(57)【要約】【課題】電力線通信の通信環境を容易に判断することが可能な電力線通信装置を提供する。【解決手段】監視装置は、太陽電池パネルからの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続される太陽光発電システムに用いられる監視装置であって、前記出力ライン上に設けられる第１のシャント抵抗と、前記第１のシャント抵抗と並列に接続され、かつ互いに直列に接続された第２のシャント抵抗およびスイッチと、前記第１のシャント抵抗の両端電圧および前記第２のシャント抵抗の両端電圧を計測可能な計測部とを備える。【選択図】図６
2019037037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルからの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続される太陽光発電システムに用いられる監視装置であって、
前記出力ライン上に設けられる第１のシャント抵抗と、
前記第１のシャント抵抗と並列に接続され、かつ互いに直列に接続された第２のシャント抵抗およびスイッチと、
前記第１のシャント抵抗の両端電圧および前記第２のシャント抵抗の両端電圧を計測可能な計測部とを備える、監視装置。
【請求項２】
前記監視装置は、さらに、
前記スイッチのオフ状態における前記第１のシャント抵抗の両端電圧の前記計測部による計測結果に基づいて、前記スイッチをオンする制御部を備える、請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記スイッチのオフ状態における前記第１のシャント抵抗の両端電圧、および前記スイッチのオン状態における前記第２のシャント抵抗の両端電圧に基づいて、前記第１のシャント抵抗の故障を判断する、請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
複数の太陽電池パネルからの出力ラインがそれぞれ電力変換装置に電気的に接続され、
前記出力ラインごとに、前記第１のシャント抵抗、前記第２のシャント抵抗および前記スイッチの組が設けられ、
前記計測部は、各前記組における前記第１のシャント抵抗の両端電圧および前記第２のシャント抵抗の両端電圧を計測可能であり、
前記制御部は、前記計測部による計測結果に基づく、対象の前記第１のシャント抵抗に対応する前記出力ライン以外の１または複数の前記出力ラインにおける前記第１のシャント抵抗の電流値、および前記対象の前記第１のシャント抵抗の電流値を取得し、取得した各前記電流値の関係に基づいて、前記対象の前記第１のシャント抵抗に対応する前記スイッチをオンする、請求項２または請求項３に記載の監視装置。
【請求項５】
太陽電池パネルからの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続される太陽光発電システムに用いられる監視装置における監視方法であって、
前記監視装置は、前記出力ライン上に設けられる第１のシャント抵抗と、前記第１のシャント抵抗と並列に接続され、かつ互いに直列に接続された第２のシャント抵抗およびスイッチとを備え、
前記スイッチのオフ状態における前記第１のシャント抵抗の両端電圧を計測するステップと、
計測結果に基づいて、前記スイッチをオンするステップとを含む、監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視装置および監視方法に関し、特に、太陽電池パネルの出力を監視する監視装置および監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システムを監視するための技術が開発されている。たとえば、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０５０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
たとえば太陽電池パネルの出力電流を計測する監視装置において、太陽電池パネルからの出力ライン上に直列にシャント抵抗を接続し、シャント抵抗の両端電圧から当該出力電流を計測する構成が考えられる。
【０００５】
このシャント抵抗が故障した場合、当該シャント抵抗に電気的に接続される太陽電池パネルの出力電流が電力変換装置に供給されなくなる可能性があり、太陽光発電システムの発電量が低下してしまい、ユーザの売電量等に影響を及ぼすことになる。
【０００６】
このような場合、太陽光発電システムにおける発電の健全性等を監視するために設けた監視装置に起因して、太陽光発電システムの発電に異常を来すことになってしまう。
【０００７】
この発明は、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、シャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測する構成において、シャント抵抗の故障に適切に対処することが可能な監視装置および監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる監視装置は、太陽電池パネルからの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続される太陽光発電システムに用いられる監視装置であって、前記出力ライン上に設けられる第１のシャント抵抗と、前記第１のシャント抵抗と並列に接続され、かつ互いに直列に接続された第２のシャント抵抗およびスイッチと、前記第１のシャント抵抗の両端電圧および前記第２のシャント抵抗の両端電圧を計測可能な計測部とを備える。
【０００９】
（５）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる監視方法は、太陽電池パネルからの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続される太陽光発電システムに用いられる監視装置における監視方法であって、前記監視装置は、前記出力ライン上に設けられる第１のシャント抵抗と、前記第１のシャント抵抗と並列に接続され、かつ互いに直列に接続された第２のシャント抵抗およびスイッチとを備え、前記スイッチのオフ状態における前記第１のシャント抵抗の両端電圧を計測するステップと、計測結果に基づいて、前記スイッチをオンするステップとを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測する構成において、シャント抵抗の故障に適切に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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集電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太陽電池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監視システム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における監視装置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装置における抵抗部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装置が太陽電池パネルの監視を行う際の動作手順の一例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】
【００１２】
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１３】
（１）本発明の実施の形態に係る監視装置は、太陽電池パネルからの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続される太陽光発電システムに用いられる監視装置であって、前記出力ライン上に設けられる第１のシャント抵抗と、前記第１のシャント抵抗と並列に接続され、かつ互いに直列に接続された第２のシャント抵抗およびスイッチと、前記第１のシャント抵抗の両端電圧および前記第２のシャント抵抗の両端電圧を計測可能な計測部とを備える。
【００１４】
このように、出力ライン上に設けられた第１のシャント抵抗と並列に第２のシャント抵抗を設け、さらに、第２のシャント抵抗と直列にスイッチを接続する構成により、迂回用の予備回路が準備され、通常時はオフ状態であるスイッチを、問題発生時にオンして予備回路を有効化させることができる。これにより、ＣＴセンサ等を用いて電流を測定する構成と比べて安価なシャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測しながら、シャント抵抗が故障しても、太陽光発電システムにおける発電量への影響を抑制または回避することができる。具体的には、第１のシャント抵抗の故障発生時、故障箇所を迂回する経路に切り替えることができるため、太陽電池パネルからの発電電力が得られる昼間において発電を妨げることなく、夜間などの発電停止時に監視装置の解析、補修および交換等のメンテナンスを行うことが可能となる。したがって、シャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測する構成において、シャント抵抗の故障に適切に対処することができる。
【００１５】
（２）好ましくは、前記監視装置は、さらに、前記スイッチのオフ状態における前記第１のシャント抵抗の両端電圧の前記計測部による計測結果に基づいて、前記スイッチをオンする制御部を備える。
【００１６】
このような構成により、第１のシャント抵抗の両端電圧に基づいてスイッチを自動でオンすることができるため、たとえば作業者が監視装置の設置場所へメンテナンスに向かうまでに数日を要するような状況において、対応の太陽電池パネルからの発電電力を活用できない状態が続く事態を回避することができる。たとえば、昼間に第１のシャント抵抗が故障しても、第１のシャント抵抗の電流値に基づいてスイッチを自動でオンし、迂回用の予備回路を有効化することで、故障から数時間程度で売電等を行うことが可能となる。また、全体的な発電量の微小な低下を確認することが困難な太陽光発電システムにおいて、発電の異常をより正確に確認することができる。
【００１７】
（３）より好ましくは、前記制御部は、前記スイッチのオフ状態における前記第１のシャント抵抗の両端電圧、および前記スイッチのオン状態における前記第２のシャント抵抗の両端電圧に基づいて、前記第１のシャント抵抗の故障を判断する。
【００１８】
このような構成により、スイッチのオフ状態における第１のシャント抵抗の電流値の低下が、第１のシャント抵抗の故障が原因であるか、または、第１のシャント抵抗の故障が原因ではなく、太陽電池パネルの故障または日照量不足等の他の原因であるかを容易に判別することができる。
【００１９】
（４）より好ましくは、複数の太陽電池パネルからの出力ラインがそれぞれ電力変換装置に電気的に接続され、前記出力ラインごとに、前記第１のシャント抵抗、前記第２のシャント抵抗および前記スイッチの組が設けられ、前記計測部は、各前記組における前記第１のシャント抵抗の両端電圧および前記第２のシャント抵抗の両端電圧を計測可能であり、前記制御部は、前記計測部による計測結果に基づく、対象の前記第１のシャント抵抗に対応する前記出力ライン以外の１または複数の前記出力ラインにおける前記第１のシャント抵抗の電流値、および前記対象の前記第１のシャント抵抗の電流値を取得し、取得した各前記電流値の関係に基づいて、前記対象の前記第１のシャント抵抗に対応する前記スイッチをオンする。
【００２０】
このような構成により、第１のシャント抵抗の電流値の異常をより正確に判断することができる。
【００２１】
（５）本発明の実施の形態に係る監視方法は、太陽電池パネルからの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続される太陽光発電システムに用いられる監視装置における監視方法であって、前記監視装置は、前記出力ライン上に設けられる第１のシャント抵抗と、前記第１のシャント抵抗と並列に接続され、かつ互いに直列に接続された第２のシャント抵抗およびスイッチとを備え、前記スイッチのオフ状態における前記第１のシャント抵抗の両端電圧を計測するステップと、計測結果に基づいて、前記スイッチをオンするステップとを含む。
【００２２】
このように、出力ライン上に設けられた第１のシャント抵抗と並列に第２のシャント抵抗を設け、さらに、第２のシャント抵抗と直列にスイッチを接続する構成により、迂回用の予備回路が準備され、通常時はオフ状態であるスイッチを、問題発生時にオンして予備回路を有効化させることができる。これにより、ＣＴセンサ等を用いて電流を測定する構成と比べて安価なシャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測しながら、シャント抵抗が故障しても、太陽光発電システムにおける発電量への影響を抑制または回避することができる。具体的には、第１のシャント抵抗の故障発生時、故障箇所を迂回する経路に切り替えることができるため、太陽電池パネルからの発電電力が得られる昼間において発電を妨げることなく、夜間などの発電停止時に監視装置の解析、補修および交換等のメンテナンスを行うことが可能となる。したがって、シャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測する構成において、シャント抵抗の故障に適切に対処することができる。
【００２３】
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。
【００２４】
［太陽光発電システム４０１の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。
【００２５】
図１を参照して、太陽光発電システム４０１は、４つの集電ユニット６０と、ＰＣＳ８とを備える。ＰＣＳ８は、銅バー７と、電力変換部９とを含む。
【００２６】
図１では、４つの集電ユニット６０を代表的に示しているが、さらに多数または少数の集電ユニット６０が設けられてもよい。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態に係る集電ユニットの構成を示す図である。
【００２８】
図２を参照して、集電ユニット６０は、４つの太陽電池ユニット７５と、銅バー７２とを含む。
【００２９】
図２では、４つの太陽電池ユニット７５を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池ユニット７５が設けられてもよい。
【００３０】
図３は、本発明の実施の形態に係る太陽電池ユニットの構成を示す図である。
【００３１】
図３を参照して、太陽電池ユニット７５は、４つの太陽電池パネル７８と、銅バー７７とを含む。
【００３２】
図３では、４つの太陽電池パネル７８を代表的に示しているが、さらに多数または少数の太陽電池パネル７８が設けられてもよい。
【００３３】
太陽光発電システム４０１では、複数の太陽電池パネル７８からの出力ラインすなわち電力線がそれぞれＰＣＳ８に電気的に接続される。
【００３４】
より詳細には、太陽電池パネル７８の出力ライン１は、太陽電池パネル７８に接続された第１端と、銅バー７７に接続された第２端とを有する。各出力ライン１は、銅バー７７を介して出力ライン５に集約される。銅バー７７は、たとえば接続箱７６の内部に設けられている。
【００３５】
太陽電池パネル７８は、太陽光を受けると、受けた太陽光のエネルギーを直流電力に変換し、変換した直流電力を出力ライン１へ出力する。ここで、太陽電池パネル７８は、たとえば複数の太陽電池パネルが直列接続されたストリングである。
【００３６】
図２および図３を参照して、出力ライン５は、対応の太陽電池ユニット７５における銅バー７７に接続された第１端と、銅バー７２に接続された第２端とを有する。各出力ライン５は、銅バー７２を介して出力ライン２に集約される。銅バー７２は、たとえば集電箱７１の内部に設けられている。
【００３７】
再び図１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太陽電池パネル７８からの各出力ライン１が出力ライン５に集約され、各出力ライン５が出力ライン２に集約され、各出力ライン２が電力変換装置の一例であるＰＣＳ８に電気的に接続される。
【００３８】
より詳細には、各出力ライン２は、対応の集電ユニット６０における銅バー７２に接続された第１端と、銅バー７に接続された第２端とを有する。ＰＣＳ８において、内部ライン３は、銅バー７に接続された第１端と、電力変換部９に接続された第２端とを有する。
【００３９】
ＰＣＳ８は、たとえば、コンテナ６の内部に設けられている。ＰＣＳ８において、電力変換部９は、たとえば、各太陽電池パネル７８において発電された直流電力を出力ライン１、銅バー７７、出力ライン５、銅バー７２、出力ライン２、銅バー７および内部ライン３経由で受けると、受けた直流電力を交流電力に変換して系統へ出力する。ＰＣＳ８は、出力ライン２の電圧を監視し、出力ライン２の電圧が所定の起動電圧に達すると起動する、すなわち電力変換動作を開始する。これにより、ＰＣＳ８が起動した際の電流引き込みによる出力ライン２の電圧低下を許容範囲に収めることができる。ＰＣＳ８は、たとえば、起動前において出力ライン２を開放状態とする。
【００４０】
［監視システム３０１の構成］
図４は、本発明の実施の形態に係る監視システムの構成を示す図である。
【００４１】
図４を参照して、監視システム３０１は、４つの監視装置１０１と、収集装置１５１とを備える。
【００４２】
図４では、１つの集電ユニット６０に対応して設けられた４つの監視装置１０１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１０１が設けられてもよい。
【００４３】
監視システム３０１は、太陽光発電システム４０１に用いられる。監視システム３０１では、子機である監視装置１０１における計測結果が、親機である収集装置１５１へ定期的または不定期に伝送される。
【００４４】
監視装置１０１は、たとえば接続箱７６に設けられている。より詳細には、監視装置１０１は、４つの太陽電池ユニット７５にそれぞれ対応して４つ設けられている。各監視装置１０１は、たとえば、対応の出力ライン１および出力ライン５に電気的に接続されている。
【００４５】
監視装置１０１は、対応の太陽電池ユニット７５における各出力ライン１の電流を計測する。
【００４６】
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、たとえば、コンテナ６の内部において、ＰＣＳ８に対応して設けられ、信号線４６を介して銅バー７に電気的に接続されている。なお、収集装置１５１は、コンテナ６の外部に設けられてもよい。
【００４７】
監視装置１０１および収集装置１５１は、出力ライン２，５を介して電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を行うことにより情報の送受信を行う。
【００４８】
より詳細には、各監視装置１０１は、対応の出力ライン１の電流の計測結果を示す計測情報を送信する。収集装置１５１は、各監視装置１０１の計測結果を収集する。
【００４９】
［監視装置１０１の構成］
図５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５では、出力ライン１、出力ライン５および銅バー７７がより詳細に示されている。
【００５０】
図５を参照して、出力ライン１は、プラス側出力ライン１ｐと、マイナス側出力ライン１ｎとを含む。出力ライン５は、プラス側出力ライン５ｐと、マイナス側出力ライン５ｎとを含む。銅バー７７は、プラス側銅バー７７ｐと、マイナス側銅バー７７ｎとを含む。
【００５１】
図示しないが、図２に示す集電箱７１における銅バー７２は、プラス側出力ライン５ｐおよびマイナス側出力ライン５ｎにそれぞれ対応して、プラス側銅バー７２ｐおよびマイナス側銅バー７２ｎを含む。
【００５２】
プラス側出力ライン１ｐは、対応の太陽電池パネル７８に接続された第１端と、プラス側銅バー７７ｐに接続された第２端とを有する。マイナス側出力ライン１は、対応の太陽電池パネル７８に接続された第１端と、マイナス側銅バー７７ｎに接続された第２端とを有する。
【００５３】
プラス側出力ライン５ｐは、プラス側銅バー７７ｐに接続された第１端と、集電箱７１におけるプラス側銅バー７２ｐに接続された第２端とを有する。マイナス側出力ライン５ｎは、マイナス側銅バー７７ｎに接続された第１端と、集電箱７１におけるマイナス側銅バー７２ｎに接続された第２端とを有する。
【００５４】
監視装置１０１は、制御部１１と、計測部１２と、通信部１４と、記憶部１５と、４つの抵抗部１６とを備える。なお、監視装置１０１は、出力ライン１の数に応じて、さらに多数または少数の抵抗部１６を備えてもよい。
【００５５】
監視装置１０１は、たとえば、太陽電池パネル７８の近傍に設けられている。具体的には、監視装置１０１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１０１は、接続箱７６の外部に設けられてもよい。
【００５６】
監視装置１０１は、たとえば、プラス側出力ライン５ｐおよびマイナス側出力ライン５ｎとそれぞれプラス側電源線２６ｎおよびマイナス側電源線２６ｐを介して電気的に接続されている。以下、プラス側電源線２６ｎおよびマイナス側電源線２６ｐの各々を、電源線２６とも称する。
【００５７】
監視装置１０１は、太陽電池パネル７８からの出力ラインから供給される電圧を電源電圧として用いて動作する。より詳細には、監視装置１０１は、たとえば、電源線２６を介して出力ライン５から受ける電力を用いて動作する。
【００５８】
制御部１１は、出力ライン１の電流を計測する。より詳細には、制御部１１は、監視装置１０１の図示しない電源回路から受けた電力を用いて、計測部１２の計測結果に基づいて、計測対象の出力ライン１を通して流れる電流を計測する。
【００５９】
図６は、本発明の実施の形態に係る監視装置における抵抗部の構成を示す図である。
【００６０】
図６を参照して、抵抗部１６は、シャント抵抗２１，２２と、スイッチ２３とを含む。
【００６１】
シャント抵抗２１は、出力ライン１上に設けられている。シャント抵抗２２およびスイッチ２３は、シャント抵抗２１と並列に接続され、かつ互いに直列に接続されている。
【００６２】
より詳細には、スイッチ２３は、シャント抵抗２１の第１端に接続された第１端と、シャント抵抗２２の第１端に接続された第２端とを有する。シャント抵抗２１の第２端とシャント抵抗２２の第２端とが接続されている。なお、シャント抵抗２２およびスイッチ２３の位置関係は逆であってもよい。
【００６３】
計測部１２は、シャント抵抗２１の両端電圧およびシャント抵抗２２の両端電圧を計測可能である。
【００６４】
すなわち、監視システム３０１では、出力ライン１ごとに、シャント抵抗２１，２２およびスイッチ２３の組が設けられており、計測部１２は、各組におけるシャント抵抗２１の両端電圧およびシャント抵抗２２の両端電圧を計測可能である。
【００６５】
スイッチ２３は、制御部１１から受けた制御信号に従ってオン状態およびオフ状態を切り替える。
【００６６】
図５および図６を参照して、計測部１２は、たとえば、監視装置１０１の電源回路から電力の供給を受けると、４つの抵抗部１６を用いて、それぞれ、４つのマイナス側出力ライン１ｎにおけるシャント抵抗２１の両端電圧およびシャント抵抗２２の両端電圧を計測し、計測結果を示す信号を制御部１１へ出力する。なお、４つの抵抗部１６は、プラス側出力ライン１ｐに設けられてもよい。
【００６７】
制御部１１は、スイッチ２３のオフ状態において、計測対象の出力ライン１を通して流れる電流として、対応のシャント抵抗２１の両端電圧すなわちシャント抵抗２１の両端の電位差から電流を算出する。また、制御部１１は、スイッチ２３のオン状態において、計測対象の出力ライン１を通して流れる電流として、対応のシャント抵抗２２の両端電圧すなわちシャント抵抗２２の両端の電位差から電流を算出する。
【００６８】
制御部１１は、定期的または不定期に、計測部１２の計測結果に基づく計測情報を作成する。具体的には、制御部１１は、計測部１２から受けた信号に対して平均化およびフィルタリング等の信号処理を行った信号をデジタル信号に変換し、たとえば当該デジタル信号の示す電圧値を電流値に変換する。
【００６９】
なお、制御部１１がシャント抵抗２１，２２の電流値を算出する構成に限らず、計測部１２がシャント抵抗２１，２２の電流値を算出して制御部１１に通知する構成であってもよい。
【００７０】
制御部１１は、算出された電流値を記憶部１５に保存する。そして、制御部１１は、記憶部１５に保存されている電流値に出力ライン１ごとのＩＤ、および自己の監視装置１０１のＩＤを付加した計測情報を作成し、作成した計測情報、および宛先である収集装置１５１のＩＤを通信部１４へ出力する。
【００７１】
通信部１４は、出力ライン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および出力ライン２，５を介して収集装置１５１と電力線通信を行う。通信部１４は、制御部１１から受けた計測情報を収集装置１５１へ送信する。
【００７２】
再び図４を参照して、収集装置１５１は、計測情報を、出力ライン２，５、銅バー７，７２および信号線４６を介して複数の監視装置１０１から受信する。
【００７３】
収集装置１５１は、たとえば、ある監視装置１０１から計測情報を受信すると、受信した計測情報を、当該計測情報に含まれる監視装置１０１のＩＤと対応付けて図示しない記憶部に保存する。
【００７４】
収集装置１５１は、たとえばイーサネット（登録商標）規格に従って、管理装置１６１と情報の送受信を行う。
【００７５】
収集装置１５１は、たとえば、管理装置１６１から計測情報要求を受信すると、図示しない記憶部に保存した計測情報および対応の監視装置１０１のＩＤを取得して管理装置１６１へ送信する。
【００７６】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る監視装置が太陽電池パネルの監視を行う際の動作について説明する。
【００７７】
再び図５および図６を参照して、制御部１１は、スイッチ２３のオフ状態におけるシャント抵抗２１の両端電圧の計測部１２による計測結果に基づいて、スイッチ２３をオンする。
【００７８】
たとえば、制御部１１は、計測部１２による計測結果に基づく、対象のシャント抵抗２１に対応する出力ライン１以外の１または複数の出力ライン１におけるシャント抵抗２１の電流値、および当該対象のシャント抵抗２１の電流値を取得する。そして、制御部１１は、取得した各電流値の関係に基づいて、当該対象のシャント抵抗２１に対応するスイッチ２３をオンする。
【００７９】
具体的には、制御部１１は、たとえば、各出力ライン１の電流値を比較し、他の出力ライン１と比べて電流値が所定の閾値以上小さい出力ライン１の存在を確認する。そして、制御部１１は、存在が確認された出力ライン１におけるシャント抵抗２１が故障していると判断する。
【００８０】
たとえば、制御部１１は、シャント抵抗２１が故障していると判断した場合、シャント抵抗２１の故障を通知する処理を行う。制御部１１は、故障を示す情報を通信部１４経由で収集装置１５１へ送信する。なお、制御部１１は、自己の監視装置１０１に設けられた、故障を示すＬＥＤ等を点灯させる構成であってもよい。
【００８１】
また、制御部１１は、各出力ライン１の電流値を比較する構成に限らず、出力ライン１の電流値が所定の閾値以上小さい場合、当該出力ライン１におけるシャント抵抗２１が故障していると判断する構成であってもよい。
【００８２】
制御部１１は、シャント抵抗２１の故障判断を、たとえば晴天時に行う。具体的には、制御部１１は、各出力ライン１において、太陽電池パネル７８の発電能力の８０％以上に相当する電流値が得られる場合、晴天であると判断する。
【００８３】
曇天時および雨天時は、太陽電池パネルの発電量が低下するため、出力ライン１の電流値が低下しても、シャント抵抗の故障が原因であるのか、悪天候による発電量の低下が原因であるのかを判別することが困難である。曇天時および雨天時における故障判断を回避することにより、故障判断の判断方法をより簡単にすることができる。
【００８４】
また、制御部１１は、スイッチ２３のオフ状態におけるシャント抵抗２１の両端電圧、およびスイッチ２３のオン状態におけるシャント抵抗２２の両端電圧に基づいて、シャント抵抗２１の故障を判断してもよい。すなわち、制御部１１は、スイッチ２３をオンした後におけるシャント抵抗２２の電流値２、およびスイッチ２３をオンする前におけるシャント抵抗２１の電流値１に基づいて、シャント抵抗２１の故障を判断してもよい。たとえば、制御部１１は、電流値１および電流値２を比較し、比較結果に基づいてシャント抵抗２１の故障を判断してもよい。
【００８５】
具体的には、制御部１１は、上記のように電流値１の低下によりスイッチ２３をオンした後、シャント抵抗２２の両端電圧から電流値２を算出する。制御部１１は、オン状態のスイッチ２３に対応するシャント抵抗２２の両端電圧から算出した電流値２と、対応のシャント抵抗２１の電流値１とを比較する。制御部１１は、電流値１と電流値２との差が所定範囲内である場合、電流値１の低下は、シャント抵抗２１の故障が原因ではなく、太陽電池パネルの故障または日照量不足等の他の原因であると判断する。一方、制御部１１は、電流値１と電流値２との差が所定範囲外である場合、電流値１の低下は、シャント抵抗２１の故障が原因であると判断する。
【００８６】
そして、制御部１１は、上述した方法と同様に、シャント抵抗２１の故障または上記他の原因を通知する処理を行う。
【００８７】
また、制御部１１は、同じ出力ライン１の電流値１と電流値２とを比較してシャント抵抗２１の故障を判断する構成に限らず、たとえば、上述した電流値１での方法と同様に、電流値２と他の各出力ライン１の電流値１との比較、または電流値２と所定の閾値との比較に基づいてシャント抵抗２１の故障を判断する構成であってもよい。
【００８８】
また、制御部１１は、電流値１の低下はシャント抵抗２１の故障が原因ではないと判断した場合、スイッチ２３をオフする構成であってもよい。
【００８９】
また、制御部１１が、スイッチ２３をオンした後におけるシャント抵抗２２の電流値２、およびスイッチ２３をオンする前におけるシャント抵抗２１の電流値１に基づいて、シャント抵抗２１の故障を判断する他の例として、以下の方法を採用してもよい。
【００９０】
すなわち、制御部１１は、電流値１が著しく低下している出力ライン１が存在しない場合、たとえば、上述のように他の出力ライン１と比べて所定の閾値以上小さい出力ライン１が存在しない場合において、電流値１がある程度低下している出力ライン１の存在を確認する。より詳細には、制御部１１は、たとえば、他の各出力ライン１の電流値１の平均値に対して電流値１が８０％程度となる出力ライン１の存在を確認する。
【００９１】
そして、制御部１１は、存在が確認された出力ライン１に対応するスイッチ２３をオンする。なお、制御部１１が自動でスイッチ２３をオンする構成に限らず、手動でスイッチ２３をオンしてもよい。
【００９２】
そして、制御部１１は、シャント抵抗２２の両端電圧から電流値２を算出する。制御部１１は、算出した電流値２が、他の出力ライン１と比べて所定の閾値以上小さい場合、電流値１の低下は、シャント抵抗２１の故障が原因ではなく、太陽電池パネルの故障または日照量不足等の他の原因であると判断する。
【００９３】
一方、制御部１１は、算出した電流値２と比べて所定の閾値以上小さい他の出力ライン１が存在しない場合、電流値１の低下は、シャント抵抗２１の故障が原因であると判断する。
【００９４】
そして、制御部１１は、上述した方法と同様に、シャント抵抗２１の故障または上記他の原因を通知する処理を行う。
【００９５】
図７は、本発明の実施の形態に係る監視装置が太陽電池パネルの監視を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。
【００９６】
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。
【００９７】
図７を参照して、まず、制御部１１は、スイッチ２３のオフ状態において（ステップＳ１）、抵抗部１６および計測部１２により、シャント抵抗２１の両端電圧の計測結果を取得する（ステップＳ２）。
【００９８】
次に、制御部１１は、計測された両端電圧から対応の出力ライン１の電流値１を算出する（ステップＳ３）。
【００９９】
次に、制御部１１は、電流値１が上述のような所定条件を満たす場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、スイッチ２３をオンする（ステップＳ５）。
【０１００】
一方、制御部１１は、電流値１が上述のような所定条件を満たさない場合（ステップＳ４でＮＯ）、スイッチ２３のオフ状態を維持する（ステップＳ１）。
【０１０１】
次に、制御部１１は、スイッチ２３をオンした後（ステップＳ５）、抵抗部１６および計測部１２により、シャント抵抗２２の両端電圧の計測結果を取得する（ステップＳ６）。
【０１０２】
次に、制御部１１は、計測された両端電圧から対応の出力ライン１の電流値２を算出する（ステップＳ７）。
【０１０３】
次に、制御部１１は、電流値１と電流値２とを比較し（ステップＳ８）、比較結果が上述のような所定条件を満たす場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、電流値１の低下は、シャント抵抗２１の故障が原因であると判断する（ステップＳ１０）。
【０１０４】
一方、制御部１１は、比較結果が上述のような所定条件を満たさない場合（ステップＳ９でＮＯ）、電流値１の低下は、シャント抵抗２１の故障が原因ではなく、たとえば太陽電池パネルの故障が原因であると判断する（ステップＳ１１）。
【０１０５】
次に、制御部１１は、上述したような方法で、電流値１の低下の原因を通知する処理を行う（ステップＳ１２）。
【０１０６】
なお、制御部１１は、図７に示す処理を、出力ライン１ごとに行うことが可能である。
【０１０７】
また、本発明の実施の形態に係る監視システムでは、監視装置１０１は、太陽電池パネル７８からの出力ラインから供給される電圧を電源電圧として用いて動作する構成であるとしたが、これに限定するものではない。監視装置１０１は、たとえば系統側から供給される交流電力を用いて動作する構成であってもよい。
【０１０８】
また、監視装置１０１は、電力線通信により計測情報を収集装置１５１へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。監視装置１０１は、無線通信等、電力線通信以外の通信により計測情報等の各種情報を収集装置１５１へ送信する構成であってもよい。
【０１０９】
ただし、監視装置１０１が、出力ライン２，５を介した電力線通信により計測情報を収集装置１５１へ送信するとともに、太陽電池パネル７８からの出力ラインから供給される電圧を電源電圧として用いて動作する構成により、太陽電池パネル７８からの出力ラインを効果的に活用し、構成の簡易化を実現することが可能となる。
【０１１０】
ところで、太陽電池パネルからの出力ライン上に直列にシャント抵抗を接続し、シャント抵抗の両端電圧から当該出力電流を計測する構成において、たとえばサージ電流によりシャント抵抗が故障する場合がある。シャント抵抗が故障すると、当該シャント抵抗に電気的に接続される太陽電池パネルの出力電流が電力変換装置に供給されなくなる可能性があり、太陽光発電システムの発電量が低下してしまい、ユーザの売電量等に影響を及ぼすことになる。
【０１１１】
このような場合、太陽光発電システムにおける発電の健全性等を監視するために設けた監視装置に起因して、太陽光発電システムの発電に異常を来すことになってしまう。
【０１１２】
これに対して、本発明の実施の形態に係る監視装置では、シャント抵抗２１は、出力ライン１上に設けられる。シャント抵抗２２およびスイッチ２３は、シャント抵抗２１と並列に接続され、かつ互いに直列に接続される。計測部１２は、シャント抵抗２１の両端電圧およびシャント抵抗２２の両端電圧を計測可能である。
【０１１３】
このように、出力ライン１上に設けられたシャント抵抗２１と並列にシャント抵抗２２を設け、さらに、シャント抵抗２２と直列にスイッチ２３を接続する構成により、迂回用の予備回路が準備され、通常時はオフ状態であるスイッチ２３を、問題発生時にオンして予備回路を有効化させることができる。これにより、ＣＴセンサ等を用いて電流を測定する構成と比べて安価なシャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測しながら、シャント抵抗が故障しても、太陽光発電システム４０１における発電量への影響を抑制または回避することができる。具体的には、シャント抵抗２１の故障発生時、故障箇所を迂回する経路に切り替えることができるため、太陽電池パネルからの発電電力が得られる昼間において発電を妨げることなく、夜間などの発電停止時に監視装置１０１の解析、補修および交換等のメンテナンスを行うことが可能となる。
【０１１４】
したがって、本発明の実施の形態に係る監視装置では、シャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測する構成において、シャント抵抗の故障に適切に対処することができる。
【０１１５】
また、本発明の実施の形態に係る監視装置では、制御部１１は、スイッチ２３のオフ状態におけるシャント抵抗２１の両端電圧の計測部１２による計測結果に基づいて、スイッチ２３をオンする。
【０１１６】
このような構成により、シャント抵抗２１の両端電圧に基づいてスイッチ２３を自動でオンすることができるため、たとえば作業者が監視装置１０１の設置場所へメンテナンスに向かうまでに数日を要するような状況において、対応の太陽電池パネルからの発電電力を活用できない状態が続く事態を回避することができる。たとえば、昼間にシャント抵抗２１が故障しても、シャント抵抗２１の電流値に基づいてスイッチ２３を自動でオンし、迂回用の予備回路を有効化することで、故障から数時間程度で売電等を行うことが可能となる。
【０１１７】
また、全体的な発電量の微小な低下を確認することが困難な太陽光発電システム４０１において、発電の異常をより正確に確認することができる。
【０１１８】
また、本発明の実施の形態に係る監視装置では、制御部１１は、スイッチ２３のオフ状態におけるシャント抵抗２１の両端電圧、およびスイッチ２３のオン状態におけるシャント抵抗２２の両端電圧に基づいて、シャント抵抗２１の故障を判断する。
【０１１９】
このような構成により、スイッチ２３のオフ状態におけるシャント抵抗２１の電流値１の低下が、シャント抵抗２１の故障が原因であるか、または、シャント抵抗２１の故障が原因ではなく、太陽電池パネルの故障または日照量不足等の他の原因であるかを容易に判別することができる。
【０１２０】
また、本発明の実施の形態に係る監視装置は、複数の太陽電池パネル７８からの出力ライン１がそれぞれＰＣＳ８に電気的に接続され、出力ライン１ごとに、シャント抵抗２１、シャント抵抗２２およびスイッチ２３の組が設けられる太陽光発電システム４０１において用いられる。監視装置１０１において、計測部１２は、各組におけるシャント抵抗２１の両端電圧およびシャント抵抗２２の両端電圧を計測可能である。制御部１１は、計測部１２による計測結果に基づく、対象のシャント抵抗２１に対応する出力ライン１以外の１または複数の出力ライン１におけるシャント抵抗２１の電流値、および対象のシャント抵抗２１の電流値を取得する。制御部１１は、取得した各電流値の関係に基づいて、対象のシャント抵抗２１に対応するスイッチ２３をオンする。
【０１２１】
このような構成により、シャント抵抗２１の電流値の異常をより正確に判断することができる。
【０１２２】
また、本発明の実施の形態に係る監視方法は、出力ライン１上に設けられるシャント抵抗２１と、シャント抵抗２１と並列に接続され、かつ互いに直列に接続されたシャント抵抗２２およびスイッチ２３とを備える監視装置１０１における監視方法である。まず、スイッチ２３のオフ状態におけるシャント抵抗２１の両端電圧を計測する。次に、計測結果に基づいて、スイッチ２３をオンする。
【０１２３】
このように、出力ライン１上に設けられたシャント抵抗２１と並列にシャント抵抗２２を設け、さらに、シャント抵抗２２と直列にスイッチ２３を接続する構成により、迂回用の予備回路が準備され、通常時はオフ状態であるスイッチ２３を、問題発生時にオンして予備回路を有効化させることができる。これにより、ＣＴセンサ等を用いて電流を測定する構成と比べて安価なシャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測しながら、シャント抵抗が故障しても、太陽光発電システム４０１における発電量への影響を抑制または回避することができる。具体的には、シャント抵抗２１の故障発生時、故障箇所を迂回する経路に切り替えることができるため、太陽電池パネルからの発電電力が得られる昼間において発電を妨げることなく、夜間などの発電停止時に監視装置１０１の解析、補修および交換等のメンテナンスを行うことが可能となる。
【０１２４】
したがって、本発明の実施の形態に係る監視方法では、シャント抵抗を用いて太陽電池パネルの出力電流を計測する構成において、シャント抵抗の故障に適切に対処することができる。
【０１２５】
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、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許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。
【０１２６】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
【０１２７】
［付記１］
太陽電池パネルからの出力ラインが電力変換装置に電気的に接続される太陽光発電システムに用いられる監視装置であって、
前記出力ライン上に設けられる第１のシャント抵抗と、
前記第１のシャント抵抗と並列に接続され、かつ互いに直列に接続された第２のシャント抵抗およびスイッチと、
前記第１のシャント抵抗の両端電圧および前記第２のシャント抵抗の両端電圧を計測可能な計測部とを備え、
前記監視装置は、さらに、
前記スイッチのオフ状態における前記第１のシャント抵抗の両端電圧の前記計測部による計測結果に基づいて、前記スイッチをオンする制御部を備え、
前記制御部は、前記スイッチのオフ状態における前記第１のシャント抵抗の両端電圧、および前記スイッチのオン状態における前記第２のシャント抵抗の両端電圧に基づいて、前記第１のシャント抵抗の故障を判断し、
前記制御部は、前記計測部による計測結果に基づいて、前記スイッチをオンした後における前記第２のシャント抵抗の電流と前記スイッチをオンする前における前記第１のシャント抵抗の電流とを比較し、比較結果に基づいて前記第１のシャント抵抗の故障を判断する、監視装置。
【符号の説明】
【０１２８】
１，２，５  出力ライン
７  銅バー
８  ＰＣＳ
９  電力変換部
１１  制御部
１２  計測部
１４  通信部
１５  記憶部
１６  抵抗部
２１，２２  シャント抵抗
２３  スイッチ
６０  集電ユニット
７２  銅バー
７５  太陽電池ユニット
７６  接続箱
７７  銅バー
７８  太陽電池パネル
１０１  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】
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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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