パワーコンディショナ
【課題】安全性に優れ、簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを提供する。
【解決手段】発電設備２１からの発電に基づく直流出力を交流変換するインバータ１２と、インバータ１２を系統２２に接続する系統連系スイッチ１３と、インバータ１２の交流変換動作および系統連系スイッチ１３の開閉動作を制御する制御部１５と、を備え、制御部１５は、インバータ１２および系統連系スイッチ１３の制御状態、系統連系スイッチ１３の系統２２側に生じる第１の電圧、系統連系スイッチ１３のインバータ１２側に生じる第２の電圧、および、系統２２の系統電圧に関連する閾値に基づいて、系統連系スイッチ１３の故障を診断する。
【解決手段】発電設備２１からの発電に基づく直流出力を交流変換するインバータ１２と、インバータ１２を系統２２に接続する系統連系スイッチ１３と、インバータ１２の交流変換動作および系統連系スイッチ１３の開閉動作を制御する制御部１５と、を備え、制御部１５は、インバータ１２および系統連系スイッチ１３の制御状態、系統連系スイッチ１３の系統２２側に生じる第１の電圧、系統連系スイッチ１３のインバータ１２側に生じる第２の電圧、および、系統２２の系統電圧に関連する閾値に基づいて、系統連系スイッチ１３の故障を診断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電設備と商用電源系統（系統）とを連系させるパワーコンディショナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光パネル等の発電設備を備えた発電システムは、発電設備からの直流を交流に変換し、系統と連系して家屋内の負荷に電力を供給したり、余剰電力を系統へ逆潮流させたりするパワーコンディショナを備えている。このようなパワーコンディショナは、発電設備からの直流を交流に変換するインバータと、インバータを系統に接続するための系統連系スイッチとを備えている。
【０００３】
系統連系スイッチは、停電などによって系統電圧に異常が発生した場合、パワーコンディショナ自身に故障が発生した場合、ユーザ操作によって運転動作が停止された場合などにオフとなる。これにより、インバータを系統から解列して、発電システムおよび系統の安全性を確保するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、系統連系スイッチは、接点間のアーク放電により溶着して、開路できなくなることが想定される。そこで、従来のパワーコンディショナとして、系統連系スイッチの故障による安全性の低下を回避するため、資源エネルギー庁のガイドラインに従って、インバータと系統との間に２個の系統連系スイッチを直列に接続することで、信頼性を向上させるようにしたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０２７７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、２個の系統連系スイッチを設ける場合、１個の系統連系スイッチを設ける場合と比較して、構成が複雑になるとともに、コストアップを招くことになる。また、２個の系統連系スイッチを用いても、それらが同時に溶着する可能性は皆無でないことから、２個の系統連系スイッチが溶着した状態でパワーコンディショナの運転が開始される場合が生じることが懸念される。
【０００７】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する第１の観点に係るパワーコンディショナの発明は、
発電設備からの発電に基づく直流出力を交流変換するインバータと、
該インバータを商用電源系統に接続する系統連系スイッチと、
前記インバータの交流変換動作および前記系統連系スイッチの開閉動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記インバータおよび前記系統連系スイッチの制御状態、前記系統連系スイッチの前記商用電源系統側に生じる第１の電圧、前記系統連系スイッチの前記インバータ側に生じる第２の電圧、および、前記商用電源系統の系統電圧に関連する閾値に基づいて、前記系統連系スイッチの故障を診断する、
ことを特徴とするものである。
【０００９】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記制御部は、前記系統連系スイッチの開成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換動作の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第２の電圧の電圧値が前記系統電圧公称値よりも低い第２の閾値を超える場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とするものである。
【００１０】
第３の観点に係る発明は、第２の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記第１の閾値は、前記第２の閾値よりも小さく設定されている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
第４の観点に係る発明は、第１の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記制御部は、前記系統連系スイッチの閉成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換動作の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第２の電圧の電圧値が前記系統電圧公称値よりも低い第３の閾値を超えない場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とするものである。
【００１２】
第５の観点に係る発明は、第４の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記第１の閾値は、前記第３の閾値よりも小さく設定されている、ことを特徴とするものである。
【００１３】
第６の観点に係る発明は、第１の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記インバータと前記系統連系スイッチとの間に接続された出力フィルタ回路を、さらに備え、
前記制御部は、前記系統連系スイッチの閉成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第１の電圧と前記第２の電圧との位相差が第４の閾値を超える場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るパワーコンディショナの要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のパワーコンディショナによる故障診断動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施の形態に係るパワーコンディショナによる故障診断動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３実施の形態に係るパワーコンディショナの要部の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の出力フィルタ回路の一例の構成を示す図である。
【図６】図４のパワーコンディショナによる故障診断動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１７】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係るパワーコンディショナの要部の構成を示すブロック図である。このパワーコンディショナ１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、インバータ１２、系統連系スイッチ１３、系統接続端子部１４、および制御部１５を備える。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、太陽光パネル、風力発電機、燃料電池や自家発電機等の発電設備２１からの直流（ＤＣ）を入力し、その入力電圧を所要の直流電圧に変換する。このＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力は、インバータ１２に入力される。
【００１９】
インバータ１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１からの直流入力を交流変換して出力する。インバータ１２からの交流変換出力は、系統連系スイッチ１３に供給される。系統連系スイッチ１３は、リレースイッチで構成され、インバータ１２からの交流変換出力を系統接続端子部１４に供給する。系統接続端子部１４には、商用電源系統（系統）２２が接続される。
【００２０】
制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に入力される発電設備２１の出力電圧および電流を検出して監視するとともに、系統連系スイッチ１３の系統２２側に生じる電圧（第１の電圧）を検出して監視し、それらの監視結果に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１の動作、インバータ１２の交流変換動作、系統連系スイッチ１３の開閉動作を制御する。
【００２１】
例えば、発電設備２１が太陽光パネルで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１がＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking：最大電力点追従）機能を有する場合、制御部１５は、発電設備２１から最大電力が得られるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１を制御する。これにより、発電設備２１の発電電力によって、系統２２に接続された交流負荷（図示せず）が稼動され、余剰の電力が系統２２へ逆潮流される。なお、発電設備２１の発電量が所要の発電量に満たない場合、交流負荷は、系統２２の商用電源によって稼動される。また、系統２２の停電時、発電設備２１が発電していない時、パワーコンディショナ１０の故障発生時等において、制御部１５は、系統連系スイッチ１３を開成（開路）するように制御するとともに、インバータ１２の交流変換動作を停止するように制御する。
【００２２】
本実施の形態においては、さらに、制御部１５において、系統連系スイッチ１３のインバータ１２側に生じる第２の電圧を検出して監視する。そして、制御部１５により、系統連系スイッチ１３の開成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、上記第１の電圧、第２の電圧、系統２２の系統電圧公称値よりも低い第１の閾値Ｖref１および第２の閾値Ｖref２に基づいて、系統連系スイッチ１３の故障を診断する。
【００２３】
以下、本実施の形態による系統連系スイッチ１３の故障診断動作について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２４】
先ず、系統連系スイッチ１３が開成制御状態にあり、かつ、インバータ１２が交流変換動作の停止状態にある場合において、第１の電圧の絶対値を系統電源の１周期分積算して第１の電圧の実効値Ｖ１ｅを取得する（ステップＳ２０１）。同様に、第２の電圧の絶対値を系統電源の１周期分積算して第２の電圧の実効値Ｖ２ｅを取得する（ステップＳ２０２）。そして、取得した第１の電圧の実効値Ｖ１ｅが、第１の閾値Ｖref１に対して、Ｖ１ｅ≧Ｖref１にあるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【００２５】
その結果、Ｖ１ｅ＜Ｖref１の場合（ＮＯの場合）は、系統２２側が停電している、またはパワーコンディショナ１０と系統２２との接続が正常にされていない、といった理由で故障が発生していると判定する（ステップＳ２０４）。
【００２６】
これに対し、ステップＳ２０３において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合（ＹＥＳの場合）は、さらに、取得した第２の電圧の実効値Ｖ２ｅが、第２の閾値Ｖref２に対して、Ｖ２ｅ＜Ｖref２にあるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、系統連系スイッチ１３が正常に動作している場合、インバータ１２は、系統２２から解列されているはずであるから、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅは十分に低い値となるはずである。
【００２７】
その結果、Ｖ２ｅ＜Ｖref２の場合（ＹＥＳの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に開成されており、系統連系スイッチ１３および系統２２に故障がない（正常）と判定する（ステップＳ２０６）。これに対し、Ｖ２ｅ≧Ｖref２の場合（ＮＯの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に開成されておらず、系統連系スイッチ１３に溶着やスイッチ機構の故障が発生していると判定する（ステップＳ２０７）。
【００２８】
ここで、第２の閾値Ｖref２は、仮に系統連系スイッチ１３が腐食や汚れによって抵抗の高い状態で閉成（閉路）されている場合や、スイッチ機構の故障により不完全な接触により閉成されている場合等に生じる電圧降下等を考慮して決定する。本実施の形態では、第１の閾値Ｖref１を０に近い値に設定し、第２の閾値Ｖref２を第１の閾値Ｖref１よりも充分大きな値に設定する。これにより、系統連系スイッチ１３の故障（動作不良）および系統２２の停電を確実に識別して判定することが可能となる。
【００２９】
なお、ステップＳ２０６およびステップＳ２０７の判定結果は、例えば、表示ランプを設けて識別して表示したり、ステップＳ２０７の故障の判定結果のみをフザー等により報知したりすることができる。また、第１の閾値Ｖref１および第２の閾値Ｖref２は、制御部１５の内蔵メモリ、あるいは、パワーコンディショナ１０内の図示しないメモリに記憶する。
【００３０】
本実施の形態によると、系統連系スイッチ１３の系統２２側の第１の電圧値に対して、系統２２の系統電圧公称値に関連する第１の閾値を設定するとともに、系統連系スイッチ１３のインバータ１２側の第２の電圧値に対して、系統連系スイッチ１３の故障要因である電圧降下等を考慮した系統２２の系統電圧公称値に関連する第２の閾値を設定している。そして、系統連系スイッチ１３の開成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、第１の電圧値と第１の閾値との比較結果および第２の電圧値と第２の閾値との比較結果に基づいて系統連系スイッチ１３の故障を診断している。したがって、系統連系スイッチ１３が一つでも、接点溶着等の故障を確実に判定することができるので、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを実現することができる。
【００３１】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態においては、図１に示した構成において、制御部１５により、系統連系スイッチ１３の閉成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、上記第１の電圧、第２の電圧、系統２２の系統電圧公称値よりも低い第１の閾値Ｖref１および第３の閾値Ｖref３に基づいて、系統連系スイッチ１３の故障を診断する。
【００３２】
以下、本実施の形態による系統連系スイッチ１３の故障診断動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
先ず、系統連系スイッチ１３が閉成制御状態にあり、かつ、インバータ１２が交流変換動作の停止状態にある場合において、第１実施の形態の場合と同様に、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅを取得する（ステップＳ３０１）とともに、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅを取得する（ステップＳ３０２）。そして、取得した第１の電圧の実効値Ｖ１ｅが、第１の閾値Ｖref１に対して、Ｖ１ｅ≧Ｖref１にあるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【００３４】
その結果、Ｖ１ｅ＜Ｖref１の場合（ＮＯの場合）は、上記実施の形態の場合と同様に、系統２２側が停電している、またはパワーコンディショナ１０と系統２２との接続が正常にされていない、といった理由で故障が発生していると判定する（ステップＳ３０４）。
【００３５】
これに対し、ステップＳ３０３において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合（ＹＥＳの場合）は、さらに、取得した第２の電圧の実効値Ｖ２ｅが、第３の閾値Ｖref３に対して、Ｖ２ｅ≧Ｖref３にあるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。ここで、系統連系スイッチ１３が正常に動作している場合、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅは、ほぼＶ１ｅに等しい十分高い値となるはずである。
【００３６】
その結果、Ｖ２ｅ≧Ｖref３の場合（ＹＥＳの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に閉成されており、系統連系スイッチ１３および系統２２に故障がない（正常）と判定する（ステップＳ３０６）。これに対し、Ｖ２ｅ＜Ｖref３の場合（ＮＯの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に閉成されておらず、系統連系スイッチ１３に接点不良等の故障が発生していると判定する（ステップＳ３０７）。
【００３７】
ここで、第３の閾値Ｖref３は、第１実施の形態における第２の閾値Ｖref２と同様に、系統連系スイッチ１３による接触不良等の故障時の電圧降下等を考慮して設定して、第１の閾値Ｖref１と同様にメモリに記憶する。その他の構成および動作は、第１実施の形態と同様である。
【００３８】
本実施の形態によると、系統連系スイッチ１３の閉成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、第１の電圧値と第１の閾値との比較結果および第２の電圧値と第３の閾値との比較結果に基づいて系統連系スイッチ１３の故障を診断している。したがって、系統連系スイッチ１３が一つでも、接触不良等の故障を確実に判定することができるので、第１実施の形態の場合と同様に、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを実現することができる。
【００３９】
（第３実施の形態）
図４は、本発明の第３実施の形態に係るパワーコンディショナの要部の構成を示すブロック図である。このパワーコンディショナ１０は、図１に示した構成において、インバータ１２と系統連系スイッチ１３との間に出力フィルタ回路１６を接続したものである。
【００４０】
出力フィルタ回路１６は、例えば図５（ａ）に示すように、コモンモードチョーク１７と、その入出力側に接続した高周波ノイズ除去用のコンデンサ１８ａ，１８ｂとにより構成される。より大容量の電流を流す場合は、コンデンサが複数個並列に接続されたり、コモンモードチョークが複数個直列に接続されたりする場合もある。
【００４１】
図５（ａ）において、コモンモードチョーク１７は、ノーマルモード電流に対してはほとんど影響を与えない。したがって、インバータ１２の交流変換動作が停止されている状態で、系統連系スイッチ１３が閉成した場合の等化回路は、図５（ｂ）に示すように、コンデンサ１８ａ，１８ｂの容量成分Ｃと系統連系スイッチ１３の接点抵抗成分ＲとのＲＣ回路とみなすことができる。
【００４２】
図５（ｂ）において、系統２２側の入力電圧をＶin、インバータ１２側の容量成分Ｃの端子電圧をＶｃとすると、Ｖinに対するＶｃの位相差φｃは、φｃ ＝ｔａｎ（−ωＲＣ）で表せる。したがって、系統周波数と出力フィルタ回路１６の容量成分Ｃとがわかれば、系統連系スイッチ１３の接点抵抗成分Ｒを推定することができる。ここで、接点抵抗成分Ｒは、例えば１０Ａの電流が流れる場合、Ｒ＝１Ωであっても、系統連系スイッチ１３で１００Ｗの電力が消費されることになり、発熱して危険となる。
【００４３】
そこで、本実施の形態においては、系統２２の系統電圧に関連する第４の閾値として、系統連系スイッチ１３の系統２２側に生じる第１の電圧（図５（ｂ）のＶinに相当）と、インバータ１２と出力フィルタ回路１６との間に生じる第２の電圧（図５（ｂ）のＶｃに相当）との許容位相差φ４を設定する。この第４の閾値φ４は、パワーコンディショナ１０が許容する電流量を考慮して、系統連系スイッチ１３が過熱するおそれのない接点抵抗成分に相当する位相差に設定して、第１の閾値Ｖref１と同様にメモリに記憶する。
【００４４】
そして、制御部１５により、系統連系スイッチ１３の閉成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、上記第１の電圧、第２の電圧、系統２２の系統電圧公称値よりも低い第１の閾値Ｖref１、および第１の電圧と第２の電圧との位相差φｃに対する第４の閾値φ４に基づいて、系統連系スイッチ１３の故障を診断する。
【００４５】
以下、本実施の形態による系統連系スイッチ１３の故障診断動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
先ず、系統連系スイッチ１３が閉成制御状態にあり、かつ、インバータ１２が交流変換動作の停止状態にある場合において、第１実施の形態の場合と同様に、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅを取得する（ステップＳ６０１）。また、第１の電圧と第２の電圧との位相差φｃを取得する（ステップＳ６０２）。そして、取得した第１の電圧の実効値Ｖ１ｅが、第１の閾値Ｖref１に対して、Ｖ１ｅ≧Ｖref１にあるか否かを判定する（ステップＳ６０３）。
【００４７】
その結果、Ｖ１ｅ＜Ｖref１の場合（ＮＯの場合）は、上記実施の形態の場合と同様に、系統２２側が停電している、またはパワーコンディショナ１０と系統２２との接続が正常にされていない、といった理由で故障が発生していると判定する（ステップＳ６０４）。
【００４８】
これに対し、ステップＳ６０３において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合（ＹＥＳの場合）は、さらに、取得した位相差φｃが、第４の閾値φ４に対して、φｃ＜φ４にあるか否かを判定する（ステップＳ６０５）。ここで、系統連系スイッチ１３が正常に動作し、接点抵抗成分が小さい場合、位相差φｃは第４の閾値φ４よりも小さくなる。
【００４９】
その結果、φｃ＜φ４の場合（ＹＥＳの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に閉成されており、系統連系スイッチ１３および系統２２に故障がない（正常）と判定する（ステップＳ６０６）。これに対し、φｃ≧φ４の場合（ＮＯの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に閉成されておらず、系統連系スイッチ１３に接点不良等の故障が発生していると判定する（ステップＳ６０７）。
【００５０】
このように、本実施の形態においては、第１の電圧および第２の電圧の位相差φｃに対して、系統連系スイッチ１３が過熱するおそれのない接点抵抗成分に相当する第４の閾値φ４を設定する。そして、系統連系スイッチ１３の閉成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、第１の電圧値と第１の閾値との比較結果および位相差φｃと第４の閾値φ４との比較結果に基づいて系統連系スイッチ１３の故障を診断している。したがって、第２実施の形態の場合と同様に、系統連系スイッチ１３が一つでも、接触不良等の故障を確実に判定することができるので、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを実現することができる。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図１において、発電設備２１から所要の直流電圧が出力される場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を省略することができる。また、第１実施の形態および第２実施の形態においても、第３実施の形態と同様に、インバータ１２と系統連系スイッチ１３との間に出力フィルタ回路１６を接続してもよい。この場合、第２の電圧は、第３実施の形態と同様に、インバータ１２と出力フィルタ回路１６との間で検出してもよいし、出力フィルタ回路１６と系統連系スイッチ１３との間で検出してもよい。なお、出力フィルタ回路１６を設ける場合、インバータ１２が交流変換動作を停止していても、出力フィルタ回路１６に流れる無効電力によって電圧降下が生じるので、その電圧降下を考慮して、第２の閾値Ｖref２や第３の閾値Ｖref３を設定する。また、第３実施の形態において、位相差φｃを取得するための第２の電圧は、出力フィルタ回路１６と系統連系スイッチ１３との間で検出してもよい。
【００５２】
また、第１の電圧や第２の電圧は、系統電圧の１周期分を積算した実効値に限らず、一定期間の最大値を用いてもよい。また、出力フィルタ回路１６を用いる場合、該出力フィルタ回路１６に流れる無効電力を考慮して、第２の電圧は系統電圧（第１の電圧）の最大値が出た瞬間の値としてもよい。
【００５３】
また、図２において、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅを取得するステップＳ２０２は、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅと第１の閾値Ｖref１とを比較するステップＳ２０３の後において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合に実行するようにしてもよい。同様に、図３においても、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅを取得するステップＳ３０２は、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅと第１の閾値Ｖref１とを比較するステップＳ３０３の後において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合に実行するようにしてもよい。同様に、図６においても、位相差φｃを取得するステップＳ６０２は、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅと第１の閾値Ｖref１とを比較するステップＳ６０３の後において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合に実行するようにしてもよい。
【００５４】
また、第１実施の形態と第２実施の形態または第３実施の形態とを組み合わせて、系統連系スイッチ１３の開成制御状態および閉成制御状態の双方で、系統連系スイッチ１３の故障を診断したり、第１無いし実施の形態を組み合わせて、系統連系スイッチ１３の故障を総合的に診断したりすることも可能である。さらに、系統電圧に関連する第１の閾値Ｖref１、第２の閾値Ｖref２、第３の閾値Ｖref３は、検出される第１の電圧Ｖ１ｅの変動に応じて補正するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０ パワーコンディショナ
１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２ インバータ
１３ 系統連系スイッチ
１４ 系統接続端子部
１５ 制御部
１６ 出力フィルタ回路
２１ 発電設備
２２ 商用電源系統（系統）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電設備と商用電源系統（系統）とを連系させるパワーコンディショナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光パネル等の発電設備を備えた発電システムは、発電設備からの直流を交流に変換し、系統と連系して家屋内の負荷に電力を供給したり、余剰電力を系統へ逆潮流させたりするパワーコンディショナを備えている。このようなパワーコンディショナは、発電設備からの直流を交流に変換するインバータと、インバータを系統に接続するための系統連系スイッチとを備えている。
【０００３】
系統連系スイッチは、停電などによって系統電圧に異常が発生した場合、パワーコンディショナ自身に故障が発生した場合、ユーザ操作によって運転動作が停止された場合などにオフとなる。これにより、インバータを系統から解列して、発電システムおよび系統の安全性を確保するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、系統連系スイッチは、接点間のアーク放電により溶着して、開路できなくなることが想定される。そこで、従来のパワーコンディショナとして、系統連系スイッチの故障による安全性の低下を回避するため、資源エネルギー庁のガイドラインに従って、インバータと系統との間に２個の系統連系スイッチを直列に接続することで、信頼性を向上させるようにしたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０２７７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、２個の系統連系スイッチを設ける場合、１個の系統連系スイッチを設ける場合と比較して、構成が複雑になるとともに、コストアップを招くことになる。また、２個の系統連系スイッチを用いても、それらが同時に溶着する可能性は皆無でないことから、２個の系統連系スイッチが溶着した状態でパワーコンディショナの運転が開始される場合が生じることが懸念される。
【０００７】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する第１の観点に係るパワーコンディショナの発明は、
発電設備からの発電に基づく直流出力を交流変換するインバータと、
該インバータを商用電源系統に接続する系統連系スイッチと、
前記インバータの交流変換動作および前記系統連系スイッチの開閉動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記インバータおよび前記系統連系スイッチの制御状態、前記系統連系スイッチの前記商用電源系統側に生じる第１の電圧、前記系統連系スイッチの前記インバータ側に生じる第２の電圧、および、前記商用電源系統の系統電圧に関連する閾値に基づいて、前記系統連系スイッチの故障を診断する、
ことを特徴とするものである。
【０００９】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記制御部は、前記系統連系スイッチの開成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換動作の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第２の電圧の電圧値が前記系統電圧公称値よりも低い第２の閾値を超える場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とするものである。
【００１０】
第３の観点に係る発明は、第２の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記第１の閾値は、前記第２の閾値よりも小さく設定されている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
第４の観点に係る発明は、第１の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記制御部は、前記系統連系スイッチの閉成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換動作の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第２の電圧の電圧値が前記系統電圧公称値よりも低い第３の閾値を超えない場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とするものである。
【００１２】
第５の観点に係る発明は、第４の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記第１の閾値は、前記第３の閾値よりも小さく設定されている、ことを特徴とするものである。
【００１３】
第６の観点に係る発明は、第１の観点に係るパワーコンディショナにおいて、
前記インバータと前記系統連系スイッチとの間に接続された出力フィルタ回路を、さらに備え、
前記制御部は、前記系統連系スイッチの閉成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第１の電圧と前記第２の電圧との位相差が第４の閾値を超える場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るパワーコンディショナの要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のパワーコンディショナによる故障診断動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施の形態に係るパワーコンディショナによる故障診断動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３実施の形態に係るパワーコンディショナの要部の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の出力フィルタ回路の一例の構成を示す図である。
【図６】図４のパワーコンディショナによる故障診断動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１７】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係るパワーコンディショナの要部の構成を示すブロック図である。このパワーコンディショナ１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、インバータ１２、系統連系スイッチ１３、系統接続端子部１４、および制御部１５を備える。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、太陽光パネル、風力発電機、燃料電池や自家発電機等の発電設備２１からの直流（ＤＣ）を入力し、その入力電圧を所要の直流電圧に変換する。このＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力は、インバータ１２に入力される。
【００１９】
インバータ１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１からの直流入力を交流変換して出力する。インバータ１２からの交流変換出力は、系統連系スイッチ１３に供給される。系統連系スイッチ１３は、リレースイッチで構成され、インバータ１２からの交流変換出力を系統接続端子部１４に供給する。系統接続端子部１４には、商用電源系統（系統）２２が接続される。
【００２０】
制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に入力される発電設備２１の出力電圧および電流を検出して監視するとともに、系統連系スイッチ１３の系統２２側に生じる電圧（第１の電圧）を検出して監視し、それらの監視結果に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１の動作、インバータ１２の交流変換動作、系統連系スイッチ１３の開閉動作を制御する。
【００２１】
例えば、発電設備２１が太陽光パネルで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１がＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking：最大電力点追従）機能を有する場合、制御部１５は、発電設備２１から最大電力が得られるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１を制御する。これにより、発電設備２１の発電電力によって、系統２２に接続された交流負荷（図示せず）が稼動され、余剰の電力が系統２２へ逆潮流される。なお、発電設備２１の発電量が所要の発電量に満たない場合、交流負荷は、系統２２の商用電源によって稼動される。また、系統２２の停電時、発電設備２１が発電していない時、パワーコンディショナ１０の故障発生時等において、制御部１５は、系統連系スイッチ１３を開成（開路）するように制御するとともに、インバータ１２の交流変換動作を停止するように制御する。
【００２２】
本実施の形態においては、さらに、制御部１５において、系統連系スイッチ１３のインバータ１２側に生じる第２の電圧を検出して監視する。そして、制御部１５により、系統連系スイッチ１３の開成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、上記第１の電圧、第２の電圧、系統２２の系統電圧公称値よりも低い第１の閾値Ｖref１および第２の閾値Ｖref２に基づいて、系統連系スイッチ１３の故障を診断する。
【００２３】
以下、本実施の形態による系統連系スイッチ１３の故障診断動作について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２４】
先ず、系統連系スイッチ１３が開成制御状態にあり、かつ、インバータ１２が交流変換動作の停止状態にある場合において、第１の電圧の絶対値を系統電源の１周期分積算して第１の電圧の実効値Ｖ１ｅを取得する（ステップＳ２０１）。同様に、第２の電圧の絶対値を系統電源の１周期分積算して第２の電圧の実効値Ｖ２ｅを取得する（ステップＳ２０２）。そして、取得した第１の電圧の実効値Ｖ１ｅが、第１の閾値Ｖref１に対して、Ｖ１ｅ≧Ｖref１にあるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【００２５】
その結果、Ｖ１ｅ＜Ｖref１の場合（ＮＯの場合）は、系統２２側が停電している、またはパワーコンディショナ１０と系統２２との接続が正常にされていない、といった理由で故障が発生していると判定する（ステップＳ２０４）。
【００２６】
これに対し、ステップＳ２０３において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合（ＹＥＳの場合）は、さらに、取得した第２の電圧の実効値Ｖ２ｅが、第２の閾値Ｖref２に対して、Ｖ２ｅ＜Ｖref２にあるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、系統連系スイッチ１３が正常に動作している場合、インバータ１２は、系統２２から解列されているはずであるから、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅは十分に低い値となるはずである。
【００２７】
その結果、Ｖ２ｅ＜Ｖref２の場合（ＹＥＳの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に開成されており、系統連系スイッチ１３および系統２２に故障がない（正常）と判定する（ステップＳ２０６）。これに対し、Ｖ２ｅ≧Ｖref２の場合（ＮＯの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に開成されておらず、系統連系スイッチ１３に溶着やスイッチ機構の故障が発生していると判定する（ステップＳ２０７）。
【００２８】
ここで、第２の閾値Ｖref２は、仮に系統連系スイッチ１３が腐食や汚れによって抵抗の高い状態で閉成（閉路）されている場合や、スイッチ機構の故障により不完全な接触により閉成されている場合等に生じる電圧降下等を考慮して決定する。本実施の形態では、第１の閾値Ｖref１を０に近い値に設定し、第２の閾値Ｖref２を第１の閾値Ｖref１よりも充分大きな値に設定する。これにより、系統連系スイッチ１３の故障（動作不良）および系統２２の停電を確実に識別して判定することが可能となる。
【００２９】
なお、ステップＳ２０６およびステップＳ２０７の判定結果は、例えば、表示ランプを設けて識別して表示したり、ステップＳ２０７の故障の判定結果のみをフザー等により報知したりすることができる。また、第１の閾値Ｖref１および第２の閾値Ｖref２は、制御部１５の内蔵メモリ、あるいは、パワーコンディショナ１０内の図示しないメモリに記憶する。
【００３０】
本実施の形態によると、系統連系スイッチ１３の系統２２側の第１の電圧値に対して、系統２２の系統電圧公称値に関連する第１の閾値を設定するとともに、系統連系スイッチ１３のインバータ１２側の第２の電圧値に対して、系統連系スイッチ１３の故障要因である電圧降下等を考慮した系統２２の系統電圧公称値に関連する第２の閾値を設定している。そして、系統連系スイッチ１３の開成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、第１の電圧値と第１の閾値との比較結果および第２の電圧値と第２の閾値との比較結果に基づいて系統連系スイッチ１３の故障を診断している。したがって、系統連系スイッチ１３が一つでも、接点溶着等の故障を確実に判定することができるので、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを実現することができる。
【００３１】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態においては、図１に示した構成において、制御部１５により、系統連系スイッチ１３の閉成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、上記第１の電圧、第２の電圧、系統２２の系統電圧公称値よりも低い第１の閾値Ｖref１および第３の閾値Ｖref３に基づいて、系統連系スイッチ１３の故障を診断する。
【００３２】
以下、本実施の形態による系統連系スイッチ１３の故障診断動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
先ず、系統連系スイッチ１３が閉成制御状態にあり、かつ、インバータ１２が交流変換動作の停止状態にある場合において、第１実施の形態の場合と同様に、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅを取得する（ステップＳ３０１）とともに、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅを取得する（ステップＳ３０２）。そして、取得した第１の電圧の実効値Ｖ１ｅが、第１の閾値Ｖref１に対して、Ｖ１ｅ≧Ｖref１にあるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【００３４】
その結果、Ｖ１ｅ＜Ｖref１の場合（ＮＯの場合）は、上記実施の形態の場合と同様に、系統２２側が停電している、またはパワーコンディショナ１０と系統２２との接続が正常にされていない、といった理由で故障が発生していると判定する（ステップＳ３０４）。
【００３５】
これに対し、ステップＳ３０３において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合（ＹＥＳの場合）は、さらに、取得した第２の電圧の実効値Ｖ２ｅが、第３の閾値Ｖref３に対して、Ｖ２ｅ≧Ｖref３にあるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。ここで、系統連系スイッチ１３が正常に動作している場合、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅは、ほぼＶ１ｅに等しい十分高い値となるはずである。
【００３６】
その結果、Ｖ２ｅ≧Ｖref３の場合（ＹＥＳの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に閉成されており、系統連系スイッチ１３および系統２２に故障がない（正常）と判定する（ステップＳ３０６）。これに対し、Ｖ２ｅ＜Ｖref３の場合（ＮＯの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に閉成されておらず、系統連系スイッチ１３に接点不良等の故障が発生していると判定する（ステップＳ３０７）。
【００３７】
ここで、第３の閾値Ｖref３は、第１実施の形態における第２の閾値Ｖref２と同様に、系統連系スイッチ１３による接触不良等の故障時の電圧降下等を考慮して設定して、第１の閾値Ｖref１と同様にメモリに記憶する。その他の構成および動作は、第１実施の形態と同様である。
【００３８】
本実施の形態によると、系統連系スイッチ１３の閉成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、第１の電圧値と第１の閾値との比較結果および第２の電圧値と第３の閾値との比較結果に基づいて系統連系スイッチ１３の故障を診断している。したがって、系統連系スイッチ１３が一つでも、接触不良等の故障を確実に判定することができるので、第１実施の形態の場合と同様に、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを実現することができる。
【００３９】
（第３実施の形態）
図４は、本発明の第３実施の形態に係るパワーコンディショナの要部の構成を示すブロック図である。このパワーコンディショナ１０は、図１に示した構成において、インバータ１２と系統連系スイッチ１３との間に出力フィルタ回路１６を接続したものである。
【００４０】
出力フィルタ回路１６は、例えば図５（ａ）に示すように、コモンモードチョーク１７と、その入出力側に接続した高周波ノイズ除去用のコンデンサ１８ａ，１８ｂとにより構成される。より大容量の電流を流す場合は、コンデンサが複数個並列に接続されたり、コモンモードチョークが複数個直列に接続されたりする場合もある。
【００４１】
図５（ａ）において、コモンモードチョーク１７は、ノーマルモード電流に対してはほとんど影響を与えない。したがって、インバータ１２の交流変換動作が停止されている状態で、系統連系スイッチ１３が閉成した場合の等化回路は、図５（ｂ）に示すように、コンデンサ１８ａ，１８ｂの容量成分Ｃと系統連系スイッチ１３の接点抵抗成分ＲとのＲＣ回路とみなすことができる。
【００４２】
図５（ｂ）において、系統２２側の入力電圧をＶin、インバータ１２側の容量成分Ｃの端子電圧をＶｃとすると、Ｖinに対するＶｃの位相差φｃは、φｃ ＝ｔａｎ（−ωＲＣ）で表せる。したがって、系統周波数と出力フィルタ回路１６の容量成分Ｃとがわかれば、系統連系スイッチ１３の接点抵抗成分Ｒを推定することができる。ここで、接点抵抗成分Ｒは、例えば１０Ａの電流が流れる場合、Ｒ＝１Ωであっても、系統連系スイッチ１３で１００Ｗの電力が消費されることになり、発熱して危険となる。
【００４３】
そこで、本実施の形態においては、系統２２の系統電圧に関連する第４の閾値として、系統連系スイッチ１３の系統２２側に生じる第１の電圧（図５（ｂ）のＶinに相当）と、インバータ１２と出力フィルタ回路１６との間に生じる第２の電圧（図５（ｂ）のＶｃに相当）との許容位相差φ４を設定する。この第４の閾値φ４は、パワーコンディショナ１０が許容する電流量を考慮して、系統連系スイッチ１３が過熱するおそれのない接点抵抗成分に相当する位相差に設定して、第１の閾値Ｖref１と同様にメモリに記憶する。
【００４４】
そして、制御部１５により、系統連系スイッチ１３の閉成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、上記第１の電圧、第２の電圧、系統２２の系統電圧公称値よりも低い第１の閾値Ｖref１、および第１の電圧と第２の電圧との位相差φｃに対する第４の閾値φ４に基づいて、系統連系スイッチ１３の故障を診断する。
【００４５】
以下、本実施の形態による系統連系スイッチ１３の故障診断動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
先ず、系統連系スイッチ１３が閉成制御状態にあり、かつ、インバータ１２が交流変換動作の停止状態にある場合において、第１実施の形態の場合と同様に、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅを取得する（ステップＳ６０１）。また、第１の電圧と第２の電圧との位相差φｃを取得する（ステップＳ６０２）。そして、取得した第１の電圧の実効値Ｖ１ｅが、第１の閾値Ｖref１に対して、Ｖ１ｅ≧Ｖref１にあるか否かを判定する（ステップＳ６０３）。
【００４７】
その結果、Ｖ１ｅ＜Ｖref１の場合（ＮＯの場合）は、上記実施の形態の場合と同様に、系統２２側が停電している、またはパワーコンディショナ１０と系統２２との接続が正常にされていない、といった理由で故障が発生していると判定する（ステップＳ６０４）。
【００４８】
これに対し、ステップＳ６０３において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合（ＹＥＳの場合）は、さらに、取得した位相差φｃが、第４の閾値φ４に対して、φｃ＜φ４にあるか否かを判定する（ステップＳ６０５）。ここで、系統連系スイッチ１３が正常に動作し、接点抵抗成分が小さい場合、位相差φｃは第４の閾値φ４よりも小さくなる。
【００４９】
その結果、φｃ＜φ４の場合（ＹＥＳの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に閉成されており、系統連系スイッチ１３および系統２２に故障がない（正常）と判定する（ステップＳ６０６）。これに対し、φｃ≧φ４の場合（ＮＯの場合）、制御部１５は、系統連系スイッチ１３が正常に閉成されておらず、系統連系スイッチ１３に接点不良等の故障が発生していると判定する（ステップＳ６０７）。
【００５０】
このように、本実施の形態においては、第１の電圧および第２の電圧の位相差φｃに対して、系統連系スイッチ１３が過熱するおそれのない接点抵抗成分に相当する第４の閾値φ４を設定する。そして、系統連系スイッチ１３の閉成制御状態で、かつ、インバータ１２の交流変換動作の停止状態において、第１の電圧値と第１の閾値との比較結果および位相差φｃと第４の閾値φ４との比較結果に基づいて系統連系スイッチ１３の故障を診断している。したがって、第２実施の形態の場合と同様に、系統連系スイッチ１３が一つでも、接触不良等の故障を確実に判定することができるので、安全性に優れ、しかも簡単に構成できてコストダウンが図れるパワーコンディショナを実現することができる。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図１において、発電設備２１から所要の直流電圧が出力される場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を省略することができる。また、第１実施の形態および第２実施の形態においても、第３実施の形態と同様に、インバータ１２と系統連系スイッチ１３との間に出力フィルタ回路１６を接続してもよい。この場合、第２の電圧は、第３実施の形態と同様に、インバータ１２と出力フィルタ回路１６との間で検出してもよいし、出力フィルタ回路１６と系統連系スイッチ１３との間で検出してもよい。なお、出力フィルタ回路１６を設ける場合、インバータ１２が交流変換動作を停止していても、出力フィルタ回路１６に流れる無効電力によって電圧降下が生じるので、その電圧降下を考慮して、第２の閾値Ｖref２や第３の閾値Ｖref３を設定する。また、第３実施の形態において、位相差φｃを取得するための第２の電圧は、出力フィルタ回路１６と系統連系スイッチ１３との間で検出してもよい。
【００５２】
また、第１の電圧や第２の電圧は、系統電圧の１周期分を積算した実効値に限らず、一定期間の最大値を用いてもよい。また、出力フィルタ回路１６を用いる場合、該出力フィルタ回路１６に流れる無効電力を考慮して、第２の電圧は系統電圧（第１の電圧）の最大値が出た瞬間の値としてもよい。
【００５３】
また、図２において、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅを取得するステップＳ２０２は、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅと第１の閾値Ｖref１とを比較するステップＳ２０３の後において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合に実行するようにしてもよい。同様に、図３においても、第２の電圧の実効値Ｖ２ｅを取得するステップＳ３０２は、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅと第１の閾値Ｖref１とを比較するステップＳ３０３の後において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合に実行するようにしてもよい。同様に、図６においても、位相差φｃを取得するステップＳ６０２は、第１の電圧の実効値Ｖ１ｅと第１の閾値Ｖref１とを比較するステップＳ６０３の後において、Ｖ１ｅ≧Ｖref１の場合に実行するようにしてもよい。
【００５４】
また、第１実施の形態と第２実施の形態または第３実施の形態とを組み合わせて、系統連系スイッチ１３の開成制御状態および閉成制御状態の双方で、系統連系スイッチ１３の故障を診断したり、第１無いし実施の形態を組み合わせて、系統連系スイッチ１３の故障を総合的に診断したりすることも可能である。さらに、系統電圧に関連する第１の閾値Ｖref１、第２の閾値Ｖref２、第３の閾値Ｖref３は、検出される第１の電圧Ｖ１ｅの変動に応じて補正するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０ パワーコンディショナ
１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２ インバータ
１３ 系統連系スイッチ
１４ 系統接続端子部
１５ 制御部
１６ 出力フィルタ回路
２１ 発電設備
２２ 商用電源系統（系統）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電設備からの発電に基づく直流出力を交流変換するインバータと、
該インバータを商用電源系統に接続する系統連系スイッチと、
前記インバータの交流変換動作および前記系統連系スイッチの開閉動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記インバータおよび前記系統連系スイッチの制御状態、前記系統連系スイッチの前記商用電源系統側に生じる第１の電圧、前記系統連系スイッチの前記インバータ側に生じる第２の電圧、および、前記商用電源系統の系統電圧に関連する閾値に基づいて、前記系統連系スイッチの故障を診断する、
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項２】
前記制御部は、前記系統連系スイッチの開成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換動作の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記商用電源系統の系統電圧公称値よりも低い第１の閾値を超え、かつ、前記第２の電圧の電圧値が前記系統電圧公称値よりも低い第２の閾値を超える場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項３】
前記第１の閾値は、前記第２の閾値よりも小さく設定されている、ことを特徴とする請求項２に記載のパワーコンディショナ。
【請求項４】
前記制御部は、前記系統連系スイッチの閉成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換動作の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第２の電圧の電圧値が前記系統電圧公称値よりも低い第３の閾値を超えない場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項５】
前記第１の閾値は、前記第３の閾値よりも小さく設定されている、ことを特徴とする請求項４に記載のパワーコンディショナ。
【請求項６】
前記インバータと前記系統連系スイッチとの間に接続された出力フィルタ回路を、さらに備え、
前記制御部は、前記系統連系スイッチの閉成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第１の電圧と前記第２の電圧との位相差が第４の閾値を超える場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項１】
発電設備からの発電に基づく直流出力を交流変換するインバータと、
該インバータを商用電源系統に接続する系統連系スイッチと、
前記インバータの交流変換動作および前記系統連系スイッチの開閉動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記インバータおよび前記系統連系スイッチの制御状態、前記系統連系スイッチの前記商用電源系統側に生じる第１の電圧、前記系統連系スイッチの前記インバータ側に生じる第２の電圧、および、前記商用電源系統の系統電圧に関連する閾値に基づいて、前記系統連系スイッチの故障を診断する、
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項２】
前記制御部は、前記系統連系スイッチの開成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換動作の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記商用電源系統の系統電圧公称値よりも低い第１の閾値を超え、かつ、前記第２の電圧の電圧値が前記系統電圧公称値よりも低い第２の閾値を超える場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項３】
前記第１の閾値は、前記第２の閾値よりも小さく設定されている、ことを特徴とする請求項２に記載のパワーコンディショナ。
【請求項４】
前記制御部は、前記系統連系スイッチの閉成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換動作の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第２の電圧の電圧値が前記系統電圧公称値よりも低い第３の閾値を超えない場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項５】
前記第１の閾値は、前記第３の閾値よりも小さく設定されている、ことを特徴とする請求項４に記載のパワーコンディショナ。
【請求項６】
前記インバータと前記系統連系スイッチとの間に接続された出力フィルタ回路を、さらに備え、
前記制御部は、前記系統連系スイッチの閉成制御状態で、かつ、前記インバータの交流変換の停止状態において、前記第１の電圧の電圧値が前記第１の閾値を超え、かつ、前記第１の電圧と前記第２の電圧との位相差が第４の閾値を超える場合に、前記系統連系スイッチを故障と判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９５５０（Ｐ２０１３−９５５０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４１４９６（Ｐ２０１１−１４１４９６）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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