JP5547999B2 - 太陽光発電量予測装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、第1実施形態に係る本発明装置1は、発電量取得装置11、相関度算出手段12、発電変化算出手段13、最大発電量推定手段14、類似太陽光発電装置抽出手段15、及び、発電量予測手段16を備えて構成される。
Rj(t=tf)=S(X,Y)/(σX・σY)
S(X,Y)=Σ{(X−Xa)・(Y−Ya)}/n
X=QA(t)
Y=QBj(t−Δt1)
QBi(t)=Pi(t)/PAi(t)
QA(t)=1−k1・(1−QBi(t))
k1=(1−QA(tf))/(1−QBi(tf−Δt1))
QA(t)=PAi(t)×QA(tf)
上記第1実施形態の本発明装置1において、特定太陽光発電装置の発電量の第1予測期間は、第1時間差Δt1で規定されるため、より長い第1予測期間は、第1時間差Δt1をより長く設定することで実現する。しかし、第1時間差Δt1を長く設定すると、選択する参照太陽光発電装置30の範囲(面積)が拡大するため、参照太陽光発電装置30の選択数が、第1時間差Δt1の増加率の2乗で増大する。そこで、本第2実施形態では、参照太陽光発電装置30の選択数の増大を抑制して、予測期間を延長する方法を説明する。尚、本発明装置1の構成は、第1実施形態と同じであるので、重複する説明は割愛する。
R2k(t=tf)=S(X,Y)/(σX・σY)
S(X,Y)=Σ{(X−Xa)・(Y−Ya)}/n
X=QBj(t)
Y=QBk(t−Δt2)
QA(t)=1−k2・(1−QBi(t))
k2=(1−QA(tf+Δt1))/(1−QBi(tf−Δt2))
上記第2実施形態の第1の別実施形態(第3実施形態)について説明する。上記第2実施形態では、第1実施形態で抽出した類似太陽光発電装置を基準として、第2の類似太陽光発電装置を1つ抽出して、その1つの第2の類似太陽光発電装置の発電変化量QBi(t)に基づいて、特定太陽光発電装置の第2予測期間または第1及び第2予測期間における発電量を予測した。しかし、第2の類似太陽光発電装置と特定太陽光発電装置間の相関度については、当然に高いものと推定して実際にはその確認を行っていない。しかし、第2の類似太陽光発電装置と特定太陽光発電装置間は、ある程度の相関が高いと認められるものの、第2の類似太陽光発電装置から特定太陽光発電装置までの気象変化の移動時間が、第2の類似太陽光発電装置から類似太陽光発電装置までの移動時間(第2時間差Δt2に相当)と類似太陽光発電装置から特定太陽光発電装置までの移動時間(第1時間差Δt1に相当)の和になっているとは限らない。例えば、特定太陽光発電装置と類似太陽光発電装置と第2の類似太陽光発電装置が直線上に並んでいない場合は、両方の移動時間の和より早く気象変化が現れる可能性もある。また、逆に地形等の影響で遅く現れる可能性もある。
R3k(t=tf)=S(X,Y)/(σX・σY)
S(X,Y)=Σ{(X−Xa)・(Y−Ya)}/n
X=QA(t)
Y=QBk(t−Δt3)
上記第2実施形態の第2の別実施形態(第4実施形態)について説明する。上記第2実施形態では、第1実施形態で抽出した類似太陽光発電装置を基準として、第2の類似太陽光発電装置を1つ抽出して、その1つの第2の類似太陽光発電装置の発電変化量QBi(t)に基づいて、特定太陽光発電装置の第2予測期間または第1及び第2予測期間における発電量を予測した。しかし、第2の類似太陽光発電装置と特定太陽光発電装置間の相関度については、当然に高いと推定して実際にはその確認を行っていない。しかし、第2の類似太陽光発電装置と特定太陽光発電装置間は、ある程度の高い相関があると認められるものの、第2参照太陽光発電装置の中から特定太陽光発電装置との間で相関度が最高のものが抽出されているとは限らない。
R4k(t=tf)=S(X,Y)/(σX・σY)
S(X,Y)=Σ{(X−Xa)・(Y−Ya)}/n
X=QA(t)
Y=QBk(t−Δt1−Δt2)
上記第2実施形態の第3の別実施形態(第5実施形態)について説明する。上記第2実施形態では、第1実施形態で抽出した類似太陽光発電装置を基準として、第2の類似太陽光発電装置を1つ抽出して、その1つの第2の類似太陽光発電装置の発電変化量QBi(t)に基づいて、特定太陽光発電装置の第2予測期間または第1及び第2予測期間における発電量を予測した。しかし、第2の類似太陽光発電装置と類似太陽光発電装置と特定太陽光発電装置の相互間の位置関係が、必ずしも1つの気象変化が連続して進行する位置関係となっていない可能性もある。つまり、第2の類似太陽光発電装置と類似太陽光発電装置間の相関性の基となる気象変化と、類似太陽光発電装置と特定太陽光発電装置間の相関性の基となる気象変化が異なる場合もあり得る。
として0〜360度で表す)と、第2の類似太陽光発電装置の候補毎の第2の類似太陽光発電装置の設置場所から類似太陽光発電装置の設置場所に向かう第2方向の方位角を、夫々算出し、第1方向と第2方向の方位角の差の最も小さい第2の類似太陽光発電装置の候補を、第2の類似太陽光発電装置として抽出する。第2の類似太陽光発電装置を抽出した以降の処理は、第2実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
上記第2実施形態の更に幾つかの別実施形態について纏めて説明する。
第7実施形態に係る本発明装置2は、図13に示すように、上記第1乃至第6実施形態の本発明装置1に対して、第1予測発電量検証手段19を備えた構成となっている。
第8実施形態に係る本発明装置3は、図14に示すように、上記第1乃至第6実施形態の本発明装置1に対して、類似参照太陽光発電装置抽出手段20と第2予測発電量検証手段21を備えた構成となっている。尚、図14には、上記第7実施形態の第1予測発電量検証手段19を破線枠で表示しており、第1予測発電量検証手段19を併設する別実施形態が可能であることを示している。
R5ij(t=tf)=S(X,Y)/(σX・σY)
S(X,Y)=Σ{(X−Xa)・(Y−Ya)}/n
X=QBi(t)
Y=QBij(t−Δt4)
〈1〉上記第1乃至第8実施形態では、本発明装置1〜3は、複数の太陽光発電装置30とは、所定のデータ通信回線31を介してデータの授受が可能に接続されている場合を想定した。つまり、本発明装置1〜3は、複数の太陽光発電装置30の夫々とは、一定の距離を隔てて離間している場合を想定したが、本発明装置1〜3は、複数の太陽光発電装置30の1つに内蔵或いは併設される構成であっても良い。
5,7: センター装置
11: 発電量取得装置
12: 相関度算出手段
13: 発電変化算出手段
14: 最大発電量推定手段
15: 類似太陽光発電装置抽出手段
16: 発電量予測手段
17: 記憶装置
18: データベース
19: 第1予測発電量検証手段
20: 類似参照太陽光発電装置抽出手段
21: 第2予測発電量検証手段
30: 太陽光発電装置
31: データ通信回線
A0: 参照太陽光発電装置の選択範囲
A1: 第2参照太陽光発電装置の選択範囲
B0: 参照太陽光発電装置の選択除外範囲
B1: 第4参照太陽光発電装置の選択範囲
B2: 第5参照太陽光発電装置の第1の選択範囲
B3i: 第5参照太陽光発電装置の第2の選択範囲
C1i: 第4参照太陽光発電装置
C3i: 類似参照太陽光発電装置
S0: 特定太陽光発電装置
S1: 類似太陽光発電装置
S2: 第2の類似太陽光発電装置
S3: 第3の類似太陽光発電装置
S4: 第4の類似太陽光発電装置
t1: 第1時点
t2: 第2時点
t3: 第3時点
t4: 第4時点
t5: 第5時点
Claims (17)
- 予測対象の特定太陽光発電装置の発電量の気象変化に伴う変動を示す所定の第1単位時間毎の第1発電変化量と、前記特定太陽光発電装置の設置場所から所定範囲以内に存在する前記特定太陽光発電装置以外の複数の参照太陽光発電装置の発電量の気象変化に伴う変動を示す前記第1単位時間毎の第2発電変化量に対して、前記参照太陽光発電装置毎に、予測時点以前の所定時間長の第1期間の前記第1発電変化量と前記第1期間より所定の第1時間差前の前記第1期間と同じ時間長の第2期間の前記第2発電変化量の間の相関度を算出する相関度算出手段と、
算出された前記相関度に基づいて、前記複数の参照太陽光発電装置の中から、気象変化に伴う発電量の変動パターンが前記第1時間差だけ先行して前記特定太陽光発電装置の当該変動パターンと類似する類似太陽光発電装置を抽出する類似太陽光発電装置抽出手段と、
前記類似太陽光発電装置の前記予測時点より前記第1時間差前の第1時点から前記予測時点までの前記第2発電変化量に基づいて、前記特定太陽光発電装置の前記予測時点から前記予測時点より前記第1時間差後の第2時点までの発電量を予測する発電量予測手段と、を備えてなることを特徴とする太陽光発電量予測装置。 - 前記特定太陽光発電装置及び前記複数の参照太陽光発電装置を含む複数の太陽光発電装置から、前記太陽光発電装置の前記第1単位時間毎または所定の単位時間毎の実測発電量を所定の通信回線を介して取得する発電量取得装置を備えることを特徴とする請求項1に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記発電量取得装置から前記複数の太陽光発電装置の前記第1単位時間毎または所定の単位時間毎の実測発電量を取得して、前記特定太陽光発電装置の前記第1発電変化量及び前記複数の参照太陽光発電装置夫々の前記第2発電変化量を算出する発電変化算出手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記発電量予測手段が予測した前記特定太陽光発電装置の発電量の予測値を、前記所定の通信回線を介して前記特定太陽光発電装置に送信することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記相関度算出手段、前記類似太陽光発電装置抽出手段、及び、前記発電量予測手段が、前記特定太陽光発電装置に内蔵或いは併設されていることを特徴とする請求項2または3に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記第1発電変化量が、前記特定太陽光発電装置の予測時点を含む日の前記第1単位時間毎または所定の単位時間毎の予め算出された推定最大発電量と実測発電量の比に基づいて算出され、
前記第2発電変化量が、前記参照太陽光発電装置の予測時点を含む日の前記第1単位時間毎または所定の単位時間毎の予め算出された推定最大発電量と実測発電量の比に基づいて算出されることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記相関度算出手段が、前記第1時間差を複数通り変化させて前記相関度の算出を行い、
前記発電量予測手段が、抽出された前記類似太陽光発電装置の前記相関度の算出に用いられた前記第1時間差を、前記発電量の予測に使用することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記相関度算出手段が、前記類似太陽光発電装置の発電量の気象変化に伴う変動を示す前記第1単位時間毎の前記第2発電変化量と、前記類似太陽光発電装置の設置場所から所定範囲以内に存在する前記類似太陽光発電装置以外の複数の第2参照太陽光発電装置の発電量の気象変化に伴う変動を示す前記第1単位時間毎の第3発電変化量に対して、前記第2参照太陽光発電装置毎に、予測時点以前の所定時間長の第3期間の前記第2発電変化量と前記第3期間より所定の第2時間差前の前記第3期間と同じ時間長の第4期間の前記第3発電変化量の間の相関度を第2相関度として算出し、
前記類似太陽光発電装置抽出手段が、算出された前記第2相関度に基づいて、前記複数の第2参照太陽光発電装置の中から、気象変化に伴う発電量の変動パターンが前記第2時間差だけ先行して前記類似太陽光発電装置の当該変動パターンと類似する第2の類似太陽光発電装置を抽出し、
前記発電量予測手段が、前記第2の類似太陽光発電装置の前記予測時点より前記第2時間差前の第3時点から前記予測時点までの前記第3発電変化量に基づいて、前記特定太陽光発電装置の前記第2時点から前記第2時点より前記第2時間差後の第4時点までの発電量を予測することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記発電量予測手段が、前記第1時点から前記予測時点までの前記第2発電変化量に代えて、前記第3時点より前記第1時間差前の第5時点から前記第3時点までの前記第3発電変化量に基づいて、前記特定太陽光発電装置の前記予測時点から前記第2時点までの発電量を予測することを特徴とする請求項8に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記類似太陽光発電装置抽出手段が、算出された前記第2相関度に基づいて、前記複数の第2参照太陽光発電装置の中から、複数の前記第2の類似太陽光発電装置の候補を抽出し、
前記相関度算出手段が、前記第2の類似太陽光発電装置の候補毎に、予測時点以前の所定時間長の第5期間の前記第1発電変化量と前記第5期間より前記第1時間差と前記第2時間差の合計時間前の前記第5期間と同じ時間長の第6期間の前記第3発電変化量の間の相関度を第3相関度として算出し、
前記類似太陽光発電装置抽出手段が、算出された前記第3相関度に基づいて、複数の前記第2の類似太陽光発電装置の候補の中から前記第2の類似太陽光発電装置を抽出することを特徴とする請求項8または9に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記類似太陽光発電装置抽出手段が、算出された前記第2相関度に基づいて、前記複数の第2参照太陽光発電装置の中から、複数の前記第2の類似太陽光発電装置の候補を抽出し、
前記類似太陽光発電装置抽出手段が、前記第2の類似太陽光発電装置の候補毎に、前記第2の類似太陽光発電装置の候補の設置場所から前記類似太陽光発電装置の設置場所に向かう方向と、前記類似太陽光発電装置の設置場所から前記特定太陽光発電装置の設置場所に向かう方向のズレの最も小さい前記第2の類似太陽光発電装置の候補を、前記第2の類似太陽光発電装置として抽出することを特徴とする請求項8または9に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記相関度算出手段が、予測時点以前の所定時間長の第7期間の前記第1発電変化量と前記第7期間より第3時間差前の前記第7期間と同じ時間長の第8期間の前記第3発電変化量の間の相関度を第4相関度として、前記第3時間差を前記第1時間差と前記第2時間差を合計した時間差を含む複数通りに変化させて算出し、
前記類似太陽光発電装置抽出手段が、算出された前記第4相関度に基づいて、複数の前記第3時間差の中から前記第4相関度が最大となるものを抽出し、当該第3時間差から前記第1時間差を差し引いた値を前記第2時間差とすることを特徴とする請求項8〜11の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記第2発電変化量が、前記類似太陽光発電装置の予測時点を含む日の前記第1単位時間毎または所定の単位時間毎の予め算出された推定最大発電量と実測発電量の比に基づいて算出され、
前記第3発電変化量が、前記第2参照太陽光発電装置の予測時点を含む日の前記第1単位時間毎または所定の単位時間毎の予め算出された推定最大発電量と実測発電量の比に基づいて算出されることを特徴とする請求項8〜12の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記相関度算出手段が、前記第2時間差を複数通り変化させて前記第2相関度の算出を行い、
前記発電量予測手段が、抽出された前記第2の類似太陽光発電装置の前記第2相関度の算出に用いられた前記第2時間差を、前記発電量の予測に使用することを特徴とする請求項8〜13の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記相関度算出手段と前記類似太陽光発電装置抽出手段による、前記類似太陽光発電装置から前記第2の類似太陽光発電装置を抽出する一連の処理を繰り返し実行し、第3以降の類似太陽光発電装置を抽出することを特徴とする請求項8〜14の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記発電量予測手段が予測した前記特定太陽光発電装置の予測発電量と実測値の比較を、前記予測時点から一定時間経過後に行う第1予測発電量検証手段を備え、
前記予測発電量と前記実測値が、所定の誤差範囲内で一致していない場合には、前記予測発電量の予測に用いた前記類似太陽光発電装置の抽出をやり直し、
前記予測発電量と前記実測値が、所定の誤差範囲内で一致している場合には、前記予測発電量の予測に用いた前記類似太陽光発電装置を前記予測に引き続き使用することを特徴とする請求項1〜15の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記相関度算出手段が、前記特定太陽光発電装置の設置場所から所定の第1範囲以内に存在する前記特定太陽光発電装置以外の複数の第4参照太陽光発電装置の発電量の気象変化に伴う変動を示す前記第1単位時間毎の第4発電変化量と、前記複数の第4参照太陽光発電装置の夫々から所定の第2範囲以内に存在する複数の第5参照太陽光発電装置の発電量の気象変化に伴う変動を示す前記第1単位時間毎の第5発電変化量に対して、前記第4参照太陽光発電装置毎及び前記第5参照太陽光発電装置毎に、予測時点以前の所定時間長の第9期間の前記第4発電変化量と前記第9期間より所定の第4時間差前の前記第9期間と同じ時間長の第10期間の前記第5発電変化量の間の相関度を第5相関度として算出し、
算出された前記第5相関度に基づいて、前記第4参照太陽光発電装置毎に、前記複数の第5参照太陽光発電装置の中から、気象変化に伴う発電量の変動パターンが前記第4時間差だけ先行して前記第4参照太陽光発電装置の当該変動パターンと類似する類似参照太陽光発電装置を1つ抽出する類似参照太陽光発電装置抽出手段と、
前記第4参照太陽光発電装置と前記類似参照太陽光発電装置の組み合わせ毎に、前記類似参照太陽光発電装置の設置場所から当該類似参照太陽光発電装置に対応する前記第4参照太陽光発電装置の設置場所に向かう方向と、前記第4参照太陽光発電装置の設置場所から前記特定太陽光発電装置の設置場所に向かう方向のズレが一定角度範囲内である場合に、当該組み合わせの前記第4参照太陽光発電装置における前記第9期間の前記第4発電変化量で示される発電量の変動が、前記発電量予測手段が予測した前記特定太陽光発電装置の発電量に存在するか否かを判定する第2予測発電量検証手段と、を更に備えることを特徴とする請求項1〜16の何れか1項に記載の太陽光発電量予測装置。
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