(57)【要約】【課題】太陽光パネルの発電出力の急変のうち急増予兆を簡便に検知することができる発電出力急増予兆検知装置等を提供する。【解決手段】発電出力急増予兆検知装置１は、少なくとも太陽を撮像する撮像手段から時系列的に入力される空画像のうち、撮像された日時に基づき空画像上の太陽の位置を計算する画像上太陽位置計算部１２ａと、空画像上の太陽の位置及び予め観測された雲に覆われていない状態の太陽のハレーション部分の大きさに基づき、空画像の輝度値を確認する領域を決定する輝度値確認領域決定部１２ｂと、決定された領域のうち、輝度値が所定の輝度閾値以上である画素の個数を高輝度画素数として計数する高輝度画素数計数部１３ａと、計数された高輝度画素数が高輝度画素数閾値以上である状態が所定時間以上継続した場合、太陽光パネル４の発電出力の急増予兆ありと判定する予兆判定部１３ｂとを備える。【選択図】図１
2016073024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも太陽を撮像する撮像手段から時系列的に入力される空画像のうち、撮像された日時に基づき空画像上の太陽の位置を計算する画像上太陽位置計算部と、
前記空画像上の太陽の位置及び予め観測された雲に覆われていない状態の太陽のハレーション部分の大きさに基づき、前記空画像の輝度値を確認する領域を決定する輝度値確認領域決定部と、
前記決定された領域のうち、輝度値が所定の輝度閾値以上である画素の個数を高輝度画素数として計数する高輝度画素数計数部と、
前記計数された高輝度画素数が高輝度画素数閾値以上である状態が所定時間以上継続した場合、前記太陽光パネルの発電出力の急増予兆ありと判定する予兆判定部とを備える
ことを特徴とする発電出力急増予兆検知装置。
【請求項２】
前記輝度値確認領域決定部は、前記撮像された空画像に歪曲収差が含まれる場合、該歪曲収差の影響度に応じて前記輝度値を確認する領域の大きさを変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の発電出力急増予兆検知装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発電出力急増予兆検知装置と、
太陽光が照射されることで発電する前記太陽光パネルと、
前記太陽光パネル、電力系統、及び蓄電池と電気的に接続される電力制御装置とを備え、
前記電力制御装置は、
前記予兆判定部によって前記急増予兆ありと判定された場合、前記蓄電池の残容量を取得し、前記取得した残容量に基づいて充電量を決定し、前記決定された充電量に基づいて急増により余剰とされる余剰電力を前記蓄電池に充電する
ことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項４】
前記電力制御装置は、
前記予兆判定部によって前記急増予兆ありと判定された場合、前記蓄電池の残量が小さいほど、前記蓄電池の充電電力を大きな値に設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
少なくとも太陽を撮像する撮像手段から時系列的に入力される空画像のうち、撮影された日時に基づき空画像上の太陽の位置を計算する画像上太陽位置計算処理と、
前記空画像上の太陽の位置及び予め観測された雲に覆われていない状態のハレーション部分の大きさに基づき、前記空画像の輝度値を確認する領域を決定する輝度値確認領域決定処理と、
前記決定された領域のうち、輝度値が所定の輝度閾値以上である画素の個数を高輝度画素数として計数する高輝度画素数計数処理と、
前記計数された高輝度画素数が高輝度画素数閾値以上である状態が所定時間以上継続した場合、前記太陽光パネルの発電出力の急増予兆ありと判定する予兆判定処理とを含む
ことを特徴とする発電出力急増予兆検知方法。
【請求項６】
請求項５に記載の発電出力急増予兆検知方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光パネルの発電出力急増の予兆を検知する発電出力急増予兆検知装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力消費者である企業等が、太陽光発電設備を積極的に導入している。太陽光発電は、太陽光パネルが太陽の光エネルギーを電力に変換する。太陽光パネルの発電出力は、天候などに左右され短時間で大きく変動する。短時間の変動には発電出力が急激に落ちる場合（急減）と発電出力が急激に増加（急増）する２パターン存在する。太陽光パネルの導入量が増えると発電出力の変動が原因で、この太陽光パネルと電気的に接続される電力系統の周波数調整力に影響が出ることが知られている。
【０００３】
特許文献１では、全天カメラで撮影した太陽と雲を含む画像（以下、空画像と呼ぶ）を画像処理し、雲の分布と雲の動きを予測することにより太陽光パネルの発電出力の予測を行っている。雲の分布と雲の動きの予測には、空画像中の明度を用いた領域分割や、雲の移動ベクトルの算出などの画像処理が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８４３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示す、全天カメラで撮影した空画像を画像処理することで、将来時点の雲の分布や雲の動きを予測して太陽光パネルの発電出力を予測する方法では、自然物を対象とした画像処理のため難易度が非常に高くなる。さらに、画像処理に利用している画像中の明度は、空模様や季節や地形によって値が異なってくるため、雲の分布や雲の動きが正しく予測されるとは限らず、発電出力の予測も正しくされない可能性がある。
【０００６】
このため、雲の分布と雲の動きにかかわらず、さらに簡便に太陽光パネルの発電出力の急変、特に急増の予兆を検知することが望まれていた。
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、太陽光パネルの発電出力の急変のうち急増予兆を簡便に検知することができる発電出力急増予兆検知装置等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】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の発電出力急増予兆検知装置は、少なくとも太陽を撮像する撮像手段から時系列的に入力される空画像のうち、撮像された日時に基づき空画像上の太陽の位置を計算する画像上太陽位置計算部と、空画像上の太陽の位置及び予め観測された雲に覆われていない状態の太陽のハレーション部分の大きさに基づき、空画像の輝度値を確認する領域を決定する輝度値確認領域決定部と、決定された領域のうち、輝度値が所定の輝度閾値以上である画素の個数を高輝度画素数として計数する高輝度画素数計数部と、計数された高輝度画素数が高輝度画素数閾値以上である状態が所定時間以上継続した場合、太陽光パネルの発電出力の急増予兆ありと判定する予兆判定部と、を備えることを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、太陽光パネルの発電出力の急変のうち急増予兆を簡便に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】発電出力急増予兆検知装置を含む太陽光発電システムの構成を示す図である。
【図２】画像上の画素の輝度値を確認する領域の一例を示す図である。
【図３】画像上の画素の輝度値を確認する領域の大きさを決定するための方法を説明した図である。
【図４】輝度値確認領域判定処理を示すフローチャートである。
【図５】輝度値確認領域が指定された実測の空画像、空画像の説明図、太陽光パネルの発電出力、及び空画像の高輝度画素数の例を示す図である。
【図６】発電出力の急増予兆検知処理を説明した図である。
【図７】発電出力の急増予兆検知処理を示すフローチャートである。
【図８】蓄電池の充電制御処理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】
【００１１】
本発明を実施するための実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（太陽光発電システム）
図１は、発電出力急増予兆検知装置を含む太陽光発電システムの構成を示す図である。太陽光発電システム１００は、太陽光パネル４、電力制御装置５、蓄電池７、画像作成装置３、及び発電出力急増予兆検知装置１を含んで構成されている。発電出力急増予兆検知装置１、画像作成装置３及び電力制御装置５は、ネットワーク２を通じて相互に接続されている。電力制御装置５は、太陽光パネル４、電力系統６、蓄電池７と接続されている。
【００１２】
画像作成装置３は、太陽光パネル４の近くに設置されており、カメラ３ａ（撮像手段）と通信部３ｂを有している。カメラ３ａは、太陽と雲を含む太陽光パネル４の上空の画像（空画像）を所定の周期（例えば５秒周期で）で撮影する。カメラ３ａは、太陽及び周辺の雲の画像を取得できる程度に画角が広いレンズ（魚眼レンズ、広角レンズ）を有している。通信部３ｂはカメラ３ａで撮影した空画像を、ネットワーク２を介して撮影された時刻情報と共に発電出力急増予兆検知装置１に送信する。
【００１３】
発電出力急増予兆検知装置１は、処理部１０と、通信部１１と、記憶部１４とを有する。処理部１０は、画像上太陽位置計算部１２ａ及び輝度値確認領域決定部１２ｂを保持する輝度値確認領域判定部１２と、高輝度画素数計数部１３ａ及び予兆判定部１３ｂを保持する予兆検出部１３を有している。通信部１１は、画像作成装置３より送信されてきた空画像を、ネットワーク２を介して受信する。
【００１４】
発電出力急増予兆検知装置１は、画像作成装置３から入力される空画像に基づき、近い将来（例えば、数秒後）、太陽光パネル４の発電出力が急増するか否かを簡便に検知するものである。処理部１０における、輝度値確認領域判定部１２、予兆検出部１３等はプログラムである。発電出力急増予兆検知装置１の処理部１０は、例えば、マイコン（Microcomputer：図示せず）であり、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）に展開し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が各種処理を実行するようになっている。以下、処理部１０の詳細について説明する。
【００１５】
画像上太陽位置計算部１２ａは、太陽光パネル付近に設置されるとともに少なくとも太陽を撮像するカメラ３ａ（撮像手段）から時系列的に入力される空画像のうち、撮像された日時に基づき空画像上の太陽の位置を計算する。輝度値確認領域決定部１２ｂは、太陽の位置及び予め観測された雲に覆われていない状態のハレーション部分の大きさに基づき、空画像の輝度値を確認する領域を決定する。高輝度画素数計数部１３ａは、決定された領域のうち、輝度値が所定の輝度閾値以上である画素の個数を高輝度画素数として計数する。予兆判定部１３ｂは、計数された高輝度画素数が高輝度画素数閾値以上である状態が所定時間以上継続した場合、太陽光パネル４の発電出力の急増予兆ありと判定する。記憶部１４には、送信されてきた空画像、輝度値確認領域判定部１２の判定結果、予兆検出部１３の判定結果・検出結果が記憶される。
【００１６】
さらに詳細に説明すると、輝度値確認領域判定部１２の画像上太陽位置計算部１２ａは、受信した空画像中の太陽位置を既知の計算式を用いて計算する。計算により求まった位置を用いて輝度値確認領域決定部１２ｂは、画素の輝度値を確認する領域を適切に判定し、判定結果を予兆検出部１３に送信する。
【００１７】
既知の計算式とは、１日の太陽の高度（仰角）と方位の変化は、例えば、長沢工（著者）、日の出日の入りの計算、地人書館（１９９９年）を用いる。撮像される画像上の太陽位置は、カメラ３ａの設置環境情報である位置の経度、緯度、高度、方位、及び、スペック情報である望遠倍数等を入力として、太陽の高度、方位の変化を考慮して、撮像された日時に基づいて計算される。
【００１８】
予兆検出部１３の高輝度画素数計数部１３ａは、受信した空画像中の輝度値確認領域部分の高輝度画素数を計数（カウント）し、予兆判定部１３ｂで所定の高輝度画素数閾値Ｎｐ（図６参照）と所定の継続時間閾値Ｔｄ（図６参照）によって将来的に太陽光パネル４の発電出力が急増するか否かについて閾値判定処理を行うことで判定する。判定結果は「急増あり」と「急増なし」といった表現や、「３０％の確率で急増あり」といった表現など様々な形式が考えられる。記憶部１４は、予兆検出部１３で算出された高輝度画素数を時系列順に保持する。
【００１９】
そして、予兆判定部１３ｂにより導出された判定結果を、発電出力急増予兆検知装置１は、ネットワーク２を通じて電力制御装置５へ出力する。電力制御装置５は受け取った判定結果に基づいて、蓄電池７へ充電する電力を制御する。例えば、電力制御装置５は、発電出力急増予兆検知装置１によって「急増あり」という判定結果を受け取った場合、蓄電池７の容量に応じて、発電出力急増の影響を抑制することができる量の電力を蓄電池７に充電させるように、蓄電池７を制御することで、系統に供給される電力を安定化する。
【００２０】
本実施形態では、太陽光発電システム１００の電力制御装置５が、蓄電池７を制御するために、発電出力急増予兆検知装置１は、太陽光パネル４の発電出力急増の予兆を検知する。以下、輝度値確認領域判定部１２の輝度値確認領域判定処理と、予兆検出部１３の発電出力の急増予兆検知処理、及び電力制御装置５の蓄電池の制御処理を順に、具体的に説明する。
【００２１】
（輝度値確認領域判定処理）
図２は、画像上の画素の輝度値を確認する領域（輝度値確認領域Ｄ）の一例を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）は、画像上での輝度値確認領域Ｄの一例である。図３は、画像上の画素の輝度値を確認する領域の大きさを決定するための方法を説明した図であり、（ａ）は画像中の太陽の位置によって歪曲収差の影響度を示す図であり、（ｂ）は異なる時刻における太陽の位置と輝度値確認領域の例を示す図である。図４は、輝度値確認領域判定処理を示すフローチャートである。
【００２２】
空画像Ｐには、太陽Ｓ、白く輝いている部分であるハレーションＨ、雲Ｃ、及び輝度値確認領域決定部１２ｂが決定した輝度値確認領域Ｄを有している。図２を参照してその例を説明する。以下、一般的に呼称するときは、太陽Ｓ、ハレーションＨ、雲Ｃ、及び輝度値確認領域Ｄを用いる。
【００２３】
図２（ａ）に示す空画像Ｐ２０は、輝度値確認領域判定部１２が画像作成装置３から所定の周期で受け取る空画像の一例である。空画像Ｐ２０中には太陽を覆っている雲Ｃ２１、ハレーションＨ（白く輝いている部分）、太陽から離れた位置にある雲Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ２４が撮像されている。輝度値確認領域Ｄ２０は、輝度値確認領域決定部１２ｂが決定した輝度値確認領域Ｄである。輝度値確認領域Ｄは、計算された太陽の位置に基づき、ハレーションＨを含む領域として設定される。例えば、空画像Ｐ２０の画素数が縦横Ｎ×Ｍ（１２００×２０００）として得られた場合でも、望遠倍率等により、輝度値確認領域Ｄの大きさは、縦横６０×６０となることがある。
【００２４】
また、図２（ｂ）に示す画像Ｐ２１は、他の日時の発電出力急増予兆検知装置１が画像作成装置３より所定の周期で受け取る空画像の一例であり、画像中には、太陽Ｓ、ハレーションＨのみが写っており、雲Ｃ等は存在しない。輝度値確認領域Ｄ２１は、輝度値確認領域決定部１２ｂが決定した輝度値確認領域Ｄである。
【００２５】
なお、ハレーションＨは、図２（ａ）に示す雲に一部覆われている白く輝いている部分、図２（ｂ）に示す雲に覆われていないが白く輝いている部分も含めて呼称している。
【００２６】
空画像Ｐ２０の撮像日時から時間が経過したのち、太陽Ｓが雲から遠ざかるにつれてハレーションＨの面積は大きくなり、発電出力急増が起こる。このため、各画像上で決定された各輝度値確認領域Ｄの画素の輝度値を確認し、一定以上の輝度値を持つ画素を高輝度画素として高輝度画素数の増加を出力急増の予兆として捉える。
【００２７】
輝度値を確認する際に、輝度値確認領域Ｄを適切に設定しなかった場合、太陽から離れた位置にある雲Ｃ２が持つ画素が、取得輝度値の範囲（例えば、輝度値を０〜２５５の範囲とすると、輝度値２００程度から２５５の間）に含まれてしまう可能性があり、予兆となる高輝度画素以外を計数してしまうリスクがある。
【００２８】
そこで、空画像Ｐを撮影しているカメラ３ａのスペック情報、設置環境情報などから画像上の太陽の位置を算出し、算出した太陽の位置の周辺領域のみが輝度値確認領域Ｄとして指定される。
【００２９】
本実施形態では、画像上の太陽の位置を中心として、雲に全く覆われていない状態のハレーションＨ（太陽周辺の白く輝いている部分）を含めて、輝度値確認領域Ｄとする。ハレーションＨの領域は、空画像Ｐを撮影するカメラのスペック情報等によって面積が異なってくるため、必要に応じて適切に輝度値確認領域Ｄの大きさを変更することが可能である。また、輝度値確認領域Ｄは、太陽が完全に雲に覆われて見えない状態においても、画像上太陽位置計算部１２ａで計算された太陽の位置と、予め観測された雲に覆われていない状態の太陽のハレーションＨの大きさに基づき決定することができる。
【００３０】
また、画像中の太陽の位置によっても太陽周辺のハレーションＨ（白く輝いている部分）の面積は異なってくる。これはカメラ３ａで撮影した画像の歪曲収差が影響するためである。図３を参照して、歪曲収差の補正方法について説明する。
【００３１】
図３（ａ）は、空画像Ｐ中の太陽の位置によって歪曲収差の影響度を現した図である。太陽Ｓの位置が空画像Ｐ中の端になるほど歪みの影響は大きくなり、太陽Ｓが縦横に引き伸ばされ、太陽Ｓが空画像Ｐの中央にあるときよりも大きく写る。そこで、図３（ｂ）に示すように、時間帯によって輝度値確認領域Ｄ（輝度値確認領域Ｄ３０，Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ３３，Ｄ３４）の大きさを変更することが可能である。図３（ｂ）に示す時刻は一例であり、季節により太陽の写る位置が異なるため、季節に応じて輝度値確認領域Ｄの大きさと設定する時刻は変更することが可能である。以上のように輝度値確認領域Ｄはカメラ３ａの機種による影響、時間帯による影響、季節による影響を考慮することが可能である。
【００３２】
図４に従って、輝度値確認領域判定部１２のフローチャートについて説明する。まずステップＳ１０１では、輝度値確認領域判定部１２が発電出力急増予兆検知装置１の通信部１１により画像作成装置３からネットワーク２を通じて空画像Ｐを取得したか判断し、空画像Ｐが取得できなかった場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０６進み、画像作成装置３に再度空画像を要求し処理を終了する。空画像Ｐが取得できた場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に進み、輝度値確認領域判定部１２は、空画像Ｐ中の太陽の位置を前記した既知の計算式から算出する。空画像Ｐ中の太陽の位置は、カメラ３ａの機種情報、設置環境情報に依存するため、ユーザの状況に合わせたパラメータを用いて計算を実施する。計算された画像上の太陽の位置は、記憶部１４で時系列順に保持し、ステップＳ１０３に進む。
【００３３】
ステップＳ１０３では、輝度値確認領域判定部１２は、記憶部１４に予め記憶させておいた日時に応じた雲に全く覆われていない状態の太陽周辺のハレーション部分（白く輝いている部分）の面積を入手する。雲に全く覆われていない状態の太陽周辺の白く輝いている部分の面積もカメラの機種情報、設置環境情報に依存するためユーザの状況に合わせた領域とし、ステップＳ１０４に進む。
【００３４】
ステップＳ１０４では、輝度値確認領域判定部１２は、計算した画像上の太陽の位置を中心として輝度値確認領域Ｄを設定する。決定した輝度値確認領域Ｄは四角形で形成され、各頂点の座標を記憶部１４に保持し、ステップＳ１０５に進む。本実施形態では輝度値確認領域Ｄは四角形としているが、ユーザの環境に合わせて円や他の種類の図形とすることも可能である。その場合、各図形に合わせて記憶部１４に保持する情報を変更することが可能である。例えば円であれば、中心の座標と半径を記憶部１４に保持する。
【００３５】
ステップＳ１０５では、輝度値確認領域判定部１２は、空画像Ｐに輝度値確認領域Ｄを形成している四角形の各頂点の座標情報（輝度値確認領域情報）を付与し予兆検出部１３に送信し、処理を終了する。ステップＳ１０５でもステップＳ１０４と同様に輝度値確認領域Ｄを四角形以外とすることが可能であり、各図形に合わせて空画像Ｐに付与する情報を変更することが可能である。
【００３６】
（発電出力急増の予兆検知処理）
図５は、輝度値確認領域が指定された空画像、空画像の説明図、太陽光パネルの発電出力、及び空画像の高輝度画素数の例を示す図であり、（ａ）は各時刻の空画像であり、（ｂ）は各時刻の空画像の説明図であり、（ｃ）は発電出力の時間経過を示す図であり、（ｄ）は輝度値確認領域の高輝度画素数の時間経過を示す図である。図６は、発電出力の急増予兆検知処理を説明した図である。図７は、発電出力の急増予兆検知処理を示すフローチャートである。
【００３７】
図５（ａ）には、発電出力の急増予兆検知処理に用いた実際の空画像Ｐ（空画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，ｐ５）が示されており、各空画像Ｐの撮像された時刻は、それぞれ時刻ｔ１，ｔ２、ｔ３，ｔ４，ｔ５に対応する。空画像Ｐは、所定の周期Δｔごとに時系列順に並んでいる。また、空画像Ｐには、各輝度値確認領域Ｄ（破線で示された四角形の領域）が示されている。各輝度値確認領域Ｄは、図４のステップＳ１０５で付与された四角形の頂点座標の情報に基づくものである。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した実際の画像（実画像）を説明のために簡略化したものであり、図５（ｂ）の空画像Ｑ（空画像Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５）を用いて以下説明する。
【００３８】
図５（ｃ）の横軸は時刻ｔ１，ｔ２、ｔ３，ｔ４，ｔ５、縦軸は各時刻に対応した太陽光パネル４の発電出力である。また、図５（ｄ）の横軸は時刻ｔ１，ｔ２、ｔ３，ｔ４，ｔ５、縦軸は各時刻に対応した輝度値確認領域Ｄ（輝度値確認領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５）の高輝度画素数である。
【００３９】
なお、高輝度画素数とは、空画像Ｐの輝度値確認領域Ｄを形成している四角形の内部にある白く輝いている部分の面積を空画像Ｐ中の高輝度画素の数として検出したものである。輝度値確認領域Ｄの輝度値を確認し、輝度値が所定の閾値以上であった画素の数を計数（カウント）する。図５（ｄ）のデータは、図５（ａ）の空画像Ｐから実際に計数した値である。
【００４０】
時刻ｔ１の空画像Ｑ１（図５（ｂ）参照）は、予兆検出部１３が輝度値確認領域判定部１２より受け取る実際の空画像の一例を簡略化したものである。空画像Ｑ１中には太陽を覆っている状態の雲Ｃ１、ハレーションＨ１（白く輝いている部分）が少しだけ写っており、輝度値確認領域Ｄ１が定義されている。ハレーションＨ１が少し見えているが、雲Ｃ１が太陽を覆っている状態なので、太陽光パネル４の発電出力は、比較的低い値になっている（図５（ｃ）参照）。また、高輝度画素数も比較的低い値になっている（図５（ｄ）参照）。
【００４１】
時刻ｔ２の空画像Ｑ２は、時刻ｔ１からさらに所定周期（Δｔ）後の空画像であり、雲Ｃ２（時刻ｔ２時のの雲Ｃ１）に覆われている太陽が移動し、雲Ｃ２の端の部分に太陽光がさらに照射され散乱し、ハレーションＨ２が出現している。このとき、時刻ｔ２の発電出力は、時刻ｔ１の発電出力からほとんど変化していない（図５（ｃ）参照）。しかし、ハレーションＨ２が少し明瞭に出現したため、時刻ｔ２の高輝度画素数は、時刻ｔ１の高輝度画素数よりも少し増加している（図５（ｄ）参照）。
【００４２】
時刻ｔ３の空画像Ｑ３は、時刻ｔ２からさらに所定周期（Δｔ）後の空画像であり、雲Ｃ３（時刻ｔ３時の雲Ｃ２）に覆われている太陽がさらに移動し、空画像Ｑ３中のハレーションＨ３の部分の面積が大きくなり、太陽光が雲に照射され散乱する量が増加し雲の白い輝きが増大していることがわかる。そのため、時刻ｔ３の高輝度画素数は、時刻ｔ２の高輝度画素数よりも増加している（図５（ｄ）参照）。しかし、太陽はまだ雲Ｃ３に覆われているため、時刻ｔ３の発電出力は、時刻ｔ２の発電出力とほとんど変化していない（図５（ｃ）参照）。
【００４３】
時刻ｔ４の空画像Ｑ４は、時刻ｔ３からさらに所定周期（Δｔ）後の空画像であり、雲Ｃ４（時刻ｔ４時の雲Ｃ３）に覆われている太陽が雲から出現する直前であるため、時刻ｔ４の発電出力は、時刻ｔ３の発電出力とほとんど変化はない（図５（ｃ）参照）。しかし、雲Ｃ４に照射され散乱する太陽光がさらに増大しているため、空画像Ｑ４中のハレーションＨ４の部分の面積が増大していることがわかる。よって、時刻ｔ４の高輝度画素数は、時刻ｔ３の高輝度画素数よりも増加している（図５（ｄ）参照）。
【００４４】
時刻ｔ５の空画像Ｑ５は、時刻ｔ４からさらに所定周期（Δｔ）後の空画像であり、太陽Ｓが雲Ｃ５（時刻ｔ５時の雲Ｃ４）から出現し、時刻ｔ５の発電出力は、時刻ｔ４の発電出力よりも急増する（図５（ｃ）参照）。さらに、空画像Ｑ５中のハレーションＨ５の部分の面積も増加しているため、時刻ｔ５の高輝度画素数は、時刻ｔ４の高輝度画素数よりも増加している（図５（ｄ）参照）。
【００４５】
図５（ｃ）と図５（ｄ）を比較すると、高輝度画素数は太陽光パネル４の発電出力が急増する前から増加していることがわかる。この現象から、高輝度画素数の増加を太陽光パネル４の発電出力急増の予兆として検知する。
【００４６】
図６を用いて、予兆判定部１３ｂでの予兆判定方法を説明する。図６に示すグラフ６０は、高輝度画素数の時系列変化を示す。高輝度画素数が所定の高輝度画素数閾値Ｎｐを超えず継続しているような区間６１は、太陽光パネルの発電出力急増は起こらない（急増なし）と判定する。一方で、高輝度画素数の値が所定の高輝度画素数閾値Ｎｐを超え、尚且つ所定の継続時間閾値Ｔｄを超過しているような区間６２は、太陽光パネル４の発電出力急増が起こる（急増あり）と判定する。また、所定の高輝度画素数閾値Ｎｐを超えているが、所定の継続時間閾値Ｔｄを超過していないような区間６３は、太陽光パネルの発電出力急増は起こらない（急増なし）と判定する。
【００４７】
前記方法により、空画像中の指定領域内の画素の輝度値を確認する簡単な処理と、高輝度画素数の閾値処理により、太陽光パネル４の発電出力急増の予兆を検知することができる。
【００４８】
図７に従って、予兆検出部１３の発電出力の急増予兆検知処理を説明する。まずステップＳ２０１では、予兆検出部１３は、輝度値確認領域判定部１２から輝度値確認領域情報（輝度値確認領域Ｄを形成している四角形の各頂点の座標情報）が付随した空画像を取得できたか否かを判定し、空画像が取得できなかった場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、ステップＳ２０７に進み、輝度値確認領域判定部１２に再度空画像を要求して処理を終了する。予兆検出部１３は、輝度値確認領域情報が付随した空画像が取得できた場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に進み、空画像中の輝度値確認領域を構成している画素の高輝度画素数を計数（カウント）する。予兆検出部１３は、画素の輝度値が所定の閾値（輝度値閾値）以上であった画素を高輝度画素とし、その数を高輝度画素数とする。予兆検出部１３は、高輝度画素数を記憶部１４に時系列順に保持し、ステップＳ２０３に進む。
【００４９】
ステップＳ２０３では、予兆検出部１３は、ステップＳ２０２でカウントした高輝度画素数を記憶部１４より取得し、高輝度画素数が予め定めておいた所定の高輝度画素数閾値Ｎｐ（図６参照）を超えたか否かを判定し、超えた場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に進む。超えなかった場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、予兆検出部１３は、ステップＳ２０８に進み、「急増なし」と判定し、電力制御装置５に判定を送信する。
【００５０】
ステップＳ２０４では、予兆検出部１３は、高輝度画素数閾値Ｎｐを超えていた時間が予め定めておいた所定の継続時間閾値Ｔｄ（図６参照）を超えたか否かを判定する。予兆検出部１３は、高輝度画素数閾値Ｎｐを超えていた時間が予め定めておいた所定の継続時間閾値Ｔｄを超えていた場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５に進み、「急増あり」と判定し、電力制御装置５に判定結果を送信した後、ステップＳ２０６に進む。予兆検出部１３は、太陽光パネル４の発電出力急増の予兆として電力制御装置５に警告する（ステップＳ２０６）。
【００５１】
一方、高輝度画素数閾値Ｎｐを超えていた時間が予め定めておいた所定の継続時間閾値Ｔｄを超えなかった場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、予兆検出部１３は、ステップＳ２０８に進み、「急増なし」と判定し、電力制御装置５に判定を送信した後、処理を終了する。
【００５２】
本実施形態では、ステップＳ２０３とステップＳ２０４の２段階で太陽光パネル４の発電出力急増の予兆検知を実施しているのが特徴である。すなわち、予兆検出部１３の予兆判定部１３ｂは、計数された高輝度画素数が高輝度画素数閾値Ｎｐ以上である状態が所定時間である継続時間閾値Ｔｄ以上継続した場合、太陽光パネル４の発電出力の急増予兆ありと判定する。
【００５３】
（蓄電池制御処理）
図８は、蓄電池の充電制御処理を示すフローチャートである。図８を用いて、電力制御装置５の蓄電池７の制御処理、特に充電制御処理について説明する。まず、電力制御装置５が発電出力急増予兆検知装置１からネットワーク２を通じて「急増あり」という判定を受け取ったか否かを判定する（ステップＳ３０１）。電力制御装置５が発電出力急増予兆検知装置１からネットワーク２を通じて「急増なし」という判定を受け取った場合（ステップＳ３０１，Ｎｏ）、電力制御装置５は蓄電池７の制御を実施しない。一方で「急増あり」という判定を受け取った場合（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）、電力制御装置５は、ステップＳ３０２に進む。
【００５４】
電力制御装置５は、蓄電池７を制御するために蓄電池７の残容量を取得する（ステップＳ３０２）。取得する蓄電池７の残容量は、電力制御装置５が管理している範囲に存在している蓄電池７の残容量であり、一つの太陽光発電システムの中に複数の電力制御装置５が存在している場合は、それぞれの電力制御装置５が管理している範囲に存在する蓄電池７の残容量を取得する。
【００５５】
電力制御装置５は、蓄電池７の残容量を取得後、充電量を決定する。蓄電池７の残容量によって太陽光パネルの発電出力急増に対して充電できる充電量が異なるため、充電量は蓄電池７の残容量によって任意に決定する（ステップＳ３０３）。具体的には、電力制御装置５は、予兆判定部１３ｂによって急増予兆ありと判定された場合、蓄電池７の残量が小さいほど、蓄電池７の充電電力を大きな値に設定するとよい。
【００５６】
電力制御装置５は、決定した充電量を基に、電力制御装置５は蓄電池７への充電を実施する（ステップＳ３０４）。前記処理により、太陽光パネル４の発電出力急増による電力系統６への影響を抑制させることができる。
【００５７】
本実施形態によれば、蓄電池７のような余剰電力を蓄えることができる装置を用いて、太陽光パネル４の発電出力急増による電力系統への影響を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    発電出力急増予兆検知装置
２    ネットワーク
３    画像作成装置
３ａ    カメラ（撮像手段）
３ｂ    通信部
４    太陽光パネル
５    電力制御装置
６    電力系統
７    蓄電池
１０    処理部
１１    通信部
１２    輝度値確認領域判定部
１２ａ    画像上太陽位置計算部
１２ｂ    輝度値確認領域決定部
１３    予兆検出部
１３ａ    高輝度画素数計数部
１３ｂ    予兆判定部
１４    記憶部
６０    グラフ
６１，６２，６３    区間
１００    太陽光発電システム
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５    雲
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５    輝度値確認領域
Ｈ，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５    ハレーション（白く輝いている部分）
Ｎｐ    高輝度画像数閾値
Ｓ    太陽
Ｔｄ    継続時間閾値
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５    空画像
【図１】
2016073024.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図５】
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