KR101808978B1

KR101808978B1 - 발전 시스템 분석 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101808978B1
Application number: KR1020167029761A
Authority: KR
Inventors: 고지 후지모토; 가즈토모 시바하라; 츠요시 시오다; 유지 이나토미
Original assignee: 텐서 컨설팅 가부시키가이샤; 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2017-12-13
Also published as: EP3128635A1; US20170025997A1; JPWO2015152205A1; WO2015152205A1; US10418935B2; CN106233555B; KR20160138209A; EP3128635A4; CN106233555A; JP6088706B2

Abstract

발전 시스템 관리 장치는, 발전 시스템의 소정의 측정점에서의 모델 구축용의 발전 출력인 복수의 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 논파라메트릭법으로 생성되는 의사 시스템 모델로부터 산출되는, 측정점에서의 발전 출력의 대표값과, 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 산출되는 복수의 모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차에 기초하여 결정되는, 측정점에서의 발전 출력이 소정 이상의 확률로 포함되어야 할 범위에 대응한 상태 판정용 발전 출력 범위를 관리하는 범위 정보 관리 수단과, 측정점에 있어서 측정되는 발전 출력을 상태 판정용 발전 출력값으로서 취득하는 발전 출력값 취득 수단과, 복수의 상태 판정용 발전 출력값을 상태 판정용 발전 출력 범위와 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 발전 시스템의 상태를 판정하는 상태 판정 수단을 갖고 있다.

Description

발전 시스템 분석 장치 및 방법 {POWER GENERATION SYSTEM ANALYSIS DEVICE AND METHOD}

본 발명은 발전 시스템의 상태를 분석하는 기술에 관한 것이다.

특허문헌 1에 태양광 발전 장치의 보수 점검을 용이하게 하기 위한 기술이 개시되어 있다. 이에 따르면, 솔라 패널을 구성하는 복수의 유닛의 각각의 출력 레벨을 실측에 의해 검지하고, 계산식에 의해 산출한 레벨값과 실측값을 비교함으로써, 보수 점검이 필요한 상태의 유닛을 검출한다.

일본 특허 공개 평9-56181호 공보

그러나, 메가솔라라고 불리는, 다수의 솔라 패널을 사용한 대규모의 태양광 발전 시스템의 일반적인 구성에서는, 각 솔라 패널의 개개의 유닛에 대하여 실측값을 얻을 수 없다. 일반적으로는, 복수의 솔라 패널을 직렬 접속한 스트링의 출력, 혹은 추가로 복수의 스트링을 병렬 접속한 파워 컨디셔너 입력을 측정점으로 한 실측값이 얻어지는 정도이다.

특허문헌 1에서 산출되는 유닛마다의 레벨값을 단순히 합성하여 상기 측정점에서의 레벨값을 산출하고, 그 레벨값과 상기 측정점에서의 실측값을 비교하려고 하면, 열화나 고장에 의한 변화에 대하여 개개의 솔라 패널 성능의 불균일 등에 의한 영향이 커서, 고장을 검지할 수 없는 경우가 있다.

본 발명의 목적은, 정상 상태에서도 발전 출력이 변동되는 발전 시스템의 경년 열화나 고장에 의한 상태 변화의 검지를 가능하게 하는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 형태에 따른 발전 시스템 분석 장치는, 발전 시스템의 상태를 분석하는 발전 시스템 분석 장치이며, 상기 발전 시스템의 소정의 측정점에서의 모델 구축용의 발전 출력인 복수의 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 논파라메트릭법으로 생성되는 의사 시스템 모델로부터 산출되는, 상기 측정점에서의 발전 출력의 대표값과, 상기 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 산출되는 상기 복수의 모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차에 기초하여 결정되는, 상기 측정점에서의 발전 출력이 소정 이상의 확률로 포함되어야 할 범위에 대응한 상태 판정용 발전 출력 범위를 관리하는 범위 정보 관리 수단과, 상기 측정점에 있어서 측정되는 발전 출력을 상태 판정용 발전 출력값으로서 취득하는 발전 출력값 취득 수단과, 복수의 상기 상태 판정용 발전 출력값을 상기 상태 판정용 발전 출력 범위와 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 상기 발전 시스템의 상태를 판정하는 상태 판정 수단을 갖고 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 따른 발전 감시 시스템의 블록도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 블록도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 의사 시스템 모델을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 파워 컨디셔너(12)의 동작예를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 범위 정보 관리부(22)의 처리예를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 상태 판정부(23)의 처리예를 도시하는 흐름도이다.
도 7a는 일사량과 이면 온도와 태양 고도를 입력으로 하는 의사 시스템 모델에 의해 산출되는 발전 전압값(횡축)과, 실험 시스템에서 측정된 실측값(종축)과의 관계를 나타내는 산포도이다.
도 7b는 일사량과 이면 온도를 입력으로 하는 의사 시스템 모델에 의해 산출되는 발전 전압값(횡축)과, 실험 시스템에서 측정된 실측값(종축)과의 관계를 나타내는 산포도이다.
도 7c는 일사량을 입력으로 하는 의사 시스템 모델에 의해 산출되는 발전 전압값(횡축)과, 실험 시스템에서 측정된 실측값(종축)과의 관계를 나타내는 산포도이다.
도 8a는 일사량과 이면 온도를 입력으로 하는 의사 시스템 모델을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 8b는 일사량을 입력으로 하는 의사 시스템 모델을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 제2 실시 형태에 따른 발전 감시 시스템의 블록도이다.
도 10은 제2 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 블록도이다.
도 11은 제4 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 블록도이다.

(제1 실시 형태)

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 발전 감시 시스템의 블록도이다.

발전 감시 시스템은, 발전 시스템(14)의 고장이나 열화의 검지 등 상태의 감시를 행하는 시스템이며, 분석 서버(11), 파워 컨디셔너(12) 및 센서(13)를 갖고 있다.

발전 시스템(14) 및 센서(13)는 파워 컨디셔너(12)에 접속되어 있다. 파워 컨디셔너(12)와 분석 서버(11)는 모두 네트워크(15)에 접속되어 있어, 서로 데이터 통신을 행할 수 있다. 네트워크(15)는 인터넷 등의 광역 네트워크이다.

발전 시스템(14)은, 재생 가능 에너지를 이용하여 발전을 행하는 장치이며, 제1 실시 형태에서는 일례로서 복수의 솔라 패널(도시하지 않음)을 접속한 태양광 발전 시스템이다.

분석 서버(11)는, 파워 컨디셔너(12)가 측정한 발전 시스템(14)의 발전 출력의 정보 및 센서(13)에 의한 센서값의 정보를 수집하고, 그들 정보에 기초하여 발전 시스템(14)의 상태를 판정하는 장치이다. 분석 서버(11)는 발전 시스템(14)과 거리를 이격한 먼 곳의 장소에 설치되어도 되고, 또한 복수의 발전 시스템(14)을 하나의 분석 서버(11)로 감시해도 된다.

파워 컨디셔너(12)는, 발전 시스템(14)의 발전 출력인 발전 전력을 직류로부터 교류로 변환하는 장치이다. 제1 실시 형태의 파워 컨디셔너(12)는 발전 시스템(14)의 발전 출력을 측정하고, 측정한 발전 출력을 분석 서버(11)에 통지하는 기능을 구비하고 있다.

센서(13)는, 발전 시스템(14) 및 그 주위의 환경을 측정하는 각종 센서이다. 제1 실시 형태에서는, 일사량을 측정하고, 측정한 센서값을 출력하는 센서와, 솔라 패널의 이면 온도를 측정하여 센서값으로서 출력하는 센서가 여기에 포함되어 있다. 이면 온도는, 발전 시스템(14)을 구성하는 복수의 솔라 패널 중, 중앙 부근의 솔라 패널의 이면에 설치된 온도 센서로 측정되는 온도이다. 센서(13)로부터의 센서값은, 센서(13)에 접속된 무선 송신기(Tx)(16)에 의해 송신되고, 네트워크(15) 경유로 분석 서버(11)에 수신된다. 분석 서버(11)에서는 시각 정보에 연계되어 기록된다.

또한, 여기서 측정되는 이면 온도는, 솔라 패널의 성능에 영향을 미치는 온도 정보의 일례이며, 본 발명이 이것에 한정되는 일은 없다. 다른 예로서, 솔라 패널을 구성하는 셀 내부의 온도를 측정하는 것으로 해도 된다. 그 경우, 셀 내부의 온도를 측정하기 위한 솔라 패널을 설치하고, 그 셀 내부의 온도를 측정하는 것으로 해도 된다. 또한, 또 다른 예로서, 서모그래피를 사용하여 솔라 패널의 온도를 측정하는 것으로 해도 된다.

도 2는, 제1 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 블록도이다.

분석 서버(11)는, 모델 관리부(21), 범위 정보 관리부(22), 상태 판정부(23) 및 실측값 취득부(24)를 갖고 있다.

범위 정보 관리부(22)는, 발전 시스템(14)의 측정점에서의 발전 출력의 값이 소정 이상의 확률로 포함되어야 할 발전 출력의 범위(상태 판정용 발전 출력 범위)를 결정한다. 그 때, 범위 정보 관리부(22)는, 복수의 모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차에 기초하여 상태 판정용 발전 출력 범위를 결정한다.

여기서, 발전 시스템(14)의 발전 출력을 측정하는 측정점은, 일례로서, 복수의 솔라 패널이 직렬 접속되어 스트링을 구성하고, 그 복수의 스트링이 추가로 병렬 접속된 합성 출력을 측정할 수 있는 지점이며, 발전 시스템(14)과 파워 컨디셔너(12)의 사이에 있다. 단, 이 측정점은 예시이며, 다른 예로서, 파워 컨디셔너(12)의 후단에 측정점이 있고, 교류 전력을 측정하는 형태여도 된다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 개개의 솔라 패널의 발전 출력을 각각 측정하는 것은 불가능하고, 한 곳의 측정점에 있어서 발전 시스템(14) 전체의 합성 출력이 측정되는 것으로 한다. 단, 이것도 일례이며, 다른 예로서, 복수의 스트링의 각각의 발전 출력이 측정되는 것이어도 된다. 그 경우, 스트링 단위로 발전 출력을 감시, 분석하는 것이 가능하게 된다. 또 다른 예로서, 개개의 솔라 패널의 발전 출력이 측정되는 것이어도 된다. 그 경우, 솔라 패널 단위로 발전 출력을 감시, 분석하는 것이 가능하게 된다.

또한, 모델 구축용 발전 출력값은, 일례로서, 발전 시스템(14)이 정상 상태일 때 측정점에서 측정된 실측값이며, 발전 시스템(14)의 정상 상태에서의 모델(의사 시스템 모델)을 구축할 수 있을 정도의 데이터량이 축적되어 있는 것으로 한다. 단, 이것은 일례이며, 인위적으로 설정한 발전 출력값, 시뮬레이션에서 얻은 발전 출력값, 발전 시스템(14) 혹은 다른 발전 시스템의 실측값에 보정을 가한 발전 출력값 등의 비실측값이어도 되며, 어느 경우든 기록 매체나 네트워크(15)를 통하여 분석 서버(11)에 입력할 수 있다. 또한, 복수의 모델 구축용 발전 출력값은 실측값과 비실측값이 혼재하는 것이어도 된다.

모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차는, 측정점에서의 발전 출력의 대표값과, 복수의 모델 구축용 실측값을 사용하여 산출된다. 대표값을 평균값이라고 가정하여, 그 값과, 모델 구축용 발전 출력값의 각각을 사용하여 표준 편차를 계산할 수 있다. 구체적으로는, 표준 편차 σ=√(Σ((모델 구축용 발전 출력값-대표값)²)/자유도)에 의해 구할 수 있다. 여기서, 자유도는, 연산에 사용하는 모델 구축용 발전 출력값의 개수에 의존한 값, 예를 들어 그 개수의 값이다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 측정점에서의 발전 출력의 대표값은, 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 논파라메트릭법으로 생성되는 의사 시스템 모델로부터 미리 산출되어 있다. 단순한 예로서, 일사량 등의 입력값을 미세한 폭의 입력값대로 나누어, 각각의 입력값대에서의 발전 출력을 일정한 값(대표값)에 의해 대표시킨다고 하는 산출 방법이 고려된다. 또한, 여기서는, 모델 구축용 발전 출력값은 수시로 추가, 갱신되어, 상태 판정 시마다 새롭게 대표값, 표준 편차 및 상태 판정용 발전 출력 범위를 계산하는 것으로 한다.

상태 판정용 발전 출력 범위는, 상술한 바와 같이 복수의 모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차에 기초하여 결정하지만, 일례로서, 측정점에서의 발전 출력의 대표값을 포함하고, 그 대표값의 상하 각각에 소정의 폭을 가진 범위이며, 그 소정의 폭이 모델 구축용 실측값의 표준 편차에 기초하여 산출된 값으로 된다. 예를 들어, 그 소정의 폭으로서, 표준 편차에 소정의 계수를 승산한 값을 사용할 수 있다.

상태 판정용 발전 출력 범위는, 측정점에서의 발전 출력의 값이 소정의 기준으로 되는 확률값 이상의 확률로 포함되어야 할 발전 출력의 범위이지만, 그 확률이 상기 계수로 결정된다. 예를 들어, 실측값이 정규 분포라면 계수=1.96이라고 하면, 기준으로 되는 확률은 약 95％로 설정된다.

기준으로 되는 확률값 이상의 확률로 실측값이 상태 판정용 발전 출력 범위에 포함되는 상태라면 발전 시스템(14)은 정상 상태라고 판정할 수 있고, 실측값이 상태 판정용 발전 출력 범위에 포함되는 확률이, 기준으로 되는 확률값을 하회하는 상태라면, 실측값이 저하되어 왔거나, 실측값의 불균일이 커져 왔거나 하는 것을 의미하므로, 발전 시스템(14)은 이상 상태라고 판정할 수 있다.

모델 관리부(21)는, 복수의 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 논파라메트릭법으로 의사 시스템 모델을 미리 생성하고, 관리하고 있다. 이 의사 시스템 모델은, 상술한, 범위 정보 관리부(22)에 의한, 측정점에서의 발전 출력의 대표값의 산출에 사용된다. 단, 이 의사 시스템 모델은, 반드시 분석 서버(11) 내에서 생성된 것이 아니어도 된다. 미리 생성된 의사 시스템 모델을 분석 서버(11)에 기록 매체로부터 혹은 네트워크(15) 경유로 입력해도 되며, 그 경우, 모델 관리부(21)는 입력된 의사 시스템 모델의 정보를 취득하고, 관리한다. 논파라메트릭법의 일례로서 일반화 가법 모델(GAM: Generalized Additive Model)을 사용하여 의사 시스템 모델을 추정한다고 하는 방법을 이용할 수 있다.

실측값 취득부(24)는, 측정점에 있어서 측정되는 발전 출력의 실측값을 취득한다. 상기 모델 구축용 발전 출력값은 미리 측정되고, 축적되어 있는 것으로 한다. 그에 대해, 발전 시스템(14)의 상태 감시가 개시되고, 상태를 판정하기 위해 정기적으로 측정되는 실측값을 상태 판정용 발전 출력값이라고 칭하기로 한다.

상태 판정부(23)는, 복수의 상태 판정용 발전 출력값을 상태 판정용 발전 출력 범위와 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 발전 시스템(14)의 상태를 판정한다. 제1 실시 형태의 상태 판정부(23)는, 상술한 바와 같이, 기준으로 되는 확률값 이상의 확률로 상태 판정용 발전 출력값이 상태 판정용 발전 출력 범위에 포함되는 상태라면, 발전 시스템(14)이 정상 상태라고 판정하고, 상태 판정용 발전 출력값이 상태 판정용 발전 출력 범위에 포함되는 확률이, 기준으로 되는 확률값을 하회하는 상태라면, 발전 시스템(14)이 이상 상태라고 판정한다.

제1 실시 형태에 따르면, 논파라메트릭법에 의한 의사 시스템 모델로부터 산출되는 대표값과 그에 기초하는 모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차로부터 결정된 상태 판정용 발전 출력 범위와, 복수의 상태 판정용 발전 출력값을 비교하여 발전 시스템(14)의 상태를 판정하므로, 정상 상태에서도 발전 출력의 특성을 미리 상정하는 것이 곤란하고 발전 출력의 실측값이 불균일을 보이는 발전 시스템(14)이라도, 그 상태 변화를 검지하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 상태 판정부(23)는, 상태 판정용 발전 출력값의 총 개수에 대한, 상태 판정용 발전 출력 범위에 포함되는 상태 판정용 발전 출력값의 개수의 비율을 산출하고, 산출한 비율을, 기준으로 되는 소정의 역치와 비교한다. 예를 들어, 상태 판정용 발전 출력 범위를 산출할 때와 동일한 값인 95％를 역치로 하면 된다. 그 비율이 역치를 하회하였으면, 상태 판정부(23)는 발전 시스템(14)이 이상 상태(예를 들어 열화된 상태)라고 판정한다. 정상 상태에서의 발전 출력의 대표값과의 차가 큰 실측값의 비율이 정상 상태일 때보다 높아짐으로써, 발전 시스템(14)이 이상 상태라고 판정할 수 있으므로, 개개의 상태 판정용 발전 출력값의 불균일이나 개개의 모델 구축용 발전 출력값의 불균일이 있어도 발전 시스템(14)의 이상을 검지할 수 있다. 또한, 상태 판정용 발전 출력값의 총 개수에 대한, 상태 판정용 발전 출력 범위에 포함되는 상태 판정용 발전 출력값의 개수의 비율에 대한 역치를 (95-α(α는 마진))％로 해도 된다.

제1 실시 형태에서의 의사 시스템 모델은, 일례로서, 센서(13)에서 측정되는 일사량 및 솔라 패널의 온도와, 솔라 패널이 설치되는 지점에서의 태양 고도라고 하는 3개의 파라미터를 입력으로 하고, 발전 전력을 출력으로 하여, 태양광 발전 시스템의 측정점에서 발전 출력의 값을 산출하는 것을 가능하게 하는 모델이다. 태양 고도는 솔라 패널의 설치 지점에서 본 태양의 지평선에 대한 각도이고, 솔라 패널의 설치 지점의 위도, 경도 및 일시로부터 산출할 수 있다. 도 3은, 제1 실시 형태에 따른 의사 시스템 모델을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이, 의사 시스템 모델(31)은, 센서에서 측정된 일사량 및 솔라 패널의 온도(이면 온도)와 태양 고도를 입력으로 하여, 측정점의 전력(발전 전력)을 산출하여 출력한다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 모든 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 결정된 상태 판정용 발전 출력 범위를 사용하는 예를 나타내었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 모델 구축용 발전 출력값 중, 소정의 조건을 만족할 때 측정된 모델 구축용 발전 출력값만을 사용하는 것으로 해도 된다. 그 경우, 상태 판정부(23)는, 실측값 취득부(24)에서 취득된 상태 판정용 발전 출력값 중, 그 동일한 조건을 만족할 때 측정된 상태 판정용 발전 출력값만을 사용하여 발전 시스템(14)의 상태를 판정하면 된다. 이에 따르면, 모델 구축 및 상태 판정에 사용하는 발전 출력값을 소정의 조건에 의해 좁힘으로써, 발전 출력의 안정된 실측값을 사용하여 발전 시스템(14)의 고장을 검지하므로, 고장 검지의 정밀도가 향상된다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 어느 타이밍에 취득한 실측값이든, 그것을 발전 시스템(14)의 상태의 판정에 사용하는 예를 나타내었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 상태 판정부(23)는, 입력의 변동이 소정의 역치를 초과하는 타이밍 전 및 후의 소정 시간에서의 발전 출력값을 사용하여 발전 시스템(14)의 상태를 판정하는 것으로 해도 된다. 이에 따르면, 발전 시스템(14)이 고장이나 열화 등의 상태 변화에 의해 입력의 변동에 대한 출력의 응답성이 변화하는 경우가 있으며, 그 경우, 입력 변동의 전후의 발전 출력값을 사용하여 상태의 판정을 행함으로써, 상태 변화를 검지하는 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 입력의 변동이 소정의 역치를 초과하는 타이밍의 검지에 있어서는, 상태 판정부(23)는, 측정 시각에 따라 복수의 센서값을 시계열로 나타내고, 시간에 대한 센서값의 변화량(변동)을 산출하고, 산출한 변동의 값이 역치를 초과함으로써 검지한다.

이하, 더욱 상세하게 설명한다.

도 4는, 파워 컨디셔너(12)의 동작예를 도시하는 흐름도이다.

파워 컨디셔너(12)는, 소정의 측정 타이밍으로 되는 것을 기다려(스텝 S11), 측정 타이밍으로 되면, 발전 시스템(14)의 발전 출력의 실측값을 취득한다(스텝 S12). 그리고, 파워 컨디셔너(12)는, 취득한 발전 출력의 실측값을 분석 서버(11)에 통지한다(스텝 S13). 분석 서버(11)에서는, 파워 컨디셔너(12)로부터 통지된 발전 출력의 실측값을 실측값 취득부(24)가 수신하고, 시각 정보에 연계하여 메모리에 저장한다. 또한, 측정 타이밍은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 일정 시간 간격으로 하면 된다.

발전 시스템(14)이 정상 상태일 때에 측정된 실측값은 모델 구축용 발전 출력값으로서 이용할 수 있다. 발전 시스템(14)의 상태 감시를 개시한 후에 취득된 실측값이 상태 판정용 발전 출력값으로 된다.

도 5는, 제1 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 범위 정보 관리부(22)의 처리예를 도시하는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 범위 정보 관리부(22)는, 복수의 모델 구축용 발전 출력값과, 모델 관리부(21)에서 관리되고 있는 의사 시스템 모델을 사용하여, 각 입력값에 대한 모델 구축용 발전 출력값의 대표값을 산출한다(스텝 S11). 이어서, 범위 정보 관리부(22)는, 대표값을 평균값이라고 가정하여, 모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차를 구한다(스텝 S12). 이어서, 범위 정보 관리부(22)는, 모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차에 기초하여, 실측값이 소정 확률(여기서는 95％(정규 분포에 있어서 표준 편차×1.96)라고 함) 이상의 확률로 들어가는 실측값의 폭을 산출하고, 여기서는, 그 폭을 상태 판정용 발전 출력 범위로서 취급하기로 하고, 메모리에 기록한다(스텝 S13).

도 6은, 제1 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 상태 판정부(23)의 처리예를 도시하는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 상태 판정부(23)는, 소정의 판정 타이밍으로 되는 것을 기다려(스텝 S31), 판정 타이밍으로 되면, 실측값 취득부(24)에 의해 메모리에 저장된 복수의 상태 판정용 발전 출력값 중, 현재 시각과 현재 시각으로부터 소정 시간 거슬러 올라간 시각과의 사이에 측정된 과거의 상태 판정용 발전 출력값과, 그것에 연계된 센서값(일사량 및 이면 온도) 및 취득 시각의 시각 정보를 취득한다(스텝 S32).

계속해서, 상태 판정부(23)는, 각각의 상태 판정용 발전 출력값과, 그 발전 출력값이 측정되었을 때의 일사량과 이면 온도와 취득 시각으로부터 산출되는 태양 고도를 의사 시스템 모델에 입력하여 얻어지는 대표값과의 차분의 절댓값을 산출한다. 또한, 상태 판정부(23)는, 그 차분의 절댓값이, 상태 판정용 발전 출력 범위로서 유지되어 있는 소정의 폭의 값보다 큰지 여부를 순차적으로 판정해 간다. 그 때, 상태 판정부(23)는, 발전 시스템(14)의 솔라 패널의 설치 지점의 정보를 미리 유지해 두고, 설치 지점의 위도 및 경도와 취득 시각에 기초하여 태양 고도를 산출한다.

모든 상태 판정용 발전 출력값에 대하여 판정을 종료하면, 상태 판정부(23)는, 그 차분의 절댓값이 상태 판정용 발전 출력 범위의 폭의 값보다 작은 상태 판정용 발전 출력값의 비율, 즉, 상태 판정용 발전 출력값이 상태 판정용 발전 출력 범위에 들어 있는 비율을 산출한다(스텝 S33).

또한, 상태 판정부(23)는, 산출된 비율이, 기준으로 되는 확률값(여기서는 (95-α)％) 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S34). 산출한 비율의 값이, 기준으로 되는 확률값 이상이면, 발전 시스템(14)은 정상 상태라고 판정된다. 한편, 산출한 비율의 값이, 기준으로 되는 확률값 이하이면, 발전 시스템(14)은 이상 상태라고 판정된다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상태 판정용 발전 출력값의 총 개수에 대한, 상태 판정용 발전 출력 범위에 포함되는 상태 판정용 발전 출력값의 개수의 비율을 산출하고, 산출한 비율을 기준의 역치와 비교한다고 하는 상태 판정 방법을 채용하였다. 그러나, 이것은 일례이며, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 상태 판정부(23)는, 복수 취득된 상태 판정용 발전 출력값의 대표값을 구하여, 그 대표값이 상태 판정용 발전 출력 범위에 들어 있으면 정상 상태, 들어 있지 않으면 이상 상태라고 판정하는 것으로 해도 된다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 의사 시스템 모델로서, 일사량과, 솔라 패널의 이면 온도와, 태양 고도를 입력으로 하는 것을 예시하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 일사량과 솔라 패널의 이면 온도를 입력으로 하는 의사 시스템 모델, 혹은 일사량만을 입력으로 하는 의사 시스템 모델도 본 발명에 적용 가능하다.

도 7a는, 일사량과 이면 온도와 태양 고도를 입력으로 하는 의사 시스템 모델에 의해 산출되는 발전 전압값(횡축)과, 실험 시스템에서 측정된 실측값(종축)과의 관계를 나타내는 산포도이다. 도 7b는, 일사량과 이면 온도를 입력으로 하는 의사 시스템 모델에 의해 산출되는 발전 전압값(횡축)과, 실험 시스템에서 측정된 실측값(종축)과의 관계를 나타내는 산포도이다. 도 7c는, 일사량을 입력으로 하는 의사 시스템 모델에 의해 산출되는 발전 전압값(횡축)과, 실험 시스템에서 측정된 실측값(종축)과의 관계를 나타내는 산포도이다. 또한, 도 7a 내지 도 7c는, 전류가 일정한 실험 시스템에 의한 발전 출력의 실측값으로서 발전 전력 대신에 발전 전압을 측정한 것이다.

도 8a는, 일사량과 이면 온도를 입력으로 하는 의사 시스템 모델을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 8b는, 일사량을 입력으로 하는 의사 시스템 모델을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 7a 내지 도 7c 모두 모델로부터 산출된 발전 전압값과 실측값이 선형의 관계를 나타내고 있다. 이러한 점에서, 각 의사 시스템 모델이 실제의 발전 시스템(14)을 양호하게 의사하고, 실측값과 양호하게 일치하는 대표값을 산출할 수 있다고 할 수 있다. 따라서, 도 3, 도 8a, 도 8b의 어느 의사 시스템 모델이든 본 발명에 적용 가능하다.

단, 도 7c에 도시한 일사량만을 입력으로 하는 경우와 비교하여, 도 7b에 도시한 일사량과 이면 온도를 입력으로 하는 편이, 불균일이 억제되어 있다. 또한, 도 7b에 도시한 일사량과 이면 온도를 입력으로 하는 경우와 비교하여, 도 7a에 도시한 일사량과 이면 온도와 태양 고도를 입력으로 하는 편이, 불균일이 더 억제되어 있다. 이것은, 일사량만을 입력으로 하는 경우에 비해 일사량과 이면 온도를 입력으로 하는 경우의 편이, 또한 일사량과 이면 온도를 입력으로 하는 경우에 비해 일사량과 이면 온도와 태양 고도를 입력으로 하는 편이, 보다 높은 정밀도로 발전 시스템(14)을 의사할 수 있음을 의미한다. 필요로 하는 정밀도와 연산의 번잡함을 고려하여, 어느 의사 시스템 모델을 적용할지를 정하면 된다.

또한, 도 7a 내지 도 7c는, 의사 시스템 모델에 의해 산출되는 발전 전압값(횡축)과 실험 시스템에서 측정된 실측값(종축)과의 선형성과, 불균일에 관한 도 7a 내지 도 7c의 상대적 관계를 나타내기 위한 것이며, 결정계의 솔라 패널 단체를 사용하고, 부하 저항을 5Ω으로 하고, 날씨에 의한 한정을 하지 않고 취득한 데이터가 나타나 있다.

또한, 상술한 제1 실시 형태에서는, 범위 정보 관리부(22)가 실측값과 대표값의 차분에 상당하는 발전 전력의 폭을 상태 판정용 발전 출력 범위로서 유지하고, 상태 판정부(23)가 그 상태 판정용 발전 출력 범위와, 실측값과 대표값의 차분의 절댓값을 비교하였다.

이것은, 제1 실시 형태에서는, 실측값의 발전 전력이 높은 측과 낮은 측의 어느 쪽으로 어긋나는 것도 동일하게 취급한다고 하는 것이다. 그러나, 본 발명이 이것에 한정되는 일은 없다. 다른 예로서, ((대표값)-(상태 판정용 발전 출력값))≥(상태 판정용 발전 출력 범위(폭))로 되는 상태 판정용 발전 출력값의 비율이 소정 이상인 경우에 발전 시스템(14)이 이상 상태라고 판정하는 것으로 해도 된다. 이것은 발전 시스템(14)이 이상 상태로 되면 발전 전력이 저하한다고 하는 것에 착안하여, 발전 전력이 낮은 측으로 어긋남으로써 이상 상태라고 판정한다고 하는 것이다.

나아가, 상태 판정용 발전 출력 범위로서, 고장 판정을 위한 제1 상태 판정용 발전 범위와, 열화 판정을 위한 제2 상태 판정용 발전 출력 범위의 2개를 정하고, 고장과 열화를 각각 검지하는 것으로 해도 된다. 그 경우, 제1 상태 판정용 발전 출력 범위(폭)>제2 상태 판정용 발전 출력 범위(폭)로 하면 된다. 또한, 그 경우, 고장의 판정에는, 절댓값을 사용하여, |(대표값)-(상태 판정용 발전 출력값)|≥(상태 판정용 발전 출력 범위(폭))인지 여부라고 하는 조건에서 판정을 행하고, 열화의 판정에는, ((대표값)-(상태 판정용 발전 출력값))≥(제2 상태 판정용 발전 출력 범위(폭))인지 여부라고 하는 조건에서 판정을 행하는 것으로 해도 된다. 이것은, 솔라 패널이 고장난 경우에는 발전 출력이 저하되고, 솔라 패널이 열화된 경우에는 발전 출력이 저하될 뿐만 아니라, 불균일이 커질 가능성이 있다는 것을 고려한 처리이다.

또한, 다른 예로서, 범위 정보 관리부(22)는, 실측값이 측정되었을 때와 동일할 때 측정된 일사량 및 솔라 패널의 온도와, 실측값이 측정되었을 때의 태양 고도와의 조합마다, 그 조합에 대하여 결정되는 발전 전력의 범위를 상태 판정용 범위로서 미리 유지해 두고, 파워 컨디셔너(12)에서 상태 판정용 발전 출력값이 측정되었을 때 센서(13)에서 측정된 일사량 및 솔라 패널의 온도와, 상태 판정용 발전 출력값이 측정되었을 때의 태양 고도에 기초하여, 상태 판정용 발전 출력값이 상태 판정용 발전 출력 범위에 들어 있는지 여부를 판단하는 것으로 해도 된다.

또한, 또 다른 예로서, 범위 정보 관리부(22)는, 실측값이 측정되었을 때와 동일할 때 측정된 일사량 및 솔라 패널의 온도와, 실측값이 측정되었을 때의 태양 고도와의 조합에 대하여 결정되는 발전 전력의 범위를 상태 판정용 범위로 하여, 상태 판정용 실측값의 판정을 행할 때에 그때마다 계산하고, 센서(13)에서 측정된 일사량 및 솔라 패널의 온도와, 상태 판정용 발전 출력값이 측정되었을 때의 태양 고도에 기초하여, 상태 판정용 발전 출력값이 상태 판정용 발전 출력 범위에 들어 있는지 여부를 판단하는 것으로 해도 된다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 도 6의 스텝 S34의 판정에서, 상태 판정부(23)는, 산출된 비율이, 기준으로 되는 소정의 확률값 이상인지 여부를 판정하고, 산출된 비율의 값이 기준으로 되는 확률값 이하라고 1회 판정되면, 발전 시스템(14)은 이상 상태라고 판정하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 스텝 S34의 판정에 있어서, 산출된 비율의 값이 기준으로 되는 확률값 이하라고 연속해서 N회 판정되었을 때, 발전 시스템(14)이 이상 상태라고 판정하는 것으로 해도 된다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 센서(13)를 무선 송신기(16)에 접속하고, 센서값을 무선 송신기(16)로부터 네트워크(15) 경유로 분석 서버(11)로 보내는 예를 나타내었다. 그러나, 본 발명은 이 예에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 센서(13)를 파워 컨디셔너(12)에 접속하고, 센서값을 파워 컨디셔너(12)로부터 네트워크(15) 경유로 분석 서버(11)로 보내는 것으로 해도 된다. 또한, 복수의 센서에 의해 센서 네트워크를 구성하고, 센서값을, 그 센서 네트워크의 게이트웨이로부터 네트워크(15) 경유로 분석 서버(11)로 보내는 것으로 해도 된다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 분석 서버(11)가 발전 시스템(14)에 의한 발전 출력과 센서(13)에 의한 센서값을 네트워크(15)로부터 수신하고, 그것들을 사용하여 연산을 행하는 예를 나타내었지만, 본 발명은 이 예에 한정되지 않는다. 발전 시스템(14) 및 센서(13)는 분석 서버(11)와 접속되어 있지 않아도 되고, 발전 시스템(14)에 의한 발전 출력 및 센서(13)에 의한 센서값의 데이터를 기억 장치에 축적하고, 그들 데이터를 임의의 방법으로 분석 서버(11)에 입력하고, 연산을 행하는 것으로 해도 된다.

(제2 실시 형태)

제1 실시 형태에서는, 솔라 패널이 설치된 장소의 날씨를 고려하지 않고 발전 시스템(14)의 상태를 판정하였다. 이에 반해, 제2 실시 형태는, 날씨의 정보를 발전 시스템(14)의 상태 판정에 이용하는 예이다. 제2 실시 형태는, 발전 시스템(14)의 동작이 안정되어 있다고 판단할 수 있는 조건(안정 조건)을 만족하는 시간에 계측된 발전 출력값만을 발전 시스템(14)의 상태 판정에 사용하는 것이며, 날씨 정보는, 그 안정 조건을 만족하는지 여부의 판단에 사용한다. 구체적으로는, 안정 조건으로서 날씨가 "흐림"일 때의 발전 출력만을 사용하여 발전 시스템(14)의 상태 판정을 행한다.

도 9는, 제2 실시 형태에 따른 발전 감시 시스템의 블록도이다. 제2 실시 형태의 발전 감시 시스템은, 도 1의 구성 외에, 카메라(41)를 갖고 있다. 카메라(41)는, 상공 화상을 촬영하는 기능 외에 통신 기능을 구비하고 있다. 카메라(41)는 네트워크(15)에 접속되어 있고, 발전 시스템(14)의 상공을 촬영한 화상을, 촬영 시각과 함께, 네트워크(15) 경유로 분석 서버(11)에 송신한다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 분석 서버(11)의 구성 및 동작이 일부, 제1 실시 형태의 것과 상이하다. 도 10은, 제2 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 블록도이다. 도 10을 참조하면, 제2 실시 형태의 분석 서버(11)는, 모델 관리부(21), 범위 정보 관리부(22), 상태 판정부(23), 실측값 취득부(24) 외에, 날씨 판정부(25)를 갖고 있다.

날씨 판정부(25)는, 카메라(41)로부터 발전 시스템(14)의 상공을 촬영한 화상과 촬영 시각의 정보를 수신하고, 그 화상에 기초하여 발전 시스템(14)의 상공의 날씨를 판정하고, 촬영 시각의 정보와 함께 기록한다. 이에 의해 시각마다의 날씨 정보가 생성된다.

날씨 판정부(25)는, 일례로서, 맑음과 비를 포함시켜 각종 날씨를 판별하는 것이 아니라, 흐림인지 여부만을 판별하는 것으로 한다. 날씨 판정부(25)는, 판정 결과를 날씨가 흐림임을 나타내는 플래그에 의해 나타내고, 촬영 시각에 플래그를 부가함으로써, 날씨가 흐림이었던 시간(흐림 시간)의 정보(흐림 시간 정보)를 생성한다.

날씨가 흐림인지 여부의 판정 방법의 예로서, 카메라(41)로 촬영된 상공 화상 전체에 대한 구름이 차지하는 영역의 면적의 비율이 소정의 퍼센티지(예를 들어 70％) 이상이었다면 흐림으로 한다고 하는 조건으로 판정할 수 있다. 화상 중의 구름 부분은, 색상, 명도, 채도에 의한 조건부로 판별할 수 있다. 또한, 다른 예로서, 카메라(41)로 촬영된 상공 화상의 평균 명도가 소정값 이하였다면 흐림으로 한다고 하는 조건으로 판정할 수도 있다. 또 다른 예로서, 카메라(41)로 촬영된 상공 화상의 복수점의 명도의 표준 편차가 소정값 이하였다면 흐림으로 한다고 하는 조건으로 판정할 수도 있다.

모델 관리부(21)는, 흐림 시간 정보에 의해 흐림 시간을 지득하고, 그 흐림 시간에 측정된 모델 구축용 발전 출력값만을 선택하여 사용하고, 의사 시스템 모델을 미리 생성한다. 의사 시스템 모델의 생성 방법은, 논파라메트릭법을 사용한 제1 실시 형태의 것과 마찬가지이다.

범위 정보 관리부(22)는, 흐림 시간 정보에 의해 흐림 시간을 지득하고, 그 흐림 시간에 측정된 모델 구축용 발전 출력값만을 사용하여 상태 판정용 발전 출력 범위를 결정한다. 상태 판정용 발전 출력 범위의 결정 방법은 제1 실시 형태의 것과 마찬가지이다.

상태 판정부(23)는, 흐림 시간 정보에 의해 흐림 시간을 지득하고, 그 흐림 시간에 측정된 상태 판정용 발전 출력값만을 사용하여, 발전 시스템(14)의 상태를 판정한다. 상태 판정 방법은 제1 실시 형태의 것과 마찬가지이다.

이상과 같이, 제2 실시 형태에 따른 발전 감시 시스템에 따르면, 발전 출력이 안정되고, 고장 등에 의한 영향이 발전 출력에 현저하게 나타나기 쉬운 흐림일 때의 발전 출력값을 사용하여 발전 시스템(14)의 상태를 판정하므로, 솔라 패널의 고장 검지 등 상태 판정의 정밀도가 향상된다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 발전 시스템(14)이 설치되어 있는 장소의 상공 화상으로부터, 분석 서버(11)의 날씨 판정부(25)가 흐림인지 여부를 판정하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 정부나 지방 공공 기관 등으로부터 제공되는 기상 정보에 기초하여 날씨가 흐림인지 여부를 결정하는 것으로 해도 된다. 그 경우, 카메라(41)는 불필요하다. 분석 서버(11)의 날씨 판정부(25)는, 기상 정보에 기초하여, 발전 시스템(14)의 솔라 패널이 설치되어 있는 장소의 날씨가 흐림인지 여부를 판정하면 된다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 날씨가 흐림이라고 하는 것을 안정 조건으로서 사용하는 예를 나타내었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 발전 시스템(14)이 설치된 장소에서 관측되는 광량이 소정값 이하라고 하는 것을 안정 조건으로서 사용하는 것으로 해도 된다. 그 경우, 발전 시스템(14)이 설치된 장소에, 카메라(41) 대신에 광량계를 설치하고, 그 곳으로부터 측정값을 분석 서버(11)에 통지하고, 분석 서버(11)가 통지된 측정값에 기초하여 날씨가 흐림인지 여부를 판정하는 것으로 해도 된다.

(제3 실시 형태)

제1 실시 형태에서는, 발전 시스템(14)을 의사하는 유효한 의사 시스템 모델을 생성하기에 충분한 모델 구축용 발전 출력값으로서 실측값이 이미 축적되어 있는 것을 전제로 하여, 의사 시스템 모델을 미리 생성해 두는 예를 나타내었다. 그에 반해, 제3 실시 형태에서는, 발전 시스템(14)을 양호하게 의사하는 의사 시스템 모델을 생성할 수 있을 정도의 실측값이 얻어지지 않는 초기 상태를 상정하고, 발전 시스템(14)에 유사한 다른 시스템의 의사 시스템 모델을 보정하여 사용하는 예를 나타낸다. 이 제3 실시 형태에 따르면, 유효한 의사 시스템 모델을 구축할 수 없는 초기 상태에 있어서도 발전 시스템(14)의 상태 감시를 개시하는 것이 가능하게 된다.

제3 실시 형태에 따른 발전 감시 시스템의 기본적 구성은 도 1에 도시한 것과 마찬가지이다. 또한, 제3 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 기본적 구성은 도 2에 도시한 것과 마찬가지이다. 단, 제3 실시 형태의 모델 관리부(21)는, 제1 실시 형태의 모델 관리부(21)가 갖는 기능 외에, 의사 시스템 모델을 보정하는 기능을 갖고 있다. 유효한 의사 시스템 모델이 생기지 않은 초기 상태에 있어서는, 그 기능이 활용된다.

제3 실시 형태의 모델 관리부(21)는, 감시 대상의 발전 시스템(14)과는 상이한 다른 발전 시스템의 의사 시스템 모델에 대하여, 감시 대상의 발전 시스템(14)의 솔라 패널과 다른 발전 시스템의 솔라 패널과의 설치 지점의 상이 및/또는 설치 각도의 상이에 관한 보정을 가하여 보정 의사 시스템 모델을 생성하고, 유지한다. 그 경우, 범위 정보 관리부(22)는, 보정 의사 시스템 모델을, 상태 판정용 발전 출력 범위의 결정에 이용한다.

예를 들어, 위치의 상이에 의해 측정 시각에 대응하는 태양 고도가 상이해져 간다. 모델 관리부(21)는, 시각으로부터 태양 고도를 산출하여 사용하고 있는 경우, 솔라 패널의 설치 위치의 상이분 만큼, 시각으로부터 산출되는 태양 고도를 보정한다.

또한, 예를 들어, 솔라 패널의 설치 각도의 상이에 의해, 솔라 패널에 대한 태양광의 입사각이 상이해져 간다. 그 경우, 모델 관리부(21)는, 솔라 패널에서 본 상대적인 태양 고도를, 솔라 패널의 설치 각도에 따라 보정한다. 여기서 말하는 솔라 패널의 설치 각도에는, 솔라 패널을 기울이는 방향과 기울이는 각도가 포함된다. 예를 들어, 솔라 패널을 남쪽 방향으로 10도 기울여 설치하는 등의 경우가 있다.

또한, 제3 실시 형태의 모델 관리부(21)는, 감시 대상의 발전 시스템(14)과는 상이한 다른 발전 시스템(14)의 의사 시스템 모델에 대하여, 감시 대상의 발전 시스템(14)과 다른 발전 시스템의 솔라 패널의 개수 및/또는 접속 구성에 관한 보정을 가하여 보정 의사 시스템 모델을 생성하고, 유지한다.

예를 들어, 발전 시스템(14)이 복수의 솔라 패널을 직렬 접속한 것인 경우, 직렬로 접속되는 솔라 패널의 개수가 상이하면, 발전 시스템(14)의 발전 출력의 대표값은 개수에 비례하여 변화하므로, 그 만큼을 보정하면 된다. 표준 편차에 대해서는, 과거의 여러가지 구성의 발전 시스템의 발전 출력의 데이터를 구성에 연계하여 축적해 두고, 그 데이터에 기초하여, 직렬 접속하는 솔라 패널의 개수의 변화에 대하여 표준 편차가 어떻게 변화하는지를 산출하고, 산출 결과에 기초하여 보정을 행한다.

또한, 예를 들어, 발전 시스템(14)이, 복수의 솔라 패널을 직렬 접속한 스트링이 복수개 병렬 접속된 것이라면, 과거의 여러가지 구성의 발전 시스템의 발전 출력의 데이터를 구성에 연계하여 축적해 두고, 그 데이터에 기초하여, 병렬 접속하는 스트링의 개수의 변화에 대하여 표준 편차가 어떻게 변화하는지를 산출하고, 산출 결과에 기초하여 보정을 행한다.

또한, 제3 실시 형태의 모델 관리부(21)는, 감시 대상의 발전 시스템(14)과는 상이한 다른 발전 시스템(14)의 의사 시스템 모델에 대하여, 감시 대상의 발전 시스템(14)과 다른 발전 시스템과의 사용된 기간의 상이(경년 열화 정도의 차이)에 관한 보정을 가하여 보정 의사 시스템 모델을 생성하고, 유지하는 것으로 해도 된다.

예를 들어, 과거의 여러가지 발전 시스템의 발전 출력의 데이터를, 그 발전 시스템이 사용된 기간에 연계하여 축적해 두고, 그 데이터에 기초하여, 경년에 의해 표준 편차가 어떻게 변화하는지를 산출하고, 산출 결과에 기초하여 보정을 행한다.

또한, 상술한 솔라 패널의 설치 지점의 상이 및/또는 설치 각도의 상이에 관한 보정과, 솔라 패널의 개수 및/또는 접속 구성에 관한 보정과, 발전 시스템의 사용된 기간의 상이에 관한 보정은, 각각 단독으로 적용해도 되고, 복수 혹은 모두를 함께 적용해도 된다.

(제4 실시 형태)

제1 실시 형태에서는, 모델 구축용 발전 출력값과 상태 판정용 발전 출력값이 분리되어 있었지만, 그것들이 분리되어 있지 않은 경우가 있다. 모델 구축용 발전 출력값으로서는, 발전 시스템(14)이 정상 상태에서 측정된 실측값을 사용해야 한다. 정상 상태에서의 실측값을 사용함으로써, 정상 상태에서의 발전 시스템(14)을 의사하는 의사 시스템 모델을 구축할 수 있기 때문이다. 그러나, 모델 구축용 발전 출력값과 상태 판정용 발전 출력값이 명확하게 분리되어 제공되지 않는 경우가 있다. 예를 들어, 연속 시간의 실측값 데이터가 축적되어 있지만, 어느 시각까지 발전 시스템(14)이 정상 상태였는지의 정보가 없는 등의 경우가 있다. 제4 실시 형태는, 그렇게 모델 구축용 발전 출력값과 상태 판정용 발전 출력값이 분리되어 있지 않은 경우를 상정하고, 그 경우에도 발전 시스템(14)의 상태 감시를 가능하게 한다.

도 11은, 제4 실시 형태에 따른 분석 서버(11)의 블록도이다. 제4 실시 형태의 분석 서버(11)는, 도 1의 구성 외에, 추가로 발전 출력값 분리부(26)를 갖고 있다.

발전 출력값 분리부(26)에는, 발전 시스템(14)의 측정점에서 측정된 복수의 실측값이 제공된다. 발전 출력값 분리부(26)는, 소정의 경계 시각보다 앞서 측정된 실측값과, 그 경계 시각보다 나중에 측정된 실측값으로 분리한다.

모델 관리부(21), 범위 정보 관리부(22) 및 상태 판정부(23)는, 제1 실시 형태의 것과 마찬가지이며, 경계 시각보다 앞서 측정된 실측값을 모델 구축용 발전 출력값으로서 사용하고, 경계 시각보다 나중에 측정된 실측값을 상태 판정용 발전 출력값으로서 사용하여 처리를 실행한다.

도중의 어느 타이밍에서 발전 시스템(14)이 이상 상태로 되었다면, 이상 상태에서의 실측값은 상태 판정용 발전 실측값에 비교적 많게, 모델 구축용 발전 출력값에 비교적 적게 포함되는 경향으로 된다. 그로 인해, 제4 실시 형태에 따르면, 모델 관리부(21), 범위 정보 관리부(22) 및 상태 판정부(23)의 처리에 의해 발전 시스템(14)의 이상을 검지할 수 있게 된다.

또한, 발전 출력값 분리부(26)가 복수의 실측값을 분리하는 경계 시각은, 특별히 한정되지 않으며, 복수의 실측값을 측정 시각이 빠른 측과 느린 측으로 양분함에 의미가 있다. 일례로서, 발전 출력값 분리부(26)가 실측값을 분리하는 경계 시각을, 제공된 실측값의 개수를 2등분하는 시각으로 해도 된다. 혹은, 최초의 실측값과 최후의 실측값의 사이를 시간으로 2등분하는 시각을 경계 시각으로 해도 된다. 또한, 실측값의 개수 혹은 시간적으로 2등분하는 것에 한정되는 것도 아니며, 1:2, 1:3, 2:1 등 임의의 비율로 분리할 수 있다.

또한, 복수의 경계 시각을 설정하고, 각각에 대하여 상태 판정의 처리를 행하여, 어느 하나의 경계 시각을 취하였을 때 발전 시스템(14)이 이상 상태라고 판정되면, 발전 시스템(14)이 이상 상태라고 판정하는 것으로 해도 된다. 실제로 발전 시스템(14)에서 이상이 발생한 시각에 가까운 시각에 경계 시각을 설정한 경우에, 상태 판정 처리에서 발전 시스템(14)의 이상 상태를 높은 정밀도로 검지할 수 있으므로, 어느 하나에서 이상 상태에서 이상이 되면 발전 시스템(14)에 이상이 발생하였다고 판정할 수 있다. 또한, 그 경우, 발전 시스템(14)이 이상 상태라고 판정되었을 때 사용하고 있던 경계 시각에 가까운 시각에 발전 시스템(14)에서 이상이 발생하였다고 추정할 수도 있다.

그 경우, 우선 복수의 실측값 전체를 2등분하는 경계 시각을 설정하고, 실측값 전체를 모델 구축용 발전 출력값 혹은 상태 판정용 발전 출력값으로서 사용하여 발전 시스템(14)의 상태 판정을 행하고, 그것에서 발전 시스템(14)의 이상이 검지되지 않으면, 전반의 실측값을 2등분하는 경계 시각을 설정하고, 실측값 전체를 모델 구축용 발전 출력값 혹은 상태 판정용 발전 출력값으로서 사용하여 발전 시스템(14)의 상태 판정을 행하고, 그것에서도 발전 시스템(14)의 이상이 검지되지 않으면, 후반의 실측값을 2등분하는 경계 시각을 설정하고, 실측값 전체를 모델 구축용 발전 출력값 혹은 상태 판정용 발전 출력값으로서 사용하여 발전 시스템(14)의 상태 판정을 행한다고 하는 것 같이 경계 시각의 설정을 서서히 미세하게 해 가도록 해도 된다. 이에 따르면, 이상 상태가 조기에 검지되면, 그 이후의 처리를 생략할 수 있다.

또한, 상술한 각 실시 형태에서는, 발전 시스템(14)이 복수의 솔라 패널을 접속한 태양광 발전 시스템인 예를 나타내었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 풍력 발전 등 다른 여러가지 발전 시스템에 널리 적용 가능하다.

또한, 상술한 각 실시 형태는, 본 발명의 설명을 위한 예시이며, 본 발명의 범위를 그들 실시 형태에만 한정한다는 취지가 아니라는 것은 말할 필요도 없다. 당업자는, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 다른 여러가지 형태로 본 발명을 실시할 수 있다.

Claims

발전 시스템의 상태를 분석하는 발전 시스템 분석 장치이며,
상기 발전 시스템의 소정의 측정점에서의 모델 구축용의 발전 출력인 복수의 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 논파라메트릭법으로 생성되는 의사 시스템 모델로부터 산출되는, 상기 측정점에서의 발전 출력의 대표값과, 상기 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 산출되는 상기 복수의 모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차에 기초하여 결정되는, 상기 측정점에서의 발전 출력이 소정 이상의 확률로 포함되어야 할 범위에 대응한 상태 판정용 발전 출력 범위를 관리하는 범위 정보 관리 수단과,
상기 측정점에 있어서 측정되는 발전 출력을 상태 판정용 발전 출력값으로서 취득하는 발전 출력값 취득 수단과,
복수의 상기 상태 판정용 발전 출력값을 상기 상태 판정용 발전 출력 범위와 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 상기 발전 시스템의 상태를 판정하는 상태 판정 수단을 갖는, 발전 시스템 분석 장치.
제1항에 있어서, 상기 상태 판정 수단은, 상기 상태 판정용 발전 출력값의 총 개수에 대한, 상기 상태 판정용 발전 출력 범위에 포함되어 있는 상태 판정 발전 출력값의 개수의 비율이, 소정의 역치를 하회하면, 상기 발전 시스템이 이상 상태라고 판정하는, 발전 시스템 분석 장치.
제1항에 있어서, 상기 발전 시스템은, 복수의 솔라 패널이 접속된 태양광 발전 시스템인, 발전 시스템 분석 장치.
제3항에 있어서, 상기 의사 시스템 모델은, 일사량을 입력으로 하고, 발전 전력을 출력으로 하여, 상기 태양광 발전 시스템의 상기 측정점에서 발전 출력의 값을 산출하는, 발전 시스템 분석 장치.
제4항에 있어서, 상기 의사 시스템 모델은, 추가로 상기 솔라 패널의 온도를 입력으로 하는, 발전 시스템 분석 장치.
제5항에 있어서, 상기 의사 시스템 모델은, 추가로 상기 솔라 패널이 설치되는 지점에서의 태양 고도를 입력으로 하는, 발전 시스템 분석 장치.
제3항에 있어서, 상기 상태 판정용 발전 출력 범위의 결정에, 상기 복수의 모델 구축용 발전 출력값 중, 소정의 조건을 만족할 때 측정된 모델 구축용 발전 출력값만이 사용되고 있고,
상기 상태 판정 수단은, 상기 복수의 상태 판정용 발전 출력값 중, 상기 조건을 만족할 때 측정된 상태 판정용 발전 출력값만을 사용하여, 상기 발전 시스템의 상태를 판정하는, 발전 시스템 분석 장치.
제7항에 있어서, 상기 상태 판정용 발전 출력 범위의 결정에, 상기 복수의 모델 구축용 발전 출력값 중, 특정한 날씨일 때 측정된 모델 구축용 발전 출력값만이 사용되고 있고,
상기 상태 판정 수단은, 상기 특정한 날씨일 때 측정된 상태 판정용 발전 출력값만을 사용하여, 상기 발전 시스템의 상태를 판정하는, 발전 시스템 분석 장치.
제4항에 있어서, 상기 상태 판정 수단은, 상기 입력의 변동이 소정의 역치를 초과하는 타이밍 전 및 후의 소정 시간에서의 발전 출력값을 사용하여 상기 발전 시스템의 상태를 판정하는, 발전 시스템 분석 장치.
제3항에 있어서, 대상의 태양광 발전 시스템과는 상이한 다른 태양광 발전 시스템의 의사 시스템 모델에 대하여, 상기 대상의 태양광 발전 시스템의 솔라 패널과 상기 다른 태양광 발전 시스템의 솔라 패널과의 설치 지점의 상이 및/또는 설치 각도의 상이에 관한 보정을 가하여 생성된 보정 의사 시스템 모델을 유지하는 모델 관리 수단을 추가로 갖는, 발전 시스템 분석 장치.
제3항에 있어서, 대상의 태양광 발전 시스템과는 상이한 다른 태양광 발전 시스템의 의사 시스템 모델에 대하여, 상기 대상의 태양광 발전 시스템과 상기 다른 태양광 발전 시스템과의 솔라 패널의 개수의 상이 및/또는 접속 구성의 상이에 관한 보정을 가하여 생성된 보정 의사 시스템 모델을 유지하는 모델 관리 수단을 추가로 갖는, 발전 시스템 분석 장치.
제3항에 있어서, 대상의 태양광 발전 시스템과는 상이한 다른 태양광 발전 시스템의 의사 시스템 모델에 대하여, 상기 대상의 태양광 발전 시스템과 상기 다른 태양광 발전 시스템과의 사용된 기간의 상이에 관한 보정을 가하여 생성된 보정 의사 시스템 모델을 유지하는 모델 관리 수단을 추가로 갖는, 발전 시스템 분석 장치.
발전 시스템의 상태를 분석하기 위한 발전 시스템 분석 방법이며,
범위 정보 관리 수단이, 상기 발전 시스템의 소정의 측정점에서의 모델 구축용의 발전 출력인 복수의 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 논파라메트릭법으로 생성되는 의사 시스템 모델로부터 산출되는, 상기 측정점에서의 발전 출력의 대표값과, 상기 모델 구축용 발전 출력값을 사용하여 산출되는 상기 복수의 모델 구축용 발전 출력값의 표준 편차에 기초하여 결정되는, 상기 측정점에서의 발전 출력이 소정 이상의 확률로 포함되어야 할 범위에 대응한 상태 판정용 발전 출력 범위를 관리하고,
발전 출력값 취득 수단이, 상기 측정점에 있어서 측정되는 발전 출력을 상태 판정용 발전 출력값으로서 취득하고,
상태 판정 수단이, 복수의 상기 상태 판정용 발전 출력값을 상기 상태 판정용 발전 출력 범위와 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 상기 발전 시스템의 상태를 판정하는, 발전 시스템 분석 방법.