JP2019030101A

JP2019030101A - Electric power conversion system, method of estimating voltage at earth position, and distributed power supply system

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Publication number: JP2019030101A
Application number: JP2017146535A
Authority: JP
Inventors: 裕幸加悦; Hiroyuki Kaetsu; 幸一竹下; Koichi Takeshita; 由晴中島; Yoshiharu Nakajima; 貴司文野; Takashi Fumino; 綾井　直樹; Naoki Ayai; 直樹綾井; 朋行水野; Tomoyuki Mizuno; 山下　恭司; Kyoji Yamashita; 恭司山下; 尊行伴; Takayuki Ban; 吉則河崎; Yoshinori Kawasaki
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd; Toyota Energy Solutions Inc
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd; Toyota Energy Solutions Inc
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-07-28
Also published as: JP6979822B2

Abstract

To provide an electric power conversion system capable of narrowing down an earth position when an earth has occurred, a method of estimating voltage at an earth position, and a distributed power supply system.SOLUTION: An electric power conversion system that converts electric power by switching, comprises: a non-insulated converter; a DC bus connected to the converter; an earth detection element that is interposed between an earth position on a cable run and an intermediate node obtained by dividing a voltage of two lines of the DC bus at the time of an earth; and a control unit that controls the converter. The control unit changes a voltage of the DC bus by using the converter during an earth, and estimates the voltage at the earth position on the basis of the voltage of the DC bus and the voltage across the earth detection element before and after the change.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、電力変換装置、地絡箇所の電圧推定方法、及び、分散型電源システムに関する。 The present invention relates to a power conversion device, a ground fault location voltage estimation method, and a distributed power supply system.

分散型電源システムにおける地絡検出には、ＤＣバスの中性点（２線間の電位の中性点）から高抵抗で接地電位に繋ぐ高抵抗接地方式が用いられている。この場合、高抵抗接地点に流れる電流が一定値以上になると、地絡が発生したと判断することができる（例えば、特許文献１参照。）。
また、中性点と地絡点とが互いに同電位となった場合には電流が流れない「不感帯」が生じることに着目し、中性点ではなく、あえて非中性点から高抵抗接地する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。 For detecting a ground fault in a distributed power supply system, a high-resistance grounding method is used in which a neutral point of a DC bus (a neutral point between two wires) is connected to a ground potential with a high resistance. In this case, it can be determined that a ground fault has occurred when the current flowing through the high-resistance grounding point exceeds a certain value (see, for example, Patent Document 1).
Also, pay attention to the fact that a “dead zone” in which current does not flow when the neutral point and ground fault point are at the same potential. Techniques have also been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開２０１０−２１３４５０号公報JP 2010-213450 A 特開２０１５−１６２９０８号公報JP 2015-162908 A

しかしながら、高抵抗接地の接地点に流れる電流を検出するだけでは、システム全体として、どこかで地絡が発生したという事実を捉えることができるにとどまり、地絡箇所の絞り込みまでは、できない。
かかる課題に鑑み、本発明は、地絡が発生した場合に、地絡箇所の絞り込みができる電力変換装置、地絡箇所の電圧推定方法、及び、分散型電源システムを提供することを目的とする。 However, simply detecting the current flowing through the ground point of the high-resistance ground can only capture the fact that a ground fault has occurred somewhere in the entire system, and cannot narrow down the ground fault location.
In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a power conversion device that can narrow down a ground fault location, a voltage estimation method for a ground fault location, and a distributed power supply system when a ground fault occurs. .

《電力変換装置》
本発明の一表現に係る電力変換装置は、スイッチングによって電力の変換を行う電力変換装置であって、非絶縁の変換器と、前記変換器と繋がっているＤＣバスと、地絡時に、電路上の地絡箇所と前記ＤＣバスの２線間を分圧した中間ノードとの間に介在する地絡検出素子と、前記変換器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記地絡時に、前記変換器を用いて前記ＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、前記ＤＣバスの電圧及び前記地絡検出素子の両端電圧に基づいて、前記地絡箇所の電圧を推定するものである。《Power conversion device》
A power conversion device according to an expression of the present invention is a power conversion device that performs power conversion by switching, and includes a non-insulated converter, a DC bus connected to the converter, A ground fault detection element interposed between the ground fault location of the DC bus and an intermediate node that divides the two lines of the DC bus, and a control unit that controls the converter, wherein the control unit includes the ground plane. At the time of a fault, the voltage of the DC bus is changed using the converter, and the voltage at the ground fault location is estimated based on the voltage of the DC bus and the voltage across the ground fault detection element before and after the change. To do.

《地絡箇所の電圧推定方法》
また、本発明の一表現に係る地絡箇所の電圧推定方法は、非絶縁の変換器がＤＣバスと繋がっている電力変換装置において、当該電力変換装置の制御部が行う地絡箇所の電圧推定方法であって、地絡検出素子に流れる電流に基づいて地絡の発生を検出し、地絡が発生した場合、前記変換器を用いて前記ＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、前記ＤＣバスの電圧及び前記地絡検出素子の両端電圧に基づいて、地絡箇所の電圧を推定する。《Ground fault location voltage estimation method》
Moreover, the voltage estimation method of the ground fault location which concerns on one expression of this invention is the voltage estimation of the ground fault location which the control part of the said power converter device performs in the power converter device with which the non-insulated converter is connected with DC bus. A method of detecting the occurrence of a ground fault based on a current flowing in a ground fault detection element, and when a ground fault occurs, the voltage of the DC bus is changed using the converter, and before and after the change. The voltage at the ground fault location is estimated based on the voltage of the DC bus and the voltage across the ground fault detection element.

《分散型電源システム》
また、本発明の一表現に係る分散型電源システムは、直流電源又は直流負荷である直流設備と、前記直流設備と交流電路との間に設けられ、スイッチングによって電力の変換を行う電力変換装置と、を含む分散型電源システムであって、前記電力変換装置は、前記直流設備と接続された複数の非絶縁のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータと繋がっている共通のＤＣバスと、前記ＤＣバスと前記交流電路との間に設けられたインバータと、地絡時に、電路上の地絡箇所と前記ＤＣバスの２線間を分圧した中間ノードとの間に介在する地絡検出素子と、前記変換器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記地絡時に、前記変換器を用いて前記ＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、前記ＤＣバスの電圧及び前記地絡検出素子の両端電圧に基づいて、前記地絡箇所の電圧を推定するものである。《Distributed power supply system》
Further, a distributed power system according to an expression of the present invention includes a DC power source or a DC load that is a DC load, and a power converter that is provided between the DC facility and the AC circuit and converts power by switching. The power converter includes a plurality of non-insulated DC / DC converters connected to the DC equipment and a common DC bus connected to the plurality of DC / DC converters. And an inverter provided between the DC bus and the AC circuit, and a ground interposed between a ground fault location on the circuit and an intermediate node that divides the two lines of the DC bus at the time of a ground fault. And a controller for controlling the converter, and the controller changes the voltage of the DC bus using the converter at the time of the ground fault, before and after the change, DC bus voltage and Based on the voltage across the serial ground fault detector element, and estimates the voltage of the ground 絡箇 plants.

本発明によれば、地絡が発生した場合に、地絡箇所の絞り込みができる。 According to the present invention, when a ground fault occurs, the ground fault location can be narrowed down.

分散型電源システムの一例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of a distributed power supply system. 図１の回路において、上段側の蓄電池におけるプラス極側のノードＰ１に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a path through which a current flows when a ground fault occurs in a positive pole side node P1 in the upper storage battery in the circuit of FIG. 図１の回路において、下段側の蓄電池におけるプラス極側のノードＰ２に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a path through which a current flows when a ground fault occurs in a positive pole side node P2 in the lower storage battery in the circuit of FIG. 図１の回路において、ＤＣバスのＰ線に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。In the circuit of FIG. 1, it is the figure which showed the path | route through which an electric current flows when a ground fault generate | occur | produces in the P line of DC bus. 図１の回路において、Ｎ線に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。In the circuit of FIG. 1, it is the figure which showed the path | route through which an electric current flows, when a ground fault generate | occur | produces in the N line. 図１の回路において、変圧器より電力変換装置側の交流電路の電圧線に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。In the circuit of FIG. 1, it is the figure which showed the path | route through which an electric current flows, when a ground fault generate | occur | produces in the voltage line of the alternating current circuit by the side of a power converter device from a transformer. 各種の地絡時に形成される回路にのみ着目して、これを普遍的に表現した回路図である。It is the circuit diagram which expressed this universally paying attention only to the circuit formed at the time of various ground faults. 地絡箇所を特定する処理の第１例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st example of the process which specifies a ground fault location. 地絡箇所を特定する処理の第２例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd example of the process which specifies a ground fault location. 図８及び図９におけるステップＳ４のサブルーチンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the subroutine of step S4 in FIG.8 and FIG.9.

［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。 [Summary of Embodiment]
The gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.

（１）これは、スイッチングによって電力の変換を行う電力変換装置であって、非絶縁の変換器と、前記変換器と繋がっているＤＣバスと、地絡時に、電路上の地絡箇所と前記ＤＣバスの２線間を分圧した中間ノードとの間に介在する地絡検出素子と、前記変換器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記地絡時に、前記変換器を用いて前記ＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、前記ＤＣバスの電圧及び前記地絡検出素子の両端電圧に基づいて、前記地絡箇所の電圧を推定する、電力変換装置である。 (1) This is a power conversion device that performs power conversion by switching, and includes a non-insulated converter, a DC bus connected to the converter, a ground fault location on the electric circuit, and the A ground fault detection element interposed between an intermediate node that divides the two lines of the DC bus, and a control unit that controls the converter, wherein the control unit is configured to convert the converter during the ground fault. A power converter that estimates the voltage of the ground fault location based on the voltage of the DC bus and the voltage across the ground fault detection element before and after the change. is there.

上記の電力変換装置では、地絡検出素子に流れる電流に基づいて地絡を検出することができる。そして、地絡時に、変換器を用いてＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、ＤＣバスの電圧及び地絡検出素子の両端電圧に基づいて、地絡箇所の電圧を推定する。当該電圧が推定されれば、その情報を基に、地絡している電路を容易につきとめることができる。すなわち、このような電力変換装置によれば、地絡が発生した場合に、地絡箇所の絞り込みができる。 In said power converter device, a ground fault can be detected based on the electric current which flows into a ground fault detection element. And at the time of a ground fault, the voltage of a DC bus is changed using a converter, and the voltage of a ground fault location is estimated based on the voltage of a DC bus and the both-ends voltage of a ground fault detection element before and behind a change. If the voltage is estimated, the grounded electric circuit can be easily found based on the information. That is, according to such a power converter, when a ground fault occurs, the ground fault location can be narrowed down.

（２）また、（１）の電力変換装置において、前記制御部は、推定した前記地絡箇所の電圧と、前記電力変換装置内の互いに異なる各電路の電圧とを比較して、電圧値が最も近い電圧の電路で地絡が発生していると判断するようにしてもよい。
この場合、制御部は、地絡箇所（電路）の特定まで実行することができる。 (2) Further, in the power conversion device of (1), the control unit compares the estimated voltage of the ground fault location with the voltage of each different electric circuit in the power conversion device, and the voltage value is It may be determined that a ground fault has occurred in the closest voltage circuit.
In this case, the control unit can execute until the ground fault location (electric circuit) is specified.

（３）また、（１）又は（２）の電力変換装置において、前記地絡時に、前記ＤＣバスの電圧を２値以上に変化させてもよい。
この場合、２値以上のＤＣバス電圧及び、それらに対応する地絡検出素子の両端電圧に基づいて、地絡箇所の電圧を正確に推定することができる。 (3) Moreover, in the power converter of (1) or (2), the voltage of the DC bus may be changed to a binary value or more during the ground fault.
In this case, it is possible to accurately estimate the voltage at the ground fault location based on the DC bus voltage of two or more values and the voltage across the ground fault detection element corresponding thereto.

（４）また、（３）の電力変換装置において例えば、前記ＤＣバスの電圧の変化とは、最初の電圧から見て、下降させた電圧及び上昇させた電圧の両方を含む。
この場合、変化幅を確保しやすい。変化幅が大きい方が、地絡箇所の電圧を、より正確に推定することができる。 (4) In the power conversion device of (3), for example, the change in the voltage of the DC bus includes both a lowered voltage and a raised voltage as seen from the initial voltage.
In this case, it is easy to ensure the change width. The larger the change width, the more accurately the voltage at the ground fault location can be estimated.

（５）また、（２）の電力変換装置において、前記ＤＣバスに複数のＤＣ／ＤＣコンバータが接続されている場合であって、いずれかのＤＣ／ＤＣコンバータの電源又は負荷側におけるプラス側電路で地絡が発生しているとき、前記制御部は、当該ＤＣ／ＤＣコンバータを解列し、その他のＤＣ／ＤＣコンバータによって運転を継続するようにしてもよい。
この場合、いずれかのＤＣ／ＤＣコンバータの電源又は負荷側におけるプラス側電路で地絡が生じても、他のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて運転を継続することができるので、地絡時でも、電力変換装置の運転が可能となる場合がある。 (5) Further, in the power conversion device of (2), when a plurality of DC / DC converters are connected to the DC bus, the power supply of any DC / DC converter or the plus side electric circuit on the load side When the ground fault occurs, the control unit may disconnect the DC / DC converter and continue the operation with the other DC / DC converter.
In this case, even if a ground fault occurs in the power source of any DC / DC converter or a plus side electric circuit on the load side, operation can be continued using another DC / DC converter. The power converter may be allowed to operate.

（６）方法の観点からは、非絶縁の変換器がＤＣバスと繋がっている電力変換装置において、当該電力変換装置の制御部が行う地絡箇所の電圧推定方法であって、地絡検出素子に流れる電流に基づいて地絡の発生を検出し、地絡が発生した場合、前記変換器を用いて前記ＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、前記ＤＣバスの電圧及び前記地絡検出素子の両端電圧に基づいて、地絡箇所の電圧を推定する、地絡箇所の電圧推定方法である。 (6) From the viewpoint of the method, in the power conversion device in which the non-insulated converter is connected to the DC bus, the voltage estimation method of the ground fault location performed by the control unit of the power conversion device, the ground fault detection element The occurrence of a ground fault is detected based on the current flowing through the current, and when a ground fault occurs, the DC bus voltage is changed using the converter, and the DC bus voltage and the ground before and after the change are changed. A ground fault location voltage estimation method for estimating a ground fault location voltage based on a voltage across a fault detection element.

このような地絡箇所の電圧推定方法では、地絡時に、変換器を用いてＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、ＤＣバスの電圧及び地絡検出素子の両端電圧に基づいて、地絡箇所の電圧を推定する。当該電圧が推定されれば、その情報を基に、地絡している電路を容易につきとめることができる。すなわち、このような地絡箇所の電圧推定方法によれば、地絡が発生した場合に、地絡箇所の絞り込みができる。 In such a ground fault location voltage estimation method, at the time of a ground fault, a DC bus voltage is changed using a converter, and based on the DC bus voltage and the voltage across the ground fault detection element before and after the change. Estimate the voltage at the ground fault location. If the voltage is estimated, the grounded electric circuit can be easily found based on the information. That is, according to such a ground fault location voltage estimation method, ground fault locations can be narrowed down when a ground fault occurs.

（７）一方、分散型電源システムとしては、直流電源又は直流負荷である直流設備と、前記直流設備と交流電路との間に設けられ、スイッチングによって電力の変換を行う電力変換装置と、を含む分散型電源システムである。そして、前記電力変換装置は、前記直流設備と接続された複数の非絶縁のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータと繋がっている共通のＤＣバスと、前記ＤＣバスと前記交流電路との間に設けられたインバータと、地絡時に、電路上の地絡箇所と前記ＤＣバスの２線間を分圧した中間ノードとの間に介在する地絡検出素子と、前記変換器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記地絡時に、前記変換器を用いて前記ＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、前記ＤＣバスの電圧及び前記地絡検出素子の両端電圧に基づいて、前記地絡箇所の電圧を推定する。 (7) On the other hand, the distributed power system includes a DC power source that is a DC power source or a DC load, and a power converter that is provided between the DC facility and the AC circuit and converts power by switching. It is a distributed power system. The power converter includes a plurality of non-insulated DC / DC converters connected to the direct current facility, a common DC bus connected to the plurality of DC / DC converters, the DC bus, and the AC electric circuit. A ground fault detecting element interposed between a ground fault location on the electric circuit and an intermediate node that divides the two lines of the DC bus at the time of the ground fault, and the converter. A controller for controlling, the controller changes the voltage of the DC bus using the converter at the time of the ground fault, and detects the voltage of the DC bus and the ground fault before and after the change. Based on the voltage across the element, the voltage at the ground fault location is estimated.

このような分散型電源システムでは、地絡検出素子に流れる電流に基づいて地絡を検出することができる。そして、地絡時に、変換器を用いてＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、ＤＣバスの電圧及び地絡検出素子の両端電圧に基づいて、地絡箇所の電圧を推定する。当該電圧が推定されれば、その情報を基に、地絡している電路を容易につきとめることができる。すなわち、このような分散型電源システムによれば、地絡が発生した場合に、地絡箇所の絞り込みができる。 In such a distributed power supply system, a ground fault can be detected based on the current flowing through the ground fault detection element. And at the time of a ground fault, the voltage of a DC bus is changed using a converter, and the voltage of a ground fault location is estimated based on the voltage of a DC bus and the both-ends voltage of a ground fault detection element before and behind a change. If the voltage is estimated, the grounded electric circuit can be easily found based on the information. That is, according to such a distributed power supply system, when a ground fault occurs, the ground fault location can be narrowed down.

［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係る電力変換装置、地絡検出方法、分散型電源システムについて、図面を参照して説明する。 [Details of the embodiment]
Hereinafter, a power converter, a ground fault detection method, and a distributed power supply system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

《電力変換装置及び分散型電源システムの構成例》
図１は、分散型電源システム１００の一例を示す回路図である。分散型電源システム１００は、蓄電池１，２と、電力変換装置３とによって構成されている。蓄電池１，２は、直流電源であると同時に、充電時は直流負荷となるものである性格を有する直流設備である。なお、直流電源としてのみであれば、他にも、例えば、太陽光発電パネル、燃料電池等を用いることもできる。蓄電池１の電圧と、蓄電池２の電圧とは、ここでは互いに異なるものとする。
一方、電力変換装置３の交流側には、交流電路１０が接続されている。交流電路１０には例えば変圧器１１を介して、需要家の負荷１２及び商用電力系統１３が接続されている。 << Configuration example of power converter and distributed power supply system >>
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a distributed power supply system 100. The distributed power system 100 includes storage batteries 1 and 2 and a power conversion device 3. The storage batteries 1 and 2 are DC power supplies having the character of being a DC power source and a DC load during charging. In addition, as long as it is only a DC power source, for example, a solar power generation panel, a fuel cell, or the like can be used. Here, the voltage of the storage battery 1 and the voltage of the storage battery 2 are different from each other.
On the other hand, an AC electric circuit 10 is connected to the AC side of the power converter 3. For example, a consumer load 12 and a commercial power system 13 are connected to the AC circuit 10 via a transformer 11.

電力変換装置３は、大きく分けて、双方向性のＤＣ／ＤＣコンバータ４，５と、双方向性のインバータ６と、ＤＣバス（Ｐ線，Ｎ線）７と、地絡検出回路８と、制御部９とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、蓄電池１とＤＣバス７との間に設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、蓄電池２とＤＣバス７との間に設けられている。２つのＤＣ／ＤＣコンバータ４，５は、ＤＣバス７側で相互に接続されている。すなわち、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ４，５に対して、ＤＣバス７は共通の存在である。ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５及びインバータ６はいずれも、入力−出力間で非絶縁の変換器である。Ｎ線は、分散型電源システム１００全体として共通の電路となっている。 The power conversion device 3 is roughly divided into bidirectional DC / DC converters 4 and 5, bidirectional inverter 6, DC bus (P line, N line) 7, ground fault detection circuit 8, And a control unit 9. The DC / DC converter 4 is provided between the storage battery 1 and the DC bus 7. The DC / DC converter 5 is provided between the storage battery 2 and the DC bus 7. The two DC / DC converters 4 and 5 are connected to each other on the DC bus 7 side. That is, the DC bus 7 is common to the two DC / DC converters 4 and 5. The DC / DC converters 4 and 5 and the inverter 6 are all non-insulated converters between the input and the output. The N line serves as a common circuit for the distributed power supply system 100 as a whole.

なお、図１では、２つの蓄電池１，２にそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ４，５が接続されている直流側２系統の構成例を示したが、直流側３系統以上を設けることもできる。逆に、１系統であってもよい。また、直流側ｎ系統（ｎは自然数）とすれば、ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータが存在するが、蓄電池１は、２以上のＤＣ／ＤＣコンバータに共用される構成であってもよい。 Although FIG. 1 shows a configuration example of two DC side systems in which the DC / DC converters 4 and 5 are connected to the two storage batteries 1 and 2, respectively, three or more DC side systems can be provided. Conversely, one system may be used. Further, if there are n DC systems on the DC side (n is a natural number), there are n DC / DC converters, but the storage battery 1 may be shared by two or more DC / DC converters.

図１において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、主回路要素として、スイッチング素子４１、ダイオード４２、直流リアクトル４３、ハイサイドのスイッチング素子４４、ローサイドのスイッチング素子４５、及び、平滑用のコンデンサ４６を備えている。また、計測用要素として、蓄電池１の両端電圧を計測する電圧センサ４０を備えている。スイッチング素子４１，４４，４５は、制御部９により、制御される。電圧センサ４０の計測出力は、制御部９に送られる。制御部９は例えば、コンピュータを含み、ソフトウェア（コンピュータプログラム）をコンピュータが実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部９の記憶装置（図示せず。）に格納される。但し、コンピュータを含まないハードウェアのみの回路で制御部を構成することも可能である。 In FIG. 1, the DC / DC converter 4 includes a switching element 41, a diode 42, a DC reactor 43, a high-side switching element 44, a low-side switching element 45, and a smoothing capacitor 46 as main circuit elements. Yes. Moreover, the voltage sensor 40 which measures the both-ends voltage of the storage battery 1 is provided as a measurement element. The switching elements 41, 44, 45 are controlled by the control unit 9. The measurement output of the voltage sensor 40 is sent to the control unit 9. The control unit 9 includes, for example, a computer, and realizes necessary control functions by causing the computer to execute software (computer program). The software is stored in a storage device (not shown) of the control unit 9. However, it is also possible to configure the control unit with a hardware-only circuit not including a computer.

ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、蓄電池１の電圧を、所望の電圧に変換してＤＣバス７に提供することができる。また、逆に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、ＤＣバス７の電圧を所望の電圧に変換して蓄電池１を充電することができる。 The DC / DC converter 4 can convert the voltage of the storage battery 1 into a desired voltage and provide it to the DC bus 7. Conversely, the DC / DC converter 4 can charge the storage battery 1 by converting the voltage of the DC bus 7 into a desired voltage.

同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、主回路要素として、スイッチング素子５１、ダイオード５２、直流リアクトル５３、ハイサイドのスイッチング素子５４、ローサイドのスイッチング素子５５、及び、平滑用のコンデンサ５６を備えている。また、計測要素として、蓄電池２の両端電圧を計測する電圧センサ５０を備えている。スイッチング素子５１，５４，５５は、制御部９により、制御される。電圧センサ５０の計測出力は、制御部９に送られる。 Similarly, the DC / DC converter 5 includes a switching element 51, a diode 52, a DC reactor 53, a high-side switching element 54, a low-side switching element 55, and a smoothing capacitor 56 as main circuit elements. . Moreover, the voltage sensor 50 which measures the both-ends voltage of the storage battery 2 is provided as a measurement element. The switching elements 51, 54 and 55 are controlled by the control unit 9. The measurement output of the voltage sensor 50 is sent to the control unit 9.

ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、蓄電池２の電圧を、所望の電圧に変換してＤＣバス７に提供することができる。また、逆に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、ＤＣバス７の電圧を所望の電圧に変換して蓄電池２を充電することができる。 The DC / DC converter 5 can convert the voltage of the storage battery 2 into a desired voltage and provide it to the DC bus 7. Conversely, the DC / DC converter 5 can charge the storage battery 2 by converting the voltage of the DC bus 7 into a desired voltage.

インバータ６は、主回路要素として、スイッチング素子６１〜６６、交流リアクトル６７、及び、ＤＣバス７の電圧を平滑するコンデンサ６８とを備えている。スイッチング素子６１〜６６は、スイッチング素子６１，６２のペアと、スイッチング素子６３，６４のペアと、スイッチング素子６５，６６のペアとによって単相３線用の３レグを構成する。また、計測要素として、ＤＣバス７の２線（Ｐ線−Ｎ線）間の電圧を計測する電圧センサ６０を備えている。なお、電圧センサ６０はインバータ６の外に設けられていてもよく、要するに、ＤＣバス７の２線間の電圧を計測して制御部７に送ることができればよい。 The inverter 6 includes switching elements 61 to 66, an AC reactor 67, and a capacitor 68 that smoothes the voltage of the DC bus 7 as main circuit elements. Switching elements 61-66 constitute a single-phase three-wire three leg by a pair of switching elements 61, 62, a pair of switching elements 63, 64, and a pair of switching elements 65, 66. Moreover, the voltage sensor 60 which measures the voltage between the two lines (P line-N line) of the DC bus 7 is provided as a measurement element. The voltage sensor 60 may be provided outside the inverter 6. In short, it is only necessary that the voltage between the two lines of the DC bus 7 can be measured and sent to the control unit 7.

なお、上記の各スイッチング素子としては、図示のようにＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）に逆極性のダイオードを並列接続したもの、又は、ボディダイオードを有するＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)を使用することができる。 In addition, as each of the switching elements described above, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) connected in parallel with a diode of reverse polarity or a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) having a body diode as shown in the figure. Can be used.

《電力変換装置の基本動作》
蓄電池１，２を放電させるときの上記電力変換装置３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５がそれぞれ、蓄電池１，２の電圧を変換して同じ電圧をＤＣバス７に送り込む。インバータ６は、ＤＣバス７の直流電圧を単相３線の交流に変換して交流電路１０に提供することができる。交流電路１０に提供された電力は、負荷１２にて消費される。
蓄電池１，２を充電するときの上記電力変換装置３は、インバータ６が交流から直流への逆変換を行い、ＤＣバス７に電圧を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５はそれぞれ、ＤＣバス７の電圧を所望の電圧に変換して蓄電池１，２を充電する。 <Basic operation of power converter>
In the power conversion device 3 when discharging the storage batteries 1 and 2, the DC / DC converters 4 and 5 respectively convert the voltages of the storage batteries 1 and 2 and send the same voltage to the DC bus 7. The inverter 6 can convert the DC voltage of the DC bus 7 into a single-phase three-wire AC and provide it to the AC circuit 10. The power provided to the AC circuit 10 is consumed by the load 12.
In the power conversion device 3 when charging the storage batteries 1 and 2, the inverter 6 performs reverse conversion from AC to DC and supplies a voltage to the DC bus 7. Each of the DC / DC converters 4 and 5 converts the voltage of the DC bus 7 into a desired voltage and charges the storage batteries 1 and 2.

電力変換装置３が商用電力系統１３と接続され、系統連系運転を行っている時、交流電圧は商用電力系統１３により決まる。この状態では、インバータは、ＤＣバス７が定電圧になるよう制御している。
一方、商用電力系統１３と切り離された電力変換装置３が自立運転を行っている時は、負荷１２に供給する交流電圧をインバータ６が定電圧に制御している。この状態では、インバータ６がＤＣバス７の電圧を制御することはできず、ＤＣバス７の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５によって定電圧に制御されている。 When the power conversion device 3 is connected to the commercial power system 13 and performing grid interconnection operation, the AC voltage is determined by the commercial power system 13. In this state, the inverter controls the DC bus 7 to have a constant voltage.
On the other hand, when the power conversion device 3 separated from the commercial power system 13 performs a self-sustaining operation, the inverter 6 controls the AC voltage supplied to the load 12 to a constant voltage. In this state, the inverter 6 cannot control the voltage of the DC bus 7, and the voltage of the DC bus 7 is controlled to a constant voltage by the DC / DC converters 4 and 5.

《地絡検出回路》
次に、地絡検出回路について説明する。《Ground fault detection circuit》
Next, the ground fault detection circuit will be described.

図１における地絡検出回路８は、ＤＣバス７のＰ線−Ｎ線間に、互いに直列に接続された分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２と、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の相互接続点と接地電位との間に設けられた地絡検出素子としての検出抵抗Ｒ３と、その検出抵抗Ｒ３の両端電圧を検出する電圧センサ８０とを備えている。電圧センサ８０の計測出力は、制御部９に送られる。なお、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２及び検出抵抗Ｒ３はそれぞれ、抵抗値もＲ１，Ｒ２，Ｒ３で表すものとする。抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の一例については後述するが、相対的な大小関係として、Ｒ１，Ｒ２は高抵抗（例えばｋΩオーダー）であり、Ｒ３は低抵抗（例えば数十Ωオーダー）である。 The ground fault detection circuit 8 in FIG. 1 includes a voltage dividing resistor R1, R2 connected in series between the P line and the N line of the DC bus 7, an interconnection point of the voltage dividing resistors R1, R2, and a ground potential. , And a voltage sensor 80 that detects the voltage across the detection resistor R3. The measurement output of the voltage sensor 80 is sent to the control unit 9. Note that the resistance values of the voltage dividing resistors R1 and R2 and the detection resistor R3 are also represented by R1, R2, and R3, respectively. Although an example of the resistance values R1, R2, and R3 will be described later, as relative relationships, R1 and R2 are high resistance (for example, kΩ order), and R3 is low resistance (for example, several tens of Ω order).

《蓄電池プラス極側の地絡》
図２は、図１の回路において、蓄電池１におけるプラス極側の電路上のある点を「ノード」と称した場合に、ノードＰ１に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。図において、電流は、ノードＰ１から地絡抵抗Ｒ_ＬＰ１（抵抗値Ｒ_ＬＰ１）、検出抵抗Ｒ３、分圧抵抗Ｒ２を通って、システム全体として共通のＮ線に至る。このとき流れる電流をＩ_ｌｅａｋとすると、電圧センサ８０は、電圧（Ｉ_ｌｅａｋ・Ｒ３）を検出する。 <Storage battery plus ground fault on the pole side>
FIG. 2 is a diagram showing a path through which a current flows when a ground fault occurs at the node P1 when a certain point on the electric circuit on the positive electrode side of the storage battery 1 is referred to as a “node” in the circuit of FIG. It is. In the figure, the current passes from the node P1 through the ground fault resistance R _LP1 (resistance value R _LP1 ), the detection resistance R3, and the voltage _dividing resistance R2 to the N line common to the entire system. _Assuming that the current flowing at this time is I _leak , the voltage sensor 80 detects the voltage (I _leak · R3).

同様に、図３は、図１の回路において、蓄電池２におけるプラス極側の電路上のノードＰ２に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。図において、電流は、ノードＰ２から地絡抵抗Ｒ_ＬＰ２、検出抵抗Ｒ３、分圧抵抗Ｒ２を通って、Ｎ線に至る。このとき流れる電流をＩ_ｌｅａｋとすると、電圧センサ８０は、電圧（Ｉ_ｌｅａｋ・Ｒ３）を検出する。
なお、前述のように、直流側系統が、ｎ組（ｎは３以上の自然数）ある場合も同様である。 Similarly, FIG. 3 is a diagram showing a path through which a current flows when a ground fault occurs in the node P2 on the electric circuit on the positive electrode side in the storage battery 2 in the circuit of FIG. In the figure, the current reaches from the node P2 to the N line through the ground fault resistor R _LP2 , the detection resistor R3, and the voltage _dividing resistor R2. _Assuming that the current flowing at this time is I _leak , the voltage sensor 80 detects the voltage (I _leak · R3).
As described above, the same applies to the case where there are n sets (n is a natural number of 3 or more) of direct current systems.

《ＤＣバスのＰ線の地絡》
図４は、図１の回路において、ＤＣバス７のＰ線に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。図において、電流は、Ｐ線から地絡抵抗Ｒ_ＬＰ（抵抗値Ｒ_ＬＰ）、検出抵抗Ｒ３、分圧抵抗Ｒ２を通って、システム全体として共通のＮ線に至る。このとき流れる電流をＩ_ｌｅａｋとすると、電圧センサ８０は、電圧（Ｉ_ｌｅａｋ・Ｒ３）を検出する。《P bus ground fault of DC bus》
FIG. 4 is a diagram showing a path through which a current flows when a ground fault occurs in the P line of the DC bus 7 in the circuit of FIG. In the figure, the current passes from the P line to the common N line as a whole system through the ground fault resistance R _LP (resistance value R _LP ), the detection resistance R 3, and the voltage dividing resistance R 2. _Assuming that the current flowing at this time is I _leak , the voltage sensor 80 detects the voltage (I _leak · R3).

《Ｎ線の地絡》
図５は、図１の回路において、Ｎ線に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。図において、電流は、分圧抵抗Ｒ１から検出抵抗Ｒ３、地絡抵抗Ｒ_ＬＮ（抵抗値Ｒ_ＬＮ）を通って、システム全体として共通のＮ線に至る。このとき流れる電流をＩ_ｌｅａｋとすると、電圧センサ８０は、電圧（Ｉ_ｌｅａｋ・Ｒ３）を検出する。《N-line ground fault》
FIG. 5 is a diagram showing a path through which a current flows when a ground fault occurs in the N line in the circuit of FIG. In the figure, the current passes from the voltage dividing resistor R1 to the common resistor N as a whole system through the detection resistor R3 and the ground fault resistor R _LN (resistance value R _LN ). _Assuming that the current flowing at this time is I _leak , the voltage sensor 80 detects the voltage (I _leak · R3).

《交流電路の地絡》
図６は、図１の回路において、変圧器１１より電力変換装置３側の交流電路１０の電圧線に地絡が発生した場合に電流が流れる経路を示した図である。図において、電流は、交流電路１０の電圧線から地絡抵抗Ｒ_ＬＡＣ（抵抗値Ｒ_ＬＡＣ）、検出抵抗Ｒ３、分圧抵抗Ｒ２を通って、Ｎ線に至る。このとき流れる電流をＩ_ｌｅａｋとすると、電圧センサ８０は、電圧（Ｉ_ｌｅａｋ・Ｒ３）を検出する。《AC ground fault》
FIG. 6 is a diagram illustrating a path through which a current flows when a ground fault occurs in the voltage line of the AC circuit 10 on the power converter 3 side from the transformer 11 in the circuit of FIG. In the figure, the current passes from the voltage line of the AC circuit 10 to the N line through the ground fault resistance R _LAC (resistance value R _LAC ), the detection resistance R 3, and the voltage dividing resistance R 2. _Assuming that the current flowing at this time is I _leak , the voltage sensor 80 detects the voltage (I _leak · R3).

《地絡時の回路》
図７は、上記各種の地絡時に形成される回路にのみ着目して、これを普遍的に表現した回路図である。図７において、回路の基準電位ノードはＮ線である。Ｖｘは、地絡時に検出抵抗Ｒ３を含む閉回路中にある、Ｎ線から見た地絡箇所の電圧である。Ｖ_ｄｃは、ＤＣバス７のＰ線−Ｎ線間の電圧である。Ｒ１，Ｒ２は、図１〜６に示している分圧抵抗であり、その相互接続点は、ＤＣバス７の２線間を分圧した中間ノードｎ_ｄｃとなる。Ｒ３は、図１〜６に示している検出抵抗であり、一端が中間ノードｎ_ｄｃに接続され、他端が接地電位に接続される。Ｒ_Ｌは、図２〜６に示した地絡抵抗Ｒ_ＬＰ１，Ｒ_ＬＰ２，Ｒ_ＬＰ，Ｒ_ＬＮ．Ｒ_ＬＡＣの総称である。電流Ｉ_ｌｅａｋは、検出抵抗Ｒ３に流れる。《Circuit at ground fault》
FIG. 7 is a circuit diagram universally expressed focusing on only the circuits formed at the time of various ground faults. In FIG. 7, the reference potential node of the circuit is an N line. Vx is a voltage at the ground fault point as seen from the N line in the closed circuit including the detection resistor R3 at the time of the ground fault. V _dc is a voltage between the P line and the N line of the DC bus 7. R1 and R2 are voltage dividing resistors shown in FIGS. 1 to 6, and an interconnection point thereof is an intermediate node n _dc that divides the two lines of the DC bus 7. R3 is the detection resistor shown in FIGS. 1 to 6, one end of which is connected to the intermediate node n _dc and the other end is connected to the ground potential. R _L is the ground fault resistance R _LP1 , R _LP2 , R _LP , R _LN . R _{LAC is} a general term. The current I _leak flows through the detection resistor R3.

図２，図３に示す蓄電池１，２側のノードＰ１，Ｐ２の地絡時には、地絡箇所の電圧Ｖｘは、蓄電池１側のノードＰ１又は蓄電池２側のノードＰ２の、対Ｎ線電圧となる。図４に示すＤＣバス７のＰ線地絡時は、電圧Ｖｘは、ＤＣバス７のＰ線−Ｎ線間電圧となる。図５に示すＮ線地絡時は、電圧Ｖｘは、Ｎ線を基準電位ノードとすると、地絡箇所の電圧Ｖｘは０である。従って、電源としての電圧Ｖｘは存在せず、その両端を短絡した状態となる。また、図６に示す交流電路の地絡時には、電圧Ｖｘは、Ｎ線から見た交流電路の電圧となる。 2 and 3, when a ground fault occurs in the nodes P1 and P2 on the storage battery 1 and 2 side, the voltage Vx at the ground fault location is the same as the voltage to the N line of the node P1 on the storage battery 1 side or the node P2 on the storage battery 2 side. Become. At the time of P-line ground fault of the DC bus 7 shown in FIG. 4, the voltage Vx becomes the voltage between the P-line and the N-line of the DC bus 7. At the time of the N-line ground fault shown in FIG. 5, the voltage Vx is 0 when the N-line is a reference potential node. Therefore, there is no voltage Vx as a power source, and both ends are short-circuited. Moreover, at the time of the ground fault of the AC circuit shown in FIG. 6, the voltage Vx is the voltage of the AC circuit as viewed from the N line.

図７において、分圧抵抗Ｒ２の両端にかかる電圧をＶ_Ｒ２、流れる電流をＩ_Ｒ２、電流Ｉ_ｌｅａｋが分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の相互接続点（中間ノードｎ_ｄｃ）から検出抵抗Ｒ３に向かって流れているとすると、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２に関して、以下の式が成り立つ。
Ｖ_ｄｃ−Ｖ_Ｒ２＝Ｒ１（Ｉ_Ｒ２＋Ｉ_ｌｅａｋ）・・・（１）
Ｖ_Ｒ２＝Ｒ２×Ｉ_Ｒ２・・・（２）
式（１）及び（２）からＩ_Ｒ２を消去すると、以下の式（３）が得られる。
Ｖ_ｄｃ＝Ｖ_Ｒ２｛（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２｝＋（Ｒ１×Ｉ_ｌｅａｋ）
・・・（３） In FIG. 7, the voltage applied to both ends of the voltage dividing resistor R2 is V _R2 , the flowing current is I _R2 , and the current I _leak is from the interconnection point (intermediate node n _dc ) of the voltage dividing resistors R1 and R2 toward the detection resistor R3. Assuming that the current is flowing, the following equation is established with respect to the voltage dividing resistors R1 and R2.
V _dc −V _R2 = R1 (I _R2 + I _leak ) (1)
V _R2 = R2 × I _R2 (2)
When _IR2 is eliminated from the formulas (1) and (2), the following formula (3) is obtained.
V _dc = V _R2 {(R1 + R2) / R2} + (R1 × I _leak )
... (3)

また、Ｒ３，ＲＬに関しては、以下の関係となる。
（Ｖｘ−Ｖ_Ｒ２）＝−Ｉ_ｌｅａｋ×（Ｒ３＋Ｒ_Ｌ）・・・（４）
式（３）及び（４）からＶ_Ｒ２を消去すると、以下のようになる。
Ｖ_ｄｃ＝Ｉ_Ｌ×［｛（Ｒ１＋Ｒ２）（Ｒ３＋Ｒ_Ｌ）＋Ｒ１・Ｒ２｝／Ｒ２］＋｛（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２｝Ｖｘ・・・（５） Further, R3 and RL have the following relationship.
(Vx−V _R2 ) = − I _leak × (R3 + R _L ) (4)
Erasing _VR2 from equations (3) and (4) _yields :
V _dc = I _L × [{(R1 + R2) (R3 + R _L ) + R1 · R2} / R2] + {(R1 + R2) / R2} Vx (5)

式（５）に基づいて、地絡抵抗Ｒ_Ｌ及び電流Ｉ_ｌｅａｋについて整理すると、以下のようになる。
Ｒ_Ｌ＝［Ｒ２・Ｖ_ｄｃ／｛Ｉ_ｌｅａｋ（Ｒ１＋Ｒ２）｝］−（Ｖｘ／Ｉ_ｌｅａｋ）−｛Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝−Ｒ３・・・（６）
Ｉ_ｌｅａｋ＝｛（Ｒ１＋Ｒ２）Ｖｘ−Ｒ２・Ｖ_ｄｃ｝／｛（Ｒ１＋Ｒ２）（Ｒ３＋Ｒ_Ｌ）＋Ｒ１・Ｒ２｝・・・（７） Based on the equation (5), the ground fault resistance R _L and the current I _leak are arranged as follows.
_RL = [R2 * _Vdc / { _Ileak (R1 + R2)}]-(Vx / _Ileak )-{R1 * R2 / (R1 + R2)}-R3 (6)
I _leak = {(R1 + R2) Vx−R2 · V _dc } / {(R1 + R2) (R3 + R _L ) + R1 · R2} (7)

次に、検出抵抗Ｒ３の両端電圧をＶ_ｓｅｎｓとすると、
Ｖ_ｓｅｎｓ＝Ｉ_ｌｅａｋ・Ｒ３・・・（８）
である。ここに、式（７）のＩ_ｌｅａｋを代入すると、以下の式（９）が得られる。
Ｖ_ｓｅｎｓ＝［｛（Ｒ１＋Ｒ２）Ｖｘ−Ｒ２・Ｖ_ｄｃ｝／｛（Ｒ１＋Ｒ２）（Ｒ３＋Ｒ_Ｌ）＋Ｒ１・Ｒ２｝］Ｒ３・・・（９） Next, when the voltage across the detection resistor R3 is V _sens ,
V _sens = I _leak · R3 (8)
It is. Substituting I _leak in equation (7) here yields equation (9) below.
V _sens = [{(R1 + R2) Vx−R2 · V _dc } / {(R1 + R2) (R3 + R _L ) + R1 · R2}] R3 (9)

式（９）において、Ｖｘは本来、求めたい値であるから不定パラメータである。また、地絡抵抗Ｒ_Ｌは、検出困難な不定パラメータである。１つの式内に２つの不定パラメータがあると、地絡箇所の電圧Ｖｘを求めることができない。そこで、特定パラメータを変化させることでＶｘを推定することを考える。ここで、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を変化させると、地絡検出の不感帯が生じる可能性があるので、Ｒ１，Ｒ２は変化させない。また、検出抵抗Ｒ３は、数Ω〜数十Ωの値であり、他のｋΩオーダーの抵抗に比べると非常に小さく、そのため、変化させても全体として影響が出ない。 In Expression (9), Vx is an indefinite parameter because it is originally a desired value. Further, the ground fault resistance _RL is an indefinite parameter that is difficult to detect. If there are two indefinite parameters in one equation, the voltage Vx at the ground fault location cannot be obtained. Accordingly, consider estimating Vx by changing a specific parameter. Here, if the voltage dividing resistors R1 and R2 are changed, there is a possibility that a dead zone for detecting a ground fault may be generated. Therefore, R1 and R2 are not changed. The detection resistor R3 has a value of several ohms to several tens of ohms, and is very small compared to other resistances in the order of kΩ. Therefore, even if the resistance is changed, there is no influence as a whole.

そこで、残るパラメータであるＶ_ｄｃを変化させることを考える。
まず、式（９）を変形し、以下の式（１０）とする。
｛（Ｒ１＋Ｒ２）（Ｒ３＋Ｒ_Ｌ）＋Ｒ１・Ｒ２｝／Ｒ３＝｛（Ｒ１＋Ｒ２）Ｖｘ−Ｒ２・Ｖ_ｄｃ｝／Ｖ_ｓｅｎｓ・・・（１０）
ここで、Ｖ_ｄｃを変化させても左辺は一定値である。従って、Ｖ_ｄｃを変化させる前の右辺と、変化させた後の右辺とは、互いに同じである。そこで、変化させる前のＶ_ｄｃ、Ｖ_ｓｅｎｓに対して、Ｖ_ｄｃを変化させた後の値を、Ｖ’_ｄｃ、Ｖ’_ｓｅｎｓとすると、以下の関係が成り立つ。 Accordingly, consider changing the remaining parameter V _dc .
First, equation (9) is transformed into the following equation (10).
{(R1 + R2) (R3 + R _L ) + R1 · R2} / R3 = {(R1 + R2) Vx−R2 · V _dc } / V _sens (10)
Here, even if V _dc is changed, the left side is a constant value. Therefore, the right side before changing V _dc and the right side after changing V _dc are the same. Therefore, when V _dc and V ′ _sens are values after changing V _dc with respect to V _dc and V _sens before being changed, the following relationship is established.

｛（Ｒ１＋Ｒ２）Ｖｘ−Ｒ２・Ｖ_ｄｃ｝／Ｖ_ｓｅｎｓ＝｛（Ｒ１＋Ｒ２）Ｖｘ−Ｒ２・Ｖ’_ｄｃ｝／Ｖ’_ｓｅｎｓ・・・（１１）
式（１１）をＶｘについて解き、かつ、変化を絶対値で考えると、以下の式（１２）が得られる。
Ｖｘ＝｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝×
|（Ｖ’_ｓｅｎｓＶ_ｄｃ−Ｖ_ｓｅｎｓＶ’_ｄｃ）／（Ｖ_ｓｅｎｓ−Ｖ’_ｓｅｎｓ）|
・・・（１２） {(R1 + R2) Vx−R2 · _Vdc } / _Vsens = {(R1 + R2) Vx−R2 · _V′dc } / _V′sens (11)
When the equation (11) is solved for Vx and the change is considered as an absolute value, the following equation (12) is obtained.
Vx = {R2 / (R1 + R2)} ×
_{_{| (V 'sens V dc -V}} sens V' dc) / (V sens -V 'sens) |
(12)

式（１２）は、ＤＣバス７の線間電圧を、ある値から他の値に変化させ、それらの２値に対応する検出抵抗Ｒ３の両端電圧を取得すれば、地絡箇所の電圧Ｖｘが求められることを示している。 Equation (12) shows that if the line voltage of the DC bus 7 is changed from a certain value to another value and the voltage across the detection resistor R3 corresponding to these two values is obtained, the voltage Vx at the ground fault location is It shows that it is required.

そこで、式（１２）の有効性について、種々の地絡を発生させて、検証した。
数値例としては、分圧抵抗Ｒ１は６０．８ｋΩ、分圧抵抗Ｒ２は８ｋΩ、検出抵抗Ｒ３は５５Ωとした。検出抵抗Ｒ３の両端電圧に基づいて地絡と判定するための閾値として１９ｍＶ、電圧センサ８０の精度は定格１０ｍＶに対して０．１％の０．０１ｍＶとした。ＤＣバス７は、最初、３５０Ｖで運転し、地絡を検出すると、ＤＣバス７の線間電圧を３３５Ｖに低下させて検出抵抗Ｒ３の両端電圧を取得し、次に、ＤＣバス７の線間電圧を３７５Ｖに上昇させて検出抵抗Ｒ３の両端電圧を取得することにより、式（１２）に基づいて地絡箇所の推定電圧を求めた。結果を以下の表１に示す。 Therefore, the effectiveness of the equation (12) was verified by generating various ground faults.
As a numerical example, the voltage dividing resistor R1 is 60.8 kΩ, the voltage dividing resistor R2 is 8 kΩ, and the detection resistor R3 is 55 Ω. The threshold for determining a ground fault based on the voltage across the detection resistor R3 is 19 mV, and the accuracy of the voltage sensor 80 is 0.01 mV, which is 0.1% with respect to the rated 10 mV. When the DC bus 7 is first operated at 350 V and a ground fault is detected, the line voltage of the DC bus 7 is decreased to 335 V to obtain the voltage across the detection resistor R3, and then the line between the DC bus 7 By raising the voltage to 375 V and obtaining the voltage across the detection resistor R3, the estimated voltage at the ground fault location was obtained based on the equation (12). The results are shown in Table 1 below.

表１における最も左側の数値は、Ｎ線から見た地絡箇所の電圧である。Ｎ線地絡は図７におけるＶｘ＝０の場合であるから地絡箇所の電圧は０である。「直流負荷」とは、例えば蓄電池１又は２を負荷として充電している場合のプラス側電路地絡を想定し、９０〜１３０Ｖの範囲とした。交流は、１００Ｖ／１１０Ｖのピーク値１４１．４Ｖ／１５５．６Ｖとした。蓄電池１又は２を放電させる場合の電圧としては、１６５〜２８０Ｖとした。ＤＣバス７のＰ線は３５０Ｖとした。 The leftmost numerical value in Table 1 is the voltage at the ground fault point as seen from the N line. Since the N-line ground fault is in the case of Vx = 0 in FIG. 7, the voltage at the ground fault location is zero. The “DC load” is assumed to be a range of 90 to 130 V assuming a plus side electric circuit ground fault in the case where the storage battery 1 or 2 is charged as a load, for example. The alternating current was 100V / 110V peak value 141.4V / 155.6V. The voltage for discharging the storage battery 1 or 2 was 165 to 280V. The P line of the DC bus 7 was set to 350V.

表１において、式（１２）により求めた地絡箇所推定電圧（右から２行目の数値）は、地絡箇所電圧と良く近似しており、推定誤差も５％未満に収まっている。すなわち、式（１２）の演算の有効性が確かめられた。 In Table 1, the ground fault location estimated voltage (numerical value in the second row from the right) obtained by the equation (12) closely approximates the ground fault location voltage, and the estimation error is less than 5%. That is, the effectiveness of the calculation of Expression (12) was confirmed.

続いて、ＤＣバス７の線間電圧の変化量を２種類に分けて、違いを確かめた。ここでは例えば、ＤＣバス電圧が定常３５０Ｖで、運転可能範囲が３３０から３８０Ｖである場合において、地絡が生じた場合に、３３５Ｖと３７５Ｖ（電圧差４０Ｖ）で式（１２）の演算を行った場合と、３５０Ｖと３７５Ｖ（電圧差２５Ｖ）で式（１２）の演算を行った場合とで、推定の誤差の違いを調べた。その結果を以下の表２に示す。 Subsequently, the amount of change in the line voltage of the DC bus 7 was divided into two types, and the difference was confirmed. Here, for example, when the DC bus voltage is steady 350V and the operable range is 330 to 380V, and a ground fault occurs, the calculation of Expression (12) is performed with 335V and 375V (voltage difference 40V). The difference in estimation error between the case and the case where the calculation of Expression (12) was performed at 350 V and 375 V (voltage difference 25 V) was examined. The results are shown in Table 2 below.

推定誤差は、電圧差４０Ｖの方が少ない場合と、電圧差２５Ｖの方が少ない場合とがあるが、誤差平均値をとると、電圧差４０Ｖの誤差平均値は１．４３％、電圧差２５Ｖの誤差平均値は１．８２％であった。すなわち、電圧差をより大きくとった方が、誤差の平均値が小さくなり、精度が、より良くなると解される。 There are cases where the voltage difference 40V is smaller and the voltage difference 25V is smaller than the estimated error, but when the error average value is taken, the error average value of the voltage difference 40V is 1.43% and the voltage difference 25V. The average error value was 1.82%. That is, it is understood that the larger the voltage difference, the smaller the average error value and the better the accuracy.

《地絡箇所の特定処理例》
上記の知見に基づき、地絡箇所を特定する処理について説明する。制御の主体となるのは、電力変換装置３の制御部９である。この処理は定期的に実行される。《Example of identifying ground fault location》
Based on said knowledge, the process which specifies a ground fault location is demonstrated. The control subject is the control unit 9 of the power conversion device 3. This process is executed periodically.

図８は、地絡箇所を特定する処理の第１例を示すフローチャートである。この第１例は基本形とも言える最もシンプルな処理である。まず、ステップＳ１において、制御部９は、電圧センサ８０の計測出力に基づいて、検出抵抗Ｒ３の両端電圧Ｖ_ｓｅｎｓが閾値以上であるか否かを判定する。地絡していない場合でも微小な電流が検出抵抗Ｒ３に流れており、従って、閾値を適切に設けることで、地絡電流が流れたと認められる場合のみを識別することができる。 FIG. 8 is a flowchart illustrating a first example of processing for identifying a ground fault location. This first example is the simplest process that can be said to be a basic form. First, in step S1, the control unit 9 determines whether or not the voltage V _sens across the detection resistor R3 is greater than or equal to a threshold based on the measurement output of the voltage sensor 80. Even when there is no ground fault, a minute current flows through the detection resistor R3. Therefore, by appropriately setting the threshold, it is possible to identify only when it is recognized that the ground fault current has flowed.

検出抵抗Ｒ３の両端電圧が閾値に満たない場合は、地絡が生じていないので、処理は終了し、制御部９は、電力変換装置３の運転を継続する。検出抵抗Ｒ３の両端電圧が閾値以上である場合は、その値を記憶した上で、制御部９は、ＤＣバス電圧（ＤＣバス７の線間電圧）を例えば３５０Ｖから３３５Ｖに変更する（ステップＳ２）。この変更は、電力変換装置３が系統連系時であればインバータ６のスイッチング制御により実行され、自立運転時であればＤＣ／ＤＣコンバータ４，５のスイッチング制御により実行される。 When the both-ends voltage of detection resistance R3 is less than a threshold value, since a ground fault has not arisen, a process is complete | finished and the control part 9 continues the driving | operation of the power converter device 3. FIG. If the voltage across the detection resistor R3 is equal to or greater than the threshold value, the control unit 9 changes the DC bus voltage (line voltage of the DC bus 7) from 350 V to 335 V, for example, after storing the value (step S2). ). This change is executed by the switching control of the inverter 6 when the power conversion device 3 is connected to the grid, and is executed by the switching control of the DC / DC converters 4 and 5 when it is in the independent operation.

ＤＣバス電圧を３３５Ｖに変更後、制御部９は、検出抵抗Ｒ３の両端電圧を計測する（ステップＳ３）。次に、制御部９は、地絡箇所特定の処理（ステップＳ４）を行う。地絡箇所特定の処理のサブルーチン（図１０）については後述する。 After changing the DC bus voltage to 335 V, the control unit 9 measures the voltage across the detection resistor R3 (step S3). Next, the control part 9 performs a ground fault location specific process (step S4). The subroutine (FIG. 10) for the ground fault location specifying process will be described later.

地絡箇所が特定されると、地絡箇所が交流電路である場合（ステップＳ５）、Ｎ線である場合（ステップＳ６）、又は、ＤＣバス７のＰ線である場合（ステップＳ７）には、制御部９は、電力変換装置３を全停止させる（ステップＳ１０）。この場合、運転終了となり、地絡の原因が取り除かれるまで運転再開はできない。 When a ground fault location is specified, when the ground fault location is an AC circuit (step S5), when it is an N line (step S6), or when it is a P line of the DC bus 7 (step S7). And the control part 9 stops the power converter device 3 completely (step S10). In this case, the operation is terminated and the operation cannot be resumed until the cause of the ground fault is removed.

一方、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７で、いずれにも該当しない場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータに対応したノードでの地絡ということになる。そこで、制御部９は、地絡しているノードのＤＣ／ＤＣコンバータのみを運転停止させる（ステップＳ８）。そして、制御部９は、ＤＣバス電圧を３５０Ｖに変更し（ステップＳ９）、運転を継続する。この場合、地絡していない他のノードのＤＣ／ＤＣコンバータは、引き続き運転することができる。これにより、複数系統のＤＣ／ＤＣコンバータの中で、地絡したノードがあっても、電力変換装置３全体として停止させることなく、他のノードのＤＣ／ＤＣコンバータにより運転を維持することができる。 On the other hand, if none of the above applies in steps S5, S6, S7, it means a ground fault at a node corresponding to the DC / DC converter. Therefore, the control unit 9 stops the operation of only the DC / DC converter of the grounded node (step S8). Then, the control unit 9 changes the DC bus voltage to 350V (step S9) and continues the operation. In this case, the DC / DC converters of other nodes that are not grounded can continue to operate. Thereby, even if there is a ground faulted node among the DC / DC converters of a plurality of systems, the operation can be maintained by the DC / DC converters of other nodes without stopping the power conversion device 3 as a whole. .

図９は、地絡箇所を特定する処理の第２例を示すフローチャートである。第１例との違いは、ステップＳ３とＳ４との間に、ステップＳ３ａ及びＳ３ｂが挿入されている点であり、その他のステップについては同様であるので説明を省略する。
ステップＳ３ａにおいて、制御部９は、ＤＣバス電圧を、例えば、３３５Ｖ（ステップＳ２）から３７５Ｖに変更する。そして、ステップＳ３ｂにおいて制御部９は、検出抵抗Ｒ３の両端電圧を計測する。制御部９は、ステップＳ３での両端電圧と、ステップＳ３ｂでの両端電圧とに基づいて、地絡箇所を特定することができる（ステップＳ４）。この場合、ＤＣバス電圧の変化幅が４０Ｖ（図８では１５Ｖ）もあるので、地絡箇所電圧を、より精度良く演算することができる。 FIG. 9 is a flowchart illustrating a second example of the process of identifying the ground fault location. The difference from the first example is that steps S3a and S3b are inserted between steps S3 and S4, and the other steps are the same, so the description is omitted.
In step S3a, the control unit 9 changes the DC bus voltage from, for example, 335V (step S2) to 375V. In step S3b, the control unit 9 measures the voltage across the detection resistor R3. The controller 9 can identify the ground fault location based on the both-end voltage in step S3 and the both-end voltage in step S3b (step S4). In this case, since the change width of the DC bus voltage is 40V (15V in FIG. 8), the ground fault location voltage can be calculated with higher accuracy.

図１０は、図８及び図９におけるステップＳ４のサブルーチンの例を示す図である。なお、ルーチン内に記載する数値は一例であり、これらの数値に限定されるものではない。図８のフローチャートにおけるステップＳ４のサブルーチンでは、制御部９は、Ｖ_ｄｃ＝３５０［Ｖ］のときの両端電圧をＶ_ｓｅｎｓ、Ｖ’_ｄｃ＝３３５［Ｖ］のときの両端電圧をＶ’_ｓｅｎｓとして、式（１２）により、Ｎ線から見た地絡箇所電圧［Ｖ］を求める（ステップＳ４１）。また、図９のフローチャートにおけるステップＳ４のサブルーチンでは、制御部９は、Ｖ_ｄｃ＝３３５［Ｖ］のときの両端電圧をＶ_ｓｅｎｓ、Ｖ’_ｄｃ＝３７５［Ｖ］のときの両端電圧をＶ’_ｓｅｎｓとして、式（１２）により、Ｎ線から見た地絡箇所電圧［Ｖ］を求める（ステップＳ４１）。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a subroutine of step S4 in FIGS. In addition, the numerical value described in a routine is an example, and is not limited to these numerical values. In the subroutine of step S4 in the flowchart of FIG. 8, the control unit 9 sets the voltage at both ends when V _dc = 350 [V] as V _sens , and the voltage at both ends when V ′ _dc = 335 [V] as V ′ _sens. The ground fault location voltage [V] viewed from the N line is obtained by the equation (12) (step S41). In the subroutine of step S4 in the flowchart of FIG. 9, the control unit 9 sets the voltage across V _sens when V _dc = 335 [V], and sets the voltage across V _dc = 375 [V] as V ′ _dc = 375 [V]. _{As the sens} , the ground fault voltage [V] viewed from the N line is obtained by the equation (12) (step S41).

そして、制御部９は、求めた地絡箇所電圧が例えば１０Ｖ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。ここで、１０Ｖ以下であれば、制御部９は、地絡箇所がＮ線であると判定し（ステップＳ４ａ）、処理を終了する。
ステップＳ４２において、１０Ｖより大きい場合、制御部９は、続いて地絡箇所電圧が１４０〜１６０Ｖの間にあるか否かを判定する（ステップＳ４３）。ここで、１４０〜１６０Ｖの間にある場合、制御部９は、地絡箇所は交流電路であると判定し（ステップＳ４ｂ）、処理を終了する。 And the control part 9 determines whether the calculated | required ground fault location voltage is 10 V or less, for example (step S42). Here, if it is 10 V or less, the controller 9 determines that the ground fault location is the N line (step S4a), and ends the process.
In step S42, when larger than 10V, the control part 9 determines whether a ground fault location voltage exists between 140-160V succeedingly (step S43). Here, when it exists between 140-160V, the control part 9 determines with a ground fault location being an alternating current circuit (step S4b), and complete | finishes a process.

ステップＳ４３において、１４０〜１６０Ｖの範囲内にない場合、制御部９は、続いて地絡箇所電圧が３２０Ｖ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４４）。ここで、３２０Ｖ以上である場合、制御部９は、地絡箇所はＤＣバス７のＰ線であると判定し（ステップＳ４ｃ）、処理を終了する。 In step S43, when it is not in the range of 140-160V, the control part 9 determines whether a ground fault location voltage is 320V or more continuously (step S44). Here, when it is 320 V or more, the control unit 9 determines that the ground fault location is the P line of the DC bus 7 (step S4c), and ends the process.

ステップＳ４４において、３２０Ｖ以上ではない場合、制御部９は、続いて地絡箇所電圧がノードＰ１（図２）の電圧の±１０Ｖ以内であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。ここで、±１０Ｖ以内である場合、制御部９は、地絡箇所はノードＰ１であると判定する（ステップＳ４ｄ）。この場合、さらに、制御部９は、地絡箇所電圧がノードＰ２（図３）の電圧の±１０Ｖ以内であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。ここで、±１０Ｖ以内である場合、制御部９は、地絡箇所はノードＰ２であると判定する（ステップＳ４ｅ）。ＤＣ／ＤＣコンバータがｎ（２以上の自然数）系統設けられている場合、制御部９は、同様の判定をノードＰｎまで続ける（ステップＳ４７，Ｓ４ｆ）。 In step S44, when it is not 320V or more, the controller 9 subsequently determines whether or not the ground fault voltage is within ± 10V of the voltage at the node P1 (FIG. 2) (step S45). Here, when it is within ± 10 V, the control unit 9 determines that the ground fault location is the node P1 (step S4d). In this case, the control unit 9 further determines whether or not the ground fault location voltage is within ± 10 V of the voltage at the node P2 (FIG. 3) (step S46). Here, when it is within ± 10 V, the control unit 9 determines that the ground fault location is the node P2 (step S4e). When there are n (natural numbers of 2 or more) systems of DC / DC converters, the control unit 9 continues the same determination to the node Pn (steps S47, S4f).

ステップＳ４５，Ｓ４６，Ｓ４７の判定により、ノードの電圧が例えば相互に２０Ｖ以上差がある場合には、地絡を生じているノードのみを特定することができる。全ノードの中に、電圧差が１０Ｖ以内に接近しているノードが含まれていて、かつ、それらのノードのいずれかで地絡を生じている場合には、実際に地絡を生じているノード以外にも複数のノードを地絡箇所と判定してしまう可能性があるが、その場合でも、複数のノードの中から、該当するノードを絞り込むことができる。 As a result of the determinations in steps S45, S46, and S47, when the node voltages are different from each other by, for example, 20 V or more, only the node causing the ground fault can be specified. If all of the nodes include nodes that have a voltage difference approaching within 10V, and a ground fault has occurred at any of those nodes, a ground fault has actually occurred. Although there is a possibility that a plurality of nodes other than the node may be determined as a ground fault location, even in that case, the corresponding nodes can be narrowed down from the plurality of nodes.

なお、上記実施形態は、複数系統のＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータとを含む電力変換装置を例示して説明したが、基本的には、地絡時に図７に示すような回路が構成される電力変換装置であれば同様に地絡箇所電圧を求めることができる。図７に示すような回路とは、地絡時に、電路上の地絡箇所とＤＣバスの２線間を分圧した中間ノード（ｎ_ｄｃ）との間に介在する地絡検出素子（Ｒ３）を備えている回路である。 In addition, although the said embodiment illustrated and demonstrated the power converter device containing multiple systems DC / DC converter and an inverter, fundamentally, a circuit as shown in FIG. 7 is comprised at the time of a ground fault. If it is a power converter device, a ground fault location voltage can be calculated | required similarly. The circuit as shown in FIG. 7 is a ground fault detecting element (R3) interposed between a ground fault location on an electric circuit and an intermediate node (n _dc ) obtained by dividing the voltage between two lines of a DC bus at the time of a ground fault. It is a circuit provided with.

《まとめ》
以上、総括すると、本実施形態の電力変換装置３は、地絡時に、電路上の地絡箇所とＤＣバス７の２線間を分圧した中間ノードｎ_ｄｃとの間に介在する地絡検出素子（検出抵抗Ｒ３）を備えている。また、ＤＣバス７の電圧を変化させることができる非絶縁の変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ４，５又はインバータ６）を備えている。そして、制御部９は、地絡時に、変換器を用いてＤＣバス７の電圧を変化させ、変化の前後での、ＤＣバス７の電圧及び地絡検出素子の両端電圧に基づいて、地絡箇所の電圧を推定することができる。 <Summary>
In summary, the power conversion device 3 according to the present embodiment detects the ground fault that is interposed between the ground fault location on the electric circuit and the intermediate node n _dc that divides the two lines of the DC bus 7 at the time of the ground fault. An element (detection resistor R3) is provided. Further, a non-insulated converter (DC / DC converters 4 and 5 or inverter 6) capable of changing the voltage of the DC bus 7 is provided. Then, the control unit 9 changes the voltage of the DC bus 7 using a converter at the time of the ground fault, and based on the voltage of the DC bus 7 and the voltage across the ground fault detection element before and after the change, The voltage at the location can be estimated.

かかる電力変換装置では、地絡時に、地絡箇所の電圧を推定することができる。当該電圧が推定されれば、その情報を基に、地絡している電路を容易につきとめることができる。すなわち、このような電力変換装置によれば、地絡が発生した場合に、地絡箇所の絞り込みができる。 In such a power converter, the voltage at the ground fault location can be estimated at the time of the ground fault. If the voltage is estimated, the grounded electric circuit can be easily found based on the information. That is, according to such a power converter, when a ground fault occurs, the ground fault location can be narrowed down.

また、例えば図１０に示す判定処理により、制御部９は、地絡箇所の電圧と、電力変換装置３内の互いに異なる各電路の電圧とを比較して、電圧値が最も近い電圧の電路で地絡が発生していると判断することができる。これにより、制御部９は、地絡箇所（電路）の特定まで実行することができる。 Further, for example, by the determination process illustrated in FIG. 10, the control unit 9 compares the voltage of the ground fault location with the voltage of each of the different electric circuits in the power conversion device 3, and determines the voltage with the closest voltage value. It can be determined that a ground fault has occurred. Thereby, the control part 9 can be performed until the ground fault location (electric circuit) is specified.

また、地絡時には、ＤＣバス７の電圧を２値以上に変化させてもよい。その場合、２値以上のＤＣバス電圧及び、それらに対応する地絡検出素子の両端電圧に基づいて、地絡箇所の電圧を正確に推定することができる。
なお、ＤＣバス７の電圧の変化とは、最初の電圧から見て、下降させた電圧及び上昇させた電圧の両方を含むものとしてもよい。その場合、変化幅を確保しやすい。変化幅が大きい方が、地絡箇所の電圧を、より正確に推定することができる。 Further, at the time of ground fault, the voltage of the DC bus 7 may be changed to a binary value or more. In that case, it is possible to accurately estimate the voltage at the ground fault location based on the DC bus voltage of two or more values and the voltage across the ground fault detection element corresponding thereto.
Note that the change in the voltage of the DC bus 7 may include both a lowered voltage and a raised voltage as viewed from the initial voltage. In that case, it is easy to ensure the range of change. The larger the change width, the more accurately the voltage at the ground fault location can be estimated.

また、図１に示すように、ＤＣバス７に複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４，５他が接続されている場合において、いずれかのＤＣ／ＤＣコンバータの電源又は負荷側におけるプラス側電路で地絡が発生しているとき、制御部９は、図８のステップＳ８に示したように、当該ＤＣ／ＤＣコンバータを解列し、その他のＤＣ／ＤＣコンバータによって運転を継続することができる。
すなわち、いずれかのＤＣ／ＤＣコンバータの電源又は負荷側におけるプラス側電路で地絡が生じても、他のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて運転を継続することができるので、地絡時でも、電力変換装置の運転が可能となる場合がある、という実用上の利点が得られる。もし地絡箇所が特定できなければ、このようなことはできない。 In addition, as shown in FIG. 1, when a plurality of DC / DC converters 4, 5 and others are connected to the DC bus 7, a ground fault occurs at the power source of one of the DC / DC converters or the plus side electric circuit on the load side. When this occurs, the control unit 9 can disconnect the DC / DC converter and continue the operation with the other DC / DC converter, as shown in step S8 of FIG.
That is, even if a ground fault occurs in the power source of any DC / DC converter or a plus side electric circuit on the load side, the operation can be continued using another DC / DC converter. There is a practical advantage that the converter can be operated. If you cannot identify the ground fault location, you cannot do this.

《その他》
なお、上記実施形態では、地絡検出素子として検出抵抗Ｒ３（抵抗値Ｒ３）を用い、その両端電圧を式（１２）で用いたが、これに代えて、例えば、内部抵抗Ｒ３（若しくは外部の直列抵抗と合わせてＲ３）の電流センサを地絡検出素子として用いてもよい。この場合、直接的に計測するのは電流になるが、電流にＲ３を乗じた地絡検出素子の両端電圧を演算として用いることには変わりはない。 <Others>
In the above embodiment, the detection resistor R3 (resistance value R3) is used as the ground fault detection element, and the voltage at both ends thereof is used in the equation (12). Instead, for example, the internal resistance R3 (or the external resistance R3) is used. A current sensor of R3) may be used as a ground fault detection element together with the series resistance. In this case, the current is directly measured, but the voltage across the ground fault detection element obtained by multiplying the current by R3 is still used as the calculation.

《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。《Supplementary Note》
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１，２蓄電池（直流設備）
３電力変換装置
４，５ＤＣ／ＤＣコンバータ
６インバータ
７ＤＣバス
８地絡検出回路
９制御部
１０交流電路
１１変圧器
１２負荷
１３商用電力系統
４０電圧センサ
４１スイッチング素子
４２ダイオード
４３直流リアクトル
４４，４５スイッチング素子
４６コンデンサ
５０電圧センサ
５１スイッチング素子
５２ダイオード
５３直流リアクトル
５４，５５スイッチング素子
５６コンデンサ
６０電圧センサ
６１〜６６スイッチング素子
６７交流リアクトル
６８コンデンサ
８０電圧センサ
１００分散型電源システム
ｎ_ｄｃ中間ノード
Ｐ１，Ｐ２ノード
Ｒ１、Ｒ２分圧抵抗
Ｒ３検出抵抗（地絡検出素子）
Ｒ_Ｌ，Ｒ_ＬＰ１，Ｒ_ＬＰ２，Ｒ_ＬＰ，Ｒ_ＬＮ．Ｒ_ＬＡＣ地絡抵抗
Ｖｘ地絡箇所の電圧 1, 2 Storage battery (DC equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Power converter 4,5 DC / DC converter 6 Inverter 7 DC bus 8 Ground fault detection circuit 9 Control part 10 AC electric circuit 11 Transformer 12 Load 13 Commercial power system 40 Voltage sensor 41 Switching element 42 Diode 43 DC reactor 44,45 Switching element 46 Capacitor 50 Voltage sensor 51 Switching element 52 Diode 53 DC reactor 54, 55 Switching element 56 Capacitor 60 Voltage sensor 61-66 Switching element 67 AC reactor 68 Capacitor 80 Voltage sensor 100 Distributed power system n _dc intermediate node P1, P2 Node R1, R2 Voltage dividing resistor R3 Detection resistor (ground fault detection element)
R _L , R _LP1 , R _LP2 , R _LP , R _LN . R _LAC ground fault resistance Vx Ground fault voltage

Claims

スイッチングによって電力の変換を行う電力変換装置であって、
非絶縁の変換器と、
前記変換器と繋がっているＤＣバスと、
地絡時に、電路上の地絡箇所と前記ＤＣバスの２線間を分圧した中間ノードとの間に介在する地絡検出素子と、
前記変換器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記地絡時に、前記変換器を用いて前記ＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、前記ＤＣバスの電圧及び前記地絡検出素子の両端電圧に基づいて、前記地絡箇所の電圧を推定する、電力変換装置。 A power conversion device that converts power by switching,
A non-isolated transducer;
A DC bus connected to the converter;
At the time of a ground fault, a ground fault detection element interposed between a ground fault location on the electric circuit and an intermediate node that divides the two lines of the DC bus,
A control unit for controlling the converter,
The controller changes the voltage of the DC bus using the converter at the time of the ground fault, and based on the voltage of the DC bus and the voltage across the ground fault detection element before and after the change, A power converter that estimates the voltage at a ground fault location.

前記制御部は、推定した前記地絡箇所の電圧と、前記電力変換装置内の互いに異なる各電路の電圧とを比較して、電圧値が最も近い電圧の電路で地絡が発生していると判断する請求項１に記載の電力変換装置。 The control unit compares the estimated voltage of the ground fault location with the voltage of each different electrical circuit in the power converter, and when a ground fault has occurred in the electrical circuit having the closest voltage value The power converter according to claim 1 which judges.

前記地絡時に、前記ＤＣバスの電圧を２値以上に変化させる請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 1 or 2 which changes the voltage of said DC bus into two or more values at the time of said ground fault.

前記ＤＣバスの電圧の変化とは、最初の電圧から見て、下降させた電圧及び上昇させた電圧の両方を含む、請求項３に記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 3, wherein the change in the voltage of the DC bus includes both a lowered voltage and a raised voltage when viewed from the initial voltage.

前記ＤＣバスに複数のＤＣ／ＤＣコンバータが接続されている場合であって、いずれかのＤＣ／ＤＣコンバータの電源又は負荷側におけるプラス側電路で地絡が発生しているとき、前記制御部は、当該ＤＣ／ＤＣコンバータを解列し、その他のＤＣ／ＤＣコンバータによって運転を継続する、請求項２に記載の電力変換装置。 In the case where a plurality of DC / DC converters are connected to the DC bus, and when a ground fault occurs in the power supply of any DC / DC converter or the plus side electric circuit on the load side, the control unit The power conversion device according to claim 2, wherein the DC / DC converter is disconnected and the operation is continued by another DC / DC converter.

非絶縁の変換器がＤＣバスと繋がっている電力変換装置において、当該電力変換装置の制御部が行う地絡箇所の電圧推定方法であって、
地絡検出素子に流れる電流に基づいて地絡の発生を検出し、
地絡が発生した場合、前記変換器を用いて前記ＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、前記ＤＣバスの電圧及び前記地絡検出素子の両端電圧に基づいて、地絡箇所の電圧を推定する、
地絡箇所の電圧推定方法。 In a power conversion device in which a non-insulated converter is connected to a DC bus, a voltage estimation method for a ground fault location performed by a control unit of the power conversion device,
Detects the occurrence of a ground fault based on the current flowing through the ground fault detection element,
When a ground fault occurs, the voltage of the DC bus is changed using the converter, and the ground fault location is determined based on the voltage of the DC bus and the voltage across the ground fault detection element before and after the change. Estimate the voltage,
Voltage estimation method for ground fault location.

直流電源又は直流負荷である直流設備と、
前記直流設備と交流電路との間に設けられ、スイッチングによって電力の変換を行う電力変換装置と、を含む分散型電源システムであって、
前記電力変換装置は、
前記直流設備と接続された複数の非絶縁のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータと繋がっている共通のＤＣバスと、
前記ＤＣバスと前記交流電路との間に設けられたインバータと、
地絡時に、電路上の地絡箇所と前記ＤＣバスの２線間を分圧した中間ノードとの間に介在する地絡検出素子と、
前記変換器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記地絡時に、前記変換器を用いて前記ＤＣバスの電圧を変化させ、変化の前後での、前記ＤＣバスの電圧及び前記地絡検出素子の両端電圧に基づいて、前記地絡箇所の電圧を推定する、分散型電源システム。 DC equipment that is a DC power supply or a DC load;
A power conversion device that is provided between the DC facility and the AC circuit and converts power by switching, and a distributed power supply system comprising:
The power converter is
A plurality of non-insulated DC / DC converters connected to the DC facility;
A common DC bus connected to the plurality of DC / DC converters;
An inverter provided between the DC bus and the AC circuit;
At the time of a ground fault, a ground fault detection element interposed between a ground fault location on the electric circuit and an intermediate node that divides the two lines of the DC bus,
A control unit for controlling the converter,
The controller changes the voltage of the DC bus using the converter at the time of the ground fault, and based on the voltage of the DC bus and the voltage across the ground fault detection element before and after the change, A distributed power system that estimates the voltage at a ground fault location.