WO2017138227A1 - アーク対応制御装置およびアーク対応制御方法 - Google Patents

アーク対応制御装置およびアーク対応制御方法 Download PDF

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岳史 蘆田
公平 冨田
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    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
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    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to an arc response control device and an arc response control method in a power generation system having a DC power supply such as a solar power generation system.
  • the photovoltaic power generation system when an arc occurs, it is necessary to quickly shut down the circuit in order to prevent a fire due to the arc.
  • the photovoltaic power generation system includes an arc detection device that detects the occurrence of an arc in the system.
  • a power conditioner also called a Power Conditioning System (PCS)
  • PCS Power Conditioning System
  • the arc detection device acquires the signal of the output line, acquires the arc signal from the signal, and detects the occurrence of the arc.
  • Patent Documents 1 and 2 For this type of arc detection device, the configurations disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known.
  • the configuration disclosed in Patent Document 1 detects a current flowing through a photovoltaic power generation system in a photovoltaic power generation system connected to a power conditioner, obtains a power spectrum of the detected current, and generates an electric arc from the obtained power spectrum. Is detected.
  • Patent Document 2 detects an arc using the power spectrum of the voltage, not the power spectrum of the current flowing through the output line of the solar cell string.
  • the noise due to arc is white noise, and its power spectrum has a convex shape due to the influence of the filter.
  • the output current from the solar cell to the power conditioner generally has a waveform in which an alternating current having a substantially single frequency is superimposed on the direct current.
  • the solar cell itself is a direct current power source, the alternating current is superposed by the switching of the DC / DC converter of the power conditioner.
  • arc-like noise which is noise of a frequency component similar to the arc (above-mentioned convex shape), is generated due to the operating state of the power conditioner, changes in the amount of solar radiation, and the like. For this reason, this arc-like noise may be erroneously detected as arc noise.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a technique for avoiding an erroneous detection of an arc caused by switching noise of a power conditioner.
  • it has been difficult to reliably avoid the erroneous detection depending on the operating state of the power conditioner, changes in the amount of solar radiation, and the like.
  • an aspect of the present invention is to provide an arc response control apparatus and an arc response control method that can reduce erroneous detection of an arc due to arc-like noise and an arc response caused by the erroneous detection. It is said.
  • an arc-compatible control device includes a DC power source that generates or charges / discharges power and a power converter that converts power supplied from the DC power source.
  • An arc response control device including a control unit that controls an arc response device corresponding to an arc generated in the system, wherein the control unit performs an operation performed by detecting the arc during a period in which arc-like noise occurs. The arc response device is controlled so as not to be performed.
  • An arc detection control method is an arc response control method for controlling an arc response device corresponding to an arc generated in a power generation system including a power conversion device that converts power from a DC power supply. And a step of controlling the arc response device so that an operation performed by detecting the arc is not performed during a period in which arc-like noise is generated.
  • the arc response control apparatus has an effect that it is possible to reduce an arc error response.
  • the arc response control method according to one aspect of the present invention has an effect of reducing the arc response.
  • FIG. 3 is a comparison diagram of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a photovoltaic power generation system 100 (power generation system) of the present embodiment.
  • a photovoltaic power generation system 100 includes a power generation device 10 (DC power supply, solar power generation device), an arc extinguishing device 16 (an arc-compatible device), a PCS 30 (power conversion device), and an arc detection device 40. (Arc compatible device). Moreover, the electric power generating apparatus 10 and PCS30 are connected by the electric circuit 15 (electric power line). Further, the PCS 30 and the arc detection device 40 can communicate with each other via a wired or wireless connection.
  • the arc detection device 40 includes a current sensor 20 described below.
  • the power generation apparatus 10 receives light (sunlight) L from the sun 90 and generates DC power.
  • the DC power is converted into AC power in the PCS 30 and supplied to the power system 80.
  • the solar power generation system 100 is configured so as to be capable of grid connection with the power system 80.
  • the power system 80 is a commercial system for distributing power with a frequency of 60 Hz (or 50 Hz), for example.
  • the power generation device 10 is also used as a power source for the PCS 30 and the arc detection device 40.
  • the PCS 30 is grid-connected to the power system 80.
  • the technical scope of the power generation system according to one aspect of the present invention is It is not limited to.
  • the PCS 30 may supply power to other loads not connected to the grid.
  • the power generation device 10 is a solar cell string in which a large number of solar cell panels 11 are connected in series.
  • the power generation device 10 is a solar cell array in which a plurality of solar cell strings are connected in parallel.
  • the current flowing through the electric circuit 15 is represented as I
  • the voltage applied to the electric circuit 15 is represented as V.
  • the current I and the voltage V are both values obtained by superimposing the switching noise of the PCS 30 on the direct current.
  • the current I includes a high frequency component when an arc is generated in the electric circuit 15 or depending on the operating state of the PCS 30.
  • the arc extinguishing device 16 is provided in the electric circuit 15.
  • the arc extinguishing device 16 is, for example, a circuit breaker, and includes a switch that switches a connection state of the electric circuit 15.
  • the arc extinguishing device 16 can extinguish a series arc generated in the electric circuit 15 by turning off the switch provided in one of the pair of electric circuits 15. Further, by turning on a switch provided between the pair of electric circuits 15, the parallel arc generated between the electric circuits 15 can be extinguished. In any case, since the power supply from the power generation device 10 to the PCS 30 is stopped, the power generation amount in the solar power generation system 100 is reduced.
  • the arc extinguishing device 16 may be provided in the arc detection device 40 or in the PCS 30.
  • the operation (switching) of the arc extinguishing device 16 may be controlled by the arc detection device 40 (specifically, the main control unit 43).
  • the operation of the arc extinguishing device 16 can also be controlled by the PCS 30 (specifically, the main control unit 37).
  • the current sensor 20 is provided in the electric circuit 15.
  • the current sensor 20 is a sensor that detects an AC component of the current I, and may be, for example, a CT (Current Transformer).
  • the detection result of the AC component of the current I detected by the current sensor 20 is given to the filter 41. As described below, the detection result is used for arc detection in the arc detection device 40.
  • the PCS 30 includes a measurement circuit 31, a power conversion circuit 34, a main control unit 37 (an arc response control device, a control unit), and a capacitor C (input capacitor).
  • the main control unit 37 comprehensively controls the operation of the PCS 30.
  • the main control unit 37 includes a voltage determination unit 371, a differential operation unit 372 (calculation unit), a current change amount determination unit 373, a power conversion control unit 374, and an arc detection control unit 375.
  • operation movement of each part with which the main control part 37 is provided is mentioned later.
  • the measurement circuit 31 includes a current measurement unit 32 and a voltage measurement unit 33.
  • the current measuring unit 32 measures the above-described current I.
  • the voltage measuring unit 33 measures the voltage V described above. Measurement results of the current I and the voltage V measured by the measurement circuit 31 are given to the main control unit 37. As shown below, the main control unit 37 controls the operation of the PCS 30 based on the measurement result.
  • the power conversion circuit 34 is connected to the measurement circuit 31 via the capacitor C. By providing the capacitor C, it is possible to prevent a surge voltage from being input to the power conversion circuit 34.
  • the power conversion circuit 34 includes a DC / DC converter 35 and a DC / AC converter 36.
  • the DC / DC converter 35 is a circuit that converts DC power into DC power (DC / DC conversion), and is, for example, a step-up chopper.
  • the DC / DC converter 35 converts the DC power generated by the power generation apparatus 10 into DC power having a higher voltage.
  • the direct current power converted by the DC / DC converter 35 is supplied to the DC / AC converter 36.
  • the DC / AC converter 36 is a circuit that performs a conversion operation (DC / AC conversion) for converting DC power supplied from the DC / DC converter 35 into AC power, and is, for example, an inverter.
  • the DC / AC converter 36 converts DC power into AC power having a frequency of 60 Hz. Then, the AC power converted by the DC / AC converter 36 is supplied to the power system 80.
  • the DC power generated in the power generation apparatus 10 is converted into AC power having a predetermined voltage and frequency that enables grid connection with the power system 80. Can do.
  • the operation of the power conversion circuit 34 is controlled by the main control unit 37.
  • the arc detection device 40 includes a filter 41, an AD conversion unit 42, and a main control unit 43 (an arc response control device, a control unit).
  • the filter 41 is a band pass filter (BPF), and allows only a predetermined frequency range (for example, a predetermined high frequency range) among the AC components of the current I detected by the current sensor 20 to pass therethrough.
  • the frequency range that the filter 41 passes is 40 kHz to 100 kHz. As a result, it is possible to eliminate a frequency component including a lot of noise caused by the power conversion circuit 34 from the AC component of the current I detected by the current sensor 20.
  • the AD conversion unit 42 converts the current signal as an analog signal that has passed through the filter 41 into a digital signal, and supplies the digital signal to the main control unit 43. Thereby, various calculations for arc detection in the main control unit 43 are possible.
  • the main control unit 43 comprehensively controls the operation of the arc detection device 40.
  • the main control unit 43 includes an FFT processing unit 44 and an arc determination unit 45.
  • the FFT processor 44 performs FFT (Fast Fourier Transform) on the current signal as a digital signal supplied from the AD converter 42 to generate a power spectrum of the current signal. Then, the FFT processing unit 44 gives the power spectrum of the current signal to the arc determination unit 45.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the arc determination unit 45 analyzes the power spectrum of the current signal acquired from the FFT processing unit 44, and determines whether or not noise (arc noise) caused by the arc is included in the power spectrum.
  • the arc determination unit 45 determines that arc noise is included when high-frequency components include noise of a predetermined power level or higher.
  • a conventionally known method such as a method disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 may be used.
  • the arc determination unit 45 determines that an arc has occurred when it is determined that arc noise is included in the power spectrum. However, as described below, the case where the arc determination unit 45 determines the occurrence of an arc includes not only the case where an arc has actually occurred, but also the case where an arc-like noise has occurred.
  • the arc-like noise is high-frequency noise similar to arc noise generated when an arc is generated, and is noise generated in a predetermined state of the photovoltaic power generation system 100. Therefore, the arc detected by the arc determination unit 45 is a suspicious arc that is suspected of being an arc.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the occurrence of arc-like noise in the first operating state. In the example of FIG. 2, it is assumed that a true arc has not occurred.
  • FIG. 3 is a comparison diagram (reference diagram) of FIG. 2 for explaining the generation of arc noise.
  • FIG. 3 shows a power spectrum of the current I in a state where the PCS 30 is performing DC / AC conversion and the current I is substantially constant (constant current state). Before describing FIG. 2, first, FIG. 3 will be described.
  • FIG. 3A is a graph showing the power spectrum of the current I during DC / AC conversion when a true arc is generated. As shown in FIG. 3A, noise having a relatively high power level is continuously included in a high frequency region of the power spectrum over a wide area.
  • FIG. 3B is a graph showing the power spectrum of the current I during DC / AC conversion when a true arc is not generated. As shown in FIG. 3B, although the high frequency region of the power spectrum contains noise continuously, the power level of the noise is relatively low.
  • FIG. 2 is a graph showing a waveform of the current I in a time range from before the control power is turned on to immediately before the start of DC / AC conversion.
  • points A and B are time ranges from immediately after the control power supply is turned on until the power supply to the power system 80 is started.
  • FIG. 2 (b) is a graph showing the power spectrum of the current I at point A in FIG. 2 (a).
  • the power spectrum in FIG. 2B includes arc-like noise instead of true arc noise.
  • FIG. 2C is a graph showing the power spectrum of the current I at point B in FIG.
  • noise having a relatively high power level is discretely included over a wide range of the high frequency region of the power spectrum in spite of the absence of an arc.
  • the state continues in the time range of point B. That is, the power spectrum shown in FIG. 2C includes arc-like noise instead of true arc noise.
  • arc-like noise may occur when ON / OFF operation confirmation (opening / closing check) of a connection relay (not shown) disposed between the power system 80 and the PCS 30 is performed.
  • the switching operation becomes unstable and arc-like noise is generated.
  • the connection relay (not shown) is turned on, an inrush current may occur and arc-like noise may occur.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the occurrence of arc-like noise in the second operating state. In the example of FIG. 4, it is assumed that a true arc has not occurred.
  • FIG. 4A is a graph showing the waveform of the current I in the time range before and after the start of DC / AC conversion.
  • the current I increases rapidly immediately after the start of DC / AC conversion.
  • Such a rapid time change of the current I can also occur, for example, when the light quantity of the light L incident on the power generation apparatus 10 changes temporarily abruptly.
  • FIG. 4 is a graph showing the power spectrum of the current I in the portion of “High-frequency component generation” shown in (a) in FIG.
  • noise having a relatively high power level is continuously included over a wide frequency range of the power spectrum. That is, the power spectrum of FIG. 4B includes arc-like noise instead of true arc noise.
  • FIG. 4 shows that arc-like noise is likely to occur when the current I increases rapidly, but the same applies when the current I decreases rapidly, and the voltage V changes abruptly. The same applies to (increase / decrease).
  • each unit included in the main control unit 37 will be described.
  • the voltage determination unit 371 compares the magnitude of the value of the voltage V measured by the voltage measurement unit 33 with a predetermined threshold value (threshold values V0 to V3 in FIG. 5 described later). In the photovoltaic power generation system 100, the voltage V generally changes depending on the sunshine conditions.
  • the differential operation unit 372 acquires the value of the current I measured by the current measurement unit 32 and calculates the time derivative dI / dt of the current I.
  • t is time.
  • the differential operation unit 372 may perform approximate calculation as dI / dt ⁇ I / ⁇ t, and set the calculated value as the time differential dI / dt.
  • ⁇ t is a minute time
  • ⁇ I is a change amount of the current I at the time ⁇ t.
  • the differential operation unit 372 may acquire an alternating current component of the current I measured by the current sensor 20 and calculate dI / dt.
  • the differential operation unit 372 calculates the absolute value of dI / dt (that is,
  • D
  • the current change amount D may be understood as an index indicating the degree of temporal change in the current I.
  • the current change amount determination unit 373 compares the magnitude change between the current change amount D and a predetermined threshold value TH (see FIG. 6 described later).
  • the power conversion control unit 374 controls the operation of the power conversion circuit 34. Further, the arc detection control unit 375 controls the operation of the arc detection device 40.
  • the operating states of the PCS 30 and the arc detection device 40 are based on the above-described magnitude determination results in the voltage determination unit 371 and the current change amount determination unit 373. Be controlled.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing (S1 to S16) for preventing erroneous arc detection in the first operation state in the photovoltaic power generation system 100.
  • the voltage determination unit 371 determines whether the voltage V is equal to or higher than a predetermined threshold value V0 (that is, whether V ⁇ V0) (S1). Note that S1 is performed during a period in which the voltage V increases, such as early morning (a time zone in which the amount of sunlight is increasing, near the sunrise time).
  • the threshold value V0 may be set based on a voltage value necessary to stably operate the control power supply of the PCS 30. Therefore, this S1 may be understood as a process for determining whether or not the voltage V has increased to a sufficient level to activate the control power supply of the PCS 30.
  • V ⁇ V0 (YES in S1)
  • the PCS 30 is activated and the main control unit 37 starts operating (S2). If V ⁇ V0 (NO in S1), the process returns to S1.
  • the arc detection control unit 375 gives a command to the arc detection device 40 and activates the arc detection device 40 (S3).
  • the main control unit 43 of the arc detection device 40 receives commands from the arc detection control unit 375 and activates the other units. At this point, arc detection has not started.
  • the voltage determination unit 371 determines whether the voltage V is equal to or higher than a predetermined threshold value V1 (that is, whether V ⁇ V1) (S4).
  • the threshold value V1 may be set based on the voltage value necessary for the DC / AC conversion operation in the power conversion circuit 34. Therefore, this S4 may be understood as a process of increasing whether the voltage V has increased to a sufficient level for stable DC / AC conversion in the power conversion circuit 34.
  • the power conversion control unit 374 activates the power conversion circuit 34 and prepares for DC / AC conversion. At this time, arc-like noise as shown in FIGS. 2B and 2C may be superimposed on the current I and detected by the current sensor 20. However, since the arc detection device 40 has not started the arc detection, no erroneous arc detection occurs.
  • the power conversion control unit 374 causes the power conversion circuit 34 to start DC / AC conversion.
  • the arc detection control part 375 gives a command to the arc detection device 40 and causes the arc detection device 40 to start arc detection (S5).
  • the arc detection device 40 receives an instruction from the arc detection control unit 375 and starts arc detection (S7).
  • the process proceeds to S6.
  • the voltage determination unit 371 determines whether the voltage V is equal to or lower than the predetermined threshold V3 (that is, whether V ⁇ V3) (S6). Since this S6 is the same processing as S13 described later, the threshold value V3 will be described in S13.
  • V ⁇ V3 If V ⁇ V3 (YES in S6), the process proceeds to S14 described later. If V> V3 (NO in S6), the process returns to S4.
  • the period from immediately after S3 to immediately before S7 is a period in which arc detection is not performed although the arc detection device 40 is activated.
  • this period is referred to as a masking period.
  • the process which controls the said arc detection apparatus 40 so that the arc detection apparatus 40 during starting may not perform an arc detection is called masking.
  • the power conversion circuit 34 performs DC / AC conversion (S8).
  • the voltage determination unit 371 determines whether the voltage V is equal to or lower than a predetermined threshold value V2 (that is, whether V ⁇ V2) (S9).
  • this S9 is performed in the period when the voltage V falls, for example, in the evening (a time zone in which the amount of sunlight is decreasing).
  • the threshold value V2 may be set based on the voltage value necessary for the DC / AC conversion operation in the power conversion circuit 34. Therefore, this S9 may be understood as a process for determining whether or not the voltage V has decreased to such a level that DC / AC conversion cannot be continued.
  • V ⁇ V2 V2 (YES in S9)
  • the power conversion control unit 374 causes the power conversion circuit 34 to stop DC / AC conversion. Further, the arc detection control unit 375 gives a command to the arc detection device 40, and causes the arc detection device 40 to stop arc detection (S10). If V> V2 (NO in S9), the process returns to S9.
  • the arc detection device 40 receives the command from the arc detection control unit 375 and stops the arc detection. (S11). Moreover, the voltage determination part 371 operates only a control power supply with the stop of DC / AC conversion in the power converter circuit 34 (S12).
  • the voltage determination unit 371 determines whether the voltage V is equal to or lower than a predetermined threshold value V3 (that is, whether V ⁇ V3) (S13). Note that this S13 is performed during a period in which the voltage V approaches 0, such as near the sunset time (a time zone in which the amount of sunlight decreases and becomes almost zero).
  • the threshold value V3 may be set based on the voltage value necessary for the minimum operation of the control power supply of the PCS 30. Therefore, this S13 may be understood as a process for determining whether or not the voltage V has dropped to such a level that the operation of the control power supply of the PCS 30 cannot be continued.
  • V ⁇ V3 If V ⁇ V3 (YES in S13), the arc detection control unit 375 turns off the power of the arc detection device 40 (S14). If V> V3 (NO in S13), the process returns to S13.
  • the arc detection device 40 stops operating (S15). Further, following S15, the voltage determination unit 371 turns off the main power supply of the PCS 30. As a result, the PCS 30 also stops operating (S16). As described above, in the arc detection device 40, the period from immediately after S11 to immediately before S15 is also a masking period.
  • the arc detection device 40 can start arc detection when DC / AC conversion in the PCS 30 is started.
  • the arc detection start and end timings in the arc detection device 40 can be synchronized with the DC / AC conversion start and end timings in the PCS 30.
  • arc detection by the arc detection device 40 is not performed in the first operation state described above (until the control power of the PCS 30 is turned on and DC / AC conversion is started). Therefore, erroneous detection of arc-like noise in the first operating state can be prevented.
  • the designer of the photovoltaic power generation system 100 may appropriately set the values of the threshold values V0 to V3. However, in order to prevent chattering of the PCS 30, it is preferable to set V1> V3.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the flow of S21 to S30 for preventing erroneous arc detection in the second operation state in the photovoltaic power generation system 100. Note that S21 and S22 in FIG. 6 are the same as S5 and S7 in FIG. Hereinafter, S23 to S30 will be described.
  • both the PCS 30 and the arc detector 40 are activated.
  • the current measuring unit 32 measures the current I (S23).
  • This S25 may be understood as a process for determining whether or not the current change amount D has reached a level that causes arc-like noise that cannot be ignored in the determination of arc detection.
  • the threshold value TH may be set as appropriate by the designer of the photovoltaic power generation system 100 based on an experimental result indicating the relationship between the current change amount D and the arc-like noise in the second operation state.
  • the arc detection control unit 375 gives a command to the arc detection device 40 and causes the arc detection device 40 to stop arc detection (S26).
  • the arc detection device 40 receives the command from the arc detection control unit 375 and stops the arc detection (S27). And it returns to S23 and repeats the above-mentioned process.
  • arc detection control unit 375 checks the operating state of arc detection device 40 and determines whether arc detection device 40 is detecting an arc ( S28).
  • the arc detection control unit 375 determines that there is a possibility of erroneous detection of the arc due to arc-like noise, and causes the arc detection device 40 to A command is given to cause the arc detection device 40 to start (restart) arc detection (S29).
  • the arc detection device 40 receives an instruction from the arc detection control unit 375 and starts arc detection (S30). And it returns to S23 and repeats the above-mentioned process. As described above, in the arc detection device 40, the period from immediately after S27 to immediately before S30 is the masking period.
  • the arc detection device 40 can stop the arc detection.
  • the arc detection control device (arc detection control unit 375) is provided, so that the arc detection device 40 in each of the first operation state and the second operation state.
  • the arc detection in can be masked. Therefore, since false detection of arc-like noise in the arc detection device 40 can be reduced, false detection of arc in the solar power generation system 100 can be reduced. As a result, it is possible to reduce the number of times that the photovoltaic power generation system 100 stops supplying power to the power system 80 in order to extinguish an erroneously detected arc.
  • the arc detection control device 40 in the PCS 30, it is possible to easily obtain (understand) a situation where arc-like noise can occur. Therefore, the arc detection device 40 can be efficiently controlled so as to stop the arc detection.
  • the arc detection control device may stop the operation executed by detecting the arc during a period when the arc-like noise is generated. For example, the arc detection control device may stop the operation of the arc extinguishing device 16 during a period in which arc-like noise is generated. In this case, since the arc is not extinguished, the number of times that the photovoltaic power generation system 100 stops supplying power to the power system 80 can be reduced.
  • the arc response control device may instruct the arc extinguishing device 16 to ignore the detection of the arc during the period when the arc-like noise is generated. Even in this case, since the arc is not extinguished, the number of times that the photovoltaic power generation system 100 stops supplying power to the power system 80 can be reduced.
  • the arc detection device 40 and the arc extinguishing device 16 are exemplified as the arc response device corresponding to the arc, but the arc response device is not limited to these.
  • the arc corresponding device may be a notification unit that notifies (warns) the user that an arc has occurred.
  • the notification unit may be a display unit that visually notifies by displaying a warning image.
  • the notification unit may be a speaker that performs auditory notification by generating a warning sound.
  • the arc detection control device performs an operation (including the arc detection itself) executed by the arc detection during the period when the arc-like noise is generated with respect to the arc corresponding device corresponding to the arc. Any device that can be controlled so as not to be broken is acceptable. As a result, it is possible to reduce an erroneous response such as an erroneous detection of an arc due to an arc-like noise and an arc extinguishing operation or a notification to the user accompanying the erroneous detection.
  • the arc detection control unit 375 can be provided in the main control unit 43 of the arc detection device 40. In this case, the arc detection control unit 375 can acquire a situation in which arc-like noise can occur from the PCS 30, and therefore can control the arc detection device 40 to stop the detection of the arc.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic circuit configuration of the photovoltaic power generation system 200 (power generation device) of the present embodiment.
  • the solar power generation system 200 of the present embodiment is different from the solar power generation system 100 of the first embodiment in that (i) the PCS 30 is replaced with a PCS 30a (power converter), and (ii) arc detection.
  • the device 40 is excluded.
  • the PCS 30a of the present embodiment is different from the PCS 30 of the first embodiment in that (i) the main control unit 37 is replaced with a main control unit 37a (arc detection control device), and (ii) arc An arc extinguishing device 16, a current sensor 20, and a filter 41 are added. And the main control part 37a of this embodiment adds the AD conversion part 42, the FFT process part 44, and the arc determination part 45 to the main control part 37 of Embodiment 1.
  • the function of the main control unit 43 of the first embodiment is added to the main control unit 37a. That is, in the solar power generation system 200, the main control unit 37a that controls the operation of the PCS 30a has the function of the main control unit (the main control unit 43 of the first embodiment) that controls the operation of the arc detection device. .
  • the solar power generation system 200 of the present embodiment is different from the solar power generation system 100 of the first embodiment in that the arc detection control device is integrally provided in the PCS.
  • the configuration of the arc detection device can be simplified. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the arc detection device. Moreover, in this embodiment, since the arc detection device is built in the PCS, it is possible to increase the functionality of the PCS.
  • the current measuring unit 32 may have a function of detecting the AC component of the current I.
  • the current sensor 20 can be omitted.
  • the masking period is not limited to that shown in FIGS.
  • the arc-like noise may occur. Therefore, another period in which the operation of the power conversion circuit 34 changes may be used as a masking period.
  • the solar power generation system has been described as an example.
  • the power generation system according to one embodiment of the present invention is not limited to the solar power generation system.
  • the power generation system according to one embodiment of the present invention only needs to have a function of generating DC power and converting the DC power.
  • the power generation device in the power generation system can use a fuel cell that can obtain electric energy (DC power) using hydrogen fuel by an electrochemical reaction between hydrogen fuel and oxygen in the air. It may be a device.
  • the power generation device in the power generation system according to one embodiment of the present invention may be a storage battery or a capacitor such as a capacitor that stores (charges) and discharges electric energy generated by various power generation devices.
  • the power generation system according to one embodiment of the present invention does not necessarily need to be configured so that grid connection with the power system is possible.
  • the power generation system according to one aspect of the present invention may be configured to supply DC power or AC power output from the power conversion path to a load device that can receive the power.
  • control blocks (particularly the main control units 37, 37a, and 43) of the photovoltaic power generation systems 100 and 200 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or a CPU It may be realized by software using (Central Processing Unit).
  • the photovoltaic power generation systems 100 and 200 include a CPU that executes instructions of a program that is software that implements each function, and a ROM (Read CPU) in which the program and various data are recorded so as to be readable by a computer (or CPU). And a storage device (these are referred to as “recording media”), a RAM (Random Access Memory) for expanding the program, and the like. Then, the computer (or CPU) reads the program from the recording medium and executes it to achieve the object of the present invention.
  • a “non-temporary tangible medium” such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (such as a communication network or a broadcast wave) that can transmit the program.
  • an arbitrary transmission medium such as a communication network or a broadcast wave
  • one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the program is embodied by electronic transmission.
  • An arc response control device corresponds to an arc generated in a power generation system including a DC power source that generates or charges / discharges power and a power converter that converts power supplied from the DC power source.
  • An arc handling control device including a control unit for controlling an arc handling device, wherein the control unit is configured to prevent an operation performed by detection of the arc during a period in which arc-like noise is generated. To control.
  • the DC power source includes a solar power generation device, a capacitor, and the like.
  • the power conversion device includes a device that converts DC power into another DC power, a device that converts DC power into AC power, and a combination thereof.
  • the arc handling device includes an arc detection device that detects an arc, an arc extinguishing device that extinguishes the arc, and the like.
  • the arc-compatible device uses the arc-like noise as arc noise, and the false detection of the arc and the false detection
  • an erroneous response such as an arc extinguishing operation or a notification (warning) to the user.
  • the arc response control device controls the arc response device so that the operation executed by the detection of the arc is not performed during the period when the arc-like noise is generated.
  • the detection of the arc in the arc detection device is masked, the detection of the arc is ignored in the arc extinguishing device, or the arc in the arc extinguishing device is It is possible to mask the arc extinguishing operation. Therefore, it is possible to reduce the false correspondence of the arc.
  • the period in which the arc-like noise is generated is a period from when the power conversion device starts up to when the converted power starts to be output to the load. May be.
  • the inventor of the present application generates the arc-like noise in an operation state (first operation state) in a period from when the power conversion device starts up to when the converted power starts to be output to the load.
  • the present inventors have found that the arc handling apparatus is highly likely to perform an arc mishandling.
  • the arc response control device controls the arc response device so that the arc is not extinguished.
  • the detection of the arc in the arc detection device can be masked in the first operation state. Therefore, it is possible to reduce the false correspondence of the arc.
  • the arc response control device is a calculation unit that calculates an electrical change amount that is an index indicating a degree of temporal change in current or voltage supplied from the DC power supply to the power converter.
  • the period in which the arc-like noise is generated may be a period in which the electrical change amount calculated by the calculation unit is greater than a predetermined threshold.
  • the inventor of the present application determines that the arc handling device does not detect an arc error even when the current from the DC power supply suddenly changes over time during the conversion operation in the power conversion device (second operation state). We found that there is a high possibility of taking action.
  • the arc response control device prevents the arc from being extinguished. Control the arc response device.
  • the detection of the arc in the arc detection device can be masked. Therefore, it is possible to reduce the false correspondence of the arc.
  • control unit prevents the operation executed by the detection of the arc from being performed when power conversion in the power conversion device is stopped. It is preferable to control the arc handling device.
  • the arc-like noise may occur when the power conversion device is in the activated state.
  • the arc-like noise may occur when the power conversion device is in the activated state.
  • the said power converter device changes into self-sustained operation mode intentionally, power conversion is stopped and it changes to a starting state. At this time, switching of the relay is performed, and the arc-like noise may occur.
  • compatible control apparatus does not perform the operation
  • the arc response device may be an arc extinguishing device that extinguishes the arc.
  • the arc extinguishing device can be controlled so that the arc extinguishing operation is not performed as the operation executed by detecting the arc.
  • the arc extinguishing operation includes an operation of cutting off power supply from the DC power source to the power converter. For this reason, when the arc extinguishing operation is performed, the power generation amount in the power generation system is reduced. Therefore, according to said structure, the fall of the electric power generation amount by the misdetection of an arc can be suppressed.
  • the arc response control device may be provided in the power conversion device.
  • the arc-like noise may be generated according to the operation of the power converter.
  • the arc-like noise may occur when a current or voltage from the DC power supply to the power converter changes rapidly, and the current and the voltage are measured by the power converter. In general.
  • the arc response control device may be provided in the arc response device and communicate with the power conversion device.
  • compatible control apparatus since the said arc corresponding
  • An arc detection control method is an arc response control method for controlling an arc response device corresponding to an arc generated in a power generation system including a power conversion device that converts power from a DC power supply. And a step of controlling the arc response device so that an operation performed by detecting the arc is not performed during a period in which arc-like noise is generated.
  • the arc response control apparatus may be realized by a computer.
  • the arc response control apparatus is operated as each unit (software element) included in the arc response control apparatus.
  • a control program for an arc-compatible control device for realizing the control device by a computer and a computer-readable recording medium on which the control program is recorded also fall within the scope of the present invention.

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Abstract

アークの誤検出および誤検出に伴う誤対応を低減する。太陽光発電システム（１００）において、主制御部（３７）は、アーク類似ノイズが発生する期間、アークの検出を停止するようにアーク検出装置（４０）を制御する。アーク類似ノイズが発生する期間の例としては、ＰＣＳ（３０）が起動してから電力系統（８０）への電力供給を開始するまでの期間、および、発電装置（１０）からＰＣＳ（３０）に流れる電流（Ｉ）が急激に変化する期間が挙げられる。

Description

アーク対応制御装置およびアーク対応制御方法
　本発明は、例えば太陽光発電システムのような、直流電源を備えた発電システムにおけるアーク対応制御装置およびアーク対応制御方法に関する。
　近年、再生可能エネルギーを有効利用するシステムとして、太陽光発電システムが多数建造されている。これに伴い、太陽光発電システムのアーク故障に起因した火災事故の報告も増加している。
　太陽光発電システムでは、アークが発生した場合に、アークによる火災を防止するために、迅速に回路を遮断する必要がある。このために、太陽光発電システムは、システム内でのアークの発生を検出するアーク検出装置を備えている。
　太陽電池ストリングを有し、パワーコンディショナ（パワーコンディショニングシステム（Power Conditioning System，ＰＣＳ）とも称される）と接続されている太陽光発電システムにおいて、直列アークまたは並列アークであるアークが発生した場合にはアークによるノイズが生じる。この場合、太陽電池ストリング（直流電源）の出力線路には、パワーコンディショナのスイッチングノイズに対してアークによるノイズが重畳された信号が生じる。そこで、アーク検出装置は、上記出力線路の信号を取得し、その信号からアークの信号を取得してアークの発生を検出している。
　この種のアーク検出装置には、特許文献１および２に開示された構成が知られている。特許文献１に開示された構成は、パワーコンディショナに接続された太陽光発電システムにおいて、太陽光発電システムを流れる電流を検出し、検出した電流のパワースペクトルを求め、求めたパワースペクトルから電気アークを検出している。
　一方、特許文献２に開示された構成は、太陽電池ストリングの出力線路を流れる電流のパワースペクトルではなく、電圧のパワースペクトルを使用してアークを検出している。
米国特許公開公報「ＵＳ２０１２／０３１６８０４Ａ１（２０１２年１２月１３日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１４－１３４４４５号公報（２０１４年７月２４日公開）」
　例えば、アークによるノイズ（アークノイズ）は、特許文献１の図４に記載されているように、ホワイトノイズであり、そのパワースペクトルは、フィルタの影響を受けて上に凸の形状となる。ところで、太陽電池からパワーコンディショナへの出力電流は一般に直流電流にほぼ単一の周波数の交流電流が重畳した波形となる。太陽電池自体は直流電源であるにも関わらず、交流電流が重畳するのはパワーコンディショナのＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングによる影響である。しかしながら、パワーコンディショナの動作状態、日射量の変化、などにより、アーク（上記の上に凸の形状）に類似した周波数成分のノイズであるアーク類似ノイズが発生する。このため、このアーク類似ノイズはアークノイズとして誤検出される恐れがある。
　特許文献１および２では、パワーコンディショナのスイッチングノイズに起因したアークの誤検出を回避する技術を記載している。しかしながら、本願の発明者が確認したところ、パワーコンディショナの動作状態、日射量の変化、などによっては、上記誤検出を確実に回避することは困難であった。
　したがって、本発明の一態様は、アーク類似ノイズによるアークの誤検出、および当該誤検出に伴う消弧動作などの誤対応を低減することができるアーク対応制御装置およびアーク対応制御方法の提供を目的としている。
　前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアーク対応制御装置は、発電または充放電する直流電源と、前記直流電源から供給される電力を変換する電力変換装置とを備えた発電システムにて発生するアークに対応するアーク対応装置を制御する制御部を備えるアーク対応制御装置であって、前記制御部は、アーク類似ノイズが発生する期間、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御する。
　また、本発明の一態様に係るアーク検出制御方法は、直流電源からの電力を変換する電力変換装置を備えた発電システムにて発生するアークに対応するアーク対応装置を制御するアーク対応制御方法であって、アーク類似ノイズが発生する期間、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御するステップを含む。
　本発明の一態様に係るアーク対応制御装置によれば、アークの誤対応を低減することが可能となるという効果を奏する。
　また、本発明の一態様に係るアーク対応制御方法によっても、アークの誤対応を低減することが可能となるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムの概略的な構成を示すブロック図である。 図１に示した太陽光発電システムの第１動作状態におけるアーク類似ノイズの発生を説明するための図であって、（ａ）は、電流波形を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のポイントＡにおける電流のパワースペクトルを示す図であり、（ｃ）は、（ａ）のポイントＢにおける電流のパワースペクトルを示す図である。 図２の対比図であって、（ａ）は、真のアークが発生した場合におけるＤＣ／ＡＣ変換中の電流のパワースペクトルを示す図であり、（ｂ）は、真のアークが発生していない場合におけるＤＣ／ＡＣ変換中の電流のパワースペクトルを示す図である。 第２動作状態におけるアーク類似ノイズの発生を説明するための図であって、（ａ）は、電流波形を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示された「高周波成分発生」という部分における電流のパワースペクトルを示す図である。 第１動作状態におけるアークの誤検出を防止する処理の流れを例示する図である。 第２動作状態におけるアークの誤検出を防止する処理の流れを例示する図である。 本発明の実施形態２に係る太陽光発電システムの概略的な構成を示すブロック図である。
　〔実施形態１〕
　以下、本発明の実施形態１について、図１～図６に基づいて説明する。図１は、本実施形態の太陽光発電システム１００（発電システム）の概略的な構成を示すブロック図である。
　（太陽光発電システム１００の概要）
　図１に示すように、太陽光発電システム１００は、発電装置１０（直流電源，太陽光発電装置）、アーク消弧装置１６（アーク対応装置）、ＰＣＳ３０（電力変換装置）、およびアーク検出装置４０（アーク対応装置）を備えている。また、発電装置１０とＰＣＳ３０とは、電路１５（電力線路）によって接続されている。また、ＰＣＳ３０とアーク検出装置４０とは、有線または無線を介して通信可能である。また、アーク検出装置４０は、以下に述べる電流センサ２０を備えている。
　以下に示すように、太陽光発電システム１００において、発電装置１０は、太陽９０からの光（太陽光）Ｌを受光し、直流電力を発電する。当該直流電力はＰＣＳ３０において交流電力に変換され、電力系統８０に供給される。このように、太陽光発電システム１００は、電力系統８０との系統連系が可能であるように構成されている。なお、電力系統８０は、例えば周波数６０Ｈｚ（または５０Ｈｚ）の電力を流通させるための商用系統である。また、図１には示されていないが、発電装置１０は、ＰＣＳ３０およびアーク検出装置４０の電源としても利用される。
　なお、本実施形態の太陽光発電システム１００では、ＰＣＳ３０は電力系統８０に系統連系しているが、後述の変形例において述べる通り、本発明の一態様に係る発電システムの技術的範囲はこれに限定されない。ＰＣＳ３０は、系統連系していないその他の負荷に電力供給してもよい。
　（発電装置１０、アーク消弧装置１６、および電流センサ２０）
　発電装置１０は、多数の太陽電池パネル１１を直列接続した太陽電池ストリングである。あるいは、発電装置１０は、複数の太陽電池ストリングを並列接続した太陽電池アレイである。
　図１では、電路１５に流れる電流をＩとして、電路１５に印加される電圧をＶとしてそれぞれ表す。電路１５に異常が発生していない場合には、電流Ｉおよび電圧Ｖはいずれも直流にＰＣＳ３０のスイッチングノイズが重畳された値となる。但し、電路１５にアークが発生した場合等、またはＰＣＳ３０の動作状態によっては、電流Ｉには高周波成分が含まれる。
　アーク消弧装置１６は、電路１５に設けられている。アーク消弧装置１６は、例えば遮断器であり、電路１５の接続状態を切り替えるスイッチを備えている。アーク消弧装置１６は、一対の電路１５の一方に設けられた上記スイッチをＯＦＦにすることにより、電路１５に発生した直列アークを消弧することができる。また、一対の電路１５間に設けられたスイッチをＯＮにすることにより、電路１５間で発生した並列アークを消弧することができる。何れの場合においても、発電装置１０からＰＣＳ３０への電力供給が停止されるので、太陽光発電システム１００における発電量が低下することになる。
　なお、アーク消弧装置１６は、アーク検出装置４０に設けられてもよいし、ＰＣＳ３０に設けられてもよい。また、アーク消弧装置１６の動作（スイッチング）の制御は、アーク検出装置４０（具体的には主制御部４３）によって行われてもよい。但し、アーク消弧装置１６の動作の制御を、ＰＣＳ３０（具体的には主制御部３７）によって行うことも可能である。
　電流センサ２０は、電路１５に設けられている。本実施形態では、電流センサ２０は、電流Ｉの交流成分を検出するセンサであり、例えばＣＴ（Current Transformer，変流器）であってもよい。電流センサ２０によって検出された電流Ｉの交流成分の検出結果は、フィルタ４１に与えられる。以下に述べるように、当該検出結果は、アーク検出装置４０におけるアーク検出に利用される。
　（ＰＣＳ３０）
　ＰＣＳ３０は、測定回路３１、電力変換回路３４、主制御部３７（アーク対応制御装置、制御部）、およびコンデンサＣ（入力コンデンサ）を備えている。
　主制御部３７は、ＰＣＳ３０の動作を統括的に制御する。また、主制御部３７は、電圧判定部３７１、微分演算部３７２（算出部）、電流変化量判定部３７３、電力変換制御部３７４、およびアーク検出制御部３７５を備えている。なお、主制御部３７が備える各部の動作については、後述する。
　測定回路３１は、電流計測部３２および電圧計測部３３を備えている。電流計測部３２は、上述の電流Ｉを測定する。また、電圧計測部３３は、上述の電圧Ｖを測定する。測定回路３１によって測定された電流Ｉおよび電圧Ｖの測定結果は、主制御部３７に与えられる。以下に示すように、主制御部３７は、当該測定結果に基づいて、ＰＣＳ３０の動作を制御する。
　また、電力変換回路３４は、コンデンサＣを介して、測定回路３１と接続されている。コンデンサＣが設けられることにより、電力変換回路３４に対するサージ電圧の入力を防止することができる。
　電力変換回路３４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５およびＤＣ／ＡＣコンバータ３６を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３５は、直流電力を直流電力に変換（ＤＣ／ＤＣ変換）する回路であり、例えば昇圧チョッパである。
　一例として、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５は、発電装置１０において発電された直流電力を、電圧がより高い直流電力に変換する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５において変換された直流電力は、ＤＣ／ＡＣコンバータ３６に供給される。
　ＤＣ／ＡＣコンバータ３６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５から供給された直流電力を交流電力に変換する変換動作（ＤＣ／ＡＣ変換）を行う回路であり、例えばインバータである。一例として、ＤＣ／ＡＣコンバータ３６は、直流電力を、周波数６０Ｈｚの交流電力に変換する。そして、ＤＣ／ＡＣコンバータ３６において変換された交流電力は、電力系統８０に供給される。
　このように、電力変換回路３４が設けられることにより、発電装置１０におい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。なお、後述するように、電力変換回路３４の動作は、主制御部３７によって制御される。
　（アーク検出装置４０）
　アーク検出装置４０は、上述の電流センサ２０に加え、フィルタ４１、ＡＤ変換部４２、および主制御部４３（アーク対応制御装置、制御部）を備えている。フィルタ４１は、バンドパスフィルタ（Band Pass Filter，ＢＰＦ）であり、電流センサ２０において検出された電流Ｉの交流成分のうち、所定の周波数範囲（例えば所定の高周波範囲）のみを通過させる。
　一例として、フィルタ４１が通過させる周波数範囲は、４０ｋＨｚ～１００ｋＨｚである。これにより、電流センサ２０において検出された電流Ｉの交流成分から、電力変換回路３４に起因するノイズを多く含む周波数成分を排除できる。
　ＡＤ変換部４２は、フィルタ４１を通過したアナログ信号としての電流信号をデジタル信号に変換し、主制御部４３に与える。これにより、主制御部４３におけるアーク検出のための各種の演算が可能となる。
　主制御部４３は、アーク検出装置４０の動作を統括的に制御する。また、主制御部４３は、ＦＦＴ処理部４４およびアーク判定部４５を備えている。
　ＦＦＴ処理部４４は、ＡＤ変換部４２から供給されたデジタル信号としての電流信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform，高速フーリエ変換）を施し、当該電流信号のパワースペクトルを生成する。そして、ＦＦＴ処理部４４は、電流信号のパワースペクトルをアーク判定部４５に与える。
　アーク判定部４５は、ＦＦＴ処理部４４から取得した電流信号のパワースペクトを分析し、アークに起因するノイズ（アークノイズ）が当該パワースペクトルに含まれているか否かを判定する。
　例えば、アーク判定部４５は、高周波成分において、所定のパワーレベル以上のノイズが存在している場合に、アークノイズが含まれていると判定する。なお、アーク判定部４５によるアーク判定の手法としては、特許文献１や特許文献２に開示されている手法等、従来公知の手法を使用してもよい。
　アーク判定部４５は、アークノイズがパワースペクトルに含まれていると判定した場合、アークが発生したと判定する。但し、以下に述べるように、アーク判定部４５がアークの発生を判定する場合には、本当にアークが発生した場合だけでなく、アーク類似ノイズが発生した場合が含まれている。
　ここで、アーク類似ノイズとは、アーク発生時に生じるアークノイズに類似した高周波ノイズであり、太陽光発電システム１００の所定の状態において発生するノイズである。従って、アーク判定部４５が検出するアークは、正確にはアークの疑いがある被疑アークである。
　（アーク類似ノイズが発生しやすいＰＣＳ３０の動作状態）
　続いて、アーク類似ノイズが発生しやすいＰＣＳ３０の動作状態について説明する。以下に述べるように、本願の発明者は、ＰＣＳ３０の２通りの動作状態において、アーク類似ノイズが発生しやすいことを見出した。
　（第１動作状態）
　第１に、本願の発明者は、電力変換制御部３７４に電源が投入されてから（換言すれば、主制御部３７に制御電源が投入されてから）、ＰＣＳ３０において電力変換が行われて、変換された電力の電力系統８０への供給が開始されるまでの間に、アーク類似ノイズが発生しやすいことを見出した。以下、当該動作状態を、第１動作状態と称する。なお、主制御部３７の制御電源は、ＰＣＳ３０の制御電源でもある。
　図２は、第１動作状態におけるアーク類似ノイズの発生を説明するための図である。なお、図２の例では、真のアークは発生していないものとする。
　図３は、図２の対比図（参考図）であり、アークノイズの発生を説明するための図である。なお、図３では、ＰＣＳ３０がＤＣ／ＡＣ変換を行っている状態であり、かつ、電流Ｉがほぼ一定である状態（定電流状態）における電流Ｉのパワースペクトルが示されている。図２について説明する前に、まず、図３について説明する。
　図３の（ａ）は、真のアークが発生した場合における、ＤＣ／ＡＣ変換中の電流Ｉのパワースペクトルを示すグラフである。図３の（ａ）に示されるように、比較的パワーレベルが高いノイズが、パワースペクトルの高周波領域に広域にわたって連続的に含まれている。
　他方、図３の（ｂ）は、真のアークが発生していない場合における、ＤＣ／ＡＣ変換中の電流Ｉのパワースペクトルを示すグラフである。図３の（ｂ）に示されるように、パワースペクトルの高周波領域には、ノイズが連続的に含まれているものの、当該ノイズのパワーレベルは比較的低い。
　従って、比較的パワーレベルが高いノイズが、パワースペクトルの高周波領域に広域にわたって含まれている場合、アークノイズがパワースペクトルに含まれていると判定することができる。
　次に、図２の（ａ）は、制御電源の投入前からＤＣ／ＡＣ変換の開始直前までの時間範囲における電流Ｉの波形を示すグラフである。図２の（ａ）において、ポイントＡおよびポイントＢは、制御電源の投入直後から電力系統８０への電力供給が開始されるまでの時間範囲である。
　図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のポイントＡにおける電流Ｉのパワースペクトルを示すグラフである。図２の（ｂ）に示されるように、アークが発生していないにも関わらず、比較的パワーレベルが高いノイズが、パワースペクトルの高周波領域の広域にわたって連続的に含まれている。すなわち、図２の（ｂ）のパワースペクトルには、真のアークノイズでなく、アーク類似ノイズが含まれている。
　また、図２の（ｃ）は、図２の（ａ）のポイントＢにおける電流Ｉのパワースペクトルを示すグラフである。図２の（ｃ）に示されるように、比較的パワーレベルが高いノイズが、アークが発生していないにも関わらず、パワースペクトルの高周波領域の広域にわたって離散的に含まれており、このような状態が、ポイントＢの時間範囲に継続している。すなわち、図２の（ｃ）のパワースペクトルには、真のアークノイズでなく、アーク類似ノイズが含まれている。
　ポイントＡ，Ｂのように、制御電源を投入してから、電力系統８０への電力供給を開始するまでの間にアーク類似ノイズが発生する要因としては様々なものが考えられる。
　例えば、日射量が多い時間帯に、発電装置１０とＰＣＳ３０との間に配置されたアーク消弧装置１６のスイッチをＯＮにした場合には、ＰＣＳ３０に含まれるコンデンサＣに突入電流が流れ込み、アーク類似ノイズが発生する。
　例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５を起動させた際に、初回スイッチング時に突入電流が発生し、アーク類似ノイズが発生することがある。例えば、電力系統８０とＰＣＳ３０との間に配置された接続用リレー（不図示）のＯＮ／ＯＦＦ動作確認（開閉チェック）時に、アーク類似ノイズが発生することがある。
　例えば、太陽光発電システム１００が系統連系しておらず自立運転している場合に、ＤＣ／ＤＣ変換およびＤＣ／ＡＣ変換を行うと、スイッチング動作が不安定になり、アーク類似ノイズが発生することがある。例えば、上記接続用リレー（不図示）をＯＮした場合に、突入電流が発生し、アーク類似ノイズが発生することがある。
　以上のように、図２および図３（特に、図２の（ｂ）および（ｃ））によれば、第１動作状態においてアーク類似ノイズが発生しやすいことが理解される。
　（第２動作状態）
　第２に、本願の発明者は、ＰＣＳ３０における電力変換中（ＤＣ／ＡＣ変換中またはＤＣ／ＤＣ変換中）に、電流Ｉおよび／または電圧Ｖが急激に時間変化した場合にも、アーク類似ノイズが発生しやすいことを見出した。以下、当該動作状態を、第２動作状態と称する。
　図４は、第２動作状態におけるアーク類似ノイズの発生を説明するための図である。なお、図４の例では、真のアークは発生していないものとする。
　図４（ａ）は、ＤＣ／ＡＣ変換の開始前後の時間範囲における電流Ｉの波形を示すグラフである。図４の（ａ）では、ＤＣ／ＡＣ変換の開始直後に、電流Ｉが急激に増大している。このような電流Ｉの急激な時間変化は、例えば、発電装置１０に入射する光Ｌの光量が一時的に急激に変化した場合にも発生し得る。
　図４の（ｂ）は、図４の（ａ）に示された「高周波成分発生」という部分における電流Ｉのパワースペクトルを示すグラフである。図４の（ｂ）に示されるように、比較的パワーレベルが高いノイズが、パワースペクトルの高周波領域の広域にわたって連続的に含まれている。すなわち、図４の（ｂ）のパワースペクトルには、真のアークノイズでなく、アーク類似ノイズが含まれている。
　なお、図４では、電流Ｉが急激に増大する場合にアーク類似ノイズが発生しやすいことを示しているが、電流Ｉが急激に減少する場合も同様であり、さらに、電圧Ｖが急激に変化（増大・減少）する場合も同様である。
　以上のように、図３および図４（特に、図４の（ｂ））によれば、第２動作状態においても、アーク類似ノイズが発生しやすいことが理解される。これらの点を踏まえ、本願の発明者は、以下に述べる通り、第１動作状態および第２動作状態におけるアークの誤検出を防止するための構成を新たに提案した。
　（主制御部３７の各部）
　続いて、太陽光発電システム１００おけるアークの誤検出を防止する処理の説明に先立ち、主制御部３７が備える各部について述べる。
　電圧判定部３７１は、電圧計測部３３によって測定された電圧Ｖの値と、所定の閾値（後述の図５の閾値Ｖ０～Ｖ３）との大小関係を比較する。なお、太陽光発電システム１００では、電圧Ｖは日照条件によって変化することが一般的である。
　微分演算部３７２は、電流計測部３２によって測定された電流Ｉの値を取得し、当該電流Ｉの時間微分ｄＩ／ｄｔを算出する。ここで、ｔは時刻である。一例として、微分演算部３７２は、ｄＩ／ｄｔ≒ΔＩ／Δｔとして近似的な計算を行い、算出した値を時間微分ｄＩ／ｄｔとしてもよい。ここで、Δｔは微小時間であり、ΔＩは時間Δｔにおける電流Ｉの変化量である。なお、微分演算部３７２は、電流センサ２０によって測定された電流Ｉの交流成分を取得し、ｄＩ／ｄｔを算出してもよい。
　さらに、微分演算部３７２は、ｄＩ／ｄｔの絶対値（すなわち、｜ｄＩ／ｄｔ｜）を算出する。以降、Ｄ＝｜ｄＩ／ｄｔ｜を電流変化量（電気変化量）と称する。電流変化量Ｄは、電流Ｉの時間的な変化の程度を示す指標であると理解してもよい。
　電流変化量判定部３７３は、電流変化量Ｄと所定の閾値ＴＨ（後述の図６を参照）との大小関係を比較する。また、電力変換制御部３７４は、電力変換回路３４の動作を制御する。また、アーク検出制御部３７５は、アーク検出装置４０の動作を制御する。
　後述の図５において示されるように、太陽光発電システム１００では、電圧判定部３７１および電流変化量判定部３７３における上述の大小関係の判定結果に基づいて、ＰＣＳ３０およびアーク検出装置４０の動作状態が制御される。
　（第１動作状態におけるアーク誤検出を防止する処理の一例）
　図５は、太陽光発電システム１００において、第１動作状態におけるアークの誤検出を防止する処理（Ｓ１～Ｓ１６）の流れを示すフローチャートである。
　まず、図５の初期状態（Ｓ１の前）では、ＰＣＳ３０およびアーク検出装置４０のいずれも動作が停止している。はじめに、電圧判定部３７１は、電圧Ｖが所定の閾値Ｖ０以上であるか（すなわち、Ｖ≧Ｖ０であるか）を判定する（Ｓ１）。なお、このＳ１は、例えば早朝（太陽光の光量が増加しつつある時間帯，日の出の時刻付近）のように、電圧Ｖが上昇する期間に行われることになる。
　なお、閾値Ｖ０は、ＰＣＳ３０の制御電源を安定して動作させるために必要な電圧の値を基準に設定してもよい。従って、このＳ１は、電圧ＶがＰＣＳ３０の制御電源を起動させるために十分な大きさまで増加したかを判定する処理であると理解してもよい。
　そして、Ｖ≧Ｖ０である場合には（Ｓ１においてＹＥＳ）、ＰＣＳ３０が起動し、主制御部３７が動作を開始する（Ｓ２）。なお、Ｖ＜Ｖ０である場合には（Ｓ１においてＮＯ）、Ｓ１に戻る。
　また、アーク検出制御部３７５は、アーク検出装置４０に指令を与え、当該アーク検出装置４０を起動させる（Ｓ３）。Ｓ３の結果、アーク検出装置４０の主制御部４３は、アーク検出制御部３７５からの指令を受けて、他の各部を起動させる。なお、この時点では、アーク検出は開始されていない。
　続いて、電圧判定部３７１は、電圧Ｖが所定の閾値Ｖ１以上であるか（すなわち、Ｖ≧Ｖ１であるか）を判定する（Ｓ４）。なお、閾値Ｖ１は、電力変換回路３４におけるＤＣ／ＡＣ変換の動作に必要な電圧の値を基準に設定してもよい。従って、このＳ４は、電圧Ｖが、電力変換回路３４におけるＤＣ／ＡＣ変換を安定して行うために十分な大きさまで増加したかを増加する処理であると理解してもよい。
　そして、Ｖ≧Ｖ１である場合には（Ｓ４においてＹＥＳ）、電力変換制御部３７４は、電力変換回路３４を起動させ、ＤＣ／ＡＣ変換の準備を行う。このとき、図２の（ｂ）および（ｃ）に示すようなアーク類似ノイズが、電流Ｉに重畳されて、電流センサ２０にて検出される可能性がある。しかしながら、アーク検出装置４０は、アーク検出を開始していないので、アークの誤検出が発生しない。
　そして、ＤＣ／ＡＣ変換の準備が完了すると、電力変換制御部３７４は、電力変換回路３４にＤＣ／ＡＣ変換を開始させる。また、アーク検出制御部３７５は、アーク検出装置４０に指令を与え、当該アーク検出装置４０にアーク検出を開始させる（Ｓ５）。Ｓ５の結果、アーク検出装置４０は、アーク検出制御部３７５からの指令を受けて、アーク検出を開始する（Ｓ７）。
　なお、Ｖ＜Ｖ１である場合には（Ｓ４においてＮＯ）、Ｓ６に進む。この場合、電圧判定部３７１は、電圧Ｖが所定の閾値Ｖ３以下であるか（すなわち、Ｖ≦Ｖ３であるか）を判定する（Ｓ６）。このＳ６は、後述のＳ１３と同様の処理であるので、閾値Ｖ３については、Ｓ１３において述べる。
　そして、Ｖ≦Ｖ３である場合には（Ｓ６においてＹＥＳ）、後述のＳ１４に進む。また、Ｖ＞Ｖ３である場合には（Ｓ６においてＮＯ）、Ｓ４に戻る。
　以上のように、Ｓ３の直後からＳ７の直前までの期間は、アーク検出装置４０が起動しているものの、アーク検出が行われない期間である。以降、当該期間をマスキング期間と称する。また、起動中のアーク検出装置４０にアーク検出を行わせないように、当該アーク検出装置４０を制御する処理を、マスキングと称する。
　Ｓ５の結果、電力変換回路３４は、ＤＣ／ＡＣ変換を行う（Ｓ８）。続いて、電圧判定部３７１は、電圧Ｖが所定の閾値Ｖ２以下であるか（すなわち、Ｖ≦Ｖ２であるか）を判定する（Ｓ９）。なお、このＳ９は、例えば夕方（太陽光の光量が減少しつつある時間帯）のように、電圧Ｖが降下する期間に行われることになる。
　なお、閾値Ｖ２は、電力変換回路３４におけるＤＣ／ＡＣ変換の動作に必要な電圧の値を基準に設定してもよい。従って、このＳ９は、電圧ＶがＤＣ／ＡＣ変換を続行できない程度の大きさまで低下したかを判定する処理であると理解してもよい。
　そして、Ｖ≦Ｖ２である場合には（Ｓ９においてＹＥＳ）、電力変換制御部３７４は、電力変換回路３４にＤＣ／ＡＣ変換を停止させる。また、アーク検出制御部３７５は、アーク検出装置４０に指令を与え、当該アーク検出装置４０にアーク検出を停止させる（Ｓ１０）。なお、Ｖ＞Ｖ２である場合には（Ｓ９においてＮＯ）、Ｓ９に戻る。
　Ｓ１０の結果、アーク検出装置４０は、アーク検出制御部３７５からの指令を受けて、アーク検出を停止する。（Ｓ１１）。また、電圧判定部３７１は、電力変換回路３４におけるＤＣ／ＡＣ変換の停止に伴い、制御電源のみを動作させる（Ｓ１２）。
　続いて、電圧判定部３７１は、電圧Ｖが所定の閾値Ｖ３以下であるか（すなわち、Ｖ≦Ｖ３であるか）を判定する（Ｓ１３）。なお、このＳ１３は、例えば日没の時刻付近（太陽光の光量が減少し、ほぼ０となる時間帯）のように、電圧Ｖが０に近づく期間に行われることになる。
　なお、閾値Ｖ３は、ＰＣＳ３０の制御電源の最低限の動作に必要な電圧の値を基準に設定してもよい。従って、このＳ１３は、電圧ＶがＰＣＳ３０の制御電源の動作を継続できない程度の大きさまで低下したかを判定する処理であると理解してもよい。
　そして、Ｖ≦Ｖ３である場合には（Ｓ１３においてＹＥＳ）、アーク検出制御部３７５は、アーク検出装置４０の電源をＯＦＦにする（Ｓ１４）。なお、Ｖ＞Ｖ３である場合には（Ｓ１３においてＮＯ）、Ｓ１３に戻る。
　Ｓ１４の結果、アーク検出装置４０は、動作を停止する（Ｓ１５）。また、Ｓ１５に続いて、電圧判定部３７１はＰＣＳ３０の主電源をＯＦＦにする。これにより、ＰＣＳ３０も動作を停止する（Ｓ１６）。前記のように、アーク検出装置４０において、Ｓ１１の直後からＳ１５の直前までの期間も、マスキング期間である。
　このように、上述のＳ１～Ｓ１６によれば、ＰＣＳ３０におけるＤＣ／ＡＣ変換が開始された時点で、アーク検出装置４０にアーク検出を開始させることができる。すなわち、アーク検出装置４０におけるアーク検出の開始および終了のタイミングを、ＰＣＳ３０におけるＤＣ／ＡＣ変換の開始および終了のタイミングに同期させることができる。
　従って、上述の第１動作状態（ＰＣＳ３０の制御電源が投入され、ＤＣ／ＡＣ変換が開始されるまでの間）において、アーク検出装置４０によるアーク検出が行われない。それゆえ、第１動作状態におけるアーク類似ノイズの誤検出を防止することが可能となる。
　なお、上述のＳ１～Ｓ１６において、閾値Ｖ０～Ｖ３の値は、太陽光発電システム１００の設計者が適宜設定してもよい。但し、ＰＣＳ３０のチャタリングを防止するために、Ｖ１＞Ｖ３として設定することが好ましい。
　（第２動作状態におけるアーク誤検出を防止する処理の一例）
　図６は、太陽光発電システム１００において、第２動作状態におけるアークの誤検出を防止するＳ２１～Ｓ３０の流れを示すフローチャートである。なお、図６のＳ２１およびＳ２２は、上述の図５のＳ５およびＳ７と同様であるため、説明を省略する。以下、Ｓ２３～Ｓ３０について述べる。
　なお、図６の初期状態（Ｓ２１の前）では、ＰＣＳ３０およびアーク検出装置４０のいずれも起動されている。
　Ｓ２２に続き、電流計測部３２は電流Ｉを測定し（Ｓ２３）。微分演算部３７２は電流変化量Ｄ＝｜ｄＩ／ｄｔ｜を算出する（Ｓ２４）。そして、電流変化量判定部３７３は、電流変化量Ｄが所定の閾値ＴＨ以下であるか（すなわち、Ｄ≦ＴＨであるか）を判定する（Ｓ２５）。
　このＳ２５は、電流変化量Ｄが、アーク検出の判定において無視できない程度のアーク類似ノイズを生じさせるレベルに至っていないかを判定する処理であると理解してもよい。なお、閾値ＴＨは、第２動作状態における電流変化量Ｄとアーク類似ノイズとの関係を示す実験結果に基づいて、太陽光発電システム１００の設計者によって適宜設定してもよい。
　そして、Ｄ＞ＴＨである場合には（Ｓ２５においてＮＯ）、アーク検出制御部３７５は、アーク検出装置４０に指令を与え、当該アーク検出装置４０にアーク検出を停止させる（Ｓ２６）。Ｓ２６の結果、アーク検出装置４０は、アーク検出制御部３７５からの指令を受けて、アーク検出を停止する（Ｓ２７）。そして、Ｓ２３に戻り、上述の処理を繰り返す。
　他方、Ｄ≦ＴＨである場合には（Ｓ２５においてＹＥＳ）、アーク検出制御部３７５は、アーク検出装置４０の動作状態を確認し、当該アーク検出装置４０がアーク検出中であるかを判定する（Ｓ２８）。
　そして、アーク検出装置４０がアーク検出中でない場合には（Ｓ２８においてＮＯ）、アーク検出制御部３７５は、アーク類似ノイズによるアークの誤検出の可能性があると判断して、アーク検出装置４０に指令を与え、当該アーク検出装置４０にアーク検出を開始（再開）させる（Ｓ２９）。
　Ｓ２９の結果、アーク検出装置４０は、アーク検出制御部３７５からの指令を受けて、アーク検出を開始する（Ｓ３０）。そして、Ｓ２３に戻り、上述の処理を繰り返す。なお、前記のように、アーク検出装置４０において、Ｓ２７の直後からＳ３０の直前までの期間は、マスキング期間である。
　なお、アーク検出装置４０がアーク検出中でない場合には（Ｓ２８においてＹＥＳ）、Ｓ２３に戻り、上述の処理を繰り返す。
　このように、上述のＳ２１～Ｓ３０によれば、電流変化量Ｄが閾値ＴＨを上回った場合（Ｄ＞ＴＨである場合）には、アーク検出装置４０にアーク検出を停止させることができる。
　従って、上述の第２動作状態（ＤＣ／ＡＣ変換中に、電流Ｉが急激に時間変化した場合）において、アーク検出装置４０によるアーク検出が行われない。それゆえ、第２動作状態におけるアーク類似ノイズの検出を誤防止することが可能となる。
　（太陽光発電システム１００の効果）
　以上のように、本実施形態の太陽光発電システム１００では、アーク検出制御装置（アーク検出制御部３７５）が設けられることにより、第１動作状態および第２動作状態のそれぞれにおいて、アーク検出装置４０におけるアーク検出をマスキングすることができる。それゆえ、アーク検出装置４０におけるアーク類似ノイズの誤検出を低減することができるため、太陽光発電システム１００におけるアークの誤検出を低減することが可能となる。その結果、誤検出されたアークの消弧を行うために、太陽光発電システム１００が電力系統８０への電力供給を停止する回数を低減することが可能となる。
　また、上記アーク検出制御装置がＰＣＳ３０に設けられることにより、アーク類似ノイズが発生し得る状況を容易に取得（把握）することができる。それゆえ、アークの検出を停止するようにアーク検出装置４０を効率よく制御することができる。
　なお、アーク検出制御装置は、アーク類似ノイズが発生する期間、アークの検出により実行される動作を停止させてもよい。例えば、アーク検出制御装置は、アーク類似ノイズが発生する期間、アーク消弧装置１６の動作を停止させてもよい。この場合、アークの消弧が行われないので、太陽光発電システム１００が電力系統８０への電力供給を停止する回数を低減することが可能となる。
　また、上記アーク対応制御装置は、アーク類似ノイズが発生する期間、アークの検出を無視するように、アーク消弧装置１６に指示してもよい。この場合でも、アークの消弧が行われないので、太陽光発電システム１００が電力系統８０への電力供給を停止する回数を低減することが可能となる。
　なお、本実施形態では、アークに対応するアーク対応装置として、アーク検出装置４０およびアーク消弧装置１６を例示しているが、アーク対応装置はこれらに限定されない。例えば、アーク対応装置は、アークが発生したことをユーザに報知（警告）する報知部であってもよい。
　当該報知部は、警告画像を表示することによって視覚的に報知を行う表示部であってもよい。また、当該報知部は、警告音を発することによって聴覚的に報知を行うスピーカであってもよい。
　このように、アーク検出制御装置は、アークに対応するアーク対応装置に対し、アーク類似ノイズが発生する期間、アークの検出により実行される動作（当該動作は、アークの検出自体を含む）が行われないように制御するものであればよい。これにより、アーク類似ノイズによるアークの誤検出、および、当該誤検出に伴う消弧動作またはユーザへの報知などの誤対応を低減することができる。
　なお、ＰＣＳ３０とアーク検出装置４０とが通信可能であれば、アーク検出制御部３７５を、アーク検出装置４０の主制御部４３に設けることもできる。この場合、アーク検出制御部３７５は、アーク類似ノイズが発生し得る状況を、ＰＣＳ３０から取得することができ、それゆえ、アークの検出を停止するようにアーク検出装置４０を制御することができる。
　〔実施形態２〕
　本発明の実施形態２について、図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図７は、本実施形態の太陽光発電システム２００（発電装置）の概略的な回路構成を示す図である。図７に示されるように、本実施形態の太陽光発電システム２００は、実施形態１の太陽光発電システム１００において、（ｉ）ＰＣＳ３０をＰＣＳ３０ａ（電力変換装置）に置き換えるとともに、（ｉｉ）アーク検出装置４０を除外したものである。
　そして、図７に示されるように、本実施形態のＰＣＳ３０ａは、実施形態１のＰＣＳ３０において、（ｉ）主制御部３７を主制御部３７ａ（アーク検出制御装置）に置き換えるとともに、（ｉｉ）アーク消弧装置１６、電流センサ２０、フィルタ４１が付加されたものである。そして、本実施形態の主制御部３７ａは、実施形態１の主制御部３７に、ＡＤ変換部４２、ＦＦＴ処理部４４、およびアーク判定部４５が付加されたものである。
　このように、本実施形態の太陽光発電システム２００では、実施形態１の主制御部４３の機能が、主制御部３７ａに付加されている。すなわち、太陽光発電システム２００では、ＰＣＳ３０ａの動作を制御する主制御部３７ａに、アーク検出装置の動作を制御する主制御部（実施形態１の主制御部４３）の機能が併有されている。
　つまり、本実施形態の太陽光発電システム２００は、アーク検出制御装置が一体としてＰＣＳに設けられている点において、実施形態１の太陽光発電システム１００と相異している。
　太陽光発電システム２００によれば、アーク検出装置にアーク検出制御装置（主制御部）を設ける必要がないため、アーク検出装置の構成を単純化することができる。それゆえ、アーク検出装置の小型化および低コスト化を実現することが可能となる。また、本実施形態では、アーク検出装置がＰＣＳに内蔵されているため、ＰＣＳの高機能化が可能となる。
　〔付記事項〕
　なお、上述の実施形態１または２では、電流計測部３２が電流Ｉの交流成分を検出する機能を有していてもよい。この場合、電流センサ２０を省略することができる。
　なお、マスキング期間は、図５・６に示されるものに限定されない。電力変換回路３４が動作を変化する場合、上記アーク類似ノイズが発生する恐れがあるので、電力変換回路３４が動作を変化するその他の期間もマスキング期間としてもよい。
　また、上述の実施形態１および２では、太陽光発電システムを例示して説明を行ったが、本発明の一態様に係る発電システムは、太陽光発電システムに限定されない。本発明の一態様に係る発電システムは、直流電力を発電し、当該直流電力を変換する機能を有していればよい。
　例えば、本発明の一態様に係る発電システムにおける発電装置は、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であってもよい。また、本発明の一態様に係る発電システムにおける発電装置は、種々の発電装置により発生した電気エネルギーを蓄積（充電）し放電する蓄電池、キャパシタなどの蓄電器であってもよい。
　なお、本発明の一態様に係る発電システムは、必ずしも電力系統との系統連系が可能であるように構成される必要はない。例えば、本発明の一態様に係る発電システムは、電力変換路から出力される直流電力または交流電力を、当該電力を受電可能な負荷機器に供給するように構成されてもよい。
　〔ソフトウェアによる実現例〕
　太陽光発電システム１００および２００の制御ブロック（特に主制御部３７、３７ａ、および４３）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。
　後者の場合、太陽光発電システム１００および２００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、前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）、前記プログラムを展開するＲＡＭ（RandomAccess Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が前記プログラムを前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。前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、前記プログラムは、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）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前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。
　〔まとめ〕
　本発明の一態様に係るアーク対応制御装置は、発電または充放電する直流電源と、前記直流電源から供給される電力を変換する電力変換装置とを備えた発電システムにて発生するアークに対応するアーク対応装置を制御する制御部を備えるアーク対応制御装置であって、前記制御部は、アーク類似ノイズが発生する期間、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御する。
　ここで、直流電源には、太陽光発電装置、蓄電器などが含まれる。また、電力変換装置には、直流電力を別の直流電力に変換する装置、直流電力を交流電力に変換する装置、およびこれらの組合せが含まれる。また、アーク対応装置には、アークを検出するアーク検出装置、アークを消弧するアーク消弧装置などが含まれる。
　例えば起動時のように、前記電力変換装置の動作が変化する場合、上記のアーク類似ノイズが発生し、前記アーク対応装置は当該アーク類似ノイズをアークノイズとして、アークの誤検出、および当該誤検出に伴う消弧動作またはユーザへの報知（警告）などの誤対応を行う恐れがある。
　これに対し、上記の構成によれば、前記アーク対応制御装置は、アーク類似ノイズが発生する期間、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御する。これにより、例えば、アーク類似ノイズが発生する期間、前記アーク検出装置における前記アークの検出をマスキングしたり、前記アークの検出を前記アーク消弧装置にて無視したり、前記アーク消弧装置における前記アークの消弧動作をマスキングしたりすることができる。それゆえ、アークの誤対応を低減することができる。
　また、本発明の一態様に係るアーク対応制御装置において、前記アーク類似ノイズが発生する期間は、前記電力変換装置が、起動してから、変換した電力を負荷に出力し始めるまでの期間であってもよい。
　上述の通り、本願の発明者は、前記電力変換装置が、起動してから、変換した電力を負荷に出力し始めるまでの期間の動作状態（第１動作状態）において、前記アーク類似ノイズが発生して、前記アーク対応装置がアークの誤対応を行う可能性が高いことを見出した。
　そこで、上記の構成によれば、第１動作状態において、前記アーク対応制御装置は、前記アークの消弧が行われないように前記アーク対応装置を制御する。これにより、例えば、第１動作状態において、前記アーク検出装置における前記アークの検出をマスキングすることができる。それゆえ、アークの誤対応を低減することができる。
　また、本発明の一態様に係るアーク対応制御装置は、前記直流電源から前記電力変換装置に供給される電流または電圧の時間的な変化の程度を示す指標である電気変化量を算出する算出部をさらに備えており、前記アーク類似ノイズが発生する期間は、前記算出部が算出した前記電気変化量が所定の閾値よりも大きい期間であってもよい。
　上述の通り、本願の発明者は、前記電力変換装置における変換動作中に、前記直流電源からの電流が急激に時間変化した場合（第２動作状態）においても、前記アーク対応装置がアークの誤対応を行う可能性が高いことを見出した。
　そこで、上記の構成によれば、第２動作状態（すなわち、前記電気変化量が所定の閾値よりも大きい場合）において、前記アーク対応制御装置は、前記アークの消弧が行われないように前記アーク対応装置を制御する。これにより、例えば、第２動作状態においても、前記アーク検出装置における前記アークの検出をマスキングすることができる。それゆえ、アークの誤対応を低減することができる。
　なお、前記電流をＩ、前記電気変化量をＤ、時刻をｔとして、前記電気変化量は、Ｄ＝｜ｄＩ／ｄｔ｜として表される。すなわち、前記電気変化量は、前記電流の時間微分の大きさ（絶対値）として表されてもよい。
　また、本発明の一態様に係るアーク対応制御装置において、前記制御部は、前記電力変換装置における電力変換が停止された場合に、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御することが好ましい。
　ところで、前記電力変換装置は、電力変換を停止した場合であっても、起動状態である場合には、前記アーク類似ノイズが発生することがある。例えば、前記電力変換装置と前記負荷との間に配置された接続用リレーの開閉チェックを実施する場合、前記アーク類似ノイズが発生する可能性がある。また、前記電力変換装置が、意図的に自立運転モードに変更する場合、電力変換を停止して起動状態に遷移する。このとき、リレーの切替が行われて、前記アーク類似ノイズが発生する可能性がある。
　そこで、上記の構成によれば、前記アーク対応制御装置は、前記電力変換装置における電力変換が停止された場合に、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御するので、アークの誤検出に伴う誤対応をさらに低減することができる。
　また、本発明の一態様に係るアーク対応制御装置において、前記アーク対応装置は、前記アークを消弧するアーク消弧装置であってもよい。
　上記の構成によれば、アークの検出により実行される動作として、アークの消弧動作が行われないように、アーク消弧装置を制御することができる。前記アークの消弧動作には、前記直流電源から前記電力変換装置への電力供給を遮断する動作が含まれる。このため、前記アークの消弧動作が行われると、前記発電システムにおける発電量が低下することになる。従って、上記の構成によれば、アークの誤検出による発電量の低下を抑制することができる。
　また、本発明の一態様に係る前記アーク対応制御装置は、前記電力変換装置に設けられていてもよい。
　上述のように、前記アーク類似ノイズは、前記電力変換装置の動作に応じて発生する可能性がある。また、前記アーク類似ノイズは、前記直流電源から前記電力変換装置への電流または電圧が急激に変化する場合に発生する可能性があり、当該電流および当該電圧は、前記電力変換装置にて計測されることが一般的である。
　そこで、上記の構成によれば、前記アーク対応制御装置は、前記アーク類似ノイズが発生し得る状況を容易に把握することができるので、前記アークの消弧が行われないように前記アーク対応装置を効率よく制御することができる。
　また、本発明の一態様に係るアーク対応制御装置は、前記アーク対応装置に設けられており、前記電力変換装置と通信可能であってもよい。
　上記の構成によれば、前記アーク対応制御装置は、前記アーク対応装置に設けられていても、前記電力変換装置と通信可能であるので、前記アーク類似ノイズが発生し得る状況を把握することができ、その結果、前記アークの消弧が行われないように前記アーク対応装置を効率よく制御することができる。
　また、本発明の一態様に係るアーク検出制御方法は、直流電源からの電力を変換する電力変換装置を備えた発電システムにて発生するアークに対応するアーク対応装置を制御するアーク対応制御方法であって、アーク類似ノイズが発生する期間、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御するステップを含む。
　上記の方法によれば、上記構成のアーク対応制御装置と同様の作用効果を奏することができる。
　また、本発明の一態様に係るアーク対応制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記アーク対応制御装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記アーク対応制御装置をコンピュータにて実現させるアーク対応制御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。
　〔付記事項〕
　なお、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。
　１０　発電装置（直流電源，太陽光発電装置）
　１５　電路（電力線路）
　１６　アーク消弧装置（アーク対応装置）
　３０，３０ａ　ＰＣＳ（電力変換装置）
　３７，３７ａ　主制御部（アーク対応制御装置、制御部）
　４０　アーク検出装置（アーク対応装置）
　４３　主制御部
　４４　ＦＦＴ処理部
　４５　アーク判定部
　８０　電力系統
　１００，２００　太陽光発電システム（発電システム）
　３７１　電圧判定部
　３７２　微分演算部（算出部）
　３７３　電流変化量判定部
　３７４　電力変換制御部
　３７５　アーク検出制御部

Claims (9)

  1. 　発電または充放電する直流電源と、前記直流電源から供給される電力を変換する電力変換装置とを備えた発電システムにて発生するアークに対応するアーク対応装置を制御する制御部を備えるアーク対応制御装置であって、
    　前記制御部は、アーク類似ノイズが発生する期間、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御することを特徴とするアーク対応制御装置。
  2. 　前記アーク類似ノイズが発生する期間は、前記電力変換装置が、起動してから、変換した電力を負荷に出力し始めるまでの期間であることを特徴とする請求項１に記載のアーク対応制御装置。
  3. 　前記直流電源から前記電力変換装置に供給される電流または電圧の時間的な変化の程度を示す指標である電気変化量を算出する算出部をさらに備えており、
    　前記アーク類似ノイズが発生する期間は、前記算出部が算出した前記電気変化量が所定の閾値よりも大きい期間であることを特徴とする請求項１または２に記載のアーク対応制御装置。
  4. 　前記制御部は、前記電力変換装置における電力変換が停止された場合に、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアーク対応制御装置。
  5. 　前記アーク対応装置は、前記アークを消弧するアーク消弧装置であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアーク対応制御装置。
  6. 　前記アーク対応制御装置は、前記電力変換装置に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のアーク対応制御装置。
  7. 　前記アーク対応制御装置は、前記アーク対応装置に設けられており、前記電力変換装置と通信可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のアーク対応制御装置。
  8. 　直流電源からの電力を変換する電力変換装置を備えた発電システムにて発生するアークに対応するアーク対応装置を制御するアーク対応制御方法であって、
    　アーク類似ノイズが発生する期間、前記アークの検出により実行される動作が行われないように前記アーク対応装置を制御するステップを含むことを特徴とするアーク対応制御方法。
  9. 　請求項１に記載のアーク対応制御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。
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