WO2020095553A1 - 監視システム、収集制御装置、監視装置、監視方法および収集制御方法 - Google Patents

監視システム、収集制御装置、監視装置、監視方法および収集制御方法 Download PDF

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WO2020095553A1
WO2020095553A1 PCT/JP2019/036986 JP2019036986W WO2020095553A1 WO 2020095553 A1 WO2020095553 A1 WO 2020095553A1 JP 2019036986 W JP2019036986 W JP 2019036986W WO 2020095553 A1 WO2020095553 A1 WO 2020095553A1
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WO
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measurement
power generation
output
unit
monitoring
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Application number
PCT/JP2019/036986
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English (en)
French (fr)
Inventor
池上洋行
下口剛史
谷村晃太郎
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a monitoring system, a collection control device, a monitoring device, a monitoring method, and a collection control method.
  • This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2018-209167 for which it applied on November 6, 2018, and takes in those the indications of all here.
  • Patent Document 1 discloses the following photovoltaic power generation failure detection device. That is, the photovoltaic power failure detection device is obtained by the current-voltage characteristic acquisition unit that obtains the current-voltage characteristic of the photovoltaic array from the output current of the photovoltaic array that includes a plurality of solar cells, and the current-voltage characteristic acquisition unit.
  • the maximum value of the second-order differential of the current-voltage characteristic expanded by the expansion processing unit, which performs processing for expanding the change in the current-voltage characteristic, and the series resistance inside the photovoltaic array is 5 ⁇ .
  • the monitoring system of the present disclosure includes a power conversion device electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, and one or a plurality of corresponding power generation units for monitoring the power generation units.
  • a monitoring device that performs a measurement process for measuring the output voltage and the output current of the device, and controls the power conversion device to perform voltage control that changes the output voltage within a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation unit.
  • a control device and a collecting device that collects measurement results of each output voltage and corresponding output current in the range from the monitoring device.
  • the collection control device of the present disclosure is a collection control device in a solar power generation system in which a power conversion device is electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, and one or more corresponding collection control devices.
  • a communication unit that communicates with a monitoring device that performs a measurement process of measuring the output voltage and the output current of the power generation unit, and performs voltage control that changes the output voltage within a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation unit.
  • a control unit that controls the power conversion device, and the communication unit collects measurement results of the output voltages and the corresponding output currents in the range from the monitoring device.
  • the power conversion device is electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, and the output of the power generation unit is within a range necessary to obtain output characteristics of the power generation unit.
  • a monitoring device in a photovoltaic power generation system including a control device that controls the power conversion device so as to perform voltage control that changes a voltage, and one or more corresponding power generation units for monitoring the power generation unit. And a communication unit that transmits the measurement result of the measurement process, and the monitoring device performs the measurement process except during the period in which the voltage control is performed.
  • the characteristic measurement mode in which the measurement process is performed can be switched during the normal mode and the period in which the voltage control is performed, and the measurement unit outputs the output in the characteristic measurement mode.
  • the measurement interval of voltage and the output current is set to a small value as compared to the normal mode.
  • the monitoring method according to the present disclosure is a monitoring method in a monitoring system including a power conversion device electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, wherein the output of one or a plurality of the power generation units is provided. Performing a measurement process of measuring the output voltage and the output current of the power generation unit while controlling the power conversion device so as to perform voltage control that changes the output voltage of the power generation unit within a range necessary to obtain characteristics. And collecting the measurement results of each output voltage and corresponding output current in the range.
  • the collection control method of the present disclosure is the output voltage of one or more corresponding power generation units in a solar power generation system in which a power conversion device is electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel. And a monitoring device that performs measurement processing for measuring the output current, and a collection control method in a collection control device that communicates with the monitoring device, wherein voltage control for changing the output voltage within a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation unit is performed. To do so, controlling the power converter and collecting measurement results of each output voltage and corresponding output current in the range from the monitoring device.
  • a power conversion device is electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, and the output of the power generation unit is within a range necessary to obtain output characteristics of the power generation unit.
  • a monitoring method in a monitoring device in a photovoltaic power generation system including a control device that controls the power conversion device so as to perform voltage control that changes a voltage. Including a step of performing a measurement process of measuring an output voltage and an output current of the power generation unit, and a step of transmitting a measurement result of the measurement process, wherein the monitoring device is in a period other than a period in which the control device performs the voltage control.
  • the measurement interval of the output voltage and the output current in the characteristic measurement mode is set to a small value as compared to the normal mode.
  • One aspect of the present disclosure may be realized not only as a monitoring system including such a characteristic processing unit but also as a program for causing a computer to execute such characteristic processing. Further, one embodiment of the present disclosure can be realized as a semiconductor integrated circuit which realizes part or all of a monitoring system.
  • one aspect of the present disclosure may be realized not only as a collection control device including such a characteristic processing unit but also as a program for causing a computer to execute such characteristic processing. Further, one embodiment of the present disclosure can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes part or all of a collection control device.
  • one aspect of the present disclosure may be realized not only as a monitoring device including such a characteristic processing unit but also as a program for causing a computer to execute such characteristic processing. Further, one embodiment of the present disclosure can be realized as a semiconductor integrated circuit which realizes part or all of a monitoring device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the current collecting unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the solar cell unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the monitoring device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing in detail the configuration of the monitoring device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the collection control device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the current collecting unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an IV graph based on the measurement information stored in the storage unit in the collection control device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a sequence diagram showing a flow of information between each device in the monitoring system according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing a flow of information between each device in the monitoring system according to the first modification of the embodiment of the present invention.
  • a method of detecting a failure of the power generation unit by comparing graphs showing current-voltage characteristics of each power generation unit can be considered.
  • the measurement conditions such as solar radiation and temperature may change during the sequential measurement of the output current and output voltage of the power generation unit, and the failure can be accurately detected by comparing the graphs showing the current-voltage characteristics. It may not be possible.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a monitoring system, a collection control device, and a monitoring device that can more accurately and easily monitor an abnormality of a power generation unit in a solar power generation system. , A monitoring method and a collection control method.
  • a monitoring system includes a power conversion device electrically connected to a plurality of power generation units including a solar cell panel, and output voltage and output of one or more corresponding power generation units.
  • Control for performing voltage control for changing the output voltage within a range necessary to obtain the characteristics of the output voltage and the output current by controlling a monitoring device that performs a measurement process for measuring a current and the power conversion device.
  • An apparatus and a collecting apparatus for collecting measurement results of each output voltage and corresponding output current in the range from the monitoring apparatus.
  • the configuration in which the monitoring device measures the output voltage of each power generation unit in the measurement range while changing the output voltage of each power generation unit can obtain the measurement result of each power generation unit in parallel. it can.
  • measurement is performed in each power generation unit in a state where measurement parameters such as solar radiation and temperature are gathered, and by comparing the measurement results of each power generation unit in this state, for example, an operator installs the measurement waveform of the power generation unit. Abnormalities in the power generation section can be judged more easily than when going to a place and individually acquiring and evaluating.
  • the monitoring device and the control device respectively perform the measurement process and the voltage control in synchronization with each other.
  • control device notifies the output voltage in the voltage control to the monitoring device, and the monitoring device corresponds to the measured output current with the output voltage notified from the control device.
  • collection device collects the result of the association by the monitoring device from the monitoring device.
  • the output voltage set by the control device can be associated with the measurement result of the output voltage and the output current of each power generation unit. It is possible to easily obtain the correspondence relationship between the output current and the output current.
  • the monitoring device sets a normal mode in which the measurement process is performed in a period other than the period in which the voltage control is performed and a characteristic measurement mode in which the measurement process is performed in a period in which the voltage control is performed. It is switchable, and the measurement interval of the output voltage and the output current in the characteristic measurement mode is set to a value smaller than that in the normal mode.
  • the monitoring device sets the measurement timing of the output voltage and the output current by itself, so that the output characteristic of the power generation unit is maintained even in the normal mode in which the control device does not notify the monitoring device of the output voltage of the power generation unit. It is possible to perform measurement processing at an appropriate interval that can be acquired. Further, by setting the measurement interval in the characteristic measurement mode to a value smaller than that in the normal mode, it is possible to obtain a more accurate output characteristic of each power generation unit, that is, the correspondence relationship between the output voltage and the output current.
  • the monitoring device is capable of switching between a normal mode and a characteristic measurement mode under the control of the control device, the plurality of power generation units are divided into a plurality of groups, and the control device is The monitoring device can be switched to the characteristic measurement mode in group units.
  • each power generation unit can be grouped for each group. It is possible to collect the measurement results of the output voltage and the output current of the. As a result, the measurement results can be compared between the power generation units having more uniform measurement parameters, so that the abnormality of the power generation unit can be determined more accurately. Moreover, since the operation mode of the monitoring device corresponding to the power generation unit that does not compare the measurement results can be continued in the normal mode, the monitoring system can be operated more efficiently.
  • a collection control device is a collection control device in a solar power generation system in which a power conversion device is electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel.
  • a communication unit that communicates with a monitoring device that performs a measurement process for measuring the output voltage and output current of one or more of the power generation units, and that changes the output voltage within a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation units.
  • a control unit that controls the power conversion device to perform voltage control is provided, and the communication unit collects measurement results of each output voltage and the corresponding output current in the range from the monitoring device.
  • the configuration in which the monitoring device measures the output voltage of each power generation unit in the measurement range while changing the output voltage of each power generation unit can obtain the measurement result of each power generation unit in parallel. it can.
  • measurement is performed in each power generation unit in a state where measurement parameters such as solar radiation and temperature are gathered, and by comparing the measurement results of each power generation unit in this state, for example, an operator installs the measurement waveform of the power generation unit. Abnormalities in the power generation section can be judged more easily than when going to a place and individually acquiring and evaluating.
  • the power conversion device is electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, and the power conversion unit is within a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation units.
  • a monitoring device in a photovoltaic power generation system including a control device that controls the power conversion device so as to perform a voltage control that changes an output voltage of the power generation unit, in order to monitor the power generation unit, a corresponding device 1 or
  • the monitoring device includes a measurement unit that performs a measurement process of measuring output voltages and output currents of the plurality of power generation units, and a communication unit that transmits a measurement result of the measurement process, and the monitoring device is in a period other than the period in which the voltage control is performed.
  • the measurement unit is configured to perform the characteristic measurement mode.
  • the measurement interval of the output voltage and the output current in, set to a small value as compared to the normal mode.
  • the output voltage and the output current of the power generation unit are measured at a small measurement interval, so that the measurement results necessary for obtaining the output characteristics of the corresponding power generation units are obtained in parallel. be able to.
  • measurement is performed in each power generation unit in a state where measurement parameters such as solar radiation and temperature are gathered, and by comparing the measurement results of each power generation unit in this state, for example, an operator installs the measurement waveform of the power generation unit. Abnormalities in the power generation section can be judged more easily than when going to a place and individually acquiring and evaluating.
  • a monitoring method is a monitoring method in a monitoring system that includes a power conversion device electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel.
  • the output voltage and the output current of the power generation unit are measured while controlling the power converter so as to perform voltage control that changes the output voltage of the power generation unit within a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation unit.
  • a step of collecting measurement results of the output voltages and the corresponding output currents in the range is a monitoring method in a monitoring system that includes a power conversion device electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel.
  • the output voltage and the output current of the power generation unit are measured while controlling the power converter so as to perform voltage control that changes the output voltage of the power generation unit within a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation unit.
  • a step of collecting measurement results of the output voltages and the corresponding output currents in the range is a monitoring method in a monitoring system that includes a power conversion device electrically connected to a
  • the measurement result of each power generation unit can be obtained in parallel by the method of controlling the power converter to change the output voltage of each power generation unit in the measurement range and performing the measurement in the measurement range in the monitoring device. it can.
  • measurement is performed in each power generation unit in a state where measurement parameters such as solar radiation and temperature are gathered, and by comparing the measurement results of each power generation unit in this state, for example, an operator installs the measurement waveform of the power generation unit. Abnormalities in the power generation section can be judged more easily than when going to a place and individually acquiring and evaluating.
  • the measurement result of each power generation unit can be obtained in parallel by the method of controlling the power converter to change the output voltage of each power generation unit in the measurement range and performing the measurement in the measurement range in the monitoring device. it can.
  • measurement is performed in each power generation unit in a state where measurement parameters such as solar radiation and temperature are gathered, and by comparing the measurement results of each power generation unit in this state, for example, an operator installs the measurement waveform of the power generation unit. Abnormalities in the power generation section can be judged more easily than when going to a place and individually acquiring and evaluating.
  • a power conversion device is electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, and the power conversion unit is within a range necessary to obtain output characteristics of the power generation units.
  • a monitoring method in a monitoring device in a photovoltaic power generation system that includes a control device that controls the power conversion device so as to perform a voltage control that changes an output voltage of the power generation unit, which corresponds to monitoring the power generation unit. The step of performing a measurement process of measuring the output voltage and the output current of one or more of the power generation units, and the step of transmitting the measurement result of the measurement process.
  • a normal mode for performing the measurement process in a period other than the period for performing the measurement and a characteristic measurement mode for performing the measurement process in the period in which the control device performs the voltage control are performed. Toggles are possible, in the step of performing the measurement process, the measurement interval of the output voltage and the output current in the characteristic measurement mode is set to a small value as compared to the normal mode.
  • the output voltage and the output current of the power generation unit are measured at a small measurement interval, so that the measurement results necessary for obtaining the output characteristics of the corresponding power generation units are obtained in parallel. be able to.
  • measurement is performed in each power generation unit in a state where measurement parameters such as solar radiation and temperature are gathered, and by comparing the measurement results of each power generation unit in this state, for example, an operator installs the measurement waveform of the power generation unit. Abnormalities in the power generation section can be judged more easily than when going to a place and individually acquiring and evaluating.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
  • the solar power generation system 401 includes four power collection units 60 and a PCS 8.
  • the PCS 8 includes a copper bar 7 and a power conversion unit 9.
  • FIG. 1 four current collection units 60 are representatively shown, but a larger number or a smaller number of current collection units 60 may be provided.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the current collecting unit according to the embodiment of the present invention.
  • the current collection unit 60 includes four solar cell units (power generation units) 75 and a copper bar 72.
  • FIG. 2 four solar cell units 75 are shown as a representative, but more or fewer solar cell units 75 may be provided.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the solar cell unit according to the embodiment of the present invention.
  • solar cell unit 75 includes four solar cell panels 78 and a copper bar 77.
  • FIG. 3 four solar cell panels 78 are representatively shown, but more or fewer solar cell panels 78 may be provided, or one solar cell panel 78 may be provided.
  • the solar cell panel 78 is, for example, a string in which a plurality of solar cell panels are connected in series.
  • the solar cell panel 78 is not limited to the configuration including a plurality of solar cell panels, and may have a configuration including one solar cell panel.
  • the output lines 1, 5, 2 from the plurality of solar cell panels 78, that is, the power lines are electrically connected to the PCS 8, respectively.
  • the output line 1 of the solar cell panel 78 has a first end connected to the solar cell panel 78 and a second end connected to the copper bar 77.
  • Each output line 1 is integrated into the output line 5 via the copper bar 77.
  • the copper bar 77 is provided inside a connection box 76, which is an example of a housing.
  • the solar cell panel 78 Upon receiving sunlight, the solar cell panel 78 converts the received sunlight energy into DC power and outputs the converted DC power to the output line 1.
  • output line 5 has a first end connected to copper bar 77 in corresponding solar cell unit 75 and a second end connected to copper bar 72. Each output line 5 is integrated into the output line 2 via the copper bar 72.
  • the copper bar 72 is provided inside a current collection box 71, which is an example of a housing.
  • the plurality of solar cell units 75 in the current collection unit 60 are electrically connected to the PCS 8.
  • the output lines 1 from the plurality of solar cell panels 78 are aggregated into the output line 5
  • the output lines 5 are aggregated into the output line 2
  • the output lines 2 are examples of the power conversion device. Is electrically connected to PCS8.
  • each output line 2 has a first end connected to the copper bar 72 in the corresponding current collecting unit 60 and a second end connected to the copper bar 7.
  • the internal line 3 has a first end connected to the copper bar 7 and a second end connected to the power conversion unit 9.
  • the PCS 8 is provided inside the container 6, for example.
  • the power conversion unit 9 outputs, for example, the DC power generated in each solar cell panel 78 to the output line 1, the copper bar 77, the output line 5, the copper bar 72, the output line 2, the copper bar 7, and the internal line 3.
  • the via converts the received DC power into AC power and outputs it to the grid.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the monitoring system according to the embodiment of the present invention.
  • the monitoring system 301 includes a plurality of monitoring devices 111, a PCS 8, and a collection control device 101.
  • monitoring devices 111 provided corresponding to one current collecting unit 60 are representatively shown, but more or less monitoring devices 111 may be provided, and one monitoring device 111 may be provided. 111 may be provided.
  • the monitoring system 301 is used for the solar power generation system 401.
  • sensor information in the monitoring device 111 which is a child device, is regularly or irregularly transmitted to the collection control device 101, which is a parent device.
  • the monitoring device 111 is provided in the current collection unit 60, for example. More specifically, four monitoring devices 111 are provided corresponding to the four solar cell units 75, respectively. Each monitoring device 111 is electrically connected to the corresponding output line 1 and output line 5, for example.
  • the monitoring device 111 performs measurement processing for measuring the output voltage and output current of the corresponding solar cell unit 75 in order to monitor the solar cell unit 75. More specifically, the monitoring device 111 measures, for example, the current of each output line 1 in the corresponding one solar cell unit 75 by a sensor. Monitoring device 111 measures the voltage of each output line 1 in one corresponding solar cell unit 75 with a sensor, for example.
  • the collection control device 101 is provided, for example, near the PCS 8. More specifically, the collection control device 101 is provided corresponding to the PCS 8 inside the container 6, for example, and is electrically connected to the copper bar 7 via the signal line 46. The collection control device 101 may be provided outside the container 6.
  • the monitoring device 111 and the collection control device 101 send and receive information by performing power line communication (PLC: Power Line Communication) via the output lines 2 and 5.
  • PLC Power Line Communication
  • each monitoring device 111 transmits the measurement information M indicating the measurement result of the current and voltage of the corresponding output line to the collection control device 101.
  • the collection control device 101 collects the measurement result of each monitoring device 111.
  • monitoring device 111 and the collection control device 102 are not limited to the configuration for performing power line communication, and may be configured to perform communication using a dedicated line for transmitting and receiving information or wireless communication.
  • the collection control device 101 controls the PCS 8 to perform voltage control that changes the output voltage of the solar cell unit 75 within a range necessary to obtain the output characteristic, that is, the correspondence relationship between the output voltage and the output current. To do.
  • the above range is arbitrarily set by the user, for example.
  • the collection control device 101 and the monitoring device 111 operate in cooperation by transmitting and receiving various information. More specifically, the collection control device 101 controls the operation mode of the monitoring device 111 from the normal mode by controlling the monitoring device 111 during a period for performing voltage control (hereinafter, also referred to as “voltage control period”). Change to measurement mode.
  • the monitoring device 111 can switch between the normal mode and the characteristic measurement mode under the control of the collection control device 101. For example, the monitoring device 111 performs the measurement process regularly or irregularly in the normal mode. Further, the monitoring device 111 performs the measurement process in the characteristic measurement mode with a smaller measurement interval of the output voltage and the output current than in the normal mode.
  • the collection control device 101 displays the measurement result by the monitoring device 111 during the period when the monitoring device 111 is operating in the characteristic measuring mode, that is, the measurement result of each output voltage and the corresponding output current in the above range. Collect from.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the monitoring device according to the embodiment of the present invention.
  • output line 1, output line 5 and copper bar 77 are shown in more detail.
  • output line 1 includes a plus side output line 1p and a minus side output line 1n.
  • the output line 5 includes a plus side output line 5p and a minus side output line 5n.
  • the copper bar 77 includes a plus side copper bar 77p and a minus side copper bar 77n.
  • the copper bar 72 in the collector box 71 shown in FIG. 2 includes a plus side copper bar 72p and a minus side copper bar 72n corresponding to the plus side output line 5p and the minus side output line 5n, respectively.
  • the positive side output line 1p has a first end connected to the corresponding solar cell panel 78 and a second end connected to the positive side copper bar 77p.
  • the negative side output line 1n has a first end connected to the corresponding solar cell panel 78 and a second end connected to the negative side copper bar 77n.
  • the plus-side output line 5p has a first end connected to the plus-side copper bar 77p and a second end connected to the plus-side copper bar 72p in the collector box 71.
  • the negative side output line 5n has a first end connected to the negative side copper bar 77n and a second end connected to the negative side copper bar 72n in the current collection box 71.
  • the monitoring device 111 is provided, for example, near the solar cell panel 78. Specifically, the monitoring device 111 is provided, for example, inside a connection box 76 provided with a copper bar 77 to which the output line 1 to be measured is connected. The monitoring device 111 may be provided outside the connection box 76.
  • the monitoring device 111 is electrically connected, for example, to the plus side output line 5p and the minus side output line 5n via the plus side power source line 26p and the minus side power source line 26n, respectively.
  • each of the plus side power source line 26p and the minus side power source line 26n is also referred to as a power source line 26.
  • FIG. 6 is a diagram showing in detail the configuration of the monitoring device according to the embodiment of the present invention.
  • the monitoring device 111 includes a measurement unit 10, a processing unit 12, a counter 13, a communication unit 14, a storage unit 15, and a DC / DC converter 19.
  • the measurement unit 10 includes a detection unit 11, four current sensors 16 and a voltage sensor 17.
  • the monitoring device 111 may include more or less current sensors 16 depending on the number of output lines 1.
  • the measurement unit 10 performs, for example, a measurement process of measuring the output voltage and the output current of one corresponding solar cell unit 75.
  • one monitoring device 111 may be provided corresponding to a plurality of solar cell units 75. In this case, it is preferable that the measuring unit 10 in the monitoring device 111 be provided for each solar cell unit 75. However, as shown in FIG. 4, since the plurality of solar cell units 75 are connected in parallel, the number of voltage sensors 17 may be one.
  • one monitoring device 111 may be provided corresponding to a plurality of current collecting units 60.
  • Each circuit in the monitoring device 111 operates using, for example, the output voltage of the solar cell panel 78 supplied from the output line 5 as the power supply voltage.
  • the DC / DC converter 19 boosts the DC voltage of the solar cell panel 78 received from the negative output line 5n and the positive output line 5p via the negative power line 26n and the positive power line 26p, respectively. The voltage is reduced to generate the DC voltage Vc. Then, the DC / DC converter 19 outputs the generated DC voltage Vc to each circuit in the monitoring device 111.
  • each circuit in the monitoring device 111 supplies, for example, a DC voltage obtained by converting an AC voltage from the grid side or a DC voltage from a battery (not shown) during a period in which power is not being generated by the solar cell panel 78. It operates by using it as a voltage.
  • each circuit in the monitoring device 111 is not limited to a period in which power is not being generated by the solar cell panel 78, and always supplies a DC voltage converted from an AC voltage from the system side or a DC voltage from the battery as a power source. It may be used as a voltage to operate.
  • the monitoring device 111 operates in the normal mode and performs measurement processing under the control of the collection control device shown in FIG.
  • the storage unit 15 is registered with an ID of a destination device of a measurement information packet, which will be described later (hereinafter also referred to as a destination ID), and period information for calculating a transmittable period of the measurement information packet.
  • the ID of the destination device is the ID of the collection control device 101.
  • the transmittable period is set, for example, so as not to overlap with the transmittable periods of the other monitoring apparatuses 111 in the monitoring system 301.
  • the period information includes, for example, the reference time ts, the length Lp of the transmittable period, and the cycle Tpd in which the transmittable period is set.
  • the start timing of the transmittable period is obtained by calculating ts + Tpd ⁇ K, for example.
  • K is an integer of 0 or more.
  • the counter 13 counts clock pulses generated by an oscillation circuit using a crystal oscillator, for example, and holds the counted value. This count value indicates, for example, the current time.
  • the detection unit 11, the current sensor 16 and the voltage sensor 17, and the processing unit 12 in the measurement unit 10 perform the measurement process using the period information in the storage unit 15 in the normal mode.
  • the processing unit 12 calculates the start timing of the transmittable period based on the period information in the storage unit 15. Then, the processing unit 12 monitors the count value of the counter 13 and outputs the measurement command to the detection unit 11 when the calculated start timing comes a predetermined time before.
  • the current sensor 16 measures the current of the output line 1. More specifically, the current sensor 16 is, for example, a Hall element type current probe. The current sensor 16 measures the current flowing through the corresponding negative side output line 1n and outputs a signal indicating the measurement result to the detection unit 11. The current sensor 16 may measure the current flowing through the positive output line 1p.
  • the voltage sensor 17 measures the voltage of the output line 5. More specifically, the voltage sensor 17 measures the voltage between the positive power supply line 26p and the negative power supply line 26n, and outputs a signal indicating the measurement result to the detection unit 11.
  • the detection unit 11 Upon receiving a measurement command from the processing unit 12, for example, the detection unit 11 performs signal processing such as averaging and filtering on each measurement signal received from each current sensor 16 and voltage sensor 17 according to the received measurement command.
  • the converted signal is converted into a digital signal, and the converted digital signal is output to the processing unit 12 as a response to the measurement command.
  • the processing unit 12 creates the measurement information M indicating the measurement result regarding the corresponding solar cell panel 78.
  • the measurement information M in the normal mode is also referred to as “measurement information M1”. More specifically, the processing unit 12 measures the measured value indicated by each digital signal received from the detection unit 11, the ID of the corresponding current sensor 16 (hereinafter also referred to as the current sensor ID), and the ID of the corresponding voltage sensor 17 ( Hereinafter, the measurement information M1 including the voltage sensor ID) and the ID of the self monitoring device 111 (hereinafter, also referred to as the monitoring device ID) is created.
  • the processing unit 12 acquires the destination ID from the storage unit 15, the transmission source ID is its own monitoring device ID, the transmission destination ID is the destination ID, and the data portion is A measurement information packet including the measurement information M1 is created. Then, the processing unit 12 outputs the created measurement information packet to the communication unit 14.
  • the processing unit 12 may include the sequence number in the measurement information packet.
  • the communication unit 14 transmits the measurement information M1 by power line communication via the output lines 5 and 2. More specifically, when the communication unit 14 receives the measurement information packet from the processing unit 12, the communication unit 14 transmits the received measurement information packet to the collection control device 101.
  • the monitoring device 111 operates in the characteristic measurement mode under the control of the collection control device 101 and performs measurement processing. The measurement process by the monitoring device 111 and the voltage control by the collection control device 101 are performed in synchronization.
  • the collection control device 101 sets the output voltage of the solar cell unit 75 to the PCS 8 and notifies the monitoring device 111 of the output voltage, for example, during the voltage control period.
  • the communication unit 14 in the monitoring device 111 receives the output voltage notification from the collection control device 101 and notifies the processing unit 12 of the output voltage.
  • the processing unit 12 Upon receiving the notification of the output voltage from the communication unit 14, the processing unit 12 outputs the measurement command to the detection unit 11.
  • the detection unit 11 Upon receiving the measurement command from the processing unit 12, the detection unit 11 does not perform signal processing such as averaging and filtering of the measurement signals received from the current sensors 16 and the voltage sensors 17 according to the received measurement command. It is converted into a digital signal and the converted digital signal is output to the processing unit 12 as a response to the measurement command.
  • signal processing such as averaging and filtering of the measurement signals received from the current sensors 16 and the voltage sensors 17 according to the received measurement command. It is converted into a digital signal and the converted digital signal is output to the processing unit 12 as a response to the measurement command.
  • the processing unit 12 associates the output current and the output voltage received from the detection unit 11 with the output voltage notified from the collection control device 101. More specifically, the processing unit 12 receives the measured value of each digital signal received from the detection unit 11, the corresponding current sensor ID and voltage sensor ID, its own monitoring device ID, and the output notified from the communication unit 14. A measurement information packet in which measurement information M including a voltage is stored is created. Hereinafter, the measurement information M in the characteristic measurement mode including the result of the above-mentioned association is also referred to as “measurement information M2”. Then, the processing unit 12 transmits the created measurement information packet to the collection control device 101 via the communication unit 14.
  • the collection control device 101 performs, for example, control in which the output voltage of the solar cell unit 75 is changed stepwise during the voltage control period. Then, the collection control device 101 notifies the monitoring device 111 of the output voltage each time the output voltage of the solar cell unit 75 is set to the PCS8.
  • the monitoring device 111 performs measurement processing each time it receives a notification of the output voltage from the collection control device 101.
  • the measurement interval which is the interval of measurement processing by the monitoring device 111, is smaller than the measurement interval in the normal mode.
  • the collection control device 101 controls the monitoring device 111 to change the operation mode of the monitoring device 111 from the characteristic measurement mode to the normal mode.
  • the monitoring device 111 changes the operation mode to the normal mode under the control of the collection control device 101.
  • the processing unit 12 may collectively send a plurality of pieces of measurement information M2 to the collection control device 101.
  • the processing unit 12 stores in the storage unit 15 the measurement information M2 in which the output current and the output voltage received from the detection unit 11 are associated with the output voltage notified from the collection control device 101.
  • the collection control device 101 transmits a measurement information request for requesting the transmission of the plurality of measurement information M2 accumulated in the storage unit 15 of the monitoring device 111 to the monitoring device 111.
  • the communication unit 14 of the monitoring device 111 Upon receiving the measurement information request transmitted from the collection control device 101, the communication unit 14 of the monitoring device 111 outputs the measurement information request to the processing unit 12.
  • the processing unit 12 receives the measurement information request output from the communication unit 14 and collects a plurality of measurement information packets each including the plurality of measurement information M2 stored in the storage unit 15 via the communication unit 14 from the collection control device. Send to 101.
  • the processing unit 12 may collectively transmit the plurality of pieces of measurement information M2 into one or a plurality of measurement information packets.
  • the communication frequency between the monitoring device 111 and the collection control device 101 can be suppressed.
  • processing unit 12 may be configured to perform signal processing so that the data amount of the measurement information packet transmitted to the collection control device 101 becomes small.
  • the processing unit 12 becomes the average value or the median value of the output currents of the plurality of solar cell units 75 at the same output voltage among the plurality of solar cell units 75 corresponding to the own monitoring device 111.
  • a solar cell unit 75 having a tendency is selected.
  • the processing unit 12 calculates, for example, for each output voltage, a difference value between the output current of the selected solar cell unit 75 and the output current of each of the other solar cell units 75, and information indicating the calculated difference value. Is transmitted to the collection control device 101 via the communication unit 14 as measurement information M2.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the collection control device according to the embodiment of the present invention.
  • the output line 2, the internal line 3 and the copper bar 7 are shown in more detail.
  • output line 2 includes a plus side output line 2p and a minus side output line 2n.
  • the internal line 3 includes a plus side internal line 3p and a minus side internal line 3n.
  • the copper bar 7 includes a plus side copper bar 7p and a minus side copper bar 7n.
  • the plus-side output line 2p has a first end connected to the plus-side copper bar 72p in the current collection box 71 of the corresponding current-collecting unit 60 and a second end connected to the plus-side copper bar 7p.
  • the negative side output line 2n has a first end connected to the negative side copper bar 72n and a second end connected to the negative side copper bar 7n in the current collection box 71 of the corresponding current collection unit 60.
  • the plus-side internal line 3p has a first end connected to the plus-side copper bar 7p and a second end connected to the PCS 8.
  • the negative side inner line 3n has a first end connected to the negative side copper bar 7n and a second end connected to the PCS 8.
  • the collection control device 101 includes a control unit 40, a monitoring unit 41, a PLC communication unit 42, a processing unit 43, a LAN (Local Area Network) communication unit 44, a storage unit 45, a counter 47, and an alarm unit 49.
  • a control unit 40 controls the collection control device 101 to generate a report.
  • the operation of the counter 47 is similar to that of the counter 13 in the monitoring device 111 shown in FIG.
  • the counter 13 and the counter 47 are time-synchronized, for example.
  • the PLC communication unit 42 communicates with the monitoring device 111. Specifically, the PLC communication unit 42 performs power line communication with the monitoring device 111 via the signal line 46 and the output lines 2 and 5.
  • the PLC communication unit 42 is electrically connected to the plus-side copper bar 7p and the minus-side copper bar 7n via the plus-side signal line 46p and the minus-side signal line 46n, which are the signal lines 46, respectively.
  • Various packets are transmitted and received to and from the monitoring device 111.
  • the control unit 40 controls the PCS 8 in the voltage control period designated by the user, for example, to perform voltage control for changing the output voltage within a range necessary to obtain the output characteristics of the solar cell unit 75.
  • control unit 40 sets the output voltage of the solar cell unit 75 in the power conversion unit 9 in the PCS 8 via the PLC communication unit 42 during the voltage control period. Further, the control unit 40 notifies the monitoring device 111 of the output voltage set in the power conversion unit 9 via the PLC communication unit 42.
  • control unit 40 sets the measurement interval in the characteristic measurement mode of the monitoring device 111 to a value smaller than the measurement interval in the normal mode of the monitoring device 111, that is, the period Tpd. Further, the control unit 40 sets a new output voltage in the power conversion unit 9 at the same intervals as the measurement intervals in the characteristic measurement mode of the monitoring device 111.
  • the power conversion unit 9 shown in FIG. 4 corresponds to the setting by the control unit 40 in the collection control device 101, for example, by adjusting the duty ratio in PWM (Pulse Width Modulation) control of a switch (not shown) in the power conversion unit 9.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the output voltage of one or a plurality of solar cell units 75 is changed.
  • control unit 40 when ending the voltage control, notifies the power conversion unit 9 of the end of the voltage control, for example.
  • the control unit 40 controls the monitoring device 111 via the PLC communication unit 42 to change the operation mode of the monitoring device 111 from the characteristic measurement mode to the normal mode.
  • (Collection of measurement information M) (A) Collection of measurement information M1 in a period other than the voltage control period During a period other than the voltage control period, the PLC communication unit 42 receives the measurement information packet transmitted from the plurality of monitoring devices 111 via the output lines 5 and 2. Then, the received measurement information packet is output to the processing unit 43.
  • the processing unit 43 Upon receiving the measurement information packet from the PLC communication unit 42, the processing unit 43 acquires the measurement information M1 from the received measurement information packet. Then, the processing unit 43 acquires the count value indicating the current time from the counter 47, and stores the measurement information M1 including the acquired count value in the storage unit 45.
  • the LAN communication unit 44 transmits / receives information to / from the server 151, for example, via a LAN or the like.
  • the processing unit 43 when the processing unit 43 receives a measurement information request from the server 151 via the LAN communication unit 44, the processing unit 43 acquires the measurement information M1 stored in the storage unit 45, and the measurement information packet storing the acquired measurement information M1 is transmitted to the LAN. It is transmitted to the server 151 via the communication unit 44.
  • the monitoring unit 41 monitors the operation of the PLC communication unit 42, acquires the count value from the counter 47 each time the PLC communication unit 42 receives the measurement information packet, and outputs a time stamp indicating the acquired count value. It is stored in association with the sender ID included in the measurement information packet.
  • the monitoring unit 41 determines whether or not the measurement information M1 from the monitoring device 111 is interrupted, for example, based on the reception status of the measurement information M1 in the collection control device 101.
  • the monitoring unit 41 confirms the reception status of the measurement information M1 by referring to the time stamp associated with the sender ID included in the stored measurement information packet, for example. Then, if the measurement information M1 from the corresponding monitoring device 111 does not arrive at the collection control device 101 within a predetermined time after receiving the previous measurement information M1 from the monitoring device 111, the monitoring unit 41 performs the monitoring. It is determined that the measurement information M1 from the device 111 is lost.
  • the monitoring unit 41 determines that the measurement information M1 from the monitoring device 111 is disrupted, the monitoring unit 41 outputs determination information indicating that an abnormality has occurred in the solar power generation system 401 to the alarm unit 49.
  • the alarm unit 49 outputs an alarm, for example, when the monitoring unit 41 determines that an abnormality has occurred in the solar power generation system 401.
  • the alarm unit 49 when the alarm unit 49 receives the determination information from the monitoring unit 41, the alarm unit 49 transmits the received determination information to the wireless terminal device held by the user via the LAN communication unit 44, for example. This allows the user to recognize that an abnormality has occurred in the solar power generation system 401.
  • the PLC communication unit 42 outputs each output voltage in the range and The measurement information packet indicating the measurement result of the corresponding output current is collected from the monitoring device 111. Then, the PLC communication unit 42 outputs the collected measurement information packet to the processing unit 43.
  • the processing unit 43 acquires the measurement information M2 included in the measurement information packet received from the PLC communication unit 42, and stores the acquired plurality of measurement information M2 in the storage unit 45.
  • the monitoring unit 41 determines an abnormality of the solar cell unit 75 based on the plurality of pieces of measurement information M2 stored in the storage unit 45.
  • the monitoring unit 41 outputs the output voltage and the output based on the plurality of measurement information M2 acquired in the voltage control period, which is stored in the storage unit 45 for each corresponding solar cell unit 75, for example.
  • An IV graph showing the correspondence with the current is created. More specifically, the monitoring unit 41 creates the IV graph based on, for example, the current value that is the measurement value of the current sensor 16 and the voltage value that is the measurement value of the voltage sensor 17, which is indicated by each measurement information M2.
  • the monitoring unit 41 determines the abnormality of the solar cell unit 75 by comparing the created IV graphs.
  • the monitoring unit 41 may create the IV graph based on the current value, which is the measurement value of the current sensor 16 and the corresponding output voltage notified by the own collection control device 101, which is indicated by the measurement information M2.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an IV graph based on measurement information stored in the storage unit of the collection control device according to the embodiment of the present invention.
  • the vertical axis represents the output current and the horizontal axis represents the output voltage.
  • the control unit 40 controls the output voltage of each of the corresponding four solar cell units 75, that is, the solar cell units 75a, 75b, 75c, and 75d from zero to Voc. It is assumed that voltage control is performed so as to change all at once. Further, graphs showing changes in the output currents of the solar cell units 75a, 75b, 75c, 75d during the voltage control period are graphs Ga, Gb, Gc, Gd, respectively.
  • the graphs Ga, Gb, and Gc have the same shape, while the graph Gd has a different shape from the graphs Ga, Gb, and Gc.
  • the monitoring unit 41 determines that the solar cell unit 75d corresponding to the graph Gd has an abnormality.
  • the monitoring unit 41 determines that an abnormality has occurred in the solar cell unit 75, the monitoring unit 41 outputs determination information indicating the determination result to the alarm unit 49.
  • the alarm unit 49 outputs an alarm, for example, when the monitoring unit 41 determines that an abnormality has occurred in the solar cell unit 75 in the solar power generation system 401.
  • the monitoring system 301 may be configured to include a control device and a collection device, which are separate devices, instead of the collection control device 101 shown in FIG. 7.
  • the control device includes the control unit 40, a communication unit and a storage unit, which are not shown.
  • the collection device includes a monitoring unit 41, a PLC communication unit 42, a processing unit 43, a LAN communication unit 44, a storage unit 45, a counter 47, an alarm unit 49, and the like.
  • the plurality of solar cell units 75 may be divided into a plurality of groups.
  • the plurality of solar cell units 75 are grouped for each corresponding monitoring device 111. That is, it is assumed that there are as many groups of solar cell units 75 as there are monitoring devices 111.
  • the collection control device 101 can switch the monitoring device 111 to the characteristic measurement mode in units of groups. That is, the collection control device 101 can switch one or a plurality of monitoring devices 111, which are some of the monitoring devices 111 in the monitoring system 301, to the characteristic measurement mode.
  • the plurality of solar cell units 75 may be grouped according to the installed area or power plant. Specifically, the plurality of solar cell units 75 include, for example, a west group including the plurality of solar cell units 75 installed in the west area and an east group including the plurality of solar cell units 75 installed in the east area. It is supposed to be divided into groups.
  • the collection control device 101 performs voltage control of the output voltage of the plurality of solar cell units 75 included in the east group in the morning time zone, and performs one or more corresponding to the plurality of solar cell units 75.
  • the monitoring device 111 is controlled to operate in the characteristic measurement mode.
  • the collection control device 101 performs voltage control of the output voltage of the plurality of solar cell units 75 included in the west group, for example, in the evening time zone, and one or a plurality of solar cell units 75 corresponding to the plurality of solar cell units 75 are controlled.
  • the monitoring device 111 is controlled so as to operate in the characteristic measurement mode.
  • the plurality of solar cell units 75 corresponding to one monitoring device 111 may be divided into a plurality of groups.
  • the collection control device 101 acquires, for example, the measurement information M2 of each of the plurality of solar cell units 75 corresponding to the same monitoring device 111. Then, the collection control device 101, based on the measurement information M2 of each of the solar cell units 75 included in some of the plurality of groups corresponding to the monitoring device 111 among the plurality of acquired measurement information M2. , The abnormality of the solar cell units 75 included in the partial group is determined.
  • Each device in the monitoring system 301 includes a computer including a memory, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer reads out a program including some or all of the steps of the following sequence diagram from the memory and executes the program. ..
  • the programs of these plural devices can be installed from the outside. The programs of these plural devices are distributed in a state of being stored in a recording medium.
  • FIG. 9 is a sequence diagram showing a flow of information between each device in the monitoring system according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows the flow of information between the devices during the voltage control period by the collection control device 101. Further, FIG. 9 shows an example in which the two monitoring devices 111a and 111b operate in the characteristic measurement mode during the voltage control period.
  • the collection control apparatus 101 changes the operation modes of the monitoring apparatuses 111a and 111b from the normal mode to the characteristic mode.
  • Mode instruction information for changing to the measurement mode is transmitted to the monitoring devices 111a and 111b (step S11).
  • the monitoring devices 111a and 111b receive the mode instruction information transmitted from the collection control device 101 and transmit response information to the collection control device 101 (step S12).
  • the monitoring devices 111a and 111b change the operation mode to the characteristic measurement mode according to the mode instruction information. For example, the monitoring devices 111a and 111b change the measurement interval so that the measurement process is performed every time the notification of the output voltage of the corresponding one or more solar cell units 75 is received from the collection control device 101 (step S13).
  • the collection control device 101 sets the output voltage of the solar cell unit 75 to PCS8 (step S14).
  • the PCS 8 performs control to change the output power of the corresponding one or more solar cell units 75 to the output voltage set by the collection control device 101 (step S15).
  • the collection control device 101 notifies the monitor devices 111a and 111b of the output voltage set in the PCS 8 (step S16).
  • the monitoring devices 111a and 111b receive the notification of the output voltage from the collection control device 101 and transmit the response information to the collection control device 101 (step S17).
  • the monitoring devices 111a and 111b measure the output voltage and output current of the corresponding one or more solar cell units 75 in order to monitor the solar cell units 75 (step S18).
  • the monitoring devices 111a and 111b create a measurement information packet including the result of the measurement process and the notified output voltage, and send the created measurement information packet to the collection control device 101 (step S19).
  • the collection control device 101 newly sets the output voltage of the solar cell unit 75 to PCS8, and the same operation as that from step S14 to step S19 by the PCS8, the collection control device 101, and the monitoring devices 111a and 111b is repeated. ..
  • the collection control device 101 transmits the mode instruction information for changing the operation mode of the monitoring devices 111a and 111b from the characteristic measurement mode to the normal mode at the end timing of the voltage control period designated by the user, for example. It transmits to 111a, 111b (step S20).
  • the monitoring devices 111a and 111b receive the mode instruction information transmitted from the collection control device 101 and transmit response information to the collection control device 101 (step S21).
  • the monitoring devices 111a and 111b change the operation mode to the normal mode according to the mode instruction information (step S22).
  • the collection control device 101 when the collection control device 101 completes the setting of each output voltage in the range necessary to obtain the output characteristics of the solar cell unit 75, the collection control device 101 notifies the PCS 8 of the end of the voltage control (step S23). Then, the PCS 8 receives the notification from the collection control device 101 and performs the normal operation. Specifically, the PCS 8 cancels the adjustment of the duty ratio in the PWM control of the switch in the power conversion unit 9.
  • the collection control device 101 based on the plurality of measurement information packets transmitted from the monitoring device 111a and the plurality of measurement information M2 included in each of the plurality of measurement information packets transmitted from the monitoring device 111b, collects the solar cells. A determination process for determining the abnormality of the unit 75 is performed. Then, the collection control device 101 outputs an alarm, for example, when it is determined that an abnormality has occurred in the solar cell unit 75 (step S24).
  • the collection control device 101 notifies the monitoring device 111 of the output voltage set in the PCS 8 during the voltage control period. Then, the monitoring device 111 receives the notification from the collection control device 101 and performs the measurement process. Therefore, the measurement processing by the monitoring device 111 and the voltage control by the collection control device 101 are performed in synchronization.
  • the collection control device 101 sets the output voltage to the PCS 8 and notifies the monitoring device 111 of the output voltage of the solar cell unit 75. Instead of performing the above, the voltage control period is notified to the PCS 8 and the monitoring device 111 in advance. As a result, the measurement processing by the monitoring device 111 and the voltage control by the collection control device 101 are performed in synchronization.
  • each of collection control device 101, PCS 8 and monitoring device 111 in monitoring system 302 includes, for example, a time information receiving unit (not shown), and a GPS (Global Positioning System) satellite. Receives the standard time information transmitted from or the standard time signal from the standard time signal transmission station.
  • a time information receiving unit not shown
  • GPS Global Positioning System
  • the PCS 8 sets, for example, a timer (not shown) using the received standard time information or standard radio wave, and changes the output voltage of the solar cell unit 75 in the voltage control period notified in advance by the collection control device 101. I do.
  • the voltage range required to obtain the output characteristics of the solar cell unit 75 is 0 [V] to Vco [V]. Further, for example, a period in which the output voltage of the solar cell unit 75 changes from 0 [V] to Vco [V] and further changes from Vco [V] to 0 [V] is defined as one cycle.
  • the PCS 8 sets the output voltage of the solar cell unit 75 to one or a plurality of cycles during a period from a predetermined time before the start timing of the voltage control period to a predetermined time after the end timing of the voltage control period. Control to change with.
  • the monitoring device 111 measures the operating mode from the normal mode by using the received standard time information or the standard radio wave, etc., at a predetermined time before the start timing of the voltage control period notified in advance by the collection control device 101. Switch to mode. At this time, the measurement unit 10 in the monitoring device 111 sets the measurement interval of the output current and the output voltage of the solar cell unit 75 in the characteristic measurement mode to a value smaller than that in the normal mode.
  • the monitoring device 111 sets the measurement interval so that the output voltage and the output current of the solar cell unit 75 are measured 20 times while the output voltage of the solar cell unit 75 changes by one cycle, for example.
  • the monitoring device 111 creates a measurement information packet including the measurement information M2 every time when measuring the output voltage and the output current, and stores the created measurement information packet in the storage unit 15.
  • the output voltage of the solar cell unit 75 is changed in one or a plurality of cycles during the voltage control period, the output currents corresponding to the same output voltage are output among the plurality of monitoring devices 111. It is possible to increase the possibility of acquisition. Thereby, in the collection control device 101, the IV graphs of the respective solar cell units 75 can be accurately compared.
  • the monitoring device 111 uses the received standard time information or standard radio wave to change the operation mode from the characteristic measurement mode to the normal mode after a predetermined time from the end timing of the voltage control period notified in advance by the collection control device 101. Switch to. Then, the monitoring device 111 transmits to the collection control device 101 a plurality of measurement information packets each including a plurality of measurement information M2 accumulated in the storage unit 15.
  • the collection control device 101 receives the plurality of measurement information packets transmitted from the monitoring device 111, and based on the plurality of measurement information M2 included in each of the plurality of measurement information packets, the corresponding one or more solar cells. Determine the unit abnormality.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing a flow of information between each device in the monitoring system according to the first modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows the flow of information between the devices during the voltage control period by the collection control device 101.
  • the collection control device 101 transmits period information indicating the voltage control period to the PCS 8 and the two monitoring devices 111a and 111b (step S30).
  • the monitoring devices 111a and 111b change the operation mode to the characteristic measurement mode at a predetermined time before the start timing of the voltage control period. At this time, the monitoring devices 111a and 111b set the measurement intervals of the output current and the output voltage in the characteristic measurement mode to values smaller than those in the normal mode (step S31).
  • the PCS 8 starts control for changing the output voltage of the solar cell unit 75 (step S32).
  • the monitoring devices 111a and 111b perform measurement processing of the output voltage and output current of the corresponding one or more solar cell units 75 in order to monitor the solar cell units 75. Then, the monitoring devices 111a and 111b hold the measurement information M2 including the result of the measurement process (step S33). The monitoring devices 111a and 111b perform measurement processing at the set measurement intervals.
  • the monitoring devices 111a and 111b change the operation mode to the normal mode at a timing after a predetermined time from the end timing of the voltage control period (step S34).
  • the PCS 8 ends the control for changing the output voltage of the solar cell unit 75 (step S35).
  • the monitoring apparatuses 111a and 111b transmit to the collection control apparatus 101 a plurality of measurement information packets each including a plurality of pieces of measurement information M2 held by itself (step S36).
  • the collection control device 101 receives a plurality of measurement information packets transmitted from the monitoring device 111a and a plurality of measurement information packets transmitted from the monitoring device 111b, and is included in each of the received measurement information packets.
  • the abnormality of the solar cell unit 75 is determined based on the plurality of pieces of measurement information M2. Then, when the collection control device 101 determines that an abnormality has occurred in the solar cell unit 75, for example, it outputs an alarm (step S37).
  • ⁇ Modification 2> In the monitoring system 301 according to the embodiment of the present invention and the monitoring system 302 according to the first modification described above, the measurement processing by the monitoring device 111 and the voltage control by the collection control device 101 are performed in synchronization.
  • the measurement processing by the monitoring device 111 and the voltage control by the collection control device 101 are performed without synchronization.
  • the collection control device 101 in the monitoring system 303 uses, for example, one or more solar cells corresponding to the PCS 8 at the start timing of the voltage control period designated by the user. It is instructed to start the control for changing the output voltage of the unit 75.
  • the PCS 8 starts the control of changing the output voltage according to the instruction from the collection control device 101.
  • the collection control device 101 instructs the PCS 8 to end the control for changing the output voltage of the corresponding one or more solar cell units 75 at the end timing of the voltage control period.
  • the PCS 8 ends the control of changing the output voltage according to the instruction from the collection control device 101.
  • the monitoring device 111 always operates in the characteristic measurement mode, for example, and accumulates the measurement information M2 in which the measurement result and the measurement time are associated.
  • the collection control device 101 transmits to the monitoring device 111 a request to send the measurement information M2 accumulated in the voltage control period, the measurement information request indicating the voltage control period.
  • the monitoring device 111 receives the measurement information request transmitted from the collection control device 101, and among the plurality of measurement information M2 held by itself, the plurality of measurement information M2 including the measurement time included in the voltage control period, respectively.
  • the plurality of measurement information packets including the information are transmitted to the collection control device 101.
  • the collection control device 101 receives the plurality of measurement information packets transmitted from the monitoring device 111, and based on the plurality of measurement information M2 included in each of the plurality of measurement information packets, the corresponding one or more solar cells. Determine the unit abnormality.
  • a method of detecting a failure of the power generation unit by comparing graphs showing current-voltage characteristics of each power generation unit can be considered.
  • the measurement conditions such as solar radiation and temperature may change during the sequential measurement of the output current and output voltage of the power generation unit, and the failure can be accurately detected by comparing the graphs showing the current-voltage characteristics. It may not be possible.
  • the measurement parameters such as solar radiation and temperature at the time of measuring the output current and output voltage of the power generation unit are acquired, and the acquired measurement parameters are reflected on the graph showing the current-voltage characteristics, and then the graphs are compared.
  • a method is also possible. However, it is not easy to reflect the measurement parameter including the individual difference of the power generation unit and the temperature of the solar cell panel included in the power generation unit.
  • the PCS 8 is electrically connected to the plurality of solar cell units 75 including the solar cell panel 78.
  • the monitoring device 111 performs measurement processing for measuring the output voltage and the output current of the corresponding one or more solar cell units 75 in order to monitor the solar cell units 75.
  • the collection control device 101 controls the PCS 8 to perform voltage control that changes the output voltage of the solar cell unit 75 within a range necessary to obtain the output characteristics of the solar cell unit 75. Further, the collection control device 101 collects the measurement result of each output voltage and the corresponding output current in the range from the monitoring device 111.
  • the monitoring device 111 performs measurement in the measurement range while changing the output voltage of each solar cell unit 75 in the measurement range by controlling the PCS 8, and thus the measurement results of the respective solar cell units 75 are concurrently measured. Obtainable.
  • measurement is performed in each solar cell unit 75 in a state where measurement parameters such as insolation and air temperature are aligned, and by comparing the measurement results of each solar cell unit 75 in this state, for example, an operator
  • the abnormality of the solar cell unit 75 can be determined more easily than in the case of going to the installation location and acquiring and measuring the 75 measurement waveforms individually.
  • the measurement result of each solar cell unit 75 can be obtained remotely without an operator at the installation location of the solar power generation system 401 using the device.
  • the abnormality of the solar cell unit 75 in the solar power generation system 401 can be monitored more accurately and easily.
  • the monitoring device 111 and the collection control device 101 respectively perform measurement processing and voltage control in synchronization with each other.
  • the collection control device 101 notifies the monitoring device 111 of the output voltage of the solar cell unit 75 in voltage control.
  • the monitoring device 111 associates the measured output current with the output voltage notified from the collection control device 101.
  • the collection control device 101 collects the result of the association by the monitoring device 111 from the monitoring device 111.
  • the output voltage set by the collection control device 101 and the measurement result of the output voltage and the output current of each solar cell unit 75 can be associated with each other.
  • the correspondence relationship between the output voltage and the output current in each solar cell unit 75 can be easily obtained.
  • the monitoring device 111 under the control of the collection control device 101, performs the measurement process in the normal mode for performing the measurement process other than the period for performing the voltage control and the period for performing the voltage control. It is possible to switch the characteristic measurement mode for performing the measurement.
  • the measurement interval of the output voltage and the output current of the solar cell unit 75 in the characteristic measurement mode is set to a value smaller than that in the normal mode.
  • the monitoring device 111 is configured to set the measurement timings of the output voltage and the output current by itself, so that the collection control device 101 does not notify the monitoring device 111 of the output voltage of the solar cell unit 75. It is possible to perform the measurement process at an appropriate interval at which the output characteristics of the solar cell unit 75 can be acquired. Further, by setting the measurement interval in the characteristic measurement mode to a value smaller than that in the normal mode, it is possible to obtain a more accurate output characteristic of each solar cell unit 75, that is, a correspondence relationship between the output voltage and the output current. ..
  • the plurality of solar cell units 75 are divided into a plurality of groups.
  • the collection control device 101 can switch the monitoring device 111 to the characteristic measurement mode for each group of the solar cell units 75.
  • the plurality of solar cell units 75 by the corresponding monitoring device 111, the installed area, or the installed power plant, and for each group, The measurement result of the output voltage and the output current of each solar cell unit 75 can be collected. As a result, the measurement results can be compared between the solar cell units 75 having more uniform measurement parameters, so that the abnormality of the solar cell unit 75 can be determined more accurately. Further, since the operation mode of the monitoring device 111 corresponding to the solar cell unit 75 that does not compare the measurement results can be continued in the normal mode, the monitoring systems 301, 302, 303 can be operated more efficiently. ..
  • the PLC communication unit 42 communicates with the monitoring device 111 that performs measurement processing for measuring the output voltage and the output current of the corresponding one or more solar cell units 75. To do.
  • the control unit 40 controls the PCS 8 to perform voltage control that changes the output voltage of the solar cell unit 75 within a range necessary to obtain the output characteristics of the solar cell unit 75.
  • the PLC communication unit 42 collects the measurement result of each output voltage and the corresponding output current in the range from the monitoring device 111.
  • the monitoring device 111 performs measurement in the measurement range while changing the output voltage of each solar cell unit 75 in the measurement range by controlling the PCS 8, and thus the measurement results of the respective solar cell units 75 are concurrently measured. Obtainable.
  • measurement is performed in each solar cell unit 75 in a state where measurement parameters such as insolation and air temperature are aligned, and by comparing the measurement results of each solar cell unit 75 in this state, for example, an operator
  • the abnormality of the solar cell unit 75 can be determined more easily than in the case of going to the installation location and acquiring and measuring the 75 measurement waveforms individually.
  • the measurement result of each solar cell unit 75 can be obtained remotely without an operator at the installation location of the solar power generation system 401 using the device.
  • the abnormality of the solar cell unit 75 in the solar power generation system 401 can be more accurately and easily monitored.
  • measurement unit 10 measures the output voltage and output current of one or a plurality of corresponding solar cell units 75 in order to monitor solar cell units 75. Perform processing.
  • the communication unit 14 transmits the measurement result of the measurement process of the measurement unit 10.
  • the monitoring device 111 can switch between a normal mode in which measurement processing is performed in a period other than the period in which voltage control is performed and a characteristic measurement mode in which measurement processing is performed in a period in which voltage control is performed. Set the output current measurement interval to a smaller value than in the normal mode.
  • the measurement result necessary for obtaining the output characteristic of each corresponding solar cell unit 75 is obtained by the configuration for performing the measurement process of the output voltage and the output current of the solar cell unit 75 at a small measurement interval. Can be obtained in parallel.
  • measurement is performed in each solar cell unit 75 in a state where measurement parameters such as insolation and air temperature are aligned, and by comparing the measurement results of each solar cell unit 75 in this state, for example, an operator
  • the abnormality of the solar cell unit 75 can be determined more easily than in the case of going to the installation location and acquiring and measuring the 75 measurement waveforms individually.
  • the measurement result of each solar cell unit 75 can be obtained remotely without an operator at the installation location of the solar power generation system 401 using the device.
  • the monitoring device 111 it is possible to monitor the abnormality of the solar cell unit 75 in the solar power generation system 401 more accurately and easily.
  • the collection control device 101 changes the output voltage of the solar cell unit 75 within a range necessary to obtain the output characteristics of the one or more solar cell units 75.
  • a measurement process for measuring the output voltage and the output current of the solar cell unit 75 is performed while controlling the PCS 8 so as to perform the voltage control.
  • the collection control device 101 collects the measurement result of each output voltage and the corresponding output current in the range.
  • the measurement result of each solar cell unit 75 is concurrently measured by the method of controlling the PCS 8 to change the output voltage of each solar cell unit 75 in the measurement range and performing the measurement in the measurement range in the monitoring device 111.
  • the measurement is performed in each solar cell unit 75 in a state where the measurement parameters such as the solar radiation and the air temperature are aligned, and by comparing the measurement results of the respective solar cell units 75 in this state, for example, an operator
  • the abnormality of the solar cell unit 75 can be determined more easily than in the case of going to the installation location and acquiring and measuring the 75 measurement waveforms individually.
  • the measurement result of each solar cell unit 75 can be obtained remotely without an operator at the installation location of the solar power generation system 401 using the device.
  • the abnormality of the solar cell unit 75 in the solar power generation system 401 can be monitored more accurately and easily.
  • the collection control device 101 performs voltage control to change the output voltage of the solar cell unit 75 within a range necessary to obtain the output characteristics of the solar cell unit 75.
  • the PCS 8 is controlled so that Next, the collection control device 101 collects the measurement result of each output voltage and the corresponding output current in the range from the monitoring device 111.
  • the measurement result of each solar cell unit 75 is concurrently measured by the method of controlling the PCS 8 to change the output voltage of each solar cell unit 75 in the measurement range and performing the measurement in the measurement range in the monitoring device 111.
  • the measurement is performed in each solar cell unit 75 in a state where the measurement parameters such as the solar radiation and the air temperature are aligned, and by comparing the measurement results of the respective solar cell units 75 in this state, for example, an operator
  • the abnormality of the solar cell unit 75 can be determined more easily than in the case of going to the installation location and acquiring and measuring the 75 measurement waveforms individually.
  • the measurement result of each solar cell unit 75 can be obtained remotely without an operator at the installation location of the photovoltaic power generation system 401 using the device.
  • the abnormality of the solar cell unit 75 in the solar power generation system 401 can be monitored more accurately and easily. in this way,
  • the monitoring device 111 measures the output voltage and the output current of the corresponding one or more solar cell units 75 in order to monitor the solar cell units 75. Perform measurement processing. Next, the monitoring device 111 transmits the measurement result of the measurement process.
  • the monitoring device 111 can switch between a normal mode in which the measurement process is performed in a period other than the period in which the voltage control is performed and a characteristic measurement mode in which the measurement process is performed in the period in which the voltage control is performed. Also, set the output current measurement interval to a smaller value than in the normal mode.
  • the measurement result necessary for obtaining the output characteristic of each corresponding solar cell unit 75 is obtained by the method of measuring the output voltage and the output current of the solar cell unit 75 at a small measurement interval. Can be obtained in parallel.
  • the measurement is performed in each solar cell unit 75 in a state where the measurement parameters such as the solar radiation and the air temperature are aligned, and by comparing the measurement results of the respective solar cell units 75 in this state, for example, an operator
  • the abnormality of the solar cell unit 75 can be determined more easily than in the case of going to the installation location and acquiring and measuring the 75 measurement waveforms individually.
  • the measurement result of each solar cell unit 75 can be obtained remotely without an operator at the installation location of the solar power generation system 401 using the device.
  • the abnormality of the solar cell unit 75 in the solar power generation system 401 can be monitored more accurately and easily.
  • a power conversion device electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, A monitoring device that performs a measurement process of measuring the output voltage and the output current of the corresponding one or more power generation units to monitor the power generation units; A control device that controls the power conversion device to perform voltage control that changes the output voltage within a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation unit, A collecting device that collects the measurement result of each output voltage and the corresponding output current in the range from the monitoring device, The control device sets a measurement interval at which the measurement process is performed by the monitoring device, and in the voltage control, changes the output voltage at the set measurement interval, The collection device creates a graph showing a correspondence relationship between the output voltage and the output current for each of the power generation units based on the collected measurement results, and compares the plurality of created graphs to generate the power.
  • a monitoring system that determines abnormalities in parts.
  • a collection control device in a solar power generation system in which a power conversion device is electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, A communication unit that communicates with a monitoring device that performs measurement processing for measuring the output voltage and output current of the corresponding one or more power generation units; A control unit that controls the power conversion device so as to perform voltage control that changes the output voltage within a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation unit, The communication unit collects the measurement result of each output voltage and the corresponding output current in the range from the monitoring device, The control unit sets a measurement interval at which the measurement process is performed by the monitoring device, and in the voltage control, changes the output voltage at the set measurement interval, The collection control device further includes The monitoring unit creates a graph showing a correspondence relationship between the output voltage and the output current of each power generation unit based on the measurement results collected by the communication unit, and compares the created plurality of graphs.
  • a collection control device comprising: a monitoring unit that determines an abnormality of the power generation unit
  • a power converter is electrically connected to a plurality of power generation units each including a solar cell panel, to perform voltage control to change the output voltage of the power generation unit in a range necessary to obtain the output characteristics of the power generation unit,
  • a monitoring device in a solar power generation system including a control device for controlling the power conversion device, A measurement unit that performs a measurement process of measuring the output voltage and the output current of the corresponding one or more power generation units to monitor the power generation units;
  • a communication unit that transmits the measurement result of the measurement process,
  • the monitoring device is capable of switching between a normal mode for performing the measurement process and a characteristic measurement mode for performing the measurement process in a period for performing the voltage control in a period other than the period for performing the voltage control,
  • the measurement unit sets the measurement interval of the output voltage and the output current in the characteristic measurement mode to a value smaller than that in the normal mode,
  • the monitoring device wherein the measurement interval in the characteristic measurement mode is an interval at which the output characteristic of the power generation unit can be obtained.

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Abstract

監視システムは、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電気的に接続される電力変換装置と、前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置と、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置と、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集する収集装置とを備える。

Description

監視システム、収集制御装置、監視装置、監視方法および収集制御方法
 本発明は、監視システム、収集制御装置、監視装置、監視方法および収集制御方法に関する。
 この出願は、2018年11月6日に出願された日本出願特願2018-209167号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
 特開2013-239629号公報(特許文献1)には、以下のような太陽光発電故障検出装置が開示されている。すなわち、太陽光発電故障検出装置は、複数の太陽電池を含む太陽光発電アレイの出力電流から前記太陽光発電アレイの電流電圧特性を求める電流電圧特性取得部と、前記電流電圧特性取得部が求めた前記電流電圧特性の変化を拡大する処理を行う拡大処理部と、前記拡大処理部により拡大された前記電流電圧特性の2階微分の最大値が、前記太陽光発電アレイ内部の直列抵抗が5Ω以上増加した場合の2階微分の最大値である最大所定値以上であるか否かにより前記太陽光発電アレイの故障を検出する故障検出部とを備える。
特開2013-239629号公報
 (1)本開示の監視システムは、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電気的に接続される電力変換装置と、前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置と、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置と、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集する収集装置とを備える。
 (6)本開示の収集制御装置は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続される太陽光発電システムにおける収集制御装置であって、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置と通信する通信部と、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御部とを備え、前記通信部は、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集する。
 (7)本開示の監視装置は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続され、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置を備える太陽光発電システムにおける監視装置であって、前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う計測部と、前記計測処理による計測結果を送信する通信部とを備え、前記監視装置は、前記電圧制御を行う期間以外において前記計測処理を行う通常モードおよび前記電圧制御を行う期間において前記計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、前記計測部は、前記特性測定モードにおける前記出力電圧および前記出力電流の計測間隔を、前記通常モードと比べて小さい値に設定する。
 (8)本開示の監視方法は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電気的に接続される電力変換装置を備える監視システムにおける監視方法であって、1または複数の前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御しながら、前記出力電圧および前記発電部の出力電流を計測する計測処理を行うステップと、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を収集するステップとを含む。
 (9)本開示の収集制御方法は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続される太陽光発電システムにおける、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置、と通信する収集制御装置における収集制御方法であって、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御するステップと、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集するステップとを含む。
 (10)本開示の監視方法は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続され、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置を備える太陽光発電システムにおける監視装置における監視方法であって、前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行うステップと、前記計測処理による計測結果を送信するステップとを含み、前記監視装置は、前記制御装置が前記電圧制御を行う期間以外において前記計測処理を行う通常モードおよび前記制御装置が前記電圧制御を行う期間において前記計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、前記計測処理を行うステップにおいては、前記特性測定モードにおける前記出力電圧および前記出力電流の計測間隔を、前記通常モードと比べて小さい値に設定する。
 本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える監視システムとして実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、監視システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。
 また、本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える収集制御装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、収集制御装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。
 また、本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える監視装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、監視装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。
図1は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。 図2は、本発明の実施の形態に係る集電ユニットの構成を示す図である。 図3は、本発明の実施の形態に係る太陽電池ユニットの構成を示す図である。 図4は、本発明の実施の形態に係る監視システムの構成を示す図である。 図5は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を示す図である。 図6は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を詳細に示す図である。 図7は、本発明の実施の形態に係る収集制御装置の構成を示す図である。 図8は、本発明の実施の形態に係る収集制御装置における記憶部に保存されている計測情報に基づくIVグラフの一例を示す図である。 図9は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける各装置間の情報の流れを示すシーケンス図である。 図10は、本発明の実施の形態の変形例1に係る監視システムにおける各装置間の情報の流れを示すシーケンス図である。
 近年、太陽光発電システムにおける発電部の異常を監視するための技術が開発されている。
 [本開示が解決しようとする課題]
 しかしながら、特許文献1に係る太陽光発電故障検出装置では、太陽光発電アレイすなわち発電部が多数存在する場合、発電部ごとの電流電圧特性に対して演算処理を行う必要があり、処理量が増大する。
 また、たとえば、発電部ごとの電流電圧特性を示すグラフを比較することにより、発電部の故障を検出する方法が考えられる。
 しかしながら、発電部の出力電流および出力電圧を順次測定していく間に、日射および気温などの測定条件が変化する可能性があり、電流電圧特性を示すグラフの比較による故障の検出を正確に行うことができない可能性がある。
 本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、太陽光発電システムにおける発電部の異常をより正確かつ簡単に監視することができる監視システム、収集制御装置、監視装置、監視方法および収集制御方法を提供することである。
 [本開示の効果]
 本開示によれば、太陽光発電システムにおける発電部の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 [本願発明の実施形態の説明]
 最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
 (1)本発明の実施の形態に係る監視システムは、太陽電池パネルを含む複数の発電部に電気的に接続される電力変換装置と、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置と、前記電力変換装置を制御することにより、前記出力電圧および前記出力電流の特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行う制御装置と、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集する収集装置とを備える。
 このように、電力変換装置を制御して各発電部の出力電圧を測定範囲で変化させながら監視装置において当該測定範囲における計測を行う構成により、各発電部の計測結果を並行して得ることができる。これにより、各発電部において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各発電部の計測結果を比較することで、たとえば作業者が発電部の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に発電部の異常を判断することができる。また、太陽光発電システムの設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各発電部の測定結果を得ることができる。したがって、太陽光発電システムにおける発電部の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 (2)好ましくは、前記監視装置および前記制御装置は、それぞれ、前記計測処理および前記電圧制御を互いに同期して行う。
 このような構成により、電圧制御が行われる期間における計測結果を容易に得ることができる。
 (3)より好ましくは、前記制御装置は、前記電圧制御における前記出力電圧を前記監視装置に通知し、前記監視装置は、計測した前記出力電流を前記制御装置から通知された前記出力電圧に対応付け、前記収集装置は、前記監視装置による対応付けの結果を前記監視装置から収集する。
 このような構成により、監視装置において、制御装置により設定される出力電圧と、各発電部の出力電圧および出力電流の計測結果とを対応付けることができるため、収集装置において、各発電部における出力電圧および出力電流の対応関係を容易に得ることができる。
 (4)好ましくは、前記監視装置は、前記制御装置による制御に従い、前記電圧制御を行う期間以外において前記計測処理を行う通常モードおよび前記電圧制御を行う期間において前記計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、前記特性測定モードにおける前記出力電圧および前記出力電流の計測間隔を、前記通常モードと比べて小さい値に設定する。
 このように、監視装置が、出力電圧および出力電流の計測タイミングを自ら設定する構成により、制御装置が発電部の出力電圧を監視装置に通知しない通常モードであっても、発電部の出力特性を取得可能な適切な間隔で計測処理を行うことができる。また、特性測定モードにおける計測間隔を、通常モードと比べて小さい値に設定することにより、より精度の高い各発電部の出力特性、すなわち出力電圧および出力電流の対応関係を得ることができる。
 (5)好ましくは、前記監視装置は、前記制御装置による制御に従い、通常モードおよび特性測定モードを切り替え可能であり、前記複数の発電部は、複数のグループに分けられ、前記制御装置は、前記グループ単位で前記監視装置を前記特性測定モードへ切り替え可能である。
 このような構成により、たとえば、複数の発電部を、対応する監視装置、設置されているエリア、または設置されている発電所ごとにグループ分けすることが可能となり、当該グループごとに、各発電部の出力電圧および出力電流の計測結果を収集することができる。これにより、測定パラメータがより揃っている発電部間において計測結果を比較することができるため、発電部の異常をより一層正確に判断することができる。また、計測結果の比較を行わない発電部に対応する監視装置の動作モードを通常モードで継続させることができるため、監視システムをより効率的に動作させることができる。
 (6)本発明の実施の形態に係る収集制御装置は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続される太陽光発電システムにおける収集制御装置であって、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置と通信する通信部と、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御部とを備え、前記通信部は、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集する。
 このように、電力変換装置を制御して各発電部の出力電圧を測定範囲で変化させながら監視装置において当該測定範囲における計測を行う構成により、各発電部の計測結果を並行して得ることができる。これにより、各発電部において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各発電部の計測結果を比較することで、たとえば作業者が発電部の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に発電部の異常を判断することができる。また、太陽光発電システムの設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各発電部の測定結果を得ることができる。したがって、太陽光発電システムにおける発電部の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 (7)本発明の実施の形態に係る監視装置は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続され、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置を備える太陽光発電システムにおける監視装置であって、前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う計測部と、前記計測処理による計測結果を送信する通信部とを備え、前記監視装置は、前記電圧制御を行う期間以外において前記計測処理を行う通常モードおよび前記電圧制御を行う期間において前記計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、前記計測部は、前記特性測定モードにおける前記出力電圧および前記出力電流の計測間隔を、前記通常モードと比べて小さい値に設定する。
 このように、特性測定モードにおいて、小さい計測間隔で発電部の出力電圧および出力電流の計測処理を行う構成により、対応する各発電部の出力特性を得るために必要な計測結果を並行して得ることができる。これにより、各発電部において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各発電部の計測結果を比較することで、たとえば作業者が発電部の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に発電部の異常を判断することができる。また、太陽光発電システムの設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各発電部の測定結果を得ることができる。したがって、太陽光発電システムにおける発電部の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 (8)本発明の実施の形態に係る監視方法は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電気的に接続される電力変換装置を備える監視システムにおける監視方法であって、1または複数の前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御しながら、前記出力電圧および前記発電部の出力電流を計測する計測処理を行うステップと、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を収集するステップとを含む。
 このように、電力変換装置を制御して各発電部の出力電圧を測定範囲で変化させながら監視装置において当該測定範囲における計測を行う方法により、各発電部の計測結果を並行して得ることができる。これにより、各発電部において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各発電部の計測結果を比較することで、たとえば作業者が発電部の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に発電部の異常を判断することができる。また、太陽光発電システムの設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各発電部の測定結果を得ることができる。したがって、太陽光発電システムにおける発電部の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 (9)本発明の実施の形態に係る収集制御方法は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続される太陽光発電システムにおける、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置、と通信する収集制御装置における収集制御方法であって、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御するステップと、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集するステップとを含む。
 このように、電力変換装置を制御して各発電部の出力電圧を測定範囲で変化させながら監視装置において当該測定範囲における計測を行う方法により、各発電部の計測結果を並行して得ることができる。これにより、各発電部において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各発電部の計測結果を比較することで、たとえば作業者が発電部の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に発電部の異常を判断することができる。また、太陽光発電システムの設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各発電部の測定結果を得ることができる。したがって、太陽光発電システムにおける発電部の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 (10)本発明の実施の形態に係る監視方法は、太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続され、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置を備える太陽光発電システムにおける監視装置における監視方法であって、前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行うステップと、前記計測処理による計測結果を送信するステップとを含み、前記監視装置は、前記制御装置が前記電圧制御を行う期間以外において前記計測処理を行う通常モードおよび前記制御装置が前記電圧制御を行う期間において前記計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、前記計測処理を行うステップにおいては、前記特性測定モードにおける前記出力電圧および前記出力電流の計測間隔を、前記通常モードと比べて小さい値に設定する。
 このように、特性測定モードにおいて、小さい計測間隔で発電部の出力電圧および出力電流の計測処理を行う構成により、対応する各発電部の出力特性を得るために必要な計測結果を並行して得ることができる。これにより、各発電部において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各発電部の計測結果を比較することで、たとえば作業者が発電部の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に発電部の異常を判断することができる。また、太陽光発電システムの設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各発電部の測定結果を得ることができる。したがって、太陽光発電システムにおける発電部の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
<構成および基本動作>
[太陽光発電システム401の構成]
 図1は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。
 図1を参照して、太陽光発電システム401は、4つの集電ユニット60と、PCS8とを備える。PCS8は、銅バー7と、電力変換部9とを含む。
 図1では、4つの集電ユニット60を代表的に示しているが、さらに多数または少数の集電ユニット60が設けられてもよい。
 図2は、本発明の実施の形態に係る集電ユニットの構成を示す図である。図2を参照して、集電ユニット60は、4つの太陽電池ユニット(発電部)75と、銅バー72とを含む。
 図2では、4つの太陽電池ユニット75を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池ユニット75が設けられてもよい。
 図3は、本発明の実施の形態に係る太陽電池ユニットの構成を示す図である。
 図3を参照して、太陽電池ユニット75は、4つの太陽電池パネル78と、銅バー77とを含む。
 図3では、4つの太陽電池パネル78を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池パネル78が設けられてもよく、1つの太陽電池パネル78が設けられてもよい。
 太陽電池パネル78は、たとえば複数の太陽電池パネルが直列接続されたストリングである。なお、太陽電池パネル78は、複数の太陽電池パネルを含む構成に限らず、1つの太陽電池パネルを含む構成であってもよい。
 太陽光発電システム401では、複数の太陽電池パネル78からの出力ライン1,5,2すなわち電力線がそれぞれPCS8に電気的に接続される。
 より詳細には、太陽電池パネル78の出力ライン1は、太陽電池パネル78に接続された第1端と、銅バー77に接続された第2端とを有する。各出力ライン1は、銅バー77を介して出力ライン5に集約される。銅バー77は、たとえば筐体の一例である接続箱76の内部に設けられている。
 太陽電池パネル78は、太陽光を受けると、受けた太陽光のエネルギーを直流電力に変換し、変換した直流電力を出力ライン1へ出力する。
 図2および図3を参照して、出力ライン5は、対応の太陽電池ユニット75における銅バー77に接続された第1端と、銅バー72に接続された第2端とを有する。各出力ライン5は、銅バー72を介して出力ライン2に集約される。銅バー72は、たとえば筐体の一例である集電箱71の内部に設けられている。
 再び図1および図2を参照して、太陽光発電システム401では、集電ユニット60における複数の太陽電池ユニット75がPCS8に電気的に接続されている。詳細には、上述のように複数の太陽電池パネル78からの各出力ライン1が出力ライン5に集約され、各出力ライン5が出力ライン2に集約され、各出力ライン2が電力変換装置の一例であるPCS8に電気的に接続される。
 より詳細には、各出力ライン2は、対応の集電ユニット60における銅バー72に接続された第1端と、銅バー7に接続された第2端とを有する。PCS8において、内部ライン3は、銅バー7に接続された第1端と、電力変換部9に接続された第2端とを有する。
 PCS8は、たとえば、コンテナ6の内部に設けられている。PCS8において、電力変換部9は、たとえば、各太陽電池パネル78において発電された直流電力を出力ライン1、銅バー77、出力ライン5、銅バー72、出力ライン2、銅バー7および内部ライン3経由で受けると、受けた直流電力を交流電力に変換して系統へ出力する。
[監視システム301の構成]
 図4は、本発明の実施の形態に係る監視システムの構成を示す図である。
 図4を参照して、監視システム301は、複数の監視装置111と、PCS8と、収集制御装置101とを備える。
 図4では、1つの集電ユニット60に対応して設けられた4つの監視装置111を代表的に示しているが、さらに多数または少数の監視装置111が設けられてもよく、1つの監視装置111が設けられてもよい。
 監視システム301は、太陽光発電システム401に用いられる。監視システム301では、子機である監視装置111におけるセンサの情報が、親機である収集制御装置101へ定期的または不定期に伝送される。
 監視装置111は、たとえば集電ユニット60に設けられている。より詳細には、監視装置111は、4つの太陽電池ユニット75にそれぞれ対応して4つ設けられている。各監視装置111は、たとえば、対応の出力ライン1および出力ライン5に電気的に接続されている。
 監視装置111は、太陽電池ユニット75を監視するために、対応の太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う。より詳細には、監視装置111は、たとえば、対応の1つの太陽電池ユニット75における各出力ライン1の電流をセンサにより計測する。また、監視装置111は、たとえば、対応の1つの太陽電池ユニット75における各出力ライン1の電圧をセンサにより計測する。
 収集制御装置101は、たとえばPCS8の近傍に設けられている。より詳細には、収集制御装置101は、たとえば、コンテナ6の内部において、PCS8に対応して設けられ、信号線46を介して銅バー7に電気的に接続されている。なお、収集制御装置101は、コンテナ6の外部に設けられてもよい。
 監視装置111および収集制御装置101は、出力ライン2,5を介して電力線通信(PLC:Power Line Communication)を行うことにより情報の送受信を行う。
 より詳細には、各監視装置111は、対応の出力ラインの電流および電圧の計測結果を示す計測情報Mを収集制御装置101へ送信する。収集制御装置101は、各監視装置111の計測結果を収集する。
 なお、監視装置111および収集制御装置102は、電力線通信を行う構成に限らず、情報を送受信するための専用回線を用いた通信、または無線通信を行う構成であってもよい。
 また、収集制御装置101は、PCS8を制御することにより、太陽電池ユニット75の出力特性、すなわち出力電圧と出力電流との対応関係を得るために必要な範囲で当該出力電圧を変化させる電圧制御を行う。上記範囲は、たとえば、ユーザにより任意に設定される。
 また、収集制御装置101および監視装置111は、各種情報の送受信を行うことにより、連携して動作する。より詳細には、収集制御装置101は、電圧制御を行う期間(以下、「電圧制御期間」とも称する。)において、監視装置111を制御することにより、監視装置111の動作モードを通常モードから特性測定モードへ変更する。
 監視装置111は、収集制御装置101による制御に従い、通常モードおよび特性測定モードを切り替え可能である。たとえば、監視装置111は、通常モードにおいて、計測処理を定期的または不定期に行う。また、監視装置111は、特性測定モードにおいて、通常モードと比べて、出力電圧および出力電流の計測間隔を小さくして計測処理を行う。
 そして、収集制御装置101は、監視装置111が特性測定モードで動作している期間における当該監視装置111による計測結果、すなわち上記範囲における各出力電圧および対応の出力電流の計測結果を当該監視装置111から収集する。
[監視装置111の構成]
 (全体構成)
 図5は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を示す図である。図5では、出力ライン1、出力ライン5および銅バー77がより詳細に示されている。
 図5を参照して、出力ライン1は、プラス側出力ライン1pと、マイナス側出力ライン1nとを含む。出力ライン5は、プラス側出力ライン5pと、マイナス側出力ライン5nとを含む。銅バー77は、プラス側銅バー77pと、マイナス側銅バー77nとを含む。
 図2に示す集電箱71における銅バー72は、プラス側出力ライン5pおよびマイナス側出力ライン5nにそれぞれ対応して、プラス側銅バー72pおよびマイナス側銅バー72nを含む。
 プラス側出力ライン1pは、対応の太陽電池パネル78に接続された第1端と、プラス側銅バー77pに接続された第2端とを有する。マイナス側出力ライン1nは、対応の太陽電池パネル78に接続された第1端と、マイナス側銅バー77nに接続された第2端とを有する。
 プラス側出力ライン5pは、プラス側銅バー77pに接続された第1端と、集電箱71におけるプラス側銅バー72pに接続された第2端とを有する。マイナス側出力ライン5nは、マイナス側銅バー77nに接続された第1端と、集電箱71におけるマイナス側銅バー72nに接続された第2端とを有する。
 監視装置111は、たとえば、太陽電池パネル78の近傍に設けられている。具体的には、監視装置111は、たとえば、計測対象の出力ライン1が接続された銅バー77が設けられた接続箱76の内部に設けられている。なお、監視装置111は、接続箱76の外部に設けられてもよい。
 監視装置111は、たとえば、プラス側出力ライン5pおよびマイナス側出力ライン5nとそれぞれプラス側電源線26pおよびマイナス側電源線26nを介して電気的に接続されている。以下、プラス側電源線26pおよびマイナス側電源線26nの各々を、電源線26とも称する。
 図6は、本発明の実施の形態に係る監視装置の構成を詳細に示す図である。
 図6を参照して、監視装置111は、計測部10と、処理部12と、カウンタ13と、通信部14と、記憶部15と、DC/DCコンバータ19とを備える。計測部10は、検出部11と、4つの電流センサ16と、電圧センサ17とを含む。なお、監視装置111は、出力ライン1の数に応じて、さらに多数または少数の電流センサ16を備えてもよい。
 計測部10は、たとえば、対応の1つの太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う。
 なお、1つの監視装置111が、複数の太陽電池ユニット75に対応して設けられてもよい。この場合、監視装置111における計測部10は、太陽電池ユニット75ごとに設けられる構成が好適である。ただし、図4に示すように、複数の太陽電池ユニット75は並列接続されているため、電圧センサ17は1つであってもよい。
 また、1つの監視装置111が、複数の集電ユニット60に対応して設けられてもよい。
 監視装置111における各回路は、たとえば、出力ライン5から供給される太陽電池パネル78の出力電圧を電源電圧として用いて動作する。
 より詳細には、DC/DCコンバータ19は、マイナス側出力ライン5nおよびプラス側出力ライン5pからマイナス側電源線26nおよびプラス側電源線26pをそれぞれ介して受ける太陽電池パネル78の直流電圧を昇圧または降圧し、直流電圧Vcを生成する。そして、DC/DCコンバータ19は、生成した直流電圧Vcを、監視装置111における各回路へ出力する。
 また、監視装置111における各回路は、たとえば、太陽電池パネル78にて発電が行われていない期間において、系統側からの交流電圧が変換された直流電圧、または図示しない電池からの直流電圧を電源電圧として用いて動作する。なお、監視装置111における各回路は、太陽電池パネル78にて発電が行われていない期間に限らず、常時、系統側からの交流電圧が変換された直流電圧、または電池からの直流電圧を電源電圧として用いて動作してもよい。
 (通常モード)
 監視装置111は、図4に示す収集制御装置による制御に従い、通常モードで動作し、計測処理を行う。
 より詳細には、記憶部15には、後述する計測情報パケットの宛先装置のID(以下、宛先IDとも称する。)、および計測情報パケットの送信可能期間を算出するための期間情報が登録されている。この例では、宛先装置のIDは、収集制御装置101のIDである。また、送信可能期間は、たとえば、監視システム301における他の監視装置111の送信可能期間と重複しないように設定される。
 期間情報は、たとえば、基準時刻ts、送信可能期間の長さLp、および送信可能期間が設定される周期Tpdを含む。送信可能期間の開始タイミングは、たとえば、ts+Tpd×Kを算出することにより求められる。ここで、Kはゼロ以上の整数である。
 カウンタ13は、たとえば、水晶振動子を用いた発振回路等により生成されるクロックパルスをカウントし、カウントした値を保持する。このカウント値は、たとえば現在時刻を示す。
 計測部10における、検出部11、電流センサ16および電圧センサ17、ならびに処理部12は、通常モードにおいて、記憶部15における期間情報を用いて計測処理を行う。
 すなわち、処理部12は、記憶部15における期間情報に基づいて送信可能期間の開始タイミングを算出する。そして、処理部12は、カウンタ13におけるカウント値を監視し、算出した開始タイミングの所定時間前になると、計測命令を検出部11へ出力する。
 電流センサ16は、出力ライン1の電流を計測する。より詳細には、電流センサ16は、たとえば、ホール素子タイプの電流プローブである。電流センサ16は、対応のマイナス側出力ライン1nを通して流れる電流を計測し、計測結果を示す信号を検出部11へ出力する。なお、電流センサ16は、プラス側出力ライン1pを通して流れる電流を計測してもよい。
 電圧センサ17は、出力ライン5の電圧を計測する。より詳細には、電圧センサ17は、プラス側電源線26pおよびマイナス側電源線26n間の電圧を計測し、計測結果を示す信号を検出部11へ出力する。
 検出部11は、たとえば、処理部12から計測命令を受けると、受けた計測命令に従って、各電流センサ16および電圧センサ17から受けた各計測信号に対して平均化およびフィルタリング等の信号処理を行った信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を計測命令の応答として処理部12へ出力する。
 処理部12は、対応の太陽電池パネル78に関する計測結果を示す計測情報Mを作成する。以下、通常モードにおける計測情報Mを、「計測情報M1」とも称する。より詳細には、処理部12は、検出部11から受ける各デジタル信号の示す計測値と、対応の電流センサ16のID(以下、電流センサIDとも称する。)、対応の電圧センサ17のID(以下、電圧センサIDとも称する。)、および自己の監視装置111のID(以下、監視装置IDとも称する。)とを含む計測情報M1を作成する。
 具体的には、処理部12は、開始タイミングが到来すると、記憶部15から宛先IDを取得し、送信元IDが自己の監視装置IDであり、送信先IDが宛先IDであり、データ部分が計測情報M1を含む計測情報パケットを作成する。そして、処理部12は、作成した計測情報パケットを通信部14へ出力する。なお、処理部12は、計測情報パケットにシーケンス番号を含めてもよい。
 通信部14は、出力ライン5,2を介した電力線通信により計測情報M1を送信する。より詳細には、通信部14は、処理部12から計測情報パケットを受けると、受けた計測情報パケットを収集制御装置101へ送信する。
 (特性測定モード)
 監視装置111は、電圧制御期間において、収集制御装置101による制御に従い、特性測定モードで動作し、計測処理を行う。監視装置111による計測処理および収集制御装置101による電圧制御は、同期して行われる。
 より詳細には、収集制御装置101は、たとえば、電圧制御期間において、太陽電池ユニット75の出力電圧をPCS8に設定し、さらに、当該出力電圧を監視装置111に通知する。
 監視装置111における通信部14は、収集制御装置101からの出力電圧の通知を受けて、当該出力電圧を処理部12に通知する。
 処理部12は、出力電圧の通知を通信部14から受けると、計測命令を検出部11へ出力する。
 検出部11は、処理部12から計測命令を受けると、受けた計測命令に従って、各電流センサ16および電圧センサ17から受けた各計測信号を、たとえば平均化およびフィルタリング等の信号処理を行わずにデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を計測命令の応答として処理部12へ出力する。
 処理部12は、検出部11から受けた出力電流および出力電圧を、収集制御装置101から通知された出力電圧に対応付ける。より詳細には、処理部12は、検出部11から受ける各デジタル信号の示す計測値と、対応の電流センサIDおよび電圧センサIDと、自己の監視装置IDと、通信部14から通知された出力電圧とを含む計測情報Mが格納された計測情報パケットを作成する。以下、上記対応付けの結果を含む、特性測定モードにおける計測情報Mを、「計測情報M2」とも称する。そして、処理部12は、作成した計測情報パケットを、通信部14を介して収集制御装置101へ送信する。
 収集制御装置101は、電圧制御期間において、たとえば、太陽電池ユニット75の出力電圧を段階的に変化させる制御を行う。そして、収集制御装置101は、太陽電池ユニット75の出力電圧をPCS8に設定するたびに、当該出力電圧を監視装置111に通知する。
 監視装置111は、収集制御装置101からの出力電圧の通知を受けるたびに計測処理を行う。監視装置111による計測処理の間隔である計測間隔は、通常モードにおける計測間隔と比べて小さい値である。
 また、収集制御装置101は、電圧制御を終了する場合、監視装置111を制御することにより、監視装置111の動作モードを特性測定モードから通常モードへ変更する。監視装置111は、収集制御装置101による制御に従い、動作モードを通常モードに変更する。
 なお、処理部12は、複数の計測情報M2をまとめて収集制御装置101へ送信してもよい。たとえば、処理部12は、検出部11から受けた出力電流および出力電圧を、収集制御装置101から通知された出力電圧に対応付けた計測情報M2を、記憶部15に保存する。
 収集制御装置101は、電圧制御を終了する場合、監視装置111における記憶部15に蓄積された複数の計測情報M2の送信を要求するための計測情報要求を監視装置111へ送信する。
 監視装置111における通信部14は、収集制御装置101から送信された計測情報要求を受信すると、当該計測情報要求を処理部12へ出力する。
 処理部12は、通信部14から出力された計測情報要求を受けて、記憶部15に保存されている複数の計測情報M2をそれぞれ含む複数の計測情報パケットを、通信部14経由で収集制御装置101へ送信する。なお、処理部12は、複数の計測情報M2を1または複数の計測情報パケットにまとめて送信してもよい。
 このような構成により、監視装置111および収集制御装置101間における通信頻度を抑えることができる。
 また、処理部12は、収集制御装置101へ送信する計測情報パケットのデータ量が小さくなるように信号処理を行う構成であってもよい。
 たとえば、処理部12は、自己の監視装置111に対応する複数の太陽電池ユニット75のうち、同一の出力電圧において、当該複数の太陽電池ユニット75の各々の出力電流の平均値または中央値となる傾向を有する太陽電池ユニット75を選択する。そして、処理部12は、たとえば、出力電圧ごとに、選択した太陽電池ユニット75の出力電流と、他の各太陽電池ユニット75の出力電流との差分値を算出し、算出した差分値を示す情報を計測情報M2として通信部14経由で収集制御装置101へ送信する。
[収集制御装置]
 図7は、本発明の実施の形態に係る収集制御装置の構成を示す図である。図7では、出力ライン2、内部ライン3および銅バー7がより詳細に示されている。
 図7を参照して、出力ライン2は、プラス側出力ライン2pと、マイナス側出力ライン2nとを含む。内部ライン3は、プラス側内部ライン3pと、マイナス側内部ライン3nとを含む。銅バー7は、プラス側銅バー7pと、マイナス側銅バー7nとを含む。
 プラス側出力ライン2pは、対応の集電ユニット60の集電箱71におけるプラス側銅バー72pに接続された第1端と、プラス側銅バー7pに接続された第2端とを有する。マイナス側出力ライン2nは、対応の集電ユニット60の集電箱71におけるマイナス側銅バー72nに接続された第1端と、マイナス側銅バー7nに接続された第2端とを有する。
 プラス側内部ライン3pは、プラス側銅バー7pに接続された第1端と、PCS8に接続された第2端とを有する。マイナス側内部ライン3nは、マイナス側銅バー7nに接続された第1端と、PCS8に接続された第2端とを有する。
 収集制御装置101は、制御部40と、監視部41と、PLC通信部42と、処理部43と、LAN(Local Area Network)通信部44と、記憶部45と、カウンタ47と、警報部49とを備える。
 カウンタ47の動作は、図6に示す監視装置111におけるカウンタ13と同様である。カウンタ13およびカウンタ47は、たとえば時刻同期している。
 PLC通信部42は、監視装置111と通信する。詳細には、PLC通信部42は、信号線46および出力ライン2,5を介して監視装置111と電力線通信を行う。
 より詳細には、PLC通信部42は、信号線46であるプラス側信号線46pおよびマイナス側信号線46nを介してプラス側銅バー7pおよびマイナス側銅バー7nとそれぞれ電気的に接続され、複数の監視装置111との間で各種パケットを送受信する。
 (電圧制御)
 制御部40は、たとえばユーザにより指定された電圧制御期間において、PCS8を制御することにより、太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な範囲で出力電圧を変化させる電圧制御を行う。
 より詳細には、制御部40は、電圧制御期間において、太陽電池ユニット75の出力電圧を、PLC通信部42経由でPCS8における電力変換部9に設定する。また、制御部40は、電力変換部9に設定した出力電圧を、PLC通信部42経由で監視装置111に通知する。
 また、制御部40は、監視装置111の特性測定モードにおける計測間隔を、当該監視装置111の通常モードにおける計測間隔すなわち周期Tpdと比べて小さい値に設定する。また、制御部40は、監視装置111の特性測定モードにおける計測間隔と同じ間隔で、電力変換部9に新たな出力電圧を設定する。
 図4に示す電力変換部9は、収集制御装置101における制御部40による設定に従い、たとえば、電力変換部9における図示しないスイッチのPWM(Pulse Width Modulation)制御におけるデューティ比を調整することにより、対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる。
 また、制御部40は、電圧制御を終了する場合、たとえば、電圧制御の終了を電力変換部9に通知する。また、制御部40は、PLC通信部42を介して監視装置111を制御することにより、監視装置111の動作モードを特性測定モードから通常モードへ変更する。
 (計測情報Mの収集)
 (a)電圧制御期間以外の期間における計測情報M1の収集
 電圧制御期間以外の期間において、PLC通信部42は、複数の監視装置111から送信される計測情報パケットを出力ライン5,2経由で受信し、受信した計測情報パケットを処理部43へ出力する。
 処理部43は、PLC通信部42から計測情報パケットを受けると、受けた計測情報パケットから計測情報M1を取得する。そして、処理部43は、カウンタ47から現在時刻を示すカウント値を取得し、取得したカウント値を含めた計測情報M1を記憶部45に保存する。
 LAN通信部44は、たとえばLAN等を介してたとえばサーバ151と情報の送受信を行う。
 処理部43は、たとえば、LAN通信部44経由でサーバ151から計測情報要求を受信すると、記憶部45に保存した計測情報M1を取得し、取得した計測情報M1が格納された計測情報パケットをLAN通信部44経由でサーバ151へ送信する。
 監視部41は、たとえば、PLC通信部42の動作を監視し、PLC通信部42が計測情報パケットを受信するごとに、カウンタ47からカウント値を取得し、取得したカウント値を示すタイムスタンプを、当該計測情報パケットに含まれる差出元IDに対応付けて保存する。
 そして、監視部41は、たとえば、収集制御装置101における計測情報M1の受信状況に基づいて、監視装置111からの計測情報M1が途絶しているか否かを判断する。
 具体的には、監視部41は、たとえば、保存した計測情報パケットに含まれる差出元IDに対応付けられたタイムスタンプを参照することにより、計測情報M1の受信状況を確認する。そして、監視部41は、対応する監視装置111からの計測情報M1が、当該監視装置111からの前回の計測情報M1を受信してから所定時間内に収集制御装置101に到着しない場合、当該監視装置111からの計測情報M1が途絶したと判断する。
 そして、監視部41は、監視装置111からの計測情報M1が途絶していると判断すると、太陽光発電システム401において異常が発生した旨の判定情報を警報部49へ出力する。
 警報部49は、たとえば、監視部41によって太陽光発電システム401における異常が発生したと判定された場合に、警報を出力する。
 より詳細には、警報部49は、監視部41から判定情報を受けると、たとえば、受けた判定情報をLAN通信部44経由でユーザの保持する無線端末装置へ送信する。これにより、ユーザは、太陽光発電システム401において異常が発生したことを認識することができる。
 (b)電圧制御期間における計測情報M2の収集
 電圧制御期間において、PLC通信部42は、監視装置111による対応付けの結果を含む、当該監視装置111から送信される計測情報パケットを収集する。
 より詳細には、PLC通信部42は、自己の収集制御装置101が太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な電圧の範囲での電圧制御を行った場合、当該範囲における各出力電圧および対応の出力電流の計測結果を示す計測情報パケットを監視装置111から収集する。そして、PLC通信部42は、収集した計測情報パケットを処理部43へ出力する。
 処理部43は、PLC通信部42から受けた計測情報パケットに含まれる計測情報M2を取得し、取得した複数の計測情報M2を記憶部45に保存する。
 監視部41は、記憶部45に保存されている複数の計測情報M2に基づいて、太陽電池ユニット75の異常を判定する。
 具体的には、監視部41は、たとえば、対応の太陽電池ユニット75ごとに、記憶部45に保存されている、電圧制御期間において取得された複数の計測情報M2に基づいて、出力電圧と出力電流との対応関係を示すIVグラフを作成する。より詳細には、監視部41は、たとえば、各計測情報M2の示す、電流センサ16の計測値である電流値および電圧センサ17の計測値である電圧値に基づいて、IVグラフを作成する。
 そして、監視部41は、作成した複数のIVグラフを比較することにより、太陽電池ユニット75の異常を判定する。
 なお、監視部41は、計測情報M2の示す、電流センサ16の計測値である電流値および自己の収集制御装置101が通知した対応の出力電圧に基づいて、IVグラフを作成してもよい。
 図8は、本発明の実施の形態に係る収集制御装置における記憶部に保存されている計測情報に基づくIVグラフの一例を示す図である。図8において、縦軸は出力電流を示し、横軸は出力電圧を示す。
 図8を参照して、ここでは、制御部40は、電圧制御期間において、対応の4つの太陽電池ユニット75である太陽電池ユニット75a,75b,75c,75dの各々の出力電圧がゼロからVocまで一斉に変化するように電圧制御を行ったとする。また、電圧制御期間における太陽電池ユニット75a,75b,75c,75dの出力電流の変化を示すグラフを、それぞれグラフGa,Gb,Gc,Gdとする。
 図8に示す例では、グラフGa,Gb,Gcが同様の形状を有しているのに対して、グラフGdは、グラフGa,Gb,Gcとは異なる形状を有している。この場合、監視部41は、グラフGdに対応する太陽電池ユニット75dに異常が生じていると判定する。
 監視部41は、太陽電池ユニット75に異常が生じていると判定した場合、判定結果を示す判定情報を警報部49へ出力する。
 警報部49は、たとえば、監視部41によって太陽光発電システム401における太陽電池ユニット75に異常が発生したと判定された場合に、警報を出力する。
 なお、監視システム301は、図7に示す収集制御装置101の代わりに、別個の装置である制御装置および収集装置を備える構成であってもよい。この場合、制御装置は、制御部40、ならびに図示しない通信部および記憶部などを含む。収集装置は、監視部41、PLC通信部42、処理部43、LAN通信部44、記憶部45、カウンタ47および警報部49などを含む。
 また、複数の太陽電池ユニット75は、複数のグループに分けられてもよい。たとえば、複数の太陽電池ユニット75は、対応する監視装置111ごとにグループ分けされている。すなわち、監視装置111の数の分だけ、太陽電池ユニット75のグループが存在しているとする。
 この場合、収集制御装置101は、グループ単位で監視装置111を特性測定モードへ切り替えることができる。すなわち、収集制御装置101は、監視システム301における複数の監視装置111のうちの一部である1または複数の監視装置111を特性測定モードへ切り替えることができる。
 また、複数の太陽電池ユニット75は、設置されているエリアまたは発電所ごとにグループ分けされてもよい。具体的には、複数の太陽電池ユニット75は、たとえば、西側のエリアに設置された複数の太陽電池ユニット75を含む西グループと、東側のエリアに設置された複数の太陽電池ユニット75を含む東グループとに分けられているとする。
 この場合、収集制御装置101は、たとえば、朝の時間帯において、東グループに含まれる複数の太陽電池ユニット75の出力電圧の電圧制御を行い、これら複数の太陽電池ユニット75に対応する1または複数の監視装置111が特性測定モードで動作するように制御を行う。
 また、収集制御装置101は、たとえば、夕方の時間帯において、西グループに含まれる複数の太陽電池ユニット75の出力電圧の電圧制御を行い、これら複数の太陽電池ユニット75に対応する1または複数の監視装置111が特性測定モードで動作するように制御を行う。
 また、1つの監視装置111に対応する複数の太陽電池ユニット75が、複数のグループに分けられてもよい。この場合、収集制御装置101は、たとえば、同一の監視装置111に対応する複数の太陽電池ユニット75の各々の計測情報M2を取得する。そして、収集制御装置101は、取得した複数の計測情報M2のうち、当該監視装置111に対応する複数のグループのうちの一部のグループに含まれる各太陽電池ユニット75の計測情報M2に基づいて、当該一部のグループに含まれる太陽電池ユニット75の異常を判定する。
<動作の流れ>
 監視システム301における各装置は、メモリを含むコンピュータを備え、当該コンピュータにおけるCPU等の演算処理部は、以下のシーケンス図の各ステップの一部または全部を含むプログラムを当該メモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
 図9は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける各装置間の情報の流れを示すシーケンス図である。図9は、収集制御装置101による電圧制御期間における各装置間の情報の流れを示している。また、図9では、電圧制御期間において、2つの監視装置111a,111bが特性測定モードで動作する例を示している。
 図9を参照して、まず、収集制御装置101は、たとえば11時~13時などのユーザにより指定された電圧制御期間、の開始タイミングにおいて、監視装置111a,111bの動作モードを通常モードから特性測定モードへ変更するためのモード指示情報を、監視装置111a,111bへ送信する(ステップS11)。
 次に、監視装置111a,111bは、収集制御装置101から送信されたモード指示情報を受信し、収集制御装置101へ応答情報を送信する(ステップS12)。
 次に、監視装置111a,111bは、当該モード指示情報に従い、動作モードを特性測定モードに変更する。たとえば、監視装置111a,111bは、対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧の通知を収集制御装置101から受けるたびに計測処理を行うように、計測間隔を変更する(ステップS13)。
 次に、収集制御装置101は、太陽電池ユニット75の出力電圧をPCS8に設定する(ステップS14)。
 次に、PCS8は、対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電力を、収集制御装置101により設定された出力電圧に変化させる制御を行う(ステップS15)。
 次に、収集制御装置101は、PCS8に設定した出力電圧を、監視装置111a,111bに通知する(ステップS16)。
 次に、監視装置111a,111bは、収集制御装置101からの出力電圧の通知を受けて、収集制御装置101へ応答情報を送信する(ステップS17)。
 次に、監視装置111a,111bは、太陽電池ユニット75を監視するために、対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流の計測処理を行う(ステップS18)。
 次に、監視装置111a,111bは、計測処理の結果と、通知された出力電圧とを含む計測情報パケットを作成し、作成した計測情報パケットを収集制御装置101へ送信する(ステップS19)。
 次に、収集制御装置101は、太陽電池ユニット75の出力電圧をPCS8に新たに設定し、PCS8、収集制御装置101および監視装置111a,111bによるステップS14からステップS19までと同様の動作が繰り返される。
 次に、収集制御装置101は、たとえばユーザにより指定された電圧制御期間の終了タイミングにおいて、監視装置111a,111bの動作モードを特性測定モードから通常モードへ変更するためのモード指示情報を、監視装置111a,111bへ送信する(ステップS20)。
 次に、監視装置111a,111bは、収集制御装置101から送信されたモード指示情報を受信し、収集制御装置101へ応答情報を送信する(ステップS21)。
 次に、監視装置111a,111bは、当該モード指示情報に従い、動作モードを通常モードに変更する(ステップS22)。
 次に、収集制御装置101は、太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な範囲における各出力電圧の設定が完了すると、電圧制御の終了をPCS8に通知する(ステップS23)。そして、PCS8は、収集制御装置101からの通知を受けて、通常時における動作を行う。具体的には、PCS8は、電力変換部9におけるスイッチのPWM制御におけるデューティ比の調整を解除する。
 次に、収集制御装置101は、監視装置111aから送信された複数の計測情報パケット、および監視装置111bから送信された複数の計測情報パケットにそれぞれ含まれる複数の計測情報M2に基づいて、太陽電池ユニット75の異常を判定する判定処理を行う。そして、収集制御装置101は、たとえば、太陽電池ユニット75に異常が発生したと判定した場合に、警報を出力する(ステップS24)。
<変形例1>
 上述した本発明の実施の形態に係る監視システム301では、収集制御装置101は、電圧制御期間において、PCS8に設定した出力電圧を監視装置111に通知する。そして、監視装置111は、収集制御装置101からの通知を受けて、計測処理を行う。このため、監視装置111による計測処理および収集制御装置101による電圧制御は、同期して行われる。
 これに対して、本発明の実施の形態の変形例1に係る監視システム302では、収集制御装置101は、PCS8への出力電圧の設定、および監視装置111に対する太陽電池ユニット75の出力電圧の通知を行う代わりに、PCS8および監視装置111に対して、電圧制御期間を予め通知する。これにより、監視装置111による計測処理および収集制御装置101による電圧制御は、同期して行われる。
[構成および基本動作]
 より詳細には、再び図4を参照して、監視システム302における、収集制御装置101、PCS8および監視装置111の各々は、たとえば、図示しない時刻情報受信部を備え、GPS(Global Positioning System)衛星から送信された標準時刻情報、または標準電波送信所からの標準電波を受信する。
 そして、PCS8は、受信した標準時刻情報または標準電波などを用いてたとえば図示しないタイマを設定し、収集制御装置101により予め通知された電圧制御期間において、太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる制御を行う。
 より詳細には、太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な電圧の範囲が、0[V]からVco[V]であるとする。また、たとえば、太陽電池ユニット75の出力電圧が0[V]からVco[V]まで変化し、さらにVco[V]から0[V]まで変化する期間を1周期とする。
 この場合、PCS8は、たとえば、電圧制御期間の開始タイミングよりも所定時間前から、当該電圧制御期間の終了タイミングから所定時間後までの期間において、太陽電池ユニット75の出力電圧が1または複数の周期で変化するように制御する。
 また、監視装置111は、受信した標準時刻情報または標準電波などを用いて、収集制御装置101により予め通知された電圧制御期間の開始タイミングよりも所定時間前において、動作モードを通常モードから特性測定モードに切り替える。このとき、監視装置111における計測部10は、特性測定モードにおける太陽電池ユニット75の出力電流および出力電圧の計測間隔を、通常モードと比べて小さい値に設定する。
 具体的には、監視装置111は、たとえば、太陽電池ユニット75の出力電圧が1周期変化する間、太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流を20回計測するように、計測間隔を設定する。
 そして、監視装置111は、出力電圧および出力電流の計測処理を行うたびに、計測情報M2を含む計測情報パケットを作成し、作成した計測情報パケットを記憶部15に保存する。
 ここで、PCS8および複数の監視装置111間において、標準時刻情報または標準電波に基づく時刻に誤差がある場合、複数の監視装置111間において計測タイミングに差が生じて、同一の出力電圧に対応する出力電流を計測することができない可能性がある。
 これに対して、上記のように、電圧制御期間において1または複数の周期で太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる構成により、複数の監視装置111間において同一の出力電圧に対応する出力電流を取得できる可能性を高めることができる。これにより、収集制御装置101において、太陽電池ユニット75ごとのIVグラフの比較を正確に行うことができる。
 また、監視装置111は、受信した標準時刻情報または標準電波などを用いて、収集制御装置101により予め通知された電圧制御期間の終了タイミングから所定時間後において、動作モードを特性測定モードから通常モードに切り替える。そして、監視装置111は、記憶部15に蓄積された複数の計測情報M2をそれぞれ含む複数の計測情報パケットを収集制御装置101へ送信する。
 収集制御装置101は、監視装置111から送信された複数の計測情報パケットを受信して、これら複数の計測情報パケットにそれぞれ含まれる複数の計測情報M2に基づいて、対応の1または複数の太陽電池ユニットの異常を判定する。
[動作の流れ]
 図10は、本発明の実施の形態の変形例1に係る監視システムにおける各装置間の情報の流れを示すシーケンス図である。図10は、収集制御装置101による電圧制御期間における各装置間の情報の流れを示している。
 図10を参照して、まず、収集制御装置101は、電圧制御期間を示す期間情報を、PCS8および2つの監視装置111a,111bへ送信する(ステップS30)。
 次に、監視装置111a,111bは、電圧制御期間の開始タイミングよりも所定時間前において、動作モードを特性測定モードに変更する。このとき、監視装置111a,111bは、特性測定モードにおける出力電流および出力電圧の計測間隔を、通常モードと比べて小さい値に設定する(ステップS31)。
 次に、PCS8は、太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる制御を開始する(ステップS32)。
 次に、監視装置111a,111bは、太陽電池ユニット75を監視するために、対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流の計測処理を行う。そして、監視装置111a,111bは、計測処理の結果を含む計測情報M2を保持する(ステップS33)。監視装置111a,111bは、設定した計測間隔で計測処理を行う。
 次に、監視装置111a,111bは、電圧制御期間の終了タイミングから所定時間後のタイミングにおいて、動作モードを通常モードに変更する(ステップS34)。
 次に、PCS8は、太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる制御を終了する(ステップS35)。
 次に、監視装置111a,111bは、自己の保持する複数の計測情報M2をそれぞれ含む複数の計測情報パケットを収集制御装置101へ送信する(ステップS36)。
 次に、収集制御装置101は、監視装置111aから送信された複数の計測情報パケット、および監視装置111bから送信された複数の計測情報パケットを受信し、受信した複数の計測情報パケットにそれぞれ含まれる複数の計測情報M2に基づいて、太陽電池ユニット75の異常を判定する。そして、収集制御装置101は、たとえば、太陽電池ユニット75に異常が発生したと判定した場合に、警報を出力する(ステップS37)。
 その他の構成および動作は、上述した本発明の実施の形態に係る監視システム301と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
<変形例2>
 上述した本発明の実施の形態に係る監視システム301および変形例1に係る監視システム302では、監視装置111による計測処理および収集制御装置101による電圧制御は、同期して行われる。
 これに対して、本発明の実施の形態の変形例2に係る監視システム303では、監視装置111による計測処理および収集制御装置101による電圧制御は、同期せずに行われる。
 より詳細には、再び図4を参照して、監視システム303における収集制御装置101は、たとえば、ユーザにより指定された電圧制御期間の開始タイミングにおいて、PCS8に対して対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる制御を開始するように指示する。PCS8は、収集制御装置101による指示に従って、出力電圧を変化させる制御を開始する。
 また、収集制御装置101は、当該電圧制御期間の終了タイミングにおいて、PCS8に対して対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる制御を終了するように指示する。PCS8は、収集制御装置101による指示に従って、出力電圧を変化させる制御を終了する。
 監視装置111は、たとえば常時、特性測定モードで動作し、計測結果と計測時刻とを対応付けた計測情報M2を蓄積する。
 収集制御装置101は、たとえば、ユーザにより指定されたタイミングにおいて、電圧制御期間に蓄積された計測情報M2の送信要求であって、当該電圧制御期間を示す計測情報要求を監視装置111へ送信する。
 監視装置111は、収集制御装置101から送信された計測情報要求を受信して、自己の保持する複数の計測情報M2のうち、電圧制御期間に含まれる計測時刻を含む複数の計測情報M2をそれぞれ含む複数の計測情報パケットを収集制御装置101へ送信する。
 収集制御装置101は、監視装置111から送信された複数の計測情報パケットを受信して、これら複数の計測情報パケットにそれぞれ含まれる複数の計測情報M2に基づいて、対応の1または複数の太陽電池ユニットの異常を判定する。
 その他の構成および動作は、上述した本発明の実施の形態に係る監視システム301と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
 ところで、特許文献1に係る太陽光発電故障検出装置では、太陽光発電アレイすなわち発電部が多数存在する場合、発電部ごとの電流電圧特性に対して演算処理を行う必要があり、処理量が増大する。
 また、たとえば、発電部ごとの電流電圧特性を示すグラフを比較することにより、発電部の故障を検出する方法が考えられる。
 しかしながら、発電部の出力電流および出力電圧を順次測定していく間に、日射および気温などの測定条件が変化する可能性があり、電流電圧特性を示すグラフの比較による故障の検出を正確に行うことができない可能性がある。
 また、発電部の出力電流および出力電圧の測定時における日射および気温などの測定パラメータを取得し、電流電圧特性を示すグラフに対して、取得した測定パラメータを反映させたうえで当該グラフを比較する方法も考えられる。しかしながら、発電部の個体差および当該発電部に含まれる太陽電池パネルの温度などを含めた測定パラメータの反映は容易ではない。
 これに対して、本発明の実施の形態に係る監視システム301,302,303では、PCS8は、太陽電池パネル78を含む複数の太陽電池ユニット75に電気的に接続される。監視装置111は、太陽電池ユニット75を監視するために、対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う。収集制御装置101は、太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な範囲で、太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、PCS8を制御する。また、収集制御装置101は、当該範囲における各出力電圧および対応の出力電流の計測結果を監視装置111から収集する。
 このように、PCS8を制御して各太陽電池ユニット75の出力電圧を測定範囲で変化させながら監視装置111において当該測定範囲における計測を行う構成により、各太陽電池ユニット75の計測結果を並行して得ることができる。これにより、各太陽電池ユニット75において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各太陽電池ユニット75の計測結果を比較することで、たとえば作業者が太陽電池ユニット75の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に太陽電池ユニット75の異常を判断することができる。また、太陽光発電システム401の設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各太陽電池ユニット75の測定結果を得ることができる。
 したがって、本発明の実施の形態に係る監視システム301,302,303では、太陽光発電システム401における太陽電池ユニット75の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 また、本発明の実施の形態に係る監視システム301,302では、監視装置111および収集制御装置101は、それぞれ、計測処理および電圧制御を互いに同期して行う。
 このような構成により、電圧制御が行われる期間における計測結果を容易に得ることができる。
 また、本発明の実施の形態に係る監視システム301では、収集制御装置101は、電圧制御における太陽電池ユニット75の出力電圧を監視装置111に通知する。監視装置111は、計測した出力電流を収集制御装置101から通知された出力電圧に対応付ける。収集制御装置101は、監視装置111による対応付けの結果を監視装置111から収集する。
 このような構成により、監視装置111において、収集制御装置101により設定される出力電圧と、各太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流の計測結果とを対応付けることができるため、収集制御装置101において、各太陽電池ユニット75における出力電圧および出力電流の対応関係を容易に得ることができる。
 また、本発明の実施の形態に係る監視システム302では、監視装置111は、収集制御装置101による制御に従い、電圧制御を行う期間以外において計測処理を行う通常モードおよび電圧制御を行う期間において計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、特性測定モードにおける太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流の計測間隔を、通常モードと比べて小さい値に設定する。
 このように、監視装置111が、出力電圧および出力電流の計測タイミングを自ら設定する構成により、収集制御装置101が太陽電池ユニット75の出力電圧を監視装置111に通知しない通常モードであっても、太陽電池ユニット75の出力特性を取得可能な適切な間隔で計測処理を行うことができる。また、特性測定モードにおける計測間隔を、通常モードと比べて小さい値に設定することにより、より精度の高い各太陽電池ユニット75の出力特性、すなわち出力電圧および出力電流の対応関係を得ることができる。
 また、本発明の実施の形態に係る監視システム301,302,303では、複数の太陽電池ユニット75は、複数のグループに分けられる。収集制御装置101は、太陽電池ユニット75のグループ単位で監視装置111を特性測定モードへ切り替え可能である。
 このような構成により、たとえば、複数の太陽電池ユニット75を、対応する監視装置111、設置されているエリア、または設置されている発電所ごとにグループ分けすることが可能となり、当該グループごとに、各太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流の計測結果を収集することができる。これにより、測定パラメータがより揃っている太陽電池ユニット75間において計測結果を比較することができるため、太陽電池ユニット75の異常をより一層正確に判断することができる。また、計測結果の比較を行わない太陽電池ユニット75に対応する監視装置111の動作モードを通常モードで継続させることができるため、監視システム301,302,303をより効率的に動作させることができる。
 また、本発明の実施の形態に係る収集制御装置101では、PLC通信部42は、対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置111と通信する。制御部40は、太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な範囲で太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、PCS8を制御する。PLC通信部42は、当該範囲における各出力電圧および対応の出力電流の計測結果を監視装置111から収集する。
 このように、PCS8を制御して各太陽電池ユニット75の出力電圧を測定範囲で変化させながら監視装置111において当該測定範囲における計測を行う構成により、各太陽電池ユニット75の計測結果を並行して得ることができる。これにより、各太陽電池ユニット75において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各太陽電池ユニット75の計測結果を比較することで、たとえば作業者が太陽電池ユニット75の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に太陽電池ユニット75の異常を判断することができる。また、太陽光発電システム401の設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各太陽電池ユニット75の測定結果を得ることができる。
 したがって、本発明の実施の形態に係る収集制御装置101では、太陽光発電システム401における太陽電池ユニット75の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 また、本発明の実施の形態に係る監視装置111では、計測部10は、太陽電池ユニット75を監視するために、対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う。通信部14は、計測部10の計測処理による計測結果を送信する。監視装置111は、電圧制御を行う期間以外において計測処理を行う通常モードおよび電圧制御を行う期間において計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、計測部10は、特性測定モードにおける出力電圧および出力電流の計測間隔を、通常モードと比べて小さい値に設定する。
 このように、特性測定モードにおいて、小さい計測間隔で太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流の計測処理を行う構成により、対応する各太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な計測結果を並行して得ることができる。これにより、各太陽電池ユニット75において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各太陽電池ユニット75の計測結果を比較することで、たとえば作業者が太陽電池ユニット75の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に太陽電池ユニット75の異常を判断することができる。また、太陽光発電システム401の設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各太陽電池ユニット75の測定結果を得ることができる。
 したがって、本発明の実施の形態に係る監視装置111では、太陽光発電システム401における太陽電池ユニット75の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 また、本発明の実施の形態に係る監視方法では、まず、収集制御装置101は、1または複数の太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な範囲で太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、PCS8を制御しながら、太陽電池ユニット75出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う。次に、収集制御装置101は、当該範囲における各出力電圧および対応の出力電流の計測結果を収集する。
 このように、PCS8を制御して各太陽電池ユニット75の出力電圧を測定範囲で変化させながら監視装置111において当該測定範囲における計測を行う方法により、各太陽電池ユニット75の計測結果を並行して得ることができる。これにより、各太陽電池ユニット75において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各太陽電池ユニット75の計測結果を比較することで、たとえば作業者が太陽電池ユニット75の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に太陽電池ユニット75の異常を判断することができる。また、太陽光発電システム401の設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各太陽電池ユニット75の測定結果を得ることができる。
 したがって、本発明の実施の形態に係る監視方法では、太陽光発電システム401における太陽電池ユニット75の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 また、本発明の実施の形態に係る収集制御方法では、まず、収集制御装置101は、太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な範囲で太陽電池ユニット75の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、PCS8を制御する。次に、収集制御装置101は、当該範囲における各出力電圧および対応の出力電流の計測結果を監視装置111から収集する。
 このように、PCS8を制御して各太陽電池ユニット75の出力電圧を測定範囲で変化させながら監視装置111において当該測定範囲における計測を行う方法により、各太陽電池ユニット75の計測結果を並行して得ることができる。これにより、各太陽電池ユニット75において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各太陽電池ユニット75の計測結果を比較することで、たとえば作業者が太陽電池ユニット75の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に太陽電池ユニット75の異常を判断することができる。また、太陽光発電システム401の設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各太陽電池ユニット75の測定結果を得ることができる。
 したがって、本発明の実施の形態に係る収集制御方法では、太陽光発電システム401における太陽電池ユニット75の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 このように、
 また、本発明の実施の形態に係る監視方法では、まず、監視装置111は、太陽電池ユニット75を監視するために、対応の1または複数の太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う。次に、監視装置111は、計測処理による計測結果を送信する。監視装置111は、電圧制御を行う期間以外において計測処理を行う通常モードおよび電圧制御を行う期間において計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、計測処理を行う際、特性測定モードにおける出力電圧および出力電流の計測間隔を、通常モードと比べて小さい値に設定する。
 このように、特性測定モードにおいて、小さい計測間隔で太陽電池ユニット75の出力電圧および出力電流の計測処理を行う方法により、対応する各太陽電池ユニット75の出力特性を得るために必要な計測結果を並行して得ることができる。これにより、各太陽電池ユニット75において日射および気温等の測定パラメータが揃った状態で計測が行われ、この状態における各太陽電池ユニット75の計測結果を比較することで、たとえば作業者が太陽電池ユニット75の測定波形を設置場所に赴いて個別に取得し評価する場合と比べて簡単に太陽電池ユニット75の異常を判断することができる。また、太陽光発電システム401の設置場所において作業者が機器を用いて測定することなく、遠隔で各太陽電池ユニット75の測定結果を得ることができる。
 したがって、本発明の実施の形態に係る監視方法では、太陽光発電システム401における太陽電池ユニット75の異常をより正確かつ簡単に監視することができる。
 上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
 [付記1]
 太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電気的に接続される電力変換装置と、
 前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置と、
 前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置と、
 前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集する収集装置とを備え、
 前記制御装置は、前記監視装置による前記計測処理が行われる計測間隔を設定し、前記電圧制御において、設定した前記計測間隔で前記出力電圧を変化させ、
 前記収集装置は、収集した前記計測結果に基づいて、前記発電部ごとの前記出力電圧と前記出力電流との対応関係を示すグラフを作成し、作成した複数の前記グラフを比較することにより前記発電部の異常を判定する、監視システム。
 [付記2]
 太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続される太陽光発電システムにおける収集制御装置であって、
 対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置と通信する通信部と、
 前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御部とを備え、
 前記通信部は、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集し、
 前記制御部は、前記監視装置による前記計測処理が行われる計測間隔を設定し、前記電圧制御において、設定した前記計測間隔で前記出力電圧を変化させ、
 前記収集制御装置は、さらに、
 前記監視部は、前記通信部により収集された前記計測結果に基づいて、前記発電部ごとの前記出力電圧と前記出力電流との対応関係を示すグラフを作成し、作成した複数の前記グラフを比較することにより前記発電部の異常を判定する監視部を備える、収集制御装置。
 [付記3]
 太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続され、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置を備える太陽光発電システムにおける監視装置であって、
 前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う計測部と、
 前記計測処理による計測結果を送信する通信部とを備え、
 前記監視装置は、前記電圧制御を行う期間以外において前記計測処理を行う通常モードおよび前記電圧制御を行う期間において前記計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、
 前記計測部は、前記特性測定モードにおける前記出力電圧および前記出力電流の計測間隔を、前記通常モードと比べて小さい値に設定し、
 前記特性測定モードにおける前記計測間隔は、前記発電部の前記出力特性を得ることが可能な間隔である、監視装置。
 1,2,5 出力ライン
 3 内部ライン
 6 コンテナ
 7 銅バー
 8 PCS(電力変換装置)
 9 電力変換部
 10 計測部
 11 検出部
 12 処理部
 13 カウンタ
 14 通信部
 15 記憶部
 16 電流センサ
 17 電圧センサ
 19 DC/DCコンバータ
 26 電源線
 40 制御部
 41 監視部
 42 PLC通信部
 43 処理部
 44 LAN通信部
 45 記憶部
 46 信号線
 47 カウンタ
 49 警報部
 60 集電ユニット
 71 集電箱
 72 銅バー
 75 太陽電池ユニット(発電部)
 76 接続箱
 77 銅バー
 78 太陽電池パネル
 101 収集制御装置(制御装置、収集装置)
 111 監視装置
 151 サーバ
 301,302,303 監視システム
 401 太陽光発電システム

Claims (10)

  1.  太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電気的に接続される電力変換装置と、
     前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置と、
     前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置と、
     前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集する収集装置とを備える、監視システム。
  2.  前記監視装置および前記制御装置は、それぞれ、前記計測処理および前記電圧制御を互いに同期して行う、請求項1に記載の監視システム。
  3.  前記制御装置は、前記電圧制御における前記出力電圧を前記監視装置に通知し、
     前記監視装置は、計測した前記出力電流を前記制御装置から通知された前記出力電圧に対応付け、
     前記収集装置は、前記監視装置による対応付けの結果を前記監視装置から収集する、請求項2に記載の監視システム。
  4.  前記監視装置は、前記制御装置による制御に従い、前記電圧制御を行う期間以外において前記計測処理を行う通常モードおよび前記電圧制御を行う期間において前記計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、前記特性測定モードにおける前記出力電圧および前記出力電流の計測間隔を、前記通常モードと比べて小さい値に設定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の監視システム。
  5.  前記監視装置は、前記制御装置による制御に従い、通常モードおよび特性測定モードを切り替え可能であり、
     前記複数の発電部は、複数のグループに分けられ、
     前記制御装置は、前記グループ単位で前記監視装置を前記特性測定モードへ切り替え可能である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の監視システム。
  6.  太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続される太陽光発電システムにおける収集制御装置であって、
     対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置と通信する通信部と、
     前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御部とを備え、
     前記通信部は、前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集する、収集制御装置。
  7.  太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続され、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置を備える太陽光発電システムにおける監視装置であって、
     前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う計測部と、
     前記計測処理による計測結果を送信する通信部とを備え、
     前記監視装置は、前記電圧制御を行う期間以外において前記計測処理を行う通常モードおよび前記電圧制御を行う期間において前記計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、
     前記計測部は、前記特性測定モードにおける前記出力電圧および前記出力電流の計測間隔を、前記通常モードと比べて小さい値に設定する、監視装置。
  8.  太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電気的に接続される電力変換装置を備える監視システムにおける監視方法であって、
     1または複数の前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御しながら、前記出力電圧および前記発電部の出力電流を計測する計測処理を行うステップと、
     前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を収集するステップとを含む、監視方法。
  9.  太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続される太陽光発電システムにおける、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行う監視装置、と通信する収集制御装置における収集制御方法であって、
     前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御するステップと、
     前記範囲における各前記出力電圧および対応の前記出力電流の計測結果を前記監視装置から収集するステップとを含む、収集制御方法。
  10.  太陽電池パネルをそれぞれ含む複数の発電部に電力変換装置が電気的に接続され、前記発電部の出力特性を得るために必要な範囲で前記発電部の出力電圧を変化させる電圧制御を行うよう、前記電力変換装置を制御する制御装置を備える太陽光発電システムにおける監視装置における監視方法であって、
     前記発電部を監視するために、対応の1または複数の前記発電部の出力電圧および出力電流を計測する計測処理を行うステップと、
     前記計測処理による計測結果を送信するステップとを含み、
     前記監視装置は、前記制御装置が前記電圧制御を行う期間以外において前記計測処理を行う通常モードおよび前記制御装置が前記電圧制御を行う期間において前記計測処理を行う特性測定モードを切り替え可能であり、
     前記計測処理を行うステップにおいては、前記特性測定モードにおける前記出力電圧および前記出力電流の計測間隔を、前記通常モードと比べて小さい値に設定する、監視方法。
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