(57)【要約】【課題】精度良く太陽光発電量を予測することができるようにする。【解決手段】データ取得部２４が、エリア毎に、前記エリア内の各位置の太陽光発電量を、太陽光発電量分布として取得する。そして、予測部２８が、予測対象位置を含むエリアの周辺のエリアの各々の太陽光発電量分布に基づいて、所定時間後の予測対象位置を含むエリアの太陽光発電量分布を予測し、予測された太陽光発電量分布に基づいて、前記所定時間後の前記予測対象位置の太陽光発電量を予測する。【選択図】図２
2019154213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エリア毎に、前記エリア内の各位置の太陽光発電量を、太陽光発電量分布として取得する取得部と、
予測対象位置を含むエリアの周辺のエリアの各々の太陽光発電量分布に基づいて、所定時間後の予測対象位置を含むエリアの太陽光発電量分布を予測し、予測された太陽光発電量分布に基づいて、前記所定時間後の前記予測対象位置の太陽光発電量を予測する予測部と、
を含む太陽光発電量予測装置。
【請求項２】
風向情報及び風速情報の計測結果を取得する風情報取得部と、
前記取得した風向情報及び風速情報の計測結果に基づいて、予測対象位置を含むエリアの周辺のエリアの各々の太陽光発電量分布に対する重みを決定する重み決定部とを更に含み、
前記予測部は、前記決定された予測対象位置を含むエリアの周辺のエリアの各々の太陽光発電量分布に対する重みを用いて、前記所定時間後の予測対象位置を含むエリアの太陽光発電量分布を予測する請求項１記載の太陽光発電量予測装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の太陽光発電量予測装置と、
需要家毎に設けられた、太陽光発電器の太陽光発電量の計測結果を前記太陽光発電量予測装置へ送信する管理装置とを含む太陽光発電量予測システムであって、
前記太陽光発電量予測装置は、
前記需要家毎の位置情報を記憶する位置情報データベースを更に含み、
前記取得部は、前記需要家毎に設けられた計測器から送信された太陽光発電量の計測結果と、前記需要家毎の位置情報とに基づいて、前記エリア毎に前記太陽光発電量分布を取得する太陽光発電量予測システム。
【請求項４】
前記太陽光発電量予測装置は、更に、前記予測対象位置の需要家の前記管理装置へ、前記太陽光発電量の予測結果を送信し、
前記管理装置は、受信した前記太陽光発電量の予測結果に基づいて、負荷を制御する負荷制御部を含む請求項３記載の太陽光発電量予測システム。
【請求項５】
前記太陽光発電量予測装置は、更に、前記予測対象位置の需要家の前記管理装置へ、前記太陽光発電量の予測結果を送信し、
前記管理装置は、受信した前記太陽光発電量の予測結果に基づいて、蓄電池の充放電量を制御する充放電制御部を含む請求項３又は４記載の太陽光発電量予測システム。
【請求項６】
前記予測部は、前記周辺のエリアの各々について、前記取得した前記エリアの太陽光発電量分布に基づいて、前記エリア内で太陽光発電量が得られていない各位置の太陽光発電量を推定し、
前記周辺のエリアの各々についての前記推定された太陽光発電を含む前記エリアの太陽光発電量分布に基づいて、所定時間後の予測対象位置を含むエリアの太陽光発電量分布を予測する請求項１〜請求項５の何れか１項記載の太陽光発電量予測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電量予測装置及び太陽光発電量予測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＰＶ発電量を予測する方法が知られている。例えば、予測対象となる太陽光発電装置の発電量の照合時間帯における予測対象変動パターンと、周辺の複数の発電装置の発電量状況の照合時間帯より前の被照合時間帯における各周辺変動パターンとを照合し、予測対象変動パターンに近似する周辺変動パターンの発電装置を風上の発電装置として特定し、発電装置の周辺変動パターンに基づき、所定時間後の予測対象時間帯に予測対象となる発電装置の予測発電量Ｗｐｖを予測する方法が知られている（特許文献１）。この特許文献１に記載の従来技術では、風向きを考慮して、周辺における発電量から、予測対象のＰＶ発電量を予測する。
【０００３】
また、発電装置の周辺の複数の地点に設置された計測装置から取得した、第一の時間帯についての自然エネルギーの実測値と、当該複数の地点における自然エネルギーの予測値と、に基づいて、当該複数の地点における自然エネルギーの予測値の予測誤差の平均値に関する値を算出して、当該値を発電装置の設置位置における、自然エネルギーの予測値の予測誤差と推定する推定部と、推定部が推定した予測誤差に基づいて、発電装置の設置位置における、第一の時間帯より後の第二の時間帯についての自然エネルギーの予測値を補正する補正部と、補正部が補正した第二の時間帯についての自然エネルギーの予測値と、自然エネルギーと発電量の関係を示す発電装置の発電特性と、に基づいて、第二の時間帯についての発電装置の発電量を予測する発電量予測部と、を備える発電量予測装置が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５１３２６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１１１８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＰＶ発電量の予測では、雲の形状などにより、ＰＶ発電量が均一でないことを考慮できず、予測精度が悪くなってしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、精度良く太陽光発電量を予測することができる太陽光発電量予測装置及び太陽光発電量予測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明に係る太陽光発電量予測装置は、エリア毎に、前記エリア内の各位置の太陽光発電量を、太陽光発電量分布として取得する取得部と、予測対象位置を含むエリアの周辺のエリアの各々の太陽光発電量分布に基づいて、所定時間後の予測対象位置を含むエリアの太陽光発電量分布を予測し、予測された太陽光発電量分布に基づいて、前記所定時間後の前記予測対象位置の太陽光発電量を予測する予測部と、を含んで構成されている。
【０００８】
本発明によれば、取得部が、エリア毎に、前記エリア内の各位置の太陽光発電量を、太陽光発電量分布として取得する。そして、予測部が、予測対象位置を含むエリアの周辺のエリアの各々の太陽光発電量分布に基づいて、所定時間後の予測対象位置を含むエリアの太陽光発電量分布を予測し、予測された太陽光発電量分布に基づいて、前記所定時間後の前記予測対象位置の太陽光発電量を予測する。
【０００９】
このように、予測対象位置を含むエリアの周辺のエリアの各々の太陽光発電量分布に基づいて、所定時間後の予測対象位置を含むエリアの太陽光発電量分布を予測し、所定時間後の前記予測対象位置の太陽光発電量を予測することにより、精度良く太陽光発電量を予測することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明の太陽光発電量予測装置及び太陽光発電量予測システムによれば、太陽光発電量を精度良く予測することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電量予測システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るサーバを示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るサーバにおけるＰＶ発電量予測処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
[第１の実施の形態]
＜太陽光発電量予測システムのシステム構成＞
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る太陽光発電量予測システム１００は、需要家毎に備えられた、ＰＶ発電器１０、蓄電池１２、計測器１４、及び管理装置１６と、サーバ２０とを備えている。需要家毎の管理装置１６とサーバ２０は、インターネットなどのネットワーク４０を介して相互に接続されている。なお、サーバ２０が、太陽光発電量予測装置の一例である。
【００１４】
計測器１４は、ＰＶ発電器１０の発電量を計測し、管理装置１６へ出力する。管理装置１６は、負荷制御部により、需要家が有するＰＶ発電器１０及び蓄電池１２を含む各種電力機器、及び家電などの負荷を管理している。また、管理装置１６は、逐次、計測器１４の計測結果を、需要家の識別番号及び計測時刻と共にサーバ２０へ送信する。
【００１５】
サーバ２０は、需要家毎の管理装置１６から送信されたＰＶ発電量の計測結果に基づいて、現在より所定時間後の予測対象の需要家のＰＶ発電量を予測し、予測対象の需要家の管理装置１６へ予測結果を送信する。
【００１６】
図２に示すように、サーバ２０は、通信部２２と、データ取得部２４と、需要家毎の位置情報を記憶している位置情報データベース２６と、予測部２８とを備えている。なお、予測部２８は、予測部及び重み決定部の一例である。
【００１７】
位置情報データベース２６は、需要家の識別番号の各々に対応して、当該需要家の位置情報を記憶している。
【００１８】
データ取得部２４は、通信部２２により受信した、需要家毎の管理装置１６から送信されたＰＶ発電量の計測結果の各々に対し、当該需要家の識別番号を用いて、当該需要家の位置情報を、位置情報データベース２６から取得する。データ取得部２４は、エリア毎に、当該エリア内の各位置のＰＶ発電量を、ＰＶ発電量の分布として取得する。例えば、エリアを分割した各メッシュに対し、当該メッシュ内の各需要家のＰＶ発電量の計測結果及び位置情報に基づいて、当該メッシュのＰＶ発電量を求め、エリア内のＰＶ発電量の分布とする。このとき、エリア内で、ＰＶ発電量の計測結果が得られていないメッシュについては、周辺メッシュのＰＶ発電量の計測結果から補間してＰＶ発電量を求めて、当該メッシュのＰＶ発電量とし、当該エリア内のＰＶ発電量の分布とすればよい。
【００１９】
予測部２８は、通信部２２により、予測対象の需要家のＰＶ発電器の発電量の予測要求を受け付けると、当該予測対象の需要家を含むエリアと、その周辺エリアとを決定する。例えば、当該予測対象の需要家を含むエリアを、予測対象エリアとして決定し、その予測対象エリアの周辺の複数のエリアを周辺エリアとして決定する。予測部２８は、決定された複数の周辺エリアの各々について、当該周辺エリア内のＰＶ発電量の分布を取得する。
【００２０】
そして、予測部２８は、各周辺エリア内のＰＶ発電量分布の時間的変化データに基づいて、現在より所定時間後の、予測対象エリア内のＰＶ発電量の分布を予測する。
【００２１】
このとき、過去の風向及び風速データ、直前の風向及び風速の変化データ、又は気象情報から得られる予測対象エリアの風向及び風速に基づいて、各周辺エリアに対する重みを決定してもよい。各周辺エリアに対する重みは、風向及び風速の組み合わせ毎に予め学習されているものとする。例えば、風上にある周辺エリアに対する重みが大きく、また、風速が速いほど、離れた周辺エリアに対する重みが大きく、風速が遅いほど、近くの周辺エリアに対する重みが大きくなる。そして、各周辺エリア内のＰＶ発電量の分布を、各周辺エリアに対する重みを用いて合成した結果を、予測対象エリア内のＰＶ発電量の分布として予測する。
【００２２】
また、エリア内のＰＶ発電量の分布から、雲の形状を推定し、雲の中心部と周辺部とでは予測の確度が異なるため、雲の形状と確度予測とを組み合わせたものを更に考慮することで、予測対象エリア内のＰＶ発電量の分布を予測するようにしてもよい。
【００２３】
予測部２８は、予測された予測対象エリア内のＰＶ発電量の分布から、予測対象エリア内の各需要家の位置情報に応じて、予測対象エリア内の各需要家のＰＶ発電器１０の発電量を予測する。
【００２４】
そして、通信部２２により、予測対象エリアの各需要家のＰＶ発電器１０の発電量の予測結果を、予測対象エリア内の各需要家の管理装置１６へ送信する。
【００２５】
予測対象エリア内の各需要家の管理装置１６は、ＰＶ発電器１０の発電量の予測結果を受信すると、負荷制御部により、予測結果に応じて最適となるように、需要家が有する各種電力機器、及び家電などの負荷を制御する。例えば、制御対象をエアコンや冷蔵庫とする場合には、予測結果に基づいて、ＰＶ発電量が低下する前に出力を上げて予め冷やしておき、ＰＶ発電量が低下した際には出力を下げることで負荷の平準化を行うことができる。また、充放電制御部により、予測結果に応じて最適となるように、需要家が有する蓄電池１２の充放電量を制御する。例えば、予測結果に基づいて、ＰＶ発電量が低下する際に、蓄電池１２の放電量を増やし、ＰＶ発電量が増加する際に、蓄電池１２の充電量を増やす。
なお、上記の「最適」として、買電料金最小化、一次エネルギー消費量最小化、ＣＯ２排出量最小化、放充電回数最小化などが想定されるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
＜太陽光発電量予測システム１００の動作＞
次に、本実施の形態に係る太陽光発電量予測システム１００の動作について説明する。
【００２７】
まず、需要家毎の計測器１４は、ＰＶ発電器１０の発電量を逐次計測して、管理装置１６へ出力し、管理装置１６が、逐次、計測器１４の計測結果を、需要家の識別番号及び計測時刻と共にサーバ２０へ送信する。
【００２８】
このとき、予測対象の需要家のＰＶ発電器１０の発電量の予測要求を受け付けると、サーバ２０により、図３に示すＰＶ発電量予測処理ルーチンが実行される。
【００２９】
まず、ステップＳ１００において、データ取得部２４は、通信部２２により受信した、需要家毎の管理装置１６から送信されたＰＶ発電量の計測結果の各々に対し、当該需要家の識別番号を用いて、当該需要家の位置情報を、位置情報データベース２６から取得する。データ取得部２４は、各エリアに対し、当該エリア内の各需要家のＰＶ発電量の計測結果及び位置情報に基づいて、当該エリア内のＰＶ発電量の分布を求める。
【００３０】
そして、当該予測対象の需要家を含む予測対象エリアと、その周辺エリアとを決定し、決定された複数の周辺エリアの各々について、当該周辺エリア内のＰＶ発電量の分布を取得する。
【００３１】
ステップＳ１０２では、予測部２８は、過去データ、直前の変化データ、又は気象情報から得られる予測対象エリアの風向及び風速に基づいて、各周辺エリアに対する重みを決定し、各周辺エリアに対する重みと、各周辺エリア内のＰＶ発電量分布の時間的変化データとに基づいて、現在より所定時間後の、予測対象エリア内のＰＶ発電量の分布を予測する。
【００３２】
ステップＳ１０４では、通信部２２により、予測対象エリアの各需要家のＰＶ発電器１０の発電量の予測結果を、予測対象エリア内の各需要家の管理装置１６へ送信して、ＰＶ発電量予測処理ルーチンを終了する。
【００３３】
そして、予測対象エリア内の各需要家の管理装置１６は、ＰＶ発電器１０の発電量の予測結果を受信すると、予測結果に応じて最適となるように、需要家が有する各種電力機器、及び家電などの負荷を制御すると共に、需要家が有する蓄電池１２の充放電量を制御する。
【００３４】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る太陽光発電量予測システムによれば、予測対象位置を含むエリアの周辺のエリアの各々の太陽光発電量分布に基づいて、所定時間後の予測対象位置を含むエリアの太陽光発電量分布を予測し、所定時間後の前記予測対象位置の太陽光発電量を予測することにより、精度良く太陽光発電量を予測することができる。
【００３５】
また、多くの情報を収集することで、広範囲かつ確度の高い発電量予測ができる。高価な気象予測を購入することなく、確度の高い発電量予測が可能となる。また、追加の計測機器が不要で、安価に発電量予測ができる。家庭において、ＰＶ発電器で自家発電した電力を有効に使用することができ、電力料金を低減できる。ＰＶ発電器で発電した電力を家庭内で使用することにより、配電系統への逆潮流を低減し、電圧上昇を軽減できる。
【００３６】
[第２の実施の形態]
次に、第２の実施の形態に係る太陽光発電量予測システムについて説明する。なお、第２の実施の形態に係る太陽光発電量予測システムは、第１の実施の形態に係る太陽光発電量予測システムと同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
第２の実施の形態では、風向計、風速計を用いて、風上にある周辺エリアのＰＶ発電量分布から、予測対象となるエリアのＰＶ発電量分布を予測している点が、第１の実施の形態と異なっている。
【００３８】
第２の実施の形態に係る太陽光発電量予測システム１００では、各エリア内に、風向計及び風速計が設けられており、風向計及び風速計は、逐次、計測結果をサーバ２０へ送信する。
【００３９】
サーバ２０のデータ取得部２４は、更に、予測対象の需要家を含む予測対象エリア内に設けられた風向計、風速計から受信した、風向き、風速の計測結果を取得する。なお、データ取得部２４は、取得部及び風情報取得部の一例である。
【００４０】
そして、サーバ２０の予測部２８が、予測対象エリアに対して風上にある各エリアを、風上エリアとして決定する。予測部２８は、決定された各風上エリアに対し、当該風上エリア内のＰＶ発電量の分布を取得する。そして、予測部２８は、各風上エリア内のＰＶ発電量の分布と、風速の計測結果とに基づいて、現在より所定時間後の、予測対象エリア内のＰＶ発電量の分布を予測する。
【００４１】
このとき、風速の計測結果に基づいて、各風上エリアに対する重みを決定する。各風上エリアに対する重みは、風速毎に予め学習されているものとする。例えば、風速が速いほど、離れた風上エリアに対する重みが大きく、風速が遅いほど、近くの風上エリアに対する重みが大きくなる。そして、各風上エリア内のＰＶ発電量の分布を、各風上エリアに対する重みを用いて合成した結果を、予測対象エリア内のＰＶ発電量の分布として予測する。
【００４２】
予測部２８は、予測された予測対象エリア内のＰＶ発電量の分布から、予測対象エリア内の各需要家のＰＶ発電器の発電量を予測する。
【００４３】
なお、第２の実施の形態に係る太陽光発電量予測システムにおける他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４４】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る太陽光発電量予測システムによれば、予測対象位置を含むエリアの風上のエリアの各々の太陽光発電量分布に基づいて、所定時間後の予測対象位置を含むエリアの太陽光発電量分布を予測し、所定時間後の前記予測対象位置の太陽光発電量を予測することにより、精度良く太陽光発電量を予測することができる。
【００４５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００４６】
例えば、ＰＶ発電量の計測器だけでなく、日射計を更に設けてもよい。この場合には、雲による影響とＰＶ表面の汚れや近隣の建物の影などの影響を区別することができ、より正確な発電量予測が可能となる。
【００４７】
また、ＰＶ発電量の分布から推測された雲の形状を、過去の雲の動きを格納するデータベースに格納し、予測の演算に用いることで、更に精度の高い予測を行うようにしてもよい。
【００４８】
また、ＰＶ発電量の分布から推測された雲の形状を用いて、天気の変化を検知した際に、洗濯物干しの情報として需要家に配信するようにしてもよい。
【００４９】
また、ＰＶ発電量の分布から推測された雲の形状を用いて、晴天時間を予測し、洗濯物の乾燥レベルを計算して、洗濯物干しの情報として需要家に配信するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０   ＰＶ発電器
１２   蓄電池
１４   計測器
１６   管理装置
２０   サーバ
２２   通信部
２４   データ取得部
２６   位置情報データベース
２８   予測部
４０   ネットワーク
【図１】
2019154213.tif 000003
【図２】
2019154213.tif 000004
【図３】
2019154213.tif 000005