分散型発電装置
【課題】内部の電力負荷を用いて連系点に電流を流すことで、電流検出手段の取付方向や取付位置の誤り、および故障、配線の断線など検出することができる分散型発電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】商用電源１０１と分散型発電装置１０２との間の電線に流れる電流を検出する電流検出手段１１１と、商用電源１０１から電力が供給される負荷１０７と、負荷１０７への電力の供給及び遮断を行う開閉手段１０８と、開閉手段１０８を制御して電流検出手段１１１が検出する電流の変動に基づいて電流検出手段１１１の取付状態を診断する制御手段１０９とを有し、負荷は、容量性若しくは誘導性の負荷であることを特徴とする。
【解決手段】商用電源１０１と分散型発電装置１０２との間の電線に流れる電流を検出する電流検出手段１１１と、商用電源１０１から電力が供給される負荷１０７と、負荷１０７への電力の供給及び遮断を行う開閉手段１０８と、開閉手段１０８を制御して電流検出手段１１１が検出する電流の変動に基づいて電流検出手段１１１の取付状態を診断する制御手段１０９とを有し、負荷は、容量性若しくは誘導性の負荷であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源と連系して、商用電源、および交流負荷へ交流電力を供給する分散型発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の分散型発電装置は、例えば図５に示す構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下に、特許文献１に示されている分散型発電装置について説明する。
【０００４】
図５は、従来の分散型発電装置のブロック図である。
【０００５】
図５に示すように、分散型発電装置１０は、継電器９５を介して単相３線式の交流電力である商用電源９８と接続され、燃料電池１１、補機類１２、インバータ１３、制御手段１４、電力検出手段１５、第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２、電圧検出手段２３を備える。ここで、燃料電池１１は、水素に富む改質ガスと酸素を含有する酸化剤ガスとを導入し、改質ガス中の水素と酸化剤ガス中の酸素との電気化学的反応により発電して水及び熱を発生する。補機類１２は、燃料電池１１を駆動させるものであり、原料燃料が改質した改質ガスを生成する改質器１２Ａと、酸化剤ガスを燃料電池１１に供給するブロワ１２Ｂと、燃料電池１１の冷却部と燃料電池１１から奪った熱を蓄える貯湯槽との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプ１２Ｃ と、貯湯槽内の温水を給湯負荷（不図示）に向けて送水する給湯ポンプ１２Ｄと、給湯負荷（不図示）へ送水する温水を補足的に加熱するヒータ１２Ｅである。補機類１２のうち、ヒータ１２Ｅの直近上流のＵ相線９６Ｕには、第１のスイッチとしてのスイッチ２５が配設されている。また、ヒータ１２Ｅの直近上流のＷ相線９６Ｗには、第２のスイッチとしてのスイッチ２６が配設されている。スイッチ２５、２６は制御手段１４と電気的に接続されており、制御手段１４によって電気回路の開閉が制御されるように構成されている。インバータ１３は、燃料電池１１と電気的に接続されており、燃料電池１１が発電する直流電力を交流電力に変換する。制御手段１４は、電力検出手段１５で算出された電力値に基づいて、燃料電池１１、補機類１２、インバータ１３の発停や出力調整等の制御を行う。電力検出手段１５は、第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２で検出した電流値及び電圧検出手段２３で検出した電圧値に基づいて電力値を算出する。第１の電流検出手段２１は、Ｕ相線９６Ｕに流れる電流を計測するものであり、分散型発電装置１０及び電力負荷９９と継電器９５との間のＵ相線９６Ｕに配設され、電線を介して電力検出手段１５のＵ相ポート１５Ｕａ、１５Ｕｂに接続される。第２の電流検出手段２２は、Ｗ相線９６Ｗに流れる電流を計測するものであり、分散型発電装置１０及び電力負荷９９と継電器９５との間のＷ相線９６Ｗに配設され、電線を介して電力検出手段１５のＷ相ポート１５Ｗａ、１５Ｗｂに接続されている。電圧検出手段２３は、Ｕ相線９６ＵとＯ相線９６Ｏとの間のＵ−Ｏ電圧、及びＷ相線９６ＷとＯ相線９６Ｏとの間のＷ−Ｏ電圧を検出するものであり、１次側、２次側共に３本ずつの電線を有し、１次側の３本の電線は、分散型発電装置１０及び電力負荷９９と継電器９５との間で、Ｕ相線９６Ｕ、Ｗ相線９６Ｗ、Ｏ相線９６Ｏにそれぞれ接続され、２次側の３本の電線は電力検出手段１５に接続され、１次側のＵ相線９６Ｕに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート１５Ｖｕに、Ｗ相線９６Ｗに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート１５Ｖｗに、Ｏ相線９６Ｏに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート１５Ｖｏにそれぞれ接続されている。
【０００６】
以上のように構成された分散型発電装置１０は、電力検出手段１５で算出される電力値
が所定範囲内になるように、制御手段１４によって燃料電池１１の出力を制御する。
【０００７】
電力検出手段１５で算出される電力値は、第１の電流検出手段２１で検出した電流と電圧検出手段２３で検出したＵ−Ｏ電圧との積と、第２の電流検出手段２２で検出した電流と電圧検出手段２３で検出したＷ−Ｏ電圧との積との和で求められる。第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２には方向性があるため、取付方向及び取付位置と電力検出手段１５に接続する各ポートとが対応していないと電力検出手段１５は正しい電力値を検出することができない。通常、第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２を取付ける際には取付方向や取付位置を確認して作業を行うが、作業者の経験の多寡によっては取付方向及び／ 又は取付位置を誤って、装置を施工してしまう場合もある。そのため、装置を施工した際には、第１の電流検出手段２１ 、第２の電流検出手段２２の取付方向及び取付位置を検査する。
【０００８】
次に検査工程を説明する。まず、スイッチ２５をオン・オフし、Ｕ相線９６Ｕからヒータ１２Ｅｕを介してＯ相線９６Ｏへ流れるヒータ１２Ｅｕの負荷に応じた電流を変動させる。次に、スイッチ２６をオン・オフし、Ｗ相線９６Ｗからヒータ１２Ｅｗを介してＯ相線９６Ｏへ流れるヒータ１２Ｅｗの負荷に応じた電流を変動させる。
【０００９】
スイッチ２５のオン・オフに同調して第１の電流検出手段２１の検出電流が変動し、スイッチ２６のオン・オフに同調して第２の電流検出手段２２の検出電流が変動するときには、第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２と電力検出手段１５の取付方向や取付位置が正しいと判断する。一方、スイッチ２５のオン・オフに同調して第２の電流検出手段２２の検出電流が変動し、スイッチ２６のオン・オフに同調して第１の電流検出手段２１の検出電流が変動するときには、第１の電流検出手段２１が電力検出手段１５のＷ相ポート１５Ｗａ、Ｗｂに接続され、第２の電流検出手段２２が電力検出手段１５のＵ相ポート１５Ｕａ、Ｕｂに接続されている、または、第１の電流検出手段２１がＷ相線９６Ｗに、第２の電流検出手段２２がＵ相線９６Ｕに取り付けられていると判断し、電力検出手段１５はＵ相ポートに入力する値を第２の電流検出手段２２が検出する電流値、Ｗ相ポートに入力する電流値が第１の電流検出手段２１が検出する電流値とし、電力の演算する際に補正を行う。
【００１０】
また、スイッチ２５をオン・オフに同調して第１の電流検出手段２１および第２の電流検出手段２２の検出電流が変動したとき、２つの電流検出手段２１、２２がＵ相線９６Ｕに取付、又はＯ相線９６Ｏに取付、あるいはＵ相線９６Ｕ及びＯ相線９６Ｏに１つずつ取付られていることとなり、電力の演算補正で対応することはできないので取付のやり直しが必要と判断し、作業者へ取付のやり直しを促すように警報を発報する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１７８３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来の構成では、電流検出手段の取付方向、取付位置、電線との結線不具合、故障など、電流検出手段の取付状態を確認するためにヒータを用いるため、確認するたびにヒータの周辺部が過熱される。分散型発電装置の施工においては、装置を設置する設置業者と電気配線を行う電気工事者が異なることがあり、装置を設置後、水配管や貯湯槽に通水する前に電流検出手段などの電気配線の取付状態の確認を行うことがある。その様な状況において、電流検出手段の取付位置の間違いや電線との結線不具合など発生した場合、取付位置の修正、結線の修正などを行った後、再度、電流検出手段の取付状
態の確認作業を行う。したがって、取付状態が正常であることが確認できるまで取付状態の確認作業が繰り返し行われるため、ヒータの周辺部分が過剰に加熱され、機器がダメージを受けるという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる分散型発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の分散型発電装置は、発電機が生成した直流電力を交流電力に変換するとともに商用電源と連系する分散型発電装置であって、前記商用電源と前記分散型発電装置との間の電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記商用電源から電力が供給される負荷と、前記負荷への電力の供給及び遮断を行う開閉手段と、前記開閉手段を制御して前記電流検出手段が検出する電流の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する制御手段とを有し、前記負荷は、容量性若しくは誘導性の負荷であることを特徴とするものである。
【００１５】
これによって、前記従来の課題を解決するもので、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の分散型発電装置は、前記従来の課題を解決するもので、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における分散型発電装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２における分散型発電装置のブロック図
【図３】同実施の形態における電圧と電流の位相差の関係図
【図４】本発明の実施の形態３における分散型発電装置のブロック図
【図５】従来の分散型発電装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、発電機が生成した直流電力を交流電力に変換するとともに商用電源と連系する分散型発電装置であって、前記商用電源と前記分散型発電装置との間の電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記商用電源から電力が供給される負荷と、前記負荷への電力の供給及び遮断を行う開閉手段と、前記開閉手段を制御して前記電流検出手段が検出する電流の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する制御手段とを有し、前記負荷は、容量性若しくは誘導性の負荷であることを特徴とし、これにより、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００１９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記電線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段と前記電流検出手段の位相差を検出する位相差検出手段とを有し、前記制御手段は、開閉手段を開閉し、前記位相差検出手段が検出する位相差に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断するものである。これにより、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電圧と電流の位相差を変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００２０】
第３の発明は、特に、第１の発明において、前記電線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検出する電圧と前記電流検出手段が検出する電流とから無効電力を検出する無効電力検出手段とを有し、前記制御手段は、前記開閉手段を開閉して前記無効電力検出手段が検出する無効電力の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断するものである。これにより、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により無効電力を変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００２１】
第４の発明は、特に、第１から第３のいずれかの発明において、前記発電機が生成する直流電力を交流電力に変換して前記商用電源と連系するインバータを有し、前記負荷は、前記インバータの出力側に設置されるノイズフィルタであることを特徴とし、これにより、予め備えられた容量性、誘導性の部品を共用することで機器の簡素化、低コスト化を実現することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるのもではない。
【００２３】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１における分散型発電装置について、詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態１における分散型発電装置のブロック図である。
【００２５】
図１には、商用電源１０１と、分散型発電装置１０２と、交流負荷１０４を図示している。ここで、商用電源１０１は、第１の電線１０１ａ、第２の電線１０１ｂ、第３の電線１０１ｃから成る単相三線式の交流電源であり、連系点１０３で商用電源１０１と分散型発電装置１０２は連系する。交流負荷１０４は、一般家庭で使用されるテレビ、エアコン等などで、商用電源１０１または分散型発電装置１０２から供給される交流電力を消費する機器である。なお、以下では、第１の電線１０１ａをＵ相、第２の電線１０１ｂをＷ相、第３の電線１０１ｃを中性線であるＯ相と記して説明する。
【００２６】
そして、分散型発電装置１０２は、発電機１０５と、インバータ１０６と、負荷１０７と、開閉手段１０８と、制御手段１０９と、電圧検出手段１１０と、電流検出手段１１１と、操作手段１１２と、表示手段１１３とから少なくとも構成される。
【００２７】
ここで、発電機１０５は、燃料電池などで直流電力を生成する。インバータ１０６は、発電機１０５が生成する直流を交流負荷１０４で消費可能な交流へ変換する。負荷１０７は、開閉手段１０８を介してインバータ１０６の出力側に接続されるコンデンサなど容量性をもつ負荷である。なお、以下ではＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間に接続された負荷を第１の負荷１０７ａ、Ｗ相１０１ｂ−Ｏ相１０１ｃ間に接続された負荷を第２の負荷１０
７ｂとする。開閉手段１０８は、オン・オフにより商用電源１０１から負荷１０７への電力の供給／遮断を行う。なお、以下では、Ｕ相１０１ａに設置される開閉手段を第１の開閉手段１０８ａ、Ｗ相１０１ｂに設置される開閉手段を第２の開閉手段１０８ｂとする。制御手段１０９は、図１に記載しない内蔵の不揮発性メモリを含む構成であり、電圧検出手段１１０で検出される電圧値と電流検出手段１１１で検出される電流値の積より算出される電力値をもとに発電機１０５、インバータ１０６を制御すると共に、開閉手段１０８を制御することで、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付方向、取付位置、故障などの判定を行う。電圧検出手段１１０は、商用電源１０１のＵ相１０１ａ―Ｏ相１０１ｃ間、Ｗ相１０１ｂ―Ｏ相１０１ｃ間の電圧を検出する。電流検出手段１１１は、商用電源１０１と分散型発電装置１０２の連系点１０３に取付けられ、電線に流れる電流の大きさおよび正負の方向を検出する。なお、以下では、Ｕ相１０１ａの連系点１０３に取付けられる電流検出手段を第１の電流検出手段１１１ａ、Ｗ相１０１ｂの連系点１０３に取付けられる電流検出手段１１１を第２の電流検出手段１１１ｂとする。操作手段１１２は、タクトスイッチやメンブレンスイッチなどで、装置の施工・メンテナンスを行う作業者が所定の操作を行なう手段である。表示手段１１３はＬＣＤや７セグメントなどで、異常表示、動作情報などの表示を行う手段である。
【００２８】
以上のように構成された分散型発電装置の動作および作用について、図１を用いて説明する。
【００２９】
分散型発電装置１０２の施工・メンテナンス時に、第１の電流検出手段１１１ａをＵ相１０１ａの連系点１０３、第２の電流検出手段１１１ｂをＷ相１０１ｂの連系点１０３に取付け、制御手段１０９に出力信号線を接続する。このあと、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付方向、取付位置、電線との結線などが正しく行われたか否か、また故障、電線が断線していない否かを確認するため、操作手段１１２により所定の操作を行うことで取付状態の検査を行う。
【００３０】
次に、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の検査方法について説明する。
【００３１】
検査は、制御手段１０９が操作手段１１２より操作信号を受けると、取付状態の検査を開始する。
【００３２】
まずはじめに、第１の開閉手段１０８ａをオン・オフし、次に第２の開閉手段１０８ｂをオン・オフする。このとき、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合は、Ｕ相１０１ａと第１の負荷１０７ａとＯ相１０１ｃに電流が流れる、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合は、Ｗ相１０１ｂと第２の負荷１０７ｂとＯ相１０１ｃに電流が流れる。つまり、Ｕ相１０１ａに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合のみ検出電流の変動が見られる。また、Ｗ相１０１ｂに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合のみ検出電流の変動が見られる。また、Ｏ相１０１ｃに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合、両方において検出電流の変動が見られる。また、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていなければ、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合、いずれにおいても検出電流の変動が見られない。同様に、電流検出手段１１１が故障、電線との結線不具合、電線が断線している場合は、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合、いずれにおいても検出電流の変動が見られない。ここで、第１の開閉手段１０８ａをオンすることで第１の負荷１０７ａに、第２の開閉手段１０８ｂをオンすることで第２の負荷１０７ｂに電流を流すが、第１の１０７ａ、第２の負荷１０７ｂは容量性であることから無効電力は消費されるが有
効電力は消費されないないため、周辺部が加熱されることがない。このことから、周辺部を加熱することなく、第１の開閉手段１０８ａ、第２の開閉手段１０８ｂをオン・オフする際に、オン前後の第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの電流変動を取得し、取付状態を判定する。ここで、本実施の形態では、第１の開閉手段１０８ａのオン前後の第１の電流検出手段１１１ａの電流変動をΔＩ１、第２の電流検出手段１１１ｂの電流変動をΔＩ２とする。また、第２の開閉手段１０８ｂのオン前後の第１の電流検出手段１１１ａの電流変動をΔＩ３、第２の電流検出手段１１１ｂの電流変動をΔＩ４とする。
【００３３】
電流検出手段１１１の取付状態の判定は、第１の電流検出手段１１１ａから行う。先に取得したΔＩ１、ΔＩ３が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ１、ΔＩ３ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ３のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｃに取付けられていると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ１のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報をする。ただし、第１の電流検出手段１１１ａが正しい方向に取付けれていれば電流の変動方向はプラスであることから、変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第１の電流検出手段１１１ａの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００３４】
次に第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定を行う。先に取得したΔＩ２、ΔＩ４が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ２、ΔＩ４ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ２のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに取付けられていると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ４のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｂに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報をする。ただし、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい方向に取付けれていれば電流の変動方向はプラスであることから、変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第２の電流検出手段１１１ｂの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００３５】
以上のような取付状態の判定後は、内蔵の不揮発性メモリに異常情報が記憶されていなければ表示手段１１３に正常と表示、異常情報が記憶されていればその情報を表示手段１１３に表示することで、作業者へ取付状態の正常・異常を知らせる。
【００３６】
作業者は、取付状態の確認操作後、表示手段１１３への結果表示により取付状態の検査が終了したこと判断する。このとき、表示手段１１３に表示された結果が異常情報である場合、その内容により取付け状態の修正作業を行う。そして、修正作業完了時には、再度、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の確認操作を行い、正常な取付け状態が確認できるまで上記作業を繰り返す。
【００３７】
なお、本実施の形態では、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定に容量性の負荷１０７を用いたが、誘導性の負荷を用いてもかまわない。
【００３８】
また、本実施の形態では、作業者の操作により取付状態の確認を行ったが、施工・メンテナンス後、定期的に、例えば、電源投入時や、発電前後、発電中に第１の電流検出手段
１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定を行い、取付状態に異常があった場合には表示手段１１３を用いてユーザーに警告を行ってもかまわない。これにより、施工・メンテナンス後にも第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの故障、配線の断線、取付位置の移動などによる取付方向、取付位置の間違えを検出することができる。
【００３９】
また、本実施の形態では、第１の電流検出手段１１１ａがＷ相１０１ｂに、第２の電流検出手段１１１ｂがＵ相１０１ａに取付けられていると判定した場合、表示手段１１２により異常表示したが、表示手段１１２による異常表示をせず、制御手段１０９において、電力演算する際に電圧と電流を積する相を逆にする補正をおこなってもかまわない。これにより、作業者による修正作業の負担を軽減することができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、分散型発電装置１０２内部の負荷１０７を用いたが、施工・メンテナンス時に、負荷１０７と開閉手段１０８で構成される機器を分散型発電装置１０２に接続し、制御手段１０９の指令をもとに開閉手段１０８をオン・オフさせても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、開閉手段１０８のオン前後の電流変動により電流検出手段１１１の取付状態の判定を行ったが、開閉手段１０８のオフ前後の電流変動により電流検出手段１１１の取付状態の判定を行っても同様の効果を得ることができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては、容量性、または誘導性の負荷１０７への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段１１１の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段１１１の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００４３】
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２における分散型発電装置について、図面を用いて説明する。
【００４４】
図２は、本発明の第２の実施の形態における分散型発電装置のブロック図である。また、図３は、同実施の形態における電圧と電流の位相差の関係図である。
【００４５】
図２は、図１とは、負荷１０７の代わりにノイズフィルタ１１４、開閉手段１０８の代わりに開閉手段１１５、新たに位相差検出手段１１６を備えていることが異なる。ここで、ノイズフィルタ１１４は、インバータ１０６の出力側に接続されたコンデンサなど容量性をもつものであり、インバータ１０６がスイッチング動作に伴って生じる高周波ノイズを除去する。なお、以下ではＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間に接続されるものを第１のノイズフィルタ１１４ａ、Ｗ相１０１ｂ−Ｏ相１０１ｃ間に接続されるものを第２のノイズフィルタ１１４ｂとする。開閉手段１１５は、図２に記載しないインバータ１０６と商用電源１０１とを連系／解列させる遮断器とは異なるものであり、ノイズフィルタ１１４より商用電源１０１側に設置され、オン・オフによりノイズフィルタ１１４と商用電源１０１とを接続する。なお、以下では、Ｕ相１０１ａに設置される開閉手段１１５を第３の開閉手段１１５ａ、Ｗ相１０１ｂに設置される開閉手段１１５を第４の開閉手段１１５ｂとする。位相差検出手段１１６は、電圧と電流の位相差を検出する。なお、図２において図１と同様の構成要素については同じ符号を付け、説明を省略する。
【００４６】
以下に、本実施の形態の分散型発電装置の動作・作用について、図２、３を用いて説明する。
【００４７】
まず、位相差検出手段１１６の位相差の検出方法について説明する。位相差検出手段１１６には、電圧検出手段１１０が検出する電圧値と、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂが検出する電流値が入力される。位相差検出手段１１６は、電圧値がマイナスからプラスへ変化する位置を基準とし、電流値が同様にマイナスからプラスへ変化する位置との差を検出することで位相差を検出する。ここで、位相差の検出は、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｂごとに行う。つまり、電圧検出手段１１０が検出するＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧値と第１の電流検出手段１１１ａが検出する電流値によりＵ相１０１ａにおける電圧と電流の位相差を検出する。また、電圧検出手段１１０が検出するＷ相１０１ｂ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧値と第２の電流検出手段１１１ｂが検出する電流値によりＷ相１０１ｂにおける電圧と電流の位相差を検出する。
【００４８】
例えば、図３を用いて電圧検出手段１１０が検出するＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧値Ｖｕ１と第１の電流検出手段１１１ａが検出する電流値Ｉｕ１より位相差を検出する方法について説明すると、電圧値Ｖｕ１がマイナスからプラスへ変化する時間Ｔ１と電流Ｉｕ１がマイナスからプラス変化する時間Ｔ２を計測し、Ｔ２とＴ１の差を予め算出する電圧値の周期（本実施の形態では、電圧値がマイナスからプラスへ変化する間隔）で除算、３６０を乗算することで位相差を算出する。ここで、電圧、および電流がマイナスからプラスへ変化する時間の計測を逆に行っても同様の効果が得られる。
【００４９】
次に、電流検出手段１１１の取付状態の検査方法について説明する。ただし、検査の開始までは本実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
まずはじめに、第３の開閉手段１１５ａをオン・オフし、次に第４の開閉手段１１５ｂをオン・オフする。このとき、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合は、Ｕ相１０１ａと第１のノイズフィルタ１１４ａとＯ相１０１ｃに電流が流れる、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合は、Ｗ相１０１ｂと第２のノイズフィルタ１１４ｂとＯ相１０１ｃに電流が流れる。つまり、第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂは容量性のため電圧に対して電流を進めることから、Ｕ相１０１ａに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合のみ位相差の変動が見られる。また、Ｗ相１０１ｂに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合のみ位相差の変動が見られる。また、Ｏ相１０１ｃに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、両方において位相差の変動が見られる。また、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていなければ、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、いずれにおいても位相差の変動が見られない。同様に、電流検出手段１１１が故障、電線との結線不具合、電線が断線している場合は、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、いずれにおいても位相差の変動が見られない。ここで、第３の開閉手段１１５ａをオンすることで第１のノイズフィルタ１１４ａに、第４の開閉手段１１５ｂをオンすることで第２のノイズフィルタ１１４ｂに電流を流すが、第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂはコンデンサであることから無効電力は消費されるが有効電力は消費されないないため、周辺部が加熱されることがない。このことから、周辺部を加熱することなく、第３の開閉手段１１５ａ、第４の開閉手段１１５ｂをオン・オフする際に、オン前後の位相差検出手段１１６の位相差の変動を取得し、取付状態を判定する。ここで、本実施の形態では、第３の開閉手段１１５ａのオン前後のＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧と第１の電流検出手段１１１ａの電流の位相差の変動をΔφ１、Ｗ相１０１ｂ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧と第２の電流検出手段１１１ｂの電流の位相差の変動をΔφ２とする。また、第４の開閉手段１１５ｂのオン前後のＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧と第１の電流検出手段１１１ａの電流の位相差の変動をΔφ３、Ｗ相１０１ｂ
−Ｏ相１０１ｃ間の電圧と第２の電流検出手段１１１ｂの電流の位相差の変動をΔφ４とする。
【００５１】
電流検出手段１１１の取付状態の判定は、第１の電流検出手段１１１ａから行う。先に取得したΔφ１、Δφ３が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ１、Δφ３ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ３のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ１のみ所定値範囲外の場合は、Ｕ相１０１ａに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報を記憶する。ただし、第１のノイズフィルタ１１４ａは容量性のため電圧に対して電流を進める、つまり、第１の電流検出手段１１１ａが正しい方向に取付けれていれば位相差の変動方向はプラスであることから、位相差の変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第１の電流検出手段１１１ａの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００５２】
次に第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定を行う。先に取得したΔφ２、Δφ４が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ２、Δφ４ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ２のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ４のみ所定値範囲外の場合は、Ｗ相１０１ｂに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報を記憶する。ただし、第２のノイズフィルタ１１４ｂは容量性のため電圧に対して電流を進める、つまり、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい方向に取付けれていれば位相差の変動方向はプラスであることから、位相差の変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第２の電流検出手段１１１ｂの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００５３】
以上のような取付状態の判定後は、本実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００５４】
なお、本実施の形態では、容量性の負荷である第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂを用いたが、誘導性の負荷を用いてもかまわない。ただし、その場合、誘導性の負荷は電圧に対して電流を遅らせる、つまり、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい向きに取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａ、１１５ｂのオン前後における位相差検出手段１１６で検出される位相差の変動方向はマイナスになることから、取付方向の判定が逆となる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態においては、容量性、または誘導性の負荷１１４への無効電力の供給／遮断により電圧と電流の位相差を変動させることで電流消費することなく電流検出手段１１１の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段１１１の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００５６】
また、本実施の形態においては、インバータ１０６の出力側に設置されるノイズフィルタ１１４を共用することで機器の簡素化、低コスト化を実現することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
以下に、本発明の実施の形態３における分散型発電装置について、図面を用いて説明す
る。
【００５８】
図４は、本発明の第３の実施の形態における分散型発電装置のブロック図である。
【００５９】
ここで、図２とは位相差検出手段１１６の代わりに、無効電力を検出する無効電力検出手段１１７を備えることが異なる。なお、図４において図２と同様の構成要素については同じ符号を付け、説明を省略する。
【００６０】
以下に、本実施の形態の分散型発電装置の動作・作用について、図４を用いて説明する。
【００６１】
まず、無効電力検出手段１１７の無効電力の検出方法について説明する。無効電力検出手段１１７には、電圧検出手段１１０が検出する電圧値と、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂが検出する電流値が入力される。無効電力検出手段１１７は、電圧と電流の瞬時値の積の平均値より有効電力を算出し、電圧と電流それぞれの実効値を算出し、実効値同士をかけて皮相電力を算出する。そして、皮相電力の２乗から有効電力の２乗を引いた値の平方根より無効電力を算出する。ここで、無効電力の検出は、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｂごとに行う。つまり、電圧検出手段１１０が検出するＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧値と第１の電流検出手段１１１ａが検出する電流値によりＵ相１０１ａにおける無効電力を検出する。また、電圧検出手段１１０が検出するＷ相１０１ｂ−Ｏ１０１ｃ間の電圧値と第２の電流検出手段１１１ｂが検出する電流値によりＷ相１０１ｂにおける無効電力を検出する。
【００６２】
次に、電流検出手段１１１の取付状態の検査方法について説明する。ただし、検査の開始までは本実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００６３】
まずはじめに、第３の開閉手段１１５ａをオン・オフし、次に第４の開閉手段１１５ｂをオン・オフする。このとき、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合は、Ｕ相１０１ａと第１のノイズフィルタ１１４ａとＯ相１０１ｃに電流が流れる、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合は、Ｗ相１０１ｂと第２のノイズフィルタ１１４ｂとＯ相１０１ｃに電流が流れる。つまり、第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂは容量性であるため電流が流れた際に商用電源１０１から無効電力が供給されることから、Ｕ相１０１ａに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合のみ無効電力の変動が見られる。また、Ｗ相１０１ｂに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合のみ無効電力の変動が見られる。また、Ｏ相１０１ｃに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、両方において無効電力の変動が見られる。また、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていなければ、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、いずれにおいても無効電力の変動が見られない。同様に、電流検出手段１１１が故障、電線との結線不具合、電線が断線している場合は、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、いずれにおいても無効電力の変動が見られない。ここで、第３の開閉手段１１５ａをオンすることで第１のノイズフィルタ１１４ａに、第４の開閉手段１１５ｂをオンすることで第２のノイズフィルタ１１４ｂに電流を流すが、第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂはコンデンサであることから無効電力は消費されるが有効電力は消費されないないため、周辺部が加熱されることがない。このことから、周辺部を加熱することなく、第３の開閉手段１１５ａ、第４の開閉手段１１５ｂをオン・オフする際に、オン前後の無効電力検出手段１１７の無効電力の変動を取得し、取付状態を判定する。ここで、本実施の形態では、第３の開閉手段１１５ａのオン前後のＵ相１０１ａの無効電力の変動をΔＱ１、Ｗ相１０
１ｂの無効電力の変動をΔＱ２とする。また、第４の開閉手段１１５ｂのオン前後のＵ相１０１ａの無効電力の変動をΔＱ３、Ｗ相１０１ｂの無効電力の変動をΔＱ４とする。
【００６４】
電流検出手段１１１の取付状態の判定は、第１の電流検出手段１１１ａから行う。先に取得したΔＱ１、ΔＱ３が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ１、ΔＱ３ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ３のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｃに取付けられていると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ１のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報を記憶する。ただし、第１のノイズフィルタ１１４ａは容量性のため電圧に対して電流を進めることから、つまり、第１の電流検出手段１１１ａが正しい方向に取付けれていれば無効電力の変動方向はプラスであることから、無効電力の変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第１の電流検出手段１１１ａの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００６５】
次に第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定を行う。先に取得したΔＱ２、ΔＱ４が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ２、ΔＱ４ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ２のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに取付けられていると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ４のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｂに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報を記憶する。ただし、第２のノイズフィルタ１１４ｂは容量性のため電圧に対して電流を進めることから、つまり、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい方向に取付けれていれば無効電力の変動方向はプラスであることから、無効電力の変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、制御手段１０９は第２の電流検出手段１１１ｂの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００６６】
以上のような取付状態の判定後は、本実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００６７】
なお、本実施の形態では、容量性の負荷である第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂを用いたが、誘導性の負荷を用いてもかまわない。ただし、その場合、誘導性の負荷は電圧に対して電流を遅らせる、つまり、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい向きに取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａ、１１５ｂのオン前後における無効電力検出手段１１７で検出される無効電力の変動方向はマイナスになることから、取付方向の判定が逆となる。
【００６８】
以上のように、本実施の形態においては、容量性、または誘導性の負荷１１４への無効電力の供給／遮断により無効電力を変動させることで電流消費することなく電流検出手段１１１の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段１１１の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる分散型発電装置は、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる
ため、燃料電池発電装置、太陽光発電装置、風力発電装置、太陽熱発電装置などの分散型発電装置等の用途にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０１ 商用電源
１０２ 分散型発電装置
１０５ 発電機
１０６ インバータ
１０７ａ 第１の負荷
１０７ｂ 第２の負荷
１０８ａ 第１の開閉手段
１０８ｂ 第２の開閉手段
１０９ 制御手段
１１０ 電圧検出手段
１１１ａ 第１の電流検出手段
１１１ｂ 第２の電流検出手段
１１４ａ 第１のノイズフィルタ
１１４ｂ 第２のノイズフィルタ
１１５ａ 第３の開閉手段
１１６ 位相差検出手段
１１７ 無効電力検出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源と連系して、商用電源、および交流負荷へ交流電力を供給する分散型発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の分散型発電装置は、例えば図５に示す構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下に、特許文献１に示されている分散型発電装置について説明する。
【０００４】
図５は、従来の分散型発電装置のブロック図である。
【０００５】
図５に示すように、分散型発電装置１０は、継電器９５を介して単相３線式の交流電力である商用電源９８と接続され、燃料電池１１、補機類１２、インバータ１３、制御手段１４、電力検出手段１５、第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２、電圧検出手段２３を備える。ここで、燃料電池１１は、水素に富む改質ガスと酸素を含有する酸化剤ガスとを導入し、改質ガス中の水素と酸化剤ガス中の酸素との電気化学的反応により発電して水及び熱を発生する。補機類１２は、燃料電池１１を駆動させるものであり、原料燃料が改質した改質ガスを生成する改質器１２Ａと、酸化剤ガスを燃料電池１１に供給するブロワ１２Ｂと、燃料電池１１の冷却部と燃料電池１１から奪った熱を蓄える貯湯槽との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプ１２Ｃ と、貯湯槽内の温水を給湯負荷（不図示）に向けて送水する給湯ポンプ１２Ｄと、給湯負荷（不図示）へ送水する温水を補足的に加熱するヒータ１２Ｅである。補機類１２のうち、ヒータ１２Ｅの直近上流のＵ相線９６Ｕには、第１のスイッチとしてのスイッチ２５が配設されている。また、ヒータ１２Ｅの直近上流のＷ相線９６Ｗには、第２のスイッチとしてのスイッチ２６が配設されている。スイッチ２５、２６は制御手段１４と電気的に接続されており、制御手段１４によって電気回路の開閉が制御されるように構成されている。インバータ１３は、燃料電池１１と電気的に接続されており、燃料電池１１が発電する直流電力を交流電力に変換する。制御手段１４は、電力検出手段１５で算出された電力値に基づいて、燃料電池１１、補機類１２、インバータ１３の発停や出力調整等の制御を行う。電力検出手段１５は、第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２で検出した電流値及び電圧検出手段２３で検出した電圧値に基づいて電力値を算出する。第１の電流検出手段２１は、Ｕ相線９６Ｕに流れる電流を計測するものであり、分散型発電装置１０及び電力負荷９９と継電器９５との間のＵ相線９６Ｕに配設され、電線を介して電力検出手段１５のＵ相ポート１５Ｕａ、１５Ｕｂに接続される。第２の電流検出手段２２は、Ｗ相線９６Ｗに流れる電流を計測するものであり、分散型発電装置１０及び電力負荷９９と継電器９５との間のＷ相線９６Ｗに配設され、電線を介して電力検出手段１５のＷ相ポート１５Ｗａ、１５Ｗｂに接続されている。電圧検出手段２３は、Ｕ相線９６ＵとＯ相線９６Ｏとの間のＵ−Ｏ電圧、及びＷ相線９６ＷとＯ相線９６Ｏとの間のＷ−Ｏ電圧を検出するものであり、１次側、２次側共に３本ずつの電線を有し、１次側の３本の電線は、分散型発電装置１０及び電力負荷９９と継電器９５との間で、Ｕ相線９６Ｕ、Ｗ相線９６Ｗ、Ｏ相線９６Ｏにそれぞれ接続され、２次側の３本の電線は電力検出手段１５に接続され、１次側のＵ相線９６Ｕに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート１５Ｖｕに、Ｗ相線９６Ｗに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート１５Ｖｗに、Ｏ相線９６Ｏに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート１５Ｖｏにそれぞれ接続されている。
【０００６】
以上のように構成された分散型発電装置１０は、電力検出手段１５で算出される電力値
が所定範囲内になるように、制御手段１４によって燃料電池１１の出力を制御する。
【０００７】
電力検出手段１５で算出される電力値は、第１の電流検出手段２１で検出した電流と電圧検出手段２３で検出したＵ−Ｏ電圧との積と、第２の電流検出手段２２で検出した電流と電圧検出手段２３で検出したＷ−Ｏ電圧との積との和で求められる。第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２には方向性があるため、取付方向及び取付位置と電力検出手段１５に接続する各ポートとが対応していないと電力検出手段１５は正しい電力値を検出することができない。通常、第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２を取付ける際には取付方向や取付位置を確認して作業を行うが、作業者の経験の多寡によっては取付方向及び／ 又は取付位置を誤って、装置を施工してしまう場合もある。そのため、装置を施工した際には、第１の電流検出手段２１ 、第２の電流検出手段２２の取付方向及び取付位置を検査する。
【０００８】
次に検査工程を説明する。まず、スイッチ２５をオン・オフし、Ｕ相線９６Ｕからヒータ１２Ｅｕを介してＯ相線９６Ｏへ流れるヒータ１２Ｅｕの負荷に応じた電流を変動させる。次に、スイッチ２６をオン・オフし、Ｗ相線９６Ｗからヒータ１２Ｅｗを介してＯ相線９６Ｏへ流れるヒータ１２Ｅｗの負荷に応じた電流を変動させる。
【０００９】
スイッチ２５のオン・オフに同調して第１の電流検出手段２１の検出電流が変動し、スイッチ２６のオン・オフに同調して第２の電流検出手段２２の検出電流が変動するときには、第１の電流検出手段２１、第２の電流検出手段２２と電力検出手段１５の取付方向や取付位置が正しいと判断する。一方、スイッチ２５のオン・オフに同調して第２の電流検出手段２２の検出電流が変動し、スイッチ２６のオン・オフに同調して第１の電流検出手段２１の検出電流が変動するときには、第１の電流検出手段２１が電力検出手段１５のＷ相ポート１５Ｗａ、Ｗｂに接続され、第２の電流検出手段２２が電力検出手段１５のＵ相ポート１５Ｕａ、Ｕｂに接続されている、または、第１の電流検出手段２１がＷ相線９６Ｗに、第２の電流検出手段２２がＵ相線９６Ｕに取り付けられていると判断し、電力検出手段１５はＵ相ポートに入力する値を第２の電流検出手段２２が検出する電流値、Ｗ相ポートに入力する電流値が第１の電流検出手段２１が検出する電流値とし、電力の演算する際に補正を行う。
【００１０】
また、スイッチ２５をオン・オフに同調して第１の電流検出手段２１および第２の電流検出手段２２の検出電流が変動したとき、２つの電流検出手段２１、２２がＵ相線９６Ｕに取付、又はＯ相線９６Ｏに取付、あるいはＵ相線９６Ｕ及びＯ相線９６Ｏに１つずつ取付られていることとなり、電力の演算補正で対応することはできないので取付のやり直しが必要と判断し、作業者へ取付のやり直しを促すように警報を発報する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１７８３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記従来の構成では、電流検出手段の取付方向、取付位置、電線との結線不具合、故障など、電流検出手段の取付状態を確認するためにヒータを用いるため、確認するたびにヒータの周辺部が過熱される。分散型発電装置の施工においては、装置を設置する設置業者と電気配線を行う電気工事者が異なることがあり、装置を設置後、水配管や貯湯槽に通水する前に電流検出手段などの電気配線の取付状態の確認を行うことがある。その様な状況において、電流検出手段の取付位置の間違いや電線との結線不具合など発生した場合、取付位置の修正、結線の修正などを行った後、再度、電流検出手段の取付状
態の確認作業を行う。したがって、取付状態が正常であることが確認できるまで取付状態の確認作業が繰り返し行われるため、ヒータの周辺部分が過剰に加熱され、機器がダメージを受けるという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる分散型発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の分散型発電装置は、発電機が生成した直流電力を交流電力に変換するとともに商用電源と連系する分散型発電装置であって、前記商用電源と前記分散型発電装置との間の電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記商用電源から電力が供給される負荷と、前記負荷への電力の供給及び遮断を行う開閉手段と、前記開閉手段を制御して前記電流検出手段が検出する電流の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する制御手段とを有し、前記負荷は、容量性若しくは誘導性の負荷であることを特徴とするものである。
【００１５】
これによって、前記従来の課題を解決するもので、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の分散型発電装置は、前記従来の課題を解決するもので、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における分散型発電装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２における分散型発電装置のブロック図
【図３】同実施の形態における電圧と電流の位相差の関係図
【図４】本発明の実施の形態３における分散型発電装置のブロック図
【図５】従来の分散型発電装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、発電機が生成した直流電力を交流電力に変換するとともに商用電源と連系する分散型発電装置であって、前記商用電源と前記分散型発電装置との間の電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記商用電源から電力が供給される負荷と、前記負荷への電力の供給及び遮断を行う開閉手段と、前記開閉手段を制御して前記電流検出手段が検出する電流の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する制御手段とを有し、前記負荷は、容量性若しくは誘導性の負荷であることを特徴とし、これにより、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００１９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記電線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段と前記電流検出手段の位相差を検出する位相差検出手段とを有し、前記制御手段は、開閉手段を開閉し、前記位相差検出手段が検出する位相差に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断するものである。これにより、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電圧と電流の位相差を変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００２０】
第３の発明は、特に、第１の発明において、前記電線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検出する電圧と前記電流検出手段が検出する電流とから無効電力を検出する無効電力検出手段とを有し、前記制御手段は、前記開閉手段を開閉して前記無効電力検出手段が検出する無効電力の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断するものである。これにより、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により無効電力を変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００２１】
第４の発明は、特に、第１から第３のいずれかの発明において、前記発電機が生成する直流電力を交流電力に変換して前記商用電源と連系するインバータを有し、前記負荷は、前記インバータの出力側に設置されるノイズフィルタであることを特徴とし、これにより、予め備えられた容量性、誘導性の部品を共用することで機器の簡素化、低コスト化を実現することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるのもではない。
【００２３】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１における分散型発電装置について、詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態１における分散型発電装置のブロック図である。
【００２５】
図１には、商用電源１０１と、分散型発電装置１０２と、交流負荷１０４を図示している。ここで、商用電源１０１は、第１の電線１０１ａ、第２の電線１０１ｂ、第３の電線１０１ｃから成る単相三線式の交流電源であり、連系点１０３で商用電源１０１と分散型発電装置１０２は連系する。交流負荷１０４は、一般家庭で使用されるテレビ、エアコン等などで、商用電源１０１または分散型発電装置１０２から供給される交流電力を消費する機器である。なお、以下では、第１の電線１０１ａをＵ相、第２の電線１０１ｂをＷ相、第３の電線１０１ｃを中性線であるＯ相と記して説明する。
【００２６】
そして、分散型発電装置１０２は、発電機１０５と、インバータ１０６と、負荷１０７と、開閉手段１０８と、制御手段１０９と、電圧検出手段１１０と、電流検出手段１１１と、操作手段１１２と、表示手段１１３とから少なくとも構成される。
【００２７】
ここで、発電機１０５は、燃料電池などで直流電力を生成する。インバータ１０６は、発電機１０５が生成する直流を交流負荷１０４で消費可能な交流へ変換する。負荷１０７は、開閉手段１０８を介してインバータ１０６の出力側に接続されるコンデンサなど容量性をもつ負荷である。なお、以下ではＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間に接続された負荷を第１の負荷１０７ａ、Ｗ相１０１ｂ−Ｏ相１０１ｃ間に接続された負荷を第２の負荷１０
７ｂとする。開閉手段１０８は、オン・オフにより商用電源１０１から負荷１０７への電力の供給／遮断を行う。なお、以下では、Ｕ相１０１ａに設置される開閉手段を第１の開閉手段１０８ａ、Ｗ相１０１ｂに設置される開閉手段を第２の開閉手段１０８ｂとする。制御手段１０９は、図１に記載しない内蔵の不揮発性メモリを含む構成であり、電圧検出手段１１０で検出される電圧値と電流検出手段１１１で検出される電流値の積より算出される電力値をもとに発電機１０５、インバータ１０６を制御すると共に、開閉手段１０８を制御することで、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付方向、取付位置、故障などの判定を行う。電圧検出手段１１０は、商用電源１０１のＵ相１０１ａ―Ｏ相１０１ｃ間、Ｗ相１０１ｂ―Ｏ相１０１ｃ間の電圧を検出する。電流検出手段１１１は、商用電源１０１と分散型発電装置１０２の連系点１０３に取付けられ、電線に流れる電流の大きさおよび正負の方向を検出する。なお、以下では、Ｕ相１０１ａの連系点１０３に取付けられる電流検出手段を第１の電流検出手段１１１ａ、Ｗ相１０１ｂの連系点１０３に取付けられる電流検出手段１１１を第２の電流検出手段１１１ｂとする。操作手段１１２は、タクトスイッチやメンブレンスイッチなどで、装置の施工・メンテナンスを行う作業者が所定の操作を行なう手段である。表示手段１１３はＬＣＤや７セグメントなどで、異常表示、動作情報などの表示を行う手段である。
【００２８】
以上のように構成された分散型発電装置の動作および作用について、図１を用いて説明する。
【００２９】
分散型発電装置１０２の施工・メンテナンス時に、第１の電流検出手段１１１ａをＵ相１０１ａの連系点１０３、第２の電流検出手段１１１ｂをＷ相１０１ｂの連系点１０３に取付け、制御手段１０９に出力信号線を接続する。このあと、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付方向、取付位置、電線との結線などが正しく行われたか否か、また故障、電線が断線していない否かを確認するため、操作手段１１２により所定の操作を行うことで取付状態の検査を行う。
【００３０】
次に、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の検査方法について説明する。
【００３１】
検査は、制御手段１０９が操作手段１１２より操作信号を受けると、取付状態の検査を開始する。
【００３２】
まずはじめに、第１の開閉手段１０８ａをオン・オフし、次に第２の開閉手段１０８ｂをオン・オフする。このとき、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合は、Ｕ相１０１ａと第１の負荷１０７ａとＯ相１０１ｃに電流が流れる、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合は、Ｗ相１０１ｂと第２の負荷１０７ｂとＯ相１０１ｃに電流が流れる。つまり、Ｕ相１０１ａに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合のみ検出電流の変動が見られる。また、Ｗ相１０１ｂに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合のみ検出電流の変動が見られる。また、Ｏ相１０１ｃに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合、両方において検出電流の変動が見られる。また、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていなければ、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合、いずれにおいても検出電流の変動が見られない。同様に、電流検出手段１１１が故障、電線との結線不具合、電線が断線している場合は、第１の開閉手段１０８ａをオンした場合、第２の開閉手段１０８ｂをオンした場合、いずれにおいても検出電流の変動が見られない。ここで、第１の開閉手段１０８ａをオンすることで第１の負荷１０７ａに、第２の開閉手段１０８ｂをオンすることで第２の負荷１０７ｂに電流を流すが、第１の１０７ａ、第２の負荷１０７ｂは容量性であることから無効電力は消費されるが有
効電力は消費されないないため、周辺部が加熱されることがない。このことから、周辺部を加熱することなく、第１の開閉手段１０８ａ、第２の開閉手段１０８ｂをオン・オフする際に、オン前後の第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの電流変動を取得し、取付状態を判定する。ここで、本実施の形態では、第１の開閉手段１０８ａのオン前後の第１の電流検出手段１１１ａの電流変動をΔＩ１、第２の電流検出手段１１１ｂの電流変動をΔＩ２とする。また、第２の開閉手段１０８ｂのオン前後の第１の電流検出手段１１１ａの電流変動をΔＩ３、第２の電流検出手段１１１ｂの電流変動をΔＩ４とする。
【００３３】
電流検出手段１１１の取付状態の判定は、第１の電流検出手段１１１ａから行う。先に取得したΔＩ１、ΔＩ３が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ１、ΔＩ３ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ３のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｃに取付けられていると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ１のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報をする。ただし、第１の電流検出手段１１１ａが正しい方向に取付けれていれば電流の変動方向はプラスであることから、変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第１の電流検出手段１１１ａの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００３４】
次に第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定を行う。先に取得したΔＩ２、ΔＩ４が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ２、ΔＩ４ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ２のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに取付けられていると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＩ４のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｂに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報をする。ただし、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい方向に取付けれていれば電流の変動方向はプラスであることから、変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第２の電流検出手段１１１ｂの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００３５】
以上のような取付状態の判定後は、内蔵の不揮発性メモリに異常情報が記憶されていなければ表示手段１１３に正常と表示、異常情報が記憶されていればその情報を表示手段１１３に表示することで、作業者へ取付状態の正常・異常を知らせる。
【００３６】
作業者は、取付状態の確認操作後、表示手段１１３への結果表示により取付状態の検査が終了したこと判断する。このとき、表示手段１１３に表示された結果が異常情報である場合、その内容により取付け状態の修正作業を行う。そして、修正作業完了時には、再度、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の確認操作を行い、正常な取付け状態が確認できるまで上記作業を繰り返す。
【００３７】
なお、本実施の形態では、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定に容量性の負荷１０７を用いたが、誘導性の負荷を用いてもかまわない。
【００３８】
また、本実施の形態では、作業者の操作により取付状態の確認を行ったが、施工・メンテナンス後、定期的に、例えば、電源投入時や、発電前後、発電中に第１の電流検出手段
１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定を行い、取付状態に異常があった場合には表示手段１１３を用いてユーザーに警告を行ってもかまわない。これにより、施工・メンテナンス後にも第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂの故障、配線の断線、取付位置の移動などによる取付方向、取付位置の間違えを検出することができる。
【００３９】
また、本実施の形態では、第１の電流検出手段１１１ａがＷ相１０１ｂに、第２の電流検出手段１１１ｂがＵ相１０１ａに取付けられていると判定した場合、表示手段１１２により異常表示したが、表示手段１１２による異常表示をせず、制御手段１０９において、電力演算する際に電圧と電流を積する相を逆にする補正をおこなってもかまわない。これにより、作業者による修正作業の負担を軽減することができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、分散型発電装置１０２内部の負荷１０７を用いたが、施工・メンテナンス時に、負荷１０７と開閉手段１０８で構成される機器を分散型発電装置１０２に接続し、制御手段１０９の指令をもとに開閉手段１０８をオン・オフさせても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、開閉手段１０８のオン前後の電流変動により電流検出手段１１１の取付状態の判定を行ったが、開閉手段１０８のオフ前後の電流変動により電流検出手段１１１の取付状態の判定を行っても同様の効果を得ることができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては、容量性、または誘導性の負荷１０７への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段１１１の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段１１１の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００４３】
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２における分散型発電装置について、図面を用いて説明する。
【００４４】
図２は、本発明の第２の実施の形態における分散型発電装置のブロック図である。また、図３は、同実施の形態における電圧と電流の位相差の関係図である。
【００４５】
図２は、図１とは、負荷１０７の代わりにノイズフィルタ１１４、開閉手段１０８の代わりに開閉手段１１５、新たに位相差検出手段１１６を備えていることが異なる。ここで、ノイズフィルタ１１４は、インバータ１０６の出力側に接続されたコンデンサなど容量性をもつものであり、インバータ１０６がスイッチング動作に伴って生じる高周波ノイズを除去する。なお、以下ではＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間に接続されるものを第１のノイズフィルタ１１４ａ、Ｗ相１０１ｂ−Ｏ相１０１ｃ間に接続されるものを第２のノイズフィルタ１１４ｂとする。開閉手段１１５は、図２に記載しないインバータ１０６と商用電源１０１とを連系／解列させる遮断器とは異なるものであり、ノイズフィルタ１１４より商用電源１０１側に設置され、オン・オフによりノイズフィルタ１１４と商用電源１０１とを接続する。なお、以下では、Ｕ相１０１ａに設置される開閉手段１１５を第３の開閉手段１１５ａ、Ｗ相１０１ｂに設置される開閉手段１１５を第４の開閉手段１１５ｂとする。位相差検出手段１１６は、電圧と電流の位相差を検出する。なお、図２において図１と同様の構成要素については同じ符号を付け、説明を省略する。
【００４６】
以下に、本実施の形態の分散型発電装置の動作・作用について、図２、３を用いて説明する。
【００４７】
まず、位相差検出手段１１６の位相差の検出方法について説明する。位相差検出手段１１６には、電圧検出手段１１０が検出する電圧値と、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂが検出する電流値が入力される。位相差検出手段１１６は、電圧値がマイナスからプラスへ変化する位置を基準とし、電流値が同様にマイナスからプラスへ変化する位置との差を検出することで位相差を検出する。ここで、位相差の検出は、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｂごとに行う。つまり、電圧検出手段１１０が検出するＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧値と第１の電流検出手段１１１ａが検出する電流値によりＵ相１０１ａにおける電圧と電流の位相差を検出する。また、電圧検出手段１１０が検出するＷ相１０１ｂ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧値と第２の電流検出手段１１１ｂが検出する電流値によりＷ相１０１ｂにおける電圧と電流の位相差を検出する。
【００４８】
例えば、図３を用いて電圧検出手段１１０が検出するＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧値Ｖｕ１と第１の電流検出手段１１１ａが検出する電流値Ｉｕ１より位相差を検出する方法について説明すると、電圧値Ｖｕ１がマイナスからプラスへ変化する時間Ｔ１と電流Ｉｕ１がマイナスからプラス変化する時間Ｔ２を計測し、Ｔ２とＴ１の差を予め算出する電圧値の周期（本実施の形態では、電圧値がマイナスからプラスへ変化する間隔）で除算、３６０を乗算することで位相差を算出する。ここで、電圧、および電流がマイナスからプラスへ変化する時間の計測を逆に行っても同様の効果が得られる。
【００４９】
次に、電流検出手段１１１の取付状態の検査方法について説明する。ただし、検査の開始までは本実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
まずはじめに、第３の開閉手段１１５ａをオン・オフし、次に第４の開閉手段１１５ｂをオン・オフする。このとき、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合は、Ｕ相１０１ａと第１のノイズフィルタ１１４ａとＯ相１０１ｃに電流が流れる、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合は、Ｗ相１０１ｂと第２のノイズフィルタ１１４ｂとＯ相１０１ｃに電流が流れる。つまり、第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂは容量性のため電圧に対して電流を進めることから、Ｕ相１０１ａに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合のみ位相差の変動が見られる。また、Ｗ相１０１ｂに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合のみ位相差の変動が見られる。また、Ｏ相１０１ｃに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、両方において位相差の変動が見られる。また、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていなければ、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、いずれにおいても位相差の変動が見られない。同様に、電流検出手段１１１が故障、電線との結線不具合、電線が断線している場合は、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、いずれにおいても位相差の変動が見られない。ここで、第３の開閉手段１１５ａをオンすることで第１のノイズフィルタ１１４ａに、第４の開閉手段１１５ｂをオンすることで第２のノイズフィルタ１１４ｂに電流を流すが、第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂはコンデンサであることから無効電力は消費されるが有効電力は消費されないないため、周辺部が加熱されることがない。このことから、周辺部を加熱することなく、第３の開閉手段１１５ａ、第４の開閉手段１１５ｂをオン・オフする際に、オン前後の位相差検出手段１１６の位相差の変動を取得し、取付状態を判定する。ここで、本実施の形態では、第３の開閉手段１１５ａのオン前後のＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧と第１の電流検出手段１１１ａの電流の位相差の変動をΔφ１、Ｗ相１０１ｂ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧と第２の電流検出手段１１１ｂの電流の位相差の変動をΔφ２とする。また、第４の開閉手段１１５ｂのオン前後のＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧と第１の電流検出手段１１１ａの電流の位相差の変動をΔφ３、Ｗ相１０１ｂ
−Ｏ相１０１ｃ間の電圧と第２の電流検出手段１１１ｂの電流の位相差の変動をΔφ４とする。
【００５１】
電流検出手段１１１の取付状態の判定は、第１の電流検出手段１１１ａから行う。先に取得したΔφ１、Δφ３が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ１、Δφ３ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ３のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ１のみ所定値範囲外の場合は、Ｕ相１０１ａに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報を記憶する。ただし、第１のノイズフィルタ１１４ａは容量性のため電圧に対して電流を進める、つまり、第１の電流検出手段１１１ａが正しい方向に取付けれていれば位相差の変動方向はプラスであることから、位相差の変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第１の電流検出手段１１１ａの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００５２】
次に第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定を行う。先に取得したΔφ２、Δφ４が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ２、Δφ４ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ２のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、Δφ４のみ所定値範囲外の場合は、Ｗ相１０１ｂに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報を記憶する。ただし、第２のノイズフィルタ１１４ｂは容量性のため電圧に対して電流を進める、つまり、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい方向に取付けれていれば位相差の変動方向はプラスであることから、位相差の変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第２の電流検出手段１１１ｂの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００５３】
以上のような取付状態の判定後は、本実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００５４】
なお、本実施の形態では、容量性の負荷である第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂを用いたが、誘導性の負荷を用いてもかまわない。ただし、その場合、誘導性の負荷は電圧に対して電流を遅らせる、つまり、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい向きに取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａ、１１５ｂのオン前後における位相差検出手段１１６で検出される位相差の変動方向はマイナスになることから、取付方向の判定が逆となる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態においては、容量性、または誘導性の負荷１１４への無効電力の供給／遮断により電圧と電流の位相差を変動させることで電流消費することなく電流検出手段１１１の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段１１１の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【００５６】
また、本実施の形態においては、インバータ１０６の出力側に設置されるノイズフィルタ１１４を共用することで機器の簡素化、低コスト化を実現することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
以下に、本発明の実施の形態３における分散型発電装置について、図面を用いて説明す
る。
【００５８】
図４は、本発明の第３の実施の形態における分散型発電装置のブロック図である。
【００５９】
ここで、図２とは位相差検出手段１１６の代わりに、無効電力を検出する無効電力検出手段１１７を備えることが異なる。なお、図４において図２と同様の構成要素については同じ符号を付け、説明を省略する。
【００６０】
以下に、本実施の形態の分散型発電装置の動作・作用について、図４を用いて説明する。
【００６１】
まず、無効電力検出手段１１７の無効電力の検出方法について説明する。無効電力検出手段１１７には、電圧検出手段１１０が検出する電圧値と、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂが検出する電流値が入力される。無効電力検出手段１１７は、電圧と電流の瞬時値の積の平均値より有効電力を算出し、電圧と電流それぞれの実効値を算出し、実効値同士をかけて皮相電力を算出する。そして、皮相電力の２乗から有効電力の２乗を引いた値の平方根より無効電力を算出する。ここで、無効電力の検出は、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｂごとに行う。つまり、電圧検出手段１１０が検出するＵ相１０１ａ−Ｏ相１０１ｃ間の電圧値と第１の電流検出手段１１１ａが検出する電流値によりＵ相１０１ａにおける無効電力を検出する。また、電圧検出手段１１０が検出するＷ相１０１ｂ−Ｏ１０１ｃ間の電圧値と第２の電流検出手段１１１ｂが検出する電流値によりＷ相１０１ｂにおける無効電力を検出する。
【００６２】
次に、電流検出手段１１１の取付状態の検査方法について説明する。ただし、検査の開始までは本実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００６３】
まずはじめに、第３の開閉手段１１５ａをオン・オフし、次に第４の開閉手段１１５ｂをオン・オフする。このとき、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合は、Ｕ相１０１ａと第１のノイズフィルタ１１４ａとＯ相１０１ｃに電流が流れる、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合は、Ｗ相１０１ｂと第２のノイズフィルタ１１４ｂとＯ相１０１ｃに電流が流れる。つまり、第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂは容量性であるため電流が流れた際に商用電源１０１から無効電力が供給されることから、Ｕ相１０１ａに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合のみ無効電力の変動が見られる。また、Ｗ相１０１ｂに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合のみ無効電力の変動が見られる。また、Ｏ相１０１ｃに電流検出手段１１１が取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、両方において無効電力の変動が見られる。また、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていなければ、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、いずれにおいても無効電力の変動が見られない。同様に、電流検出手段１１１が故障、電線との結線不具合、電線が断線している場合は、第３の開閉手段１１５ａをオンした場合、第４の開閉手段１１５ｂをオンした場合、いずれにおいても無効電力の変動が見られない。ここで、第３の開閉手段１１５ａをオンすることで第１のノイズフィルタ１１４ａに、第４の開閉手段１１５ｂをオンすることで第２のノイズフィルタ１１４ｂに電流を流すが、第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂはコンデンサであることから無効電力は消費されるが有効電力は消費されないないため、周辺部が加熱されることがない。このことから、周辺部を加熱することなく、第３の開閉手段１１５ａ、第４の開閉手段１１５ｂをオン・オフする際に、オン前後の無効電力検出手段１１７の無効電力の変動を取得し、取付状態を判定する。ここで、本実施の形態では、第３の開閉手段１１５ａのオン前後のＵ相１０１ａの無効電力の変動をΔＱ１、Ｗ相１０
１ｂの無効電力の変動をΔＱ２とする。また、第４の開閉手段１１５ｂのオン前後のＵ相１０１ａの無効電力の変動をΔＱ３、Ｗ相１０１ｂの無効電力の変動をΔＱ４とする。
【００６４】
電流検出手段１１１の取付状態の判定は、第１の電流検出手段１１１ａから行う。先に取得したΔＱ１、ΔＱ３が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ１、ΔＱ３ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ３のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｃに取付けられていると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ１のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報を記憶する。ただし、第１のノイズフィルタ１１４ａは容量性のため電圧に対して電流を進めることから、つまり、第１の電流検出手段１１１ａが正しい方向に取付けれていれば無効電力の変動方向はプラスであることから、無効電力の変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、以後、制御手段１０９は第１の電流検出手段１１１ａの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００６５】
次に第２の電流検出手段１１１ｂの取付状態の判定を行う。先に取得したΔＱ２、ΔＱ４が所定値範囲外の場合、Ｏ相１０１ｃに取付けられていると判定し、内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ２、ΔＱ４ともに所定値範囲内の場合、Ｕ相１０１ａ、Ｗ相１０１ｃ、Ｏ相１０１ｃいずれにも取付けられていない、または、故障、電線との結線不具合、電線が断線していると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ２のみ所定値範囲外の場合、Ｕ相１０１ａに取付けられていると判定し、同様に内蔵のメモリに異常情報を記憶する。また、ΔＱ４のみ所定値範囲外の場合、Ｗ相１０１ｂに正しく取付けられていると判定し、内蔵のメモリに正常情報を記憶する。ただし、第２のノイズフィルタ１１４ｂは容量性のため電圧に対して電流を進めることから、つまり、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい方向に取付けれていれば無効電力の変動方向はプラスであることから、無効電力の変動方向がマイナスの場合は取付方向が逆と判定し、制御手段１０９は第２の電流検出手段１１１ｂの電流値の符号を反転し、電力演算を行う。
【００６６】
以上のような取付状態の判定後は、本実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００６７】
なお、本実施の形態では、容量性の負荷である第１のノイズフィルタ１１４ａ、第２のノイズフィルタ１１４ｂを用いたが、誘導性の負荷を用いてもかまわない。ただし、その場合、誘導性の負荷は電圧に対して電流を遅らせる、つまり、第１の電流検出手段１１１ａ、第２の電流検出手段１１１ｂが正しい向きに取付けられていれば、第３の開閉手段１１５ａ、１１５ｂのオン前後における無効電力検出手段１１７で検出される無効電力の変動方向はマイナスになることから、取付方向の判定が逆となる。
【００６８】
以上のように、本実施の形態においては、容量性、または誘導性の負荷１１４への無効電力の供給／遮断により無効電力を変動させることで電流消費することなく電流検出手段１１１の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段１１１の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる分散型発電装置は、容量性、または誘導性の負荷への無効電力の供給／遮断により電流変動させることで電流消費することなく電流検出手段の取付状態を確認することが可能となるため、装置の施工・メンテナンス時における電流検出手段の取付状態の確認作業において、機器にダメージを与えることなく確認作業ができる
ため、燃料電池発電装置、太陽光発電装置、風力発電装置、太陽熱発電装置などの分散型発電装置等の用途にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０１ 商用電源
１０２ 分散型発電装置
１０５ 発電機
１０６ インバータ
１０７ａ 第１の負荷
１０７ｂ 第２の負荷
１０８ａ 第１の開閉手段
１０８ｂ 第２の開閉手段
１０９ 制御手段
１１０ 電圧検出手段
１１１ａ 第１の電流検出手段
１１１ｂ 第２の電流検出手段
１１４ａ 第１のノイズフィルタ
１１４ｂ 第２のノイズフィルタ
１１５ａ 第３の開閉手段
１１６ 位相差検出手段
１１７ 無効電力検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機が生成した直流電力を交流電力に変換するとともに商用電源と連系する分散型発電装置であって、前記商用電源と前記分散型発電装置との間の電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記商用電源から電力が供給される負荷と、前記負荷への電力の供給及び遮断を行う開閉手段と、前記開閉手段を制御して前記電流検出手段が検出する電流の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する制御手段とを有し、前記負荷は、容量性若しくは誘導性の負荷である分散型発電装置。
【請求項２】
前記電線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段と前記電流検出手段の位相差を検出する位相差検出手段とを有し、前記制御手段は、開閉手段を開閉し、前記位相差検出手段が検出する位相差に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する請求項１に記載の分散型発電装置。
【請求項３】
前記電線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検出する電圧と前記電流検出手段が検出する電流とから無効電力を検出する無効電力検出手段とを有し、前記制御手段は、前記開閉手段を開閉して前記無効電力検出手段が検出する無効電力の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する請求項１に記載の分散型発電装置。
【請求項４】
前記発電機が生成する直流電力を交流電力に変換して前記商用電源と連系するインバータを有し、前記負荷は、前記インバータの出力側に設置されるノイズフィルタである請求項１〜３のいずれか１項に記載の分散型発電装置。
【請求項１】
発電機が生成した直流電力を交流電力に変換するとともに商用電源と連系する分散型発電装置であって、前記商用電源と前記分散型発電装置との間の電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記商用電源から電力が供給される負荷と、前記負荷への電力の供給及び遮断を行う開閉手段と、前記開閉手段を制御して前記電流検出手段が検出する電流の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する制御手段とを有し、前記負荷は、容量性若しくは誘導性の負荷である分散型発電装置。
【請求項２】
前記電線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段と前記電流検出手段の位相差を検出する位相差検出手段とを有し、前記制御手段は、開閉手段を開閉し、前記位相差検出手段が検出する位相差に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する請求項１に記載の分散型発電装置。
【請求項３】
前記電線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段が検出する電圧と前記電流検出手段が検出する電流とから無効電力を検出する無効電力検出手段とを有し、前記制御手段は、前記開閉手段を開閉して前記無効電力検出手段が検出する無効電力の変動に基づいて前記電流検出手段の取付状態を診断する請求項１に記載の分散型発電装置。
【請求項４】
前記発電機が生成する直流電力を交流電力に変換して前記商用電源と連系するインバータを有し、前記負荷は、前記インバータの出力側に設置されるノイズフィルタである請求項１〜３のいずれか１項に記載の分散型発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２２２９２３（Ｐ２０１２−２２２９２３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５１３９（Ｐ２０１１−８５１３９）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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