WO2016031269A1 - Ground fault detection device and ground fault detection method - Google Patents

Ground fault detection device and ground fault detection method Download PDF

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康介 森田
誠 井手
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Abstract

 The purpose of the present invention is to measure ground fault resistance in a safe and highly accurate manner. In this ground fault detection device (12), a controller (27) measures ground fault resistance. A test first changeover switch (23) switches the connection of one end of a third test current path (25) having a detecting resistor (R1), the connection being switched between a ground current path (26) and a first test current path (22a). A test second changeover switch (24) switches the connection of the other end of the third test current path (25), the connection being switched between the ground current path (26) and a second test current path (22b).

Description

地絡検出装置および地絡検出方法Ground fault detection device and ground fault detection method
 本発明は、太陽電池の地絡を検出する地絡検出装置および地絡検出方法に関する。 The present invention relates to a ground fault detection device and a ground fault detection method for detecting a ground fault of a solar cell.
 太陽光を利用して発電する太陽電池ストリングは、複数の太陽電池パネル(太陽電池モジュール)を直列接続して形成され、また、太陽電池パネルは、複数の太陽電池セルを直列接続して形成されている。太陽電池ストリングにて発電された電力はパワーコンディショナを介して電力送電網に供給される。 A solar cell string that generates power using sunlight is formed by connecting a plurality of solar cell panels (solar cell modules) in series, and a solar cell panel is formed by connecting a plurality of solar cells in series. ing. The electric power generated by the solar cell string is supplied to the electric power transmission network through the power conditioner.
 太陽電池ストリングは、接地されずにフローティング状態となっており、何等かの原因で絶縁抵抗が低下すると、地絡を生じる。そこで、従来、太陽電池ストリングには、特許文献1に開示されているように、地絡の発生を検出する地絡検出装置が設けられている。 The solar cell string is in a floating state without being grounded, and a ground fault occurs when the insulation resistance decreases for some reason. Therefore, conventionally, as disclosed in Patent Document 1, a solar cell string is provided with a ground fault detection device that detects the occurrence of a ground fault.
 図11に示すように、特許文献1に開示されている地絡検出装置102は、第1および第2スイッチ111,112、検出抵抗R111、電圧検出器114並びに演算制御部115を備えている。 As shown in FIG. 11, the ground fault detection device 102 disclosed in Patent Document 1 includes first and second switches 111 and 112, a detection resistor R111, a voltage detector 114, and an arithmetic control unit 115.
 図11に示す構成において、太陽電池ストリング101の正極は、第1スイッチ111および検出抵抗R111を介して接地されるようになっており、負極は、第2スイッチ112および検出抵抗R111を介して接地されるようになっている。第1および第2スイッチ111,112は、検出抵抗R111側の端子同士が接続されている。したがって、第1スイッチ111がオン、第2スイッチ112がオフの場合には、検出抵抗R111の両端に第1電圧V111が発生し、第1スイッチ111がオフ、第2スイッチ112がオンの場合には、検出抵抗R111の両端に第2電圧V112が発生する。 In the configuration shown in FIG. 11, the positive electrode of the solar cell string 101 is grounded via the first switch 111 and the detection resistor R111, and the negative electrode is grounded via the second switch 112 and the detection resistor R111. It has come to be. The first and second switches 111 and 112 are connected to the terminals on the detection resistor R111 side. Therefore, when the first switch 111 is on and the second switch 112 is off, the first voltage V111 is generated across the detection resistor R111, and the first switch 111 is off and the second switch 112 is on. Generates a second voltage V112 across the detection resistor R111.
 電圧検出器114は、検出抵抗R111の両端の上記第1および第2電圧V111,V112を検出し、かつ太陽電池ストリング101の正極と負極との間の極間電圧を検出する。演算制御部115は、第1および第2スイッチ111,112のオンオフ動作を制御し、かつ上記第1および第2電圧V111,V112、極間電圧、並びに検出抵抗R111の抵抗値に基づいて太陽電池ストリング101の地絡抵抗値(絶縁抵抗値)を求める。 The voltage detector 114 detects the first and second voltages V111 and V112 at both ends of the detection resistor R111, and detects a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the solar cell string 101. The arithmetic control unit 115 controls the on / off operation of the first and second switches 111 and 112, and is based on the first and second voltages V111 and V112, the voltage between the electrodes, and the resistance value of the detection resistor R111. A ground fault resistance value (insulation resistance value) of the string 101 is obtained.
日本国公開特許公報「特開2012-119382号公報(2012年6月21日公開)」Japanese Patent Publication “JP 2012-119382 A (published on June 21, 2012)”
 ところが、上記従来の構成では、図12に示すように、第1および第2スイッチ111,112が共にオンするような事態、例えば第1および第2スイッチ111,112が共にオン状態で溶着してしまうような故障を生じた場合、太陽電池ストリング101の正極と負極とが短絡され、正極と負極との間の回路に大電流が流れる。このような場合には、回路が発熱し、火災を生じる恐れがある。 However, in the above-described conventional configuration, as shown in FIG. 12, the first and second switches 111 and 112 are both turned on, for example, the first and second switches 111 and 112 are both welded in the on state. When such a failure occurs, the positive electrode and the negative electrode of the solar cell string 101 are short-circuited, and a large current flows through a circuit between the positive electrode and the negative electrode. In such a case, the circuit generates heat and may cause a fire.
 一方、このような事態を回避するために、図13に示すように、第1および第2スイッチ111,112と太陽電池ストリング101との間の給電路において、第1および第2スイッチ111,112と直列にそれぞれ保護抵抗R112,R113を設けることが考えられる。このような構成では、第1および第2スイッチ111,112が共にオンとなった場合であっても、太陽電池ストリング101の正極と負極との間の回路を流れる電流を小さくして、回路での発熱を抑制することができる。 On the other hand, in order to avoid such a situation, as shown in FIG. 13, the first and second switches 111 and 112 in the power feeding path between the first and second switches 111 and 112 and the solar cell string 101 are used. It is conceivable to provide protective resistors R112 and R113 in series with each other. In such a configuration, even when both the first and second switches 111 and 112 are turned on, the current flowing through the circuit between the positive electrode and the negative electrode of the solar cell string 101 is reduced, and the circuit Heat generation can be suppressed.
 しかしながら、このような構成では、第1電圧V111を求める場合と第2電圧V112を求める場合とで、異なる保護抵抗R112,R113を使用することになる。このため、太陽電池ストリング101の地絡抵抗値(絶縁抵抗値)を正確に求めることができない。 However, in such a configuration, different protection resistances R112 and R113 are used for obtaining the first voltage V111 and for obtaining the second voltage V112. For this reason, the ground fault resistance value (insulation resistance value) of the solar cell string 101 cannot be obtained accurately.
 すなわち、抵抗器である保護抵抗R112,R113には、表記される抵抗値が同じであっても、製造誤差によりそれぞれ抵抗値に多少の誤差が存在する。また、保護抵抗R112,R113は温度変化により抵抗値が変化する。この抵抗値の変化は、保護抵抗R112,R113同士で同一ではなく、個体差が存在する。すなわち、保護抵抗R112,R113同士で抵抗値の温度係数が異なる。これらのうち、製造時の抵抗値の誤差は、初期の調整によって対応可能である。しかしながら、温度による抵抗値の変化は初期の調整によって対応することができない。このため、第1スイッチ111をオンかつ第2スイッチ112をオフとし、保護抵抗R112を介在させて求めた第1電圧V111、および第1スイッチ111をオフかつ第2スイッチ112をオンとし、保護抵抗R113を介在させて求めた第2電圧V112は不正確なものになる。この結果、これら第1および第2電圧V111,V112を使用して求めた太陽電池ストリング101の地絡抵抗値は不正確なものとなる。 That is, the protective resistances R112 and R113, which are resistors, have some errors in their resistance values due to manufacturing errors even if the indicated resistance values are the same. Further, the resistance values of the protective resistors R112 and R113 change due to temperature changes. This change in resistance value is not the same between the protective resistors R112 and R113, and there are individual differences. In other words, the temperature coefficient of the resistance value differs between the protective resistors R112 and R113. Among these, the error of the resistance value at the time of manufacture can be dealt with by the initial adjustment. However, the change in resistance value due to temperature cannot be accommodated by the initial adjustment. Therefore, the first switch 111 is turned on and the second switch 112 is turned off, the first voltage V111 obtained through the protection resistor R112, and the first switch 111 is turned off and the second switch 112 is turned on, and the protection resistor The second voltage V112 obtained through R113 is inaccurate. As a result, the ground fault resistance value of the solar cell string 101 obtained by using the first and second voltages V111 and V112 is inaccurate.
 したがって、本発明は、太陽電池の地絡抵抗値を安全かつ高精度に求めることができる地絡検出装置および地絡検出方法の提供を目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a ground fault detection device and a ground fault detection method capable of obtaining a ground fault resistance value of a solar cell safely and with high accuracy.
 上記の課題を解決するために、本発明の地絡検出装置は、検出抵抗と計測部とを備え、前記計測部は、前記検出抵抗の両端に生じる電圧を取得して、太陽電池の地絡の抵抗値の計測動作を行う地絡検出装置において、前記太陽電池の正極に接続される第1通電路と、前記太陽電池の負極に接続される第2通電路と、前記検出抵抗が一端側と他端側との間に設けられている第3通電路と、前記第3通電路の一端側の接続を接地された接地通電路と前記第1通電路との間で切替える第1切替部と、前記第3通電路の他端部側の接続を前記接地通電路と前記第2通電路との間で切り替える第2切替部とを備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a ground fault detection device of the present invention includes a detection resistor and a measurement unit, and the measurement unit acquires a voltage generated at both ends of the detection resistor to obtain a ground fault of a solar cell. In the ground fault detection apparatus for measuring the resistance value of the solar cell, a first current path connected to the positive electrode of the solar cell, a second current path connected to the negative electrode of the solar cell, and the detection resistor at one end side And a first switching unit that switches between a first energizing path and a third energizing path provided between the first energizing path and a ground energizing path that is grounded at one end of the third energizing path. And a second switching unit that switches the connection on the other end side of the third energization path between the ground energization path and the second energization path.
 本発明の構成によれば、太陽電池の地絡抵抗を安全かつ高精度に求めることができる。 According to the configuration of the present invention, the ground fault resistance of the solar cell can be obtained safely and with high accuracy.
本発明の実施の形態の地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの基本構成を示す概略の回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the basic composition of the solar power generation system provided with the ground fault detection apparatus of embodiment of this invention. 図1に示した基本構成に対応する、太陽光発電システムの具体的な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific structure of a solar energy power generation system corresponding to the basic composition shown in FIG. 図2に示した太陽光発電システムにおいて、地絡抵抗値の計測に使用する太陽電池ストリングの極間電圧を求める場合の状態を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a state in a case where an interelectrode voltage of a solar cell string used for measurement of a ground fault resistance value is obtained in the photovoltaic power generation system shown in FIG. 2. 図2に示した太陽光発電システムにおいて、地絡抵抗の計測に使用する第1電圧を求める状態を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a state in which a first voltage used for measurement of ground fault resistance is obtained in the photovoltaic power generation system illustrated in FIG. 2. 図2に示した太陽光発電システムにおいて、地絡抵抗値の計測に使用する第2電圧を求める状態を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a state in which a second voltage used for measuring a ground fault resistance value is obtained in the photovoltaic power generation system shown in FIG. 2. 図4に示した第1電圧を求めた場合の太陽光発電システムの回路を太陽電池モジュール、第1電圧および地絡位置に注目した回路に書き換えた場合の回路図である。It is a circuit diagram at the time of rewriting the circuit of the photovoltaic power generation system at the time of calculating | requiring the 1st voltage shown in FIG. 4 to the circuit which paid its attention to the solar cell module, the 1st voltage, and the ground fault position. 図5に示した第2電圧を求めた場合の太陽光発電システムの回路を太陽電池モジュール、第2電圧および地絡位置に注目した回路に書き換えた場合の回路図である。It is a circuit diagram at the time of rewriting the circuit of the photovoltaic power generation system at the time of calculating | requiring the 2nd voltage shown in FIG. 5 to the circuit which paid its attention to a solar cell module, a 2nd voltage, and a ground fault position. 図2に示した地絡検出装置の変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of the ground fault detection apparatus shown in FIG. 図2に示した地絡検出装置による計測動作が行われた日の太陽電池ストリングにおける開放電圧および発電量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the open circuit voltage and electric power generation amount in the solar cell string of the day when the measurement operation by the ground fault detection apparatus shown in FIG. 2 was performed. 本発明の他の実施の形態における地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the ground fault detection apparatus in other embodiment of this invention. 従来の地絡検出装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional ground fault detection apparatus. 図11に示した地絡検出装置において、第1および第2スイッチがオンとなった状態を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing a state in which the first and second switches are turned on in the ground fault detection device shown in FIG. 11. 図12に示した地絡検出装置において、保護抵抗を設けた場合の構成を示す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration when a protective resistor is provided in the ground fault detection device shown in FIG. 12.
 〔実施の形態1〕
 (太陽光発電システムの基本構成)
 本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図1は、本発明の実施の形態の地絡検出装置を備えた太陽光発電システム1の基本構成を示す概略の回路図である。
[Embodiment 1]
(Basic configuration of solar power generation system)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a basic configuration of a solar power generation system 1 including a ground fault detection device according to an embodiment of the present invention.
 図1に示すように、太陽光発電システム1は、太陽電池ストリング11、地絡検出装置12およびパワーコンディショニングシステム(以下、PCSと称する)13を備えている。太陽光発電システム1において、太陽電池ストリング11にて発電された電力は、電力通電路15a,15bに出力され、PCS13を介して電力送電網14に供給される。 As shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation system 1 includes a solar cell string 11, a ground fault detection device 12, and a power conditioning system (hereinafter referred to as PCS) 13. In the solar power generation system 1, the electric power generated by the solar cell string 11 is output to the power energization paths 15 a and 15 b and is supplied to the power transmission network 14 via the PCS 13.
 地絡検出装置12は、電力通電路切替スイッチ21、検査第1通電路(第1通電路)22a、検査第2通電路(第2通電路)22b、検査第1切替スイッチ(第1切替部)23、検査第2切替スイッチ(第2切替部)24、検査第3通電路25、接地通電路26、検出抵抗R1およびコントローラ(計測部)27を備えている。 The ground fault detection device 12 includes a power energization path changeover switch 21, an inspection first energization path (first energization path) 22a, an inspection second energization path (second energization path) 22b, and an inspection first changeover switch (first switching unit). ) 23, a second inspection switch (second switching unit) 24, a third inspection current path 25, a ground current path 26, a detection resistor R 1, and a controller (measurement unit) 27.
 電力通電路切替スイッチ21は、電力通電路15a,15bの接続をPCS13側と検査第1および第2通電路22a,22b側との間で切り替える。検査第1切替スイッチ23は、検査第3通電路25の一端部に接続され、検査第3通電路25の一端部の接続を検査第1通電路22aと接地通電路26との間で切り替える。検査第2切替スイッチ24は、検査第3通電路25の他端部に接続され、検査第3通電路25の他端部の接続を検査第2通電路22bと接地通電路26との間で切り替える。接地通電路26は接地されている。検出抵抗R1は、検査第3通電路25の一端部と他端部との間に設けられている。 The power energizing path changeover switch 21 switches the connection of the power energizing paths 15a and 15b between the PCS 13 side and the inspection first and second energizing paths 22a and 22b side. The inspection first changeover switch 23 is connected to one end of the inspection third energization path 25 and switches the connection of one end of the inspection third energization path 25 between the inspection first energization path 22 a and the ground energization path 26. The inspection second changeover switch 24 is connected to the other end of the inspection third energization path 25, and connects the other end of the inspection third energization path 25 between the inspection second energization path 22 b and the ground energization path 26. Switch. The ground energization path 26 is grounded. The detection resistor R1 is provided between one end and the other end of the inspection third energization path 25.
 コントローラ27は、電力通電路切替スイッチ21、検査第1切替スイッチ23および検査第2切替スイッチ24の切り替え動作を制御し、太陽電池ストリング11の地絡抵抗値および地絡位置を求める。 The controller 27 controls the switching operation of the power conduction path switching switch 21, the inspection first switching switch 23, and the inspection second switching switch 24, and obtains the ground fault resistance value and the ground fault position of the solar cell string 11.
 この場合、コントローラ27は、地絡検出装置12の計測動作の際に、電力通電路切替スイッチ21を電力通電路15a,15bが検査第1および第2通電路22a,22bに接続されるように切り替えた状態とする。 In this case, the controller 27 causes the power energization path changeover switch 21 to be connected to the inspection first and second energization paths 22a and 22b during the measurement operation of the ground fault detection device 12. The state is switched.
 また、コントローラ27は、検査第1切替スイッチ23が検査第1通電路22aに切り替えられ、検査第2切替スイッチ24が検査第2通電路22bに切り替えられた状態(図3に相当)とし、検出抵抗R1の両端に生じる電圧を取得して、太陽電池ストリング11の正負の両極間の電圧である極間電圧Va-Vbを求める。 Further, the controller 27 detects that the inspection first changeover switch 23 is switched to the inspection first energization path 22a and the inspection second changeover switch 24 is switched to the inspection second energization path 22b (corresponding to FIG. 3). A voltage generated between both ends of the resistor R1 is obtained, and an interelectrode voltage Va-Vb which is a voltage between the positive and negative electrodes of the solar cell string 11 is obtained.
 また、コントローラ27は、検査第1切替スイッチ23が検査第1通電路22aに切り替えられ、検査第2切替スイッチ24が接地通電路26に切り替えられた状態(図4に相当)とし、検出抵抗R1の両端に生じる第1電圧V1を取得する。さらに、コントローラ27は、検査第1切替スイッチ23が接地通電路26に切り替えられ、検査第2切替スイッチ24が検査第2通電路22bに切り替えられた状態(図5に相当)とし、検出抵抗R1の両端に生じる第2電圧V2を取得する。コントローラ27は、取得した極間電圧Va-Vb並びに第1および第2電圧V1,V2に基づいて、太陽電池ストリング11の地絡抵抗値値(絶縁抵抗値)、および地絡位置を求める。その詳細については、後述する。 The controller 27 sets the inspection first changeover switch 23 to the inspection first energization path 22a and the inspection second changeover switch 24 to the ground energization path 26 (corresponding to FIG. 4), and detects the detection resistor R1. The first voltage V <b> 1 generated at both ends is acquired. Further, the controller 27 sets the inspection first changeover switch 23 to the ground energization path 26 and the inspection second changeover switch 24 to the inspection second energization path 22b (corresponding to FIG. 5), and detects the detection resistor R1. The second voltage V <b> 2 generated at both ends is acquired. The controller 27 obtains the ground fault resistance value (insulation resistance value) and the ground fault position of the solar cell string 11 based on the acquired inter-electrode voltage Va-Vb and the first and second voltages V1, V2. Details thereof will be described later.
 (太陽光発電システムの具体的な構成)
 図2は、図1に示した基本構成に対応する、本発明の実施の形態の地絡検出装置12を備えた太陽光発電システム1の具体的な構成を示す回路図である。なお、図2は、太陽電池ストリング11が発電した電力をPCS13に供給している状態であって、地絡検出装置12が計測動作行っていない状態(電力出力状態)を示している。
(Specific configuration of solar power generation system)
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of solar power generation system 1 including ground fault detection device 12 according to the embodiment of the present invention, corresponding to the basic configuration shown in FIG. FIG. 2 shows a state where the power generated by the solar cell string 11 is supplied to the PCS 13 and the ground fault detection device 12 is not performing a measurement operation (power output state).
 図2に示すように、太陽電池ストリング11は、直列接続された複数の太陽電池モジュール31を備えている。各太陽電池モジュール31は、直列接続された複数の太陽電池セル(図示せず)を備え、パネル状に形成されている。 2, the solar cell string 11 includes a plurality of solar cell modules 31 connected in series. Each solar cell module 31 includes a plurality of solar cells (not shown) connected in series, and is formed in a panel shape.
 検査第3通電路25において、検出抵抗R1と検査第1切替スイッチ23との間には、分圧抵抗R2,R3が設けられ、査抵抗R1と検査第2切替スイッチ24との間には、分圧抵抗R4,R5が設けられている。検出抵抗R1の両端の電圧は比較器33を介してコントローラ27へ入力される。なお、検出抵抗R1の抵抗値は分圧抵抗R2~R5の抵抗値よりも低いものとする。 In the inspection third energization path 25, voltage dividing resistors R2 and R3 are provided between the detection resistor R1 and the inspection first changeover switch 23, and between the inspection resistor R1 and the inspection second changeover switch 24, Voltage dividing resistors R4 and R5 are provided. The voltage across the detection resistor R1 is input to the controller 27 via the comparator 33. It is assumed that the resistance value of the detection resistor R1 is lower than the resistance values of the voltage dividing resistors R2 to R5.
 分圧抵抗R2~R5は、検出抵抗R1の両端に生じる第1および第2電圧V1,V2を低下させて、コントローラ27へ入力される電圧を小さくしている。これにより、コントローラ27をマイクロコンピュータにて構成することを可能とし、地絡検出装置12を小型化できるようにしている。また、分圧抵抗R2~R5は、極間電圧Va-Vbを求める場合の回路、第1電圧V1を求める場合の回路、および第2電圧V2を求める場合の回路のいずれにも存在している。 The voltage dividing resistors R2 to R5 lower the first and second voltages V1 and V2 generated at both ends of the detection resistor R1, thereby reducing the voltage input to the controller 27. As a result, the controller 27 can be configured by a microcomputer, and the ground fault detection device 12 can be miniaturized. Further, the voltage dividing resistors R2 to R5 exist in any of a circuit for obtaining the interelectrode voltage Va-Vb, a circuit for obtaining the first voltage V1, and a circuit for obtaining the second voltage V2. .
 また、例えば電力通電路15aには、電力通電路15aを流れる電流量を検出する電流センサ32が設けられている。したがって、電流センサ32は太陽電池ストリング11の発電電流を検出する。コントローラ27は、電流センサ32にて検出された発電電流に基づいて太陽電池ストリング11の発電量(変化値)を計測するようになっている。 Further, for example, a current sensor 32 that detects the amount of current flowing through the power conduction path 15a is provided in the power conduction path 15a. Therefore, the current sensor 32 detects the generated current of the solar cell string 11. The controller 27 measures the power generation amount (change value) of the solar cell string 11 based on the power generation current detected by the current sensor 32.
 (地絡検出装置の動作、地絡抵抗値の計測)
 上記の構成において、地絡検出装置12の動作について以下に説明する。
(Operation of ground fault detector, measurement of ground fault resistance)
In the above configuration, the operation of the ground fault detection device 12 will be described below.
 図3は、図2に示した太陽光発電システム1において、極間電圧Va-Vbを求める場合の状態を示す回路図である。図4は、図2に示した太陽光発電システム1において、第1電圧V1を求める場合の状態を示す回路図である。図5は、図2に示した太陽光発電システム1において、第2電圧V2を求める場合の状態を示す回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a state in the case of obtaining the interelectrode voltage Va-Vb in the photovoltaic power generation system 1 shown in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a state when the first voltage V1 is obtained in the photovoltaic power generation system 1 shown in FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a state when the second voltage V2 is obtained in the photovoltaic power generation system 1 shown in FIG.
 地絡検出装置12において、極間電圧Va-Vbを求める場合、コントローラ27は、図2に示した電力出力状態から、図3に示すように、電力通電路切替スイッチ21を電力通電路15a,15bが検査第1および第2通電路22a,22bと接続されるように切り替える。これにより、太陽電池ストリング11からPCS13へ至る電力通電路15a,15bは遮断される。また、コントローラ27は、検査第1切替スイッチ23を検査第3通電路25の一端部が検査第1通電路22aと接続され、検査第2切替スイッチ24を検査第3通電路25の他端部が検査第2通電路22bと接続されるように切り替える。 In the ground fault detection device 12, when the interelectrode voltage Va-Vb is obtained, the controller 27 switches the power supply path changeover switch 21 from the power output state shown in FIG. It switches so that 15b may be connected with test | inspection 1st and 2nd electricity supply path 22a, 22b. Thereby, the power supply paths 15a and 15b from the solar cell string 11 to the PCS 13 are blocked. In addition, the controller 27 connects the inspection first changeover switch 23 with one end of the inspection third energization path 25 to the inspection first energization path 22 a, and connects the inspection second changeover switch 24 with the other end of the inspection third energization path 25. Is switched to be connected to the inspection second energization path 22b.
 この状態では、太陽電池ストリング11の正負の両極が検出抵抗R1および分圧抵抗R2~R5を介して接続される。これにより、検出抵抗R1の両端には、太陽電池ストリング11の正負間の電圧を検出抵抗R1および分圧抵抗R2~R5により分圧した場合の検出抵抗R1の抵抗値に応じた電圧が生じる。この電圧は、比較器33を介してコントローラ27に取り込まれ、コントローラ27は極間電圧Va-Vbを求める。 In this state, both positive and negative poles of the solar cell string 11 are connected via the detection resistor R1 and the voltage dividing resistors R2 to R5. Thereby, a voltage corresponding to the resistance value of the detection resistor R1 when the voltage between the positive and negative of the solar cell string 11 is divided by the detection resistor R1 and the voltage dividing resistors R2 to R5 is generated at both ends of the detection resistor R1. This voltage is taken into the controller 27 via the comparator 33, and the controller 27 obtains the interelectrode voltage Va-Vb.
 次に、第1電圧V1を求める場合、コントローラ27は、図4に示すように、電力通電路15a,15bが検査第1および第2通電路22a,22bと接続された状態において、検査第1切替スイッチ23を検査第3通電路25の一端部が検査第1通電路22aと接続されるように切り替え、検査第2切替スイッチ24を検査第3通電路25の他端部が接地通電路26と接続されるように切り替える。 Next, when obtaining the first voltage V1, as shown in FIG. 4, the controller 27 performs the inspection first in a state where the power conduction paths 15a and 15b are connected to the inspection first and second conduction paths 22a and 22b. The changeover switch 23 is switched so that one end of the inspection third energization path 25 is connected to the inspection first energization path 22a, and the inspection second changeover switch 24 is switched to the ground energization path 26 of the other end of the inspection third energization path 25. Switch to be connected to.
 この状態では、太陽電池ストリング11の正極(P端子)が検出抵抗R1および分圧抵抗R2~R5を介して接地される。これにより、検出抵抗R1の両端には、太陽電池ストリング11の正極と接地電位との間の電圧を検出抵抗R1および分圧抵抗R2~R5により分圧した場合の検出抵抗R1の抵抗値に応じた第1電圧V1が生じる。この第1電圧V1は、比較器33を介してコントローラ27に取り込まれ、コントローラ27は第1電圧V1を求める。 In this state, the positive electrode (P terminal) of the solar cell string 11 is grounded via the detection resistor R1 and the voltage dividing resistors R2 to R5. As a result, both ends of the detection resistor R1 correspond to the resistance value of the detection resistor R1 when the voltage between the positive electrode of the solar cell string 11 and the ground potential is divided by the detection resistor R1 and the voltage dividing resistors R2 to R5. The first voltage V1 is generated. The first voltage V1 is taken into the controller 27 via the comparator 33, and the controller 27 obtains the first voltage V1.
 次に、第2電圧V2を求める場合、コントローラ27は、図5に示すように、電力通電路15a,15bが検査第1および第2通電路22a,22bと接続された状態において、検査第1切替スイッチ23を検査第3通電路25の一端部が接地通電路26と接続されるように切り替え、検査第2切替スイッチ24を検査第3通電路25の他端部が検査第2通電路22bと接続されるように切り替える。 Next, when obtaining the second voltage V2, as shown in FIG. 5, the controller 27 performs the first inspection in the state where the power conduction paths 15a and 15b are connected to the first and second conduction paths 22a and 22b. The changeover switch 23 is switched so that one end of the inspection third energization path 25 is connected to the ground energization path 26, and the other end of the inspection third energization path 25 is switched to the inspection second energization path 22b. Switch to be connected to.
 この状態では、太陽電池ストリング11の負極(N端子)が検出抵抗R1および分圧抵抗R2~R5を介して接地される。これにより、検出抵抗R1の両端には、太陽電池ストリング11の負極と接地電位との間の電圧を検出抵抗R1および分圧抵抗R2~R5により分圧した場合の検出抵抗R1の抵抗値に応じた第2電圧V2が生じる。この第2電圧V2は、比較器33を介してコントローラ27に取り込まれ、コントローラ27は第2電圧V2を求める。なお、極間電圧Va-Vb、第1電圧V1および第2電圧V2を求める順序は順不動である。 In this state, the negative electrode (N terminal) of the solar cell string 11 is grounded via the detection resistor R1 and the voltage dividing resistors R2 to R5. As a result, both ends of the detection resistor R1 correspond to the resistance value of the detection resistor R1 when the voltage between the negative electrode of the solar cell string 11 and the ground potential is divided by the detection resistor R1 and the voltage dividing resistors R2 to R5. A second voltage V2 is generated. The second voltage V2 is taken into the controller 27 via the comparator 33, and the controller 27 obtains the second voltage V2. Note that the order of obtaining the interelectrode voltage Va-Vb, the first voltage V1, and the second voltage V2 is in no particular order.
 次に、コントローラ27は、求めた極間電圧Va-Vb、第1および第2電圧V1,V2、並びに検査第3通電路25の合計抵抗値Rsum(=R1+R2+R3+R4+R5)から、下式により、
 Rleake=Rsum×|Va-Vb|÷|V1-V2|-Rsum ……(1)
絶縁抵抗値Rleake を求める。
Next, the controller 27 calculates the inter-electrode voltage Va−Vb, the first and second voltages V1 and V2, and the total resistance value Rsum (= R1 + R2 + R3 + R4 + R5) of the inspection third conduction path 25 by the following equation:
Rleake = Rsum × | Va−Vb | ÷ | V1-V2 | −Rsum (1)
Obtain the insulation resistance value Rleake.
 (地絡検出装置の動作、地絡位置の検出)
 また、コントローラ27は、第1および第2電圧V1,V2の絶対値の比から、地絡の発生位置(地絡位置)を求める。一例として、太陽電池ストリング11は5個の太陽電池モジュール31を直列接続したものであり、地絡は、太陽光発電システム1のP端子側から見て、3個目の太陽電池モジュール31と4個目の太陽電池モジュール31との間において発生しているものとする。なお、符号34は地絡位置の地絡抵抗34を示す。
(Operation of ground fault detection device, detection of ground fault position)
Moreover, the controller 27 calculates | requires the generation | occurrence | production position (ground fault position) of a ground fault from ratio of the absolute value of 1st and 2nd voltage V1, V2. As an example, the solar cell string 11 is obtained by connecting five solar cell modules 31 in series, and the ground fault is the third solar cell modules 31 and 4 when viewed from the P terminal side of the solar power generation system 1. It is assumed that it occurs between the individual solar cell modules 31. Reference numeral 34 denotes a ground fault resistance 34 at the ground fault position.
 この場合、第1電圧V1を求めた場合の太陽光発電システム1の回路(図4参照)を太陽電池モジュール31、第1電圧V1および地絡位置に注目した回路に書き換えると、図6のようになる。同様に、第2電圧V2を求めた場合の太陽光発電システム1の回路(図5参照)を太陽電池モジュール31、第2電圧V2および地絡位置に注目した回路に書き換えると、図7のようになる。したがって、第1電圧V1の絶対値と第2電圧V2の絶対値との比は、
 |V1|:|V2|=3:2
となり、この比から地絡位置を求めることができる。
In this case, when the circuit (see FIG. 4) of the photovoltaic power generation system 1 when the first voltage V1 is obtained is rewritten to a circuit that focuses on the solar cell module 31, the first voltage V1, and the ground fault position, as shown in FIG. become. Similarly, when the circuit (see FIG. 5) of the photovoltaic power generation system 1 when the second voltage V2 is obtained is rewritten to a circuit that focuses on the solar cell module 31, the second voltage V2, and the ground fault position, as shown in FIG. become. Therefore, the ratio between the absolute value of the first voltage V1 and the absolute value of the second voltage V2 is
| V1 |: | V2 | = 3: 2
Thus, the ground fault position can be obtained from this ratio.
 以上のように、本実施の形態の太陽光発電システム1の地絡検出装置12では、図2~図5に示した検査第1および第2切替スイッチ23,24の全て(4通り)の切り替えパターンにおいて、太陽電池ストリング11の正負の両極が短絡することがない。すなわち、太陽電池ストリング11の正負の両極が接続されるような切り替えパターンであっても、正負の両極間には少なくとも検出抵抗R1が介在するようになっている。したがって、例えば検査第1および第2切替スイッチ23,24がいずれかの切り替え位置において溶着するような故障が生じた場合であっても、太陽光発電システム1の回路に大電流が流れて回路が過度に発熱する事態を防止することができる。 As described above, in the ground fault detection device 12 of the photovoltaic power generation system 1 of the present embodiment, all (four types) switching of the inspection first and second change-over switches 23 and 24 shown in FIGS. In the pattern, the positive and negative poles of the solar cell string 11 are not short-circuited. That is, even in a switching pattern in which the positive and negative poles of the solar cell string 11 are connected, at least the detection resistor R1 is interposed between the positive and negative poles. Therefore, for example, even when a failure occurs in which the inspection first and second change-over switches 23 and 24 are welded at any one of the switching positions, a large current flows through the circuit of the photovoltaic power generation system 1 and the circuit is An excessive heat generation can be prevented.
 また、地絡抵抗値(絶縁抵抗値)を求める場合には、同じ検出抵抗R1および同じ分圧抵抗R2~R5を含む回路を使用して、極間電圧Va-Vb並びに第1および第2電圧V1,V2を計測するようになっている。したがって、検出抵抗R1および分圧抵抗R2~R5についての個々の製造時の抵抗値の誤差や温度係数の違いによる計測誤差の発生を排除することができる。これにより、地絡抵抗34の抵抗値を正確に計測することができる。 Further, when obtaining the ground fault resistance value (insulation resistance value), a circuit including the same detection resistor R1 and the same voltage dividing resistors R2 to R5 is used, and the interelectrode voltage Va-Vb and the first and second voltages are used. V1 and V2 are measured. Accordingly, it is possible to eliminate the occurrence of measurement errors due to differences in resistance values and temperature coefficients during the individual manufacturing of the detection resistor R1 and the voltage dividing resistors R2 to R5. Thereby, the resistance value of the ground fault resistance 34 can be measured accurately.
 また、図2に示すように、コントローラ27をマイクロコンピュータにて構成した場合において、極間電圧Va-Vb並びに第1および第2電圧V1,V2を計測するのに必要な入力ポートが一つでよく、コントローラ27に必要なポート数を少なくすることができる。 As shown in FIG. 2, when the controller 27 is constituted by a microcomputer, only one input port is required for measuring the interelectrode voltage Va-Vb and the first and second voltages V1, V2. Well, the number of ports required for the controller 27 can be reduced.
 また、検出抵抗R1と直列に分圧抵抗R2~R5が設けられているので、コントローラ27をマイクロコンピュータにて構成した場合において、コントローラ27に入力する電圧を適正な電圧まで容易に降下させることができる。 In addition, since the voltage dividing resistors R2 to R5 are provided in series with the detection resistor R1, when the controller 27 is configured by a microcomputer, the voltage input to the controller 27 can be easily lowered to an appropriate voltage. it can.
 なお、本実施の形態は、PCS13に対して一つの太陽電池ストリング11が接続される例について示したが、これに限定されない。すなわち、太陽光発電システム1は、PCS13に対して複数の太陽電池ストリング11が接続されており、地絡検出装置12が複数の太陽電池ストリング11ごとに設けられている構成であってもよい。あるいは、太陽光発電システム1は、地絡検出装置12が、複数の太陽電池ストリング11に対して一つのみ設けられ、複数の太陽電池ストリング11に対して切り替えて使用される構成であってもよい。 In addition, although this Embodiment showed about the example in which the one solar cell string 11 is connected with respect to PCS13, it is not limited to this. That is, the photovoltaic power generation system 1 may have a configuration in which a plurality of solar cell strings 11 are connected to the PCS 13 and the ground fault detection device 12 is provided for each of the plurality of solar cell strings 11. Alternatively, the solar power generation system 1 may be configured such that only one ground fault detection device 12 is provided for the plurality of solar cell strings 11 and is switched to the plurality of solar cell strings 11. Good.
 (変形例)
 図2に示した太陽光発電システム1の変形例を図8に示す。図8の構成では、太陽電池ストリング11と検査第1切替スイッチ23との間に保護抵抗R11が設けられ、太陽電池ストリング11と検査第2切替スイッチ24との間に保護抵抗R12が設けられている。
(Modification)
A modification of the photovoltaic power generation system 1 shown in FIG. 2 is shown in FIG. In the configuration of FIG. 8, a protective resistor R11 is provided between the solar cell string 11 and the inspection first changeover switch 23, and a protective resistor R12 is provided between the solar cell string 11 and the inspection second changeover switch 24. Yes.
 上記の構成によれば、検査第1および第2通電路22a,22bに保護抵抗R11,R12が設けられていることにより、フローティング状態となっている太陽電池ストリング11の導体部が他の導電性部材に触れた場合であっても、太陽電池ストリング11とその導電性部材との間に流れる電流量を抑制することができる。これにより、地絡検出装置12の安全性をさらに高めることができる。 According to said structure, by providing protection resistance R11, R12 in test | inspection 1st and 2nd electricity supply path 22a, 22b, the conductor part of the solar cell string 11 which is in a floating state is made into other electroconductivity. Even when the member is touched, the amount of current flowing between the solar cell string 11 and the conductive member can be suppressed. Thereby, the safety | security of the ground fault detection apparatus 12 can further be improved.
 一方、保護抵抗R11,R12は、極間電圧Va-Vb並びに第1および第2電圧V1,V2を求める場合に、共通には使用されないので、保護抵抗R11,R12同士で、抵抗の温度係数や誤差を完全に打ち消すことはできない。但し、保護抵抗R11,R12の抵抗値を検出抵抗R1の抵抗値よりも小さい値に設定することにより、保護抵抗R11,R12が存在することによる悪影響を抑制しつつ、太陽光発電システム1の安全性を高めることができる。 On the other hand, the protective resistors R11 and R12 are not used in common when the interelectrode voltage Va-Vb and the first and second voltages V1 and V2 are obtained. The error cannot be completely cancelled. However, by setting the resistance values of the protection resistors R11 and R12 to a value smaller than the resistance value of the detection resistor R1, the adverse effect due to the presence of the protection resistors R11 and R12 is suppressed, and the safety of the photovoltaic power generation system 1 is improved. Can increase the sex.
 〔実施の形態2〕
 本発明の他の実施の形態を図面に基づいて、以下に説明する。
本実施の形態において、太陽光発電システム1の地絡検出装置12は、早朝や夕方など、太陽電池ストリング11の発電量が少ないときに地絡についての計測動作(地絡抵抗値および地絡位置の計測)を行うようになっている。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the present embodiment, the ground fault detection device 12 of the photovoltaic power generation system 1 performs a measurement operation (ground fault resistance value and ground fault position) when the power generation amount of the solar cell string 11 is small, such as early morning or evening. Measurement).
 なお、太陽電池ストリング11の発電電流量は発電量に応じて変化する。そこで、コントローラ27は、電流センサ32にて検出される発電電流量に基づいて、太陽電池ストリング11の発電量を監視し、発電量が地絡検出装置12の計測動作が可能な範囲内(計測可能値の範囲内)である場合に、計測動作を行うようになっている。また、太陽電池ストリング11の発電量を求める構成(監視する構成)はこれに限定されず、電流センサ32にて検出される発電電流量と太陽電池ストリング11の正負間の電圧とから求めるようにしてもよい。 Note that the amount of power generated by the solar cell string 11 varies depending on the amount of power generated. Therefore, the controller 27 monitors the power generation amount of the solar cell string 11 based on the power generation current amount detected by the current sensor 32, and the power generation amount is within the range in which the measurement operation of the ground fault detection device 12 is possible (measurement). When it is within the range of possible values, the measurement operation is performed. In addition, the configuration for determining the power generation amount of the solar cell string 11 (configuration for monitoring) is not limited to this, and the power generation amount detected by the current sensor 32 and the voltage between the positive and negative of the solar cell string 11 are determined. May be.
 また、地絡検出装置12の計測動作が可能な発電量の範囲の上限値は、例えば地絡検出装置12の各部の耐圧(耐電力)に基づいて設定することができ、下限値は、例えば地絡抵抗値および地絡位置の計測が可能となる発電量の下限値に基づいて設定することができる。 Moreover, the upper limit of the range of the power generation amount that can be measured by the ground fault detection device 12 can be set, for example, based on the withstand voltage (power resistance) of each part of the ground fault detection device 12, and the lower limit value is, for example, The ground fault resistance value and the ground fault position can be set based on the lower limit value of the power generation amount that enables measurement of the ground fault position.
 図9は、地絡検出装置12により計測動作が行われた日の太陽電池ストリングにおける開放電圧および発電量の変化を示すグラフである。太陽電池ストリング11が設置されている場所の日の出から日没までの間において、太陽電池ストリング11の開放電圧および発電量は、例えば図9のように変化する。図9において、範囲Aは、PCS13の運転範囲を示している。また、領域Bは、地絡検出装置12の計測動作可能範囲に含まれる領域であり、太陽電池ストリング11の発電量が少ない発電量(計測可能値)である例えば早朝の時間帯に存在する。領域Bでは、太陽電池ストリング11の開放電圧は所定の最高電圧付近まで達している。一方、早朝のために日照量(変化値)が少なく、太陽電池ストリング11の出力電流は小さい値となっている。 FIG. 9 is a graph showing changes in the open-circuit voltage and the power generation amount in the solar cell string on the day when the measurement operation is performed by the ground fault detection device 12. Between the sunrise and sunset of the place where the solar cell string 11 is installed, the open-circuit voltage and the power generation amount of the solar cell string 11 change as shown in FIG. 9, for example. In FIG. 9, the range A indicates the operating range of the PCS 13. In addition, the region B is a region included in the measurement operation possible range of the ground fault detection device 12 and exists in, for example, an early morning time zone in which the power generation amount (measurable value) of the solar cell string 11 is small. In the region B, the open circuit voltage of the solar cell string 11 reaches the vicinity of a predetermined maximum voltage. On the other hand, the amount of sunlight (change value) is small due to early morning, and the output current of the solar cell string 11 is a small value.
 図10は、地絡検出装置12の動作を示すフローチャートである。図10に示すように、コントローラ27は、電流センサ32にて検出される発電電流量に基づいて、太陽電池ストリング11の発電量を監視し(S11)、太陽電池ストリング11の発電量が地絡検出装置12の計測動作が可能な範囲内であるかどうかを判定する(S12)。なお、この判定は、太陽電池ストリング11の発電量を所定時間監視した上で行うことが好ましい。 FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the ground fault detection device 12. As shown in FIG. 10, the controller 27 monitors the power generation amount of the solar cell string 11 based on the power generation current amount detected by the current sensor 32 (S11), and the power generation amount of the solar cell string 11 is grounded. It is determined whether or not the measurement operation of the detection device 12 is within a possible range (S12). This determination is preferably performed after monitoring the power generation amount of the solar cell string 11 for a predetermined time.
 S12での判定の結果、太陽電池ストリング11の発電量が地絡検出装置12の計測動作が可能な範囲内であれば、コントローラ27は、電力通電路切替スイッチ21を電力通電路15a,15bが検査第1および第2通電路22a,22bと接続されるように切り替える(S13)。これにより、太陽電池ストリング11からPCS13へ至る電力通電路15a,15bが遮断される。 As a result of the determination in S12, if the power generation amount of the solar cell string 11 is within a range where the measurement operation of the ground fault detection device 12 is possible, the controller 27 switches the power conduction path switch 21 to the power conduction paths 15a and 15b. It switches so that it may connect with inspection 1st and 2nd electricity supply ways 22a and 22b (S13). Thereby, the power supply paths 15a and 15b from the solar cell string 11 to the PCS 13 are blocked.
 その後、前述のように、検査第1および第2切替スイッチ23,24を切り替えて地絡抵抗値および地絡位置を計測し(S24)、計測が終了すれば動作を終了する。 Thereafter, as described above, the inspection first and second changeover switches 23 and 24 are switched to measure the ground fault resistance value and the ground fault position (S24), and the operation is ended when the measurement is completed.
 なお、発電量(変化値)が少ないときを検出する構成は、太陽電池ストリング11の発電量を監視する以外に、時計(例えばコントローラ27が内部に備えるタイマ)によって早朝や夕方などの時刻(変化値)を参照する構成であってもよい。あるいは、日照計によって日照量(変化値)を参照する構成であってもよい。ただし、日照量を参照する構成の場合には、一時的な天候の変化により日照量すなわち発電量が低下する場合を排除するため、日照量の変化を所定時間監視し、日照量(発電量)が少ない時間帯であることを確認した後、計測動作を開始する構成とすることが好ましい。 In addition, the configuration for detecting when the power generation amount (change value) is small is not limited to monitoring the power generation amount of the solar cell string 11, but the time (change) such as early morning or evening by a clock (for example, a timer provided in the controller 27). (Value) may be referred to. Or the structure which refers to the amount of sunshine (change value) with a sunshine meter may be sufficient. However, in the case of a configuration that refers to the amount of sunshine, the change in the amount of sunshine is monitored for a predetermined time in order to eliminate the case where the amount of sunshine, that is, the amount of power generation decreases due to a temporary change in weather, and the amount of sunlight (power generation amount) It is preferable that the measurement operation is started after confirming that the time period is small.
 また、変化値としての発電量、時刻および日照量は、これらを単独に使用して地絡検出装置12の計測動作が可能な範囲(計測可能値の範囲)であるかどうかを判定することに限定されず、発電量(発電電流)、時刻および日照量のうちの複数の変化値を使用し、複数の変化値のそれぞれが計測可能値の範囲内であるか場合に、地絡検出装置12の計測動作を行うようにしてもよい。この場合には、地絡検出装置12の計測動作の信頼性を高めることができる。 Further, the power generation amount, the time, and the amount of sunshine as change values are used to determine whether or not they are within a range in which the measurement operation of the ground fault detection device 12 can be performed (a range of measurable values). Without being limited, when a plurality of change values among the power generation amount (power generation current), time, and amount of sunshine are used, and each of the plurality of change values is within a measurable value range, the ground fault detection device 12 is used. The measurement operation may be performed. In this case, the reliability of the measurement operation of the ground fault detection device 12 can be improved.
 例えば、地絡検出装置12は、太陽電池ストリング11の発電量が計測可能値の範囲内であり、かつ時刻が発電量の相対的に少ない時間帯として設定された計測動作可能時間帯である場合に、計測動作を行うようにしてもよい。この場合には、例えば太陽電池ストリング11の発電量の多い時間帯において、急激に天候が悪化して太陽電池ストリング11の発電量が低下することにより、地絡検出装置12の計測動作が開始され、その後、急激に天候が回復して太陽電池ストリング11の発電量が増加することにより、地絡検出装置12の動作に支障を来すような事態を防止することができる。これにより、地絡検出装置12の信頼性を高めることができる。 For example, the ground fault detection device 12 is a measurement operation possible time zone in which the power generation amount of the solar cell string 11 is within a measurable value range and the time is set as a time zone in which the power generation amount is relatively small. In addition, a measurement operation may be performed. In this case, for example, the measurement operation of the ground fault detection device 12 is started when the power generation amount of the solar cell string 11 is reduced due to a sudden deterioration of weather in a time zone in which the solar cell string 11 generates a large amount of power. After that, the weather suddenly recovers and the power generation amount of the solar cell string 11 increases, so that it is possible to prevent a situation in which the operation of the ground fault detection device 12 is hindered. Thereby, the reliability of the ground fault detection apparatus 12 can be improved.
 あるいは、地絡検出装置12は、太陽電池ストリング11の位置の日照量を検出する日照計を備え、発電量が計測可能値の範囲内であり、かつ日照量が所定量以下である場合に、計測動作を行うようにしてもよい。この場合には、太陽電池ストリング11の発電量の多い時間帯(日照量の多い状態)において、太陽電池ストリング11の例えば一部が何等かの被覆物によって覆われてしまい、そのために太陽電池ストリング11の発電量が低下することにより、地絡検出装置12の計測動作が行われ、不適正な計測結果が得られる事態を防止することができる。 Alternatively, the ground fault detection device 12 includes a sunshine meter that detects the amount of sunshine at the position of the solar cell string 11, the amount of power generation is within a measurable value range, and the amount of sunshine is equal to or less than a predetermined amount. A measurement operation may be performed. In this case, for example, a part of the solar cell string 11 is covered with some coating in a time zone where the power generation amount of the solar cell string 11 is large (a state in which the amount of sunlight is large). When the power generation amount of 11 decreases, the measurement operation of the ground fault detection device 12 is performed, and a situation in which an inappropriate measurement result is obtained can be prevented.
 また、地絡検出装置12の計測動作中に上記被覆物が除去されて太陽電池ストリング11の発電量が増加することにより、地絡検出装置12の動作に支障を来すような事態を防止することができる。これにより、地絡検出装置12の信頼性を高めることができる。 In addition, the covering is removed during the measurement operation of the ground fault detection device 12 and the power generation amount of the solar cell string 11 is increased, thereby preventing a situation that hinders the operation of the ground fault detection device 12. be able to. Thereby, the reliability of the ground fault detection apparatus 12 can be improved.
 上記のように、地絡検出装置12は、太陽電池ストリング11の発電量が少ない時間帯に地絡についての計測動作を行うので、地絡検出装置12の部品に要求される耐圧を低くすることができる。これにより、例えばリレーからなる検査第1および第2切替スイッチ23,24などの部品として小型かつ安価なものを使用でき、装置を小型かつ安価な構成とすることができる。 As described above, since the ground fault detection device 12 performs the measurement operation for the ground fault in the time zone when the power generation amount of the solar cell string 11 is small, the breakdown voltage required for the components of the ground fault detection device 12 is reduced. Can do. Accordingly, for example, small and inexpensive parts such as the inspection first and second change-over switches 23 and 24 made of a relay can be used, and the apparatus can be configured to be small and inexpensive.
 また、地絡検出装置12は、太陽電池ストリング11の発電量が少ないときに太陽電池ストリング11を地絡抵抗値を計測する構成である。したがって、地絡検出装置12の動作によって太陽電池ストリング11の発電量が低減される事態を抑制することができる。その他の機能については、前述の地絡検出装置の場合と同様である。 The ground fault detection device 12 is configured to measure the ground fault resistance value of the solar cell string 11 when the power generation amount of the solar cell string 11 is small. Therefore, the situation where the power generation amount of the solar cell string 11 is reduced by the operation of the ground fault detection device 12 can be suppressed. About another function, it is the same as that of the case of the above-mentioned ground fault detection apparatus.
 本発明の地絡検出装置は、検出抵抗と計測部とを備え、前記計測部は、前記検出抵抗の両端に生じる電圧を取得して、太陽電池の地絡の抵抗値の計測動作を行う地絡検出装置において、前記太陽電池の正極に接続される第1通電路と、前記太陽電池の負極に接続される第2通電路と、前記検出抵抗が一端側と他端側との間に設けられている第3通電路と、前記第3通電路の一端側の接続を接地された接地通電路と前記第1通電路との間で切替える第1切替部と、前記第3通電路の他端部側の接続を前記接地通電路と前記第2通電路との間で切り替える第2切替部とを備えている構成である。 The ground fault detection device of the present invention includes a detection resistor and a measurement unit, and the measurement unit acquires a voltage generated at both ends of the detection resistor and performs a measurement operation of the resistance value of the ground fault of the solar cell. In the fault detection device, a first energization path connected to the positive electrode of the solar cell, a second energization path connected to the negative electrode of the solar cell, and the detection resistor provided between one end side and the other end side A third switching path, a first switching section for switching the connection at one end of the third switching path between the grounded switching path and the first switching path, and the third switching path. It is the structure provided with the 2nd switching part which switches the connection of an edge part side between the said earthing | grounding electricity path and a said 2nd electricity supply path.
 上記の構成によれば、第1切替部は、第3通電路の一端側の接続を接地通電路と第1通電路との間で切替える。第2切替部は、第3通電路の他端部側の接続を接地通電路と第2通電路との間で切り替える。計測部は、検出抵抗の両端に生じる電圧を取得して、太陽電池の地絡の抵抗値を計測する。 According to said structure, a 1st switching part switches the connection of the one end side of a 3rd electricity supply path between a grounding electricity supply path and a 1st electricity supply path. The second switching unit switches the connection on the other end side of the third energization path between the ground energization path and the second energization path. A measurement part acquires the voltage which arises at the both ends of detection resistance, and measures the resistance value of the ground fault of a solar cell.
 すなわち、計測部は、第1切替部が第3通電路の一端側の接続を第1通電路に切り替え、第2切替部が第3通電路の他端部側の接続を第2通電路に切り替えた状態にて、検出抵抗の両端に生じた、太陽電池の正負の両極間の電圧である極間電圧を取得する。また、計測部は、第1切替部が第3通電路の一端側の接続を第1通電路に切り替え、第2切替部が第3通電路の他端部側の接続を接地通電路に切り替えた状態にて、検出抵抗の両端に生じた第1電圧を取得する。また、計測部は、第1切替部が第3通電路の一端側の接続を接地通電路に切り替え、第2切替部が第3通電路の他端部側の接続を第2通電路に切り替えた状態にて、検出抵抗の両端に生じた第2電圧を取得する。計測部は、これら極間電圧、第1電圧、第2電圧および検出抵抗の抵抗値から、太陽電池の地絡の抵抗値を求めることができる。 That is, in the measurement unit, the first switching unit switches the connection on one end side of the third energization path to the first energization path, and the second switching unit changes the connection on the other end side of the third energization path to the second energization path. In the switched state, an inter-electrode voltage, which is a voltage between the positive and negative electrodes of the solar cell, generated at both ends of the detection resistor is acquired. In the measuring unit, the first switching unit switches the connection on one end side of the third energizing path to the first energizing path, and the second switching unit switches the connection on the other end side of the third energizing path to the ground energizing path. In this state, the first voltage generated at both ends of the detection resistor is acquired. In the measuring unit, the first switching unit switches the connection on one end side of the third energizing path to the ground energizing path, and the second switching unit switches the connection on the other end side of the third energizing path to the second energizing path. In this state, the second voltage generated at both ends of the detection resistor is acquired. The measurement unit can obtain the resistance value of the ground fault of the solar cell from the inter-electrode voltage, the first voltage, the second voltage, and the resistance value of the detection resistor.
 また、上記の構成によれば、第1切替部と第2切替部とを切り替えて、太陽電池の正極と負極とが、第1通電路、第1切替部、第3通電路、第2切替部および第2通電路を介して接続された状態となった場合など、太陽電池の正極と負極とが接続される場合には、必ず第3通電路に設けられた検出抵抗が介在することになる。したがって、太陽電池の正極と負極とが短絡される事態が生じず、回路に大電流が流れて回路が過度に発熱する事態を防止することができる。 Moreover, according to said structure, a 1st switching part and a 2nd switching part are switched, and the positive electrode and negative electrode of a solar cell are a 1st electricity path, a 1st switching part, a 3rd electricity path, and a 2nd switching. When the positive electrode and the negative electrode of the solar cell are connected, such as when they are connected via the first and second current paths, the detection resistor provided in the third current path is always present. Become. Therefore, a situation where the positive electrode and the negative electrode of the solar cell are short-circuited does not occur, and a situation where a large current flows through the circuit and the circuit excessively generates heat can be prevented.
 上記の地絡検出装置において、前記第3通電路には、前記検出抵抗と直列に分圧抵抗が設けられている構成としてもよい。 In the above ground fault detection device, a voltage dividing resistor may be provided in series with the detection resistor in the third energization path.
 上記の構成によれば、第3通電路には、検出抵抗と直列に分圧抵抗が設けられているので、検出抵抗の両端に生じる電圧を分圧抵抗により分圧して小さくすることができる。これにより、検出抵抗の両端に生じる電圧を取得して太陽電池の地絡の抵抗値を計測する計測部は、マイクロコンピュータによって構成することができ、装置の小型化を促進することができる。 According to the above configuration, since the voltage dividing resistor is provided in series with the detection resistor in the third energization path, the voltage generated at both ends of the detection resistor can be divided by the voltage dividing resistor to be small. Thereby, the measurement part which acquires the voltage which generate | occur | produces at the both ends of detection resistance, and measures the resistance value of the ground fault of a solar cell can be comprised with a microcomputer, and size reduction of an apparatus can be accelerated | stimulated.
 また、分圧抵抗についても、検出抵抗と直列に第3通電路に設けられていることから、第1および第2切替部を切り替えて、地絡の抵抗値の計測に必要な電圧を取得する場合に共通に使用される。したがって、分圧抵抗の製造時の抵抗値の誤差や温度係数の違いによる地絡の抵抗値の計測誤差の発生を排除し、地絡の抵抗値についての高精度の計測機能を維持することができる。 In addition, since the voltage dividing resistor is also provided in the third current path in series with the detection resistor, the first and second switching units are switched to acquire a voltage necessary for measuring the resistance value of the ground fault. Commonly used in cases. Therefore, it is possible to eliminate the occurrence of ground fault resistance measurement errors due to differences in resistance values and temperature coefficients during the production of voltage divider resistors, and to maintain a highly accurate measurement function for ground fault resistance values. it can.
 上記の地絡検出装置は、前記太陽電池の発電量に影響する値または前記太陽電池の発電量である変化値を検出する変化値検出部を備え、前記計測部は、前記変化値が前記太陽電池の最大発電量に相当する値よりも少ない計測可能値の範囲内である場合に、前記計測動作を行う構成としてもよい。 The ground fault detection apparatus includes a change value detection unit that detects a change value that is a value that affects the power generation amount of the solar cell or a power generation amount of the solar cell, and the measurement unit has the change value that is the solar power generation amount. It is good also as a structure which performs the said measurement operation | movement, when it exists in the range of the measurable value smaller than the value equivalent to the maximum electric power generation amount of a battery.
 上記の構成によれば、変化値検出部は、太陽電池の発電量に影響する値、例えば時刻(早朝もしくは夕方の時刻)あるいは太陽電池の位置の日照量、または太陽電池の発電量そのものを変化値として検出する。計測部は、検出された変化値が太陽電池の最大発電量に相当する値よりも少ない計測可能値の範囲内である場合に、太陽電池の地絡についての計測動作を行う。 According to the above configuration, the change value detection unit changes a value that affects the power generation amount of the solar cell, for example, the time (early morning or evening time), the amount of sunlight at the position of the solar cell, or the power generation amount of the solar cell itself. Detect as value. A measurement part performs the measurement operation | movement about the ground fault of a solar cell, when the detected change value is in the range of a measurable value smaller than the value equivalent to the maximum electric power generation amount of a solar cell.
 これにより、地絡検出装置の部品に要求される耐圧(耐電力)が低くなり、第1および第2切替部を構成する例えばリレーなどに小型かつ安価なものを使用でき、装置を小型かつ安価な構成とすることができる。 As a result, the withstand voltage (power resistance) required for the components of the ground fault detection device is reduced, and a small and inexpensive device such as a relay constituting the first and second switching units can be used, and the device is small and inexpensive. It can be set as a simple structure.
 上記の地絡検出装置において、前記太陽電池は、直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングであり、前記計測部は、前記第1切替部が前記第3通電路の一端側の接続を前記第1通電路に切り替え、前記第2切替部が前記第3通電路の他端部側の接続を前記接地通電路に切り替えた状態にて前記検出抵抗の両端に生じた第1電圧、および前記第1切替部が前記第3通電路の一端側の接続を前記接地通電路に切り替え、前記第2切替部が前記第3通電路の他端部側の接続を前記第2通電路に切り替えた状態にて前記検出抵抗の両端に生じた第2電圧を取得し、これら第1電圧の絶対値と第2電圧の絶対値との比から、地絡の位置を求める構成としてもよい。 In the above ground fault detection device, the solar cell is a solar cell string including a plurality of solar cell modules connected in series, and the measurement unit includes a first switching unit on one end side of the third current path. The first voltage generated at both ends of the detection resistor in a state where the connection is switched to the first energization path, and the second switching unit is switched the connection on the other end side of the third energization path to the ground energization path. And the first switching section switches the connection on one end side of the third energization path to the ground energization path, and the second switching section switches the connection on the other end side of the third energization path to the second energization path. It is good also as a structure which acquires the 2nd voltage which arose in the both ends of the said detection resistance in the state switched to, and calculates | requires the position of a ground fault from the ratio of the absolute value of these 1st voltages, and the absolute value of a 2nd voltage .
 上記の構成によれば、地絡の抵抗値に加えて地絡位置を計測することができる。 According to the above configuration, the ground fault position can be measured in addition to the ground fault resistance value.
 また、本発明の地絡検出方法は、検出抵抗の両端に生じる電圧を取得して太陽電池の地絡の抵抗値を計測する計測工程を備えている地絡検出方法において、前記検出抵抗が一端側と他端側との間に設けられている第3通電路の一端側の接続を接地された接地通電路と前記太陽電池の正極に接続される第1通電路との間で切替える第1切替工程と、前記第3通電路の他端部側の接続を前記接地通電路と前記太陽電池の負極に接続される第2通電路との間で切り替える第2切替工程とを備えている構成である。 Further, the ground fault detection method of the present invention is a ground fault detection method comprising a measuring step of measuring a resistance value of a ground fault of a solar cell by acquiring a voltage generated at both ends of a detection resistor, wherein the detection resistor is one end. A first energizing path that is connected between one end of a third energizing path provided between the side and the other end side between a grounded energizing path that is grounded and a first energizing path that is connected to the positive electrode of the solar cell. A configuration comprising a switching step and a second switching step for switching the connection on the other end side of the third energization path between the ground energization path and the second energization path connected to the negative electrode of the solar cell. It is.
 上記の構成によれば、上記地絡検出装置と同様の作用効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect similar to the said ground fault detection apparatus.
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
 本発明は、例えば複数の光発電ジュールを直列接続して構成される光発電ストリングを備えた太陽光発電システムの地絡抵抗値および地絡位置を検出する装置として利用することができる。 The present invention can be used, for example, as a device for detecting a ground fault resistance value and a ground fault position of a photovoltaic power generation system including a photovoltaic string configured by connecting a plurality of photovoltaic modules in series.
  1  太陽光発電システム
 11  太陽電池ストリング
 12  地絡検出装置
 13  パワーコンディショニングシステム
 14  電力送電網
 15a 電力通電路
 15b 電力通電路
 21  電力通電路切替スイッチ
 22a 検査第1通電路
 22b 検査第2通電路
 23  検査第1切替スイッチ(第1切替部)
 24  検査第2切替スイッチ(第2切替部)
 25  検査第3通電路
 26  接地通電路
 27  コントローラ(計測部)
 31  太陽電池モジュール
 32  電流センサ
 34  地絡抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar power generation system 11 Solar cell string 12 Ground fault detection apparatus 13 Power conditioning system 14 Electric power transmission network 15a Electric power supply path 15b Electric power supply path 21 Electric power supply path changeover switch 22a Inspection 1st electric current path 22b Inspection 2nd electric current path 23 Inspection First changeover switch (first changeover unit)
24 Inspection second selector switch (second selector)
25 Inspection third energizing path 26 Grounding energizing path 27 Controller (measurement unit)
31 Solar cell module 32 Current sensor 34 Ground fault resistance

Claims (5)

  1.  検出抵抗と計測部とを備え、前記計測部は、前記検出抵抗の両端に生じる電圧を取得して太陽電池の地絡の抵抗値の計測動作を行う地絡検出装置において、
     前記太陽電池の正極に接続される第1通電路と、
     前記太陽電池の負極に接続される第2通電路と、
     前記検出抵抗が一端側と他端側との間に設けられている第3通電路と、
     前記第3通電路の一端側の接続を接地された接地通電路と前記第1通電路との間で切替える第1切替部と、
     前記第3通電路の他端部側の接続を前記接地通電路と前記第2通電路との間で切り替える第2切替部とを備えていることを特徴とする地絡検出装置。
    In the ground fault detection device comprising a detection resistor and a measurement unit, the measurement unit acquires a voltage generated at both ends of the detection resistor and performs a measurement operation of the resistance value of the ground fault of the solar cell.
    A first current path connected to the positive electrode of the solar cell;
    A second current path connected to the negative electrode of the solar cell;
    A third energization path in which the detection resistor is provided between one end side and the other end side;
    A first switching unit that switches a connection on one end side of the third current path between a grounded current path and the first current path;
    A ground fault detection device comprising: a second switching unit that switches the connection on the other end side of the third current path between the ground current path and the second current path.
  2.  前記第3通電路には、前記検出抵抗と直列に分圧抵抗が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の地絡検出装置。 The ground fault detection device according to claim 1, wherein a voltage dividing resistor is provided in series with the detection resistor in the third conduction path.
  3.  前記太陽電池の発電量に影響する値または前記太陽電池の発電量である変化値を検出する変化値検出部を備え、
     前記計測部は、前記変化値が前記太陽電池の最大発電量に相当する値よりも少ない計測可能値の範囲内である場合に、前記計測動作を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の地絡検出装置。
    A change value detection unit that detects a value that affects the power generation amount of the solar cell or a change value that is the power generation amount of the solar cell;
    3. The measurement unit according to claim 1, wherein the measurement unit performs the measurement operation when the change value is within a measurable value range that is smaller than a value corresponding to the maximum power generation amount of the solar cell. The ground fault detection apparatus of description.
  4.  前記太陽電池は、直列接続された複数の太陽電池モジュールを有する太陽電池ストリングであり、
     前記計測部は、前記第1切替部が前記第3通電路の一端側の接続を前記第1通電路に切り替え、前記第2切替部が前記第3通電路の他端部側の接続を前記接地通電路に切り替えた状態にて前記検出抵抗の両端に生じた第1電圧、および前記第1切替部が前記第3通電路の一端側の接続を前記接地通電路に切り替え、前記第2切替部が前記第3通電路の他端部側の接続を前記第2通電路に切り替えた状態にて前記検出抵抗の両端に生じた第2電圧を取得し、これら第1電圧の絶対値と第2電圧の絶対値との比から、地絡の位置を求めることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の地絡検出装置。
    The solar cell is a solar cell string having a plurality of solar cell modules connected in series,
    In the measurement unit, the first switching unit switches the connection on one end side of the third energization path to the first energization path, and the second switching unit switches the connection on the other end side of the third energization path. The first voltage generated at both ends of the detection resistor in the state of switching to the ground current path, and the first switching unit switches the connection on one end side of the third current path to the ground current path, and the second switch The second voltage generated at both ends of the detection resistor in a state where the connection is switched from the other end side of the third energization path to the second energization path, and the absolute value of the first voltage and the first The ground fault detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the position of the ground fault is obtained from a ratio with the absolute value of the two voltages.
  5.  検出抵抗の両端に生じる電圧を取得して太陽電池の地絡の抵抗値を計測する計測工程を備えている地絡検出方法において、
     前記検出抵抗が一端側と他端側との間に設けられている第3通電路の一端側の接続を接地された接地通電路と前記太陽電池の正極に接続される第1通電路との間で切替える第1切替工程と、
     前記第3通電路の他端部側の接続を前記接地通電路と前記太陽電池の負極に接続される第2通電路との間で切り替える第2切替工程とを備えていることを特徴とする地絡検出方法。
    In the ground fault detection method comprising a measuring step of acquiring the voltage generated at both ends of the detection resistor and measuring the resistance value of the ground fault of the solar cell,
    The detection resistor is provided between the one end side and the other end side of the third energization path. The ground energization path is connected to one end of the third energization path, and the first energization path is connected to the positive electrode of the solar cell. A first switching step for switching between,
    And a second switching step of switching the connection on the other end side of the third current path between the ground current path and the second current path connected to the negative electrode of the solar cell. Ground fault detection method.
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