JP6547659B2 - アーク検出装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図1は、本発明の実施形態の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2は図1に示したアーク検出装置の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、太陽光発電システム(直流電源システム)1は、複数の太陽電池ストリング(第1直流電源)11a、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)13およびアーク検出装置14を備えている。
アーク検出処理部34aは、例えば特許文献2に記載されている従来周知の構成であり、例えば図2に示すように、増幅器41、フィルタ42、A/D変換部43およびCPU(central processing unit)44を備えている。
上記の構成において、アーク検出装置14の動作について以下に説明する。図3の(a)は、太陽光発電システム1において、アークが発生していない場合に電流センサ31aにて検出された電流のFFT処理波形を示す波形図であり、図3の(b)は、太陽光発電システム1において、アークが発生している場合に電流センサ31aにて検出された電流のFFT処理波形を示す波形図である。
以上のように、アーク検出装置14は、電流センサ33aとして測定レンジが狭く、S/Nが高いものを使用した場合であっても、電流センサ33aの磁気飽和を防止し、かつ微弱なアークを検出することができる。
本発明の他の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図4は、本実施形態の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4に示すように、本実施形態において、太陽光発電システム1は、複数の太陽電池ストリング(第1直流電源、第2直流電源)11a,11bを備え、これら太陽電池ストリング11a,11bは、接続箱12にて並列に接続されている。複数の太陽電池ストリング11a,11bは太陽電池アレイ15を構成している。接続箱12は、太陽電池ストリング11a,11bとアーク検出装置14との間に位置し、アーク検出装置14は、接続箱12とPCS13との間に位置している。
アーク検出装置14の動作は、図1に示したアーク検出装置14と同様である。
上記の構成によれば、アーク検出装置14は、一つのアーク検出装置14にて複数の太陽電池ストリング11a,11bでのアークの発生を検出することができる。アーク検出装置14の他の利点は、図1に示したアーク検出装置14と同様である。
本発明のさらに他の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
アーク検出装置14の動作は、図1に示したアーク検出装置14と同様である。
本実施形態のアーク検出装置14では、出力線路16a,16b間において交流成分を通過させるコンデンサ61として、PCS13が本来入力側に備えている電圧安定化用のコンデンサを利用している。これにより、太陽光発電システム1全体として部品点数を削減することができる。アーク検出装置14の他の利点は、図1に示したアーク検出装置14と同様である。
本発明のさらに他の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。図6は、本実施形態の太陽光発電システム1の構成を示す概略の回路図である。
上記の構成によれば、アーク検出装置14は、個々の太陽電池ストリング11a,11bに対応して設けられているので、個々の太陽電池ストリング11a,11bでの直列アークの発生を検出することができる。さらに、太陽電池ストリング11a,11bでの並列アークの発生を検出することができる。アーク検出装置14の他の利点は、図1に示したアーク検出装置14と同様である。
11 太陽電池ストリング(第1直流電源、第2直流電源)
12 接続箱
13 パワーコンディショニングシステム(負荷装置)
14 アーク検出装置
15 太陽電池アレイ
16a 電力線路(第1正電力線)
17a 電力線路(第1負電力線)
16a1 第1正接続点
17a1 第1負接続点
16b1 第2正接続点
17b1 第2負接続点
21 太陽電池モジュール
22 逆流防止ダイオード(第1逆流防止素子、第2逆流防止素子)
31a バイパス電流経路(第1バイパス電流経路)
31b バイパス電流経路(第2バイパス電流経路)
32a コンデンサ(第1コンデンサ)
32b コンデンサ(第2コンデンサ)
33a 電流センサ(第1電流測定部)
33b 電流センサ(第2電流測定部)
34a アーク検出処理部(第1アーク有無判定部)
34b アーク検出処理部(第2アーク有無判定部)
52 アーク判定部
61 コンデンサ(第1コンデンサ)
Claims (5)
- 発電または充放電する第1直流電源と、前記第1直流電源の出力電力を消費または変換する負荷装置と、前記第1直流電源の正極および前記負荷装置を接続する第1正電力線と、前記第1直流電源の負極および前記負荷装置を接続する第1負電力線と、を備えた直流電源システムに適用されるアーク検出装置であって、
前記第1正電力線上の第1正接続点と前記第1負電力線上の第1負接続点とを、第1コンデンサを介して接続する第1バイパス電流経路と、
前記第1バイパス電流経路において電流を測定する第1電流測定部と、
前記第1電流測定部により測定された電流に基づきアークの有無を判定する第1アーク有無判定部と、を有すると共に、
上記第1バイパス電流経路は、上記負荷装置の内部に設けられており、
上記第1コンデンサは、上記負荷装置に設けられている電圧安定化用のコンデンサからなっているアーク検出装置。 - 前記アーク検出装置が適用される前記直流電源システムは、さらに、
発電または充放電する第2直流電源と、
前記第1直流電源の正極と前記負荷装置との間にある前記第1正電力線上の正分岐点と前記第2直流電源の正極とを接続する第2正電力線と、
前記第1直流電源の負極と前記負荷装置との間にある前記第1負電力線上の負分岐点と前記第2直流電源の負極とを接続する第2負電力線と、
を備え、
前記第1正接続点は、前記正分岐点と前記負荷装置の間に位置し、
前記第1負接続点は、前記負分岐点と前記負荷装置の間に位置する、
請求項1に記載のアーク検出装置。 - 前記第1直流電源の正極と前記正分岐点との間、または前記第1直流電源の負極と前記負分岐点との間に設けられ、第1直流電源によって供給された電流が流れる方向と逆方向に電流が流れることを防ぐ第1逆流防止素子と、
前記第2直流電源の正極と前記正分岐点との間、または前記第2直流電源の負極と前記負分岐点との間に設けられ、第2直流電源によって供給された電流が流れる方向と逆方向に電流が流れることを防ぐ第2逆流防止素子と、
を備えている請求項2に記載のアーク検出装置。 - 前記アーク検出装置が適用される前記直流電源システムは、さらに、
発電または充放電する第2直流電源と、
前記第1正接続点と前記負荷装置との間にある前記第1正電力線上の正分岐点と前記第2直流電源の正極とを接続する第2正電力線と、
前記第1負接続点と前記負荷装置との間にある前記第1負電力線上の負分岐点と前記第2直流電源の負極を接続する第2負電力線と、
前記第1直流電源の正極と前記正分岐点との間、または前記第1直流電源の負極と前記負分岐点との間に設けられ、第1直流電源によって供給された電流が流れる方向と逆方向に電流が流れることを防ぐ第1逆流防止素子と、
前記第2直流電源の正極と前記正分岐点との間、または前記第2直流電源の負極と前記負分岐点との間に設けられ、第2直流電源によって供給された電流が流れる方向と逆方向に電流が流れることを防ぐ第2逆流防止素子と、
を備え、
前記第2正電力線上の第2正接続点と前記第2負電力線上の第2負接続点とを、第2コンデンサを介して接続する第2バイパス電流経路と、
前記第2バイパス電流経路において電流を測定する第2電流測定部と、
前記第2電流測定部により測定された電流に基づきアークの有無を判定する第2アーク有無判定部と、
をさらに有し、
前記第1正接続点または前記第1負接続点は前記第1逆流防止素子が設けられている位置よりも前記第1直流電源に近い位置にあり、
前記第2正接続点または前記第2負接続点は前記第2逆流防止素子が設けられている位置よりも前記第2直流電源に近い位置にある、
請求項1に記載のアーク検出装置。 - 前記第1アーク有無判定部と前記第2アーク有無判定部とは、これら両アーク有無判定部の機能を兼ねる単一のアーク有無判定部からなる、請求項4に記載のアーク検出装置。
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