(57)【要約】  発電量実績受信部（４）は、太陽光発電システム（２）の各日における各時間帯の発電量実績を取得する。大気外日射量算出部（７）は、設置場所の各日における各時間帯の大気外日射量を算出する。気象情報受信部（１０）は、各日における各時間帯の気象実績と予測対象時間帯の気象予報を取得する。類似日抽出部（１３）は、発電量実績が取得されている検索範囲の各日の予測対象時間帯と同じ時間帯を、気象実績の種類ごとの類似時間帯に分類する。予測式導出部（１４）は、気象実績の種類の類似時間帯の発電量実績および大気外日射量に基づいて、気象実績の種類における予測対象時間帯の大気外日射量から予測発電量を算出する発電量予測式を導出する。
2017026010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電システムの各日における各時間帯の発電量実績を取得する発電量実績取得部と、
前記太陽光発電システムの設置場所の各日における各時間帯の大気外日射量を算出する大気外日射量算出部と、
前記太陽光発電システムの設置場所を含む地域の各日における各時間帯の気象実績を取得する気象情報取得部と、
前記太陽光発電システムの発電量実績が取得されている期間に検索範囲を設定する検索範囲設定部と、
前記検索範囲の各日の予測対象時間帯と同じ時間帯を、当該時間帯の気象実績の種類ごとの類似時間帯に分類する類似日抽出部と、
前記気象実績の種類の前記類似時間帯の前記発電量実績および前記大気外日射量に基づいて、前記気象実績の種類における前記予測対象時間帯の大気外日射量から前記太陽光発電システムの予測発電量を算出する発電量予測式を導出する予測式導出部と、
を備える太陽光発電量予測装置。
【請求項２】
前記検索範囲設定部は、予測対象日の過去年の前記予測対象日の同日より第一の検索日数前から当該同日より第二の検索日数後まで、および、前記予測対象日より前記第一の検索日数前から予測実行日までを、前記検索範囲として設定する、請求項１に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項３】
前記検索範囲設定部は、前記気象実績の種類ごとに、前記類似時間帯の数が定めた範囲になるように、前記第一の検索日数と前記第二の検索日数を増減させる、請求項２に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項４】
前記予測式導出部は、予測対象日との日数差、前記予測対象日と月日の差および前記予測対象日の気温予報との気温差のうち、少なくとも１つの値に応じた重みを設定して、重み付け最小二乗法により、前記類似時間帯の前記大気外日射量と前記発電量実績の回帰分析を行って、前記発電量予測式を導出する請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項５】
前記気象情報取得部は、予測対象日の前記予測対象時間帯の気象予報を取得し、
前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ前記気象実績の種類の発電量予測式に、前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する予測発電量算出部
を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項６】
１以上の前記太陽光発電システムを含むグループの識別符号と、該グループに含まれる前記太陽光発電システムの識別符号とを対応づけて記憶する、グループ記憶部を備え、
前記予測式導出部は、前記グループごとに、当該グループに含まれる決められた１つの前記太陽光発電システムを代表システムとして、該代表システムについて前記発電量予測式を導出し、
前記予測発電量算出部は、前記太陽光発電システムが属するグループの前記代表システムについて導出された前記発電量予測式に前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、該太陽光発電システムの前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する、
請求項５に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項７】
前記予測対象日の直近の前記予測対象時間帯と同じ時間帯で、前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類の同種時間帯の、前記太陽光発電システムが属するグループの前記代表システムの当該気象実績の種類の前記発電量予測式に、当該同種時間帯の大気外日射量を入力して得たグループ事後推定発電量と、当該同種時間帯の当該太陽光発電システムの前記発電量実績とのずれを、当該太陽光発電システムの個体誤差として算出し、当該太陽光発電システムについて前記予測発電量算出部が算出した予測発電量に、前記個体誤差を加味した値を補正予測発電量として出力する予測結果補正部をさらに備える、請求項６に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項８】
前記気象情報取得部は、予測対象日の前記予測対象時間帯の気象予報を取得し、
予測実行日の直近の前記予測対象時間帯と同じ時間帯で、前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類の同種時間帯の、当該気象実績の種類の前記発電量予測式に、当該同種時間帯の大気外日射量を入力して得た事後推定発電量と、前記同種時間帯の前記発電量実績とを比較し、比較結果を出力する事後推定評価部を備え、
前記予測式導出部は、前記事後推定発電量が前記同種時間帯の前記発電量実績から定めた範囲内の場合に、前記予測対象時間帯の気象予報の種類の前記同種時間帯の発電量予測式を、前記予測対象時間帯の発電量予測式として導出する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項９】
前記気象情報取得部は、予測対象日の前記予測対象時間帯の気象予報を取得し、
前記予測対象日の直近の前記予測対象時間帯と同じ時間帯で、前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類の時間帯の、当該気象予報の種類の前記発電量予測式に、当該時間帯の大気外日射量を入力して得た事後推定発電量と、その時間帯の前記発電量実績とを比較し、比較結果を出力する事後推定評価部を備え、
前記予測式導出部は、前記事後推定発電量がその時間帯の前記発電量実績から定めた範囲を超える場合に、前記類似時間帯の前記発電量実績および前記大気外日射量に基づいて、前記発電量予測式を導出する、請求項１から８のいずれか１項に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項１０】
太陽光発電システムの各日における各時間帯の発電量実績を取得する発電量実績取得部と、
前記太陽光発電システムの設置場所の各日における各時間帯の大気外日射量を取得する大気外日射量取得部と、
前記太陽光発電システムの設置場所を含む地域の予測対象日の予測対象時間帯の気象予報を取得する気象予報取得部と、
前記太陽光発電システムの発電量実績が取得されている期間に設定された検索範囲の、各日の前記予測対象時間帯と同じ時間帯を、当該時間帯の気象実績の種類ごとに分類した類似時間帯を取得する類似日取得部と、
前記気象実績の種類の前記類似時間帯の前記発電量実績および前記大気外日射量に基づいて、前記気象実績の種類における前記予測対象時間帯の大気外日射量から前記太陽光発電システムの予測発電量を算出する発電量予測式を導出する予測式導出部と、
を備える太陽光発電量予測装置。
【請求項１１】
前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ前記気象実績の種類の発電量予測式に、前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する予測発電量算出部を備える、請求項１０に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項１２】
予測対象日の予測対象時間帯の気象予報を取得する気象情報取得部と、
前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類の発電量予測式に、前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する予測発電量算出部と
を備える太陽光発電量予測装置。
【請求項１３】
太陽光発電システムの各日における各時間帯の発電量を予測する太陽光発電量予測装置が行う太陽光発電量予測方法であって、
太陽光発電システムの各日における各時間帯の発電量実績を取得する発電量実績取得ステップと、
前記太陽光発電システムの設置場所の各日における各時間帯の大気外日射量を算出する大気外日射量算出ステップと、
前記太陽光発電システムの設置場所を含む地域の各日における各時間帯の気象実績、および、予測対象日の予測対象時間帯の気象予報を取得する気象情報取得ステップと、
前記太陽光発電システムの発電量実績が取得されている期間に検索範囲を設定する検索範囲設定ステップと、
前記検索範囲の各日の前記予測対象時間帯と同じ時間帯を、当該時間帯の気象実績の種類ごとの類似時間帯に分類する類似日抽出ステップと、
前記気象実績の種類の前記類似時間帯の前記発電量実績および前記大気外日射量に基づいて、前記気象実績の種類における前記予測対象時間帯の大気外日射量から前記太陽光発電システムの予測発電量を算出する発電量予測式を導出する予測式導出ステップと、
前記予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ前記気象実績の種類の発電量予測式に、前記予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、前記予測対象時間帯の予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
を備える太陽光発電量予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電システムの発電量を予測する、太陽光発電量予測装置および太陽光発電量予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、家庭でも比較的容易に設置することのできる発電設備であり、ＣＯ２削減や省エネルギーに貢献できる設備として注目されている。また、太陽光発電システムにより創られた電気は、発電した場所でリアルタイムに電力として消費されるだけでなく、配電系統に売ったり、蓄エネ設備に電気や熱として蓄えておき、発電とは別のタイミングで利用したりすることができる。例えば、電気料金単価の安い夜間にヒートポンプ給湯機に温水を蓄え、朝と夕方の給湯需要に備える夜間電力利用設備に太陽光発電システムを組み合わせることができる。例えば、太陽光発電システムが昼間に発電する電気、あるいは発電した電気から自家消費を除いた余剰電力を用いて貯湯量を増やしたり温度を上げたりすることができるので、夜間に蓄える温水の量を減らしたり、夕方の需要の前の追い焚きを減らしたりすることができる。このような場合、給湯需要に対して、過不足なく蓄熱するように計画するために、昼間の発電量を精度よく予測する必要がある。【０００３】
太陽光発電システムで発電した余剰電力は、配電系統に売電することができる（逆潮流）。しかし、太陽光発電システムは発電量や発電時間の制御ができないため、太陽光発電システムが大量に配電系統に接続されると、配電電圧の管理が困難となるため、電力会社では太陽光発電システムの出力抑制が検討されている。このような場合にも、出力抑制の発令や抑制量を決定するために、太陽光発電システムの発電量や余剰量を精度よく予測する必要がある。【０００４】
従来の発電量予測方法では、太陽光発電システムのパネルが設置されている特定区域の特定時間帯における日射量を予測し、当該パネルの定格出力、変換効率、温度ごとのモジュールの変換効率を係数として、前記日射量と掛け合わせることにより、発電量を予測している（例えば、非特許文献１）。【０００５】
また、太陽光発電システムのパネルの方位角、傾斜角、定格などのパネル情報を用いて、当該パネルに照射される日射量を予測し、当該パネルの発電効率、パネル面積などを係数として、前記日射量と掛け合わせることにより、発電量を予測する方法がある（例えば、特許文献１）。【０００６】
さらに、太陽光発電システムの設置地域において過去に観測された天気現象と、過去に計測された発電量実績とを基に発電量予測式を導出し、予測対象日または予測対象時間帯の気象予報と、予測対象日の予測実施時刻前に計測された当該太陽光発電システムの発電量とを、前記発電量予測式に入力して、発電量を予測する方法がある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１６３９７３号公報
【特許文献２】特開２００６−３３９０８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】石橋直人、飯坂達也、勝野徹：「太陽光発電の発電量予測技術」、富士電機技報、Ｖｏｌ．８６、Ｎｏ．３（２０１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１および非特許文献１のような発電量予測方法においては、太陽光発電システムのパネルの効率、設置される方位角および傾斜角などの情報が必要である。家庭用向け太陽光発電システムでは、太陽光発電システムの所有者がパネル情報を把握していない場合が多く、それらの情報を入手することは困難である。【００１０】
特許文献２のような発電量予測方法においては、過去の天気現象と計測された発電量実績に基づいて発電量を予測するので、詳細なパネル情報を入力する必要がない。しかしながら、天気現象と発電量が同じ位置で観測されることはほとんどなく、天気現象の観測地点あるいは発電量の計測地点で局所的な気象変化があった場合、天気現象と発電量の関係が特異となる。このような特異な関係に基づいて予測を行うと、予測精度が低下する恐れがある。また、季節変化のように徐々に変化する現象に伴って発電量が変化する場合、直前の過去のみを参照して予測を行うと、変化に対する反応が遅くなる。【００１１】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、太陽光発電システムのパネルやパネル設置位置に関する詳細な情報がなくても、発電量予測式を導出可能にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る太陽光発電量予測装置は、太陽光発電システムの各日における各時間帯の発電量実績を取得する発電量実績取得部と、太陽光発電システムの設置場所の各日における各時間帯の大気外日射量を算出する大気外日射量算出部と、太陽光発電システムの設置場所を含む地域の各日における各時間帯の気象実績を取得する気象情報取得部と、太陽光発電システムの発電量実績が取得されている期間に検索範囲を設定する検索範囲設定部と、検索範囲の各日の予測対象時間帯と同じ時間帯を、当該時間帯の気象実績の種類ごとの類似時間帯に分類する類似日抽出部と、気象実績の種類の類似時間帯の発電量実績および大気外日射量に基づいて、気象実績の種類における予測対象時間帯の大気外日射量から太陽光発電システムの予測発電量を算出する発電量予測式を導出する予測式導出部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、太陽光発電システムのおおよその設置位置情報と、過去の気象実績と発電量実績があれば、パネルやパネル設置位置に関する詳細な情報がなくても、大気外日射量から予測発電量を算出する発電量予測式を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における発電量実績記憶部に蓄積される発電量実績の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１における気象実績記憶部に蓄積される気象実績の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１における類似日抽出の処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１における検索範囲設定部で設定される検索範囲の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１における予測式導出部で導出される発電量予測式の概念図である。
【図７】実施の形態１に係る太陽光発電量予測装置をサーバと端末で分担する例を示すブロック図である。
【図８】実施の形態１に係る太陽光発電量予測装置をサーバと端末で分担する異なる例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態２におけるグループＩＤ−太陽光発電システムＩＤ対応づけの一例を示す図である。
【図１１】実施の形態２における予測式記憶部に記憶される予測式の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態３における予測式記憶部に記憶される予測式の一例を示す図である。
【図１４】実施の形態３における事後推定記憶部に蓄積される事後推定発電量の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態３における発電量実績記憶部に蓄積される発電量実績と事後推定記憶部に蓄積される事後推定発電量を統合した発電量データの一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態４に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。太陽光発電量予測装置１は、太陽光発電システム２が発電する電力量を計測する電力量計測装置３と、気象情報源９に接続する。気象情報源９は、例えば、気象庁の気象情報提供サーバである。また、太陽光発電量予測装置１は、太陽光発電システム２の設置される場所の位置情報６が与えられる。太陽光発電量予測装置１は、発電量実績受信部４、発電量実績記憶部５、大気外日射量算出部７、大気外日射量記憶部８、気象情報受信部１０、気象実績記憶部１１、検索範囲設定部１２、類似日抽出部１３、予測式導出部１４、および、予測発電量算出部１５を備えている。以下、太陽光発電量予測装置１を、予測装置１と略すことがある。
【００１６】
太陽光発電量予測装置１は、電力量計測装置３から太陽光発電システム２が発電した時間帯ごとの発電量実績を受信する。予測装置１は、気象情報源９から、太陽光発電システム２の設置場所を含む地域の、将来の時間帯ごとの気象予報と、過去の時間帯ごとの気象実績を受信する。気象情報源９は、気象庁の気象情報提供サーバ以外に、民間の気象情報提供サービス、または、気象予報士が気象データを入力する装置であってもよい。位置情報６は、例えば太陽光発電システム２が設置された住所から求めた緯度および経度である。位置情報６は、予測装置１にあらかじめ設定されていてもよい。
【００１７】
予測装置１は、位置情報６から算出した太陽光発電システム２の設置場所の大気外日射量と、太陽光発電システム２の時間帯ごとの発電量実績と、時間帯ごとの気象実績から、気象実績の種類ごとに、太陽光発電システム２の時間帯ごとの発電量予測式を導出する。発電量予測式は、大気外日射量から太陽光発電システム２の予測発電量を算出するための式である。そして、予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類に対応する発電量予測式に、予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、その時間帯の予測発電量を算出する。以下、太陽光発電量予測装置１の作用を詳細に説明する。
【００１８】
発電量実績受信部４は、太陽光発電システム２の発電量を所定の時間帯ごとに計測するスマートメーターなどの電力量計測装置３から、太陽光発電システム２の各日における各時間帯の発電量実績を受信する。発電量実績記憶部５は発電量実績受信部４が受信した各日における各時間帯の発電量実績を蓄積する。大気外日射量算出部７は、太陽光発電システム２の位置情報６に基づいて、太陽光発電システム２の設置場所の各日における各時間帯の大気外日射量を算出する。大気外日射量記憶部８は算出された各日における各時間帯の大気外日射量を蓄積する。太陽光発電システム２の設置場所の位置情報６は、設置場所の住所から緯度および経度として求めることができる。位置情報６は、太陽光発電システム２に設置されたＧＰＳ（全地球測位システム：Global Positioning System）端末から得ることもできる。あるいは、位置情報６は、太陽光発電システム２の正確な経緯度でなくても、例えば、太陽光発電システム２が設置される市区町村を代表する地点、例えばそれらの庁舎の所在地から求めた緯度および経度でもよい。気象情報受信部１０は、太陽光発電システム２の設置場所を含む地域の、将来の各日における各時間帯の気象予報と、過去の各日における各時間帯の気象実績を、気象情報源９から受信する。気象実績記憶部１１は気象情報受信部１０が受信した各日における各時間帯の気象実績を蓄積する。
【００１９】
検索範囲設定部１２は、発電量予測式を導出するために参照する過去実績の範囲を設定する。類似日抽出部１３は、気象実績記憶部１１に蓄積された各日における各時間帯の気象実績を各時間帯について気象実績の種類ごとに分類する。予測式導出部１４は、類似日抽出部１３で分類された各日における各時間帯の気象実績から、時間帯ごと気象実績の種類ごとの、大気外日射量と発電量実績の関係式である発電量予測式を導出する。
【００２０】
予測発電量算出部１５は、予測対象日の予測対象時間帯ごとの気象予報と大気外日射量を取得し、予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類に対応する発電量予測式に予測対象時間帯の大気外日射量を入力することにより、予測発電量を算出する。予測装置１は、予測発電量に基づいて設備の運転を計画、制御する装置または表示装置などに、予測発電量を出力する。
【００２１】
このような構成にすることにより、太陽光発電システム２のおおよその設置位置情報と、過去の各日における各時間帯の気象実績と発電量実績があれば、パネルやパネル設置位置に関する詳細な情報がなくても、気象実績の種類ごとの発電量予測式を導出することができる。予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類に対応する発電量予測式に、予測対象時間帯の大気外日射量を入力することにより、当該時間帯における太陽光発電システム２の予測発電量を算出することができる。
【００２２】
太陽光発電量予測装置１の発電量実績記憶部５と大気外日射量記憶部８と気象実績記憶部１１は、例えば、半導体メモリまたはハードディスクドライブなどの記憶装置から構成される。発電量実績受信部４と気象情報受信部１０は、インターネットや専用回線、短距離の無線通信などにより、気象庁などの気象情報提供者、あるいは個別に設置した降水量センサまたは日射量センサなどから気象データを計測し、気象予報を行うなどして、各日における各時間帯の各情報を収集する。発電量実績受信部４、大気外日射量算出部７、気象情報受信部１０、検索範囲設定部１２、類似日抽出部１３、予測式導出部１４および予測発電量算出部１５は、例えばシステムＬＳＩ（Large Scale Integration）などに含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサが、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、当該プロセッサの機能として実現される。予測式導出部１４などは、これに限ったものではなく、例えば、複数のプロセッサが連携して実現されてもよい。なお、ソフトウェアプログラムに従って動作する予測式導出部１４などに代えて、当該動作をハードウェアの電気回路で実現する信号処理回路により実現してもよい。このことは、発電量実績受信部４、大気外日射量算出部７、気象情報受信部１０、検索範囲設定部１２、類似日抽出部１３および予測発電量算出部１５についても同様である。また、予測式導出部１４などの処理部は同一の装置で実現されなくてもよく、例えば、予測式導出部１４までの処理をクラウド上のサーバで実現し、予測発電量算出部１５はクラウドに接続された端末で実現してもよい。
【００２３】
図２は、実施の形態１における発電量実績記憶部に蓄積される発電量実績の一例を示す図である。発電量実績は、年月日フィールド２１、時間帯フィールド２２、太陽光発電システムＩＤフィールド２３および発電量フィールド２４を含む。太陽光発電システムＩＤは、太陽光発電システム２ごとに付けられた数値や文字列などの固有の識別符号であり、電力会社との契約番号などを利用してもよい。発電量実績は、積算電力量計から一定の周期で読み取られたメーター指示値と、前回収集時のメーター指示値との差分を、当該時間帯の発電量として蓄積する。発電量実績を計測する手段は、一定の周期で電力量を計測、算出できる装置であれば、電力量センサなどでもよい。ここで、一定の周期とは、１５分、３０分、１時間などであるが、ここでは、３０分として説明する。この一定の周期が予測の単位となる。
【００２４】
毎時０分、３０分を時間帯の区切りとして、００：００を超え００：３０分までを「００００」時間帯、００：３０を超え０１：００までを「００３０」時間帯のように時間帯をその開始時分の４桁の数で表す。例えば、太陽光発電システムＩＤが「０００１」の太陽光発電システム２について、２０１５年７月１日の７時００分のメーター指示値が「１０００Ｗｈ」、２０１５年７月１日の７時３０分のメーター指示値が「１１００Ｗｈ」であった場合、０７００時間帯の発電量は、１１００−１０００＝１００Ｗｈとなる。したがって、この場合は年月日フィールド２１には「２０１５０７０１」、時間帯フィールド２２には「０７００」、太陽光発電システムＩＤフィールド２３には「０００１」、発電量フィールド２４には「１００」がそれぞれ格納される。
【００２５】
なお、時間帯は、００：００を超え００：３０分までを「００３０」時間帯、００：３０を超え０１：００までを「０１００」時間帯のように時間帯をその終了時分の４桁の数で表してもよい。また、収集タイミングがずれて、例えば３１分になることがあれば、前後のタイミングで収集された発電量実績との比例配分を行なって、３０分、すなわち規定の周期の発電量実績に補正する。また、例えば、１時間周期でしか発電量を計測できない太陽光発電システム２があれば、計測された発電量の１／２ずつを各３０分の発電量実績としてもよい。
【００２６】
大気外日射量算出部７は、太陽光発電システム２が設置されている位置（緯度、経度）を取得して、大気外日射量を算出する。大気外日射量算出部７は、予測式導出部１４が参照する都度、参照された時間帯の大気外日射量を計算してもよい。その場合は、大気外日射量記憶部８はなくてよい。日本国内の場合、大気外日射量Ｑは、月、日、時刻、緯度（北緯）φ０、経度（東経）λ０を用いて、（１）式により算出することができることが知られている。ここで、ＤＮは１月１日から大気外日射量を算出する対象日までの経過日数であり、対象時間は日本標準時（ＪＳＴ）ＨＨ時ＭＭ分である。また、δは予測対象日の太陽赤緯、ｒは地心太陽距離、Ｅｑは均時差、ｈはＨＨ時ＭＭ分のときの太陽の時角である。
【００２７】
φ［ｒａｄ］＝φ０［度］×π／１８０
λ［ｒａｄ］＝λ０［度］×π／１８０
φ０＝２π（ＤＮ［日］−１）／３６５［日］
δ［度］＝0.006918−0.399912cos（φ０）＋0.070257sin（φ０）−0.006758cos（２φ０）
＋0.000907sin（２φ０）−0.002697cos（３φ０）＋0.001480sin（３φ０）
ｒ［天文単位］＝１／｛1.000110＋0.034221cos（φ０）＋0.001280sin（φ０）
＋0.000719cos（２φ０）＋0.000077sin（２φ０）｝０．５
Ｅｑ［時間］＝0.000075＋0.001868cos（φ０）−0.032077sin（φ０）
−0.014615cos（２φ０）−0.040849sin（２φ０）
ＪＳＴ［時間］＝ＨＨ［時］＋ＭＭ［分］／６０
ｈ［時間］＝（ＪＳＴ−１２）π／１２＋（λ−１３５π／１８０）＋Ｅｑ
α［時間］＝arcsin｛sin（φ）sin（δ）＋cos（φ）cos（δ）cos（ｈ）｝
Ｑ［Ｗ／ｍ２］＝１３６７［Ｗ／ｍ２］×（１／ｒ）２×sin（α）            （１）
【００２８】
図３は、実施の形態１における気象実績記憶部に蓄積される気象実績の一例を示す図である。気象実績は、年月日フィールド３１、時間帯フィールド３２、地域ＩＤフィールド３３および気象フィールド３４を含む。地域ＩＤは、気象の観測地点ごとに付けられた数値や文字列などの固有の識別符号であり、図示しない地域ＩＤ−太陽光発電システムＩＤ対応表により、太陽光発電システムＩＤと関連付けられる。１つの地域ＩＤに対して、複数の太陽光発電システムＩＤが関連付けられることがある。気象フィールド３４には、気象庁などの気象情報源９から受信した気象実績が格納される。気象の種類は、例えば「晴」「曇」「雨」「雪」などの天気の種類である。気象情報源９から降水量、日照時間などの情報が提供される場合は、例えば、積雪深が１ｍｍ以上で前の時間帯との積雪深の差が１ｍｍ以上なら「雪」、降水量が１ｍｍ以上なら「雨」、雨でなく、日照時間が時間帯の７割以上あれば「晴」などの変換ルールを用いて、気象の種類に変換して格納する。気象の種類は「晴」などの文字列でなく、晴のときは「０」、曇のときは「１」、などの名義尺度、時間帯に対する日照時間の割合などの数値または間隔尺度であってもよい。降水量が１時間単位で計測されている場合は、１／２ずつを各時間帯あたりの降水量とするなどの方法で、時間帯ごとの降水量に変換する。例えば、７時から８時の降水量が２０ｍｍと観測された場合、０７００時間帯の降水量を２０÷２＝１０ｍｍ、０７３０時間帯の降水量を２０−１０＝１０ｍｍとする。
【００２９】
太陽光発電量予測装置１は、以降の処理を太陽光発電システムＩＤごとに実施する。検索範囲設定部１２は、発電量予測式を導出するために参照する時間帯ごとの気象実績を検索する範囲を設定する。類似日抽出部１３は、予測対象の太陽光発電システムＩＤに対応する地域ＩＤの気象について、気象実績記憶部１１に蓄積された各日における各時間帯の気象実績を気象実績の種類ごとの類似時間帯に分類する。図４は、実施の形態１における類似日抽出の処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ４０１〜ステップＳ４１２は時間帯Ｔごとに、類似日を抽出するループ処理である。時間帯を３０分ごととして、予測対象日１日のすべての時間帯について類似日を抽出する場合、時間帯の数は４８である。ステップＳ４０２〜ステップＳ４１１は、時間帯Ｔ（０〜４７）それぞれについて、気象実績の種類（天気）ごとに類似時間帯を抽出するループ処理である。ステップＳ４０３では、検索日数の初期値（−Ｍ日、＋Ｎ日）を取得して、時間帯Ｔ、気象の種類（天気）Ｗの検索日数に設定する。検索日数の初期値にはあらかじめ０以上の値が設定されているものとする。ステップＳ４０４では、予測対象日の月日から−Ｍ日、＋Ｎ日の範囲の月日を算出する。実際には、対象の太陽光発電システム２の発電量実績が取得されている最新の日が含まれるように初期値Ｍを設定する。
【００３０】
図５は、実施の形態１における検索範囲設定部で設定される検索範囲の一例を示す図である。図５は、２０１２年から気象実績および発電量実績が蓄積されている場合で、Ｍ＝１５、Ｎ＝１５として、２０１５年７月１日の発電量を予測する例を示している。予測実行日は、例えば、２０１５年６月３０日である。予測実行日の予測実行時刻までの発電量実績が得られていると仮定する。この場合、図４のステップＳ４０４では、予測対象日の１５日前から予測対象日の１５日後、すなわち６月１６日から７月１６日が検索範囲として設定される。
【００３１】
ステップＳ４０５では、予測対象日より前で、検索範囲内の気象実績を抽出する。図５の例では、２０１５年７月１日より前で、気象実績と発電量実績が収集されている期間、すなわち、２０１２年６月１６日〜２０１２年７月１６日、２０１３年６月１６日〜２０１３年７月１６日、２０１４年６月１６日〜２０１４年７月１６日、２０１５年６月１６日〜２０１５年６月３０日の検索範囲で、時間帯Ｔごとに、気象実績の種類ごとに同じ種類の気象実績の日が抽出される。ここで抽出された実績の配列をＵとする。季節変化に伴って、高い建物の影になる時刻、時間が変化することがある。過去年を含まずに予測対象日−Ｍ日のみを過去実績の範囲として設定すると、高い建物の影になる時間が予測対象日よりも早い、または遅い日の実績を基に発電量予測式を作成することになるので、影になって発電量が低下する時間帯に時差が生じる。これに対して、検索日数に月日の範囲を設定し、過去年の予測対象日と同日の前後の範囲を含めた検索範囲で類似日を取得することにより、影になる時間が早い日と遅い日の両方を含む実績を基に発電量予測式を作成することができる。その結果、発電量が低下する時間帯が相殺されて、このような季節変化などの周期的な変化に対応した適切な予測が可能になる。なお、検索範囲は上記のとおり決定したが、発電実績が取得されている期間を予め設定する構成としてもよい。
【００３２】
図４のステップＳ４０６では、Ｕの要素数｜Ｕ｜が所定数より多いかどうかを判定し、所定数より少なければ（ステップＳ４０６；Ｙ）、ＭまたはＮの少なくとも一方に１を加える（ステップＳ４０７）。例えば、１１月に関西で雪が積もるなど、特異な気象が観測された場合に、類似日抽出部１３で類似日が抽出されない、あるいは類似日が非常に少ないと、予測式導出部１４で作成する発電量予測式の信頼度が低下するという問題がある。ＭやＮの初期値を大きくしておけば、このような問題は発生しにくいが、値が大きすぎると、例えば真夏の予測に、春の実績を使って予測を行うようになるため、この場合も、発電量予測式の信頼度が低下する。したがって、そのような問題を解決するために、少しずつＭまたはＮの値を大きくし、検索範囲を広くしていく処理を行う。Ｕの要素数｜Ｕ｜が所定数以上になれば（ステップＳ４０６；Ｎ）、Ｕの各要素Ｕ（Ｖ）を該当する類似日配列（Ｔ，Ｗ）に追加し、類似日配列を作成する（ステップＳ４０８〜ステップＳ４１０）。
【００３３】
類似日抽出部１３は、気象実績の種類（天気）ごとに、ステップＳ４０３〜ステップＳ４１０を繰り返し、時間帯Ｔについて気象の種類Ｗごとの類似日配列を得る。そして、時間帯Ｔを０から４７まで変えてステップＳ４０２〜ステップＳ４１１を繰り返し、予測対象日１日すべての時間帯について、類似日配列（Ｔ，Ｗ）を得る。
【００３４】
図１の予測式導出部１４は、類似日抽出部１３で抽出された類似日配列（Ｔ，Ｗ）に対して、時間帯ごとに気象実績の種類ごとの大気外日射量と発電量実績の回帰分析を行なって、時間帯ごとに気象実績の種類ごとの大気外日射量と発電量実績の関係式を発電量予測式として導出する。図６は、実施の形態１における予測式導出部で導出される発電量予測式の概念図である。例えば、１０００（１０：００〜１０：３０）時間帯の晴の実績が４件抽出されたとすると、図６のように、大気外日射量Ｑを説明変数、発電量実績Ｐを目的変数とした最小二乗法による回帰分析により、回帰式Ｐ＝ａＱ＋ｂを求める。図６は切片ｂ＝０とした線形回帰の例を示しているが、ｂが０でなくてもよいし、線形回帰でなく、ロジスティック回帰などでもよい。目的変数は発電量実績の代わりに、発電量を太陽光発電システム２の定格出力で除算した、単位定格あたりの発電量のような指標でもよい。
【００３５】
回帰分析については、予測対象日との日数差が小さいほど、あるいは予測対象日と月日が近いほど、あるいは気温などの気象状況が近いほど重みを大きくして、重み付け最小二乗法により回帰式Ｐ＝ａＱ＋ｂを求めるようにしてもよい。例えば、実績の蓄積期間が長くなると、蓄積期間の途中で高い建物が建って、急に日当たりが悪くなることがある。そのような場合に、予測対象日との日数差が小さいほど重みを大きくした重み付け最小二乗法を用いて回帰分析を行うことで、高い建物が建つ前の実績が予測に与える影響を小さくすることができ、時系列的な変化に対応した発電量予測が可能になる。
【００３６】
また、月日の近い日の同じ時間帯の大気外日射量の差は非常に小さいので、発電量実績Ｐと大気外日射量Ｑの回帰分析によらなくても、発電量予測式を導出することができる。例えば、上述のＰ＝ａＱ＋ｂで、類似日の発電量実績Ｐの平均を当該類似日の大気外日射量Ｑの平均で除した値を係数ａとして、切片ｂ＝０とすることができる。あるいは、各類似日の発電量実績Ｐを当該類似日の大気外日射量Ｑで除した値の平均を係数ａとして、切片ｂ＝０とするなどの方法で算出してもよい。
【００３７】
予測発電量算出部１５は、予測対象時間帯の大気外日射量Ｑと、予測対象時間帯の気象予報を、それぞれ大気外日射量記憶部８、気象情報受信部１０から取得し、予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類に対応する予測対象の太陽光発電システム２の電力量予測式を予測式導出部１４から取得する。そして、大気外日射量Ｑを発電量予測式に入力して発電量予測結果Ｐを算出する。発電量予測式が次の（２）式のように表される場合、予測発電量算出部１５は、予測式導出部１４から回帰係数ａ、ｂを取得すればよい。
Ｐ＝ａＱ＋ｂ            （２）
【００３８】
各構成要素の処理のタイミングについて説明する。大気外日射量は、緯度、経度、月日および時刻によって決定されるので、大気外日射量算出部７は、太陽光発電システム２が導入された時点で、年間の各時間帯の大気外日射量を算出することができる。発電量実績受信部４の処理は、毎時０分、３０分などのように一定の周期で実施する。気象情報受信部１０は、気象庁などの気象情報源９が気象情報を配信するタイミングで実施する。気象情報のうち、気象実績については、１日分をまとめて取得してもよい。検索範囲設定部１２、類似日抽出部１３および予測式導出部１４の処理は、１日１回、例えば、２３時に翌日の発電量を予測する。予測発電量算出部１５は、検索範囲設定部１２〜予測式導出部１４と同様に１日１回、あるいは気象情報受信部１０が気象予報を受信したタイミングで実施する。
【００３９】
なお、気象実績と気象予報それぞれの種類は、「晴」、「曇」、「雨」、「雪」の４種類には限られない。さらに細かく、例えば、「晴時々曇」、「曇時々晴」、「曇時々雨」などを追加して分類してもよいし、雲量および降水量で分類してもよい。また、気象実績、気象予報、発電量実績、および大気外日射量の時間帯は、それぞれが対応して同じであれば、一定周期でなくても構わない。
【００４０】
このような構成にすることにより、太陽光発電システム２のおおよその設置位置情報と、過去の気象実績と発電量実績があれば、パネルやパネル設置位置に関する詳細な情報がなくても、発電量予測式を導出することができる。そして、予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類に対応する発電量予測式に、予測対象時間帯の大気外日射量を入力することにより、当該時間帯における太陽光発電システム２の発電量を予測することができる。
【００４１】
図１の太陽光発電量予測装置１を、ネットワーク上のサーバで実現して、ネットワークに接続される複数の太陽光発電システム２の予測発電量を算出する構成とすることができる。あるいは、予測装置１を、太陽光発電システム２ごとに設置される端末で実現して、その太陽光発電システム２の予測発電量を算出する構成とすることもできる。ネットワーク上のサーバで実現する場合、１つのサーバで予測装置１を構成してもよいし、複数のサーバに機能を分散して構成してもよい。さらに、１つの機能を複数のサーバで負荷分散してもよい。予測装置１が、１つのサーバまたは１つの端末で実現される場合、それらはいずれも太陽光発電量予測装置でもある。
【００４２】
太陽光発電量予測装置１の機能を、サーバと端末で分担する構成とすることができる。図７は、実施の形態１に係る太陽光発電量予測装置をサーバと端末で分担する例を示すブロック図である。図７の例では、予測装置１は、サーバ４１と端末４５で構成される。１つのサーバ４１に対して、複数の端末４５が接続される場合がある。サーバ４１は、発電量予測式を導出するまでを行い、端末４５は、その端末が接続される太陽光発電システム２の発電量予測式をサーバ４１から取得して、予測発電量を算出する。端末４５は、例えば、家庭用太陽光発電システムの場合の、家庭内のエネルギーを管理するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）端末である。
【００４３】
サーバ４１は、図１の太陽光発電量予測装置１から予測発電量算出部１５を除き、気象予報送信部４２、予測式送信部４３、大気外日射量送信部４４を追加した構成である。端末４５は、予測発電量算出部１５、気象予報受信部４６、予測式受信部４７、大気外日射量受信部４８および発電量実績通信部４９を備える。端末４５の予測発電量算出部１５は、図１の予測装置１の予測発電量算出部１５と同じである。
【００４４】
発電量実績通信部４９は、電力量計測装置３から発電量実績を受信して、サーバ４１の発電量実績受信部４に送信する。サーバ４１の予測式導出部１４までの処理は、図１の予測装置１と同じである。サーバ４１は、気象情報受信部１０で受信した気象予報を端末４５の気象予報受信部４６に送信する。予測式送信部４３は、太陽光発電システム２について予測式導出部１４で導出した発電量予測式を、予測式受信部４７に送信する。大気外日射量送信部４４は、予測対象時間帯の大気外日射量を大気外日射量受信部４８に送信する。
【００４５】
端末４５の気象予報受信部４６は、気象予報送信部４２から気象予報を受信し、予測式受信部４７は発電量予測式を予測式送信部４３から受信し、大気外日射量受信部４８は、大気外日射量を大気外日射量送信部４４から受信する。予測発電量算出部１５は、予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類に対応する発電量予測式に、予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、予測発電量を算出する。
【００４６】
サーバ４１と端末４５それぞれの機能分担は、図７の例に限られない。例えば、発電量実績記憶部５は、サーバ４１にあっても、端末４５にあっても、両方にあってもよい。気象予報受信部４６は、気象予報を気象情報源９から直接取得してもよい。図７の予測装置１では、サーバ４１は太陽光発電量予測装置である。サーバ４１は、ネットワークに分散されて配置される複数のサーバから構成されてもよい。
【００４７】
図８は、実施の形態１に係る太陽光発電量予測装置をサーバと端末で分担する異なる例を示すブロック図である。図８の例では、予測装置１は、サーバ５１と端末５３で構成される。ここでも、１つのサーバ５１に対して、複数の端末５３が接続される場合がある。サーバ５１は、類似日を抽出するまでを行い、端末５３は、その端末が接続される太陽光発電システム２の発電量予測式を導出して、予測発電量を算出する。
【００４８】
サーバ５１は、図７のサーバ４１から、発電量実績受信部４、発電量実績記憶部５、予測式導出部１４および予測式送信部４３を除き、代わりに、類似日送信部５２を備える。気象予報送信部４２および大気外日射量送信部４４は、図７の場合と同じである。
【００４９】
端末５３は、図７の端末４５から、発電量実績通信部４９の代わりに、発電量実績受信部４と発電量実績記憶部５を備え、予測式受信部４７に代えて、類似日受信部５４および予測式導出部１４を備える。気象予報受信部４６、大気外日射量受信部４８および予測発電量算出部１５は、図７の場合と同じである。発電量実績受信部４および発電量実績記憶部５は、図１の場合と同じである。
【００５０】
サーバ５１は、類似日抽出部１３で抽出した類似日配列を、類似日送信部５２から端末５３の類似日受信部５４に送信する。端末５３は、気象予報、類似日配列および大気外日射量をサーバ５１から受信する。予測式導出部１４は、類似日受信部５４で受信した類似日配列に対して、時間帯ごとに気象実績の種類ごとの大気外日射量と発電量実績の回帰分析を行なって、時間帯ごとに気象実績の種類ごとの大気外日射量と発電量実績の関係式を発電量予測式として導出する。予測発電量算出部１５は、予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類に対応する発電量予測式に、予測対象時間帯の大気外日射量を入力して、予測発電量を算出する。
【００５１】
サーバ５１と端末５３それぞれの機能分担は、図８の例に限られない。例えば、端末５３が、大気外日射量記憶部８を備えてもよい。さらに、大気外日射量算出部７を端末５３が備えてもよい。また、気象予報受信部４６は、気象予報を気象情報源９から直接取得してもよい。図８の予測装置１では、端末５３は太陽光発電量予測装置である。気象予報受信部４６は、気象予報取得部であり、大気外日射量受信部４８は、大気外日射量取得部であり、類似日受信部５４は、類似日取得部である。
なお、上記実施の形態１では、時間帯ごとに気象実績の種類ごとに発電量予測式を導出するとしたが、時間帯ごとに予測対象日の気象予報と同じ気象実績の発電量予測式のみ導出してもよい。このようにすることで、発電量予測式の計算量を減らすことができる。
【００５２】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。図１と同じ番号を付した構成要素は実施の形態１と同じである。実施の形態２に係る太陽光発電予測装置１は、実施の形態１の構成に加えて、グループ記憶部７１および予測式記憶部７３を備える。予測式導出部７２は、グループごとに、グループを代表する１つの太陽光発電システム２について発電量予測式を導出する。予測発電量算出部７４は、代表以外の太陽光発電システム２に対しては、それが属するグループの代表の発電量予測式を用いて予測発電量を算出する。
【００５３】
複数の太陽光発電システム２の発電量をクラウドシステムなどで集中的に管理し、発電量を予測する場合、太陽光発電システム２の数が増加すると、各太陽光発電システム２に対して、頻繁に発電量予測を行うと処理数が多くなり、サーバ台数が増加してコストがかかるという問題がある。複数の太陽光発電システム２に対して発電量予測式を共通化することによって、このような問題を解決できる。
【００５４】
実施の形態２の予測装置１では、例えば、太陽光発電システム２の地理的な距離が近いものどうし、発電量実績の傾向が近いものどうしをグループにまとめて、太陽光発電システム２をグループに分類する。発電量実績の傾向が近いとは、例えば、１日のうちで発電量実績の極大値の数と極大値の時間帯が同じで、最大値と最小値の比が決められた範囲に収まることである。また、年間を通じて発電量実績の傾向が近いものをグループとする。
【００５５】
図１０は、実施の形態２におけるグループＩＤ−太陽光発電システムＩＤ対応づけの一例を示す図である。グループＩＤは、グループを識別する符号である。グループＩＤと太陽光発電システムＩＤの関係は、１：ｎ（ｎ≧１）である。グループＩＤに加えて、気象の観測地点ごとの地域ＩＤを設けてもよい。地域ＩＤは、図示しない地域ＩＤ−グループＩＤ対応表により、グループＩＤと関連付けられる。１つの地域ＩＤに対して、複数のグループＩＤが関連付けられることがある。太陽光発電システム２が増えるなどして、傾向が変わった場合はグループ分類を変更して、太陽光発電システム２が属するグループが他のグループに変わってもよい。
【００５６】
予測式導出部７２は、各グループを代表する決められた太陽光発電システム２を代表システムとして、当該代表システムの発電量実績を発電量実績記憶部５から抽出して、予測式を導出する。予測式導出部７２は、導出した予測式をグループＩＤに対応づけて予測式記憶部７３に格納する。代表システムには、例えば、グループ内の他の太陽光発電システム２との地理的距離の和が最小となる太陽光発電システム２を選定する。図１１は、実施の形態２における予測式記憶部に記憶される予測式の一例を示す図である。予測式導出部７２は年月日、時間帯、グループＩＤおよび気象実績の種類ごとに、予測式の導出を行なって、回帰係数ａ、ｂを出力する。予測式導出部７２は、発電量予測式を特定する要素である年月日、時間帯、グループＩＤ、気象実績の種類および回帰係数ａ、ｂを、それぞれ年月日フィールド９１、時間帯フィールド９２、グループＩＤフィールド９３、気象フィールド９４、回帰係数（傾きａ）フィールド９５、回帰係数（切片ｂ）フィールド９６に格納する。
【００５７】
グループに属する太陽光発電システム２の定格がほぼ同じである場合は、発電量予測式は、発電量実績を目的変数とする回帰線で表してよい。グループに属する太陽光発電システム２の定格に差がある場合は、目的変数を発電量実績の代わりに、発電量実績を代表の太陽光発電システム２の定格出力で除算した、単位定格あたりの発電量のような指標とするのがよい。
【００５８】
予測発電量算出部７４は、予測対象時間帯の大気外日射量Ｑと、予測対象時間帯の気象予報を、それぞれ大気外日射量記憶部８、気象情報受信部１０から取得し、予測対象の太陽光発電システム２の属するグループＩＤを、図示しないグループＩＤ−太陽光発電システムＩＤ対応表により取得する。そして、予測式記憶部７３から予測対象時間帯の気象予報の種類と同じ気象実績の種類に対応する当該グループＩＤの回帰係数ａ、ｂを取得して、予測対象時間帯の大気外日射量を発電量予測式に入力して予測発電量Ｐを算出する。発電量予測式は、前述の（２）式で表される。
【００５９】
実施の形態２の太陽光発電予測装置によれば、太陽光発電システム２のグループごとに１セットの発電量予測式しか導出しないので、予測式導出の処理を大幅に低減できる。
【００６０】
実施の形態２の太陽光発電量予測装置１を１つのサーバで実現する場合、予測装置１は太陽光発電量予測装置でもある。実施の形態２においても、太陽光発電量予測装置１を図７のように、予測式導出までを行うサーバと、発電量予測式を受信して予測発電量を算出する端末とで分担する構成を採用することができる。その場合、サーバは、太陽光発電量予測装置である。その場合さらに、サーバが１つの端末を兼ねることもできる。
【００６１】
実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。図１と同じ番号を付した構成要素は実施の形態１と同じである。実施の形態３の太陽光発電量予測装置１は、実施の形態１の構成に加えて、予測式記憶部１０２、事後推定記憶部１０４および事後推定評価部１０５を備える。予測発電量算出部１０３は、予測発電量算出に加えて、過去の時間帯の気象実績の種類に対応する発電量予測式に、その時間帯の大気外日射量を入力して得た事後推定発電量を算出し、事後推定記憶部１０４に蓄積する。予測式導出部１０１は、１つの太陽光発電システム２について、予測対象日より前の日について導出した発電量予測式で算出した事後推定発電量とその時間帯の発電量実績の差が定められた範囲の場合は、その前の日について導出した発電量予測式を予測対象日の発電量予測式に流用する。
【００６２】
太陽光発電システム２の発電量をクラウドシステムなどで集中的に管理し、発電量を予測する場合、太陽光発電システム２の数が増加すると、各太陽光発電システム２に対して、頻繁に発電量予測を行うと処理数が多くなり、サーバ台数が増加してコストがかかるという問題がある。検索範囲設定部１２から予測式導出部１０１までの処理を実施する頻度を下げたりすることによって、このような問題を解決できる。
【００６３】
予測式導出部１０１は、類似日抽出部１３で抽出された類似日配列（Ｔ，Ｗ）に対して回帰分析を行なって、時間帯ごとに気象実績の種類ごとの大気外日射量と発電量実績の関係式を発電量予測式として導出する。図１３は予測式記憶部１０２に蓄積される予測式の一例を示す図である。予測式導出部１０１は年月日、時間帯、太陽光発電システムＩＤ、気象ごとに、予測式の導出を行なって、回帰係数ａ、ｂを出力するので、それぞれ年月日フィールド１１１、時間帯フィールド１１２、気象フィールド１１３、回帰係数（傾きａ）フィールド１１４、回帰係数（切片ｂ）フィールド１１５に格納する。
【００６４】
予測発電量算出部１０３は、実施の形態１と同様の方法で予測発電量を算出するのとは別に、事後推定発電量を算出して、事後推定記憶部１０４に蓄積する。事後推定発電量とは、過去のある時間帯の気象実績の種類に対応するその時間帯の発電量予測式に、その時間帯の大気外日射量を入力して得た予測発電量である。気象実績が確定した後に、その気象実績の種類に対応する発電量予測式で算出した値なので、事後推定発電量という。予測発電量を算出したときの気象予報と実際の気象実績とは異なる場合があり、事前に算出した予測発電量と発電量実績との差には、気象予報と気象実績の違いが含まれる。事後推定発電量は、気象実績の種類に応じた発電量予測式で算出した値なので、発電量予測式の誤差を表す。
【００６５】
図１４は、実施の形態３における事後推定記憶部に蓄積される事後推定発電量の一例を示す図である。事後推定発電量は、年月日、時間帯、太陽光発電システムＩＤごとに算出される。予測発電量算出部１０３は、年月日、時間帯、太陽光発電システムＩＤと算出した事後推定発電量を、それぞれ、事後推定記憶部１０４の年月日フィールド１２１、時間帯フィールド１２２、太陽光発電システムＩＤフィールド１２３、事後推定発電量フィールド１２４に格納する。事後推定記憶部１０４で記憶される事後推定発電量と、発電量実績記憶部５で管理される発電量実績を統合して、発電量データとして１つの記憶部に格納してもよい。図１５は、実施の形態３における発電量実績記憶部に蓄積される発電量実績と事後推定記憶部に蓄積される事後推定発電量を統合した発電量データの一例を示す図である。図１５では、年月日、時間帯および太陽光発電システムＩＤの組に、事後推定発電量と発電量実績を対応付けて格納している。
【００６６】
事後推定評価部１０５は、事後推定記憶部１０４と発電量実績記憶部５から、それぞれの年月日フィールド、時間帯フィールド、太陽光発電システムＩＤフィールドの値が一致するレコードを取得して、発電量実績である図２の発電量フィールド２４と事後推定発電量である図１４の事後推定発電量フィールド１２４の値を比較する。それらの値の関係が所定の条件を満たすとき、当該時間帯あるいは当該太陽光発電システム２に関して、検索範囲設定部１２〜予測式導出部１０１の処理を行なって、予測対象時間帯の発電量予測式を導出する。
【００６７】
所定の条件とは、発電量実績と事後推定発電量の誤差があらかじめ決められた許容される範囲を超えるとき、誤差がその前の日の誤差と比較して許容される範囲を超えるとき、あるいは、同じ日の他の太陽光発電システム２の誤差よりも一定以上大きいとき、などである。ここで誤差とは、発電量実績と事後推定発電量の差、発電量実績と事後推定発電量の差の絶対値、発電量実績と事後推定発電量の差を発電量実績で除した値、あるいは発電量実績と予測発電量の差を太陽光発電システム２の定格出力で除した値などである。
【００６８】
事後推定評価部１０５は、予測対象時間帯と同じ時間帯で、予測実行時刻の直前の発電量実績が得られている時間帯について、誤差を算出して評価する。事後推定評価部１０５は、予測対象日の直近の予測対象時間帯と同じ時間帯で、予測対象時間帯の気象予報の種類と気象実績の種類が同じである同種時間帯について、誤差を算出して評価してもよい。
【００６９】
発電量実績と事後推定発電量の誤差が所定の条件を満たさないとき、すなわち発電量実績と事後推定発電量の誤差があらかじめ決められた許容される範囲内である場合は、検索範囲設定部１２と類似日抽出部１３の処理を行わない。その場合、予測式導出部１０１は予測式記憶部１０２に記憶されている、誤差を評価した時間帯の発電量予測式をそのまま用いて、予測対象時間帯の発電量予測式とする。
【００７０】
実施の形態３の太陽光発電量予測装置１では、以上説明したような構成にすることにより、計算量の多い検索範囲設定部１２と類似日抽出部１３の処理頻度を低減し、予測式導出部１０１の処理内容を簡易化することができるので、実装システムの処理負荷やサーバ台数を軽減し、コストを低減できる。
【００７１】
実施の形態３の太陽光発電量予測装置１を１つのサーバで実現する場合、予測装置１は太陽光発電量予測装置でもある。実施の形態３においても、太陽光発電量予測装置１を図７のように、予測式導出までを行うサーバと、発電量予測式を受信して予測発電量を算出する端末とで分担する構成を採用することができる。サーバは、例えば、図７の構成に加えて、予測式記憶部１０２、事後推定記憶部１０４、事後推定評価部１０５、および、事後推定発電量を算出する事後推定発電量算出部を備える。その場合、サーバは、太陽光発電量予測装置である。サーバはさらに、１つの端末を兼ねることもできる。事後推定発電量を端末で算出して記憶し、事後推定評価を行った結果をサーバに通知する構成にしてもよい。
【００７２】
実施の形態３の太陽光発電量予測装置１を図８のように、類似日を抽出するまでを行うサーバと、類似日を受信して予測式を導出して予測発電量を算出する端末とで分担する構成とすることもできる。端末は、例えば、図８の構成に加えて、予測式記憶部、事後推定記憶部および事後推定評価部を備える。その場合、類似日を抽出するかどうかを、端末がサーバに指示する。この場合、端末は、太陽光発電量予測装置である。
【００７３】
実施の形態３を実施の形態２に適用することもできる。その場合、代表システムについて、発電量実績と事後推定発電量を比較して、誤差を評価する。さらに、代表システムの発電量実績と事後推定発電量を比較した誤差と、代表システム以外の発電量実績と事後推定発電量を比較した誤差を比較して、代表システム以外の誤差が所定の範囲を超える場合は、代表システムの選び方またはグループの構成を見直す構成としてもよい。これによって、実態に即した代表システム、またはグループ構成を得ることができる。
【００７４】
実施の形態４．
図１６は、本発明の実施の形態４に係る太陽光発電量予測装置の構成例を示すブロック図である。図１または図９と同じ番号を付した構成要素は、それぞれ実施の形態１または実施の形態２と同じである。実施の形態４では、実施の形態２と同じように太陽光発電システム２をグループに分類して、代表システムについて導出した発電量予測式をグループ全体に適用する。実施の形態４では、代表システム以外の太陽光発電システム２に代表システムの発電量予測式を用いる誤差を評価し、予測発電量を補正する。
【００７５】
複数の太陽光発電システム２をまとめてグループを形成し、グループの代表システムの大気外日射量と発電量実績の関係に基づいて発電量予測式を作成し、同じグループ内の他の太陽光発電システム２に代表システムの発電量予測式を適用して予測発電量を算出すると、代表システムと予測対象の太陽光発電システム２の地理的な差や、予測対象の太陽光発電システム２の地形的な特徴が予測に反映されないことがある。例えば、代表システムと予測対象の太陽光発電システム２の経度差が大きく、代表システムの方が東に位置する場合、代表システムの方が日の出、日の入りの時刻が早い。そのため、代表システムの発電量予測式の回帰係数を用いて予測を行うと、予測対象の太陽光発電システム２については、常に実際よりも早く発電を開始し、早く発電を終了するような予測発電量を出力することになる。あるいは、代表システムでは周辺に高い木や建物がないが、予測対象の太陽光発電システム２の周辺には高い木または建物が存在する場合、一部の時間帯で太陽光発電システム２のパネルに影ができて発電量が低下することがある。このような場合、代表システムの発電量予測式の回帰係数を用いて予測発電量を算出すると、発電量の低下を常に予測できない。
【００７６】
実施の形態４の太陽光発電量予測装置１は、実施の形態２の構成に加えて、事後推定記憶部１５１および予測結果補正部１５２を備える。予測発電量算出部１５０は、実施の形態３の予測発電量算出部１０３と同様に、事後推定発電量を算出して、事後推定記憶部１５１に蓄積する。ただし、実施の形態４では、代表システムの発電量予測式で事後推定発電量を算出するので、グループ事後推定発電量という。事後推定記憶部１５１に蓄積されるグループ事後推定発電量は、図１４または図１５の事後推定発電量と同様である。
【００７７】
予測結果補正部１５２は、まず、事後推定記憶部１５１と発電量実績記憶部５から、それぞれの年月日フィールド、時間帯フィールド、太陽光発電システムＩＤフィールドの値が一致するレコードを取得して、発電量実績である発電量フィールド２４と事後推定発電量である事後推定発電量フィールド１２４の値を比較し、それらのずれを個体誤差として算出する。個体誤差は、例えば、発電量実績と事後推定発電量の差、発電量実績と事後推定発電量の比、１日のうちで発電量実績と事後推定発電量の発電開始時刻（日の出と推測）あるいは発電終了時刻（日の入りと推測）の時間的な差などである。そして、予測結果補正部１５２は、予測発電量算出部１５０が算出した予測対象時間帯の予測発電量に個体誤差を加味した値を補正予測発電量として出力する。
【００７８】
より詳しくは、予測結果補正部１５２は、予測対象日の直近の予測対象時間帯と同じ時間帯で、予測対象時間帯の気象予報の種類と気象実績の種類が同じである同種時間帯について、個体誤差を算出し、予測対象時間帯の予測発電量にその個体誤差を加味して補正予測発電量として出力する。
【００７９】
実施の形態４の太陽光発電量予測装置１では、以上説明したような構成にすることにより、代表システムと予測対象の太陽光発電システム２との地理的な差や地形的な差を反映した発電量予測を行うことができる。
【００８０】
実施の形態４の太陽光発電量予測装置１を１つのサーバで実現する場合、予測装置１は太陽光発電量予測装置でもある。実施の形態４においても、太陽光発電量予測装置１を図７のように、予測式導出までを行うサーバと、発電量予測式を受信して予測発電量を算出する端末とで分担する構成を採用することができる。端末は、例えば、図７の構成に加えて、事後推定記憶部１５１および予測結果補正部１５２を備え、予測発電量算出部１５に代えて、予測発電量算出部１５０を備える。その場合、サーバは、太陽光発電量予測装置である。その場合さらに、サーバが１つの端末を兼ねることもできる。
【００８１】
実施の形態３を実施の形態４に適用することもできる。その場合、代表システムについて、発電量実績と事後推定発電量を比較して、誤差を評価する。
【００８２】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態および変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内およびそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００８３】
１  太陽光発電量予測装置、２  太陽光発電システム、３  電力量計測装置、４  発電量実績受信部、５  発電量実績記憶部、６  位置情報、７  大気外日射量算出部、８  大気外日射量記憶部、９  気象情報源、１０  気象情報受信部、１１  気象実績記憶部、１２  検索範囲設定部、１３  類似日抽出部、１４  予測式導出部、１５  予測発電量算出部、２１  年月日フィールド、２２  時間帯フィールド、２３  太陽光発電システムＩＤフィールド、２４  発電量フィールド、３１  年月日フィールド、３２  時間帯フィールド、３３  地域ＩＤフィールド、３４  気象フィールド、４１  サーバ、４２  気象予報送信部、４３  予測式送信部、４４  大気外日射量送信部、４５  端末、４６  気象予報受信部、４７  予測式受信部、４８  大気外日射量受信部、４９  発電量実績通信部、５１  サーバ、５２  類似日送信部、５３  端末、５４  類似日受信部、７１  発電量実績記憶部、７２  予測式導出部、７３  予測式記憶部、７４  予測発電量算出部、９１  年月日フィールド、９２  時間帯フィールド、９３  グループＩＤフィールド、９４  気象フィールド、９５  回帰係数（傾きａ）フィールド、９６  回帰係数（切片ｂ）フィールド、１０１  予測式導出部、１０２  予測式記憶部、１０３  予測発電量算出部、１０４  事後推定記憶部、１０５  事後推定評価部、１１１  年月日フィールド、１１２  時間帯フィールド、１１３  気象フィールド、１１４  回帰係数（傾きａ）フィールド、１１５  回帰係数（切片ｂ）フィールド、１２１  年月日フィールド、１２２  時間帯フィールド、１２３  太陽光発電システムＩＤフィールド、１２４  事後推定発電量フィールド、１５０  予測発電量算出部、１５１  事後推定記憶部、１５２  予測結果補正部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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