特許 7537238 保護装置、電力変換システム及び保護方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】保護装置、電力変換システム及び保護方法

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/087 20060101AFI20240814BHJP

   G01R 31/12 20200101ALI20240814BHJP

   G01R 31/52 20200101ALI20240814BHJP

   H02H 3/16 20060101ALI20240814BHJP

   H02H 7/26 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

H02H3/087

G01R31/12 A

G01R31/52

H02H3/16 A

H02H7/26 A

H02H7/26 B

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020191980

(22)【出願日】2020-11-18

(65)【公開番号】P2022080747

(43)【公開日】2022-05-30

【審査請求日】2023-08-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000003171

【氏名又は名称】株式会社戸上電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】篠田 幸裕

(72)【発明者】

【氏名】片渕 健

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３８１１１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第９９９５７９６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特表２０１４－５０９３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４３６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２８４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２４２４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ３１／１２－３１／２０

Ｇ０１Ｒ３１／５０－３１／７４

Ｈ０２Ｈ３／０８－３／２５３

Ｈ０２Ｈ７／２２－７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷に接続された太陽電池ストリングにおいて、アークを検出するアーク検出部と、
前記アーク検出部によりアークが検出された場合に、前記負荷を経て前記太陽電池ストリングに電流を流す直列電路を遮断する直列消弧制御と、前記負荷を経ずに前記太陽電池ストリングに電流を流す並列電路を導通させる並列消弧制御とを実行する消弧制御部と、
前記直列消弧制御及び前記並列消弧制御の後、前記直列電路が遮断され、前記並列電路が導通した状態にて、前記アーク検出部によりアークが検出された場合に前記太陽電池ストリングにおける直列アークを検出する直列アーク検出部と、
前記直列消弧制御及び前記並列消弧制御の後、前記直列電路及び前記並列電路の両方が遮断された状態にて、前記アーク検出部によりアークが検出された場合に前記太陽電池ストリングにおける並列アークを検出する並列アーク検出部と、
前記太陽電池ストリングにおける直列アークが検出された場合には前記並列電路を遮断し、前記太陽電池ストリングにおける並列アークが検出された場合には前記並列電路を導通させる保護制御部と、を備える保護装置。

【請求項2】

前記直列アーク検出部は、前記直列電路が遮断され、前記並列電路が導通した状態にて、所定長さの直列アーク待機期間が経過するまで前記アーク検出部によるアークの検出を待機し、
前記並列アーク検出部は、前記直列電路及び前記並列電路の両方が遮断された状態にて、所定長さの並列アーク待機期間が経過するまで前記アーク検出部によるアークの検出を待機する、請求項１記載の保護装置。

【請求項3】

前記消弧制御部は、前記直列消弧制御の後に前記並列消弧制御を実行し、
前記直列アーク検出部は、前記並列消弧制御の後、前記アーク検出部によるアークの検出を前記直列アーク待機期間が経過するまで待機し、
前記並列アーク検出部は、前記アーク検出部によりアークが検出されることなく前記直列アーク待機期間が経過した場合に、前記並列電路を遮断した後、前記アーク検出部によるアークの検出を前記並列アーク待機期間が経過するまで待機する、請求項２記載の保護装置。

【請求項4】

前記アーク検出部によりアークが検出されることなく前記直列アーク待機期間が経過し、前記アーク検出部によりアークが検出されることなく前記並列アーク待機期間が経過した場合に、前記直列電路を導通させる復帰制御部を更に備える、請求項３記載の保護装置。

【請求項5】

前記負荷に接続された第２太陽電池ストリングにおいて、アークを検出する第２アーク検出部を更に備え、
前記消弧制御部は、
前記第２アーク検出部によりアークが検出されず、前記アーク検出部によりアークが検出された場合に、前記直列消弧制御及び前記並列消弧制御を実行し、
前記アーク検出部によりアークが検出されず、前記第２アーク検出部によりアークが検出された場合に、前記負荷を経て前記第２太陽電池ストリングに電流を流す第２直列電路を遮断する第２直列消弧制御と、前記負荷を経ずに前記第２太陽電池ストリングに電流を流す第２並列電路を導通させる第２並列消弧制御とを実行し、
前記直列アーク検出部は、前記第２直列消弧制御及び前記第２並列消弧制御の後、前記第２直列電路が遮断され、前記第２並列電路が導通した状態にて、前記第２アーク検出部により前記アークが検出された場合に前記第２太陽電池ストリングにおける直列アークを検出し、
前記並列アーク検出部は、前記第２直列消弧制御及び前記第２並列消弧制御の後、前記第２直列電路及び前記第２並列電路の両方が遮断された状態にて、前記第２アーク検出部により前記アークが検出された場合に前記第２太陽電池ストリングにおける並列アークを検出し、
前記保護制御部は、前記第２太陽電池ストリングにおける直列アークが検出された場合には前記第２並列電路を遮断し、前記第２太陽電池ストリングにおける並列アークが検出された場合には前記第２並列電路を導通させる、請求項１～４のいずれか一項記載の保護装置。

【請求項6】

前記保護制御部は、前記アーク検出部によりアークが検出され、前記第２アーク検出部によりアークが検出された場合に、前記直列電路及び前記第２直列電路の両方を遮断する、請求項５記載の保護装置。

【請求項7】

前記アーク検出部は、前記太陽電池ストリングに流れた電流を検出する電流センサと、前記太陽電池ストリングが前記負荷に印加した電圧を検出する電圧センサと、を含み、前記直列電路が遮断され、前記並列電路が導通した状態では、前記電流センサによりアークを検出し、前記直列電路及び前記並列電路の両方が遮断された状態では、前記電圧センサによりアークを検出する、請求項１～６のいずれか一項記載の保護装置。

【請求項8】

前記アーク検出部は、前記電圧センサにより前記電圧のノイズレベルを検出する、請求項７記載の保護装置。

【請求項9】

前記アーク検出部は、前記電圧センサにより前記電圧の低下レベルを検出する、請求項７記載の保護装置。

【請求項10】

前記アーク検出部は、前記太陽電池ストリングに流れた電流を検出する電流センサと、前記直列電路及び前記並列電路の両方が遮断された状態においても前記電流センサを経て前記太陽電池ストリングに交流電流を流すバイパス回路と、を含む、請求項１～４のいずれか一項記載の保護装置。

【請求項11】

前記バイパス回路は、互いに直列に接続されたリアクトル、コンデンサ及び抵抗を含む、請求項１０記載の保護装置。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一項記載の保護装置と、
前記負荷であって、前記太陽電池ストリングが出力した電力を交流電力に変換する電力変換回路と、を備える電力変換システム。

【請求項13】

負荷に接続された太陽電池ストリングにおいて、アーク検出部によりアークが検出された場合に、前記負荷を経て前記太陽電池ストリングに電流を流す直列電路を遮断する直列消弧制御と、前記負荷を経ずに前記太陽電池ストリングに電流を流す並列電路を導通させる並列消弧制御とを実行することと、
前記直列消弧制御及び前記並列消弧制御の後、前記直列電路が遮断され、前記並列電路が導通した状態にて、前記アーク検出部によりアークが検出された場合に前記太陽電池ストリングにおける直列アークを検出することと、
前記直列消弧制御及び前記並列消弧制御の後、前記直列電路及び前記並列電路の両方が遮断された状態にて、前記アーク検出部によりアークが検出された場合に前記太陽電池ストリングにおける並列アークを検出することと、
前記太陽電池ストリングにおける直列アークが検出された場合には前記並列電路を遮断し、前記太陽電池ストリングにおける並列アークが検出された場合には前記並列電路を導通させることと、を含む保護方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、保護装置、電力変換システム及び保護方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、太陽電池の電力を出力する第１通電路に設けられ、第１通電路を開閉する第１リレーと、太陽電池の正負の出力を短絡状態とする第２通電路に設けられ、第２通電路を開閉する第２リレーと、太陽電池の正負の出力を短絡状態とする第３通電路に設けられ、第３通電路を開閉する第３リレーと、アークの発生を示すアーク信号を第１通電路から検出するアーク信号検出手段と、第１リレーが閉状態かつ第２および第３リレーが開状態であるアーク有無判定状態でのアーク信号に基づいてアークの発生の有無を判定するアーク有無判定手段と、第１および第２リレーが閉状態かつ第３リレーが開状態であるアーク識別状態でのアーク信号に基づいてアークが並列アークか直列アークかを判定するアーク識別手段と、アーク有無判定手段にてアーク発生と判定された場合に、第１から第３リレーをアーク識別状態とし、アーク識別手段にてアークが直列アークと判定された場合に、アーク識別状態から第１リレーを開状態とし、アーク識別手段にてアークが並列アークと判定された場合に、アーク識別状態から第３リレーを閉状態とする制御手段とを備える保護装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－３２３６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、太陽光発電システムをアークによる発熱から高い信頼性で保護するのに有効な保護装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係る保護装置は、負荷に接続された太陽電池ストリングにおいて、アークを検出するアーク検出部と、アーク検出部によりアークが検出された場合に、負荷を経て太陽電池ストリングに電流を流す直列電路を遮断する直列消弧制御と、負荷を経ずに太陽電池ストリングに電流を流す並列電路を導通させる並列消弧制御とを実行する消弧制御部と、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路が遮断され、並列電路が導通した状態にて、アーク検出部によりアークが検出された場合に太陽電池ストリングにおける直列アークを検出する直列アーク検出部と、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路及び並列電路の両方が遮断された状態にて、アーク検出部によりアークが検出された場合に太陽電池ストリングにおける並列アークを検出する並列アーク検出部と、太陽電池ストリングにおける直列アークが検出された場合には並列電路を遮断し、太陽電池ストリングにおける並列アークが検出された場合には並列電路を導通させる保護制御部と、を備える。

【0006】

直列アーク検出部は、直列電路が遮断され、並列電路が導通した状態にて、所定長さの直列アーク待機期間が経過するまでアーク検出部によるアークの検出を待機し、並列アーク検出部は、直列電路及び並列電路の両方が遮断された状態にて、所定長さの並列アーク待機期間が経過するまでアーク検出部によるアークの検出を待機してもよい。

【0007】

消弧制御部は、直列消弧制御の後に並列消弧制御を実行し、直列アーク検出部は、並列消弧制御の後、アーク検出部によるアークの検出を直列アーク待機期間が経過するまで待機し、並列アーク検出部は、アーク検出部によりアークが検出されることなく直列アーク待機期間が経過した場合に、並列電路を遮断した後、アーク検出部によるアークの検出を並列アーク待機期間が経過するまで待機してもよい。

【0008】

保護装置は、アーク検出部によりアークが検出されることなく直列アーク待機期間が経過し、アーク検出部によりアークが検出されることなく並列アーク待機期間が経過した場合に、直列電路を導通させる復帰制御部を更に備えていてもよい。

【0009】

保護装置は、負荷に接続された第２太陽電池ストリングにおいて、アークを検出する第２アーク検出部を更に備え、消弧制御部は、第２アーク検出部によりアークが検出されず、アーク検出部によりアークが検出された場合に、直列消弧制御及び並列消弧制御を実行し、アーク検出部によりアークが検出されず、第２アーク検出部によりアークが検出された場合に、負荷を経て第２太陽電池ストリングに電流を流す第２直列電路を遮断する第２直列消弧制御と、負荷を経ずに第２太陽電池ストリングに電流を流す第２並列電路を導通させる第２並列消弧制御とを実行し、直列アーク検出部は、第２直列消弧制御及び第２並列消弧制御の後、第２直列電路が遮断され、第２並列電路が導通した状態にて、第２アーク検出部によりアークが検出された場合に第２太陽電池ストリングにおける直列アークを検出し、並列アーク検出部は、第２直列消弧制御及び第２並列消弧制御の後、第２直列電路及び第２並列電路の両方が遮断された状態にて、第２アーク検出部によりアークが検出された場合に第２太陽電池ストリングにおける並列アークを検出し、保護制御部は、第２太陽電池ストリングにおける直列アークが検出された場合には第２並列電路を遮断し、第２太陽電池ストリングにおける並列アークが検出された場合には第２並列電路を導通させてもよい。

【0010】

保護制御部は、アーク検出部によりアークが検出され、第２アーク検出部によりアークが検出された場合に、直列電路及び第２直列電路の両方を遮断してもよい。

【0011】

アーク検出部は、太陽電池ストリングに流れた電流を検出する電流センサと、太陽電池ストリングが負荷に印加した電圧を検出する電圧センサと、を含み、直列電路が遮断され、並列電路が導通した状態では、電流センサによりアークを検出し、直列電路及び並列電路の両方が遮断された状態では、電圧センサによりアークを検出してもよい。

【0012】

アーク検出部は、電圧センサにより電圧のノイズレベルを検出してもよい。

【0013】

アーク検出部は、電圧センサにより電圧の低下レベルを検出してもよい。

【0014】

アーク検出部は、太陽電池ストリングに流れた電流を検出する電流センサと、直列電路及び並列電路の両方が遮断された状態においても電流センサを経て太陽電池ストリングに交流電流を流すバイパス回路と、を含んでいてもよい。

【0015】

バイパス回路は、互いに直列に接続されたリアクトル、コンデンサ及び抵抗を含んでいてもよい。

【0016】

本開示の他の側面に係る電力変換システムは、上記の保護装置と、上記の負荷であって、太陽電池ストリングが出力した電力を交流電力に変換する電力変換回路と、を備える。

【0017】

本開示の更に他の側面に係る保護方法は、負荷に接続された太陽電池ストリングにおいて、アーク検出部によりアークが検出された場合に、負荷を経て太陽電池ストリングに電流を流す直列電路を遮断する直列消弧制御と、負荷を経ずに太陽電池ストリングに電流を流す並列電路を導通させる並列消弧制御とを実行することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路が遮断され、並列電路が導通した状態にて、アーク検出部によりアークが検出された場合に太陽電池ストリングにおける直列アークを検出することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路及び並列電路の両方が遮断された状態にて、アーク検出部によりアークが検出された場合に太陽電池ストリングにおける並列アークを検出することと、太陽電池ストリングにおける直列アークが検出された場合には並列電路を遮断し、太陽電池ストリングにおける並列アークが検出された場合には並列電路を導通させることと、を含む。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、太陽電池モジュールの有効活用と、アーク抑制との両立に有効な保護装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】発電システムの構成を例示する模式図である。

【図2】コントローラの機能的な構成を例示するブロック図である。

【図3】コントローラのハードウェア構成を例示するブロック図である。

【図4】発電システムの変形例を示す模式図である。

【図5】バイパス回路の構成を例示する模式図である。

【図6】発電システムの更なる変形例を示す模式図である。

【図7】発電システムの更なる変形例を示す模式図である。

【図8】発電システムの保護手順を例示するフローチャートである。

【図9】発電システムの保護手順を例示するフローチャートである。

【図10】発電システムの保護手順の変形例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】

【0020】

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0021】

〔発電システム〕
図１に示す発電システム１は、太陽光発電を行い、その結果得られた直流電力を交流電力に変換して出力する太陽光発電システムである。発電システム１は、複数のストリング２，３と、電力変換システム４とを有する。

【0022】

ストリング２（太陽電池ストリング）は、１以上の太陽電池モジュール２１と、正極ストリング線２３ｐと、負極ストリング線２３ｎとを有する。図１は、ストリング２が複数の太陽電池モジュール２１を有する場合を示しているが、ストリング２は少なくとも一つの太陽電池モジュール２１を有していればよい。

【0023】

複数の太陽電池モジュール２１のそれぞれは、正極２１ｐと負極２１ｎとを有する。各太陽電池モジュール２１は、互いに直列に接続された複数の太陽電池セルを含み、複数の太陽電池セルが生成した直流電力を正極２１ｐと負極２１ｎとに出力する。複数の太陽電池モジュール２１は、互いに直列に接続されている。例えば太陽電池モジュール２１同士の接続部においては、一方の太陽電池モジュール２１の正極２１ｐと、他方の太陽電池モジュール２１の負極２１ｎとが接続されている。正極ストリング線２３ｐは、正極２１ｐと負荷とを接続する。負極ストリング線２３ｎは、負極２１ｎと負荷とを接続する。負荷は、例えば後述の電力変換回路４３である。

【0024】

一例として、正極ストリング線２３ｐは、複数の太陽電池モジュール２１のうち最も正極側に位置する太陽電池モジュール２１（以下、「正極端の太陽電池モジュール２１」という。）の正極２１ｐとパワーコンディショニングシステム４０とを接続する。負極ストリング線２３ｎは、複数の太陽電池モジュール２１のうち最も負極側に位置する太陽電池モジュール２１（以下、「負極端の太陽電池モジュール２１」という。）の負極２１ｎをパワーコンディショニングシステム４０に接続する。

【0025】

なお、接続することは、直接的に接続することに加え、間接的に接続することも含む。後述のように、正極ストリング線２３ｐは、保護装置５０を介して間接的にパワーコンディショニングシステム４０に接続される。同様に、負極ストリング線２３ｎは、保護装置５０を介して間接的にパワーコンディショニングシステム４０に接続される。

【0026】

また、正極ストリング線２３ｐは、正極端の太陽電池モジュール２１を介して他の太陽電池モジュール２１の正極２１ｐに間接的に接続される。同様に、負極ストリング線２３ｎは、負極端の太陽電池モジュール２１を介して他の太陽電池モジュール２１の負極２１ｎに間接的に接続される。このため、正極ストリング線２３ｐは各太陽電池モジュール２１の正極２１ｐとパワーコンディショニングシステム４０とを接続し、負極ストリング線２３ｎは各太陽電池モジュール２１の負極２１ｎとパワーコンディショニングシステム４０とを接続する。

【0027】

ストリング３（第２太陽電池ストリング）は、ストリング２と同様に、１以上の太陽電池モジュール３１（第２太陽電池モジュール）と、正極ストリング線３３ｐ（第２正極ストリング線）と、負極ストリング線３３ｎ（第２負極ストリング線）とを有する。図１は、ストリング３が複数の太陽電池モジュール３１を有する場合を示しているが、ストリング３は少なくとも一つの太陽電池モジュール３１を有していればよい。

【0028】

複数の太陽電池モジュール３１の構成及び機能は、複数の太陽電池モジュール２１の構成及び機能と同じである。複数の太陽電池モジュール３１のそれぞれは、複数の太陽電池モジュール２１のそれぞれと同様に、正極３１ｐ（第２正極）及び負極３１ｎ（第２負極）を有する。正極ストリング線３３ｐは正極３１ｐと負荷とを接続し、負極ストリング線３３ｎは負極３１ｎと負荷とを接続する。例えば、正極ストリング線３３ｐは正極端の太陽電池モジュール３１の正極３１ｐとパワーコンディショニングシステム４０とを接続し、負極ストリング線３３ｎは負極端の太陽電池モジュール３１の負極３１ｎとパワーコンディショニングシステム４０とを接続する。

【0029】

例えば電力変換システム４は、パワーコンディショニングシステム４０と、保護装置５０とを有する。パワーコンディショニングシステム４０は、ストリング２が正極ストリング線２３ｐ及び負極ストリング線２３ｎに出力した直流電力と、ストリング３が正極ストリング線３３ｐ及び負極ストリング線３３ｎに出力した直流電力とを交流電力に変換する。

【0030】

パワーコンディショニングシステム４０は、正極入力端子４１ｐと、負極入力端子４１ｎと、正極入力端子４２ｐと、負極入力端子４２ｎと、電力変換回路４３とを有する。正極入力端子４１ｐは保護装置５０を介して正極ストリング線２３ｐに接続され、負極入力端子４１ｎは保護装置５０を介して負極ストリング線２３ｎに接続される。正極入力端子４２ｐは保護装置５０を介して正極ストリング線３３ｐに接続され、負極入力端子４２ｎは保護装置５０を介して負極ストリング線３３ｎに接続される。

【0031】

電力変換回路４３は、正極入力端子４１ｐ及び負極入力端子４１ｎに入力された直流電力と、正極入力端子４２ｐ及び負極入力端子４２ｎに入力された直流電力とを直流電力に変換する。電力変換回路４３は、コンバータ回路４４と、コンバータ回路４５と、インバータ回路４６とを有する。

【0032】

コンバータ回路４４，４５のそれぞれは、複数のスイッチング素子のオン・オフを切り替えることによって、一次側の直流電力と、二次側の直流電力との間の電力変換を行う。コンバータ回路４４の一次側は正極入力端子４１ｐ及び負極入力端子４１ｎに接続され、コンバータ回路４５の一次側は正極入力端子４２ｐ及び負極入力端子４２ｎに接続されている。コンバータ回路４４の二次側とコンバータ回路４５の二次側とは、インバータ回路４６の一次側に対して並列に接続されている。

【0033】

インバータ回路４６は、複数のスイッチング素子のオン・オフを切り替えることによって、一次側の直流電力と、二次側の交流電力との間の電力変換を行う。これにより、ストリング２が出力した直流電力と、ストリング３が出力した直流電力とが交流電力に変換される。

【0034】

保護装置５０は、ストリング２，３とパワーコンディショニングシステム４０との間に介在し、アーク発生に起因する過大な発熱から発電システム１を保護する。ストリング２において直列アークが生じた場合には、負荷（例えば電力変換回路４３）を経てストリング２に電流を流す直列電路Ｒ０１と、負荷を経ずにストリング２に電流を流す並列電路Ｒ０２と、の両方を遮断する必要がある。一方、ストリング２において並列アークが生じた場合には、並列電路Ｒ０２を形成する必要がある。なお、直列アークは不完全な断線箇所に生じるアークであり、並列アークは不完全な短絡箇所に生じるアークである。例えばストリング２における直列アークは、正極ストリング線２３ｐ又は負極ストリング線２３ｎの不完全な断線箇所に発生し得る。ストリング２における並列アークは、正極ストリング線２３ｐ又は負極ストリング線２３ｎの不完全な短絡箇所に発生し得る。

【0035】

上述のように、直列アークが発生したか、並列アークが発生したかによって、ストリング２をいかに保護すべきかが異なるので、ストリング２において生じたのが直列アークであるか、並列アークであるかを高い信頼性で識別することが重要である。

【0036】

これに対し、保護装置５０は、ストリング２においてアーク検出部によりアークが検出された場合に、直列電路Ｒ０１を遮断する直列消弧制御と、並列電路Ｒ０２を形成する並列消弧制御とを実行することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路Ｒ０１が遮断され、並列電路Ｒ０２が形成された状態にて、アーク検出部によりアークが検出された場合にストリング２における直列アークの発生を検出することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態にて、アーク検出部によりアークが検出された場合にストリング２における並列アークの発生を検出することと、ストリング２における直列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を遮断し、ストリング２における並列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を導通させることと、を実行するように構成されている。

【0037】

直列電路が遮断され、並列電路が導通した状態において、並列アークは発生しない。このような状態でのアークの検出結果に基づくことで、直列アークを高い信頼性で検出することができる。また、直列電路及び並列電路の両方が遮断された状態において、直列アークは発生しない。このような状態でのアークの検出結果に基づくことで、並列アークを高い信頼性で検出することができる。直列アークが検出された場合には、直列電路及び並列電路の両方が遮断され、並列アークが検出された場合には、並列電路が導通させられる。直列アークであるか並列アークであるかの高い信頼性での識別結果に基づくことで、太陽電池ストリングをアークによる発熱から高い信頼性で保護することができる。従って、太陽光発電システムをアークによる発熱から高い信頼性で保護するのに有効である。

【0038】

一例として、保護装置５０は、正極入力端子５１ｐと、負極入力端子５１ｎと、正極入力端子５２ｐと、負極入力端子５２ｎと、正極出力端子５３ｐと、負極出力端子５３ｎと、正極出力端子５４ｐと、負極出力端子５４ｎと、正極中継線５５ｐと、負極中継線５５ｎと、正極中継線５６ｐと、負極中継線５６ｎとを有する。

【0039】

正極入力端子５１ｐはストリング２の正極ストリング線２３ｐに接続され、負極入力端子５１ｎはストリング２の負極ストリング線２３ｎに接続される。正極入力端子５２ｐはストリング３の正極ストリング線３３ｐに接続され、負極入力端子５２ｎはストリング３の負極ストリング線３３ｎに接続される。

【0040】

正極出力端子５３ｐは正極中継線８１ｐによりパワーコンディショニングシステム４０の正極入力端子４１ｐに接続され、負極出力端子５３ｎは負極中継線８１ｎによりパワーコンディショニングシステム４０の負極入力端子４１ｎに接続される。正極出力端子５４ｐは正極中継線８２ｐによりパワーコンディショニングシステム４０の正極入力端子４２ｐに接続され、負極出力端子５４ｎは負極中継線８２ｎによりパワーコンディショニングシステム４０の負極入力端子４２ｎに接続される。

【0041】

正極中継線５５ｐは保護装置５０内において正極入力端子５１ｐと正極出力端子５３ｐとを接続し、負極中継線５５ｎは保護装置５０内において負極入力端子５１ｎと負極出力端子５３ｎとを接続する。正極中継線５６ｐは保護装置５０内において正極入力端子５２ｐと正極出力端子５４ｐとを接続し、負極中継線５６ｎは保護装置５０内において負極入力端子５２ｎと負極出力端子５４ｎとを接続する。

【0042】

これにより、上述したように、パワーコンディショニングシステム４０の正極入力端子４１ｐ及び負極入力端子４１ｎが、保護装置５０を介してストリング２の正極ストリング線２３ｐ及び負極ストリング線２３ｎにそれぞれ接続される。パワーコンディショニングシステム４０の正極入力端子４２ｐ及び負極入力端子４２ｎが、保護装置５０を介してストリング３の正極ストリング線３３ｐ及び負極ストリング線３３ｎにそれぞれ接続される。

【0043】

保護装置５０は、直列スイッチ６１及び並列スイッチ６２と、直列スイッチ６３及び並列スイッチ６４と、アーク検出部ＡＳ１，ＡＳ２と、コントローラ７０とを更に有する。

【0044】

直列スイッチ６１は、上記直列電路Ｒ０１を導通させるオン状態と、直列電路Ｒ０１を遮断するオフ状態とを制御信号に応じて切り替える。例えば直列スイッチ６１は正極中継線５５ｐに設けられ、正極入力端子５１ｐと正極出力端子５３ｐとの間のオン・オフを制御信号に応じて切り替える。直列スイッチ６１は負極中継線５５ｎに設けられていてもよい。

【0045】

並列スイッチ６２は、上記並列電路Ｒ０２を導通させるオン状態と、並列電路Ｒ０２を遮断するオフ状態とを制御信号に応じて切り替える。例えば並列スイッチ６２は、正極入力端子５１ｐと直列スイッチ６１との間において、正極中継線５５ｐと負極中継線５５ｎとの間に設けられている。これにより、直列スイッチ６１がオフ状態であっても、並列電路Ｒ０２を導通させることが可能となっている。

【0046】

直列スイッチ６３は、負荷（例えば電力変換回路４３）を経てストリング３に電流を流す直列電路Ｒ１１（第２直列電路）を導通させるオン状態と、直列電路Ｒ１１を遮断するオフ状態とを制御信号に応じて切り替える。例えば直列スイッチ６３は正極中継線５６ｐに設けられ、正極入力端子５２ｐと正極出力端子５４ｐとの間のオン・オフを制御信号に応じて切り替える。直列スイッチ６３は負極中継線５６ｎに設けられていてもよい。なお、直列スイッチ６１，６３は、直列スイッチ６３が直列スイッチ６１に連動してオン・オフを切り替え、直列スイッチ６１が直列スイッチ６３に連動してオン・オフを切り替えるように構成されていてもよい。例えば一つのコイルで複数接点のオン・オフを切り替える電磁開閉器の１接点が直列スイッチ６１として用いられ、他の１接点が直列スイッチ６３として用いられていてもよい。

【0047】

並列スイッチ６４は、負荷（例えば電力変換回路４３）を経ずにストリング３に電流を流す並列電路Ｒ１２（第２並列電路）を導通させる並列電路Ｒ１２を導通させるオン状態と、並列電路Ｒ１２を遮断するオフ状態とを制御信号に応じて切り替える。例えば並列スイッチ６４は、正極入力端子５２ｐと直列スイッチ６３との間において、正極中継線５６ｐと負極中継線５６ｎとの間に設けられている。これにより、直列スイッチ６３がオフ状態であっても、並列電路Ｒ１２を導通させることが可能となっている。直列スイッチ６１，６３及び並列スイッチ６２，６４の具体例としては、電磁式のリレー等が挙げられる。なお、並列スイッチ６２，６４は、並列スイッチ６４が並列スイッチ６２に連動してオン・オフを切り替え、並列スイッチ６２が並列スイッチ６４に連動してオン・オフを切り替えるように構成されていてもよい。例えば一つのコイルで複数接点のオン・オフを切り替える電磁開閉器の１接点が並列スイッチ６２として用いられ、他の１接点が並列スイッチ６４として用いられていてもよい。

【0048】

アーク検出部ＡＳ１は、ストリング２においてアークを検出する。一例として、アーク検出部ＡＳ１は、電流センサ６５と、電圧センサ６７とを有する。電流センサ６５は、ストリング２に流れた電流を検出する。一例として、電流センサ６５は、並列スイッチ６２と正極入力端子５１ｐとの間において正極中継線５５ｐに設けられている。これにより、ストリング２に流れた電流を電流センサ６５により検出することが可能となっている。電流センサ６５は、並列スイッチ６２と負極入力端子５１ｎとの間において負極中継線５５ｎに設けられていてもよい。この場合も、ストリング２に流れた電流を電流センサ６５により検出することが可能となる。

【0049】

電圧センサ６７は、ストリング２が電力変換回路４３に印加した電圧を検出する。一例として、電圧センサ６７は、正極入力端子５１ｐと直列スイッチ６１との間において、正極中継線５５ｐと負極中継線５５ｎとの間に設けられている。これにより、直列スイッチ６１がオフ状態であっても、正極ストリング線２３ｐと負極ストリング線２３ｎとの間の電圧を検出することが可能となっている。

【0050】

アーク検出部ＡＳ１は、直列電路Ｒ０１が導通し、並列電路Ｒ０２が遮断された状態では、電流センサ６５によりアークを検出し、電圧センサ６７によってもアークを検出する。アーク検出部ＡＳ１は、直列電路Ｒ０１が遮断され、並列電路Ｒ０２が導通した状態では、電流センサ６５によりアークを検出し、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態では、電圧センサ６７によりアークを検出する。以下、直列電路Ｒ０１が導通し、並列電路Ｒ０２が遮断された状態を「平常状態」といい、直列電路Ｒ０１が遮断され、並列電路Ｒ０２が導通した状態を「直列検証状態」といい、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態を「並列検証状態」という。

【0051】

平常状態において、アーク検出部ＡＳ１は、アークの発生を表す信号として、電流センサ６５により電流のノイズレベルを検出してもよく、電圧センサ６７により電圧のノイズレベルを検出してもよく、電圧センサ６７により電圧の低下レベルを検出してもよい。直列検証状態において、アーク検出部ＡＳ１は、アークの発生を表す信号として、電流センサ６５により電流のノイズレベルを検出してもよい。並列検証状態において、アーク検出部ＡＳ１は、電圧センサ６７により電圧のノイズレベルを検出してもよく、電圧センサ６７により電圧の低下レベルを検出してもよい。

【0052】

アーク検出部ＡＳ２（第２アーク検出部）は、ストリング３においてアークを検出する。一例として、アーク検出部ＡＳ２は、電流センサ６６と、電圧センサ６８とを有する。電流センサ６６は、ストリング３に流れた電流を検出する。一例として、電流センサ６６は、並列スイッチ６４と正極入力端子５２ｐとの間において正極中継線５６ｐに設けられている。これにより、ストリング３に流れた電流を電流センサ６６により検出することが可能となっている。電流センサ６６は、並列スイッチ６４と負極入力端子５２ｎとの間において負極中継線５６ｎに設けられていてもよい。この場合も、ストリング３に流れた電流を電流センサ６６により検出することが可能となる。

【0053】

電圧センサ６８は、ストリング３が電力変換回路４３に印加した電圧を検出する。一例として、電圧センサ６８は、正極入力端子５２ｐと直列スイッチ６３との間において、正極中継線５６ｐと負極中継線５６ｎとの間に設けられている。これにより、直列スイッチ６３がオフ状態であっても、正極ストリング線３３ｐと負極ストリング線３３ｎとの間の電圧を検出することが可能となっている。

【0054】

アーク検出部ＡＳ２は、直列電路Ｒ１１が導通し、並列電路Ｒ１２が遮断された状態では、電流センサ６６によりアークを検出し、電圧センサ６８によってもアークを検出する。アーク検出部ＡＳ２は、直列電路Ｒ１１が遮断され、並列電路Ｒ１２が導通した状態では、電流センサ６６によりアークを検出し、直列電路Ｒ１１及び並列電路Ｒ１２の両方が遮断された状態では、電圧センサ６８によりアークを検出する。以下、直列電路Ｒ１１が導通し、並列電路Ｒ１２が遮断された状態を「平常状態」といい、直列電路Ｒ１１が遮断され、並列電路Ｒ１２が導通した状態を「第２直列検証状態」といい、直列電路Ｒ１１及び並列電路Ｒ１２の両方が遮断された状態を「第２並列検証状態」という。

【0055】

平常状態において、アーク検出部ＡＳ２は、アークの発生を表す信号として、電流センサ６６により電流のノイズレベルを検出してもよく、電圧センサ６８により電圧のノイズレベルを検出してもよく、電圧センサ６８により電圧の低下レベルを検出してもよい。第２直列検証状態において、アーク検出部ＡＳ２は、アークの発生を表す信号として、電流センサ６６により電流のノイズレベルを検出してもよい。第２並列検証状態において、アーク検出部ＡＳ２は、電圧センサ６８により電圧のノイズレベルを検出してもよく、電圧センサ６８により電圧の低下レベルを検出してもよい。

【0056】

コントローラ７０は、アーク検出部ＡＳ１，ＡＳ２によるアークの検出結果に基づいて、直列スイッチ６１、並列スイッチ６２、直列スイッチ６３及び並列スイッチ６４のオン・オフを切り替える制御用コンピュータであり、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、上記直列消弧制御及び上記並列消弧制御を実行することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、上記直列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における直列アークの発生を検出することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、上記並列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における並列アークの発生を検出することと、ストリング２における直列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を遮断し、ストリング２における並列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を導通させることと、を実行するように構成されている。例えばコントローラ７０は、図２に示すように、機能上の構成（以下、「機能ブロック」という。）として、消弧制御部７１と、直列アーク検出部７２と、保護制御部７３と、並列アーク検出部７５とを有する。

【0057】

消弧制御部７１は、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、上記直列消弧制御及び上記並列消弧制御を実行する。アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出される場合の具体例としては、電流センサ６５により検出された電流のノイズレベルが所定レベルを超える場合、電圧センサ６７により検出された電圧のノイズレベルが所定レベルを超える場合、電圧センサ６７により検出された電圧の低下レベルが所定レベルを超える場合等が挙げられる。

【0058】

消弧制御部７１は、直列消弧制御の後に並列消弧制御を実行してもよく、並列消弧制御の後に直列消弧制御を実行してもよい。一例として、消弧制御部７１は、直列消弧制御の後に並列消弧制御を実行する。この場合、並列消弧制御の実行後に保護装置５０は上記直列検証状態となる。直列消弧制御において消弧制御部７１は、例えば直列スイッチ６１をオン状態からオフ状態に切り替える。並列消弧制御において、消弧制御部７１は、例えば並列スイッチ６２をオフ状態からオン状態に切り替える。

【0059】

アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、上記直列消弧制御及び上記並列消弧制御を実行するとは、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合の少なくとも一部において、上記直列消弧制御及び上記並列消弧制御を実行することを意味する。このため、消弧制御部７１は、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合であっても、他の所定条件が満たされない場合には、上記直列消弧制御及び上記並列消弧制御を実行しなくてもよい。

【0060】

例えば消弧制御部７１は、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出されず、且つアーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、直列消弧制御及び並列消弧制御を実行し、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されず、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合には第２直列消弧制御及び第２並列消弧制御を実行してもよい。第２直列消弧制御は、上記直列電路Ｒ１１を遮断する制御であり、第２並列消弧制御は、上記並列電路Ｒ１２を導通させる制御である。アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合の具体例としては、電流センサ６６により検出された電流のノイズレベルが所定レベルを超えた場合、電圧センサ６８により検出された電圧のノイズレベルが所定レベルを超えた場合、電圧センサ６８により検出された電圧の低下レベルが所定レベルを超えた場合等が挙げられる。

【0061】

消弧制御部７１は、第２直列消弧制御の後に第２並列消弧制御を実行してもよく、第２並列消弧制御の後に第２直列消弧制御を実行してもよい。一例として、消弧制御部７１は、第２直列消弧制御の後に第２並列消弧制御を実行する。第２直列消弧制御において消弧制御部７１は、例えば直列スイッチ６３をオン状態からオフ状態に切り替える。第２並列消弧制御において、消弧制御部７１は、例えば並列スイッチ６４をオフ状態からオン状態に切り替える。

【0062】

直列アーク検出部７２は、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列検証状態（直列電路Ｒ０１が遮断され、並列電路Ｒ０２が導通した状態）にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、ストリング２における直列アークを検出する。直列アーク検出部７２は、直列検証状態にて、所定長さの直列アーク待機期間が経過するまでアーク検出部ＡＳ１によるアークの検出を待機し、直列アーク待機期間内にアーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、ストリング２における直列アークを検出してもよい。一例として、直列アーク検出部７２は、直列消弧制御の後に並列消弧制御が実行されることで平常状態が直列検証状態となった後、アーク検出部ＡＳ１によるアークの検出を直列アーク待機期間が経過するまで待機し、直列アーク待機期間内にアーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、ストリング２における直列アークを検出する。アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出される場合の具体例としては、電流センサ６５により検出された電流のノイズレベルが所定レベルを超える場合が挙げられる。

【0063】

直列アーク検出部７２は、第２直列消弧制御及び第２並列消弧制御の後、第２直列検証状態（直列電路Ｒ１１が遮断され、並列電路Ｒ１２が導通した状態）にて、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合に、ストリング３における直列アークを検出してもよい。直列アーク検出部７２は、第２直列検証状態にて、所定長さの直列アーク待機期間が経過するまでアーク検出部ＡＳ２によるアークの検出を待機し、直列アーク待機期間内にアーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合に、ストリング３における直列アークを検出してもよい。一例として、直列アーク検出部７２は、第２直列消弧制御の後に第２並列消弧制御が実行されることで平常状態が第２直列検証状態となった後、アーク検出部ＡＳ２によるアークの検出を直列アーク待機期間が経過するまで待機し、直列アーク待機期間内にアーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合に、ストリング３における直列アークを検出する。アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出される場合の具体例としては、電流センサ６６により検出された電流のノイズレベルが所定レベルを超える場合が挙げられる。

【0064】

並列アーク検出部７５は、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、並列検証状態（直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態）にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における並列アークを検出する。並列アーク検出部７５は、並列検証状態にて、所定長さの並列アーク待機期間が経過するまでアーク検出部ＡＳ１によるアークの検出を待機し、並列アーク待機期間内にアーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、ストリング２における並列アークを検出してもよい。一例として、並列アーク検出部７５は、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されることなく直列アーク待機期間が経過した場合に、並列スイッチ６２をオン状態からオフ状態に切り替えて並列電路Ｒ０２を遮断した後、アーク検出部ＡＳ１によるアークの検出を並列アーク待機期間が経過するまで待機し、並列アーク待機期間内にアーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、ストリング２における並列アークを検出する。アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出される場合の具体例としては、電圧センサ６７により検出された電圧のノイズレベルが所定レベルを超える場合、電圧センサ６７により検出された電圧の低下レベルが所定レベルを超える場合等が挙げられる。

【0065】

ストリング２において並列アークが生じている場合、ストリング２には電流が流れるが、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された並列検証状態においては、並列アークに起因する電流ノイズを電流センサ６５で検出するのは困難である。一方、並列アークに起因する電圧ノイズは電圧センサ６７により検出可能である。このため、電流センサ６５及び電圧センサ６７を含むアーク検出部ＡＳ１によれば、ストリング２における並列アークをより高い信頼性で検出することができる。

【0066】

並列アーク検出部７５は、第２直列消弧制御及び第２並列消弧制御の後、第２並列検証状態（直列電路Ｒ１１及び並列電路Ｒ１２の両方が遮断された状態）にて、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合にストリング３における並列アークを検出する。並列アーク検出部７５は、第２並列検証状態にて、所定長さの並列アーク待機期間が経過するまでアーク検出部ＡＳ２によるアークの検出を待機し、並列アーク待機期間内にアーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合に、ストリング３における並列アークを検出してもよい。一例として、並列アーク検出部７５は、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出されることなく直列アーク待機期間が経過した場合に、並列スイッチ６４をオン状態からオフ状態に切り替えて並列電路Ｒ１２を遮断した後、アーク検出部ＡＳ２によるアークの検出を並列アーク待機期間が経過するまで待機し、並列アーク待機期間内にアーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合に、ストリング３における並列アークを検出する。アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出される場合の具体例としては、電圧センサ６８により検出された電圧のノイズレベルが所定レベルを超える場合、電圧センサ６８により検出された電圧の低下レベルが所定レベルを超える場合等が挙げられる。

【0067】

保護制御部７３は、ストリング２における直列アークが検出された場合には並列スイッチ６２をオン状態からオフ状態に切り替えて並列電路Ｒ０２を遮断し、ストリング２における並列アークが検出された場合には並列スイッチ６２をオフ状態からオン状態に切り替えて並列電路Ｒ０２を導通させる。保護制御部７３は、ストリング３における直列アークが検出された場合には並列スイッチ６４をオン状態からオフ状態に切り替えて並列電路Ｒ１２を遮断し、ストリング３における並列アークが検出された場合には並列スイッチ６４をオフ状態からオン状態に切り替えて並列電路Ｒ１２を導通させる。

【0068】

コントローラ７０は、復帰制御部７６を更に有してもよい。復帰制御部７６は、直列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されることなく直列アーク待機期間が経過し、並列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されることなく並列アーク待機期間が経過した場合に、直列スイッチ６１をオフ状態からオン状態に切り替えて直列電路Ｒ０１を導通させる。復帰制御部７６は、第２直列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出されることなく直列アーク待機期間が経過し、第２並列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出されることなく並列アーク待機期間が経過した場合に、直列スイッチ６３をオフ状態からオン状態に切り替えて直列電路Ｒ１１を導通させる。

【0069】

図３は、コントローラ７０のハードウェア構成を例示するブロック図である。図３に示すように、コントローラ７０は、回路７１０を有する。回路７１０は、プロセッサ７１１と、メモリ７１２と、ストレージ７１３と、入出力ポート７１４とを含む。ストレージ７１３は、例えば不揮発性の半導体メモリ等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。ストレージ７１３は、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、上記直列消弧制御及び上記並列消弧制御を実行することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、上記直列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における直列アークの発生を検出することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、上記並列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における並列アークの発生を検出することと、ストリング２における直列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を遮断し、ストリング２における並列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を導通させることと、を回路７１０に実行させるためのプログラムを記憶している。例えばストレージ７１３は、コントローラ７０の各機能ブロックを回路７１０に構成させるためのプログラムを記憶していてもよい。

【0070】

メモリ７１２は、ストレージ７１３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ７１１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ７１１は、メモリ７１２と協働して上記プログラムを実行することで、コントローラ７０の各機能ブロックを構成する。入出力ポート７１４は、プロセッサ７１１からの指令に応じて、直列スイッチ６１，６３、並列スイッチ６２，６４、電流センサ６５，６６、電圧センサ６７，６８との間で電気信号の入出力を行う。

【0071】

なお、コントローラ７０は、必ずしもプログラムにより各機能ブロックを構成するものに限られない。例えばコントローラ７０の各機能ブロックは、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。

【0072】

図４は、発電システム１の変形例を示す模式図である。この発電システム１は、アーク検出部ＡＳ１の電圧センサ６７をバイパス回路６７Ａに置き換え、アーク検出部ＡＳ２の電圧センサ６８をバイパス回路６８Ａに置き換えたものである。すなわち、図４において、アーク検出部ＡＳ１は電流センサ６５とバイパス回路６７Ａとを含み、アーク検出部ＡＳ２は電流センサ６６とバイパス回路６８Ａとを含む。

【0073】

バイパス回路６７Ａは、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態においても電流センサ６５を経てストリング２に交流電流を流す。このため、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２が遮断された並列検証状態においても、ストリング２における並列アークに起因する電流ノイズを電流センサ６５において検出することが可能となる。例えばバイパス回路６７Ａは、電流センサ６５と直列スイッチ６１との間において、正極中継線５５ｐと負極中継線５５ｎとの間に設けられており、正極中継線５５ｐと負極中継線５５ｎとの間に交流電流を流す。

【0074】

同様に、バイパス回路６８Ａは、直列電路Ｒ１１及び並列電路Ｒ１２の両方が遮断された状態においても電流センサ６６を経てストリング３に交流電流を流す。例えばバイパス回路６８Ａは、電流センサ６６と直列スイッチ６３との間において、正極中継線５６ｐと負極中継線５６ｎとの間に設けられており、正極中継線５６ｐと負極中継線５６ｎとの間に交流電流を流す。

【0075】

図５に示すように、バイパス回路６７Ａ，６８Ａのそれぞれは、互いに直列に接続されたリアクトル６１１と、コンデンサ６１２と、抵抗６１３とを含んでいてもよい。これにより、バイパス回路６７Ａ，６８Ａを経て電流センサ６５，６６に伝わる電流ノイズの周波数帯域を自在に調節することが可能となる。

【0076】

図６は、発電システム１の他の変形例を示す模式図である。図６に示す発電システム１Ａは、パワーコンディショニングシステム４０Ａが、一つのコンバータ回路４４しか有しない点で発電システム１と異なる。以下、発電システム１Ａの構成を例示する。

【0077】

発電システム１Ａは、電力変換システム４に代えて電力変換システム４Ａを備える。電力変換システム４Ａは、パワーコンディショニングシステム４０Ａと、接続箱９０と、保護装置５０Ａとを有する。

【0078】

パワーコンディショニングシステム４０Ａは、電力変換回路４３Ａを有する。電力変換回路４３Ａは、電力変換回路４３と同様にコンバータ回路４４とインバータ回路４６とを有するが、コンバータ回路４５を有しない。このためパワーコンディショニングシステム４０Ａは、コンバータ回路４４に対応する正極入力端子４１ｐ及び負極入力端子４１ｎを有するが、コンバータ回路４５に対応する正極入力端子４２ｐ及び負極入力端子４２ｎを有しない。

【0079】

接続箱９０は、ストリング２が正極ストリング線２３ｐ及び負極ストリング線２３ｎに出力した直流電力と、ストリング３が正極ストリング線３３ｐ及び負極ストリング線３３ｎに出力した直流電力とを一まとめにしてパワーコンディショニングシステム４０Ａに入力する。

【0080】

例えば接続箱９０は、正極入力端子９１ｐと、負極入力端子９１ｎと、正極入力端子９２ｐと、負極入力端子９２ｎと、正極出力端子９３ｐと、負極出力端子９３ｎとを有する。正極入力端子９１ｐは保護装置５０Ａを介して正極ストリング線２３ｐに接続され、負極入力端子９１ｎは保護装置５０Ａを介して負極ストリング線２３ｎに接続される。正極入力端子９２ｐは保護装置５０Ａを介して正極ストリング線３３ｐに接続され、負極入力端子９２ｎは保護装置５０Ａを介して負極ストリング線３３ｎに接続される。

【0081】

正極出力端子９３ｐは正極幹線８５ｐによりパワーコンディショニングシステム４０Ａの正極入力端子４１ｐに接続され、負極出力端子９３ｎは負極幹線８５ｎによりパワーコンディショニングシステム４０Ａの負極入力端子４１ｎに接続される。正極中継線９４ｐは接続箱９０内において正極入力端子９１ｐと正極出力端子９３ｐとを接続し、負極中継線９４ｎは接続箱９０内において負極入力端子９１ｎと負極出力端子９３ｎとを接続する。正極中継線９５ｐは接続箱９０内において正極入力端子９２ｐと正極出力端子９３ｐとを接続し、負極中継線９５ｎは接続箱９０内において負極入力端子９２ｎと負極出力端子９３ｎとを接続する。

【0082】

接続箱９０は、第１ダイオード９７と第２ダイオード９８とを更に有する。第１ダイオード９７は、ストリング３からストリング２への電流をブロックする。例えば第１ダイオード９７は、正極中継線９４ｐに設けられ、正極出力端子９３ｐから正極入力端子９１ｐへの電流をブロックする。第２ダイオード９８は、ストリング２からストリング３への電流をブロックする。例えば第２ダイオード９８は、正極中継線９５ｐに設けられ、正極出力端子９３ｐから正極入力端子９２ｐへの電流の逆流をブロックする。

【0083】

このように、各ストリングが逆流防止用のダイオードを有する場合、平常状態においても、電流センサ６５，６６による並列アークの検出が困難となる場合がある。例えばストリング２において並列アークが生じると、正極ストリング線２３ｐと負極ストリング線２３ｎとの間の直流電圧が正極ストリング線３３ｐと負極ストリング線３３ｎとの間の直流電圧に比較して低くなるので、第１ダイオード９７に、負極２１ｎから正極２１ｐへの逆バイアス電圧が作用することとなる。これにより、正極中継線９４ｐ及び正極中継線５５ｐを電流が流れず、正極中継線５５ｐに設けられた電流センサ６５では並列アークを検出し難くなる。このような場合であっても、電圧センサ６７，６８によれば、並列アークを検出することができる。このため、アーク検出部ＡＳ１が電流センサ６５と電圧センサ６７とを含み、アーク検出部ＡＳ２が電流センサ６６と電圧センサ６８とを含むことがより有益である。また、電圧センサ６７，６８に代えてバイパス回路６７Ａ，６８Ａを含むアーク検出部ＡＳ１，ＡＳ２によっても、ダイオードの影響を受けることなく並列アークを検出することが可能となる。このため、図６に示す発電システム１Ａにおいても、電圧センサ６７，６８をバイパス回路６７Ａ，６８Ａに置き換えることが可能である。

【0084】

発電システム１Ａにおいては、正極幹線８５ｐ及び負極幹線８５ｎでアークが生じることも想定される。平常状態において、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出され、且つアーク検出部ＡＳ２によりアークが検出される場合、ストリング２又はストリング３ではなく、正極幹線８５ｐ及び負極幹線８５ｎにおいてアークが生じていることが疑われる。この場合、ストリング２及びストリング３の両方から正極幹線８５ｐ及び負極幹線８５ｎへの電力供給を遮断する必要がある。そこで保護制御部７３は、平常状態において、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出され、且つアーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合に、直列スイッチ６１をオン状態からオフ状態に切り替え、直列スイッチ６３をオン状態からオフ状態に切り替えて直列電路Ｒ０１，Ｒ１１の両方を遮断してもよい。

【0085】

なお、図７に示すように、接続箱９０の構成がパワーコンディショニングシステム４０Ａに組み込まれていてもよい。

【0086】

〔保護手順〕
続いて、太陽光発電システムの保護方法の一例として、コントローラ７０が実行する保護手順を例示する。以下に示す手順は、平常状態（直列電路Ｒ０１，Ｒ１１が導通し、並列電路Ｒ０２，Ｒ１２が遮断された状態）で開始される。

【0087】

この手順は、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、上記直列消弧制御及び上記並列消弧制御を実行することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、上記直列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における直列アークの発生を検出することと、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、上記並列検証状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における並列アークの発生を検出することと、ストリング２における直列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を遮断し、ストリング２における並列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を導通させることと、を含む。

【0088】

例えば図８に示すように、コントローラ７０は、まずステップＳ０１を実行する。ステップＳ０１では、消弧制御部７１が、アーク検出部ＡＳ１，ＡＳ２の少なくともいずれかによりアークが検出されるのを待機する。ステップＳ０１において、アーク検出部ＡＳ１，ＡＳ２の少なくともいずれかによりアークは検出されていると判定した場合、コントローラ７０はステップＳ０３を実行する。ステップＳ０３では、消弧制御部７１が、アーク検出部ＡＳ１により検出されたアークのレベル（例えば電流のノイズレベル、電圧のノイズレベル又は電圧の低下レベル）が、アーク検出部ＡＳ２により検出されたアークのレベルよりも大きいか否かを確認する。

【0089】

ステップＳ０３において、アーク検出部ＡＳ１により検出されたアークのレベルが、アーク検出部ＡＳ２により検出されたアークのレベルよりも大きいと判定した場合、コントローラ７０はステップＳ０５に示すストリング２の保護手順を実行する。ステップＳ０５の具体的手順は後述する。

【0090】

ステップＳ０１において、アーク検出部ＡＳ２により検出されたアークのレベルが、アーク検出部ＡＳ１により検出されたアークのレベルより大きいと判定した場合、コントローラ７０はステップＳ０７に示すストリング３の保護手順を実行する。ステップＳ０７の具体的手順は後述する。

【0091】

図９は、ステップＳ０５における保護手順を示すフローチャートである。ステップＳ０５におけるアーク検出処理と、ステップＳ０７におけるアーク検出処理とは、対象がストリング２であるかストリング３であるかが相違するのみで、手順は共通である。そこで、ステップＳ０５の具体的手順を例示し、ステップＳ０７の具体的手順の例示は省略する。

【0092】

図９に示すように、コントローラ７０は、まずステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４を実行する。ステップＳ１１では、消弧制御部７１が、直列スイッチ６１及び並列スイッチ６２の両方をオフ状態とする。ステップＳ１２では、消弧制御部７１が、並列スイッチ６２をオフ状態からオン状態に切り替えることで並列電路Ｒ０２を導通させる。

【0093】

ステップＳ１４では、直列アーク検出部７２が、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されていないか否かを確認する。例えば直列アーク検出部７２は、電流センサ６５により検出された電流のノイズレベルが所定レベル以下であるか否かを確認する。

【0094】

ステップＳ１４において、アーク検出部ＡＳ１によりアークは検出されていないと判定した場合、コントローラ７０はステップＳ１５を実行する。ステップＳ１５では、ステップＳ１２の実行後から上記直列アーク待機期間が経過したか否かを、直列アーク検出部７２が確認する。

【0095】

ステップＳ１５において直列アーク待機期間が経過していないと判定した場合、コントローラ７０は処理をステップＳ１４に戻す。以後、直列アーク待機期間が経過するか、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されるまで、コントローラ７０はステップＳ１４，Ｓ１５を繰り返す。

【0096】

ステップＳ１４において、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されていると判定した場合、コントローラ７０はステップＳ１６を実行する。ステップＳ１６では、直列アーク検出部７２が直列アークを検出し、保護制御部７３が、並列スイッチ６２をオン状態からオフ状態に切り替えて並列電路Ｒ０２を遮断する。その後、コントローラ７０は処理をステップＳ０１に戻す。

【0097】

ステップＳ１５において直列アーク待機期間が経過したと判定した場合、コントローラ７０はステップＳ２１，Ｓ２３を実行する。ステップＳ２１では、並列消弧制御部７４が、並列スイッチ６２をオン状態からオフ状態に切り替えて並列電路Ｒ０２を遮断する。ステップＳ２３では、並列アーク検出部７５が、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されていないか否かを確認する。例えば並列アーク検出部７５は、電圧センサ６７により検出された電圧のノイズレベル又は電圧センサ６７により検出された電圧の低下レベルが所定レベル（図中の閾値）以下であるか否かを確認する。

【0098】

ステップＳ２３において、アーク検出部ＡＳ１によりアークは検出されていないと判定した場合、コントローラ７０はステップＳ２４を実行する。ステップＳ２４では、ステップＳ２１の実行後から上記並列アーク待機期間が経過したか否かを、並列アーク検出部７５が確認する。

【0099】

ステップＳ２４において並列アーク待機期間が経過していないと判定した場合、コントローラ７０は処理をステップＳ２３に戻す。以後、並列アーク待機期間が経過するか、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されるまで、コントローラ７０はステップＳ２３，Ｓ２４を繰り返す。

【0100】

ステップＳ２３において、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されていると判定した場合、コントローラ７０はステップＳ２５を実行する。ステップＳ２５では、並列アーク検出部７５が並列アークを検出し、保護制御部７３が、並列スイッチ６２をオフ状態からオン状態に切り替えて並列電路Ｒ０２を導通させる。その後、コントローラ７０は処理をステップＳ０１に戻す。

【0101】

ステップＳ２４において並列アーク待機期間が経過したと判定した場合、コントローラ７０はステップＳ２６を実行する。ステップＳ２６では、復帰制御部７６が、直列スイッチ６１をオフ状態からオン状態に切り替えて直列電路Ｒ０１を導通させる。その後、コントローラ７０は処理をステップＳ０１に戻す。以上でストリング２の保護手順が完了する。コントローラ７０は、ステップＳ１６，Ｓ２５，Ｓ２６のいずれの後も、処理をステップＳ０１に戻すので、直列アーク又は並列アークが検出された場合も、ストリング２におけるアークの監視は継続される。このため、直列アーク又は並列アークの検出結果に万一誤りが生じた場合であっても、その後の監視結果に基づいてストリング２に対する保護手順が適宜実行されることとなる。

【0102】

一例として、アーク検出部ＡＳ１が電圧センサ６７における電圧の低下レベルに基づいてアークを検出する場合、正極ストリング線２３ｐ又は負極ストリング線２３ｎの断線を、並列アークとして検出してしまう可能性がある。この場合、断線箇所で直列アークが発生する可能性がある。このような場合も、再度図９の手順が実行されることによって、直列アークによる発熱からストリング２が保護される。

【0103】

コントローラ７０は、直列アーク又は並列アークを検出し、ステップＳ１６又はステップＳ２５を実行した場合であっても、所定時間が経過した後にストリング２を平常状態に戻す強制復帰処理を更に実行するように構成されていてもよい。また、コントローラ７０は、所定復帰状況監視期間（例えば２４時間）以内に、強制復帰処理の実行回数が所定回数（例えば５回）に達した後は、強制復帰処理を行わないように構成されていてもよい。強制復帰処理を行うことにより、ストリング２,３を十分に活用することができる。

【0104】

上述したように、直列スイッチ６１，６３は、直列スイッチ６３が直列スイッチ６１に連動してオン・オフを切り替え、直列スイッチ６１が直列スイッチ６３に連動してオン・オフを切り替えるように構成されていてもよい。並列スイッチ６２，６４は、並列スイッチ６４が並列スイッチ６２に連動してオン・オフを切り替え、並列スイッチ６２が並列スイッチ６４に連動してオン・オフを切り替えるように構成されていてもよい。このように、ストリング２用のスイッチと、ストリング３用のスイッチとが連動する場合、ストリング２に対しステップＳ０５の保護手順を実行すれば、ストリング３に対しても同じ手順が同時に実行されることとなる。ストリング３に対しステップＳ０７の保護手順を実行すれば、ストリング２に対しても同じ手順が同時に実行されることとなる。

【0105】

上述したように、発電システム１Ａにおいては、正極幹線８５ｐ及び負極幹線８５ｎでアークが生じることも想定される。これも考慮した保護手順を例示する。図１０に示すように、コントローラ７０は、まず上述のステップＳ０１を実行し、次にステップＳ０２を実行する。ステップＳ０２では、アーク検出部ＡＳ１により検出されたアークのレベルと、アーク検出部ＡＳ２により検出されたアークのレベルとが同等であるか否かを消弧制御部７１が確認する。例えば消弧制御部７１は、アーク検出部ＡＳ１により検出されたアークのレベルと、アーク検出部ＡＳ２により検出されたアークのレベルとの差が、所定値以下であるか否かを確認する。

【0106】

ステップＳ０２において、アーク検出部ＡＳ１により検出されたアークのレベルと、アーク検出部ＡＳ２により検出されたアークのレベルとが同等であると判定した場合、コントローラ７０はステップＳ０４を実行する。ステップＳ０４では、保護制御部７３が、直列スイッチ６１をオン状態からオフ状態に切り替えて直列電路Ｒ０１を遮断し、直列スイッチ６３をオン状態からオフ状態に切り替えて直列電路Ｒ１１を遮断する。その後、コントローラ７０は処理をステップＳ０１に戻す。ステップＳ０２において、アーク検出部ＡＳ１により検出されたアークのレベルと、アーク検出部ＡＳ２により検出されたアークのレベルとが同等ではないと判定した場合、コントローラ７０は、上述したストリング２，３の保護手順（ステップＳ０３，Ｓ０５，Ｓ０７）を実行する。

【0107】

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、保護装置５０は、電力変換回路４３（負荷）に接続されたストリング２において、アークを検出するアーク検出部ＡＳ１と、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、電力変換回路４３を経てストリング２に電流を流す直列電路Ｒ０１を遮断する直列消弧制御と、電力変換回路４３を経ずにストリング２に電流を流す並列電路Ｒ０２を導通させる並列消弧制御とを実行する消弧制御部と、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路Ｒ０１が遮断され、並列電路Ｒ０２が導通した状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における直列アークを検出する直列アーク検出部７２と、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における並列アークを検出する並列アーク検出部７５と、ストリング２における直列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を遮断し、ストリング２における並列アークが検出された場合には並列電路Ｒ０２を導通させる保護制御部７３と、を備える。

【0108】

ストリング２において直列アークが生じた場合には、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方を遮断する必要がある。一方、ストリング２において並列アークが生じた場合には、並列電路Ｒ０２を導通させる必要がある。このように、直列アークが発生したか、並列アークが発生したかによって、ストリング２をいかに保護すべきかが異なるので、ストリング２において生じたのが直列アークであるか、並列アークであるかを高い信頼性で識別することが重要である。

【0109】

これに対し、保護装置５０によれば、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路Ｒ０１が遮断され、並列電路Ｒ０２が導通した状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における直列アークの発生が検出される。直列電路Ｒ０１が遮断され、並列電路Ｒ０２が導通した状態において、並列アークは発生しない。このような状態でのアークの検出結果に基づくことで、直列アークを高い信頼性で検出することができる。また、直列消弧制御及び並列消弧制御の後、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態にて、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合にストリング２における並列アークの発生が検出される。直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態において、直列アークは発生しない。このような状態でのアークの検出結果に基づくことで、並列アークを高い信頼性で検出することができる。

【0110】

直列アークが検出された場合には、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断され、並列アークが検出された場合には、並列電路Ｒ０２が導通させられる。直列アークであるか並列アークであるかの高い信頼性での識別結果に基づくことで、ストリング２をアークによる発熱から高い信頼性で保護することができる。従って、発電システム１をアークによる発熱から高い信頼性で保護するのに有効である。

【0111】

直列アーク検出部７２は、直列電路Ｒ０１が遮断され、並列電路Ｒ０２が導通した状態にて、所定長さの直列アーク待機期間が経過するまでアーク検出部ＡＳ１によるアークの検出を待機し、並列アーク検出部７５は、直列電路及び並列電路の両方が遮断された状態にて、所定長さの並列アーク待機期間が経過するまでアーク検出部ＡＳ１によるアークの検出を待機してもよい。この場合、アーク検出の待機時間に制限を設けることで、直列アークであるか、並列アークであるかの識別を迅速に行うことができる。

【0112】

消弧制御部７１は、直列消弧制御の後に並列消弧制御を実行し、直列アーク検出部７２は、並列消弧制御の後、アーク検出部ＡＳ１によるアークの検出を直列アーク待機期間が経過するまで待機し、並列アーク検出部７５は、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されることなく直列アーク待機期間が経過した場合に、並列電路Ｒ０２を遮断した後、アーク検出部ＡＳ１によるアークの検出を並列アーク待機期間が経過するまで待機してもよい。この場合、並列電路Ｒ０２の遮断及び形成との切り替え回数を削減し、直列アークであるか、並列アークであるかの識別をより効率的に行うことができる。

【0113】

保護装置５０は、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されることなく直列アーク待機期間が経過し、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されることなく並列アーク待機期間が経過した場合に、直列電路Ｒ０１を導通させる復帰制御部７６を更に備えていてもよい。この場合、直列アーク待機期間内に直列アークが検出されず、並列アーク待機期間内に並列アークが検出されなかった場合にストリング２を電力変換回路４３に再接続し、ストリング２を有効活用することができる。

【0114】

保護装置５０は、電力変換回路４３に接続されたストリング３において、アークを検出するアーク検出部ＡＳ２を更に備え、消弧制御部７１は、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出されず、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出された場合に、直列消弧制御及び並列消弧制御を実行し、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出されず、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合に、電力変換回路４３を経てストリング３に電流を流す直列電路Ｒ１１を遮断する第２直列消弧制御と、電力変換回路４３を経ずにストリング３に電流を流す並列電路Ｒ１２を導通させる第２並列消弧制御とを実行し、直列アーク検出部７２は、第２直列消弧制御及び第２並列消弧制御の後、直列電路Ｒ１１が遮断され、並列電路Ｒ１２が導通した状態にて、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合にストリング３における直列アークを検出し、並列アーク検出部７５は、第２直列消弧制御及び第２並列消弧制御の後、第２直列電路及び第２並列電路の両方が遮断された状態にて、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合にストリング３における並列アークを検出し、保護制御部７３は、ストリング３における直列アークが検出された場合には並列電路Ｒ１２を遮断し、ストリング３における並列アークが検出された場合には並列電路Ｒ１２を導通させてもよい。この場合、ストリング２におけるアークと、ストリング３におけるアークとをより高い信頼性で識別し、発電システム１をアークによる発熱から適切に保護することができる。

【0115】

保護制御部７３は、アーク検出部ＡＳ１によりアークが検出され、アーク検出部ＡＳ２によりアークが検出された場合に、直列電路Ｒ０１及び直列電路Ｒ１１の両方を遮断してもよい。この場合、ストリング２及びストリング３の両方に影響を及ぼす箇所におけるアークによる発熱からも、発電システム１を適切に保護することができる。

【0116】

アーク検出部ＡＳ１は、ストリング２に流れた電流を検出する電流センサ６５と、ストリング２が電力変換回路４３に印加した電圧を検出する電圧センサ６７と、を含み、直列電路Ｒ０１が遮断され、並列電路Ｒ０２が導通した状態では、電流センサ６５によりアークを検出し、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態では、電圧センサ６７によりアークを検出してもよい。この場合、電流センサ６５と電圧センサ６７とを併用することで、より高い信頼性でアークを検出することができる。

【0117】

アーク検出部ＡＳ１は、電圧センサ６７により電圧のノイズレベルを検出してもよい。この場合、並列アークを容易に検出することができる。

【0118】

アーク検出部ＡＳ１は、電圧センサ６７により電圧の低下レベルを検出してもよい。この場合、並列アークを容易に検出することができる。

【0119】

アーク検出部ＡＳ１は、ストリング２に流れた電流を検出する電流センサ６５と、直列電路Ｒ０１及び並列電路Ｒ０２の両方が遮断された状態においても電流センサ６５を経てストリング２に交流電流を流すバイパス回路６７Ａと、を含んでいてもよい。ストリング２がダイオードを介して電力変換回路４３に接続される場合、ダイオードの影響により、並列アークに起因するノイズ電流が電流センサ６５に伝わり難くなる場合がある。これに対し、バイパス回路６７Ａを含むアーク検出部ＡＳ１によれば、並列アークに起因するノイズ電流を電流センサ６５に伝わり易くし、並列アークをより高い信頼性で検出することができる。

【0120】

バイパス回路６７Ａは、互いに直列に接続されたリアクトル６１１、コンデンサ６１２及び抵抗６１３を含んでいてもよい。この場合、バイパス回路６７Ａを経て電流センサ６５に伝わる電流ノイズの周波数帯域を、並列アークが生じた場合の周波数帯域に合わせることで、並列アークをより高い信頼性で検出することができる。

【0121】

以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、以上においては、発電システムが二つのストリングを備える場合を示し、ストリング２，３に対する直列アークの検出処理、ストリング２，３に対する並列アークの検出処理、及びストリング２，３で検出された直列アーク又は並列アークに対する保護処理を例示したが、ストリングの数は二つに限られない。発電システムは少なくとも一つのストリングを備えていればよく、三つ以上のストリングを備えていてもよい。三つ以上のストリングを備える発電システムにおいて、保護装置は、ストリング２，３に対する直列アークの検出処理、ストリング２，３に対する並列アークの検出処理、及びストリング２，３で検出された直列アーク又は並列アークに対する保護処理と同様の処理を三つ目以降のストリングに対しても実行するように構成される。

【符号の説明】

【0122】

２…ストリング（太陽電池ストリング）、３…ストリング（第２太陽電池ストリング）、４，４Ａ…電力変換システム、４３，４３Ａ…電力変換回路（負荷）、５０，５０Ａ…保護装置、６５，６６…電流センサ、６７，６８…電圧センサ、６７Ａ，６８Ａ…バイパス回路、７１…消弧制御部、７２…直列アーク検出部、７３…保護制御部、７５…並列アーク検出部、７６…復帰制御部、６１１…リアクトル、６１２…コンデンサ、６１３…抵抗、ＡＳ１…アーク検出部、ＡＳ２…アーク検出部（第２アーク検出部）、Ｒ０１…直列電路、Ｒ０２…並列電路、Ｒ１１…直列電路（第２直列電路）、Ｒ１２…並列電路（第２並列電路）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】