JP6584273B2 - Measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、分散電源の発電量を計測するための計測装置に関するものである。   The present invention relates to a measuring device for measuring the amount of power generated by a distributed power source.

太陽電池等の分散電源により発電される発電量は、時刻や天候等によって大きく変動する。このため、各太陽電池ストリングから出力される発電量を計測し、その計測情報を外部に送信する計測装置を設けることで、その発電状況を把握し管理するものとしている(特許文献1)。   The amount of power generated by a distributed power source such as a solar cell varies greatly depending on the time of day and the weather. For this reason, it is assumed that the power generation status is grasped and managed by providing a measuring device that measures the amount of power generated from each solar cell string and transmits the measurement information to the outside (Patent Document 1).

また、計測装置は、太陽電池ストリングに接続される計測装置本体と、計測装置本体に通信線を介して接続される電流センサとを有しており、電流センサによる計測情報は電圧信号として計測装置本体内の演算部に返され、演算部がその電圧値に基づき計測電流値を導き出し、その情報を上記のように外部機器に出力するものとしている。   The measuring device has a measuring device main body connected to the solar cell string and a current sensor connected to the measuring device main body via a communication line, and measurement information by the current sensor is measured as a voltage signal. It is returned to the calculation unit in the body, and the calculation unit derives a measured current value based on the voltage value and outputs the information to the external device as described above.

ここで、図4のように、電流センサ8はホール素子により構成されているため、太陽電池ストリング1から電力供給されることにより駆動し、実際には、計測装置本体7内部の電源部において降圧された電圧により駆動される。また、電源部から出力される電圧には定格電圧値が決められている。しかしながら、実際に出力される実測電圧には、電源部の個体差に起因して、多少の誤差が生ずる。このため、電流センサに入力される実測電圧にも誤差が生じ、さらにこの誤差は演算部、外部機器に入力される測定値にも影響を与え、結果、誤った計測情報を後段に送信してしまうこととなる。   Here, as shown in FIG. 4, since the current sensor 8 is configured by a Hall element, the current sensor 8 is driven by being supplied with electric power from the solar cell string 1. Driven by the applied voltage. A rated voltage value is determined for the voltage output from the power supply unit. However, some errors occur in the actually output actually measured voltage due to individual differences in the power supply units. For this reason, an error also occurs in the actually measured voltage input to the current sensor, and this error also affects the measurement value input to the arithmetic unit and the external device. As a result, erroneous measurement information is transmitted to the subsequent stage. It will end up.

この問題を解決するためには、演算部に入力された誤情報を補正して正しい数値として出力する方法が考えられる。具体的には、図5に示すように測定装置の出荷前に予め計測電流の最大、最小値をそれぞれ流し、各々の電流値及び電流センサから出力される電圧値(a、b)を記憶させておけば、演算部にて計測情報を図中点線で表される理想値に補正することができる。   In order to solve this problem, a method of correcting erroneous information input to the arithmetic unit and outputting it as a correct numerical value can be considered. Specifically, as shown in FIG. 5, before the measurement apparatus is shipped, the maximum and minimum values of the measurement current are passed in advance, and the current values and the voltage values (a, b) output from the current sensors are stored. In this case, the measurement information can be corrected to an ideal value represented by a dotted line in the figure by the calculation unit.

しかしながら、上記方法では、計測装置本体と実際に設置する各電流センサとの組み合わせ毎に調整を行う必要があるため、例えば電流センサのみが故障した場合でも、計測装置本体と新調した電流センサとを設置現場等で再度組み合わせて計測電流の最大、最小値を流して調整しなければならず、手間とコストがかかるという問題があった。   However, in the above method, since it is necessary to make adjustments for each combination of the measuring device main body and each current sensor that is actually installed, for example, even when only the current sensor fails, the measuring device main body and the newly prepared current sensor are There is a problem that it takes time and cost because it must be adjusted again by flowing the maximum and minimum values of the measurement current by combining them again at the installation site.

特開2011−119579JP2011-119579

本発明の目的は前記した従来の問題点を解決し、電流センサの交換時に手間の掛かる再調整が不要となる計測装置を提供することである。   An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to provide a measuring apparatus that eliminates the need for re-adjustment that takes time when replacing a current sensor.

上記課題を解決するためになされた本発明は、分散電源に接続される計測装置本体と、この計測装置本体に接続される電流センサとを備えた計測装置であって、前記計測装置本体は、前記分散電源からの出力を変換するとともに、前記電流センサに電力供給する電源部と、この電源部が電流センサに出力する実測電圧及び定格電圧を記憶する記憶部と、前記電流センサから返される電圧信号を実測電流値として読み取る演算部とを有し、さらにこの演算部は、前記実測電圧を定格電圧で割ってG(ゲイン)を求め、演算部に入力された実測電流値をこのGで割ることにより、前記実測電流値を補正する第1処理機能を備えたことを特徴とするものである。 The present invention made to solve the above problems is a measuring device comprising a measuring device main body connected to a distributed power source, and a current sensor connected to the measuring device main body, the measuring device main body comprising: A power supply unit that converts the output from the distributed power supply and supplies power to the current sensor, a storage unit that stores an actual voltage and a rated voltage that the power supply unit outputs to the current sensor, and a voltage returned from the current sensor A calculation unit that reads a signal as an actual measurement current value, and further calculates the G (gain) by dividing the actual measurement voltage by the rated voltage, and divides the actual measurement current value input to the calculation unit by this G. Thus, a first processing function for correcting the measured current value is provided.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の計測装置において、前記演算部は、前記第1処理機能が実行された後に、計測電流が0Aのとき、前記電流センサから返される電圧信号を0Aと判定するよう調整する第2処理機能を備えたことを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the measurement apparatus according to the first aspect, the calculation unit outputs a voltage signal returned from the current sensor to 0 A when the measurement current is 0 A after the first processing function is executed. The second processing function for adjusting so as to be determined is provided.

本発明に係る計測装置によれば、計測装置本体は、分散電源からの出力を変換するとともに、電流センサに電力供給する電源部と、この電源部が電流センサに出力する実測電圧及び定格電圧を記憶する記憶部と、電流センサから返される電圧信号を実測電流値として読み取る演算部とを有し、さらにこの演算部は、実測電圧と定格電圧との比率に基づき、実測電流値を補正する第1処理機能を備えるものとした。この第1処理機能を実行することにより、実測電圧/定格電圧によりG(ゲイン)を求め、次いで演算部に入力された実測電流値をこのGで割ることで、一次関数として表される電流センサからの出力電圧(y)と計測電流(x)との関係を、理想値と同じ傾きを有するものとして補正することができる。したがって、電流センサ毎に実測して電流値の補正を行う必要がないため、電流センサの交換時に再調整が不要となる。   According to the measuring device according to the present invention, the measuring device main body converts the output from the distributed power source and supplies power to the current sensor, and the actual voltage and the rated voltage output from the power source to the current sensor. A storage unit that stores the voltage signal returned from the current sensor as an actual current value; and the arithmetic unit further corrects the actual current value based on a ratio between the actual voltage and the rated voltage. One processing function was provided. By executing this first processing function, G (gain) is obtained from the actually measured voltage / rated voltage, and then the actually measured current value input to the calculation unit is divided by this G to represent a current sensor expressed as a linear function. It is possible to correct the relationship between the output voltage (y) and the measurement current (x) as having the same slope as the ideal value. Accordingly, since it is not necessary to correct the current value by actually measuring each current sensor, readjustment is not necessary when the current sensor is replaced.

請求項2に係る発明によれば、第1処理機能が実行された後に、計測電流が0Aのとき、電流センサから返される電圧信号を0Aと判定するよう調整する第2処理機能を、演算部に備えるものとした。この第2処理機能を実行することによって、電流センサからの出力電圧(y)と計測電流(x)との関係が理想値と同じ0切片となるよう補正され、電流センサの個体差により出力電圧に誤差が生じていても、理想値とほぼ合致する近似値を得ることができるものとなる。   According to the second aspect of the present invention, the second processing function for adjusting the voltage signal returned from the current sensor to be determined as 0 A when the measured current is 0 A after the first processing function is executed, the arithmetic unit To prepare for. By executing this second processing function, the relationship between the output voltage (y) from the current sensor and the measured current (x) is corrected so as to have the same zero intercept as the ideal value, and the output voltage due to the individual difference of the current sensor. Even if an error occurs, an approximate value that substantially matches the ideal value can be obtained.

太陽光発電システムの全体図である。1 is an overall view of a solar power generation system. 本発明の計測装置を示す図である。It is a figure which shows the measuring device of this invention. 本発明による補正方法を示す図である。It is a figure which shows the correction method by this invention. 計測装置本体と電流センサとの接続を示す図である。It is a figure which shows the connection of a measuring device main body and a current sensor. 従来の補正方法を示す図である。It is a figure which shows the conventional correction method.

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1のように、分散電源である複数の太陽電池ストリング1は、各接続箱2内で並列に接続されている。そしてこれら接続箱2を複数段に配置して並列に接続することで、集電箱3に電力を集約するものとしている。さらに集電箱3の後段には、パワーコンディショナ4やキュービクル5が設けられている。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
As shown in FIG. 1, a plurality of solar cell strings 1 that are distributed power sources are connected in parallel in each connection box 2. And these connection boxes 2 are arranged in a plurality of stages and connected in parallel to collect power in the current collection box 3. Further, a power conditioner 4 and a cubicle 5 are provided at the subsequent stage of the current collection box 3.

各接続箱2の内部には、太陽電池ストリング1から出力される発電量を計測するための計測装置6が設けられている。また、この計測装置6は、計測情報を後段の集電箱3等に送信するための外部機器9を備えている。さらにこれら計測情報は、パワーコンディショナ4から出力される情報等と統合されて、キュービクル5内で集約されるものとしても良い。   A measuring device 6 for measuring the amount of power generated from the solar cell string 1 is provided inside each connection box 2. The measuring device 6 also includes an external device 9 for transmitting measurement information to the subsequent current collection box 3 and the like. Further, the measurement information may be integrated with information output from the power conditioner 4 and aggregated in the cubicle 5.

本発明は、計測装置6に係るものであり、その詳細を図2に示す。
1は太陽電池ストリングであるが、起動直後の出力が微弱な様々な分散電源とすることもでき、例えば風力発電機、ガス発電機、蓄電池等であっても良い。計測装置6は、太陽電池ストリング1に接続される計測装置本体7と、計測装置本体7に通信線10を介して接続される電流センサ8と、前述した外部機器9とを有する。なお、電流センサ8はホール素子により構成されている。計測装置本体7の内部には、太陽電池ストリング1から出力された直流電流を一定電圧に変換する変換器11と、変換器11と同様に、太陽電池ストリング1から出力される電圧を変換するとともに、電流センサ8に電力供給する電源部12とを備えている。さらに、計測装置本体7は、電源部12が電流センサ8に出力する実測電圧及び定格電圧を記憶する記憶部13と、電流センサ8から返される電圧信号を実測電流値として読み取る演算部14とを内蔵している。
The present invention relates to the measuring device 6, and details thereof are shown in FIG.
Although 1 is a solar cell string, it can also be various distributed power supplies whose output immediately after activation is weak, and may be, for example, a wind power generator, a gas generator, a storage battery, or the like. The measuring device 6 includes a measuring device main body 7 connected to the solar cell string 1, a current sensor 8 connected to the measuring device main body 7 via the communication line 10, and the external device 9 described above. The current sensor 8 is constituted by a Hall element. Inside the measuring device body 7, a converter 11 that converts a direct current output from the solar cell string 1 into a constant voltage, and a voltage output from the solar cell string 1 as well as the converter 11 are converted. And a power supply unit 12 for supplying electric power to the current sensor 8. Further, the measuring device body 7 includes a storage unit 13 that stores the actual voltage and the rated voltage that the power supply unit 12 outputs to the current sensor 8, and a calculation unit 14 that reads a voltage signal returned from the current sensor 8 as an actual current value. Built-in.

また、変換器11は外部機器9に電力供給を行うほか、電源部12を介して電圧を変換して演算部14等に電力供給を行うものとしている。
なお、外部機器9は、計測された発電量を外部に無線等で通信するものであるが、その他にも有線で通信するものであっても差し支えない。以上の構成により、電流センサ8により計測された電流値は、演算部14に返され、演算部14内で処理された計測情報が外部機器9に送られることで、太陽電池ストリング1から出力される発電量に関する情報を得ることができるものとなる。
In addition to supplying power to the external device 9, the converter 11 converts voltage through the power supply unit 12 and supplies power to the arithmetic unit 14 and the like.
The external device 9 communicates the measured power generation amount to the outside wirelessly or the like, but may be another device that communicates by wire. With the above configuration, the current value measured by the current sensor 8 is returned to the calculation unit 14, and the measurement information processed in the calculation unit 14 is sent to the external device 9, so that it is output from the solar cell string 1. It is possible to obtain information on the amount of power generated.

ここで、演算部14は、電源部12が電流センサ8に出力する実測電圧と定格電圧との比率に基づき、実測電流値を補正する第1処理機能を備えるものとしている。より詳細には、記憶部13に記憶された実測電圧、定格電圧の情報に基づき、先ず実測電圧を定格電圧により割り、G(ゲイン)を求める。次いで、演算部14に入力された実測電流値をこのGで割ることにより、図3中に矢印cで示すように、一次関数として表される電流センサからの出力電圧(y)と計測電流(x)との関係を、理想値と同じ傾きを有するものとして補正することができる。したがって、電流センサ8毎に実測して電流値の補正を行う必要がないため、電流センサ8の交換時に再調整が不要となる。   Here, the calculation unit 14 is provided with a first processing function for correcting the measured current value based on the ratio between the measured voltage and the rated voltage output from the power supply unit 12 to the current sensor 8. More specifically, based on the measured voltage and rated voltage information stored in the storage unit 13, the measured voltage is first divided by the rated voltage to obtain G (gain). Next, by dividing the actually measured current value input to the calculation unit 14 by this G, as shown by an arrow c in FIG. 3, the output voltage (y) from the current sensor expressed as a linear function and the measured current ( x) can be corrected as having the same slope as the ideal value. Therefore, since it is not necessary to correct the current value by actually measuring each current sensor 8, readjustment is not necessary when the current sensor 8 is replaced.

さらに、演算部14は第2処理機能を備えるものとし、詳しくは、第1処理機能を実行した後に、計測電流が0Aのとき電流センサ8から返される電圧信号を0Aと判定するよう調整するものとした。この第2処理機能を実行することによって、図3中に矢印dで示すように、電流センサ8からの出力電圧(y)と計測電流(x)との関係が理想値と同じ0切片となるよう補正され、電流センサ8の個体差により出力電圧に誤差が生じていても、理想値とほぼ合致する近似値を得ることができるものとなる。なお、この第2処理機能は、計測装置本体7に設けられたリセットボタン等を押下することにより、実行されるものとしている。   Further, the calculation unit 14 is assumed to have a second processing function. Specifically, after the first processing function is executed, the voltage signal returned from the current sensor 8 is adjusted to be determined as 0A when the measured current is 0A. It was. By executing this second processing function, as indicated by an arrow d in FIG. 3, the relationship between the output voltage (y) from the current sensor 8 and the measured current (x) becomes 0 intercept, which is the same as the ideal value. Thus, even if there is an error in the output voltage due to individual differences of the current sensors 8, an approximate value that substantially matches the ideal value can be obtained. Note that this second processing function is executed by pressing a reset button or the like provided on the measurement apparatus main body 7.

また、図2のように、変換器11と外部機器9との間には、遅延回路15を配置するものとした。この遅延回路15は、変換器11に繋がる電位を監視するとともに、その電位が所定値を超えたときに、外部機器9に繋がる電路を閉路するものである。これにより、変換器11に過渡電流が流入するタイミングと外部機器9に過渡電流が流入するタイミングとをずらすことができるため、変換器11に流入する過渡電流を許容電流値内に抑えることができるものとしている。   Further, as shown in FIG. 2, a delay circuit 15 is arranged between the converter 11 and the external device 9. The delay circuit 15 monitors the potential connected to the converter 11 and closes the electrical circuit connected to the external device 9 when the potential exceeds a predetermined value. Thereby, since the timing at which the transient current flows into the converter 11 and the timing at which the transient current flows into the external device 9 can be shifted, the transient current flowing into the converter 11 can be suppressed within the allowable current value. It is supposed to be.

1 太陽電池ストリング
2 接続箱
3 集電箱
4 パワーコンディショナ
5 キュービクル
6 計測装置
7 計測装置本体
8 電流センサ
9 外部機器
10 通信線
11 変換器
12 電源部
13 記憶部
14 演算部
15 遅延回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell string 2 Connection box 3 Current collection box 4 Power conditioner 5 Cubicle 6 Measuring device 7 Measuring device main body 8 Current sensor 9 External device 10 Communication line 11 Converter 12 Power supply part 13 Memory | storage part 14 Calculation part 15 Delay circuit

Claims (2)

分散電源に接続される計測装置本体と、
この計測装置本体に接続される電流センサとを備えた計測装置であって、
前記計測装置本体は、
前記分散電源からの出力を変換するとともに、前記電流センサに電力供給する電源部と、
この電源部が電流センサに出力する実測電圧及び定格電圧を記憶する記憶部と、
前記電流センサから返される電圧信号を実測電流値として読み取る演算部とを有し、
さらにこの演算部は、
前記実測電圧を定格電圧で割ってG(ゲイン)を求め、演算部に入力された実測電流値をこのGで割ることにより、前記実測電流値を補正する第1処理機能を備えたことを特徴とする計測装置。
A measuring device connected to a distributed power source;
A measuring device comprising a current sensor connected to the measuring device body,
The measuring device body is
A power supply unit that converts the output from the distributed power supply and supplies power to the current sensor;
A storage unit for storing the measured voltage and the rated voltage output by the power supply unit to the current sensor;
A calculation unit that reads a voltage signal returned from the current sensor as an actual measurement current value;
Furthermore, this calculation unit
A first processing function for correcting the actual measurement current value by dividing the actual measurement voltage by the rated voltage to obtain G (gain) and dividing the actual measurement current value input to the calculation unit by the G is provided. A measuring device.
前記演算部は、
前記第1処理機能が実行された後に、
計測電流が0Aのとき、前記電流センサから返される電圧信号を0Aと判定するよう調整する第2処理機能を備えたことを特徴とする請求項1記載の計測装置。
The computing unit is
After the first processing function is executed,
The measuring apparatus according to claim 1, further comprising a second processing function that adjusts the voltage signal returned from the current sensor to be determined as 0 A when the measurement current is 0 A.
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