(57)【要約】【課題】ＤＣ−ＤＣコンバータを備える太陽光発電システムの電気アークを検出する。【解決手段】太陽光発電システム（１）では、太陽電池ストリング（１１ａ）が電力線路（１７ａ，１８ａ）、ＤＣ−ＤＣコンバータ（２２）、および電力線路（１７ｂ，１８ｂ）を介してＰＣＳ（１３）に接続される。アーク検出装置（６１）では、コンデンサ（１９，２０）がＤＣ−ＤＣコンバータ（２２）を迂回するバイパス電流経路を形成し、電流センサ（３１ａ）が電力線路（１７ｂ）に設けられる。コンデンサ（１９，２０）のインピーダンスＺｐａｓｓＰ，ＺｐａｓｓＮは、インピーダンスＺｐａｓｓＰ，ＺｐａｓｓＮと、ＤＣ−ＤＣコンバータ（２２）のインピーダンスＺＰ，Ｚｏｕｔ，ＺＮと、ＰＣＳ（１３）のインピーダンスＺＰＣＳｉｎと、の合成インピーダンスが、ＤＣ−ＤＣコンバータ（２２）のインピーダンスＺｉｎよりも小さくなる、という条件を満たす。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電または充放電する第１直流電源と、
第１直流電源の出力電圧を変換するＤＣ−ＤＣ変換回路と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の出力電力を消費または変換する負荷装置と、
第１直流電源と前記ＤＣ−ＤＣ変換回路とを接続する一対の第１電力線と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換回路と前記負荷装置とを接続する一対の第２電力線と、
を備えた直流電源システムに適用されるアーク検出装置であって、
一端部が前記一対の第１電力線の一方に接続され、他端部が前記一対の第２電力線の一方に接続された第１コンデンサと、
第２電力線において電流を計測する電流計測部と、
前記電流計測部により計測された交流電流の高周波成分に基づきアークの有無を判定するアーク判定部と、
を有し、
第１コンデンサのインピーダンスは、第１コンデンサのインピーダンスと、前記一対の第１電力線と前記一対の第２電力線との間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の各インピーダンスと、前記一対の第２電力線間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路のインピーダンスと、前記負荷装置のインピーダンスと、の合成インピーダンスが、前記一対の第１電力線間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路のインピーダンスよりも小さくなる、という条件を満たすことを特徴とするアーク検出装置。
【請求項２】
第１電力線における第１コンデンサとの接続部と、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の入力部との間に第１コイルをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアーク検出装置。
【請求項３】
一端部が前記一対の第１電力線の他方に接続され、他端部が前記一対の第２電力線の他方に接続された第２コンデンサをさらに備え、
第１コンデンサおよび第２コンデンサのインピーダンスは、第１コンデンサおよび第２コンデンサのインピーダンスと、前記一対の第１電力線と前記一対の第２電力線との間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の各インピーダンスと、前記一対の第２電力線間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路のインピーダンスと、前記負荷装置のインピーダンスと、の合成インピーダンスが、前記一対の第１電力線間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路のインピーダンスよりも小さくなる、という条件を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のアーク検出装置。
【請求項４】
第１電力線における第２コンデンサとの接続部と、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の入力部との間に第２コイルをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のアーク検出装置。
【請求項５】
前記アーク検出装置が適用される直流電源システムは、さらに、
発電または充放電する第２直流電源と、
前記第２直流電源と前記一対の第２電力線とを接続する一対の第３電力線と、
を備え、
前記電流計測部は、前記一対の第２電力線と前記一対の第３電力線とが接続される分岐点のいずれかと前記負荷装置との間に設けられることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載のアーク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源システムに適用されるアーク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電システムは、太陽電池により発電された電力が、直流交流変換器等を含むパワーコンディショニングシステム（以下、単にＰＣＳ（Power Conditioning System）と称する）を介して、電力送電網に供給されるようになっている。このような太陽光発電システムでは、システム内の回路等の故障によりアークを生じることがある。アークが発生した場合、アークの発生部分は高温になり、火災等を起こす恐れがある。そこで、太陽光発電システムは、アークの交流電流を電流センサにて計測することによりアークの発生を検出するアーク検出装置を備えている。
【０００３】
特許文献１に記載の構成では、太陽電池（光電発電機）にて発電された電力が、ＤＣ電力線を介してインバータに供給されている。ＤＣ電力線には電流センサが設けられ、この電流センサが計測する電流に基づいて、アークの発生の有無を検出するようになっている。
【０００４】
一方、複数の太陽電池ストリングを備えた太陽光発電システムでは、それら複数の太陽電池ストリングは、図１２に示すように、接続箱１１２にて並列に接続され、接続箱１１２を介してＰＣＳ１１３と接続されている。また、太陽電池ストリング１１１ａ，１１１ｂは、それぞれ複数の太陽電池モジュール１１５を直列接続することにより形成されている。
【０００５】
ここで、例えば、図１２に示すように、太陽電池ストリング１１１ａの太陽電池モジュール１１５の数が太陽電池ストリング１１１ｂの数よりも少ない場合、太陽電池ストリング１１１ａと接続箱１１２との間には、昇圧箱１１６が設けられる。特許文献２には、昇圧箱１１６としての電源装置Ｇが開示されている。昇圧箱１１６は、太陽電池ストリング１１１ａの出力電圧を、太陽電池ストリング１１１ｂの出力電圧と合致するように昇圧する昇圧回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１４−５０９３９６号公報
【特許文献２】特許第０３５６２１１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、図１２に示すように、昇圧箱１１６を設けた太陽電池ストリング１１１ａにおいて、直列アーク１２１または並列アーク１２２である電気アークが発生した場合、電流センサ１１４にて電気アークの交流電流を検出することができない。これは、昇圧箱１１６は、通常、昇圧チョッパ回路にて構成されており、昇圧チョッパ回路中のインダクタにより電気アークの交流成分が低減されること、電圧安定化のために昇圧チョッパ回路に挿入されているコンデンサに電気アークの交流電流の高周波成分が流れて、電流センサ１１４には流れないことが原因となっている。
【０００８】
この場合の昇圧箱１１６の前後における交流電流の波形、および昇圧箱１１６の動作を示すと図１３のようになる。図１３の(ａ)は、昇圧箱１１６の前段（太陽電池ストリング１１１ａ側）におけるアーク非発生状態およびアーク発生状態の交流電流の波形を示すグラフである。図１３の(ｂ)は、昇圧箱１１６の後段（接続箱１１２側）におけるアーク非発生状態およびアーク発生状態の交流電流の波形を示すグラフである。
【０００９】
図１３の（ａ）に示すとおり、アークが発生した場合は電流の高周波成分が増加するにも関わらず、増加した高周波成分が昇圧箱１１６により低減されてしまう。その結果、図１３（ｂ）に示すとおり、アークにより発生した電流の高周波成分を電流センサ１１４では計測することができない。
【００１０】
したがって、本発明の一態様は、昇圧箱（昇圧回路）などのＤＣ−ＤＣ変換回路が存在していても太陽光発電システムなどの直流電源システムに生じた電気アークを検出することができるアーク検出装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアーク検出装置は、発電または充放電する第１直流電源と、第１直流電源の出力電圧を変換するＤＣ−ＤＣ変換回路と、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の出力電力を消費または変換する負荷装置と、第１直流電源と前記ＤＣ−ＤＣ変換回路とを接続する一対の第１電力線と、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路と前記負荷装置とを接続する一対の第２電力線と、を備えた直流電源システムに適用されるアーク検出装置であって、一端部が前記一対の第１電力線の一方に接続され、他端部が前記一対の第２電力線の一方に接続された第１コンデンサと、第２電力線において電流を計測する電流計測部と、前記電流計測部により計測された交流電流の高周波成分に基づきアークの有無を判定するアーク判定部と、を有し、第１コンデンサのインピーダンスは、第１コンデンサのインピーダンスと、前記一対の第１電力線と前記一対の第２電力線との間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の各インピーダンスと、前記一対の第２電力線間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路のインピーダンスと、前記負荷装置のインピーダンスと、の合成インピーダンスが、前記一対の第１電力線間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路のインピーダンスよりも小さくなる、という条件を満たすことを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、第１直流電源は第１電力線、ＤＣ−ＤＣ変換回路、および第２電力線を介して負荷装置と接続され、第１コンデンサは前記ＤＣ−ＤＣ変換回路を迂回する第１バイパス電流経路を形成し、電流計測部は、第２電力線において電流を計測する。第１コンデンサのインピーダンスは、上記条件を満たすので、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路を介して一対の第１電力線間を流れる交流電流よりも、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路、第１コンデンサ、第２電力線、および前記負荷装置を介して一対の第１電力線間を流れる交流電流の方が多くなる。
【００１３】
従って、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路が存在する場合であっても、第２電力線における前記電流計測部は、第１直流電源にて発生したアークの交流電流を計測することができる。これにより、前記アーク検出装置は、前記直流電源システムに前記ＤＣ−ＤＣ変換回路が存在する場合であっても、前記直流電源システムにて発生したアークを検出することができる。
【００１４】
上記態様に係るアーク検出装置では、第１電力線における第１コンデンサとの接続部と、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の入力部との間に第１コイルをさらに備えてもよい。この場合、第１バイパス電流経路を流れる交流電流が多くなり、前記電流計測部を流れる交流電流が多くなる。その結果、前記直流電源システムにて発生したアークを精度よく検出することができる。なお、第１コイルは、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路内に設けられていてもよいし、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の外部に設けられていてもよい。
【００１５】
ところで、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路が例えば絶縁型である場合、該ＤＣ−ＤＣ変換回路における前記一対の第１電力線と前記一対の第２電力線との間の各インピーダンスは大きくなり、交流電流が流れ難くなる。
【００１６】
そこで、一端部が前記一対の第１電力線の他方に接続され、他端部が前記一対の第２電力線の他方に接続された第２コンデンサをさらに備え、第１コンデンサおよび第２コンデンサのインピーダンスは、第１コンデンサおよび第２コンデンサのインピーダンスと、前記一対の第１電力線と前記一対の第２電力線との間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の各インピーダンスと、前記一対の第２電力線間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路のインピーダンスと、前記負荷装置のインピーダンスと、の合成インピーダンスが、前記一対の第１電力線間における前記ＤＣ−ＤＣ変換回路のインピーダンスよりも小さくなる、という条件を満たしてもよい。
【００１７】
この場合、第２コンデンサは前記ＤＣ−ＤＣ変換回路を迂回する第２バイパス電流経路を形成する。第１コンデンサおよび第２コンデンサのインピーダンスは、上記条件を満たすので、前記一対の第１電力線と前記一対の第２電力線との間の各インピーダンスが大きくても、第２電力線における前記電流計測部は、第１直流電源にて発生したアークの交流電流を計測することができる。これにより、前記アーク検出装置は、前記直流電源システムに前記ＤＣ−ＤＣ変換回路が存在する場合であっても、前記直流電源システムにて発生したアークを検出することができる。
【００１８】
上記態様に係るアーク検出装置では、第１電力線における第２コンデンサとの接続部と、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の入力部との間に第２コイルをさらに備えてもよい。この場合、第２バイパス電流経路を流れる交流電流が多くなり、前記電流計測部を流れる交流電流が多くなる。その結果、前記直流電源システムにて発生したアークを精度よく検出することができる。なお、第２コイルは、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路内に設けられていてもよいし、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の外部に設けられていてもよい。
【００１９】
上記態様に係るアーク検出装置では、前記アーク検出装置が適用される直流電源システムは、さらに、発電または充放電する第２直流電源と、前記第２直流電源と前記一対の第２電力線とを接続する一対の第３電力線と、備え、前記電流計測部は、前記一対の第２電力線と前記一対の第３電力線とが接続される分岐点のいずれかと前記負荷装置との間に設けられてもよい。
【００２０】
この場合、前記直流電源システムに前記電流計測部を１個設ければよく、複数個を設ける必要がない。従って、前記アーク検出装置は、前記分岐点と前記負荷装置との間の第２電力線に前記電流計測部を設けた簡素な構成により、第１直流電源および第２直流電源の何れかにおけるアークの発生を検出することができる。
【００２１】
なお、第２直流電源がＤＣ−ＤＣ変換回路を介して第３電力線と接続している場合には、第１直流電源の側と同様に、前記ＤＣ−ＤＣ変換回路を迂回するバイパス電流経路を形成するコンデンサを設け、該コンデンサのインピーダンスが上述の条件を満たすことが望ましい。また、前記直流電源システムが直流電源をさらに備える場合も同様である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一態様によれば、第１コンデンサはＤＣ−ＤＣ変換回路を迂回する第１バイパス電流経路を形成し、第１コンデンサのインピーダンスは所定の条件を満たすことにより、前記直流電源システムに前記ＤＣ−ＤＣ変換回路が存在する場合であっても、第２電力線における電流計測部は、第１直流電源にて発生したアークの交流電流を計測することができるので、アーク検出装置は、前記直流電源システムにて発生したアークを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【図２】上記太陽光発電システムが備えるアーク検出装置のアーク検出処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】(ａ)は、上記太陽光発電システムにおけるＤＣ−ＤＣコンバータの前段におけるアーク非発生状態およびアーク発生状態の交流電流の波形を示すグラフであり、(ｂ)は、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの後段におけるアーク非発生状態およびアーク発生状態の交流電流の波形を示すグラフである。
【図４】（ａ）は、上記太陽光発電システムにおいて、アークが発生していない場合に上記アーク検出装置における電流センサにて計測された電流のＦＦＴ処理波形を示す波形図であり、（ｂ）は、上記太陽光発電システムにおいて、アークが発生している場合に上記電流センサにて計測された電流のＦＦＴ処理波形を示す波形図である。
【図５】図１と同様の回路図であって、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの内部インピーダンスと、上記太陽光発電システムにおけるＰＣＳの入力側の内部インピーダンスとを等価回路で示した回路図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【図１２】従来のアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【図１３】(ａ)は、上記太陽光発電システムにおける昇圧箱の前段におけるアーク非発生状態およびアーク発生状態の交流電流の波形を示すグラフであり、(ｂ)は、上記昇圧箱の後段におけるアーク非発生状態およびアーク発生状態の交流電流の波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。
【００２５】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の一実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。図２は、図１に示した太陽光発電システムが備えるアーク検出装置のアーク検出処理部の構成を示すブロック図である。
【００２６】
（太陽光発電システム１の構成）
図１に示すように、太陽光発電システム１（直流電源システム）は、太陽電池ストリング１１ａ（第１直流電源）、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２（ＤＣ−ＤＣ変換回路）およびパワーコンディショニングシステム（以下、ＰＣＳ（Power Conditioning System）と称する）１３（負荷装置）を備えている。
【００２７】
太陽電池ストリング１１ａは、多数の太陽電池モジュール２１が直列接続されて形成されている。各太陽電池モジュール２１は、直列接続された複数の太陽電池セル（図示せず）を備え、パネル状に形成されている。
【００２８】
太陽電池ストリング１１ａは、一対の電力電路（第１電力線）であるＰ側の電力線路１７ａおよびＮ側の電力線路１８ａによってＤＣ−ＤＣコンバータ２２と接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２は、一対の電力電路（第２電力線）であるＰ側の電力線路１７ｂおよびＮ側の電力線路１８ｂによってＰＣＳ１３と接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ２２は、太陽電池ストリング１１ａからの直流電圧を適当な直流電圧に変換するものであり、昇圧回路、降圧回路等のＤＣ−ＤＣ変換回路を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の出力電力はＰＣＳ１３に入力される。
【００２９】
ＰＣＳ１３は、太陽電池ストリング１１ａからＤＣ−ＤＣコンバータ２２を介して入力された直流電力を交流電力に変換して出力する。なお、ＰＣＳ１３の代わりに、上記直流電力を消費する負荷装置が設けられてもよい。
【００３０】
（アーク検出装置の構成）
太陽光発電システム１はアーク検出装置６１を備えている。アーク検出装置６１は、バイパス電流経路２３，２４、コンデンサ１９，２０、電流センサ３１ａ（電流計測部）およびアーク検出処理部３２（アーク判定部）（図２参照）を備えている。
【００３１】
バイパス電流経路２３は、一端部である第１の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ２２と太陽電池ストリング１１ａとの間の電力線路１７ａ（一対の第１電力線の一方）に接続され、他端部である第２の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ２２とＰＣＳ１３との間の電力線路１７ｂ（一対の第２電力線の一方）に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２を迂回している。
【００３２】
バイパス電流経路２３には、コンデンサ１９（第１コンデンサ）が設けられている。すなわち、コンデンサ１９は、第１電極が電力線路１７ａに接続され、第２電極が電力線路１７ｂに接続され、バイパス電流経路２３を形成している。なお、コンデンサ１９の静電容量（インピーダンス）については後述する。
【００３３】
バイパス電流経路２４は、一端部である第１の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ２２と太陽電池ストリング１１ａとの間の電力線路１８ａ（一対の第１電力線の他方）に接続され、他端部である第２の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ２２とＰＣＳ１３との間の電力線路１８ｂ（一対の第２電力線の他方）に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２を迂回している。
【００３４】
バイパス電流経路２４には、コンデンサ２０（第２コンデンサ）が設けられている。すなわち、コンデンサ２０は、第１電極が電力線路１８ａに接続され、第２電極が電力線路１８ｂに接続され、バイパス電流経路２４を形成している。なお、コンデンサ２０の静電容量（インピーダンス）については後述する。
【００３５】
電流センサ３１ａは、太陽電池ストリング１１ａにて発生したアークにより、電力線路１７ａからバイパス電流経路２３を介して電力線路１７ｂに流れる交流電流を計測する。なお、電流センサ３１ａは、電力線路１８ｂに設けられてもよい。この場合、電流センサ３１ａは、上記アークにより電力線路１８ａからバイパス電流経路２４を介して電力線路１８ｂに流れる交流電流を計測することになる。
【００３６】
アーク検出処理部３２は、従来周知の構成であり、例えば図２に示すように、増幅器４１、フィルタ４２、Ａ／Ｄ変換部４３およびＣＰＵ（central processing unit）４４を備えている。
【００３７】
増幅器４１は、電流センサ３１ａにて計測された電流を増幅する。フィルタ４２は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）であり、増幅器４１から出力される電流のうち、所定周波数範囲の電流のみを通過させる。これにより、増幅器４１から出力される電流から、ＰＣＳ１３が備えるコンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）のスイッチングノイズを多く含む周波数成分の電流を排除できるようにしている。Ａ／Ｄ変換部４３は、フィルタ４２を通過したアナログの電流の信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ４４へ入力する。
【００３８】
ＣＰＵ４４は、ＦＦＴ処理部５１およびアーク有無判定部５２を備えている。ＦＦＴ処理部５１は、Ａ／Ｄ変換部４３から入力された電流のデジタル信号に対してＦＦＴを行い、電流のパワースペクトルを生成する。アーク有無判定部５２は、ＦＦＴ処理部５１が生成した電流のパワースペクトルに基づいて、アーク発生の有無を判定する。
【００３９】
（太陽光発電システム１およびアーク検出装置６１の動作）
上記の構成において、太陽光発電システム１およびアーク検出装置６１の動作について以下に説明する。
【００４０】
図３の(ａ)は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の前段（太陽電池ストリング１１ａ側）におけるアーク非発生状態およびアーク発生状態の交流電流の波形を示すグラフである。図３の(ｂ)は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の後段（ＰＣＳ１３側）におけるアーク非発生状態およびアーク発生状態の交流電流の波形を示すグラフである。
【００４１】
図４の（ａ）は、太陽電池ストリング１１ａにおいて、アークが発生していない場合に電流センサ３１ａにて計測された電流のＦＦＴ処理波形を示す波形図である。図４の（ｂ）は、太陽電池ストリング１１ａにおいて、アークが発生している場合に電流センサ３１ａにて計測された電流のＦＦＴ処理波形を示す波形図である。
【００４２】
太陽電池ストリング１１ａは直流の電力を発電し、太陽電池ストリング１１ａが発電した電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２を介してＰＣＳ１３へ入力される。この場合、太陽電池ストリング１１ａから出力される直流電流は、コンデンサ１９，２０によって阻止され、バイパス電流経路２３，２４を流れない。ＰＣＳ１３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２を介して入力された直流電力を交流電力に変換し、出力する。
【００４３】
ここで、太陽電池ストリング１１ａにアークが発生していなければ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の前段（太陽電池ストリング１１ａ側）の交流電流の波形は、図３の(ａ)に示すアーク非発生状態の波形となる。したがって、電流センサ３１ａにて計測される電流はアークの交流電流を含まず、この電流をＦＦＴ処理部５１にてＦＦＴ処理した波形は、図４の（ａ）に示すようになる。
【００４４】
一方、太陽電池ストリング１１ａにおいてアークが発生していれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の前段（太陽電池ストリング１１ａ側）の交流電流の波形は、図３の(ａ)に示すアーク発生状態の波形となる。この場合、アークの交流電流は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２を流れないものの、電力線路１７ａから、バイパス電流経路２３、電力線路１７ｂ、ＰＣＳ１３、電力線路１８ｂ、およびバイパス電流経路２４を経由して電力線路１８ａを流れる。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の後段（ＰＣＳ１３側）の交流電流の波形は、図３の(ｃ)に示すアーク発生状態の波形となる。また、アークの交流電流は、電力線路１７ｂに設けられている電流センサ３１ａにて計測される。
【００４５】
したがって、電流センサ３１ａが計測する電流は、アークの交流電流を含むものとなり、この電流をＦＦＴ処理部５１にてＦＦＴ処理した波形は、図４の（ｂ）に示すようになる。これにより、アーク検出処理部３２は、電流センサ３１ａから入力された信号に基づいて、太陽電池ストリング１１ａにおけるアークの発生を検出することができる。
【００４６】
（アーク検出装置６１の利点）
上記のように、アーク検出装置６１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２が設けられている太陽電池ストリング１１ａにＤＣ−ＤＣコンバータ２２に対するバイパス電流経路２３，２４を備えている。また、これらのバイパス電流経路２３，２４にコンデンサ１９，２０がそれぞれ設けられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２とＰＣＳ１３との間の電力線路１７ｂに電流センサ３１ａが設けられている。したがって、太陽光発電システム１にＤＣ−ＤＣコンバータ２２が存在する場合であっても、太陽電池ストリング１１ａにて発生したアークの交流電流を電流センサ３１ａにて計測することができる。
【００４７】
（コンデンサ１９，２０のインピーダンス）
図５は、図１と同様の回路図であって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の内部インピーダンスと、ＰＣＳ１３の入力側の内部インピーダンスとを等価回路で示したものである。
【００４８】
図５に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２は、入力側の電力線路１７ａ，１８ａ間のインピーダンスＺｉｎと、出力側の電力線路１７ｂ，１８ｂ間のインピーダンスＺｏｕｔと、正側の電力線路１７ａ，１７ｂ間のインピーダンスＺＰと、負側の電力線路１８ａ，１８ｂ間のインピーダンスＺＮとを有している。また、ＰＣＳ１３は、入力側の電力線路１７ｂ，１８ｂ間のインピーダンスＺＰＣＳｉｎを有している。なお、ＰＣＳ１３における他のインピーダンスは省略している。さらに、コンデンサ１９のインピーダンスをＺｐａｓｓＰとし、コンデンサ２０のインピーダンスをＺｐａｓｓＮとする。
【００４９】
上記アークの交流電流を電流センサ３１ａが検出するためには、電力線路１７ａからインピーダンスＺｉｎを経由して電力線路１８ａに流れる交流電流よりも、電力線路１７ａから、インピーダンスＺｐａｓｓＰおよびインピーダンスＺＰを経由し、インピーダンスＺｏｕｔおよびインピーダンスＺＰＣＳｉｎを経由し、かつ、インピーダンスＺｐａｓｓＮおよびインピーダンスＺＮを経由して、電力線路１８ａに流れる交流電流の方が多いことが望ましい。すなわち、下記の条件式（１）を満たすことが望ましい。
（ＺｐａｓｓＰ，ＺＰ，Ｚｏｕｔ，ＺＰＣＳｉｎ，ＺｐａｓｓＮ，ＺＮの合成インピーダンス）＝｛（１／ＺｐａｓｓＰ）＋（１／ＺＰ）｝−１＋｛（１／ＺｐａｓｓＮ）＋（１／ＺＮ）｝−１＋｛（１／Ｚｏｕｔ）＋（１／ＺＰＣＳｉｎ）｝−１≦Ｚｉｎ  ・・・（１）。
【００５０】
また、上記アークの交流電流を電流センサ３１ａが検出するためには、インピーダンスＺｏｕｔを流れる交流電流よりも、電力線路１７ｂからインピーダンスＺＰＣＳｉｎを経由して電力線路１８ｂに流れる交流電流の方が多いことが望ましい。すなわち、次式（２）を満たすことが望ましい。
ＺＰＣＳｉｎ≦Ｚｏｕｔ  ・・・（２）。
【００５１】
従って、例えばＬＣＲメータを用いて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２におけるインピーダンスＺｉｎ，Ｚｏｕｔ，ＺＰ，ＺＮと、ＰＣＳ１３におけるインピーダンスＺＰＣＳｉｎとを測定し、該測定の結果と上記条件式（１）とを用いて、コンデンサ１９，２０のインピーダンスＺｐａｓｓＰ，ＺｐａｓｓＮを容易に決定することができる。また、上記測定の結果を用いて、上記式（２）を満たすように、例えば、電流センサ３１ａよりもＰＣＳ１３側の電力線路１７ｂと電力線路１８ｂとの間にコンデンサを設けてもよい。
【００５２】
さらに、上記条件式（１）を参照すると、ＺＮ≪Ｚｉｎの場合にはインピーダンスＺｐａｓｓＮはどのような値でもよいことが理解できる。従って、インピーダンスＺＮがインピーダンスＺｉｎよりも著しく小さい場合、インピーダンスＺｐａｓｓＮを有するコンデンサ２０を省略することができる。
【００５３】
〔実施形態２〕
図６は、本発明の別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。図６は、図５と同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の内部インピーダンスと、ＰＣＳ１３の入力側の内部インピーダンスとを等価回路で示したものである。
【００５４】
図６に示すように、本実施形態の太陽光発電システム１は、図１〜図５に示す太陽光発電システム１に比べて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の入力側の電力線路１７ａ，１８ａにコイル２５，２６がそれぞれ新たに設けられる点が異なり、その他の構成は同様である。
【００５５】
本実施形態では、バイパス電流経路２３は、第１の端部（接続部）がコイル２５（第１コイル）と太陽電池ストリング１１ａとの間の電力線路１７ａに接続され、第２の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ２２と電流センサ３１ａとの間の電力線路１７ｂに接続され、コイル２５およびＤＣ−ＤＣコンバータ２２を迂回している。同様に、バイパス電流経路２４は、第１の端部がコイル２６（第２コイル）と太陽電池ストリング１１ａとの間の電力線路１８ａに接続され、第２の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ２２とＰＣＳ１３との間の電力線路１８ｂに接続され、コイル２６およびＤＣ−ＤＣコンバータ２２を迂回している。
【００５６】
コイル２５，２６を追加することにより、電力線路１７ａからコイル２５、インピーダンスＺｉｎ、およびコイル２６を経由して電力線路１８ａに流れる交流電流が少なくなる。従って、バイパス電流経路２３，２４を流れる交流電流が多くなり、電流センサ３１ａを流れる交流電流が多くなる。その結果、アークの発生を精度よく検出することができる。
【００５７】
なお、コイル２５，２６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２の入力部に内蔵されてもよい。また、上述のようにコンデンサ２０を省略した場合にはコイル２６を省略してもよい（図７、図８、および図１１参照）。
【００５８】
〔実施形態３〕
図７は、本発明のさらに別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【００５９】
（太陽光発電システム１の構成）
図７に示すように、太陽電池ストリング１１ａは、降圧ユニット２２ａ１（ＤＣ−ＤＣ変換回路）および接続箱１２を介してＰＣＳ１３と接続されている。太陽電池ストリング１１ｂは接続箱１２を介してＰＣＳ１３と接続されている。接続箱１２は、太陽電池ストリング１１ａと太陽電池ストリング１１ｂ（第２直流電源）とを並列接続している。
【００６０】
具体的には、太陽電池ストリング１１ｂは、太陽電池ストリング１１ｂと接続されたＰ側の電力線路１７ｃ（第３電力線）が、Ｐ側の電力線路１７ｂ上の正分岐点１７ｂ１において、電力線路１７ｂと接続され、太陽電池ストリング１１ｂと接続されたＮ側の電力線路１８ｃ（第３電力線）が、Ｎ側の電力線路１８ｂ上の負分岐点１８ｂ１において、電力線路１８ｂと接続されている。
【００６１】
接続箱１２の内部には、逆流防止ダイオード１６ａおよび逆流防止ダイオード１６ｂが設けられている。逆流防止ダイオード１６ａは、降圧ユニット２２ａ１と正分岐点１７ｂ１との間の電力線路１７ｂに設けられ、太陽電池ストリング１１ａにより供給される電流と逆方向に電流が流れることを防止している。逆流防止ダイオード１６ｂは、太陽電池ストリング１１ｂと正分岐点１７ｂ１との間の電力線路１７ｃに設けられ、太陽電池ストリング１１ｂにより供給される電流と逆方向に電流が流れることを防止している。なお、逆流防止ダイオード１６ａ，１６ｂの配置位置は、電力線路１７ｂ，１７ｃに限定されず、電力線路１８ｂ，１８ｃであってもよい。なお、逆流防止ダイオード１６ａ，１６ｂを電力線路１８ｂ，１８ｃに配置した場合には、アノードがＰＣＳ１３と接続される方向になる。
【００６２】
降圧ユニット２２ａ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータの一種であり、太陽電池ストリング１１ａの出力電圧を、太陽電池ストリング１１ｂの出力電圧と合致するように降圧している。すなわち、太陽電池モジュール２１の数は、太陽電池ストリング１１ａと太陽電池ストリング１１ｂとで異なり、太陽電池ストリング１１ｂよりも太陽電池ストリング１１ａの方が多くなっている。そこで、降圧ユニット２２ａ１は、太陽電池ストリング１１ａの出力電圧と太陽電池ストリング１１ｂの出力電圧との差を解消するように、太陽電池ストリング１１ａの出力電圧を降圧している。
【００６３】
なお、図７は、複数の太陽電池ストリングとして、２つの太陽電池ストリング１１ａ，１１ｂを備えた例について示しているが、太陽光発電システム１は、３つ以上の太陽電池ストリングを備えていてもよい。この点は、複数の太陽電池ストリングを備えた他の実施形態においても同様である。
【００６４】
（アーク検出装置の構成）
本実施形態の太陽光発電システム１は、太陽電池ストリング１１ａ，１１ｂ毎にアーク検出装置を備えている。太陽電池ストリング１１ａに設けられているアーク検出装置６２は、コンデンサ１９、コンデンサ１９によって形成されるバイパス電流経路２３、コイル２５、電流センサ３１ａ、アーク検出処理部３２およびコンデンサ２７ａを備えている。コンデンサ２７ａは、逆流防止ダイオード１６ａに対して並列に接続されている。
【００６５】
なお、コンデンサ２７ａが逆流防止ダイオード１６ａに対して並列に接続されていることは、コンデンサ２７ａが逆流防止ダイオード１６ａのみに並列接続されている構成に限定されず、コンデンサ２７ａが、逆流防止ダイオード１６ａおよび逆流防止ダイオード１６ａと直列接続された他の回路要素と並列接続されている構成も含む。
【００６６】
太陽電池ストリング１１ｂに設けられているアーク検出装置６３は、電流センサ３１ｂ、（電流計測部）アーク検出処理部３２およびコンデンサ２７ｂを備えている。電流センサ３１ｂは、太陽電池ストリング１１ｂと接続箱１２との間の例えば電力線路１７ｃに設けられている。電流センサ３１ｂは、太陽電池ストリング１１ｂに発生したアークにより電力線路１７ｂを流れる電流を計測する。コンデンサ２７ｂは、逆流防止ダイオード１６ｂに対して並列に接続されている。コンデンサ２７ａ，２７ｂは、例えば５μＦ以上の静電容量を有する。
【００６７】
なお、アーク検出装置６２，６３は、アーク検出処理部３２を電流センサ３１ａ，３１ｂに対応してそれぞれ備えている構成、または単一のアーク検出処理部３２によって電流センサ３１ａ，３１ｂが計測した電流を時分割にて処理する構成のいずれであってもよい。この点は、２個の電流センサ３１ａ，３１ｂを備えている他の実施形態においても同様である。
【００６８】
（アーク検出装置の動作）
上記の構成において、アーク検出装置６２，６３の動作について以下に説明する。太陽電池ストリング１１ａにおいてアーク（直列アークまたは並列アーク）が発生していれば、アークの交流電流は、コイル２５および降圧ユニット２２ａ１には流れ難いものの、コンデンサ１９を有するバイパス電流経路２３には流れ易く、電流センサ３１ａにて計測される。また、太陽電池ストリング１１ｂにおいてアークが発生していれば、アークの交流電流は電力線路１７ｃを流れて電流センサ３１ｂにて計測される。これにより、アーク検出装置６２，６３は、太陽電池ストリング１１ａ，１１ｂにおけるアークの発生を検出することができる。
【００６９】
また、例えば太陽電池ストリング１１ａにおいて並列アークが発生し、太陽電池ストリング１１ａの出力電圧が太陽電池ストリング１１ｂの出力電圧よりも低下すると、逆流防止ダイオード１６ａは逆バイアスの状態となることがある。降圧ユニット２２ａ１が機能を発揮できないほどに太陽電池ストリング１１ａの出力電圧が低下すると、逆流防止ダイオード１６ａは逆バイアスとなる。一方、太陽電池ストリング１１ａの出力電圧の低下が、降圧ユニット２２ａ１が機能を発揮できる程度であれば、逆流防止ダイオード１６ａは逆バイアスとならない。
【００７０】
逆流防止ダイオード１６ａが逆バイアスの状態となる場合、逆流防止ダイオード１６ａにコンデンサ２７ａが並列接続されていなければ、太陽電池ストリング１１ａにて発生した並列アークの交流電流は、逆流防止ダイオード１６ａによって阻止される。したがって、電流センサ３１ａは、並列アークの交流電流を計測することができない。
【００７１】
これに対し、アーク検出装置６２では、逆流防止ダイオード１６ａにコンデンサ２７ａが並列接続されている。したがって、逆流防止ダイオード１６ａが逆バイアスの状態であっても、太陽電池ストリング１１ａにて発生した並列アークの交流電流は、コンデンサ２７ａを介して流れるので、電流センサ３１ａにより計測することができる。これにより、アーク検出装置６２は、太陽電池ストリング１１ａにて発生した並列アークを検出することができる。
【００７２】
逆流防止ダイオード１６ａにコンデンサ２７ａを並列接続したことによるアーク検出装置６２の上記動作は、太陽電池ストリング１１ｂにおいて並列アークが発生し、逆流防止ダイオード１６ｂが逆バイアスの状態となった場合のアーク検出装置６３の動作についても同様である。
【００７３】
上記の点は、太陽電池ストリングに逆流防止ダイオードが設けられ、逆流防止ダイオードをバイパスコンデンサが設けられている他の実施形態の構成においても同様である。
【００７４】
（アーク検出装置６２，６３の利点）
上記のように、アーク検出装置６２は、降圧ユニット２２ａ１が設けられている太陽電池ストリング１１ａに降圧ユニット２２ａ１に対するバイパス電流経路２３を備え、このバイパス電流経路２３にコンデンサ１９が設けられている。したがって、降圧ユニット２２ａ１が設けられている太陽電池ストリング１１ａについても、発生したアークの交流電流を電流センサ３１ａにて計測することができる。
【００７５】
さらに、バイパス電流経路２３の第１の端部と降圧ユニット２２ａ１との間にコイル２５が設けられているので、電力線路１７ａからコイル２５を経由して降圧ユニット２２ａ１に流れる交流電流が少なくなる一方、バイパス電流経路２３を流れる交流電流が多くなる。従って、電流センサ３１ａに流れる交流電流が多くなるので、太陽電池ストリング１１ａにて発生したアークを精度よく検出することができる。
【００７６】
さらに、アーク検出装置６２，６３は、逆流防止ダイオード１６ａ，１６ｂに並列接続されたコンデンサ２７ａ，２７ｂを備えているので、逆流防止ダイオード１６ａまたは逆流防止ダイオード１６ｂが逆バイアスの状態であっても、太陽電池ストリング１１ａにて発生した並列アークの交流電流、および太陽電池ストリング１１ｂにて発生した並列アークの交流電流を電流センサ３１ａ，３１ｂにより計測することができる。これにより、太陽電池ストリング１１ａ，１１ｂにて発生した並列アークを検出することができる。
【００７７】
〔実施形態４〕
図８は、本発明のさらに別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。本実施形態の太陽光発電システム１は、図７に示す太陽光発電システム１に比べて、降圧ユニット２２ａ１に代えてオプティマイザ２２ａ２（ＤＣ−ＤＣ変換回路）が設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００７８】
オプティマイザ２２ａ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータの一種であり、太陽電池ストリング１１ａからの電力を最適化して、電力線路１７ｂ，１８ｂに供給するものである。これにより、太陽電池ストリング１１ａからＰＣＳ１３への電力の出力効率を向上することができる。
【００７９】
本実施形態の太陽光発電システム１においても、図７に示す太陽光発電システム１と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
〔実施形態５〕
図９は、本発明のさらに別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。
【００８１】
（太陽光発電システム１の構成）
図７に示すように、太陽光発電システム１は、４つの太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄ（第１直流電源、第２直流電源）、４つのＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄ（ＤＣ−ＤＣ変換回路）、接続箱１２およびＰＣＳ１３を備えている。なお、太陽光発電システム１が備える太陽電池ストリングの数は、２または３であってもよく、５以上であってもよい。
【００８２】
太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄは、それぞれＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄを介して接続箱１２に接続され、接続箱１２はＰＣＳ１３に接続されている。接続箱１２は、４つの太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄを並列接続している。
【００８３】
接続箱１２の内部には、４つの逆流防止ダイオード１６ａ〜１６ｄが設けられている。逆流防止ダイオード１６ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａと正分岐点１７ｂ１との間の電力線路１７ｂに設けられている。逆流防止ダイオード１６ｂ〜１６ｄは、それぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２ｂ〜２２ｄと正分岐点１７ｂ１〜１７ｂ３との間の電力線路１７ｄ，１７ｆ，１７ｈ（第３電力線）に設けられている。逆流防止ダイオード１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄにより供給される電流と逆方向に電流が流れることを防止している。
【００８４】
なお、逆流防止ダイオード１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、電力線路１７ｂ，１７ｄ，１７ｆ，１７ｈに代えて電力線路１８ｂ，１８ｄ，１８ｆ，１８ｈ（第３電力線）に配置してもよい。この場合、逆流防止ダイオード１６ａ〜１６ｄはアノードがＰＣＳ１３と接続される方向になる。
【００８５】
（アーク検出装置の構成）
本実施形態の太陽光発電システム１は、図７および図８に示すアーク検出装置６２,６３に代えて、アーク検出装置６４を備えている。図９に示すように、アーク検出装置６４は、コンデンサ１９ａ〜１９ｄ（第１コンデンサ）、コンデンサ１９ａ〜１９ｄによって形成されるバイパス電流経路２３ａ〜２３ｄ、コンデンサ２７ａ〜２７ｄ、電流センサ３１ｃ（電流計測部）、およびアーク検出処理部３２を備えている。
【００８６】
バイパス電流経路２３ａ〜２３ｄは、それぞれ、第１の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄと太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄとの間の電力線路１７ａ，１７ｃ，１７ｅ，１７ｇに接続され、第２の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄと接続箱１２との間の電力線路１７ｂ，１７ｄ，１７ｆ，１７ｈに接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄを迂回している。コンデンサ２７ａ〜２７ｄは、それぞれ、逆流防止ダイオード１６ａ〜１６ｄに対して並列に接続されている。
【００８７】
なお、コンデンサ２７ａが逆流防止ダイオード１６ａに対して並列に接続されていることは、コンデンサ２７ａが逆流防止ダイオード１６ａのみに並列接続されている構成に限定されず、コンデンサ２７ａが、逆流防止ダイオード１６ａおよび逆流防止ダイオード１６ａと直列接続された他の回路要素と並列接続されている構成も含む。他のコンデンサ２７ｂ〜２７ｄと他の逆流防止ダイオード１６ｂ〜１６ｄとのぞれぞれの接続構成も同様である。
【００８８】
電流センサ３１ｃは、接続箱１２（正分岐点１７ｂ３）とＰＣＳ１３との間の電力線路１７ｂに設けられている。なお、電流センサ３１ｃは、接続箱１２（負分岐点１８ｂ３）とＰＣＳ１３との間の電力線路１８ｂに設けられていてもよい。
【００８９】
（アーク検出装置の動作）
上記の構成において、アーク検出装置６１の動作について以下に説明する。太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄの何れかにてアーク（直列アークまたは並列アーク）が発生していれば、アークの交流電流は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄには流れ難いものの、コンデンサ１９ａ〜１９ｄを有するバイパス電流経路２３ａ〜２３ｄには流れ易い。
【００９０】
また、太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄの何れかにおいて、並列アークが発生し、逆流防止ダイオード１６ａ〜１６ｄの何れかが逆バイアスの状態となった場合であっても、逆流防止ダイオード１６ａ〜１６ｄにそれぞれコンデンサ２７ａ〜２７ｄが並列接続されているので、並列アークの交流電流はコンデンサ２７ａ〜２７ｄを流れる。
【００９１】
従って、電流センサ３１ｃは、太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄの何れかにて発生したアークの交流電流を計測することができ、その結果、アーク検出装置６４は、上記アークの発生を検出することができる。
【００９２】
（アーク検出装置の利点）
上記のように、アーク検出装置６４は、接続箱１２とＰＣＳ１３との間の電力線路１７ｂに電流センサ３１ｃを設けた簡素な構成により、太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄの何れかにおけるアークの発生を検出することができる。
【００９３】
また、図７および図８に示す太陽光発電システム１では、電流センサ３１ａと接続箱１２との間に並列アークが発生した場合、並列アークにより生じる電流の高周波成分は太陽電池ストリング１１ａよりインピーダンスが低いＰＣＳ１３側を流れるため、並列アークを検出することが難しいという課題がある。同様に、電流センサ３１ｂと接続箱１２との間に並列アークが発生した場合も並列アークにより生じる電流の高周波成分は太陽電池ストリング１１ｂより交流インピーダンスが低いＰＣＳ１３側を流れるため、並列アークを検出することが難しいという課題がある。しかしながら、本実施形態においては電流センサ３１ｃがＰＣＳ１３側に接続されているため、上記のような課題も解決できる。
【００９４】
なお、例えば、図７および図８に示した構成のように、太陽電池ストリング１１ａ，１１ｂごとに電流センサ３１ａ，３１ｂを配置する場合において、上記の課題を解決できるようにするには、逆流防止ダイオード１６ａおよびコンデンサ２７ａよりも下流側であり、かつ、正分岐点１７ｂ１よりも上流側の電力線路１７ｂに電流センサ３１ａを配置し、逆流防止ダイオード１６ｂおよびコンデンサ２７ｂよりも下流側であり、かつ、正分岐点１７ｂ１よりも上流側の電力線路１７ｃに電流センサ３１ｂを配置すればよい。
【００９５】
〔実施形態６〕
図１０は、本発明のさらに別の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。本実施形態の太陽光発電システム１は、図９に示す太陽光発電システム１に比べて、逆流防止ダイオード１６ａ〜１６ｄに代えてヒューズ２８ａ〜２８ｄがそれぞれ設けられている点と、コンデンサ２７ａ〜２７ｄが省略されている点とが異なり、その他の構成は同様である。
【００９６】
ヒューズ２８ａ〜２８ｄは、過電流が流れると回路を遮断するものである。ヒューズ２８ａ〜２８ｄでは交流電流が流れるので、コンデンサ２７ａ〜２７ｄを省略しても、アーク検出装置６４が太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄにおけるアークの発生を検出することができる。
【００９７】
また、例えば太陽電池ストリング１１ａにおいて並列アークが発生し、太陽電池ストリング１１ａの出力電圧が他の太陽電池ストリング１１ｂ〜１１ｄの出力電圧よりも低下すると、ヒューズ２８ａは逆バイアスの状態となる場合がある。この場合、他の太陽電池ストリング１１ｂ〜１１ｄからＤＣ−ＤＣコンバータ２２ｂ〜２２ｄを介しての大電流がヒューズ２８ａに流れて、ヒューズ２８ａが回路を遮断する。これにより、太陽電池ストリング１１ａおよびＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａの破損を防止することができる。また、ヒューズ２８ａが回路を遮断する時の電流の変化を電流センサ３１ｃが検出することにより、アーク検出装置６４は、太陽光発電システム１に何らかの故障が発生していると判断することができる。
【００９８】
〔実施形態７〕
図１１は、本発明の他の実施形態に係るアーク検出装置を備える太陽光発電システムの構成を示す概略の回路図である。本実施形態の太陽光発電システム１は、図９に示す太陽光発電システム１に比べて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄの入力側の電力線路１７ａ，１７ｃ，１７ｅ，１７ｇにコイル２５ａ〜２５ｄ（第１コイル）がそれぞれ新たに設けられる点が異なりその他の構成は同様である。
【００９９】
本実施形態では、バイパス電流経路２３ａ〜２３ｄは、それぞれ、第１の端部がコイル２５ａ〜２５ｄと太陽電池ストリング１１ａ〜１１ｄとの間の電力線路１７ａ，１７ｃ，１７ｅ，１７ｇに接続され、第２の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄと接続箱１２との間の電力線路１７ｂ，１７ｄ，１７ｆ，１７ｈに接続され、コイル２５ａ〜２５ｄおよびＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄを迂回している。
【０１００】
コイル２５ａ〜２５ｄを追加することにより、上述のように、バイパス電流経路２３ａ〜２３ｄをそれぞれ流れる交流電流が多くなり、電流センサ３１ａを流れる交流電流が多くなる。その結果、アークの発生を精度よく検出することができる。なお、コイル２５ａ〜２５ｄは、それぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２ａ〜２２ｄに内蔵されてもよい。
【０１０１】
（付記事項）
なお、上記実施形態では、太陽光発電システムに本発明を適用しているが、これに限定されるものではなく、直流電源を備えた任意の電源システムに本発明を適用することができる。上記直流電源としては、太陽光発電装置の他に、水素燃料と空気中の酸素との電気化学反応により、水素燃料を利用して電気エネルギー（直流電力）を得ることが可能な燃料電池装置、電気エネルギーを蓄積する蓄電池、キャパシタなどの蓄電器、などが挙げられる。
【０１０２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  太陽光発電システム（直流電源システム）
１１ａ  太陽電池ストリング（第１直流電源）
１１ｂ〜１１ｄ  太陽電池ストリング（第２直流電源）
１２  接続箱
１３  ＰＣＳ（負荷装置）
１６ａ〜１６ｄ  逆流防止ダイオード
１７ａ，１８ａ  電力線路（第１電力線）
１７ｂ，１８ｂ  電力線路（第２電力線）
１７ｃ〜１７ｈ，１８ｃ〜１８ｈ  電力線路（第３電力線）
１７ｂ１〜１７ｂ３  正分岐点
１８ｂ１〜１８ｂ３  負分岐点
１９，１９ａ〜１９ｄ  コンデンサ（第１コンデンサ）
２０  コンデンサ（第２コンデンサ）
２７ａ〜２７ｄ  コンデンサ
２１  太陽電池モジュール
２２，２２ａ〜２２ｄ  ＤＣ−ＤＣコンバータ（ＤＣ−ＤＣ変換回路）
２２ａ１  降圧ユニット（ＤＣ−ＤＣ変換回路）
２２ａ２  オプティマイザ（ＤＣ−ＤＣ変換回路）
２３，２３ａ〜２３ｄ  バイパス電流経路
２４  バイパス電流経路
２５，２５ａ〜２５ｄ  コイル（第１コイル）
２６  コイル（第２コイル）
２８ａ〜２８ｄ  ヒューズ
３１ａ〜３１ｃ  電流センサ（電流計測部）
３２  アーク検出処理部（アーク判定部）
６１〜６４  アーク検出装置
【図１】
2018119805.tif 000003
【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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