JP6355491B2 - Pyrometer performance degradation state estimation device, psoriometer performance degradation state estimation system - Google Patents
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Description
本発明は、日射計の測定性能の低下状態を推定する日射計性能低下状態推定装置、日射計性能低下状態推定システム及び日射計性能低下状態推定方法に関する。 The present invention relates to a pyranometer performance degradation state estimation device, a pyranometer performance degradation state estimation system, and a pyranometer performance degradation state estimation method for estimating a degradation state of a measurement performance of a pyranometer.
近年、太陽光発電などの分散型電源を設置し、当該太陽光発電と商用電力系統からの電力により、電力負荷に電力を供給する需要家が増えてきている。ここで、太陽光発電が大量に導入されれば、太陽光発電の出力変動が商用電力系統に影響を与えるため、この太陽光発電の出力変動を正確に評価することが重要である。 In recent years, there is an increasing number of customers who install a distributed power source such as a solar power generation and supply electric power to an electric power load using the solar power generation and power from a commercial power system. Here, if a large amount of photovoltaic power generation is introduced, output fluctuation of the photovoltaic power generation affects the commercial power system, so it is important to accurately evaluate the output fluctuation of the photovoltaic power generation.
そして、太陽光発電の出力変動を正確に評価するためには、複数地点に日射計を設置し、各地点における日射強度を計測することが考えられるが、日射計は劣化していくため、太陽光発電の出力変動の把握が正確に行えない虞がある。このため、従来、日射計の劣化を防止する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 And in order to accurately evaluate the output fluctuation of photovoltaic power generation, it is conceivable to install a pyranometer at multiple points and measure the solar radiation intensity at each point. There is a possibility that the output fluctuation of the photovoltaic power generation cannot be accurately grasped. For this reason, the technique which prevents the deterioration of a pyranometer conventionally is proposed (for example, refer patent document 1).
しかしながら、上記従来の技術では、日射計が劣化しているのに気付かずに、劣化した状態で日射計を使用し続けてしまう虞がある。 However, in the above conventional technique, there is a possibility that the pyranometer may continue to be used in a deteriorated state without noticing that the pyranometer has deteriorated.
つまり、上記従来の技術では、日射計の劣化を防止しているが、日射計を長期間に亘って使用した場合には、日射計は少しずつでも劣化していくため、日射計が劣化しているのに気付かずに、劣化した状態で使用し続けてしまう虞がある。また、日射計の劣化防止が有効に機能していない場合にも、日射計が劣化しているのに気付かず、劣化した状態で使用し続けてしまう。 In other words, the conventional technology described above prevents the deterioration of the pyranometer. However, when the pyranometer is used over a long period of time, the pyranometer deteriorates little by little, and the pyranometer deteriorates. However, there is a risk that it will continue to be used in a deteriorated state without noticing. Also, even if the prevention of deterioration of the pyranometer is not functioning effectively, it will not be noticed that the pyranometer has deteriorated and will continue to be used in a deteriorated state.
一方、日射計には、外的要因によって故障等が発生する可能性もある。この場合にも、太陽光発電の出力変動の把握が正確に行えなくなる虞がある。たとえば、飛来物等により日射計が破損したり、日射計の内部に雨水等の浸水等が発生したりすると、日射計の測定精度が大幅に低下する可能性がある。 On the other hand, there may be a failure in the pyranometer due to external factors. Also in this case, there is a possibility that the output fluctuation of the photovoltaic power generation cannot be accurately grasped. For example, if the pyranometer is damaged by a flying object or the like, or if inundation such as rainwater occurs inside the pyranometer, the measurement accuracy of the pyranometer may be greatly reduced.
このため、定期的に日射計の校正作業、点検作業を行う必要があるが、太陽光発電の出力変動が商用電力系統に与える影響を正確に評価するには、多量の日射計が必要となるため、当該多量の日射計の校正作業、点検作業を定期的に行う必要が生じる。ここで、日射計の劣化状態、故障状態を把握することができれば、劣化していない日射計に対しては校正作業、点検作業を行う必要はなくなるため、日射計の校正作業、点検作業の回数を低減することができる。したがって、日射計の劣化状態、故障状態などの測定性能の低下状態を推定する技術が望まれる。 For this reason, it is necessary to periodically perform calibration and inspection work on the pyranometer, but a large amount of pyranometer is required to accurately evaluate the effect of fluctuations in the output of photovoltaic power generation on the commercial power system. Therefore, it is necessary to periodically perform calibration work and inspection work for the large amount of pyranometer. Here, if it is possible to grasp the deterioration state and failure state of the pyranometer, it is no longer necessary to perform calibration and inspection work on the non-degraded pyranometer. Can be reduced. Therefore, a technique for estimating the degradation state of the measurement performance such as the deterioration state and failure state of the pyranometer is desired.
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、日射計の測定性能の低下状態を推定することができる日射計性能低下状態推定装置、日射計性能低下状態推定システム及び日射計性能低下状態推定方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and a psoriometer performance degradation state estimation device, a psoriometer performance degradation state estimation system, and a solar radiation system that can estimate the degradation state of the measurement performance of a psoriometer. An object of the present invention is to provide a method for estimating the performance degradation state.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る日射計性能低下状態推定装置は、日射計の測定性能の低下状態を推定する日射計性能低下状態推定装置であって、前記日射計が測定した日射強度の時系列データを示す日射強度データを取得する日射強度取得部と、取得された前記日射強度データを、多項式で示されるトレンド成分と、前記日射強度データから前記トレンド成分を差し引いて得られる残差成分とに分解することで、前記トレンド成分と前記残差成分とを取得する分解成分取得部と、取得された前記トレンド成分の変化と前記残差成分の変化とから、前記日射計の測定性能の低下状態を推定する性能低下状態推定部とを備える。 In order to achieve the above object, a psoriometer performance degradation state estimation device according to an aspect of the present invention is a psoriometer performance degradation state estimation device that estimates a degradation state of a measurement performance of a psoriometer, wherein A solar radiation intensity acquisition unit for acquiring solar radiation intensity data indicating time series data of the measured solar radiation intensity, the acquired solar radiation intensity data, a trend component indicated by a polynomial, and subtracting the trend component from the solar radiation intensity data From the decomposition component acquisition unit that acquires the trend component and the residual component by decomposing into the residual component obtained, and the solar radiation from the acquired change in the trend component and change in the residual component A performance degradation state estimation unit that estimates a degradation state of the measurement performance of the meter.
これによれば、日射計性能低下状態推定装置は、日射計から得られる日射強度データを、多項式で示されるトレンド成分と、日射強度データからトレンド成分を差し引いた残差成分とに分解し、当該トレンド成分の変化と当該残差成分の変化とから、日射計の測定性能の低下状態を推定する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、日射計が測定した日射強度データを、当該トレンド成分と当該残差成分とに分解して、各成分の変化を評価することで、簡易に日射計の測定性能の低下状態を推定することができることを見出した。つまり、日射強度データを多項式モデルに当てはめることでトレンド成分を生成し、日射強度データからトレンド成分を差し引くことで残差成分を生成することができるため、日射強度データを、取り扱いが容易な2つの成分に簡易に分解することができる。これにより、日射計性能低下状態推定装置によれば、日射計の測定性能の低下状態を推定することができる。 According to this, the insolation device performance degradation state estimating device decomposes the solar radiation intensity data obtained from the solar radiation meter into a trend component represented by a polynomial and a residual component obtained by subtracting the trend component from the solar radiation intensity data, From the change of the trend component and the change of the residual component, the degradation state of the measurement performance of the pyranometer is estimated. Here, the inventors of the present application, as a result of diligent research and examination, easily decomposes the solar radiation intensity data measured by the pyranometer into the trend component and the residual component, and evaluates the change of each component, thereby simplifying It was found that the degradation state of the measurement performance of the pyranometer can be estimated. In other words, the trend component can be generated by applying the solar radiation intensity data to the polynomial model, and the residual component can be generated by subtracting the trend component from the solar radiation intensity data. It can be easily broken down into components. Thereby, according to the pyranometer performance fall state estimation apparatus, the fall state of the measurement performance of a pyranometer can be estimated.
また、前記日射強度取得部は、大気上端における理論日射強度に対する測定地点における日射強度の割合を晴天指数とし、前記日射計が測定した日射強度の時系列データそれぞれを当該晴天指数に変換して得られる値を、前記日射強度データとして取得することにしてもよい。 Further, the solar radiation intensity acquisition unit obtains a ratio of the solar radiation intensity at the measurement point to the theoretical solar radiation intensity at the upper end of the atmosphere as a clear sky index, and converts each time series data of the solar radiation intensity measured by the solar radiation meter into the clear sky index. The obtained value may be acquired as the solar radiation intensity data.
これによれば、日射計性能低下状態推定装置は、日射計が測定した日射強度の時系列データそれぞれを晴天指数に変換して得られる値を、日射強度データとして取得する。ここで、太陽光から入力される日射強度は、時期(季節)、時刻、場所(緯度、経度)などで大きく異なる。このため、日射計性能低下状態推定装置は、日射計が測定した日射強度を晴天指数に変換して規格化することで、当該日射強度を等価的に扱うことができる。 According to this, the radiation meter performance degradation state estimation device acquires values obtained by converting each time series data of the radiation intensity measured by the radiation meter into a clear sky index as radiation intensity data. Here, the solar radiation intensity input from sunlight varies greatly depending on the time (season), time, place (latitude, longitude), and the like. For this reason, the solar radiation performance degradation state estimation apparatus can handle the solar radiation intensity equivalently by converting the solar radiation intensity measured by the solar radiation meter into a clear sky index and normalizing it.
また、前記分解成分取得部は、前記日射強度取得部が取得した複数の期間における複数の前記日射強度データのうちの対応する2つの期間における前記日射強度データから、当該2つの期間における前記トレンド成分を取得し、前記性能低下状態推定部は、当該2つの期間における前記トレンド成分を比較することにより、前記日射計の感度性能の低下状態を推定することにしてもよい。 In addition, the decomposition component acquisition unit, based on the solar radiation intensity data in the two corresponding periods among the plurality of solar radiation intensity data in the plurality of periods acquired by the solar radiation intensity acquisition unit, the trend component in the two periods The performance degradation state estimation unit may estimate the degradation state of the sensitivity performance of the pyranometer by comparing the trend components in the two periods.
これによれば、日射計性能低下状態推定装置は、複数の期間における複数の日射強度データのうちの対応する2つの期間における日射強度データから、当該2つの期間におけるトレンド成分を取得して比較することにより、日射計の感度性能の低下状態を推定する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、日射強度データのトレンド成分の変化から、日射計の感度性能の低下状態を推定することができることを見出した。つまり、当該トレンド成分は、日射計への入力信号に対する出力信号の大きさを評価する指標となっている。これにより、日射計性能低下状態推定装置によれば、対応する2つの期間における日射強度データのトレンド成分を比較することで、日射計の感度性能の低下状態を簡易に推定することができる。 According to this, the pyranometer performance degradation state estimation device acquires and compares the trend components in the two periods from the corresponding solar radiation intensity data in the two periods among the plurality of solar radiation intensity data in the plurality of periods. Thus, the deterioration state of the sensitivity performance of the pyranometer is estimated. Here, as a result of intensive studies and examinations, the inventor of the present application has found that the deterioration state of the sensitivity performance of the pyranometer can be estimated from the change in the trend component of the solar radiation intensity data. That is, the trend component is an index for evaluating the magnitude of the output signal with respect to the input signal to the pyranometer. Thereby, according to the pyranometer performance fall state estimation apparatus, the fall state of the sensitivity performance of a pyranometer can be simply estimated by comparing the trend component of the solar radiation intensity data in two corresponding periods.
また、前記分解成分取得部は、前記日射強度取得部が取得した複数の期間における複数の前記日射強度データのうちの対応する2つの期間における前記日射強度データから、当該2つの期間における前記残差成分を取得し、前記性能低下状態推定部は、当該2つの期間における前記残差成分から得られるステップ応答の時定数を比較することにより、前記日射計の応答性能の低下状態を推定することにしてもよい。 In addition, the decomposition component acquisition unit is configured to obtain the residual in the two periods from the solar radiation intensity data in two corresponding periods among the plurality of solar radiation intensity data in the plurality of periods acquired by the solar radiation intensity acquisition unit. The performance degradation state estimation unit obtains a component, and estimates a degradation state of the response performance of the pyranometer by comparing time constants of step responses obtained from the residual components in the two periods. May be.
これによれば、日射計性能低下状態推定装置は、複数の期間における複数の日射強度データのうちの対応する2つの期間における日射強度データから、当該2つの期間における残差成分を取得して、当該残差成分から得られるステップ応答の時定数を比較することにより、日射計の応答性能の低下状態を推定する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、日射強度データの残差成分から得られるステップ応答の時定数の変化から、日射計の応答性能の低下状態を推定することができることを見出した。つまり、当該残差成分は、日射計にステップ信号を入力した際の出力信号の遅延時間を評価する指標となっている。これにより、日射計性能低下状態推定装置によれば、対応する2つの期間における日射強度データの残差成分から得られるステップ応答の時定数を比較することで、日射計の応答性能の低下状態を簡易に推定することができる。 According to this, the pyranometer performance degradation state estimation device acquires the residual component in the two periods from the solar radiation intensity data in the corresponding two periods of the plurality of solar radiation intensity data in the plurality of periods, By comparing the time constants of the step response obtained from the residual component, the degradation state of the response performance of the pyranometer is estimated. Here, the present inventor has found that, as a result of diligent research and examination, it is possible to estimate the deterioration state of the response performance of the pyranometer from the change in the time constant of the step response obtained from the residual component of the solar radiation intensity data. It was. That is, the residual component is an index for evaluating the delay time of the output signal when the step signal is input to the pyranometer. Thereby, according to the pyranometer performance degradation state estimation device, the degradation state of the pyranometer response performance is obtained by comparing the time constants of the step response obtained from the residual components of the solar radiation intensity data in the two corresponding periods. It can be easily estimated.
また、さらに、前記日射強度取得部が取得した複数の期間における複数の前記日射強度データをk−means法によって複数のグループに分類し、同一グループ内の対応する2つの期間における前記日射強度データを抽出する日射強度抽出部を備え、前記分解成分取得部は、当該2つの期間における前記日射強度データから、当該2つの期間における前記トレンド成分と前記残差成分とを取得し、前記性能低下状態推定部は、当該2つの期間における前記トレンド成分の変化と、当該2つの期間における前記残差成分の変化とから、前記日射計の測定性能の低下状態を推定することにしてもよい。 Further, the solar radiation intensity data in the plurality of periods acquired by the solar radiation intensity acquisition unit is classified into a plurality of groups by the k-means method, and the solar radiation intensity data in the corresponding two periods in the same group is obtained. A solar radiation intensity extracting unit for extracting, and the decomposition component acquiring unit acquires the trend component and the residual component in the two periods from the solar radiation intensity data in the two periods, and the performance degradation state estimation The unit may estimate a decrease in measurement performance of the pyranometer from the change in the trend component during the two periods and the change in the residual component during the two periods.
これによれば、日射計性能低下状態推定装置は、k−means法によって日射強度データを複数のグループに分類して、同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出し、当該2つの期間における日射強度データのトレンド成分の変化と残差成分の変化とから、日射計の測定性能の低下状態を推定する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、k−means法を用いることで、日射強度データを、比較対象となり得る同じような条件(統計的特徴)をもつグループに精度良く分類することができることを見出した。この方法を用いることで、自然の太陽光を、雲等による太陽光の変動を意識することなく、入力光(試験光)として利用できるようになるため、日射計に試験光を入力するための現地作業が不要となる。このため、日射計性能低下状態推定装置によれば、k−means法によって分類した同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データのトレンド成分及び残差成分の変化から、日射計の測定性能の低下状態を精度良く推定することができる。 According to this, the solar radiation performance degradation state estimation device classifies solar radiation intensity data into a plurality of groups by the k-means method, extracts solar radiation intensity data in two corresponding periods within the same group, and the 2 From the change in the trend component of the solar radiation intensity data and the change in the residual component in one period, the deterioration state of the measurement performance of the solar radiation meter is estimated. Here, as a result of earnest research and examination, the inventor of the present application uses the k-means method to accurately classify solar radiation intensity data into groups having similar conditions (statistical features) that can be compared. I found that I can do it. By using this method, natural sunlight can be used as input light (test light) without being conscious of fluctuations in sunlight due to clouds, etc. No field work is required. For this reason, according to the psoriometer performance degradation state estimation device, the measurement performance of the psoriometer is determined from the change in the trend component and residual component of the solar radiation intensity data in the corresponding two periods within the same group classified by the k-means method. Can be accurately estimated.
また、前記日射強度抽出部は、前記k−means法によって分類された複数のグループにおいて、2つのグループ間でエントロピーを算出して当該2つのグループ間の境界を決定することにより、前記複数のグループを再分類し、再分類された同一グループ内の対応する2つの期間における前記日射強度データを抽出することにしてもよい。 In addition, the solar radiation intensity extracting unit calculates the entropy between two groups and determines a boundary between the two groups in the plurality of groups classified by the k-means method, thereby determining the boundary between the two groups. May be reclassified, and the solar radiation intensity data in two corresponding periods within the same reclassified group may be extracted.
これによれば、日射計性能低下状態推定装置は、k−means法によって分類された2つのグループ間でエントロピーを算出して当該2つのグループ間の境界を決定することにより、複数のグループを再分類して、同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、2つのグループ間でエントロピーを算出して当該2つのグループ間の境界を決定することにより、グループの分類の精度を向上させることができることを見出した。このため、日射計性能低下状態推定装置によれば、当該エントロピーを算出してグループを再分類することにより、日射計の測定性能の低下状態を精度良く推定することができる。 According to this, the psoriometer performance degradation state estimating apparatus calculates entropy between two groups classified by the k-means method, and determines a boundary between the two groups, thereby re-creating a plurality of groups. Classification is performed to extract solar radiation intensity data in two corresponding periods within the same group. Here, the inventor of the present application has made it possible to improve the accuracy of group classification by calculating entropy between two groups and determining the boundary between the two groups as a result of intensive research and examination. I found it. For this reason, according to the pyranometer performance degradation state estimation apparatus, the degradation state of the pyranometer measurement performance can be accurately estimated by calculating the entropy and reclassifying the group.
また、前記日射強度抽出部は、前記複数の期間における複数の日射強度データを、日射強度データの大きさと日射強度データの変動の大きさとで、前記複数のグループに分類することにしてもよい。 The solar radiation intensity extracting unit may classify the plurality of solar radiation intensity data in the plurality of periods into the plurality of groups according to the magnitude of the solar radiation intensity data and the magnitude of fluctuation of the solar radiation intensity data.
これによれば、日射計性能低下状態推定装置は、日射強度データの大きさと日射強度データの変動の大きさとで、日射強度データを複数のグループに分類する。このため、日射計性能低下状態推定装置によれば、日射強度データを複数のグループに簡易に分類することができるため、日射計の測定性能の低下状態を簡易に推定することができる。 According to this, the solar radiation performance degradation state estimation device classifies the solar radiation intensity data into a plurality of groups according to the magnitude of the solar radiation intensity data and the magnitude of fluctuation of the solar radiation intensity data. For this reason, since the solar radiation performance degradation state estimation apparatus can easily classify solar radiation intensity data into a plurality of groups, it is possible to easily estimate the degradation state of the solar radiation measurement performance.
また、前記日射強度抽出部は、前記日射強度データの日平均値を前記日射強度データの大きさとして算出し、前記日射強度データのパワースペクトル密度の所定周期における積分値を前記日射強度データの変動の大きさとして算出することにより、前記複数の期間における複数の日射強度データを前記複数のグループに分類することにしてもよい。 Further, the solar radiation intensity extraction unit calculates a daily average value of the solar radiation intensity data as a size of the solar radiation intensity data, and calculates an integrated value in a predetermined cycle of a power spectrum density of the solar radiation intensity data as a variation of the solar radiation intensity data. By calculating as the magnitude of, the plurality of solar radiation intensity data in the plurality of periods may be classified into the plurality of groups.
これによれば、日射計性能低下状態推定装置は、日射強度データの日平均値と、日射強度データのパワースペクトル密度の所定周期における積分値とで、日射強度データを複数のグループに分類する。このため、日射計性能低下状態推定装置によれば、日射強度データを複数のグループに精度良く分類することができるため、日射計の測定性能の低下状態を精度良く推定することができる。 According to this, the solar radiation performance degradation state estimating device classifies the solar radiation intensity data into a plurality of groups based on the daily average value of the solar radiation intensity data and the integrated value of the power spectrum density of the solar radiation intensity data in a predetermined cycle. For this reason, since the solar radiation performance degradation state estimation device can accurately classify the solar radiation intensity data into a plurality of groups, it can accurately estimate the degradation state of the measurement performance of the solar radiation meter.
また、本発明は、このような日射計性能低下状態推定装置として実現することができるだけでなく、日射計と、当該日射計の測定性能の低下状態を推定する上記の日射計性能低下状態推定装置とを備える日射計性能低下状態推定システムとしても実現することができる。 In addition, the present invention can be realized not only as such a pyranometer performance degradation state estimation device, but also the above-mentioned pyranometer and the above-mentioned pyranometer performance degradation state estimation device that estimates the degradation state of the measurement performance of the pyranometer It can implement | achieve as a psoriometer performance degradation state estimation system provided with.
また、本発明は、上記の日射計性能低下状態推定装置に含まれる処理部が行う特徴的な処理をステップとする日射計性能低下状態推定方法としても実現することができる。また、当該日射計性能低下状態推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムや集積回路として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。 In addition, the present invention can also be realized as a method for estimating a psoriometer performance degradation state that includes a characteristic process performed by a processing unit included in the above-described psometer performance degradation state estimation apparatus. Further, it can be realized as a program or an integrated circuit for causing a computer to execute characteristic processing included in the method for estimating the degradation state of the pyranometer. Needless to say, such a program can be distributed via a recording medium such as a CD-ROM and a transmission medium such as the Internet.
本発明によると、日射計の測定性能の低下状態を推定することができる日射計性能低下状態推定装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pyranometer performance fall state estimation apparatus which can estimate the fall state of the measurement performance of a pyranometer can be provided.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る日射計性能低下状態推定装置及び日射計性能低下状態推定システムについて、説明する。 Hereinafter, a pyranometer performance degradation state estimation device and a pyranometer performance degradation state estimation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。 Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements that constitute a more preferable embodiment.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る日射計性能低下状態推定装置100を備える日射計性能低下状態推定システム10の構成を示す図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a pyranometer performance degradation
同図に示すように、日射計性能低下状態推定システム10は、日射計性能低下状態推定装置100及び日射計200を備えている。
As shown in FIG. 1, the pyranometer performance degradation
日射計性能低下状態推定装置100は、日射計200の測定性能の低下状態を推定するコンピュータである。ここで、日射計200の測定性能の低下状態を推定するとは、日射計200の劣化状態を推定したり、日射計200の故障状態を推定したりすることが含まれる。なお、この日射計性能低下状態推定装置100は、パーソナルコンピュータ等の汎用のコンピュータシステムがプログラムを実行することによって実現されてもよいし、専用のコンピュータシステムによって実現されてもよい。日射計性能低下状態推定装置100の詳細な構成については、後述する。
The pyranometer performance degradation
日射計200は、複数の日射計(日射計201、202、203等)を備えており、それぞれの日射計は、異なる地点に配置され、一定時間間隔で、日射強度を測定する。つまり、日射計200は、太陽光発電の発電出力を把握するために設置された設備であり、この日射計200による日射強度の測定値から、当該日射計200が設置されている付近の太陽光発電の発電出力を推定することができる。なお、日射計200の設置場所、及び、日射計200が日射強度を測定する頻度については、特に限定されない。
The
また、日射計200は、測定した日射強度を、日射計性能低下状態推定装置100に出力する。日射計性能低下状態推定装置100は、この日射強度を取得して、当該日射強度を測定した日射計200の測定性能の低下状態を推定する。なお、日射計200が日射強度を日射計性能低下状態推定装置100に出力するタイミングについては、特に限定されない。例えば、日射計200は、日射強度を日射計性能低下状態推定装置100に、日射強度を測定するごとに出力してもよいし、所定の時間間隔で出力してもよいし、使用時間が経過するほど送信間隔が短くなるように出力してもよい。
In addition, the
次に、日射計性能低下状態推定装置100の詳細な機能構成について、説明する。
Next, a detailed functional configuration of the pyranometer performance degradation
図2は、本発明の実施の形態に係る日射計性能低下状態推定装置100の機能的な構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the pyranometer performance degradation
日射計性能低下状態推定装置100は、日射計200の測定性能の低下状態を推定する装置であり、同図に示すように、日射強度取得部110と、日射強度抽出部120と、分解成分取得部130と、性能低下状態推定部140と、記憶部150とを備えている。
The pyranometer performance degradation
日射強度取得部110は、日射計200が測定した日射強度の時系列データを示す日射強度データを取得する。具体的には、日射強度取得部110は、日射計200が測定した日射強度の時系列データそれぞれを晴天指数に変換して得られる値を、日射強度データとして取得する。
The solar radiation
ここで、大気上端における理論日射強度に対する測定地点における日射強度の割合を、晴天指数(CI:Clearness Index)として定義する。つまり、晴天指数は、測定地点における日射強度を、大気上端における理論日射強度で除した値であり、測定地点の位置や測定時刻による影響をなくして日射強度を等価的に扱えるように規格化された値である。 Here, the ratio of the solar radiation intensity at the measurement point to the theoretical solar radiation intensity at the upper end of the atmosphere is defined as a clearness index (CI). In other words, the clear sky index is a value obtained by dividing the solar radiation intensity at the measurement point by the theoretical solar radiation intensity at the top of the atmosphere, and is normalized so that the solar radiation intensity can be handled equivalently without the influence of the position of the measurement point and the measurement time. Value.
さらに具体的には、日射強度取得部110は、まず、日射計200が測定した日射強度の時系列データを、日射計200から取得する。そして、日射強度取得部110は、取得した日射強度の時系列データそれぞれを晴天指数に変換して、変換後の日射強度の時系列データそれぞれを、日射強度データとして取得する。このようにして、日射強度取得部110は、複数の期間における複数の日射強度データを取得する。
More specifically, the solar radiation
なお、複数の期間の「期間」とは、どのような期間であってもよく、例えば、複数時間からなる期間であってもよいし、1日間であってもよいし、複数日からなる期間であってもよいし、1年間であってもかまわない。 The “period” of the plurality of periods may be any period, for example, a period of a plurality of hours, a day, or a period of a plurality of days. It may be one year.
日射強度抽出部120は、日射強度取得部110が取得した複数の期間における複数の日射強度データをk−means法によって複数のグループに分類し、同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出する。
The solar radiation
具体的には、まず、日射強度抽出部120は、日射強度取得部110が取得した複数の期間における複数の日射強度データを、日射強度データの大きさと日射強度データの変動の大きさとで、複数のグループに分類する。つまり、日射強度抽出部120は、日射強度データの値の大きさ及び変動の大きさごとに複数の日射強度データを仕分けして、k−means法を用いて、仕分けした当該複数の日射強度データを複数のグループに分類する。
Specifically, first, the solar radiation
ここで、日射強度抽出部120は、日射強度データの日平均値を日射強度データの大きさとして算出し、日射強度データのパワースペクトル密度の所定周期における積分値を日射強度データの変動の大きさとして算出することにより、複数の期間における複数の日射強度データを複数のグループに分類する。つまり、日射強度抽出部120は、日射強度データの日平均値及びパワースペクトル密度の所定周期における積分値ごとに複数の日射強度データを仕分けして、k−means法を用いて、仕分けした当該複数の日射強度データを複数のグループに分類する。
Here, the solar radiation
また、日射強度抽出部120は、k−means法によって分類された複数のグループにおいて、2つのグループ間でエントロピーを算出して当該2つのグループ間の境界を決定することにより、複数のグループを再分類する。そして、日射強度抽出部120は、再分類された同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出する。
In addition, the solar radiation
分解成分取得部130は、日射強度取得部110が取得した日射強度データを、多項式で示されるトレンド成分と、日射強度データからトレンド成分を差し引いて得られる残差成分とに分解することで、トレンド成分と残差成分とを取得する。
The decomposition
具体的には、分解成分取得部130は、日射強度取得部110が取得した複数の期間における複数の日射強度データのうちの対応する2つの期間における日射強度データから、当該2つの期間におけるトレンド成分を取得する。また、分解成分取得部130は、日射強度取得部110が取得した複数の期間における複数の日射強度データのうちの対応する2つの期間における日射強度データから、当該2つの期間における残差成分を取得する。
Specifically, the decomposition
さらに具体的には、分解成分取得部130は、日射強度抽出部120が抽出した同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データから、当該2つの期間におけるトレンド成分と残差成分とを取得する。つまり、分解成分取得部130は、日射強度抽出部120が抽出した同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データから、当該2つの期間におけるトレンド成分と、当該2つの期間における残差成分とを取得する。
More specifically, the decomposition
性能低下状態推定部140は、分解成分取得部130が取得したトレンド成分の変化と残差成分の変化とから、日射計200の測定性能の低下状態を推定する。つまり、性能低下状態推定部140は、分解成分取得部130が取得した同一グループ内の対応する2つの期間におけるトレンド成分の変化と、当該2つの期間における残差成分の変化とから、日射計200の測定性能の低下状態を推定する。
The performance degradation
具体的には、性能低下状態推定部140は、分解成分取得部130が取得した当該2つの期間におけるトレンド成分を比較することにより、日射計200の感度性能の低下状態を推定する。また、性能低下状態推定部140は、分解成分取得部130が取得した当該2つの期間における残差成分から得られるステップ応答の時定数を比較することにより、日射計200の応答性能の低下状態を推定する。
Specifically, the performance degradation
記憶部150は、日射計200の測定性能の低下状態を推定するためのデータなどを記憶しているメモリである。具体的には、記憶部150は、日射計200から入力されるデータや、日射強度取得部110、日射強度抽出部120、分解成分取得部130または性能低下状態推定部140が取得、抽出、推定または算出したデータなどを含む推定用データ151を記憶している。
The
なお、図示していないが、日射計性能低下状態推定装置100は、キーボードやマウスなどの入力部や液晶ディスプレイなどの表示部を備えていてもよい。
In addition, although not shown in figure, the pyranometer performance-reduced
次に、日射計性能低下状態推定装置100が行う処理について、説明する。
Next, the process performed by the pyranometer performance degradation
図3は、本発明の実施の形態に係る日射計性能低下状態推定装置100が行う処理(日射計性能低下状態推定方法)の一例を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a process (a pyranometer performance degradation state estimation method) performed by the pyranometer performance degradation
同図に示すように、まず、日射強度取得ステップとして、日射強度取得部110は、日射強度データを取得する(S102)。この日射強度取得部110が日射強度データを取得する処理について、以下に詳細に説明する。
As shown in the figure, first, as a solar radiation intensity acquisition step, the solar radiation
図4は、本発明の実施の形態に係る日射強度取得部110が日射強度データを取得する処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of processing in which the solar radiation
同図に示すように、まず、日射強度取得部110は、日射計200が測定した日射強度の時系列データを取得する(S202)。
As shown in the figure, first, the solar radiation
具体的には、日射計200が測定した日射強度の時系列データは、記憶部150の推定用データ151に記憶され蓄積されており、日射強度取得部110は、推定用データ151から、必要な日射強度の時系列データを読み出すことにより取得する。
Specifically, the time series data of the solar radiation intensity measured by the
なお、日射強度取得部110は、日射計200から直接、日射強度の時系列データを取得することにしてもよいし、外部の機器またはユーザによる入力などから、日射強度の時系列データを取得することにしてもよい。
The solar radiation
そして、日射強度取得部110は、日射強度の時系列データを晴天指数に変換する(S204)。
Then, the solar radiation
具体的には、日射強度取得部110は、取得した日射強度の時系列データそれぞれを晴天指数に変換して、変換後の晴天指数の時系列データそれぞれを、日射強度データとして取得する。そして、日射強度取得部110は、取得した日射強度データを、記憶部150に記憶されている推定用データ151に書き込む。
Specifically, the solar radiation
図3に戻り、次に、日射強度抽出ステップとして、日射強度抽出部120は、対応する2つの期間における日射強度データを抽出する(S104)。
Returning to FIG. 3, next, as a solar radiation intensity extracting step, the solar radiation
具体的には、日射強度抽出部120は、日射強度取得部110が取得した複数の期間における複数の日射強度データを、推定用データ151から読み出すことにより取得する。そして、日射強度抽出部120は、取得した複数の期間における複数の日射強度データをk−means法によって複数のグループに分類し、同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出する。
Specifically, the solar radiation
そして、日射強度抽出部120は、抽出した当該対応する2つの期間における日射強度データを、記憶部150に記憶されている推定用データ151に書き込む。なお、この日射強度抽出部120が日射強度データを抽出する処理の詳細な説明については、後述する。
Then, the solar radiation
次に、分解成分取得ステップとして、分解成分取得部130は、対応する2つの期間における日射強度データを、トレンド成分と残差成分とに分解することで、対応する2つの期間におけるトレンド成分と残差成分とを取得する(S106)。
Next, as a decomposition component acquisition step, the decomposition
具体的には、分解成分取得部130は、日射強度抽出部120が抽出した同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを、推定用データ151から読み出すことにより取得する。そして、分解成分取得部130は、取得した同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを、多項式で示されるトレンド成分と、日射強度データからトレンド成分を差し引いて得られる残差成分とに分解することで、トレンド成分と残差成分とを取得する。
Specifically, the decomposition
そして、分解成分取得部130は、取得した同一グループ内の対応する2つの期間におけるトレンド成分と残差成分とを、記憶部150に記憶されている推定用データ151に書き込む。なお、この分解成分取得部130がトレンド成分と残差成分とを取得する処理の詳細な説明については、後述する。
Then, the decomposition
次に、性能低下状態推定ステップとして、性能低下状態推定部140は、対応する2つの期間におけるトレンド成分の変化と残差成分の変化とから、日射計200の測定性能の低下状態を推定する(S108)。
Next, as the performance degradation state estimation step, the performance degradation
具体的には、性能低下状態推定部140は、分解成分取得部130が取得した同一グループ内の対応する2つの期間におけるトレンド成分と残差成分とを、推定用データ151から読み出すことにより取得する。そして、性能低下状態推定部140は、取得した当該2つの期間におけるトレンド成分の変化と、当該2つの期間における残差成分の変化とから、日射計200の測定性能の低下状態を推定する。
Specifically, the performance degradation
そして、性能低下状態推定部140は、推定した日射計200の測定性能の低下状態を、記憶部150に記憶されている推定用データ151に書き込む。なお、この性能低下状態推定部140が日射計200の測定性能の低下状態を推定する処理の詳細な説明については、後述する。
Then, the performance degradation
以上により、日射計性能低下状態推定装置100が行う処理(日射計性能低下状態推定方法)は、終了する。 Thus, the process performed by the pyranometer performance degradation state estimation device 100 (the pyranometer performance degradation state estimation method) ends.
次に、日射強度抽出部120が日射強度データを抽出する処理(図3のS104)について、詳細に説明する。
Next, the process (S104 of FIG. 3) which the solar radiation
図5は、本発明の実施の形態に係る日射強度抽出部120が日射強度データを抽出する処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a process in which the solar radiation
同図に示すように、まず、日射強度抽出部120は、日射強度取得部110が取得した複数の期間における複数の日射強度データを、k−means法によって複数のグループに分類する(S302)。この日射強度抽出部120が複数の日射強度データをk−means法によって複数のグループに分類する処理について、図6〜図8を用いて、詳細に説明する。
As shown in the figure, first, the solar radiation
まず、日射強度抽出部120が、日射強度取得部110が取得した複数の期間における複数の日射強度データを、日射強度データの大きさ及び変動の大きさごとに仕分ける処理について、詳細に説明する。
First, a process in which the solar radiation
図6及び図7は、本発明の実施の形態に係る日射強度抽出部120が複数の日射強度データを日射強度データの大きさ及び変動の大きさごとに仕分ける処理を説明する図である。
FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating a process in which the solar radiation
ここで、本実施の形態では、当該日射強度データの大きさとして、日射強度データの日平均値を用い、日射強度データの変動の大きさとして、日射強度データのパワースペクトル密度の所定周期における積分値を用いている。また、日射強度データは、日射計200が測定した日射強度の時系列データそれぞれを晴天指数に変換して得られた値である。
Here, in the present embodiment, the average value of the solar radiation intensity data is used as the size of the solar radiation intensity data, and the integration of the power spectral density of the solar radiation intensity data in a predetermined cycle is used as the magnitude of fluctuation of the solar radiation intensity data. The value is used. The solar radiation intensity data is a value obtained by converting each time series data of solar radiation intensity measured by the
つまり、図6の(a)及び(b)に示すように、日射強度抽出部120は、日射強度取得部110が日射強度の時系列データを晴天指数に変換した値を、日射強度データとして取得している。
That is, as shown in FIGS. 6A and 6B, the solar radiation
そして、日射強度抽出部120は、取得した日射強度データの日平均値を算出する。例えば、日照が存在する8時から16時までを分析対象時間として、日射強度抽出部120は、図6の(b)における晴天指数の8時から16時までの平均値を算出し、当該日射強度データの日平均値とする。
And the solar radiation
また、図6の(c)に示すように、日射強度抽出部120は、日射強度データのパワースペクトル密度(PSD:Power Spectral Density)の所定周期における積分値を算出する。例えば、対象周期を2sec〜600secとして、日射強度抽出部120は、晴天指数のパワースペクトル密度の対象周期2sec〜600secにおける積分値を算出し、日射強度データのパワースペクトル密度の所定周期における積分値とする。なお、当該パワースペクトル密度の所定周期における積分値は、台形公式を用いて簡易的に算出してもよい。
Further, as shown in FIG. 6C, the solar radiation
そして、図6の(d)に示すように、日射強度抽出部120は、日射強度を測定したそれぞれの日について、算出した日射強度データの日平均値(晴天指数の日平均値)と、日射強度データのパワースペクトル密度の所定周期における積分値(以下、晴天指数のパワーともいう)とを、グラフにプロットする。
Then, as shown in FIG. 6D, the solar radiation
なお、図7には、2012年の各日において、対象周期2sec〜600secのパワースペクトル密度を示している。日射強度抽出部120は、同図に示されたように各周期におけるパワースペクトル密度を算出することで、日射強度データのパワースペクトル密度の所定周期における積分値(晴天指数のパワー)を算出することができる。
FIG. 7 shows the power spectrum density of the target period of 2 sec to 600 sec on each day of 2012. The solar radiation
次に、日射強度抽出部120は、k−means法を用いるなどにより、仕分けした複数の日射強度データを複数のグループに分類する。
Next, the solar radiation
図8は、本発明の実施の形態に係る日射強度抽出部120が複数の日射強度データをk−means法によって複数のグループに分類する処理を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a process in which the solar radiation
同図に示すように、まず、日射強度抽出部120は、晴天指数の日平均値が低く、明らかに曇天であると思われる日の日射強度データについては、カテゴリ1に分類する。そして、日射強度抽出部120は、残った日の日射強度データについて、k−means法を用いて複数のグループ(カテゴリ)に分類する。
As shown in the figure, first, the solar radiation
ここで、k−means法(k平均法)とは、以下の手法である。つまり、複数個の要素の中から初期中心をk個ランダムに設定し、各要素を距離が最も近い中心と紐付けしてk個のグループに分類する。そして、紐付けられた各グループの中心(重心)を計算して、新たな中心を求める。そして、新たな中心について再分類を行い、収束するまで(中心に変化がなくなるまで)これらの操作を繰り返す。そして、中心が収束したときの各グループが、最終的な分類結果となる。 Here, the k-means method (k average method) is the following method. In other words, k initial centers are randomly set from among a plurality of elements, and each element is associated with the center having the closest distance and is classified into k groups. Then, the center (center of gravity) of each linked group is calculated to obtain a new center. Then, the new center is reclassified, and these operations are repeated until convergence (until there is no change in the center). Each group when the center converges is the final classification result.
本実施の形態では、日射強度抽出部120は、k=2として、カテゴリ1に分類されなかった日の日射強度データを、2つのグループ(カテゴリ)に分類する。具体的には、日射強度抽出部120は、晴天指数のパワーが小さいグループをカテゴリ2と分類し、晴天指数のパワーが大きいグループをカテゴリ3と分類する。なお、本実施の形態では、周期ごとのパワースペクトル密度の値をn次元(今回は、14353次元)の値と考え、k−means法を適用している。
In the present embodiment, the solar radiation
図5に戻り、次に、日射強度抽出部120は、k−means法によって分類された複数のグループにおいて、2つのグループ間でエントロピーを算出して当該2つのグループ間の境界を決定する(S304)。
Returning to FIG. 5, next, the solar radiation
つまり、日射強度抽出部120がk−means法によって分類した図8のグラフでは、晴天指数のパワーが0.006付近で、カテゴリ2とカテゴリ3とが混在して分布している。このため、日射強度抽出部120は、エントロピーを算出することで、カテゴリ2とカテゴリ3との境界となる晴天指数のパワーの値を決定する。この日射強度抽出部120がエントロピーを算出して2つのグループ間の境界を決定する処理について、図9を用いて、詳細に説明する。
That is, in the graph of FIG. 8 classified by the solar radiation
図9は、本発明の実施の形態に係る日射強度抽出部120がエントロピーを算出して2つのグループ間の境界を決定する処理を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a process in which the solar radiation
まず、日射強度抽出部120は、晴天指数のパワーの値を変化させて、カテゴリ2とカテゴリ3とのプロット数から、エントロピーを算出していく。以下に、エントロピーの算出方法について、説明する。
First, the solar radiation
まず、次の4つの確率を定義する。ある境界線によりカテゴリ1に分類されるものが、k−means法によりカテゴリAにクラスタリングされる確率をP1Aと定義する。また、ある境界線によりカテゴリ1に分類されるものが、k−means法によりカテゴリBにクラスタリングされる確率をP1Bと定義する。また、ある境界線によりカテゴリ2に分類されるものが、k−means法によりカテゴリAにクラスタリングされる確率をP2Aと定義する。また、ある境界線によりカテゴリ2に分類されるものが、k−means法によりカテゴリBにクラスタリングされる確率をP2Bと定義する。
First, the following four probabilities are defined. The probability that what is classified into
次に、これらの確率により、エントロピーEを次式で定義する。 Next, the entropy E is defined by the following equation based on these probabilities.
E=−P1AlogP1A−P1BlogP1B−P2AlogP2A−P2BlogP2B E = -P 1A logP 1A -P 1B logP 1B -P 2A logP 2A -P 2B logP 2B
例えば、同図の(a)に示すように、所定の晴天指数のパワーの値に対して、下側が3つのプロットのうちカテゴリ2が2つでカテゴリ3が1つ、上側が5つのプロットのうちカテゴリ2が1つでカテゴリ3が4つの場合、日射強度抽出部120は、当該所定の晴天指数のパワーの値におけるエントロピーE=0.494と算出する。つまり、日射強度抽出部120は、P1A=2/3、P1B=1/3、P2A=1/5、P2B=4/5として、これらを上記の数式に代入して、エントロピーE=0.494と算出する。なお、上記の数式におけるカテゴリ1及び2は、同図の(a)における下側のカテゴリ及び上側のカテゴリに対応し、また、上記の数式におけるカテゴリA及びBは、同図の(a)におけるカテゴリ2及び3に対応している。
For example, as shown in (a) of the figure, with respect to the power value of a predetermined clear sky index, among the three plots on the lower side, there are two
このようにして、同図の(b)に示すように、日射強度抽出部120は、例えば晴天指数のパワーの値を0〜0.022の間において0.00001ずつ変化させて、各晴天指数のパワーの値におけるエントロピーを算出する。そして、日射強度抽出部120は、エントロピーが最小となる場合の晴天指数のパワーの値を探索し、当該値をカテゴリ2とカテゴリ3との間の境界と決定する。
Thus, as shown in (b) of the figure, the solar radiation
本実施の形態では、日射強度抽出部120は、晴天指数のパワーが0.0062のときにエントロピーが最小となるため、カテゴリ2とカテゴリ3との間の境界は、0.0062と決定する。
In the present embodiment, the solar radiation
図5に戻り、次に、日射強度抽出部120は、複数のグループを再分類する(S306)。
Returning to FIG. 5, next, the solar radiation
具体的には、図10に示すように、日射強度抽出部120は、決定した境界(晴天指数のパワーが0.0062)でカテゴリ2とカテゴリ3とを分けることで、カテゴリ2とカテゴリ3とを再分類する。図10は、本発明の実施の形態に係る日射強度抽出部120が複数のグループを再分類する処理を説明する図である。
Specifically, as shown in FIG. 10, the solar radiation
これにより、カテゴリ1には、曇天(雨天)日が分類され、カテゴリ2には、雲が多くても日射強度の変動が小さい日が分類され、カテゴリ3には、日射強度の変動が非常に大きい日が分類される。
Thus, the
図5に戻り、次に、日射強度抽出部120は、再分類された同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出する(S308)。
Returning to FIG. 5, next, the solar radiation
具体的には、日射強度抽出部120は、例えば、図10に示されたカテゴリ2内の類似日(近い2つの点)における日射強度データを抽出する。つまり、この場合の対応する2つの期間とは、晴天指数の日平均値及びパワーが類似する2つの日をいう。例えば、当該2つの期間は、同じ天候(例えば、快晴)の2つの日である。
Specifically, the solar radiation
なお、図10に示されたグラフは、1年間において日単位でプロットしたものであるが、プロット期間は1年間には限定されず、例えば数ヶ月間や複数年間などであってもかまわない。また、日単位でプロットすることにも限定されず、数時間単位または月単位などであってもかまわない。 The graph shown in FIG. 10 is plotted on a daily basis for one year, but the plotting period is not limited to one year, and may be for several months or multiple years, for example. Moreover, it is not limited to plotting by a day unit, You may be a unit of several hours or a month unit.
また、図10に示された1年分のグラフを2年間分作成し、各グラフにおけるカテゴリ1〜3に分類される日すべての日射強度データを平均化処理後、2年間の同じカテゴリの日射強度データを抽出することにしてもよい。つまり、この場合の対応する2つの期間とは、晴天指数の日平均値及びパワーが類似する2つのカテゴリ(複数日からなるグループ)をいう。
In addition, the graph for one year shown in FIG. 10 is created for two years, and the solar radiation intensity data of all the days classified into
以上により、日射強度抽出部120が日射強度データを抽出する処理(図3のS104)は、終了する。 Thus, the process of extracting the solar radiation intensity data by the solar radiation intensity extracting unit 120 (S104 in FIG. 3) ends.
次に、分解成分取得部130がトレンド成分と残差成分とを取得する処理(図3のS106)について、詳細に説明する。
Next, the process (S106 in FIG. 3) in which the decomposition
図11は、本発明の実施の形態に係る分解成分取得部130がトレンド成分と残差成分とを取得する処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of processing in which the decomposition
同図に示すように、分解成分取得部130は、日射強度抽出部120が抽出した同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを、トレンド成分と残差成分とに分解する(S402)。ここで、分解成分取得部130が日射強度データをトレンド成分と残差成分とに分解する処理について、詳細に説明する。
As shown in the figure, the decomposition
図12及び図13は、本発明の実施の形態に係る分解成分取得部130がトレンド成分と残差成分とを分離する処理を説明する図である。
12 and 13 are diagrams for describing processing in which the decomposition
これらの図に示すように、分解成分取得部130は、当該2つの期間のそれぞれにおいて、日射強度データAを、トレンド成分Bと残差成分Cとに分解する。なお、図12では、分解する状態を分かりやすく説明するために、日射強度を分解している図を示しているが、本実施の形態では、晴天指数を分解するため、図13では、晴天指数を分解する図を示している。
As shown in these drawings, the decomposition
具体的には、図13に示すように、分解成分取得部130は、日射強度データAの波形を多項式モデルに当てはめることにより、トレンド成分Bの波形を算出する。つまり、分解成分取得部130は、晴天指数(日射強度データA)のグラフを、多項式(L次関数)に近似して、近似した多項式をトレンド成分Bとする。
Specifically, as shown in FIG. 13, the decomposition
また、分解成分取得部130は、晴天指数(日射強度データA)からトレンド成分Bを差し引いて、残差成分Cを算出する。
In addition, the decomposition
そして、図11に戻り、分解成分取得部130は、日射強度抽出部120が抽出した同一グループ内の対応する2つの期間のそれぞれにおいて、日射強度データのトレンド成分を取得する(S404)。つまり、分解成分取得部130は、当該2つの期間のそれぞれにおける、図13に示されたトレンド成分Bを取得する。
Returning to FIG. 11, the decomposition
また、図11に戻り、分解成分取得部130は、日射強度抽出部120が抽出した同一グループ内の対応する2つの期間のそれぞれにおいて、日射強度データの残差成分を取得する(S406)。つまり、分解成分取得部130は、当該2つの期間のそれぞれにおける、図13に示された残差成分Cを取得する。
Returning to FIG. 11, the decomposition
以上により、分解成分取得部130がトレンド成分と残差成分とを取得する処理(図3のS106)は、終了する。
Thus, the process (S106 in FIG. 3) in which the decomposition
次に、性能低下状態推定部140が日射計200の測定性能の低下状態を推定する処理(図3のS108)について、詳細に説明する。
Next, the process in which the performance degradation
図14は、本発明の実施の形態に係る性能低下状態推定部140が日射計200の測定性能の低下状態を推定する処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of a process in which the performance degradation
同図に示すように、性能低下状態推定部140は、分解成分取得部130が取得した対応する2つの期間におけるトレンド成分を比較することにより、日射計200の感度性能の低下状態を推定する(S502)。この性能低下状態推定部140が日射計200の感度性能の低下状態を推定する処理について、以下に詳細に説明する。
As shown in the figure, the performance degradation
図15は、本発明の実施の形態に係る性能低下状態推定部140が日射計200の感度性能の低下状態を推定する処理を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating processing in which the performance degradation
同図に示すように、対応する2つの期間におけるトレンド成分が、トレンド成分B1から、トレンド成分B2(またはトレンド成分B3)に変化したとする。つまり、トレンド成分は、日射計200への入力信号に対する出力信号の大きさを評価する指標であるため、当該入力信号に対する当該出力信号の大きさが劣化や故障などの測定性能の低下によって変化したことを示している。
As shown in the figure, it is assumed that the trend component in the two corresponding periods has changed from the trend component B1 to the trend component B2 (or trend component B3). That is, since the trend component is an index for evaluating the magnitude of the output signal with respect to the input signal to the
この場合、性能低下状態推定部140は、対応する2つの期間におけるトレンド成分であるトレンド成分B1とトレンド成分B2(またはトレンド成分B3)とを比較することにより、日射計200の感度性能の低下状態を推定する。例えば、性能低下状態推定部140は、トレンド成分B1とトレンド成分B2(またはトレンド成分B3)との差が所定の値を超えた場合に、日射計200の感度性能が低下(劣化、または故障)していると判断する。
In this case, the performance degradation
また、性能低下状態推定部140は、分解成分取得部130が取得した対応する2つの期間における残差成分から得られるステップ応答の時定数を比較することにより、日射計200の応答性能の低下状態を推定する(S504)。この性能低下状態推定部140が日射計200の応答性能の低下状態を推定する処理について、以下に詳細に説明する。
Further, the performance degradation
図16及び図17は、本発明の実施の形態に係る性能低下状態推定部140が日射計200の応答性能の低下状態を推定する処理を説明する図である。
FIG.16 and FIG.17 is a figure explaining the process in which the performance fall
まず、図16の(a)に示すように、性能低下状態推定部140は、分解成分取得部130が取得した残差成分に、同図中の数式で示される自己回帰(AR:Auto Regressive)モデルを当てはめて、自己回帰係数aiを算出する。なお、当該数式中のvnは、白色雑音を示している。
First, as shown in FIG. 16A, the performance degradation
そして、図16の(b)に示すように、性能低下状態推定部140は、自己回帰係数aiからインパルス応答gnを求める。さらに、図16の(c)に示すように、性能低下状態推定部140は、インパルス応答gnを積分することで、ステップ応答を求める。
Then, as shown in (b) of FIG. 16, reduced performance
そして、このようにして得られたステップ応答が、図17に示すように、ステップ応答C1からステップ応答C2(またはステップ応答C3)に変化したとする。つまり、残差成分は、日射計200にステップ信号を入力した際の出力信号の遅延時間を評価する指標であるため、当該遅延時間が劣化や故障などの測定性能の低下によって変化したことを示している。
Then, it is assumed that the step response obtained in this way changes from the step response C1 to the step response C2 (or step response C3) as shown in FIG. That is, since the residual component is an index for evaluating the delay time of the output signal when the step signal is input to the
この場合、性能低下状態推定部140は、対応する2つの期間における残差成分から得られたステップ応答であるステップ応答C1とステップ応答C2(またはステップ応答C3)との時定数Tを比較することにより、日射計200の応答性能の低下状態を推定する。例えば、性能低下状態推定部140は、ステップ応答C1の時定数とステップ応答C2(またはステップ応答C3)の時定数との差が所定の値を超えた場合に、日射計200の応答性能が低下(劣化、または故障)していると判断する。
In this case, the performance degradation
以上により、性能低下状態推定部140が日射計200の測定性能の低下状態を推定する処理(図3のS108)は、終了する。
Thus, the process (S108 in FIG. 3) in which the performance degradation
以上のように、本発明の実施の形態に係る日射計性能低下状態推定装置100によれば、日射計200から得られる日射強度データを、多項式で示されるトレンド成分と、日射強度データからトレンド成分を差し引いた残差成分とに分解し、当該トレンド成分の変化と当該残差成分の変化とから、日射計200の測定性能の低下状態を推定する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、日射計200が測定した日射強度データを、当該トレンド成分と当該残差成分とに分解して、各成分の変化を評価することで、簡易に日射計200の測定性能の低下状態を推定することができることを見出した。つまり、日射強度データを多項式モデルに当てはめることでトレンド成分を生成し、日射強度データからトレンド成分を差し引くことで残差成分を生成することができるため、日射強度データを、取り扱いが容易な2つの成分に簡易に分解することができる。これにより、日射計性能低下状態推定装置100によれば、日射計200の測定性能の低下状態を推定することができる。
As described above, according to the solar radiation performance degradation
また、日射計性能低下状態推定装置100は、日射計200が測定した日射強度の時系列データそれぞれを晴天指数に変換して得られる値を、日射強度データとして取得する。ここで、太陽光から入力される日射強度は、時期(季節)、時刻、場所(緯度、経度)などで大きく異なる。このため、日射計性能低下状態推定装置100は、日射計200が測定した日射強度を晴天指数に変換して規格化することで、当該日射強度を等価的に扱うことができる。
Further, the solar radiation performance degradation
また、日射計性能低下状態推定装置100は、複数の期間における複数の日射強度データのうちの対応する2つの期間における日射強度データから、当該2つの期間におけるトレンド成分を取得して比較することにより、日射計200の感度性能の低下状態を推定する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、日射強度データのトレンド成分の変化から、日射計200の感度性能の低下状態を推定することができることを見出した。つまり、当該トレンド成分は、日射計200への入力信号に対する出力信号の大きさを評価する指標となっている。これにより、日射計性能低下状態推定装置100によれば、対応する2つの期間における日射強度データのトレンド成分を比較することで、日射計200の感度性能の低下状態を簡易に推定することができる。
In addition, the pyranometer performance degradation
また、日射計性能低下状態推定装置100は、複数の期間における複数の日射強度データのうちの対応する2つの期間における日射強度データから、当該2つの期間における残差成分を取得して、当該残差成分から得られるステップ応答の時定数を比較することにより、日射計200の応答性能の低下状態を推定する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、日射強度データの残差成分から得られるステップ応答の時定数の変化から、日射計200の応答性能の低下状態を推定することができることを見出した。つまり、当該残差成分は、日射計200にステップ信号を入力した際の出力信号の遅延時間を評価する指標となっている。これにより、日射計性能低下状態推定装置100によれば、対応する2つの期間における日射強度データの残差成分から得られるステップ応答の時定数を比較することで、日射計200の応答性能の低下状態を簡易に推定することができる。
In addition, the pyranometer performance degradation
また、日射計性能低下状態推定装置100は、k−means法によって日射強度データを複数のグループに分類して、同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出し、当該2つの期間における日射強度データのトレンド成分の変化と残差成分の変化とから、日射計200の測定性能の低下状態を推定する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、k−means法を用いることで、日射強度データを、比較対象となり得る同じような条件(統計的特徴)をもつグループに精度良く分類することができることを見出した。このため、日射計性能低下状態推定装置100によれば、k−means法によって分類した同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データのトレンド成分及び残差成分の変化から、日射計200の測定性能の低下状態を精度良く推定することができる。なお、この方法を用いることで、自然の太陽光を、雲等による太陽光の変動を意識することなく、入力光(試験光)として利用できるようになるため、日射計に試験光を入力するための現地作業が不要となる。
Moreover, the solar radiation performance degradation
また、日射計性能低下状態推定装置100は、k−means法によって分類された2つのグループ間でエントロピーを算出して当該2つのグループ間の境界を決定することにより、複数のグループを再分類して、同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出する。ここで、本願発明者は、鋭意研究と検討の結果、2つのグループ間でエントロピーを算出して当該2つのグループ間の境界を決定することにより、グループの分類の精度を向上させることができることを見出した。このため、日射計性能低下状態推定装置100によれば、当該エントロピーを算出してグループを再分類することにより、日射計200の測定性能の低下状態を精度良く推定することができる。
The pyranometer performance degradation
また、日射計性能低下状態推定装置100は、日射強度データの大きさと日射強度データの変動の大きさとで、日射強度データを複数のグループに分類する。このため、日射計性能低下状態推定装置100によれば、日射強度データを複数のグループに簡易に分類することができるため、日射計200の測定性能の低下状態を簡易に推定することができる。
Moreover, the solar radiation performance degradation
また、日射計性能低下状態推定装置100は、日射強度データの日平均値と、日射強度データのパワースペクトル密度の所定周期における積分値とで、日射強度データを複数のグループに分類する。このため、日射計性能低下状態推定装置100によれば、日射強度データを複数のグループに精度良く分類することができるため、日射計200の測定性能の低下状態を精度良く推定することができる。
Further, the solar radiation performance degradation
なお、本発明は、このような日射計性能低下状態推定装置100として実現することができるだけでなく、日射計200と、日射計200の測定性能の低下状態を推定する日射計性能低下状態推定装置100とを備える日射計性能低下状態推定システム10としても実現することができる。
In addition, this invention can not only be implement | achieved as such a pyranometer performance degradation
また、本発明は、日射計性能低下状態推定装置100に含まれる処理部が行う特徴的な処理をステップとする日射計性能低下状態推定方法としても実現することができる。また、当該日射計性能低下状態推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムや集積回路として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
In addition, the present invention can also be realized as a method of estimating a psoriometer performance degradation state that includes a characteristic process performed by a processing unit included in the psoriometer performance degradation
以上、本発明の実施の形態に係る日射計性能低下状態推定装置100及び日射計性能低下状態推定システム10について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
As mentioned above, although the pyranometer performance degradation
つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 That is, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. Moreover, the form built combining the component in embodiment is also contained in the scope of the present invention.
例えば、上記実施の形態では、日射計性能低下状態推定装置100は、日射強度取得部110と、日射強度抽出部120と、分解成分取得部130と、性能低下状態推定部140と、記憶部150とを備えていることとした。しかし、図18に示すように、日射計性能低下状態推定装置101は、日射強度取得部110と、分解成分取得部130と、性能低下状態推定部140とを備えていればよく、日射強度抽出部120と記憶部150とは備えていない構成でもかまわない。図18は、本発明の実施の形態に係る日射計性能低下状態推定装置の最小構成を示すブロック図である。
For example, in the above-described embodiment, the pyranometer performance degradation
この場合、日射計性能低下状態推定装置101は、例えば外部の記憶部150と情報をやりとりして、日射計200の測定性能の低下状態を推定する。具体的には、日射強度取得部110が日射強度データを取得し、分解成分取得部130が、当該日射強度データをトレンド成分と残差成分とに分解することでトレンド成分と残差成分とを取得し、性能低下状態推定部140が、トレンド成分の変化と残差成分の変化とから、日射計の測定性能の低下状態を推定する。
In this case, the pyranometer performance degradation
また、上記実施の形態では、日射強度取得部110は、日射計200が測定した日射強度の時系列データそれぞれを晴天指数に変換して得られる値を、日射強度データとして取得することとした。しかし、日射強度取得部110は、日射計200が測定した日射強度の時系列データそれぞれを、日射強度データとして取得することにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the solar radiation
また、上述した日射強度抽出部120が同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出する処理(図5のS308)において、図10に示したような当該対応する2つの期間(類似日)の分類には、どのような日射計の情報を用いてもかまわない。つまり、当該分類に用いる日射計の情報として、評価対象となる日射計の情報の他に、評価対象となる日射計とは異なる日射計の情報を用いることが考えられる。
Further, in the process (S308 in FIG. 5) in which the above-described solar radiation
ここで、評価対象となる日射計の情報を用いて上記の分類を行うと、当該日射計の測定性能が低下している場合には不具合が生じる可能性があるため、評価対象となる日射計とは異なる日射計の情報を用いるのが好ましい。 Here, if the above classification is performed by using the information of the pyranometer to be evaluated, a malfunction may occur if the measurement performance of the pyranometer is degraded. It is preferable to use the information of a different pyranometer.
具体的には、当該分類に用いる日射計の情報としては、気象官署に設置されており、正確に校正されている日射計の情報を利用するのが好ましい。なお、日射計が存在する気象官署は数が非常に少ないため、周辺の日射計の平均値を用いるなど、他の日射計の情報を用いてもかまわない。 Specifically, it is preferable to use the information of a pyranometer that is installed in a meteorological office and accurately calibrated as the information of the pyranometer used for the classification. In addition, since there are very few meteorological offices where the pyranometer exists, information of other pyranometers may be used, such as using the average value of the neighboring pyranometers.
つまり、日射強度取得部110は、評価対象となる日射計、及び、当該評価対象となる日射計とは異なる日射計(すなわち、評価対象となる日射計を含む複数の日射計)が測定した日射強度の時系列データを示す日射強度データを取得する。
In other words, the solar radiation
そして、日射強度抽出部120は、評価対象となる日射計とは異なる日射計から取得された複数の期間における複数の日射強度データを用いて、k−means法によって複数のグループに分類する。具体的には、日射強度抽出部120は、評価対象となる日射計とは異なる日射計から取得された複数の期間における複数の日射強度データを、日射強度データの大きさ(日射強度データの日平均値)と日射強度データの変動の大きさ(日射強度データのパワースペクトル密度の所定周期における積分値)とで、複数のグループに分類する。また、日射強度抽出部120は、k−means法によって分類された複数のグループにおいて、2つのグループ間でエントロピーを算出して当該2つのグループ間の境界を決定することにより、複数のグループを再分類する。
And the solar radiation
そして、日射強度抽出部120は、評価対象となる日射計から取得された複数の期間における複数の日射強度データを、上記の複数のグループ(再分類された複数のグループ)に分類して、同一グループ内の対応する2つの期間における日射強度データを抽出する。
And the solar radiation
分解成分取得部は、当該2つの期間における日射強度データ(評価対象となる日射計から取得された日射強度データ)をトレンド成分と残差成分とに分解することで、当該2つの期間におけるトレンド成分と残差成分とを取得する。 The decomposition component acquisition unit decomposes the solar radiation intensity data (the solar radiation intensity data acquired from the solar radiation meter to be evaluated) in the two periods into a trend component and a residual component, so that the trend component in the two periods And the residual component.
なお、例えば、快晴日を分類する場合等であれば、評価対象となる日射計の情報を利用しても、不具合が生じる可能性は少ないと考えられる。 For example, in the case of classifying a sunny day, it is considered that there is little possibility that a malfunction will occur even if the information of the pyranometer to be evaluated is used.
また、本実施の形態では、測定性能の低下状態の推定は、評価対象となる日射計の過去の値と現在(または現在と近い時期)の値とを比較することとした。しかし、評価対象となる日射計の値と、周辺の日射計の値との比較で、評価対象となる日射計の測定性能の低下状態の推定を行うことにしてもかまわない。 Further, in the present embodiment, the estimation of the measurement performance degradation state is made by comparing the past value of the pyranometer to be evaluated with the current value (or time close to the present). However, it may be possible to estimate the state of deterioration of the measurement performance of the pyranometer to be evaluated by comparing the value of the pyranometer to be evaluated with the values of the surrounding pyranometers.
つまり、性能低下状態推定部140は、評価対象となる日射計のトレンド成分及び残差成分の、周辺の日射計におけるトレンド成分及び残差成分からの変化(差分)から、評価対象となる日射計の測定性能の低下状態を推定することにしてもよい。この場合、性能低下状態推定部140は、当該トレンド成分の変化量(差分量)から、評価対象となる日射計の感度性能の低下状態を推定し、当該残差成分から得られるステップ応答の時定数の変化量(差分量)から、評価対象となる日射計の応答性能の低下状態を推定する。
In other words, the performance degradation
なお、上記実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 In the above embodiment, each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
本発明は、日射計の測定性能の低下状態を推定することができる日射計性能低下状態推定装置等に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a pyranometer performance degradation state estimation device that can estimate a degradation state of the measurement performance of a pyranometer.
10 日射計性能低下状態推定システム
100、101 日射計性能低下状態推定装置
110 日射強度取得部
120 日射強度抽出部
130 分解成分取得部
140 性能低下状態推定部
150 記憶部
151 推定用データ
200、201、202、203 日射計
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記日射計が測定した日射強度の時系列データを示す日射強度データを取得する日射強度取得部と、
取得された前記日射強度データを、多項式で示されるトレンド成分と、前記日射強度データから前記トレンド成分を差し引いて得られる残差成分とに分解することで、前記トレンド成分と前記残差成分とを取得する分解成分取得部と、
取得された前記トレンド成分の変化と前記残差成分の変化とから、前記日射計の測定性能の低下状態を推定する性能低下状態推定部と
を備える日射計性能低下状態推定装置。 A psoriometer performance degradation state estimation device that estimates a degradation state of a psoriometer measurement performance,
A solar radiation intensity acquisition unit for acquiring solar radiation intensity data indicating time series data of solar radiation intensity measured by the solar radiation meter;
By decomposing the acquired solar radiation intensity data into a trend component represented by a polynomial and a residual component obtained by subtracting the trend component from the solar radiation intensity data, the trend component and the residual component are A decomposition component acquisition unit to acquire;
A pyranometer performance degradation state estimation device comprising: a performance degradation state estimation unit that estimates a degradation state of the measurement performance of the pyranometer based on the obtained change in trend component and change in the residual component.
請求項1に記載の日射計性能低下状態推定装置。 The solar radiation intensity acquisition unit is a value obtained by converting the ratio of the solar radiation intensity at the measurement point to the theoretical solar radiation intensity at the upper end of the atmosphere as a clear sky index and converting each time series data of the solar radiation intensity measured by the solar radiation meter into the clear sky index. The solar radiation performance degradation state estimation device according to claim 1, wherein the solar radiation performance data is acquired as the solar radiation intensity data.
前記性能低下状態推定部は、当該2つの期間における前記トレンド成分を比較することにより、前記日射計の感度性能の低下状態を推定する
請求項1または2に記載の日射計性能低下状態推定装置。 The decomposition component acquisition unit acquires the trend component in the two periods from the solar radiation intensity data in two corresponding periods among the plurality of solar radiation intensity data in the plurality of periods acquired by the solar radiation intensity acquisition unit. And
The said performance degradation state estimation part estimates the degradation state of the sensitivity performance of the said pyranometer by comparing the said trend component in the said 2 period, The solar radiation performance degradation state estimation apparatus of Claim 1 or 2.
前記性能低下状態推定部は、当該2つの期間における前記残差成分から得られるステップ応答の時定数を比較することにより、前記日射計の応答性能の低下状態を推定する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の日射計性能低下状態推定装置。 The decomposition component acquisition unit obtains the residual component in the two periods from the solar radiation intensity data in two corresponding periods among the plurality of solar radiation intensity data in the plurality of periods acquired by the solar radiation intensity acquisition unit. Acquired,
The said performance degradation state estimation part estimates the degradation state of the response performance of the said pyranometer by comparing the time constant of the step response obtained from the said residual component in the said 2 period. The insolation device performance degradation state estimation apparatus according to claim 1.
前記日射強度取得部が取得した複数の期間における複数の前記日射強度データをk−means法によって複数のグループに分類し、同一グループ内の対応する2つの期間における前記日射強度データを抽出する日射強度抽出部を備え、
前記分解成分取得部は、当該2つの期間における前記日射強度データから、当該2つの期間における前記トレンド成分と前記残差成分とを取得し、
前記性能低下状態推定部は、当該2つの期間における前記トレンド成分の変化と、当該2つの期間における前記残差成分の変化とから、前記日射計の測定性能の低下状態を推定する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の日射計性能低下状態推定装置。 further,
The solar radiation intensity for extracting the solar radiation intensity data in two corresponding periods in the same group by classifying the solar radiation intensity data in the plurality of periods acquired by the solar radiation intensity acquisition unit into a plurality of groups by the k-means method. With an extractor,
The decomposition component acquisition unit acquires the trend component and the residual component in the two periods from the solar radiation intensity data in the two periods,
The said performance degradation state estimation part estimates the degradation state of the measurement performance of the said pyranometer from the change of the said trend component in the said 2 period, and the change of the said residual component in the said 2 period. The pyranometer performance deterioration state estimation apparatus according to any one of 4.
請求項5に記載の日射計性能低下状態推定装置。 The solar radiation intensity extraction unit recalculates the plurality of groups by calculating entropy between the two groups and determining a boundary between the two groups in the plurality of groups classified by the k-means method. The insolation performance degradation state estimation device according to claim 5, wherein the insolation intensity data in two corresponding periods within the same group that has been classified and reclassified are extracted.
請求項5または6に記載の日射計性能低下状態推定装置。 The said solar radiation intensity extraction part classify | categorizes the several solar radiation intensity data in the said several period into the said some group by the magnitude | size of the solar radiation intensity data and the fluctuation | variation magnitude of solar radiation intensity data. A device for estimating the degradation of the pyranometer performance.
請求項7に記載の日射計性能低下状態推定装置。 The solar radiation intensity extracting unit calculates a daily average value of the solar radiation intensity data as a magnitude of the solar radiation intensity data, and an integral value of a power spectrum density of the solar radiation intensity data in a predetermined cycle is a magnitude of variation of the solar radiation intensity data. The insolation performance degradation state estimation device according to claim 7, wherein the plurality of solar radiation intensity data in the plurality of periods is classified into the plurality of groups by calculating as the length.
前記日射計の測定性能の低下状態を推定する請求項1〜8のいずれか1項に記載の日射計性能低下状態推定装置と
を備える日射計性能低下状態推定システム。 A pyranometer,
A radiation meter performance degradation state estimation system comprising: the radiation meter performance degradation state estimation device according to any one of claims 1 to 8 that estimates a degradation state of the measurement performance of the radiation meter.
前記日射計が測定した日射強度の時系列データを示す日射強度データを取得する日射強度取得ステップと、
取得された前記日射強度データを、多項式で示されるトレンド成分と、前記日射強度データから前記トレンド成分を差し引いて得られる残差成分とに分解することで、前記トレンド成分と前記残差成分とを取得する分解成分取得ステップと、
取得された前記トレンド成分の変化と前記残差成分の変化とから、前記日射計の測定性能の低下状態を推定する性能低下状態推定ステップと
を含む日射計性能低下状態推定方法。 A method for estimating a degradation state of a pyranometer, which estimates a degradation state of the measurement performance of the pyranometer,
A solar radiation intensity acquisition step for acquiring solar radiation intensity data indicating time series data of solar radiation intensity measured by the solar radiation meter,
By decomposing the acquired solar radiation intensity data into a trend component represented by a polynomial and a residual component obtained by subtracting the trend component from the solar radiation intensity data, the trend component and the residual component are A decomposition component acquisition step to be acquired;
A performance degradation state estimation method comprising: a performance degradation state estimation step that estimates a degradation state of the measurement performance of the pyranometer from the obtained change of the trend component and the change of the residual component.
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