WO2020065871A1 - 太陽光発電用パワーコンディショナおよび太陽光発電システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a photovoltaic power conditioner and a photovoltaic power generation system, and more particularly to a photovoltaic power conditioner and a photovoltaic power conditioner including a control unit that detects an abnormality of DC power supplied from a plurality of photovoltaic panel groups. It relates to a photovoltaic power generation system.
- a power conditioner for photovoltaic power generation and a photovoltaic power generation system including a control unit for detecting an abnormality of DC power supplied from a solar panel group are known.
- Such a power conditioner for photovoltaic power generation and a photovoltaic power generation system are disclosed in, for example, JP-A-2013-168535.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-168535 discloses a plurality of abnormality detection devices that detect abnormality of each of a plurality of solar cell modules.
- the abnormality detection device corresponding to one solar cell module detects abnormality by comparing the power from one solar cell module with the power from another solar cell module connected in series with one solar cell module. It is configured to perform.
- the abnormality detection device is configured such that, when the integrated value of the difference between the power from one solar cell module and the power from another solar cell module for a preset duration is equal to or greater than a threshold value, , Is configured to detect an abnormality of one of the solar cell modules.
- the duration is set to such a length that the influence of the transient shadow due to the cloud or the like can be ignored, the influence on the power due to the transient shadow due to the cloud or the like is reduced. I have.
- a difference in the amount of power generation may occur due to a difference in the inclination angle between one solar cell module and another solar cell module.
- a difference in the amount of power generation due to the difference in the inclination angle is also determined to be a failure. In this case, there is a problem that it is difficult to accurately detect a failure (abnormality) of the solar cell module.
- the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a solar power generation system capable of accurately detecting a failure (abnormality) of a solar panel group. It is to provide a power conditioner and a photovoltaic power generation system.
- a power conditioner for photovoltaic power generation is directed to a direct-current power generated and supplied by a plurality of photovoltaic panel groups each including at least one photovoltaic panel.
- An AC power conversion unit that converts power to AC power
- a power detection unit that detects DC power from each of the plurality of solar panel groups
- a plurality of solar panel groups based on a detection value of the power detection unit.
- a control unit that performs control for detecting an abnormality of the supplied DC power, and the control unit performs a period in which a transient shadow that does not affect the integrated value of the DC power due to the transient shadow is formed.
- a first integrated value obtained by integrating DC power supplied from the solar panel groups is obtained, First
- the ratio of the first integrated value of each solar panel group to the first average value obtained by averaging the calculated values by the number of the plurality of solar panel groups is caused by the difference between the inclination angles of the plurality of solar panel groups. It is configured to acquire a value reflecting the influence on the DC power and detect an abnormality of the DC power supplied from the plurality of solar panel groups based on the ratio.
- the control unit has a period longer than a period in which a transient shadow can be formed, and a plurality of solar panel groups.
- a first integrated value is acquired in a first period that is an initial period of installation, and based on a ratio of the first integrated value to a first average value obtained by averaging the first integrated value by the number of the plurality of solar panel groups.
- the abnormality of the DC power supplied from the plurality of solar panel groups is detected. Thereby, since the first period is longer than the period during which the transient shadow is formed, the influence of the transient shadow on the acquired first integrated value is reduced.
- the first period is the initial period of installation of the plurality of solar panel groups, all the solar panel groups are normal.
- the effect of the fluctuation of the DC power caused by the abnormality of the group is suppressed. That is, the ratio of the first integrated value to the first average value is a value (the ratio of deviation from the average) that reflects only the influence on the DC power resulting from the difference between the inclination angles of the plurality of solar panel groups. Can be considered to be. Therefore, by detecting an abnormality of the DC power supplied from the plurality of solar panel groups based on the above ratio, the influence on the DC power due to the difference between the inclination angles of the plurality of solar panel groups is reduced.
- the power detection unit has a broad meaning including a current detection unit and a voltage detection unit.
- the control unit controls the DC power supplied from the plurality of solar panel groups to affect the integrated value of the DC power by a transient shadow.
- the second integrated value in which the influence of the transient shadow has been alleviated by the ratio reflecting the difference in the inclination angle in the DC power supplied from the plurality of solar panel groups, Both the effect of the transient shadow and the effect on the DC power resulting from the difference in the inclination angle are reduced. Accordingly, when an abnormality occurs in the DC power supplied from the plurality of solar panel groups after the elapse of the first period, the second integrated value in the second period after the first period is calculated by the above ratio. , The abnormality can be detected in a state in which both the influence of the transient shadow and the influence on the DC power due to the difference in the inclination angle are reduced.
- the control unit reduces the influence of the transient shadow by acquiring the second integrated value integrated in the second period, and corrects the second integrated value by the above ratio. It is configured to detect an abnormality in the DC power in a state where the influence on the DC power due to the difference in the inclination angle is reduced. With this configuration, the influence of the transient shadow and the influence on the DC power due to the difference between the inclination angles of the plurality of solar panel groups are alleviated. The influence on the DC power resulting from the failure (abnormality) in the group can be detected more accurately.
- the control unit reduces the influence of the transient shadow by acquiring a second integrated value integrated in the second period, and corrects the second integrated value by a ratio to obtain the inclination angle. It is configured to detect the influence of the shield covering the solar panel and the abnormality of the DC power caused by the failure of the solar panel while the influence on the DC power caused by the difference is reduced. . According to this configuration, it is possible to easily detect a permanent obstacle occurring in the solar panel, such as a shield covering the solar panel and a failure of the solar panel.
- the control unit calculates a difference between the second integrated value and a correction value corrected by multiplying by a ratio a second average value obtained by averaging the second integrated value by the number of the plurality of solar panel groups, When it is larger than a predetermined threshold value, it is configured to detect an influence of a shield covering the solar panel and an abnormality of DC power resulting from an effect of a failure of the solar panel.
- the difference between the correction value and the second integrated value is compared with a predetermined threshold value, and the difference between the correction value and the second integrated value is caused by the effect of the shield covering the solar panel and the effect of the failure of the solar panel. Abnormality in the DC power can be easily detected.
- the control unit includes a second period.
- the control for detecting the abnormality of the DC power is repeatedly performed by acquiring the second integrated value and correcting the second integrated value using the ratio. According to this configuration, the DC power abnormality is reduced in a state in which both the influence of the transient shadow and the influence on the DC power due to the difference between the inclination angles of the plurality of solar panel groups are reduced. Can be repeatedly performed.
- the control unit is configured to control DC power from a plurality of solar panel groups other than one of the plurality of solar panel groups. It is configured to detect an abnormality of DC power supplied from one solar panel group based on a ratio of the first integrated value of one solar panel group to the first average value.
- the control unit when detecting an abnormality in the DC power supplied from the solar panel group, supplies the detected DC power. It is configured to perform control for notifying that there is an abnormality in the solar panel group. According to this configuration, the user is notified when an abnormality is detected in the solar panel group, so that the user can promptly take measures such as repairing the solar panel group having the abnormality.
- the power conditioner further includes a plurality of DC power converters that convert DC power supplied from the plurality of solar panel groups and supply the DC power to the AC power converter.
- the control unit is configured to control the abnormality of the DC power supplied from the plurality of solar panel groups to the DC power conversion unit based on the ratio obtained by the DC power supplied from the solar panel group to the DC power conversion unit. Is configured to be detected. With this configuration, it is possible to detect an abnormality in the DC power supplied to the DC power conversion unit in a state where the influence on the DC power due to the difference between the inclination angles of the plurality of solar panel groups is reduced. Can be.
- a solar power generation system includes a plurality of solar panel groups each including at least one solar panel, and a sun to which DC power generated by the plurality of solar panel groups is supplied.
- a power conditioner for photovoltaic power generation includes an AC power conversion unit that converts DC power supplied from a plurality of solar panel groups into AC power, and a plurality of solar panel groups.
- a power detection unit that detects DC power from each of the power detection units, and a control unit that performs control to detect an abnormality in DC power supplied from the plurality of solar panel groups based on a value detected by the power detection unit.
- the control unit has a period longer than a period in which a transient shadow that does not affect the integrated value of the DC power due to the transient shadow is formed, and an initial period of installation of the plurality of solar panel groups.
- Period In the first period the first integrated value obtained by integrating the DC power supplied from the solar panel group is obtained, and the first integrated value is averaged by the number of the plurality of solar panel groups. Is obtained as a value reflecting the influence on the DC power resulting from the difference between the inclination angles of the plurality of solar panel groups with respect to the first integrated value of each of the solar panel groups. Thus, an abnormality of the DC power supplied from the plurality of solar panel groups is detected.
- the control unit has a period longer than a period in which a transient shadow can be formed, and also includes an initial stage of installation of the plurality of solar panel groups.
- a first integrated value is acquired in a first period, which is a period, and an abnormality in DC power supplied from a plurality of solar panel groups is detected based on a ratio of the first integrated value to the first average value.
- the ratio of the first integrated value to the first average value is a value (the ratio of deviation from the average) that reflects only the influence on the DC power resulting from the difference between the inclination angles of the plurality of solar panel groups. is there. Therefore, by detecting an abnormality of the DC power supplied from the plurality of solar panel groups based on the above ratio, the influence on the DC power due to the difference between the inclination angles of the plurality of solar panel groups is reduced. In the relaxed state, it is possible to detect an abnormality of the DC power supplied from the plurality of solar panel groups. As a result, it is possible to accurately detect an abnormality (such as a failure of a solar panel) in the solar power generation system.
- a failure (abnormality) of a solar panel group can be accurately detected.
- the photovoltaic power generation system 100 includes a power conditioner 10 for photovoltaic power generation.
- the power conditioner 10 for photovoltaic power generation includes a housing 10a that houses a DC / DC conversion circuit 2, a DC / AC conversion circuit 5, and a control unit 6, which will be described later.
- the casing 10a is connected to a plurality (four in the present embodiment) of cell strings 1.
- the cell string 1 includes a plurality of solar panels connected in series to each other.
- the cell string 1 is an example of the “solar panel group” in the claims.
- the power conditioner 10 for photovoltaic power generation includes a plurality (four in the present embodiment) of DC / DC conversion circuits 2 to which the DC power generated by the plurality of cell strings 1 is supplied.
- Each DC / DC conversion circuit 2 is configured to be supplied with DC power from one cell string 1.
- the DC / DC conversion circuit 2 is configured to convert the DC power supplied from the cell string 1 (change the voltage value).
- each of the plurality of DC / DC conversion circuits 2 will be referred to as a first DC / DC conversion circuit 2, a second DC / DC conversion circuit 2,
- the DC / DC conversion circuit 2 is the fourth DC / DC conversion circuit 2.
- the DC / DC conversion circuit 2 is an example of a “DC power conversion unit” in the claims.
- the photovoltaic power conditioner 10 is provided with a current detection unit 3 provided between the cell string 1 and the DC / DC conversion circuit 2.
- the current detection unit 3 detects currents (A1, A2, A3, and A4) flowing between the cell string 1 and the DC / DC conversion circuit 2 that are connected to each other.
- the current detection unit 3 is an example of the “power detection unit” in the claims.
- the power conditioner 10 for photovoltaic power generation includes a voltage detection unit 4 provided between the cell string 1 and the DC / DC conversion circuit 2.
- the voltage detection unit 4 detects voltages (V1, V2, V3, and V4) between the cell strings 1 and the DC / DC conversion circuit 2 that are connected to each other.
- the control unit 6 controls the DC / DC conversion circuit 2 to supply the DC / DC from the plurality of cell strings 1 to the DC / DC conversion circuit 2 based on the detection value of the current detection unit 3 and the detection value of the voltage detection unit 4. It is configured to perform control for detecting a power abnormality.
- the voltage detector 4 is an example of the “power detector” in the claims.
- each of the current detection unit 3 and the voltage detection unit 4 is generally provided in a power conditioner for photovoltaic power generation, a detection value of the current detection unit 3 and a detection value of the voltage detection unit 4 are provided.
- a detection value of the current detection unit 3 and a detection value of the voltage detection unit 4 are provided.
- each of the DC / DC conversion circuits 2 performs a maximum power point tracking control (MPPT control) based on the detection value of the current detection unit 3 and the detection value of the voltage detection unit 4, and controls each solar panel. Control is performed so that the output power of (cell string 1) becomes maximum.
- MPPT control maximum power point tracking control
- the power conditioner for photovoltaic power generation includes a DC / AC conversion circuit 5 to which DC power is supplied from the DC / DC conversion circuit 2.
- the DC / AC conversion circuit 5 converts the DC power from each DC / DC conversion circuit 2 into AC power. Further, the DC / AC conversion circuit 5 supplies the AC power obtained by the conversion to the system 101.
- the DC / AC conversion circuit 5 is an example of the “AC power conversion unit” in the claims.
- the power conditioner 10 for photovoltaic power generation includes the control unit 6. As shown in FIG. 2, the control unit 6 includes a power calculation unit 6a that calculates and obtains DC power supplied from each of the plurality of cell strings 1. In FIG. 2, the power calculation unit 6 a is illustrated as being divided into four for the sake of explanation, but is actually provided in the control unit 6 as one function.
- the power calculation unit 6a is based on a current value (a detection value of the current detection unit 3) and a voltage value (a detection value of the voltage detection unit 4) between the cell string 1 and the DC / DC conversion circuit 2 connected to each other. , And is configured to obtain DC power supplied from the cell string 1 to the DC / DC conversion circuit 2. Specifically, the power calculation unit 6a (control unit 6) calculates the DC power (P1) supplied to the first DC / DC conversion circuit 2 by multiplying the current A1 by the voltage V1. The power calculation unit 6a (control unit 6) calculates the DC power (P2) supplied to the second DC / DC conversion circuit 2 by multiplying the current A2 by the voltage V2.
- the power calculation unit 6a calculates the DC power (P3) supplied to the third DC / DC conversion circuit 2 by multiplying the current A3 by the voltage V3.
- the power calculation unit 6a calculates the DC power (P4) supplied to the fourth DC / DC conversion circuit 2 by multiplying the current A4 by the voltage V4.
- the function of the power calculation unit 6a can be realized by software such as a program.
- Control unit 6 also includes an integration unit 6b that integrates DC powers P1 to P4 during a predetermined period. Specifically, integrating section 6b (control section 6) integrates DC power P1 during a predetermined period to calculate integrated value P SUM1 . Further, integrating section 6b (control section 6) integrates DC power P2 in a predetermined period to calculate integrated value P SUM2 . Integrator 6b (controller 6) integrates DC power P3 in a predetermined period to calculate integrated value P SUM3 . Integrator 6b (controller 6) integrates DC power P4 during a predetermined period to calculate integrated value P SUM4 .
- integration unit 6b that integrates DC powers P1 to P4 during a predetermined period.
- the function of the integration unit 6b can be realized by software such as a program.
- the integrating unit 6 b is illustrated as being divided into four for the sake of explanation, but is actually provided in the control unit 6 as one function.
- control unit 6 includes an averaging processing unit 6c for averaging the integrated value P SUM1 , the integrated value P SUM2 , the integrated value P SUM3 , and the integrated value P SUM4 . More specifically, the averaging processing unit 6c (control unit 6) calculates the average value P AVE1 ((P PUM1) which is the average value of the integrated value P SUM1 , the integrated value P SUM2 , the integrated value P SUM3 , and the integrated value P SUM4. SUM1 + PSUM2 + PSUM3 + PSUM4 ) / 4) is obtained. In the control unit 6, the function of the averaging unit 6c can be realized by software such as a program.
- the integrating unit 6b integrates the DC power (P1 to P4) for a period of one week, and integrates the integrated value P SUM1 , the integrated value P SUM2 , the integrated value P SUM3 , And the integrated value P SUM4 is obtained.
- the integrating unit 6b samples the DC power (P1 to P4) every hour to obtain an integrated value.
- the averaging unit 6c obtains the average value P AVE1 which is the average value of the integrated value P SUM1 , the integrated value P SUM2 , the integrated value P SUM3 , and the integrated value P SUM4 for one week. I do.
- the length of the period of one week is a period in which a transient shadow such as a cloud does not affect the integrated value of DC power, and a period longer than a period in which a transient shadow can be formed. It is. That is, the amount of decrease in DC power (power generation amount) due to the transient shadow with respect to the integrated value for one week is so small that it is unnecessary to consider it.
- the period of one week is one week immediately after the cell string 1 is installed (immediately after the solar power conditioner 10 is installed).
- the integrated value P SUM1 , the integrated value P SUM2 , the integrated value P SUM3 , and the integrated value P SUM4 are examples of the “first integrated value” in the claims.
- One week is an example of the “first period” in the claims.
- the average value P AVE1 is an example of the “first average value” in the claims.
- the control unit 6 calculates the integrated value P AVE1 based on the integrated value P SUM1 , the integrated value P SUM2 , the integrated value P SUM3 , and the average value P AVE1 obtained based on the integrated value P SUM4.
- the ratios r1, r2, r3, and r4, which are values obtained by dividing the sum SUM1 , the sum P SUM2 , the sum P SUM3 , and the sum P SUM4 are obtained.
- the ratios r1 to r4 mean the magnitude (ratio) of each deviation of the integrated value P SUM1 , the integrated value P SUM2 , the integrated value P SUM3 , and the integrated value P SUM4 with respect to the average value P AVE1 .
- the above shift is caused by a difference in the amount of received light caused by different inclination angles of the cell strings 1 that supply DC power (P1 to P4) to the plurality of DC / DC conversion circuits 2.
- the ratios r1 to r4 are values reflecting the influence on the DC power due to the difference between the inclination angles of the plurality of cell strings 1. Note that the inclination angle of the cell string 1 changes depending on the inclination angle of the place where the cell string 1 is installed.
- the control unit 6 stores (holds) the acquired ratios r1 to r4 in the storage unit 6d.
- the function of the storage unit 6d can be realized by software such as a program, a volatile memory, and a storage medium such as a flash memory.
- control unit 6 is configured to detect an abnormality of the DC power supplied from the cell string 1 based on the ratios r1 to r4. Then, the control unit 6 is configured to detect a cell string 1 outputting abnormal DC power as a cell string 1 in an abnormal state by detecting an abnormal DC power.
- the detection of the abnormality of the DC power based on the ratios r1 to r4 will be described in detail.
- the integrating unit 6b (control unit 6) (see FIG. 2) integrates the DC power (P1 to P4) in a period of one day, and integrates the integrated values P SUM11 , P SUM12 , An integrated value P SUM13 and an integrated value P SUM14 are acquired.
- the averaging process unit 6c (controller 6) (see FIG. 2) one day integrated value P SUM11, the integrated value P SUM12, the integrated value P SUM13, and an average value of the integrated value P SUM14 average The value P AVE11 is obtained.
- the length of the period of one day is a period in which a transient shadow such as a cloud does not affect the integrated value of DC power, and a period longer than a period in which a transient shadow can be formed. It is. That is, the amount of decrease in DC power (power generation amount) due to a transient shadow with respect to the integrated value in one day is so small that it is unnecessary to consider it.
- the integrated value P SUM11 , the integrated value P SUM12 , the integrated value P SUM13 , and the integrated value P SUM14 are values in which the influence of a transient shadow such as a cloud is reduced.
- the one-day period is a period after the above-described one-week integrated value is obtained.
- the integrated value P SUM11 , the integrated value P SUM12 , the integrated value P SUM13 , and the integrated value P SUM14 are examples of the “second integrated value” in the claims.
- PAVE11 is an example of the “second average value” in the claims.
- One day is an example of the “second period” in the claims.
- the control unit 6 corrects the integrated value P SUM11 , the integrated value P SUM12 , the integrated value P SUM13 , and the integrated value P SUM14 by the ratios r1, r2, r3, and r4, respectively, to thereby obtain the cell string 1.
- the control unit 6 corrects the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) by the ratio (r1 to r4), so that the influence of a transient shadow such as a cloud, and It is configured to detect an abnormality of the DC power supplied from the cell strings 1 in a state where the influence caused by the difference between the inclination angles of the plurality of cell strings 1 is reduced.
- the control unit 6 corrects the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) by the ratio (r1 to r4), the fluctuation (decrease) of the DC power caused by the failure (abnormality) of the cell string 1 ) Just extract.
- the abnormal DC power is caused by the fact that the solar panel of the cell string 1 is covered with a shielding object, so that the power generation amount is reduced together with the received light amount.
- the shield include fallen leaves and bird droppings.
- the DC current may become abnormal (excessive decrease).
- control unit 6 calculates a multiplication value of each of the ratios r1 to r4 with P AVE11 which is an average value of the integrated value P SUM11 , the integrated value P SUM12 , the integrated value P SUM13 , and the integrated value P SUM14. Are calculated as Pr1, Pr2, Pr3, and Pr4. Then, the control unit 6 determines the first to fourth DC / DC conversion circuits 2 based on the relationship between the correction values Pr1 to Pr4 and the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ). To detect whether the DC power (P1 to P4) supplied to the power supply is abnormal.
- the control unit 6 includes a failure determination unit 6e.
- the failure determination unit 6e determines that the difference between the correction value Pr1 and the integrated value P SUM11 is equal to or greater than a predetermined threshold. It is determined that the DC power P1 is abnormal (the shield covering the solar panel or the solar panel is faulty).
- the predetermined threshold is, for example, a value of 10% of the integrated value P SUM11 . That is, the failure determination unit 6e (the control unit 6) determines that the DC power P1 is abnormal when Pr1 ⁇ P SUM11 > 0.1 ⁇ P SUM11 .
- 10% is the ratio of the DC power (the power generation amount of the cell string 1) that can fluctuate (decrease) from the normal state when there is no abnormality (failure) in the cell string 1. Note that the same applies to the second to fourth DC / DC conversion circuits 2, and a detailed description thereof will be omitted.
- the control unit 6 acquires the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) for one day and obtains the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) is corrected using the ratios r1 to r4 to repeatedly perform control for detecting an abnormality in DC power. Specifically, the control unit 6 acquires the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) and the average value P AVE11 for 24 hours from midnight, and at midnight of the next day. The detection of the abnormality is controlled.
- the control unit 6 is configured to repeat the above control every day.
- control unit 6 is configured to read out the ratios r1 to r4 stored in the storage unit 6d and detect the abnormality.
- the ratios r1 to r4 can be used for detecting the abnormality without calculating the ratios r1 to r4 each time the abnormality is detected.
- the control unit 6 when detecting an abnormality in the DC power (P1 to P4) supplied from the cell string 1, the control unit 6 detects the abnormality in the cell string 1 supplying the detected DC power. It is configured to perform control for notifying that there is.
- the power conditioner 10 for photovoltaic power generation is provided with a notification unit 7 (see FIG. 1).
- the control unit 6 is configured to, when detecting an abnormality in the DC power (P1 to P4), perform control so as to notify the notification unit 7 that an abnormality has occurred.
- the notification unit 7 may be, for example, an alarm and an LED lamp. In this case, the notification unit 7 is configured to notify (or display on a screen) which cell string 1 has an abnormality by an alarm (LED lamp).
- step S1 the controller 6 controls the DC power (P1 to P1) from each cell string 1 for one week immediately after the cell string 1 is installed (immediately after the photovoltaic power conditioner 10 is introduced).
- the integrated value (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) of P4 ) and the average value (P AVE1 ) are acquired.
- step S2 the control unit 6 causes the ratio (r1) of the integrated value (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) of each cell string 1 to the average value (P AVE1 ) obtained in step S1. To r4) are calculated. Then, the calculated ratios (r1 to r4) are stored in the storage unit 6d.
- step S3 the control unit 6 sets the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) and the average value of the DC power (P1 to P4) from each cell string 1 in one day. P AVE11 ).
- step S4 the control unit 6 calculates a correction value (Pr1 to Pr4) obtained by multiplying the ratio calculated in step S2 by the average value ( PAVE11 ) obtained in step S3, and obtains a correction value in step S3. It is determined whether or not the difference between the calculated integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) of each cell string 1 is equal to or greater than a predetermined threshold. If the difference is equal to or larger than the predetermined threshold, the process proceeds to step S5.
- step S5 the notification unit 7 notifies the user of the cell string 1 in which the abnormality has been detected.
- the control unit 6 is a period longer than a period in which a transient shadow that does not affect the integrated value of the DC power due to the transient shadow is formed, and In a period of one week immediately after the installation of the plurality of cell strings 1, integrated values (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM ) obtained by integrating the DC power (P1 to P4) supplied from the cell string 1 SUM4 ) is obtained.
- the control unit 6 also calculates an integrated value of each cell string 1 with respect to an average value (P AVE1 ) obtained by averaging the integrated values (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) by the number of the plurality of cell strings 1.
- the ratios r1 to r4 of (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) are acquired as values reflecting the influence on the DC power caused by the difference between the inclination angles of the plurality of cell strings 1.
- the control unit 6 detects the abnormality of the DC power (P1 to P4) supplied from the plurality of cell strings 1 so that the power conditioner 10 ( The power generation system 100) is configured.
- the period of one week is longer than the period in which the transient shadow is formed, so that the acquired integrated values (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) The effects of gender shadows are reduced. Further, since the period of one week is a period immediately after the installation of the plurality of cell strings 1, all the cell strings 1 are normal, and thus the obtained integrated values (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and , P SUM4 ), the effect of fluctuations in DC power caused by abnormalities in the plurality of cell strings 1 is suppressed.
- the integrated value to the average value (P AVE1) (P SUM1, P SUM2, P SUM3, and, P SUM4) ratio r1 ⁇ r4 of the DC power resulting from the difference of the mutual angle of inclination of the plurality of cell strings 1
- P AVE1 the integrated value to the average value
- P SUM1, P SUM2, P SUM3, and, P SUM4 ratio r1 ⁇ r4 of the DC power resulting from the difference of the mutual angle of inclination of the plurality of cell strings 1 Can be regarded as a value reflecting only the effect on the average (the ratio of deviation from the average). Therefore, by detecting an abnormality in the DC power (P1 to P4) supplied from the plurality of cell strings 1 based on the ratios r1 to r4, the DC power caused by the difference between the inclination angles of the plurality of cell strings 1 is detected.
- An abnormality in the DC power (P1 to P4) supplied from the plurality of cell strings 1 can be detected in a state where the influence on the power is reduced.
- a failure (abnormality) of the cell string 1 (abnormality of the photovoltaic power generation system 100) can be accurately detected.
- the control unit 6 causes the DC power (P1 to P4) supplied from the plurality of cell strings 1 to affect the integrated value of the DC power by a transient shadow.
- the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM11) is a period longer than a period in which a temporary shadow is not generated , and is integrated in a period of one day after the period of one week. SUM14 ). Then, the control unit 6 corrects the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) with the ratios r1 to r4, and thereby the DC power (P1 to P4) supplied from the plurality of cell strings 1.
- the power conditioner 10 for photovoltaic power generation is configured to detect the abnormality of (1).
- the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) in the period of one day, which is a period longer than the period in which the transient shadow is formed reduces the influence of the transient shadow.
- the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) in which the influence of the transient shadow is reduced is calculated as the ratio r1 reflecting the difference between the inclination angles of the plurality of cell strings 1.
- both the influence of the transient shadow and the influence on the DC power resulting from the difference in the inclination angle in the DC power supplied from the plurality of cell strings 1 are reduced.
- the integrated value (the one-day period after the one-week period)
- P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 By correcting P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) by the ratios r1 to r4, both the influence of the transient shadow and the influence on the DC power caused by the difference in the inclination angle are corrected.
- the above-mentioned abnormality can be detected in a state in which is reduced.
- the control unit 6 obtains the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) integrated during the period of one day, thereby temporarily
- the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) is corrected by the ratios r1 to r4 to reduce the influence on the DC power due to the difference in the inclination angle.
- the power conditioner 10 for photovoltaic power generation is configured to detect an abnormality of the DC power (P1 to P4). Thereby, the influence of the transient shadow and the influence on the DC power due to the difference between the inclination angles of the plurality of cell strings 1 are alleviated. The effect on DC power can be detected more accurately.
- the control unit 6 obtains the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) integrated during the period of one day, thereby temporarily
- the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) is corrected by the ratios r1 to r4 to reduce the influence on the DC power due to the difference in the inclination angle.
- the power conditioner for photovoltaic power generation 10 is configured to detect an influence of a shield covering the solar panel and an abnormality of DC power caused by a failure of the solar panel. This makes it possible to easily detect an obstacle permanently occurring in the solar panel, such as a shield covering the solar panel and a failure of the solar panel.
- the control unit 6 calculates the average value (P AVE11 ) obtained by averaging the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) by the number of the plurality of cell strings 1. ) Is multiplied by the ratios r1 to r4 and the difference between the correction values Pr1 to Pr4 and the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) is larger than a predetermined threshold.
- the power conditioner 10 for photovoltaic power generation is configured to detect an influence of a shield covering the solar panel and an abnormality of DC power resulting from an influence of a failure of the solar panel.
- the influence of the shield covering the solar panel can be obtained simply by comparing the difference between the correction values Pr1 to Pr4 and the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) with a predetermined threshold.
- the influence of the shield covering the solar panel can be obtained simply by comparing the difference between the correction values Pr1 to Pr4 and the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) with a predetermined threshold.
- P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 the influence of the shield covering the solar panel.
- the control unit 6 acquires the integrated values (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) and obtains the integrated values (P SUM11 , P SUM11 ) in the period of one day.
- SUM12 , PSUM13 , and PSUM14 ) are corrected by using the ratios r1 to r4 to repeatedly perform the control for detecting the abnormality of the DC power (P1 to P4) so that the photovoltaic power conditioner 10 is repeatedly operated.
- the control unit 6 when the control unit 6 detects an abnormality in the DC power (P1 to P4) supplied from the cell string 1, the control unit 6 supplies the DC power in which the abnormality is detected.
- the power conditioner for photovoltaic power generation 10 is configured to perform control for notifying that the string 1 has an abnormality. Accordingly, the user is notified when an abnormality is detected in the cell string 1, so that the user can promptly take measures such as repairing the cell string 1 having the abnormality.
- the control unit 6 performs the operations based on the ratios r1 to r4 obtained by the DC power (P1 to P4) supplied from the cell string 1 to the DC / DC conversion circuit 2.
- the power conditioner for photovoltaic power generation 10 is configured to detect an abnormality in the DC power (P1 to P4) supplied from the plurality of cell strings 1 to the DC / DC conversion circuit 2.
- an abnormality in the DC power (P1 to P4) supplied to the DC / DC conversion circuit 2 is detected in a state in which the influence on the DC power caused by the difference between the inclination angles of the plurality of cell strings 1 is reduced. can do.
- the average value P AVE1 is calculated from the integrated values (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) corresponding to all the cell strings 1.
- the acquisition example has been described, the present invention is not limited to this.
- the control unit 16 controls one cell string 1 with respect to the average value P AVE21 of DC power from a plurality of cell strings 1 other than one cell string 1 among the plurality of cell strings 1. It is configured to detect an abnormality in the DC power supplied from one cell string 1 based on the ratio of the integrated value.
- one cell string 1 is a cell string 1 that supplies DC power to the first DC / DC conversion circuit 2. Note that the same applies to the case where one cell string 1 is a cell string 1 that supplies DC power to the second to fourth DC / DC conversion circuits 2, and thus detailed description is omitted.
- the control unit 16 calculates the average value P AVE21 from the integrated value for one week (P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ). That is, the average value P AVE21 is (P SUM2 + P SUM3 + P SUM4 ) / 3. Then, the control unit 6 calculates the ratio r11 integrated value P SUM1 to the average value P AVE21 in the storage unit 6d. Furthermore, in this case, the control unit 6 calculates a correction value Pr11 by multiplying the ratio r11 by the average value P AVE31 calculated from the integrated values of the day (P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ). The abnormality of DC power P1 may be detected based on the difference between correction value Pr11 and integrated value PSUM11 .
- the average value P AVE21 can be obtained without including the abnormal DC power.
- the influence on the DC power caused by the difference between the inclination angles of the plurality of cell strings 1 can be more accurately reflected on the ratio r11.
- the DC power from the cell string 1 (solar panel group) is supplied to the power conditioner 10 for photovoltaic power generation
- the present invention is not limited to this.
- the configuration may be such that DC power from one solar panel is supplied to the power conditioner 10 for solar power generation.
- a configuration may be employed in which DC power from a cell array in which a plurality of cell strings 1 (groups of solar panels) are connected in series or in parallel is supplied to the power conditioner 10 for photovoltaic power generation.
- P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) first integrated value
- the present invention is not limited to this.
- the integrated value (P SUM1 ) is about several hours in one week (first period) after the cell string 1 (solar panel group) is operated.
- P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) first integrated value.
- the integrated value (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) (first integrated value) is acquired in one week (first period).
- the integrated value (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) (first integrated value) may be acquired in one day.
- an integrated value (P SUM1 , P SUM2 , P SUM3 , and P SUM4 ) (first integrated value) may be acquired in one month.
- the integrated value (P SUM11 , P SUM12 , P SUM13 , and P SUM14 ) is acquired every day and control for detecting an abnormality in DC power is performed. Not limited to this.
- the detection of the abnormality may be controlled every half day or every two days.
- the photovoltaic power conditioner 10 includes the four DC / DC conversion circuits 2 (DC power conversion units) has been described, but the present invention is not limited to this.
- the power conditioner 10 for photovoltaic power generation may be provided with two or more DC / AC conversion circuits (AC power conversion units).
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
太陽光発電用パワーコンディショナ10は、電流検出部3、電圧検出部4、DC/AC変換回路5、および制御部6を備える。この制御部6は、一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、複数の太陽光パネル群の設置初期の期間である第1の期間において、太陽光パネル群から供給される直流電力を積算した第1積算値を取得するとともに、第1積算値を複数の太陽光パネル群の数で平均した第1平均値に対する各々の太陽光パネル群の第1積算値の比率に基づいて、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。
Description
この発明は、太陽光発電用パワーコンディショナおよび太陽光発電システムに関し、特に、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出する制御部を備える太陽光発電用パワーコンディショナおよび太陽光発電システムに関する。
従来、太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出する制御部を備える太陽光発電用パワーコンディショナおよび太陽光発電システムが知られている。このような太陽光発電用パワーコンディショナおよび太陽光発電システムは、たとえば、特開2013-168535号公報に開示されている。
特開2013-168535号公報には、複数の太陽電池モジュールの各々の異常を検出する複数の異常検出装置が開示されている。一の太陽電池モジュールに対応する異常検出装置は、一の太陽電池モジュールからの電力と、一の太陽電池モジュールと直列に接続される他の太陽電池モジュールからの電力とを比較して、異常検出を行うように構成されている。具体的には、異常検出装置は、一の太陽電池モジュールからの電力と、他の太陽電池モジュールからの電力との差分の、予め設定された継続時間における積算値が、閾値以上である場合に、一の太陽電池モジュールの異常を検出するように構成されている。ここで、上記継続時間が、雲などによる一過性の影の影響が無視できる程度の長さに設定されていることによって、雲などによる一過性の影による電力への影響が緩和されている。
ここで、故障でない場合でも、一の太陽電池モジュールおよび他の太陽電池モジュールの各々の傾斜角度の差に起因して発電量の差が生じる場合があるが、上記特開2013-168535号公報に記載の異常検出装置では、上記傾斜角度の差に起因する発電量の差も故障と判別されてしまう。この場合、太陽電池モジュールの故障(異常)を正確に検出することが困難であるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、太陽光パネル群の故障(異常)を正確に検出することが可能な太陽光発電用パワーコンディショナおよび太陽光発電システムを提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による太陽光発電用パワーコンディショナは、少なくとも1台の太陽光パネルを各々が含む複数の太陽光パネル群により発電されて供給される直流電力を交流電力に変換する交流電力変換部と、複数の太陽光パネル群の各々からの直流電力を検出する電力検出部と、電力検出部による検出値に基づいて、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出する制御を行う制御部と、を備え、制御部は、一過性の影によって直流電力の積算値に影響を及ぼさないような一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、複数の太陽光パネル群の設置初期の期間である第1の期間において、太陽光パネル群から供給される直流電力を積算した第1積算値を取得するとともに、第1積算値を複数の太陽光パネル群の数で平均した第1平均値に対する各々の太陽光パネル群の第1積算値の比率を、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を反映した値として取得し、上記比率に基づいて、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。
この発明の第1の局面による太陽光発電用パワーコンディショナでは、上記のように、制御部は、一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、複数の太陽光パネル群の設置初期の期間である第1の期間において第1積算値を取得するとともに、第1積算値を複数の太陽光パネル群の数で平均した第1平均値に対する第1積算値の比率に基づいて、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出する。これにより、第1の期間が、一過性の影ができる期間よりも長い期間であることによって、取得された第1積算値において、一過性の影による影響が緩和される。また、第1の期間が、複数の太陽光パネル群の設置初期の期間であることによって、全ての太陽光パネル群が正常であるので、取得された第1積算値において、複数の太陽光パネル群の異常に起因する直流電力の変動の影響が生じるのが抑制される。すなわち、第1平均値に対する第1積算値の比率は、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響だけが反映された値(平均に対するずれの割合)であるとみなすことができる。したがって、上記比率に基づいて、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出することによって、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を緩和した状態で、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出することができる。その結果、太陽光パネル群の故障(異常)を正確に検出することができる。なお、電力検出部とは、電流検出部および電圧検出部を含む広い意味である。
上記第1の局面による太陽光発電用パワーコンディショナにおいて、好ましくは、制御部は、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力を、一過性の影によって直流電力の積算値に影響を及ぼさないような一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、第1の期間よりも後の第2の期間において積算した第2積算値を取得するとともに、第2積算値を上記比率により補正することによって、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。ここで、一過性の影ができる期間よりも長い期間である第2の期間における第2積算値は、一過性の影による影響が緩和されている。したがって、一過性の影による影響が緩和された第2積算値を、上記傾斜角度の差が反映された上記比率により補正することによって、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力において、一過性の影による影響、および、上記傾斜角度の差に起因する直流電力への影響の両方が緩和される。これにより、第1の期間の経過以後に複数の太陽光パネル群から供給される直流電力に異常が生じた場合に、第1の期間より後の第2の期間における第2積算値を上記比率により補正することによって、一過性の影による影響、および、上記傾斜角度の差に起因する直流電力への影響の両方を緩和した状態で、上記異常を検出することができる。
この場合、好ましくは、制御部は、第2の期間において積算した第2積算値を取得することによって一過性の影による影響を緩和するとともに、第2積算値を上記比率により補正することによって上記傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を緩和した状態で、直流電力の異常を検出するように構成されている。このように構成すれば、一過性の影による影響、および、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響が緩和されているので、複数の太陽光パネル群における故障(異常)に起因する直流電力への影響をより正確に検出することができる。
上記一過性の影による影響を緩和するとともに複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する影響を緩和した状態で直流電力の異常を検出する太陽光発電用パワーコンディショナにおいて、好ましくは、制御部は、第2の期間において積算した第2積算値を取得することによって一過性の影による影響を緩和するとともに、第2積算値を比率により補正することによって上記傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を緩和した状態で、太陽光パネルを覆う遮蔽物による影響、および、太陽光パネルの故障による影響に起因する直流電力の異常を検出するように構成されている。このように構成すれば、太陽光パネルを覆う遮蔽物、および、太陽光パネルの故障という、太陽光パネルに恒久的に生じている異常を容易に検出することができる。
上記一過性の影による影響を緩和するとともに複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する影響を緩和した状態で直流電力の異常を検出する太陽光発電用パワーコンディショナにおいて、好ましくは、制御部は、第2積算値を複数の太陽光パネル群の数で平均した第2平均値を、比率で乗算することによって補正した補正値と、第2積算値との差分が、所定の閾値よりも大きい場合に、太陽光パネルを覆う遮蔽物による影響、および、太陽光パネルの故障による影響に起因する直流電力の異常を検出するように構成されている。このように構成すれば、補正値と第2積算値との差分と、所定の閾値とを比較するだけで、太陽光パネルを覆う遮蔽物による影響、および、太陽光パネルの故障による影響に起因する直流電力の異常を容易に検出することができる。
上記第2積算値を上記比率により補正することによって複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出する太陽光発電用パワーコンディショナにおいて、好ましくは、制御部は、第2の期間において第2積算値を取得するとともに第2積算値を比率を用いて補正することによって直流電力の異常を検出する制御を繰り返し行うように構成されている。このように構成すれば、一過性の影による影響、および、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響の両方を緩和した状態で、直流電力の異常の検出を繰り返し行うことができる。
上記第1の局面による太陽光発電用パワーコンディショナにおいて、好ましくは、制御部は、複数の太陽光パネル群のうちの一の太陽光パネル群以外の複数の太陽光パネル群からの直流電力の第1平均値に対する一の太陽光パネル群の第1積算値の比率に基づいて、一の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。このように構成すれば、一の太陽光パネル群からの直流電力に異常がある場合に、異常がある直流電力を含めないで第1平均値を取得することができる。その結果、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響をより正確に上記比率に反映させることができる。
上記第1の局面による太陽光発電用パワーコンディショナにおいて、好ましくは、制御部は、太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出した場合に、異常が検出された直流電力を供給する太陽光パネル群に異常があることを通知する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、太陽光パネル群に異常が検出された場合に通知されるので、ユーザは速やかに異常がある太陽光パネル群に対して修理等の対処をすることができる。
上記第1の局面による太陽光発電用パワーコンディショナにおいて、好ましくは、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力を電力変換し、交流電力変換部に供給する複数の直流電力変換部をさらに備え、制御部は、太陽光パネル群から直流電力変換部に供給される直流電力により取得された上記比率に基づいて、複数の太陽光パネル群から直流電力変換部に供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。このように構成すれば、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を緩和した状態で、直流電力変換部に供給される直流電力の異常を検出することができる。
この発明の第2の局面による太陽光発電システムは、少なくとも1台の太陽光パネルを各々が含む複数の太陽光パネル群と、複数の太陽光パネル群により発電された直流電力が供給される太陽光発電用パワーコンディショナと、を備え、太陽光発電用パワーコンディショナは、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力を交流電力に変換する交流電力変換部と、複数の太陽光パネル群の各々からの直流電力を検出する電力検出部と、電力検出部による検出値に基づいて、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出する制御を行う制御部と、を含み、制御部は、一過性の影によって直流電力の積算値に影響を及ぼさないような一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、複数の太陽光パネル群の設置初期の期間である第1の期間において、太陽光パネル群から供給される直流電力を積算した第1積算値を取得するとともに、第1積算値を複数の太陽光パネル群の数で平均した第1平均値に対する各々の太陽光パネル群の第1積算値との比率を、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を反映した値として取得し、上記比率に基づいて、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。
この発明の第2の局面による太陽光発電システムでは、上記のように、制御部は、一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、複数の太陽光パネル群の設置初期の期間である第1の期間において第1積算値を取得するとともに、第1平均値に対する第1積算値の比率に基づいて、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出する。これにより、第1の期間が、一過性の影ができる期間よりも長い期間であることによって、取得された第1積算値において、一過性の影による影響が緩和される。また、第1の期間が、複数の太陽光パネル群の設置初期の期間であることによって、全ての太陽光パネル群が正常であるので、取得された第1積算値において、複数の太陽光パネル群の異常に起因する直流電力の変動の影響が生じるのが抑制される。すなわち、第1平均値に対する第1積算値の比率は、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響だけが反映された値(平均に対するずれの割合)である。したがって、上記比率に基づいて、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出することによって、複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を緩和した状態で、複数の太陽光パネル群から供給される直流電力の異常を検出することができる。その結果、太陽光発電システムにおける異常(太陽光パネルの故障等)を正確に検出することができる。
本発明によれば、上記のように、太陽光パネル群の故障(異常)を正確に検出することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
[本実施形態]
まず、図1~図4を参照して、本実施形態による太陽光発電用パワーコンディショナ10および太陽光発電システム100の構成について説明する。
まず、図1~図4を参照して、本実施形態による太陽光発電用パワーコンディショナ10および太陽光発電システム100の構成について説明する。
(太陽光発電用パワーコンディショナおよび太陽光発電システムの構成)
図1に示すように、太陽光発電システム100は、太陽光発電用パワーコンディショナ10を備える。また、太陽光発電用パワーコンディショナ10は、後述するDC/DC変換回路2、DC/AC変換回路5、制御部6を収納する筐体部10aを含む。筐体部10aは、複数(本実施形態では4つ)のセルストリング1に接続されている。セルストリング1は、互いに直列に接続された複数の太陽光パネルにより構成されている。なお、セルストリング1は、特許請求の範囲の「太陽光パネル群」の一例である。
図1に示すように、太陽光発電システム100は、太陽光発電用パワーコンディショナ10を備える。また、太陽光発電用パワーコンディショナ10は、後述するDC/DC変換回路2、DC/AC変換回路5、制御部6を収納する筐体部10aを含む。筐体部10aは、複数(本実施形態では4つ)のセルストリング1に接続されている。セルストリング1は、互いに直列に接続された複数の太陽光パネルにより構成されている。なお、セルストリング1は、特許請求の範囲の「太陽光パネル群」の一例である。
太陽光発電用パワーコンディショナ10は、複数のセルストリング1により発電された直流電力が供給される複数(本実施形態では4つ)のDC/DC変換回路2を備える。各DC/DC変換回路2は、1つのセルストリング1から直流電力を供給されるように構成されている。DC/DC変換回路2は、セルストリング1から供給された直流電力を電力変換する(電圧値を変化させる)ように構成されている。以下では、説明のために、複数のDC/DC変換回路2の各々を、図1の上から順に、1番のDC/DC変換回路2、2番のDC/DC変換回路2、3番のDC/DC変換回路2、4番のDC/DC変換回路2とする。なお、DC/DC変換回路2は、特許請求の範囲の「直流電力変換部」の一例である。
太陽光発電用パワーコンディショナ10には、セルストリング1とDC/DC変換回路2との間に設けられる電流検出部3が設けられている。電流検出部3は、互いに接続されるセルストリング1とDC/DC変換回路2との間に流れる電流(A1、A2、A3、および、A4)を検出する。なお、電流検出部3は、特許請求の範囲の「電力検出部」の一例である。
また、太陽光発電用パワーコンディショナ10には、セルストリング1とDC/DC変換回路2との間に設けられる電圧検出部4が設けられている。電圧検出部4は、互いに接続されるセルストリング1とDC/DC変換回路2との間の電圧(V1、V2、V3、および、V4)を検出する。そして、後述するように、制御部6は、電流検出部3の検出値、および、電圧検出部4の検出値に基づいて、複数のセルストリング1からDC/DC変換回路2に供給される直流電力の異常を検出する制御を行うように構成されている。なお、電圧検出部4は、特許請求の範囲の「電力検出部」の一例である。
ここで、電流検出部3および電圧検出部4の各々は、太陽光発電用パワーコンディショナに一般的に備えられているので、電流検出部3の検出値、および、電圧検出部4の検出値に基づいて、直流電力の異常を検出する制御を行うことによって、異常検出のための専用の測定器等を設ける必要がない。その結果、部品点数の増加を抑制することが可能であるとともに、太陽光発電用パワーコンディショナ10の小型化を図ることが可能である。また、太陽光発電用パワーコンディショナ10の内部の検出値(電流値および電圧値)に基づいて直流電力の異常を検出することができるので、太陽光発電用パワーコンディショナ10の外部(たとえば他の太陽光発電用パワーコンディショナ10)との複雑な通信が不要である。
また、各DC/DC変換回路2の各々は、電流検出部3の検出値、および、電圧検出部4の検出値に基づいて、最大電力点追従制御(MPPT制御)を行い、各太陽光パネル(セルストリング1)の出力電力が最大になるように制御を行っている。
また、太陽光発電用パワーコンディショナ10は、DC/DC変換回路2から直流電力が供給されるDC/AC変換回路5を含む。DC/AC変換回路5は、各DC/DC変換回路2からの直流電力を交流電力に変換する。また、DC/AC変換回路5は、変換して得られた交流電力を系統101に供給する。なお、DC/AC変換回路5は、特許請求の範囲の「交流電力変換部」の一例である。
太陽光発電用パワーコンディショナ10は、制御部6を備える。図2に示すように、制御部6は、複数のセルストリング1の各々から供給される直流電力を演算して取得する電力演算部6aを含む。なお、図2では、説明のために電力演算部6aを4つに分けて図示しているが、実際には1つの機能として制御部6に設けられている。
電力演算部6aは、互いに接続されるセルストリング1とDC/DC変換回路2との間の電流値(電流検出部3の検出値)および電圧値(電圧検出部4の検出値)に基づいて、セルストリング1からDC/DC変換回路2に供給される直流電力を取得するように構成されている。具体的には、電力演算部6a(制御部6)は、1番のDC/DC変換回路2に供給される直流電力(P1)を、電流A1と電圧V1とを乗算することによって算出する。また、電力演算部6a(制御部6)は、2番のDC/DC変換回路2に供給される直流電力(P2)を、電流A2と電圧V2とを乗算することによって算出する。電力演算部6a(制御部6)は、3番のDC/DC変換回路2に供給される直流電力(P3)を、電流A3と電圧V3とを乗算することによって算出する。電力演算部6a(制御部6)は、4番のDC/DC変換回路2に供給される直流電力(P4)を、電流A4と電圧V4とを乗算することによって算出する。なお、制御部6において、電力演算部6aの機能は、プログラムなどのソフトウェアにより実現することが可能である。
また、制御部6は、直流電力P1~P4を所定の期間において積算する積算部6bを含む。具体的には、積算部6b(制御部6)は、直流電力P1を所定の期間において積算して、積算値PSUM1を算出する。また、積算部6b(制御部6)は、直流電力P2を所定の期間において積算して、積算値PSUM2を算出する。積算部6b(制御部6)は、直流電力P3を所定の期間において積算して、積算値PSUM3を算出する。積算部6b(制御部6)は、直流電力P4を所定の期間において積算して、積算値PSUM4を算出する。なお、積算値PSUM1、積算値PSUM2、積算値PSUM3、積算値PSUM4、および、所定の期間の詳細については後述する。また、制御部6において、積算部6bの機能は、プログラムなどのソフトウェアにより実現することが可能である。なお、図2では、説明のために積算部6bを4つに分けて図示しているが、実際には1つの機能として制御部6に設けられている。
また、制御部6は、積算値PSUM1、積算値PSUM2、積算値PSUM3、および、積算値PSUM4を平均化する平均化処理部6cを含む。具体的には、平均化処理部6c(制御部6)は、積算値PSUM1、積算値PSUM2、積算値PSUM3、および、積算値PSUM4の平均値である平均値PAVE1((PSUM1+PSUM2+PSUM3+PSUM4)/4)を取得する。なお、制御部6において、平均化処理部6cの機能は、プログラムなどのソフトウェアにより実現することが可能である。
次に、図2および図3を参照して、制御部6による複数のセルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)の異常検出について説明する。
まず、図2に示すように、積算部6b(制御部6)は、1週間という期間において直流電力(P1~P4)を積算し、積算値PSUM1、積算値PSUM2、積算値PSUM3、および、積算値PSUM4を取得する。たとえば、積算部6bは、1時間毎に直流電力(P1~P4)をサンプリングして積算値を取得する。そして、平均化処理部6c(制御部6)は、1週間分の積算値PSUM1、積算値PSUM2、積算値PSUM3、および、積算値PSUM4の平均値である平均値PAVE1を取得する。なお、この1週間という期間の長さは、雲などの一過性の影によって直流電力の積算値に影響を及ぼさないような期間であるとともに、一過性の影ができる期間よりも長い期間である。すなわち、1週間における積算値に対して、一過性の影による直流電力(発電量)の低下量は、考えなくてよいほど小さい。また、この1週間という期間は、セルストリング1が設置された直後(太陽光発電用パワーコンディショナ10が導入された直後)からの1週間である。なお、積算値PSUM1、積算値PSUM2、積算値PSUM3、および、積算値PSUM4は、特許請求の範囲の「第1積算値」の一例である。また、1週間は、特許請求の範囲の「第1の期間」の一例である。また、平均値PAVE1は、特許請求の範囲の「第1平均値」の一例である。
そして、図3に示すように、制御部6は、積算値PSUM1、積算値PSUM2、積算値PSUM3、および、積算値PSUM4に基づいて取得された平均値PAVE1により、積算値PSUM1、積算値PSUM2、積算値PSUM3、および、積算値PSUM4を除算した値である、比率r1、r2、r3、および、r4を取得する。すなわち、比率r1~r4は、平均値PAVE1に対する積算値PSUM1、積算値PSUM2、積算値PSUM3、および、積算値PSUM4の各々のずれの大きさ(割合)を意味する。上記のずれは、複数のDC/DC変換回路2に直流電力(P1~P4)を供給するセルストリング1の傾斜角度が互いに異なっていることによって生じた受光量の差に起因する。すなわち、比率r1~r4とは、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を反映した値である。なお、セルストリング1の傾斜角度は、セルストリング1が設置されている場所の傾斜角度などによって変化する。
また、制御部6は、取得された比率r1~r4を記憶部6dに記憶(保持)させる。また、制御部6において、記憶部6dの機能は、プログラムなどのソフトウェア、揮発性メモリ、および、フラッシュメモリ等の記憶媒体により実現することが可能である。
ここで、本実施形態では、制御部6は、比率r1~r4に基づいて、セルストリング1から供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。そして、制御部6は、直流電力の異常を検出することによって、異常な直流電力を出力しているセルストリング1を、異常な状態であるセルストリング1として検出するように構成されている。以下に、比率r1~r4に基づいた直流電力の異常の検出について詳細に説明する。
比率r1~r4を算出した後、積算部6b(制御部6)(図2参照)は、1日という期間において直流電力(P1~P4)を積算し、積算値PSUM11、積算値PSUM12、積算値PSUM13、および、積算値PSUM14を取得する。そして、平均化処理部6c(制御部6)(図2参照)は、1日分の積算値PSUM11、積算値PSUM12、積算値PSUM13、および、積算値PSUM14の平均値である平均値PAVE11を取得する。なお、この1日という期間の長さは、雲などの一過性の影によって直流電力の積算値に影響を及ぼさないような期間であるとともに、一過性の影ができる期間よりも長い期間である。すなわち、1日における積算値に対して、一過性の影による直流電力(発電量)の低下量は、考えなくてよいほど小さい。
これにより、1日という期間において、積算値PSUM11、積算値PSUM12、積算値PSUM13、および、積算値PSUM14は、雲などの一過性の影による影響が緩和された値となる。また、この1日という期間は、上記の1週間の積算値を取得した後の期間である。なお、積算値PSUM11、積算値PSUM12、積算値PSUM13、および、積算値PSUM14は、特許請求の範囲の「第2積算値」の一例である。また、PAVE11は、特許請求の範囲の「第2平均値」の一例である。また、1日は、特許請求の範囲の「第2の期間」の一例である。
そして、制御部6は、積算値PSUM11、積算値PSUM12、積算値PSUM13、および、積算値PSUM14を、それぞれ、比率r1、r2、r3、およびr4により補正することによって、セルストリング1から供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。比率r1~r4による補正を行うことにより、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響が緩和される。すなわち、制御部6は、積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を比率(r1~r4)により補正することによって、雲などの一過性の影による影響、および、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する影響を緩和した状態で、セルストリング1から供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。言い換えれば、積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を比率(r1~r4)により補正することによって、セルストリング1の故障(異常)に起因する直流電力の変動(低下)だけを抽出している。
ここで、直流電力の異常とは、セルストリング1の太陽光パネルが、遮蔽物によって覆われることにより、受光量とともに発電量が低下することなどが起因すると考えられる。遮蔽物とは、たとえば、落ち葉、および、鳥の糞などが考えられる。また、太陽光パネルを構成するクラスタ間の断線が生じた場合にも、直流電流が異常になる(過度に低下する)場合がある。
具体的には、制御部6は、積算値PSUM11、積算値PSUM12、積算値PSUM13、および、積算値PSUM14の平均値であるPAVE11と、比率r1~r4の各々との乗算値である補正値Pr1、Pr2、Pr3、および、Pr4を算出する。そして、制御部6は、補正値Pr1~Pr4と、積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)との関係に基づいて、1番~4番のDC/DC変換回路2へ供給される直流電力(P1~P4)が異常であるか否かを検出する。
詳細には、制御部6は、故障判定部6eを含んでいる。たとえば、1番のDC/DC変換回路2について代表して説明すると、故障判定部6e(制御部6)は、補正値Pr1と積算値PSUM11との差分が、所定の閾値以上の場合に、直流電力P1が異常である(太陽光パネルを覆う遮蔽物または太陽光パネルに故障がある)と判定する。所定の閾値とは、たとえば、積算値PSUM11の10%の値である。すなわち、故障判定部6e(制御部6)は、Pr1-PSUM11>0.1×PSUM11の場合に、直流電力P1が異常であると判定する。なお、10%とは、セルストリング1に異常(故障)がない場合に、正常時に対して変動(低下)し得る直流電力(セルストリング1の発電量)の割合である。なお、2番~4番のDC/DC変換回路2についても同様であるので、詳細な説明は省略する。
また、本実施形態では、制御部6は、1日における積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を取得するとともに積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を比率r1~r4を用いて補正することによって直流電力の異常を検出する制御を繰り返し行うように構成されている。具体的には、制御部6は、午前0時から24時間における積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)および平均値PAVE11を取得し、次の日の午前0時に上記異常の検出の制御を行う。そして、次の日の24時間において再び積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)および平均値PAVE11を取得するとともに上記異常の検出の制御を行う。すなわち、制御部6は、上記制御を毎日繰り返し行うように構成されている。
また、この場合、制御部6は、記憶部6dにおいて記憶されている比率r1~r4を読み出して、上記異常の検出を行うように構成されている。これにより、上記異常の検出の度に比率r1~r4を算出することなく、比率r1~r4を上記異常の検出に用いることが可能である。
また、本実施形態では、制御部6は、セルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)の異常を検出した場合に、異常が検出された直流電力を供給するセルストリング1に異常があることを通知する制御を行うように構成されている。具体的には、太陽光発電用パワーコンディショナ10には、通知部7(図1参照)が設けられている。制御部6は、直流電力(P1~P4)の異常を検出した場合に、異常が生じていることを通知部7に通知させるように制御を行うように構成されている。なお、通知部7とは、たとえば、アラームおよびLEDランプ等が考えられる。この場合、通知部7は、アラーム(LEDランプ)により、いずれのセルストリング1に異常があるかを通報(または画面に表示)するように構成されている。
次に、図4を参照して、制御部6による直流電力の異常の検出の制御について、フロー図を用いて説明する。
まず、ステップS1において、制御部6は、セルストリング1が設置された直後(太陽光発電用パワーコンディショナ10が導入された直後)から1週間の、各セルストリング1からの直流電力(P1~P4)の積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)および平均値(PAVE1)を取得する。
次に、ステップS2では、制御部6は、ステップS1で取得した平均値(PAVE1)に対する各セルストリング1の積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)の比率(r1~r4)を算出する。そして、算出された比率(r1~r4)を、記憶部6dにおいて記憶する。
次に、ステップS3では、制御部6は、各セルストリング1からの直流電力(P1~P4)の1日の積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)および平均値(PAVE11)を取得する。
次に、ステップS4では、制御部6は、ステップS2において算出された比率と、ステップS3において取得された平均値(PAVE11)とを乗算した補正値(Pr1~Pr4)と、ステップS3において取得された各セルストリング1の1日の積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)との差分が、所定の閾値以上か否かを判定する。上記差分が、所定の閾値以上の場合はステップS5に進み、所定の閾値未満の場合はステップS3に戻る。
そして、ステップS5では、異常が検出されたセルストリング1を、通知部7によりユーザに通知する。
(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、制御部6は、一過性の影によって直流電力の積算値に影響を及ぼさないような一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、複数のセルストリング1の設置直後の期間である1週間という期間において、セルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)を積算した積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)を取得する。また、制御部6は、積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)を複数のセルストリング1の数で平均した平均値(PAVE1)に対する各々のセルストリング1の積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)の比率r1~r4を、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を反映した値として取得する。そして、制御部6が、比率r1~r4に基づいて、複数のセルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)の異常を検出するように、太陽光発電用パワーコンディショナ10(太陽光発電システム100)を構成する。
これにより、1週間という期間が、一過性の影ができる期間よりも長い期間であることによって、取得された積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)において、一過性の影による影響が緩和される。また、1週間という期間が、複数のセルストリング1の設置直後の期間であることによって、全てのセルストリング1が正常であるので、取得された積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)において、複数のセルストリング1の異常に起因する直流電力の変動の影響が生じるのが抑制される。すなわち、平均値(PAVE1)に対する積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)の比率r1~r4は、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響だけが反映された値(平均に対するずれの割合)であるとみなすことができる。したがって、比率r1~r4に基づいて、複数のセルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)の異常を検出することによって、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を緩和した状態で、複数のセルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)の異常を検出することができる。その結果、セルストリング1の故障(異常)(太陽光発電システム100の異常)を正確に検出することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部6は、複数のセルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)を、一過性の影によって直流電力の積算値に影響を及ぼさないような一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、1週間の期間よりも後の1日の期間において積算した積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を取得する。そして、制御部6が、積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を比率r1~r4により補正することによって、複数のセルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)の異常を検出するように、太陽光発電用パワーコンディショナ10を構成する。ここで、一過性の影ができる期間よりも長い期間である1日という期間における積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)は、一過性の影による影響が緩和されている。したがって、一過性の影による影響が緩和された積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差が反映された比率r1~r4により補正することによって、複数のセルストリング1から供給される直流電力において、一過性の影による影響、および、上記傾斜角度の差に起因する直流電力への影響の両方が緩和される。これにより、1週間という期間の経過以後に複数のセルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)に異常が生じた場合に、1週間という期間より後の1日という期間における積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を比率r1~r4により補正することによって、一過性の影による影響、および、上記傾斜角度の差に起因する直流電力への影響の両方を緩和した状態で、上記異常を検出することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部6が、1日という期間において積算した積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を取得することによって一過性の影による影響を緩和するとともに、積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を比率r1~r4により補正することによって上記傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を緩和した状態で、直流電力(P1~P4)の異常を検出するように、太陽光発電用パワーコンディショナ10を構成する。これにより、一過性の影による影響、および、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響が緩和されているので、複数のセルストリング1における異常に起因する直流電力への影響をより正確に検出することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部6が、1日という期間において積算した積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を取得することによって一過性の影による影響を緩和するとともに、積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を比率r1~r4により補正することによって上記傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を緩和した状態で、太陽光パネルを覆う遮蔽物による影響、および、太陽光パネルの故障による影響に起因する直流電力の異常を検出するように、太陽光発電用パワーコンディショナ10を構成する。これにより、太陽光パネルを覆う遮蔽物、および、太陽光パネルの故障という、太陽光パネルに恒久的に生じている異常を容易に検出することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部6が、積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を複数のセルストリング1の数で平均した平均値(PAVE11)を、比率r1~r4で乗算することによって補正した補正値Pr1~Pr4と、積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)との差分が、所定の閾値よりも大きい場合に、太陽光パネルを覆う遮蔽物による影響、および、太陽光パネルの故障による影響に起因する直流電力の異常を検出するように、太陽光発電用パワーコンディショナ10を構成する。これにより、補正値Pr1~Pr4と積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)との差分と、所定の閾値とを比較するだけで、太陽光パネルを覆う遮蔽物による影響、および、太陽光パネルの故障による影響に起因する直流電力の異常を容易に検出することができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部6が、1日という期間において積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を取得するとともに積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を比率r1~r4を用いて補正することによって直流電力(P1~P4)の異常を検出する制御を繰り返し行うように、太陽光発電用パワーコンディショナ10を構成する。これにより、一過性の影による影響、および、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響の両方を緩和した状態で、直流電力(P1~P4)の異常の検出を繰り返し行うことができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部6が、セルストリング1から供給される直流電力(P1~P4)の異常を検出した場合に、異常が検出された直流電力を供給するセルストリング1に異常があることを通知する制御を行うように、太陽光発電用パワーコンディショナ10を構成する。これにより、セルストリング1に異常が検出された場合に通知されるので、ユーザは速やかに異常があるセルストリング1に対して修理等の対処をすることができる。
また、本実施形態では、上記のように、制御部6が、セルストリング1からDC/DC変換回路2に供給される直流電力(P1~P4)により取得された比率r1~r4に基づいて、複数のセルストリング1からDC/DC変換回路2に供給される直流電力(P1~P4)の異常を検出するように、太陽光発電用パワーコンディショナ10を構成する。これにより、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響を緩和した状態で、DC/DC変換回路2に供給される直流電力(P1~P4)の異常を検出することができる。
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許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(変形例)が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許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(変形例)が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、1週間という期間(第1の期間)において、全てのセルストリング1に対応する積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)から平均値PAVE1を取得する例を示したが、本発明はこれに限られない。
たとえば、図5に示すように、制御部16は、複数のセルストリング1のうちの一のセルストリング1以外の複数のセルストリング1からの直流電力の平均値PAVE21に対する一のセルストリング1の積算値の比率に基づいて、一のセルストリング1から供給される直流電力の異常を検出するように構成されている。以下に、一のセルストリング1が、1番のDC/DC変換回路2に直流電力を供給するセルストリング1であるとして、具体的に説明する。なお、一のセルストリング1が、2番~4番のDC/DC変換回路2に直流電力を供給するセルストリング1である場合も同様であるので、詳細な説明は省略する。
制御部16は、1週間の積算値(PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)から平均値PAVE21を算出する。すなわち、平均値PAVE21は、(PSUM2+PSUM3+PSUM4)/3である。そして、制御部6は、平均値PAVE21に対する積算値PSUM1の比率r11を算出して記憶部6dに記憶させる。さらに、この場合、制御部6は、1日の積算値(PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)から算出した平均値PAVE31と、比率r11とを乗算することによって補正値Pr11を算出し、補正値Pr11と積算値PSUM11との差分に基づいて直流電力P1の異常の検出を行ってもよい。
これにより、一のセルストリング1からの直流電力に異常がある場合に、異常がある直流電力を含めないで平均値PAVE21を取得することができる。その結果、複数のセルストリング1の互いの傾斜角度の差に起因する直流電力への影響をより正確に比率r11に反映させることができる。
また、上記実施形態では、セルストリング1(太陽光パネル群)からの直流電力が太陽光発電用パワーコンディショナ10に供給される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、1台の太陽光パネルからの直流電力が太陽光発電用パワーコンディショナ10に供給される構成であってもよい。また、複数のセルストリング1(太陽光パネル群)が直列または並列に接続されたセルアレイからの直流電力が太陽光発電用パワーコンディショナ10に供給される構成であってもよい。
また、上記実施形態では、セルストリング1(太陽光パネル群)が設置された直後(太陽光発電用パワーコンディショナ10が導入された直後)からの1週間(第1の期間)において積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)(第1積算値)を取得する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、セルストリング1(太陽光パネル群)が設置された後、数時間程度、セルストリング1(太陽光パネル群)を稼働させた後の1週間(第1の期間)において積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)(第1積算値)を取得してもよい。
また、上記実施形態では、1週間(第1の期間)において積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)(第1積算値)を取得する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、1日において積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)(第1積算値)を取得してもよい。また、1ヶ月において積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)(第1積算値)を取得してもよい。なお、積算値(PSUM1、PSUM2、PSUM3、および、PSUM4)を取得する期間を長くすることによって、容易に異常の誤検出を抑制することが可能である。
また、上記実施形態では、1日毎に積算値(PSUM11、PSUM12、PSUM13、および、PSUM14)を取得して直流電力の異常を検出する制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、半日または2日毎に、上記異常の検出の制御を行ってもよい。
また、上記実施形態では、太陽光発電用パワーコンディショナ10は、4つのDC/DC変換回路2(直流電力変換部)を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、DC/DC変換回路2が複数設けられていれば、DC/DC変換回路2の数は4つに限られない。また、太陽光発電用パワーコンディショナ10には、2つ以上のDC/AC変換回路(交流電力変換部)が設けられていてもよい。
1 セルストリング(太陽光パネル群)
2 DC/DC変換回路(直流電力変換部)
3 電流検出部(電力検出部)
4 電圧検出部(電力検出部)
5 DC/AC変換回路(交流電力変換部)
6、16 制御部
10 太陽光発電用パワーコンディショナ
100 太陽光発電システム
PAVE1 平均値(第1平均値)
PAVE11 平均値(第2平均値)
Pr1、Pr2、Pr3、Pr4 補正値
PSUM1、PSUM2、PSUM3、PSUM4 積算値(第1積算値)
PSUM11、PSUM12、PSUM13、PSUM14 積算値(第2積算値)
r1、r2、r3、r4 比率
2 DC/DC変換回路(直流電力変換部)
3 電流検出部(電力検出部)
4 電圧検出部(電力検出部)
5 DC/AC変換回路(交流電力変換部)
6、16 制御部
10 太陽光発電用パワーコンディショナ
100 太陽光発電システム
PAVE1 平均値(第1平均値)
PAVE11 平均値(第2平均値)
Pr1、Pr2、Pr3、Pr4 補正値
PSUM1、PSUM2、PSUM3、PSUM4 積算値(第1積算値)
PSUM11、PSUM12、PSUM13、PSUM14 積算値(第2積算値)
r1、r2、r3、r4 比率
Claims (10)
- 少なくとも1台の太陽光パネルを各々が含む複数の太陽光パネル群により発電されて供給される直流電力を交流電力に変換する交流電力変換部と、
前記複数の太陽光パネル群の各々からの前記直流電力を検出する電力検出部と、
前記電力検出部による検出値に基づいて、前記複数の太陽光パネル群から供給される前記直流電力の異常を検出する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、一過性の影によって前記直流電力の積算値に影響を及ぼさないような一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、前記複数の太陽光パネル群の設置初期の期間である第1の期間において、前記太陽光パネル群から供給される前記直流電力を積算した第1積算値を取得するとともに、前記第1積算値を複数の前記太陽光パネル群の数で平均した第1平均値に対する各々の前記太陽光パネル群の前記第1積算値の比率を、前記複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する前記直流電力への影響を反映した値として取得し、前記比率に基づいて、前記複数の太陽光パネル群から供給される前記直流電力の異常を検出するように構成されている、太陽光発電用パワーコンディショナ。 - 前記制御部は、前記複数の太陽光パネル群から供給される前記直流電力を、一過性の影によって前記直流電力の積算値に影響を及ぼさないような一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、前記第1の期間よりも後の第2の期間において積算した第2積算値を取得するとともに、前記第2積算値を前記比率により補正することによって、前記複数の太陽光パネル群から供給される前記直流電力の異常を検出するように構成されている、請求項1に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。
- 前記制御部は、前記第2の期間において積算した前記第2積算値を取得することによって一過性の影による影響を緩和するとともに、前記第2積算値を前記比率により補正することによって前記傾斜角度の差に起因する前記直流電力への影響を緩和した状態で、前記直流電力の異常を検出するように構成されている、請求項2に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。
- 前記制御部は、前記第2の期間において積算した前記第2積算値を取得することによって一過性の影による影響を緩和するとともに、前記第2積算値を前記比率により補正することによって前記傾斜角度の差に起因する前記直流電力への影響を緩和した状態で、前記太陽光パネルを覆う遮蔽物による影響、および、前記太陽光パネルの故障による影響に起因する前記直流電力の異常を検出するように構成されている、請求項3に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。
- 前記制御部は、前記第2積算値を複数の前記太陽光パネル群の数で平均した第2平均値を、前記比率で乗算することによって補正した補正値と、前記第2積算値との差分が、所定の閾値よりも大きい場合に、前記太陽光パネルを覆う遮蔽物による影響、および、前記太陽光パネルの故障による影響に起因する前記直流電力の異常を検出するように構成されている、請求項3または4に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。
- 前記制御部は、前記第2の期間において前記第2積算値を取得するとともに前記第2積算値を前記比率を用いて補正することによって前記直流電力の異常を検出する制御を繰り返し行うように構成されている、請求項2~5のいずれか1項に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。
- 前記制御部は、前記複数の太陽光パネル群のうちの一の前記太陽光パネル群以外の複数の前記太陽光パネル群からの前記直流電力の前記第1平均値に対する前記一の太陽光パネル群の前記第1積算値の前記比率に基づいて、前記一の太陽光パネル群から供給される前記直流電力の異常を検出するように構成されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。
- 前記制御部は、前記太陽光パネル群から供給される前記直流電力の異常を検出した場合に、異常が検出された前記直流電力を供給する前記太陽光パネル群に異常があることを通知する制御を行うように構成されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。
- 前記複数の太陽光パネル群から供給される前記直流電力を電力変換し、前記交流電力変換部に供給する複数の直流電力変換部をさらに備え、
前記制御部は、前記太陽光パネル群から前記直流電力変換部に供給される前記直流電力により取得された前記比率に基づいて、前記複数の太陽光パネル群から前記直流電力変換部に供給される前記直流電力の異常を検出するように構成されている、請求項1~8のいずれか1項に記載の太陽光発電用パワーコンディショナ。 - 少なくとも1台の太陽光パネルを各々が含む複数の太陽光パネル群と、
前記複数の太陽光パネル群により発電された直流電力が供給される太陽光発電用パワーコンディショナと、を備え、
前記太陽光発電用パワーコンディショナは、前記複数の太陽光パネル群から供給される前記直流電力を交流電力に変換する交流電力変換部と、前記複数の太陽光パネル群の各々からの前記直流電力を検出する電力検出部と、前記電力検出部による検出値に基づいて、前記複数の太陽光パネル群から供給される前記直流電力の異常を検出する制御を行う制御部と、を含み、
前記制御部は、一過性の影によって前記直流電力の積算値に影響を及ぼさないような一過性の影ができる期間よりも長い期間であり、かつ、前記複数の太陽光パネル群の設置初期の期間である第1の期間において、前記太陽光パネル群から供給される前記直流電力を積算した第1積算値を取得するとともに、前記第1積算値を複数の前記太陽光パネル群の数で平均した第1平均値に対する各々の前記太陽光パネル群の前記第1積算値との比率を、前記複数の太陽光パネル群の互いの傾斜角度の差に起因する前記直流電力への影響を反映した値として取得し、前記比率に基づいて、前記複数の太陽光パネル群から供給される前記直流電力の異常を検出するように構成されている、太陽光発電システム。
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