JPWO2017026010A1 - 太陽光発電量予測装置および太陽光発電量予測方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。太陽光発電量予測装置1は、太陽光発電システム2が発電する電力量を計測する電力量計測装置3と、気象情報源9に接続する。気象情報源9は、例えば、気象庁の気象情報提供サーバである。また、太陽光発電量予測装置1は、太陽光発電システム2の設置される場所の位置情報6が与えられる。太陽光発電量予測装置1は、発電量実績受信部4、発電量実績記憶部5、大気外日射量算出部7、大気外日射量記憶部8、気象情報受信部10、気象実績記憶部11、検索範囲設定部12、類似日抽出部13、予測式導出部14、および、予測発電量算出部15を備えている。以下、太陽光発電量予測装置1を、予測装置1と略すことがある。
λ[rad]=λ0[度]×π/180
φ0=2π(DN[日]−1)/365[日]
δ[度]=0.006918−0.399912cos(φ0)+0.070257sin(φ0)−0.006758cos(2φ0)
+0.000907sin(2φ0)−0.002697cos(3φ0)+0.001480sin(3φ0)
r[天文単位]=1/{1.000110+0.034221cos(φ0)+0.001280sin(φ0)
+0.000719cos(2φ0)+0.000077sin(2φ0)}0.5
Eq[時間]=0.000075+0.001868cos(φ0)−0.032077sin(φ0)
−0.014615cos(2φ0)−0.040849sin(2φ0)
JST[時間]=HH[時]+MM[分]/60
h[時間]=(JST−12)π/12+(λ−135π/180)+Eq
α[時間]=arcsin{sin(φ)sin(δ)+cos(φ)cos(δ)cos(h)}
Q[W/m2]=1367[W/m2]×(1/r)2×sin(α) (1)
P=aQ+b (2)
なお、上記実施の形態1では、時間帯ごとに気象実績の種類ごとに発電量予測式を導出するとしたが、時間帯ごとに予測対象日の気象予報と同じ気象実績の発電量予測式のみ導出してもよい。このようにすることで、発電量予測式の計算量を減らすことができる。
図9は、本発明の実施の形態2に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。図1と同じ番号を付した構成要素は実施の形態1と同じである。実施の形態2に係る太陽光発電予測装置1は、実施の形態1の構成に加えて、グループ記憶部71および予測式記憶部73を備える。予測式導出部72は、グループごとに、グループを代表する1つの太陽光発電システム2について発電量予測式を導出する。予測発電量算出部74は、代表以外の太陽光発電システム2に対しては、それが属するグループの代表の発電量予測式を用いて予測発電量を算出する。
図12は、本発明の実施の形態3に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。図1と同じ番号を付した構成要素は実施の形態1と同じである。実施の形態3の太陽光発電量予測装置1は、実施の形態1の構成に加えて、予測式記憶部102、事後推定記憶部104および事後推定評価部105を備える。予測発電量算出部103は、予測発電量算出に加えて、過去の時間帯の気象実績の種類に対応する発電量予測式に、その時間帯の大気外日射量を入力して得た事後推定発電量を算出し、事後推定記憶部104に蓄積する。予測式導出部101は、1つの太陽光発電システム2について、予測対象日より前の日について導出した発電量予測式で算出した事後推定発電量とその時間帯の発電量実績の差が定められた範囲の場合は、その前の日について導出した発電量予測式を予測対象日の発電量予測式に流用する。
図16は、本発明の実施の形態4に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。図1または図9と同じ番号を付した構成要素は、それぞれ実施の形態1または実施の形態2と同じである。実施の形態4では、実施の形態2と同じように太陽光発電システム2をグループに分類して、代表システムについて導出した発電量予測式をグループ全体に適用する。実施の形態4では、代表システム以外の太陽光発電システム2に代表システムの発電量予測式を用いる誤差を評価し、予測発電量を補正する。
Claims (13)
- 太陽光発電システムの各日における各時間帯の発電量実績を取得する発電量実績取得部と、
前記太陽光発電システムの設置場所の各日における各時間帯の大気外日射量を算出する大気外日射量算出部と、
前記太陽光発電システムの設置場所を含む地域の各日における各時間帯の気象実績を取得する気象情報取得部と、
前記太陽光発電システムの発電量実績が取得されている期間に検索範囲を設定する検索範囲設定部と、
前記検索範囲の各日の予測対象時間帯と同じ時間帯を、当該時間帯の気象実績の種類ごとの類似時間帯に分類する類似日抽出部と、
前記気象実績の種類の前記類似時間帯の前記発電量実績および前記大気外日射量に基づいて、前記気象実績の種類における前記予測対象時間帯の大気外日射量から前記太陽光発電システムの予測発電量を算出する発電量予測式を導出する予測式導出部と、
を備える太陽光発電量予測装置。 - 前記検索範囲設定部は、予測対象日の過去年の前記予測対象日の同日より第一の検索日数前から当該同日より第二の検索日数後まで、および、前記予測対象日より前記第一の検索日数前から予測実行日までを、前記検索範囲として設定する、請求項1に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記検索範囲設定部は、前記気象実績の種類ごとに、前記類似時間帯の数が定めた範囲になるように、前記第一の検索日数と前記第二の検索日数を増減させる、請求項2に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記予測式導出部は、予測対象日との日数差、前記予測対象日と月日の差および前記予測対象日の気温予報との気温差のうち、少なくとも1つの値に応じた重みを設定して、重み付け最小二乗法により、前記類似時間帯の前記大気外日射量と前記発電量実績の回帰分析を行って、前記発電量予測式を導出する請求項1から3のいずれか1項に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記気象情報取得部は、予測対象日の前記予測対象時間帯の気象予報を取得し、
前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ前記気象実績の種類の発電量予測式に、前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する予測発電量算出部
を備える請求項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。 - 1以上の前記太陽光発電システムを含むグループの識別符号と、該グループに含まれる前記太陽光発電システムの識別符号とを対応づけて記憶する、グループ記憶部を備え、
前記予測式導出部は、前記グループごとに、当該グループに含まれる決められた1つの前記太陽光発電システムを代表システムとして、該代表システムについて前記発電量予測式を導出し、
前記予測発電量算出部は、前記太陽光発電システムが属するグループの前記代表システムについて導出された前記発電量予測式に前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、該太陽光発電システムの前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する、
請求項5に記載の太陽光発電量予測装置。 - 前記予測対象日の直近の前記予測対象時間帯と同じ時間帯で、前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類の同種時間帯の、前記太陽光発電システムが属するグループの前記代表システムの当該気象実績の種類の前記発電量予測式に、当該同種時間帯の大気外日射量を入力して得たグループ事後推定発電量と、当該同種時間帯の当該太陽光発電システムの前記発電量実績とのずれを、当該太陽光発電システムの個体誤差として算出し、当該太陽光発電システムについて前記予測発電量算出部が算出した予測発電量に、前記個体誤差を加味した値を補正予測発電量として出力する予測結果補正部をさらに備える、請求項6に記載の太陽光発電量予測装置。
- 前記気象情報取得部は、予測対象日の前記予測対象時間帯の気象予報を取得し、
予測実行日の直近の前記予測対象時間帯と同じ時間帯で、前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類の同種時間帯の、当該気象実績の種類の前記発電量予測式に、当該同種時間帯の大気外日射量を入力して得た事後推定発電量と、前記同種時間帯の前記発電量実績とを比較し、比較結果を出力する事後推定評価部を備え、
前記予測式導出部は、前記事後推定発電量が前記同種時間帯の前記発電量実績から定めた範囲内の場合に、前記予測対象時間帯の気象予報の種類の前記同種時間帯の発電量予測式を、前記予測対象時間帯の発電量予測式として導出する、
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。 - 前記気象情報取得部は、予測対象日の前記予測対象時間帯の気象予報を取得し、
前記予測対象日の直近の前記予測対象時間帯と同じ時間帯で、前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類の時間帯の、当該気象予報の種類の前記発電量予測式に、当該時間帯の大気外日射量を入力して得た事後推定発電量と、その時間帯の前記発電量実績とを比較し、比較結果を出力する事後推定評価部を備え、
前記予測式導出部は、前記事後推定発電量がその時間帯の前記発電量実績から定めた範囲を超える場合に、前記類似時間帯の前記発電量実績および前記大気外日射量に基づいて、前記発電量予測式を導出する、請求項1から8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各日における各時間帯の発電量実績を取得する発電量実績取得部と、
前記太陽光発電システムの設置場所の各日における各時間帯の大気外日射量を取得する大気外日射量取得部と、
前記太陽光発電システムの設置場所を含む地域の予測対象日の予測対象時間帯の気象予報を取得する気象予報取得部と、
前記太陽光発電システムの発電量実績が取得されている期間に設定された検索範囲の、各日の前記予測対象時間帯と同じ時間帯を、当該時間帯の気象実績の種類ごとに分類した類似時間帯を取得する類似日取得部と、
前記気象実績の種類の前記類似時間帯の前記発電量実績および前記大気外日射量に基づいて、前記気象実績の種類における前記予測対象時間帯の大気外日射量から前記太陽光発電システムの予測発電量を算出する発電量予測式を導出する予測式導出部と、
を備える太陽光発電量予測装置。 - 前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ前記気象実績の種類の発電量予測式に、前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する予測発電量算出部を備える、請求項10に記載の太陽光発電量予測装置。
- 予測対象日の予測対象時間帯の気象予報を取得する気象情報取得部と、
前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類の発電量予測式に、前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する予測発電量算出部と
を備える太陽光発電量予測装置。 - 太陽光発電システムの各日における各時間帯の発電量を予測する太陽光発電量予測装置が行う太陽光発電量予測方法であって、
太陽光発電システムの各日における各時間帯の発電量実績を取得する発電量実績取得ステップと、
前記太陽光発電システムの設置場所の各日における各時間帯の大気外日射量を算出する大気外日射量算出ステップと、
前記太陽光発電システムの設置場所を含む地域の各日における各時間帯の気象実績、および、予測対象日の予測対象時間帯の気象予報を取得する気象情報取得ステップと、
前記太陽光発電システムの発電量実績が取得されている期間に検索範囲を設定する検索範囲設定ステップと、
前記検索範囲の各日の前記予測対象時間帯と同じ時間帯を、当該時間帯の気象実績の種類ごとの類似時間帯に分類する類似日抽出ステップと、
前記気象実績の種類の前記類似時間帯の前記発電量実績および前記大気外日射量に基づいて、前記気象実績の種類における前記予測対象時間帯の大気外日射量から前記太陽光発電システムの予測発電量を算出する発電量予測式を導出する予測式導出ステップと、
前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ前記気象実績の種類の発電量予測式に、前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
を備える太陽光発電量予測方法。
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