(57)【要約】【課題】遮断器の不要動作の発生を低減する電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置は、太陽電池の地絡電流値又は形式を取得する取得部と、制御部とを備える。制御部は、電力変換装置と商用電力系統との間に設けられる遮断器の感度電流値の中で最小の感度電流値を取得し、既知情報を取得する。既知情報は、複数種類の発電モジュールにおける各発電モジュールの既知の地絡電流値又は形式と各発電モジュールの対地静電容量に起因する突入電流の既知値との各組み合わせを含む。さらに、制御部は、太陽電池の地絡電流値又は形式と既知情報とに基づき太陽電池の対地静電容量に起因して発生する突入電流の予測値を算出する。加えて、制御部は、算出した予測値が最小の感度電流値に基づく判定閾値よりも大きいか否か判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電モジュールを含む太陽電池が発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置であって、
前記太陽電池の地絡電流値又は形式を取得する取得部と、
前記電力変換装置と商用電力系統との間に設けられる遮断器の感度電流値の中で最小の感度電流値を取得し、複数種類の発電モジュールにおける各発電モジュールの既知の地絡電流値又は形式と該各発電モジュールの対地静電容量に起因する突入電流の既知値との各組み合わせを含む既知情報を取得し、前記太陽電池の地絡電流値又は形式と前記既知情報とに基づき前記太陽電池の対地静電容量に起因して発生する突入電流の予測値を算出し、算出した前記予測値が前記最小の感度電流値に基づく判定閾値よりも大きいか否か判定する制御部と、を備える
電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記制御部は、前記予測値が前記判定閾値よりも大きいと判定したとき、警告信号を生成する、電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換装置において、
前記判定閾値は、前記最小の感度電流値の所定割合である、電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の電力変換装置において、
前記取得部は、前記太陽電池の形式を取得し、
前記既知情報は、前記複数種類の発電モジュールにおける各発電モジュールの形式を含み、
前記制御部は、前記既知情報から、前記太陽電池の形式と組み合わされた前記既知値を選択し、さらに選択した該既知値に前記太陽電池に含まれる発電モジュールの枚数を乗算して前記予測値を算出する、電力変換装置。
【請求項５】
請求項１から３の何れか１項に記載の電力変換装置において、
前記取得部は、前記太陽電池が定格電圧値で発電しているときの前記太陽電池の地絡電流値を取得し、
前記既知情報は、前記複数種類の発電モジュールにおける各発電モジュールの定格電圧値に基づく複数の地絡電流値を含む、電力変換装置。
【請求項６】
請求項１から３及び５の何れか１項に記載の電力変換装置において、
前記既知の地絡電流値は、前記複数種類の発電モジュール１枚あたりの値であり、
前記制御部は、前記太陽電池の地絡電流値から前記電力変換装置の地絡電流値を減算し、さらに前記太陽電池に含まれる発電モジュールの枚数で除算して除算電流値を算出し、
前記制御部は、前記既知情報から、前記除算電流値に最も近い値の前記既知の地絡電流値に組み合わされた前記既知値を選択し、さらに選択した該既知値に前記発電モジュールの枚数を乗算して前記予測値を算出する、電力変換装置。
【請求項７】
請求項１から３の何れか１項に記載の電力変換装置において、
前記制御部は、前記太陽電池に対してＭＰＰＴ制御を行い、
前記取得部は、前記太陽電池がＭＰＰＴ制御における最大動作点付近の電圧値で発電しているときの、前記太陽電池の地絡電流値を測定し、
前記既知の地絡電流値は、前記複数種類の発電モジュールおける各発電モジュールの所定範囲内の複数の電圧値に基づく複数の既知の地絡電流値を含む、電力変換装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力変換装置において、
前記制御部は、前記最大動作点付近の電圧値を前記太陽電池の構成する太陽ストリングを構成する発電モジュールの直列数で除算して除算電圧値を算出し、前記所定範囲内の複数の電圧値の中から該除算電圧値に最も近い値の電圧値を第１選択値として選択し、該除算電圧値と該第１選択値との差分が電圧閾値を超えるとき、前記太陽電池が該第１選択値に基づく電圧値で発電しているときの前記太陽電池の地絡電流値を測定する、電力変換装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電力変換装置において、
前記既知の地絡電流値は、前記複数種類の発電モジュール１枚あたりの値であり、
前記制御部は、前記太陽電池の地絡電流値から前記電力変換装置の地絡電流値を減算し、さらに前記太陽電池に含まれる発電モジュールの枚数で除算して除算電流値を算出し、
前記制御部は、前記最大動作点付近の電圧値を前記太陽電池の構成する太陽ストリングを構成する発電モジュールの直列数で除算して除算電圧値を算出し、前記既知情報から、前記所定範囲内の複数の電圧値から該除算電圧値に最も近い値の電圧値を第１選択値として選択し、該除算電圧値と該第１選択値との差分が電圧閾値以内であると判定したとき、該第１選択値に対応する複数の既知の地絡電流値の中から前記除算電流値と最も近い値の既知の地絡電流値を第２選択値として選択し、該第２選択値に組み合わされた前記既知値を選択する、電力変換装置。
【請求項１０】
請求項６又は９に記載の電力変換装置において、
前記制御部は、選択した前記既知値に前記発電モジュールの枚数を乗算した後、さらに前記電力変換装置の地絡電流値を加算して、前記予測値を算出する、電力変換装置。
【請求項１１】
請求項６又は９に記載の電力変換装置において、
前記最小の感度電流値の前記遮断器は、前記商用電力系統と、前記電力変換装置が電力を供給する負荷機器との間に設けられており、
前記制御部は、選択した前記既知値に前記発電モジュールの枚数を乗算した後、さらに前記電力変換装置の地絡電流値と前記負荷機器の漏れ電流値とを加算して、前記予測値を算出する、電力変換装置。
【請求項１２】
請求項６及び９から１１の何れか１項に記載の電力変換装置において、
前記制御部は、前記除算電流値を、前記除算電流値に最も近い値の前記既知の地絡電流値で除算して算出される補正係数に基づき、前記予測値を補正する、電力変換装置。
【請求項１３】
請求項６及び９から１１の何れか１項に記載の電力変換装置において、
前記制御部は、前記電力変換装置が配置される場所の天候情報および地面情報の少なくとも一方の情報を取得し、取得した該情報に基づき、前記予測値を補正する、電力変換装置。
【請求項１４】
複数の発電モジュールを含む太陽電池が発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置の制御方法であって、
前記太陽電池の地絡電流値又は形式を取得するステップと、
前記電力変換装置と商用電力系統との間に設けられる遮断器の感度電流値の中で最小の感度電流値を取得するステップと、
複数種類の発電モジュールにおける各発電モジュールの既知の地絡電流値又は形式と該各発電モジュールの対地静電容量に起因する突入電流の既知値との各組み合わせを含む既知情報を取得するステップと、
前記太陽電池の地絡電流値又は形式と前記既知情報とに基づき前記太陽電池の対地静電容量に起因して発生する突入電流の予測値を算出するステップと、
前記予測値が前記最小の感度電流値に基づく判定閾値よりも大きいか否か判定するステップと、を含む
電力変換装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、他の装置よりも、大きな対地静電容量を有する。そのため、太陽電池と商用電力系統との間に設けられた遮断器は、その太陽電池が有する対地静電容量によって、動作すべきではないときに動作してしまうこと（以下「不要動作」という）がある。
【０００３】
例えば、対地静電容量が存在すると、その対地静電容量を介して大地へ流れる地絡電流が発生する。太陽電池が有する大きな対地静電容量によって一時的に大きな地絡電流（突入電流）が発生する場合、その商用電力系統に接続された遮断器に大きな電流が流れ込み、その遮断器が不要動作してしまうことがある。
【０００４】
そこで、地絡電流による遮断器の不要動作を防止するための方法が開示されている（特許文献１及び２）。特許文献１では、地絡電流を検出すると、遮断器に侵入する電流を遮断することにより、遮断器の不要動作が防止される。また、特許文献２では、地絡電流を検出すると、遮断器へ流れ込む電流を低減させることにより、遮断器の不要動作が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６１０３２号公報
【特許文献２】特開２００２−２５２９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、遮断器は、その遮断器の設定等が不適切であることによって、不要動作してしまうことがある。例えば、遮断器は、設定される感度電流値に基づき動作する。組み合わせる太陽電池に対して感度電流値の設定が不適切であると、遮断器は不要動作してしまうことがある。
【０００７】
ここで、特許文献１及び２では、地絡電流が発生したときに、すなわち遮断器の不要動作を引き起こす現象が発生したときに、所定の処理を実行することで、遮断器の不要動作が防止される。遮断器の不要動作の発生をより低減するためには、遮断器の不要動作を引き起こす現象が発生する前に、すなわち事前に、遮断器の設定等が適切であるか否か判定することが望まれる。
【０００８】
かかる点に鑑みてなされた本開示の目的は、遮断器の不要動作の発生をより低減する電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一実施形態に係る電力変換装置は、複数の発電モジュールを含む太陽電池が発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置である。該電力変換装置は、前記太陽電池の地絡電流値又は形式を取得する取得部と、制御部とを備える。該制御部は、前記電力変換装置と商用電力系統との間に設けられる遮断器の感度電流値の中で最小の感度電流値を取得し、既知情報を取得する。該既知情報は、複数種類の発電モジュールにおける各発電モジュールの既知の地絡電流値又は形式と該各発電モジュールの対地静電容量に起因する突入電流の既知値との各組み合わせを含む。さらに、前記制御部は、前記太陽電池の地絡電流値又は形式と前記既知情報とに基づき前記太陽電池の対地静電容量に起因して発生する突入電流の予測値を算出する。加えて、前記制御部は、算出した前記予測値が前記最小の感度電流値に基づく判定閾値よりも大きいか否か判定する。
【００１０】
本開示の一実施形態に係る電力変換装置の制御方法は、複数の発電モジュールを含む太陽電池が発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置の制御方法である。該電力変換装置の制御方法は、前記太陽電池の地絡電流値又は形式を取得するステップと、前記電力変換装置と商用電力系統との間に設けられる遮断器の感度電流値の中で最小の感度電流値を取得するステップとを含む。さらに、前記電力変換装置の制御方法は、複数種類の発電モジュールにおける各発電モジュールの既知の地絡電流値又は形式と該各発電モジュールの対地静電容量に起因する突入電流の既知値との各組み合わせを含む既知情報を取得するステップを含む。加えて、前記電力変換装置の制御方法は、前記太陽電池の地絡電流値又は形式と前記既知情報とに基づき前記太陽電池の対地静電容量に起因して発生する突入電流の予測値を算出するステップを含む。加えて、電力変換装置の制御方法は、前記算出した前記予測値が前記最小の感度電流値に基づく判定閾値よりも大きいか否か判定するステップを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の一実施形態に係る電力変換装置によれば、遮断器の不要動作の発生をより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の第１実施形態に係る電力変換システムの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示す分電盤の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本開示の第１実施形態に係る既知情報を示す表である。
【図４】本開示の第１実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す電力変換システムにおいて、突入電流が発生するときの様子を示す図である。
【図６】変形例１に係る分電盤の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図７】本開示の第２実施形態に係る既知情報を示す表である。
【図８】本開示の第２実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を示す第１フローチャートである。
【図９】本開示の第２実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を示す第２フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に係る電力変換装置３０を含む電力変換システム１について、図１を参照して説明する。電力変換システム１は、需要家施設に設けられる。電力変換システム１は、商用電力系統２に接続され、需要家施設に設置される負荷機器３に電力を供給する。電力変換システム１は、太陽電池１０と、蓄電池１１と、分電盤２０と、電力変換装置３０とを備える。本実施形態に係る電力変換システム１は、１つの太陽電池１０及び１つの蓄電池１１を備えるが、これに限定されない。電力変換システム１が備える太陽電池の数及び蓄電装置の数は、２つ以上であってもよい。
【００１５】
なお、図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は電力の流れを示す。また、図１において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号又は通信される情報の流れを示す。破線が示す通信は、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。
【００１６】
太陽電池１０は、複数の発電モジュールを含む。太陽電池１０は、複数の発電モジュールによって、太陽光のエネルギーから直流電力を発電する。太陽電池１０は、発電した直流電力を電力変換装置３０に供給する。
【００１７】
また、太陽電池１０は、対地静電容量Ｃ１を有する。対地静電容量Ｃ１の電極は、例えば、発電モジュールの発電セル及びフレームである。対地静電容量Ｃ１の誘電体は、例えば、発電セルとフレームを封止する封止材及びガラスパネルである。対地静電容量Ｃ１の容量値は、発電セルの種類（例えば、結晶系シリコン、ＣＩＳ系化合物半導体）、発電モジュールの積層構造及び発電モジュールに用いられる封止材等の材料等によって変化する。言い換えれば、対地静電容量Ｃ１の容量値は、太陽電池１０に含まれる発電モジュールの種類によって変化する。例えば、ＣＩＳ系化合物半導体を用いた太陽電池が有する対地静電容量の値は、結晶系シリコンを用いた太陽電池が有する対地静電容量の値よりも、大きい場合が多い。
【００１８】
電力変換システム１では、対地静電容量Ｃ１によって地絡電流が発生する。さらに、電力変換システム１では、対地静電容量Ｃ１に起因して、商用電力系統２から電力変換装置３０へ流れ込む突入電流が発生する。突入電流は、例えば、対地静電容量Ｃ１に電荷が蓄積されていない状態のときに、商用電力系統２から対地静電容量Ｃ１に一時的に大きな電流が流れ込むことにより発生する。ここで、地絡電流及び突入電流は、両方とも、対地静電容量Ｃ１に起因して発生する。そのため、地絡電流値及び突入電流値は、両方とも、対地静電容量Ｃ１の容量値に依存する。上述のように、対地静電容量Ｃ１の容量値は、太陽電池１０に含まれる発電モジュールの種類によって変化する。そのため、地絡電流値及び突入電流値も、太陽電池１０に含まれる発電モジュールの種類によって変化する。
【００１９】
蓄電池１１は、リチウムイオン電池及びニッケル水素電池等を含む。蓄電池１１は、充電された電力を放電することにより、直流電力を電力変換装置３０に供給する。また、蓄電池１１は、商用電力系統２及び太陽電池１０からの電力によって充電される。
【００２０】
分電盤２０は、電力変換装置３０と商用電力系統２との間に設けられる。分電盤２０は、電力変換装置３０から供給される電力と商用電力系統２から供給される電力とを、負荷機器３に分配する。
【００２１】
また、分電盤２０は、図２に示すように、遮断器２１，２２を備える。遮断器２１，２２は、それぞれに設定される感度電流値に基づき動作する。本実施形態では、遮断器２１の感度電流値の方が、遮断器２２の感度電流値よりも、小さいとして説明する。具体的には、例えば、遮断器２１と遮断器２２とが同じ３０ｍＡの感度電流値に設定された機器であっても、製造上の個体差に起因して遮断器２１の感度電流が小さくなる場合がある。
【００２２】
遮断器２１は、例えば、漏電ブレーカを用いた主電源ブレーカである。遮断器２１は、負荷機器３と、商用電力系統２との間に設けられる。本実施形態では、遮断器２１は、電力変換装置３０及び負荷機器３と、商用電力系統２との間に設けられる。
【００２３】
遮断器２１は、感度電流値よりも大きな電流値を検出すると、商用電力系統２と、負荷機器３及び電力変換装置３０とを切り離す。遮断器２１の感度電流値は、例えば、負荷機器３の種類及び負荷機器３の総容量等に基づき設定される。遮断器２１の選定又は感度電流値の切替スイッチの設定は、例えば、遮断器２１を設置するときに、施工業者によって行われる。
【００２４】
遮断器２２は、例えば、太陽光発電用ブレーカである。遮断器２２は、太陽電池１０と、商用電力系統２との間に設けられる。本実施形態では、遮断器２２は、電力変換装置３０と、商用電力系統２及び負荷機器３との間に設けられる。
【００２５】
遮断器２２は、感度電流値よりも大きな電流値を検出すると、商用電力系統２及び負荷機器３と、電力変換装置３０とを切り離す。遮断器２２の感度電流値は、例えば、太陽電池１０の種類等に基づき設定される。遮断器２２の選定又は感度電流値の切替スイッチの設定は、太陽電池１０を設置するときに、施工業者によって行われる。
【００２６】
図１において、電力変換装置３０は、太陽電池１０が発電した直流電力と蓄電池１１が放電した直流電力とを交流電力に変換する。電力変換装置３０は、いわゆるマルチＤＣリンクタイプである。電力変換装置３０は、直流電力変圧部３１Ａ，３１Ｂと、直交変換部３２と、フィルタ部３３と、系統連系スイッチ３４と、取得部３５と、通信部３６と、表示部３７と、記憶部３８と、制御部３９とを備える。なお、本実施形態に係る電力変換装置３０の出力は単相３線式であるが、電力変換装置の出力形式はこれに限られず、例えば、単相２線式又は３相式であってもよい。
【００２７】
直流電力変圧部３１Ａ，３１Ｂは、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータである。直流電力変圧部３１Ａは、太陽電池１０から供給される直流電力の電圧を調整する。直流電力変圧部３１Ｂは、蓄電池１１から供給される直流電力の電圧を調整する。また、直流電力変圧部３１Ｂは、蓄電池１１の充電時、直流電力変圧部３１Ａ又は直交変換部３２から供給される直流電力の電圧を調整する。
【００２８】
直交変換部３２は、例えば、インバータである。直交変換部３２は、直流電力変圧部３１Ａ，３１Ｂから供給される直流電力を、交流電力に変換する。また、直交変換部３２は、蓄電池１１の充電時、商用電力系統２から供給される交流電力を直流電力に変換する。
【００２９】
フィルタ部３３は、コイルＬ１，Ｌ２及び容量Ｃ２，Ｃ３を含む。フィルタ部３３は、直交変換部３２から出力される交流電力のノイズを低減する。
【００３０】
系統連系スイッチ３４は、フィルタ部３３と取得部３５との間に設けられる。系統連系スイッチ３４は、制御部３９の制御に基づいて、オン／オフを切り替える。系統連系スイッチ３４は、電力変換装置３０の系統連系時、オンになる。系統連系スイッチ３４は、電力変換装置３０の系統解列時、オフになる。
【００３１】
取得部３５は、太陽電池１０の地絡電流値を取得する。例えば、取得部３５は、測定により地絡電流値の実測値を検出する電流センサである。本実施形態において、取得部３５は、さらに具体的には電線の設置後に取り付け可能な分割式のクランプセンサで構成される。
【００３２】
取得部３５は、直流電力変圧部３１Ａ，３１Ｂの出力側と、換言すると、分電盤２０の遮断器２２より下流側との間に設けられていてもよい。本実施形態では、取得部３５は、系統連系スイッチ３４と分電盤２０との間に設けられている。
【００３３】
取得部３５には、系統連系スイッチ３４から分電盤２０に延びる電線が挿通される。本実施形態では、系統連系スイッチ３４から分電盤２０に延びるＵ相、Ｏ相及びＷ相の電線が挿通される。また、直流電力変圧部３１Ａと直交変換部３２との間のように、２線式の場合には、取得部３５には、電流の往路及び復路の電線が挿通される。
【００３４】
取得部３５は、挿通される電線に流れる差電流から、太陽電池１０の地絡電流値を測定する。取得部３５は、地絡電流値を信号として、制御部３９に通知する。なお、クランプセンサで測定される電流値は電圧値の形態なので、制御部３９において電流値に変換される。地絡電流を測定する方法としては、例えば、零相電流監視方式、抵抗分圧中点接地方式、交流信号注入方式等が挙げられる。なお、本実施形態では、零相電流監視方式により、電流値の差分から地絡電流値を測定したものとする。
【００３５】
通信部３６は、ネットワークを介して他の装置と通信する。例えば、通信部３６は、ネットワークを介して太陽電池１０の製造会社のサーバと通信する。
【００３６】
表示部３７は、制御部３９から取得した信号に基づき、電力変換装置３０に関する各種情報を表示する。例えば、表示部３７は、制御部３９から警告信号を取得すると、警告画面を表示する。また、例えば、表示部３７は、制御部３９から所定の信号を取得すると、電力変換装置３０に各機能を実行させるための入力受付画面を表示する。
【００３７】
また、表示部３７は、透過性の部材で形成されたタッチパネルを有し、ユーザ操作を受け付けるインターフェースとしても機能する。
【００３８】
記憶部３８は、電力変換装置３０の処理に必要な情報及び電力変換装置３０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを記憶している。例えば、記憶部３８は、遮断器２１，２２の感度電流値、既知情報及び太陽電池１０の地絡電流値等を記憶している。既知情報については後述する。
【００３９】
制御部３９は、電力変換装置３０全体を制御及び管理するものである。制御部３９は、各機能の処理を実行させるソフトウェアを読み込んだ汎用のＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサによって構成される。又は、制御部３９は、例えば、各機能の処理に特化した専用のプロセッサによって構成されていてもよい。
【００４０】
本実施形態に係る制御部３９は、太陽電池１０の対地静電容量Ｃ１に起因して発生する突入電流によって、遮断器が不要動作する可能性があるか否かを判定する。以下、この判定処理について説明する。なお、制御部３９は、この判定処理を、例えば一カ月に一回程度、自動的に実行してもよい。又は、制御部３９は、この判定処理を、例えば表示部３７からこの判定処理の実行要求を取得したときに、実行してもよい。この判定処理の実行要求は、例えば、太陽電池１０を設置する施工業者によって、表示部３７から入力され得る。
【００４１】
制御部３９は、電力変換装置３０と商用電力系統２との間に設けられる遮断器２１，２２の中で最小の感度電流値を少なくとも取得する。本実施形態では、制御部３９は、遮断器２１の感度電流値を、最小の感度電流値として取得する。制御部３９は、遮断器２１の感度電流値を、予め感度電流値を記憶させた記憶部３８から取得してもよい。又は、制御部３９は、遮断器２１の感度電流値を、例えば施工業者が表示部３７から遮断器２１，２２の感度電流値を入力するときに、表示部３７から取得してもよい。なお、最小の感度電流値の取得においては、各遮断器における個体差は考慮しなくてよい。
【００４２】
制御部３９は、既知情報を取得する。既知情報は、複数種類の発電モジュールにおける各発電モジュールの既知の地絡電流値と該各発電モジュールの対地静電容量に起因する突入電流の既知値との各組み合わせを含む。さらに、既知情報は、各発電モジュールの形式を含んでいてもよい。制御部３９は、例えば、予め既知情報を記憶させた記憶部３８から、既知情報を取得する。又は、制御部３９は、通信部３６を介してネットワーク上の発電モジュールの製造会社等の事業者のサーバから既知情報を取得してもよい。
【００４３】
図３に、本開示の第１実施形態に係る既知情報を示す。複数種類の発電モジュールとしては、例えば発電モジュールＡから発電モジュールＥである。太陽電池１０は、所定数の発電モジュールが直列接続または並列接続されてなる１以上の太陽電池ストリングを有する。また、太陽電池ストリングは、同じ種類の発電モジュールを接続して構成されている。また、本実施形態では、既知の地絡電流値は、発電モジュールＡから発電モジュールＥが定格電圧値で発電したときに、それぞれ、発電モジュールＡから発電モジュールＥの対地静電容量に起因して発生する地絡電流値である。なお、本実施形態では、既知の地絡電流値及び突入電流の既知値は、発電モジュールＡから発電モジュールＥの１枚当たりの値である。
【００４４】
発電モジュールＡの既知の地絡電流値は０．３０[ｍＡ]であり、発電モジュールＡの対地静電容量に起因する突入電流の既知値は０．７０[ｍＡ]である。また、発電モジュールＡの型式は、「△△０１」である。
【００４５】
発電モジュールＢの既知の地絡電流値は０．５０[ｍＡ]であり、発電モジュールＢの対地静電容量に起因する突入電流の既知値は１．２０[ｍＡ]である。また、発電モジュールＢの型式は、「△△０２」である。
【００４６】
発電モジュールＣの既知の地絡電流値は０．７０[ｍＡ]であり、発電モジュールＣの対地静電容量に起因する突入電流の既知値は１．５０[ｍＡ]である。また、発電モジュールＣの型式は、「☆☆２１」である。
【００４７】
発電モジュールＤの既知の地絡電流値は０．１０[ｍＡ]であり、発電モジュールＤの対地静電容量に起因する突入電流の既知値は０．２０[ｍＡ]である。また、発電モジュールＤの型式は、「□□３０」である。
【００４８】
発電モジュールＥの既知の地絡電流値は０．１３[ｍＡ]であり、発電モジュールＥの対地静電容量に起因する突入電流の既知値は０．２５[ｍＡ]である。また、発電モジュールＥの型式は、「□□６０」である。
【００４９】
なお、本実施形態では、既知の地絡電流値は、それぞれ、発電モジュールＡから発電モジュールＥの定格電圧値に基づいているが、これに限定されない。例えば、既知の地絡電流値は、それぞれ、発電モジュールＡから発電モジュールＥがそれぞれ（定格電圧値とは異なる）任意の電圧値で発電しているときの値であってもよい。また、本実施形態では、既知の地絡電流値は、それぞれ、発電モジュールＡから発電モジュールＥの１枚当たりの値であるが、これに限定されない。例えば、既知の地絡電流値は、それぞれ、発電モジュールＡから発電モジュールＥを所定枚数接続した太陽電池ストリング当たりの値であってもよい。
【００５０】
制御部３９は、対地静電容量Ｃ１に電荷が十分に蓄積されている状態のときに、取得部３５が測定した太陽電池１０の地絡電流値を取得する。例えば、制御部３９は、太陽電池１０が発電しているときに、取得部３５が測定した太陽電池１０の地絡電流値を取得する。さらに、太陽電池１０が発電しているときは、太陽電池１０の発電電圧が安定しているときであってよい。
【００５１】
本実施形態では、制御部３９は、太陽電池１０が定格電圧値で発電しているときに発生する太陽電池１０の地絡電流値を取得する。なお、既知の地絡電流値が、発電モジュールＡから発電モジュールＥが（定格電圧値とは異なる）電圧値で発電しているときの値であるとき、制御部３９は、太陽電池１０が該電圧値で発電しているときに発生する太陽電池１０の地絡電流値を取得する。
【００５２】
制御部３９は、取得した太陽電池１０の地絡電流値と既知情報とに基づき、対地静電容量Ｃ１に起因して発生する突入電流の予測値を算出する。突入電流の予測値の算出例については、下記の＜突入電流の予測値の算出例１＞にて説明する。
【００５３】
制御部３９は、突入電流の予測値が判定閾値よりも大きいか否か判定する。判定閾値は、制御部３９が取得した少なくとも１つの遮断器２１、２２の中で最小の感度電流値に基づく値である。判定閾値は、例えば、最小の感度電流値（遮断器２１の感度電流値）よりも第１所定値小さい値であってもよい。第１所定値は、例えば、太陽電池１０と遮断器２１との間に設けられる他の装置（電力変換装置３０及ぶ負荷機器３）の地絡電流値を含む。又は、判定閾値は、例えば、遮断器２１の感度電流値の所定割合（例えば、２／３）であってもよい。
【００５４】
制御部３９は、突入電流の予測値が判定閾値よりも大きいと判定したとき、警告信号を生成する。制御部３９は、生成した警告信号を電力変換装置３０の表示部３７に送信してもよいし、通信部３６を介してネットワーク上の施工会社のサーバに送信してもよい。
【００５５】
例えば、判定処理が定期的に実行される場合、制御部３９は、ユーザ向けの警告画面を表示部３７に表示させるための警告信号を生成し、表示部３７に送信してもよい。ユーザ向けの警告画面は、例えば、「ブレーカの仕様が不適切である可能性があります。お問い合わせください。」とのユーザ向けの警告を含む。加えて、制御部３９は、施工会社向けの警告信号を生成し、通信部３６を介してネットワーク上の施工会社のサーバに送信してもよい。
【００５６】
また、例えば、判定処理が表示部３７への実行要求の入力に基づき実行される場合、制御部３９は、施工業者向けの警告画面を表示部３７に表示させるための警告信号を生成し、表示部３７に送信してもよい。施工業者向けの警告画面は、例えば、「地絡電流値がブレーカの感度電流値を超える可能性があります。」との具体的な原因を含む。
【００５７】
＜突入電流の予測値の算出例１＞
制御部３９は、太陽電池１０の地絡電流値から電力変換装置３０の地絡電流値を減算して、減算値を算出する。電力変換装置３０の地絡電流値は、電力変換装置３０の仕様として定められている値を用いてもよい。このとき、制御部３９は、予め記憶させた記憶部３８から電力変換装置３０の地絡電流値を取得してもよい。又は、制御部３９は、通信部３６を介してネットワーク上の電力変換装置３０の製造会社のサーバから、電力変換装置３０の地絡電流値を取得してもよい。
【００５８】
なお、制御部３９は、太陽電池１０の地絡電流値から電力変換装置３０の地絡電流値を減算した後、さらに負荷機器３の地絡電流値を減算して、減算値を算出してもよい。負荷機器３に洗濯機のような接地して使用される電気機器が含まれる場合、負荷機器３でも、地絡電流が発生する。最小の感度電流値が遮断器２２である場合には、負荷機器３の地絡電流値は考慮しなくてよい。
【００５９】
制御部３９は、算出した減算値を、太陽電池１０に含まれる発電モジュールの枚数で除算して、除算電流値を算出する。制御部３９は、太陽電池１０に含まれる発電モジュールの枚数を、予め記憶させた記憶部３８から取得してもよいし、表示部３７から取得してもよい。例えば、施工業者によって表示部３７から発電モジュールの枚数が入力されるとき、制御部３９は、太陽電池１０に含まれる発電モジュールの枚数を、表示部３７から取得する。
【００６０】
制御部３９は、既知情報から、除算電流値に最も近い値の既知の地絡電流値に組み合わされた突入電流の既知値を選択する。例えば、除算電流値が０．６５［ｍＡ］であるとき、既知情報において、除算電流値に最も近い値の既知の地絡電流値は、発電モジュールＣの地絡電流値０．７［ｍＡ］である。このとき、制御部３９は、発電モジュールＣの突入電流の既知値１．５［ｍＡ］を選択する。
【００６１】
なお、制御部３９は、除算電流値が、既知情報に含まれる各既知の地絡電流値よりも、第２所定値以上大きいと判定したとき、警告信号を生成してもよい。第２所定値は、例えば、取得部３５の測定誤差又は既知の地絡電流値の標準誤差等に基づき設定することができる。
【００６２】
制御部３９は、選択した突入電流の既知値に、太陽電池１０に含まれる発電モジュールの枚数を乗算して、突入電流の予測値を算出する。乗算後、制御部３９は、電力変換装置３０の地絡電流値を加算して、突入電流の予測値を算出してもよい。又は、乗算後、制御部３９は、電力変換装置３０の地絡電流値と負荷機器３の地絡電流値とを加算して、突入電流の予測値を算出してもよい。
【００６３】
［システム動作］
以下、本開示の第１実施形態に係る電力変換装置３０の動作の一例について、図４を参照して説明する。制御部３９は、表示部３７から判定処理の実行要求を取得するときに、判定処理を開始する。判定処理の実行要求は、太陽電池１０の設置等が完了した後、系統連系スイッチ３４をオフにさせた状態で、施工業者によって表示部３７から入力されることが一般的である。また、制御部３９は、判定処理の開始後、電力変換装置３０を電源オフに移行させるときに、判定処理を終了する。
【００６４】
制御部３９は、例えば表示部３７から、遮断器２２の感度電流値を最小の感度電流値として取得し、例えば記憶部３８から、既知情報を取得する（ステップＳ１０１）。制御部３９は、太陽電池１０が発電しているか否か判定する（ステップＳ１０２）。制御部３９は、太陽電池１０が発電していると判定したとき（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３の処理に進む。一方、制御部３９は、太陽電池１０が発電していないと判定したとき（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、太陽電池１０が発電を開始するまで、ステップＳ１０２の処理を繰り返し行う。
【００６５】
ステップＳ１０３の処理では、制御部３９は、系統連系スイッチ３４をオンにする。
【００６６】
このようなステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理によって、太陽電池１０が発電しているときに、系統連系スイッチ３４はオンにされる。言い換えれば、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理によって、対地静電容量Ｃ１に電荷が蓄積されていないときは、系統連系スイッチ３４はオフに維持される。これにより、本実施形態では、判定処理を完了する前に、突入電流が発生して、遮断器が不要動作してしまうことを防ぐことができる。
【００６７】
ステップＳ１０４の処理では、制御部３９は、取得部３５が測定した太陽電池１０の地絡電流値を取得する。ステップＳ１０５の処理では、制御部３９は、取得部３５が測定した太陽電池１０の地絡電流値と、ステップＳ１０１の処理で取得した既知情報とに基づき、突入電流の予測値を算出する。
【００６８】
ステップＳ１０６の処理では、制御部３９は、突入電流の予測値が判定閾値よりも大きいか否か判定する。制御部３９は、突入電流の予測値が判定閾値よりも大きいと判定したとき（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７の処理に進む。一方、制御部３９は、突入電流の予測値が判定閾値よりも小さいと判定したとき（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０８に進む。
【００６９】
ステップＳ１０７の処理では、制御部３９は、警告信号を生成する。制御部３９は、一定時間経過した後（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２の処理と同様にして、ステップＳ１０９の処理を行う。制御部３９は、太陽電池１０が発電していると判定したとき（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４の処理に進む。一方、制御部３９は、太陽電池１０が発電していないと判定したとき（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、太陽電池１０が発電を開始するまで、ステップＳ１０９の処理を繰り返し行う。
【００７０】
以上のように、第１実施形態に係る電力変換装置３０では、取得部３５が測定した地絡電流値と、複数種類の発電モジュールの既知情報とに基づき、突入電流の予測値を算出する。さらに、本実施形態では、算出した突入電流の予測値が判定閾値よりも大きいか否か判定する。このように本実施形態では、突入電流が発生する前に、すなわち事前に、遮断器２１の設定等が適切であるか否かを判定することができる。
【００７１】
ここで、遮断器２１の設定等が不適切であることがある。例えば、施工業者が、入力ミスによって、遮断器２１の感度電流値を誤って設定してしまうことがある。また、例えば、施工業者が、遮断器２１の仕様を誤って選定してしまうことがある。このように遮断器２１の設定等が不適切である場合でも、本実施形態に係る電力変換装置３０によれば、事前に、施工業者等によって、遮断器２１の設定等が修正され得る。従って、本実施形態に係る電力変換装置３０によれば、遮断器２１の不要動作の発生をより低減させることができる。
【００７２】
さらに、第１実施形態に係る電力変換装置３０によれば、制御部３９は、通信部３６を介してネットワーク上の発電モジュールの製造会社のサーバから既知情報を取得することができる。これにより、本実施形態では、最新の既知情報が取得され得る。さらに、より多くの、既知の地絡電流値と突入電流の既知値との組み合わせが取得され得る。
【００７３】
加えて、本実施形態に係る電力変換装置３０によれば、下記の＜不要動作によって生じ得る事態＞にて説明するような遮断器２１の不要動作によって生じ得る事態を防ぐことができる。
【００７４】
＜不要動作によって生じ得る事態＞
以下、遮断器２１の不要動作によって生じ得る事態について説明する。まず、図５を参照して、突入電流の発生について説明する。
【００７５】
突入電流は、対地静電容量Ｃ１に電荷が蓄積されていないときに、系統連系スイッチ３４がオフからオンになることにより、発生する。
【００７６】
例えば、太陽電池１０が発電している昼の時間帯、対地静電容量Ｃ１の電荷量は、太陽電池１０の発電電流によって一定に維持されるため、系統連系スイッチ３４がオフからオンになったとしても突入電流は発生せず、定量の地絡電流が流れ続けるだけである。また、例えば、太陽電池１０が発電を停止する夜の時間帯であっても、系統連系スイッチ３４がオンとなっていれば、対地静電容量Ｃ１の電荷量は、商用電力系統２からの電流によって一定に維持されるため、突入電流は発生しない。しかしながら、太陽電池１０が発電を停止する夜の時間帯に、商用電力系統２に停電が発生して系統連系スイッチ３４がオフになると、商用電力系統２から対地静電容量Ｃ１への電流が途絶え、対地静電容量Ｃ１の電荷量は低減する。加えて、商用電力系統２が停電している時間すなわち系統連系スイッチ３４がオフになっている時間がある程度長くなると、対地静電容量Ｃ１に電荷が蓄積されていない状態になる。このときに、商用電力系統が復旧して系統連系スイッチ３４がオフからオンになると、商用電力系統２から対地静電容量Ｃ１へ、一気に電流が流れ込む（太線矢印参照）。
【００７７】
ここで、太陽電池のみに接続された電力変換装置では、商用電力系統が復旧したとき、太陽電池の発電電力を利用するために、系統連系スイッチがオフからオンに切り替えられる。系統連系スイッチがオフからオンに切り替わるとき、太陽電池が発電しているため、突入電流は発生しない。また、太陽電池が発電を停止しているときは、このような電力変換装置では、太陽電池の発電電力を電力会社へ売電することがなく、系統連系スイッチがオフからオンに切り替えられることがないため、突入電流は発生しない。
【００７８】
しかしながら、マルチＤＣリンクタイプの電力変換装置３０では、太陽電池１０が発電を停止しているときでも、蓄電池１１等の分散電源との系統連系が望まれる。このような状況で系統連系スイッチ３４をオフからオンに切り替えると、突入電流が発生する。
【００７９】
発生した突入電流値が遮断器２１の感度電流値よりも大きいと、遮断器２１は不要動作してしまう。すなわち、遮断器２１は、商用電力系統２と負荷機器３とを切り離してしまう。負荷機器３が商用電力系統２から切り離されると、商用電力系統２が復旧しても、商用電力系統２から負荷機器３への電力供給が遮断されてしまうといった事態が生じ得る。さらに、本実施形態のように遮断器２１が商用電力系統２と電力変換装置３０との間に設けられている場合、遮断器２１は、商用電力系統２と電力変換装置３０も切り離してしまう。電力変換装置３０が商用電力系統２から切り離されると、蓄電池１１の電力を負荷機器３へ供給できなくなるといった事態が生じ得る。さらに、電気料金が安くなる夜間の時間帯に、蓄電池１１を商用電力系統２からの電力によって充電することもできなくなる。
【００８０】
これに対し、本実施形態に係る電力変換装置３０によれば、遮断器２１の設定等が不適切な場合は、事前に、施工業者等によって、遮断器２１の設定等が修正され得る。従って、本実施形態に係る電力変換装置３０によれば、遮断器２１の不要動作によって生じ得る事態を防ぐことができる。
【００８１】
なお、突入電流は、上述のように、太陽電池１０が発電を停止する時間帯に系統連系スイッチ３４がオフ等となるような、特定の条件下で発生する。そのため、太陽電池１０を設置してから数年経過した後、遮断器が突然不要動作してしまうことがある。突然不要動作した遮断器の原因を突き止めることは、困難な作業となる。
【００８２】
これに対し、本実施形態に係る電力変換装置３０によれば、突入電流が発生する前に、すなわち事前に、遮断器の設定等が適切であるか否かを判定することができる。従って、本実施形態に係る電力変換装置３０によれば、太陽電池１０を設置してから数年経過した後に、遮断器が突然不要動作してしまうといった事態を防ぐことができる。
【００８３】
さらに、遮断器の不要動作の発生を低減するために、突入電流の予測値を算出し、算出した突入電流の予測値よりも遮断器の感度電流値を高く設定しておく方法が考えられる。この方法では、突入電流の予測値は、太陽電池の対地静電容量の値を用いて算出される。
【００８４】
しかしながら、例えば施工業者のミスによって、予定とは異なる種類の太陽電池１０が設置され、電力変換装置に接続されてしまうことがある。つまり、突入電流の予測値の算出のために対地静電容量の値を得た太陽電池と、電力変換装置に実際に接続された太陽電池１０とが、異なる種類となってしまうことがある。このような場合、突入電力の予測値に基づき遮断器の感度電流値を設定すると、遮断器の感度電流値が突入電流の実際値よりも低くなり、遮断器が不要動作してしまうといった事態が生じ得る。また、多種類の太陽電池に対応可能である電力変換装置であっても、電力変換装置に接続される太陽電池を予め特定することは困難である。
【００８５】
これに対し、本実施形態に係る電力変換装置３０では、太陽電池１０の対地静電容量Ｃ１の容量値を用いて突入電流の予測値を算出するのではない。本実施形態に係る電力変換装置３０は、複数種類の発電モジュールの既知情報を用いて、現状に適する発電モジュールを選択し、太陽電池１０における突入電流の予測値を算出する。従って、本実施形態に係る電力変換装置３０によれば、予定とは異なる種類の太陽電池１０が電力変換装置に接続されてしまうこと等によって突入電流の実際値が高くなり遮断器が不要動作してしまうといった事態を防ぐことができる。
【００８６】
なお、第１実施形態において、取得部は、太陽電池１０の形式を取得するインターフェースであってもよい。以下、表示部３７が取得部として、太陽電池１０の形式を取得する構成を、変形例１として説明する。
【００８７】
＜変形例１＞
変形例１に係る既知情報は、複数種類の発電モジュールにおける各発電モジュールの形式と該各発電モジュールの対地静電容量に起因する突入電流の既知値との各組み合わせを含む。
【００８８】
変形例１に係る表示部３７は、ユーザが表示部３７から入力する太陽電池１０の形式を、取得する。表示部３７は、太陽電池１０の形式を取得すると、取得した太陽電池１０の形式を、制御部３９に通知する。
【００８９】
制御部３９は、太陽電池１０の形式と、変形例１に係る既知情報とに基づき、突入電流の予測値を算出する。例えば、制御部３９は、太陽電池１０の型式が「☆☆２１」であれば、既知情報から発電モジュールＣの突入電流の既知値１．５０[ｍＡ]を選択する。さらに、制御部３９は、選択した突入電流の既知値１．５０[ｍＡ]に、太陽電池１０に含まれる発電モジュールの枚数を乗算して突入電流の予測値を算出する。
【００９０】
なお、変形例１に係る制御部３９は、上述のステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を行わなくてもよい。
【００９１】
変形例１に係る電力変換装置３０では、表示部３７が取得した太陽電池１０の形式と、複数種類の発電モジュールの既知情報とに基づき、突入電流の予測値を算出する。さらに、変形例１でも、算出した突入電流の予測値が判定閾値よりも大きいか否か判定する。このように変形例１でも、突入電流が発生する前に、すなわち事前に、遮断器２１の設定等が適切であるか否かを判定することができる。従って、変形例１に係る電力変換装置３０でも、遮断器２１の不要動作の発生をより低減することができる。さらに、変形例１に係る電力変換装置３０でも、遮断器２１の不要動作によって生じ得る事態を防ぐことができる。
【００９２】
＜変形例２＞
図６に、変形例２に係る分電盤２０Ａの概略構成を示す。図６において、図２に示す構成要素と同一の構成要素は、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９３】
変形例２では、例えば主電源ブレーカである、遮断器２１が、商用電力系統２及び電力変換装置３０と、負荷機器３との間に設けられる。
【００９４】
変形例２では、制御部３９は、電力変換装置３０と商用電力系統２との間に設けられた遮断器２２の感度電流値を、最小の感度電流値として取得する。
【００９５】
制御部３９は、上述と同様にして、突入電流の予測値を算出し、算出した突入電流の予測値が判定閾値よりも大きいか否か判定する。変形例２では、判定閾値は、例えば、遮断器２２の感度電流値よりも第１所定値小さい値であってもよい。変形例２では、第１所定値は、例えば、太陽電池１０と遮断器２２との間に設けられた他の装置（例えば、電力変換装置３０）の地絡電流値を含む。又は、第１所定値は、遮断器２２の感度電流値の所定割合（例えば、２／３）であってもよい。
【００９６】
ここで、遮断器２２の不要動作によって生じ得る事態について説明する。発生した突入電流値が遮断器２２の感度電流値よりも大きいと、遮断器２２が、不要動作してしまう。すなわち、遮断器２２が、商用電力系統２と電力変換装置３０とを切り離してしまう。電力変換装置３０が商用電力系統２から切り離されると、蓄電池１１の電力を負荷機器３へ供給できなくなるといった事態が生じ得る。さらに、電気料金が安くなる夜間の時間帯に、蓄電池１１を商用電力系統２からの電力によって充電することもできなくなる。
【００９７】
これに対し、変形例２に係る電力変換装置３０によれば、遮断器２２の設定等が不適切な場合は、事前に、施工業者等によって、遮断器２２の設定等が修正され得る。従って、変形例２に係る電力変換装置３０によれば、遮断器２２の不要動作によって生じ得る事態を防ぐことができる。
【００９８】
（第２実施形態）
次に、本開示の第２実施形態に係る電力変換システムについて説明する。第２実施形態に係る電力変換システムは、第１実施形態に係る電力変換システム１と同様の構成を採用することができる。従って、以下では、図１及び図２を参照しつつ、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９９】
第２実施形態では、制御部３９は、太陽電池１０に対してＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｎｋｉｎｇ）制御を行う。例えば、制御部３９は、太陽電池１０を構成する太陽電池ストリングの動作電圧値が、該太陽電池ストリングの最大電力点の電圧値に追従するよう、直流電力変圧部３１Ａによって該太陽電池ストリングの出力電圧値を制御する。なお、太陽電池１０が複数の太陽電池ストリングから構成される場合、太陽電池ストリング毎に直流電力変圧部が設けられていてもよい。
【０１００】
第２実施形態でも、制御部３９は、第１実施形態と同様に、既知情報を取得する。第２実施形態に係る既知情報は、第１実施形態に係る既知情報と異なり、各発電モジュールが所定範囲内の複数の電圧値、言い換えればＭＰＰＴ制御で発電しているときの複数の既知の地絡電流値を含む。
【０１０１】
図７に、本開示の第２実施形態に係る既知情報を示す。本実施形態では、既知の複数種類の発電モジュールは、発電モジュールＡから発電モジュールＥである。また、本実施形態では、所定範囲内の複数の電圧値は、｛９０［Ｖ］，８８［Ｖ］，８６［Ｖ］｝である。なお、第２実施形態において使用されている発電モジュールは発電モジュールＣであり、定格電圧値は９０［Ｖ］である。
【０１０２】
発電モジュールＡが所定範囲内の複数の電圧値｛９０［Ｖ］，８８［Ｖ］，８６［Ｖ］｝で発電しているときの既知の地絡電流値は、それぞれ｛０．３０[ｍＡ]，０．２４[ｍＡ]，０．２４[ｍＡ]｝である。発電モジュールＡでは、突入電流の既知値は０．７０[ｍＡ]である。また、発電モジュールＡの型式は、「△△０１」である。
【０１０３】
発電モジュールＢが所定範囲内の複数の電圧値｛９０［Ｖ］，８８［Ｖ］，８６［Ｖ］｝で発電しているときの既知の地絡電流値は、それぞれ｛０．５０[ｍＡ]，０．４０[ｍＡ]，０．４０[ｍＡ]｝である。発電モジュールＢでは、突入電流の既知値は１．２０[ｍＡ]である。また、発電モジュールＢの型式は、「△△０２」である。
【０１０４】
発電モジュールＣが所定範囲内の複数の電圧値｛９０［Ｖ］，８８［Ｖ］，８６［Ｖ］｝で発電しているときの既知の地絡電流値は、それぞれ｛０．７０[ｍＡ]，０．５６[ｍＡ]，０．５５[ｍＡ]｝である。発電モジュールＣでは、突入電流の既知値は１．５０[ｍＡ]である。また、発電モジュールＣの型式は、「☆☆２１」である。
【０１０５】
発電モジュールＤが所定範囲内の複数の電圧値｛９０［Ｖ］，８８［Ｖ］，８６［Ｖ］｝で発電しているときの既知の地絡電流値は、それぞれ｛０．１０[ｍＡ]，０．０８[ｍＡ]，０．０８［ｍＡ］｝である。発電モジュールＤでは、突入電流の既知値は０．２０[ｍＡ]である。また、発電モジュールＤの型式は、「□□３０」である。
【０１０６】
発電モジュールＥが所定範囲内の複数の電圧値｛９０［Ｖ］，８８［Ｖ］，８６［Ｖ］｝で発電しているときの既知の地絡電流値は、それぞれ｛０．１３[ｍＡ]，０．１０[ｍＡ]，０．０９[ｍＡ]｝である。発電モジュールＥでは、突入電流の既知値は０．２５[ｍＡ]である。また、発電モジュールＥの型式は、「□□６０」である。
【０１０７】
所定範囲は、例えば、発電モジュールの最大動作点付近の電圧値として想定される電圧値を含むように設定される。本実施形態では、定格電圧値を上限値とし、かつ定格電圧値よりも数％低い電圧値を下限値として、所定範囲を定めている。これは、多くの場合、発電モジュールの最大動作点の電圧値が、発電モジュールの定格電圧値よりも低くなることに基づく。もちろん、所定範囲の設定において、定格電圧値を上限値にする必要はなく、例えば、定格電圧値を中央値としてもよい。
【０１０８】
制御部３９は、取得部３５が測定した、太陽電池１０がＭＰＰＴ制御における最大電力点付近の電圧値（以下「最大動作電圧値」ともいう）で発電しているときの、太陽電池１０の地絡電流値を取得する。さらに、制御部３９は、太陽電池１０の最大動作電圧値も取得する。
【０１０９】
制御部３９は、太陽電池１０の地絡電流値と、太陽電池１０の最大動作電圧値と、第２実施形態に係る既知情報とに基づき、対地静電容量Ｃ１に起因して発生する突入電流の予測値を算出する。以下、第２実施形態に係る突入電流の予測値を算出例について説明する。
【０１１０】
＜突入電流の予測値の算出例２＞
制御部３９は、上記の＜突入電流の予測値の算出例１＞と同様にして、除算電流値を算出する。
【０１１１】
制御部３９は、太陽電池１０の最大動作電圧値を、太陽電池ストリングを構成する発電モジュールの直列数で除算し、除算電圧値を算出する。制御部３９は、太陽電池ストリングを構成する発電モジュールの直列数を、予め発電モジュールの直列数記憶させた記憶部３８から、取得してもよい。又は、制御部３９は、太陽電池ストリングを構成する発電モジュールの直列数を、例えば施工業者が表示部３７から発電モジュールの直列数を入力するとき、表示部３７から取得してもよい。
【０１１２】
制御部３９は、既知情報の所定範囲の複数の電圧値の中から、除算電圧値と最も近い値の所定電圧値を、第１選択値として選択する。例えば、制御部３９は、除算電圧値を８８．４［Ｖ］と算出するとき、既知情報の所定範囲の複数の電圧値｛９０［Ｖ］，８９［Ｖ］，８８［Ｖ］｝の中から、電圧値８８［Ｖ］を第１選択値として選択する。
【０１１３】
制御部３９は、除算電圧値と第１選択値との差分が電圧閾値以内であるか否か判定する。例えば、第２の実施形態において電圧閾値が０．５［Ｖ］に予め定められている。このような構成において、制御部３９は、除算電圧値を８８．４［Ｖ］と算出するとき、電圧値８８［Ｖ］を第１選択値として選択する。このとき、除算電圧値８８．４［Ｖ］と、第１選択値８８［Ｖ］との差分は、電圧閾値０．５［Ｖ］以内である。従って、制御部３９は、除算電圧値と第１選択値との差分が電圧閾値以内であると判定する。
【０１１４】
制御部３９は、除算電圧値と第１選択値との差分が電圧閾値であると判定したとき、第１選択値に対応する複数の既知の地絡電流値の中から、除算電流値と最も近い値の既知の地絡電流値を、第２選択値として選択する。上述の例のように、第１選択値８８［Ｖ］に対応する発電モジュールＡから発電モジュールＥにおける既知の地絡電流値は、｛０．２４［ｍＡ］，０．４０［ｍＡ］，０．５６［ｍＡ］，０．０８［ｍＡ］，０．１０［ｍＡ］｝である。従って、制御部３９は、これらの複数の地絡電流値の中から、除算電流値０．５５［ｍＡ］と最も近い値である発電モジュールＣの既知の地絡電流値０．５６［ｍＡ］を、第２選択値として選択する。
【０１１５】
さらに、制御部３９は、既知情報から、第２選択値に組み合わされた突入電流の既知値を選択する。例えば、制御部３９は、第２選択値０．５６［ｍＡ］に組み合わされた発電モジュールＣの突入電流の既知値１．５０［ｍＡ］を選択する。
【０１１６】
制御部３９は、突入電流の既知値を選択すると、上記の＜突入電流の予測値の算出例１＞と同様にして、突入電流の予測値を算出する。
【０１１７】
なお、制御部３９は、既知情報を参照して、除算電圧値と第１選択値との差分が電圧閾値を超えると判定したとき、太陽電池１０の動作電圧が第１選択値に基づく電圧値と一致するように制御してもよい。第１選択値に基づく電圧値は、例えば、第１選択値に太陽電池ストリングを構成する発電モジュールの直列数と並列数を合わせた総枚数を乗算して算出される。さらに、制御部３９は、太陽電池１０の動作電圧が第１選択値と一致したときに、太陽電池１０の地絡電流値を、取得部３５によって測定してもよい。
【０１１８】
［システム動作］
以下、本開示の第２実施形態に係る電力変換装置３０の動作の一例について、図８及び図９を参照して説明する。制御部３９は、表示部３７から判定処理の実行要求を取得するときに、判定処理を開始する。また、制御部３９は、判定処理の開始後、電力変換装置３０を電源オフモードに移行させるときに、判定処理を終了する。なお、図８に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理は、図４に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１１９】
制御部３９は、太陽電池１０に対してＭＰＰＴ制御を行う（ステップＳ２０４）。その後、制御部３９は、取得部３５が測定した、太陽電池１０がＭＰＰＴ制御における最大電力点付近の電圧値で発電しているときの太陽電池１０の地絡電流値を取得する（ステップＳ２０５）。このとき、制御部３９は、太陽電池１０の最大動作電圧値も取得する。
【０１２０】
制御部３９は、太陽電池１０の最大動作電圧値を、太陽電池ストリングを構成する発電モジュールの直列数で除算し、除算電圧値を算出する（ステップＳ２０６）。制御部３９は、既知情報の所定範囲内の複数の電圧値の中から、除算電圧値と最も近い値の電圧値を第１選択値として選択する（ステップＳ２０７）。
【０１２１】
制御部３９は、除算電圧値と第１選択値との差分が電圧閾値以内であるか否か判定する（ステップＳ２０８）。制御部３９は、除算電圧値と第１選択値との差分が電圧閾値以内であると判定したとき（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、図９に示すステップＳ２１０の処理に進む。一方、制御部３９は、除算電圧値と第１選択値との差分が電圧閾値を超えると判定したとき（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ステップＳ２０９の処理に進む。
【０１２２】
ステップＳ２０９の処理では、制御部３９は、第１選択値に基づく電圧値で太陽電池１０を発電させ、さらに当該電圧で発電しているときの太陽電池１０の地絡電流値を取得する。
【０１２３】
図８に示すステップＳ２１０〜Ｓ２１４の処理は、図４に示すステップＳ１０５〜Ｓ１０９の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１２４】
以上のように、第２実施形態に係る電力変換装置３０でも、太陽電池１０が最大動作電圧値と、太陽電池１０の地絡電流値と、既知情報とに基づき、突入電流の予測値を算出する。さらに、第２実施形態でも、算出した突入電流の予測値が判定閾値よりも大きいか否か判定する。従って、第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、遮断器の不要動作の発生をより低減することができる。
【０１２５】
さらに、第２実施形態に係る電力変換装置３０では、太陽電池１０が最大電力点付近の電圧値で発電しているときの太陽電池１０の地絡電流値を用いて突入電流の予測値を算出する。これにより、第２実施形態では、太陽電池１０に対してＭＰＰＴ制御を行っている間に、突入電流の予測値を算出し、遮断器が不要動作する可能性があるか否かを判定することができる。従って、第２実施形態では、遮断器が不要動作する可能性があるか否かを判定するために、ＭＰＰＴ制御を中断しなくてもよい。これにより、本実施形態では、ＭＰＰＴ制御を中断することで負荷機器３への供給電力が低減してしまうことを防ぐことができる。加えて、第２実施形態に係る電力変換装置３０は、ＭＰＰＴ制御を中断しなくてもよいので、より定期的な判定処理に適したものとなる。
【０１２６】
また、第２実施形態に係る電力変換装置３０によれば、除算電圧値と第１選択値との差分が電圧閾値を超えると判定されると、太陽電池１０が第１選択値に基づく電圧値で発電しているときの太陽電池１０の地絡電流値が測定される。第１選択値に基づく電圧値は、太陽電池１０の最大動作電圧値に近い電圧値となる。従って、電力変換装置３０では、地絡電流値を測定するときの太陽電池１０の動作電圧値と、太陽電池１０の最大動作電圧値との差を低減し得る。従って、電力変換装置３０では、太陽電池１０の出力電力の低下を抑えつつ、判定処理を行うことが可能になる。
【０１２７】
なお、第２実施形態においても、第１実施形態の変形例１及び２を適用可能である。
【０１２８】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態に係る方法又は第２実施形態に係る方法によって算出した、突入電流の予測値を補正する方法について説明する。
【０１２９】
第３実施形態に係る制御部３９は、補正係数に基づき、突入電流の予測値を補正する。補正係数は、第１実施形態に係る方法又は第２実施形態に係る方法によって算出した除算電流値を、その除算電流値に最も近い値の既知の地絡電流値で除算して算出される。
【０１３０】
例えば、制御部３９が、第１実施形態に係る方法によって、除算電流値を０．６５［ｍＡ］と算出する。このとき、図４に示す第１実施形態の既知情報では、除算電流値０．６５［ｍＡ］に最も近い値の既知の地絡電流値は、発電モジュールＣの既知の地絡電流値０．７［ｍＡ］である。制御部３９は、補正係数を０．９２８（＝０．６５［ｍＡ］÷０．７［ｍＡ］）と算出する。制御部３９は、発電モジュールＣの突入電流の既知値１．５０［ｍＡ］に、太陽電池１０に含まれる発電モジュールの枚数（３２枚とする）を乗算して、突入電流の予測値４８［ｍＡ］（＝１．５０［ｍＡ］×３２枚）を算出する。制御部は、突入電流の予測値４８［ｍＡ］に補正係数０．９２８を乗算して、突入電流の予測値を補正する。補正後の突入電流の予測値は、４４．５４［ｍＡ］（＝４８［ｍＡ］×０．９２８）と算出される。
【０１３１】
太陽電池１０の地絡電流値及び突入電流値は、太陽電池１０の対地静電容量Ｃ１の容量値に従って変化する。そのため、除算電流値と、その除算電流値に最も近い値の既知の地絡電流値との差が大きいと、算出される突入電流の予測値と、対地静電容量Ｃ１に起因して発生する突入電流の実際値との差が大きくなり得る。
【０１３２】
これに対し、第３実施形態に係る電力変換装置３０では、補正係数によって、突入電流の予測値が補正される。これにより、第３実施形態では、算出される突入電流の予測値と、対地静電容量Ｃ１に起因して発生する突入電流の実際値との差を低減し得る。従って、第３実施形態に係る電力変換装置３０は、突入電流の予測値の精度を向上し得る。
【０１３３】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態に係る方法又は第２実施形態に係る方法によって算出した、突入電流の予測値を補正する方法について説明する。
【０１３４】
対地静電容量Ｃ１に起因して発生する突入電流の実際値は、天候によって変動することがある。例えば、雨が降って太陽電池１０の受光面が濡れていると、対地静電容量Ｃ１の容量値が大きくなり、対地静電容量Ｃ１に起因して発生する突入電流の実際値は大きくなる。また、例えば、晴れて太陽電池１０の受光面が乾いていると、対地静電容量Ｃ１の容量値が小さくなり、対地静電容量Ｃ１に起因して発生する突入電流の実際値は小さくなる。
【０１３５】
また、太陽電池１０の地絡電流値は、電力変換装置３０が設置される地面の状況によって、変動することがある。例えば、電力変換装置３０が設置される地面が濡れていると、対地静電容量Ｃ１と地面との間の接地抵抗値が小さくなり、太陽電池１０の地絡電流値は大きくなる。また、例えば、電力変換装置３０が接地される地面が乾いていると、対地静電容量Ｃ１と地面との間の接地抵抗値が大きくなり、太陽電池１０の地絡電流値は小さくなる。
【０１３６】
そこで、第４実施形態では、制御部３９は、電力変換装置３０が配置される場所の天候情報又は該場所の濡れに関する地面情報を取得し、取得した天候情報又は地面情報に基づき、突入電流の予測値を補正する。以下、この処理を、＜天候情報に基づく補正処理＞及び＜地面情報に基づく補正処理＞において、説明する。
【０１３７】
＜天候情報に基づく補正処理＞
天候情報は、例えば、判定処理の実行日に、雨が降るか否かの情報を含む。制御部３９は、例えば、通信部３６を介して、ネットワーク上の気象予測期間のサーバ等から、天候情報を取得する。
【０１３８】
制御部３９は、取得した天候情報に基づき、判定処理の実行日に雨が降ると判定したとき、突入電流の予測値に、補正係数を乗算して補正する。補正係数は、例えば、受光面が乾燥しているときの対地静電容量Ｃ１の容量値を、受光面が濡れているときの対地静電容量Ｃ１の容量値で除算して、算出される。
【０１３９】
＜地面情報に基づく補正処理＞
地面情報は、例えば、判定処理の実行日に、電力変換装置３０が配置される場所が濡れているか否かの情報を含む。制御部３９は、例えば、表示部３７を介して施工業者から、地面情報を取得する。例えば、制御部３９は、地面情報を入力するよう要求する旨を表示部３７に表示させ、施工業者に提示する。この表示を見た施工業者は、電力変換装置３０が配置される場所が濡れているか否か視認して、地面情報を表示部３７から入力する。
【０１４０】
制御部３９は、取得した地面情報に基づき、電力変換装置３０が配置される場所が濡れていると判定したとき、突入電流の予測値に、補正係数を乗算して補正する。補正係数は、例えば、地面が乾燥しているときの接地抵抗値と、地面が濡れているときの接地抵抗値とに基づき算出される。
【０１４１】
なお、一般住宅等では、電力変換装置３０を接地させるための接地部材が埋め込まれている地面と、電力変換装置３０が配置される場所とが離れている場合がある。このとき、地面情報は、判定処理の実行日に、接地部材が埋め込まれている地面が濡れているか否かの情報を含んでいてもよい。
【０１４２】
以上のように、第４実施形態では、補正係数に基づき突入電流の予測値を補正することで、精度よく突入電流の予測値を算出することができる。従って、第４実施形態によれば、より精度よく、遮断器が不要動作する可能性があるか否かを判定することができる。
【０１４３】
本発明の一実施形態を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部及びステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、本発明の一実施形態について装置を中心に説明してきた。しかしながら、本発明は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。従って、これらも、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【符号の説明】
【０１４４】
１，１ａ  電力変換システム
２  商用電力系統
３  負荷機器
１０  太陽電池
１１  蓄電池
２０  分電盤
２１，２２  遮断器
３０，３０ａ  電力変換装置
３１Ａ，３１Ｂ  直流電力変圧部
３２  直交変換部
３３  フィルタ部
３４  系統連系スイッチ
３５  取得部
３６  通信部
３７  表示部
３８  記憶部
３９  制御部
【図１】
2018125922.tif 000003
【図２】
2018125922.tif 000004
【図３】
2018125922.tif 000005
【図４】
2018125922.tif 000006
【図５】
2018125922.tif 000007
【図６】
2018125922.tif 000008
【図７】
2018125922.tif 000009
【図８】
2018125922.tif 000010
【図９】
2018125922.tif 000011