JP5881759B2

JP5881759B2 - 太陽光発電システムにおける性能検査装置及びプログラム

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Publication number: JP5881759B2
Application number: JP2014034119A
Authority: JP
Inventors: 正寿廣瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2034-02-25
Also published as: JP2015159688A

Description

本発明は、太陽光発電システムにおける性能検査装置及びプログラムに関する。

近年では、太陽光発電システムが普及してきているが、太陽光発電電力の全量買取制度やメーカーによるモジュールの長期出力保証制度の開始により、ストリング単位での発電性能のオンサイト検査が重要となってきた。

従来においては、その検査の手法として、例えば接続箱に各ストリングからの電力の測定器を予め組み込むように構成したり、Ｉ−Ｖカーブ測定器を接続箱に含まれる各ブレーカーに接続して、Ｉ−ＶカーブやＰ−Ｖカーブを監視できるように構成する場合があった。

また、切替器を接続して太陽電池単位で切り離し、切り離した太陽電池の発電電力を測定して、切り離した太陽電池の良否を判定する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平１１−１０３５３７号公報特開平７−１７７６５２号公報特開２０１３−６９９７４号公報

しかしながら、従来においては、発電性能の不良の太陽電池（群）を検出するためには、各種測定器や切替器などの装置や配線等検査の実施のための設備を必要としているので、コストの増加を招くことになる。

本発明は、性能検査目的の設備を別途設けることなく性能検査の実施単位となる単位発電手段の発電性能の良否を判定することを目的とする。

本発明に係る太陽光発電システムにおける性能検査装置は、性能検査の実施単位となる複数の単位発電手段を有する太陽光発電手段と、パワーコンディショナーと、前記太陽光発電手段に含まれる前記単位発電手段それぞれを接続する遮断器を内蔵し、前記遮断器を介した前記各単位発電手段からの複数の配線をまとめて前記パワーコンディショナーに接続し、前記複数の単位発電手段が個々に発電した電気をまとめて前記パワーコンディショナーへ送る接続箱と、を有する太陽光発電システムにおける性能検査装置において、前記遮断器の全てがオン状態にされることによって前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを接続状態時データとして収集する第１収集手段と、前記複数の単位発電手段のうち性能検査対象の単位発電手段が接続された前記遮断器がオフ状態にされることによって当該性能検査対象の単位発電手段のみが前記パワーコンディショナーから切り離されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを非接続状態時データとして収集する第２収集手段と、前記第１収集手段により接続状態時データが収集されてから前記第２収集手段により非接続状態時データが収集された後、前記性能検査対象の単位発電手段が接続された前記遮断器がオン状態にされることによって再度接続されることにより前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを再接続状態時データとして収集する第３収集手段と、接続状態時データと非接続状態時データとの差分及び非接続状態時データと再接続状態時データとの差分の平均値である平均差分電力を前記性能検査対象の単位発電手段からの電気に基づく発電電力とみなして当該単位発電手段の発電性能の良否を判定する判定手段と、前記各収集手段が収集した発電電力の測定データに基づき発電電力の変動具合を示す電力変動情報を算出する電力変動情報算出手段と、前記各収集手段が発電電力の測定データと共に収集した日射強度の測定データに基づき日射強度の変動具合を示す日射変動情報を算出する日射変動情報算出手段と、前記電力変動情報及び前記日射変動情報を出力する出力手段と、を有し、前記判定手段による性能判定対象とする発電電力は基準状態換算電力であり、基準状態換算電力は、平均差分電力×（１０００／平均日射強度）×温度係数×（２５−モジュール温度推定値）という式にて算出され、良否判定の結果の信頼性を確認するための指標として、前記電力変動情報及び前記日射変動情報を出力するものである。

また、前記各収集手段は、予め決められた測定周期に従って前記パワーコンディショナーの発電電力が測定されている場合、その測定周期に合わせて当該データを順番に収集するものである。

本発明に係るプログラムは、性能検査の実施単位となる複数の単位発電手段を有する太陽光発電手段と、パワーコンディショナーと、前記太陽光発電手段と前記パワーコンディショナーとに接続され、前記複数の単位発電手段が個々に発電した電気をまとめて前記パワーコンディショナーへ送る接続箱と、を有する太陽光発電システムにおける性能検査に用いるコンピュータを、前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを接続状態時データとして収集する第１収集手段、前記複数の単位発電手段のうち性能検査対象の単位発電手段のみが前記パワーコンディショナーから切り離されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを非接続状態時データとして収集する第２収集手段、前記第１収集手段により接続状態時データが収集されてから前記第２収集手段により非接続状態時データが収集された後、前記性能検査対象の単位発電手段が接続された前記遮断器がオン状態にされることによって再度接続されることにより前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを再接続状態時データとして収集する第３収集手段、接続状態時データと非接続状態時データとの差分及び非接続状態時データと再接続状態時データとの差分の平均値である平均差分電力を前記性能検査対象の単位発電手段からの電気に基づく発電電力とみなして当該単位発電手段の発電性能の良否を判定する判定手段、前記各収集手段が収集した発電電力の測定データに基づき発電電力の変動具合を示す電力変動情報を算出する電力変動情報算出手段、前記各収集手段が発電電力の測定データと共に収集した日射強度の測定データに基づき日射強度の変動具合を示す日射変動情報を算出する日射変動情報算出手段、前記電力変動情報及び前記日射変動情報を出力する出力手段、として機能させ、前記判定手段による性能判定対象とする発電電力は基準状態換算電力であり、基準状態換算電力は、平均差分電力×（１０００／平均日射強度）×温度係数×（２５−モジュール温度推定値）という式にて算出され、良否判定の結果の信頼性を確認するための指標として、前記電力変動情報及び前記日射変動情報を出力することを特徴とする。

本発明によれば、性能検査目的の設備を別途設けることなく性能検査の実施単位となる単位発電手段の発電性能の良否を判定することができる。

また、接続状態時データと非接続状態時データとの差分及び非接続状態時データと再接続状態時データとの差分を用いることで単位発電手段の発電性能の良否判定の精度を向上することができる。

また、測定値の変動具合を示す情報を良否判定の結果の信頼性を確認させるための指標として提供することができる。

本発明に係る性能検査装置の一実施の形態を含む太陽光発電システムを示した構成図である。本実施の形態におけるデータ収集装置を形成するコンピュータのハードウェア構成図である。本実施の形態におけるデータ記憶部に記憶される測定データのデータ構成例を示す図である。本実施の形態において性能の良否判定を行う過程において算出する各データの例を示す図である。本実施の形態における性能判定処理を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る性能検査装置の一実施の形態を含む太陽光発電システムを示した構成図である。図１には、太陽電池アレイ１、ストリング２、接続箱３、ブレーカー４、パワーコンディショナー５、日射計６、気温計７、受変電設備・構内配電設備８、電力会社９及びデータ収集装置１０が示されている。

太陽電池アレイ１は、太陽光発電手段であり、太陽の光エネルギーを吸収して直接電気に変えるエネルギー変換器で、複数のストリング２を有している。ストリング２は、単位発電手段であり、本実施の形態においては性能検査の実施単位となる。ストリング２は、太陽電池の構成単位で、複数（例えば１０〜２０個）の太陽電池モジュール（ソーラーパネル）を直列で配線し、まとまった電力量を得られるように形成される。ストリング２をまとめて十分な出力を得られるようにし、かつ屋上などに設置する台などに取り付けられたのが太陽電池アレイ１である。

パワーコンディショナー５は、太陽電池アレイ１により発電された直流の電気を受変電設備や構内配電設備８に送信する際に交流に変換し、安定した電力を供給できるようにするための機器である。変換された電気は、生成された電力量によっては電力会社９に売電される。

接続箱３は、太陽電池アレイ１に含まれる各ストリング２からの配線をまとめてパワーコンディショナー５に接続する機器であり、各ストリング２が個々に発電した電気をまとめてパワーコンディショナー５に送る。接続箱３には、ストリング２それぞれを接続するブレーカー（遮断器）４が内蔵されており、ブレーカー４をオン／オフすることでパワーコンディショナー５への送電が制御される。なお、ブレーカー４は、基本的には人手によりオン／オフされ、本実施の形態でもこの手動タイプのブレーカー４を用いることを想定しているが、オン／オフを自動切り替えできるタイプのものを利用してもよい。

太陽電池アレイ１の近傍の所定の位置には、日射強度を測定する日射計６と気温を測定する気温計７が設置されており、パワーコンディショナー５は、太陽光発電システムの規格に従い６秒毎に各測定手段からの測定値（日射強度及び気温）を収集し、接続箱３を介して送られてくる電気に基づく直流電力の測定値と共に蓄積する。

データ収集装置１０は、パワーコンディショナー５から発電電力（直流電力）、日射強度及び気温の各測定データを収集する。データ収集装置は、６秒毎に収集される測定データを全て蓄積していくと膨大なデータ量となるので、１分毎に集計、また平均値を算出するなどして１分データとして蓄積する場合もある。本実施の形態では、少なくとも性能検査時には６秒毎に測定データを収集する。

なお、パワーコンディショナー５が太陽電池アレイ１からの電気（直流）を受けて供給する電力（発電電力）を「直流電力」と称するので、本実施の形態では、「発電電力」と「直流電力」とを同義に用いる。

図２は、本実施の形態におけるデータ収集装置１０を形成するコンピュータのハードウェア構成図である。本実施の形態におけるデータ収集装置１０を形成するコンピュータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等従前から存在する汎用的なハードウェア構成で実現できる。すなわち、コンピュータは、図２に示したようにＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２４を接続したＨＤＤコントローラ２５、入力手段として設けられたマウス２６とキーボード２７、及び表示装置として設けられたディスプレイ２８をそれぞれ接続する入出力コントローラ２９、通信手段として設けられたネットワークコントローラ３０を内部バス３１に接続して構成される。

図１に戻り、データ収集装置１０は、データ収集部１１、判定処理部１２、情報提供部１３及びデータ記憶部１４を有している。データ収集部１１は、第１収集手段、第２収集手段及び第３収集手段として設けられ、パワーコンディショナー５の発電電力、日射強度及び気温の各測定データをパワーコンディショナー５から６秒毎に収集する。判定処理部１２は、判定手段として設けられ、詳細は後述するように接続状態時データと非接続状態時データとの差分を性能検査対象のストリング２からの電気に基づく発電電力とみなして当該ストリング２の発電性能の良否を判定する。情報提供部１３は、判定処理部１２による判定結果をディスプレイ２８に表示するなどしてシステム管理等に情報提供する。また、情報提供部１３は、ストリング２の性能の良否判定の妥当性を検証するための情報として電力変動判定及び日射変動判定という各指標データを算出、提供する。すなわち、情報提供部１３は、データ収集部１１が収集した発電電力（直流電力）の測定値に基づき発電電力の変動具合を示す電力変動情報を算出する電力変動情報算出手段、データ収集部１１が発電電力の測定データと共に収集した日射強度の測定データに基づき日射強度の変動具合を示す日射変動情報を算出する日射変動情報算出手段、電力変動情報及び日射変動情報を出力する出力手段、として機能する。

図３は、本実施の形態におけるデータ記憶部１４に記憶される測定データのデータ構成例を示す図である。データ記憶部１４には、データ収集部１１により収集された測定データが逐次格納される。

データ収集装置１０における各構成要素１１〜１３は、データ収集装置１０を形成するコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ２１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。また、データ記憶部１４は、データ収集装置１０に搭載されたＨＤＤ２４にて実現される。あるいは、ＲＡＭ２３又は外部にある記憶手段をネットワーク経由で利用してもよい。

また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵがプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。

次に、本実施の形態における性能の判定処理について図５に示したフローチャートを用いて説明する。本実施の形態では、ストリング２を順番に性能検査対象とする。性能検査対象とする順番は特に定める必要はないので、本実施の形態では、識別番号の若い順に性能検査対象としていくことにする。

まず、初期の状態として、太陽電池アレイ１に含まれる全てのストリング２を接続箱３を介してパワーコンディショナー５に接続する。つまり、検査作業員は、ストリング２が接続された全てのブレーカー４をオン状態にする。これにより、性能検査対象の識別番号が１のストリング２もオン状態になる。「オン状態（ＯＮ状態）」というのは、当該ストリング２に対応するブレーカ４をオンにすることで、当該ストリング２がパワーコンディショナー５に接続されている状態のことをいう。これにより、当該ストリング２からの電気はパワーコンディショナー５に送られる。一方、「オフ状態（ＯＦＦ状態）」というのは、当該ストリング２に対応するブレーカ４をオフにすることで、当該ストリング２がパワーコンディショナー５から切り離された状態のことをいう。これにより、当該ストリング２からの電気はパワーコンディショナー５に送られない。

パワーコンディショナー５は、太陽光発電システムの規格に従い６秒毎に、直流電力と、日射計６が測定した日射強度及び気温計７が測定した気温を収集するが、第１収集手段として機能しているデータ収集部１１は、全てのストリング２がパワーコンディショナー５に接続されているときに、パワーコンディショナー５から太陽電池アレイ１からの電気に基づく直流電力、日射強度及び気温の各測定データを収集し、データ記憶部１４に保存する（ステップ１１０）。測定データに対応させて設定される測定時刻は、パワーコンディショナー５の時計又はデータ収集装置１０の時計により計時された時刻を用いればよい。更に、測定データには、パワーコンディショナー５に接続された接続箱３及び性能検査対象のストリング２の識別番号が対応付けされるが、これは、データ収集部１１が、予め設定されている接続箱３及びストリング２の識別番号に対応する記憶領域に、収集した各測定値を格納するようにしてもよい。図３の例によると、識別番号が１のストリング２の場合、１０：５０：００に日射強度７８５Ｗ／ｍ²、気温５．３℃、直流電力２２３５０Ｗという各測定データが接続状態時データとして収集されたことがわかる。

続いて、検査作業員は、接続状態時データが収集されてから太陽光発電システムの規格に合わせて６秒経過後、全てのストリング２のうち性能検査対象の識別番号が１のストリング２が接続されたブレーカー４のみをオフ状態にする。つまり、性能検査対象のストリング２のみがパワーコンディショナー５から切り離されている状態になるが、このとき、パワーコンディショナー５は、前回収集してから６秒経過したことに伴い直流電力と、日射計６が測定した日射強度及び気温計７が測定した気温を収集する。第２収集手段として機能するデータ収集部１１は、性能検査対象のストリング２のみがパワーコンディショナー５から切り離されているときに、太陽電池アレイ１からの電気に基づく直流電力、日射強度及び気温の各測定データを収集し、データ記憶部１４に保存する（ステップ１２０）。測定データに対応させて保存する測定時刻、接続箱３及び性能検査対象のストリング２の識別番号に関しては、上記と同じなので説明を省略する。図３の例によると、識別番号が１のストリング２の場合、１０：５０：０６に日射強度７８７Ｗ／ｍ²、気温５．３℃、直流電力２０８２０Ｗという各測定データが非接続状態時データとして収集されたことがわかる。

続いて、検査作業員は、非接続状態時データが収集されてから太陽光発電システムの規格に合わせて６秒経過後、性能検査対象の識別番号が１のストリング２に対応するブレーカー４を再度接続することでオン状態に戻す。つまり、太陽電池アレイ１に含まれる全てのストリング２が接続箱３を介してパワーコンディショナー５に接続された状態になるが、このとき、パワーコンディショナー５は、前回収集してから６秒経過したことに伴い直流電力と、日射計６が測定した日射強度及び気温計７が測定した気温を収集する。第３収集手段として機能するデータ収集部１１は、全てのストリング２がパワーコンディショナー５に接続されているときに、太陽電池アレイ１からの電気に基づく直流電力、日射強度及び気温の各測定データを収集し、データ記憶部１４に保存する（ステップ１３０）。測定データに対応させて保存する測定時刻、接続箱３及び性能検査対象のストリング２の識別番号に関しては、上記と同じなので説明を省略する。図３の例によると、識別番号が１のストリング２の場合、１０：５０：１２に日射強度７８７Ｗ／ｍ²、気温５．３℃、直流電力２２３６０Ｗという各測定データが再接続状態時データとして収集されたことがわかる。

性能検査対象の識別番号が１のストリング２に対しては、以上説明したように、パワーコンディショナー５に接続された状態で測定データを収集し、その後、パワーコンディショナー５から切り離した状態で測定データを収集し、そしてパワーコンディショナー５に再度接続された状態で測定データを収集することになる。他のストリング２を性能検査対象としたときでも同様に直流電力、日射強度及び気温の各測定データを収集し、データ記憶部１４に保存することになる。

なお、ブレーカー４のオン／オフ切替直後の電力は安定していない場合があるので、検査作業員は、良否判定の精度低下を回避するために、太陽光発電システムの規格に従いパワーコンディショナー５が測定データを取得するタイミングより少し（数秒程度）前のタイミングでブレーカー４を切り替えるようにするのが望ましい。

ところで、性能検査対象のストリング２がパワーコンディショナー５に接続された状態で測定された直流電力と、性能検査対象のストリング２のみがパワーコンディショナー５から切り離された状態で測定された直流電力との差分は、性能検査対象のストリング２からの電気に基づく発電電力を表しているとも考えられる。本実施の形態では、この差分を性能検査対象のストリング２からの電気に基づく発電電力とみなして当該ストリング２の発電性能の良否を判定することを特徴としている。図４には、上記説明において収集されたデータに基づき良否判定を行う際に算出される値が示されているが、以下、各算出値を説明しながら、性能検査対象のストリング２の発電性能の良否を判定する処理（ステップ１４０）について説明する。

図３に示した測定データと図４に示した算出値は、接続箱３及びストリング２の各識別番号にて対応付けられている。なお、図４に示した各値を測定値データに対応させてデータ記憶部１４に登録してもよい。あるいは図示しない別個の記憶手段に保存してもよい。

図４において、「平均日射強度」は、オン状態からオフ状態に、そしてまたオン状態に戻す間の日射強度の平均で、各時間における日射強度の平均値である。識別番号が１のストリング２の場合、各時間における日射強度は７８５，７８７，７８７なので、この平均値は７８６（小数点四捨五入）となる。

「平均気温」は、オン状態からオフ状態に、そしてまたオン状態に戻す間の気温の平均で、各時間におけるの平均値である。識別番号が１のストリング２の場合、各時間における気温は５．３，５．３，５．３なので、この平均値は５．３となる。

「差分電力１」は、最初のオン状態のときの直流電力とオフ状態のときの直流電力との差分（絶対値）である。識別番号が１のストリング２の場合、最初のオン状態のときの直流電力は２２３５０Ｗ、オフ状態のときの直流電力は２０８２０Ｗなので、その差分は１５３０Ｗである。

「差分電力２」は、オフ状態のときの直流電力とオン状態に戻したときの直流電力との差分（絶対値）である。識別番号が１のストリング２の場合、オフ状態のときの直流電力は２０８２０Ｗ、オン状態に戻したときの直流電力は２２３６０Ｗなので、その差分は１５４０Ｗである。

「平均差分電力」は、差分電力１と差分電力２の平均値である。本実施の形態においては、差分電力１は１５３０Ｗ、差分電力２は１５４０Ｗなので、その平均値は１５３５Ｗである。

なお、「日射変動判定」と「電力変動判定」については、後述する。

「モジュール温度推定値」は、計算により求めた当該ストリング２の推定温度である。モジュール温度推定値は、例えばＪＩＳＣ８９０７：２００５の付属書３の式（３．２）を用いて算出してもよい。なお、計算式の入力として日射強度及び気温が必要になるが、本実施の形態では、日射強度として平均日射強度と気温として平均気温を用いる。

「基準状態換算電力」は、モジュール温度推定値が図４の例のように例えば１９．８℃であるストリング２を、日射強度が１０００Ｗ／ｍ²でモジュール温度が２５℃という基準状態（ＪＩＳ８９１８の標準状態）に換算したときの電力ｋＷである。本実施の形態では、基準状態換算電力を平均差分電力×（１０００／平均日射強度）×温度係数×（２５−モジュール温度推定値）という式にて算出する。なお、温度係数はストリング固有の値である。もちろん、この式で求めることに限定する必要はなく、アンダーソン法等の他の計算式を採用してもよい。

基準状態換算電力は、ストリング２の性能の良否判定を行う際に閾値と比較される値であるが、この基準状態換算電力を算出する過程において、日射変動判定と電力変動判定を除く平均日射強度からモジュール温度推定値までの各値が以上のようにして算出される。

本実施の形態におけるストリング２の定格電力は２ｋＷであることを想定している。そして、定格電力の９割程度、すなわち基準状態換算電力が１．８ｋＷという閾値以上の数値を示せば合格（良）と判定する。なお、９割というのは適宜設定してもよい。前述した性能検査対象の識別番号が１であるストリング２における基準状態換算電力は２２３６０Ｗなので、判定処理部１２は、このストリング２の性能は良と判定する。図４には、その判定結果を合わせて示している。

以上説明した判定処理部１２における判定処理を識別番号が１のストリング２に対して行うと、続いて、性能検査対象を識別番号が２のストリング２に移行する。すなわち、検査作業員は、識別番号が２のストリング２が接続されたオン状態であるブレーカー４をオフ状態、そして６秒後にオン状態に戻すという操作を行い、判定処理部１２は、ブレーカー４の各状態時に収集された測定データに基づき基準状態換算電力を算出し、閾値（１．８ｋＷ）と比較することで良否判定を行う。この判定処理部１２における判定処理を全てのストリング２に対して繰り返し実行することでストリング２毎に性能の良否判定を行う。情報提供部１３は、その判定結果をデータ記憶部１４などの記憶手段に保存したり、データ収集装置１０のディスプレイ２８に表示する。あるいは、ネットワーク経由で他のコンピュータへ送信してもよい。

なお、判定処理部１２による判定処理は、測定データが収集される度に実行してもよいし、全てのストリング２に対する測定データが収集された後にまとめて実施してもよい。

本実施の形態においては、以上のようにして各ストリング２の性能の良否判定を行う。仮に、性能が否と判定されたストリング２に対しては、否と判定された原因を突き止めるために測定器等を用いて詳細な検査を実施するようにしてもよい。本実施の形態の場合、詳細な性能検査を性能が否と判定されたストリング２に対してのみ実施すればよいので、性能検査に要するコストを大幅に削減することが可能になる。

ここで、「日射変動判定」及び「電力変動判定」について説明する。

「日射変動判定」は、日射強度の最大値と最小値との差分を最小値で除算して求められる値である。識別番号が１であるストリング２の場合、日射強度の最大値は７８７、最小値は７８５なので、（７８７−７８５）／７８５×１００＝０．２５％（小数点第２位を四捨五入）となる。

「電力変動判定」は、オン状態のときの直流電力の最大値と最小値との差分を最小値で除算して求められる値である。識別番号が１であるストリング２の場合、オン状態のときの直流電力の最大値は２２３６０、最小値は２２３５０なので、（２２３６０−２２３５０）／２２３５０×１００＝０．０４％（小数点第２位を四捨五入）となる。

日射変動判定というのは、日射強度の変動の程度を示す指標値である。日射変動判定の値が大きいということは、計測期間（１２秒間）の間に雲が出たことなどにより日射強度の変化量が大きかったということを示している。日射強度の変化が大きいと、同じ環境下で日射強度が測定されなかったということで性能の良否判定の精度が低下するとも考えられる。

また、電力変動判定というのは、オン状態時に性能検査対象のストリング２からの電気に基づく直流電力の変動の程度を示す指標値である。本来であれば、同じオン状態時であることから直流電力の測定値は同値となるべきである。つまり、この電力変動判定の値が大きいということは、同じ環境下で直流電力が測定されなかったということで性能の良否判定の精度が低下するとも考えられる。

このように、日射変動判定及び電力変動判定は、基準状態換算電力の算出の際に参照されない値であるが、良否判定の結果の信頼性を確認するための指標値となり得る。

情報提供部１３は、以上のことから日射変動判定及び電力変動判定を算出し、その算出値をデータ記憶部１４などの記憶手段に保存したり、データ収集装置１０のディスプレイ２８に表示する。あるいは、ネットワーク経由で他のコンピュータへ送信してもよい。

本実施の形態においては、ストリング２が接続された接続箱３のブレーカー４の中から性能検査対象のストリング２が接続されたブレーカー４のみを順次切り離しながら直流電力等の測定データを収集するようにして性能検査を実施する。従って、データ収集装置１０に収集される測定データに対応付けして記録される収集時刻（図３における「時刻」）と、検査作業員がストリング２を切り離す時刻とを関連付ける必要がある。これは、検査作業員が性能検査の計画書に従った時刻を参照して、該当するストリング２を切り離すようにしたり、検査作業員がストリング２を切り離した時刻を事後報告して、データ収集装置１０に収集された測定データと対応付けるようにしてもよい。いずれにしても、本実施の形態においては、測定器などの性能検査の実施にだけ用いる機器を用意する必要がないので、コストの増加を招くことなく各ストリング２の性能検査を実施することができる。

ところで、日射は時々刻々と変化する。本実施の形態では、日射変動判定及び電力変動判定を良否判定の結果の信頼性を確認するための指標値として提供するものの、日射等の環境の変化の影響を受けにくくするためには１つのストリング２に対する測定は短時間で実施した方がよい。従って、本実施の形態では、太陽光発電システムのデータ収集の規格（データ収集周期）に合わせてブレーカー４を６秒毎に切り替えるようにした。ただ、この太陽光発電システムの規格に合わせてブレーカー４を切り替え測定データを収集することに限定するものではない。例えば、ブレーカー４のオン／オフ切替後に電力が安定するのに要する時間がパワーコンディショナー５の種類に依存するため、ブレーカー４を１２秒毎に切り替えることもあり得る。なお、ストリング間の測定データの収集のインターバル（例えば、識別番号が１のストリング２における計測時間と識別番号が２のストリング２における計測時間との間）は、特に限定する必要はない。つまり、データ収集装置１０は、各ストリング２の測定データを連続して収集する必要はない。

また、本実施の形態では、基準状態換算電力を算出する際に、オン状態のブレーカー４をオフ状態にし、その後オン状態に戻すことで、オン状態時の測定データ（接続状態時データ）とオフ状態時の測定データ（非接続状態時データ）との差分及び非接続状態時データとオン状態に戻した時の測定データ（再接続状態時データ）との差分をそれぞれ求め、そして差分の平均値（平均差分電力）を求めることで、性能の良否判定結果の精度の向上に努めるようにした。ただ、平均値を必ずしも求めなくても、最低限オン状態とオフ状態のときの測定データをそれぞれ収集して差分を得るようにしてもよい。この際、ブレーカ４をオン状態からオフ状態にしたときの測定データそれぞれ収集しても、オフ状態からオン状態にしたときの測定データそれぞれ収集してもよい。

一方、性能の判定精度の向上のためにブレーカ４のオン状態とオフ状態を繰り返し実行し、差分値を数多く得るようにすることも考えられる。ただ、１つのストリング２に対する測定データの収集に時間をかけることで測定時の環境に変化が起きると却って正確な判定結果が得られないことにもなりかねない。そこで、本実施の形態では、１つのストリング２につき短時間で判定処理するためにオン状態のブレーカー４をオフ状態にし、更にオン状態に戻すまでに留めるようにした。

なお、本実施の形態では、既存のデータ収集装置１０を性能検査装置として利用するようにしたが、性能検査装置を、検査作業員が携帯しうるタブレット端末等別のコンピュータにて実現するようにしてもよい。この場合、データ収集装置１０には、測定データを送信する機能を持たせ、一方、別のコンピュータには、測定データを受信する機能を持たせるよう構成する。

また、本実施の形態では、接続箱３を１台で構成した太陽光発電システムを例示したが、システムの規模に応じて、つまりストリング２の数によって、例えば複数の接続箱３を設けてもよい。この場合、複数の接続箱３とパワーコンディショナー５との間に、接続箱３をそれぞれ接続するブレーカーを有し、複数の接続箱３からの出力をまとめる集電箱を設置するよう構成してもよい。ストリング２が２００個程度の大規模になると、２００個のストリング２を個々にブレーカ４から切り離して１９９個のストリング２から収集された直流電力を参照しても、ストリング２を切り離したことで低下した分の直流電力が目立たない可能性がある。そこで、集電箱を設置する場合、集電箱のブレーカーを順番にオフ状態にして接続箱３単位に性能の良否判定を行い、更に性能が否と判定された接続箱３が存在する場合、今度はその接続箱３のブレーカーを順番にオフ状態にすることで、前述したようにストリング２の性能の良否判定を行うようにする。このように、システム規模によっては、階層的に良否判定を行うようにしてもよい。

また、本実施の形態では、ストリング２を性能検査の実施単位としたが、接続箱又は集電箱の接続形態によっては、例えば太陽電池モジュール等異なる単位で性能検査を行う場合に適用してもよい。

また、本実施の形態では、データ収集装置１０が日射計６と気温計７の測定値をパワーコンディショナー５を介して収集するようにしたが、直接取得するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、日射強度及び気温を用いてモジュール温度を推定するようにしたが、モジュール温度計を設置して、その測定値をデータ収集装置１０に収集させるようにしてもよい。

１太陽電池アレイ、２ストリング、３接続箱、４ブレーカー、５パワーコンディショナー、６日射計、７気温計、８受変電設備・構内配電設備、９電力会社、１０データ収集装置、１１データ収集部、１２判定処理部、１３情報提供部、１４データ記憶部、２１ＣＰＵ、２２ＲＯＭ、２３ＲＡＭ、２４ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、２５ＨＤＤコントローラ、２６マウス、２７キーボード、２８ディスプレイ、２９入出力コントローラ、３０ネットワークコントローラ、３１内部バス。

Claims

性能検査の実施単位となる複数の単位発電手段を有する太陽光発電手段と、パワーコンディショナーと、前記太陽光発電手段に含まれる前記単位発電手段それぞれを接続する遮断器を内蔵し、前記遮断器を介した前記各単位発電手段からの複数の配線をまとめて前記パワーコンディショナーに接続し、前記複数の単位発電手段が個々に発電した電気をまとめて前記パワーコンディショナーへ送る接続箱と、を有する太陽光発電システムにおける性能検査装置において、
前記遮断器の全てがオン状態にされることによって前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを接続状態時データとして収集する第１収集手段と、
前記複数の単位発電手段のうち性能検査対象の単位発電手段が接続された前記遮断器がオフ状態にされることによって当該性能検査対象の単位発電手段のみが前記パワーコンディショナーから切り離されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを非接続状態時データとして収集する第２収集手段と、
前記第１収集手段により接続状態時データが収集されてから前記第２収集手段により非接続状態時データが収集された後、前記性能検査対象の単位発電手段が接続された前記遮断器がオン状態にされることによって再度接続されることにより前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを再接続状態時データとして収集する第３収集手段と、
接続状態時データと非接続状態時データとの差分及び非接続状態時データと再接続状態時データとの差分の平均値である平均差分電力を前記性能検査対象の単位発電手段からの電気に基づく発電電力とみなして当該単位発電手段の発電性能の良否を判定する判定手段と、
前記各収集手段が収集した発電電力の測定データに基づき発電電力の変動具合を示す電力変動情報を算出する電力変動情報算出手段と、
前記各収集手段が発電電力の測定データと共に収集した日射強度の測定データに基づき日射強度の変動具合を示す日射変動情報を算出する日射変動情報算出手段と、
前記電力変動情報及び前記日射変動情報を出力する出力手段と、
を有し、
前記判定手段による性能判定対象とする発電電力は基準状態換算電力であり、
基準状態換算電力は、平均差分電力×（１０００／平均日射強度）×温度係数×（２５−モジュール温度推定値）という式にて算出され、
良否判定の結果の信頼性を確認するための指標として、前記電力変動情報及び前記日射変動情報を出力することを特徴とする太陽光発電システムにおける性能検査装置。
前記各収集手段は、予め決められた測定周期に従って前記パワーコンディショナーの発電電力が測定されている場合、その測定周期に合わせて当該データを順番に収集することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムにおける性能検査装置。
性能検査の実施単位となる複数の単位発電手段を有する太陽光発電手段と、パワーコンディショナーと、前記太陽光発電手段に含まれる前記単位発電手段それぞれを接続する遮断器を内蔵し、前記遮断器を介した前記各単位発電手段からの複数の配線をまとめて前記パワーコンディショナーに接続し、前記複数の単位発電手段が個々に発電した電気をまとめて前記パワーコンディショナーへ送る接続箱と、前記複数の単位発電手段が個々に発電した電気をまとめて前記パワーコンディショナーへ送る接続箱と、を有する太陽光発電システムにおける性能検査に用いるコンピュータを、
前記遮断器の全てがオン状態にされることによって前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを接続状態時データとして収集する第１収集手段、
前記複数の単位発電手段のうち性能検査対象の単位発電手段が接続された前記遮断器がオフ状態にされることによって当該性能検査対象の単位発電手段のみが前記パワーコンディショナーから切り離されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを非接続状態時データとして収集する第２収集手段、
前記第１収集手段により接続状態時データが収集されてから前記第２収集手段により非接続状態時データが収集された後、前記性能検査対象の単位発電手段が接続された前記遮断器がオン状態にされることによって再度接続されることにより前記複数の単位発電手段の全てが前記接続箱を介して前記パワーコンディショナーに接続されているときに、前記太陽光発電手段からの電気に基づく前記パワーコンディショナーの発電電力の測定データを再接続状態時データとして収集する第３収集手段、
接続状態時データと非接続状態時データとの差分及び非接続状態時データと再接続状態時データとの差分の平均値である平均差分電力を前記性能検査対象の単位発電手段からの電気に基づく発電電力とみなして当該単位発電手段の発電性能の良否を判定する判定手段、
前記各収集手段が収集した発電電力の測定データに基づき発電電力の変動具合を示す電力変動情報を算出する電力変動情報算出手段、
前記各収集手段が発電電力の測定データと共に収集した日射強度の測定データに基づき日射強度の変動具合を示す日射変動情報を算出する日射変動情報算出手段、
前記電力変動情報及び前記日射変動情報を出力する出力手段、
として機能させ、
前記判定手段による性能判定対象とする発電電力は基準状態換算電力であり、
基準状態換算電力は、平均差分電力×（１０００／平均日射強度）×温度係数×（２５−モジュール温度推定値）という式にて算出され、
良否判定の結果の信頼性を確認するための指標として、前記電力変動情報及び前記日射変動情報を出力することを特徴とするプログラム。