(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置に流れる電流を検出する電流センサの検出値が予め設定された過電流判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて当該エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を出力する電流検出部と、
配線を介して前記電流検出部の状態検出値の入力を受け付け、前記電流検出部の状態検出値が予め設定された過電流異常判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて異常を検出する異常検出部と、
を備えた電力変換装置の制御装置。
【請求項２】
前記電流検出部は、過電流比較器とスイッチとを有し、前記電流センサの検出値が前記過電流判定値よりも大きい場合に前記過電流比較器がエラー信号を出力し、当該エラー信号による前記スイッチの動作に基づいて当該エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を出力し、
前記異常検出部は、異常検出比較器を有し、前記電流検出部の状態検出値が前記過電流異常判定値よりも大きい場合に前記異常検出比較器がエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて異常を検出する請求項１に記載の電力変換装置の制御装置。
【請求項３】
前記配線を介して前記電流センサの検出値の入力を受け付け、前記電流センサの検出値に基づいて前記電力変換装置を制御する制御部、
を備え、
前記電流検出部は、前記電流センサの検出値が前記過電流判定値よりも大きい場合に前記過電流比較器がエラー信号を出力し、当該エラー信号による前記スイッチの動作に基づいて前記電流センサの検出値に予め設定された値を加算することにより当該エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を前記配線に出力する請求項２に記載の電力変換装置の制御装置。
【請求項４】
電力変換装置の第１部に流れる第１電流を検出する第１電流センサの検出値と前記電力変換装置の第２部に流れる第２電流を検出する第２電流センサの検出値との偏差が予め設定された偏差判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて当該エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を出力する電流検出部と、
配線を介して前記電流検出部の状態検出値の入力を受け付け、前記電流検出部の状態検出値が予め設定された偏差異常判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて異常を検出する異常検出部と、
を備えた電力変換装置の制御装置。
【請求項５】
前記電流検出部は、偏差比較器とスイッチとを有し、前記第１電流センサの検出値と前記第２電流センサの検出値との偏差が前記偏差判定値よりも大きい場合に前記偏差比較器がエラー信号を出力し、当該エラー信号による前記スイッチの動作に基づいて当該エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を出力し、
前記異常検出部は、異常検出比較器を有し、前記電流検出部の状態検出値が前記偏差異常判定値よりも大きい場合に前記異常検出比較器がエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて異常を検出する請求項４に記載の電力変換装置の制御装置。
【請求項６】
前記配線を介して前記第１電流センサの検出値と前記第２電流センサの検出値との平均値の入力を受け付け、前記第１電流センサの検出値と前記第２電流センサの検出値との平均値に基づいて前記電力変換装置を制御する制御部、
を備え、
前記電流検出部は、前記第１電流センサの検出値と前記第２電流センサの検出値との偏差が前記偏差判定値よりも大きい場合に前記偏差比較器がエラー信号を出力し、当該エラー信号による前記スイッチの動作に基づいて前記第１電流センサの検出値と前記第２電流センサの検出値との平均値に予め設定された値を加算することにより当該エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を前記配線に出力する請求項５に記載の電力変換装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力変換装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電力変換装置の制御装置を開示する。例えば、当該制御装置は、電流検出部と異常検出部とを備える。例えば、電流検出部は、電力変換装置の過電流等の電流異常を検出した場合に配線を介してエラー信号を出力する。例えば、異常検出部は、当該エラー信号に基づいて電流異常を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特開平８−８４３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この際、異常検出部は、ノイズによる誤動作を抑制するために当該エラー信号に対してフィルタ処理を施す。このため、電力変換装置の電流異常の検出が遅れる。【０００５】
この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、電力変換装置の電流異常を遅れることなく検出することができる電力変換装置の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電力変換装置の制御装置は、電力変換装置に流れる電流を検出する電流センサの検出値が予め設定された過電流判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて当該エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を出力する電流検出部と、配線を介して前記電流検出部の状態検出値の入力を受け付け、前記電流検出部の状態検出値が予め設定された過電流異常判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて異常を検出する異常検出部と、を備えた。【０００７】
この発明に係る電力変換装置の制御装置は、電力変換装置の第１部に流れる第１電流を検出する第１電流センサの検出値と前記電力変換装置の第２部に流れる第２電流を検出する第２電流センサの検出値との偏差が予め設定された偏差判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて当該エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を出力する電流検出部と、配線を介して前記電流検出部の状態検出値の入力を受け付け、前記電流検出部の状態検出値が予め設定された偏差異常判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力し、当該エラー信号に基づいて異常を検出する異常検出部と、を備えた。
【発明の効果】
【０００８】
これらの発明によれば、電流検出部は、エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を異常検出部に向けて出力する。異常検出部は、フィルタ処理を施さずに異常を検出する。このため、電力変換装置の電流異常を遅れることなく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置が適用される電源システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置のブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置の電流検出部と異常検出部とを説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置のハードウェア構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２における電力変換装置の制御装置が適用される電源システムの構成図である。
【図７】この発明の実施の形態２における電力変換装置の制御装置の電流検出部と異常検出部とを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置が適用される電源システムの構成図である。
【００１２】
図１において、電源システムは、電力系統１と太陽電池モジュール２と電力変換装置３と電流センサ４と制御装置５とを備える。
【００１３】
電力系統１は、屋外に設けられる。太陽電池モジュール２は、屋外に設けられる。電力変換装置３は、屋外に設けられる。電力変換装置３は、電力系統１と太陽電池モジュール２との間に電気的に接続される。
【００１４】
電流センサ４は、電力系統１と電力変換装置３との間に設けられる。制御装置５の入力部は、電流センサ４の出力部に接続される。制御装置５の出力部は、電力変換装置３の入力部に接続される。
【００１５】
例えば、電力系統１は、電力会社により運用される。太陽電池モジュール２は、太陽の光エネルギーを直流電力に変換する。電力変換装置３は、太陽電池モジュール２から直流電力の供給を受ける。電力変換装置３は、当該直流電力を交流電力に変換する。例えば、電力変換装置３は、当該直流電力を三相交流電力に変換する。電力変換装置３は、当該交流電力を電力系統１に供給する。
【００１６】
電流センサ４は、電力変換装置３に流れる電流を検出する。例えば、電流センサ４は、電力変換装置３の少なくとも一相の出力電流を検出する。制御装置５は、電流センサ４の検出値に基づいて電力変換装置３の動作を制御する。
【００１７】
次に、図２を用いて、制御装置５の概要を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置のブロック図である。
【００１８】
図２に示されるように、制御装置５は、電流検出部５ａと異常検出部５ｂと制御部５ｃとを備える。
【００１９】
電流検出部５ａは、電流センサ４の検出値が予め設定された過電流判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力する。電流検出部５ａは、当該エラー信号に基づいて当該エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を出力する。
【００２０】
異常検出部５ｂは、配線６を介して電流検出部５ａの状態検出値の入力を受け付ける。異常検出部５ｂは、電流検出部５ａの状態検出値が予め設定された過電流異常判定値よりも大きい場合にエラー信号を出力する。異常検出部５ｂは、当該エラー信号に基づいて異常を検出する。
【００２１】
制御部５ｃは、電流検出部５ａと配線６とを介して電流センサ４の検出値の入力を受け付ける。制御部５ｃは、異常検出部５ｂからのエラー信号の入力を受け付ける。制御部５ｃは、電流検出部５ａからの電流センサ４の検出値と異常検出部５ｂからのエラー信号に基づいて電力変換装置３の動作を制御する。
【００２２】
次に、図３を用いて、電流検出部５ａと異常検出部５ｂとを説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置の電流検出部と異常検出部とを説明するための図である。
【００２３】
図３に示されるように、電流検出部５ａは、電流検出基板７に設けられる。電流検出部５ａは、過電流比較器８とスイッチ９と加算器１０とを有する。
【００２４】
過電流比較器８は、電流センサ４の検出値と過電流判定値とを比較する。電流センサ４の検出値が過電流判定値よりも大きい場合、過電流比較器８は、エラー信号を出力する。例えば、過電流比較器８は、ハイレベルの信号を出力する。電流センサ４の検出値が過電流判定値以下の場合、過電流比較器８は、エラー信号を出力しない。例えば、過電流比較器８は、ローレベルの信号を出力する。
【００２５】
スイッチ９は、過電流比較器８からのエラー信号に基づいて動作する。例えば、スイッチ９は、過電流比較器８からのエラー信号により閉じる。
【００２６】
加算器１０は、電流センサ４の検出値とスイッチ９からの値とを加算する。加算器１０は、電流センサ４の検出値とスイッチ９からの値とを加算した状態検出値を出力する。この際、状態検出値は、過電流比較器８のエラー信号に対応した値よりも大きい値に設定される。
【００２７】
異常検出部５ｂは、制御基板１１に設けられる。異常検出部５ｂは、異常検出比較器１２を有する。
【００２８】
異常検出比較器１２は、加算器１０から状態検出値の入力を受け付ける。異常検出比較器１２は、状態検出値と過電流異常判定値とを比較する。状態検出値が過電流異常判定値よりも大きい場合、異常検出比較器１２は、エラー信号を出力する。例えば、異常検出比較器１２は、ハイレベルの信号を出力する。状態検出値が過電流異常判定値以下の場合、異常検出比較器１２は、エラー信号を出力しない。例えば、異常検出比較器１２は、ローレベルの信号を出力する。
【００２９】
次に、図４を用いて、制御装置５の動作の概要を説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３０】
ステップＳ１では、制御装置５は、電流センサ４の検出値が過電流判定値よりも大きいか否かを判定する。
【００３１】
ステップＳ１で電流センサ４の検出値が過電流判定値以下の場合、制御装置５は、ステップＳ２の動作を行う。ステップＳ２では、制御装置５は、電流センサ４の検出値に基づいて電力変換装置３の動作を制御する。その後、制御装置５は、ステップＳ１の動作を行う。
【００３２】
ステップＳ１で電流センサ４の検出値が過電流判定値よりも大きい場合、制御装置５は、ステップＳ３の動作を行う。ステップＳ３では、制御装置５は、電力変換装置３を停止させる。その後、制御装置５は、動作を終了する。
【００３３】
以上で説明した実施の形態１によれば、電流検出部５ａは、エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を異常検出部５ｂに向けて出力する。異常検出部５ｂは、時間遅れの大きいフィルタ処理を施さずに過電流異常を検出する。このため、電力変換装置３の電流異常を遅れることなく検出することができる。
【００３４】
その結果、電力変換装置３の故障範囲が広がることを抑制できる。このため、電力変換装置３の故障時における修理の範囲が広がることを抑制できる。また、電力変換装置３の故障時における修理の時間が長くなることを抑制できる。さらに、電力変換装置３の電流異常が遅れることを考慮して、電力変換装置３の通常運転範囲を狭くする必要もなくなる。
【００３５】
また、電流検出部５ａは、過電流比較器８とスイッチ９と加算器１０とで実現し得る。異常検出部５ｂは、異常検出比較器１２で実現し得る。このため、簡単な構成で、電力変換装置３の過電流異常を遅れることなく検出することができる。
【００３６】
また、異常検出部５ｂは、配線６を介して状態検出値の入力を受け付ける。制御部５ｃは、配線６を介して電流センサ４の検出値の入力を受け付ける。このため、電流検出基板７と制御基板１１との間の配線６の数を減らすことができる。
【００３７】
次に、図５を用いて、制御装置５の例を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における電力変換装置の制御装置のハードウェア構成図である。
【００３８】
制御装置５の各機能は、処理回路により実現し得る。例えば、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ１３ａと少なくとも１つのメモリ１３ｂとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア１４を備える。
【００３９】
処理回路が少なくとも１つのプロセッサ１３ａと少なくとも１つのメモリ１３ｂとを備える場合、制御装置５の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリ１３ｂに格納される。少なくとも１つのプロセッサ１３ａは、少なくとも１つのメモリ１３ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置５の各機能を実現する。少なくとも１つのプロセッサ１３ａは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。例えば、少なくとも１つのメモリ１３ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等である。
【００４０】
処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェア１４を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現される。例えば、制御装置５の各機能は、それぞれ処理回路で実現される。例えば、制御装置５の各機能は、まとめて処理回路で実現される。
【００４１】
制御装置５の各機能について、一部を専用のハードウェア１４で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、電流検出部５ａの機能については専用のハードウェア１４としての処理回路で実現し、電流検出部５ａ以外の機能については少なくとも１つのプロセッサ１３ａが少なくとも１つのメモリ１３ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現してもよい。
【００４２】
このように、処理回路は、ハードウェア１４、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで制御装置５の各機能を実現する。
【００４３】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における電力変換装置の制御装置が適用される電源システムの構成図である。なお、実施の形態１と同一または相当部分には、同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。
【００４４】
図６に示されるように、第１電流センサ１５は、電力系統１と電力変換装置３との間に設けられる。第１電流センサ１５は、電力変換装置３の第１部に対応する。例えば、第１電流センサ１５は、電力変換装置３の第１相に設けられる。第２電流センサ１６は、電力系統１と電力変換装置３との間に設けられる。第２電流センサ１６は、電力変換装置３の第２部に対応する。例えば、第２電流センサ１６は、電力変換装置３の第２相に設けられる。
【００４５】
第１電流センサ１５は、電力変換装置３の第１部に流れる第１電流を検出する。例えば、第１電流センサ１５は、電力変換装置３の第１相の出力電流を検出する。第２電流センサ１６は、電力変換装置３の第２部に流れる第２電流を検出する。例えば、第２電流センサ１６は、電力変換装置３の第２相の出力電流を検出する。制御装置５は、第１電流センサ１５の検出値と第２電流センサ１６の検出値との平均値に基づいて電力変換装置３の動作を制御する。
【００４６】
次に、図７を用いて、電流検出部５ａと異常検出部５ｂとを説明する。
図７はこの発明の実施の形態２における電力変換装置の制御装置の電流検出部と異常検出部とを説明するための図である。
【００４７】
図７に示されるように、電流検出部５ａは、電流検出基板７に設けられる。電流検出部５ａは、減算器１７と平均値算出器１８と偏差比較器１９とスイッチ２０と加算器２１とを有する。
【００４８】
減算器１７は、第１電流センサ１５の検出値と第２電流センサ１６の検出値との偏差を算出する。
【００４９】
平均値算出器１８は、第１電流センサ１５の検出値と第２電流センサ１６の検出値との平均値を算出する。
【００５０】
偏差比較器１９は、第１電流センサ１５の検出値と第２電流センサ１６の検出値との偏差と偏差判定値とを比較する。第１電流センサ１５の検出値と第２電流センサ１６の検出値との偏差が偏差判定値よりも大きい場合、偏差比較器１９は、エラー信号を出力する。例えば、偏差比較器１９は、ハイレベルの信号を出力する。第１電流センサ１５の検出値と第２電流センサ１６の検出値との偏差が偏差判定値以下の場合、偏差比較器１９は、エラー信号を出力しない。例えば、偏差比較器１９は、ローレベルの信号を出力する。
【００５１】
スイッチ２０は、偏差比較器１９からのエラー信号に基づいて動作する。例えば、スイッチ２０は、偏差比較器１９からのエラー信号により閉じる。
【００５２】
加算器２１は、平均値算出器１８からの値とスイッチ２０からの値とを加算する。加算器２１は、平均値算出器１８からの値とスイッチ２０からの値とを加算した状態検出値を出力する。この際、状態検出値は、偏差比較器１９のエラー信号に対応した値よりも大きい値に設定される。
【００５３】
異常検出部５ｂは、制御基板１１に設けられる。異常検出部５ｂは、異常検出比較器１２を有する。
【００５４】
異常検出比較器１２は、加算器２１から状態検出値の入力を受け付ける。異常検出比較器１２は、状態検出値と偏差異常判定値とを比較する。状態検出値が偏差異常判定値よりも大きい場合、異常検出比較器１２は、エラー信号を出力する。例えば、異常検出比較器１２は、ハイレベルの信号を出力する。状態検出値が偏差異常判定値以下の場合、異常検出比較器１２は、エラー信号を出力しない。例えば、異常検出比較器１２は、ローレベルの信号を出力する。
【００５５】
以上で説明した実施の形態２によれば、電流検出部５ａは、エラー信号に対応した値よりも大きな状態検出値を異常検出部５ｂに向けて出力する。異常検出部５ｂは、時間遅れの大きいフィルタ処理を施さずに電流偏差異常を検出する。このため、電力変換装置３の電流異常を遅れることなく検出することができる。
【００５６】
また、電流検出部５ａは、減算器１７と平均値算出器１８と偏差比較器１９とスイッチ２０と加算器２１とで実現し得る。異常検出部５ｂは、異常検出比較器１２で実現し得る。このため、簡単な構成で、電力変換装置３の電流偏差異常を遅れることなく検出することができる。
【００５７】
また、異常検出部５ｂは、配線６を介して状態検出値の入力を受け付ける。制御部５ｃは、配線６を介して第１電流センサ１５の検出値と第２電流センサ１６の検出値との平均値の入力を受け付ける。このため、電流検出基板７と制御基板１１との間の配線６の数を減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、この発明に係る電力変換装置３の制御装置５は、電力変換装置３の電流異常を遅れることなく検出するシステムに利用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１  電力系統、  ２  太陽電池モジュール、  ３  電力変換装置、  ４  電流センサ、  ５  制御装置、  ５ａ  電流検出部、  ５ｂ  異常検出部、  ５ｃ  制御部、  ６  配線、  ７  電流検出基板、  ８  過電流比較器、  ９  スイッチ、  １０  加算器、  １１  制御基板、  １２  異常検出比較器、  １３ａ  プロセッサ、  １３ｂ  メモリ、  １４  ハードウェア、  １５  第１電流センサ、  １６  第２電流センサ、  １７  減算器、  １８  平均値算出器、  １９  偏差比較器、  ２０  スイッチ、  ２１  加算器
【図１】
0006677316.tif 000002
【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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