JP6996895B2

JP6996895B2 - DC power supply system and ground fault determination method

Info

Publication number: JP6996895B2
Application number: JP2017146500A
Authority: JP
Inventors: 由晴中島; 直樹綾井; 裕幸加悦; 幸一竹下; 貴司文野; 朋行水野; 恭司山下; 尊行伴; 吉則河崎; 智和長崎
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Toyota Energy Solutions Inc
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Toyota Energy Solutions Inc
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2037-07-28
Also published as: JP2019030099A

Description

本発明は、直流電源システム及び地絡判定方法に関する。 The present invention relates to a DC power supply system and a ground fault determination method.

ＤＣバスに複数の蓄電池等がＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続された直流電源システムにおける地絡検出回路は、ＤＣバスの２線の線間電圧を２つの抵抗の直列体で分圧し、２つの抵抗の接続点を抵抗接地した回路を有している（例えば、特許文献１、図２）。地絡発生時には、この抵抗を通して電流が流れる閉回路が構成され、その電流が流れる抵抗の両端電圧に基づいて、地絡発生を検出することができる。 The ground fault detection circuit in a DC power supply system in which a plurality of storage batteries or the like are connected to a DC bus via a DC / DC converter divides the line voltage of the two lines of the DC bus by a series of two resistors and two. It has a circuit in which the connection point of the resistor is grounded by resistance (for example, Patent Document 1 and FIG. 2). When a ground fault occurs, a closed circuit in which a current flows through this resistor is configured, and the occurrence of a ground fault can be detected based on the voltage across the resistor through which the current flows.

特開２０１５－１６２９０８号公報JP-A-2015-162908

しかしながら、例えば蓄電池の電圧には変動幅があり、地絡時に流れる電流も変化する。そのため、地絡検出ができなかったり、逆に、誤検出したりする場合がある。すなわち、地絡判定の精度の安定性が乏しい。
かかる課題に鑑み、本発明は、常に安定した精度での地絡判定を実現することを目的とする。 However, for example, the voltage of the storage battery has a fluctuation range, and the current flowing during a ground fault also changes. Therefore, the ground fault may not be detected, or conversely, it may be erroneously detected. That is, the accuracy of ground fault determination is not stable.
In view of these problems, it is an object of the present invention to always realize a ground fault determination with stable accuracy.

本発明の一表現に係る直流電源システムは、直流２電路をＰ線、Ｎ線とした場合のＰ線－Ｎ線間に、ＤＣバス電圧が印加されるＤＣバスと、直流電源又は直流負荷と接続され、前記ＤＣバスのＰ線電位とは異なるＰ線電位を有し、かつ、前記ＤＣバスとＮ線を共有する直流電路対と、前記直流電路対と前記ＤＣバスとの間に設けられた非絶縁の電力変換器と、前記ＤＣバスのＰ線－Ｎ線間を分圧する抵抗の直列体であって、その相互接続点が接地されているもの、及び、Ｎ線の対地電圧を検出する電圧センサを有する地絡検出回路と、前記ＤＣバス電圧及び前記直流電路対の線間の電圧を継続的に検出し、検出値に基づいて地絡検出のための閾値を更新し、当該閾値と、前記Ｎ線の対地電圧の変化とに基づいて地絡判定を行う判定部と、を備えている。 The DC power supply system according to one expression of the present invention includes a DC bus to which a DC bus voltage is applied between the P line and the N line when the DC 2 electric circuit is a P line and an N line, and a DC power supply or a DC load. A DC electric circuit pair that is connected and has a P-line potential different from the P-line potential of the DC bus and shares an N line with the DC bus, and is provided between the DC electric circuit pair and the DC bus. A series of non-isolated power converter and a resistor that divides the voltage between the P line and N line of the DC bus, the interconnection point of which is grounded, and the ground voltage of the N line are detected. The ground fault detection circuit having a voltage sensor, the DC bus voltage, and the voltage between the lines of the DC electric circuit pair are continuously detected, the threshold value for ground fault detection is updated based on the detected value, and the threshold value is reached. And a determination unit that determines a ground fault based on the change in the ground voltage of the N line.

また、本発明の一表現に係る地絡判定方法は、直流２電路をＰ線、Ｎ線とした場合のＰ線－Ｎ線間にＤＣバス電圧が印加されるＤＣバスと、直流電源又は直流負荷と接続され、前記ＤＣバスのＰ線電位とは異なるＰ線電位を有し、かつ、前記ＤＣバスとＮ線を共有する直流電路対と、前記直流電路対と前記ＤＣバスとの間に設けられた非絶縁の電力変換器と、を含む直流電源システムがある場合において、当該直流電源システムにおける制御部が実行する地絡判定方法であって、前記ＤＣバス電圧及び前記直流電路対の線間の電圧を継続的に検出し、検出値に基づいて地絡検出のための閾値を更新し、前記ＤＣバスのＮ線の対地電圧を検出し、前記閾値と、前記Ｎ線の対地電圧の変化とに基づいて地絡判定を行う、地絡判定方法である。 Further, the ground fault determination method according to one expression of the present invention is a DC bus to which a DC bus voltage is applied between the P line and the N line when the DC 2 electric lines are P line and N line, and a DC power supply or DC. A DC electric circuit pair connected to a load, having a P-line potential different from the P-line potential of the DC bus, and sharing an N line with the DC bus, and between the DC electric circuit pair and the DC bus. A ground fault determination method executed by a control unit in the DC power supply system when there is a DC power supply system including a non-isolated power converter provided, wherein the DC bus voltage and the DC electric circuit pair line are used. The voltage between them is continuously detected, the threshold value for ground fault detection is updated based on the detected value, the ground voltage of the N line of the DC bus is detected, and the threshold value and the ground voltage of the N line are detected. This is a ground fault determination method that determines ground faults based on changes.

本発明によれば、常に安定した精度での地絡判定を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to always realize a ground fault determination with stable accuracy.

本発明の一実施形態に係る直流電源システムを含む、電源システムの構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the structure of the power supply system including the DC power supply system which concerns on one Embodiment of this invention. 図１を簡略化して示す回路図である。It is a circuit diagram which shows FIG. 1 in a simplified manner. 図２と同様の図（但し、制御用の接続線は省略している。）に、対地電位を書き込んだ図である。It is a figure in which the ground potential is written in the same figure as FIG. 2 (however, the connection line for control is omitted). 図３をベースに、地絡予想点を書き込んだ図である。It is the figure which wrote the ground fault prediction point based on FIG. 図４の一部を抜き出した回路図において、Ａ点地絡が発生した場合の地絡電流の経路を太線で示した図である。In the circuit diagram obtained by extracting a part of FIG. 4, the path of the ground fault current when the point A ground fault occurs is shown by a thick line. 図４の一部を抜き出した回路図において、Ｂ点地絡が発生した場合の地絡電流の経路を太線で示した図である。In the circuit diagram obtained by extracting a part of FIG. 4, the path of the ground fault current when the point B ground fault occurs is shown by a thick line. 図４の一部を抜き出した回路図において、Ｃ点地絡が発生した場合の地絡電流の経路を太線で示した図である。In the circuit diagram obtained by extracting a part of FIG. 4, the path of the ground fault current when the point C ground fault occurs is shown by a thick line. 図４の一部を抜き出した回路図において、Ｄ点地絡が発生した場合の地絡電流の経路を太線で示した図である。In the circuit diagram obtained by extracting a part of FIG. 4, the path of the ground fault current when the point D ground fault occurs is shown by a thick line. 地絡判定の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the ground fault determination.

［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。 [Summary of Embodiment]
The gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.

（１）この直流電源システムは、直流２電路をＰ線、Ｎ線とした場合のＰ線－Ｎ線間に、ＤＣバス電圧が印加されるＤＣバスと、直流電源又は直流負荷と接続され、前記ＤＣバスのＰ線電位とは異なるＰ線電位を有し、かつ、前記ＤＣバスとＮ線を共有する直流電路対と、前記直流電路対と前記ＤＣバスとの間に設けられた非絶縁の電力変換器と、前記ＤＣバスのＰ線－Ｎ線間を分圧する抵抗の直列体であって、その相互接続点が接地されているもの、及び、Ｎ線の対地電圧を検出する電圧センサを有する地絡検出回路と、前記ＤＣバス電圧及び前記直流電路対の線間の電圧を継続的に検出し、検出値に基づいて地絡検出のための閾値を更新し、当該閾値と、前記Ｎ線の対地電圧の変化とに基づいて地絡判定を行う判定部と、を備えている。 (1) This DC power supply system is connected to a DC bus to which a DC bus voltage is applied and a DC power supply or a DC load between the P line and the N line when the DC 2 electric circuits are P line and N line. A DC electric circuit pair having a P-line potential different from the P-line potential of the DC bus and sharing N lines with the DC bus, and a non-isolated DC electric circuit pair provided between the DC electric circuit pair and the DC bus. Power converter and a series of resistors that divide the voltage between the P line and N line of the DC bus, the interconnection point of which is grounded, and the voltage sensor that detects the ground voltage of the N line. The DC bus voltage and the voltage between the lines of the DC electric circuit pair are continuously detected, and the threshold value for ground fault detection is updated based on the detected value. It is provided with a determination unit that determines a ground fault based on a change in the voltage to ground of the N line.

このような直流電源システムにおける判定部は、ＤＣバス電圧及び直流電路対の線間の電圧を継続的に検出し、検出値に基づいて地絡検出のための閾値を更新するので、閾値を各電圧に応じて適切に変化させることができる。そして、この閾値及び地絡発生時に起きるＮ線の対地電圧の変化に基づいて、常に安定した精度での地絡判定を行うことができる。 Since the determination unit in such a DC power supply system continuously detects the DC bus voltage and the voltage between the lines of the DC electric circuit pair and updates the threshold value for ground fault detection based on the detected value, each threshold value is set. It can be appropriately changed according to the voltage. Then, based on this threshold value and the change in the voltage to ground of the N-ray that occurs when a ground fault occurs, it is possible to always perform ground fault determination with stable accuracy.

（２）また、（１）の直流電源システムにおいて、前記判定部は、地絡発生時の前記Ｎ線の対地電圧に基づいて地絡箇所を判定するようにしてもよい。
地絡発生時のＮ線の対地電圧は、地絡箇所に依存して異なる値となる場合がある。そこで、判定部は、地絡発生時のＮ線の対地電圧に基づいて地絡箇所を特定するか又は少なくとも絞り込むことができる。 (2) Further, in the DC power supply system of (1), the determination unit may determine the ground fault location based on the ground voltage of the N-ray at the time of the occurrence of the ground fault.
The voltage to ground of the N-ray at the time of the occurrence of a ground fault may have a different value depending on the location of the ground fault. Therefore, the determination unit can specify or at least narrow down the ground fault location based on the voltage to ground of the N-ray at the time of the ground fault.

（３）また、（２）の直流電源システムにおいて、前記判定部は、地絡箇所の候補が複数ある場合に、前記直流電源又は直流負荷を１台ごとに解列し、その際の前記Ｎ線の対地電圧の変化に基づいて地絡箇所を特定するようにしてもよい。
この場合、解列してみてＮ線の対地電圧に変化があれば、解列した電路の先に地絡箇所があると判定することができる。 (3) Further, in the DC power supply system of (2), when there are a plurality of candidates for ground faults, the determination unit disconnects the DC power supply or the DC load for each unit, and at that time, the N The location of the ground fault may be identified based on the change in the voltage to ground of the line.
In this case, if there is a change in the voltage to ground of the N-ray after disconnection, it can be determined that there is a ground fault at the end of the disconnected electric circuit.

（４）また、（１）～（３）の直流電源システムにおいて、前記判定部は、前記電力変換器の制御部とは別に独立して設けられていてもよい。
この場合、例えば直流電源システム全体を管理下に置く制御部に判定部を設けることにより、各電力変換器の制御に影響を与えることなく、地絡の判定を迅速に行うことができる。 (4) Further, in the DC power supply system of (1) to (3), the determination unit may be provided independently of the control unit of the power converter.
In this case, for example, by providing a determination unit in the control unit that controls the entire DC power supply system, it is possible to quickly determine the ground fault without affecting the control of each power converter.

（５）一方、方法の観点からは、直流２電路をＰ線、Ｎ線とした場合のＰ線－Ｎ線間にＤＣバス電圧が印加されるＤＣバスと、直流電源又は直流負荷と接続され、前記ＤＣバスのＰ線電位とは異なるＰ線電位を有し、かつ、前記ＤＣバスとＮ線を共有する直流電路対と、前記直流電路対と前記ＤＣバスとの間に設けられた非絶縁の電力変換器と、を含む直流電源システムがある場合において、当該直流電源システムにおける制御部が実行する地絡判定方法であって、前記ＤＣバス電圧及び前記直流電路対の線間の電圧を継続的に検出し、検出値に基づいて地絡検出のための閾値を更新し、前記ＤＣバスのＮ線の対地電圧を検出し、前記閾値と、前記Ｎ線の対地電圧の変化とに基づいて地絡判定を行う、地絡判定方法である。 (5) On the other hand, from the viewpoint of the method, the DC bus to which the DC bus voltage is applied between the P line and the N line when the DC 2 electric lines are P line and N line is connected to the DC power supply or the DC load. , A DC electric circuit pair having a P-line potential different from the P-line potential of the DC bus and sharing the N line with the DC bus, and a non-DC electric circuit pair provided between the DC bus and the DC bus. When there is a DC power supply system including an isolated power converter, it is a ground fault determination method executed by a control unit in the DC power supply system, in which the DC bus voltage and the voltage between the lines of the DC electric circuit pair are determined. It continuously detects, updates the threshold for ground fault detection based on the detected value, detects the ground voltage of the N line of the DC bus, and is based on the threshold and the change of the ground voltage of the N line. This is a ground fault determination method for determining a ground fault.

このような地絡判定方法によれば、ＤＣバス電圧及び直流電路対の線間の電圧を継続的に検出し、検出値に基づいて地絡検出のための閾値を更新するので、閾値を各電圧に応じて適切に変化させることができる。そして、この閾値及び地絡発生時に起きるＮ線の対地電圧の変化に基づいて、常に安定した精度での地絡判定を行うことができる。 According to such a ground fault determination method, the DC bus voltage and the voltage between the lines of the DC electric circuit pair are continuously detected, and the threshold value for ground fault detection is updated based on the detected value. It can be appropriately changed according to the voltage. Then, based on this threshold value and the change in the voltage to ground of the N-ray that occurs when a ground fault occurs, it is possible to always perform ground fault determination with stable accuracy.

［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係る直流電源システム及び地絡検出方法について、図面を参照して説明する。 [Details of the embodiment]
Hereinafter, the DC power supply system and the ground fault detection method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

《回路構成例》
図１は、本発明の一実施形態に係る直流電源システム１００を含む、電源システム２００の構成の一例を示す回路図である。この電源システム２００は、商用電力系統と系統連系して蓄電池ユニットに蓄えた電力を、直流負荷に提供するものである。電源システム２００中の、直流回路部分を、直流電源システム１００と呼ぶものとする。 << Circuit configuration example >>
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a power supply system 200 including a DC power supply system 100 according to an embodiment of the present invention. The power supply system 200 provides the DC load with the electric power stored in the storage battery unit in connection with the commercial electric power system. The DC circuit portion in the power supply system 200 shall be referred to as a DC power supply system 100.

具体的には、一対の蓄電池ユニット１，２とＤＣバス５との間には、非絶縁のＤＣ／ＤＣコンバータ１０が設けられている。本例におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、一対の蓄電池ユニット１，２に対応して設けられた２系統入力タイプのものである。このような一対の蓄電池ユニット及びＤＣ／ＤＣコンバータの組み合わせは、１組であってもよいが、通常は複数組設けられ、これらが、ＤＣバス５に対して互いに並列に接続されている。図１では、もう一つの組として、一対の蓄電池ユニット３，４とＤＣバス５との間にも、非絶縁のＤＣ／ＤＣコンバータ３０が設けられている状態を示している。 Specifically, a non-isolated DC / DC converter 10 is provided between the pair of storage battery units 1 and 2 and the DC bus 5. The DC / DC converter 10 in this example is a two-system input type provided corresponding to the pair of storage battery units 1 and 2. The combination of such a pair of storage battery units and a DC / DC converter may be one set, but usually a plurality of sets are provided, and these are connected in parallel to the DC bus 5. FIG. 1 shows a state in which a non-isolated DC / DC converter 30 is also provided between the pair of storage battery units 3 and 4 and the DC bus 5 as another set.

蓄電池ユニット１は、蓄電池１ｂと、蓄電池１ｂをＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続またはＤＣ／ＤＣコンバータ１０から解列するためのリレー１ｃと、を備えている。なお、正確には、リレー１ｃとはリレー接点を意味し、図示しないリレーコイルの励磁／非励磁により動作する（以下同様。）。
蓄電池ユニット２も同様に、蓄電池２ｂと、リレー２ｃとを備えている。 The storage battery unit 1 includes a storage battery 1b and a relay 1c for connecting the storage battery 1b to the DC / DC converter 10 or disconnecting the storage battery 1b from the DC / DC converter 10. To be precise, the relay 1c means a relay contact, and operates by exciting / non-exciting a relay coil (the same applies hereinafter).
Similarly, the storage battery unit 2 also includes a storage battery 2b and a relay 2c.

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、まず、蓄電池ユニット１に接続される主回路要素として、コンデンサ１１、直流リアクトル１２、スイッチング素子１３，１４、コンデンサ１５、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０をＤＣバス５に接続またはＤＣ／ＤＣコンバータ１０から解列するためのリレー１６とを備えている。蓄電池ユニット２に接続される主回路要素としては、コンデンサ２１、直流リアクトル２２、及び、スイッチング素子２３，２４を備えている。 The DC / DC converter 10 first connects a capacitor 11, a DC reactor 12, a switching element 13, 14, a capacitor 15, and a DC / DC converter 10 to a DC bus 5 as main circuit elements connected to the storage battery unit 1. Alternatively, it is provided with a relay 16 for disconnecting from the DC / DC converter 10. The main circuit elements connected to the storage battery unit 2 include a capacitor 21, a DC reactor 22, and switching elements 23 and 24.

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、計測制御要素として、電圧センサ１７，２７、電流センサ１８，２８、電圧センサ１９，２０、及び、制御部１０Ｃを備えている。電圧センサ１７，２７は、それぞれ、リレー１ｃ，２ｃが閉路しているときの蓄電池ユニット１，２の電圧を検出する。電流センサ１８，２８は、それぞれ、直流リアクトル１２，２２に流れる電流を検出する。電圧センサ１９は、コンデンサ１５の両端の電圧を検出する。電圧センサ２０は、ＤＣバス５の２線（Ｐ線－Ｎ線）間の電圧を検出する。各センサ出力は制御部１０Ｃに送られ、これに基づいて、制御部１０Ｃはスイッチング素子１３，１４及び２３，２４を制御する。 Further, the DC / DC converter 10 includes voltage sensors 17, 27, current sensors 18, 28, voltage sensors 19, 20, and a control unit 10C as measurement control elements. The voltage sensors 17 and 27 detect the voltage of the storage battery units 1 and 2 when the relays 1c and 2c are closed, respectively. The current sensors 18 and 28 detect the current flowing through the DC reactors 12 and 22, respectively. The voltage sensor 19 detects the voltage across the capacitor 15. The voltage sensor 20 detects the voltage between the two lines (P line-N line) of the DC bus 5. Each sensor output is sent to the control unit 10C, and based on this, the control unit 10C controls the switching elements 13, 14 and 23, 24.

他の蓄電池ユニット３，４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０の組についても、内部構成は同様であるので内部の符号の図示や詳細な説明は省略する。また、以下の説明では代表として蓄電池ユニット１，２及びＤＣ／ＤＣコンバータ１０についてのみ述べるが、その他の組についても同様である。 Since the internal configurations of the other sets of the storage battery units 3 and 4 and the DC / DC converter 30 are the same, the illustration of the internal reference numerals and the detailed description thereof will be omitted. Further, in the following description, only the storage battery units 1 and 2 and the DC / DC converter 10 will be described as representatives, but the same applies to the other sets.

次に、非絶縁のＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、主回路要素として、ＤＣバス５との接続またはＤＣバス５からの解列のためのリレー５１、コンデンサ５２、直流リアクトル５３、スイッチング素子５４，５５、コンデンサ５６、及び、負荷装置９の接続または負荷装置９の切離しのためのリレー５７とを備えている。 Next, the non-isolated DC / DC converter 50 has, as main circuit elements, a relay 51 for connection with the DC bus 5 or disconnection from the DC bus 5, a capacitor 52, a DC reactor 53, and switching elements 54, 55. , A capacitor 56, and a relay 57 for connecting the load device 9 or disconnecting the load device 9.

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、計測制御要素として、電圧センサ５８ａ，５８ｂ，５８ｃ、電流センサ５９、及び、制御部５０Ｃを備えている。電圧センサ５８ａは、リレー５１が閉路しているときＤＣバス５の２線（Ｐ線－Ｎ線）間の電圧を検出する。電圧センサ５８ｂは、コンデンサ５６の両端の電圧を検出する。電圧センサ５８ｃは、負荷装置９への印加電圧を検出する。電流センサ５９は、直流リアクトル５３に流れる電流を検出する。各センサ出力は制御部５０Ｃに送られ、これに基づいて、制御部５０Ｃはスイッチング素子５４，５５を制御する。 Further, the DC / DC converter 50 includes voltage sensors 58a, 58b, 58c, a current sensor 59, and a control unit 50C as measurement control elements. The voltage sensor 58a detects the voltage between the two lines (P line-N line) of the DC bus 5 when the relay 51 is closed. The voltage sensor 58b detects the voltage across the capacitor 56. The voltage sensor 58c detects the voltage applied to the load device 9. The current sensor 59 detects the current flowing through the DC reactor 53. Each sensor output is sent to the control unit 50C, and based on this, the control unit 50C controls the switching elements 54 and 55.

なお、この例では、負荷装置９及びＤＣ／ＤＣコンバータ５０は１組のみであるが、複数組がＤＣバス５に並列に接続される場合もある。 In this example, the load device 9 and the DC / DC converter 50 are only one set, but a plurality of sets may be connected in parallel to the DC bus 5.

また、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、主回路要素として、ＤＣバス５との接続またはＤＣバス５からの解列のためのリレー４１、コンデンサ４２、６個のスイッチング素子によって構成されたフルブリッジ回路４３、及び、交流リアクトル４４を備えている。 Further, the AC / DC converter 40 is a full bridge circuit 43 composed of a relay 41 for connection with the DC bus 5 or disconnection from the DC bus 5, a capacitor 42, and six switching elements as main circuit elements. , And an AC reactor 44.

また、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、計測制御要素として、電圧センサ４５及び制御部４０Ｃを備えている。電圧センサ４５は、リレー４１が閉路しているときＤＣバス５の２線（Ｐ線－Ｎ線）間の電圧を検出する。電圧センサ４５の出力は制御部４０Ｃに送られ、これに基づいて、制御部４０Ｃはフルブリッジ回路４３を制御する。ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、絶縁トランス７を介して、商用電力系統８と接続されている。 Further, the AC / DC converter 40 includes a voltage sensor 45 and a control unit 40C as measurement control elements. The voltage sensor 45 detects the voltage between the two lines (P line-N line) of the DC bus 5 when the relay 41 is closed. The output of the voltage sensor 45 is sent to the control unit 40C, and the control unit 40C controls the full bridge circuit 43 based on this. The AC / DC converter 40 is connected to the commercial power system 8 via an isolation transformer 7.

ＤＣバス５には、地絡検出回路６が設けられている。この地絡検出回路６において、ＤＣバス５のＰ線－Ｎ線間には、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列体が接続されている。この直列体の相互接続点Ｐは、接地され、接地電位（０［Ｖ］）となっている。電圧センサ６ｖは、接地電位とＮ線との間にあり、Ｎ線の対地電圧を検出する。なお、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値はそれぞれ、その記号を用いてＲ１，Ｒ２とする。 The DC bus 5 is provided with a ground fault detection circuit 6. In this ground fault detection circuit 6, a series of resistors R1 and R2 are connected between the P line and the N line of the DC bus 5. The interconnection point P of this series is grounded and has a ground potential (0 [V]). The voltage sensor 6v is located between the ground potential and the N-ray, and detects the voltage to ground of the N-ray. The resistance values of the resistors R1 and R2 are R1 and R2, respectively, using the symbols.

制御部６０は、いわば直流電源システム１００若しくは電源システム２００における「統合指令コントローラ」であり、地絡検出に必要な情報を継続的に取得し続けるとともに、リレー１ｃ，２ｃ，１６，４１，５１，５７の開閉を制御することができる。また、制御部６０は、地絡検出に関しての判定部６１としての機能も有する。 The control unit 60 is, so to speak, an “integrated command controller” in the DC power supply system 100 or the power supply system 200, and continuously acquires information necessary for ground fault detection, and relays 1c, 2c, 16, 41, 51, The opening and closing of 57 can be controlled. Further, the control unit 60 also has a function as a determination unit 61 regarding ground fault detection.

なお、リレー１６については必要に応じて制御部１０Ｃも、その開閉を制御することができる。リレー４１については必要に応じて制御部４０Ｃも、その開閉を制御することができる。さらに、リレー５１，５７については必要に応じて制御部５０Ｃも、それらの開閉を制御することができる。各リレー１ｃ，２ｃ，１６，４１，５１，５７は、通常、閉路されており、解列（断路）が必要な場合に開路される。 The control unit 10C can also control the opening and closing of the relay 16 as needed. The control unit 40C can also control the opening and closing of the relay 41 as needed. Further, regarding the relays 51 and 57, the control unit 50C can also control the opening and closing of the relays 51 and 57 as needed. Each relay 1c, 2c, 16, 41, 51, 57 is normally closed, and is opened when disconnection (disconnecting) is required.

制御部１０Ｃ，４０Ｃ，５０Ｃ，６０は典型的にはコンピュータ（ＣＰＵ）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、各制御部の記憶装置（図示せず。）に格納される。なお、システム全体の統合指令コントローラとしての制御部（判定部６１を含む。）６０は、各電力変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ１０等，ＡＣ／ＤＣコンバータ４０，ＤＣ／ＤＣコンバータ５０）の制御部とは別に独立して設けられている。このように、直流電源システム全体を管理下に置く制御部６０に判定部６１を設けることにより、各電力変換器の制御に影響を与えることなく、地絡の判定を迅速に行うことができる。 The control units 10C, 40C, 50C, and 60 typically include a computer (CPU), and the computer executes software (computer program) to realize necessary control functions. The software is stored in a storage device (not shown) of each control unit. The control unit (including the determination unit 61) 60 as an integrated command controller for the entire system is a control unit for each power converter (DC / DC converter 10, AC / DC converter 40, DC / DC converter 50). It is provided separately and independently. In this way, by providing the determination unit 61 in the control unit 60 that controls the entire DC power supply system, it is possible to quickly determine the ground fault without affecting the control of each power converter.

但し、ここでは、統合指令コントローラとしての制御部６０を独立して設ける例を示したが、制御部６０の機能を、電力変換器の制御部１０Ｃ等，４０Ｃ，５０Ｃのいずれかに含めることも可能である。 However, although an example in which the control unit 60 as an integrated command controller is independently provided is shown here, the function of the control unit 60 may be included in any of 40C and 50C such as the control unit 10C of the power converter. It is possible.

《運転モード》
上記の電源システム２００は、例えば以下のような運転モードを有する。
（連系運転モード１）
連系運転モード１では、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０が交流から直流への変換を行い、ＤＣバス５に電力を送り込む。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ＤＣバス電圧を所定の電圧に変換し、蓄電池ユニット１，２の充電を行う。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、ＤＣバス電圧を所定の電圧に変換し、負荷装置９に給電する。《Operation mode》
The power supply system 200 described above has, for example, the following operation modes.
(Connected operation mode 1)
In the interconnection operation mode 1, the AC / DC converter 40 converts alternating current to direct current and sends electric power to the DC bus 5. The DC / DC converter 10 converts the DC bus voltage into a predetermined voltage and charges the storage battery units 1 and 2. The DC / DC converter 50 converts the DC bus voltage into a predetermined voltage and supplies power to the load device 9.

（連系運転モード２）
連系運転モード２では、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０が交流から直流への変換を行い、ＤＣバス５に電力を送り込む。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、ＤＣバス電圧を所定の電圧に変換し、蓄電池ユニット１，２の充電を行う。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は停止しており、負荷装置９への給電は行われない。 (Connected operation mode 2)
In the interconnection operation mode 2, the AC / DC converter 40 converts alternating current to direct current and sends electric power to the DC bus 5. The DC / DC converter 10 converts the DC bus voltage into a predetermined voltage and charges the storage battery units 1 and 2. The DC / DC converter 50 is stopped, and power is not supplied to the load device 9.

（連系運転モード３）
連系運転モード２では、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０が交流から直流への変換を行い、ＤＣバス５に電力を送り込む。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、ＤＣバス電圧を所定の電圧に変換し、負荷装置９に給電する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０その他、蓄電池用のＤＣ／ＤＣコンバータは全て停止している。 (Connected operation mode 3)
In the interconnection operation mode 2, the AC / DC converter 40 converts alternating current to direct current and sends electric power to the DC bus 5. The DC / DC converter 50 converts the DC bus voltage into a predetermined voltage and supplies power to the load device 9. The DC / DC converter 10 and all other DC / DC converters for the storage battery are stopped.

（自立運転モード）
自立運転モードではＡＣ／ＤＣコンバータ４０が停止している。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０他、いずれかの蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電池を放電させ、ＤＣバス５に電力を供給している。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、ＤＣバス電圧を所定の電圧に変換し、負荷装置９に給電する。 (Independent operation mode)
In the self-sustained operation mode, the AC / DC converter 40 is stopped. On the other hand, the DC / DC converter 10 or any other DC / DC converter for a storage battery discharges the storage battery and supplies electric power to the DC bus 5. The DC / DC converter 50 converts the DC bus voltage into a predetermined voltage and supplies power to the load device 9.

《簡略化した回路構成例》
図２は、図１を簡略化して示す回路図である。蓄電池ユニット及びＤＣ／ＤＣコンバータは、代表として、蓄電池ユニット１及びＤＣ／ＤＣコンバータ１０のみを表している。ＤＣバス５のＰ線－Ｎ線間には、ＤＣバス電圧Ｖ_ｂｕｓが印加される。蓄電池ユニット１とＤＣ／ＤＣコンバータ１０とを繋ぐ直流電路対５Ａは、ＤＣバス５のＰ線電位とは異なるＰ線電位を有し、かつ、ＤＣバス５とＮ線を共有する。直流電路対５Ａの線間の電圧はＶ_ｂａｔとする。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０と負荷装置９とを繋ぐ直流電路対５Ｂは、ＤＣバス５のＰ線電位とは異なるＰ線電位を有し、かつ、ＤＣバス５とＮ線を共有する。直流電路対５Ｂの線間の電圧はＶ_ｌｏａｄとする。 << Simplified circuit configuration example >>
FIG. 2 is a circuit diagram showing FIG. 1 in a simplified manner. The storage battery unit and the DC / DC converter represent only the storage battery unit 1 and the DC / DC converter 10 as representatives. A DC bus voltage V _bus is applied between the P line and the N line of the DC bus 5. The DC electric circuit pair 5A connecting the storage battery unit 1 and the DC / DC converter 10 has a P-line potential different from the P-line potential of the DC bus 5, and shares the N-line with the DC bus 5. The voltage between the DC electric circuit vs. the 5A line is V _bat . Further, the DC electric circuit pair 5B connecting the DC / DC converter 50 and the load device 9 has a P-line potential different from the P-line potential of the DC bus 5, and shares the N-line with the DC bus 5. The voltage between the DC electric circuit vs. the 5B line is V _load .

上記の電圧Ｖ_ｂａｔは、代表的な数値を挙げれば２２０Ｖであるが、蓄電池の充電状態や使用年数により、例えば１７０Ｖ～２７０Ｖの変動幅がある。また、ＤＣバス電圧Ｖ_ｂｕｓは、代表的な数値を挙げれば３５０Ｖであるが、蓄電池の能力の影響や需給バランス等により、例えば３２０Ｖ～３８０Ｖの変動幅がある。電圧Ｖ_ｌｏａｄは、代表的な数値としては１２０Ｖであるが、これも、９０Ｖ～１４５Ｖの変動幅がある。 The above voltage V _bat is 220 V if a typical numerical value is given, but there is a fluctuation range of, for example, 170 V to 270 V depending on the state of charge of the storage battery and the number of years of use. The DC bus voltage V _bus is 350 V if a typical value is given, but there is a fluctuation range of, for example, 320 V to 380 V due to the influence of the capacity of the storage battery, the balance between supply and demand, and the like. The voltage V _load is 120V as a typical numerical value, but this also has a fluctuation range of 90V to 145V.

《対地電位》
図３は、図２と同様の図（但し、制御用の接続線は省略している。）に、対地電位を書き込んだ図である。
図３において、地絡検出回路６内の接続点Ｐの電位は０［Ｖ］である。この電位を基準に、ＤＣバス５のＰ線電位をＶ_{ｂｕｓ＿ＰＬ}、Ｎ線電位を－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}とする。Ｐ線電位Ｖ_{ｂｕｓ＿ＰＬ}はプラス、Ｎ線電位－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}はマイナスとなり、仮にＲ１＝Ｒ２の場合であって、例えばＤＣバス電圧Ｖ_ｂｕｓが３５０Ｖの場合には、Ｐ線電位Ｖ_{ｂｕｓ＿ＰＬ}は＋１７５Ｖ、Ｎ線電位－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}は－１７５Ｖとなる。但し、抵抗値Ｒ１，Ｒ２は同じ値でなくてもよい。 << Ground potential >>
FIG. 3 is a diagram in which the ground potential is written in the same diagram as in FIG. 2 (however, the connection line for control is omitted).
In FIG. 3, the potential of the connection point P in the ground fault detection circuit 6 is 0 [V]. Based on this potential, the P-ray potential of the DC bus 5 is V _{bus_PL} , and the N-ray potential is −V _{bus_NL} . The P line potential V _{bus_PL} is positive, the N line potential-V _{bus_NL} is negative, and if R1 = R2, for example, when the DC bus voltage V _bus is 350 V, the P line potential V _{bus_PL} is + 175 V, N. The linear potential -V _{bus_NL} becomes -175V. However, the resistance values R1 and R2 do not have to be the same.

Ｎ線は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０，５０が非絶縁であるため、リレー１ｃ，２ｃ，１６，４１，５１，５７（図１）が閉じている場合、実質的に、直流電源システム１００内で共通の線である。従って、ＤＣバス５のＮ線のみならず、蓄電池ユニット１の直近でも、また、負荷装置９の直近でも、共に、同じＮ線電位－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}である。 Since the DC / DC converters 10 and 50 are non-isolated, the N-ray is substantially in the DC power supply system 100 when the relays 1c, 2c, 16, 41, 51, 57 (FIG. 1) are closed. It is a common line. Therefore, not only the N-ray of the DC bus 5 but also the immediate vicinity of the storage battery unit 1 and the immediate vicinity of the load device 9 have the same N-ray potential −V _{bus_NL} .

蓄電池ユニット１のプラス側の電位は、Ｎ線電位－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}に電圧Ｖ_ｂａｔを乗せた値となり、（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}＋Ｖ_ｂａｔ）である。一方、負荷装置９のプラス側の電位は、Ｎ線電位－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}に電圧Ｖ_ｌｏａｄを乗せた値となり、（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}＋Ｖ_ｌｏａｄ）である。地絡が発生していない通常の状態では、地絡検出回路６内の電圧センサ６ｖは、Ｎ線の対地電圧すなわち、（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}－０）＝（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）を検出している。この対地電圧を、ＤＣバス電圧を用いて表すと、
（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）＝Ｖ_ｂｕｓ×｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝・・・（１）
である。 The potential on the positive side of the storage battery unit 1 is a value obtained by multiplying the N-ray potential −V _{bus_NL} by the voltage V _bat , and is (−V _{bus_NL} + V _bat ). On the other hand, the potential on the positive side of the load device 9 is a value obtained by multiplying the N-ray potential −V _{bus_NL} by the voltage V _load , and is (−V _{bus_NL} + V _load ). In a normal state where no ground fault has occurred, the voltage sensor 6v in the ground fault detection circuit 6 detects the voltage to ground of the N line, that is, (-V _{bus_NL} -0) = (-V _{bus_NL} ). When this voltage to ground is expressed using the DC bus voltage,
(-V _{bus_NL} ) = V _bus × {R2 / (R1 + R2)} ... (1)
Is.

図４は、図３をベースに、地絡予想点を書き込んだ図である。
図４において、地絡が予想される箇所は、例えば、図中の丸印で囲んだＡ１点，Ａ２点，Ａ３点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点である。Ａ１点，Ａ２点，Ａ３点は共通のＮ線であるため、まとめてＡ点と考えると、Ａ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点の４種類の地絡が考えられる。 FIG. 4 is a diagram in which expected ground fault points are written based on FIG.
In FIG. 4, the points where the ground fault is expected are, for example, points A1, A2, A3, B, C, and D circled in the figure. Since points A1, A2, and A3 are common N-rays, if they are collectively considered as points A, four types of ground faults, points A, B, C, and D, can be considered.

《Ａ点の地絡》
図５は、図４の一部を抜き出した回路図において、Ａ点地絡が発生した場合の地絡電流の経路を太線で示した図である。Ａ点で地絡すると、太線で示す閉回路が形成される。この場合、Ｎ線の対地電圧は０［Ｖ］となる。すなわち、電圧センサ６ｖの検出する電圧が、直前に検出し記憶していた（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）から０［Ｖ］に変化した場合、Ａ点すなわちＮ線地絡である。 << Ground fault at point A >>
FIG. 5 is a diagram showing the path of the ground fault current when a point A ground fault occurs in a circuit diagram obtained by extracting a part of FIG. 4 with a thick line. When a ground fault occurs at point A, a closed circuit shown by a thick line is formed. In this case, the voltage to ground of the N-ray is 0 [V]. That is, when the voltage detected by the voltage sensor 6v changes from (-V _{bus_NL} ) detected and stored immediately before to 0 [V], it is a point A, that is, an N-ray ground fault.

《Ｂ点の地絡》
図６は、図４の一部を抜き出した回路図において、Ｂ点地絡が発生した場合の地絡電流の経路を太線で示した図である。Ｂ点で地絡すると、太線で示す閉回路が形成される。この場合、Ｎ線の対地電圧は、接地電位から電圧Ｖ_ｂａｔを引いた値となり、－Ｖ_ｂａｔとなる。すなわち、電圧センサ６ｖの検出する電圧が、直前に検出し記憶していた（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）から－Ｖ_ｂａｔに変化した場合、Ｂ点すなわち、蓄電池ユニット１のプラス側電路の地絡である。 << Ground fault at point B >>
FIG. 6 is a diagram showing a path of a ground fault current when a point B ground fault occurs in a circuit diagram obtained by extracting a part of FIG. 4 with a thick line. When a ground fault occurs at point B, a closed circuit shown by a thick line is formed. In this case, the voltage to ground of the N-ray is a value obtained by subtracting the voltage V _bat from the ground potential, and becomes −V _bat . That is, when the voltage detected by the voltage sensor 6v changes from (-V _{bus_NL} ) detected and stored immediately before to -V _bat , it is a ground fault at point B, that is, the positive side electric circuit of the storage battery unit 1.

《Ｃ点の地絡》
図７は、図４の一部を抜き出した回路図において、Ｃ点地絡が発生した場合の地絡電流の経路を太線で示した図である。Ｃ点で地絡すると、太線で示す閉回路が形成される。この場合、Ｎ線の対地電圧は、接地電位からＤＣバス電圧Ｖ_ｂｕｓを引いた値となり、－Ｖ_ｂｕｓとなる。すなわち、電圧センサ６ｖの検出する電圧が、直前に検出し記憶していた（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）から－Ｖ_ｂｕｓに変化した場合、Ｃ点すなわち、ＤＣバス５のＰ線の地絡である。 << Ground fault at point C >>
FIG. 7 is a diagram showing the path of the ground fault current when a point C ground fault occurs in the circuit diagram obtained by extracting a part of FIG. 4 with a thick line. When a ground fault occurs at point C, a closed circuit shown by a thick line is formed. In this case, the voltage to ground of the N line is the value obtained by subtracting the DC bus voltage V _bus from the ground potential, and becomes −V _bus . That is, when the voltage detected by the voltage sensor 6v changes from (-V _{bus_NL} ) detected and stored immediately before to -V _bus , it is a ground fault of point C, that is, the P line of the DC bus 5.

《Ｄ点の地絡》
図８は、図４の一部を抜き出した回路図において、Ｄ点地絡が発生した場合の地絡電流の経路を太線で示した図である。Ｄ点で地絡すると、太線で示す経路で電流が流れる。この場合、Ｎ線の対地電圧は、接地電位から電圧Ｖ_ｌｏａｄを引いた値となり、－Ｖ_ｌｏａｄとなる。すなわち、電圧センサ６ｖの検出する電圧が、直前に検出し記憶していた（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）から－Ｖ_ｌｏａｄに変化した場合、Ｄ点すなわち、負荷装置９のプラス側電路の地絡である。 << Ground fault at point D >>
FIG. 8 is a diagram showing the path of the ground fault current when a point D ground fault occurs in the circuit diagram obtained by extracting a part of FIG. 4 with a thick line. When a ground fault occurs at point D, current flows along the path indicated by the thick line. In this case, the voltage to ground of the N-ray is a value obtained by subtracting the voltage V _load from the ground potential, and becomes −V _load . That is, when the voltage detected by the voltage sensor 6v changes from (-V _{bus_NL} ) detected and stored immediately before to -V _load , it is a ground fault at point D, that is, the positive side electric circuit of the load device 9.

《地絡判定の流れ》
図９は、地絡判定の流れを示すフローチャートである。このフローチャートの実行主体は、制御部６０における判定部６１である。図において、判定部６１は、ステップＳ１において、ＤＣバス電圧Ｖ_ｂｕｓ、蓄電池ユニットの線間の電圧Ｖ_ｂａｔ、及び、負荷装置９に給電する線間の電圧Ｖ_ｌｏａｄの各値を取得する。 << Flow of ground fault judgment >>
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of ground fault determination. The execution subject of this flowchart is the determination unit 61 in the control unit 60. In the figure, the determination unit 61 acquires the DC bus voltage V _bus , the voltage V _bat between the lines of the storage battery unit, and the voltage V _load between the lines feeding the load device 9 in step S1.

具体的には、動作している電力変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ１０他、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０，ＤＣ／ＤＣコンバータ５０）からＤＣバス５のＰ線－Ｎ線間の電圧値を複数取得する。そして、取得した数値の平均値を、その時点のＤＣバス電圧Ｖ_ｂｕｓとする。このＤＣバス電圧Ｖ_ｂｕｓに基づいて、前述の式（１）によりＮ線電位（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）を求める。また、判定部６１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０他から複数の蓄電池についての電圧Ｖ_ｂａｔを取得するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０からは負荷装置９に印加している電圧Ｖ_ｌｏａｄを取得する。 Specifically, a plurality of voltage values between the P line and the N line of the DC bus 5 are acquired from an operating power converter (DC / DC converter 10, AC / DC converter 40, DC / DC converter 50). .. Then, the average value of the acquired numerical values is taken as the DC bus voltage V _bus at that time. Based on this DC bus voltage V _bus , the N-ray potential (-V _{bus_NL} ) is obtained by the above equation (1). Further, the determination unit 61 acquires the voltage V _bat for the plurality of storage batteries from the DC / DC converter 10 and others, and acquires the voltage V _load applied to the load device 9 from the DC / DC converter 50.

判定部６１は、次に、地絡の有無を検出するための閾値ΔＶを決める（ステップＳ２）。前述のように、地絡が発生すると、Ｎ線の対地電圧が変化する。変化量を絶対値で表すと以下のようになる。
図５の場合：変化量ΔＶ_Ａ＝|（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）|
図６の場合：変化量ΔＶ_Ｂ＝|（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）－（－Ｖ_ｂａｔ）|
図７の場合：変化量ΔＶ_Ｃ＝|（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）－（－Ｖ_ｂｕｓ）|
図８の場合：変化量ΔＶ_Ｄ＝|（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）－（－Ｖ_ｌｏａｄ）|
従って、これら４つの値のいずれであっても確実に捉えるには、地絡検出のための閾値ΔＶ（＞０）は、例えば、４つの値のうち最も小さい値より若干小さい値とすればよい。この閾値ΔＶは、固定値ではなく、継続的に検出される各部の電圧に基づいて更新される変動値である。 Next, the determination unit 61 determines a threshold value ΔV for detecting the presence or absence of a ground fault (step S2). As described above, when a ground fault occurs, the voltage to ground of the N-ray changes. The amount of change is expressed as an absolute value as follows.
In the case of FIG. 5: Change amount _ΔVA = | (-V _{bus_NL} ) |
In the case of FIG. 6: Change amount ΔV _B = | (-V _{bus_NL} )-(-V _bat ) |
In the case of FIG. 7: Change amount _{ΔVC = | (-V bus_NL} ₎ -(-V _bus ) |
In the case of FIG. 8: Change amount ΔV _D = | (-V _{bus_NL} )-(-V _load ) |
Therefore, in order to reliably capture any of these four values, the threshold value ΔV (> 0) for detecting a ground fault may be, for example, a value slightly smaller than the smallest of the four values. .. This threshold value ΔV is not a fixed value, but a variable value updated based on the continuously detected voltage of each part.

次に、判定部６１は、地絡発生か否かの判定を行う（ステップＳ４）。例えば、現時点のＮ線の対地電圧Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ（ｍ）}がｍ回目の取得値であるとすると、その直前の（ｍ－１）回目に取得した対地電圧Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ（ｍ－１）}がとの差が、ΔＶより大きいか否かの判定を行う。すなわち、下記の式（２）が成り立つか否かの判定を行う。
|Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ（ｍ）}－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ（ｍ－１）}|＞ΔＶ・・・（２） Next, the determination unit 61 determines whether or not a ground fault has occurred (step S4). For example, if the current N-ray ground voltage V _{bus_NL (m)} is the m-th acquisition value, the difference from the ground voltage V _{bus_NL (m-1)} acquired at the (m-1) th time immediately before that. Is larger than ΔV. That is, it is determined whether or not the following equation (2) holds.
| V _{bus_NL (m)} -V _{bus_NL (m-1)} |> ΔV ... (2)

式（２）が成り立てば、地絡発生と判定し、成り立たなければ地絡は発生していないと判定する。地絡が発生していないと判定した場合は、処理はステップＳ１に戻り、以下、同様の処理（Ｓ１～Ｓ４）が繰り返される。
一方、地絡発生と判定した場合、判定部６１は、地絡箇所の特定を行う（ステップＳ５）。 If Eq. (2) holds, it is determined that a ground fault has occurred, and if it does not hold, it is determined that a ground fault has not occurred. If it is determined that no ground fault has occurred, the process returns to step S1, and the same process (S1 to S4) is repeated thereafter.
On the other hand, when it is determined that a ground fault has occurred, the determination unit 61 identifies the ground fault location (step S5).

地絡箇所を特定するには、判定部６１は、Ｎ線の対地電圧が図５，図６，図７，図８に示す地絡時のどの値に最も近いかを判定する。
（ａ）Ｎ線の対地電圧が０［Ｖ］又はそれに最も近い場合は、Ｎ線の地絡である。
（ｂ）Ｎ線の対地電圧が（－Ｖ_ｂａｔ）又はそれに最も近い場合は、蓄電池ユニットのプラス側の電路の地絡である。
（ｃ）Ｎ線の対地電圧が（－Ｖ_ｂｕｓ）又はそれに最も近い場合は、ＤＣバスのＰ線の地絡である。
（ｄ）Ｎ線の対地電圧が（－Ｖ_ｌｏａｄ）又はそれに最も近い場合は、負荷装置のプラス側の電路の地絡である。 In order to specify the ground fault location, the determination unit 61 determines which value at the time of the ground fault the voltage to ground of the N-ray is closest to in FIGS. 5, 6, 7, and 8.
(A) When the voltage to ground of the N line is 0 [V] or the closest to it, it is a ground fault of the N line.
(B) When the voltage to ground of the N-ray is (-V _bat ) or the closest to it, it is a ground fault of the electric circuit on the positive side of the storage battery unit.
(C) When the voltage to ground of the N line is (-V _bus ) or the closest to it, it is a ground fault of the P line of the DC bus.
(D) When the voltage to ground of the N line is (-V _load ) or the closest to it, it is a ground fault of the electric circuit on the positive side of the load device.

ここで、（ｃ）の場合は、これ以上の判定は不要である。また、（ｄ）の場合も、負荷装置９及びＤＣ／ＤＣコンバータ５０が１組のみであれば、これ以上の判定は不要である。
一方、（ｂ）の場合、蓄電池ユニット１，２のそれぞれの電圧Ｖ_ｂａｔが互いに同様な値であると、どちらの側で地絡が発生しているか不明となる。そこで、このような場合には例えば、次のような地絡箇所特定シーケンスを実行する。 Here, in the case of (c), no further determination is necessary. Further, also in the case of (d), if there is only one set of the load device 9 and the DC / DC converter 50, no further determination is necessary.
On the other hand, in the case of (b), if the respective voltage V _bats of the storage battery units 1 and 2 have similar values, it is unclear which side the ground fault has occurred. Therefore, in such a case, for example, the following ground fault location identification sequence is executed.

すなわち、図１における蓄電池ユニット１のリレー１ｃを制御部６０（判定部６１）の指令により開路し、蓄電池１ｂを解列する。このとき、Ｎ線の対地電圧が正常な値（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）に戻れば、地絡は蓄電池ユニット１のプラス側電路で起きている。解列してもＮ線の対地電圧が変わらなければ、地絡は蓄電池ユニット１のプラス側電路で起きているのではない、ということになる。 That is, the relay 1c of the storage battery unit 1 in FIG. 1 is opened by the command of the control unit 60 (determination unit 61), and the storage battery 1b is disconnected. At this time, if the voltage to ground of the N-ray returns to a normal value (−V _{bus_NL} ), a ground fault has occurred in the positive side electric circuit of the storage battery unit 1. If the voltage to ground of the N-ray does not change even after disconnection, it means that the ground fault is not occurring in the positive side electric circuit of the storage battery unit 1.

このように、１つの蓄電池を解列してみてＮ線の対地電圧が正常値に復帰するか否かというチェックを、蓄電池の総数に応じて順番に（総数－１）まで行えば、複数の蓄電池が同等な電圧で存在していても、地絡箇所をつきとめることができる。 In this way, if one storage battery is untied and the check whether the voltage to ground of the N-ray returns to the normal value is performed in order according to the total number of storage batteries (total number -1), a plurality of storage batteries are used. Even if the storage battery exists at the same voltage, the ground fault can be located.

また、（ａ）の場合、Ｎ線はシステム全体で共通の電路であるため、Ｎ線のどの箇所で地絡が発生しているのか不明である。例えば、図１において、存在する蓄電池ユニットが仮に１，２のみであるとしても、多数の地絡箇所の候補があり得るが、そのうち、以下の４箇所については、つきとめることが可能である。
（ａ－１）蓄電池ユニット１内の蓄電池１ｂのＮ線
（ａ－２）蓄電池ユニット２内の蓄電池２ｂのＮ線
（ａ－３）ＤＣバス５のＮ線
（ａ－４）負荷装置９とＤＣ／ＤＣコンバータ５０とを繋ぐＮ線
このような場合、例えば以下のような地絡箇所特定シーケンスを実行する。 Further, in the case of (a), since the N-ray is a common electric circuit in the entire system, it is unclear at which point of the N-ray the ground fault occurs. For example, in FIG. 1, even if the existing storage battery units are only 1 and 2, there may be a large number of candidates for ground fault locations, but the following 4 locations can be identified.
(A-1) N-ray of storage battery 1b in storage battery unit 1 (a-2) N-ray of storage battery 2b in storage battery unit 2 (a-3) N-ray of DC bus 5 (a-4) With load device 9 N-ray connecting to the DC / DC converter 50 In such a case, for example, the following ground fault location identification sequence is executed.

すなわち、図１における蓄電池ユニット１のリレー１ｃを制御部６０（判定部６１）の指令により開路し、蓄電池１ｂを解列する。このとき、Ｎ線の対地電圧が正常な値（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）に戻れば、地絡は上記（ａ－１）で起きている。解列してもＮ線の対地電圧が変わらなければ、上記（ａ－１）で起きているのではない、ということになる。 That is, the relay 1c of the storage battery unit 1 in FIG. 1 is opened by the command of the control unit 60 (determination unit 61), and the storage battery 1b is disconnected. At this time, if the voltage to ground of the N-ray returns to a normal value (-V _{bus_NL} ), the ground fault has occurred in the above (a-1). If the voltage to ground of the N-ray does not change even after disconnection, it means that it is not occurring in (a-1) above.

同様に、図１における蓄電池ユニット２のリレー２ｃを制御部６０（判定部６１）の指令により開路し、蓄電池２ｂを解列する。このとき、Ｎ線の対地電圧が正常な値（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）に戻れば、地絡は上記（ａ－２）で起きている。解列してもＮ線の対地電圧が変わらなければ、上記（ａ－２）で起きているのではない、ということになる。 Similarly, the relay 2c of the storage battery unit 2 in FIG. 1 is opened by the command of the control unit 60 (determination unit 61), and the storage battery 2b is disconnected. At this time, if the voltage to ground of the N-ray returns to a normal value (-V _{bus_NL} ), the ground fault has occurred in the above (a-2). If the voltage to ground of the N-ray does not change even after disconnection, it means that it is not occurring in (a-2) above.

次に、図１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ５０内のリレー５７を制御部６０（判定部６１）の指令により開路し、負荷装置９を解列する。このとき、Ｎ線の対地電圧が正常な値（－Ｖ_{ｂｕｓ＿ＮＬ}）に戻れば、地絡は上記（ａ－４）で起きている。解列してもＮ線の対地電圧が変わらなければ、上記（ａ－４）で起きているのではない、ということになる。 Next, the relay 57 in the DC / DC converter 50 in FIG. 1 is opened by a command from the control unit 60 (determination unit 61), and the load device 9 is disconnected. At this time, if the voltage to ground of the N-ray returns to the normal value (-V _{bus_NL} ), the ground fault has occurred in the above (a-4). If the voltage to ground of the N-ray does not change even after disconnection, it means that it is not occurring in (a-4) above.

上記チェックの結果、（ａ－１）、（ａ－２）、（ａ－４）のいずれでもない場合は、地絡は上記（ａ－３）で起きている、ということになる。
このように、候補となる箇所を解列してみてＮ線の対地電圧が正常値に復帰するか否かというチェックを、候補の箇所に応じて順番に行えば、複数の候補があっても、地絡箇所をつきとめることができる場合がある。 As a result of the above check, if none of (a-1), (a-2), and (a-4) is found, it means that the ground fault has occurred in the above (a-3).
In this way, if you try to solve the candidate locations and check whether the voltage to ground of the N-ray returns to the normal value in order according to the candidate locations, even if there are multiple candidates. , It may be possible to locate the ground fault.

《まとめ》
以上のように、この直流電源システム１００は、判定部６１において、ＤＣバス電圧（Ｖ_ｂｕｓ）及び直流電路対５Ａ，５Ｂの線間の電圧（Ｖ_ｂａｔ，Ｖ_ｌｏａｄ）を継続的に検出し、検出値に基づいて地絡検出のための閾値（ΔＶ）を更新し、当該閾値と、Ｎ線の対地電圧の変化とに基づいて地絡判定を行う。 "summary"
As described above, the DC power supply system 100 continuously detects the DC bus voltage (V _bus ) and the voltage between the DC electric circuit pairs 5A and 5B (V _bat , V _load ) in the determination unit 61. The threshold value (ΔV) for detecting a ground fault is updated based on the detected value, and the ground fault is determined based on the threshold value and the change in the voltage to ground of the N line.

このような直流電源システム１００における判定部６１は、ＤＣバス電圧及び直流電路対の線間の電圧を継続的に検出し、検出値に基づいて地絡検出のための閾値を更新するので、閾値を各電圧に応じて適切に変化させることができる。そして、この閾値及び地絡発生時に起きるＮ線の対地電圧の変化に基づいて、常に安定した精度での地絡判定を行うことができる。 Since the determination unit 61 in such a DC power supply system 100 continuously detects the DC bus voltage and the voltage between the lines of the DC electric circuit pair and updates the threshold value for ground fault detection based on the detected value, the threshold value Can be appropriately changed according to each voltage. Then, based on this threshold value and the change in the voltage to ground of the N-ray that occurs when a ground fault occurs, it is possible to always perform ground fault determination with stable accuracy.

また、地絡発生時のＮ線の対地電圧は、地絡箇所に依存して異なる値となる場合があるので、判定部６１は、地絡発生時のＮ線の対地電圧に基づいて地絡箇所を判定することもできる。これにより、判定部６１は、地絡発生時のＮ線の対地電圧に基づいて地絡箇所を特定するか又は少なくとも絞り込むことができる。 Further, since the voltage to ground of the N-ray at the time of occurrence of the ground fault may have a different value depending on the location of the ground fault, the determination unit 61 determines the ground fault based on the voltage to ground of the N-ray at the time of occurrence of the ground fault. It is also possible to determine the location. As a result, the determination unit 61 can specify or at least narrow down the ground fault location based on the voltage to ground of the N-ray at the time of the ground fault.

さらに、判定部６１は、地絡箇所の候補が複数ある場合に、直流電源（蓄電池１，２その他）又は直流負荷（負荷装置９）を１台ごとに解列し、その際のＮ線の対地電圧の変化に基づいて地絡箇所を特定することもできる。すなわち、解列してみてＮ線の対地電圧に変化があれば、解列した電路の先に地絡箇所があると判定することができる。 Further, when there are a plurality of candidates for ground faults, the determination unit 61 disconnects the DC power supply (storage battery 1, 2, etc.) or the DC load (load device 9) for each unit, and the N-ray at that time. It is also possible to identify the location of the ground fault based on the change in the voltage to ground. That is, if there is a change in the voltage to ground of the N-ray after disconnection, it can be determined that there is a ground fault at the end of the disconnected electric circuit.

《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。《Supplementary note》
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１蓄電池ユニット
１ｂ蓄電池
１ｃリレー
２蓄電池ユニット
２ｂ蓄電池
２ｃリレー
３，４蓄電池ユニット
５ＤＣバス
５Ａ，５Ｂ直流電路対
６地絡検出回路
６ｖ電圧センサ
７絶縁トランス
８商用電力系統
９負荷装置
１０ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０Ｃ制御部
１１コンデンサ
１２直流リアクトル
１３，１４スイッチング素子
１５コンデンサ
１６リレー
１７電圧センサ
１８電流センサ
１９，２０電圧センサ
２１コンデンサ
２２直流リアクトル
２３，２４スイッチング素子
２７電圧センサ
２８電流センサ
３０ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０ＡＣ／ＤＣコンバータ
４０Ｃ制御部
４１リレー
４２コンデンサ
４３フルブリッジ回路
４４交流リアクトル
４５電圧センサ
５０ＤＣ／ＤＣコンバータ
５０Ｃ制御部
５１リレー
５２コンデンサ
５３直流リアクトル
５４，５５スイッチング素子
５６コンデンサ
５７リレー
５８ａ，５８ｂ，５８ｃ電圧センサ
５９電流センサ
６０制御部
６１判定部
１００直流電源システム
２００電源システム
Ｒ１，Ｒ２抵抗
Ｐ接続点 1 Storage battery unit 1b Storage battery 1c Relay 2 Storage battery unit 2b Storage battery 2c Relay 3,4 Storage battery unit 5 DC bus 5A, 5B DC electric circuit vs. 6 Ground fault detection circuit 6v Voltage sensor 7 Insulation transformer 8 Commercial power system 9 Load device 10 DC / DC Converter 10C Control unit 11 Condenser 12 DC reactor 13, 14 Switching element 15 Condenser 16 Relay 17 Voltage sensor 18 Current sensor 19, 20 Voltage sensor 21 Condenser 22 DC reactor 23, 24 Switching element 27 Voltage sensor 28 Current sensor 30 DC / DC converter 40 AC / DC converter 40C control unit 41 relay 42 capacitor 43 full bridge circuit 44 AC reactor 45 voltage sensor 50 DC / DC converter 50C control unit 51 relay 52 capacitor 53 DC reactor 54,55 switching element 56 capacitor 57 relay 58a, 58b, 58c Voltage sensor 59 Current sensor 60 Control unit 61 Judgment unit 100 DC power supply system 200 Power supply system R1, R2 Resistance P connection point

Claims

A DC bus to which a DC bus voltage is applied between the P line and the N line when the two DC circuits are P line and N line,
A DC electric circuit pair that is connected to a DC power supply or a DC load, has a P-line potential different from the P-line potential of the DC bus, and shares an N-line with the DC bus.
A non-isolated power converter provided between the DC electric circuit pair and the DC bus,
A series of resistors that divide the voltage between the P line and N line of the DC bus, the interconnection point of which is grounded, and a ground fault detection circuit having a voltage sensor that detects the voltage to ground of the N line. When,
The voltage value is acquired by continuously detecting the DC bus voltage and the voltage between the lines of the DC electric circuit pair.
A determination unit that determines a ground fault based on a change in the voltage to ground of the N-ray .
The determination unit obtains the amount of change in the voltage to ground estimated to occur in the N-ray when a ground fault occurs at each of the plurality of places where the ground fault is expected to occur, and obtains the plurality of said. A DC power supply system in which a value smaller than the minimum value of the amount of change is set as a threshold value, and the threshold value is compared with the amount of change in the ground voltage of the N-ray from the previous time to perform the ground fault determination .

The DC power supply system according to claim 1, wherein the determination unit determines a ground fault location based on the ground voltage of the N-ray when a ground fault occurs.

When there are a plurality of candidates for ground faults, the determination unit disconnects the DC power supply or DC load for each unit, and identifies the ground faults based on the change in the voltage to ground of the N-ray at that time. The DC power supply system according to claim 2.

The DC power supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination unit is provided independently of the control unit of the power converter.

When the DC 2 electric path is P line and N line, the DC bus to which the DC bus voltage is applied between the P line and the N line is connected to the DC power supply or the DC load, and is different from the P line potential of the DC bus. A DC power supply including a DC electric circuit pair having a P-line potential and sharing an N line with the DC bus, and a non-isolated power converter provided between the DC electric circuit pair and the DC bus. This is a ground fault determination method executed by the control unit in the DC power supply system when there is a system.
The DC bus voltage and the voltage between the lines of the DC electric circuit pair are continuously detected to obtain a voltage value .
Based on the voltage value, the amount of change in the voltage to ground estimated to occur in the N-ray when a ground fault occurs is obtained for each of the plurality of locations where a ground fault may occur, and the plurality of the above obtained. A value smaller than the minimum value of the amount of change is set as a threshold value.
Detecting the voltage to ground of the N line of the DC bus,
The ground fault is determined by comparing the threshold value with the amount of change in the ground voltage of the N-ray from the previous time .
Ground fault judgment method.