JP6040960B2 - 異常検知装置 - Google Patents
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Description
さらに、逆流防止ダイオードが故障しても常時逆流が発生するとは限らないため、逆流防止ダイオードがその機能を失っているか否かについて検知することが困難であり、逆流防止ダイオードの故障を認識したときには、ストリングに逆流電流が長期に亘って流れてしまった後になるおそれもある。
まず最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本発明は、複数の太陽光発電パネルと、これら複数の太陽光発電パネルを並列に接続する接続部と、を備え、前記接続部と各太陽光発電パネルとの間に逆流防止ダイオードが接続された太陽光発電システムの異常を検知する異常検知装置であって、前記接続部と各太陽光発電パネルとの間を流れる電流を測定するセンサと、前記センサによる測定結果を示すセンサ出力を所定の比率に応じた信号に変換し出力する変換部と、前記変換部が出力した信号に基づいて前記逆流防止ダイオードの異常の有無を検知する検知部と、を備え、前記変換部は、前記太陽光発電パネルから前記接続部に向かって電流が流れていることを示すセンサ出力を変換した信号を出力する出力特性、及び、前記接続部から前記太陽光発電パネルに向かって電流が流れていることを示すセンサ出力を変換した信号を出力する出力特性を有する。
前記検知部が、前記逆流防止ダイオードに異常が有ることを検知すると、前記逆流防止ダイオードに対応する太陽光発電パネルを電気的に切断する切断部をさらに備えていることが好ましい。
この場合、検知部が、逆流電流の発生を検知し、逆流防止ダイオードに異常が生じていることを検知すると、対応する太陽光発電パネルを電気的に切断するので、逆流電流が太陽光発電パネルに流れて当該太陽光発電パネルを劣化させてしまうのを抑制することができる。
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔1.システムの全体構成について〕
図1は、太陽光発電システムの全体構成例を示す単線系統図である。なお、図示している各要素や各構成の個数は一例に過ぎない。
図において、当該システムは、1つの集電系統P1を備えている。集電系統P1において、多数の太陽光発電パネル1の直流出力は、所定数ごとにそれぞれ、複数の接続箱4(図例では4つ)に集約される。また、4つの接続箱4からさらに上位の集電箱5に、出力が集約される。集電箱5からの出力は、電力変換装置7で交流に変換され、変圧器11を介して商用電力系統に交流電力を提供することができる。
また、PLC親機9は、例えばLAN(Local Area Network)配線を介して監視装置10と接続されている。PLC親機9は、電力変換装置7と共に、パワーコンディショナPC1に搭載されている。
図2において、接続箱4に接続されている複数の太陽光発電パネル1は、複数のストリングSを構成している。
ストリングSは、所定数の太陽光発電パネル1を例えば直並列に接続されることで構成されており、接続箱4に複数の太陽光発電パネル1を接続するためのユニットを構成している。接続箱4には、複数のストリングSが接続されている。
また、接続箱4の内部には、各ストリングSに対応して出力される電流及び電圧をそれぞれ計測する電流センサ2a及び電圧センサ2vが設けられている。電流センサ2aは、接続部14とストリングSとの間を流れる電流を測定する。また、電圧センサ2vは、接続部14とストリングSとの間の電圧を測定する。
なお、電圧の変化は少ないので、電流センサ2aが計測する電流を、対応するストリングSの発電量と考えることもできる。
変換器15は、電流センサ2aによる測定結果を示すセンサ出力及び電圧センサ2vによる測定結果を示すセンサ出力を収集し、両センサ出力を所定の比率に応じた電流測定信号及び電圧測定信号に変換しPLC子機3に出力する。前記両測定信号は他の機器が電流値及び電圧値として認識可能な信号であり、変換器15は、両センサ出力を、他の機器において電流値及び電圧値として認識可能な信号に変換する。
また、PLC子機3は、変換器15が出力した電流測定信号に基づいて後述の逆流防止ダイオードの異常の有無を検知する機能を有している。この点については、後に詳述する。
さらに、測定情報は、PLC親機9から監視装置10に与えられる。
監視装置10は、PLC子機3から与えられる測定情報に基づいて各ストリングS(太陽光発電パネル1)の電流値及び電圧値を認識し、各ストリングSを監視する。
図3は、接続箱4内における、電流センサ2a周辺の拡大図であり、太陽光発電システムにおける異常を検知する異常検知装置の構成を示している。なお、図3では、複数のストリングSの内の1つであるストリングS1に着目して示しているが、他のストリングSも同様の構成とされている。
仮に、ストリングS1の発電電圧が低下し他のストリングSの発電電圧の方が高くなったことでストリングS1に向かって電流が逆流しようとしたときにも、この逆流防止ダイオード16によって、ストリングS1に逆流電流が流れるのが防止される。
なお、切断スイッチ17は、通常、閉成しており、異常の検知に応じて開放するように制御されてストリングS1を接続部14から電気的に切断する。
変換器15は、図中、線図gに従って、センサ出力を電流測定信号(出力信号)に変換する。
PLC子機3は、電力線通信を実行する機能部の他、プロセッサやROM、RAM等や、記憶部とを備えたマイコンを備えて構成されている。記憶部には、PLC子機3が有する機能を実現するための各種コンピュータプログラムが記憶されている。PLC子機3は、これらコンピュータプログラムを実行することで、上記検知部3a等の各機能を実現する。
より具体的に、検知部3aは、変換器15から与えられる電流測定信号が負の値である場合に、逆流防止ダイオード16に異常が生じていると検知する。
ストリングS1に向かう逆流電流が発生しているということは、逆流防止ダイオード16が機能していないことを示している。
よって、検知部3aは、変換器15から与えられる電流測定信号が負の値である場合には、逆流防止ダイオード16が機能しておらず、逆流防止ダイオード16に異常が生じていると検知することができる。
また、検知部3aは、各ストリングSに対応して接続されている他の逆流防止ダイオード16について上記と同様に異常の有無を検知する。
この異常通知には、複数のストリングSの内、どのストリングSの逆流防止ダイオード16に異常が生じているかを示す情報が含まれている。
監視装置10は、異常通知が与えられると、この異常通知によって示されているストリングSと接続箱4との間に配置された切断スイッチ17を開放させるための制御信号をPLC親機9に与え、電力線通信によってこの制御信号をPLC子機3に送信させる。
切断スイッチ17は、切断スイッチ17を開放させるための制御信号が与えられると、閉成状態から開放動作を実行する。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態では、検知部3aが逆流防止ダイオード16の異常を検知すると、開放動作させるように切断スイッチ17を制御する場合を例示したが、検知部3aが逆流防止ダイオード16の異常を検知すると、異常が生じていることを示す情報を外部に報知することによって出力するように構成してもよい。
この場合、逆流防止ダイオード16に異常が生じていることを示す情報を検知部3aが監視装置10に送信すると、監視装置10が検知部3aから送信された前記情報を外部に報知するように構成することができる。
また、さらにこの場合、切断スイッチ17を手動操作によって断続可能としてもよく、監視装置10による報知によって異常が生じていることを認識した操作者等が切断スイッチ17を操作することでストリングSを接続部14から電気的に切断することができる。
この場合、検知制御装置30は、変換器15が出力した電流測定信号に基づいて逆流防止ダイオード16の異常の有無を検知する機能を有するとともに、逆流防止ダイオード16に異常があることを検知すると、その逆流防止ダイオード16に対応するストリングSを切断するための切断スイッチ17に、当該切断スイッチ17を開放させるための制御信号を送信する機能を有している。
2a 電流センサ
2v 電圧センサ
3 PLC子機
3a 検知部
4 接続箱
5 集電箱
7 電力変換装置
9 PLC親機
10 監視装置
11 変圧器
14 接続部
15 変換器(変換部)
16 逆流防止ダイオード
17 切断スイッチ
30 検知制御装置
P1 集電系統
PC1 パワーコンディショナ
S、S1 ストリング
Claims (2)
- 複数の太陽光発電パネルと、これら複数の太陽光発電パネルを並列に接続する接続部と、を備え、前記接続部と各太陽光発電パネルとの間に逆流防止ダイオードが接続された太陽光発電システムの異常を検知する異常検知装置であって、
前記接続部と各太陽光発電パネルとの間を流れる電流を測定するセンサと、
前記センサによる測定結果を示すセンサ出力を所定の比率に応じた信号に変換し出力する変換部と、
前記変換部が出力した信号に基づいて前記逆流防止ダイオードの異常の有無を検知する検知部と、を備え、
前記変換部は、前記太陽光発電パネルから前記接続部に向かって電流が流れていることを示すセンサ出力を変換した信号を出力する出力特性、及び、前記接続部から前記太陽光発電パネルに向かって電流が流れていることを示すセンサ出力を変換した信号を出力する出力特性を有し、
前記検知部は、前記変換部が出力した信号が示す、前記接続部と各太陽光発電パネルとの間を流れる電流の流れる向きに基づいて前記逆流防止ダイオードの異常の有無を検知する
異常検知装置。 - 前記検知部が、前記逆流防止ダイオードに異常が有ることを検知すると、前記逆流防止ダイオードに対応する太陽光発電パネルを電気的に切断する切断部をさらに備えている請求項1に記載の異常検知装置。
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