JP2014087133A

JP2014087133A - 太陽光発電システム、パワーコンディショナ、系統抜け検出装置、および太陽光発電システムにおける系統抜けの検出方法

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Publication number: JP2014087133A
Application number: JP2012232994A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kageyama; 健景山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】太陽電池ストリングから電力の供給を受ける太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリングの系統抜けを診断する。
【解決手段】太陽光発電システム１は、太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃと、該太陽電池ストリングを接続する入力端子２０ａ〜２０ｄを有するパワーコンディショナ２０とを備える太陽光発電システムであって、記憶部８２と、測定部２２１と、判定部８１とを備える。記憶部８２は、入力端子２０ａ〜２０ｄに接続される太陽電池ストリングに関する情報を保持する。測定部２２１は、入力端子２０ａ〜２０ｄに接続される太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力を測定する。判定部８１は、記憶部８２に保持された情報と測定部２２１の測定値とを比較して、入力端子２０ａ〜２０ｄに太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電システム、パワーコンディショナ、系統抜け検出装置、および太陽光発電システムにおける系統抜けの検出方法に関する。

太陽光発電装置を設置した設置者には太陽光による発電を最大限利用したいという要望がある。このため、太陽光発電装置を監視する技術が提案されている。

例えば、特開２０１１−２１６８１１号公報（特許文献１）には、太陽電池発電システムの異常を検出する太陽電池異常診断システムが記載されている。この太陽電池異常診断システムは、発電量と日射量に基づいて算出された理論発電量との比率を用いて、異常診断を行う。

特開２００８−１９８８２９号公報（特許文献２）には、複数の太陽電池ストリングと、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに対応してＤＣ／ＤＣコンバータが設けられたインバータと、管理装置とを備える太陽光発電システムが記載されている。この太陽光発電システムでは、管理装置の最大電力追従制御によって、各太陽電池ストリングの発電電力を最大にする。

特開２０１１−２１６８１１号公報特開２００８−１９８８２９号公報

太陽電池ストリングから電力の供給を受ける太陽光発電システムにおいて、太陽光発電装置の設置時やメンテナンスの際に、太陽電池ストリングの内の一部のストリングがパワーコンディショナに接続されなかった場合でも、他の太陽電池ストリングが発電していれば、システム全体として出力があるため、太陽電池ストリングとパワーコンディショナとの接続忘れ（太陽電池ストリングの系統抜け）が見逃される可能性がある。

本発明の目的は、太陽電池ストリングから電力の供給を受ける太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリングの系統抜けを検出することができる太陽光発電システム、パワーコンディショナ、系統抜け検出装置、または太陽光発電システムにおける系統抜けの検出方法を提供することである。

ここに開示する太陽光発電システムは、太陽電池ストリングと、該太陽電池ストリングを接続する入力端子を有するパワーコンディショナとを備える太陽光発電システムであって、記憶部と、測定部と、判定部とを備える。記憶部は、入力端子に接続される太陽電池ストリングに関する情報を保持する。測定部は、入力端子に接続される太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力を測定する。判定部は、記憶部に保持された情報と測定部の測定値とを比較して、入力端子に太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する。

ここに開示するパワーコンディショナは、太陽電池ストリングを接続する入力端子を有するパワーコンディショナであって、測定部と、判定部とを備える。測定部は、入力端子に接続される太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力を測定する。判定部は、入力端子に接続される太陽電池ストリングに関する情報を保持する記憶部からの情報と測定部の測定値とを比較して、入力端子に太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する。

ここに開示する系統抜け検出装置は、太陽電池ストリングを接続する入力端子を有するパワーコンディショナを備える太陽光発電システムの系統抜け検出装置であって、記憶部と、判定部とを備える。記憶部は、パワーコンディショナの入力端子に接続される太陽電池ストリングに関する情報を保持する。判定部は、パワーコンディショナの入力端子に接続される太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力を測定する測定部からの情報と記憶部に保持された情報とを比較して、入力端子に太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する。

ここに開示する太陽光発電システムにおける系統抜けの検出方法は、太陽電池ストリングを接続する入力端子を有するパワーコンディショナを備える太陽光発電システムにおける系統抜けの検出方法であって、入力端子に接続される太陽電池ストリングに関する情報を記憶する工程と、入力端子に接続される太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力を測定する工程と、記憶された太陽電池ストリングに関する情報と測定された太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力とを比較して、入力端子に太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する工程とを備える。

本発明によれば、太陽電池ストリングから電力の供給を受ける太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリングの系統抜けを検出することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる太陽光発電システムの機能的構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態にかかる太陽光発電システムにおける系統抜け検出方法の一例を示すフロー図である。図３は、記憶部に保持された太陽電池ストリングに関する情報が、入力端子に接続される太陽電池ストリングの定格に関する情報である場合のフロー図である。図４は、記憶部に保持された太陽電池ストリングに関する情報、および測定部によって測定される測定値の具体例を示す表であって、系統抜けが無い場合の例である。図５は、記憶部に保持された太陽電池ストリングに関する情報、および測定部によって測定される測定値の具体例を示す表であって、系統抜けが発生している場合の例である。図６は、記憶部に保持された太陽電池ストリングに関する情報が、入力端子に接続される太陽電池ストリングの定格に関する情報である場合のフロー図である。図７は、記憶部に保持された太陽電池ストリングに関する情報、および測定部によって測定される測定値の他の具体例を示す表であって、系統抜けが無い場合の例である。図８は、記憶部に保持された太陽電池ストリングに関する情報、および測定部によって測定される測定値の他の具体例を示す表であって、系統抜けが発生している場合の例である。図９は、記憶部８２に保持された太陽電池ストリングに関する情報が、接続される太陽電池ストリングの数に関する情報である場合のフロー図である。図１０は、本発明の第２の実施形態にかかる太陽光発電システムの機能的構成を示すブロック図である。図１１は、本発明の第３の実施形態にかかる太陽光発電システムの機能的構成を示すブロック図である。図１２は、本発明の第４の実施形態にかかる太陽光発電システムの機能的構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる太陽光発電システム１の機能的構成を示すブロック図である。太陽光発電システム１は、太陽光発電装置１０と、パワーコンディショナ２０と、制御装置３０と、診断装置８０とを備えている。

太陽光発電装置１０は、太陽光によって発電した電力をパワーコンディショナ２０に供給する。パワーコンディショナ２０は、太陽光発電装置１０から供給される電力を調整し、電力系統９５に接続された負荷９０に供給する。パワーコンディショナ２０は、太陽光発電装置１０による発電量が負荷９０による消費量を上回る場合には、余剰電力を電力系統９５に売電することもできる。

制御装置３０は、パワーコンディショナ２０と交信する。ユーザは、制御装置３０を操作して、パワーコンディショナ２０の状態を確認したり、パワーコンディショナ２０の運転または停止の指示を行ったりすることができる。

診断装置８０は、ネットワーク９９を介して、パワーコンディショナ２０および／または制御装置３０と交信する。診断装置８０は、パワーコンディショナ２０および／または制御装置３０から送信される情報に基づいて、太陽光発電装置１０およびパワーコンディショナ２０が正常に動作しているかを診断する。

本実施形態では、診断設備８０は、診断を事業として実施するモニタリング事業者によって管理されている。すなわち、モニタリング事業者は、ユーザとの契約に基づいて、太陽光発電装置１０およびパワーコンディショナ２０が正常に動作しているかを診断し、異常があればユーザに通知する。この場合、診断装置８０は例えば、モニタリング事業者が運営するモニタリングセンタ等に設置される。しかし、本発明にかかる太陽光発電システムは、この実施形態に限定されない。すなわち、診断装置８０をユーザの住居地に設置し、ユーザが診断装置８０を管理しても良い。

以下、太陽光発電システム１の構成を詳細に説明する。

［太陽光装置１０およびパワーコンディショナ２０］
太陽光発電装置１０は、太陽電池ストリング１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃを含んでいる。太陽電池ストリング１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃのそれぞれは、直列に接続された複数の太陽電池モジュール１２を含んでいる。

パワーコンディショナ２０は、入力端子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄと、出力端子２０ｅとを備えている。入力端子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄは、太陽電池ストリングと接続される。すなわち、パワーコンディショナ２０は、最大４系統の太陽電池ストリングを接続することができる。

図１に示す例では、入力端子２０ａは太陽電池ストリング１１Ａと、入力端子２０ｂは太陽電池ストリング１１Ｂと、入力端子２０ｃは太陽電池ストリング１１Ｃと、それぞれ接続されている。入力端子２０ｄは、太陽電池ストリングと接続されていない。出力端子２０ｅは、負荷９０および電力系統９５と接続されている。

パワーコンディショナ２０は、ＤＣ／ＤＣ変換器２１、制御回路２２、ＤＣ／ＡＣ変換器２３、連系保護装置２４、および制御部２５を備えている。

パワーコンディショナ２０は、入力系統ごとにＤＣ／ＤＣ変換器２１を備えている。ＤＣ／ＤＣ変換器２１は、入力端子２０ａ〜２０ｄを介して供給される電力の電圧を変換して出力する。

ＤＣ／ＤＣ変換器２１のそれぞれに対応して、制御回路２２が設けられている。制御回路２２は、ＤＣ／ＤＣ変換器２１に供給される電流、電圧、または電力（発電量）を測定する測定部２２１を含んでいる。制御回路２２はＭＰＰＴ（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇ）機能を有しており、出力が最大となるようにＤＣ／ＤＣ変換器２１を制御する。これによって、入力系統ごとに、ＤＣ／ＤＣ変換器２１の出力を最大にすることができる。

この構成によれば、例えば、太陽電池ストリング１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃのそれぞれの太陽電池モジュール１２の数を変えたり、太陽電池ストリング１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃのそれぞれを異なる方位に設置したりした場合でも、最大電力を取り出すことができる。

ＤＣ／ＡＣ変換器２３は、ＤＣ／ＤＣ変換器２１から出力される電力を、負荷９０または電力系統９５に供給するため、交流に変換する。

連系保護装置２４は、ＤＣ／ＡＣ変換器２３と出力端子２０ｅとの間に設けられている。連系保護装置２４は、連系リレイおよび保護リレイを含んでいる。連系保護装置２４は、制御部２５からの指示に基づいて、連系リレイおよび保護リレイを開閉する。

制御部２５は、制御回路２２を介してＤＣ／ＤＣ変換器２１を制御する。制御部２５はまた、ＤＣ／ＡＣ変換器２３および連系保護装置２４を制御する。

制御部２５はさらに、制御装置３０の制御部３１と交信する。具体的には、制御部２５は、測定部２２１によって測定された電圧、電流、または電力等の情報を制御部３１に送信する。制御部２５はまた、制御部３１からの指示を受信して、パワーコンディショナ２０の運転もしくは停止、またはエラーの解除等を行う。

制御部２５は、太陽光発電装置１０、パワーコンディショナ２０、および電力系統９５のいずれかに異常が発生すると、連系保護装置２４の連系リレイおよび保護リレイを開放し、パワーコンディショナ２０の運転を停止する。そして、制御部２５は、異常の種類に応じたエラーコードを制御装置３０の制御部３１へ送信する。

［制御装置３０］
制御装置３０は、制御部３１、表示部３２、および操作部３３を備えている。

制御装置３０は、パワーコンディショナ２０の制御部２５から、測定部２２１によって測定された電圧、電流、または電力、太陽光発電装置１０の発電量、および異常が発生した際のエラーコード等の情報を受信する。制御装置３０はまた、売買センサ９１によって計測される電流の方向と電流の値とに基づいて買電量または売電量を算出する。制御装置３０は、これらの情報に基づいて、発電量、電力消費量、買電量または売電量、およびエラーコードに応じたメッセージ等を、表示部３２に表示する。

制御装置３０はまた、操作部３３によって、ユーザからの指示を受け付ける。制御装置３０は、制御部３１を介してこれらの指示をパワーコンディショナ２０の制御部２５に送信する。ユーザは、制御装置３０の操作部３３を操作して、パワーコンディショナ２０の運転もしくは停止を指示し、またはエラーの解除等を行うことができる。

［診断装置８０］
診断装置８０は、ネットワーク９９を介して、パワーコンディショナ２０および／または制御装置３０から、所定時間ごとに情報を受信する。診断装置８０が受信する情報には、少なくとも、測定部２２１によって測定された入力系統ごとの電圧、電流、または電力が含まれる。診断装置８０が受信する情報には、他に例えば、買電量または売電量、電力消費量、および異常が発生した際のエラーコードが含まれる。診断装置８０が受信する情報には、さらに、図示しない機器によって測定された、太陽光発電装置１０の近傍の日射量および温度データが含まれることが好ましい。

診断装置８０は、判定部８１と、記憶部８２と、表示部８３とを備えている。

判定部８１は、パワーコンディショナ２０および／または制御装置３０から送信された情報、ならびに記憶部８２に記憶された情報に基づいて、太陽光発電装置１０およびパワーコンディショナ２０が正常に動作しているかを判定する。この判定の詳細は後述する。

記憶部８２は、あらかじめ入力されたユーザ情報を記憶している。ユーザ情報には、少なくとも太陽電池ストリングに関する情報が含まれる。太陽電池ストリングに関する情報とは、太陽電池ストリングの接続に関する情報を示すものであり、例えば、入力端子２０ａ〜２０ｄに接続される太陽電池ストリングの定格に関する情報である。このとき、太陽電池ストリングが接続されない入力端子については、定格は「０ｋＷ」としても良い。太陽電池ストリングに関する情報は、入力端子２０ａ〜２０ｄそれぞれへの太陽電池ストリングの接続の有無に関する情報、または、接続される太陽電池ストリングの数に関する情報であっても良い。

ユーザ情報には、他に例えば、太陽光発電装置１０のシステム容量（太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれの公称最大出力の和）、太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれの設置方位、太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれの製造番号、パワーコンディショナ２０の製造番号等が含まれる。

記憶部８２は、ユーザ情報に加え、パワーコンディショナ２０および／または制御装置３０から所定時間ごとに受信する情報を、履歴情報として記憶している。履歴情報には、例えば、所定時間ごとの発電量、買電量または売電量、および電力消費量、ならびに過去に通知されたエラーコード等が含まれる。

表示部８３は、判定部８１からの制御に基づいて診断結果を表示する。モニタリング事業者は、表示部８３に表示された診断結果に基づいて、診断リポートを作成する。また、判定部８１によって異常があると判定された場合、モニタリング事業者は、ユーザへの通知、修理、および点検等を実施する。

なお、診断装置８０は、判定部８１によって異常があると判定された場合、自動でユーザに異常の発生を通知する構成としても良い。診断装置８０は例えば、ネットワーク９９を介して異常の発生を制御装置３０に通知する。そして、制御装置３０の表示部３２には、異常に応じたメッセージ等が表示される。

［系統抜けの検出方法］
図２は、太陽光発電システム１における系統抜け検出方法の一例を示すフロー図である。

判定部８１はまず、太陽電池ストリングに関する情報を記憶部８２に記憶させる（ステップＳ１）。

次に、測定部２２１が、太陽電池ストリングのそれぞれの電圧、電流、または電力を測定する（ステップＳ２）。

判定部８１は次に、パワーコンディショナ２０および／または制御装置３０から情報を受け付ける。判定部８１が受け付ける情報には、測定部２２１によって測定された、太陽電池ストリングのそれぞれの電圧、電流、または電力の測定値が含まれる（ステップＳ３）。

判定部８１は、パワーコンディショナ２０および／または制御装置３０から情報を受け付けると、電圧、電流、または電力の測定値と、記憶部８２に保持された情報とを比較して、入力端子２０ａ〜２０ｄに太陽電池ストリングが接続されているかを判定する（ステップＳ４）。

以下、図３〜図９を用いて、ステップＳ４をより具体的に説明する。

図３は、記憶部８２に保持された太陽電池ストリングに関する情報が、入力端子２０ａ〜２０ｄに接続される太陽電池ストリングの定格に関する情報である場合のフロー図である。

判定部８１は、測定部２２１の測定値を参照し、記憶部８２に０ｋＷ以外の定格が入力されている系統で発電されていない系統があるかを判断する（ステップＳ４−Ａ−１）。０ｋＷ以外の定格が入力されている系統で発電されていない系統がない場合（ステップＳ４−Ａ−１においてＮＯ）、判定部８１は、系統抜けはないと判定する（ステップＳ４−Ａ−２）。一方、０ｋＷ以外の定格が入力されている系統で発電されていない系統がある場合（ステップＳ４−Ａ−１においてＹＥＳ）、判定部８１は、系統抜けと判定する（ステップＳ４−Ａ−３）。

図４および図５は、記憶部８２に保持された太陽電池ストリングに関する情報、および測定部２２１によって測定される測定値の具体例を示す表である。

なお、「ストリング１」は、入力端子２０ａに接続される太陽電池ストリング（図１の場合は太陽電池ストリング１１Ａ）を示す。「ストリング２」は、入力端子２０ｂに接続される太陽電池ストリング（図１の場合は太陽電池ストリング１１Ｂ）を示す。「ストリング３」は、入力端子２０ｃに接続される太陽電池ストリング（図１の場合は太陽電池ストリング１１Ｃ）を示す。「ストリング４」は、入力端子２０ｄに接続される太陽電池ストリング（図１の場合はなし）を示す。

「定格」の欄には、記憶部８２に記憶された各太陽電池ストリングの定格に関する情報が記載されている。なお、太陽電池ストリングを接続しない場合には、記憶部８２には、定格として「０ｋＷ」が入力される。「実測」の欄には、測定部２２１によって測定された、入力系統ごとの発電量が記載されている。

図４は、系統抜けがない場合の例である。図４に示すように、記憶部８２に保持された定格の値が「０ｋＷ」の「ストリング４」以外の全ての太陽電池ストリングにおいて、発電量が測定されている。この場合、判定部８１は、系統抜けがないと判定する。

図５は、系統抜けが発生している場合の例である。図５に示すように、「ストリング３」において、記憶部８２に保持された定格が「０ｋＷ」ではないのにも関わらず、発電量が測定されていない。初期設置時、またはメンテナンス終了後には太陽電池モジュール等の装置の故障はないと考えられるため、複数の太陽電池ストリングを有するシステムにおいて、他の太陽電池ストリングが発電しているのにも関わらず、１つの太陽電池ストリングの出力がないという状況の発生は考えにくく、このような状況になれば太陽電池ストリングの接続が外れているということが想定される。したがってこの場合、判定部８１は、「ストリング３」が抜けていると判定する。

なお、上記の例において、発電（電力）の有無に代えて、電流または電圧の有無を用いて判定を行っても良い。

図６は、記憶部８２に保持された太陽電池ストリングに関する情報が、入力端子２０ａ〜２０ｄそれぞれへの太陽電池ストリングの接続の有無に関する情報である場合のフロー図である。

判定部８１は、測定部２２１の測定値を参照し、記憶部８２に接続有りと入力されている系統で発電されていない系統があるかを判断する（ステップＳ４−Ｂ−１）。接続有りと入力されている系統で発電されていない系統がない場合（ステップＳ４−Ｂ−１においてＮＯ）、判定部８１は、系統抜けはないと判定する（ステップＳ４−Ｂ−２）。一方、接続有りと入力されている系統で発電されていない系統がある場合（ステップＳ４−Ｂ−１においてＹＥＳ）、判定部８１は、系統抜けと判定する（ステップＳ４−Ｂ−３）。

図７および図８は、記憶部８２に保持された太陽電池ストリングに関する情報、および測定部２２１によって測定された測定値の他の具体例を示す表である。

「接続有無」の欄には、記憶部８２に記憶された太陽電池ストリングの接続の有無に関する情報が記載されている。「○」は、太陽電池ストリングが接続されていると記憶部８２に入力されていることを示し、「×」は、太陽電池ストリングが接続されていないと記憶部８２に入力されていることを示す。

図７は、系統抜けがない場合の例である。図７に示すように、記憶部８２に保持された接続有無が「×」の「ストリング４」以外の全ての太陽電池ストリングにおいて、発電量が測定されている。したがって、判定部８１は、系統抜けがないと判定する。

図８は、系統抜けが発生している場合の例である。図８に示すように、「ストリング３」において、記憶部８２に保持された接続情報は「○」であるのにも関わらず、電力が測定されていない。判定部８１はこの場合、「ストリング３」が抜けていると判定する。

なお、上記の例においても、発電（電力）の有無に代えて、電流または電圧の有無を用いて判定を行っても良い。

図９は、記憶部８２に保持された太陽電池ストリングに関する情報が、接続される太陽電池ストリングの数に関する情報である場合のフロー図である。

判定部８１は、測定部２２１の測定値を参照し、電圧、電流、または電力が計測される系統の数が記憶部８２に入力された数未満であるかを判断する（ステップＳ４−Ｃ−１）。電圧、電流、または電力が計測される系統の数が記憶部８２に入力された数未満ではない場合（ステップＳ４−Ｃ−１においてＮＯ）、判定部８１は、系統抜けはないと判定する（ステップＳ４−Ｃ−２）。一方、電圧、電流、または電力が計測される系統の数が記憶部８２に入力された数未満の場合（ステップＳ４−Ｃ−１においてＹＥＳ）、判定部８１は、系統抜けと判定する（ステップＳ４−Ｃ−３）。

例えば図１において、記憶部８２には、太陽電池ストリングの数として「３」が記憶されている。太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃがパワーコンディショナ２０に適切に接続されていれば、測定部２２１によって電圧、電流、または電力が測定される太陽電池ストリングの数は「３」となり、記憶部８２に記憶されている数「３」と一致する。

また、例えば図１において、太陽電池ストリング１１Ｃが入力端子２０ｃではなく入力端子２０ｄに接続されている場合でも、測定部２２１によって電圧、電流、または電力が測定される太陽電池ストリングの数は「３」であり、記憶部８２に記憶されている数「３」と一致する。

一方、例えば図１において、太陽電池ストリング１１Ｃが入力端子２０ｃおよび２０ｄのいずれにも接続されていない場合、測定部２２１によって電圧、電流、または電力が測定される太陽電池ストリングの数は「２」となり、記憶部８２に記憶されている数「３」未満となる。判定部８１は、この場合、系統抜けと判定する。

判定部８１は、系統抜けではないと判定した場合は、さらにその他の診断を実施しても良い。その他の診断とは、例えば、過去に通知されたエラーコードの履歴の調査、実発電量と予測発電量との比較、近隣地域に設置された別の太陽光発電システムのデータが利用できる場合には近隣地域の発電量との比較等である。

判定部８１は、結果を表示部８３に出力して（ステップＳ５）、判定を終了する。

以上、太陽光発電システム１における系統抜けの検出方法について説明した。モニタリング事業者は例えば、表示部８３に表示された結果に基づいて診断リポートを作成する。モニタリング事業者はまた、判定部８１によって異常があると判定された場合には、ユーザへの通知、修理、および点検等を実施する。

以上、本発明の第１の実施形態にかかる太陽光発電システム１の構成、および太陽光発電システム１における系統抜けの検出方法について説明した。本実施形態によれば、複数の太陽電池ストリングから電力の供給を受ける太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリングの系統抜けを診断することができる。

すなわち、太陽光発電システム１は、太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃから供給される電力を変換して出力するパワーコンディショナ２０を備える。診断装置８０の記憶部８２は、ユーザ情報として、太陽電池ストリングに関する情報を記憶している。パワーコンディショナ２０の測定部２２１は、太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれの電圧、電流、または電力を測定する。診断装置８０の判定部８１は、記憶部８２に保持された情報と測定部２２１の測定値とを比較して、入力端子に太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する。

比較のため、測定部２２１を備えているが、記憶部８２を備えていない太陽光発電システムの構成を考える。この構成によれば、例えば図１のように、入力端子２０ｄに太陽電池ストリングが接続されていない場合、この入力系統の測定部２２１によって測定される電圧、電流、および電力の値はゼロになる。しかし、この情報だけでは、系統抜けによるものなのか、その入力系統がもともと未使用なのかを判断することができない。

より好ましくは、記憶部８２は、太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれが、入力端子２０ａ〜２０ｄのどの入力端子に接続されているかを記憶する。さらに、判定部８１は、太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃのどの太陽電池ストリングが接続されていないか、および／または、入力端子２０ａ〜２０ｄのどの入力端子が接続されていないのかを判定する。これによって、どの太陽電池ストリングおよび／または入力端子が接続されていないのかを特定することができる。

本実施形態では、パワーコンディショナ２０および／または制御装置３０から所定時間ごとに受信する情報を、記憶部８２に履歴情報として記憶している。そのため、いつから系統抜けが発生したかを特定することができる。例えば、太陽光発電装置１０の設置業者による設置作業、または修理業者による修理作業が完了した直後から系統抜けが発生している場合には、設置業者または修理業者の施工ミスであると判断できる。

本実施形態のように、ネットワーク９９を介した場所に診断装置８０を設置し、診断装置８０をモニタリング事業者が管理することには、次のような利点がある。例えば、本実施形態とは異なり、診断装置８０が太陽光発電装置１０の近傍にあって、太陽光発電装置１０の設置業者または修理業者が、施工時に診断装置８０に太陽電池ストリングの数を入力する場合を考える。この場合、設置業者または修理業者が、太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃのパワーコンディショナ２０への接続と、診断装置８０への入力との両方を間違えたときは、系統抜けに気付くことができない。本実施形態のように、太陽電池ストリング１１Ａ〜１１Ｃの接続と、診断装置８０の管理とを別の主体が実施することによって、間違いをより防ぎやすくすることができる。

［第２の実施形態］
図１０は、本発明の第２の実施形態にかかる太陽光発電システム２の機能的構成を示すブロック図である。太陽光発電システム２は、太陽光発電装置１０と、パワーコンディショナ２０と、制御装置４０（系統抜け検出装置）とを備えている。

制御装置４０は、制御装置３０と同様に、パワーコンディショナ２０と交信する。ユーザは、制御装置４０を操作して、パワーコンディショナ２０の状態を確認したり、パワーコンディショナ２０の運転または停止の指示を行ったりすることができる。制御装置４０は、第１の実施形態における診断装置８０とは異なり、ユーザの敷地内に配置され、ユーザによって管理される。

制御装置４０は、制御装置３０の制御部３１に代えて、制御部４１を備えている。制御部４１は、判定部８１および記憶部８２を含んでいる。すなわち、太陽光発電システム２では、判定部８１および記憶部８２は、制御装置４０に実装されている。

制御部４１は、判定部８１による判定結果を、表示部３２に表示させる。これによって、設置業者、修理業者、またはユーザに、系統抜けを通知することができる。なお、制御部４１は、表示部３２に判定結果を表示させる代わりに、アラームの鳴動またはランプの点灯等によって、系統抜けを通知しても良い。

このように、本実施形態にかかる太陽光発電システム２によっても、複数の太陽電池ストリングから電力の供給を受ける太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリングの系統抜けを診断することができる。

本実施形態によれば、第１の実施形態と比較して、系統抜けをその場で発見することができるという利点がある。また、ネットワーク９９を利用できない場合でも、系統抜けを判断することができる。

［第３の実施形態］
図１１は、本発明の第３の実施形態にかかる太陽光発電システム３の機能的構成を示すブロック図である。太陽光発電システム３は、太陽光発電装置１０と、パワーコンディショナ５０とを備えている。

パワーコンディショナ５０は、パワーコンディショナ２０の制御部２５に代えて、制御部５５を備えている。パワーコンディショナ５０はさらに、表示部５６および操作部５７を備えている。

制御部５５は、制御部２５と同様に、制御回路２２を介してＤＣ／ＤＣ変換器２１を制御する。制御部５５はまた、ＤＣ／ＡＣ変換器２３および連系保護装置２４を制御する。制御部５５はさらに、表示部５６を制御するとともに、操作部５７から指示を受信する。ユーザは、表示部５６によってパワーコンディショナ５０の状態を確認し、操作部５７を操作してパワーコンディショナ５０の運転または停止指示を行うことができる。

制御部５５はさらに、判定部８１および記憶部８２を含んでいる。すなわち、太陽光発電システム３では、判定部８１および記憶部８２は、パワーコンディショナ５０に実装されている。

制御部５５は、判定部８１による判定結果を、表示部５６に表示させる。これによって、設置業者、修理業者、またはユーザに、系統抜けを通知することができる。なお、制御部５５は、表示部５６に判定結果を表示させる代わりに、アラームの鳴動またはランプの点灯等によって、系統抜けを通知しても良い。

このように、本実施形態にかかる太陽光発電システム３によっても、複数の太陽電池ストリングから電力の供給を受ける太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリングの系統抜けを診断することができる。

［第４の実施形態］
図１２は、本発明の第４の実施形態にかかる太陽光発電システム４の機能的構成を示すブロック図である。太陽光発電システム４は、太陽光発電装置１０と、パワーコンディショナ６０と、集電箱７０とを備えている。

パワーコンディショナ６０は、一つの入力端子６０ａと一つの出力端子６０ｂとを備えている。入力端子６０ａは、集電箱７０の出力端子７０ｅと接続されている。出力端子６０ｂは、負荷９０および電力系統９５に接続されている。

パワーコンディショナ６０は、ＤＣ／ＤＣ変換器２１を一つだけ備える。パワーコンディショナ６０は、制御部２５に代えて制御部６５を備えている。制御部６５は、ＤＣ／ＤＣ変換器２１、ＤＣ／ＡＣ変換器２３、および連系保護装置２４を制御する。

集電箱７０は、入力端子７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、および７０ｄと、出力端子７０ｅとを備えている。集電箱７０は、入力端子７０ａ〜７０ｄから供給される電力を合成して、出力端子７０ｅから出力する。

図１２に示す例では、入力端子７０ａは太陽電池ストリング１１Ａと、入力端子７０ｂは太陽電池ストリング１１Ｂと、入力端子７０ｃは太陽電池ストリング１１Ｃと、それぞれ接続されている。入力端子７０ｄは、太陽電池ストリングと接続されていない。出力端子７０ｅは、パワーコンディショナ６０の入力端子６０ａと接続されている。

集電箱７０は、測定部７１、制御部７２、および表示部７３を備えている。

集電箱７０は、入力系統ごとに測定部７１を備えている。測定部７１は、入力端子７０ａ〜７０ｄを介して供給される電力の電圧、電流、または電力を測定し、測定値を制御部７２に送信する。

制御部７２は、判定部８１および記憶部８２を備えている。すなわち、太陽光発電システム４では、判定部８１および記憶部８２は、集電箱７０に実装されている。判定部８１は、記憶部８２に保持された情報と、測定部７１の測定値とを比較して、系統抜けを判定する。

制御部７２は、判定部８１による判定結果を、表示部７３に表示させる。これによって、設置業者、修理業者、またはユーザに、系統抜けを通知することができる。なお、制御部７２は、表示部７３に判定結果を表示させる代わりに、アラームの鳴動またはランプの点灯等によって、系統抜けを通知しても良い。

このように、本実施形態にかかる太陽光発電システム４によっても、複数の太陽電池ストリングから電力の供給を受ける太陽光発電システムにおいて、太陽電池ストリングの系統抜けを診断することができる。

なお、上記では、制御部７２および表示部７３が集電箱７０に含まれる場合を説明した。しかし、制御部７２および表示部７３は、集電箱７０とは離れた場所にあっても良い。また、制御部７２および表示部７３は、ネットワークを介した場所にあり、第１の実施形態のようにモニタリング事業者によって管理されるものであっても良い。

以上、本発明の第１〜第４の実施形態を説明した。本発明は上述の各実施形態に限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、太陽光発電システム１〜４は、パワーコンディショナを複数備えていても良い。この場合、記憶部８２は、システム全体の太陽電池ストリングに関する情報を記憶していても良いし、パワーコンディショナごとに太陽電池ストリングに関する情報を記憶していても良い。

また、上述した各実施形態では、判定部８１と記憶部８２とが、同一の機器に実装されている例を説明した。しかし、判定部８１と記憶部８２とは、同一の機器に実装されていなくても良い。例えば、太陽光発電システム１において、診断装置８０には判定部８１だけが実装され、制御装置３０に記憶部８２が実装されていても良い。この場合、診断８１は、ネットワーク９９を介して制御装置３０の記憶部８２を参照する。

また、上述した各実施形態では、電力系統９５と系統連系する太陽光発電システムについて説明した。しかし、本発明にかかる太陽光発電システムは、電力系統９５と系統連系しなくても良い。すなわち、負荷９０への電力を、すべて太陽光発電装置１０から供給する構成としても良い。

本発明は、太陽光発電システムおよび太陽光発電システムの診断方法として産業上の利用が可能である。

１，２，３，４太陽光発電システム、１０太陽光発電装置、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ太陽電池ストリング、１２太陽電池モジュール、２０，５０，６０パワーコンディショナ、２２１，７１測定部、３０，４０制御装置、７０集電箱、８０診断装置、８１判定部、８２記憶部

Claims

太陽電池ストリングと、該太陽電池ストリングを接続する入力端子を有するパワーコンディショナとを備える太陽光発電システムであって、
前記入力端子に接続される前記太陽電池ストリングに関する情報を保持する記憶部と、
前記入力端子に接続される前記太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力を測定する測定部と、
前記記憶部に保持された情報と前記測定部の測定値とを比較して、前記入力端子に前記太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する判定部とを備える、太陽光発電システム。
前記測定部の測定値をネットワークを介して受け取る診断装置をさらに備え、
前記記憶部および前記判定部は、前記診断装置に実装されている、請求項１に記載の太陽光発電システム。
太陽電池ストリングを接続する入力端子を有するパワーコンディショナであって、
前記入力端子に接続される前記太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力を測定する測定部と、
判定部とを備え、
前記判定部は、前記入力端子に接続される前記太陽電池ストリングに関する情報を保持する記憶部からの情報と前記測定部の測定値とを比較して、前記入力端子に前記太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する、パワーコンディショナ。
太陽電池ストリングを接続する入力端子を有するパワーコンディショナを備える太陽光発電システムにおける系統抜け検出装置であって、
前記入力端子に接続される前記太陽電池ストリングに関する情報を保持する記憶部と、
判定部とを備え、
前記判定部は、前記パワーコンディショナの入力端子に接続される前記太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力を測定する測定部からの情報と前記記憶部に保持された情報とを比較して、前記入力端子に前記太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する、系統抜け検出装置。
太陽電池ストリングを接続する入力端子を有するパワーコンディショナを備える太陽光発電システムにおける系統抜けの検出方法であって、
前記入力端子に接続される前記太陽電池ストリングに関する情報を記憶する工程と、
前記入力端子に接続される前記太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力を測定する工程と、
前記記憶された前記太陽電池ストリングに関する情報と、前記測定された前記太陽電池ストリングの電圧、電流、または電力とを比較して、前記入力端子に前記太陽電池ストリングが接続されているか否かを判定する工程とを備える、太陽光発電システムにおける系統抜けの検出方法。