(57)【要約】【課題】解列リレーの溶着の有無を適切に診断できるようにする。【解決手段】系統連系装置は、発電装置と、発電装置の直流電圧を変換するコンバータと、コンバータの直流電圧を交流電圧に変換して系統電源の複数相の電線に出力するインバータと、インバータの母線間に設けられたコンデンサと、コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、複数相の電線にそれぞれ設けられたリレーと、制御装置と、母線間の直流電圧を用いて給電する電源回路と、を備える。制御装置は、コンデンサの目標電圧を系統電圧のピーク値以上の第１電圧に設定してコンバータを制御した後、各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に他のリレーをオン制御し、目標電圧を第１電圧よりも低い第２電圧に設定してコンバータを制御する。そして、コンデンサ電圧がピーク値よりも低い閾値以下とならなかったとき又は所定量以上低下しなかったときに一のリレーが溶着していると判定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を発電する発電装置と、該発電装置からの直流電圧を変換して正極母線と負極母線の母線間に出力するコンバータと、前記母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、前記母線間の直流電圧を交流電圧に変換して系統電源の複数相の電線に出力可能であると共に前記系統電源からの系統電圧を用いて前記コンデンサを充電可能なインバータと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記複数相の電線にそれぞれ設けられたリレーと、前記コンバータと前記インバータと前記リレーとを制御する制御装置と、前記母線間の直流電圧を用いて前記制御装置および／または前記発電装置が備える補機に給電する電源回路と、を備える系統連系装置であって、
前記制御装置は、前記コンデンサの目標電圧を前記系統電圧のピーク値近傍の第１電圧に設定して前記コンバータを制御した後、前記各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に他のリレーをオン制御し、前記コンデンサの目標電圧を前記第１電圧よりも低い第２電圧に設定して前記コンバータを制御または前記コンバータを停止しつつ前記電圧センサにより検出されるコンデンサ電圧に基づいて溶着診断を行ない、該溶着診断において前記コンデンサ電圧が前記ピーク値よりも低い閾値以下とならなかったとき又は所定量以上低下しなかったときに前記一のリレーが溶着していると判定する、
系統連系装置。
【請求項２】
直流電力を発電する発電装置と、該発電装置からの直流電圧を変換して正極母線と負極母線の母線間に出力するコンバータと、前記母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、前記母線間の直流電圧を交流電圧に変換して系統電源の複数相の電線に出力可能であると共に前記系統電源からの系統電圧を用いて前記コンデンサを充電可能なインバータと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記複数相の電線にそれぞれ設けられたリレーと、前記コンバータと前記インバータと前記リレーとを制御する制御装置と、前記母線間の直流電圧を用いて前記制御装置および／または前記発電装置が備える補機に給電する電源回路と、を備える系統連系装置であって、
前記インバータは、出力端子が前記電線とリアクトルを介して接続され、前記系統電圧を昇圧して前記コンデンサに出力する昇圧動作が可能であり、
前記制御装置は、前記コンデンサの目標電圧を前記系統電圧のピーク値近傍の第１電圧に設定して前記コンバータを制御した後、前記各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に前記他のリレーをオン制御し、前記コンデンサの目標電圧を前記第１電圧よりも低い第２電圧に設定して前記コンバータを制御または前記コンバータを停止すると共に前記昇圧動作で前記インバータを制御しつつ前記電圧センサにより検出されるコンデンサ電圧に基づいて溶着診断を行ない、該溶着診断において、前記コンデンサ電圧が前記ピーク値よりも低い第１閾値以下となったとき又は第１所定量以上低下したときに前記一のリレーが溶着していないと判定し、前記コンデンサ電圧が前記ピーク値よりも高い第２閾値以上となったとき又は第２所定量以上上昇したときに前記一のリレーが溶着していると判定する、
系統連系装置。
【請求項３】
直流電力を発電する発電装置と、該発電装置からの直流電圧を変換して正極母線と負極母線の母線間に出力するコンバータと、前記母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、前記母線間の直流電圧を交流電圧に変換して系統電源の複数相の電線に出力可能なインバータと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記複数相の電線にそれぞれ設けられたリレーと、前記コンバータと前記インバータと前記リレーとを制御する制御装置と、を備える系統連系装置であって、
前記インバータは、出力端子が前記電線とリアクトルを介して接続され、前記系統電圧を昇圧して前記コンデンサに出力する昇圧動作が可能であり、
前記制御装置は、前記コンデンサの目標電圧を前記系統電圧のピーク値近傍の電圧に設定して前記コンバータを制御した後、前記各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に他のリレーをオン制御し、前記昇圧動作で前記インバータを制御しつつ前記電圧センサにより検出されるコンデンサ電圧に基づいて溶着診断を行ない、該溶着診断において前記コンデンサ電圧が前記ピーク値よりも高い第２閾値以上となったとき又は第２所定量以上上昇したときに前記一のリレーが溶着していると判定する、
系統連系装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の系統連系装置であって、
前記制御装置は、前記溶着診断の結果、いずれかのリレーが溶着していると判定すると、前記発電装置を停止する、
系統連系装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統連系装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の系統連系装置としては、発電装置と、発電装置で発電した直流電力の電圧を所定の電圧まで昇圧する昇圧回路（コンバータ）と、昇圧回路で昇圧された直流電力を交流電力に変換して一対の線路に出力するインバータ回路と、一対の線路のうち一方の線路と商用電力系統の一の相との接続を行なう第一の系統連系用リレーと、一対の線路のうち他方の線路と商用電力系統の他の相との接続を行なう第二の系統連系用リレーと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この系統連系装置では、第一の系統連系用リレーのインバータ回路側と第二の系統連系用リレーの商用電力系統側との電位差を検出する第一電位差検出回路と、第一の系統連系用リレーの商用電力系統側と第二の系統連系用リレーのインバータ回路側との電位差を検出する第二電位差検出回路と、が設けられる。そして、インバータ回路から一対の線路に電圧を印加させた際、第二の系統連系用リレーを開放状態に制御したときに、第一電位差検出回路により検出される電位差が所定値以上であれば、第二の系統連系用リレーの接点が溶着していると判定する。また、インバータ回路から一対の線路に電圧を印加させた際、第一の系統連系用リレーを開放状態に制御したときに、第二電位差検出回路により検出される電位差が所定値以上であれば、第一の系統連系用リレーの接点が溶着していると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３５７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した系統連系装置では、リレーの溶着を検出するために専用の検出回路（第一電位差検出回路および第二電位差検出回路）を設ける必要があるため、装置が複雑化すると共に高コスト化を招く。
【０００５】
本発明の系統連系装置は、簡易な構成により、リレーの溶着の有無を適切に診断できるようにすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１の系統連系装置は、
直流電力を発電する発電装置と、該発電装置からの直流電圧を変換して正極母線と負極母線の母線間に出力するコンバータと、前記母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、前記母線間の直流電圧を交流電圧に変換して系統電源の複数相の電線に出力可能であると共に前記系統電源からの系統電圧を用いて前記コンデンサを充電可能なインバータと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記複数相の電線にそれぞれ設けられたリレーと、前記コンバータと前記インバータと前記リレーとを制御する制御装置と、前記母線間の直流電圧を用いて前記制御装置および／または前記発電装置が備える補機に給電する電源回路と、を備える系統連系装置であって、
前記制御装置は、前記コンデンサの目標電圧を前記系統電圧のピーク値近傍の第１電圧に設定して前記コンバータを制御した後、前記各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に他のリレーをオン制御し、前記コンデンサの目標電圧を前記第１電圧よりも低い第２電圧に設定して前記コンバータを制御または前記コンバータを停止しつつ前記電圧センサにより検出されるコンデンサ電圧に基づいて溶着診断を行ない、該溶着診断において前記コンデンサ電圧が前記ピーク値よりも低い閾値以下とならなかったとき又は所定量以上低下しなかったときに前記一のリレーが溶着していると判定する、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１の系統連系装置では、コンデンサの目標電圧を系統電圧のピーク値近傍の第１電圧に設定してコンバータを制御した後、各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に他のリレーをオン制御する。この場合、一のリレーが溶着していると、他のリレーのオン制御によって系統電圧がインバータを介してコンデンサに印加されるが、コンデンサには既に十分な電荷が蓄えられているため、突入電流の発生を抑制することができ、突入電流防止用のリレーや抵抗素子を不要とすることができる。そして、コンデンサの目標電圧を第１電圧よりも低い第２電圧に設定してコンバータを制御またはコンバータを停止しつつ電圧センサにより検出されるコンデンサ電圧に基づいて溶着診断を行なう。一のリレーが溶着していなければ、コンデンサに蓄えられている電荷は電源回路によって消費されるため、コンデンサ電圧が低下する一方、一のリレーが溶着していれば、系統電圧によりコンデンサが充電されるため、コンデンサ電圧の低下が抑制される。このため、溶着診断においてコンデンサ電圧がピーク値よりも低い閾値以下とならなかったとき又は所定量以上低下しなかったときに一のリレーが溶着していると判定することができる。このように、本発明の第１の系統連系装置によれば、簡易な構成により、コンデンサ電圧に基づいて一のリレーの溶着の有無を適切に診断することができる。
ここで、「第１電圧」は、系統電圧のピーク値よりも若干低い電圧としてもよいが、系統電圧のピーク値以上の電圧とするのが好適である（以下、同じ）。
【０００９】
本発明の第２の系統連系装置は、
直流電力を発電する発電装置と、該発電装置からの直流電圧を変換して正極母線と負極母線の母線間に出力するコンバータと、前記母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、前記母線間の直流電圧を交流電圧に変換して系統電源の複数相の電線に出力可能であると共に前記系統電源からの系統電圧を用いて前記コンデンサを充電可能なインバータと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記複数相の電線にそれぞれ設けられたリレーと、前記コンバータと前記インバータと前記リレーとを制御する制御装置と、前記母線間の直流電圧を用いて前記制御装置および／または前記発電装置が備える補機に給電する電源回路と、を備える系統連系装置であって、
前記インバータは、出力端子が前記電線とリアクトルを介して接続され、前記系統電圧を昇圧して前記コンデンサに出力する昇圧動作が可能であり、
前記制御装置は、前記コンデンサの目標電圧を前記系統電圧のピーク値近傍の第１電圧に設定して前記コンバータを制御した後、前記各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に前記他のリレーをオン制御し、前記コンデンサの目標電圧を前記第１電圧よりも低い第２電圧に設定して前記コンバータを制御または前記コンバータを停止すると共に前記昇圧動作で前記インバータを制御しつつ前記電圧センサにより検出されるコンデンサ電圧に基づいて溶着診断を行ない、該溶着診断において、前記コンデンサ電圧が前記ピーク値よりも低い第１閾値以下となったとき又は第１所定量以上低下したときに前記一のリレーが溶着していないと判定し、前記コンデンサ電圧が前記ピーク値よりも高い第２閾値以上となったとき又は第２所定量以上上昇したときに前記一のリレーが溶着していると判定する、
ことを要旨とする。
【００１０】
この本発明の第２の系統連系装置では、コンデンサの目標電圧を系統電圧のピーク値近傍の第１電圧に設定してコンバータを制御した後、各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に他のリレーをオン制御する。これにより、一のリレーが溶着していても、系統電源からの系統電圧がインバータを介してコンデンサに印加される際の突入電流の発生を抑制することができ、突入電流防止用のリレーや抵抗素子を不要とすることができる。そして、コンデンサの目標電圧を第１電圧よりも低い第２電圧に設定してコンバータを制御またはコンバータを停止すると共に昇圧動作でインバータを制御しつつ電圧センサにより検出されるコンデンサ電圧に基づいて溶着診断を行なう。一のリレーが溶着していなければ、コンデンサに蓄えられている電荷は電源回路によって消費されるため、コンデンサ電圧が低下する一方、一のリレーが溶着していれば、インバータの昇圧動作によってコンデンサが充電されるため、コンデンサ電圧が上昇する。このため、溶着診断において、コンデンサ電圧がピーク値よりも低い第１閾値以下となったとき又は第１所定量以上低下したときに一のリレーが溶着していないと判定することができ、コンデンサ電圧がピーク値よりも高い第２閾値以上となったとき又は第２所定量以上上昇したときに一のリレーが溶着していると判定することができる。このように、本発明の第２の系統連系装置によれば、簡易な構成により、コンデンサ電圧に基づいて一のリレーの溶着の有無を適切に診断することができる。
【００１１】
本発明の第３の系統連系装置は、
直流電力を発電する発電装置と、該発電装置からの直流電圧を変換して正極母線と負極母線の母線間に出力するコンバータと、前記母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、前記母線間の直流電圧を交流電圧に変換して系統電源の複数相の電線に出力可能なインバータと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記複数相の電線にそれぞれ設けられたリレーと、前記コンバータと前記インバータと前記リレーとを制御する制御装置と、を備える系統連系装置であって、
前記インバータは、出力端子が前記電線とリアクトルを介して接続され、前記系統電圧を昇圧して前記コンデンサに出力する昇圧動作が可能であり、
前記制御装置は、前記コンデンサの目標電圧を前記系統電圧のピーク値近傍の電圧に設定して前記コンバータを制御した後、前記各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に他のリレーをオン制御し、前記昇圧動作で前記インバータを制御しつつ前記電圧センサにより検出されるコンデンサ電圧に基づいて溶着診断を行ない、該溶着診断において前記コンデンサ電圧が前記ピーク値よりも高い第２閾値以上となったとき又は第２所定量以上上昇したときに前記一のリレーが溶着していると判定する、
ことを要旨とする。
【００１２】
この本発明の第３の系統連系装置では、コンデンサの目標電圧を系統電圧のピーク値近傍の第１電圧に設定してコンバータを制御した後、各リレーのうち一のリレーをオフ制御すると共に他のリレーをオン制御する。これにより、一のリレーが溶着していても、系統電源からの系統電圧がインバータを介してコンデンサに印加される際の突入電流の発生を抑制することができ、突入電流防止用のリレーや抵抗素子を不要とすることができる。そして、昇圧動作でインバータを制御しつつ電圧センサにより検出されるコンデンサ電圧に基づいて溶着診断を行なう。一のリレーが溶着していれば、インバータの昇圧動作によってコンデンサ電圧が上昇する一方、一のリレーが溶着していなければ、インバータが系統電源から切り離されるため、コンデンサ電圧の上昇が抑制される。このため、溶着診断においてコンデンサ電圧がピーク値よりも高い第２閾値以上となったとき又は第２所定量以上上昇したときに一のリレーが溶着していると判定することができる。このように、本発明の第３の系統連系装置によれば、インバータによる系統電源からコンデンサへの昇圧動作によって、コンデンサ電圧に基づいて一のリレーの溶着の有無を適切に診断することができる。また、一のリレーが溶着していれば、インバータの昇圧動作によってコンデンサ電圧は素早く上昇するため、溶着診断に要する時間を短縮することができる。
【００１３】
本発明の第１〜３の系統連系装置において、前記制御装置は、前記溶着診断の結果、いずれかのリレーが溶着していると判定すると、前記発電装置を停止するものとしてもよい。こうすれば、系統連系装置の二次故障の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の系統連系装置１０の概略構成図である。
【図２】制御装置５０のＣＰＵにより実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】溶着診断処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の溶着診断が行なわれる際の目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃと第１および第２解列リレー２４ａ，２４ｂのオンオフ信号の時間変化の様子を示すタイムチャートである。
【図５】変形例の溶着診断処理を示すフローチャートである。
【図６】変形例の溶着診断が行なわれる際の目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃと第１および第２解列リレー２４ａ，２４ｂのオンオフ信号の時間変化の様子を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態の系統連系装置１０の概略構成図である。本実施形態の系統連系装置１０は、住宅等に設置された発電装置２０と交流の系統電源１とを連系するものであり、発電装置２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、インバータ２２と、平滑回路２３と、解列リレー２４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、補機４２と、制御装置５０と、を備える。なお、系統電源１の配電方式としては、本実施形態では、単相３線式とするが、単相２線式や３相３線式などの他の方式にも適用することができる。
【００１７】
発電装置２０は、直流電力を発電するものであり、本実施形態では、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとに基づいて電気化学反応により発電する燃料電池ユニットとして構成される。なお、発電装置２０としては、ガスエンジンなどの原動機からの動力により発電する原動機付き発電機や、太陽光発電装置などで構成されてもよい。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、図示しないスイッチング素子やリアクトル等を有し、発電装置２０からの直流電力（例えばＤＣ１００Ｖ）を所定の電圧（例えばＤＣ２５０Ｖ）に昇圧してインバータ２２の正極母線３１と負極母線３２と（直流リンク部３０）に供給する。正極母線３１と負極母線３２との間には、平滑用のコンデンサ３３と、コンデンサ３３の電圧（コンデンサ電圧Ｖｃ）を検出する電圧センサ３４が接続されている。
【００１９】
インバータ２２は、４つのトランジスタＴ１１〜Ｔ２２と、トランジスタＴ１１〜Ｔ２２に逆並列接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ２２と、を備える。トランジスタＴ１１〜Ｔ２２は、正極母線３１と負極母線３２とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点には、出力端子２２ａ，２２ｂが接続されている。インバータ２２の一方の出力端子２２ａには、系統電源１の一の相（例えばＵ相）の電線２が接続され、他方の出力端子２２ｂには、系統電源１の他の相（例えばＶ相）の電線３が接続されている。これにより、インバータ２２は、対となるトランジスタをスイッチング制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１からの直流電圧を交流電圧に変換して系統電源１側に供給することができる。また、本実施形態では、電線２，３にはリアクトル２３ａ，２３ｂが設けられており、インバータ２２は、リアクトル２３ａ，ダイオードＤ１１およびトランジスタＴ１２や、リアクトル２３ｂ，ダイオードＤ２１およびトランジスタＴ２２により昇圧チョッパ回路を構成する。これにより、インバータ２２は、系統電源１からの系統電圧を昇圧してコンデンサ３３を充電することができる。
【００２０】
平滑回路２３は、インバータ２２の出力電流の高周波成分を除去し正弦波状にするものである。平滑回路２３は、電線２，３に設けられたリアクトル２３ａ，２３ｂと、電線２，３の間に接続されたコンデンサ２３ｃと、を備える。なお、リアクトル２３ａ，２３ｂのうち一方は省略されてもよい。
【００２１】
解列リレー２４は、系統連系装置１０を系統電源１と連系させたり解列させたりするものであり、常開式の開閉器である第１解列リレー２４ａと、常開式の開閉器である第２解列リレー２４ｂとを備える。第１解列リレー２４ａは、リアクトル２３ａと、電線２へのコンデンサ２３ｃの接続点との間に設けられており、第２解列リレー２４ｂは、リアクトル２３ｂと、電線３へのコンデンサ２３ｃの接続点との間に設けられている。
【００２２】
正極母線３１と負極母線３２との間には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１を介して補機４２や制御装置５０が接続されている。補機４２としては、例えば、燃料電池ユニットに燃料ガスを供給するポンプや、酸化剤ガスとしての空気を供給するブロワ、燃料電池ユニットで生じた熱を回収するために貯湯水を循環させるポンプ、貯湯水の循環路に設けられたラジエータに送風するラジエータファン、インバータ２２を冷却する冷却ファンなどを挙げることができる。
【００２３】
制御装置５０は、図示しないが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、各種プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入力ポートおよび出力ポートを備える。制御装置５０には、電圧センサ３４からのコンデンサ電圧Ｖｃなどが入力ポートを介して入力されている。一方、制御装置５０からは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチング素子への制御信号や、インバータ２２のスイッチング素子（トランジスタＴ１１〜Ｔ２２）への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１のスイッチング素子への制御信号、解列リレー２４（第１解列リレー２４ａ，第２解列リレー２４ｂ）へのオンオフ信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２４】
次に、こうして構成された系統連系装置１０の動作について説明する。特に、第１および第２解列リレー２４ａ，２４ｂの溶着の有無を診断する動作について説明する。図２は、制御装置５０のＣＰＵにより実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、発電装置２０（燃料電池）の起動が完了した後、系統電源１と連系する前に実行される。
【００２５】
制御ルーチンでは、制御装置５０のＣＰＵは、まず、コンデンサ３３の目標電圧（目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊）に、系統電源１の系統電圧のピーク値Ｖｓｐ以上の第１電圧Ｖ１を設定し（ステップＳ１００）、設定した目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊でＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する（ステップＳ１１０）。ここで、電圧Ｖ１は、例えば、系統電圧のピーク値Ｖｓｐ（例えば、２４０Ｖ）近傍の電圧、例えば、ピーク値Ｖｓｐよりも若干高い電圧（例えば、２５０Ｖ）に定めることができる。続いて、電圧センサ３４からのコンデンサ電圧Ｖｃを入力し（ステップＳ１２０）、入力したコンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達していないと判定すると、ステップＳ１１０に戻って処理を繰り返す。一方、コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達したと判定すると、第２解列リレー２４ｂにオン信号を出力し（ステップＳ１４０）、第１解列リレー２４ａに溶着が生じているか否かの後述する溶着診断処理を行なう（ステップＳ１５０）。仮に第１解列リレー２４ａが溶着していると、系統電源１とインバータ２２の出力端子２２ａ，２２ｂとが接続されることになるが、系統電源１の系統電圧とコンデンサ３３の電圧との間の電圧差が小さいため、突入電流は生じない。したがって、突入電流を防止するための突入電流防止用のリレーや抵抗素子を必要としない。溶着診断処理の間は、インバータ２２は、系統電源１の交流電力を整流してコンデンサ３３に供給されるよう制御される。溶着診断処理を行なうと、第２解列リレー２４ｂにオフ信号を出力する（ステップＳ１６０）。そして、溶着診断処理の結果、第１解列リレー２４ａに溶着が生じていないと判定すると（ステップＳ１７０の「ＹＥＳ」）、Ｓ１８０に進み、第１解列リレー２４ａに溶着が生じていると判定すると（ステップＳ１７０の「ＮＯ」）、発電装置２０の運転を停止して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。
【００２６】
次に、第２解列リレー２４ｂの溶着診断処理を行なうため、ステップＳ１００〜Ｓ１３０と同様に、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に上述した第１電圧Ｖ１を設定してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御し、コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達するまで待つ（ステップＳ１８０〜Ｓ２１０）。コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達したと判定すると、第１解列リレー２４ａにオン信号を出力し（ステップＳ２２０）、第２解列リレー２４ｂに溶着が生じているか否かの溶着診断処理を行なう（ステップＳ２３０）。この場合も、仮に第２解列リレー２４ｂが溶着していると、系統電源１とインバータ２２の出力端子２２ａ，２２ｂとが接続されることになるが、系統電源１の系統電圧とコンデンサ３３の電圧との間の電圧差が小さいため、突入電流は生じない。溶着診断処理を行なうと、第１解列リレー２４ａにオフ信号を出力する（ステップＳ２４０）。そして、溶着診断処理の結果、第２解列リレー２４ｂに溶着が生じていないと判定すると（ステップＳ２５０の「ＹＥＳ」）、これで本ルーチンを終了し、第２解列リレー２４ｂに溶着が生じていると判定すると（ステップＳ２５０の「ＮＯ」）、発電装置２０の運転を停止して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。
【００２７】
次に、ステップＳ１５０，Ｓ２３０の溶着診断処理について説明する。図３は、溶着診断処理の一例を示すフローチャートである。溶着診断処理では、制御装置５０のＣＰＵは、まず、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に上述した系統電圧のピーク値Ｖｓｐよりも低い第２電圧Ｖ２を設定し（ステップＳ３００）、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊でＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する（ステップＳ３１０）。そして、電圧センサ３４からのコンデンサ電圧Ｖｃを入力し（ステップＳ３２０）、入力したコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３３０）。閾値Ｖｒｅｆは、解列リレー２４（オフ信号を出力している方の解列リレー）の溶着の有無を判定するための閾値であり、系統電圧のピーク値Ｖｓｐよりも小さく且つ目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊である第２電圧よりも若干大きい値に定められる。なお、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧から第２電圧に変更した直後は、ステップＳ３３０において、コンデンサ電圧Ｖｃは、閾値Ｖｒｅｆよりも大きいと判定される。コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆよりも大きいと判定すると、予め定められた判定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ３４０）、判定時間が経過していないと判定すると、ステップＳ３１０に戻って処理を繰り返す。そして、判定時間が経過する前に、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下となったと判定すると、解列リレー２４に溶着は生じていないと判定して（ステップＳ３５０）、溶着診断処理を終了する。一方、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下となることなく、判定時間が経過したと判定すると、解列リレー２４に溶着が生じていると判定して（ステップＳ３６０）、溶着診断処理を終了する。
【００２８】
図４は、本実施形態の溶着診断が行なわれる際の目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃと第１および第２解列リレー２４ａ，２４ｂのオンオフ信号の時間変化の様子を示すタイムチャートである。第１解列リレー２４ａの溶着診断を行なう場合、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に系統電圧のピーク値Ｖｓｐよりも若干大きい第１電圧Ｖ１を設定してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御し、コンデンサ電圧Ｖｃが第１電圧Ｖ１に到達すると、第１解列リレー２４ａへの信号をオフとしたまま第２解列リレー２４ｂにオン信号を出力する。そして、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１から系統電圧のピーク値Ｖｓｐよりも小さい第２電圧Ｖ２に変更してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御しながら、判定時間が経過するまでにコンデンサ電圧Ｖｃが第２電圧Ｖ２よりも若干高い閾値Ｖｒｅｆ以下となったときには、第１解列リレー２４ａに溶着は生じていないと判定し（溶着無し判定）、判定時間が経過するまでにコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下とならなかったときには、第１解列リレー２４ａに溶着が生じていると判定する（溶着有り判定）。コンデンサ３３が接続される正極母線３１と負極母線３２とには、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１を介して補機４２が接続されており、コンデンサ３３に蓄えられた電荷は、補機４２によって消費される。このため、第１解列リレー２４ａに溶着が生じていなければ、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２に変更してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御することにより、コンデンサ電圧Ｖｃは低下する。一方、第１解列リレー２４ａが溶着していると、系統電源１の系統電圧によりコンデンサ３３が充電されるため、コンデンサ電圧Ｖｃの低下は抑制される。したがって、コンデンサ電圧Ｖｃが低下したか否かを判定することで、第１解列リレー２４ａに溶着が生じているか否かを判定することができる。なお、第２解列リレー２４ｂの溶着診断を行なう場合も同様である。
【００２９】
以上説明した本実施形態の系統連系装置１０によれば、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を系統電圧のピーク値Ｖｓｐ以上の第１電圧Ｖ１に設定してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御した後、一方の解列リレーにオフ信号を出力したまま他方の解列リレーにオン信号を出力する。この場合、一方の解列リレーが溶着していると、系統電圧がインバータ２２を介してコンデンサ３３に印加されるが、コンデンサ３３には既に十分な電荷が蓄えられているため、突入電流の発生を抑制することができ、突入電流防止用のリレーや抵抗素子を省略することができる。そして、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１よりも低い第２電圧Ｖ２に変更してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御しつつ電圧センサ３４により検出されるコンデンサ電圧Ｖｃに基づいて溶着診断を行なう。ここで、一方の解列リレーが溶着していなければ、コンデンサ３３に蓄えられている電荷はＤＣ／ＤＣコンバータ４１（補機４２）によって消費されるため、コンデンサ電圧Ｖｃが低下する一方、一方の解列リレーが溶着していれば、系統電圧によりコンデンサ３３が充電されるため、コンデンサ電圧Ｖｃの低下が抑制される。このため、溶着診断においてコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下とならなかったときには、一方の解列リレーが溶着していると判定することができる。したがって、簡易な構成により、コンデンサ電圧Ｖｃに基づいて解列リレー２４の溶着の有無を適切に診断することができる。
【００３０】
上述した実施形態では、溶着診断中は、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１からこれよりも低い第２電圧Ｖ２に変更してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御するものとした。しかし、溶着診断中は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作を停止するものとしてもよい。
【００３１】
上述した実施形態では、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下となったか否かにより溶着診断を行なうものとした。しかし、溶着診断を開始（他方の解列リレーにオン信号を出力）してからのコンデンサ電圧Ｖｃの低下量が所定量（Ｖ１−Ｖｒｅｆ）に達したか否かにより溶着診断を行なうものとしてもよい。
【００３２】
上述した実施形態では、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を系統電圧のピーク値Ｖｓｐ以上の第１電圧Ｖ１からそれよりも低い第２電圧Ｖ２に変更してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御しつつコンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下となったか否かを判定することにより溶着診断を行なった。しかしながら、以下のようにしてもよい。図５は、変形例の溶着診断処理を示すフローチャートである。変形例の溶着診断処理では、制御装置５０のＣＰＵは、まず、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に上述した第２電圧Ｖ２を設定すると共に（ステップＳ４００）、第２目標コンデンサ電圧Ｖｃ２＊に上述した第１電圧Ｖ１よりも大きい第３電圧Ｖ３を設定する（ステップＳ４１０）。続いて、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊でＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御すると共に（ステップＳ４２０）、第２目標コンデンサ電圧Ｖｃ２＊でインバータ２２を制御する（ステップＳ４３０）。上述したように、インバータ２２は、リアクトル２３ａ，ダイオードＤ１１およびトランジスタＴ１２や、リアクトル２３ｂ，ダイオードＤ２１およびトランジスタＴ２２により昇圧チョッパ回路を構成するため、ステップＳ４３０は、系統電圧が昇圧されてコンデンサ３３に供給されるようインバータ２２を制御する処理となる。そして、電圧センサ３４からのコンデンサ電圧Ｖｃを入力し（ステップＳ４４０）、入力したコンデンサ電圧Ｖｃが上述した閾値Ｖｒｅｆよりも大きいか否か（ステップＳ４５０）、コンデンサ電圧Ｖｃが第２閾値Ｖｒｅｆ２以上であるか否か（ステップＳ４６０）、をそれぞれ判定する。ここで、第２閾値Ｖｒｅｆ２は、第１電圧Ｖ１よりも大きく、且つ、第３電圧Ｖ３よりも若干小さい値に定められる。コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆよりも大きく、且つ、第２閾値Ｖｒｅｆ２よりも小さいと判定すると、予め定められた判定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ４７０）、判定時間が経過していないと判定すると、ステップＳ４２０に戻って処理を繰り返す。そして、判定時間が経過する前に、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下となったと判定すると、解列リレー２４に溶着が生じていないと判定し（ステップＳ４８０）、コンデンサ電圧Ｖｃが第２閾値Ｖｒｅｆ２以上となったと判定すると、解列リレー２４に溶着が生じていると判定して（ステップＳ４９０）、溶着診断処理を終了する。一方、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下とならず、第２閾値Ｖｒｅｆ２以上ともならないまま、判定時間が経過したと判定すると、診断エラーが発生したと判定して（ステップＳ５００）、溶着診断処理を終了する。
【００３３】
図６は、変形例の溶着診断が行なわれる際の目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃと第１および第２解列リレー２４ａ，２４ｂのオンオフ信号の時間変化の様子を示すタイムチャートである。第１解列リレー２４ａの溶着診断を行なう場合、本実施形態と同様に、コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊（第１電圧Ｖ１）に到達すると、第１解列リレー２４ａへの信号をオフとしたまま第２解列リレー２４ｂにオン信号を出力する。そして、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１から当該第１電圧Ｖ１よりも小さい第２電圧Ｖ２に変更してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御すると共に、第２目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に第１電圧Ｖ１よりも大きい第３電圧Ｖ３を設定してインバータ２２による昇圧動作を行なう。そして、判定時間が経過する前に、コンデンサ電圧Ｖｃが第２電圧Ｖ２よりも若干高い閾値Ｖｒｅｆ以下となったときには、第１解列リレー２４ａに溶着は生じていないと判定し（溶着無し判定）、コンデンサ電圧Ｖｃが第３電圧Ｖ３よりも若干低い閾値Ｖｒｅｆ２以上となったときには、第１解列リレー２４ａに溶着は生じていると判定する（溶着有り判定）。第１解列リレー２４ａに溶着が生じていれば、系統電源１の系統電圧がインバータ２２の昇圧動作によって昇圧されてコンデンサ３３に供給されるから、コンデンサ電圧Ｖｃは上昇する。一方、第１解列リレー２４ａが溶着していなければ、系統電源１とインバータ２２とが切り離され、コンデンサ３３に蓄えられた電荷は補機４２によって消費されるから、インバータ２２の昇圧動作に拘わらず、コンデンサ電圧Ｖｃは低下する。したがって、コンデンサ電圧Ｖｃが上昇したか低下したかを判定することで、第１解列リレー２４ａに溶着が生じているか否かを判定することができる。なお、第２解列リレー２４ｂの溶着診断を行なう場合も同様である。
【００３４】
上述した変形例では、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下となったときに解列リレー２４に溶着は生じていないと判定し、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ２以上となったときに解列リレー２４に溶着は生じていると判定するものとした。しかし、溶着診断を開始してからのコンデンサ電圧Ｖｃの低下量が第１所定量（Ｖ１−Ｖｒｅｆ）に達したときに解列リレー２４に溶着は生じていないと判定し、溶着診断を開始してからのコンデンサ電圧Ｖｃの上昇量が第２所定量（Ｖｒｅｆ２−Ｖ１）に達したときに解列リレー２４に溶着が生じていると判定してもよい。
【００３５】
上述した変形例では、判定時間が経過する前に、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ以下となったときに解列リレー２４に溶着は生じていないと判定し、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ２以上となったときに解列リレー２４に溶着は生じていると判定するものとした。しかし、判定時間が経過するまでに、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値Ｖｒｅｆ２以上とならなかったときに解列リレー２４に溶着は生じていないと判定してもよい。溶着診断中は、インバータ２２は昇圧動作を行なっているから、解列リレー２４に溶着が生じていると、コンデンサ電圧Ｖｃは素早く上昇する。したがって、この変形例によれば、判定時間を短時間とすることができ、溶着診断の所要時間を短縮することができる。なお、この変形例では、判定時間が経過するまでに、コンデンサ電圧Ｖｃの上昇量が第２所定量（Ｖｒｅｆ２−Ｖ１）に達しなかったときに解列リレー２４に溶着が生じていると判定してもよい。また、この変形例では、解列リレー２４の溶着診断中は、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１に設定してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御してもよく、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作を停止してもよい。
【００３６】
実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、発電装置２０が「発電装置」に相当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１が「コンバータ」に相当し、コンデンサ３３が「コンデンサ」に相当し、インバータ２２が「インバータ」に相当し、電圧センサ３４が「電圧センサ」に相当し、解列リレー２４（第１解列リレー２４ａ，第２解列リレー２４ｂ）が「リレー」に相当し、制御装置５０が「制御装置」に相当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１が「電源回路」に相当する。
【００３７】
なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３８】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、系統連系装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  系統電源、２，３  電線、１０  系統連系装置、２０  発電装置、２１  ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２  インバータ、２２ａ，２２ｂ  出力端子、２３  平滑回路、２３ａ，２３ｂ  リアクトル、２３ｃ  コンデンサ、２４  解列リレー、２４ａ  第１解列リレー、２４ｂ  第２解列リレー、３０  直流リンク部、３１  正極母線、３２  負極母線、３３  コンデンサ、３４  電圧センサ、４１  ＤＣ／ＤＣコンバータ、４２  補機、５０  制御装置、Ｔ１１〜Ｔ２２  トランジスタ、Ｄ１１〜Ｄ２２  ダイオード。
【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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【図６】
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