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公開番号2020099190
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200625
出願番号2019224550
出願日20191212
発明の名称発電システムで電力デバイスの順序を判定するための装置および方法
出願人ソーラーエッジ テクノロジーズ リミテッド
代理人特許業務法人 信栄特許事務所
主分類H02S 50/00 20140101AFI20200529BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】直列ストリングで接続する電力デバイスの順序を判定するための方法を提供する。
【解決手段】以下の方法を実施するハードウェアプロセッサを備える発電システム。
(i)複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つに、電気出力パラメータを調整するように命令し、
(ii)少なくとも一つの送信電力デバイスに、電気信号を送信するように命令し、
(iii)少なくとも一つの受信電力デバイスに、電気信号を受信し、受信した電気信号のうちの少なくとも一つの値を記録し、受信した電気信号のうちの少なくとも一つの値を送るように命令し、
(iv)受信した電気信号のうちの少なくとも一つの値を受信し、
(v)複数の電力デバイスのうちの少なくとも一部の順序を判定するように、受信した電気信号のうちの少なくとも一つの値を分析するように構成される。
【選択図】図18
特許請求の範囲【請求項1】
直列ストリングで接続する複数の電力デバイスの順序を判定するための方法であって、
前記複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つの第一の電力デバイスへ、出力電気パラメータを変更するコマンドを送信することと、
少なくとも一つの電気信号を、前記複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つの第二の電力デバイスから送信させることと、
前記少なくとも一つの電気信号に応答して、前記複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つから、少なくとも一つの測定値を受信することと、
前記少なくとも一つの測定値を分析することによって、前記少なくとも一つの第一の電力デバイスと、前記少なくとも一つの第二の電力デバイスとの間に、前記直列ストリングで、前記複数の電力デバイスのうちのどれを順序付けるか判定することと、を含む、方法。
続きを表示(約 2,300 文字)【請求項2】
前記少なくとも一つの第一の電力デバイスの前記出力電気パラメータを、前の出力電気パラメータに戻すことをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記出力電気パラメータは、インピーダンスである、請求項1から2のいずれか一項に記載の方法。
【請求項4】
前記インピーダンスは、5,000オーム未満である、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記コマンドを前記送信することと、前記少なくとも一つの電気信号を前記送信させることと、前記少なくとも一つの測定値を前記受信することとは、前記複数の電力デバイスの前記順序を判定するまで反復して行われ、各反復の間、前記コマンドを前記送信することは、前記複数の電力デバイスのうちの異なる一つに対して行われる、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記少なくとも一つの電気信号は、1キロヘルツと10メガヘルツとの間の周波数を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
(i)前記コマンドを前記送信することは、前記複数の電力デバイスに対して行われ、
(ii)前記少なくとも一つの測定値は、前記複数の電力デバイス用に受信され、
(iii)前記分析によって、前記少なくとも一つの測定値をソートすることによって、前記複数の電力デバイスの前記順序を判定する、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記複数の電力デバイスは、直流(DC)から交流(AC)への電力インバータ、DCからDCへの電力コンバータ、ジャンクションボックス、バイパスダイオード回路、マイクロインバータ、太陽光発電パネル回路、またはコネクタ内蔵回路を備える、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
電力デバイスであって、
コマンドを受信するように構成される、通信インターフェースと、
少なくとも一つのハードウェアコントローラと、
少なくとも二つの出力導体と、
前記少なくとも二つの出力導体のうちの少なくとも一つの出力電気パラメータを調整するように構成される、調整回路と、を備え、前記調整は、前記受信したコマンドに応答し、前記少なくとも一つのハードウェアコントローラは、(i)前記受信したコマンドに基づいて前記調整を行い、(ii)前記少なくとも二つの出力導体のうちの少なくとも一つの上を送信される、電気信号を測定するように構成される、電力デバイス。
【請求項10】
送信機、受信機、または送受信機を備える、少なくとも一つの回路をさらに備え、前記少なくとも一つの回路は、前記電気信号を送信または受信するように構成される、請求項9に記載の電力デバイス。
【請求項11】
前記少なくとも一つのハードウェアコントローラはさらに、
前記電気信号の送信または受信を開始し、
前記少なくとも一つのハードウェアコントローラによって受信される、前記電気信号の値を記録するように構成される、請求項9から10のいずれか一項に記載の電力デバイス。
【請求項12】
前記出力電気パラメータは、インピーダンスである、請求項9から11のいずれか一項に記載の電力デバイス。
【請求項13】
前記インピーダンスは、5,000オーム未満である、請求項12に記載の電力デバイス。
【請求項14】
前記電力デバイスは、DCからACへの電力インバータ、DCからDCへの電力コンバータ、バイパスダイオード回路、マイクロインバータ、ジャンクションボックス、太陽光発電パネル回路、またはコネクタ内蔵回路を備える、請求項9から13のいずれか一項に記載の電力デバイス。
【請求項15】
複数の電気出力導体を各々備える、複数の電力デバイスであって、前記複数の電力デバイスの各々は、前記複数の電気出力導体の電気出力パラメータを調整するように構成され、前記複数の電力デバイスは、直列ストリングで接続する、複数の電力デバイスと、
電気信号を送信するように構成される、前記複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つの送信電力デバイスと、
前記電気信号を受信し、前記受信した電気信号のうちの少なくとも一つの値を記録するように構成される、前記複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つの受信電力デバイスであって、前記少なくとも一つの受信電力デバイスは、前記受信した電気信号の前記少なくとも一つの値を送るための通信インターフェースを備える、少なくとも一つの受信電力デバイスと、
(i) 前記複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つに、前記電気出力パラメータを調整するように命令し、
(ii) 前記少なくとも一つの送信電力デバイスに、前記電気信号を送信するように命令し、
(iii) 前記少なくとも一つの受信電力デバイスに、前記電気信号を受信し、前記受信した電気信号のうちの前記少なくとも一つの値を記録し、前記受信した電気信号のうちの前記少なくとも一つの値を送るように命令し、
(iv) 前記受信した電気信号のうちの前記少なくとも一つの値を受信し、
(v) 前記複数の電力デバイスのうちの少なくとも一部の順序を判定するように、前記受信した電気信号のうちの前記少なくとも一つの値を分析するように構成される、少なくとも一つのハードウェアプロセッサと、を備える、発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照
本出願は、「Apparatus and Method for Determining an Order of Power Devices in Power Generation Systems」と題する米国非仮出願番号第16/217,679号(2018年12月12日出願)に対する優先権を主張するものであり、これは、「Methods for Mapping Power Generation Installations」と題する米国仮特許出願第62/303,017号(2016年3月3日出願)、および 「Methods for Mapping Power Generation Installations」と題する米国仮特許出願第62/381,298号(2016年8月30日出願)に対する優先権を主張する、「Methods for Mapping Power Generation Installations」と題する米国非仮特許出願第15/447,981号(2017年3月2日出願)の一部継続出願であり、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
続きを表示(約 17,000 文字)【背景技術】
【0002】
太陽光発電(PV)設備には、多数の構成要素および多種多様なデバイスを含み得る。PV設備には、PV発電機(太陽モジュール、太陽電池、ソーラーパネル)の一つ以上のアレイ、一つ以上のインバータ、通信デバイス、ならびにDC/DCコンバータ、DC−ACマイクロインバータ、コンバイナボックス、および最大電力点追従(MPPT:Maximum−Power−Point−Tracking)デバイスなどのPV電力デバイスを含み得る。一部の設備にはさらに、バッテリを含み得る。電子モジュールの一部は、PVモジュールと統合されていてもよく、性能の監視および/または窃盗からの防御など、他の機能を提供し得る。システムが電力を損失している場合、または潜在的に安全でない状態の場合、システム保守オペレータが、電力損失または潜在的に安全でない状態の原因に潜在的になり得る、ある特定のデバイス(ソーラーパネル、DC−DCコンバータ、またはマイクロインバータなど)を物理的に見つけるのが望ましい場合がある。
【0003】
PV設備のオペレータおよび監視組織は、シリアル番号によって識別される、各PVモジュールの場所を示すマップへのアクセスを、常には有さない可能性がある。こうした場合、正常に動作していないモジュールなど、特定のモジュールを見つけるのは困難であり得るため、問題の解決には時間がかかり得る。他の例では、設備のマップは、保守作業員が、設備を歩いてモジュールからID番号を写し、マップ上にそれらの場所を表すなど、著しい人手による労力によって取得され得る。手動で行う際には、ヒューマンエラーによっても、不正確な情報をマップに記録させ得る。
【0004】
システム保守人員が、PVモジュールの場所およびID番号を示すマップを有する恩恵を受けることを可能にしながら、作業を節約し誤差を減少するように、PV設備の物理的マップを生成する、自動または半自動の方法へのニーズがある。
【発明の概要】
【0005】
以下の発明の概要は、説明のためのみの発明概念の一部についての短い概要であり、発明を実施するための形態における発明および例を、限定または制限することを意図していない。当業者は、発明を実施するための形態から、他の新規の組み合わせおよび特徴を認識するであろう。
【0006】
本明細書の実施形態では、PV設備のマップを生成するための方法を用い得る。例示的実施形態には、完全に自動であり得るものもあれば、手動のステップが必要となり得るものもある。
【0007】
例示的方法では、適切な位置確認アルゴリズムを利用して、太陽光発電(PV)デバイスのグローバル座標、および/もしくは異なるデバイス間の距離および/もしくは角度、ならびに/またはデバイスと既知の場所との間の距離および/もしくは角度を、測定または推定し得る。一部の実施形態には、デバイスのグローバル座標を取得することが含まれ得る。一部の実施形態では、識別情報(IDまたはシリアル番号など)と共に、デバイスの物理的な配置および場所を表示するマップを生み出し得る。一部の実施形態では、高精度の全地球測位システム(GPS)技術を利用して、設備をマッピングしてもよい。例えば、一部の例示的方法には、PVデバイス上の識別バーコードをスキャンしながら、GPSを使用して、スキャンした各場所のグローバル座標を取得することを含み得る。一部の実施形態では、さらに識別モジュール情報を含まないマップを利用して、特定のモジュールを測定されたGPS座標と照合してもよい。一部の実施形態には、互いに無線信号を送信および受信し、モジュール間の相対距離および/または角度を推定するように、受信信号強度表示(RSSI)、到来角(AOA、または到来方向もしくはDOAとしても知られる)、および/もしくは到達時間差(TDOA)などの測定または推定数量を使用する、PVデバイスを含み得る。一部の実施形態では、電力線通信(PLC)法を、時間領域反射(TDR)技法と共に使用して、PV設備内におけるPVデバイスセットの場所を推定し得る。推定値のセットは、どこで各PVモジュールおよび/またはPVデバイスが物理的に見つかるかの識別を含め、設備の正確な物理的マップを取得するように処理されてもよい。
【0008】
他の例示的方法では、太陽光発電モジュールを操作して、太陽光発電モジュールによって生み出される電力を増減させてもよく、その結果、太陽光発電モジュールの温度が変化し得る。熱撮像デバイスを使用して、異なる電力生産および温度条件下における、太陽光発電モジュール群の熱画像を取り込んでもよく、適切な方法によって、設備の正確な物理的マップを取得するように、熱画像を分析および集約してもよい。
【0009】
他の例示的方法では、電子システムの態様を使用して、直列ストリングで接続する太陽光発電(PV)パネルの順序を判定し得る。各PVパネルは、PVパネルと直列ストリングとの間の中間デバイスとして、電子デバイス(電力コンバータなど)に接続してもよい。デバイスによって、PVパネルと直列に接続する導電体にて測定または反射される、インピーダンス、電圧、および/または同種のものなどの、電気パラメータを設定または変更してもよい。ストリングの最後、ストリングの中間、ストリングの始まり、および/または同種のものにて接続するデバイスなど、ストリングの一部として接続するデバイスが、導体に沿って信号を送信するとき、電力デバイス(コンバータを含むデバイスなど)は各々、各電力コンバータで受信信号を測定し、記録した信号を同じまたは異なるデバイスへ送信して、ストリングのデバイスの順序を分析してもよい。
【0010】
他の例示的方法では、直列ストリングで接続する電力デバイスの順序を判定し得る。出力電気パラメータを変更するように、複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つの第一の電力デバイスへコマンドを送信する。少なくとも一つの電気信号を、複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つの第二の電力デバイスから送信させる。電気信号に応答する少なくとも一つの測定値を、複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つから受信する。少なくとも一つの測定値を分析することによって、少なくとも一つの第一の電力デバイスと、少なくとも一つの第二の電力デバイスとの間に、直列ストリングで、複数の電力デバイスのうちのどれを順序付けるかの判定が成される。
【0011】
他の例示的実施形態では、電力デバイスには、コマンドを受信するように構成される通信インターフェース、少なくとも一つのハードウェアコントローラ、少なくとも二つの出力導体、および少なくとも二つの出力導体のうちの少なくとも一つの出力電気パラメータを調整するように構成される調整回路を含む。調整は受信したコマンドに応答し、少なくとも一つのハードウェアコントローラは、(i)受信したコマンドに基づいて調整を行い、(ii)少なくとも二つの出力導体のうちの少なくとも一つの上を送信される、電気信号を測定するように構成される。
【0012】
他の例示的実施形態では、発電システムの電力デバイスの順序付けが提供され、電力デバイスは直列ストリングで接続する。発電システムは、複数の電気出力導体を各々備える、複数の電力デバイスを含み、複数の電力デバイスの各々は、複数の電気出力導体の電気出力パラメータを調整するように構成される。発電システムはまた、電気信号を送信するように構成される、複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つの送信電力デバイスも含む。発電システムはさらに、電気信号を受信および記録するように構成される、複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つの受信電力デバイスを含み、少なくとも一つの受信電力デバイスは、記録した電気信号を送るための通信インターフェースを備える。また発電には、少なくとも一つのハードウェアプロセッサを含む。ハードウェアプロセッサは、複数の電力デバイスのうちの少なくとも一つに、電気出力パラメータを調整するよう命令するように構成される。ハードウェアプロセッサはまた、少なくとも一つの送信電力デバイスに、電気信号を送信するよう命令するようにも構成される。ハードウェアプロセッサはさらに、電気信号を受信し、電気信号の少なくとも一つの値を記録し、記録した電気信号値を送るように構成される、少なくとも一つの受信電力デバイスに命令するように構成される。ハードウェアプロセッサはまた、記録した電気信号値を受信するようにも構成される。ハードウェアプロセッサはなおもさらに、記録した電気信号値を分析して、複数の電力デバイスの少なくとも一部の順序を判定するように構成される。
【0013】
上述のように、本発明の概要は、本明細書に記載する特徴の一部の単なる概要である。包括的ではなく、請求項への制限とすべきではない。
【0014】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、ならびに利点は、以下の記載、請求項、および図面と関連してより良く理解されるであろう。本開示は例として図示し、添付の図によって限定されない。本開示およびその利点についてのより完全な理解は、添付の図面を考慮して、以下の記載を参照することによって獲得することができ、図面中、類似の参照番号は類似の特徴を示す。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1は、開示の一つ以上の例示的態様による、太陽光発電(PV)設備マップを生成するための方法の流れ図である。
図2Aは、開示の一つ以上の例示的態様による、測定した場所をマップに当てはめるための方法の流れ図である。
図2Bは、開示の一つ以上の例示的態様による、非識別マップ(NIM:non−identifying map)を示す。
図2Cは、開示の一つ以上の例示的態様による、推定レイアウトマップ(ELM:estimated layout map)を示す。
図2Dは、開示の一つ以上の例示的態様により、例示的方法がどのようにPVシステムへ適用され得るかを示す。
図3Aは、開示の一つ以上の例示的態様による、時間および場所に基づいて設備マップを生成するための方法の流れ図である。
図3Bは、開示の一つ以上の例示的態様による、サンプルをストリングへマッピングするための方法の流れ図である。
図4は、開示の一つ以上の例示的態様による、非識別マップを表し記憶する実例を示す。
図5Aは、開示の一つ以上の例示的態様による、非識別マップを生成するための方法の流れ図である。
図5Bは、開示の一つ以上の例示的態様による、PV設備マッピング用のユーザインターフェースを示す。
図6は、開示の一つ以上の例示的態様による、PVデバイスからの識別情報を読み取り、デバイスの場所を推定する例示的実施形態を示す。
図7は、開示の一つ以上の例示的態様による、識別情報を読み取り、および/またはデバイスの場所を推定するために使用され得る、例示的デバイスを示す。
図8Aは、開示の一つ以上の例示的態様による、設備マッピングのための方法の流れ図である。
図8Bは、開示の一つ以上の例示的態様による、設備マッピングの様々な段階の結果を示す。
図9は、開示の一つ以上の例示的態様による、マッピングされ得る例示的なPV設備の、一部概略的な部分ブロック図である。
図10は、開示の一つ以上の例示的態様による、電力デバイスを複数にグループ化するための方法の流れ図である。
図11Aは、本明細書に記載の方法と併せて使用してもよい、PVシステムの構成要素の一部概略的な部分ブロック図である。
図11Bは、開示の一つ以上の例示的態様による、例示的可変インピーダンス回路の概略図である。
図11Cは、開示の一つ以上の例示的態様による、例示的導線網の概略図である。
図11Dは、開示の一つ以上の例示的態様による、例示的導線網の概略図である。
図12Aは、開示の一つ以上の例示的態様による、伝送線に反射した波動の例示的形態を示す。
図12Bは、開示の一つ以上の例示的態様による、伝送線に沿ってデバイスで受信される、第一の波動の例示的形態を示す。
図12Cは、開示の一つ以上の例示的態様による、伝送線に沿ってデバイスで受信される、第二の波動の例示的形態を示す。
図12Dは、開示の一つ以上の例示的態様による、伝送線に沿ってデバイスで受信される、第三の波動の例示的形態を示す。
図12Eは、開示の一つ以上の例示的態様による、伝送線に沿ってデバイスで受信される、信号の例示的形態を示す。
図13は、開示の一つ以上の例示的態様による、電力デバイスを試験するための方法の流れ図である。
図14は、本明細書に記載の方法と併せて使用してもよい、PVシステムの構成要素を備える、PV配列の一部概略的な部分ブロック図である。
図15Aは、本明細書に記載の方法と併せて使用してもよい、PVパネルおよびPVシステムの構成要素の一部概略的な部分ブロック図である。
図15Bは、本明細書に記載の方法と併せて使用してもよい、PVシステムの構成要素の一部概略的な部分ブロック図である。
図16は、開示の一つ以上の例示的態様による、電力デバイスをストリングにグループ化するための方法の流れ図である。
図17Aは、開示の一つ以上の例示的態様による、PVデバイスの例示的PVストリングを示す。
図17Bは、開示の一つ以上の例示的態様による、例示的リーク電流回路を示す。
図18は、開示の一つ以上の例示的態様による、PVストリング内における電力デバイスの順序を判定するための、方法の流れ図である。
図19は、開示の一つ以上の例示的態様により、識別情報を読み取り、および/またはデバイスの場所を推定するために使用され得る、例示的デバイスを示す。
図20は、開示の一つ以上の例示的態様による、太陽光発電モジュール群の熱画像を示す。
図21は、開示の一つ以上の例示的態様による、PVモジュール群内における、一つ以上のPVモジュールの相対的な場所を判定するための方法の流れ図である。
図22は、PV順序検出構成要素を伴う、PVストリングの回路図の例を示す。
図23は、DC+およびDC−での信号注入からの信号減衰のグラフ例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
様々な例示的実施形態に関する以下の記載では、本明細書の一部を形成する、添付の図面への参照が成され、その一部は、説明として、開示の態様を実践し得る様々な実施形態として示される。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用してもよく、構造的および機能的改変を成し得ることは理解されるものとする。
【0017】
PV設備の監視には、PV設備により出力される電力を監視し、潜在的に問題のある動作状態または安全上の問題を識別する、中央制御システムによって収集されるデータを含み得る。設備が電力損失を経験する場合、それが環境条件のためであるのか、またはPV設備の構成要素の不調および/もしくは保守不良によるのかを確認するのが望ましい場合がある。その上、電力損失の原因になり得る、ある特定のモジュール(ソーラーパネル、DC−DCコンバータまたはマイクロインバータ、コンバイナボックスなど)を物理的に容易に見つけることが望ましい場合がある。設備を備える様々なPVモジュールまたはデバイス(例えば、ID番号によって識別される)の物理的な場所を表示する、PV設備のマップによって、望ましいモジュールの場所の迅速な探索および問題の素早い解決を補助し得る。例えば、PVパネルにより出力される電力が減少する場合、パネルに連結する電力デバイスは、集中制御ユニットへ情報を送り、電力損失を報告してもよい。情報は、電力線通信、無線通信、音響通信、または他のプロトコルを使用して送信されてもよく、PVデバイスのID番号を含んでもよい。低電力出力が持続するとき、保守作業員は、不採算パネルまで物理的に足を運び、低電力の理由を調査する必要があり得る。
【0018】
物理識別マップ(PIM:Physical Identification Map)は、マップ中に表示されるモジュールの一部またはすべてに、シリアル番号またはID番号などの識別情報を取り付けるなど、太陽光発電(PV)設備内におけるモジュールの場所を示す、物理的マップを指し得る。非識別マップ(NIM)は、モジュールの場所を記述するマップを指し得るが、各場所で特定のモジュールを識別はしない。
【0019】
図1は、開示の一つ以上の例示的態様による、PV設備マップを生成するための方法の流れ図である。一つ以上の実施形態では、図1の方法、またはその一つ以上のステップは、一つ以上のコンピューティングデバイスまたはエンティティによって行われてもよい。例えば、図1の方法の複数部分は、コンピュータシステムの構成要素によって行われてもよい。図1の方法またはその一つ以上のステップは、非一時的コンピュータ可読媒体など、コンピュータ可読媒体に記憶される、コンピュータ実行可能命令の中に具体化されてもよい。図1の方法のステップは、指定される順序ですべて行われるとは限らない可能性があり、一部のステップは省略されても、または順序が変更されてもよい。
【0020】
ステップ100で、PV設備レイアウトの初期マップが作成され得る。初期マップは物理的マップであってもよい。例えば、ステップ100で、測定される全地球測位システム(GPS)座標を使用して、モジュールをPIM上の物理的な場所と照合してもよい。初期マップは、様々な手段で作成され表され得る。一つの実施では、初期マップは、デバイスの数、列の数、デバイス間の距離、列間の距離に関する情報、または設備の物理的レイアウトに関連するいかなる他の情報を含む、テキストファイルとして表され得る。別の実施では、基本マップは、設備設計ソフトウェアによって自動で生成されてもよく、レイアウト情報は、設備設計ソフトウェアによって生成されるデジタルファイルにコード化されてもよい。
【0021】
一部の実施形態では、ステップ100を行わない可能性がある。例えば、ステップ100は、方法の他のステップに、初期マップの欠如を補うのに十分なほどの高い正確性があるときは、行わない可能性がある。
【0022】
ステップ110〜13では、PV設備中の電力モジュールをスキャンし得る。例えば、電力モジュールは列単位でスキャンされ得る。ステップ110で、PV設備の一列中の各デバイスをスキャンし得る。スキャンは、スキャン能力をGPS受信機と組み合わせる、場所探索デバイスを使用して遂行し得る。場所探索デバイスはさらに、クロック、メモリ、通信手段、および処理ユニットのうちの一つ以上を含んでもよい。スキャンには、バーコードリーダーを利用して、スキャンされているモジュールに取り付けられているバーコード(モジュールに貼り付けられているステッカー上のバーコードなど)を読み取ること、カメラを利用してシリアル番号を識別すること、RFIDタグから識別情報を取得すること、またはそれらのいかなる組み合わせを含み得る。場所探索デバイスは、バーコード読み取りまたはシリアル番号識別を、GPSによる位置確認と組み合わせるアプリケーションを実行する、スマートフォンであってもよい。スキャンには、モジュールの識別要素(識別ステッカーなど)の写真を撮ることを含んでもよく、識別要素は後に、写真に基づいてモジュールを識別するように処理され得る。一部の実施形態では、ステップ111において、ユーザがデバイスを、各列の始まりで設備の列のログを取り始めるように構成してもよい(ボタンを押すことによってなど)。一部の実施形態では、場所探索デバイスは、各スキャンの時間的または空間的差異を使用して、新しい列がスキャンされているときを判定し得る。例えば、スキャンとスキャンとの間の時間が特定の閾値を上回るとき、場所探索デバイスは、新しい列をスキャン中であると判定し得る。
【0023】
ステップ112で、進行中の列中の各PVデバイスがスキャンされ得る。デバイスがスキャンされるたびに、スキャン時における場所探索デバイスのGPS座標だけでなく、モジュールの識別情報(バーコード、ID番号、写真、RFIDタグなど)も、ログが取られメモリ中に記憶され得る。デバイスに対応する識別情報は一意であってもよい。スキャン時間のタイムスタンプもまた、ログが取られるか、または記憶され得る。
【0024】
ステップ113で、設備の全列がスキャンされたときを判定し得る。例えば、指定領域内の全列がスキャンされたときを判定し得る。全列がスキャンされると、方法はステップ120へ進み得る。そうでない場合、ステップ110〜13を繰り返し得る。ステップ110〜13は、設備の全列または設備内の全デバイスがスキャンされるまで繰り返されてもよい。
【0025】
ステップ120で、ステップ110〜13の間に収集されるデータ(座標、タイムスタンプなど)が収集され、照合アルゴリズムへ入力され得る。ステップ100で作成されたマップもまた、照合アルゴリズムへ入力され得る。
【0026】
ステップ130で、照合アルゴリズムは、コンピュータ、サーバ、DSP、マイクロコントローラ、ASIC、またはFPGAなど、適切なコンピューティングデバイスによって実行されてもよい。アルゴリズムは、入力されたデータおよび/またはマップを使用して、マップ上に示される場所の各々で、どのPVモジュールが見つかるかを判定し得る。さらに以下に記載する図2Aは、ステップ130で照合アルゴリズムが使用してもよい、方法の例である。
【0027】
ステップ140で、照合アルゴリズムによって、ステップ120で受信された入力に基づいて、PV設備のマップが生成され得る。マップは、一つ以上のモジュール識別子を含み得る。モジュール識別子は、マップの中の場所と関連付けられ得る。例えば、アルゴリズムは、モジュール識別情報を各モジュールの場所に表示している、マップを出力してもよい。マップは、一枚の紙上に物理的に印刷されてもよく、またはコンピュータモニター、タブレット、もしくはスマートフォンなど、適切な電子デバイス上で見てもよい。
【0028】
図2Aは、開示の一つ以上の例示的態様による、測定した場所をマップに当てはめるための方法の流れ図である。一つ以上の実施形態では、図2Aの方法、またはその一つ以上のステップは、一つ以上のコンピューティングデバイスまたはエンティティによって行われてもよい。例えば、図2Aの方法の複数部分は、コンピュータシステムの構成要素によって行われてもよい。図2Aの方法またはその一つ以上のステップは、非一時的コンピュータ可読媒体など、コンピュータ可読媒体に記憶される、コンピュータ実行可能命令の中に具体化されてもよい。図2Aの方法のステップは、指定される順序ですべて行われるとは限らない可能性があり、一部のステップは省略されても、または順序が変更されてもよい。
【0029】
ステップ131で、マップおよび/またはGPS座標が受信され得る。例えば、マップおよび/またはGPS座標は、メモリからロードされてもよい。マップおよび/またはGPS座標は、PVモジュールのスキャン時に測定されていてもよい。受信したマップは、識別モジュール情報を含まない場合がある、非識別マップ(NIM)を含み得る。
【0030】
ステップ132で、GPS測定値は列にグループ化され得る。一部の実施形態では、列ごとのグループ化は、一つ以上のモジュールをスキャンする間に行い得る。例えば、スキャンオペレータは、各列のスキャンの開始時に、または各列をスキャンする前に、リセットボタンを押してもよい。一部の実施形態では、測定値の列ごとのグループ化は、本明細書にさらに記載する方法を使用して、コンピュータアルゴリズムによって遂行され得る。測定値の列ごとのグループ化は、例えば、列の数および各列の長さを既に示すNIMを使用して、PIMを生成するときに助けになり得る。前から存在するNIMの恩恵なしにPIMを生成する実施形態では、列ごとのグループ化によって、測定ノイズのフィルタリングが可能になり得る。例えば、測定ノイズのフィルタリング、すなわち低減は、同じ列の隣接するパネル間の標準的な距離および角度を判定することによって行い得る。スキャンしたサンプルの第一列が、設備の各列を表す候補とみなされるまで、ステップ133〜37を反復してもよい。ステップ133で、列がNIMより選択される。ステップ134で、場所測定値の第一列を、選択した列に当てはめ得る。ステップ135で、場所測定値の第一列を選択した列に当てはめた後、「グリッドにスナップ」または類似の方法を使用して、測定したサンプルのその他の列を、NIMのその他の列に当てはめてもよい。一部の実施形態では、測定したサンプルのその他の列をその他のNIM列に当てはめる試みは、最適な適合(最小二乗などの適切な基準による)が選択される前に、複数列の配向を使用して複数回遂行され得る。
【0031】
ステップ136で、適合誤差の総計が計算され得る。適合誤差の総計は、各デバイスの推定される場所および/またはNIMによって示される場所に基づいてもよい。平方和などの適切な基準によって、各デバイスの推定される個々の誤差を合計してもよい。選択された適合および結果として得られる誤差の合計を、記憶し得る。例えば、選択された適合および結果として得られる誤差の合計は、適切なメモリデバイスに記憶され得る。
【0032】
ステップ137で、方法によって、全NIM列が、測定値の第一列によって表される列とみなされたときを判定し得る。検討していないNIM列がある場合、方法はステップ134に戻り得る。例えば、検討されていないNIM列は、後の反復で検討する候補としてもよい。ステップ137で、全NIM列が検討されたと判定されると、方法はステップ138へ進み得る。
【0033】
ステップ138で、ステップ136にて計算し記憶した、一つ以上の合計誤差を、互いに比較して適合を選択し得る。一つの実施では、最小合計誤差に対応する適合が選択され得る。他の要因は、ステップ138で検討され得る。
【0034】
ステップ139で、ステップ138にて選択された適合を出力し、ステップ138で選択された適合を含むPIMへ、NIMを変換し得る。一部の実施形態では、ステップ134〜37は、測定値の第一列をNIMの各列へ当てはめる代わりに、測定値の各列をNIMの特定の列(例えば、NIMの第一列)に当てはめるように改変されてもよい。
【0035】
ここで、例示的実施形態によりマッピングされ得る、PV設備の説明に役立つ例を描写する、図2Bおよび2Cを参照する。図2Bは、PV設備のレイアウトを反映するように、本明細書に記載の方法を使用して生成され得る、非識別マップ(NIM)215を示す。図2Cは、PVデバイスの絶対的な場所、または互いに対する場所を推定するように、本明細書に記載の方法を使用して取得され得る、設備の推定レイアウトマップ(ELM)217を示す。図2Bおよび2Cは、同じPV設備に相当し得る。
【0036】
図2B〜Dでは、図示する正方形は、NIMによるデバイスの場所に対応してもよく、円は、デバイスに対応する測定データによる、デバイスの場所に対応してもよい。特定の例では、PVシステムは非対称のレイアウトであってもよい。例えば、NIM215では、一列はその他の二列よりも二つ少ないデバイスを有する。特定の例では、測定の誤りおよび/または測定ノイズのために、ELM217などのELMは誤りを包含し得る。
【0037】
ここで、図2B〜Cに示すPVシステムに適用するような、図2Aで上に記載したステップ134〜36の態様を示す、図2Dを参照する。適合Aでは、ステップ133にてNIMの第一列を選択する。ステップ134で、場所測定値の第一列は、NIMの選択された第一列に当てはめられ、ステップ135で、NIMデバイス(正方形として描写)とELMデバイス(円として描写)との間の不一致の総計を最小化するやり方で、残りの二列をNIMに当てはめる。ステップ136で、適合誤差の総計が計算される。異なる誤差対策が検討されてもよい。例えば、二乗和誤差対策が検討され得る。例えば、三つのデバイスがXY平面に沿って次の場所(0,0)、(1,0)、および(2,0)にあると推定され、一方NIMによると、三つのデバイスが実際には(0,0.5)、(1,1.5)、および(2,0)に見つかる場合、第一のデバイスに対する推定誤差の二乗は、(0−0)

+(0−0.5)

=0.25となり得る。同様に、第二のデバイスに対する二乗の推定誤差は、(1−1)

+(0−1.5)

=2.25となり得る。第三のデバイスの場所は、誤差ゼロで完璧に推定されており、誤差の総計は2.5となる。絶対誤差和、または他の検討事項を考慮してもよい、および/もしくはペナルティ係数を特定タイプの誤差に追加してもよい重み付きの偏差など、他の誤差測定も検討され得る。
【0038】
ステップ137で、測定値の第一列が第1のNIMに当てはまり、他のマップ列が当てはまっていないとき、方法はステップ133に戻り得る。適合Bに示すように、ステップ134で、測定値の第一列が第2のNIM列に当てはめられ、ステップ135で、その他のEL列がNIMへ「スナップ」され、その他のNIM列に当てはめられる。適合Bに図示する照合は、適合Aに示すものほど成功しておらず、ステップ136で計算する適合誤差は、より高くなり得る。ステップ137で、方法によって、測定値の第一列が、NIM列のうちの一つ(第三)にまだ当てはまっていないと判定してもよく、方法は、ステップ133に戻り、第3のNIM列を選択し得る。ステップ134で、測定値の第一列が第3のNIM列に当てはまってもよく、ステップ135で、その他のEL列がNIMへ「スナップ」され、その他のNIM列に当てはまってもよい。適合Cおよび適合Dが図示するように、いくつかの適合が可能であり、様々な方法によって、アルゴリズムは複数の適合を検討し、例えば、最小推定誤差または最少推定誤差での適合といった、適合のうちの一つを選択するように構成されてもよい。ステップ136で、適合誤差が計算されてもよく、ステップ137で、アルゴリズムによって、測定値の第一列が、NIM列のすべてにここで当てはまったと判定してもよく、ステップ138へ進み得る。ステップ138で、アルゴリズムによって、検討した適合すべての中で、適合Aが最も低い推定誤差を有すると判定でき、ステップ139で適合Aを出力し得る。
【0039】
図3Aは、開示の一つ以上の例示的態様による、時間および場所に基づいて設備マップを生成するための方法の流れ図である。一つ以上の実施形態では、図3Aの方法、またはその一つ以上のステップは、一つ以上のコンピューティングデバイスまたはエンティティによって行われてもよい。例えば、図3Aの方法の複数部分は、コンピュータシステムの構成要素によって行われてもよい。図3Aの方法またはその一つ以上のステップは、非一時的コンピュータ可読媒体など、コンピュータ可読媒体に記憶される、コンピュータ実行可能命令の中に具体化されてもよい。図3Aの方法のステップは、指定される順序ですべて行われるとは限らない可能性があり、一部のステップは省略されても、または順序が変更されてもよい。
【0040】
図3Aの方法は、デバイス測定値を列にグループ化するために使用され得る。例えば、図3Aの方法は図2Aのステップ132で行われ得る。この例示的実施形態によると、設備の各列は、列中のデバイスと列中の隣接するデバイスとをスキャンする間に経過する時間が、例えば10秒など、特定の閾値よりも小さくなるように処理され得る。設置者に、列中の各デバイスを迅速にスキャンし、列の間で小休止を取るように指示してもよい。スキャンデバイスは、各デバイスがスキャンされた時間を記録するように構成され得る。
【0041】
ステップ310で、連続スキャンの各対間の時間差が計算され得る。ステップ320で、計算された時間差は時間の閾値と比較され得る。一部の実施形態では、閾値は事前に設定または事前に定義されていてもよく、一部の実施形態では、閾値は計算された時間差に由来してもよい(例えば、閾値は、連続スキャンの平均時間差よりも20%長くてもよい)。ステップ330で、二つの連続するデバイスをスキャンしたタイムスタンプの時間差が、閾値を上回るとき、二つのデバイスは、異なる列にあると判定されてもよく、ステップ340で異なる列にマッピングされ得る。時間差が閾値を下回るとき、二つのデバイスは、同じ列にあると判定され、ステップ350で同じ列にマッピングされ得る。上に記載した方法の代替として、またはそれに加えて、設置者に、列の間で、自身のデバイス上にある「新しい列」ボタンを押すよう指示してもよく、これは、一列のスキャン完了、および別の列の始まりを示し得る。「新しい列」ボタンを使用して、タイミングの検討事項をオーバーライドし、および/または一貫性のないスキャン速度を補ってもよい。
【0042】
図3Bは、開示の一つ以上の例示的態様による、サンプルをストリングへマッピングするための方法の流れ図である。一つ以上の実施形態では、図3Bの方法、またはその一つ以上のステップは、一つ以上のコンピューティングデバイスまたはエンティティによって行われてもよい。例えば、図3Bの方法の複数部分は、コンピュータシステムの構成要素によって行われてもよい。図3Bの方法またはその一つ以上のステップは、非一時的コンピュータ可読媒体など、コンピュータ可読媒体に記憶される、コンピュータ実行可能命令の中に具体化されてもよい。図3Bの方法のステップは、指定される順序ですべて行われるとは限らない可能性があり、一部のステップは省略されても、または順序が変更されてもよい。
【0043】
ここで、デバイス測定値を列にグループ化するための例示的実施を示す、図3Bを参照する。例えば、図3Bに記載するステップは、図2Aについて上に記載した、ステップ132で行われ得る。この例示的実施形態によると、設備の各列は、スキャンされたデバイス間の距離および/または角度を、基準距離および/または角度と比較し得るように処理されてもよい。スキャンデバイスは、全地球測位システム(GPS)など、位置確認システムを利用することによって、各スキャンの時点でのグローバル位置を判定および/または推定するように構成されてもよい。ステップ315で、スキャンされたデバイスの各対間の推定距離および/または角度を計算し得る。ステップ325で、スキャンされたデバイス間の推定距離および/または角度は、基準および/または閾値と比較され得る。一部の実施形態では、基準は事前に定義されてもよく、一方、他の実施形態では、基準は計算される距離に由来してもよい(例えば、基準は連続スキャンの平均距離で、閾値は基準よりも20パーセント長くてもよく、または基準は、適切な閾値を伴い、連続スキャンの間の角度に由来してもよい)。
【0044】
ステップ335で、連続的にスキャンされていてもよい、二つのデバイス間の距離および/または角度は、基準距離および/または角度と比較される。ステップ335で、距離および/または角度が閾値を上回ると判定される場合、二つのデバイスは、ステップ345で、異なる列またはストリングへマッピングされ得る。ステップ335で、距離および/または角度が閾値を下回ると判定される場合、二つのデバイスは、ステップ355で、同じ列またはストリングへマッピングされ得る。上に記載した方法の代替として、またはそれに加えて、設置者に、列の間で、自身のデバイス上にある「新しい列」ボタンを押すよう指示してもよく、これは、設置者が一列のスキャンを完了し、別の列を始めたことを示し得る。「新しい列」ボタンを使用して、距離および/もしくは角度の検討事項をオーバーライドし、ならびに/または同じ列にあるデバイス間の一貫性のない距離および/もしくは角度を補ってもよい。
【0045】
ここで、非識別マップ(NIM)を表す一つの例示的実施形態を描写する、図4を参照する。NIMの表示の生成は、上に記載する図1のステップ100などのステップを含む、設備マッピング方法に含まれ得る。PV設備は、設備に関する情報を包含するテキストファイルとして、表されてもよい。例えば、NIMは、設備中の列、各列のデバイスの数、および/またはデバイスの各対間の距離をリストする、テキストファイルによって表され得る。一部デバイスの絶対的な場所、列の配向、列間の距離および角度、または他の情報などの追加情報が、NIMに含まれ得る。マッピング方法は、テキストファイルを解析し、NIMから情報を抽出して、スキャンされた情報をNIMレイアウトと比較するように、適切なパーサを含み得る。
【0046】
図5Aは、非識別マップを生成する流れ図である。一つ以上の実施形態では、図5Aの方法、またはその一つ以上のステップは、一つ以上のコンピューティングデバイスまたはエンティティによって行われてもよい。例えば、図5Aの方法の複数部分は、コンピュータシステムの構成要素によって行われてもよい。図5Aの方法またはその一つ以上のステップは、非一時的コンピュータ可読媒体など、コンピュータ可読媒体に記憶される、コンピュータ実行可能命令の中に具体化されてもよい。図5の方法のステップは、指定される順序ですべて行われるとは限らない可能性があり、一部のステップは省略されても、または順序が変更されてもよい。
【0047】
図5Aは、非識別マップ(NIM)の生成および表示の例示的実施形態を描写する。例えば、図5Aに記載するステップは、図1に記載する方法の最中に行われ得る。プログラムまたはアプリケーションを使用して、PV設備を設計および計画してもよい。プログラムは、適切なプラットフォーム(PC、タブレット、スマートフォン、サーバ、および/または同種のもの)上で実行されてもよく、設置者および/またはシステム設計者が利用できるようにしてもよい。プログラムには、敷地計画を容易にするように、グラフィックユーザインターフェース(GUI)を含み得る。ステップ101で、敷地計画者または設計者は、アプリケーションが利用できるツールを使用して、PV設備を設計するようにプログラムまたはアプリケーションを使用してもよい。例えば、図5Bは、図5Aのステップ101で使用してPV設備を設計し得る、PV設備マッピング用のユーザインターフェースの例を示す。ユーザは、複数の太陽光発電機501(PVパネル、PVモジュール、PV電池、PVパネルのストリングまたはサブストリングなど)を特徴とし、一つ以上の電力コンバータ(PVインバータ502など)を特徴とする、PV設備を設計してもよい。
【0048】
図5Aのステップ102で、バイナリファイルは、システムの一部分または完全なレイアウトを記述する情報を含んで生成され得る。バイナリファイルは、PV設備のレイアウトが、プログラムGUIを使用して設計された後、ステップ102で生成されてもよい。本明細書に記載のPV設備マッピング方法の実施形態には、ステップ102で生成されるバイナリファイルの読み取り、およびバイナリファイルからの敷地レイアウト情報の抽出を含み得る。
【0049】
ここで、PVデバイスをスキャンし、スキャン時にスキャナの時間および/または場所のログを取るための構成要素を示す、図6を参照する。PVデバイス602(PVパネル、最適化デバイス、DC/DCコンバータ、インバータ、監視デバイス、通信デバイス、および/または同種のものなど)は、スキャンまたは処理され得るIDマーカー600で、印を付けられ得る。IDマーカー600は、スキャンデバイスによってスキャンされ得る、バーコードであってもよい。IDマーカー600は、数字識別能力を伴うカメラなど、カメラによって識別可能なシリアル番号であってもよい。IDマーカー600は、RFIDタグ、または電子回路によって読み取り可能なメモリデバイスであってもよい。いかなる他の種のマーカーを、リストに挙げた例に加えて、または例の代わりに使用してもよいことは理解されるべきである。
【0050】
スキャンおよび位置確認デバイス601は、IDマーカー600によって提供されるデータを取り込んでもよく、または記録してもよい。例えば、デバイス601は、IDマーカー600が記憶するデータをスキャンすること、データの写真を撮ること、またはデータを読み出すことによって、PVデバイス602から識別情報を取得するように構成されてもよい。デバイス601には、クロックおよびメモリデバイスを含んでもよく、各スキャンのタイムスタンプを、その時スキャンされるデバイスの識別情報と共に記憶するように構成されてもよい。デバイス601は、衛星603と通信し、スキャン時にデバイスの場所を推定するように構成される、GPSデバイスなどの位置確認デバイスを含んでもよい。一つの実施では、用いるGPS方法によって、同じ設備中に配備される隣接するPVデバイス間の区別を提供するのに、十分な正確性を伴う推定が可能になり得る。
(【0051】以降は省略されています)

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