(57)【要約】【課題】  簡単な構成を有し安価に製造できる直流アーク検出装置を提供する。【解決手段】  直流系統ラインに流れる電流から直流アークノイズ成分が重畳される周波数帯域を含むアナログ信号を抽出し、抽出されたアナログ信号をディジタルデータに変換し、変換されたディジタルデータに窓関数を乗算して、乗算結果のディジタルデータを出力する。乗算結果のディジタルデータを高速フーリエ変換して、変換結果のディジタルデータを出力し、変換結果のディジタルデータから複数のパワースペクトルを算出し、算出された複数のパワースペクトルをパワーの大きさの順序でソートする。ソートした複数のパワースペクトルから、しきい値処理するデータ領域に含まれる複数のパワースペクトルを抽出した後、抽出した複数のパワースペクトルの少なくとも１つを所定のしきい値と比較し、所定の比率以上のパワースペクトルがしきい値を超えたときに直流アークの発生を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流系統ラインに流れる電流を検出する電流検出手段と、
上記検出された電流から直流アークノイズ成分が重畳される周波数帯域を含むアナログ信号を抽出する信号抽出手段と、
上記抽出されたアナログ信号をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、
上記変換されたディジタルデータに窓関数を乗算して、乗算結果のディジタルデータを出力する窓関数演算手段と、
上記乗算結果のディジタルデータを高速フーリエ変換して、変換結果のディジタルデータを出力するＦＦＴ演算手段と、
上記変換結果のディジタルデータから複数のパワースペクトルを算出するパワースペクトル演算手段と、
上記算出された複数のパワースペクトルをパワーの大きさの順序でソートするソート処理手段と、
上記ソートした複数のパワースペクトルから、しきい値処理するデータ領域に含まれる複数のパワースペクトルを抽出した後、上記抽出した複数のパワースペクトルの少なくとも１つを所定のしきい値と比較し、所定の比率以上のパワースペクトルが上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定する直流アーク判定手段とを備えることを特徴とする直流アーク検出装置。
【請求項２】
上記直流アーク判定手段は、上記抽出した複数のパワースペクトルのパワーの総和を所定のしきい値と比較し、上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定することを特徴とする請求項１記載の直流アーク検出装置。
【請求項３】
上記直流アーク判定手段は、上記しきい値との比較を時系列で複数回行い、所定の期間内に上記しきい値を超えた回数が所定の回数以上となったときに直流アークの発生を判定することを特徴とする請求項１又は２記載の直流アーク検出装置。
【請求項４】
上記直流系統ラインを接続するときに、直流アークが発生していない直流系統ラインにおけるパワーに基づいて、上記しきい値を設定する設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の直流アーク検出装置。
【請求項５】
上記設定手段は、直流アークが発生していない直流系統ラインにおけるパワーの最大値に基づいて、上記しきい値を設定することを特徴とする請求項４記載の直流アーク検出装置。
【請求項６】
電流検出手段が、直流系統ラインに流れる電流を検出するステップ、
信号抽出手段が、上記検出された電流から直流アークノイズ成分が重畳される周波数帯域を含むアナログ信号を抽出するステップと、
Ａ／Ｄ変換手段が、上記抽出されたアナログ信号をディジタルデータに変換するステップと、
窓関数演算手段が、上記変換されたディジタルデータに窓関数を乗算して、乗算結果のディジタルデータを出力するステップと
ＦＦＴ演算手段が、上記乗算結果のディジタルデータを高速フーリエ変換して、変換結果のディジタルデータを出力するステップと、
パワースペクトル演算手段が、上記変換結果のディジタルデータから複数のパワースペクトルを算出するステップと、
ソート処理手段が、上記算出された複数のパワースペクトルをパワーの大きさの順序でソートするステップと、
直流アーク判定手段が、上記ソートした複数のパワースペクトルから、しきい値処理するデータ領域に含まれる複数のパワースペクトルを抽出した後、上記抽出した複数のパワースペクトルの少なくとも１つを所定のしきい値と比較し、所定の比率以上のパワースペクトルが上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定するステップとを含むことを特徴とする直流アーク検出方法。
【請求項７】
上記直流アークの発生を判定するステップは、上記抽出した複数のパワースペクトルのパワーの総和を所定のしきい値と比較し、上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定することを特徴とする請求項６記載の直流アーク検出方法。
【請求項８】
上記直流アークの発生を判定するステップは、上記しきい値との比較を時系列で複数回行い、所定の期間内に上記しきい値を超えた回数が所定の回数以上となったときに直流アークの発生を判定することを特徴とする請求項６又は７記載の直流アーク検出方法。
【請求項９】
設定手段が、上記直流系統ラインを接続するときに、直流アークが発生していない直流系統ラインにおけるパワーに基づいて、上記しきい値を設定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６〜８のうちのいずれか１つに記載の直流アーク検出方法。
【請求項１０】
上記設定するステップは、直流アークが発生していない直流系統ラインにおけるパワーの最大値に基づいて、上記しきい値を設定することを特徴とする請求項９記載の直流アーク検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば太陽光発電システムにおける直流系統において、直流アークの発生を検出する直流アーク検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電などの直流系統においては、交流系統と異なり、電圧がゼロクロスしないため、ネジの締め付け不良や、ケーブル劣化により、系統が微弱な距離で直列に離れた状態となって直流アークが発生するとアークが消弧せずに高熱状態となり、最悪発火して火災に至る場合がある。これは、アークが発生すると、発生箇所で陰極降下電圧である１５Ｖ程度の電圧ドロップが発生し、直流アークの発生前とほぼ同じ程度の電流が流れ、発生箇所で電圧と電流を乗算した電力により発熱するが、過電流が流れるわけではないため、ブレーカやヒューズにより事故発生箇所を遮断することができないためである。
【０００３】
直流アークが発生すると、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の範囲に渡り、白色雑音に近いノイズが出力される。これは電圧や電流に成分として現れる。以下、この成分を「直流アークノイズ」という。
【０００４】
太陽光発電には通常パワーコンディショナー（以下、「パワコン」という。）が接続されており、これが、発電した直流電圧を交流電圧に変換して、電力会社等の配電系統に重畳して買電する。パワコンは通常直流電圧をスイッチングによるインバータ処理により、これを実現している。このスイッチング処理により発生するスイッチング周波数とその高調波成分を含む高周波成分が電圧や電流に重畳される。このスイッチング周波数は数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚであり、機種により固定周波数であったり、周波数が変動したりする。また、このパワコンのスイッチングにより発生する高周波成分は、直流アークにより発生する成分よりも大きな値である。そのため、直流アークノイズ成分が単純に増えたという処理では直流アークを検知することができない。
【０００５】
このような状況で直流アークを検出する手法としては、高速フーリエ変換（以下、「ＦＦＴ」という。）による周波数変換をした後に、マハラノビス距離を算出してパラメータ化して評価値とし、予め決めたしきい値を超えたときに、直流アークの発生を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２７８７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記方法では、マハラノビス距離の算出など複雑な処理が必要であり、高速検知が必要な直流アークの検出のためには、高価なＣＰＵを必要としていた。
【０００８】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して簡単な構成を有し、しかも安価に製造できる直流アーク検出装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る直流アーク検出装置は、
直流系統ラインに流れる電流を検出する電流検出手段と、
上記検出された電流から直流アークノイズ成分が重畳される周波数帯域を含むアナログ信号を抽出する信号抽出手段と、
上記抽出されたアナログ信号をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、
上記変換されたディジタルデータに窓関数を乗算して、乗算結果のディジタルデータを出力する窓関数演算手段と、
上記乗算結果のディジタルデータを高速フーリエ変換して、変換結果のディジタルデータを出力するＦＦＴ演算手段と、
上記変換結果のディジタルデータから複数のパワースペクトルを算出するパワースペクトル演算手段と、
上記算出された複数のパワースペクトルをパワーの大きさの順序でソートするソート処理手段と、
上記ソートした複数のパワースペクトルから、しきい値処理するデータ領域に含まれる複数のパワースペクトルを抽出した後、上記抽出した複数のパワースペクトルの少なくとも１つを所定のしきい値と比較し、所定の比率以上のパワースペクトルが上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定する直流アーク判定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
従って、本発明によれば、ＦＦＴ演算後のパワースペクトルデータをソート処理し、パワコンノイズ除去後にしきい値処理することにより、パワコンのスイッチング周波数によらずパワコンノイズを除去して、簡単な処理により直流アークを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る直流アークを検出するための直流アーク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の直流アーク検知部４の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る直流アーク検出装置の直流アーク検知部４Ａの詳細構成を示すブロック図である。
【図４】図１の直流アーク検出装置において、データ収集区間とデータ処理周期を説明する第一の図である。
【図５】図１の直流アーク検出装置において、データ収集区間とデータ処理周期を説明する第二の図である。
【図６】一般的なパワコンノイズのパワースペクトルを説明する図である。
【図７】一般的な直流アークノイズが重畳したときのパワースペクトルを説明する図である。
【図８】図１のソート処理部１４により実行されるパワースペクトルのソート処理を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る直流アーク検出装置における複数回しきい値処理を説明する第一の図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る直流アーク検出装置における複数回しきい値処理を説明する第二の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００１３】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る直流アークを検出するための直流アーク検出装置の構成を示すブロック図である。図１において、直流アーク検出装置は、電流検出器１と、直流アークノイズ成分抽出部２と、Ａ／Ｄ変換器３と、直流アーク検知部４とを備えて構成される。
【００１４】
図１において、直流系統ライン１０に電流を検出するための電流検出器１を取り付ける。ここで、電流検出器１としては、電流変成器、シャント抵抗、ホール素子、ＭＲ素子などを使った電流センサがある。電流が取り出せるセンサであれば何でも良い。次いで、直流アークノイズ成分抽出部２は、電流検出器１で検出した電流から直流アークノイズが重畳される周波数帯域の成分を含むアナログ信号を取り出す。直流アークノイズ成分は主に１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度に存在する白色ノイズに似た成分である。これらをアナログバンドパスフィルタなどにより抽出する。なお、広帯域高速Ａ／Ｄ変換器でサンプリングしておいて、後でデジタルフィルタなどにより抽出しても構わない。直流アークノイズは数１０ｍＡ程度の振幅を持つ信号であり、パワコンのノイズは数百ｍＡ程度の振幅をもつ信号であるので、後段にあるＡ／Ｄ変換器３の入力レンジに合わせてアンプなどにより適切に増幅する。Ａ／Ｄ変換器３では必要とする成分の周波数よりも２倍以上のサンプリング周波数でアナログ信号をディジタルデータに変換する。サンプリング周波数は例えば５００ｋＨｚ程度に設定される。Ａ／Ｄ変換されたディジタルデータは直流アーク検知部４に送られて、直流アークを検知して直流アーク検知出力信号を出力する。当該直流アーク検知出力信号を出力する先としては、警報装置や直流系統を保護するための遮断器などがある。
【００１５】
図２は図１の直流アーク検知部４の詳細構成を示すブロック図である。図２において、直流アーク検知部４は、窓関数演算部１１と、ＦＦＴ演算部１２と、パワースペクトル演算部１３と、ソート処理部１４と、直流アーク判定部１５とを備えて構成され、例えばディジタル演算回路などのハードウエア、もしくはディジタル計算機のソフトウェアなどで構成される。以下、図２の各ブロックについて説明する。
【００１６】
図４は図１の直流アーク検出装置において、データ収集区間とデータ処理周期を説明する第一の図であり、Ａ／Ｄ変換するデータを模式的に示したものである。図４において、横軸は時間、縦軸は振幅である。
【００１７】
図１のＡ／Ｄ変換器３は図４中の両矢印で示すデータ収集区間Ｔ０の波形をＡ／Ｄ変換する。データ収集区間Ｔ０において、例えば５００ｋＨｚのサンプリング周波数で、２のｎ乗個（ｎは正の整数）のサンプリングを行うように、アナログ信号はサンプリング処理される。例えば１０２４点であれば約２ｍｓｅｃのデータとなる。データ個数が多いほど周波数分解能を上げることができる。後段のＦＦＴを考慮すると、サンプリング数は２のｎ乗個が望ましいが、２のｎ乗個である必要は無い。なお、図４はデータ収集区間とデータ処理周期が同じＴ０である場合である。
【００１８】
図５は図１の直流アーク検出装置において、データ収集区間Ｔ１とデータ処理周期Ｔ２を説明する第二の図であり、データ収集区間Ｔ１とデータ処理周期Ｔ２が異なる場合を模式的に示した図である。点線の両矢印区間がデータ処理周期Ｔ２となる。演算処理を行なうＣＰＵなどのディジタル演算回路の処理能力に応じてデータ処理周期は設定することができ、データ収集区間Ｔ１は連続している必要はない。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換されたディジタルデータはデータ収集区間で直流オフセット除去処理をされた後に、窓関数演算部１１において窓関数処理される。すなわち、窓関数演算部１１は入力されるディジタルデータに対して所定の窓関数を乗算して、乗算結果のディジタルデータを出力する。ここで、窓関数としては、サイドローブを抑えることのできるブラックマンの窓が望ましいが、他の窓関数を用いても構わない。
【００２０】
次いで、ＦＦＴ演算部１２は入力されるディジタルデータに対してＦＦＴ演算を行って、周波数毎の実部と虚部のディジタルデータを生成して出力する。パワースペクトル演算部１３は、ＦＦＴ演算によって出力された周波数毎の実部と虚部のデータの自乗和（正規化していないが、以下、「パワースペクトル」という。）を演算して出力する。
【００２１】
ここで、直流系統ライン１０にパワコンが接続され、当該パワコンが動作していて、系統電流にパワコンノイズがあるときのパワースペクトルについて説明する。
【００２２】
図６は一般的なパワコンノイズのパワースペクトルを説明する図であり、パワコンノイズが系統電流に重畳したときのパワースペクトルを示す。図６において、横軸は周波数、縦軸はパワーを表す。パワコンノイズが系統電流に重畳したときのパワースペクトルにおいては、パワコンのスイッチング周波数を基本波として、その高調波成分がパワースペクトルとして現れる。高調波成分はパワコンのスイッチング周波数のｍ倍（ｍは２以上の正の整数である。）の周波数となる。計測データには系統及び計測系に存在する暗ノイズ成分も存在する。暗ノイズは通常白色ノイズである。
【００２３】
次に直流アークが発生したときのパワースペクトルについて説明する。
【００２４】
図７は一般的な直流アークノイズが重畳したときのパワースペクトルを説明する図である。直流アークノイズは上述したように、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の周波数を有し、白色ノイズに似た成分で重畳される。通常、パワコンのスイッチング周波数成分は直流アークノイズに比べて大きな値である。
【００２５】
図２のソート処理部１４では、図６と図７におけるパワースペクトルデータを指定した所定の区間でソート処理を行なう。このソート処理はより小さいパワーからより大きいパワーに向かう昇順で並べ替える処理を行なう。指定する区間は例えば直流アークノイズが重畳する１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚである。
【００２６】
図８は図１のソート処理部１４により実行されるパワースペクトルのソート処理を説明する図であり、このソート処理を行なった結果を模式的に示した図である。図８において、縦軸はパワーであり、横軸はソート順序番号（昇順）である。ソート処理を実行すると、パワーの大きなパワコンのスイッチング周波数成分、及びその高調波成分は図８の右側に集中する。また、窓関数によりサイドローブは抑えられているが、その周辺のある程度大きな値も右側に集まる。これは、パワコンのスイッチング周波数によらず、右側に集まる。左側にはパワコンのスイッチング周波数やその高調波が存在しない区間のデータが集まる。
【００２７】
図８において、直流アークノイズがある場合を破線で、直流アークノイズがない場合を実線で示す。右側にはパワコンのスイッチング周波数とその高調波成分が集まり、左側にはこれらの周波数成分のない区間のデータが集まる。すなわち、高調波の周波数がどこであるかを考えなくても、パワコンのスイッチング周波数と高調波成分を、それ以外の成分と分離することができることを意味する。例えば、図８のソート順序番号のＡを境に左側をパワコンノイズとその高調波成分を除去したデータ使用区間として分離することが可能である。
【００２８】
ここで、図８のソート順序番号Ａの設定方法について以下に補足する。ソート順序番号Ａは、しきい値処理するためのデータ領域（データ使用区間）を決定するためのしきい値となる。ソート順序番号Ａは、例えば、実際にパワコンが動作している状態と動作していない状態で計測を行い、ソート後にパワコンが動作している場合に右側に現れる大きな成分が、動作していない場合に対して大きく変化し始める付近に設定する。いくつか代表的なパワコンに対して対応できる閾値を設定する。または、通常はパワコンのスイッチング周波数を含めて５個程度の高調波成分が現れるので、窓関数による高調波成分のビンの幅を考慮して決めることもできる。例えばブラックマンの窓であれば５ビン程度の幅を持つので、５個×５ビン＝２５程度右側から数えた付近にソート順序番号Ａを設定する。ソート順序番号Ａについては計測データの平均値と分散や、最大値を基に設定する。
【００２９】
次に、図２の直流アーク判定部１５について説明する。直流アーク判定部１５は例えば図８における横軸Ａにおいてしきい値を設定し、そのときのパワーが設定したしきい値を越えたときにアークが発生したと検知する。すなわち、直流アーク判定部１５は、上記ソートした複数のパワースペクトルから、しきい値処理するデータ領域に含まれる複数のパワースペクトルを抽出した後、上記抽出した複数のパワースペクトルの少なくとも１つを所定のしきい値と比較し、所定の比率以上のパワースペクトルが上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定する。もしくは、例えばデータ使用区間の各点においてしきい値を設定しておいて、データ使用区間内のデータを全て加算した値が、データ区間内のしきい値を全て加算した値を越えたときにアークが発生したと検知する。すなわち、直流アーク判定部１５は、上記抽出した複数のパワースペクトルのパワーの総和を所定のしきい値と比較し、上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定してもよい。
【００３０】
また、さらに別の構成としては、データ使用区間の複数の点に対してしきい値を設定しておき、各点においてパワーを設定したしきい値と比較する。比較した結果、パワーがしきい値を超えた点の比率が所定の比率以上であったときにアークが発生したと検知する。所定の比率としては、少なくとも５０％であることが望ましい。具体例としては、データ使用区間の１０点のパワーをしきい値と比較し、しきい値を超えた点が６点以上の場合、すなわち所定の比率が６０％以上であったときにアークが発生したと検知する。これにより、データ使用区間内の複数のデータを用いてアークの発生を検知することで、誤検知を抑制する効果が得られる。一方、用いるデータの数を減らせば構成を簡易化することが可能となる。使用環境によって重視される項目を考慮して、構成を適宜選択することができる。
【００３１】
なお、横軸Ａにおいてしきい値を設定する上述の例のように、１つのデータをしきい値と比較する構成では、パワーがしきい値を超える比率としては０％と１００％しか発生せず、実質的にその１つのデータがしきい値を超えたか否かで判定することになる。
【００３２】
以上説明したように、パワースペクトルデータをソート処理することにより、パワコンのスイッチング周波数とその高調波を簡単に分離することができ、パワコンのスイッチング周波数がいくつであるかを気にすることなく、直流アークの発生を検知することが可能となる。
【００３３】
なお、ソート処理部１４によるソート処理では昇順に並べたが、降順に並べても構わない。その場合には図８のグラフが左右反転するだけである。また、図８ではデータ使用区間を最も小さいソート順から使用したが、使用開始するソート順を設定しても構わない。さらに、ここでは、パワースペクトルとしたが対数を取ってｄＢ化したデータや、パワースペクトルを平方根したデータを使用しても構わない。また、ここでは電流としたが、電圧又は電力に現れる直流アークノイズ成分に対しても同様の処理を行なうことで直流アークを検出することが可能である。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態１ではしきい値を１回でも超えると直流アークノイズが発生したと判断した。しかし、系統ライン上にあるブレーカなどをオン、オフした際にもブレーカ内の端子間で短時間ではあるが直流アークが発生する。よって、１回だけのしきい値処理ではブレーカのオン、オフ動作を事故による直流アークの発生であると誤判定する可能性がある。また、オン、オフ時には直流アークノイズに比して非常に大きなインパルス的な電流変化が発生して広周波数帯域の成分となり、それを直流アークと判定してしまう可能性がある。また、それ以外の突発的なノイズに対して誤判定する可能性がある。
【００３５】
そこで、実施の形態２では、図２の直流アーク判定部１５において、１回のしきい値処理だけでなく、複数回のしきい値処理により、確実に事故による直流アーク判定を行なうことを特徴としている。すなわち、直流アーク判定部１５は、上記しきい値との比較を時系列で複数回行い、所定の期間内に上記しきい値を超えた回数が所定の回数以上となったときに直流アークの発生を判定する。
【００３６】
図９及び図１０は本発明の実施の形態２に係る直流アーク検出装置における複数回しきい値処理を説明する図である。ここで、図９は事故による直流アークのしきい値処理データをデータ処理順に並べた模式図であり、図９において、縦軸はしきい値処理後データ、横軸は処理区間順序番号（昇順）である。また、図１０は複数回のしきい値処理による方法を説明する図９に対応した説明図であり、図１０において、縦軸は０を超える数（以下、「０超え数」という。）、横軸は処理区間順序番号（昇順）である。
【００３７】
図９のグラフにおいて、事故による直流アークが矢印Ｃで示す時点で発生したとする。直流アークは常に同じパワーではなく、大きくなったり、小さくなったりする。そのため、しきい値を超えたり超えなかったりする。図１０のグラフでは、現在のデータ処理周期を含む過去１０回のデータ処理周期においてしきい値を何回超えたかを示しており、直流アークの発生後はその数が徐々に増えていく。図１０では事故による直流アークの発生のしきい値となる回数を６回とした。この個数はブレーカのオン、オフによる直流アークを検知しない長さに設定する。また、ここでは１０回のデータ処理周期としたが、これも事故による直流アークを検知したい時間である所定の区間（時間期間）や規格などの制限により設定する。図１０では、アーク検知は図１０のＢにおいて出力される。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態２によれば、例えば所定の区間において、抽出したデータ領域の複数のパワースペクトルを所定のしきい値と比較し、複数のパワースペクトルのうち複数である所定数のパワースペクトルが上記しきい値を超えたときに直流アークの発生を判定する。従って、複数回のしきい値処理を行なえば、ブレーカのオン、オフ時における短いアークに対する誤判定や、突発的なノイズによる誤判定を防ぐことができる。
【００３９】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３に係る直流アーク検出装置の直流アーク検知部４Ａの詳細構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る直流アーク検知部４Ａは、実施の形態１に係る図２の直流アーク検知部４に比較して、しきい値設定部１６をさらに備えたことを特徴とする。
【００４０】
直流アークが発生しても、ある程度大きな電流が流れなければ端子損傷や火災までには至らない。直流アークを検知するためのしきい値はある程度損傷が発生すると思われる値に事前に設定される。しかし、微弱な直流アークノイズであっても検出するためには、しきい値を系統設置時に決めると良い。図３は系統ライン接続時にしきい値を決めるためのブロック図を示す。直流アークが発生してない直流系統ライン１０においてパワコン動作時の波形を計測する。この波形を何回か計測してソート順のパワーデータを生成する。各ソート順で最大値を基準にしてしきい値を設定したり、分散を基準にしきい値を設定することが可能である。前者の場合は、例えば、パワーの最大値よりも若干のマージンを加算した値をしきい値とする。また、後者の場合は、前者に加えて分散を考慮してしきい値を設定する。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態３によれば、直流系統ライン１０を接続するときに、直流アークが発生していない直流系統ライン１０におけるパワーに基づいて、上記しきい値を設定するので、系統毎に微弱な直流アークの発生時においても、確実に直流アークの発生を検知することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、例えば太陽光発電システムにおける直流系統において、直流アークの発生を検出する直流アーク検出装置及び方法を提供できる。
【符号の説明】
【００４３】
１  電流検出器、２  直流アークノイズ成分抽出部、３  Ａ／Ｄ変換器、４，４Ａ  直流アーク検知部、１０  直流系統ライン、１１  窓関数演算部、１２  ＦＦＴ演算部、１３  パワースペクトル演算部、１４  ソート処理部、１５  直流アーク判定部、１６  しきい値設定部。
【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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