(57)【要約】【課題】分散電源設備の診断・解析を遠隔で行ない、異常兆候を早めに検出することにより、電源設備の運用上のトラブルの発生を事前に回避する。【解決手段】分散電源設備診断装置３は、遠隔に分散して設置されている分散電源設備１１、１２に対して、分散電源設備の運転状況データを、ネットワーク２を介して収集する遠隔収集手段３１と、遠隔収集手段が取得した運転状況データに対して、分散電源設備の異常徴候を、診断パラメータを用いて診断する診断手段３２と、診断パラメータを編集する診断パラメータ編集手段３４と、診断手段により異常徴候を診断した場合にその異常徴候の内容を通知する表示通知手段３３と、を有する。遠隔収集手段は、運転状況データを収集する周期とそのデータの種類を設定する収集条件設定手段３１２を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔に分散して設置されている複数の分散電源設備に対して、これら分散電源設備の運転状況データを、ネットワークを介して収集する遠隔収集手段と、
この遠隔収集手段が取得した前記運転状況データに対して、前記分散電源設備の異常徴候を、診断パラメータを用いて診断する診断手段と、
前記診断パラメータを編集する診断パラメータ編集手段と、
前記診断手段により異常徴候を診断した場合にその異常徴候の内容を通知する表示通知手段と、
を有することを特徴とする分散電源設備診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分散電源設備診断装置において、前記遠隔収集手段は、前記運転状況データを収集する周期とそのデータの種類を設定する収集条件設定手段を有すること、を特徴とする分散電源設備診断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の分散電源設備診断装置において、前記分散電源設備の少なくとも一部は複数の構成機器からなり、前記診断手段は、前記構成機器それぞれの余寿命を算定する手段を有すること、を特徴とする分散電源設備診断装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の分散電源設備診断装置において、前記診断手段は、統計演算を行なって、前記運転状況データの平均値およびバラツキを算出して異常徴候を判定する手段を含むこと、を特徴とする分散電源設備診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の分散電源設備診断装置において、前記分散電源設備の少なくとも一部は複数の構成機器からなり、前記診断手段は、前記構成機器の余寿命を算定する手段を有すること、を特徴とする分散電源設備診断装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の分散電源設備診断装置において、前記診断手段により異常徴候を診断した場合に、その異常徴候の内容を、ネットワークを介して該当異常徴候のあった分散電源設備のユーザに提供するための結果送信手段をさらに有すること、を特徴とする分散電源設備診断装置。
【請求項７】
遠隔に分散して設置されている複数の分散電源設備に対して、これら分散電源設備の運転状況データを、ネットワークを介して収集する遠隔収集ステップと、
この遠隔収集ステップで取得した前記運転状況データに対して、前記分散電源設備の異常徴候を、診断パラメータを用いて診断する診断ステップと、
前記診断パラメータを編集する診断パラメータ編集ステップと、
前記診断ステップで異常徴候を診断した場合にその異常徴候の内容を通知する表示通知ステップと、
を有することを特徴とする分散電源設備診断方法。
【請求項８】
コンピュータに、
遠隔に分散して設置されている複数の分散電源設備に対して、これら分散電源設備の運転状況データを、ネットワークを介して収集する遠隔収集機能と、
この遠隔収集機能で取得した前記運転状況データに対して、前記分散電源設備の異常徴候を、診断パラメータを用いて診断する診断機能と、
前記診断パラメータを編集する診断パラメータ編集機能と、
前記診断機能で異常徴候を診断した場合にその異常徴候の内容を通知する表示通知機能と、
を実現させるための分散電源設備診断プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池などの分散発電設備の診断を遠隔で行なうための装置、方法およびコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、小型の発電設備や電力貯蔵設備（以下、電源設備という）においては、運転保守のための専任の運転保守要員を置くことが経済的でなく、これら電源設備の高性能化されている現状においても普及の妨げとなっていた。近年、ネットワーク技術の進歩に伴って、これら分散設置の電源設備を遠隔から監視することにより、個々の設備での要員配置を行なわずに効率的な運用を行なうことが考えられるようになった。
【０００３】
このような遠隔設備監視の例として、特許文献１がある。この例では、遠隔にて設備を監視して、設備の異常発生に対して速やかな対応を行なおうとするものである。しかしながら、一旦異常が発生してしまうと、運転を継続できないことが普通であり、速やかな対応をするとは言っても、運転を中断せざるをえない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２７３０２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の事情に対処するものであって、複数の分散電源設備の診断・解析を遠隔で行ない、異常兆候を早めに検出することにより、電源設備の運用上のトラブルの発生を事前に回避するまたは抑制することが可能な装置、方法またはコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するものであって、請求項１に記載の発明は、遠隔に分散して設置されている複数の分散電源設備に対して、これら分散電源設備の運転状況データを、ネットワークを介して収集する遠隔収集手段と、この遠隔収集手段が取得した前記運転状況データに対して、前記分散電源設備の異常徴候を、診断パラメータを用いて診断する診断手段と、前記診断パラメータを編集する診断パラメータ編集手段と、前記診断手段により異常徴候を診断した場合にその異常徴候の内容を通知する表示通知手段と、を有することを特徴とする分散電源設備診断装置である。
【０００７】
また、請求項７に記載の発明は、遠隔に分散して設置されている複数の分散電源設備に対して、これら分散電源設備の運転状況データを、ネットワークを介して収集する遠隔収集ステップと、この遠隔収集ステップで取得した前記運転状況データに対して、前記分散電源設備の異常徴候を、診断パラメータを用いて診断する診断ステップと、前記診断パラメータを編集する診断パラメータ編集ステップと、前記診断ステップで異常徴候を診断した場合にその異常徴候の内容を通知する表示通知ステップと、を有することを特徴とする分散電源設備診断方法である。
【０００８】
また、請求項８に記載の発明は、コンピュータに、遠隔に分散して設置されている複数の分散電源設備に対して、これら分散電源設備の運転状況データを、ネットワークを介して収集する遠隔収集機能と、この遠隔収集機能で取得した前記運転状況データに対して、前記分散電源設備の異常徴候を、診断パラメータを用いて診断する診断機能と、前記診断パラメータを編集する診断パラメータ編集機能と、前記診断機能で異常徴候を診断した場合にその異常徴候の内容を通知する表示通知機能と、を実現させるための分散電源設備診断プログラムである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る分散電源設備診断装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、共通または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１０】
まず、一つの実施の形態について、図１〜１０を参照して説明する。図１において、分散電源設備診断装置３は、遠隔に分散して設置されている複数の分散電源設備１１、１２、・・・１ｎに対して、これら分散電源設備の運転状況データをネットワーク２を介して収集処理する遠隔収集手段３１を有する。
【００１１】
さらに分散電源設備診断装置３は、遠隔収集手段３１が取得した運転状況データに対して分散電源設備の異常徴候を診断する診断手段３２と、この診断手段３２により異常徴候を診断した場合にその異常徴候の内容を管理員に通知する表示通知手段３３と、診断手段３２が使用する診断パラメータを編集する診断パラメータ編集手段３４とを有する。これらの各手段は、プログラムによって制御されるコンピュータにより実現することができる。
【００１２】
ここで、分散電源設備１１、１２、・・・１ｎの一例として燃料電池（ＦＣ）を取り上げると、診断すべき項目の例として、
▲１▼燃料電池セルの経年劣化度合い
▲２▼改質器の経年劣化度合い
▲３▼ポンプ、バルブ類の経年劣化度合い
などがある。そして、これらを診断するために、
（ａ）燃料電池セルの電圧、電流、温度
（ｂ）燃料供給量
（ｃ）発電出力電力
（ｄ）改質器の温度
などのプロセスデータを使用する。
【００１３】
これらプロセスデータは、燃料電池（分散電源設備１１、１２、・・・１ｎ）で計測され、ネットワーク２を経由して、診断装置３の遠隔収集手段３１によって自動収集される。遠隔収集手段３１は、登録されている複数のサイト（分散電源設備１１，１２・・・）に対して順番にデータ収集するよう動作する。ネットワーク２は、サイトや診断装置３の設置場所が各地に分散していることにより、公衆回線網やインターネットなどの広域ネットワークが用いられる。
【００１４】
診断手段３２は、各サイトごとに得られたプロセスデータを基に、上記の診断項目のデータを得る処理を、例えば以下のように行なう。
（１）燃料電池セルの電圧値、電流値の比が基準値を上回るようになったら劣化が進んでいると判定する。
【００１５】
（２）燃料供給量および発電出力量の積算値を演算して、これら積算値がそれぞれの基準値を上回るようになったら、改質器、バルブ、ポンプの劣化が進んでいると判定する。また、発電出力量と燃料供給量の比が基準値を下回る（効率が低下している）場合は、燃料電池セルの劣化が進んでいると判定する。なお、改質器、バルブ、ポンプを交換、修理したら積算値をクリアする。
【００１６】
上記の基準値に達したときに、異常徴候ありと診断する。このような、診断手段３２による診断結果を表示通知手段３３によって表示して、該当サイトの状況を管理要員に通知する。
【００１７】
表示通知手段３３は、例えば、ＣＲＴや液晶表示装置などの表示装置である。このときの表示画面の例を図２に示す。この例では、サイトＩＤが１８２−０００１のＦＣセルと、サイトＩＤが１８２−００８９の改質器で、「異常兆候あり」と表示されている。
【００１８】
診断パラメータ編集手段３４は、上述の診断のために使用する各種の基準値を、サイトごとの特性に合わせて設定するものであり、図３に示すような表形式の基準値ファイルを編集する。この基準値は、例えば、過去の運転実績データに基づいて算定する。
【００１９】
この実施の形態では、各電源設備を構成する各機器の劣化の度合いを常時監視しているので、交換・修理のタイミングをユーザに予告することが可能である。これに基づいて、計画的な補修を行なうことにより、突然の故障による運用停止を回避して安定な運用が可能となる。
【００２０】
次に、図４は、遠隔収集手段３１の具体的構成例を示す。遠隔収集手段３１は、収集条件設定手段３１２を参照してネットワーク２につながれたサイトよりデータ収集する。収集条件設定手段３１２は、図５に示すように、各サイトに対応する識別記号（サイトＩＤ）ごとに、データ収集の周期、収集すべきデータの識別記号（データＩＤ−１〜ｎ）、およびこれらデータを用いて診断するプログラムの識別記号（プログラムＩＤ）を表形式で保持している。遠隔収集手段３１は、各サイトより収集した運転状況データのうちから、収集条件設定手段３１２より指定されるデータを取り出し、かつ、診断プログラムＩＤとともに診断手段３２に提供する。
このように、本実施の形態によれば、サイトの電源設備の型式や運用形態の違いにより診断すべきデータや診断内容が異なる場合にも柔軟に対応できる。
【００２１】
次に、図６は、診断手段３２の具体的構成例を示す。ここで、診断手段３２は、データ解析部３２１および余寿命診断知識ベース３２２より構成される。データ解析部３２１は、遠隔収集手段３１および診断パラメータ設定手段３４より得るデータをもとに、電源設備の劣化度合いを示す変数ｘ１，ｘ２，ｘ３を計算する。余寿命診断知識ベース３２２では過去の経験に基づく知識データとして変数ｘ１，ｘ２，ｘ３を、例えば図７に示すような判定条件に対応して余寿命を記録している。ここに、図７は、余寿命知識ベースの一例として、電池セル余寿命判定条件の例を示している。
【００２２】
データ解析部３２１では、この知識ベースを参照して余寿命年数を求めて表示通知手段３３により通知する。このように、本実施の形態によれば、分散電源設備を構成する主要部品の余寿命を自動的に算定するので、定期交換の計画を早めに作成して寿命故障の発生の前に部品の交換を行なうことができる。
【００２３】
図８は、各サイトごとに得られたプロセスデータを基に、診断手段３２（図６）が行なう処理の例を示す。すなわち、本診断は定期的に診断を行なうため、予め診断周期を設定し、診断周期検出処理８１にて診断時期を検出する。診断時期を検出すると以降の診断処理を順次自動で行なう。次に、母集団選定処理８２で、予め設定している母集団期間から対象データを負荷範囲等の間引き処理を行ない、母集団データを抽出する。次に、母集団最小自乗近似処理８３で、母集団データから運転時間を変数とし、最小二乗近似式を算出する。
【００２４】
次に、母集団標準偏差／誤差平均算出処理８４で、母集団を元にした最小自乗近似式と、母集団データから母集団の誤差平均および標準偏差を算出する。次に、平均値評価処理８５で、実誤差（実データと最小二乗データとの差）と母集団誤差との差を、標準偏差をもとに比較し、実データ誤差平均と母集団誤差平均との差が母集団誤差標準偏差の許容値のｎ倍以上離れた場合に、平均高あるいは平均低と評価する。ここで、ｎは、所定の正の数である。
【００２５】
次に、個別データ評価処理８６で、実データそれぞれにおいて、平均自乗から求められる値より１．９６σ区間（正規分布における９５％区間）を外れた個数が全データのｍ％以上である場合に個別データ高低と評価する。ここで、ｍは１００未満の正の数である。次に、ばらつき評価処理８７で、実データの誤差標準偏差と母集団誤差標準偏差をもとに、下式の値ｒが所定の診断基準値を越えたかどうかを評価する。
ｒ＝実データ誤差標準偏差／母集団誤差標準偏差
【００２６】
すなわち、上記のｒの値が診断基準値に達したときに、異常徴候ありと診断する。次に、診断結果保存／表示処理８７で、診断結果を図９に示すように表示して、該当サイトの状況を管理要員に通知し、履歴としてデータ保存する。
【００２７】
図９で、まず、（ａ）に示すように、診断結果表示がなされる。この図の場合、図２の表示とほぼ同様に、サイトＩＤが１８２−０００１のＦＣセルと、サイトＩＤが１８２−００８９の改質器で、「異常兆候あり」と表示されている。ここでは、それぞれの「異常兆候あり」表示に隣接して「詳細」の文字が表示されている。そこで、管理要員が一つの「詳細」表示部分を選択する。すなわち、例えば、ポインタ（例えばマウス）で選択してクリックする、または、タッチスクリーンの場合はその位置をタッチする。すると、その部分の異常兆候の詳細が、図９（ｂ）に示すように表示される。
【００２８】
次に、分散電源設備１１、１２、・・・１ｎを構成する機器の余寿命診断を行なう例を示す。余寿命診断では、診断のための母集団期間から対象データを負荷範囲等の間引き処理を行ない、母集団データを抽出する。母集団データから最小自乗近似直線式を算出し、予め設定した閾値に到達するまでの時間を算出する。算出した時間が予め設定した基準時間より短くなったら、結果を、例えば図１０に示すように表示して管理要員に通知する。
【００２９】
このように、機器の劣化等による寿命の度合いを定期的に監視することにより、交換・修理のタイミングをユーザに予告することが可能である。これに基づいて、計画的な補修を行なうことにより、突然の故障による運用停止を回避して安定な運用を可能となる。
【００３０】
次に、本発明に係る分散電源設備診断装置の他の実施の形態について、図１１を参照して説明する。図１１に示すように、この分散電源設備診断装置３は、図１の分散電源設備診断装置３に比べて、結果送信手段３５が追加されている。結果送信手段３５は、診断手段３２により異常徴候を診断した場合にその異常徴候の内容をネットワーク２を介し該当設備のユーザに通知する機能を有する。
【００３１】
この実施の形態では、診断手段３２により「異常徴候あり」と診断されたとき、その診断結果を、表示通知手段３３によって管理要員に通知するとともに、結果送信手段３５から、ネットワーク２を介し、図５の収集管理表に予め登録している該当電源設備のユーザに通知する。これにより、電源設備のユーザは、自分の電源設備の異常兆候を速やかに知ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の分散電源設備を遠隔でまとめて監視し診断できるので、交換・修理などのタイミングをユーザに予告し、計画的な補修を行なうことができ、突然の故障による運用停止の回避または抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分散電源設備診断装置の一つの実施の形態を示すブロック図。
【図２】図１の表示通知手段に表示される診断結果表示内容の一例を示す図。
【図３】図１の診断パラメータ設定手段における診断パラメータの表の一例を示す図。
【図４】図１の遠隔収集手段の一例を示すブロック図。
【図５】図４の収集条件設定手段におけるデータ収集管理表の一例を示す図。
【図６】図１の診断手段の一例を示すブロック図。
【図７】図６における余寿命知識ベースの一例として電池セル余寿命判定条件の例を示す図。
【図８】図１の分散電源設備診断装置による診断処理の例を示すフロー図。
【図９】図８の診断処理の結果を図１の表示通知手段で表示する内容の一例を示す図であって、（ａ）は全体の診断結果表示画面、（ｂ）は特定の異常兆候詳細を表示する画面。
【図１０】図１の表示通知手段で表示される余寿命診断結果表示の内容の一例を示す図。
【図１１】本発明に係る分散電源設備診断装置の他の実施の形態を示すブロック図。
【符号の説明】
２…広域ネットワーク、３…診断装置、１１，１２，・・・１ｎ…電源設備、３１…遠隔収集手段、３２…診断手段、３３…表示通知手段、３４…診断パラメータ編集手段、３５…結果送信手段、３１１…送受信手段、３１２…収集条件設定手段、３２１…データ解析部、３２２…余寿命診断知識ベース。
【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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