JP6631335B2 - 地絡検出装置およびその制御方法、並びに制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば太陽電池ストリングなどの発電システムにおける地絡を検出する地絡検出装置に関する。

太陽光発電システムは、太陽電池アレイを備え、該太陽電池アレイは、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成され、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。一例として、各太陽電池ストリングにおいて発電された直流電力は、パワーコンディショニングシステム（Power Conditioning System，ＰＣＳ）にて適当な直流電力および／または適当な交流電力に変換される。

太陽電池ストリングの電路は、任意の封止材で電気的に絶縁（以下単に「絶縁」と称する。）されている。しかしながら、何らかの原因で、太陽電池ストリングの電路における或る箇所と大地との間の絶縁抵抗が低下すると、当該箇所において地絡が生じる。

そこで、従来、太陽光発電システムには、特許文献１に開示されているように、地絡を検出する地絡検出装置が設けられている。具体的には、特許文献１の地絡検出装置は、太陽電池ストリングと地絡抵抗と地絡検出装置とによって形成された閉回路において、電圧変化または電流変化を測定することにより、地絡の有無を判定している。

特開２０１２−１１９３８２号公報（２０１２年６月２１日公開）

一般に、太陽光発電システムが有する対地静電容量（以下、「対地容量」と省略する。）により、地絡を検出するための測定値は、過渡値を経由して定常値となり、この間、地絡の検出を待機する必要がある。特に、太陽電池モジュールの数を増やしたり、太陽電池ストリングの数を増やしたりする等により太陽電池アレイを大規模に構成する場合、太陽電池ストリングを接続する導線が長くなったり、太陽電池アレイに含まれる太陽電池モジュールの総面積が広くなったりする。これにより、太陽光発電システムにおける対地容量が増加することになり、地絡の検出を待機する待機時間が長くなる。

この問題点に対し、特許文献１では、地絡検出される太陽電池ストリングを太陽光発電システムから解列（分離）している。これにより、地絡検出に影響をおよぼす対地容量は、太陽電池ストリングに関するものに限定されるので、上記待機時間を短縮することができる。

しかしながら、特許文献１の場合、或る太陽電池ストリングに対し地絡の検出を行い、これを太陽光発電システムに含まれる全ての太陽電池ストリングについて行うことになる。従って、太陽光発電システムにおける上記待機時間の合計値は、依然として長いままである。

従って、本発明の目的は、太陽電池ストリングなどの発電システムにおいて地絡の検出を待機する待機時間を従来よりも短縮することができる地絡検出装置および地絡検出方法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、本発明に係る地絡検出装置は、発電または充放電する直流電源を備えた電源システムにおける地絡を検出する地絡検出装置であって、前記電源システムの対地容量の値を取得する容量取得部と、地絡が発生していない状態における前記電源システムの地絡抵抗の基準値を設定する抵抗基準値設定部と、前記対地容量の値と前記地絡抵抗の基準値とを用いて、基準の時定数を推定する時定数推定部と、前記地絡を検出するための測定値であって、前記電源システムの時定数により過渡的に変化する測定値の過渡値および測定時間を測定して取得する測定部と、前記基準の時定数、前記測定値の過渡値、および前記測定時間に基づき、前記地絡の有無を判定する地絡判定部とを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、電源システムにおける対地容量の値と、地絡が発生していない状態における地絡抵抗の基準値とを用いて、基準の時定数を算出する。これにより、前記基準の時定数、前記測定値の過渡値、および前記測定時間から前記測定値の基準値に対する判定値を推定し、推定した前記判定値と、前記測定値に対応する所定の閾値とを比較することにより、前記地絡の有無を判定することができる。或いは、前記基準の時定数、前記測定値に対応する所定の閾値、および前記測定時間から、前記測定時間における閾値を取得し、前記測定時間における閾値と前記測定値の過渡値とを比較することにより、前記地絡の有無を判定してもよい。

従って、前記地絡の有無を判定するために、前記測定値の定常値を取得するまで待機する必要が無く、その結果、前記地絡の検出を待機する待機時間を従来よりも短縮することができる。

ところで、地絡が発生していない状態における前記地絡抵抗の基準値としては、当該状態にて過去に測定された測定値、前記電源システムと大地との位置関係から算出される算出値、地絡の有無を判定するための閾値、などの所定値が挙げられる。

一方、前記対地容量の基準値は、前記電源システムの内部構造、前記電源システムと大地との位置関係などから推定できる。しかしながら、前記対地容量は、湿度、温度など、前記電源システムの環境によって変化する。

そこで、前記容量取得部は、測定により前記対地容量の値を取得してもよい。具体的には、前記電源システムの開放電圧、電流などを測定することにより、前記対地容量の値を取得することができる。

或いは、前記電源システムの環境の情報を取得する情報取得部をさらに備えており、前記容量取得部は、前記対地容量の基準値を、前記情報取得部が取得した情報に基づいて補正することにより、前記対地容量の値を取得してもよい。この場合、前記環境に対応する前記対地容量の値が取得されるので、前記地絡を精度良く検出することができる。

本発明に係る地絡検出装置の制御方法は、発電または充放電する直流電源を備えた電源システムにおける地絡を検出する地絡検出装置の制御方法であって、前記電源システムの対地容量の値を取得する容量取得工程と、地絡が発生していない状態における前記電源システムの地絡抵抗の基準値を設定する抵抗基準値設定工程と、前記対地容量の値と前記地絡抵抗の基準値とを用いて、基準の時定数を推定する時定数推定工程と、前記地絡を検出するための測定値であって、前記電源システムの時定数により過渡的に変化する測定値の過渡値および測定時間を測定して取得する測定工程と、前記基準の時定数、前記測定値の過渡値、および前記測定時間に基づき、前記地絡の有無を判定する地絡判定工程とを含むことを特徴としている。

上記の方法によれば、前記地絡検出装置と同様の作用効果を奏する。

本発明に係る地絡検出装置は、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地絡検出装置が備える各部として動作させることにより上記地絡検出装置をコンピュータにて実現させる地絡検出装置の制御プログラム、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。

本発明に係る地絡検出装置は、電源システムにおける対地容量の値と、地絡が発生していない状態における地絡抵抗の基準値とを用いて、基準の時定数を算出するので、前記地絡の検出するための測定値の定常値を取得するまで待機する必要が無く、その結果、前記地絡の検出を待機する待機時間を従来よりも短縮できるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る太陽光発電システムの概略的な構成を示すブロック図である。 地絡抵抗の測定値と測定時間との間の関係を例示するグラフである。 地絡抵抗の測定値の時間変化の様子を示すグラフである。 本発明の実施形態２に係る太陽光発電システムの概略的な構成を示すブロック図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、図１〜図３に基づいて説明する。図１は、実施形態１の太陽光発電システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。はじめに、図１を参照して、太陽光発電システム１００の構成について述べる。

（太陽光発電システム１００）
図１に示されるように、太陽光発電システム１００は、太陽電池ストリング１０、地絡検出装置２０、ブレーカ３０、およびＰＣＳ４０を備えている。そして、太陽電池ストリング１０は、地絡検出装置２０およびブレーカ３０を介して、ＰＣＳ４０に接続されている。

太陽電池ストリング１０は、複数（例えば１０〜２０枚）の太陽電池モジュール１１が直列接続されて構成されている。そして、各太陽電池モジュール１１は、直列接続された複数の太陽電池セルを備え、パネル状に形成されている。このように、太陽電池ストリング１０は、光（例えば太陽光）を受光して、直流電力を発電する発電装置である。

太陽電池ストリング１０は電路１５ａ・１５ｂを介して地絡検出装置２０と接続されている。地絡抵抗９０は、太陽電池ストリング１０の電路１５ａ・１５ｂと大地との間に形成される抵抗である。また、寄生容量９５は、太陽電池ストリング１０と大地との間に形成された対地容量である。

なお、図１では、簡単のために、一部の地絡抵抗９０および寄生容量９５のみが例示されている。図１に示されるように、太陽電池ストリング１０は、地絡抵抗９０および寄生容量９５のそれぞれを介して大地に接続されている。図１では、地絡抵抗９０の抵抗値がＲｚ、寄生容量９５が静電容量をＣｇとしてそれぞれ示されている。

また、図１では、簡単のために、１つの太陽電池ストリング１０のみが例示されている。しかしながら、実際の太陽光発電システム１００では、複数の太陽電池ストリング１０からなる太陽電池アレイを備えており、太陽電池ストリング１０ごとにブレーカ３０が設けられている。なお、ブレーカ３０の代わりにヒューズが設けられていてもよい。

また、地絡検出装置２０は、図１に示されるように、太陽電池ストリング１０とブレーカ３０との間に設けられる構成であってもよいし、太陽電池ストリング１０の２本の電路１５ａ・１５ｂに２本のプローブをそれぞれ取り付ける構成であってもよい。前者の場合、太陽電池ストリング１０の本数だけ地絡検出装置２０の台数が必要となるが、上記プローブをユーザが取り付ける手間を省略できる。後者の場合、地絡検出装置２０は１台で済むが、上記プローブをユーザが取り付ける手間が必要となる。

なお、地絡検出装置２０およびブレーカ３０を、ＰＣＳ４０の直流回路部に内蔵してもよい。特に、複数の太陽電池ストリング１０からの電力が個別に入力可能なＰＣＳの場合、地絡検出装置２０およびブレーカ３０を当該ＰＣＳに内蔵することにより、太陽電池ストリング１０ごとの検査を行うことができる。

地絡検出装置２０は、寄生容量測定部２１（容量取得部）、抵抗測定部２２（測定部）、時定数推定部２３（抵抗基準値設定部、時定数推定部）、および地絡判定部２４を備えている。以下に述べるように、地絡検出装置２０は、太陽電池ストリング１０を検査する検査装置として機能する。地絡検出装置２０の具体的な動作については、後述する。

ブレーカ３０は、太陽電池ストリング１０からＰＣＳ４０への電流を手動で遮断する遮断器である。

ＰＣＳ４０は、太陽電池ストリング１０から供給された直流電力を変換する電力変換装置である。一例として、ＰＣＳ４０は、不図示のＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣコンバータを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流電力を所定の直流電力に変換（ＤＣ／ＤＣ変換）する回路であり、例えば昇圧チョッパである。

一例として、ＤＣ／ＤＣコンバータは、太陽電池ストリング１０から供給された直流電力を、電圧がより高い直流電力に変換する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて変換された直流電力は、ＤＣ／ＡＣコンバータに供給される。

ＤＣ／ＡＣコンバータは、ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力を交流電力に変換（ＤＣ／ＡＣ変換）する回路であり、例えばインバータである。一例として、ＤＣ／ＡＣコンバータは、直流電力を、周波数６０Ｈｚの交流電力に変換する。そして、ＤＣ／ＡＣコンバータにおいて変換された交流電力は、太陽光発電システム１００の外部の負荷装置（不図示）に供給される。

このように、ＰＣＳ４０が設けられることにより、太陽電池ストリング１０において発電された直流電力を、負荷装置の仕様に応じた所定の電圧および周波数を有する交流電力に変換することができる。なお、ＰＣＳ４０において変換された交流電力の電圧および周波数が電力系統（不図示）と同じである場合には、当該交流電力は電力系統に供給されてもよい。

なお、上述の負荷装置が直流電力を受電可能なものである場合には、ＤＣ／ＡＣ変換を行う必要はない。また、ＤＣ／ＤＣ変換も不要である場合には、ＰＣＳ４０に替えて、負荷装置を太陽光発電システム１００内に設けてもよい。

（地絡抵抗の測定値の過渡的な時間変化）
図１に示されるように、太陽電池ストリング１０に地絡が発生した場合には、太陽電池ストリング１０と地絡抵抗９０と地絡検出装置２０とによって形成された閉回路に、地絡電流Ｉが流れる。従って、地絡抵抗９０に所定の直流電圧（定電圧）Ｖを印加した状態で地絡電流Ｉを測定することにより、Ｒｚ＝Ｖ／Ｉを測定することが可能となる。

但し、寄生容量９５が充電完了されるまでは、寄生容量９５には充電電流が流れる。以下、充電電流をＩｇと表す。ここで、地絡抵抗９０を流れる電流をＩｚとすると、地絡電流Ｉは、Ｉ＝Ｉｚ＋Ｉｇとして表される。

寄生容量９５では、電圧が印加されると、まず大きな充電電流Ｉｇが流れ、その後徐々に（過渡的に）充電電流Ｉｇが減少し、寄生容量９５が充電完了されると、充電電流Ｉｇが０となる。具体的には、充電電流Ｉｇは、時定数τ＝Ｃｇ×Ｒ０のもとで指数関数的に減少する。

なお、後述するように、Ｒ０は、抵抗値Ｒｚの真の値である。一例として、Ｃｇ＝０．３μＦ、Ｒ０＝１００ＭΩの場合には、τ＝０．３μＦ×１００ＭΩ＝３０ｓである。

また、一例として、地絡電流Ｉ＝Ｉ（ｔ）は、以下の式（１）、
Ｉ（ｔ）＝Ｉ０×｛１＋ｅｘｐ（−ｔ／τ）｝… （１）
によって表される。ここで、Ｉ０は定数である。また、ｔは測定時間である。具体的には、ｔは、地絡抵抗９０に電圧Ｖを印加してからの経過時間（すなわち、地絡抵抗９０の測定開始からの経過時間）である。

式（１）を参照すれば、地絡電流Ｉの定常値Ｉ０（換言すれば、抵抗値Ｒｚの真の値Ｒ０）を高精度に測定するためには、測定時間を時定数τｓに比べて十分に長く確保することが必要となることが理解される。

また、抵抗値Ｒｚの測定値Ｒ＝Ｒ（ｔ）は、以下の式（２）、
Ｒ（ｔ）＝Ｖ÷［Ｉ０×｛１＋ｅｘｐ（−ｔ／τ）｝］… （２）
によって表される。式（２）を参照すれば、測定値Ｒ（ｔ）の過渡的な時間変化も、地絡電流Ｉ（ｔ）と同様に、時定数τによって規定されていることが理解される。ここで、抵抗値Ｒｚの定常値Ｒ０は、Ｒ０＝Ｖ／Ｉ０である。このＲ０が、抵抗値Ｒｚの真の値である。

なお、厳密には、Ｒ０は、地絡抵抗と、地絡検出装置２０内の内部抵抗とを含んでいる。また、実際には、太陽電池ストリング１０、地絡検出装置２０、および大地からなる太陽光発電システムの回路（ＰＶシステム回路）は、単純なＣＲ回路ではない。そこで、上記指数関数に適当な係数を追加して、実際の上記ＰＶシステム回路にフィッティングすることにより、上記係数を算出することが望ましい。

図２は、測定値Ｒと測定時間との間の関係を例示するグラフである。図２のグラフにおいて、縦軸は測定値であり、横軸は測定日である。図２には、測定時間（すなわちｔ）が、「５０ｍｓ」、「１ｓ」、「４ｓ」、「１０ｓ」である場合のグラフがそれぞれ示されている。

図２を参照すれば、測定時間が短い場合（測定時間が１０ｓ以外の場合）には、測定値Ｒ（過渡値）が真の値Ｒ０（定常値）よりも十分に低い値として測定されることが理解される。これは、測定時間が、測定値Ｒがほぼ定常値に至るまでの時間に比べて短いためである。

また、図２を参照すれば、測定時間が同じである場合にも、測定日によって測定値が変化することが理解される。これは、寄生容量９５の静電容量Ｃｇは、太陽電池ストリング１０が配置されているサイトの周囲環境（特に湿度）によって変化するためである。

例えば、湿度が高い場合には、太陽電池ストリング１０と大地との間に含まれる水分量が多いので、静電容量Ｃｇが増加する。また、太陽電池モジュール１１の表面に水分が付着すると、当該水分の影響を受けて静電容量Ｃｇが増加する。このため、時定数τの増加に伴い、真の値Ｒ０を測定するための測定時間がさらに長くなる。

なお、静電容量Ｃｇは、太陽電池ストリング１０に接続されている電力ケーブル（電路１５ａ・１５ｂ）の種類および配置状態によっても変化する。また、静電容量Ｃｇは、太陽電池ストリング１０のサイズ、太陽電池セルの種類、および周囲温度等によっても変化する。

図３は、測定値Ｒの時間変化の様子を示すグラフである。図３のグラフにおいて、縦軸は測定値Ｒであり、横軸は時刻ｔである。図３に示されるように、ｔ＝０において、Ｒ（０）＝Ｒｉであり、ｔ＝τにおいて、Ｒ（τ）＝Ｒτである。なお、上述の式（２）によれば、Ｒｉ＝Ｒ０／２であり、Ｒτ＝Ｒ０／｛１＋ｅｘｐ（−１）｝≒０．７３Ｒ０である。但し、実際の測定では、ＲｉおよびＲτは、太陽光発電システム１００の電気的な特性によっても左右される。

（地絡検出装置２０における地絡抵抗の推定）
上述のように、太陽光発電システム１００において、真の値Ｒ０を測定するためには、比較的長い測定時間が必要となる。そこで、本願の発明者は、真の値Ｒ０そのものを測定するのではなく、基準の時定数τを推定することにより、地絡抵抗の測定時間を短縮化するという技術的思想を新たに想到した。

続いて、地絡検出装置２０の具体的な構成を説明し、基準の時定数τを推定する方法について述べる。以下に述べるように、本実施形態では、静電容量Ｃｇを予め測定し、当該測定結果に基づいて、基準の時定数τ０を推定する。

地絡検出装置２０において、寄生容量測定部２１は、静電容量Ｃｇを測定する。また、抵抗測定部２２は、測定値Ｒを測定する。なお、寄生容量測定部２１および抵抗測定部２２は、例えば公知のＬＣＲメータによって実装されてよい。また、寄生容量測定部２１および抵抗測定部２２における測定は、例えば、断線測定の方法を用いて実現することができる。なお、上記断線測定の方法は、特許第4604250号などに記載のように、公知であるから、その説明を省略する。

はじめに、寄生容量測定部２１は、抵抗測定部２２、時定数推定部２３、および地絡判定部２４の動作に先立ち、静電容量Ｃｇを予め測定する。なお、静電容量Ｃｇは、測定値、設計値、過去のデータ、それらの組み合わせ、およびシステムの等価回路から、当該過去のデータを補正したものであってもよい。

時定数推定部２３は、基準の時定数τ０を推定する。なお、時定数推定部２３には、所定の基準値Ｒｓｔが予め設定されている。基準値Ｒｓｔは、地絡抵抗９０が十分な絶縁性能を満たすために（地絡電流Ｉが過大とならないために）必要な値として、太陽光発電システム１００の設計者によって、適宜設定されてよい。なお、所定の基準値Ｒｓｔの例としては、地絡の有無を判定するための閾値、地絡が発生していない過去の状態における真の値Ｒ０の測定値、太陽電池ストリング１０と大地との位置関係から算出された算出値、などが挙げられる。

具体的には、時定数推定部２３は、τｓ＝Ｃｇ×Ｒｓｔとして、基準の時定数τｓを算出する。この時定数τｓは、静電容量Ｃｇと基準値Ｒｓｔとを用いて設定された暫定的な時定数（時定数τの暫定値）であると理解されてよい。本実施形態では、Ｒｓｔ＝５ＭΩである場合を考える。この場合、τｓ＝０．３μＦ×５ＭΩ＝１．５ｓである。

このように、寄生容量測定部２１によって静電容量Ｃｇを測定しておけば、静電容量Ｃｇと基準値Ｒｓｔとを用いて、基準の時定数τｓを算出することができる。すなわち、真の値Ｒ０が既知でなくとも、地絡の有無の判定に利用可能な時定数を推定することができる。

続いて、時定数推定部２３は、基準値Ｒｓｔと、基準の時定数τｓと、抵抗測定部２２からの地絡抵抗９０の測定時間Ｔと、式（２）とを用いて、ｔ＝Ｔにおける過渡的な基準値Ｒｓｔ（Ｔ）を算出する。

地絡判定部２４は、太陽電池ストリング１０における地絡を検出する。具体的には、地絡判定部２４は、時定数推定部２３によって算出された、ｔ＝Ｔにおける過渡的な基準値Ｒｓｔ（Ｔ）（閾値）と、ｔ＝Ｔにおける地絡抵抗９０の測定値Ｒ（Ｔ）との大小関係を比較することにより、地絡の発生の有無を判定する。より具体的には、地絡判定部２４は、測定値Ｒ（Ｔ）が過渡的な基準値Ｒｓｔ（Ｔ）以上である場合（すなわち、Ｒ（Ｔ）≧Ｒｓｔ（Ｔ）である場合）には、地絡が発生していないと判定する。他方、地絡判定部２４は、測定値Ｒ（Ｔ）が過渡的な基準値Ｒｓｔ（Ｔ）よりも小さい場合（すなわち、Ｒ（Ｔ）＜Ｒｓｔ（Ｔ）である場合）には、地絡が発生していると判定する。

（太陽光発電システム１００の効果）
本実施形態の太陽光発電システム１００によれば、比較的短時間における地絡抵抗９０の過渡的な基準値を推定することができる。従って、上述の時定数τよりも十分に長い時間に亘って地絡抵抗９０の測定を継続することが不要となるため、地絡抵抗９０の測定時間を短縮することが可能となる。

また、地絡抵抗９０の過渡的な基準値に基づいて、太陽電池ストリング１０における地絡の発生の有無を判定することができるため、地絡検出に要する時間を短縮することも可能となる。さらに、太陽電池ストリング１０の環境が変化しても、該変化に応じて静電容量Ｃｇの測定値が変化するので、前記地絡の発生の有無を精度良く判定することができる。

ところで、ＰＣＳ４０の交流側には、ＰＣＳ４０から外部の負荷装置（または系統）への漏電を防止する漏電ブレーカ（図示せず）が設けられていることがある。具体的には、上記漏電ブレーカは、所定の時間（例えば０．１秒）に亘り、所定値以上の電流が流れた場合に漏電が発生していると判断して遮断動作を行う（トリップする）。すなわち、上記漏電ブレーカは、所定の時間に亘り、所定値以上の電流が流れた場合には、ＰＣＳ４０から外部の負荷装置（または系統）への電気出力を停止する。

そこで、地絡判定部２４は、Ｉ０ｓｔ（Ｔ）＝Ｖ／Ｒｓｔ（Ｔ）によって、地絡電流Ｉの過渡的な基準値Ｉ０ｓｔ（Ｔ）を推定してもよい。ここで、電圧Ｖの例としては、太陽電池ストリング１０の対地電圧が挙げられる。また、抵抗の基準値Ｒｓｔの例としては、上記漏電ブレーカの上記所定の時間に許容される抵抗値が挙げられる。

そして、地絡判定部２４は、地絡電流Ｉの過渡的な基準値Ｉ０ｓｔ（Ｔ）が上記漏電ブレーカの上記所定値以上であるかを判定してもよい。このように、地絡電流Ｉの過渡的な基準値Ｉ０ｓｔ（Ｔ）に基づいて、上記漏電ブレーカがトリップするかを推定する機能を、地絡判定部２４に付与することもできる。

（付記事項）
なお、上記実施形態では、地絡検出装置２０は、予め設定された所定の基準値Ｒｓｔを用いて地絡の有無を判定しているが、上記所定の基準値Ｒｓｔに、地絡検出装置２０の内部抵抗を加算する補正を行い、補正された基準値Ｒｓｔを用いて地絡の有無を判定してもよい。

また、上記実施形態では、ｔ＝Ｔにおける過渡的な基準値Ｒｓｔ（Ｔ）を、地絡判定部２４において地絡の発生の有無を判定するための閾値Ｒｔｈ（Ｔ）としているが、これに限定されるものではない。例えば、上記閾値Ｒｔｈ（Ｔ）は、上記過渡的な基準値Ｒｓｔ（Ｔ）に対し、安全や測定誤差などを考慮した任意のマージンを加算したものであってもよい。

また、上記実施形態では、地絡抵抗９０の過渡的な基準値Ｒｓｔ（Ｔ）を算出し、算出した過渡的な基準値Ｒｓｔ（Ｔ）と測定値Ｒ（Ｔ）とを比較することにより地絡の有無を判定しているが、これに限定されるものではない。例えば、基準の時定数τｓと、抵抗測定部２２からの地絡抵抗９０の測定時間Ｔおよび測定値Ｒ（Ｔ）と、式（２）とを用いて、地絡有無を判定するための値である地絡抵抗９０の判定値Ｒｅｓを算出し、算出した判定値Ｒｅｓと基準値Ｒｓｔとを比較することにより地絡の有無を判定してもよい。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。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。

（太陽光発電システム２００）
図４は、実施形態２の太陽光発電システム２００の概略的な構成を示すブロック図である。太陽光発電システム２００は、実施形態１の太陽光発電システム１００において、地絡検出装置２０を地絡検出装置２０ａに置き換えたものである。

また、地絡検出装置２０ａは、実施形態１の地絡検出装置２０において、寄生容量測定部２１を寄生容量推定部２５（情報取得部、容量取得部）に置き換えたものである。以下に述べるように、寄生容量推定部２５は、静電容量Ｃｇを推定する機能を有する。

すなわち、本実施形態の太陽光発電システム２００は、静電容量Ｃｇを都度測定するのではなく、静電容量Ｃｇを推定するという点において、実施形態１の太陽光発電システム１００と異なる。

寄生容量推定部２５には、静電容量Ｃｇの初期値Ｃｇｉ（基準値）が予め設定されている。一例として、この初期値Ｃｇｉは、太陽光発電システム２００において静電容量Ｃｇを予め測定した結果に基づいて設定されている。なお、初期値Ｃｇｉは、太陽電池ストリング１０と大地との位置関係から算出してもよい。

また、初期値Ｃｇｉは、太陽光発電システム２００と同タイプの太陽光発電システムにおいて静電容量Ｃｇを予め測定した結果に基づいて設定されてもよい。また、初期値Ｃｇｉは、基準となる太陽光発電システムにおいて静電容量Ｃｇを予め測定した結果に対し、太陽電池セルの種類、電力ケーブルの種類、および太陽電池ストリング１０のサイズなど、太陽光発電システム２００を構成する部材の情報に基づいて設定されてもよい。また、初期値Ｃｇｉは、太陽光発電システム２００のユーザによって変更可能であってよい。

そして、寄生容量推定部２５は、静電容量Ｃｇの推定に用いられる情報である環境情報を取得する。環境情報は、例えば、太陽光発電システム２００が設置されているサイトの気温または湿度の少なくともいずれかを示す情報であってよい。一例として、寄生容量推定部２５は、当該サイトに設けられた温度計または湿度計（不図示）に接続されている。この場合、寄生容量推定部２５は、温度計または湿度計のそれぞれから、気温または湿度の値を、環境情報として取得できる。

また、寄生容量推定部２５は、インターネットに接続されていてもよい。この場合、寄生容量推定部２５は、インターネット上にて提供されている天気情報から、当該サイトにおける気温または湿度の値を、環境情報として取得できる。

そして、寄生容量推定部２５は、環境情報に基づいて、初期値Ｃｇｉを補正することにより、静電容量Ｃｇの推定値Ｃｇｅｓを算出する。以下、簡単のため、サイトの湿度ｈのみに基づいて、推定値Ｃｇｅｓを算出する場合を例示して説明する。

まず、寄生容量推定部２５には、湿度ｈの関数である補正関数ｆ（ｈ）が予め設定されている。一例として、補正関数ｆ（ｈ）は、太陽光発電システム２００において予め測定された湿度と静電容量との間の関係を示すデータを、公知の補間手法を用いて補間することにより得られたものであってよい。また、補正関数ｆ（ｈ）は、湿度ｈに対する連続的な関数であってもよいし、離散的な関数（例：階段関数）であってもよい。また、樹脂の静電容量は、通常、相対湿度にほぼ比例して上昇するので、一例として、補正関数ｆ（ｈ）は、ｆ（ｈ）＝ｋｈであってもよい。ここで、ｋは定数である。

そして、寄生容量推定部２５は、以下の式（３）、
Ｃｇｅｓ＝Ｃｇｉ×ｆ（ｈ）… （３）
によって推定値Ｃｇｅｓを算出する。式（３）によれば、湿度ｈの変化に応じて推定値Ｃｇｅｓを算出することが可能となる。

なお、本実施形態において、時定数推定部２３は、τｓ＝Ｃｇｅｓ×Ｒｓｔとして、基準の時定数τｓを算出する。すなわち、時定数推定部２３は、上述の静電容量Ｃｇの測定値に替えて、推定値Ｃｇｅｓを用いて、基準の時定数τｓを算出する。以降、時定数推定部２３および地絡判定部２４は、上述の実施形態１と同様の処理を行う。

ところで、太陽電池パネルに付着した水分によって寄生容量が変化することが知られている。そこで、降水量を上記環境情報に追加することもできる。

また、各種の材料は、静電容量が温度変化に応じて変化する特性（温度特性）を有しているが、当該温度特性は材料ごとに異なることが知られている。従って、気温を環境情報に含める場合には、太陽電池パネルの材料の温度特性のデータを当該環境情報に追加してもよい。すなわち、太陽電池パネルの材料の温度特性のデータをさらに用いて、静電容量Ｃｇの値を補正してもよい。

（太陽光発電システム２００の効果）
本実施形態の太陽光発電システム２００によれば、太陽電池ストリング１０の環境が変化しても、該変化に応じて環境情報が変化し、変化した環境情報に応じて静電容量Ｃｇの値を補正するので、前記地絡の発生の有無を精度良く判定することができる。また、静電容量Ｃｇの値を都度測定することが不要となるため、地絡抵抗９０の過渡的な基準値Ｒｓｔ（Ｔ）をより簡便に推定することができる。それゆえ、ユーザの利便性を向上させることが可能である。

〔ソフトウェアによる実現例〕
太陽光発電システム１００・２００の制御ブロック（特に地絡検出装置２０・２０ａ）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、太陽光発電システム１００・２００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、前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）、前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）が前記プログラムを前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。前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、前記プログラムは、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）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、前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。

〔付記事項〕
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。

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（充放電）する蓄電池、キャパシタなどの蓄電器、などが挙げられる。

１０ 太陽電池ストリング
２０，２０ａ 地絡検出装置
２１ 寄生容量測定部（容量取得部）
２２ 抵抗測定部（測定部）
２３ 時定数推定部（抵抗基準値設定部、時定数推定部）
２４ 地絡判定部
２５ 寄生容量推定部（情報取得部、容量取得部）
９０ 地絡抵抗
９５ 寄生容量
１００，２００ 太陽光発電システム

Claims (5)

1. 発電または充放電する直流電源を備えた電源システムにおける地絡を検出する地絡検出装置であって、
   前記電源システムの対地容量の値を取得する容量取得部と、
   地絡が発生していない状態における前記電源システムの地絡抵抗の基準値を設定する抵抗基準値設定部と、
   前記対地容量の値と前記地絡抵抗の基準値とを用いて、基準の時定数を推定する時定数推定部と、
   前記地絡を検出するための抵抗値であって、前記電源システムの時定数により過渡的に変化する抵抗値、および前記地絡抵抗の測定開始から前記抵抗値を測定するまでの経過時間である測定時間を測定して取得する測定部と、
   前記基準の時定数、前記抵抗値、および前記測定時間に基づき、前記地絡の有無を判定する地絡判定部とを備え、
   前記地絡判定部は、前記基準の時定数、前記地絡抵抗の基準値、および前記測定時間から、過渡的な基準値を取得し、前記過渡的な基準値と前記抵抗値とを比較することにより、前記地絡の有無を判定することを特徴とする地絡検出装置。
2. 前記容量取得部は、測定により前記対地容量の値を取得することを特徴とする請求項１に記載の地絡検出装置。
3. 前記電源システムの環境の情報を取得する情報取得部をさらに備えており、
   前記容量取得部は、前記対地容量の基準値を、前記情報取得部が取得した情報に基づいて補正することにより、前記対地容量の値を取得することを特徴とする請求項１に記載の地絡検出装置。
4. 請求項１から３までの何れか１項に記載の地絡検出装置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、前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。
5. 発電または充放電する直流電源を備えた電源システムにおける地絡を検出する地絡検出装置の制御方法であって、
   前記電源システムの対地容量の値を取得する容量取得工程と、
   地絡が発生していない状態における前記電源システムの地絡抵抗の基準値を設定する抵抗基準値設定工程と、
   前記対地容量の値と前記地絡抵抗の基準値とを用いて、基準の時定数を推定する時定数推定工程と、
   前記地絡を検出するための抵抗値であって、前記電源システムの時定数により過渡的に変化する抵抗値、および前記地絡抵抗の測定開始から前記抵抗値を測定するまでの経過時間である測定時間を測定して取得する測定工程と、
   前記基準の時定数、前記抵抗値、および前記測定時間に基づき、前記地絡の有無を判定する地絡判定工程とを含み、
   前記地絡判定工程では、前記基準の時定数、前記地絡抵抗の基準値、および前記測定時間から、過渡的な基準値を取得し、前記過渡的な基準値と前記抵抗値とを比較することにより、前記地絡の有無を判定することを特徴とする地絡検出装置の制御方法。

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