JP6608619B2 - 太陽光発電システムの発電状況診断方法及びその装置 - Google Patents
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Description
以下、この発明の実施の形態例1の太陽光発電システムの発電状況診断装置及び方法を図1に基づいて説明する。
太陽高度が低く、周辺構造物や隣接する太陽電池アレイが作る影によって発電量の低下が起こっている時刻の発電量データはパラメータ学習には不適当であるため、太陽高度が一定以下の時間帯のデータを除外する。太陽高度は日時情報から算出することも可能であるが、ここでは簡易的は方法として、太陽高度が低い早朝や夕方の時間帯の発電量データを除外することとした。
上記(1)の場合に当てはまらない場合であっても、極端に日射強度が低いと、PCS(パワーコンディショナ)の変換効率が大きく下がる。PCSの空調システム負荷が軽くなるといった理由により、一定以上の日射強度がある場合と異なる条件下での運転となり、パラメータ学習には不適当である。そこで、日射強度閾値(例:0.2kW/m2)を設け、計測した日射強度が閾値以下の時刻の発電量データを除外することとした。
上記(1)、(2)の条件に当てはまらない場合であっても、電力系統事故や作業停止によって発電が停止することがあり、その時刻のデータはパラメータ学習には不適当である。
上記(3)の条件によって、一定の期間内において、一時的に発電所の運転に異常があった場合はその時間帯のデータを除外することが可能であるが、太陽電池パネルの初期不良や直流回路の投入忘れ、PCS停止等により、該当期間全体にわたって一様に発電量が低下している場合は、(3)の方法では適不適を判定することができない。
右縦軸が日射強度(kW/m2)を、右縦軸が発電量(kW)を表し、横軸は1日の時刻を示す。日射量は実線で表し、矢印の上の箇所に頂点を置いた曲線が、日射量に相応して本来発電すべき発電量を示し、矢印の下の箇所に頂点を置いた曲線は実測の発電量を示す。また、図6の右のグラフは、一番大きい山の曲線が、他の発電所のパラメータを使用した推定発電量、下の重なった山の曲線が当該発電所の実測発電量及び当日学習の推定発電量を示す。
天候急変時や早朝・夕方において不可避的に発生する推定発電量と実測発電量の誤差、及び作業停止等による発電量の低下の影響を除去し、高い精度で発電所の運転状況の良否判定を行うために、以下の処理を行う。
・「推定外れ判定対象サンプル数」が事前に定めた閾値以上であること。
・「推定外れカウント」÷「推定外れ判定対象サンプル数」が事前に定めた値以上である。
S−5 推定発電量 S−6 比較
S−7 良否判定
11 CPU 12 主記憶装置
13 外部記憶装置 14 入力装置
15 表示装置 16 バス
Claims (4)
- 太陽光発電システムの発電状況診断方法において、
当該太陽光発電システムにおける発電に関係する天候条件値及び発電量を一定時間ごとに一定期間にわたり計測してこれらをデータとして蓄積し、これらの中から、事前に定めた不適当な発電量データを除外し、残った発電量データを用いてこれを逐次更新して推定パラメータを学習し、これにより推定パラメータを決定し、当該推定パラメータから前記発電に関係する気象条件値を勘案して推定発電量を算出し、当該推定発電量と実測の発電量とを比較して、実測発電量が推定発電量の一定値以下の場合に、当該太陽光発電システムに異常があるとの判定は、ある時刻の前記日射量及び外気温から、学習した推定パラメータを用いて発電量を推定し、事前に定めた一日の時間帯の範囲内であって、事前に定めた日射強度閾値以上の日射強度であれば推定外れ判定対象サンプル数に1を加算し、実測発電量が推定発電量よりも判定閾値以上乖離しているかどうかをチェックし、乖離していれば推定外れカウントに1を加算し、これを一定期間にわたって上記の処理を行い、前記推定外れ判定対象サンプル数が事前に定めた閾値以上であって、かつ、推定外れ判定対象サンプル数に対する推定外れカウントの割合が事前に定めた値以上である場合、当該期間において不具合による発電量低下が発生したと判定してこれを警報することを特徴とする、発電状況診断方法。 - 前記不適当な発電量データであると事前に定めた発電量データは、太陽高度の低い時刻の発電量データ、日射強度の閾値以下における発電量データ、ある一定期間の発電量の計測データを対象として上記太陽高度の低い時刻の発電量データ及び日射強度の閾値以下における発電量データを除外した残りのデータから算出した推定パラメータを用いて前記期間の発電量を推定し、推定した発電量と実測データの誤差が一定値以上乖離した時刻の発電量データ、及び構成的に類似した他の発電所の実績データから算出した推定モデル・パラメータを用いて発電量を推定し、推定した発電量と実測データとの誤差が一定値以上乖離した時刻の発電量データの一つ又は複数であることを特徴とする、請求項1に記載の発電状況診断方法。
- 太陽光発電システムの発電状況診断装置において、
当該太陽光発電システムにおける発電に関係する天候条件値及び発電量を一定時間ごとに一定期間にわたり計測する計測手段と、当該計測手段により計測したデータを記憶する記憶手段と、これらの中から、事前に定めた不適当な発電量データを除外するデータ除外手段と、データ除外手段によって残った発電量データを用いてこれを逐次更新して推定パラメータを学習するパラメータ学習手段と、当該パラメータ学習手段により推定パラメータを決定する推定パラメータ決定手段と、当該推定パラメータから前記発電に関係する天候条件値を勘案して推定発電量を演算する推定発電量算出手段と、当該推定発電量と実測の発電量とを比較する比較手段と、当該比較手段により比較した実測発電量が推定発電量の一定値以下の場合に、当該太陽光発電システムに異常があると判定する良否判定手段と、良否判定手段による結果により発電システムの異常を警報する警報手段から構成され、
前記良否判定手段において、ある時刻の前記日射量及び外気温から、学習した推定パラメータを用いて発電量を推定し、事前に定めた一日の時間帯の範囲内であって、事前に定めた日射強度閾値以上の日射強度であれば推定外れ判定対象サンプル数に1を加算し、実測発電量が推定発電量よりも判定閾値以上乖離しているかどうかをチェックし、乖離していれば推定外れカウントに1を加算し、これを一定期間にわたって上記の処理を行い、前記推定外れ判定対象サンプル数が事前に定めた閾値以上であって、かつ、推定外れ判定対象サンプル数に対する推定外れカウントの割合が事前に定めた値以上である場合、当該期間において不具合による発電量低下が発生したと判定する構成としたことを特徴とする、発電状況診断装置。 - 前記データ除外手段は、太陽高度の低い時刻の発電量データ、日射強度の閾値以下における発電量データ、ある一定期間の発電量の計測データを対象として上記太陽高度の低い時刻の発電量データ及び日射強度の閾値以下における発電量データを除外した残りのデータから算出した推定パラメータを用いて前記期間の発電量を推定し、推定した発電量と実測データの誤差が一定値以上乖離した時刻の発電量データ、及び構成的に類似した他の発電所の実績データから算出した推定モデル・パラメータを用いて発電量を推定し、推定した発電量と実測データとの誤差が一定値以上乖離した時刻の発電量データの一つ又は複数である場合に当該データを除外する構成であることを特徴とする、請求項3に記載の発電状況診断装置。
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