故障检测装置及其检测方法
【专利摘要】本发明的检测电路故障的故障检测装置(1)包括：为了将PV阵列（2a、2b）与逆变器（5）分别进行连接而并联连接的2个线体（STa、STb）；以及用于汇集2个线体（STa、STb）并与逆变器（5）相连接的汇集后的电线（LP、Ln），该故障检测装置(1)检测流过线体（STa）的电线（STap）的电流（Iap），检测流过汇集后的电线（LP）的电流（Ip），在检测到线体（STa）中流过电流（Iap），并且检测到汇集后的电线（LP）中未流过电流（Ip）的情况下，检测为发生了故障。
【专利说明】故障检测装置及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于电流来检测故障的故障检测装置。
【背景技术】
[0002]已知为了获得大容量的电力，通常将多个电池并联连接。例如，对于大规模的太阳能发电系统的情况，将连接PV(photovoltaic:光电)阵列的多个线体并联连接。此外，已知为了检测这些PV阵列的故障，对流过线体的电流进行监视。
[0003]另一方面，在电路中，已知检测电流来检测接地或短路(例如，参照专利文献I)。
[0004]然而，为了检测出所有的PV阵列的故障，必须在所有线体的正侧以及负侧设置电流传感器。但是，若如上述那样设置电流传感器，则对于大规模的太阳能发电系统的情况，电流传感器的数量会增大。若增加电流传感器的数量，则该电流传感器所附带的设备(例如，信号处理用的A/D (模拟/数字)转换器)以及布线也会增加。因此，如上所述的检测故障的装置会导致系统整体的成本增加。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利特开2010 - 197172号公报
【发明内容】
[0008]本发明目的在于提供一种故障检测装置，该故障检测装置能减少用于检测故障的电流传感器的数量。
[0009]根据本发明的观点的故障检测装置是检测电路故障的故障检测装置，包括:多个连接电路，该多个连接电路包含为了将多个直流电源与逆变器分别进行连接而并联连接的正极电线与负极电线；以及汇集电路，该汇集电路汇集多个所述连接电路并与所述逆变器相连接，该故障检测装置包括:多个连接电路电流检测单元，该多个连接电路电流检测单元分别检测除一个连接电路以外所有的所述连接电路的所述正极电线或者所述负极电线中流过的电流；汇集电流检测单元，该汇集电流检测单元检测流过所述汇集电路的电流；以及故障检测单元，在由至少一个所述连接电路电流检测单元检测出有电流流动，并且由所述汇集电流检测单元检测出没有电流流动的情况下，该故障检测单元检测为发生了故障。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是表示应用了本发明的实施方式I所涉及的故障检测装置的太阳能发电系统的结构的结构图。
[0011]图2是表示应用了本发明的实施方式2所涉及的故障检测装置的太阳能发电系统的结构的结构图。
[0012]图3是表示应用了本发明的实施方式3所涉及的故障检测装置的太阳能发电系统的结构的结构图。[0013]图4是表示应用了本发明的实施方式4所涉及的故障检测装置的太阳能发电系统的结构的结构图。
【具体实施方式】
[0014]以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
[0015](实施方式I)
[0016]图1是表示应用了本发明的实施方式I所涉及的故障检测装置I的太阳能发电系统10的结构的结构图。另外，对图中的相同部分标注相同标号并省略其详细说明，主要针对不同部分进行说明。之后的实施方式中也同样省略重复说明。
[0017]此处，主要说明将2个PV阵列2a、2b以及2个线体STa、STb并联连接的太阳能发电系统10，但也可以设有2个以上的任意个数的PV阵列以及线体。
[0018]太阳能发电系统10包括故障检测装置1、2个PV阵列2a、2b、2个电流传感器3ap、3sp、平滑电容器4、逆变器5、互连变压器6。太阳能发电系统10与电力系统7相连接。
[0019]线体STa、STb是分别将PV阵列2a、2b与逆变器5相连接的电路。各线体STa、STb中分别包括正极电线STap、STbp与负极电线STan、STbn。各线体STa、STb的正极电线STap, STbp以及负极电线STan、STbn分别与PV阵列2a、2b相连接。所有的线体STa、STb与包含通过并联连接汇集而成的一组的电线Lp、Ln的电路相连接。汇集后的电线Lp、Ln连接至逆变器5的直流侧。
[0020]2个PV阵列2a、2b与逆变器5的直流侧并联连接。PV阵列2a、2b是利用太阳光等光进行发电的电池。PV阵列2a、2b将发电得到的电力提供给逆变器5。
[0021]平滑电容器4设置于逆变器5的直流侧。平滑电容器4对由PV阵列2a、2b提供的直流电压进行平滑。
[0022]逆变器5将由PV阵列2a、2b提供的直流电力转换成与电力系统7同步的交流电力。逆变器5经由互连变压器6将转换后的交流电力提供给电力系统7。电力系统7例如是商用系统。另外，逆变器5可以将直流电力转换成单相交流电力，也可以转换成三相交流电力。
[0023]电流传感器3ap设置为对流过线体STa的正极电线STap的电流Iap进行检测。电流传感器3ap将检测得到的电流Iap输出至故障检测装置I。
[0024]电流传感器3sp设置为对流过汇集后的正极电线Lp的电流Ip进行检测。电流传感器3sp将检测得到的电流Ip输出至故障检测装置I。电流传感器3sp也可以兼用作为了提高控制精度而设置于逆变器5的直流侧的电流传感器。
[0025]故障检测装置I中为了检测故障，在2个线体STa、STb上设有一个电流传感器3ap。在线体是η (η是2以上的自然数)并联的情况下，在除了一个以外的所有n-1个线体的正极或负极的某一个上设有电流传感器。因此，线体上所设置的电流传感器数量为n-1。并且，若加上设置于汇集后的正极电线Lp上的电流传感器3sp，则故障检测装置I中所使用的电流传感器数量为η。
[0026]故障检测装置I基于由2个电流传感器3ap、3sp所检测到的电流Iap、Ip，来检测各线体STa、STb的故障。故障检测装置I中若检测到故障，则向上位监视装置8输出故障检测信号Sng，该故障检测信号Sng用于通知故障的发生。[0027]接着，对由故障检测装置I所进行的故障检测方法进行说明。
[0028]故障检测装置I在检测到线体STa的正极电线STap中流过电流lap，并且检测到汇集后的正极电线Lp中未流过电流Ip的情况下，判断为有故障电流流动(正发生故障)。此时，不考虑检测到的电流Iap的流向。
[0029]在线体为η并联的情况下，在设有电流传感器的所有线体中的至少一个线体中检测到电流，而未检测到汇集后的正极电线Lp中流过的电流Ip时，判断为有故障电流流动。
[0030]接下来，对检测故障的原理进行说明。另外，关于电流的流向，将所有PV阵列2a、2b均正常发电时的流向设为正方向。即，流过正极电线Lp、STap、STbp的电流Iap、Ip从PV阵列2a、2b输入至逆变器5的方向为正方向。流过负极电线Ln、STan、STbn的电流从逆变器5输出至PV阵列2a、2b的方向为正方向。下面，正方向的流向也同样地进行考虑。
[0031]首先，考虑夜晚PV阵列2b短路，白天使PV阵列2a正常发电的情况。
[0032]在该情况下，从PV阵列2a输出的电流流动到PV阵列2b。S卩，由于2个线体STa、STb之间流过循环电流，因此电流不会流动到汇集后的电线Lp、Ln。此时，流过线体STa的正极电线STap的电流Iap沿正方向流动，流过线体STb的正极电线STbp的电流Ibp沿反方向流动。
[0033]接着，考虑夜晚PV阵列2a短路，白天使PV阵列2b正常发电的情况。
[0034]在该情况下，从PV阵列2b输出的电流流动到PV阵列2a。S卩，由于2个线体STa、STb之间流过循环电流，因此电流不会流动到汇集后的电线Lp、Ln。此时，流过线体STa的正极电线STap的电流Iap沿反方向流动，流过线体STb的正极电线STbp的电流Ibp沿正方向流动。
[0035]由此，在由设置于线体STa的电流传感器3ap检测到与方向无关的电流lap，而由设置于汇集后的电线Lp的电流传感器3sp未检测到电流Ip的情况下，能判断为有故障电流流动。
[0036]根据本实施方式，即使是在夜晚PV阵列2a、2b短路等未流过过电流的故障，也能基于由在除了一个以外的所有η-1个线体上各设置一个的电流传感器3ap所检测到的电流lap、以及由设置于汇集后的电线Lp的电流传感器3sp所检测到的电流Ip来检测到该故障。
[0037]此处，说明了所有的电流传感器3ap、3sp设置于正极电线Lp、STap的结构，但这些电流传感器3ap、3sp也可以设置于负极电线Ln、STan。即，若在除了一个以外的所有n_l个线体上各设置一个电流传感器，在汇集后的电线Lp、Ln上设置I个电池传感器，则能检测到故障。因而，若是η并联的线体，则设置的电流传感器的数量为η。
[0038]此外，设置于汇集后的电线Lp的电流传感器3sp兼用作逆变器5的控制中所使用的电流传感器，从而能进一步削减电流传感器的数量。
[0039]并且，通过削减用于检测故障的电流传感器3ap、3sp的数量，从而能够削减电流传感器所附带的设备(例如，A/D转换器)以及布线。
[0040](实施方式2)
[0041]图2是表示应用了本发明的实施方式2所涉及的故障检测装置IA的太阳能发电系统IOA的结构的结构图。
[0042]此处，主要说明将2个PV阵列2a、2b以及2个线体STa、STb并联连接的太阳能发电系统10A，但也可以设有2个以上的任意个数的PV阵列以及线体。
[0043]太阳能发电系统IOA是在图1所示的实施方式I所涉及的太阳能发电系统10中，汇集后的负极电线Ln接地，电流传感器3sp被电流传感器3sn所取代，并追加了 2个电流传感器3an、3bp，以故障检测装置IA取代故障检测装置I的系统。其他的点与实施方式I相同。
[0044]电流传感器3an设置为对流过线体STa的负极电线Stan的电流Ian进行检测。电流传感器3an将检测得到的电流Ian输出至故障检测装置1A。电流传感器3bp设置为对流过线体STb的正极电线STbp的电流Ibp进行检测。电流传感器3bp将检测得到的电流Ibp输出至故障检测装置1A。
[0045]电流传感器3sn设置为对流过汇集后的负极电线Ln的电流In进行检测。电流传感器3sn设置于接地极即负极。电流传感器3sn将检测得到的电流In输出至故障检测装置1A。电流传感器3sn也可以兼用作为了提高控制精度而设置于逆变器5的直流侧的电流传感器。
[0046]故障检测装置IA中为了检测故障，在2个线体STa、STb上设有3个电流传感器3ap、3an、3bp。在线体为η并联的情况下，在除了一个以外的所有n_l个线体的正极以及负极上设置电流传感器，在被除外的一个线体的正极或负极的某一方上设置电流传感器。因此，线体中所设置的电流传感器数量为2n-l。并且，若加上设置于汇集后的负极(接地极)电线Ln上的电流传感器3sn，则故障检测装置IA中所使用的电流传感器数量为2n。
[0047]故障检测装置IA基于由4个电流传感器3ap、3an、3bp、3sn所检测到的电流lap、Ian、Ibp、In,来检测各 线体STa、STb的故障。故障检测装置IA中若检测到故障,则向上位监视装置8输出故障检测信号Sng，该故障检测信号Sng用于通知故障的发生。
[0048]接着，对由故障检测装置IA所进行的故障检测方法进行说明。
[0049]故障检测装置IA基于流过各线体STa、STb的正极侧的电流lap、Ibp以及流过汇集后的负极电线Ln的电流In,利用下式计算接地电流Ig。
[0050]Ig=Iap+Ibp_In...(I)
[0051]故障检测装置IA在判定为计算得到的接地电流Ig不为零时(例如，接地电流Ig大于等于预先设定的电流值时)，判断为发生了接地。
[0052]在线体为η并联的情况下，从流过各线体的正极电线(或者，负极电线)的电流总和减去流过汇集后的电线的电流，从而计算接地电流Ig。
[0053]若故障检测装置IA判断为发生了接地，则进行用于确定发生接地的线体STa、STb的运算处理。具体而言，对于每个线体STa、STb，将流过正极侧的电流Iap、Ibp与流过负极侧的电流IaruIbn进行比较。利用下式计算流过未设置电流传感器的线体STb的负极侧的电流Ibn。
[0054]Ibn=In-1an…(2)
[0055]在判断线体STa中是否发生了接地的情况下，故障检测装置IA计算流过正极侧的电流Iap与流过负极侧的电流Ian之差。故障检测装置IA在判定为计算得到的差不为零时(例如，差大于等于预先设定的电流值时)，判断为线体STa中发生了接地。对于线体STb也同样地进行判断，故障检测装置IA基于流过线体STb的正极侧的电流Ibp与流过负极侧的电流Ibn之差，来判断是否产生了接地。[0056]故障检测装置IA若确定发生接地的线体STa、STb，则故障检测信号Sng中包含被确定的发生接地(故障)的线体的信息，并输出至上位监视装置8。
[0057]根据本实施方式，能基于由除了一个以外的所有η-1个线体的两极上设置的电流传感器3ap、3an所检测到的电流lap、Ian、由设置于剩余的一个线体的单极上的电流传感器3bp所检测到的电流Ibp、以及由设置于汇集后的接地极的电线Ln上的电流传感器3sn所检测到的电流In检测到PV阵列2a、2b的接地。若是η并联的线体，则设置的电流传感器的数量为2η。另外，图2中将负极侧设为接地极，在检测中利用电流传感器3sn，但在正极侧接地的结构中，可以设置电流传感器3sp来取代电流传感器3sn进行检测。
[0058]此外，设置于汇集后的电线Ln的电流传感器3sp兼用作逆变器5的控制中所使用的电流传感器，从而能削减电流传感器的数量。由此，还能削减电流传感器所附带的设备(例如，A/D转换器)以及布线。
[0059]并且，故障检测装置IA能测定接地电流Ig。因而，无需在接地线等中设置用于测定接地电流的电流传感器。通过测定接地电流Ig，例如，在接地电流大于等于规定的电流值时，故障检测装置IA能够输出使逆变器5停止(控制极阻断等)的信号。
[0060](实施方式3)
[0061]图3是表示应用了本发明的实施方式3所涉及的故障检测装置IB的太阳能发电系统IOB的结构的结构图。
[0062]此处，主要说明对于一个PV阵列2并联连接2个线体STc、STd的太阳能发电系统10B，但也可以对于一个PV阵列并联连接2个以上的任意个数的线体。
[0063]太阳能发电系统IOB包括:故障检测装置1B、PV阵列2、3个电流传感器3cp、3cn、3sp、平滑电容器4、逆变器5、互连变压器6、4个断路器9cp、9cn、9dp、9dn。太阳能发电系统IOB与电力系统7相连接。平滑电容器4、逆变器5、互连变压器6、以及电力系统7与实施方式I相同。此外，PV阵列2与实施方式I所涉及的PV阵列2a、2b相同。
[0064]线体STc、STd是将PV阵列2与逆变器5相连接的电路。各线体STc、STc中分别包括正极电线STcp、STdp与负极电线STcn、STdn。各线体STc、STd的正极电线STcp、STdp以及负极电线STcruSTdn与阵列2相连接。所有的线体STc、STc与通过并联连接汇集而成的一组的电线Lp、Ln相连接。汇集后的电线Lp、Ln连接至逆变器5的直流侧。
[0065]4个断路器9cp、9cn、9dp、9dn在将PV阵列2和逆变器5相连接的正极电线STcp、STdp和负极电线STcn、STdn上各设置两个。由此，通过在正极电线STcp、STdp和负极电线STcn、STdn上分别并联设置多个断路器9cp、9cn、9dp、9dn,从而能够使断路器9cp、9cn、9dp、9dn的容量较小，而构成与实际设置有容量较大的断路器的电路结构相同的电路结构。另外，此处说明了使用断路器的结构，但也可以使用其他设备。例如，作为将电流路径分割成多个的理由，也可以将减少熔断器的容量作为目的。除此以外，太阳能发电系统IOB的实施方式中，有时还设置有各种设备。因而，也可以是将减少这些设备的容量作为目的的结构。
[0066]断路器9cp设置于线体STc的正极电线STcp上。断路器9cn设置于线体STc的负极电线STcn上。断路器9dp设置于线体STd的正极电线STdp上。断路器9dn设置于线体STd的负极电线STdn上。断路器9cp、9cn、9dp、9dn切断或连接分别所设置的电线STcp、STcn、STdp、STdn。[0067]电流传感器3cp设置为对流过线体STc的正极电线STcp的电流Icp进行检测。电流传感器3cp将检测得到的电流Icp输出至故障检测装置1B。电流传感器3cn设置为对流过线体STc的负极电线STcn的电流Icn进行检测。电流传感器3cn将检测得到的电流Icn输出至故障检测装置1B。电流传感器3sp与实施方式I相同地设置于汇集后的正极电线Lp上，但也可以设置于负极电线Ln上。
[0068]故障检测装置IB中，为了检测故障，在2个线体STc、STd中的一个线体STc上设置2个电流传感器3cp、3cn。在线体是η并联的情况下，在除了一个以外的所有η_1个线体的正极及负极上设有电流传感器。因此，线体中所设置的电流传感器数量为2 (η-1)。并且，若加上设置于汇集后的正极电线Lp上的电流传感器3sp，则故障检测装置IB中所使用的电流传感器数量为2n-l。
[0069]故障检测装置IB基于由3个电流传感器3cp、3cn、3sp所检测到的电流Icp、Icn、Ip，来检测各线体STc、STd的故障。故障检测装置IB中若检测到故障，则向上位监视装置8输出故障检测信号Sng，该故障检测信号Sng用于通知故障的发生。
[0070]接着，对由故障检测装置IB所进行的故障检测方法进行说明。
[0071]故障检测装置IB基于流过设有电流传感器3cp、3cn的线体STc的电流Icp、Icn、以及流过汇集后的正极电线Lp的电流Ip，利用下式计算流过未设置电流传感器STd的线体STd 的电流 I dp、Idn。
[0072]Idp=Ip-1cp...(3)
[0073]Idn=Ip-1cn...(4)
[0074]在线体为η并联的情况下，从流过汇集后的正极或负极电线的电流减去除去未设置电流传感器的线体以外的所有线体的正极电线中流过的电流的总和，从而计算出流过未设置电流传感器的线体的正极电线的电流。同样，从流过汇集后的正极或负极电线的电流减去除去未设置电流传感器的线体以外的所有线体的负极电线中流过的电流的总和，从而计算出流过未设置电流传感器的线体的负极电线的电流。
[0075]由此，测定到包括未设置电流传感器的线体STd在内的所有线体STc、STc的正极以及负极中流过的电流Icp、Icn、Idp、Idn。
[0076]故障检测装置IB判断2个线体STc、STd中是否有不平衡的电流流过。
[0077]具体而言，故障检测装置IB对流过2个线体STc、STd的正极的电流Icp、Idp进行比较。故障检测装置IB在根据比较2个电流Icp、Idp后的结果判定为电流量上存在差时(例如，2个电流Icp、Idp的差大于等于预先设定的电流值时)，判断为有不平衡的电流流动。同样，对流过2个线体STc、STd的负极的电流IcruIdn进行比较，判断是否有不平衡的电流流动。另外，2个线体STc、STd的电流的比较也可以比较极性彼此不同的电流。
[0078]在线体为η并联的情况下，与流过其他线体的电流进行比较，判定是否存在流动电流较少(或者较多)的线体。在存在有这样的电流流动的线体时，判断为有不平衡的电流流动。
[0079]接着，对在有不平衡的电流流动时，判断为故障的理由进行说明。
[0080]2个线体STc、STd是并联连接在同一个PV阵列2与逆变器5的直流侧之间的电路。在2个线体STc、STd上未连接负载。此外，2个线体STc、STd的正极以及负极电线STcp、STcn、STdp、STdn 上分别设置有断路器 9cp、9cn、9dp、9dn。若接通断路器 9cp、9cn、9dp、9dn，则最理想的是阻抗为零。
[0081]由此，2个线体STc、STd的阻抗大致为零。因而，流过2个线体STc、STd的电流理论上大致相同。在不平衡的电流流过2个线体STc、STd时，考虑发生了线体STc、STd的电线STcp、STcn、STdp> STdn的至少一个阻抗增加的故障。
[0082]作为发生这样的故障的原因，除了接地以外，考虑连接断路器9cp、9cn、9dp、9dn等设备的螺栓发生了松动，或者断路器9cp、9cn、9dp、9dn等设备发生了故障等。
[0083]由此，故障检测装置IB能通过检测不平衡的电流的流动，来检测故障。
[0084]根据本实施方式，能够基于由除了一个以外的所有η-1个线体的两极上各设置一个的电流传感器3cp、3cn所检测到的电流Icp、Icn、以及由设置于汇集后的电线Lp上的电流传感器3sp所检测到的电流Ip,检测出螺栓松动或者断路器9cp、9cn、9dp、9dn的故障等。因而，若是η并联的线体，则设置的电流传感器的数量为2η-1。
[0085]此外，设置于汇集后的电线Lp的电流传感器3sp兼用作逆变器5的控制中所使用的电流传感器，从而能进一步削减电流传感器的数量。
[0086]并且，通过削减用于检测故障的电流传感器3cp、3cn、3Sp的数量，也能够削减电流传感器所附带的设备(例如，A/D转换器)以及布线。
[0087](实施方式4)
[0088]图4是表示应用了本发明的实施方式4所涉及的故障检测装置IC的太阳能发电系统IOC的结构的结构图。
[0089]此处，主要说明将2个PV阵列2a、2b以及2个线体STa、STb并联连接的太阳能发电系统10C，但也可以设有2个以上的任意个数的PV阵列以及线体。
[0090]太阳能发电系统IOC是在图1所示的实施方式I所涉及的太阳能发电系统10中，电流传感器3sp被实施方式2所涉及的电流传感器3bp所取代，以故障检测装置IC取代故障检测装置I。其他的点与实施方式I相同。
[0091]故障检测装置IC中为了检测故障，在2个线体STa、STb上分别设有一个电流传感器3ap、3bp。在线体为η并联的情况下，在所有线体的正极或负极的某一个上设置电流传感器。故障检测装置IC所使用的电流传感器的数量为η。
[0092]故障检测装置IC基于由2个电流传感器3ap、3bp所检测到的电流Iap、Ibp,来检测各线体STa、STb的故障。故障检测装置IC中若检测到故障，则向上位监视装置8输出故障检测信号Sng，该故障检测信号Sng用于通知故障的发生。
[0093]接着，对由故障检测装置IC所进行的故障检测方法进行说明。
[0094]故障检测装置IC判定流过所有线体STa、STb的正极侧的电流lap、Ibp的流向。在判定为流过线体STa、STb的电流lap、Ibp中的某一个是反方向的情况下，故障检测装置IC判断为线体STa、STb中发生了故障。
[0095]接下来，对检测故障的原理进行说明。
[0096]如实施方式I说明的那样，在夜晚PV阵列2b短路，白天PV阵列2a正常发电的情况下，流过线体STb的电流Ibp在反方向上流动。此外，在夜晚PV阵列2a短路，白天PV阵列2b正常发电的情况下，流过线体STa的电流Iap在反方向上流动。
[0097]即，在线体STa、STb之间流过循环电流的情况下，线体STa、STb中的一个流动反方向的电流。线体为η并联时也同样，某一个线体中流动反方向的电流。[0098]因而，能够通过检测到线体STa、STb的某一个流过反方向的电流，判断为有故障电流流动。
[0099]根据本实施方式，即使是在夜晚PV阵列2a、2b短路等未流过过电流的故障，也能基于由所有线体上各设置一个的电流传感器3ap、3bp所检测到的电流Iap、Ibp来检测该故障。
[0100]此处,说明了所有的电流传感器3ap、3bp设置于正极电线STap、STbp的结构,但这些电流传感器3ap、3bp也可以设置于负极电线STan、STbn0 S卩，若在所有线体上各设置一个电流传感器，则能检测出故障。因而，若是η并联的线体，则设置的电流传感器的数量为η。
[0101]并且，通过削减用于检测故障的电流传感器3ap、3bp的数量，也能够削减电流传感器所附带的设备(例如，A/D转换器)以及布线。
[0102]另外，在各实施方式中，故障检测装置I?IC设置于逆变器5的外侧，但也可以作为逆变器5的一部分功能进行安装。
[0103]在各实施方式中，故障检测装置I?IC采用在检测到故障时，向上位监视装置8输出故障检测信号Sng的结构，但并不限于此。故障检测装置I?IC可以将故障检测信号Sng输出至逆变器5，也可以将故障检测信号Sng输出至其他装置。此外，故障检测装置I?IC可以输出为了保护系统而用于使断路器断开的信号以取代输出故障检测信号Sng，也可以输出其他保护动作或者警报。
[0104]并且，各实施方式中，对使用PV阵列2、2a、2b的结构进行了说明，但也可以使用其他发电机或电池等电源。
[0105]另外，本发明并不局限于上述实施方式本身，在实施阶段能够在不脱离其要点的范围内对构成要素进行变形以使其具体化。此外，通过将上述实施方式中所公开的多个构成要素进行适当组合，从而能够形成各种发明。例如，可以从实施方式所示的所有构成要素中删除几个构成要素。另外，也可以将不同的实施方式中的结构要素进行适当组合。
[0106]工业上的实用性
[0107]根据本发明，能够提供一种故障检测装置，该故障检测装置能减少用于检测故障的电流传感器的数量。
【权利要求】
1.一种故障检测装置，该故障检测装置检测电路的故障，包括:多个连接电路，该多个连接电路包含为了将多个直流电源与逆变器分别进行连接而并联连接的正极电线与负极电线；以及汇集电路，该汇集电路汇集多个所述连接电路并与所述逆变器相连接，其特征在于，包括: 多个连接电路电流检测单元，该多个连接电路电流检测单元分别检测除一个连接电路以外所有的所述连接电路的所述正极电线或者所述负极电线中流过的电流； 汇集电流检测单元，该汇集电流检测单元检测流过所述汇集电路的电流；以及 故障检测单元，在由至少一个所述连接电路电流检测单元检测出有电流流动，并且由所述汇集电流检测单元检测出没有电流流动的情况下，该故障检测单元检测为发生了故障。
2.一种故障检测装置，该故障检测装置检测电路的故障，包括:多个连接电路，该多个连接电路包含为了将多个直流电源与逆变器分别进行连接而并联连接的正极电线与负极电线；以及汇集电路，该汇集电路汇集多个所述连接电路并与所述逆变器相连接，其特征在于，包括: 多个连接电路电流检测单元，该多个连接电路电流检测单元分别检测一个所述连接电路的所述正极电线或者所述负极电线中流过的电流和剩余的所有所述连接电路的所述正极电线以及所述负极电线中流过的电流； 汇集电流检测单元，该汇集电流检测单元检测所述汇集电路的接地极的电线中流过的电流； 接地电流运算单元，该接地电流运算单元基于由多个所述连接电路电流检测单元所分别检测到的电流以及由所述汇集电流检测单元所检测到的电流，来计算接地电流；以及 故障检测单元，该故障检测单元基于由所述接地电流运算单元所计算得到的接地电流，来检测出作为故障的接地。`
3.如权利要求2所述的故障检测装置，其特征在于，包括: 故障确定单元，该故障确定单元在利用所述故障检测单元检测到故障的情况下，基于由多个所述连接电路电流检测单元所分别检测到的电流以及由所述汇集电流检测单元所检测到的电流，来确定发生故障的所述连接电路。
4.一种故障检测装置，该故障检测装置检测电路的故障，包括:多个连接电路，该多个连接电路包含为了将直流电源与逆变器进行连接而并联连接的正极电线与负极电线；以及汇集电路，该汇集电路汇集多个所述连接电路并与所述逆变器相连接，其特征在于，包括: 多个连接电路电流检测单元，该多个连接电路电流检测单元分别检测除一个连接电路以外所有的所述连接电路的所述正极电线以及所述负极电线中流过的电流； 汇集电流检测单元，该汇集电流检测单元检测流过所述汇集电路的电流； 连接电路电流运算单元，该连接电路电流运算单元基于由多个所述连接电路电流检测单元所分别检测到的电流以及由汇集电流检测单元所检测到的电流，计算出未设置所述连接电路电流检测单元的所述连接电路的所述正极电线以及所述负极电线中分别流过的电流； 电流比较单元，该电流比较单元基于由多个所述连接电路电流检测单元所分别检测到的电流以及由所述连接电路电流运算单元所分别计算得到的电流，来比较流过多个所述连接电路的电流；以及 故障检测单元，在根据所述电流比较单元比较得到的结果，检测到有不平衡的电流流动时，该故障检测单元检测为发生了故障。
5.一种故障检测装置，该故障检测装置检测电路的故障，包括:多个连接电路，该多个连接电路包含为了将多个直流电源与逆变器分别进行连接而并联连接的正极电线与负极电线；以及汇集电路，该汇集电路汇集多个所述连接电路并与所述逆变器相连接，其特征在于，包括: 多个连接电路电流检测单元，该多个连接电路电流检测单元分别检测所有的所述连接电路的所述正极电线或者所述负极电线中流过的电流；以及 故障检测单元，在由至少一个所述连接电路电流检测单元检测到的电流的流向是所述直流电源向所述逆变器进行供电的方向的反方向时，该故障检测单元检测为发生了故障。
6.—种逆变器,其特征在于， 包括权利要求1至权利要求5中的任一项所述的故障检测装置。
7.一种故障检测方法，该故障检测方法检测电路的故障，包括:多个连接电路，该多个连接电路包含为了将多个直流电源与逆变器分别进行连接而并联连接的正极电线与负极电线；以及汇集电路 ，该汇集电路汇集多个所述连接电路并与所述逆变器相连接，其特征在于，包括: 分别检测除一个连接电路以外所有的所述连接电路的所述正极电线或者所述负极电线中流过的电流； 检测流过所述汇集电路的电流；以及 在至少一个所述连接电路中检测出有电流流动，并且在所述汇集电路中检测出没有电流流动的情况下，检测为发生了故障。
8.一种故障检测方法，该故障检测方法检测电路的故障，包括:多个连接电路，该多个连接电路包含为了将多个直流电源与逆变器分别进行连接而并联连接的正极电线与负极电线；以及汇集电路，该汇集电路汇集多个所述连接电路并与所述逆变器相连接，其特征在于，包括: 分别检测一个所述连接电路的所述正极电线或者所述负极电线中流过的电流和剩余的所有所述连接电路的所述正极电线以及所述负极电线中流过的电流； 检测所述汇集电路的接地极的电线中流过的电流； 基于检测到的流过多个所述连接电路的电流以及检测到的流过所述汇集电路的电流，来计算接地电流， 基于计算得到的接地电流，检测出作为故障的接地。
9.一种故障检测方法，该故障检测方法检测电路的故障，包括:多个连接电路，该多个连接电路包含为了将直流电源与逆变器进行连接而并联连接的正极电线与负极电线；以及汇集电路，该汇集电路汇集多个所述连接电路并与所述逆变器相连接，其特征在于，包括: 分别检测除一个连接电路以外所有的所述连接电路的所述正极电线以及所述负极电线中流过的电流； 检测流过所述汇集电路的电流； 基于检测到的分别流过多个所述连接电路的电流以及检测到的流过所述汇集电流的电流，来计算未检测到的所述连接电路的所述正极电线以及所述负极电线中分别流过的电流； 基于检测到的分别流过多个所述连接电路的电流以及计算得到的分别流过所述连接电路的电流，比较流过多个所述连接电路的电流；以及 在根据比较得到的结果，检测到有不平衡的电流流动时，检测为发生了故障。
10.一种故障检测方法，该故障检测方法检测电路的故障，包括:多个连接电路，该多个连接电路包含为了将多个直流电源与逆变器分别进行连接而并联连接的正极电线与负极电线；以及汇集电路，该汇集电路汇集多个所述连接电路并与所述逆变器相连接，其特征在于，包括: 分别检测所有的 所述连接电路的所述正极电线或者所述负极电线中流过的电流；以及 在检测到的流过至少一个所述连接电路的电流的流向是所述直流电源向所述逆变器进行供电的方向的反方向时，检测为发生了故障。
【文档编号】G01R31/02GK103827681SQ201180073813
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2011年12月26日 优先权日:2011年12月26日
【发明者】安保达明, 井川英一, 梅野千惠子 申请人:东芝三菱电机产业系统株式会社