JP4992991B2 - 太陽電池制御装置、太陽電池管理装置、電力システム、太陽電池制御装置の制御方法および太陽電池管理方法 - Google Patents

Description

本発明は太陽電池制御装置、太陽電池管理装置、電力システム、太陽電池制御装置の制御方法および太陽電池管理方法に関する。

昨今、系統から電力を買電するだけでなく、各住宅に備えられた太陽光発電パネルによって発電された電力を売電することができる電力売買システムが開発されつつある。

例えば、スマートグリッドと呼ばれる技術などが知られている。また、太陽光発電の普及を目的として、太陽光発電による電力をそれ以外の電力に比べて高値で買い取る制度の導入も各国で検討されている。このような電力売買システムでは、太陽エネルギーによって正当に発電された電力が供給されることが大前提である。しかしながら、蓄電池等によって太陽電池モジュールの発電特性を模した電力供給を行うことも考えられるため、このような不正な電力供給に対する対策を講じることが望まれている。

このため、例えば、太陽電池モジュールに識別子を付与するなどして個々の太陽電池モジュールを管理することも一案である。太陽光発電モジュールに識別子を付与するという技術的思想は、例えば特許文献１、２において開示されている。

特開２００４−２２１４７９号公報（２００４年８月５日公開） 特開２００４−２６００１５号公報（２００４年９月１６日公開）

しかしながら、特許文献１、２では、太陽電池モジュールごとに識別子を付して、故障した太陽光電池モジュールを当該識別子によって個別に検知する技術が開示するにとどまる。上述の従来技術は、飽くまで故障した箇所を検知するために太陽電池モジュールに識別子を付与する技術であり、その正当性を示したり検証したりするものではない。本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、電力売買システムに参加するクライアント側で太陽電池が適切に接続されていることを示すことができる太陽電池制御装置、太陽電池管理装置、電力システム、太陽電池制御装置の制御方法および太陽電池管理方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る太陽電池制御装置は、対象機器の電流値および電圧値の少なくとも一方を制御する制御装置に対して、電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を送信する指示送信手段と、上記制御装置から該制御装置の識別子、電流値および電圧値を受信する受信手段と、受信した電流値および電圧値が受信した識別子より識別した制御装置に接続されているべき太陽電池の電気的特性と合致するか否かに応じて、上記対象機器が太陽電池であるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る太陽電池制御装置の制御方法は、太陽電池の電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を受信する指示受信ステップと、上記指示に応じて上記太陽電池の電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する変更ステップと、上記変更後の電流値および電圧値と自装置を識別するための識別子とを含む通知を、上記指示の送信元に返信する通知返信ステップとを含むことを特徴とする。

上記構成によれば、通信ネットワークからの指示に応じて太陽電池の電流値および電圧値の少なくとも一方を変更し、変更した後の電流値および電圧値と指示の送信元に太陽電池制御装置を識別するための識別子とを返信することができる。

太陽電池の電流値または電圧値の一方を変動させると、太陽電池のＩ−Ｖ特性に従って他方の値も変動する。このような特性は、太陽電池に特徴的なものであり太陽電池以外の電力源によって模倣するのは相当の困難性をともなう。

よって、上記のように、変更した後の電流値および電圧値を含む通知を送信することで、その通知の受信者に対して太陽電池制御装置を特定するための情報および太陽電池制御装置に接続されているものがまぎれもなく太陽電池そのものであることを示すことができるという効果を奏する。

本発明に係る太陽電池制御装置では、太陽電池の両極間の電圧を計測する電圧計測部と、太陽電池の両極間に接続された抵抗部とを備え、上記抵抗部には太陽電池の両極間との接続をオン・オフするためのスイッチが設けられており、スイッチがオンの状態で太陽電池の両極間において接続され、上記変更手段は上記指示の受信に応じて上記スイッチをオン状態にすることが好ましい。

上記構成によれば、通信ネットワークからの指示に応じて変更手段が抵抗部のスイッチをオンの状態にして太陽電池の両極と接続させる。これにより当該太陽電池の電流値を、抵抗値と電圧計測部が計測する電圧値との関係から算出することができる。また、指示の受信に応じてスイッチをオン状態にするので、指示がない場合において抵抗により電流が流入することを防ぐことができる。この結果、発電効率の低下を防ぎつつ、太陽電池制御装置に接続されているものがまぎれもなく太陽電池そのものであるか否かを判定することができるという効果を奏する。

上記の課題を解決するために、本発明に係る太陽電池管理装置は、本発明に係る太陽電池制御装置は、対象機器の電流値および電圧値の少なくとも一方を制御する制御装置に対して電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を送信する指示送信手段と、上記制御装置から該制御装置の識別子、電流値および電圧値を受信する受信手段と、受信した電流値および電圧値が受信した識別子より識別した制御装置に接続されているべき太陽電池の電気的特性と合致するか否かに応じて、上記対象機器が太陽電池であるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る太陽電池管理方法は、対象機器の電流値および電圧値の少なくとも一方を制御する制御装置に対して、電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を送信する指示送信ステップと、上記制御装置から該制御装置の識別子、電流値および電圧値を受信する受信ステップと、受信した電流値および電圧値が受信した識別子より識別した制御装置に接続されているべき太陽電池の電気的特性と合致するか否かに応じて、上記対象機器が太陽電池であるか否かを判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、太陽電池管理装置が制御装置に対して電流値および電圧値のすくなくとも一方を変更し電流値および電圧値の少なくとも一方を変更させるよう指示し、この指示の応答として、該制御装置の識別子と電流値および電圧値とを受信する。この太陽電池管理装置の適用例としては、電力会社が保有するサーバ装置、電信柱の柱上変圧器、スマートメーターをはじめとする電力計測器およびパワーコンディショナ等が挙げられる。そして、受信した電流値および電圧値が識別子により識別した制御装置に接続されているべき太陽電池の電気的特性と合致するか否かを判定する。

接続されているべき太陽電池の電気的特性は、例えば、制御装置の識別子と当該制御装置に接続されているべき太陽電池の電気的特性とを対応付けてデータベースに保存しておき、受信した制御装置の識別子を用いてこのデータベースから読み出す構成としてもよい。また、合致するか否かは受信した電流値および電圧値が所定の範囲内か否かによって判断してもよい。この判定の結果、合致していない場合には対象機器が太陽電池でないと判断することができる。従って、識別子によって特定した制御装置に接続されているものがまぎれもなく太陽電池そのものか否かを判定することができるという効果を奏する。

本発明に係る太陽電池管理装置では、上記指示送信手段は上記指示を不定期に送信することが好ましい。

上記構成によれば、制御装置に対する指示をいわば抜き打ちで行うことができる。制御装置に対する指示を定期的に行うこととすると、制御装置に不正な電力源を接続している者が、太陽電池管理装置から指示が送信される時期を予測してなりすまし判定に対する対応策を立ててしまうおそれがある。上記構成のように、抜き打ちで制御装置に対する指示を行えばこのような対策を立てにくくすることができる。また、このように不定期で行えば、なりすまし判定のために指示を送信するため、太陽電池管理装置と制御装置との間における通信資源を無闇に消費することがなくネットワークの輻輳を防ぐこともできる。

本発明に係る太陽電池管理装置では、上記判定手段は上記太陽電池の発電履歴に基づいて電流値および電圧値を推定し、推定した電流値および電圧値と上記受信した電流値および電圧値とを比較することにより、上記電気的特性が合致するか否かの判断を行うことが好ましい。

上記構成によれば、太陽電池の発電履歴に基づいて電流値および電圧値を推定するので、太陽電池の実績に応じて電気的特性の判断を行うことができる。これにより電気的特性が合致しているか否かの判定の精度を向上させることができる。

本発明に係る太陽電池管理装置では、上記制御装置の識別子と該制御装置に接続されているべき太陽電池の開放電圧の値とを対応付けて記憶する開放電圧記憶部を備え、上記指示送信手段は、上記制御装置に対し、電圧値を上記開放電圧記憶部に記憶されている該制御装置の識別子に対応する上記制御装置に接続されているべき太陽電池の開放電圧の値に変化させた後の電圧値および電流値を送信する指示を送信するものであることが好ましい。

上記構成によれば、電圧値を開放電圧の値に変化させた後の電流値および電圧値が識別子により識別した制御装置に接続されているべき太陽電池の電気的特性と合致するか否かを判定することができる。開放電圧における電流値は太陽電池に特徴的な電気的特性に従うものであるから、上記構成によれば上記対象機器が太陽電池であるか否かを精度良く判定することができるという効果を奏する。

本発明に係る太陽電池管理装置では、上記指示送信手段は日射量が十分である場合、および日射量が低下している場合の両方において、上記指示を送信し上記判定を行うことが好ましい。

太陽電池は、日射量が低下すると電流の変動に対して電圧が大きく変動するようになる特性がある。上記構成によれば、日射量が十分である場合、例えば晴れの時間帯に受信した電圧値および電流値について判定を行い、さらに日射量が低下している場合、例えば曇りの時間帯に受信した電圧値および電流値について判定を行うことができる。よって、異なる日射量の条件下で太陽電池の電気的特性を検証することができる。この結果、上記対象機器が太陽電池であるか否かを精度良く判定することができる。

上記太陽電池制御装置と上記太陽電池管理装置とを備える電力システムも本発明の範疇であり、上記構成により前述のものと同じ作用効果を得ることができる。

本発明に係る太陽電池制御装置および太陽電池制御装置の制御方法によれば、太陽電池制御装置を特定するための情報および太陽電池制御装置に接続されているものがまぎれもなく太陽電池そのものであることを示すことができるという効果を奏する。本発明に係る太陽電池管理装置および太陽電池管理方法によれば、識別子によって特定した制御装置に接続されているものがまぎれもなく太陽電池そのものか否かを判定することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る監視制御装置の構成例について示す機能ブロック図である。 本発明に係る電力売買システムの概略的構成について示す機能ブロック図である。 電力配信網から太陽電池までの接続形態について示す模式図である。 上記監視制御装置の概略的構成について示す機能ブロック図である。 本発明に係る電力管理サーバの概略的構成について示す機能ブロック図である。 本発明に係る問合せ・応答の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明に係る問合せ・応答の処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 本発明に係る問合せ・応答の処理の流れのさらに他の例を示すフローチャートである。 ＰＶモジュールの位置情報について示した模式図である。 電力属性を管理するための構成について例示したブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る監視制御装置の構成例について示す機能ブロック図である。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図１０に基づいて説明すると以下のとおりである。

（電力売買システムの構成について）
まず、図２を用いて電力売買システム（電力システム）１の概略的構成について説明する。図２に示すように、電力売買システム１は、電力会社Ｐが管理する電力管理サーバ（太陽電池管理装置）１００と太陽電池アレイ（以下、単に太陽電池と称する）３０を設置している住宅Ｃ１〜Ｃｎとが、商用電力系統である電力配信網（系統）５を介して相互に接続された構成である。電力売買システム１は、電力配信網（通信ネットワーク）５を介して電力会社Ｐから一方的に各住宅に電力供給を行うだけでなく、各住宅からの電力供給が可能であり、いわゆる双方向の電力供給を実現している。すなわち、住宅Ｃ１〜Ｃｎでは、太陽電池３０で発電した電力を自宅で消費することができ、また消費しきれなかった電力、すなわち余剰電力については電力会社Ｐに買い取らせることもできる。この際、住宅Ｃ１〜Ｃｎはこの余剰電力を電力配信網５に逆流させる。また、住宅Ｃ１〜Ｃｎは、太陽電池３０で発電した電力が自宅で必要な電力に満たないときは足りない分の電力を電力会社Ｐから購入して電力配信網５から電力供給を受ける。

ところで、太陽光発電システムを普及させるため太陽電池３０によって発電した電力を優先的な価格で買い取る制度も世界各地で導入されつつある。しかしながら、太陽電池３０を設置している住宅ＣＸが、さらに太陽電池３０以外の発電源Ｘを設置しており、これにより太陽電池３０よりも安価に発電できるようになっている場合も考えられる。このような場合、住宅ＣＸにおいて発電源Ｘによって太陽電池３０よりも安価に発電された電力が不当な価格で電力会社Ｐに売電される可能性がある。例えば、住宅ＣＸにおいて発電源Ｘとしてエンジン発電機が備えられている場合、当該エンジン発電機で安価に発電した電力が電力会社Ｐに不当な価格で売電されるというケースが考えられる。

従って、当該システムにおいて、上記のような優先的な買い取り制度を導入する場合、発電源Ｘによって発電した電力、言い換えれば太陽電池３０によって発電していない電力を太陽電池３０によって発電した電力と偽って高い買い取り価格で電力会社Ｐに買い取らせるという不正を防ぐ対策を打つことが望まれる。

（電力配信網から太陽電池に至るまでの通信経路）
次に、図３を用いて電力配信網５から太陽電池３０に至るまでの通信経路の具体例について説明する。図３は住宅Ｃ１における各機器の接続構成について例示したものである。

図３に示すように、電力配信網５と太陽電池３０との間は、例示的に、電力配信網５側から順に、変圧器１１、電力計測器１２、パワーコンディショナ２０、そして太陽電池３０という接続構成としている。
変圧器１１は、電力配信網５から供給される電力を家庭用の電源として利用できるよう変圧するものである。変圧器１１は住宅Ｃ１付近に設置される電柱上に設けられる。電力計測器１２は、電力会社Ｐから購入する電力の電力量を計測する買電メータおよび電力会社Ｐに販売する電力の電力量を計測する売電メータを備えるものであり、例えばスマートメーターなどにより実現可能である。パワーコンディショナ２０は、主として、太陽電池３０から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータ機能と、電力配信網５へ流す電力と負荷１３へ流す電力を分電する分電機能とを備えるものである。また、パワーコンディショナ２０は、例示的に太陽電池３０をＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御する機能や、太陽電池３０から出力される電力量、その電流値、電圧値を計測する機能も備える構成である。負荷１３は、住宅Ｃ１内で用いられる電力を消費する機器であり、例えば照明、テレビジョン受像機、クーラー、冷蔵庫、給湯器などが挙げられる。
各構成間の通信接続形態は、例示的に次のものを採用している。まず、電力配信網５と変圧器１１との間は、電力会社Ｐの系統保守用の通信ネットワークにより接続される。なお、以下では説明の便宜のため、電力配信網５の用語は系統保守用の通信ネットワークを含むものとする。また、変圧器１１−電力計測器１２−パワーコンディショナ２０の間は、ＡＣ（交流）ライン上のパワーラインコントローラ（以下、ＰＬＣと称する）によるＬｏｎＷｏｒｋｓ（登録商標）通信を行う接続形態である。そして、パワーコンディショナ２０と太陽電池３０および負荷１３との間はＤＣ（直流）ライン上のＰＬＣによるＬｏｎＷｏｒｋｓ通信を行う接続形態である。しかしながら、上記に限られず、各構成間の通信接続形態は有線および無線を問わず様々な構成を採用することができ、例えば、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等の構成を採用することができる。

（太陽電池の概略的構成について）
次に、図４を用いて太陽電池３０の概略的構成について説明する。図４に示すように、太陽電池３０は、ＰＶモジュール（太陽電池）Ｍ１とそれに対応する監視制御装置（太陽電池制御装置、制御装置）４０とからなるセットを複数備える構成である。なお、この太陽電池３０の構成は例示的なものであり構成はこれに限られない。例えば、太陽電池３０はＰＶモジュールＭ１が複数直列に接続されたストリングが並列に接続された構成であってもよい。太陽電池３０は、複数のＰＶモジュールＭ１が、監視制御装置４０を介して直列に接続された構成である。ＰＶモジュールＭ１は太陽光発電素子であるセルを複数直列に接続した構成を有する発電装置である。監視制御装置４０はＰＶモジュールＭ１を監視するためのものである。

なお、同図において点線は通信・制御の流れを示している。また、監視制御装置４０はパワーコンディショナ２０と通信ネットワークを介して接続されている。監視制御装置４０は、ＤＣＤＣ（直流―直流）変換部４３、主制御部６０、および記憶部８０を備える構成である。ＤＣＤＣ変換部４３は、ＰＶモジュールＭ１の出力をＤＣＤＣ変換するものであり、例示的にはＤＣＤＣコンバータにより実現される。また、ＤＣＤＣ変換部４３は、さらにＰＶモジュールＭ１の電圧値および電流値を計測する機能、およびインピーダンスを変化させる機能を有している。

主制御部６０は監視制御装置４０内における各種構成の動作を統括的に制御するものであり、記憶部８０は各種情報を記憶するものである。

（主制御部および記憶部について）
次に、図１を用いて、主制御部６０および記憶部８０の詳細について説明する。図１は図４に示す太陽電池３０に含まれる、一組のＰＶモジュールおよび監視制御装置４０のセットに注目しその詳細構成について示したものである。

まず、記憶部８０の構成について説明する。図１に示すように、記憶部８０は識別子記憶部８１および発電実績記憶部８２を備える構成である。識別子記憶部８１は、電力管理サーバ１００側で監視制御装置４０を個体識別するための識別子を記憶しているものである。この識別子は監視制御装置４０ごとに固有であり、電力配信網５上で個体を一意に特定できるように割り振られる。この識別子は、監視制御装置４０の製造時に識別子記憶部８１に記憶されてもよいし太陽電池３０が設置された後に割り振られてもよい。発電実績記憶部８２は、ＰＶモジュールＭ１による電力発電量を時系列データとして記憶しているものである。

続いて、主制御部６０の構成について説明する。図１に示すように、主制御部６０は、指示受信部（指示受信手段、変更手段）６１、計測値取得部６３、および応答部（通知返信手段）６４を備える構成である。

指示受信部６１は、電力管理サーバ１００から各種問合せメッセージを受信して、受信したメッセージに基づきＤＣＤＣ変換部４３に指令を送信したり、計測値取得部６３に計測値を取得するよう指令を送信したりするものである。電力管理サーバ１００から受信する各種問合せメッセージとは、監視制御装置４０に接続されているＰＶモジュールＭ１の正当性を検証するのに必要な情報を応答するよう電力管理サーバ１００から送信されるメッセージのことであって、例えば次のようなものがある。

（１）インピーダンス値を変化させたときの電圧値・電流値を計測して応答するよう指示するメッセージ；
（２）電圧値および電流値を計測して応答するよう依頼するメッセージ；
（３）インピーダンスを徐々に変化させながら電圧値および電流値を計測して応答するよう指示するメッセージ；および
（４）１日の電力発電量の実績を応答するよう依頼するメッセージ；
また、指示受信部６１は、上記のメッセージに基づいて、ＤＣＤＣ変換部４３に指令を送信する。例えば、上記（１）のメッセージを受信した場合、指示受信部６１はインピーダンスを変化させる旨の指令をＤＣＤＣ変換部４３に送信する。指示受信部６１は、受信したメッセージに応じて適切な情報が得られるように各部材に通知を行う。計測値取得部６３は、ＤＣＤＣ変換部４３において計測された、ＰＶモジュールＭ１の電圧値および電流値を取得するものである。また、計測値取得部６３は、指示受信部６１が受信したメッセージの内容に応じて取得した電圧値および電流値を応答部６４に送信する。応答部６４は、指示受信部６１が電力管理サーバ１００から受信したメッセージに応じた応答メッセージを作成し、作成した応答メッセージを電力管理サーバ１００に送信するものである。

より具体的には、まず応答部６４は電力管理サーバ１００から受信したメッセージに応じた計測値を計測値取得部６３または発電実績記憶部８２から取得する。そして、応答部６４は識別子記憶部８１から識別子を読み出して、読み出した識別子と上記計測値または上記計測値から導出できる値とを含む応答メッセージを作成する。応答メッセージに含める計測値は、電力管理サーバ１００から受信したメッセージに応じて異なるのでその詳細については後述する。

（電力管理サーバの概略的構成について）
次に、図５を用いて電力管理サーバ１００の概略的構成について説明する。図５に示すように、電力管理サーバ１００は、通信部１１０、制御部１３０、および記憶部１５０を備える構成である。通信部１１０は電力配信網５と接続するための通信インターフェースを提供するものである。制御部１３０は電力管理サーバ１００内における各種構成の動作を統括的に制御するものであり、記憶部１５０は各種情報を記憶するものである。

制御部１３０および記憶部１５０についてより詳しく説明すると次のとおりである。

（制御部および記憶部の詳細について）
記憶部１５０は、ＰＶモジュール特性値データベース１５１、経路情報データベース１５２、発電履歴データベース１５３、設置位置情報データベース１５４、乖離度データベース１５５、および天気情報データベース１５６を備える構成である。
ＰＶモジュール特性値データベース１５１は、各監視制御装置４０の識別子と当該監視制御装置４０に接続されているべきＰＶモジュールの各種特性値とを対応付けて格納しているものである。各種特性値としては、様々な日射量・温度の条件下におけるＰＶモジュールのＩ−Ｖ特性を示す値や、開放電圧値、発電特性を示す値などが挙げられる。この対応づけは、太陽電池設置時などのタイミングで予め行っておく。経路情報データベース１５２は、各監視制御装置４０の識別子と、電力管理サーバ１００から当該監視制御装置４０に至るまでの経路情報とを対応付けて格納しているものである。経路情報としては、変圧器のネットワーク上の識別情報、電力計測器の識別情報、パワーコンディショナの識別情報、および監視制御装置４０の識別子などが挙げられる。設置位置情報データベース１５４は、各住宅において各モジュールがどのような位置に設置されているかを管理するためのものである。設置位置情報データベース１５４には、監視制御装置４０の識別子と、監視制御装置４０に接続されているＰＶモジュールＭ１の位置情報とが対応付けられて格納される。発電履歴データベース１５３は、各モジュールの１日の発電量が履歴として記録される。発電履歴データベース１５３には、モジュールの識別子と計測日と計測した発電量が対応付けられて格納される。乖離度データベース１５５は、モジュールの１日の発電量の推測値と発電量の実測値との差である乖離度が履歴として記録される。乖離度データベース１５５には、監視制御装置４０の識別子と算出日と乖離度が対応付けられて格納される。天気情報データベース１５６は、ＰＶモジュールＭ１の発電に影響を与えうる天気情報が格納される。天気情報は、より具体的には、温度、日射量、気象衛星の画像や、雨量、積雲のかかり具合等の時系列データである。なお、電力管理サーバ１００では、任意のタイミングで民間気象予報会社が提供している上述のような天気情報を天気情報データベース１５６に更新できるようになっているものとする。

続いて、制御部１３０の詳細について説明する。制御部１３０は、問合せ作成部（指示送信手段、受信手段）１４０、および、なりすまし判定部（判定手段）１３１、経路判定部１３２、発電履歴作成部１３３、発電量推定部１３４、および乖離度比較部１３５を備える構成である。

問合せ作成部１４０は、太陽電池３０のＰＶモジュールＭ１に接続されている監視制御装置４０に対して、電圧値、電流値、電力値等の計測値を応答するよう要請する各種メッセージを作成するものである。問合せ作成部１４０は、通信部１１０を介して監視制御装置４０にメッセージを送信するとともに、監視制御装置４０からの応答メッセージを受信する。問合せ作成部１４０は、受信した応答メッセージをなりすまし判定部１３１に転送する。また、問合せ作成部１４０が問合せの対象とする監視制御装置４０は任意に選択することができる。例えば、ＰＶモジュール特性値データベース１５１に識別子が登録されている監視制御装置４０について、登録の順に選択してもよいしランダムに選択してもよい。
問合せ作成部１４０は、より詳細には、インピーダンス変化指示部（指示送信手段）１４１、電圧値・電流値問合せ部１４２、起動時電圧値・電流値計測指示部１４４、発電量実績問合せ部１４５を有しており、各部において対応するメッセージを作成する。インピーダンス変化指示部１４１は、監視制御装置４０に対して、『インピーダンスを変化させたときの電圧値・電流値を計測して応答するよう指示する』メッセージを作成するものである。インピーダンス変化指示部１４１は、上記インピーダンス値を明示的に指定してもよいし変化させることだけを指定してもよい。電圧値・電流値問合せ部１４２は監視制御装置４０に対して、『電圧値および電流値を計測して応答するよう依頼する』メッセージを作成するものである。起動時電圧値・電流値計測指示部１４４は、パワーコンディショナ２０が起動する際、監視制御装置４０に対して、『インピーダンスを徐々に変化させながら電圧値および電流値を計測して応答するよう指示する』メッセージを作成するものである。発電量実績問合せ部１４５は、監視制御装置４０に対して、『１日の電力発電量の実績を応答するよう依頼する』メッセージを作成するものである。

なりすまし判定部１３１は、問合せ部１４０が監視制御装置４０から受信した応答に基づいて監視制御装置４０が本当にＰＶモジュールに接続されているかどうかを判定する。経路判定部１３２は、経路情報データベース１５２を参照しながら、監視制御装置４０までの経路が経路情報と一致するかどうかを判定するものである。発電履歴作成部１３３は、監視制御装置４０から電力発電量の実績が応答されたときにその内容を履歴として発電履歴データベース１５３に格納するものである。発電量推定部１３４は、監視制御装置４０に１日の電力発電量の実績を応答するよう問合せたときに、ＰＶモジュールＭ１の発電特性、ＰＶモジュールＭ１の過去の発電実績や、そのときの天気などに応じてその問い合わせ日におけるＰＶモジュールＭ１の発電量を推定するものである。
具体的には、発電量推定部１３４は、ＰＶモジュール特性値データベース１５１、発電履歴データベース１５３および天気情報データベース１５６を参照して、その日の発電量を推定する。乖離度比較部１３５は、推定された発電量と実測された発電量との差分である乖離度を算出して、過去の乖離度と比較するものである。具体的には、乖離度比較部１３５は、発電量推定部１３４によって推定された発電量と問合せ作成部１４０が受信した応答メッセージに含まれる発電量との差分をとって乖離度を算出する。そして、乖離度比較部１３５は、上記応答メッセージに含まれる監視制御装置４０の識別子を用いて乖離度データベース１５５を参照して過去の乖離度を取得する。それから、乖離度比較部１３５は、乖離度データベース１５５から取得した過去の乖離度と算出した乖離度とを比較して、算出した乖離度が過去の乖離度と比べて所定以上上昇していないかを判定する。乖離度比較部１３５は判定結果をなりすまし判定部１３１に送信する。

（なりすまし判別の手法について）
続いて、なりすまし判定部１３１のなりすまし判別手法について説明する。なりすまし判定部１３１は、次の［１］〜［４］の手法により、監視制御装置４０に接続されているものが、ＰＶモジュールであるのかそれ以外の不正な発電装置であるのかを判定する。

［１］インピーダンスを変化させたときの電圧値・電流値から判断する手法
天気が晴天である場合、すなわち、日射量が十分に足りている場合、ＰＶモジュールＭ１において電流値を変動させると相応に電圧値も変動する。しかし、天気が曇りであるなどの理由により日射量が低い場合、ＰＶモジュールＭ１において電流値を変動させると、天気が晴天であるときと比べて電圧値が急峻に変化する。この場合、電流値を上げると電圧値が大きく低下し、一方、電流値を下げると電圧値が大きく上昇する。監視制御装置４０では、電力管理サーバ１００からのメッセージに応じてＤＣＤＣ変換部４３においてインピーダンスを変化させて電流値を調整できる。例えば、監視制御装置４０はインピーダンスを低下させて電流値を上昇させることができ、またインピーダンスを上昇させて電流値を低下させることができる。
このとき監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されているのであれば、次のような傾向がみられるはずである。すなわち、天気が曇りの場合において、ＰＶモジュールＭ１の電流値を上昇させればこれに応じて電圧値は大きく降下するはずである。これに対して、監視制御装置４０にＰＶモジュール以外の不正な電力源が接続されている場合は、曇りの場合でも晴天の場合でも上記のような傾向はみられず、電圧値はそれほど変わらないと考えられる。よって、なりすまし判定部１３１は、監視制御装置４０がインピーダンスを変化させたときの電圧値・電流値が上記のような傾向を示していれば、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断する。これに対して、なりすまし判定部１３１は、曇りの場合および晴天の場合で、インピーダンスを変化させても電流値・電圧値の特性に特に変化が見られないような場合、監視制御装置４０にＰＶモジュール以外の不正な電力源が接続されていると判断する。なりすまし判定部１３１は、上記傾向があるか否かを判定するに際して、監視制御装置４０がインピーダンスを変化させたときの電圧値・電流値と、ＰＶモジュール特性値データベース１５１に登録されているＰＶモジュールＭ１の特性値とを対比し、所定以上の開きが無いかを判定してもよい。すなわち、なりすまし判定部１３１は、所定以上の開きがなければ、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断し、所定以上の開きがあれば、監視制御装置４０にＰＶモジュール以外の不正な電力源が接続されていると判断する。この判定は、上述のとおり曇りの場合、晴天の場合でそれぞれ行い、その結果を対比するとより効果的である。例えば、晴天時および曇り時の両方で判定し、いずれにおいても電流値の変動に対して所定以上の電圧値の変動がなければ、監視制御装置４０にＰＶモジュール以外の不正な電力源が接続されていると判断してもよい。また、晴天時には、電流値の変動に対して所定以上の電圧値の変動がないが、曇り時には電流値の変動に対して電圧値の変動が大きかった場合、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断してもよい。また、通常であれば晴れている時間帯において急に天気が崩れるのを見計らって問合せおよび判定を行ってもよい。この場合、例えば、天気情報を参照して寒気や湿気の高い空気が住宅Ｃ１の地区に入り込んだ状態となったのを見計らって判定を行う。

［２］電圧値および電流値の計測値から判断する手法
ＰＶモジュールＭ１は夜間は発電しない。したがって、夜間に監視制御装置４０に対して電圧値・電流値を問い合わせれば、その電圧値は０Ｖであり電流値は０Ａであるはずである。なりすまし判定部１３１は、夜間であるにもかかわらず、監視制御装置４０から送信される電圧値および電流値が０Ｖおよび０Ａでない場合、監視制御装置４０にＰＶモジュール以外の不正な電力源が接続されていると判断する。なりすまし判定部は、監視制御装置４０から送信される電圧値および電流値が０Ｖおよび０Ａである場合、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断する。

［３］パワーコンディショナ２０が起動したときの電圧値および電流値の推移から判断する手法
この判断手法は、まず、パワーコンディショナ２０起動時のＰＶモジュールＭ１の開放電圧を検証し、そして、その後の電圧値・電流値の推移を見て監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されているか否かを判断する手法である。

まず、通常、パワーコンディショナ２０は日の出時に起動されることが想定される。また、パワーコンディショナ２０の起動直後において、ＰＶモジュールが適切に接続されている監視制御装置４０のＤＣＤＣ変換部４３の入力電圧はＰＶモジュールＭ１の開放電圧になることが想定される。ＰＶモジュールＭ１の開放電圧の値は、ＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性から求めることができる。このため、パワーコンディショナ２０の起動時に計測した電圧値が妥当なものかどうかを検証することにより、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されているか否かを判断することができる。よって、例えば、あらかじめ計測対象のＰＶモジュールＭ１の開放電圧値をＰＶモジュール特性値データベース１５１において監視制御装置４０の識別子とともに登録しておき、パワーコンディショナ２０の起動直後に監視制御装置４０から電圧値を取得して対比することにより、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されているか否かを判断することができる。なりすまし判定部１３１は、監視制御装置４０から送信される電圧値とモジュールＭ１の開放電圧値との差が所定範囲内である場合、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断する。一方、上記差が所定範囲外であった場合、監視制御装置４０にＰＶモジュール以外の不正な電力源が接続されていると判断する。そして、日の出の直後には太陽の日射によってＰＶモジュールＭ１において発電が開始されると、電流値が０Ａから少しずつ上昇するとともに電圧値がＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性に従って低下していくはずである。

ここで、図１で示した監視制御装置４０のＤＣＤＣ変換部４３において、インピーダンスを徐々に低下させるとともに、電圧値・電流値を計測させて計測した電圧値・電流値の時系列データを含む応答メッセージを監視制御装置４０から送信させる。そして、なりすまし判定部１３１において、時系列データがＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性に従うものか否かを判定することにより、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されているか否かを判断する。監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されている場合、ＤＣＤＣ変換部４３においてインピーダンスを低下させても、監視制御装置４０において取得される電圧値・電流値の推移はＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性に従うものになるはずである。一方、監視制御装置４０にＰＶモジュール以外の不正な電力源が接続されている場合、インピーダンスを低下させると、ＰＶモジュールが接続されている場合よりも大きな電流が流れることが想定され、電圧値・電流値の推移はＩ−Ｖ特性に従わない。そこで、電力管理サーバ１００は、パワーコンディショナ２０が起動した後、監視制御装置４０のＤＣＤＣ変換部４３においてインピーダンスを徐々に変化させて計測した電圧値・電流値を取得する。

なりすまし判定部１３１は、インピーダンスを徐々に変化させたときの電圧値・電流値の推移がＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性に従うものか否かを判定する。なりすまし判定部１３１は、パワーコンディショナ２０が起動した後、電圧値および電流値の推移がＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性に従う場合、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断する。その一方で、なりすまし判定部１３１は、パワーコンディショナ２０が起動した後、電圧値および電流値の推移がＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性に従わない場合、監視制御装置４０にＰＶモジュール以外の不正な電力源が接続されていると判断する。この判断手法は、別の観点からいえば、電圧値を、開放電圧の値から所定の範囲で徐々に降下させたとき、電流値の値がＩ−Ｖ特性に従うかを判定する手法である。また、この判断手法は、パワーコンディショナ２０起動時に行われるので、判断のためにＤＣＤＣ変換部４３の入力電圧値をわざわざ開放電圧値に設定しなくても済む。このため判断時の電力損失を低く抑えることができる。なお、上述のように、パワーコンディショナ２０が起動したときに限られず、電力管理サーバ１００がぬきうちで監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１の動作点を開放電圧に設定するよう指示し、その時点の電圧値・電流値およびその後インピーダンスを徐々に変化させたときの電圧値・電流値の推移を応答するように構成することも当然に可能である。

［４］１日の電力発電量の実績を応答から判断する手法
ＰＶモジュールＭ１の発電量は、その日の天気・天候により、とくに１日の日射量に基づいて、おおよそ推定することができる。また、推定した発電量とＰＶモジュールＭ１の発電量の実測値とが厳密に一致しなくても、その差分である乖離度は日々においてそれほど変動がなく所定範囲内に収まることが予測される。よって、なりすまし判定部１３１は、過去の乖離度と比較して所定以上乖離度が上昇していない場合、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断する。一方、過去の乖離度と比較して所定以上乖離度が上昇している場合、監視制御装置４０にＰＶモジュール以外の不正な電力源が接続されていると判断する。

（問合せ・応答の処理の流れ１）
次に、図６を用いて、電力管理サーバ１００と監視制御装置４０との間の問合せ・応答処理の流れについて例示すると以下のとおりである。

まず、電力管理サーバ１００において、インピーダンス変化指示部１４１が、『インピーダンスを変化させたときの電圧値・電流値を計測して応答するよう指示する』メッセージを作成して、作成したメッセージを電力配信網５を介して監視制御装置４０に送信する（Ｓ１０１）。続いて、監視制御装置４０では、指示受信部６１が電力管理サーバ１００から送信されたメッセージを受信する（Ｓ２０１）。これに応じて指示受信部６１が、ＤＣＤＣ変換部４３にインピーダンスを変化させるよう指示して、ＤＣＤＣ変換部４３がインピーダンスを変化させると、計測値取得部６３が電圧値および電流値を取得する（Ｓ２０２）。そして、応答部６４は、識別子記憶部８１から識別子を読み出して、読み出した識別子と電圧値および電流値とを含む応答メッセージを電力管理サーバ１００に対して送信する（Ｓ２０３）。続いて、電力管理サーバ１００では、問合せ作成部１４０が監視制御装置４０からの応答メッセージを受信する（Ｓ１０２）。そして、なりすまし判定部１３１は、受信した応答メッセージに含まれる識別子を用いて、ＰＶモジュール特性値データベース１５１を参照しその監視制御装置４０に接続されているべきモジュールの特性値を読み出す。そして、成りすまし判定部１３１は、受信した応答メッセージに含まれる電圧値および電流値が、モジュールのＩ−Ｖ特性を示す値と比べて両者が乖離していないかを判定する（Ｓ１０３）。受信した応答メッセージに含まれる電圧値および電流値が、モジュールのＩ−Ｖ特性を示す値から乖離している場合（Ｓ１０３においてＮＯ）、なりすまし判定部１３１は監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１以外の不正な電力源が接続されていると判断する（Ｓ１０５）。一方、受信した応答メッセージに含まれる電圧値および電流値がモジュールのＩ−Ｖ特性を示す値と比べて乖離していない場合（Ｓ１０３においてＹＥＳ）、なりすまし判定部１３１は監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断する（Ｓ１０４）。

（問合せ・応答の処理の流れ２）
次に、図７を用いて、電力管理サーバ１００と監視制御装置４０との間における問合せ・応答処理の流れの別の例について示すと以下のとおりである。

まず、電力管理サーバ１００において、電圧値・電流値問合せ部１４２が電圧値および電流値を計測して応答するよう依頼するメッセージを作成して、作成したメッセージを電力配信網５を介して監視制御装置４０に送信する（Ｓ１１１）。なお、このメッセージ送信は、通常であれば太陽が照っていない時間帯、すなわち太陽電池による発電がない時間帯において行われる。続いて、監視制御装置４０では、指示受信部６１が電力管理サーバ１００から送信されたメッセージを受信する（Ｓ２１１）。これに応じて、計測値取得部６３が電圧計４１および電流計４５から電圧値および電流値を取得する。そして、応答部６４は、識別子記憶部８１から識別子を読み出して、読み出した識別子と電圧値および電流値とを含む応答メッセージを電力管理サーバ１００に対して送信する（Ｓ２１１）。

続いて、電力管理サーバ１００では問合せ作成部１４０が監視制御装置４０からの応答メッセージを受信する（Ｓ１１２）。そして、なりすまし判定部１３１は受信した応答メッセージに含まれる電圧値が０Ｖ、電流値が０Ａであるかどうかを判定する（Ｓ１１３）。電圧値が０Ｖ、電流値が０Ａでない場合（Ｓ１１３においてＮＯ）、なりすまし判定部１３１は監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１以外の不正な電力源が接続されていると判断し（Ｓ１１９）、その後処理は終了する。一方、電圧値が０Ｖ、電流値が０Ａである場合（Ｓ１１３においてＹＥＳ）、電力管理サーバ１００は、パワーコンディショナ２０が起動する時間の直前、すなわち日の出の時間の直前まで待機する。そして、起動時電圧値・電流値計測指示部１４４は日の出の時間の直前になると、『インピーダンスを徐々に変化させながら電圧値および電流値を計測して応答するよう指示する』メッセージを作成して、作成したメッセージを送信する（Ｓ１１４）。続いて、監視制御装置４０では、指示受信部６１が上記指示を受信すると、まず、計測値取得部６３がパワーコンディショナ２０起動時における電圧値および電流値を取得した後、ＤＣＤＣ変換部４３においてインピーダンスを徐々に変化させながら、さらに計測値取得部６３が継続的に電圧値および電流値を取得する（Ｓ２１２）。次に、応答部６４は、パワーコンディショナ２０起動時における電圧値および電流値と、継続的に取得した電圧値および電流値とから時系列データを生成し、識別子記憶部８１から識別子を読み出して、読み出した識別子と電圧値および電流値の時系列データとを含む応答メッセージを電力管理サーバ１００に対して送信する（Ｓ２１３）。続いて、電力管理サーバ１００では、問合せ作成部１４０が監視制御装置４０からの応答メッセージを受信する（Ｓ１１５）。そして、なりすまし判定部１３１は、応答メッセージに含まれる時系列データに基づいて、パワーコンディショナ２０起動時における電圧値が、ＰＶモジュールＭ１の開放電圧値から所定範囲の値であり、かつ電流値がほぼ０Ａであるかどうかを判定する（Ｓ１１６）。このとき、電圧値がＰＶモジュールＭ１の開放電圧値から所定範囲の値でなかったり、電流値がほぼ０Ａでなかったりする場合（Ｓ１１６においてＮＯ）、なりすまし判定部１３１は監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１以外の不正な電力源が接続されていると判断し（Ｓ１１９）、その後処理は終了する。一方、ＰＶモジュールＭ１の開放電圧値から所定範囲の値でありかつ電流値がほぼ０Ａである場合（Ｓ１１６においてＹＥＳ）、なりすまし判定部１３１は、応答メッセージに含まれる電圧値および電流値の時系列データを確認し、電圧値および電流値の推移がＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性を示しているかを判定する。すなわち、なりすまし判定部１３１は、電流値が０Ａから上昇していくとともに電圧値が低下しているかを判定する（Ｓ１１７）。このとき、電流値および電圧値の推移がＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性を示していない場合（Ｓ１１９においてＮＯ）、なりすまし判定部１３１は監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１以外の不正な電力源が接続されていると判断し（Ｓ１１９）、その後処理は終了する。一方、電流値および電圧値の推移がＰＶモジュールＭ１のＩ−Ｖ特性を示している場合（Ｓ１１７においてＹＥＳ）、なりすまし判定部１３１は監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断する（Ｓ１１８）。

（問合せ・応答の処理の流れ３）
次に、図８を用いて、電力管理サーバ１００と監視制御装置４０との間における問合せ・応答処理の流れのさらに別の例について説明すると以下のとおりである。

まず、電力管理サーバ１００において、発電量実績問合せ部１４５が、『１日の電力発電量の実績を応答するよう依頼する』メッセージを作成して、作成したメッセージを電力配信網５を介して監視制御装置４０に送信する（Ｓ１３１）。続いて、監視制御装置４０では、指示受信部６１が電力管理サーバ１００から送信されたメッセージを受信する（Ｓ２３１）。これに応じて応答部６４が発電実績記憶部８２を参照して１日分の電力発電量を計上して、計上した１日分の電力発電量と識別子とを含む応答メッセージを作成し、電力管理サーバ１００に対して応答する。続いて、電力管理サーバ１００では、問合せ作成部１４０が監視制御装置４０からの応答メッセージを受信する（Ｓ１３２）。そして、発電量推定部１３４は、応答メッセージに含まれる識別子を用いて、ＰＶモジュール特性値データベース１５１を参照しその監視制御装置４０に接続されているＰＶモジュールの特性値を読み出すとともに、発電履歴データベース１５３を参照して過去の発電実績値を取得する。さらに、発電量推定部１３４は、天気情報データベース１５６からその日の天気情報を取得する。そして、発電量推定部１３４は、天気情報に含まれる日射量と当該ＰＶモジュールの特性値および過去の発電実績値とに基づいて、当該ＰＶモジュールの発電量を推定する（Ｓ１３３）。乖離度比較部１３５は、推定された発電量と応答メッセージに含まれる１日分の電力発電量とを比較して、これらの差分値である乖離度を算出する（Ｓ１３４）。さらに、乖離度比較部１３５は、発電履歴データベース１５３を参照して、過去の実績値の乖離度と算出した乖離度とを比較しその差が所定以上開いていないかを判定する（Ｓ１３５）。ここで、これらの差が所定以上開いている場合（Ｓ１３５においてＮＯ）、なりすまし判定部１３１は、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１以外の不正な電力源が接続されていると判断する（Ｓ１３７）。一方、これらの差が所定以上開いていない場合（Ｓ１３５においてＹＥＳ）、なりすまし判定部１３１は監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１が適切に接続されていると判断する（Ｓ１３６）。

問合せ作成部１４０の問合せタイミングは、いわゆる抜き打ちで任意に行うことができる。というのも定期的に行うこととすると、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１以外の不正な電力源を接続している者が、このような問合せによる、なりすまし判定の対応策を立ててしまうことが考えられるからである。また、このように不定期で行えば、なりすまし判定のために電力配信網５の通信資源を無闇に消費することなくネットワークの輻輳を防ぐこともできる。

また、監視制御装置４０は電力管理サーバ１００の問合せ作成部１４０からの問合せに対して時間差を設けて応答してもよい。例えば、監視制御装置４０は、問合せ作成部１４０から『インピーダンスを変化させたときの電圧値・電流値を計測して応答するよう指示する』メッセージを受信すると、所定時間経ってからインピーダンスを変化させて、インピーダンス変化後の電圧値および電流値を含む応答メッセージを電力管理サーバ１００に送信してもよい。また、監視制御装置４０は、電力管理サーバ１００の問合せ作成部１４０から問合せを受けなくても自発的にインピーダンスを変化させて、応答メッセージをインピーダンス変化後の電圧値および電流値を含む応答メッセージを電力管理サーバ１００に送信してもよい。

なりすまし判定部１３１が、監視制御装置４０にＰＶモジュールＭ１以外の不正な電力源が接続されていると判断した場合、例えば、次のような対応をとることができる。

まず、電力管理サーバ１００において表示部（不図示）を設けて、管理者に対してアラートを上げてもよい。また、不正な電力源が接続されている監視制御装置４０が存在する住宅からの売電を停止する措置を講じてもよい。また、公共団体、政府その他の機関がこのような不正を集計するサーバ装置等を保有している場合、これらのサーバ装置等に通知を行ってもよい。

以上のように、本発明に係る監視制御装置４０は、ＰＶモジュールＭ１の電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を受信する指示受信部６１と、上記指示に応じて、インピーダンスを変更させることで上記ＰＶモジュールＭ１の電圧値を変更するＤＣＤＣ変換部４３と、上記変更後の電流値および電圧値と、自装置を識別するための識別子とを含む通知を、上記指示の送信元に返信する応答部６４と、を備える構成である。これにより、監視制御装置４０を特定するための情報および監視制御装置４０に接続されているものがまぎれもなくＰＶモジュールＭ１そのものであることを示すことができるという効果を奏する。また、以上のように、本発明に係る電力管理サーバ１００は、対象機器の電流値および電圧値の少なくとも一方を制御する監視制御装置４０に対して、電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を送信するインピーダンス変化指示部１４１と、上記監視制御装置４０から該監視制御装置４０の識別子と、電流値および電圧値とを受信する問合せ作成部１４０と、受信した電流値および電圧値が識別子により識別した監視制御装置４０に接続されているべきＰＶモジュールＭ１の電気的特性と合致するか否かに応じて、対象機器がＰＶモジュールＭ１であるか否かを判定するなりすまし判定部１３１と、を備える構成である。従って、識別子によって特定した監視制御装置４０に接続されているものがまぎれもなくＰＶモジュールＭ１そのものか否かを判定することができるという効果を奏する。

以下において、本発明の好ましい変形例について説明する。

（経路を用いた判断）
図３を用いて説明したとおり、電力配信網５と太陽電池３０との間は、電力配信網５側から順に、変圧器１１、電力計測器１２、パワーコンディショナ２０、そして太陽電池３０（監視制御装置４０）という接続形態である。そして、それぞれの識別情報を経路情報として経路情報データベース１５２に格納している。経路判定部１３２は、任意のタイミングで各監視制御装置４０の生存確認の問い合わせを行い、監視制御装置４０から生存確認に対する応答を受信する。この生存確認に対する応答は、例えば応答部６４が監視制御装置４０の識別子を含む応答メッセージを電力管理サーバ１００に送信することにより行われる。経路判定部１３２は、監視制御装置４０から送信される生存確認に対する応答を受信し、当該応答の経路が経路情報データベース１５２に登録されている経路情報と一致しているか否か判定する。
経路判定部１３２は、具体的には、例えば次のようにして監視制御装置４０までの経路が経路情報と一致するかどうかを判定する。いま、説明を簡単にするため、住宅Ｃ１に設置されているパワーコンディショナ２０から電力配信網５までの経路を経路Ａとし、住宅Ｃ２に設置されているパワーコンディショナ２０から電力配信網５までの経路を経路Ｂとする。経路Ａを示す経路情報Ａおよび経路Ｂを示す経路情報Ｂは、それぞれの経路上にある変圧器１１、電力計測器１２、パワーコンディショナ２０の識別情報を含む。そして、住宅Ｃ１の太陽電池３０に含まれる監視制御装置４０の識別子を“ｄｅｖｉｃｅ１＠Ｃ１”とすると、経路情報データベース１５２には識別子“ｄｅｖｉｃｅ１＠Ｃ１”と経路情報Ａとが対応づけられて格納される。すなわち、これは識別子“ｄｅｖｉｃｅ１＠Ｃ１”の監視制御装置４０から送信される応答メッセージは経路Ａを経由してこなければならないことを示している。ここで例えば、識別子“ｄｅｖｉｃｅ１＠Ｃ１”の監視制御装置４０が何らかの理由により住宅Ｃ１から住宅Ｃ２へ移設されたとする。つまり、識別子“ｄｅｖｉｃｅ１＠Ｃ１”の監視制御装置４０が住宅Ｃ２のパワーコンディショナ２０に接続されたとする。この場合、まず電力管理サーバ１００から経路Ａを経由した識別子“ｄｅｖｉｃｅ１＠Ｃ１”の監視制御装置４０に対する生存確認の問い合わせができなくなる。また逆に、住宅Ｃ２に存在する識別子“ｄｅｖｉｃｅ１＠Ｃ１”の監視制御装置４０から、生存確認の応答等何らかのメッセージが送信されたとしても、そのメッセージの送信経路は経路Ｂであるので経路情報データベース１５２に登録されている経路Ａとは異なる。よってこの場合、経路判定部１３２は監視制御装置４０までの経路が経路情報と一致していないと判定する。経路判定部１３２が監視制御装置４０までの経路が経路情報と一致していないと判定した場合、電力会社Ｐではその送信元からの売電の申し出を却下するようにしてもよい。

（ＰＶモジュールの位置情報について）
次に、図９を用いて、パワーコンディショナ２０においてＰＶモジュールの位置情報を管理する手法について説明する。図９は、住宅Ｃ１の屋根Ｋ１を正面からみた図を示している。同図に示すように、パワーコンディショナ２０は、ＰＶモジュールの位置情報を格納する設置位置情報データベース１５４を備えている。また、パワーコンディショナ２０は、ＰＶモジュールＭ１１〜Ｍ１５の一群、ＰＶモジュールＭ２１〜Ｍ２５の一群、およびＰＶモジュールＭ３１〜Ｍ３５の一群と接続されている。ＰＶモジュールＭ１１〜Ｍ１５はそれぞれ直列に接続されている。ＰＶモジュールＭ２１〜Ｍ２５、およびＰＶモジュールＭ３１〜Ｍ３５についても同様である。同図において、紙面左上を基準に、左右方向の目盛りＲ１と、上下方向の目盛りＲ２とに基づいて各ＰＶモジュールの位置情報を決定する。例えば、ＰＶモジュールＭ３５の位置情報は（Ｒ１，Ｒ２）＝（２，５）である。なお、この位置情報はＧＰＳ（Global Positioning System）による測位値であってもよい。この位置情報は設置位置情報データベース１５４において監視制御装置４０の識別子と関連付けられて格納される。また、位置情報に加えて、設置位置情報データベース１５４においてモジュールどうしの接続情報も記憶してもよい。例えば、ＰＶモジュールＭ１１〜Ｍ１５が直列的に接続されていることを記憶してもよい。また、パワーコンディショナ２０に対して、ＰＶモジュールＭ１１〜Ｍ１５、ＰＶモジュールＭ２１〜Ｍ２５、およびＰＶモジュールＭ３１〜Ｍ３５が並列に接続されていることを記憶してもよい。さらに、位置情報には、ＰＶモジュールの設置角度、方角を含めてもよい。

上記構成によれば、屋根Ｋ１上のいずれの位置に、どのＰＶモジュールが設置されているかを管理することができる。このため、後日、故障診断等の保守を行うような場合、診断対象となるＰＶモジュールの設置場所を容易に把握することができる。とくに、直列で接続されたＰＶモジュール群において故障が発生した場合、識別子を指定された監視制御装置４０が自装置に接続されているＰＶモジュールの電流値および電圧値を計測することで個別のＰＶモジュールの診断が可能である。そして、故障と思われるＰＶモジュールが接続されている監視制御装置４０の識別子を用いて、設置位置情報データベース１５４を参照することでそのＰＶモジュールの位置情報を取り出すことができる。これにより故障しているＰＶモジュールの設置位置を特定することができる。

［ＰＶモジュールの発電量の比較］
上記の位置情報を用いて、近隣にある住宅どうしでＰＶモジュールの発電量を比較し発電量が著しく低いＰＶモジュールがないか検知する手法について説明する。すなわち、位置情報に基づいて設置位置が近いＰＶモジュールを検出し、その発電量を比較することで発電量が著しく低いＰＶモジュールの有無を検知することができる。また、発電量が著しく低いＰＶモジュールが設置されている住宅にその旨を電子メール等により通知してもよい。この通知では、ＰＶモジュールの発電量を向上させるための対応策を提示してもよく、例えばＰＶモジュール表面の掃除や、保守点検を提案してもよい。また、位置情報を用いて日陰になるＰＶモジュールの位置を把握することができるので、普段日陰になる位置にあるＰＶモジュールについては発電量が低くても故障でないと判断することもできる。

［他の発電系統との連動］
また、位置情報と天気情報とを用いて、電力量を推定して、電力会社Ｐの他の発電系統と連携する例について説明する。天気情報と位置情報とを用いればピンポイントの天気予報（日射量・温度等）に基づいてＰＶモジュールの電力量を推定することができるので、その推定精度が向上する。このように精度よく推定した電力量から、近々、系統全体で必要になる電力量を予測することができる。例えば、系統全体で電力量が不足することがわかれば、電力会社Ｐが保有する他の発電系統、例えば火力発電系統や、水力発電系統から供給すべき電力量を算出することができる。火力発電や水力発電は急な電力需要に対応しにくいという特性があるが、逆に事前に必要な電力がわかっていれば予め発電量を増加させて電力需要に対応することも可能となる。また、系統全体で電力量があまることが予測されるのであれば、不用意に系統に各住宅の太陽電池３０から大量の電力が電力配信網５に流入しないように対策を講じることもできる。

（電力属性の管理）
図１０を用いて、パワーコンディショナ２０において蓄電履歴データベース２００を用いて、電力属性を管理する変形例について説明する。パワーコンディショナ２０と太陽電池３０との間には蓄電池９０が接続されている。蓄電池９０は、太陽電池３０で発電された電力または電力配信網５から供給された電力を蓄電することができる電池であり、例えばリチウムイオン電池により実現することができる。蓄電履歴データベース２００には、「電力源」、「発電時間」、および「電力量」が対応付けられて蓄電履歴情報として格納される。パワーコンディショナ２０は、蓄電池９０への蓄電および蓄電池からの放電を管理する。具体的には、パワーコンディショナ２０は、太陽電池３０から出力される電力を蓄電池９０に蓄電する一方で、電力会社Ｐから購入し電力配信網５から供給される電力を蓄電池９０に蓄電する。また、パワーコンディショナ２０は、蓄電池に蓄電された電力を取り出して、自宅で消費したり系統に売電したりすることができる。また、パワーコンディショナ２０は蓄電池９０に蓄電するのに際して、蓄電履歴データベース２００にいずれの電力源から蓄電したかを記録する。パワーコンディショナ２０が太陽電池３０から出力される電力を蓄電池９０に蓄電する場合、監視制御装置４０は、自装置の識別子と自装置に接続されているＰＶモジュールＭ１が発電した時間と、そのＰＶモジュールＭ１が発電した発電量とを含む発電情報をパワーコンディショナ２０に送信する。そして、この発電情報を受信したパワーコンディショナ２０は発電情報を蓄電履歴データベース２００に格納する。すなわち、この場合、「電力源」、「発電時間」、および「電力量」には、それぞれ、発電情報に含まれる監視制御装置４０の識別子、監視制御装置４０に接続されているＰＶモジュールＭ１が発電した時間、およびそのＰＶモジュールＭ１が発電した発電量が設定される。一方、パワーコンディショナ２０が電力配信網５から供給される電力を蓄電池９０に蓄電する場合、「電力源」、「発電時間」、および「電力量」には、それぞれ電力の供給元を示す情報（例えば、“電力会社Ｐ”）、電力を供給された時間、および、供給を受けた電力量が設定され、蓄電履歴データベース２００に格納される。

上記構成によれば、蓄電池９０に太陽電池３０からの電力と系統からの電力との両方を蓄電した場合、その履歴を蓄電履歴情報として管理するので、いずれの電力源からどれだけ電力を蓄電したのかを把握することが容易となる。すなわち、系統に対する売電においては、太陽電池３０からの電力を蓄電池９０に一度蓄電し、その後蓄電池９０に蓄電した電力を系統に戻すことが想定される。よって、蓄電池９０に太陽電池３０からの電力が蓄電された状態で、さらに電力配信網５から電力の供給を受けて蓄電池９０に蓄電した場合、太陽電池および系統のいずれの電力がどれだけ蓄電池９０に蓄電されているのかが不明となる。上記構成では、太陽電池３０からの蓄電と系統からの蓄電とを蓄電履歴情報として管理するため、どの電力源によって発電された電力であるかを明確にすることができる。例えば、電力会社Ｐに蓄電池９０に蓄電している電力を売電するとき、蓄電履歴情報を提示することで、売電する電力が太陽電池３０にて発電した電力であることを示すことができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、以上では、電力管理サーバ１００の各種構成について説明したが、これらの構成をパワーコンディショナ２０が備えていてもよい。また図３でいえば、変圧器１１または電力計測器１２が上記構成を備えていてもよい。また、以上では、太陽電池３０が設置された後に監視制御装置４０に識別子が割り振られてもよい旨を説明したが、この場合次のように構成してもよい。すなわち、太陽電池３０が設置された後、電力管理サーバ１００が電力売買システム１において一意となるような識別子を監視制御装置４０に割り振ってもよい。また、以上では、監視制御装置４０が発電実績記憶部８２を備える構成であったが、電力管理サーバ１００が発電実績記憶部８２を備える構成であってもよい。この場合、電力管理サーバ１００では、監視制御装置４０から逐次、電力量を受信して、受信した電力量を発電実績記憶部８２に記憶すればよい。

〔実施形態２〕
本発明の監視制御装置に関する他の実施形態について、図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１１に示す監視制御装置４０Ａは、図１に示した監視制御装置４０の構成を、簡素化したものである。図１１に示す監視制御装置４０Ａは、図１に示した監視制御装置４０において、ＤＣＤＣ変換部４３を取り除き、抵抗部４２および駆動用電源部４５を設けている。抵抗部４２は、ＰＶモジュールＭ１に対する抵抗を切り替えるためのものである。抵抗部４２は、リレー（スイッチ）５１と、抵抗５２とを備え、リレー５１のオン・オフに応じて抵抗５２が回路に接続されたり回路から切断されたりする。抵抗部４２では、スイッチをオンにして抵抗５２を回路に接続することにより電流が抵抗５２にバイパスされる。駆動用電源部４５は、主制御部６０Ａが動作するための電源を供給するものである。

また、主制御部６０Ａは、図１に示した主制御部６０において次のように構成変更している。まず、指示受信部６１は、電力管理サーバ１００からの指示に応じて抵抗部４２におけるリレー５１をオンに切り替えるよう変更している。また、計測値取得部６３は、ＰＶモジュールＭ１の両極間の電圧を計測するための電圧計測部４１から電圧値を取得できるよう変更している。また、計測値取得部６３は、次のようにしてＰＶモジュールＭ１の電流値を得る。まず、計測値取得部６３は、電圧計測部４１から取得した電圧値と抵抗部４２の抵抗値とに基づいて抵抗部４２における電流値を計算する。なお、上記電流値の計算はオームの法則に基づいて行えばよい。そして、計測値取得部６３は、パワーコンディショナ２０に内蔵されている電流計から電流値を取得する。さらに、計測値取得部６３は、計算して求めた電流値とパワーコンディショナ２０から取得した電流値との和を取ってＰＶモジュールＭ１の電流値を算出する。計測値取得部６３は取得した電圧値および算出した電流値を応答部６４に送信する。以上のように、監視制御装置４０を、電力管理サーバ１００からの指示に応じて、抵抗値を切り替えて電圧値および電流値を取得し、取得した電圧値および電流値に識別子を付して電力管理サーバ１００に応答する構成とすることも可能である。

最後に、監視制御装置４０および電力管理サーバ１００の各ブロック、特に監視制御装置４０が備える指示受信部６１、計測値取得部６３、ならびに応答部６４、および、電力管理サーバ１００が備える問合せ作成部１４０、なりすまし判定部１３１、経路判定部１３２、発電履歴作成部１３３、発電量推定部１３４、ならびに乖離度比較部１３５、および、監視制御装置４０Ａが備える主制御部６０Ａの各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。すなわち、監視制御装置４０、４０Ａおよび電力管理サーバ１００は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである監視制御装置４０、４０Ａおよび電力管理サーバ１００の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記監視制御装置４０、４０Ａおよび上記電力管理サーバ１００に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。また、監視制御装置４０、４０Ａおよび電力管理サーバ１００を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は、太陽光発電の電力売買システムにおいて、広く好適に適用可能である。

１ 電力売買システム（電力システム）
５ 電力配信網（通信ネットワーク）
１１ 変圧器
１２ 電力計測器
２０ パワーコンディショナ
３０ 太陽電池
４０、４０Ａ 監視制御装置（太陽電池制御装置、制御装置）
４１ 電圧計測部
４２ 抵抗部
５１ リレー（スイッチ）
５２ 抵抗
６０ 主制御部
６１ 指示受信部（指示受信手段、変更手段）
６３ 計測値取得部
６４ 応答部（通知返信手段）
８０ 記憶部
８１ 識別子記憶部
８２ 発電実績記憶部
１００ 電力管理サーバ（太陽電池管理装置）
１１０ 通信部
１３０ 制御部
１３１ なりすまし判定部（判定手段）
１３３ 発電履歴作成部
１４０ 問合せ作成部（指示送信手段、受信手段）
１４１ インピーダンス変化指示部（指示送信手段）
１４２ 電圧値・電流値問合せ部
１４４ 起動時電圧値・電流値計測指示部
１４５ 発電量実績問合せ部
１５０ 記憶部
１５１ ＰＶモジュール特性値データベース
１５６ 天気情報データベース
Ｍ１ ＰＶモジュール（太陽電池）
Ｐ 電力会社

Claims (10)

1. 太陽電池の電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を受信する指示受信手段と、
   上記指示に応じて、上記太陽電池の電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する変更手段と、
   上記変更後の電流値および電圧値と自装置を識別するための識別子とを含む通知を、上記指示の送信元に返信する通知返信手段と、を備えることを特徴とする太陽電池制御装置。
2. 太陽電池の両極間の電圧を計測する電圧計測部と、
   太陽電池の両極間に接続された抵抗部とを備え、
   上記抵抗部には、太陽電池の両極間との接続をオン・オフするためのスイッチが設けられており、スイッチがオンの状態で太陽電池の両極間において接続され、
   上記変更手段は、上記指示の受信に応じて上記スイッチをオン状態にすることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池制御装置。
3. 対象機器の電流値および電圧値の少なくとも一方を制御する制御装置に対して、電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を送信する指示送信手段と、
   上記制御装置から、該制御装置の識別子、電流値および電圧値を受信する受信手段と、
   受信した電流値および電圧値が、受信した識別子より識別した制御装置に接続されているべき太陽電池の電気的特性と合致するか否かに応じて、上記対象機器が太陽電池であるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする太陽電池管理装置。
4. 上記指示送信手段は、上記指示を不定期に送信することを特徴とする請求項３に記載の太陽電池管理装置。
5. 上記判定手段は、上記太陽電池の発電履歴に基づいて電流値および電圧値を推定し、推定した電流値および電圧値と、上記受信した電流値および電圧値とを比較することにより、上記電気的特性が合致するか否かの判断を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の太陽電池管理装置。
6. 上記制御装置の識別子と、該制御装置に接続されているべき太陽電池の開放電圧の値とを対応付けて記憶する開放電圧記憶部を備え、
   上記指示送信手段は、上記制御装置に対し、電圧値を、上記開放電圧記憶部に記憶されている該制御装置の識別子に対応する上記制御装置に接続されているべき太陽電池の開放電圧の値に変化させた後の電圧値および電流値を送信する指示を送信するものであることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池管理装置。
7. 上記指示送信手段は、日射量が十分である場合、および日射量が低下している場合の両方において、上記指示を送信し上記判定を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の太陽電池管理装置。
8. 請求項１または２に記載の太陽電池制御装置と、
   請求項３から７のいずれか１項に記載の太陽電池管理装置と、を備える電力システム。
9. 太陽電池の電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を受信する指示受信ステップと、
   上記指示に応じて、上記太陽電池の電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する変更ステップと、
   上記変更後の電流値および電圧値と、自装置を識別するための識別子とを含む通知を、上記指示の送信元に返信する通知返信ステップと、を含むことを特徴とする太陽電池制御装置の制御方法。
10. 対象機器の電流値および電圧値の少なくとも一方を制御する制御装置に対して、電流値および電圧値の少なくとも一方を変更する指示を送信する指示送信ステップと、
    上記制御装置から、該制御装置の識別子、電流値および電圧値を受信する受信ステップと、
    受信した電流値および電圧値が、受信した識別子より識別した制御装置に接続されているべき太陽電池の電気的特性と合致するか否かに応じて、上記対象機器が太陽電池であるか否かを判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする太陽電池管理方法。

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