DE112018007008T5

DE112018007008T5 - Überwachungsvorrichtung und Bestimmungsverfahren

Info

Publication number: DE112018007008T5
Application number: DE112018007008.5T
Authority: DE
Inventors: Kotaro Tanimura; Mayu Kondou; Hiroyuki Ikegami; Takefumi Shimoguchi
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-11-05
Also published as: WO2019150777A1; JP7226338B2; JPWO2019150777A1

Abstract

Vorgesehen ist eine Überwachungsvorrichtung, die in einem Photovoltaiksystem verwendet wird, in dem eine Ausgangsleitung von einer Stromerzeugungseinheit einschließlich eines Solarpanels elektrisch mit einer Stromumwandlungsvorrichtung verbunden ist. Die Überwachungsvorrichtung umfasst: eine Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis eines Stroms der Stromerzeugungseinheit zu erfassen; und eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, einen Betriebszustand der Stromumwandlungsvorrichtung auf der Grundlage des Messergebnisses zu bestimmen und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie auf der Grundlage des bestimmten Betriebszustands und des Messergebnisses zu bestimmen.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung und ein Bestimmungsverfahren.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 2. Februar 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-16842 , deren gesamter Inhalt hier durch Verweis aufgenommen wird.
STAND DER TECHNIK
Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2012-205078 (PATENTLITERATUR 1) offenbart ein Überwachungssystem für die photovoltaische Stromerzeugung wie unten angegeben. Das heißt, das Überwachungssystem für die photovoltaische Stromerzeugung ist für ein photovoltaisches System, in dem die Ausgänge von einer Vielzahl von Solarpaneelen integriert und an eine Stromumwandlungsvorrichtung übertragen werden, und das Überwachungssystem für die photovoltaische Stromerzeugung überwacht den Stromerzeugungszustand der Solarpaneele. Das photovoltaische Stromerzeugungsüberwachungssystem enthält: eine Überwachungsvorrichtung, die an einer Stelle vorgesehen ist, an der elektrische Ausgangspfade von der Vielzahl von Solarpaneelen integriert sind, wobei die Überwachungsvorrichtung konfiguriert ist, eine Stromerzeugungsmenge jedes Solarpaneels zu messen; eine Kommunikationsvorrichtung niedrigerer Ordnung, die mit der Überwachungsvorrichtung verbunden ist und eine Funktion zum Übertragen von Messdaten bezüglich der von der Überwachungsvorrichtung gemessenen Stromerzeugungsmenge hat; eine Kommunikationsvorrichtung höherer Ordnung, die eine Funktion zum Empfangen der von der Kommunikationsvorrichtung niedrigerer Ordnung übertragenen Messdaten hat; und eine Verwaltungsvorrichtung, die eine Funktion zum Sammeln der Messdaten für jedes Solarpaneel über die Kommunikationsvorrichtung höherer Ordnung hat. Die Verwaltungsvorrichtung bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie auf der Grundlage einer Differenz in den Stromerzeugungsmengen zum gleichen Zeitpunkt der Solarpaneele, oder sie bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie auf der Grundlage eines größten Wertes oder eines integrierten Wertes der Stromerzeugungsmenge in einer vorgegebenen Periode für jedes Solarpaneel.
ZITIERLISTE
[PATENTLITERATUR]
PATENTLITERATUR 1: Offene japanische Patentveröffentlichung Nr. 2012-205078
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
(1) Eine Überwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird in einem photovoltaischen System verwendet, in dem eine Ausgangsleitung von einer Stromerzeugungseinheit, die ein Solarpanel enthält, elektrisch mit einer Stromumwandlungsvorrichtung verbunden ist. Die Überwachungsvorrichtung enthält: eine Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis eines Stroms der Stromerzeugungseinheit zu erfassen; und eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, einen Betriebszustand der Stromumwandlungsvorrichtung auf der Grundlage des Messergebnisses zu bestimmen und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie auf der Grundlage des bestimmten Betriebszustands und des Messergebnisses zu bestimmen.
(7) Ein Bestimmungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung wird in einer Überwachungsvorrichtung durchgeführt, die in einem photovoltaischen System verwendet wird, in dem eine Ausgangsleitung von einer Stromerzeugungseinheit, die ein Solarpanel enthält, elektrisch mit einer Stromumwandlungsvorrichtung verbunden ist. Das Bestimmungsverfahren enthält die folgenden Schritte: Erfassen eines Messergebnisses eines Stroms der Stromerzeugungseinheit; Bestimmen eines Betriebszustands der Stromumwandlungsvorrichtung auf der Grundlage des Messergebnisses; und Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Anomalie auf der Grundlage des bestimmten Betriebszustands und des Messergebnisses.
Ein Modus der vorliegenden Offenbarung kann nicht nur als eine Überwachungsvorrichtung realisiert werden, die eine solche charakteristische Verarbeitungseinheit enthält, sondern auch als ein Programm, das einen Computer veranlasst, einen solchen charakteristischen Prozess auszuführen. Ein Modus der vorliegenden Offenbarung kann als eine integrierte Halbleiterschaltung realisiert werden, die einen Teil oder die Gesamtheit der Überwachungsvorrichtung realisiert, und kann als ein System realisiert werden, das die Überwachungsvorrichtung enthält.
Figurenliste

1 zeigt eine Konfiguration einer Photovoltaikanlage nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt eine Konfiguration einer PCS-Einheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt eine Konfiguration einer Stromsammeleinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 zeigt eine Konfiguration einer Solarzelleneinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
5 zeigt eine Konfiguration eines Systems zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6 zeigt eine Konfiguration einer Überwachungsvorrichtung im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7 zeigt ein Beispiel für normale Strangstromdaten im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
8 zeigt ein Beispiel für einen Zustand, in dem eine Ausgangsleitung von einer Stromerzeugungseinheit zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen ist, im photovoltaischen System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
9 zeigt ein Beispiel von Strangstromdaten in der Ausgangsleitung, die zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen ist, im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
10 zeigt einen Zustand, in dem ein Kurzschlussausfall einer Sperrdiode im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufgetreten ist.
11 zeigt ein Beispiel für Strangstromdaten einer Stromerzeugungseinheit, die der Sperrdiode mit dem Kurzschlussausfall entsprechen, im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
12 zeigt ein weiteres Beispiel für einen Zustand, in dem eine Ausgangsleitung einer Stromerzeugungseinheit zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen ist, im photovoltaischen System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
13 zeigt ein weiteres Beispiel von Strangstromdaten in der Ausgangsleitung, die zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen ist, im System zur Bestimmung des Stromerzeugungszustands gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
14 zeigt eine Beziehung zwischen einem Ausgangsstrom und einer Ausgangsspannung einer Stromerzeugungseinheit im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsverfahren beschreibt, nach dem die Überwachungsvorrichtung eine Anomaliebestimmung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchführt.
16 ist ein Flussdiagramm, das ein Operationsverfahren beschreibt, nach dem die Überwachungsvorrichtung eine Anomaliebestimmung durchführt, während sich ein PCS in seinem gestoppten Zustand befindet, entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
17 ist ein Flussdiagramm, das ein Operationsverfahren beschreibt, bei dem die Überwachungsvorrichtung eine Anomaliebestimmung durchführt, während sich das PCS in seinem Betriebszustand befindet, entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den letzten Jahren wurden Technologien zur Überwachung eines Photovoltaiksystems und zur Bestimmung einer Anomalie entwickelt.
[Probleme, die durch die vorliegende Offenbarung gelöst werden sollen]
Über die in PATENTLITERATUR 1 beschriebene Technologie hinaus gibt es eine Nachfrage nach einer Technologie, die die Bestimmung von Anomalien in einem Photovoltaiksystem verbessern kann.
Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um das oben genannte Problem zu lösen. Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Überwachungsvorrichtung und ein Bestimmungsverfahren zur Verfügung zu stellen, das die Bestimmung von Anomalien in einem Photovoltaiksystem verbessern kann.
[Auswirkungen der vorliegenden Offenbarung]
Nach der vorliegenden Offenbarung kann die Bestimmung von Anomalien in einem Photovoltaiksystem verbessert werden.
[Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung]
Zunächst wird der Inhalt von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufgelistet und beschrieben.
(1) Eine Überwachungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird in einem photovoltaischen System verwendet, in dem eine Ausgangsleitung von einer Stromerzeugungseinheit, die ein Solarpanel enthält, elektrisch mit einer Stromumwandlungsvorrichtung verbunden ist. Die Überwachungsvorrichtung enthält: eine Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis eines Stroms der Stromerzeugungseinheit zu erfassen; und eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, einen Betriebszustand der Stromumwandlungsvorrichtung auf der Grundlage des Messergebnisses zu bestimmen und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie auf der Grundlage des bestimmten Betriebszustands und des Messergebnisses zu bestimmen.
Bei dieser Konfiguration wird der Betriebszustand der Stromumwandlungsvorrichtung anhand des Messergebnisses des Stroms der Stromerzeugungseinheit bestimmt, und die Bestimmung von Anomalien kann anhand des Messergebnisses des Stroms der Stromerzeugungseinheit und auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Photovoltaikanlage zufriedenstellend bestimmt werden. Daher kann die Bestimmung von Anomalien in der Photovoltaikanlage verbessert werden.
(2) Vorzugsweise stellt die Bestimmungseinheit fest, dass sich die Stromumwandlungsvorrichtung in einem angehaltenen Zustand befindet, und bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie auf der Grundlage des Messergebnisses, das erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung im angehaltenen Zustand befindet.
Wie oben beschrieben, wird die Konzentration auf das Messergebnis des Stroms der Stromerzeugungseinheit, das erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung im angehaltenen Zustand befindet, auf der Grundlage des Messergebnisses des Ausgangsstroms der Stromerzeugungseinheit bestimmt, wodurch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Photovoltaikanlage zufriedenstellend bestimmt werden kann.
(3) Vorzugsweise wird eine Überwachungsvorrichtung, die zur Messung eines Stroms der Stromerzeugungseinheit konfiguriert ist, zwischen die Stromerzeugungseinheit und die Stromumwandlungsvorrichtung geschaltet. Die Bestimmungseinheit bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Messeinheit und der Stromumwandlungsvorrichtung, basierend auf dem Messergebnis, das einen Ausgangsstrom der Stromerzeugungseinheit anzeigt.
Mit dieser Konfiguration kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie im Stromkreis zwischen der Überwachungsvorrichtung und der Stromumwandlungsvorrichtung zufriedenstellend bestimmt werden, indem das Messergebnis des Ausgangsstroms der Stromerzeugungseinheit verwendet wird.
(4) In der Photovoltaikanlage werden vorzugsweise die Ausgangsleitungen von einer Vielzahl von Stromerzeugungseinheiten in eine Integrationseinheit integriert und elektrisch mit der Stromumwandlungsvorrichtung verbunden. Eine Sperrdiode wird zwischen die Integrationseinheit und jede von einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten geschaltet. Eine Messeinheit, die konfiguriert ist, um einen Strom einer entsprechenden Stromerzeugungseinheit zu messen, ist zwischen einer entsprechenden Sperrdiode und jeder der einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten angeschlossen. Die Bestimmungseinheit bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Sperrdiode auf der Grundlage des Messergebnisses, das einen Rückwärtsstrom zu jeder der einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten anzeigt.
Mit dieser Konfiguration kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Sperrdiode zufriedenstellend bestimmt werden, indem das Messergebnis des Rückwärtsstroms zur Stromerzeugungseinheit verwendet wird.
(5) Vorzugsweise wird eine Überwachungsvorrichtung, die zur Messung eines Stroms der Stromerzeugungseinheit konfiguriert ist, zwischen die Stromerzeugungseinheit und die Stromumwandlungsvorrichtung geschaltet. Die Bestimmungseinheit bestimmt, dass sich die Stromumwandlungsvorrichtung in einem Betriebszustand befindet, und bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Stromerzeugungseinheit und der Messeinheit auf der Grundlage des Messergebnisses, das einen Ausgangsstrom der Stromerzeugungseinheit anzeigt und erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung im Betriebszustand befindet.
Wie oben beschrieben, wird die Fokussierung auf das Messergebnis des Stroms der Stromerzeugungseinheit, das erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung im Betriebszustand befindet, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie anhand des Messergebnisses des Ausgangsstroms der Stromerzeugungseinheit bestimmt. Auf diese Weise kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie im Stromkreis zwischen der Stromerzeugungseinheit und der Messeinheit zufriedenstellend bestimmt werden.
(6) In der Photovoltaikanlage werden vorzugsweise die Ausgangsleitungen von einer Vielzahl von Stromerzeugungseinheiten in eine Integrationseinheit integriert und elektrisch mit der Stromumwandlungsvorrichtung verbunden. Eine Überwachungsvorrichtung, die konfiguriert ist, den Strom einer entsprechenden Stromerzeugungseinheit zu messen, wird zwischen der Stromumwandlungsvorrichtung und jeder von einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten angeschlossen. Die Bestimmungseinheit bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Messeinheit und der Integrationseinheit auf der Grundlage des Messergebnisses, das einen Ausgangsstrom von jeder der einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten anzeigt und erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung im Betriebszustand befindet.
Wie oben beschrieben, wird die Fokussierung auf das Messergebnis des Stroms der Stromerzeugungseinheit, das erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung im Betriebszustand befindet, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie durch Verwendung des Messergebnisses des Ausgangsstroms jeder Stromerzeugungseinheit bestimmt. Auf diese Weise kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Schaltung zwischen der Messeinheit und der Integrationseinheit zufriedenstellend bestimmt werden.
(7) Ein Bestimmungsverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird in einer Überwachungsvorrichtung durchgeführt, die in einem photovoltaischen System verwendet wird, in dem eine Ausgangsleitung von einer Stromerzeugungseinheit, die ein Solarpanel enthält, elektrisch mit einer Stromumwandlungsvorrichtung verbunden ist. Das Bestimmungsverfahren enthält die folgenden Schritte: Erfassen eines Messergebnisses eines Stroms der Stromerzeugungseinheit; Bestimmen eines Betriebszustands der Stromumwandlungsvorrichtung auf der Grundlage des Messergebnisses; und Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Anomalie auf der Grundlage des bestimmten Betriebszustands und des Messergebnisses.
Bei dieser Konfiguration wird der Betriebszustand der Stromumwandlungsvorrichtung anhand des Messergebnisses des Stroms der Stromerzeugungseinheit bestimmt, und die Bestimmung von Anomalien kann anhand des Messergebnisses des Stroms der Stromerzeugungseinheit und auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Photovoltaikanlage zufriedenstellend bestimmt werden. Daher kann die Bestimmung von Anomalien in der Photovoltaikanlage verbessert werden.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden die gleichen oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibungen werden nicht wiederholt. Zumindest einige Teile der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.
[Konfiguration der Photovoltaikanlage]
1 zeigt eine Konfiguration einer Photovoltaikanlage nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Unter Bezugnahme auf 1 enthält ein Photovoltaiksystem 401 vier PCS-Einheiten (engl. Power Conditioning Subsystem) 80 und eine Kabine 6. Die Kabine 6 enthält eine Kupferschiene 73.
1 zeigt einen repräsentativen Fall, in dem vier PCS-Einheiten 80 bereitgestellt werden, aber eine größere oder kleinere Anzahl von PCS-Einheiten 80 kann bereitgestellt werden.
2 zeigt eine Konfiguration der PCS-Einheit entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Unter Bezugnahme auf 2 enthält die PCS-Einheit 80 vier Stromsammeleinheiten 60 und eine PCS (Power Conversion Device) 8. Die PCS-Einheit 8 enthält eine Kupferschiene 7 und eine Stromumwandlungseinheit 9.
2 zeigt einen repräsentativen Fall, in dem vier Stromsammeleinheiten 60 bereitgestellt werden, aber eine größere oder kleinere Anzahl von Stromsammeleinheiten 60 kann bereitgestellt werden.
3 zeigt eine Konfiguration der Stromsammeleinheit entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Unter Bezugnahme auf 3 enthält die Stromsammeleinheit 60 vier Solarzelleneinheiten 74 und einen Stromsammelkasten 71. Der Stromsammelkasten 71 hat eine Kupferschiene 72.
3 zeigt einen repräsentativen Fall, in dem vier Solarzelleneinheiten 74 vorgesehen sind, aber eine mehr oder weniger große Anzahl von Solarzelleneinheiten 74 vorgesehen werden kann.
4 zeigt eine Konfiguration der Solarzelleneinheit entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Unter Bezugnahme auf 4 enthält die Solarzelleneinheit 74 vier Stromerzeugungseinheiten 78A, 78B, 78C, 78D und einen Anschlusskasten76. Jede Stromerzeugungseinheit 78 enthält Solarpaneele 79. Der Anschlusskasten 76 hat eine Kupferstange 77. Im Folgenden wird jede der Stromerzeugungseinheiten 78A, 78B, 78C, 78D auch als Stromerzeugungseinheit 78 bezeichnet.
4 zeigt einen repräsentativen Fall, in dem vier Stromerzeugungseinheiten 78 bereitgestellt werden, aber eine mehr oder weniger große Anzahl von Stromerzeugungseinheiten 78 bereitgestellt werden kann.
In diesem Beispiel ist jede Stromerzeugungseinheit 78 eine Reihe, in der vier Solarpaneele 79 in Reihe geschaltet sind.
4 zeigt einen repräsentativen Fall, in dem vier Solarpaneele 79 vorgesehen sind, aber eine mehr oder weniger große Anzahl von Solarpaneelen zur Verfügung gestellt werden kann.
In der Photovoltaikanlage 401 sind die Ausgangsleitungen der Vielzahl der Stromerzeugungseinheiten 78 und die Integrationsleitungen, d.h. die Stromleitungen, elektrisch mit dem Schrank 6 verbunden.
Genauer gesagt, eine Ausgangsleitung 1 jeder Stromerzeugungseinheit 78 hat ein erstes Ende, das mit der Stromerzeugungseinheit 78 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit der Kupferschiene 77 verbunden ist. Die jeweiligen Ausgangsleitungen 1 werden über die Kupferschiene 77 in eine Integrationsleitung 5 integriert. Die Kupferschiene 77 befindet sich z.B. in dem Anschlusskasten 76.
Beim Empfang von Sonnenlicht wandelt die Stromerzeugungseinheit 78 die Strom des empfangenen Sonnenlichts in Gleichstromleistung um und gibt die durch die Umwandlung erhaltene Gleichstromleistung an die Ausgangsleitung 1 aus.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 hat jede Integrationsleitung 5 ein erstes Ende, das mit der Kupferschiene 77 in der entsprechenden Solarzelleneinheit 74 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit der Kupferschiene 72 verbunden ist. Die jeweiligen Integrationsleitungen 5 werden über die Kupferschiene 72 in eine Integrationsleitung 2 integriert. Die Kupferschiene 72 befindet sich z.B. in dem Stromsammelkasten 71.
In Bezug auf 1 bis 4 werden in der Photovoltaikanlage 401 die jeweiligen Ausgangsleitungen 1 aus der Vielzahl der Stromerzeugungseinheiten 78 wie oben beschrieben in eine Integrationsleitung 5 integriert, die Integrationsleitungen 5 in eine Integrationsleitung 2, die Integrationsleitungen 2 in eine Integrationsleitung 4 und die Integrationsleitungen 4 elektrisch mit der Kabine 6 verbunden.
Genauer gesagt, jede Integrationsleitung 2 hat ein erstes Ende, das mit der Kupferschiene 72 in der entsprechenden Stromsammeleinheit 60 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit der Kupferschiene 7 verbunden ist. Im PCS 8 hat eine interne Leitung 3 ein erstes Ende, das mit der Kupferschiene 7 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit der Stromumwandlungseinheit 9 verbunden ist.
Beim PCS 8 z.B., wenn die Stromumwandlungseinheit 9 über die Ausgangsleitung 1, die Kupferschiene 77, die Integrationsleitung 5, die Kupferschiene 72, die Integrationsleitung 2, die Kupferschiene 7 und die interne Leitung 3 eine an jeder Stromerzeugungseinheit 78 erzeugte Gleichstromleistung erhalten hat, wandelt die Stromumwandlungseinheit 9 die empfangene Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung um und gibt die Wechselstromleistung an die Integrationsleitung 4 aus.
Jede Integrationsleitung 4 hat ein erstes Ende, das mit der Stromumwandlungseinheit 9 und ein zweites Ende, das mit der Kupferschiene 73 verbunden ist.
In der Kabine 6 wird die Wechselstromleistung, die von der Stromumwandlungseinheit 9 in jedem PCS 8 an eine entsprechende Integrationsleitung 4 abgegeben wird, über die Kupferschiene 73 an das System abgegeben.
[Konfiguration des Systems zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung 301]
5 zeigt eine Konfiguration eines Systems zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Unter Bezugnahme auf 5 ist das Photovoltaiksystem 401 mit einem System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung 301 ausgestattet. Das System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung 301 enthält eine Verwaltungsvorrichtung 101, eine Vielzahl von Überwachungsvorrichtungen 111 und eine Erfassungsvorrichtung 151.
5 zeigt einen repräsentativen Fall, in dem vier Überwachungsvorrichtungen 111 so vorgesehen sind, dass sie einer Stromsammeleinheit 60 entsprechen, aber eine größere oder kleinere Anzahl von Überwachungsvorrichtungen 111 vorgesehen werden kann. Das System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung 301 ist mit einer einzigen Stromsammelvorrichtung 151 versehen, kann aber mit einer Vielzahl von Stromsammelvorrichtungen 151 versehen werden.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung 301 werden Informationen eines Sensors in jeder Überwachungsvorrichtung 111, die als Slave-Vorrichtung dient, periodisch oder nicht periodisch an die Sammelvorrichtung 151 übertragen.
Die Überwachungsvorrichtung 111 ist z.B. in einer Stromsammeleinheit 60 vorgesehen. Genauer gesagt sind vier Überwachungsvorrichtungen 111 vorgesehen, so dass sie jeweils vier Solarzelleneinheiten 74 entsprechen. Jede Überwachungsvorrichtung 111 ist elektrisch z.B. mit entsprechenden Ausgangsleitungen 1 und einer Integrationsleitung 5 verbunden.
Die Überwachungsvorrichtung 111 misst mit Hilfe eines Sensors den Strom jeder Ausgangsleitung 1 in einer entsprechenden Solarzelleneinheit 74. Zusätzlich misst die Überwachungsvorrichtung 111 mittels eines Sensors eine Spannung jeder Ausgangsleitung 1 in der entsprechenden Solarzelleneinheit 74.
Die Sammelvorrichtung 151 sammelt die Messergebnisse der jeweiligen Überwachungsvorrichtungen 111. Die Sammelvorrichtung 151 wird z.B. in der Nähe des PCS 8 zur Verfügung gestellt. Genauer gesagt ist die Sammelvorrichtung 151 so vorgesehen, dass sie dem PCS 8 entspricht und über eine Signalleitung 46 mit der Kupferschiene 7 elektrisch verbunden ist.
Jede Überwachungsvorrichtung 111 und die Sammelvorrichtung 151 senden/empfangen Informationen miteinander, indem sie über die Integrationsleitungen 2, 5 eine Powerline-Kommunikation (PLC) durchführen.
Genauer gesagt überträgt jede Überwachungsvorrichtung 111 Überwachungsinformationen, die Messergebnisse eines Stroms und einer Spannung einer entsprechenden Ausgangsleitung sowie ein Ergebnis der Bestimmung einer Anomalie anzeigen.
Die Sammelvorrichtung 151 kann Informationen über die Integrationsleitungen 2, 5 senden/empfangen. Konkret führt z.B. die Sammelvorrichtung 151 über die Signalleitung 46 und die Integrationsleitungen 2, 5 die Powerline-Kommunikation mit den Überwachungsvorrichtungen 111 durch und empfängt die Überwachungsinformationen von den Überwachungsvorrichtungen 111.
Die Sammelvorrichtung 151 sendet/empfängt Informationen mit einer anderen Vorrichtung, wie z.B. der Verwaltungsvorrichtung 101, über ein Netzwerk.
[Konfiguration der Überwachungsvorrichtung 111]
6 zeigt eine Konfiguration der Überwachungsvorrichtung im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 6 zeigt das Innere des Anschlusskasten 76 im Detail.
Unter Bezugnahme auf 6 enthält der Anschlusskasten 76 eine Integrationseinheit 91, die Schalter 93A, 93B, 93C, 93D, die Sperrdioden 94A, 94B, 94C, 94D, die Ausgangsleitungen 1, die Integrationsleitung 5 und die Kupferschiene 77.
Im Folgenden wird jeder der Schalter 93A, 93B, 93C, 93D auch als Schalter 93 und jede der Sperrdioden 94A, 94B, 94C, 94D auch als Sperrdiode 94 bezeichnet.
Jede Ausgangsleitung 1 enthält die positivseitigen Ausgangsleitungen 1pa, 1pb, 1pc und die negativseitigen Ausgangsleitungen 1na, 1nb.
Die Integrationsleitung 5 enthält eine Integrationsleitung 5p auf der positiven Seite und eine Integrationsleitung 5n auf der negativen Seite. Die Integrationseinheit 91 enthält die Kupferschiene 77 und integriert die Ausgangsleitungen 1 aus der Vielzahl der Stromerzeugungseinheiten 78. Die Kupferschiene 77 enthält eine Kupferschiene 77p auf der positiven Seite und eine Kupferschiene 77n auf der negativen Seite.
Obwohl nicht abgebildet, enthält die Kupferschiene 72 in dem in 3 gezeigten Stromsammelkasten 71 eine Kupferleiste 72p auf der positiven Seite und eine Kupferschiene 72n auf der negativen Seite, so dass sie jeweils der Integrationsleitung 5p auf der positiven Seite und der Integrationsleitung 5n auf der negativen Seite entspricht.
Jede Sperrdiode 94 ist zwischen die entsprechende Stromerzeugungseinheit 78 und die Integrationseinheit 91 geschaltet.
Genauer gesagt hat die positive Ausgangsleitung 1pa ein erstes Ende, das mit der entsprechenden Stromerzeugungseinheit 78 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit dem entsprechenden Schalter 93 verbunden ist. Die positivseitige Ausgangsleitung 1pb hat ein erstes Ende, das mit dem entsprechenden Schalter 93 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit einer Anode der entsprechenden Sperrdiode 94 verbunden ist. Die positivseitige Ausgangsleitung 1pc hat ein erstes Ende, das mit einer Kathode der entsprechenden Sperrdiode 94 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit der entsprechenden positivseitigen Kupferleiste 77p verbunden ist.
Die negativseitige Ausgangsleitung 1na hat ein erstes Ende, das mit der entsprechenden Stromerzeugungseinheit 78 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit dem entsprechenden Schalter 93 verbunden ist. Die negativseitige Ausgangsleitung 1nb hat ein erstes Ende, das mit dem entsprechenden Schalter 93 verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit der entsprechenden negativseitigen Kupferschiene 77n verbunden ist.
Die positivseitige Integrationsleitung 5p enthält ein erstes Ende, das mit der positivseitigen Kupferschiene 77p verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit der positivseitigen Kupferschiene 72p in dem Stromsammelkasten 71 verbunden ist. Die Integrationsleitung 5n auf der negativen Seite hat ein erstes Ende, das mit der Kupferleiste 77n auf der negativen Seite verbunden ist, und ein zweites Ende, das mit der Kupferleiste 72n auf der negativen Seite im Stromsammelkasten 71 verbunden ist.
Die Überwachungsvorrichtung 111 enthält eine Erfassungseinheit 11, eine Kommunikationseinheit 14, eine Bestimmungseinheit 15, einen Spannungssensor 17, eine Speichereinheit 18 und eine Überwachungsvorrichtung 19. Die Messeinheit 19 enthält vier Stromsensoren 16. Die Überwachungsvorrichtung 111 kann entsprechend der Anzahl der Ausgangsleitungen 1 eine größere oder kleinere Anzahl von Stromsensoren 16 enthalten.
Die Überwachungsvorrichtung 111 ist z.B. in der Nähe der Stromerzeugungseinheit 78 vorgesehen. Konkret ist z.B. die Überwachungsvorrichtung 111 im Inneren des mit der Kupferschiene 77 versehenen Anschlusskasten 76 vorgesehen, an dem die zu messenden Ausgangsleitungen 1 angeschlossen sind. Die Überwachungsvorrichtung 111 kann außerhalb des Anschlusskastens 76 vorgesehen werden.
Beispielsweise ist die Überwachungsvorrichtung 111 elektrisch mit der positivseitigen Integrationsleitung 5p und der negativseitigen Integrationsleitung 5n über eine positivseitige Stromversorgungsleitung 26p bzw. eine negativseitige Stromversorgungsleitung 26n verbunden. Im Folgenden wird sowohl die positivseitige Stromversorgungsleitung 26p als auch die negativseitige Stromversorgungsleitung 26n auch als Stromversorgungsleitung 26 bezeichnet.
Die Erfassungseinheit 11 erfasst ein Messergebnis eines Stromes jeder Stromerzeugungseinheit 78. Genauer gesagt erfasst die Erfassungseinheit 11 ein Messergebnis eines Stroms in jeder Ausgangsleitung 1, der von dem entsprechenden Stromsensor 16 gemessen wird.
Konkret ist z.B. jeder Stromsensor 16 eine Hallelement-Stromsonde. Der Stromsensor 16 wird zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und dem PCS 8 angeschlossen. Unter Verwendung von Strom, der von einer Stromversorgungsschaltung (nicht abgebildet) der Überwachungsvorrichtung 111 empfangen wird, misst der Stromsensor 16 in jeder vorgegebenen Periode einen Strom, der durch die entsprechende positivseitige Ausgangsleitung 1p fließt, und gibt ein Signal, das das Messergebnis anzeigt, an die Erfassungseinheit 11 aus. Der Stromsensor 16 kann einen Strom messen, der durch die entsprechende Ausgangsleitung In auf der negativen Seite fließt.
Der Spannungssensor 17 misst z.B. in jeder vorgegebenen Periode eine Spannung jeder Ausgangsleitung 1. Genauer gesagt misst der Spannungssensor 17 eine Spannung zwischen der positivseitigen Kupferschiene 77p und der negativseitigen Kupferschiene 77n und gibt ein Signal, das das Messergebnis anzeigt, an die Erfassungseinheit 11 aus.
Die Erfassungseinheit 11 speichert in der Speichereinheit 18 die Messergebnisse, die in den von den Stromsensoren 16 und dem Spannungssensor 17 empfangenen Signalen enthalten sind, die entsprechenden IDs der Stromsensoren 16 (nachfolgend auch als „Stromsensor-IDs“ bezeichnet) und die ID des Spannungssensors 17 (nachfolgend auch als „Spannungssensor-ID“ bezeichnet).
Die Bestimmungseinheit 15 bestimmt den Betriebszustand des PCS 8 auf der Grundlage der Messergebnisse der Stromerzeugungseinheiten 78 und stellt auf der Grundlage des ermittelten Betriebszustands und der Messergebnisse der Stromerzeugungseinheiten 78 fest, ob eine Anomalie vorliegt oder nicht.
Beispielsweise stellt die Bestimmungseinheit 15 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie fest, basierend auf den Messergebnissen der Ströme der Stromerzeugungseinheiten 78, die erfasst werden, wenn sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet.
[Anomaliebestimmung 1]
Die Bestimmungseinheit 15 bestimmt z.B. das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Messeinheit 19 und dem PCS 8, basierend auf den Messergebnissen, die die Ausgangsströme der Stromerzeugungseinheiten 78 angeben.
Konkret erfasst z.B. die Bestimmungseinheit 15 täglich das Messergebnis jedes Stromsensors 16 mit der gleichen Stromsensor-ID aus der Speichereinheit 18 und erzeugt Strangstromdaten, in denen die erfassten Messergebnisse in Zeitreihen angeordnet sind.
7 zeigt ein Beispiel für normale Strangstromdaten im System zur Bestimmung des Stromerzeugungszustands gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In 7 stellt die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse das Messergebnis des Stromsensors 16, d.h. den Stromwert, dar.
Unter Bezugnahme auf 7 fließt in der Ausgangsleitung 1 erst zum Zeitpunkt t1 ein Strom, von der Zeit t1 bis zur Zeit t2 am Abend fließt ein Strom entsprechend der im entsprechenden Stromerzeugungsblock 78 erzeugten Leistung, und nach der Zeit t2 fließt kein Strom.
Der PCS 8 wird mit Strom betrieben, der z.B. von den Stromerzeugungseinheiten 78 erzeugt wird. Die Überwachungsvorrichtung 111 stellt anhand der Messergebnisse, die in den von den Stromsensoren 16 und dem Spannungssensor 17 empfangenen Signalen enthalten sind, fest, ob sich der PCS 8 in einem Betriebszustand oder in einem gestoppten Zustand befindet.
Genauer gesagt, wenn die vom Spannungssensor 17 gemessene Spannung ausreicht, um den PCS 8 zu betreiben, und die Gesamtsumme der durch die elektrisch mit dem PCS 8 verbundenen Ausgangsleitungen 1 fließenden Ströme, die von den Stromsensoren 16 gemessen werden, ausreicht, um den PCS 8 zu betreiben, stellt die Bestimmungseinheit 15 in der Überwachungsvorrichtung 111 fest, dass sich der PCS 8 im Betriebszustand befindet.
Konkret erfasst z.B. die Bestimmungseinheit 15 täglich die Messergebnisse der Stromsensoren 16 und des Spannungssensors 17 aus der Speichereinheit 18 und ordnet jedes erfasste Messergebnis in Zeitreihen an.
Dann bestimmt die Bestimmungseinheit 15 den Betriebszustand des PCS 8, basierend auf den Messergebnissen der Stromerzeugungseinheiten 78.
Konkret stellt die Bestimmungseinheit 15 auf der Grundlage der in Zeitreihen angeordneten Messergebnisse fest, dass sich der PCS 8 in einer Zeitspanne, in der die Spannung gleich oder größer als ein vorgegebener Wert und der Strom gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, im Betriebszustand befindet, während die Bestimmungseinheit 15 feststellt, dass sich der PCS 8 in einer anderen Zeitspanne als der vorgenannten Zeitspanne im gestoppten Zustand befindet.
Im Beispiel von 7 bestimmt die Bestimmungseinheit 15, dass sich der PCS 8 in einem Zeitraum von der Zeit t1 bis zur Zeit t2 im Betriebszustand befindet.
Der PCS 8 setzt die Stromumwandlung bis zum Zeitpunkt t1 am Morgen aus, weil von den Stromerzeugungseinheiten 78 keine Leistung geliefert wird, die den Betrieb des PCS 8 ermöglicht.
Zu diesem Zeitpunkt hat der PCS 8 eine hohe Impedanz, so dass durch die mit dem PCS 8 elektrisch verbundenen Ausgangsleitungen 1 kein Strom fließt.
Von der Zeit t1 morgens bis zur Zeit t2 abends wird von den Stromerzeugungseinheiten 78 Strom geliefert, der den Betrieb des PCS 8 ermöglicht, und daher fließen Ströme durch die Ausgangsleitungen 1.
Nach der Zeit t2 am Abend setzt der PCS 8 die Stromumwandlung aus, weil von den Stromerzeugungseinheiten 78 keine Leistung geliefert wird, die den Betrieb des PCS 8 ermöglicht.
Zu diesem Zeitpunkt hat der PCS 8 eine hohe Impedanz, so dass durch die mit dem PCS 8 elektrisch verbundenen Ausgangsleitungen 1 kein Strom fließt.
8 zeigt ein Beispiel für einen Zustand, in dem eine Ausgangsleitung einer Stromerzeugungseinheit zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen ist, und zwar in der Photovoltaikanlage gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezogen auf 8, z.B. wenn sich der PCS 8 morgens vor dem Zeitpunkt t1 oder abends nach dem Zeitpunkt t2 im gestoppten Zustand befindet, fließt, wenn die positivseitige Ausgangsleitung 1pb und die negativseitige Ausgangsleitung 1nb zwischen dem Stromsensor 16 und dem PCS 8 kurzgeschlossen sind, ein Strom 11 durch die Ausgangsleitung 1.
9 zeigt ein Beispiel für Strangstromdaten in der Ausgangsleitung, die zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen sind, im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In 9 stellt die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse das Messergebnis des Stromsensors 16, d.h. den Stromwert, dar.
Unter Bezugnahme auf 9 ist ein Diagramm D 1 identisch mit dem in 7 gezeigten Diagramm und stellt ein Beispiel für normale Strangstromdaten dar. In der Zwischenzeit zeigt ein Diagramm D2 ein Beispiel für Strangstromdaten in der Ausgangsleitung, die zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen sind.
In der Grafik D2 kann ein Strom, der durch die Ausgangsleitung 1 fließt, vor dem Zeitpunkt t1 und nach dem Zeitpunkt t2 bestätigt werden.
Wenn z.B. vor dem Zeitpunkt t1 und nach dem Zeitpunkt t2, wenn sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet und der Strom, der durch die Ausgangsleitung 1 fließt, gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, stellt die Bestimmungseinheit 15 fest, dass der Stromkreis zwischen dem PCS 8 und der Messeinheit 19 einschließlich des Stromsensors 16 eine Anomalie aufweist.
Das heißt, die Bestimmungseinheit 15 kann einen Kurzschluss zwischen positiven und negativen Elektroden, zwischen der Messeinheit 19 und dem PCS 8 erkennen.
Die Bestimmungseinheit 15 gibt an die Kommunikationseinheit 14 Überwachungsinformationen aus, in denen das Bestimmungsergebnis, das die Anomalie im Stromkreis zwischen der Messeinheit 19 und dem PCS 8 anzeigt, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 einander zugeordnet sind.
Die Kommunikationseinheit 14 kann über die Integrationsleitungen mit dem Sammelvorrichtung 151, das die Messergebnisse einer Vielzahl von Überwachungsvorrichtungen 111 sammelt, über die Stromleitung kommunizieren. Genauer gesagt, kann die Kommunikationseinheit 14 Informationen über die Integrationsleitungen 2, 5 senden/empfangen. Genauer gesagt führt die Kommunikationseinheit 14 über die Stromversorgungsleitungen 26 und die Integrationsleitungen 2, 5 eine Powerline-Kommunikation mit der Sammelvorrichtung 151 durch.
Die Kommunikationseinheit 14 überträgt die von der Bestimmungseinheit 15 erhaltenen Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151.
[Anomaliebestimmung 2]
Die Bestimmungseinheit 15 stellt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einer Sperrdiode fest, und zwar auf der Grundlage eines Messergebnisses, das z.B. einen Rückwärtsstrom zu jeder Stromerzeugungseinheit 78 anzeigt, der erfasst wird, wenn sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet.
10 zeigt einen Zustand, in dem ein Kurzschlussfehler einer Sperrdiode im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufgetreten ist.
Bezogen auf 10 fließen z.B. dann, wenn ein Kurzschlussfehler in der Sperrdiode 94A aufgetreten ist und eine Ausgangsspannung der mit der ausgefallenen Sperrdiode 94 elektrisch verbundenen Stromerzeugungseinheit 78A aufgrund von Schatten, Verschmutzung, Parallellichtbogen, Erdschluss, Anfangsfehler o.ä. abgesenkt wird, die Ausgangsströme 12 der übrigen drei Stromerzeugungseinheiten 78B, 78C, 78D in die Stromerzeugungseinheit 78A.
11 zeigt ein Beispiel für Strangstromdaten der Stromerzeugungseinheit, die der Sperrdiode mit dem Kurzschlussfehler entsprechen, im System zur Bestimmung des Stromerzeugungszustands gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In 11 stellt die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse das Messergebnis des Stromsensors 16, d.h. den Stromwert, dar.
Unter Bezugnahme auf 11 zeigt ein Diagramm D3 die Strangstromdaten des Stromerzeugungsblocks 78B, der ein normaler Stromerzeugungsblock 78 ist, und ein Diagramm D4 die Strangstromdaten des Stromerzeugungsblocks 78A, die der Sperrdiode mit dem Kurzschlussfehler entsprechen.
Wenn z.B. die der Stromerzeugungseinheit 78A entsprechende Sperrdiode 94A aufgrund eines Kurzschlusses o.ä. ausgefallen ist und die Spannung der Stromerzeugungseinheit 78A abgesenkt wird, misst der der Stromerzeugungseinheit 78B entsprechende Stromsensor 16 einen Ausgangsstrom der Stromerzeugungseinheit 78B, während sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet, d.h. vor der Zeit t1 und nach der Zeit t2.
Außerdem misst der Stromsensor 16, der der Stromerzeugungseinheit 78A entspricht, vor dem Zeitpunkt t1 und nach dem Zeitpunkt t2 einen negativen Stromwert, d.h. einen Rückwärtsstrom zur Stromerzeugungseinheit 78A.
Wenn z.B. ein Sperrstrom durch eine Ausgangsleitung 1 fließt, während sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet, stellt die Bestimmungseinheit 15 fest, dass eine dieser Ausgangsleitung 1 entsprechende Sperrdiode 94 eine Anomalie aufweist.
Das heißt, die Bestimmungseinheit 15 kann einen Kurzschlussausfall der Sperrdiode 94 erkennen.
Die Bestimmungseinheit 15 gibt an die Kommunikationseinheit 14 Überwachungsinformationen aus, in denen das Bestimmungsergebnis, das die Anomalie in der Sperrdiode 94 anzeigt, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 einander zugeordnet sind.
Die Kommunikationseinheit 14 überträgt die von der Bestimmungseinheit 15 erhaltenen Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151.
[Anomaliebestimmung 3]
Die Bestimmungseinheit 15 bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen jeder Stromerzeugungseinheit 78 und der Messeinheit 19, basierend auf einem Messergebnis, das einen Ausgangsstrom der Stromerzeugungseinheit 78 anzeigt, der erfasst wird, wenn sich die PCS 8 im Betriebszustand befindet.
12 zeigt ein weiteres Beispiel für einen Zustand, in dem eine Ausgangsleitung einer Stromerzeugungseinheit zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen ist, in der Photovoltaikanlage gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezogen auf 12 wird z.B. bei einem Kurzschluss der positivseitigen Ausgangsleitung 1pb und der negativseitigen Ausgangsleitung 1nb zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und der Messeinheit 19 im Betriebszustand des PCS 8 ein Strom, der von der positivseitigen Ausgangsleitung 1pa zur positivseitigen Ausgangsleitung 1pb fließt, in einen durch den kurzgeschlossenen Teil fließenden Strom 13a und einen in die Integrationseinheit 91 fließenden Strom I3b verzweigt. Der Strom I3b ist wesentlich kleiner als der Strom 13a.
13 zeigt ein weiteres Beispiel für Strangstromdaten in einer Ausgangsleitung, die zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen ist, im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In 13 stellt die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse das Messergebnis des Stromsensors 16, d.h. den Stromwert, dar.
Unter Bezugnahme auf 13 wird, wie aus dem Diagramm D5 ersichtlich, ein durch die Ausgangsleitung 1 fließender Strom zum Zeitpunkt t3 an und nach dem Zeitpunkt t3 reduziert, weil die Ausgangsleitung zum Zeitpunkt t3 zwischen positiver und negativer Elektrode kurzgeschlossen wurde.
Wenn z.B. der durch die Ausgangsleitung 1 u.ä. fließende Strom zumindest in einem Teil eines Zeitraums von der Zeit t1 bis zur Zeit t2, in der sich der PCS 8 im Betriebszustand befindet, kleiner als ein vorgegebener Wert ist, stellt die Bestimmungseinheit 15 fest, dass der Stromkreis zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und der Messeinheit 19 eine Anomalie aufweist.
Das heißt, die Bestimmungseinheit 15 kann einen Kurzschluss zwischen positiven und negativen Elektroden, zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und der Messeinheit 19 erkennen.
Die Bestimmungseinheit 15 gibt an die Kommunikationseinheit 14 Überwachungsinformationen aus, in denen das Bestimmungsergebnis, das die Anomalie im Stromkreis zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und der Messeinheit 19 anzeigt, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 einander zugeordnet sind.
Die Kommunikationseinheit 14 überträgt die von der Bestimmungseinheit 15 erhaltenen Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151.
[Anomaliebestimmung 4]
Die Bestimmungseinheit 15 stellt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Messeinheit 19 und der Integrationseinheit 91 fest, z. B. auf der Grundlage eines Messergebnisses, das einen Ausgangsstrom von jeder Stromerzeugungseinheit 78 anzeigt, während sich die PCS 8 im Betriebszustand befindet.
Rückblickend auf 9, wie aus dem Diagramm D1 und dem Diagramm D2 ersichtlich, wird in dem Zeitraum von der Zeit t1 bis zur Zeit t2, in der sich der PCS 8 im Betriebszustand befindet, der Strom, der durch die zwischen positiver und negativer Elektrode kurzgeschlossene Ausgangsleitung 1 fließt, größer als der Strom, der durch die normale Ausgangsleitung 1 fließt.
14 zeigt eine Beziehung zwischen einem Ausgangsstrom und einer Ausgangsspannung einer Stromerzeugungseinheit im System zur Bestimmung des Stromerzeugungszustands gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In 14 stellt die horizontale Achse die Spannung und die vertikale Achse den Strom dar.
Unter Bezugnahme auf 14 werden in einer Stromerzeugungseinheit 78 ein Strom und eine Spannung durch Maximum Power Point Tracking (MPPT, Nachführung der maximalen Leistung) so gesteuert, dass die erzeugte Leistung maximiert wird.
In 14 ist die erzeugte Leistung an einem Punkt pm maximal. Am Punkt pm sind die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom der Stromerzeugungseinheit 78 Vpm bzw. Ipm.
In der Stromerzeugungseinheit 78, in der z.B. positive und negative Elektroden kurzgeschlossen sind, wird die Ausgangsspannung auf Vsc reduziert. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ausgangsstrom, bei dem die erzeugte Leistung maximal ist, Isc, der größer als Ipm ist. Wie aus dem Diagramm D1 und dem Diagramm D2 in 9 hervorgeht, ist daher der Strom, der durch die Ausgangsleitung 1 fließt, die zwischen positiven und negativen Elektroden kurzgeschlossen ist, größer als der Strom, der durch die normale Ausgangsleitung 1 fließt.
Beispielsweise vergleicht die Bestimmungseinheit 15 die Ströme, die durch die jeweiligen Ausgangsleitungen 1 fließen, während sich der PCS 8 im Betriebszustand befindet, und stellt fest, dass eine Schaltung, die einer Ausgangsleitung 1 entspricht, in der der Strom größer ist als die Ströme, die durch die anderen Ausgangsleitungen 1 fließen, eine Anomalie aufweist.
Genauer gesagt erzeugt die Bestimmungseinheit 15 Strangstromdaten von jeder Stromerzeugungseinheit 78. Dann berechnet die Bestimmungseinheit 15 eine durchschnittliche AVE der Stromwerte jedes Stromerzeugungsblocks 78 zum Zeitpunkt t4 im Zeitraum von t1 bis t2. Der Zeitpunkt t4 ist z.B. ein Zeitpunkt, an dem der Ausgangsstrom eines bestimmten Stromerzeugungsblocks 78 an einem Tag maximal ist.
Wenn der Stromwert einer Stromerzeugungseinheit 78 zum Zeitpunkt t4 um einen vorgegebenen Wert oder mehr größer ist als der Durchschnitt AVE, bestimmt die Bestimmungseinheit 15, dass eine Schaltung in der dieser Stromerzeugungseinheit 78 entsprechenden Ausgangsleitung 1 und zwischen der Messeinheit 19 und der Integrationseinheit 91 eine Anomalie aufweist.
Das heißt, die Bestimmungseinheit 15 kann einen Kurzschluss zwischen positiven und negativen Elektroden, zwischen der Messeinheit 19 und der Integrationseinheit 91 erkennen.
Die Bestimmungseinheit 15 gibt an die Kommunikationseinheit 14 Überwachungsinformationen aus, in denen das Bestimmungsergebnis, das die Anomalie in der Schaltung zwischen der Messeinheit 19 und der Integrationseinheit 91 anzeigt, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 einander zugeordnet sind.
Die Kommunikationseinheit 14 überträgt die von der Bestimmungseinheit 15 erhaltenen Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151.
[Operationsablauf]
Jede der Vorrichtungen im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung 301 enthält einen Computer. Eine arithmetische Verarbeitungseinheit, wie z.B. eine CPU im Computer, liest ein Programm, das einen Teil oder alle Schritte des unten beschriebenen Ablaufdiagramms enthält, aus einem Speicher (nicht abgebildet) aus und führt das Programm aus. Die Programme für die Vielzahl von Vorrichtungen können von außen installiert werden. Die Programme für die Vielzahl von Vorrichtungen sind jeweils in einem Zustand verteilt, in dem sie auf einem Speichermedium gespeichert sind.
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Operationsverfahren beschreibt, nach dem die Überwachungsvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Anomaliebestimmung durchführt.
Unter Bezugnahme auf 15 erfasst die Überwachungsvorrichtung 111 zunächst die Messergebnisse der Ströme und Spannungen der Stromerzeugungseinheiten 78A, 78B, 78C, 78D (Schritt S101).
Basierend auf den erfassten Messergebnissen ermittelt die Überwachungsvorrichtung 111 den Betriebszustand des PCS 8. Genauer gesagt, bestimmt die Überwachungsvorrichtung 111 auf der Grundlage der erfassten Messergebnisse einen Zeitraum, in dem sich der PCS 8 im Betriebszustand befindet, und einen Zeitraum, in dem sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet (Schritt S102).
Als Nächstes erzeugt die Überwachungsvorrichtung 111 aus den erfassten Messergebnissen (Schritt S103) Strangstromdaten jeder Stromerzeugungseinheit 78.
Als nächstes führt die Überwachungsvorrichtung 111 eine Anomaliebestimmung durch, basierend auf den Messergebnissen in dem Zeitraum, in dem sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet (Schritt S104).
Als nächstes führt die Überwachungsvorrichtung 111 eine Anomaliebestimmung durch, basierend auf den Messergebnissen in dem Zeitraum, in dem sich der PCS 8 im Betriebszustand befindet (Schritt S105).
Als nächstes erfasst die Überwachungsvorrichtung 111 neue Messergebnisse der Ströme und Spannungen der Stromerzeugungseinheiten 78A, 78B, 78C, 78D (Schritt S101).
Die Reihenfolge von Schritt S102 und Schritt S103 ist nicht auf die oben beschriebene beschränkt und kann umgekehrt werden.
Die Reihenfolge von Schritt S104 und Schritt S105 ist nicht auf die oben beschriebene beschränkt und kann umgekehrt werden.
16 ist ein Flussdiagramm, das ein Operationsverfahren beschreibt, bei dem die Überwachungsvorrichtung eine Anomaliebestimmung durchführt, während sich das PCS im gestoppten Zustand befindet, entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Unter Bezugnahme auf 16 beginnt die Überwachungsvorrichtung 111 zunächst mit der Bestimmung von Anomalien für einen bestimmten Stromerzeugungsblock 78. Wenn ein Sperrstrom gemessen wurde, während sich der PCS 8 im angehaltenen Zustand befindet (JA in Schritt S201), stellt die Überwachungsvorrichtung 111 fest, dass die Sperrdiode 94 in der entsprechenden Ausgangsleitung 1 eine Anomalie, d.h. einen Kurzschlussfehler aufweist (Schritt S202).
Als nächstes sendet die Überwachungsvorrichtung 111 Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151, die das Bestimmungsergebnis, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 enthalten (Schritt S203).
In der Zwischenzeit, wenn ein Ausgangsstrom gleich oder größer als ein vorgegebener Wert gemessen wurde, während sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet (NEIN in Schritt S201 und JA in Schritt S204), stellt die Überwachungsvorrichtung 111 fest, dass eine Anomalie, d.h. ein Kurzschluss zwischen positiven und negativen Elektroden, in der entsprechenden Ausgangsleitung 1 zwischen der Messeinheit 19 und der Integrationseinheit 91 aufgetreten ist (Schritt S205).
Als nächstes sendet die Überwachungsvorrichtung 111 Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151, die das Bestimmungsergebnis, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 enthalten (Schritt S203).
Wenn kein Sperrstrom gemessen wurde, während sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet (NEIN in Schritt S201), und ein Strom gemessen wurde, der kleiner als der vorgegebene Wert ist (NEIN in Schritt S204), stellt die Überwachungsvorrichtung 111 fest, dass der Stromkreis in der entsprechenden Ausgangsleitung 1 normal ist (Schritt S206).
Als nächstes sendet die Überwachungsvorrichtung 111 Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151, die das Bestimmungsergebnis, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 enthalten (Schritt S203).
Wenn keine Anomaliebestimmung für die Messergebnisse der verbleibenden Stromerzeugungseinheiten 78 (NEIN in Schritt S207) durchgeführt wurde, führt die Überwachungsvorrichtung 111 eine Anomaliebestimmung für die Messergebnisse der verbleibenden Stromerzeugungseinheiten 78 (Schritt S201) durch.
Wenn andererseits für die Messergebnisse aller Stromerzeugungseinheiten 78 eine Anomaliebestimmung durchgeführt wurde (JA in Schritt S207), beendet die Überwachungsvorrichtung 111 die Anomaliebestimmung mit dem angehaltenen Zustand des PCS.
17 ist ein Flussdiagramm, das ein Operationsverfahren beschreibt, nach dem die Überwachungsvorrichtung eine Anomaliebestimmung durchführt, während sich das PCS im Betriebszustand befindet, entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Unter Bezugnahme auf 17 beginnt die Überwachungsvorrichtung 111 zunächst mit der Bestimmung von Anomalien für einen bestimmten Stromerzeugungsblock 78. Wenn ein Ausgangsstrom gemessen wurde, der kleiner als ein vorgegebener Wert ist, während sich der PCS 8 im Betriebszustand befindet (JA in Schritt S301), stellt die Überwachungsvorrichtung 111 fest, dass eine Anomalie, d.h. ein Kurzschluss zwischen positiver und negativer Elektrode, in der entsprechenden Ausgangsleitung 1 zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und der Messvorrichtung 19 aufgetreten ist (Schritt S302).
Als nächstes sendet die Überwachungsvorrichtung 111 Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151, die das Bestimmungsergebnis, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 enthalten (Schritt S303).
In der Zwischenzeit, wenn ein Ausgangsstrom gleich oder größer als der vorgegebene Wert gemessen wurde, während sich der PCS 8 im Betriebszustand befindet (NEIN in Schritt S301) und ein Ausgangsstrom gemessen wurde, der um einen vorgegebenen Wert oder mehr im Vergleich zu den anderen Strangstromdaten größer ist (JA in Schritt S304), stellt die Überwachungsvorrichtung 111 fest, dass eine Anomalie, d.h. ein Kurzschluss zwischen der positiven und negativen Elektrode, in der entsprechenden Ausgangsleitung 1 zwischen der Messeinheit 19 und der Integrationseinheit 91 aufgetreten ist (Schritt S305).
Als nächstes sendet die Überwachungsvorrichtung 111 Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151, die das Bestimmungsergebnis, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 enthalten (Schritt S303).
In der Zwischenzeit, wenn ein Ausgangsstrom gleich oder größer als ein vorgegebener Wert gemessen wurde, während sich der PCS 8 im Betriebszustand befindet (NEIN in Schritt S301), und ein Ausgangsstrom gemessen wurde, der im Vergleich zu den anderen Strangstromdaten um weniger als den vorgegebenen Wert größer ist (NEIN in Schritt S304), stellt die Überwachungsvorrichtung 111 fest, dass die Schaltung in der entsprechenden Ausgangsleitung 1 normal ist (Schritt S306).
Als nächstes sendet die Überwachungsvorrichtung 111 Überwachungsinformationen an die Sammelvorrichtung 151, die das Bestimmungsergebnis, die Strangstromdaten und das Messergebnis des Spannungssensors 17 enthalten (Schritt S303).
Wenn als nächstes keine Anomaliebestimmung für die Messergebnisse der verbleibenden Stromerzeugungseinheiten 78 (NEIN in Schritt S307) durchgeführt wurde, führt die Überwachungsvorrichtung 111 eine Anomaliebestimmung für die Messergebnisse der verbleibenden Stromerzeugungseinheiten 78 (Schritt S301) durch.
In der Zwischenzeit, wenn für die Messergebnisse aller Stromerzeugungseinheiten 78 eine Anomaliebestimmung durchgeführt wurde (JA in Schritt S307), beendet die Überwachungsvorrichtung 111 die Anomaliebestimmung, wobei sich das PCS im Betriebszustand befindet.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung setzt der PCS 8 die Stromumwandlung aus, wenn von den Stromerzeugungseinheiten 78 keine Leistung geliefert wird, die den Betrieb des PCS 8 ermöglicht. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die PCS 8 die Stromumwandlung aussetzen, wenn die Stromerzeugungseinheiten 78 eine Leistung erzeugen, die die Umwandlungskapazität der PCS 8 übersteigt, oder wenn die Stromerzeugungseinheiten 78 daran gehindert werden, Leistung an das System abzugeben.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt die Überwachungsvorrichtung 111 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie fest. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Überwachungsvorrichtung 111 kann die jeweiligen Messergebnisse, die Stromsensor-IDs und die Spannungssensor-IDs an die Erfassungsvorrichtung 151 oder die Verwaltungsvorrichtung 101 übermitteln, und die Erfassungsvorrichtung 151 oder die Verwaltungsvorrichtung 101 kann auf der Grundlage der von der Überwachungsvorrichtung 111 übermittelten Messergebnisse das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie feststellen. In diesem Fall ist die Verwaltungsvorrichtung 101 mit einer Erfassungseinheit ausgestattet, die die von der Überwachungsvorrichtung 111 übertragenen Messergebnisse erfasst, sowie mit einer Bestimmungseinheit, die die Anomaliebestimmungen 1 bis 4 auf der Grundlage der von der Erfassungseinheit erfassten Messergebnisse durchführt.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung führt die Überwachungsvorrichtung 111 die Anomaliebestimmungen 1 bis 4 durch, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Überwachungsvorrichtung 111 kann einen Teil der Anomaliebestimmungen 1 bis 4 durchführen.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Überwachungsvorrichtung 111 mit der Überwachungsvorrichtung 19 versehen. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Überwachungsvorrichtung 19 kann außerhalb der Überwachungsvorrichtung 111 bereitgestellt werden.
In der Photovoltaikanlage nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist jede Stromerzeugungseinheit 78 mit einer Sperrdiode 94 versehen. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Im photovoltaischen System 401 sind einige oder alle der Sperrdioden 94A, 94B, 94C, 94D nicht unbedingt vorhanden.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist jede Stromerzeugungseinheit 78 mit einem Stromsensor 16 versehen. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung 301 sind einige der Stromsensoren 16 nicht unbedingt vorhanden. Die Überwachungsvorrichtung 111 führt jedoch die Anomaliebestimmung 4 durch, wenn eine Vielzahl von Stromsensoren 16 für die entsprechenden Stromerzeugungseinheiten 78 vorgesehen sind.
Indessen gibt es über die in PATENTLITERATUR 1 beschriebene Technologie hinaus eine Nachfrage nach einer Technologie, die die Bestimmung von Anomalien in einem Photovoltaiksystem verbessern kann.
In der Überwachungsvorrichtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erfasst die Erfassungseinheit 11 ein Messergebnis eines Stroms jeder Stromerzeugungseinheit 78 einschließlich des Solarpanels 79. Die Bestimmungseinheit 15 ermittelt auf der Grundlage des Messergebnisses den Betriebszustand des PCS 8 und stellt auf der Grundlage des ermittelten Betriebszustands und des Messergebnisses das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie fest.
Mit dieser Konfiguration wird der Betriebszustand des PCS 8 unter Verwendung des Messergebnisses des Stroms der Stromerzeugungseinheit 78 bestimmt, und die Bestimmung von Anomalien kann unter Verwendung des Messergebnisses des Stroms der Stromerzeugungseinheit 78 und auf der Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Photovoltaikanlage 401 zufriedenstellend bestimmt werden.
Daher kann in der Überwachungsvorrichtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Bestimmung von Anomalien in der Photovoltaikanlage 401 verbessert werden.
In der Überwachungsvorrichtung stellt die Bestimmungseinheit 15 entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung fest, dass sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet, und bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie auf der Grundlage des Messergebnisses, das erfasst wird, wenn sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet.
Wie oben beschrieben, wird, wenn man sich auf das Messergebnis des Stroms der Stromerzeugungseinheit 78 konzentriert, der erfasst wird, wenn sich der PCS 8 im gestoppten Zustand befindet, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie auf der Grundlage des Messergebnisses des Ausgangsstroms der Stromerzeugungseinheit 78 bestimmt, wodurch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Photovoltaikanlage 401 zufriedenstellend bestimmt werden kann.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Messeinheit 19 zur Messung des Stroms der Stromerzeugungseinheit 78 zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und dem PCS 8 angeschlossen. In der Überwachungsvorrichtung 111 stellt die Bestimmungseinheit 15 auf der Grundlage des Messergebnisses, das den Ausgangsstrom der Stromerzeugungseinheit 78 anzeigt, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Messeinheit 19 und dem PCS 8 fest.
Mit dieser Konfiguration kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie im Stromkreis zwischen der Messeinheit 19 und dem PCS 8 anhand des Messergebnisses des Ausgangsstroms der Stromerzeugungseinheit 78 zufriedenstellend bestimmt werden.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind im Photovoltaiksystem 401 die Ausgangsleitungen von einer Vielzahl von Stromerzeugungseinheiten 78 in die Integrationseinheit 91 integriert und elektrisch mit dem PCS 8 verbunden. Die Sperrdiode 94 ist zwischen der Integrationseinheit 91 und jeder von einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten 78 angeschlossen. Die Messeinheit 19 zur Messung eines Stroms einer entsprechenden Stromerzeugungseinheit 78 ist zwischen einer entsprechenden Sperrdiode 94 und jeder der einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten 78 angeschlossen. In der Überwachungsvorrichtung 111 stellt die Bestimmungseinheit 15 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Sperrdiode 94 auf der Grundlage des Messergebnisses fest, das einen Rückwärtsstrom zu jeder der einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten 78 anzeigt.
Mit dieser Konfiguration kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Sperrdiode 94 zufriedenstellend bestimmt werden, indem das Messergebnis des Rückwärtsstroms zur Stromerzeugungseinheit 78 verwendet wird.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Messeinheit 19 zur Messung eines Stroms der Stromerzeugungseinheit 78 zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und dem PCS 8 angeschlossen. In der Überwachungsvorrichtung 111 stellt die Bestimmungseinheit 15 fest, dass sich die PCS 8 im Betriebszustand befindet, und bestimmt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie im Stromkreis zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und der Messeinheit 19 auf der Grundlage des Messergebnisses, das den Ausgangsstrom der Stromerzeugungseinheit 78 anzeigt und das erfasst wird, wenn sich die PCS 8 im Betriebszustand befindet.
Wie oben beschrieben, wird die Fokussierung auf das Messergebnis des Stroms der Stromerzeugungseinheit 78, der im Betriebszustand des PCS 8 erfasst wird, auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie bestimmt, indem das Messergebnis des Ausgangsstroms der Stromerzeugungseinheit 78 verwendet wird. Auf diese Weise kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie im Stromkreis zwischen der Stromerzeugungseinheit 78 und der Messeinheit 19 zufriedenstellend bestimmt werden.
Im System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind im Photovoltaiksystem 401 die Ausgangsleitungen von einer Vielzahl von Stromerzeugungseinheiten 78 in die Integrationseinheit 91 integriert und elektrisch mit dem PCS 8 verbunden. Die Messeinheit 19 zur Messung eines Stromes einer entsprechenden Stromerzeugungseinheit 78 ist zwischen dem PCS 8 und jeder einzelnen oder allen Stromerzeugungseinheiten 78 angeschlossen. In der Überwachungsvorrichtung 111 stellt die Bestimmungseinheit 15 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Messeinheit 19 und der Integrationseinheit 91 fest, und zwar auf der Grundlage des Messergebnisses, das einen Ausgangsstrom von jeder der einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten 78 anzeigt und erfasst wird, wenn sich das PCS 8 im Betriebszustand befindet.
Wie oben beschrieben, wird die Konzentration auf das Messergebnis des Stroms der Stromerzeugungseinheit 78, der erfasst wird, wenn sich die PCS 8 im Betriebszustand befindet, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie anhand des Messergebnisses des Ausgangsstroms jeder Stromerzeugungseinheit 78 ermittelt. Auf diese Weise kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Schaltung zwischen der Messeinheit 19 und der Integrationseinheit 91 zufriedenstellend bestimmt werden.
Bei einem Verfahren, das in der Überwachungsvorrichtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird, wird zunächst ein Messergebnis eines Stroms eines Stromerzeugungsblocks 78 erfasst. Anschließend wird auf der Grundlage des Messergebnisses der Betriebszustand des PCS 8 bestimmt. Dann wird auf der Grundlage des ermittelten Betriebszustands und des Messergebnisses festgestellt, ob eine Anomalie vorliegt oder nicht.
Mit dieser Konfiguration wird der Betriebszustand des PCS 8 unter Verwendung des Messergebnisses des Stroms der Stromerzeugungseinheit 78 bestimmt, und die Bestimmung von Anomalien kann unter Verwendung des Messergebnisses des Stroms der Stromerzeugungseinheit 78 und auf der Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Photovoltaikanlage 401 zufriedenstellend bestimmt werden.
Daher kann mit einem Verfahren, das in der Überwachungsvorrichtung entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird, die Bestimmung von Anomalien im Photovoltaiksystem 401 verbessert werden.
Die obigen Ausführungsformen dienen lediglich der Veranschaulichung in allen Aspekten und sollten nicht als einschränkend anerkannt werden. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird durch den Umfang der Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung definiert und soll eine Bedeutung enthalten, die dem Umfang der Ansprüche und allen Änderungen innerhalb des Umfangs entspricht.
Die obige Beschreibung enthält die Merkmale in der zusätzlichen Anmerkung unten.
[Zusätzliche Anmerkung 1]
Eine Überwachungsvorrichtung, die in einem photovoltaischen System verwendet wird, in dem eine Ausgangsleitung von einer Stromerzeugungseinheit, die ein Solarpanel enthält, elektrisch mit einer Stromumwandlungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Überwachungsvorrichtung umfasst:

eine Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis eines Stroms der Stromerzeugungseinheit zu erfassen; und
eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie zu bestimmen, basierend auf dem Messergebnis, das erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung in einem gestoppten Zustand befindet, wobei
die Stromerzeugungseinheit ist eine Reihe, in der eine Vielzahl von Solarpaneelen in Reihe geschaltet sind.

Bezugszeichenliste

1: Ausgangsleitung
2, 4, 5: Integrationsleitung
3: interne Leitung
6: Kabine
7: Kupferschiene
8: PCS
9: Stromumwandlungseinheit
11: Erfassungseinheit
14: Kommunikationseinheit
15: Bestimmungseinheit
16: Stromsensor
17: Spannungssensor
18: Speichereinheit
19: Messeinheit
26: Stromversorgungsleitung
46: Signalleitung
60: Stromsammeleinheit
71: Stromsammelkasten
72, 73, 77: Kupferschiene
74: Solarzelleneinheit
76: Anschlusskasten
78: Stromerzeugungseinheit
79: Solarpanel
80: PCS-Einheit
81: Bestimmungseinheit
84: Kommunikationsverarbeitungseinheit
85: Speichereinheit
86: Erfassungseinheit
91: Integrationseinheit
92: Messeinheit
93: Schalter
94: Sperrdiode
101: Verwaltungsvorrichtung
111: Überwachungsvorrichtung
151: Sammelvorrichtung
301: System zur Bestimmung des Zustands der Stromerzeugung
401: Photovoltaikanlage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018016842 [0002]

Claims

Eine Überwachungsvorrichtung, die in einem photovoltaischen System verwendet wird, in dem eine Ausgangsleitung von einer Stromerzeugungseinheit, die ein Solarpanel enthält, elektrisch mit einer Stromumwandlungsvorrichtung verbunden ist, wobei die Überwachungsvorrichtung umfasst: eine Erfassungseinheit, die konfiguriert ist, ein Messergebnis eines Stroms der Stromerzeugungseinheit zu erfassen; und eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, einen Betriebszustand der Stromumwandlungsvorrichtung auf der Grundlage des Messergebnisses zu bestimmen und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie auf der Grundlage des bestimmten Betriebszustands und des Messergebnisses zu bestimmen.
Die Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit bestimmt, dass sich die Stromumwandlungsvorrichtung in einem angehaltenen Zustand befindet, und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie bestimmt, basierend auf dem Messergebnis, das erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung im angehaltenen Zustand befindet.
Die Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Überwachungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Strom der Stromerzeugungseinheit zu messen, zwischen der Stromerzeugungseinheit und der Stromumwandlungsvorrichtung angeschlossen ist, und die Bestimmungseinheit das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Messeinheit und der Stromumwandlungsvorrichtung auf der Grundlage des Messergebnisses bestimmt, das einen Ausgangsstrom der Stromerzeugungseinheit anzeigt.
Die Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei in der Photovoltaikanlage die Ausgangsleitungen von einer Vielzahl von Stromerzeugungseinheiten in eine Integrationseinheit integriert und elektrisch mit der Stromumwandlungsvorrichtung verbunden sind, eine Sperrdiode zwischen der Integrationseinheit und jeder von einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten angeschlossen ist, eine Messeinheit, die zum Messen eines Stroms einer entsprechenden Stromerzeugungseinheit konfiguriert ist, zwischen einer entsprechenden Sperrdiode und jeder der einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten angeschlossen ist, und die Bestimmungseinheit das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in der Sperrdiode bestimmt, basierend auf dem Messergebnis, das einen Rückwärtsstrom zu jeder der einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten anzeigt.
Die Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Überwachungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Strom der Stromerzeugungseinheit zu messen, zwischen der Stromerzeugungseinheit und der Stromumwandlungsvorrichtung angeschlossen ist, und die Bestimmungseinheit bestimmt, dass sich die Stromumwandlungsvorrichtung in einem Betriebszustand befindet, und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Stromerzeugungseinheit und der Messeinheit bestimmt, basierend auf dem Messergebnis, das einen Ausgangsstrom der Stromerzeugungseinheit anzeigt und erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung im Betriebszustand befindet.
Die Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei in der Photovoltaikanlage die Ausgangsleitungen von einer Vielzahl von Stromerzeugungseinheiten in eine Integrationseinheit integriert und elektrisch mit der Stromumwandlungsvorrichtung verbunden sind, eine Überwachungsvorrichtung, die konfiguriert ist, den Strom einer entsprechenden Stromerzeugungseinheit zu messen, zwischen der Stromumwandlungsvorrichtung und jeder von einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten angeschlossen ist, und die Bestimmungseinheit das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Anomalie in einem Stromkreis zwischen der Überwachungsvorrichtung und der Integrationseinheit bestimmt, und zwar auf der Grundlage des Messergebnisses, das einen Ausgangsstrom von jeder der einigen oder allen Stromerzeugungseinheiten anzeigt und erfasst wird, wenn sich die Stromumwandlungsvorrichtung im Betriebszustand befindet.
Ein Bestimmungsverfahren, das in einer Überwachungsvorrichtung durchgeführt wird, die in einem photovoltaischen System verwendet wird, in dem eine Ausgangsleitung von einer Stromerzeugungseinheit, die ein Solarpaneel enthält, elektrisch mit einer Stromumwandlungsvorrichtung verbunden ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst Erfassen eines Messergebnisses eines Stroms der Stromerzeugungseinheit; Bestimmen eines Betriebszustands der Stromumwandlungsvorrichtung auf der Grundlage des Messergebnisses; und Bestimmung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Anomalie, basierend auf dem ermittelten Betriebszustand und dem Messergebnis.