JP6248716B2 - Failure handling device and power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、故障対処装置、および電源システムに関する。 The present invention relates to a failure handling apparatus and a power supply system.
特許文献1には、通信部がそれぞれの太陽光発電モジュールの開閉整合部と接続し、太陽光発電システムに故障が発生した場合に、それぞれの出力端の電圧値により開閉ユニットを導通または遮断することで、太陽電池が生成する電気エネルギーの転送を継続または停止させることが記載されている。
特許文献1 特開2013−252046号公報
In Patent Literature 1, when a communication unit is connected to an open / close matching unit of each solar power generation module and a failure occurs in the solar power generation system, the open / close unit is turned on or off according to the voltage value of each output terminal. Thus, it is described that the transfer of electric energy generated by the solar cell is continued or stopped.
Patent Document 1 JP2013-252046A
特許文献1に記載のような通信部を設けるなどの既存のシステムへの改良をできるだけ加えることなく、できるだけ単純な構成で、太陽電池などの直流電源に故障が発生した場合に、直流電源からの出力を遮断させることが望まれている。 When a failure occurs in a DC power source such as a solar battery with a simple configuration as much as possible without adding an improvement to an existing system such as providing a communication unit as described in Patent Document 1, from a DC power source It is desirable to shut off the output.
本発明の一態様に係る故障対処装置は、直流電源の第1の故障を検知する故障検知部により直流電源の第1の故障が検知された場合に、第2の故障を発生させる故障発生部と、直流電源からの直流を交流に変換する電力変換装置が、第2の故障に起因して故障対処処理を行った場合、直流電源と電力変換装置との間を電気的に遮断する遮断部とを備える。 A failure handling apparatus according to an aspect of the present invention includes a failure generation unit that generates a second failure when a failure detection unit that detects a first failure of a DC power supply detects a first failure of the DC power supply. And when the power conversion device that converts the direct current from the direct current power source into the alternating current performs the failure handling process due to the second failure, the interruption unit that electrically interrupts the connection between the direct current power source and the power conversion device With.
上記故障対処装置において、故障発生部は、第2の故障として、系統連系規定において電力変換装置が故障対処処理を行うことが規定されている故障を発生させてよい。 In the failure handling apparatus, the failure generating unit may generate a failure that the power conversion device stipulates that the power conversion device performs the failure handling process in the grid connection rule as the second failure.
上記故障対処装置において、故障発生部は、故障検知部により直流電源の第1の故障が検知された場合に、アースに電流を出力するアース電流出力部を含んでよい。 In the failure handling apparatus, the failure occurrence unit may include a ground current output unit that outputs a current to the ground when the failure detection unit detects the first failure of the DC power supply.
上記故障対処装置において、アース電流出力部は、故障検知部が予め定められた基準に基づき定められた直流電源の第1の故障を検知したことに対応して、アースに電流を出力してよい。 In the failure handling apparatus, the ground current output unit may output a current to the ground in response to the failure detection unit detecting a first failure of the DC power source determined based on a predetermined standard. .
上記故障対処装置は、直流電源からの電流の電流値を取得する電流値取得部をさらに備え、遮断部は、アース電流出力部によりアースに電流が出力された後、電流値取得部により取得された電流値が基準電流値より小さくなったことに対応して、直流電源と電力変換装置との間を電気的に遮断してよい。 The failure handling apparatus further includes a current value acquisition unit that acquires a current value of a current from the DC power supply, and the interruption unit is acquired by the current value acquisition unit after the current is output to the ground by the ground current output unit. In response to the current value being smaller than the reference current value, the DC power source and the power conversion device may be electrically disconnected.
上記故障対処装置において、電力変換装置が、直流電源からの直流を昇圧する非絶縁型の昇圧回路を有する場合、アース電流出力部は、アースに直流電流を出力してよい。 In the failure countermeasure apparatus, when the power conversion apparatus has a non-insulated booster circuit that boosts the direct current from the direct current power source, the ground current output unit may output a direct current to the ground.
上記故障対処装置において、電力変換装置が、直流電源からの直流を昇圧する絶縁型の昇圧回路を有する場合、アース電流出力部は、アースに交流電流を出力してよい。 In the above-described failure handling apparatus, when the power conversion apparatus has an insulating booster circuit that boosts the direct current from the direct current power source, the ground current output unit may output an alternating current to the ground.
本発明の一態様に係る電源システムは、上記故障対処装置と、電力変換装置とを備え、電力変換装置は、第2の故障に起因する電流または電圧の変化を検知したことに対応して、直流電源からの直流を交流に変換する動作を停止することで、故障対処処理を実行する。 A power supply system according to an aspect of the present invention includes the failure handling device and a power conversion device, and the power conversion device detects a change in current or voltage caused by a second failure, The failure coping process is executed by stopping the operation of converting the direct current from the direct current power source into the alternating current.
上記電源システムは、直流電源をさらに備えてよい。 The power supply system may further include a DC power supply.
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The summary of the invention does not enumerate all the features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、本実施形態に係る電源システム全体のシステム構成の一例を示す図である。電源システムは、太陽電池アレイ200、およびパワーコンディショナ10を備える。パワーコンディショナ10は、電力変換装置の一例である。太陽電池アレイ200は、直列に接続された複数の太陽電池モジュール202を有する。太陽電池アレイ200は、直流電源の一例である。太陽電池アレイ200は、単一の太陽電池、太陽電池を並列または、直列および並列に接続した太陽電池モジュールなどでもよい。直流電源として、太陽電池アレイ200以外の分散型電源を用いてもよい。分散型電源は、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービン、燃料電池、風力発電装置、電気自動車、または蓄電システムでもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system configuration of the entire power supply system according to the present embodiment. The power supply system includes a
パワーコンディショナ10は、太陽電池アレイ200からの直流電圧を交流電圧に変換して系統電源300と連系する。系統電源300は、交流電源の一例であり、例えば、単相3線式電源でよい。系統電源300は、三相電源でもよい。
The
パワーコンディショナ10は、コンデンサC1、昇圧回路20、コンデンサC2、インバータ30、フィルタ回路40、リレー50、トランスL2および制御装置80を備える。パワーコンディショナ10は、太陽電池アレイ200から出力される直流電圧を系統電源300から出力される交流電圧である系統交流電圧に位相同期した交流電圧に変換して出力する。
The
コンデンサC1の一端は、太陽電池アレイ200の正極に電気的に接続される。コンデンサC1の他端は、太陽電池アレイ200の負極に電気的に接続される。コンデンサC1は、太陽電池アレイ200から出力される直流電圧に含まれるノイズを低減するノイズ低減回路の一例である。言い換えれば、コンデンサC1は、太陽電池アレイ200から出力される直流電圧を平滑化する平滑化フィルタの一例である。
One end of the capacitor C1 is electrically connected to the positive electrode of the
昇圧回路20は、コンデンサC1によりノイズが低減された直流電圧を昇圧して出力する。昇圧回路20は、非絶縁型の昇圧回路の一例である。昇圧回路20は、いわゆるチョッパ方式スイッチングレギュレータでよい。昇圧回路20は、例えば、ハーフブリッジ型昇圧回路、フルブリッジ型昇圧回路などのトランス巻線を有する絶縁型の昇圧回路により構成してもよい。
The
コンデンサC2は、昇圧回路20から出力される直流電圧を平滑化する。言い換えれば、コンデンサC2は、昇圧回路20から出力される直流電圧に含まれるノイズを低減する。
Capacitor C2 smoothes the DC voltage output from
インバータ30は、スイッチを含み、スイッチがオンオフすることで昇圧回路20から出力された直流電圧を交流電圧に変換し、系統電源300側に出力する。インバータ30は、太陽電池アレイ200からの電力を系統電源300からの電力と連系させる。
The
インバータ30は、例えば、ブリッジ接続された4つの半導体スイッチを含む単相フルブリッジPWMインバータにより構成してもよい。4つの半導体スイッチのうち、一方の一対の半導体スイッチは直列に接続される。4つの半導体スイッチのうち、他方の一対の半導体スイッチは、直列に接続され、かつ一方の一対の半導体スイッチと並列に接続される。
The
フィルタ回路40は、インバータ30から出力された交流電圧に含まれるノイズを低減する。フィルタ回路40は、一対のコイルL1およびコンデンサC3を含む。一対のコイルL1のそれぞれの一端は、インバータ30の出力端に接続される。一対のコイルL1のそれぞれの他端は、コンデンサC3の一端および他端に接続される。
The
リレー50は、フィルタ回路40より系統電源300側に設けられる。リレー50は、インバータ30と系統電源300との間を電気的に遮断するか否かを切り替える。リレー50がオンすることで、パワーコンディショナ10と系統電源300とが電気的に接続され、オフすることでパワーコンディショナ10と系統電源300とが電気的に遮断される。
The
パワーコンディショナ10は、出力端子52、出力端子54、および出力端子56をさらに備える。出力端子52には、U相の電流が流れる。出力端子54には、O相の電流が流れる。出力端子56には、W相の電流が流れる。出力端子52と出力端子54との間には、一方のトランスL2が並列に接続され、出力端子54と出力端子56との間には、他方のトランスL2が並列に接続される。一方のトランスL2と他方のトランスL2との間の中点は、接地されている。インバータ30からの出力は、一対のトランスL2により分圧される。
The
パワーコンディショナ10は、電圧センサ60、62、64aおよび64b、電流センサ70、72および74をさらに備える。電圧センサ60は、太陽電池アレイ200の両端の電位差に対応する電圧V1を検知する。電圧センサ62は、昇圧回路20の出力側の両端の電位差に対応する電圧V2を検知する。電圧センサ64aは、パワーコンディショナ10のU相の出力端子52とO相の出力端子54との間の電位差に対応する電圧V3aを検知する。電圧センサ64bは、パワーコンディショナ10のW相の出力端子56とO相の出力端子54との間の電位差に対応する電圧V3bを検知する。
The
電流センサ70は、太陽電池アレイ200から出力され、昇圧回路20の入力側に流れる電流I1を検知する。電流センサ72は、昇圧回路20から出力される電流I2を検知する。電流センサ74は、出力端子52に流れるU相の電流I3a、出力端子56に流れるW相の電流I3b、および出力端子54に流れるO相の電流I3cを検知する。
The
制御装置80は、電圧V1,V2,V3a,V3bおよび電流I1,I2,I3a,I3b,I3cなどに基づいて昇圧回路20の昇圧動作およびインバータ30の直流交流変換動作を制御する。また、制御装置80は、電流I3a,I3b,I3cまたは電圧V3a,V3bなどの変化が予め定められた故障に関する条件を満たす場合、故障対処処理を実行する。制御装置80は、電流I3a,I3b,I3cまたは電圧V3a,V3bなどの変化が予め定められた故障に関する条件を満たす場合、故障対処処理として、太陽電池アレイ200からの直流を交流に変換する動作を停止する。
制御装置80は、例えば、電流センサ74により検知されるI3a,I3b,I3cの合計値に基づいて、地絡電流または漏洩電流の有無を検知する。制御装置80は、地絡電流または漏洩電流を検知した場合、リレー50をオフして、パワーコンディショナ10と系統電源300とを電気的に遮断する。または、制御装置80は、地絡電流または漏洩電流を検知した場合、インバータ30のスイッチングの動作を停止させる。
For example, the
地絡電流または漏洩電流が検知された場合に、制御装置80がリレー50をオフして、パワーコンディショナ10と系統電源300とを電気的に遮断させる処理は、パワーコンディショナ10が実行する故障対処処理の一例である。また、地絡電流または漏洩電流が検知された場合に、制御装置80がインバータ30のスイッチングの動作を停止させる処理は、パワーコンディショナ10が実行する故障対処処理の他の一例である。
The process in which the
また、制御装置80は、系統電源300が停止したことを検知した場合、リレー50をオフして、パワーコンディショナ10と系統電源300とを電気的に遮断する。制御装置80は、インバータ30から出力される電流の位相と、電圧の位相との間の位相差、およびインバータ30から出力される電流の振幅を調整することで、系統電源300側に進相無効電力または遅相無効電力である所望の無効電力を供給する。
Further, when detecting that the
制御装置80は、連系点の電圧に対応するパワーコンディショナ10の出力電圧の周波数変動を検知することで、系統電源300が停止している、つまりパワーコンディショナ10が単独運転していることを検知する。制御装置80は、パワーコンディショナ10の単独運転を検知した場合、リレー50をオフして、パワーコンディショナ10と系統電源300とを電気的に遮断する。パワーコンディショナ10の単独運転が検知された場合に、制御装置80がリレー50をオフして、パワーコンディショナ10と系統電源300とを電気的に遮断させる処理が、パワーコンディショナ10が実行する故障対処処理の他の一例である。
The
分電盤400は、パワーコンディショナ10と系統電源300との間に設けられる。分電盤400は、地絡電流または漏洩電流を検知する機能、および地絡電流または漏洩電流を検知した場合に、パワーコンディショナ10と系統電源300との間を電気的に遮断する機能を有しもよい。
Distribution board 400 is provided between
故障対処装置100は、遮断部110、電圧センサ114、電流センサ116、アース電流出力部120、および制御部130を備える。故障対処装置100は、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間に設けられる。故障対処装置100は、太陽電池アレイ200の故障を検知した場合、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断する。
The
遮断部110は、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断する一対のリレー112を含む。一対のリレー112は、制御部130からの作動信号が入力された場合に、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10とを電気的に切断させるb接点を有するリレーでよい。
The blocking
電圧センサ114は、太陽電池アレイ200から出力され、故障対処装置100に印加される電圧を検知する。電流センサ116は、太陽電池アレイ200から出力され、故障対処装置100に流入する電流を検知する。
The
ここで、パワーコンディショナ10が動作中に、故障対処装置100が、太陽電池アレイ200の故障を検知したことに対応して、一対のリレー112に比較的大きな電流が流れている間に、一対のリレー112を作動させることが考えられる。しかしながら、比較的大きな電流が流れているときに、リレー112により太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断させる場合、リレー112に大きな負担がかかる。したがって、比較的大きな電流が流れている間に、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断させる場合、大電流に耐えられるデバイスが用いられることが好ましい。
Here, while the
しかしながら、大電流に耐えられるデバイスは、高価である。また、大電流に耐えられるデバイスは、待機中に消費する電力も比較的大きい。さらに、消費電力が大きいので、大電流に耐えられるデバイスで発生する熱も大きくなる。したがって、一対のリレー112として大電流に耐えられるデバイスが用いられる場合には、大型のヒートシンクが必要になる。 However, devices that can withstand large currents are expensive. In addition, a device that can withstand a large current consumes a relatively large amount of power during standby. Further, since the power consumption is large, the heat generated by the device that can withstand a large current also increases. Therefore, when a device that can withstand a large current is used as the pair of relays 112, a large heat sink is required.
本実施形態に係る故障対処装置100によれば、太陽電池アレイ200の故障を検知した場合、遮断部110に大電流が流れていないときに、遮断部110により太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断する。
According to the
より具体的には、アース電流出力部120が、太陽電池アレイ200からの電流をアースに出力する。パワーコンディショナ10は、アース電流出力部120により出力された電流に起因する電流または電圧の変化を検知したことに対応して、太陽電池アレイ200からの直流を交流に変換する動作を停止することで、故障対処処理を実行する。アース電流出力部120は、太陽電池アレイ200の第1の故障が検知された場合に、第2の故障を発生させる故障発生部の一例である。本実施形態では、アース電流出力部120は、第2の故障として、漏洩電流または地絡電流を発生させるべく、アースに電流を出力する例について説明する。しかし、故障対処装置100は、アース電流出力部120以外に、第2の故障として、系統連系規定においてパワーコンディショナ10が故障対処処理を行うことが規定されている故障を発生させる他の故障発生部を備えてよい。これにより、太陽電池アレイ200から電流が出力されなくなるので、遮断部110に大電流が流れていない状態を作り出すことができる。そして、パワーコンディショナ10が故障対処処理を実行した段階で、遮断部110が、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断する。
More specifically, the ground
アース電流出力部120は、スイッチ122、抵抗124、およびヒューズ126を含む。制御部130からの作動信号に応じて、スイッチ122がオンして、抵抗124およびヒューズ126を介して太陽電池アレイ200からの電流がアースに出力される。抵抗124は、太陽電池アレイ200からの電流を小さく抑制する。また、ヒューズ126は、太陽電池アレイ200から過電流が流れた場合、太陽電池アレイ200からの電流がアースに出力されないようにして、スイッチ122および抵抗124に過電流が流れることを抑制する。
The ground
アース電流出力部120は、太陽電池アレイ200の故障を検知した場合、アースに電流を出力する。アース電流出力部120がアースに電流を出力することにより、パワーコンディショナ10の制御装置80は、例えば、アース電流出力部120により出力された電流に起因してパワーコンディショナ10に流れる電流を地絡電流または漏洩電流として検知する。
When the earth
ここで、アース電流出力部120からアースに出力された電流に起因する地絡電流または漏洩電流が、パワーコンディショナ10において検知されるためには、パワーコンディショナ10が備える各回路を介して故障対処装置100との間で、電気的にループが形成されている必要がある。
Here, in order for the
昇圧回路20が、非絶縁型の昇圧回路であれば、アース電流出力部120からアースに出力される電流が直流電流でも、パワーコンディショナ10が備える各回路を介して故障対処装置100との間で、電気的にループを形成できる。
If the
一方、昇圧回路20が、トランスを有する絶縁型の昇圧回路の場合、アース電流出力部120からアースに出力される電流が直流電流の場合、パワーコンディショナ10が備える各回路を介して故障対処装置100との間で、電気的にループが形成されない。この場合、アース電流出力部120からアースに出力された電流に起因する地絡電流または漏洩電流が、パワーコンディショナ10において検知されない。したがって、昇圧回路20が、トランスを有する絶縁型の昇圧回路の場合、アース電流出力部120は、交流電流をアースに出力することが好ましい。交流電流であれば絶縁型の昇圧回路を有するパワーコンディショナであっても地絡電流または漏洩電流を検知させて、停止させることができる。ここで交流電流は周期的でなくても電流が時間的に変化するものであればよい。アース電流出力部120は、太陽電池アレイ200から出力される直流を交流に変換してアースに出力するインバータを有してよい。
On the other hand, when the
制御装置80は、地絡電流または漏洩電流を検知した場合、故障対処処理として、リレー50をオフして、パワーコンディショナ10と系統電源300とを電気的に遮断する。また、制御装置80は、インバータ30のスイッチング動作を停止させる。
When the ground fault current or leakage current is detected, the
パワーコンディショナ10において故障対処処理が実行されることで、パワーコンディショナ10の動作は停止する。パワーコンディショナ10の動作が停止すると、太陽電池アレイ200からの大電流がパワーコンディショナ10に流れなくなる。よって、パワーコンディショナ10の動作が停止すると、遮断部110にも大電流が流れなくなる。
When the failure handling process is executed in the
アース電流出力部120がアースに電流を出力したことに起因してパワーコンディショナ10の動作が停止すると、制御部130は、遮断部110を作動させて、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10とを電気的に切断させる。
When the operation of the
本実施形態に係る故障対処装置100によれば、遮断部110に大電流が流れていないときに、遮断部110が、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断する。遮断部110に大電流が流れていないときに遮断部110は作動するので、遮断部110を構成するリレー112を大型化する必要がない。よって、遮断部110は、安価で、小型のデバイスで構成することができる。これにより、遮断部110の消費電力を抑制することができ、遮断部110を冷却するために大型のヒートシンクを設けなくて済む。
According to the
図2は、制御部130の機能ブロックの一例を示す図である。制御部130は、電圧値取得部131、故障検知部132、アース電流出力制御部133、電流値取得部134、および遮断制御部135を備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of functional blocks of the
制御部130が備える各部は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶され、遮断部110およびアース電流出力部120を作動させるための各種処理を行うプログラムをインストールし、このプログラムをコンピュータに実行させることで、構成してもよい。つまり、コンピュータに配信タイミングの決定および配信に関する各種処理を行うプログラムを実行させることにより、制御部130が備える各部としてコンピュータを機能させることで、制御部130を構成してもよい。
Each unit included in the
コンピュータはCPU、ROM、RAM、EEPROM(登録商標)等の各種メモリ、通信バス及びインタフェースを有し、予めファームウェアとしてROMに格納された処理プログラムをCPUが読み出して順次実行することで、制御部130として機能する。
The computer has various memories such as a CPU, ROM, RAM, and EEPROM (registered trademark), a communication bus, and an interface. The CPU reads out a processing program stored in advance in the ROM as firmware and sequentially executes the
電圧値取得部131は、電圧センサ114により検知される故障対処装置100に印加される電圧の電圧値を取得する。故障検知部132は、太陽電池アレイ200の第1の故障を検知する。故障検知部132は、予め定められた基準に基づき定められた太陽電池アレイ200の第1の故障を検知してよい。故障検知部132は、予め定められた基準として、予め定められた法令または規則に基づいて検出することが義務付けられた太陽電池アレイ200の第1の故障を検知してよい。故障検知部132は、例えば、電圧値取得部131により取得された電圧値に基づいて、予め定められた基準に基づき定められた太陽電池アレイ200の第1の故障を検知する。故障検知部132は、電圧値取得部131により取得された電圧値が予め定められた条件を満たす場合、第1の故障として太陽電池アレイ200において短絡または地絡などの故障が発生していることを検知する。なお、故障検知部132における太陽電池アレイ200の故障検知の手法は、上記に限定されない。
The voltage
アース電流出力制御部133は、故障検知部132により太陽電池アレイ200の故障が検知された場合、アース電流出力部120に作動信号を出力し、アース電流出力部120にアースに電流を出力させる。アース電流出力部120は、アース電流出力制御部133から作動信号の入力を受けて、スイッチ122をオンして、太陽電池アレイ200からの電流をアースに出力する。
When the
電流値取得部134は、電流センサ116を介して太陽電池アレイ200から入力される電流の電流値を取得する。遮断制御部135は、パワーコンディショナ10がアース電流出力部120により出力された電流に起因して故障対処処理を行った場合、遮断部110に作動信号を出力することで、遮断部110に太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断させる。遮断部110は、遮断制御部135からの作動信号の入力を受けて、一対のリレー112をオフして、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断する。
The current
遮断制御部135は、アース電流出力部120によりアースに電流が出力された後、電流値取得部134により取得された電流値が基準電流値より小さくなったことに対応して、遮断部110により太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断させる。遮断制御部135は、アース電流出力部120によりアースに電流が出力された後、電流値取得部134により取得された電流値が基準電流値より小さくなった場合、パワーコンディショナ10が故障対処処理を実行したと判断して、遮断部110により太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断させる。
In response to the current value acquired by the current
図3は、太陽電池アレイ200の故障を検知した場合に行われる故障対処装置100における処理手順の一例を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in the
まず、故障検知部132が、電圧値取得部131により取得された電圧値などに基づいて太陽電池アレイ200の故障を検知する(S100)。故障検知部132が太陽電池アレイ200の故障を検知すると、アース電流出力制御部133が、アース電流出力部120を作動させて、太陽電池アレイ200からの電流をアースに出力する(S102)。アース電流出力部120は、昇圧回路20が非絶縁型の昇圧回路であれば、直流電流をアースに出力する。アース電流出力部120は、昇圧回路20が絶縁型の昇圧回路であれば、交流電流をアースに出力する。
First, the
アース電流出力制御部133は、アース電流出力部120によりアースに電流が出力されてから予め定められた期間経過すると、一旦アース電流出力部120の動作を停止させて、太陽電池アレイ200からの電流がアースへ出力されるのを停止する(S104)。
The earth current
次いで、電流値取得部134が、電流センサ116を介して太陽電池アレイ200から入力される電流の電流値を取得する(S106)。遮断制御部135は、電流値取得部134により取得された電流値が基準電流値以下か否かを判定する(S108)。
Next, the current
電流値取得部134により取得された電流値が基準電流値以下であれば、遮断制御部135は、アース電流出力部120によりアースに出力された電流に起因してパワーコンディショナ10が故障対処処理を実行したと判断して、遮断部110により太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断させる(S110)。
If the current value acquired by the current
一方、電流値取得部134により取得された電圧値が基準電流値より大きければ、遮断制御部135は、アース電流出力部120によりアースに出力された電流に起因してパワーコンディショナ10がまだ故障対処処理を実行していないと判断して、再び、アース電流出力制御部133が、アース電流出力部120を作動させて、太陽電池アレイ200からの電流をアースに出力する。そして、電流値取得部134により取得された電流値が基準電流値以下になった時点で、遮断制御部135が、遮断部110により太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断させる。
On the other hand, if the voltage value acquired by the current
以上の通り、本実施形態に係る故障対処装置100によれば、太陽電池アレイ200の故障が検知された場合、アースに電流を出力することによりパワーコンディショナ10に意図的に地絡電流または漏洩電流などの故障を検知させて、パワーコンディショナ10に故障対処処理を実行させる。このように、アースに電流を出力することで、パワーコンディショナ10に故障対処処理を実行させているので、パワーコンディショナ10に新たに通信部を設けるなどの改良を加えることなく、パワーコンディショナ10の動作を停止させて、太陽電池アレイ200から電流が出力されないようにできる。そして、太陽電池アレイ200から電流が出力されなくなった段階で、遮断制御部135が、遮断部110により太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断させることができる。
As described above, according to the
したがって、本実施形態に係る故障対処装置100によれば、遮断部110に大電流が流れていないときに、遮断部110が、太陽電池アレイ200とパワーコンディショナ10との間を電気的に遮断できる。遮断部110に大電流が流れていないときに遮断部110は作動するので、遮断部110を構成するリレー112を大型化する必要がない。よって、遮断部110は、安価で、小型のデバイスで構成することができる。これにより、遮断部110の消費電力を抑制することができ、遮断部110を冷却するために大型のヒートシンクを設けなくて済む。
Therefore, according to the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
本実施形態では、パワーコンディショナ10が故障対処処理を行う故障として地絡電流もしくは漏洩電流を挙げた。しかしながら、パワーコンディショナ10が故障対処処理を行う故障は他の故障であってもよい。その場合、故障対処装置100は、故障発生部として、アースに電流を出力するアース電流出力部120以外に、パワーコンディショナ10が検知する他の故障を発生させる他の故障発生部を備えてよい。
In the present embodiment, the ground fault current or the leakage current is cited as the failure that the
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
10 パワーコンディショナ
20 昇圧回路
30 インバータ
40 フィルタ回路
50 リレー
C1,C2,C3 コンデンサ
52,54,56 出力端子
60,62,64a,64b 電圧センサ
70,72,74 電流センサ
80 制御装置
100 故障対処装置
110 遮断部
112 リレー
114 電圧センサ
116 電流センサ
120 アース電流出力部
122 スイッチ
124 抵抗
126 ヒューズ
130 制御部
131 電圧値取得部
132 故障検知部
133 アース電流出力制御部
134 電流値取得部
135 遮断制御部
200 太陽電池アレイ
202 太陽電池モジュール
300 系統電源
400 分電盤
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記直流電源からの直流を交流に変換する電力変換装置が、前記第2の故障に起因して故障対処処理を行った場合、前記直流電源と前記電力変換装置との間を電気的に遮断する遮断部と
を備える故障対処装置。 A fault generating unit that generates a second fault when the first fault of the DC power source is detected by a fault detecting unit that detects a first fault of the DC power source;
When the power conversion device that converts the direct current from the direct current power source into the alternating current performs a failure handling process due to the second failure, the power conversion device electrically disconnects between the direct current power source and the power conversion device. A failure handling apparatus comprising a blocking unit.
前記遮断部は、前記アース電流出力部によりアースに電流が出力された後、前記電流値取得部により取得された前記電流値が基準電流値より小さくなったことに対応して、前記直流電源と前記電力変換装置との間を電気的に遮断する、請求項3または請求項4に記載の故障対処装置。 A current value acquisition unit for acquiring a current value of a current from the DC power supply;
In response to the current value acquired by the current value acquisition unit becoming smaller than a reference current value after the current is output to the ground by the ground current output unit, The failure handling apparatus according to claim 3, wherein the apparatus is electrically disconnected from the power conversion apparatus.
前記電力変換装置と
を備え、
前記電力変換装置は、前記第2の故障を検知したことに対応して、前記直流電源からの直流を交流に変換する動作を停止することで、前記故障対処処理を実行する、電源システム。 The failure handling apparatus according to any one of claims 1 to 7,
Comprising the power converter,
In response to detecting the second failure, the power conversion device stops the operation of converting the direct current from the direct current power source into alternating current, thereby executing the failure handling process.
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