WO2022219684A1 - 情報処理装置、短絡判定方法およびプログラム - Google Patents

情報処理装置、短絡判定方法およびプログラム Download PDF

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直樹 花岡
徹 田中
尚倫 中村
裕二 樋口
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network

Definitions

  • the present invention relates to an information processing device, a short circuit determination method, and a program.
  • a large-capacity electrolytic capacitor and fuse built into the current distribution device are used for short-circuit protection in an indoor DC power supply system (cable length of several hundred meters or less). In the event of a short circuit, electric charge is supplied from the large-capacity capacitor to the fuse, blowing the fuse. In an outdoor DC power supply system with a long cable length (about several thousand meters), a large-capacity capacitor cannot be used.
  • Non-Patent Document 1 discloses a system design method that considers the effects of short-circuit faults in a high-voltage DC power supply system.
  • the disclosed technology aims to support investigation of the cause when a failure occurs in the power supply system.
  • the disclosed technology includes a data acquisition unit that acquires data indicating characteristics of a power supply system, and a short circuit possibility determination unit that determines the possibility of a short circuit occurring in the power supply system based on the data. It is an information processing device.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of an information processing device
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the flow of short-circuit determination processing
  • FIG. 4 is a first diagram showing an example of current waveforms
  • FIG. 4B is a second diagram showing an example of a current waveform
  • FIG. 1 is a diagram showing the system configuration of the power supply system to be determined.
  • the power supply system 1 to be subjected to the determination process according to the present embodiment is an outdoor DC power supply system, and the cable length of the power supply cable is about several thousand meters.
  • the power supply system 1 includes a rectifier (or AC/DC converter) 901 , a distribution board 902 , a DC/DC converter 903 , a fuse 906 , a cable impedance 907 and equipment 908 .
  • the DC/DC converter 903 includes a gate block 904 and an X capacitor 905 .
  • a DC power supply system for outdoor use cannot use a large-capacity capacitor like an indoor DC power supply system, so the fuse 906 is difficult to blow. Furthermore, as the cable length of the power supply cable increases, the cable impedance increases and the short-circuit current decreases, so there is a characteristic that the fuse 906 is less likely to blow.
  • the DC/DC converter 903 has a function of detecting an overcurrent due to a short circuit or the like and opening the gate block 904 to stop power supply.
  • the charge accumulated in the X capacitor 905 (about several hundred to several thousand uF/kW) incorporated in the output filter of the DC/DC converter 903 continues toward the short-circuit point. continue to flow.
  • the current flowing from the X capacitor 905 may melt the fuse 906 .
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of the information processing device.
  • the information processing device 10 includes a data acquisition unit 11 , a current waveform calculation unit 12 , a determination reference value calculation unit 13 , a short circuit possibility determination unit 14 and an output unit 15 .
  • the data acquisition unit 11 acquires data indicating characteristics of the power supply system 1 . Specifically, the data acquisition unit 11 obtains the operation time of the gate block 904 of the DC/DC converter 903 included in the power supply system 1, the capacity of the X capacitor 905 of the DC/DC converter 903, the impedance of the power supply cable, the power supply Data indicating the fusing characteristics of the fuse 906 included in the system 1 is acquired. The data acquisition unit 11 may acquire data by a user's input operation, or may receive data from another device or the like.
  • the current waveform calculation unit 12 calculates the current waveform when the power supply system 1 is short-circuited based on the operation time of the gate block 904, the capacitance of the X capacitor 905, and the impedance of the power supply cable among the data acquired by the data acquisition unit 11. Calculate the current waveform.
  • the current waveform calculator 12 detects the short circuit of the power supply system 1 based on the capacitance of the X capacitor 905 and the impedance of the power supply cable.
  • the power feeding system 1 is calculated based on the capacitance of the X capacitor 905, the impedance of the power feeding cable, and the operating time of the gate block 904 Calculate the current waveform at the time of short circuit.
  • the current waveform calculator 12 calculates the current waveform when the power supply system 1 is short-circuited by a simulation of a circuit equivalent to the power supply system 1 .
  • the determination reference value calculator 13 calculates a reference value (determination reference value) for determining the possibility of a short circuit based on the current waveform calculated by the current waveform calculator 12 . Specifically, the determination reference value calculator 13 calculates the total amount of charge (It) flowing through the circuit at the time of short circuit and the Joule integral value (I 2 t).
  • the short-circuit possibility determination unit 14 determines whether or not there is a possibility that a short-circuit has occurred based on the calculated determination reference value and the fusing characteristics of the fuse 906 . Specifically, the short-circuit possibility determination unit 14 determines that the calculated total amount of charge (It) exceeds the limit value of the total amount of charge obtained from the fusing characteristics of the fuse 906, or the Joule integral value (I 2 t ) exceeds the limit value of the Joule integral value obtained from the fusing characteristics of the fuse 906, it is determined whether or not there is a possibility that a short circuit has occurred.
  • the output unit 15 outputs the determination result of the short circuit possibility determination unit 14 .
  • the output unit 15 may transmit information indicating the determination result to another device, or may display a screen indicating the determination result.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of short circuit determination processing.
  • the data acquisition unit 11 acquires data indicating the characteristics of the power supply system 1, which is an outdoor DC power supply system (step S101).
  • the data indicating the characteristics of the power supply system 1 include the operation time of the gate block 904 of the DC/DC converter 903 included in the power supply system 1, the capacity of the X capacitor 905 of the DC/DC converter 903, the impedance of the power supply cable, and the power supply system. and fusing characteristics of the fuse 906 provided in 1.
  • the current waveform calculator 12 determines whether or not the operation time of the gate block 904 is 100 ⁇ s or less (step S102). Note that 100 ⁇ s is a preset value as a predetermined threshold.
  • the current waveform calculator 12 determines that the operation time of the gate block 904 is 100 ⁇ s or less (step S102: Yes), it calculates the current waveform (time constant) during a short circuit by simulation based on the capacitance of the capacitor and the cable impedance. (Step S103). This simulation is a simulation using an equivalent circuit to be described later.
  • the determination reference value calculator 13 calculates the total amount of charge (It) flowing in the circuit at the time of short circuit and the Joule integral value (I 2 t) (step S104). Then, the short circuit possibility determination unit 14 determines that the calculated total charge amount is smaller than the limit value of the total charge amount obtained from the blowing characteristics of the fuse 906, or the calculated Joule integral value is obtained from the blowing characteristics of the fuse 906. It is determined whether or not it is smaller than the limit value of the Joule integral value (step S105).
  • the short-circuit possibility determination unit 14 determines whether the calculated total charge amount is smaller than the limit value of the total charge amount obtained from the blowing characteristics of the fuse 906, or the calculated Joule integral value is the Joule integral obtained from the blowing characteristics of the fuse 906. If it is determined that the value is smaller than the limit value (step S105: Yes), it is determined that there is a possibility of short circuit (step S106).
  • the short circuit possibility determination unit 14 determines that the calculated total charge amount is not smaller than the limit value of the total charge amount obtained from the blowing characteristic of the fuse 906 and the calculated Joule integral value is obtained from the blowing characteristic of the fuse 906. If it is determined that it is not smaller than the limit value of the Joule integral value obtained (step S105: No), it is determined that there is no possibility of a short circuit (step S107).
  • step S102 when the current waveform calculation unit 12 determines that the operation time of the gate block 904 is not 100 ⁇ s or less (step S102: No), the simulation based on the capacitor capacity, the cable impedance, and the operation time of the gate block , the current waveform (time constant) at the time of short circuit is calculated (step S108).
  • the determination reference value calculator 13 calculates the total amount of charge (It) flowing in the circuit at the time of short circuit and the Joule integral value (I 2 t) (step S109). Then, the short-circuit possibility determination unit 14 determines that the calculated total charge amount exceeds the limit value of the total charge amount obtained from the fusing characteristics of the fuse, and the calculated Joule integral value is obtained from the fusing characteristics of the fuse. It is determined whether or not the Joule integral value exceeds the limit value (step S110).
  • the short-circuit possibility determination unit 14 determines that the calculated total charge amount exceeds the limit value of the total charge amount obtained from the fusing characteristics of the fuse, and the calculated Joule integral value exceeds the Joule integral obtained from the fusing characteristics of the fuse. If it is determined that the value exceeds the limit value (step S110: Yes), it is determined that there is no possibility of a short circuit (step S107).
  • the short-circuit possibility determination unit 14 determines that the calculated total charge amount does not exceed the limit value of the total charge amount obtained from the fusing characteristics of the fuse, or the calculated Joule integral value is obtained from the fusing characteristics of the fuse. If it is determined that the Joule integral value does not exceed the limit value (step S110: No), it is determined as an error, and the error is displayed on the screen or the like (step S111). Then, returning to step S101, the data acquisition unit 11 acquires the corrected data.
  • FIG. 4 is a diagram showing an outline of an equivalent circuit.
  • Equivalent circuit 800 is used in steps S103 and S108 shown in FIG.
  • the equivalent circuit 800 includes a DC/DC converter 803, a fuse 804, an RL series circuit 805, and a short-circuit switch 806.
  • DC/DC converter 803 includes gate block 801 and X capacitor 802 .
  • step S103 the current waveform calculator 12 calculates the total charges It and I 2 t flowing through the fuse 804 without considering the operation time of the gate block because the operation time of the gate block is short.
  • step S108 the current waveform calculator 12 assumes that the charge from the X capacitor 802 and the charge from the gate block 801 flow to the fuse 804 because the operation time of the gate block is long.
  • the total amount of charge It and I 2 t flowing through the fuse 804 is calculated according to the operation time of the block.
  • FIG. 5 is a first diagram showing an example of a current waveform.
  • a graph 701 is an example of the current waveform calculated in step S103.
  • a current waveform 702 representing the current flowing through the fuse 804 and a current waveform 703 representing the current flowing through the gate block 801 are shown. In this case, almost no current flows through the gate block 801 , so the current waveform 702 matches the current waveform representing the current flowing through the X capacitor 802 .
  • FIG. 6 is a second diagram showing an example of the current waveform.
  • a graph 711 is an example of the current waveform calculated in step S108.
  • a current waveform 712 representing the current flowing through the fuse 804 and a current waveform 713 representing the current flowing through the gate block 801 are shown.
  • the current waveform representing the sum of the current flowing through the X capacitor 802 and the current flowing through the gate block 801 is the current waveform representing the current flowing through the fuse 804 .
  • the information processing apparatus 10 in an outdoor DC power supply system with a long cable length, when only the gate block of the DC/DC converter is stopped and the fuse is not cut, short circuit is possible. determine the presence or absence of gender. This can assist in determining the cause of the DC/DC converter failure or short circuit.
  • the information processing apparatus 10 can be realized, for example, by causing a computer to execute a program describing the processing details described in the present embodiment.
  • this "computer” may be a physical machine or a virtual machine on the cloud.
  • the "hardware” described here is virtual hardware.
  • the above program can be recorded on a computer-readable recording medium (portable memory, etc.), saved, or distributed. It is also possible to provide the above program through a network such as the Internet or e-mail.
  • FIG. 7 is a diagram showing a hardware configuration example of the computer.
  • the computer of FIG. 7 has a drive device 1000, an auxiliary storage device 1002, a memory device 1003, a CPU 1004, an interface device 1005, a display device 1006, an input device 1007, an output device 1008, etc., which are connected to each other via a bus B, respectively.
  • a program that implements the processing in the computer is provided by a recording medium 1001 such as a CD-ROM or memory card, for example.
  • a recording medium 1001 such as a CD-ROM or memory card
  • the program is installed from the recording medium 1001 to the auxiliary storage device 1002 via the drive device 1000 .
  • the program does not necessarily need to be installed from the recording medium 1001, and may be downloaded from another computer via the network.
  • the auxiliary storage device 1002 stores installed programs, as well as necessary files and data.
  • the memory device 1003 reads and stores the program from the auxiliary storage device 1002 when a program activation instruction is received.
  • the CPU 1004 implements functions related to the device according to programs stored in the memory device 1003 .
  • the interface device 1005 is used as an interface for connecting to the network.
  • a display device 1006 displays a GUI (Graphical User Interface) or the like by a program.
  • An input device 1007 is composed of a keyboard, a mouse, buttons, a touch panel, or the like, and is used to input various operational instructions.
  • the output device 1008 outputs the calculation result.
  • This specification describes at least an information processing device, a short-circuit determination method, and a program described in each of the following items.
  • (Section 1) a data acquisition unit that acquires data indicating characteristics of the power supply system; a short circuit possibility determination unit that determines whether or not there is a possibility that a short circuit has occurred in the power supply system based on the data; Information processing equipment.
  • (Section 2) The data acquisition unit obtains the operation time of the gate block of the DC/DC converter provided in the power supply system, the capacity of the X capacitor of the DC/DC converter, the impedance of the power supply cable, and the fusing characteristics of the fuse provided in the power supply system. and obtaining said data indicative of The information processing device according to item 1.
  • (Section 3) a current waveform calculator that calculates a current waveform when the power supply system is short-circuited based on the operation time of the gate block, the capacitance of the X capacitor, and the impedance of the power supply cable; a determination reference value calculation unit that calculates the amount of charge (It) or Joule integral value (I 2 t) flowing in the circuit at the time of a short circuit based on the calculated current waveform, The short circuit possibility determination unit determines whether or not the short circuit has occurred based on the calculated amount of charge or the Joule integral value and the fusing characteristics of the fuse.
  • the information processing device according to Item 2.
  • the current waveform calculator calculates a current waveform when the power supply system is short-circuited based on the capacitance of the X capacitor and the impedance of the power supply cable. is calculated, and if the operation time of the gate block exceeds the threshold, the short circuit of the power supply system based on the capacitance of the X capacitor, the impedance of the power supply cable, and the operation time of the gate block calculating the current waveform at time;
  • the information processing device according to Item 3.
  • the determination reference value calculation unit calculates the charge amount and the Joule integral value, The short circuit possibility determination unit When the operation time of the gate block is equal to or less than the threshold, When the calculated charge amount is smaller than the limit value of the charge amount obtained from the fusing characteristic of the fuse, or when the calculated Joule integral value is smaller than the limit value of the Joule integral value obtained from the fusing characteristic of the fuse Then, if it is determined that there is a possibility of a short circuit, and the calculated charge amount is not smaller than the limit value of the charge amount obtained from the fusing characteristics of the fuse, and the calculated Joule integral value of the fuse is If it is not smaller than the limit value of the Joule integral value obtained from the fusing characteristic, it is determined that there is no possibility of short circuit, If the operating time of the gate block exceeds the threshold, When the calculated charge amount exceeds a limit value of the charge amount obtained from the fusing characteristics of the fuse, and the calculated Joule integral value is a limit value of the
  • the information processing device determines whether it exceeds, it is determined that there is no possibility of a short circuit, and if the calculated charge amount does not exceed the limit value of the charge amount obtained from the fusing characteristics of the fuse, or the calculated Joule integral determining an error when the value does not exceed the limit value of the Joule integral value obtained from the fusing characteristics of the fuse;
  • the information processing device according to Item 4. (Section 6)
  • the current waveform calculation unit calculates the current waveform when the power supply system is short-circuited by simulation in a circuit equivalent to the power supply system.
  • the information processing apparatus according to any one of items 3 to 5.
  • (Section 7) A computer implemented method comprising: obtaining data characterizing the power supply system; determining whether there is a possibility that a short circuit has occurred in the power supply system based on the data; Short circuit judgment method. (Section 8) A program for causing a computer to function as each unit in the information processing apparatus according to any one of items 1 to 6.

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Abstract

給電システムの特性を示すデータを取得するデータ取得部と、前記データに基づいて、前記給電システムに短絡が発生した可能性の有無を判定する短絡可能性判定部と、を備える情報処理装置である。

Description

情報処理装置、短絡判定方法およびプログラム
　本発明は、情報処理装置、短絡判定方法およびプログラムに関する。
　屋内用の直流給電システム(ケーブル亘長が数１００ｍ以下）での短絡保護には電流分配装置に内蔵された大容量電解コンデンサとヒューズが用いられる。短絡時には大容量コンデンサからヒューズに電荷が供給され、ヒューズが溶断する。ケーブル亘長が長い（数１０００ｍ程度）屋外用の直流給電システムでは大容量コンデンサが利用できず、ＤＣ／ＤＣコンバータのゲートブロックとヒューズの２段で短絡保護を行う。
　非特許文献１には、高電圧の直流給電システムにおいて、短絡故障による影響を考慮したシステムの設計方法が開示されている。
「高電圧直流給電システムの実現に向けて」，ＮＴＴ技術ジャーナル，２００９年８月，［online］，インターネット＜ＵＲＬ：https://www.ntt.co.jp/journal/0908/files/jn200908018.pdf＞
　従来の技術では、屋外用の直流給電システム等のように、ケーブル亘長が長い直流給電システムにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータのゲートブロックのみが停止しヒューズが遮断していない場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの故障なのか短絡なのかの判別が困難であり、原因究明に時間を要するという問題がある。
　開示の技術は、給電システムに故障が発生した場合の原因究明を支援することを目的とする。
　開示の技術は、給電システムの特性を示すデータを取得するデータ取得部と、前記データに基づいて、前記給電システムに短絡が発生した可能性の有無を判定する短絡可能性判定部と、を備える情報処理装置である。
　給電システムに故障が発生した場合の原因究明を支援することができる。
判定対象の給電システムのシステム構成を示す図である。 情報処理装置の機能構成図である。 短絡判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 等価回路の概要を示す図である。 電流波形の一例を示す第一の図である。 電流波形の一例を示す第二の図である。 コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
　図１は、判定対象の給電システムのシステム構成を示す図である。
　本実施の形態に係る判定処理の対象となる給電システム１は、屋外用の直流給電システムであって、給電ケーブルのケーブル亘長が数１０００ｍ程度のシステムである。給電システム１は、整流装置（またはＡＣ／ＤＣコンバータ）９０１と、分電盤９０２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０３と、ヒューズ９０６と、ケーブルインピーダンス９０７と、機器９０８と、を備える。
　また、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０３は、ゲートブロック９０４と、Ｘコンデンサ９０５と、を備える。
　屋外用の直流給電システムは、屋内用の直流給電システムのような大容量のコンデンサを使用できないため、ヒューズ９０６が切れにくい。さらに給電ケーブルのケーブル亘長が長くなると、ケーブルインピーダンスが増大し、短絡電流が小さくなるため、ヒューズ９０６が切れにくくなるという特性がある。
　また、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０３は、短絡などで過電流が流れたことを検出し、ゲートブロック９０４を開放して給電を停止する機能がある。しかし、ゲートブロック９０４が開放された後も、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０３の出力フィルタに組み込まれているＸコンデンサ９０５(数百～数千ｕＦ/ｋＷ程度)に蓄えられた電荷が、短絡点に向かって流れ続ける。これにより、ゲートブロック９０４が早く動作してもＸコンデンサ９０５から流れる電流でヒューズ９０６が溶断することがある。
　以下、このような状況においてゲートブロック９０４が停止し、ヒューズ９０６が溶断していない状況において、本実施の形態に係る情報処理装置を使用して、短絡が発生した可能性の有無を判定する方法について、説明する。
　図２は、情報処理装置の機能構成図である。
　情報処理装置１０は、データ取得部１１と、電流波形算出部１２と、判定基準値算出部１３と、短絡可能性判定部１４と、出力部１５と、を備える。
　データ取得部１１は、給電システム１の特性を示すデータを取得する。具体的には、データ取得部１１は、給電システム１が備えるＤＣ／ＤＣコンバータ９０３のゲートブロック９０４の動作時間と、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０３のＸコンデンサ９０５の容量と、給電ケーブルのインピーダンスと、給電システム１が備えるヒューズ９０６の溶断特性と、を示すデータを取得する。データ取得部１１は、ユーザの入力操作によってデータを取得しても良いし、他の装置等からデータを受信しても良い。
　電流波形算出部１２は、データ取得部１１が取得したデータのうち、ゲートブロック９０４の動作時間と、Ｘコンデンサ９０５の容量と、給電ケーブルのインピーダンスと、に基づいて、給電システム１の短絡時における電流波形を算出する。
　具体的には、電流波形算出部１２は、ゲートブロック９０４の動作時間が所定の閾値以下の場合には、Ｘコンデンサ９０５の容量と、給電ケーブルのインピーダンスと、に基づいて、給電システム１の短絡時における電流波形を算出し、ゲートブロック９０４の動作時間が閾値を超える場合には、Ｘコンデンサ９０５の容量と、給電ケーブルのインピーダンスと、ゲートブロック９０４の動作時間と、に基づいて、給電システム１の短絡時における電流波形を算出する。
　なお、電流波形算出部１２は、給電システム１と等価な回路におけるシミュレーションによって、給電システム１の短絡時における電流波形を算出する。
　判定基準値算出部１３は、電流波形算出部１２によって算出された電流波形に基づいて、短絡の可能性を判定するための基準となる値（判定基準値）を算出する。具体的には、判定基準値算出部１３は、短絡時に回路に流れる総電荷量（Ｉｔ）及びジュール積分値（Ｉ２ｔ）を計算する。
　短絡可能性判定部１４は、算出された判定基準値と、ヒューズ９０６の溶断特性と、に基づいて、短絡が発生した可能性の有無を判定する。具体的には、短絡可能性判定部１４は、算出された総電荷量（Ｉｔ）がヒューズ９０６の溶断特性から得られる総電荷量の限界値を超えている、またはジュール積分値（Ｉ２ｔ）が、ヒューズ９０６の溶断特性から得られるジュール積分値の限界値を超えているか否かによって、短絡が発生した可能性の有無を判定する。
　出力部１５は、短絡可能性判定部１４の判定結果を出力する。出力部１５は、判定結果を示す情報を他の装置に送信しても良いし、判定結果を示す画面を表示しても良い。
　（情報処理装置１０の動作）
　次に、情報処理装置１０の動作について説明する。図３は、短絡判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　給電システム１に故障が発生した場合に、給電システム１の管理者等のユーザによる操作を受けて、短絡判定処理を開始する。
　データ取得部１１は、屋外直流給電システムである給電システム１の特性を示すデータを取得する（ステップＳ１０１）。給電システム１の特性を示すデータは、給電システム１が備えるＤＣ／ＤＣコンバータ９０３のゲートブロック９０４の動作時間と、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０３のＸコンデンサ９０５の容量と、給電ケーブルのインピーダンスと、給電システム１が備えるヒューズ９０６の溶断特性と、を含む。
　次に、電流波形算出部１２は、ゲートブロック９０４の動作時間が１００μｓ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。なお、１００μｓは、所定の閾値として、あらかじめ設定された値である。
　電流波形算出部１２は、ゲートブロック９０４の動作時間が１００μｓ以下であると判定すると（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、コンデンサ容量とケーブルインピーダンスに基づくシミュレーションによって、短絡時の電流波形(時定数)を算出する（ステップＳ１０３）。このシミュレーションは、後述する等価回路によるシミュレーションである。
　次に、判定基準値算出部１３は、短絡時に回路に流れる総電荷量（Ｉｔ）及びジュール積分値（Ｉ２ｔ）を計算する（ステップＳ１０４）。そして、短絡可能性判定部１４は、計算された総電荷量がヒューズ９０６の溶断特性から得られる総電荷量の限界値より小さい、または計算されたジュール積分値がヒューズ９０６の溶断特性から得られるジュール積分値の限界値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
　短絡可能性判定部１４は、計算された総電荷量がヒューズ９０６の溶断特性から得られる総電荷量の限界値より小さい、または計算されたジュール積分値がヒューズ９０６の溶断特性から得られるジュール積分値の限界値より小さいと判定すると（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、短絡の可能性があると判定する（ステップＳ１０６）。
　また、短絡可能性判定部１４は、計算された総電荷量がヒューズ９０６の溶断特性から得られる総電荷量の限界値より小さくない、かつ計算されたジュール積分値がヒューズ９０６の溶断特性から得られるジュール積分値の限界値より小さくないと判定すると（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、短絡の可能性がないと判定する（ステップＳ１０７）。
　また、ステップＳ１０２の処理において、電流波形算出部１２は、ゲートブロック９０４の動作時間が１００μｓ以下でないと判定すると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、コンデンサ容量、ケーブルインピーダンスおよびゲートブロックの動作時間に基づくシミュレーションによって、短絡時の電流波形(時定数)を算出する（ステップＳ１０８）。
　続いて、判定基準値算出部１３は、短絡時に回路に流れる総電荷量（Ｉｔ）及びジュール積分値（Ｉ２ｔ）を計算する（ステップＳ１０９）。そして、短絡可能性判定部１４は、計算された総電荷量がヒューズの溶断特性から得られる総電荷量の限界値を超えている、かつ計算されたジュール積分値がヒューズの溶断特性から得られるジュール積分値の限界値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
　短絡可能性判定部１４は、計算された総電荷量がヒューズの溶断特性から得られる総電荷量の限界値を超えている、かつ計算されたジュール積分値がヒューズの溶断特性から得られるジュール積分値の限界値を超えていると判定すると（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、短絡の可能性がないと判定する（ステップＳ１０７）。
　また、短絡可能性判定部１４は、計算された総電荷量がヒューズの溶断特性から得られる総電荷量の限界値を超えていない、または計算されたジュール積分値がヒューズの溶断特性から得られるジュール積分値の限界値を超えていないと判定すると（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、エラーと判定し、画面等にエラーを表示する（ステップＳ１１１）。そして、ステップＳ１０１に戻り、データ取得部１１は、修正されたデータを取得する。
　図４は、等価回路の概要を示す図である。等価回路８００は、図３に示したステップＳ１０３およびステップＳ１０８において使用される。
　等価回路８００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０３と、ヒューズ８０４と、ＲＬ直列回路８０５と、短絡スイッチ８０６と、を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ８０３は、ゲートブロック８０１と、Ｘコンデンサ８０２と、を備える。
　電流波形算出部１２は、ステップＳ１０３においては、ゲートブロックの動作時間が短いことから、ゲートブロックの動作時間を考慮せず、ヒューズ８０４に流れる総電荷量ＩｔおよびＩ２ｔを計算する。
　また、電流波形算出部１２は、ステップＳ１０８においては、ゲートブロックの動作時間が長いことから、Ｘコンデンサ８０２からの電荷とゲートブロック８０１からの電荷が、ヒューズ８０４に流れることを想定して、ゲートブロックの動作時間に応じて、ヒューズ８０４に流れる総電荷量ＩｔおよびＩ２ｔを計算する。
　図５は、電流波形の一例を示す第一の図である。
　グラフ７０１は、ステップＳ１０３において算出される電流波形の一例である。ヒューズ８０４に流れる電流を示す電流波形７０２と、ゲートブロック８０１を流れる電流を示す電流波形７０３と、が示される。この場合、ゲートブロック８０１を流れる電流はほとんど無いため、電流波形７０２がＸコンデンサ８０２に流れる電流を示す電流波形と一致する。
　図６は、電流波形の一例を示す第二の図である。
　グラフ７１１は、ステップＳ１０８において算出される電流波形の一例である。ヒューズ８０４に流れる電流を示す電流波形７１２と、ゲートブロック８０１を流れる電流を示す電流波形７１３と、が示される。この場合、Ｘコンデンサ８０２を流れる電流と、ゲートブロック８０１に流れる電流と、を加算した電流を示す電流波形が、ヒューズ８０４に流れる電流を示す電流波形となる。
　本実施の形態に係る情報処理装置１０によれば、ケーブル亘長が長い屋外用の直流給電システムにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータのゲートブロックのみが停止しヒューズが遮断していない場合に、短絡の可能性の有無を判定する。これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータの故障なのか短絡なのかの原因究明を支援することができる。
　（情報処理装置１０のハードウェア構成例）
　情報処理装置１０は、例えば、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。なお、この「コンピュータ」は、物理マシンであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。仮想マシンを使用する場合、ここで説明する「ハードウェア」は仮想的なハードウェアである。
　上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。
　図７は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図７のコンピュータは、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１０００、補助記憶装置１００２、メモリ装置１００３、ＣＰＵ１００４、インタフェース装置１００５、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８等を有する。
　当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１００１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１００１がドライブ装置１０００にセットされると、プログラムが記録媒体１００１からドライブ装置１０００を介して補助記憶装置１００２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１００１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１００２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
　メモリ装置１００３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１００２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１００４は、メモリ装置１００３に格納されたプログラムに従って、当該装置に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置１００６はプログラムによるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を表示する。入力装置１００７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置１００８は演算結果を出力する。
　（実施の形態のまとめ）
　本明細書には、少なくとも下記の各項に記載した情報処理装置、短絡判定方法およびプログラムが記載されている。
（第１項）
　給電システムの特性を示すデータを取得するデータ取得部と、
　前記データに基づいて、前記給電システムに短絡が発生した可能性の有無を判定する短絡可能性判定部と、を備える、
　情報処理装置。
（第２項）
　前記データ取得部は、前記給電システムが備えるＤＣ／ＤＣコンバータのゲートブロックの動作時間と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのＸコンデンサの容量と、給電ケーブルのインピーダンスと、前記給電システムが備えるヒューズの溶断特性と、を示す前記データを取得する、
　第１項に記載の情報処理装置。
（第３項）
　前記ゲートブロックの動作時間と、前記Ｘコンデンサの容量と、前記給電ケーブルのインピーダンスと、に基づいて、前記給電システムの短絡時における電流波形を算出する電流波形算出部と、
　算出された前記電流波形に基づいて、短絡時に回路に流れる電荷量（Ｉｔ）またはジュール積分値（Ｉ２ｔ）を算出する判定基準値算出部と、をさらに備え、
　前記短絡可能性判定部は、算出された前記電荷量または前記ジュール積分値と、前記ヒューズの溶断特性と、に基づいて、前記短絡が発生した可能性の有無を判定する、
　第２項に記載の情報処理装置。
（第４項）
　前記電流波形算出部は、前記ゲートブロックの動作時間が所定の閾値以下の場合には、前記Ｘコンデンサの容量と、前記給電ケーブルのインピーダンスと、に基づいて、前記給電システムの短絡時における電流波形を算出し、前記ゲートブロックの動作時間が前記閾値を超える場合には、前記Ｘコンデンサの容量と、前記給電ケーブルのインピーダンスと、前記ゲートブロックの動作時間と、に基づいて、前記給電システムの短絡時における前記電流波形を算出する、
　第３項に記載の情報処理装置。
（第５項）
　前記判定基準値算出部は、前記電荷量および前記ジュール積分値を算出し、
　前記短絡可能性判定部は、
　前記ゲートブロックの動作時間が前記閾値以下の場合には、
　算出された前記電荷量が前記ヒューズの溶断特性から得られる電荷量の限界値より小さい場合、または算出された前記ジュール積分値が前記ヒューズの溶断特性から得られるジュール積分値の限界値より小さい場合に、短絡の可能性があると判定し、算出された前記電荷量が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記電荷量の限界値より小さくない場合、かつ算出された前記ジュール積分値が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記ジュール積分値の限界値より小さくない場合に、短絡の可能性がないと判定し、
　前記ゲートブロックの動作時間が前記閾値を超える場合には、
　算出された前記電荷量が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記電荷量の限界値を超えている場合かつ算出された前記ジュール積分値が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記ジュール積分値の限界値を超えている場合に、短絡の可能性がないと判定し、算出された前記電荷量が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記電荷量の限界値を超えていない場合または算出された前記ジュール積分値が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記ジュール積分値の限界値を超えていない場合に、エラーと判定する、
　第４項に記載の情報処理装置。
（第６項）
　前記電流波形算出部は、前記給電システムと等価な回路におけるシミュレーションによって、前記給電システムの短絡時における前記電流波形を算出する、
　第３項から第５項のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（第７項）
　コンピュータが実行する方法であって、
　給電システムの特性を示すデータを取得するステップと、
　前記データに基づいて、前記給電システムに短絡が発生した可能性の有無を判定するステップと、を備える、
　短絡判定方法。
（第８項）
　コンピュータを第１項から第６項のいずれか１項に記載の情報処理装置における各部として機能させるためのプログラム。
　以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１　給電システム
１０　情報処理装置
１１　データ取得部
１２　電流波形算出部
１３　判定基準値算出部
１４　短絡可能性判定部
１５　出力部
８０１　ゲートブロック
８０２　Ｘコンデンサ
８０３　ＤＣ／ＤＣコンバータ
８０４　ヒューズ
８０５　ＲＬ直列回路
８０６　短絡スイッチ
９０１　整流装置（またはＡＣ／ＤＣコンバータ）
９０２　分電盤
９０３　ＤＣ／ＤＣコンバータ
９０４　ゲートブロック
９０５　Ｘコンデンサ
９０６　ヒューズ
９０７　ケーブルインピーダンス
９０８　機器
１０００　ドライブ装置
１００１　記録媒体
１００２　補助記憶装置
１００３　メモリ装置
１００４　ＣＰＵ
１００５　インタフェース装置
１００６　表示装置
１００７　入力装置
１００８　出力装置

Claims (8)

  1. 　給電システムの特性を示すデータを取得するデータ取得部と、
    　前記データに基づいて、前記給電システムに短絡が発生した可能性の有無を判定する短絡可能性判定部と、を備える、
    　情報処理装置。
  2. 　前記データ取得部は、前記給電システムが備えるＤＣ／ＤＣコンバータのゲートブロックの動作時間と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのＸコンデンサの容量と、給電ケーブルのインピーダンスと、前記給電システムが備えるヒューズの溶断特性と、を示す前記データを取得する、
    　請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 　前記ゲートブロックの動作時間と、前記Ｘコンデンサの容量と、前記給電ケーブルのインピーダンスと、に基づいて、前記給電システムの短絡時における電流波形を算出する電流波形算出部と、
    　算出された前記電流波形に基づいて、短絡時に回路に流れる電荷量（Ｉｔ）またはジュール積分値（Ｉ２ｔ）を算出する判定基準値算出部と、をさらに備え、
    　前記短絡可能性判定部は、算出された前記電荷量または前記ジュール積分値と、前記ヒューズの溶断特性と、に基づいて、前記短絡が発生した可能性の有無を判定する、
    　請求項２に記載の情報処理装置。
  4. 　前記電流波形算出部は、前記ゲートブロックの動作時間が所定の閾値以下の場合には、前記Ｘコンデンサの容量と、前記給電ケーブルのインピーダンスと、に基づいて、前記給電システムの短絡時における電流波形を算出し、前記ゲートブロックの動作時間が前記閾値を超える場合には、前記Ｘコンデンサの容量と、前記給電ケーブルのインピーダンスと、前記ゲートブロックの動作時間と、に基づいて、前記給電システムの短絡時における前記電流波形を算出する、
    　請求項３に記載の情報処理装置。
  5. 　前記判定基準値算出部は、前記電荷量および前記ジュール積分値を算出し、
    　前記短絡可能性判定部は、
    　前記ゲートブロックの動作時間が前記閾値以下の場合には、
    　算出された前記電荷量が前記ヒューズの溶断特性から得られる電荷量の限界値より小さい場合、または算出された前記ジュール積分値が前記ヒューズの溶断特性から得られるジュール積分値の限界値より小さい場合に、短絡の可能性があると判定し、算出された前記電荷量が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記電荷量の限界値より小さくない場合、かつ算出された前記ジュール積分値が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記ジュール積分値の限界値より小さくない場合に、短絡の可能性がないと判定し、
    　前記ゲートブロックの動作時間が前記閾値を超える場合には、
    　算出された前記電荷量が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記電荷量の限界値を超えている場合かつ算出された前記ジュール積分値が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記ジュール積分値の限界値を超えている場合に、短絡の可能性がないと判定し、算出された前記電荷量が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記電荷量の限界値を超えていない場合または算出された前記ジュール積分値が前記ヒューズの溶断特性から得られる前記ジュール積分値の限界値を超えていない場合に、エラーと判定する、
    　請求項４に記載の情報処理装置。
  6. 　前記電流波形算出部は、前記給電システムと等価な回路におけるシミュレーションによって、前記給電システムの短絡時における前記電流波形を算出する、
    　請求項３から５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
  7. 　コンピュータが実行する方法であって、
    　給電システムの特性を示すデータを取得するステップと、
    　前記データに基づいて、前記給電システムに短絡が発生した可能性の有無を判定するステップと、を備える、
    　短絡判定方法。
  8. 　コンピュータを請求項１から６のいずれか１項に記載の情報処理装置における各部として機能させるためのプログラム。

    　
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