(57)【要約】  発電量実績取得部（４）は、電力量計測装置（３）から太陽光発電システム（２）の発電量実績を取得する。大気外日射量算出部（７）は、太陽光発電システム（２）の設置場所における、指定された日及び時間帯の大気外日射量を算出する。気象情報取得部（１０）は、予測対象日の各時間帯の気象予報情報を取得する。発電量実績分類部（８）は、発電量を大気外日射量で除して得られる発電量係数を、気象属性と対応づけられた一定数の発電量実績グループに分類する。予測発電量算出部（１１）は、気象予報情報に応じた気象属性と対応づけられた発電量実績グループと、予測対象の各時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する。
2019021438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する発電量実績記憶手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する気象予報取得手段と、
前記大気外日射量算出手段に、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類手段と、
前記気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
を備える太陽光発電量予測装置。
【請求項２】
前記発電量実績分類手段は、前記発電量係数を前記発電量係数の大小に応じて分類する、
請求項１に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項３】
前記予測発電量算出手段は、前記発電量実績グループに属する発電量係数の平均値である予測発電量係数と前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて予測発電量を算出する、
請求項１または２に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項４】
前記予測発電量算出手段は、前記発電量実績グループに属する発電量係数に対応する発電量実績に含まれる発電量と前記発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量とを回帰分析して得られる予測発電量係数と、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する、
請求項１または２に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項５】
前記予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶手段と、
前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と前記予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、前記発電量実績に含まれる発電量と前記予測実績に含まれる予測発電量との間に一定以上の差がある日及び時間帯における予測実績を取得し、取得した予測実績に係る発電量予測において一定以上用いられた発電量実績を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した発電量実績を発電量予測に利用できなくするために、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新する発電量実績更新手段と、
をさらに備える請求項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】
前記予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶手段と、
前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と前記予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、比較した予測実績に係る発電量予測において用いられた発電量実績を、比較した発電量実績に係る発電量と比較した予測実績に係る予測発電量との差を重みとして紐付けた上で抽出する抽出手段と、
前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新し、前記抽出手段が抽出した発電量実績を前記重みと紐付けて前記発電量実績記憶手段に記憶させる発電量実績更新手段と、
をさらに備え、
前記予測発電量算出手段は、前記重みを用いた重みづけ最小二乗法により予測発電量を算出する、
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７】
太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出され、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類された発電量係数のうち、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類された発電量係数と、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
を備える太陽光発電量予測装置。
【請求項８】
太陽光発電システムと、
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と、
を備え、
前記発電量実績取得手段は前記太陽光発電システムから発電量を取得する、
太陽光発電量予測システム。
【請求項９】
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
を有する予測方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本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、太陽光発電量予測システム、予測方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムにより生じた電気を、蓄電池に蓄電すること、ヒートポンプ給湯機を利用して蓄熱すること、などによりエネルギーとして蓄えることができる。蓄えたエネルギーを発電とは別のタイミングで利用することができる。例えば、太陽光発電システムが日中に発電した電気を利用してヒートポンプ給湯機に温水を蓄えることにより、夕方の給湯需要に備えることができる。給湯需要に対して過不足なく蓄熱するには、太陽光発電システムの発電量を精度良く予測する必要がある。【０００３】
また、太陽光発電システムにより生じた電気を、配電系統に売電することができる。しかし、太陽光発電システムでは発電量及び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導入されると配電電圧の管理が困難となる。その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。電力会社は、出力抑制をすべきか決定するために、また、抑制する場合の抑制量を決定するために、太陽光発電システムの発電量を精度良く予測する必要がある。【０００４】
特許文献１には、ある一日における実際の日射量と理論上の日射量の最大値との比をその日の快晴度と定義し、過去の気象情報と過去の快晴度とに基づいて、現在の気象予測データから快晴度を予測して日射量を予測する日射量予測方法が開示されている。また特許文献１には、この方法により予測した日射量に基づいて、太陽光発電により生じる発電出力を予測する太陽光発電出力予測方法及び太陽光発電出力予測システムも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１６４２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された太陽光発電出力予測システムでは、気象予測データから快晴度を予測するために、過去の気象情報及び過去の快晴度を蓄積する必要がある。そのため、予測精度を向上させるために蓄積する期間を長くすると記憶すべきデータ量が増大する。【０００７】
本発明の目的は上記事情に鑑み、過去の気象データを蓄積することなく太陽光発電システムの発電量を予測することが可能な太陽光発電量予測装置、太陽光発電量予測システム、予測方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る太陽光発電量予測装置は、発電量実績取得手段と、発電量実績記憶手段と、大気外日射量算出手段と、気象予報取得手段と、発電量実績分類手段と、予測発電量算出手段と、を備える。発電量実績取得手段は、太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する。発電量実績記憶手段は、発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する。大気外日射量算出手段は、太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する。気象予報取得手段は、太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する。発電量実績分類手段は、大気外日射量算出手段に、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、発電量実績に含まれる発電量と算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する。予測発電量算出手段、気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた発電量実績グループと、大気外日射量算出手段が算出した、予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発電量係数をグループ分けして気象属性と対応付けることにより、過去の気象データを蓄積することなく太陽光発電システムの発電量を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る太陽光発電量予測装置の機能的構成を示すブロック図
【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
【図３】実施の形態１における発電量実績分類部の処理の一例を示すフローチャート
【図４】実施の形態１における予測発電量算出部の処理の一例を示すフローチャート
【図５】実施の形態１における、予測発電量算出部の発電量実績グループから発電量係数を取得する処理における期間の制限方法の一例を示す図
【図６】実施の形態１における大気外日射量と発電量実績の回帰分析の処理の一例を示す図
【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構成例を示すブロック図
【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構成例を示すブロック図
【図９】実施の形態２に係る太陽光発電量予測装置の機能的構成を示すブロック図
【図１０】実施の形態２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
【図１１】実施の形態２における、予測発電量記憶部に蓄積される予測発電量の一例を示す図
【図１２】実施の形態２における抽出部の処理の一例を示すフローチャート
【図１３】実施の形態２における、予測外れリストから除外候補を抽出する処理の一例を示す図
【図１４】実施の形態１に係る太陽光発電量予測装置のハードウェア構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態に係る太陽光発電量予測装置を、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１を参照しながら太陽光発電量予測装置１の機能的構成を説明する。太陽光発電量予測装置１は、太陽光発電システム２の発電量実績を電力量計測装置３から取得する発電量実績取得部４と、発電量実績を蓄積する発電量実績記憶部５と、太陽光発電システム２の設置場所を示す位置情報源６から大気外日射量を算出する大気外日射量算出部７と、発電量実績記憶部５に蓄積された発電量実績と大気外日射量とに基づいて後述の発電量係数を算出し、算出した発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類部８と、気象情報源９から気象予報情報を取得する気象予報取得部１０と、気象予報情報に対応する気象属性に対応付けられた発電量実績グループを特定し、当該発電量実績グループに属する発電量係数と大気外日射量とに基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出部１１と、を備える。
【００１３】
電力量計測装置３は、太陽光発電システム２が一定の時間帯の間に発電した電力量を計測する装置であり、例えばスマートメーターである。一定の時間帯とは、例えば午前０時から起算して３０分、１時間などの一定時間ごとに区切られた時間帯である。なお、太陽光発電システム２及び対応する電力量計測装置３は１つの太陽光発電量予測装置１に対して複数存在してもよい。
【００１４】
位置情報源６は、太陽光発電システム２が設置されている場所を示す情報源であり、緯度及び経度により表される情報を含む。位置情報源６は、例えば、太陽光発電システム２に設けられたGPS（全地球測位システム: Global Positioning System）端末である。また、太陽光発電システム２の設置場所の住所から求めた経度及び緯度を記憶する記憶装置を位置情報源６としてもよい。また、位置情報源６は太陽光発電システム２の設置場所を正確に示す情報源でなくてもよい。例えば、太陽光発電システム２が設置されている市区町村を代表する地点の緯度及び経度を記憶する記憶装置を位置情報源６としてもよい。また、位置情報源６は、太陽光発電量予測装置１が備え、太陽光発電システム２が設置されている場所を示す情報を記憶する記憶装置であってもよい。
【００１５】
気象情報源９は、太陽光発電システム２が設置されている地域における気象予報情報を提供する情報源であり、例えば気象庁の気象情報提供サーバである。また、気象情報源９は、民間の気象情報提供サービスにより提供される情報源であってもよいし、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。
【００１６】
発電量実績取得部４は、計測日の各時間帯における発電量を示す情報を発電量実績として電力量計測装置３から取得し、取得した発電量実績を発電量実績記憶部５に記憶させる。発電量実績取得部４は、毎時０分、３０分などの一定時間ごとに発電量実績を取得する。また、太陽光発電システム２及び対応する電力量計測装置３が複数存在する場合、太陽光発電システム２ごとに発電量実績を取得する。
【００１７】
発電量実績記憶部５は、発電量実績取得部４が取得した発電量実績を、計測日ごとに、かつ計測時間帯ごとに発電量実績テーブルに格納する。図２を参照しながら、発電量実績記憶部５に蓄積される発電量実績の一例を説明する。発電量実績テーブルは、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及び発電量フィールド２４を含む。なお、この一例において、時間帯は３０分ごとに区切られていると仮定する。
【００１８】
年月日フィールド２１には発電量を取得した年月日を示す情報が格納される。年月日を示す情報とは例えば、年、月、日を示す数字を連結して文字列としたものである。例えば計測日が２０１７年７月１日の場合、年月日フィールドに格納される文字列は「２０１７０７０１」となる。
【００１９】
時間帯フィールド２２には発電量を計測した時間帯を示す情報が格納される。時間帯を示す情報とは例えば、時間帯の終期の時、分を示す数字を連結して文字列としたものである。例えば計測した時間帯が２４時制による表記で７時を超え７時３０分までである場合、時間帯フィールドに格納される文字列は「０７３０」となる。なお、時間帯を表現する方法はこれに限られない。終期に代えて始期により時間帯を表現してもよい。また、０時０分を超え０時３０分までを「０」、０時３０分を超え１時０分までを「１」、・・・、２３時３０分を超え２４時０分までを「４７」、と連続した順序を表す数値により時間帯を表現してもよい。各時間帯を識別できる固有のものであれば、任意の文字列で表してもよい。
【００２０】
太陽光発電システムＩＤフィールド２３には太陽光発電システムＩＤが格納される。太陽光発電システムＩＤは、数値、文字列などにより表現され、太陽光発電システム２ごとに付与される固有の識別情報である。太陽光発電システムＩＤは、太陽光発電量予測装置１の予測対象となる太陽光発電システム２に対して順番に採番したものでもよいし、電力会社の契約番号を流用したものでもよい。例えば太陽光発電量予測装置の予測対象となる太陽光発電システムが３つ存在する場合、それらに対する太陽光発電システムＩＤは「０００１」「０００２」「０００３」とすることができる。また、１つの太陽光発電システム２についてのみ発電量実績を蓄積する場合、太陽光発電システムＩＤフィールド２３はなくてもよい。
【００２１】
発電量フィールド２４には、発電量を計測した時間帯における発電量を示す情報が格納される。電力量を計測するタイミングがずれて、例えば３１分間の電力量を計測した場合、前後の時間帯で計測された発電量との比例配分を行って、３０分間の発電量として補正したものを発電量フィールド２４に格納する。また、例えば、電力量計測装置３が１時間周期でしか発電量を計測できない場合、計測された発電量の１／２ずつを各３０分間の発電量とすること、前後の時間帯の発電量の移動平均を３０分間の発電量とすること、ラグランジュ補間などのデータ補間手法によって３０分間の発電量を算出すること、などにより取得した発電量を発電量フィールド２４に格納する。
【００２２】
発電量実績記憶部５内に蓄積される発電量実績が一定数に達したのち、新たに発電量実績を蓄積するときには、最も古い発電量実績を削除することにより、データ記憶容量の削減を図ってもよい。
【００２３】
大気外日射量算出部７は、位置情報源６が示す緯度及び経度と、大気外日射量を算出する対象となる月日及び時間帯と、に基づいて、算出対象となる月日及び時間帯における、太陽光発電システム２が設置されている場所での大気外日射量を算出する。大気外日射量とは、測定地点の上空約８ｋｍの大気圏外において太陽光と垂直な平面が受ける、単位面積あたりのエネルギーである。大気外日射量は大気圏外における値であるため、天候に左右されず、位置及び日時にのみ依存する値である。大気外日射量算出部７は、後述の発電量実績分類部８または予測発電量算出部１１からの取得要求に応じて、算出した大気外日射量をこれらに出力する。大気外日射量は以下に述べる算出手順により算出される。
【００２４】
位置情報源６が示す、太陽光発電システム２の設置場所の緯度φ０及び経度λ０はともに度数法により表現されている。また、緯度の正負については北緯を正、南緯を負とし、経度の正負については東経を正、西経を負として表現されている。まず、度数法により表現されている緯度φ０及び経度λ０を、ラジアンで表現されるφ及びλに変換する。
φ［ｒａｄ］＝φ０［度］×π／１８０
λ［ｒａｄ］＝λ０［度］×π／１８０
【００２５】
次に、算出対象となる月日について、１月１日から算出対象の月日までの経過日数をＤＮとする。中間変数θ０を導入して、算出対象となる日における太陽赤緯δ、地心太陽距離ｒ及び均時差Ｅｑを求めることができる。
θ０［ｒａｄ］＝２π（ＤＮ［日］−１）／３６５
δ［ｒａｄ］＝０．００６９１８−０．３９９９１２ｃｏｓ（θ０）＋０．０７０２５７ｓｉｎ（θ０）−０．００６７５８ｃｏｓ（２θ０）＋０．０００９０７ｓｉｎ（２θ０）−０．００２６９７（３θ０）＋０．００１４８０ｓｉｎ（３θ０）
ｒ［天文単位］＝１／｛１．０００１１０＋０．０３４２２１ｃｏｓ（θ０）＋０．００１２８０ｓｉｎ（θ０）＋０．０００７１９ｃｏｓ（２θ０）＋０．００００７７ｓｉｎ（２θ０）｝０．５
Ｅｑ［ｒａｄ］＝０．００００７５＋０．００１８６８ｃｏｓ（θ０）−０．０３２０７７ｓｉｎ（θ０）−０．０１４６１５ｃｏｓ（２θ０）−０．０４０８４９ｓｉｎ（２θ０）
【００２６】
次に、算出対象となる時間帯を代表する時刻を定める。時間帯を代表する時刻としては、時間帯の始期、終期、始期と終期との中間の時刻、などが採用可能である。時間帯を代表する時刻をＨＨ時ＭＭ分とする。なお、時刻の表記は日本標準時である。中間変数ＪＳＴを導入して、ＨＨ時ＭＭ分のときの太陽の時角ｈを求めることができる。
ＪＳＴ［時］＝ＨＨ［時］＋ＭＭ［分］／６０
ｈ［ｒａｄ］＝（ＪＳＴ−１２）π／１２＋（λ−１３５π／１８０）＋Ｅｑ
【００２７】
緯度φ、太陽赤緯δ及び時角ｈが求まったので、算出対象となる日時における太陽の仰角αを求めることができる。
α［ｒａｄ］＝ａｒｃｓｉｎ｛ｓｉｎ（φ）ｓｉｎ（δ）＋ｃｏｓ（φ）ｃｏｓ（δ）ｃｏｓ（ｈ）｝
【００２８】
そして、地心太陽距離ｒ及び仰角αから、算出対象となる日時における大気外日射量Ｑを算出することができる。
Ｑ［Ｗ／ｍ２］＝１３６７［Ｗ／ｍ２］×（１／ｒ）２×ｓｉｎ（α）
【００２９】
大気外日射量算出部７は、発電量実績分類部８または予測発電量算出部１１からの要求が来る度に大気外日射量を算出して出力してもよいし、予め大気外日射量を算出して蓄積し、要求があったときに蓄積しておいた大気外日射量を取得して出力するものとしてもよい。後者の場合、大気外日射量算出部７にメモリを設け、位置情報源６が更新されるタイミングで各時間帯における大気外日射量を１年分予め算出して、算出した大気外日射量を全てメモリに蓄積することにより実現できる。また、日時及び位置情報の入力に応じて大気外日射量を算出する外部装置と接続することにより大気外日射量を取得してもよい。つまり、大気外日射量の算出とは、単に大気外日射量を逐次算出することのみではなく、何らかの手段により大気外日射量を取得することも含む。
【００３０】
なお、算出対象となる月日が２月２９日だった場合、２月２８日もしくは３月１日として扱えばよい。また、２月２８日における大気外日射量と３月１日における大気外日射量との平均を２月２９日における大気外日射量としてもよい。
【００３１】
発電量実績分類部８は、まず、発電量実績記憶部５に蓄積された発電量実績に対して、計測日ごとに、かつ計測時間帯ごとに、以下に示す発電量係数を算出する。発電量実績が示す発電量をＰ、Ｐに対応する計測した日及び時間帯における大気外日射量をＱとすると、発電量係数Ｋは、以下の計算式により算出できる。
Ｋ＝Ｐ／Ｑ
発電量実績分類部８は、大気外日射量を大気外日射量算出部７から取得する。天気が快晴に近い場合、太陽光が大気中であまり減衰しないため、発電量係数は大きくなる。また、太陽光発電量予測装置１が複数の太陽光発電システム２の発電量を予測する場合、１つの太陽光発電システム２に関する発電量実績について、発電量Ｐを当該太陽光発電システム２の定格出力で除することにより、正規化された発電量係数を求めてもよい。正規化された発電量係数により、複数の太陽光発電システム２に対して、まとめて後述の回帰分析を行うことができる。
【００３２】
発電量実績分類部８は、次に、計測日ごとに、かつ計測時間帯ごとに算出した発電量係数を、計測した日及び時間帯と紐付けた状態で、発電量係数の大小に応じて発電量実績グループに分類する。発電量実績グループは複数存在し、発電量係数の大小に応じた気象属性が対応付けられている。分類するグループの数は、例えば、気象予報で得られる気象属性の数と同じ数とする。気象属性とは、「晴れ」「曇り」「雨」など発電量係数の大小と相関関係のある、気象に関する属性である。発電量係数は、ｋ−ｍｅａｎｓ法、ｋ−ｍｅａｎｓ＋＋法などのクラスタリング手法により、発電量係数の大小に応じた発電量実績グループに分類される。発電量係数は例えば、発電量係数が大きいグループ、中ぐらいのグループ、小さいグループの３つに分類される。そしてこれらのグループをそれぞれ「晴れ」「曇り」「雨」などの気象属性と対応付けることにより、発電量係数の大小関係と気象属性とを対応付けることができる。なお、気象属性の数及びそれらに対応する発電量実績グループの数は３つでなくてもよい。例えば、気象属性を「晴れ」「薄曇り」「曇り」「雨」の４つとし、対応する発電量実績グループの数を４つとしてもよい。
【００３３】
発電量実績分類部８は、１日１回、例えば２３時に分類を実行してもよいし、後述の予測発電量算出部１１が発電量の予測を開始するタイミングで分類を実行してもよい。分類を実行するときは、例えば、発電量実績グループ内に分類された既存のデータは全て消去してから分類を実行する。
【００３４】
気象予報取得部１０は、位置情報源６が示す、太陽光発電システム２の設置場所を含む地域に関する気象予報情報を気象情報源９から取得する。気象予報情報は例えば、現在時から２４時間先までの各時間帯における気象予報を示す情報である。気象予報取得部１０は、気象情報源９が示す情報が更新されるタイミングで気象予報情報を取得してもよいし、後述の予測発電量算出部１１からの取得要求が来る度に、気象情報源９から最新の気象予報情報を取得してもよい。気象情報源９が更新されるタイミングとは例えば、気象庁の気象情報提供サーバが新たな気象予報情報を配信するときである。
【００３５】
予測発電量算出部１１は、まず、予測対象日の各時間帯に関する気象予報情報を気象予報取得部１０から取得し、気象予報情報に関連する気象属性と対応付けられた発電量実績グループを特定する。例えば、ある時間帯の気象予報情報が「晴れ」である場合、「晴れ」の気象属性と対応付けられた発電量実績グループを特定する。なお、気象予報情報が、「晴れときどき曇り」、「曇りのち晴れ」など天気の推移を示す情報の場合、優勢な気象属性で置き換えることにより、「晴れときどき曇り」を「晴れ」、「曇りのち晴れ」を「曇り」としてもよい。ここで、例えば、気象予報の更新間隔が３時間ごとであり、発電量予測の対象となる時間帯が３０分ごとである場合を考える。この場合、気象予報の更新間隔に対応する３時間を３０分ごとに６つの時間帯に区切り、各時間帯に対して気象属性を割り当てる。例えば、気象予報情報が示す天気が「晴れときどき曇り」である場合、６つの時間帯に対する気象属性を、例えば順に「晴れ」「晴れ」「曇り」「晴れ」「晴れ」「曇り」と割り当てる。同様に、気象予報情報が示す天気が「曇りのち晴れ」である場合、例えば順に「曇り」「曇り」「曇り」「晴れ」「晴れ」「晴れ」と割り当てる。
【００３６】
予測発電量算出部１１は、次に、後述の回帰分析により回帰係数を求め、求めた回帰係数と、予測対象の日及び時間帯についての大気外日射量と、を乗じることにより予測発電量を算出する。予測発電量算出部１１は、大気外日射量を大気外日射量算出部７から取得する。予測発電量算出部１１は、１日１回、例えば２３時に翌日の各時間帯の発電量を予測してもよいし、気象予報取得部１０が気象予報情報を取得したタイミングで翌日の各時間帯の発電量を予測してもよい。回帰係数と大気外日射量とを乗じることにより予測発電量を算出することができるので、回帰係数は予測発電量係数である、ともいえる。
【００３７】
回帰係数は、大気外日射量と、発電量係数から算出した発電量と、を回帰分析することにより求める。図６に示すとおり、配列ＩＶに格納された大気外日射量と、配列ＤＶに格納された発電量と、を回帰分析し、原点を通る直線を回帰直線とする。この回帰直線の傾きが回帰係数となる。なお、発電量は発電量係数と大気外日射量との積により算出すればよい。また、回帰係数は、より簡単に、当該発電量実績グループに属する発電量係数の平均値を採用してもよい。また、回帰曲線として、原点を通らない直線、ロジスティック曲線などを採用して、回帰分析を行ってもよい。なお、配列ＩＶ及び配列ＤＶの機能は、例えば予測発電量算出部１１が記憶装置を備えることにより実現する。
【００３８】
回帰分析の手法としては、重みづけ最小二乗法を用いてもよい。例えば、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、重みを大きくした重みづけ最小二乗法を用いることが考えられる。例えば、発電量実績の蓄積期間が長い場合、蓄積期間内のある時点で太陽光発電システム２の近くに高い建物が建つことが考えられる。その場合、建物が建った時点の前後で太陽光発電システム２に対する日射量に大きな差が生じる。そこで、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づ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発電量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。
【００３９】
以上、太陽光発電量予測装置１の機能的構成を説明した。発電量実績取得部４は請求の範囲に記載の発電量実績取得手段として機能する。発電量実績記憶部５は請求の範囲に記載の発電量実績記憶手段として機能する。大気外日射量算出部７は請求の範囲に記載の大気外日射量算出手段として機能する。気象予報取得部１０は請求の範囲に記載の気象予報取得手段として機能する。発電量実績分類部８は請求の範囲に記載の発電量実績分類手段として機能する。予測発電量算出部１１は請求の範囲に記載の予測発電量算出手段として機能する。
【００４０】
次に、太陽光発電量予測装置１のハードウェア構成例を、図１４を参照しながら説明する。太陽光発電量予測装置１は、処理を実行するプロセッサ１００１と、情報を記憶するメモリ１００２と、情報の送受信を行うインタフェース１００３とを備える。
【００４１】
メモリ１００２は、例えば、DRAM（Dynamic Random Access Memory）、フラッシュメモリ、磁気ディスク装置などの記憶装置である。メモリ１００２により、発電量実績記憶部５の機能が実現される。
【００４２】
プロセッサ１００１は、例えば、メモリ１００２に格納されるプログラムを実行するCPU（Central Processing Unit）である。プロセッサ１００１により、発電量実績取得部４、大気外日射量算出部７、発電量実績分類部８、気象予報取得部１０、および予測発電量算出部１１の各機能が実現される。
【００４３】
インタフェース１００３は、例えば各種I/O（Input/Output）ポートである。インタフェース１００３が電力量計測装置３及び気象情報源９と接続されることにより、発電量実績取得部４が発電量実績を、気象予報取得部１０が気象予報情報を、それぞれ取得可能となる。
【００４４】
図１４ではプロセッサ１００１は１つのみ図示されているが、複数のプロセッサが協働して上記機能を実現してもよい。また、メモリ１００２も同様に図１４には１つのみ図示されているが、複数のメモリが協働して上記機能を実現してもよい。
【００４５】
例えば、第１のプロセッサが発電量実績取得部４及び発電量実績分類部８の機能を実現し、第２のプロセッサが大気外日射量算出部７、気象予報取得部１０、及び予測発電量算出部１１の機能を実現する構成であってもよい。このとき第１のプロセッサと第２のプロセッサは１つの装置に搭載されていなくてもよい。例えば、クラウド上のサーバが第１のプロセッサを備え、ネットワークを介してサーバと接続されたクライアント端末が第２のプロセッサを備える構成であってもよい。この場合、サーバが第１のメモリを備え、クライアント端末が第２のメモリを備える構成となる。
【００４６】
太陽光発電量予測装置１の機能を実現する中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、上記機能を実現するための専用プログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して配布する。そして、専用プログラムをコンピュータにインストールして実行させることにより、通常のコンピュータシステムにより上記機能を実現できる。また、上記機能の一部をOS（Operating System）に分担させ、OSと専用プログラムとの協働により上記機能を実現してもよい。この場合、専用プログラムのみを記録媒体に格納してもよい。
【００４７】
なお、図１４は一例であり、上記のハードウェア構成以外によっても太陽光発電量予測装置１を構成可能である。例えば、通常のコンピュータシステムによらず、太陽光発電量予測装置１の機能を専用の信号処理回路により実現してもよい。
【００４８】
次に、太陽光発電量予測装置１の動作について図面を参照しながら説明する。太陽光発電量予測装置１の動作は、発電量実績分類部８による発電量係数の分類と、予測発電量算出部１１による発電量の予測と、に大別される。なお、前述のとおり、発電量実績取得部４が、一定時間ごとに発電量実績を取得し、発電量実績記憶部５が、取得した発電量実績を記憶する。
【００４９】
まず、図３を参照しながら、発電量係数の分類について説明する。発電量実績分類部８は、発電量実績記憶部５から発電量実績を取得する（ステップＳ１０１）。取得する発電量実績は、発電量実績記憶部５に格納されているすべての発電量実績でもよいし、直近１５日間などの一定の期間内を対象とした発電量実績でもよい。また、９−１６時などの一定の時間帯を対象とした発電量実績でもよいし、直近５００個などの一定のデータ数の発電量実績でもよい。ただし、夜間など大気外日射量が０または非常に小さい時間帯は、気象属性による発電量の差が表れない、あるいは表れにくいのでこれらの時間帯を対象とした発電量実績は取得しない。ステップＳ１０１で取得した発電量実績のデータ数をＮ個とする。
【００５０】
発電量実績分類部８は、取得したＮ個の発電量実績全てに対するループ処理により発電量係数を算出する（ステップＳ１０２−Ｓ１０５）。ループ内では、ｉ番目の発電量実績に含まれる、計測した日及び時間帯に対応する大気外日射量を、大気外日射量算出部７から取得し（ステップＳ１０３）。ｉ番目の発電量実績に含まれる発電量を、取得した大気外日射量で除することにより発電量係数を算出する（ステップＳ１０４）。発電量実績分類部８は、ループ処理が終了したら、算出した発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する（ステップＳ１０６）。
【００５１】
発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類することにより、発電量係数に対応する気象属性を推定することができる。そのため、過去の気象情報を記憶しておく必要がなく、記憶すべきデータ量を削減することができる。
【００５２】
次に、図４を参照しながら、発電量の予測について説明する。予測発電量算出部１１は、予測対象となる時間帯全てに対するループ処理により各時間帯の発電量を予測する（ステップＳ２０１−Ｓ２１２）。図４に示す動作では、１日を４８個の時間帯に分けたものと仮定している。以下、ステップＳ２０２からＳ２１１までの処理では、Ｔ番目の時間帯に対する発電量予測を予測するものとして説明する。ただし、Ｔは０から４７までの自然数であり、０番目からカウントする。また、Ｔ番目の時間帯を単に時間帯Ｔと記載する。
【００５３】
予測発電量算出部１１は、時間帯Ｔに対応する気象予報情報を気象予報取得部１０から取得する（ステップＳ２０２）。次に、予測発電量算出部１１は、取得した気象予報情報に対応する気象属性と対応付けられた発電量実績グループを特定する（ステップＳ２０３）。予測発電量算出部１１は、特定した発電量実績グループに属する発電量係数のうち、同じ時間帯Ｔについての発電量係数を取得する（ステップＳ２０４）。取得した発電量係数の個数をＭ個とする。
【００５４】
予測発電量算出部１１は、取得したＭ個の発電量係数すべてに対するループ処理により、上述の回帰分析のためのデータ作成を行う（ステップＳ２０５−Ｓ２０８）。予測発電量算出部１１は、処理対象の発電量係数に対応する大気外日射量を大気外日射量算出部７から取得して、大気外日射量を格納するための配列ＩＶに追加する（ステップＳ２０６）。予測発電量算出部１１は、処理対象の発電量係数に対応する発電量実績を発電量実績記憶部５から取得して、発電量実績を格納するための配列ＤＶに追加する（ステップＳ２０７）。なお、発電量係数と大気外日射量とを乗じることにより発電量実績を取得してもよい。
【００５５】
予測発電量算出部１１は、配列ＩＶに格納された大気外日射量と、配列ＤＶに格納された発電量と、を回帰分析して回帰係数を求める（ステップＳ２０９）。前述のとおり、回帰係数は予測発電量係数である、ともいえる。予測発電量算出部１１は、時間帯Ｔに対応する大気外日射量を大気外日射量算出部７から取得する（ステップＳ２１０）。予測発電量算出部１１は、求めた回帰係数と大気外日射量とを乗じることにより、時間帯Ｔに対応する予測発電量を算出する（ステップＳ２１１）。
【００５６】
なお、ステップＳ２０３で取得した発電量実績グループに、予測対象日の月日と隔たりの大きい月日のデータが含まれている場合、予測対象日と発電傾向が異なる可能性が高いため予測精度が悪くなる。そのため、ステップＳ２０４で取得する発電量係数については、一定の期間に関するもののみを取得してもよい。例えば、図５に示すとおり、直近１５日以内と、過去年の同月日とその前後１５日以内のデータに限定して発電量係数を取得することが考えられる。
【００５７】
以上、太陽光発電量予測装置１の構成及び動作について説明をした。太陽光発電量予測装置１は、気象情報に基づいて発電量係数を発電量実績グループに分類し、気象情報に基づいて発電量予測の際に参照する発電量実績グループを特定する。気象情報は分類及び特定のために使用されるのみであり、気象情報は蓄積されない。よって、太陽光発電量予測装置１によれば、過去の気象情報を蓄積することなく、太陽光発電システム２の設置位置情報と、過去の発電量実績と、大気外日射量と、予測対象日における気象予報情報と、に基づいて、予測対象日における各時間帯の予測発電量を算出することができる。過去の気象情報を蓄積する必要がないため、必要なデータ記憶容量を削減することができる。
【００５８】
太陽光発電量予測装置１の各機能を、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もできる。あるいは、太陽光発電量予測装置１の各機能を、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により太陽光発電量予測装置１の各機能を実現する場合、１つのサーバによる構成としてもよいし、各機能を複数のサーバに分散させる構成としてもよい。さらに、１つの機能を複数のサーバに分散させてもよい。太陽光発電量予測装置１の全機能が、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１でもある。
【００５９】
太陽光発電量予測装置１の機能を、サーバと端末とで分担する構成とすることもできる。以下、太陽光発電量予測装置１の構成と共通する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示す太陽光発電量予測装置１Ａは、サーバ７１Ａと端末７２Ａとを備える。
【００６０】
端末７２Ａは、大気外日射量算出部７と、気象予報取得部１０と、電力量計測装置３から発電量実績を取得してサーバ７１Ａに送信する発電量実績通信部７３Ａと、サーバ７１Ａ内の発電量実績記憶部５Ａから発電量実績を取得する発電量実績取得部４Ａと、発電量実績分類部８と、予測発電量算出部１１とを備える。
【００６１】
サーバ７１Ａは、端末７２Ａから発電量実績を受信する発電量実績受信部７４Ａと、発電量実績受信部７４Ａが受信した発電量実績を格納する発電量実績記憶部５Ａと、を備える。
【００６２】
端末７２Ａは、例えば、家庭内のエネルギーを管理するHEMS（Home Energy Management System）端末である。１つのサーバ７１Ａに対して、複数の端末７２Ａを接続してもよい。この構成により、サーバ７１Ａに大量の発電量実績を蓄積させつつも、端末７２Ａにおいて必要なデータ記憶容量を削減することができる。
【００６３】
また、図８に示すとおり、太陽光発電量予測装置１の機能分担を図７とは異なる構成とすることもできる。図８に示す太陽光発電量予測装置１Ｂはサーバ７１Ｂと端末７２Ｂとを備える。
【００６４】
端末７２Ｂは、大気外日射量算出部７と、電力量計測装置３から発電量実績を取得して発電量係数算出部８４Ｂに出力する発電量実績通信部７３Ｂと、発電量実績通信部７３Ｂから取得した発電量実績と大気外日射量算出部７から取得した大気外日射量とに基づいて発電量係数を算出してサーバ７１Ｂに送信する発電量係数算出部８４Ｂと、サーバ７１Ｂから予測発電量係数を取得して予測発電量算出部１１Ｂに出力する発電量係数取得部８９Ｂと、発電量係数取得部８９Ｂから取得した予測発電量係数と大気外日射量算出部７から取得した大気外日射量とを乗ずることにより予測発電量を算出する予測発電量算出部１１Ｂと、を備える。
【００６５】
サーバ７１Ｂは、気象予報取得部１０と、端末７２Ｂから発電量係数を受信する発電量係数受信部８５Ｂと、発電量係数受信部８５Ｂが受信した発電量係数を格納する発電量係数記憶部８６Ｂと、発電量係数記憶部８６Ｂから発電量係数を取得して気象属性と対応付けられた発電量係数グループに分類する発電量係数分類部８７Ｂと、気象予報取得部１０から取得した気象予報情報に基づいて発電量係数グループを選択し、選択した発電量係数グループに属する発電量係数に対して回帰分析を行って予測対象日の各時間帯における予測発電量係数を算出して端末７２Ｂに送信する予測発電量係数算出部８８Ｂと、を備える。
【００６６】
この構成により、発電量予測に必要な処理の一部をサーバ７１Ｂが担うことになるので、端末７２Ｂにおいて必要なデータ記憶容量を削減できることに加え、端末７２Ｂの処理量も削減することができる。
【００６７】
（実施の形態２）
図９を参照しながら、太陽光発電量予測装置１Ｃの機能的構成を説明する。太陽光発電量予測装置１Ｃは、大気外日射量算出部７と、気象予報取得部１０と、発電量実績取得部４と、予測発電量算出部１１と、発電量予測に利用するか否かを示す値を含む発電量実績を蓄積し、その値が発電量実績更新部９４Ｃにより更新される発電量実績記憶部５Ｃと、発電量実績記憶部５Ｃに蓄積される発電量実績のうち、発電量予測に利用することを示す値を含むもののみを発電量実績グループに分類する発電量実績分類部８Ｃと、予測発電量算出部１１が算出した予測発電量を予測した日及び時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶部９２Ｃと、発電量実績記憶部５Ｃに蓄積された発電量実績と、予測実績記憶部９２Ｃに蓄積された予測実績と、の比較結果に基づいて発電量予測の精度を下げる原因となる発電量実績を抽出する抽出部９３Ｃと、抽出部９３Ｃが抽出した発電量実績を、発電量の予測に利用できないものとするために発電量実績記憶部５Ｃを更新する発電量実績更新部９４Ｃと、を備える。
【００６８】
発電量実績記憶部５Ｃに蓄積される発電量実績を格納する発電量実績テーブルは、図１０に示すように、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及び発電量フィールド２４に加えて、予測利用フラグフィールド１０１Ｃを含む。予測利用フラグフィールド１０１Ｃには、当該発電量実績を発電量予測に利用するか否かを表す値が格納される。予測利用フラグフィールド１０１Ｃに格納される値の初期値は「利用する」だが、発電量実績更新部９４Ｃにより更新される。
【００６９】
発電量実績分類部８Ｃによる発電量係数の分類は、ほぼ実施の形態１と同様だが、予測利用フラグフィールド１０１Ｃに格納される値が「利用する」となっている発電量実績に対してのみ、発電量係数の算出及び発電量係数の分類が行われる。予測利用フラグフィールド１０１Ｃに格納される値が「利用しない」となっている発電量実績に対する発電量係数の算出及び分類を行わないことにより、予測発電量算出部１１がこれらの発電量実績を利用しないものとなる。
【００７０】
予測実績記憶部９２Ｃは、予測発電量算出部１１が算出した予測発電量を、予測した日及び時間帯と紐付けて予測実績として予測実績テーブルに格納する。図１１に示すとおり、予測実績テーブルは、年月日フィールド１１１Ｃと、時間帯フィールド１１２Ｃと、太陽光発電システムＩＤフィールド１１３Ｃと、予測発電量フィールド１１４Ｃと、を含む。
【００７１】
抽出部９３Ｃは、発電量実績を発電量実績記憶部５Ｃから取得し、予測実績を予測実績記憶部９２Ｃから取得する。抽出部９３Ｃは、取得した予測実績と、取得した発電量実績とを比較して、同日同時間帯における予測発電量と計測した発電量との差の大小に基づいて、発電量予測の精度を下げる原因となる発電量実績を抽出する。抽出部９３Ｃの動作については後述する。抽出部９３Ｃの動作は、例えば予測発電量算出部１１が特定の日を予測対象日として予測しようとするタイミングで実行される。
【００７２】
発電量実績更新部９４Ｃは、発電量実績記憶部５Ｃに蓄積される発電量実績のうち、抽出部９３Ｃが抽出した発電量実績に対応する予測利用フラグフィールド１０１Ｃの値を「利用しない」に変更する更新を行う。
【００７３】
以上、太陽光発電量予測装置１Ｃの構成を説明した。予測実績記憶部９２Ｃは請求の範囲に記載の予測実績記憶手段として機能する。抽出部９３Ｃは請求の範囲に記載の抽出手段として機能する。発電量実績更新部９４Ｃは請求の範囲に記載の発電量実績更新手段として機能する。
【００７４】
次に、図５、図１２及び図１３を参照しながら、抽出部９３Ｃの動作について具体例を挙げつつ説明する。例として、予測対象日を２０１７年７月１日とし、予測時間帯を「０８００」で表現される時間帯とする。
【００７５】
まず、抽出部９３Ｃは、発電量予測に利用する発電量実績を発電量実績記憶部５Ｃから取得する（ステップＳ３０１）。発電量予測に利用する発電量実績とは、例えば図５に示すとおり、直近１５日以内と、過去３年の同月日とその前後１５日以内のデータである。
【００７６】
次に、抽出部９３Ｃは、取得した各発電量実績に対するループ処理により、予測外れリストを作成する（ステップＳ３０２−Ｓ３０６）。まず、抽出部９３Ｃは、ループ処理の対象となる発電量実績に含まれる、計測した日及び時間帯を抽出する。抽出した日及び時間帯と同一の予測日及び予測時間帯を含む予測実績を予測実績記憶部９２Ｃから取得する（ステップＳ３０３）。本例では直近１５日以内と、過去３年の同月日とその前後１５日以内の、「０８００」時間帯に対する予測実績である。次に、抽出部９３Ｃは、発電量実績に含まれる発電量と、予測実績に含まれる予測発電量と、の間に一定以上の差があるかを判断する（ステップＳ３０４）。一定以上の差とは、例えば発電量と予測発電量との差が発電量の２０％以上ある場合である。本例では、２０１７年６月１７日、同年月２０日、同年月２８日及び同年月３０日に一定以上の差があるとする。一定以上の差がある場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、当該予測日及び予測時間帯の組を予測外れリスト１３１Ｃに追加し（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０６に進む。一定以上の差がない場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、予測外れリスト１３１Ｃに追加することなくステップＳ３０６に進む。本例では、図１３に示すとおり、２０１７年６月１７日、同年月２０日、同年月２８日及び同年月３０日の各「０８００」時間帯が予測外れリスト１３１Ｃに追加される。
【００７７】
そして抽出部９３Ｃは、予測外れリスト１３１Ｃ内の各予測日及び予測時間帯に対する発電量予測を行ったときに利用した発電量実績を除外候補として抽出する。本例では、図１３の太線で示される日の「０８００」時間帯における発電量実績が除外候補として抽出される。そして、一定の回数以上抽出された除外候補を発電量予測の精度を下げる原因となる発電量実績として抽出する（ステップＳ３０７）。一定の回数以上とは、例えば３回以上である。また、例えば、発電量予測に利用した発電量実績の合計日数の１割以上の回数としてもよい。本例では、図１３に示すとおり、２０１７年６月１３日から同年月１９日までの各日の「０８００」時間帯における発電量実績が、除外候補として３回以上抽出されている。よってこれらの発電量実績が、発電量予測の精度を下げる原因となる発電量実績として抽出される。
【００７８】
この抽出部９３Ｃの動作により抽出された、発電量予測の精度を下げる原因となる発電量実績に対して、発電量実績更新部９４Ｃが当該発電量実績に対応する予測利用フラグフィールド１０１Ｃの値を「利用しない」に更新する。
【００７９】
なお、上記の説明では予測利用フラグフィールド１０１Ｃの値を「利用する」、「利用しない」の２つとしたが、これらの２値に代えて信頼度の数値で表してもよい。例えば、発電量と予測発電量との差をポイント化して、除外候補ごとのポイント合計に基づいて、当該発電量実績の重みを算出し、重みづけ最小二乗法による回帰分析を行う際の重みとして用いてもよい。また、除外候補として抽出された回数を重みとして、重みづけ最小二乗法による回帰分析をおこなってもよい。
【００８０】
太陽光発電量予測装置１Ｃにより、予測外れの原因となる発電量実績を除外して予測を行うことができるので、予測精度が向上する。
【００８１】
本発明は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、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。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及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。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は太陽光発電システムにおける発電量の予測に好適である。
【符号の説明】
【００８３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  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、４Ａ  発電量実績取得部、５、５Ａ、５Ｃ  発電量実績記憶部、６  位置情報源、７  大気外日射量算出部、８、８Ｃ  発電量実績分類部、９  気象情報源、１０  気象予報取得部、１１、１１Ｂ  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、７１Ａ、７１Ｂ  サーバ、７２Ａ、７２Ｂ  端末、７３Ａ、７３Ｂ  発電量実績通信部、７４Ａ  発電量実績受信部、８４Ｂ  発電量係数算出部、８５Ｂ  発電量係数受信部、８６Ｂ  発電量係数記憶部、８７Ｂ  発電量係数分類部、８８Ｂ  予測発電量係数算出部、８９Ｂ  発電量係数取得部、９２Ｃ  予測実績記憶部、９３Ｃ  抽出部、９４Ｃ  発電量実績更新部、１０１Ｃ  予測利用フラグフィールド、１１１Ｃ  年月日フィールド、１１２Ｃ  時間帯フィールド、１１３Ｃ  太陽光発電システムＩＤフィールド、１１４Ｃ  予測発電量フィールド、１３１Ｃ  予測外れリスト、  １００１  プロセッサ、  １００２  メモリ、  １００３  インタフェース。
【図１】
2019021438.tif 000003
【図２】
2019021438.tif 000004
【図３】
2019021438.tif 000005
【図４】
2019021438.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019021438.tif 000009
【図８】
2019021438.tif 000010
【図９】
2019021438.tif 000011
【図１０】
2019021438.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2019021438.tif 000014
【図１３】
2019021438.tif 000015
【図１４】
2019021438.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月18日(2019.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る太陽光発電量予測装置は、発電量実績取得手段と、発電量実績記憶手段と、大気外日射量算出手段と、気象予報取得手段と、発電量実績分類手段と、予測発電量算出手段と、を備える。発電量実績取得手段は、太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する。発電量実績記憶手段は、発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する。大気外日射量算出手段は、太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する。気象予報取得手段は、太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する。発電量実績分類手段は、大気外日射量算出手段に、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、発電量実績に含まれる発電量と算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する。発電量実績分類手段は、発電量係数を発電量係数の大小に応じて分類する。予測発電量算出手段は、気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた発電量実績グループと、大気外日射量算出手段が算出した、予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する。
あるいは、本発明に係る太陽光発電量予測装置は、発電量実績取得手段と、発電量実績記憶手段と、大気外日射量算出手段と、気象予報取得手段と、発電量実績分類手段と、予測発電量算出手段と、予測実績記憶手段と、抽出手段と、発電量実績更新手段と、を備える。発電量実績取得手段は、太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する。発電量実績記憶手段は、発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する。大気外日射量算出手段は、太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する。気象予報取得手段は、太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する。発電量実績分類手段は、大気外日射量算出手段に、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、発電量実績に含まれる発電量と算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する。予測発電量算出手段は、気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた発電量実績グループと、大気外日射量算出手段が算出した、予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する。予測実績記憶手段は、予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する。抽出手段は、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、発電量実績に含まれる発電量と予測実績に含まれる予測発電量との間に一定以上の差がある日及び時間帯における予測実績を取得し、取得した予測実績に係る発電量予測において一定以上用いられた発電量実績を抽出する。発電量実績更新手段は、抽出手段が抽出した発電量実績を発電量予測に利用できなくするために、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新する。
あるいは、本発明に係る太陽光発電量予測装置は、発電量実績取得手段と、発電量実績記憶手段と、大気外日射量算出手段と、気象予報取得手段と、発電量実績分類手段と、予測発電量算出手段と、予測実績記憶手段と、抽出手段と、発電量実績更新手段と、を備える。発電量実績取得手段は、太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する。発電量実績記憶手段は、発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する。大気外日射量算出手段は、太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する。気象予報取得手段は、太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する。発電量実績分類手段は、大気外日射量算出手段に、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、発電量実績に含まれる発電量と算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する。予測発電量算出手段は、気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた発電量実績グループと、大気外日射量算出手段が算出した、予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する。予測実績記憶手段は、予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する。抽出手段は、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、比較した予測実績に係る発電量予測において用いられた発電量実績を、比較した発電量実績に係る発電量と比較した予測実績に係る予測発電量との差を重みとして紐付けた上で抽出する。発電量実績更新手段は、発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新し、抽出手段が抽出した発電量実績を重みと紐付けて発電量実績記憶手段に記憶させる。予測発電量算出手段は、重みを用いた重みづけ最小二乗法により予測発電量を算出する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する発電量実績記憶手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する気象予報取得手段と、
前記大気外日射量算出手段に、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類手段と、
前記気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
を備え、
前記発電量実績分類手段は、前記発電量係数を前記発電量係数の大小に応じて分類する、
太陽光発電量予測装置。
【請求項２】
太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する発電量実績記憶手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する気象予報取得手段と、
前記大気外日射量算出手段に、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類手段と、
前記気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
前記予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶手段と、
前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と前記予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、前記発電量実績に含まれる発電量と前記予測実績に含まれる予測発電量との間に一定以上の差がある日及び時間帯における予測実績を取得し、取得した予測実績に係る発電量予測において一定以上用いられた発電量実績を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した発電量実績を発電量予測に利用できなくするために、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新する発電量実績更新手段と、
を備える太陽光発電量予測装置。
【請求項３】
太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記発電量実績取得手段が取得した発電量実績を蓄積する発電量実績記憶手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所を対象地域に含む気象予報情報を取得する気象予報取得手段と、
前記大気外日射量算出手段に、前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量を算出させ、前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類手段と、
前記気象予報取得手段が取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
前記予測発電量算出手段が算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶手段と、
前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績と前記予測実績記憶手段が蓄積する予測実績とを比較し、比較した予測実績に係る発電量予測において用いられた発電量実績を、比較した発電量実績に係る発電量と比較した予測実績に係る予測発電量との差を重みとして紐付けた上で抽出する抽出手段と、
前記発電量実績記憶手段が蓄積する発電量実績を更新し、前記抽出手段が抽出した発電量実績を前記重みと紐付けて前記発電量実績記憶手段に記憶させる発電量実績更新手段と、
をさらに備え、
前記予測発電量算出手段は、前記重みを用いた重みづけ最小二乗法により予測発電量を算出する、
太陽光発電量予測装置。
【請求項４】
前記発電量実績分類手段は、前記発電量係数を前記発電量係数の大小に応じて分類する、
請求項２又は３に記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項５】
前記予測発電量算出手段は、前記発電量実績グループに属する発電量係数の平均値である予測発電量係数と前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて予測発電量を算出する、
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】
前記予測発電量算出手段は、前記発電量実績グループに属する発電量係数に対応する発電量実績に含まれる発電量と前記発電量実績に含まれる取得日及び取得時間帯における大気外日射量とを回帰分析して得られる予測発電量係数と、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する、
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７】
太陽光発電システムの発電量を、取得日及び取得時間帯とともに発電量実績として取得する発電量実績取得手段と、
前記太陽光発電システムの設置場所における大気外日射量を算出する大気外日射量算出手段と、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記算出した大気外日射量とに基づいて算出され、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類された発電量係数のうち、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類された発電量係数と、前記大気外日射量算出手段が算出した、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出手段と、
を備え、
前記発電量係数は、前記発電量係数の大小に応じて分類されたものである、
太陽光発電量予測装置。
【請求項８】
太陽光発電システムと、
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と、
を備え、
前記発電量実績取得手段は前記太陽光発電システムから発電量を取得する、
太陽光発電量予測システム。
【請求項９】
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
を有し、
前記発電量実績分類ステップでは、前記発電量係数を前記発電量係数の大小に応じて分類する、
予測方法。
【請求項１０】
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
前記予測発電量算出ステップにて算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績と前記予測実績記憶ステップにて蓄積した予測実績とを比較し、前記発電量実績に含まれる発電量と前記予測実績に含まれる予測発電量との間に一定以上の差がある日及び時間帯における予測実績を取得し、取得した予測実績に係る発電量予測において一定以上用いられた発電量実績を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにて抽出した発電量実績を発電量予測に利用できなくするために、前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績を更新する発電量実績更新ステップと、
を有する予測方法。
【請求項１１】
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
前記予測発電量算出ステップにて算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績と前記予測実績記憶ステップにて蓄積した予測実績とを比較し、比較した予測実績に係る発電量予測において用いられた発電量実績を、比較した発電量実績に係る発電量と比較した予測実績に係る予測発電量との差を重みとして紐付けた上で抽出する抽出ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績を更新し、前記抽出ステップにて抽出した発電量実績を前記重みと紐付けて記憶する発電量実績更新ステップと、
を有し、
前記予測発電量算出ステップでは、前記重みを用いた重みづけ最小二乗法により予測発電量を算出する、
予測方法。
【請求項１２】
コンピュータに、
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
を実行させ、
前記発電量実績分類ステップでは、前記発電量係数を前記発電量係数の大小に応じて分類する、
プログラム。
【請求項１３】
コンピュータに、
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
前記予測発電量算出ステップにて算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績と前記予測実績記憶ステップにて蓄積した予測実績とを比較し、前記発電量実績に含まれる発電量と前記予測実績に含まれる予測発電量との間に一定以上の差がある日及び時間帯における予測実績を取得し、取得した予測実績に係る発電量予測において一定以上用いられた発電量実績を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにて抽出した発電量実績を発電量予測に利用できなくするために、前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績を更新する発電量実績更新ステップと、
を実行させるプログラム。
【請求項１４】
コンピュータに、
太陽光発電システムの発電量の実績を発電量実績として蓄積する発電量実績記憶ステップと、
気象予報情報を取得する気象予報取得ステップと、
前記発電量実績に含まれる発電量と前記発電量を取得した日及び時間帯における大気外日射量とに基づいて算出される発電量係数を、気象属性と対応付けられた発電量実績グループに分類する発電量実績分類ステップと、
前記気象予報取得ステップで取得した、予測対象となる日及び時間帯を対象に含む気象予報情報と、前記取得した気象予報情報に応じた気象属性と対応付けられた前記発電量実績グループと、前記予測対象となる日及び時間帯における大気外日射量と、に基づいて予測発電量を算出する予測発電量算出ステップと、
前記予測発電量算出ステップにて算出した予測発電量を予測日及び予測時間帯とともに予測実績として蓄積する予測実績記憶ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績と前記予測実績記憶ステップにて蓄積した予測実績とを比較し、比較した予測実績に係る発電量予測において用いられた発電量実績を、比較した発電量実績に係る発電量と比較した予測実績に係る予測発電量との差を重みとして紐付けた上で抽出する抽出ステップと、
前記発電量実績記憶ステップにて蓄積した発電量実績を更新し、前記抽出ステップにて抽出した発電量実績を前記重みと紐付けて記憶する発電量実績更新ステップと、
を実行させ、
前記予測発電量算出ステップでは、前記重みを用いた重みづけ最小二乗法により予測発電量を算出する、
プログラム。
【国際調査報告】
2019021438.tif 000017
2019021438.tif 000018