JP7347270B2 - power converter - Google Patents

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この発明は、電力変換装置に関し、特に、コンデンサの劣化を判定する電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, and particularly to a power conversion device that determines deterioration of a capacitor.

従来、コンデンサの劣化を判定する電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。 BACKGROUND ART Conventionally, a power conversion device that determines deterioration of a capacitor is known (for example, see Patent Document 1).

上記特許文献１には、電力変換装置の運転中にフィルタコンデンサの静電容量の低下を検出する交流フィルタ回路の異常検出装置が開示されている。上記特許文献１に記載の交流フィルタ回路の異常検出装置では、３相交流定電圧を出力する電力変換装置の変換部と３相負荷との間に接続された３相コンデンサ（３つのコンデンサ）によって交流フィルタ回路が形成されている。そして、上記特許文献１に記載の交流フィルタ回路の異常検出装置では、コンデンサへの３相接続線を流れる電流のベクトル和に相当する電流を検知する零相変流器が設けられている。また、コンデンサへの３相（３本）の接続線のうちのいずれか１相（１本）の接続線を流れる電流を検知する相電流検出器が設けられている。そして、上記特許文献１に記載の交流フィルタ回路の異常検出装置では、ローパスフィルタによって零相変流器および相電流検出器からの出力から高調波成分が除かれて、出力周波数成分が出力される。そして、比較回路によって、高調波成分が除かれた出力周波数成分（基本波成分）の出力と、所定の値とが比較される。比較回路の出力に基づいて、判別回路によってコンデンサの静電容量の低下異常が判別される。 The above Patent Document 1 discloses an abnormality detection device for an AC filter circuit that detects a decrease in capacitance of a filter capacitor during operation of a power conversion device. In the abnormality detection device for an AC filter circuit described in Patent Document 1, a three-phase capacitor (three capacitors) connected between a converting section of a power converter that outputs a three-phase AC constant voltage and a three-phase load is used. An AC filter circuit is formed. The abnormality detection device for an AC filter circuit described in Patent Document 1 is provided with a zero-phase current transformer that detects a current corresponding to a vector sum of currents flowing through a three-phase connection line to a capacitor. Further, a phase current detector is provided that detects a current flowing through any one phase (one) of the three phases (three) connection wires to the capacitor. In the abnormality detection device for an AC filter circuit described in Patent Document 1, harmonic components are removed from the outputs from the zero-phase current transformer and the phase current detector by the low-pass filter, and output frequency components are output. . Then, the comparison circuit compares the output of the output frequency component (fundamental wave component) from which harmonic components have been removed and a predetermined value. Based on the output of the comparison circuit, a determination circuit determines whether there is an abnormality in the capacitance of the capacitor.

特開平１１－１７４１０５号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-174105

ここで、発電電力源からの直流電力を変換部（電力変換部）によって交流電力に変換するとともに、変換された交流電力を系統に出力する場合にも、上記特許文献１に記載されているような交流フィルタ回路の異常検出装置のように、コンデンサに流れる電流を測定することによって、電力変換部から出力された交流電力の電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化異常を検出する（劣化を判定する）ことが考えられる。 Here, when converting DC power from a power generation source into AC power by a converter (power converter) and outputting the converted AC power to the grid, as described in Patent Document 1, An abnormality detection device for AC filter circuits detects deterioration abnormalities in filter capacitors connected to the AC power supply line output from the power converter by measuring the current flowing through the capacitors. It is possible to determine the

しかしながら、発電電力源からの直流電力を電力変換部によって交流電力に変換するとともに、変換された交流電力を系統に出力する場合には、出力する系統側の電圧および周波数の変化に起因して、電力変換部から出力される交流電力が不安定になる。そのため、上記特許文献１に記載されているような交流フィルタ回路の異常検出装置のように、３相交流定電圧を出力する電力変換装置の変換部と３相負荷との間の電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサに流れる電流を測定する場合には、系統側の電圧および周波数の変化に起因してコンデンサに流れる電流の値も変化する。したがって、測定された電流の変化が、コンデンサの容量の変化に起因するものであることと、系統の電圧および周波数の変化に起因するものであることとを区別することが困難である。そのため、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する場合においても、電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化を判定することが可能な電力変換装置が望まれている。 However, when converting DC power from a power generation source into AC power by a power converter and outputting the converted AC power to the grid, due to changes in voltage and frequency on the output grid side, The AC power output from the power converter becomes unstable. Therefore, like the abnormality detection device for an AC filter circuit as described in Patent Document 1 mentioned above, it is connected to the power line between the conversion unit of a power conversion device that outputs a three-phase AC constant voltage and the three-phase load. When measuring the current flowing through the filter capacitor, the value of the current flowing through the capacitor also changes due to changes in the voltage and frequency on the grid side. Therefore, it is difficult to distinguish between changes in the measured current that are due to changes in the capacitance of the capacitor and changes in the voltage and frequency of the system. Therefore, there is a need for a power conversion device that can determine the deterioration of filter capacitors connected to the power supply line even when converting DC power from a power generation source into AC power and outputting it to the grid. There is.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する場合においても、電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化を判定することが可能な電力変換装置を提供することである。 This invention was made to solve the above-mentioned problems, and one object of the invention is to convert DC power from a power generation source into AC power and output it to the grid. An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of determining deterioration of a filter capacitor connected to a power supply line.

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する電力変換部と、電力変換部から交流電力が出力される電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサと、電力変換部から出力された交流電力の電流を検出する電流検出部と、電力変換部から系統への交流電力の出力を遮断させた状態で、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定する制御部と、を備える。 In order to achieve the above object, a power conversion device according to one aspect of the present invention includes a power conversion unit that converts DC power from a generated power source into AC power and outputs it to the grid; A filter capacitor connected to the output power line, a current detection unit that detects the current of AC power output from the power conversion unit, and a state in which the output of AC power from the power conversion unit to the grid is cut off. and a control section that determines deterioration of the capacitor based on the current measurement value detected by the current detection section.

この発明の一の局面による電力変換装置では、上記のように、電力変換部から系統への交流電力の出力を遮断させた状態で、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定する制御部を備える。これにより、系統への出力を遮断した状態でコンデンサに流れる電流の電流測定値を電流検出部によって検出することができる。そのため、系統側の電圧および周波数の変化に起因して電力変換部から出力される電力が不安定になることを抑制しながら、コンデンサに流れる電流の電流測定値を検出することができる。したがって、電力変換部によって出力された一定の電圧かつ一定の周波数の交流電力を用いてコンデンサに流れる電流の電流計測値を検出することができるため、コンデンサの容量の変化に起因する電流測定値の変化を精度よく検出することができる。その結果、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する場合においても、電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化を判定することができる。 In the power conversion device according to one aspect of the present invention, as described above, the capacitor is The control unit includes a control unit that determines deterioration of the device. This allows the current detection unit to detect the current measurement value of the current flowing through the capacitor while the output to the grid is cut off. Therefore, it is possible to detect the current measurement value of the current flowing through the capacitor while suppressing instability of the power output from the power conversion unit due to changes in voltage and frequency on the grid side. Therefore, the current measurement value of the current flowing through the capacitor can be detected using the AC power of constant voltage and constant frequency output by the power converter, so that the current measurement value due to the change in capacitance of the capacitor can be detected. Changes can be detected with high accuracy. As a result, even when converting DC power from a power generation source into AC power and outputting it to the grid, it is possible to determine the deterioration of the filter capacitor connected to the power supply line.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて電力変換部による電力変換動作を制御するとともに、コンデンサの劣化を判定する共通の制御部を含む。このように構成すれば、共通の制御部によって、電力変換部による電力変換動作の制御と、コンデンサの劣化の判定を行うための制御とを行うことができる。そのため、電力変換部による電力変換動作の制御と、コンデンサの劣化の判定を行うための制御とを、それぞれ別個の制御部によって行う場合に比べて、装置構成の複雑化を抑制することができる。 In the power conversion device according to the first aspect, preferably, the control unit controls the power conversion operation by the power conversion unit based on the current measurement value detected by the current detection unit, and also includes a common controller for determining deterioration of the capacitor. Contains a control section. With this configuration, the common control section can control the power conversion operation by the power conversion section and control for determining deterioration of the capacitor. Therefore, compared to the case where control of the power conversion operation by the power conversion unit and control for determining deterioration of the capacitor are performed by separate control units, the complexity of the device configuration can be suppressed.

この場合、好ましくは、制御部は、起動時に、電力変換部と系統とを遮断させた状態で、電力変換動作を制御し、電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定する。このように構成すれば、毎回の起動時において、コンデンサの劣化の判定を行うことができる。そのため、コンデンサが劣化した状態のまま装置を稼働し続けることを抑制することができる。 In this case, preferably, the control unit controls the power conversion operation in a state where the power conversion unit and the grid are cut off at the time of startup, and determines deterioration of the capacitor based on the current measurement value. With this configuration, it is possible to determine the deterioration of the capacitor each time the device is started. Therefore, it is possible to prevent the device from continuing to operate with the capacitor in a deteriorated state.

この場合、好ましくは、制御部は、コンデンサが正常と判断された場合に、電力変換部と系統とを連系させる。ここで、フィルタ用のコンデンサは、電力変換部から出力される交流電力から高調波を抑制するために用いられるものであるため、コンデンサが劣化した状態で系統と連系させた場合には、系統側に高調波が含まれた状態の交流電力を出力することとなる。そのため、上記のように、コンデンサが正常と判断された場合に、電力変換部と系統とを連系させるように構成すれば、劣化判定を行った結果コンデンサが正常であると判断された場合に電力変換部と系統との連系を行うため、コンデンサが劣化した状態で電力変換部と系統との連系を開始させることを抑制することができる。その結果、系統側に高調波が含まれた状態の交流電力を出力することを効果的に抑制することができる。なお、「連系」とは、系統の電圧および周波数に基づいて出力される交流電力の電圧および周波数を変更しながら、電力変換部から系統に交流電力を出力することである。 In this case, preferably, the control unit interconnects the power conversion unit and the grid when it is determined that the capacitor is normal. Here, the filter capacitor is used to suppress harmonics from the AC power output from the power converter, so if the capacitor is connected to the grid in a deteriorated state, the grid AC power containing harmonics on the side will be output. Therefore, as described above, if the power conversion unit is configured to be interconnected with the grid when the capacitor is determined to be normal, if the capacitor is determined to be normal as a result of deterioration determination, Since the power converter is interconnected with the grid, it is possible to prevent the power converter from starting interconnection with the grid when the capacitor is degraded. As a result, it is possible to effectively suppress output of AC power containing harmonics to the grid side. Note that "grid interconnection" refers to outputting AC power from the power converter to the grid while changing the voltage and frequency of the output AC power based on the voltage and frequency of the grid.

上記起動時に電力変換部と系統とを遮断させた状態で、コンデンサの劣化を判定する電力変換装置において、好ましくは、発電電力源は、太陽光発電装置を含み、制御部は、太陽光発電装置の起動時に出力された直流電力の電圧が所定の電圧値よりも大きい場合に、電力変換部の電力変換動作を行って電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。ここで、太陽光発電装置は、一般に、一日に一回毎朝起動する。そのため、太陽光発電装置の起動に合わせて、コンデンサの劣化の判定を行うことができるので、コンデンサが劣化した状態のまま数日間に亘って装置を稼働させ続けることを抑制することができる。また、毎朝の起動時に判定を行うことができるため、日中の日差しが強い（効率よく発電が行える）時間帯に、電力変換装置による系統に対する出力を停止させてコンデンサの劣化を判定する必要がなくなるため、太陽光発電の効率を落とすことなく、コンデンサの劣化を判定することができる。そのため、太陽光発電による発電の機会を効果的に活用することができる。 In the power conversion device that determines deterioration of the capacitor while the power conversion unit and the grid are cut off at the time of startup, preferably, the power generation source includes a solar power generation device, and the control unit includes a solar power generation device. If the voltage of the DC power output at startup is higher than a predetermined voltage value, the power conversion unit performs a power conversion operation and determines whether the capacitor has deteriorated based on the current measurement value detected by the current detection unit. is configured to do so. Here, the solar power generation device is generally activated once a day every morning. Therefore, since the deterioration of the capacitor can be determined in conjunction with the startup of the solar power generation device, it is possible to prevent the device from continuing to operate for several days with the capacitor in a deteriorated state. In addition, since the determination can be made at startup every morning, it is no longer necessary to stop the power converter's output to the grid to determine whether the capacitor has deteriorated during the day when the sun is strong (when power can be generated efficiently). Therefore, deterioration of the capacitor can be determined without reducing the efficiency of solar power generation. Therefore, opportunities for power generation through solar power generation can be effectively utilized.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいてコンデンサの劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている。このように構成すれば、たとえば、電力変換部に入力される電力の一時的な電圧低下などに起因して、検出された電流測定値の値が変化した場合にも、判定動作を複数回行うことによって、再度コンデンサの劣化を判定することができる。そのため、コンデンサの劣化以外の要因に起因して電流測定値が変化した場合において、コンデンサの劣化の誤判定を極力抑制することができる。 In the power conversion device according to the first aspect, preferably, the control section is configured to perform a determination operation for determining deterioration of the capacitor multiple times based on the current measurement value detected by the current detection section. With this configuration, the determination operation is performed multiple times even when the detected current measurement value changes due to, for example, a temporary voltage drop in the power input to the power conversion unit. By this, deterioration of the capacitor can be determined again. Therefore, when the measured current value changes due to factors other than deterioration of the capacitor, it is possible to suppress erroneous determination of deterioration of the capacitor as much as possible.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、電力変換部は、制御部の制御によってオンオフを切り替えるスイッチング素子を含み、制御部は、電流検出部によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。ここで、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行う場合には、出力された交流電力の電流は、高調波成分（リプル）を含む電流となる。このような高調波成分を含む電流では、検出される電流の値が高調波成分によって変化するため、コンデンサの劣化による電流の変化を検出することが困難となる。この点を考慮して、本発明では、制御部を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいて電流をアナログデジタル変換するように構成する。これにより、スイッチング素子のオンオフの切り替えに起因する高調波成分を避けながら電流測定値を取得することができる。その結果、ローパスフィルタ回路などの新たな装置構成を設けることなく、高調波成分が抑制された電流測定値を取得することができる。これにより、高調波成分を抑制するための新たな回路を設けることによる回路構成の複雑化を抑制することができる。 In the power conversion device according to the first aspect, preferably, the power conversion section includes a switching element that is turned on and off under the control of a control section, and the control section controls the current detected by the current detection section to turn on and off of the switching element. It is configured to perform analog-to-digital conversion based on the switching timing and to obtain a current measurement value based on the analog-to-digital converted current. Here, when power conversion is performed by switching on and off of a switching element, the current of the output AC power becomes a current containing harmonic components (ripple). In a current that includes such harmonic components, the value of the detected current changes depending on the harmonic components, making it difficult to detect changes in the current due to deterioration of the capacitor. In consideration of this point, in the present invention, the control section is configured to perform analog-to-digital conversion of the current based on the timing of switching on/off of the switching element. Thereby, a current measurement value can be obtained while avoiding harmonic components caused by switching the switching element on and off. As a result, a current measurement value with suppressed harmonic components can be obtained without providing a new device configuration such as a low-pass filter circuit. Thereby, it is possible to suppress the complexity of the circuit configuration due to the provision of a new circuit for suppressing harmonic components.

この場合、好ましくは、制御部は、電流検出部によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。ここで、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行う場合には、出力された交流電力の電流の波形は、スイッチングのオンオフを切り替えるタイミングにおいてリプル（高調波成分）が発生した状態の波形となる。そのため、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換することによって、リプルの中間において、検出された電流測定値に対してアナログデジタル変換を行うことができる。そのため、スイッチングによる高調波成分をより抑制した電流測定値を取得することができるため、コンデンサの劣化の判定をより精度よく行うことができる。 In this case, preferably, the control unit converts the current detected by the current detection unit from analog to digital at an intermediate timing between the timing of switching on and off of the switching element, and converts the current detected by the current detection unit from analog to digital based on the analog-to-digital converted current. configured to take measurements. Here, when power conversion is performed by switching on/off of a switching element, the current waveform of the output AC power will be a waveform in which ripples (harmonic components) occur at the timing of switching on/off of the switching element. . Therefore, by performing analog-to-digital conversion at a timing intermediate between the timings at which the switching element is turned on and off, it is possible to perform analog-to-digital conversion for the detected current measurement value in the middle of the ripple. Therefore, it is possible to obtain a current measurement value in which harmonic components due to switching are further suppressed, and therefore it is possible to determine deterioration of the capacitor with higher accuracy.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、電流検出部によって検出された電流測定値を積算するとともに、積算された電流測定値と、予め設定された判定基準値とを比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。ここで、電力変換部から出力される交流電力は高調波成分を含む交流電力である。また、フィルタ用のコンデンサが劣化して容量が低下した場合には、コンデンサのフィルタとしての機能が低下するため、より高調波成分を多く含む電流が検出される。そのため、コンデンサの劣化による電流測定値の変化は、電流測定値そのものの瞬間値（実測値）の変化からは検出することが困難である。そこで、本発明のように、積算された電流測定値と、予め設定された判定基準値とを比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成すれば、コンデンサの劣化に起因する電流測定値の変化を効果的に検出することができる。そのため、電流測定値そのものの瞬間値を判定に用いる場合に比べて、コンデンサの劣化の判定をより精度よく行うことができる。 In the power conversion device according to the first aspect, preferably, the control unit integrates the current measurement value detected by the current detection unit, and compares the integrated current measurement value with a preset determination reference value. The device is configured to determine deterioration of the capacitor by performing the following steps. Here, the AC power output from the power converter is AC power including harmonic components. Further, when a filter capacitor deteriorates and its capacitance decreases, the function of the capacitor as a filter deteriorates, so that a current containing more harmonic components is detected. Therefore, it is difficult to detect a change in the current measurement value due to deterioration of the capacitor from a change in the instantaneous value (actual measurement value) of the current measurement value itself. Therefore, if the present invention is configured to determine the deterioration of the capacitor by comparing the accumulated current measurement value with a preset determination reference value, the current measurement due to the deterioration of the capacitor can be Changes in values can be detected effectively. Therefore, the deterioration of the capacitor can be determined more accurately than when the instantaneous value of the current measurement value itself is used for the determination.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、発電電力源から電力変換部に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するとともに、規格化された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。ここで、入力される直流電力の電圧値の変化に起因して、電力変換部から出力される交流電力の電流測定値が変化する場合がある。そこで、本発明のように、入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するように構成すれば、入力された直流電力の変化に起因する電流測定値の変化を除外してコンデンサの劣化を判定することができる。その結果、コンデンサの劣化に起因する電流測定値の変化を精度よく検出することができる。 In the power conversion device according to the first aspect, preferably, the control unit normalizes the current measurement value based on an average value of voltage values of DC power input from the generated power source to the power conversion unit, and The capacitor is configured to determine deterioration of the capacitor based on the measured current value. Here, due to a change in the voltage value of the input DC power, the current measurement value of the AC power output from the power converter may change. Therefore, if the current measurement value is normalized based on the average value of the voltage value of the input DC power as in the present invention, the change in the current measurement value due to the change in the input DC power can be improved. Deterioration of the capacitor can be determined by excluding this. As a result, changes in the measured current value due to deterioration of the capacitor can be detected with high accuracy.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、制御部は、電流検出部によって過去の起動時に検出された電流測定値と新しく検出された電流測定値とに基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。このように構成すれば、過去の起動時に検出された電流測定値に比べて、新しく取得された電流測定値が大きく変化した場合に、コンデンサの劣化（異常）があると判定することができる。そのため、異常がない場合に取得された電流測定値と、異常がある場合に取得された電流測定値との変化に基づいて、コンデンサごとの容量（流れる電流の値）に個体差がある場合にも、コンデンサの劣化を判定することができる。その結果、予め定められた判定基準値に基づいて劣化の判定をする場合に比べてより精度よく劣化の判定を行うことができる。 In the power conversion device according to the first aspect, preferably, the control unit determines deterioration of the capacitor based on a current measurement value detected by the current detection unit at a past startup and a newly detected current measurement value. It is configured as follows. With this configuration, it can be determined that there is deterioration (abnormality) in the capacitor when the newly acquired current measurement value changes significantly compared to the current measurement value detected at the time of past startup. Therefore, based on the change in the current measurement value obtained when there is no abnormality and the current measurement value obtained when there is an abnormality, if there is an individual difference in the capacitance (value of flowing current) of each capacitor, It is also possible to determine the deterioration of the capacitor. As a result, deterioration can be determined more accurately than when deterioration is determined based on a predetermined determination reference value.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、電力変換部、コンデンサ、および、電流検出部をそれぞれ含む複数の電力変換ユニットをさらに備え、制御部は、複数の電力変換ユニットの各々において検出された電流測定値を比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成されている。このように構成すれば、予め判定基準値を設けることなく、それぞれの電力変換ユニット同士で電流測定値を比較することによって、コンデンサの劣化を判定することができる。そのため、電力変換部に入力される直流電力の変化に起因して電力変換部から出力される交流電力が不安定である場合にも、電力変換ユニット同士で電流測定値を比較することによってコンデンサの劣化を判定するため、コンデンサの劣化の判定を精度よく行うことができる。その結果、予め絶対的な判定基準値を設ける場合に比べて、コンデンサの劣化の判定を行う場合に外乱による誤判定を抑制することができる。 The power conversion device according to the first aspect preferably further includes a plurality of power conversion units each including a power conversion section, a capacitor, and a current detection section, and the control section is configured to detect power in each of the plurality of power conversion units. The capacitor is configured to determine deterioration by comparing the measured current values. With this configuration, deterioration of the capacitor can be determined by comparing the current measurement values between the respective power conversion units without providing a determination reference value in advance. Therefore, even if the AC power output from the power conversion unit is unstable due to changes in the DC power input to the power conversion unit, the capacitor can be adjusted by comparing the current measurement values between the power conversion units. Since the deterioration is determined, it is possible to accurately determine the deterioration of the capacitor. As a result, compared to the case where an absolute determination reference value is provided in advance, it is possible to suppress erroneous determination due to disturbance when determining deterioration of the capacitor.

本発明によれば、上記のように、発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する場合においても、電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサの劣化を判定することができる。 According to the present invention, as described above, even when converting DC power from a power generation source into AC power and outputting it to the grid, it is possible to determine the deterioration of the filter capacitor connected to the power supply line. can.

第１実施形態による電力変換装置の構成を説明するためのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of a power conversion device according to a first embodiment. 第１実施形態による第１電力変換ユニットの構成について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of a first power conversion unit according to the first embodiment. 第１実施形態による交流フィルタ回路の構成について説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of an AC filter circuit according to the first embodiment. 第１実施形態によるインバータから出力される交流電力の電流について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the current of AC power output from the inverter according to the first embodiment. 第１実施形態による電流測定値のアナログデジタル変換について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining analog-to-digital conversion of current measurement values according to the first embodiment. 第１実施形態による積算電流値について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an integrated current value according to the first embodiment. 第１実施形態によるトレンド判定基準値について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining trend determination reference values according to the first embodiment. 第１実施形態によるコンデンサの異常を判定した場合における表示について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a display when an abnormality of a capacitor is determined according to the first embodiment. 第１実施形態による起動シーケンスの制御処理を説明するためのフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart diagram for explaining control processing of a startup sequence according to the first embodiment. 第２実施形態による電力変換装置の構成を説明するためのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of a power conversion device according to a second embodiment. 第３実施形態による電力変換装置の構成を説明するためのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of a power conversion device according to a third embodiment. 第１～第３実施形態の第１変形例による第１電力変換ユニットの構成について説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of a first power conversion unit according to a first modification of the first to third embodiments. 第１～第３実施形態の第２および第３変形例による交流フィルタ回路の構成について説明するための図であって、（Ａ）は第２変形例による交流フィルタ回路、（Ｂ）は第３変形例による交流フィルタ回路を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the AC filter circuit according to the second and third modifications of the first to third embodiments, in which (A) is the AC filter circuit according to the second modification, and (B) is the AC filter circuit according to the third modification. FIG. 7 is a diagram for explaining an AC filter circuit according to a modified example.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described based on the drawings.

［第１実施形態］
図１～図８を参照して、第１実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。 [First embodiment]
The configuration of a power conversion device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8.

図１に示すように、第１実施形態による電力変換装置１００は、太陽電池１０１からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナとして構成されている。電力変換装置１００は、太陽電池１０１を系統１０２に連系させるように構成されている。なお、太陽電池１０１は、特許請求の範囲の「太陽光発電装置」および「発電電力源」の一例である。 As shown in FIG. 1, a power conversion device 100 according to the first embodiment is configured as a power conditioner that converts DC power from a solar cell 101 into AC power. Power conversion device 100 is configured to connect solar cell 101 to grid 102 . Note that the solar cell 101 is an example of a "solar power generation device" and a "generated power source" in the claims.

（電力変換装置の全体構成）
第１実施形態による電力変換装置１００は、複数の電力変換ユニットを備える。具体的には、電力変換装置１００は、第１電力変換ユニット１０と、第２電力変換ユニット２０と、第３電力変換ユニット３０と、第４電力変換ユニット４０とを備える。複数の電力変換ユニットの各々は、太陽電池１０１と系統１０２との間に互いに並列に接続されている。複数の電力変換ユニットの各々は、共通の太陽電池１０１からの直流電力をそれぞれ変換することによって、交流電力を系統１０２に連系して出力するように構成されている。また、電力変換装置１００は、入力電圧測定部１と、表示部２と、制御部３とを備える。複数の電力変換ユニットは、共通の制御部３による制御によって、太陽電池１０１からの直流電力を交流電力に変換する電力変換動作を行う。また、制御部３は、特許請求の範囲の「共通の制御部」の一例である。 (Overall configuration of power converter)
The power conversion device 100 according to the first embodiment includes a plurality of power conversion units. Specifically, the power conversion device 100 includes a first power conversion unit 10, a second power conversion unit 20, a third power conversion unit 30, and a fourth power conversion unit 40. Each of the plurality of power conversion units is connected in parallel between the solar cell 101 and the grid 102. Each of the plurality of power conversion units is configured to connect and output AC power to the grid 102 by respectively converting DC power from a common solar cell 101. The power conversion device 100 also includes an input voltage measurement section 1, a display section 2, and a control section 3. The plurality of power conversion units perform a power conversion operation of converting DC power from the solar cell 101 into AC power under the control of the common control unit 3. Further, the control unit 3 is an example of a “common control unit” in the claims.

入力電圧測定部１は、太陽電池１０１から入力された入力電圧を測定する。すなわち、入力電圧測定部１は、太陽電池１０１から出力された直流電力の電圧値を測定する。そして、入力電圧測定部１は、測定された太陽電池１０１からの直流電力の電圧値を制御部３に送信する。 The input voltage measurement unit 1 measures the input voltage input from the solar cell 101. That is, the input voltage measurement unit 1 measures the voltage value of the DC power output from the solar cell 101. Then, the input voltage measurement unit 1 transmits the measured voltage value of the DC power from the solar cell 101 to the control unit 3.

表示部２は、制御部３による制御に基づいて、ユーザおよび検査作業者に対して、電力変換装置１００についての情報を報知するための表示を行う。表示部２は、たとえば、液晶ディスプレイを含む。 The display unit 2 displays information about the power conversion device 100 to the user and the inspection worker under the control of the control unit 3 . Display unit 2 includes, for example, a liquid crystal display.

制御部３は、電力変換装置１００の各部の動作を制御する。制御部３は、たとえば、ＣＰＵ３ａ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびフラッシュメモリ３ｂを有するマイコン（マイクロコントローラ）を含む。なお、制御部３による制御の詳細については、後述する。 The control section 3 controls the operation of each section of the power conversion device 100. The control unit 3 includes, for example, a microcomputer (microcontroller) having a CPU 3a (Central Processing Unit) and a flash memory 3b. Note that details of the control by the control unit 3 will be described later.

（電力変換ユニットの構成）
複数の電力変換ユニット（第１電力変換ユニット１０～第４電力変換ユニット４０）は、同様の構成を有する。そのため、第１電力変換ユニット１０の構成についてのみ図を用いて説明を行い、そのほかの第２電力変換ユニット２０～第４電力変換ユニット４０については、構成が同様のため説明を省略する。 (Configuration of power conversion unit)
The plurality of power conversion units (first power conversion unit 10 to fourth power conversion unit 40) have similar configurations. Therefore, only the configuration of the first power conversion unit 10 will be explained using the drawings, and the other second to fourth power conversion units 20 to 40 will not be explained because their configurations are similar.

図２に示すように、第１電力変換ユニット１０は、インバータ１１、電源ライン１２、コンデンサ１３、リアクトル１４、電流検出部１５、および、電磁開閉器１６を含む。なお、インバータ１１は、特許請求の範囲の「電力変換部」の一例である。 As shown in FIG. 2, the first power conversion unit 10 includes an inverter 11, a power line 12, a capacitor 13, a reactor 14, a current detection section 15, and an electromagnetic switch 16. Note that the inverter 11 is an example of a "power converter" in the claims.

インバータ１１は、太陽電池１０１からの直流電力を交流電力に変換して系統１０２に出力するように構成されている。具体的には、インバータ１１は、太陽電池１０１からの直流電力を変換して３相３線交流電力を出力することによって、系統１０２と連系するように構成されている。また、インバータ１１は、制御部３による制御によってオンオフを切り替えるスイッチング素子を含む。スイッチング素子は、たとえば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を含む。 Inverter 11 is configured to convert DC power from solar cell 101 into AC power and output it to grid 102 . Specifically, the inverter 11 is configured to be interconnected with the grid 102 by converting DC power from the solar cell 101 and outputting three-phase three-wire AC power. The inverter 11 also includes a switching element that is turned on and off under the control of the control unit 3 . The switching element includes, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).

電源ライン１２は、インバータ１１によって出力された交流電力が流れる導線である。電源ライン１２は、インバータ１１から出力された３相交流の各々が流れる３本の導線を含む。すなわち、電源ライン１２は、インバータ１１から出力された３相交流のうちの第１相が流れる第１相電源ライン１２ａと、３相交流のうちの第２相が流れる第２相電源ライン１２ｂと、３相交流のうちの第３相が流れる第３相電源ライン１２ｃとを含む。 The power line 12 is a conducting wire through which the AC power output by the inverter 11 flows. The power supply line 12 includes three conductive wires through which each of the three-phase alternating current output from the inverter 11 flows. That is, the power line 12 includes a first phase power line 12a through which the first phase of the three-phase AC output from the inverter 11 flows, and a second phase power line 12b through which the second phase of the three-phase AC flows. , and a third phase power line 12c through which the third phase of the three-phase alternating current flows.

コンデンサ１３は、インバータ１１から交流電力が出力される電源ライン１２に接続されているフィルタ用のコンデンサ１３を含む。コンデンサ１３は、３相交流の３つの電源ライン１２の各々に接続されている。すなわち、コンデンサ１３は、第１相電源ライン１２ａに接続されている第１相コンデンサ１３ａと、第２相電源ライン１２ｂに接続されている第２相コンデンサ１３ｂと、第３相電源ライン１２ｃに接続されている第３相コンデンサ１３ｃとを含む。 The capacitor 13 includes a filter capacitor 13 connected to the power supply line 12 from which the inverter 11 outputs AC power. The capacitor 13 is connected to each of the three three-phase AC power lines 12. That is, the capacitors 13 include a first phase capacitor 13a connected to the first phase power line 12a, a second phase capacitor 13b connected to the second phase power line 12b, and a third phase capacitor 13b connected to the third phase power line 12c. 3rd phase capacitor 13c.

また、コンデンサ１３は、電荷を蓄積することが可能な電子部品である。そして、コンデンサ１３に一定の電圧が与えられた場合、コンデンサ１３に蓄えることが可能な電荷の量である容量と、コンデンサ１３に流れる電流の大きさとが、比例関係となる。すなわち、コンデンサ１３の容量が低下した場合、コンデンサ１３に流れる電流の大きさは、容量の低下に比例して小さくなる。そして、コンデンサ１３が劣化した場合にはコンデンサ１３の容量が低下するため、一定電圧における電流値が低下した場合に、コンデンサ１３は、劣化していると判断される。 Further, the capacitor 13 is an electronic component capable of accumulating electric charge. When a constant voltage is applied to the capacitor 13, the capacitance, which is the amount of charge that can be stored in the capacitor 13, and the magnitude of the current flowing through the capacitor 13 are in a proportional relationship. That is, when the capacitance of the capacitor 13 decreases, the magnitude of the current flowing through the capacitor 13 decreases in proportion to the decrease in capacitance. Since the capacitance of the capacitor 13 decreases when the capacitor 13 deteriorates, it is determined that the capacitor 13 has deteriorated when the current value at a constant voltage decreases.

リアクトル１４は、インバータ１１から交流電力が出力される電源ライン１２に直列に接続されているフィルタ用のコイル（インダクタ）である。リアクトル１４は、３相交流の３つの電源ライン１２の各々に直列に接続されている。すなわち、リアクトル１４は、第１相電源ライン１２ａに直列に接続されている第１相リアクトル１４ａと、第２相電源ライン１２ｂに直列に接続されている第２相リアクトル１４ｂと、第３相電源ライン１２ｃに直列に接続されている第３相リアクトル１４ｃとを含む。 The reactor 14 is a filter coil (inductor) connected in series to the power supply line 12 from which AC power is output from the inverter 11 . The reactor 14 is connected in series to each of the three three-phase AC power lines 12. That is, the reactor 14 includes a first phase reactor 14a connected in series to the first phase power line 12a, a second phase reactor 14b connected in series to the second phase power line 12b, and a third phase reactor 14a connected in series to the first phase power line 12a. and a third phase reactor 14c connected in series to the line 12c.

また、図３に示すように、コンデンサ１３とリアクトル１４とによって交流フィルタ回路が構成される。この交流フィルタ回路は、ＬＣフィルタによって交流電流に含まれる高調波成分を除去するノイズ除去フィルタ（ローパスフィルタ）として機能する。すなわち、コンデンサ１３とリアクトル１４とによって構成された交流フィルタ回路によって、インバータ１１から出力される交流電流の高調波成分が抑制される。具体的には、交流フィルタ回路は、出力された交流電力の電流うち、周波数の高い成分を吸収（除去）するように構成されている。図４に示すように、インバータ１１は、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行うため、インバータ１１によって出力される電流には、スイッチング素子のオンオフの切り替わりに起因する高調波成分（リプル）が含まれる。インバータ１１から出力された交流電力の電流は、コンデンサ１３とリアクトル１４からなる交流フィルタ回路によって高調波成分が抑制され、滑らかな基本波成分の電流となる。 Further, as shown in FIG. 3, an AC filter circuit is configured by the capacitor 13 and the reactor 14. This AC filter circuit functions as a noise removal filter (low-pass filter) that removes harmonic components contained in AC current using an LC filter. That is, the harmonic components of the alternating current output from the inverter 11 are suppressed by the alternating current filter circuit constituted by the capacitor 13 and the reactor 14. Specifically, the AC filter circuit is configured to absorb (remove) high frequency components of the output AC power current. As shown in FIG. 4, the inverter 11 performs power conversion by switching the switching elements on and off, so the current output by the inverter 11 includes harmonic components (ripples) caused by the switching of the switching elements on and off. included. The AC power current output from the inverter 11 has harmonic components suppressed by an AC filter circuit including a capacitor 13 and a reactor 14, and becomes a smooth fundamental wave component current.

なお、ＬＣフィルタでは、コンデンサ１３の容量に応じて、高調波成分の削除される割合が変化する。具体的には、ＬＣフィルタに用いられるコンデンサ１３の容量が大きい場合には、より多くの高調波成分が除去される。すなわち、コンデンサ１３の容量が大きい場合、より低い周波数まで除去される。反対に、コンデンサ１３の容量が比較的小さい場合には、除去される高調波成分の割合は小さくなる。すなわち、コンデンサ１３の劣化に起因して容量が少なくなった場合には、除去される高調波の割合が小さくなる。 Note that in the LC filter, the rate at which harmonic components are removed changes depending on the capacitance of the capacitor 13. Specifically, when the capacitance of the capacitor 13 used in the LC filter is large, more harmonic components are removed. That is, when the capacitance of the capacitor 13 is large, even lower frequencies are removed. On the other hand, when the capacitance of the capacitor 13 is relatively small, the proportion of harmonic components removed becomes small. That is, when the capacitance of the capacitor 13 decreases due to deterioration, the proportion of harmonics removed becomes smaller.

電流検出部１５は、インバータ１１から出力された交流電力の電流を検出するように構成されている。電流検出部１５は、たとえば、変流器を含む。そして、電流検出部１５は、検出した電流をアナログ信号として制御部３に送信する。また、電流検出部１５は、インバータ１１から出力された３相交流の３つの電源ライン１２の各々に流れる電流を検出する。すなわち、電流検出部１５は、第１相電源ライン１２ａに流れる電流を検出する第１相電流検出部１５ａと、第２相電源ライン１２ｂに流れる電流を検出する第２相電流検出部１５ｂと、第３相電源ライン１２ｃに流れる電流を検出する第３相電流検出部１５ｃとを含む。 The current detection unit 15 is configured to detect the current of the AC power output from the inverter 11. Current detection unit 15 includes, for example, a current transformer. Then, the current detection section 15 transmits the detected current to the control section 3 as an analog signal. Further, the current detection unit 15 detects the current flowing through each of the three three-phase AC power lines 12 output from the inverter 11. That is, the current detection unit 15 includes a first phase current detection unit 15a that detects the current flowing in the first phase power line 12a, a second phase current detection unit 15b that detects the current flowing in the second phase power line 12b, It includes a third phase current detection section 15c that detects the current flowing in the third phase power supply line 12c.

電磁開閉器１６は、電源ライン１２の導通を開閉するように構成されている。電磁開閉器１６は、コイルを含む。そして、電磁開閉器１６は、制御部３による制御に基づいて、コイルを励磁することによって電源ライン１２の導通を開閉するように構成されている。すなわち、電磁開閉器１６は、制御部３による制御に基づいて電源ライン１２の導通を遮断する。そして、電磁開閉器１６は、インバータ１１からの交流電力の系統１０２への出力を遮断させる。 The electromagnetic switch 16 is configured to open and close the conduction of the power line 12. The electromagnetic switch 16 includes a coil. The electromagnetic switch 16 is configured to open and close the conduction of the power line 12 by exciting a coil under the control of the control unit 3 . That is, the electromagnetic switch 16 interrupts conduction of the power line 12 based on control by the control unit 3. Then, the electromagnetic switch 16 cuts off the output of AC power from the inverter 11 to the grid 102 .

上記のように、第１電力変換ユニット１０は、３相交流を出力するインバータ１１と、３相の各々に対応するように、３つの電源ライン１２と、３つのコンデンサ１３と、３つのリアクトル１４と、３つの電流検出部１５と、を含む。そして、第１電力変換ユニット１０～第４電力変換ユニット４０の４つの電力変換ユニットは同様の構成を有しているため、電力変換装置１００は、電源ライン１２、コンデンサ１３、リアクトル１４、および、電流検出部１５を、それぞれ１２個ずつ備える。そして、制御部３は、１２個の電流検出部１５によって検出された１２個の電流測定値に基づいて、電力変換装置１００の各部の動作を制御するように構成されている。 As described above, the first power conversion unit 10 includes an inverter 11 that outputs three-phase AC, three power lines 12, three capacitors 13, and three reactors 14 corresponding to each of the three phases. and three current detection units 15. Since the four power conversion units, the first power conversion unit 10 to the fourth power conversion unit 40, have similar configurations, the power conversion device 100 includes the power supply line 12, the capacitor 13, the reactor 14, and the Twelve current detecting sections 15 are each provided. The control section 3 is configured to control the operation of each section of the power conversion device 100 based on the 12 current measurement values detected by the 12 current detection sections 15.

（制御部による制御について）
次に、制御部３による電力変換装置１００の各部の動作の制御について説明する。なお、制御部３による第１電力変換ユニット１０の制御について説明し、第２電力変換ユニット２０～第４電力変換ユニット４０の制御については、同様の構成であり、制御部３による同様の制御によって動作するため説明を省略する。 (About control by control unit)
Next, control of the operation of each part of the power conversion device 100 by the control unit 3 will be explained. Note that the control of the first power conversion unit 10 by the control unit 3 will be explained, and the control of the second power conversion unit 20 to the fourth power conversion unit 40 has the same configuration, and the control of the first power conversion unit 10 by the control unit 3 will be explained. The explanation is omitted because it works.

〈制御部による電力変換動作の制御について〉
制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、インバータ１１による電力変換動作を制御するように構成されている。制御部３は、出力先の系統１０２の電流および電圧に応じて、インバータ１１に出力させる交流電力の電流および電圧を制御する。すなわち、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、インバータ１１から出力された交流電力の電流を監視しながら、インバータ１１の電力変換動作をフィードバック制御する。具体的には、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、インバータ１１に含まれるスイッチング素子のオンオフのタイミングを制御することによって、インバータ１１の電力変換動作を制御する。 <About control of power conversion operation by the control unit>
The control unit 3 is configured to control the power conversion operation by the inverter 11 based on the current measurement value detected by the current detection unit 15. The control unit 3 controls the current and voltage of the AC power output to the inverter 11 according to the current and voltage of the output destination system 102. That is, based on the current measurement value detected by the current detection unit 15, the power conversion operation of the inverter 11 is feedback-controlled while monitoring the current of the AC power output from the inverter 11. Specifically, the control unit 3 controls the power conversion operation of the inverter 11 by controlling the on/off timing of switching elements included in the inverter 11 based on the current measurement value detected by the current detection unit 15. do.

〈制御部によるコンデンサの劣化判定動作について〉
また、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。すなわち、制御部３は、インバータ１１による電力変換動作の制御と、コンデンサ１３の劣化の判定とを、共通の電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて行うように構成されている。また、第１実施形態では、インバータ１１による電力変換動作と、コンデンサ１３の劣化の判定とが共通の制御部３によって制御される。 <About capacitor deterioration judgment operation by the control unit>
Further, the control unit 3 is configured to determine deterioration of the capacitor 13 based on the current measurement value detected by the current detection unit 15. That is, the control unit 3 is configured to control the power conversion operation by the inverter 11 and determine whether the capacitor 13 has deteriorated based on the current measurement value detected by the common current detection unit 15. Further, in the first embodiment, the power conversion operation by the inverter 11 and the determination of deterioration of the capacitor 13 are controlled by the common control unit 3.

制御部３は、複数の電力変換ユニット（第１電力変換ユニット１０～第４電力変換ユニット４０）に含まれるコンデンサ１３の各々について、それぞれ検出された電流測定値に基づいて、劣化の判定を行う。すなわち、制御部３は、１２個のコンデンサ１３の各々について、対応する１２個の電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて劣化の判定を行う。たとえば、制御部３は、第１相電流検出部１５ａによって検出された電流測定値に基づいて、第１電力変換ユニット１０に含まれる第１相電源ライン１２ａに接続された第１相コンデンサ１３ａの劣化を判定する。 The control unit 3 determines deterioration of each of the capacitors 13 included in the plurality of power conversion units (first power conversion unit 10 to fourth power conversion unit 40) based on the detected current measurement value. . That is, the control unit 3 determines deterioration of each of the 12 capacitors 13 based on the current measurement values detected by the 12 corresponding current detection units 15. For example, the control unit 3 controls the voltage of the first phase capacitor 13a connected to the first phase power line 12a included in the first power conversion unit 10 based on the current measurement value detected by the first phase current detection unit 15a. Determine deterioration.

また、制御部３は、起動時に、インバータ１１と系統１０２とを遮断させた状態で、電力変換動作を制御し、電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定する。具体的には、制御部３は、インバータ１１から系統１０２への交流電力の出力を電磁開閉器１６によって遮断させた状態で、コンデンサ１３の劣化の判定を行う。すなわち、制御部３は、系統１０２への出力を遮断させた状態でインバータ１１に電力変換動作を行わせることによって、インバータ１１から出力された交流電力をコンデンサ１３に流す。また、制御部３は、コンデンサ１３の劣化の判定を行う場合に、インバータ１１に一定の電圧および一定の周波数の交流電力を出力させる。たとえば、制御部３は、コンデンサ１３の劣化を判定する場合には、電圧が２７０Ｖ、かつ、周波数が６０Ｈｚの一定の交流電力をインバータ１１に出力させる。 Moreover, at the time of startup, the control unit 3 controls the power conversion operation in a state where the inverter 11 and the grid 102 are cut off, and determines the deterioration of the capacitor 13 based on the current measurement value. Specifically, the control unit 3 determines the deterioration of the capacitor 13 while the output of AC power from the inverter 11 to the grid 102 is cut off by the electromagnetic switch 16. That is, the control unit 3 allows the AC power output from the inverter 11 to flow through the capacitor 13 by causing the inverter 11 to perform a power conversion operation while the output to the grid 102 is cut off. Further, when determining whether the capacitor 13 has deteriorated, the control unit 3 causes the inverter 11 to output AC power at a constant voltage and a constant frequency. For example, when determining the deterioration of the capacitor 13, the control unit 3 causes the inverter 11 to output constant AC power with a voltage of 270V and a frequency of 60Hz.

ここで、インバータ１１から出力される交流電力の電流は、基本波成分と高調波成分（リプル）とを含む。第１実施形態では、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。具体的には、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。 Here, the current of AC power output from the inverter 11 includes a fundamental wave component and a harmonic component (ripple). In the first embodiment, the control unit 3 converts the current detected by the current detection unit 15 from analog to digital based on the timing of switching on/off of the switching element, and also converts the current detected by the current detection unit 15 into a current measurement value based on the analog-to-digital converted current. is configured to obtain. Specifically, the control unit 3 converts the current detected by the current detection unit 15 from analog to digital at an intermediate timing between the timing of switching the switching element on and off, and converts the current detected by the current detection unit 15 from analog to digital based on the analog-to-digital converted current. and configured to obtain current measurements.

図５に示すように、インバータ１１によって出力される交流電力は、インバータ１１に含まれるスイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいて高調波成分（リプル）が含まれる。制御部３は、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいて、電流検出部１５によって検出された電流をアナログデジタル変換する。すなわち、制御部３は、インバータ１１によって出力された交流電力の電流におけるリプルの中間の値を取得するように、インバータ１１に含まれるスイッチング素子のスイッチングのタイミングに合わせて、検出された電流をサンプリングする。このように、制御部３は、インバータ１１によって出力された交流電力の電流において、高調波成分を含まない基本波成分を抽出するように、取得された電流測定値をアナログデジタル変換する。 As shown in FIG. 5, the AC power output by the inverter 11 includes harmonic components (ripples) based on the timing at which switching elements included in the inverter 11 are turned on and off. The control unit 3 converts the current detected by the current detection unit 15 from analog to digital at an intermediate timing between the timings at which the switching elements are turned on and off. That is, the control unit 3 samples the detected current in accordance with the switching timing of the switching elements included in the inverter 11 so as to obtain an intermediate value of the ripple in the current of the AC power output by the inverter 11. do. In this way, the control unit 3 performs analog-to-digital conversion on the obtained current measurement value so as to extract the fundamental wave component that does not include harmonic components in the current of the AC power output by the inverter 11.

また、図６に示すように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値を積算するとともに、積算された電流測定値である積算電流値Ｓと、予め設定された判定基準値Ｐとを比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。具体的には、制御部３は、所定の期間Δｔにおいて取得された電流測定値の二乗の値を積算する（時間について積分する）ことによって積算電流値Ｓを取得する。そして、制御部３は、積算電流値Ｓが、予め設定された判定基準値Ｐを含む判定範囲αに含まれるか否かによって、コンデンサ１３の容量が正常であるか否かを判断する。そして、制御部３は、コンデンサ１３の容量が正常ではないと判断された場合に、コンデンサ１３が劣化していると判定する。所定の期間Δｔは、電流測定値の取得を開始した時点（０秒）からｔ秒までの期間を表す。所定の期間Δｔは、たとえば、２０秒間である。なお、積算電流値Ｓは、取得された電流測定値の二乗の値ではなく、取得された電流測定値の絶対値を積算して取得されるようにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 6, the control unit 3 integrates the current measurement values detected by the current detection unit 15, and also calculates an integrated current value S, which is the integrated current measurement value, and a preset determination criterion. The deterioration of the capacitor 13 is determined by comparing the value P with the capacitor 13. Specifically, the control unit 3 obtains the integrated current value S by integrating the square values of the current measurement values obtained during a predetermined period Δt (integrating with respect to time). Then, the control unit 3 determines whether the capacitance of the capacitor 13 is normal based on whether the integrated current value S is included in a determination range α that includes a preset determination reference value P. Then, when it is determined that the capacitance of the capacitor 13 is not normal, the control section 3 determines that the capacitor 13 has deteriorated. The predetermined period Δt represents a period from the time point (0 seconds) when acquiring the current measurement value is started to t seconds. The predetermined period Δt is, for example, 20 seconds. Note that the integrated current value S may be obtained by integrating the absolute values of the obtained current measurement values instead of the square value of the obtained current measurement values.

また、判定基準値Ｐは、たとえば、コンデンサ１３が正常な場合に（正常な容量である場合に）取得される積算電流値Ｓである。具体的には、インバータ１１によって出力される交流電力の周波数をｆ、電圧値をＶ、コンデンサ１３の容量理論値をＣ、ゲインをＫとすると、判定基準値Ｐは式（１）によって取得される。

Figure 0007347270000001
ここで、ゲインＫは、演算の結果として取得される積算値の値がマイコンの表現可能範囲に収まるように（オーバーフローしないように）適宜決定される定数である。 Further, the determination reference value P is, for example, an integrated current value S obtained when the capacitor 13 is normal (when it has a normal capacity). Specifically, when the frequency of the AC power output by the inverter 11 is f, the voltage value is V, the theoretical capacity value of the capacitor 13 is C, and the gain is K, the determination reference value P is obtained by equation (1). Ru.
Figure 0007347270000001
 Here, the gain K is a constant that is appropriately determined so that the value of the integrated value obtained as a result of the calculation falls within the expressible range of the microcomputer (so as not to overflow).

また、判定範囲αは、たとえば、判定基準値Ｐに対して、７５％以上１２５％以下の値の範囲である。 Further, the determination range α is, for example, a value range of 75% or more and 125% or less with respect to the determination reference value P.

また、第１実施形態では、制御部３は、電流検出部１５によって、過去の起動時に検出された電流測定値と新しく測定された電流測定値とに基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。 Further, in the first embodiment, the control unit 3 causes the current detection unit 15 to determine deterioration of the capacitor 13 based on the current measurement value detected at the time of past startup and the newly measured current measurement value. It is composed of

具体的には、図７に示すように、制御部３は、過去の起動時において取得された積算電流値Ｓの平均値をトレンド判定基準値Ｑとして、フラッシュメモリ３ｂに記憶する。具体的には、１２個のコンデンサ１３の各々について、対応するトレンド判定基準値Ｑがフラッシュメモリ３ｂに記憶される。そして、制御部３は、たとえば、トレンド判定基準値Ｑの９０％以上１１０％以下の値の範囲をトレンド判定範囲βとして取得する。制御部３は、取得された積算電流値Ｓが、トレンド判定範囲βに含まれるか否かを判断することによって、コンデンサ１３の劣化を判定する。すなわち、制御部３は、取得された積算電流値Ｓがトレンド判定範囲βに含まれない場合に、コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果を取得する。 Specifically, as shown in FIG. 7, the control unit 3 stores the average value of the integrated current values S acquired during past startups as the trend determination reference value Q in the flash memory 3b. Specifically, for each of the 12 capacitors 13, the corresponding trend determination reference value Q is stored in the flash memory 3b. Then, the control unit 3 obtains, for example, a range of values from 90% to 110% of the trend determination reference value Q as the trend determination range β. The control unit 3 determines deterioration of the capacitor 13 by determining whether the acquired integrated current value S is included in the trend determination range β. That is, the control unit 3 obtains a determination result that the capacitor 13 has deteriorated when the acquired integrated current value S is not included in the trend determination range β.

また、制御部３は、新しく取得された積算電流値Ｓに基づいて、フラッシュメモリ３ｂに記憶されているトレンド判定基準値Ｑを更新する。具体的には、制御部３は、過去の積算電流値Ｓの平均値であるトレンド判定基準値Ｑと、過去に積算電流値Ｓを取得した回数（コンデンサ１３の劣化判定を行った回数）をフラッシュメモリ３ｂに記憶する。そして、記憶されたトレンド判定基準値Ｑおよび判定回数と、新たに取得された積算電流値Ｓとに基づいて、これまでに取得された積算電流値Ｓの平均値を新たに算出する。そして、制御部３は、新たに算出された積算電流値Ｓの平均値を新たなトレンド判定基準値Ｑとしてフラッシュメモリ３ｂに記憶する。 Furthermore, the control unit 3 updates the trend determination reference value Q stored in the flash memory 3b based on the newly acquired integrated current value S. Specifically, the control unit 3 uses the trend determination reference value Q, which is the average value of the past cumulative current values S, and the number of times the cumulative current value S was acquired in the past (the number of times the deterioration of the capacitor 13 was determined). It is stored in the flash memory 3b. Then, based on the stored trend determination reference value Q and the number of times of determination, and the newly acquired cumulative current value S, a new average value of the cumulative current values S acquired so far is calculated. Then, the control unit 3 stores the newly calculated average value of the integrated current values S as a new trend determination reference value Q in the flash memory 3b.

制御部３は、取得された電流測定値の積算値である積算電流値Ｓが、判定範囲αに含まれていて、かつ、トレンド判定範囲βに含まれている場合には、取得された電流測定値に対応するコンデンサ１３は正常であると判定する。そして、制御部３は、取得された積算電流値Ｓが判定範囲αに含まれていない場合、または、取得された積算電流値Ｓがトレンド判定範囲βに含まれない場合に、取得された電流測定値に対応するコンデンサ１３が劣化していると判定する。 If the cumulative current value S, which is the cumulative value of the acquired current measurement values, is included in the determination range α and included in the trend determination range β, the control unit 3 controls the acquired current It is determined that the capacitor 13 corresponding to the measured value is normal. Then, when the acquired cumulative current value S is not included in the determination range α, or when the acquired cumulative current value S is not included in the trend determination range β, the control unit 3 controls the acquired current It is determined that the capacitor 13 corresponding to the measured value has deteriorated.

〈起動時における制御〉
太陽電池１０１は、一般に、一日のうちの日の出から日没までの間に発電量が変化する。制御部３は、入力電圧測定部１によって測定された太陽電池１０１からの入力電圧に基づいて、電力変換装置１００の起動および停止を制御するように構成されている。 <Control at startup>
Generally, the amount of power generated by the solar cell 101 changes from sunrise to sunset in a day. The control unit 3 is configured to control starting and stopping of the power conversion device 100 based on the input voltage from the solar cell 101 measured by the input voltage measurement unit 1.

そして、制御部３は、電力変換装置１００の起動時に、インバータ１１と系統１０２とを遮断させた状態で、インバータ１１による電力変換動作を制御し、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化の判定を行うように構成されている。具体的には、制御部３は、太陽電池１０１の起動時に出力された直流電力の電圧が予め定められた所定の起動電圧値よりも大きい場合に、電力変換装置１００を起動し、インバータ１１の電力変換動作を開始させるように構成されている。そして、制御部３は、電力変換装置１００の起動時（インバータ１１による電力変換動作の開始時）に起動シーケンスを実行するように構成されている。制御部３は、インバータ１１からの交流電力を系統１０２に出力させる前に、起動シーケンスを実行する。そして、制御部３は、起動シーケンスにおいて、インバータ１１の電力変換動作を行って、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。 Then, when the power conversion device 100 is started, the control unit 3 controls the power conversion operation by the inverter 11 with the inverter 11 and the grid 102 cut off, and adjusts the current measurement value detected by the current detection unit 15 to Based on this, the deterioration of the capacitor 13 is determined. Specifically, when the voltage of the DC power output at the time of starting the solar cell 101 is higher than a predetermined starting voltage value, the control unit 3 starts the power converter 100 and turns on the inverter 11. The power converter is configured to initiate a power conversion operation. The control unit 3 is configured to execute a startup sequence when the power conversion device 100 is started (when the power conversion operation by the inverter 11 is started). The control unit 3 executes a startup sequence before outputting the AC power from the inverter 11 to the grid 102. In the startup sequence, the control unit 3 is configured to perform a power conversion operation of the inverter 11 and determine deterioration of the capacitor 13 based on the current measurement value detected by the current detection unit 15.

制御部３は、起動シーケンスにおいて、コンデンサ１３の劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている。具体的には、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化の判定を行い、電力変換装置１００に含まれる複数のコンデンサ１３のうちの少なくとも１つのコンデンサ１３が劣化していると判定された場合、再度、電流測定値を取得するとともに、再度取得された電流測定値に基づいてコンデンサ１３の劣化の判定動作を行う。そして、制御部３は、３回続けてコンデンサ１３が劣化しているとする判定結果を取得した場合に、コンデンサ１３が劣化していると判断する。 The control unit 3 is configured to perform a determination operation for determining deterioration of the capacitor 13 multiple times in the startup sequence. Specifically, the control unit 3 determines the deterioration of the capacitor 13 based on the current measurement value detected by the current detection unit 15, and determines whether at least one of the plurality of capacitors 13 included in the power conversion device 100 If it is determined that one of the capacitors 13 has deteriorated, the current measurement value is obtained again, and the deterioration determination operation of the capacitor 13 is performed based on the current measurement value obtained again. Then, when the control unit 3 obtains a determination result indicating that the capacitor 13 has deteriorated three times in a row, it determines that the capacitor 13 has deteriorated.

また、図８に示すように、制御部３は、コンデンサ１３の劣化を示す情報を、表示部２に表示する。具体的には、制御部３は、第１電力変換ユニット１０～第４電力変換ユニット４０のうちのいずれの電力変換ユニットにおける３相交流のうちいずれの相に対応するコンデンサ１３が劣化していると判断されたかについての情報を表示部２に表示させる。 Further, as shown in FIG. 8, the control unit 3 displays information indicating deterioration of the capacitor 13 on the display unit 2. Specifically, the control unit 3 determines whether the capacitor 13 corresponding to which phase of the three-phase AC in any of the first to fourth power conversion units 10 to 40 has deteriorated. The display unit 2 displays information as to whether it has been determined that this is the case.

また、制御部３は、コンデンサ１３の劣化判定を行った結果、コンデンサ１３が正常である（劣化していない）とする判定結果を取得した場合に、判定結果と対応するコンデンサ１３が正常であると判断する。そして、制御部３は、コンデンサ１３が正常であると判断された場合に、インバータ１１からの出力と系統１０２とを連系させる。具体的には、制御部３は、複数の電力変換ユニットに含まれる全てのコンデンサ１３が正常であると判断された場合に、インバータ１１と系統１０２とを接続する。そして、制御部３は、全てのコンデンサ１３が正常であると判断された場合に、インバータ１１と系統１０２との連系を開始させる。すなわち、制御部３は、全てのコンデンサ１３が正常であると判断された場合に、インバータ１１からの交流電力を系統１０２に出力する。 Further, when the control unit 3 obtains a determination result indicating that the capacitor 13 is normal (not deteriorated) as a result of determining the deterioration of the capacitor 13, the control unit 3 determines that the capacitor 13 corresponding to the determination result is normal. I judge that. Then, when it is determined that the capacitor 13 is normal, the control unit 3 interconnects the output from the inverter 11 and the system 102. Specifically, the control unit 3 connects the inverter 11 and the system 102 when it is determined that all the capacitors 13 included in the plurality of power conversion units are normal. Then, when it is determined that all the capacitors 13 are normal, the control unit 3 starts interconnection between the inverter 11 and the grid 102. That is, the control unit 3 outputs the AC power from the inverter 11 to the grid 102 when it is determined that all the capacitors 13 are normal.

（起動シーケンスにおける制御処理）
次に、図９を参照して、第１実施形態による電力変換装置１００による起動シーケンスに関する制御処理フローについて説明する。この電力変換装置１００による起動シーケンスに関する制御は、制御部３により実行される。 (Control processing in startup sequence)
Next, with reference to FIG. 9, a control processing flow regarding the startup sequence by the power conversion device 100 according to the first embodiment will be described. Control regarding the startup sequence by the power conversion device 100 is executed by the control unit 3.

まず、ステップ５０１において、入力電圧測定部１によって測定された太陽電池１０１からの直流電力の電圧値が、起動電圧値よりも大きいか否かが判断される。入力電圧測定部１によって測定された入力電圧が、起動電圧値よりも大きい場合は、ステップ５０２に進む。 First, in step 501, it is determined whether the voltage value of the DC power from the solar cell 101 measured by the input voltage measurement unit 1 is larger than the starting voltage value. If the input voltage measured by the input voltage measuring section 1 is larger than the starting voltage value, the process proceeds to step 502.

ステップ５０２では、系統１０２が正常か否かが判断される。すなわち、系統１０２の電圧および周波数が正常な値であるか否かが判断される。系統１０２が正常であると判断された場合はステップ５０３に進む。そして、系統１０２が正常ではないと判断された場合は、ステップ５０１に戻る。 In step 502, it is determined whether the system 102 is normal. That is, it is determined whether the voltage and frequency of the system 102 are normal values. If it is determined that the system 102 is normal, the process advances to step 503. If it is determined that the system 102 is not normal, the process returns to step 501.

ステップ５０３では、故障コードが取得されているか否かが判断される。すなわち、電力変換装置１００の各部の異常を示す故障コードが取得されているか否かが判断される。たとえば、インバータ１１に過電流が生じている場合、または、インバータ１１に入力される電圧が通常よりも大きい値である場合などに、故障コードが取得される。故障コードが取得されていないと判断された場合はステップ５０４に進む。故障コードが取得されていると判断された場合はステップ５０１に戻る。 In step 503, it is determined whether a fault code has been acquired. That is, it is determined whether a failure code indicating an abnormality in each part of the power conversion device 100 has been acquired. For example, a fault code is acquired when an overcurrent occurs in the inverter 11 or when the voltage input to the inverter 11 has a value larger than normal. If it is determined that no fault code has been acquired, the process advances to step 504. If it is determined that a failure code has been acquired, the process returns to step 501.

ステップ５０４では、電磁開閉器１６によって電源ライン１２の導通が遮断された状態で、インバータ１１による電力変換動作が開始される。そして、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化についての判定動作が行われる。 In step 504, the power conversion operation by the inverter 11 is started with the electromagnetic switch 16 cutting off the conduction of the power line 12. Then, based on the current measurement value detected by the current detection unit 15, a determination operation regarding deterioration of the capacitor 13 is performed.

次に、ステップ５０５において、コンデンサ１３が正常か否かが判断される。コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果が取得された場合は、ステップ５０６に進む。なお、電力変換装置１００に含まれる、１２個のコンデンサ１３のうち、少なくとも１つのコンデンサ１３について、コンデンサ１３が劣化していると判定された場合には、ステップ５０６に進む。コンデンサ１３が正常であるとする判定結果が取得された場合には、ステップ５０８に進む。すなわち、全てのコンデンサ１３が正常であると判定された場合に、ステップ５０８に進む。 Next, in step 505, it is determined whether the capacitor 13 is normal. If a determination result indicating that the capacitor 13 has deteriorated is obtained, the process advances to step 506. Note that if it is determined that at least one capacitor 13 among the 12 capacitors 13 included in the power converter 100 has deteriorated, the process advances to step 506. If a determination result indicating that the capacitor 13 is normal is obtained, the process advances to step 508. That is, if all capacitors 13 are determined to be normal, the process advances to step 508.

ステップ５０６では、コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果が取得されたのが３回目であるか否かが判定される。コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果が取得されたのが３回目であると判断された場合には、ステップ５０７に進む。コンデンサ１３が劣化しているとする判定結果が取得されたのが３回目ではないと判断された場合には、ステップ５０１に戻る。 In step 506, it is determined whether this is the third time that a determination result indicating that the capacitor 13 has deteriorated has been obtained. If it is determined that this is the third time that the determination result indicating that the capacitor 13 has deteriorated has been obtained, the process advances to step 507. If it is determined that this is not the third time that the determination result indicating that the capacitor 13 has deteriorated has been obtained, the process returns to step 501.

ステップ５０７では、劣化していると判定されたコンデンサ１３が故障しているとする故障コードが取得される。そして、表示部２に、対応するコンデンサ１３の故障を示す情報が表示される。 In step 507, a failure code indicating that the capacitor 13 determined to be deteriorated is out of order is acquired. Then, information indicating a failure of the corresponding capacitor 13 is displayed on the display unit 2.

ステップ５０８では、コンデンサ１３が正常であると判断された場合に、系統１０２と電圧および周波数を同期させて、インバータ１１と系統１０２との連系が行われる。すなわち、太陽電池１０１からの直流電力を交流電力に変換させるとともに、系統１０２に出力する。 In step 508, if it is determined that the capacitor 13 is normal, the inverter 11 and the grid 102 are interconnected by synchronizing the voltage and frequency with the grid 102. That is, the DC power from the solar cell 101 is converted into AC power and output to the grid 102.

［第１実施形態の効果］
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 [Effects of the first embodiment]
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第１実施形態では、上記のように、インバータ１１（電力変換部）から系統１０２への交流電力の出力を遮断させた状態で、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定する制御部３を備える。これにより、系統１０２への出力を遮断した状態でコンデンサ１３に流れる電流の電流測定値を電流検出部１５によって検出することができる。そのため、系統１０２側の電圧および周波数の変化に起因してインバータ１１から出力される電力が不安定になることを抑制しながら、コンデンサ１３に流れる電流の電流測定値を検出することができる。したがって、インバータ１１によって出力された一定の電圧かつ一定の周波数の交流電力を用いてコンデンサ１３に流れる電流の電流計測値を検出することができるため、コンデンサ１３の容量の変化に起因する電流測定値の変化を精度よく検出することができる。その結果、太陽電池１０１（発電電力源）からの直流電力を交流電力に変換して系統１０２に出力する場合においても、電源ライン１２に接続されたフィルタ用のコンデンサ１３の劣化を判定することができる。 In the first embodiment, as described above, the capacitor is 13 is provided. Thereby, the current measurement value of the current flowing through the capacitor 13 can be detected by the current detection unit 15 while the output to the system 102 is cut off. Therefore, the current measurement value of the current flowing through the capacitor 13 can be detected while suppressing instability of the power output from the inverter 11 due to changes in the voltage and frequency on the side of the grid 102. Therefore, since the current measurement value of the current flowing through the capacitor 13 can be detected using the AC power of a constant voltage and constant frequency output by the inverter 11, the current measurement value due to the change in the capacitance of the capacitor 13 can be detected. changes can be detected with high accuracy. As a result, even when converting DC power from the solar cell 101 (generated power source) into AC power and outputting it to the grid 102, it is possible to determine the deterioration of the filter capacitor 13 connected to the power supply line 12. can.

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいてインバータ１１（電力変換部）による電力変換動作を制御するとともに、コンデンサ１３の劣化を判定する共通の制御部３を含む。このように構成すれば、共通の制御部３によって、インバータ１１による電力変換動作の制御と、コンデンサ１３の劣化の判定を行うための制御とを行うことができる。そのため、インバータ１１による電力変換動作の制御と、コンデンサ１３の劣化判定を行うための制御とを、それぞれ別個の制御部３によって行う場合に比べて、装置構成の複雑化を抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the control unit 3 controls the power conversion operation by the inverter 11 (power conversion unit) based on the current measurement value detected by the current detection unit 15, and also controls the power conversion operation by the inverter 11 (power conversion unit). It includes a common control section 3 that determines the deterioration of the. With this configuration, the common control unit 3 can control the power conversion operation by the inverter 11 and control for determining deterioration of the capacitor 13. Therefore, compared to the case where the control of the power conversion operation by the inverter 11 and the control for determining the deterioration of the capacitor 13 are performed by separate control units 3, the complexity of the device configuration can be suppressed.

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、起動時に、インバータ１１（電力変換部）と系統１０２とを遮断させた状態で、電力変換動作を制御し、電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定する。このように構成すれば、毎回の起動時において、コンデンサ１３の劣化の判定を行うことができる。そのため、コンデンサ１３が劣化した状態のまま装置を稼働し続けることを抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the control unit 3 controls the power conversion operation in a state where the inverter 11 (power conversion unit) and the grid 102 are cut off at the time of startup, and changes the current measurement value to Based on this, the deterioration of the capacitor 13 is determined. With this configuration, it is possible to determine the deterioration of the capacitor 13 at each startup. Therefore, it is possible to prevent the device from continuing to operate with the capacitor 13 in a deteriorated state.

また、第１実施形態では、制御部３は、コンデンサ１３が正常と判断された場合に、インバータ１１（電力変換部）と系統１０２とを連系させる。ここで、フィルタ用のコンデンサ１３は、インバータ１１から出力される交流電力から高調波を抑制するために用いられるものであるため、コンデンサ１３が劣化した状態で系統１０２と連系させた場合には、系統１０２側に高調波が含まれた状態の交流電力を出力することとなる。そのため、上記のように、コンデンサ１３が正常と判断された場合に、インバータ１１と系統１０２とを連系させるように構成すれば、劣化判定を行った結果コンデンサ１３が正常であると判断された場合にインバータ１１と系統１０２との連系を行うため、コンデンサ１３が劣化した状態でインバータ１１と系統１０２との連系を開始させることを抑制することができる。その結果、系統１０２側に高調波が含まれた状態の交流電力を出力することを効果的に抑制することができる。なお、「連系」とは、系統１０２の電圧および周波数に基づいて出力される交流電力の電圧および周波数を変更しながら、インバータ１１から系統１０２に交流電力を出力することである。 Further, in the first embodiment, the control unit 3 interconnects the inverter 11 (power conversion unit) and the grid 102 when the capacitor 13 is determined to be normal. Here, the filter capacitor 13 is used to suppress harmonics from the AC power output from the inverter 11, so if the capacitor 13 is connected to the grid 102 in a deteriorated state, , AC power containing harmonics will be output to the grid 102 side. Therefore, as described above, if the inverter 11 and the grid 102 are configured to be interconnected when the capacitor 13 is determined to be normal, the capacitor 13 is determined to be normal as a result of the deterioration determination. In this case, since the inverter 11 and the grid 102 are interconnected, it is possible to prevent the inverter 11 and the grid 102 from being interconnected in a state where the capacitor 13 is deteriorated. As a result, output of AC power containing harmonics to the grid 102 side can be effectively suppressed. Note that "grid interconnection" refers to outputting AC power from the inverter 11 to the grid 102 while changing the voltage and frequency of the output AC power based on the voltage and frequency of the grid 102.

また、第１実施形態では、上記のように、発電電力源は、太陽電池１０１（太陽光発電装置）を含み、制御部３は、太陽電池１０１の起動時に出力された直流電力の電圧が所定の電圧値よりも大きい場合に、インバータ１１（電力変換部）の電力変換動作を行って電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。ここで、太陽電池１０１は、一般に、一日に一回毎朝起動する。そのため、太陽電池１０１の起動に合わせて、コンデンサ１３の劣化の判定を行うことができるので、コンデンサ１３が劣化した状態のまま数日間に亘って装置を稼働させ続けることを抑制することができる。また、毎朝の起動時に判定を行うことができるため、日中の日差しが強い（効率よく発電が行える）時間帯に、電力変換装置１００による系統１０２に対する出力を停止させてコンデンサ１３の劣化を判定する必要がなくなるため、太陽光発電の効率を落とすことなく、コンデンサ１３の劣化を判定することができる。そのため、太陽光発電による発電の機会を効果的に活用することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the power generation source includes the solar cell 101 (solar power generation device), and the control unit 3 controls the voltage of the DC power output at the time of starting the solar cell 101 to a predetermined value. is configured to determine whether the capacitor 13 has deteriorated based on the current measurement value detected by the current detection unit 15 by performing a power conversion operation of the inverter 11 (power conversion unit) when the voltage value is larger than the voltage value of the inverter 11 (power conversion unit). There is. Here, the solar cell 101 is generally activated once a day every morning. Therefore, since the deterioration of the capacitor 13 can be determined in conjunction with the activation of the solar cell 101, it is possible to prevent the device from continuing to operate for several days with the capacitor 13 in a deteriorated state. In addition, since the determination can be made at startup every morning, the deterioration of the capacitor 13 can be determined by stopping the output from the power converter 100 to the grid 102 during the daytime hours when sunlight is strong (generating power efficiently). Therefore, it is possible to determine whether the capacitor 13 has deteriorated without reducing the efficiency of solar power generation. Therefore, opportunities for power generation through solar power generation can be effectively utilized.

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値に基づいてコンデンサ１３の劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている。このように構成すれば、たとえば、インバータ１１（電力変換部）に入力される電力の一時的な電圧低下などに起因して、検出された電流測定値の値が変化した場合にも、判定動作を複数回行うことによって、再度コンデンサ１３の劣化を判定することができる。そのため、コンデンサ１３の劣化以外の要因に起因して電流測定値が変化した場合における、コンデンサ１３の劣化の誤判定を極力抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the control unit 3 is configured to perform the determination operation for determining deterioration of the capacitor 13 multiple times based on the current measurement value detected by the current detection unit 15. There is. With this configuration, even if the detected current measurement value changes due to, for example, a temporary voltage drop in the power input to the inverter 11 (power conversion unit), the determination operation can be performed. By repeating this multiple times, it is possible to determine the deterioration of the capacitor 13 again. Therefore, when the measured current value changes due to a factor other than the deterioration of the capacitor 13, it is possible to suppress as much as possible an erroneous determination that the capacitor 13 has deteriorated.

また、第１実施形態では、上記のように、インバータ１１（電力変換部）は、制御部３の制御によってオンオフを切り替えるスイッチング素子を含み、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。ここで、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行う場合には、出力された交流電力の電流は、高調波成分（リプル）を含む電流となる。このような高調波成分を含む電流では、検出される電流の値が高調波成分によって変化するため、コンデンサ１３の劣化による電流の変化を検出することが困難となる。この点を考慮して、第１実施形態では、制御部３を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいて電流をアナログデジタル変換するように構成する。これにより、スイッチング素子のオンオフの切り替えに起因する高調波成分を避けながら電流測定値を取得することができる。その結果、ローパスフィルタ回路などの新たな装置構成を設けることなく、高調波成分が抑制された電流測定値を取得することができる。これにより、高調波成分を抑制するための新たな回路を設けることによる回路構成の複雑化を抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the inverter 11 (power conversion section) includes a switching element that is turned on and off under the control of the control section 3, and the control section 3 detects the current detected by the current detection section 15. is configured to perform analog-to-digital conversion based on the timing of switching on and off of the switching element, and to obtain a current measurement value based on the analog-to-digital converted current. Here, when power conversion is performed by switching on and off of a switching element, the current of the output AC power becomes a current containing harmonic components (ripple). In a current that includes such harmonic components, the value of the detected current changes depending on the harmonic components, making it difficult to detect changes in the current due to deterioration of the capacitor 13. In consideration of this point, in the first embodiment, the control unit 3 is configured to perform analog-to-digital conversion of the current based on the timing of switching on/off of the switching element. Thereby, a current measurement value can be obtained while avoiding harmonic components caused by switching the switching element on and off. As a result, a current measurement value with suppressed harmonic components can be obtained without providing a new device configuration such as a low-pass filter circuit. Thereby, it is possible to suppress the complexity of the circuit configuration due to the provision of a new circuit for suppressing harmonic components.

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて電流測定値を取得するように構成されている。ここで、スイッチング素子のオンオフを切り替えて電力変換を行う場合には、出力された交流電力の電流の波形は、スイッチングのオンオフを切り替えるタイミングにおいて、リプル（高調波成分）が発生した状態の波形となる。そのため、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換することによって、リプルの中間において、検出された電流測定値に対してアナログデジタル変換を行うことができる。そのため、スイッチングによる高調波成分をより抑制した電流測定値を取得することができるため、コンデンサ１３の劣化の判定をより精度よく行うことができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the control unit 3 converts the current detected by the current detection unit 15 from analog to digital at an intermediate timing between the timing of switching on and off of the switching element, and converts the current detected by the current detection unit 15 from analog to digital. The device is configured to obtain current measurements based on the digitally converted current. Here, when power conversion is performed by switching on/off of a switching element, the current waveform of the output AC power is the same as the waveform in which ripples (harmonic components) occur at the timing of switching on/off of the switching element. Become. Therefore, by performing analog-to-digital conversion at a timing intermediate between the timings at which the switching element is turned on and off, it is possible to perform analog-to-digital conversion for the detected current measurement value in the middle of the ripple. Therefore, it is possible to obtain a current measurement value in which harmonic components caused by switching are further suppressed, and therefore it is possible to determine whether the capacitor 13 has deteriorated with higher accuracy.

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって検出された電流測定値を積算するとともに、積算された電流測定値（積算電流値Ｓ）と、予め設定された判定基準値Ｐとを比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。ここで、インバータ１１（電力変換部）から出力される交流電力は高調波成分を含む交流電力である。また、フィルタ用のコンデンサ１３が劣化して容量が低下した場合には、コンデンサ１３のフィルタとしての機能が低下するため、より高調波成分を多く含む電流が検出される。そのため、コンデンサ１３の劣化による電流測定値の変化は、電流測定値そのものの瞬間値（実測値）の変化からは検出することが困難である。そこで、第１実施形態のように、積算された電流測定値（積算電流値Ｓ）と、予め設定された判定基準値Ｐとを比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成すれば、コンデンサ１３の劣化に起因する電流測定値の変化を効果的に検出することができる。そのため、電流測定値そのものの瞬間値を判定に用いる場合に比べて、コンデンサ１３の劣化の判定をより精度よく行うことができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the control unit 3 integrates the current measurement value detected by the current detection unit 15, and also integrates the integrated current measurement value (integrated current value S) with a preset value. The deterioration of the capacitor 13 is determined by comparing the determined determination reference value P. Here, the AC power output from the inverter 11 (power conversion unit) is AC power including harmonic components. Further, when the filter capacitor 13 deteriorates and its capacity decreases, the function of the capacitor 13 as a filter deteriorates, so that a current containing more harmonic components is detected. Therefore, it is difficult to detect a change in the current measurement value due to deterioration of the capacitor 13 from a change in the instantaneous value (actual measurement value) of the current measurement value itself. Therefore, as in the first embodiment, the deterioration of the capacitor 13 may be determined by comparing the accumulated current measurement value (accumulated current value S) with a preset judgment reference value P. For example, changes in the measured current value due to deterioration of the capacitor 13 can be effectively detected. Therefore, the deterioration of the capacitor 13 can be determined more accurately than when the instantaneous value of the current measurement value itself is used for the determination.

また、第１実施形態では、上記のように、制御部３は、電流検出部１５によって過去の起動時に検出された電流測定値と新しく検出された電流測定値とに基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。このように構成すれば、過去の起動時に検出された電流測定値に比べて、新しく取得された電流測定値が大きく変化した場合に、コンデンサ１３の劣化（異常）があると判定することができる。そのため、異常がない場合に取得された電流測定値と、異常がある場合に取得された電流測定値との変化に基づいて、コンデンサ１３ごとの容量（流れる電流の値）に個体差がある場合にも、コンデンサ１３の劣化を判定することができる。その結果、予め定められた判定基準値Ｐに基づいて劣化の判定をする場合に比べてより精度よく劣化の判定を行うことができる。 In addition, in the first embodiment, as described above, the control unit 3 detects the deterioration of the capacitor 13 based on the current measurement value detected by the current detection unit 15 at the time of past startup and the newly detected current measurement value. is configured to determine. With this configuration, it can be determined that there is deterioration (abnormality) in the capacitor 13 when the newly acquired current measurement value changes significantly compared to the current measurement value detected at the time of past startup. . Therefore, if there is an individual difference in the capacitance (value of flowing current) of each capacitor 13, based on the change between the current measurement value obtained when there is no abnormality and the current measurement value obtained when there is an abnormality. Deterioration of the capacitor 13 can also be determined. As a result, deterioration can be determined more accurately than when deterioration is determined based on a predetermined determination reference value P.

[第２実施形態]
次に、図１０を参照して、第２実施形態による電力変換装置２００の構成について説明する。コンデンサ１３の劣化を判定する場合に、取得された電流測定値の積算値に基づいてコンデンサ１３の劣化を判定するように構成されていた第１実施形態による制御部３とは異なり、第２実施形態では、制御部２０３を、太陽電池１０１から入力された直流電力の電圧値に基づいて、取得された電流測定値を規格化するように構成する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。 [Second embodiment]
Next, with reference to FIG. 10, the configuration of a power conversion device 200 according to a second embodiment will be described. Unlike the control unit 3 according to the first embodiment, which was configured to determine the deterioration of the capacitor 13 based on the integrated value of the acquired current measurement values when determining the deterioration of the capacitor 13, the control unit 3 according to the second embodiment In this embodiment, the control unit 203 is configured to normalize the obtained current measurement value based on the voltage value of the DC power input from the solar cell 101. Note that the same configurations as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

（第２実施形態による電力変換装置の構成）
図１０に示すように、第２実施形態では、電力変換装置２００は、制御部２０３を備える。 (Configuration of power conversion device according to second embodiment)
As shown in FIG. 10, in the second embodiment, a power conversion device 200 includes a control unit 203.

制御部２０３は、太陽電池１０１からインバータ１１に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するとともに、規格化された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。 The control unit 203 normalizes the current measurement value based on the average value of the voltage value of the DC power input from the solar cell 101 to the inverter 11, and also controls the deterioration of the capacitor 13 based on the standardized current measurement value. is configured to determine.

ここで、コンデンサ１３の劣化判定動作を行っている最中に、太陽電池１０１からの直流電力の電圧値が変化した場合に、インバータ１１から出力される交流電力が変化することがある。それに対して、第２実施形態では、太陽電池１０１からの直流電力の電圧値に基づいて、取得される電流測定値を規格化（正規化）する。具体的には、制御部２０３は、コンデンサ１３の劣化の判定を行う場合に、所定の期間Δｔにおいて入力電圧測定部１によって取得された入力電圧を取得する。そして、制御部２０３は、所定の期間Δｔにおいて取得された入力電圧の平均値を取得する。制御部２０３は、所定の期間Δｔにおいて取得された電流測定値の二乗の値を積算することによって取得された積算電流値Ｓを、所定の期間Δｔにおいて取得された入力電圧の平均値によって規格化する。制御部２０３は、たとえば、取得された入力電圧の平均値を積算電流値Ｓに乗算することによって、電流測定値を規格化する。そして、制御部２０３は、規格化された積算電流値Ｓに基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定する。 Here, when the voltage value of the DC power from the solar cell 101 changes while performing the deterioration determination operation of the capacitor 13, the AC power output from the inverter 11 may change. In contrast, in the second embodiment, the obtained current measurement value is standardized (normalized) based on the voltage value of the DC power from the solar cell 101. Specifically, when determining the deterioration of the capacitor 13, the control unit 203 acquires the input voltage acquired by the input voltage measuring unit 1 during a predetermined period Δt. Then, the control unit 203 obtains the average value of the input voltages obtained during a predetermined period Δt. The control unit 203 normalizes the integrated current value S obtained by integrating the square values of the current measurement values obtained during the predetermined period Δt by the average value of the input voltages obtained during the predetermined period Δt. do. The control unit 203 normalizes the current measurement value by, for example, multiplying the integrated current value S by the average value of the acquired input voltages. Then, the control unit 203 determines the deterioration of the capacitor 13 based on the standardized integrated current value S.

また、第２実施形態によるその他の構成は、第１実施形態と同様である。 Further, the other configurations according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 [Effects of second embodiment]
In the second embodiment, the following effects can be obtained.

第２実施形態では、上記のように、制御部２０３は、太陽電池１０１（発電電力源）からインバータ１１（電力変換部）に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するとともに、規格化された電流測定値に基づいて、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。ここで、入力される直流電力の電圧値の変化に起因して、インバータ１１から出力される交流電力の電流測定値が変化する場合がある。そこで、第２実施形態のように、入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するように構成すれば、入力された直流電力の変化に起因する電流測定値の変化を除外してコンデンサ１３の劣化を判定することができる。その結果、コンデンサ１３の劣化に起因する電流測定値の変化を精度よく検出することができる。また、第２実施形態によるその他の効果は、第１実施形態と同様である。 In the second embodiment, as described above, the control unit 203 generates a current measurement value based on the average voltage value of the DC power input from the solar cell 101 (generated power source) to the inverter 11 (power conversion unit). The capacitor 13 is normalized, and deterioration of the capacitor 13 is determined based on the standardized current measurement value. Here, due to a change in the voltage value of the input DC power, the measured current value of the AC power output from the inverter 11 may change. Therefore, if the current measurement value is normalized based on the average value of the voltage value of the input DC power as in the second embodiment, the current measurement value due to the change in the input DC power Deterioration of the capacitor 13 can be determined by excluding changes in . As a result, changes in the current measurement value due to deterioration of the capacitor 13 can be detected with high accuracy. Further, other effects of the second embodiment are similar to those of the first embodiment.

［第３実施形態］
次に、図１１を参照して、第３実施形態による電力変換装置３００の構成について説明する。予め設定された判定基準値Ｐに基づいて、コンデンサ１３の劣化の判定を行った第１実施形態による制御部３とは異なり、第３実施形態では、制御部３０３を、複数の電流検出部１５の各々によって取得された複数の電流測定値を比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。 [Third embodiment]
Next, with reference to FIG. 11, the configuration of a power conversion device 300 according to a third embodiment will be described. Unlike the control unit 3 according to the first embodiment in which the deterioration of the capacitor 13 was determined based on a preset determination reference value P, in the third embodiment, the control unit 303 is configured to include a plurality of current detection units 15 The deterioration of the capacitor 13 is determined by comparing a plurality of current measurements obtained by each of the capacitors 13 and 13. Note that the same configurations as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

（第３実施形態による電力変換装置の構成）
図１１に示すように、第３実施形態では、電力変換装置３００は、制御部３０３を備える。 (Configuration of power conversion device according to third embodiment)
As shown in FIG. 11, in the third embodiment, a power conversion device 300 includes a control unit 303.

制御部３０３は、複数の電力変換ユニット（第１電力変換ユニット１０～第４電力変換ユニット４０）の各々において検出された電流測定値を比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。 The control unit 303 is configured to determine deterioration of the capacitor 13 by comparing current measurement values detected in each of the plurality of power conversion units (first power conversion unit 10 to fourth power conversion unit 40). has been done.

具体的には、第１電力変換ユニット１０～第４電力変換ユニット４０の４つの電力変換ユニットの各々は、各々の電力変換ユニットが出力する交流３相の各相に対応するコンデンサ１３を３つずつ有する。すなわち、電力変換装置３００は、第１実施形態による電力変換装置１００と同様に、１２個のコンデンサ１３を有する。そして、制御部３０３は、１２個のコンデンサ１３の各々の劣化を判定する。 Specifically, each of the four power conversion units, the first power conversion unit 10 to the fourth power conversion unit 40, has three capacitors 13 corresponding to each of the three AC phases output by each power conversion unit. have each. That is, the power conversion device 300 has 12 capacitors 13 similarly to the power conversion device 100 according to the first embodiment. Then, the control unit 303 determines the deterioration of each of the twelve capacitors 13.

制御部３０３は、コンデンサ１３の劣化の判定を行う場合に、複数の電力変換ユニットに含まれる複数のコンデンサ１３の各々について、複数のコンデンサ１３の各々に対応する電流測定値を取得する。すなわち、制御部３０３は、１２個のコンデンサ１３の各々の劣化の判定を行う場合に、１２個のコンデンサ１３の各々に対応する電流検出部１５によって、所定の期間Δｔにおいて、１２個の電流測定値を取得する。そして、制御部３０３は、取得された１２個の電流測定値の各々に基づいて、１２個の積算電流値Ｓを取得する。制御部３０３は、１２個のコンデンサ１３の各々に対応する１２個の積算電流値Ｓを比較することによって、１２個のコンデンサ１３において劣化を判定する。 When determining deterioration of the capacitor 13, the control unit 303 acquires a current measurement value corresponding to each of the plurality of capacitors 13 for each of the plurality of capacitors 13 included in the plurality of power conversion units. That is, when determining the deterioration of each of the 12 capacitors 13, the control unit 303 causes the current detection unit 15 corresponding to each of the 12 capacitors 13 to measure 12 currents in a predetermined period Δt. Get the value. Then, the control unit 303 obtains 12 integrated current values S based on each of the 12 obtained current measurement values. The control unit 303 determines deterioration in the 12 capacitors 13 by comparing 12 integrated current values S corresponding to each of the 12 capacitors 13.

たとえば、制御部３０３は、取得された１２個の積算電流値Ｓの平均値を取得する。そして、制御部３０３は、１２個の積算電流値Ｓの平均値の９０％以上１１０％以下を平均判定範囲として取得する。そして、制御部３０３は、取得された１２個の積算電流値Ｓが、平均判定範囲に含まれるか否かを判断することによって、取得された１２個の積算電流値Ｓに対応するコンデンサ１３の劣化を判定する。すなわち、取得された積算電流値Ｓが、平均判定範囲に含まれない場合には、対応するコンデンサ１３が劣化していると判定される。 For example, the control unit 303 acquires the average value of the 12 acquired integrated current values S. Then, the control unit 303 obtains a range from 90% to 110% of the average value of the 12 integrated current values S as an average determination range. Then, the control unit 303 determines whether or not the acquired 12 accumulated current values S are included in the average determination range. Determine deterioration. That is, when the acquired integrated current value S is not included in the average determination range, it is determined that the corresponding capacitor 13 has deteriorated.

また、第３実施形態によるその他の構成は、第１実施形態と同様である。 Further, the other configurations according to the third embodiment are the same as those of the first embodiment.

［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 [Effects of third embodiment]
In the third embodiment, the following effects can be obtained.

第３実施形態では、上記のように、インバータ１１（電力変換部）、コンデンサ１３、および、電流検出部１５をそれぞれ含む複数の電力変換ユニット（第１電力変換ユニット１０～第４電力変換ユニット４０）をさらに備え、制御部３０３は、複数の電力変換ユニットの各々において検出された電流測定値を比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定するように構成されている。このように構成すれば、予め判定基準値Ｐを設けることなく、それぞれの電力変換ユニット同士で電流測定値を比較することによって、コンデンサ１３の劣化を判定することができる。そのため、インバータ１１に入力される直流電力の変化に起因してインバータ１１から出力される交流電力が不安定である場合にも、電力変換ユニット同士で電流測定値を比較することによってコンデンサ１３の劣化を判定するため、コンデンサ１３の劣化の判定を精度よく行うことができる。その結果、予め絶対的な判定基準値Ｐを設ける場合に比べて、コンデンサ１３の劣化を判定する場合に外乱による誤判定を抑制することができる。また、第３実施形態によるその他の効果は、第１および第２実施形態と同様である。 In the third embodiment, as described above, a plurality of power conversion units (first power conversion unit 10 to fourth power conversion unit 40 ), and the control unit 303 is configured to determine deterioration of the capacitor 13 by comparing current measurement values detected in each of the plurality of power conversion units. With this configuration, deterioration of the capacitor 13 can be determined by comparing the current measurement values between the respective power conversion units without providing a determination reference value P in advance. Therefore, even if the AC power output from the inverter 11 is unstable due to a change in the DC power input to the inverter 11, the capacitor 13 can be deteriorated by comparing the current measurement values between the power conversion units. Therefore, the deterioration of the capacitor 13 can be determined with high accuracy. As a result, compared to the case where an absolute determination reference value P is provided in advance, erroneous determination due to disturbance can be suppressed when determining deterioration of the capacitor 13. Further, other effects of the third embodiment are similar to those of the first and second embodiments.

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。 [Modified example]
Note that the embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the embodiments described above, and further includes all changes (modifications) within the meaning and range equivalent to the claims.

（第１変形例）
たとえば、上記第１～第３実施形態では、１相（１本）の電源ラインに対して、１つのコンデンサが接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１２に示す第１変形例の第１電力変換ユニット４１０ように、１相（１本）の電源ラインに対して互いに並列な２つのコンデンサが接続されていてもよい。 (First modification)
For example, in the first to third embodiments described above, an example is shown in which one capacitor is connected to one phase (one) power line, but the present invention is not limited to this. For example, as in the first power conversion unit 410 of the first modification shown in FIG. 12, two capacitors may be connected in parallel to one phase (one) power line.

（第２および第３変形例）
また、上記第１～第３実施形態では、交流フィルタ回路を、１相（１本）の電源ラインに直列に接続された１つのリアクトルと、１相（１本）の電源ラインに接続された１つのコンデンサによって構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１３（Ａ）に示す第２変形例の交流フィルタ回路のように、交流フィルタ回路を、１つのコンデンサのみによって構成するようにしてもよい。また、図１３の（Ｂ）に示す第３変形例による交流フィルタ回路のように、交流フィルタ回路を、１相（１本）の電源ラインに直列に接続された２つのリアクトルと、１相（１本）の電源ラインに接続された１つのコンデンサによって構成してもよい。 (Second and third variations)
Furthermore, in the first to third embodiments described above, the AC filter circuit is connected to one reactor connected in series to one phase (one) power line and one reactor connected to one phase (one) power line. Although an example in which the capacitor is configured using one capacitor has been shown, the present invention is not limited to this. For example, like the AC filter circuit of the second modified example shown in FIG. 13(A), the AC filter circuit may be configured with only one capacitor. In addition, as in the AC filter circuit according to the third modification shown in FIG. It may be configured by one capacitor connected to one (1) power supply line.

（その他の変形例）
また、上記第１～第３実施形態では、制御部は、電流検出部によって検出された電流検出値に基づいてインバータ（電力変換部）による電力変換動作を制御するとともに、コンデンサの劣化を判定する共通の制御部を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、インバータによる電力変換動作の制御と、コンデンサの劣化の判定とを、それぞれ別個の制御部による制御によって行うようにしてもよい。 (Other variations)
Further, in the first to third embodiments described above, the control unit controls the power conversion operation by the inverter (power conversion unit) based on the current detection value detected by the current detection unit, and determines the deterioration of the capacitor. Although an example including a common control unit has been shown, the present invention is not limited to this. For example, control of the power conversion operation by the inverter and determination of deterioration of the capacitor may be performed by separate control units.

また、上記第１～第３実施形態では、制御部は、インバータ（電力変換部）による電力変換動作の制御と、コンデンサの劣化の判定とを、共通の電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電力変換動作の制御を行うための電流測定値と、コンデンサの劣化の判定を行うための電流測定値とを、別個の電流検出部によって検出するように構成されていてもよい。 In the first to third embodiments described above, the control unit controls the power conversion operation by the inverter (power conversion unit) and determines the deterioration of the capacitor based on the current measurement value detected by the common current detection unit. Although an example has been shown in which the process is configured based on the following, the present invention is not limited thereto. For example, the current measurement value for controlling the power conversion operation and the current measurement value for determining deterioration of the capacitor may be detected by separate current detection sections.

また、上記第１～第３実施形態では、制御部は、起動時に、インバータ（電力変換部）と系統とを遮断させた状態で電力変換動作を制御し、電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、系統への交流電力の出力を行っている最中に、系統への交流電力の出力を一時的に中断させて、コンデンサの劣化を判定するように構成してもよい。 Further, in the first to third embodiments described above, the control unit controls the power conversion operation in a state where the inverter (power conversion unit) and the grid are cut off at the time of startup, and controls the capacitor based on the current measurement value. Although an example configured to determine deterioration has been shown, the present invention is not limited to this. For example, the control unit may be configured to temporarily interrupt the output of AC power to the grid while outputting AC power to the grid to determine deterioration of the capacitor.

また、上記第１～第３実施形態では、制御部は、複数の電力変換ユニットに含まれる全てのコンデンサが正常であると判断された場合に、インバータ（電力変換部）から系統への出力を開始する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数の電力変換ユニットのうちから、劣化していると判定されたコンデンサを含む電力変換ユニットからの出力を遮断しながら、正常であると判断されたコンデンサを含む電力変換ユニットからの出力を開始するようにしてもよい。 Furthermore, in the first to third embodiments described above, when it is determined that all the capacitors included in the plurality of power conversion units are normal, the control unit controls the output from the inverter (power conversion unit) to the grid. Although a starting example has been provided, the invention is not limited thereto. For example, out of multiple power conversion units, output from a power conversion unit containing a capacitor determined to be deteriorated is cut off, while output from a power conversion unit containing a capacitor determined to be normal is cut off. You may start it.

また、上記第１～第３実施形態では、発電電力源は、太陽電池（太陽光発電装置）を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、発電電力源を、風力発電装置を含むように構成してもよい。また、発電電力源を、電気自動車などの電動機または蓄電池を含むように構成してもよい。 Further, in the first to third embodiments described above, the generated power source includes a solar cell (solar power generation device), but the present invention is not limited to this. For example, the power generation source may be configured to include a wind power generator. Further, the generated power source may be configured to include a motor or a storage battery of an electric vehicle or the like.

また、上記第１～第３実施形態では、制御部は、電流検出部によって検出された電流測定値に基づいてコンデンサの劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、コンデンサの劣化を判定する判定動作を１回のみ行うように構成してもよい。 Further, in the first to third embodiments described above, an example is shown in which the control unit is configured to perform the determination operation multiple times to determine deterioration of the capacitor based on the current measurement value detected by the current detection unit. However, the present invention is not limited to this. For example, the control unit may be configured to perform the determination operation for determining deterioration of the capacitor only once.

また、上記第１～第３実施形態では、制御部は、電流検出部によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングとは関係なく電流をアナログデジタル変換するように構成してもよい。すなわち、一定の周期（サンプリング周波数）に基づいて、電流をアナログデジタル変換するようにしてもよい。 Further, in the first to third embodiments described above, an example is shown in which the control unit is configured to convert the current detected by the current detection unit from analog to digital based on the timing of switching on/off of the switching element. However, the present invention is not limited to this. For example, the control unit may be configured to perform analog-to-digital conversion of the current regardless of the timing at which the switching element is turned on and off. That is, the current may be converted from analog to digital based on a fixed period (sampling frequency).

また、上記第１～第３実施形態では、制御部は、電流検出部によって検出された電流を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングと同期して、アナログデジタル変換を行うようにしてもよい。その場合、制御部を、スイッチング素子がオンのタイミングに取得された電流測定値と、スイッチング素子がオフのタイミングに取得された電流測定値との中間の値に基づいてコンデンサの劣化を判定するように構成してもよい。 Furthermore, in the first to third embodiments described above, the control section is configured to convert the current detected by the current detection section from analog to digital at an intermediate timing between the timing at which the switching element is turned on and off. Although an example has been shown, the present invention is not limited thereto. For example, the control unit may perform analog-to-digital conversion in synchronization with the timing at which the switching element is turned on and off. In that case, the controller is configured to determine the deterioration of the capacitor based on the intermediate value between the current measurement value obtained when the switching element is on and the current measurement value obtained when the switching element is off. It may be configured as follows.

また、上記第１～第３実施形態では、制御部は、積算された電流測定値と予め設定された判定基準値とを比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、積算された電流測定値ではなく、実測された電流測定値と予め設定された判定基準値とを比較するように構成してもよい。 Further, in the first to third embodiments described above, the control unit is configured to determine deterioration of the capacitor by comparing the integrated current measurement value with a preset determination reference value. However, the present invention is not limited thereto. For example, the control unit may be configured to compare not the integrated current measurement value but the actually measured current measurement value and a preset determination reference value.

また、上記第２実施形態では、制御部は、太陽電池（発電電力源）からインバータ（電力変換部）に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて電流測定値を規格化するとともに、規格化された電流測定値に基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、直流電力の電圧値の平均値ではなく、直流電力の電圧値の実測値に基づいて電流測定値を規格化するようにしてもよい。すなわち、検出された電流測定値をアナログデジタル変換するタイミングと同期して、直流電力の電圧値を測定するように構成するとともに、測定された直流電力の電圧値の実測値に基づいて、電流測定値を規格化するようにしてもよい。 Further, in the second embodiment, the control unit normalizes the current measurement value based on the average value of the voltage value of the DC power input from the solar cell (generated power source) to the inverter (power conversion unit). Although an example is shown in which the deterioration of the capacitor is determined based on the standardized current measurement value, the present invention is not limited thereto. For example, the current measurement value may be normalized based on the actual measured value of the voltage value of DC power instead of the average value of the voltage value of DC power. In other words, the configuration is configured to measure the voltage value of DC power in synchronization with the timing of analog-to-digital conversion of the detected current measurement value, and the current measurement is performed based on the actual measured value of the voltage value of the measured DC power. The values may be standardized.

また、上記第１および２実施形態では、制御部は、電流検出部によって過去の起動時に検出された電流測定値と新しく検出された電流測定値とに基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部を、過去の数回（例えば１０回）の起動時に検出された電流測定値の平均値と、新しく検出された電流測定値とに基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成してもよい。また、制御部を、過去の起動時に検出された電流測定値を用いずに、予め定められた判定基準値と新しく検出された電流測定値とのみに基づいて、コンデンサの劣化を判定するように構成してもよい。 Further, in the first and second embodiments described above, the control unit determines deterioration of the capacitor based on the current measurement value detected by the current detection unit at the time of past startup and the newly detected current measurement value. Although an example of the configuration has been shown, the present invention is not limited to this. For example, the control unit is configured to determine deterioration of the capacitor based on the average value of the current measurement values detected during several past startups (for example, 10 times) and the newly detected current measurement value. You may. In addition, the control unit is configured to determine deterioration of the capacitor based only on a predetermined judgment reference value and the newly detected current measurement value, without using the current measurement value detected during past startup. may be configured.

また、上記第３実施形態では、制御部は、複数の電力変換ユニットの各々において検出された電流測定値を比較することによって、コンデンサの劣化を判定するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電力変換装置を、１つの電力変換ユニットのみを備えるように構成してもよい。その場合には、１つの電力変換ユニットにおける３相交流のうち、それぞれの相において取得された３つの電流測定値を比較するように構成されていてもよい。 Further, in the third embodiment, the control unit is configured to determine deterioration of the capacitor by comparing the current measurement values detected in each of the plurality of power conversion units. However, the present invention is not limited to this. For example, the power conversion device may be configured to include only one power conversion unit. In that case, it may be configured to compare three current measurement values acquired in each phase of three-phase alternating current in one power conversion unit.

また、上記実施形態では、インバータ（電力変換部）は、３相交流電力を出力するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、インバータを、単相交流電力を出力するように構成してもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the inverter (power conversion unit) is configured to output three-phase AC power, but the present invention is not limited to this. For example, the inverter may be configured to output single-phase AC power.

３、２０３、３０３ 制御部（共通の制御部）
１０、４１０ 第１電力変換ユニット（電力変換ユニット）
１１ インバータ（電力変換部）
１２ 電源ライン
１３ コンデンサ
１５ 電流検出部
２０ 第２電力変換ユニット（電力変換ユニット）
３０ 第３電力変換ユニット（電力変換ユニット）
４０ 第４電力変換ユニット（電力変換ユニット）
１００、２００、３００ 電力変換装置
１０１ 太陽電池（発電電力源、太陽光発電装置）
１０２ 系統 3, 203, 303 Control unit (common control unit)
10,410 First power conversion unit (power conversion unit)
11 Inverter (power conversion section)
12 Power line 13 Capacitor 15 Current detection section 20 Second power conversion unit (power conversion unit)
30 Third power conversion unit (power conversion unit)
40 Fourth power conversion unit (power conversion unit)
100, 200, 300 Power conversion device 101 Solar cell (power generation source, solar power generation device)
102 lineage

Claims (12)

発電電力源からの直流電力を交流電力に変換して系統に出力する電力変換部と、
前記電力変換部から交流電力が出力される電源ラインに接続されたフィルタ用のコンデンサと、
前記電力変換部から出力された交流電力の電流を検出する電流検出部と、
前記電力変換部から前記系統への交流電力の出力を遮断させた状態で、前記電流検出部によって検出された電流測定値に基づいて、前記コンデンサの劣化を判定する制御部と、を備える、電力変換装置。 a power conversion unit that converts DC power from a power generation source into AC power and outputs it to the grid;
a filter capacitor connected to a power line from which AC power is output from the power converter;
a current detection unit that detects the current of the AC power output from the power conversion unit;
a control unit that determines deterioration of the capacitor based on a current measurement value detected by the current detection unit in a state where output of AC power from the power conversion unit to the grid is cut off; conversion device. 前記制御部は、前記電流検出部によって検出された前記電流測定値に基づいて前記電力変換部による電力変換動作を制御するとともに、前記コンデンサの劣化を判定する共通の制御部を含む、請求項１に記載の電力変換装置。 1 . The control unit includes a common control unit that controls a power conversion operation by the power conversion unit based on the current measurement value detected by the current detection unit and determines deterioration of the capacitor. The power conversion device described in . 前記制御部は、起動時に、前記電力変換部と前記系統とを遮断させた状態で、前記電力変換動作を制御し、前記電流測定値に基づいて、前記コンデンサの劣化を判定する、請求項２に記載の電力変換装置。 2. The control unit controls the power conversion operation in a state where the power conversion unit and the grid are cut off at the time of startup, and determines deterioration of the capacitor based on the current measurement value. The power conversion device described in . 前記制御部は、前記コンデンサが正常と判断された場合に、前記電力変換部と前記系統とを連系させる、請求項３に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 3, wherein the control unit interconnects the power conversion unit and the grid when the capacitor is determined to be normal. 前記発電電力源は、太陽光発電装置を含み、
前記制御部は、前記太陽光発電装置の起動時に出力された直流電力の電圧が所定の電圧値よりも大きい場合に、前記電力変換部の前記電力変換動作を行って前記電流検出部によって検出された前記電流測定値に基づいて、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項３または４に記載の電力変換装置。 The power generation source includes a solar power generation device,
The control unit performs the power conversion operation of the power conversion unit to detect the current by the current detection unit when the voltage of the DC power output at the time of startup of the solar power generation device is higher than a predetermined voltage value. The power conversion device according to claim 3 or 4, wherein the power conversion device is configured to determine deterioration of the capacitor based on the measured current value. 前記制御部は、前記電流検出部によって検出された前記電流測定値に基づいて前記コンデンサの劣化を判定する判定動作を複数回行うように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の電力変換装置。 6. The control unit is configured to perform a determination operation multiple times to determine deterioration of the capacitor based on the current measurement value detected by the current detection unit. The power conversion device described in . 前記電力変換部は、前記制御部の制御によってオンオフを切り替えるスイッチング素子を含み、
前記制御部は、前記電流検出部によって検出された電流を、前記スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングに基づいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて前記電流測定値を取得するように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The power conversion unit includes a switching element that is turned on and off under the control of the control unit,
The control unit converts the current detected by the current detection unit from analog to digital based on the timing of switching on and off of the switching element, and acquires the current measurement value based on the analog-to-digital converted current. The power conversion device according to any one of claims 1 to 6, configured to. 前記制御部は、前記電流検出部によって検出された電流を、前記スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングの間の中間のタイミングにおいてアナログデジタル変換するとともに、アナログデジタル変換された電流に基づいて前記電流測定値を取得するように構成されている、請求項７に記載の電力変換装置。 The control unit converts the current detected by the current detection unit from analog to digital at an intermediate timing between the timings of switching on and off of the switching element, and converts the current measured value based on the analog-to-digital converted current. The power conversion device according to claim 7, configured to obtain the following. 前記制御部は、前記電流検出部によって検出された前記電流測定値を積算するとともに、積算された前記電流測定値と、予め設定された判定基準値とを比較することによって、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The control unit integrates the current measurement value detected by the current detection unit and compares the integrated current measurement value with a preset determination reference value to prevent deterioration of the capacitor. The power conversion device according to any one of claims 1 to 8, configured to make a determination. 前記制御部は、前記発電電力源から前記電力変換部に入力された直流電力の電圧値の平均値に基づいて前記電流測定値を規格化するとともに、規格化された前記電流測定値に基づいて、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The control unit normalizes the current measurement value based on an average value of voltage values of DC power input from the generated power source to the power conversion unit, and also normalizes the current measurement value based on the standardized current measurement value. 10. The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is configured to determine deterioration of the capacitor. 前記制御部は、前記電流検出部によって過去の起動時に検出された前記電流測定値と新しく検出された前記電流測定値とに基づいて、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The control unit is configured to determine deterioration of the capacitor based on the current measurement value detected by the current detection unit at a past startup and the newly detected current measurement value. The power conversion device according to any one of Items 1 to 10. 前記電力変換部、前記コンデンサ、および、前記電流検出部をそれぞれ含む複数の電力変換ユニットをさらに備え、
前記制御部は、複数の前記電力変換ユニットの各々において検出された前記電流測定値を比較することによって、前記コンデンサの劣化を判定するように構成されている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。 further comprising a plurality of power conversion units each including the power conversion section, the capacitor, and the current detection section,
Any one of claims 1 to 10, wherein the control unit is configured to determine deterioration of the capacitor by comparing the current measurement values detected in each of the plurality of power conversion units. The power conversion device described in Section 1.
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