JP6880841B2 - 積雪を考慮した太陽光発電出力予測装置 - Google Patents
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Description
図1、図2、図11を参照しつつ、積雪を考慮した太陽光発電出力予測装置10(以下、「太陽光発電出力予測装置10」と称する。)について、以下のように説明する。図1は、本実施形態に係る太陽光発電出力予測装置10のシステム系統の一例を示す系統図である。図2は、本実施形態に係る太陽光発電出力予測装置10の構成の一例を示す図である。図11は、太陽光発電設備100の積雪状況の一例を示す図である。
演算処理部11は、記憶部12の各種テーブルを参照しつつ、以下で述べる各種機能を実現する。演算処理部11は、上述したように、発電出力直線作成部11aと、実績積雪係数算出部11bと、重回帰モデル作成部11cと、積雪判定部11dと、予測積雪係数算出部11eと、発電出力算出部11fと、を含んで構成されている。
図3を参照しつつ、発電出力直線作成部11aについて、以下のとおり説明する。図3は、本実施形態に係る太陽光発電出力予測装置10の発電出力直線作成部11aで作成される日射量と発電出力の対応関係を示す図である。
図3を参照しつつ、実績積雪係数算出部11bについて、以下のとおり説明する。
重回帰モデル作成部11cは、実績積雪係数算出部11bで算出された実績積雪係数を目的変数とし、積雪深情報、気象情報、設備情報および定数情報を説明変数として、重回帰分析を実行する機能を有する。
なお、上記の重回帰分析に替えて最小二乗法またはベイズ推定法等を用いてもよい。
積雪判定部11dは、過去の所定の時間以内に積雪があったか否かを判定する機能を有する。これにより、過去の所定の時間以内に積雪がなかった場合、現在時点でパネル上に積雪がないことを判定でき、過去の所定の時間以内に積雪がある場合、現在時点でパネル上に積雪があることを判定できる。
予測積雪係数算出部11eは、重回帰モデル作成部11cで作成された重回帰モデルを用いて、現在又は将来の予測積雪係数を算出する機能を有する。
発電出力算出部11fは、予測積雪係数算出部11eで算出された予測積雪係数に基づいて、現在又は将来の発電出力を算出する機能を有する。
==記憶部12==
記憶部12は、演算処理部11が処理を実行するための各種データを格納する機能を有する。記憶部12は、過去情報テーブル12aと、実績積雪係数テーブル12bと、設備情報テーブル12cと、積雪情報テーブル12dと、モデル情報テーブル12eと、予測情報テーブル12fと、を格納している。
図4を参照しつつ、過去情報テーブル12aについて、以下のとおり詳細に説明する。図4は、本実施形態に係る過去情報テーブル12aの構成例を示す図である。
図5を参照しつつ、実績積雪係数テーブル12bについて、以下のとおり詳細に説明する。図5は、本実施形態に係る実績積雪係数テーブル12bの構成例を示す図である。
図6を参照しつつ、設備情報テーブル12cについて、以下のとおり詳細に説明する。図6は、本実施形態に係る設備情報テーブル12cの構成例を示す図である。
図7を参照しつつ、積雪情報テーブル12dについて、以下のとおり詳細に説明する。図7は、本実施形態に係る積雪情報テーブル12dの構成例を示す図である。
図8を参照しつつ、モデル情報テーブル12eについて、以下のとおり詳細に説明する。図8は、本実施形態に係るモデル情報テーブル12eの構成例を示す図である。
図9を参照しつつ、予測情報テーブル12fについて、以下のとおり詳細に説明する。図9は、本実施形態に係る予測情報テーブル12fの構成例を示す図である。
図10を参照しつつ、太陽光発電出力予測装置10の処理手順について、以下のとおり説明する。図10は、本実施形態に係る処理手順の一例を示す図である。図10では、右側に記憶部12の各種テーブルを示し、左側に演算処理部11の処理内容を示す。演算処理部11と記憶部12との間の矢印は、情報の流れを示している。
<<発電出力直線作成部11a>>
上記において、演算処理部11には発電出力直線作成部11aが含まれるとして記載したが、これに限定されない。発電出力直線作成部11aはなくてもよく、この場合、実績積雪係数算出部11bが過去情報テーブル12aに基づいて近似式を作成して実績積雪係数を算出するか、もしくは、近似式を作成せずに、過去情報テーブル12aの所定の日射量に対する、非積雪時の発電出力と、積雪時の発電出力と、の比を算出して実績積雪係数を算出するか、により処理を実行する。
上記において、重回帰モデル作成部11cは重回帰モデルを作成するために定数情報を入力するとして説明したが、これに限定されない。重回帰モデルには、定数情報を含めなくてもよい。降雪流量時点からの時間経過を考慮しなくても、予測すべき時点の積雪深をある程度正確に入力できればよいためである。
上記において、演算処理部11には積雪判定部11dが含まれるとして記載したが、積雪判定部11dはなくてもよい。積雪判定部11dが無くてもよい理由は、積雪が無い状態を判定することによる発電出力を計算するときの計算の簡略化は図れないが、発電出力の計算結果に影響を及ぼすものではないためである。
上記において、記憶部12における各種テーブルを示したが、各種テーブルに格納されている項目は限定されるものではない。記憶部12の各種テーブルには、演算処理部11において計算できる項目が記憶されていればよい。
以上説明したように、本実施形態に係る太陽光発電出力予測装置10は、非積雪時における過去の第1日射量に対応する太陽光発電設備100の第1発電出力と、積雪時における過去の第1日射量に対応する太陽光発電設備100の第2発電出力と、に基づいて、第1発電出力と第2発電出力の比を示す実績積雪係数を算出する実績積雪係数算出部11bと、太陽光発電設備100の設置地点において、過去における、実績積雪係数と、積雪深と、気象情報と、に基づいて、重回帰分析することにより、現在又は将来の第1時点における、積雪時の第2日射量に対応する太陽光発電設備100の発電出力と、非積雪時の第2日射量に対応する太陽光発電設備100の発電出力と、の比を示す予測積雪係数を算出するための重回帰モデルを作成する重回帰モデル作成部11cと、重回帰モデルと、第1時点における積雪深および気象情報と、に基づいて、予測積雪係数を算出する予測積雪係数算出部11eと、予測積雪係数と、第1時点における第2日射量と、に基づいて、太陽光発電設備100の発電出力を算出する発電出力算出部11fと、を備える。本実施形態によれば、過去の日射量データに基づいて、積雪が太陽光発電設備100の発電出力に及ぼす影響を考慮しつつ発電出力を予測するため、積雪時における発電出力の予測を正確に行うことができる。
11b 実績積雪係数算出部
11c 重回帰モデル作成部
11d 積雪判定部
11e 予測積雪係数算出部
11f 発電出力算出部
100 太陽光発電設備
Claims (7)
- 非積雪時における過去の第1日射量に対応する太陽光発電設備の第1発電出力と、積雪時における過去の前記第1日射量に対応する前記太陽光発電設備の第2発電出力と、に基づいて、前記第1発電出力と前記第2発電出力の比を示す実績積雪係数を算出する実績積雪係数算出部と、
前記実績積雪係数と、過去における前記太陽光発電設備の設置地点での積雪深及び気象情報をそれぞれ示す過去積雪深及び過去気象情報と、に基づいて、重回帰分析することにより、現在又は将来の第1時点における、非積雪時の第2日射量に対応する前記太陽光発電設備の発電出力と、積雪時の前記第2日射量に対応する前記太陽光発電設備の発電出力と、の比を示す予測積雪係数を算出するための重回帰モデルを作成する重回帰モデル作成部と、
前記重回帰モデルと、前記設置地点での前記第1時点における積雪深および気象情報をそれぞれ示す第1積雪深及び第1気象情報と、に基づいて、前記予測積雪係数を算出する予測積雪係数算出部と、
前記予測積雪係数と、前記第1時点における第2日射量と、に基づいて、前記太陽光発電設備の発電出力を算出する発電出力算出部と、
を備えることを特徴とする積雪を考慮した太陽光発電出力予測装置。 - 前記重回帰モデル作成部は、前記実績積雪係数と、前記過去積雪深と、前記過去気象情報と、前記太陽光発電設備の過去における設備情報を示す過去設備情報と、に基づいて、重回帰分析することにより、前記予測積雪係数を算出するための重回帰モデルを作成し、
予測積雪係数算出部は、前記重回帰モデルと、前記第1積雪深、前記第1気象情報、および前記太陽光発電設備の前記第1時点における設備情報を示す第1設備情報と、に基づいて、前記予測積雪係数を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の積雪を考慮した太陽光発電出力予測装置。 - 重回帰モデル作成部は、過去の時点が降雪終了からの所定の第1時間経過時に該当するか否かを示す過去定数と、前記実績積雪係数と、前記過去積雪深と、前記過去気象情報と、前記過去設備情報と、に基づいて、重回帰分析することにより、前記予測積雪係数を算出するための重回帰モデルを作成し、
予測積雪係数算出部は、前記重回帰モデルと、前記第1時点が降雪終了からの前記所定の第1時間経過時に該当するか否かを示す第1定数、前記第1積雪深、前記第1気象情報および前記第1設備情報と、に基づいて、前記予測積雪係数を算出する
ことを特徴とする請求項2に記載の積雪を考慮した太陽光発電出力予測装置。 - 前記所定の第1時間よりも大きい所定の第2時間を経過したとき、前記太陽光発電設備のパネル上に積雪していないことを判定するとともに、前記予測積雪係数を所定の値に設定する積雪判定部
をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の積雪を考慮した太陽光発電出力予測装置。 - 前記実績積雪係数算出部は、非積雪時における前記第1日射量と前記第1発電出力との関係および積雪時における前記第1日射量と前記第2発電出力との関係を近似式で算出する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の積雪を考慮した太陽光発電出力予測装置。 - 前記過去気象情報及び前記第1気象情報には、少なくとも大気温度を示す気温情報、天候を示す天候情報が含まれる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の積雪を考慮した太陽光発電出力予測装置。 - 前記過去設備情報及び前記第1設備情報には、少なくとも前記太陽光発電設備のパネル角度を示すパネル角度情報、前記太陽光発電設備のパネル面の方位角を示す方位角情報、前記太陽光発電設備のパネル種別を示すパネル種別情報が含まれる
ことを特徴とする請求項2乃至請求項4の何れか一項に記載の積雪を考慮した太陽光発電出力予測装置。
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