JP6665683B2 - 電力変換装置及び太陽光発電システム - Google Patents

Description

本発明は、直流／交流の電力変換を行う電力変換装置及び、これを用いた太陽光発電システムに関する。

太陽光発電パネルは、電力変換装置を介して、交流電路と接続される。太陽光発電パネルは、一般に、複数のストリングで構成されている。電力変換装置と複数のストリングとの間には、開閉器が設けられ、異常が発生したストリングについては開閉器を開いて電力変換装置と切り離すことができる（例えば、特許文献１参照。）。
このように、太陽光発電パネルのストリングごとに異常を検出する、という考え方は、種々提案されている（例えば、特許文献２〜４参照。）。

特開２００６−２１６６６０号公報 特開２０１１−７７４７７号公報 特開２０１１−１８１６１４号公報 特開２０１４−１０６８５２号公報

しかしながら、上記の従来技術では、太陽光発電パネルからの出力ケーブルを電力変換装置に接続する電気工事の施工不良にまでは対応できない。例えば、太陽光発電パネルの出力ケーブルは、一般には被覆電線の芯線の末端に圧着端子を取り付けた状態で、電力変換装置の直流側の端子部に、ねじの締め付けによって接続される。
この締め付けトルクが不十分であった場合、接触抵抗が大きくなり、そこに大電流が流れると、発熱が大きくなる。過度の発熱は、端子部の樹脂の劣化を招くなど、好ましくない。

このような端子部の締め付け不良による過熱を検出して遮断動作（トリップ）を行う開閉器が市販されている。これを使用すれば、万一、端子部での施工不良があったとしても、安心である。ところが、このような開閉器には補助接点がなく、遮断動作を行ったとしても、そのことを、迅速に検出し対応することができない。しかも、太陽光発電は安定した電源ではないので、昼間に出力が停止する場合もある他、何らかの物体が太陽光を遮蔽することでできる部分影によって出力が低下する場合もある。また当然に、日没により出力は停止となる。従って、太陽光発電の停止か、開閉器の遮断動作による停止か、電力変換装置では判別できない。

かかる課題に鑑み、本発明は、補助接点の無い感熱開閉部を使用し、かつ、それ以外には追加の部品を設けなくても、感熱開閉部の遮断動作を検出できるようにすることを目的とする。

本開示は以下の発明を含む。但し、本発明は特許請求の範囲によって定められるものである。
本開示は、直流電源と交流電路との間に設けられ、直流／交流の電力変換を行う電力変換装置であって、前記直流電源と接続される電源側の端子部が所定温度に達すると、電路を遮断する感熱開閉部と、前記直流電源から前記感熱開閉部を介した入力、及び、前記交流電路への出力の少なくとも一方に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する制御部と、を備えている電力変換装置である。

また、本開示は、太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルと交流電路との間に設けられ、直流／交流の電力変換を行う電力変換装置と、を備えた太陽光発電システムであって、前記電力変換装置は、
前記太陽光発電パネルと接続される電源側の端子部が所定温度に達すると、電路を遮断する感熱開閉部と、前記太陽光発電パネルから前記感熱開閉部を介した入力、及び、前記交流電路への出力の少なくとも一方に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する制御部と、を備えている。

本発明によれば、補助接点の無い感熱開閉部を使用し、かつ、それ以外には追加の部品を設けなくても、電力変換装置の制御部の論理判断によって、感熱開閉部の遮断動作を検出することができる。

電力変換装置を含む太陽光発電システムの概略構成例を示す図である。 端子部に、ねじの締め付け不良などの異常が無い正常な状態を想定した場合の、太陽光発電パネルのいずれか１系統からの（ａ）入力電流、（ｂ）入力電圧、及び、（ｃ）熱感知型開閉器の端子部の温度について、それらの一例を示すグラフである。 端子部に、ねじの締め付け不良などの異常が無い正常な状態を想定した場合の、太陽光発電パネルのいずれか１系統からの（ａ）入力電流、（ｂ）入力電圧、及び、（ｃ）熱感知型開閉器の端子部の温度について、それらの他の例を示すグラフである。 端子部に、ねじの締め付け不良などの異常が有る状態を想定した場合の、異常がある熱感知型開閉器への、（ａ）入力電流、（ｂ）入力電圧、及び、（ｃ）熱感知型開閉器の端子部の温度についての一例を示すグラフである。 制御部が実行する、熱感知型開閉器が遮断動作（トリップ）したか否かの論理判断を示すフローチャートの一例である。 制御部が実行する、熱感知型開閉器が遮断動作（トリップ）したか否かの論理判断を示すフローチャートの他の例である。 電力変換装置を含む太陽光発電システムの概略構成の他の例を示す図である。

［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。

（１）これは、直流電源と交流電路との間に設けられ、直流／交流の電力変換を行う電力変換装置であって、前記直流電源と接続される電源側の端子部が所定温度に達すると、電路を遮断する感熱開閉部と、前記直流電源から前記感熱開閉部を介した入力、及び、前記交流電路への出力の少なくとも一方に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する制御部と、を備えている電力変換装置である。

上記の電力変換装置における制御部は、入力又は出力に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する。従って、感熱開閉部自身から直接の情報を取得できなくても、遮断動作が行われたことを検出し、外部に通知することができる。
このようにすれば、補助接点の無い感熱開閉部を使用し、かつ、それ以外には追加の部品を設けなくても、電力変換装置の制御部の論理判断によって、感熱開閉部の遮断動作を検出することができる。

（２）また、（１）の電力変換装置において、前記直流電源からの入力電流及び入力電圧のいずれか一方を検出する直流側第１センサを有し、前記制御部は、前記直流側第１センサの検出値が、第１の所定値以上である状態から第１の所定時間内に前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下となり、かつ、前記第１の所定時間より長い第２の所定時間の間、前記第２の所定値以下であることに基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断するものであってもよい。
この場合において、「直流側第１センサの検出値が、第１の所定値以上である状態から第１の所定時間内に第１の所定値より小さい第２の所定値以下となり」とは、具体的に言えば、急激に（例えば１秒以内に）検出値が低下した、ということである。また、「第１の所定時間より長い第２の所定時間の間、前記第２の所定値以下である」とは、低下した検出値が長い時間に亘って回復しないことである。従って、このような状態になることにより、感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断することができる。

さらに詳細には、最大入力電流の範囲内で大電流が流れることで、もし、感熱開閉部の端子部の締め付けが緩い場合、発熱が大きくなると予想できる。そして、その後急激に例えば入力が０になることにより、感熱開閉部が遮断動作を行った可能性がある。さらに、例えば熱感知型開閉器や温度ヒューズである感熱開閉部は遮断状態から自動復帰しないので、第２の所定時間内に入力電流が回復しなければ、一時的な原因ではないことがわかる。従って、上記のように論理判断すれば、端子部の締め受け不良により発熱が大きくなり、感熱開閉部が保護のために遮断動作を行ったことを、検出することができる。

（３）また、（２）の電力変換装置において、前記直流側第１センサの他、前記入力電流及び入力電圧の他方を検出する直流側第２センサを有し、前記制御部は、さらに、前記直流側第２センサの検出値が所定値以下であることをもって、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断するようにしてもよい。
この場合、より確実に、感熱開閉部が遮断動作を行ったことを、検出することができる。

（４）また、（１）の電力変換装置において、前記交流電路への出力電流及び出力電圧のいずれか一方を検出する交流側第１センサを有し、前記制御部は、前記交流側第１センサの検出値が、第１の所定値以上である状態から第１の所定時間内に前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下となり、かつ、前記第１の所定時間より長い第２の所定時間の間、前記第２の所定値以下であることに基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断するものであってもよい。
この場合において、「交流側第１センサの検出値が、第１の所定値以上である状態から第１の所定時間内に第１の所定値より小さい第２の所定値以下となり」とは、より具体的に言えば、急激（例えば１秒以内に）に検出値が低下した、ということである。また、「第１の所定時間より長い第２の所定時間の間、前記第２の所定値以下である」とは、低下した検出値が長い時間に亘って回復しないことである。従って、このような状態になることにより、感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断することができる。

（５）また、（４）の電力変換装置において、前記交流側第１センサの他、前記出力電流及び出力電圧の他方を検出する交流側第２センサを有し、前記制御部は、さらに、前記交流側第２センサの検出値が所定値以下であることをもって、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断するようにしてもよい。
この場合、より確実に、感熱開閉部が遮断動作を行ったことを、検出することができる。

（６）また、（１）の電力変換装置において、前記直流電源は複数系統あり、前記制御部は、各系統について、入力に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較及び、各系統相互間での違いに基づいて、いずれかの系統について、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断するようにしてもよい。
この場合、他の系統との比較により、より確実に、ある系統の、感熱開閉部が保護のために遮断動作を行ったことを、検出することができる。

（７）一方、これは、太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルと交流電路との間に設けられ、直流／交流の電力変換を行う電力変換装置と、を備えた太陽光発電システムでもある。そして、前記電力変換装置は、前記太陽光発電パネルと接続される電源側の端子部が所定温度に達すると、電路を遮断する感熱開閉部と、前記太陽光発電パネルから前記感熱開閉部を介した入力、及び、前記交流電路への出力の少なくとも一方に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する制御部と、を備えている。

上記の太陽光発電システムにおける電力変換装置の制御部は、入力又は出力に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する。従って、感熱開閉部自身から直接の情報を取得できなくても、遮断動作が行われたことを検出し、外部に通知することができる。
このようにすれば、補助接点の無い感熱開閉部を使用し、かつ、それ以外には追加の部品を設けなくても、電力変換装置の制御部の論理判断によって、感熱開閉部の遮断動作を検出することができる。

［実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態の詳細について図面を参照して説明する。

《太陽光発電システムの構成》
図１は、電力変換装置１を含む太陽光発電システム１００の概略構成例を示す図である。図において、電力変換装置１は、直流電源の一例としての太陽光発電パネル４と、交流電路５との間に設けられている。太陽光発電パネル４は、例えば２系統（ストリング４１，４２）に分かれていて、系統（ストリング）ごとに電力変換装置１に入力電力を与える。交流電路５には、需要家の負荷５Ｌが接続され、さらに、商用電力系統５Ｐが接続されている。

電力変換装置１は、太陽光発電パネル４のストリング４１側に注目すると、熱感知型開閉器１１、その２次側の２線間に接続されたコンデンサ１２、コンデンサ１２の両端の電圧すなわち入力電圧を検出する電圧センサ１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５の入力側に流れる電流すなわち入力電流を検出する電流センサ１４を備えている。なお、電圧センサ１３及び電流センサ１４は、いずれか一方が前述の直流側第１センサ、他方が直流側第２センサに相当する。熱感知型開閉器１１は、電源側の端子部１１ｐ，１１ｎの少なくとも一方の温度が上昇して所定温度に達すると、遮断動作（トリップ）を行い、電路を開路する。熱感知型開閉器１１には、遮断動作と連動する補助接点が搭載されていない。再投入は手動で行う必要がある。

また、電力変換装置１は、太陽光発電パネル４のストリング４２側に注目すると、熱感知型開閉器２１、その２次側の２線間に接続されたコンデンサ２２、コンデンサ２２の両端の電圧すなわち入力電圧を検出する電圧センサ２３、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力側に流れる電流すなわち入力電流を検出する電流センサ２４を備えている。なお、電圧センサ２３及び電流センサ２４は、いずれか一方が前述の直流側第１センサ、他方が直流側第２センサに相当する。熱感知型開閉器２１は、電源側の端子部２１ｐ，２１ｎの少なくとも一方の温度が上昇して所定温度に達すると、遮断動作（トリップ）を行い、電路を開路する。熱感知型開閉器２１には、遮断動作と連動する補助接点は搭載されていない。再投入は手動で行う必要がある。

２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１５，２５の出力は、ＤＣ／ＡＣコンバータ（インバータ）３１により交流電力に変換され、交流電路５に出力される。電圧センサ１３、電流センサ１４、電圧センサ２３、電流センサ２４のそれぞれの出力信号は、制御部３０に送られる。また、制御部３０は、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１５，２５及びＤＣ／ＡＣコンバータ３１のスイッチングを制御する。制御部３０は例えば、コンピュータを含み、ソフトウェア（コンピュータプログラム）をコンピュータが実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部３０の記憶装置（図示せず。）に格納される。但し、コンピュータを含まないハードウェアのみの回路で制御部３０を構成することも可能ではある。

《入力変化等の事例》
図２は、端子部（１１ｐ，１１ｎ，２１ｐ，２１ｎのいずれか。以下同様。）に、ねじの締め付け不良などの異常が無い正常な状態を想定した場合の、太陽光発電パネル４のいずれか１系統からの（ａ）入力電流、（ｂ）入力電圧、及び、（ｃ）熱感知型開閉器の端子部の温度について、それらの一例を示すグラフである。（ａ）に示すように、日の出から始まった太陽光発電は、日没が近づくと徐々に電力変換装置１への入力電流が下がる。日没直前の時刻ｔｓに発電ができなくなる状態になると、入力電流は０になる。入力電圧は、日射量が減っても大きく下がらないが、時刻ｔｓには急落し、入力電圧はコンデンサ１２又は２２の電荷を放出した時点で０になる。端子部の温度は過熱レベルのＴ_ｍａｘに達することなく、発電停止後は常温になる。

図３は、端子部に、ねじの締め付け不良などの異常が無い正常な状態を想定した場合の、太陽光発電パネル４のいずれか１系統からの（ａ）入力電流、（ｂ）入力電圧、及び、（ｃ）熱感知型開閉器の端子部の温度について、それらの他の例を示すグラフである。例えば日中でも、急に分厚い雨雲が垂れ込めて日射量が極めて低下し、太陽光発電ができない状態になる場合がある。図３は、このような場合を示している。例えば時刻ｔ１に太陽光発電が中断され、時刻ｔ２に復活したとすると、（ａ）、（ｂ）に示すように、入力電流・入力電圧が変化する。なお、入力電流の所定値Ｉ_ｔｈは、大電流の１つの目安である。（ｃ）に示す端子部の温度は、過熱レベルのＴ_ｍａｘより十分に低いレベルである。

図４は、端子部に、ねじの締め付け不良などの異常が有る状態を想定した場合の、異常がある熱感知型開閉器１１（又は２１）への、（ａ）入力電流、（ｂ）入力電圧、及び、（ｃ）熱感知型開閉器の端子部の温度についての一例を示すグラフである。（ａ）に示すように、例えば、所定値Ｉ_ｔｈを超える大電流が流れている。この場合、ねじの締め付け不良により、端子部の温度は上昇し、例えば時刻ｔ１には過熱レベルの温度Ｔ_ｍａｘに達する。これにより、熱感知型開閉器１１（又は２１）は直ちに遮断動作（トリップ）を行い、時刻ｔ１に、入力電流が０になるとともに、入力電圧はコンデンサ１２（又は２２）の電荷を放出した時点で０になる。

以上、図２，図３，図４に示したように、入力電流が０になるのは、（ｉ）日没の場合、（ｉｉ）日中に一時的に起きる場合、（ｉｉｉ）熱感知型開閉器がトリップした場合、の３つがある。（ｉ）及び（ｉｉ）を除外して、（ｉｉｉ）のみを正確に捉えるには、論理判断が必要である。

《論理判断の一例》
図５は、制御部３０が実行する、熱感知型開閉器１１，２１（以下、符号は省略する。）が遮断動作（トリップ）したか否かの論理判断を示すフローチャートの一例である。図において、制御部３０は、入力の系統ごとに入力電圧及び入力電流を検出する（ステップＳ１）。入力電圧及び入力電流の検出は、前回値を保持しながら、新しい値を記憶する。

次に、制御部３０は、入力電流が０か否かを判定し（ステップＳ２）、０でない場合は、ステップＳ８においてＮを０に設定し（ステップＳ８）、入力電圧及び入力電流を検出するタイミング（サンプリングのタイミング）を待つ（ステップＳ９）。入力電流が０にならない限りは、このような処理が繰り替えされる。ステップＳ９での待ち時間は、少なくとも、熱感知型開閉器が遮断動作を開始してから完了するまでに要する時間より十分長い時間であり、例えば数秒程度である。すなわち、この論理判断の目的は、異常監視であり、制御ではないので、高速性は特に必要がない。

太陽光発電中の状態から入力電流が０になるのは、太陽光発電パネル４が突如故障する場合を除けば、前述の３つの場合（図２，図３，図４）である。そこで、前述の３つの場合と対応して説明する。

（日没で入力電流が０になった場合）
日没の場合、入力電流が０になると（ステップＳ２）、制御部３０は、Ｎが０か否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ８，Ｓ９を繰り返して行った後であればＮ＝０であるから、制御部３０は、入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。日没の場合、徐々に入力電流が低下するので、所定値以上から急激に０になることはない。従って、ステップＳ４の判定は「Ｎｏ」となり、ステップＳ８，Ｓ９を経てステップＳ１に戻る。これ以降は、次の朝の日の出まで、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９を繰り返すことになる。

（日中に一時的に入力電流が０になった場合）
日中に、一時的に入力電流が０になると（ステップＳ２）、制御部３０は、Ｎが０か否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ８，Ｓ９を繰り返して行った後であればＮ＝０であるから、制御部３０は、入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）未満であれば、ステップＳ４の判定は「Ｎｏ」となり、ステップＳ８，Ｓ９を経てステップＳ１に戻る。これ以降は、日照が回復するまで、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９を繰り返すことになる。

一方、入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であれば、ステップＳ４の判定は「Ｙｅｓ」となり、次に制御部３０は、入力電圧が０か否かを判定する（ステップＳ５）。この判定によって、より確実に、入力の有無を判定することができる。入力電圧が０でなければ、少なくとも熱感知型開閉器が遮断動作をしたのではないからである。もし、入力電圧が０でなければ、ステップＳ６に進むことはなく、その後日照が回復すれば、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ８，Ｓ９の繰り返しに戻る。ステップＳ５において入力電圧が０であれば、制御部３０は、Ｎの値をカウントアップし（ステップＳ６）、ステップＳ７でＮがＭ（Ｍは、一定の時間に相当する所定の自然数）に達していればトリップ判定となるが、達していない場合は、ステップＳ９を経てステップＳ１に戻る。一時的に入力電流が０になっている場合は、その状態が長続きしないので、Ｍの値を十分に大きく設定することにより、通常は、ステップＳ７で「Ｙｅｓ」になることはない。

（熱感知型開閉器が遮断動作を行って入力電流が０になった場合）
熱感知型開閉器が遮断動作を行って入力電流が０になると（ステップＳ２）、制御部３０は、Ｎが０か否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ８，Ｓ９を繰り返して行った後であればＮ＝０であるから、制御部３０は、入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。熱感知型開閉器が遮断動作を行ったということは、接触抵抗の大きい端子部に大電流が流れた結果でもあり、入力電流の前回値は所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であるから、ステップＳ４の判定は「Ｙｅｓ」となる。

次に制御部３０は、入力電圧が０か否かを判定する（ステップＳ５）。この判定によって、より確実に、入力の有無を判定することができる。入力電圧が０でなければ、少なくとも熱感知型開閉器が遮断動作をしたのではないからである。もし、入力電圧が０でなければ、ステップＳ６に進むことはなく、Ｓ１〜Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９の繰り返し、又は、そのうちに入力電流が回復すれば、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ８，Ｓ９の繰り返しに戻る。一方、入力電圧が０であれば、制御部３０は、Ｎの値をカウントアップし（ステップＳ６）、ＮがＭに達していればトリップ判定となるが、達していない場合は、ステップＳ９を経てステップＳ１に戻る。

ここで、一時的に入力電流が０になっている場合と違って、熱感知型開閉器がトリップしている場合は、人為的に解除するまでその状態が続く。従って、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ９→Ｓ１が繰り返され、そのうちに、Ｎ＝Ｍとなり、制御部３０は、トリップと判定する（ステップＳ１０）。トリップと判定した制御部３０は、トリップを知らせる信号を電力変換装置１の外部に通報することができる。

以上のように、上記の電力変換装置１における制御部３０は、太陽光発電パネル４からの入力に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、熱感知型開閉器１１，２１が遮断動作を行ったか否かを論理判断する。従って、熱感知型開閉器自身から直接の情報を取得できなくても、遮断動作が行われたことを検出し、外部に通知することができる。すなわち、補助接点の無い熱感知型開閉器を使用し、かつ、それ以外には追加の部品を設けなくても、電力変換装置１の制御部３０の論理判断によって、熱感知型開閉器の遮断動作を検出することができる。

また、より具体的には、制御部３０は、入力電流が第１の所定値以上の大電流から第１の所定時間内に急激に０になり、かつ、所定時間内に入力電流が回復しないことに基づいて、熱感知型開閉器が遮断動作を行ったと判断することができる。すなわち、大電流が流れることで、もし、熱感知型開閉器の端子部の締め付けが緩い場合、発熱が大きくなると予想できる。そして、その後急激に入力電流が０になることにより、熱感知型開閉器１１又は２１が遮断動作を行った可能性がある。さらに、所定時間内に入力電流が回復しなければ、一時的な原因ではないことがわかる。すなわち、このように論理判断すれば、端子部の締め受け不良により発熱が大きくなり、熱感知型開閉器が保護のために遮断動作を行ったことを、検出することができる。

また、制御部３０は、さらに、入力電圧が０であることをもって、熱感知型開閉器が遮断動作を行ったと判断するので、より確実に、熱感知型開閉器が保護のために遮断動作を行ったことを、検出することができる。但し、入力電圧が０であることのチェックは必須ではなく、省略することも可能である。

なお、上記の、遮断動作を行ったとする判定条件は、より普遍的な表現を用いれば、電流センサの検出値が、第１の所定値以上である状態から第１の所定時間内（例えば１秒以内）に第１の所定値より小さい第２の所定値以下となり（つまり急落し）、かつ、第１の所定時間より長い第２の所定時間（例えば半日、１日等）の間、第２の所定値以下である（つまり長い間回復しない）、と言える。さらに、電圧センサの検出値も勘案すれば、電圧センサの検出値が所定値以下（つまり電圧の喪失）であることを付け加えてもよい。

また、電流を主判定要素とし、電圧を確実性のための補助判定要素とする考え方は、逆であってもよい。すなわち、電圧を主判定要素とし、電流を確実性のための補助判定要素とする事も可能である。この場合の、遮断動作を行ったとする判定条件は、以下のように表現できる。なお、下記の「第１，第２の所定値」、「第１，第２の所定時間」は、それぞれ、上記の場合とは別に設定する値である。

すなわち、電圧センサの検出値が、第１の所定値以上である状態から第１の所定時間内に第１の所定値より小さい第２の所定値以下となり（つまり急落し）、かつ、第１の所定時間より長い第２の所定時間の間、第２の所定値以下である（つまり長い間回復しない）、と言える。さらに、電流センサの検出値も勘案すれば、電流センサの検出値が所定値以下（電流が流れていない）であることを付け加えてもよい。

《論理判断の他の例》
図６は、制御部３０が実行する、熱感知型開閉器が遮断動作（トリップ）したか否かの論理判断を示すフローチャートの他の例である。これは、太陽光発電パネル４の系統（ストリング）が複数あることを前提とした論理判断の例である。
図６において、制御部３０は、入力の系統ごとに入力電圧及び入力電流を検出する（ステップＳ１）。入力電圧及び入力電流の検出は、前回値を保持しながら、新しい値を記憶する。

次に、制御部３０は、入力電流が０か否かを判定し（ステップＳ２）、０でない場合は、ステップＳ８においてＮを０に設定し（ステップＳ８）、入力電圧及び入力電流を検出するタイミング（サンプリングのタイミング）を待つ（ステップＳ９）。入力電流が０にならない限りは、このような処理が繰り替えされる。ステップＳ９での待ち時間は、少なくとも、熱感知型開閉器１１又は２１が遮断動作を開始してから完了するまでに要する時間より十分に長い時間であり、例えば数秒程度である。すなわち、この論理判断の目的は、異常監視であり、制御ではないので、高速性は特に必要がない。

太陽光発電中の状態から入力電流が０になるのは、太陽光発電パネル４が突如故障する場合を除けば、前述の３つの場合（図２，図３，図４）である。そこで、前述の３つの場合と対応して説明する。

（日没で入力電流が０になった場合）
日没の場合、入力電流が０になると（ステップＳ２）、制御部３０は、Ｎが０か否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ８，Ｓ９を繰り返して行った後であればＮ＝０であるから、制御部３０は、入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。日没の場合、徐々に入力電流が低下するので、所定値以上から急激に０になることはない。従って、ステップＳ４の判定は「Ｎｏ」となり、ステップＳ８，Ｓ９を経てステップＳ１に戻る。これ以降は、次の朝の日の出まで、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９を繰り返すことになる。

（日中に一時的に入力電流が０になった場合）
日中に、一時的に入力電流が０になると（ステップＳ２）、制御部３０は、Ｎが０か否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ８，Ｓ９を繰り返して行った後であればＮ＝０であるから、制御部３０は、入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）未満であれば、ステップＳ４の判定は「Ｎｏ」となり、ステップＳ８，Ｓ９を経てステップＳ１に戻る。これ以降は、日照が回復するまで、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９を繰り返すことになる。

一方、入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であれば、ステップＳ４の判定は「Ｙｅｓ」となり、次に制御部３０は、Ｎの値をカウントアップし（ステップＳ６）、ＮがＭ（Ｍは、図５と同様。）に達したか否かを判定する（ステップＳ７）。ＮがＭに達していればトリップ判定となるが、達していない場合は、ステップＳ９を経てステップＳ１に戻る。一時的に入力電流が０になっている場合は、その状態が長続きしないので、通常は、ステップＳ７で「Ｙｅｓ」になることはない。

（熱感知型開閉器が遮断動作を行って入力電流が０になった場合）
熱感知型開閉器が遮断動作を行って入力電流が０になると（ステップＳ２）、制御部３０は、Ｎが０か否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ８，Ｓ９を繰り返して行った後であればＮ＝０であるから、制御部３０は、入力電流の前回値が所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。熱感知型開閉器が遮断動作を行ったということは、接触抵抗の大きい端子部に大電流が流れた結果でもあり、入力電流の前回値は所定値（Ｉ_ｔｈ）以上であるから、ステップＳ４の判定は「Ｙｅｓ」となる。次に制御部３０は、Ｎの値をカウントアップし（ステップＳ６）、ＮがＭに達していればトリップ判定となるが、達していない場合は、ステップＳ９を経てステップＳ１に戻る。

一時的に入力電流が０になっている場合と違って、熱感知型開閉器がトリップしている場合は、人為的に解除するまでその状態が続く。従って、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ９→Ｓ１が繰り返され、そのうちに、ステップＳ７において、Ｎ＝Ｍとなる。

ここで、端子部のねじ締め付けの施工不良が２系統（２ストリング）で同時に発生することは、現実には考えにくい。そこで、制御部３０は、ＮがＭに達した場合に、他のストリングも同じ状態かどうかを判定する（ステップＳ７ａ）。同じ状態であれば、熱感知型開閉器が遮断動作を行ったとは考えにくいので、ステップＳ８，Ｓ９を経て、ステップＳ１に戻る。他のストリングと同じ状態でないときは、確実に、熱感知型開閉器が遮断動作を行ったと考えられるので、制御部３０は、トリップと判定する（ステップＳ１０）。そこで、トリップと判定した制御部３０は、トリップを知らせる信号を電力変換装置１の外部に通報することができる。

図６の論理判断の場合、図５の論理判断と同様に、電力変換装置の制御部は、太陽光発電パネルからの入力に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、熱感知型開閉器が遮断動作を行ったか否かを論理判断する。従って、熱感知型開閉器自身から直接の情報を取得できなくても、遮断動作が行われたことを検出し、外部に通知することができる。
また、この場合、他の系統との比較により、より確実に、ある系統の、熱感知型開閉器が保護のために遮断動作を行ったことを、検出することができる。

《太陽光発電システムの他の構成》
図７は、電力変換装置１を含む太陽光発電システム１００の概略構成の他の例を示す図である。図１の電力変換装置１との違いは、図７の電力変換装置１内においては、入力からＤＣ／ＤＣコンバータまで１系統しかない点、及び、電圧センサ１３ａ及び電流センサ１４ａは、交流側に設けられている点である。また、太陽光発電パネル４の２つのストリング４１，４２の出力は電力変換装置１に入る前に互いに並列接続されている。ストリング４１，４２はそれぞれ、逆流防止のダイオード４１ｄ，４２ｄを備えている。

図７の電力変換装置１においても、電圧センサ１３ａ及び電流センサ１４ａの検出出力に基づいて、図１の場合と同様に、熱感知型開閉器１１の遮断動作を判定することができる。すなわち、この場合の電力変換装置１は、太陽光発電パネル４と接続される電源側の端子部１１ｐ，１１ｎが所定温度に達すると、電路を遮断する熱感知型開閉器１１と、交流電路への出力に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、熱感知型開閉器１１が遮断動作を行ったか否かを論理判断する制御部３０とを備えている。

また、電力変換装置１は、交流電路への出力電流及び出力電圧のいずれか一方を検出する交流側第１センサ（電圧センサ１３ａ又は電流センサ１４ａ）を有し、制御部３０は、交流側第１センサの検出値が、第１の所定値以上である状態から第１の所定時間内に第１の所定値より小さい第２の所定値以下となり、かつ、第１の所定時間より長い第２の所定時間の間、第２の所定値以下であることに基づいて、熱感知型開閉器１１が遮断動作を行ったと判断する。電力変換装置１はさらに、交流側第１センサの他、出力電流及び出力電圧の他方を検出する交流側第２センサ（電流センサ１４ａ又は電圧センサ１３ａ）を有し、制御部３０は、さらに、交流側第２センサの検出値が所定値以下であることをもって、熱感知型開閉器１１が遮断動作を行ったと判断することができる。

《その他》
なお、図６のステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８は省略してもよい。例えば、ステップＳ４において「Ｙｅｓ」すなわち入力電流が前回の大電流から急落して０になった場合、ステップＳ７ａに直行し、他のストリングと比較して、相異なる状態の場合は、直ちにトリップと判定してもよい。この場合、Ｎが、Ｎ＝Ｍになるまで待つ必要が無いので、遮断動作の迅速な検出が可能となる。

また、図５と図６とは、相互にステップを組み合わせてもよい。例えば、系統間（ストリング間）での比較の考え方を、図５の論理判断に取り入れてもよいし、入力電圧が０であるかどうかをチェックするステップを図６に取り入れることもできる。

また、上記実施形態では、直流電源として太陽光発電パネル４の例を示したが、他の直流電源の場合も、施工不良は起こりうる。そのような場合でも、電力変換装置における制御部は、直流電源からの入力に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、熱感知型開閉器が遮断動作を行ったか否かを論理判断することができる。

なお、上記実施形態では、熱感知型開閉器１１を用いたが、これに代えて例えば温度ヒューズを用いる事も可能である。熱感知型開閉器のみならず温度ヒューズも含める場合の上位概念の部材名称としては、「感熱開閉部」と呼ぶことができる。

《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 電力変換装置
４ 太陽光発電パネル
５ 交流電路
５Ｌ 負荷
５Ｐ 商用電力系統
１１ 熱感知型開閉器（感熱開閉部）
１２ コンデンサ
１３，１３ａ 電圧センサ
１４，１４ａ 電流センサ
１５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１ 熱感知型開閉器
２２ コンデンサ
２３ 電圧センサ
２４ 電流センサ
２５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０ 制御部
３１ ＤＣ／ＡＣコンバータ
４１，４２ ストリング
４１ｄ，４２ｄ ダイオード
１００ 太陽光発電システム

Claims (6)

1. 直流電源と交流電路との間に設けられ、直流／交流の電力変換を行う電力変換装置であって、
   前記直流電源と接続される電源側の端子部が所定温度に達すると、電路を遮断する感熱開閉部と、
   前記直流電源から前記感熱開閉部を介した入力、及び、前記交流電路への出力の少なくとも一方に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する制御部と、
   を備え、
   前記直流電源からの入力電流及び入力電圧のいずれか一方を検出する直流側第１センサを有し、
   前記制御部は、前記直流側第１センサの検出値が、第１の所定値以上である状態から第１の所定時間内に前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下となり、かつ、前記第１の所定時間より長い第２の所定時間の間、前記第２の所定値以下であることに基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断する、電力変換装置。
2. 前記直流側第１センサの他、前記入力電流及び入力電圧の他方を検出する直流側第２センサを有し、
   前記制御部は、さらに、前記直流側第２センサの検出値が所定値以下であることをもって、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断する、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 直流電源と交流電路との間に設けられ、直流／交流の電力変換を行う電力変換装置であって、
   前記直流電源と接続される電源側の端子部が所定温度に達すると、電路を遮断する感熱開閉部と、
   前記直流電源から前記感熱開閉部を介した入力、及び、前記交流電路への出力の少なくとも一方に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する制御部と、
   を備え、
   前記交流電路への出力電流及び出力電圧のいずれか一方を検出する交流側第１センサを有し、
   前記制御部は、前記交流側第１センサの検出値が、第１の所定値以上である状態から第１の所定時間内に前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下となり、かつ、前記第１の所定時間より長い第２の所定時間の間、前記第２の所定値以下であることに基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断する、電力変換装置。
4. 前記交流側第１センサの他、前記出力電流及び出力電圧の他方を検出する交流側第２センサを有し、
   前記制御部は、さらに、前記交流側第２センサの検出値が所定値以下であることをもって、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったと判断する、請求項３に記載の電力変換装置。
5. 直流電源と交流電路との間に設けられ、直流／交流の電力変換を行う電力変換装置であって、
   前記直流電源と接続される電源側の端子部が所定温度に達すると、電路を遮断する感熱開閉部と、
   前記直流電源から前記感熱開閉部を介した入力、及び、前記交流電路への出力の少なくとも一方に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較に基づいて、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する制御部と、
   を備え、
   前記直流電源は複数系統あり、
   前記制御部は、各系統について、入力に関する変化を検出し、変化前と変化後との比較及び、各系統相互間での違いに基づいて、いずれかの系統について、前記感熱開閉部が遮断動作を行ったか否かを論理判断する、電力変換装置。
6. 前記直流電源としての太陽光発電パネルと、
   前記太陽光発電パネルと前記交流電路との間に設けられる、請求項１、請求項３又は請求項５に記載の電力変換装置と、
   を備える太陽光発電システム。