低圧電気 PV発電 Solution
380V/220V分散型太陽光電気システム全体—DC側保護から系統連系検収まで、保護・配電・計量・雷保護・監視・系統安全を網羅。
全システム低圧PV電気アーキテクチャ
住宅屋根および産業・商業分散型PV—AC 400V低圧系統連系、GB/T 19964、GB/T 16895.32、NB/T 32014に準拠。
DC側システム
PVモジュール → インバータ
PVモジュール → PV専用DCケーブル → 知的コンバイナ箱 → DC遮断器／断路器 → インバータDC入力。
- DC遮断器必須 — AC switches strictly prohibited (continuous DC arc risk)
- DC1000V／DC1500V PV専用部品を選定
- ケーブル：PV1-F PV専用、耐候性・巻き防止、±分離
知的コンバイナ箱
住宅（小規模）： No combiner box — modules direct to micro/string inverter.
産業・商業（マルチストリング）： 4/8/12/16-way intelligent combiner box.
- DCヒューズ ＋ DC断路器 ＋ DC SPD（II種）
- ストリング電流取得 ＋ 温湿度監視
- 大規模案件：AFCI DCアーク放電保護（防火）
AC側と系統連系システム
インバータAC出力保護
各ストリングインバータのAC出口：塑壳／小型遮断器 ＋ 残留電流保護（RCD）。インバータ内部故障とAC漏電を隔離—単一インバータ故障の全体への影響を防止。
低圧PV系統連系盤
盤：屋外ステンレスSMC／屋内GGD／MNS。標準構成：
- 系統連系遮断器（4P）に過電流・短絡保護
- 断路器（可視断点）
- アイソレーション防止装置（必須、動作 ≤ 2s）
- AC II種SPD ＋ 双方向スマートメータ（0.5S級）
- 温湿度コントローラ ＋ ヒーター（結露防止）
オプション： Anti-backflow controller, power quality module, remote comms (Modbus/4G).
運転モード
- 自己消費 ＋ 余剰系統連系 (preferred for I&C)
- 全系統連系
- 自己発電、逆潮流防止 (no grid export)
完全保護方式
DC側保護
- 過電流：DCヒューズ
- 母線短絡：DC遮断器
- 雷：DC SPD（II種）
- 上級：AFCI DCアーク放電（I&C屋根に推奨）
- 等電位接地：架台およびコンバイナ箱外壳
AC側保護
- アイソレーション防止 (mandatory) — quick disconnect on grid loss
- 過電圧・低電圧および過周波数・低周波数（二重冗長）
- 短絡・過負荷：系統連系遮断器
- 漏電：感電保護用AC／A型RCD
- サージ：インバータ端子および系統盤のAC SPD
逆潮流防止保護
余剰売电が禁止の場合：逆潮流防止コントローラが系統電流をリアルタイム監視。逆電力検知時にインバータ出力を遮断されるまで低下させる。
雷保護・接地システム
階層保護：I種（オプション、PVアレイ） → DC II種（コンバイナ） → AC II種（系統盤）。
- 接地：<100kW → ≤10Ω；≥100kW → ≤4Ω
- 全盤と架台をPV主接地網に統合
- 接地幹線：≥50mm² 銅導体
計量とスマート運用保全
計量方式
自己消費 ＋ 余剰： Bidirectional smart meter at boundary point (forward purchase + reverse sale). Optional inverter-side meter for internal stats.
全系統連系： Unidirectional meter for total PV generation. Transformer: 0.5S grade, independent secondary circuit per DL/T448.
監視ソリューション
基本： Inverter local display + mobile app for generation & fault alarms.
I&C集中： Gateway collects inverter & grid cabinet data → cloud platform. Remote alarm, generation stats, fault location, power quality analysis. Large parks can connect to existing SCADA.
住宅簡易方式（≤10kW）
PVモジュール → ストリングインバータ（単相） → AC遮断器 → PV系統ボックス（4P空開閉器 ＋ SPD ＋ 双方向メータ） → 住宅分電盤。
単相接入は一般的に≤8 kW；超過時 → 3相380Vへ切替え。
設計リスク禁止線
❌ PV DC回路にAC遮断器を絶対に使わないこと
❌ 系統点の絶縁断点とアイソレーション防止装置を決して省略しないこと
❌ SPD故障警報は必ず対応させる—なければ雷雨時に見失う
❌ 複数の散在接地点は統一等電位を形成すること
❌ 遮断器の選択協調—故障が上位遮断を動作させてはならない
❌ 沿岸地域：C5耐食グレード、屋外盤IP54+を選定
能動的検知・調整と系統最適化
現代の低圧電気システムは「受動的保護」から「能動的検知と調整」へ進化—PV発電と市街地系統の安全・安定・調和ある共存。
核心系統連系保護と絶縁
PV専用系統連系スイッチ
失圧トリップ（系統停電時の自動遮断、逆電力防止）。電圧検出投入（系統復旧時の自動投入）。短絡・過負荷保護統合—「第一防衛線」。
アイソレーション防止保護装置
系統電圧・周波数のリアルタイム監視。異常検知（停電、V/f限界超え）時に即座にPV―系統接続を遮断—保守要員の安全を脅かす「島」運転を防止。
スマートPV遮断器
新世代「電磁分離、モジュール設計」—保護機能が一次機器から分離。対応 ホットプラグ：故障モジュールを停電なく数分で交換、保守中の発電損失を最小化。
知的「4能力」調整
可視・計測可能
スマートIoTメータ ＋ PV連携モジュールが電圧・電流・電力・発電データをリアルタイム収集。クラウドまたは系統主局へ送り全体発電の可視化—「見えない・制御できない」問題を解決。
調整可能・制御可能
柔軟制御： Grid/user system sends commands to PV inverter — real-time output adjustment based on grid capacity. Proactively reduces output during peak generation & grid congestion.
硬性制御： Emergency open/close via smart circuit breakers for extreme cases.
電力品質総合管理
PV系統連系低圧盤
保護＋計量を統合した連系ハブ。オプション アクティブフィルタ（APF） to control harmonic distortion within national standards (e.g. 5%), purifying the grid environment.
動的無効電力補償（SVG）
電圧変動時：SVGが動的かつ迅速に無効電力を調整し系統電圧を安定化—特に日射急変時に効果的。
PV専用電圧調整器
過剰発電による変電所周辺の「昼過ぎ電圧上昇」を解決。リアルタイムで動的に電圧調整し連系電圧を基準内（例：<243V）に抑え、インバータの過電圧トリップ・停止を防止。
蓄電連系と系統最適化
低圧連系蓄電
PV系統連系の低圧側に蓄電を接続。PVピーク／低料金時に充電 → 使用ピーク／高料金時に放電。系統負荷を軽減、ピークシフト差分で収益向上：ピークシフト差分.
AC/DCハイブリッドマイクログリッド
遠隔または弱系統地域向けの革新的AC/DCハイブリッド構造。PVのDC電力は逆変換なしでDCラインから蓄電またはDC負荷へ給電。変換損失を低減、長距離供給による低電圧・PV消費問題を解決。
