JP2011216811A - Solar cell abnormality diagnosis system, solar cell abnormality diagnosis apparatus and solar cell abnormality diagnosis method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、太陽電池異常診断システム、太陽電池異常診断装置および太陽電池異常診断方法に関し、特に、日射計が計測した日射量を用いて、太陽電池発電システムの異常を診断する太陽電池異常診断システム、太陽電池異常診断装置および太陽電池異常診断方法に関する。 The present invention relates to a solar cell abnormality diagnosis system, a solar cell abnormality diagnosis device, and a solar cell abnormality diagnosis method, and in particular, a solar cell abnormality diagnosis system that diagnoses an abnormality of a solar cell power generation system using an amount of solar radiation measured by a solar radiation meter. The present invention relates to a solar cell abnormality diagnosis device and a solar cell abnormality diagnosis method.
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池は、地球環境問題への関心の高まりから、環境負荷の小さなクリーンなエネルギー源として注目が高まっている。 Solar cells that convert light energy into electrical energy have been attracting attention as a clean energy source with a low environmental load due to increased interest in global environmental problems.
太陽電池発電システムは、太陽電池モジュールの出力を交流電力に変換し、太陽電池発電システムが設置された施設(住宅や工場など)に電力を供給する。また、太陽電池発電システムは、発電量(発電電力量)が施設の消費電力量を上回った場合、太陽電池発電システムに連系された商用電力系統に電力を供給(売電)する。その一方、発電量が施設の消費電力量よりも少ない場合、商用電力系統から施設に電力が供給される。このため、太陽電池発電システムに異常が発生し、発電量が減少した場合であっても、商用電力系統から施設に電力が供給されるので、太陽電池発電システムの異常に気付かないことがある。 The solar cell power generation system converts the output of the solar cell module into AC power, and supplies power to a facility (such as a house or factory) where the solar cell power generation system is installed. Further, the solar cell power generation system supplies (sells) power to a commercial power system linked to the solar cell power generation system when the power generation amount (power generation amount) exceeds the power consumption amount of the facility. On the other hand, when the power generation amount is smaller than the power consumption amount of the facility, power is supplied to the facility from the commercial power system. For this reason, even if an abnormality occurs in the solar cell power generation system and the amount of power generation is reduced, power may be supplied from the commercial power system to the facility, and thus the solar cell power generation system may not be noticed abnormal.
そこで、太陽電池発電システムの異常を検出する種々のシステムが提案されている。例えば、(i)近隣地域に設置された別の太陽電池発電システムの発電量と比較するシステム、(ii)過去の日射量データから予想される理論発電量と比較するシステム、(iii)過去の発電量と比較するシステム、(iv)実測した日射量から予想される理論発電量と比較するシステム、などが提案されている。 Therefore, various systems for detecting abnormalities in the solar battery power generation system have been proposed. For example, (i) a system that compares the power generation amount of another solar power generation system installed in the neighborhood, (ii) a system that compares the theoretical power generation amount predicted from past solar radiation data, and (iii) There have been proposed a system for comparing with the amount of power generation, and (iv) a system for comparing with the theoretical power generation amount expected from the actually measured solar radiation amount.
具体的には、上記(i)のシステムは、異常診断を行う対象となる太陽電池発電システムの発電量と、近隣地域に設置された別の太陽電池発電システムの発電量とを比較する。そして、上記(i)のシステムは、異常診断を行う対象の太陽電池発電システムの発電量が別の太陽電池発電システムの発電量に比べて所定値以上小さい場合に、太陽電池発電システムに異常が発生していると診断する。 Specifically, the system (i) compares the power generation amount of a solar cell power generation system to be subjected to abnormality diagnosis with the power generation amount of another solar cell power generation system installed in a neighboring area. In the system (i), when the power generation amount of the solar cell power generation system to be subjected to abnormality diagnosis is smaller than the power generation amount of another solar cell power generation system by a predetermined value or more, the solar cell power generation system has an abnormality. Diagnose as occurring.
なお、異常診断を行う対象となる太陽電池発電システムの発電量と、近隣地域に設置された別の太陽電池発電システムの発電量と比較するシステムは、例えば、特許文献1に開示されている。
In addition, the system which compares the electric power generation amount of the solar cell power generation system used as the object which performs abnormality diagnosis with the electric power generation amount of another solar cell power generation system installed in the vicinity area is disclosed by
上記(ii)のシステムは、例えばNEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)などが蓄積している過去の日射量データを用いて、太陽電池発電システムの理論発電量を算出するとともに、理論発電量と太陽電池発電システムの実際の発電量とを比較する。そして、上記(ii)のシステムは、太陽電池発電システムの実際の発電量が理論発電量に比べて所定値以上小さい場合に、太陽電池発電システムに異常が発生していると診断する。 The system (ii) calculates the theoretical power generation amount of the solar cell power generation system using the past solar radiation amount data accumulated by, for example, NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization), and the theoretical power generation. The amount is compared with the actual amount of power generated by the solar power generation system. The system (ii) diagnoses that an abnormality has occurred in the solar cell power generation system when the actual power generation amount of the solar cell power generation system is smaller than the theoretical power generation amount by a predetermined value or more.
上記(iii)のシステムは、太陽電池発電システムの発電量と、太陽電池発電システムの過去の発電量とを比較し、太陽電池発電システムの発電量が太陽電池発電システムの過去の発電量に比べて所定値以上小さい場合に、太陽電池発電システムに異常が発生していると診断する。 The system of (iii) above compares the power generation amount of the solar cell power generation system with the past power generation amount of the solar cell power generation system, and the power generation amount of the solar cell power generation system is compared with the past power generation amount of the solar cell power generation system. If it is smaller than a predetermined value, it is diagnosed that an abnormality has occurred in the solar cell power generation system.
上記(iv)のシステムは、地域毎に設置された日射計により実測した日射量を用いて、太陽電池発電システムの理論発電量を算出するとともに、理論発電量と太陽電池発電システムの実際の発電量とを比較する。そして、上記(iv)のシステムは、太陽電池発電システムの発電量が理論発電量に比べて所定値以上小さい場合に、太陽電池発電システムに異常が発生していると診断する。 The system of (iv) above calculates the theoretical power generation amount of the solar cell power generation system using the amount of solar radiation measured by the solarimeter installed in each region, and also calculates the theoretical power generation amount and the actual power generation of the solar cell power generation system. Compare the amount. The system (iv) diagnoses that an abnormality has occurred in the solar cell power generation system when the power generation amount of the solar cell power generation system is smaller than the theoretical power generation amount by a predetermined value or more.
なお、実測した日射量から算出した理論発電量と、実際の発電量とを比較するシステムは、例えば、特許文献2に開示されている。
A system that compares the theoretical power generation amount calculated from the actually measured solar radiation amount with the actual power generation amount is disclosed in, for example,
しかしながら、異常診断を行う対象となる太陽電池発電システムと、近隣地域に設置された別の太陽電池発電システムとは、設置環境が異なる。具体的には、太陽電池発電システムを構成する太陽電池モジュールの設置方位および設置角度や、近くに高い建物があるか否かなどの環境が異なる。このため、上記(i)のシステムでは、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断することが困難であるという問題点がある。また、近隣地域に別の太陽電池発電システムが存在しない場合、太陽電池発電システムの異常を診断することができないという問題点もある。 However, the installation environment is different between a solar cell power generation system to be subjected to abnormality diagnosis and another solar cell power generation system installed in a neighboring area. Specifically, the environment such as the installation orientation and installation angle of the solar cell modules constituting the solar cell power generation system and whether there is a tall building nearby are different. For this reason, the system (i) has a problem that it is difficult to accurately diagnose abnormality of the solar cell power generation system. In addition, when there is no other solar cell power generation system in the neighboring area, there is a problem that abnormality of the solar cell power generation system cannot be diagnosed.
また、日射量は、天候などに影響されやすく日単位(または時間単位など)で大きく変動し、発電量も、日単位(または時間単位など)で大きく変動する。すなわち、異常に起因する発電量の変動に比べて、天候に起因する発電量の変動の方が大きくなる場合がある。具体的には、日射量および発電量は、天候により、前日比で、例えば40%程度に減少することが多々ある。このため、実際の発電量を過去の日射量データから算出した理論発電量と比較する上記(ii)のシステムでは、異常の判断の閾値を、例えば前日比で40%以下にする必要がある。その結果、上記(ii)のシステムでは、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断するのが困難であるという問題点がある。 In addition, the amount of solar radiation is easily affected by the weather and the like, and fluctuates greatly in units of days (or units of time), and the amount of power generation also varies greatly in units of days (or units of hours). That is, there may be a case where the fluctuation of the power generation amount due to the weather is larger than the fluctuation of the power generation amount due to the abnormality. Specifically, the amount of solar radiation and the amount of power generation are often reduced to, for example, about 40% of the previous day due to the weather. For this reason, in the system of (ii) which compares the actual power generation amount with the theoretical power generation amount calculated from the past solar radiation amount data, the abnormality determination threshold needs to be 40% or less compared to the previous day, for example. As a result, the system (ii) has a problem that it is difficult to accurately diagnose abnormality of the solar cell power generation system.
また、上記(iii)のシステムでは、上記(ii)のシステムと同様の理由により、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断するのが困難であるという問題点がある。 Further, the system (iii) has a problem that it is difficult to accurately diagnose abnormality of the solar cell power generation system for the same reason as the system (ii).
また、上記(iv)のシステムでは、太陽電池発電システムと、地域毎に設置された日射計との設置環境が異なる。このため、上記(iv)のシステムでは、上記(i)のシステムと同様、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断するのが困難であるという問題点がある。 In the system (iv), the installation environment of the solar cell power generation system and the pyranometer installed in each region are different. For this reason, the system (iv) has a problem that it is difficult to accurately diagnose abnormality of the solar cell power generation system, as in the system (i).
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断することが可能な太陽電池異常診断システム、太陽電池異常診断装置および太陽電池異常診断方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a solar cell abnormality diagnosis system and a solar cell abnormality capable of accurately diagnosing the abnormality of the solar cell power generation system. A diagnostic device and a solar cell abnormality diagnosis method are provided.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による太陽電池異常診断システムは、太陽電池モジュールを有する診断単位、診断単位の発電量を計測する発電量計測部、および、日射量を計測する日射計を含む太陽電池発電システムと、発電量計測部が計測した発電量、および、日射計が計測した日射量に基づいて算出された診断単位の理論発電量の比率を算出する演算部と、算出された比率を用いて、診断単位の異常診断を行う診断部とを備える。 In order to achieve the above object, a solar cell abnormality diagnosis system according to a first aspect of the present invention measures a diagnostic unit having a solar cell module, a power generation amount measuring unit that measures the power generation amount of the diagnostic unit, and a solar radiation amount. A solar cell power generation system including a pyranometer, a power generation amount measured by the power generation amount measurement unit, and a calculation unit that calculates a ratio of the theoretical power generation amount of the diagnostic unit calculated based on the solar radiation amount measured by the solar radiation meter, And a diagnostic unit that performs an abnormality diagnosis of a diagnostic unit using the calculated ratio.
なお、本明細書中において、「比率」とは、実際の発電量を理論発電量で除した値、または、理論発電量を実際の発電量で除した値のみならず、これら除した値に各種係数を乗じ(または減じ)た値を含む概念である。 In this specification, the “ratio” means not only a value obtained by dividing the actual power generation amount by the theoretical power generation amount, but also a value obtained by dividing these values by dividing the theoretical power generation amount by the actual power generation amount. It is a concept including a value obtained by multiplying (or subtracting) various coefficients.
この第1の局面による太陽電池異常診断システムでは、上記のように、診断単位の発電量を計測する発電量計測部と、日射量を計測する日射計と、発電量計測部が計測した発電量、および、日射計が計測した日射量に基づいて算出された診断単位の理論発電量の比率を算出する演算部とを設ける。日射量の増減に起因して発電量が増減した場合には理論発電量も増減するので、理論発電量に対する実際の発電量の比率の増減を抑制することができる。すなわち、天候に起因する発電量の変動に比べて、理論発電量に対する実際の発電量の比率の変動を小さくすることができる。これにより、上記のように、診断部により、上記比率を用いて、診断単位の異常診断を行うことによって、日射量を計測せず発電量のみを用いて診断単位(太陽電池発電システム)の異常を診断する場合に比べて、診断単位(太陽電池発電システム)の異常を精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system according to the first aspect, as described above, the power generation amount measurement unit that measures the power generation amount of the diagnostic unit, the solarimeter that measures the solar radiation amount, and the power generation amount measured by the power generation amount measurement unit And a calculation unit for calculating a ratio of the theoretical power generation amount of the diagnostic unit calculated based on the solar radiation amount measured by the pyranometer. When the power generation amount increases or decreases due to the increase or decrease of the solar radiation amount, the theoretical power generation amount also increases or decreases, so that the increase or decrease of the ratio of the actual power generation amount to the theoretical power generation amount can be suppressed. That is, the variation in the ratio of the actual power generation amount to the theoretical power generation amount can be reduced compared to the fluctuation in the power generation amount due to the weather. Thus, as described above, the diagnosis unit performs an abnormality diagnosis of the diagnostic unit using the above ratio, and thus the abnormality of the diagnostic unit (solar cell power generation system) is measured using only the power generation amount without measuring the amount of solar radiation. As compared with the case of diagnosing, the abnormality of the diagnostic unit (solar cell power generation system) can be diagnosed with high accuracy.
また、第1の局面による太陽電池異常診断システムでは、上記のように、太陽電池発電システムに日射計を設けることによって、診断単位と日射計との設置環境が異なるのを抑制することができる。これにより、診断単位に入射する日射量を容易に精度良く算出できるので、診断単位(太陽電池発電システム)の異常を容易に精度良く診断することができる。 Further, in the solar cell abnormality diagnosis system according to the first aspect, as described above, by providing the solar cell power generation system with the pyranometer, it is possible to prevent the installation environment of the diagnostic unit and the pyranometer from being different. As a result, the amount of solar radiation incident on the diagnostic unit can be easily calculated with high accuracy, so that an abnormality of the diagnostic unit (solar cell power generation system) can be easily diagnosed with high accuracy.
また、第1の局面による太陽電池異常診断システムでは、異常診断の対象となる診断単位以外に別の診断単位が存在しない場合であっても、算出した比率と、過去に算出した比率とを比較すれば、診断単位(太陽電池発電システム)の異常を診断することができる。 Further, in the solar cell abnormality diagnosis system according to the first aspect, even if there is no other diagnostic unit other than the diagnostic unit to be subjected to the abnormality diagnosis, the calculated ratio is compared with the ratio calculated in the past. If it does, abnormality of a diagnostic unit (solar cell power generation system) can be diagnosed.
上記第1の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断部は、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しない。日射量が所定値未満の場合、日射量が減少するにしたがって、上記比率が減少する(または増加する)傾向がある。このため、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しないように、診断部を構成することによって、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system according to the first aspect, preferably, the diagnosis unit does not diagnose that an abnormality has occurred in the diagnosis unit when the amount of solar radiation is less than a predetermined value. When the amount of solar radiation is less than a predetermined value, the ratio tends to decrease (or increase) as the amount of solar radiation decreases. For this reason, when the amount of solar radiation is less than a predetermined value, the diagnosis unit (solar cell power generation system) is more accurately detected by configuring the diagnosis unit so as not to diagnose that an abnormality has occurred in the diagnosis unit. Can be diagnosed well.
上記第1の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断部は、第1期間の比率と、第1期間よりも過去の第2期間の比率とを比較することにより、診断単位の異常診断を行う。このように構成すれば、同一の診断単位の比率同士(第1期間の比率および第2期間の比率)を比較して、異常診断を行うことができるので、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system according to the first aspect described above, preferably, the diagnosis unit compares the ratio of the first period with the ratio of the second period that is earlier than the first period, thereby determining the abnormality of the diagnostic unit. Make a diagnosis. If comprised in this way, since the ratio of the same diagnostic unit (the ratio of a 1st period and the ratio of a 2nd period) can be compared and an abnormality diagnosis can be performed, of a diagnostic unit (solar cell power generation system) Abnormalities can be diagnosed more accurately.
上記診断部は第1期間の比率と第2期間の比率とを比較することにより診断単位の異常診断を行う太陽電池異常診断システムにおいて、比率は、発電量計測部が計測した発電量を、理論発電量で除した値であってもよい。 In the solar cell abnormality diagnosis system in which the diagnosis unit performs an abnormality diagnosis of a diagnostic unit by comparing the ratio of the first period and the ratio of the second period, the ratio indicates the power generation amount measured by the power generation amount measurement unit. It may be a value divided by the amount of power generation.
上記比率は計測した発電量を理論発電量で除した値である太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、第2期間の比率から第1期間の比率を減じた値、または、第2期間の比率を第1期間の比率で除した値が、所定の回数連続で所定値以上である場合に、診断部は、診断単位に異常が発生していると診断する。このように構成すれば、何らかの原因で突発的に比率が低下した場合に、診断単位(太陽電池発電システム)に異常が発生している、と診断部が誤った診断を行うのを抑制することができる。これにより、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system in which the ratio is a value obtained by dividing the measured power generation amount by the theoretical power generation amount, preferably a value obtained by subtracting the ratio of the first period from the ratio of the second period, or the ratio of the second period When the value obtained by dividing the ratio by the ratio of the first period is a predetermined value or more continuously for a predetermined number of times, the diagnosis unit diagnoses that an abnormality has occurred in the diagnosis unit. If comprised in this way, when a ratio falls suddenly for some reason, it will suppress that a diagnostic part performs an incorrect diagnosis that abnormality has occurred in a diagnostic unit (solar cell power generation system). Can do. Thereby, abnormality of a diagnostic unit (solar cell power generation system) can be diagnosed more accurately.
この場合、好ましくは、第2期間は、第1期間からp日以上前の期間であり、減じた値、または、除した値が、p日以下のq日間連続で所定値以上である場合に、診断部は、診断単位に異常が発生していると診断する。このように構成すれば、診断単位に異常が発生する以前の第2期間の比率を用いて、診断単位に異常が発生しているか否かを診断することができるので、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In this case, preferably, the second period is a period of p days or more before the first period, and the reduced value or the divided value is equal to or greater than a predetermined value for q days consecutively less than or equal to p days. The diagnosis unit diagnoses that an abnormality has occurred in the diagnosis unit. If comprised in this way, since it can be diagnosed whether abnormality has generate | occur | produced in the diagnostic unit using the ratio of the 2nd period before abnormality generate | occur | produces in a diagnostic unit, a diagnostic unit (solar cell power generation) System) abnormality can be diagnosed more accurately.
上記比率は計測した発電量を理論発電量で除した値である太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断単位は、n個の下層単位により構成されており、第1期間の比率が、第2期間の比率に「1−1/n」を乗じた値以下の場合に、診断部は、診断単位に異常が発生していると診断する。このように構成すれば、下層単位の少なくとも1つに異常が発生しているか否かを、容易に診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system in which the ratio is a value obtained by dividing the measured power generation amount by the theoretical power generation amount, preferably, the diagnosis unit includes n lower layer units, and the ratio of the first period is the first When the ratio is equal to or less than the value obtained by multiplying the ratio of two periods by “1-1 / n”, the diagnosis unit diagnoses that an abnormality has occurred in the diagnosis unit. If comprised in this way, it can be diagnosed easily whether abnormality has generate | occur | produced in at least 1 of the lower layer unit.
上記比率は計測した発電量を理論発電量で除した値である太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、第2期間の比率から第1期間の比率を減じた値、または、第2期間の比率を第1期間の比率で除した値が、所定値以下である場合に、診断部は、日射計に異常が発生していると診断する。日射計に異常が発生した場合、理論発電量が少なくなり、算出する比率が高くなる。これにより、減じた値、または、除した値は、日射計に異常が発生していない場合に比べて、小さくなる。このため、上記のように、減じた値、または、除した値が所定値以下である場合に日射計に異常が発生していると診断するように、診断部を構成することによって、日射計に異常が発生しているか否かを、容易に診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system in which the ratio is a value obtained by dividing the measured power generation amount by the theoretical power generation amount, preferably a value obtained by subtracting the ratio of the first period from the ratio of the second period, or the ratio of the second period When the value obtained by dividing the ratio by the ratio of the first period is equal to or less than a predetermined value, the diagnosis unit diagnoses that an abnormality has occurred in the pyranometer. When an abnormality occurs in the pyranometer, the theoretical power generation amount decreases, and the calculated ratio increases. Thereby, the subtracted value or the divided value becomes smaller than the case where no abnormality has occurred in the pyranometer. Therefore, as described above, by configuring the diagnostic unit to diagnose that an abnormality has occurred in the pyranometer when the subtracted value or the divided value is less than or equal to the predetermined value, the pyranometer Whether or not an abnormality has occurred can be easily diagnosed.
上記診断部が第1期間の比率と第2期間の比率とを比較する太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、第2期間の比率は、複数日間の比率の平均値である。このように構成すれば、第2期間の比率のばらつきを抑制することができるので、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system in which the diagnosis unit compares the ratio of the first period and the ratio of the second period, preferably, the ratio of the second period is an average value of the ratios for a plurality of days. If comprised in this way, since the dispersion | variation in the ratio of a 2nd period can be suppressed, abnormality of a diagnostic unit (solar cell power generation system) can be diagnosed more accurately.
上記第1の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断単位は、第1診断単位および第2診断単位を含み、診断部は、第1診断単位の比率と、第2診断単位の比率とを比較することにより、第1診断単位の異常診断を行う。このように構成すれば、略同じ設置環境下の診断単位同士を比較することができるので、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system according to the first aspect, preferably, the diagnostic unit includes a first diagnostic unit and a second diagnostic unit, and the diagnostic unit includes a ratio of the first diagnostic unit and a ratio of the second diagnostic unit. Is compared, and an abnormality diagnosis of the first diagnosis unit is performed. If comprised in this way, since the diagnostic units in the substantially same installation environment can be compared, abnormality of a diagnostic unit (solar cell power generation system) can be diagnosed more accurately.
上記診断単位は第1診断単位および第2診断単位を含む太陽電池異常診断システムにおいて、比率は、発電量計測部が計測した発電量を、理論発電量で除した値であってもよい。 In the solar cell abnormality diagnosis system in which the diagnostic unit includes a first diagnostic unit and a second diagnostic unit, the ratio may be a value obtained by dividing the power generation amount measured by the power generation amount measurement unit by the theoretical power generation amount.
上記比率は計測した発電量を理論発電量で除した値である太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、第1診断単位は、n個の下層単位により構成されており、第1診断単位の比率が、第2診断単位の比率に「1−1/n」を乗じた値以下の場合に、診断部は、第1診断単位に異常が発生していると診断する。このように構成すれば、第1診断単位の下層単位の少なくとも1つに異常が発生しているか否かを、容易に診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system in which the ratio is a value obtained by dividing the measured power generation amount by the theoretical power generation amount, preferably, the first diagnosis unit is composed of n lower layer units, and the ratio of the first diagnosis unit However, when the ratio is equal to or less than the value obtained by multiplying the ratio of the second diagnosis unit by “1-1 / n”, the diagnosis unit diagnoses that an abnormality has occurred in the first diagnosis unit. If comprised in this way, it can be diagnosed easily whether abnormality has generate | occur | produced in at least one of the lower layer units of a 1st diagnostic unit.
上記診断部は日射量が所定値未満の場合には診断単位に異常が発生していると診断しない太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断部は、日射量が1.5[kWh/m2]未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しない。日射量が1.5[kWh/m2]未満の場合、日射量が減少するにしたがって、比率が減少する(または増加する)傾向がある。このため、日射量が1.5[kWh/m2]未満の場合に、診断単位に異常が発生していると診断しないように、診断部を構成することによって、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system in which the diagnosis unit does not diagnose that an abnormality has occurred in the diagnosis unit when the amount of solar radiation is less than a predetermined value, preferably, the diagnosis unit has an amount of solar radiation of 1.5 [kWh / m If it is less than 2 ], the diagnosis unit is not diagnosed as having an abnormality. When the amount of solar radiation is less than 1.5 [kWh / m 2 ], the ratio tends to decrease (or increase) as the amount of solar radiation decreases. For this reason, when the amount of solar radiation is less than 1.5 [kWh / m 2 ], a diagnostic unit (solar cell power generation system) is configured so as not to diagnose that an abnormality has occurred in the diagnostic unit. ) Can be diagnosed with higher accuracy.
上記第1の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、診断単位は、太陽電池モジュールである。このように構成すれば、太陽電池モジュール毎に、異常の診断を行うことができるので、例えば、複数の太陽電池モジュールにより構成された太陽電池ストリング毎に異常の診断を行う場合に比べて、太陽電池発電システムの異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis system according to the first aspect, preferably, the diagnostic unit is a solar cell module. If comprised in this way, since abnormality diagnosis can be performed for every solar cell module, compared with the case where abnormality diagnosis is performed for every solar cell string comprised by the several solar cell module, for example, Abnormalities of the battery power generation system can be diagnosed with higher accuracy.
上記第1の局面による太陽電池異常診断システムにおいて、好ましくは、算出した比率を格納する記憶部をさらに備える。このように構成すれば、例えば、第1期間の比率と第1期間よりも過去の第2期間の比率とを比較するように診断部を構成した場合、異常診断の度に過去の比率を算出し直す必要がないので、特に有効である。 The solar cell abnormality diagnosis system according to the first aspect preferably further includes a storage unit that stores the calculated ratio. With this configuration, for example, when the diagnosis unit is configured to compare the ratio of the first period and the ratio of the second period that is earlier than the first period, the past ratio is calculated for each abnormality diagnosis. This is particularly effective because there is no need to redo it.
この発明の第2の局面による太陽電池異常診断装置は、太陽電池モジュールを有する診断単位の発電量、および、診断単位を含む太陽電池発電システムに設けられた日射計が計測した日射量に基づいて算出された診断単位の理論発電量の比率を算出する演算部と、算出された比率を用いて、診断単位の異常診断を行う診断部とを備える。このように構成すれば、診断単位(太陽電池発電システム)の異常を精度良く診断することが可能な太陽電池異常診断装置を得ることができる。 The solar cell abnormality diagnosis device according to the second aspect of the present invention is based on the amount of power generation of a diagnostic unit having a solar cell module and the amount of solar radiation measured by a pyranometer provided in the solar cell power generation system including the diagnostic unit. An arithmetic unit that calculates a ratio of the calculated theoretical power generation amount of the diagnostic unit, and a diagnostic unit that performs an abnormality diagnosis of the diagnostic unit using the calculated ratio. If comprised in this way, the solar cell abnormality diagnostic apparatus which can diagnose the abnormality of a diagnostic unit (solar cell power generation system) with sufficient accuracy can be obtained.
上記第2の局面による太陽電池異常診断装置において、好ましくは、診断部は、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しない。日射量が所定値未満の場合、日射量が減少するにしたがって、上記比率が減少する(または増加する)傾向がある。このため、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しないように、診断部を構成することによって、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis device according to the second aspect, preferably, the diagnosis unit does not diagnose that an abnormality has occurred in the diagnosis unit when the amount of solar radiation is less than a predetermined value. When the amount of solar radiation is less than a predetermined value, the ratio tends to decrease (or increase) as the amount of solar radiation decreases. For this reason, when the amount of solar radiation is less than a predetermined value, the diagnosis unit (solar cell power generation system) is more accurately detected by configuring the diagnosis unit so as not to diagnose that an abnormality has occurred in the diagnosis unit. Can be diagnosed well.
この発明の第3の局面による太陽電池異常診断方法は、太陽電池モジュールを有する診断単位の発電量を計測するステップと、診断単位を含む太陽電池発電システムに設けられた日射計により、日射量を計測するステップと、計測された日射量に基づいて診断単位の理論発電量を算出するステップと、計測された発電量、および、算出された理論発電量の比率を算出するステップと、算出された比率を用いて、診断単位の異常診断を行うステップとを備える。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a solar cell abnormality diagnosis method, comprising: measuring a power generation amount of a diagnostic unit having a solar cell module; and a solar radiation meter provided in a solar cell power generation system including the diagnostic unit. A step of calculating, a step of calculating a theoretical power generation amount of a diagnostic unit based on the measured amount of solar radiation, a step of calculating a ratio of the measured power generation amount and the calculated theoretical power generation amount, and And performing an abnormality diagnosis of a diagnostic unit using the ratio.
この第3の局面による太陽電池異常診断方法では、上記のように、診断単位の発電量を計測するステップと、日射量を計測するステップと、計測された日射量に基づいて診断単位の理論発電量を算出するステップと、計測された発電量、および、算出された理論発電量の比率を算出するステップとを設ける。日射量の増減に起因して発電量が増減した場合には理論発電量も増減するので、理論発電量に対する実際の発電量の比率の増減を抑制することができる。すなわち、天候に起因する発電量の変動に比べて、理論発電量に対する実際の発電量の比率の変動を小さくすることができる。これにより、上記のように、上記比率を用いて、診断単位の異常診断を行うステップを設けることによって、日射量を計測せず発電量のみを用いて診断単位(太陽電池発電システム)の異常を診断する場合に比べて、診断単位(太陽電池発電システム)の異常を精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis method according to the third aspect, as described above, the step of measuring the power generation amount of the diagnostic unit, the step of measuring the solar radiation amount, and the theoretical power generation of the diagnostic unit based on the measured solar radiation amount A step of calculating the amount, and a step of calculating a ratio of the measured power generation amount and the calculated theoretical power generation amount. When the power generation amount increases or decreases due to the increase or decrease of the solar radiation amount, the theoretical power generation amount also increases or decreases, so that the increase or decrease of the ratio of the actual power generation amount to the theoretical power generation amount can be suppressed. That is, the variation in the ratio of the actual power generation amount to the theoretical power generation amount can be reduced compared to the fluctuation in the power generation amount due to the weather. Thereby, as described above, by providing a step of performing an abnormality diagnosis of the diagnostic unit using the ratio, the abnormality of the diagnostic unit (solar cell power generation system) is measured using only the power generation amount without measuring the amount of solar radiation. Compared with the case of diagnosing, it is possible to diagnose the abnormality of the diagnostic unit (solar cell power generation system) with high accuracy.
また、第3の局面による太陽電池異常診断方法では、上記のように、太陽電池発電システムに日射計を設けることによって、診断単位と日射計との設置環境が異なるのを抑制することができる。これにより、診断単位に入射する日射量を容易に精度良く算出できるので、診断単位(太陽電池発電システム)の異常を容易に精度良く診断することができる。 Moreover, in the solar cell abnormality diagnosis method according to the third aspect, as described above, by providing the solar cell power generation system with the solar meter, it is possible to suppress the difference in the installation environment between the diagnostic unit and the solar meter. As a result, the amount of solar radiation incident on the diagnostic unit can be easily calculated with high accuracy, so that an abnormality of the diagnostic unit (solar cell power generation system) can be easily diagnosed with high accuracy.
また、第3の局面による太陽電池異常診断方法では、異常診断の対象となる診断単位以外に別の診断単位が存在しない場合であっても、算出した比率と、過去に算出した比率とを比較すれば、診断単位(太陽電池発電システム)の異常を診断することができる。 Further, in the solar cell abnormality diagnosis method according to the third aspect, the calculated ratio is compared with the ratio calculated in the past even when there is no other diagnostic unit other than the diagnostic unit to be subjected to the abnormality diagnosis. If it does, abnormality of a diagnostic unit (solar cell power generation system) can be diagnosed.
上記第3の局面による太陽電池異常診断方法において、好ましくは、診断単位の異常診断を行うステップは、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しないステップを含む。日射量が所定値未満の場合、日射量が減少するにしたがって、上記比率が減少する(または増加する)傾向がある。このため、日射量が所定値未満の場合には、診断単位に異常が発生していると診断しないようにすることによって、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis method according to the third aspect, preferably, the step of performing abnormality diagnosis of the diagnostic unit is a step of not diagnosing that abnormality has occurred in the diagnostic unit when the amount of solar radiation is less than a predetermined value. including. When the amount of solar radiation is less than a predetermined value, the ratio tends to decrease (or increase) as the amount of solar radiation decreases. For this reason, when the amount of solar radiation is less than a predetermined value, the diagnosis unit (solar cell power generation system) can be diagnosed more accurately by not diagnosing that an abnormality has occurred in the diagnosis unit. it can.
上記第3の局面による太陽電池異常診断方法において、好ましくは、診断単位の異常診断を行うステップは、第1期間の比率と、第1期間よりも過去の第2期間の比率とを比較することにより、診断単位の異常診断を行うステップを含む。このように構成すれば、同一の診断単位の比率同士(第1期間の比率および第2期間の比率)を比較して、異常診断を行うことができるので、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis method according to the third aspect, preferably, the step of performing an abnormality diagnosis of a diagnostic unit compares the ratio of the first period and the ratio of the second period that is earlier than the first period. The step of performing an abnormality diagnosis of a diagnostic unit is included. If comprised in this way, since the ratio of the same diagnostic unit (the ratio of a 1st period and the ratio of a 2nd period) can be compared and an abnormality diagnosis can be performed, of a diagnostic unit (solar cell power generation system) Abnormalities can be diagnosed more accurately.
上記第3の局面による太陽電池異常診断方法において、好ましくは、診断単位は、第1診断単位および第2診断単位を含み、診断単位の異常診断を行うステップは、第1診断単位の比率と、第2診断単位の比率とを比較することにより、第1診断単位の異常診断を行うステップを含む。このように構成すれば、略同じ設置環境下の診断単位同士を比較することができるので、診断単位(太陽電池発電システム)の異常をより精度良く診断することができる。 In the solar cell abnormality diagnosis method according to the third aspect, preferably, the diagnostic unit includes a first diagnostic unit and a second diagnostic unit, and the step of performing an abnormal diagnosis of the diagnostic unit includes: a ratio of the first diagnostic unit; A step of performing an abnormality diagnosis of the first diagnostic unit by comparing with a ratio of the second diagnostic unit is included. If comprised in this way, since the diagnostic units in the substantially same installation environment can be compared, abnormality of a diagnostic unit (solar cell power generation system) can be diagnosed more accurately.
以上のように、本発明によれば、太陽電池発電システムの異常を精度良く診断することが可能な太陽電池異常診断システム、太陽電池異常診断装置および太陽電池異常診断方法を容易に得ることができる。 As described above, according to the present invention, a solar cell abnormality diagnosis system, a solar cell abnormality diagnosis device, and a solar cell abnormality diagnosis method capable of accurately diagnosing abnormality of a solar cell power generation system can be easily obtained. .
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態による太陽電池異常診断システム1の構成について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIG. 1, the structure of the solar cell
本発明の第1実施形態による太陽電池異常診断システム1は、図1に示すように、複数の太陽電池10および複数のパワーコンディショナ(以下、パワコンという)20を含む太陽電池発電システム30と、太陽電池発電システム30からのデータを受信するデータ収集ユニット40と、ネットワーク50と、ネットワーク50を介して太陽電池発電システム30およびデータ収集ユニット40との間で通信を行う管理サーバ60とによって構成されている。また、太陽電池10およびパワコン20によって、診断単位31が構成されている。
As shown in FIG. 1, a solar cell
太陽電池10は、太陽光エネルギーを電力に変換する機能を有するとともに、電力をパワコン20に供給するように構成されている。
The
具体的には、第1実施形態では、太陽電池10は、複数(例えば4つ)の太陽電池ストリング11を含んでいる。この太陽電池ストリング11は、直列に接続された複数(例えば5つ)の太陽電池モジュール12を含んでいる。また、太陽電池モジュール12は、複数(例えば数十枚)の太陽電池セル(図示せず)を含んでいる。なお、1つの太陽電池10に含まれる太陽電池ストリング11の数、1つの太陽電池ストリング11に含まれる太陽電池モジュール12の数、および、1つの太陽電池モジュール12に含まれる太陽電池セルの数は、それぞれ任意の数に設定することが可能である。また、太陽電池ストリング11は、本発明の「下層単位」の一例である。
Specifically, in the first embodiment, the
また、太陽電池ストリング11は、パワコン20に電気的に接続されており、発電した電力をパワコン20に供給する。
The
パワコン20は、1つ(または複数)の太陽電池10に電気的に接続されている。また、複数のパワコン20は、集電装置32に電気的に接続されている。この集電装置32には、異常電流が流れた場合に回路を遮断するブレーカ32aが、パワコン20(診断単位31)毎に設けられている。
The
また、集電装置32は、商用電力系統2と、太陽電池発電システム30が設置された施設(工場や住宅など)の負荷3とに電気的に接続されている。そして、太陽電池発電システム30は、太陽電池10で発電した電力を、負荷3や商用電力系統2に供給するように構成されている。
The
具体的には、太陽電池発電システム30のパワコン20には、太陽電池10からの直流電圧を昇圧する昇圧回路部(図示せず)、および、直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ回路部(図示せず)などが設けられている。
Specifically, the
また、太陽電池発電システム30は、負荷3に電力を供給するように構成されているとともに、発電量(発電電力量)が負荷3の消費電力量を上回った場合、商用電力系統2に電力を供給(売電)するように構成されている。その一方、太陽電池発電システム30の発電量が負荷3の消費電力量よりも少ない場合、商用電力系統2から負荷3に電力が供給される。
The solar cell
また、パワコン20には、異常電流が流れた場合に回路を遮断するブレーカ21が、太陽電池ストリング11毎に設けられている。また、パワコン20には、パワコン20に接続された太陽電池10の発電量を計測するための電力量検出器22が設けられている。この電力量検出器22は、計測した発電量のデータ(発電量データ)をデータ収集ユニット40に送信する機能を有する。なお、電力量検出器22とデータ収集ユニット40との間のデータの送受信は、有線回線を用いて行ってもよいし、無線回線を用いて行ってもよい。また、電力量検出器22は、本発明の「発電量計測部」の一例である。
Further, the
また、パワコン20の少なくとも1つには、記憶部23および通信部24が設けられている。
Further, at least one of the
記憶部23は、日射量を計測するための日射計33により計測された日射量のデータ(日射量データ)と、気温を計測するための温度計34により計測された気温のデータ(気温データ)とを格納するように構成されている。なお、日射計33および温度計34とパワコン20との間のデータの送受信は、有線回線を用いて行ってもよいし、無線回線を用いて行ってもよい。
The
また、日射計33および温度計34は、例えば、パワコン20の周辺に配置されている。なお、日射計33および温度計34は、太陽電池10の周辺に設けられていてもよいし、太陽電池10に一体的に設けられていてもよい。日射計33を太陽電池10に一体的に設けた場合、太陽電池10(太陽電池セル)の設置方位および設置角度と、日射計33の設置方位および設置角度とを容易に一致させることが可能であるので、日射計33により計測された日射量を用いて太陽電池10(診断単位31)の後述する理論発電量を容易に算出することが可能である。
Further, the
通信部24は、ネットワーク50を介して管理サーバ60との間で通信を行う機能を有し、記憶部23に格納されたデータを管理サーバ60に送信するように構成されている。なお、記憶部23に格納されたデータをデータ収集ユニット40を経由して管理サーバ60に送信することも可能である。
The
また、パワコン20には、記憶部23や通信部24を制御する制御部(図示せず)が設けられていてもよい。
The
データ収集ユニット40は、太陽電池発電システム30の、例えば周辺部に配置されている。このデータ収集ユニット40は、電力量検出器22からの発電量データを収集する機能を有する。また、データ収集ユニット40は、ネットワーク50を介して管理サーバ60との間で通信を行う機能を有し、電力量検出器22からの発電量データを管理サーバ60に送信するように構成されている。なお、データ収集ユニット40は、太陽電池発電システム30に含まれていてもよく、例えば集電装置32やパワコン20に設けられていてもよい。また、データ収集ユニット40には、収集した発電量データを格納する記憶部(図示せず)が設けられていてもよい。
The
ネットワーク50は、CAN(Controller Area Network)方式、電力線通信(PLC:Power Line Communication)方式、または、RS−485方式や、その他の種々の通信方式を用いることが可能である。
The
管理サーバ60には、通信部61と、通信部61に接続されるとともに管理サーバ60全体を制御する制御部62と、制御部62に接続された記憶部63とが設けられている。なお、制御部62は、本発明の「演算部」および「診断部」の一例である。
The
通信部61は、ネットワーク50を介して、パワコン20の通信部24との間や、データ収集ユニット40との間で通信を行う機能を有し、受信したデータを制御部62に送信するように構成されている。
The
制御部62は、太陽電池10(診断単位31)で発電した実際の発電量のデータ(発電量データ)などを用いて、太陽電池発電システム30(診断単位31)に異常が発生しているか否かを判断するように構成されている。
The
なお、制御部62の詳細な動作については、後述する。
The detailed operation of the
記憶部63は、通信部61が受信したデータ(発電量データ、日射量データ、気温データなど)、制御部62が算出した後述するシステム効率のデータ、および、太陽電池発電システム30(診断単位31)に異常が発生しているか否かの診断結果のデータなどが格納されている。
The
また、制御部62(管理サーバ60)には、出力部60aが接続されている。この出力部60aは、制御部62が行った太陽電池発電システム30(診断単位31)の異常の診断結果を太陽電池発電システム30の管理者に知らせることが可能なように構成されている。例えば、出力部60aは、表示装置であってもよいし、管理者の聴覚や視覚に訴える報知器などであってもよい。
An
次に、制御部62の動作(異常診断方法)について詳細に説明する。
Next, the operation (abnormality diagnosis method) of the
制御部62は、各診断単位31単体で異常の発生の有無を診断するとともに、他の診断単位31との間で算出値(後述するシステム効率)を比較することにより異常の発生の有無を診断するように構成されている。
The
まず、制御部62が診断単位31単体で異常の発生の有無を診断する方法について説明する。
First, a method in which the
制御部62は、通信部61が受信した日射量データおよび気温データを用いて、診断単位31の理論発電量を算出する。ここで、理論発電量は、以下の式(1)を用いて算出される。
The
理論発電量[kWh]=システム出力量[kWh]×(日射量[kWh/m2]/標準状態における日射量[kWh/m2])×温度補正係数Kt1・・・(1) Theoretical power generation amount [kWh] = System output amount [kWh] × (Insolation amount [kWh / m 2 ] / Insolation amount in standard state [kWh / m 2 ]) × Temperature correction coefficient Kt1 (1)
なお、システム出力量[kWh]は、システム出力(システム容量ともいう)[kW]×時間[h]のことである。また、システム出力は、以下の式(2)を用いて算出される。 The system output amount [kWh] is system output (also referred to as system capacity) [kW] × time [h]. The system output is calculated using the following equation (2).
システム出力[kW]=太陽電池モジュール1枚当たりの出力[kW]×太陽電池モジュールの枚数×パワコンの変換効率×補正係数Kα・・・(2) System output [kW] = output per solar cell module [kW] × number of solar cell modules × power conversion efficiency × correction coefficient Kα (2)
パワコン20の変換効率は、パワコン20の構造により定められる値であり、例えば、0.95前後の値である。また、補正係数Kαは、例えば、太陽電池10(太陽電池モジュール12)の設置方位および設置角度や、太陽電池10の発電量に影響を与えるその他の条件を加味した係数である。
The conversion efficiency of the
また、上記式(1)の日射量は、通信部61が受信した日射量データから得られる値である。
Moreover, the solar radiation amount of said Formula (1) is a value obtained from the solar radiation amount data which the
また、上記式(1)の標準状態における日射量は、標準状態(エアマス(Air Mass)=1.5、太陽電池セルの温度=25度)における日射強度[kW/m2]×時間[h]のことであり、1000[kWh/m2]である。 In addition, the amount of solar radiation in the standard state of the above formula (1) is the solar radiation intensity [kW / m 2 ] × time [h] in the standard state (air mass = 1.5, solar cell temperature = 25 degrees). It is 1000 [kWh / m 2 ].
また、上記式(1)の温度補正係数Kt1は、以下の式(3)を用いて算出される。 Further, the temperature correction coefficient Kt1 of the above equation (1) is calculated using the following equation (3).
Kt1={100−(T+加重温度上昇係数−25)×温度補正係数Kt2}/100・・・(3) Kt1 = {100− (T + weighted temperature increase coefficient−25) × temperature correction coefficient Kt2} / 100 (3)
なお、Tは、通信部61が受信した気温データから得られる値であり、温度計34が計測した例えば日中の平均気温である。なお、上記式(1)を用いて理論発電量を算出する際に、例えば1時間毎や1分毎の理論発電量を算出し、それらを合計することにより、1日の理論発電量を算出してもよい。この場合、Tを、例えば1時間毎や1分毎の平均気温とすれば、理論発電量の算出の精度を向上させることが可能である。
Note that T is a value obtained from the temperature data received by the
加重温度上昇係数は、第1実施形態では、例えば18.4である。この加重温度上昇係数は、太陽電池10の設置構造により定められる値であり、裏面開放型では、例えば18.4、屋根置き型では、例えば21.5、裏面密閉型では、例えば28.0などといった値にすることが可能である。温度補正係数Kt2は、太陽電池セルの結晶構造などにより定められる値であり、例えば0.485である。
The weighted temperature increase coefficient is, for example, 18.4 in the first embodiment. This weighted temperature increase coefficient is a value determined by the installation structure of the
また、制御部62は、通信部61が受信した診断単位31の発電量データを用いて、診断単位31のシステム効率を算出する。ここで、システム効率は、以下の式(4)を用いて算出される。なお、システム効率は、本発明の「比率」の一例である。
In addition, the
システム効率[%]=(実際の発電量[kWh]/理論発電量[kWh])×100・・・(4) System efficiency [%] = (actual power generation amount [kWh] / theoretical power generation amount [kWh]) × 100 (4)
なお、実際の発電量は、通信部61が受信した発電量データから得られる、診断単位31の実際の発電量である。
The actual power generation amount is the actual power generation amount of the
そして、制御部62は、ある日付(異常の診断を行う対象の日付)dのシステム効率と過去に算出したシステム効率とを比較することにより、診断単位31に異常が発生しているか否かを判断する。
Then, the
具体的には、制御部62は、異常の診断を行う対象の日付dのシステム効率J(d)を算出する。また、制御部62は、異常の診断を行う対象の日付dからp日以上前のq日間のシステム効率の平均値J(D)を算出する。ここで、異常の診断を行う対象の日付dからp日以上前のq日間のシステム効率の平均値J(D)は、以下の式(5)を用いて算出される。なお、qはp以下の値(p≧q)である。また、システム効率J(d)は、本発明の「第1期間のシステム効率」および「第1診断単位のシステム効率」の一例である。また、システム効率の平均値J(D)は、本発明の「第2期間のシステム効率」の一例である。
Specifically, the
J(D)={J(d−p)+J(d−(p+1))+・・・+J(d−(p+q−2))+J(d−(p+q−1))}/q・・・(5) J (D) = {J (d−p) + J (d− (p + 1)) +... + J (d− (p + q−2)) + J (d− (p + q−1))} / q. (5)
また、制御部62は、過去のシステム効率の平均値J(D)から日付dのシステム効率J(d)を減じた値L(d)が所定値以上であるか否かを判断する。そして、制御部62は、値L(d)が所定値以上であることがp日以上連続で発生した場合、診断単位31に異常が発生していると診断する。
Further, the
なお、第1実施形態では、日射量が1.5[kWh/m2]以下の日付については異常の診断を行わないように、制御部62が構成されている。この理由については、後述する。また、平均値J(D)を算出する場合、日射量が1.5[kWh/m2]以下の日付のシステム効率の値を用いないように、制御部62が構成されていてもよい。
In the first embodiment, the
次に、制御部62が、他の診断単位31と間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を判断する方法について説明する。なお、ここでは、異常診断の対象となる診断単位31を診断単位31aとし、それ以外の診断単位31を診断単位31b、31cおよび31dとして説明する。
Next, a method in which the
制御部62は、上記式(4)を用いて、全ての診断単位31(31a、31b、31cおよび31d)についてシステム効率J(d)を算出する。また、制御部62は、異常診断の対象となる診断単位31a以外の診断単位31b、31cおよび31dのシステム効率の平均値JA(d)を算出する。ここで、診断単位31a以外の診断単位31b、31cおよび31dのシステム効率の平均値JA(d)は、以下の式(6)を用いて算出される。なお、診断単位31aは、本発明の「第1診断単位」の一例であり、診断単位31b、31cおよび31dは、本発明の「第2診断単位」の一例である。また、システム効率の平均値JA(d)は、本発明の「第2診断単位のシステム効率」の一例である。
The
JA(d)={Jb(d)+Jc(d)+Jd(d)}/m・・・(6) JA (d) = {Jb (d) + Jc (d) + Jd (d)} / m (6)
なお、Jb(d)、Jc(d)およびJd(d)は、それぞれ、診断単位31b、31cおよび31dのシステム効率である。また、mは、診断単位31a以外の診断単位31(31b、31cおよび31d)の数であり、第1実施形態では、m=3である。
Jb (d), Jc (d), and Jd (d) are the system efficiencies of the
また、制御部62は、システム効率の平均値JA(d)から診断単位31aのシステム効率Ja(d)を減じた値Ma(d)が所定値以上であるか否かを判断する。そして、制御部62は、値Ma(d)が所定値以上である場合、診断単位31aに異常が発生していると診断する。
Further, the
なお、第1実施形態では、日射量が1.5[kWh/m2]以下の日付については異常の診断を行わないように、制御部62が構成されている。また、システム効率の平均値JA(d)を算出する場合、日射量が1.5[kWh/m2]以下の日付のシステム効率の値を用いないように、制御部62が構成されていてもよい。
In the first embodiment, the
以上のように、第1実施形態では、制御部62は、過去データを用いて診断単位31単体で異常の発生の有無を診断するとともに、他の診断単位31(31b、31cおよび31d)との間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を診断する。そして、制御部62は、いずれか一方の診断において診断単位31に異常が発生していると診断した場合に、出力部60aにその旨を例えば表示する。
As described above, in the first embodiment, the
次に、図1〜図7を参照して、太陽電池異常診断システム1の異常診断の処理フローについて説明する。
Next, with reference to FIGS. 1-7, the process flow of the abnormality diagnosis of the solar cell
ここでは、図2および図3に示すように、例えば、6月1日に太陽電池発電システム30(図1参照)が稼働を開始し、6月26日に診断単位31aに異常が発生した場合(診断単位31aの太陽電池ストリング11のいずれか1つに異常電流が流れ、異常電流が流れた太陽電池ストリング11に接続されたブレーカ21が遮断された場合)について説明する。なお、図2は、管理サーバ60の記憶部63に格納された各種データ(パワコン20の通信部24からのデータ、データ収集ユニット40からのデータ、および、制御部62が算出したデータなど)を示した図である。また、図2中、日射量および発電量は、24時間の累積値であり、気温は、例えば日中の平均気温である。また、図2の過去のシステム効率の平均値J(D)は、上記式(5)において、例えばp=3、q=3とした場合の値である。
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, for example, when the solar cell power generation system 30 (see FIG. 1) starts operating on June 1, and an abnormality occurs in the
まず、6月1日に太陽電池発電システム30が稼働を開始する。そして、太陽電池発電システム30を設置した設置業者等が、設置初期(例えば、6月1日〜6月5日)における太陽電池発電システム30の稼働状況が正常であるか否かを診断する。この設置初期における診断作業は、従来から一般的に行われている方法を用いることが可能である。また、設置業者等は、6月1日〜6月5日までのシステム効率が所望の値(例えば70%)以上であるか否かを確認することによって、設置初期における太陽電池発電システム30の診断を行ってもよい。
First, the solar cell
次に、管理サーバ60の制御部62が行う異常診断の処理フローについて説明する。
Next, the abnormality diagnosis processing flow performed by the
図4に示すように、管理サーバ60の制御部62が行う異常診断の処理フローは、上述したように、過去データを用いて診断単位31単体で異常の発生の有無を診断するステップS1と、他の診断単位31との間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を診断するステップS2と、診断単位31に異常が発生していると診断した場合に、出力部60aにその旨を出力(例えば表示)するステップS3とを備えている。
As shown in FIG. 4, the abnormality diagnosis processing flow performed by the
ここで、ステップS1およびS2において、制御部62が、発電量を比較することにより診断単位31の異常の発生の有無を診断するのではなく、実際の発電量を理論発電量で除することにより得られるシステム効率を用いて診断単位31の異常の発生の有無を診断する理由について説明する。
Here, in steps S1 and S2, the
図2に示すように、例えば、6月1日と6月10日とを比較した場合、診断単位31aの6月1日の発電量(624.4[kWh])に対して6月10日の発電量(138.8[kWh])は、約78%低下している。すなわち、診断単位31aに異常が発生していないにもかかわらず、発電量の低下(変動)は大きい。このため、発電量を比較することにより異常の診断を行う場合、診断単位31の発電量がゼロ近くにならないと、異常を検出することができない。
As shown in FIG. 2, for example, when June 1 and June 10 are compared, the amount of power generated on June 1 of the
その一方、例えば、診断単位31aの6月1日のシステム効率(78.3[%])に対して6月10日のシステム効率(76.7[%])は、約2%低下しているだけである。また、診断単位31aの6月26日以降(診断単位31aに異常が発生している場合)のシステム効率は、6月25日以前(診断単位31aに異常が発生していない場合)のシステム効率に対して、約25%低下している。すなわち、診断単位31aに異常が発生していない場合、システム効率の変動は小さく、診断単位31aに異常が発生している場合、システム効率の変動は大きくなる。
On the other hand, for example, the system efficiency (76.7 [%]) on June 10 is about 2% lower than the system efficiency (78.3 [%]) on June 1 of the
このため、システム効率を用いて診断単位31の異常の発生の有無を診断することによって、異常診断の精度を向上させることが可能である。
For this reason, it is possible to improve the accuracy of abnormality diagnosis by diagnosing the occurrence of abnormality in the
以下、ステップS1、S2およびS3について詳細に説明する。 Hereinafter, steps S1, S2 and S3 will be described in detail.
ステップS1は、図5に示すように、ステップS11〜S17を含んでいる。ステップS11において、管理サーバ60の制御部62により、過去のデータ数が所定値(例えば5日分)以上存在するか否かが判断される。制御部62により、過去のデータ数が5日分以上存在しないと判断された場合(異常診断を行う対象の日付が6月1日〜6月5日の場合)、ステップS2に進む。一方、制御部62により、過去のデータ数が所定値(例えば5日分)以上存在すると判断された場合(異常診断を行う対象の日付が6月6日以降の場合)、ステップS12に進む。
Step S1 includes steps S11 to S17 as shown in FIG. In step S11, the
ステップS12において、制御部62により、異常診断を行う対象の日付の日射量が所定値(例えば1.5[kWh/m2])以上であるか否かが判断される。制御部62により、日射量が1.5[kWh/m2]未満であると判断された場合、ステップS2に進む。一方、制御部62により、日射量が1.5[kWh/m2]以上であると判断された場合、ステップS13に進む。
In step S12, the
ここで、日射量が1.5[kWh/m2]以上であるか否かを判断する理由について説明する。図6に示すように、日射量が約1.5[kWh/m2]以上の場合、上記式(4)で算出されるシステム効率は、約70[%]〜約81[%]の範囲で略一定に推移する。その一方、日射量が約1.5[kWh/m2]未満の場合、日射量が減少するにしたがって、システム効率が低下する傾向がある。 Here, the reason for determining whether the amount of solar radiation is 1.5 [kWh / m 2 ] or more will be described. As shown in FIG. 6, when the solar radiation amount is about 1.5 [kWh / m 2 ] or more, the system efficiency calculated by the above formula (4) ranges from about 70 [%] to about 81 [%]. It remains almost constant. On the other hand, when the solar radiation amount is less than about 1.5 [kWh / m 2 ], the system efficiency tends to decrease as the solar radiation amount decreases.
すなわち、日射量が約1.5[kWh/m2]以上ない場合(異常診断を行う対象の日付が6月11日の場合)、システム効率が低くなり、太陽電池発電システム30(診断単位31)に異常が発生していると誤った診断がなされる可能性が高くなる。このため、太陽電池異常診断システム1では、日射量が1.5[kWh/m2]未満の場合(例えば極端に曇っている場合)は、異常の診断を行わない。
That is, when the amount of solar radiation is not about 1.5 [kWh / m 2 ] or more (when the date on which abnormality diagnosis is performed is June 11), the system efficiency is lowered, and the solar cell power generation system 30 (
なお、日射量が約1.5[kWh/m2]以上ない場合にシステム効率が低くなるのは、日射計33が計測する光の波長と、太陽電池10が電力に変換する光の波長とは必ずしも一致しておらず、太陽電池10が電力に変換する光は、雲などに吸収(または反射)されやすいためであると考えられる。
In addition, when the solar radiation amount is not about 1.5 [kWh / m 2 ] or more, the system efficiency becomes low because the wavelength of the light measured by the
そして、図5に示すように、ステップS13において、制御部62により、上記式(5)で算出された過去のシステム効率の平均値J(D)から、異常の診断を行う対象の日付dのシステム効率J(d)を減じた値L(d)が所定値E1(例えば10[%])以上であるか否かが判断される。なお、判断の閾値である所定値E1は、10[%]以外の値であってもよい。
Then, as shown in FIG. 5, in step S <b> 13, the
例えば、第1実施形態では、診断単位31は4つの太陽電池ストリング11を含んでいるので、1つの太陽電池ストリング11に異常が発生した場合(1つのブレーカ21が遮断された場合)に診断単位31の異常を検出できるように、所定値E1を設定してもよい。すなわち、システム効率J(d)が過去のシステム効率の平均値J(D)に「1−1/n」を乗じた値以下であるか否かを判断するように、所定値E1を設定してもよい。なお、nは、異常診断の対象となる診断単位31に含まれる太陽電池ストリング11の数であり、第1実施形態では4である。
For example, in the first embodiment, the
具体的には、1−1/n=0.75であるので、J(D)×0.75≧J(d)であり、L(d)=J(D)−J(d)≧J(D)×0.25である。また、J(D)は、約70[%]〜約81[%]であるので、J(D)×0.25=約17.5[%]〜約20.3[%]である。このため、判断の閾値である所定値E1を約17.5[%]〜約20.3[%]に設定してもよい。なお、第1実施形態では、所定値E1を、約17.5[%]〜約20.3[%]よりも小さい、例えば10[%]に設定するので、1つの太陽電池ストリング11に異常が発生した場合、診断単位31の異常を確実に検出することが可能である。
Specifically, since 1-1 / n = 0.75, J (D) × 0.75 ≧ J (d) and L (d) = J (D) −J (d) ≧ J (D) × 0.25. Since J (D) is about 70 [%] to about 81 [%], J (D) × 0.25 = about 17.5 [%] to about 20.3 [%]. For this reason, the predetermined value E1 that is a threshold for determination may be set to about 17.5 [%] to about 20.3 [%]. In the first embodiment, the predetermined value E1 is set to be smaller than about 17.5 [%] to about 20.3 [%], for example, 10 [%], so that one
ステップS13において、制御部62により、値L(d)が所定値E1(例えば10[%])以上であると判断された場合(パワコン20aの6月26日〜29日の場合)、ステップS14に進む。その後、ステップS14において、値L(d)が所定値E1(例えば10[%])以上であると判断された回数を示すカウンタ値fを、f=f+1にしてステップS15に進む。なお、ステップS13において、制御部62により、値L(d)が所定値E1(例えば10[%])未満であると判断された場合、ステップS16に進み、カウンタ値fを、f=0にしてステップS2に進む。この場合、カウンタ値fがf≧3である場合には、カウンタ値fをf=0にしなくてもよい。
When the
そして、ステップS15において、制御部62により、カウンタ値fが3以上であるか否かが判断される。カウンタ値fが3以上ではないと判断された場合、ステップS2に進む。一方、カウンタ値fが3以上であると判断された場合(診断単位31aの6月28日および29日の場合)、ステップS17に進む。
In step S15, the
すなわち、ステップS1では、制御部62により、6月26日(診断単位31aに異常が発生した日)および27日は、診断単位31aに異常が発生している可能性が高いと判断される一方で、診断単位31aに異常が発生していると診断されない。そして、制御部62により、6月28日および29日に診断単位31aに異常が発生していると診断される。なお、図2において、制御部62により、6月30日以降診断単位31aに異常が発生していると診断されていないのは、過去のシステム効率の平均値J(D)を算出する際に、異常が発生している日付のシステム効率が用いられているためである。
That is, in step S1, the
その後、ステップS17において、制御部62により、太陽電池発電システム30(診断単位31a)に異常が発生していると診断されるとともに、診断結果が記憶部63に格納され、ステップS2に進む。
Thereafter, in step S17, the
ステップS2は、図7に示すように、ステップS21〜S23を含んでいる。ステップS21において、制御部62により、上記ステップS12と同様、異常診断を行う対象の日付の日射量が所定値(例えば1.5[kWh/m2])以上であるか否かが判断される。ステップS21において、制御部62により、日射量が1.5[kWh/m2]未満であると判断された場合、ステップS3に進む。一方、制御部62により、日射量が1.5[kWh/m2]以上であると判断された場合、ステップS22に進む。
Step S2 includes steps S21 to S23 as shown in FIG. In step S21, as in step S12, the
なお、第1実施形態では、ステップS2に、日射量が1.5[kWh/m2]以上であるか否かを判断するステップS21を設けたが、上記ステップS12と重複するので、ステップS21を設けなくてもよい。 In the first embodiment, Step S2 includes Step S21 for determining whether or not the amount of solar radiation is 1.5 [kWh / m 2 ] or more. However, Step S21 overlaps with Step S12. May not be provided.
そして、ステップS22において、制御部62により、異常診断の対象となる診断単位31(例えば診断単位31a)のシステム効率Ja(d)を、他の診断単位31(例えば診断単位31b、31cおよび31d)のシステム効率の平均値JA(d)から減じた値Ma(d)が所定値E2(例えば12[%])以上であるか否かが判断される。なお、判断の閾値である所定値E2は、12[%]以外の値であってもよい。
In step S22, the
例えば、第1実施形態では、上記所定値E1と同様、1つの太陽電池ストリング11に異常が発生した場合(1つのブレーカ21が遮断された場合)に診断単位31aの異常を検出できるように、所定値E2を設定してもよい。すなわち、システム効率J(d)が他の診断単位31b、31cおよび31dのシステム効率の平均値JA(d)に「1−1/n」を乗じた値以下であるか否かを判断するように、所定値E2を設定してもよい。
For example, in the first embodiment, similarly to the predetermined value E1, when an abnormality occurs in one solar cell string 11 (when one
具体的には、1−1/n=0.75であるので、JA(d)×0.75≧J(d)であり、Ma(d)=JA(d)−J(d)≧JA(d)×0.25である。また、JA(d)は、約70[%]〜約81[%]であるので、JA(d)×0.25=約17.5[%]〜約20.3[%]である。このため、判断の閾値である所定値E2を約17.5[%]〜約20.3[%]に設定してもよい。なお、第1実施形態では、所定値E2を、約17.5[%]〜約20.3[%]よりも小さい、例えば12[%]に設定するので、1つの太陽電池ストリング11に異常が発生した場合、診断単位31の異常を確実に検出することが可能である。
Specifically, since 1/1 / n = 0.75, JA (d) × 0.75 ≧ J (d), and Ma (d) = JA (d) −J (d) ≧ JA (D) × 0.25. Since JA (d) is about 70 [%] to about 81 [%], JA (d) × 0.25 = about 17.5 [%] to about 20.3 [%]. For this reason, the predetermined value E2 that is a threshold for determination may be set to about 17.5 [%] to about 20.3 [%]. In the first embodiment, the predetermined value E2 is set to be smaller than about 17.5 [%] to about 20.3 [%], for example, 12 [%], so that one
ステップS22において、制御部62により、値Ma(d)が所定値E2(例えば12[%])未満であると判断された場合、ステップS3に進む。一方、制御部62により、値Ma(d)が所定値E2(例えば12[%])以上であると判断された場合(診断単位31aの6月26日〜7月2日の場合)、ステップS23に進む。
In step S22, when the
その後、ステップS23において、制御部62により、診断単位31aに異常が発生していると診断されるとともに、診断結果が記憶部63に格納され、ステップS3に進む。
Thereafter, in step S23, the
最後に、ステップS3(図4参照)において、制御部62により、記憶部63に格納された診断結果が、出力部60aに、例えば表示される。このとき、太陽電池発電システム30(診断単位31)に異常が発生していると診断された場合にのみ出力部60aにその旨を表示してもよいし、診断結果だけでなく、日射量、電力量、システム効率なども合わせて表示してもよい。
Finally, in step S3 (see FIG. 4), the
以上のようにして、太陽電池発電システム30の管理者に、太陽電池発電システム30の異常の発生を知らせることが可能となる。これにより、異常が発生した太陽電池発電システム30に修理業者等が派遣され、異常発生箇所の調査や修理などが行われる。
As described above, the administrator of the solar cell
第1実施形態では、上記のように、電力量検出器22が計測した発電量を、日射計33が計測した日射量に基づいて算出された診断単位31の理論発電量で除することにより、診断単位31のシステム効率を算出する制御部62を設ける。日射量の増減に起因して発電量が増減した場合には理論発電量も増減するので、理論発電量に対する実際の発電量の比率(システム効率)の増減を抑制することができる。すなわち、天候に起因する発電量の変動に比べて、理論発電量に対する実際の発電量の比率(システム効率)の変動を小さくすることができる。これにより、上記のように、制御部62により、システム効率を用いて、診断単位31の異常診断を行うことによって、日射量を計測せず発電量のみを用いて診断単位31(太陽電池発電システム30)の異常を診断する場合に比べて、診断単位31(太陽電池発電システム30)の異常を精度良く診断することができる。
In the first embodiment, as described above, by dividing the power generation amount measured by the
また、第1実施形態では、上記のように、日射計33を、診断単位31やパワコン20の周辺に配置することによって、診断単位31と日射計33との設置環境が異なるのを抑制することができる。これにより、診断単位31に入射する日射量を容易に精度良く算出できるので、診断単位31(太陽電池発電システム30)の異常を容易に精度良く診断することができる。
Moreover, in 1st Embodiment, as mentioned above, by arranging the
また、第1実施形態では、上記のように、制御部62は、日射量が1.5[kWh/m2]未満の場合には、診断単位31に異常が発生していると診断しない。これにより、診断単位31(太陽電池発電システム30)の異常をより精度良く診断することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、制御部62は、異常の診断を行う対象の日付dのシステム効率J(d)と、日付dよりも過去のシステム効率の平均値J(D)とを比較することにより、診断単位31の異常診断を行う。これにより、同一の診断単位31のシステム効率同士(システム効率J(d)および過去のシステム効率の平均値J(D))を比較して、異常診断を行うことができるので、診断単位31(太陽電池発電システム30)の異常をより精度良く診断することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、システム効率の平均値J(D)からシステム効率J(d)を減じた値L(d)が、例えば3日連続で所定値E1以上である場合に、制御部62は、診断単位31に異常が発生していると診断する。これにより、何らかの原因で突発的にシステム効率J(d)が低下した場合に、診断単位31(太陽電池発電システム30)に異常が発生している、と制御部62が誤った診断を行うのを抑制することができる。これにより、診断単位31(太陽電池発電システム30)の異常をより精度良く診断することができる。
In the first embodiment, as described above, the value L (d) obtained by subtracting the system efficiency J (d) from the average value J (D) of the system efficiency is, for example, a predetermined value E1 or more for three consecutive days. In this case, the
また、第1実施形態では、上記のように、異常の診断を行う対象の日付dから3日以上前のシステム効率の平均値J(D)からシステム効率J(d)を減じた値L(d)が、3日間連続で所定値E1以上である場合に、制御部62は、診断単位31に異常が発生していると診断する。これにより、診断単位31に異常が発生する以前のシステム効率の平均値J(D)を用いて、診断単位31に異常が発生しているか否かを診断することができるので、診断単位31(太陽電池発電システム30)の異常をより精度良く診断することができる。
In the first embodiment, as described above, the value L () obtained by subtracting the system efficiency J (d) from the average value J (D) of the system efficiency three days or more before the date d to be diagnosed for abnormality. When d) is equal to or greater than the predetermined value E1 for three consecutive days, the
また、第1実施形態では、上記のように、システム効率の平均値J(D)は、複数日間(例えば3日間)のシステム効率の平均値である。これにより、過去のシステム効率のばらつきを抑制することができるので、診断単位31(太陽電池発電システム30)の異常をより精度良く診断することができる。 In the first embodiment, as described above, the average value J (D) of system efficiency is an average value of system efficiency for a plurality of days (for example, three days). Thereby, since the dispersion | variation in the past system efficiency can be suppressed, abnormality of the diagnostic unit 31 (solar cell power generation system 30) can be diagnosed more accurately.
また、第1実施形態では、上記のように、制御部62は、診断単位31aのシステム効率Ja(d)と、診断単位31b、31cおよび31dのシステム効率の平均値JA(d)とを比較することにより、診断単位31aの異常診断を行う。これにより、略同じ設置環境下の診断単位31同士を比較することができるので、診断単位31(太陽電池発電システム30)の異常を精度良く診断することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、算出したシステム効率を格納する記憶部63を備える。これにより、異常診断の度に過去のシステム効率を算出し直す必要がないので、特に有効である。
In the first embodiment, as described above, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態では、図8を参照して、上記第1実施形態と異なり、太陽電池110とパワコン20との間に接続箱140および集電箱150を設ける場合について説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, a case where a
本発明の第2実施形態による太陽電池発電システム130は、図8に示すように、太陽電池110と、複数の太陽電池110が電気的に接続される接続箱140と、複数の接続箱140が電気的に接続される集電箱150と、複数の集電箱150が電気的に接続されるパワコン20と、複数のパワコン20が電気的に接続される集電装置132とを含んでいる。なお、図8では、図面簡略化のため、太陽電池110、接続箱140、集電箱150およびパワコン20は、1つずつ図示している。
As shown in FIG. 8, the solar cell
太陽電池110は、複数の太陽電池ストリング111を含んでいる。
The
ここで、第2実施形態では、太陽電池ストリング111は、直列に接続された複数の太陽電池モジュール12と、各太陽電池モジュール12の発電量を計測するための複数の電力量検出器112と、太陽電池ストリング111の発電量(5つの太陽電池モジュール12の合計の発電量)を計測するため電力量検出器113とを含んでいる。
Here, in the second embodiment, the
また、第2実施形態では、接続箱140には、異常電流が流れた場合に回路を遮断するブレーカ141が、太陽電池ストリング111毎に設けられている。また、接続箱140には、接続箱140に接続された太陽電池110の発電量を計測するための電力量検出器142が設けられている。
Moreover, in 2nd Embodiment, the
また、第2実施形態では、集電箱150には、異常電流が流れた場合に回路を遮断するブレーカ151が、接続箱140毎に設けられている。また、集電箱150には、複数の接続箱140からの合計の発電量を計測するための電力量検出器152が設けられている。
In the second embodiment, the
また、第2実施形態では、集電装置132には、太陽電池発電システム130全体の発電量(複数のパワコン20からの合計の発電量)を計測するための電力量検出器131が設けられている。
In the second embodiment, the
電力量検出器112、113、131、142および152は、上記第1実施形態の電力量検出器22と同様、計測した発電量のデータ(発電量データ)をデータ収集ユニット40に送信する機能を有する。なお、電力量検出器112、113、131、142および152は、本発明の「発電量計測部」の一例である。
The
第2実施形態のその他の構造は、上記第1実施形態と同様である。 Other structures of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
第2実施形態では、上記のように、太陽電池モジュール12毎に電力量検出器112を設けることによって、診断単位を太陽電池モジュール12とし、太陽電池モジュール12毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、太陽電池セルが本発明の「下層単位」である。
In the second embodiment, as described above, by providing the
また、第2実施形態では、上記のように、太陽電池ストリング111毎に電力量検出器113を設けることによって、診断単位を太陽電池ストリング111とし、太陽電池ストリング111毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、太陽電池モジュール12が本発明の「下層単位」である。
In the second embodiment, as described above, by providing the
また、第2実施形態では、上記のように、接続箱140毎に電力量検出器142を設けることによって、診断単位を接続箱140および太陽電池110により構成し、接続箱140毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、太陽電池ストリング111が本発明の「下層単位」である。
In the second embodiment, as described above, by providing the
また、第2実施形態では、上記のように、集電箱150毎に電力量検出器152を設けることによって、診断単位を集電箱150、複数の接続箱140および複数の太陽電池110により構成し、集電箱150毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、接続箱140が本発明の「下層単位」である。
Further, in the second embodiment, as described above, the diagnostic unit is configured by the
また、第2実施形態では、上記実施形態と同様、パワコン20毎に電力量検出器22を設けることによって、診断単位をパワコン20、複数の集電箱150、複数の接続箱140および複数の太陽電池110により構成し、パワコン20毎に異常診断を行うことができる。なお、この場合、集電箱150が本発明の「下層単位」である。
Further, in the second embodiment, similarly to the above embodiment, by providing the
また、第2実施形態では、上記のように、集電装置132に電力量検出器131を設けることによって、診断単位を太陽電池発電システム130(集電装置132、複数の集電箱150、複数の接続箱140および複数の太陽電池110)により構成し、太陽電池発電システム130の異常診断を行うことができる。なお、この場合、パワコン20が本発明の「下層単位」である。
Further, in the second embodiment, as described above, by providing the power amount detector 131 in the
第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 Other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
例えば、上記実施形態では、実測した発電量を理論発電量で除した比率(システム効率)を用いて、異常診断を行う例について説明したが、言うまでもなく、理論発電量を実測した発電量で除した比率(システム効率の逆数)を用いて、異常診断を行ってもよい。この場合、上記ステップS13およびS22において、制御部により、値L(d)やMa(d)が所定値以下であるか否かを判断させればよい。 For example, in the above embodiment, an example in which abnormality diagnosis is performed using the ratio (system efficiency) obtained by dividing the actually measured power generation amount by the theoretical power generation amount has been described. Needless to say, the theoretical power generation amount is divided by the actually measured power generation amount. An abnormality diagnosis may be performed using the ratio (the reciprocal of the system efficiency). In this case, in steps S13 and S22, the control unit may determine whether or not the values L (d) and Ma (d) are equal to or less than a predetermined value.
同様に、上記実施形態では、過去のシステム効率の平均値J(D)からシステム効率J(d)を減じることにより、値L(d)を算出し、他の診断単位のシステム効率の平均値JA(d)からシステム効率Ja(d)を減じることにより、値Ma(d)を算出した例について説明したが、言うまでもなく、システム効率J(d)から過去のシステム効率の平均値J(D)を減じることにより、値L(d)を算出し、システム効率Ja(d)から他の診断単位のシステム効率の平均値JA(d)を減じることにより、値Ma(d)を算出してもよい。この場合、上記ステップS13およびS22において、制御部により、値L(d)やMa(d)が所定値以下であるか否かを判断させればよい。 Similarly, in the above embodiment, the value L (d) is calculated by subtracting the system efficiency J (d) from the average value J (D) of the past system efficiency, and the average value of the system efficiency of other diagnostic units is calculated. The example in which the value Ma (d) is calculated by subtracting the system efficiency Ja (d) from JA (d) has been described. Needless to say, the average value J (D of the past system efficiency is calculated from the system efficiency J (d). ) Is calculated to calculate the value L (d), and the system efficiency Ja (d) is subtracted from the average value JA (d) of the system efficiency of other diagnostic units to calculate the value Ma (d). Also good. In this case, in steps S13 and S22, the control unit may determine whether or not the values L (d) and Ma (d) are equal to or less than a predetermined value.
また、上記実施形態では、過去データを用いて診断単位31単体で異常の発生の有無を診断するステップS1と、他の診断単位31との間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を診断するステップS2とを設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、過去データを用いて診断単位31単体で異常の発生の有無を診断するステップS1、および、他の診断単位31との間でシステム効率を比較することにより異常の発生の有無を診断するステップS2のいずれか一方のみを設けてもよい。過去データを用いて診断単位31単体で異常の発生の有無を診断するように、制御部を構成すれば、異常診断の対象となる診断単位以外に別の診断単位が存在しない場合であっても、診断単位(太陽電池発電システム)の異常を診断することができる。
Further, in the above embodiment, whether or not an abnormality has occurred is determined by comparing the system efficiency between step S1 for diagnosing the presence or absence of an abnormality in the
また、上記実施形態では、ステップS1で異常が発生していると診断された場合にも、ステップS2の処理を行う例について示したが、本発明はこれに限らず、ステップS1で異常が発生していると診断された場合には、ステップS2を行わず、ステップS3に進んでもよい。 In the above embodiment, the example in which the process of step S2 is performed even when it is diagnosed that an abnormality has occurred in step S1 has been described. However, the present invention is not limited to this, and an abnormality occurs in step S1. If it is diagnosed that it is, the process may proceed to step S3 without performing step S2.
また、上記実施形態では、異常診断を1日単位で行う例について示したが、本発明はこれに限らず、1ヶ月単位、1週間単位または1時間単位などで行ってもよい。 In the above embodiment, an example in which abnormality diagnosis is performed in units of one day has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be performed in units of one month, one week, or one hour.
また、上記実施形態では、演算や診断を行う制御部を管理サーバに設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、太陽電池発電システムの、例えばパワコンなどに、演算や診断を行う制御部を設けてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which provided the control part which performs a calculation and a diagnosis in the management server was shown, this invention is not restricted to this, For example, a power supply etc. of a solar cell power generation system perform a calculation and a diagnosis. A control unit may be provided.
また、上記実施形態では、制御部が、演算および診断を行うように構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、演算を行う演算部と、診断を行う診断部とを別々に設けてもよい。この場合、例えば、太陽電池発電システムに演算部を設け、管理サーバに診断部を設けてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the control unit is configured to perform calculation and diagnosis has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the calculation unit that performs calculation and the diagnosis unit that performs diagnosis are separately provided. It may be provided. In this case, for example, a calculation unit may be provided in the solar cell power generation system, and a diagnosis unit may be provided in the management server.
また、上記実施形態では、日射量の判断の閾値(所定値)を、1.5[kWh/m2]にした例について示したが、本発明はこれに限らず、日射量の判断の閾値(所定値)を、例えば1.75[kWh/m2]にしてもよいし、その他の値にしてもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the threshold (predetermined value) for determining the amount of solar radiation is 1.5 [kWh / m 2 ] has been described. However, the present invention is not limited to this, and the threshold for determining the amount of solar radiation. The (predetermined value) may be set to, for example, 1.75 [kWh / m 2 ] or may be set to other values.
また、上記実施形態では、過去のシステム効率の平均値J(D)からシステム効率J(d)を減じた値L(d)が所定値以上であるか否かを判断するように、制御部を構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、過去のシステム効率の平均値J(D)をシステム効率J(d)で除した値が所定値以上であるか否かを判断するように、制御部を構成してもよい。この場合、判断の閾値(所定値)を、例えば1.2程度にしてもよい。例えば、上記第1実施形態の構成において、判断の閾値(所定値)を1.2にすれば、4つの太陽電池ストリングのうちのいずれかに異常が発生した場合、太陽電池ストリング(診断単位)の異常を確実に検出することが可能である。 In the above embodiment, the control unit determines whether or not a value L (d) obtained by subtracting the system efficiency J (d) from the average value J (D) of the past system efficiency is equal to or greater than a predetermined value. However, the present invention is not limited to this, and it is determined whether or not a value obtained by dividing the average value J (D) of the past system efficiency by the system efficiency J (d) is a predetermined value or more. As such, the control unit may be configured. In this case, the determination threshold (predetermined value) may be set to about 1.2, for example. For example, in the configuration of the first embodiment, when the threshold value (predetermined value) for determination is 1.2, if an abnormality occurs in any of the four solar cell strings, the solar cell string (diagnostic unit) It is possible to reliably detect abnormalities.
また、上記実施形態では、他の診断単位のシステム効率の平均値JA(d)から異常診断の対象となる診断単位のシステム効率Ja(d)を減じた値Ma(d)が所定値以上であるか否かを判断するように、制御部を構成した例について示したが、本発明はこれに限らず、他の診断単位のシステム効率の平均値JA(d)をシステム効率Ja(d)で除した値が所定値以上であるか否かを判断するように、制御部を構成してもよい。この場合、判断の閾値(所定値)を、例えば1.2程度にしてもよい。例えば、上記第1実施形態の構成において、判断の閾値(所定値)を1.2にすれば、4つの太陽電池ストリングのうちのいずれかに異常が発生した場合、太陽電池ストリング(診断単位)の異常を確実に検出することが可能である。 In the above embodiment, the value Ma (d) obtained by subtracting the system efficiency Ja (d) of the diagnostic unit to be diagnosed from the average value JA (d) of the system efficiency of other diagnostic units is a predetermined value or more. Although an example in which the control unit is configured to determine whether or not there is an example is shown, the present invention is not limited to this, and the average value JA (d) of the system efficiency of other diagnostic units is determined as the system efficiency Ja (d). The control unit may be configured to determine whether or not the value divided by is greater than or equal to a predetermined value. In this case, the determination threshold (predetermined value) may be set to about 1.2, for example. For example, in the configuration of the first embodiment, when the threshold value (predetermined value) for determination is 1.2, if an abnormality occurs in any of the four solar cell strings, the solar cell string (diagnostic unit) It is possible to reliably detect abnormalities.
また、上記実施形態では、過去のシステム効率の平均値J(D)を算出する際に、p=3とした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、pを3以外の値にしてもよい。例えば、p=365や、p=730(=365×2)などにすれば、算出したシステム効率J(d)を、約1年前や約2年前のシステム効率と比較することができる。これにより、診断単位が経年劣化し、診断単位のシステム効率が図9に示すように徐々に低下する場合にも、制御部により、診断単位の経年劣化(異常)を検出することができる。 In the above embodiment, the case where p = 3 is calculated when calculating the average value J (D) of the past system efficiency. However, the present invention is not limited to this, and p is set to a value other than 3. May be. For example, if p = 365, p = 730 (= 365 × 2), etc., the calculated system efficiency J (d) can be compared with the system efficiency of about one year ago or about two years ago. As a result, even when the diagnostic unit deteriorates over time and the system efficiency of the diagnostic unit gradually decreases as shown in FIG. 9, the control unit can detect the aged deterioration (abnormality) of the diagnostic unit.
また、上記実施形態では、過去のシステム効率の平均値J(D)からシステム効率J(d)を減じた値L(d)が所定値E1以上であるか否かを判断するように、制御部を構成した例について説明したが、本発明はこれに限らず、制御部を、値L(d)が所定値以下であるか否かも判断し、値L(d)が所定値(例えば、−10[%])以下である場合に、日射計に異常が発生していると診断するように構成してもよい。このように構成すれば、日射計に異常が発生し、理論発電量が少なくなることに起因して、診断単位のシステム効率が図10や図11に示すように高くなった場合にも、制御部により、日射計の異常を検出することができる。同様に、過去のシステム効率の平均値J(D)をシステム効率J(d)で除した値が所定値(例えば0.8)以下である場合に、日射計に異常が発生していると判断するように、制御部を構成してもよい。 In the above embodiment, the control is performed so as to determine whether or not a value L (d) obtained by subtracting the system efficiency J (d) from the average value J (D) of the past system efficiency is equal to or greater than the predetermined value E1. However, the present invention is not limited to this, and the control unit also determines whether the value L (d) is equal to or less than a predetermined value, and the value L (d) is a predetermined value (for example, -10 [%]) or less, it may be configured to diagnose that an abnormality has occurred in the pyranometer. With this configuration, even if the system efficiency of the diagnostic unit becomes high as shown in FIG. 10 or FIG. The abnormality of the pyranometer can be detected by the unit. Similarly, if the value obtained by dividing the average value J (D) of the past system efficiency by the system efficiency J (d) is a predetermined value (for example, 0.8) or less, an abnormality has occurred in the pyranometer. The controller may be configured to determine.
また、上記実施形態では、過去データを用いて診断単位単体で異常の発生の有無を判断する場合、過去の複数日間(例えば3日間)のシステム効率の平均値を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、過去の1日間のシステム効率の平均値を用いてもよい。 In the above embodiment, when determining whether or not an abnormality has occurred in a single diagnostic unit using past data, an example of using an average value of system efficiency for a plurality of past days (for example, three days) is shown. The present invention is not limited to this, and an average value of system efficiencies in the past one day may be used.
また、異常の診断を行う対象の日付のシステム効率J(d)として、複数日間のシステム効率の平均値を用いてもよい。 In addition, an average value of the system efficiencies for a plurality of days may be used as the system efficiency J (d) of the date on which the abnormality is diagnosed.
また、上記実施形態では、複数のパワコンが集電装置に電気的に接続されている例について説明したが、本発明はこれに限らず、集電装置を設けなくてもよい。すなわち、パワコンを、集電装置を介することなく、商用電力系統や施設の負荷に電気的に接続させてもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the example in which the several power conditioner was electrically connected to the current collector, this invention is not restricted to this, It is not necessary to provide a current collector. That is, the power conditioner may be electrically connected to the commercial power system or the load of the facility without going through the current collector.
1 太陽電池異常診断システム
11 太陽電池ストリング(下層単位)
12 太陽電池モジュール
22、112、113、131、142、152 電力量検出器(発電量計測部)
30 太陽電池発電システム
31 診断単位
31a 診断単位(第1診断単位)
31b、31c、31d 診断単位(第2診断単位)
33 日射計
62 制御部(演算部、診断部)
63 記憶部
E1、E3 所定値
J(d) システム効率(第1期間の比率、第1診断単位の比率)
J(D) システム効率の平均値(第2期間の比率)
JA(d) システム効率の平均値(第2診断単位の比率)
L(d) 減じた値
1 Solar cell
12
30 Solar
31b, 31c, 31d Diagnostic unit (second diagnostic unit)
33
63 Storage unit E1, E3 Predetermined value J (d) System efficiency (ratio of first period, ratio of first diagnostic unit)
J (D) Average system efficiency (ratio of second period)
JA (d) Average system efficiency (ratio of second diagnostic unit)
L (d) Reduced value
Claims (21)
前記発電量計測部が計測した発電量、および、前記日射計が計測した前記日射量に基づいて算出された前記診断単位の理論発電量の比率を算出する演算部と、
算出された前記比率を用いて、前記診断単位の異常診断を行う診断部とを備えることを特徴とする太陽電池異常診断システム。 A solar cell power generation system including a diagnostic unit having a solar cell module, a power generation amount measuring unit for measuring the power generation amount of the diagnostic unit, and a solar radiation meter for measuring solar radiation amount
A power generation amount measured by the power generation amount measurement unit, and a calculation unit that calculates a ratio of the theoretical power generation amount of the diagnostic unit calculated based on the solar radiation amount measured by the pyranometer,
A solar cell abnormality diagnosis system comprising: a diagnosis unit that performs abnormality diagnosis of the diagnosis unit using the calculated ratio.
前記減じた値、または、前記除した値が、前記p日以下のq日間連続で所定値以上である場合に、前記診断部は、前記診断単位に異常が発生していると診断することを特徴とする請求項5に記載の太陽電池異常診断システム。 The second period is a period p days or more before the first period,
When the subtracted value or the subtracted value is equal to or greater than a predetermined value for q days consecutively less than or equal to p days, the diagnostic unit diagnoses that an abnormality has occurred in the diagnostic unit. The solar cell abnormality diagnosis system according to claim 5, wherein:
前記第1期間の比率が、前記第2期間の比率に「1−1/n」を乗じた値以下の場合に、前記診断部は、前記診断単位に異常が発生していると診断することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の太陽電池異常診断システム。 The diagnostic unit is composed of n lower layer units,
When the ratio of the first period is equal to or less than a value obtained by multiplying the ratio of the second period by “1-1 / n”, the diagnosis unit diagnoses that an abnormality has occurred in the diagnosis unit. The solar cell abnormality diagnosis system according to any one of claims 4 to 6, wherein:
前記診断部は、前記第1診断単位の前記比率と、前記第2診断単位の前記比率とを比較することにより、前記第1診断単位の異常診断を行うことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の太陽電池異常診断システム。 The diagnostic unit includes a first diagnostic unit and a second diagnostic unit;
The diagnosis unit performs an abnormality diagnosis of the first diagnosis unit by comparing the ratio of the first diagnosis unit with the ratio of the second diagnosis unit. The solar cell abnormality diagnosis system according to any one of the above.
The solar cell abnormality diagnosis system according to claim 10, wherein the ratio is a value obtained by dividing the power generation amount measured by the power generation amount measurement unit by the theoretical power generation amount.
前記第1診断単位の前記比率が、前記第2診断単位の前記比率に「1−1/n」を乗じた値以下の場合に、前記診断部は、前記第1診断単位に異常が発生していると診断することを特徴とする請求項11に記載の太陽電池異常診断システム。 The first diagnostic unit is composed of n lower layer units,
When the ratio of the first diagnosis unit is equal to or less than a value obtained by multiplying the ratio of the second diagnosis unit by “1-1 / n”, the diagnosis unit generates an abnormality in the first diagnosis unit. The solar cell abnormality diagnosis system according to claim 11, wherein the solar cell abnormality diagnosis system is diagnosed.
算出された前記比率を用いて、前記診断単位の異常診断を行う診断部とを備えることを特徴とする太陽電池異常診断装置。 Calculate the ratio of the theoretical power generation amount of the diagnostic unit calculated based on the power generation amount of the diagnostic unit having the solar cell module and the solar radiation amount measured by the solar meter provided in the solar cell power generation system including the diagnostic unit. An arithmetic unit to perform,
A solar cell abnormality diagnosis device comprising: a diagnosis unit that performs abnormality diagnosis of the diagnosis unit using the calculated ratio.
前記診断単位を含む太陽電池発電システムに設けられた日射計により、日射量を計測するステップと、
計測された日射量に基づいて前記診断単位の理論発電量を算出するステップと、
計測された前記発電量、および、算出された前記理論発電量の比率を算出するステップと、
算出された前記比率を用いて、前記診断単位の異常診断を行うステップとを備えることを特徴とする太陽電池異常診断方法。 Measuring a power generation amount of a diagnostic unit having a solar cell module;
A step of measuring the amount of solar radiation by a solar meter provided in a solar cell power generation system including the diagnostic unit;
Calculating a theoretical power generation amount of the diagnostic unit based on the measured solar radiation amount;
Calculating a ratio of the measured power generation amount and the calculated theoretical power generation amount;
And a step of performing an abnormality diagnosis of the diagnostic unit using the calculated ratio.
前記診断単位の異常診断を行うステップは、前記第1診断単位の前記比率と、前記第2診断単位の前記比率とを比較することにより、前記第1診断単位の異常診断を行うステップを含むことを特徴とする請求項18〜20のいずれか1項に記載の太陽電池異常診断方法。 The diagnostic unit includes a first diagnostic unit and a second diagnostic unit;
The step of performing abnormality diagnosis of the diagnostic unit includes the step of performing abnormality diagnosis of the first diagnostic unit by comparing the ratio of the first diagnostic unit with the ratio of the second diagnostic unit. The solar cell abnormality diagnosis method according to any one of claims 18 to 20, wherein:
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