JP2018096832A - 監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のセンサを用いて太陽光発電システムに関する監視を行う構成において、消費電力をより低減させることのできる監視装置を提供する。【解決手段】監視装置は、複数の太陽電池パネルに関する計測をそれぞれ行う複数のセンサと、電力供給を行う電源回路と、前記複数のセンサへの前記電源回路からの電力供給の有無を切り替え可能な第１切替回路と、所定の計測周期において前記複数のセンサに互いに異なる計測期間が割り当てられ、前記センサの前記計測期間において前記電源回路からの電力が選択的に供給されるように前記第１切替回路を制御する制御部とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、監視装置に関する。

近年、太陽光発電システムの故障を検知するための技術が開発されている。たとえば、特開２０１２−２０５０７８号公報（特許文献１）には、以下のような太陽光発電用監視システムが開示されている。すなわち、太陽光発電用監視システムは、複数の太陽電池パネルからの出力を集約して電力変換装置に送り込む太陽光発電システムについて、前記太陽電池パネルの発電状況を監視する太陽光発電用監視システムであって、前記複数の太陽電池パネルからの出力電路が集約された場所に設けられ、各太陽電池パネルの発電量を計測する計測装置と、前記計測装置に接続され、前記計測装置による発電量の計測データを送信する機能を有する下位側通信装置と、前記下位側通信装置から送信される前記計測データを受信する機能を有する上位側通信装置と、前記上位側通信装置を介して前記太陽電池パネルごとの前記計測データを収集する機能を有する管理装置とを備える。

特開２０１２−２０５０７８号公報

上記のような特許文献１に記載の太陽光発電用監視システムでは、複数の太陽電池パネルにそれぞれ対応するセンサが設けられ、各センサが対応の太陽電池パネルから出力される電流等を計測することにより太陽光発電システムの監視を行う。このような監視装置における消費電力をより低減させることのできる技術が求められている。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、複数のセンサを用いて太陽光発電システムに関する監視を行う構成において、消費電力をより低減させることのできる監視装置を提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる監視装置は、複数の太陽電池パネルに関する計測をそれぞれ行う複数のセンサと、電力供給を行う電源回路と、前記複数のセンサへの前記電源回路からの電力供給の有無を切り替え可能な第１切替回路と、所定の計測周期において前記複数のセンサに互いに異なる計測期間が割り当てられ、前記センサの前記計測期間において前記電源回路からの電力が選択的に供給されるように前記第１切替回路を制御する制御部とを備える。

本発明は、このような特徴的な処理部を備える監視装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする監視方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、監視装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、監視装置を含むシステムとして実現したりすることができる。

本発明によれば、複数のセンサを用いて太陽光発電システムに関する監視を行う構成において、消費電力をより低減させることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る集電ユニットの構成を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る太陽電池ユニットの構成を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る監視システムの構成を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を詳細に示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る監視装置における各センサの計測および計測信号の出力による消費電力を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る監視装置における各センサの計測および計測信号の出力による消費電力、ならびに計測情報の送信による消費電力を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける複数の監視装置の各々の消費電力を示す図である。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る監視装置は、複数の太陽電池パネルに関する計測をそれぞれ行う複数のセンサと、電力供給を行う電源回路と、前記複数のセンサへの前記電源回路からの電力供給の有無を切り替え可能な第１切替回路と、所定の計測周期において前記複数のセンサに互いに異なる計測期間が割り当てられ、前記センサの前記計測期間において前記電源回路からの電力が選択的に供給されるように前記第１切替回路を制御する制御部とを備える。

このような構成により、計測周期内で複数のセンサが時分割で計測を行い、各センサには対応する計測期間にのみ電力が供給されるため、複数のセンサが常時計測を行う場合と比較して、監視装置における消費電力を低減させることができる。したがって、複数のセンサを用いて太陽光発電システムに関する監視を行う構成において、消費電力をより低減させることができる。

（２）好ましくは、前記監視装置は、さらに、前記センサによる計測結果を示す計測信号を受けて前記計測信号を処理する処理部と、前記複数のセンサからの前記計測信号の前記処理部への出力の有無を切り替え可能な第２切替回路とを備え、前記制御部は、前記センサの前記計測期間において前記センサからの前記計測信号が前記処理部へ選択的に出力されるように前記第２切替回路を制御する。

このような構成により、複数のセンサからの計測信号が互いに異なるタイミングで処理部へ出力されるため、処理部の構成を簡素化することができる。

（３）好ましくは、前記監視装置は、さらに、前記センサによる計測結果に基づく計測情報を、電力線を介して送信する通信部を備え、前記電力線には、複数の前記監視装置が接続され、前記制御部は、前記複数の監視装置による前記計測情報の送信タイミングが互いに異なるように、自己の前記監視装置における前記通信部による前記計測情報の送信タイミングを制御する。

このような構成により、同一の電力線を介して情報の送信を行う複数の監視装置からそれぞれ送信される信号同士の干渉を防ぐことができる。

（４）より好ましくは、前記制御部は、前記通信部による前記計測情報の送信タイミングが前記計測期間と重ならないように、自己の前記監視装置における前記通信部による前記計測情報の送信タイミングを制御する。

このような構成により、センサによる計測期間と、計測情報の送信タイミングとの重なりを防ぎ、消費電力のピーク値を低くすることができるため、電源回路の容量の増大を抑え、監視装置を小型化することができる。

（５）好ましくは、前記監視装置は、さらに、前記センサによる計測結果に基づく計測情報を送信する通信部を備え、前記通信部は、複数の前記計測周期が含まれる所定の報告周期で前記計測情報の送信を行い、前記計測情報は、前記報告周期に含まれる各前記計測周期における前記計測結果の平均を示す。

太陽電池パネルの発電量は、日射量などの影響を受けて一時的に大きく変化することがあるが、上記のように、複数の計測周期におけるそれぞれの計測結果を平均化する構成により、たとえば、一時的な発電量の変化がある場合でも、１つの太陽電池パネルが他の太陽電池パネルと比べて異常であるという誤判定を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、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。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜太陽光発電システムの構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。

図１を参照して、太陽光発電システム４０１は、４つの集電ユニット６０と、ＰＣＳ８とを備える。ＰＣＳ８は、銅バー７と、電力変換部９とを含む。

図１では、４つの集電ユニット６０を代表的に示しているが、さらに多数または少数の集電ユニット６０が設けられてもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係る集電ユニットの構成を示す図である。図２を参照して、集電ユニット６０は、４つの太陽電池ユニット７５と、銅バー７２とを含む。

図２では、４つの太陽電池ユニット７５を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池ユニット７５が設けられてもよい。

図３は、本発明の実施の形態に係る太陽電池ユニットの構成を示す図である。

図３を参照して、太陽電池ユニット７５は、３つの太陽電池パネル７８と、銅バー７７とを含む。

図３では、３つの太陽電池パネル７８を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池パネル７８が設けられてもよい。

太陽電池パネル７８は、たとえば複数の太陽電池パネルが直列接続されたストリングである。なお、太陽電池パネル７８は、複数の太陽電池パネルを含む構成に限らず、１つの太陽電池パネルを含む構成であってもよい。

太陽光発電システム４０１では、複数の太陽電池パネル７８からの出力ライン１，５，２すなわち電力線がそれぞれＰＣＳ８に電気的に接続される。

より詳細には、太陽電池パネル７８の出力ライン１は、太陽電池パネル７８に接続された第１端と、銅バー７７に接続された第２端とを有する。各出力ライン１は、銅バー７７を介して出力ライン５に集約される。銅バー７７は、たとえば筐体の一例である接続箱７６の内部に設けられている。

太陽電池パネル７８は、太陽光を受けると、受けた太陽光のエネルギーを直流電力に変換し、変換した直流電力を出力ライン１へ出力する。

図２および図３を参照して、出力ライン５は、対応の太陽電池ユニット７５における銅バー７７に接続された第１端と、銅バー７２に接続された第２端とを有する。各出力ライン５は、銅バー７２を介して出力ライン２に集約される。銅バー７２は、たとえば筐体の一例である集電箱７１の内部に設けられている。

再び図１を参照して、太陽光発電システム４０１では、上述のように複数の太陽電池パネル７８からの各出力ライン１が出力ライン５に集約され、各出力ライン５が出力ライン２に集約され、各出力ライン２が電力変換装置の一例であるＰＣＳ８に電気的に接続される。

より詳細には、各出力ライン２は、対応の集電ユニット６０における銅バー７２に接続された第１端と、銅バー７に接続された第２端とを有する。ＰＣＳ８において、内部ライン３は、銅バー７に接続された第１端と、電力変換部９に接続された第２端とを有する。

ＰＣＳ８は、たとえば、コンテナ６の内部に設けられている。ＰＣＳ８において、電力変換部９は、たとえば、各太陽電池パネル７８において発電された直流電力を出力ライン１、銅バー７７、出力ライン５、銅バー７２、出力ライン２、銅バー７および内部ライン３経由で受けると、受けた直流電力を交流電力に変換して系統へ出力する。

＜監視システムの構成＞
図４は、本発明の実施の形態に係る監視システムの構成を示す図である。

図４を参照して、監視システム３０１は、４つの監視装置１１１と、収集装置１０１とを備える。

図４では、１つの集電ユニット６０に対応して設けられた４つの監視装置１１１を代表的に示しているが、さらに多数または少数の監視装置１１１が設けられてもよい。また、監視システム３０１は、１つの収集装置１０１を備えているが、複数の収集装置１０１を備えてもよい。

監視システム３０１は、太陽光発電システム４０１に用いられる。監視システム３０１では、子機である監視装置１１１におけるセンサの情報が、親機である収集装置１０１へ定期的または不定期に伝送される。

監視装置１１１は、たとえば集電ユニット６０に設けられている。より詳細には、監視装置１１１は、４つの太陽電池ユニット７５にそれぞれ対応して４つ設けられている。各監視装置１１１は、たとえば、対応の出力ライン５に電気的に接続されている。

監視装置１１１は、対応の太陽電池ユニット７５における各出力ライン１の電流をセンサにより計測する。また、監視装置１１１は、対応の太陽電池ユニット７５における出力ライン５の電圧をセンサにより計測する。

収集装置１０１は、たとえばＰＣＳ８の近傍に設けられている。より詳細には、収集装置１０１は、たとえば、コンテナ６の内部において、ＰＣＳ８に対応して設けられ、信号線４６を介して銅バー７に電気的に接続されている。なお、収集装置１０１は、コンテナ６の外部に設けられてもよい。

監視装置１１１および収集装置１０１は、出力ライン２，５を介して電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を行うことにより情報の送受信を行う。

より詳細には、各監視装置１１１は、対応の出力ラインの電流および電圧の計測結果に基づく計測情報を送信する。収集装置１０１は、各監視装置１１１の計測結果を収集し、収集した計測結果をサーバ１５１に通知する。

＜監視装置の構成＞
［全体構成］
図５は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を示す図である。図５では、出力ライン１、出力ライン５、銅バー７７および銅バー７２がより詳細に示されている。

図５を参照して、出力ライン１は、プラス側出力ライン１ｐと、マイナス側出力ライン１ｎとを含む。出力ライン５は、プラス側出力ライン５ｐと、マイナス側出力ライン５ｎとを含む。

銅バー７７は、プラス側銅バー７７ｐと、マイナス側銅バー７７ｎとを含む。銅バー７２は、プラス側出力ライン５ｐおよびマイナス側出力ライン５ｎにそれぞれ対応して、プラス側銅バー７２ｐおよびマイナス側銅バー７２ｎを含む。

プラス側出力ライン１ｐは、対応の太陽電池パネル７８に接続された第１端と、プラス側銅バー７７ｐに接続された第２端とを有する。マイナス側出力ライン１ｎは、対応の太陽電池パネル７８に接続された第１端と、マイナス側銅バー７７ｎに接続された第２端とを有する。

プラス側出力ライン５ｐは、プラス側銅バー７７ｐに接続された第１端と、集電箱７１におけるプラス側銅バー７２ｐに接続された第２端とを有する。マイナス側出力ライン５ｎは、マイナス側銅バー７７ｎに接続された第１端と、集電箱７１におけるマイナス側銅バー７２ｎに接続された第２端とを有する。

監視装置１１１は、検出部（処理部）１１と、３つの電流センサ１６と、電圧センサ１７と、通信部１４とを備える。なお、監視装置１１１は、出力ライン１の数に応じて、さらに多数または少数の電流センサ１６を備えてもよい。

監視装置１１１は、たとえば、計測対象の出力ライン１が接続された銅バー７７が設けられた接続箱７６の内部に設けられている。なお、監視装置１１１は、接続箱７６の外部に設けられてもよい。

監視装置１１１は、たとえば、プラス側出力ライン５ｐおよびマイナス側出力ライン５ｎとそれぞれプラス側電源線２６ｐおよびマイナス側電源線２６ｎを介して電気的に接続されている。

図６は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を詳細に示す図である。

図６を参照して、監視装置１１１は、検出部１１、３つの電流センサ１６、電圧センサ１７および通信部１４に加えて、さらに、制御部１２と、カウンタ１３と、記憶部１５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ（電源回路）１９と、第１切替回路ＳＷ１と、第２切替回路ＳＷ２とを備える。

監視装置１１１における各回路は、出力ライン５から供給される太陽電池パネル７８の出力電圧を電源電圧として用いて動作する。

より詳細には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、マイナス側出力ライン５ｎおよびプラス側出力ライン５ｐからマイナス側電源線２６ｎおよびプラス側電源線２６ｐをそれぞれ介して受ける太陽電池パネル７８の直流電圧を昇圧または降圧し、直流電圧Ｖｃを生成する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、生成した直流電圧Ｖｃを、監視装置１１１における各回路へ出力する。

［センサによる計測］
図６を参照して、３つの電流センサ１６は、複数の太陽電池パネル７８のそれぞれに対応する出力ライン１の電流を計測する。より詳細には、電流センサ１６は、たとえば、ホール素子タイプの電流プローブである。電流センサ１６は、対応のマイナス側出力ライン１ｎを通して流れる電流を計測し、計測結果を示す計測信号を検出部１１へ出力する。なお、電流センサ１６は、プラス側出力ライン１ｐを通して流れる電流を計測してもよい。

電圧センサ１７は、出力ライン５の電圧を計測する。より詳細には、電圧センサ１７は、プラス側電源線２６ｐおよびマイナス側電源線２６ｎ間の電圧を計測し、計測結果を示す計測信号を検出部１１へ出力する。

３つの電流センサ１６は、たとえば、所定の計測期間ＴＣにおいて、電流の計測および計測結果を示す計測信号の出力を時分割で行う。また、電圧センサ１７は、たとえば、電流センサ１６による計測が行われていない期間において、電圧の計測および計測結果を示す計測信号の出力を行う。以下、３つの電流センサ１６および電圧センサ１７のそれぞれを、単に「センサ」とも称する。

より詳細には、第１切替回路ＳＷ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９と各センサとの間に接続されている。第１切替回路ＳＷ１は、たとえば、制御部１２から出力された第１制御信号に従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９からの電力の供給先、すなわち直流電圧Ｖｃの出力先を複数のセンサのうちのいずれか１つに選択的に切り替える。

第２切替回路ＳＷ２は、各センサと検出部１１との間に接続されており、たとえば、制御部１２から出力された第２制御信号に従って、検出部１１の接続先を複数のセンサのうちのいずれか１つに選択的に切り替える。

記憶部１５には、たとえば、基準時刻ｔｓ、計測期間ＴＣの長さＬＣ、および計測期間ＴＣを含む計測周期ＴＡの長さＬＡを示す期間情報が保存されている。基準時刻ｔｓは、たとえば０時である。

なお、計測周期ＴＡの長さＬＡは、計測期間ＴＣの長さＬＣよりも長く設定されている。すなわち、計測周期ＴＡにおいて、センサによる計測が行われない期間（以下、「空き期間ＳＴ」とも称する。）が設けられている。また、計測期間ＴＣは、ＬＡの周期で繰り返される。

カウンタ１３は、たとえば、水晶振動子を用いた発振回路等により生成されるクロックパルスをカウントし、カウントした値を保持する。このカウント値は、たとえば現在時刻を示す。

制御部１２は、たとえば、計測期間ＴＣを４つの期間ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３，ＴＣ４に分割し、期間ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３，ＴＣ４を３つの電流センサ１６および電圧センサ１７にそれぞれ割り当てる。

具体的には、監視装置１１１は、上述の３つの電流センサ１６として、電流センサ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを備えるとする。また、制御部１２は、電流センサ１６Ａに、期間ＴＣ１を割り当て、電流センサ１６Ｂに期間ＴＣ２を割り当て、電流センサ１６Ｃに期間ＴＣ３を割り当て、電圧センサ１７に期間ＴＣ４を割り当てるとする。

また、制御部１２は、たとえば、記憶部１５に保存されている期間情報に基づいて、計測期間ＴＣの開始タイミングを算出する。上述のとおり、計測期間ＴＣはＬＡの周期で繰り返されるため、たとえば、計測期間ＴＣの開始タイミングは、ｔｓ＋ＬＡ×Ｋとなる。ここで、Ｋはゼロ以上の整数である。

また、制御部１２は、各センサに割り当てた期間ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３，ＴＣ４の各々の開始タイミングを算出する。

たとえば、記憶部１５には、期間ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３，ＴＣ４のそれぞれの長さＬＣ１，ＬＣ２，ＬＣ３，ＬＣ４を示す情報が保存されており、制御部１２は、記憶部１５に保存されている当該情報を参照して、期間ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３，ＴＣ４の各々の開始タイミングを算出する。

具体的には、計測期間ＴＣにおいて、電流センサ１６Ａ、電流センサ１６Ｂ、電流センサ１６Ｃ、電圧センサ１７の順番で計測および計測信号の出力が行われるとする。また、電流センサ１６Ａに割り当てられた期間ＴＣ１の開始タイミングは、計測期間ＴＣの開始タイミングと同じ、ｔｓ＋ＬＡ×Ｋであるとする。

この場合、電流センサ１６Ｂに割り当てられた期間ＴＣ２の開始タイミングは、たとえば、ｔｓ＋ＬＡ×Ｋ＋ＬＣ１となる。また、電流センサ１６Ｃに割り当てられた期間ＴＣ３の開始タイミングは、たとえば、ｔｓ＋ＬＡ×Ｋ＋ＬＣ２となる。また、電圧センサ１７に割り当てられた期間ＴＣ４の開始タイミングは、たとえば、ｔｓ＋ＬＡ×Ｋ＋ＬＣ３となる。

そして、制御部１２は、たとえば、カウンタ１３におけるカウンタ値を監視し、割り当てた各期間において対応するセンサが計測および計測信号の出力を行うように、第１制御信号の出力および第２制御信号の出力を行う。

第１切替回路ＳＷ１は、制御部１２から受けた第１制御信号に従って、期間ＴＣ１の開始タイミングにおいて電力の供給先を電流センサ１６Ａに切り替え、期間ＴＣ２の開始タイミングにおいて電力の供給先を電流センサ１６Ｂに切り替え、期間ＴＣ３の開始タイミングにおいて電力の供給先を電流センサ１６Ｃに切り替え、期間ＴＣ４の開始タイミングにおいて電力の供給先を電圧センサ１７に切り替える。

第２切替回路ＳＷ２は、制御部１２から受けた第２制御信号に従って、期間ＴＣ１の開始タイミングにおいて検出部１１の接続先を電流センサ１６Ａに切り替え、期間ＴＣ２の開始タイミングにおいて検出部１１の接続先を電流センサ１６Ｂに切り替え、期間ＴＣ３の開始タイミングにおいて検出部１１の接続先を電流センサ１６Ｃに切り替え、期間ＴＣ４の開始タイミングにおいて検出部１１の接続先を電圧センサ１７に切り替える。

図７は、本発明の実施の形態に係る監視装置における各センサの計測および計測信号の出力による消費電力を示す図である。

図７を参照して、期間ＴＣ１において電流センサ１６Ａが電流の計測および計測信号の出力を行い、期間ＴＣ２において電流センサ１６Ｂが電流の計測および計測信号の出力を行い、期間ＴＣ３において電流センサ１６Ｃが電流の計測および計測信号の出力を行い、期間ＴＣ４において電圧センサ１７が電圧の計測および計測信号の出力を行う。そして、このような動作が行われる計測期間ＴＣが、計測周期ＴＡで繰り返される。

なお、各センサによる計測および計測信号の出力は周期的でなくてもよく、１つの計測期間ＴＣに含まれる互いに異なるタイミングにおいて、各センサが計測および計測信号の出力を行う構成であればよい。

また、監視装置１１１において、複数の電流センサ１６が電流の計測および計測信号の出力を時分割で行う構成であれば、電圧センサ１７は、電圧の計測および計測信号の出力を常時行う構成であってもよい。

また、監視装置１１１は、電流センサ１６および電圧センサ１７の両方を備える構成に限らず、電流センサ１６および電圧センサ１７のいずれか一方を備える構成であってもよい。

［計測情報の送信］
再び図６を参照して、検出部１１は、複数の電流センサ１６および電圧センサ１７から受けた計測信号を保持する。そして、検出部１１は、たとえば、所定の報告周期ＴＢでこれらの計測信号に対する信号処理を行い、信号処理後のデータを制御部１２へ出力する。

より詳細には、記憶部１５に保存されている期間情報は、基準時刻ｔｓ、計測期間ＴＣの長さＬＣ、および計測周期ＴＡの長さＬＡに加えて、さらに、報告周期ＴＢの長さＬＢを示す。１つの報告周期ＴＢには、複数の計測周期ＴＡが含まれる。

制御部１２は、記憶部１５に保存されている期間情報に基づいて、各報告周期ＴＢの開始タイミングを算出する。たとえば、各報告周期ＴＢの開始タイミングは、ｔｓ＋ＬＢ×Ｋとなる。ここで、Ｋはゼロ以上の整数である。

そして、制御部１２は、カウンタ１３におけるカウンタ値を監視し、算出した各報告周期ＴＢの開始タイミングにおいて、計測信号の出力を検出部１１に対して要求する。

検出部１１は、制御部１２から計測信号の出力要求を受けると、たとえば、現在時刻の含まれる報告周期ＴＢの１つ前の報告周期ＴＢにおいて計測された値を示す計測信号に対する処理を行い、処理後のデータを制御部１２へ出力する。

より詳細には、検出部１１は、たとえば、報告周期ＴＢに含まれる複数の計測期間ＴＣにおいてそれぞれ計測された電流または電圧の平均値を、センサごとに算出する。すなわち、検出部１１は、制御部１２から出力要求を受けたタイミングから、次に制御部１２から出力要求を受けるタイミングまでの期間において、センサから受けた複数の計測信号の示すそれぞれの値の平均値を、センサごとに算出する。

また、検出部１１は、算出した平均値を示す信号に対してフィルタリング等の信号処理を行う。さらに、検出部１１は、たとえばＡＤ変換器を含み、信号処理後の信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を制御部１２へ出力する。

検出部１１は、複数の電流センサ１６および電圧センサ１７からの各計測信号に対して上記のような信号処理を行い、信号処理後のデジタル信号を制御部１２へ出力する。

制御部１２は、検出部１１から受けたデジタル信号の示す複数の計測結果、各計測結果に対応する電流センサ１６のＩＤ、計測結果に対応する電圧センサ１７のＩＤ、および自己の監視装置１１１のＩＤを含む計測情報を作成する。

そして、制御部１２は、作成した計測情報を通信部１４へ出力する。通信部１４は、制御部１２から計測情報を受けると、出力ライン５，２および信号線４６を介した電力線通信により当該計測情報を収集装置１０１へ送信する。

なお、制御部１２は、計測情報をセンサごとに作成し、作成したセンサごとの計測情報を通信部１４経由で収集装置１０１へ送信する構成であってもよい。

ここで、制御部１２は、通信部１４からの計測情報の送信タイミングが計測期間ＴＣと重ならないように制御する。すなわち、制御部１２は、空き期間ＳＴにおいて計測情報の送信が行われるように制御する。

たとえば、記憶部１５に保存されている期間情報は、基準時刻ｔｓ、計測期間ＴＣの長さＬＣ、計測周期ＴＡの長さＬＡおよび報告周期ＴＢの長さＬＢに加えて、さらに、送信待機時間Ｌｘを示す。送信待機時間Ｌｘは、たとえば計測期間ＴＣよりも長く、かつ報告周期ＴＢよりも短く設定されている。

制御部１２は、たとえば、記憶部１５に保存されている期間情報に基づいて、各報告周期ＴＢの開始タイミングを算出し、算出した各報告周期ＴＢの開始タイミングから送信待機時間Ｌｘが経過したタイミングを計測情報の送信タイミングとして決定する。

そして、制御部１２は、たとえば、決定した送信タイミングが計測期間ＴＣに含まれるか否かを確認し、当該送信タイミングが計測期間ＴＣに含まれない場合、当該送信タイミングにおいて通信部１４経由で計測情報を収集装置１０１へ送信する。

なお、送信タイミングが計測期間ＴＣに含まれる場合、制御部１２は、たとえば、当該計測期間ＴＣの経過後、または当該計測期間ＴＣの開始前において通信部１４経由で計測情報を収集装置１０１へ送信する。

図８は、本発明の実施の形態に係る監視装置における各センサの計測および計測信号の出力による消費電力、ならびに計測情報の送信による消費電力を示す図である。

図８を参照して、具体的には、ある報告周期ＴＢが時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間であり、次の報告周期ＴＢが時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間であるとする。

この場合、監視装置１１１における検出部１１は、たとえば、時刻ｔ２以降のタイミングにおいて、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間に複数の電流センサ１６および電圧センサ１７から受けた各計測信号に対する信号処理を行い、信号処理後のデータを制御部１２へ出力する。

そして、制御部１２は、検出部１１から受けたデータに基づいて計測情報を作成し、時刻ｔ２から送信待機時間Ｌｘが経過したタイミングである時刻ｔｘにおいて、収集装置１０１への計測情報の送信を行う。

上記のような動作が行われることにより、監視装置１１１における消費電力は、各センサによる計測および計測信号の出力が行われるタイミング、および収集装置１０１への計測情報の送信が行われるタイミングにおいて増加する。

［計測情報の送信タイミングの詳細］
再び図４を参照して、監視システム３０１における複数の監視装置１１１は、いずれも同一の出力ライン２に接続され、出力ライン２を介して電力線通信を行うことにより計測情報を送信する。このため、各監視装置１１１からの計測情報の送信タイミングは互いに重ならないように設定されている。

上述のとおり、計測周期ＴＡにおいて、電流センサ１６による計測が行われない空き期間ＳＴが設けられている。すなわち、複数の計測周期ＴＡを含む報告周期ＴＢ内において、複数の空き期間ＳＴが存在する。このため、たとえば、報告周期ＴＢにおける複数の空き期間ＳＴをそれぞれ異なる監視装置１１１に割り当てることにより、同一の報告周期ＴＢ内において各監視装置１１１からの計測情報の送信タイミングを分散させることができる。

図９は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける複数の監視装置の各々の消費電力を示す図である。図９では、３つの監視装置１１１の各々の総消費電力を示している。

図９を参照して、監視システム３０１は、たとえば、３つの監視装置１１１として、監視装置１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃを備える。各監視装置１１１には、互いに異なる値の送信待機時間Ｌｘが設定されている。

具体的には、たとえば、監視装置１１１Ａには、計測期間ＴＣよりも長く、計測周期ＴＡより短い送信待機時間ＬｘＡが設定されている。また、たとえば、監視装置１１１Ｂには、送信待機時間ＬｘＡよりも計測周期ＴＡの長さ分だけ長い送信待機時刻ＬｘＢが設定されている。また、たとえば、監視装置１１１Ｃには、送信待機時間ＬｘＢよりも計測周期ＴＡの長さ分だけ長い送信待機時刻ＬｘＣが設定されている。

また、ある報告周期ＴＢが時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間であり、次の報告周期ＴＢが時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間であり、さらに次の報告周期ＴＢが時刻ｔ３〜時刻ｔ４の期間であるとする。

この場合、監視装置１１１Ａは、たとえば、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻ｔ２から送信待機時間ＬｘＡが経過したタイミングである時刻ｔａ１において収集装置１０１へ送信する。また、監視装置１１１Ａは、たとえば、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻ｔ３から送信待機時間ＬｘＡが経過したタイミングである時刻ｔａ２において収集装置１０１へ送信する。

また、監視装置１１１Ｂは、たとえば、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻ｔ２から送信待機時間ＬｘＢが経過したタイミングである時刻ｔｂ１において収集装置１０１へ送信する。また、監視装置１１１Ｂは、たとえば、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻ｔ３から送信待機時間ＬｘＢが経過したタイミングである時刻ｔｂ２において収集装置１０１へ送信する。

また、監視装置１１１Ｃは、たとえば、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻ｔ２から送信待機時間ＬｘＣが経過したタイミングである時刻ｔｃ１において収集装置１０１へ送信する。また、監視装置１１１Ｃは、たとえば、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻ｔ３から送信待機時間ＬｘＣが経過したタイミングである時刻ｔｃ２において収集装置１０１へ送信する。

上記のような動作が行われることにより、各監視装置１１１からの計測情報の送信タイミングは空き期間ＳＴに含まれ、かつ互いに重ならなくなる。

なお、図９に示す例では、複数の監視装置１１１間において、各計測期間ＴＣの開始タイミングおよび終了タイミングが一致しているが、各計測期間ＴＣの開始タイミングおよび終了タイミングは、複数の監視装置１１１間で異なってもよい。

また、上述した本発明の実施の形態に係る監視装置１１１では、第２切替回路ＳＷ２が検出部１１の接続先を複数のセンサのうちのいずれか１つに切り替える。しかしながら、このような構成に限定されず、監視装置１１１は、第２切替回路ＳＷ２を備えない構成でもよい。

また、監視システム３０１に設けられた各監視装置１１１からの計測情報の送信タイミングは、必ずしも異なるタイミングである必要はない。たとえば、複数の監視装置１１１が異なる電力線を介して計測情報の送信を行う場合、これら複数の監視装置１１１が同じタイミングにおいて計測情報の送信を行うことができる。

また、上述した本発明の実施の形態に係る監視装置１１１では、制御部１２は、空き期間ＳＴにおいて計測情報の送信が行われるように制御する。しかしながら、このような構成に限定されず、制御部１２は、計測期間ＴＣに含まれるタイミングにおいて計測情報の送信を行う構成であってもよい。

また、上述した本発明の実施の形態に係る監視装置１１１から送信される計測情報は、１つの報告周期ＴＢに含まれる複数の計測期間ＴＣにおいてそれぞれ計測された値の平均を示す。しかしながら、このような構成に限定されず、監視装置１１１から送信される計測情報は、たとえば、１つの報告周期ＴＢに含まれる複数の計測期間ＴＣにおいてそれぞれ計測された値そのものを示す情報であってもよい。

ところで、上述した特許文献１に記載の太陽光発電用監視システムにおける監視装置は、複数の太陽電池パネルにそれぞれ対応するセンサを備え、各センサが対応の太陽電池パネルから出力される電流等を計測することにより太陽光発電システムの監視を行う。

このような監視装置は、太陽電池パネルからの出力電圧を電源電圧として用いて動作可能であるが、複数のセンサがそれぞれ計測を行うため、消費電力が大きくなる可能性がある。また、各センサによる計測結果は、たとえば電力線通信により他の装置へ送信されるため、このような送信のための電力も必要である。

特に、発電所において多数の監視装置が設けられている場合、発電所の全体における消費電力は大きくなる。このため、このような監視装置における消費電力をより低減させることのできる技術が求められている。

これに対して、本発明の実施の形態に係る監視装置１１１では、複数の電流センサ１６および電圧センサ１７は、複数の太陽電池パネル７８に関する計測をそれぞれ行う。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、監視装置１１１における各回路への電力供給を行う。また、第１切替回路ＳＷ１は、複数の電流センサ１６および電圧センサ１７へのＤＣ／ＤＣコンバータ１９からの電力供給の有無を切り替え可能である。また、制御部１２は、所定の計測周期ＴＡにおいて複数の電流センサ１６および電圧センサ１７に互いに異なる計測期間を割り当て、センサの計測期間においてＤＣ／ＤＣコンバータ１９からの電力が選択的に供給されるように第１切替回路ＳＷ１を制御する。

このような構成により、計測周期ＴＡ内で複数のセンサが時分割で計測を行い、各センサには対応する計測期間にのみ電力が供給されるため、複数のセンサが常時計測を行う場合と比較して、監視装置１１１における消費電力を低減させることができる。したがって、複数のセンサを用いて太陽光発電システム４０１に関する監視を行う構成において、消費電力をより低減させることができる。

また、検出部１１は、センサによる計測結果を示す計測信号を受けて、計測信号を処理する。また、第２切替回路ＳＷ２は、複数のセンサからの計測信号の検出部１１への出力の有無を切り替え可能である。また、制御部１２は、センサの計測期間において、対応するセンサからの計測信号が検出部１１へ選択的に出力されるように第２切替回路ＳＷ２を制御する。

このような構成により、複数のセンサからの計測信号が互いに異なるタイミングで検出部１１へ出力されるため、検出部１１の構成を簡素化することができる。

また、通信部１４は、センサによる計測結果に基づく計測情報を、電力線を介して送信する。また、当該電力線には、複数の監視装置１１１が接続され、制御部１２は、複数の監視装置１１１による計測情報の送信タイミングが互いに異なるように、自己の監視装置１１１における通信部１４による計測情報の送信タイミングを制御する。

このような構成により、同一の電力線を介して情報の送信を行う複数の監視装置１１１からそれぞれ送信される信号同士の干渉を防ぐことができる。

また、制御部１２は、通信部１４による計測情報の送信タイミングが計測期間ＴＣと重ならないように、自己の監視装置１１１における通信部１４による計測情報の送信タイミングを制御する。

このような構成により、センサによる計測期間と、計測情報の送信タイミングとの重なりを防ぎ、消費電力のピーク値を低くすることができるため、電源回路の容量の増大を抑え、監視装置１１１を小型化することができる。

また、通信部１４は、複数の計測周期ＴＡが含まれる所定の報告周期ＴＢで計測情報の送信を行う。また、計測情報は、報告周期ＴＢに含まれる各計測周期ＴＡにおける計測結果の平均を示す。

太陽電池パネル７８の発電量は、日射量などの影響を受けて一時的に大きく変化することがあるが、上記のように、複数の計測周期ＴＡにおけるそれぞれの計測結果を平均化する構成により、たとえば、一時的な発電量の変化がある場合でも、１つの太陽電池パネル７８が他の太陽電池パネル７８と比べて異常であるという誤判定を防ぐことができる。

上記実施の形態は、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、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
複数の太陽電池パネルに関する計測をそれぞれ行う複数のセンサと、
電力供給を行う電源回路と、
前記複数のセンサへの前記電源回路からの電力供給の有無を切り替え可能な第１切替回路と、
所定の計測周期において前記複数のセンサに互いに異なる計測期間が割り当てられ、前記センサの前記計測期間において前記電源回路からの電力が選択的に供給されるように前記第１切替回路を制御する制御部と、
前記センサによる計測結果を示す計測信号を受けて前記計測信号を処理する処理部とを備え、
前記センサは、電流センサであり、
前記処理部は、前記計測信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を含み、
前記複数のセンサは、前記電源回路から供給される前記太陽電池パネルの出力電圧を電源電圧として用いて動作する、監視装置。

１，２，５ 出力ライン
３ 内部ライン
６ コンテナ
７ 銅バー
８ ＰＣＳ
９ 電力変換部
１１ 検出部（処理部）
１２ 制御部
１３ カウンタ
１４ 通信部
１５ 記憶部
１６ 電流センサ
１７ 電圧センサ
１９ ＤＣ／ＤＣコンバータ（電源回路）
２６ 電源線
４６ 信号線
６０ 集電ユニット
７１ 集電箱
７２ 銅バー
７５ 太陽電池ユニット
７７ 銅バー
７８ 太陽電池パネル
１０１ 収集装置
１１１ 監視装置
１５１ サーバ
３０１ 監視システム
４０１ 太陽光発電システム
ＳＷ１ 第１切替回路
ＳＷ２ 第２切替回路

Claims (5)

1. 複数の太陽電池パネルに関する計測をそれぞれ行う複数のセンサと、
   電力供給を行う電源回路と、
   前記複数のセンサへの前記電源回路からの電力供給の有無を切り替え可能な第１切替回路と、
   所定の計測周期において前記複数のセンサに互いに異なる計測期間が割り当てられ、前記センサの前記計測期間において前記電源回路からの電力が選択的に供給されるように前記第１切替回路を制御する制御部とを備える、監視装置。
2. 前記監視装置は、さらに、
   前記センサによる計測結果を示す計測信号を受けて前記計測信号を処理する処理部と、
   前記複数のセンサからの前記計測信号の前記処理部への出力の有無を切り替え可能な第２切替回路とを備え、
   前記制御部は、前記センサの前記計測期間において前記センサからの前記計測信号が前記処理部へ選択的に出力されるように前記第２切替回路を制御する、請求項１に記載の監視装置。
3. 前記監視装置は、さらに、
   前記センサによる計測結果に基づく計測情報を、電力線を介して送信する通信部を備え、
   前記電力線には、複数の前記監視装置が接続され、
   前記制御部は、前記複数の監視装置による前記計測情報の送信タイミングが互いに異なるように、自己の前記監視装置における前記通信部による前記計測情報の送信タイミングを制御する、請求項１または請求項２に記載の監視装置。
4. 前記制御部は、前記通信部による前記計測情報の送信タイミングが前記計測期間と重ならないように、自己の前記監視装置における前記通信部による前記計測情報の送信タイミングを制御する、請求項３に記載の監視装置。
5. 前記監視装置は、さらに、
   前記センサによる計測結果に基づく計測情報を送信する通信部を備え、
   前記通信部は、複数の前記計測周期が含まれる所定の報告周期で前記計測情報の送信を行い、
   前記計測情報は、前記報告周期に含まれる各前記計測周期における前記計測結果の平均を示す、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の監視装置。

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