TWI690149B

TWI690149B - 接地檢測裝置

Info

Publication number: TWI690149B
Application number: TW107132554A
Authority: TW
Inventors: 佐野彰彦; 中村耕太郎; 小林健二; 中川耕平; 井手誠
Original assignee: 日商歐姆龍股份有限公司
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2020-04-01
Also published as: TW201918015A; JP6930370B2; US10707809B2; JP2019082843A; US20190131925A1

Abstract

本發明是用以提高由PCS檢測的接地位置的精度。接地位置計算部（41）利用PCS（12）所測量的太陽電池串（11）的電源電壓、接地電流Ig及輸入端子N的對地電位，計算接地位置Pg。接地位置計算部（41）設定所利用的電源電壓的下限值。

Description

接地檢測裝置

本發明是有關於一種適用於包含太陽電池串的太陽光發電系統的接地檢測裝置。

太陽光發電系統包括串聯連接有多個太陽電池模組的太陽電池串。各太陽電池模組包括經串聯連接的多個太陽電池單元。所述太陽電池串將在太陽電池串中發出的直流電力藉由電力調節系統（Power Conditioning System，PCS）而轉換成適當的直流電力及/或適當的交流電力。

太陽電池串的電路藉由任意的密封材料而電性絕緣（以下簡稱為「絕緣」）。但是，若因某些原因，太陽電池串的電路中的某個部位與大地之間的絕緣電阻下降，則會在所述部位產生接地。因此，先前，在太陽光發電系統中，如專利文獻1、專利文獻2所揭示，設置有檢測接地的接地檢測裝置。

專利文獻1的系統互連反相器（inverter）是一種PCS，其是將自直流電源輸入的直流電力，經由輸入輸出之間未經絕緣的轉換器（converter）電路及反相器電路轉換成交流電力，並將所述交流電力輸出至經接地的系統的裝置。所述系統互連反相器包括檢測所述直流電源的接地的接地檢測機構。具體而言，所述接地檢測機構檢測在輸入側的正側線路的電流與負側線路的電流的差電流的直流分量，藉由其檢測值是否為規定準位以上來進行接地判定。

又，所述系統互連反相器檢測所述接地的檢測時的來自所述直流電源的輸入電壓。並且，藉由針對兩個所述規定準位，分別檢測所述接地的檢測時的兩個所述輸入電壓，來檢測接地電阻及所述接地位置。

專利文獻2所述的接地檢測裝置是使太陽電池串的負極打開，另一方面，使正極經由檢測電阻而接地，檢測出此時產生於所述檢測電阻的兩端的電壓作為第1電壓。同樣地，使太陽電池串的正極打開，另一方面，使負極經由檢測電阻而接地，檢測出此時產生於所述檢測電阻的兩端的電壓作為第2電壓。然後，檢測出所述太陽電池串的正極與負極之間的極間電壓。

其次，所述接地檢測裝置基於第1電壓、第2電壓、所述極間電壓及所述檢測電阻的電阻值，求出所述太陽電池串的接地電阻值（絕緣電阻值）。根據所述接地電阻值，檢測接地的有無。又，根據第1電壓與第2電壓的比，檢測接地位置。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2001-275259號公報 [專利文獻2]日本專利特開2016-050783號公報

[發明所欲解決之課題] 然而，在接地中，例如，存在僅在早晨產生的接地、僅在濕度高時產生的接地等不定期產生的接地（以下稱為「不定期接地」）。當產生有此種不定期接地時，有時在操作員匆忙趕到時所述不定期接地已恢復。對此，如專利文獻1所述的系統互連反相器，在利用PCS檢測所述接地的情況下，亦可檢測所述不定期接地。

又，如專利文獻1所述的系統互連反相器，利用已存在於PCS中的測量電路所獲取的測量值來檢測所述接地位置的情況，與專利文獻2所述的將接地檢測裝置裝入至PCS的情況相比，可抑制裝置規模。

但是，本申請發明者等人經確認發現，利用已存在於PCS中的測量電路所獲取的測量值而檢測出的所述接地位置，有時會大幅偏離於所述接地實際產生的位置。

本揭示的一實施方式是為了解決所述問題而完成的，其目的在於提高由PCS檢測的接地位置的精度。 [解決問題的技術手段]

為了解決所述問題，本揭示的一實施方式的接地檢測裝置是一種適用於太陽光發電系統的接地檢測裝置，所述太陽光發電系統包括：太陽電池串，串聯連接有多個太陽電池模組；以及電力轉換裝置，對自所述太陽電池串供給的電力進行轉換，將經轉換的電力輸出至系統；所述接地檢測裝置包括接地位置特定部，所述接地位置特定部利用所述電力轉換裝置所測量的所述太陽電池串的輸出電壓、接地電流及對地電位，對接地位置進行特定。

在理想的情況下，所述輸出電壓與所述接地電流具有線性度，可根據所述輸出電壓與所述接地電流的關係，來推斷所述接地位置。

但是，本申請發明者等人經實際確認發現，在所推斷的接地位置中包含誤差。其原因可認為在於：位於自所述接地位置至所述太陽電池串的負極端子側的太陽電池模組的電壓、與位於自所述接地位置至所述太陽電池串的正極端子側的太陽電池模組的電壓因所述接地電流而不同。

接著，本申請發明者等人經進一步研究發現，基於所述太陽電池串的I-V特性，在所述輸出電壓高的區域內，所述誤差變小。

因此，在所述接地檢測裝置中，所述接地位置特定部設定所利用的所述輸出電壓的下限值。

根據所述構成，利用等於所述下限值或高於所述下限值的所述輸出電壓，因此可抑制所述接地位置的誤差，其結果可提高所述接地位置的精度。再者，只要可求出在所述太陽電池串的正極端子及負極端子中的一者上的對地電位，便可將基於所述系統的接地、所述電力轉換裝置中所設置的絕緣變壓器（transformer）的負極接地等任意的接地而測量的對地電位，用於所述接地位置的特定。

再者，所述下限值亦可為將所述太陽電池串的開路電壓乘以規定的比例所得的值。在所述情況下，可容易測量所述開路狀態，因此可容易地設定所述下限值。

又，所述下限值亦可為太陽電池串的最大輸出點上的輸出電壓。在所述情況下，只要將檢測出所述接地時的輸出電壓設定為所述下限值即可，從而可容易地設定所述下限值。

又，所述下限值亦可為可維持所述輸出電壓與所述接地電流的線性度的範圍的最小值。

本揭示的另一實施方式的接地檢測裝置是一種適用於太陽光發電系統的接地檢測裝置，所述太陽光發電系統包括：太陽電池串，串聯連接有多個太陽電池模組；以及電力轉換裝置，對自所述太陽電池串供給的電力進行轉換，將經轉換的電力輸出至系統；所述接地檢測裝置包括接地位置特定部，所述接地位置特定部利用所述電力轉換裝置所測量的所述太陽電池串的輸出電壓、接地電流及對地電位，對接地位置進行特定，所述接地位置特定部輸出與特定的接地位置相對應的所述接地位置的誤差的範圍的相關資訊。

此處，作為資訊的示例，可舉出自所述太陽電池串的負極端子至接地位置的長度相對於所述太陽電池串的長度的比例、所述誤差中所含的太陽電池模組的資訊等。又，作為所述輸出的示例，可舉出顯示、印刷、通訊等。

根據所述構成，使用者可藉由識別所述接地位置的誤差的範圍，來掌握所述接地所產生的大致位置。其結果為，可降低弄錯應修理的太陽電池模組、誤碰已接地的太陽電池模組而觸電之類的危險。

且說，本申請發明者等人經進一步確認發現，基於所述I-V特性，可使所述輸出電壓、所述接地電流、與考慮到所述誤差的所述接地位置相對應。

因此，本揭示的另一實施方式的接地檢測裝置是一種適用於太陽光發電系統的接地檢測裝置，所述太陽光發電系統包括：太陽電池串，串聯連接有多個太陽電池模組；以及電力轉換裝置，對自所述太陽電池串供給的電力進行轉換，將經轉換的電力輸出至系統；所述接地檢測裝置包括接地位置特定部，所述接地位置特定部利用所述電力轉換裝置所測量的所述太陽電池串的輸出電壓、接地電流及對地電位，對接地位置進行特定，所述接地位置特定部自所述電力轉換裝置獲取所述太陽電池串的I-V特性，利用所獲取的I-V特性，針對所述接地位置製作所述輸出電壓及所述接地電流的對應資訊，且基於所製作的對應資訊，特定出與自所述電力轉換裝置獲取的所述輸出電壓及所述接地電流相對應的所述接地位置。

根據所述構成，經特定的所述接地位置是已考慮到所述誤差的位置。因此，可高精度地對所述接地位置進行特定。 [發明的效果]

根據本揭示的一實施方式，可獲得能夠提高由PCS檢測的接地位置的精度的效果。

以下，對本發明的實施形態進行詳細說明。再者，為了便於說明，對與各實施形態所示的構件具有相同的功能的構件標註相同的符號，且適當省略其說明。

[實施形態1] 首先，利用圖1，對應用本發明的場面的一例進行說明。圖1是表示本實施形態的太陽光發電系統的適用場面的一例的概略性電路圖。如圖1所示，太陽光發電系統1包括太陽電池串11及PCS 12（電力轉換裝置）。

太陽電池串11是串聯連接數個（多個）太陽電池模組20而形成。太陽電池串11經由電路21、電路22而與PCS 12的輸入端子P、輸入端子N分別連接。太陽電池模組20包括經串聯連接的多個太陽電池單元（未圖示），形成為面板（panel）狀。來自太陽等的光能經所述多個太陽電池單元轉換成直流的電能，且經太陽電池模組20重疊，經太陽電池串11進而重疊，而供給至PCS 12。

PCS 12是將自太陽電池串11藉由輸入端子P、輸入端子N而輸入的直流電力轉換成規定的交流電力，將所述交流電力輸出至外部的電力系統80的構件。具體而言，PCS 12包括轉換器31及反相器32。

轉換器31是將來自太陽電池串11的直流電力轉換（直流/直流（direct current/direct current，DC/DC）轉換）成規定的直流電力的電路，例如是升壓斬波器（chopper）。經轉換器31轉換的直流電力被供給至反相器32。

反相器32是進行將自轉換器31供給的直流電力轉換成規定（例如，頻率60 Hz）的交流電力的轉換動作（直流/交流（direct current/alternating current，DC/AC）轉換）的電路。在反相器32中經轉換的交流電力被供給至外部的電力系統80。又，反相器32進行控制，以使電力系統80的對地電位為固定。在圖1的示例中，電力系統80為單相三線式，中性點接地。再者，亦可利用單相雙線式、三相三線式、三相四線式等其他配電方式的電力系統80。

如上所述，藉由設置PCS 12，可將太陽電池串11所發出的直流電力，轉換成具有可與電力系統80進行系統互連的規定的電壓及頻率的交流電力。

在本實施形態中，PCS 12更包括輸入側測量電路33、輸出側測量電路34、控制部35（接地檢測裝置）及儲存部36。

輸入側測量電路33測量轉換器31的輸入側的電壓及電流。具體而言，輸入側測量電路33測量輸入端子P、輸入端子N間的電壓，即，測量太陽電池串11的電源電壓V_PV （輸出電壓）。此外，輸入側測量電路33測量自太陽電池串11經由輸入端子P流入至轉換器31的電流Ip、以及自轉換器31經由輸入端子N流入至太陽電池串11的電流In。輸入側測量電路33將所測量的資料發送至控制部35。

輸出側測量電路34測量轉換器31的輸出側的電壓，即，測量藉由轉換器31而轉換的轉換電壓V_DDC 。輸出側測量電路34將所測量的資料發送至控制部35。

控制部35是統一控制PCS 12內的各種構成的動作的構件，例如由包含中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）及記憶體的電腦構成。並且，各種構成的動作控制是藉由使電腦執行控制程式來進行。儲存部36是記錄資訊的構件，由硬碟、快閃記憶體等記錄元件構成。

控制部35包括接地判定部40及接地位置計算部41（接地位置特定部）。接地判定部40是判定接地的有無的構件。自輸入端子P向轉換器31的電流Ip、與自轉換器31向輸入端子N的電流In在通常的情況下大小相同，但在產生接地的情況下則大小不同。

因此，在本實施形態中，接地判定部40計算輸入側測量電路33所測量的電流Ip與電流In的差分電流ΔI，若所述差分電流ΔI為規定值以上，則判定為已產生接地（有接地）。此時的差分電流ΔI成為接地電流Ig。再者，若在輸入側測量電路33中使用零相變流器（zero phase current transformer，ZCT），即可直接測量差分電流ΔI。又，在本實施形態中，是藉由輸入側測量電路33來檢測接地電流Ig，但並不限定於此。接地電流Ig既可藉由輸出側測量電路34來檢測，亦可根據反相器32的輸出電流來檢測。

接地位置計算部41計算產生接地的位置即接地位置Pg。接地位置Pg是藉由下述方法來計算。即，若使用接地電流Ig及接地電阻Rg，則接地位置Pg的對地電位（以下稱為「接地電位」）Vg成為Vg＝Ig×Rg。

另一方面，輸入端子N上的對地電位由於電力系統80的中性點已接地，故為-1/2×V_DDC 。又，若使用電源電壓V_PV ，則輸入端子N與接地位置Pg之間的電壓（接地點電壓）以V_PV ×X（其中，0≦X≦1）表示。因此，接地電位Vg成為Vg＝（-1/2×V_DDC ）＋（V_PV ×X）。

此處，X是表示接地位置Pg的值。在與輸入端子N連接的太陽電池串11的負極端子，X＝0，在與輸入端子P連接的太陽電池串11的正極端子，X＝1。又，若將太陽電池串11中所含的太陽電池模組20的個數設為n個（其中，2≦n，n為自然數），並且，接地位置Pg設為處於自輸入端子N算起第k個（其中，1≦k≦n-1）與第（k+1）個太陽電池模組20彼此之間，則為X＝k/n。

由以上所述，導出下述式（1）。 Ig×Rg＝（-1/2×V_DDC ）＋（V_PV ×X）…（1）。因此，只要測量接地電流Ig成為零時的電源電壓V_PV 及轉換電壓V_DDC ，即可求出表示接地位置Pg的X。或者，只要改變電源電壓V_PV ，測量多個接地電流Ig、電源電壓V_PV 及轉換電壓V_DDC 的組（set），即可求出表示接地位置Pg的X及接地電阻Rg。

但是，本申請發明者等人經確認發現，實際的接地位置Pg上的接地電流Ig及接地點電壓（V_PV ×X）有時會偏離於基於所述式（1）而求出的接地電流Ig及接地點電壓（V_PV ×X）。

圖2A、圖2B及圖3A、圖3B是表示本實施形態的太陽光發電系統1中，在各接地位置Pg上產生有接地的情況下，基於所述式（1）而算出的理想的測量值（理想值）及實際的測量值（實測值）的一例的曲線圖。圖2A及圖2B是接地電阻Rg為3 kΩ的情況，圖3A及圖3B是接地電阻Rg為1 kΩ的情況。又，圖2A及圖3A是表示電源電壓V_PV 與接地電流Ig的關係的曲線圖，圖2B及圖3B是表示電源電壓V_PV 與接地點電壓（V_PV ×X）的關係的曲線圖。

在圖2A、圖2B及圖3A、圖3B中，實測值是以實線表示，所述理想值是以虛線表示。又，圖2A、圖2B及圖3A、圖3B中的「90%」、「50%」及「30%」是表示接地位置Pg的所述X的值。

參照圖2A、圖2B及圖3A、圖3B可知，接地電流Ig及接地點電壓（V_PV ×X）的實測值隨著電源電壓V_PV 下降，與所述理想值的誤差增大。又可知，接地電阻Rg小的所述誤差更大。

參照圖1及圖4，對如圖2A、圖2B及圖3A、圖3B所示的現象的原因進行研究。圖4是表示構成太陽電池串11的各太陽電池模組20的I-V特性的一例的曲線圖。再者，太陽電池串11的I-V特性亦成為與圖4同樣的曲線圖。

圖4所示的Vn及Vp與圖1所示的Vn及Vp相同。如圖1所示，所述Vn表示自接地位置Pg至輸入端子N之側（N側）的太陽電池模組20的輸出電壓。另一方面，所述Vp表示自接地位置Pg至輸入端子P之側（P側）的太陽電池模組20的輸出電壓。

若參照圖1及圖4，則所述P側的太陽電池模組20的輸出電流Ip較所述N側的太陽電池模組20的輸出電流In降低相當於接地電流Ig的程度。由此可知，所述P側的太陽電池模組20的輸出電壓Vp較所述N側的太陽電池模組20的輸出電壓Vn增加。所述式（1）是以各太陽電池模組20的輸出電壓相同為前提，因此實測值偏離於基於所述式（1）的理想值。

又，參照圖4可知，輸出電壓Vp相對於輸出電壓Vn的增加量ΔV隨著輸出電壓Vn降低而增大。由此可知，隨著電源電壓V_PV 降低，實測值相對於所述理想值的誤差增大。

又，在接地點電壓（V_PV ×X）為某值的情況下，若接地電阻Rg小，則接地電流Ig的大小（絕對值）增大。並且，參照圖4可知，若接地電流Ig的絕對值大，則所述增加量ΔV增大。由此可知，若接地電阻Rg小，則接地電流Ig的絕對值增大，所述誤差進一步增大。

（實施例1）因此，在本實施例中，接地位置計算部41設定用以求出接地位置Pg的電源電壓V_PV 的下限值。由此，接地位置計算部41利用所述下限值以上的電源電壓V_PV 而求出接地位置Pg，故可抑制實測值相對於所述理想值的誤差。其結果為，可抑制接地位置Pg的誤差。

作為所述下限值的設定例，可舉出下述示例。

（下限值的設定例1）例如，亦可將開路電壓乘以規定的比例（例如60%）所得的值設定為所述下限值。開路電壓是來自太陽電池串11的電流不流動的狀態（開路狀態）下的電源電壓V_PV ，可容易地測量。因此，可容易地設定所述下限值。

（下限值的設定例2）例如，亦可將最大輸出點上的電源電壓V_PV 設定為所述下限值。通常，太陽光發電系統1進行有追蹤最大輸出點的最大功率點追蹤（Maximum Power Point Tracking，MPPT）控制。在所述情況下，接地判定部40判定為有接地時的電源電壓V_PV 是最大輸出點上的電源電壓V_PV 。因此，只要將所述判定為有接地時的電源電壓V_PV 設定為所述下限值即可，從而可容易地設定所述下限值。

（下限值的設定例3）例如，亦可將可維持電源電壓V_PV 與接地電流Ig或接地點電壓（V_PV ×X）的線性度的範圍的最小值設定為所述下限值。具體而言，針對互不相同的3個以上的電源電壓V_PV ，測量接地電流Ig或接地電位Vg。相對於電源電壓V_PV 的變化量的接地電流Ig或接地電位Vg的變化量為固定的區域成為可維持所述線性度的區域。

例如，在圖2A中設為已獲得表示「90%」的4個測量點。在所述情況下，可維持所述線性度（曲線圖的傾斜度）的範圍為140 V～250 V，因此所述下限值成為140 V。又，在圖2B中設為已獲得表示「50%」的4個測量點。在所述情況下，可維持所述線性度的範圍為220 V～250 V，因此所述下限值成為220 V。

再者，理想的是以滿足如下條件，即，相對於電源電壓V_PV 的變化量的太陽電池串11的電流的變化量大於接地電流Ig的方式，設定所述3個以上的電源電壓V_PV 。或者，亦可自包含互不相同的多個電源電壓V_PV 的測量資料中，選擇滿足所述條件的3個以上的電源電壓V_PV ，自所述測量資料提取與所選擇的各電源電壓V_PV 相對應的接地電流Ig或接地電位Vg。

（實施例2）又，在另一實施例中，接地位置計算部41輸出與利用所述式（1）而算出的接地位置Pg的推斷值相對應的推斷值的誤差的範圍的相關資訊。再者，接地位置計算部41亦可輸出所述推斷值及所述範圍的相關資訊。

作為所述資訊的示例，可舉出所述X的誤差的範圍、所述範圍內所含的太陽電池模組20的資訊等。又，作為所述輸出的示例，可舉出顯示、印刷、通訊等。例如，作為所述X，可舉出顯示輸出30%～60%。又，可舉出顯示表示太陽電池串11中所含的多個太陽電池模組20的多個方塊（block），以紅色警告顯示表示所述範圍內所含的太陽電池模組20的方塊。

由此，使用者可掌握產生接地的大致位置。其結果為，可降低弄錯所修理的太陽電池模組20、或誤碰已接地的太陽電池模組20而觸電之類的危險。

所述範圍可自圖2A、圖2B及圖3A、圖3B所示的曲線圖求出。又，圖2A、圖2B及圖3A、圖3B所示的曲線圖可利用太陽電池串11的I-V特性而製作。

因此，只要太陽電池串11的I-V特性變化不那麼大，接地位置計算部41即可將使接地位置Pg的所述推斷值與所述範圍相對應的第1表預先儲存於儲存部36中。接地位置計算部41可參照第1表獲取與所算出的接地位置Pg的推斷值相對應的所述範圍，輸出所述範圍的相關資訊。

又，控制部35藉由對太陽電池串11的電源電壓V_PV 進行控制，來檢測太陽電池串11的I-V特性。或者，亦可藉由在太陽光發電系統1的運轉過程中對太陽電池串11的電源電壓V_PV 及電流進行監視，來檢測所述I-V特性。接地位置計算部41亦可基於所述I-V特性，製作表示圖2A、圖2B及圖3A、圖3B的曲線圖的第2表，且根據所述第2表，製作所述第1表，並將所述第1表儲存於儲存部36中。例如，若參照圖2A、圖2B及圖3A、圖3B的曲線圖，則可選出與某接地位置Pg所對應的理想值的直線具有相同傾斜度的多個實測值的直線，並可求出與所選出的多個實測值的直線相對應的接地位置Pg的範圍。因此，可根據第2表製作第1表。並且，接地位置計算部41可將所算出的推斷值設為接地位置Pg的理想值，參照第1表獲取與所述理想值相對應的所述範圍，並輸出所述範圍的相關資訊。

再者，所述範圍是基於太陽電池串11中的多個太陽電池模組20的輸出電壓的不均（圖4所示的ΔV）而確定，但亦可亦考慮到基於關於輸入側測量電路33中所設置的電流感測器及電壓感測器的感測器特性的不均來確定。

（實施例3）又，在另一實施例中，接地位置計算部41亦可藉由基於如上所述控制部35所檢測出的太陽電池串11的I-V特性，針對每個接地電阻Rg及接地位置Pg製作使電源電壓V_PV 與接地電流Ig相對應的第3表（對應資訊），利用所述第3表，對互不相同的多個電源電壓V_PV 、與自所述多個電源電壓V_PV 分別測量出的多個接地電流Ig進行擬合（fitting），來求出接地電阻Rg及接地位置Pg。在所述情況下，可高精度地求出接地電阻Rg及接地位置Pg。

[實施形態2] 其次，參照圖5，對本發明的另一實施形態進行說明。

圖5是表示本實施形態的太陽光發電系統1a的概略構成的一例的方塊圖。圖5所示的太陽光發電系統1a與圖1所示的太陽光發電系統1相比，不同點在於3根太陽電池串11分別經由直流斷路器50而與PCS 12並聯連接，其他構成相同。再者，直流斷路器50是眾所周知的構成，因此省略其詳細的說明。

即使是本實施形態的太陽光發電系統1a，亦與圖1所示的太陽光發電系統1同樣地，藉由測量電源電壓V_PV 及接地電流Ig，接地位置計算部41可推斷接地位置Pg。其結果為，可使在現場的還原操作效率化。

其次，在本實施形態中，是將3個直流斷路器50中的一個設為接通（導通狀態），將其他的直流斷路器50設為斷開（開路狀態），PCS 12的接地判定部40判定接地，對3個直流斷路器50分別重複所述操作。藉此，可對產生有接地的太陽電池串11進行特定。因此，接地位置Pg得以推斷，且產生有接地的太陽電池串11得以特定，因此可使在現場的還原操作進一步效率化。

再者，亦可在僅使經特定的太陽電池串11所對應的直流斷路器50接通，使其他直流斷路器50斷開後，接地位置計算部41推斷接地位置Pg。在所述情況下，可各別地推斷產生有接地的多個太陽電池串11中的多個接地位置Pg。

再者，亦眾所周知將多個太陽電池串藉由連接箱加以並聯連接後連接於PCS的太陽光發電系統。又，亦眾所周知在所述連接箱中包括多個直流斷路器，多個太陽電池串分別經由直流斷路器而並聯連接的太陽光發電系統。藉由對此種太陽光發電系統，設置本實施形態的太陽光發電系統1a的PCS 12中的接地判定部40及接地位置計算部41，可實現本實施形態的所述作用效果。

[實施形態3] 其次，參照圖6，對本發明的進而另一實施形態進行說明。

圖6是表示本實施形態的太陽光發電系統1b的概略構成的一例的方塊圖。圖6所示的太陽光發電系統1b與圖5所示的太陽光發電系統1a相比，不同點在於設置有MPPT控制元件51來代替直流斷路器50，其他構成相同。

MPPT控制元件51對太陽電池串11的電源電壓V_PV 進行控制，以追蹤太陽電池串11的最大輸出點。再者，MPPT控制元件51是眾所周知的構成，因此省略其詳細的說明。在本實施形態中，在多個太陽電池串11中分別設有多個MPPT控制元件51。由此，多個MPPT控制元件51可分別控制多個太陽電池串11的電源電壓V_PV 。

因此，在本實施形態中，PCS 12的控制部35對3個MPPT控制元件51中的一個進行命令，使MPPT控制暫時停止，且改變電源電壓V_PV ，並對3個MPPT控制元件51分別重複所述操作。藉此，接地判定部40可將當改變電源電壓V_PV 時接地電流Ig發生有改變的MPPT控制元件51所對應的太陽電池串11，特定為產生有接地的太陽電池串11。因此，即使在多個太陽電池串11中產生有接地的情況下，亦可對所述多個太陽電池串11進行特定。

又，接地位置計算部41可根據電源電壓V_PV 的變化與接地電流Ig的變化的關係，推斷產生有接地的太陽電池串11中的接地位置Pg。因此，產生有接地的太陽電池串11得以特定，並且，所述太陽電池串11中的接地位置Pg得以推斷，因此可使在現場的還原操作效率化。

再者，在圖5及圖6所示的太陽光發電系統1a、太陽光發電系統1b中，是使用3根太陽電池串11，但是並不限定於此。亦可使用2根太陽電池串11，且亦可使用4根以上的太陽電池串11。

[實施形態4] 其次，參照圖7，對本發明的另一實施形態進行說明。

圖7是表示本實施形態的太陽光發電系統1c的概略構成的一例的方塊圖。圖7所示的太陽光發電系統1c與圖1所示的太陽光發電系統1相比，不同點在於新設有測量朝向電力系統80的輸出電壓的輸出電壓測量電路52，其他構成相同。再者，在圖7中，為了簡化，而省略了PCS 12中的控制部35及儲存部36的描繪。

如圖7所示，微小的電流有可能自輸出電壓測量電路52流入至PCS 12。因此，當在太陽電池串11中產生接地時，電流會自輸出電壓測量電路52流入至接地位置Pg，其結果有可能對接地位置Pg的特定造成影響。但是，基於電力系統80中的電路常數、電壓值及電流值，可算出流入至輸出電壓測量電路52的電流，其結果可對經特定的接地位置Pg進行修正。

或者，亦可將輸出電壓測量電路52設為絕緣電路。在所述情況下，電流不會自輸出電壓測量電路52流入至接地位置Pg，從而可防止對接地位置Pg的特定造成影響。再者，在圖7的示例中，是對輸出電壓測量電路52進行說明，但關於電力系統80中所設置的其他測量電路，亦是同樣。

[藉由軟體的實現例] PCS 12的控制方塊（特別是控制部35）既可藉由形成於積體電路（積體電路（integrated circuit，IC）晶片）等之中的邏輯電路（硬體）來實現，亦可藉由軟體來實現。

在後者的情況下，PCS 12包括執行實現各功能的軟體即程式的命令的電腦。所述電腦包括例如一個以上的處理器（processor），並且包括儲存有所述程式的電腦可讀取的記錄媒體。並且，在所述電腦中，藉由所述處理器自所述記錄媒體讀取並執行所述程式，來達成本發明的目的。作為所述處理器，例如可使用中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）。作為所述記錄媒體，除了「非暫時性的有形的媒體」、例如唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）等以外，亦可使用磁帶、磁碟、磁卡、半導體記憶體、可程式邏輯電路等。又，亦可進而包括使所述程式展開的隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）等。又，所述程式亦可經由可傳輸所述程式的任意的傳輸媒體（通訊網路或廣播波等）供給至所述電腦。再者，本發明的一實施方式亦可藉由將所述程式利用電子傳輸而具體化的嵌入於載波中的資料訊號的形態來實現。

[附文] 再者，在所述實施形態中，是藉由電力系統80的接地，而自轉換器31的轉換電壓V_DDC 求出輸入端子N的接地電位，但是並不限定於此。在PCS 12中，可藉由預先使如下的位置，即，即使改變太陽電池串11的電源電壓V_PV 而對地電位亦不會改變的位置接地，並改變所述電源電壓V_PV 而測量接地電流Ig，來求出接地位置Pg。

又，在所述實施形態中，接地判定部40及接地位置計算部41是設置在PCS 12中，但亦可設置在可與PCS 12進行通訊的外部裝置中。

本發明並不限定於所述各實施形態，在請求項所示的範圍內可進行各種變更，關於對不同的實施形態中所分別揭示的技術手段進行適當組合而獲得的實施形態，亦包含於本發明的技術範圍內。

1、1a、1b、1c‧‧‧太陽光發電系統11‧‧‧太陽電池串12‧‧‧PCS（電力轉換裝置）20‧‧‧太陽電池模組21、22‧‧‧電路31‧‧‧轉換器32‧‧‧反相器33‧‧‧輸入側測量電路34‧‧‧輸出側測量電路35‧‧‧控制部（接地檢測裝置）36‧‧‧儲存部40‧‧‧接地判定部41‧‧‧接地位置計算部（接地位置特定部）50‧‧‧直流斷路器51‧‧‧MPPT控制元件52‧‧‧輸出電壓測量電路80‧‧‧電力系統Ig‧‧‧接地電流In‧‧‧自轉換器31向輸入端子N的電流Ip‧‧‧自輸入端子P向轉換器31的電流N、P‧‧‧輸入端子Pg‧‧‧接地位置Rg‧‧‧接地電阻V_DDC‧‧‧轉換電壓Vn‧‧‧自接地位置Pg至輸入端子N之側（N側）的太陽電池模組20的輸出電壓Vp‧‧‧自接地位置Pg至輸入端子P之側（P側）的太陽電池模組20的輸出電壓V_PV‧‧‧電源電壓ΔV‧‧‧輸出電壓Vp相對於輸出電壓Vn的增加量

圖1是表示本發明的一實施形態的太陽光發電系統的適用場面的一例的概略性電路圖。圖2A及圖2B是所述太陽光發電系統中，在各接地位置上已接地的情況下的理想的測量值及實際的測量值的一例，是表示接地電阻為3 kΩ時的示例的曲線圖。圖3A及圖3B是所述太陽光發電系統中，在各接地位置上已接地的情況下的理想的測量值與實際的測量值的另一例，是表示接地電阻為1 kΩ時的示例的曲線圖。圖4是表示所述太陽光發電系統中的構成太陽電池串的各太陽電池模組的I-V特性的一例的曲線圖。圖5是表示本發明的另一實施形態的太陽光發電系統的概略構成的一例的方塊圖。圖6是表示本發明的進而另一實施形態的太陽光發電系統的概略構成的一例的方塊圖。圖7是表示本發明的另一實施形態的太陽光發電系統的概略構成的一例的方塊圖。

1‧‧‧太陽光發電系統

11‧‧‧太陽電池串

12‧‧‧PCS(電力轉換裝置)

20‧‧‧太陽電池模組

21、22‧‧‧電路

31‧‧‧轉換器

32‧‧‧反相器

33‧‧‧輸入側測量電路

34‧‧‧輸出側測量電路

35‧‧‧控制部(接地檢測裝置)

36‧‧‧儲存部

40‧‧‧接地判定部

41‧‧‧接地位置計算部(接地位置特定部)

80‧‧‧電力系統

Ig‧‧‧接地電流

N、P‧‧‧輸入端子

Pg‧‧‧接地位置

Rg‧‧‧接地電阻

V_DDC‧‧‧轉換電壓

Vn‧‧‧自接地位置Pg至輸入端子N之側(N側)的太陽電池模組20的輸出電壓

Vp‧‧‧自接地位置Pg至輸入端子P之側(P側)的太陽電池模組20的輸出電壓

V_PV‧‧‧電源電壓

Claims

一種接地檢測裝置，其適用於太陽光發電系統，所述太陽光發電系統包括：太陽電池串，串聯連接有多個太陽電池模組；以及電力轉換裝置，對自所述太陽電池串供給的電力進行轉換，將經轉換的電力輸出至系統；所述接地檢測裝置包括：接地位置特定部，利用所述電力轉換裝置所測量的所述太陽電池串的輸出電壓、接地電流及對地電位，對接地位置進行特定；且所述接地位置特定部設定所利用的所述輸出電壓的下限值。
如申請專利範圍第1項所述的接地檢測裝置，其中所述下限值是將所述太陽電池串的開路電壓乘以規定的比例所得的值。
如申請專利範圍第1項所述的接地檢測裝置，其中所述下限值是所述太陽電池串的最大輸出點上的輸出電壓。
如申請專利範圍第1項所述的接地檢測裝置，其中所述下限值是維持所述輸出電壓與所述接地電流的線性度的範圍的最小值。
一種接地檢測裝置，其適用於太陽光發電系統，所述太陽光發電系統包括：太陽電池串，串聯連接有多個太陽電池模組；以及電力轉換裝置，對自所述太陽電池串供給的電力進行轉換，將經轉換的電力輸出至系統；所述接地檢測裝置包括：接地位置特定部，利用所述電力轉換裝置所測量的所述太陽電池串的輸出電壓、接地電流及對地電位，對接地位置進行特定；且所述接地位置特定部輸出與特定的接地位置相對應的所述接地位置的誤差的範圍的資訊。
一種接地檢測裝置，其適用於太陽光發電系統，所述太陽光發電系統包括：太陽電池串，串聯連接有多個太陽電池模組；以及電力轉換裝置，對自所述太陽電池串供給的電力進行轉換，將經轉換的電力輸出至系統；所述接地檢測裝置包括：接地位置特定部，利用所述電力轉換裝置所測量的所述太陽電池串的輸出電壓、接地電流及對地電位，對接地位置進行特定；且所述接地位置特定部自所述電力轉換裝置獲取所述太陽電池串的I-V特性，利用所獲取的I-V特性，針對所述接地位置製作所述輸出電壓及所述接地電流的對應資訊，且基於所製作的對應資訊，特定出與自所述電力轉換裝置獲取的所述輸出電壓及所述接地電流相對應的所述接地位置。