特許 7163931 判定装置、判定方法および判定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-24

(45)【発行日】2022-11-01

(54)【発明の名称】判定装置、判定方法および判定プログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20221025BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20221025BHJP

   H02S 50/00 20140101ALI20221025BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 301D

H02J3/38 130

H02S50/00

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019568912

(86)(22)【出願日】2018-12-13

(86)【国際出願番号】 JP2018045861

(87)【国際公開番号】W WO2019150779

(87)【国際公開日】2019-08-08

【審査請求日】2021-07-26

(31)【優先権主張番号】P 2018016736

(32)【優先日】2018-02-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２９年度、経済産業省、「新エネルギー等の保安規制高度化事業（電気施設保安技術高度化の評価・検証事業）」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000682

【氏名又は名称】弁理士法人ワンディ－ＩＰパ－トナ－ズ

(72)【発明者】

【氏名】下口 剛史

(72)【発明者】

【氏名】後藤 勲

(72)【発明者】

【氏名】谷村 晃太郎

(72)【発明者】

【氏名】近藤 麻由

(72)【発明者】

【氏名】池上 洋行

【審査官】大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１７２５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７９８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５８７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２０４９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｓ ５０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池パネルを含む発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置であって、
前記発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成する生成部と、
前記取得部によって取得された前記データおよび前記生成部によって生成された前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータである複数の判定データから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定する判定部とを備え、
前記判定部は、前記複数の判定データのうちの第１の判定データの、機械学習によるクラスタリングを行った結果において、前記第１の判定データが所定のクラスタに分類されるか否かである前記基準を用いて、前記発電部に関する異常を判定する、判定装置。

【請求項2】

前記判定部は、前記複数の判定データのうちの第２の判定データの、過去の前記第２の判定データと比べた低下量が所定値以上であるか否かである前記基準を用いて、前記発電部に関する異常を判定する、請求項１に記載の判定装置。

【請求項3】

前記判定部は、前記複数の判定データのうちの第３の判定データの所定期間における低下量が、過去の前記第３の判定データに基づいて設定された閾値以上であるか否かである前記基準を用いて、前記発電部に関する異常を判定する、請求項１または請求項２に記載の判定装置。

【請求項4】

前記判定部は、３つ以上の前記基準を用いて前記発電部に関する異常を判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の判定装置。

【請求項5】

各前記基準を用いて判定される前記異常の種類が異なる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の判定装置。

【請求項6】

前記判定装置は、さらに、
前記判定部によって判定された前記異常を通知する通知部を備え、
各前記基準を用いて判定される前記異常の通知内容が異なる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の判定装置。

【請求項7】

判定装置において用いられる判定方法であって、
太陽電池パネルを含む発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得するステップと、
取得した前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成するステップと、
取得した前記データおよび生成した前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータである複数の判定データから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定するステップとを含み、
前記異常を判定するステップにおいては、前記複数の判定データのうちの第１の判定データの、機械学習によるクラスタリングを行った結果において、前記第１の判定データが所定のクラスタに分類されるか否かである前記基準を用いて、前記発電部に関する異常を判定する、判定方法。

【請求項8】

判定装置において用いられる判定プログラムであって、
コンピュータを、
太陽電池パネルを含む発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成する生成部と、
前記取得部によって取得された前記データおよび前記生成部によって生成された前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータである複数の判定データから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定する判定部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記判定部は、前記複数の判定データのうちの第１の判定データの、機械学習によるクラスタリングを行った結果において、前記第１の判定データが所定のクラスタに分類されるか否かである前記基準を用いて、前記発電部に関する異常を判定する、判定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、判定装置、判定方法および判定プログラムに関する。
この出願は、２０１８年２月１日に出願された日本出願特願２０１８－１６７３６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。

【背景技術】

【0002】

特開２０１２－２０５０７８号公報（特許文献１）には、以下のような太陽光発電用監視システムが開示されている。すなわち、太陽光発電用監視システムは、複数の太陽電池パネルからの出力を集約して電力変換装置に送り込む太陽光発電システムについて、前記太陽電池パネルの発電状況を監視する太陽光発電用監視システムであって、前記複数の太陽電池パネルからの出力電路が集約された場所に設けられ、各太陽電池パネルの発電量を計測する計測装置と、前記計測装置に接続され、前記計測装置による発電量の計測データを送信する機能を有する下位側通信装置と、前記下位側通信装置から送信される前記計測データを受信する機能を有する上位側通信装置と、前記上位側通信装置を介して前記太陽電池パネルごとの前記計測データを収集する機能を有する管理装置とを備える。前記管理装置は、前記各太陽電池パネルについての、同一時点における発電量の差に基づいて異常の有無を判定するか、または前記各太陽電池パネルについての、所定期間の発電量の最大値又は積算値に基づいて異常の有無を判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－２０５０７８号公報

【発明の概要】

【0004】

（１）本開示の判定装置は、太陽電池パネルを含む発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置であって、前記発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成する生成部と、前記取得部によって取得された前記データおよび前記生成部によって生成された前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定する判定部とを備える。

【0005】

（５）本開示の判定方法は、判定装置において用いられる判定方法であって、太陽電池パネルを含む発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得するステップと、取得した前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成するステップと、取得した前記データおよび生成した前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定するステップとを含む。

【0006】

（６）本開示の判定プログラムは、判定装置において用いられる判定プログラムであって、コンピュータを、太陽電池パネルを含む発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成する生成部と、前記取得部によって取得された前記データおよび前記生成部によって生成された前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定する判定部、として機能させるためのプログラムである。

【0007】

本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える判定装置として実現され得るだけでなく、判定装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。

【0008】

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、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ステップとする方法として実現され得る。また、本発明は、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。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】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】図２は、本発明の実施の形態に係るＰＣＳユニットの構成を示す図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態に係る集電ユニットの構成を示す図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態に係る太陽電池ユニットの構成を示す図である。

【図5】図５は、本発明の実施の形態に係る監視システムの構成を示す図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態に係る監視システムにおける監視装置の構成を示す図である。

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

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

【図9】図９は、異常と判定される１０分毎データの一例を示す図である。

【図10】図１０は、異常と判定される１日毎データの一例を示す図である。

【図11】図１１は、本発明の実施の形態に係る判定装置が発電部に関する異常判定を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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

【0011】

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

【0012】

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、太陽光発電システムの異常判定を向上させることが可能な判定装置、判定方法および判定プログラムを提供することである。

【0013】

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

【0014】

［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。

【0015】

（１）本発明の実施の形態に係る判定装置は、太陽電池パネルを含む発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置であって、前記発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成する生成部と、前記取得部によって取得された前記データおよび前記生成部によって生成された前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定する判定部とを備える。

【0016】

このような構成により、比較的短期間にわたる計測値の異常および比較的長期間にわたる計測値の異常を判定することができる。これにより、複数種類の期間での異常が判定され、多様な異常判定を行うことが可能になることにより、たとえば、短期間では計測値の変化がなく長期間にわたる計測結果を確認することにより変化が確認できるような異常を検知することできる。さらに、長期間わたる計測結果では、データの粒度が粗くなることにより捉えることができない短期間での計測値の変化も、短期間にわたる計測結果を確認することにより検知することができる。したがって、太陽光発電システムの異常判定を向上させることができる。

【0017】

（２）好ましくは、前記判定部は、３つ以上の前記基準を用いて前記発電部に関する異常を判定する。

【0018】

このような構成により、さらに長期間にわたる計測値の異常を判定することができ、より多様な異常判定を行うことができる。

【0019】

（３）好ましくは、各前記基準を用いて判定される前記異常の種類が異なる。

【0020】

このような構成により、ダイオード解放故障および経年劣化等、太陽光発電におけるより多様な異常を判定することができる。

【0021】

（４）好ましくは、前記判定装置は、さらに、前記判定部によって判定された前記異常を通知する通知部を備え、各前記基準を用いて判定される前記異常の通知内容が異なる。

【0022】

このような構成により、いずれの基準を用いて判断された異常であるかを通知内容によって判断することができるため、たとえば、緊急度または重要度に応じた保守対応を行うことができる。

【0023】

（５）本発明の実施の形態に係る判定方法は、判定装置において用いられる判定方法であって、太陽電池パネルを含む発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得するステップと、取得した前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成するステップと、取得した前記データおよび生成した前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定するステップとを含む。

【0024】

このような構成により、比較的短期間にわたる計測値の異常および比較的長期間にわたる計測値の異常を判定することができる。これにより、複数種類の期間での異常が判定され、多様な異常判定を行うことができる。したがって、太陽光発電システムの異常判定を向上させることができる。

【0025】

（６）本発明の実施の形態に係る判定プログラムは、判定装置において用いられる判定プログラムであって、コンピュータを、太陽電池パネルを含む発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成する生成部と、前記取得部によって取得された前記データおよび前記生成部によって生成された前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定する判定部、として機能させるためのプログラムである。

【0026】

このような構成により、比較的短期間にわたる計測値の異常および比較的長期間にわたる計測値の異常を判定することができる。これにより、複数種類の期間での異常が判定され、多様な異常判定を行うことができる。したがって、太陽光発電システムの異常判定を向上させることができる。

【0027】

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。

【0028】

［太陽光発電システムの構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。

【0029】

図１を参照して、太陽光発電システム４０１は、４つのＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）ユニット８０と、キュービクル６とを備える。キュービクル６は、銅バー７３を含む。

【0030】

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

【0031】

図２は、本発明の実施の形態に係るＰＣＳユニットの構成を示す図である。

【0032】

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

【0033】

図２では、４つの集電ユニット６０を代表的に示しているが、さらに多数または少数の集電ユニット６０が設けられてもよい。

【0034】

図３は、本発明の実施の形態に係る集電ユニットの構成を示す図である。

【0035】

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

【0036】

図３では、４つの太陽電池ユニット７４を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池ユニット７４が設けられてもよい。

【0037】

図４は、本発明の実施の形態に係る太陽電池ユニットの構成を示す図である。

【0038】

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

【0039】

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

【0040】

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

【0041】

図４では、４つの太陽電池パネル７９を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池パネル７９が設けられてもよい。

【0042】

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

【0043】

より詳細には、発電部７８の出力ライン１は、発電部７８に接続された第１端と、銅バー７７に接続された第２端とを有する。各出力ライン１は、銅バー７７を介して集約ライン５に集約される。銅バー７７は、たとえば接続箱７６の内部に設けられている。

【0044】

発電部７８は、太陽光を受けると、受けた太陽光のエネルギーを直流電力に変換し、変換した直流電力を出力ライン１へ出力する。

【0045】

図３および図４を参照して、集約ライン５は、対応の太陽電池ユニット７４における銅バー７７に接続された第１端と、銅バー７２に接続された第２端とを有する。各集約ライン５は、銅バー７２を介して集約ライン２に集約される。銅バー７２は、たとえば集電箱７１の内部に設けられている。

【0046】

図１～図４を参照して、太陽光発電システム４０１では、上述のように複数の発電部７８からの各出力ライン１が集約ライン５に集約され、各集約ライン５が集約ライン２に集約され、各集約ライン２が集約ライン４に集約され、各集約ライン４がキュービクル６に電気的に接続される。

【0047】

より詳細には、各集約ライン２は、対応の集電ユニット６０における銅バー７２に接続された第１端と、銅バー７に接続された第２端とを有する。ＰＣＳ８において、内部ライン３は、銅バー７に接続された第１端と、電力変換部９に接続された第２端とを有する。

【0048】

ＰＣＳ８において、電力変換部９は、たとえば、各発電部７８において発電された直流電力を出力ライン１、銅バー７７、集約ライン５、銅バー７２、集約ライン２、銅バー７および内部ライン３経由で受けると、受けた直流電力を交流電力に変換して集約ライン４へ出力する。

【0049】

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

【0050】

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

【0051】

［監視システム３０１の構成］
図５は、本発明の実施の形態に係る監視システムの構成を示す図である。

【0052】

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

【0053】

図５では、１つの集電ユニット６０に対応して設けられた４つの監視装置１１１を代表的に示しているが、さらに多数または少数の監視装置１１１が設けられてもよい。また、監視システム３０１は、１つの収集装置１５１を備えているが、複数の収集装置１５１を備えてもよい。

【0054】

監視システム３０１では、子機である監視装置１１１におけるセンサの情報が、収集装置１５１へ定期的または不定期に伝送される。

【0055】

監視装置１１１は、たとえば集電ユニット６０に設けられている。より詳細には、監視装置１１１は、４つの太陽電池ユニット７４にそれぞれ対応して４つ設けられている。各監視装置１１１は、たとえば、対応の出力ライン１および集約ライン５に電気的に接続されている。

【0056】

監視装置１１１は、対応の太陽電池ユニット７４における各出力ライン１の電流をセンサにより計測する。また、監視装置１１１は、対応の太陽電池ユニット７４における各出力ライン１の電圧をセンサにより計測する。

【0057】

収集装置１５１は、たとえばＰＣＳ８の近傍に設けられている。より詳細には、収集装置１５１は、ＰＣＳ８に対応して設けられ、信号線４６を介して銅バー７に電気的に接続されている。

【0058】

監視装置１１１および収集装置１５１は、集約ライン２，５を介して電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を行うことにより情報の送受信を行う。

【0059】

より詳細には、各監視装置１１１は、対応の出力ラインの電流および電圧の計測結果を示す監視情報を送信する。収集装置１５１は、各監視装置１１１の計測結果を収集する。

【0060】

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

【0061】

図６を参照して、出力ライン１は、プラス側出力ライン１ｐと、マイナス側出力ライン１ｎとを含む。集約ライン５は、プラス側集約ライン５ｐと、マイナス側集約ライン５ｎとを含む。銅バー７７は、プラス側銅バー７７ｐと、マイナス側銅バー７７ｎとを含む。

【0062】

図示しないが、図３に示す集電箱７１における銅バー７２は、プラス側集約ライン５ｐおよびマイナス側集約ライン５ｎにそれぞれ対応して、プラス側銅バー７２ｐおよびマイナス側銅バー７２ｎを含む。

【0063】

プラス側出力ライン１ｐは、対応の発電部７８に接続された第１端と、プラス側銅バー７７ｐに接続された第２端とを有する。マイナス側出力ライン１ｎは、対応の発電部７８に接続された第１端と、マイナス側銅バー７７ｎに接続された第２端とを有する。

【0064】

プラス側集約ライン５ｐは、プラス側銅バー７７ｐに接続された第１端と、集電箱７１におけるプラス側銅バー７２ｐに接続された第２端とを有する。マイナス側集約ライン５ｎは、マイナス側銅バー７７ｎに接続された第１端と、集電箱７１におけるマイナス側銅バー７２ｎに接続された第２端とを有する。

【0065】

監視装置１１１は、検出処理部１１と、４つの電流センサ１６と、電圧センサ１７と、通信部１４とを備える。なお、監視装置１１１は、出力ライン１の数に応じて、さらに多数または少数の電流センサ１６を備えてもよい。

【0066】

監視装置１１１は、たとえば、発電部７８の近傍に設けられている。具体的には、監視装置１１１は、たとえば、計測対象の出力ライン１が接続された銅バー７７が設けられた接続箱７６の内部に設けられている。なお、監視装置１１１は、接続箱７６の外部に設けられてもよい。

【0067】

監視装置１１１は、たとえば、プラス側集約ライン５ｐおよびマイナス側集約ライン５ｎとそれぞれプラス側電源線２６ｐおよびマイナス側電源線２６ｎを介して電気的に接続されている。以下、プラス側電源線２６ｐおよびマイナス側電源線２６ｎの各々を、電源線２６とも称する。

【0068】

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

【0069】

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

【0070】

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

【0071】

電流センサ１６は、出力ライン１の電流を計測する。より詳細には、電流センサ１６は、たとえば、ホール素子タイプの電流プローブである。電流センサ１６は、監視装置１１１の図示しない電源回路から受けた電力を用いて、対応のマイナス側出力ライン１ｎを通して流れる電流を６秒ごとに計測し、計測結果を示す信号を検出処理部１１へ出力する。なお、電流センサ１６は、プラス側出力ライン１ｐを通して流れる電流を計測してもよい。

【0072】

電圧センサ１７は、出力ライン１の電圧を計測する。より詳細には、電圧センサ１７は、プラス側銅バー７７ｐおよびマイナス側銅バー７７ｎ間の電圧を６秒ごとに計測し、計測結果を示す信号を検出処理部１１へ出力する。

【0073】

検出処理部１１は、電流センサ１６および電圧センサ１７からそれぞれ受けた信号の示す計測結果、対応の電流センサ１６のＩＤ（以下、電流センサＩＤとも称する。）、電圧センサ１７のＩＤ（以下、電圧センサＩＤとも称する。）、および自己の監視装置１１１のＩＤ（以下、監視装置ＩＤとも称する。）を含む監視情報を作成する。

【0074】

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

【0075】

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

【0076】

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

【0077】

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

【0078】

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

【0079】

図７を参照して、判定装置１０１は、判定部８１と、生成部８２と、通信処理部（通知部）８４と、記憶部８５と、取得部８６とを備える。

【0080】

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

【0081】

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

【0082】

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

【0083】

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

【0084】

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

【0085】

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

【0086】

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

【0087】

図８を参照して、通信処理部８４は、監視情報要求の応答として収集装置１５１から１または複数の監視情報を受信すると、受信した各監視情報を記憶部８５に保存するとともに、処理完了通知を取得部８６へ出力する。

【0088】

取得部８６は、発電部７８の出力の計測結果に基づく計測データを取得する。

【0089】

より詳細には、たとえば、取得部８６は、通信処理部８４から処理完了通知を受けると、記憶部８５に登録されている対応関係Ｒ１を参照し、監視情報に含まれるある１分間における複数の電流値および複数の電圧値を記憶部８５から取得し、電流センサＩＤごとに、取得した電流値および電圧値を乗じて発電電力を算出し、計測データとして生成部８２へ出力する。

【0090】

生成部８２は、取得部８６によって取得された計測データに基づいて、当該計測データの時間的な粒度を粗くしたデータ、すなわち、ある期間における計測データに基づくデータであって当該計測データと比べて発電電力等の要素値間の時間の間隔を大きくしたデータを生成する。

【0091】

より詳細には、生成部８２は、たとえば、取得部８６が計測データとして取得した１分間の各発電電力、すなわち１０回分の発電電力の平均値Ｍを算出し、記憶部８５に保存するとともに、判定部８１へ出力する。

【0092】

取得部８６および生成部８２は、記憶部８５に保存されている次の１分間における各発電電力に対して同様の処理を行う。そして、取得部８６および生成部８２は、１日分の発電電力に対して当該処理を繰り返すことにより、電流センサＩＤごとの、１日分の平均値Ｍ（以下、１分毎データとも称する。）を生成する。

【0093】

なお、生成部８２は、生成した各平均値Ｍに対応する１日分の計測データを記憶部８５から削除してもよい。

【0094】

また、取得部８６は、たとえば、対応関係Ｒ１を参照し、生成部８２によって生成された電流センサＩＤごとの１分毎データを記憶部８５から計測データとして取得し、生成部８２へ出力する。

【0095】

そして、生成部８２は、たとえば、取得部８６から受けた１分毎データから、１０分間隔の平均値Ｍをたとえば１日分選択し、選択した各平均値Ｍを時系列に並べた１０分毎データを生成して記憶部８５に保存するとともに、判定部８１へ出力する。

【0096】

なお、生成部８２は、生成した１０分毎データに対応する１分毎データを記憶部８５から削除してもよい。

【0097】

また、取得部８６は、たとえば、対応関係Ｒ１を参照し、生成部８２によって生成された電流センサＩＤごとの１０分毎データを１年分選択し、選択した各１０分毎データを記憶部８５から計測データとして取得し、生成部８２へ出力する。

【0098】

そして、生成部８２は、たとえば、取得部８６から受けた各１０分毎データから、１日のうちで発電電力が最大値を示すデータをたとえば１年分選択し、選択した各最大値を時系列に並べた１日毎データを生成して記憶部８５に保存するとともに、判定部８１へ出力する。

【0099】

なお、生成部８２は、たとえば、生成した１日毎データの期間に対応する１年のうちの最初の日以前の１０分毎データを記憶部８５から削除してもよい。

【0100】

また、生成部８２は、たとえば、１年分の１０分毎データに基づいて１日毎データを新たに生成する構成に限らず、生成済の１日毎データを更新する構成であってもよい。

【0101】

より詳細には、取得部８６は、処理日の１０分毎データを記憶部８５から取得して生成部８２へ出力する。また、取得部８６は、たとえば、生成部８２により生成または更新された１日毎データを記憶部８５から取得して生成部８２へ出力する。

【0102】

生成部８２は、取得部８６から受けた１日毎データにおける最初の日の最大値を削除し、取得部８６から受けた処理日の１０分毎データの示す発電電力のうちの最大値を選択し、選択した最大値を当該１日毎データに追加することにより当該１日毎データを更新し、更新後の１日毎データを記憶部８５に保存する。

【0103】

以下、計測データ、１分毎データ、１０分毎データおよび１日毎データの各々を、判定データとも称する。

【0104】

判定部８１は、長さの異なる期間にわたる判定データからそれぞれ異なる基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する。判定部８１は、各基準において異なる粒度の判定データを用いる。たとえば、判定部８１は、３つ以上の基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する。たとえば、各基準を用いて判定される異常の種類は異なる。

【0105】

具体的には、たとえば、太陽電池パネル７９を接続する配線が断線したり、太陽電池パネル７９の発熱により内部配線が断線したりする場合、計測データに基づいて算出された平均値Ｍは、直前の平均値Ｍと比べて急激に低下する。

【0106】

判定部８１は、第１の基準を用いて、このような短期間における平均値Ｍの急激な低下を異常と判定する。

【0107】

第１の基準は、たとえば、平均値Ｍが直前の平均値Ｍと比べて所定値以上低下したか否かである。

【0108】

判定部８１は、第１の基準を用いて、平均値Ｍが前回算出した平均値Ｍと比べて所定値以上低下した場合、対応の発電部７８が異常であると判定し、異常である旨の情報（以下、第１異常情報とも称する。）を通信処理部８４へ出力する。

【0109】

図９は、異常と判定される１０分毎データの一例を示す図である。図９において、横軸は時間を示し、縦軸は発電電力を示す。

【0110】

図９を参照して、グラフＤ１は、終日晴天であった１日の発電部７８の発電電力を示し、グラフＤ２は、午前中が曇天であった１日の発電部７８の発電電力を示し、グラフＤ３は、午後が曇天であった１日の発電部７８の発電電力を示す。このように、天気等の影響により発電部７８が十分に発電できない時間帯がある場合、発電部７８の発電電力は、グラフＤ２およびＤ３に示すように晴天時の発電電力と比べて低下する。

【0111】

判定部８１は、第２の基準を用いて、このような１日のある時間帯における発電電力の低下を異常と判定する。

【0112】

第２の基準は、たとえば、機械学習たとえばｋ－ｍｅａｎｓによる１０分毎データのクラスタリングの結果を用いた、グラフＤ２が分類されたクラスタまたはグラフＤ３が分類されたクラスタに１０分毎データが分類されるか否かである。

【0113】

判定部８１は、第２の基準を用いて、グラフＤ２が分類されたクラスタまたはグラフＤ３が分類されたクラスタに１０分毎データが分類された場合、対応の発電部７８が異常であると判定し、異常である旨の情報（以下、第２異常情報とも称する。）を通信処理部８４へ出力する。

【0114】

このように、クラスタリングの結果を用いることにより、たとえば、ある時間帯における発電電力の低下を検知することができるため、異常の原因の推定に活用することができる。たとえば、終日晴天であった１日の発電部７８の発電電力が図９に示すグラフＤ２またはグラフＤ３であった場合、それぞれ、午前または午後の発電電力の低下は、日影の影響等が考えられる。

【0115】

図１０は、異常と判定される１日毎データの一例を示す図である。図１０において、横軸は時間を示し、縦軸は発電電力を示す。グラフＹ１は、発電部７８が１年間で発電する理想的な発電電力を示し、グラフＹ２は、ある１年間における発電部７８の発電電力を示す。

【0116】

図１０を参照して、発電部７８の発電電力は、たとえば、太陽電池パネル７９の経年劣化、太陽電池パネル７９における配線の半田の高抵抗化、または太陽電池パネル７９の内部への水分の侵入等により、徐々に低下する場合がある。

【0117】

判定部８１は、第３の基準を用いて、このように発電電力が徐々に低下する状態を異常と判定する。

【0118】

第３の基準は、たとえば、発電電力が、所定期間Ｋ１において、自己の発電部７８の過去の発電電力に基づいて設定された閾値ＴＨ１以上低下しているか否かである。なお、閾値ＴＨ１は、所定期間Ｋ１における他の発電部７８の発電電力の低下量に基づいて設定されてもよい。

【0119】

判定部８１は、発電電力が所定期間Ｋ１たとえば１年間で閾値ＴＨ１以上低下している場合、対応の発電部７８を異常であると判定し、異常である旨の情報（以下、第３異常情報とも称する。）を通信処理部８４へ出力する。

【0120】

通信処理部８４は、判定部８１によって判定された異常を通知する。たとえば、各基準を用いて判定させる異常の通知内容は異なる。

【0121】

より詳細には、通信処理部８４は、判定部８１から受けた第１異常情報、第２異常情報および第３異常情報を、たとえば、ｅ－ｍａｉｌ等の形式にしてネットワーク経由でサーバ等の外部の装置へ送信する。各異常情報は、たとえば、異常の度合いがレベルにより区別される場合、異なるレベルを示す。

【0122】

なお、取得部８６は、監視情報に含まれる複数の電流値および複数の電圧値に基づいて、発電電力を計測データとして算出する構成に限らず、監視情報に含まれる複数の電流値を計測データとして取得する構成であってもよい。

【0123】

この場合、たとえば、生成部８２は、取得部８６が取得した１分間の各電流値、すなわち１０回分の電流値の平均値Ｍを算出する。

【0124】

また、取得部８６は、監視情報に含まれる複数の電流値および複数の電圧値に基づいて、発電電力を計測データとして算出する構成に限らず、監視情報に含まれる複数の電圧値を計測データとして取得する構成であってもよい。

【0125】

この場合、たとえば、生成部８２は、取得部８６が取得した１分間の各電圧値、すなわち１０回分の電圧値の平均値Ｍを算出する。

【0126】

また、第１基準、第２基準および第３基準を用いて異常を判定する期間は、それぞれ、１分、１日および１年に限らず、１０分、１時間および１週間等であってもよい。

【0127】

［動作の流れ］
監視システム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

【0128】

図１１は、本発明の実施の形態に係る判定装置が発電部に関する異常判定を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。

【0129】

図１１を参照して、まず、判定装置１０１は、太陽電池パネルを含む発電部７８の出力の計測結果を含む監視情報を受信する（ステップＳ１０１）。

【0130】

次に、判定装置１０１は、受信した監視情報を蓄積する（ステップＳ１０２）。

【0131】

次に、判定装置１０１は、蓄積した監視情報に含まれる計測結果に基づく計測データを取得する（ステップＳ１０３）。

【0132】

次に、判定装置１０１は、取得した計測データに基づいて、計測データの時間的な粒度を粗くした１分毎データを生成して蓄積する（ステップＳ１０４）。

【0133】

次に、判定装置１０１は、取得した計測データから第１の基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する（ステップＳ１０５）。

【0134】

判定装置１０１は、発電部７８が異常であると判定した場合（ステップ１０５でＹＥＳ）、第１異常情報をサーバへ送信する（ステップＳ１０６）。

【0135】

次に、判定装置１０１は、生成した１分毎データに基づいて、１分毎データの時間的な粒度を粗くした１０分毎データを生成して蓄積する（ステップＳ１０７）。

【0136】

一方、判定装置１０１は、発電部７８が正常であると判定した場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、生成した１分毎データに基づいて、１分毎データの時間的な粒度を粗くした１０分毎データを生成して蓄積する（ステップＳ１０７）。

【0137】

次に、判定装置１０１は、１０分毎データから第２の基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する（ステップＳ１０８）。

【0138】

次に、判定装置１０１は、発電部７８が異常であると判定した場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、第２異常情報をサーバへ送信する（ステップＳ１０９）。

【0139】

次に、判定装置１０１は、生成した１０分毎データに基づいて、１０分毎データの時間的な粒度を粗くした１日毎データを生成して蓄積する（ステップＳ１１０）。

【0140】

一方、判定装置１０１は、発電部７８が正常であると判定した場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、１０分毎データの時間的な粒度を粗くした１日毎データを生成して蓄積する（ステップＳ１１０）。

【0141】

次に、判定装置１０１は、１日毎データから第３の基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する（ステップＳ１１１）。

【0142】

次に、判定装置１０１は、発電部７８が異常であると判定した場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、第３異常情報をサーバへ送信する（ステップＳ１１２）。

【0143】

次に、判定装置１０１は、新たな監視情報を受信するまで待機する（ステップＳ１０１）。

【0144】

一方、判定装置１０１は、発電部７８が正常である判定した場合（ステップＳ１１１でＮＯ）、新たな監視情報を受信するまで待機する（ステップＳ１０１）。

【0145】

なお、本発明の実施の形態に係る判定装置では、３つ以上の基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する構成であるしたが、これに限定するものではない。判定装置１０１は、２つの基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する構成であってもよい。

【0146】

また、本発明の実施の形態に係る判定装置では、第１の基準を用いて判定される異常の種類および通知内容と、第２の基準を用いて判定される異常の種類および通知内容とは、それぞれ異なる構成であるとしたが、これに限定するものではない。第１の基準を用いて判定される異常の種類および通知内容と、第２の基準を用いて判定される異常の種類および通知内容とは、それぞれ同一であってもよい。

【0147】

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

【0148】

本発明の実施の形態に係る判定装置では、取得部８６は、発電部７８の出力の計測結果に基づく計測データを取得する。生成部８２は、取得部８６によって取得された計測データに基づいて、計測データの時間的な粒度を粗くした１または複数の判定データを生成する。判定部８１は、取得部８６によって取得された計測データおよび生成部８２によって生成された１または複数の判定データのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータから、それぞれ異なる基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する。

【0149】

このような構成により、比較的短期間にわたる計測値の異常および比較的長期間にわたる計測値の異常を判定することが可能になる。これにより、複数種類の期間での異常が判定され、多様な異常判定を行うことが可能になることにより、たとえば、短期間では計測値の変化がなく長期間にわたる計測結果を確認することにより変化が確認できるような異常を検知することできる。さらに、長期間わたる計測結果では、データの粒度が粗くなることにより捉えることができない短期間での計測値の変化も、短期間にわたる計測結果を確認することにより検知することができる。

【0150】

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

【0151】

また、本発明の実施の形態に係る判定装置では、判定部８１は、３つ以上の基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する。

【0152】

このような構成により、さらに長期間にわたる計測値の異常を判定することができ、より多様な異常判定を行うことができる。

【0153】

また、本発明の実施の形態に係る判定装置では、各基準を用いて判定される異常の種類が異なる。

【0154】

このような構成により、ダイオード解放故障および経年劣化等、太陽光発電におけるより多様な異常を判定することができる。

【0155】

また、本発明の実施の形態に係る判定装置では、通信処理部８４は、判定部８１によって判定された異常を通知する。そして、各基準を用いて判定される異常の通知内容が異なる。

【0156】

このような構成により、いずれの基準を用いて判断された異常であるかを通知内容によって判断することができるため、たとえば、緊急度または重要度に応じた保守対応を行うことができる。

【0157】

また、本発明の実施の形態に係る判定方法では、まず、太陽電池パネル７９を含む発電部７８の出力の計測結果に基づく計測データデータを取得する。次に、取得した計測データに基づいて、計測データの時間的な粒度を粗くした１または複数の判定データを生成する。次に、取得した計測データおよび生成した１または複数の判定データのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータから、それぞれ異なる基準を用いて発電部７８に関する異常を判定する。

【0158】

このような構成により、比較的短期間にわたる計測値の異常および比較的長期間にわたる計測値の異常を判定することができる。これにより、複数種類の期間での異常が判定され、多様な異常判定を行うことができる。

【0159】

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

【0160】

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。

【0161】

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
太陽電池パネルを含む発電部を備える太陽光発電システムに用いられる判定装置であって、
前記発電部の出力の計測結果に基づくデータを取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記データに基づいて、前記データの時間的な粒度を粗くした１または複数のデータを生成する生成部と、
前記取得部によって取得された前記データおよび前記生成部によって生成された前記１または複数のデータのうち、長さの異なる期間にわたる複数のデータであって異なる粒度の複数のデータから、それぞれ異なる基準を用いて前記発電部に関する異常を判定する判定部とを備え、
前記発電部は、複数の太陽電池パネルが直列接続されたストリングであり、
前記発電部の出力は、前記発電部の発電電力、電流または電圧である、判定装置。

【符号の説明】

【0162】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】