地絡検出装置、地絡検出方法、太陽光発電システム、及び地絡検出プログラム
【課題】地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮する。
【解決手段】地絡検出装置１では、演算制御部４の各種機能を実行することにより、２つの太陽電池ストリング１０３１，１０３ｎが太陽光発電システム１００から解列され、一の太陽電池ストリング１０３１に対し第１測定部３Ａにより第１電圧値の測定が実施されるのと並列的に、他の太陽電池ストリング１０３ｎに対し第２測定部３Ｂにより第２電圧値の測定が実施される。よって、測定対象の対地静電容量が下げられる。また、かかる測定時に太陽電池ストリングが負荷装置に対して電気的に切り離される。さらに、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３１，１０３ｎについて互いに別の測定が並列的に行われ、第１及び第２電圧値が並列的に測定される。
【解決手段】地絡検出装置１では、演算制御部４の各種機能を実行することにより、２つの太陽電池ストリング１０３１，１０３ｎが太陽光発電システム１００から解列され、一の太陽電池ストリング１０３１に対し第１測定部３Ａにより第１電圧値の測定が実施されるのと並列的に、他の太陽電池ストリング１０３ｎに対し第２測定部３Ｂにより第２電圧値の測定が実施される。よって、測定対象の対地静電容量が下げられる。また、かかる測定時に太陽電池ストリングが負荷装置に対して電気的に切り離される。さらに、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３１，１０３ｎについて互いに別の測定が並列的に行われ、第１及び第２電圧値が並列的に測定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地絡検出装置、地絡検出方法、太陽光発電システム、及び地絡検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を利用して発電を行う太陽光発電システムでは、一般的に、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて太陽電池ストリングが構成され、さらに、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて太陽電池アレイが構成されている。この太陽電池アレイからの出力は、パワーコンディショナ等の負荷装置に供給され、商用電力系統等に供給される。
【０００３】
このような太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ内に絶縁不良があると、例えば人や物が絶縁不良箇所に触れたときや、絶縁不良箇所と金属架台等とが接触したとき、電気回路が外部と意図しない形で接触する地絡が生じる場合がある。この地絡を検出するものとして、従来、例えば特許文献１に記載された地絡検出装置が知られている。特許文献１に記載の地絡検出装置では、接地された太陽電池アレイの電路から大地に流れる電流値が測定され、この電流値が予め設定された電流設定値を超えたとき、太陽電池アレイの地絡が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５８２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記地絡検出装置では、太陽光発電システムが有する対地静電容量の影響で、地絡を誤検出してしまう虞がある。さらに、地絡検出の際、負荷装置に起因して生じるノイズ（例えば、高周波スイッチ動作や、商用周波数（５０〜６０Ｈｚ）等により生じるノイズ）の影響を受け易く、このことからも、地絡を誤検出してしまう虞がある。
【０００６】
また、近年の地絡検出装置においては、例えば太陽光発電システムの普及拡大等に伴い、太陽電池アレイ内の地絡の検出に要する時間を短縮できるものが強く望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮することができる地絡検出装置、地絡検出方法、太陽光発電システム及び地絡検出プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る地絡検出装置は、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ内の地絡を検出する地絡検出装置であって、複数の太陽電池ストリングのうち２つ以上の太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして太陽光発電システムから解列するスイッチング部と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定する第１測定部と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、第１測定部による測定とは別の測定を実施して地絡検出のための第２測定値を測定する第２測定部と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれについて、第１及び第２測定部により測定された第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定部と、第１及び第２測定部の動作を少なくとも制御する制御部と、を備え、制御部は、スイッチング部により解列された２つ以上の太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングに第１測定部を接続し、当該一の太陽電池ストリングの第１測定値を第１測定部により測定させることと並列的に、スイッチング部により解列された２つ以上の太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングに第２測定部を接続し、当該他の太陽電池ストリングの第２測定値を第２測定部により測定させること、を特徴とする。
【０００９】
この本発明の地絡検出装置では、地絡検出のための第１及び第２測定値を測定する一及び他の太陽電池ストリングが太陽光発電システムから解列されている。そのため、測定対象の対地静電容量を下げ、対地静電容量による悪影響が地絡検出に及ぶのを軽減できると共に、かかる測定時に太陽電池ストリングが負荷装置に対して電気的に切り離されることから、当該負荷装置に起因して発生するノイズの悪影響が地絡検出に及ぶのを抑制できる。従って、地絡を確実に検出することが可能となる。
さらに、解列状態における一及び他の太陽電池ストリングについて互いに別の測定が並列的に行われ、これにより、第１及び第２測定値が並列的に測定されることとなる。よって、第１及び第２測定値の測定を効率化でき、ひいては地絡検出を効率化することができる。従って、太陽電池アレイ内の地絡の検出に要する時間を短縮することが可能となる。
【００１０】
ちなみに、ここでの「一の太陽電池ストリング」とは、任意の少なくとも１つの太陽電池ストリングを意味し、「他の太陽電池ストリング」とは、他（残部）の少なくとも１つの太陽電池ストリングを意味している。また、ここでの「並列的」は、例えば並列、略並列、同時並列、同時並列的、同時、略同時、同時的とも称することができ、具体的には、測定を実施している期間と充放電を実施している期間との間に重複する時間が少なくとも存在することを意味している。これらについては、以下においても同様である。
【００１１】
また、スイッチング部は、第１測定部が測定する一の太陽電池ストリング数及び第２測定部が測定する他の太陽電池ストリング数の合計と同数の太陽電池ストリングを太陽光発電システムから解列すること、が好ましい。この場合、必要な太陽電池ストリングのみ解列できるため、太陽電池ストリングの解列の無駄を低減することが可能となる。
【００１２】
また、スイッチング部は、解列された太陽電池ストリングについて、判定部により地絡無しと判定された場合に太陽光発電システムに電気的に接続すると共に、判定部により地絡ありと判定された場合に太陽光発電システムから解列した状態のままにすること、が好ましい。この場合、地絡していない太陽電池ストリングを発電に寄与させることができる。
【００１３】
また、判定部は、第１及び第２測定値に基づいて絶縁抵抗値を算出し、当該絶縁抵抗値が所定値以下又は未満のときに地絡ありと判定すること、が好ましい。この場合、絶縁抵抗値は太陽電池ストリングの対地電位によらないものであることから、地絡の有無の判定を好適に行うことができる。
【００１４】
また、第１測定部は、スイッチング部により解列された一の太陽電池ストリングに接続された際に、当該一の太陽電池ストリングの対地電位を第１電位状態にして第１測定値を測定し、第２測定部は、スイッチング部により解列された他の太陽電池ストリングに接続された際に、当該他の太陽電池ストリングの対地電位を第１電位状態とは異なる第２電位状態にして第２測定値を測定すること、が好ましい。この場合、２種の電位状態（すなわち、第１及び第２電位状態）から地絡を検出する際において、地絡の検出に要する時間を短縮することができる。
【００１５】
また、第１測定部は、一方側が接地電位に接続されると共に他方側が太陽電池ストリングに接続可能な第１電路と、第１電路上に設けられた直流電源と、を少なくとも含み、スイッチング部により解列された一の太陽電池ストリングに第１電路の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを第１電位状態にして、第１電路に流れる電流値に関する測定値を第１測定値として測定し、第２測定部は、一方側が接地電位に接続されると共に他方側が太陽電池ストリングに接続可能な第２電路を少なくとも含み、スイッチング部により解列された他の太陽電池ストリングに第２電路の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを第２電位状態にして、第２電路に流れる電流値に関する測定値を第２測定値として測定すること、が好ましい。
【００１６】
この場合、第１及び第２電路を流れる電流値に関する第１及び第２測定値をそれぞれ監視することで、太陽電池ストリングの地絡を好適に検出することが可能となる。なお、「電流値に関する測定値」は、例えば、電流センサ等を用いて接地電位との間に流れる電流値を直接監視する場合には当該電流値が相当し、電圧計等を用いて第１及び第２電路上の所定箇所の電圧値（或いは所定区間の電圧降下値）を監視する場合には当該電圧値（又は当該電圧降下値）が相当する（以下同様）。また、電圧値を監視する場合、例えば、第１電路上に第１抵抗を設けると共に第２電路上に第２抵抗を設け、第１抵抗に生じる第１電圧降下値を第１測定値として測定し、第２抵抗に生じる第２電圧降下値を第２測定値として測定することも可能である。
【００１７】
また、第１測定部は、一方側が接地電位に接続された第１抵抗を有し、スイッチング部により解列された一の太陽電池ストリングの正極側のみに第１抵抗の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを第１電位状態にして、第１抵抗に流れる電流値に関する測定値を第１測定値として測定し、第２測定部は、一方側が接地電位に接続された第２抵抗を有し、スイッチング部により解列された他の太陽電池ストリングの負極側のみに第２抵抗の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを第２電位状態にして、第２抵抗に流れる電流値に関する測定値を第２測定値として測定すること、が好ましい。この場合、第１及び第２抵抗を流れる電流値に関する第１及び第２測定値をそれぞれ監視することで、太陽電池アレイ内の地絡を好適に検出することが可能となる。
【００１８】
また、第１測定部は、一方側が接地電位に接続され第１周波数の第１交流電圧値を有する第１交流電源を少なくとも含み、スイッチング部により解列された一の太陽電池ストリングに第１交流電源の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを第１電位状態にして、第１交流電源と接地電位との間に流れる電流値のうち第１交流電圧値と同位相の電流値に関する測定値を第１測定値として測定し、第２測定部は、一方側が接地電位に接続され第１周波数とは異なる第２周波数の第２交流電圧値を有する第２交流電源を少なくとも含み、スイッチング部により解列された他の太陽電池ストリングに第２交流電源の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを第２電位状態にして、第２交流電源と接地電位との間に流れる電流値のうち第２交流電圧値と同位相の電流値に関する測定値を第２測定値として測定すること、が好ましい。
【００１９】
この場合、第１交流電源及び接地電位間に流れる電流値のうち第１周波数と同位相の電流値に関する測定値と、第２交流電源及び接地電位間に流れる電流値のうち第２周波数と同位相の電流値に関する測定値とをそれぞれ監視することで、太陽電池ストリングの地絡を好適に検出することが可能となる。なお、「電流値に関する測定値」は、例えば、電流センサ等を用いて接地電位との間に流れる電流値を直接監視する場合には当該電流値が相当し、抵抗を設けこの抵抗に生じる電圧値を電圧計等を用いて監視する場合には当該電圧値が相当する（以下同様）。
【００２０】
また、本発明に係る地絡検出方法は、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ内の地絡を検出する地絡検出方法であって、複数の太陽電池ストリングのうち２つ以上の太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして太陽光発電システムから解列する解列ステップと、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定する第１測定ステップと、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、第１測定ステップの測定とは別の測定を実施して地絡検出のための第２測定値を測定する第２測定ステップと、複数の太陽電池ストリングのそれぞれについて、第１及び第２測定ステップにより測定された第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定ステップと、を備え、第１測定ステップでは、解列ステップで解列された２つ以上の太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングにおける第１測定値を測定し、第２測定ステップでは、第１測定ステップで第１測定値を測定することと並列的に、解列ステップで解列された２つ以上の太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングにおける第２測定値を測定すること、を特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、上記地絡検出装置と、を具備することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る地絡検出プログラムは、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ内の地絡を検出するための地絡検出プログラムであって、複数の太陽電池ストリングのうち２つ以上の太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして太陽光発電システムから解列させる解列機能と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定させる第１測定機能と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、第１測定機能による測定とは別の測定を実施させて地絡検出のための第２測定値を測定させる第２測定機能と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれについて、第１及び第２測定機能により測定させた第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定機能と、をコンピュータに実行させ、第１測定機能では、解列機能で解列させた２つ以上の太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングにおける第１測定値を測定させ、第２測定機能では、第１測定機能で第１測定値を測定させることと並列的に、解列機能で解列させた２つ以上の太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングにおける第２測定値を測定させること、を特徴とする。
【００２３】
これら本発明に係る地絡検出方法、太陽光発電システム、及び地絡検出プログラムにおいても、地絡検出のための第１及び第２測定値を測定する一及び他の太陽電池ストリングを太陽光発電システムから解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリングについて互いに別の測定を並列的に行うことができ、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図２】図１の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態の第１電位状態の例を示す図である。
【図４】本実施形態の第２電位状態の例を示す図である。
【図５】図１の地絡検出装置の演算制御部を示す機能ブロック図である。
【図６】図１の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図１の地絡検出装置の動作を示す他のフローチャートである。
【図８】図１の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図９】第２実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図１０】図９の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図１１】図９の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図９の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図１３】第３実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図１４】図１３の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図１５】図１３の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】（ａ）は本実施形態における電位状態の例を示す図、（ｂ）は本実施形態における電位状態の他の例を示す図である。
【図１７】図１３の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図１８】第４実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図１９】図１８の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図２０】図１８の太陽光発電システムにおける別の他の状態を示す概略構成図である。
【図２１】図１８の太陽光発電システムにおけるさらに別の他の状態を示す概略構成図である。
【図２２】図１８の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図２３】図１８の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図２４】第５実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図２５】図２４の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図２６】（ａ）は本実施形態における電位状態の例を示す図、（ｂ）は本実施形態における電位状態の他の例を示す図である。
【図２７】図２４の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図２８】図２４の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図２９】電位状態の別の例を示す図である。
【図３０】電位状態のさらに別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について説明する。図１，２は、第１実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図、図３は、図１に示す地絡検出装置の演算制御部を示す機能ブロック図である。図１，２に示すように、地絡検出装置１は、太陽光発電システム１００において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出するものである。そこで、まず、この太陽光発電システム１００について説明する。
【００２７】
太陽光発電システム１００は、太陽光エネルギを利用して発電を行う発電システムであり、太陽電池アレイ１０１と、パワーコンディショナ（負荷装置）１０２と、を備えている。太陽電池アレイ１０１は、太陽光エネルギを電気エネルギへ変換し、直流出力としてパワーコンディショナ１０２へ供給する。太陽電池アレイ１０１は、複数の太陽電池ストリング１０３が並列接続されて構成されている。つまり、太陽電池アレイ１０１においては、第１〜第ｎ太陽電池ストリング１０３１〜１０３ｎが並列接続されている（ｎは２以上の整数）。
【００２８】
複数の太陽電池ストリング１０３のぞれぞれは、複数（ここでは、８つ）の太陽電池モジュール１０４が直列接続されて構成されている。これら複数の太陽電池ストリング１０３は、パワーコンディショナ１０２に対し、後述の解列用スイッチ７を介して接続されている。
【００２９】
パワーコンディショナ１０２は、太陽電池アレイ１０１から供給された直流出力を交流出力に変換し、この交流出力を後段の電力系統（例えば商用電力系統）へ供給する。このパワーコンディショナ１０２は、最大出力が得られるよう太陽電池アレイ１０１の動作電圧を制御する動作電圧制御機能と、電力系統の異常が検知された場合に安全にシステム停止する等の系統保護機能と、を有している。なお、パワーコンディショナ１０２は、絶縁トランスを有するトランス絶縁型であってもよいし、トランスレス（非絶縁）型であってもよい。
【００３０】
本実施形態の地絡検出装置１は、切替部２と、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂと、演算制御部４と、記憶部５と、を備えている。切替部２は、電気回路の開閉を行う部位であり、具体的には、２つ以上（ここでは、２つ）の太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００から同時解列し、解列状態の一の太陽電池ストリング１０３を第１測定部３Ａに接続するのと並列的に、解列状態の他の太陽電池ストリング１０３を第２測定部３Ｂに接続する。なお、ここでの「一」とは、任意の少なくとも１つを意味し、「他」とは、他部（残部）のうちの少なくとも１つを意味している。
【００３１】
この切替部２は、各太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００から解列するための解列用スイッチ（スイッチング部）７と、解列した太陽電池ストリング１０３を第１測定部３Ａに接続するための第１測定用スイッチ８と、解列した太陽電池ストリング１０３を第２測定部３Ｂに接続するための第２測定用スイッチ９と、を有している。この切替部２内では、各太陽電池ストリング１０３の正極側同士及び負極側同士が集約されて結線され、並列接続された正極母線及び負極母線が構成されている。
【００３２】
解列用スイッチ７は、太陽電池ストリング１０３とパワーコンディショナ１０２との間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。解列用スイッチ７は、各太陽電池ストリング１０３の正極及び負極のそれぞれに直列接続された解列用スイッチ素子７ａを複数含んで構成されている。解列用スイッチ素子７ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフを切り替える。ここでの解列用スイッチ素子７ａは、通常時にオン状態とされて電気的接続状態とされる一方、地絡検出時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる。
【００３３】
複数の解列用スイッチ素子７ａのパワーコンディショナ１０２側の端子は、正極側同士及び負極側同士で結線され、これにより、正極母線及び負極母線が構成されている。これら正極母線及び負極母線は、パワーコンディショナ１０２に接続されている。解列用スイッチ素子７ａとしては、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ，Field Effect Transistor）等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００３４】
このように構成された解列用スイッチ７では、２つの太陽電池ストリング１０３の正極側及び負極側に接続された２組の解列用スイッチ素子７ａ，７ａが順次にオフ状態とされる。これにより、２つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム１００から電気的に切り離されて解列される解列状態が、複数の太陽電池ストリング１０３に対し順次に実施される。
【００３５】
第１測定用スイッチ８は、太陽電池ストリング１０３と第１測定部３Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第１測定用スイッチ８は、各太陽電池ストリング１０３の中点に接続された測定用スイッチ素子８ａを含んで構成されている。測定用スイッチ素子８ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの測定用スイッチ素子８ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、地絡検出時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００３６】
また、複数の測定用スイッチ素子８ａにおける第１測定部３Ａ側の端子は、結線されて母線が構成され、この母線は、第１測定部３Ａに接続されている。測定用スイッチ素子８ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００３７】
このように構成された測定用スイッチ８では、解列用スイッチ７により２つ以上の太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム１００から解列されたとき、そのうちの一の太陽電池ストリング１０３に接続された測定用スイッチ素子８ａがオン状態とされる。これにより、当該太陽電池ストリング１０３が、第１測定部３Ａで測定可能とされる。
【００３８】
第２測定用スイッチ９は、太陽電池ストリング１０３と第２測定部３Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第２測定用スイッチ９は、各太陽電池ストリング１０３の中点に接続された測定用スイッチ素子９ａを含んで構成されている。測定用スイッチ素子８ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの測定用スイッチ素子９ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、地絡検出時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００３９】
また、複数の測定用スイッチ素子９ａにおける第２測定部３Ｂ側の端子は、結線されて母線が構成され、この負極母線は、第２測定部３Ｂに接続されている。測定用スイッチ素子９ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００４０】
このように構成された測定用スイッチ９では、解列用スイッチ７により２つ以上の太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム１００から解列されたとき、そのうちの他の太陽電池ストリング１０３に接続された測定用スイッチ素子９ａがオン状態とされる。これにより、当該太陽電池ストリング１０３が、第２測定部３Ｂで測定可能とされる。
【００４１】
第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂは、解列された太陽電池ストリング１０３について地絡検出のための測定を行うものである。第１測定部３Ａは、一方側が接地電位（大地）Ｇに接続された第１抵抗３１Ａと、第１抵抗３１Ａの他方側に接続された第１直流電源３２Ａと、第１抵抗３１Ａに生じる第１電圧値Ｖ１を測定する第１電圧計３３Ａと、を含んでいる。この第１測定部３Ａは、切替部２により解列された一の太陽電池ストリング１０３に接続することにより当該一の太陽電池ストリング１０３に直流電圧（ＤＣ電圧）を印加し、この状態で第１電圧値Ｖ１を第１測定値として測定する。
【００４２】
第１抵抗３１Ａは、第１電路上において切替部２と接地電位Ｇとの間に設けられている。第１抵抗３１Ａの抵抗値は、地絡発生時の安全性の観点から所定下限値以上とされ、且つ、後述の測定値の測定容易性の観点から所定上限値以下とされている（以下の抵抗において同様）。第１直流電源３２Ａは、第１電路上において切替部２と第１抵抗３１Ａとの間に設けられている。この第１直流電源３２Ａは、太陽電池ストリング１０３の中点に対し、負電圧の直流電圧を印加し、ここでは、第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を、第１電位状態とさせる。なお、このような構成により、第１電路は、一方側が接地電位Ｇに接続されると共に他方側が太陽電池ストリング１０３に接続可能となっている。
【００４３】
図３は、本実施形態の第１電位状態の例を示す図である。図中において、Ｚ軸は対地電位、Ｘ軸は時間、Ｙ軸は太陽電池ストリング中の座標をそれぞれ示している。また、同図において、説明を簡単化するため、太陽電池ストリング１０３中の電位を、負極側から正極側に向けて直線的に増加するものとして図示している。これらについては、図４，１６，２６，２９，３０で同様である。
【００４４】
図３に示すように、電位状態は、“太陽電池ストリング１０３中の各点の対地電位が、太陽電池ストリング１０３の中の座標(負極及び正極間の電路位置を現す指標)と、時間と、の関数にしてどの様に表されるか”を意味している（以下の電位状態において同様）。本実施形態の第１電位状態は、第１直流電圧値Ｖｄ１の印加により、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、時間経過に伴って変動した後に時間的に安定（収束）した状態のものである。
【００４５】
具体的には、図示するように、第１電位状態は、電圧２００Ｖの太陽電池ストリング１０３の中点に第１直流電圧値Ｖｄ１として−１４０Ｖの対地電圧を印加することにより、太陽電池ストリング１０３の負極の対地電位が−２４０Ｖ、太陽電池ストリング１０３の中点の対地電位が−１４０Ｖ、太陽電池ストリング１０３の正極の対地電位が−４０Ｖとなり、これらの電位状態で安定した（時間の経過に対して殆ど変動しない）状態となっている。
【００４６】
なお、第１直流電圧値Ｖｄ１は、地絡検出の感度向上の観点から所定下限値以上とされ、且つ、測定対象の太陽電池回路を破損防止する観点から所定上限値以下とされている（以下の直流電圧値において同様）。
【００４７】
図１，２に示すように、この第１直流電源３２Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加する。また、演算制御部４は、第１直流電源３２Ａにより印加させた第１直流電圧値Ｖｄ１を記憶部５に記憶する。
【００４８】
第１電圧計３３Ａは、第１抵抗３１Ａと第１直流電源３２Ａとの間、及び第１抵抗３１Ａと接地電位Ｇとの間に接続されている。第１電圧計３３Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第１電圧値Ｖ１の測定を実行し、その測定結果を演算制御部４に対し出力する。演算制御部４は、当該測定結果を記憶部５に記憶する。
【００４９】
第２測定部３Ａは、一方側が接地電位Ｇに接続された第２抵抗３１Ｂと、第２抵抗３１Ｂの他方側に接続された第２直流電源３２Ｂと、第２抵抗３１Ｂに生じる第２電圧値Ｖ２を測定する第２電圧計３３Ａと、を含んでいる。この第２測定部３Ｂは、切替部２により解列された他の太陽電池ストリング１０３に接続することにより当該他の太陽電池ストリング１０３に直流電圧（ＤＣ電圧）を印加し、この状態で第２電圧値Ｖ２を第２測定値として測定する。
【００５０】
第２抵抗３１Ｂは、第２電路上において切替部２と接地電位Ｇとの間に設けられている。この第２抵抗３１Ｂの抵抗値は、上記第１抵抗３１Ａと等しい抵抗値とされている。第２直流電源３２Ｂは、第２電路上において切替部２と第２抵抗３１Ｂとの間に設けられている。この第２直流電源３２Ｂは、太陽電池ストリング１０３の中点に対し、正電圧の直流電圧を印加し、ここでは、上記第１直流電圧値Ｖｄ１とは異なる電圧値の第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を、異なる第２電位状態とさせる。なお、このような構成により、第２電路は、一方側が接地電位Ｇに接続されると共に他方側が太陽電池ストリング１０３に接続可能となっている。
【００５１】
図４は、本実施形態の第２電位状態の例を示す図である。図４に示すように、本実施形態の第２電位状態は、第１電位状態とは異なる電位状態である。ここでの第２電位状態は、第２直流電圧値Ｖｄ２の印加により、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、時間の経過に伴って変動した後に時間的に安定した状態のものである。
【００５２】
具体的には、図示するように、本実施形態の第２電位状態は、電圧２００Ｖの太陽電池ストリング１０３の中点に第２直流電圧値Ｖｄ２として＋８０Ｖの対地電圧を印加することにより、太陽電池ストリング１０３の負極の対地電位が−２０Ｖ、太陽電池ストリング１０３の中点の対地電位が＋８０Ｖ、太陽電池ストリング１０３の正極の対地電位が＋１８０Ｖとなり、これらの電位状態で安定した状態となっている。
【００５３】
図１，２に示すように、この第２直流電源３２Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加する。また、第２直流電源３２Ｂは、印加する第２直流電圧値Ｖｄ２を記憶部５に記憶する。
【００５４】
第２電圧計３３Ｂは、第２抵抗３１Ｂと第２直流電源３２Ｂとの間、及び第２抵抗３１Ｂと接地電位Ｇとの間に接続されている。第２電圧計３３Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第２電圧値Ｖ２の測定を実行し、その測定結果を記憶部５に記憶する。
【００５５】
演算制御部４は、地絡検出装置１全体を制御するためのもの（コンピュータ）である。ここでの演算制御部４は、後述の地絡検出プログラムを実行し、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂによる測定、記憶及び測定結果に基づく演算、並びに地絡存否の判定を実施する。この演算制御部４は、切替部２、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂ及び記憶部５に接続されている。演算制御部４としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成してもよいし、アナログＩＣ回路やＰＬＤ（Programmable Logic Device）回路により構成してもよい。
【００５６】
この演算制御部４は、図５に示すように、ストリング選定機能、解列制御機能（解列機能）、第１測定機能、第２測定機能、記憶機能、演算機能及び地絡判定機能を有している。ストリング選定機能は、太陽光発電システム１００から解列させる太陽電池ストリング１０３を選定する。解列制御機能は、切替部２の解列用スイッチ７へオンオフ切替を指示して、太陽電池ストリング１０３の解列を制御する。
【００５７】
第１測定機能は、切替部２の第１測定用スイッチ８へオンオフ切替を指示すると共に、第１直流電源３２Ａを制御して太陽電池アレイ１０１へ第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加させ、そして、第１電圧計３３Ａへ測定実施を指示する。第２測定機能は、切替部２の第２測定用スイッチ９へオンオフ切替を指示すると共に、第２直流電源３２Ｂを制御して太陽電池アレイ１０１へ第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加させ、そして、第２電圧計３３Ｂへ測定実施を指示する。
【００５８】
記憶機能は、各太陽電池ストリング１０３の測定状況や電圧計３３Ａ，３３Ｂの測定結果及び演算結果を記憶部５に記憶する。演算機能は、記憶部５に記憶された測定結果に基づき演算を実施する。地絡判定機能は、演算機能による演算結果に基づいて地絡の有無を判定する。
【００５９】
記憶部５は、演算制御部４が実行する地絡検出プログラム、太陽電池アレイ１０１の測定状況、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂによる測定結果、及び演算制御部４による演算結果を記憶するための記録媒体である。なお、記憶部５としては、半導体メモリや磁気記憶装置等を用いることができる。また、記憶部５に地絡検出プログラムの全部又は一部が記憶されていない場合には、外部記憶装置（例えば、ハードディスク）に地絡検出プログラムの全部又は一部を記憶し、これを読み込むことにより演算制御部４にて地絡検出に係る処理を実行させてもよい。
【００６０】
次に、地絡検出装置１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図６，７に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【００６１】
上述した地絡検出装置１において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、例えば図８の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち２つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の一方の太陽電池ストリング１０３に対し第１電圧値Ｖ１の測定を実施するのと並列的に、解列状態の他方の太陽電池ストリング１０３に対し第２電圧値Ｖ2の測定を実施する。
【００６２】
なお、図８中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図１，２に示す地絡検出装置１の状態は、図８中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【００６３】
具体的には、太陽電池アレイ１０１内の地絡検出の際、演算制御部４の各種機能を実行して次の処理を行う。すなわち、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎとしたとき、図６のフローチャートに示すように、まず、複数の太陽電池ストリング１０３の中から、太陽光発電システム１００に対して解列させる第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを選択し、選択した第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎに対応する解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオフにし、これにより、第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを太陽光発電システム１００から電気的に切り離して解列し、解列状態とする（Ｓ１）。
【００６４】
続いて、複数の太陽電池ストリング１０３の中から、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を選択し、選択した第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１に対応する解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオフにし、これにより、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を太陽光発電システム１００から電気的に切り離して解列し、解列状態とする（Ｓ２）。
【００６５】
続いて、解列状態の第ｉ及び第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３１のうち一方の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１に対応する測定用スイッチ素子８ａをオンにし、当該第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を第１測定部３Ａに接続する（Ｓ３）。そして、第１直流電源３２Ａにより、太陽電池ストリング１０３１の中点に負電圧の第１直流電圧値Ｖｄ１を印加する（Ｓ４）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３１を第１電位状態とする。この状態で、第１電圧計３３Ａにより第１抵抗３１Ａに生じる第１電圧値Ｖ１を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ５）。
【００６６】
また、上記Ｓ３〜Ｓ５の処理と並列的に、解列状態の他方の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎに対応する測定用スイッチ素子９ａをオンにし、当該第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを第２測定部３Ｂに接続する（Ｓ６）。そして、第２直流電源３２Ｂにより、太陽電池ストリング１０３ｎの中点に正電圧の第２直流電圧値Ｖｄ２を印加する（Ｓ７）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎを第２電位状態とする。この状態で、第２電圧計３３Ｂにより第２抵抗３１Ｂに生じる第２電圧値Ｖ2を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ８）。
【００６７】
ここでは、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ2は、その値が一定に安定したときの値としている。これら第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ2は、時間を変数とする関数にして表される値（時間波形等）としてもよい。
【００６８】
続いて、解列状態の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎについて、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム１００に接続すると共に、測定用スイッチ素子９ａをオフにして第２測定部３Ｂから切り離す（Ｓ９）。
【００６９】
続いて、全ての太陽電池ストリング１０３について第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定（上記Ｓ３〜Ｓ６）が完了していない場合、ｉ＝ｉ+１としながら上記Ｓ２〜Ｓ９を繰り返す（Ｓ１０）。
【００７０】
一方、全ての太陽電池ストリング１０３について第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ2の測定が完了した場合、解列状態の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム１００に接続すると共に、測定用スイッチ素子８ａをオフにして第１測定部３Ａから切り離す（Ｓ１１）。
【００７１】
ここで、図７のフローチャートに示すように、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２が記憶された場合、これら第１及び第２電圧値Ｖ1，Ｖ２に基づいて当該太陽電池ストリング１０３における地絡の有無を判定する。すなわち、第１電圧値Ｖ１に基づいて、第１抵抗３１Ａを介して流れる漏れ電流（つまり、漏洩電流又は零相電流）の電流値である第１漏れ電流値Ｉ１を求める。これと共に、第２電圧値Ｖ２に基づいて、第２抵抗３１Ｂを介して流れる漏れ電流の電流値である第２漏れ電流値Ｉ２を求め、これら漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２の変化から地絡の有無を判定する。
【００７２】
具体的には、まず、下式（１）により第１及び第２漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２から絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを演算する（Ｓ１２）。そして、演算した絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋと、予め記憶部５に記憶されている基準抵抗値とを比較し、太陽電池アレイ１０１の地絡判定を行う（Ｓ１３）。より具体的には、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが基準抵抗値よりも小さい又は以下の場合、「地絡あり」と判定する一方、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが基準抵抗値以上又は基準抵抗値よりも大きいの場合、「地絡無し」と判定する。
Ｒｌｅａｋ＝（Ｖｄ１−Ｖｄ２）／（Ｉ１−Ｉ２）−Ｒｄ …（１）
但し、Ｒｄ：第１及び第２抵抗の抵抗値
【００７３】
そして、上記Ｓ１３における地絡判定結果が「地絡無し」であれば、解列状態の測定対象の太陽電池ストリング１０３について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム１００に接続する（Ｓ１４）。一方、地絡判定結果が「地絡あり」であれば、解列状態の測定対象の太陽電池ストリング１０３について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオフのままにして解列状態を維持することとなる（Ｓ１５）。
【００７４】
以上、本実施形態では、地絡検出のために第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２を測定する太陽電池ストリング１０３を、太陽光発電システム１００から電気的に切り離して解列している。このように、測定対象を小さい単位にすることから、当該測定対象の対地静電容量を下げることができ（つまり、測定対象の電路を短くし、及び総面積を小さくすることができ）、対地静電容量により流れる電流の悪影響が地絡検出に及ぶのを抑制することが可能となる。
【００７５】
これと共に、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定時に太陽電池ストリング１０３がパワーコンディショナ１０２に対して電気的に切り離されることとなり、当該パワーコンディショナ１０２に起因して発生するノイズの悪影響が測定に及ぶのをも抑制できる。従って、地絡を確実に検出することが可能となる。
【００７６】
さらに、本実施形態では、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定が並列的に（同じタイミングで）行われ、これにより、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２が並列的に測定されることとなる。よって、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定を効率化でき、ひいては地絡検出を効率化することができる。従って、太陽電池アレイ１０１内の地絡の検出に要する時間（太陽電池アレイ１０１の地絡検出にかかる総時間）を短縮することが可能となる。
【００７７】
また、本実施形態では、第１及び第２抵抗３１Ａ，３１Ｂで生じる第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ監視することで、太陽電池ストリングの地絡を好適に検出することが可能となる。特に、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の変化から地絡の有無を判定することができ、よって、漏れ電流値を確実に検知するために太陽電池ストリング１０３に対地高電位を生じさせる必要がなく、地絡検出時の安全性を高めることができる。
【００７８】
また、本実施形態では、解列状態の太陽電池ストリング１０３の地絡を検出することから、測定対象の対地静電容量を下げることができるため、第１及び第２測定用スイッチ８，９の切り替えの際、対地静電容量による突入電流が発生する虞を抑制することが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態では、第１測定部３Ａが測定する一の太陽電池ストリング１０３の数と、第２測定部３Ｂが測定する他の太陽電池ストリング１０３の数との合計（ここでは２つ）に対し同数の太陽電池ストリング１０３が、太陽光発電システム１００から解列される。よって、必要な太陽電池ストリング１０３のみ解列でき、太陽電池ストリング１０３の解列の無駄を低減することが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態では、上述したように、解列された太陽電池ストリング１０３について、地絡無しと判定された場合に太陽光発電システム１０３に電気的に接続される一方で、地絡ありと判定された場合に太陽光発電システム１０３から解列状態のままにされる。よって、地絡していない太陽電池ストリング１０３を発電に好適に寄与させることができる。
【００８１】
また、本実施形態では、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが算出され、当該絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが所定値以下又は未満のときに地絡ありと判定される。電流値から地絡を判定するとき、測定対象の対地電位が変化すると電流値が変化してしまうため、場合によっては判定が煩雑になることもある。この点、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋは太陽電池ストリング１０３の対地電位によらないものであることから、地絡の有無の判定を容易且つ好適に行うことができる。
【００８２】
また、本実施形態では、解列された一の太陽電池ストリング１０３に第１測定部３Ａが接続された際、当該一の太陽電池ストリング１０３の対地電位が第１電位状態にされて第１電圧値Ｖ１が測定され、解列された他の太陽電池ストリング１０３に第２測定部３Ｂが接続された際、当該他の太陽電池ストリング１０３の対地電位が第２電位状態にされて第２電圧値Ｖ２が測定される。この場合、意図的に太陽電池ストリング１０３の対地電位を２種（複数）の電位状態に変化させ、地絡位置の電位によらずに高感度に地絡を検出する際において、当該地絡の検出に要する時間を短縮することができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、第１測定部３Ａが第１直流電源３２Ａを備えない構成（つまり、第１測定部３Ａが太陽電池ストリング１０３に０Ｖの直流電圧を印加する構成）としてもよいし、又は、第２測定部３Ｂが第２直流電源３２Ｂを備えない構成（つまり、第２測定部３Ｂが太陽電池ストリング１０３に０Ｖの直流電圧を印加する構成）としてもよい。
【００８４】
また、本実施形態では、第１及び第２直流電源３２Ａ，３２Ｂにより太陽電池ストリング１０３の中点に直流電圧を印加する構成としたが、これに限定されず、太陽電池ストリング１０３の何れかの箇所に直流電圧を印加する構成としてもよい。
【００８５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００８６】
図９，１０は、第２実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図である。図９，１０に示すように、本実施形態の地絡検出装置２０１は、切替部２（図１参照）に代えて切替部２０２を備えていると共に、第１及び第２充放電部６Ａ，６Ｂをさらに備えている。
【００８７】
切替部２０２は、４つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム２００から同時解列する。また、切替部２０２は、解列状態であって第１測定部３Ａによる測定前の太陽電池ストリング１０３を第１充放電部６Ａに接続するのと並列的に、解列状態であって第２測定部３Ｂによる測定前の太陽電池ストリング１０３を第２充放電部６Ｂに接続する。
【００８８】
この切替部２０２は、解列した太陽電池ストリング１０３を第１充放電部６Ａに接続するための第１充放電用スイッチ２３と、解列した太陽電池ストリング１０３を第２充放電部６Ｂに接続するための第２充放電用スイッチ２４と、を有している。
【００８９】
第１充放電用スイッチ２３は、太陽電池ストリング１０３と第１充放電部６Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第１充放電用スイッチ２３は、各太陽電池ストリング１０３の中点に接続された複数の充放電用スイッチ素子２３ａを含んで構成されている。充放電用スイッチ素子２３ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの充放電用スイッチ素子２３ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、充放電時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００９０】
また、複数の充放電用スイッチ素子２３ａにおける第１充放電部６Ａ側の端子は、結線されて母線が構成され、この母線は、第１充放電部６Ａに接続されている。充放電用スイッチ素子２３ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００９１】
このように構成された第１充放電用スイッチ２３では、解列用スイッチ７により４つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム２００から解列されたとき、そのうちの第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂに電気的に接続されていない太陽電池ストリング１０３，１０３の一方における充放電用スイッチ素子２３ａがオン状態とされる。これにより、当該一方の太陽電池ストリング１０３が、第１充放電部６Ａで充放電可能とされる。
【００９２】
第２充放電用スイッチ２４は、太陽電池ストリング１０３と第２充放電部６Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第２充放電用スイッチ２４は、各太陽電池ストリング１０３の中点に接続された複数の充放電用スイッチ素子２４ａを含んで構成されている。充放電用スイッチ素子２４ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの充放電用スイッチ素子２４ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、充放電時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００９３】
また、複数の充放電用スイッチ素子２４ａの第２充放電部６Ｂ側の端子は、結線されて母線が構成され、この母線は、第２充放電部６Ｂに接続されている。充放電用スイッチ素子２４ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００９４】
このように構成された第２充放電用スイッチ２４では、解列用スイッチ７により４つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム１００から解列されたとき、そのうちの第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂに電気的に接続されていない太陽電池ストリング１０３，１０３の他方における充放電用スイッチ素子２４ａがオン状態とされる。これにより、当該他方の太陽電池ストリング１０３が、第２充放電部６Ｂで充放電可能とされる。
【００９５】
第１充放電部６Ａは、解列された太陽電池ストリング１０３に対し、その対地電位が第１測定部３Ａに接続した時の対地電位と等しくなるよう接続する。これにより、第１充放電部６Ａでは、当該太陽電池ストリング１０３の対地静電容量中の電荷量が、第１測定部３Ａに接続した時の対地静電容量中の電荷量と等しくなるよう充放電（充電又は放電）される。
【００９６】
具体的には、この第１充放電部６Ａは、一方側が接地電位Ｇに接続された第１抵抗６１Ａと、第１抵抗６１Ａの他方側に接続された第１直流電源６２Ａと、を含んでいる。第１抵抗６１Ａは、電路上において切替部２０２と接地電位Ｇとの間に設けられている。第１抵抗６１Ａの抵抗値は、上記第１抵抗３１Ａと等しい抵抗値とされている。第１直流電源６２Ａは、電路上において切替部２０２と第１抵抗６１Ａとの間に設けられている。この第１直流電源６２Ａは、太陽電池ストリング１０３の中点に対し、負電圧の直流電圧を印加し、ここでは、上記第１直流電源３２Ａと等しい第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を第１電位状態とさせる。この第１直流電源６２Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加する。
【００９７】
第２充放電部６Ｂは、解列された太陽電池ストリング１０３に対し、その対地電位が第２測定部３Ｂに接続した時の対地電位と等しくなるよう接続する。これにより、第２充放電部６Ｂでは、当該太陽電池ストリング１０３の対地静電容量中の電荷量が、第２測定部３Ｂに接続した時の対地静電容量中の電荷量と等しくなるよう充放電される。
【００９８】
具体的には、この第２充放電部６Ｂは、一方側が接地電位Ｇに接続された第２抵抗６１Ｂと、第２抵抗６１Ｂの他方側に接続された第２直流電源６２Ｂと、を含んでいる。第２抵抗６１Ｂは、電路上において切替部２０２と接地電位Ｇとの間に設けられている。第２抵抗６１Ｂの抵抗値は、上記第２抵抗３１Ｂと等しい抵抗値とされている。第２直流電源６２Ｂは、電路上において切替部２０２と第２抵抗６１Ｂとの間に設けられている。この第２直流電源６２Ｂは、太陽電池ストリング１０３の中点に対し、正電圧の直流電圧を印加し、ここでは、上記第２直流電源３２Ｂと等しい第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を第２電位状態とさせる。この第２直流電源６２Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加する。
【００９９】
また、演算制御部４は、切替部２０２の充放電用スイッチ２３，２４へオンオフ切替を指示して解列状態における太陽電池ストリング１０３へ充放電実施を指示する充放電機能をさらに有している。
【０１００】
次に、地絡検出装置２０１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図１１に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【０１０１】
このような本実施形態において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、図１２の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち、４つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム２００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の太陽電池ストリング１０３に第１測定部３Ａを接続して第１電圧値Ｖ１を測定するのと並列的に、これとは別の解列状態の太陽電池ストリング１０３に第２測定部３Ｂを接続して第２電圧値Ｖ２を測定する。これに併せて、解列状態であって第１測定部３Ａによる測定前の太陽電池ストリング１０３に第１充放電部６Ａを接続して充放電する（第１充放電）のと並列的に、解列状態であって第２測定部３Ｂによる測定前における太陽電池ストリング１０３に第２充放電部６Ｂを接続して充放電する（第２充放電）。
【０１０２】
なお、図１２中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図９，１０に示す地絡検出装置２０１の状態は、図１２中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１０３】
具体的に説明すると、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎとしたとき、図１１のフローチャートに示すように、まず、第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを選択し太陽光発電システム２００から解列し、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を選択し太陽光発電システム２００から解列し、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２を選択し太陽光発電システム２００から解列し、第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３３を選択し太陽光発電システム１００から解列する（Ｓ２１〜Ｓ２４）。
【０１０４】
続いて、解列状態の太陽電池ストリング１０３のうち第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎに対応する測定用スイッチ素子９ａをオンにし、当該第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを第２測定部３Ｂに接続する（Ｓ２５）。そして、第２直流電源３２Ｂにより、太陽電池ストリング１０３ｎの中点に負電圧の第２直流電圧値Ｖｄ２を印加する（Ｓ２６）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎを第２電位状態とする。この状態で、第２電圧計３３Ｂにより第２抵抗３１Ｂに生じる第２電圧値Ｖ２を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ２７）。
【０１０５】
また、上記Ｓ２５〜Ｓ２７の処理と並列的に、解列状態の太陽電池ストリング１０３のうち第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２に対応する測定用スイッチ素子８ａをオンにし、当該第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２を第１測定部３Ａに接続する（Ｓ２８）。そして、第１直流電源３２Ａにより、太陽電池ストリング１０３２の中点に正電圧の第１直流電圧値Ｖｄ１を印加する（Ｓ２９）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３２を第１電位状態とする。この状態で、第１電圧計３３Ａにより第１抵抗３１Ａに生じる第１電圧値Ｖ１を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ３０）。
【０１０６】
また、上記Ｓ２５〜Ｓ３０の処理と並列的に、解列状態の太陽電池ストリング１０３のうち第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１に対応する充填用スイッチ素子２４ａをオンにし、当該第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を第２充放電部６Ｂに接続し、当該太陽電池ストリング１０３１を第２電位状態とする（Ｓ３１）。これにより、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、第２測定部３Ｂに接続したときの対地静電容量に蓄えられる電荷量と等しくなるまで、第２充放電部６Ｂにより充放電させる（Ｓ３２）。
【０１０７】
また、上記Ｓ２５〜Ｓ３２の処理と並列的に、解列状態の太陽電池ストリング１０３のうち第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３３に対応する充填用スイッチ素子２３ａをオンにし、当該第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３３を第１充放電部６Ａに接続し、当該太陽電池ストリング１０３３を第１電位状態とする（Ｓ３３）。これにより、第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３３の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、第１測定部３Ａに接続したときの対地静電容量に蓄えられる電荷量と等しくなるまで、第１充放電部６Ａにより充放電させる（Ｓ３４）。
【０１０８】
続いて、解列状態の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎについて、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム２００に接続すると共に、測定用スイッチ素子９ａをオフにして第２測定部３Ｂから切り離す（Ｓ３５）。
【０１０９】
続いて、全ての太陽電池ストリング１０３について第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定が完了するまで、ｉ＝ｉ+１としながら上記Ｓ２４〜Ｓ３５を繰り返す（Ｓ３６）。全ての太陽電池ストリング１０３について電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定が完了した場合、解列状態の第（ｉ＋１）〜（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム２００に接続すると共に、測定用スイッチ素子８ａ及び充放電用スイッチ素子２３ａ，２４ａをオフにして切り離す（Ｓ３７）。
【０１１０】
なお、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に電圧値Ｖ１，Ｖ２が記憶された場合、図７のフローチャートに示す上記手順と同様にして、電圧値Ｖ１，Ｖ２に基づき当該太陽電池ストリング１０３の地絡の有無を判定する。
【０１１１】
以上、本実施形態においても、電圧値Ｖ１，Ｖ２を測定する一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３を太陽光発電システム２００から解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定を並列的に行うことができるため、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【０１１２】
ここで、一般的に、太陽電池ストリング１０３における測定用スイッチ素子８ａ，９ａをオンにして当該太陽電池ストリング１０３を第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂに接続した直後では、測定される第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２が太陽電池ストリング１０３の対地静電容量に起因して変動する場合があるため、通常は、かかる変動が落ち着くまで地絡検出に係る測定の実施を待機する必要がある。
【０１１３】
この点、本実施形態では、上述したように、解列状態の太陽電池ストリング１０３，１０３について第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２を測定するのと並列的に、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２を測定する前の太陽電池ストリング１０３，１０３を予め充放電させている。よって、太陽電池ストリング１０３に第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂを接続直後において、測定される第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の変動を抑制でき、待つことなくすぐに、かかる測定を実施することが可能となる。従って、太陽電池アレイ１０１内の地絡の検出に要する時間を一層短縮することが可能となる。
【０１１４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【０１１５】
図１３，１４は、第３実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図である。図１３，１４に示すように、本実施形態の地絡検出装置３０１は、切替部２（図１参照）に代えて切替部３０２を備え、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂに代えて第１及び第２測定部３０３Ａ，３０３Ｂを備えている。
【０１１６】
切替部３０２は、第１測定用スイッチ８に代えて第１測定用スイッチ３０８を有し、第２測定用スイッチ９に代えて第２測定用スイッチ３０９を有している。第１測定用スイッチ３０８は、太陽電池ストリング１０３と第１測定部３０３Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替えるものであり、各太陽電池ストリング１０３の負極側に接続された測定用スイッチ素子３０８ａを含んで構成されている。測定用スイッチ素子３０８ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの測定用スイッチ素子３０８ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、測定時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【０１１７】
第２測定用スイッチ３０９は、太陽電池ストリング１０３と第２測定部３０３Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替えるものであり、各太陽電池ストリング１０３の正極側に接続された測定用スイッチ素子３０９ａを含んで構成されている。測定用スイッチ素子３０９ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの測定用スイッチ素子３０９ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、測定時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【０１１８】
第１測定部３０３Ａは、一方側が接地電位Ｇに接続された第１抵抗３３１Ａと、第１抵抗３３１Ａに生じる電圧を測定する第１電圧計３３２Ａと、を有している。第１抵抗３３１Ａは、その他方側が太陽電池ストリング１０３の負極母線に第１測定用スイッチ３０８を介して電気的に接続可能とされている。第１抵抗３３１Ａは、その抵抗値が抵抗値Ｒｄとされている。
【０１１９】
第１電圧計３３２Ａは、切替部３０２と第１抵抗３３１Ａとの間、及び第１抵抗３３１Ａと接地電位Ｇとの間に電気的に接続されており、第１抵抗３３１Ａの電圧降下値及びその符号を測定する。ここでは、第１電圧計３３２Ａは、電圧降下値を負極側電圧降下値（第２測定値）Ｖ３として測定する。なお、電圧降下値の符号は、例えば、接地電位Ｇに向かって電流が流れる方向を正とし、逆向きを負として設定することができる。
【０１２０】
また、第１電圧計３３２Ａは、解列された太陽電池ストリング１０３の正極と負極との間の電位差（以下、「極間電圧値」という）及びその符号を測定する。極間電圧値の符号は、例えば、負極側電位を基準として正極側電位の大小を比較することで設定することができる。第１電圧計３３２Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて各種測定を実行し、その測定結果を記憶部５に記憶する。
【０１２１】
第２測定部３０３Ｂは、一方側が接地電位Ｇに接続された第２抵抗３３１Ｂと、第２抵抗３３１Ｂに生じる電圧を測定する第２電圧計３３２Ｂと、を有している。第２抵抗３３１Ｂは、その他方側が太陽電池ストリング１０３の正極母線に第２測定用スイッチ３０９を介して電気的に接続可能とされている。この第２抵抗３３１Ｂは、その抵抗値が上記第１抵抗３３１Ａと等しい抵抗値Ｒｄとされている。
【０１２２】
第２電圧計３３２Ｂは、切替部３０２と第２抵抗３０１Ｂとの間、及び第２抵抗３０１Ｂと接地電位Ｇとの間に電気的に接続されており、第２抵抗３０１Ｂの電圧降下値及びその符号を測定する。ここでは、第２電圧計３３２Ｂは、電圧降下値を正極側電圧降下値（第１測定値）Ｖ４として測定する。また、第２電圧計３３２Ｂは、解列された太陽電池ストリング１０３の極間電圧値及びその符号を測定する。第２電圧計３３２Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて各種測定を実行し、その測定結果を記憶部５に記憶する。
【０１２３】
次に、地絡検出装置３０１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図１５に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【０１２４】
このような本実施形態において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、例えば図１７の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち２つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム３００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の一方の太陽電池ストリング１０３における負極側に第１測定部３０３Ａを接続し第１電位状態として、第１抵抗３３１Ａの負極側電圧降下値Ｖ３を測定する。
【０１２５】
本実施形態の第１電位状態は、太陽電池ストリング１０３の負極側に第１測定部３０３Ａを接続したときを基点にして、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、図１６（ａ）に示す状態となって安定するものである。すなわち、例えば電圧値２００Ｖの太陽電池ストリング１０３では、負極側の対地電位が接地電位と等電位（＝０Ｖ）となると共に、負極側から正極側に向けて対地電位が２００Ｖまで一定増加する（つまり、負極側が０Ｖとなるように各座標の対地電位がＺ軸方向に平行移動されている）。
【０１２６】
これと並列的に、解列状態の他方の太陽電池ストリング１０３における正極側に第２測定部３０３Ｂを接続し第２電位状態として、第２抵抗３３１Ｂの正極側電圧降下値Ｖ４を測定する。本実施形態の第２電位状態は、第１電位状態とは異なる電位状態である。ここでの第２電位状態は、太陽電池ストリング１０３の正極側に第２測定部３０３Ｂを接続したときを基点にして、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、図１６（ｂ）に示す状態となって安定するものである。すなわち、例えば電圧値２００Ｖの太陽電池ストリング１０３では、正極側の対地電位が接地電位と等電位（＝０Ｖ）となると共に、正極側から負極側に向けて対地電位が−２００Ｖまで一定減少する（つまり、正極側が０Ｖとなるように各座標の対地電位がＺ軸方向に平行移動されている）。
【０１２７】
なお、図１７中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図１３，１４に示す地絡検出装置３０１の状態は、図１７中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１２８】
具体的に説明すると、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎとしたとき、図１５のフローチャートに示すように、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を選択し太陽光発電システム３００から解列した後（上記Ｓ２の後）、解列状態の太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３１のうち一方の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎについて、測定用スイッチ素子３０８ａをオンにして負極側を第１測定部３０３Ａに接続する（Ｓ１６）。この状態で、第１電圧計３３２Ａにより第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎの負極側電圧降下値Ｖ３とその符号とを測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ１７）。
【０１２９】
上記Ｓ１６，Ｓ１７の処理と並列的に、解列状態の他方の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１について、測定用スイッチ素子３０９ａをオンにして正極側を第２測定部３０３Ｂに接続する（Ｓ１８）。この状態で、第２電圧計３３２Ｂにより第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の正極側電圧降下値Ｖ４とその符号とを測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ１９）。そして、全ての太陽電池ストリング１０３について電圧降下値Ｖ３，Ｖ４の測定（上記Ｓ１６〜Ｓ１９）が完了しているか否かの判定を行う上記Ｓ１０に移行することとなる。
【０１３０】
なお、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に電圧降下値Ｖ３，Ｖ４が記憶された場合、図７のフローチャートに示す上記手順と同様にして、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４に基づき当該太陽電池ストリング１０３の地絡の有無を判定する。すなわち、上記Ｓ１２として、太陽電池ストリング１０３の極間電圧値及びその符号をさらに測定して下式（３）により絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを算出する。その後、太陽電池アレイ１０１の地絡判定を行う上記Ｓ１３へ移行する。
Ｒｌｅａｋ＝Ｒｄ×｜Ｖ０／（Ｖ３−Ｖ４）｜−Ｒｄ …（３）
但し、Ｖ０：極間電圧値
【０１３１】
ここでは、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４は、その値が一定に安定したときの値としている。これら電圧降下値Ｖ３，Ｖ４は、時間を変数とする関数にして表される値（時間波形等）としてもよい。
【０１３２】
以上、本実施形態では、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定する一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３を太陽光発電システム３００から解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定を並列的に行うことができるため、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【０１３３】
また、本実施形態では、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４をそれぞれ監視することで、太陽電池アレイ内の地絡を好適に検出することが可能となる。特に、本実施形態では、零相電流を監視して地絡を検出するのではなく、上述したように、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定して演算してなる絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋにより地絡の有無を判定するため、対地絶縁不良を予め好適に検知することができる。加えて、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４のバランスから、地絡箇所を検知することも可能となる。
【０１３４】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第３実施形態と異なる点について主に説明する。
【０１３５】
図１８〜２１は、第４実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図である。図１８〜２１に示すように、本実施形態の地絡検出装置４０１は、切替部３０２（図１３参照）に代えて切替部４０２を備えていると共に、第１及び第２充放電部４０６Ａ，４０６Ｂをさらに備えている。
【０１３６】
切替部４０２は、４つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム４００から同時解列する。また、切替部４０２は、解列状態であって第１測定部３０３Ａによる測定前の太陽電池ストリング１０３を第１充放電部４０６Ａに接続するのと並列的に、解列状態であって第２測定部３０３Ｂによる測定前の太陽電池ストリング１０３を第２充放電部４０６Ｂに接続する。
【０１３７】
この切替部４０２は、解列した太陽電池ストリング１０３を第１充放電部４０６Ａに接続するための第１充放電用スイッチ４２３と、解列した太陽電池ストリング１０３を第２充放電部４０６Ｂに接続するための第２充放電用スイッチ４２４と、を有している。
【０１３８】
第１充放電用スイッチ４２３は、太陽電池ストリング１０３と第１充放電部４０６Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第１充放電用スイッチ４２３は、各太陽電池ストリング１０３の負極側に接続された複数の充放電用スイッチ素子４２３ａを含んで構成されている。充放電用スイッチ素子４２３ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの充放電用スイッチ素子４２３ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、充放電時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【０１３９】
また、複数の充放電用スイッチ素子４２３ａの第１充放電部４０６Ａ側の端子は、結線されて負極母線が構成されている。この負極母線は、第１充放電部４０６Ａに接続されている。充放電用スイッチ素子４２３ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【０１４０】
このように構成された第１充放電用スイッチ４２３では、解列用スイッチ７により４つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム４００から解列されたとき、そのうちの第１及び第２測定部４０３Ａ，４０３Ｂに電気的に接続されていない太陽電池ストリング１０３，１０３の一方における充放電用スイッチ素子４２３ａがオン状態とされる。これにより、当該一方の太陽電池ストリング１０３が、第１充放電部４０６Ａで充放電可能とされる。
【０１４１】
第２充放電用スイッチ４２４は、太陽電池ストリング１０３と第２充放電部４０６Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第２充放電用スイッチ４２４は、各太陽電池ストリング１０３の正極側に接続された複数の充放電用スイッチ素子４２４ａを含んで構成されている。充放電用スイッチ素子４２４ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの充放電用スイッチ素子４２４ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、充放電時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【０１４２】
また、複数の充放電用スイッチ素子４２４ａの第２充放電部４０６Ｂ側の端子は、結線されて正極母線が構成されている。この正極母線は、第２充放電部４０６Ｂに接続されている。充放電用スイッチ素子４２４ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【０１４３】
このように構成された第２充放電用スイッチ４２４では、解列用スイッチ７により４つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム４００から解列されたとき、そのうちの第１及び第２測定部３０３Ａ，３０３Ｂに電気的に接続されていない太陽電池ストリング１０３，１０３の他方における充放電用スイッチ素子４２４ａがオン状態とされる。これにより、当該他方の太陽電池ストリング１０３が、第２充放電部４０６Ｂで充放電可能とされる。
【０１４４】
第１充放電部４０６Ａは、解列された太陽電池ストリング１０３に対し、その対地電位が第１測定部３０３Ａに接続した時の対地電位と等しくなるよう接続して第１電位状態とさせる。これにより、第１充放電部４０６Ａでは、当該太陽電池ストリング１０３の対地静電容量中の電荷量が、第１測定部３０３Ａに接続した時の対地静電容量中の電荷量と等しくなるよう充放電される。第１充放電部４０６Ａは、一方側が接地電位Ｇに接続された第１抵抗４６１Ａを含んでいる。第１抵抗４６１Ａの抵抗値は、上記第１測定部３０３Ａの第１抵抗３３１Ａと等しい抵抗値とされている。
【０１４５】
第２充放電部４０６Ｂは、解列された太陽電池ストリング１０３に対し、その対地電位が第２測定部３０３Ｂに接続した時の対地電位と等しくなるよう接続して第２電位状態とさせる。これにより、第２充放電部４０６Ｂでは、当該太陽電池ストリング１０３の対地静電容量中の電荷量が、第２測定部３０３Ｂに接続した時の対地静電容量中の電荷量と等しくなるよう充放電される。第２充放電部４０６Ｂは、一方側が接地電位Ｇに接続された第２抵抗４６１Ｂを含んでいる。第２抵抗４６１Ｂの抵抗値は、上記第２測定部３０３Ｂの第２抵抗３３１Ｂと等しい抵抗値とされている。
【０１４６】
また、演算制御部４は、切替部４０２の第１及び第２充放電用スイッチ４２３，４２４へオンオフ切替を指示して解列状態の太陽電池ストリング１０３へ充放電実施を指示する充放電機能をさらに有している。
【０１４７】
次に、地絡検出装置４０１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図２２に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【０１４８】
このような本実施形態において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、図２３の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち、４つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム４００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の太陽電池ストリング１０３に第１測定部３０３Ａを接続して負極側電圧降下値Ｖ３を測定するのと並列的に、これとは別の解列状態の太陽電池ストリング１０３に第２測定部３０３Ｂを接続して正極側電圧降下値Ｖ４を測定する。これに併せて、解列状態であって第１測定部３０３Ａによる測定前の太陽電池ストリング１０３に第１充放電部４０６Ａを接続して充放電するのと並列的に、解列状態であって第２測定部３０３Ｂによる測定前における太陽電池ストリング１０３に第２充放電部３０６Ｂを接続して充放電する。
【０１４９】
なお、図２３中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図１８〜２１に示す地絡検出装置４０１の状態は、図２３中のＴＩＭＥ＝１〜４のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１５０】
具体的に説明すると、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎ−２としたとき、図２２のフローチャートに示すように、第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３１を選択し太陽光発電システム４００から解列した後（上記Ｓ２４の後）、解列状態の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎ−２の測定用スイッチ素子３０８ａをオンにして第１測定部３０３Ａに接続する（Ｓ４１）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎ−２を第１電位状態とする。この状態で、第１電圧計３３２Ａにより第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎ−２の負極側電圧降下値Ｖ３とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ４２）。
【０１５１】
上記Ｓ４１、Ｓ４２の処理と並列的に、解列状態の第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３ｎの測定用スイッチ素子３０９ａをオンにして第２測定部３０３Ｂに接続する（Ｓ４３）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎを第２電位状態とする。この状態で、第２電圧計３３２Ｂにより第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３ｎの正極側電圧降下値Ｖ４とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ４４）。
【０１５２】
上記Ｓ４１〜Ｓ４４の処理と並列的に、解列状態の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ−１の充放電用スイッチ素子４２３ａをオンにして第１充放電部４０６Ａに接続し、当該太陽電池ストリング１０３ｎ−１を第１電位状態とする（Ｓ４５）。これにより、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ−１の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、その負極側を第１測定部３０３Ａに接続したときの対地静電容量に蓄えられる電荷量と等しくなるまで、第１充放電部４０６Ａにより充放電させる（Ｓ４６）。
【０１５３】
上記Ｓ４１〜Ｓ４６の処理と並列的に、解列状態の第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３１の充放電用スイッチ素子４２４ａをオンにして第２充放電部４０６Ｂに接続し、当該太陽電池ストリング１０３１を第２電位状態とする（Ｓ４７）。これにより、第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３１の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、その正極側を第２測定部３０３Ｂに接続したときの対地静電容量に蓄えられる電荷量と等しくなるまで、第２充放電部４０６Ｂにより充放電させる（Ｓ４８）。
【０１５４】
そして、解列状態の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎ−２について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム４００に接続する上記Ｓ３５へ移行する。なお、本実施形態においても、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に電圧降下値Ｖ３，Ｖ４が記憶された場合、図７のフローチャートに示す上記手順と同様にして、当該太陽電池ストリング１０３の地絡の有無を判定することができる。
【０１５５】
以上、本実施形態においても、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定する一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３を太陽光発電システム４００から解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定を並列的に行うことができるため、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【０１５６】
また、本実施形態では、上述したように、解列状態の太陽電池ストリング１０３，１０３について電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定するのと並列的に、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定する前の太陽電池ストリング１０３，１０３を予め充放電させている。よって、太陽電池ストリング１０３に第１及び第２測定部３０３Ａ，３０３Ｂを接続直後において、測定される電圧降下値Ｖ３，Ｖ４の変動を抑制でき、待つことなくすぐに、かかる測定を実施することが可能となる。従って、太陽電池アレイ１０１内の地絡の検出に要する時間を一層短縮することが可能となる。
【０１５７】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【０１５８】
図２４，２５は、第５実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図である。図２４，２５に示すように、本実施形態の地絡検出装置５０１は、切替部２（図１参照）に代えて切替部５０２を備え、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂ（図１参照）に代えて第１及び第２測定部５０３Ａ，５０３Ｂを備えている。
【０１５９】
切替部３０２は、第１測定用スイッチ８に代えて第１測定用スイッチ５０８を有し、第２測定用スイッチ９に代えて第２測定用スイッチ５０９を有している。第１測定用スイッチ５０８は、太陽電池ストリング１０３と第１測定部５０３Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替えるものであり、各太陽電池ストリング１０３の正極側に接続された測定用スイッチ素子３０８ａを含んで構成されている。
【０１６０】
第２測定用スイッチ５０９は、太陽電池ストリング１０３と第２測定部５０３Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替えるものであり、各太陽電池ストリング１０３の正極側に接続された測定用スイッチ素子５０９ａを含んで構成されている。
【０１６１】
第１測定部５０３Ａは、一方側が第１抵抗５３１Ａを介して接地電位Ｇに接続された第１交流電源５３２Ａと、第１交流電源５３２Ａと接地電位Ｇとの間に流れる第１漏れ電流値Ｉ１及びその波形を測定する波形観測装置５３３Ａと、を有している。
【０１６２】
第１交流電源５３２Ａは、太陽電池ストリング１０３に対し、第１周波数ｆ１の第１交流電圧値Ｖａ１を有する交流電圧（ＡＣバイアス）を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を、第１電位状態とさせる。
【０１６３】
本実施形態の第１電位状態は、第１周波数ｆ１を有する交流電圧の印加を基点にして、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、図２６（ａ）に示す状態となるものである。すなわち、例えば電圧値２００Ｖの太陽電池ストリング１０３の中点に対し、振幅１００Ｖで低周波数の第１周波数ｆ１を有する交流電圧を時間＝０の時点にて印加したとき、各座標の対地電位が振動しはじめ、その後、振幅１００Ｖ及び低周波数で定常に振動する。
【０１６４】
この第１交流電源５３２Ａの他方側は、太陽電池ストリング１０３の正極母線に第１測定用スイッチ５０８を介して電気的に接続されている。なお、第１交流電圧値Ｖａ１の電圧振幅は、地絡検出の感度向上の観点から所定下限値以上とされ、且つ、電気回路破損防止の観点から所定上限値以下とされている。また、ここでの第１交流電圧値Ｖａ１は、好ましい値として、１つの太陽電池ストリング１０３の電圧値と同程度の電圧値とされている。
【０１６５】
この第１交流電源５３２Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて交流電圧値Ｖａ１を印加する。また、第１交流電源５３２Ａは、交流電圧値Ｖａ１の波形を記憶部５に記憶する。第１抵抗５３１Ａは、その抵抗値が抵抗値Ｒｄとされている。波形観測装置５３３Ａは、切替部５０２と第１抵抗５３１Ａとの間、及び第１抵抗５３１Ａと接地電位Ｇとの間に電気的に接続されており、第１交流電源５３２Ａと接地電位Ｇとの間に流れる第１漏れ電流値Ｉ１及びその波形を測定する。
【０１６６】
第２測定部５０３Ａは、一方側が第２抵抗５３１Ａを介して接地電位Ｇに接続された第２交流電源５３２Ｂと、第２交流電源５３２Ｂと接地電位Ｇとの間に流れる第２漏れ電流値Ｉ２及びその波形を測定する波形観測装置５３３Ｂと、を有している。
【０１６７】
第２交流電源５３２Ｂは、太陽電池ストリング１０３に対し、第２周波数ｆ２の第２交流電圧値Ｖａ２を有する交流電圧（ＡＣバイアス）を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を、第１電位状態とさせる。
【０１６８】
本実施形態の第２電位状態は、第１電位状態とは異なる電位状態である。ここでの第２電位状態は、第２周波数ｆ２を有する交流電圧の印加を基点にして、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、図２６（ｂ）に示す状態となるものである。すなわち、例えば電圧値２００Ｖの太陽電池ストリング１０３の中点に対し、振幅１００Ｖで高周波数の第２周波数ｆ１を有する交流電圧を時間＝０の時点にて印加したとき、各座標の対地電位が振動しはじめ、その後、振幅１００Ｖ及び高周波数で定常に振動する。
【０１６９】
この第２交流電源５３２Ｂの他方側は、太陽電池ストリング１０３の正極母線に第２測定用スイッチ５０９を介して電気的に接続されている。なお、第２交流電圧値Ｖａ２の電圧振幅は、上記第１交流電圧値Ｖａ１の電圧振幅と等しい値とされている。
【０１７０】
この第２交流電源５３２Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第２交流電圧値Ｖａ２を印加する。また、第２交流電源５３２Ｂは、第２交流電圧値Ｖａ２の波形を記憶部５に記憶する。第２抵抗５３１Ｂは、その抵抗値が上記第１抵抗５３１Ａと等しい抵抗値Ｒｄとされている。波形観測装置５３３Ｂは、切替部５０２と第２抵抗５３１Ｂとの間、及び第２抵抗５３１Ｂと接地電位Ｇとの間に電気的に接続されており、第２交流電源５３２Ｂと接地電位Ｇとの間に流れる第２漏れ電流値Ｉ２及びその波形を測定する。
【０１７１】
次に、地絡検出装置５０１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図２７に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【０１７２】
このような本実施形態において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、例えば図２８の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち２つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム５００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の一方の太陽電池ストリング１０３に第１測定部５０３Ａを接続して第１漏れ電流値Ｉ１及びその波形を測定するのと並列的に、解列状態の他方の太陽電池ストリング１０３に第２測定部５０３Ｂを接続して第２漏れ電流値Ｉ２及びその波形を測定する。
【０１７３】
なお、図２８中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図２４，２５に示す地絡検出装置５０１の状態は、図２８中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１７４】
具体的に説明すると、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎとしたとき、図２７のフローチャートに示すように、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を選択し太陽光発電システム５００から解列した後（上記Ｓ２の後）、解列状態の他方の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１について、測定用スイッチ素子５０８ａをオンにして第１測定部５０３Ａに接続する（Ｓ５１）。そして、第１交流電源５３２Ａにより、太陽電池ストリング１０３１に第１周波数ｆ１の第１交流電圧値Ｖａ１を印加する（Ｓ５２）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３１を第１電位状態とする。この状態で、波形観測装置５３３Ａにより第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の第１漏れ電流値Ｉ１及びその波形を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ５３）。
【０１７５】
上記Ｓ５１〜Ｓ５３の処理と並列的に、解列状態の太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３１のうち一方の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎについて、測定用スイッチ素子５０９ａをオンにして第２測定部５０３Ｂに接続する（Ｓ５４）。そして、第２交流電源５３２Ｂにより、太陽電池ストリング１０３ｎに第２周波数ｆ２の第２交流電圧値Ｖａ２を印加する（Ｓ５５）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎを第２電位状態とする。この状態で、波形観測装置５３３Ｂにより第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎの第２漏れ電流値Ｉ２及びその波形を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ５６）。そしてその後、全ての太陽電池ストリング１０３について漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２の測定（上記Ｓ５１〜Ｓ５６）が完了しているか否かの判定を行う上記Ｓ１０に移行することとなる。
【０１７６】
なお、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２及びその波形が記憶された場合、図７のフローチャートの上記手順と同様にして、以下に示すように当該太陽電池ストリング１０３の地絡の有無を判定する。
【０１７７】
具体的には、まず、上記Ｓ１２として、次の処理を行う。すなわち、第１漏れ電流値Ｉ１について、第１交流電圧値Ｖａ１の同位相成分である漏れ電流値Ｉ１−Ｒと、第１交流電圧値Ｖａ１の位相に対し９０°異なる成分である漏れ電流値Ｉ１−Ｃと、に分離する。また、第２漏れ電流値Ｉ２について、第２交流電圧値Ｖａ２の同位相成分である漏れ電流値Ｉ２−Ｒと、第２交流電圧値Ｖａ２の位相に対し９０°異なる成分である漏れ電流値Ｉ２−Ｃと、に分離する。
【０１７８】
続いて、各交流電源５３２Ａ，５３２Ｂの第１及び第２周波数ｆ１，ｆ２に対し、漏れ電流値Ｉ１−Ｒ，Ｉ２−Ｒをそれぞれプロットする。そして、ｆ=０における漏れ電流値を漏れ電流値Ｉ３−Ｒ０として外挿して求め、この漏れ電流値Ｉ３−Ｒ０で第１交流電圧値Ｖａ１（又は第２交流電圧値Ｖａ２）を除すことにより絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを求める。そしてその後、太陽電池アレイ１０１の地絡判定を行う上記Ｓ１３へ移行する。
【０１７９】
以上、本実施形態では、漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２を測定する一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３を太陽光発電システム５００から解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定を並列的に行うことができるため、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【０１８０】
また、本実施形態では、第１漏れ電流値Ｉ１のうち第１交流電圧値Ｖａ１と同位相の電流値Ｉ１−Ｒと、第２漏れ電流値Ｉ２のうち第２交流電圧値Ｖａ２と同位相の電流値Ｉ２−Ｒとをそれぞれ監視することで、太陽電池ストリング１０３の地絡を好適に検出することが可能となる。
【０１８１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【０１８２】
例えば、上記実施形態では、負荷装置としてパワーコンディショナ１０２を備えているが、負荷装置は、電力を消費又は変換するものであればよく、コンバータや蓄電池等の直流負荷であってもよい。また、各太陽電池ストリング１０３を構成する太陽電池モジュール１０４の数は、２〜７つでもよいし、９つ以上でもよい。
【０１８３】
また、太陽光発電システムから同時解列される太陽電池ストリング１０３の数は、３つ又は５つ以上であってもよい。さらに、第１測定部によって測定する太陽電池ストリング１０３の数、及び第２測定部によって測定する太陽電池ストリング１０３の数は、２つ以上であってもよい。
【０１８４】
また、上記実施形態においては、第１及び第２電位状態として、時間的に安定（収束）した状態（図３、図４及び図１６（ａ），（ｂ）参照）、又は、時間的に一定周期で振動する状態（図２６（ａ），（ｂ）参照）を用いて測定する構成を例に説明したが、これに限定されるものではない。
【０１８５】
例えば、図２９（ａ），（ｂ）に示すように、太陽電池ストリング１０３の対地電位が一の安定状態から他の安定状態へと急峻に変動する過程を含めて一つの電位状態として捉え、これら二つの電位状態を用いて測定をする構成としてもよい。或いは、図３０（ａ），（ｂ）に示すように、太陽電池ストリング１０３の対地電位が一の安定状態から他の安定状態へとなだらかに変動する過程を含めて一つの電位状態として捉え、これら二つの電位状態を用いて測定する構成としてもよい。
【０１８６】
なお、上記実施形態では、複数の太陽電池ストリング１０３により太陽電池ストリング群を構成し、複数の太陽電池ストリング群により太陽電池アレイ１０１を構成してもよい。この場合、複数の太陽電池ストリング群のうち２つ以上の太陽電池ストリング群が太陽光発電システムから解列され、解列状態の一の太陽電池ストリング群に対し第１測定部による測定が実施されるのと並列的に、解列状態の他の太陽電池ストリング群に対し第２測定部による測定が実施されることとなる。
【０１８７】
ちなみに、上記の「等しい」は、略等しいを含んでおり、製造上、設計上及び計測上のばらつきや誤差を許容するものである。また、第１及び第２電位状態は上述したものに限定されず、種々の電位状態であってもよい。以上において、演算制御部４、第１測定用スイッチ８，３０８，５０８及び第２測定用スイッチ９，３０９，５０９が制御部を構成する。また、演算制御部４が判定部を構成する。
【符号の説明】
【０１８８】
１，２０１，３０１，４０１，５０１…地絡検出装置、３Ａ，３０３Ａ，５０３Ａ…第１測定部、３Ａ，３０３Ａ，５０３Ａ…第２測定部、４…演算制御部（判定部，制御部）、７…解列用スイッチ（スイッチング部）、８，３０８，５０８…第１測定用スイッチ（制御部）、９，３０９，５０９…第２測定用スイッチ（制御部）、３１Ａ…第１抵抗、３１Ｂ…第２抵抗、３２Ａ…直流電源、１００，２００，３００，４００，５００…太陽光発電システム、１０１…太陽電池アレイ、１０２…パワーコンディショナ（負荷装置）、１０３…太陽電池ストリング、１０４…太陽電池モジュール、３３１Ａ…第１抵抗、３３１Ｂ第２抵抗、５３２Ａ…第１交流電源、５３２Ｂ…第２交流電源、Ｇ…接地電位、Ｉ１−Ｒ…漏れ電流値（第１測定値）、Ｉ２ーＲ…漏れ電流値（第２測定値）、Ｏ１…第１接続部、Ｏ２…第２接続部、Ｖ１…電圧値（第１測定値）、Ｖ２…電圧値（第２測定値）、Ｖ３…負極側電圧降下値（第２測定値）、Ｖ４…正極電圧降下値（第１測定値）、Ｖａ１…第１交流電圧値、Ｖａ２…第２交流電圧値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地絡検出装置、地絡検出方法、太陽光発電システム、及び地絡検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を利用して発電を行う太陽光発電システムでは、一般的に、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて太陽電池ストリングが構成され、さらに、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて太陽電池アレイが構成されている。この太陽電池アレイからの出力は、パワーコンディショナ等の負荷装置に供給され、商用電力系統等に供給される。
【０００３】
このような太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ内に絶縁不良があると、例えば人や物が絶縁不良箇所に触れたときや、絶縁不良箇所と金属架台等とが接触したとき、電気回路が外部と意図しない形で接触する地絡が生じる場合がある。この地絡を検出するものとして、従来、例えば特許文献１に記載された地絡検出装置が知られている。特許文献１に記載の地絡検出装置では、接地された太陽電池アレイの電路から大地に流れる電流値が測定され、この電流値が予め設定された電流設定値を超えたとき、太陽電池アレイの地絡が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５８２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記地絡検出装置では、太陽光発電システムが有する対地静電容量の影響で、地絡を誤検出してしまう虞がある。さらに、地絡検出の際、負荷装置に起因して生じるノイズ（例えば、高周波スイッチ動作や、商用周波数（５０〜６０Ｈｚ）等により生じるノイズ）の影響を受け易く、このことからも、地絡を誤検出してしまう虞がある。
【０００６】
また、近年の地絡検出装置においては、例えば太陽光発電システムの普及拡大等に伴い、太陽電池アレイ内の地絡の検出に要する時間を短縮できるものが強く望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮することができる地絡検出装置、地絡検出方法、太陽光発電システム及び地絡検出プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る地絡検出装置は、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ内の地絡を検出する地絡検出装置であって、複数の太陽電池ストリングのうち２つ以上の太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして太陽光発電システムから解列するスイッチング部と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定する第１測定部と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、第１測定部による測定とは別の測定を実施して地絡検出のための第２測定値を測定する第２測定部と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれについて、第１及び第２測定部により測定された第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定部と、第１及び第２測定部の動作を少なくとも制御する制御部と、を備え、制御部は、スイッチング部により解列された２つ以上の太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングに第１測定部を接続し、当該一の太陽電池ストリングの第１測定値を第１測定部により測定させることと並列的に、スイッチング部により解列された２つ以上の太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングに第２測定部を接続し、当該他の太陽電池ストリングの第２測定値を第２測定部により測定させること、を特徴とする。
【０００９】
この本発明の地絡検出装置では、地絡検出のための第１及び第２測定値を測定する一及び他の太陽電池ストリングが太陽光発電システムから解列されている。そのため、測定対象の対地静電容量を下げ、対地静電容量による悪影響が地絡検出に及ぶのを軽減できると共に、かかる測定時に太陽電池ストリングが負荷装置に対して電気的に切り離されることから、当該負荷装置に起因して発生するノイズの悪影響が地絡検出に及ぶのを抑制できる。従って、地絡を確実に検出することが可能となる。
さらに、解列状態における一及び他の太陽電池ストリングについて互いに別の測定が並列的に行われ、これにより、第１及び第２測定値が並列的に測定されることとなる。よって、第１及び第２測定値の測定を効率化でき、ひいては地絡検出を効率化することができる。従って、太陽電池アレイ内の地絡の検出に要する時間を短縮することが可能となる。
【００１０】
ちなみに、ここでの「一の太陽電池ストリング」とは、任意の少なくとも１つの太陽電池ストリングを意味し、「他の太陽電池ストリング」とは、他（残部）の少なくとも１つの太陽電池ストリングを意味している。また、ここでの「並列的」は、例えば並列、略並列、同時並列、同時並列的、同時、略同時、同時的とも称することができ、具体的には、測定を実施している期間と充放電を実施している期間との間に重複する時間が少なくとも存在することを意味している。これらについては、以下においても同様である。
【００１１】
また、スイッチング部は、第１測定部が測定する一の太陽電池ストリング数及び第２測定部が測定する他の太陽電池ストリング数の合計と同数の太陽電池ストリングを太陽光発電システムから解列すること、が好ましい。この場合、必要な太陽電池ストリングのみ解列できるため、太陽電池ストリングの解列の無駄を低減することが可能となる。
【００１２】
また、スイッチング部は、解列された太陽電池ストリングについて、判定部により地絡無しと判定された場合に太陽光発電システムに電気的に接続すると共に、判定部により地絡ありと判定された場合に太陽光発電システムから解列した状態のままにすること、が好ましい。この場合、地絡していない太陽電池ストリングを発電に寄与させることができる。
【００１３】
また、判定部は、第１及び第２測定値に基づいて絶縁抵抗値を算出し、当該絶縁抵抗値が所定値以下又は未満のときに地絡ありと判定すること、が好ましい。この場合、絶縁抵抗値は太陽電池ストリングの対地電位によらないものであることから、地絡の有無の判定を好適に行うことができる。
【００１４】
また、第１測定部は、スイッチング部により解列された一の太陽電池ストリングに接続された際に、当該一の太陽電池ストリングの対地電位を第１電位状態にして第１測定値を測定し、第２測定部は、スイッチング部により解列された他の太陽電池ストリングに接続された際に、当該他の太陽電池ストリングの対地電位を第１電位状態とは異なる第２電位状態にして第２測定値を測定すること、が好ましい。この場合、２種の電位状態（すなわち、第１及び第２電位状態）から地絡を検出する際において、地絡の検出に要する時間を短縮することができる。
【００１５】
また、第１測定部は、一方側が接地電位に接続されると共に他方側が太陽電池ストリングに接続可能な第１電路と、第１電路上に設けられた直流電源と、を少なくとも含み、スイッチング部により解列された一の太陽電池ストリングに第１電路の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを第１電位状態にして、第１電路に流れる電流値に関する測定値を第１測定値として測定し、第２測定部は、一方側が接地電位に接続されると共に他方側が太陽電池ストリングに接続可能な第２電路を少なくとも含み、スイッチング部により解列された他の太陽電池ストリングに第２電路の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを第２電位状態にして、第２電路に流れる電流値に関する測定値を第２測定値として測定すること、が好ましい。
【００１６】
この場合、第１及び第２電路を流れる電流値に関する第１及び第２測定値をそれぞれ監視することで、太陽電池ストリングの地絡を好適に検出することが可能となる。なお、「電流値に関する測定値」は、例えば、電流センサ等を用いて接地電位との間に流れる電流値を直接監視する場合には当該電流値が相当し、電圧計等を用いて第１及び第２電路上の所定箇所の電圧値（或いは所定区間の電圧降下値）を監視する場合には当該電圧値（又は当該電圧降下値）が相当する（以下同様）。また、電圧値を監視する場合、例えば、第１電路上に第１抵抗を設けると共に第２電路上に第２抵抗を設け、第１抵抗に生じる第１電圧降下値を第１測定値として測定し、第２抵抗に生じる第２電圧降下値を第２測定値として測定することも可能である。
【００１７】
また、第１測定部は、一方側が接地電位に接続された第１抵抗を有し、スイッチング部により解列された一の太陽電池ストリングの正極側のみに第１抵抗の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを第１電位状態にして、第１抵抗に流れる電流値に関する測定値を第１測定値として測定し、第２測定部は、一方側が接地電位に接続された第２抵抗を有し、スイッチング部により解列された他の太陽電池ストリングの負極側のみに第２抵抗の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを第２電位状態にして、第２抵抗に流れる電流値に関する測定値を第２測定値として測定すること、が好ましい。この場合、第１及び第２抵抗を流れる電流値に関する第１及び第２測定値をそれぞれ監視することで、太陽電池アレイ内の地絡を好適に検出することが可能となる。
【００１８】
また、第１測定部は、一方側が接地電位に接続され第１周波数の第１交流電圧値を有する第１交流電源を少なくとも含み、スイッチング部により解列された一の太陽電池ストリングに第１交流電源の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを第１電位状態にして、第１交流電源と接地電位との間に流れる電流値のうち第１交流電圧値と同位相の電流値に関する測定値を第１測定値として測定し、第２測定部は、一方側が接地電位に接続され第１周波数とは異なる第２周波数の第２交流電圧値を有する第２交流電源を少なくとも含み、スイッチング部により解列された他の太陽電池ストリングに第２交流電源の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを第２電位状態にして、第２交流電源と接地電位との間に流れる電流値のうち第２交流電圧値と同位相の電流値に関する測定値を第２測定値として測定すること、が好ましい。
【００１９】
この場合、第１交流電源及び接地電位間に流れる電流値のうち第１周波数と同位相の電流値に関する測定値と、第２交流電源及び接地電位間に流れる電流値のうち第２周波数と同位相の電流値に関する測定値とをそれぞれ監視することで、太陽電池ストリングの地絡を好適に検出することが可能となる。なお、「電流値に関する測定値」は、例えば、電流センサ等を用いて接地電位との間に流れる電流値を直接監視する場合には当該電流値が相当し、抵抗を設けこの抵抗に生じる電圧値を電圧計等を用いて監視する場合には当該電圧値が相当する（以下同様）。
【００２０】
また、本発明に係る地絡検出方法は、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ内の地絡を検出する地絡検出方法であって、複数の太陽電池ストリングのうち２つ以上の太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして太陽光発電システムから解列する解列ステップと、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定する第１測定ステップと、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、第１測定ステップの測定とは別の測定を実施して地絡検出のための第２測定値を測定する第２測定ステップと、複数の太陽電池ストリングのそれぞれについて、第１及び第２測定ステップにより測定された第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定ステップと、を備え、第１測定ステップでは、解列ステップで解列された２つ以上の太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングにおける第１測定値を測定し、第２測定ステップでは、第１測定ステップで第１測定値を測定することと並列的に、解列ステップで解列された２つ以上の太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングにおける第２測定値を測定すること、を特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、上記地絡検出装置と、を具備することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る地絡検出プログラムは、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ内の地絡を検出するための地絡検出プログラムであって、複数の太陽電池ストリングのうち２つ以上の太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして太陽光発電システムから解列させる解列機能と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定させる第１測定機能と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、第１測定機能による測定とは別の測定を実施させて地絡検出のための第２測定値を測定させる第２測定機能と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれについて、第１及び第２測定機能により測定させた第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定機能と、をコンピュータに実行させ、第１測定機能では、解列機能で解列させた２つ以上の太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングにおける第１測定値を測定させ、第２測定機能では、第１測定機能で第１測定値を測定させることと並列的に、解列機能で解列させた２つ以上の太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングにおける第２測定値を測定させること、を特徴とする。
【００２３】
これら本発明に係る地絡検出方法、太陽光発電システム、及び地絡検出プログラムにおいても、地絡検出のための第１及び第２測定値を測定する一及び他の太陽電池ストリングを太陽光発電システムから解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリングについて互いに別の測定を並列的に行うことができ、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図２】図１の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態の第１電位状態の例を示す図である。
【図４】本実施形態の第２電位状態の例を示す図である。
【図５】図１の地絡検出装置の演算制御部を示す機能ブロック図である。
【図６】図１の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図１の地絡検出装置の動作を示す他のフローチャートである。
【図８】図１の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図９】第２実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図１０】図９の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図１１】図９の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図９の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図１３】第３実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図１４】図１３の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図１５】図１３の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】（ａ）は本実施形態における電位状態の例を示す図、（ｂ）は本実施形態における電位状態の他の例を示す図である。
【図１７】図１３の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図１８】第４実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図１９】図１８の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図２０】図１８の太陽光発電システムにおける別の他の状態を示す概略構成図である。
【図２１】図１８の太陽光発電システムにおけるさらに別の他の状態を示す概略構成図である。
【図２２】図１８の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図２３】図１８の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図２４】第５実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムの一状態を示す概略構成図である。
【図２５】図２４の太陽光発電システムにおける他の状態を示す概略構成図である。
【図２６】（ａ）は本実施形態における電位状態の例を示す図、（ｂ）は本実施形態における電位状態の他の例を示す図である。
【図２７】図２４の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図２８】図２４の地絡検出装置における太陽電池ストリングごとの動作スキームを示す図である。
【図２９】電位状態の別の例を示す図である。
【図３０】電位状態のさらに別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について説明する。図１，２は、第１実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図、図３は、図１に示す地絡検出装置の演算制御部を示す機能ブロック図である。図１，２に示すように、地絡検出装置１は、太陽光発電システム１００において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出するものである。そこで、まず、この太陽光発電システム１００について説明する。
【００２７】
太陽光発電システム１００は、太陽光エネルギを利用して発電を行う発電システムであり、太陽電池アレイ１０１と、パワーコンディショナ（負荷装置）１０２と、を備えている。太陽電池アレイ１０１は、太陽光エネルギを電気エネルギへ変換し、直流出力としてパワーコンディショナ１０２へ供給する。太陽電池アレイ１０１は、複数の太陽電池ストリング１０３が並列接続されて構成されている。つまり、太陽電池アレイ１０１においては、第１〜第ｎ太陽電池ストリング１０３１〜１０３ｎが並列接続されている（ｎは２以上の整数）。
【００２８】
複数の太陽電池ストリング１０３のぞれぞれは、複数（ここでは、８つ）の太陽電池モジュール１０４が直列接続されて構成されている。これら複数の太陽電池ストリング１０３は、パワーコンディショナ１０２に対し、後述の解列用スイッチ７を介して接続されている。
【００２９】
パワーコンディショナ１０２は、太陽電池アレイ１０１から供給された直流出力を交流出力に変換し、この交流出力を後段の電力系統（例えば商用電力系統）へ供給する。このパワーコンディショナ１０２は、最大出力が得られるよう太陽電池アレイ１０１の動作電圧を制御する動作電圧制御機能と、電力系統の異常が検知された場合に安全にシステム停止する等の系統保護機能と、を有している。なお、パワーコンディショナ１０２は、絶縁トランスを有するトランス絶縁型であってもよいし、トランスレス（非絶縁）型であってもよい。
【００３０】
本実施形態の地絡検出装置１は、切替部２と、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂと、演算制御部４と、記憶部５と、を備えている。切替部２は、電気回路の開閉を行う部位であり、具体的には、２つ以上（ここでは、２つ）の太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００から同時解列し、解列状態の一の太陽電池ストリング１０３を第１測定部３Ａに接続するのと並列的に、解列状態の他の太陽電池ストリング１０３を第２測定部３Ｂに接続する。なお、ここでの「一」とは、任意の少なくとも１つを意味し、「他」とは、他部（残部）のうちの少なくとも１つを意味している。
【００３１】
この切替部２は、各太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００から解列するための解列用スイッチ（スイッチング部）７と、解列した太陽電池ストリング１０３を第１測定部３Ａに接続するための第１測定用スイッチ８と、解列した太陽電池ストリング１０３を第２測定部３Ｂに接続するための第２測定用スイッチ９と、を有している。この切替部２内では、各太陽電池ストリング１０３の正極側同士及び負極側同士が集約されて結線され、並列接続された正極母線及び負極母線が構成されている。
【００３２】
解列用スイッチ７は、太陽電池ストリング１０３とパワーコンディショナ１０２との間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。解列用スイッチ７は、各太陽電池ストリング１０３の正極及び負極のそれぞれに直列接続された解列用スイッチ素子７ａを複数含んで構成されている。解列用スイッチ素子７ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフを切り替える。ここでの解列用スイッチ素子７ａは、通常時にオン状態とされて電気的接続状態とされる一方、地絡検出時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる。
【００３３】
複数の解列用スイッチ素子７ａのパワーコンディショナ１０２側の端子は、正極側同士及び負極側同士で結線され、これにより、正極母線及び負極母線が構成されている。これら正極母線及び負極母線は、パワーコンディショナ１０２に接続されている。解列用スイッチ素子７ａとしては、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ，Field Effect Transistor）等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００３４】
このように構成された解列用スイッチ７では、２つの太陽電池ストリング１０３の正極側及び負極側に接続された２組の解列用スイッチ素子７ａ，７ａが順次にオフ状態とされる。これにより、２つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム１００から電気的に切り離されて解列される解列状態が、複数の太陽電池ストリング１０３に対し順次に実施される。
【００３５】
第１測定用スイッチ８は、太陽電池ストリング１０３と第１測定部３Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第１測定用スイッチ８は、各太陽電池ストリング１０３の中点に接続された測定用スイッチ素子８ａを含んで構成されている。測定用スイッチ素子８ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの測定用スイッチ素子８ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、地絡検出時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００３６】
また、複数の測定用スイッチ素子８ａにおける第１測定部３Ａ側の端子は、結線されて母線が構成され、この母線は、第１測定部３Ａに接続されている。測定用スイッチ素子８ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００３７】
このように構成された測定用スイッチ８では、解列用スイッチ７により２つ以上の太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム１００から解列されたとき、そのうちの一の太陽電池ストリング１０３に接続された測定用スイッチ素子８ａがオン状態とされる。これにより、当該太陽電池ストリング１０３が、第１測定部３Ａで測定可能とされる。
【００３８】
第２測定用スイッチ９は、太陽電池ストリング１０３と第２測定部３Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第２測定用スイッチ９は、各太陽電池ストリング１０３の中点に接続された測定用スイッチ素子９ａを含んで構成されている。測定用スイッチ素子８ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの測定用スイッチ素子９ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、地絡検出時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００３９】
また、複数の測定用スイッチ素子９ａにおける第２測定部３Ｂ側の端子は、結線されて母線が構成され、この負極母線は、第２測定部３Ｂに接続されている。測定用スイッチ素子９ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００４０】
このように構成された測定用スイッチ９では、解列用スイッチ７により２つ以上の太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム１００から解列されたとき、そのうちの他の太陽電池ストリング１０３に接続された測定用スイッチ素子９ａがオン状態とされる。これにより、当該太陽電池ストリング１０３が、第２測定部３Ｂで測定可能とされる。
【００４１】
第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂは、解列された太陽電池ストリング１０３について地絡検出のための測定を行うものである。第１測定部３Ａは、一方側が接地電位（大地）Ｇに接続された第１抵抗３１Ａと、第１抵抗３１Ａの他方側に接続された第１直流電源３２Ａと、第１抵抗３１Ａに生じる第１電圧値Ｖ１を測定する第１電圧計３３Ａと、を含んでいる。この第１測定部３Ａは、切替部２により解列された一の太陽電池ストリング１０３に接続することにより当該一の太陽電池ストリング１０３に直流電圧（ＤＣ電圧）を印加し、この状態で第１電圧値Ｖ１を第１測定値として測定する。
【００４２】
第１抵抗３１Ａは、第１電路上において切替部２と接地電位Ｇとの間に設けられている。第１抵抗３１Ａの抵抗値は、地絡発生時の安全性の観点から所定下限値以上とされ、且つ、後述の測定値の測定容易性の観点から所定上限値以下とされている（以下の抵抗において同様）。第１直流電源３２Ａは、第１電路上において切替部２と第１抵抗３１Ａとの間に設けられている。この第１直流電源３２Ａは、太陽電池ストリング１０３の中点に対し、負電圧の直流電圧を印加し、ここでは、第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を、第１電位状態とさせる。なお、このような構成により、第１電路は、一方側が接地電位Ｇに接続されると共に他方側が太陽電池ストリング１０３に接続可能となっている。
【００４３】
図３は、本実施形態の第１電位状態の例を示す図である。図中において、Ｚ軸は対地電位、Ｘ軸は時間、Ｙ軸は太陽電池ストリング中の座標をそれぞれ示している。また、同図において、説明を簡単化するため、太陽電池ストリング１０３中の電位を、負極側から正極側に向けて直線的に増加するものとして図示している。これらについては、図４，１６，２６，２９，３０で同様である。
【００４４】
図３に示すように、電位状態は、“太陽電池ストリング１０３中の各点の対地電位が、太陽電池ストリング１０３の中の座標(負極及び正極間の電路位置を現す指標)と、時間と、の関数にしてどの様に表されるか”を意味している（以下の電位状態において同様）。本実施形態の第１電位状態は、第１直流電圧値Ｖｄ１の印加により、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、時間経過に伴って変動した後に時間的に安定（収束）した状態のものである。
【００４５】
具体的には、図示するように、第１電位状態は、電圧２００Ｖの太陽電池ストリング１０３の中点に第１直流電圧値Ｖｄ１として−１４０Ｖの対地電圧を印加することにより、太陽電池ストリング１０３の負極の対地電位が−２４０Ｖ、太陽電池ストリング１０３の中点の対地電位が−１４０Ｖ、太陽電池ストリング１０３の正極の対地電位が−４０Ｖとなり、これらの電位状態で安定した（時間の経過に対して殆ど変動しない）状態となっている。
【００４６】
なお、第１直流電圧値Ｖｄ１は、地絡検出の感度向上の観点から所定下限値以上とされ、且つ、測定対象の太陽電池回路を破損防止する観点から所定上限値以下とされている（以下の直流電圧値において同様）。
【００４７】
図１，２に示すように、この第１直流電源３２Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加する。また、演算制御部４は、第１直流電源３２Ａにより印加させた第１直流電圧値Ｖｄ１を記憶部５に記憶する。
【００４８】
第１電圧計３３Ａは、第１抵抗３１Ａと第１直流電源３２Ａとの間、及び第１抵抗３１Ａと接地電位Ｇとの間に接続されている。第１電圧計３３Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第１電圧値Ｖ１の測定を実行し、その測定結果を演算制御部４に対し出力する。演算制御部４は、当該測定結果を記憶部５に記憶する。
【００４９】
第２測定部３Ａは、一方側が接地電位Ｇに接続された第２抵抗３１Ｂと、第２抵抗３１Ｂの他方側に接続された第２直流電源３２Ｂと、第２抵抗３１Ｂに生じる第２電圧値Ｖ２を測定する第２電圧計３３Ａと、を含んでいる。この第２測定部３Ｂは、切替部２により解列された他の太陽電池ストリング１０３に接続することにより当該他の太陽電池ストリング１０３に直流電圧（ＤＣ電圧）を印加し、この状態で第２電圧値Ｖ２を第２測定値として測定する。
【００５０】
第２抵抗３１Ｂは、第２電路上において切替部２と接地電位Ｇとの間に設けられている。この第２抵抗３１Ｂの抵抗値は、上記第１抵抗３１Ａと等しい抵抗値とされている。第２直流電源３２Ｂは、第２電路上において切替部２と第２抵抗３１Ｂとの間に設けられている。この第２直流電源３２Ｂは、太陽電池ストリング１０３の中点に対し、正電圧の直流電圧を印加し、ここでは、上記第１直流電圧値Ｖｄ１とは異なる電圧値の第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を、異なる第２電位状態とさせる。なお、このような構成により、第２電路は、一方側が接地電位Ｇに接続されると共に他方側が太陽電池ストリング１０３に接続可能となっている。
【００５１】
図４は、本実施形態の第２電位状態の例を示す図である。図４に示すように、本実施形態の第２電位状態は、第１電位状態とは異なる電位状態である。ここでの第２電位状態は、第２直流電圧値Ｖｄ２の印加により、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、時間の経過に伴って変動した後に時間的に安定した状態のものである。
【００５２】
具体的には、図示するように、本実施形態の第２電位状態は、電圧２００Ｖの太陽電池ストリング１０３の中点に第２直流電圧値Ｖｄ２として＋８０Ｖの対地電圧を印加することにより、太陽電池ストリング１０３の負極の対地電位が−２０Ｖ、太陽電池ストリング１０３の中点の対地電位が＋８０Ｖ、太陽電池ストリング１０３の正極の対地電位が＋１８０Ｖとなり、これらの電位状態で安定した状態となっている。
【００５３】
図１，２に示すように、この第２直流電源３２Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加する。また、第２直流電源３２Ｂは、印加する第２直流電圧値Ｖｄ２を記憶部５に記憶する。
【００５４】
第２電圧計３３Ｂは、第２抵抗３１Ｂと第２直流電源３２Ｂとの間、及び第２抵抗３１Ｂと接地電位Ｇとの間に接続されている。第２電圧計３３Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第２電圧値Ｖ２の測定を実行し、その測定結果を記憶部５に記憶する。
【００５５】
演算制御部４は、地絡検出装置１全体を制御するためのもの（コンピュータ）である。ここでの演算制御部４は、後述の地絡検出プログラムを実行し、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂによる測定、記憶及び測定結果に基づく演算、並びに地絡存否の判定を実施する。この演算制御部４は、切替部２、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂ及び記憶部５に接続されている。演算制御部４としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成してもよいし、アナログＩＣ回路やＰＬＤ（Programmable Logic Device）回路により構成してもよい。
【００５６】
この演算制御部４は、図５に示すように、ストリング選定機能、解列制御機能（解列機能）、第１測定機能、第２測定機能、記憶機能、演算機能及び地絡判定機能を有している。ストリング選定機能は、太陽光発電システム１００から解列させる太陽電池ストリング１０３を選定する。解列制御機能は、切替部２の解列用スイッチ７へオンオフ切替を指示して、太陽電池ストリング１０３の解列を制御する。
【００５７】
第１測定機能は、切替部２の第１測定用スイッチ８へオンオフ切替を指示すると共に、第１直流電源３２Ａを制御して太陽電池アレイ１０１へ第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加させ、そして、第１電圧計３３Ａへ測定実施を指示する。第２測定機能は、切替部２の第２測定用スイッチ９へオンオフ切替を指示すると共に、第２直流電源３２Ｂを制御して太陽電池アレイ１０１へ第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加させ、そして、第２電圧計３３Ｂへ測定実施を指示する。
【００５８】
記憶機能は、各太陽電池ストリング１０３の測定状況や電圧計３３Ａ，３３Ｂの測定結果及び演算結果を記憶部５に記憶する。演算機能は、記憶部５に記憶された測定結果に基づき演算を実施する。地絡判定機能は、演算機能による演算結果に基づいて地絡の有無を判定する。
【００５９】
記憶部５は、演算制御部４が実行する地絡検出プログラム、太陽電池アレイ１０１の測定状況、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂによる測定結果、及び演算制御部４による演算結果を記憶するための記録媒体である。なお、記憶部５としては、半導体メモリや磁気記憶装置等を用いることができる。また、記憶部５に地絡検出プログラムの全部又は一部が記憶されていない場合には、外部記憶装置（例えば、ハードディスク）に地絡検出プログラムの全部又は一部を記憶し、これを読み込むことにより演算制御部４にて地絡検出に係る処理を実行させてもよい。
【００６０】
次に、地絡検出装置１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図６，７に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【００６１】
上述した地絡検出装置１において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、例えば図８の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち２つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の一方の太陽電池ストリング１０３に対し第１電圧値Ｖ１の測定を実施するのと並列的に、解列状態の他方の太陽電池ストリング１０３に対し第２電圧値Ｖ2の測定を実施する。
【００６２】
なお、図８中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図１，２に示す地絡検出装置１の状態は、図８中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【００６３】
具体的には、太陽電池アレイ１０１内の地絡検出の際、演算制御部４の各種機能を実行して次の処理を行う。すなわち、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎとしたとき、図６のフローチャートに示すように、まず、複数の太陽電池ストリング１０３の中から、太陽光発電システム１００に対して解列させる第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを選択し、選択した第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎに対応する解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオフにし、これにより、第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを太陽光発電システム１００から電気的に切り離して解列し、解列状態とする（Ｓ１）。
【００６４】
続いて、複数の太陽電池ストリング１０３の中から、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を選択し、選択した第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１に対応する解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオフにし、これにより、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を太陽光発電システム１００から電気的に切り離して解列し、解列状態とする（Ｓ２）。
【００６５】
続いて、解列状態の第ｉ及び第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３１のうち一方の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１に対応する測定用スイッチ素子８ａをオンにし、当該第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を第１測定部３Ａに接続する（Ｓ３）。そして、第１直流電源３２Ａにより、太陽電池ストリング１０３１の中点に負電圧の第１直流電圧値Ｖｄ１を印加する（Ｓ４）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３１を第１電位状態とする。この状態で、第１電圧計３３Ａにより第１抵抗３１Ａに生じる第１電圧値Ｖ１を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ５）。
【００６６】
また、上記Ｓ３〜Ｓ５の処理と並列的に、解列状態の他方の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎに対応する測定用スイッチ素子９ａをオンにし、当該第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを第２測定部３Ｂに接続する（Ｓ６）。そして、第２直流電源３２Ｂにより、太陽電池ストリング１０３ｎの中点に正電圧の第２直流電圧値Ｖｄ２を印加する（Ｓ７）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎを第２電位状態とする。この状態で、第２電圧計３３Ｂにより第２抵抗３１Ｂに生じる第２電圧値Ｖ2を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ８）。
【００６７】
ここでは、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ2は、その値が一定に安定したときの値としている。これら第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ2は、時間を変数とする関数にして表される値（時間波形等）としてもよい。
【００６８】
続いて、解列状態の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎについて、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム１００に接続すると共に、測定用スイッチ素子９ａをオフにして第２測定部３Ｂから切り離す（Ｓ９）。
【００６９】
続いて、全ての太陽電池ストリング１０３について第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定（上記Ｓ３〜Ｓ６）が完了していない場合、ｉ＝ｉ+１としながら上記Ｓ２〜Ｓ９を繰り返す（Ｓ１０）。
【００７０】
一方、全ての太陽電池ストリング１０３について第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ2の測定が完了した場合、解列状態の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム１００に接続すると共に、測定用スイッチ素子８ａをオフにして第１測定部３Ａから切り離す（Ｓ１１）。
【００７１】
ここで、図７のフローチャートに示すように、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２が記憶された場合、これら第１及び第２電圧値Ｖ1，Ｖ２に基づいて当該太陽電池ストリング１０３における地絡の有無を判定する。すなわち、第１電圧値Ｖ１に基づいて、第１抵抗３１Ａを介して流れる漏れ電流（つまり、漏洩電流又は零相電流）の電流値である第１漏れ電流値Ｉ１を求める。これと共に、第２電圧値Ｖ２に基づいて、第２抵抗３１Ｂを介して流れる漏れ電流の電流値である第２漏れ電流値Ｉ２を求め、これら漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２の変化から地絡の有無を判定する。
【００７２】
具体的には、まず、下式（１）により第１及び第２漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２から絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを演算する（Ｓ１２）。そして、演算した絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋと、予め記憶部５に記憶されている基準抵抗値とを比較し、太陽電池アレイ１０１の地絡判定を行う（Ｓ１３）。より具体的には、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが基準抵抗値よりも小さい又は以下の場合、「地絡あり」と判定する一方、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが基準抵抗値以上又は基準抵抗値よりも大きいの場合、「地絡無し」と判定する。
Ｒｌｅａｋ＝（Ｖｄ１−Ｖｄ２）／（Ｉ１−Ｉ２）−Ｒｄ …（１）
但し、Ｒｄ：第１及び第２抵抗の抵抗値
【００７３】
そして、上記Ｓ１３における地絡判定結果が「地絡無し」であれば、解列状態の測定対象の太陽電池ストリング１０３について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム１００に接続する（Ｓ１４）。一方、地絡判定結果が「地絡あり」であれば、解列状態の測定対象の太陽電池ストリング１０３について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオフのままにして解列状態を維持することとなる（Ｓ１５）。
【００７４】
以上、本実施形態では、地絡検出のために第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２を測定する太陽電池ストリング１０３を、太陽光発電システム１００から電気的に切り離して解列している。このように、測定対象を小さい単位にすることから、当該測定対象の対地静電容量を下げることができ（つまり、測定対象の電路を短くし、及び総面積を小さくすることができ）、対地静電容量により流れる電流の悪影響が地絡検出に及ぶのを抑制することが可能となる。
【００７５】
これと共に、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定時に太陽電池ストリング１０３がパワーコンディショナ１０２に対して電気的に切り離されることとなり、当該パワーコンディショナ１０２に起因して発生するノイズの悪影響が測定に及ぶのをも抑制できる。従って、地絡を確実に検出することが可能となる。
【００７６】
さらに、本実施形態では、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定が並列的に（同じタイミングで）行われ、これにより、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２が並列的に測定されることとなる。よって、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定を効率化でき、ひいては地絡検出を効率化することができる。従って、太陽電池アレイ１０１内の地絡の検出に要する時間（太陽電池アレイ１０１の地絡検出にかかる総時間）を短縮することが可能となる。
【００７７】
また、本実施形態では、第１及び第２抵抗３１Ａ，３１Ｂで生じる第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ監視することで、太陽電池ストリングの地絡を好適に検出することが可能となる。特に、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の変化から地絡の有無を判定することができ、よって、漏れ電流値を確実に検知するために太陽電池ストリング１０３に対地高電位を生じさせる必要がなく、地絡検出時の安全性を高めることができる。
【００７８】
また、本実施形態では、解列状態の太陽電池ストリング１０３の地絡を検出することから、測定対象の対地静電容量を下げることができるため、第１及び第２測定用スイッチ８，９の切り替えの際、対地静電容量による突入電流が発生する虞を抑制することが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態では、第１測定部３Ａが測定する一の太陽電池ストリング１０３の数と、第２測定部３Ｂが測定する他の太陽電池ストリング１０３の数との合計（ここでは２つ）に対し同数の太陽電池ストリング１０３が、太陽光発電システム１００から解列される。よって、必要な太陽電池ストリング１０３のみ解列でき、太陽電池ストリング１０３の解列の無駄を低減することが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態では、上述したように、解列された太陽電池ストリング１０３について、地絡無しと判定された場合に太陽光発電システム１０３に電気的に接続される一方で、地絡ありと判定された場合に太陽光発電システム１０３から解列状態のままにされる。よって、地絡していない太陽電池ストリング１０３を発電に好適に寄与させることができる。
【００８１】
また、本実施形態では、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが算出され、当該絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが所定値以下又は未満のときに地絡ありと判定される。電流値から地絡を判定するとき、測定対象の対地電位が変化すると電流値が変化してしまうため、場合によっては判定が煩雑になることもある。この点、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋは太陽電池ストリング１０３の対地電位によらないものであることから、地絡の有無の判定を容易且つ好適に行うことができる。
【００８２】
また、本実施形態では、解列された一の太陽電池ストリング１０３に第１測定部３Ａが接続された際、当該一の太陽電池ストリング１０３の対地電位が第１電位状態にされて第１電圧値Ｖ１が測定され、解列された他の太陽電池ストリング１０３に第２測定部３Ｂが接続された際、当該他の太陽電池ストリング１０３の対地電位が第２電位状態にされて第２電圧値Ｖ２が測定される。この場合、意図的に太陽電池ストリング１０３の対地電位を２種（複数）の電位状態に変化させ、地絡位置の電位によらずに高感度に地絡を検出する際において、当該地絡の検出に要する時間を短縮することができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、第１測定部３Ａが第１直流電源３２Ａを備えない構成（つまり、第１測定部３Ａが太陽電池ストリング１０３に０Ｖの直流電圧を印加する構成）としてもよいし、又は、第２測定部３Ｂが第２直流電源３２Ｂを備えない構成（つまり、第２測定部３Ｂが太陽電池ストリング１０３に０Ｖの直流電圧を印加する構成）としてもよい。
【００８４】
また、本実施形態では、第１及び第２直流電源３２Ａ，３２Ｂにより太陽電池ストリング１０３の中点に直流電圧を印加する構成としたが、これに限定されず、太陽電池ストリング１０３の何れかの箇所に直流電圧を印加する構成としてもよい。
【００８５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００８６】
図９，１０は、第２実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図である。図９，１０に示すように、本実施形態の地絡検出装置２０１は、切替部２（図１参照）に代えて切替部２０２を備えていると共に、第１及び第２充放電部６Ａ，６Ｂをさらに備えている。
【００８７】
切替部２０２は、４つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム２００から同時解列する。また、切替部２０２は、解列状態であって第１測定部３Ａによる測定前の太陽電池ストリング１０３を第１充放電部６Ａに接続するのと並列的に、解列状態であって第２測定部３Ｂによる測定前の太陽電池ストリング１０３を第２充放電部６Ｂに接続する。
【００８８】
この切替部２０２は、解列した太陽電池ストリング１０３を第１充放電部６Ａに接続するための第１充放電用スイッチ２３と、解列した太陽電池ストリング１０３を第２充放電部６Ｂに接続するための第２充放電用スイッチ２４と、を有している。
【００８９】
第１充放電用スイッチ２３は、太陽電池ストリング１０３と第１充放電部６Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第１充放電用スイッチ２３は、各太陽電池ストリング１０３の中点に接続された複数の充放電用スイッチ素子２３ａを含んで構成されている。充放電用スイッチ素子２３ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの充放電用スイッチ素子２３ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、充放電時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００９０】
また、複数の充放電用スイッチ素子２３ａにおける第１充放電部６Ａ側の端子は、結線されて母線が構成され、この母線は、第１充放電部６Ａに接続されている。充放電用スイッチ素子２３ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００９１】
このように構成された第１充放電用スイッチ２３では、解列用スイッチ７により４つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム２００から解列されたとき、そのうちの第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂに電気的に接続されていない太陽電池ストリング１０３，１０３の一方における充放電用スイッチ素子２３ａがオン状態とされる。これにより、当該一方の太陽電池ストリング１０３が、第１充放電部６Ａで充放電可能とされる。
【００９２】
第２充放電用スイッチ２４は、太陽電池ストリング１０３と第２充放電部６Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第２充放電用スイッチ２４は、各太陽電池ストリング１０３の中点に接続された複数の充放電用スイッチ素子２４ａを含んで構成されている。充放電用スイッチ素子２４ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの充放電用スイッチ素子２４ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、充放電時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００９３】
また、複数の充放電用スイッチ素子２４ａの第２充放電部６Ｂ側の端子は、結線されて母線が構成され、この母線は、第２充放電部６Ｂに接続されている。充放電用スイッチ素子２４ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【００９４】
このように構成された第２充放電用スイッチ２４では、解列用スイッチ７により４つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム１００から解列されたとき、そのうちの第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂに電気的に接続されていない太陽電池ストリング１０３，１０３の他方における充放電用スイッチ素子２４ａがオン状態とされる。これにより、当該他方の太陽電池ストリング１０３が、第２充放電部６Ｂで充放電可能とされる。
【００９５】
第１充放電部６Ａは、解列された太陽電池ストリング１０３に対し、その対地電位が第１測定部３Ａに接続した時の対地電位と等しくなるよう接続する。これにより、第１充放電部６Ａでは、当該太陽電池ストリング１０３の対地静電容量中の電荷量が、第１測定部３Ａに接続した時の対地静電容量中の電荷量と等しくなるよう充放電（充電又は放電）される。
【００９６】
具体的には、この第１充放電部６Ａは、一方側が接地電位Ｇに接続された第１抵抗６１Ａと、第１抵抗６１Ａの他方側に接続された第１直流電源６２Ａと、を含んでいる。第１抵抗６１Ａは、電路上において切替部２０２と接地電位Ｇとの間に設けられている。第１抵抗６１Ａの抵抗値は、上記第１抵抗３１Ａと等しい抵抗値とされている。第１直流電源６２Ａは、電路上において切替部２０２と第１抵抗６１Ａとの間に設けられている。この第１直流電源６２Ａは、太陽電池ストリング１０３の中点に対し、負電圧の直流電圧を印加し、ここでは、上記第１直流電源３２Ａと等しい第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を第１電位状態とさせる。この第１直流電源６２Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第１直流電圧値Ｖｄ１の直流電圧を印加する。
【００９７】
第２充放電部６Ｂは、解列された太陽電池ストリング１０３に対し、その対地電位が第２測定部３Ｂに接続した時の対地電位と等しくなるよう接続する。これにより、第２充放電部６Ｂでは、当該太陽電池ストリング１０３の対地静電容量中の電荷量が、第２測定部３Ｂに接続した時の対地静電容量中の電荷量と等しくなるよう充放電される。
【００９８】
具体的には、この第２充放電部６Ｂは、一方側が接地電位Ｇに接続された第２抵抗６１Ｂと、第２抵抗６１Ｂの他方側に接続された第２直流電源６２Ｂと、を含んでいる。第２抵抗６１Ｂは、電路上において切替部２０２と接地電位Ｇとの間に設けられている。第２抵抗６１Ｂの抵抗値は、上記第２抵抗３１Ｂと等しい抵抗値とされている。第２直流電源６２Ｂは、電路上において切替部２０２と第２抵抗６１Ｂとの間に設けられている。この第２直流電源６２Ｂは、太陽電池ストリング１０３の中点に対し、正電圧の直流電圧を印加し、ここでは、上記第２直流電源３２Ｂと等しい第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を第２電位状態とさせる。この第２直流電源６２Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第２直流電圧値Ｖｄ２の直流電圧を印加する。
【００９９】
また、演算制御部４は、切替部２０２の充放電用スイッチ２３，２４へオンオフ切替を指示して解列状態における太陽電池ストリング１０３へ充放電実施を指示する充放電機能をさらに有している。
【０１００】
次に、地絡検出装置２０１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図１１に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【０１０１】
このような本実施形態において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、図１２の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち、４つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム２００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の太陽電池ストリング１０３に第１測定部３Ａを接続して第１電圧値Ｖ１を測定するのと並列的に、これとは別の解列状態の太陽電池ストリング１０３に第２測定部３Ｂを接続して第２電圧値Ｖ２を測定する。これに併せて、解列状態であって第１測定部３Ａによる測定前の太陽電池ストリング１０３に第１充放電部６Ａを接続して充放電する（第１充放電）のと並列的に、解列状態であって第２測定部３Ｂによる測定前における太陽電池ストリング１０３に第２充放電部６Ｂを接続して充放電する（第２充放電）。
【０１０２】
なお、図１２中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図９，１０に示す地絡検出装置２０１の状態は、図１２中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１０３】
具体的に説明すると、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎとしたとき、図１１のフローチャートに示すように、まず、第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを選択し太陽光発電システム２００から解列し、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を選択し太陽光発電システム２００から解列し、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２を選択し太陽光発電システム２００から解列し、第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３３を選択し太陽光発電システム１００から解列する（Ｓ２１〜Ｓ２４）。
【０１０４】
続いて、解列状態の太陽電池ストリング１０３のうち第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎに対応する測定用スイッチ素子９ａをオンにし、当該第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを第２測定部３Ｂに接続する（Ｓ２５）。そして、第２直流電源３２Ｂにより、太陽電池ストリング１０３ｎの中点に負電圧の第２直流電圧値Ｖｄ２を印加する（Ｓ２６）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎを第２電位状態とする。この状態で、第２電圧計３３Ｂにより第２抵抗３１Ｂに生じる第２電圧値Ｖ２を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ２７）。
【０１０５】
また、上記Ｓ２５〜Ｓ２７の処理と並列的に、解列状態の太陽電池ストリング１０３のうち第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２に対応する測定用スイッチ素子８ａをオンにし、当該第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２を第１測定部３Ａに接続する（Ｓ２８）。そして、第１直流電源３２Ａにより、太陽電池ストリング１０３２の中点に正電圧の第１直流電圧値Ｖｄ１を印加する（Ｓ２９）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３２を第１電位状態とする。この状態で、第１電圧計３３Ａにより第１抵抗３１Ａに生じる第１電圧値Ｖ１を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ３０）。
【０１０６】
また、上記Ｓ２５〜Ｓ３０の処理と並列的に、解列状態の太陽電池ストリング１０３のうち第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１に対応する充填用スイッチ素子２４ａをオンにし、当該第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を第２充放電部６Ｂに接続し、当該太陽電池ストリング１０３１を第２電位状態とする（Ｓ３１）。これにより、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、第２測定部３Ｂに接続したときの対地静電容量に蓄えられる電荷量と等しくなるまで、第２充放電部６Ｂにより充放電させる（Ｓ３２）。
【０１０７】
また、上記Ｓ２５〜Ｓ３２の処理と並列的に、解列状態の太陽電池ストリング１０３のうち第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３３に対応する充填用スイッチ素子２３ａをオンにし、当該第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３３を第１充放電部６Ａに接続し、当該太陽電池ストリング１０３３を第１電位状態とする（Ｓ３３）。これにより、第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３３の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、第１測定部３Ａに接続したときの対地静電容量に蓄えられる電荷量と等しくなるまで、第１充放電部６Ａにより充放電させる（Ｓ３４）。
【０１０８】
続いて、解列状態の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎについて、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム２００に接続すると共に、測定用スイッチ素子９ａをオフにして第２測定部３Ｂから切り離す（Ｓ３５）。
【０１０９】
続いて、全ての太陽電池ストリング１０３について第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定が完了するまで、ｉ＝ｉ+１としながら上記Ｓ２４〜Ｓ３５を繰り返す（Ｓ３６）。全ての太陽電池ストリング１０３について電圧値Ｖ１，Ｖ２の測定が完了した場合、解列状態の第（ｉ＋１）〜（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム２００に接続すると共に、測定用スイッチ素子８ａ及び充放電用スイッチ素子２３ａ，２４ａをオフにして切り離す（Ｓ３７）。
【０１１０】
なお、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に電圧値Ｖ１，Ｖ２が記憶された場合、図７のフローチャートに示す上記手順と同様にして、電圧値Ｖ１，Ｖ２に基づき当該太陽電池ストリング１０３の地絡の有無を判定する。
【０１１１】
以上、本実施形態においても、電圧値Ｖ１，Ｖ２を測定する一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３を太陽光発電システム２００から解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定を並列的に行うことができるため、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【０１１２】
ここで、一般的に、太陽電池ストリング１０３における測定用スイッチ素子８ａ，９ａをオンにして当該太陽電池ストリング１０３を第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂに接続した直後では、測定される第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２が太陽電池ストリング１０３の対地静電容量に起因して変動する場合があるため、通常は、かかる変動が落ち着くまで地絡検出に係る測定の実施を待機する必要がある。
【０１１３】
この点、本実施形態では、上述したように、解列状態の太陽電池ストリング１０３，１０３について第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２を測定するのと並列的に、第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２を測定する前の太陽電池ストリング１０３，１０３を予め充放電させている。よって、太陽電池ストリング１０３に第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂを接続直後において、測定される第１及び第２電圧値Ｖ１，Ｖ２の変動を抑制でき、待つことなくすぐに、かかる測定を実施することが可能となる。従って、太陽電池アレイ１０１内の地絡の検出に要する時間を一層短縮することが可能となる。
【０１１４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【０１１５】
図１３，１４は、第３実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図である。図１３，１４に示すように、本実施形態の地絡検出装置３０１は、切替部２（図１参照）に代えて切替部３０２を備え、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂに代えて第１及び第２測定部３０３Ａ，３０３Ｂを備えている。
【０１１６】
切替部３０２は、第１測定用スイッチ８に代えて第１測定用スイッチ３０８を有し、第２測定用スイッチ９に代えて第２測定用スイッチ３０９を有している。第１測定用スイッチ３０８は、太陽電池ストリング１０３と第１測定部３０３Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替えるものであり、各太陽電池ストリング１０３の負極側に接続された測定用スイッチ素子３０８ａを含んで構成されている。測定用スイッチ素子３０８ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの測定用スイッチ素子３０８ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、測定時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【０１１７】
第２測定用スイッチ３０９は、太陽電池ストリング１０３と第２測定部３０３Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替えるものであり、各太陽電池ストリング１０３の正極側に接続された測定用スイッチ素子３０９ａを含んで構成されている。測定用スイッチ素子３０９ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの測定用スイッチ素子３０９ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、測定時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【０１１８】
第１測定部３０３Ａは、一方側が接地電位Ｇに接続された第１抵抗３３１Ａと、第１抵抗３３１Ａに生じる電圧を測定する第１電圧計３３２Ａと、を有している。第１抵抗３３１Ａは、その他方側が太陽電池ストリング１０３の負極母線に第１測定用スイッチ３０８を介して電気的に接続可能とされている。第１抵抗３３１Ａは、その抵抗値が抵抗値Ｒｄとされている。
【０１１９】
第１電圧計３３２Ａは、切替部３０２と第１抵抗３３１Ａとの間、及び第１抵抗３３１Ａと接地電位Ｇとの間に電気的に接続されており、第１抵抗３３１Ａの電圧降下値及びその符号を測定する。ここでは、第１電圧計３３２Ａは、電圧降下値を負極側電圧降下値（第２測定値）Ｖ３として測定する。なお、電圧降下値の符号は、例えば、接地電位Ｇに向かって電流が流れる方向を正とし、逆向きを負として設定することができる。
【０１２０】
また、第１電圧計３３２Ａは、解列された太陽電池ストリング１０３の正極と負極との間の電位差（以下、「極間電圧値」という）及びその符号を測定する。極間電圧値の符号は、例えば、負極側電位を基準として正極側電位の大小を比較することで設定することができる。第１電圧計３３２Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて各種測定を実行し、その測定結果を記憶部５に記憶する。
【０１２１】
第２測定部３０３Ｂは、一方側が接地電位Ｇに接続された第２抵抗３３１Ｂと、第２抵抗３３１Ｂに生じる電圧を測定する第２電圧計３３２Ｂと、を有している。第２抵抗３３１Ｂは、その他方側が太陽電池ストリング１０３の正極母線に第２測定用スイッチ３０９を介して電気的に接続可能とされている。この第２抵抗３３１Ｂは、その抵抗値が上記第１抵抗３３１Ａと等しい抵抗値Ｒｄとされている。
【０１２２】
第２電圧計３３２Ｂは、切替部３０２と第２抵抗３０１Ｂとの間、及び第２抵抗３０１Ｂと接地電位Ｇとの間に電気的に接続されており、第２抵抗３０１Ｂの電圧降下値及びその符号を測定する。ここでは、第２電圧計３３２Ｂは、電圧降下値を正極側電圧降下値（第１測定値）Ｖ４として測定する。また、第２電圧計３３２Ｂは、解列された太陽電池ストリング１０３の極間電圧値及びその符号を測定する。第２電圧計３３２Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて各種測定を実行し、その測定結果を記憶部５に記憶する。
【０１２３】
次に、地絡検出装置３０１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図１５に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【０１２４】
このような本実施形態において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、例えば図１７の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち２つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム３００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の一方の太陽電池ストリング１０３における負極側に第１測定部３０３Ａを接続し第１電位状態として、第１抵抗３３１Ａの負極側電圧降下値Ｖ３を測定する。
【０１２５】
本実施形態の第１電位状態は、太陽電池ストリング１０３の負極側に第１測定部３０３Ａを接続したときを基点にして、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、図１６（ａ）に示す状態となって安定するものである。すなわち、例えば電圧値２００Ｖの太陽電池ストリング１０３では、負極側の対地電位が接地電位と等電位（＝０Ｖ）となると共に、負極側から正極側に向けて対地電位が２００Ｖまで一定増加する（つまり、負極側が０Ｖとなるように各座標の対地電位がＺ軸方向に平行移動されている）。
【０１２６】
これと並列的に、解列状態の他方の太陽電池ストリング１０３における正極側に第２測定部３０３Ｂを接続し第２電位状態として、第２抵抗３３１Ｂの正極側電圧降下値Ｖ４を測定する。本実施形態の第２電位状態は、第１電位状態とは異なる電位状態である。ここでの第２電位状態は、太陽電池ストリング１０３の正極側に第２測定部３０３Ｂを接続したときを基点にして、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、図１６（ｂ）に示す状態となって安定するものである。すなわち、例えば電圧値２００Ｖの太陽電池ストリング１０３では、正極側の対地電位が接地電位と等電位（＝０Ｖ）となると共に、正極側から負極側に向けて対地電位が−２００Ｖまで一定減少する（つまり、正極側が０Ｖとなるように各座標の対地電位がＺ軸方向に平行移動されている）。
【０１２７】
なお、図１７中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図１３，１４に示す地絡検出装置３０１の状態は、図１７中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１２８】
具体的に説明すると、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎとしたとき、図１５のフローチャートに示すように、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を選択し太陽光発電システム３００から解列した後（上記Ｓ２の後）、解列状態の太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３１のうち一方の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎについて、測定用スイッチ素子３０８ａをオンにして負極側を第１測定部３０３Ａに接続する（Ｓ１６）。この状態で、第１電圧計３３２Ａにより第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎの負極側電圧降下値Ｖ３とその符号とを測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ１７）。
【０１２９】
上記Ｓ１６，Ｓ１７の処理と並列的に、解列状態の他方の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１について、測定用スイッチ素子３０９ａをオンにして正極側を第２測定部３０３Ｂに接続する（Ｓ１８）。この状態で、第２電圧計３３２Ｂにより第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の正極側電圧降下値Ｖ４とその符号とを測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ１９）。そして、全ての太陽電池ストリング１０３について電圧降下値Ｖ３，Ｖ４の測定（上記Ｓ１６〜Ｓ１９）が完了しているか否かの判定を行う上記Ｓ１０に移行することとなる。
【０１３０】
なお、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に電圧降下値Ｖ３，Ｖ４が記憶された場合、図７のフローチャートに示す上記手順と同様にして、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４に基づき当該太陽電池ストリング１０３の地絡の有無を判定する。すなわち、上記Ｓ１２として、太陽電池ストリング１０３の極間電圧値及びその符号をさらに測定して下式（３）により絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを算出する。その後、太陽電池アレイ１０１の地絡判定を行う上記Ｓ１３へ移行する。
Ｒｌｅａｋ＝Ｒｄ×｜Ｖ０／（Ｖ３−Ｖ４）｜−Ｒｄ …（３）
但し、Ｖ０：極間電圧値
【０１３１】
ここでは、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４は、その値が一定に安定したときの値としている。これら電圧降下値Ｖ３，Ｖ４は、時間を変数とする関数にして表される値（時間波形等）としてもよい。
【０１３２】
以上、本実施形態では、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定する一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３を太陽光発電システム３００から解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定を並列的に行うことができるため、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【０１３３】
また、本実施形態では、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４をそれぞれ監視することで、太陽電池アレイ内の地絡を好適に検出することが可能となる。特に、本実施形態では、零相電流を監視して地絡を検出するのではなく、上述したように、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定して演算してなる絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋにより地絡の有無を判定するため、対地絶縁不良を予め好適に検知することができる。加えて、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４のバランスから、地絡箇所を検知することも可能となる。
【０１３４】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第３実施形態と異なる点について主に説明する。
【０１３５】
図１８〜２１は、第４実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図である。図１８〜２１に示すように、本実施形態の地絡検出装置４０１は、切替部３０２（図１３参照）に代えて切替部４０２を備えていると共に、第１及び第２充放電部４０６Ａ，４０６Ｂをさらに備えている。
【０１３６】
切替部４０２は、４つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム４００から同時解列する。また、切替部４０２は、解列状態であって第１測定部３０３Ａによる測定前の太陽電池ストリング１０３を第１充放電部４０６Ａに接続するのと並列的に、解列状態であって第２測定部３０３Ｂによる測定前の太陽電池ストリング１０３を第２充放電部４０６Ｂに接続する。
【０１３７】
この切替部４０２は、解列した太陽電池ストリング１０３を第１充放電部４０６Ａに接続するための第１充放電用スイッチ４２３と、解列した太陽電池ストリング１０３を第２充放電部４０６Ｂに接続するための第２充放電用スイッチ４２４と、を有している。
【０１３８】
第１充放電用スイッチ４２３は、太陽電池ストリング１０３と第１充放電部４０６Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第１充放電用スイッチ４２３は、各太陽電池ストリング１０３の負極側に接続された複数の充放電用スイッチ素子４２３ａを含んで構成されている。充放電用スイッチ素子４２３ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの充放電用スイッチ素子４２３ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、充放電時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【０１３９】
また、複数の充放電用スイッチ素子４２３ａの第１充放電部４０６Ａ側の端子は、結線されて負極母線が構成されている。この負極母線は、第１充放電部４０６Ａに接続されている。充放電用スイッチ素子４２３ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【０１４０】
このように構成された第１充放電用スイッチ４２３では、解列用スイッチ７により４つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム４００から解列されたとき、そのうちの第１及び第２測定部４０３Ａ，４０３Ｂに電気的に接続されていない太陽電池ストリング１０３，１０３の一方における充放電用スイッチ素子４２３ａがオン状態とされる。これにより、当該一方の太陽電池ストリング１０３が、第１充放電部４０６Ａで充放電可能とされる。
【０１４１】
第２充放電用スイッチ４２４は、太陽電池ストリング１０３と第２充放電部４０６Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替える。この第２充放電用スイッチ４２４は、各太陽電池ストリング１０３の正極側に接続された複数の充放電用スイッチ素子４２４ａを含んで構成されている。充放電用スイッチ素子４２４ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じてオンオフ切替を実施する。ここでの充放電用スイッチ素子４２４ａは、通常時にオフ状態とされて電気的遮断状態とされる一方、充放電時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【０１４２】
また、複数の充放電用スイッチ素子４２４ａの第２充放電部４０６Ｂ側の端子は、結線されて正極母線が構成されている。この正極母線は、第２充放電部４０６Ｂに接続されている。充放電用スイッチ素子４２４ａとしては、ＦＥＴ等の半導体スイッチや、リレースイッチ等の機械式スイッチを用いることができる。
【０１４３】
このように構成された第２充放電用スイッチ４２４では、解列用スイッチ７により４つの太陽電池ストリング１０３が太陽光発電システム４００から解列されたとき、そのうちの第１及び第２測定部３０３Ａ，３０３Ｂに電気的に接続されていない太陽電池ストリング１０３，１０３の他方における充放電用スイッチ素子４２４ａがオン状態とされる。これにより、当該他方の太陽電池ストリング１０３が、第２充放電部４０６Ｂで充放電可能とされる。
【０１４４】
第１充放電部４０６Ａは、解列された太陽電池ストリング１０３に対し、その対地電位が第１測定部３０３Ａに接続した時の対地電位と等しくなるよう接続して第１電位状態とさせる。これにより、第１充放電部４０６Ａでは、当該太陽電池ストリング１０３の対地静電容量中の電荷量が、第１測定部３０３Ａに接続した時の対地静電容量中の電荷量と等しくなるよう充放電される。第１充放電部４０６Ａは、一方側が接地電位Ｇに接続された第１抵抗４６１Ａを含んでいる。第１抵抗４６１Ａの抵抗値は、上記第１測定部３０３Ａの第１抵抗３３１Ａと等しい抵抗値とされている。
【０１４５】
第２充放電部４０６Ｂは、解列された太陽電池ストリング１０３に対し、その対地電位が第２測定部３０３Ｂに接続した時の対地電位と等しくなるよう接続して第２電位状態とさせる。これにより、第２充放電部４０６Ｂでは、当該太陽電池ストリング１０３の対地静電容量中の電荷量が、第２測定部３０３Ｂに接続した時の対地静電容量中の電荷量と等しくなるよう充放電される。第２充放電部４０６Ｂは、一方側が接地電位Ｇに接続された第２抵抗４６１Ｂを含んでいる。第２抵抗４６１Ｂの抵抗値は、上記第２測定部３０３Ｂの第２抵抗３３１Ｂと等しい抵抗値とされている。
【０１４６】
また、演算制御部４は、切替部４０２の第１及び第２充放電用スイッチ４２３，４２４へオンオフ切替を指示して解列状態の太陽電池ストリング１０３へ充放電実施を指示する充放電機能をさらに有している。
【０１４７】
次に、地絡検出装置４０１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図２２に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【０１４８】
このような本実施形態において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、図２３の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち、４つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム４００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の太陽電池ストリング１０３に第１測定部３０３Ａを接続して負極側電圧降下値Ｖ３を測定するのと並列的に、これとは別の解列状態の太陽電池ストリング１０３に第２測定部３０３Ｂを接続して正極側電圧降下値Ｖ４を測定する。これに併せて、解列状態であって第１測定部３０３Ａによる測定前の太陽電池ストリング１０３に第１充放電部４０６Ａを接続して充放電するのと並列的に、解列状態であって第２測定部３０３Ｂによる測定前における太陽電池ストリング１０３に第２充放電部３０６Ｂを接続して充放電する。
【０１４９】
なお、図２３中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図１８〜２１に示す地絡検出装置４０１の状態は、図２３中のＴＩＭＥ＝１〜４のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１５０】
具体的に説明すると、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎ−２としたとき、図２２のフローチャートに示すように、第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３１を選択し太陽光発電システム４００から解列した後（上記Ｓ２４の後）、解列状態の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎ−２の測定用スイッチ素子３０８ａをオンにして第１測定部３０３Ａに接続する（Ｓ４１）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎ−２を第１電位状態とする。この状態で、第１電圧計３３２Ａにより第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎ−２の負極側電圧降下値Ｖ３とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ４２）。
【０１５１】
上記Ｓ４１、Ｓ４２の処理と並列的に、解列状態の第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３ｎの測定用スイッチ素子３０９ａをオンにして第２測定部３０３Ｂに接続する（Ｓ４３）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎを第２電位状態とする。この状態で、第２電圧計３３２Ｂにより第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３ｎの正極側電圧降下値Ｖ４とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ４４）。
【０１５２】
上記Ｓ４１〜Ｓ４４の処理と並列的に、解列状態の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ−１の充放電用スイッチ素子４２３ａをオンにして第１充放電部４０６Ａに接続し、当該太陽電池ストリング１０３ｎ−１を第１電位状態とする（Ｓ４５）。これにより、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ−１の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、その負極側を第１測定部３０３Ａに接続したときの対地静電容量に蓄えられる電荷量と等しくなるまで、第１充放電部４０６Ａにより充放電させる（Ｓ４６）。
【０１５３】
上記Ｓ４１〜Ｓ４６の処理と並列的に、解列状態の第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３１の充放電用スイッチ素子４２４ａをオンにして第２充放電部４０６Ｂに接続し、当該太陽電池ストリング１０３１を第２電位状態とする（Ｓ４７）。これにより、第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３１の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、その正極側を第２測定部３０３Ｂに接続したときの対地静電容量に蓄えられる電荷量と等しくなるまで、第２充放電部４０６Ｂにより充放電させる（Ｓ４８）。
【０１５４】
そして、解列状態の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎ−２について、解列用スイッチ素子７ａ，７ａをオン状態にして太陽光発電システム４００に接続する上記Ｓ３５へ移行する。なお、本実施形態においても、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に電圧降下値Ｖ３，Ｖ４が記憶された場合、図７のフローチャートに示す上記手順と同様にして、当該太陽電池ストリング１０３の地絡の有無を判定することができる。
【０１５５】
以上、本実施形態においても、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定する一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３を太陽光発電システム４００から解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定を並列的に行うことができるため、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【０１５６】
また、本実施形態では、上述したように、解列状態の太陽電池ストリング１０３，１０３について電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定するのと並列的に、電圧降下値Ｖ３，Ｖ４を測定する前の太陽電池ストリング１０３，１０３を予め充放電させている。よって、太陽電池ストリング１０３に第１及び第２測定部３０３Ａ，３０３Ｂを接続直後において、測定される電圧降下値Ｖ３，Ｖ４の変動を抑制でき、待つことなくすぐに、かかる測定を実施することが可能となる。従って、太陽電池アレイ１０１内の地絡の検出に要する時間を一層短縮することが可能となる。
【０１５７】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【０１５８】
図２４，２５は、第５実施形態に係る地絡検出装置を備えた太陽光発電システムを示す概略構成図である。図２４，２５に示すように、本実施形態の地絡検出装置５０１は、切替部２（図１参照）に代えて切替部５０２を備え、第１及び第２測定部３Ａ，３Ｂ（図１参照）に代えて第１及び第２測定部５０３Ａ，５０３Ｂを備えている。
【０１５９】
切替部３０２は、第１測定用スイッチ８に代えて第１測定用スイッチ５０８を有し、第２測定用スイッチ９に代えて第２測定用スイッチ５０９を有している。第１測定用スイッチ５０８は、太陽電池ストリング１０３と第１測定部５０３Ａとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替えるものであり、各太陽電池ストリング１０３の正極側に接続された測定用スイッチ素子３０８ａを含んで構成されている。
【０１６０】
第２測定用スイッチ５０９は、太陽電池ストリング１０３と第２測定部５０３Ｂとの間に位置し、これらの電気的な接続／非接続を切り替えるものであり、各太陽電池ストリング１０３の正極側に接続された測定用スイッチ素子５０９ａを含んで構成されている。
【０１６１】
第１測定部５０３Ａは、一方側が第１抵抗５３１Ａを介して接地電位Ｇに接続された第１交流電源５３２Ａと、第１交流電源５３２Ａと接地電位Ｇとの間に流れる第１漏れ電流値Ｉ１及びその波形を測定する波形観測装置５３３Ａと、を有している。
【０１６２】
第１交流電源５３２Ａは、太陽電池ストリング１０３に対し、第１周波数ｆ１の第１交流電圧値Ｖａ１を有する交流電圧（ＡＣバイアス）を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を、第１電位状態とさせる。
【０１６３】
本実施形態の第１電位状態は、第１周波数ｆ１を有する交流電圧の印加を基点にして、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、図２６（ａ）に示す状態となるものである。すなわち、例えば電圧値２００Ｖの太陽電池ストリング１０３の中点に対し、振幅１００Ｖで低周波数の第１周波数ｆ１を有する交流電圧を時間＝０の時点にて印加したとき、各座標の対地電位が振動しはじめ、その後、振幅１００Ｖ及び低周波数で定常に振動する。
【０１６４】
この第１交流電源５３２Ａの他方側は、太陽電池ストリング１０３の正極母線に第１測定用スイッチ５０８を介して電気的に接続されている。なお、第１交流電圧値Ｖａ１の電圧振幅は、地絡検出の感度向上の観点から所定下限値以上とされ、且つ、電気回路破損防止の観点から所定上限値以下とされている。また、ここでの第１交流電圧値Ｖａ１は、好ましい値として、１つの太陽電池ストリング１０３の電圧値と同程度の電圧値とされている。
【０１６５】
この第１交流電源５３２Ａは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて交流電圧値Ｖａ１を印加する。また、第１交流電源５３２Ａは、交流電圧値Ｖａ１の波形を記憶部５に記憶する。第１抵抗５３１Ａは、その抵抗値が抵抗値Ｒｄとされている。波形観測装置５３３Ａは、切替部５０２と第１抵抗５３１Ａとの間、及び第１抵抗５３１Ａと接地電位Ｇとの間に電気的に接続されており、第１交流電源５３２Ａと接地電位Ｇとの間に流れる第１漏れ電流値Ｉ１及びその波形を測定する。
【０１６６】
第２測定部５０３Ａは、一方側が第２抵抗５３１Ａを介して接地電位Ｇに接続された第２交流電源５３２Ｂと、第２交流電源５３２Ｂと接地電位Ｇとの間に流れる第２漏れ電流値Ｉ２及びその波形を測定する波形観測装置５３３Ｂと、を有している。
【０１６７】
第２交流電源５３２Ｂは、太陽電池ストリング１０３に対し、第２周波数ｆ２の第２交流電圧値Ｖａ２を有する交流電圧（ＡＣバイアス）を印加する。これにより、太陽電池ストリング１０３を、第１電位状態とさせる。
【０１６８】
本実施形態の第２電位状態は、第１電位状態とは異なる電位状態である。ここでの第２電位状態は、第２周波数ｆ２を有する交流電圧の印加を基点にして、太陽電池ストリング１０３の各座標の対地電位が、図２６（ｂ）に示す状態となるものである。すなわち、例えば電圧値２００Ｖの太陽電池ストリング１０３の中点に対し、振幅１００Ｖで高周波数の第２周波数ｆ１を有する交流電圧を時間＝０の時点にて印加したとき、各座標の対地電位が振動しはじめ、その後、振幅１００Ｖ及び高周波数で定常に振動する。
【０１６９】
この第２交流電源５３２Ｂの他方側は、太陽電池ストリング１０３の正極母線に第２測定用スイッチ５０９を介して電気的に接続されている。なお、第２交流電圧値Ｖａ２の電圧振幅は、上記第１交流電圧値Ｖａ１の電圧振幅と等しい値とされている。
【０１７０】
この第２交流電源５３２Ｂは、演算制御部４に接続されており、演算制御部４からの指示信号に応じて第２交流電圧値Ｖａ２を印加する。また、第２交流電源５３２Ｂは、第２交流電圧値Ｖａ２の波形を記憶部５に記憶する。第２抵抗５３１Ｂは、その抵抗値が上記第１抵抗５３１Ａと等しい抵抗値Ｒｄとされている。波形観測装置５３３Ｂは、切替部５０２と第２抵抗５３１Ｂとの間、及び第２抵抗５３１Ｂと接地電位Ｇとの間に電気的に接続されており、第２交流電源５３２Ｂと接地電位Ｇとの間に流れる第２漏れ電流値Ｉ２及びその波形を測定する。
【０１７１】
次に、地絡検出装置５０１により実施される地絡検出方法（地絡検出プログラムによる動作）の一例について、図２７に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【０１７２】
このような本実施形態において太陽電池アレイ１０１内の地絡を検出する場合、例えば図２８の動作スキームに示すように、複数の太陽電池ストリング１０３のうち２つの太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム５００から順次に解列する（図中の太枠）。このとき、解列状態の一方の太陽電池ストリング１０３に第１測定部５０３Ａを接続して第１漏れ電流値Ｉ１及びその波形を測定するのと並列的に、解列状態の他方の太陽電池ストリング１０３に第２測定部５０３Ｂを接続して第２漏れ電流値Ｉ２及びその波形を測定する。
【０１７３】
なお、図２８中では、８つの太陽電池ストリング１０３からなる太陽電池アレイ１０１について例示している。また、図２４，２５に示す地絡検出装置５０１の状態は、図２８中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１７４】
具体的に説明すると、ｉは１以上の整数とし、ｉ＞ｎのときｉ＝ｉ−ｎとし、ｉの初期値をｎとしたとき、図２７のフローチャートに示すように、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を選択し太陽光発電システム５００から解列した後（上記Ｓ２の後）、解列状態の他方の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１について、測定用スイッチ素子５０８ａをオンにして第１測定部５０３Ａに接続する（Ｓ５１）。そして、第１交流電源５３２Ａにより、太陽電池ストリング１０３１に第１周波数ｆ１の第１交流電圧値Ｖａ１を印加する（Ｓ５２）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３１を第１電位状態とする。この状態で、波形観測装置５３３Ａにより第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の第１漏れ電流値Ｉ１及びその波形を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ５３）。
【０１７５】
上記Ｓ５１〜Ｓ５３の処理と並列的に、解列状態の太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３１のうち一方の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎについて、測定用スイッチ素子５０９ａをオンにして第２測定部５０３Ｂに接続する（Ｓ５４）。そして、第２交流電源５３２Ｂにより、太陽電池ストリング１０３ｎに第２周波数ｆ２の第２交流電圧値Ｖａ２を印加する（Ｓ５５）。これにより、当該太陽電池ストリング１０３ｎを第２電位状態とする。この状態で、波形観測装置５３３Ｂにより第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎの第２漏れ電流値Ｉ２及びその波形を測定し、当該測定結果を記憶部５に記憶する（Ｓ５６）。そしてその後、全ての太陽電池ストリング１０３について漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２の測定（上記Ｓ５１〜Ｓ５６）が完了しているか否かの判定を行う上記Ｓ１０に移行することとなる。
【０１７６】
なお、各太陽電池ストリング１０３について記憶部５に漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２及びその波形が記憶された場合、図７のフローチャートの上記手順と同様にして、以下に示すように当該太陽電池ストリング１０３の地絡の有無を判定する。
【０１７７】
具体的には、まず、上記Ｓ１２として、次の処理を行う。すなわち、第１漏れ電流値Ｉ１について、第１交流電圧値Ｖａ１の同位相成分である漏れ電流値Ｉ１−Ｒと、第１交流電圧値Ｖａ１の位相に対し９０°異なる成分である漏れ電流値Ｉ１−Ｃと、に分離する。また、第２漏れ電流値Ｉ２について、第２交流電圧値Ｖａ２の同位相成分である漏れ電流値Ｉ２−Ｒと、第２交流電圧値Ｖａ２の位相に対し９０°異なる成分である漏れ電流値Ｉ２−Ｃと、に分離する。
【０１７８】
続いて、各交流電源５３２Ａ，５３２Ｂの第１及び第２周波数ｆ１，ｆ２に対し、漏れ電流値Ｉ１−Ｒ，Ｉ２−Ｒをそれぞれプロットする。そして、ｆ=０における漏れ電流値を漏れ電流値Ｉ３−Ｒ０として外挿して求め、この漏れ電流値Ｉ３−Ｒ０で第１交流電圧値Ｖａ１（又は第２交流電圧値Ｖａ２）を除すことにより絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを求める。そしてその後、太陽電池アレイ１０１の地絡判定を行う上記Ｓ１３へ移行する。
【０１７９】
以上、本実施形態では、漏れ電流値Ｉ１，Ｉ２を測定する一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３を太陽光発電システム５００から解列することができる。また、解列状態における一及び他の太陽電池ストリング１０３，１０３について互いに別の測定を並列的に行うことができるため、地絡検出を効率化することができる。よって、上記作用効果、すなわち、地絡を確実に検出すると共に、地絡の検出に要する時間を短縮するという作用効果が奏される。
【０１８０】
また、本実施形態では、第１漏れ電流値Ｉ１のうち第１交流電圧値Ｖａ１と同位相の電流値Ｉ１−Ｒと、第２漏れ電流値Ｉ２のうち第２交流電圧値Ｖａ２と同位相の電流値Ｉ２−Ｒとをそれぞれ監視することで、太陽電池ストリング１０３の地絡を好適に検出することが可能となる。
【０１８１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【０１８２】
例えば、上記実施形態では、負荷装置としてパワーコンディショナ１０２を備えているが、負荷装置は、電力を消費又は変換するものであればよく、コンバータや蓄電池等の直流負荷であってもよい。また、各太陽電池ストリング１０３を構成する太陽電池モジュール１０４の数は、２〜７つでもよいし、９つ以上でもよい。
【０１８３】
また、太陽光発電システムから同時解列される太陽電池ストリング１０３の数は、３つ又は５つ以上であってもよい。さらに、第１測定部によって測定する太陽電池ストリング１０３の数、及び第２測定部によって測定する太陽電池ストリング１０３の数は、２つ以上であってもよい。
【０１８４】
また、上記実施形態においては、第１及び第２電位状態として、時間的に安定（収束）した状態（図３、図４及び図１６（ａ），（ｂ）参照）、又は、時間的に一定周期で振動する状態（図２６（ａ），（ｂ）参照）を用いて測定する構成を例に説明したが、これに限定されるものではない。
【０１８５】
例えば、図２９（ａ），（ｂ）に示すように、太陽電池ストリング１０３の対地電位が一の安定状態から他の安定状態へと急峻に変動する過程を含めて一つの電位状態として捉え、これら二つの電位状態を用いて測定をする構成としてもよい。或いは、図３０（ａ），（ｂ）に示すように、太陽電池ストリング１０３の対地電位が一の安定状態から他の安定状態へとなだらかに変動する過程を含めて一つの電位状態として捉え、これら二つの電位状態を用いて測定する構成としてもよい。
【０１８６】
なお、上記実施形態では、複数の太陽電池ストリング１０３により太陽電池ストリング群を構成し、複数の太陽電池ストリング群により太陽電池アレイ１０１を構成してもよい。この場合、複数の太陽電池ストリング群のうち２つ以上の太陽電池ストリング群が太陽光発電システムから解列され、解列状態の一の太陽電池ストリング群に対し第１測定部による測定が実施されるのと並列的に、解列状態の他の太陽電池ストリング群に対し第２測定部による測定が実施されることとなる。
【０１８７】
ちなみに、上記の「等しい」は、略等しいを含んでおり、製造上、設計上及び計測上のばらつきや誤差を許容するものである。また、第１及び第２電位状態は上述したものに限定されず、種々の電位状態であってもよい。以上において、演算制御部４、第１測定用スイッチ８，３０８，５０８及び第２測定用スイッチ９，３０９，５０９が制御部を構成する。また、演算制御部４が判定部を構成する。
【符号の説明】
【０１８８】
１，２０１，３０１，４０１，５０１…地絡検出装置、３Ａ，３０３Ａ，５０３Ａ…第１測定部、３Ａ，３０３Ａ，５０３Ａ…第２測定部、４…演算制御部（判定部，制御部）、７…解列用スイッチ（スイッチング部）、８，３０８，５０８…第１測定用スイッチ（制御部）、９，３０９，５０９…第２測定用スイッチ（制御部）、３１Ａ…第１抵抗、３１Ｂ…第２抵抗、３２Ａ…直流電源、１００，２００，３００，４００，５００…太陽光発電システム、１０１…太陽電池アレイ、１０２…パワーコンディショナ（負荷装置）、１０３…太陽電池ストリング、１０４…太陽電池モジュール、３３１Ａ…第１抵抗、３３１Ｂ第２抵抗、５３２Ａ…第１交流電源、５３２Ｂ…第２交流電源、Ｇ…接地電位、Ｉ１−Ｒ…漏れ電流値（第１測定値）、Ｉ２ーＲ…漏れ電流値（第２測定値）、Ｏ１…第１接続部、Ｏ２…第２接続部、Ｖ１…電圧値（第１測定値）、Ｖ２…電圧値（第２測定値）、Ｖ３…負極側電圧降下値（第２測定値）、Ｖ４…正極電圧降下値（第１測定値）、Ｖａ１…第１交流電圧値、Ｖａ２…第２交流電圧値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の前記太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池アレイ内の地絡を検出する地絡検出装置であって、
複数の前記太陽電池ストリングのうち２つ以上の前記太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして前記太陽光発電システムから解列するスイッチング部と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定する第１測定部と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、前記第１測定部による測定とは別の測定を実施して地絡検出のための第２測定値を測定する第２測定部と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれについて、前記第１及び第２測定部により測定された前記第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定部と、
前記第１及び第２測定部の動作を少なくとも制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記スイッチング部により解列された２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングに前記第１測定部を接続し、当該一の太陽電池ストリングの前記第１測定値を前記第１測定部により測定させることと並列的に、
前記スイッチング部により解列された２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングに前記第２測定部を接続し、当該他の太陽電池ストリングの前記第２測定値を前記第２測定部により測定させること、を特徴とする地絡検出装置。
【請求項２】
前記スイッチング部は、前記第１測定部が測定する前記一の太陽電池ストリング数及び前記第２測定部が測定する前記他の太陽電池ストリング数の合計と同数の前記太陽電池ストリングを前記太陽光発電システムから解列すること、を特徴とする請求項１記載の地絡検出装置。
【請求項３】
前記スイッチング部は、解列された前記太陽電池ストリングについて、前記判定部により地絡無しと判定された場合に前記太陽光発電システムに電気的に接続すると共に、前記判定部により地絡ありと判定された場合に前記太陽光発電システムから解列した状態のままにすること、を特徴とする請求項１又は２記載の地絡検出装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記第１及び第２測定値に基づいて絶縁抵抗値を算出し、当該絶縁抵抗値が所定値以下又は未満のときに地絡ありと判定すること、を特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の地絡検出装置。
【請求項５】
前記第１測定部は、前記スイッチング部により解列された前記一の太陽電池ストリングに接続された際に、当該一の太陽電池ストリングの対地電位を第１電位状態にして前記第１測定値を測定し、
前記第２測定部は、前記スイッチング部により解列された前記他の太陽電池ストリングに接続された際に、当該他の太陽電池ストリングの対地電位を前記第１電位状態とは異なる第２電位状態にして前記第２測定値を測定すること、を特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の地絡検出装置。
【請求項６】
前記第１測定部は、
一方側が接地電位に接続されると共に他方側が前記太陽電池ストリングに接続可能な第１電路と、前記第１電路上に設けられた直流電源と、を少なくとも含み、
前記スイッチング部により解列された前記一の太陽電池ストリングに前記第１電路の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを前記第１電位状態にして、前記第１電路に流れる電流値に関する測定値を前記第１測定値として測定し、
前記第２測定部は、
一方側が接地電位に接続されると共に他方側が前記太陽電池ストリングに接続可能な第２電路を少なくとも含み、
前記スイッチング部により解列された前記他の太陽電池ストリングに前記第２電路の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを前記第２電位状態にして、前記第２電路に流れる電流値に関する測定値を前記第２測定値として測定すること、を特徴とする請求項５記載の地絡検出装置。
【請求項７】
前記第１測定部は、
一方側が接地電位に接続された第１抵抗を有し、
前記スイッチング部により解列された前記一の太陽電池ストリングの正極側のみに前記第１抵抗の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを前記第１電位状態にして、前記第１抵抗に流れる電流値に関する測定値を前記第１測定値として測定し、
前記第２測定部は、
一方側が接地電位に接続された第２抵抗を有し、
前記スイッチング部により解列された前記他の太陽電池ストリングの負極側のみに前記第２抵抗の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを前記第２電位状態にして、前記第２抵抗に流れる電流値に関する測定値を前記第２測定値として測定すること、を特徴とする請求項５記載の地絡検出装置。
【請求項８】
前記第１測定部は、
一方側が接地電位に接続され第１周波数の第１交流電圧値を有する第１交流電源を少なくとも含み、
前記スイッチング部により解列された前記一の太陽電池ストリングに前記第１交流電源の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを前記第１電位状態にして、前記第１交流電源と接地電位との間に流れる電流値のうち前記第１交流電圧値と同位相の電流値に関する測定値を前記第１測定値として測定し、
前記第２測定部は、
一方側が接地電位に接続され前記第１周波数とは異なる第２周波数の第２交流電圧値を有する第２交流電源を少なくとも含み、
前記スイッチング部により解列された前記他の太陽電池ストリングに前記第２交流電源の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを前記第２電位状態にして、前記第２交流電源と接地電位との間に流れる電流値のうち前記第２交流電圧値と同位相の電流値に関する測定値を前記第２測定値として測定すること、を特徴とする請求項５記載の地絡検出装置。
【請求項９】
複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の前記太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池アレイ内の地絡を検出する地絡検出方法であって、
複数の前記太陽電池ストリングのうち２つ以上の前記太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして前記太陽光発電システムから解列する解列ステップと、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定する第１測定ステップと、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、前記第１測定ステップの測定とは別の測定を実施して地絡検出のための第２測定値を測定する第２測定ステップと、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれについて、前記第１及び第２測定ステップにより測定された前記第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定ステップと、を備え、
前記第１測定ステップでは、
前記解列ステップで解列された２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングにおける前記第１測定値を測定し、
前記第２測定ステップでは、
前記第１測定ステップで前記第１測定値を測定することと並列的に、前記解列ステップで解列された２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングにおける前記第２測定値を測定すること、を特徴とする地絡検出方法。
【請求項１０】
複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、
複数の前記太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、
電力を消費又は変換する負荷装置と、
請求項１〜８の何れか一項記載の地絡検出装置と、を具備することを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項１１】
複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の前記太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池アレイ内の地絡を検出するための地絡検出プログラムであって、
複数の前記太陽電池ストリングのうち２つ以上の前記太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして前記太陽光発電システムから解列させる解列機能と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定させる第１測定機能と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、前記第１測定機能による測定とは別の測定を実施させて地絡検出のための第２測定値を測定させる第２測定機能と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれについて、前記第１及び第２測定機能により測定させた前記第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定機能と、をコンピュータに実行させ、
前記第１測定機能では、
前記解列機能で解列させた２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングにおける前記第１測定値を測定させ、
前記第２測定機能では、
前記第１測定機能で前記第１測定値を測定させることと並列的に、前記解列機能で解列させた２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングにおける前記第２測定値を測定させること、を特徴とする地絡検出プログラム。
【請求項１】
複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の前記太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池アレイ内の地絡を検出する地絡検出装置であって、
複数の前記太陽電池ストリングのうち２つ以上の前記太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして前記太陽光発電システムから解列するスイッチング部と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定する第１測定部と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、前記第１測定部による測定とは別の測定を実施して地絡検出のための第２測定値を測定する第２測定部と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれについて、前記第１及び第２測定部により測定された前記第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定部と、
前記第１及び第２測定部の動作を少なくとも制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記スイッチング部により解列された２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングに前記第１測定部を接続し、当該一の太陽電池ストリングの前記第１測定値を前記第１測定部により測定させることと並列的に、
前記スイッチング部により解列された２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングに前記第２測定部を接続し、当該他の太陽電池ストリングの前記第２測定値を前記第２測定部により測定させること、を特徴とする地絡検出装置。
【請求項２】
前記スイッチング部は、前記第１測定部が測定する前記一の太陽電池ストリング数及び前記第２測定部が測定する前記他の太陽電池ストリング数の合計と同数の前記太陽電池ストリングを前記太陽光発電システムから解列すること、を特徴とする請求項１記載の地絡検出装置。
【請求項３】
前記スイッチング部は、解列された前記太陽電池ストリングについて、前記判定部により地絡無しと判定された場合に前記太陽光発電システムに電気的に接続すると共に、前記判定部により地絡ありと判定された場合に前記太陽光発電システムから解列した状態のままにすること、を特徴とする請求項１又は２記載の地絡検出装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記第１及び第２測定値に基づいて絶縁抵抗値を算出し、当該絶縁抵抗値が所定値以下又は未満のときに地絡ありと判定すること、を特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の地絡検出装置。
【請求項５】
前記第１測定部は、前記スイッチング部により解列された前記一の太陽電池ストリングに接続された際に、当該一の太陽電池ストリングの対地電位を第１電位状態にして前記第１測定値を測定し、
前記第２測定部は、前記スイッチング部により解列された前記他の太陽電池ストリングに接続された際に、当該他の太陽電池ストリングの対地電位を前記第１電位状態とは異なる第２電位状態にして前記第２測定値を測定すること、を特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の地絡検出装置。
【請求項６】
前記第１測定部は、
一方側が接地電位に接続されると共に他方側が前記太陽電池ストリングに接続可能な第１電路と、前記第１電路上に設けられた直流電源と、を少なくとも含み、
前記スイッチング部により解列された前記一の太陽電池ストリングに前記第１電路の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを前記第１電位状態にして、前記第１電路に流れる電流値に関する測定値を前記第１測定値として測定し、
前記第２測定部は、
一方側が接地電位に接続されると共に他方側が前記太陽電池ストリングに接続可能な第２電路を少なくとも含み、
前記スイッチング部により解列された前記他の太陽電池ストリングに前記第２電路の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを前記第２電位状態にして、前記第２電路に流れる電流値に関する測定値を前記第２測定値として測定すること、を特徴とする請求項５記載の地絡検出装置。
【請求項７】
前記第１測定部は、
一方側が接地電位に接続された第１抵抗を有し、
前記スイッチング部により解列された前記一の太陽電池ストリングの正極側のみに前記第１抵抗の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを前記第１電位状態にして、前記第１抵抗に流れる電流値に関する測定値を前記第１測定値として測定し、
前記第２測定部は、
一方側が接地電位に接続された第２抵抗を有し、
前記スイッチング部により解列された前記他の太陽電池ストリングの負極側のみに前記第２抵抗の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを前記第２電位状態にして、前記第２抵抗に流れる電流値に関する測定値を前記第２測定値として測定すること、を特徴とする請求項５記載の地絡検出装置。
【請求項８】
前記第１測定部は、
一方側が接地電位に接続され第１周波数の第１交流電圧値を有する第１交流電源を少なくとも含み、
前記スイッチング部により解列された前記一の太陽電池ストリングに前記第１交流電源の他方側を接続することで当該一の太陽電池ストリングを前記第１電位状態にして、前記第１交流電源と接地電位との間に流れる電流値のうち前記第１交流電圧値と同位相の電流値に関する測定値を前記第１測定値として測定し、
前記第２測定部は、
一方側が接地電位に接続され前記第１周波数とは異なる第２周波数の第２交流電圧値を有する第２交流電源を少なくとも含み、
前記スイッチング部により解列された前記他の太陽電池ストリングに前記第２交流電源の他方側を接続することで当該他の太陽電池ストリングを前記第２電位状態にして、前記第２交流電源と接地電位との間に流れる電流値のうち前記第２交流電圧値と同位相の電流値に関する測定値を前記第２測定値として測定すること、を特徴とする請求項５記載の地絡検出装置。
【請求項９】
複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の前記太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池アレイ内の地絡を検出する地絡検出方法であって、
複数の前記太陽電池ストリングのうち２つ以上の前記太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして前記太陽光発電システムから解列する解列ステップと、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定する第１測定ステップと、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、前記第１測定ステップの測定とは別の測定を実施して地絡検出のための第２測定値を測定する第２測定ステップと、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれについて、前記第１及び第２測定ステップにより測定された前記第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定ステップと、を備え、
前記第１測定ステップでは、
前記解列ステップで解列された２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングにおける前記第１測定値を測定し、
前記第２測定ステップでは、
前記第１測定ステップで前記第１測定値を測定することと並列的に、前記解列ステップで解列された２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングにおける前記第２測定値を測定すること、を特徴とする地絡検出方法。
【請求項１０】
複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、
複数の前記太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、
電力を消費又は変換する負荷装置と、
請求項１〜８の何れか一項記載の地絡検出装置と、を具備することを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項１１】
複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成された太陽電池ストリングと、複数の前記太陽電池ストリングが並列接続されて構成された太陽電池アレイと、電力を消費又は変換する負荷装置と、を具備する太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池アレイ内の地絡を検出するための地絡検出プログラムであって、
複数の前記太陽電池ストリングのうち２つ以上の前記太陽電池ストリングを、互いに電気的に切り離されるようにして前記太陽光発電システムから解列させる解列機能と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、地絡検出のための第１測定値を測定させる第１測定機能と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、前記第１測定機能による測定とは別の測定を実施させて地絡検出のための第２測定値を測定させる第２測定機能と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれについて、前記第１及び第２測定機能により測定させた前記第１及び第２測定値に基づいて地絡の有無を判定する判定機能と、をコンピュータに実行させ、
前記第１測定機能では、
前記解列機能で解列させた２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち一の太陽電池ストリングにおける前記第１測定値を測定させ、
前記第２測定機能では、
前記第１測定機能で前記第１測定値を測定させることと並列的に、前記解列機能で解列させた２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち他の太陽電池ストリングにおける前記第２測定値を測定させること、を特徴とする地絡検出プログラム。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２７】
【図２８】
【図３】
【図４】
【図１６】
【図２６】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２７】
【図２８】
【図３】
【図４】
【図１６】
【図２６】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１３−３３８２６（Ｐ２０１３−３３８２６Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８７０３（Ｐ２０１１−１６８７０３）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
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