JP6785971B2 - 太陽光発電量予測装置、太陽光発電量予測システム、予測方法及びプログラム - Google Patents
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Description
あるいは、本発明に係る太陽光発電量予測装置は、発電量実績取得手段と、発電量実績記憶手段と、大気外日射量算出手段と、気象予報取得手段と、発電量実績分類手段と、予測発電量算出手段と、予測実績記憶手段と、抽出手段と、発電量実績更新手段と、を備える。発電量実績取得手段は、太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する。発電量実績記憶手段は、発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する。大気外日射量算出手段は、太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する。気象予報取得手段は、太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する。発電量実績分類手段は、大気外日射量算出手段に、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、発電量実績に含まれる発電量と算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する。予測発電量算出手段は、気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた発電量実績グループと、大気外日射量算出手段が算出した、予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する。予測実績記憶手段は、予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する。抽出手段は、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、発電量実績に含まれる発電量と予測実績に含まれる予測発電量との間に一定以上の差がある日及び時間帯における予測実績を取得し、取得した予測実績に係る発電量予測において基準となる回数以上用いられた発電量実績を抽出する。発電量実績更新手段は、抽出手段が抽出した発電量実績を発電量予測に利用できなくするために、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新する。
あるいは、本発明に係る太陽光発電量予測装置は、発電量実績取得手段と、発電量実績記憶手段と、大気外日射量算出手段と、気象予報取得手段と、発電量実績分類手段と、予測発電量算出手段と、予測実績記憶手段と、抽出手段と、発電量実績更新手段と、を備える。発電量実績取得手段は、太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する。発電量実績記憶手段は、発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する。大気外日射量算出手段は、太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する。気象予報取得手段は、太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する。発電量実績分類手段は、大気外日射量算出手段に、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、発電量実績に含まれる発電量と算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する。予測発電量算出手段は、気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた発電量実績グループと、大気外日射量算出手段が算出した、予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する。予測実績記憶手段は、予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する。抽出手段は、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、比較した予測実績に係る発電量予測において用いられた発電量実績を、比較した発電量実績に係る発電量と比較した予測実績に係る予測発電量との差を重みとして紐付けた上で抽出する。発電量実績更新手段は、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新し、抽出手段が抽出した発電量実績を重みと紐付けて発電量実績記憶手段に記憶させる。予測発電量算出手段は、重みを用いた重みづけ最小二乗法により予測発電量を算出する。
図1を参照しながら太陽光発電量予測装置1の機能的構成を説明する。太陽光発電量予測装置1は、太陽光発電システム2の発電量実績を電力量計測装置3から取得する発電量実績取得部4と、発電量実績を蓄積する発電量実績記憶部5と、太陽光発電システム2の設置場所を示す位置情報源6から大気外日射量を算出する大気外日射量算出部7と、発電量実績記憶部5に蓄積された発電量実績と大気外日射量とに基づいて後述の発電量係数を算出し、算出した発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類部8と、気象情報源9から気象予報情報を取得する気象予報取得部10と、気象予報情報に対応する気象属性に対応付けられた発電量実績グループを特定し、当該発電量実績グループに属する発電量係数と大気外日射量とに基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出部11と、を備える。
φ[rad]=φ0[度]×π/180
λ[rad]=λ0[度]×π/180
θ0[rad]=2π(DN[日]−1)/365
δ[rad]=0.006918−0.399912cos(θ0)+0.070257sin(θ0)−0.006758cos(2θ0)+0.000907sin(2θ0)−0.002697(3θ0)+0.001480sin(3θ0)
r[天文単位]=1/{1.000110+0.034221cos(θ0)+0.001280sin(θ0)+0.000719cos(2θ0)+0.000077sin(2θ0)}0.5
Eq[rad]=0.000075+0.001868cos(θ0)−0.032077sin(θ0)−0.014615cos(2θ0)−0.040849sin(2θ0)
JST[時]=HH[時]+MM[分]/60
h[rad]=(JST−12)π/12+(λ−135π/180)+Eq
α[rad]=arcsin{sin(φ)sin(δ)+cos(φ)cos(δ)cos(h)}
Q[W/m2]=1367[W/m2]×(1/r)2×sin(α)
K=P/Q
発電量実績分類部8は、大気外日射量を大気外日射量算出部7から取得する。天気が快晴に近い場合、太陽光が大気中であまり減衰しないため、発電量係数は大きくなる。また、太陽光発電量予測装置1が複数の太陽光発電システム2の発電量を予測する場合、1つの太陽光発電システム2に関する発電量実績について、発電量Pを当該太陽光発電システム2の定格出力で除することにより、正規化された発電量係数を求めてもよい。正規化された発電量係数により、複数の太陽光発電システム2に対して、まとめて後述の回帰分析を行うことができる。
図9を参照しながら、太陽光発電量予測装置1Cの機能的構成を説明する。太陽光発電量予測装置1Cは、大気外日射量算出部7と、気象予報取得部10と、発電量実績取得部4と、予測発電量算出部11と、発電量予測に利用するか否かを示す値を含む発電量実績を蓄積し、その値が発電量実績更新部94Cにより更新される発電量実績記憶部5Cと、発電量実績記憶部5Cに蓄積される発電量実績のうち、発電量予測に利用することを示す値を含むもののみを発電量実績グループに分類する発電量実績分類部8Cと、予測発電量算出部11が算出した予測発電量を予測した日及び時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶部92Cと、発電量実績記憶部5Cに蓄積された発電量実績と、予測実績記憶部92Cに蓄積された予測実績と、の比較結果に基づいて発電量予測の精度を下げる原因となる発電量実績を抽出する抽出部93Cと、抽出部93Cが抽出した発電量実績を、発電量の予測に利用できないものとするために発電量実績記憶部5Cを更新する発電量実績更新部94Cと、を備える。
Claims (14)
- 太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する発電量実績記憶手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する気象予報取得手段と、
前記大気外日射量算出手段に、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類手段と、
前記気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
を備え、
前記発電量実績分類手段は、前記発電量係数を前記発電量係数の大小に応じて分類する、
太陽光発電量予測装置。 - 太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する発電量実績記憶手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する気象予報取得手段と、
前記大気外日射量算出手段に、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類手段と、
前記気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
前記予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶手段と、
前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と前記予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、前記発電量実績に含まれる発電量と前記予測実績に含まれる予測発電量との間に一定以上の差がある日及び時間帯における予測実績を取得し、取得した予測実績に係る発電量予測において基準となる回数以上用いられた発電量実績を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した発電量実績を発電量予測に利用できなくするために、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新する発電量実績更新手段と、
を備える太陽光発電量予測装置。 - 太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する発電量実績記憶手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する気象予報取得手段と、
前記大気外日射量算出手段に、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類手段と、
前記気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
前記予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶手段と、
前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と前記予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、比較した予測実績に係る発電量予測において用いられた発電量実績を、比較した発電量実績に係る発電量と比較した予測実績に係る予測発電量との差を重みとして紐付けた上で抽出する抽出手段と、
前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新し、前記抽出手段が抽出した発電量実績を前記重みと紐付けて前記発電量実績記憶手段に記憶させる発電量実績更新手段と、
をさらに備え、
前記予測発電量算出手段は、前記重みを用いた重みづけ最小二乗法により予測発電量を算出する、
太陽光発電量予測装置。 - 前記発電量実績分類手段は、前記発電量係数を前記発電量係数の大小に応じて分類する、
請求項2又は3に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記予測発電量算出手段は、前記発電量実績グループに属する発電量係数の平均値である予測発電量係数と前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて予測発電量を算出する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記予測発電量算出手段は、前記発電量実績グループに属する発電量係数に対応する発電量実績に含まれる発電量と前記発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量とを回帰分析して得られる予測発電量係数と、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽光発電量予測装置。 - 太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出され、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類された発電量係数のうち、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類された発電量係数と、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
を備え、
前記発電量係数は、前記発電量係数の大小に応じて分類されたものである、
太陽光発電量予測装置。 - 太陽光発電システムと、
請求項1から7のいずれか1項に記載の太陽光発電量予測装置と、
を備え、
前記発電量実績取得手段は前記太陽光発電システムから発電量を取得する、
太陽光発電量予測システム。 - 太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
を有し、
前記発電量実績分類ステップでは、前記発電量係数を前記発電量係数の大小に応じて分類する、
予測方法。 - 太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
前記予測発電量算出ステップにて算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績と前記予測実績記憶ステップにて蓄積した予測実績とを比較し、前記発電量実績に含まれる発電量と前記予測実績に含まれる予測発電量との間に一定以上の差がある日及び時間帯における予測実績を取得し、取得した予測実績に係る発電量予測において基準となる回数以上用いられた発電量実績を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにて抽出した発電量実績を発電量予測に利用できなくするために、前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績を更新する発電量実績更新ステップと、
を有する予測方法。 - 太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
前記予測発電量算出ステップにて算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績と前記予測実績記憶ステップにて蓄積した予測実績とを比較し、比較した予測実績に係る発電量予測において用いられた発電量実績を、比較した発電量実績に係る発電量と比較した予測実績に係る予測発電量との差を重みとして紐付けた上で抽出する抽出ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績を更新し、前記抽出ステップにて抽出した発電量実績を前記重みと紐付けて記憶する発電量実績更新ステップと、
を有し、
前記予測発電量算出ステップでは、前記重みを用いた重みづけ最小二乗法により予測発電量を算出する、
予測方法。 - コンピュータに、
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
を実行させ、
前記発電量実績分類ステップでは、前記発電量係数を前記発電量係数の大小に応じて分類する、
プログラム。 - コンピュータに、
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
前記予測発電量算出ステップにて算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績と前記予測実績記憶ステップにて蓄積した予測実績とを比較し、前記発電量実績に含まれる発電量と前記予測実績に含まれる予測発電量との間に一定以上の差がある日及び時間帯における予測実績を取得し、取得した予測実績に係る発電量予測において基準となる回数以上用いられた発電量実績を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにて抽出した発電量実績を発電量予測に利用できなくするために、前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績を更新する発電量実績更新ステップと、
を実行させるプログラム。 - コンピュータに、
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
前記予測発電量算出ステップにて算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績と前記予測実績記憶ステップにて蓄積した予測実績とを比較し、比較した予測実績に係る発電量予測において用いられた発電量実績を、比較した発電量実績に係る発電量と比較した予測実績に係る予測発電量との差を重みとして紐付けた上で抽出する抽出ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績を更新し、前記抽出ステップにて抽出した発電量実績を前記重みと紐付けて記憶する発電量実績更新ステップと、
を実行させ、
前記予測発電量算出ステップでは、前記重みを用いた重みづけ最小二乗法により予測発電量を算出する、
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