JP6087200B2

JP6087200B2 - 太陽光発電システムの異常検出装置、異常検出方法、及び太陽光発電システム

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Publication number: JP6087200B2
Application number: JP2013092989A
Authority: JP
Inventors: 一正七里
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2033-04-25
Also published as: JP2014216501A

Description

本発明は、太陽光発電システムの異常検出装置、異常検出方法、及び太陽光発電システムに関する。

近年、自然エネルギーを用いた太陽光発電システムの需要がますます高まっている。１ＭＷを超えるメガソーラーシステム等の大型システムが増加する中で、システムが何らかのトラブルにより停止又は発電量が減少した場合、いち早く問題を検出して対処を促すことが要求されている。

従来、太陽光発電システムの異常検出方法には次のようなものがあった。すなわち、第１の方法として、太陽光発電システムにおいて太陽電池からの直流電力を交流電力に変換して系統に連系するパワーコンディショナ又は電流・電圧・発電量の計測機器等から、システムの発電量、稼働状態、又はエラー発生等の情報を取得して表示する方法があった。

また第２の方法として、パワーコンディショナ又は計測機器等からの情報、日射計・気温計等の気象観測データ、及び時刻情報等に基づいて判断する方法があった。第２の方法では、システムに用いられる太陽電池の定格発電量及び方角・傾斜角等の設置条件に対し、現在の日射量・気温等に基づいておおよその発電量を推定可能である。従って、これらの情報に基づいて推定される発電量に対して、実際の発電量が少ない場合、太陽電池に何らかの異常が発生していると判断するものである（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−２１６８１１号公報

従来、上述の第１の方法では、太陽光発電システムは天候、日射量、季節、又は時間帯等によって発電量が異なるため、太陽電池の発電量が妥当かどうかを判断することはできなかった。すなわち、パワーコンディショナ又は計測機器等からの情報だけでは、機器の故障等明らかに異常と分かる場合又は日中にもかかわらず発電量がゼロである等の特殊な場合を除き、発電量そのものが妥当であるか否かの判断が困難であった。

また第２の方法では、太陽電池の発電量が妥当かどうかを判断可能であるが、気象観測データの取得が必要である。一般的に、身近に気象観測所があるとは限らないため、日射計等を同時に設置することとなる。しかしながら、日射計は高価なうえ、定期的な校正・メンテナンスが必要となるため、必ずしも簡易な異常検出方法ではなかった。

従って、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、太陽光発電システムにおいて、太陽光発電システムの発電量が妥当かどうかを容易に判断可能な太陽光発電システムの異常検出装置、異常検出方法、及び太陽光発電システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る太陽光発電システムの異常検出装置は、複数の太陽電池ストリングを備える太陽光発電システムの異常検出装置であって、所定の時刻毎に前記複数の太陽電池ストリングに係る出力電流をそれぞれ測定する電流測定部と、前記太陽光発電システムの出力電流の基準値であるシステム初期値を設定し、前記電流測定部から取得した電流測定値と前記システム初期値とに基づいて前記太陽電池ストリングの出力異常を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記各太陽電池ストリングについて前記太陽光発電システムの基準日から複数日分の前記電流測定値における電流最大値を前記所定の時刻毎にそれぞれ抽出して前記システム初期値を設定し、前記各太陽電池ストリングについて前記所定の時刻毎に、前記電流測定値に係る全太陽電池ストリングの第１の平均値に対する前記電流測定値の割合を、前記電流最大値に係る全太陽電池ストリングの第２の平均値に対する前記電流最大値の割合で除算した結果が所定の第１の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの出力異常と判断する。

また本発明に係る太陽光発電システムの異常検出装置は、
前記制御部は、前記所定の時刻毎に、前記第２の平均値に対する前記第１の平均値の割合が所定の第２の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの出力異常と判断しない。

また本発明に係る太陽光発電システムの異常検出装置は、
前記電流測定部は、前記太陽光発電システムの基準時に前記複数の太陽電池ストリングに係る出力電流をそれぞれ測定し、
前記制御部は、前記各太陽電池ストリングについて、前記太陽光発電システムの基準時における前記複数の電流測定値に係る全太陽電池ストリングの第１の平均値に対する前記電流測定値の割合が所定の第３の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの初期不良と判断する。

また本発明に係る太陽光発電システムの異常検出方法は、複数の太陽電池ストリングと、該太陽電池ストリングの出力異常を検出する異常検出装置と、を備える太陽光発電システムの異常検出方法であって、前記異常検出装置の電流測定部が、所定の時刻毎に前記複数の太陽電池ストリングに係る出力電流をそれぞれ測定するステップと、前記異常検出装置の制御部が、前記太陽光発電システムの出力電流の基準値であるシステム初期値を設定するステップと、前記電流測定部から取得した電流測定値と前記システム初期値とに基づいて前記太陽電池ストリングの出力異常を検出するステップと、を含み、前記制御部は、前記各太陽電池ストリングについて前記太陽光発電システムの基準日から複数日分の前記電流測定値における電流最大値を前記所定の時刻毎にそれぞれ抽出して前記システム初期値を設定し、前記各太陽電池ストリングについて前記所定の時刻毎に、前記電流測定値に係る全太陽電池ストリングの第１の平均値に対する前記電流測定値の割合を、前記電流最大値に係る全太陽電池ストリングの第２の平均値に対する前記電流最大値の割合で除算した結果が所定の第１の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの出力異常と判断する。

また本発明に係る太陽光発電システムは、複数の太陽電池ストリングと、該複数の太陽電池ストリングの出力異常を検出する異常検出装置と、を備える太陽光発電システムであって、前記異常検出装置は、所定の時刻毎に前記複数の太陽電池ストリングに係る出力電流をそれぞれ測定する電流測定部と、前記太陽光発電システムの出力電流の基準値であるシステム初期値を設定し、前記電流測定部から取得した電流測定値と前記システム初期値とに基づいて前記太陽電池ストリングの出力異常を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記各太陽電池ストリングについて前記太陽光発電システムの基準日から複数日分の前記電流測定値における電流最大値を前記所定の時刻毎にそれぞれ抽出して前記システム初期値を設定し、前記各太陽電池ストリングについて前記所定の時刻毎に、前記電流測定値に係る全太陽電池ストリングの第１の平均値に対する前記電流測定値の割合を、前記電流最大値に係る全太陽電池ストリングの第２の平均値に対する前記電流最大値の割合で除算した結果が所定の第１の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの出力異常と判断する。

本発明における太陽光発電システムの異常検出装置、異常検出方法、及び太陽光発電システムによれば、太陽光発電システムの発電量が妥当かどうかを容易に判断可能となる。

本発明の一実施形態に係る異常検出装置を含む太陽光発電システムの機能ブロック図である。図１の測定データテーブルを示す図である。図１のシステム初期値を示す図である。図１の照合データを示す図である。本発明の一実施形態に係る測定データテーブルの更新処理を示すフローチャート図である。本発明の一実施形態に係るシステム稼働後の太陽電池ストリングの異常検出処理を示すフローチャート図である。本発明の一実施形態に係るシステム初期値の設定処理を示すフローチャート図である。本発明の一実施形態に係るシステム稼働時の太陽電池ストリングの初期不良検出処理を示すフローチャート図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る異常検出装置を備える太陽光発電システムの機能ブロック図である。太陽光発電システムは、複数の太陽電池ストリング１と、異常検出装置２と、接続箱３と、パワーコンディショナ４と、商用電力系統５と、負荷機器６と、を備える。図１では簡便のため、３つの太陽電池ストリング（１−１，１−２，１−３）を備えている様子を示す。以下において、各太陽電池ストリング１は同一環境下において発電量が概ね同一となるものとして説明する。

太陽電池ストリング１は、太陽光を利用して発電する複数の太陽電池モジュールを直列接続して出力電圧を上昇させたものであり、直流電流を出力する。また太陽電池ストリング１は、異常検出装置２に接続される。

異常検出装置２は、ＥＭＳ（Energy Management System）装置等の電力制御装置であり、接続される太陽電池ストリング１の出力電流の異常を検出する。異常検出装置２は、複数の電流測定部２１と、記憶部２２と、通知部２３と、制御部２４と、を備える。

電流測定部２１は、複数の太陽電池ストリング１にそれぞれ対応して接続され、対応する太陽電池ストリング１の発電した出力電流を測定する。

記憶部２２は、測定データテーブル２１１と、システム初期値２２２と、照合データ２２３を記憶している。

ここで図２を参照して測定データテーブル２２１について説明する。測定データテーブル２２１は、各太陽電池ストリング１の電流測定値及び電流測定値に係る全太陽電池ストリングの平均値を、所定の時刻毎に複数日にわたって蓄積したものであり、制御部２４によってシステム初期値２２２を設定するのに用いられる。本実施形態において、測定データテーブル２２１は、測定日２２１１と、時刻２２１２と、電流測定値２２１３と、第１の平均値２２１４と、を含む。

測定日２２１１は、太陽光発電システムを稼働した日所定の基準日を１日目として太陽電池ストリング１の出力電流を測定した日付を示す。以下において、基準日（又は基準時）は太陽光発電システムの稼働日（又は稼働時）であるものとして説明するが、例えば太陽光発電システムをリセットした日（又はリセット時）等とすることができる。図２においては簡便のため、測定日２２１１として「１日目」、「２日目」、及び「ｄ日目」を示している。

時刻２２１２は、電流測定部２１が出力電流の測定を行う所定の時刻を示す。ここで所定の時刻とは、一日のうち日の出ている時間帯から任意の時刻を複数選択したものである。例えば本実施形態においては、８時から１７時まで１時間毎に測定する。図２においては簡便のため、「８：００（８時）」、「９：００（９時）」、及び「１７：００（１７時）」を示している。

電流測定値２２１３は、測定日２２１１及び時刻２２１２に対応付けられた各太陽電池ストリング１の電流測定値を示す。図２における電流測定値２２１３の値は、「Ｓ［ストリング番号］−［測定日］−［時刻］」で示している。

第１の平均値２２１４は、測定日２２１１及び時刻２２１２に対応付けられた電流測定値２２１３に係る全太陽電池ストリング１の平均値を示す。図２における第１の平均値２２１４の値は、「Ａｖｅ−［測定日］−［時刻］」で示している。

次に図３を参照してシステム初期値２２２について説明する。システム初期値２２２は、太陽光発電システムにおける所定の時刻毎の各太陽電池ストリング１の出力電流の基準値を示すものであり、制御部２４によって太陽光発電システムの経時的な発電量の減少を検出するのに用いられる。本実施形態において、システム初期値２２２は、時刻２２２１と、電流最大値２２２２と、第２の平均値２２２３と、を含む。

時刻２２２１は、測定データテーブル２２１の時刻２２１２と対応する時刻を示す。

電流最大値２２２２は、時刻２２２１に対応付けられており、各太陽電池ストリング１について太陽光発電システムの稼働日から複数日分の電流測定値における最大値を示す。本実施形態において、電流最大値２２２２は、各太陽電池ストリング１について、測定データテーブル２２１の１日目からｄ日目までの電流測定値２２１３における最大値をそれぞれ抽出したものである。

既に述べたように、太陽光発電システムは天候、日射量、季節、又は時間帯等によって発電量が異なる。複数日間における電流測定値には、例えば天候不順等の環境条件により発電量が低下している場合が含まれ得る。しかし、太陽光発電システムの出力電流の基準値であるシステム初期値２２２の決定においてこのような環境条件により低下した発電量を考慮すべきではない。また、太陽光発電システムの発電量は、その設置条件（例えば立地条件、周辺環境等）によって変動し得る。このため、太陽光発電システムの出力電流の基準値であるシステム初期値２２２を、例えば太陽電池モジュールの定格等に基づいて直ちに決定することはできない。従って、各太陽電池ストリング１について複数日分の電流測定値２２１３における最大値をそれぞれ抽出することにより、複数日間において最も環境による影響の少ない電流測定値、言い換えると複数日間において最も太陽光発電に理想的な環境における電流測定値をシステム初期値２２２とする。図３における電流最大値２２２２の値は、「Ｓ［ストリング番号］−０−［時刻］」で示している。

第２の平均値２２２３は、時刻２２２１に対応付けられた電流最大値２２２２に係る全太陽電池ストリング１の平均値を示す。

次に図４を参照して照合データ２２３について説明する。照合データ２２３は、予め記憶部２２に記憶されており、制御部２４によって太陽電池ストリング１の出力異常を判断するのに用いられる。本実施形態において、照合データ２２３は、時間帯２２３１と、第１の閾値２２３２と、第２の閾値２２３３と、第３の閾値２２３４と、を含む。照合データ２２３に含まれるこれらの情報の値は、太陽光発電システムの稼働後に操作者が変更可能に構成されてもよい。

時間帯２２３１は、一日のうち日が出ている時間帯を任意に分割した複数の時間帯を示す。本実施形態においては、２時間ずつ５つの時間帯に分割している。

第１の閾値２２３２は、時間帯２２３１に対応付けられた０以上１以下の値であり、システム稼働後の経時変化による太陽電池ストリング１の出力電流の異常を検出するために制御部２４によって用いられる。好適には第１の閾値２２３２は、日射量が多いと考えられる時間帯ほど高い値に設定される。例えば本実施形態においては、一日のうち日射量が最も多いと考えられる「１１：００〜１３：００未満（１１時以降１３時未満）」の時間帯で第１の閾値２２３２は「０．９」と高い値が設定されており、日射量が少ないと考えられる朝夕の「〜９：００未満（９時未満）」及び「１５：００〜（１５時以降）」の時間帯で第１の閾値２２３２は「０．７」と低い値が設定されている。

第２の閾値２２３３は、０以上１以下の値であり、太陽電池ストリング１に係る出力電流の測定時における天候不順を判断するために制御部２４によって用いられる。本実施形態において、第２の閾値２２３３は、時間帯２２３１によらず一定の値（「０．３」）を設定しているが、時間帯２２３１毎に異なる値を設定してもよい。

第３の閾値２２３４は、時間帯２２３１に対応付けられた０以上１以下の値であり、システム稼働時の初期不良等による太陽電池ストリング１の出力電流の異常を検出するために制御部２４によって用いられる。好適には第３の閾値２２３４は、日射量が多いと考えられる時間帯ほど高い値に設定される。例えば本実施形態においては、一日のうち日射量が最も多いと考えられる「１１：００〜１３：００未満」の時間帯で第３の閾値２２３４は「０．７」と高い値が設定されており、日射量が少ないと考えられる朝夕の「〜９：００未満」及び「１５：００〜」の時間帯で第３の閾値２２３４は「０．５」と低い値が設定されている。

図１の説明に戻る。通知部２３は、制御部２４が太陽電池ストリング１の出力電流の異常の有無を判断した場合、判断結果を装置の操作者に通知する。通知部２３は、例えば、スピーカ又は液晶ディスプレイ等による表示パネルとすることができる。ＬＥＤ等の発光素子による点滅等の報知にて代用してもよい。

制御部２４は、異常検出装置２全体の動作を制御する。また制御部２４は、現在時刻を取得可能であり、太陽光発電システム稼働時からの経過時間を測定する。

また制御部２４は、測定データテーブル２２１の内容を更新して記憶部２２に記憶させる。具体的には、制御部２４は、太陽光発電システムの稼働後、所定の時刻毎に電流測定部２１から各太陽電池ストリング１に対応する電流測定値を電流測定部２１からそれぞれ取得する。続いて制御部２４は、取得した複数の電流測定値に係る全太陽電池ストリング１の平均値である第１の平均値を算出する。続いて制御部２４は、取得した複数の電流測定値及び算出した第１の平均値を、測定日２２１１及び時刻２２１２に対応付けて、それぞれ電流測定値２２１３及び第１の平均値２２１４として測定データテーブル２２１に蓄積して記憶部２２に記憶させる。

また制御部２４は、測定データテーブル２２１に基づいてシステム初期値２２２を設定する。具体的には、制御部２４は、各太陽電池ストリング１について所定の時刻毎に、測定データテーブル２２１に含まれる１日目から複数日分（例えば、ｄ日分）の電流測定値２２１３における最大値である電流最大値をそれぞれ抽出する。続いて制御部２４は、所定の時刻毎に、抽出した電流最大値に係る全太陽電池ストリング１の平均値である第２の平均値を算出する。そして制御部２４は、各太陽電池ストリング１について所定の時刻毎に、抽出した電流最大値及び第２の平均値をそれぞれ電流最大値２２２２及び第２の平均値２２２３として、システム初期値２２２を設定し、記憶部２２に記憶させる。

また制御部２４は、測定データテーブル２２１とシステム初期値２２２とに基づいて、照合データ２２３との照合によりシステム稼働後の経時変化による太陽電池ストリング１の出力電流の異常を検出する。具体的には、制御部２４は、測定データテーブル２２１における最新の測定日２２１１（ｐ日目）かつ最新の時刻２２１２（時刻ｔ）に係る電流測定値２２１３（すなわち、「Ｓｍ−ｐ−ｔ」）及び第１の平均値２２１４（すなわち、「Ａｖｅ−ｐ−ｔ」）を抽出する。続いて制御部２４は、式（１）に示すように、各太陽電池ストリング１について、抽出した第１の平均値２２１４に対する電流測定位置２２１３の割合（すなわち、「Ｓｍ−ｐ−ｔ」／「Ａｖｅ−ｐ−ｔ」）を、時刻ｔにおける第２の平均値２２２３に対する電流最大値２２２２の割合（すなわち、「Ｓｍ−０−ｔ」／「Ａｖｅ−０−ｔ」）で除算した値であるＡを算出する。

続いて制御部２４は、式（１）の算出結果Ａを照合データ２２３と照合し、その算出結果Ａが時刻ｔの属する時間帯２２３１に対応する第１の閾値２２３２以下であるか否かを判断する。そして制御部２４は、算出結果Ａが第１の閾値２２３２以下である場合、対応する太陽電池ストリング１の出力電流は異常であると判断する。一方、制御部２４は、算出結果Ａが第１の閾値２２３２よりも大きい場合、対応する太陽電池ストリング１の出力電流は正常であると判断する。

好適には、制御部２４は、電流測定値２２１３及び第１の平均値２２１４を抽出した後、式（２）に示すように、システム初期値２２２の時刻ｔにおける第２の平均値２２２３に対する抽出した第１の平均値２２１４の割合であるＢの値を算出する。

続いて制御部２４は、式（２）の算出結果Ｂを照合データ２２３と照合し、その算出結果Ｂが第２の閾値２２３３以下であるか否かを判断する。そして制御部２４は、算出結果Ｂが第２の閾値２２３３以下である場合、システム全体として発電量が少ないため、天候不順と判断して太陽電池ストリング１の出力異常に関する判断を行わない。一方、制御部２４は、算出結果Ｂが第２の閾値２２３３よりも大きい場合、太陽電池ストリング１の出力異常検出動作を継続する。このようにすることで、天候不順等によりシステム全体の発電量が低下しているにもかかわらず、太陽電池ストリング１の出力電流が異常であると誤って判断することを防止できる。

また制御部２４は、システム稼働時（時刻ｕ）の太陽電池ストリング１の初期不良を検出する。具体的には、制御部２４は、時刻ｕにおいて複数の電流測定部２１から各太陽電池ストリング１に対応する電流測定値をそれぞれ取得する。続いて制御部２４は、取得した複数の電流測定値に係る第１の平均値を算出する。続いて制御部２４は、式（３）に示すように、第１の平均値に対する電流測定値の割合であるＣの値を算出する。

続いて制御部２４は、式（３）の算出結果Ｃを照合データ２２３と照合し、算出結果Ｃが、時刻ｕが属する時間帯２２３１に対応する第３の閾値２２３４以下であるか否かを判断する。例えば、時刻ｕが９時３０分である場合、当該時刻が属する時間帯２２３１は「９：００〜１１：００未満」であり、対応する第３の閾値２２３４は「０．６」である。そして制御部２４は、算出結果Ｃが第３の閾値２２３４以下である場合、対応する太陽電池ストリング１の初期不良と判断する。

接続箱３は、異常検出装置２を経由して複数の太陽電池ストリング１が並列に接続されており、直流電流を昇圧してパワーコンディショナ４に入力する。

パワーコンディショナ４は、接続箱３から入力される直流電力を交流電力に変換する。またパワーコンディショナ４は、商用電力系統５に連系し、変換した交流電力及び商用電力系統５から供給された交流電力を負荷機器６に供給する。またパワーコンディショナ４は、変換した交流電力を電力会社に売電可能である。

図５は、本発明の一実施形態に係る測定データテーブル２２１の更新処理を示すフローチャート図である。はじめに制御部２４は、太陽光発電システムの稼働後に、太陽電池ストリング１の出力電流を測定する日付として、ｐの値を１に設定する（ステップＳ１００）。図５の説明において、測定日をｐ日目と記載する。

続いて制御部２４は、現在時刻が所定の時刻のいずれかに該当するか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ここで所定の時刻とは、一日のうち日の出ている時間帯から任意の時刻を複数選択したものであって、図２における測定データテーブル２２１の時刻２２１２に対応する。所定の時刻のいずれかに該当すると判断した場合、ステップＳ１０２に進む。一方、所定の時刻のいずれにも該当しないと判断した場合、ステップＳ１０１を繰り返して所定の時刻のいずれかに該当するまで待つ。

続いて制御部２４は、所定の時刻のうちいずれかの時刻において複数の電流測定部２１から各太陽電池ストリング１に対応する電流測定値をそれぞれ取得する（ステップＳ１０２）。

続いて制御部２４は、取得した複数の電流測定値に係る第１の平均値を算出する（ステップＳ１０３）。

続いて制御部２４は、取得した複数の電流測定値及び算出した第１の平均値を、ｐ日目である測定日２２１１及び測定時刻と同一の時刻２２１２に対応付けて、それぞれ電流測定値２２１３及び第１の平均値２２１４として測定データテーブル２２１に蓄積し、記憶部２２に記憶させる（ステップＳ１０４）。

続いて制御部２４は、システム稼働時から一日経過したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。一日経過したと判断した場合、ステップＳ１０６に進む。一方、一日経過していないと判断した場合、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０５においてシステム稼働時から一日経過したと判断した場合、制御部２４は、ｐの値をインクリメントして（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０１に戻る。

図６は、本発明の一実施形態に係るシステム初期値２２２の設定処理を示すフローチャート図である。はじめに制御部２４は、各太陽電池ストリング１について所定の時刻毎に、測定データテーブル２２１に含まれる１日目から複数日分（例えば、ｄ日分）の電流測定値２２１３における最大値である電流最大値をそれぞれ抽出する（ステップＳ２００）。

続いて制御部２４は、所定の時刻毎に、抽出した電流最大値に係る全太陽電池ストリング１の平均値（以下、第２の平均値）を算出する（ステップＳ２０１）。

続いて制御部２４は、各太陽電池ストリング１について所定の時刻毎に、抽出した電流最大値及び第２の平均値をそれぞれ電流最大値２２２２及び第２の平均値２２２３として、システム初期値２２２を設定し、記憶部２２に記憶させる（ステップＳ２０２）。

図７は、本発明の一実施形態に係るシステム稼働後の経時変化による太陽電池ストリング１の異常検出処理を示すフローチャート図である。経時変化による異常検出処理の前提として、図６に示す処理によりシステム初期値２２２が設定されているものとする。はじめに制御部２４は、測定データテーブル２２１における最新の測定日２２１１（ｐ日目）かつ最新の時刻２２１２（時刻ｔ）に係る電流測定値２２１３及び第１の平均値２２１４を抽出する（ステップＳ３００）。

続いて制御部２４は、式（２）に示すように、システム初期値２２２の時刻ｔにおける第２の平均値２２２３に対する抽出した第１の平均値２２１４の割合であるＢの値を算出する（ステップＳ３０１）。

続いて制御部２４は、ステップＳ３０１の算出結果Ｂを照合データ２２３と照合し、算出結果Ｂが第２の閾値２２３３以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。算出結果Ｂが第２の閾値２２３３よりも大きいと判断した場合、ステップＳ３０３に進む。一方、算出結果Ｂが第２の閾値２２３３以下であると判断した場合、ステップＳ３１１に進む。

ステップＳ３０２において、算出結果Ｂが第２の閾値２２３３よりも大きいと判断した場合、制御部２４は、複数の太陽電池ストリング１に係る番号として、ｍの値を１に設定する（ステップＳ３０３）。図７の説明において、太陽光発電システムはｎ個の太陽電池ストリング１を備えるものとし、各太陽電池ストリング１を第ｍの太陽電池ストリング１−ｍと記載する。

続いて制御部２４は、（１）式に示すように、第ｍの太陽電池ストリング１−ｍについて、抽出した第１の平均値２２１４に対する電流測定位置２２１３の割合を、時刻ｔにおける第２の平均値２２２３に対する電流最大値２２２２の割合で除算した値であるＡを算出する（ステップＳ３０４）。

続いて制御部２４は、ステップＳ３０４の算出結果Ａを照合データ２２３と照合し、算出結果Ａが時刻ｔの属する時間帯２２３１に対応する第１の閾値２２３２以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０５）。算出結果Ａが第１の閾値２２３２以下であると判断した場合、ステップＳ３０６に進む。一方、算出結果Ａが第１の閾値２２３２よりも大きいと判断した場合、ステップＳ３０９に進む。

ステップＳ３０５において、算出結果Ａが第１の閾値２２３２以下であると判断した場合、制御部２４は、第ｍの太陽電池ストリング１−ｍの出力電流は異常であると判断する（ステップＳ３０６）。又は、ステップＳ３０５において、算出結果Ａが第１の閾値２２３２よりも大きいと判断した場合、制御部２４は、第ｍの太陽電池ストリング１−ｍの出力電流は正常であると判断する（ステップＳ３０９）。

続いて通知部２３は、制御部２４による判断結果を操作者に通知する（ステップＳ３０７）。

続いて制御部２４は、ｍの値をインクリメントし、ｍの値がｎよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３０８）。ｍの値がｎよりも大きいと判断した場合、処理を終了する。一方、ｍの値がｎ以下であると判断した場合、ステップＳ３０４に戻る。

一方、ステップＳ３０２において、算出結果Ｂが第２の閾値２２３３以下であると判断した場合、制御部２４は、システム全体として発電量が少ないため、天候不順と判断する（ステップＳ３１０）。この場合、制御部２４は、太陽電池ストリング１の出力異常に関する判断を行わない。

続いて通知部２３は、制御部２４による判断結果を操作者に通知して（ステップＳ３１１）、処理を終了する。

このように本実施形態によれば、太陽光発電システムの稼働日から複数日分の太陽電池ストリング１の電流測定値に基づいて太陽光発電システム稼働当初における出力電流の基準値であるシステム初期値２２２を設定し、現在の出力電流とシステム初期値２２２とに基づいて太陽電池ストリング１の出力異常を検出することにより、太陽光発電システムの発電量が妥当かどうかを容易に判断することができる。また、各太陽電池ストリング１について出力電流の異常をそれぞれ検出するため、異常個所の特定が容易である。また、異常個所の特定が容易になることにより、迅速なメンテナンス対処を行うことができ、発電量が減少したまま運用されてしまう期間を抑制することができる。

図８は、本発明の一実施形態に係るシステム稼働時の太陽電池ストリング１の初期不良検出処理を示すフローチャート図である。はじめに制御部２４は、太陽光発電システムの稼働時（時刻ｕ）に、複数の電流測定部２１から各太陽電池ストリング１に対応する電流測定値をそれぞれ取得する（ステップＳ４００）。

続いて制御部２４は、取得した複数の電流測定値に基づいて第１の平均値を算出する（ステップＳ４０１）。

続いて制御部２４は、複数の太陽電池ストリング１に係る番号として、ｍの値を１に設定する（ステップＳ４０２）。図８の説明において、太陽光発電システムはｎ個の太陽電池ストリング１を備えるものとし、各太陽電池ストリング１を第ｍの太陽電池ストリング１−ｍと記載する。

続いて制御部２４は、式（３）に示すように、時刻ｔにおける第１の平均値に対する第ｍの太陽電池ストリング１−ｍに係る電流測定値の割合であるＣの値を算出する（ステップＳ４０３）。

続いて制御部２４は、ステップＳ４０３の算出結果Ｃを照合データ２２３と照合し、算出結果Ｃが、時刻ｕが属する時間帯２２３１に対応する第３の閾値２２３４以下であるか否かを判断する（ステップＳ４０４）。算出結果Ｃが第３の閾値２２３４以下である場合、ステップＳ４０５に進む。一方、算出結果Ｃが第３の閾値２２３４よりも大きい場合、ステップＳ４０８に進む。

ステップＳ４０４において算出結果Ｃが第３の閾値２２３４以下であると判断した場合、制御部２４は、第ｍの太陽電池ストリング１−ｍの初期不良と判断する（ステップＳ４０５）。又は、ステップＳ４０４において算出結果Ｃが第３の閾値２２３４よりも大きいと判断した場合、制御部２４は、第ｍの太陽電池ストリング１−ｍの出力は正常であると判断する（ステップＳ４０８）。

続いて通知部２３は、制御部２４による判断結果を操作者に通知する（ステップＳ４０６）。

続いて制御部２４は、ｍの値をインクリメントし、ｍの値がｎよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ４０７）。ｍの値がｎよりも大きい場合、処理を終了する。一方、ｍの値がｎ以下である場合、ステップＳ４０３に戻る。

このように、太陽光システム稼働時に各太陽電池ストリング１の出力電流を測定し、電流測定値と電流測定値に係る全太陽電池ストリング１の平均値と比較することにより、太陽光発電システム稼働時の太陽電池ストリング１の初期不良を検出することができる。

（変形例）
次に、本発明の実施の形態の変形例について説明する。変形例に係る異常検出装置２は、上述の実施の形態に係る構成において、概略として太陽電池ストリング１の出力異常の原因を判断して操作者に通知する。

変形例に係る異常検出装置２の制御部２４は、各太陽電池ストリング１について太陽電池ストリング１の出力異常に係る判断結果を、電流測定値２２１３とともに測定データテーブル２２１に蓄積して記憶部２２に記憶させる。そして制御部２４は、出力異常の発生状況に基づいて、出力異常の発生原因を判断する。

例えば、変形例に係る異常検出装置２の制御部２４は、１つの太陽電池ストリング１において連続する複数日にわたって特定の時間帯において出力異常が発生している場合、当該時間帯はその太陽電池ストリング１に対する日射が遮られて日陰になっていると判断する。また例えば、変形例に係る制御部２４は、１つの太陽電池ストリング１において連続する複数日にわたって一日の全ての時間帯において出力異常が発生している場合、その太陽電池ストリング１の故障と判断する。そして異常検出装置２の通知部２３は、制御部２４が判断した出力異常の発生原因を操作者に通知する。

このように変形例によれば、太陽電池ストリング１の出力異常の発生状況に基づいて出力異常の発生原因を特定することができる。また、出力異常の発生原因を操作者に通知することにより、発生原因に応じて適切なメンテナンス対処を行うことができ、発電量が減少しているにもかかわらずそのまま運用されてしまう期間を更に抑制することができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

例えば、本発明に係る異常検出装置２を、複数の太陽電池ストリング１を並列して接続可能なマルチストリング構成のパワーコンディショナ、又は接続箱等の他の装置に統合することが考えられる。

また例えば、本発明に係る異常検出装置２を家庭用に展開する場合、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）装置に統合することが考えられる。

１太陽電池ストリング
２異常検出装置
３接続箱
４パワーコンディショナ
５商用電力系統
６負荷機器
２１電流測定部
２２記憶部
２３通知部
２４制御部
２２１測定データテーブル
２２２システム初期値
２２３照合データ
２２１１測定日
２２１２時刻
２２１３電流測定値
２２１４第１の平均値
２２２１時刻
２２２２電流最大値
２２２３第２の平均値
２２３１時間帯
２２３２第１の閾値
２２３３第２の閾値
２２３４第３の閾値

Claims

複数の太陽電池ストリングを備える太陽光発電システムの異常検出装置であって、所定の時刻毎に前記複数の太陽電池ストリングに係る出力電流をそれぞれ測定する電流測定部と、前記太陽光発電システムの出力電流の基準値であるシステム初期値を設定し、前記電流測定部から取得した電流測定値と前記システム初期値とに基づいて前記太陽電池ストリングの出力異常を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記各太陽電池ストリングについて前記太陽光発電システムの基準日から複数日分の前記電流測定値における電流最大値を前記所定の時刻毎にそれぞれ抽出して前記システム初期値を設定し、前記各太陽電池ストリングについて前記所定の時刻毎に、前記電流測定値に係る全太陽電池ストリングの第１の平均値に対する前記電流測定値の割合を、前記電流最大値に係る全太陽電池ストリングの第２の平均値に対する前記電流最大値の割合で除算した結果が所定の第１の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの出力異常と判断する、太陽光発電システムの異常検出装置。
前記制御部は、前記所定の時刻毎に、前記第２の平均値に対する前記第１の平均値の割合が所定の第２の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの出力異常と判断しない、請求項１に記載の異常検出装置。
前記電流測定部は、前記太陽光発電システムの基準時に前記複数の太陽電池ストリングに係る出力電流をそれぞれ測定し、前記制御部は、前記各太陽電池ストリングについて、前記太陽光発電システムの基準時における電流測定値に係る全太陽電池ストリングの第１の平均値に対する前記電流測定値の割合が所定の第３の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの初期不良と判断する、請求項１または２に記載の異常検出装置。
複数の太陽電池ストリングと、該太陽電池ストリングの出力異常を検出する異常検出装置と、を備える太陽光発電システムの異常検出方法であって、前記異常検出装置の電流測定部が、所定の時刻毎に前記複数の太陽電池ストリングに係る出力電流をそれぞれ測定するステップと、前記異常検出装置の制御部が、前記太陽光発電システムの出力電流の基準値であるシステム初期値を設定するステップと、前記電流測定部から取得した電流測定値と前記システム初期値とに基づいて前記太陽電池ストリングの出力異常を検出するステップと、を含み、前記制御部は、前記各太陽電池ストリングについて前記太陽光発電システムの基準日から複数日分の前記電流測定値における電流最大値を前記所定の時刻毎にそれぞれ抽出して前記システム初期値を設定し、前記各太陽電池ストリングについて前記所定の時刻毎に、前記電流測定値に係る全太陽電池ストリングの第１の平均値に対する前記電流測定値の割合を、前記電流最大値に係る全太陽電池ストリングの第２の平均値に対する前記電流最大値の割合で除算した結果が所定の第１の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの出力異常と判断する、太陽光発電システムの異常検出方法。
複数の太陽電池ストリングと、該複数の太陽電池ストリングの出力異常を検出する異常検出装置と、を備える太陽光発電システムであって、前記異常検出装置は、所定の時刻毎に前記複数の太陽電池ストリングに係る出力電流をそれぞれ測定する電流測定部と、前記太陽光発電システムの出力電流の基準値であるシステム初期値を設定し、前記電流測定部から取得した電流測定値と前記システム初期値とに基づいて前記太陽電池ストリングの出力異常を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記各太陽電池ストリングについて前記太陽光発電システムの基準日から複数日分の前記電流測定値における電流最大値を前記所定の時刻毎にそれぞれ抽出して前記システム初期値を設定し、前記各太陽電池ストリングについて前記所定の時刻毎に、前記電流測定値に係る全太陽電池ストリングの第１の平均値に対する前記電流測定値の割合を、前記電流最大値に係る全太陽電池ストリングの第２の平均値に対する前記電流最大値の割合で除算した結果が所定の第１の閾値以下である場合、前記太陽電池ストリングの出力異常と判断する、太陽光発電システム。