JP2017143667A - アーク対応制御装置およびアーク対応制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽光発電システム(100)において、主制御部(37)は、アーク類似ノイズが発生する期間、アークの検出を停止するようにアーク検出装置(40)を制御する。アーク類似ノイズが発生する期間の例としては、PCS(30)が起動してから電力系統(80)への電力供給を開始するまでの期間、および、発電装置(10)からPCS(30)に流れる電流(I)が急激に変化する期間が挙げられる。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の実施形態1について、図1〜図6に基づいて説明する。図1は、本実施形態の太陽光発電システム100(発電システム)の概略的な構成を示すブロック図である。
図1に示すように、太陽光発電システム100は、発電装置10(直流電源,太陽光発電装置)、アーク消弧装置16(アーク対応装置)、PCS30(電力変換装置)、およびアーク検出装置40(アーク対応装置)を備えている。また、発電装置10とPCS30とは、電路15(電力線路)によって接続されている。また、PCS30とアーク検出装置40とは、有線または無線を介して通信可能である。また、アーク検出装置40は、以下に述べる電流センサ20を備えている。
発電装置10は、多数の太陽電池パネル11を直列接続した太陽電池ストリングである。あるいは、複数の太陽電池ストリングを並列接続した太陽電池アレイである。
PCS30は、測定回路31、電力変換回路34、主制御部37(アーク対応制御装置、制御部)、およびコンデンサC(入力コンデンサ)を備えている。
アーク検出装置40は、上述の電流センサ20に加え、フィルタ41、AD変換部42、および主制御部43(アーク対応制御装置、制御部)を備えている。フィルタ41は、バンドパスフィルタ(Band Pass Filter,BPF)であり、電流センサ20において検出された電流Iの交流成分のうち、所定の周波数範囲(例えば所定の高周波範囲)のみを通過させる。
続いて、アーク類似ノイズが発生しやすいPCS30の動作状態について説明する。以下に述べるように、本願の発明者は、PCS30の2通りの動作状態において、アーク類似ノイズが発生しやすいことを見出した。
第1に、本願の発明者は、電力変換制御部374に電源が投入されてから(換言すれば、主制御部37に制御電源が投入されてから)、PCS30において電力変換が行われて、変換された電力の電力系統80への供給が開始されるまでの間に、アーク類似ノイズが発生しやすいことを見出した。以下、当該動作状態を、第1動作状態と称する。なお、主制御部37の制御電源は、PCS30の制御電源でもある。
第2に、本願の発明者は、PCS30における電力変換中(DC/AC変換中またはDC/DC変換中)に、電流Iおよび/または電圧Vが急激に時間変化した場合にも、アーク類似ノイズが発生しやすいことを見出した。以下、当該動作状態を、第2動作状態と称する。
続いて、太陽光発電システム100おけるアークの誤検出を防止する処理の説明に先立ち、主制御部37が備える各部について述べる。
図5は、太陽光発電システム100において、第1動作状態におけるアークの誤検出を防止する処理(S1〜S16)の流れを示すフローチャートである。
図6は、太陽光発電システム100において、第2動作状態におけるアークの誤検出を防止するS21〜S30の流れを示すフローチャートである。なお、図6のS21およびS22は、上述の図5のS5およびS7と同様であるため、説明を省略する。以下、S23〜S30について述べる。
以上のように、本実施形態の太陽光発電システム100では、アーク検出制御装置(アーク検出制御部375)が設けられることにより、第1動作状態および第2動作状態のそれぞれにおいて、アーク検出装置40におけるアーク検出をマスキングすることができる。それゆえ、アーク検出装置40におけるアーク類似ノイズの誤検出を低減することができるため、太陽光発電システム100におけるアークの誤検出を低減することが可能となる。その結果、誤検出されたアークの消弧を行うために、太陽光発電システム100が電力系統80への電力供給を停止する回数を低減することが可能となる。
本発明の実施形態2について、図7に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
なお、上述の実施形態1または2では、電流計測部32が電流Iの交流成分を検出する機能を有していてもよい。この場合、電流センサ20を省略することができる。
太陽光発電システム100および200の制御ブロック(特に主制御部37、37a、および43)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
なお、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。
15 電路(電力線路)
16 アーク消弧装置(アーク対応装置)
30,30a PCS(電力変換装置)
37,37a 主制御部(アーク対応制御装置、制御部)
40 アーク検出装置(アーク対応装置)
43 主制御部
44 FFT処理部
45 アーク判定部
80 電力系統
100,200 太陽光発電システム(発電システム)
371 電圧判定部
372 微分演算部(算出部)
373 電流変化量判定部
374 電力変換制御部
375 アーク検出制御部
Claims (9)
- 発電または充放電する直流電源と、前記直流電源から供給される電力を変換する電力変換装置とを備えた発電システムにて発生するアークに対応するアーク対応装置を制御する制御部を備えるアーク対応制御装置であって、
前記制御部は、アーク類似ノイズが発生する期間、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御することを特徴とするアーク対応制御装置。 - 前記アーク類似ノイズが発生する期間は、前記電力変換装置が、起動してから、変換した電力を負荷に出力し始めるまでの期間であることを特徴とする請求項1に記載のアーク対応制御装置。
- 前記直流電源から前記電力変換装置に供給される電流または電圧の時間的な変化の程度を示す指標である電気変化量を算出する算出部をさらに備えており、
前記アーク類似ノイズが発生する期間は、前記算出部が算出した前記電気変化量が所定の閾値よりも大きい期間であることを特徴とする請求項1または2に記載のアーク対応制御装置。 - 前記制御部は、前記電力変換装置における電力変換が停止された場合に、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のアーク対応制御装置。
- 前記アーク対応装置は、前記アークを消弧するアーク消弧装置であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のアーク対応制御装置。
- 前記アーク対応制御装置は、前記電力変換装置に設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のアーク対応制御装置。
- 前記アーク対応制御装置は、前記アーク対応装置に設けられており、前記電力変換装置と通信可能であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のアーク対応制御装置。
- 直流電源からの電力を変換する電力変換装置を備えた発電システムにて発生するアークに対応するアーク対応装置を制御するアーク対応制御方法であって、
アーク類似ノイズが発生する期間、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御するステップを含むことを特徴とするアーク対応制御方法。 - 請求項1に記載のアーク対応制御装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
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