(57)【要約】  電気経路に遮断器（２１ａ〜２１ｄ）が設けられ、電流センサ（２２ａ〜２２ｄ）により電気経路を流れる直流電流（Ｉａ〜Ｉｄ）を検出し、検出した直流電流（Ｉａ〜Ｉｄ）に基づいて、逆方向に流れる逆電流を検出し、逆電流を検出した場合、遮断器（２１ａ〜２１ｄ）を開放する接続箱（２）に実装された内部監視装置（６）。
2012046331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順方向に直流電流を流すための電気経路を開閉する開閉手段と、
前記電気経路を逆方向に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記開閉手段を開放する開放手段と
を備えたことを特徴とする故障検出装置。
【請求項２】
前記電気経路を流れる過電流を検出する過電流検出手段を備え、
前記開放手段は、前記過電流検出手段により前記過電流が検出された場合、前記開閉手段を開放すること
を特徴とする請求項１に記載の故障検出装置。
【請求項３】
入力側に接続される複数の直流電源を並列に接続して、出力側に接続される負荷側の回路に接続するための接続装置であって、
前記複数の直流電源と前記複数の直流電源が並列に接続される並列接続点との間のそれぞれの電気経路をそれぞれ開閉する複数の開閉手段と、
前記電気経路を前記出力側から前記入力側に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記逆電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放する開放手段と
を備えたことを特徴とする接続装置。
【請求項４】
前記電気経路を流れる過電流を検出する過電流検出手段を備え、
前記開放手段は、前記過電流検出手段により前記過電流が検出された場合、前記過電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放すること
を特徴とする請求項３に記載の接続装置。
【請求項５】
前記直流電源は、光を受光することにより発電すること
を特徴とする請求項３に記載の接続装置。
【請求項６】
入力側に接続される複数の直流電源を並列に接続して、出力側に接続される負荷側の回路に交流電力を供給する電力変換装置であって、
並列に接続された前記複数の直流電源から供給される直流電力を、前記負荷側の回路に供給するための交流電力に変換する電力変換回路と、
前記複数の直流電源と前記複数の直流電源が並列に接続される並列接続点との間のそれぞれの電気経路をそれぞれ開閉する複数の開閉手段と、
前記電気経路を前記出力側から前記入力側に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記逆電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放する開放手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
前記電気経路を流れる過電流を検出する過電流検出手段を備え、
前記開放手段は、前記過電流検出手段により前記過電流が検出された場合、前記過電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放すること
を特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記直流電源は、光を受光することにより発電すること
を特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項９】
並列に接続された複数の直流電源と、
前記複数の直流電源から供給される直流電力を、負荷側の回路に供給するための交流電力に変換する電力変換回路と、
前記複数の直流電源と前記複数の直流電源が並列に接続される並列接続点との間のそれぞれの電気経路をそれぞれ開閉する複数の開閉手段と、
前記複数の直流電源と前記並列接続点との間のそれぞれの電気経路を前記負荷側から前記複数の直流電源側に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、
前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記逆電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放する開放手段と
を備えたことを特徴とする発電システム。
【請求項１０】
前記電気経路を流れる過電流を検出する過電流検出手段を備え、
前記開放手段は、前記過電流検出手段により前記過電流が検出された場合、前記過電流が検出された前記電気経路を開閉する前記開閉手段を開放すること
を特徴とする請求項９に記載の発電システム。
【請求項１１】
前記直流電源は、光を受光することにより発電すること
を特徴とする請求項９に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流に基づいて故障を検出する故障検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、大容量の電力を得るために複数の電池等を並列に接続することが知られている。例えば、大規模の太陽光発電システムの場合、多数のＰＶ(photovoltaic）セルが直列及び並列に接続されている（ＰＶアレイ）。また、太陽光発電システムでは、短絡又は地絡による過電流を防止するためにヒューズを用いることがある。さらに、太陽電池の出力を評価するために電圧値及び電流値を測定することが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
しかしながら、太陽光発電システムのように自然エネルギーを利用して発電を行う場合、日照などの自然環境の条件により、常に一定量の電力が発電されているとは限らない。このため、短絡又は地絡などの事故が発生しても、過電流が流れない場合がある。このような場合、過電流を検出して短絡等の故障を検出していたとしても、故障を検出することができない。また、ヒューズを設けていたとしても、ヒューズが溶断せずに、故障したままの状態で運転される可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７７３０９号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、過電流が流れない故障を検出することのできる故障検出装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の観点に従った故障検出装置は、順方向に直流電流を流すための電気経路を開閉する開閉手段と、前記電気経路を逆方向に流れる逆電流を検出する逆電流検出手段と、前記逆電流検出手段により前記逆電流が検出された場合、前記開閉手段を開放する開放手段とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る接続箱を適用した太陽光発電システムの構成を示す構成図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る事故検出部の構成を示す構成図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るＰＶアレイにより発電される電力の特性を示す特性図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係る集電箱を適用した太陽光発電システムの構成を示す構成図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係るインバータを適用した太陽光発電システムの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る接続箱２を適用した太陽光発電システム１０の構成を示す構成図である。なお、図中における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００１０】
太陽光発電システム１０は、複数のＰＶセル１と、接続箱２と、インバータ３と、連系トランス４と、交流電力系統（グリッド）５と、上位監視装置７とを備えている。
【００１１】
ＰＶセル１は、太陽光により発電する電池である。ＰＶセル１は、発電容量を大きくするためのＰＶアレイを構成する。
【００１２】
接続箱２は、複数のＰＶセル１をインバータ３に接続するための装置である。接続箱２の入力側には、複数のＰＶセル１を接続するための複数の接続箇所が設けられている。ＰＶセル１を接続箱２の入力側に接続すると、ＰＶセル１は、並列に接続される。これにより、ＰＶアレイが構成される。接続箱２の出力側は、インバータ３の直流側に接続される。これにより、並列に接続されたＰＶセル１（ＰＶアレイ）は、インバータ３の直流側に接続される。
【００１３】
内部監視装置６は、接続箱２に実装されている。内部監視装置６は、接続箱２の内部を監視する。例えば、内部監視装置６は、各ＰＶセル１から出力される電流Ｉａ〜Ｉｄを計測する。即ち、内部監視装置６は、電流を監視する機能を有している。内部監視装置６は、接続箱２の状態を監視する。内部監視装置６は、ＰＶセル１から出力される電流Ｉａ〜Ｉｄの異常を検出した場合、異常の電流が検出されるＰＶセル１を解列するための動作をする。また、内部監視装置６は、監視するための電流Ｉａ〜Ｉｄの計測値を含む各種情報を上位監視装置７に送信する。
【００１４】
インバータ３は、ＰＶセル１により発電された直流電力を交流電力系統５に同期する交流電力に変換する。インバータ３は、変換した交流電力を、連系トランス４を介して、交流電力系統５に供給する。これにより、太陽光発電システム１０は、交流電力系統５と系統連系する。
【００１５】
連系トランス４は、インバータ３から受電した交流電圧を、交流電力系統５に適した交流電圧に変圧する。
【００１６】
上位監視装置７は、内部監視装置６と情報の送受信をするための通信回線で接続されている。上位監視装置７は、接続箱２の内部監視装置６から受信した各種情報に基づいて、太陽光発電システム１０を監視する。上位監視装置７は、電流Ｉａ〜Ｉｄの異常を検出した場合、異常の電流が検出されるＰＶセル１を解列するための動作させる指令を内部監視装置６に出力する。
【００１７】
次に、接続箱２の構成について説明する。
【００１８】
接続箱２は、遮断器（開閉器）２１ａ〜２１ｄと、電流センサ２２ａ〜２２ｄと、内部監視装置６とを備えている。
【００１９】
遮断器２１ａ〜２１ｄは、各ＰＶセル１を接続する接続箇所とＰＶセル１を並列に接続する接続点との間の電気経路にそれぞれ設けられている。各遮断器２１ａ〜２１ｄが開放されると、各遮断器２１ａ〜２１ｄに対応するＰＶセル１がＰＶアレイから解列される。遮断器２１ａ〜２１ｄは、開閉状態を示す信号を内部監視装置６に送信する。
【００２０】
各電流センサ２２ａ〜２２ｄは、各ＰＶセル１とＰＶセル１を並列に接続する接続点との間をそれぞれ流れる電流値（各ＰＶセル１から出力される電流値）Ｉａ〜Ｉｄを検出するためのセンサである。電流センサ２２ａ〜２２ｄは、ＰＶセル１からインバータ３に流れる方向を正方向（順方向）として検出する。電流センサ２２ａ〜２２ｄは、検出した電流値Ｉａ〜Ｉｄを内部監視装置６に送信する。
【００２１】
内部監視装置６は、データ受信部６１と、事故検出部６２と、操作指令部６３とを備えている。
【００２２】
データ受信部６１は、電流センサ２２ａ〜２２ｄによりそれぞれ検出された電流値Ｉａ〜Ｉｄを受信する。データ受信部６１は、各遮断器２１ａ〜２１ｄから開閉状態を示す信号を受信する。データ受信部６１は、電流値Ｉａ〜Ｉｄに関する情報及び遮断器２１ａ〜２１ｄの開閉状態を示す信号などの各種情報を上位監視装置７に送信する。また、データ受信部６１は、電流センサ２２ａ〜２２ｄから受信した電流値Ｉａ〜Ｉｄを事故検出部６２に送信する。
【００２３】
事故検出部６２は、データ受信部６１から受信した電流値Ｉａ〜Ｉｄに基づいて、短絡又は地絡などの事故を検出する。事故検出部６２は、事故を検出した場合、操作指令部６３に事故を検出したことを示す事故検出信号を操作指令部６３に出力する。
【００２４】
操作指令部６３は、事故検出部６２から事故検出信号を受信した場合、事故を検出した電流Ｉａ〜Ｉｄが流れる遮断器２１ａ〜２１ｄを開放する。このとき、操作指令部６３は、接続箱２の全ての遮断器２１ａ〜２１ｄを開放してもよい。これにより、故障に関連するＰＶセル１が並列接続から解列される。また、操作指令部６３は、上位監視装置７から出力される操作指令に基づいて、各遮断器２１ａ〜２１ｄの開閉操作をする。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る事故検出部６２の構成を示す構成図である。
【００２６】
事故検出部６２は、逆電流検出部６２１と、過電流検出部６２２と、異常電流検出部６２３と、ＯＲ回路６２４とを備えている。
【００２７】
データ受信部６１は、直流電流計測部６１１を備えている。直流電流計測部６１１は、電流値Ｉａ〜Ｉｄの方向及び大きさを計測する。データ受信部６１は、計測した電流値Ｉａ〜Ｉｄを逆電流検出部６２１、過電流検出部６２２、及び異常電流検出部６２３に出力する。
【００２８】
逆電流検出部６２１は、データ受信部６１により計測された電流値Ｉａ〜Ｉｄの中で、逆方向（インバータ３側からＰＶセル１側に流れる方向）に流れる負の電流値Ｉａ〜Ｉｄを検出する。逆電流検出部６２１は、負の電流値Ｉａ〜Ｉｄを検出した場合、検出した電流値Ｉａ〜Ｉｄを事故電流と判断する。逆電流検出部６２１は、事故電流と判断すると、事故検出信号をＯＲ回路６２４に出力する。
【００２９】
過電流検出部６２２は、データ受信部６１により計測された電流値Ｉａ〜Ｉｄの中で、予め設定された所定の電流値を超える電流値Ｉａ〜Ｉｄを検出する。過電流検出部６２２は、所定の電流値を超える電流値Ｉａ〜Ｉｄを検出した場合、検出した電流値Ｉａ〜Ｉｄを事故電流と判断する。過電流検出部６２２は、事故電流と判断すると、事故検出信号をＯＲ回路６２４に出力する。
【００３０】
異常電流検出部６２３は、データ受信部６１により計測された電流値Ｉａ〜Ｉｄの中で、他の電流値Ｉａ〜Ｉｄとは大きく異なる電流値Ｉａ〜Ｉｄを検出する。例えば、電流値Ｉａ〜Ｉｄの平均の電流値よりも所定の基準（所定値又は所定の割合）以上大きい電流値又は電流値Ｉａ〜Ｉｄの平均の電流値よりも所定の基準以上小さい電流値を検出する。異常電流検出部６２３は、他の電流値Ｉａ〜Ｉｄと大きく異なる電流値Ｉａ〜Ｉｄを検出した場合、検出した異常な電流値Ｉａ〜Ｉｄを事故電流と判断する。異常電流検出部６２３は、事故電流と判断すると、事故検出信号をＯＲ回路６２４に出力する。
【００３１】
ＯＲ回路６２４は、逆電流検出部６２１、過電流検出部６２２、又は異常電流検出部６２３のいずれか１つ以上から事故検出信号を受信すると、事故電流が流れる遮断器２１ａ〜２１ｄを開放するために事故検出信号を操作指令部６３に出力する。
【００３２】
操作指令部６３は、ＯＲ回路６２４から事故検出信号を受信すると、事故電流が流れる遮断器２１ａ〜２１ｄを開放するための開放指令を出力する。このとき、全ての遮断器２１ａ〜２１ｄに開放指令を出力してもよい。開放指令を受信した遮断器２１ａ〜２１ｄが開放することで、事故が発生した電気回路に接続されるＰＶセル１が解列される。
【００３３】
図３は、本実施形態に係るＰＶアレイにより発電される電力の特性を示す特性図である。ＰＶアレイは、ＰＶセル１が直列又は並列に接続された構成である。
【００３４】
曲線Ｃ１ｉｖ，Ｃ２ｉｖ，Ｃ３ｉｖ，Ｃ４ｉｖ，Ｃ５ｉｖ，Ｃ６ｉｖ，Ｃ７ｉｖは、ＰＶアレイによる発電により出力される電流と電圧の関係を示している。曲線Ｃ１ｐｖ，Ｃ２ｐｖ，Ｃ３ｐｖ，Ｃ４ｐｖ，Ｃ５ｐｖ，Ｃ６ｐｖ，Ｃ７ｐｖは、ＰＶアレイによる発電により出力される電圧と電力の関係を示している。曲線Ｃ１ｉｖ，Ｃ１ｐｖは、発電能力が０．１ｋＷ／ｍ＾２のとき、曲線Ｃ２ｉｖ，Ｃ２ｐｖは、発電能力が０．２ｋＷ／ｍ＾２のとき、曲線Ｃ３ｉｖ，Ｃ３ｐｖは、発電能力が０．４ｋＷ／ｍ＾２のとき、曲線Ｃ４ｉｖ，Ｃ４ｐｖは、発電能力が０．６ｋＷ／ｍ＾２のとき、曲線Ｃ５ｉｖ，Ｃ５ｐｖは、発電能力が０．８ｋＷ／ｍ＾２のとき、曲線Ｃ６ｉｖ，Ｃ６ｐｖは、発電能力が１．０ｋＷ／ｍ＾２のとき、曲線Ｃ７ｉｖ，Ｃ７ｐｖは、発電能力が１．１ｋＷ／ｍ＾２のときの特性をそれぞれ表している。
【００３５】
図３に示すように、ＰＶアレイでは、短絡時（アレイ電圧０［Ｖ］）でも正常運転時（アレイ電圧２００〜３００［Ｖ］）のアレイ電流の大きさとあまり変わらない。また、日照条件により出力電流が左右される。これらのことから、過電流を検出するだけでは、全ての短絡等の事故を検出することは難しい。このため、事故検出部６２では、過電流に加え、正常時には流れない逆方向に流れる電流又は他の電気経路に流れる電流と大きく異なる電流を事故として検出する。
【００３６】
本実施形態によれば、逆電流又は異常電流を事故（故障）として検出することで、過電流を検出することでは検出できない事故を検出することができる。これにより、より多様な種類の事故を検出することができる。
【００３７】
また、ＰＶセル１をそれぞれ解列する遮断器２１ａ〜２１ｄを接続箱２に設け、事故の検出により該当する（又は全ての）遮断器２１ａ〜２１ｄを開放することで、接続箱２のみで故障に対応することができる。
【００３８】
さらに、ＰＶアレイのように多数のＰＶセル１（電池）が並列に接続されている場合、一部のＰＶセル１が故障しても、全体の発電量に対して少量であれば、故障による影響は少ない。このような場合、電流を計測しても、故障を発見できない恐れがある。また、多数のＰＶセル１で構成される大規模な太陽光発電システム１０では、全ての電気経路の電流を計測することは、現実的に困難である。これらの問題に対して、内部監視装置６を実装した接続箱２を用いることにより、発電システム１０の故障を効率的に検出することができる。
【００３９】
また、内部監視装置６により収集する情報を上位監視装置７に送信することで、上位監視装置７は、太陽光発電システム１０の運転状態を外部から監視することができる。例えば、上位監視装置７は、データ受信部６１により計測された電流値Ｉａ〜Ｉｄを受信することで、接続箱２を流れる電流Ｉａ〜Ｉｄを常時監視することができる。従って、上位監視装置７は、電流監視装置としての役割を果たすことができる。また、上位監視装置７は、接続箱２を流れる電流Ｉａ〜Ｉｄを監視することで、内部監視装置６では検出できない故障を検出することができる。さらに、故障を検出した場合、上位監視装置７は、内部監視装置６を介して遮断器２１ａ〜２１ｄを開放することで、検出した故障に対応することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る集電箱２Ａを適用した太陽光発電システム１０Ａの構成を示す構成図である。
【００４１】
太陽光発電システム１０Ａは、複数のＰＶセル１と、複数の接続箱８と、集電箱２Ａと、インバータ３と、連系トランス４と、交流電力系統５と、上位監視装置７とを備えている。
【００４２】
接続箱８は、複数のＰＶセル１を並列に接続するための装置である。接続箱８の入力側には、複数のＰＶセル１を接続するための複数の接続箇所が設けられている。ＰＶセル１を接続箱８に接続すると、ＰＶセル１は、並列に接続される。これにより、ストリング単位のＰＶアレイが構成される。接続箱８の出力側は、集電箱２Ａの入力側に接続される。
【００４３】
接続箱８は、複数の遮断器２１と、複数のダイオード２３とを備えている。
【００４４】
各遮断器２１は、各ＰＶセル１を接続する接続箇所とＰＶセル１を並列に接続する接続点との間の電気経路にそれぞれ設けられている。遮断器２１が開放されると、遮断器２１に対応するＰＶセル１がストリング単位のＰＶアレイから解列される。
【００４５】
各ダイオード２３は、各遮断器２１の出力側にそれぞれ直列に接続されている。これにより、集電箱２ＡからＰＶセル１側に逆流する電流を阻止する。
【００４６】
集電箱２Ａは、複数のストリング単位のＰＶアレイ（接続箱８により並列に接続されたＰＶセル１）をインバータ３に接続するための装置である。集電箱２Ａの入力側には、複数の接続箱８を接続するための複数の接続箇所が設けられている。接続箱８の出力側を集電箱２Ａの入力側に接続すると、ストリング単位のＰＶアレイは、並列に接続される。これにより、グループ単位のＰＶアレイが構成される。集電箱２Ａの出力側は、インバータ３の直流側に接続される。これにより、グループ単位のＰＶアレイは、インバータ３の直流側に接続される。
【００４７】
集電箱２Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る接続箱２において、入力側にＰＶセル１を接続する代わりに接続箱８（ＰＶアレイ）を接続するようにした構成である。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
次に、集電箱２Ａの内部監視装置６の動作について説明する。
【００４９】
今、集電箱２Ａの遮断器２１ａの入力側に接続されている接続箱８と集電箱２Ａの入力側との間で短絡したものとする。
【００５０】
このとき、遮断器２１ａ以外の遮断器２１ｂ〜２１ｄに流れる電流Ｉｂ〜Ｉｄは、正方向に流れる。しかし、遮断器２１ａに流れる電流Ｉａは、他の遮断器２１ｂ〜２１ｄから流れる電流Ｉｂ〜Ｉｄの回り込み電流により、短絡点に向けて流れる。従って、電流Ｉａは、逆方向（負方向）に電流が流れる。
【００５１】
従って、内部監視装置６は、電流センサ２２ａにより、電流Ｉａの逆電流を検出して、遮断器２１ａを開放する。遮断器２１ａが開放されると、遮断器２１ａの入力側に接続されていたストリング単位のＰＶアレイは、グループ単位のＰＶアレイから解列される。これにより、グループ単位のＰＶアレイから短絡箇所の電気回路が切り離される。
【００５２】
本実施形態によれば、集電箱２Ａに内部監視装置６を実装することで、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係るインバータ３Ｂを適用した太陽光発電システム１０Ｂの構成を示す構成図である。
【００５４】
太陽光発電システム１０Ｂは、複数のＰＶセル１と、インバータ３Ｂと、連系トランス４と、交流電力系統５と、上位監視装置７とを備えている。
【００５５】
インバータ３Ｂは、第１の実施形態において、接続箱２（又は第２の実施形態に係る集電箱２Ａ）と同等の機能を有する集電箱機能部２Ｂ及び内部監視装置６Ｂをインバータ３に実装した構成である。インバータ３Ｂの入力側は、複数のＰＶセル１と接続される。インバータ３Ｂの出力側は、連系トランス４を介して、交流電力系統５と接続される。上位監視装置７は、内部監視装置６Ｂと情報の送受信をするための通信回線で接続されている。
【００５６】
インバータ３Ｂは、集電箱機能部２Ｂと、内部監視装置６Ｂと、電力変換回路３１と、平滑コンデンサ３２と、リアクトル３３と、コンデンサ３４と、ヒューズ３５と、接触器９１，９２とを備えている。
【００５７】
平滑コンデンサ３２は、電力変換回路３１に供給される直流電力を平滑化する。
【００５８】
電力変換回路３１は、平滑コンデンサ３２により平滑化された直流電力を交流電力系統５に同期する交流電力に変換する。電力変換回路３１は、変換した交流電力を連系トランス４を介して交流電力系統５に供給する。
【００５９】
リアクトル３３及びコンデンサ３４は、電力変換回路３１の出力側に設けられている。リアクトル３３及びコンデンサ３４は、交流フィルタを構成する。交流フィルタは、インバータ３Ｂから交流電力系統５に流出する高調波電流を抑制する。
【００６０】
ヒューズ３５は、リアクトル３３及びコンデンサ３４により構成される交流フィルタの出力側に設けられている。ヒューズ３５は、電力変換回路３１の直流側の故障時に、交流電力系統５から故障点に向かって電力変換回路３１に入り込んでくる過電流を防止する。また、ヒューズ３５は、電力変換回路３１から出力される過電流も防止する。
【００６１】
接触器９１は、電力変換回路３１の入力側に設けられている。接触器９１は、電力変換回路３１と集電箱機能部２Ｂとを接続又は開放する。
【００６２】
接触器９２は、ヒューズ３５の出力側に設けられている。接触器９２は、電力変換回路３１と連系トランス４とを接続又は開放する。
【００６３】
次に、集電箱機能部２Ｂの構成について説明する。
【００６４】
集電箱機能部２Ｂは、複数のＰＶセル１を電力変換回路３１に接続するための回路である。集電箱機能部２Ｂは、インバータ３Ｂの入力側に設けられている。インバータ３Ｂの入力側には、複数のＰＶセル１を接続するための複数の接続箇所が設けられている。ＰＶセル１をインバータ３Ｂの入力側に接続すると、ＰＶセル１は、集電箱機能部２Ｂの入力側に接続される。ＰＶセル１が集電箱機能部２Ｂの入力側に接続されると、ＰＶセル１は、並列に接続される。これにより、ＰＶアレイが構成される。並列に接続されたＰＶセル１（ＰＶアレイ）は、電力変換回路３１の直流側に接続される。
【００６５】
集電箱機能部２Ｂは、複数の遮断器２１と、複数の電流センサ２２と、複数のヒューズ２４とを備えている。
【００６６】
遮断器２１は、各ＰＶセル１の正極と負極の２箇所に設けられている。遮断器２１は、各ＰＶセル１を接続する接続箇所とＰＶセル１を並列に接続する接続点との間の電気経路にそれぞれ設けられている。遮断器２１が開放されると、遮断器２１に対応するＰＶセル１がＰＶアレイから解列される。遮断器２１は、開閉状態を示す信号を内部監視装置６Ｂに送信する。
【００６７】
ヒューズ２４は、各正極の遮断器２１の出力側に設けられている。ヒューズ２４は、電力変換回路３１側からＰＶセル１側の故障点に向かって過電流が流れることを防止する。例えば、正常運転時であれば、平滑コンデンサ３２は、充電されている。このため、ＰＶセル１側で故障が発生すると、平滑コンデンサ３２に蓄えられている電荷により、平滑コンデンサ３２から故障点に向かって過電流が流れる。また、運転時は、接触器９１，９２は、閉じている。このため、交流電力系統５から電力変換回路３１を介して故障点に向かって過電流が流れる。よって、ヒューズ２４は、これらのような過電流を防止する。
【００６８】
電流センサ２２は、各ヒューズ２４の正極側に設けられている。電流センサ２２は、各ＰＶセル１とＰＶセル１を並列に接続する接続点との間の正極をそれぞれ流れる電流値を検出するためのセンサである。電流センサ２２は、ＰＶセル１から電力変換回路３１に流れる方向を正方向（順方向）として検出する。電流センサ２２は、検出した電流値を内部監視装置６Ｂに送信する。
【００６９】
内部監視装置６Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る内部監視装置６において、直流電流監視部６４を追加した構成である。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００７０】
直流電流監視部６４は、上位監視装置７の直流電流監視機能を備えた構成である。直流電流監視部６４は、データ受信部６１により計測された電流値を受信する。直流電流監視部６４は、計測された電流値を画面に表示する。また、直流電流監視部６４は、内部監視装置６Ｂと上位監視装置７との間の中継機能を備えている。この中継機能により、上位監視装置７は、内部監視装置６Ｂと情報の送受信をする。
【００７１】
本実施形態によれば、集電箱機能部２Ｂ及び内部監視装置６Ｂを実装したインバータ３Ｂを用いて、太陽光発電システム１０Ｂを構築することで、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
また、インバータ３Ｂに内部監視装置６Ｂを実装することで、インバータ３Ｂに直流電流監視装置の役割をさせることができる。
【００７３】
なお、各実施形態において、過電流を検出して遮断器２１を開放する構成の代わりにヒューズを設けてもよい。また、これらを併用する構成としてもよい。
【００７４】
また、第３の実施形態において、インバータ３Ｂの入力側にＰＶセル１を接続したが、接続箱８などにより構成されるＰＶアレイを接続してもよい。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明によれば、過電流が流れない故障を検出することのできる故障検出装置を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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