JP6753297B2 - Monitoring device - Google Patents
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Description
本発明は、監視装置に関する。 The present invention relates to a monitoring device.
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。 In recent years, techniques for detecting failures in photovoltaic power generation systems have been developed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-205878 (Patent Document 1) discloses the following monitoring system for photovoltaic power generation. That is, the photovoltaic power generation monitoring system is a photovoltaic power generation monitoring system that monitors the power generation status of the solar panel with respect to the photovoltaic power generation system that aggregates the outputs from the plurality of solar panel and sends them to the power conversion device. Therefore, a measuring device that is provided at a place where output electric circuits from the plurality of solar panel panels are integrated and measures the amount of power generated by each solar panel, and a measuring device that is connected to the measuring device and has a power generation amount by the measuring device. The solar panel via a lower communication device having a function of transmitting measurement data, an upper communication device having a function of receiving the measurement data transmitted from the lower communication device, and the upper communication device. It is provided with a management device having a function of collecting the measurement data for each.
上記のような特許文献1に記載の太陽光発電用監視システムでは、複数の太陽電池パネルにそれぞれ対応するセンサが設けられ、各センサが対応の太陽電池パネルから出力される電流等を計測することにより太陽光発電システムの監視を行う。このような監視装置における消費電力をより低減させることのできる技術が求められている。
In the photovoltaic power generation monitoring system described in
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、複数のセンサを用いて太陽光発電システムに関する監視を行う構成において、消費電力をより低減させることのできる監視装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a monitoring device capable of further reducing power consumption in a configuration for monitoring a photovoltaic power generation system using a plurality of sensors. Is to provide.
(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装置は、複数の太陽電池パネルに関する計測をそれぞれ行う複数のセンサと、電力供給を行う電源回路と、前記複数のセンサへの前記電源回路からの電力供給の有無を切り替え可能な第1切替回路と、所定の計測周期において前記複数のセンサに互いに異なる計測期間が割り当てられ、前記センサの前記計測期間において前記電源回路からの電力が選択的に供給されるように前記第1切替回路を制御する制御部とを備える。 (1) In order to solve the above problems, the monitoring device according to a certain aspect of the present invention is provided to a plurality of sensors for measuring a plurality of solar cell panels, a power supply circuit for supplying power, and the plurality of sensors. A first switching circuit capable of switching the presence or absence of power supply from the power supply circuit, and the plurality of sensors are assigned different measurement periods in a predetermined measurement cycle, and the power supply circuit of the sensor is assigned a different measurement period. It includes a control unit that controls the first switching circuit so that electric power is selectively supplied.
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、監視装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、監視装置を含むシステムとして実現したりすることができる。 The present invention can be realized not only as a monitoring device provided with such a characteristic processing unit, but also as a monitoring method in which the characteristic processing is a step, or for causing a computer to execute such a step. It can be realized as a program. Further, it can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes a part or all of the monitoring device, or can be realized as a system including the monitoring device.
本発明によれば、複数のセンサを用いて太陽光発電システムに関する監視を行う構成において、消費電力をより低減させることができる。 According to the present invention, power consumption can be further reduced in a configuration in which a plurality of sensors are used to monitor a photovoltaic power generation system.
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。 First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described.
(1)本発明の実施の形態に係る監視装置は、複数の太陽電池パネルに関する計測をそれぞれ行う複数のセンサと、電力供給を行う電源回路と、前記複数のセンサへの前記電源回路からの電力供給の有無を切り替え可能な第1切替回路と、所定の計測周期において前記複数のセンサに互いに異なる計測期間が割り当てられ、前記センサの前記計測期間において前記電源回路からの電力が選択的に供給されるように前記第1切替回路を制御する制御部とを備える。 (1) The monitoring device according to the embodiment of the present invention includes a plurality of sensors for measuring a plurality of solar cell panels, a power supply circuit for supplying power, and power from the power supply circuit to the plurality of sensors. A first switching circuit capable of switching the presence or absence of supply and the plurality of sensors are assigned different measurement periods in a predetermined measurement cycle, and power from the power supply circuit is selectively supplied during the measurement period of the sensor. A control unit that controls the first switching circuit is provided.
このような構成により、計測周期内で複数のセンサが時分割で計測を行い、各センサには対応する計測期間にのみ電力が供給されるため、複数のセンサが常時計測を行う場合と比較して、監視装置における消費電力を低減させることができる。したがって、複数のセンサを用いて太陽光発電システムに関する監視を行う構成において、消費電力をより低減させることができる。 With such a configuration, a plurality of sensors perform time-division measurement within the measurement cycle, and power is supplied to each sensor only during the corresponding measurement period. Therefore, compared with the case where a plurality of sensors constantly perform measurement. Therefore, the power consumption in the monitoring device can be reduced. Therefore, in a configuration in which a plurality of sensors are used to monitor the photovoltaic power generation system, the power consumption can be further reduced.
(2)好ましくは、前記監視装置は、さらに、前記センサによる計測結果を示す計測信号を受けて前記計測信号を処理する処理部と、前記複数のセンサからの前記計測信号の前記処理部への出力の有無を切り替え可能な第2切替回路とを備え、前記制御部は、前記センサの前記計測期間において前記センサからの前記計測信号が前記処理部へ選択的に出力されるように前記第2切替回路を制御する。 (2) Preferably, the monitoring device further supplies a processing unit that receives a measurement signal indicating a measurement result by the sensor and processes the measurement signal, and a processing unit that processes the measurement signal from the plurality of sensors. The control unit includes a second switching circuit capable of switching the presence or absence of output, and the control unit selectively outputs the measurement signal from the sensor to the processing unit during the measurement period of the sensor. Control the switching circuit.
このような構成により、複数のセンサからの計測信号が互いに異なるタイミングで処理部へ出力されるため、処理部の構成を簡素化することができる。 With such a configuration, measurement signals from a plurality of sensors are output to the processing unit at different timings, so that the configuration of the processing unit can be simplified.
(3)好ましくは、前記監視装置は、さらに、前記センサによる計測結果に基づく計測情報を、電力線を介して送信する通信部を備え、前記電力線には、複数の前記監視装置が接続され、前記制御部は、前記複数の監視装置による前記計測情報の送信タイミングが互いに異なるように、自己の前記監視装置における前記通信部による前記計測情報の送信タイミングを制御する。 (3) Preferably, the monitoring device further includes a communication unit that transmits measurement information based on the measurement result by the sensor via a power line, and a plurality of the monitoring devices are connected to the power line. The control unit controls the transmission timing of the measurement information by the communication unit in its own monitoring device so that the transmission timing of the measurement information by the plurality of monitoring devices is different from each other.
このような構成により、同一の電力線を介して情報の送信を行う複数の監視装置からそれぞれ送信される信号同士の干渉を防ぐことができる。 With such a configuration, it is possible to prevent interference between signals transmitted from a plurality of monitoring devices that transmit information via the same power line.
(4)より好ましくは、前記制御部は、前記通信部による前記計測情報の送信タイミングが前記計測期間と重ならないように、自己の前記監視装置における前記通信部による前記計測情報の送信タイミングを制御する。 (4) More preferably, the control unit controls the transmission timing of the measurement information by the communication unit in its own monitoring device so that the transmission timing of the measurement information by the communication unit does not overlap with the measurement period. To do.
このような構成により、センサによる計測期間と、計測情報の送信タイミングとの重なりを防ぎ、消費電力のピーク値を低くすることができるため、電源回路の容量の増大を抑え、監視装置を小型化することができる。 With such a configuration, it is possible to prevent the measurement period by the sensor from overlapping with the transmission timing of the measurement information and to lower the peak value of the power consumption, so that the increase in the capacity of the power supply circuit can be suppressed and the monitoring device can be downsized. can do.
(5)好ましくは、前記監視装置は、さらに、前記センサによる計測結果に基づく計測情報を送信する通信部を備え、前記通信部は、複数の前記計測周期が含まれる所定の報告周期で前記計測情報の送信を行い、前記計測情報は、前記報告周期に含まれる各前記計測周期における前記計測結果の平均を示す。 (5) Preferably, the monitoring device further includes a communication unit that transmits measurement information based on the measurement result of the sensor, and the communication unit performs the measurement in a predetermined reporting cycle including a plurality of the measurement cycles. Information is transmitted, and the measurement information indicates the average of the measurement results in each measurement cycle included in the report cycle.
太陽電池パネルの発電量は、日射量などの影響を受けて一時的に大きく変化することがあるが、上記のように、複数の計測周期におけるそれぞれの計測結果を平均化する構成により、たとえば、一時的な発電量の変化がある場合でも、1つの太陽電池パネルが他の太陽電池パネルと比べて異常であるという誤判定を防ぐことができる。 The amount of power generated by the solar cell panel may change temporarily due to the influence of the amount of solar radiation, etc., but as described above, the configuration that averages the measurement results of each of the multiple measurement cycles, for example, Even if there is a temporary change in the amount of power generation, it is possible to prevent an erroneous determination that one solar cell panel is abnormal as compared with the other solar cell panels.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. In addition, at least a part of the embodiments described below may be arbitrarily combined.
<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。
<Configuration of photovoltaic power generation system>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
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。
With reference to FIG. 1, the photovoltaic
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。
Although four
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。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a current collector unit according to an embodiment of the present invention. With reference to FIG. 2, the
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。
Although four
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。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a solar cell unit according to an embodiment of the present invention.
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。
With reference to FIG. 3, the
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。
Although three
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。
The
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。
In the photovoltaic
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。
More specifically, the
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。
When the
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。
With reference to FIGS. 2 and 3, the
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。
With reference to FIG. 1 again, in the photovoltaic
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。
More specifically, each
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。
The
<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。
<Monitoring system configuration>
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a monitoring system according to an embodiment of the present invention.
図4を参照して、監視システム301は、4つの監視装置111と、収集装置101とを備える。
With reference to FIG. 4, the
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。
In FIG. 4, four
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The collecting
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:Power Line Communication)を行うことにより情報の送受信を行う。
The
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に基づく計測情報を送信する。収集装置101は、各監視装置111の計測結果を収集し、収集した計測結果をサーバ151に通知する。
More specifically, each
<監視装置の構成>
[全体構成]
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。
<Configuration of monitoring device>
[overall structure]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a monitoring device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, the
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。
With reference to FIG. 5, the
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。
The
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。
The
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。
The
監視装置111は、検出部(処理部)11と、3つの電流センサ16と、電圧センサ17と、通信部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。
The
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の内部に設けられている。なお、監視装置111は、接続箱76の外部に設けられてもよい。
The
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。
The
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。 FIG. 6 is a diagram showing in detail the configuration of the monitoring device according to the embodiment of the present invention.
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、制御部12と、カウンタ13と、記憶部15と、DC/DCコンバータ(電源回路)19と、第1切替回路SW1と、第2切替回路SW2とを備える。
With reference to FIG. 6, the
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。
Each circuit in the
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。
More specifically, the DC /
[センサによる計測]
図6を参照して、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出力ライン1の電流を計測する。より詳細には、電流センサ16は、たとえば、ホール素子タイプの電流プローブである。電流センサ16は、対応のマイナス側出力ライン1nを通して流れる電流を計測し、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。
[Measurement by sensor]
With reference to FIG. 6, the three
電圧センサ17は、出力ライン5の電圧を計測する。より詳細には、電圧センサ17は、プラス側電源線26pおよびマイナス側電源線26n間の電圧を計測し、計測結果を示す計測信号を検出部11へ出力する。
The
3つの電流センサ16は、たとえば、所定の計測期間TCにおいて、電流の計測および計測結果を示す計測信号の出力を時分割で行う。また、電圧センサ17は、たとえば、電流センサ16による計測が行われていない期間において、電圧の計測および計測結果を示す計測信号の出力を行う。以下、3つの電流センサ16および電圧センサ17のそれぞれを、単に「センサ」とも称する。
The three
より詳細には、第1切替回路SW1は、DC/DCコンバータ19と各センサとの間に接続されている。第1切替回路SW1は、たとえば、制御部12から出力された第1制御信号に従って、DC/DCコンバータ19からの電力の供給先、すなわち直流電圧Vcの出力先を複数のセンサのうちのいずれか1つに選択的に切り替える。
More specifically, the first switching circuit SW1 is connected between the DC /
第2切替回路SW2は、各センサと検出部11との間に接続されており、たとえば、制御部12から出力された第2制御信号に従って、検出部11の接続先を複数のセンサのうちのいずれか1つに選択的に切り替える。
The second switching circuit SW2 is connected between each sensor and the
記憶部15には、たとえば、基準時刻ts、計測期間TCの長さLC、および計測期間TCを含む計測周期TAの長さLAを示す期間情報が保存されている。基準時刻tsは、たとえば0時である。
In the
なお、計測周期TAの長さLAは、計測期間TCの長さLCよりも長く設定されている。すなわち、計測周期TAにおいて、センサによる計測が行われない期間(以下、「空き期間ST」とも称する。)が設けられている。また、計測期間TCは、LAの周期で繰り返される。 The length LA of the measurement cycle TA is set longer than the length LC of the measurement period TC. That is, in the measurement cycle TA, a period during which the measurement by the sensor is not performed (hereinafter, also referred to as “free period ST”) is provided. Further, the measurement period TC is repeated in the LA cycle.
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、カウントした値を保持する。このカウント値は、たとえば現在時刻を示す。 The counter 13 counts clock pulses generated by, for example, an oscillation circuit using a crystal oscillator, and holds the counted values. This count value indicates, for example, the current time.
制御部12は、たとえば、計測期間TCを4つの期間TC1,TC2,TC3,TC4に分割し、期間TC1,TC2,TC3,TC4を3つの電流センサ16および電圧センサ17にそれぞれ割り当てる。
For example, the
具体的には、監視装置111は、上述の3つの電流センサ16として、電流センサ16A,16B,16Cを備えるとする。また、制御部12は、電流センサ16Aに、期間TC1を割り当て、電流センサ16Bに期間TC2を割り当て、電流センサ16Cに期間TC3を割り当て、電圧センサ17に期間TC4を割り当てるとする。
Specifically, it is assumed that the
また、制御部12は、たとえば、記憶部15に保存されている期間情報に基づいて、計測期間TCの開始タイミングを算出する。上述のとおり、計測期間TCはLAの周期で繰り返されるため、たとえば、計測期間TCの開始タイミングは、ts+LA×Kとなる。ここで、Kはゼロ以上の整数である。
Further, the
また、制御部12は、各センサに割り当てた期間TC1,TC2,TC3,TC4の各々の開始タイミングを算出する。
Further, the
たとえば、記憶部15には、期間TC1,TC2,TC3,TC4のそれぞれの長さLC1,LC2,LC3,LC4を示す情報が保存されており、制御部12は、記憶部15に保存されている当該情報を参照して、期間TC1,TC2,TC3,TC4の各々の開始タイミングを算出する。
For example, the
具体的には、計測期間TCにおいて、電流センサ16A、電流センサ16B、電流センサ16C、電圧センサ17の順番で計測および計測信号の出力が行われるとする。また、電流センサ16Aに割り当てられた期間TC1の開始タイミングは、計測期間TCの開始タイミングと同じ、ts+LA×Kであるとする。
Specifically, it is assumed that the
この場合、電流センサ16Bに割り当てられた期間TC2の開始タイミングは、たとえば、ts+LA×K+LC1となる。また、電流センサ16Cに割り当てられた期間TC3の開始タイミングは、たとえば、ts+LA×K+LC2となる。また、電圧センサ17に割り当てられた期間TC4の開始タイミングは、たとえば、ts+LA×K+LC3となる。
In this case, the start timing of the period TC2 assigned to the
そして、制御部12は、たとえば、カウンタ13におけるカウンタ値を監視し、割り当てた各期間において対応するセンサが計測および計測信号の出力を行うように、第1制御信号の出力および第2制御信号の出力を行う。
Then, the
第1切替回路SW1は、制御部12から受けた第1制御信号に従って、期間TC1の開始タイミングにおいて電力の供給先を電流センサ16Aに切り替え、期間TC2の開始タイミングにおいて電力の供給先を電流センサ16Bに切り替え、期間TC3の開始タイミングにおいて電力の供給先を電流センサ16Cに切り替え、期間TC4の開始タイミングにおいて電力の供給先を電圧センサ17に切り替える。
The first switching circuit SW1 switches the power supply destination to the
第2切替回路SW2は、制御部12から受けた第2制御信号に従って、期間TC1の開始タイミングにおいて検出部11の接続先を電流センサ16Aに切り替え、期間TC2の開始タイミングにおいて検出部11の接続先を電流センサ16Bに切り替え、期間TC3の開始タイミングにおいて検出部11の接続先を電流センサ16Cに切り替え、期間TC4の開始タイミングにおいて検出部11の接続先を電圧センサ17に切り替える。
The second switching circuit SW2 switches the connection destination of the
図7は、本発明の実施の形態に係る監視装置における各センサの計測および計測信号の出力による消費電力を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing power consumption due to measurement of each sensor and output of measurement signals in the monitoring device according to the embodiment of the present invention.
図7を参照して、期間TC1において電流センサ16Aが電流の計測および計測信号の出力を行い、期間TC2において電流センサ16Bが電流の計測および計測信号の出力を行い、期間TC3において電流センサ16Cが電流の計測および計測信号の出力を行い、期間TC4において電圧センサ17が電圧の計測および計測信号の出力を行う。そして、このような動作が行われる計測期間TCが、計測周期TAで繰り返される。
With reference to FIG. 7, the
なお、各センサによる計測および計測信号の出力は周期的でなくてもよく、1つの計測期間TCに含まれる互いに異なるタイミングにおいて、各センサが計測および計測信号の出力を行う構成であればよい。 It should be noted that the measurement and the output of the measurement signal by each sensor do not have to be periodic, and each sensor may output the measurement and the measurement signal at different timings included in one measurement period TC.
また、監視装置111において、複数の電流センサ16が電流の計測および計測信号の出力を時分割で行う構成であれば、電圧センサ17は、電圧の計測および計測信号の出力を常時行う構成であってもよい。
Further, in the
また、監視装置111は、電流センサ16および電圧センサ17の両方を備える構成に限らず、電流センサ16および電圧センサ17のいずれか一方を備える構成であってもよい。
Further, the
[計測情報の送信]
再び図6を参照して、検出部11は、複数の電流センサ16および電圧センサ17から受けた計測信号を保持する。そして、検出部11は、たとえば、所定の報告周期TBでこれらの計測信号に対する信号処理を行い、信号処理後のデータを制御部12へ出力する。
[Send measurement information]
With reference to FIG. 6 again, the
より詳細には、記憶部15に保存されている期間情報は、基準時刻ts、計測期間TCの長さLC、および計測周期TAの長さLAに加えて、さらに、報告周期TBの長さLBを示す。1つの報告周期TBには、複数の計測周期TAが含まれる。
More specifically, the period information stored in the
制御部12は、記憶部15に保存されている期間情報に基づいて、各報告周期TBの開始タイミングを算出する。たとえば、各報告周期TBの開始タイミングは、ts+LB×Kとなる。ここで、Kはゼロ以上の整数である。
The
そして、制御部12は、カウンタ13におけるカウンタ値を監視し、算出した各報告周期TBの開始タイミングにおいて、計測信号の出力を検出部11に対して要求する。
Then, the
検出部11は、制御部12から計測信号の出力要求を受けると、たとえば、現在時刻の含まれる報告周期TBの1つ前の報告周期TBにおいて計測された値を示す計測信号に対する処理を行い、処理後のデータを制御部12へ出力する。
Upon receiving the output request of the measurement signal from the
より詳細には、検出部11は、たとえば、報告周期TBに含まれる複数の計測期間TCにおいてそれぞれ計測された電流または電圧の平均値を、センサごとに算出する。すなわち、検出部11は、制御部12から出力要求を受けたタイミングから、次に制御部12から出力要求を受けるタイミングまでの期間において、センサから受けた複数の計測信号の示すそれぞれの値の平均値を、センサごとに算出する。
More specifically, the
また、検出部11は、算出した平均値を示す信号に対してフィルタリング等の信号処理を行う。さらに、検出部11は、たとえばAD変換器を含み、信号処理後の信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を制御部12へ出力する。
In addition, the
検出部11は、複数の電流センサ16および電圧センサ17からの各計測信号に対して上記のような信号処理を行い、信号処理後のデジタル信号を制御部12へ出力する。
The
制御部12は、検出部11から受けたデジタル信号の示す複数の計測結果、各計測結果に対応する電流センサ16のID、計測結果に対応する電圧センサ17のID、および自己の監視装置111のIDを含む計測情報を作成する。
The
そして、制御部12は、作成した計測情報を通信部14へ出力する。通信部14は、制御部12から計測情報を受けると、出力ライン5,2および信号線46を介した電力線通信により当該計測情報を収集装置101へ送信する。
Then, the
なお、制御部12は、計測情報をセンサごとに作成し、作成したセンサごとの計測情報を通信部14経由で収集装置101へ送信する構成であってもよい。
The
ここで、制御部12は、通信部14からの計測情報の送信タイミングが計測期間TCと重ならないように制御する。すなわち、制御部12は、空き期間STにおいて計測情報の送信が行われるように制御する。
Here, the
たとえば、記憶部15に保存されている期間情報は、基準時刻ts、計測期間TCの長さLC、計測周期TAの長さLAおよび報告周期TBの長さLBに加えて、さらに、送信待機時間Lxを示す。送信待機時間Lxは、たとえば計測期間TCよりも長く、かつ報告周期TBよりも短く設定されている。
For example, the period information stored in the
制御部12は、たとえば、記憶部15に保存されている期間情報に基づいて、各報告周期TBの開始タイミングを算出し、算出した各報告周期TBの開始タイミングから送信待機時間Lxが経過したタイミングを計測情報の送信タイミングとして決定する。
For example, the
そして、制御部12は、たとえば、決定した送信タイミングが計測期間TCに含まれるか否かを確認し、当該送信タイミングが計測期間TCに含まれない場合、当該送信タイミングにおいて通信部14経由で計測情報を収集装置101へ送信する。
Then, for example, the
なお、送信タイミングが計測期間TCに含まれる場合、制御部12は、たとえば、当該計測期間TCの経過後、または当該計測期間TCの開始前において通信部14経由で計測情報を収集装置101へ送信する。
When the transmission timing is included in the measurement period TC, the
図8は、本発明の実施の形態に係る監視装置における各センサの計測および計測信号の出力による消費電力、ならびに計測情報の送信による消費電力を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing power consumption due to measurement of each sensor and output of measurement signals in the monitoring device according to the embodiment of the present invention, and power consumption due to transmission of measurement information.
図8を参照して、具体的には、ある報告周期TBが時刻t1〜時刻t2の期間であり、次の報告周期TBが時刻t2〜時刻t3の期間であるとする。 With reference to FIG. 8, specifically, it is assumed that a certain reporting cycle TB is a period of time t1 to time t2, and the next reporting cycle TB is a period of time t2 to time t3.
この場合、監視装置111における検出部11は、たとえば、時刻t2以降のタイミングにおいて、時刻t1〜時刻t2の期間に複数の電流センサ16および電圧センサ17から受けた各計測信号に対する信号処理を行い、信号処理後のデータを制御部12へ出力する。
In this case, the
そして、制御部12は、検出部11から受けたデータに基づいて計測情報を作成し、時刻t2から送信待機時間Lxが経過したタイミングである時刻txにおいて、収集装置101への計測情報の送信を行う。
Then, the
上記のような動作が行われることにより、監視装置111における消費電力は、各センサによる計測および計測信号の出力が行われるタイミング、および収集装置101への計測情報の送信が行われるタイミングにおいて増加する。
By performing the above operation, the power consumption in the
[計測情報の送信タイミングの詳細]
再び図4を参照して、監視システム301における複数の監視装置111は、いずれも同一の出力ライン2に接続され、出力ライン2を介して電力線通信を行うことにより計測情報を送信する。このため、各監視装置111からの計測情報の送信タイミングは互いに重ならないように設定されている。
[Details of measurement information transmission timing]
With reference to FIG. 4 again, the plurality of
上述のとおり、計測周期TAにおいて、電流センサ16による計測が行われない空き期間STが設けられている。すなわち、複数の計測周期TAを含む報告周期TB内において、複数の空き期間STが存在する。このため、たとえば、報告周期TBにおける複数の空き期間STをそれぞれ異なる監視装置111に割り当てることにより、同一の報告周期TB内において各監視装置111からの計測情報の送信タイミングを分散させることができる。
As described above, in the measurement cycle TA, a free period ST in which the
図9は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける複数の監視装置の各々の消費電力を示す図である。図9では、3つの監視装置111の各々の総消費電力を示している。
FIG. 9 is a diagram showing the power consumption of each of the plurality of monitoring devices in the monitoring system according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 shows the total power consumption of each of the three
図9を参照して、監視システム301は、たとえば、3つの監視装置111として、監視装置111A,111B,111Cを備える。各監視装置111には、互いに異なる値の送信待機時間Lxが設定されている。
With reference to FIG. 9, the
具体的には、たとえば、監視装置111Aには、計測期間TCよりも長く、計測周期TAより短い送信待機時間LxAが設定されている。また、たとえば、監視装置111Bには、送信待機時間LxAよりも計測周期TAの長さ分だけ長い送信待機時刻LxBが設定されている。また、たとえば、監視装置111Cには、送信待機時間LxBよりも計測周期TAの長さ分だけ長い送信待機時刻LxCが設定されている。
Specifically, for example, the
また、ある報告周期TBが時刻t1〜時刻t2の期間であり、次の報告周期TBが時刻t2〜時刻t3の期間であり、さらに次の報告周期TBが時刻t3〜時刻t4の期間であるとする。 Further, it is assumed that a certain reporting cycle TB is a period of time t1 to time t2, the next reporting cycle TB is a period of time t2 to time t3, and the next reporting cycle TB is a period of time t3 to time t4. To do.
この場合、監視装置111Aは、たとえば、時刻t1〜時刻t2の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻t2から送信待機時間LxAが経過したタイミングである時刻ta1において収集装置101へ送信する。また、監視装置111Aは、たとえば、時刻t2〜時刻t3の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻t3から送信待機時間LxAが経過したタイミングである時刻ta2において収集装置101へ送信する。
In this case, the
また、監視装置111Bは、たとえば、時刻t1〜時刻t2の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻t2から送信待機時間LxBが経過したタイミングである時刻tb1において収集装置101へ送信する。また、監視装置111Bは、たとえば、時刻t2〜時刻t3の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻t3から送信待機時間LxBが経過したタイミングである時刻tb2において収集装置101へ送信する。
Further, the
また、監視装置111Cは、たとえば、時刻t1〜時刻t2の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻t2から送信待機時間LxCが経過したタイミングである時刻tc1において収集装置101へ送信する。また、監視装置111Cは、たとえば、時刻t2〜時刻t3の期間において計測された電流および電圧を示す計測情報を、時刻t3から送信待機時間LxCが経過したタイミングである時刻tc2において収集装置101へ送信する。
Further, the monitoring device 111C transmits, for example, measurement information indicating the current and voltage measured in the period of time t1 to time t2 to the
上記のような動作が行われることにより、各監視装置111からの計測情報の送信タイミングは空き期間STに含まれ、かつ互いに重ならなくなる。
By performing the above operation, the transmission timing of the measurement information from each
なお、図9に示す例では、複数の監視装置111間において、各計測期間TCの開始タイミングおよび終了タイミングが一致しているが、各計測期間TCの開始タイミングおよび終了タイミングは、複数の監視装置111間で異なってもよい。
In the example shown in FIG. 9, the start timing and end timing of each measurement period TC are the same among the plurality of
また、上述した本発明の実施の形態に係る監視装置111では、第2切替回路SW2が検出部11の接続先を複数のセンサのうちのいずれか1つに切り替える。しかしながら、このような構成に限定されず、監視装置111は、第2切替回路SW2を備えない構成でもよい。
Further, in the
また、監視システム301に設けられた各監視装置111からの計測情報の送信タイミングは、必ずしも異なるタイミングである必要はない。たとえば、複数の監視装置111が異なる電力線を介して計測情報の送信を行う場合、これら複数の監視装置111が同じタイミングにおいて計測情報の送信を行うことができる。
Further, the transmission timing of the measurement information from each
また、上述した本発明の実施の形態に係る監視装置111では、制御部12は、空き期間STにおいて計測情報の送信が行われるように制御する。しかしながら、このような構成に限定されず、制御部12は、計測期間TCに含まれるタイミングにおいて計測情報の送信を行う構成であってもよい。
Further, in the
また、上述した本発明の実施の形態に係る監視装置111から送信される計測情報は、1つの報告周期TBに含まれる複数の計測期間TCにおいてそれぞれ計測された値の平均を示す。しかしながら、このような構成に限定されず、監視装置111から送信される計測情報は、たとえば、1つの報告周期TBに含まれる複数の計測期間TCにおいてそれぞれ計測された値そのものを示す情報であってもよい。
Further, the measurement information transmitted from the
ところで、上述した特許文献1に記載の太陽光発電用監視システムにおける監視装置は、複数の太陽電池パネルにそれぞれ対応するセンサを備え、各センサが対応の太陽電池パネルから出力される電流等を計測することにより太陽光発電システムの監視を行う。
By the way, the monitoring device in the photovoltaic power generation monitoring system described in
このような監視装置は、太陽電池パネルからの出力電圧を電源電圧として用いて動作可能であるが、複数のセンサがそれぞれ計測を行うため、消費電力が大きくなる可能性がある。また、各センサによる計測結果は、たとえば電力線通信により他の装置へ送信されるため、このような送信のための電力も必要である。 Such a monitoring device can operate by using the output voltage from the solar cell panel as the power supply voltage, but since a plurality of sensors each measure the voltage, the power consumption may increase. Further, since the measurement result by each sensor is transmitted to another device by, for example, power line communication, electric power for such transmission is also required.
特に、発電所において多数の監視装置が設けられている場合、発電所の全体における消費電力は大きくなる。このため、このような監視装置における消費電力をより低減させることのできる技術が求められている。 In particular, when a large number of monitoring devices are provided in the power plant, the power consumption of the entire power plant becomes large. Therefore, there is a demand for a technique capable of further reducing the power consumption of such a monitoring device.
これに対して、本発明の実施の形態に係る監視装置111では、複数の電流センサ16および電圧センサ17は、複数の太陽電池パネル78に関する計測をそれぞれ行う。また、DC/DCコンバータ19は、監視装置111における各回路への電力供給を行う。また、第1切替回路SW1は、複数の電流センサ16および電圧センサ17へのDC/DCコンバータ19からの電力供給の有無を切り替え可能である。また、制御部12は、所定の計測周期TAにおいて複数の電流センサ16および電圧センサ17に互いに異なる計測期間を割り当て、センサの計測期間においてDC/DCコンバータ19からの電力が選択的に供給されるように第1切替回路SW1を制御する。
On the other hand, in the
このような構成により、計測周期TA内で複数のセンサが時分割で計測を行い、各センサには対応する計測期間にのみ電力が供給されるため、複数のセンサが常時計測を行う場合と比較して、監視装置111における消費電力を低減させることができる。したがって、複数のセンサを用いて太陽光発電システム401に関する監視を行う構成において、消費電力をより低減させることができる。
With such a configuration, a plurality of sensors perform time-division measurement within the measurement cycle TA, and power is supplied to each sensor only during the corresponding measurement period. Therefore, compared with the case where a plurality of sensors constantly perform measurement. Therefore, the power consumption in the
また、検出部11は、センサによる計測結果を示す計測信号を受けて、計測信号を処理する。また、第2切替回路SW2は、複数のセンサからの計測信号の検出部11への出力の有無を切り替え可能である。また、制御部12は、センサの計測期間において、対応するセンサからの計測信号が検出部11へ選択的に出力されるように第2切替回路SW2を制御する。
Further, the
このような構成により、複数のセンサからの計測信号が互いに異なるタイミングで検出部11へ出力されるため、検出部11の構成を簡素化することができる。
With such a configuration, measurement signals from a plurality of sensors are output to the
また、通信部14は、センサによる計測結果に基づく計測情報を、電力線を介して送信する。また、当該電力線には、複数の監視装置111が接続され、制御部12は、複数の監視装置111による計測情報の送信タイミングが互いに異なるように、自己の監視装置111における通信部14による計測情報の送信タイミングを制御する。
Further, the
このような構成により、同一の電力線を介して情報の送信を行う複数の監視装置111からそれぞれ送信される信号同士の干渉を防ぐことができる。
With such a configuration, it is possible to prevent interference between signals transmitted from a plurality of
また、制御部12は、通信部14による計測情報の送信タイミングが計測期間TCと重ならないように、自己の監視装置111における通信部14による計測情報の送信タイミングを制御する。
Further, the
このような構成により、センサによる計測期間と、計測情報の送信タイミングとの重なりを防ぎ、消費電力のピーク値を低くすることができるため、電源回路の容量の増大を抑え、監視装置111を小型化することができる。
With such a configuration, it is possible to prevent the measurement period by the sensor from overlapping with the transmission timing of the measurement information and to lower the peak value of the power consumption, so that the increase in the capacity of the power supply circuit can be suppressed and the
また、通信部14は、複数の計測周期TAが含まれる所定の報告周期TBで計測情報の送信を行う。また、計測情報は、報告周期TBに含まれる各計測周期TAにおける計測結果の平均を示す。
Further, the
太陽電池パネル78の発電量は、日射量などの影響を受けて一時的に大きく変化することがあるが、上記のように、複数の計測周期TAにおけるそれぞれの計測結果を平均化する構成により、たとえば、一時的な発電量の変化がある場合でも、1つの太陽電池パネル78が他の太陽電池パネル78と比べて異常であるという誤判定を防ぐことができる。
The amount of power generated by the
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。 It should be considered that the above embodiments are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。 The above description includes the features described below.
[付記1]
複数の太陽電池パネルに関する計測をそれぞれ行う複数のセンサと、
電力供給を行う電源回路と、
前記複数のセンサへの前記電源回路からの電力供給の有無を切り替え可能な第1切替回路と、
所定の計測周期において前記複数のセンサに互いに異なる計測期間が割り当てられ、前記センサの前記計測期間において前記電源回路からの電力が選択的に供給されるように前記第1切替回路を制御する制御部と、
前記センサによる計測結果を示す計測信号を受けて前記計測信号を処理する処理部とを備え、
前記センサは、電流センサであり、
前記処理部は、前記計測信号をデジタル信号に変換するAD変換器を含み、
前記複数のセンサは、前記電源回路から供給される前記太陽電池パネルの出力電圧を電源電圧として用いて動作する、監視装置。
[Appendix 1]
Multiple sensors that measure each of multiple solar panels,
A power supply circuit that supplies power and
A first switching circuit capable of switching the presence / absence of power supply from the power supply circuit to the plurality of sensors, and
A control unit that controls the first switching circuit so that different measurement periods are assigned to the plurality of sensors in a predetermined measurement cycle, and power from the power supply circuit is selectively supplied during the measurement period of the sensors. When,
It is provided with a processing unit that receives a measurement signal indicating the measurement result by the sensor and processes the measurement signal.
The sensor is a current sensor and
The processing unit includes an AD converter that converts the measurement signal into a digital signal.
The plurality of sensors are monitoring devices that operate using the output voltage of the solar cell panel supplied from the power supply circuit as a power supply voltage.
1,2,5 出力ライン
3 内部ライン
6 コンテナ
7 銅バー
8 PCS
9 電力変換部
11 検出部(処理部)
12 制御部
13 カウンタ
14 通信部
15 記憶部
16 電流センサ
17 電圧センサ
19 DC/DCコンバータ(電源回路)
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
77 銅バー
78 太陽電池パネル
101 収集装置
111 監視装置
151 サーバ
301 監視システム
401 太陽光発電システム
SW1 第1切替回路
SW2 第2切替回路
1,2,5 Output line 3
9
12
26
Claims (5)
電力供給を行う電源回路と、
前記複数のセンサへの前記電源回路からの電力供給の有無を切り替え可能な第1切替回路と、
所定の計測周期において前記複数のセンサに互いに異なる計測期間が割り当てられ、前記センサの前記計測期間において前記電源回路からの電力が選択的に供給されるように前記第1切替回路を制御する制御部とを備える、監視装置。 Multiple sensors that measure each of multiple solar panels,
A power supply circuit that supplies power and
A first switching circuit capable of switching the presence / absence of power supply from the power supply circuit to the plurality of sensors, and
A control unit that controls the first switching circuit so that different measurement periods are assigned to the plurality of sensors in a predetermined measurement cycle, and power from the power supply circuit is selectively supplied during the measurement period of the sensors. A monitoring device equipped with.
前記センサによる計測結果を示す計測信号を受けて前記計測信号を処理する処理部と、
前記複数のセンサからの前記計測信号の前記処理部への出力の有無を切り替え可能な第2切替回路とを備え、
前記制御部は、前記センサの前記計測期間において前記センサからの前記計測信号が前記処理部へ選択的に出力されるように前記第2切替回路を制御する、請求項1に記載の監視装置。 The monitoring device further
A processing unit that receives a measurement signal indicating the measurement result by the sensor and processes the measurement signal,
A second switching circuit capable of switching the presence / absence of output of the measurement signal from the plurality of sensors to the processing unit is provided.
The monitoring device according to claim 1, wherein the control unit controls the second switching circuit so that the measurement signal from the sensor is selectively output to the processing unit during the measurement period of the sensor.
前記センサによる計測結果に基づく計測情報を、電力線を介して送信する通信部を備え、
前記電力線には、複数の前記監視装置が接続され、
前記制御部は、前記複数の監視装置による前記計測情報の送信タイミングが互いに異なるように、自己の前記監視装置における前記通信部による前記計測情報の送信タイミングを制御する、請求項1または請求項2に記載の監視装置。 The monitoring device further
It is provided with a communication unit that transmits measurement information based on the measurement results of the sensor via a power line.
A plurality of the monitoring devices are connected to the power line.
The control unit controls the transmission timing of the measurement information by the communication unit in its own monitoring device so that the transmission timing of the measurement information by the plurality of monitoring devices is different from each other. The monitoring device described in.
前記センサによる計測結果に基づく計測情報を送信する通信部を備え、
前記通信部は、複数の前記計測周期が含まれる所定の報告周期で前記計測情報の送信を行い、
前記計測情報は、前記報告周期に含まれる各前記計測周期における前記計測結果の平均を示す、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の監視装置。 The monitoring device further
It is equipped with a communication unit that transmits measurement information based on the measurement results of the sensor.
The communication unit transmits the measurement information at a predetermined reporting cycle including the plurality of measurement cycles.
The monitoring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the measurement information indicates the average of the measurement results in each measurement cycle included in the reporting cycle.
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