JP2023081332A - Failure diagnosing method, failure diagnosing device, and failure detection device for solar cell module - Google Patents

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憲彦 伊藤
Norihiko Ito
純弥 菅野
Junya Sugano
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Abstract

To facilitate failure diagnosis for a solar power generation facility without being affected by the environment.SOLUTION: A failure diagnosing method includes a ripple information acquiring step for acquiring information on a ripple superimposed on a DC current flowing on each string of a solar power generation facility and a determination step that determines a failure of a solar cell module when the magnitude of the ripple is increased compared to when the solar cell module is normal or when it is detected as a change of signal intensity to increase in a specific frequency band of a frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current. When a change in ripple (i.e. an increase in ripple) is found that is not found on the solar cell module when it is normal, or when there occurs a change of increase in the signal intensity at some frequencies in the frequency spectrum when a frequency analysis is performed, the failure diagnosing method takes this as a phenomenon that indicates a failure and determines that a solar cell module is at fault.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、太陽電池モジュール(太陽光パネルとも呼ばれる)の故障診断方法及び故障診断装置並びに故障検知装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、大規模な太陽光発電設備例えば太陽光発電所(メガソーラ)の太陽電池モジュールの故障の診断や検出に用いて好適な故障診断方法及び故障診断装置並びに故障検知装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a failure diagnosis method, a failure diagnosis device, and a failure detection device for a solar cell module (also called a solar panel). More specifically, the present invention provides a failure diagnosis method, failure diagnosis device, and failure detection device suitable for use in diagnosing and detecting failures in solar cell modules of large-scale photovoltaic power generation facilities, such as photovoltaic power plants (mega solar). Regarding.

太陽電池モジュールは、一般には数十枚程度の太陽電池セルが直列に接続されて成るクラスタを複数組直列に接続することで構成される。そして、この太陽電池モジュールを直列に複数枚例えば10枚~20枚程度接続することによりストリングが構成される。さらにこのストリングが並列に複数組み接続されて基礎・架台上に配列されることによりアレイが構成される。 A solar cell module is generally configured by connecting in series a plurality of clusters each having several tens of solar cells connected in series. Then, a string is constructed by connecting a plurality of such solar cell modules in series, for example, about 10 to 20 modules. Furthermore, an array is constructed by connecting a plurality of sets of these strings in parallel and arranging them on a base/frame.

このような太陽光発電設備では、一部のクラスタ若しくはセルが例えば故障したり日陰に入ったときなどにその影響が広域に及ばないようにするため、各クラスタや各太陽電池モジュールの両端さらには各ストリングに、不具合が生じたクラスタや太陽電池モジュールあるいはストリングを迂回する経路を形成するバイパスダイオードがそれぞれに対して並列に接続されている。このため、太陽光発電設備では、一部の太陽電池モジュール若しくは一部のクラスタが故障してもバイパスダイオードの働きによって発電電力の出力の低下・変動が抑制されるので、太陽光発電設備からの発電電力の外部への出力の変化の監視では故障を検出することができない。 In such a photovoltaic power generation facility, in order to prevent the influence of a part of the clusters or cells from failing or being shaded from spreading over a wide area, both ends of each cluster or each photovoltaic module, and furthermore, Each string is connected in parallel with a bypass diode that forms a path bypassing the failed cluster, solar cell module, or string. For this reason, in the photovoltaic power generation equipment, even if a part of the solar cell module or a part of the cluster fails, the bypass diode works to suppress the decrease or fluctuation of the output of the generated power. Failures cannot be detected by monitoring changes in output of generated power to the outside.

太陽電池モジュールはいわゆるクラスタ構造になっており、クラスタ単位で発電している。このため、日陰になったり故障が発生したりすると、発電力はクラスタ(複数枚のセルが直列に接続された組み)単位で低下することとなる。ストリング内に属する一部のクラスタの故障のみでは、動作電圧の著しい低下は見られないため、故障が見出しにくい。また、クラスタ故障を放置すると火災につながる恐れもある。そこで、クラスタ故障を早期に検出できるようにすることが望まれる。 A solar cell module has a so-called cluster structure, and generates power in cluster units. For this reason, when it is shaded or a failure occurs, the generated power decreases in units of clusters (sets of a plurality of cells connected in series). If only some of the clusters belonging to the string fail, no significant drop in operating voltage is observed, so it is difficult to find the failure. In addition, if the cluster failure is left unattended, it may lead to a fire. Therefore, it is desirable to be able to detect cluster failures at an early stage.

かかる要望に応えるため、本発明者等は、種々研究・実験した結果、太陽電池モジュールの故障を模擬したところ、正常時(つまり、故障が発生していないとき)には音は発生していなかったが、故障模擬時には4kHz程度の所に音圧が強くなって、正常状態に戻したときに音圧が弱くなるという現象が起こること、つまり、対象とした太陽電池モジュールでは、故障模擬時に高周波音(4kHz)が発生していることを明らかにした。そして、この高周波音を検知することで、バイパスダイオードの健全性評価あるいは高周波音の特徴を活かした太陽電池モジュールの診断を行うことを可能とした(特許文献1参照)。 In order to meet this demand, the inventors of the present invention conducted various studies and experiments, and as a result of simulating a failure of a solar cell module, no sound was generated during normal operation (that is, when no failure occurred). However, when a failure is simulated, the sound pressure becomes strong at about 4 kHz, and when the normal state is restored, the sound pressure becomes weaker. It was clarified that a sound (4 kHz) was generated. By detecting this high-frequency sound, it is possible to evaluate the soundness of the bypass diode or diagnose the solar cell module by making use of the characteristics of the high-frequency sound (see Patent Document 1).

特開2017-181138号公報JP 2017-181138 A

しかしながら、特許文献1記載の発明は、太陽光発電設備の構成部品に電流が流れた際に生成される磁界の作用によって起こる物体の振動に起因する音を利用するものであるため、音が非常に小さかったり、場合によっては発生しないこともあり得る。また、太陽光発電所(メガソーラ)は、野外や騒音の発生する環境に設置されることもあり、電流が流れた際に構成部品が振動し易くなるように磁界を意図的に生成する工夫をして、音波を増幅させたり発生させたりしなければ太陽電池モジュールの故障を検知できないこともあり得る。そこで、音以外の現象でもパネルの故障を判別できる手法の開発が望まれる。 However, the invention described in Patent Document 1 uses the sound caused by the vibration of the object caused by the action of the magnetic field generated when the current flows through the component parts of the photovoltaic power generation equipment, so the sound is very loud. may be small, or may not occur in some cases. In addition, solar power plants (mega solar) are sometimes installed outdoors or in noisy environments, so it is necessary to intentionally generate a magnetic field so that the component parts vibrate easily when current flows. Therefore, failure of the solar cell module may not be detected unless the sound wave is amplified or generated. Therefore, it is desired to develop a method that can detect panel failures by means of phenomena other than sound.

本発明は、かかる要望に応えるため、太陽光発電設備における故障の診断を環境に左右されずに容易に行うことができる太陽電池モジュールの故障診断方法及び故障診断装置並びに故障検知装置を提供することを目的とする。 In order to meet such a demand, the present invention provides a failure diagnosis method, a failure diagnosis device, and a failure detection device for a solar cell module that can easily diagnose failures in a photovoltaic power generation facility without being influenced by the environment. With the goal.

本発明者等は、上述の要望に応えるため、太陽電池モジュールの故障時の現象についてさらに実験・研究を進めた結果、正常時には、ストリングを流れる直流電流に脈動成分(一般に、リプルと呼ばれるもの)の乗った波形はほとんど発生しないが、ストリング中の一部のモジュールあるいはモジュールの一部に故障もしくはバイパスダイオードに電流が流れることで、直流電流の中に含まれているリプルが増大することを発見した(図1参照)。このリプルが増大する現象について、本発明者等がさらに実験を進めたところ、実験に用いた太陽電池モジュールとパワーコンディショナ(Power Conditioning Subsystem:PCSと呼ばれている)との組み合わせでは、発電された直流電流に乗るリプルを周波数分析した結果、商用周波数が50Hzの場合には、100Hz付近で信号強度が顕著に増大することがわかった(図2参照)。同様に、商用周波数が60Hzの場合には、120Hz付近で増大する。つまり、送電系統の周波数の第2次高調波付近で信号強度が極めて顕著に大きくなることを明らかにした。さらに、送電系統の周波数の第2次高調波ほどではないが、低次の高調波例えば第3次高調波付近や第4次高調波付近でも信号強度が他の周波数帯に比べて増加することを明らかにした(図3参照)。このリプルが増大する現象については、実際に数社の太陽電池モジュールとPCSとの組み合わせにおいて同様の傾向を示した。このことから、本発明者等は、図8(A)、(B)のリプルの周波数分析結果に示すように、太陽電池モジュールの故障時に、電力系統の周波数(いわゆる、商用電源周波数であり、本明細書中では基本周波数とも呼ぶ)のn次高調波、特に低次の高調波が増大すること、なかでも第2次高調波において信号強度が周辺の周波数の信号強度よりも際立って増大することを利用して太陽電池モジュールの故障診断が可能であることを知見するに至った。尚、本明細書において、周波数並びに信号強度について述べる場合には、特段の断りが無い限り、直流の電流の中に含まれている脈動の成分(つまり、リプル)を周波数分析した場合の周波数と信号強度に関して言及しているものとする。 In order to meet the above-mentioned demands, the inventors of the present invention conducted further experiments and research on the phenomena that occur when solar cell modules fail. It was discovered that the ripple contained in the DC current increases due to a fault in some modules in the string or a current flowing through a bypass diode, although a waveform with a high voltage is rarely generated. (see Figure 1). As a result of further experiments conducted by the inventors of the present invention regarding this phenomenon of increasing ripple, it was found that the combination of the solar cell module and the power conditioner (Power Conditioning Subsystem: PCS) used in the experiment did not generate electricity. As a result of frequency analysis of the ripple on the DC current, it was found that when the commercial frequency is 50 Hz, the signal strength remarkably increases around 100 Hz (see FIG. 2). Similarly, when the commercial frequency is 60 Hz, it increases around 120 Hz. In other words, we found that the signal strength increases very significantly near the second harmonic of the grid frequency. Furthermore, although not as much as the 2nd harmonic of the grid frequency, the signal strength also increases at lower harmonics, such as near the 3rd and 4th harmonics, compared to other frequency bands. was clarified (see Fig. 3). As for the phenomenon in which the ripple increases, a similar tendency was actually shown in the combination of the solar cell module and the PCS of several companies. From this, the inventors of the present invention have found that, as shown in the ripple frequency analysis results of FIGS. an increase in the nth harmonic, especially the lower harmonics, of the fundamental frequency (also referred to herein as the fundamental frequency), especially at the second harmonic, where the signal strength increases significantly over that of surrounding frequencies It has been found that it is possible to diagnose a failure of a solar cell module by utilizing the fact. In this specification, when describing the frequency and signal strength, unless otherwise specified, the frequency is the frequency when the pulsating component (that is, ripple) contained in the DC current is frequency-analyzed. Assume that we are referring to signal strength.

ところが、このリプルが増大する現象について、本発明者等がさらに実験を進めたところ、図9(A)、(B)のリプルの周波数分析結果に示すように、100Hz(第2次高調波)付近では太陽電池モジュールの健全時と故障時とでほとんど変化がないか寧ろ若干低くなる上に、基本周波数よりも高いn次高調波以外の周波数である280Hz付近や380Hz付近において信号強度が太陽電池モジュールの故障時に増大するPCSも存在することが判明した。さらに、図10(A)、(B)のリプルの周波数分析結果に示すように、太陽電池モジュールの故障時には、第2次高調波(基本周波数が50Hzの場合には、100Hz)付近が増大するだけでなく、230Hz付近、330Hz付近、450Hz(第9次高調波)付近、670Hz付近においても信号強度が変化するPCSも存在することが判明した。つまり、第2次高調波以外のn次高調波付近及びn次高調波以外の一部の周波数においても信号強度が増大するPCSも存在することが判明した。このことから、リプルの周波数分析結果において、系統電力の第2次高調波が太陽電池モジュールの健全時と故障時でも発生することを鑑みれば、第2次高調波以外のn次高調波付近あるいはn次高調波以外の周波数域において信号強度が増大する場合に、太陽電池モジュールの故障と判断することが可能である。 However, as a result of further experiments conducted by the present inventors on this phenomenon of ripple increase, as shown in the frequency analysis results of ripples in FIGS. In the vicinity, there is almost no change between when the solar cell module is healthy and when it fails, or rather it becomes slightly lower. It was found that there is also a PCS that increases upon module failure. Furthermore, as shown in the ripple frequency analysis results of FIGS. 10A and 10B, when the solar cell module fails, the vicinity of the second harmonic (100 Hz when the fundamental frequency is 50 Hz) increases. In addition, it was found that there are PCSs in which the signal strength changes also around 230 Hz, around 330 Hz, around 450 Hz (9th harmonic), and around 670 Hz. In other words, it was found that there are also PCSs in which the signal strength increases near the n-th harmonic other than the second harmonic and at some frequencies other than the n-th harmonic. From this, in view of the fact that the second harmonic of the grid power is generated both when the solar cell module is healthy and when the solar cell module fails in the result of ripple frequency analysis, it is possible that near the nth harmonic other than the second harmonic or If the signal intensity increases in a frequency range other than the n-th harmonic, it can be determined that the solar cell module has failed.

かかる実験結果から、本発明者等は、太陽電池モジュールの故障時には、リプルの周波数分析結果において、電力系統の周波数(基本周波数)よりも高い周波数において太陽電池モジュールの正常時には見られない特徴的な信号強度の変化(周辺の周波数の信号強度よりも信号強度が増大するような変化、換言すれば、リプルの増大)を呈するが、特徴的な信号強度の増大を示す周波数が何Hzに出現するのかは、太陽電池モジュールとPCSの組み合わせによって異なる場合があることを見出した。さらに言えば、PCSのメーカや型等によって発電電力を系統電力に変換する特性に許容範囲内での違いが想定されることから、電力系統の周波数よりも高い周波数において太陽電池モジュールの故障時に起こる特徴的な信号強度の変化が何Hzに起こるかはPCSのメーカや型等によって異なることが考えられる。本発明者等によって、10種類以上のPCSについて実験を行った結果、上述したとおり、リプルの周波数分析結果において、電力系統の周波数から2次高調波までの間に特徴的な信号強度の変化が発生した例は認められなかったが、電力系統の周波数よりも高い何かしらの周波数において信号強度の変化が確認されことを鑑みれば、太陽電池モジュールとPCSの組み合わせによっては電力系統の周波数から2次高調波までの間に特徴的な信号強度の変化が発生することが推定できる。 From these experimental results, the present inventors have found that when a solar cell module fails, in the ripple frequency analysis results, at a frequency higher than the frequency (fundamental frequency) of the electric power system, there is a characteristic A change in signal strength (a change in which the signal strength increases more than the signal strength of the surrounding frequencies, in other words, an increase in ripple) is exhibited, but at what Hz does the frequency exhibiting a characteristic increase in signal strength appear? It has been found that the difference may vary depending on the combination of the solar cell module and the PCS. Furthermore, since it is assumed that the characteristics of converting generated power to grid power vary within the allowable range depending on the PCS manufacturer and model, etc., the failure of the solar cell module occurs at a frequency higher than the frequency of the power grid. It is conceivable that at what frequency the characteristic change in signal strength occurs will differ depending on the manufacturer, type, etc. of the PCS. As a result of experiments on more than 10 types of PCS by the present inventors, as described above, in the results of ripple frequency analysis, there is a characteristic change in signal strength between the power system frequency and the second harmonic. Although there were no cases where it occurred, considering that the change in signal strength was confirmed at some frequency higher than the frequency of the power system, depending on the combination of the solar cell module and the PCS, the frequency of the power system may be affected by the second harmonic. It can be inferred that a characteristic signal intensity change occurs between waves.

このことから、本発明者等は、太陽電池モジュールの故障時には、電力系統の周波数のn次高調波に限らず、電力系統の周波数よりも高い周波数の何れかにおいてストリングに流れる直流電流に含まれるリプルが増加する変化が生ずるとき、さらに言えばリプルを周波数解析したときの基本周波数よりも高い周波数帯域の特定の周波数(基本周波数よりも高い周波数帯全域を指すのではなく、その中の一部の周波数)付近に信号強度の増大の変化として検出される場合、太陽電池モジュールの故障と考えられることを知見するに至った。即ち、電力系統の周波数よりも高い周波数帯域における全体的な信号強度の増減を以てして故障とは判断し難いが、電力系統の周波数よりも高い特定の周波数付近において信号強度に突出した変化例えば電力系統の周波数よりも高い周波数域の変化を示す包絡線上に乗った(あるいは包絡線に沿った)ような形から逸脱あるいは突出した局所的な変化(即ち第2次高調波以外のn次高調波付近及びn次高調波以外の一部の周波数で生ずる信号強度の増大)を見い出せれば、故障とみなすことができる。 From this, the present inventors have found that when a solar cell module fails, the DC current flowing in the string is not limited to the nth harmonic of the frequency of the power system, but is included in the direct current flowing in the string at any frequency higher than the frequency of the power system. When a change that increases the ripple occurs, more specifically, when the ripple is frequency analyzed, a specific frequency in a frequency band higher than the fundamental frequency (not the entire frequency band higher than the fundamental frequency, but a part of it) (frequency of )), it has been found that the failure of the solar cell module can be considered when it is detected as a change in the increase in signal strength. That is, although it is difficult to determine that a failure is due to an increase or decrease in overall signal strength in a frequency band higher than the frequency of the power system, a prominent change in signal strength near a specific frequency higher than the frequency of the power system, such as power Local changes (i.e., n-th harmonics other than the second harmonic) that deviate from or protrude from a shape that is on (or along) an envelope showing changes in a frequency range higher than the frequency of the system If an increase in signal strength occurring at some frequency other than the vicinity and the nth harmonic) is found, it can be regarded as a fault.

本発明の太陽電池モジュールの故障判定方法は、かかる知見に基づくものであり、太陽光発電設備のストリング毎に流れる直流電流に重畳しているリプルの情報を取得するリプル情報取得ステップと、リプルの大きさが太陽電池モジュールの正常時に比べて増大しているときに、あるいは電流を周波数解析して得られる周波数スペクトルの特定の周波数帯において信号強度が増大する変化として検出されるときに、太陽電池モジュールの故障と判断する判定ステップとを有するようにしている。 The failure determination method for a solar cell module of the present invention is based on such knowledge, and includes a ripple information acquisition step of acquiring information on ripples superimposed on a direct current flowing in each string of photovoltaic power generation equipment; When the size of the solar cell module increases compared to when it is normal, or when it is detected as a change in which the signal strength increases in a specific frequency band of the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current, the solar cell and a judgment step for judging that the module has failed.

ここで、判定ステップは、周波数スペクトルの系統電力の周波数よりも高い周波数の何れかにおいて信号強度の増大が検出されたときに、太陽電池モジュールの故障と判断されることが好ましい。 Here, in the determining step, it is preferable that the failure of the solar cell module is determined when an increase in signal strength is detected at any frequency higher than the frequency of the grid power in the frequency spectrum.

また、判定ステップは、周波数スペクトルの系統電力の周波数よりも高いn次高調波あるいはn次高調波以外の特定の周波数または周波数域において太陽電池モジュールの正常時よりも信号強度が増大する場合に、太陽電池モジュールの故障と判断されるようにしても良い。また、判定ステップは、周波数スペクトルの系統電力の周波数よりも高いn次高調波において太陽電池モジュールの正常時よりも信号強度が増大する場合に、太陽電池モジュールの故障と判断されるようにしても良い。また、判定ステップは、周波数スペクトルのn次高調波以外の周波数域において信号強度が増大する場合に、太陽電池モジュールの故障と判断されるようにしても良い。また、判定ステップは、ストリングの太陽電池モジュールの運転開始時あるいは運転健全時のリプルの情報を取得し、このリプルの情報データと測定時のリプルの情報データを比較し、その差によって故障と判断するとの比較によって行われるようにしても良い。さらに、判定ステップは、太陽電池モジュールを模擬故障させたときの、系統電力の周波数よりも高い周波数において変化する信号強度の大きさを閾値とし、該閾値を以て全てのストリングの電流に重畳する前記系統電力の周波数よりも高い周波数の信号強度の大きさを比較することによって行われるようにしても良い。さらに、判定ステップは、同一発電所内の同じモジュール枚数のストリング間で、他のストリングに発生するリプルの大きさを閾値とし、測定対象となるストリングと他のストリングとのリプルの大きさを相互に比較することにより行われるようにしても良い。 In addition, in the determination step, when the signal strength increases compared to when the solar cell module is normal at an n-th harmonic higher than the frequency of the grid power in the frequency spectrum or at a specific frequency or frequency range other than the n-th harmonic, It may be determined that the solar cell module has failed. In addition, in the determination step, if the signal strength of the n-order harmonic higher than the frequency of the grid power in the frequency spectrum increases compared to when the solar cell module is normal, it may be determined that the solar cell module has failed. good. Further, in the determination step, it may be determined that the solar cell module is malfunctioning when the signal strength increases in a frequency range other than the nth harmonic of the frequency spectrum. In the determination step, the ripple information is obtained when the solar cell module of the string starts to operate or when the operation is normal, and this ripple information data is compared with the ripple information data at the time of measurement. You may make it carry out by comparison with. Further, in the determination step, the magnitude of the signal intensity that changes at a frequency higher than the frequency of the grid power when the solar cell module is simulated failure is set as a threshold, and the threshold is used to superimpose the current of all the strings on the grid. This may be done by comparing the magnitude of the signal strength of frequencies higher than the frequency of the power. Further, in the determination step, among strings having the same number of modules in the same power plant, the magnitude of ripple generated in other strings is set as a threshold value, and the magnitude of ripples between the string to be measured and the other strings are compared with each other. It may be performed by comparing.

また、本発明の太陽電池モジュールの故障判定方法において、判定ステップは、周波数スペクトルのn次高調波の信号強度とn次高調波以外の周波数部分の信号強度とを比較し、信号強度に明らかな差が生じたときに故障していると推定するようにしても良い。 Further, in the failure determination method for a solar cell module of the present invention, the determining step compares the signal strength of the n-th harmonic of the frequency spectrum with the signal strength of the frequency portion other than the n-th harmonic, and You may make it presume that it is out of order when a difference arises.

さらには、本発明の太陽電池モジュールの故障判定方法において、判定ステップは、周波数スペクトルの系統電力の周波数よりも高い特定の周波数における信号強度の大きさが正常時に比べて増大し、且つ信号強度が一定時間以上継続的に検出されるときあるいは測定時刻を変えた複数回の判定において連続的に検出されるときに故障と判断するようにしても良い。 Further, in the method for determining a failure of a solar cell module of the present invention, the determination step includes the step of determining that the magnitude of the signal strength at a specific frequency higher than the frequency of the grid power in the frequency spectrum increases compared to the normal state, and that the signal strength A failure may be determined when the failure is detected continuously for a predetermined time or more, or when the failure is detected continuously in a plurality of determinations with different measurement times.

また、本発明の太陽電池モジュールの故障判定装置は、太陽光発電設備のストリングを流れる直流電流を測定する電流測定手段と、直流電流に重畳したリプルの情報を取得するリプル情報取得部と、リプルの大きさが太陽電池モジュールの正常時に比べて増大しているときに、あるいは電流を周波数解析して得られる周波数スペクトルの特定の周波数帯において信号強度が増大する変化として検出されるときに、太陽電池モジュールの故障の発生の有無を判定する判定部と、判定結果を出力する判定結果出力部とを備えるようにしている。 Further, the fault determination apparatus for a solar cell module of the present invention includes: a current measuring means for measuring a direct current flowing through a string of a solar power generation facility; a ripple information acquiring section for acquiring information on a ripple superimposed on the direct current; When the magnitude of the solar cell module increases compared to when the solar cell module is normal, or when it is detected as a change in which the signal strength increases in a specific frequency band of the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current, the solar A determination unit for determining whether or not a failure has occurred in the battery module, and a determination result output unit for outputting the determination result are provided.

また、本発明の太陽電池モジュールの故障検知装置は、判定部が、故障が発生していると判定した場合に故障を知らせるシグナルを発信し続けさせる発出手段をさらに備えるようにしている。 Further, the failure detection device for a solar cell module of the present invention further comprises an output means for continuously transmitting a signal indicating failure when the determination unit determines that a failure has occurred.

さらに、太陽電池モジュールの故障判定装置は、電流を周波数解析して得られる周波数スペクトルの特定の周波数で共振する共振回路を備え、共振回路で共振させて、ある程度の大きさのリプルになったら音を鳴らしたり、光を放ったりさせることで聴覚的あるいは視覚的にパネルの故障を表示して監視員等に知らせるようにしている。 Furthermore, the fault determination device for a solar cell module has a resonance circuit that resonates at a specific frequency in the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current. A fault in the panel is audibly or visually displayed by ringing or emitting light to inform the watchman or the like.

ここで、故障を知らせるシグナルは、音、光、信号、電波のいずれか、あるいはこれらの組み合わせから成ることが好ましい。 Here, it is preferable that the signal notifying of the failure be composed of sound, light, signal, radio waves, or a combination thereof.

さらに、本発明の太陽電池モジュールの故障診断プログラムは、太陽光発電設備のストリング毎に流れる直流電流に重畳しているリプルの情報を取得するリプル情報取得処理と、リプルの大きさが太陽電池モジュールの正常時に比べて増大しているときに、あるいは電流を周波数解析して得られる周波数スペクトルの特定の周波数帯において信号強度が増大する変化として検出されるときに、故障と判断する判定処理とをコンピュータに行わせるようにしている。 Further, the fault diagnosis program for a solar cell module of the present invention includes a ripple information acquisition process for acquiring information on a ripple superimposed on a direct current flowing in each string of photovoltaic power generation equipment, and a judgment process for judging a failure when the signal strength increases compared to the normal state, or when the signal strength is detected as a change that increases in a specific frequency band of the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current. I have the computer do it.

本発明の太陽光発電設備の故障診断方法及び故障診断装置並びに故障診断プログラムによると、ストリングを流れる直流電流に重畳するリプルの大きさの変化を計測することにより太陽電池モジュールの故障の有無を判定するようにしているので、太陽光発電設備の運転を停止させずに(つまり、発電電力の出力を行いながら)、故障診断を実施できる。しかも、太陽光発電設備からの発電電力の外部への出力の変化の監視では発見が困難な太陽電池モジュールの故障、例えば、バイパスダイオードの働きにより発電電力の外部への出力の変化としては顕れない故障も捕捉される。 According to the fault diagnosis method, fault diagnosis device, and fault diagnosis program for photovoltaic power generation equipment of the present invention, the presence or absence of a fault in a solar cell module is determined by measuring the change in the magnitude of the ripple superimposed on the direct current flowing through the string. Therefore, failure diagnosis can be performed without stopping the operation of the photovoltaic power generation equipment (that is, while outputting the generated power). Moreover, failures of the solar cell modules that are difficult to detect by monitoring changes in the output of the generated power from the solar power generation equipment to the outside, such as a change in the output of the generated power to the outside due to the action of the bypass diode, do not appear. Faults are also captured.

また、本発明の太陽光発電設備の故障検知装置によると、ストリング毎に太陽電池モジュールの故障が検知されると、故障を知らせるシグナル例えば音、光、信号、電波のいずれか、あるいはこれらの組み合わせから成るシグナルが発信し続けられるので、点検員による点検は勿論のこと、ドローンや自動走行車等による点検のタイミングで容易に故障ストリングを把握することができる。しかも遠隔地からの監視も可能である。依って、大規模な太陽光発電所での保守点検の省力化ができる。 Further, according to the failure detection device for photovoltaic power generation equipment of the present invention, when a failure of a solar cell module is detected for each string, a signal indicating failure, such as sound, light, signal, radio wave, or a combination thereof, is generated. Since the signal consisting of continues to be transmitted, it is possible to easily grasp the faulty string at the timing of inspection by drones, automatic driving vehicles, etc., as well as inspection by inspectors. Moreover, monitoring from a remote location is also possible. Therefore, it is possible to save labor for maintenance and inspection in a large-scale solar power plant.

ストリングに流れる電流の計測結果を示すグラフであり、上の線は太陽電池モジュールの正常時の波形、下の線は故障時の波形である。It is a graph which shows the measurement result of the electric current which flows into a string, an upper line is a waveform at the time of normal of a solar cell module, and a lower line is a waveform at the time of failure. ストリングに流れる電流の正常時と故障時との周波数分析結果を示すグラフである。4 is a graph showing the results of frequency analysis of the current flowing through the string when normal and when faulty. 図2とは異なる太陽電池モジュール及びPCSの組み合わせでのストリングに流れる電流の正常時と故障時との周波数分析結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing frequency analysis results of current flowing through a string in a combination of a solar cell module and a PCS different from those in FIG. 2 during normal operation and failure. 太陽電池モジュールの故障診断方法を適用するストリングの一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a string to which the solar cell module failure diagnosis method is applied; 本発明の太陽電池モジュールの故障診断方法及び故障診断装置の実施形態の一例を示す機能ブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of an embodiment of a solar cell module failure diagnosis method and failure diagnosis device of the present invention; 本発明の太陽電池モジュールの故障診断装置一例を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing an example of a failure diagnosis device for a solar cell module according to the present invention; FIG. 本発明の太陽電池モジュールの故障診断方法の実施形態の一例を示すフローチャートである。1 is a flow chart showing an example of an embodiment of a method for diagnosing a failure of a solar cell module according to the present invention; A社製PCSを用いたときにストリングに流れる電流の周波数分析結果を示すグラフで、(A)は通常時、(B)は故障時をそれぞれ示す。It is a graph which shows the frequency analysis result of the electric current which flows into a string when A company's PCS is used, (A) shows normal time, (B) shows the time of failure, respectively. B社製PCSを用いたときにストリングに流れる電流の周波数分析結果を示すグラフで、(A)は通常時、(B)は故障時をそれぞれ示す。It is a graph which shows the frequency-analysis result of the electric current which flows into a string when B company's PCS is used, (A) shows normal time, (B) shows the time of failure, respectively. C社製PCSを用いたときにストリングに流れる電流の周波数分析結果を示すグラフで、(A)は通常時、(B)は故障時をそれぞれ示す。It is a graph which shows the frequency analysis result of the electric current which flows into a string when PCS made by C company is used, (A) shows normal time, (B) shows the time of failure, respectively.

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings.

この発明は、太陽光発電設備のストリング毎に流れる直流電流に重畳しているリプルの情報を取得し、太陽電池モジュールの正常時には見られないリプルの変化(即ち、リプルの増大)が見いだせたときに、あるいは周波数分析したときの周波数スペクトルにおいて一部の周波数の信号強度に増大する変化が起こるときに、故障時を表す現象として捉え、太陽電池モジュールの故障であると判断するものである。 This invention acquires information on the ripple superimposed on the direct current flowing in each string of the solar power generation equipment, and when a change in ripple (that is, an increase in ripple) that is not observed when the solar cell module is normal is found. In addition, when the signal intensity of some frequencies in the frequency spectrum increases when the frequency analysis is performed, it is regarded as a phenomenon indicating the time of failure, and it is determined that the solar cell module has failed.

ここで、ストリングに流れる電流を周波数分析したときの周波数スペクトルにおいて、系統電力の周波数よりも高い特定の周波数付近あるいは周波数帯域(即ち、系統電力の基本周波数よりも高い周波数帯全域を指すのではなく、その中の一部の周波数)における特徴的な信号強度の変化には、例えば代表的には系統電力の周波数のn次高調波付近で信号強度が太陽電池モジュールの正常時に比べて増大する場合(図8参照)が挙げられる。しかしながら、電力系統の基本周波数(例えば50Hz)の第2次高調波(この場合には100Hz)は、太陽電池モジュールの健全時と故障時でも(大きくなったり、小さくなったりはするが)発生するため、第2次高調波以外のn次高調波あるいはn次高調波以外の周波数若しくは周波数帯域において信号強度の何かしらの特徴的な変化例えば信号強度の増大が発生した場合には、これを以て故障と判断するようにしても良い。例えば、第2次高調波付近では正常時と故障時とで信号強度の変化がほとんど無いか寧ろ若干低くなる僅かであるにも拘わらずn次高調波以外の特定の周波数(例えば基本周波数よりも高いn次高調波以外の周波数である280Hz付近や380Hz付近)において信号強度が増大する場合(図9参照)、あるいは第2次高調波付近において信号強度が増大するだけでなく第2次高調波以外の特定の周波数付近例えば230Hz付近、330Hz付近、450Hz(第9次高調波)付近、670Hz付近といった、第2次高調波以外のn次高調波付近及びn次高調波以外の一部の周波数においても信号強度が増大する場合(図10参照)、さらには太陽電池モジュールとPCSの組み合わせによっては電力系統の周波数から2次高調波までの間に特徴的な信号強度の変化が発生する場合には、太陽電池モジュールの故障であると判定されるようにしても良い。 Here, in the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current flowing in the string, the vicinity of a specific frequency or frequency band higher than the frequency of the grid power (that is, not the entire frequency band higher than the fundamental frequency of the grid power) , and some of the frequencies), typically when the signal strength increases in the vicinity of the nth harmonic of the grid power frequency compared to when the solar cell module is normal. (see FIG. 8). However, the second harmonic (100 Hz in this case) of the fundamental frequency (for example, 50 Hz) of the electric power system is generated (although it increases and decreases) even when the solar cell module is healthy and when it fails. Therefore, if any characteristic change in signal strength, such as an increase in signal strength, occurs in the nth harmonic other than the second harmonic or in the frequency or frequency band other than the nth harmonic, this is considered a failure. You can make a decision. For example, in the vicinity of the second harmonic, there is almost no change in the signal strength between the normal state and the failure state. If the signal strength increases at frequencies other than the high nth harmonic (near 280 Hz or 380 Hz) (see FIG. 9), or if the signal strength increases near the second harmonic, the second harmonic Near specific frequencies other than near 230 Hz, near 330 Hz, near 450 Hz (9th harmonic), near 670 Hz, near the nth harmonic other than the second harmonic and some frequencies other than the nth harmonic When the signal strength increases (see Fig. 10) even in may be determined to be a failure of the solar cell module.

つまり、太陽電池モジュールの故障時には、電力系統の周波数よりも高い周波数の何れかにおいて信号強度の増大が発生することで、換言すれば電力系統の周波数よりも高い特定の周波数(つまり、一部の周波数)付近において信号強度に変化が発生することで、ストリングに流れる直流電流にリプルが重畳し、さらにはリプルの増大が生ずることが明らかになった。そこで、本発明は、ストリングに流れる直流電流に含まれるリプルを例えばクランプ型電流センサ等で測定して検出することにより、あるいはさらにリプルを周波数分析して電力系統の周波数よりも高い周波数の何れかにおいて信号強度に何かしらの特徴的な変化、具体的には信号強度の増大が生ずることを検出することにより、太陽電池モジュールの故障を検出するものである。 In other words, when a solar module fails, an increase in signal strength occurs at any frequency higher than the frequency of the power grid, in other words, a specific frequency higher than the frequency of the power grid (i.e., some It has been clarified that a change in signal strength near the frequency) causes ripples to be superimposed on the direct current flowing in the string, and further increases the ripples. Therefore, according to the present invention, the ripple contained in the DC current flowing through the string is measured and detected by, for example, a clamp-type current sensor, or the ripple is frequency-analyzed to detect any frequency higher than the frequency of the electric power system. Failure of the solar cell module is detected by detecting any characteristic change in the signal intensity, specifically, an increase in the signal intensity.

ここで、太陽電池モジュールの故障により、電力系統の周波数(基本周波数)よりも高い周波数において特徴的な信号強度の変化(換言すれば、一部の周波数における信号強度の増大)を呈するが、特徴的な信号強度の増大を示す周波数が何Hzに出現するかは、太陽電池モジュールとPCSの組み合わせによって異なると考えられる。そこで、予め、太陽電池モジュールの故障を模擬して太陽電池モジュールの故障時の特徴的な信号強度の変化が表れる周波数帯域が明らかにされている(図2、図3あるいは図8~図10に示されている)場合には、該当する周波数あるいは周波数帯域における信号強度の変化分を閾値として太陽電池モジュールの故障の有無を判定することが便宜である。他方、上述の閾値を用いない場合あるいは故障時のリプルの変化が予め明らかにされていない場合には、太陽電池モジュールの健全時のリプルの情報(リプル情報と呼ぶ)のデータを記憶し、そのリプル情報のデータとの比較で太陽電池モジュールの故障を判定するようにしても良い。例えば、太陽電池モジュールの運転開始時や健全と思われる正常運転時のリプルの周波数分析結果において、系統電力の周波数よりも高い特定の周波数あるいは周波数帯域、例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはn次高調波以外の周波数部分の信号強度を取得し、この信号強度と測定時の信号強度とを比較し、特定の周波数付近あるいは周波数帯域に有意な差分が生じたときに故障と判断するようにしても良い。 Here, due to the failure of the solar cell module, a characteristic signal strength change (in other words, an increase in signal strength at some frequencies) is exhibited at a frequency higher than the power system frequency (fundamental frequency). It is considered that at what Hz the frequency at which the significant increase in signal intensity appears varies depending on the combination of the solar cell module and the PCS. Therefore, by simulating a failure of a solar cell module in advance, the frequency band in which a characteristic change in signal strength appears when the solar cell module fails is clarified (see FIGS. 2, 3, or 8 to 10). ), it is convenient to determine the presence or absence of a fault in the solar cell module using the change in signal intensity at the corresponding frequency or frequency band as a threshold. On the other hand, if the above-mentioned threshold value is not used or if the change in ripple at the time of failure is not clarified in advance, data of ripple information (referred to as ripple information) when the solar cell module is healthy is stored. A failure of the solar cell module may be determined by comparison with ripple information data. For example, in the results of frequency analysis of ripples at the start of operation of a solar cell module or during normal operation that is considered to be sound, a specific frequency or frequency band higher than the frequency of the grid power, for example, the nth harmonic or The signal strength of frequencies other than the n-th harmonic is obtained, and this signal strength is compared with the signal strength at the time of measurement. When a significant difference occurs near a specific frequency or in a frequency band, it is determined that a failure has occurred. You can do it.

太陽電池モジュールの故障を検出する方法の一例として、n次高調波に着目した例を主に挙げて以下に具体的に説明する。
図1に、系統電力が50Hzの場合のストリングに流れる電流の計測結果を、電流波形を拡大して示す。ここで、上の波形は通常時(つまり、故障が発生していない正常時あるいは健全時)の波形であり、下の波形は故障時の波形を示す。これによれば、通常時の波形はほぼ直線状でリプルの発生がないのに対し、故障が発生したときには、正弦波状のリプルとして表れる。しかも、波高(即ち、波の山とそれに続く波の谷との高さの差)が大きなリプルとして重畳している。
As an example of a method of detecting a failure of a solar cell module, an example focusing on the nth harmonic will be specifically described below.
FIG. 1 shows an enlarged current waveform of the measurement result of the current flowing through the string when the grid power is 50 Hz. Here, the upper waveform is the waveform during normal operation (that is, the normal operation when there is no failure or the normal operation), and the lower waveform is the waveform during failure. According to this, the waveform in the normal state is substantially linear and no ripple is generated, but when a failure occurs, it appears as a sinusoidal ripple. Moreover, the wave height (that is, the height difference between the crest of the wave and the trough of the wave following it) overlaps as a large ripple.

図2に系統電力が50Hzの場合のストリングに流れる直流電流の周波数分析結果を示す。この結果から、太陽電池モジュールの正常時においても、故障時においても、100Hz即ち系統電力の第2次高調波にあたる周波数のところでは信号強度が増大していることがわかる。しかし、正常時に比べて故障時の信号強度が著しく増大することが明らかに示されている。 FIG. 2 shows the results of frequency analysis of the DC current flowing through the strings when the grid power is 50 Hz. From this result, it can be seen that the signal strength increases at a frequency of 100 Hz, ie, the second harmonic of the grid power, both when the solar cell module is normal and when it fails. However, it is clearly shown that the signal intensity at failure is significantly increased compared to that at normal time.

また、図3に、図2の例とは太陽電池モジュールやPCSが異なる太陽光発電所(系統電力は50Hz)におけるストリングに流れる電流の周波数分析結果をそれぞれ示す。この場合にも、正常時と故障時の双方において、系統電力の第2次高調波にあたる100Hzのところで信号強度が増大していることがわかる。しかも、正常時に比べて故障時の信号強度が著しく増大することが明らかに示されている。また、故障時の方が100Hz付近の波形は乱れることなく整っている。さらに、故障時においては、150Hz(つまり、系統電力の第3次高調波)や200Hz(系統電力の第4次高調波)においても、信号強度が増大した。さらに、A社製PCSを組み込んだ太陽電池モジュールの周波数解析結果では、150Hz(つまり、系統電力の第3次高調波)や200Hz(系統電力の第4次高調波)においても、信号強度が増大した(図8(B)参照)。このことから、太陽電池モジュールの故障時には、系統電力の周波数のn次高調波、特に第2次高調波、場合によっては第3次高調波あるいは第4次高調波などの低次高調波において、信号強度の増大が発生するものと考えられる。つまり、太陽電池モジュールの故障時に発生するリプルの変化は、ストリングに流れる電流・リプルの周波数分析結果において系統電力の周波数よりも高い周波数帯の一部の周波数(即ち、特定の周波数)付近における信号強度の増大という変化で検出される。 Further, FIG. 3 shows the results of frequency analysis of the current flowing through the strings in a photovoltaic power plant (system power is 50 Hz) having different solar cell modules and PCS from the example in FIG. Also in this case, it can be seen that the signal strength increases at 100 Hz, which corresponds to the second harmonic of the grid power, both in the normal state and in the failure state. Moreover, it is clearly shown that the signal intensity at the time of failure is remarkably increased compared to that at the time of normal operation. In addition, the waveform around 100 Hz is well-ordered without being disturbed at the time of failure. Furthermore, at the time of failure, the signal strength also increased at 150 Hz (that is, the third harmonic of the grid power) and 200 Hz (the fourth harmonic of the grid power). Furthermore, in the frequency analysis results of the solar cell module incorporating Company A's PCS, the signal strength increased even at 150 Hz (that is, the third harmonic of the grid power) and 200 Hz (the fourth harmonic of the grid power). (see FIG. 8(B)). For this reason, when the solar cell module fails, the n-th harmonic of the frequency of the grid power, especially the second harmonic, and in some cases, the third harmonic or the fourth harmonic. It is believed that an increase in signal strength occurs. In other words, the change in ripple that occurs when a solar cell module fails is a signal in the vicinity of a part of the frequency band (that is, a specific frequency) higher than the frequency of the grid power in the results of frequency analysis of the current and ripples flowing in the string. A change in intensity is detected.

即ち、図2、図3及び図8に示す結果が得られた実験に用いた太陽電池モジュールとPCSの組み合わせでは、太陽電池モジュールの故障時には、系統電力の周波数のn次高調波の周波数の成分で信号強度が大きくなる傾向があり、なかでも、第2次高調波の周波数帯域での信号強度の増大は顕著であった。 That is, in the combination of the solar cell module and the PCS used in the experiments in which the results shown in FIGS. There was a tendency for the signal strength to increase at 100.degree. C., and the increase in the signal strength was particularly remarkable in the frequency band of the second harmonic.

このことから、ストリングを流れる直流電流を測定して、系統電力の周波数のn次高調波の信号強度の大きさが増大するとき(即ち、正常時の信号強度よりも大きいとき、換言すれば直流電流に重畳するリプルが増大するとき)には、太陽電池モジュールが故障していると判断することができる。 From this, the DC current flowing through the string is measured, and when the signal strength of the nth harmonic of the frequency of the grid power increases (that is, when the signal strength is greater than the normal one, in other words, the DC when the ripple superimposed on the current increases), it can be determined that the solar cell module is faulty.

本実施形態の太陽電池モジュールの故障診断方法は、ストリングの一部の太陽電池モジュールあるいは太陽電池モジュールの一部のセルに故障が起こると、太陽光発電設備に流れる直流電流例えばストリングに流れる直流電流に重畳しているリプルが正常時(つまり、故障が発生していないとき)に比べて増大するという上述の知見に基づくものである。ここで、リプルの変化は、電流の波形の変化として表れ、その電流を周波数解析することにより或る特定の周波数付近あるいは周波数帯における信号強度の変化として検出される。そこで、本発明の太陽電池モジュールの故障診断方法においては、電流の波形の変化そのものを測定する場合に限らず、電流を周波数解析したときの一部の周波数の信号強度の増大が起こる場合、例えば電力系統の周波数よりも高い特定の周波数付近あるいは周波数帯における信号強度が増大する変化が生ずる場合にも、太陽電池モジュールの故障を表す現象として捉えることができることを明らかにしている。 In the solar cell module failure diagnosis method of the present embodiment, when a failure occurs in a part of a solar cell module in a string or in a part of cells of a solar cell module, a direct current flowing in the solar power generation equipment, for example, a direct current flowing in the string, is detected. This is based on the above-mentioned knowledge that the ripple superimposed on is increased compared to normal (that is, when no failure occurs). Here, a change in ripple appears as a change in the waveform of the current, and is detected as a change in signal strength in the vicinity of a specific frequency or frequency band by frequency analysis of the current. Therefore, in the method for diagnosing a failure of a solar cell module of the present invention, it is not limited to the case of measuring the change in the waveform of the current itself. It has been clarified that even when a change occurs in which the signal strength increases in the vicinity of a specific frequency or frequency band higher than the frequency of the electric power system, it can be regarded as a phenomenon representing failure of the solar cell module.

つまり、本実施形態の太陽電池モジュールの故障診断は、単にリプルの発生の有無を問題としているのではなく、太陽電池モジュールの正常時には見られないリプルが持続的に増大するという現象が生ずること、あるいは測定電流を周波数解析したときの系統電力の周波数よりも高い特定の周波数例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはn次高調波以外の周波数部分に生じる持続的な信号強度の増大を判断基準とする。例えば、リプルの変化を問題とするときには、リプルの大きさ、例えば、振幅あるいは波高の大きさ若しくは電流の周波数分析時の信号強度の大きさなどの変化並びにその継続性を問題とし、正常時よりもリプルの大きさが増大し尚且つそれが継続しているとき、即ち、天候の変動の影響や樹木あるいは建物などによる日陰となっての影響ではないときに故障と判断し、変化分が一定値以下(有意な差分が無いとき)あるいは変化がないとき若しくは継続しないときには故障していないと判定することが好ましい。他方、リプルの増大を、電流を周波数解析したときの系統電力の周波数よりも高い特定の周波数の信号強度が増大する変化から検出するときにも、第2次高調波や第2次高調波以外のn次高調波あるいはn次高調波以外の周波数若しくは周波数帯域において信号強度の増大が発生し尚且つそれが継続しているとき、即ち、天候の変動の影響や樹木あるいは建物などによる日陰となっての影響ではないときに故障と判断し、信号強度の変化分が一定値以下(有意な差分が無いとき)あるいは変化がないとき若しくは継続しないときには故障していないと判定することが好ましい。 In other words, the failure diagnosis of the solar cell module of the present embodiment does not simply deal with the presence or absence of ripples, but rather the phenomenon that the ripples that are not observed in the normal state of the solar cell module continuously increase. Alternatively, when frequency analysis is performed on the measured current, a constant increase in signal strength occurring at a specific frequency higher than the frequency of the grid power, such as the n-th harmonic of the frequency of the grid power or a frequency part other than the n-th harmonic is used as a criterion for judgment. and For example, when the change in ripple is a problem, the magnitude of the ripple, for example, the magnitude of the amplitude or wave height, or the magnitude of the signal strength at the time of frequency analysis of the current, and its continuity are regarded as problems, When the magnitude of the ripple increases and continues, that is, when it is not affected by weather changes or shaded by trees or buildings, it is judged as a failure, and the amount of change is constant. It is preferable to determine that there is no failure when the value is below the value (when there is no significant difference) or when there is no change or does not continue. On the other hand, when an increase in ripple is detected from a change in which the signal strength of a specific frequency higher than the frequency of the grid power increases when the current is frequency-analyzed, the second harmonic and other than the second harmonic are detected. When an increase in signal strength occurs and continues at a frequency or frequency band other than the n-th harmonic of the n-th harmonic or the n-th harmonic, that is, when it is affected by weather changes or shaded by trees or buildings It is preferable to determine that there is no failure when there is no influence of all, and that there is no failure when the amount of change in signal strength is less than a certain value (when there is no significant difference), or when there is no change or does not continue.

太陽電池モジュールの故障時に直流側である例えばストリングに流れるリプルが増大することは、例えば、リプルの振幅あるいは波高が大きくなるという形で検出できることから、リプルを計測・監視することで太陽電池モジュールの故障をリアルタイムあるいは任意のタイミングで判定することができる。他方、太陽電池モジュールの故障時のリプルの発生は、電流の周波数分析時の信号強度が強くなる系統電力の周波数よりも高い特定の周波数、例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはそれ以外の周波数部分に生じる信号が増大するという形で検出できることから、系統電力の周波数よりも高い特定の周波数例えばn次高調波における信号強度を計測・監視することで太陽電池モジュールの故障をリアルタイムあるいは任意のタイミングで判定することができる。 When a solar cell module fails, an increase in ripple flowing through a string on the DC side, for example, can be detected in the form of an increase in the amplitude or wave height of the ripple. Failures can be determined in real time or at arbitrary timing. On the other hand, when a solar cell module fails, ripple occurs at a specific frequency higher than the grid power frequency at which the signal strength in current frequency analysis becomes strong, such as the nth harmonic of the grid power frequency or other frequencies. Since it can be detected in the form of an increase in the signal generated in the frequency part, by measuring and monitoring the signal strength at a specific frequency higher than the frequency of the grid power, such as the nth harmonic, failure of the solar cell module can be detected in real time or at any time. can be determined in time.

ここで、周波数分析時の信号強度を計測対象とする系統電力の周波数よりも高い特定の周波数としては、例えばn次高調波、好ましくは100Hz(第2次高調波)付近から450Hz(第9次高調波)付近等の低次の高調波、なかでも第2次高調波付近である。太陽電池モジュールの故障時に発電された直流電流に重畳するリプルは、系統電力の第2次高調波(50Hzの商用電源であれば100Hz、60Hzの商用電源であれば120Hz)において極めて顕著に変化することから、電流の周波数分析時の信号強度が正常時あるいは従来に比べて大きくなっているのであれば故障と判定できる。勿論、n次高調波以外の特定の周波数としての図9(B)の280Hzや380Hzにおける信号強度の変化を閾値として、あるいは図10(B)に示されるようなn次高調波以外の周波数帯域において局所的に信号強度の突出した変化が生ずる周波数部分における、周辺の周波数域の信号強度に比べて突出した信号強度の変化を閾値として太陽電池モジュールの故障を判定しても良いことは言うまでもない。つまり、ストリングに流れる直流電流の信号強度(出力強度)に何かしらの特徴的な変化が生ずる場合に、例えば図9(B)あるいは図10(B)に示すような信号強度の変化が生ずる場合には太陽電池モジュールの故障と判定できる。 Here, the specific frequency higher than the frequency of the grid power whose signal strength is to be measured during frequency analysis is, for example, the nth harmonic, preferably from around 100 Hz (second harmonic) to 450 Hz (ninth harmonic). harmonics), especially near the second harmonic. The ripple superimposed on the DC current generated when the solar cell module fails changes extremely significantly in the second harmonic of the grid power (100 Hz for a 50 Hz commercial power supply, 120 Hz for a 60 Hz commercial power supply). Therefore, if the signal intensity in the frequency analysis of the current is normal or is larger than in the conventional case, it can be determined as a failure. Of course, the change in signal strength at 280 Hz or 380 Hz in FIG. 9B as a specific frequency other than the n-th harmonic is used as a threshold, or the frequency band other than the n-th harmonic as shown in FIG. 10B It goes without saying that the failure of the solar cell module may be determined by using as a threshold the change in the signal intensity that is more prominent than the signal intensity in the surrounding frequency range in the frequency part where the signal intensity is locally significantly changed in the . That is, when some characteristic change occurs in the signal strength (output strength) of the DC current flowing through the string, for example, when the signal strength changes as shown in FIG. 9(B) or FIG. 10(B) can be determined as failure of the solar cell module.

また、リプルの大きさを絶対値で評価・判断するのは難しいので、判定基準となる値(即ち、閾値)を予め定めておくか、相対的に評価・判断することが好ましい。ここで閾値は、例えば、ストリングの中の1枚の太陽電池値モジュール(あるいは一部のクラスタ)を布などで覆うことで遮光することにより模擬故障させて、太陽電池モジュールの正常時には見られないリプルが増大するという現象あるいはリプルを周波数解析したときの系統電力の周波数よりも高い特定の周波数、例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはn次高調波以外の周波数部分に生じる信号強度の変化(信号強度の増大)が発生するのかを予め求めることにより、設定されることが好ましい。模擬故障により閾値を設定する場合には、任意の単位、例えば、セル単位、クラスタ単位、モジュール単位、複数のモジュール単位でそれぞれの故障時のリプルの大きさを求めることができる。したがって、これら閾値を使い分けることで、故障の規模や位置を特定することが可能となる。この基準となる値を閾値としてメモリに記憶しておいて判定回路で用いても良いし、あるいは測定感度の基準(測定器の感度を調整)として、閾値を超える場合にのみ感知するように用いても良い。 Moreover, since it is difficult to evaluate/judge the magnitude of the ripple with an absolute value, it is preferable to predetermine a value (that is, a threshold value) that serves as a criterion for judgment, or to evaluate/judge relatively. Here, for example, one solar cell module (or a part of the cluster) in the string is covered with a cloth or the like to shield it from light, thereby causing a simulated failure, so that the solar cell module cannot be seen when it is normal. Phenomenon of increase in ripple or change in signal strength occurring at a specific frequency higher than the frequency of the grid power when the ripple is frequency-analyzed, such as the n-th harmonic of the frequency of the grid power or a frequency part other than the n-th harmonic It is preferable to set by determining in advance whether (increase in signal strength) will occur. When the threshold value is set by a simulated failure, the magnitude of the ripple at each failure can be obtained in arbitrary units, such as cell units, cluster units, module units, and multiple module units. Therefore, by properly using these thresholds, it is possible to specify the scale and position of the failure. This reference value may be stored in a memory as a threshold value and used in the determination circuit, or may be used as a measurement sensitivity reference (adjusting the sensitivity of the measuring device) so as to detect only when the threshold value is exceeded. can be

なお、太陽光発電所(メガソーラ)は、発電電力を系統電力に変換する機能を備えたパワーコンディショナ(Power Conditioning Subsystem:PCSと呼ばれている)を介して系統と連系されているので、ストリングに流れる直流電流に発生するリプルの特性はPCSの違い(換言すれば、太陽光発電所の違い)によって異なる可能性はあるが、同じPCS(即ち太陽光発電所)に接続されている異なるストリングの間では、発生するリプルの特性に違いは生じないものと考えられる。そこで、同じPCSの太陽光発電設備即ち太陽光発電所であれば、同じ閾値あるいは基準を以てストリング毎の太陽電池モジュールの故障を判定することが可能である。つまり、太陽電池モジュールの故障によって生ずるリプルの変化、あるいはリプルの周波数解析時の電力系統の周波数よりも高い特定の周波数において生ずる信号強度の変化は、同じPCSと太陽電池モジュールの組み合わせの間では同様の現象を呈するものである。 The photovoltaic power plant (mega solar) is connected to the grid via a power conditioner (Power Conditioning Subsystem: PCS), which has the function of converting the generated power into grid power. The characteristics of the ripple generated in the direct current flowing in the string may differ depending on the PCS (in other words, the solar power plant). It is considered that there is no difference in the characteristics of generated ripples between strings. Therefore, if the photovoltaic power generation equipment of the same PCS, that is, the photovoltaic power plant, it is possible to determine the failure of the photovoltaic module for each string using the same threshold value or criterion. In other words, changes in ripple caused by failure of a solar cell module, or changes in signal strength occurring at a specific frequency higher than the frequency of the power grid during ripple frequency analysis, are similar between the same PCS and solar module combination. It exhibits the phenomenon of

勿論、同じ太陽光発電所内であれば同じ閾値を用いても良いが、敢えて異なる閾値が設定されることを否定するものではない。つまり、太陽電池モジュールの故障の規模とリプルの変化あるいはリプルの周波数解析時の系統電力の周波数よりも高い特定の周波数に発生する信号強度の大きさとは関連性がある。例えば、故障等の枚数が多くなるほどリプルの大きさあるいは信号強度の増加の変化分は大きくなる。このため、閾値として、太陽電池モジュールの故障の度合い(例えば故障モジュール枚数やクラスタ故障の数、セル破損枚数など)と対応付けられた複数の閾値が用いられても良い。この場合、判定部ひいては診断装置は、計測されたリプルの振幅あるいは信号強度の増加の変化分が超えた最大の閾値に対応する故障規模例えば故障モジュール枚数やセル数などを特定することができる。また、模擬故障位置を変化させることによる、故障位置推定例えば模擬故障位置を変化させながらストリングに流れる直流電流を測定し、リプルの振幅の大きさの変化度合いあるいは信号強度の増加の変化分から、故障しているストリングを推定するようにしても良い。しかしながら、ストリングの中の太陽電池モジュールの故障を検出するには、少なくとも太陽電池モジュールの少なくとも1つのクラスタ故障が起こる必要があるので、このときに発生するリプルの大きさあるいはリプルの周波数解析時の特定の周波数の信号強度の増加の変化分を閾値にして判断すれば、それ以上に大きなリプル即ち1つ以上のクラスタ故障あるいはモジュール故障が発生していたとしても検知することができる。 Of course, the same threshold may be used within the same solar power plant, but setting different thresholds is not denied. In other words, there is a relationship between the scale of the failure of the solar cell module and the change in ripple or the magnitude of the signal strength generated at a specific frequency higher than the frequency of the grid power during the frequency analysis of the ripple. For example, the larger the number of faults or the like, the larger the amount of change in the magnitude of the ripple or the increase in the signal strength. For this reason, a plurality of thresholds associated with degrees of failure of solar cell modules (for example, the number of failed modules, the number of cluster failures, the number of damaged cells, etc.) may be used as the thresholds. In this case, the determination unit and thus the diagnostic device can specify the fault scale, such as the number of faulty modules or the number of cells, corresponding to the maximum threshold exceeded by the measured ripple amplitude or signal intensity increase. In addition, by changing the simulated fault position, estimation of the fault position is performed. You may make it presume the string which carries out. However, in order to detect a failure of a solar cell module in a string, it is necessary that at least one cluster failure of the solar cell module occurs. If a change in the increase in the signal strength of a specific frequency is used as a threshold for determination, even if a larger ripple, that is, one or more cluster failures or module failures, has occurred, it can be detected.

また、太陽電池モジュールの故障判定においては、上述の判定基準(閾値)を必ずしも用いることはない。例えば、故障診断の判定基準としては、運転開始時や健全時の計測結果を用いることができる。つまり、過去の計測結果と比較して変化がないということは、少なくとも過去の状況と変化がない、即ち太陽電池モジュールが正常であった場合には現在も正常であるということになる。本発明者等の実験によれば、太陽電池モジュールの正常時には、図1に通常時として示すように、ストリングを流れる直流電流に重畳するリプルはほとんど発生しないことから、過去の計測結果においてリプルの発生がほとんどない場合には正常と判定できる。他方、太陽電池モジュールの故障時には、図1に故障時として示すように、ストリングを流れる直流電流に重畳するリプルの影響が大きくなる。測定時のリプルの振幅の大きさが、それ以前の振幅よりも増大しているのであれば、太陽電池モジュールに故障が発生したと判断される。また、周波数分析時の信号強度を太陽電池モジュールの故障判断基準とする場合には、測定時の特定の周波数の信号強度の大きさが、それ以前の信号強度よりも増大しているのであれば、太陽電池モジュールに故障が発生したと判断される。そこで、例えば、太陽電池モジュールの運転開始時や健全時のストリングを流れる直流電流に重畳するリプルの波形の大きさあるいはリプルの周波数解析時の系統電力の周波数よりも高い特定の周波数あるいは周波数帯域の信号強度(これらを総称してリプル情報と呼ぶ)を取得し、このリプル情報のデータと測定時のリプル情報のデータとを比較し、その差分によって太陽電池モジュールの故障の有無を判断するようにしても良い。 In addition, the above-described criteria (thresholds) are not always used in the failure determination of the solar cell module. For example, the measurement result at the start of operation or at the time of health can be used as a criterion for fault diagnosis. In other words, if there is no change compared to past measurement results, at least if there is no change from the past situation, that is, if the solar cell module was normal, it means that it is normal now. According to experiments by the present inventors, when the solar cell module is normal, as shown in FIG. When there is almost no occurrence, it can be determined as normal. On the other hand, when a solar cell module fails, the influence of ripple superimposed on the DC current flowing through the string increases, as shown in FIG. 1 as failure. If the magnitude of the ripple amplitude at the time of measurement is greater than the previous amplitude, it is determined that a failure has occurred in the solar cell module. In addition, when the signal strength at the time of frequency analysis is used as the failure determination criterion for the solar cell module, if the magnitude of the signal strength at a specific frequency at the time of measurement is greater than the previous signal strength, , it is determined that a failure has occurred in the solar cell module. Therefore, for example, the magnitude of the ripple waveform superimposed on the DC current flowing through the string when the solar cell module starts operating or is healthy, or the specific frequency or frequency band higher than the frequency of the grid power at the time of ripple frequency analysis. The signal strength (these are collectively called ripple information) is acquired, the data of this ripple information is compared with the data of the ripple information at the time of measurement, and the presence or absence of failure of the solar cell module is determined from the difference. can be

また、模擬故障などで予め求められる閾値の代りに、同一太陽光発電所内の全てのストリングを流れる電流を相互に比較することにより、太陽電池モジュールの故障の発生の有無並びに故障している太陽電池モジュールが含まれるストリングの特定を実施するようにしても良い。同じ太陽光発電所内であれば(同じPCSであるので)同じ太陽電池モジュール枚数のストリング間では同じ特性のリプルが発生する。一方、太陽光発電所においては、太陽電池の電気的特性上、出力の低下から故障を見いだせない程度のときには、一部のストリングに太陽電池モジュールの故障が発生しているだけでその他の多くのストリングには故障が起きていないことが想定される。したがって、リプルの大きさあるいはリプルを周波数解析したときの系統電力の周波数よりも高い特定の周波数あるいは周波数帯域の信号強度の大きさに関して、全てのストリングに比べて相対的に変化しているストリング、例えば1つだけリプルの大きさあるいは信号強度が突出して大きい場合、あるいは全体に比べて特異的な波形や変化をしている場合などに故障と判定することができる。 In addition, instead of a threshold value obtained in advance by simulated failure, etc., by comparing the currents flowing through all the strings in the same solar power plant, it is possible to determine whether a failure has occurred in the solar cell module and the failure of the solar cell. It may also be possible to specify the string in which the module is included. Within the same solar power plant (because of the same PCS), ripples with the same characteristics occur between strings with the same number of solar cell modules. On the other hand, in a photovoltaic power plant, due to the electrical characteristics of solar cells, when a failure cannot be detected from a decrease in output, only some strings have failures in the solar cell modules, and many others. It is assumed that no faults have occurred in the string. Therefore, strings that change relative to all strings with respect to the magnitude of the ripple or the magnitude of the signal strength of a specific frequency or frequency band higher than the frequency of the grid power when the ripple is frequency-analyzed, For example, if only one ripple has a prominent magnitude or signal strength, or if there is a peculiar waveform or change compared to the whole, it can be determined as a failure.

さらに、他の故障診断の判定基準としては、ストリングを流れる電流の周波数分析を行い、系統電力の周波数よりも高い特定の周波数あるいは周波数帯域、あくまで一例として挙げればn次高調波特に第2次高調波に相当する周波数の信号強度とそれ以外の周波数の信号強度とを比較し、例えば図2あるいは図3に示すように、周波数スペクトルにおいて信号強度に明らかな差が生じたときに故障していると推定するようにしても良い。つまり、系統電力の周波数よりも高い特定の周波数、例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはそれ以外の周波数部分において増大した信号強度を有するリプルは、太陽電池モジュールで発電した電力を商用周波数に変換するPCS部分で主に発生するため、発生するリプルの特性等はPCSの影響が大きく寄与していると考えられる。そこで、ストリングを流れる電流の周波数分析を行い、系統電力の周波数のn次高調波の信号強度とn次高調波成分以外の周波数部分の信号強度との比較をすることにより、太陽電池モジュールの状態を診断できると考えられる。また、あくまで一例としては、系統電力の周波数のn次高調波の信号強度の値と他の周波数帯域の信号強度の平均値等の特徴量とが比較されて判断されるようにしても良いし、n次高調波の信号強度の値と他の周波数帯域の信号強度の値の任意の一つあるいは一つずつとが個別に比較された上で判断されるようにしても良い。 Furthermore, as another criterion for failure diagnosis, frequency analysis of the current flowing through the string is performed, and a specific frequency or frequency band higher than the frequency of the grid power is used. The signal strength of the frequency corresponding to the harmonic is compared with the signal strength of the other frequencies, and when a clear difference occurs in the signal strength in the frequency spectrum, as shown in FIG. You may make it presume that it exists. In other words, the ripple with increased signal strength at a specific frequency higher than the frequency of the grid power, such as the n-th harmonic of the frequency of the grid power or other frequency part, can reduce the power generated by the solar cell module to the commercial frequency. Since it is mainly generated in the PCS part that converts, it is considered that the influence of the PCS greatly contributes to the characteristics of the generated ripple. Therefore, by analyzing the frequency of the current flowing through the string and comparing the signal intensity of the n-th harmonic of the grid power frequency with the signal intensity of the frequency part other than the n-th harmonic component, the state of the solar cell module can be determined. can be diagnosed. Further, as an example only, the value of the signal strength of the n-order harmonic of the frequency of the grid power and the feature amount such as the average value of the signal strength of other frequency bands may be compared and determined. , the value of the signal strength of the n-th harmonic and any one or each of the signal strength values of the other frequency bands may be individually compared with each other.

上述の太陽電池モジュールの故障診断方法は、例えば図5に示す太陽電池モジュールの故障診断装置によって実現される。 The above-described method for diagnosing a failure of a solar cell module is realized by, for example, a failure diagnosis apparatus for a solar cell module shown in FIG.

図5に、本発明の太陽電池モジュールの故障診断方法を実施する故障診断装置の一実施形態を示す。この太陽電池モジュールの故障診断装置は、太陽光発電設備を流れる電流例えばストリングを流れる電流を測定する電流測定手段1と、直流電流に重畳したリプルの大きさを計測するリプル計測部2と、予め求められた判定基準となるリプルの情報(閾値)と計測したリプルの大きさとを比較してリプルの大きさが増大しているか否かにより太陽電池モジュールの故障の発生の有無を判定する判定部3と、判定結果を出力する判定結果出力部4とを備え、太陽光発電設備のストリング毎に流れる直流電流に重畳しているリプルの情報を取得し、リプルの大きさが正常時に比べて増大しているときに故障と判断して故障の発生を知らせるようにしている。 FIG. 5 shows an embodiment of a failure diagnosis device that implements the failure diagnosis method for a solar cell module of the present invention. This solar cell module failure diagnosis apparatus includes a current measuring means 1 for measuring a current flowing through a solar power generation facility, for example, a current flowing through a string, a ripple measuring section 2 for measuring the magnitude of a ripple superimposed on a DC current, and a A judging unit that compares the calculated ripple information (threshold value), which serves as a criterion for judgment, with the magnitude of the measured ripple, and judges whether or not a failure has occurred in the solar cell module based on whether the magnitude of the ripple has increased. 3 and a determination result output unit 4 that outputs the determination result, acquires information on the ripple superimposed on the direct current flowing in each string of the photovoltaic power generation equipment, and increases the magnitude of the ripple compared to normal. It is determined that a failure has occurred when a failure occurs, and the occurrence of the failure is notified.

ここで、電流検知手段1としては、リプルの乗った(直流に交流が重畳した)波形を測定するに適した電流センサ、例えばクランプ型電流センサ等の巻線(CT)方式電流センサ(図4参照)、ホール素子式電流センサ、ロゴスキーコイル方式電流センサ、並びにこれら各電流センサのゼロフラックス方式などのACファンクションを有する直流電流センサなどの採用が好ましい。例えば図4に示す巻線検出型電流センサを用いる場合には、ストリングの導体6を流れる一次側の測定電流の交流成分(リプル)による磁束が磁気コア7に誘導され、二次電流による磁束に比例して巻線8に誘導され、シャント抵抗9に流れ、シャント抵抗9の両端の電圧が発生する。この電圧は導体6に流れているリプル電流に比例した出力となる。つまり、DC成分を除いたリプルの情報(即ち、脈動成分のみの情報)のみが検出される。 Here, as the current detection means 1, a current sensor suitable for measuring a waveform with ripples (AC superimposed on DC), for example, a wire-wound (CT) type current sensor such as a clamp-type current sensor (Fig. 4 ), a Hall element type current sensor, a Rogowski coil type current sensor, and a direct current sensor having an AC function such as a zero flux type of each of these current sensors. For example, when using the winding detection type current sensor shown in FIG. It is proportionally induced in the winding 8 and flows through the shunt resistor 9 to generate a voltage across the shunt resistor 9 . This voltage will be an output proportional to the ripple current flowing in conductor 6 . That is, only ripple information (that is, information only about the pulsation component) is detected without the DC component.

電流検知手段1は、それぞれのストリングについて、直列接続回路を流れる電流の値を計測する。この場合、電流検知手段1は、例えば、直列接続回路の端子と端子との間に流れる電流を測定してもよく、または、当該端子と当該端子との間の任意の箇所を流れる電流を測定してもよく、または、接地線を流れる電流を測定してもよい。接地線を流れる電流もリプルが重畳するので、本線である直列接続回路を流れる電流のリプルの大きさ例えば振幅が増加するに応じて、接地線を流れる電流のリプルの大きさ例えば振幅も増加する。 The current detection means 1 measures the value of the current flowing through the series connection circuit for each string. In this case, the current detection means 1 may, for example, measure the current flowing between the terminals of the series-connected circuit, or measure the current flowing through an arbitrary point between the terminals. Alternatively, the current through the ground wire may be measured. Since ripples are also superimposed on the current flowing through the ground line, the magnitude or amplitude of the ripple of the current flowing through the ground line increases as the magnitude or amplitude of the ripple of the current flowing through the series connection circuit, which is the main line, increases. .

電流検知手段1の設置の態様は、特定の態様に限定されるものではなく、診断対象の太陽光発電設備から発生するリプルを検出し得る直列接続回路の任意の場所例えば太陽光発電設備に関する診断単位(言い換えると、太陽光発電設備における故障の検出単位)としてのクラスタあるいはモジュール若しくはストリング毎に、固定的に設置されて継続的に電流を測定するように設けられても良いし、場合によってはクランプメータ(クランプ測定器)などの携帯可能な電流センサを用いて診断単位毎に順番に測定するようにしても良い。本実施形態の場合、具体的には、診断対象となる太陽光発電所のストリングの導体に電流検知手段1が設置され、直流電流が測定される(S1)。 The mode of installation of the current detection means 1 is not limited to a specific mode, and any place in the series connection circuit that can detect the ripple generated from the solar power generation equipment to be diagnosed, for example, the diagnosis of the solar power generation equipment Each cluster, module, or string as a unit (in other words, a failure detection unit in a photovoltaic power generation facility) may be fixedly installed to continuously measure the current, or in some cases, A portable current sensor such as a clamp meter (clamp measuring device) may be used to sequentially measure each diagnostic unit. In the case of this embodiment, specifically, the current detection means 1 is installed in the conductor of the string of the photovoltaic power plant to be diagnosed, and the direct current is measured (S1).

リプル計測部2は、電流検知手段1で取得されたリプルの情報からリプルの大きさを計測する(S2)。ここで、リプルの情報は、具体的には、例えばリプルの波形に関するデータ例えばリプルの振幅あるいは波高の大きさ、あるいは場合によっては測定電流を周波数分析して得られる周波数スペクトルにおける系統電力の周波数よりも高い特定の周波数、例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはn次高調波以外の周波数付近に周辺の周波数の信号強度よりも突出するように生じる信号強度の大きさであるが、場合によってはリプルの波形そのものあるいは周波数スペクトルそのものを波形パターンとして求めても良い。 The ripple measuring unit 2 measures the magnitude of the ripple from the ripple information acquired by the current detecting means 1 (S2). Here, the ripple information is specifically, for example, data related to the waveform of the ripple, such as the magnitude of the amplitude or wave height of the ripple, or in some cases, the frequency of the grid power in the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the measured current. It is the magnitude of the signal intensity that is generated in the vicinity of a specific frequency that is higher than the frequency of the grid power, such as the nth harmonic of the grid power frequency or a frequency other than the nth harmonic, but in some cases Alternatively, the ripple waveform itself or the frequency spectrum itself may be obtained as the waveform pattern.

そして、検出されたリプルの大きさ例えば振幅値は判定部3に入力され、判定基準値(閾値)と照らし合わせて当該判定部3によって診断対象の太陽光発電設備において故障が発生しているか否かが判定される。例えば、検出されたリプルの振幅の大きさが予め求められた閾値あるいはその他の判定基準値となる太陽電池モジュールの健全時のリプル情報のデータと比較して、太陽電池モジュールの正常時よりもリプルが顕著に増大したと認められた場合には故障が発生したと判定され、閾値を下回った場合あるいは健全時の周波数解析データ即ち系統電力の周波数よりも高い周波数のリプル情報のデータと大きく変化しない場合には正常であると判定される(S3)。また、リプルの情報として、測定電流を周波数分析して得られる周波数スペクトルの系統電力の周波数よりも高い一部の周波数で信号強度が増大する変化を用い、信号強度の有意な増大を検出したときに、故障時を表す現象として捉え、太陽電池モジュールの故障の有無を判断する場合には、予め求められた太陽電池モジュールの健全時の特定の周波数における信号強度の大きさ(閾値)あるいはその他の判定基準値となるリプル情報のデータと比較して、太陽電池モジュールの正常時よりも信号強度が顕著に増大したと認められた場合には故障が発生したと判定され、閾値を下回った場合あるいは健全時の周波数解析データと大きく変化しない場合には正常であると判定される(S3)。 Then, the magnitude of the detected ripple, for example, the amplitude value, is input to the determination unit 3, and is compared with a determination reference value (threshold value) by the determination unit 3 to determine whether a fault has occurred in the solar power generation equipment to be diagnosed. is determined. For example, compared with the ripple information data when the solar cell module is healthy, where the magnitude of the amplitude of the detected ripple is a predetermined threshold value or other determination reference value, the ripple is less than when the solar cell module is normal. If it is recognized that the has increased significantly, it is determined that a failure has occurred, and if it is below the threshold or when it is healthy, the frequency analysis data, that is, the ripple information data of a frequency higher than the frequency of the grid power does not change significantly If so, it is determined to be normal (S3). In addition, as ripple information, when a significant increase in signal strength is detected using the change in signal strength at some frequencies higher than the frequency of the grid power in the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the measured current In addition, when judging the presence or absence of a failure of a solar cell module, the magnitude (threshold value) of the signal strength at a specific frequency when the solar cell module is in good condition, which is obtained in advance, is regarded as a phenomenon representing the time of failure, or other When the signal strength is found to be significantly increased compared to the normal state of the solar cell module, it is determined that a failure has occurred, and when the signal strength falls below the threshold or If there is no significant difference from the frequency analysis data when healthy, it is determined to be normal (S3).

判定部3は、太陽電池モジュールの健全時(正常時)に予め求められた、系統電力の周波数よりも高い特定の周波数、例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはそれ以外の周波数部分の信号強度の大きさを閾値とし、あるいは相互比較できる基準となる値とを照合して、それぞれのストリングを流れる電流の測定結果に基づいて故障の有無を判定する。ここで、予め故障模擬試験などにおいて、例えば図8~図10に示されるように、有意な信号強度の増大を示す周波数が判明しているときには、その周波数における健全時(正常時)のリプルの変化分の大きさを閾値とし、故障の有無の判定を行うことができる。 The determination unit 3 determines a specific frequency higher than the frequency of the grid power, which is obtained in advance when the solar cell module is sound (normal), such as the nth harmonic of the frequency of the grid power or a signal of other frequency parts. The presence or absence of a failure is determined based on the results of measuring the current flowing through each string, using the magnitude of the intensity as a threshold value or collating with a mutually comparable reference value. Here, when a frequency showing a significant increase in signal strength is known in advance in a failure simulation test or the like, as shown in FIGS. By using the magnitude of the change as a threshold value, it is possible to determine whether or not there is a failure.

なお、閾値は、判定部3によって参照され得るように、言い換えると、判定部3が読み込むことができるように、例えば判定部3内に適当な記憶回路が設けられて当該記憶回路に記憶される。そして、判定部3は、ストリングを流れる電流に重畳されるリプルの大きさ例えば振幅あるいは波高と閾値とを比較し、リプルの大きさ例えば振幅あるいは波高が閾値を超える場合には故障等があると判定し、一方、リプルの大きさ例えば振幅あるいは波高が閾値未満である場合には故障が無いと判定する。また、判定部3は、周波数分析の際の一部の周波数で信号強度が増大する変化を検出することを太陽電池モジュールの故障時を表す現象として捉える場合には、ストリングを流れる電流に重畳される系統電力の周波数よりも高い特定の周波数、例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはそれ以外の周波数部分のいずれか一方あるいは双方の信号強度の大きさと閾値とを比較し、信号強度の大きさが閾値を超える場合には故障等があると判定し、一方、信号強度の大きさが閾値未満である場合には故障が無いと判定する。 Note that the threshold value is stored in a storage circuit provided in the determination unit 3, for example, so that the determination unit 3 can refer to the threshold value, in other words, the determination unit 3 can read the threshold value. . Then, the determination unit 3 compares the magnitude of the ripple, such as the amplitude or the wave height, superimposed on the current flowing through the string with a threshold value, and determines that there is a failure or the like when the magnitude of the ripple, such as the amplitude or the wave height, exceeds the threshold value. On the other hand, if the magnitude of the ripple, such as the amplitude or wave height, is less than the threshold, it is determined that there is no failure. Further, when the determination unit 3 regards the detection of a change in which the signal strength increases at some frequencies during the frequency analysis as a phenomenon representing the failure of the solar cell module, the current flowing through the string is superimposed. Compare the magnitude of the signal strength of either or both of a specific frequency higher than the frequency of the grid power, such as the nth harmonic of the frequency of the grid power or other frequency parts, with a threshold, and determine the magnitude of the signal strength If the signal intensity exceeds the threshold, it is determined that there is a failure or the like, and if the signal intensity is less than the threshold, it is determined that there is no failure.

さらに、判定部3としては、上述の閾値を必ずしも用いることはなく、予め周波数が特定されていないときには(例えばPCSの特性等が不明である場合などには)電力系統の周波数よりも高い周波数全域における太陽電池モジュールの健全時と思われる過去の運転時のリプルの大きさあるいは信号強度の変化の大きさと比較することにより行うことができる。例えば、信号強度の変化を検出して太陽電池モジュールの故障を判断する場合には、同一ストリングにおける過去の計測結果、好ましくは運転開始時あるいは太陽電池モジュールが正常に運転されていると認められる時の系統電力の基本周波数よりも高い周波数帯域の周波数成分データあるいは信号強度の値あるいは同一発電所内の他のストリングの計測結果との相互比較若しくは系統電力の周波数のn次高調波における信号強度とそれ以外の周波数における信号強度との比較により、故障の有無を判定し、故障太陽電池モジュールを含むストリングを判別するようにしても良い。尚、波形パターンを用いた判定に際しては機械学習(パターン学習)を適用して、他のパターンと異なるパターンの判定データが取得された太陽光発電設備に故障が発生していると判定されるようにしても良い。 Furthermore, the determination unit 3 does not necessarily use the above-described threshold, and when the frequency is not specified in advance (for example, when the characteristics of the PCS are unknown), the entire frequency range higher than the frequency of the power system This can be done by comparing the magnitude of the ripple or the magnitude of change in the signal strength during past operation when the solar cell module is considered to be healthy. For example, when detecting a change in signal strength to determine a failure of a solar cell module, the past measurement results for the same string, preferably at the start of operation or when it is recognized that the solar cell module is operating normally Frequency component data or signal strength values in a frequency band higher than the fundamental frequency of the grid power, intercomparison with the measurement results of other strings in the same power plant, or signal strength at the nth harmonic of the frequency of the grid power and that The presence or absence of a failure may be determined by comparing the signal intensity at frequencies other than the above, and a string including a failed solar cell module may be identified. Machine learning (pattern learning) is applied to the determination using the waveform pattern, and it is determined that a failure has occurred in the photovoltaic power generation equipment for which the determination data of a pattern different from other patterns is acquired. You can do it.

判定結果を出力する判定結果出力部4は、判定部3からの判定結果にしたがい、監視員などに判定結果を示すものであり、例えばディスプレイなどの警告メッセージ表示手段、スピーカやブザーなどの発音手段、発光ダイオード(LED)照明や警告灯、回転灯などの照明手段などが採用される。 The determination result output unit 4 for outputting the determination result indicates the determination result to the observer or the like according to the determination result from the determination unit 3. For example, warning message display means such as a display, and sounding means such as a speaker or buzzer. , light-emitting diode (LED) lighting, warning lights, revolving lights, and other lighting means are employed.

尚、故障診断装置は、ストリングを流れる電流を測定する電流測定手段1を除いて、リプル計測部2、判定部3及び判定結果出力部4は、太陽光発電所に配置する必要はない。例えばインターネットワークなどの情報通信ネットワークを介して通信により太陽光発電所から離れた遠隔監視装置に流測定手段1で測定された直流電流値を収集して処理するようにしても良い。 In addition, except for the current measuring means 1 for measuring the current flowing through the string, the fault diagnosis device does not require the ripple measuring section 2, the determining section 3, and the determination result output section 4 to be arranged in the solar power plant. For example, direct current values measured by the current measuring means 1 may be collected and processed by a remote monitoring device remote from the solar power plant by communication via an information communication network such as an internetwork.

また、判定結果を出力する判定結果出力部4に代えて、あるいは判定結果出力部4と共に、故障を知らせるシグナルを発信し続けさせる発出手段5を備え、太陽電池モジュールの故障の発生を判定したときには、故障を知らせるシグナルを発信し続ける太陽電池モジュールの故障検知装置として構成するようにしても良い。 Further, in place of or together with the determination result output unit 4 for outputting the determination result, an output unit 5 for continuously transmitting a signal indicating failure is provided, and when it is determined that a failure has occurred in the solar cell module. Alternatively, it may be configured as a failure detection device for a solar cell module that continuously transmits a signal informing of a failure.

故障を知らせるシグナルは、特定の信号である必要はなく、例えば音、光、信号、電波のいずれか、あるいはこれらの組み合わせから成るものであることが好ましい。この場合、発出手段5としては、故障を知らせるシグナルを発信し続けさせる手段例えばスピーカやブザーなどの発音手段、発光ダイオード(LED)照明や警告灯、回転灯などの照明手段、無線などの通信手段、ディスプレイなどの警告メッセージ表示手段などのいずれか、あるいはこれらの組み合わせ手段が採用される。 The signal notifying of failure does not have to be a specific signal, and preferably consists of, for example, sound, light, signal, radio waves, or a combination thereof. In this case, the output means 5 may be means for continuously transmitting a signal indicating a failure, such as a sounding means such as a speaker or a buzzer, lighting means such as a light-emitting diode (LED) illumination, a warning light, or a revolving light, or communication means such as radio. , warning message display means such as a display, or a combination thereof.

例えば、太陽光発電所内の適宜箇所、例えばアレイ毎あるいはストリング毎、若しくはモジュール(パネル)毎に、発光ダイオード(LED)照明などの発光手段あるいはブルートゥース(Bluetooth(登録商標))機器などの無線通信機器を設置し、太陽電池モジュールの故障を検出したときに、LED照明を点灯させて、故障ストリングを表示することにより視覚的に把握できるようにしたり、無線通信によって故障信号を発信して太陽光発電所(メガソーラ)の敷地内の受信側機器で受信させて遠隔地にある監視所などにリアルタイムで知らせたり、あるいは発信側機器から継続して発信し続けさせ、巡回監視員の点検時やドローン等による点検のタイミングで把握するようにしても良い。これにより、大規模な太陽光発電所での保守点検の省力化ができる。特に、通信によって遠隔地で集中管理することができる。 For example, light-emitting means such as light-emitting diode (LED) lighting or wireless communication devices such as Bluetooth (registered trademark) devices are provided at appropriate locations in a photovoltaic power plant, for example, for each array, each string, or each module (panel). is installed, and when a failure of the solar cell module is detected, the LED lighting is turned on to display the failure string so that it can be visually grasped, or a failure signal is transmitted by wireless communication to generate solar power It is possible to have the receiving device on the premises of the site (mega solar) receive it and inform the monitoring station in a remote location in real time, or continue to transmit from the transmitting device, and use it during inspections by patrol inspectors, drones, etc. You may make it grasp at the timing of inspection by. As a result, it is possible to save labor in maintenance and inspection at large-scale solar power plants. In particular, it can be managed centrally at a remote location by communication.

ここで、無線通信機器としては、消費電力の少ないもの、例えばブルートゥース(Bluetooth(登録商標))機器の使用が好ましい。故障の検出を知らせるだけの通信であり、かつ通信相手が決められた相手例えばドローンなどに搭載された受信側機器となるため、1対1での通信を想定して作られたBluetooth技術の使用は好ましい。通信速度・通信距離ともにWi-Fiに比べて弱いが消費電力が少なく、長時間使用する機器に導入し易い。最初に機器同士を認識させる「ペアリング」を実施すれば、受信側機器を搭載した遠隔操作可能なドローンや自走車等が通信距離内に入ることで自動的に接続されて信号を受信することができる。また、Bluetooth機器に「方向探知機能」も搭載されていれば、発信側Bluetooth機器(ビーコン(beacon))のアンテナから発信されるシグナルによって送信角度や受信角度を割り出し、ペアリングされているBluetooth機器がどの方向にあるのかが分かるので、Class1(最大出力100mW:通信距離約100m(最大400m以上))のビーコン(beacon)を使えば広範囲での点検が容易に行える。また、1台のBluetooth機器に複数の機器に設定情報を登録・接続できる「マルチペアリング」機能を使えるので、1台の受信側Bluetooth機器を搭載したドローンや自走車等での検査が可能となる。勿論、「方向探知機能」が搭載されたBluetooth機器を用いる場合には、太陽光発電所(メガソーラ)の敷地内の通信距離内に受信側Bluetooth機器を適宜配置することで、継続的に遠隔故障検知が実施することが可能となることはいうまでもない。勿論、電源の問題が解決できれば場合によってはWi-Fi技術を使って故障を検知したときに知らせるようにしても良い。 Here, it is preferable to use a wireless communication device that consumes less power, such as a Bluetooth (registered trademark) device. Use of Bluetooth technology designed for one-to-one communication because the communication is only to notify the detection of a failure, and the communication partner is a receiving device mounted on a predetermined partner, such as a drone. is preferred. Both the communication speed and communication distance are weaker than Wi-Fi, but the power consumption is low, and it is easy to introduce to devices that are used for a long time. If you first perform "pairing" to recognize each other, a remotely controlled drone or self-propelled vehicle equipped with the receiving device will automatically connect and receive the signal when it comes within the communication range. be able to. In addition, if the Bluetooth device also has a "direction finding function", the transmission angle and reception angle are determined by the signal emitted from the antenna of the transmitting Bluetooth device (beacon), and the paired Bluetooth device Since it is possible to see in which direction the sensor is located, a wide range of inspections can be easily performed using a Class 1 beacon (maximum output of 100mW, communication distance of approximately 100m (maximum of 400m or more)). In addition, since you can use the "multi-pairing" function that allows you to register and connect setting information to multiple devices on one Bluetooth device, it is possible to inspect drones and self-propelled vehicles equipped with one receiver Bluetooth device. becomes. Of course, when using a Bluetooth device equipped with a "direction finding function", by appropriately placing the receiving Bluetooth device within the communication range within the premises of the solar power plant (mega solar), continuous remote failure can be detected. It goes without saying that detection can be performed. Of course, if the problem of the power supply can be resolved, the Wi-Fi technology may be used in some cases to inform the user when a failure is detected.

以上のように構成された太陽電池モジュールの故障診断装置によれば、例えば図7に示すように、まず、ストリングを流れる電流が電流測定手段1によって測定され、直流電流に重畳するリプルの情報が取得される(S1)。そして、リプルの大きさが計算され(S2)、判定部3において太陽電池モジュール故障時を示す閾値あるいは太陽電池モジュールの健全時と思われる過去あるいは現在の運転時のリプル情報のデータと照合して故障が発生しているか否かの判断が行われる(S3)。ここで、太陽光発電設備における故障の発生の有無の判定処理は、常時監視として連続的に実施されることが好ましいが、例えば、定期的に又は不定期に保守点検等として実施されるようにしても良い。したがって、太陽電池モジュールの故障が発生していないと判定された場合には(S3:No)、一旦診断を終了するか、場合によっては、適宜間隔あるいは必要に応じてS1の処理に戻ってS1からS3の処理が繰り返し行われる。 According to the fault diagnosis apparatus for a solar cell module configured as described above, first, as shown in FIG. is acquired (S1). Then, the magnitude of the ripple is calculated (S2), and is compared with the threshold value indicating the failure of the solar cell module or the data of the ripple information during the past or present operation when the solar cell module is considered to be healthy in the judging section 3. A determination is made as to whether or not a failure has occurred (S3). Here, the process of determining whether or not a failure has occurred in the photovoltaic power generation equipment is preferably performed continuously as constant monitoring. can be Therefore, if it is determined that no failure has occurred in the solar cell module (S3: No), the diagnosis is temporarily terminated, or depending on the circumstances, the process returns to S1 at an appropriate interval or as necessary, and the process returns to S1. , the process of S3 is repeated.

一方、判定部3において太陽電池モジュールの故障が発生しているとの判定が為された場合には(S3:Yes)、診断対象の太陽光発電設備に故障が発生していることを示す判定結果を判定結果出力部4から出力させる(S4)。 On the other hand, if the determination unit 3 determines that the solar cell module is faulty (S3: Yes), it is determined that the solar power generation facility to be diagnosed is faulty. The result is output from the determination result output unit 4 (S4).

また、場合によっては、発出手段5に故障を知らせるシグナルを発信し続けさせる(S4’)。具体的には例えば、太陽光発電設備に関わる作業員や管理者やドローンなどの無人監視装置)に向けて音を発したり、LED照明や警光灯、回転灯等を灯したり、ディスプレイ等に警告メッセージを表示したり、故障を知らせるシグナルを無線で発し続ける。 Further, in some cases, the output means 5 is caused to continue transmitting a signal informing of the failure (S4'). Specifically, for example, it emits sound toward workers and managers involved in solar power generation equipment, and unmanned monitoring devices such as drones), lights LED lighting, warning lights, rotating lights, etc., displays, etc. display a warning message or continue to emit a radio signal to notify of a failure.

したがって、太陽電池モジュールの故障が検知されると、故障を知らせるシグナル例えば音、光、信号、電波のいずれか、あるいはこれらの組み合わせから成るシグナルが発信し続けられるので、点検員による巡回点検の際には勿論のこと、ドローンや自動走行車等による点検のタイミングで容易に故障ストリングを把握することができる。しかも遠隔地からの監視も可能である。依って、大規模な太陽光発電所での保守点検の省力化ができる。 Therefore, when a failure of a solar cell module is detected, a signal indicating the failure, such as sound, light, signal, radio wave, or a combination of these signals, is continuously transmitted. Of course, it is possible to easily grasp the faulty string at the timing of inspection by drones, automatic driving vehicles, etc. Moreover, monitoring from a remote location is also possible. Therefore, it is possible to save labor for maintenance and inspection in a large-scale solar power plant.

太陽光発電所において、発電への影響は、セルあるいはクラスタ故障の影響に限られず、天候の変動の影響や樹木あるいは建物などによる日陰となっての影響などを含む。したがって、リプルの増大は、太陽電池モジュールの故障に限られず、太陽電池モジュールに草木の影がかかっているような場合においても、同様に起こる。 In a photovoltaic power plant, the effects on power generation are not limited to the effects of cell or cluster failures, but also include the effects of weather changes and the effects of shading by trees or buildings. Therefore, an increase in ripple is not limited to failure of the solar cell module, and similarly occurs when the solar cell module is shaded by trees and plants.

ここで、太陽電池モジュールの故障判定を現地で実施する場合あるいはドローン等で撮像することにより映像情報が併せて取得できる場合などには、リプルが検出された要因が、太陽電池モジュールが日陰になったものか、それ以外の要因であるかは明らかに判断できるので、日陰になっていないのにリプルの増大が計測される場合には故障と瞬時に判断できる。 Here, when the failure judgment of the solar cell module is performed on site, or when image information can be obtained by taking an image with a drone, etc., the factor of the ripple detection is that the solar cell module is in the shade. Since it is possible to clearly determine whether the cause is due to other factors, it is possible to instantly determine that there is a failure when an increase in ripple is measured even though the device is not in the shade.

他方、遠隔地において信号のみで故障の有無を判断する場合には、天候の影響や樹木などによる日陰となっての結果なのか情報が得られ難いので太陽電池モジュールの故障の有無の判別が難しい。そこで、遠隔での測定の場合には、リプルの増大若しくは周波数分析したときの一部の周波数の信号強度の増大が一定時間以上(例えば日を跨いで)継続的に検出されるとき、あるいは時刻を変えた複数回の判定において連続的に検出されるときに故障と判断することが好ましい。例えば、電流を継続的に測定し、少なくとも日を跨いであるいは数日にわたって毎日リプルの増大が検出できれば、天候の影響(雲の影がかかる)などで日陰になっているのではなく、故障あるいは飛来物などで覆われることによる遮光が生じていると判断しても問題ないと考えられる。このような継続的な判断をすることによって、判定への信頼性が高まる。勿論、飛来物などが太陽電池モジュールを覆うことで、継続的にリプルの増大若しくは周波数分析したときの一部の周波数の信号強度の増大が検出される場合には、確認のための現地調査あるいはドローンなどによる遠隔撮影で一目瞭然となり、リプルの増大要因が故障にはなかったことが判別できる。 On the other hand, when judging the presence or absence of a failure in a remote location only by signals, it is difficult to obtain information whether it is due to the influence of the weather or the shade caused by trees, etc., so it is difficult to determine whether there is a failure in the solar cell module. . Therefore, in the case of remote measurement, when an increase in ripple or an increase in signal strength of some frequencies in frequency analysis is continuously detected for a certain period of time (for example, across days), It is preferable to determine that a failure has occurred when a failure is continuously detected in a plurality of determinations with different values. For example, if the current can be measured continuously and an increase in ripple can be detected at least every day over several days or for several days, it will not be in the shade due to weather effects (casting shadows of clouds), but failure or It is considered that there is no problem even if it is determined that light is blocked by being covered by flying objects. Such continuous determination increases the reliability of the determination. Of course, if a solar cell module is covered by flying objects and a continuous increase in ripple or an increase in the signal strength of some frequencies is detected in frequency analysis, a field survey for confirmation or Remote photography with a drone or the like makes it clear at a glance, and it can be determined that the cause of the increase in ripple was not the failure.

尚、本実施形態では、1つのストリングを構成する多数の太陽電池モジュールを例として説明したが、これに特に限られず、1個の太陽電池モジュールを構成する複数個のセルに適用する場合も同様である。つまり、1個の太陽電池モジュールを構成する複数個のセルのうちで故障等が発生している個数が増加するにしたがって、当該太陽電池モジュールの直列接続回路を流れる電流に発生するリプルの大きさが増加していく特性がある。 In this embodiment, a number of solar cell modules forming one string has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the same applies to the case of applying to a plurality of cells forming one solar cell module. is. In other words, as the number of cells in which a failure or the like occurs among a plurality of cells constituting one solar cell module increases, the magnitude of the ripple generated in the current flowing through the series connection circuit of the solar cell module increases. increases.

また、本実施形態では、リプルの振幅に基づいて故障等の有無などを判定する場合を示すが、他の例として、一部の周波数の信号成分を有するリプルの増大が起こる場合、言い換えると、周波数分析をしたときの一部の周波数の信号強度の増大が起こる場合、故障時を表す現象として捉えることができることから、測定電流を周波数分析した際の信号強度に基づいて故障等の有無などを判定するようにしても良い。即ち、周波数分析したときの一部の周波数の信号強度の増大する変化分を予めもめた閾値あるいは太陽電池モジュールの健全時を表すと思われる同一発電所内の他のストリングの計測結果たる信号強度との相互比較により、若しくは系統電力の周波数のn次高調波における信号強度とそれ以外の周波数における信号強度との比較などにより、信号強度の大きさが閾値を超える場合には故障等があると判定しても良い。 Further, in the present embodiment, a case is shown in which the presence or absence of a failure or the like is determined based on the amplitude of the ripple. As another example, a case where the ripple having a signal component of a part of the frequency occurs increases, in other words, If the signal strength of some frequencies increases when frequency analysis is performed, it can be regarded as a phenomenon indicating a failure. You may make it judge. That is, when the frequency analysis is performed, the signal strength of the other string in the same power plant, which is considered to represent the healthy state of the solar cell module, is compared with the signal strength, which is the threshold value set in advance for the change in the signal strength of some frequencies. or by comparing the signal strength at the nth harmonic of the grid power frequency with the signal strength at other frequencies. You can

また、上述のリプル計測部2、判定部3及び判定結果出力部4は、太陽電池モジュールの故障診断プログラムがコンピュータ上で実行されることによって当該コンピュータによって実現されるようにしても良い。 Further, the ripple measurement unit 2, determination unit 3, and determination result output unit 4 described above may be realized by a computer by executing a failure diagnosis program for the solar cell module on the computer.

太陽電池モジュールの故障診断プログラム17を実行するためのコンピュータ19の全体構成を図6に示す。 FIG. 6 shows the overall configuration of a computer 19 for executing the fault diagnosis program 17 for solar cell modules.

このコンピュータ19は制御部11,記憶部12,入力部13,表示部14,及びメモリ15を備え、これらが相互にバス等の信号回線によって接続されている。 This computer 19 comprises a control section 11, a storage section 12, an input section 13, a display section 14, and a memory 15, which are interconnected by a signal line such as a bus.

制御部11は、記憶部12に記憶されている太陽電池モジュールの故障診断プログラム17によってコンピュータ19全体の制御並びに太陽電池モジュールの故障診断や検出に係る演算を行うものであり、例えばCPU(中央演算処理装置)である。 The control unit 11 controls the entire computer 19 and performs calculations related to fault diagnosis and detection of the solar cell module by means of a solar cell module fault diagnosis program 17 stored in the storage unit 12. For example, a CPU (central processing unit) processing equipment).

記憶部12は、少なくともデータやプログラムを記憶可能な装置であり、例えばハードディスクである。 The storage unit 12 is a device capable of storing at least data and programs, such as a hard disk.

入力部13は、少なくとも作業者の命令や種々の情報を制御部11に与えるためのインターフェイス(即ち、情報入力の仕組み)であり、例えばキーボードやマウス或いはタッチパネルである。なお、例えばキーボードとマウスとの両方のように複数種類のインターフェイスを入力部13として有するようにしても良い。 The input unit 13 is an interface (that is, an information input mechanism) for giving at least an operator's command and various information to the control unit 11, and is, for example, a keyboard, a mouse, or a touch panel. Note that the input unit 13 may have a plurality of types of interfaces such as both a keyboard and a mouse.

表示部14は、制御部11の制御によって文字や図形或いは画像等の描画・表示を行うものであり、例えばディスプレイである。 The display unit 14 draws and displays characters, figures, images, etc. under the control of the control unit 11, and is, for example, a display.

メモリ15は、制御部11が種々の制御や演算を実行する際の作業領域であるメモリ空間となるものであり、例えばRAM(Random Access Memory の略)である。 The memory 15 serves as a memory space which is a work area when the control unit 11 executes various controls and calculations, and is, for example, RAM (abbreviation for Random Access Memory).

また、コンピュータ19には、電流検知手段1が、データや制御指令等の信号の送受信(即ち、出入力)が可能であるように、具体的には例えば上述のような有線による信号送受の仕組みや無線による信号送受の仕組み或いはこれら信号送受の仕組みが組み合わされることにより、電気的に接続される。 Further, the computer 19 is provided with a wired signal transmission/reception mechanism as described above so that the current detection means 1 can transmit/receive signals such as data and control commands (i.e., input/output). or a wireless signal transmission/reception mechanism or a combination of these signal transmission/reception mechanisms.

そして、コンピュータ19の制御部11には、太陽電池モジュールの故障診断プログラム17が実行されることにより、電流測定手段1から取り込まれる直流電流値の入力を受ける処理を行うデータ受部11aと、直流電流に重畳したリプルの大きさを計算するリプル計測部11bと、リプル計測部11bで計測したリプルの大きさとメモリから読み出した閾値あるいは測定された健全時と思われる過去の運転時例えば運転開始時のリプルの変化を判定基準値として用いて太陽電池モジュールの故障の有無を判定すると共に故障が発生していると判定した場合に判定結果信号を出力する処理を行う判定部11cと、判定結果信号に従って警報を発令する処理を行う判定結果出力部11dとが構成される。 The control unit 11 of the computer 19 includes a data receiving unit 11a for receiving an input of a DC current value taken in from the current measuring means 1 by executing the failure diagnosis program 17 for the solar cell module, and a DC current value. A ripple measurement unit 11b that calculates the magnitude of the ripple superimposed on the current, and the magnitude of the ripple measured by the ripple measurement unit 11b and the threshold value read from the memory or the measured past operating time considered to be healthy, for example, at the start of operation A determination unit 11c for determining whether or not there is a failure in the solar cell module using the change in the ripple as a determination reference value, and outputting a determination result signal when it is determined that a failure has occurred, and a determination result signal and a determination result output unit 11d that performs processing for issuing an alarm according to the above.

また、コンピュータ19は判定結果出力部11dを備えないようにしても良い。この場合には、コンピュータ19は、当該コンピュータ19とは別体として設けられた判定結果出力部4あるいは故障を知らせるシグナルを発信し続けさせる発出手段5に対して異常通知信号を出力するようにしたり、或いは、診断対象の太陽光発電設備の作動を制御する制御装置・制御部に対して異常通知信号を出力するようにしたりしても良い。 Also, the computer 19 may not include the determination result output unit 11d. In this case, the computer 19 outputs an abnormality notification signal to the determination result output unit 4 provided separately from the computer 19 or to the output means 5 for continuously transmitting the signal informing of the failure. Alternatively, an abnormality notification signal may be output to a control device/control unit that controls the operation of the solar power generation equipment to be diagnosed.

以上の構成を有する太陽電池モジュールの故障診断方法及び故障診断装置並びに故障診断プログラムによれば、ストリングを流れる直流電流に含まれるリプルの大きさが正常時に比べて増大しているときには、あるいはリプルを周波数分析することにより系統電力の周波数よりも高いある特定の周波数付近あるいは周波数帯(例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはそれ以外の特定の周波数における一部の周波数)付近に信号強度の増大が検出されるときには、当該ストリングあるいは太陽光発電設備における故障が発生していると判定することができる。この故障診断は、太陽光発電設備が通常の運転を行いながら、遠隔であるいは現場で行うことができ、すなわち、太陽光発電設備の稼働を停止させたり一部を切り離したり或いは太陽光発電設備に電気的に直接接触(つまり、設備回路に結線)したりすること無く診断を行うことができる。このため、太陽光発電設備の診断を随時適宜に且つ容易に行うことが可能になり、延いては太陽光発電設備の故障の検出手法としての有用性の向上を図ることが可能になる。 According to the fault diagnosis method, fault diagnosis device, and fault diagnosis program for a solar cell module having the above configurations, when the magnitude of the ripple contained in the DC current flowing through the string increases compared to normal, or when the ripple is Increase in signal strength near a certain frequency or frequency band (e.g., nth harmonic of the frequency of the grid power or other specific frequencies) higher than the frequency of the grid power by frequency analysis is detected, it can be determined that a failure has occurred in the string or the photovoltaic power generation equipment. This fault diagnosis can be performed remotely or on-site while the solar power plant is in normal operation, i.e., the solar power plant is shut down or partly disconnected, or the solar power plant is Diagnosis can be performed without direct electrical contact (that is, wiring to equipment circuits). For this reason, it becomes possible to diagnose the solar power generation equipment at any time, appropriately and easily, and furthermore, it becomes possible to improve the usefulness as a method of detecting a failure of the solar power generation equipment.

さらに上述の太陽電池モジュールの故障検知装置によれば、ストリングを流れる電流に基づいて太陽電池モジュールの故障の発生が判定された場合には、発出手段5から故障を知らせるシグナル例えば音、光、信号、電波のいずれか、あるいはこれらの組み合わせとして発信し続けさせるので、巡回する監視員等やドローンあるいは自走式点検車などよる点検のタイミング若しくは太陽光発電所(メガソーラ)の敷地内の受信側機器で有線または無線通信によって故障信号を受信させて遠隔地にある監視所などにリアルタイムで知らせることで容易に故障を把握することができる。このため、大規模な太陽光発電所での保守点検の省力化ができる。 Furthermore, according to the above-described solar cell module failure detection apparatus, when it is determined that a solar cell module has failed based on the current flowing through the string, the output means 5 sends a signal, such as sound, light, or signal, to inform the failure. , radio waves, or a combination of these, so the timing of inspections by patrolling observers, drones, self-propelled inspection vehicles, etc., or receiving equipment on the premises of solar power plants (mega solar) The failure can be easily grasped by receiving the failure signal through wired or wireless communication and informing a monitoring station or the like in a remote location in real time. Therefore, it is possible to save labor in maintenance and inspection at a large-scale solar power plant.

なお、上述の形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において本発明は種々変形実施可能である。 Although the above embodiment is an example of a preferred embodiment for carrying out the present invention, the embodiment of the present invention is not limited to the above. can be modified in various ways.

例えば、上述の実施形態ではストリング(あるいは太陽電池モジュール、クラスタ、セル)に流れる直流電流に重畳したリプル電流を計測するようにしているが、これに特に限られず、リプル電圧の大きさの変化分を基に太陽電池モジュールの故障の有無を判定するようにしても良い。 For example, in the above-described embodiments, the ripple current superimposed on the direct current flowing in the string (or solar cell module, cluster, or cell) is measured. The presence or absence of failure in the solar cell module may be determined based on the above.

また、上述の実施形態では、故障と判断した結果、そのことをディスプレイに表示させたり、あるいは音や光(LED)、無線などの故障を知らせるシグナルとして発出し続けるようにしているが、判定結果を出力する判定結果出力部4や故障を知らせるシグナルを発信し続けさせる発出手段5が備えられることは本発明において必須の構成ではなく、診断対象の太陽光発電設備に故障が発生しているとの判定結果の利用の仕方は様々なものが検討されてそれによって種々の機器や装置が組み合わされて用いられるようにしても良い。 In addition, in the above-described embodiment, as a result of judging that there is a failure, the fact is displayed on the display, or a signal such as sound, light (LED), or radio is continuously emitted as a failure notification signal. It is not an essential configuration in the present invention that the determination result output unit 4 that outputs and the output means 5 that continues to transmit a signal informing of a failure are not essential in the present invention. Various ways of using the determination result of (1) may be considered, and various devices and apparatuses may be used in combination.

また、上述の実施形態では、太陽光発電所のような大規模な発電設備を対象とした例を挙げて主に説明したが、これに特に限られず、一般家庭などに設置されている小規模の発電設備に適用することも可能であることは言うまでもない。 In addition, in the above-described embodiments, an example of a large-scale power generation facility such as a photovoltaic power plant has been mainly described. It is needless to say that it is also possible to apply it to the power generation equipment of

さらに、故障の判定において用いるリプルの情報には、上述のリプルの大きさ(振幅値あるいは波高値)若しくは周波数分析における信号強度)に限られず、リプルの波形の特徴量や系統電力の周波数よりも高い特定の周波数例えばn次高調波を中心とする所定の周波数帯域あるいはn次高調波以外の周波数部分における信号強度の平均値や分散値などの特徴量としても良い。 Furthermore, the ripple information used in determining a failure is not limited to the magnitude of the ripple (amplitude value or peak value) or signal strength in frequency analysis), but rather than the feature value of the ripple waveform and the frequency of the grid power. A characteristic value such as an average value or a variance value of signal strength in a predetermined frequency band centered on a specific high frequency, for example, the n-th harmonic, or a frequency portion other than the n-th harmonic may be used.

リプルの特徴量を用いる場合には、例えば基準となる特徴量データと計測されたリプルの特徴量データとの比較による太陽電池モジュールの故障の発生の有無の判定において、機械学習(パターン学習とも呼ばれる)が利用され、例えばリプルの波形の特徴量を抽出し、パターン照合などにより判定するようにしても良い。 When using the ripple feature amount, for example, machine learning (also called pattern learning) is used in determining whether a failure has occurred in the solar cell module by comparing the reference feature amount data with the measured ripple feature amount data. ) may be used, for example, the feature amount of the ripple waveform may be extracted and the determination may be made by pattern matching or the like.

この場合には、ストリングを流れる電流に重畳したリプルの情報即ち波形が抽出されて、機械学習における教師データに該当する太陽電池モジュールの正常時あるいは正常時とみなされる時のn次高調波の周辺におけるリプルの波形の特徴量と計測データのリプルの特徴量とが同一(言い換えると、差違が無い)若しくは似ているパターンであるときに太陽電池モジュールが正常であると判定され、異なるパターンであるときに太陽電池モジュールが故障していると判定される。 In this case, the information of the ripple superimposed on the current flowing through the string, that is, the waveform is extracted, and the nth harmonic around the time when the solar cell module corresponding to the teacher data in machine learning is normal or regarded as normal. It is determined that the solar cell module is normal when the feature amount of the ripple waveform and the feature amount of the ripple of the measured data are the same (in other words, there is no difference) or a similar pattern, and the patterns are different. Sometimes a solar module is determined to be faulty.

また、太陽光発電設備における故障の発生の有無の判定において機械学習が利用されるようにしても良い。この場合、診断対象の太陽光発電設備の複数のストリング毎あるいは複数台の太陽光発電モジュール毎若しくはクラスタ毎のそれぞれに設けられている電流センサの検出値が相互に比較され、これら複数の電流検出値を周波数分析することにより系統電力の周波数よりも高いある特定の周波数付近あるいは周波数帯(例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはそれ以外の特定の周波数における一部の周波数)付近の信号強度の大きさを、横並びで比較したときの差違に基づいて、太陽光発電設備のいずれかに故障が発生しているか否かが判定される。具体的には、n次高調波例えば第2次高調波に相当する周波数における信号強度の大きさを、あるいは例えば230Hz、280Hzや380Hzなどのn次高調波以外の特定の周波数を横並びで比較したときの差違に基づいて、太陽光発電設備のいずれかに故障が発生しているか否かが判定される。 Also, machine learning may be used in determining whether or not a failure has occurred in the photovoltaic power generation equipment. In this case, the detection values of the current sensors provided for each of the plurality of strings, the plurality of photovoltaic modules, or the clusters of the solar power generation equipment to be diagnosed are compared with each other, and these current detection values are compared with each other. Signal strength near a certain frequency or frequency band higher than the frequency of the grid power by frequency analysis of the value (e.g. the nth harmonic of the frequency of the grid power or some other frequency at a particular frequency) It is determined whether or not a failure has occurred in any of the photovoltaic power generation facilities based on the difference when the sizes are compared side by side. Specifically, the magnitude of the signal strength at frequencies corresponding to the nth harmonic, such as the second harmonic, or specific frequencies other than the nth harmonic, such as 230 Hz, 280 Hz, and 380 Hz, were compared side by side. Based on the time difference, it is determined whether or not a failure has occurred in any of the photovoltaic power generation facilities.

さらに、太陽電池モジュールの故障判定装置は、電流を周波数解析して得られる周波数スペクトルの特定の周波数で共振する共振回路を備え、共振回路で共振させて、ある程度の大きさのリプルになったら音を鳴らしたり、光を放ったりさせることで聴覚的あるいは視覚的にパネルの故障を表示して監視員等に知らせるようにしても良い。例えば、電流検知手段1に、系統電力の周波数よりも高い特定の周波数、例えば系統電力の周波数のn次高調波あるいはn次高調波以外の特定の周波数で共振する共振回路を組み込み、電流検知手段1で系統電力の周波数よりも高い特定の周波数、例えば系統電力の周波数のn次高調波(例えば第2次高調波、第3次高調波、第4次高調波あるいは第9次高調波)付近あるいはn次高調波以外の特定の周波数(例えば、図9(B)に示す280Hzや380Hz、図10(B)に示す例えば230Hz付近、330Hz付近、670Hz付近など)を検出したときに、共振回路で共振させて、ある程度の大きさのリプルになったら音を鳴らしたり、光を放ったりさせることで聴覚的あるいは視覚的にパネルの故障を表示して監視員等に知らせる太陽電池モジュールの故障検知装置として構成するようにしても良い。 Furthermore, the fault determination device for a solar cell module has a resonance circuit that resonates at a specific frequency in the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current. A fault in the panel may be audibly or visually displayed by ringing or emitting light to inform the watchman or the like. For example, the current detection means 1 incorporates a resonance circuit that resonates at a specific frequency higher than the frequency of the grid power, for example, the n-th harmonic of the frequency of the grid power or a specific frequency other than the n-th harmonic, and the current detection means 1 at a specific frequency higher than the frequency of the grid power, e.g. Alternatively, when a specific frequency other than the nth harmonic (for example, 280 Hz or 380 Hz shown in FIG. 9B, or near 230 Hz, 330 Hz, or 670 Hz shown in FIG. 10B) is detected, the resonance circuit , and when the ripple reaches a certain level, it emits a sound or emits light to audibly or visually indicate the failure of the panel and notify the observer, etc., of the failure of the solar cell module. You may make it comprise as a device.

さらには、直流の電源がありそれを直流-交流変換装置を通して系統連系していくという枠組みは、上述の実施形態の太陽電池モジュールに限られず、蓄電池を用いる場合においても同様である。つまり、本発明の故障診断技術は、実施形態として挙げた太陽電池モジュールに限られず、直流を交流に変換(またはその逆)して系統連系を可能とする蓄電池システム全般にも適用可能である。近年、太陽光発電や家庭用燃料電池などのコージェネレーション、蓄電池、電気自動車、ネガワット(節電した電力)など、需要家側に導入される分散型のエネルギーリソースの普及が進んだ結果、需要家側のエネルギーリソースを電力システムに活用する仕組み(VPP(Virtual Power Plant/バーチャルパワープラント:仮想発電所)と呼ばれる。)の構築が進められている。そこで、蓄電池を有するシステム、例えば車のバッテリを使ったVPPシステムでも、蓄電池システムの不具合に際して直流側の電流に何らかのリプルが出現するという電流の変化として、さらにその電流を周波数分析することにより特定の周波数付近あるいは周波数帯における信号強度の変化例えば増加という変化として検出することができる。 Furthermore, the framework of having a DC power supply and connecting it to the grid through a DC-AC converter is not limited to the solar cell module of the above-described embodiment, and is the same when using a storage battery. In other words, the fault diagnosis technique of the present invention is not limited to the solar cell module described as an embodiment, but can be applied to general storage battery systems that convert direct current to alternating current (or vice versa) to enable grid connection. . In recent years, as a result of the spread of distributed energy resources introduced on the consumer side, such as cogeneration such as solar power generation and household fuel cells, storage batteries, electric vehicles, and negawatts (energy-saving power), The construction of a mechanism (called VPP (Virtual Power Plant)) that utilizes the energy resources of the electric power system is in progress. Therefore, even in a system that has a storage battery, for example, a VPP system that uses a car battery, if the storage battery system malfunctions, some kind of ripple appears in the current on the DC side. It can be detected as a change, eg, an increase, in signal strength in the vicinity of a frequency or in a frequency band.

1 電流測定手段
2 リプル計測部
3 判定部
4 判定結果出力部
5 故障を知らせるシグナルを発信し続けさせる発出手段
10 太陽光発電設備の故障診断装置
1 Current measuring means 2 Ripple measuring part 3 Judging part 4 Judgment result outputting part 5 Sending means for continuously sending a signal informing of failure 10 Failure diagnosis device for photovoltaic power generation equipment

Claims (15)

太陽光発電設備のストリング毎に流れる直流電流に重畳しているリプルの情報を取得するリプル情報取得ステップと、前記リプルの大きさが太陽電池モジュールの正常時に比べて増大しているときに、あるいは前記電流を周波数解析して得られる周波数スペクトルの特定の周波数帯において信号強度が増大する変化として検出されるときに、太陽電池モジュールの故障と判断する判定ステップとを有することを特徴とする太陽電池モジュールの故障診断方法。 a ripple information acquisition step of acquiring information on a ripple superimposed on a direct current flowing in each string of photovoltaic power generation equipment; a determination step of determining that the solar cell module has failed when a change in signal strength increases is detected in a specific frequency band of a frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current. Module fault diagnosis method. 前記判定ステップは、前記周波数スペクトルの系統電力の周波数よりも高い周波数の何れかにおいて前記信号強度の増大が検出されたときに、太陽電池モジュールの故障と判断されることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの故障診断方法。 2. In the determining step, when an increase in the signal strength is detected at any frequency higher than the frequency of the grid power in the frequency spectrum, it is determined that the solar cell module has failed. A method for diagnosing a failure of a solar cell module as described. 前記判定ステップは、前記周波数スペクトルの系統電力の周波数よりも高いn次高調波あるいはn次高調波以外の特定の周波数または周波数域において太陽電池モジュールの正常時よりも信号強度が増大する場合に、太陽電池モジュールの故障と判断されることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの故障診断方法。 In the determination step, when the signal strength increases compared to when the solar cell module is normal at a specific frequency or frequency range other than the n-th harmonic higher than the frequency of the grid power in the frequency spectrum, 2. A failure diagnosis method for a solar cell module according to claim 1, wherein a failure of the solar cell module is determined. 前記判定ステップは、前記周波数スペクトルの系統電力の周波数よりも高いn次高調波において太陽電池モジュールの正常時よりも信号強度が増大する場合に、太陽電池モジュールの故障と判断されることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの故障診断方法。 In the determining step, if the signal strength of the n-order harmonic higher than the frequency of the grid power in the frequency spectrum increases compared to when the solar cell module is normal, it is determined that the solar cell module has failed. The failure diagnosis method for a solar cell module according to claim 1. 前記判定ステップは、前記周波数スペクトルのn次高調波以外の周波数域において信号強度が増大する場合に、太陽電池モジュールの故障と判断されることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの故障診断方法。 2. The malfunction of the solar cell module according to claim 1, wherein, in the determining step, when the signal strength increases in a frequency region other than the nth harmonic of the frequency spectrum, the malfunction of the solar cell module is determined. diagnostic method. 前記判定ステップは、前記ストリングの太陽電池モジュールの運転開始時あるいは運転健全時の前記リプルの情報を取得し、このリプルの情報データと測定時のリプルの情報データを比較し、その差によって故障と判断するとの比較によって行われることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの故障診断方法。 The determination step acquires the information on the ripple when the solar cell module of the string starts to operate or when the operation is normal, compares the information data on the ripple with the information data on the ripple at the time of measurement, and judges failure according to the difference. 2. The failure diagnosis method for a solar cell module according to claim 1, wherein the failure diagnosis method is performed by comparing with the determination. 前記判定ステップは、太陽電池モジュールを模擬故障させたときの、系統電力の周波数よりも高い周波数において変化する信号強度の大きさを閾値とし、該閾値を以て全てのストリングの電流に重畳する前記系統電力の周波数よりも高い周波数の信号強度の大きさを比較することによって行われることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの故障診断方法。 In the determination step, the magnitude of the signal intensity that changes at a frequency higher than the frequency of the grid power when a simulated failure occurs in the solar cell module is set as a threshold, and the grid power superimposed on the current of all the strings with the threshold. 2. A failure diagnosis method for a solar cell module according to claim 1, wherein the diagnosis is performed by comparing magnitudes of signal intensities of frequencies higher than the frequency of . 前記判定ステップは、同一発電所内の同じモジュール枚数のストリング間で、他のストリングに発生するリプルの大きさを閾値とし、測定対象となるストリングと他のストリングとのリプルの大きさを相互に比較することにより行われることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの故障診断方法。 In the determination step, between strings having the same number of modules in the same power plant, the magnitude of ripples generated in other strings is set as a threshold value, and the magnitudes of ripples of the string to be measured and the other strings are compared with each other. 2. The method of diagnosing a failure of a solar cell module according to claim 1, wherein the method is performed by: 前記判定ステップは、前記周波数スペクトルのn次高調波の前記信号強度とn次高調波以外の周波数部分の前記信号強度とを比較し、信号強度に明らかな差が生じたときに故障していると推定することを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの故障診断方法。 The determining step compares the signal strength of the nth harmonic of the frequency spectrum with the signal strength of a frequency portion other than the nth harmonic, and a failure occurs when an appreciable difference in signal strength occurs. 2. The method for diagnosing a failure of a solar cell module according to claim 1, wherein the estimation is made as follows. 前記判定ステップは、前記周波数スペクトルの前記系統電力の周波数よりも高い特定の周波数における前記信号強度の大きさが正常時に比べて増大し、且つ前記信号強度が一定時間以上継続的に検出されるときあるいは測定時刻を変えた複数回の判定において連続的に検出されるときに故障と判断することを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュールの故障診断方法。 The determination step is performed when the magnitude of the signal strength at a specific frequency higher than the frequency of the grid power in the frequency spectrum increases compared to a normal state, and the signal strength is continuously detected for a predetermined time or longer. 2. The method of diagnosing a failure of a solar cell module according to claim 1, wherein the failure is determined when the failure is detected continuously in a plurality of determinations with different measurement times. 太陽光発電設備のストリングを流れる直流電流を測定する電流測定手段と、前記直流電流に重畳したリプルの情報を取得するリプル情報取得部と、前記リプルの大きさが太陽電池モジュールの正常時に比べて増大しているときに、あるいは前記電流を周波数解析して得られる周波数スペクトルの特定の周波数帯において信号強度が増大する変化として検出されるときに、太陽電池モジュールの故障の発生の有無を判定する判定部と、判定結果を出力する判定結果出力部とを備える太陽電池モジュールの故障診断装置。 A current measuring means for measuring a direct current flowing through a string of a photovoltaic power generation facility, a ripple information acquisition unit for acquiring information on a ripple superimposed on the direct current, and a magnitude of the ripple compared to when the solar cell module is normal. It is determined whether or not a failure has occurred in the solar cell module when the current is increasing, or when the change is detected as an increase in the signal intensity in a specific frequency band of the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current. A failure diagnosis device for a solar cell module, comprising a determination unit and a determination result output unit for outputting a determination result. 前記判定部が、故障が発生していると判定した場合に故障を知らせるシグナルを発信し続けさせる発出手段をさらに備えることを特徴とする請求項11記載の太陽電池モジュールの故障検知装置。 12. The failure detection device for a solar cell module according to claim 11, further comprising: an output means for continuously transmitting a signal indicating failure when said determination unit determines that a failure has occurred. 前記電流を周波数解析して得られる周波数スペクトルの特定の周波数で共振する共振回路を備え、前記共振回路で共振させて、ある程度の大きさのリプルになったら音を鳴らしたり、光を放ったりさせることで聴覚的あるいは視覚的にパネルの故障を表示して監視員等に知らせる請求項11記載の太陽電池モジュールの故障検知装置。 A resonance circuit that resonates at a specific frequency of the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current is provided, and the resonance circuit is caused to resonate, and when the ripple reaches a certain level, it emits sound or emits light. 12. The failure detection device for a solar cell module according to claim 11, wherein the failure of the panel is audibly or visually displayed to notify a monitor or the like. 前記故障を知らせるシグナルは、音、光、信号、電波のいずれか、あるいはこれらの組み合わせから成ることを特徴とする請求項12記載の太陽電池モジュールの故障検知装置。 13. The failure detection device for a solar cell module according to claim 12, wherein the signal indicating the failure is one of sound, light, signal, radio wave, or a combination thereof. 太陽光発電設備のストリング毎に流れる直流電流に重畳しているリプルの情報を取得するリプル情報取得処理と、前記リプルの大きさが太陽電池モジュールの正常時に比べて増大しているときに、あるいは前記電流を周波数解析して得られる周波数スペクトルの特定の周波数帯において信号強度が増大する変化として検出されるときに、故障と判断する判定処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする太陽電池モジュールの故障診断プログラム。 Ripple information acquisition processing for acquiring information on ripples superimposed on direct current flowing in each string of photovoltaic power generation equipment; A solar cell module characterized by causing a computer to perform determination processing for determining a failure when a change in signal strength increase is detected in a specific frequency band of a frequency spectrum obtained by frequency analysis of the current. diagnostic program.
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