JP6140527B2

JP6140527B2 - String monitor system for photovoltaic power generation

Info

Publication number: JP6140527B2
Application number: JP2013109817A
Authority: JP
Inventors: 康憲加藤; 正巳岡野; 尚史植田; 直弥角田; 誠仁佐々木; 信輔藤田; 力山下
Original assignee: KGS Corp
Current assignee: KGS Corp
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: JP2014229818A

Description

本発明は、複数のストリングモニタを有する太陽光発電向けストリングモニタシステムに関する。 The present invention relates to a string monitor system for photovoltaic power generation having a plurality of string monitors.

複数枚の太陽電池パネル（モジュール）を直列接続してなる太陽電池ストリング（string）を複数備え、これら太陽電池ストリングの出力をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する太陽光発電システムが知られている。 A photovoltaic power generation system that has multiple solar cell strings (strings) formed by connecting multiple solar cell panels (modules) in series, converts the output of these solar cell strings into alternating current power by an inverter, and supplies them to a load is known It has been.

各太陽電池ストリングとインバータとの間には、各太陽電池ストリングを並列接続するための筐体いわゆる接続箱が配置される（例えば特許文献１）。また、接続箱には、各太陽電池ストリングの状態を監視するためのストリングモニタが配設される。 Between each solar cell string and the inverter, a housing so-called connection box for connecting the solar cell strings in parallel is arranged (for example, Patent Document 1). The connection box is provided with a string monitor for monitoring the state of each solar cell string.

ストリングモニタは、各太陽電池ストリングを接続するための複数の接続端子を備え、これら接続端子に接続される各太陽電池ストリングの電流や電圧などを検出し、その検出結果を外部の機器に知らせる。接続端子の個数は、例えば８個、１２個、１６個、２０個などがある。 The string monitor includes a plurality of connection terminals for connecting each solar cell string, detects the current, voltage, etc. of each solar cell string connected to these connection terminals, and informs the external device of the detection result. The number of connection terminals includes, for example, 8, 12, 16, and 20, for example.

接続対象となる太陽電池ストリングの個数が例えば８個であれば、同じ８個の接続端子を持つストリングモニタが採用される。接続対象となる太陽電池ストリングの個数が例えば１０個であれば、８個の接続端子では足りないので、新たに１２個の接続端子を持つストリングモニタが採用される。 If the number of solar cell strings to be connected is 8, for example, a string monitor having the same 8 connection terminals is employed. If the number of solar cell strings to be connected is 10, for example, eight connection terminals are insufficient, so a string monitor having 12 connection terminals is newly adopted.

特開２００８−９１８０７号公報JP 2008-91807 A

環境や負荷の変化に伴い、太陽電池ストリングを増やしたり減らすことがある。太陽電池ストリングが増える場合には、既設のストリングモニタに加えて新たなストリングモニタが増設される。 As the environment and load change, the solar cell string may increase or decrease. When the number of solar cell strings increases, a new string monitor is added in addition to the existing string monitor.

ただし、太陽電池ストリングの増加数が例えば１つや２つの場合でも、８個や１２個の接続端子を持つストリングモニタを増設しなければならない。ストリングモニタは、電流や電圧などの検出手段を接続端子と同じ数だけ有し、接続端子の数が多いほど価格が高くなる。このため、太陽電池ストリングの増加数によっては、新たなストリングモニタを増設することがコストの無駄な上昇となる。 However, even when the number of solar cell strings increases, for example, one or two, string monitors having eight or twelve connection terminals must be added. The string monitor has the same number of detection means as current and voltage as the connection terminals, and the price increases as the number of connection terminals increases. For this reason, depending on the increase in the number of solar cell strings, it is a wasteful increase in cost to add a new string monitor.

本発明の目的は、各太陽電池ストリングの状態をコストの無駄な上昇を生じることなく的確に監視できる太陽光発電向けストリングモニタシステムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a string monitor system for photovoltaic power generation that can accurately monitor the state of each solar cell string without causing an unnecessary increase in cost.

請求項１の太陽光発電向けストリングモニタシステムは、複数枚の太陽電池パネルを直列に接続してなる太陽電池ストリングを複数備えた太陽光発電システムにおいて、前記各太陽電池ストリングの状態を監視しその監視結果をそれぞれ報知するストリングモニタと、前記ストリングモニタの追加に伴う同ストリングモニタの接続および前記ストリングモニタの除去に伴う同ストリングモニタの切離が他の機器に影響を与えることなく自在なデータバスと、を備える。 The string monitoring system for photovoltaic power generation according to claim 1 is a photovoltaic power generation system including a plurality of solar battery strings formed by connecting a plurality of solar battery panels in series, and monitors a state of each of the solar battery strings. A string monitor for reporting the monitoring results, and a data bus that can be freely connected without affecting other devices by connecting the string monitor with the addition of the string monitor and disconnecting the string monitor with the removal of the string monitor. And comprising.

本発明の太陽光発電向けストリングモニタシステムは、各太陽電池ストリングの個数に変化があってもその各太陽電池ストリングの状態をコストの無駄な上昇を生じることなく的確に監視できる。 The string monitor system for photovoltaic power generation of the present invention can accurately monitor the state of each solar cell string without causing a wasteful increase in cost even if the number of each solar cell string is changed.

一実施形態の全体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of one Embodiment. 一実施形態における開閉器およびストリングモニタの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the switch and string monitor in one Embodiment. 一実施形態における第１電流センサの出力特性を示す図。The figure which shows the output characteristic of the 1st current sensor in one Embodiment. 一実施形態における第２電流センサの出力特性を示す図。The figure which shows the output characteristic of the 2nd current sensor in one Embodiment. 一実施形態における差動増幅回路の出力電圧を示す図。The figure which shows the output voltage of the differential amplifier circuit in one Embodiment. 一実施形態における交流差動増幅回路の出力電圧を示す図。The figure which shows the output voltage of the alternating current differential amplifier circuit in one Embodiment. 一実施形態における開閉器の構成および電流経路を示す図。The figure which shows the structure and electric current path | route of a switch in one Embodiment. 一実施形態における太陽電池ストリングの出力ラインが断線した場合の電流経路を示す図。The figure which shows the electric current path | route when the output line of the solar cell string in one Embodiment is disconnected. 図８においてダイオードがないと仮定した場合の電流経路を参考に示す図。The figure which shows the electric current path | route at the time of assuming that there is no diode in FIG.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１において、１は太陽電池ストリングで、複数の太陽電池パネル（ＰＶ）２を直列接続して構成される。この太陽電池ストリング１が太陽光の当たる場所に並べて配置され、これら太陽電池ストリング１から離れたところに１つまたは複数の接続箱１０が設置される。そして、所定数の太陽電池ストリング１が接続箱１０において並列接続され、その接続箱１０がパワーコンディショナ（集電箱ともいう）２０に接続される。これら太陽電池ストリング１、接続箱１０、およびパワーコンディショナ２０により、大規模な太陽光発電システム（メガソーラーシステムともいう）が構成される。そして、接続箱１０に設けた後述の少なくとも各ストリングモニタ１３、通信マスタユニット１４、データバス１５等を構成要素として、太陽光発電向けストリングモニタシステムが構成される。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, 1 is a solar cell string, and is configured by connecting a plurality of solar cell panels (PV) 2 in series. The solar cell strings 1 are arranged side by side in the place where the sunlight strikes, and one or a plurality of connection boxes 10 are installed at locations away from the solar cell strings 1. A predetermined number of solar cell strings 1 are connected in parallel in a connection box 10, and the connection box 10 is connected to a power conditioner (also called a current collection box) 20. The solar cell string 1, the connection box 10, and the power conditioner 20 constitute a large-scale solar power generation system (also referred to as a mega solar system). A string monitor system for photovoltaic power generation is configured with at least each of the string monitors 13, the communication master unit 14, the data bus 15, and the like, which will be described later, provided in the connection box 10.

太陽電池パネル２は、太陽光を受けてその太陽光のエネルギを直流電力に変換する。接続箱１０は、各太陽電池ストリング１の出力ラインＬ１，Ｌ２を互いに接続して各太陽電池ストリング１の出力を集めるところで、各太陽電池ストリング１の個々に対応する複数の安全回路１１、複数の開閉器１２、複数のストリングモニタ１３を収容するとともに、１つの通信マスタユニット１４および１つの制御用電源回路１６を収容している。各ストリングモニタ１３と通信マスタユニット１４とはデータバス１５で接続される。 The solar cell panel 2 receives sunlight and converts the energy of the sunlight into DC power. The junction box 10 connects the output lines L1 and L2 of the solar cell strings 1 to collect the outputs of the solar cell strings 1, and a plurality of safety circuits 11 and a plurality of safety circuits 11 respectively corresponding to the solar cell strings 1 are collected. A switch 12 and a plurality of string monitors 13 are accommodated, and one communication master unit 14 and one control power supply circuit 16 are accommodated. Each string monitor 13 and the communication master unit 14 are connected by a data bus 15.

データバス１５は、ストリングモニタ１３の追加に伴う同ストリングモニタ１３の接続およびストリングモニタ１３の除去に伴う同ストリングモニタ１３の切離を当該システムの動作中であっても他の接続中のストリングモニタ１３など他の機器に影響を与えることなく自在とするもので、例えば、後述のシリアルデータライン（ＳＤＡ）１５ａおよびシリアルクロックライン（ＳＣＬ）１５ｂからなる２線式双方向のシリアルバスいわゆるＩ²Ｃ（アイ・シー・ツー；登録商標）を後述のグラウンド用の信号ライン１５ｇと共に含む。 The data bus 15 allows the connection of the string monitor 13 with the addition of the string monitor 13 and the disconnection of the string monitor 13 with the removal of the string monitor 13 even during the operation of the system, while the other string monitor being connected. For example, a two-wire bidirectional serial bus so-called I ² C composed of a serial data line (SDA) 15a and a serial clock line (SCL) 15b, which will be described later. (IC2; registered trademark) is included together with a signal line 15g for ground described later.

安全回路１１は、避雷器などの各種保護部品を含む。開閉器１２は、半導体スイッチ素子により出力ラインＬ１，Ｌ２を開閉する。 The safety circuit 11 includes various protective parts such as a lightning arrester. The switch 12 opens and closes the output lines L1 and L2 with semiconductor switch elements.

ストリングモニタ１３は、各太陽電池ストリング１の出力ラインＬ１，Ｌ２の個々に対応して設けられ、対応する太陽電池ストリング１の状態を監視し、その監視結果をデータバス１５を介して通信マスタユニット１４に報知するとともに、その監視結果に応じて開閉器１２を制御する。通信マスタユニット１４は、各ストリングモニタ１３の報知を受けてその報知内容をパワーコンディショナ２０の通信マスタユニット２３に転送する。 The string monitor 13 is provided corresponding to each of the output lines L1 and L2 of each solar cell string 1 and monitors the state of the corresponding solar cell string 1, and the monitoring result is communicated via the data bus 15 to the communication master unit. 14 and controls the switch 12 according to the monitoring result. The communication master unit 14 receives the notification of each string monitor 13 and transfers the notification content to the communication master unit 23 of the power conditioner 20.

制御用電源回路１６は、各接続箱１０における開閉器１２、ストリングモニタ１３、通信マスタユニット１４の動作に必要な直流電圧（例えば２４Ｖ）を出力する。 The control power supply circuit 16 outputs a DC voltage (for example, 24 V) necessary for the operation of the switch 12, the string monitor 13, and the communication master unit 14 in each connection box 10.

パワーコンディショナ２０は、各接続箱１０から延設された出力ラインＬ１，Ｌ２を相互に接続して全ての太陽電池ストリング１の出力電力を集め、集めた電力を交流電力に変換して負荷３０に供給するもので、蓄電ユニット２１、インバータ２２、および通信マスタユニット２３を有する。 The power conditioner 20 collects output power of all the solar cell strings 1 by connecting the output lines L1 and L2 extending from each connection box 10 to each other, converts the collected power into AC power, and loads 30 The power storage unit 21, the inverter 22, and the communication master unit 23 are included.

蓄電ユニット２１は、複数の蓄電池を含み、各太陽電池ストリング１の出力電圧により充電される。インバータ２２は、蓄電ユニット２１の充電電圧を所定周波数の交流電圧に変換し、出力する。通信マスタユニット２３は、データ通信用の信号ライン２４を介して各接続箱１０の通信マスタユニット１４に接続されるとともに、データ通信用の信号ライン２５を介して上位の監視ユニット４０に接続され、各通信マスタユニット１４と外部機器例えば監視ユニット４０との間のデータ送受信を行う。 The power storage unit 21 includes a plurality of storage batteries and is charged by the output voltage of each solar cell string 1. The inverter 22 converts the charging voltage of the power storage unit 21 into an AC voltage having a predetermined frequency and outputs it. The communication master unit 23 is connected to the communication master unit 14 of each connection box 10 via the data communication signal line 24 and is connected to the upper monitoring unit 40 via the data communication signal line 25. Data transmission / reception is performed between each communication master unit 14 and an external device such as the monitoring unit 40.

監視ユニット４０は、負荷３０を運用する組織たとえば電力会社のサーバであり、通信マスタユニット２３から送られるデータをディスプレイに表示して監視員に知らせる。 The monitoring unit 40 is a server of an organization that operates the load 30, for example, a power company, and displays data transmitted from the communication master unit 23 on a display to notify the monitoring staff.

開閉器１２およびストリングモニタ１３の具体的な構成を図２に示す。
開閉器１２は、太陽電池ストリング１の正側出力ラインＬ１にドレイン・ソース間が挿入接続されたＮ型ＭＯＳＦＥＴ（第１Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）６１、太陽電池ストリング１の正側出力ラインＬ１における上記Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６１よりも下流側の位置にソース・ドレイン間が挿入接続されたＭＯＳＦＥＴ（第２Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）６２、および当該開閉器１２の動作に必要な直流電圧を出力する直流電源６３を有し、この直流電源６３の電圧を抵抗６４およびフォトトランジスタ６５ｂのコレクタ・エミッタ間を介して抵抗６６に印加し、その抵抗６６に生じる電圧をＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１のゲート・ソース間に印加するとともに、直流電源６３の電圧を抵抗６７およびフォトトランジスタ６８ｂのコレクタ・エミッタ間を介して抵抗６９に印加し、その抵抗６９に生じる電圧をＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２のゲート・ソース間に印加する。 Specific configurations of the switch 12 and the string monitor 13 are shown in FIG.
The switch 12 includes an N-type MOSFET (first N-type MOSFET) 61 whose drain and source are inserted and connected to the positive output line L1 of the solar cell string 1, and the N-type in the positive output line L1 of the solar cell string 1. A MOSFET (second N-type MOSFET) 62 in which a source and a drain are inserted and connected at a position downstream of the MOSFET 61 and a DC power source 63 that outputs a DC voltage necessary for the operation of the switch 12 are provided. The voltage of the power source 63 is applied to the resistor 66 through the resistor 64 and the collector-emitter of the phototransistor 65b, the voltage generated in the resistor 66 is applied between the gate and source of the N-type MOSFET 61, and the voltage of the DC power source 63 is applied. Through the resistor 67 and the collector-emitter of the phototransistor 68b. Applied to, for applying a voltage generated in the resistance 69 between the gate and source of the N-type MOSFET 62.

Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６１，６２は、寄生ダイオード６１ｄ，６２ｄをそれぞれ有する。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６２は、寄生ダイオード６２ｄを有する。フォトトランジスタ６５ｂは、フォトダイオード６５ａと共にフォトカプラを構成する。フォトトランジスタ６８ｂは、フォトダイオード６８ａと共にフォトカプラを構成する。フォトダイオード６５ａ，６８ａは、ストリングモニタ１３のマイクロコンピュータ１２０に接続され、そのマイクロコンピュータ１２０よって発光が制御される。 The N-type MOSFETs 61 and 62 have parasitic diodes 61d and 62d, respectively. The N-type MOSFET 62 has a parasitic diode 62d. The phototransistor 65b forms a photocoupler together with the photodiode 65a. The phototransistor 68b forms a photocoupler together with the photodiode 68a. The photodiodes 65 a and 68 a are connected to the microcomputer 120 of the string monitor 13, and light emission is controlled by the microcomputer 120.

フォトダイオード６５ａ，６８ａが発光するとフォトトランジスタ６５ｂ，６８ｂがオンし、これに伴いＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１，６２がオンする。これにより、太陽電池ストリング１の出力電流がＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１のドレイン・ソース間およびＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２のソース・ドレイン間を通ってストリングモニタ１３側に流れる。 When the photodiodes 65a and 68a emit light, the phototransistors 65b and 68b are turned on, and accordingly, the N-type MOSFETs 61 and 62 are turned on. As a result, the output current of the solar cell string 1 flows to the string monitor 13 side through the drain and source of the N-type MOSFET 61 and between the source and drain of the N-type MOSFET 62.

フォトダイオード６５ａの非発光時はフォトトランジスタ６５ｂがオフし、これに伴いＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１がオフする。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６１がオフすると、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６１の寄生ダイオード６１ｄによって太陽電池ストリング１からの入力電流が阻止される。 When the photodiode 65a is not emitting light, the phototransistor 65b is turned off, and accordingly, the N-type MOSFET 61 is turned off. When the N-type MOSFET 61 is turned off, the input current from the solar cell string 1 is blocked by the parasitic diode 61d of the N-type MOSFET 61.

フォトダイオード６８ａの非発光時はフォトトランジスタ６８ｂがオフし、これに伴いＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２がオフする。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６２がオフすると、パワーコンディショナ２０から太陽電池ストリング１に向かう電流（逆流）がＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２の寄生ダイオード６２ｄによって阻止される。 When the photodiode 68a is not emitting light, the phototransistor 68b is turned off, and accordingly, the N-type MOSFET 62 is turned off. When the N-type MOSFET 62 is turned off, a current (reverse flow) from the power conditioner 20 toward the solar cell string 1 is blocked by the parasitic diode 62 d of the N-type MOSFET 62.

ストリングモニタ１３は、電流トランス５１，５２、電流センサ（第１電流センサ）５３、電流センサ（第２電流センサ）５４、電流センサ（第３電流センサ）５５、差動増幅回路７０、交流差動増幅回路８０，９０，１００、電圧検出回路１１０、マイクロコンピュータ１２０、および報知手段例えば発光ダイオード１２２，１２３を含む。 The string monitor 13 includes current transformers 51 and 52, a current sensor (first current sensor) 53, a current sensor (second current sensor) 54, a current sensor (third current sensor) 55, a differential amplifier circuit 70, and an AC differential. Amplifying circuits 80, 90, 100, a voltage detecting circuit 110, a microcomputer 120, and notification means such as light emitting diodes 122, 123 are included.

電流トランス５１は、出力ラインＬ１，Ｌ２における開閉器１２より上流側位置に配置され、出力ラインＬ１，Ｌ２のそれぞれの電流の差に対応するレベルの電圧を出力する。この出力が交流差動増幅回路９０に供給される。電流トランス５２は、当該ストリングモニタ１３の出力側における出力ラインＬ１，Ｌ２に配置され、出力ラインＬ１，Ｌ２のそれぞれの電流の差に対応するレベルの電圧を出力する。この出力が交流差動増幅回路１００に供給される。 The current transformer 51 is disposed upstream of the switch 12 in the output lines L1 and L2, and outputs a voltage having a level corresponding to the difference in current between the output lines L1 and L2. This output is supplied to the AC differential amplifier circuit 90. The current transformer 52 is disposed on the output lines L1 and L2 on the output side of the string monitor 13, and outputs a voltage having a level corresponding to the difference in current between the output lines L1 and L2. This output is supplied to the AC differential amplifier circuit 100.

電流センサ５３は、正側出力ラインＬ１の電流が生じる磁界を検知し、検知した磁界の強さに応じたレベルの電圧を出力するホール素子であり、太陽電池ストリング１側から流入する電流が負極に入り正極から出ていく極性で配置される。 The current sensor 53 is a Hall element that detects the magnetic field generated by the current of the positive output line L1 and outputs a voltage of a level corresponding to the detected magnetic field strength. The current flowing from the solar cell string 1 side is negative. It is arranged with a polarity that enters and exits from the positive electrode.

すなわち、電流センサ５３は、太陽電池ストリング１側から流入する電流が負極に入り正極から出ていく極性で配置されているので、図３に示すように、太陽電池ストリング１側から流入する順方向の電流（正電流）に関しては太陽電池ストリング１の定格電圧Ｖccの中点（Ｖcc／２）から下降方向にレベル変化する電圧を出力し、パワーコンディショナ２０側から流入する逆方向の電流（逆流）に関しては中点（Ｖcc／２）から上昇方向にレベル変化する電圧を出力する。この出力がマイクロコンピュータ１２０、差動増幅回路７０、および交流差動増幅回路８０に供給される。 That is, since the current sensor 53 is arranged with a polarity in which the current flowing from the solar cell string 1 side enters the negative electrode and exits from the positive electrode, the forward direction flows from the solar cell string 1 side as shown in FIG. For the current (positive current), a voltage whose level changes in the downward direction from the middle point (Vcc / 2) of the rated voltage Vcc of the solar cell string 1 is output, and a reverse current (reverse flow) flowing in from the power conditioner 20 side is output. ), A voltage whose level changes in the upward direction from the middle point (Vcc / 2) is output. This output is supplied to the microcomputer 120, the differential amplifier circuit 70, and the AC differential amplifier circuit 80.

電流センサ５４は、負側出力ラインＬ２の電流が生じる磁界を検知し、検知した磁界の強さに応じたレベルの電圧を出力するホール素子であり、パワーコンディショナ２０側からの電流が正極に入り負極から出ていく極性で配置される。 The current sensor 54 is a Hall element that detects a magnetic field generated by the current of the negative output line L2 and outputs a voltage of a level corresponding to the detected magnetic field strength. The current from the power conditioner 20 side is positive. It is arranged with the polarity going out from the incoming negative electrode.

すなわち、電流センサ５４は、パワーコンディショナ２０側からの電流が正極に入り負極から出ていく極性で配置されているので、図４に示すように、パワーコンディショナ２０側から流入する順方向の電流（負電流）に関しては中点（Ｖcc／２）から上昇方向にレベル変化する電圧を出力し、太陽電池ストリング１側から流入する逆方向の電流（逆流）に関しては中点（Ｖcc／２）から下降方向にレベル変化する電圧を出力する。レベル変化の方向が、電流センサ５３の出力電圧のレベル変化と逆である。この電流センサ５４の出力がマイクロコンピュータ１２０および差動増幅回路７０に供給される。 That is, since the current sensor 54 is arranged in such a polarity that the current from the power conditioner 20 side enters the positive electrode and exits from the negative electrode, as shown in FIG. 4, the forward current flowing from the power conditioner 20 side is arranged. For the current (negative current), a voltage whose level changes in the upward direction from the middle point (Vcc / 2) is output, and for the reverse current (reverse flow) flowing from the solar cell string 1 side, the middle point (Vcc / 2) Outputs a voltage whose level changes in the downward direction. The direction of the level change is opposite to the level change of the output voltage of the current sensor 53. The output of the current sensor 54 is supplied to the microcomputer 120 and the differential amplifier circuit 70.

電流センサ５５は、負側出力ラインＬ２の電流が生じる磁界を検知し、検知した磁界の強さに応じたレベルの電圧を出力するホール素子であり、パワーコンディショナ２０側から流入する電流が負極に入り正極から出ていく極性で配置される。 The current sensor 55 is a Hall element that detects a magnetic field generated by the current of the negative output line L2 and outputs a voltage of a level corresponding to the detected magnetic field strength. The current flowing from the power conditioner 20 side is negative. It is arranged with a polarity that enters and exits from the positive electrode.

すなわち、電流センサ５５は、パワーコンディショナ２０側から流入する電流が負極に入り正極から出ていく極性で配置されているので、電流センサ５３と同じく図３に示すように、パワーコンディショナ２０側から流入する順方向の電流（負電流）に関しては中点（Ｖcc／２）から下降方向にレベル変化する電圧を出力し、太陽電池ストリング１側から流入する逆方向の電流（逆流）に関しては中点（Ｖcc／２）から上昇方向にレベル変化する電圧を出力する。この出力が交流差動増幅回路８０に供給される。 That is, since the current sensor 55 is arranged with a polarity in which the current flowing from the power conditioner 20 enters the negative electrode and exits from the positive electrode, as in the current sensor 53, as shown in FIG. For the forward current (negative current) flowing in from the solar cell string, a voltage whose level changes in the downward direction from the middle point (Vcc / 2) is output, and for the backward current flowing from the solar cell string 1 side (reverse flow) A voltage whose level changes in the upward direction from the point (Vcc / 2) is output. This output is supplied to the AC differential amplifier circuit 80.

差動増幅回路７０は、入力抵抗（第１，第２入力抵抗）７１ａ，７１ｂを演算増幅器７２の反転入力端（−）と非反転入力端（＋）に接続し、その非反転入力端（＋）に抵抗７３を介してオフセット電源７４のオフセット電圧を加え、かつ演算増幅器７２の出力端と反転入力端（−）との間に帰還抵抗７５を接続したもので、図５に示すように、電流センサ５３の出力電圧と電流センサ５４の出力電圧との差に応じたレベルの電圧を演算増幅器７２の出力端とグラウンドラインGndとの間に出力する。 The differential amplifier circuit 70 connects input resistors (first and second input resistors) 71a and 71b to the inverting input terminal (−) and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 72, and the non-inverting input terminal ( 5), the offset voltage of the offset power supply 74 is added through a resistor 73, and a feedback resistor 75 is connected between the output terminal and the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 72, as shown in FIG. A voltage having a level corresponding to the difference between the output voltage of the current sensor 53 and the output voltage of the current sensor 54 is output between the output terminal of the operational amplifier 72 and the ground line Gnd.

電流センサ５３，５４の出力電圧は電流の値に応じて一方が下降方向に変化し他方は上昇方向に変化するので、正側出力ラインＬ１に流れる電流の値と負側出力ラインＬ２に流れる電流の値との差を差動増幅回路７０で増幅して取出すことができる。この出力がマイクロコンピュータ１２０に供給される。 Since one of the output voltages of the current sensors 53 and 54 changes in the downward direction and the other changes in the upward direction according to the value of the current, the value of the current flowing through the positive output line L1 and the current flowing through the negative output line L2 The difference from the value can be amplified by the differential amplifier circuit 70 and taken out. This output is supplied to the microcomputer 120.

マイクロコンピュータ１２０は、差動増幅回路７０の出力電圧（演算増幅器７２の出力端とグラウンドラインGndとの間の電圧）が図５に示す設定値Ｖａ以上の場合、電流が順方向に正常に流れていると判定するとともに、その電圧レベルから電流の値を知る。差動増幅回路７０の出力電圧が設定値Ｖａ未満であれば、電流が逆流していると判定するとともに、その電圧レベルから逆流電流の値を知る。逆流は、太陽電池ストリング１に太陽光が当たらなくなって太陽電池ストリング１の出力電圧が低下した場合に蓄電ユニット２１から発生する。 When the output voltage of the differential amplifier circuit 70 (voltage between the output terminal of the operational amplifier 72 and the ground line Gnd) is equal to or higher than the set value Va shown in FIG. 5, the microcomputer 120 normally flows in the forward direction. The current value is known from the voltage level. If the output voltage of the differential amplifier circuit 70 is less than the set value Va, it is determined that the current is flowing backward, and the value of the reverse current is known from the voltage level. The backflow is generated from the power storage unit 21 when the solar cell string 1 is no longer exposed to sunlight and the output voltage of the solar cell string 1 decreases.

マイクロコンピュータ１２０は、差動増幅回路７０の出力電圧をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換して内部のＣＰＵ１２１に取込む。入力抵抗７１ａ，７１ｂの選定によって差動増幅回路７０のゲインを適宜に設定し、かつオフセット電源７４のオフセット電圧を適宜に調整することにより、マイクロコンピュータ１２０におけるＡ／Ｄ変換部のレンジをいっぱいに使って電流検出の分解能を高めることが可能である。電流検出の要求レベルが例えば２０（Ａ）から３０（Ａ）あるいは３０（Ａ）から２０（Ａ）というように大きく変わる場合には、入力抵抗７１ａ，７１ｂによって差動増幅回路７０のゲインを適宜に調整することにより、その要求レベルに適切に対応することができる。 The microcomputer 120 converts the output voltage of the differential amplifier circuit 70 from analog to digital (A / D) and takes it into the internal CPU 121. By appropriately setting the gain of the differential amplifier circuit 70 by selecting the input resistors 71a and 71b and appropriately adjusting the offset voltage of the offset power supply 74, the range of the A / D conversion unit in the microcomputer 120 is filled. It can be used to increase the resolution of current detection. When the required level of current detection changes greatly, for example, 20 (A) to 30 (A) or 30 (A) to 20 (A), the gain of the differential amplifier circuit 70 is appropriately set by the input resistors 71a and 71b. By adjusting to, it is possible to appropriately respond to the required level.

交流差動増幅回路８０は、電流センサ５３の出力電圧と電流センサ５５の出力電圧との差分が生じる抵抗８１を有し、その抵抗８１の電圧を入力コンデンサ８２ａ，８２ｂおよび入力抵抗８３ａ，８３ｂを介して演算増幅器８４の反転入力端（−）と非反転入力端（＋）に入力し、その非反転入力端（＋）に抵抗８５を介してオフセット電源８６のオフセット電圧を加え、かつ演算増幅器８４の出力端と反転入力端（−）との間に帰還抵抗８７を接続し、電流センサ５３の出力電圧と電流センサ５５の出力電圧との差分を高倍率で増幅するもので、その差分に応じたレベルの電圧を演算増幅器８４の出力端とグラウンドラインGndとの間に出力する。 The AC differential amplifier circuit 80 has a resistor 81 that generates a difference between the output voltage of the current sensor 53 and the output voltage of the current sensor 55. The voltage of the resistor 81 is input to the input capacitors 82a and 82b and the input resistors 83a and 83b. Are input to the inverting input terminal (−) and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 84, the offset voltage of the offset power supply 86 is added to the non-inverting input terminal (+) via the resistor 85, and the operational amplifier A feedback resistor 87 is connected between the output terminal 84 and the inverting input terminal (−) to amplify the difference between the output voltage of the current sensor 53 and the output voltage of the current sensor 55 at a high magnification. A voltage of a corresponding level is output between the output terminal of the operational amplifier 84 and the ground line Gnd.

交流差動増幅回路８０に入力される電流センサ５３の出力電圧および電流センサ５５の出力電圧は、電流センサ５３，５５が互いに同じ極性をもって出力ラインＬ１，Ｌ２に配置されているので、電流の値に応じて同方向にレベル変化する。出力ラインＬ１，Ｌ２に地絡が生じていない場合は正側出力ラインＬ１の電流と負側出力ラインＬ２の電流が互いに同じ値となるので、図６に示すように、交流差動増幅回路８０の出力電圧（演算増幅器８４の出力端とグラウンドラインGndとの間の電圧）はほぼ設定値Ｖｂを維持する。 The output voltage of the current sensor 53 and the output voltage of the current sensor 55 input to the AC differential amplifier circuit 80 are current values because the current sensors 53 and 55 are arranged on the output lines L1 and L2 with the same polarity. The level changes in the same direction according to. When there is no ground fault in the output lines L1 and L2, the current in the positive output line L1 and the current in the negative output line L2 have the same value as each other. Therefore, as shown in FIG. Output voltage (voltage between the output terminal of the operational amplifier 84 and the ground line Gnd) substantially maintains the set value Vb.

出力ラインＬ１，Ｌ２に地絡が生じた場合は正側出力ラインＬ１の電流と負側出力ラインＬ２の電流が互いに異なる値となり、その両電流の差が交流差動増幅回路８０により高倍率で増幅され、交流差動増幅回路８０の出力電圧が設定値Ｖｂより高い値へ瞬時的に大きく上昇する。この出力がマイクロコンピュータ１２０に供給される。 When a ground fault occurs in the output lines L1 and L2, the current of the positive output line L1 and the current of the negative output line L2 are different from each other, and the difference between the two currents is increased at high magnification by the AC differential amplifier circuit 80. After being amplified, the output voltage of the AC differential amplifier circuit 80 is instantaneously greatly increased to a value higher than the set value Vb. This output is supplied to the microcomputer 120.

交流差動増幅回路９０は、電流トランス５１に生じる電圧を抵抗９１で受けてそれを入力コンデンサ９２ａ，９２ｂおよび入力抵抗９３ａ，９３ｂを介して演算増幅器９４の反転入力端（−）と非反転入力端（＋）に入力し、その非反転入力端（＋）に抵抗９５を介してオフセット電源９６のオフセット電圧を加え、かつ演算増幅器９４の出力端と反転入力端（−）との間に帰還抵抗９７を接続し、電流トランス５１に生じる電圧を高倍率で増幅して演算増幅器９４の出力端とグラウンドラインGndとの間に出力する。 The AC differential amplifier circuit 90 receives the voltage generated in the current transformer 51 by the resistor 91 and receives it through the input capacitors 92a and 92b and the input resistors 93a and 93b, and the non-inverting input of the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 94. Input to the terminal (+), the offset voltage of the offset power supply 96 is applied to the non-inverting input terminal (+) through the resistor 95, and feedback is provided between the output terminal of the operational amplifier 94 and the inverting input terminal (-). A resistor 97 is connected, and the voltage generated in the current transformer 51 is amplified at a high magnification and output between the output terminal of the operational amplifier 94 and the ground line Gnd.

出力ラインＬ１，Ｌ２に地絡が生じていない場合は正側出力ラインＬ１の電流と負側出力ラインＬ２の電流が互いに同じ値となるので、交流差動増幅回路８０の出力電圧を示す図６と同じく、交流差動増幅回路９０の出力電圧（演算増幅器９４の出力端とグラウンドラインGndとの間の電圧）はほぼ設定値Ｖｂを維持する。出力ラインＬ１，Ｌ２に地絡が生じた場合は正側出力ラインＬ１の電流と負側出力ラインＬ２の電流が互いに異なる値となり、その両電流の差が交流差動増幅回路９０により高倍率で増幅され、交流差動増幅回路８０の出力電圧が設定値Ｖｂより高い値へ瞬時的に大きく上昇する。この出力がマイクロコンピュータ１２０に供給される。 When there is no ground fault in the output lines L1 and L2, the current in the positive output line L1 and the current in the negative output line L2 have the same value, and thus the output voltage of the AC differential amplifier circuit 80 is shown in FIG. Similarly, the output voltage of the AC differential amplifier circuit 90 (the voltage between the output terminal of the operational amplifier 94 and the ground line Gnd) substantially maintains the set value Vb. When a ground fault occurs in the output lines L1 and L2, the current in the positive output line L1 and the current in the negative output line L2 are different from each other, and the difference between the two currents is increased at high magnification by the AC differential amplifier circuit 90. After being amplified, the output voltage of the AC differential amplifier circuit 80 is instantaneously greatly increased to a value higher than the set value Vb. This output is supplied to the microcomputer 120.

交流差動増幅回路１００は、電流トランス５２に生じる電圧を抵抗１０１で受けてそれを入力コンデンサ１０２ａ，１０２ｂおよび入力抵抗１０３ａ，１０３ｂを介して演算増幅器１０４の反転入力端（−）と非反転入力端（＋）に入力し、その非反転入力端（＋）に抵抗１０５を介してオフセット電源１０６のオフセット電圧を加え、かつ演算増幅器１０４の出力端と反転入力端（−）との間に帰還抵抗１０７を接続したもので、電流トランス５２に生じる電圧を高倍率で増幅して演算増幅器１０４の出力端とグラウンドラインGndとの間に出力する。 The AC differential amplifier circuit 100 receives the voltage generated in the current transformer 52 by the resistor 101 and receives it through the input capacitors 102a and 102b and the input resistors 103a and 103b, and the non-inverting input of the inverting input terminal (−) of the operational amplifier 104. Input to the terminal (+), the offset voltage of the offset power supply 106 is applied to the non-inverting input terminal (+) via the resistor 105, and feedback is provided between the output terminal of the operational amplifier 104 and the inverting input terminal (-). A resistor 107 is connected, and a voltage generated in the current transformer 52 is amplified at a high magnification and output between the output terminal of the operational amplifier 104 and the ground line Gnd.

出力ラインＬ１，Ｌ２に地絡が生じていない場合は正側出力ラインＬ１の電流と負側出力ラインＬ２の電流が互いに同じ値となるので、交流差動増幅回路８０の出力電圧を示す図６と同じく、交流差動増幅回路１００の出力電圧（演算増幅器１０４の出力端とグラウンドラインGndとの間の電圧）はほぼ設定値Ｖｂを維持する。出力ラインＬ１，Ｌ２に地絡が生じた場合は正側出力ラインＬ１の電流と負側出力ラインＬ２の電流が互いに異なる値となり、その両電流の差が交流差動増幅回路１００により高倍率で増幅され、交流差動増幅回路１００の出力電圧が設定値Ｖｂより高い値へ瞬時的に大きく上昇する。この出力がマイクロコンピュータ１２０に供給される。 When there is no ground fault in the output lines L1 and L2, the current in the positive output line L1 and the current in the negative output line L2 have the same value, and thus the output voltage of the AC differential amplifier circuit 80 is shown in FIG. Similarly, the output voltage of the AC differential amplifier circuit 100 (the voltage between the output terminal of the operational amplifier 104 and the ground line Gnd) substantially maintains the set value Vb. When a ground fault occurs in the output lines L1 and L2, the current of the positive output line L1 and the current of the negative output line L2 are different from each other. After being amplified, the output voltage of the AC differential amplifier circuit 100 increases instantaneously to a value higher than the set value Vb. This output is supplied to the microcomputer 120.

電圧検出回路１１０は、正側出力ラインＬ１と負側出力ラインＬ２との間に接続された抵抗（第１抵抗）１１１および抵抗（第２抵抗）１１２の直列回路、この直列回路の抵抗１１２に生じる電圧を増幅する演算増幅器たとえばボルテージフォロワ１１３、および上記抵抗１１２から負側出力ラインＬ２にかけての接続ラインに順方向に挿入接続されたダイオード１１４を有し、出力ラインＬ１，Ｌ２間の電圧の値に応じたレベルの電圧をボルテージフォロワ１１３の出力端とグラウンドラインGndとの間に出力する。この出力がマイクロコンピュータ１２０に供給される。 The voltage detection circuit 110 includes a resistor (first resistor) 111 and a resistor (second resistor) 112 connected between the positive output line L1 and the negative output line L2, and a resistor 112 of the series circuit. An operational amplifier that amplifies the generated voltage, such as a voltage follower 113, and a diode 114 inserted and connected in the forward direction to the connection line from the resistor 112 to the negative output line L2, the value of the voltage between the output lines L1 and L2 Is output between the output terminal of the voltage follower 113 and the ground line Gnd. This output is supplied to the microcomputer 120.

マイクロコンピュータ１２０は、データバス１５のシリアルデータライン（ＳＤＡ）１５ａおよびシリアルクロックライン（ＳＣＬ）１５ｂに接続されるとともに、グラウンドラインGndおよびデータバス１５のグラウンド用の信号ライン１５ｇに接続され、電流センサ５３，５４，５５の出力電圧、差動増幅回路７０（演算増幅器７２の出力端とグラウンドラインGndとの間の電圧）の出力電圧、交流差動増幅回路８０の出力電圧（演算増幅器８４の出力端とグラウンドラインGndとの間の電圧）、交流差動増幅回路９０の出力電圧（演算増幅器９４の出力端とグラウンドラインGndとの間の電圧）、交流差動増幅回路１００の出力電圧（演算増幅器１０４の出力端とグラウンドラインGndとの間の電圧）、電圧検出回路１１０の出力電圧（ボルテージフォロワ１１３の出力端とグラウンドラインGndとの間の電圧）をそれぞれアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換して内部のＣＰＵ１２１に取込む。 The microcomputer 120 is connected to the serial data line (SDA) 15a and the serial clock line (SCL) 15b of the data bus 15, and is also connected to the ground line Gnd and the ground signal line 15g of the data bus 15, 53, 54, 55, the output voltage of the differential amplifier circuit 70 (the voltage between the output terminal of the operational amplifier 72 and the ground line Gnd), the output voltage of the AC differential amplifier circuit 80 (the output of the operational amplifier 84). Voltage between the terminal and the ground line Gnd), the output voltage of the AC differential amplifier circuit 90 (voltage between the output terminal of the operational amplifier 94 and the ground line Gnd), the output voltage of the AC differential amplifier circuit 100 (calculation). The voltage between the output terminal of the amplifier 104 and the ground line Gnd), the output voltage of the voltage detection circuit 110 (voltage Tokomu voltage) to CPU121 internal converts analog / digital (A / D) respectively between the output terminal and a ground line Gnd of follower 113.

発光ダイオード１２２は、当該ストリングモニタ１３の監視結果のうち、異常に関する情報を、当該ストリングモニタ１３の配設位置において作業員が一目で判るように報知するためのものである。発光ダイオード１２３は、当該ストリングモニタ１３の監視結果のうち、電流の値に関する情報を、当該ストリングモニタ１３の配設位置において作業員が一目で判るように報知するためのものである。 The light emitting diode 122 is for notifying the operator of the information regarding the abnormality in the monitoring result of the string monitor 13 at a glance at the position where the string monitor 13 is disposed. The light emitting diode 123 is for notifying the operator of the information regarding the current value among the monitoring results of the string monitor 13 so that the operator can recognize at a glance at the position where the string monitor 13 is disposed.

マイクロコンピュータ１２０のＣＰＵ１２１は、取込んだデータに基づく主要な機能として次の（１）〜（８）の手段を有する。
（１）太陽電池ストリング１の出力電流の値および逆流を差動増幅回路７０の出力電圧から検出する電流検出手段。 The CPU 121 of the microcomputer 120 has the following means (1) to (8) as main functions based on the fetched data.
(1) Current detection means for detecting the value and backflow of the output current of the solar cell string 1 from the output voltage of the differential amplifier circuit 70.

（２）上記電流検出手段で検出される出力電流の値が予め定められた所定値以上の場合に、太陽電池ストリング１の出力電流が過電流であると判定する判定手段。 (2) A determination unit that determines that the output current of the solar cell string 1 is an overcurrent when the value of the output current detected by the current detection unit is equal to or greater than a predetermined value.

（３）上記電流検出手段で検出される出力電流の値が上記所定値未満で且つ上記電流検出手段で検出される出力電流が逆流でない場合にフォトダイオード６５ａ，６８ａを発光動作させて開閉器１２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１，６２をオンし、上記判定手段で過電流が判定された場合はフォトダイオード６５ａの発光動作を停止してＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１をオフし（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６２はオンのまま）、上記電流検出手段で逆流が検出された場合はフォトダイオード６８ａの発光動作を停止してＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２をオフ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６１はオンのまま）する制御手段。 (3) When the value of the output current detected by the current detection means is less than the predetermined value and the output current detected by the current detection means is not a reverse flow, the photodiodes 65a and 68a are caused to emit light and the switch 12 The N-type MOSFETs 61 and 62 are turned on, and if the overcurrent is judged by the judging means, the light emitting operation of the photodiode 65a is stopped, the N-type MOSFET 61 is turned off (the N-type MOSFET 62 remains on), and the current Control means for stopping the light emitting operation of the photodiode 68a and turning off the N-type MOSFET 62 (while keeping the N-type MOSFET 61 on) when a reverse flow is detected by the detection means.

（４）電流センサ５３，５４が正常であるかを電流センサ５３の出力電圧と電流センサ５４の出力電圧との対比により自己診断する診断手段。 (4) Diagnostic means for self-diagnosing whether the current sensors 53 and 54 are normal by comparing the output voltage of the current sensor 53 with the output voltage of the current sensor 54.

（５）太陽電池ストリング１の出力電圧の値を電圧検出回路１１０の出力電圧から検出する電圧検出手段。 (5) Voltage detection means for detecting the value of the output voltage of the solar cell string 1 from the output voltage of the voltage detection circuit 110.

（６）太陽電池ストリング１の出力ラインＬ１，Ｌ２の地絡を交流差動増幅回路８０，９０，１００の出力から検出する地絡検出手段。 (6) Ground fault detection means for detecting the ground fault of the output lines L1, L2 of the solar cell string 1 from the outputs of the AC differential amplifier circuits 80, 90, 100.

（７）上記電流検出手段の検出結果、上記診断手段の診断結果、上記電圧検出手段の検出結果、および上記地絡検出手段の検出結果を、データバス１５、通信マスタユニット１４、および通信マスタユニット２３を介して外部の監視ユニット４０に報知し、かつ発光ダイオード１２２，１２３により当該ストリングモニタ１３の配設位置において報知する報知手段。 (7) The detection result of the current detection means, the diagnosis result of the diagnosis means, the detection result of the voltage detection means, and the detection result of the ground fault detection means are sent to the data bus 15, the communication master unit 14, and the communication master unit. An informing means for informing the external monitoring unit 40 through 23 and informing the light emitting diodes 122 and 123 at the arrangement position of the string monitor 13.

（８）開閉器１２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１，６２をデータバス１５を通じた通信マスタユニット１４からの指示に応じて制御する制御手段。 (8) Control means for controlling the N-type MOSFETs 61 and 62 of the switch 12 according to an instruction from the communication master unit 14 via the data bus 15.

つぎに、上記のように構成された太陽光発電向けストリングモニタシステムの作用について説明する。
各太陽電池パネル２に太陽光が当たると、太陽電池ストリング１から直流電圧が出力される。この出力が接続箱１０に集められてその接続箱１０からパワーコンディショナ２０に供給される。 Next, the operation of the string monitor system for photovoltaic power generation configured as described above will be described.
When each solar cell panel 2 is exposed to sunlight, a DC voltage is output from the solar cell string 1. This output is collected in the junction box 10 and supplied to the inverter 20 from the junction box 10.

各ストリングモニタ１３のマイクロコンピュータ１２０は、電流が順方向に流れている場合、フォトダイオード６５ａ，６８ａを発光動作させて開閉器１２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１，６２をオンする。この場合、図７に実線矢印で示すように、正側出力ラインＬ１の電流はＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１のドレイン・ソース間およびＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２のソース・ドレイン間を通って流れる。この場合、電流がＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１のドレイン・ソース間およびＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２のソース・ドレイン間を通って流れるので、一般的な逆流防止用ダイオードを通って電流が流れる場合に比べ、電流の損失を低減できる。 The microcomputer 120 of each string monitor 13 turns on the N-type MOSFETs 61 and 62 of the switch 12 by causing the photodiodes 65a and 68a to emit light when current is flowing in the forward direction. In this case, as indicated by a solid arrow in FIG. 7, the current of the positive output line L <b> 1 flows between the drain and source of the N-type MOSFET 61 and between the source and drain of the N-type MOSFET 62. In this case, since the current flows between the drain and source of the N-type MOSFET 61 and between the source and drain of the N-type MOSFET 62, the current loss is reduced as compared with the case where the current flows through a general reverse current prevention diode. it can.

［過電流］
各ストリングモニタ１３のマイクロコンピュータ１２０は、差動増幅回路７０の出力から検出した電流の値と予め定められた所定値とを比較し、検出値が所定値以上の場合は太陽電池ストリング１の出力電流が過電流であると判定する。 [over current]
The microcomputer 120 of each string monitor 13 compares the value of the current detected from the output of the differential amplifier circuit 70 with a predetermined value, and if the detected value is greater than or equal to the predetermined value, the output of the solar cell string 1 It is determined that the current is an overcurrent.

この過電流判定時、マイクロコンピュータ１２０は、フォトダイオード６５ａの発光動作を停止し（フォトダイオード６８ａの発光動作は継続）、開閉器１２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１をオフする（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６２はオンのまま）。この場合、図７に破線で示すように、正側出力ラインＬ１の過電流がＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１の寄生ダイオード６１ｄによって阻止される。この過電流の阻止により、電気部品の損傷を回避することができる。 At the time of this overcurrent determination, the microcomputer 120 stops the light emission operation of the photodiode 65a (the light emission operation of the photodiode 68a continues), and turns off the N-type MOSFET 61 of the switch 12 (the N-type MOSFET 62 remains on). . In this case, as indicated by a broken line in FIG. 7, the overcurrent of the positive output line L <b> 1 is blocked by the parasitic diode 61 d of the N-type MOSFET 61. By preventing this overcurrent, damage to electrical components can be avoided.

検出値が所定値未満に低下すると、マイクロコンピュータ１２０は、過電流が解消したとの判定の下に、フォトダイオード６５ａを発光動作させてＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１をオンする。このオンにより、図７に実線矢印で示すように、正側出力ラインＬ１の電流が通常通りＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１のドレイン・ソース間およびＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２のソース・ドレイン間を通って流れるようになる。 When the detection value falls below a predetermined value, the microcomputer 120 turns on the N-type MOSFET 61 by causing the photodiode 65a to perform light emission under the determination that the overcurrent has been eliminated. With this turning on, as indicated by solid line arrows in FIG. 7, the current in the positive output line L1 flows through the drain and source of the N-type MOSFET 61 and between the source and drain of the N-type MOSFET 62 as usual.

開閉器１２として半導体スイッチ素子であるＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１，６２を用いているので、機械的な接点を用いる場合に比べ、高い信頼性が得られるとともに小型化に貢献できる。 Since the N-type MOSFETs 61 and 62, which are semiconductor switch elements, are used as the switch 12, high reliability can be obtained and contribution to downsizing can be achieved compared to the case where mechanical contacts are used.

［逆流］
夜間など、太陽光が太陽電池ストリング１に当たらなくなると、太陽電池ストリング１の出力電圧が低下し、パワーコンディショナ２０の蓄電ユニット２１から太陽電池ストリング１側へ電流が逆流することがある。 [Backflow]
When sunlight does not hit the solar cell string 1 such as at night, the output voltage of the solar cell string 1 may decrease and current may flow backward from the power storage unit 21 of the power conditioner 20 to the solar cell string 1 side.

各ストリングモニタ１３のマイクロコンピュータ１２０は、差動増幅回路７０の出力から逆流を検出した場合、フォトダイオード６８ａの発光動作を停止し（フォトダイオード６５ａの発光動作は継続）、開閉器１２のＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２をオフする（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６１はオンのまま）。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ６２がオフすると、図７に一点鎖線で示すように、正側出力ラインＬ１における電流の逆流がＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２の寄生ダイオード６２ｄによって阻止される。この逆流の阻止により、パワーコンディショナ２０における蓄電ユニット２１の不要な放電を防ぐことができる。 When the microcomputer 120 of each string monitor 13 detects a backflow from the output of the differential amplifier circuit 70, the microcomputer 68a stops the light emission operation of the photodiode 68a (the light emission operation of the photodiode 65a is continued), and the N type of the switch 12 The MOSFET 62 is turned off (the N-type MOSFET 61 remains on). When the N-type MOSFET 62 is turned off, a reverse current flow in the positive output line L1 is blocked by the parasitic diode 62d of the N-type MOSFET 62, as indicated by a one-dot chain line in FIG. By preventing the reverse flow, unnecessary discharge of the power storage unit 21 in the power conditioner 20 can be prevented.

太陽光が太陽電池ストリング１に当たるようになり、太陽電池ストリング１の出力電圧が上昇して逆流が解消すると、マイクロコンピュータ１２０は、フォトダイオード６８ａを発光動作させてＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２をオンする。このオンにより、図７に実線矢印で示すように、正側出力ラインＬ１の電流が通常通りＮ型ＭＯＳＦＥＴ６１のドレイン・ソース間およびＮ型ＭＯＳＦＥＴ６２のソース・ドレイン間を通って流れるようになる。 When the sunlight hits the solar cell string 1 and the output voltage of the solar cell string 1 rises to eliminate the backflow, the microcomputer 120 causes the photodiode 68a to emit light and turns on the N-type MOSFET 62. With this turning on, as indicated by solid line arrows in FIG. 7, the current in the positive output line L1 flows through the drain and source of the N-type MOSFET 61 and between the source and drain of the N-type MOSFET 62 as usual.

［自己診断］
各ストリングモニタ１３のマイクロコンピュータ１２０は、電流センサ５３，５４が正常であるかを電流センサ５３の出力電圧と電流センサ５４の出力電圧との対比により自己診断する。 [self-diagnosis]
The microcomputer 120 of each string monitor 13 makes a self-diagnosis by comparing the output voltage of the current sensor 53 with the output voltage of the current sensor 54 to determine whether the current sensors 53 and 54 are normal.

太陽電池ストリング１およびその出力ラインＬ１，Ｌ２に異常がなければ、出力ラインＬ１，Ｌ２に流れる電流の値は同じになるはずである。この場合、電流センサ５３，５４の出力電圧のＡ／Ｄ変換値を足し算すれば、その結果は常にフルスケールとなる。あるいは、電流センサ５３，５４の出力電圧を中点からディジタル的に足し算または引き算すれば、その結果は常にほぼ同じ値となる。 If there is no abnormality in the solar cell string 1 and its output lines L1, L2, the values of the currents flowing in the output lines L1, L2 should be the same. In this case, if the A / D conversion values of the output voltages of the current sensors 53 and 54 are added, the result is always full scale. Alternatively, if the output voltages of the current sensors 53 and 54 are added or subtracted digitally from the middle point, the result is always almost the same value.

このような結果が得られるときは、電流センサ５３，５４が共に正常であると判定する。そのような結果が得られないときは、電流センサ５３，５４のいずれかが正常に機能していないか、または太陽電池ストリング１や出力ラインＬ１，Ｌ２に異常が生じていると判定する。 When such a result is obtained, it is determined that both the current sensors 53 and 54 are normal. When such a result is not obtained, it is determined that either of the current sensors 53 and 54 is not functioning normally, or an abnormality has occurred in the solar cell string 1 or the output lines L1 and L2.

仮に、太陽電池ストリング１の出力電流を１つの電流センサで検出する構成を考慮すると、診断を行うためには他の太陽電池ストリング１における電流センサの出力との比較が必要となる。ただし、これでは、比較対象となる太陽電池ストリング１の出力が太陽電池パネル２への汚れの付着や天候悪化の影響で低下している場合に、診断結果に誤りが生じる可能性がある。 If the configuration in which the output current of the solar cell string 1 is detected by one current sensor is taken into consideration, a comparison with the output of the current sensor in another solar cell string 1 is necessary in order to make a diagnosis. However, in this case, when the output of the solar cell string 1 to be compared is lowered due to the adhesion of dirt to the solar cell panel 2 or the influence of weather deterioration, an error may occur in the diagnosis result.

本実施形態のように２つの電流センサ５３，５４を用いて電流を検出する構成であれば、共通の１つの太陽電池ストリング１における両電流センサ５３，５４が互いに比較の対象となるので、他の太陽電池ストリング１の出力低下などの影響を受けることなく、適正な診断結果を得ることができる。 If the current is detected using two current sensors 53 and 54 as in this embodiment, both current sensors 53 and 54 in one common solar cell string 1 are to be compared with each other. Thus, an appropriate diagnosis result can be obtained without being affected by a decrease in the output of the solar cell string 1.

［地絡］
各ストリングモニタ１３のマイクロコンピュータ１２０は、図６に示すように、交流差動増幅回路８０，９０，１００の出力電圧がそれぞれ設定値Ｖｂ付近である場合は出力ラインＬ１，Ｌ２に地絡が発生していないと判定し、交流差動増幅回路８０，９０，１００の出力電圧のいずれかが設定値Ｖｂより高い値に瞬時的に大きく上昇した場合は出力ラインＬ１，Ｌ２のどこかに地絡が発生したと判定する。 [Ground fault]
As shown in FIG. 6, the microcomputer 120 of each string monitor 13 generates a ground fault in the output lines L1 and L2 when the output voltages of the AC differential amplifier circuits 80, 90, and 100 are near the set value Vb, respectively. If any of the output voltages of the AC differential amplifier circuits 80, 90, 100 increases instantaneously to a value higher than the set value Vb, a ground fault occurs somewhere on the output lines L1, L2. Is determined to have occurred.

電流センサ５３，５５による地絡検出、電流トランス５１による地絡検出、および電流トランス５２による地絡検出という合計３つの地絡検出を行うので、出力ラインＬ１，Ｌ２の地絡を広範囲にわたって捕らえることができる。 Since a total of three ground faults are detected: ground fault detection by the current sensors 53 and 55, ground fault detection by the current transformer 51, and ground fault detection by the current transformer 52, the ground faults of the output lines L1 and L2 can be captured over a wide range. Can do.

［電圧検出］
各ストリングモニタ１３の電圧検出回路１１０は、抵抗１１１，１１２の直列回路をアッテネータとして用い、例えば１０００Ｖの直流電圧をマイクロコンピュータ１２０のＡ／Ｄ変換出力５Ｖに対応させている。とくに、抵抗１１２から負側出力ラインＬ２にかけての接続ラインにダイオード１１４を順方向に挿入接続していることにより、マイクロコンピュータ１２０およびデータバス１５の信号ライン１５ｇが接続されたグラウンドラインGndが負側出力ラインＬ２から電気的に浮いた状態にある。 [Voltage detection]
The voltage detection circuit 110 of each string monitor 13 uses a series circuit of resistors 111 and 112 as an attenuator, and for example, a DC voltage of 1000 V is made to correspond to the A / D conversion output 5 V of the microcomputer 120. In particular, by connecting the diode 114 in the forward direction to the connection line from the resistor 112 to the negative output line L2, the ground line Gnd to which the microcomputer 120 and the signal line 15g of the data bus 15 are connected is connected to the negative side. It is in an electrically floating state from the output line L2.

太陽電池ストリング１の出力ラインＬ１，Ｌ２は、多数の複数の伝送線路の連結によって形成されている。大規模な太陽光発電向けストリングモニタシステムでは出力ラインＬ１，Ｌ２が長い距離にわたって敷設されるので、使用される伝送線路および連結部材も多くなる。このため、地震による衝撃あるいは連結部材の緩みにより、出力ラインＬ１，Ｌ２のどこかで断線が生じる可能性がある。 The output lines L1 and L2 of the solar cell string 1 are formed by connecting a plurality of transmission lines. In a large-scale string monitor system for photovoltaic power generation, the output lines L1 and L2 are laid for a long distance, so that the number of transmission lines and connecting members used is also increased. For this reason, there is a possibility that disconnection may occur somewhere in the output lines L1 and L2 due to an impact caused by an earthquake or loosening of the connecting member.

正側出力ラインＬ１が断線した場合はパワーコンディショナ２０への電力供給が止まるだけであるが、負側出力ラインＬ２が断線した場合は注意が必要である。 When the positive output line L1 is disconnected, the power supply to the power conditioner 20 only stops, but caution is required when the negative output line L2 is disconnected.

例えば、図８に示すように、１段目の太陽電池ストリング１の負側出力ラインＬ２における図示×印の個所に接続器具の緩みなどによる断線が生じた場合、パワーコンディショナ２０から１段目の太陽電池ストリング１の負側出力ラインＬ２を通って太陽電池ストリング１に戻ろうとする電流が、行き場がないため２段目の太陽電池ストリング１の負側出力ラインＬ２に流れ込む。 For example, as shown in FIG. 8, when a disconnection due to loosening of a connecting device or the like occurs in the portion indicated by an x in the negative output line L <b> 2 of the first-stage solar cell string 1, the first stage from the power conditioner 20. The current to return to the solar cell string 1 through the negative output line L2 of the solar cell string 1 flows into the negative output line L2 of the second-stage solar cell string 1 because there is no place to go.

仮に、電圧検出回路１１０にダイオード１１４がない場合を考慮すると、電圧検出回路１１０の出力電圧をマイクロコンピュータ１２０に取込むべく、図９に示すように負側出力ラインＬ２がグラウンドラインGndに接続される。このような構成において、上記のように断線により行き場がなくなった電流が２段目の太陽電池ストリング１の負側出力ラインＬ２に流れ込むと、流れ込んだ電流はその２段目の太陽電池ストリング１の負側出力ラインＬ２からグラウンドラインGndを介してデータバス１５のグラウンド用の信号ライン１５ｇに流れ込んでしまう。データバス１５の信号ライン１５ｇは流れ込む電流に耐えられるだけの電流容量を有していないため、結果として信号ライン１５ｇが発熱し焼損することがある。こうなると、ストリングモニタ１３と通信マスタユニット１４との間のデータ送信が不能となる。 Assuming that the diode 114 is not provided in the voltage detection circuit 110, the negative output line L2 is connected to the ground line Gnd as shown in FIG. 9 in order to capture the output voltage of the voltage detection circuit 110 into the microcomputer 120. The In such a configuration, when the current that has lost its place due to disconnection flows into the negative output line L2 of the second-stage solar cell string 1 as described above, the current that has flown into the second-stage solar cell string 1 The negative output line L2 flows into the ground signal line 15g of the data bus 15 via the ground line Gnd. Since the signal line 15g of the data bus 15 does not have a current capacity enough to withstand the flowing current, the signal line 15g may generate heat and burn out. As a result, data transmission between the string monitor 13 and the communication master unit 14 becomes impossible.

本実施形態のように、電圧検出回路１１０にダイオード１１４があってグラウンドラインGndが負側出力ラインＬ２から電気的に浮いた状態にあれば、負側出力ラインＬ２からグラウンドラインGndへの電流の流れ込みを阻止することができる。これにより、データバス１５の信号ライン１５ｇの発熱および焼損を防ぐことができる。 If the voltage detection circuit 110 includes the diode 114 and the ground line Gnd is electrically floating from the negative output line L2, as in the present embodiment, the current from the negative output line L2 to the ground line Gnd Inflow can be prevented. Thereby, heat generation and burning of the signal line 15g of the data bus 15 can be prevented.

［報知］
各ストリングモニタ１３は、電流値の検出結果、過電流の検出結果、逆流の検出結果、自己診断の診断結果、地絡の検出結果、電圧値の検出結果などをデータバス１５を通じて通信マスタユニット１４に報知する。 [Notification]
Each string monitor 13 transmits a current value detection result, an overcurrent detection result, a backflow detection result, a self-diagnosis diagnosis result, a ground fault detection result, a voltage value detection result, and the like through the data bus 15 to the communication master unit 14. To inform.

通信マスタユニット１４は、各ストリングモニタ１３の報知を受けてその報知内容をパワーコンディショナ２０の通信マスタユニット２３に転送する。通信マスタユニット２３は、通信マスタユニット１４から受けたデータを外部の監視ユニット４０に転送する。 The communication master unit 14 receives the notification of each string monitor 13 and transfers the notification content to the communication master unit 23 of the power conditioner 20. The communication master unit 23 transfers the data received from the communication master unit 14 to the external monitoring unit 40.

また、各ストリングモニタ１３は、電流値の検出結果を、発光ダイオード１２３のオン，オフ動作（点滅動作）によって報知する。具体的には、電流値が小さいほどオン，オフデューティを小さくして発光ダイオード１２３の点灯期間を短くし、電流値が大きいほどオン，オフデューティを大きくして発光ダイオード１２３の点灯期間を長くする。 Each string monitor 13 notifies the detection result of the current value by the on / off operation (flashing operation) of the light emitting diode 123. Specifically, as the current value is smaller, the ON / OFF duty is decreased to shorten the lighting period of the light emitting diode 123, and as the current value is increased, the ON / OFF duty is increased to increase the lighting period of the light emitting diode 123. .

保守点検時など、現場の作業員は、発光ダイオード１２３の点灯期間の長さから、電流の値を大よそではあるが把握することができる。 From the length of the lighting period of the light emitting diode 123, a worker at the site, such as during maintenance inspection, can grasp the value of the current, though roughly.

さらに、各ストリングモニタ１３は、電流値の検出結果、過電流の検出結果、逆流の検出結果、自己診断の診断結果、地絡の検出結果、電圧値の検出結果などに異常がある場合、その異常の旨を発光ダイオード１２２のオン（発光）によって報知する。異常の内容に応じて発光ダイオード１２２のオン，オフデューティを変化させてもよい。 Furthermore, each string monitor 13 has an abnormality in the current value detection result, overcurrent detection result, backflow detection result, self-diagnosis diagnosis result, ground fault detection result, voltage value detection result, etc. Abnormality is notified by turning on (emitting) the light emitting diode 122. The on / off duty of the light emitting diode 122 may be changed according to the content of the abnormality.

なお、発光ダイオード１２２，１２３の発光色を互いに異ならせてもよい。発光ダイオード１２２，１２３の発光色が互いに異なれば、異常報知と電流値報知の区別が容易となる。 Note that the light emission colors of the light emitting diodes 122 and 123 may be different from each other. If the light emitting colors of the light emitting diodes 122 and 123 are different from each other, it is easy to distinguish between abnormality notification and current value notification.

［太陽電池ストリング１の増減］
太陽電池ストリング１が増設された場合、その増加数に対応する個数の新たな安全回路１１、開閉器１２、ストリングモニタ１３が接続箱１０において追加的に配線接続されるとともに、追加されたストリングモニタ１３のマイクロコンピュータ１２０がデータ通信用のデータバス１５に接続される。 [Increase or decrease in solar cell string 1]
When the number of solar cell strings 1 is increased, a number of new safety circuits 11, switches 12, and string monitors 13 corresponding to the increased number are additionally wired in the connection box 10, and the added string monitors are added. Thirteen microcomputers 120 are connected to the data bus 15 for data communication.

太陽電池ストリング１が減らされた場合には、減らされた太陽電池ストリング１に対応する安全回路１１、開閉器１２、ストリングモニタ１３が除去される。 When the solar cell string 1 is reduced, the safety circuit 11, the switch 12, and the string monitor 13 corresponding to the reduced solar cell string 1 are removed.

ストリングモニタ１３を太陽電池ストリング１の増加または減少に合せて１個ずつ適宜に配置または除去できるので、従来のように複数の接続端子および検出手段を固定的に持つストリングモニタを採用する場合のように無駄なコスト上昇を生じることなく、複数の太陽電池ストリング１の状態を的確に監視することができる。 Since the string monitors 13 can be appropriately arranged or removed one by one in accordance with the increase or decrease of the solar cell string 1, as in the case of adopting a string monitor having a plurality of connection terminals and detection means as in the prior art. In addition, the state of the plurality of solar cell strings 1 can be accurately monitored without causing unnecessary cost increase.

このようなストリングモニタ１３の追加に伴う新たな接続やストリングモニタ１３の除去に伴う切離があっても、データバス１５として２線式双方向のシリアルバスいわゆるＩ²Ｃ（登録商標）を用いているので、たとえ当該システムが動作中であっても、その追加接続や切離が他の接続中のストリングモニタ１３など他の機器に影響を与えることはない。つまり、当該システムを不要に停止することなく、監視を継続することができる。ひいては、監視システムとしての高い信頼性を確保することができる。 Even if there is a new connection associated with the addition of the string monitor 13 or a disconnection associated with the removal of the string monitor 13, a two-wire bidirectional serial bus, so-called I ² C (registered trademark) is used as the data bus 15. Therefore, even if the system is in operation, the additional connection or disconnection does not affect other devices such as the string monitor 13 that is connected. That is, monitoring can be continued without unnecessarily stopping the system. As a result, high reliability as a monitoring system can be secured.

［変形例］
上記実施形態では、正側出力ラインＬ１に配置した電流センサ（第１電流センサ）５３の出力を差動増幅回路７０の入力抵抗７１ａ側に入力する構成としたが、負側出力ラインＬ２に配置した電流センサ（第３電流センサ）５５の出力を第１電流センサ５３の出力に代えて差動増幅回路７０の入力抵抗７１ａ側に入力する構成としてもよい。 [Modification]
In the above embodiment, the output of the current sensor (first current sensor) 53 disposed on the positive output line L1 is input to the input resistor 71a side of the differential amplifier circuit 70, but is disposed on the negative output line L2. The output of the current sensor (third current sensor) 55 may be input to the input resistor 71 a side of the differential amplifier circuit 70 instead of the output of the first current sensor 53.

このように、電流センサ５５を第１電流センサである電流センサ５３として兼用することにより、電流センサ５３を不要にしてコストの低減を図ることができる。負側の電流を検知する電流センサ５５は、正側の電流を検知する電流センサ５３の比べ、耐圧性能が低くてすむ。この点でも、コストの低減に貢献できる。 Thus, by using the current sensor 55 as the current sensor 53 that is the first current sensor, the current sensor 53 is not required, and the cost can be reduced. The current sensor 55 that detects the negative current has lower withstand voltage performance than the current sensor 53 that detects the positive current. This can also contribute to cost reduction.

上記実施形態では、電流センサ５３，５４，５５としてホール素子を用いたが、同様の機能を有するものであれば他の素子を用いてもよい。 In the above embodiment, Hall elements are used as the current sensors 53, 54, 55, but other elements may be used as long as they have the same function.

接続箱１０に設ける通信マスタユニット１４とパワーコンディショナ２０に設ける通信マスタユニット２３との間のデータ通信については、信号ライン２４によるデータ通信に限らず、無線によるデータ通信を行う構成としてもよい。 Data communication between the communication master unit 14 provided in the connection box 10 and the communication master unit 23 provided in the power conditioner 20 is not limited to data communication using the signal line 24 but may be configured to perform wireless data communication.

パワーコンディショナ２０の通信マスタユニット２３と外部の監視ユニット４０との間のデータ通信については、信号ライン２５によるデータ通信に限らず、ネットワークや無線によるデータ通信を行う構成としてもよい。 Data communication between the communication master unit 23 of the power conditioner 20 and the external monitoring unit 40 is not limited to data communication using the signal line 25, and may be configured to perform data communication via a network or wirelessly.

パワーコンディショナ２０では蓄電ユニット２１の電圧をそのままインバータ２２で交流電圧に変換する構成としたが、蓄電ユニット２１の電圧を昇圧回路で昇圧してからインバータ２２で交流電圧に変換する構成としてもよい。 In the power conditioner 20, the voltage of the power storage unit 21 is directly converted to an AC voltage by the inverter 22. However, the voltage of the power storage unit 21 may be boosted by the booster circuit and then converted to the AC voltage by the inverter 22. .

その他、上記実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 In addition, the said embodiment and modification are shown as an example and are not intending limiting the range of invention. The novel embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, rewrites, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. In these embodiments and modifications, the scope of the invention is included in the gist, and is included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１…太陽電池ストリング、２…太陽電池パネル、Ｌ１…正側出力ライン、Ｌ２…負側出力ライン、１１…安全回路、１２…開閉器、１３…ストリングモニタ、１４…通信マスタユニット、１５…データバス、１５ａ…シリアルデータライン、１５ｂ…シリアルクロックデータライン、１５ｇ…信号ライン、２０…パワーコンディショナ、２１…蓄電ユニット、２２…インバータ、２３…通信マスタユニット、２４，２５…データ通信用の信号ライン、３０…負荷、４０…監視ユニット、５１，５２…電流トランス、５３…電流センサ（第１電流センサ）、５４…電流センサ（第２電流センサ）、５５…電流センサ（第１・第３電流センサ）、７０…差動増幅回路、７１ａ…入力抵抗（第１入力抵抗）、７１ｂ…入力抵抗（第２入力抵抗）、７２…演算増幅器、７４…オフセット電源、Gnd…グラウンドライン、８０…交流差動増幅回路、８２ａ，８２ｂ…入力コンデンサ、８３ａ，８３ｂ…入力抵抗、８４…演算増幅器、８６…オフセット電源、９０…交流差動増幅回路、９２ａ，９２ｂ…入力コンデンサ、９３ａ，９３ｂ…入力抵抗、９４…演算増幅器、９６…オフセット電源、１００…交流差動増幅回路、１０２ａ，１０２ｂ…入力コンデンサ、１０３ａ，１０３ｂ…入力抵抗、１０４…演算増幅器、１０６…オフセット電源、１１０…電圧検出回路、１１１…抵抗（第１抵抗）、１１２…抵抗（第２抵抗）、１１３…ボルテージフォロワ、１１４…ダイオード、１２０…マイクロコンピュータ、１２１…ＣＰＵ、１２２，１２３…発光ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solar cell string, 2 ... Solar cell panel, L1 ... Positive side output line, L2 ... Negative side output line, 11 ... Safety circuit, 12 ... Switch, 13 ... String monitor, 14 ... Communication master unit, 15 ... Data Bus, 15a ... Serial data line, 15b ... Serial clock data line, 15g ... Signal line, 20 ... Power conditioner, 21 ... Power storage unit, 22 ... Inverter, 23 ... Communication master unit, 24, 25 ... Signal for data communication Line 30, load 40, monitoring unit 51, 52 current transformer, 53 current sensor (first current sensor) 54 current sensor (second current sensor) 55 current sensor (first and third) Current sensor), 70... Differential amplifier circuit, 71 a... Input resistance (first input resistance), 71 b... Input resistance (second input resistance), 7 ... Operational amplifier, 74 ... Offset power supply, Gnd ... Ground line, 80 ... AC differential amplifier circuit, 82a, 82b ... Input capacitor, 83a, 83b ... Input resistance, 84 ... Operational amplifier, 86 ... Offset power supply, 90 ... AC difference Dynamic amplifier circuit, 92a, 92b ... input capacitor, 93a, 93b ... input resistance, 94 ... operational amplifier, 96 ... offset power supply, 100 ... AC differential amplifier circuit, 102a, 102b ... input capacitor, 103a, 103b ... input resistance, DESCRIPTION OF SYMBOLS 104 ... Operational amplifier, 106 ... Offset power supply, 110 ... Voltage detection circuit, 111 ... Resistance (1st resistance), 112 ... Resistance (2nd resistance), 113 ... Voltage follower, 114 ... Diode, 120 ... Microcomputer, 121 ... CPU, 122, 123 ... Light emitting diode

Claims

In a solar power generation system provided with a plurality of solar cell strings formed by connecting a plurality of solar cell panels in series,
A string monitor that monitors the state of each of the solar cell strings and informs the monitoring results, respectively,
Connection of the string monitor with the addition of the string monitor and disconnection of the string monitor with the removal of the string monitor are free without affecting other devices, and
A string monitor system for photovoltaic power generation, comprising:

The string monitor notifies the monitoring result to an external device via the data bus, and notifies the monitoring result at an arrangement position of the string monitor.
The string monitor system for photovoltaic power generation according to claim 1.

The string monitor
A first current sensor that outputs a voltage that changes in level according to the value of the current flowing through the positive output line of the solar cell string;
A second current sensor that outputs a voltage whose level changes in a direction opposite to the output voltage of the first current sensor according to the value of the current flowing through the negative output line of the solar cell string;
A differential amplifier circuit that outputs a voltage at a level corresponding to a difference between an output voltage of the first current sensor and an output voltage of the second current sensor;
Current detection means for detecting the output current value and backflow of the solar cell string from the output voltage of the differential amplifier circuit;
including,
The string monitor system for photovoltaic power generation according to claim 1.

The string monitor
A first current sensor that outputs a voltage that changes in level according to the value of the current flowing through the negative output line of the solar cell string;
A second current sensor that outputs a voltage whose level changes in a direction opposite to the output voltage of the first current sensor according to the value of the current flowing through the negative output line of the solar cell string;
A differential amplifier circuit that outputs a voltage at a level corresponding to a difference between an output voltage of the first current sensor and an output voltage of the second current sensor;
Current detection means for detecting the output current value and backflow of the solar cell string from the output voltage of the differential amplifier circuit;
including,
The string monitor system for photovoltaic power generation according to claim 1.

A first N-type MOSFET having a drain-source inserted and connected to the positive output line of the solar cell string;
A second N-type MOSFET having a source and drain inserted and connected to a position downstream of the first N-type MOSFET in the positive output line of the solar cell string;
When the output current value detected by the current detection means is less than a predetermined value and the output current detected by the current detection means is not a reverse flow, the first N-type MOSFET and the second N-type MOSFET are turned on, and the current The first N-type MOSFET is turned off when the value of the output current detected by the detection means is an overcurrent greater than or equal to a predetermined value, and the second N-type when the output current detected by the current detection means is a reverse flow. Control means for turning off the MOSFET;
The string monitor system for photovoltaic power generation according to claim 3 or 4, further comprising:

The differential amplifier circuit includes an operational amplifier, first and second input resistors connected to an inverting input terminal and a non-inverting input terminal of the operational amplifier, an offset power source that applies an offset voltage to the non-inverting input terminal of the operational amplifier, A feedback resistor connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier is output, and a voltage having a level corresponding to the difference between the output voltage of the first current sensor and the output voltage of the second current sensor is output. To
The string monitor system for photovoltaic power generation according to claim 3 or 4, characterized by the above.

The string monitor
Diagnostic means for self-diagnosing whether the first current sensor and the second current sensor are normal by comparing the output voltage of the first current sensor and the output voltage of the second current sensor;
Further including
The string monitor system for photovoltaic power generation according to claim 3 or 4, characterized by the above.

The string monitor
A series circuit of a first resistor and a second resistor connected between a positive output line and a negative output line of the solar cell string, and provided in a forward direction from the second resistor in the series circuit to the negative output line. And a voltage detection unit that outputs an output voltage having a level corresponding to a voltage value between the positive output line and the negative output line, and an operational amplifier that amplifies a voltage generated in the second resistor. circuit,
Further including
The string monitor system for photovoltaic power generation according to claim 3 or 4, characterized by the above.

The string monitor
A third current sensor that outputs a voltage whose level changes in the same direction as the output voltage of the first current sensor according to the value of the current flowing through the negative output line of the solar cell string;
An AC differential amplifier circuit for amplifying a difference between an output voltage of the first current sensor and an output voltage of the third current sensor;
A ground fault detection means for detecting a ground fault of the output line of the solar cell string from an output of the AC differential amplifier circuit;
Further including
The string monitor system for photovoltaic power generation according to claim 3 or 4, characterized by the above.

The string monitor
A current transformer provided in the output line of the solar cell string;
An AC differential amplifier circuit that amplifies the voltage generated in the current transformer;
A ground fault detection means for detecting a ground fault of the output line of the solar cell string from an output of the AC differential amplifier circuit;
Further including
The string monitor system for photovoltaic power generation according to claim 3 or 4, characterized by the above.