JPWO2012046331A1 - 故障検出装置 - Google Patents

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Abstract

電気経路に遮断器(21a〜21d)が設けられ、電流センサ(22a〜22d)により電気経路を流れる直流電流(Ia〜Id)を検出し、検出した直流電流(Ia〜Id)に基づいて、逆方向に流れる逆電流を検出し、逆電流を検出した場合、遮断器(21a〜21d)を開放する接続箱(2)に実装された内部監視装置(6)。

Description

本発明は、電流に基づいて故障を検出する故障検出装置に関する。
一般に、大容量の電力を得るために複数の電池等を並列に接続することが知られている。例えば、大規模の太陽光発電システムの場合、多数のPV(photovoltaic)セルが直列及び並列に接続されている(PVアレイ)。また、太陽光発電システムでは、短絡又は地絡による過電流を防止するためにヒューズを用いることがある。さらに、太陽電池の出力を評価するために電圧値及び電流値を測定することが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、太陽光発電システムのように自然エネルギーを利用して発電を行う場合、日照などの自然環境の条件により、常に一定量の電力が発電されているとは限らない。このため、短絡又は地絡などの事故が発生しても、過電流が流れない場合がある。このような場合、過電流を検出して短絡等の故障を検出していたとしても、故障を検出することができない。また、ヒューズを設けていたとしても、ヒューズが溶断せずに、故障したままの状態で運転される可能性がある。
特開2004−77309号公報
本発明の目的は、過電流が流れない故障を検出することのできる故障検出装置を提供することにある。
本発明の観点に従った故障検出装置は、順方向に直流電流を流すための電気経路を開閉する開閉手段と、前記電気経路を逆方向に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記開閉手段を開放する開放手段とを備えている。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る接続箱を適用した太陽光発電システムの構成を示す構成図である。 図2は、第1の実施形態に係る事故検出部の構成を示す構成図である。 図3は、第1の実施形態に係るPVアレイにより発電される電力の特性を示す特性図である。 図4は、本発明の第2の実施形態に係る集電箱を適用した太陽光発電システムの構成を示す構成図である。 図5は、本発明の第3の実施形態に係るインバータを適用した太陽光発電システムの構成を示す構成図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る接続箱2を適用した太陽光発電システム10の構成を示す構成図である。なお、図中における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
太陽光発電システム10は、複数のPVセル1と、接続箱2と、インバータ3と、連系トランス4と、交流電力系統(グリッド)5と、上位監視装置7とを備えている。
PVセル1は、太陽光により発電する電池である。PVセル1は、発電容量を大きくするためのPVアレイを構成する。
接続箱2は、複数のPVセル1をインバータ3に接続するための装置である。接続箱2の入力側には、複数のPVセル1を接続するための複数の接続箇所が設けられている。PVセル1を接続箱2の入力側に接続すると、PVセル1は、並列に接続される。これにより、PVアレイが構成される。接続箱2の出力側は、インバータ3の直流側に接続される。これにより、並列に接続されたPVセル1(PVアレイ)は、インバータ3の直流側に接続される。
内部監視装置6は、接続箱2に実装されている。内部監視装置6は、接続箱2の内部を監視する。例えば、内部監視装置6は、各PVセル1から出力される電流Ia〜Idを計測する。即ち、内部監視装置6は、電流を監視する機能を有している。内部監視装置6は、接続箱2の状態を監視する。内部監視装置6は、PVセル1から出力される電流Ia〜Idの異常を検出した場合、異常の電流が検出されるPVセル1を解列するための動作をする。また、内部監視装置6は、監視するための電流Ia〜Idの計測値を含む各種情報を上位監視装置7に送信する。
インバータ3は、PVセル1により発電された直流電力を交流電力系統5に同期する交流電力に変換する。インバータ3は、変換した交流電力を、連系トランス4を介して、交流電力系統5に供給する。これにより、太陽光発電システム10は、交流電力系統5と系統連系する。
連系トランス4は、インバータ3から受電した交流電圧を、交流電力系統5に適した交流電圧に変圧する。
上位監視装置7は、内部監視装置6と情報の送受信をするための通信回線で接続されている。上位監視装置7は、接続箱2の内部監視装置6から受信した各種情報に基づいて、太陽光発電システム10を監視する。上位監視装置7は、電流Ia〜Idの異常を検出した場合、異常の電流が検出されるPVセル1を解列するための動作させる指令を内部監視装置6に出力する。
次に、接続箱2の構成について説明する。
接続箱2は、遮断器(開閉器)21a〜21dと、電流センサ22a〜22dと、内部監視装置6とを備えている。
遮断器21a〜21dは、各PVセル1を接続する接続箇所とPVセル1を並列に接続する接続点との間の電気経路にそれぞれ設けられている。各遮断器21a〜21dが開放されると、各遮断器21a〜21dに対応するPVセル1がPVアレイから解列される。遮断器21a〜21dは、開閉状態を示す信号を内部監視装置6に送信する。
各電流センサ22a〜22dは、各PVセル1とPVセル1を並列に接続する接続点との間をそれぞれ流れる電流値(各PVセル1から出力される電流値)Ia〜Idを検出するためのセンサである。電流センサ22a〜22dは、PVセル1からインバータ3に流れる方向を正方向(順方向)として検出する。電流センサ22a〜22dは、検出した電流値Ia〜Idを内部監視装置6に送信する。
内部監視装置6は、データ受信部61と、事故検出部62と、操作指令部63とを備えている。
データ受信部61は、電流センサ22a〜22dによりそれぞれ検出された電流値Ia〜Idを受信する。データ受信部61は、各遮断器21a〜21dから開閉状態を示す信号を受信する。データ受信部61は、電流値Ia〜Idに関する情報及び遮断器21a〜21dの開閉状態を示す信号などの各種情報を上位監視装置7に送信する。また、データ受信部61は、電流センサ22a〜22dから受信した電流値Ia〜Idを事故検出部62に送信する。
事故検出部62は、データ受信部61から受信した電流値Ia〜Idに基づいて、短絡又は地絡などの事故を検出する。事故検出部62は、事故を検出した場合、操作指令部63に事故を検出したことを示す事故検出信号を操作指令部63に出力する。
操作指令部63は、事故検出部62から事故検出信号を受信した場合、事故を検出した電流Ia〜Idが流れる遮断器21a〜21dを開放する。このとき、操作指令部63は、接続箱2の全ての遮断器21a〜21dを開放してもよい。これにより、故障に関連するPVセル1が並列接続から解列される。また、操作指令部63は、上位監視装置7から出力される操作指令に基づいて、各遮断器21a〜21dの開閉操作をする。
図2は、本実施形態に係る事故検出部62の構成を示す構成図である。
事故検出部62は、逆電流検出部621と、過電流検出部622と、異常電流検出部623と、OR回路624とを備えている。
データ受信部61は、直流電流計測部611を備えている。直流電流計測部611は、電流値Ia〜Idの方向及び大きさを計測する。データ受信部61は、計測した電流値Ia〜Idを逆電流検出部621、過電流検出部622、及び異常電流検出部623に出力する。
逆電流検出部621は、データ受信部61により計測された電流値Ia〜Idの中で、逆方向(インバータ3側からPVセル1側に流れる方向)に流れる負の電流値Ia〜Idを検出する。逆電流検出部621は、負の電流値Ia〜Idを検出した場合、検出した電流値Ia〜Idを事故電流と判断する。逆電流検出部621は、事故電流と判断すると、事故検出信号をOR回路624に出力する。
過電流検出部622は、データ受信部61により計測された電流値Ia〜Idの中で、予め設定された所定の電流値を超える電流値Ia〜Idを検出する。過電流検出部622は、所定の電流値を超える電流値Ia〜Idを検出した場合、検出した電流値Ia〜Idを事故電流と判断する。過電流検出部622は、事故電流と判断すると、事故検出信号をOR回路624に出力する。
異常電流検出部623は、データ受信部61により計測された電流値Ia〜Idの中で、他の電流値Ia〜Idとは大きく異なる電流値Ia〜Idを検出する。例えば、電流値Ia〜Idの平均の電流値よりも所定の基準(所定値又は所定の割合)以上大きい電流値又は電流値Ia〜Idの平均の電流値よりも所定の基準以上小さい電流値を検出する。異常電流検出部623は、他の電流値Ia〜Idと大きく異なる電流値Ia〜Idを検出した場合、検出した異常な電流値Ia〜Idを事故電流と判断する。異常電流検出部623は、事故電流と判断すると、事故検出信号をOR回路624に出力する。
OR回路624は、逆電流検出部621、過電流検出部622、又は異常電流検出部623のいずれか1つ以上から事故検出信号を受信すると、事故電流が流れる遮断器21a〜21dを開放するために事故検出信号を操作指令部63に出力する。
操作指令部63は、OR回路624から事故検出信号を受信すると、事故電流が流れる遮断器21a〜21dを開放するための開放指令を出力する。このとき、全ての遮断器21a〜21dに開放指令を出力してもよい。開放指令を受信した遮断器21a〜21dが開放することで、事故が発生した電気回路に接続されるPVセル1が解列される。
図3は、本実施形態に係るPVアレイにより発電される電力の特性を示す特性図である。PVアレイは、PVセル1が直列又は並列に接続された構成である。
曲線C1iv,C2iv,C3iv,C4iv,C5iv,C6iv,C7ivは、PVアレイによる発電により出力される電流と電圧の関係を示している。曲線C1pv,C2pv,C3pv,C4pv,C5pv,C6pv,C7pvは、PVアレイによる発電により出力される電圧と電力の関係を示している。曲線C1iv,C1pvは、発電能力が0.1kW/m^2のとき、曲線C2iv,C2pvは、発電能力が0.2kW/m^2のとき、曲線C3iv,C3pvは、発電能力が0.4kW/m^2のとき、曲線C4iv,C4pvは、発電能力が0.6kW/m^2のとき、曲線C5iv,C5pvは、発電能力が0.8kW/m^2のとき、曲線C6iv,C6pvは、発電能力が1.0kW/m^2のとき、曲線C7iv,C7pvは、発電能力が1.1kW/m^2のときの特性をそれぞれ表している。
図3に示すように、PVアレイでは、短絡時(アレイ電圧0[V])でも正常運転時(アレイ電圧200〜300[V])のアレイ電流の大きさとあまり変わらない。また、日照条件により出力電流が左右される。これらのことから、過電流を検出するだけでは、全ての短絡等の事故を検出することは難しい。このため、事故検出部62では、過電流に加え、正常時には流れない逆方向に流れる電流又は他の電気経路に流れる電流と大きく異なる電流を事故として検出する。
本実施形態によれば、逆電流又は異常電流を事故(故障)として検出することで、過電流を検出することでは検出できない事故を検出することができる。これにより、より多様な種類の事故を検出することができる。
また、PVセル1をそれぞれ解列する遮断器21a〜21dを接続箱2に設け、事故の検出により該当する(又は全ての)遮断器21a〜21dを開放することで、接続箱2のみで故障に対応することができる。
さらに、PVアレイのように多数のPVセル1(電池)が並列に接続されている場合、一部のPVセル1が故障しても、全体の発電量に対して少量であれば、故障による影響は少ない。このような場合、電流を計測しても、故障を発見できない恐れがある。また、多数のPVセル1で構成される大規模な太陽光発電システム10では、全ての電気経路の電流を計測することは、現実的に困難である。これらの問題に対して、内部監視装置6を実装した接続箱2を用いることにより、発電システム10の故障を効率的に検出することができる。
また、内部監視装置6により収集する情報を上位監視装置7に送信することで、上位監視装置7は、太陽光発電システム10の運転状態を外部から監視することができる。例えば、上位監視装置7は、データ受信部61により計測された電流値Ia〜Idを受信することで、接続箱2を流れる電流Ia〜Idを常時監視することができる。従って、上位監視装置7は、電流監視装置としての役割を果たすことができる。また、上位監視装置7は、接続箱2を流れる電流Ia〜Idを監視することで、内部監視装置6では検出できない故障を検出することができる。さらに、故障を検出した場合、上位監視装置7は、内部監視装置6を介して遮断器21a〜21dを開放することで、検出した故障に対応することができる。
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る集電箱2Aを適用した太陽光発電システム10Aの構成を示す構成図である。
太陽光発電システム10Aは、複数のPVセル1と、複数の接続箱8と、集電箱2Aと、インバータ3と、連系トランス4と、交流電力系統5と、上位監視装置7とを備えている。
接続箱8は、複数のPVセル1を並列に接続するための装置である。接続箱8の入力側には、複数のPVセル1を接続するための複数の接続箇所が設けられている。PVセル1を接続箱8に接続すると、PVセル1は、並列に接続される。これにより、ストリング単位のPVアレイが構成される。接続箱8の出力側は、集電箱2Aの入力側に接続される。
接続箱8は、複数の遮断器21と、複数のダイオード23とを備えている。
各遮断器21は、各PVセル1を接続する接続箇所とPVセル1を並列に接続する接続点との間の電気経路にそれぞれ設けられている。遮断器21が開放されると、遮断器21に対応するPVセル1がストリング単位のPVアレイから解列される。
各ダイオード23は、各遮断器21の出力側にそれぞれ直列に接続されている。これにより、集電箱2AからPVセル1側に逆流する電流を阻止する。
集電箱2Aは、複数のストリング単位のPVアレイ(接続箱8により並列に接続されたPVセル1)をインバータ3に接続するための装置である。集電箱2Aの入力側には、複数の接続箱8を接続するための複数の接続箇所が設けられている。接続箱8の出力側を集電箱2Aの入力側に接続すると、ストリング単位のPVアレイは、並列に接続される。これにより、グループ単位のPVアレイが構成される。集電箱2Aの出力側は、インバータ3の直流側に接続される。これにより、グループ単位のPVアレイは、インバータ3の直流側に接続される。
集電箱2Aは、図1に示す第1の実施形態に係る接続箱2において、入力側にPVセル1を接続する代わりに接続箱8(PVアレイ)を接続するようにした構成である。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
次に、集電箱2Aの内部監視装置6の動作について説明する。
今、集電箱2Aの遮断器21aの入力側に接続されている接続箱8と集電箱2Aの入力側との間で短絡したものとする。
このとき、遮断器21a以外の遮断器21b〜21dに流れる電流Ib〜Idは、正方向に流れる。しかし、遮断器21aに流れる電流Iaは、他の遮断器21b〜21dから流れる電流Ib〜Idの回り込み電流により、短絡点に向けて流れる。従って、電流Iaは、逆方向(負方向)に電流が流れる。
従って、内部監視装置6は、電流センサ22aにより、電流Iaの逆電流を検出して、遮断器21aを開放する。遮断器21aが開放されると、遮断器21aの入力側に接続されていたストリング単位のPVアレイは、グループ単位のPVアレイから解列される。これにより、グループ単位のPVアレイから短絡箇所の電気回路が切り離される。
本実施形態によれば、集電箱2Aに内部監視装置6を実装することで、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(第3の実施形態)
図5は、本発明の第3の実施形態に係るインバータ3Bを適用した太陽光発電システム10Bの構成を示す構成図である。
太陽光発電システム10Bは、複数のPVセル1と、インバータ3Bと、連系トランス4と、交流電力系統5と、上位監視装置7とを備えている。
インバータ3Bは、第1の実施形態において、接続箱2(又は第2の実施形態に係る集電箱2A)と同等の機能を有する集電箱機能部2B及び内部監視装置6Bをインバータ3に実装した構成である。インバータ3Bの入力側は、複数のPVセル1と接続される。インバータ3Bの出力側は、連系トランス4を介して、交流電力系統5と接続される。上位監視装置7は、内部監視装置6Bと情報の送受信をするための通信回線で接続されている。
インバータ3Bは、集電箱機能部2Bと、内部監視装置6Bと、電力変換回路31と、平滑コンデンサ32と、リアクトル33と、コンデンサ34と、ヒューズ35と、接触器91,92とを備えている。
平滑コンデンサ32は、電力変換回路31に供給される直流電力を平滑化する。
電力変換回路31は、平滑コンデンサ32により平滑化された直流電力を交流電力系統5に同期する交流電力に変換する。電力変換回路31は、変換した交流電力を連系トランス4を介して交流電力系統5に供給する。
リアクトル33及びコンデンサ34は、電力変換回路31の出力側に設けられている。リアクトル33及びコンデンサ34は、交流フィルタを構成する。交流フィルタは、インバータ3Bから交流電力系統5に流出する高調波電流を抑制する。
ヒューズ35は、リアクトル33及びコンデンサ34により構成される交流フィルタの出力側に設けられている。ヒューズ35は、電力変換回路31の直流側の故障時に、交流電力系統5から故障点に向かって電力変換回路31に入り込んでくる過電流を防止する。また、ヒューズ35は、電力変換回路31から出力される過電流も防止する。
接触器91は、電力変換回路31の入力側に設けられている。接触器91は、電力変換回路31と集電箱機能部2Bとを接続又は開放する。
接触器92は、ヒューズ35の出力側に設けられている。接触器92は、電力変換回路31と連系トランス4とを接続又は開放する。
次に、集電箱機能部2Bの構成について説明する。
集電箱機能部2Bは、複数のPVセル1を電力変換回路31に接続するための回路である。集電箱機能部2Bは、インバータ3Bの入力側に設けられている。インバータ3Bの入力側には、複数のPVセル1を接続するための複数の接続箇所が設けられている。PVセル1をインバータ3Bの入力側に接続すると、PVセル1は、集電箱機能部2Bの入力側に接続される。PVセル1が集電箱機能部2Bの入力側に接続されると、PVセル1は、並列に接続される。これにより、PVアレイが構成される。並列に接続されたPVセル1(PVアレイ)は、電力変換回路31の直流側に接続される。
集電箱機能部2Bは、複数の遮断器21と、複数の電流センサ22と、複数のヒューズ24とを備えている。
遮断器21は、各PVセル1の正極と負極の2箇所に設けられている。遮断器21は、各PVセル1を接続する接続箇所とPVセル1を並列に接続する接続点との間の電気経路にそれぞれ設けられている。遮断器21が開放されると、遮断器21に対応するPVセル1がPVアレイから解列される。遮断器21は、開閉状態を示す信号を内部監視装置6Bに送信する。
ヒューズ24は、各正極の遮断器21の出力側に設けられている。ヒューズ24は、電力変換回路31側からPVセル1側の故障点に向かって過電流が流れることを防止する。例えば、正常運転時であれば、平滑コンデンサ32は、充電されている。このため、PVセル1側で故障が発生すると、平滑コンデンサ32に蓄えられている電荷により、平滑コンデンサ32から故障点に向かって過電流が流れる。また、運転時は、接触器91,92は、閉じている。このため、交流電力系統5から電力変換回路31を介して故障点に向かって過電流が流れる。よって、ヒューズ24は、これらのような過電流を防止する。
電流センサ22は、各ヒューズ24の正極側に設けられている。電流センサ22は、各PVセル1とPVセル1を並列に接続する接続点との間の正極をそれぞれ流れる電流値を検出するためのセンサである。電流センサ22は、PVセル1から電力変換回路31に流れる方向を正方向(順方向)として検出する。電流センサ22は、検出した電流値を内部監視装置6Bに送信する。
内部監視装置6Bは、図1に示す第1の実施形態に係る内部監視装置6において、直流電流監視部64を追加した構成である。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
直流電流監視部64は、上位監視装置7の直流電流監視機能を備えた構成である。直流電流監視部64は、データ受信部61により計測された電流値を受信する。直流電流監視部64は、計測された電流値を画面に表示する。また、直流電流監視部64は、内部監視装置6Bと上位監視装置7との間の中継機能を備えている。この中継機能により、上位監視装置7は、内部監視装置6Bと情報の送受信をする。
本実施形態によれば、集電箱機能部2B及び内部監視装置6Bを実装したインバータ3Bを用いて、太陽光発電システム10Bを構築することで、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、インバータ3Bに内部監視装置6Bを実装することで、インバータ3Bに直流電流監視装置の役割をさせることができる。
なお、各実施形態において、過電流を検出して遮断器21を開放する構成の代わりにヒューズを設けてもよい。また、これらを併用する構成としてもよい。
また、第3の実施形態において、インバータ3Bの入力側にPVセル1を接続したが、接続箱8などにより構成されるPVアレイを接続してもよい。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明によれば、過電流が流れない故障を検出することのできる故障検出装置を提供することができる。

Claims (11)

  1. 順方向に直流電流を流すための電気経路を開閉する開閉手段と、
    前記電気経路を逆方向に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
    前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記開閉手段を開放する開放手段と
    を備えたことを特徴とする故障検出装置。
  2. 前記電気経路を流れる過電流を検出する過電流検出手段を備え、
    前記開放手段は、前記過電流検出手段により前記過電流が検出された場合、前記開閉手段を開放すること
    を特徴とする請求項1に記載の故障検出装置。
  3. 入力側に接続される複数の直流電源を並列に接続して、出力側に接続される負荷側の回路に接続するための接続装置であって、
    前記複数の直流電源と前記複数の直流電源が並列に接続される並列接続点との間のそれぞれの電気経路をそれぞれ開閉する複数の開閉手段と、
    前記電気経路を前記出力側から前記入力側に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
    前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記逆電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放する開放手段と
    を備えたことを特徴とする接続装置。
  4. 前記電気経路を流れる過電流を検出する過電流検出手段を備え、
    前記開放手段は、前記過電流検出手段により前記過電流が検出された場合、前記過電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放すること
    を特徴とする請求項3に記載の接続装置。
  5. 前記直流電源は、光を受光することにより発電すること
    を特徴とする請求項3に記載の接続装置。
  6. 入力側に接続される複数の直流電源を並列に接続して、出力側に接続される負荷側の回路に交流電力を供給する電力変換装置であって、
    並列に接続された前記複数の直流電源から供給される直流電力を、前記負荷側の回路に供給するための交流電力に変換する電力変換回路と、
    前記複数の直流電源と前記複数の直流電源が並列に接続される並列接続点との間のそれぞれの電気経路をそれぞれ開閉する複数の開閉手段と、
    前記電気経路を前記出力側から前記入力側に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
    前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記逆電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放する開放手段と
    を備えたことを特徴とする電力変換装置。
  7. 前記電気経路を流れる過電流を検出する過電流検出手段を備え、
    前記開放手段は、前記過電流検出手段により前記過電流が検出された場合、前記過電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放すること
    を特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。
  8. 前記直流電源は、光を受光することにより発電すること
    を特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。
  9. 並列に接続された複数の直流電源と、
    前記複数の直流電源から供給される直流電力を、負荷側の回路に供給するための交流電力に変換する電力変換回路と、
    前記複数の直流電源と前記複数の直流電源が並列に接続される並列接続点との間のそれぞれの電気経路をそれぞれ開閉する複数の開閉手段と、
    前記複数の直流電源と前記並列接続点との間のそれぞれの電気経路を前記負荷側から前記複数の直流電源側に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
    前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記逆電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放する開放手段と
    を備えたことを特徴とする発電システム。
  10. 前記電気経路を流れる過電流を検出する過電流検出手段を備え、
    前記開放手段は、前記過電流検出手段により前記過電流が検出された場合、前記過電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放すること
    を特徴とする請求項9に記載の発電システム。
  11. 前記直流電源は、光を受光することにより発電すること
    を特徴とする請求項9に記載の発電システム。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013247787A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Toshiba Corp 太陽光発電システム及び短絡電流検出装置
US20150194801A1 (en) * 2012-07-09 2015-07-09 Solarbos, Inc. Reverse current fault prevention in power combination of solar panel array systems
KR101670195B1 (ko) * 2012-08-14 2016-11-09 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전원 장치
DE102012112184A1 (de) * 2012-12-12 2014-06-12 Sma Solar Technology Ag Verfahren und Vorrichtung zum Schutz mehrerer Strings eines Photovoltaikgenerators vor Rückströmen
JP6383156B2 (ja) * 2013-03-01 2018-08-29 学校法人中部大学 出力制御回路
EP3050117B1 (en) * 2013-09-27 2018-08-29 ABB Schweiz AG Combiner box of a dc part of a pv plant
CN104767482B (zh) * 2014-01-02 2017-05-31 上海岩芯电子科技有限公司 一种光伏组件老化和短路故障在线诊断方法
JP6181578B2 (ja) * 2014-02-27 2017-08-16 京セラ株式会社 パワーコンディショナ
JP6248716B2 (ja) * 2014-03-12 2017-12-20 オムロン株式会社 故障対処装置、および電源システム
JP6448946B2 (ja) * 2014-08-11 2019-01-09 東北電力株式会社 太陽電池パネル異常検出システム
AU2016219770A1 (en) * 2015-02-22 2017-09-07 Abb Schweiz Ag Photovoltaic string reverse polarity detection
KR101761269B1 (ko) * 2015-06-12 2017-08-23 (주)알티에스에너지 마이크로컨버터를 이용한 태양광 발전시스템
US20170331275A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Bentek Corporation Reverse fault current interruptor and electrical power system employing the same
JP6849445B2 (ja) * 2017-01-18 2021-03-24 Necプラットフォームズ株式会社 特定装置、遮断装置及び特定方法
KR102349362B1 (ko) * 2017-04-20 2022-01-11 엘에스일렉트릭(주) 전력 변환 장치
JP6662492B2 (ja) * 2017-05-15 2020-03-11 東芝三菱電機産業システム株式会社 プラント操業状態解析システム
CN107947736B (zh) * 2017-12-28 2023-08-25 扬州华鼎电器有限公司 一种光伏发电弹性控制装置及其控制方法
WO2019205289A1 (zh) * 2018-04-28 2019-10-31 北京汉能光伏投资有限公司 太阳能组件接线盒、太阳能系统及太阳能组件控制方法
JP6733818B1 (ja) * 2018-09-27 2020-08-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP2021025843A (ja) * 2019-08-02 2021-02-22 東芝三菱電機産業システム株式会社 地絡検出システムおよび地絡検出装置
CN110676816A (zh) * 2019-09-16 2020-01-10 无锡江南计算技术研究所 一种低压大电流的多相并联dc/dc电源保护电路
WO2021207880A1 (zh) * 2020-04-13 2021-10-21 华为技术有限公司 一种短路保护装置、短路保护方法及光伏发电系统
US20220399799A1 (en) * 2020-11-09 2022-12-15 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Control device for power conversion apparatus and resistor for power conversion apparatus
KR20230124078A (ko) 2020-12-31 2023-08-24 후아웨이 디지털 파워 테크놀러지스 컴퍼니 리미티드 태양광 발전 시스템, 태양광 인버터 및 직류 컴바이너박스
CN116615851A (zh) * 2021-02-20 2023-08-18 华为数字能源技术有限公司 一种光伏系统、直流汇流箱及故障隔离方法
CN113252980A (zh) * 2021-03-31 2021-08-13 华为技术有限公司 一种光储系统及对地绝缘阻抗检测方法
US11757278B1 (en) * 2022-03-09 2023-09-12 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method and system for fault location and protection of inverter-dominated islanded ungrounded microgrids

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002091586A (ja) * 2000-09-19 2002-03-29 Canon Inc 太陽光発電装置およびその制御方法
JP2004254386A (ja) * 2003-02-18 2004-09-09 Kyocera Corp 直流電源装置
JP2005130609A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Toshiba Corp スポットネットワーク受電装置
JP2005323444A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Fuji Electric Systems Co Ltd 直流給電回路網の保護システム
WO2010004738A1 (ja) * 2008-07-11 2010-01-14 三菱電機株式会社 整流装置およびそれを備えた太陽光発電システム

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05343722A (ja) * 1992-06-05 1993-12-24 Sharp Corp 太陽電池の短絡検出装置
CN1023621C (zh) * 1992-06-22 1994-01-26 华北电力学院 直流系统接地故障的探测方法及探测装置
US5726505A (en) * 1995-01-13 1998-03-10 Omron Corporation Device to prevent reverse current flow, rectifier device and solar generator system
US6593520B2 (en) * 2000-02-29 2003-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Solar power generation apparatus and control method therefor
JP2002233045A (ja) * 2001-02-02 2002-08-16 Canon Inc 太陽光発電システムの地絡検出のための装置及び方法
JP2004077309A (ja) 2002-08-20 2004-03-11 Atsushi Iga 太陽電池の出力評価方法,出力評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なデータ記録媒体および出力評価装置
JP3979417B2 (ja) * 2004-11-29 2007-09-19 セイコーエプソン株式会社 電力供給制御回路、電子機器、半導体装置、電力供給制御回路の制御方法および電子機器の制御方法
US20080111517A1 (en) * 2006-11-15 2008-05-15 Pfeifer John E Charge Controller for DC-DC Power Conversion
CN201397372Y (zh) * 2008-10-24 2010-02-03 华北电力大学 配电网单相接地故障定位装置
CN101446615B (zh) * 2008-12-19 2012-03-07 艾默生网络能源有限公司 一种太阳能方阵管理方法
DE102009032288A1 (de) * 2009-07-09 2011-01-13 Kostal Industrie Elektrik Gmbh Photovoltaikanlage
ATE555531T1 (de) * 2009-08-06 2012-05-15 Sma Solar Technology Ag Rückstromsensor für parallel geschaltete solarmodule
US8218274B2 (en) * 2009-12-15 2012-07-10 Eaton Corporation Direct current arc fault circuit interrupter, direct current arc fault detector, noise blanking circuit for a direct current arc fault circuit interrupter, and method of detecting arc faults
CN101789618B (zh) * 2010-03-02 2013-03-06 艾默生网络能源有限公司 风光互补型太阳能供电系统
CN101853554B (zh) * 2010-04-29 2012-09-12 卢代高 无人基站机房防火预警监控方法和系统
US8837097B2 (en) * 2010-06-07 2014-09-16 Eaton Corporation Protection, monitoring or indication apparatus for a direct current electrical generating apparatus or a plurality of strings
US8508896B2 (en) * 2010-11-09 2013-08-13 Eaton Corporation DC feeder protection system
GB2496139B (en) * 2011-11-01 2016-05-04 Solarcity Corp Photovoltaic power conditioning units

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002091586A (ja) * 2000-09-19 2002-03-29 Canon Inc 太陽光発電装置およびその制御方法
JP2004254386A (ja) * 2003-02-18 2004-09-09 Kyocera Corp 直流電源装置
JP2005130609A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Toshiba Corp スポットネットワーク受電装置
JP2005323444A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Fuji Electric Systems Co Ltd 直流給電回路網の保護システム
WO2010004738A1 (ja) * 2008-07-11 2010-01-14 三菱電機株式会社 整流装置およびそれを備えた太陽光発電システム

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