(57)【要約】【課題】パワーコンディショナから変圧器への通電が停止した後、該通電が再開された際に変圧器に励磁突入電流が流れるのを防ぐことができる系統連系型太陽光発電設備を提供する。【解決手段】パワーコンディショナ２の出力電圧を配電線電圧まで昇圧する変圧器４と配電線３との間に設けられた遮断器５が開かれた直後に、パワーコンディショナ２から波高値が徐々に減衰していく消磁用交流電圧を出力させる消磁用交流電圧発生手段を設けて、消磁用交流電圧を変圧器４の一次側に印加することにより変圧器の鉄心を消磁するようにした。【選択図】    図１
2015154505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイの出力電圧を設定された電圧値を有する直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータから得られる直流出力を交流出力に変換するインバータと、前記インバータが発生する交流出力から高調波成分を除去するフィルタと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を前記設定された電圧値に保つように前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御するコンバータ制御部と、前記インバータから商用周波数の電圧を出力させるように前記インバータを制御するインバータ制御部とを有するパワーコンディショナと、前記パワーコンディショナが出力する交流電圧を連係する配電系統の配電線の電圧まで昇圧する変圧器と、前記変圧器の二次側と前記配電線との間に挿入された遮断器と、配電系統と連係する条件が成立しているときに前記遮断器を投入状態に保持して前記変圧器の二次側を前記配電線に接続し、配電系統と連係する条件が成立しなくなったときに前記遮断器を開いて前記変圧器を前記配電線から切り離す系統連係保護装置とを備え、前記太陽電池アレイの出力が不足したときに前記遮断器を開き、前記パワーコンディショナから変圧器への通電を停止させるように構成された系統連係型太陽光発電設備において、
前記遮断器が開かれた直後に前記パワーコンディショナから波高値が徐々に減衰していく消磁用交流電圧を出力させる消磁用交流電圧発生手段を備え、
前記消磁用交流電圧を前記変圧器の一次側に印加することにより前記変圧器の鉄心を消磁するように構成されていることを特徴とする系統連係型太陽光発電設備。
【請求項２】
前記消磁用交流電圧発生手段は、前記遮断器が開かれたときに前記ＤＣ−ＤＣコンバータの直流出力電圧を漸減させる制御を前記コンバータ制御部に行わせるコンバータ出力漸減制御手段を備えていて、前記遮断器が開かれた際に前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を漸減させることにより前記インバータの出力電圧の波高値を漸減させて前記パワーコンディショナから前記変圧器に前記消磁用交流電圧を印加するように構成されている請求項１に記載の系統連係型太陽光発電設備。
【請求項３】
前記消磁用交流電圧発生手段は、前記遮断器が開かれたときにオン状態にされるスイッチと、前記スイッチを通して前記太陽電池アレイの出力端子間に接続されたバッテリと、前記スイッチがオン状態にされる際に前記バッテリを充電不足の状態にしておくために前記バッテリを放電させる放電回路とを備えていて、前記遮断器が開かれた際に前記太陽電池アレイから前記バッテリに充電電流を供給することにより前記太陽電池アレイの出力電圧を漸減させて前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を漸減させることにより前記インバータの出力電圧の波高値を漸減させて前記パワーコンディショナから前記変圧器に前記消磁用交流電圧を印加するように構成されている請求項１に記載の系統連係型太陽光発電設備。
【請求項４】
前記消磁用交流電圧発生手段は、前記遮断器が開かれたときにオン状態にされるスイッチと、前記スイッチと限流素子とを通して前記太陽電池アレイの出力端子間に接続されたキャパシタと、前記キャパシタを放電させる放電回路とを備えていて、前記遮断器が開かれた際に前記太陽電池アレイから前記キャパシタに充電電流を流すことにより前記太陽電池アレイの出力電圧を漸減させて前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を漸減させることにより前記インバータの出力電圧の波高値を漸減させて前記パワーコンディショナから前記変圧器に前記消磁用交流電圧を印加するように構成されている請求項１に記載の系統連係型太陽光発電設備。
【請求項５】
前記消磁用交流電圧発生手段は、前記遮断器が開かれたときにオン状態にされるスイッチと、前記スイッチを通して前記太陽電池アレイの出力端子間に接続された負荷抵抗とを備えていて、前記遮断器が開かれた際に前記太陽電池アレイから前記負荷抵抗に電流を流すことにより前記太陽電池アレイから前記ＤＣ−ＤＣコンバータに供給する電圧を漸減させて前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を漸減させることにより、前記インバータの出力電圧の波高値を漸減させて前記パワーコンディショナから前記変圧器に前記消磁用交流電圧を印加するように構成されている請求項１に記載の系統連係型太陽光発電設備。
【請求項６】
前記消磁用交流電圧発生手段は、前記遮断器が開かれたときに前記インバータが出力する交流電圧の波高値を漸減させる制御を前記インバータ制御部に行わせるインバータ出力漸減制御手段を備えていて、前記遮断器が開かれた際に前記インバータの出力電圧の波高値を漸減させることにより、前記パワーコンディショナから前記変圧器に前記消磁用交流電圧を印加するように構成されている請求項１に記載の系統連係型太陽光発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池アレイから得られる直流電力を交流電力に変換して商用電力の配電系統に供給する系統連係型の太陽光発電設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
系統連係型の太陽光発電設備は、例えば特許文献１や特許文献２に示されているように、多数の太陽電池モジュールを縦横に並べて構成した太陽電池アレイと、太陽電池アレイの出力電圧を該アレイから最大出力を取り出すのに適した電圧（最適動作電圧）に保ちつつ一定の直流電圧に変換する動作を行うＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータから得られる直流出力を交流出力に変換するインバータと、インバータが発生する交流出力から高調波成分を除去するフィルタと、ＤＣ−ＤＣコンバータ及びインバータを制御する制御部とを有するパワーコンディショナと、パワーコンディショナが出力する交流電圧を連係させる配電系統の電圧まで昇圧する変圧器と、変圧器の二次側と配電線との間に挿入された遮断器と、太陽光発電設備が配電系統と連係する条件が成立しているときに遮断器を投入状態に保持して変圧器の出力が配電系統に供給されるのを許容し、太陽光発電設備が配電系統と連係する条件が成立しなくなったときに遮断器を開いて変圧器を配電系統から切り離す系統連係保護装置とを備えている。
【０００３】
系統連係保護装置は、変圧器の出力電圧に過不足が生じたときや、配電系統で事故や停電が発生したときなどに遮断器を開いて、系統に過電圧が供給されたり、系統から太陽光発電設備に事故電流が流入したり、太陽光発電設備が単独運転状態（配電系統の電源変電所が系統から切り離されている状態で太陽光発電設備が系統に電力を供給する状態）になったりするのを防止する。
【０００４】
上記のように、パワーコンディショナの出力電圧を変圧器により系統電圧まで昇圧して配電系統に供給するようにした系統連係型太陽光発電設備において、太陽電池アレイへの放射照度が低下して、太陽電池アレイの出力電圧が低下したときには、パワーコンディショナの出力が低下するため、変圧器の出力電圧を配電線電圧に維持することができなくなる。パワーコンディショナの出力を配電系統に供給することのみを目的とした売電専用の系統連係型配電設備においては、上記のような状態が生じたときに、配電系統から太陽光発電設備側に電力が逆潮流するのを防ぐ必要があるため、変圧器の出力電圧を配電線電圧まで上昇させることができなくなる程度まで太陽電池アレイの出力電圧が低下したときには、パワーコンディショナの出力を停止させるとともに、遮断器を開いて、配電系統から太陽光発電設備側に電力が逆潮流するのを防ぐようにしている。
【０００５】
また、パワーコンディショナと変圧器の一次巻線との間に一次側遮断器を設けて、太陽電池アレイの出力電圧が低下したときに一次側遮断器を開き、太陽電池アレイの出力電圧が回復したときに一次側遮断器を閉じるように構成することもある。
【０００６】
上記のような系統連係型太陽光発電設備において、パワーコンディショナから変圧器への通電が停止した際に変圧器の鉄心に多くの磁気が残留すると、パワーコンディショナから変圧器への通電が再開されたときに変圧器の鉄心が飽和して大きな励磁突入電流が流れ、この励磁突入電流により、瞬時的な電圧の低下が生じるという問題が生じる。従来は、このような問題が起らないようにするために、変圧器の鉄心の断面積を大きくする設計を行って、鉄心の磁束密度を下げることにより、遮断器を投入した際に変圧器の鉄心が磁気飽和するのを防ぐようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１６４４８４号公報
【特許文献２】特開平２０１２−２０５３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来は、パワーコンディショナから変圧器への通電を開始した際に変圧器に励磁突入電流が流れるのを防ぐために、変圧器の鉄心の断面積を大きくする設計を行って、鉄心の磁束密度を下げることにより、変圧器の鉄心が磁気飽和するのを防ぐようにしていたため、変圧器が大形化するという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、パワーコンディショナの出力電圧を昇圧する変圧器の大形化を招くことなく、パワーコンディショナから変圧器への通電を開始する際に該変圧器に励磁突入電流が流れるのを防ぐことができるようにした系統連係型太陽光発電設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、太陽電池アレイと、太陽電池アレイの出力電圧を設定された電圧値を有する直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータから得られる直流出力を交流出力に変換するインバータと、インバータが発生する交流出力から高調波成分を除去するフィルタと、太陽電池アレイの出力電圧を最適動作電圧に保ち、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を設定された電圧値に保つようにＤＣ−ＤＣコンバータを制御するコンバータ制御部と、インバータから商用周波数の電圧を出力させるようにインバータを制御するインバータ制御部とを有するパワーコンディショナと、パワーコンディショナが出力する交流電圧を連係する配電系統の配電線の電圧まで昇圧する変圧器と、変圧器の二次側と配電線との間に挿入された遮断器と、配電系統と連係する条件が成立しているときに遮断器を投入状態に保持して変圧器の二次側を配電線に接続し、配電系統と連係する条件が成立しなくなったときに遮断器を開いて変圧器を配電線から切り離す系統連係保護装置とを備え、太陽電池アレイの出力が不足したときに前記遮断器を開き、前記パワーコンディショナから変圧器への通電を停止させるように構成された系統連係型太陽光発電設備を対象とする。
【００１１】
本発明においては、前記の目的を達成するため、遮断器が開かれた直後にパワーコンディショナから波高値が徐々に減衰していく消磁用交流電圧を出力させる消磁用交流電圧発生手段を備えて、消磁用交流電圧を変圧器の一次側に印加することにより変圧器の鉄心を消磁するように構成されている。
【００１２】
上記のように構成すると、遮断器が開かれる毎に変圧器の鉄心が消磁されるため、パワーコンディショナから変圧器への通電が停止された後、該通電が再開されたときに変圧器の鉄心が磁気飽和するのを防ぐことができ、変圧器に励磁突入電流が流れるのを防ぐことができる。
【００１３】
本発明の一態様では、上記消磁用交流電圧発生手段が、遮断器が開かれたときにＤＣ−ＤＣコンバータの直流出力電圧を漸減させる制御をコンバータ制御部に行わせるコンバータ出力漸減制御手段を備えていて、遮断器が開かれた際にＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を漸減させることによりインバータの出力電圧の波高値を漸減させてパワーコンディショナから変圧器に消磁用交流電圧を印加するように構成されている。
【００１４】
本発明の他の態様では、消磁用交流電圧発生手段が、遮断器が開かれたときにオン状態にされるスイッチと、該スイッチを通して太陽電池アレイの出力端子間に接続されたバッテリと、スイッチがオン状態にされる際にバッテリを充電不足の状態にしておくためにバッテリを放電させる放電回路とを備えていて、遮断器が開かれた際に太陽電池アレイからバッテリに充電電流を供給することにより太陽電池アレイの出力電圧を漸減させてＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を漸減させることによりインバータの出力電圧の波高値を漸減させてパワーコンディショナから変圧器に消磁用交流電圧を印加するように構成されている。
【００１５】
本発明の他の態様では、消磁用交流電圧発生手段が、遮断器が開かれたときにオン状態にされるスイッチと、該スイッチと限流素子とを通して太陽電池アレイの出力端子間に接続されたキャパシタと、キャパシタを放電させる放電回路とを備えていて、遮断器が開かれた際に太陽電池アレイからキャパシタに充電電流を流すことにより太陽電池アレイの出力電圧を漸減させてＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を漸減させることによりインバータの出力電圧の波高値を漸減させてパワーコンディショナから変圧器に消磁用交流電圧を印加するように構成されている。
【００１６】
本発明の他の態様では、消磁用交流電圧発生手段が、遮断器が開かれたときにオン状態にされるスイッチと、該スイッチを通して太陽電池アレイの出力端子間に接続された負荷抵抗とを備えていて、遮断器が開かれた際に太陽電池アレイから負荷抵抗に電流を流すことにより太陽電池アレイからＤＣ−ＤＣコンバータに供給する電圧を漸減させてＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を漸減させることにより、インバータの出力電圧の波高値を漸減させてパワーコンディショナから変圧器に消磁用交流電圧を印加するように構成されている。
【００１７】
本発明の更に他の態様では、消磁用交流電圧発生手段が、遮断器が開かれたときにインバータが出力する交流電圧の波高値を漸減させる制御をインバータ制御部に行わせるインバータ出力漸減制御手段を備えていて、遮断器が開かれた際にインバータの出力電圧の波高値を漸減させることにより、パワーコンディショナから変圧器に消磁用交流電圧を印加するように構成されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、遮断器が開かれる毎にパワーコンディショナから変圧器に波高値が漸減する消磁用交流電圧を印加して変圧器の鉄心を消磁するようにしたので、パワーコンディショナから変圧器への通電が停止した後、該通電が再開されたときに変圧器の鉄心が磁気飽和するのを防ぐことができ、変圧器に励磁突入電流が流れるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係わる太陽光発電設備の第１の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明に係わる太陽光発電設備の第２の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明に係わる太陽光発電設備の第３の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図４】本発明に係わる太陽光発電設備の第４の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図５】本発明に係わる太陽光発電設備の第５の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図６】本発明に係わる太陽光発電設備の第６の実施形態の構成を示したブロック図である。
【図７】太陽電池アレイの出力電流対出力電圧特性の一例を示したグラフである。
【図８】太陽電池アレイの出力電力対出力電圧特性の一例を示したグラフである。
【図９】太陽電池アレイの最大出力と放射強度との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１ないし図６を参照して、本発明に係る太陽光発電設備の種々の実施形態について説明する。
図１は本発明に係る太陽光発電設備の第１の実施形態を示したものである。同図において、１は太陽電池アレイ、２は太陽電池アレイ１の直流出力を交流出力に変換するパワーコンディショナ、３は配電線、４はパワーコンディショナ２の出力電圧を配電線電圧まで昇圧する連系用変圧器、５は連系用変圧器３の二次側と配電線３との間に設けられた遮断器、６は連係用変圧器４の一次側電圧を検出する計器用変圧器、７は連系用変圧器４の一次電流を検出する電流検出器（変流器）、８は配電線３の電圧を検出する計器用変圧器、９は配電線を流れる電流を検出する電流検出器（変流器）である。本実施形態では、太陽電池アレイ１と、パワーコンディショナ２と、連系用変圧器４と、遮断器５と、計器用変圧器６、８及び電流検出器７，９とにより太陽光発電設備が構成されている。
【００２１】
太陽電池アレイ１は、多数の太陽電池セルの集合体からなる複数の太陽電池モジュールを縦横に並べて、所定の電圧及び電流を得ることができるように直列又は並列に接続した構造を有するもので、太陽光の照射を受けた際にその出力端子間に直流電圧を発生する。系統連系型の太陽光発電設備においては、通常太陽電池アレイ１が複数個設けられ、該複数個の太陽電池アレイの出力端子が逆流阻止ダイオードを介して、パワーコンディショナ２の入力端子間に並列に接続される。
【００２２】
一般に、太陽電池アレイの出力電流と出力電圧との間には、図７に示したような関係がある。同図においてＶo は出力電流が０の時の電圧（開放電圧）であり，Ｉs は太陽電池アレイの出力端子間を短絡したときに流れる電流（短絡電流）である。またＶm 及びＩm はそれぞれ出力が最大になるときの電圧及び電流であり、点Ａは、太陽電池アレイから最大出力を取り出すことができる最適動作点である。通常は、太陽電池アレイから最大の出力を取り出すため、太陽電池アレイの動作点を最適動作点Ａに保つ最適動作点追従制御が行われる。太陽電池アレイの出力電力と出力電圧との間には、図８に示す関係があり、出力電圧が最適動作電圧Ｖm に等しいときに太陽電池アレイの出力電力が最大になる。従って、最適動作点追従制御においては、太陽電池アレイの出力電圧を最適動作電圧Ｖm に保つ制御が行われる。図９に示したように、太陽電池アレイの最大出力電力Ｐmax は、太陽電池アレイの受光面に照射される太陽光の照度（放射照度）にほぼ比例して増加する。図９の縦軸にとった最大出力Ｐmax の単位は、放射強度が１０００［Ｗ／ｍ２］ のときに太陽電池アレイから得られる最大出力Ｐmax に対する百分率である。
【００２３】
放射照度は、太陽電池アレイ毎又は太陽電池モジュール毎に異なることがあるため、最適動作点追従制御は、各太陽電池アレイ毎に行ったり、各太陽電池モジュール毎に行ったりするのが好ましいが、本実施形態では、説明を簡単にするために、パワーコンディショナ２において、太陽光発電設備に設けられるすべての太陽電池アレイに対して最適動作点追従制御を一括して行うものとする。
【００２４】
本実施形態で用いているパワーコンディショナ２は、太陽電池アレイ１の直流出力電圧を一定の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａと、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａが出力する一定の電圧を商用周波数の交流電圧に変換するインバータ２Ｂと、インバータ２Ｂの出力から高調波成分を除去するフィルタ２Ｃと、太陽電池アレイ１からＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａに入力される直流電圧を検出する電圧検出器２Ｄと、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａの出力電圧を検出する電圧検出器２Ｅと、電圧検出器２Ｄ及び２Ｅの検出出力に応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａを制御するコンバータ制御部２Ｆと、計器用変圧器６及び８の検出出力と、電流検出器７及び９の検出出力とに応じてインバータ２Ｂを制御するインバータ制御部２Ｇと、計器用変圧器６と電流検出器７の検出出力に応じて遮断器５を制御する系統連係保護装置２Ｈと、系統連係保護装置２Ｈが遮断器５を開いた際に消磁指令を発生して該消磁指令をコンバータ制御部２Ｆに与える消磁指令発生部２Ｉと、遮断器５が開かれたときにＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａから漸減する直流電圧を出力させるようにＤＣ−ＤＣコンバータを制御するコンバータ出力漸減制御手段２Ｊとを備えている。
【００２５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａは、例えば、太陽電池アレイの出力電圧Ｖ１が印加される入力コンデンサと、入力コンデンサの両端にリアクトルを通して並列に接続されたＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のスイッチ素子と、スイッチ素子の両端の電圧でダイオードを通して充電される出力コンデンサとを備えて、スイッチ素子を一定の周期Ｔでオンオフさせることにより、出力コンデンサの両端に一定の直流電圧Ｖ２を出力する周知のチョッパ回路により構成される。このチョッパ回路において、スイッチ素子のオンオフの周期Ｔに対するスイッチ素子のオン時間Ｔonの比をオンデューティ比α（＝Ｔon／Ｔ）とすると、チョッパ回路の出力電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖ１／（１−α）で与えられる。
【００２６】
上記のようなチョッパ回路からなるＤＣ−ＤＣコンバータを用いる場合、コンバータ制御部２Ｆは、電圧検出器２Ｄにより検出される電圧から太陽電池アレイが配電系統に電力を供給するために十分な出力を発生していることを検出しているときに、電圧検出器２Ｅにより検出される出力電圧Ｖ２を一定とし、電圧検出器２Ｄにより検出される電圧Ｖ１を最適動作電圧Ｖｍに保つように、デューディ比αを調整することにより、出力電圧Ｖ２を一定としつつ、太陽電池アレイの出力電圧Ｖ１を最適動作電圧Ｖｍに保つ制御（最適動作点追従制御）を行い、電圧検出器２Ｄにより検出される電圧から太陽電池アレイの出力が不足していることが検出されているときには、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａの動作を停止させる。
【００２７】
インバータ２Ｂは例えば、各アームがＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ素子により構成されたフルブリッジ型のスイッチング回路により構成される。この場合インバータ制御部２Ｇは、ブリッジの対角位置にあるスイッチ素子を交互にオン状態にすることにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａから与えられる一定の直流電圧Ｖ２を波高値が一定で周波数が商用周波数に等しい交流電圧に変換する。インバータ制御部２Ｇはまた、計器用変圧器６により検出されるパワーコンディショナ２の出力電圧の位相及び電流検出器７により検出されるパワーコンディショナの出力電流の位相をそれぞれ計器用変圧器８により検出される配電線電圧の位相及び電流検出器９により検出される配電線電流の位相と同位相とするようにインバータ２Ｂを制御するか、又はパワーコンディショナから出力される有効電力及び無効電力をそれぞれの目標値に等しくするようにインバータ２Ｂを制御する。。
【００２８】
系統連係保護装置２Ｈは、太陽光発電設備が配電系統と連係する条件が成立しているときに遮断器５を投入状態に保持して変圧器４の二次側を配電線３に接続し、太陽光発電設備が配電系統と連係する条件が成立しなくなったときに遮断器５を開いて変圧器４を配電線３から切り離す系統連係保護動作を行う。図示の系統連係保護装置は、電圧検出器２Ｄにより太陽電池アレイ１の出力電圧が不足していることが検出されたときや、計器用変圧器６により検出される電圧が不足しているとき、及び計器用変圧器８により検出される配電線電圧と変流器９により検出される配電線電流の位相関係等から太陽光発電設備が単独運転状態になったことが検出されたときに遮断器５を開いて変圧器４を配電線３から切り離し、これらの状態が検出されないときに遮断器５を投入状態に保持するように構成されている。
【００２９】
消磁指令発生部２Ｉは、系統連係保護装置２Ｈが遮断器５を開いたときに、系統連係保護装置から信号をもらって、コンバータ出力漸減制御手段２Ｊに消磁指令を与える部分である。消磁指令発生部２Ｉが消磁指令を発生すると、コンバータ出力漸減制御手段２Ｊがコンバータ制御部２Ｆに最適動作点追従制御を中断させて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａの出力電圧を徐々に減衰させる制御を行わせる。この制御は、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成するチョッパ回路のスイッチ素子のオンデューティ比を時間の経過に伴って徐々に小さくしていくことにより行うことができる。ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａの出力電圧を漸減させると、インバータ２Ｂの出力の波高値が徐々に減衰していき、パワーコンディショナ２から波高値が徐々に減衰していく消磁用交流電圧が出力される。この消磁用交流電圧は連係用変圧器４の一次コイルに印加されるため、変圧器４の鉄心が消磁させられる。
【００３０】
上記のように、本実施形態に係る太陽光発電設備においては、遮断器５が開かれる毎にパワーコンディショナ２から変圧器４に、波高値が漸減していく消磁用交流電圧を印加して変圧器の鉄心を消磁するので、パワーコンディショナ２から変圧器４への通電が停止した後、該通電が再開されたときに変圧器４の鉄心が磁気飽和するのを防ぐことができ、変圧器４に励磁突入電流が流れるのを防ぐことができる。
【００３１】
図１に示した実施形態では、消磁指令発生部２Ｉと、消磁指令発生部が消磁指令を発生したときにＤＣ−ＤＣコンバータの直流出力電圧を漸減させる制御をコンバータ制御部２Ｆに行わせるコンバータ出力漸減制御手段２Ｊとにより、遮断器が開かれたときにパワーコンディショナ２から消磁用交流電圧を出力させる消磁用交流電圧発生手段が構成されている。
【００３２】
図２は本発明の第２の実施形態の構成を示したものである。本実施形態では、系統連係保護装置２Ｈが遮断器５を開いて、消磁指令発生手段２Ｉが消磁指令を発生したときにオン状態にされるスイッチ１０と、スイッチ１０と充電回路１１とを通して太陽電池アレイ１の出力端子間に接続されたバッテリ１２と、スイッチ１０がオン状態にされる際にバッテリを充電不足の状態にしておくためにバッテリを放電させる放電回路１３とが設けられている。本実施形態においては、消磁指令発生部２Ｉと、スイッチ１０と、充電回路１１と，バッテリ１２と、放電回路１３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａと、インバータ２Ｂとにより消磁用交流電圧発生手段が構成され、遮断器５が開かれた際に太陽電池アレイ１からバッテリ１２に充電電流を供給することにより太陽電池アレイ１の出力電圧を漸減させて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａの出力電圧を漸減させ、これによりインバータ２Ｂの出力の波高値を漸減させて、パワーコンディショナ２から消磁用交流電圧を出力させる。バッテリ１２に充電されたエネルギを有効利用するため、放電回路１３は、バッテリ１２を何らかの負荷を通して放電させるように構成するのが好ましい。例えばバッテリ１２を、パワーコンディショナ２を駆動する電源や、パワーコンディショナを冷却する送風機を駆動する電源や、パワーコンディショナが配置されている盤内を照明する照明器具を点灯させるための電源や、発電設備が設置されている施設内にある何らかの負荷を駆動する電源の一部として用いるようにするのが好ましい。
【００３３】
図３は本発明の第３の実施形態を示したもので、本実施形態では、遮断器５が開かれたときにオン状態にされるスイッチ１０と、該スイッチ１０と限流素子（電流を制限する抵抗素子）１４とを通して太陽電池アレイ１の出力端子間に接続されたキャパシタ１５と、キャパシタ１５を放電させる放電回路１６とが設けられている。本実施形態では、消磁指令発生部２Ｉと、スイッチ１０と、限流素子１４と、キャパシタ１５と、放電回路１７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａと、インバータ２Ｂとにより消磁用交流電圧発生手段が構成されていて、遮断器５が開かれた際に太陽電池アレイ１から限流素子１４を通してキャパシタ１５に充電電流を流すことにより太陽電池アレイ１の出力電圧を漸減させてＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａの出力電圧を漸減させることにより、インバータ２Ｂの出力電圧の波高値を漸減させてパワーコンディショナ２から消磁用交流電圧を出力させるようになっている。
【００３４】
図４は本発明の第４の実施形態を示したものである。本実施形態においては、遮断器５が開かれたときにオン状態にされるスイッチ１０と、該スイッチを通して太陽電池アレイ１の出力端子間に接続された負荷抵抗１７とが設けられ、消磁指令発生部２Ｉと、スイッチ１０と、負荷抵抗１７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａと、インバータ２Ｂとにより消磁用交流電圧発生手段が構成されている。この例では、遮断器５が開かれた際に太陽電池アレイ１からスイッチ１０を通して負荷抵抗１７に負荷電流を流すことにより太陽電池アレイ１の出力電圧を漸減させてＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａの出力電圧を漸減させ、これにより、インバータ２Ｂの出力電圧の波高値を漸減させて、パワーコンディショナ２から消磁用交流電圧を出力させる。
【００３５】
図５は本発明の第５の実施形態を示したものである。図１ないし図４に示した実施形態においては、パワーコンディショナ２の出力が直接連系用変圧器４に入力されているが、図５に示した実施形態では、変圧器４の一次側とパワーコンディショナ２の出力端との間に遮断器２０を挿入して、必要なときにこの遮断器２０を開くようにしている。図５に示した例では、遮断器２０を制御する遮断器制御部２Ｋが設けられて、この遮断器制御部に太陽電池アレイ１の出力電圧を検出する電圧検出器２Ｄの検出出力が与えられている。遮断器制御部２Ｋは、電圧検出器２Ｄにより太陽電池アレイ１が十分に大きな出力を発生していることが検出されているときに遮断器２０を投入状態に保持して、パワーコンディショナ２の出力が変圧器４に入力されるのを許容する。
【００３６】
遮断器制御部２Ｋはまた、電圧検出器２Ｄにより太陽電池アレイの出力電圧が不足していることが検出されたときに、先ず消磁指令発生部２Ｊから消磁指令を発生させてコンバータ制御部２ＦにＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａの出力電圧を漸減させる制御を行わせることによりパワーコンディショナ２から消磁用交流電圧を発生させた後、一定の時間が経過したとき（変圧器４の鉄心の消磁が完了したとき）に、遮断器２０に遮断指令を与えて該遮断器を開いて、パワーコンディショナ２を変圧器４から切り離す。
【００３７】
図６は本発明の第６の実施形態を示したもので、本実施形態では、遮断器５が開かれて消磁指令発生部２Ｉが消磁指令を発生したときにインバータ２Ｂが出力する交流電圧の波高値を漸減させる制御をインバータ制御部２Ｇに行わせるインバータ出力漸減制御手段２Ｌが設けられていて、遮断器５が開かれた際にインバータの出力電圧の波高値を漸減させることにより、パワーコンディショナ２から変圧器に消磁用交流電圧を印加するように構成されている。インバータ２Ｂの出力の波高値を漸減させる制御は、インバータ２Ｂを構成するスイッチにデューティ比が時間の経過に伴って小さくなっていく矩形波状のＰＷＭ制御信号を与えて，インバータ２Ｂの出力電圧の平均値を漸減させることにより行うことができる。
【００３８】
上記の各実施形態から明らかなように、本発明においては、系統連系用変圧器４と配電線との間に設けられた遮断器５が開かれる毎にパワーコンディショナから変圧器に波高値が漸減する消磁用交流電圧を印加して変圧器の鉄心を消磁するので、パワーコンディショナ２から変圧器４への通電が停止した後、該通電が再開されたときに変圧器４の鉄心が磁気飽和するのを防いで、変圧器に励磁突入電流が流れるのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  太陽電池アレイ
２  パワーコンディショナ
２Ａ  ＤＣ−ＤＣコンバータ
２Ｂ  インバータ
２Ｃ  フィルタ
２Ｄ  電圧検出器
２Ｅ  電圧検出器
２Ｆ  コンバータ制御部
２Ｇ  インバータ制御部
２Ｈ  系統連係保護装置
２Ｉ  消磁指令発生部
２Ｊ  コンバータ出力漸減制御手段
２Ｋ  遮断器制御部
２Ｌ  インバータ出力漸減制御手段
３  配電線
４  連系用変圧器
５  遮断器
６  計器用変圧器
７  変流器
８  計器用変圧器
９  変流器
【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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