(57)【要約】【課題】蓄電システムにおける電流センサの異常判定の信頼性を高める。【解決手段】商用電力系統と繋がる交流電路に接続される蓄電システムであって、蓄電池と、蓄電池と交流電路との間にあって、蓄電池を充電し又は放電させるための電力変換を行う電力変換部と、電力変換部と交流電路との接続点よりも商用電力系統側に取り付けられ、接続点と商用電力系統との間に流れる電流を検出する電流センサと、電力変換部を制御するとともに、電流センサの検出出力に基づいて電流センサの異常の有無を検出する制御部と、を備え、制御部は、蓄電池の充電又は放電の電流に注入する無効電流を電力変換部によって変化させ、無効電流の変化に反応して検出出力が変化するか否かに基づいて、電流センサの異常の有無を判定する。【選択図】図３
2020092532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力系統と繋がる交流電路に接続される蓄電システムであって、
蓄電池と、
前記蓄電池と前記交流電路との間にあって、前記蓄電池を充電し又は放電させるための電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部と前記交流電路との接続点よりも商用電力系統側に取り付けられ、前記接続点と前記商用電力系統との間に流れる電流を検出する電流センサと、
前記電力変換部を制御するとともに、前記電流センサの検出出力に基づいて前記電流センサの異常の有無を検出する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記蓄電池の充電又は放電の電流に注入する無効電流を前記電力変換部によって変化させ、当該無効電流の変化に反応して前記検出出力が変化するか否かに基づいて、前記電流センサの異常の有無を判定する、蓄電システム。
【請求項２】
前記無効電流の変化は、前記交流電路に接続されている負荷の変動とは関係なく、前記制御部の一方的な指令により生じさせるものである請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記無効電流の変化に同期して前記検出出力に変化が現れるか否かにより前記電流センサの異常の有無を判定する請求項１又は請求項２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記検出出力と基準値とを比較して前記電流センサの異常可能性の有無を判定する第１の異常判定部と、
前記第１の異常判定部による判定結果が異常可能性有りの場合、前記異常の有無の判定を行う第２の異常判定部と、
を含む請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項５】
２以上の自然数をＮとして、
前記第２の異常判定部は、前記無効電流を変化させた場合と変化させない場合とでそれぞれ、前記交流電路の周波数のＮ周期分の期間で前記電流センサの検出出力に基づく平均の無効電力を求め、２つの無効電力の差に基づいて、前記電流センサの異常の有無を判定する請求項４に記載の蓄電システム。
【請求項６】
変化させた無効電流に基づく無効電力が、定格電力の５％以下になるようにする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項７】
蓄電池を充電し又は放電させるための電力変換を行う電力変換部と交流電路との接続点よりも商用電力系統側に電流センサが設けられている場合の、当該電流センサの異常判定方法であって、
前記蓄電池の充電又は放電の電流に注入する無効電流を変化させ、
前記無効電流の変化に反応して前記電流センサの検出出力が変化するか否かに基づいて、前記電流センサの異常の有無を判定する、電流センサの異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システム及び、電流センサの異常判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電力系統と系統連系し、かつ、蓄電池（例えばリチウムイオン電池）に電力を蓄える蓄電装置は、系統連系規定により定められている逆潮流の制限機能を備えている。逆潮流とは、蓄電装置から需要家の受電点を越えて商用電力系統へ潮流が生じることである。このような逆潮流が発生していないかどうかを常に監視すべく、電流センサとしてのＣＴ（Current Transformer）が、蓄電装置と受電点との間に設けられている。単相３線式（Ｕ，Ｏ，Ｗ）の受電であれば、例えば、２個のクランプ型のＣＴが、２本の電圧線（Ｕ，Ｗ）に取り付けられる。ＣＴが逆潮流を検出した場合、蓄電装置は迅速に、逆潮流が生じないように制御しなければならない。
【０００３】
上記のＣＴに関しては、取り付けた電圧線からＣＴが脱落する場合や、検出出力を送るリード線が断線する場合もあり得る。そのような場合には、ＣＴの異常として迅速に検出し、蓄電装置の運転を停止する必要がある。そこで、ＣＴの異常を検出するための技術も提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５８４５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２２８１９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「系統連系規定」、一般財団法人日本電気協会系統連系専門部会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６は、蓄電装置１０１と２つのＣＴ１０２ｕ，１０２ｗとによって構成される蓄電システム１００が、単相３線式の交流電路１０４に接続されている状態を示す回路図である。図において、需要家の交流電路１０４には、単相３線式の商用電力系統１０３から交流電力が供給される。交流電路１０４には、蓄電装置１０１及び負荷１０５ｕ，１０５ｗが接続されている。
【０００７】
ＣＴ１０２ｕ，１０２ｗは、単相３線のＵ線、Ｏ線、Ｗ線のうち、Ｕ線及びＷ線に設けられている。Ｕ相（Ｕ−Ｏ線間）には１０００Ｗの負荷１０５ｕ、Ｗ相（Ｗ−Ｏ線間）には５００Ｗの負荷１０５ｗが、それぞれ接続され、合計の負荷は１５００Ｗである。一方、蓄電装置１０１の最大出力は１０００Ｗであり、Ｕ相及びＷ相に均等に電力を出力する。
【０００８】
従って、蓄電装置１０１は、Ｕ相及びＷ相にそれぞれ５００Ｗの電力を供給するよう放電する。Ｕ相の負荷は１０００Ｗなので、不足分の５００Ｗを商用電力系統１０３から買電する。Ｗ相の負荷は５００Ｗなので、蓄電装置１０１からの電力のみで賄えることになり、商用電力系統１０３からの買電は０Ｗになる。このとき、Ｗ線のＣＴ１０２ｗは、負荷１０５ｗに流れる電流を検出しない。この状態が一定時間継続すると、ＣＴ１０２ｗが脱落又は断線したと判断され、ＣＴ１０２ｗの異常として検出（誤検出）される。
【０００９】
そこで、本発明は、蓄電システムにおける電流センサの異常判定の信頼性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。
【００１１】
本発明の一表現に係る蓄電システムは、商用電力系統と繋がる交流電路に接続される蓄電システムであって、蓄電池と、前記蓄電池と前記交流電路との間にあって、前記蓄電池を充電し又は放電させるための電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部と前記交流電路との接続点よりも商用電力系統側に取り付けられ、前記接続点と前記商用電力系統との間に流れる電流を検出する電流センサと、前記電力変換部を制御するとともに、前記電流センサの検出出力に基づいて前記電流センサの異常の有無を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記蓄電池の充電又は放電の電流に注入する無効電流を前記電力変換部によって変化させ、当該無効電流の変化に反応して前記検出出力が変化するか否かに基づいて、前記電流センサの異常の有無を判定する。
【００１２】
また、本発明の一表現に係る電流センサの異常判定方法は、蓄電池を充電し又は放電させるための電力変換を行う電力変換部と交流電路との接続点よりも商用電力系統側に電流センサが設けられている場合の、当該電流センサの異常判定方法であって、前記蓄電池の充電又は放電の電流に注入する無効電流を変化させ、前記無効電流の変化に反応して前記電流センサの検出出力が変化するか否かに基づいて、前記電流センサの異常の有無を判定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蓄電システムにおける電流センサの異常判定の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、蓄電システムが、単相３線式の交流電路に接続されている状態を示す回路図である。
【図２】図２は、図１における蓄電システムを拡大して、蓄電装置の内部の回路構成を示した回路図である。
【図３】図３は、ＣＴの異常判定を行うフローチャートの一例である。
【図４】図４は、無効電流の注入がどのような結果となって現れるかを示す波形図の例であり、かつ、正常なＣＴについての波形図である。
【図５】図５は、無効電流の注入がどのような結果となって現れるかを示す波形図の例であり、かつ、異常なＣＴについての波形図である。
【図６】図６は、蓄電装置と２つのＣＴとによって構成される蓄電システムが、単相３線式の交流電路に接続されている状態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
【００１６】
（１）これは、商用電力系統と繋がる交流電路に接続される蓄電システムであって、蓄電池と、前記蓄電池と前記交流電路との間にあって、前記蓄電池を充電し又は放電させるための電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部と前記交流電路との接続点よりも商用電力系統側に取り付けられ、前記接続点と前記商用電力系統との間に流れる電流を検出する電流センサと、前記電力変換部を制御するとともに、前記電流センサの検出出力に基づいて前記電流センサの異常の有無を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記蓄電池の充電又は放電の電流に注入する無効電流を前記電力変換部によって変化させ、当該無効電流の変化に反応して前記検出出力が変化するか否かに基づいて、前記電流センサの異常の有無を判定する、蓄電システムである。
【００１７】
上記のように構成された蓄電システムでは、電流センサの異常の有無を判定するに当たって、制御部は、蓄電池の充電又は放電の電流に注入する無効電流を変化させる。電流センサが正常であれば、無効電流の変化に反応して検出出力が変化する。電流センサが異常（脱落、断線等）であれば、無効電流の変化に反応した検出出力の変化が生じない。従って、無効電流を変化させることで電流センサの異常の有無を判定することができる。無効電流を変化させることは、交流電路の負荷の変動に対して有効電力の出力追従制御をしながら行うことができるので、蓄電システムから負荷への、本来の出力追従制御に影響を与えることを抑制しつつ、電流センサの異常の有無を判定することができる。なお、無効電流は進相、遅相のいずれでもよい。
【００１８】
（２）前記（１）の蓄電システムにおいて、前記無効電流の変化は、例えば、前記交流電路に接続されている負荷の変動とは関係なく、前記制御部の一方的な指令により生じさせるものである。
このように、いわば意図的に変化させた無効電流は、出力追従制御による出力変動に埋もれることがないので、電流センサが正常であれば、無効電流の変化を検出することができる。
【００１９】
（３）前記（１）又は（２）の蓄電システムにおいて、前記制御部は、前記無効電流の変化に同期して前記検出出力に変化が現れるか否かにより前記電流センサの異常の有無を判定してもよい。
この場合、変化の同期を見ることにより、正確かつ迅速に異常の有無を判定することができる。
【００２０】
（４）前記（１）〜（３）のいずれかの蓄電システムにおいて、前記制御部は、前記検出出力と基準値とを比較して前記電流センサの異常可能性の有無を判定する第１の異常判定部と、前記第１の異常判定部による判定結果が異常可能性有りの場合、前記異常の有無の判定を行う第２の異常判定部と、を含むものであってもよい。
この場合、まず第１の異常判定部により異常可能性の有無を判定し、判定結果が異常可能性有りの場合にのみ、第２の異常判定部により異常の有無の判定を行うことができる。言い換えれば、第１の異常判定部による判定結果が異常可能性無しの場合は、行っても異常無しとなる蓋然性が高い第２の異常判定部による判定を省略することができる。
【００２１】
（５）前記（４）の蓄電システムにおいて、２以上の自然数をＮとして、前記第２の異常判定部は、前記無効電流を変化させた場合と変化させない場合とでそれぞれ、前記交流電路の周波数のＮ周期分の期間で前記電流センサの検出出力に基づく平均の無効電力を求め、２つの無効電力の差に基づいて、前記電流センサの異常の有無を判定するようにしてもよい。
この場合、Ｎ周期分の期間における平均の無効電力を求めることで、より正確に無効電力を求めることができる。なお、Ｎの値は多いほど正確になると考えられるが、多すぎると判定に時間がかかるので、５周期分（Ｎ＝５）程度が好ましいと考えられる。
【００２２】
（６）前記（１）〜（５）のいずれかの蓄電システムにおいて、変化させた無効電流に基づく無効電力が、例えば、定格電力の５％以下になるようにすることが好ましい。
この場合、交流電路における電圧フリッカの発生を抑制することができる。
【００２３】
（７）また、方法の観点からは、蓄電池を充電し又は放電させるための電力変換を行う電力変換部と交流電路との接続点よりも商用電力系統側に電流センサが設けられている場合の、当該電流センサの異常判定方法であって、前記蓄電池の充電又は放電の電流に注入する無効電流を変化させ、前記無効電流の変化に反応して前記電流センサの検出出力が変化するか否かに基づいて、前記電流センサの異常の有無を判定する、電流センサの異常判定方法である。
【００２４】
上記の、電流センサの異常判定方法では、電流センサの異常の有無を判定するに当たって、蓄電池の充電又は放電の電流に注入する無効電流を変化させる。電流センサが正常であれば、無効電流の変化に反応して検出出力が変化する。電流センサが異常（脱落、断線等）であれば、無効電流の変化に反応した検出出力の変化が生じない。従って、無効電流を変化させることで電流センサの異常の有無を判定することができる。無効電流を変化させることは、交流電路の負荷の変動に対して有効電力の出力追従制御をしながら行うことができるので、本来の出力追従制御に影響を与えることを抑制しつつ、電流センサの異常の有無を判定することができる。なお、無効電流は進相、遅相のいずれでもよい。
【００２５】
［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係る蓄電装置及び電流センサの異常判定方法について、図面を参照して説明する。
【００２６】
《蓄電システムに関する回路構成例》
図１は、蓄電システム１０が、単相３線式の交流電路４に接続されている状態を示す回路図である。図において、需要家の交流電路４には、単相３線式の商用電力系統３から交流電力が供給される。交流電路４の３線をＵ線，Ｏ線（中性線），Ｗ線とすると、Ｕ線及びＷ線には、蓄電装置１が接続されている。なお、Ｏ線の電位を蓄電装置１に取り込むため、実際にはＯ線と蓄電装置１も接続されるが、Ｏ線との接続は、蓄電装置１の入出力とは関係が無いので図示を省略している。需要家の負荷としては、Ｕ相（Ｕ−Ｏ線間）に接続された負荷５ｕと、Ｗ相（Ｗ−Ｏ線間）に接続された負荷５Ｗと、Ｕ−Ｗ線間に接続された負荷５ｕｗとがある。
【００２７】
蓄電システム１０は、蓄電装置１と、電流センサとしての例えばクランプ式のＣＴ２ｕ，２ｗにより構成されている。ＣＴ２ｕは交流電路４のＵ線に、ＣＴ２ｗはＷ線に、それぞれ取り付けられている。なお、ＣＴ２ｕ，２ｗは、クランプ式に限定されないが、需要家の既存の配電盤や屋内配線に容易に取り付けることができるように、クランプ式が採用されることが多い。
【００２８】
商用電力系統３側を「上流」とし、需要家の負荷５ｕ，５ｗ，５ｕｗ側を「下流」とすると、ＣＴ２ｕ，２ｗは、蓄電装置１よりも上流側にある。ＣＴ２ｕ，２ｗは、商用電力系統３から需要家の蓄電装置１及び負荷５ｕ，５ｗ，５ｕｗへの順潮流の他、蓄電装置１から商用電力系統３への逆潮流も検出する。
【００２９】
図２は、図１における蓄電システム１０を拡大して、蓄電装置１の内部の回路構成を示した回路図である。図２において、蓄電装置１は、蓄電池１１と、電力変換部１２と、制御部１３とを備えている。蓄電池１１は、例えばリチウムイオン電池である。蓄電池１１と接続されている電力変換部１２は、双方向性のインバータ回路及び必要に応じてＤＣ／ＤＣコンバータを内蔵する（図示略）。電力変換部１２は、蓄電池１１を放電させるときは直流から交流への電力変換を行い、また、蓄電池１１を充電するときは交流から直流への電力変換を行う。蓄電装置１の電力変換部１２と交流電路４との接続点Ｐに対して、ＣＴ２ｕ，２ｗは、上流側すなわち商用電力系統側にある。
【００３０】
電力変換部１２は、自己の内部で検出した電圧、電流等の情報を制御部１３に提供し、制御部１３は提供された情報に基づいて電力変換部１２を制御する。蓄電装置１の放電時は、需要家の負荷の増減に応じて、蓄電装置１が出力すべき電力が変化する。制御部１３は、電力変換部１２から提供された情報に基づいて、電力変換部１２に出力追従制御を行わせる。
【００３１】
制御部１３は、例えばコンピュータを含み、コンピュータがソフトウェア（コンピュータプログラム）を実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部の記憶装置（図示せず。）に格納される。制御部１３は、電力変換部１２を制御する機能とともに、ＣＴ２ｕ，２ｗに関して、異常（または異常可能性）の有無を判定する第１の異常判定部１３ａ及び第２の異常判定部１３ｂの機能を有している。
【００３２】
なお、本開示における蓄電装置１は図２に示すように蓄電池１１を含むが、電力変換部１２及び制御部１３を収容する装置とは別に外付けで蓄電池１１を有する蓄電システム１０であってもよい。
また、本開示では、蓄電システム１０において逆潮流を検出するために設けられている電流センサの異常判定の点に主眼を置いて説明しているので、図１，図２では、蓄電システム１０にのみ注目した回路図を示している。実際には、蓄電装置単独ではなく、太陽光発電装置等の他の分散型電源と併用されることが多い。
【００３３】
《異常判定の概要》
異常判定対象のＣＴは、図１，図２におけるＣＴ２ｕ，２ｗであるが、以下、単にＣＴという。図６について説明したように、ＣＴに異常は無くても、検出する電流が基準値に満たない０に近い値になることがある。このような場合に、本当に異常なのか、正常なのかを判定するには別の判定手段が必要である。
【００３４】
そこで、本開示では、蓄電池１１の充電又は放電の電流に注入（重畳）する無効電流を変化させることによってＣＴの異常の有無を判定する。無効電流は、進相、遅相のいずれでもよい。ＣＴが正常であれば、無効電流の変化に反応して、ＣＴの検出出力に変化が現れるはずである。「変化に反応」とは、例えば同期した変化である。無効電流を変化させたとき、ＣＴの検出出力が同期して変化するか否かによって、誤判定を抑制しつつ、ＣＴの異常の有無を検出することができる。
【００３５】
ＣＴが正常であるときは、充電又は放電の電流に注入する無効電流の変化に同期した変化が、ＣＴの検出出力に現れる。一方、ＣＴが異常であるときには、充電又は放電の電流に注入する無効電流を変化させても、それに同期した変化が、ＣＴの検出出力に現れない。
【００３６】
蓄電システム１０は、ＣＴで検出した電流値と電力変換部１２内で検出した系統電圧に基づいて計算した有効電力が、目標値と一致するように、充電又は放電の電流を制御する。商用電力系統３から見てＣＴの下流側に接続されている負荷の電力消費が変化した場合には、蓄電システム１０が出力する電流も変化するが、力率は負荷変動によらず一定値に維持される。よって、意図的に変化させた無効電流は、有効電流との関連性が無く、出力追従制御による出力変動に埋もれることなく検出することができる。従って、充電又は放電の電流に対する無効電力の注入を、ＣＴの異常の有無の判定に利用することができる。
【００３７】
《フローチャートの例》
図３は、ＣＴの異常判定を行うフローチャートの一例である。制御部１３は、処理を開始すると、異常可能性の有無をチェックする（ステップＳ１）。具体的には、ＣＴが検出した電流の実効値が一定値（例えば０．５Ａ）以下であり、かつ、その電流の周波数を移動平均にて算出して求めた周波数と、電力変換部１２内で検出した交流電圧の周波数と比べて偏差の絶対値が一定値（例えば３Ｈｚ）以上であった場合に、「異常可能性有り」となる。「異常可能性有り」ではない場合は、制御部１３は、ステップＳ１，Ｓ２の処理を繰り返す。ステップＳ１，Ｓ２は、図２における第１の異常判定部１３ａの機能である。
【００３８】
ステップＳ２において「異常可能性あり」の場合は、制御部１３は、まず、無効電流を注入せずに交流基本波周波数のＮ周期分の期間、ＣＴの検出出力と、基準とする交流電路４の電圧検出値とを測定する（ステップＳ３）。Ｎは、２以上の自然数であり、例えば５とする。測定結果に基づいて、制御部１３は、ＣＴの検出出力に基づくＮ周期の平均の無効電力を求め、記憶する（ステップＳ４）。
【００３９】
ここで、Ｎ周期分の期間における平均の無効電力を求めることで、より正確に無効電力を求めることができる。Ｎの値は多いほど正確になると考えられるが、多すぎると判定に時間がかかるので、５周期分（Ｎ＝５）程度が好ましいと考えられる。
【００４０】
次に、制御部１３は、蓄電池１１の充電又は放電の電流に、出力追従制御とは関係なく、いわば意図的に一定の無効電流を注入する（ステップＳ５）。そして、無効電流を注入しているＮ周期分の期間、ＣＴの検出出力と、基準とする交流電路４の電圧検出値とを測定する（ステップＳ５）。Ｎは、ここでも例えば５とする。測定結果に基づいて、制御部１３は、ＣＴの検出出力に基づくＮ周期の平均の無効電力を求め、記憶する（ステップＳ６）。
【００４１】
続いてステップＳ７において制御部１３は、ステップＳ４で求めた無効電力と、ステップＳ６で求めた無効電力とを互いに比較する。求めた２つの無効電力の差が、注入した無効電流に基づく無効電力と一致するか又は一定誤差範囲内で近似した値であれば、異常無し、と判定し（ステップＳ７のＮＯ）、ステップＳ１に戻る。一方、求めた２つの無効電力の差が、上記の一定誤差範囲内にない場合は、制御部１３は、異常有り、と判定し（ステップＳ７のＹＥＳ）、異常時の処理を実行して終了となる（ステップＳ８）。異常時の処理とは、例えば、蓄電システム１０の運転停止や、運転を充電のみに制限することである。
【００４２】
なお、上記のフローチャートでは、まずステップＳ１，Ｓ２（第１の異常判定部１３ａ）により異常可能性の有無を判定し、判定結果が異常可能性有りの場合（ステップＳ２のＹＥＳ）にのみ、ステップＳ３〜Ｓ７（第２の異常判定部１３ｂ）により異常の有無の判定及びステップＳ８により異常時の処理を行うことができる。言い換えれば、第１の異常判定部１３ａによる判定結果が異常可能性無しの場合は、行っても異常無しとなる蓋然性が高い第２の異常判定部１３ｂによる判定を省略することができる。
【００４３】
但し、異常可能性の有無を判定することが前提的に必須という訳ではない。例えば図３のステップＳ１，Ｓ２の処理を省略して、ステップＳ３〜Ｓ８の処理を定期的に実行してもよい。
【００４４】
《検証例》
図４及び図５は、無効電流の注入がどのような結果となって現れるかを示す波形図の例である。図４は、正常なＣＴについての波形図、図５は異常なＣＴについての波形図である。図４（図５も同様）の上段の波形は、実線がＵ相の電圧、点線はＷ相の電圧をそれぞれ表している。単相３線式であるので、位相は互いに１８０度ずれている。中段は無効電流の注入信号である。Ｌレベルが注入無し、Ｈレベルが注入有り、である。下段は、図６に示したような状態におけるＣＴの検出出力（電流）である。実線はＣＴ２ｕの検出する電流を表し、点線はＣＴ２ｗの検出する電流を表している。
【００４５】
図４の下段において、ＣＴ２ｕの検出する電流は、時刻ｔ０からｔ４まで終始、電圧波形と概ね同期した正弦波である。一方、ＣＴ２ｗの検出する電流は、無効電流を注入する前の時刻ｔ０からｔ１までの５周期において、約０である。時刻ｔ１において無効電流の注入が開始されると、これと同期した反応が現れ、時刻ｔ１からｔ２までの５周期において、一定の電流を検出している。時刻ｔ２において無効電流の注入を停止すると、これと同期して、ＣＴ２ｗの検出する電流は再び約０に戻る。
【００４６】
表１は、数値での検証結果である。左欄の記号の意味は以下の通りである。
Ｐｕ：Ｕ相の有効電力［Ｗ］
ｉｕ：Ｕ線の有効電流［Ａ］
ｖｕ：Ｕ相の電圧［Ｖ］
Ｓｕ：Ｕ相の皮相電力［ＶＡ］
Ｑｕ：Ｕ相の無効電力［ｖａｒ］
Ｐｗ：Ｗ相の有効電力［Ｗ］
ｉｗ：Ｗ線の有効電流［Ａ］
ｖｗ：Ｗ相の電圧［Ｖ］
Ｓｗ：Ｗ相の皮相電力［ＶＡ］
Ｑｗ：Ｗ相の無効電力［ｖａｒ］
【００４７】
（表１）
2020092532.tif 000003
【００４８】
表１において、無効電流注入無しのときにｗ線電流は約０Ａで、「異常可能性有り」である。無効電力１５０ｖａｒ相当の無効電流が注入されると、ｗ線に無効電流が現れているのがわかる。ｕ線電流にも無効電流が注入されており、無効電流注入無しの５周期と無効電流注入有りの５周期を比較するとｕ相、ｗ相共に無効電力が約１５０ｖａｒ変化しており、ＣＴが正常に働いていることがわかる。なお、無効電力１５０ｖａｒという数値は、変化を見やすくするためにあえて大きい値とした。実際は定格電力の５％以下が好ましい。
【００４９】
次に、図５の下段において、ＣＴ２ｕの検出する電流は、時刻ｔ０からｔ４まで終始、電圧波形と概ね同期した正弦波である。一方、ＣＴ２ｗの検出する電流は、無効電流を注入する前の時刻ｔ０からｔ１までの５周期において、約０である。時刻ｔ１において無効電流の注入が開始されても、これに対する反応はなく、約０のままである。時刻ｔ２において無効電流の注入を停止しても、これに対する反応はなく、ＣＴ２ｗの検出する電流は約０である。
【００５０】
表２は、数値での検証結果である。左欄の記号の意味は表１と同じである。
【００５１】
（表２）
2020092532.tif 000004
【００５２】
表２において、無効電流を注入してもＣＴの検出する電流値には現れていない。無効電流注入無しの５周期と無効電流注入有りの５周期とを互いに比較するとｕ相は無効電力が約１５０ｖａｒ変化しているが、ｗ相は無効電力の変化がない。従って、ＣＴ２ｗが異常であると判定できる。
【００５３】
なお、変化させた無効電流に基づく無効電力は、前述のように定格電力の５％以下になるようにすることが望ましい。５％を超えると交流電路４に電圧フリッカを発生させる場合があるからである。５％以下にすることにより、交流電路４における電圧フリッカの発生を抑制することができる。
【００５４】
《その他》
なお、上記開示において、電流センサはＣＴとして説明した。これは、交流電流の測定には安価なＣＴが使用されることが多いこと、しかも、クランプ型ＣＴが使用されることが多いために取り付け後の脱落という可能性があること、が理由である。しかしながら、電流センサがＣＴ以外（例えばホール素子を用いたもの）であっても故障や断線等の異常が発生する可能性はあるので、本開示の異常判定方法は、ＣＴ以外の電流センサであっても同様に適用することができる。
【００５５】
《開示のまとめ》
上述のように、本開示の蓄電システム１０は、商用電力系統３と繋がる交流電路４に接続されるものであって、蓄電池１１と、蓄電池１１と交流電路４との間にあって、蓄電池１１を充電し又は放電させるための電力変換を行う電力変換部１２と、電力変換部１２と交流電路４との接続点Ｐよりも商用電力系統側に取り付けられ、接続点Ｐと商用電力系統３との間に流れる電流を検出する電流センサ（ＣＴ２ｕ，２ｗ）と、電力変換部１２を制御するとともに、電流センサの検出出力に基づいてそれらの異常の有無を検出する制御部１３と、を備えている。そして、制御部１３は、蓄電池１１の充電又は放電の電流に注入する無効電流を電力変換部１２によって変化させ、当該無効電流の変化に反応して電流センサの検出出力が変化するか否かに基づいて、電流センサの異常の有無を判定する。
【００５６】
上記のように構成された蓄電システム１０では、電流センサ（ＣＴ２ｕ，２ｗ）の異常の有無を判定するに当たって、制御部１３は、蓄電池１１の充電又は放電の電流に注入する無効電流を変化させる。電流センサが正常であれば、無効電流の変化に反応して検出出力が変化する。電流センサのいずれか又は双方が異常（脱落、断線等）であれば、無効電流の変化に反応した検出出力の変化が生じない。従って、無効電流を変化させることで電流センサの異常の有無を判定することができる。無効電流を変化させることは、交流電路４の負荷の変動に対して有効電力の出力追従制御をしながら行うことができるので、蓄電システム１０から負荷への、本来の出力追従制御に影響を与えることを抑制しつつ、電流センサの異常の有無を判定することができる。なお、無効電流は進相、遅相のいずれでもよい。
【００５７】
また、無効電流の変化は、交流電路４に接続されている負荷の変動とは関係なく、前記制御部１３の一方的な指令により生じさせる。このように、いわば意図的に変化させた無効電流は、出力追従制御による出力変動に埋もれることがないので、電流センサが正常であれば、無効電流の変化を検出することができる。
【００５８】
上記の「無効電流の変化に反応した」の典型例は、無効電流の変化に同期して電流センサの検出出力に変化が現れるか否かである。変化の同期を見ることにより、正確かつ迅速に異常の有無を判定することができる。
【００５９】
また、方法としての観点からは、蓄電池１１を充電し又は放電させるための電力変換を行う電力変換部１２と交流電路４との接続点Ｐよりも商用電力系統側に電流センサが設けられている場合の、電流センサの異常判定方法であって、蓄電池１１の充電又は放電の電流に注入する無効電流を変化させ、無効電流の変化に反応して電流センサの検出出力が変化するか否かに基づいて、電流センサの異常の有無を判定する電流センサの異常判定方法である。
【００６０】
上記の、電流センサの異常判定方法では、電流センサの異常の有無を判定するに当たって、蓄電池１１の充電又は放電の電流に注入する無効電流を変化させる。電流センサが正常であれば、無効電流の変化に反応して検出出力が変化する。電流センサが異常（脱落、断線等）であれば、無効電流の変化に反応した検出出力の変化が生じない。従って、無効電流を変化させることで電流センサの異常の有無を判定することができる。無効電流を変化させることは、交流電路４の負荷の変動に対して有効電力の出力追従制御をしながら行うことができるので、本来の出力追従制御に影響を与えることを抑制しつつ、電流センサの異常の有無を判定することができる。なお、無効電流は進相、遅相のいずれでもよい。
【００６１】
《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１  蓄電装置
２ｕ，２ｗ  ＣＴ（電流センサ）
３  商用電力系統
４  交流電路
５ｕ，５ｗ，５ｕｗ  負荷
１０  蓄電システム
１１  蓄電池
１２  電力変換部
１３  制御部
１３ａ  （第１の）異常判定部
１３ｂ  （第２の）異常判定部
１００  蓄電システム
１０１  蓄電装置
１０２ｕ，１０２ｗ  ＣＴ
１０３  商用電力系統
１０４  交流電路
１０５ｕ，１０５ｗ  負荷
Ｐ  接続点
【図１】
2020092532.tif 000005
【図２】
2020092532.tif 000006
【図３】
2020092532.tif 000007
【図４】
2020092532.tif 000008
【図５】
2020092532.tif 000009
【図６】
2020092532.tif 000010