(57)【要約】【課題】太陽電池ストリングにおける地絡を精度良く検出する。【解決手段】太陽電池ストリング（１１）は、複数の太陽電池ユニット（２０）が直列接続され、各太陽電池ユニット（２０）では、オプティマイザ（２２）が太陽電池モジュール（２１）を電路（２３）に接続または分離する。地絡検出装置（３４）は、オプティマイザ（２２）に接続または分離の切替を指示し、指示後に太陽電池ストリング（１１）の地絡の有無を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子に入力された直流電力を変換または消費する負荷装置と、
前記入力端子に接続された電路と、
発電または充放電する直流電源モジュールと、前記直流電源モジュールを前記電路に接続または分離する切替器とを有する直流電源ユニットの複数個を直列接続した直流電源ストリングと
を備えた直流電源システムに適用される地絡検出装置であって、
前記切替器に接続または分離の切替を指示する切替指示部と、
前記切替指示部の前記指示後に前記直流電源ストリングの地絡の有無を判定する地絡判定部とを備えることを特徴とする地絡検出装置。
【請求項２】
前記切替指示部が、前記切替器の少なくとも１つに対し、前記直流電源モジュールを前記電路から分離するように指示した後、前記地絡判定部が前記地絡の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の地絡検出装置。
【請求項３】
並列接続された複数の前記直流電源ストリングが前記電路を介して前記入力端子に接続され、
前記地絡検出装置は、複数の前記直流電源ストリングにおける地絡を検出するものであり、
前記切替指示部が、或る前記直流電源ストリング以外の前記直流電源ストリングに含まれる全ての前記切替器に対し、前記直流電源モジュールを前記電路から分離するように指示した後、前記地絡判定部が前記地絡の有無を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の地絡検出装置。
【請求項４】
入力端子に入力された直流電力を変換または消費する負荷装置と、
前記入力端子に接続された電路と、
発電または充放電する直流電源モジュールと、前記直流電源モジュールを前記電路に接続または分離する切替器とを有する直流電源ユニットの複数個を直列接続した直流電源ストリングと
を備えた直流電源システムにおける前記負荷装置であって、
請求項１から３までの何れか１項に記載の地絡検出装置を備えることを特徴とする負荷装置。
【請求項５】
入力端子に入力された直流電力を変換または消費する負荷装置と、
前記入力端子に接続された電路と、
発電または充放電する直流電源モジュールと、前記直流電源モジュールを前記電路に接続または分離する切替器とを有する直流電源ユニットの複数個を直列接続した直流電源ストリングと
を備えた直流電源システムにおける前記切替器であって、
請求項１から３までの何れか１項に記載の地絡検出装置を備えることを特徴とする切替器。
【請求項６】
入力端子に入力された直流電力を変換または消費する負荷装置と、
前記入力端子に接続された電路と、
発電または充放電する直流電源モジュールと、前記直流電源モジュールを前記電路に接続または分離する切替器とを有する直流電源ユニットの複数個を直列接続した直流電源ストリングと、
前記直流電源ストリングの地絡を検出する地絡検出装置と
を備えた直流電源システムに適用される通信装置であって、
前記切替器に接続または分離の切替を指示する切替指示部を備えており、
前記切替指示部は、前記切替を指示した旨を前記地絡検出装置に通知することを特徴とする通信装置。
【請求項７】
請求項１から３までの何れか１項に記載の地絡検出装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
【請求項８】
請求項６に記載の通信装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記切替指示部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
【請求項９】
入力端子に入力された直流電力を変換または消費する負荷装置と、
前記入力端子に接続された電路と、発電または充放電する直流電源モジュールと、前記直流電源モジュールを前記電路に接続または分離する切替器とを有する直流電源ユニットの複数個を直列接続した直流電源ストリングと
を備えた直流電源システムに適用される地絡検出装置の制御方法であって、
前記切替器に接続または分離の切替を指示する切替指示ステップと、
前記切替指示ステップの前記指示後に前記直流電源ストリングの地絡の有無を判定する地絡判定ステップとを含むことを特徴とする地絡検出装置の制御方法。
【請求項１０】
入力端子に入力された直流電力を変換または消費する負荷装置と、
前記入力端子に接続された電路と、
発電または充放電する直流電源モジュールと、前記直流電源モジュールを前記電路に接続または分離する切替器とを有する直流電源ユニットの複数個を直列接続した直流電源ストリングと、
前記直流電源ストリングの地絡を検出する地絡検出装置と
を備えた直流電源システムに適用される通信装置の制御方法であって、
前記切替器に接続または分離の切替を指示する切替指示ステップを含んでおり、
前記切替指示ステップは、前記切替を指示した旨を前記地絡検出装置に通知することを特徴とする通信装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば太陽電池ストリングなどの直流電源ストリングを含む直流電源システムに適用される地絡検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、太陽電池アレイを備え、該太陽電池アレイは、複数の太陽電池ストリングが並列接続されて構成され、各太陽電池ストリングは、複数の太陽電池モジュールが直列接続されて構成されている。一例として、各太陽電池ストリングにおいて発電された直流電力は、パワーコンディショニングシステム（Power Conditioning System，ＰＣＳ）にて適当な直流電力および／または適当な交流電力に変換される。
【０００３】
太陽電池ストリングの電路は、任意の封止材で電気的に絶縁（以下単に「絶縁」と称する。）されている。しかしながら、何らかの原因で、太陽電池ストリングの電路における或る箇所と大地との間の絶縁抵抗が低下すると、当該箇所において地絡が生じる。
【０００４】
そこで、従来、太陽光発電システムには、特許文献１・２に開示されているように、地絡を検出する地絡検出装置が設けられている。具体的には、特許文献１の地絡検出装置は、太陽電池ストリングと地絡抵抗と地絡検出装置とによって形成された閉回路において、電圧変化または電流変化を測定することにより、地絡の有無を判定している。
【０００５】
また、特許文献２の系統連系インバータは、直流電源から入力される直流電力を、入出力間が絶縁されていないコンバータ回路およびインバータ回路を経て交流電力に変換し、接地された系統に出力するものであって、上記直流電源の地絡を検出する地絡検出手段を備えている。具体的には、上記地絡検出手段は、入力側における正側ラインの電流と負側ラインの電流との差電流の直流分を検出し、その検出値が所定レベル以上か否かにより地絡判定を行っている。なお、出力側における正側ラインの電流と負側ラインの電流との差電流の直流分を検出し、その検出値が所定レベル以上か否かにより地絡判定を行ってもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１１９３８２号公報（２０１２年６月２１日公開）
【特許文献２】特開２００１−２７５２５９号公報（２００１年１０月０５日公開）
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１３／０３０７５５６号明細書（２０１３年１１月２１日公開）
【特許文献４】特表２０１２−５１０１５８号公報（２０１２年０４月２６日公表）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の地絡検出装置は、地絡の有無を判定することができるが、太陽電池ストリングにおいて地絡が発生している位置を特定することが困難であった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池ストリングなどの直流電源ストリングにおける地絡を精度良く検出できる地絡検出装置などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る地絡検出装置は、入力端子に入力された直流電力を変換または消費する負荷装置と、前記入力端子に接続された電路と、直流電源ユニットの複数個を直列接続した直流電源ストリングとを備えた直流電源システムに適用されるものであり、前記直流電源ユニットは、発電または充放電する直流電源モジュールと、前記直流電源モジュールを前記電路に接続または分離する切替器とを有している。前記地絡検出装置は、前記切替器に接続または分離の切替を指示する切替指示部と、前記切替指示部の前記指示後に前記直流電源ストリングの地絡の有無を判定する地絡判定部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
上記の構成によると、切替指示部からの指示により、或る切替器が設けられた直流電源モジュールが電路から分離されると、直流電源ストリングにおける前記直流電源モジュールの接続形態が変更されることになる。そして、前記接続形態の変更後に前記直流電源ストリングの地絡の有無が判定されるので、種々の接続形態において前記地絡の有無を判定することができる。
【００１１】
例えば、或る接続形態にて地絡ありと判定され、別の接続形態にて地絡なしと判定された場合、当該別の接続形態において前記電路から分離された直流電源モジュールにて地絡が発生していると判断することができる。
【００１２】
また、零相変流器を用いて地絡を検出する場合、前記直流電源ストリングにおいて対地電圧が０程度となる位置（不感帯）にて地絡が発生しても、当該地絡を検出することは困難である。これに対し、本発明によると、前記接続形態が変更されることにより、対地電圧が０程度となる位置が変化するので、変更前の接続形態における不感帯での地絡を検出することができる。
【００１３】
以上のように、本発明に係る地絡検出装置は、地絡を精度良く検出できるという効果を奏する。
【００１４】
本発明に係る地絡検出装置では、前記切替指示部が、前記切替器の少なくとも１つに対し、前記直流電源モジュールを前記電路から分離するように指示した後、前記地絡判定部が前記地絡の有無を判定してもよい。これを全ての前記切替器について繰り返すことにより、地絡が発生している前記直流電源モジュールを特定することができる。
【００１５】
なお、前記電路から分離する直流電源モジュールの数は、１つでもよいし、複数でもよい。複数の前記直流電源モジュールを前記電路から分離する場合、複数の前記直流電源モジュールごとに地絡の有無が判定されることになる。
【００１６】
本発明に係る地絡検出装置では、並列接続された複数の前記直流電源ストリングが前記電路を介して前記入力端子に接続され、前記地絡検出装置は、複数の前記直流電源ストリングにおける地絡を検出するものであり、
前記切替指示部が、或る前記直流電源ストリング以外の前記直流電源ストリングに含まれる全ての前記切替器に対し、前記直流電源モジュールを前記電路から分離するように指示した後、前記地絡判定部が前記地絡の有無を判定してもよい。これを全ての前記直流電源ストリングについて繰り返すことにより、複数の前記直流電源ストリングを備える電源システムにおいても、前記直流電源ストリングごとに地絡を検出することができ、その結果、地絡を精度良く検出することができる。
【００１７】
なお、前記或る直流電源ストリングの数は、１つでもよいし、複数でもよい。前記複数の場合、複数の前記直流電源ストリングごとに地絡を検出することになる。
【００１８】
なお、上記構成の地絡検出装置は、前記直流電源システムにおける前記負荷装置に備えられても良いし、前記直流電源システムにおける前記切替器に備えられても良い。
【００１９】
本発明に係る地絡検出装置の制御方法は、上記構成の直流電源システムに適用される地絡検出装置の制御方法であって、前記切替器に接続または分離の切替を指示する切替指示ステップと、前記切替指示部の前記指示後に前記直流電源ストリングの地絡の有無を判定する地絡判定ステップとを含むことを特徴としている。
【００２０】
上記の方法によれば、前記地絡検出装置と同様の作用効果を奏する。
【００２１】
本発明に係る地絡検出装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記地絡検出装置が備える各部として動作させることにより上記地絡検出装置をコンピュータにて実現させる地絡検出装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明に係る通信装置は、上記構成の負荷装置と、上記構成の電路と、上記構成の直流電源ストリングと、前記直流電源ストリングの地絡を検出する地絡検出装置とを備えた直流電源システムに適用されるものであり、前記切替器に接続または分離の切替を指示する切替指示部を備えており、前記切替指示部は、前記切替を指示した旨を前記地絡検出装置に通知することを特徴としている。
【００２３】
上記の構成によると、切替指示部からの切替の指示により、或る切替器が設けられた直流電源モジュールが電路から分離されると、直流電源ストリングにおける前記直流電源モジュールの接続形態が変更されることになる。そして、前記切替を指示した旨の通知により、地絡検出装置は、前記接続形態の変更後に前記直流電源ストリングの地絡の有無を判定することができるので、種々の接続形態において前記地絡の有無を判定することができる。その結果、地絡を精度良く検出することができる。
【００２４】
本発明に係る通信装置の制御方法は、上記構成の直流電源システムに適用される通信装置の制御方法であって、前記切替器に接続または分離の切替を指示する切替指示ステップを含んでおり、前記切替指示ステップは、前記切替を指示した旨を前記地絡検出装置に通知することを特徴としている。
【００２５】
上記の方法によれば、前記通信装置と同様の作用効果を奏する。
【００２６】
本発明に係る通信装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記通信装置が備える切替指示部として動作させることにより上記通信装置をコンピュータにて実現させる通信装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る地絡検出装置は、直流電源ストリングにおける直流電源モジュールの接続形態を変更させて地絡を検出することにより、地絡を精度良く検出できるという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明に係る通信装置は、直流電源ストリングにおける直流電源モジュールの接続形態を変更させて、前記直流電源ストリングの地絡を検出させることにより、地絡を精度良く検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係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におけるオプティマイザの構成を示す概略の回路図である。
【図３】上記太陽光発電システムにおける地絡検出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】上記地絡検出装置における地絡の検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の別の実施形態に係る太陽光発電システムの地絡検出装置における地絡の位置特定の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係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】上記太陽光発電システムの地絡検出装置における地絡に関する処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
〔実施の形態１〕
（太陽光発電システムの概要）
図１は、本発明の一実施形態に係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１に示すように、太陽光発電システム（直流電源システム）１は、太陽電池ストリング（直流電源ストリング）１１およびＰＣＳ（負荷装置）１２を備えている。
【００３２】
太陽電池ストリング１１は、多数（複数）の太陽電池ユニット（直流電源ユニット）２０が直列接続されて形成されている。太陽電池ストリング１１は、電路２３を介してＰＣＳ１２の入力端子３０に接続されている。
【００３３】
太陽電池ユニット２０は、太陽電池モジュール（直流電源モジュール）２１およびオプティマイザ（切替器）２２を備えている。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。オプティマイザ２２は、太陽電池モジュール２１からの電力を最適化して、太陽電池ストリング１１の電路２３に供給するものである。これにより、太陽電池ストリング１１からＰＣＳ１２への電力の出力効率を向上することができる。なお、オプティマイザ２２の詳細については後述する。
【００３４】
ＰＣＳ１２は、太陽電池ストリング１１から入力端子３０にて入力した直流電力を所定の交流電力に変換するものである。変換された交流電力は、外部の電力系統（負荷装置）８０に出力されて消費される。
【００３５】
ＰＣＳ１２は、太陽電池ストリング１１から入力端子３０にて入力した直流電力を所定の交流電力に変換して外部の電力系統（負荷装置）８０に出力するものである。具体的には、ＰＣＳ１２は、コンバータ３１およびインバータ３２を備えている。
【００３６】
コンバータ３１は、太陽電池ストリング１１からの直流電力を所定の直流電力に変換（ＤＣ／ＤＣ変換）する回路であり、例えば昇圧チョッパである。コンバータ３１にて変換された直流電力は、インバータ３２に供給される。
【００３７】
インバータ３２は、コンバータ３１から供給された直流電力を所定（例えば、周波数６０Ｈｚ）の交流電力に変換する変換動作（ＤＣ／ＡＣ変換）を行う回路である。インバータ３２において変換された交流電力は、外部の電力系統８０に供給される。
【００３８】
このように、ＰＣＳ１２が設けられることにより、太陽電池ストリング１１にて発電された直流電力を、電力系統８０との系統連系が可能となる所定の電圧および周波数を有する交流電力に変換することができる。
【００３９】
本実施形態では、ＰＣＳ１２は、太陽電池ストリング１１における地絡を検出するために、零相変流器（ＺＣＴ）３３および地絡検出装置３４を備えている。
【００４０】
ＺＣＴ３３は、地絡の検出に利用される電流センサである。２本の電路３５・３６を流れる電流は、通常の場合、互いに逆向きであり、かつ、同じ大きさである。しかしながら、地絡が発生すると、上記電流は異なる大きさとなる。これにより、ＺＣＴ３３に磁束が誘起し、地絡検出装置３４に電流が流れることになる。
【００４１】
地絡検出装置３４は、ＺＣＴ３３からの電流に基づき、地絡を検出するものである。具体的には、地絡検出装置３４は、ＺＣＴ３３からの電流の値が所定値以上であれば、地絡が発生している（地絡あり）と判定する。なお、地絡検出装置３４の詳細については後述する。
【００４２】
本実施形態では、地絡検出装置３４は、オプティマイザ２２と通信可能に接続されており、オプティマイザ２２と連係することにより地絡を精度良く検出するものである。なお、地絡検出装置３４とオプティマイザ２２とは、通信ネットワークにより通信可能に接続されていることが好ましい。この通信ネットワークとしては、電路２３を用いた電力線通信(ＰＬＣ：Power Line Communications)による有線ＬＡＮ(Local Area Network)、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）などが挙げられる。
【００４３】
（オプティマイザの構成）
図２は、オプティマイザ２２の構成を示す概略の回路図である。図２に示すように、オプティマイザ２２は、コンデンサ４１、第１スイッチ回路４２、第２スイッチ回路４３、第１接続端子４４、第２接続端子４５、制御部４６、および通信部４７を備えている。
【００４４】
太陽電池モジュール２１およびオプティマイザ２２は、電路２３に挿入されている。太陽電池モジュール２１の正端子Ｐは、オプティマイザ２２の第１スイッチ回路４２および第１接続端子４４を介して、一方の電路２３ａに接続されている。太陽電池モジュール２１の負端子Ｎは、オプティマイザ２２の第２接続端子４５を介して他方の電路２３ｂに接続されている。接続端子４４・４５は、第２スイッチ回路４３を介して接続されている。
【００４５】
第１スイッチ回路４２は、太陽電池モジュール２１を電路２３から電気的に分離するためのものである。第２スイッチ回路４３は、第１スイッチ回路４２により太陽電池モジュール２１が電路２３から電気的に分離された場合に、一方の電路２３ａと他方の電路２３ｂとを電気的に接続するためのものである。第１スイッチ回路４２および第２スイッチ回路４３は、制御部４６からの指示に基づき動作する。具体的には、第１スイッチ回路４２および第２スイッチ回路４３は、スイッチング素子などを備える。
【００４６】
コンデンサ４１は、第１スイッチ回路４２よりも太陽電池モジュール２１の側において、太陽電池モジュール２１と並列に接続されている。コンデンサ４１は、太陽電池モジュール２１からの電気エネルギーを充放電するためのものである。
【００４７】
制御部４６は、オプティマイザ２２内の各種構成の動作を統括的に制御するものであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含むコンピュータによって構成される。そして、各種構成の動作制御は、制御プログラムをコンピュータに実行させることによって行われる。
【００４８】
通信部４７は、外部の地絡検出装置３４とデータ通信を行うためのものである。通信部４７は、制御部４６から受信した各種データを、データ通信に適した形式に変換した後、地絡検出装置３４に送信する。また、通信部４７は、地絡検出装置３４から受信した各種データを装置内部のデータ形式に変換した後、制御部４６に送信する。
【００４９】
なお、オプティマイザ２２におけるその他の構成については、特許文献３・４などにより公知であるので、その説明を省略する。
【００５０】
（オプティマイザの動作）
上記構成のオプティマイザ２２における一般的な動作について説明する。上述のように、オプティマイザ２２は、太陽電池モジュール２１からの電力を最適化して、太陽電池ストリング１１の電路２３に供給するものである。具体的には、オプティマイザ２２は、制御部４６からの指示により、第１スイッチ回路４２をオフにすると共に、第２スイッチ回路４３をオンにする。これにより、太陽電池モジュール２１を電路２３から電気的に分離する一方、電路２３の導通を確保する。このとき、太陽電池モジュール２１からの電力は、コンデンサ４１に充電される。
【００５１】
そして、設定期間が経過した後、制御部４６からの指示により、第１スイッチ回路４２をオンにすると共に、第２スイッチ回路４３をオフにする。これにより、太陽電池モジュール２１およびコンデンサ４１が電路２３に電気的に接続されるので、太陽電池モジュール２１が供給する電力以上の電力を電路２３に供給することができる。
【００５２】
このように、オプティマイザ２２は、太陽電池モジュール２１を電路２３から電気的に分離する一方、電路２３の導通を確保している状態（分離状態）と、太陽電池モジュール２１を電路２３に電気的に接続している状態（接続状態）との間で切り替える機能（切替機能）を有していることが理解できる。そこで、本実施形態では、オプティマイザ２２の制御部４６は、上記分離状態と上記接続状態との何れかに切り替えるように指示するための切替指示データを、地絡検出装置３４から通信部４７を介して受信し、受信した切替指示データに基づき、上記切替機能を実行する。
【００５３】
（地絡検出装置の詳細）
図３は、地絡検出装置３４の構成を示すブロック図である。図３に示すように、地絡検出装置３４は、地絡判定部５１、切替指示部５２、および通信部５３を備えている。なお、地絡検出装置３４の通信部５３の機能は、図２に示すオプティマイザ２２の通信部４７の機能と同様であるので、その説明を省略する。
【００５４】
地絡判定部５１は、ＺＣＴ３３からの電流の値に基づいて、太陽電池ストリング１１における地絡の有無を判定するものである。具体的には、地絡判定部５１は、ＺＣＴ３３からの電流を、抵抗などを用いて電圧に変換し、変換した電圧の値が所定値以上であれば地絡ありと判定し、所定値未満であれば地絡なしと判定する。地絡判定部５１は、判定結果を外部に出力してもよいし、外部の装置に送信してもよい。
【００５５】
本実施形態では、地絡判定部５１は、上記判定結果を切替指示部５２に送出する。また、地絡判定部５１は、切替指示部５２が上記切替指示データを送信した旨を受け取ると、上記判定を実行する。
【００５６】
切替指示部５２は、オプティマイザ２２に対し上記切替機能を実行するように指示するものである。具体的には、切替指示部５２は、所定のタイミングで上記切替指示データを作成し、作成した切替指示データを、通信部５３を介してオプティマイザ２２に送信する。このとき、切替指示部５２は、上記切替指示データを送信した旨を地絡判定部５１に通知する。なお、上記所定のタイミングの例としては、地絡ありとの上記判定結果を地絡判定部５１から受け取った時、所定の時刻、早朝点検を行う時、などが挙げられる。
【００５７】
（地絡検出装置の動作）
図４は、上記構成の地絡検出装置３４における地絡の検出処理（地絡検出装置３４の制御方法）の流れを示すフローチャートである。図４に示すように、まず、切替指示部５２は、全てのオプティマイザ２２が上記接続状態となるように、上記切替指示データを作成し、通信部５３を介して全てのオプティマイザ２２に送信する（Ｓ１１）。これにより、太陽電池ストリング１１は、全ての太陽電池モジュール２１が直列接続している接続形態となる。
【００５８】
次に、地絡判定部５１は、地絡の有無を判定する（Ｓ１２）。地絡ありと判定した場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、地絡判定部５１は、地絡を検出したとして、その旨を外部に出力する（Ｓ１４）。その後、上記地絡の検出処理を終了する。
【００５９】
ところで、ＺＣＴ３３を用いて地絡を検出する場合、太陽電池ストリング１１において対地電圧が０程度となる位置（図１の例では、電路２３上の位置ＤＺ）にて地絡が発生しても、地絡判定部５１は、地絡ありと判定することは困難である。このような位置は、不感帯と呼ばれている。
【００６０】
そこで、本実施形態では、地絡なしと判定した場合（Ｓ１３にてＮＯ）、切替指示部５２は、正の入力端子３０および負の入力端子の何れかに近い側のオプティマイザ２２であって、少なくとも１つのオプティマイザ２２が上記分離状態となるように、上記切替指示データを作成し、通信部５３を介して当該オプティマイザ２２に送信する（Ｓ１５、切替指示ステップ）。これにより、太陽電池ストリング１１は、対地電圧が０程度となる位置が、図１に示す位置ＤＺから変化することになる。
【００６１】
次に、地絡判定部５１は、地絡の有無を判定する（Ｓ１６、地絡判定ステップ）。地絡ありと判定した場合（Ｓ１７にてＹＥＳ）、地絡判定部５１は、前回の接続形態における不感帯の位置ＤＺにて地絡を検出したとして、その旨を外部に出力する（Ｓ１８）。その後、上記地絡の検出処理を終了する。一方、地絡なしと判定した場合（Ｓ１６にてＮＯ）、地絡判定部５１は、地絡を検出しなかったとして、その旨を外部に出力する（Ｓ１９）。その後、上記地絡の検出処理を終了する。
【００６２】
（太陽光発電システムの効果）
本実施形態の太陽光発電システム１では、不感帯にて発生した地絡を、太陽電池モジュール２１の接続形態を変更することにより、検出することができる。さらに、太陽電池ストリング１１からの電力を、ＰＣＳ１２を介して電力系統８０に供給している場合にも、地絡検出装置３４は、上記地絡を検出することができる。このように、地絡検出装置３４が動作するタイミングが限定されないので、例えば、朝方のみ発生する地絡、湿度の高いときのみ発生する地絡など、常時発生しない地絡についても、検出することができる。
【００６３】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の別の実施形態について、図５を参照して説明する。本実施形態の太陽光発電システム１は、図１〜図４に示す太陽光発電システム１に比べて、図４に示すステップ１４の後に地絡の位置を特定する処理が追加されている点が異なり、その他の構成および処理は同様である。
【００６４】
図５は、本実施形態の地絡検出装置３４における地絡の位置特定の処理（地絡検出装置３４の制御方法）の流れを示すフローチャートである。地絡判定部５１が地絡を検出した旨を外部に出力した後（Ｓ１４）、図５に示すように、切替指示部５２は、変数ｉ（ｉは整数）を１に初期化する（Ｓ２１）。
【００６５】
次に、切替指示部５２は、ｉ段目のオプティマイザ２２が上記分離状態となり、かつ、他のオプティマイザ２２が上記接続状態となるように、上記切替指示データを作成し、通信部５３を介して当該オプティマイザ２２に送信する（Ｓ２２、切替指示ステップ）。これにより、太陽電池ストリング１１は、ｉ段目の太陽電池モジュール２１が電気的に分離され、他の太陽電池モジュール２１が直列接続された接続形態となる。
【００６６】
次に、地絡判定部５１は、地絡の有無を判定する（Ｓ２３、地絡判定ステップ）。地絡なしと判定した場合（Ｓ２４にてＮＯ）、地絡判定部５１は、電気的に分離されたｉ段目の太陽電池モジュール２１にて地絡を検出したとして、その旨を外部に出力する（Ｓ２５）。これにより、地絡の位置を特定することができる。その後、上記地絡の位置特定の処理を終了する。
【００６７】
一方、地絡ありと判定した場合（Ｓ２４にてＹＥＳ）、他の太陽電池モジュール２１についても上記処理を繰り返す。すなわち、切替指示部５２は、変数ｉを１だけ増分し（Ｓ２６）、増分した変数ｉが、全ての太陽電池モジュール２１の数Ｎ（Ｎは整数）以下である場合（Ｓ２７にてＮＯ）、ステップＳ２２に戻って、上記処理を繰り返す。
【００６８】
一方、全ての太陽電池モジュール２１のそれぞれについて上記処理を繰り返した場合、すなわち、増分した変数ｉが、上記数Ｎよりも大きい場合（Ｓ２７にてＹＥＳ）、地絡判定部５１は、地絡の位置を特定できなかったとして、その旨を外部に出力する（Ｓ２８）。その後、上記地絡の位置特定の処理を終了する。
【００６９】
（太陽光発電システムの効果）
従来の地絡検出装置は、地絡の有無を判定することができるが、太陽電池ストリング１１において地絡が発生している位置を特定することが困難であった。また、太陽電池ストリング１１の外観から地絡が発生している位置を特定することも困難であった。
【００７０】
これに対し、本実施形態の太陽光発電システム１では、地絡検出装置３４がオプティマイザ２２と連係して地絡の有無を判定することにより、地絡が発生している位置を特定することができる。
【００７１】
また、太陽電池ストリング１１からの電力を、ＰＣＳ１２を介して電力系統８０に供給している場合にも、地絡検出装置３４は、地絡の有無を判定でき、地絡が発生している位置を特定することができる。このように、地絡検出装置３４が動作するタイミングが限定されないので、常時発生しない地絡についても、当該地絡の有無を判定でき、地絡が発生している位置を特定できるので、地絡の発生時刻および発生位置を確実に記録することができる。これにより、修理個所の特定、対処方法などが明確になり、復旧作業を速やかに行うことができる。
【００７２】
さらに、オプティマイザ２２を通信ネットワーク上から制御することにより、遠隔で、故障診断、故障位置特定、暫定運用など、より詳細な故障診断が可能となり、発電量低下の抑制が可能となる。
【００７３】
なお、本実施形態では、電路２３から電気的に分離される太陽電池モジュール２１の数は１つであるが、複数でもよい。複数の太陽電池モジュール２１を電路２３から分離する場合、複数の太陽電池モジュール２１ごとに地絡の有無が判定されることになる。
【００７４】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の他の実施形態について、図６および図７を参照して説明する。
【００７５】
図６は、本実施形態に係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（直流電源システム）１００は、図１〜図３に示す太陽光発電システム１に比べて、新たな太陽電池ストリング１１および接続箱１３が追加されている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００７６】
接続箱１３は、複数の太陽電池ストリング１１（図６の例では２つ）を並列に接続するものである。接続箱１３は、並列接続された２つの電路２４・２５をＰＣＳ１２に接続している。これにより、並列接続された複数の太陽電池ストリング１１からの電力がＰＣＳ１２に供給される。また、接続箱１３には、或る太陽電池ストリング１１からの電流が別の太陽電池ストリング１１に流れる（逆流する）ことを防止するための逆流防止用ダイオード２６が、太陽電池ストリング１１ごとに設けられている。
【００７７】
図７は、本実施形態の地絡検出装置３４における地絡に関する処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態の地絡に関する処理は、図４および図５に示す地絡に関する処理に比べて、図７に示す処理が追加されている点が異なり、その他の処理は同様である。
【００７８】
まず、図７に示すように、切替指示部５２は、変数ｊ（ｊは整数）を１に初期化する（Ｓ３１）。次に、切替指示部５２は、ｊ番目の太陽電池ストリング１１以外の太陽電池ストリング１１に含まれるオプティマイザ２２が全て上記分離状態となるように、上記切替指示データを作成し、通信部５３を介して当該オプティマイザ２２に送信する（Ｓ３２）。
【００７９】
これにより、ｊ番目の太陽電池ストリング１１に含まれる太陽電池モジュール２１のみがＰＣＳ１２に電力を供給することになる。また、ｊ番目の太陽電池ストリング１１からの電流は、接続箱１３の逆流防止用ダイオード２６により、他の太陽電池ストリング１１に流れることはなく、ＰＣＳ１２の入力端子３０に流れる。従って、ｊ番目の太陽電池ストリング１１のみがＰＣＳ１２に接続された、図１に示すような構成とみなすことができる。なお、逆流防止用ダイオード２６が無い構成でも、オプティマイザ２２の制御で、ｊ番目の太陽電池ストリング１１から他の太陽電池ストリング１１に流れる電流を防止することもできる。
【００８０】
そして、ｊ番目の太陽電池ストリング１１について、図４に示す地絡の検出処理（Ｓ１１〜Ｓ１９）と、図５に示す地絡の位置特定処理（Ｓ２１〜Ｓ２８）とを行う（Ｓ３３）。
【００８１】
それから、他の太陽電池ストリング１１についても上記処理を繰り返す。すなわち、切替指示部５２は、変数ｊを１だけ増分し（Ｓ３４）、増分した変数ｊが、全ての太陽電池ストリング１１の数Ｍ（Ｍは整数）以下である場合（Ｓ３５にてＮＯ）、ステップＳ３２に戻って、上記処理を繰り返す。
【００８２】
一方、全ての太陽電池ストリング１１のそれぞれについて上記処理を繰り返した場合、すなわち、増分した変数ｉが、上記数Ｍよりも大きい場合（Ｓ３５にてＹＥＳ）、地絡判定部５１は、全ての太陽電池ストリング１１からは地絡が検出されなかったとして、その旨を外部に出力する（Ｓ３６）。その後、上記地絡の位置特定の処理を終了する。
【００８３】
従って、複数の太陽電池ストリング１１を含む太陽光発電システム１００であっても、太陽電池ストリング１１ごとに地絡の有無を判定することができ、その結果、地絡を精度良く検出することができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、ＰＣＳ１２の入力端子３０に電気的に接続される太陽電池ストリング１１の数は１つであるが、複数でもよい。複数の場合、複数の太陽電池ストリング１１ごとに地絡の有無が判定されることになる。
【００８５】
（付記事項）
なお、上記実施形態では、ＺＣＴ３３を用いて地絡の検出を行っているが、これに限定されるものではない。抵抗接地による地絡の検出、メガー（絶縁抵抗計）などの絶縁計測機器を用いた地絡の検出など、種々の手法による地絡の検出に本発明を適用することができる。
【００８６】
また、上記実施形態では、地絡検出装置３４は、ＰＣＳ１２の内部に設けられているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＰＣＳ１２の外部に設けられていてもよいし、接続箱１３の内部に設けられていてもよいし、オプティマイザ２２の内部に設けられていてもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、切替指示部５２は、地絡検出装置３４に設けられているが、これに限定されるものではなく、例えば、外部の通信装置に設けられていてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、太陽電池モジュール２１ごとにオプティマイザ２２が設けられているが、これに限定されるものではなく、複数の太陽電池モジュール２１ごとにオプティマイザ２２が設けられていてもよい。この場合、地絡検出装置３４は、複数の太陽電池モジュール２１の何れかにおいて地絡が発生していると判定することになる。
【００８９】
また、上記実施形態では、オプティマイザ２２を利用しているが、これに限定されるものではなく、太陽電池モジュール２１を太陽電池ストリング１１から電気的に分離可能であり、かつ、地絡検出装置３４と通信可能な任意の切替器を利用することができる。
【００９０】
また、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、直流電源と、該直流電源からの電力を変換する電力変換装置と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。
【００９１】
〔ソフトウェアによる実現例〕
オプティマイザ２２および地絡検出装置３４の制御ブロック（特に制御部４６、地絡判定部５１、および切替指示部５２）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００９２】
後者の場合、オプティマイザ２２および地絡検出装置３４は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００９３】
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】
【００９４】
１、１００  太陽光発電システム（直流電源システム）
１１  太陽電池ストリング（直流電源ストリング）
１２  ＰＣＳ（負荷装置）
１３  接続箱
２０  太陽電池ユニット（直流電源ユニット）
２１  太陽電池モジュール（直流電源モジュール）
２２  オプティマイザ（切替器）
２６  逆流防止用ダイオード
３３  ＺＣＴ
３４  地絡検出装置
４１  コンデンサ
４２  第１スイッチ回路
４３  第２スイッチ回路
４６  制御部
４７、５３  通信部
５１  地絡判定部
５２  切替指示部
８０  電力系統（負荷装置）
【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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