(57)【要約】【課題】本発明はインバータのＭＰＰＴ性能を診断し発電効率を向上させる太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置及び方法を提供することを目的の一つとする。【解決手段】本発明は太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置及び方法に関し、太陽電池アレイの各ストリングの電圧及び電流、接続盤を介してインバータに入力されるＤＣ電圧などの各種データ、及びインバータ出力端のＡＣ電圧などの各種データ、気象センサ部の各種日射量、モジュール温度及び外部温度を収集する計測部と、計測部からの各種データを格納する格納部と、計測部から日射量及びモジュール温度を受け取り最大出力電圧を推定する最大出力電圧推定部と、計測部のインバータ入力電圧と最大出力電圧推定部の推定最大出力電圧とから最大出力電圧を診断する最大出力電圧診断部と、最大出力電圧診断部からの診断結果を出力する出力部とを含む。【選択図】図４
2018018505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のＰＶモジュールが直列又は並列に接続されてＤＣ電力を生産するために多数のストリングで構成された太陽電池アレイと、
前記太陽電池アレイから生産されたＤＣ電力をまとめて伝達する接続盤と、
前記接続盤を介して伝達されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換して出力するインバータと、
前記太陽電池アレイの水平面及び傾斜面日射量、モジュール温度及び外部温度を測定する気象センサ部と、
前記太陽電池アレイの各ストリングに対する電圧及び電流、前記接続盤を介してインバータに入力されるＤＣ電圧、ＤＣ電流、ＤＣ電力、及び前記インバータ出力端のＡＣ電圧、ＡＣ電流、ＡＣ電力、力率、周波数、累積発電量、そして、前記気象センサ部からの水平面日射量、傾斜面日射量、モジュール温度及び外部温度をそれぞれ受け取って収集する計測部と、
前記計測部から収集された各種データを受け取って格納する格納部と、
前記計測部から収集された日射量及びモジュール温度を受け取って最大出力電圧を推定する最大出力電圧推定部と、
前記計測部のインバータ入力電圧と前記最大出力電圧推定部の推定最大出力電圧をそれぞれ受け取って比較することによって、最大出力電圧を診断する最大出力電圧診断部と、
前記最大出力電圧診断部からの診断結果を外部に出力する出力部とを含んでなることを特徴とする、太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置。
【請求項２】
前記計測部を介して収集されたデータは、モニタリングシステムで状態を感知するための用途に使用され、日射量、モジュール温度、及びインバータ入力電圧となる最大出力電圧は、最大電力追従の診断のために使用されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置。
【請求項３】
前記格納部は、前記計測部で収集された各種データを格納する機能を果たし、数秒の通信間隔を通じて収集されるサンプリングデータの平均値を計算し、１０分又は１５分区間間隔で格納することを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置。
【請求項４】
前記最大出力電圧推定部は、前記計測部から入力された日射量及びモジュール温度に対して最大出力電圧を算出し、前記最大出力電圧は、近似モデルを構築した後、近似モデルを用いて最大出力電圧を算出することを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置。
【請求項５】
前記最大出力電圧診断部は、ＭＰＰＴが正常動作しているか否かを判断し、前記最大出力電圧推定部で日射量及びモジュール温度に対して推定（予測）された最大出力電圧と、計測されたインバータ入力電圧とを比較して、ＭＰＰＴ制御が正常動作しているか否かを診断することを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置。
【請求項６】
前記出力部は、最大出力電圧追従が正常であるか否かを表示する機能を果たし、場合によって、イベントを発生させて管理者に直ちに知らせる機能を果たすことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置。
【請求項７】
太陽電池アレイ、接続盤、インバータからなる太陽光発電部と、日射量、モジュール温度及び外部温度を検出する気象センサ部とを構築するステップと、
前記太陽電池アレイの各ストリングに対する電圧及び電流、前記接続盤を介してインバータに入力されるＤＣ電圧、ＤＣ電流、ＤＣ電力、及び前記インバータ出力端のＡＣ電圧、ＡＣ電流、ＡＣ電力、力率、周波数、累積発電量、そして、前記気象センサ部からの水平面日射量、傾斜面日射量、モジュール温度及び外部温度に対するデータをそれぞれ受け取って収集するステップと、
前記収集された各種データを格納するステップと、
前記収集された日射量及びモジュール温度を受け取って最大出力電圧を推定するステップと、
前記収集されたインバータ入力電圧と前記推定最大出力電圧をそれぞれ受け取って比較することによって、最大出力電圧を診断するステップと、
前記最大出力電圧の診断結果を外部に出力するステップとを含んでなることを特徴とする、太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断方法。
【請求項８】
前記最大出力電圧推定部は、前記計測部から入力された日射量及びモジュール温度に対して最大出力電圧を算出し、前記最大出力電圧は、近似モデルを構築した後、近似モデルを用いて最大出力電圧を算出することを特徴とする、請求項７に記載の太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断方法。
（ここで、前記計測部で収集された日射量及びモジュール温度に対する最大出力電圧の関係は、線形関係で定義し、次の数式２のように線形式で定義する。数式２において、ｘ１は日射量、ｘ２はモジュール温度、ｙは最大出力電圧を意味し、ａ０、ａ１、ａ２、ａ３は、多項式の係数であって、太陽光発電所毎に格納されたデータを用いて学習を通じて算定することができる。
【数２】
2018018505.tif 000010
ここで、前記多項式の係数であるａ０、ａ１、ａ２、ａ３は、次のようなステップで算定する。
ステップ１：前記格納されたデータから日射量（Ｘ１）、モジュール温度（Ｘ２）、インバータ入力電圧（Ｙ）、発電電力を読み込む。格納された期間とデータの数とは比例し、最小１ヵ月以上の格納されたデータを読み込む。
ステップ２：フィルタリングを介して、異常動作時に格納されたデータを除外する。まず、日射量が３００以下であるデータセットを探して除去する。その後、数式１を用いて日射量、モジュール温度に対して発電基準電力を計算し、この値と発電電力とが２０％以上の差があるデータを除去する。
ステップ３：フィルタリングデータをｍ個と仮定すると、日射量（Ｘ１）、モジュール温度（Ｘ２）、インバータ入力電圧（Ｙ）は、それぞれ数式３、数式４、数式５のようにベクトルで表現することができ、入力ベクトルを用いて、数式６のように定義される拡張行列を生成する。
【数３】
2018018505.tif 000011
【数４】
2018018505.tif 000012
【数５】
2018018505.tif 000013
【数６】
2018018505.tif 000014
ステップ４：多項式の係数ベクトルＡを、数式７のように最小二乗法を用いて算定する。ここで、Ａ＝［ａ０  ａ１  ａ２  ａ３］Ｔのように定義される多項式ベクトルであり、Ｘ、Ｙは、それぞれ、数式６と数式５のように定義される拡張行列と出力ベクトルである。
【数７】
2018018505.tif 000015
前記の方法によって近似モデルを構築する。）
【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インバータＭＰＰＴ性能診断装置及び方法に関する。特に、太陽光発電効率を向上させるようにした太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽光発電システムは、太陽光を直流電力に変換するＰＶモジュール、及び直流電力をＡＣ電力に変換するインバータで構成される。設置のために付加的に構造物と接続盤などがさらに構成され、効率的な運営のために気象センサとモニタリングシステムも含むことができる。
【０００３】
このような太陽光発電システムは、小容量のＰＶモジュールを多数直列及び並列に接続して大容量の発電システムを構成し、一部のＰＶモジュールで異常が発生しても、全体システムは発電量が減少した状態で動作する。接続盤は、ＰＶモジュールを直列に接続したストリングを並列に接続する装置であって、ストリング毎に逆電流を防止するためのブロッキングダイオード及び過電流防止のためのヒューズを基本的に装着する。
【０００４】
多数のストリングで構成された太陽光発電システムにおいて接続盤の特定のストリングのヒューズが短絡されたり、スイッチが遮断されたりしても、当該太陽光発電システムは正常に動作する。
【０００５】
そのため、太陽光発電システムの発電効率を高めるためには、設備が正常動作しているか否かを最大限迅速に把握しなければならない。
【０００６】
一方、インバータは、ＰＶモジュールから出力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する機能、及びＰＶモジュールが最大出力を出すことができるようにＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行う機能がある。
【０００７】
図１Ａは、ＰＶモジュールの日射量による電流−電圧特性を示したグラフであり、図１Ｂは、ＰＶモジュールの日射量による電圧−電力特性を示したグラフである。
【０００８】
ＰＶモジュールの特性曲線は、図１Ａに示したように、各日射量に対して電圧−電流の関係で表現される。図１Ａは、モジュールの温度が２５℃である場合の特性である。
【０００９】
この電圧−電流グラフから図１Ｂの電圧−電力グラフを図示することができる。電力は電圧と電流との積であるため、図１Ａから電圧と電流とを乗算すればよい。
【００１０】
図１Ａからわかるように、特性が上に膨らんだ形状となり、任意の日射量で最大電力点が定まり、最大出力を出すＰＶモジュールの電圧は、日射量が低いほど最大出力電圧（Ｖｍｐｐ）が低くなり、図示していないが、温度が増加するほどＶｍｐｐが低くなる。
【００１１】
また、日射量が増加するほどＶｍｐｐは増加するが、日射量が増加するほどモジュール温度が増加し、モジュール温度の増加時のＶｍｐｐの減少率が、日射量の増加時のＶｍｐｐの増加率よりも大きいため、実際には、日射量が増加する場合にもＶｍｐｐは小さくなる傾向がある。
【００１２】
このように、日射量と温度に応じてＶｍｐｐが変わり、変化率は、ＰＶモジュールのメーカー毎に異なる特性を有する。インバータでは、ＰＶモジュールが最大出力を出すことができるように、ＰＶ出力電圧にＶｍｐｐとなるように制御をしなければならず、日射量と温度が変わり続けるため、日射量とモジュール温度の変化時、変更されるＶｍｐｐを継続的に追従しなければならない。インバータにおいて代表的なＭＰＰＴアルゴリズムとして、Ｐ＆Ｏ（Ｐｅｒｔｕｒｂ  ＆  Ｏｂｓｅｒｖｅ）、ＩｎＣｏｎｄ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ）方法などがある。
【００１３】
一方、太陽光発電システムは、日射量とモジュール温度に対して、期待発電電力に対するＰＶモジュールは、Ｉ−Ｖ特性曲線によって理論的に数式１のように計算される。
【００１４】
（数式１）
発電基準電力＝日射量／１０００×設備容量×（１−温度係数（２５−モジュール温度））
【００１５】
例えば、ＰＶモジュールの温度が２５℃であり、日射量が５００Ｗ／ｍ２である場合、発電電力は設備容量の５０％だけ発電するようになり、これは、ＰＶモジュールの最も理想的な最大出力である。太陽光発電システムを構成するにおいて、線路損失、インバータでの変換効率、インバータのＭＰＰＴ性能、そして、ＰＶモジュールが設置された方位角、傾斜角などの要因により、太陽光発電システムの性能が決定される。
【００１６】
図２は、５日間の太陽光発電システムの出力電力（インバータ出力電力）を示したグラフである。
【００１７】
図２において、青色は、日射量と温度に対して数式１によって計算される発電基準電力であり、赤色は、太陽光発電システムの出力電力を意味する。ピンク色の線は、インバータのＭＰＰＴ制御による入力電圧、すなわち、Ｖｍｐｐを意味する。図２では、インバータの出力電力は発電基準電力とほぼ一致し、正常に動作した例である。
【００１８】
しかし、図３の場合、特定の領域でインバータの出力が発電基準電力に到達しておらず、これは、インバータの出力がＭＰＰＴ制御時に、Ｖｍｐｐに追従できず、高い電圧で発散する場合である。すなわち、図３は、従来技術による太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴで制御エラーが発生した例を示した図である。
【００１９】
このことは、インバータの温度が高い場合にインバータの制御エラーによって頻繁に発生し、制御エラーが頻繁に発生する場合、インバータの制御アルゴリズムを改善することによって太陽光発電効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】韓国登録特許公報第１０−１６０５４２８号（２０１６．０３．１６）：太陽光インバータ診断システム及びその方法
【特許文献２】韓国登録特許公報第１０−１０５９３５５号（２０１１．０８．１８）：太陽光発電インバータの出力品質監視装置及び方法
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上記のような問題を解決するためのもので、設置現場に最適化された適応型モデルを構築し、基準Ｖｍｐｐと実際のＶｍｐｐを比較してインバータのＭＰＰＴ性能を診断することによって発電効率を向上させるようにした、太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置及び方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記のような目的を達成するための本発明による太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置は、多数のＰＶモジュールが直列又は並列に接続されてＤＣ電力を生産するために多数のストリングで構成された太陽電池アレイと、前記太陽電池アレイから生産されたＤＣ電力をまとめて伝達する接続盤と、前記接続盤を介して伝達されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換して出力するインバータと、前記太陽電池アレイの水平面及び傾斜面日射量、モジュール温度及び外部温度を測定する気象センサ部と、前記太陽電池アレイの各ストリングに対する電圧及び電流、前記接続盤を介してインバータに入力されるＤＣ電圧、ＤＣ電流、ＤＣ電力、及び前記インバータ出力端のＡＣ電圧、ＡＣ電流、ＡＣ電力、力率、周波数、累積発電量、そして、前記気象センサ部からの水平面日射量、傾斜面日射量、モジュール温度及び外部温度をそれぞれ受け取って収集する計測部と、前記計測部から収集された各種データを受け取って格納する格納部と、前記計測部から収集された日射量及びモジュール温度を受け取って最大出力電圧を推定する最大出力電圧推定部と、前記計測部のインバータ入力電圧と前記最大出力電圧推定部の推定最大出力電圧をそれぞれ受け取って比較することによって、最大出力電圧を診断する最大出力電圧診断部と、前記最大出力電圧診断部からの診断結果を外部に出力する出力部とを含んでなることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明による太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断方法は、太陽電池アレイ、接続盤、及びインバータからなる太陽光発電部と、日射量、モジュール温度及び外部温度を検出する気象センサ部とを構築するステップ；前記太陽電池アレイの各ストリングに対する電圧及び電流、前記接続盤を介してインバータに入力されるＤＣ電圧、ＤＣ電流、ＤＣ電力、及び前記インバータ出力端のＡＣ電圧、ＡＣ電流、ＡＣ電力、力率、周波数、累積発電量、そして、前記気象センサ部からの水平面日射量、傾斜面日射量、モジュール温度及び外部温度に対するデータをそれぞれ受け取って収集するステップ；前記収集された各種データを格納するステップ；前記収集された日射量及びモジュール温度を受け取って最大出力電圧を推定するステップ；前記収集されたインバータ入力電圧と前記推定最大出力電圧をそれぞれ受け取って比較することによって、最大出力電圧を診断するステップ；及び前記最大出力電圧の診断結果を外部に出力するステップを含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置及び方法は、設置現場に最適化された適応型モデルを構築し、基準Ｖｍｐｐと実際のＶｍｐｐを比較してインバータのＭＰＰＴ性能を診断することによって発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】ＰＶモジュールの日射量による電流−電圧特性を示したグラフである。
【図１Ｂ】ＰＶモジュールの日射量による電圧−電力特性を示したグラフである。
【図２】５日間の太陽光発電システムの出力電力（インバータ出力電力）を示したグラフである。
【図３】従来技術による太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴで制御エラーが発生した例を示した図である。
【図４】本発明に係る太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置及び方法を概略的に示したブロック図である。
【図５Ａ】図４の計測部で収集したデータから学習データを抽出した状態を示すグラフである。
【図５Ｂ】図４の計測部で収集したデータから学習データを抽出した状態を示すグラフである。
【図５Ｃ】図４の計測部で収集したデータから学習データを抽出した状態を示すグラフである。
【図６】構築された近似モデルの入出力関係を示した図である。
【図７】図４の診断装置でのＭＰＰＴ診断結果の例を示したグラフである。
【図８】図４の診断装置でのＭＰＰＴ診断結果の例を示したグラフである。
【図９】本発明に係る太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断方法を概略的に説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明及び添付の図面において、本発明の要旨を曖昧にする可能性がある公知の機能又は構成に関する詳細な説明は省略する。また、図面全体にわたって同一の構成要素には可能な限り同一の図面符号を付けるようにしていることに留意しなければならない。
【００２７】
以下で説明される本明細書及び特許請求の範囲で用いられた用語や単語は、通常または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自分の発明を最善の方法を用いて説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に基づき、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されなければならない。したがって、本明細書に記載された実施例と図面に示す構成は、本発明の最も好ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないため、本出願時点においてこれらを代替できる様々な均等物と変形例があり得るということが理解されるべきである。
【００２８】
図４は、本発明に係る太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置及び方法を概略的に示したブロック図である。
【００２９】
本発明に係る太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断装置は、図４に示したように、多数のＰＶモジュールが直列又は並列に接続されてＤＣ電力を生産するために多数のストリングで構成された太陽電池アレイ１１０と、前記太陽電池アレイ１１０から生産されたＤＣ電力をまとめて伝達する接続盤１２０と、前記接続盤１２０を介して伝達されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換して出力するインバータ１３０と、前記太陽電池アレイ１１０の水平面及び傾斜面日射量、モジュール温度、及び外部温度を測定する気象センサ部１４０と、前記太陽電池アレイ１１０の各ストリングに対する電圧及び電流、前記接続盤１２０を介してインバータ１３０に入力されるＤＣ電圧、ＤＣ電流、ＤＣ電力、及び前記インバータ１３０出力端のＡＣ電圧、ＡＣ電流、ＡＣ電力、力率、周波数、累積発電量、そして、前記気象センサ部１４０からの水平面日射量、傾斜面日射量、モジュール温度及び外部温度をそれぞれ受け取って収集する計測部１５０と、前記計測部１５０から収集された各種データを受け取って格納する格納部１６０と、前記計測部１５０から収集された日射量及びモジュール温度を受け取って最大出力電圧を推定する最大出力電圧推定部１７０と、前記計測部１５０のインバータ入力電圧及び前記最大出力電圧推定部１７０の推定最大出力電圧をそれぞれ受け取って比較することによって、最大出力電圧を診断する最大出力電圧診断部１８０と、前記最大出力電圧診断部１８０からの診断結果を外部のモニタリング部（図示せず）に出力する出力部１９０を含んでなる。
【００３０】
ここで、前記太陽電池アレイ１１０、接続盤１２０及びインバータ１３０は、太陽光発電システムをそれぞれ構成している。
【００３１】
前記計測部１５０を介して収集されたデータは、モニタリングシステムで状態を感知するための用途に使用され、日射量、モジュール温度、及びインバータ入力電圧となる最大出力電圧（Ｖｍｐｐ）は、最大電力追従診断のために使用される。
【００３２】
前記太陽電池アレイ１１０のうちの１つのストリングに含まれたＰＶモジュールは、互いに直列に接続される。そして、各ストリングのＰＶモジュールは、前記接続盤１２０を介して互いに並列に接続される。例えば、前記太陽電池アレイ１１０は、第１〜第３太陽電池アレイからなり、前記第１太陽電池アレイに含まれた多数のＰＶモジュール、第２太陽電池アレイに含まれた多数のＰＶモジュール、第３太陽電池アレイに含まれた多数のＰＶモジュールは、前記接続盤１２０を介して互いに並列に接続される。
【００３３】
一方、前記第１〜第３太陽電池アレイに含まれたＰＶモジュールの数は同一であってもよく、異なっていてもよい。前記各太陽電池アレイ１１０の数及びＰＶモジュールの数は様々に可変することができる。
【００３４】
前記接続盤１２０は、逆電流を防止するためのブロッキングダイオード及び過電流防止のためのヒューズが装着されている。
【００３５】
前記気象センサ部１４０で計測された日射量は、前記ＰＶモジュールの水平面日射量及び傾斜面日射量のうち少なくともいずれか１つを測定する。そのために、この日射量測定部は、水平面日射量を感知する水平面日射量センサ、及び傾斜面日射量を感知する少なくとも１つの傾斜面日射量センサを含む。この日射量測定部は、水平面日射量センサ及び傾斜面日射量センサを介して感知された水平面日射量及び傾斜面日射量を測定し、この測定値をデジタル形態の電圧に変更する。
【００３６】
この水平面日射量は、太陽電池アレイ１１０が設置された設置場所に入射する日射量を意味し、そして、傾斜面日射量は、いずれか１つのＰＶモジュールに入射する太陽光の日射量を意味する。
【００３７】
一方、モジュール温度は、ＰＶモジュールにモジュール温度センサを取り付けるか、または太陽光発電部１００が設置された部分に温度センサを取り付けることによって測定することができる。このモジュール温度センサは、いずれか１つのＰＶモジュールにのみ取り付けられてもよく、または全てのＰＶモジュールに１つずつ取り付けられてもよい。このとき、このモジュール温度センサは、このＰＶモジュールの入光面又はこの入光面の反対側に取り付けられてもよい。
【００３８】
前記格納部１６０は、前記計測部１５０で収集された各種データを格納する機能を果たし、数秒の通信間隔を通じて収集されるサンプリングデータの平均値を計算し、１０分又は１５分区間間隔で格納する。このとき、前記格納部１６０のデータ格納間隔は、発電所別に所望の値に設定して格納することができる。
【００３９】
前記最大出力電圧推定部１７０は、前記計測部１５０から入力された日射量と温度に対して最大出力電圧を算出する機能を果たす。前記最大出力電圧は、近似モデルを構築した後、近似モデルを用いて最大出力電圧を算出する。
【００４０】
本発明では、前記計測部１５０で収集された日射量とモジュール温度に対する最大出力電圧の関係は、線形関係で定義し、次の数式２のように線形式で定義した。数式２において、ｘ１は日射量、ｘ２はモジュール温度、ｙは最大出力電圧を意味し、ａ０、ａ１、ａ２、ａ３は、多項式の係数であって、太陽光発電所毎に格納されたデータを用いて学習を通じて算定することができる。
【００４１】
【数２】
2018018505.tif 000003
【００４２】
ここで、前記多項式の係数であるａ０、ａ１、ａ２、ａ３は、次のようなステップで算定する。
【００４３】
ステップ１：前記格納部１６０に格納されたデータから日射量（Ｘ１）、モジュール温度（Ｘ２）、インバータ入力電圧（Ｙ）、発電電力を読み込む。格納された期間とデータの数とは比例し、最小１ヵ月以上の格納されたデータを読み込む。図５Ａは、読み込んだデータを３次元で示した例である。
【００４４】
ステップ２：フィルタリングを介して、異常動作時に格納されたデータを除外する。まず、日射量が３００以下であるデータセットを探して除去する。その後、数式１を用いて日射量、モジュール温度に対して発電基準電力を計算し、この値と発電電力とが２０％以上の差があるデータを除去する。図５Ｂにおいて、青色点は、フィルタリングを介して除去されるデータセットを意味し、赤色点は、フィルタリングを介して抽出された学習データを示す。
【００４５】
ステップ３：図５Ｃのように表現されるフィルタリングデータをｍ個と仮定すると、日射量（Ｘ１）、モジュール温度（Ｘ２）、インバータ入力電圧（Ｙ）は、それぞれ数式３、数式４、数式５のようにベクトルで表現することができ、入力ベクトルを用いて、数式６のように定義される拡張行列を生成する。
【００４６】
【数３】
2018018505.tif 000004
【００４７】
【数４】
2018018505.tif 000005
【００４８】
【数５】
2018018505.tif 000006
【００４９】
【数６】
2018018505.tif 000007
【００５０】
ステップ４：多項式の係数ベクトルＡを、数式７のように最小二乗法を用いて算定する。ここで、Ａ＝［ａ０  ａ１  ａ２  ａ３］Ｔのように定義される多項式ベクトルであり、Ｘ、Ｙは、それぞれ、数式６と数式５のように定義される拡張行列と出力ベクトルである。
【００５１】
【数７】
2018018505.tif 000008
【００５２】
前記の方法によって近似モデルを構築し、図５Ｃのように表示されるデータセットを適用した場合、次のように表示されるモデルが構築されると、図６は、３次元グラフで近似モデルの入出力関係を表示した例を示す。これは、傾いた平面方程式となる。
【００５３】
【数８】
2018018505.tif 000009
【００５４】
このように、格納されたデータをフィルタリングした後、数式８のように定義される近似モデルを構築した後、リアルタイムで計測部１５０で収集された日射量（ｘ１）とモジュール温度（ｘ２）を数式８に代入すると、最大電圧を推定することができる。
【００５５】
前記最大出力電圧診断部１８０は、ＭＰＰＴが正常動作しているか否かを判断する。前記最大出力電圧推定部１７０で日射量とモジュール温度に対して推定（予測）された最大出力電圧と、計測されたインバータ入力電圧とを比較することによって、ＭＰＰＴ制御が正常動作しているか否かを診断する。
【００５６】
このとき、太陽光発電システムの最大出力電圧は、ＰＶモジュールのメーカー、及びモジュールの直列接続された数に応じて電圧範囲が変わるため、推定最大出力電圧とインバータ入力電圧との差を使用せず、数式９のように比率を計算して診断する。最大出力電圧追跡率が１０５％を超える場合、最大出力追従制御にエラーがあるものと判断する。
【００５７】
（数式９）
最大出力電圧追跡率＝インバータ入力電圧／推定最大出力電圧×１００
【００５８】
前記出力部１９０は、最大出力電圧追従が正常であるか否かを表示する機能を果たし、場合によって、イベントを発生させて管理者に直ちに知らせる機能を果たす。
【００５９】
本発明によるインバータＭＰＰＴ診断技術を、図３のようにＭＰＰＴ診断に適用した事例を図７に示す。
【００６０】
図７において、青色は、実際のＭＰＰＴの結果であるインバータ入力電圧であり、赤色点は、近似モデルを介して求められた推定最大電圧である。ピンク色の線は、日射量グラフを共に示したものであり、推定最大電圧は、日射量が３００以上である場合にのみ算出する。
【００６１】
すなわち、太陽光発電容量の３０％以上発電する条件でのみＭＰＰＴ診断を行う。図８は、最大出力電圧診断部１８０で計算された最大出力電圧追跡率を図示化したものであって、１０５％以上は赤色で表現し、この部分はＭＰＰＴ故障として診断し、ユーザに知らせる。
【００６２】
図９は、本発明に係る太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断方法を概略的に説明するためのフローチャートである。
【００６３】
本発明に係る太陽光発電システムのインバータＭＰＰＴ性能診断方法は、図９に示したように、太陽電池アレイ、接続盤、インバータからなる太陽光発電部と、日射量、モジュール温度及び外部温度を検出する気象センサ部とを構築する（Ｓ１１０）。
【００６４】
次いで、前記太陽電池アレイの各ストリングに対する電圧及び電流、前記接続盤を介してインバータに入力されるＤＣ電圧、ＤＣ電流、ＤＣ電力、及び前記インバータ出力端のＡＣ電圧、ＡＣ電流、ＡＣ電力、力率、周波数、累積発電量、そして、前記気象センサ部からの水平面日射量、傾斜面日射量、モジュール温度及び外部温度に対するデータをそれぞれ受け取って収集する（Ｓ１２０）。
【００６５】
次いで、前記収集された各種データを格納する（Ｓ１３０）。
【００６６】
次いで、前記収集された日射量及びモジュール温度を受け取って最大出力電圧を推定する（Ｓ１４０）。
【００６７】
次いで、前記収集されたインバータ入力電圧と前記推定最大出力電圧をそれぞれ受け取って比較することによって、最大出力電圧を診断する（Ｓ１５０）。
【００６８】
そして、前記最大出力電圧の診断結果を外部に出力する（Ｓ１６０）。
【００６９】
以上において、本発明の技術的思想を例示するために、具体的な実施形態を図示し、説明したが、本発明は、上記のように具体的な実施形態と同一の構成及び作用のみに限定されず、様々な変形が本発明の範囲を逸脱しない限度内で実施可能である。したがって、そのような変形も本発明の範囲に属するものと見なすべきであり、本発明の範囲は、後述する特許請求の範囲によって決定されなければならない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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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