JP6737162B2

JP6737162B2 - 監視システムおよび監視装置

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Publication number: JP6737162B2
Application number: JP2016241387A
Authority: JP
Inventors: 恵俊杉本; 浅尾　芳久; 芳久浅尾; 友久松下; 哲生後藤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2036-12-13
Also published as: JP2018098902A

Description

本発明は、監視システムおよび監視装置に関する。

近年、太陽光発電システムの故障を検知するための技術が開発されている。たとえば、特開２０１２−２０５０７８号公報（特許文献１）には、以下のような太陽光発電用監視システムが開示されている。すなわち、太陽光発電用監視システムは、複数の太陽電池パネルからの出力を集約して電力変換装置に送り込む太陽光発電システムについて、前記太陽電池パネルの発電状況を監視する太陽光発電用監視システムであって、前記複数の太陽電池パネルからの出力電路が集約された場所に設けられ、各太陽電池パネルの発電量を計測する計測装置と、前記計測装置に接続され、前記計測装置による発電量の計測データを送信する機能を有する下位側通信装置と、前記下位側通信装置から送信される前記計測データを受信する機能を有する上位側通信装置と、前記上位側通信装置を介して前記太陽電池パネルごとの前記計測データを収集する機能を有する管理装置とを備える。

特開２０１２−２０５０７８号公報

特許文献１に記載のシステムのような太陽光発電用監視システムでは、複数の計測装置が設けられ、各計測装置が自己に対応する太陽電池パネルの計測を行う。そして、各計測装置による所定期間の計測データを比較すれば、太陽電池パネルの故障等を検知することができる。この場合、複数の計測装置間で時刻の同期を行うため、各計測装置と管理装置との間で時刻に関する情報の送受信が行われることにより、各計測装置と管理装置との間で時刻同期処理が行われる。

この時刻同期処理においては、複数の計測装置から管理装置へそれぞれ送信される信号同士の干渉を避け、全ての計測装置において管理装置との時刻同期処理が早期に完了することが望まれる。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、各装置による太陽電池パネルに関する計測結果を収集する構成において、各装置間での時刻同期を早期に確立することのできる監視システムおよび監視装置を提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる監視システムは、太陽電池パネルに関する計測を行う１または複数の監視装置と、収集装置とを備え、各前記監視装置は、時刻同期要求を前記収集装置へ送信し、前記収集装置は、前記各監視装置から送信された前記時刻同期要求を受信して、現在時刻を含む時刻同期応答を前記各監視装置へ送信し、前記各監視装置は、前記収集装置から送信された前記時刻同期応答を受信して、前記時刻同期応答に含まれる前記現在時刻に基づいて自己の現在時刻を設定し、前記各監視装置は、自己の識別情報に基づくタイミングで、前記時刻同期要求を前記収集装置へ送信する。

（５）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる監視装置は、太陽電池パネルに関する計測を行う監視装置であって、時刻同期要求を送信する送信部と、現在時刻を含む時刻同期応答を受信する受信部と、前記受信部により受信された前記時刻同期応答に含まれる前記現在時刻に基づいて、自己の前記監視装置における現在時刻を設定する設定部とを備え、前記送信部は、自己の前記監視装置の識別情報に基づくタイミングで、前記時刻同期要求を送信する。

本発明は、このような特徴的な処理部を備える監視システムとして実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする監視方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。

また、本発明は、このような特徴的な処理部を備える監視装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする監視方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、監視装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。

本発明によれば、各装置による太陽電池パネルに関する計測結果を収集する構成において、各装置間での時刻同期を早期に確立することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る集電ユニットの構成を示す図である。図３は、本発明の実施の形態に係る太陽電池ユニットの構成を示す図である。図４は、本発明の実施の形態に係る監視システムの構成を示す図である。図５は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を示す図である。図６は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を詳細に示す図である。図７は、本発明の実施の形態に係る各監視装置から送信される時刻同期要求の送信タイミングの例１を示す図である。図８は、本発明の実施の形態に係る各監視装置から送信される時刻同期要求の送信タイミングの例２を示す図である。図９は、本発明の実施の形態に係る監視装置における現在時刻の設定方法を説明するための図である。図１０は、本発明の実施の形態に係る各監視装置からの計測情報の送信タイミング、および時刻同期要求の再送タイミングの例を示す図である。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る監視システムは、太陽電池パネルに関する計測を行う１または複数の監視装置と、収集装置とを備え、各前記監視装置は、時刻同期要求を前記収集装置へ送信し、前記収集装置は、前記各監視装置から送信された前記時刻同期要求を受信して、現在時刻を含む時刻同期応答を前記各監視装置へ送信し、前記各監視装置は、前記収集装置から送信された前記時刻同期応答を受信して、前記時刻同期応答に含まれる前記現在時刻に基づいて自己の現在時刻を設定し、前記各監視装置は、自己の識別情報に基づくタイミングで、前記時刻同期要求を前記収集装置へ送信する。

このような構成により、各監視装置から送信された時刻同期要求が互いに干渉することを防ぎ、収集装置へ到達する可能性を高めることができるため、監視装置と収集装置との間の時刻同期が確立する可能性を高めることができる。これにより、時刻同期の確立までに長時間を要することを防ぐことができる。したがって、各装置による太陽電池パネルに関する計測結果を収集する構成において、各装置間での時刻同期を早期に確立することができる。

（２）好ましくは、前記各監視装置は、前記計測の結果を示す計測情報を前記収集装置へ送信し、前記計測情報の周期的な送信期間が設定されており、前記送信期間の一部の期間である送信可能期間において、前記各監視装置からの前記計測情報の送信が許可され、前記監視装置は、前記時刻同期要求の再送が可能であり、前記監視装置による前記時刻同期要求の１または複数の再送タイミングが、前記送信可能期間以外の期間である送信禁止期間に含まれるように設定される。

このような構成により、計測情報と干渉することのない時刻同期要求が送信される機会があることになるため、時刻同期要求が収集装置へ到達する可能性を高めることができる。

（３）より好ましくは、前記各監視装置は、前記時刻同期要求の再送を周期的に行う。

このような構成により、時刻同期要求の再送周期の設定を行うことにより、時刻同期要求の再送タイミングを容易に調整することができる。

（４）より好ましくは、前記再送の周期は、前記送信周期が複数含まれる所定の同期期間内に少なくとも１回、前記再送タイミングが前記送信禁止期間に含まれるように設定される。

このような構成により、所定の複数の送信周期の中で、時刻同期要求が計測情報と確実に干渉しない機会を設けることができる。

（５）本発明の実施の形態に係る監視装置は、太陽電池パネルに関する計測を行う監視装置であって、時刻同期要求を送信する送信部と、現在時刻を含む時刻同期応答を受信する受信部と、前記受信部により受信された前記時刻同期応答に含まれる前記現在時刻に基づいて、自己の前記監視装置における現在時刻を設定する設定部とを備え、前記送信部は、自己の前記監視装置の識別情報に基づくタイミングで、前記時刻同期要求を送信する。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜構成および基本動作＞
［太陽光発電システムの構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。

図１を参照して、太陽光発電システム４０１は、４つの集電ユニット６０と、ＰＣＳ８とを備える。ＰＣＳ８は、銅バー７と、電力変換部９とを含む。

図１では、４つの集電ユニット６０を代表的に示しているが、さらに多数または少数の集電ユニット６０が設けられてもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係る集電ユニットの構成を示す図である。図２を参照して、集電ユニット６０は、４つの太陽電池ユニット７５と、銅バー７２とを含む。

図２では、４つの太陽電池ユニット７５を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池ユニット７５が設けられてもよい。

図３は、本発明の実施の形態に係る太陽電池ユニットの構成を示す図である。

図３を参照して、太陽電池ユニット７５は、３つの太陽電池パネル７８と、銅バー７７とを含む。

図３では、３つの太陽電池パネル７８を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池パネル７８が設けられてもよい。

太陽電池パネル７８は、たとえば複数の太陽電池パネルが直列接続されたストリングである。なお、太陽電池パネル７８は、複数の太陽電池パネルを含む構成に限らず、１つの太陽電池パネルを含む構成であってもよい。

太陽光発電システム４０１では、複数の太陽電池パネル７８からの出力ライン１，５，２すなわち電力線がそれぞれＰＣＳ８に電気的に接続される。

より詳細には、太陽電池パネル７８の出力ライン１は、太陽電池パネル７８に接続された第１端と、銅バー７７に接続された第２端とを有する。各出力ライン１は、銅バー７７を介して出力ライン５に集約される。銅バー７７は、たとえば筐体の一例である接続箱７６の内部に設けられている。

太陽電池パネル７８は、太陽光を受けると、受けた太陽光のエネルギーを直流電力に変換し、変換した直流電力を出力ライン１へ出力する。

図２および図３を参照して、出力ライン５は、対応の太陽電池ユニット７５における銅バー７７に接続された第１端と、銅バー７２に接続された第２端とを有する。各出力ライン５は、銅バー７２を介して出力ライン２に集約される。銅バー７２は、たとえば筐体の一例である集電箱７１の内部に設けられている。

再び図１を参照して、太陽光発電システム４０１では、上述のように複数の太陽電池パネル７８からの各出力ライン１が出力ライン５に集約され、各出力ライン５が出力ライン２に集約され、各出力ライン２が電力変換装置の一例であるＰＣＳ８に電気的に接続される。

より詳細には、各出力ライン２は、対応の集電ユニット６０における銅バー７２に接続された第１端と、銅バー７に接続された第２端とを有する。ＰＣＳ８において、内部ライン３は、銅バー７に接続された第１端と、電力変換部９に接続された第２端とを有する。

ＰＣＳ８は、たとえば、コンテナ６の内部に設けられている。ＰＣＳ８において、電力変換部９は、たとえば、各太陽電池パネル７８において発電された直流電力を出力ライン１、銅バー７７、出力ライン５、銅バー７２、出力ライン２、銅バー７および内部ライン３経由で受けると、受けた直流電力を交流電力に変換して系統へ出力する。

［監視システムの構成］
図４は、本発明の実施の形態に係る監視システムの構成を示す図である。

図４を参照して、監視システム３０１は、複数の監視装置１１１と、収集装置１０１と、管理装置１５１とを備える。

図４では、１つの集電ユニット６０に対応して設けられた４つの監視装置１１１を代表的に示しているが、さらに多数または少数の監視装置１１１が設けられてもよい。また、監視システム３０１は、１つの収集装置１０１を備えているが、複数の収集装置１０１を備えてもよい。

監視システム３０１は、太陽光発電システム４０１に用いられる。監視システム３０１では、子機である監視装置１１１におけるセンサの情報が、親機である収集装置１０１へ定期的または不定期に伝送される。

監視装置１１１は、たとえば集電ユニット６０に設けられている。より詳細には、監視装置１１１は、４つの太陽電池ユニット７５にそれぞれ対応して４つ設けられている。各監視装置１１１は、たとえば、対応の出力ライン５に電気的に接続されている。

監視装置１１１は、対応の太陽電池ユニット７５における各出力ライン１の電流をセンサにより計測する。また、監視装置１１１は、対応の太陽電池ユニット７５における出力ライン５の電圧をセンサにより計測する。

収集装置１０１は、たとえばＰＣＳ８の近傍に設けられている。より詳細には、収集装置１０１は、たとえば、コンテナ６の内部において、ＰＣＳ８に対応して設けられ、信号線４６を介して銅バー７に電気的に接続されている。なお、収集装置１０１は、コンテナ６の外部に設けられてもよい。

監視装置１１１および収集装置１０１は、出力ライン２，５を介して電力線通信（ＰＬＣ：ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を行うことにより情報の送受信を行う。

より詳細には、各監視装置１１１は、対応の出力ラインの電流および電圧の計測結果、ならびに自己の通信用の識別情報である通信用識別情報（以下、「通信用ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」と称する。）を収集装置１０１に通知する。収集装置１０１は、たとえば、各監視装置１１１から通知された計測結果および通信用ＩＤの組を収集し、収集した計測結果および通信用ＩＤの複数の組を管理装置１５１に通知する。

管理装置１５１は、たとえば、各監視装置１１１による所定期間の計測結果を比較することにより、各監視装置１１１に対応する太陽電池ユニット７５の故障等を検知する。このため、複数の監視装置１１１間で時刻が同期している必要があり、たとえば、収集装置１０１の時刻を基準として各監視装置１１１間での時刻同期がとられる。

より詳細には、たとえば、監視装置１１１は、太陽電池パネル７８からの供給電力を受けて起動すると、収集装置１０１における現在時刻の通知を受けるための時刻同期要求Ｒｑを収集装置１０１へ送信する。

収集装置１０１は、監視装置１１１から送信された時刻同期要求Ｒｑを受信して、たとえば自己のカウンタのカウント値を確認することにより現在時刻を取得する。そして、収集装置１０１は、取得した現在時刻を含む時刻同期応答Ｒｓを、時刻同期要求Ｒｑの送信元である監視装置１１１へ送信する。

監視装置１１１は、収集装置１０１から送信された時刻同期応答Ｒｓを受信して、当該時刻同期応答Ｒｓに含まれる現在時刻に基づいて、たとえば現在時刻を示す自己のカウンタのカウント値を設定する。各監視装置１１１がこのような現在時刻の設定を行うことにより、複数の監視装置１１１間の時刻が同期する。

［監視装置］
（全体概要）
図５は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を示す図である。図５では、出力ライン１、出力ライン５、銅バー７７および銅バー７２がより詳細に示されている。

図５を参照して、出力ライン１は、プラス側出力ライン１ｐと、マイナス側出力ライン１ｎとを含む。出力ライン５は、プラス側出力ライン５ｐと、マイナス側出力ライン５ｎとを含む。

銅バー７７は、プラス側銅バー７７ｐと、マイナス側銅バー７７ｎとを含む。銅バー７２は、プラス側出力ライン５ｐおよびマイナス側出力ライン５ｎにそれぞれ対応して、プラス側銅バー７２ｐおよびマイナス側銅バー７２ｎを含む。

プラス側出力ライン１ｐは、対応の太陽電池パネル７８に接続された第１端と、プラス側銅バー７７ｐに接続された第２端とを有する。マイナス側出力ライン１ｎは、対応の太陽電池パネル７８に接続された第１端と、マイナス側銅バー７７ｎに接続された第２端とを有する。

プラス側出力ライン５ｐは、プラス側銅バー７７ｐに接続された第１端と、集電箱７１におけるプラス側銅バー７２ｐに接続された第２端とを有する。マイナス側出力ライン５ｎは、マイナス側銅バー７７ｎに接続された第１端と、集電箱７１におけるマイナス側銅バー７２ｎに接続された第２端とを有する。

監視装置１１１は、検出部１１と、３つの電流センサ１６と、電圧センサ１７と、通信部（受信部および送信部）１４とを備える。なお、監視装置１１１は、出力ライン１の数に応じて、さらに多数または少数の電流センサ１６を備えてもよい。

監視装置１１１は、たとえば、太陽電池パネル７８の近傍に設けられている。具体的には、監視装置１１１は、たとえば、計測対象の出力ライン１が接続された銅バー７７が設けられた接続箱７６の内部に収容されている。なお、監視装置１１１は、接続箱７６の外部に設けられてもよい。

監視装置１１１は、たとえば、プラス側出力ライン５ｐおよびマイナス側出力ライン５ｎとそれぞれプラス側電源線２６ｐおよびマイナス側電源線２６ｎを介して電気的に接続されている。

（時刻同期要求の送信）
図６は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を詳細に示す図である。

図６を参照して、監視装置１１１は、検出部１１、３つの電流センサ１６、電圧センサ１７および通信部１４に加えて、さらに、処理部（設定部）１２と、カウンタ１３と、記憶部１５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９とを備える。

監視装置１１１における各回路は、出力ライン５から供給される太陽電池パネル７８の出力電圧を電源電圧として用いて動作する。

より詳細には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、マイナス側出力ライン５ｎおよびプラス側出力ライン５ｐからマイナス側電源線２６ｎおよびプラス側電源線２６ｐをそれぞれ介して受ける太陽電池パネル７８の直流電圧を昇圧または降圧し、直流電圧Ｖｃを生成する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、生成した直流電圧Ｖｃを、監視装置１１１における各回路へ出力する。

通信部１４は、出力ライン５および電源線２６等を介した電力線通信により情報の送受信を行う。

カウンタ１３は、たとえば、水晶振動子を用いた発振回路等により生成されるクロックパルスをカウントし、カウント値を保持する。上述のように、このカウント値が、たとえば自己の監視装置１１１における現在時刻を示す。

記憶部１５には、たとえば、自己の監視装置１１１の通信用ＩＤが保存されている。監視装置１１１の通信用ＩＤは、管理者が監視装置１１１に対して事前に入力したＩＤ、または収集装置１０１が監視装置１１１に対して事前に通知したＩＤである。

通信用ＩＤは、たとえば、ネットワークＩＤおよびノードＩＤを含む。センサの計測結果を示す計測情報Ｍｅの送信先が同一の収集装置１０１である複数の監視装置１１１には、それぞれ、当該収集装置１０１と共通のネットワークＩＤが付され、かつ互いに異なるノードＩＤが付される。

処理部１２は、たとえば、太陽電池パネル７８が発電を開始して各監視装置１１１が起動すると、記憶部１５に保存されているノードＩＤを用いて、自己の監視装置１１１の起動タイミングから時刻同期要求Ｒｑの送信タイミングまでの待機時間Ｔを算出する。

そして、処理部１２は、カウンタ１３のカウント値を監視し、起動タイミングから待機時間Ｔが経過したタイミングにおいて、時刻同期要求Ｒｑを通信部１４へ出力する。通信部１４は、処理部１２から受けた時刻同期要求Ｒｑを、電源線２６、出力ライン５，２および信号線４６を介して収集装置１０１へ送信する。

（ａ）具体例１
図７は、本発明の実施の形態に係る各監視装置から送信される時刻同期要求の送信タイミングの例１を示す図である。

ここでは、記憶部１５には、たとえば、通信用ＩＤに加えて、さらに、待機時間Ｔの最大値Ｔｍ、および監視システム３０１に配置可能な監視装置１１１の最大個数ｎが保存されている。また、図７に示すように、監視システム３０１における各監視装置１１１のノードＩＤが、「１」〜「ｎ」であるとする。

各監視装置１１１における処理部１２は、たとえば、自己の監視装置１１１における記憶部１５に保存されているノードＩＤ、待機時間Ｔの最大値Ｔｍ、および監視装置１１１の最大個数ｎを用いて、各監視装置１１１における時刻同期要求Ｒｑの送信タイミングがＴｍ／ｎずつシフトするように待機時間Ｔを算出する。

たとえば、ノードＩＤが「１」である監視装置１１１（ＩＤ１）における処理部１２により算出される待機時間ＴがＴ１であり、ノードＩＤが「２」である監視装置１１１（ＩＤ２）における処理部１２により算出される待機時間ＴがＴ２であり、ノードＩＤが「ｎ」である監視装置１１１（ＩＤｎ）における処理部１２により算出される待機時間ＴがＴｎであるとする。

この場合、たとえば、待機時間Ｔ１＝Ｔｍ／ｎとなり、待機時間Ｔ２＝（Ｔｍ／ｎ）×２となり、待機時間Ｔｎ＝（Ｔｍ／ｎ）×ｎ＝Ｔｍとなる。

そして、時刻ｔ０において各監視装置１１１が起動すると、監視装置１１１（ＩＤ１）は、時刻ｔ０から待機時間Ｔ１が経過したタイミングにおいて時刻同期要求Ｒｑを収集装置１０１へ送信する。また、監視装置１１１（ＩＤ２）は、時刻ｔ０から待機時間Ｔ２が経過したタイミングにおいて時刻同期要求Ｒｑを収集装置１０１へ送信する。また、監視装置１１１（ＩＤｎ）は、時刻ｔ０から待機時間Ｔｎが経過したタイミングにおいて時刻同期要求Ｒｑを収集装置１０１へ送信する。

収集装置１０１は、監視装置１１１から送信された時刻同期要求Ｒｑを受信して、現在時刻を含む時刻同期応答Ｒｓを、時刻同期要求Ｒｑの送信元である監視装置１１１へ送信する。

（ｂ）具体例２
図８は、本発明の実施の形態に係る各監視装置から送信される時刻同期要求の送信タイミングの例２を示す図である。図８では、収集装置１０１からの時刻同期応答Ｒｓの送信タイミングを図示していない。

ここでは、監視システム３０１が備える監視装置１１１の個数が最大個数ｎよりも少ないｋ（＜ｎ）であり、各監視装置１１１のノードＩＤが「１」〜「ｋ」であるとする。

各監視装置１１１における処理部１２は、たとえば、自己の監視装置１１１における記憶部１５に保存されているノードＩＤ、待機時間Ｔの最大値Ｔｍ、および監視装置１１１の最大個数ｎを用いて、各監視装置１１１における時刻同期要求Ｒｑの送信タイミングが（Ｔｍ／ｎ）×２ずつシフトするように待機時間Ｔを算出する。

より詳細には、各監視装置１１１における処理部１２は、自己の監視装置１１１のノードＩＤ「ｘ」（ｘは、１以上かつｋ以下の整数）が偶数である場合、待機時間Ｔｘ＝（Ｔｍ／ｎ）×ｘを算出する。

また、各監視装置１１１における処理部１２は、たとえば、自己の監視装置１１１のノードＩＤ「ｘ」が奇数である場合、待機時間Ｔｘ＝Ｔｍ−（Ｔｍ／ｎ）×ｘを算出する。

すなわち、図８を参照して、ノードＩＤ「１」の監視装置１１１（ＩＤ１）における処理部１２により算出される待機時間Ｔ１は、Ｔ１＝Ｔｍ−（Ｔｍ／ｎ）となる。また、ノードＩＤ「２」の監視装置１１１（ＩＤ２）における処理部１２により算出される待機時間Ｔ２は、Ｔ２＝（Ｔｍ／ｎ）×２となる。

また、ノードＩＤ「３」の監視装置１１１（ＩＤ３）における処理部１２により算出される待機時間Ｔ３は、Ｔ３＝Ｔｍ−（Ｔｍ／ｎ）×３となる。また、ノードＩＤ「４」の監視装置１１１（ＩＤ４）における処理部１２により算出される待機時間Ｔ４は、Ｔ４＝（Ｔｍ／ｎ）×４となる。

なお、各監視装置１１１における処理部１２は、上述した算出方法以外の他の算出方法によって待機時間Ｔを算出してもよい。

たとえば、監視システム３０１が備える監視装置１１１の個数が最大個数ｎよりも少ないｋ（＜ｎ）である場合、上述した「具体例１」のように、各監視装置１１１における処理部１２は、各監視装置１１１の送信タイミングがＴｍ／ｋずつシフトするように待機時間Ｔを算出してもよい。すなわち、処理部１２は、自己の監視装置１１１のノードＩＤが「ｘ」である場合、待機時間Ｔとして、Ｔ＝（Ｔｍ／ｋ）×ｘを算出してもよい。

また、各監視装置１１１における処理部１２は、自己の監視装置１１１のノードＩＤに限らず、他の固有な識別情報を用いて待機時間Ｔを算出してもよい。

また、上述した各監視装置１１１における処理部１２は、自己の監視装置１１１が起動したタイミングから待機時間Ｔが経過したタイミングにおいて時刻同期要求Ｒｑの送信を行うが、このような構成に限定されず、たとえば、収集装置１０１からブロードキャストされた所定の情報を受信したタイミングから待機時間Ｔが経過したタイミングにおいて時刻同期要求Ｒｑの送信を行う構成であってもよい。

具体的には、管理者が収集装置１０１に対して所定の操作を行った場合、収集装置１０１は、時刻設定要求Ｒｑをブロードキャストする。そして、各監視装置１１１は、収集装置１０１からブロードキャストされた時刻設定要求Ｒｑを受信すると、待機時間Ｔの算出を行い、時刻設定要求Ｒｑを受信したタイミングから待機時間Ｔが経過したタイミングにおいて時刻同期要求Ｒｑを収集装置１０１へ送信する。

（現在時刻の設定）
再び図６を参照して、処理部１２は、収集装置１０１から送信された時刻同期応答Ｒｓを、通信部１４経由で受信する。そして、処理部１２は、受信した時刻同期応答Ｒｓに含まれる現在時刻に基づいて、カウンタ１３のカウント値を新たに設定することにより、自己の監視装置１１１における現在時刻の設定を行う。

図９は、本発明の実施の形態に係る監視装置における現在時刻の設定方法を説明するための図である。

図９を参照して、まず、監視装置１１１における処理部１２が、カウンタ１３が時刻ｔｓを示すタイミングにおいて、時刻同期要求Ｒｑを収集装置１０１へ送信する。そして、収集装置１０１は、監視装置１１１から送信された時刻同期要求Ｒｑを受信すると、たとえば自己のカウンタのカウント値を確認することにより、現在時刻ｔｃを取得する。

次に、収集装置１０１は、取得した現在時刻ｔｃを含む時刻同期応答Ｒｓを、時刻同期要求Ｒｑの送信元である監視装置１１１へ送信する。

次に、監視装置１１１における処理部１２は、カウンタ１３が時刻ｔｒを示すタイミングにおいて、収集装置１０１から送信された時刻同期応答Ｒｓを受信すると、たとえば、時刻同期要求Ｒｑを送信した時刻ｔｓ、受信した時刻同期応答Ｒｓに含まれる現在時刻ｔｃ、および時刻同期応答Ｒｓを受信した時刻ｔｒを用いて、カウンタ１３のカウント値を新たに設定する。

より詳細には、監視装置１１１から収集装置１０１への時刻同期要求Ｒｑの伝送時間と、収集装置１０１から監視装置１１１への時刻同期応答Ｒｓの伝送時間とが等しい場合、監視装置１１１におけるカウンタ１３のカウント値と、収集装置１０１におけるカウンタのカウント値との差ｔｄは、ｔｄ＝ｔｃ−（ｔｓ＋ｔｒ）／２となる。

また、変更前のカウント値がｔｂであり、変更後のカウント値がｔａであるとすると、ｔａ＝ｔｂ＋ｔｄとなる。このため、処理部１２が、カウンタ１３の現在のカウント値ｔｂをカウント値ｔａに変更することにより、監視装置１１１と収集装置１０１との間で時刻を同期させることができる。

なお、監視装置１１１が時刻同期要求Ｒｑを送信したタイミングである時刻ｔｓから時刻同期応答Ｒｓを受信するまでのタイミングである時刻ｔｒまでの期間において、たとえば、複数の監視装置１１１からそれぞれ送信された信号同士が干渉したり、監視装置１１１と収集装置１０１との間の通信障害が生じたりすることがある。このような場合、時刻ｔｒにおいて監視装置１１１により受信された時刻同期応答Ｒｓに基づく変更後のカウント値は、精度が十分ではない可能性がある。

このため、処理部１２は、たとえば、時刻ｔｒから時刻ｔｓまでの間隔を確認し、当該間隔が所定値Ｔｈ以上である場合、上述のようなカウント値の変更を行わない構成であってもよい。

（計測結果の通知）
再び図６を参照して、処理部１２は、カウンタ１３のカウント値を変更することにより自己の監視装置１１１と収集装置１０１との間の時刻同期を確立させると、電流センサ１６および電圧センサ１７の計測結果を示す計測情報Ｍｅを通信部１４経由で収集装置１０１へ送信する。

より詳細には、計測情報Ｍｅの周期的な送信期間が設定されており、送信期間の一部の期間である送信可能期間において計測情報Ｍｅの送信が許可されている。各監視装置１１１における処理部１２は、送信可能期間において、互いに異なるタイミングで計測情報Ｍｅの送信を行う。

記憶部１５には、通信用ＩＤに加えて、さらに、後述する計測情報パケットの宛先装置のＩＤ（以下、宛先ＩＤとも称する。）、および計測情報パケットの送信タイミングを算出するための期間情報が保存されている。この例では、宛先装置のＩＤは、収集装置１０１のＩＤである。また、送信タイミングは、たとえば、送信可能期間において、監視システム３０１における他の監視装置１１１の送信タイミングと重ならないように設定されている。

期間情報は、たとえば、基準時刻ｔｓ０、送信可能期間の長さＬｐ、送信可能期間の到来する周期Ｔｐｄ、および送信可能期間の開始タイミングから計測情報Ｍｅの送信タイミングまでの時間Ｔａを含む。Ｔａは、たとえば、監視装置１１１ごとに異なる値が設定されている。

送信可能期間の開始タイミングは、たとえば、ｔｓ０＋Ｔｐｄ×Ｋｎを算出することにより求められる。ここで、Ｋｎはゼロ以上の整数である。また、計測情報Ｍｅの送信タイミングは、（ｔｓ０＋Ｔｐｄ×Ｋｎ）＋Ｔａを算出することにより求められる。

処理部１２は、自己の監視装置１１１と収集装置１０１との間の時刻同期を確立させると、記憶部１５における期間情報に基づいて計測情報Ｍｅの送信タイミングを算出する。そして、処理部１２は、カウンタ１３のカウント値を監視し、算出した送信タイミングの所定時間前になると、計測命令を検出部１１へ出力する。

３つの電流センサ１６は、複数の太陽電池パネル７８のそれぞれに対応するマイナス側出力ライン１ｎの電流を計測し、計測結果を示す計測信号を検出部１１へ出力する。なお、電流センサ１６は、プラス側出力ライン１ｐを通して流れる電流を計測してもよい。

電圧センサ１７は、出力ライン５の電圧を計測し、計測結果を示す計測信号を検出部１１へ出力する。

検出部１１は、たとえば、処理部１２から計測命令を受けると、受けた計測命令に従って、各電流センサ１６および電圧センサ１７から受けた各計測信号に対して平均化およびフィルタリング等の信号処理を行った信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を計測命令の応答として処理部１２へ出力する。

処理部１２は、対応の太陽電池パネル７８に関する計測結果を示す計測情報Ｍｅを作成する。より詳細には、処理部１２は、検出部１１から受けた各デジタル信号の示す計測結果と、対応の電流センサ１６のＩＤ、電圧センサ１７のＩＤ、および自己の監視装置１１１の通信用ＩＤとを含む計測情報Ｍｅを作成する。

処理部１２は、計測情報Ｍｅの送信タイミングが到来すると、記憶部１５から宛先ＩＤを取得し、送信先ＩＤが宛先ＩＤであり、データ部分が計測情報Ｍｅである計測情報パケットを作成する。そして、処理部１２は、作成した計測情報パケットを、周期Ｔｐｄの間隔で通信部１４を介して収集装置１０１へ送信する。

なお、処理部１２は、送信可能期間に含まれるタイミングにおいて計測情報Ｍｅを送信すればよく、計測情報Ｍｅを周期的に送信しなくてもよい。

（時刻同期要求の再送）
処理部１２は、たとえば、時刻同期要求Ｒｑの送信タイミングである時刻ｔｓから時刻同期応答Ｒｓの受信タイミングである時刻ｔｒまでの長さが所定値Ｔｈ以上である場合、または時刻同期要求Ｒｑの送信後の所定時間以内に時刻同期応答Ｒｓを受信しなかった場合、時刻同期要求Ｒｑの再送を行う。

ここで、ある監視装置１１１による時刻同期要求Ｒｑの再送が行われる期間と、他の監視装置１１１による計測情報Ｍｅの送信が行われる期間とが重なる場合、これら複数の監視装置１１１からそれぞれ送信された信号同士が干渉することがある。このため、処理部１２による時刻同期要求Ｒｑの再送タイミングは、他の監視装置１１１による計測情報Ｍｅの送信が行われない期間に含まれるように設定されている。

図１０は、本発明の実施の形態に係る各監視装置からの計測情報の送信タイミング、および時刻同期要求の再送タイミングの例を示す図である。

図１０を参照して、上述した計測情報Ｍｅの送信可能期間の到来する周期Ｔｐｄは、送信可能期間の長さＬｐよりも大きい値に設定されている。すなわち、周期Ｔｐｄにおいて、各監視装置１１１による計測情報Ｍｅの送信が行われない期間である送信禁止期間が設けられている。

処理部１２は、たとえば、自己の監視装置１１１と収集装置１０１との時刻同期が確立するまで、時刻同期要求Ｒｑの再送を周期的に行う。時刻同期要求Ｒｑの再送間隔である再送周期をＴｒｄとすると、再送周期Ｔｒｄは、送信禁止期間の長さＬｓｔ、および計測情報Ｍｅの送信周期Ｔｐｄに基づいて設定される。

たとえば、時刻同期要求Ｒｑの再送周期Ｔｒｄは、計測情報Ｍｅの送信周期Ｔｐｄが複数含まれる所定の同期期間Ｔｓｐ内において少なくとも１回、時刻同期要求Ｒｑの再送タイミングが送信禁止期間に含まれるように設定されている。

具体的には、監視システム３０１に設けられている各監視装置１１１のノードＩＤが、「１」〜「ｎ」であるとする。また、ノードＩＤが「ｘ」（ｘは、１以上かつｋ以下の整数）である監視装置１１１（ＩＤｘ）は収集装置１０１との時刻同期が確立しておらず、他の監視装置１１１は収集装置１０１との時刻同期が確立しているとする。

また、計測情報Ｍｅの送信周期Ｔｐｄが１分であり、送信可能期間の長さＬｐが４５秒であり、送信禁止期間の長さＬｓｔが１５秒であるように設定されているとする。さらに、同期期間Ｔｓｐの長さが３分であり、時刻同期要求Ｒｑの再送周期Ｔｒｄが４５秒に設定されているとする。

この場合、ノードＩＤが「ｘ」である監視装置１１１（ＩＤｘ）による時刻同期要求Ｒｑの再送タイミングは、同期期間Ｔｓｐにおいて４回到来し、これら４回のうちの１回は計測情報Ｍｅの送信禁止期間に含まれることになる。

送信禁止期間に含まれるタイミングにおいて監視装置１１１（ＩＤｘ）から送信される時刻同期要求Ｒｑは、他の監視装置１１１から送信される計測情報Ｍｅと干渉することがないため、収集装置１０１へ到達する可能性が高くなる。この結果、監視装置１１１（ＩＤｘ）と収集装置１０１との間の時刻同期が確立する可能性を高めることができる。

なお、時刻同期要求Ｒｑの再送タイミングは、図１０に示すような送信禁止期間に含まれるような設定に限らず、送信禁止期間に含まれないように設定されてもよい。また、時刻同期要求Ｒｑの再送タイミングは、周期的なタイミングに設定されなくてもよい。

また、時刻同期要求Ｒｑの複数回の再送タイミングがいずれも複数回の送信禁止期間にそれぞれ含まれるような設定がなされてもよい。この場合、同期期間Ｔｓｐと計測情報Ｍｅの送信周期Ｔｐｄとが一致する。

ところで、特許文献１に記載のシステムのような太陽光発電用監視システムでは、複数の計測装置が設けられ、各計測装置が自己に対応する太陽電池パネルの計測を行う。そして、各計測装置による所定期間の計測データを比較すれば、太陽電池パネルの故障等を検知することができる。この場合、複数の計測装置間で時刻の同期を行うため、各計測装置と管理装置との間で時刻に関する情報の送受信が行われることにより、各計測装置と管理装置との間で時刻同期処理が行われる。

このような時刻同期処理は、たとえば各計測装置の起動後に行われるが、各計測装置は太陽電池パネルからの供給電力を受けてほぼ同一のタイミングで起動する場合が多く、この場合、各計測装置から管理装置へ送信される信号同士が干渉してしまう。このような場合、全ての計測装置おいて管理装置との時刻同期処理が完了するまでには長時間を要する可能性が高くなる。

これに対して、本発明の実施の形態に係る監視システム３０１では、１または複数の監視装置１１１は、太陽電池パネル７８に関する計測を行う。また、各監視装置１１１は、時刻同期要求Ｒｑを収集装置１０１へ送信する。そして、収集装置１０１は、各監視装置１１１から送信された時刻同期要求Ｒｑを受信して、現在時刻を含む時刻同期応答Ｒｓを各監視装置１１１へ送信する。そして、各監視装置１１１は、収集装置１０１から送信された時刻同期応答Ｒｓを受信して、時刻同期応答Ｒｓに含まれる現在時刻に基づいて自己の現在時刻を設定する。また、各監視装置１１１は、自己のノードＩＤに基づくタイミングで、時刻同期要求Ｒｑを収集装置１０１へ送信する。

このような構成により、各監視装置１１１から送信された時刻同期要求Ｒｑが互いに干渉することを防ぎ、収集装置１０１へ到達する可能性を高めることができるため、監視装置１１１と収集装置１０１との間の時刻同期が確立する可能性を高めることができる。これにより、時刻同期の確立までに長時間を要することを防ぐことができる。したがって、各装置による太陽電池パネル７８に関する計測結果を収集する構成において、各装置間での時刻同期を早期に確立することができる。

また、本発明の実施の形態に係る監視システム３０１では、各監視装置１１１は、計測の結果を示す計測情報Ｍｅを収集装置１０１へ送信する。また、計測情報Ｍｅの周期的な送信期間が設定されており、送信期間の一部の期間である送信可能期間において、各監視装置１１１からの計測情報Ｍｅの送信が許可されている。また、監視装置１１１は、時刻同期要求Ｒｑの再送が可能であり、監視装置１１１による時刻同期要求Ｒｑの１または複数の再送タイミングが、送信可能期間以外の期間である送信禁止期間に含まれるように設定される。

このような構成により、計測情報Ｍｅと干渉することのない時刻同期要求Ｒｑが送信される機会があることになるため、時刻同期要求Ｒｑが収集装置１０１へ到達する可能性を高めることができる。

また、本発明の実施の形態に係る監視システム３０１では、各監視装置１１１は、時刻同期要求Ｒｑの再送を周期的に行う。

このような構成により、時刻同期要求Ｒｑの再送周期Ｔｒｄの設定を行うことにより、時刻同期要求Ｒｑの再送タイミングを容易に調整することができる。

また、本発明の実施の形態に係る監視システム３０１では、時刻同期要求Ｒｑの再送周期Ｔｒｄは、計測情報Ｍｅの送信周期Ｔｐｄが複数含まれる所定の同期期間Ｔｓｐ内に少なくとも１回、時刻同期要求Ｒｑの再送タイミングが送信禁止期間に含まれるように設定される。

このような構成により、所定の複数の送信周期の中で、時刻同期要求Ｒｑが計測情報Ｍｅと確実に干渉しない機会を設けることができる。

また、本発明の実施の形態に係る監視装置１１１は、太陽電池パネル７８に関する計測を行う。通信部１４は、時刻同期要求Ｒｑを送信し、現在時刻を含む時刻同期応答Ｒｓを受信する。そして、処理部１２は、通信部１４により受信された時刻同期応答Ｒｓに含まれる現在時刻に基づいて、自己の監視装置１１１における現在時刻を設定する。また、通信部１４は、自己の監視装置１１１のノードＩＤに基づくタイミングで、時刻同期要求Ｒｑを送信する。

上記実施の形態は、すべ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、上記説明ではなく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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
太陽電池パネルに関する計測を行う１または複数の監視装置と、
収集装置とを備え、
各前記監視装置は、時刻同期要求を前記収集装置へ送信し、
前記収集装置は、前記各監視装置から送信された前記時刻同期要求を受信して、現在時刻を含む時刻同期応答を前記各監視装置へ送信し、
前記各監視装置は、前記収集装置から送信された前記時刻同期応答を受信して、前記時刻同期応答に含まれる前記現在時刻に基づいて自己の現在時刻を設定し、
前記各監視装置は、自己の識別情報に基づくタイミングで、前記時刻同期要求を前記収集装置へ送信し、
前記監視装置は、前記太陽電池パネルからの供給電力を受けて起動すると、自己のノードＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を用いて、自己の起動タイミングから前記時刻同期要求の送信タイミングまでの待機時間を算出し、前記起動タイミングから前記待機時間が経過したタイミングにおいて、前記時刻同期要求を前記収集装置へ送信する、監視システム。

［付記２］
太陽電池パネルに関する計測を行う監視装置であって、
時刻同期要求を送信する送信部と、
現在時刻を含む時刻同期応答を受信する受信部と、
前記受信部により受信された前記時刻同期応答に含まれる前記現在時刻に基づいて、自己の前記監視装置における現在時刻を設定する設定部とを備え、
前記送信部は、自己の前記監視装置の識別情報に基づくタイミングで、前記時刻同期要求を送信し、
さらに、自己の前記監視装置のノードＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を記憶する記憶部を備え、
前記設定部は、自己の前記監視装置が前記太陽電池パネルからの供給電力を受けて起動すると、前記記憶部に記憶されている前記ノードＩＤを用いて、自己の前記監視装置の起動タイミングから前記時刻同期要求の送信タイミングまでの待機時間を算出し、
前記送信部は、前記起動タイミングから、前記設定部により算出された前記待機時間が経過したタイミングにおいて、前記時刻同期要求を送信する、監視装置。

１，２，５出力ライン
３内部ライン
６コンテナ
７銅バー
８ＰＣＳ
９電力変換部
１１検出部
１２処理部（設定部）
１３カウンタ
１４通信部（受信部および送信部）
１５記憶部
１６電流センサ
１７電圧センサ
１９ＤＣ／ＤＣコンバータ
２６電源線
４６信号線
６０集電ユニット
７１集電箱
７２銅バー
７５太陽電池ユニット
７６接続箱
７７銅バー
７８太陽電池パネル
１０１収集装置
１１１監視装置
１５１管理装置
３０１監視システム
４０１太陽光発電システム

Claims

太陽電池パネルに関する計測を行う１または複数の監視装置と、
収集装置とを備え、
各前記監視装置は、時刻同期要求を前記収集装置へ送信し、
前記収集装置は、前記各監視装置から送信された前記時刻同期要求を受信して、現在時刻を含む時刻同期応答を前記各監視装置へ送信し、
前記各監視装置は、前記収集装置から送信された前記時刻同期応答を受信して、前記時刻同期応答に含まれる前記現在時刻に基づいて自己の現在時刻を設定し、
前記各監視装置は、自己の識別情報に基づくタイミングで、前記時刻同期要求を前記収集装置へ送信する、監視システム。
前記各監視装置は、前記計測の結果を示す計測情報を前記収集装置へ送信し、
前記計測情報の周期的な送信期間が設定されており、前記送信期間の一部の期間である送信可能期間において、前記各監視装置からの前記計測情報の送信が許可され、
前記監視装置は、前記時刻同期要求の再送が可能であり、
前記監視装置による前記時刻同期要求の１または複数の再送タイミングが、前記送信可能期間以外の期間である送信禁止期間に含まれるように設定される、請求項１に記載の監視システム。
前記各監視装置は、前記時刻同期要求の再送を周期的に行う、請求項２に記載の監視システム。
前記再送の周期は、前記送信周期が複数含まれる所定の同期期間内に少なくとも１回、前記再送タイミングが前記送信禁止期間に含まれるように設定される、請求項３に記載の監視システム。
太陽電池パネルに関する計測を行う監視装置であって、
時刻同期要求を送信する送信部と、
現在時刻を含む時刻同期応答を受信する受信部と、
前記受信部により受信された前記時刻同期応答に含まれる前記現在時刻に基づいて、自己の前記監視装置における現在時刻を設定する設定部とを備え、
前記送信部は、自己の前記監視装置の識別情報に基づくタイミングで、前記時刻同期要求を送信する、監視装置。