(57)【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、接続して所定の測定を実施する測定部と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、その対地電位が前記測定部に接続時の対地電位と等しくなるよう接続して充放電させる充放電部と、
少なくとも前記測定部及び前記充放電部の動作の制御と、前記測定部による測定値に基づく地絡検出と、を実施する制御部と、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ついて、測定対象ストリングとして前記測定部により前記所定の測定を実施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、前記測定対象ストリングとは別で且つ前記所定の測定を実施前の他の太陽電池ストリングを、充放電対象ストリングとして前記充放電部により充放電させること、を特徴とする地絡検出装置。
【請求項２】
前記測定部は、接地電位に繋がる接続部を介して互いに接続された第１及び第２検出抵抗を有し、
前記充放電部は、接地電位に繋がる接続部を介して互いに接続された第１及び第２充放電抵抗を有し、
前記第１検出抵抗と前記第１充放電抵抗とは、互いに等しい抵抗値とされていると共に、前記第２検出抵抗と前記第２充放電抵抗とは、互いに等しい抵抗値とされ、
前記制御部は、
解列された前記測定対象ストリングの正極側に前記第１検出抵抗における前記接続部側と反対側を接続させると共に、負極側に前記第２検出抵抗における前記接続部と反対側を接続した状態にて、前記接続部から接地電位に流れる電流値に関する測定値の測定を前記測定部により実施させる測定処理と、
前記測定処理と並列的に、解列された前記充放電対象ストリングの正極側に前記第１充放電抵抗における前記接続部側と反対側を接続させると共に、負極側に前記第２充放電抵抗における前記接続部と反対側を接続させることで、前記充放電部により当該充放電対象ストリングを接地して充放電させる充放電処理と、
測定させた前記測定値に基づいて、地絡の有無を判定する判定処理と、を実行すること、を特徴とする請求項１記載の地絡検出装置。
【請求項３】
前記測定部は、一方側が接地電位に接続された測定用直流電源を少なくとも有し、
前記充放電部は、一方側が接地電位に接続された充放電用直流電源を少なくとも有し、
前記測定用直流電源の他方側及び前記充放電用直流電源の他方側は、ともに解列された個々の前記太陽電池ストリングと前記負荷装置との間の電路における所定箇所に接続可能とされ、
前記測定用直流電源が印加する直流電圧値と前記充放電用直流電源が印加する直流電圧値とは、互いに等しい電圧値とされ、
前記制御部は、
解列された前記測定対象ストリングの前記所定箇所に前記測定用直流電源の他方側を接続させた状態にて、前記所定箇所から接地電位に流れる電流値に関する測定値の測定を前記測定部により実施させる測定処理と、
前記測定処理と並列的に、解列された前記充放電対象ストリングの前記所定箇所に前記充放電用直流電源の他方側を接続させることで、前記充放電部により当該充放電対象ストリングを接地して充放電させる充放電処理と、
測定させた前記測定値に基づいて、地絡の有無を判定する判定処理と、を実行すること、を特徴とする請求項１記載の地絡検出装置。
【請求項４】
前記測定処理は、解列された前記測定対象ストリングの正極側又は負極側に前記測定用直流電源における負極側又は正極側としての他方側を接続させ、
前記充放電処理は、解列された前記充放電対象ストリングの正極側又は負極側に前記充放電用直流電源における負極側又は正極側としての他方側を接続させること、を特徴とする請求項３記載の地絡検出装置。
【請求項５】
前記測定部は、一方側が接地電位に接続されていると共に他方側が複数の前記太陽電池ストリングの正極側及び負極側に接続可能な測定用電路を有し、
前記充放電部は、一方側が大地に接続されていると共に他方側が複数の前記太陽電池ストリングの正極側及び負極側に接続可能な充放電用電路を有し、
前記測定用電路と前記充放電用電路とは、互いに等しい抵抗値とされ、
前記制御部は、
前記測定対象ストリングの正極側のみに前記測定用電路を接続した状態にて、前記測定用電路に流れる電流値に関する測定値を第１測定値として測定させる第１測定処理と、
前記測定対象ストリングの負極側のみに前記測定用電路を接続した状態にて、前記測定用電路を流れる電流値に関する測定値を第２測定値として測定させる第２測定処理と、
前記充放電対象ストリングの正極側のみに前記充放電用電路を接続させることで、前記充放電部により当該充放電対象ストリングを接地して充放電させる第１充放電処理と、
前記充放電対象ストリングの負極側のみに前記充放電用電路を接続させることで、前記充放電部により当該充放電対象ストリングを接地して充放電させる第２充放電処理と、
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地絡判定処理と、を実行し、且つ、
前記第１又は第２測定処理と、前記第１又は第２充放電処理とを並列的に実行すること、を特徴とする請求項１記載の地絡検出装置。
【請求項６】
前記制御部は、解列された前記太陽電池ストリングに対し、前記充放電部による充放電を実施させた後、前記太陽光発電システムに電気的に接続させることなく連続して、前記測定部による前記所定の測定を実施させること、を特徴とする請求項１〜５の何れか一項記載の地絡検出装置。
【請求項７】
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、測定部を接続して所定の測定を実施する測定ステップと、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、その対地電位が前記測定部に接続時の対地電位と等しくなるよう接続して充放電させる充放電ステップと、
前記測定ステップにより得た測定値に基づき地絡の有無を判定する地絡検出ステップと、を備え、
前記測定ステップでは、前記解列ステップにより解列された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ついて、測定対象ストリングとして前記所定の測定を実施し、
前記充放電ステップでは、前記測定ステップにて前記測定対象ストリングの測定を実施するのと並列的に、前記解列ステップにより解列された２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち、前記測定対象ストリングとは別で且つ前記所定の測定を実施前の他の太陽電池ストリングを、充放電対象ストリングとして充放電させること、を特徴とする地絡検出方法。
【請求項８】
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１〜６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、測定部を接続させて所定の測定を実施させる測定機能と、
複数の前記太陽電池ストリングのそれぞれに対し、その対地電位が前記測定部に接続時の対地電位と等しくなるよう充放電部を接続させて充放電させる充放電機能と、
前記測定機能により得た測定値に基づき地絡の有無を判定する地絡検出機能と、をコンピュータに実行させ、
前記測定機能では、前記解列機能により解列させた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ついて、測定対象ストリングとして前記所定の測定を実施させ、
前記充放電機能では、前記測定機能により前記測定対象ストリングの測定を実施させるのと並列的に、前記解列機能により解列させた２つ以上の前記太陽電池ストリングのうち、前記測定対象ストリングとは別で且つ前記所定の測定を実施前の他の太陽電池ストリングを、充放電対象ストリングとして充放電させること、を特徴とする地絡検出プログラム。
【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、接続して所定の測定を実施する測定部と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、その対地電位が測定部に接続時の対地電位と等しくなるよう接続して充放電させる充放電部と、少なくとも測定部及び充放電部の動作の制御と、測定部による測定値に基づく地絡検出と、を実施する制御部と、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ついて、測定対象ストリングとして測定部により所定の測定を実施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、測定対象ストリングとは別で且つ所定の測定を実施前の他の太陽電池ストリングを、充放電対象ストリングとして充放電部により充放電させること、を特徴とする。
【０００９】
この本発明の地絡検出装置では、地絡検出を実施する測定対象ストリングを太陽光発電システムから解列している。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、地絡検出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となり、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。
ここで、一般的に、太陽電池ストリングを測定部に接続した直後では、この測定部による測定値が太陽電池ストリングの対地静電容量に起因して変動する場合があり、そのため、かかる変動が落ち着くまで測定の実施を待機する必要がある。この点、本発明では、解列された２つ以上の太陽電池ストリングうち測定対象ストリングについて測定を実施するのと並列的に、測定前の充放電対象ストリングを充放電させる。つまり、太陽電池ストリングを測定部に接続した後即座に測定を実施できるように、測定と同じタイミングで充放電が予めなされることとなる。よって、太陽電池ストリングに測定部を接続直後においては、測定値の変動が抑制され、待つことなく測定を実施することができる。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、測定部は、接地電位に繋がる接続部を介して互いに接続された第１及び第２検出抵抗を有し、充放電部は、接地電位に繋がる接続部を介して互いに接続された第１及び第２充放電抵抗を有し、第１検出抵抗と第１充放電抵抗とは、互いに等しい抵抗値とされていると共に、第２検出抵抗と第２充放電抵抗とは、互いに等しい抵抗値とされ、制御部は、解列された測定対象ストリングの正極側に第１検出抵抗における接続部側と反対側を接続させると共に、負極側に第２検出抵抗における接続部と反対側を接続した状態にて、第１及び第２検出抵抗に生じる電圧値に関する測定値の測定を測定部により実施させる測定処理と、測定処理と並列的に、解列された充放電対象ストリングの正極側に第１充放電抵抗における接続部側と反対側を接続させると共に、負極側に第２充放電抵抗における接続部と反対側を接続させることで、充放電部により当該充放電対象ストリングを接地して充放電させる充放電処理と、測定させた測定値に基づいて、地絡の有無を判定する判定処理と、を実行すること、が好ましい。
【００１２】
この場合、接続部から接地電位に流れる電流値に関する測定値を監視し、解列状態における測定対象ストリングの地絡検出に必要な所定の測定と並列的に、解列状態における充放電対象ストリングを接地して充放電させることが可能となる。なお、例えば、電圧計等を用いて検出抵抗での電圧値を監視する場合には、当該電圧値が測定値に相当し、電流センサ等を用いて接地電位に流れる電流値を監視する場合には、当該電流値が測定値に相当する（以下の測定値において同様）。
【００１３】
また、測定部は、一方側が接地電位に接続された測定用直流電源を少なくとも有し、充放電部は、一方側が接地電位に接続された充放電用直流電源を少なくとも有し、測定用直流電源の他方側及び充放電用直流電源の他方側は、ともに解列された個々の太陽電池ストリングと負荷装置との間の電路における所定箇所に接続可能とされ、測定用直流電源が印加する直流電圧値と充放電用直流電源が印加する直流電圧値とは、互いに等しい電圧値とされ、制御部は、解列された測定対象ストリングの所定箇所に測定用直流電源の他方側を接続させた状態にて、所定箇所から接地電位に流れる電流値に関する測定値の測定を測定部により実施させる測定処理と、測定処理と並列的に、解列された充放電対象ストリングの所定箇所に充放電用直流電源の他方側を接続させることで、充放電部により当該充放電対象ストリングを接地して充放電させる充放電処理と、測定させた測定値に基づいて、地絡の有無を判定する判定処理と、を実行すること、が好ましい。
【００１４】
この場合、解列状態における測定対象ストリングに測定部の測定用直流電源を接続し、所定箇所から接地電位に流れる電流値（地絡電流）に関する測定値を監視し、当該測定対象ストリングの地絡の有無を判定するのと並列的に、解列状態における充放電対象ストリングを接地して充放電させることが可能となる。また、この場合、地絡検出に必要な所定の測定にあたって、解列された太陽電池ストリングに対し一方側が接地電位に接続された直流電源により電圧を印加し、太陽電池ストリングの対地電位を意図的に変化させて地絡電流を測定することが可能である。さらに、この場合、測定部と充放電部とは、共に解列された個々の太陽電池ストリングと負荷装置との間の電路における所定箇所一点でのみ接続されるため、太陽電池ストリングを測定したり充放電したりするための配線及びスイッチ等の数を減らし、その回路構成を簡単化することができる。
【００１５】
また、測定処理は、解列された測定対象ストリングの正極側又は負極側に測定用直流電源における負極側又は正極側としての他方側を接続させ、充放電処理は、解列された充放電対象ストリングの正極側又は負極側に充放電用直流電源における負極側又は正極側としての他方側を接続させること、が好ましい。
【００１６】
この場合、測定用直流電源が接続された測定対象ストリングの対地電位の絶対値を、大きく又は小さくすることができる。そのため、地絡検出の感度を高めることが可能となる。
【００１７】
また、測定部は、一方側が接地電位に接続されていると共に他方側が複数の太陽電池ストリングの正極側及び負極側に接続可能な測定用電路を有し、充放電部は、一方側が大地に接続されていると共に他方側が複数の太陽電池ストリングの正極側及び負極側に接続可能な充放電用電路を有し、測定用電路と充放電用電路とは、互いに等しい抵抗値とされ、制御部は、測定対象ストリングの正極側のみに測定用電路を接続した状態にて、測定用電路に流れる電流値に関する測定値を第１測定値として測定させる第１測定処理と、測定対象ストリングの負極側のみに測定用電路を接続した状態にて、測定用電路を流れる電流値に関する測定値を第２測定値として測定させる第２測定処理と、充放電対象ストリングの正極側のみに充放電用電路を接続させることで、充放電部により当該充放電対象ストリングを接地して充放電させる第１充放電処理と、充放電対象ストリングの負極側のみに充放電用電路を接続させることで、充放電部により当該充放電対象ストリングを接地して充放電させる第２充放電処理と、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地絡判定処理と、を実行し、且つ、第１又は第２測定処理と、第１又は第２充放電処理とを並列的に実行すること、が好ましい。
【００１８】
この場合、解列状態における測定対象ストリングの正極側及び負極側それぞれに測定部の測定用電路を接続し、測定用電路に流れる電流値に関する第１及び第２測定値を測定することで、地絡の有無を判定することができる。また、これら第１又は第２測定値の測定の何れかと並列的に、解列状態における充放電対象ストリングの正極側及び負極側の少なくとも一方に充放電用電路を接続して、これらの少なくとも一方を充放電させることができる。
【００１９】
また、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という上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、制御部は、解列された太陽電池ストリングに対し、充放電部による充放電を実施させた後、太陽光発電システムに電気的に接続させることなく連続して、測定部による所定の測定を実施させる構成が挙げられる。
【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、測定部を接続して所定の測定を実施する測定ステップと、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、その対地電位が測定部に接続時の対地電位と等しくなるよう接続して充放電させる充放電ステップと、測定ステップにより得た測定値に基づき地絡の有無を判定する地絡検出ステップと、を備え、測定ステップでは、解列ステップにより解列された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ついて、測定対象ストリングとして所定の測定を実施し、充放電ステップでは、測定ステップにて測定対象ストリングの測定を実施するのと並列的に、解列ステップにより解列された２つ以上の太陽電池ストリングのうち、測定対象ストリングとは別で且つ所定の測定を実施前の他の太陽電池ストリングを、充放電対象ストリングとして充放電させること、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、測定部を接続させて所定の測定を実施させる測定機能と、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対し、その対地電位が測定部に接続時の対地電位と等しくなるよう充放電部を接続させて充放電させる充放電機能と、測定機能により得た測定値に基づき地絡の有無を判定する地絡検出機能と、をコンピュータに実行させ、測定機能では、解列機能により解列させた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ついて、測定対象ストリングとして所定の測定を実施させ、充放電機能では、測定機能により測定対象ストリングの測定を実施させるのと並列的に、解列機能により解列させた２つ以上の太陽電池ストリングのうち、測定対象ストリングとは別で且つ所定の測定を実施前の他の太陽電池ストリングを、充放電対象ストリングとして充放電させること、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、地絡が検出される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、解列された測定対象ストリングの測定を実施するのと並列的に、測定前の充放電対象ストリングを予め充放電させることができる。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】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４】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５】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６】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７】図６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８】図６の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】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１２】図９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１３】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１４】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１５】図９の地絡検出装置の他の動作を示すフローチャートである。
【図１６】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１７】図１６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１８】図１６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１９】図１６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２０】図１６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２１】図１６の地絡検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図２２】図１６の地絡検出装置の他の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２７】
［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。
【００２８】
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）。
【００２９】
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、地絡検出装置１の切替部２を介して接続されている。
【００３０】
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、太陽電池アレイ１０１の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。
【００３１】
本実施形態の地絡検出装置１は、切替部２と、測定器（測定部）３と、充放電部４と、演算制御部（制御部）５と、記憶部６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る。切替部２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、解列状態におけるｍ個（ここでは１つ）の太陽電池ストリング１０３を、測定対象ストリングとして測定器３に接続する。これと並列的に、切替部２は、解列状態であって測定対象ストリングとは別で且つ測定器３による測定前のｍ個の太陽電池ストリング１０３を、充放電対象ストリングとして充放電部４に接続する。
【００３２】
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を測定器３に接続するための測定用スイッチ８と、解列した太陽電池ストリング１０３を充放電部４に接続するための充放電用スイッチ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の正極及び負極が集約され、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。
【００３３】
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５に接続されており、演算制御部５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、地絡検出に必要な所定の測定時と充放電時とにオフ状態とされて電気的遮断状態とされる。
【００３４】
また、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。
【００３５】
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から順次に電気的に切り離されて解列される（解列状態となる）。
【００３６】
測定用スイッチ８は、太陽電池ストリング１０３と測定器３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。この測定用スイッチ８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複数の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５に接続されており、演算制御部５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、地絡検出に必要な所定の測定時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００３７】
また、複数の測定用スイッチ素子８ａの測定器３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、測定器３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。
【００３８】
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ｍ個の太陽電池ストリング１０３における正極側及び負極側に接続された一組の測定用スイッチ素子８ａ，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、測定器３で測定可能とされる。
【００３９】
充放電用スイッチ９は、太陽電池ストリング１０３と充放電部４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。この充放電用スイッチ９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複数の充放電用スイッチ素子９ａを含んで構成されている。充放電用スイッチ素子９ａは、演算制御部５に接続されており、演算制御部５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、充放電時にオン状態とされて電気的接続状態とされる。
【００４０】
また、複数の充放電用スイッチ素子９ａの充放電部４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、充放電部４に接続されている。充放電用スイッチ素子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。
【００４１】
このように構成された充放電用スイッチ９では、解列用スイッチ７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から解列されたとき、そのうちの測定器３に電気的に接続されていないｍ個の太陽電池ストリング１０３における正極側及び負極側に接続された一組の充放電用スイッチ素子９ａ，９ａがオン状態とされる。これにより、当該ｍ個の太陽電池ストリング１０３が、充放電部４で充放電可能とされる。
【００４２】
測定器３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所定の測定を実施するものである。測定器３は、その一方側が接続点（接続部）Ｘ１を介して互いに接続された第１及び第２検出抵抗１１，１２と、第１検出抵抗１１に生じる電圧値Ｖ１１を測定する第１電圧計１３と、第２検出抵抗１２に生じる電圧値Ｖ１２を測定する第２電圧計１４と、を有している。
【００４３】
第１及び第２検出抵抗１１，１２の接続点Ｘ１は、接地電位Ｇに接続されている。第１検出抵抗１１の他方側（接続点Ｘ１と反対側）は、太陽電池ストリング１０３の正極母線に測定用スイッチ８を介して電気的に接続可能とされている。第２検出抵抗１２の他方側（接続点Ｘ１と反対側）は、太陽電池ストリング１０３の負極母線に測定用スイッチ８を介して電気的に接続可能とされている。
【００４４】
これら第１及び第２検出抵抗１１，１２の抵抗値は、測定時に過電流が流れないように、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、測定値（ここでは電圧値Ｖ１１，Ｖ１２）の検出容易性の観点から所定上限値以下とされている。この抵抗値については、以下の抵抗においても同様である。
【００４５】
第１電圧計１３は、切替部２と第１検出抵抗１１との間、及び第１検出抵抗１１と接続点Ｘ１との間に接続されている。また、第１電圧計１３は、演算制御部５に接続されており、演算制御部５からの指示信号に応じて電圧値Ｖ１１の測定を実行し、その測定結果を記憶部６に記憶する。第２電圧計１４は、切替部２と第２検出抵抗１２との間、及び第２検出抵抗１２と接続点Ｘ１との間に接続されている。この第２電圧計１４は、演算制御部５に接続されており、演算制御部５からの指示信号に応じて電圧値Ｖ１２の測定を実行し、その測定結果を記憶部６に記憶する。
【００４６】
充放電部４は、解列された太陽電池ストリング１０３に対し、その対地電位が測定器３に接続した時の対地電位と等しくなるよう接続する。この状態で、充放電部４は、太陽電池ストリング１０３の対地静電容量中の電荷量が、測定器３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）させる。これにより、太陽電池ストリング１０３の対地電池は、測定器３に接続されて安定した値に収束したときの対地電位と等しい値となる。充放電部４は、その一方側が接続点（接続部）Ｘ２を介して互いに接続された第１及び第２充放電抵抗１６，１７を有している。
【００４７】
第１及び第２充放電抵抗１６，１７の接続点Ｘ２は、接地電位Ｇに接続されている。第１充放電抵抗１６の他方側（接続点Ｘ２と反対側）は、太陽電池ストリング１０３の正極母線に充放電用スイッチ９を介して電気的に接続可能とされている。第２充放電抵抗１７の他方側（接続点Ｘ２と反対側）は、太陽電池ストリング１０３の負極母線に充放電用スイッチ９を介して電気的に接続可能とされている。これら第１及び第２充放電抵抗１６，１７それぞれの抵抗値は、測定器３における第１及び第２検出抵抗１１，１２のそれぞれと等しくなるように設定されている。
【００４８】
演算制御部５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５は、後述の地絡検出プログラムを実行し、充放電部４による充放電を制御すると共に、測定器３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制御する。この演算制御部５は、切替部２、測定器３及び記憶部６に接続されている。演算制御部５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。
【００４９】
この演算制御部５は、図３に示すように、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を選定するストリング選定機能と、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の解列を制御する解列制御機能と、切替部２の測定用スイッチ８へオンオフ切替を指示すると共に電圧計１３，１４へ測定実施を指示する測定指示機能と、各太陽電池ストリング１０３の測定状況や電圧計１３，１４の測定結果及び演算結果を記憶部６に記憶する記憶機能と、記憶部６に記憶された測定結果に基づき演算を実施する演算機能と、地絡の有無を判定する地絡判定機能と、切替部２の充放電用スイッチ９へオンオフ切替を指示して太陽電池ストリング１０３の充放電実施を指示する充放電指示機能と、を有している。
【００５０】
記憶部６は、演算制御部５が実行する地絡検出プログラム、測定器３による測定結果、及び演算制御部５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６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６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５にて地絡検出に係る処理を実行させてもよい。
【００５１】
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４に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。
【００５２】
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５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について測定対象ストリング１０３として所定の測定を実施するのと並列的に、解列状態であって所定の測定を実施前の他方の太陽電池ストリング１０３を充放電対象ストリング１０３として充放電させる。
【００５３】
なお、図５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５中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【００５４】
具体的には、演算制御部５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４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及び第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３１を選択する（Ｓ１）。
【００５５】
続いて、選択した第ｉ及び第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３１に対応する解列用スイッチ素子７ａをオフにし、これにより、これら第ｉ及び第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ，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：図１参照）。
【００５６】
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太陽電池ストリング１０３ｎを測定対象ストリングとし、これに対応する測定用スイッチ素子８ａをオンにして当該第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを測定器３に接続する（Ｓ３）。この状態で、電圧計１３，１４により第１及び第２検出抵抗１１，１２の電圧値Ｖ１１，Ｖ１２を測定し、当該測定結果を記憶部６に記憶する（Ｓ４）。
【００５７】
続いて、記憶した電圧値Ｖ１１，Ｖ１２から下式（１）により漏れ電流値Ｉｌｅａｋを演算し、記憶部６に記憶する（Ｓ５）。続いて、記憶した漏れ電流値Ｉｌｅａｋと、予め記憶部６に記憶されている基準電流値とを比較し、第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎの地絡判定を行う（Ｓ６）。具体的には、漏れ電流値Ｉｌｅａｋが基準電流値を超えた場合、「地絡あり」と判定する一方、漏れ電流値Ｉｌｅａｋが基準電流値以下の場合、「地絡無し」と判定する。ちなみに、漏れ電流値Ｉｌｅａｋは、第１及び第２検出抵抗１１，１２と接地電位Ｇとの間に流れる漏れ電流（つまり、漏洩電流又は零相電流）の電流値である。
Ｉｌｅａｋ＝｜Ｖ１１／Ｒ１１｜−｜Ｖ１２／Ｒ１２｜  …（１）
但し、Ｒ１１：第１検出抵抗１１の抵抗値
Ｒ１２：第２検出抵抗１２の抵抗値
【００５８】
また、上記Ｓ３〜Ｓ６の処理と並列的に、解列状態の第ｉ及び第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３１のうち他方の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を充放電対象ストリングとし、これに対応する充放電用スイッチ素子９ａをオンにして充放電部４に接続する（Ｓ７）。そして、この状態で、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、測定器３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、充放電部４により第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を充放電させる（Ｓ８）。
【００５９】
つまり、本実施形態では、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の測定を後段のステップにて実施する際に測定器３に接続した後即座に実施できるように、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の充放電が、第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎの測定と同時並列的（同じタイミング）にバックグラウンドで予め処理されることとなる。
【００６０】
続いて、上記Ｓ６における地絡判定結果が「地絡無し」であれば、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８ａ，８ａをオフにして測定器３から切り離す（Ｓ９）。また、地絡判定結果が「地絡あり」であれば、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をオフのままにして解列状態のままにする（解列状態を維持する）と共に、測定用スイッチ素子８ａ，８ａをオフにして測定器３から切り離す（Ｓ１０）。
【００６１】
続いて、全ての太陽電池ストリング１０３の地絡検出（上記Ｓ３〜Ｓ６）が完了した場合、充放電対象ストリングとしての第（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、充放電用スイッチ素子９ａ，９ａをオフにして充放電部４から切り離し、地絡検出を終了する（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００６２】
一方、地絡検出が完了していない場合、太陽光発電システム１００に接続されている複数の太陽電池ストリング１０３の中から、別の第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２をさらに選択する（Ｓ１３）。この選択した第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２に対応する解列用スイッチ素子７ａをオフにし、これにより、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２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（Ｓ１４：図２参照）。
【００６３】
そして、全ての太陽電池ストリング１０３について地絡判定が完了するまで、ｉ＝ｉ+１としながら上記Ｓ３〜Ｓ１４を繰り返した後、終了する。
【００６４】
ちなみに、上記においては、上記Ｓ３の前に（つまり、地絡検出に際して太陽電池ストリング１０３が１番最初に測定器３に接続される前に）、測定対象としての太陽電池ストリング１０３ｎに充放電部４を予め接続して充放電させてもよい。或いは、太陽電池ストリング１０３ｎを測定器３に接続した直後（つまり、地絡検出に際して太陽電池ストリング１０３が１番最初に測定器３に接続された直後）のみ、待機時間を設けてもよい。また、上記においては、複数の太陽電池ストリング１０３のうち最後の太陽電池ストリング１０３について所定の測定を実施するときには、これと並列的に行う太陽電池ストリング１０３の充放電を省略することができる。これらについては、以下の実施形態でも同様である。
【００６５】
また、本実施形態においては、第１電圧計１３により第１検出抵抗１１の電圧値Ｖ１１を、第２電圧計１４により第２検出抵抗１２の電圧値Ｖ１２を、それぞれ測定する構成としたが、第１及び第２検出抵抗１１，１２を流れる電流値Ｉ１１，Ｉ１２を測定する構成としてもよい。この場合、演算制御部５は、漏れ電流値Ｉｌｅａｋを、Ｉｌｅａｋ＝｜Ｉ１１｜−｜Ｉ１２｜により算出することができる。
【００６６】
以上、本実施形態では、地絡検出に必要な所定の測定を実施する測定対象ストリングとしての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として測定を実施することから、測定対象の対地静電容量を下げることができ（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。
【００６７】
これと共に、地絡検出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地絡検出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。
【００６８】
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，８ａをオンにして当該太陽電池ストリング１０３を測定器３に接続した直後では、測定される電圧値Ｖ１１，Ｖ１２（測定値）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測定の実施を待機する必要がある。
【００６９】
この点、本実施形態では、上述したように、解列された２つ以上の太陽電池ストリング１０３うち、１つの測定対象ストリング１０３について所定の測定（電圧値Ｖ１１，Ｖ１２の測定）を実施するのと並列的に（パラレルに）、所定の測定を実施前の１つの充放電対象ストリング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に測定器３を接続直後において、測定される電圧値Ｖ１１，Ｖ１２の変動を抑制でき、待つことなくすぐに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（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。
【００７０】
また、上述したように、地絡検出に必要な所定の測定を実施する測定対象ストリング１０３の個数と充放電させる充放電対象ストリング１０３の個数とが、互いに同じｍ個（ここでは、１つ）とされているため、充放電された全て（ｍ個）の太陽電池ストリング１０３を次のタイミングで測定することができ、無駄に解列される太陽電池ストリング１０３が生じない。従って、地絡検出中の無駄な発電量低下を低減させることができる。
【００７１】
特に、本実施形態では、上述したように、解列状態の測定対象ストリング１０３に接続された第１及び第２検出抵抗１１，１２における電圧値Ｖ１１，Ｖ１２を監視することで、当該測定対象ストリング１０３の地絡を検出できる。そして、これと並列的に、解列状態の充放電対象ストリング１０３を接地して充放電させることができる。
【００７２】
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について地絡が検出されなかった場合、当該太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００に電気的に接続することができる。つまり、地絡が検出されない太陽電池ストリング１０３を、太陽光発電システム１００に自動的に接続させることが可能となる。また、上述したように、地絡が検出された場合、当該太陽電池ストリング１０３を解列状態のままにすることができる。つまり、太陽光発電システム１００において、絶縁不良箇所を電気的に切り離し、その安全性を高めることが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態では、地絡検出の際、測定対象外且つ充放電対象外の太陽電池ストリング１０３はパワーコンディショナ１０２に接続されたままの状態にされることから、地絡検出の際でも有効に発電を行うことが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態では、地絡検出に際し、電圧印加が不要であり、その安全性を確保することができる。なお、電圧計１３，１４は電流計に比べてその測定精度が一般的に高いことから、本実施形態のように電圧値Ｖ１１，Ｖ１２を測定して電流値Ｉｌｅａｋを求めると、電流値Ｉｌｅａｋを精度よく把握することができ、よって、地絡を精度よく検出することが可能となる。
【００７５】
また、パワーコンディショナ１０２がトランスレス型のものであり、接地された電力系統に太陽電池アレイ１０１が接続されている場合でも、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、上記（１）を成立させて地絡を確実に検出することが可能となる。その結果、太陽電池アレイ１０１に接続するパワーコンディショナ１０２の絶縁型／非絶縁型を問わずに確実に地絡を検出することができ、ユーザの多様なニーズに応えることが可能となる。
【００７６】
また、本実施形態では、上述したように、充放電部４による充放電後に、太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００に電気的に接続することなく、測定器３による測定を実施している。つまり、太陽電池ストリング１０３を解列してから再び接続するまでの間に、当該太陽電池ストリング１０３に対し充放電と測定とを連続して実施している。これにより、当該太陽電池ストリング１０３に対する充放電の効果が失われない間に測定を実施することが可能となる。
【００７７】
上記において、ストリング選定機能及び解列制御機能が、特許請求の範囲における解列機能を構成し、測定指示機能が、特許請求の範囲における測定機能を構成する。記憶機能、演算機能及び地絡判定機能が、特許請求の範囲における地絡検出機能を構成する。また、充放電指示機能が、特許請求の範囲における充放電機能を構成する。また、測定器３及び測定用スイッチ８が、特許請求の範囲における測定部を構成し、充放電部４及び充放電用スイッチ９が特許請求の範囲における充放電部を構成する。
【００７８】
［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、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００７９】
図６，７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である。図６，７に示すように、本実施形態の地絡検出装置２０が上記地絡検出装置１と異なる点は、切替部２（図１参照）に代えて切替部２２を備え、測定器３（図１参照）に代えて測定器２３を備え、充放電部４（図１参照）に代えて充放電部２４を備えた点である。なお、図６，７に示す地絡検出装置２０の状態は、図５中のＴＩＭＥ＝１，２のときの状態にそれぞれ対応している。
【００８０】
切替部２２は、上記解列用スイッチ７と、上記測定用スイッチ８と同様な測定用スイッチ２８と、上記充放電用スイッチ９と同様な充放電用スイッチ２９と、を有している。測定用スイッチ２８は、各太陽電池ストリング１０３の正極に直列接続された測定用スイッチ素子２８ａを複数含んで構成されている。充放電用スイッチ２９は、各太陽電池ストリング１０３の正極に直列接続された充放電用スイッチ素子２９ａを複数含んで構成されている。
【００８１】
測定器２３は、太陽電池ストリング１０３に対し直流電圧値ＶＤｓｏｕｒｃｅの電圧（ＤＣバイアス）を印加する測定用直流電源２５を有している。測定用直流電源２５の一方側は、正極側とされており、接地電位Ｇに検出抵抗２１ａを介して接続されている。一方、測定用直流電源２５の他方側は、負極側とされており、太陽電池ストリング１０３の正極母線に測定用スイッチ２８を介して電気的に接続可能とされている。ここでは、測定用直流電源２５の他方側は、太陽電池ストリング１０３とパワーコンディショナ１０２との間の電路１３０における所定箇所Ｑに接続可能とされている。
【００８２】
なお、直流電圧値ＶＤｓｏｕｒｃｅ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の観点から所定上限値以下とされている。また、ここでの直流電圧値ＶＤｓｏｕｒｃｅ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。この測定用直流電源２５は、演算制御部５に接続されており、演算制御部５からの指示信号に応じて直流電圧値ＶＤｓｏｕｒｃｅを印加する。演算制御部５は、直流電圧値ＶＤｓｏｕｒｃｅを記憶部６に記憶させる。
【００８３】
さらに、測定器２３は、検出抵抗２１ａにて発生する電圧値Ｖ２１を検出する電圧計２６を有している。電圧計２６は、測定用直流電源２５と検出抵抗２１ａとの間、及び検出抵抗２１ａと接地電位Ｇとの間に電気的に接続されている。電圧計２６は、演算制御部５に接続されており、演算制御部５からの指示信号に応じて電圧値Ｖ２１の測定を実行する。演算制御部５は、その測定結果を記憶部６に記憶させる。
【００８４】
充放電部２４は、上記測定用直流電源２５と同様な充放電用直流電源２７を有している。この充放電用直流電源２７の一方側は、正極側とされ、接地電位Ｇに充放電抵抗２１ｂを介して接続されている。一方、充放電用直流電源２７の他方側は、負極側とされ、太陽電池ストリング１０３の正極母線に充放電用スイッチ２９を介して電気的に接続可能とされている。ここでは、充放電用直流電源２７の他方側は、太陽電池ストリング１０３とパワーコンディショナ１０２との間の電路１３０における上記所定箇所Ｑに接続可能とされている。充放電抵抗２１ｂは、その抵抗値が測定器２３における検出抵抗２１ａの抵抗値と等しくなるように設定されている。
【００８５】
このように構成された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、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。このとき、解列状態におけるｍ個（ここでは、１つ）の太陽電池ストリング１０３について測定対象ストリングとして測定を実施するのと並列的に、解列状態であって測定対象ストリングとは別で且つ測定前のｍ個の太陽電池ストリング１０３を、充放電対象ストリングとして充放電させる。
【００８６】
次に、地絡検出装置２０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８に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。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、解列状態の一方の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを測定器２３に接続した後（上記Ｓ３の後）、検出抵抗２１ａの電圧値Ｖ２１を測定し、記憶部６に記憶する（Ｓ２１）。続いて、記憶した電圧値Ｖ２１に基づいて、下式（２）により漏れ電流値Ｉｌｅａｋを演算する（Ｓ２２）。そして、演算した漏れ電流値Ｉｌｅａｋと予め記憶部６に記憶されている基準電流値とを比較して地絡を判定する上記Ｓ６へ移行する。
Ｉｌｅａｋ２＝Ｖ２１／Ｒ２１  …（２）
但し、Ｒ２１：検出抵抗２１ａの抵抗値
【００８７】
以上、本実施形態においても、解列状態の測定対象ストリング１０３について所定の測定を実施するのと並列的に、解列状態であって所定の測定実施前の充放電対象ストリング１０３を予め充放電させることができる。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。
【００８８】
特に、本実施形態では、上述したように、解列状態における測定対象ストリング１０３に測定用直流電源２５及び検出抵抗２１ａを接続し、検出抵抗２１ａで生じる電圧値Ｖ２１ひいては漏れ電流値（地絡電流）Ｉｌｅａｋ２を監視することで、当該測定対象ストリング１０３の地絡を検出できる。そして、これと並列的に、解列状態における充放電対象ストリング１０３を接地して充放電させることができる。
【００８９】
また、本実施形態では、地絡検出にあたって、解列された太陽電池ストリング１０３に対し一方側が接地電位Ｇに接続された直流電源２５により電圧を印加し、太陽電池ストリング１０３の対地電位を意図的に変化させて地絡電流を測定することが可能である。
【００９０】
また、本実施形態では、上述したように、測定用直流電源２５の他方側及び充放電用直流電源２７の他方側が、ともに解列された個々の太陽電池ストリング１０３とパワーコンディショナ１０２との間の電路１３０における所定箇所Ｑに一点接続される。そのため、当該電路１３０上における測定器２３及び充放電部２４への配線及びスイッチ等の数を減らし、その構成を簡易化することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、上述したように、測定対象ストリング１０３の正極側に測定用直流電源２５における負極側を接続し、充放電対象ストリング１０３の正極側に充放電用直流電源２７における負極側を接続している。そのため、測定部２３による測定の際、測定対象ストリング１０３の対地電位の絶対値を大きく又は小さくすることができ、その結果、太陽電池１０３の何れの箇所でも接地電位Ｇと間に電位差が発生しやすくなり、地絡検出の感度を高めると共に、地絡箇所によらずに地絡検出を確実に実施することができる。
【００９２】
また、上述したように、太陽電池ストリング１０３に解列して地絡検出を行うことから、パワーコンディショナ１０２に測定用直流電源２５による直流電圧が印加されるのを防止し、パワーコンディショナ１０２内のサージアブソーバや対地コンデンサ等の部品に負担がかかったり低寿命化したりするのを抑制でき、機器の破損を防止することが可能となる。
【００９３】
なお、本実施形態では、直流電源２５，２７の他方側が太陽電池ストリング１０３の正極母線に電気的に接続されているが、直流電源２５，２７の他方側が太陽電池ストリング１０３の負極母線に電気的に接続されていてもよい。この場合、直流電源２５，２７の一方側は、負極側とされ、接地電位Ｇに抵抗２１ａ，２１ｂを介して接続される一方、直流電源２５，２７の他方側は、正極側とされ、太陽電池ストリング１０３の負極母線に電気的に接続される。
【００９４】
また、本実施形態では、電圧計２６により検出抵抗２１ａの電圧値を測定する構成としたが、電流計により検出抵抗２１ａを流れる電流を測定する構成としてもよい。この場合、測定した電流の値が漏れ電流値となる。
【００９５】
［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、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００９６】
図９〜１２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である。図９〜１２に示すように、本実施形態の地絡検出装置３０が上記地絡検出装置１と異なる点は、測定器３（図１参照）に代えて測定器３３を備え、充放電部４（図１参照）に代えて充放電部３４を備えた点である。
【００９７】
測定器３３は、一方側が接地電位Ｇに接続された検出抵抗３１と、検出抵抗３１に生じる電圧値Ｖ３１を測定する電圧計３２と、を測定用電路Ｄｓ上に有している。検出抵抗３１は、その他方側が太陽電池ストリング１０３の正極母線又は負極母線の何れかに測定用スイッチ８を介して電気的に接続可能とされている。つまり、測定用電路Ｄｓは、一方側が接地電位Ｇに接続されていると共に他方側が複数の太陽電池ストリング１０３の正極側及び負極側に接続可能とされている。
【００９８】
電圧計３２は、切替部２と検出抵抗３１との間、及び検出抵抗３１と接地電位Ｇとの間に電気的に接続されており、検出抵抗３１の電圧降下値及びその符号を測定する。ここでは、電圧計３２は、検出抵抗３１が太陽電池ストリング１０３の正極側に測定用スイッチ８により接続されたとき、電圧降下値を正極側電圧降下値（第１電圧降下値）Ｖ１として測定すると共に、検出抵抗３１が太陽電池ストリング１０３の負極側に測定用スイッチ８により接続されたとき、電圧降下値を負極側電圧降下値（第２電圧降下値）Ｖ２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。
【００９９】
また、電圧計３２は、太陽電池ストリング１０３それぞれの正極母線及び負極母線にも接続されており（不図示）、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。また、電圧計３２は、演算制御部５に接続されており、演算制御部５からの指示信号に応じて各種測定を実行する。演算制御部５は、その測定結果を記憶部６に記憶させる。
【０１００】
充放電部３４は、一方側が接地電位Ｇに接続された充放電抵抗３５を、充放電用電路Ｄｊ上に有している。充放電抵抗３５は、その他方側が太陽電池ストリング１０３の正極母線又は負極母線に充放電用スイッチ９を介して電気的に接続可能とされている。また、充放電抵抗３５は、その抵抗値が測定器３３における検出抵抗３１の抵抗値と等しくなるように設定されている。つまり、充放電用電路Ｄｊは、一方側が接地電位Ｇに接続されていると共に他方側が複数の太陽電池ストリング１０３の正極側及び負極側に接続可能とされている。この充放電用電路Ｄｊは、測定用電路Ｄｓと等しい抵抗値とされている。
【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、例えば図１３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における正極側又は負極側に測定器３３を接続して検出抵抗３１の電圧降下値を測定するのと並列的に、解列状態であって当該測定前の他方の太陽電池ストリング１０３における正極側又は負極側に充放電部３４を接続して充放電させる。
【０１０２】
なお、図１３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〜図１２に示す地絡検出装置３０の状態は、図１３中のＴＩＭＥ＝１〜４のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１０３】
次に、地絡検出装置３０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１３に示す動作スキーム及び図１４，１５に示すフローチャートを参照しつつ例示して説明する。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１４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１００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１００から解列する（Ｓ３１，Ｓ３２）。
【０１０４】
続いて、図９に示すように、解列状態の太陽電池ストリング１０３ｎ，１０３２のうち一方の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎを測定対象ストリングとし、第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎの負極側の測定用スイッチ素子８ａをオンにして測定器３３に接続すると共に、正極側の測定用スイッチ素子８ａをオフにして解放する（Ｓ３３）。この状態で、電圧計３２により第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎの負極側電圧降下値Ｖ２とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部６に記憶する（Ｓ３４）
【０１０５】
上記Ｓ３３，Ｓ３４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を充放電対象ストリングとし、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の正極側の充放電用スイッチ素子９ａをオンにして充放電部３４に接続する（Ｓ３５）。この状態で、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、その正極側を測定器３３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、充放電部３４によりを充放電させる（Ｓ３６）。
【０１０６】
続いて、図１０に示すように、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をオン状態にして太陽光発電システム１００に接続する（Ｓ３７）。そして、太陽光発電システム１００に接続されている複数の太陽電池ストリング１０３の中から、別の第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２をさらに選択し、これに対応する解列用スイッチ素子７ａをオフにし、これにより、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２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（Ｓ３８）。
【０１０７】
続いて、測定用スイッチ素子８ａ及び充放電用スイッチ素子９ａをオフにした後、解列状態の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を測定対象ストリングとし、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の正極側の測定用スイッチ素子８ａをオンにして測定器３３に接続すると共に、負極側の測定用スイッチ素子８ａをオフにして解放する（Ｓ３９）。この状態で、電圧計３２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Ｖ１とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部６に記憶する（Ｓ４０）。
【０１０８】
上記Ｓ３９，Ｓ４０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１０３２を充放電対象ストリングとし、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２の正極側の充放電用スイッチ素子９ａをオンにして充放電部３４に接続する（Ｓ４１）。この状態で、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、その正極側を測定器３３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、充放電部３４によりを充放電させる（Ｓ４２）。
【０１０９】
続いて、測定用スイッチ素子８ａ及び充放電用スイッチ素子９ａをオフにした後、図１１に示すように、解列状態の第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２を測定対象ストリングとし、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２の正極側の測定用スイッチ素子８ａをオンにして測定器３３に接続すると共に、負極側の測定用スイッチ素子８ａをオフにして解放する（Ｓ４３）。この状態で、電圧計３２により第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２の正極側電圧降下値Ｖ１とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部６に記憶する（Ｓ４４）。
【０１１０】
上記Ｓ４３，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１０３１を充放電対象ストリングとし、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の負極側の充放電用スイッチ素子９ａをオンにして充放電部３４に接続する（Ｓ４５）。この状態で、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、その負極側を測定器３３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、充放電部３４によりを充放電させる（Ｓ４６）。
【０１１１】
続いて、測定用スイッチ素子８ａ及び充放電用スイッチ素子９ａをオフにした後、図１２に示すように、解列状態の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１を再び測定対象ストリングとし、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の負極側の測定用スイッチ素子８ａをオンにして測定器３３に接続すると共に、正極側の測定用スイッチ素子８ａをオフにして解放する（Ｓ４７）。この状態で、電圧計３２により第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１の負極側電圧降下値Ｖ２とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部６に記憶する（Ｓ４８）。
【０１１２】
上記Ｓ４７，Ｓ４８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１０３２を再び充放電対象ストリングとし、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２の負極側の充放電用スイッチ素子９ａをオンにして充放電部３４に接続する（Ｓ４９）。この状態で、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３２の対地静電容量に蓄えられた電荷量が、その負極側を測定器３３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、充放電部３４によりを充放電させる（Ｓ５０）。
【０１１３】
続いて、解列状態の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３１について、解列用スイッチ素子７ａをオン状態にして太陽光発電システム１００に接続する（Ｓ５１）。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Ｖ１，Ｖ２の測定が完了するまで、ｉ＝ｉ+２としながら上記Ｓ３２〜Ｓ５１を繰り返した後、解列状態の太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００に接続して終了する。
【０１１４】
ここで、図１５のフローチャートに示すように、太陽電池ストリング１０３について、記憶部６に電圧降下値Ｖ１，Ｖ２が記憶されている場合、その極間電圧値及びその符号をさらに測定すると共に、下式（３）を用いて絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを算出する（Ｓ６１，Ｓ６２）。
Ｒｌｅａｋ＝Ｒｄ×｜Ｖ０｜／（｜Ｖ１｜＋｜Ｖ２｜）−Ｒｄ  …（３）
但し、Ｒｄ：検出抵抗３１の抵抗値
Ｖ０：極間電圧値
Ｖ１：正極電圧降下値
Ｖ２：負極電圧降下値
【０１１５】
続いて、演算した絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋと、予め記憶部６に記憶されている基準抵抗値とを比較し、地絡判定を行う（Ｓ６３）。具体的には、演算した絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが基準抵抗値以上であれば、「地絡無し」と判定する一方、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋが基準抵抗値未満であれば、「地絡あり」と判定する。
【０１１６】
そして、上記Ｓ６３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として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に接続すると共に、測定用スイッチ素子８ａ，８ａをオフにして測定器３３から切り離す（Ｓ６４）。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として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のままにすると共に、測定用スイッチ素子８ａ，８ａをオフにして測定器３３から切り離す（Ｓ６５）。
【０１１７】
以上、本実施形態においても、解列状態の一方の太陽電池ストリング１０３について所定の測定を実施するのと並列的に、解列状態であって所定の測定を実施前の他方の太陽電池ストリング１０３を予め充放電させることができる。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。
【０１１８】
特に、本実施形態では、解列状態における一方の太陽電池ストリング１０３の正極側及び負極側それぞれに測定器３３の検出抵抗３１を接続し、電圧降下値Ｖ１，Ｖ２それぞれを測定することで、地絡の有無を判定することができる。そして、電圧降下値Ｖ１，Ｖ２の測定の何れかと並列的に、解列状態における他方の太陽電池ストリング１０３の正極側又は負極側に充放電部３４の充放電抵抗３５を接続し、これらの何れかを接地して充放電させることができる。
【０１１９】
ちなみに、一般的に、零相電流を監視して地絡を検出する場合、零相電流は地絡が生じないと流れないことから、触れた人等に電流が流れる原因となる対地絶縁不良を予め検知するのが困難となることがある。この点、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Ｖ１，Ｖ２を測定し当該電圧降下値Ｖ１，Ｖ２から演算された絶縁抵抗値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Ｖ１，Ｖ２のバランスから、地絡箇所を検知することも可能となる。
【０１２０】
また、本実施形態では、上述したように、検出抵抗３１の第１及び第２電圧降下値Ｖ１，Ｖ２と極間電圧値Ｖ０とこれらの符号とを測定するだけで、太陽電池ストリング１０３の地絡検出可能であるため、比較的安価な測定機器でも十分な精度で絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを検知することができる。
【０１２１】
また、本実施形態では、上述したように、１つの検出抵抗３１を用いて絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを求めることが可能である。これに対し、複数の検出抵抗３１を用いて絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを求めようとすると、これら複数の検出抵抗３１に対する高精度のキャリブレーションが必要となる。よって、本実施形態では、複数の検出抵抗３１に対する高精度のキャリブレーションが不要となり、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋの誤差を容易に低減することが可能となる。
【０１２２】
なお、上記Ｓ６１においては、解列された太陽電池ストリング１０３の極間電圧値Ｖ０を、正極側及び負極側の少なくとも一方の測定用スイッチ素子８ａをオンにした状態で測定してもよいし、これら両者をオフにした状態で測定してもよい。
【０１２３】
また、本実施形態では、電圧計３２で検出抵抗３１の電圧降下値を測定する構成としたが、測定用スイッチ素子８ａを正極側に接続したときに検出抵抗３１を流れる電流値Ｉ１と、負極側に接続したときに検出抵抗３１を流れる電流値Ｉ２とを、電流計によりそれぞれ測定する構成としてもよい。この場合、演算制御部５は、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを、Ｒｌｅａｋ＝Ｖ０／（｜Ｉ１｜＋｜Ｉ２｜）−Ｒｄにより算出することができる。
【０１２４】
［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、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【０１２５】
図１６〜１９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である。図１６〜１９に示すように、本実施形態の地絡検出装置４０が上記地絡検出装置１と異なる点は、４つの太陽電池ストリング１０３を同時解列し、一方の２つの太陽電池ストリング１０３について正極側電圧降下値Ｖ１又は負極側電圧降下値Ｖ２を測定するのと並列的に、他方の２つの太陽電池ストリング１０３の正極側又は負極側を充放電させる点である。
【０１２６】
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２０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１００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の正極側と，これとは別の太陽電池ストリング１０３の負極側とに測定器３を接続して検出抵抗１１，１２の電圧降下値Ｖ１，Ｖ２を測定する。これと並列的に、解列状態であって測定前の太陽電池ストリング１０３の正極側と、これとは別の太陽電池ストリング１０３の負極側とに充放電部４を接続して充放電させる。
【０１２７】
なお、図２０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１６〜図１９に示す地絡検出装置４０の状態は、図２０中のＴＩＭＥ＝１〜４のときの状態にそれぞれ対応している。
【０１２８】
次に、地絡検出装置４０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２０に示す動作スキーム及び図２１、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。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−２としたとき、図２１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−２を選択し太陽光発電システム１００から解列し、第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ−１を選択し太陽光発電システム１００から解列し、第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３ｎを選択し太陽光発電システム１００から解列し、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１００から解列する（図１６参照：Ｓ７１〜Ｓ７４）。
【０１２９】
続いて、解列状態の第ｉ太陽電池ストリング１０３ｎ−２の負極側の測定用スイッチ素子８ａをオンにして測定器３に接続すると共に、正極側の測定用スイッチ素子８ａをオフにして解放する（Ｓ７５）。この状態で、電圧計１４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Ｖ２とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部６に記憶する（Ｓ７６）。
【０１３０】
上記Ｓ７５，Ｓ７６と並列的に、解列状態の第（ｉ＋１）太陽電池ストリング１０３ｎ−１の負極側の充放電用スイッチ素子９ａをオンにして充放電部４に接続する（Ｓ７７）。この状態で、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、その負極側を測定器３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、充放電部４によりを充放電させる（Ｓ７８）。
【０１３１】
上記Ｓ７５〜Ｓ７８と並列的に、解列状態の第（ｉ＋２）太陽電池ストリング１０３ｎの正極側の測定用スイッチ素子８ａをオンにして測定器３に接続すると共に、負極側の測定用スイッチ素子８ａをオフにして解放する（Ｓ７９）。この状態で、電圧計１３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Ｖ１とその符号を測定し、当該測定結果を記憶部６に記憶する（Ｓ８０）。
【０１３２】
上記Ｓ７５〜Ｓ８０と並列的に、解列状態の第（ｉ＋３）太陽電池ストリング１０３１の正極側の充放電用スイッチ素子９ａをオンにして充放電部４に接続する（Ｓ８１）。この状態で、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、その正極側を測定器３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、充放電部４によりを充放電させる（Ｓ８２）。
【０１３３】
続いて、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をオン状態にして太陽光発電システム１００に接続する（Ｓ８３）。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Ｖ１，Ｖ２の測定が完了するまで、ｉ＝ｉ+１としながら上記Ｓ７４〜Ｓ８３を繰り返し（例えば図１７〜図１９参照）、その後、解列状態の太陽電池ストリング１０３を太陽光発電システム１００に接続して終了する。
【０１３４】
ここで、図２２のフローチャートに示すように、太陽電池ストリング１０３について記憶部６に電圧降下値Ｖ１，Ｖ２が記憶されている場合、上記Ｓ６１，６２と同様に、その極間電圧値及びその符号をさらに測定し、絶縁抵抗値Ｒｌｅａｋを算出する（Ｓ９１，Ｓ９２）。そして、上記Ｓ６３と同様な地絡判定を行い（Ｓ９３）、地絡判定結果が「地絡無し」であれば、解列状態の太陽電池ストリング１０３について太陽光発電システム１００に接続すると共に測定器３から切り離す（Ｓ９４）。一方、地絡判定結果が「地絡あり」であれば、解列状態の太陽電池ストリング１０３について解列状態のままにすると共に測定器３から切り離す（Ｓ９５）。
【０１３５】
以上、本実施形態においても、解列状態の一方の太陽電池ストリング１０３について所定の測定を実施するのと並列的に、解列状態であって所定の測定（電圧降下値Ｖ１，Ｖ２の測定）前の他方の太陽電池ストリング１０３を予め充放電させることができる。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。
【０１３６】
特に、本実施形態では、複数の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のと並列的に、複数の太陽電池ストリング１０３を充放電させている。よって、地絡の検出に要する時間を一層短縮することができる。
【０１３７】
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。
【０１３８】
例えば、上記実施形態では、地絡検出を行う太陽電池ストリング１０３の個数及び充放電を行う太陽電池ストリング１０３の個数であるｍを１としている、すなわち、解列状態における１つの測定対象ストリング１０３について地絡検出に必要な所定の測定を行うと共に、解列状態における１つの充放電対象ストリング１０３を充放電させているが、これに限定されるものではなく、ｍは２以上の整数であっても勿論よい。
【０１３９】
また、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。
【０１４０】
また、上記第１及び第２実施形態は、電流計をさらに備え、当該電流計によって上述の漏れ電流値Ｉｌｅａｋを測定し地絡判定を行ってもよい。この電流計としては、例えばホール素子を利用した直流零相電流検出器等が用いられる。また太陽光発電システム１００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、測定対象の太陽電池ストリング１０３の数、及び充放電対象の太陽電池ストリング１０３の数は、３つ以上であってもよい。
【０１４１】
また、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１００から解列され、解列状態におけるｍ個の太陽電池ストリング群について測定が実施されるのと並列的に、解列状態における当該測定前のｍ個の太陽電池ストリング群が充放電されることとなる。
【０１４２】
なお、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。
【符号の説明】
【０１４３】
１，２０，３０，４０…地絡検出装置、３，２３，３３…測定器（測定部）、４，２４，３４…充放電部（充放電部）、５…演算制御部（制御部）、７…解列用スイッチ（スイッチング部）、８，２８…測定用スイッチ（測定部）、９，２９…充放電用スイッチ（充放電部）、１１…第１検出抵抗、１２…第２検出抵抗、１６…第１充放電抵抗、１７…第２充放電抵抗、２１ａ，３１…検出抵抗、２１ｂ，３５…充放電抵抗、２５，２７…測定用直流電源、２７…充放電用直流電源、１００…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、１３０…電路、Ｄｊ…充放電用電路、Ｄｓ…測定用電路、Ｇ…接地電位、Ｑ…所定箇所、Ｖ１…正極側電圧降下値（第１電圧降下値）、Ｖ２…負極側電圧降下値（第２電圧降下値）、Ｘ１，Ｘ２…接続点（接続部）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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