JP7095734B2 - 判定装置、太陽光発電システムおよび判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、判定装置、太陽光発電システムおよび判定方法に関する。
この出願は、２０１８年３月２６日に出願された日本出願特願２０１８－５８７５３号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。

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。前記管理装置は、前記各太陽電池パネルについての、同一時点における発電量の差に基づいて異常の有無を判定するか、または前記各太陽電池パネルについての、所定期間の発電量の最大値又は積算値に基づいて異常の有無を判定する。

特開２０１２－２０５０７８号公報

（１）本開示の判定装置は、太陽電池パネルを含む複数の発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置であって、前記複数の発電部の出力電流の計測結果をそれぞれ示す複数の計測情報を取得する取得部と、前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知する検知部と、前記状態が発生している場合における前記出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定する判定部とを備える。

（４）本開示の太陽光発電システムは、太陽電池パネルを含む複数の発電部と、判定装置とを備える太陽光発電システムであって、前記判定装置は、前記複数の発電部の出力電流の計測結果をそれぞれ示す複数の計測情報を取得し、前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知し、前記状態が発生している場合における前記出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定する。

（５）本開示の判定方法は、太陽電池パネルを含む複数の発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置における判定方法であって、前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知するステップと、前記状態が発生している場合における前記複数の発電部の出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定するステップとを含む。

本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える判定装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理の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され得る。また、本開示の一態様は、判定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され得たり、判定装置を含むシステムとして実現され得る。

また、本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える太陽光発電システムとして実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする判定方法として実現され得たり、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され得る。また、本開示の一態様は、太陽光発電システム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され得る。

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ＰＣＳ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集電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太陽電池ユニット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システム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システムにおける監視装置の構成を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける判定装置の構成を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける判定装置が保持する監視情報の一例を示す図である。 図９は、過積載状態における発電部の発電電力を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る発電状態判定システムにおける発電部の出力電流と出力電圧との関係を示す図である。 図１１は、過積載状態における正常な発電部および異常発電部の出力電流の一例を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係る判定装置が発電部に関する異常判定を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。

近年、太陽光発電システムを監視して異常を判別するための技術が開発されている。

［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１に記載の技術を超えて、太陽光発電システムの異常判定を向上させることが可能な技術が望まれる。

本開示は、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、太陽光発電システムの異常判定を向上させることが可能な判定装置、太陽光発電システムおよび判定方法を提供することである。

［本開示の効果］
本開示によれば、太陽光発電システムの異常判定を向上させることができる。

［本願発明の実施形態の説明］
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判定装置は、太陽電池パネルを含む複数の発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置であって、前記複数の発電部の出力電流の計測結果をそれぞれ示す複数の計測情報を取得する取得部と、前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知する検知部と、前記状態が発生している場合における前記出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定する判定部とを備える。

このような構成により、太陽光発電システムにおいて、過積載に起因する状態において発生する現象に着目し、異常の疑いのある発電部を良好に検出することができる。したがって、太陽光発電システムの異常判定を向上させることができる。

（２）好ましくは、前記検知部は、各前記発電部の前記出力電流に基づく発電電力の合計または前記出力電流の合計が所定条件を満たす場合、前記状態が発生したと判断する。

このような構成により、太陽光発電システムにおいて、電力変換装置等から過積載であるか否かの情報を取得することなく、各発電部の計測結果を用いて、過積載に起因する状態の発生を検知することができる。

（３）好ましくは、各前記発電部からの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続され、前記検知部は、前記電力変換装置から前記状態の発生を示す情報を取得する。

このような構成により、太陽光発電システムにおいて、過積載に起因する状態の発生をより確実に検知することができる。

（４）本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムは、太陽電池パネルを含む複数の発電部と、判定装置とを備える太陽光発電システムであって、前記判定装置は、前記複数の発電部の出力電流の計測結果をそれぞれ示す複数の計測情報を取得し、前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知し、前記状態が発生している場合における前記出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定する。

このような構成により、太陽光発電システムにおいて、過積載に起因する状態において発生する現象に着目し、異常の疑いのある発電部を良好に検出することができる。したがって、太陽光発電システムの異常判定を向上させることができる。

（５）本発明の実施の形態に係る判定方法は、太陽電池パネルを含む複数の発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置における判定方法であって、前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知するステップと、前記状態が発生している場合における前記複数の発電部の出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定するステップとを含む。

このような構成により、太陽光発電システムにおいて、過積載に起因する状態において発生する現象に着目し、異常の疑いのある発電部を良好に検出することができる。したがって、太陽光発電システムの異常判定を向上させることができる。

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。

［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ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）ユニット８０と、キュービクル６とを備える。キュービクル６は、銅バー７３を含む。

図１では、４つのＰＣＳユニット８０を代表的に示しているが、さらに多数または少数のＰＣＳユニット８０が設けられてもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係るＰＣＳユニットの構成を示す図である。

図２を参照して、ＰＣＳユニット８０は、４つの集電ユニット６０と、ＰＣＳ（電力変換装置）８とを備える。ＰＣＳ８は、銅バー７と、電力変換部９とを含む。

図２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３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を参照して、集電ユニット６０は、４つの太陽電池ユニット７４と、集電箱７１とを含む。集電箱７１は、銅バー７２を有する。

図３では、４つの太陽電池ユニット７４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７４が設けられてもよい。

図４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を参照して、太陽電池ユニット７４は、４つの発電部７８と、接続箱７６とを含む。発電部７８は、太陽電池パネルを有する。接続箱７６は、銅バー７７を有する。

図４では、４つの発電部７８を代表的に示しているが、さらに多数または少数の発電部７８が設けられてもよい。

発電部７８は、この例では４つの太陽電池パネル７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ，７９Ｄが直列接続されたストリングである。以下、太陽電池パネル７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ，７９Ｄの各々を、太陽電池パネル７９とも称する。

図４では、４つの太陽電池パネル７９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７９が設けられてもよい。

太陽光発電システム４０１では、複数の発電部７８からの出力ラインおよび集約ラインすなわち電力線がそれぞれキュービクル６に電気的に接続される。

より詳細には、発電部７８の出力ライン１は、発電部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を介して集約ライン５に集約される。銅バー７７は、たとえば接続箱７６の内部に設けられている。

発電部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３および図４を参照して、集約ライン５は、対応の太陽電池ユニット７４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。各集約ライン５は、銅バー７２を介して集約ライン２に集約される。銅バー７２は、たとえば集電箱７１の内部に設けられている。

図１～図４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発電部７８からの各出力ライン１が集約ライン５に集約され、各集約ライン５が集約ライン２に集約され、各集約ライン２が集約ライン４に集約され、各集約ライン４がキュービクル６に電気的に接続される。

より詳細には、各集約ライン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において、電力変換部９は、たとえば、各発電部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、集約ライン５、銅バー７２、集約ライン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集約ライン４へ出力する。

集約ライン４は、電力変換部９に接続された第１端と、銅バー７３に接続された第２端とを有する。

キュービクル６において、各ＰＣＳ８における電力変換部９から各集約ライン４へ出力された交流電力は、銅バー７３を介して系統へ出力される。

［監視システム３０１の構成］
図５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を参照して、太陽光発電システム４０１は、監視システム３０１を備える。監視システム３０１は、判定装置１０１と、複数の監視装置１１１と、収集装置１５１とを含む。

図５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１５１を備えているが、複数の収集装置１５１を備えてもよい。

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、収集装置１５１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７４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１および集約ライン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７４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７４における各出力ライン１の電圧をセンサにより計測する。

収集装置１５１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１５１は、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。

監視装置１１１および収集装置１５１は、集約ライン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。

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を示す監視情報を送信する。収集装置１５１は、各監視装置１１１の計測結果を収集する。

［監視装置１１１の構成］
図６は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける監視装置の構成を示す図である。図６では、出力ライン１、集約ライン５および銅バー７７がより詳細に示されている。

図６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。集約ライン５は、プラス側集約ライン５ｐと、マイナス側集約ライン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。

図示しないが、図３に示す集電箱７１における銅バー７２は、プラス側集約ライン５ｐおよびマイナス側集約ライン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、対応の発電部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、対応の発電部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。

プラス側集約ライン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。マイナス側集約ライン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、検出処理部１１と、４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。

監視装置１１１は、たとえば、発電部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。

監視装置１１１は、たとえば、プラス側集約ライン５ｐおよびマイナス側集約ライン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。以下、プラス側電源線２６ｐおよびマイナス側電源線２６ｎの各々を、電源線２６とも称する。

各監視装置１１１は、対応の発電部７８に関する計測結果を示す監視情報を、自己および収集装置１５１に接続される電力線を介して送信する。

詳細には、監視装置１１１における通信部１４は、集約ラインを介した電力線通信を、複数の監視装置１１１の計測結果を収集する収集装置１５１と行うことが可能である。より詳細には、通信部１４は、集約ライン２，５経由で情報を送受信することが可能である。具体的には、通信部１４は、電源線２６および集約ライン２，５を介して収集装置１５１と電力線通信を行う。

検出処理部１１は、たとえば、対応の出力ライン１の電流および電圧の計測結果を示す監視情報を所定時間ごとに作成するように設定されている。

電流センサ１６は、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、監視装置１１１の図示しない電源回路から受けた電力を用いて、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、計測結果を示す信号を検出処理部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１の電圧を計測する。より詳細には、電圧センサ１７は、プラス側銅バー７７ｐおよびマイナス側銅バー７７ｎ間の電圧を計測し、計測結果を示す信号を検出処理部１１へ出力する。

検出処理部１１は、たとえば、所定時間ごとに、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する。

検出処理部１１は、作成した各デジタル信号の示す計測値と、対応の電流センサ１６のＩＤ（以下、電流センサＩＤとも称する。）、電圧センサ１７のＩＤ（以下、電圧センサＩＤとも称する。）、および自己の監視装置１１１のＩＤ（以下、監視装置ＩＤとも称する。）とを含む監視情報を作成する。

検出処理部１１は、送信元ＩＤが自己の監視装置ＩＤであり、送信先ＩＤが収集装置１５１のＩＤであり、データ部分が監視情報である監視情報パケットを作成する。そして、検出処理部１１は、作成した監視情報パケットを通信部１４へ出力する。なお、検出処理部１１は、監視情報パケットにシーケンス番号を含めてもよい。

通信部１４は、検出処理部１１から受ける監視情報パケットを収集装置１５１へ送信する。

再び図５を参照して、収集装置１５１は、集約ライン２，５経由で情報を送受信することが可能である。具体的には、収集装置１５１は、たとえば、信号線４６および集約ライン２，５を介して監視装置１１１と電力線通信を行い、監視情報パケットを複数の監視装置１１１から受信する。

収集装置１５１は、カウンタおよび記憶部を有しており、監視装置１１１から監視情報パケットを受信すると、受信した監視情報パケットから監視情報を取得するとともに、カウンタにおけるカウント値を受信時刻として取得する。そして、収集装置１５１は、受信時刻を監視情報に含めた後、図示しない記憶部に当該監視情報を保存する。

より詳細には、上記カウンタは、たとえば、毎日の午前０時においてカウント値をリセットし、監視装置１１１の計測周期と同じ時間が経過するたびにカウント値をインクリメントする。この場合、収集装置１５１は、カウント値をインクリメントしたタイミングから上記時間が経過するまでの間に複数の監視装置１１１からそれぞれ複数の監視情報パケットを受信すると、これら複数の監視情報パケットの各々から取得した監視情報に現在の同一のカウント値を受信時刻として含める。

［判定装置の構成および動作］
図７は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける判定装置の構成を示す図である。

図７を参照して、判定装置１０１は、判定部８１と、通信処理部８４と、記憶部８５と、取得部８６と、検知部８７とを備える。

判定装置１０１における記憶部８５には、たとえば、管理対象の監視装置１１１のＩＤすなわち監視装置ＩＤが登録されている。また、記憶部８５には、監視装置ＩＤと当該監視装置ＩＤを有する監視装置１１１に含まれる各センサのＩＤすなわち電流センサＩＤおよび電圧センサＩＤとの対応関係Ｒ１が登録されている。

判定装置１０１は、たとえばサーバであり、監視情報を収集装置１５１から定期的に取得し、取得した監視情報を処理する。なお、判定装置１０１は、たとえば収集装置１５１に内蔵される構成であってもよい。

より詳細には、判定装置１０１における通信処理部８４は、ネットワークを介して、収集装置１５１等の他の装置と情報の送受信を行う。

通信処理部８４は、指定された日毎処理タイミング、たとえば毎日の午前０時において監視情報収集処理を行う。なお、判定装置１０１を収集装置１５１に内蔵する構成にすれば、より短い間隔で監視情報を容易に収集することができる。

より詳細には、通信処理部８４は、日毎処理タイミングが到来すると、記憶部８５に登録されている各監視装置ＩＤを参照し、参照した各監視装置ＩＤに対応し、日毎処理タイミングの２４時間前から当該日毎処理タイミングまで（以下、処理日とも称する。）に属する受信時刻を含む監視情報を要求するための監視情報要求を収集装置１５１へ送信する。

収集装置１５１は、判定装置１０１から監視情報要求を受信すると、受信した監視情報要求に従って、監視情報要求の内容を満足する１または複数の監視情報を判定装置１０１へ送信する。

図８は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける判定装置が保持する監視情報の一例を示す図である。

図８を参照して、監視情報は、監視装置ＩＤと、監視装置１１１における各電流センサ１６の電流センサＩＤと、各電流センサ１６の計測値である電流値と、電圧センサ１７の電圧センサＩＤと、電圧センサ１７の計測値である電圧値と、受信時刻とを含む。受信時刻は、収集装置１５１が監視装置１１１から送信された監視情報を受信した時刻である。

通信処理部８４は、監視情報要求の応答として収集装置１５１から１または複数の監視情報を受信すると、受信した各監視情報を記憶部８５に保存するとともに、処理完了通知を検知部８７へ出力する。

検知部８７は、太陽光発電システム４０１の過積載に起因する状態（以下、過積載状態とも称する。）の発生を検知する。

太陽光発電システム４０１において、ＰＣＳ８の電力変換容量を超える電力を発電可能な数の太陽電池パネルが設けられることを、過積載と称する。

また、太陽光発電システム４０１において、過積載状態とは、各発電部７８の発電電力がＰＣＳ８の電力変換容量に制限される状態である。

図９は、過積載状態における発電部の発電電力を示す図である。図９において、横軸は時間を示し、縦軸は発電電力を示す。

図９を参照して、太陽光発電システム４０１において、昼間に過積載状態が発生し、発電部７８の発電電力が制限されている。

たとえば、検知部８７は、各発電部７８の監視情報の示す計測結果の合計が所定条件を満たす場合、過積載状態が発生したと判断する。

より詳細には、検知部８７は、通信処理部８４から処理完了通知を受けると、対応関係Ｒ１を参照して、記憶部８５から各監視装置１１１の監視情報に含まれる各電流センサ１６の計測値である電流値、および対応の電圧センサ１７の計測値である電圧値を取得する。

そして、検知部８７は、取得した電流値および電圧値の複数の組において電流値および電圧値を乗じることにより、監視情報に含まれる受信時刻における各発電部７８の発電電力を算出する。

検知部８７は、算出した同一の受信時刻における各発電電力の合計値が、たとえば所定の閾値Ｔｈ１以上である場合、当該受信時刻において過積載状態が発生していたと判断する。

なお、上記閾値Ｔｈ１は、たとえば、日射計の数値から予測された発電部７８の発電電力に基づいて決定されるか、または、発電部７８の定格容量に基づいて決定される。

検知部８７は、過積載状態が発生していた受信時刻に基づいて、過積載状態の発生から過積載状態の終了までの過積載期間を判定し、判定した過積載期間を示す情報を取得部８６へ出力する。

なお、検知部８７は、各発電部７８の発電電力の合計が所定条件を満たすか否かを確認する代わりに、各発電部７８の出力電流の合計が所定条件を満たすか否かを確認する構成であってもよい。たとえば、検知部８７は、同一の受信時刻における各発電部７８の出力電流の合計値が閾値Ｔｈ３以上である場合、当該受信時刻において過積載状態が発生していたと判断する。

他の例として、検知部８７は、ＰＣＳ８から過積載状態の発生を示す情報を取得する。

より詳細には、検知部８７は、たとえば、ＰＣＳ８から過積載期間を示す情報を信号線４６、収集装置１５１および通信処理部８４を介して受信し、受信した当該情報を取得部８６へ出力する。

取得部８６は、複数の発電部７８の出力電流の計測結果をそれぞれ示す計測情報を取得する。

より詳細には、たとえば、取得部８６は、過積載期間を示す情報を受けて、記憶部８５に登録されている対応関係Ｒ１を参照し、過積載期間および過積載期間の直前の時間における各電流センサ１６の計測値を含む各監視装置１１１の監視情報を記憶部８５から取得し、判定部８１へ出力する。

なお、検知部８７は、各発電部７８の発電電力の合計または出力電流の合計が所定条件を満たすか否かの確認、およびＰＣＳ８からの過積載状態の発生を示す情報の取得の両方を行う構成であってもよい。

この場合、検知部８７は、たとえば、各発電部７８の発電電力の合計または出力電流の合計が所定条件を満たし、かつＰＣＳ８から過積載状態の発生を示す情報を取得した場合、過積載状態が発生したと判断する。あるいは、たとえば、検知部８７は、各発電部７８の発電電力の合計もしくは出力電流の合計が所定条件を満たす場合、またはＰＣＳ８から過積載状態の発生を示す情報を取得した場合、過積載状態が発生したと判断する。

図１０は、本発明の実施の形態に係る発電状態判定システムにおける発電部の出力電流と出力電圧との関係を示す図である。図１０において、横軸は電圧を示し、縦軸は電流を示す。

図１０を参照して、グラフＡ１は、正常な発電部７８の出力電流と出力電圧との関係を示す。グラフＡ２は、たとえば開放電圧が低く異常の可能性がある発電部７８（以下、異常発電部とも称する。）の出力電流と出力電圧との関係を示す。ここで、正常な発電部７８および異常発電部は、並列に接続されているものとする。

発電部７８では、最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）により、発電電力が最大になるように電流および電圧が制御されている。

グラフＡ１におけるポイントＰｍａは、正常な発電部７８の最大電力点すなわち発電電力が最大となる点である。ポイントＰｍａにおいて、発電部７８の出力電圧はＶｐｍであり、出力電流はＩｐｍａである。

グラフＡ２におけるポイントＰｍｂは、異常発電部の最大電力点である。ポイントＰｍｂにおいて、異常発電部の出力電圧はＶｐｍであり、出力電流はＩｐｍｂである。

グラフＡ１に示すように、正常な発電部７８において、過積載状態が発生すると、当該発電部７８の出力電圧は、Ｖｐｍより大きいＶｏｃとなる。また、当該発電部７８の出力電流は、Ｉｐｍａより小さいＩｏｃａとなる。

グラフＡ２に示すように、異常発電部において、過積載状態が発生すると、出力電圧は、ＶｏｃとなりＶｐｍより大きくなる。出力電流は、Ｉｐｍｂより小さいＩｏｃｂとなる。

図１０に示すように、通常状態から過積載状態に遷移した場合における異常発電部の出力電流の変動すなわちＩｐｍｂとＩｏｃｂとの差ｄ２は、通常状態から過積載状態に遷移した場合における正常な発電部７８の出力電流の変動すなわちＩｐｍａとＩｏｃａとの差ｄ１より大きくなる。

図１１は、過積載状態における正常な発電部および異常発電部の出力電流の一例を示す図である。図１１において、横軸は時間を示し、縦軸は出力電流を示す。

図１１を参照して、グラフＡ３は、正常な発電部７８の出力電流を示す。グラフＡ４は、異常発電部の出力電流を示す。

グラフＡ３およびグラフＡ４に示すように、通常状態から過積載状態に遷移した場合における異常発電部の出力電流の変動は、正常な発電部７８の出力電流の変動よりも大きい。

判定部８１は、このような過積載状態が発生している場合における出力電流の変動に基づいて、対応の発電部７８の異常を判定する。

より詳細には、判定部８１は、電流センサ１６ごとに、取得部８６から受けた電流センサ１６の計測値の過積載期間における平均値を算出する。

そして、判定部８１は、過積載期間の直前の時間における電流センサ１６の計測値から、算出した対応の平均値を差し引くことにより、電流センサ１６ごとの計測値の変動量Ｉｃを算出する。

判定部８１は、たとえば、算出した変動量Ｉｃが所定の閾値Ｔｈ２以上の場合、対応の発電部７８を異常であると判定する。
［動作の流れ］
監視システム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

図１２は、本発明の実施の形態に係る判定装置が発電部に関する異常判定を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。

図１２を参照して、まず、判定装置１０１は、過積載状態を検知する（ステップＳ１０１）。

次に、判定装置１０１は、自己の保存している監視情報のうち、過積載期間における各発電部７８の電流の計測値、および過積載期間の直前の時間における電流の計測値を取得する（ステップＳ１０２）。

次に、判定装置１０１は、電流センサ１６ごとの、取得した過積載期間における計測値の平均値を算出する（ステップＳ１０３）。

次に、判定装置１０１は、電流センサ１６ごとに、過積載期間の直前の時間における電流の計測値から、算出した対応の平均値を差し引くことにより、当該電流センサ１６の計測値の変動量Ｉｃを算出する（ステップＳ１０４）。

次に、判定装置１０１は、算出した変動量Ｉｃが所定の閾値Ｔｈ２以上である場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、対応の発電部７８を異常であると判定する（ステップＳ１０６）。

一方、判定装置１０１は、算出した変動量Ｉｃが所定の閾値Ｔｈ２未満である場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、対応の発電部７８を正常であると判定する（ステップＳ１０７）。

次に、判定装置１０１は、すべての発電部７８について異常判定を行った場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、異常判定を終了する。

一方、判定装置１０１は、すべての発電部７８について異常判定を行っていない場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、他の発電部７８について異常判定を行う（ステップＳ１０５）。

ところで、特許文献１に記載の技術を超えて、太陽光発電システムの異常判定を向上させることが可能な技術が望まれる。

本発明の実施の形態に係る判定装置では、取得部８６は、複数の発電部７８の出力電流の計測結果をそれぞれ示す複数の計測情報を取得する。検知部８７は、太陽光発電システム４０１の過積載状態の発生を検知する。判定部８１は、過積載状態が発生している場合における出力電流の変動に基づいて、当該出力電流に対応する発電部７８の異常を判定する。

このような構成により、太陽光発電システム４０１において、過積載状態において発生する現象に着目し、異常の疑いのある発電部７８を良好に検出することができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る判定装置では、太陽光発電システムの異常判定を向上させることができる。

また、本発明の実施の形態に係る判定装置では、検知部８７は、各発電部７８の出力電流に基づく発電電力の合計または出力電流の合計が所定条件を満たす場合、過積載状態が発生したと判断する。

このような構成により、太陽光発電システム４０１において、ＰＣＳ８等から過積載であるか否かの情報を取得することなく、各発電部７８の計測結果を用いて、過積載状態の発生を検知することができる。

また、本発明の実施の形態に係る判定装置では、検知部８７は、ＰＣＳ８から過積載状態の発生を示す情報を取得する。

このような構成により、太陽光発電システム４０１において、過積載状態の発生をより確実に検知することができる。

また、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システム４０１では、判定装置１０１は、複数の発電部７８の出力電流の計測結果をそれぞれ示す複数の計測情報を取得する。また、判定装置１０１は、太陽光発電システム４０１の過積載に起因する状態の発生を検知し、当該状態が発生している場合における出力電流の変動に基づいて、当該出力電流に対応する発電部７８の異常を判定する。

このような構成により、太陽光発電システム４０１において、過積載状態において発生する現象に着目し、異常の疑いのある発電部７８を良好に検出することができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システム４０１では、太陽光発電システム４０１の異常判定を向上させることができる。

また、本発明の実施の形態に係る判定方法では、まず、太陽光発電システム４０１の過積載状態の発生を検知する。次に、過積載状態が発生している場合における複数の発電部７８の出力電流の変動に基づいて、当該出力電流に対応する発電部７８の異常を判定する。

このような構成により、太陽光発電システム４０１において、過積載状態において発生する現象に着目し、異常の疑いのある発電部７８を良好に検出することができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る判定方法では、太陽光発電システムの異常判定を向上させることができる。

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、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、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］
太陽電池パネルを含む複数の発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置であって、
前記複数の発電部の出力電流の計測結果をそれぞれ示す複数の計測情報を取得する取得部と、
前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知する検知部と、
前記状態が発生している場合における前記出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定する判定部とを備え、
前記発電部は、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り、
前記判定部は、前記発電部における前記出力電流の変動を他の前記発電部における前記出力電流の変動と比較することにより、対応の前記発電部の異常を判定する、判定装置。

１ 出力ライン
２，４，５ 集約ライン
３ 内部ライン
６ キュービクル
７ 銅バー
８ ＰＣＳ
９ 電力変換部
１１ 取得部
１４ 通信部
１６ 電流センサ
１７ 電圧センサ
２６ 電源線
４６ 信号線
６０ 集電ユニット
７１ 集電箱
７２，７３，７７ 銅バー
７４ 太陽電池ユニット
７６ 接続箱
７８ 発電部
７９ 太陽電池パネル
８０ ＰＣＳユニット
８１ 判定部
８４ 通信処理部
８５ 記憶部
８６ 取得部
８７ 検知部
１０１ 判定装置
１１１ 監視装置
１５１ 収集装置
３０１ 監視システム
４０１ 太陽光発電システム

Claims (5)

1. 太陽電池パネルを含む複数の発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置であって、
   前記複数の発電部の出力電流の計測結果をそれぞれ示す複数の計測情報を取得する取得部と、
   前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知する検知部と、
   前記状態が発生している場合における前記出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定する判定部とを備える、判定装置。
2. 前記検知部は、各前記発電部の前記出力電流に基づく発電電力の合計または前記出力電流の合計が所定条件を満たす場合、前記状態が発生したと判断する、請求項１に記載の判定装置。
3. 各前記発電部からの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続され、
   前記検知部は、前記電力変換装置から前記状態の発生を示す情報を取得する、請求項１または請求項２に記載の判定装置。
4. 太陽電池パネルを含む複数の発電部と、
   判定装置とを備える太陽光発電システムであって、
   前記判定装置は、前記複数の発電部の出力電流の計測結果をそれぞれ示す複数の計測情報を取得し、前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知し、前記状態が発生している場合における前記出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定する、太陽光発電システム。
5. 太陽電池パネルを含む複数の発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置における判定方法であって、
   前記太陽光発電システムの過積載に起因する状態の発生を検知するステップと、
   前記状態が発生している場合における前記複数の発電部の出力電流の変動に基づいて、前記出力電流に対応する前記発電部の異常を判定するステップとを含む、判定方法。

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