JP6504087B2 - 検査器およびその制御方法、制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば太陽光発電システムのような、直流電源を備えた電源システムにおいて検査を行う検査器に関する。

太陽光発電システムは、複数の太陽電池ストリングを備え、各太陽電池ストリングは、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成されている。各太陽電池ストリングにて発電された直流の電力は、パワーコンディショニングシステム（以下、ＰＣＳ（Power Conditioning System）と称する。）にて交流の電力に変換され、商用電力系統等に供給される。

このような太陽光発電システムでは、安全かつ安定な電力供給を行うため、太陽電池ストリングの検査が行われる。この検査の例としては、断線の有無を検査したり、地絡の有無を検査したりすることが挙げられる。

例えば、特許文献１には、複数の太陽電池ストリングを備えた太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリングの地絡の有無を検査する地絡検出装置が記載されている。この地絡検出装置では、検査対象の太陽電池ストリングを太陽光発電システムから解列して、すなわち太陽電池ストリングとＰＣＳとの間に設けられたスイッチ部により太陽電池ストリングとＰＣＳとを電気的に分離した状態にて、太陽電池ストリングの地絡の有無を検査するようになっている。これにより、ＰＣＳに起因して発生するノイズの悪影響が地絡検出に及ぶことを抑制することができる。

特開２０１２−１１９３８２号公報（２０１２年０６月２１日公開）

特許文献１の地絡検出装置は、上記太陽光発電システムに固定する固定型であるため、上記スイッチ部を内蔵することができる。しかしながら、可搬型の検査器では、上記スイッチ部を内蔵することは困難である。

そこで、上記可搬型の検査器を利用する場合、接続箱、ＰＣＳなど、上記検査器とは別の固定装置に設けられたスイッチ部または遮断機構を利用して、上記太陽電池ストリングと上記ＰＣＳとを電気的に分離することになる。しかしながら、この場合、上記分離を、上記固定装置にて確認する必要があり、手間がかかることになる。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池ストリングなどの直流電源を含む電源側回路が、ＰＣＳなどの電力変換装置から電気的に分離しているかを自器にて判定できる検査器などを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る検査器は、発電または充放電する第１直流電源を含む第１電源側回路と、前記第１電源側回路から供給される電力を変換する電力変換装置と、前記第１電源側回路と前記電力変換装置との電気的接続を遮断する第１遮断機構とを備えた電源システムにおける前記第１電源側回路の検査を行う検査器であって、前記第１電源側回路のインピーダンスを測定する測定部と、該測定部が測定したインピーダンスの容量成分に基づいて、前記第１電源側回路が前記第１遮断機構により前記電力変換装置から電気的に分離されているかどうかを判定する第１分離判定部と、を備えることを特徴としている。

前記電力変換装置には、前記直流電源からの電力を安定化させるために、比較的大容量（例えば１ｍＦ程度）のコンデンサが設けられている。一方、前記第１電源側回路における寄生容量は、比較的小さく、例えば太陽光発電装置の場合、大きくても５０ｎＦ程度である。

そこで、上記の構成によれば、前記第１電源側回路のインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスの容量成分から、前記第１電源側回路が前記電力変換装置から電気的に分離しているかを自器にて判定することができる。なお、適切な周波数（例えば１ｋＨｚ以下）を選択し、選択した周波数に関するインピーダンスを測定することにより、前記分離を確実に判定することができる。また、測定されるインピーダンスは、前記直流電源の正端子および負端子の間でもよいし、前記直流電源の正端子およびグランドの間でもよいし、前記直流電源の負端子およびグランドの間でもよい。

ところで、前記第１電源側回路のインピーダンスを測定するには、当該第１電源側回路に交流電圧の試験用信号を注入して、交流電流を検出すればよい。

しかしながら、前記電力変換装置が前記第１電源側回路に接続されており、かつ、前記電力変換装置が起動している場合、前記電力変換装置におけるスイッチングノイズが発生し、前記インピーダンスが正確に測定できない虞がある。

そこで、本発明に係る検査器では、前記測定部は、前記第１電源側回路の交流電圧における所定の周波数成分の大きさをさらに測定しており、前記測定部が測定した前記周波数成分の大きさから、前記電力変換装置が起動しているかどうかを判定する起動判定部をさらに備えており、前記電力変換装置が起動していないと前記起動判定部が判定した場合に、前記第１分離判定部が動作することが好ましい。

この場合、前記スイッチングノイズに対応する前記所定の周波数成分の電圧の大きさを測定することにより、前記スイッチングノイズが発生しているか否かを判定でき、前記電力変換装置が起動しているか否かを自器にて判定することができる。そして、前記電力変換装置が起動していない場合に前記第１分離判定部が動作することにより、前記第１電源側回路が前記電力変換装置から電気的に分離しているかを自器にて精度良く確認することができる。

ところで、発電または充放電する第２直流電源を含む第２電源側回路と、前記第２電源側回路と前記電力変換装置との電気的接続を遮断する第２遮断機構とをさらに備えた前記電源システムの場合、前記２つの電源側回路（第１電源側回路および第２電源側回路）どうしが互いに接続していると、前記検査器は、接続されている前記２つの電源側回路の全体の検査を行うことになり、前記２つの電源側回路を個別に検査することができない。

そこで、本発明に係る検査器では、前記電源システムにおける前記第１電源側回路および前記第２電源側回路の検査を行うものであり、前記測定部は、前記第１電源側回路および前記第２電源側回路が互いに電気的に分離しているかどうかを判定する第２分離判定部をさらに備えることが好ましい。この場合、前記２つの電源側回路どうしが互いに電気的に分離しているかを自器にて判定することができる。そして、前記２つの電源側回路を個別に検査することができる。なお、前記第１電源側回路および前記第２電源側回路が互いに電気的に分離しているかどうかを判定するには、例えば、前記第１電源側回路における第１直流電源の一端子と、前記第２電源側回路における第２直流電源の一端子または他端子とが、短絡しているか否かを調べればよい。

本発明に係る検査器では、前記第１電源側回路が前記電力変換装置から電気的に分離していると前記第１分離判定部が判定した場合に、前記第２分離判定部が動作することが好ましい。この場合、前記第１電源側回路が前記電力変換装置から電気的に分離している場合に、前記第２分離判定部が動作することにより、前記２つの電源側回路どうしが電気的に分離しているかを自器にて精度良く確認することができる。

本発明に係る検査器の制御方法は、発電または充放電する第１直流電源を含む第１電源側回路と、前記第１電源側回路から供給される電力を変換する電力変換装置と、前記第１電源側回路と前記電力変換装置との電気的接続を遮断する第１遮断機構とを備えた電源システムにおいて、前記第１電源側回路の検査を行う検査器の制御方法であって、前記第１電源側回路のインピーダンスを測定する測定ステップと、該測定ステップにて測定されたインピーダンスの容量成分に基づいて、前記第１電源側回路が前記第１遮断機構により前記電力変換装置から電気的に分離されているかどうかを判定する第１分離判定ステップと、を含むことを特徴としている。

上記の方法によれば、前記検査器と同様の作用効果を奏する。

本発明に係る検査器は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記検査器が備える各部として動作させることにより上記検査器をコンピュータにて実現させる検査器の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明に係る検査器は、第１電源側回路のインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスの容量成分から、前記第１電源側回路が前記電力変換装置から電気的に分離しているかを自器にて判定できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る検査器を備えた太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。 上記検査器の構成を示すブロック図である。 上記検査器における第１検査用回路および第１回路制御部の構成であって、上記検査器におけるＰＣＳ起動判定部およびＰＣＳ分離判定部に関する構成を示すブロック図である。 上記検査器における第１検査用回路、第２検査用回路、第１回路制御部、および第２回路制御部の構成であって、上記検査器におけるＳＴ分離判定部に関する構成を示すブロック図である。 上記構成の検査器における検査処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る検査器を備えた太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。

〔実施の形態１〕
（太陽光発電システムの概要）
図１は、本発明の一実施形態に係る検査器を備えた太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。図１に示すように、太陽光発電システム（電源システム）１は、複数の太陽電池ストリング（直流電源、電源側回路）１１、接続箱１２、ＰＣＳ（電力変換装置）１３、および検査器１４を備えている。

太陽電池ストリング１１は、多数の太陽電池モジュール２１が直列接続されて形成されている。各太陽電池モジュール２１は、直列接続された複数の太陽電池セル（図示せず）を備え、パネル状に形成されている。複数の太陽電池ストリング１１は太陽電池アレイ１５を構成している。各太陽電池ストリング１１は、接続箱１２を介してＰＣＳ（電力変換回路）１４に接続されている。

接続箱１２は、各太陽電池ストリング１１を並列に接続している。具体的には、各太陽電池ストリング１１のＰ端子と接続されている出力線路（電源側回路）２２同士を接続し、各太陽電池ストリング１１のＮ端子と接続されている出力線路（電源側回路）２３同士を接続している。接続された太陽電池ストリング１１および出力線路２２・２３により電源側回路が構成される。

また、接続箱１２には、各太陽電池ストリング１１を太陽光発電システム１から電気的に切り離すためのスイッチ回路（第１遮断機構、第２遮断機構）２４が設けられている。なお、出力線路２２・２３の何れか（図１の例では出力線路２２）には逆流防止用のダイオード２８が設けられていることが望ましい。

ＰＣＳ１３は、各太陽電池ストリング１１から入力した直流電力を交流電力に変換して外部の電力系統に出力する。具体的には、ＰＣＳ１３には、太陽電池アレイ１５からの電力を安定化させるための大容量コンデンサ２５と、当該電力を所定の直流電力または交流電力に変換するための電力変換回路２６とが設けられている。また、ＰＣＳ１３を太陽電池アレイ１５および接続箱１２から電気的に切り離すためのスイッチ回路（第１遮断機構）２７がＰＣＳ１３に設けられている。

検査器１４は、太陽電池ストリング１１を検査する。この検査の例としては、断線の有無を検査する断線検査、地絡の有無を検査する地絡検査、各太陽電池モジュール２１に設置されたバイパスダイオードの断線検査などが挙げられる。具体的には、検査器１４には２本のプローブ３１・３２が設けられ、この２本のプローブ３１・３２の先端部を、検査対象の太陽電池ストリング１１に接続されている出力線路２２・２３にそれぞれ取り付ける。これにより、検査器１４は、上記検査対象の太陽電池ストリング１１を検査することができる。

本実施形態では、検査器１４には、２本のプローブ３１・３２が２対設けられている。すなわち、検査器１４には、一対のプローブ３１ａ・３２ａ、および他の一対のプローブ３１ｂ・３２ｂが設けられている。これにより、検査器は、２本の太陽電池ストリング１１ａ・１１ｂを検査することができる。

（検査器１４の構成）
図２は、検査器１４の構成を示すブロック図である。図２に示すように、検査器１４は、上述のプローブ３１・３２の他に、スイッチ回路３３、第１検査用回路３４、第２検査用回路３５、制御部３６、および出力部３７を備えている。

プローブ３１ａは、第１検査用回路３４に接続され、プローブ３２ａは、スイッチ回路３３に接続される。また、プローブ３１ｂは、スイッチ回路３３に接続され、プローブ３２ｂは、第２検査用回路３５に接続される。

スイッチ回路３３は、制御部３６からの指示に基づき、プローブ３２ａ・３１ｂの接続状態を、第１の接続状態と第２の接続状態との間で切り替える。第１の接続状態の場合、プローブ３２ａは、スイッチ回路３３を介して、第１検査用回路３４に接続され、プローブ３１ｂは、スイッチ回路３３を介して、第２検査用回路３５に接続される。一方、第２の接続状態の場合、プローブ３２ａは、スイッチ回路３３を介して、第２検査用回路３５に接続され、プローブ３１ｂは、スイッチ回路３３を介して、第１検査用回路３４に接続される。

従って、第１の接続状態の場合、第１検査用回路３４は、一対のプローブ３１ａ・３２ａを介して、一方の太陽電池ストリング（第１直流電源）１１ａからの出力線路２２ａ・２３ａに接続することになる。これにより、第１検査用回路３４は、太陽電池ストリング１１ａおよび出力線路２２ａ・２３ａを含む第１電源側回路を検査することになる。

また、第２検査用回路３５は、他の一対のプローブ３１ｂ・３２ｂを介して、他方の太陽電池ストリング（第２直流電源）１１ｂからの出力線路２２ｂ・２３ｂに接続することになる。これにより、第２検査用回路３５は、太陽電池ストリング１１ｂおよび出力線路２２ｂ・２３ｂを含む第２電源側回路を検査することになる。

一方、第２の接続状態の場合、第１検査用回路３４は、プローブ３１ａ・３１ｂを介して、両方の太陽電池ストリング１１ａ・１１ｂにおけるＰ端子からの出力線路２２ａ・２２ｂに接続することになる。また、第２検査用回路３５は、プローブ３２ａ・３２ｂを介して、両方の太陽電池ストリング１１ａ・１１ｂにおけるＮ端子からの出力線路２３ａ・２３ｂに接続することになる。本実施形態では、通常は第１の接続状態であり、後述する所定の場合にのみ第２の接続状態に切り替わるようになっている。

第１検査用回路３４は、制御部３６からの指示に基づき、太陽電池ストリング１１に対する第１検査に必要な測定値を取得するための回路群である。具体的には、第１検査用回路３４は、接続された出力線路２２・２３に試験用信号を注入する注入回路、接続された出力線路２２・２３における応答としての電気的物理量を検出する検出回路、などを備える。

上記注入回路は、第１検査に必要な電圧を印加したり、電流を流したりする。上記電圧および上記電流は、直流の場合もあれば、交流の場合もあり、交流の周波数も種々に設定が可能である。また、上記検出回路は、第１検査に必要な電気的物理量を検出し、この電気的物理量の例としては、太陽電池ストリング１１の正負極間電圧、太陽電池ストリング１１の正極とフレームグランドとの間の電圧、太陽電池ストリング１１の負極とフレームグランドとの間の電圧、太陽電池ストリング１１の発電電流などが挙げられる。

第２検査用回路３５は、制御部３６からの指示に基づき、太陽電池ストリング１１に対する第２検査に必要な測定値を取得するための回路群である。なお、第２検査は、第１検査に比べて、検査対象が異なるのみであり、検査内容は同様である。従って、第２検査用回路３５の詳細については、その説明を省略する。

制御部３６は、検査器１４内の各種構成の動作を統括的に制御するものであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含むコンピュータによって構成される。そして、各種構成の動作制御は、制御プログラムをコンピュータに実行させることによって行われる。なお、制御部３６の詳細については後述する。

出力部３７は、制御部３６からのデータに基づき、各種情報を出力する。具体的には、出力部３７は、各種情報を表示したり、音声出力したり、印刷したり、着脱可能な記録媒体に記録したり、外部の装置に送信したりする。

（制御部３６の構成）
図２に示すように、制御部３６は、第１回路制御部４１、第１検査部４２、第２回路制御部４３、および第２検査部４４を備えている。さらに、本実施形態では、制御部３６は、ＰＣＳ起動判定部（起動判定部）５１、ＰＣＳ分離判定部（第１分離判定部）５２、切替制御部５３、およびＳＴ分離判定部（第２分離判定部）５４を備えている。

第１回路制御部４１は、第１検査用回路３４を制御して、第１検査部４２における検査に必要な測定値を取得する。具体的には、第１回路制御部４１は、第１検査用回路３４が検出した電気的物理量を上記測定値として取得したり、当該電気的物理量を用いて上記測定値を算出したりする。また、第１回路制御部４１は、上記測定値を取得するために、第１検査用回路３４に試験用信号を注入するように適宜指示してもよい。

第１検査部４２は、第１回路制御部４１に対し所要の測定値を要求して取得することにより、検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１に対し、断線検査、地絡検査など、各種の検査を行う。第１検査部４２は、検査結果を、出力部３７を介して出力する。なお、第１検査部４２の詳細については、特開2012-119382、特許第4604250号、特許第5196607号、特開2013-156125などで公知であるので、その説明を省略する。

第２回路制御部４３は、第２検査用回路３５を制御して、第２検査部４４における検査に必要な測定値を取得する。なお、第２回路制御部４３の詳細は、第１回路制御部４１と同様であるので、その説明を省略する。

第２検査部４４は、第２回路制御部４３に対し所要の測定値を要求して取得することにより、検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１に対し、上述のような各種の検査を行う。第２検査部４４は、検査結果を、出力部３７を介して出力する。なお、第２検査部４４の詳細については、第１検査部４２と同様に公知であるので、その説明を省略する。

ＰＣＳ起動判定部５１は、第１回路制御部４１に対し所要の測定値を要求して取得することにより、ＰＣＳ１３が起動しているか否かを判定する。起動している場合、ＰＣＳ起動判定部５１は、その旨を出力部３７を介して出力する。一方、起動していない場合、ＰＣＳ起動判定部５１は、その旨をＰＣＳ分離判定部５２に通知する。なお、ＰＣＳ起動判定部５１の詳細については後述する。

ＰＣＳ分離判定部５２は、第１回路制御部４１に対し所要の測定値を要求して取得することにより、検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、ＰＣＳ１３から電気的に分離しているか否かを判定する。分離していない場合、ＰＣＳ分離判定部５２は、その旨を出力部３７を介して出力する。一方、分離している場合、ＰＣＳ分離判定部５２は、その旨をＳＴ分離判定部５４に通知する。なお、ＰＣＳ分離判定部５２の詳細については後述する。

切替制御部５３は、ＳＴ分離判定部５４からの指示に基づき、第１の接続状態と第２の接続状態との間で切り替えるように、スイッチ回路３３を制御する。

ＳＴ分離判定部５４は、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離しているか否かを判定する。具体的には、ＳＴ分離判定部５４は、まず、スイッチ回路３３が第１の接続状態から第２の接続状態に切り替えるように切替制御部５３に指示する。次に、ＳＴ分離判定部５４は、第１回路制御部４１および第２回路制御部４３に対し、所要の測定値を要求して取得することにより、上記判定を行う。

互いに電気的に分離していない場合、すなわち、互いに電気的に接続している場合、ＳＴ分離判定部５４は、その旨を出力部３７を介して出力する。一方、互いに電気的に分離している場合、ＳＴ分離判定部５４は、第１検査部４２および第２検査部４４に対し、検査を実行するように指示する。その後、ＳＴ分離判定部５４は、スイッチ回路３３が第２の接続状態から第１の接続状態に切り替えるように切替制御部５３に指示する。なお、ＳＴ分離判定部５４の詳細については後述する。

（ＰＣＳ起動判定部５１およびＰＣＳ分離判定部５２の詳細）
図３は、第１検査用回路３４および第１回路制御部４１の構成であって、ＰＣＳ起動判定部５１およびＰＣＳ分離判定部５２に関する構成を示すブロック図である。

ＰＣＳ起動判定部５１は、上述のように、ＰＣＳ１３が起動しているか否かを判定するものである。ＰＣＳ１３は、起動時において、内蔵のスイッチング回路が動作することにより、特有の周波数（例えば、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、および４０ｋＨｚ）のスイッチングノイズが発生する。このため、ＰＣＳ１３が検査対象の出力線路２２・２３に接続されて起動している場合、上記スイッチングノイズが検査対象の出力線路２２・２３に伝搬し、その結果、検査器１４における検査の精度が低下することになる。

逆に言えば、検査対象の出力線路２２・２３にて上記スイッチングノイズを検出すれば、検査対象の出力線路２２・２３にＰＣＳ１３が接続され、かつＰＣＳ１３が起動していると判断できる。

そこで、本実施形態では、ＰＣＳ起動判定部５１は、検査対象の出力線路２２・２３の電圧のうち、上記スイッチングノイズに対応する周波数成分の電圧を取得し、取得した周波数成分の電圧の大きさが所定値以上である場合、ＰＣＳ１３が起動していると判定している。これにより、ＰＣＳ１３が起動しているか否かを検査器１４にて確認することができる。

また、ＰＣＳ分離判定部５２は、上述のように、検査対象の出力線路２２・２３がＰＣＳ１３から電気的に分離しているか否かを判定するものである。上述のように、ＰＣＳ１３は、太陽電池アレイ１５からの電力を安定化させるための大容量コンデンサ２５を備えている。このため、検査対象の出力線路２２・２３がＰＣＳ１３に接続されている（すなわち電気的に分離されていない）と、検査対象の出力線路２２・２３へ注入した試験用信号が、大容量コンデンサ２５に吸収され、その結果、検査器１４における検査の精度が低下することになる。

ところで、大容量コンデンサ２５の容量は、１ｍＦ程度であるのに対し、出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１における容量成分は、５０ｎＦ程度であり、大容量コンデンサ２５の容量に比べて著しく低い。従って、検査対象の出力線路２２・２３を含む回路の容量を検出すれば、検査対象の出力線路２２・２３がＰＣＳ１３から電気的に分離されているか否かを判断できる。

そこで、本実施形態では、ＰＣＳ分離判定部５２は、検査対象の出力線路２２・２３を含む回路の容量を取得し、取得した容量が所定値未満である場合、検査対象の出力線路２２・２３がＰＣＳ１３から電気的に分離されていると判定している。これにより、検査対象の出力線路２２・２３がＰＣＳ１３から電気的に分離されていることを検査器１４にて精度良く確認することができる。

上述のように、ＰＣＳ起動判定部５１およびＰＣＳ分離判定部５２は、検査対象の出力線路２２・２３に関する測定値を利用している。このため、ＰＣＳ起動判定部５１およびＰＣＳ分離判定部５２は、第１検査部４２および第２検査部４４と同様に、第１検査用回路３４が一対のプローブ３１ａ・３２ａを介して出力線路２２ａ・２３ａに接続され、第２検査用回路３５が他の一対のプローブ３１ｂ・３２ｂを介して出力線路２２ｂ・２３ｂに接続された第１の接続状態で動作することになる。

図３に示すように、第１検査用回路３４は、電圧検出回路６１、ＢＰＦ（Band Pass Filter）６２、交流電圧印加回路６３、および電流検出回路６４を備えている。また、第１回路制御部４１は、電圧取得部７１、電圧印加指示部７２、およびインピーダンス測定部（測定部）７３を備えている。

電圧検出回路６１は、第１検査用回路３４に接続された２つの出力線路（図３の例では、出力線路２２ａ・２３ａ）間の電圧を検出する。電圧検出回路６１は、検出した電圧の信号をＢＰＦ６２およびインピーダンス測定部７３に送信する。

ＢＰＦ６２は、電圧検出回路６１にて検出された電圧の信号のうち、所定の周波数帯域の交流電圧の信号を通過させる。ＢＰＦ６２は、通過した上記交流電圧の信号を電圧取得部７１に逐次送信する。本実施形態では、ＢＰＦ６２は、ＰＣＳ１３が起動時に発生する周波数に応じて、通過可能な周波数帯域の中心周波数を、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、および４０ｋＨｚに切替可能である。

交流電圧印加回路６３は、第１検査用回路３４に接続された２つの出力線路（図３の例では、出力線路２２ａ・２３ａ）間に、電圧印加指示部７２からの指示に基づく交流電圧を印加する。交流電圧印加回路６３は、印加した交流電圧の信号をインピーダンス測定部７３に送信する。

電流検出回路６４は、第１検査用回路３４に接続された２つの出力線路（図３の例では、出力線路２２ａ・２３ａ）を流れる電流を検出する。電流検出回路６４は、検出した電流信号をインピーダンス測定部７３に送信する。

電圧取得部７１は、ＢＰＦ６２を通過した交流電圧の信号を逐次取得する。本実施形態では、電圧取得部７１は、取得した交流電圧の時系列データをＰＣＳ起動判定部５１に送信する。

電圧印加指示部７２は、第１検査用回路３４に接続された２つの出力線路間に交流電圧を印加するように交流電圧印加回路６３に指示する。本実施形態では、電圧印加指示部７２は、ＰＣＳ分離判定部５２からの指示に基づき、交流電圧印加回路６３に指示する。

インピーダンス測定部７３は、交流電圧印加回路６３により注入（印加）された電圧信号と、電流検出回路６４からの電流信号（或いは、電圧検出回路６１からの電圧信号）とを用いて、第１検査用回路３４に接続された２つの出力線路（図３の例では、出力線路２２ａ・２３ａ）のインピーダンスを測定する。本実施形態では、インピーダンス測定部７３は、測定したインピーダンスのうち、容量成分をＰＣＳ分離判定部５２に送信する。

ＰＣＳ起動判定部５１は、上述のように、電圧取得部７１からの交流電圧の時系列データに基づき、ＰＣＳ１３が起動しているか否かを判定し、起動していないと判定した場合、その旨をＰＣＳ分離判定部５２に通知する。例えば、ＰＣＳ起動判定部５１は、ＢＰＦ６２を通過した交流電圧のＲＭＳ（Root Mean Square）値が５０ｍＶ以上である場合、ＰＣＳ１３が起動していると判定する。一方、上記交流電圧のＲＭＳ値が５０ｍＶ未満である場合、単なる空中ノイズを検出している可能性が高いか、或いは、Ｓ／Ｎ比に基づく測定限界に達していると考えられるので、ＰＣＳ起動判定部５１は、ＰＣＳ１３が起動していないと判定する。

ＰＣＳ分離判定部５２は、上述のように、インピーダンス測定部７３からのインピーダンスの容量成分に基づき、検査対象の出力線路２２ａ・２３ａがＰＣＳ１３から電気的に分離されているか否かを判定し、分離されていると判定した場合、その旨をＳＴ分離判定部５４に通知する。例えば、ＰＣＳ分離判定部５２は、上記容量成分が１０μＦ以上である場合、検査対象の出力線路２２ａ・２３ａがＰＣＳ１３から電気的に分離されていない（すなわち接続されている）と判定する。一方、上記容量成分が１０μＦ未満である場合、ＰＣＳ分離判定部５２は、検査対象の出力線路２２ａ・２３ａがＰＣＳ１３から電気的に分離されていると判定する。

（ＳＴ分離判定部５４の詳細）
図４は、第１検査用回路３４、第２検査用回路３５、第１回路制御部４１、および第２回路制御部４３の構成であって、ＳＴ分離判定部５４に関する構成を示すブロック図である。

ＳＴ分離判定部５４は、上述のように、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離しているか否かを判定するものである。２つの検査対象の出力線路２２・２３が互いに接続されている（すなわち互いに電気的に分離されていない）場合、出力線路２２ａ・２２ｂどうしが導通状態となり、出力線路２３ａ・２３ｂどうしが導通状態となる。この場合、検査器１４は、２つの検査対象の全体を検査することはできるが、２つの検査対象を個別に検査することができない。

逆に言えば、出力線路２２ａ・２２ｂどうしが電気的に絶縁状態であり、出力線路２３ａ・２３ｂどうしが電気的に絶縁状態である場合、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離していると判断できる。

そこで、本実施形態では、ＳＴ分離判定部５４は、出力線路２２ａ・２２ｂ間の抵抗値と、出力線路２３ａ・２３ｂ間の抵抗値と、を取得し、取得した抵抗値の両方が所定値以上である場合、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離していると判定している。これにより、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離していることを検査器１４にて精度良く確認することができる。

上述のように、ＳＴ分離判定部５４は、出力線路２２ａ・２２ｂ間の抵抗値と、出力線路２３ａ・２３ｂ間の抵抗値と、を取得している。このため、ＳＴ分離判定部５４は、第１検査部４２および第２検査部４４とは異なり、第１検査用回路３４がプローブ３１ａ・３１ｂを介して出力線路２２ａ・２２ｂに接続され、第２検査用回路３５がプローブ３２ａ・３２ｂを介して出力線路２３ａ・２３ｂに接続された第２の接続状態で動作する必要がある。そこで、ＳＴ分離判定部５４は、動作開始時に切替制御部５３に指示して、スイッチ回路３３を第１の接続状態から第２の接続状態に切り替える。そして、ＳＴ分離判定部５４は、動作終了時に、切替制御部５３に指示して、スイッチ回路３３を第２の接続状態から第１の接続状態に切り替える。

図３および図４に示すように、第１検査用回路３４は、電圧検出回路６１、交流電圧印加回路６３、および電流検出回路６４を備えている。また、図４に示すように、第２検査用回路３５は、電圧検出回路６５、交流電圧印加回路６６、および電流検出回路６７を備えている。なお、電圧検出回路６５、交流電圧印加回路６６、および電流検出回路６７は、それぞれ、電圧検出回路６１、交流電圧印加回路６３、および電流検出回路６４と同様であるので、その説明を省略する。

また、図３および図４に示すように、第１回路制御部４１は、電圧印加指示部７２およびインピーダンス測定部７３を備えている。また、図４に示すように、第２検査用回路３５は、電圧印加指示部７４およびインピーダンス測定部（測定部）７５を備えている。なお、電圧印加指示部７４およびインピーダンス測定部７５は、それぞれ、電圧印加指示部７２およびインピーダンス測定部７３と同様であるので、その説明を省略する。

ＳＴ分離判定部５４は、上述のように、出力線路２２ａ・２２ｂ間の抵抗値と、出力線路２３ａ・２３ｂ間の抵抗値とに基づき、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離しているか否かを判定し、分離されていると判定した場合、第１検査部４２および第２検査部４４に対し、検査を実行するように指示する。

図４の例では、ＳＴ分離判定部５４は、電圧印加指示部７２および交流電圧印加回路６３を介して、出力線路２２ａ・２２ｂ間に交流電圧を印加して、出力線路２２ａ・２２ｂ間のインピーダンスの抵抗成分を、交流電圧印加回路６３および電流検出回路６４（または電圧検出回路６１）と、インピーダンス測定部７３とを介して取得する。同様に、ＳＴ分離判定部５４は、電圧印加指示部７４および交流電圧印加回路６６を介して、出力線路２３ａ・２３ｂ間に交流電圧を印加して、出力線路２３ａ・２３ｂ間のインピーダンスの抵抗成分を、交流電圧印加回路６６および電流検出回路６７（または電圧検出回路６５）と、インピーダンス測定部７５とを介して取得する。取得した２つの抵抗成分の両方が、例えば５Ω以上である場合、ＳＴ分離判定部５４は、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離していると判定する。一方、上記２つの抵抗成分の少なくとも一方が、例えば５Ω未満である場合、ＳＴ分離判定部５４は、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離していない（すなわち接続している）と判定する。

（検査器１４の検査処理）
図５は、上記構成の検査器１４における検査処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、まず、各部の動作チェックを行う（Ｓ１）。このとき、スイッチ回路３３が第１の接続状態であることが確認される。

次に、ＰＣＳ起動判定部５１は、出力線路２２ａ・２３ａにおける所定周波数帯域（１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、または４０ｋＨｚ）の交流電圧を、出力線路２２ａ・２３ａから電圧検出回路６１、ＢＰＦ６２、および電圧取得部７１を介して取得する（Ｓ２）。次に、ＰＣＳ起動判定部５１は、取得した交流電圧のＲＭＳが５０ｍＶ以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。上記交流電圧のＲＭＳが５０ｍＶ以上である場合、ＰＣＳ起動判定部５１は、ＰＣＳ１３が起動していると判定して、その旨を出力部３７を介して出力し（Ｓ４）、その後、上記検査処理を終了する。

一方、上記交流電圧のＲＭＳが５０ｍＶ未満である場合、ＰＣＳ分離判定部５２は、電圧印加指示部７２および交流電圧印加回路６３を介して、出力線路２２ａ・２３ａに交流電圧を印加する（Ｓ５）。次に、ＰＣＳ分離判定部５２は、出力線路２２・２３を含む回路のインピーダンスの容量成分を、出力線路２２ａ・２３ａから交流電圧印加回路６３および電流検出回路６４（または電圧検出回路６１）と、インピーダンス測定部７３を介して、取得する（Ｓ６）。

次に、ＰＣＳ分離判定部５２は、取得した容量成分が１０μＦ以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。上記容量成分が１０μＦ以上である場合、ＰＣＳ分離判定部５２は、検査対象の出力線路２２ａ・２３ａがＰＣＳ１３に接続されていると判定して、その旨を出力部３７を介して出力し（Ｓ８）、その後、上記検査処理を終了する。

一方、上記容量成分が１０μＦ未満である場合、ＳＴ分離判定部５４は、切替制御部５３を介してスイッチ回路３３に対し、第１の接続状態から第２の接続状態に切り替えさせる（Ｓ９）。

次に、ＳＴ分離判定部５４は、電圧印加指示部７２および交流電圧印加回路６３を介して、出力線路２２ａ・２２ｂ間に交流電圧を印加すると共に、電圧印加指示部７４および交流電圧印加回路６６を介して、出力線路２３ａ・２３ｂ間に交流電圧を印加する（Ｓ１０）。次に、ＳＴ分離判定部５４は、出力線路２２ａ・２２ｂ間のインピーダンスの抵抗成分を、交流電圧印加回路６３および電流検出回路６４（または電圧検出回路６１）と、インピーダンス測定部７３とを介して取得すると共に、出力線路２３ａ・２３ｂ間に交流電圧を印加して、出力線路２３ａ・２３ｂ間のインピーダンスの抵抗成分を、交流電圧印加回路６６および電流検出回路６７（または電圧検出回路６５）と、インピーダンス測定部７５とを介して取得する（Ｓ１１）。

次に、ＳＴ分離判定部５４は、取得した２つの抵抗成分の両方が例えば５Ω以上であるか否かを判断する（Ｓ１２）。上記２つの抵抗成分の両方が例えば５Ω未満である場合、ＳＴ分離判定部５４は、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに接続していると判定して、その旨を出力部３７を介して出力する（Ｓ１３）。そして、ＳＴ分離判定部５４は、切替制御部５３を介してスイッチ回路３３に対し、第２の接続状態から元の第１の接続状態に切り替えさせ（Ｓ１４）、その後、上記検査処理を終了する。

一方、上記２つの抵抗成分の両方が例えば５Ω以上である場合、ＰＣＳ起動判定部５１は、ＰＣＳ１３が起動していないと判定し、ＰＣＳ分離判定部５２は、検査対象の出力線路２２ａ・２３ａがＰＣＳ１３から電気的に分離されていると判定し、かつ、ＳＴ分離判定部５４は、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離していると判定することになる。従って、ＳＴ分離判定部５４は、切替制御部５３を介してスイッチ回路３３に対し、第２の接続状態から元の第１の接続状態に切り替えさせた後（Ｓ１５）、第１検査部４２および第２検査部４４のそれぞれは、検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１の検査を実行する（Ｓ１６）。その後、上記検査処理を終了する。

〔実施の形態２〕
図６は、本発明の他の実施形態に係る検査器を備えた太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。本実施形態の太陽光発電システム１０１は、図１〜図５に示す太陽光発電システム１に比べて、ＰＣＳ１３に代えて、ＰＣＳ１３０が設けられている点と、検査器１４に代えて、検査器１４０が設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。本実施形態のＰＣＳ１３０は、図１に示すＰＣＳ１３に比べて、Ｙコンデンサ２９が設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。

Ｙコンデンサ２９は、ＰＣＳ１３０におけるスイッチングノイズを低減するために、ＰＣＳ１３０における電力線路ＰＬ１・ＰＬ２とグランドとの間にそれぞれ設けられている。

本実施形態の検査器１４０は、図１に示す検査器１４に比べて、シャーシ等に接地されている接地端子３００が追加されている点と、太陽電池ストリング１１ｂのＰ端子と接続されている出力線路２２ｂに取り付けられるプローブ３１ｂと、上記接地端子３００とを用いて、ＰＣＳ１３０の起動および分離を確認する点が異なり、その他の構成は同様である。

具体的には、検査器１４０は、プローブ３１ｂと接地端子３００との間の電圧を計測し、計測した電圧のうち、ＰＣＳ１３０におけるスイッチングノイズに対応する周波数成分（例えば２０ｋＨｚ）の電圧を取得する。取得した周波数成分の電圧の大きさが所定値以上である場合、検査対象の出力線路２２ｂにＰＣＳ１３０が接続され、かつＰＣＳ１３０が起動していると判断できる。

また、検査器１４０は、Ｙコンデンサ２９の容量を検査する。具体的には、検査器１４０は、プローブ３１ｂと接地端子３００との間の容量を計測する。検査対象の出力線路２２ｂがＰＣＳ１３０に接続されている場合、プローブ３１ｂと接地端子３００との間の容量として、Ｙコンデンサ２９の容量（１００ｎＦ程度）が検出される。一方、検査対象の出力線路２２ｂがＰＣＳ１３０から電気的に分離されている場合、プローブ３１ｂと接地端子３００との間の容量として、太陽電池ストリング１１ｂとグランドとの間の寄生容量（５ｎＦ程度）が検出される。従って、検査器１４０は、プローブ３１ｂと接地端子３００との間の容量を計測することにより、検査対象の出力線路２２ｂがＰＣＳ１３０から電気的に分離されているか否かを判定することができる。

また、Ｙコンデンサ２９の容量を検査するこのような検査方式は、その後に行われる、太陽電池モジュール２１に含まれる太陽パネル内の断線検知の検査方式との共通部分が多い。従って、検査対象の出力線路２２ｂがＰＣＳ１３０から電気的に分離されているか否かを判定するために、検査器１４０の装置規模が大型化したり、製造コストが増大したりすることを抑えることができる。

なお、本実施形態では、検査器１４０は、プローブ３１ｂと接地端子３００との間の電気信号を計測しているが、太陽電池ストリング１１ｂのＮ端子と接続されている出力線路２３ｂに取り付けられるプローブ３２ｂと、接地端子３００との間の電気信号を計測してもよい。当該電気信号にも、上記スイッチングノイズが重畳するので、検査対象の出力線路２３ｂにＰＣＳ１３０が接続され、かつＰＣＳ１３０が起動しているか否かを判定することができる。

また、検査対象の出力線路２３ｂがＰＣＳ１３０に接続されている場合にも、プローブ３２ｂと接地端子３００との間の容量として、Ｙコンデンサ２９の容量（１００ｎＦ程度）が検出される。従って、検査器１４０は、プローブ３１ｂと接地端子３００との間の容量を計測する場合と同様に、プローブ３２ｂと接地端子３００との間の容量を計測することにより、検査対象の出力線路２３ｂがＰＣＳ１３０から電気的に分離されているか否かを判定することができる。

（付記事項）
なお、上記実施形態では、ＰＣＳ起動判定部５１およびＰＣＳ分離判定部５２は、出力線路２２ａ・２３ａにおける測定値を利用しているが、出力線路２２ｂ・２３ｂにおける測定値を利用してもよい。この場合、ＰＣＳ起動判定部５１およびＰＣＳ分離判定部５２は、第１回路制御部４１に代えて、第２回路制御部４３に接続すればよい。

また、上記実施形態では、検査器１４は、２つの検査対象に対し検査を行っているが、３つ以上の検査対象に対し検査を行ってもよい。さらに、ＳＴ分離判定部５４を省略する場合には、検査器１４は、１つの検査対象に対し検査を行ってもよい。

また、上記実施形態では、ＳＴ分離判定部５４は、出力線路２２ａ・２２ｂ間のインピーダンスの抵抗成分と、出力線路２３ａ・２３ｂ間のインピーダンスの抵抗成分とを利用しているが、出力線路２２ａ・２２ｂ間の電位差と、出力線路２３ａ・２３ｂ間の電位差とを利用してもよい。この場合、ＳＴ分離判定部５４は、出力線路２２ａ・２２ｂ間の電位差と、出力線路２３ａ・２３ｂ間の電位差とを、電圧検出回路６１・６５を介して取得し、取得した電位差の両方の絶対値が例えば１Ｖ以上である場合、２つの検査対象の出力線路２２・２３および太陽電池ストリング１１が、互いに電気的に分離していると判定することができる。

また、上記実施形態では、太陽光発電システムに本発明を適用しているが、これに限定されるものではなく、直流電源と、該直流電源から電力線を介して供給される電力を変換する電力変換装置とを備えた任意の電源システムに本発明を適用することができる。上記直流電源としては、太陽光発電装置の他に、水素燃料と空気中の酸素との電気化学反応により、水素燃料を利用して電気エネルギー（直流電力）を得ることが可能な燃料電池装置、電気エネルギーを蓄積する蓄電池、キャパシタなどの蓄電器、などが挙げられる。

また、上記実施形態では、スイッチ回路２４を利用しているが、これに限定されるものではなく、各太陽電池ストリング１１と太陽光発電システム１との電気的接続を遮断できる任意の遮断機構を利用することができる。また、上記実施形態では、スイッチ回路２７を利用しているが、これに限定されるものではなく、ＰＣＳ１３と太陽電池アレイ１５および接続箱１２との電気的接続を遮断できる任意の遮断機構を利用することができる。このような遮断機構の例としては、コネクタによる脱着、端子台による脱着などが挙げられる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
検査器１４の制御ブロック（特に制御部３６）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、検査器１４は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

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。

１、１００、１０１ 太陽光発電システム（電源システム）
１１ 太陽電池ストリング（直流電源、電源側回路）
１２ 接続箱
１３、１３０ ＰＣＳ（電力変換装置）
１４、１４０ 検査器
１５ 太陽電池アレイ
２１ 太陽電池モジュール
２２、２３ 出力線路（電源側回路）
２４ スイッチ回路（第１遮断機構、第２遮断機構）
２５ 大容量コンデンサ
２６、２６０、２６１ 電力変換回路
２７ スイッチ回路（第１遮断機構）
２８ ダイオード
２９ Ｙコンデンサ
３１、３２ プローブ
３３ スイッチ回路
３４ 第１検査用回路
３５ 第２検査用回路
３６ 制御部
３７ 出力部
４１ 第１回路制御部
４２ 第１検査部
４３ 第２回路制御部
４４ 第２検査部
５１ ＰＣＳ起動判定部（起動判定部）
５２ ＰＣＳ分離判定部（第１分離判定部）
５３ 切替制御部
５４ ＳＴ分離判定部（第２分離判定部）
６１、６５ 電圧検出回路
６２ ＢＰＦ
６３、６６ 交流電圧印加回路
６４、６７ 電流検出回路
７１ 電圧取得部
７２、７４ 電圧印加指示部
７３、７５ インピーダンス測定部（測定部）
３００ 接地端子

Claims (6)

1. 発電または充放電する第１直流電源を含む第１電源側回路と、前記第１電源側回路から供給される電力を変換する電力変換装置と、前記第１電源側回路と前記電力変換装置との電気的接続を遮断する第１遮断機構とを備えた電源システムにおける前記第１電源側回路の検査を行う検査器であって、
   前記第１電源側回路のインピーダンスを測定する測定部と、
   該測定部が測定したインピーダンスの容量成分に基づいて、前記第１電源側回路が前記第１遮断機構により前記電力変換装置から電気的に分離されているかどうかを判定する第１分離判定部と、を備えることを特徴とする検査器。
2. 前記測定部は、前記第１電源側回路の電圧における所定の周波数成分の大きさをさらに測定しており、
   前記測定部が測定した前記周波数成分の大きさから、前記電力変換装置が起動しているかどうかを判定する起動判定部をさらに備えており、
   前記電力変換装置が起動していないと前記起動判定部が判定した場合に、前記第１分離判定部が動作することを特徴とする請求項１に記載の検査器。
3. 前記検査器は、発電または充放電する第２直流電源を含む第２電源側回路と、前記第２電源側回路と前記電力変換装置との電気的接続を遮断する第２遮断機構とをさらに備えた前記電源システムにおける前記第１電源側回路および前記第２電源側回路の検査を行うものであり、
   前記測定部は、前記第１電源側回路および前記第２電源側回路が互いに電気的に分離しているかどうかを判定する第２分離判定部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の検査器。
4. 前記第１電源側回路が前記電力変換装置から電気的に分離していると前記第１分離判定部が判定した場合に、前記第２分離判定部が動作することを特徴とする請求項３に記載の検査器。
5. 請求項１から４までの何れか１項に記載の検査器としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
6. 発電または充放電する第１直流電源を含む第１電源側回路と、前記第１電源側回路から供給される電力を変換する電力変換装置と、前記第１電源側回路と前記電力変換装置との電気的接続を遮断する第１遮断機構とを備えた電源システムにおいて、前記第１電源側回路の検査を行う検査器の制御方法であって、
   前記第１電源側回路のインピーダンスを測定する測定ステップと、
   該測定ステップにて測定されたインピーダンスの容量成分に基づいて、前記第１電源側回路が前記第１遮断機構により前記電力変換装置から電気的に分離されているかどうかを判定する第１分離判定ステップと、を含むことを特徴とする検査器の制御方法。

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