JP2021141688A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する場合においても、電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化を判定することが可能な電力変換装置を提供する。【解決手段】この電力変換装置１００は、太陽電池１０１（発電電力源）からの直流電力を交流電力に変換して系統１０２に出力するインバータ１１（電力変換部）と、インバータ１１から交流電力が出力される電源ライン１２に接続されたフィルタ用のコンデンサ１３と、インバータ１１から出力された交流電力の電流を検出する電流検出部１５と、インバータ１１から系統１０２への交流電力の出力を遮断させた状態で、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定する制御部３と、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、電力変換装置に関し、特に、コンデンサの劣化を判定する電力変換装置に関する。

従来、コンデンサの劣化を判定する電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、電力変換装置の運転中にフィルタコンデンサの静電容量の低下を検出する交流フィルタ回路の異常検出装置が開示されている。上記特許文献１に記載の交流フィルタ回路の異常検出装置では、３相交流定電圧を出力する電力変換装置の変換部と３相負荷との間に接続された３相コンデンサ（３つのコンデンサ）によって交流フィルタ回路が形成されている。そして、上記特許文献１に記載の交流フィルタ回路の異常検出装置では、コンデンサへの３相接続線を流れる電流のベクトル和に相当する電流を検知する零相変流器が設けられている。また、コンデンサへの３相（３本）の接続線のうちのいずれか１相（１本）の接続線を流れる電流を検知する相電流検出器が設けられている。そして、上記特許文献１に記載の交流フィルタ回路の異常検出装置では、ローパスフィルタによって零相変流器および相電流検出器からの出力から高調波成分が除かれて、出力周波数成分が出力される。そして、比較回路によって、高調波成分が除かれた出力周波数成分（基本波成分）の出力と、所定の値とが比較される。比較回路の出力に基づいて、判別回路によってコンデンサの静電容量の低下異常が判別される。

特開平１１−１７４１０５号公報

ここで、発電電力源からの直流電力を変換部（電力変換部）によって交流電力に変換するとともに、変換された交流電力を系統に出力する場合にも、上記特許文献１に記載されているような交流フィルタ回路の異常検出装置のように、コンデンサに流れる電流を測定することによって、電力変換部から出力された交流電力の電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化異常を検出する（劣化を判定する）ことが考えられる。

しかしながら、発電電力源からの直流電力を電力変換部によって交流電力に変換するとともに、変換された交流電力を系統に出力する場合には、出力する系統側の電圧および周波数の変化に起因して、電力変換部から出力される交流電力が不安定になる。そのため、上記特許文献１に記載されているような交流フィルタ回路の異常検出装置のように、３相交流定電圧を出力する電力変換装置の変換部と３相負荷との間の電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサに流れる電流を測定する場合には、系統側の電圧および周波数の変化に起因してコンデンサに流れる電流の値も変化する。したがって、測定された電流の変化が、コンデンサの容量の変化に起因するものであることと、系統の電圧および周波数の変化に起因するものであることとを区別することが困難である。そのため、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する場合においても、電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化を判定することが可能な電力変換装置が望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する場合においても、電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化を判定することが可能な電力変換装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する電力変換部と、電力変換部から交流電力が出力される電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサと、電力変換部から出力された交流電力の電流を検出する電流検出部と、電力変換部から系統への交流電力の出力を遮断させた状態で、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定する制御部と、を備える。

この発明の一の局面による電力変換装置では、上記のように、電力変換部から系統への交流電力の出力を遮断させた状態で、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定する制御部を備える。これにより、系統への出力を遮断した状態でコンデンサに流れる電流の電流測定値を電流検出部によって検出することができる。そのため、系統側の電圧および周波数の変化に起因して電力変換部から出力される電力が不安定になることを抑制しながら、コンデンサに流れる電流の電流測定値を検出することができる。したがって、電力変換部によって出力された一定の電圧かつ一定の周波数の交流電力を用いてコンデンサに流れる電流の電流計測値を検出することができるため、コンデンサの容量の変化に起因する電流測定値の変化を精度よく検出することができる。その結果、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する場合においても、電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化を判定することができる。

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて電力変換部による電力変換動作を制御するとともに、コンデンサの劣化を判定する共通の制御部を含む。このように構成すれば、共通の制御部によって、電力変換部による電力変換動作の制御と、コンデンサの劣化の判定を行うための制御とを行うことができる。そのため、電力変換部による電力変換動作の制御と、コンデンサの劣化の判定を行うための制御とを、それぞれ別個の制御部によって行う場合に比べて、装置構成の複雑化を抑制することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、起動時に、電力変換部と系統とを遮断させた状態で、電力変換動作を制御し、電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定する。このように構成すれば、毎回の起動時において、コンデンサの劣化の判定を行うことができる。そのため、コンデンサが劣化した状態のまま装置を稼働し続けることを抑制することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、コンデンサが正常と判断された場合に、電力変換部と系統とを連系させる。ここで、フィルタ用のコンデンサは、電力変換部から出力される交流電力から高調波を抑制するために用いられるものであるため、コンデンサが劣化した状態で系統と連系させた場合には、系統側に高調波が含まれた状態の交流電力を出力することとなる。そのため、上記のように、コンデンサが正常と判断された場合に、電力変換部と系統とを連系させるように構成すれば、劣化判定を行った結果コンデンサが正常であると判断された場合に電力変換部と系統との連系を行うため、コンデンサが劣化した状態で電力変換部と系統との連系を開始させることを抑制することができる。その結果、系統側に高調波が含まれた状態の交流電力を出力することを効果的に抑制することができる。なお、「連系」とは、系統の電圧および周波数に基づいて出力される交流電力の電圧および周波数を変更しながら、電力変換部から系統に交流電力を出力することである。

上記起動時に電力変換部と系統とを遮断させた状態で、コンデンサの劣化を判定する電力変換装置において、好ましくは、発電電力源は、太陽光発電装置を含み、制御部は、太陽光発電装置の起動時に出力された直流電力の電圧が所定の電圧値よりも大きい場合に、電力変換部の電力変換動作を行って電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。ここで、太陽光発電装置は、一般に、一日に一回毎朝起動する。そのため、太陽光発電装置の起動に合わせて、コンデンサの劣化の判定を行うことができるので、コンデンサが劣化した状態のまま数日間に亘って装置を稼働させ続けることを抑制することができる。また、毎朝の起動時に判定を行うことができるため、日中の日差しが強い（効率よく発電が行える）時間帯に、電力変換装置による系統に対する出力を停止させてコンデンサの劣化を判定する必要がなくなるため、太陽光発電の効率を落とすことなく、コンデンサの劣化を判定することができる。そのため、太陽光発電による発電の機会を効果的に活用することができる。

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいてコンデンサの劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている。このように構成すれば、たとえば、電力変換部に入力される電力の一時的な電圧低下などに起因して、検出された電流測定値の値が変化した場合にも、判定動作を複数回行うことによって、再度コンデンサの劣化を判定することができる。そのため、コンデンサの劣化以外の要因に起因して電流測定値が変化した場合において、コンデンサの劣化の誤判定を極力抑制することができる。

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、電力変換部は、制御部の制御によってオンオフを切り替えるスイッチング素子を含み、制御部は、電流検出部によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。ここで、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行う場合には、出力された交流電力の電流は、高調波成分（リプル）を含む電流となる。このような高調波成分を含む電流では、検出される電流の値が高調波成分によって変化するため、コンデンサの劣化による電流の変化を検出することが困難となる。この点を考慮して、本発明では、制御部を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいて電流をアナログデジタル変換するように構成する。これにより、スイッチング素子のオンオフの切り替えに起因する高調波成分を避けながら電流測定値を取得することができる。その結果、ローパスフィルタ回路などの新たな装置構成を設けることなく、高調波成分が抑制された電流測定値を取得することができる。これにより、高調波成分を抑制するための新たな回路を設けることによる回路構成の複雑化を抑制することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、電流検出部によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。ここで、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行う場合には、出力された交流電力の電流の波形は、スイッチングのオンオフを切り替えるタイミングにおいてリプル（高調波成分）が発生した状態の波形となる。そのため、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換することによって、リプルの中間において、検出された電流測定値に対してアナログデジタル変換を行うことができる。そのため、スイッチングによる高調波成分をより抑制した電流測定値を取得することができるため、コンデンサの劣化の判定をより精度よく行うことができる。

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、電流検出部によって検出された電流測定値を積算するとともに、積算された電流測定値と、予め設定された判定基準値とを比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。ここで、電力変換部から出力される交流電力は高調波成分を含む交流電力である。また、フィルタ用のコンデンサが劣化して容量が低下した場合には、コンデンサのフィルタとしての機能が低下するため、より高調波成分を多く含む電流が検出される。そのため、コンデンサの劣化による電流測定値の変化は、電流測定値そのものの瞬間値（実測値）の変化からは検出することが困難である。そこで、本発明のように、積算された電流測定値と、予め設定された判定基準値とを比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成すれば、コンデンサの劣化に起因する電流測定値の変化を効果的に検出することができる。そのため、電流測定値そのものの瞬間値を判定に用いる場合に比べて、コンデンサの劣化の判定をより精度よく行うことができる。

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、発電電力源から電力変換部に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するとともに、規格化された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。ここで、入力される直流電力の電圧値の変化に起因して、電力変換部から出力される交流電力の電流測定値が変化する場合がある。そこで、本発明のように、入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するように構成すれば、入力された直流電力の変化に起因する電流測定値の変化を除外してコンデンサの劣化を判定することができる。その結果、コンデンサの劣化に起因する電流測定値の変化を精度よく検出することができる。

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、電流検出部によって過去の起動時に検出された電流測定値と新しく検出された電流測定値とに基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。このように構成すれば、過去の起動時に検出された電流測定値に比べて、新しく取得された電流測定値が大きく変化した場合に、コンデンサの劣化（異常）があると判定することができる。そのため、異常がない場合に取得された電流測定値と、異常がある場合に取得された電流測定値との変化に基づいて、コンデンサごとの容量（流れる電流の値）に個体差がある場合にも、コンデンサの劣化を判定することができる。その結果、予め定められた判定基準値に基づいて劣化の判定をする場合に比べてより精度よく劣化の判定を行うことができる。

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、電力変換部、コンデンサ、および、電流検出部をそれぞれ含む複数の電力変換ユニットをさらに備え、制御部は、複数の電力変換ユニットの各々において検出された電流測定値を比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。このように構成すれば、予め判定基準値を設けることなく、それぞれの電力変換ユニット同士で電流測定値を比較することによって、コンデンサの劣化を判定することができる。そのため、電力変換部に入力される直流電力の変化に起因して電力変換部から出力される交流電力が不安定である場合にも、電力変換ユニット同士で電流測定値を比較することによってコンデンサの劣化を判定するため、コンデンサの劣化の判定を精度よく行うことができる。その結果、予め絶対的な判定基準値を設ける場合に比べて、コンデンサの劣化の判定を行う場合に外乱による誤判定を抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する場合においても、電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化を判定することができる。

第１実施形態による電力変換装置の構成を説明するためのブロック図である。 第１実施形態による第１電力変換ユニットの構成について説明するための図である。 第１実施形態による交流フィルタ回路の構成について説明するための図である。 第１実施形態によるインバータから出力される交流電力の電流について説明するための図である。 第１実施形態による電流測定値のアナログデジタル変換について説明するための図である。 第１実施形態による積算電流値について説明するための図である。 第１実施形態によるトレンド判定基準値について説明するための図である。 第１実施形態によるコンデンサの異常を判定した場合における表示について説明するための図である。 第１実施形態による起動シーケンスの制御処理を説明するためのフローチャート図である。 第２実施形態による電力変換装置の構成を説明するためのブロック図である。 第３実施形態による電力変換装置の構成を説明するためのブロック図である。 第１〜第３実施形態の第１変形例による第１電力変換ユニットの構成について説明するための図である。 第１〜第３実施形態の第２および第３変形例による交流フィルタ回路の構成について説明するための図であって、（Ａ）は第２変形例による交流フィルタ回路、（Ｂ）は第３変形例による交流フィルタ回路を説明するための図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図８を参照して、第１実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、第１実施形態による電力変換装置１００は、太陽電池１０１からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナとして構成されている。電力変換装置１００は、太陽電池１０１を系統１０２に連系させるように構成されている。なお、太陽電池１０１は、特許請求の範囲の「太陽光発電装置」および「発電電力源」の一例である。

（電力変換装置の全体構成）
第１実施形態による電力変換装置１００は、複数の電力変換ユニットを備える。具体的には、電力変換装置１００は、第１電力変換ユニット１０と、第２電力変換ユニット２０と、第３電力変換ユニット３０と、第４電力変換ユニット４０とを備える。複数の電力変換ユニットの各々は、太陽電池１０１と系統１０２との間に互いに並列に接続されている。複数の電力変換ユニットの各々は、共通の太陽電池１０１からの直流電力をそれぞれ変換することによって、交流電力を系統１０２に連系して出力するように構成されている。また、電力変換装置１００は、入力電圧測定部１と、表示部２と、制御部３とを備える。複数の電力変換ユニットは、共通の制御部３による制御によって、太陽電池１０１からの直流電力を交流電力に変換する電力変換動作を行う。また、制御部３は、特許請求の範囲の「共通の制御部」の一例である。

入力電圧測定部１は、太陽電池１０１から入力された入力電圧を測定する。すなわち、入力電圧測定部１は、太陽電池１０１から出力された直流電力の電圧値を測定する。そして、入力電圧測定部１は、測定された太陽電池１０１からの直流電力の電圧値を制御部３に送信する。

表示部２は、制御部３による制御に基づいて、ユーザおよび検査作業者に対して、電力変換装置１００についての情報を報知するための表示を行う。表示部２は、たとえば、液晶ディスプレイを含む。

制御部３は、電力変換装置１００の各部の動作を制御する。制御部３は、たとえば、ＣＰＵ３ａ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびフラッシュメモリ３ｂを有するマイコン（マイクロコントローラ）を含む。なお、制御部３による制御の詳細については、後述する。

（電力変換ユニットの構成）
複数の電力変換ユニット（第１電力変換ユニット１０〜第４電力変換ユニット４０）は、同様の構成を有する。そのため、第１電力変換ユニット１０の構成についてのみ図を用いて説明を行い、そのほかの第２電力変換ユニット２０〜第４電力変換ユニット４０については、構成が同様のため説明を省略する。

図２に示すように、第１電力変換ユニット１０は、インバータ１１、電源ライン１２、コンデンサ１３、リアクトル１４、電流検出部１５、および、電磁開閉器１６を含む。なお、インバータ１１は、特許請求の範囲の「電力変換部」の一例である。

インバータ１１は、太陽電池１０１からの直流電力を交流電力に変換して系統１０２に出力するように構成されている。具体的には、インバータ１１は、太陽電池１０１からの直流電力を変換して３相３線交流電力を出力することによって、系統１０２と連系するように構成されている。また、インバータ１１は、制御部３による制御によってオンオフを切り替えるスイッチング素子を含む。スイッチング素子は、たとえば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を含む。

電源ライン１２は、インバータ１１によって出力された交流電力が流れる導線である。電源ライン１２は、インバータ１１から出力された３相交流の各々が流れる３本の導線を含む。すなわち、電源ライン１２は、インバータ１１から出力された３相交流のうちの第１相が流れる第１相電源ライン１２ａと、３相交流のうちの第２相が流れる第２相電源ライン１２ｂと、３相交流のうちの第３相が流れる第３相電源ライン１２ｃとを含む。

コンデンサ１３は、インバータ１１から交流電力が出力される電源ライン１２に接続されているフィルタ用のコンデンサ１３を含む。コンデンサ１３は、３相交流の３つの電源ライン１２の各々に接続されている。すなわち、コンデンサ１３は、第１相電源ライン１２ａに接続されている第１相コンデンサ１３ａと、第２相電源ライン１２ｂに接続されている第２相コンデンサ１３ｂと、第３相電源ライン１２ｃに接続されている第３相コンデンサ１３ｃとを含む。

また、コンデンサ１３は、電荷を蓄積することが可能な電子部品である。そして、コンデンサ１３に一定の電圧が与えられた場合、コンデンサ１３に蓄えることが可能な電荷の量である容量と、コンデンサ１３に流れる電流の大きさとが、比例関係となる。すなわち、コンデンサ１３の容量が低下した場合、コンデンサ１３に流れる電流の大きさは、容量の低下に比例して小さくなる。そして、コンデンサ１３が劣化した場合にはコンデンサ１３の容量が低下するため、一定電圧における電流値が低下した場合に、コンデンサ１３は、劣化していると判断される。

リアクトル１４は、インバータ１１から交流電力が出力される電源ライン１２に直列に接続されているフィルタ用のコイル（インダクタ）である。リアクトル１４は、３相交流の３つの電源ライン１２の各々に直列に接続されている。すなわち、リアクトル１４は、第１相電源ライン１２ａに直列に接続されている第１相リアクトル１４ａと、第２相電源ライン１２ｂに直列に接続されている第２相リアクトル１４ｂと、第３相電源ライン１２ｃに直列に接続されている第３相リアクトル１４ｃとを含む。

また、図３に示すように、コンデンサ１３とリアクトル１４とによって交流フィルタ回路が構成される。この交流フィルタ回路は、ＬＣフィルタによって交流電流に含まれる高調波成分を除去するノイズ除去フィルタ（ローパスフィルタ）として機能する。すなわち、コンデンサ１３とリアクトル１４とによって構成された交流フィルタ回路によって、インバータ１１から出力される交流電流の高調波成分が抑制される。具体的には、交流フィルタ回路は、出力された交流電力の電流うち、周波数の高い成分を吸収（除去）するように構成されている。図４に示すように、インバータ１１は、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行うため、インバータ１１によって出力される電流には、スイッチング素子のオンオフの切り替わりに起因する高調波成分（リプル）が含まれる。インバータ１１から出力された交流電力の電流は、コンデンサ１３とリアクトル１４からなる交流フィルタ回路によって高調波成分が抑制され、滑らかな基本波成分の電流となる。

なお、ＬＣフィルタでは、コンデンサ１３の容量に応じて、高調波成分の削除される割合が変化する。具体的には、ＬＣフィルタに用いられるコンデンサ１３の容量が大きい場合には、より多くの高調波成分が除去される。すなわち、コンデンサ１３の容量が大きい場合、より低い周波数まで除去される。反対に、コンデンサ１３の容量が比較的小さい場合には、除去される高調波成分の割合は小さくなる。すなわち、コンデンサ１３の劣化に起因して容量が少なくなった場合には、除去される高調波の割合が小さくなる。

電流検出部１５は、インバータ１１から出力された交流電力の電流を検出するように構成されている。電流検出部１５は、たとえば、変流器を含む。そして、電流検出部１５は、検出した電流をアナログ信号として制御部３に送信する。また、電流検出部１５は、インバータ１１から出力された３相交流の３つの電源ライン１２の各々に流れる電流を検出する。すなわち、電流検出部１５は、第１相電源ライン１２ａに流れる電流を検出する第１相電流検出部１５ａと、第２相電源ライン１２ｂに流れる電流を検出する第２相電流検出部１５ｂと、第３相電源ライン１２ｃに流れる電流を検出する第３相電流検出部１５ｃとを含む。

電磁開閉器１６は、電源ライン１２の導通を開閉するように構成されている。電磁開閉器１６は、コイルを含む。そして、電磁開閉器１６は、制御部３による制御に基づいて、コイルを励磁することによって電源ライン１２の導通を開閉するように構成されている。すなわち、電磁開閉器１６は、制御部３による制御に基づいて電源ライン１２の導通を遮断する。そして、電磁開閉器１６は、インバータ１１からの交流電力の系統１０２への出力を遮断させる。

上記のように、第１電力変換ユニット１０は、３相交流を出力するインバータ１１と、３相の各々に対応するように、３つの電源ライン１２と、３つのコンデンサ１３と、３つのリアクトル１４と、３つの電流検出部１５と、を含む。そして、第１電力変換ユニット１０〜第４電力変換ユニット４０の４つの電力変換ユニットは同様の構成を有しているため、電力変換装置１００は、電源ライン１２、コンデンサ１３、リアクトル１４、および、電流検出部１５を、それぞれ１２個ずつ備える。そして、制御部３は、１２個の電流検出部１５によって検出された１２個の電流測定値に基づいて、電力変換装置１００の各部の動作を制御するように構成されている。

（制御部による制御について）
次に、制御部３による電力変換装置１００の各部の動作の制御について説明する。なお、制御部３による第１電力変換ユニット１０の制御について説明し、第２電力変換ユニット２０〜第４電力変換ユニット４０の制御については、同様の構成であり、制御部３による同様の制御によって動作するため説明を省略する。

〈制御部による電力変換動作の制御について〉
制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、インバータ１１による電力変換動作を制御するように構成されている。制御部３は、出力先の系統１０２の電流および電圧に応じて、インバータ１１に出力させる交流電力の電流および電圧を制御する。すなわち、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、インバータ１１から出力された交流電力の電流を監視しながら、インバータ１１の電力変換動作をフィードバック制御する。具体的には、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、インバータ１１に含まれるスイッチング素子のオンオフのタイミングを制御することによって、インバータ１１の電力変換動作を制御する。

〈制御部によるコンデンサの劣化判定動作について〉
また、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。すなわち、制御部３は、インバータ１１による電力変換動作の制御と、コンデンサ１３の劣化の判定とを、共通の電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて行うように構成されている。また、第１実施形態では、インバータ１１による電力変換動作と、コンデンサ１３の劣化の判定とが共通の制御部３によって制御される。

制御部３は、複数の電力変換ユニット（第１電力変換ユニット１０〜第４電力変換ユニット４０）に含まれるコンデンサ１３の各々について、それぞれ検出された電流測定値に基づいて、劣化の判定を行う。すなわち、制御部３は、１２個のコンデンサ１３の各々について、対応する１２個の電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて劣化の判定を行う。たとえば、制御部３は、第１相電流検出部１５ａによって検出された電流測定値に基づいて、第１電力変換ユニット１０に含まれる第１相電源ライン１２ａに接続された第１相コンデンサ１３ａの劣化を判定する。

また、制御部３は、起動時に、インバータ１１と系統１０２とを遮断させた状態で、電力変換動作を制御し、電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定する。具体的には、制御部３は、インバータ１１から系統１０２への交流電力の出力を電磁開閉器１６によって遮断させた状態で、コンデンサ１３の劣化の判定を行う。すなわち、制御部３は、系統１０２への出力を遮断させた状態でインバータ１１に電力変換動作を行わせることによって、インバータ１１から出力された交流電力をコンデンサ１３に流す。また、制御部３は、コンデンサ１３の劣化の判定を行う場合に、インバータ１１に一定の電圧および一定の周波数の交流電力を出力させる。たとえば、制御部３は、コンデンサ１３の劣化を判定する場合には、電圧が２７０Ｖ、かつ、周波数が６０Ｈｚの一定の交流電力をインバータ１１に出力させる。

ここで、インバータ１１から出力される交流電力の電流は、基本波成分と高調波成分（リプル）とを含む。第１実施形態では、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。具体的には、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。

図５に示すように、インバータ１１によって出力される交流電力は、インバータ１１に含まれるスイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいて高調波成分（リプル）が含まれる。制御部３は、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいて、電流検出部１５によって検出された電流をアナログデジタル変換する。すなわち、制御部３は、インバータ１１によって出力された交流電力の電流におけるリプルの中間の値を取得するように、インバータ１１に含まれるスイッチング素子のスイッチングのタイミングに合わせて、検出された電流をサンプリングする。このように、制御部３は、インバータ１１によって出力された交流電力の電流において、高調波成分を含まない基本波成分を抽出するように、取得された電流測定値をアナログデジタル変換する。

また、図６に示すように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値を積算するとともに、積算された電流測定値である積算電流値Ｓと、予め設定された判定基準値Ｐとを比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。具体的には、制御部３は、所定の期間Δｔにおいて取得された電流測定値の二乗の値を積算する（時間について積分する）ことによって積算電流値Ｓを取得する。そして、制御部３は、積算電流値Ｓが、予め設定された判定基準値Ｐを含む判定範囲αに含まれるか否かによって、コンデンサ１３の容量が正常であるか否かを判断する。そして、制御部３は、コンデンサ１３の容量が正常ではないと判断された場合に、コンデンサ１３が劣化していると判定する。所定の期間Δｔは、電流測定値の取得を開始した時点（０秒）からｔ秒までの期間を表す。所定の期間Δｔは、たとえば、２０秒間である。なお、積算電流値Ｓは、取得された電流測定値の二乗の値ではなく、取得された電流測定値の絶対値を積算して取得されるようにしてもよい。

また、判定基準値Ｐは、たとえば、コンデンサ１３が正常な場合に（正常な容量である場合に）取得される積算電流値Ｓである。具体的には、インバータ１１によって出力される交流電力の周波数をｆ、電圧値をＶ、コンデンサ１３の容量理論値をＣ、ゲインをＫとすると、判定基準値Ｐは式（１）によって取得される。

ここで、ゲインＫは、演算の結果として取得される積算値の値がマイコンの表現可能範囲に収まるように（オーバーフローしないように）適宜決定される定数である。

また、判定範囲αは、たとえば、判定基準値Ｐに対して、７５％以上１２５％以下の値の範囲である。

また、第１実施形態では、制御部３は、電流検出部１５によって、過去の起動時に検出された電流測定値と新しく測定された電流測定値とに基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。

具体的には、図７に示すように、制御部３は、過去の起動時において取得された積算電流値Ｓの平均値をトレンド判定基準値Ｑとして、フラッシュメモリ３ｂに記憶する。具体的には、１２個のコンデンサ１３の各々について、対応するトレンド判定基準値Ｑがフラッシュメモリ３ｂに記憶される。そして、制御部３は、たとえば、トレンド判定基準値Ｑの９０％以上１１０％以下の値の範囲をトレンド判定範囲βとして取得する。制御部３は、取得された積算電流値Ｓが、トレンド判定範囲βに含まれるか否かを判断することによって、コンデンサ１３の劣化を判定する。すなわち、制御部３は、取得された積算電流値Ｓがトレンド判定範囲βに含まれない場合に、コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果を取得する。

また、制御部３は、新しく取得された積算電流値Ｓに基づいて、フラッシュメモリ３ｂに記憶されているトレンド判定基準値Ｑを更新する。具体的には、制御部３は、過去の積算電流値Ｓの平均値であるトレンド判定基準値Ｑと、過去に積算電流値Ｓを取得した回数（コンデンサ１３の劣化判定を行った回数）をフラッシュメモリ３ｂに記憶する。そして、記憶されたトレンド判定基準値Ｑおよび判定回数と、新たに取得された積算電流値Ｓとに基づいて、これまでに取得された積算電流値Ｓの平均値を新たに算出する。そして、制御部３は、新たに算出された積算電流値Ｓの平均値を新たなトレンド判定基準値Ｑとしてフラッシュメモリ３ｂに記憶する。

制御部３は、取得された電流測定値の積算値である積算電流値Ｓが、判定範囲αに含まれていて、かつ、トレンド判定範囲βに含まれている場合には、取得された電流測定値に対応するコンデンサ１３は正常であると判定する。そして、制御部３は、取得された積算電流値Ｓが判定範囲αに含まれていない場合、または、取得された積算電流値Ｓがトレンド判定範囲βに含まれない場合に、取得された電流測定値に対応するコンデンサ１３が劣化していると判定する。

〈起動時における制御〉
太陽電池１０１は、一般に、一日のうちの日の出から日没までの間に発電量が変化する。制御部３は、入力電圧測定部１によって測定された太陽電池１０１からの入力電圧に基づいて、電力変換装置１００の起動および停止を制御するように構成されている。

そして、制御部３は、電力変換装置１００の起動時に、インバータ１１と系統１０２とを遮断させた状態で、インバータ１１による電力変換動作を制御し、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化の判定を行うように構成されている。具体的には、制御部３は、太陽電池１０１の起動時に出力された直流電力の電圧が予め定められた所定の起動電圧値よりも大きい場合に、電力変換装置１００を起動し、インバータ１１の電力変換動作を開始させるように構成されている。そして、制御部３は、電力変換装置１００の起動時（インバータ１１による電力変換動作の開始時）に起動シーケンスを実行するように構成されている。制御部３は、インバータ１１からの交流電力を系統１０２に出力させる前に、起動シーケンスを実行する。そして、制御部３は、起動シーケンスにおいて、インバータ１１の電力変換動作を行って、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。

制御部３は、起動シーケンスにおいて、コンデンサ１３の劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている。具体的には、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化の判定を行い、電力変換装置１００に含まれる複数のコンデンサ１３のうちの少なくとも１つのコンデンサ１３が劣化していると判定された場合、再度、電流測定値を取得するとともに、再度取得された電流測定値に基づいてコンデンサ１３の劣化の判定動作を行う。そして、制御部３は、３回続けてコンデンサ１３が劣化しているとする判定結果を取得した場合に、コンデンサ１３が劣化していると判断する。

また、図８に示すように、制御部３は、コンデンサ１３の劣化を示す情報を、表示部２に表示する。具体的には、制御部３は、第１電力変換ユニット１０〜第４電力変換ユニット４０のうちのいずれの電力変換ユニットにおける３相交流のうちいずれの相に対応するコンデンサ１３が劣化していると判断されたかについての情報を表示部２に表示させる。

また、制御部３は、コンデンサ１３の劣化判定を行った結果、コンデンサ１３が正常である（劣化していない）とする判定結果を取得した場合に、判定結果と対応するコンデンサ１３が正常であると判断する。そして、制御部３は、コンデンサ１３が正常であると判断された場合に、インバータ１１からの出力と系統１０２とを連系させる。具体的には、制御部３は、複数の電力変換ユニットに含まれる全てのコンデンサ１３が正常であると判断された場合に、インバータ１１と系統１０２とを接続する。そして、制御部３は、全てのコンデンサ１３が正常であると判断された場合に、インバータ１１と系統１０２との連系を開始させる。すなわち、制御部３は、全てのコンデンサ１３が正常であると判断された場合に、インバータ１１からの交流電力を系統１０２に出力する。

（起動シーケンスにおける制御処理）
次に、図９を参照して、第１実施形態による電力変換装置１００による起動シーケンスに関する制御処理フローについて説明する。この電力変換装置１００による起動シーケンスに関する制御は、制御部３により実行される。

まず、ステップ５０１において、入力電圧測定部１によって測定された太陽電池１０１からの直流電力の電圧値が、起動電圧値よりも大きいか否かが判断される。入力電圧測定部１によって測定された入力電圧が、起動電圧値よりも大きい場合は、ステップ５０２に進む。

ステップ５０２では、系統１０２が正常か否かが判断される。すなわち、系統１０２の電圧および周波数が正常な値であるか否かが判断される。系統１０２が正常であると判断された場合はステップ５０３に進む。そして、系統１０２が正常ではないと判断された場合は、ステップ５０１に戻る。

ステップ５０３では、故障コードが取得されているか否かが判断される。すなわち、電力変換装置１００の各部の異常を示す故障コードが取得されているか否かが判断される。たとえば、インバータ１１に過電流が生じている場合、または、インバータ１１に入力される電圧が通常よりも大きい値である場合などに、故障コードが取得される。故障コードが取得されていないと判断された場合はステップ５０４に進む。故障コードが取得されていると判断された場合はステップ５０１に戻る。

ステップ５０４では、電磁開閉器１６によって電源ライン１２の導通が遮断された状態で、インバータ１１による電力変換動作が開始される。そして、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化についての判定動作が行われる。

次に、ステップ５０５において、コンデンサ１３が正常か否かが判断される。コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果が取得された場合は、ステップ５０６に進む。なお、電力変換装置１００に含まれる、１２個のコンデンサ１３のうち、少なくとも１つのコンデンサ１３について、コンデンサ１３が劣化していると判定された場合には、ステップ５０６に進む。コンデンサ１３が正常であるとする判定結果が取得された場合には、ステップ５０８に進む。すなわち、全てのコンデンサ１３が正常であると判定された場合に、ステップ５０８に進む。

ステップ５０６では、コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果が取得されたのが３回目であるか否かが判定される。コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果が取得されたのが３回目であると判断された場合には、ステップ５０７に進む。コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果が取得されたのが３回目ではないと判断された場合には、ステップ５０１に戻る。

ステップ５０７では、劣化していると判定されたコンデンサ１３が故障しているとする故障コードが取得される。そして、表示部２に、対応するコンデンサ１３の故障を示す情報が表示される。

ステップ５０８では、コンデンサ１３が正常であると判断された場合に、系統１０２と電圧および周波数を同期させて、インバータ１１と系統１０２との連系が行われる。すなわち、太陽電池１０１からの直流電力を交流電力に変換させるとともに、系統１０２に出力する。

［第１実施形態の効果］
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、インバータ１１（電力変換部）から系統１０２への交流電力の出力を遮断させた状態で、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定する制御部３を備える。これにより、系統１０２への出力を遮断した状態でコンデンサ１３に流れる電流の電流測定値を電流検出部１５によって検出することができる。そのため、系統１０２側の電圧および周波数の変化に起因してインバータ１１から出力される電力が不安定になることを抑制しながら、コンデンサ１３に流れる電流の電流測定値を検出することができる。したがって、インバータ１１によって出力された一定の電圧かつ一定の周波数の交流電力を用いてコンデンサ１３に流れる電流の電流計測値を検出することができるため、コンデンサ１３の容量の変化に起因する電流測定値の変化を精度よく検出することができる。その結果、太陽電池１０１（発電電力源）からの直流電力を交流電力に変換して系統１０２に出力する場合においても、電源ライン１２に接続されたフィルタ用のコンデンサ１３の劣化を判定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいてインバータ１１（電力変換部）による電力変換動作を制御するとともに、コンデンサ１３の劣化を判定する共通の制御部３を含む。このように構成すれば、共通の制御部３によって、インバータ１１による電力変換動作の制御と、コンデンサ１３の劣化の判定を行うための制御とを行うことができる。そのため、インバータ１１による電力変換動作の制御と、コンデンサ１３の劣化判定を行うための制御とを、それぞれ別個の制御部３によって行う場合に比べて、装置構成の複雑化を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、起動時に、インバータ１１（電力変換部）と系統１０２とを遮断させた状態で、電力変換動作を制御し、電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定する。このように構成すれば、毎回の起動時において、コンデンサ１３の劣化の判定を行うことができる。そのため、コンデンサ１３が劣化した状態のまま装置を稼働し続けることを抑制することができる。

また、第１実施形態では、制御部３は、コンデンサ１３が正常と判断された場合に、インバータ１１（電力変換部）と系統１０２とを連系させる。ここで、フィルタ用のコンデンサ１３は、インバータ１１から出力される交流電力から高調波を抑制するために用いられるものであるため、コンデンサ１３が劣化した状態で系統１０２と連系させた場合には、系統１０２側に高調波が含まれた状態の交流電力を出力することとなる。そのため、上記のように、コンデンサ１３が正常と判断された場合に、インバータ１１と系統１０２とを連系させるように構成すれば、劣化判定を行った結果コンデンサ１３が正常であると判断された場合にインバータ１１と系統１０２との連系を行うため、コンデンサ１３が劣化した状態でインバータ１１と系統１０２との連系を開始させることを抑制することができる。その結果、系統１０２側に高調波が含まれた状態の交流電力を出力することを効果的に抑制することができる。なお、「連系」とは、系統１０２の電圧および周波数に基づいて出力される交流電力の電圧および周波数を変更しながら、インバータ１１から系統１０２に交流電力を出力することである。

また、第１実施形態では、上記のように、発電電力源は、太陽電池１０１（太陽光発電装置）を含み、制御部３は、太陽電池１０１の起動時に出力された直流電力の電圧が所定の電圧値よりも大きい場合に、インバータ１１（電力変換部）の電力変換動作を行って電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。ここで、太陽電池１０１は、一般に、一日に一回毎朝起動する。そのため、太陽電池１０１の起動に合わせて、コンデンサ１３の劣化の判定を行うことができるので、コンデンサ１３が劣化した状態のまま数日間に亘って装置を稼働させ続けることを抑制することができる。また、毎朝の起動時に判定を行うことができるため、日中の日差しが強い（効率よく発電が行える）時間帯に、電力変換装置１００による系統１０２に対する出力を停止させてコンデンサ１３の劣化を判定する必要がなくなるため、太陽光発電の効率を落とすことなく、コンデンサ１３の劣化を判定することができる。そのため、太陽光発電による発電の機会を効果的に活用することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいてコンデンサ１３の劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている。このように構成すれば、たとえば、インバータ１１（電力変換部）に入力される電力の一時的な電圧低下などに起因して、検出された電流測定値の値が変化した場合にも、判定動作を複数回行うことによって、再度コンデンサ１３の劣化を判定することができる。そのため、コンデンサ１３の劣化以外の要因に起因して電流測定値が変化した場合における、コンデンサ１３の劣化の誤判定を極力抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、インバータ１１（電力変換部）は、制御部３の制御によってオンオフを切り替えるスイッチング素子を含み、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。ここで、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行う場合には、出力された交流電力の電流は、高調波成分（リプル）を含む電流となる。このような高調波成分を含む電流では、検出される電流の値が高調波成分によって変化するため、コンデンサ１３の劣化による電流の変化を検出することが困難となる。この点を考慮して、第１実施形態では、制御部３を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいて電流をアナログデジタル変換するように構成する。これにより、スイッチング素子のオンオフの切り替えに起因する高調波成分を避けながら電流測定値を取得することができる。その結果、ローパスフィルタ回路などの新たな装置構成を設けることなく、高調波成分が抑制された電流測定値を取得することができる。これにより、高調波成分を抑制するための新たな回路を設けることによる回路構成の複雑化を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。ここで、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行う場合には、出力された交流電力の電流の波形は、スイッチングのオンオフを切り替えるタイミングにおいて、リプル（高調波成分）が発生した状態の波形となる。そのため、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換することによって、リプルの中間において、検出された電流測定値に対してアナログデジタル変換を行うことができる。そのため、スイッチングによる高調波成分をより抑制した電流測定値を取得することができるため、コンデンサ１３の劣化の判定をより精度よく行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値を積算するとともに、積算された電流測定値（積算電流値Ｓ）と、予め設定された判定基準値Ｐとを比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。ここで、インバータ１１（電力変換部）から出力される交流電力は高調波成分を含む交流電力である。また、フィルタ用のコンデンサ１３が劣化して容量が低下した場合には、コンデンサ１３のフィルタとしての機能が低下するため、より高調波成分を多く含む電流が検出される。そのため、コンデンサ１３の劣化による電流測定値の変化は、電流測定値そのものの瞬間値（実測値）の変化からは検出することが困難である。そこで、第１実施形態のように、積算された電流測定値（積算電流値Ｓ）と、予め設定された判定基準値Ｐとを比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成すれば、コンデンサ１３の劣化に起因する電流測定値の変化を効果的に検出することができる。そのため、電流測定値そのものの瞬間値を判定に用いる場合に比べて、コンデンサ１３の劣化の判定をより精度よく行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって過去の起動時に検出された電流測定値と新しく検出された電流測定値とに基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。このように構成すれば、過去の起動時に検出された電流測定値に比べて、新しく取得された電流測定値が大きく変化した場合に、コンデンサ１３の劣化（異常）があると判定することができる。そのため、異常がない場合に取得された電流測定値と、異常がある場合に取得された電流測定値との変化に基づいて、コンデンサ１３ごとの容量（流れる電流の値）に個体差がある場合にも、コンデンサ１３の劣化を判定することができる。その結果、予め定められた判定基準値Ｐに基づいて劣化の判定をする場合に比べてより精度よく劣化の判定を行うことができる。

[第２実施形態]
次に、図１０を参照して、第２実施形態による電力変換装置２００の構成について説明する。コンデンサ１３の劣化を判定する場合に、取得された電流測定値の積算値に基づいてコンデンサ１３の劣化を判定するように構成されていた第１実施形態による制御部３とは異なり、第２実施形態では、制御部２０３を、太陽電池１０１から入力された直流電力の電圧値に基づいて、取得された電流測定値を規格化するように構成する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。

（第２実施形態による電力変換装置の構成）
図１０に示すように、第２実施形態では、電力変換装置２００は、制御部２０３を備える。

制御部２０３は、太陽電池１０１からインバータ１１に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するとともに、規格化された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。

ここで、コンデンサ１３の劣化判定動作を行っている最中に、太陽電池１０１からの直流電力の電圧値が変化した場合に、インバータ１１から出力される交流電力が変化することがある。それに対して、第２実施形態では、太陽電池１０１からの直流電力の電圧値に基づいて、取得される電流測定値を規格化（正規化）する。具体的には、制御部２０３は、コンデンサ１３の劣化の判定を行う場合に、所定の期間Δｔにおいて入力電圧測定部１によって取得された入力電圧を取得する。そして、制御部２０３は、所定の期間Δｔにおいて取得された入力電圧の平均値を取得する。制御部２０３は、所定の期間Δｔにおいて取得された電流測定値の二乗の値を積算することによって取得された積算電流値Ｓを、所定の期間Δｔにおいて取得された入力電圧の平均値によって規格化する。制御部２０３は、たとえば、取得された入力電圧の平均値を積算電流値Ｓに乗算することによって、電流測定値を規格化する。そして、制御部２０３は、規格化された積算電流値Ｓに基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定する。

また、第２実施形態によるその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、制御部２０３は、太陽電池１０１（発電電力源）からインバータ１１（電力変換部）に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するとともに、規格化された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。ここで、入力される直流電力の電圧値の変化に起因して、インバータ１１から出力される交流電力の電流測定値が変化する場合がある。そこで、第２実施形態のように、入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するように構成すれば、入力された直流電力の変化に起因する電流測定値の変化を除外してコンデンサ１３の劣化を判定することができる。その結果、コンデンサ１３の劣化に起因する電流測定値の変化を精度よく検出することができる。また、第２実施形態によるその他の効果は、第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、図１１を参照して、第３実施形態による電力変換装置３００の構成について説明する。予め設定された判定基準値Ｐに基づいて、コンデンサ１３の劣化の判定を行った第１実施形態による制御部３とは異なり、第３実施形態では、制御部３０３を、複数の電流検出部１５の各々によって取得された複数の電流測定値を比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。

（第３実施形態による電力変換装置の構成）
図１１に示すように、第３実施形態では、電力変換装置３００は、制御部３０３を備える。

制御部３０３は、複数の電力変換ユニット（第１電力変換ユニット１０〜第４電力変換ユニット４０）の各々において検出された電流測定値を比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。

具体的には、第１電力変換ユニット１０〜第４電力変換ユニット４０の４つの電力変換ユニットの各々は、各々の電力変換ユニットが出力する交流３相の各相に対応するコンデンサ１３を３つずつ有する。すなわち、電力変換装置３００は、第１実施形態による電力変換装置１００と同様に、１２個のコンデンサ１３を有する。そして、制御部３０３は、１２個のコンデンサ１３の各々の劣化を判定する。

制御部３０３は、コンデンサ１３の劣化の判定を行う場合に、複数の電力変換ユニットに含まれる複数のコンデンサ１３の各々について、複数のコンデンサ１３の各々に対応する電流測定値を取得する。すなわち、制御部３０３は、１２個のコンデンサ１３の各々の劣化の判定を行う場合に、１２個のコンデンサ１３の各々に対応する電流検出部１５によって、所定の期間Δｔにおいて、１２個の電流測定値を取得する。そして、制御部３０３は、取得された１２個の電流測定値の各々に基づいて、１２個の積算電流値Ｓを取得する。制御部３０３は、１２個のコンデンサ１３の各々に対応する１２個の積算電流値Ｓを比較することによって、１２個のコンデンサ１３において劣化を判定する。

たとえば、制御部３０３は、取得された１２個の積算電流値Ｓの平均値を取得する。そして、制御部３０３は、１２個の積算電流値Ｓの平均値の９０％以上１１０％以下を平均判定範囲として取得する。そして、制御部３０３は、取得された１２個の積算電流値Ｓが、平均判定範囲に含まれるか否かを判断することによって、取得された１２個の積算電流値Ｓに対応するコンデンサ１３の劣化を判定する。すなわち、取得された積算電流値Ｓが、平均判定範囲に含まれない場合には、対応するコンデンサ１３が劣化していると判定される。

また、第３実施形態によるその他の構成は、第１実施形態と同様である。

［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記のように、インバータ１１（電力変換部）、コンデンサ１３、および、電流検出部１５をそれぞれ含む複数の電力変換ユニット（第１電力変換ユニット１０〜第４電力変換ユニット４０）をさらに備え、制御部３０３は、複数の電力変換ユニットの各々において検出された電流測定値を比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。このように構成すれば、予め判定基準値Ｐを設けることなく、それぞれの電力変換ユニット同士で電流測定値を比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定することができる。そのため、インバータ１１に入力される直流電力の変化に起因してインバータ１１から出力される交流電力が不安定である場合にも、電力変換ユニット同士で電流測定値を比較することによってコンデンサ１３の劣化を判定するため、コンデンサ１３の劣化の判定を精度よく行うことができる。その結果、予め絶対的な判定基準値Ｐを設ける場合に比べて、コンデンサ１３の劣化を判定する場合に外乱による誤判定を抑制することができる。また、第３実施形態によるその他の効果は、第１および第２実施形態と同様である。

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

（第１変形例）
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、１相（１本）の電源ラインに対して、１つのコンデンサが接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１２に示す第１変形例の第１電力変換ユニット４１０ように、１相（１本）の電源ラインに対して互いに並列な２つのコンデンサが接続されていてもよい。

（第２および第３変形例）
また、上記第１〜第３実施形態では、交流フィルタ回路を、１相（１本）の電源ラインに直列に接続された１つのリアクトルと、１相（１本）の電源ラインに接続された１つのコンデンサによって構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１３（Ａ）に示す第２変形例の交流フィルタ回路のように、交流フィルタ回路を、１つのコンデンサのみによって構成するようにしてもよい。また、図１３の（Ｂ）に示す第３変形例による交流フィルタ回路のように、交流フィルタ回路を、１相（１本）の電源ラインに直列に接続された２つのリアクトルと、１相（１本）の電源ラインに接続された１つのコンデンサによって構成してもよい。

（その他の変形例）
また、上記第１〜第３実施形態では、制御部は、電流検出部によって検出された電流検出値に基づいてインバータ（電力変換部）による電力変換動作を制御するとともに、コンデンサの劣化を判定する共通の制御部を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、インバータによる電力変換動作の制御と、コンデンサの劣化の判定とを、それぞれ別個の制御部による制御によって行うようにしてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、制御部は、インバータ（電力変換部）による電力変換動作の制御と、コンデンサの劣化の判定とを、共通の電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電力変換動作の制御を行うための電流測定値と、コンデンサの劣化の判定を行うための電流測定値とを、別個の電流検出部によって検出するように構成されていてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、制御部は、起動時に、インバータ（電力変換部）と系統とを遮断させた状態で電力変換動作を制御し、電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、系統への交流電力の出力を行っている最中に、系統への交流電力の出力を一時的に中断させて、コンデンサの劣化を判定するように構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、制御部は、複数の電力変換ユニットに含まれる全てのコンデンサが正常であると判断された場合に、インバータ（電力変換部）から系統への出力を開始する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数の電力変換ユニットのうちから、劣化していると判定されたコンデンサを含む電力変換ユニットからの出力を遮断しながら、正常であると判断されたコンデンサを含む電力変換ユニットからの出力を開始するようにしてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、発電電力源は、太陽電池（太陽光発電装置）を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、発電電力源を、風力発電装置を含むように構成してもよい。また、発電電力源を、電気自動車などの電動機または蓄電池を含むように構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、制御部は、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいてコンデンサの劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、コンデンサの劣化を判定する判定動作を１回のみ行うように構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、制御部は、電流検出部によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングとは関係なく電流をアナログデジタル変換するように構成してもよい。すなわち、一定の周期（サンプリング周波数）に基づいて、電流をアナログデジタル変換するようにしてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、制御部は、電流検出部によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングと同期して、アナログデジタル変換を行うようにしてもよい。その場合、制御部を、スイッチング素子がオンのタイミングに取得された電流測定値と、スイッチング素子がオフのタイミングに取得された電流測定値との中間の値に基づいてコンデンサの劣化を判定するように構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、制御部は、積算された電流測定値と予め設定された判定基準値とを比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、積算された電流測定値ではなく、実測された電流測定値と予め設定された判定基準値とを比較するように構成してもよい。

また、上記第２実施形態では、制御部は、太陽電池（発電電力源）からインバータ（電力変換部）に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するとともに、規格化された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、直流電力の電圧値の平均値ではなく、直流電力の電圧値の実測値に基づいて電流測定値を規格化するようにしてもよい。すなわち、検出された電流測定値をアナログデジタル変換するタイミングと同期して、直流電力の電圧値を測定するように構成するとともに、測定された直流電力の電圧値の実測値に基づいて、電流測定値を規格化するようにしてもよい。

また、上記第１および２実施形態では、制御部は、電流検出部によって過去の起動時に検出された電流測定値と新しく検出された電流測定値とに基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、過去の数回（例えば１０回）の起動時に検出された電流測定値の平均値と、新しく検出された電流測定値とに基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成してもよい。また、制御部を、過去の起動時に検出された電流測定値を用いずに、予め定められた判定基準値と新しく検出された電流測定値とのみに基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成してもよい。

また、上記第３実施形態では、制御部は、複数の電力変換ユニットの各々において検出された電流測定値を比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電力変換装置を、１つの電力変換ユニットのみを備えるように構成してもよい。その場合には、１つの電力変換ユニットにおける３相交流のうち、それぞれの相において取得された３つの電流測定値を比較するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、インバータ（電力変換部）は、３相交流電力を出力するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、インバータを、単相交流電力を出力するように構成してもよい。

３、２０３、３０３ 制御部（共通の制御部）
１０、４１０ 第１電力変換ユニット（電力変換ユニット）
１１ インバータ（電力変換部）
１２ 電源ライン
１３ コンデンサ
１５ 電流検出部
２０ 第２電力変換ユニット（電力変換ユニット）
３０ 第３電力変換ユニット（電力変換ユニット）
４０ 第４電力変換ユニット（電力変換ユニット）
１００、２００、３００ 電力変換装置
１０１ 太陽電池（発電電力源、太陽光発電装置）
１０２ 系統

Claims (12)

1. 発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する電力変換部と、
   前記電力変換部から交流電力が出力される電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサと、
   前記電力変換部から出力された交流電力の電流を検出する電流検出部と、
   前記電力変換部から前記系統への交流電力の出力を遮断させた状態で、前記電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて、前記コンデンサの劣化を判定する制御部と、を備える、電力変換装置。
2. 前記制御部は、前記電流検出部によって検出された前記電流測定値に基づいて前記電力変換部による電力変換動作を制御するとともに、前記コンデンサの劣化を判定する共通の制御部を含む、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記制御部は、起動時に、前記電力変換部と前記系統とを遮断させた状態で、前記電力変換動作を制御し、前記電流測定値に基づいて、前記コンデンサの劣化を判定する、請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記制御部は、前記コンデンサが正常と判断された場合に、前記電力変換部と前記系統とを連系させる、請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記発電電力源は、太陽光発電装置を含み、
   前記制御部は、前記太陽光発電装置の起動時に出力された直流電力の電圧が所定の電圧値よりも大きい場合に、前記電力変換部の前記電力変換動作を行って前記電流検出部によって検出された前記電流測定値に基づいて、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項３または４に記載の電力変換装置。
6. 前記制御部は、前記電流検出部によって検出された前記電流測定値に基づいて前記コンデンサの劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
7. 前記電力変換部は、前記制御部の制御によってオンオフを切り替えるスイッチング素子を含み、
   前記制御部は、前記電流検出部によって検出された電流を、前記スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて前記電流測定値を取得するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
8. 前記制御部は、前記電流検出部によって検出された電流を、前記スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて前記電流測定値を取得するように構成されている、請求項７に記載の電力変換装置。
9. 前記制御部は、前記電流検出部によって検出された前記電流測定値を積算するとともに、積算された前記電流測定値と、予め設定された判定基準値とを比較することによって、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
10. 前記制御部は、前記発電電力源から前記電力変換部に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて前記電流測定値を規格化するとともに、規格化された前記電流測定値に基づいて、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
11. 前記制御部は、前記電流検出部によって過去の起動時に検出された前記電流測定値と新しく検出された前記電流測定値とに基づいて、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
12. 前記電力変換部、前記コンデンサ、および、前記電流検出部をそれぞれ含む複数の電力変換ユニットをさらに備え、
    前記制御部は、複数の前記電力変換ユニットの各々において検出された前記電流測定値を比較することによって、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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