式のよる直流電力から交流電力への変換に用いられるが、ここでは、アーク故障の検出にも用いられる。
The
伝送路L1は、外的要因や経年劣化等によって損傷又は破断を引き起こすことが報告されている。このような損傷等に起因してアーク故障が発生する場合がある。 It has been reported that the transmission line L1 is damaged or broken due to external factors, deterioration over time, and the like. An arc failure may occur due to such damage or the like.
アーク検出装置10は、直流電源31と電力変換装置50とを接続する伝送路L1において発生するアーク故障を検出する装置である。アーク検出装置10は、アーク故障を検出するための機能構成要素として、第1判定部11、停止部12、第2判定部13及び報知部14を備える。アーク検出装置10は、例えばマイコン、又は、マイコンを備える装置である。マイコンは、プログラムが格納されたROM及びRAM、プログラムを実行するプロセッサ(CPU:Central Processing Unit)、タイマ、A/D変換器、並びに、D/A変換器等を有する半導体集積回路等である。第1判定部11、停止部12、第2判定部13及び報知部14は、プロセッサが上記プログラムを実行することにより実現される。
The
第1判定部11、停止部12、第2判定部13及び報知部14について、アーク検出装置10の動作、すなわち、第1判定部11、停止部12、第2判定部13及び報知部14の動作を説明する図2を用いて説明する。
Regarding the
図2は、実施の形態1に係るアーク検出装置10の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the
第1判定部11は、伝送路L1に流れる電流の測定結果を電流計53から取得する(ステップS11)。
The
第1判定部11は、伝送路L1に流れる電流に応じてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する(ステップS12)。例えば、第1判定部11は、伝送路L1に流れる電流を周波数分析する。周波数分析とは、例えば、電流の測定結果の時間波形をフーリエ変換することで電流信号の周波数スペクトルを算出することである。そして、第1判定部11は、伝送路L1に流れる電流に特定の周波数帯域の成分が含まれる場合にアーク故障の発生の可能性があると判定する。特定の周波数帯域は、例えば、アーク故障が発生した場合にアーク故障に起因するノイズが発生する周波数を含む周波数帯域である。なお、アーク故障に起因するノイズが発生する周波数は、実験的に求めることができる。
The
伝送路L1においてアーク故障が発生した場合、伝送路L1に流れる電流が変化し、上述したように、アーク故障の発生の可能性があることを判定できる。ただし、伝送路L1に流れる電流が変化する要因としては、アーク故障以外にも外乱ノイズ等があり、アーク故障が本当に発生したか否かを判定する必要がある。アーク故障発生時には伝送路L1が断線して電力変換装置50の入力電圧が変化し得るため、アーク故障が本当に発生したか否かを判定する方法として、電力変換装置50の入力電圧を測定する方法がある。しかし、アーク故障が発生したとしてもアーク放電により伝送路L1には電流が流れ続ける場合があり、電力変換装置50の入力電圧に大きな変化はなく、アーク故障が発生したか否かを判定することが難しい場合がある。そこで、停止部12は、本当にアーク故障が発生したか否かを判定するために、伝送路L1に流れる電流を一時的に停止する。
When an arc failure occurs in the transmission line L1, the current flowing through the transmission line L1 changes, and as described above, it can be determined that an arc failure may occur. However, as a factor for changing the current flowing through the transmission line L1, there is disturbance noise or the like in addition to the arc failure, and it is necessary to determine whether or not the arc failure has actually occurred. Since the transmission line L1 may be disconnected and the input voltage of the
停止部12は、アーク故障の発生の可能性があると判定された場合(ステップS12でYes)、伝送路L1に流れる電流を一時的に停止する(ステップS13)。これにより、アーク故障によりアーク放電が発生していた場合には、アーク放電が消滅する。アーク故障の発生の可能性がないと判定された場合には(ステップS12でNo)、処理が終了する。
When it is determined that an arc failure may occur (Yes in step S12), the
例えば、停止部12は、伝送路L1に接続されたスイッチを制御することで、伝送路L1に流れる電流を一時的に停止する。なお、伝送路L1に接続されたスイッチとは、伝送路L1に直接的に接続されたスイッチであってもよいし、伝送路L1に間接的に接続されたスイッチであってもよい。例えば、当該スイッチは、DC/DCコンバータ52のDC/DC変換機能を実現するためのスイッチである。当該スイッチは、伝送路L1に直接的に接続されていなくても、間接的には伝送路L1に接続されることになるため、伝送路L1に接続されたスイッチとなる。例えば、停止部12は、DC/DC変換機能を実現するためのスイッチを制御して当該スイッチのスイッチング動作を一時的に停止することで、伝送路L1に流れる電流を一時的に停止する。そして、停止部12は、伝送路L1に流れる電流を停止してから所定時間後(例えば、約1秒後)、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止を解除する。すなわち、停止部12は、DC/DC変換機能を実現するためのスイッチを制御して、DC/DCコンバータ52のDC/DC変換機能をオンする(言い換えると、伝送路L1に再度電流を流そうとする)。なお、所定時間は特に限定されず、適宜決定されてもよい。
For example, the
なお、スイッチが電力変換装置50内に設けられていてもよく、当該スイッチは電力変換装置50のオン及びオフを切り替えてもよい。例えば、停止部12は、電力変換装置50のオン及びオフを切り替えるスイッチを制御して、電力変換装置50を一時的にオフすることで、伝送路L1に流れる電流を一時的に停止する。そして、停止部12は、伝送路L1に流れる電流を停止してから所定時間後、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止を解除する。すなわち、停止部12は、電力変換装置50のオン及びオフを切り替えるスイッチを制御して、電力変換装置50をオンする(言い換えると、伝送路L1に再度電流を流そうとする)。
The switch may be provided in the
また、スイッチが伝送路L1上に設けられていてもよく、当該スイッチは直流電源31とDC/DCコンバータ52又は電力変換装置50との導通及び非導通を切り替えてもよい。例えば、停止部12は、直流電源31とDC/DCコンバータ52又は電力変換装置50との導通及び非導通を切り替えるスイッチを制御して、直流電源31とDC/DCコンバータ52又は電力変換装置50とを非導通状態とすることで、伝送路L1に流れる電流を一時的に停止してもよい。そして、停止部12は、伝送路L1に流れる電流を停止してから所定時間後、直流電源31とDC/DCコンバータ52又は電力変換装置50との導通及び非導通を切り替えるスイッチを制御して、直流電源31とDC/DCコンバータ52又は電力変換装置50とを導通状態とする(言い換えると、伝送路L1に再度電流を流そうとする)。
Further, a switch may be provided on the transmission line L1, and the switch may switch between conduction and non-conduction between the
伝送路L1に接続されたスイッチは、例えば、メカスイッチ又は半導体スイッチである。メカスイッチは、例えば、リレー又はブレーカ等のスイッチであり、半導体スイッチは、トランジスタ又はダイオード等のスイッチである。 The switch connected to the transmission line L1 is, for example, a mechanical switch or a semiconductor switch. The mechanical switch is, for example, a switch such as a relay or a breaker, and the semiconductor switch is a switch such as a transistor or a diode.
第2判定部13は、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止が解除された後の直流電源31から供給される電力変換装置50の入力電圧の測定結果を電圧計54から取得する(ステップS14)。例えば、第2判定部13は、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止が解除されたときに、直流電源31から供給される電力変換装置50の入力電圧の測定結果を電圧計54から取得する。
The
第2判定部13は、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止が解除された後の電力変換装置50の入力電圧に応じてアーク故障が発生したか否かを判定する(ステップS15)。例えば、第2判定部13は、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止が解除された後の入力電圧が所定値未満の場合に、アーク故障が発生したと判定する。所定値は、例えば、電力変換装置50が正常に動作しているときの電力変換装置50の入力電圧である。アーク故障が発生していた場合には、伝送路L1はアーク故障により断線しているため、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止が解除されても伝送路L1に電流は流れず、電力変換装置50の入力電圧は異常な電圧(例えば所定値未満)となる。言い換えると、電力変換装置50は、リスタートできない状態となっている。アーク故障が発生していなかった場合には、再度伝送路L1に電流が流れ、電力変換装置50の入力電圧が正常な電圧となる。この場合、電力変換装置50はリスタートできる。このようにして、第2判定部13は、伝送路L1においてアーク故障が発生したか否かを判定できる。
The
報知部14は、アーク故障が発生したと判定された場合(ステップS15でYes)、アーク故障の発生を報知する(ステップS16)。報知部14は、例えば、アーク故障の発生を周囲に知らせるためのランプを点灯したり、ブザーを鳴らしたりすることでアーク故障の発生を報知する。また、報知部14は、アーク故障の発生を示す情報をアーク検出システム1の所有者又は管理者等が有する情報端末(パソコン又は携帯端末)に送信することで、アーク故障の発生を報知してもよい。アーク故障の発生が検出されない場合には(ステップS15でNo)、処理が終了する。なお、報知部14は、アーク故障の発生が検出されない場合であっても、アーク故障の発生の可能性があったことを報知してもよい。
When it is determined that an arc failure has occurred (Yes in step S15), the
以上説明したように、本実施の形態に係るアーク検出装置10は、直流電力を生成する直流電源31と、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置50とを接続する伝送路L1において発生するアーク故障を検出する装置である。アーク検出装置10は、伝送路L1に流れる電流に応じてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する第1判定部11と、アーク故障の発生の可能性があると判定された場合、伝送路L1に流れる電流を一時的に停止する停止部12と、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止が解除された後の直流電源31から供給される電力変換装置50の入力電圧に応じてアーク故障が発生したか否かを判定する第2判定部13と、を備える。
As described above, the
伝送路L1においてアーク故障が発生した場合、伝送路L1に流れる電流が変化し、アーク故障の発生の可能性があることを判定できる。しかし、伝送路L1に流れる電流が変化する要因としては、アーク故障以外にも外乱ノイズ等があり、アーク故障が本当に発生したか否かを判定する必要がある。アーク故障発生時には伝送路L1が断線して電力変換装置50の入力電圧が変化し得るため、アーク故障が本当に発生したか否かを判定する方法として、電力変換装置50の入力電圧を測定する方法がある。しかし、アーク故障が発生したとしてもアーク放電により伝送路L1には電流が流れ続ける場合があり、電力変換装置50の入力電圧に大きな変化はなく、アーク故障が発生したか否かを判定することが難しい場合がある。そこで、本態様に係るアーク検出装置10では、伝送路L1に流れる電流を一時的に停止する。これにより、アーク故障によりアーク放電が発生していた場合には、アーク放電が消滅する。そして、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止を解除することで、言い換えると、伝送路L1に再度電流を流そうとすることで、アーク故障が発生していた場合には、伝送路L1はアーク故障により断線しているため、伝送路L1に電流は流れず、電力変換装置50の入力電圧は異常な電圧となる。なお、アーク故障が発生していなかった場合には、再度伝送路L1に電流が流れ、電力変換装置50の入力電圧が正常な電圧となる。このようにして、伝送路L1において発生するアーク故障を正確に検出できる。
When an arc failure occurs in the transmission line L1, the current flowing through the transmission line L1 changes, and it can be determined that an arc failure may occur. However, as a factor for changing the current flowing through the transmission line L1, there is disturbance noise or the like in addition to the arc failure, and it is necessary to determine whether or not the arc failure has actually occurred. Since the transmission line L1 may be disconnected and the input voltage of the
また、停止部12は、伝送路L1に接続されたスイッチを制御することで、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止を行ってもよい。例えば、スイッチは、メカスイッチ又は半導体スイッチであってもよい。
Further, the
これによれば、スイッチを用いることで、容易に伝送路L1に流れる電流を一時的に停止することができる。 According to this, by using the switch, the current flowing through the transmission line L1 can be easily temporarily stopped.
また、第1判定部11は、伝送路L1に流れる電流を周波数分析し、当該電流に特定の周波数帯域の成分が含まれる場合にアーク故障の発生の可能性があると判定してもよい。
Further, the
これによれば、アーク故障の発生の可能性がある場合には、アーク故障に起因するノイズが発生し、すなわち、当該ノイズに対応した特定の周波数帯域に変化が見られるようになるため、伝送路L1に流れる電流を周波数分析することで、アーク故障の発生の可能性を容易に判定できる。 According to this, when there is a possibility that an arc failure occurs, noise due to the arc failure is generated, that is, a change can be seen in a specific frequency band corresponding to the noise, so that transmission is performed. By frequency-analyzing the current flowing through the path L1, the possibility of arc failure can be easily determined.
また、第2判定部13は、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止が解除された後の入力電圧が所定値未満の場合に、アーク故障が発生したと判定してもよい。
Further, the
これによれば、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止が解除された後の入力電圧が、例えば正常時の電圧である所定値よりも小さい場合に、アーク故障が発生したと判定できる。 According to this, it can be determined that an arc failure has occurred when the input voltage after the temporary stop of the current flowing through the transmission line L1 is released is smaller than, for example, a predetermined value which is a normal voltage.
また、アーク検出装置10は、さらに、アーク故障が発生したと判定された場合、アーク故障の発生を報知する報知部14を備えていてもよい。
Further, the
これによれば、アーク故障の発生を報知することができる。 According to this, it is possible to notify the occurrence of an arc failure.
また、本実施の形態に係るアーク検出システム1は、アーク検出装置10と、直流電源31と、電力変換装置50と、を備える。
Further, the arc detection system 1 according to the present embodiment includes an
これによれば、伝送路L1において発生するアーク故障を正確に検出できるアーク検出システム1を提供できる。 According to this, it is possible to provide an arc detection system 1 capable of accurately detecting an arc failure occurring in a transmission line L1.
(実施の形態2)
実施の形態2では、アーク検出装置10の適用例について説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an application example of the
図3は、実施の形態1に係るアーク検出装置10の適用例を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an application example of the
アーク検出装置10は、例えば、太陽光パネル33から伝送路を介して供給される直流電力を、パワコン51で交流電力に変換するシステムに適用される。この場合、実施の形態1における直流電源31は、太陽光パネル33に対応する。本適用例では、3つの太陽光パネル33が1つのストリング60によって直列に接続されたものが3つ並べられて、太陽電池アレイ30を形成している。各ストリング60は、接続箱40によってまとめられて、パワコン51へ接続される。
The
例えば、ストリング60毎にブレーカ41が設けられており、ここでは、接続箱40内にブレーカ41が設けられている。なお、ブレーカ41は、接続箱40内に設けられなくてもよい。例えば、ブレーカ41は、接続箱40と太陽電池アレイ30との間に設けられていてもよいし、ストリング60毎に設けられず接続箱40とパワコン51との間に設けられていてもよい。
For example, a
太陽光パネル33は、例えば、太陽光パネル33から出力される信号の変換を行う太陽光パネル付属モジュール32を有する。なお、太陽光パネル33は、太陽光パネル付属モジュール32を有していなくてもよい。太陽光パネル付属モジュール32は、例えば、太陽光パネル33毎の発電量を最適化するDC/DCコンバータである。
The
実施の形態1では、パワコン51がアーク検出装置10を備えるとして説明したが、パワコン51がアーク検出装置10を備えていなくてもよい。
In the first embodiment, the
例えば、ブレーカ41がアーク検出装置10を備えていてもよい。この場合、伝送路L1は、ブレーカ41に接続されたストリング60に対応し、ブレーカ41は、アーク故障が発生したと判定された場合に、ストリング60に流れる電流を個別に遮断する。アーク故障が発生していないストリング60については、電流を遮断せずに使用することができる。
For example, the
また、例えば、太陽光パネル33又は太陽光パネル付属モジュール32がアーク検出装置10を備えていてもよい。この場合、伝送路L1は、太陽光パネル33に接続されたストリング60に対応し、アーク故障が発生したストリング60への出力を停止することができる。例えば、アーク故障が発生したと判定された場合に、太陽光パネル33又は太陽光パネル付属モジュール32は、アーク故障が発生したストリング60への出力を停止する。アークが発生していないストリング60については、出力を停止せずに使用することができる。
Further, for example, the
また、例えば、接続箱40がアーク検出装置10を備えていてもよい。この場合、伝送路L1は、接続箱40に接続されたストリング60に対応し、例えばブレーカ41等を介して、アーク故障が発生したストリング60に流れる電流を遮断することができる。例えば、アーク故障が発生したと判定された場合、接続箱40は、アーク故障が発生したストリング60に流れる電流を遮断する。アーク故障が発生していないストリング60については、電流を遮断せずに使用することができる。
Further, for example, the
なお、アーク検出装置10は、太陽光発電が行われるシステムに限らず、アーク故障の発生の検出が必要なシステム全般に適用できる。
The
このように、ブレーカ41は、アーク検出装置10を備え、アーク故障が発生したと判定された場合に、ストリング60に流れる電流を遮断してもよい。また、太陽光パネル33は、直流電源31である太陽光パネル33であって、アーク検出装置10を備えていてもよい。また、太陽光パネル付属モジュール32は、アーク検出装置10を備え、太陽光パネル33から出力される信号の変換を行ってもよい。また、接続箱40は、アーク検出装置10を備え、直流電源31である太陽光パネル33と電力変換装置50を備えるパワコン51とを接続してもよい。また、実施の形態1で説明したように、パワコン51は、アーク検出装置10と電力変換装置50とを備えていてもよい。
As described above, the
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態に係るアーク検出装置10等について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
Although the
例えば、上記実施の形態では、アーク検出装置10は、報知部14を備えていたが、備えていなくてもよい。
For example, in the above embodiment, the
例えば、本発明は、アーク検出装置10等として実現できるだけでなく、アーク検出装置10を構成する各構成要素が行うステップ(処理)を含むアーク検出方法として実現できる。
For example, the present invention can be realized not only as an
具体的には、アーク検出方法は、直流電力を生成する直流電源31と、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置50とを接続する伝送路L1において発生するアーク故障を検出するアーク検出方法であって、図2に示されるように、伝送路L1に流れる電流に応じてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する第1判定ステップ(ステップS12)と、アーク故障の発生の可能性があると判定された場合(ステップS12でYes)、伝送路L1に流れる電流を一時的に停止する停止ステップ(ステップS13)と、伝送路L1に流れる電流の一時的な停止が解除された後の直流電源31から供給される電力変換装置50の入力電圧に応じてアーク故障が発生したか否かを判定する第2判定ステップ(ステップS15)と、を含む。
Specifically, the arc detection method is an arc detection method for detecting an arc failure that occurs in a transmission line L1 that connects a
例えば、それらのステップは、コンピュータ(コンピュータシステム)によって実行されてもよい。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録したCD−ROM等である非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。 For example, those steps may be performed by a computer (computer system). Then, the present invention can be realized as a program for causing a computer to execute the steps included in those methods. Further, the present invention can be realized as a non-temporary computer-readable recording medium such as a CD-ROM on which the program is recorded.
上記実施の形態に係るアーク検出装置10は、マイコンによってソフトウェア的に実現されたが、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータにおいてソフトウェア的に実現されてもよい。さらに、アーク検出装置10は、A/D変換器、論理回路、ゲートアレイ、D/A変換器等で構成される専用の電子回路によってハードウェア的に実現されてもよい。
Although the
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment within the range obtained by applying various modifications to each embodiment and the gist of the present invention. Forms are also included in the present invention.
1 アーク検出システム
10 アーク検出装置
11 第1判定部
12 停止部
13 第2判定部
14 報知部
31 直流電源
32 太陽光パネル付属モジュール
33 太陽光パネル
40 接続箱
41 ブレーカ
50 電力変換装置
51 パワコン
L1 伝送路
1
Claims (13)
前記伝送路に流れる電流に応じてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する第1判定部と、
アーク故障の発生の可能性があると判定された場合、前記伝送路に流れる電流を一時的に停止する停止部と、
前記伝送路に流れる電流の一時的な停止が解除された後の前記直流電源から供給される前記電力変換装置の入力電圧に応じてアーク故障が発生したか否かを判定する第2判定部と、を備える、
アーク検出装置。 An arc detection device that detects an arc failure that occurs in a transmission line that connects a DC power supply that generates DC power and a power conversion device that converts the DC power into AC power.
A first determination unit that determines whether or not an arc failure may occur according to the current flowing through the transmission line, and
When it is determined that there is a possibility of an arc failure, a stop unit that temporarily stops the current flowing through the transmission line and a stop unit
A second determination unit that determines whether or not an arc failure has occurred according to the input voltage of the power conversion device supplied from the DC power supply after the temporary stop of the current flowing in the transmission line is released. , With
Arc detector.
請求項1に記載のアーク検出装置。 The stop unit temporarily stops the current flowing through the transmission line by controlling a switch connected to the transmission line.
The arc detection device according to claim 1.
請求項2に記載のアーク検出装置。 The switch is a mechanical switch or a semiconductor switch.
The arc detection device according to claim 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のアーク検出装置。 The first determination unit frequency-analyzes the current flowing through the transmission line and determines that an arc failure may occur when the current contains a component in a specific frequency band.
The arc detection device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のアーク検出装置。 The second determination unit determines that an arc failure has occurred when the input voltage after the temporary stop of the current flowing in the transmission line is released is less than a predetermined value.
The arc detection device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のアーク検出装置。 The arc detection device further includes a notification unit that notifies the occurrence of an arc failure when it is determined that an arc failure has occurred.
The arc detection device according to any one of claims 1 to 5.
アーク故障の発生が検出された場合に、前記伝送路に流れる電流を遮断する、
ブレーカ。 The arc detection device according to any one of claims 1 to 6 is provided.
When the occurrence of an arc failure is detected, the current flowing through the transmission line is cut off.
breaker.
前記電力変換装置と、を備える、
パワーコンディショナ。 The arc detection device according to any one of claims 1 to 6.
The power conversion device is provided.
Power conditioner.
請求項1〜6のいずれか1項に記載のアーク検出装置を備える、
太陽光パネル。 The solar panel that is the DC power source.
The arc detection device according to any one of claims 1 to 6 is provided.
Solar panel.
前記直流電源である太陽光パネルから出力される信号の変換を行う、
太陽光パネル付属モジュール。 The arc detection device according to any one of claims 1 to 6 is provided.
Converts the signal output from the solar panel, which is the DC power supply.
Module attached to the solar panel.
前記直流電源である太陽光パネルと、前記電力変換装置を備えるパワーコンディショナとを接続する、
接続箱。 The arc detection device according to any one of claims 1 to 6 is provided.
A solar panel that is a DC power source and a power conditioner provided with the power conversion device are connected.
Junction box.
前記直流電源と、
前記電力変換装置と、を備える、
アーク検出システム。 The arc detection device according to any one of claims 1 to 6.
With the DC power supply
The power conversion device is provided.
Arc detection system.
前記伝送路に流れる電流に応じてアーク故障の発生の可能性があるか否かを判定する第1判定ステップと、
アーク故障の発生の可能性があると判定された場合、前記伝送路に流れる電流を一時的に停止する停止ステップと、
前記伝送路に流れる電流の一時的な停止が解除された後の前記直流電源から供給される前記電力変換装置の入力電圧に応じてアーク故障が発生したか否かを判定する第2判定ステップと、を含む、
アーク検出方法。 It is an arc detection method for detecting an arc failure occurring in a transmission line connecting a DC power source that generates DC power and a power conversion device that converts the DC power into AC power.
The first determination step of determining whether or not there is a possibility of arc failure according to the current flowing through the transmission line, and
When it is determined that an arc failure may occur, a stop step for temporarily stopping the current flowing through the transmission line and a stop step are provided.
A second determination step of determining whether or not an arc failure has occurred according to the input voltage of the power conversion device supplied from the DC power supply after the temporary stop of the current flowing in the transmission line is released. ,including,
Arc detection method.
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