太陽光発電DC接地故障に対する高精度絶縁監視駆動型インテリジェント故障ライン選択方法
High-Precision Insulation Monitoring-Driven Intelligent Fault Line Selection Method for Photovoltaic DC Grounding Faults
本論文は、太陽光発電(PV)発電所のDCシステムにおける絶縁故障を、インバーターの全シャットダウンと手動検査による低効率・低精度の故障分岐局在化に代わる、高精度絶縁監視とインテリジェント故障ライン選択を組み合わせた統合ソリューションを提案する。従来のブリッジ法の不適定測定方程式の数学的本質を分析し、二重チャネル異質分散ノイズモデルを確立し、正負極対地電圧の合計がバス電圧に等しいという物理的制約を利用して、不良設定逆問題を等式制約付き最適推定問題に変換し、制約付き最小二乗法による解析解を導出する。協調監視戦略として「バランスブリッジ監視をまず行い、次に不平衡ブリッジ高精度測定を行う」を提案する。PVシステムが短期間の分岐遮断を許容する運用特性を活用した、逐次分岐スイッチングに基づく自動故障ライン選択・隔離アルゴリズムを設計し、漏洩電流センサーなしで故障分岐の自動識別・隔離、および非故障分岐の自動復旧を可能にする。実験結果は、単極絶縁抵抗が22 kΩと低い厳しい故障条件下でも、提案手法が誤差を5%以内に抑え、提案ライン選択戦略が最大2回のスイッチングで全ての故障分岐の識別・隔離を完了できることを示している。
- 太陽光発電のDCシステムにおける絶縁故障を、インバーター全シャットダウンなしで自動検出・隔離・復旧する手法を提案。漏洩電流センサーなしで故障分岐を最大2回のスイッチングで識別・隔離可能。
- 単極絶縁抵抗22kΩという低抵抗の厳しい故障条件下でも測定誤差を5%以内に抑える高精度測定を実証。
太陽光発電所の運用効率・保守コストに直結するDC絶縁故障検出技術の提案であり、PV発電所のダウンタイム削減と保守自動化の観点で実務価値が高い。ただしアカデミックな手法提案であり、商用化や市場投入の発表ではないため、投資判断への直接的なインパクトは限定的。