(57)【要約】【課題】パワーコンディショナーにおいて、地震に起因した故障や二次災害のリスクを低減する。【解決手段】パワーコンディショナー１０は、直流電力を商用電源系統２５に向けて交流電力に変換するインバータユニット１４と、パワーコンディショナー１０の動作を制御する制御部１５と、外部から送信される地震情報ＥＩを受信可能に構成された通信ユニット１７とを備える。制御部１５は、通信ユニット１７から受けた地震情報ＥＩに基づいて、パワーコンディショナー１０の運転を強制停止するか否かを判断し、強制停止すると判断したとき、運転停止動作を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーコンディショナーであって、
直流電力を商用電源系統に向けて交流電力に変換するインバータユニットと、
前記インバータユニットを含む前記パワーコンディショナーの動作を制御する制御部と、
前記パワーコンディショナーの外部から送信される地震情報を受信可能に構成されており、受信した地震情報を前記制御部に送る通信ユニットとを備え、
前記制御部は、
前記通信ユニットから受けた地震情報に基づいて、前記パワーコンディショナーの運転を強制停止するか否かを判断し、
強制停止すると判断したとき、運転停止動作を実行する
ことを特徴とするパワーコンディショナー。
【請求項２】
請求項１記載のパワーコンディショナーにおいて、
前記制御部は、前記地震情報が含む、震度を示す震度情報、および、マグニチュードを示すマグニチュード情報を基にして、前記パワーコンディショナーの運転を強制停止するか否かを判断する
ことを特徴とするパワーコンディショナー。
【請求項３】
請求項１または２記載のパワーコンディショナーにおいて、
前記インバータユニットの出力側に設けられたリレーを備え、
前記制御部が実行する運転停止動作は、前記リレーの解列を含む
ことを特徴とするパワーコンディショナー。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項記載のパワーコンディショナーにおいて、
前記パワーコンディショナーの外部から受けた直流電力を、昇圧または降圧し、前記インバータユニットに出力するＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
前記制御部が実行する運転停止動作は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力部における電気的な切り離しを含む
ことを特徴とするパワーコンディショナー。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項記載のパワーコンディショナーにおいて、
前記制御部は、運転停止動作を実行してから、所定時間が経過した後、エラーチェック動作を行い、
エラーチェック動作においてエラーが検出されなかったとき、前記パワーコンディショナーの運転を再開する
ことを特徴とするパワーコンディショナー。
【請求項６】
請求項５記載のパワーコンディショナーにおいて、
前記制御部は、エラーチェック動作においてエラーが検出されたとき、前記パワーコンディショナーの運転を再開せずに、前記通信ユニットに、エラー検出を示すエラー信号を、前記パワーコンディショナーの外部に送信させる
ことを特徴とするパワーコンディショナー。
【請求項７】
直流電力を商用電源系統に向けて交流電力に変換するパワーコンディショナーの制御方法であって、
前記パワーコンディショナーに設けられた通信ユニットが、地震情報を受信したとき、
前記地震情報に基づいて、前記パワーコンディショナーの運転を強制停止するか否かを判断し、
停止すると判断したとき、運転停止動作を実行する
ことを特徴とするパワーコンディショナーの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を、商用電源系統に向けて、交流電力に変換するパワーコンディショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池パネルを用いた太陽光発電装置や、天然ガスや水素を燃料とする燃料電池発電装置が普及しつつある。これらの発電装置では、出力できる電力が直流であるため、パワーコンディショナーが、この直流電力を商用周波数の交流電力に変換して商用電源系統に連系させる。
【０００３】
ここで、地震が発生した場合には、パワーコンディショナーやその周辺の機器や配線において、故障や損傷、不具合などが起こる可能性がある。パワーコンディショナーに故障等が起こると、短絡・漏電等の異常が発生し、この結果、発火などの二次災害に発展するおそれがある。
【０００４】
特許文献１では、地震発生時に、分散電源や蓄電池からの電力供給による二次災害の発生を抑制することができる電力供給システムの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４９３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された電力供給システムでは、地震の発生を検知する感震センサを備えており、感震センサが地震の発生を検知した場合、解列器が電力供給を遮断するようにしている。ところがこの構成では、パワーコンディショナー自体は、地震の影響を受けてしまい、故障が生じる可能性が高い。
【０００７】
前記の問題に鑑み、本発明は、パワーコンディショナーにおいて、地震発生時における故障や二次災害のリスクを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るパワーコンディショナーは、外部から送信される地震情報を受信する通信ユニットを備えており、この地震情報に基づいて、運転を強制停止するか否かを判断し、強制停止すると判断したとき、運転を停止する。これにより、地震が発生したときにパワーコンディショナーを自動的に停止することができるので、パワーコンディショナーの故障のリスクを抑えることができる。また、地震によって、機器や電力給電路に短絡・漏電等の異常が生じた場合でも、太陽電池や蓄電池からの電力供給による二次災害を未然に防ぐことができる。また、外部から送信される地震情報を用いるために、実際に地震が来るよりも早く、パワーコンディショナーを停止することが可能になる。
【０００９】
すなわち、本発明の態様では、パワーコンディショナーは、直流電力を商用電源系統に向けて交流電力に変換するインバータユニットと、前記インバータユニットを含む前記パワーコンディショナーの動作を制御する制御部と、前記パワーコンディショナーの外部から送信される地震情報を受信可能に構成されており、受信した地震情報を前記制御部に送る通信ユニットとを備え、前記制御部は、前記通信ユニットから受けた地震情報に基づいて、前記パワーコンディショナーの運転を強制停止するか否かを判断し、強制停止すると判断したとき、運転停止動作を実行する。
【００１０】
この態様によると、パワーコンディショナーに設けられた通信ユニットは、地震情報を受信したとき、その地震情報を制御部に送る。制御部は、通信ユニットから受けた地震情報に基づいて、パワーコンディショナーの運転を強制停止するか否かを判断し、強制停止すると判断したとき、運転停止動作を実行する。これにより、地震が発生し、地震情報が発信されたとき、パワーコンディショナーは自動的に停止するので、パワーコンディショナーの故障のリスクを低減することができる。また、地震によって、機器や電力給電路に短絡・漏電等の異常が生じた場合でも、太陽電池や蓄電池からの電力供給による二次災害を未然に防ぐことができる。また、外部から送信される地震情報を用いるために、実際に地震が来るよりも早く、パワーコンディショナーを停止することが可能になる。
【００１１】
そして、前記態様において、前記制御部は、前記地震情報が含む、震度を示す震度情報、および、マグニチュードを示すマグニチュード情報を基にして、前記パワーコンディショナーの運転を強制停止するか否かを判断する、としてもよい。
【００１２】
この構成により、運転停止するか否かの判断を、地震の震度やマグニチュードに基づいて、適切に行うことができる。
【００１３】
さらに、前記インバータユニットの出力側に設けられたリレーを備え、前記制御部が実行する運転停止動作は、前記リレーの解列を含む、としてもよい。
【００１４】
この構成により、パワーコンディショナーの運転を停止するとき、インバータユニットと商用電源系統とを、確実に切り離すことができる。
【００１５】
あるいは、前記態様において、前記パワーコンディショナーの外部から受けた直流電力を、昇圧または降圧し、前記インバータユニットに出力するＤＣ／ＤＣコンバータを備え、前記制御部が実行する運転停止動作は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力部における電気的な切り離しを含む、としてもよい。
【００１６】
この構成により、パワーコンディショナーの運転を停止するとき、太陽電池や蓄電池等とＤＣ／ＤＣコンバータとを、確実に切り離すことができる。
【００１７】
また、前記制御部は、運転停止動作を実行してから、所定時間が経過した後、エラーチェック動作を行い、エラーチェック動作においてエラーが検出されなかったとき、前記パワーコンディショナーの運転を再開する、としてもよい。
【００１８】
この構成により、パワーコンディショナーの運転を停止したとき、所定時間が経過した後にエラーチェック動作が行われ、エラーが検出されなかったとき、運転が再開されるので、パワーコンディショナーに異常が生じていない場合には、運転を自動的に再開することができる。
【００１９】
また、前記制御部は、エラーチェック動作においてエラーが検出されたとき、前記パワーコンディショナーの運転を再開せずに、前記通信ユニットに、エラー検出を示すエラー信号を、前記パワーコンディショナーの外部に送信させる、としてもよい。
【００２０】
この構成により、エラーが検出されたとき、運転を再開せずにエラー信号が外部に送信されるので、地震に起因してパワーコンディショナーに異常が生じていた場合に、外部の例えば管理者等が、異常の発生を確実に認識することができる。
【００２１】
また、本発明の態様では、直流電力を商用電源系統に向けて交流電力に変換するパワーコンディショナーの制御方法であって、前記パワーコンディショナーに設けられた通信ユニットが地震情報を、受信したとき、前記地震情報に基づいて、前記パワーコンディショナーの運転を強制停止するか否かを判断し、停止すると判断したとき、運転停止動作を実行する。
【００２２】
この態様によると、パワーコンディショナーに設けられた通信ユニットが地震情報を受信したとき、この地震情報に基づいて、パワーコンディショナーの運転を強制停止するか否かが判断され、強制停止すると判断されたとき、運転停止動作が実行される。これにより、地震が発生し、地震情報が発信されたとき、パワーコンディショナーは自動的に停止するので、パワーコンディショナーの故障のリスクを抑えることができる。また、地震によって、機器や電力給電路に短絡・漏電等の異常が生じた場合でも、太陽電池や蓄電池からの電力供給による二次災害を未然に防ぐことができる。また、外部から送信される地震情報を用いるために、実際に地震が来るよりも早く、パワーコンディショナーを停止することが可能になる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、パワーコンディショナーは、地震が発生し、地震情報が発信されたとき、自動的に停止するので、地震に起因した故障や二次災害のリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係るパワーコンディショナーの全体構成を示すブロック図
【図２】地震情報受信時の動作例を示すフローチャート
【図３】強制停止するか否かの判断処理の例を示すフローチャート
【図４】実施形態に係るパワーコンディショナーの他の構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は実施形態に係るパワーコンディショナーの全体構成を示すブロック図である。図１に示すパワーコンディショナー１０は、太陽光発電に対応するものであり、太陽電池２１，２２，２３によって生成された直流電力を、商用電源系統２５に向けて、交流電力に変換し、出力する。図１では、実線は電力線を表しており、破線は信号の伝達経路を表している。
【００２７】
パワーコンディショナー１０において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２，１３は、それぞれ、太陽電池２１，２２，２３から出力された直流電力を、所定電圧の直流電力に昇圧または降圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２，１３から出力された直流電力は、インバータユニット１４に与えられる。インバータユニット１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２，１３から与えられた直流電力を、商用電源の周波数と同一周波数の交流電力に変換する。制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２，１３の昇降圧動作、インバータユニット１４のスイッチング動作等、パワーコンディショナー１０の動作を制御する。制御部１５は具体的には例えば、マイクロコンピュータ（マイコン）１５ａとプログラムの組合せによって実現される。あるいは、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)等によって実現されていてもよい。ＡＣユニット１６は、インバータユニット１４から出力された交流電力を商用電源系統２５に出力するものであり、インバータユニット１４と商用電源系統２５との接続を遮断するためのリレー１６ａを含む。本実施形態では、制御部１５は、ＡＣユニット１６におけるリレー１６ａの解列を制御することが可能である。また、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２，１３の入力部１１ａ，１２ａ，１３ａにおける電気的な切り離しを制御することも可能である。
【００２８】
また、本実施形態では、パワーコンディショナー１０の外部と無線通信を行う通信ユニット１７が設けられている。通信ユニット１７は、例えば通信会社から発信された地震情報ＥＩを、クラウド（通信網）経由で受信可能である。通信ユニット１７は、地震情報ＥＩを受信すると、これを制御部１５に送る。また、通信ユニット１７は、制御部１５から送られたエラー信号ＥＲを、パワーコンディショナー１０の使用者または管理者が有するタブレットやＰＣなどの情報機器３２に送信する。リモコン３１はパワーコンディショナー１０の操作を行うものであり、制御部１５と通信可能である。
【００２９】
図２は図１のパワーコンディショナー１０が地震情報ＥＩを受信したときの動作の一例を示すフローチャートである。いま、通信ユニット１７が地震情報ＥＩを受信したとする（Ｓ１０）。すると、通信ユニット１７が地震情報ＥＩを制御部１５に送り、制御部１５が通信ユニット１７から地震情報ＥＩを受ける（Ｓ１１）。制御部１５は、地震情報ＥＩを受けると、この地震情報ＥＩに基づいて、パワーコンディショナー１０の運転を強制停止するか否かを判断する（Ｓ１２）。
【００３０】
図３は判断処理Ｓ１２の一例を示すフローチャートである。制御部１５は、地震情報ＥＩから、地震の震度を示す震度情報と、地震のマグニチュードを示すマグニチュード情報とを抽出する（Ｓ２１）。なお、震度情報の抽出については、例えば、パワーコンディショナー１０の設置位置の情報を予め制御部１５に登録しておき、その設置位置における震度を地震情報ＥＩから読み出すようにすればよい。そして、制御部１５は、震度情報が示す震度を、予め記憶していた設定震度と比較し（Ｓ２２）、また、マグニチュード情報が示すマグニチュードを、予め記憶していた設定マグニチュードと比較する（Ｓ２３）。そして、震度が設定震度以上であるとき（Ｓ２２でＹｅｓ）、または、マグニチュードが設定マグニチュード以上であるとき（Ｓ２３でＹｅｓ）は、パワーコンディショナー１０を強制停止するものと判断する（Ｓ２４）。一方、震度が設定震度を下回り（Ｓ２２でＮｏ）、かつ、マグニチュードが設定マグニチュードを下回るとき（Ｓ２３でＮｏ）は、パワーコンディショナー１０を強制停止しないものと判断する（Ｓ２５）。このような処理によって、パワーコンディショナー１０を運転停止するか否かの判断を、地震の震度やマグニチュードに基づいて、適切に行うことができる。
【００３１】
なお、図３は判断処理Ｓ１２の一例であり、地震情報ＥＩから、パワーコンディショナー１０の運転を強制停止するか否かを判断する方法は、ここで示したものに限られるものではない。例えば、震度とマグニチュードのうちいずれか一方を用いるようにしてもよいし、震度とマグニチュードとを所定の演算で処理した結果を用いるようにしてもかまわない。
【００３２】
図２のフローに戻り、制御部１５は、強制停止すると判断したときは（Ｓ１３でＹｅｓ）、運転停止動作を実行する（Ｓ１４）。運転停止動作として、ここでは例えば、ＡＣユニット１６に設けられたリレー１６ａの解列を行う。これにより、インバータユニット１４と商用電源系統２５とを、確実に切り離すことができる。また、運転停止動作として、ここでは例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２，１３の入力部１１ａ，１２ａ，１３ａにおける電気的な切り離しを行う。これにより、太陽電池２１，２２，２３とＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２，１３とを、確実に切り離すことができる。制御部１５が運転停止動作を実行することによって、パワーコンディショナー１０は運転を停止する。一方、制御部１５は、強制停止しないと判断したときは（Ｓ１３でＮｏ）、パワーコンディショナー１０の運転を継続する（Ｓ１５）。
【００３３】
なお、ここで実行する運転停止動作は、ＡＣユニット１６に設けられたリレー１６ａの解列、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２，１３の入力部１１ａ，１２ａ，１３ａにおける電気的な切り離しのいずれか一方を含んでいてもよいし、両方を含んでもよい。また例えば、インバータユニット１４の変換動作の停止など、その他の動作を含んでいてもよい。
【００３４】
制御部１５は、運転停止動作を実行した（Ｓ１４）後、パワーコンディショナー１０が運転を停止してから所定時間が経過した後に、エラーチェック動作を行う（Ｓ１６）。ここでのエラーチェック動作は、例えばパワーコンディショナー１０の起動時に行うエラーチェックと同様であり、例えば、入力電圧異常、通信異常、内部バス電圧異常、ＤＣ／ＤＣコンバータ異常、内部回路異常などをチェックする。エラーチェック動作の結果、エラーが検出されなかったときは（Ｓ１７でＮｏ）、制御部１５は、運転停止動作を解除し、パワーコンディショナー１０の運転を再開する（Ｓ１８）。これにより、地震が発生した場合でも、パワーコンディショナー１０に故障や不具合が生じなかったときには、運転を自動的に再開することができる。一方、エラーチェック動作の結果、エラーが検出されたときは（Ｓ１７でＹｅｓ）、制御部１５は、パワーコンディショナー１０の外部にエラー信号ＥＲを出力する（Ｓ１９）。例えば、制御部１５は、リモコン３１にエラー信号ＥＲを送信し、リモコン３１は液晶モニタ等にエラー検出を表示する。あるいは、制御部１５は、通信ユニット１７にエラー信号ＥＲをパワーコンディショナー１０の外部に送信させる。通信ユニット１７は、パワーコンディショナー１０の使用者や管理者が保持する情報機器３２にエラー信号ＥＲを送信し、パワーコンディショナー１０の停止およびエラー検出を伝達する。これにより、パワーコンディショナー１０の使用者や管理者は、地震によりパワーコンディショナー１０に故障や不具合が生じたことを、確実に認識することができる。
【００３５】
以上のように本実施形態によると、パワーコンディショナー１０に設けられた通信ユニット１７は、地震情報ＥＩを受信したとき、その地震情報ＥＩを制御部１５に送る。制御部１５は、通信ユニット１５から受けた地震情報ＥＩに基づいて、パワーコンディショナー１０の運転を強制停止するか否かを判断し、強制停止すると判断したとき、運転停止動作を実行する。これにより、地震が発生し、地震情報が発信されたとき、パワーコンディショナー１０は自動的に停止するので、パワーコンディショナー１０の故障のリスクを低減することができる。また、地震によって、機器や電力給電路に短絡・漏電等の異常が生じた場合でも、太陽電池２１，２２，２３からの電力供給による二次災害を未然に防ぐことができる。また、外部から送信される地震情報ＥＩを用いるために、実際に地震が来るよりも早く、パワーコンディショナー１０を停止することが可能になる。
【００３６】
また、上述の実施形態は、蓄電池対応のパワーコンディショナーについても、同様に適用可能である。図４は実施形態に係るパワーコンディショナーの他の構成例を示すブロック図である。図４では、図１と共通の構成要素について図１と同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３７】
図４のパワーコンディショナー１０Ａは、蓄電池２８に対応している。すなわち、パワーコンディショナー１０Ａは、蓄電池２８によって生成された直流電力を、商用電源系統２５に向けて、交流電力に変換し、出力する。また、パワーコンディショナー１０Ａは、太陽電池２１，２２，２３によって生成された直流電力を、蓄電池２８に蓄積する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、蓄電池２８に蓄える直流電力を、所定電圧の直流電力に昇圧または降圧し、また、蓄電池２８から出力された直流電力を、所定電圧の直流電力に昇圧または降圧する。制御部１５の動作は、上述したものと同様である。例えば、制御部１５は、地震情報ＥＩを受けて、パワーコンディショナー１０Ａの運転を強制停止すると判断したとき、運転停止動作として、ＡＣユニット１６に設けられたリレー１６ａの解列を行う。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２，１３の入力部１１ａ，１２ａ，１３ａ、および、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の入力部１８ａにおける電気的な切り離しを行う。このような構成と動作によって、図１のパワーコンディショナー１０と同様の作用効果が得られる。
【００３８】
なお、上述の実施形態では、パワーコンディショナー１０，１０Ａは、太陽光発電に対応したものとして説明を行ったが、直流電力の生成元は太陽光発電に限定されるものではなく、例えば風力発電や燃料電池等に対応したものであってもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明では、パワーコンディショナーにおいて、地震発生時における故障や二次災害のリスクを低減することができるので、パワーコンディショナーの安全性向上に有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０Ａ  パワーコンディショナー
１１，１２，１３  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１ａ，１２ａ，１３ａ  入力部
１４  インバータユニット
１５  制御部
１６  ＡＣユニット
１６ａ  リレー
１７  通信ユニット
１８  双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
１８ａ  入力部
２１，２２，２３  太陽電池
２５  商用電源系統
２８  蓄電池
３１  リモコン
３２  情報機器
ＥＩ  地震情報
ＥＲ  エラー信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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