JP2015102526A - Power estimation device and power estimation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力推定装置及び電力推定方法に関する。 The present invention relates to a power estimation apparatus and a power estimation method.
エネルギ需給の問題等を背景に、電力消費量を適切に管理するため、電源に接続されている各電気機器の電力消費量を精度よく把握することに対するニーズが高まっている。これに関する技術が、例えば特開2012−16270号公報(特許文献1)、及び特開2010−210575号公報(特許文献2)に開示されている。特許文献1は電力監視装置等に関し、測定モジュールと、変化検出及びサーチモジュールと、電気機器シグネチャデータベースとを含む。測定モジュールは、電源の電力消費特徴を測定し、変化検出及びサーチモジュールは、電力消費特徴の変化を検出かつ計算する。変化が検出されると、変化検出及びサーチモジュールは、変化によって電気機器シグネチャデータベースをサーチして、1以上の候補電器及び候補電器の状態あるいは複数の候補電器状態の組み合わせを得る。ユーザは、サーチ結果を確認して、適宜電気機器シグネチャデータベースを更新することができると記載されている。
In order to appropriately manage power consumption against the background of energy supply and demand problems, there is an increasing need to accurately grasp the power consumption of each electrical device connected to a power source. Techniques relating to this are disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-16270 (Patent Document 1) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-210575 (Patent Document 2).
特許文献2では、電力推定方法について、「測定センサ11が測定した総電流波形における当該電気機器1040の電流成分を抽出し、さらに、その抽出した電流成分の波形と、測定センサ11が測定した電圧波形を乗じた結果を、当該電気機器1040の消費電力の波形として抽出し、その消費電力の波形に基づいて、当該電気機器1040の消費電力が現在単位時間あたりに消費している電力量や、所定の期間(例えば1時間)に消費した消費電力量を出力する」、また、「稼動中に単位時間あたりに消費する消費電力量を保持して、その単位時間あたりの電力量に、所定の期間内に当該電気機器1040が稼動していたと推定した時間の累積時間を乗じた値を、当該電気機器1040が所定の時間内に消費した消費電力として推定する」と記載されている。
In
特許文献1では、電源に接続されている電気機器、その状態を把握するための技術が開示されているが、個々の電気機器の消費電力量の測定精度を高めるための技術については触れられていない。
一方、特許文献2記載の電力推定方法のうち、後者の消費電力量を保持しておき稼働していたと推定した時間にその消費電力量が消費されていたとする方法の場合、電力が固定値となるため、連続的に電力が変化する機器に対しては正確な電力の推定ができないという課題がある。これに対し、前者の抽出した電流成分の波形と電圧波形を乗じて電力を推定する方法は、抽出した電流成分を用いるため、電力が連続的に変化する機器にも対応できると考えられるが、電流成分の推定誤差がそのまま推定電力の誤差となる可能性があるという課題がある。
On the other hand, among the power estimation methods described in
また、各推定電力の合計値は、分電盤で計測した系統全体の電力に比べ等しいか、小さくならなければならないが、推定誤差により各推定電力が実際の電力より大きな値となった場合、推定電力の合計が系統全体の実測電力を上回ることになるという課題もある。 In addition, the total value of each estimated power must be equal to or smaller than the power of the entire system measured by the distribution board, but if each estimated power becomes larger than the actual power due to the estimation error, There is also a problem that the total estimated power exceeds the measured power of the entire system.
本発明の目的の一つは、機器ごとの電力をそれぞれの電力消費の特性に合うよう推定することである。 One of the objects of the present invention is to estimate the power for each device so as to match the characteristics of the power consumption.
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、1または複数の電力を消費する電気機器について計測された電流波形と電圧波形とを受信して、前記電気機器の電流波形から前記電気機器の消費電力を推定するための電力推定装置において、受信された前記電流波形と電圧波形のデータに基づき、前記電気機器ごとの電力を推定する電力推定部と、前記電気機器ごとの消費電力と前記消費電力の変動量の特徴を表す電力消費パターンを保持する保持部と、前記電力推定部が推定した電力が、前記保持部で保持された電力消費パターンと一致しているかを判定し、一致していないと判定した場合、前記電力消費パターンに従って前記電力を補正する推定電力補正部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to one embodiment of the present invention, a current waveform and a voltage waveform measured for an electric device that consumes one or more electric powers are received, and the electric device is obtained from the current waveform of the electric device. In the power estimation device for estimating the power consumption of the power, based on the received data of the current waveform and the voltage waveform, a power estimation unit that estimates power for each electrical device, power consumption for each electrical device, and the It is determined whether the holding unit that holds the power consumption pattern that represents the characteristics of the fluctuation amount of the power consumption and the power estimated by the power estimation unit match the power consumption pattern that is held by the holding unit. And an estimated power correction unit that corrects the power according to the power consumption pattern.
本発明によれば、分電盤で計測した電流から機器個別の電力をそれぞれの電力消費の特性に合うよう推定することができる。 According to the present invention, it is possible to estimate the power of each device from the current measured by the distribution board so as to match the characteristics of each power consumption.
以下、本発明につき、その実施形態に即して添付図面を参照しながら説明する。図1に、本発明の第1の実施形態に係る電力推定装置200が設置されている電源系統の構成例を示す。同図に示すように、例えば商用交流電源である交流電源100には、分電盤103を介して一つ以上の電気機器104、電気機器104が接続されている。分電盤103には電圧・電流計測部102が設けられ、交流電源100と電気機器104との間に接続されている。電力推定装置200は、電圧・電流計測部102と通信可能に接続されている。
Hereinafter, the present invention will be described in accordance with an embodiment thereof with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a configuration example of a power supply system in which a
電気機器104は、民生用、産業用として使用される各種の装置であり、例えば、一般家庭における家電製品(テレビ、冷蔵庫、エアコン等)、工場等に設置されている工作機械等である。
The
分電盤103は、分電盤103を介して接続する一つ以上の電気機器104に交流電源100からの交流電力を供給する。交流電源100は、例えば、電力系統における柱上変圧器、一般家庭や商用ビル、工場等に設置されている分散型電源(太陽光発電装置、風力発電装置、燃料電池、マイクロガスタービン等)であり、特定の設備、装置に限定されるものではない。
The
分電盤103は、交流電源100から低圧配電線等の電力供給線101を通じて供給される交流を屋内配線等に分配する配線設備であり、各種の保安器(漏電遮断器(ブレーカ)、配線用遮断器(安全ブレーカ))等を備える。
The
電圧・電流計測部102は、電力供給線101を流れる交流の電圧波形(電圧値の時間変化)及び電流波形(電流値の時間変化)を計測する。電圧・電流計測部102は、例えば、PT(Potential Transformer)やCT(Current Transformer)等を用いて構成される。尚、分電盤103から交流電力の供給を受ける電気機器104が複数存在する場合、電圧・電流計測部102によって計測される電力供給線101を流れる交流の電流値はそれらの電気機器104に供給される電流値の総和となる。電圧・電流計測部102は、分電盤103内に備えられていてもよいし、分電盤103とは独立して設けられていてもよい。また分電盤103にスマートメータが併設されている場合、電圧・電流計測部102はスマートメータに備えられていてもよい。
The voltage /
電力推定装置200は、電気機器104の稼働状況(稼働中(電気機器104の電源がONされている)か否かを示す情報、並びに電気機器104への電力供給に関する様々な情報(電気機器104の消費電力等))をモニターする装置である。電力推定装置200は、電圧・電流計測部102によって計測される交流の電圧波形及び電流波形に基づき電気機器104の稼働状況を取得し、取得した稼働状況を一般家庭の居住者や工場設備の管理者等のユーザに提供する。分電盤103にスマートメータが併設されている場合、電力推定装置200の機能の全部又は一部の機能はスマートメータによって実現されていてもよい。
The
次に、本発明の第1の実施形態に係る電力推定装置200の構成例について説明する。図2に、本発明の第1の実施形態に係る電力推定装置200の構成例を示している。電力推定装置200は、表示装置201、指示入力部202、I/Oインターフェース203、CPU205、メモリ206、タイマー207、補助記憶インターフェース208、計測入力部204が、バスにより通信可能に結合されている。また、電力推定装置200の外部に電圧・電流計測部102を備え、電力推定装置200の計測入力部204に接続されている。電圧・電流計測部102は交流電源100と計測対象となる電気機器104との間に接続される。電圧・電流計測部102は、前記のとおり、例えば分電盤103に設けられる。
Next, a configuration example of the
電圧・電流計測部102と計測入力部204は、電力供給線101を流れる交流の電圧と電流を毎秒20000回程度の間隔で計測し、電圧・電流の波形を数値化する。電力推定装置200は、少なくとも交流電圧周期の期間、前述の時間間隔で電圧と電流の瞬時値を計測する。
The voltage /
表示装置201は、LCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electroluminescence)などの表示デバイスを備え、データ登録画面などの一連の操作画面、及び、識別結果画面を含む各種の情報を表示する。
The
指示入力部202は、ユーザからの操作指示を受け付ける装置であり、ボタンの他に、マウスに代表されるポインティングデバイス、表示装置201と一体化したタッチパネルなどを備える。例えば、表示装置201に表示したボタンを、指示入力部202のマウスなどのポインティングデバイス、または、タッチパネルを用いて操作するように構成することができる。
The
表示装置201と指示入力部202は、I/Oインターフェース203によって、その他の部分と接続されている。
The
CPU(Central Processing Unit)205は、メモリ206にロードされた制御プログラム210を実行するプロセッサであり、電力推定装置200の各部を制御する。
A CPU (Central Processing Unit) 205 is a processor that executes a
メモリ206は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの半導体記憶デバイスで構成されて、CPU205が実行する各種プログラムやデータを一時的に格納する記憶領域を提供する。
The
タイマー207は、水晶発振機構などにより現在時刻の生成、及び、電圧・電流計測部102で計測を行うタイミングを計るために用いられる。
The
補助記憶インターフェース208は、補助記憶装置209とバスを介して接続し、CPU205が補助記憶装置209との間でデータの送受信を仲介する役割を果たす。
The
補助記憶装置209は、HDD(Hard Disk Drive)、または、SSD(Solid State Drive)などの記憶デバイスを備えている記憶装置であり、制御プログラム210、及び、格納データ220を格納して保持する保持部である。
The
制御プログラム210は、機能別に構成を示すと、UI制御部211、計測制御部212、電力推定部213、推定電力補正部214、及びデータ登録部215から成る。
The
格納データ220は、電流波形パターン221、電力消費パターン222、及び電力消費タイプ対応表223を有する。電流波形パターン221は電気機器ごとの電流波形の特徴のデータであり、例えば、特許文献1記載の電流波形の周波数解析結果である。電力消費パターン222は電気機器ごとの電力消費の特徴のデータである。電力消費パターン222の例については後述する。
The stored
次いで、制御プログラム210の各機能部について説明する。UI制御部211は、画面の表示・切り替えを行う部分であり、表示装置201への表示を制御する機能を有する。
Next, each functional unit of the
計測制御部212は、電圧・電流計測部102から計測入力部204に入力される、電力供給線101を流れる交流の電圧波形及び電流波形をサンプリングして補助記憶装置209に記憶する機能を有する。尚、電圧波形及び電流波形のサンプリングを電圧・電流計測部102にて行い、その結果を計測制御部212が受け取り、補助記憶装置209に記憶するように構成してもよい。
The
電力推定部213は、計測制御部212により取得される電流波形と、電流波形パターン221として格納されている固有電流波形とを比較する(類否判断を行う)ことにより、稼働中の電気機器104の消費電力を推定する機能を有する。尚、電力推定の方法は電流波形を用いた公知の技術で、特許文献1に記載の方法でもよいし、その他の方法をとってもよい。
The
推定電力補正部214は、電力推定部213が機器ごとに推定した電力に対して、電力消費パターン222のデータをもとに補正を行う機能を有する。推定電力補正処理の詳細については、後述の電力補正処理の説明の中で述べる。
The estimated
データ登録部215は、前記の電流波形パターン221と電力消費パターン222とを電気機器104ごとに関連付けて、機器情報として登録する機能を有する。
The
<電力推定処理>
次に、本実施形態の電力推定装置200における全体処理例について説明する。図3は、電流計測から電力推定・電力補正に際して電力推定装置200が行う全体処理例(電力推定処理S300)を説明するフローチャートである。電力推定装置200は、例えば、指示入力部202を介してユーザが所定の処理開始操作を行った場合に電力推定処理S300を開始する。
<Power estimation processing>
Next, an example of overall processing in the
電力推定装置200は、まず計測制御部212が電圧・電流計測部102から計測入力部204に入力される、電力供給線101を流れる交流の電圧・電流波形を取得する(S301)。
In the
次に計測した電流波形から、すでに記録されている電流波形パターン221をもとに電気機器104ごとの消費電力の推定を行う(S302)。ここで、電力の推定方法は、公知の技術を用いればよく、特許文献1記載のように、機器ごとの電流波形の成分を求めてから電圧波形を乗じることによって求めても良いし、機器ごと、機器の動作状態ごとの電力を固定値で出力するようにしても良い。
Next, the power consumption for each
<個別電力補正処理>
続いて電力推定装置200は、S302で推定した機器ごとの電力について、電力消費パターン222にもとづく補正を行う(S303〜S305)。
<Individual power correction processing>
Subsequently, the
ここで、電力消費パターン222について説明する。図7は、電力消費パターン222のデータ構成例を説明する表である。電力消費パターン222は、機器ID701、機器名称702、電力消費タイプ703、及び電力範囲704の項目を含んで構成される。機器ID701は、電力推定装置200内で電気機器104ごとに固有に付与される識別子である(以下、機器IDと称す)。尚、機器ID701は、電流波形パターン221にも含まれ、この機器ID701によって電流波形パターン221と電力消費パターン222とが対応付けられている。機器名称702は、電気機器104を区別するためにユーザが登録する文字列である。電力消費タイプ703は、機器ごとの電力消費の種別を表す。電力範囲704は、電力の最大値と最小値を表す。
Here, the
ここで、電力消費パターン222における電力消費タイプ703と電力範囲704について、図9に示す電力消費タイプごとの電力消費の変化を示すグラフを用いて説明する。図9の電力消費のグラフは、後述の電力消費パターン222の登録処理において計測されたものを想定したものであり、機器ごとに電源のON/OFF、また、出力切り替えを行って電力が変化する様子を示している。
Here, the
電力消費タイプ703には、図7に示す通り、一定出力型、複数出力型、出力変化型の3種類の種別を定義している。一定出力型は、電源ON時の消費電力がほぼ一定の機器で、例えば、テレビがこの種別に該当する。
図9Aに一定出力型の機器の電力消費のグラフを例示している。図9Aのグラフは、機器の電源をONにしてから、一定時間経過後にOFFにしたときの電力の変化を表しており、横軸が時間、縦軸が電力で、線901が時間ごとの電力を表わす。図9Aの例では、時点904で電源ON、905で電源OFFの操作を行っている。グラフに示すように、電源ON期間の電力は厳密には一定ではなく、多少の揺らぎがあるため、この幅を最大902、最小903で表す。図7の電力消費パターン222では、最大706、最小705がこれに相当する。
As shown in FIG. 7, the
FIG. 9A illustrates a graph of power consumption of a constant output type device. The graph in FIG. 9A shows the change in power when the device is turned on and then turned off after a lapse of a certain time. The horizontal axis represents time, the vertical axis represents power, and the
複数出力型の機器は、出力の切り替えが可能で、複数の電力の状態を持つ機器で、例えば、段階的な調光機能のある照明などである。図9Bに複数出力型の機器の電力消費のグラフを例示している。図9Bのグラフでは、時点910で出力切り替え操作を行っており、906〜907、908〜909の二通りの電力の状態があることが示されている。図7の電力消費パターン722では、電力範囲704にこれら二つの電力状態の情報が示されている。
A multi-output type device is a device that can switch outputs and has a plurality of power states, such as lighting with a stepwise dimming function. FIG. 9B illustrates a graph of power consumption of a multi-output type device. In the graph of FIG. 9B, the output switching operation is performed at the
出力変化型の機器は、周囲環境の変化等に応じて出力が自動的に切り替わる機器で、例えば、室内温度に応じて自動的に出力を調節するエアコン等が該当する。図9Cに出力変化型の機器の電力消費のグラフを例示している。図9Cに示すように、出力変化型の機器では、電源ONの期間中、消費電力が例えば911〜914の範囲内で変化する。図7の電力消費パターン722では、出力変化型の機器も、複数出力型の機器同様に、複数の電力状態の情報で構成される。 The output change type device is a device whose output is automatically switched according to changes in the surrounding environment, for example, an air conditioner that automatically adjusts the output according to the room temperature. FIG. 9C illustrates a graph of power consumption of the output change type device. As shown in FIG. 9C, in the output change type device, the power consumption changes within a range of 911 to 914, for example, during the power ON period. In the power consumption pattern 722 of FIG. 7, the output change type device is configured with information on a plurality of power states, like the multiple output type device.
機器ごとの電力消費タイプは、電力消費タイプ対応表223として補助記憶装置209にあらかじめ設定、格納されている。図8に主な家電機器とその電力消費タイプの対応表223の一例を示す。電力推定装置200は、後述の電力消費パターン登録処理の際にこの対応表223を参照して、ユーザが登録する電気機器104の電力消費タイプ703を決定する。
The power consumption type for each device is preset and stored in the
図3の全体処理フローに戻ると、電力推定装置200は、S302の電力推定の結果得られた電気機器104のリストを表示装置201に表示し、それに応じて指示入力部202から指定された電気機器104を選択する(S303)。次いで、電力推定装置200は、選択された電気機器104について、電力補正処理を実行する(S304)。図4は個別推定電力補正処理S304の一例を説明するフローチャートである。推定電力補正部214は、S400で処理を開始すると、まず、当該機器の電流波形パターン221に対応付けられている機器IDをキーにして、S303で選択した機器の電力消費パターン222を参照する(S401)。当該機器の電力消費パターン222が登録されていない場合は補正ができないため、推定電力補正部214はそのまま処理を終了する(S402:NO)。電力消費パターン222が登録されている場合(S402:YES)、推定電力補正部214は、電力消費パターン222が一定出力型かどうか判定する(S403)。
Returning to the overall processing flow of FIG. 3, the
当該機器が一定出力型であると判定した場合(S403:YES)、推定電力補正部214は、S404の処理に進む。一定出力型は、前述の通り電源ON/OFFのみで出力の調節機能等がなく、ON状態の消費電力が一定の機器である。S302で算出した推定電力が、電力消費パターン222に記録されている電力範囲704内である場合(S404:範囲内)、推定電力補正部214は、推定電力が電力消費パターン222に一致していると判定して、推定電力の補正は行わずに処理を終了する(S405)。
If it is determined that the device is a constant output type (S403: YES), the estimated
推定電力が登録されている電力範囲より小さいと判定した場合、つまり、推定電力が最小値未満であった場合(S404:範囲より小)、推定電力補正部214は、推定電力を登録されている電力の最小値に補正して処理を終了する(S405、S409)。ここで、推定電力がほとんどゼロに等しいなど、その値が小さすぎる場合は、電力推定処理(S302)で誤判定が行われた可能性も考えられる。したがって、推定電力を補正するかどうかを決めるための閾値を設け、推定電力がそれ以下だった場合は、登録されている電力への補正は行わずにゼロに補正するようにしても良い。閾値は、例えば、登録電力の50%程度の値に設定すればよい。また、この閾値を電力消費パターン222に含め、機器ごとに異なる閾値を設定できるようにしてもよい。
When it is determined that the estimated power is smaller than the registered power range, that is, when the estimated power is less than the minimum value (S404: smaller than the range), the estimated
推定電力が登録されている電力の閾値の範囲より大きいと判定した場合、つまり、電力の最大値より大きかった場合(S404:範囲より大)、推定電力補正部214は、推定電力を登録されている電力の最大値に補正して処理を終了する(S406、S409)。
When it is determined that the estimated power is larger than the registered power threshold range, that is, when the estimated power is larger than the maximum value of power (S404: larger than the range), the estimated
次にS403で、電力消費パターン222に登録されている電力が複数あると判定した場合、すなわち一定出力型でないと判定した場合(S403:NO)について説明する。電力消費パターン222に登録されている電力が複数ある場合とは、前述の複数出力型と出力変化型の機器を指す。このような機器は、例えば、強・弱の切り替えができるドライヤーや調光機能のある照明、また、動作状態によって電力が変動するエアコンなどの機器である。
Next, a case where it is determined in S403 that there are a plurality of powers registered in the
この場合、電力推定装置200の推定電力補正部214は、推定電力が、登録されているいずれかの電力の範囲内かどうかを調べる(S407)。登録されている電力の範囲内と判定した場合(S407:YES)、推定電力補正部214は、補正は行わず、処理を終了する(S409)。登録されている電力の範囲外と判定した場合(S407:NO)、推定電力補正部214は、推定電力を登録されている電力のうち最も近い電力に補正して処理を終了する(S408、S409)。ここで、最も近い電力とは、最も近い電力範囲の中の最大値、または、最小値となる。例えば、最も近い電力範囲が、当該推定電力より大きい場合、その電力範囲の最小値に推定電力を補正する。また、最も近い電力範囲が、当該推定電力より小さい場合、その電力範囲の最大値に推定電力を補正する。
In this case, the estimated
ここで、前記の一定出力型機器の場合と同様に、推定電力がほとんどゼロに等しいなど、その値が小さすぎると判定した場合は、登録されている電力への補正は行わずにゼロに補正するようにしても良い。閾値は、例えば、登録電力の50%程度の値に設定すればよい。また、この閾値を電力消費パターン222に含め、機器ごとに異なる閾値を設定できるようにしてもよい。
Here, as in the case of the constant output type device described above, if it is determined that the estimated power is too small, such as almost equal to zero, it is corrected to zero without performing correction to the registered power. You may make it do. For example, the threshold value may be set to a value of about 50% of the registered power. Further, this threshold value may be included in the
以上説明した個別電力補正処理(S304)を、S303で推定した機器ごとの推定電力すべてに対して行う。この処理によって、推定電力が機器ごとに予め登録された電力の範囲内の値に補正され、推定電力が機器ごとに想定される電力の範囲外になることを防ぐことができる。 The individual power correction process (S304) described above is performed for all estimated power for each device estimated in S303. By this processing, the estimated power is corrected to a value within the range of power registered in advance for each device, and the estimated power can be prevented from being outside the range of power assumed for each device.
図3の全体処理フローに戻ると、すべての推定電力の補正が終了したと判定した場合(S305:NO)、電力推定装置200の推定電力補正部214は、推定電力の合計値を算出し、S301で計測した電流値から算出した系統全体の電力と比較を行う(S306)。ここまでの電力推定、及び、推定電力の補正は、機器ごとの情報にもとづいて行うため、それぞれの推定値が極めて正確、且つ、電力推定した電気機器104以外の電気機器が系統内に存在しない場合を除いて、系統全体の実測電力(以下、実測電力と称する)とは誤差が生じることが予想される。そこで、電力推定装置200は、推定電力の合計値が実測電力の範囲内に収まるように再度補正を行う(全体電力補正処理)。
Returning to the overall processing flow of FIG. 3, when it is determined that correction of all the estimated power is completed (S305: NO), the estimated
<全体電力補正処理>
次に、図3の全体処理フローにおける全体電力補正処理S308の処理内容について説明する。図5に、全体電力補正処理の詳細なフローチャートを例示している。電力推定装置200の推定電力補正部214は、S500で処理を開始すると、まず、前回計測時の実測電力、及び、補正後の推定電力の合計値と、今回の実測電力、及び、推定電力の合計値とを比較する(S501)。実測電力、及び、補正後の推定電力の合計値は、時系列に適宜の期間分補助記憶装置209の記憶領域に格納されているものとする。実測電力に変化がなく、推定電力のみが変化したと判定した場合(S501:YES)、電力推定に誤判定が生じている可能性が高いため、推定電力補正部214は、前回に比べて変化があった機器の推定電力を前回の推定電力に置き換えて(S502)、S503の処理に移る。実測電力、推定電力共に変化がないと判定した場合(S501:NO)、推定電力補正部214は、同様にS503の処理に移る。
<Whole power correction processing>
Next, the processing content of the overall power correction processing S308 in the overall processing flow of FIG. 3 will be described. FIG. 5 illustrates a detailed flowchart of the overall power correction process. When the estimated
続いて、推定電力補正部214は、推定電力の合計値と実測電力とを比較する。推定電力の合計値に比べ実測電力が大きいと判定した場合(S503:NO)、推定電力補正部214は、S504の処理に移る。動作している電気機器104(S303で推定した機器)が一定出力、または、複数出力の機器のみであると判定した場合(S504:YES)、推定電力補正部214は、推定電力の補正を行わず、推定電力の合計値と系統全体実測電力の差分を未登録機器の成分として処理する(S505)。この場合、電力推定装置200は、ユーザに提示する画面においてこの成分をその他の機器の成分として表示する。尚、前述のように一定出力型、複数出力型の機器についても電力の上限・下限を設けているため、前記差分についてこの最大電力合計値と最小電力合計値の範囲内で補正を行うようにしてもよい。
Subsequently, the estimated
S504で連続変化型の機器が含まれていると判定した場合(S504:NO)、推定電力補正部214は、それらの推定電力の補正を行い、全体電力との差分を吸収する。ただし、差分が所定の閾値以上であると判定した場合(S506:YES)、推定電力の誤差としては大きいと判断し、やはり、補正は行わず未登録機器の成分として処理するようにする(S505)。
If it is determined in S504 that a continuous change type device is included (S504: NO), the estimated
差分が閾値未満であると判定した場合(S506:NO)、推定電力補正部214は、この差分を連続変化型の機器の推定電力に割り当てる。ここで、連続変化型の機器が複数あった場合、推定電力補正部214は、連続変化型の機器同士の推定電力の比率を求め(S507)、その比率に従って差分の電力の割り振りを行う(S508)。例えば、2つの連続変化型の機器A、Bがあり、それぞれの推定電力が50Wと100Wであり、推定電力の合計値と系統全体の電力の差分が9Wであった場合、この9Wを1:2の比率で、それぞれの連続変化型の機器の電力に割り振り、機器Aの電力を53W、機器Bの電力を106Wと補正する。
When it is determined that the difference is less than the threshold value (S506: NO), the estimated
ここで、前記差分の割り振りによって機器の電力の上限に達したものがある場合(S509:YES)、推定電力補正部214は、当該機器の上限を超えた分の電力を、上限を超えていない他の機器の電力に加算して処理を終了する(S510、S515)。例えば、前述の例で、機器Aの電力の最大値が50Wであり、すでに上限となっていたとすると、9Wはすべて機器Bに割り振られ、機器Aの電力が50W、機器Bの電力が109Wとなる。3つ以上の連続変化型機器が存在し、割り振りの結果そのうち1つの電力が上限に達したとすれば、上限を超える電力量を他の2つの機器の推定電力比率で割り振る等の処理を行うことができる。
Here, if there is one that has reached the upper limit of the power of the device due to the difference allocation (S509: YES), the estimated
次に、S503で実測電力の方が推定電力よりも小さいと判定された場合(S503:NO)について説明する。この場合もS507と同様に、推定電力補正部214は、連続変化型の機器の推定電力のそれぞれの比率を求め(S511)、実測電力との差分を求めた比率で分配し各推定電力から減算する(S512)。例えば、2つの連続変化型の機器A、Bがあり、それぞれの推定電力が50Wと100Wであり、推定電力の合計値と系統全体の実測電力との差分が9Wであった場合、この9Wを1:2の比率で、それぞれの連続変化型の機器の電力から減算し、機器Aの電力を47W、機器Bの電力を94Wと補正する。
Next, the case where it is determined in S503 that the actually measured power is smaller than the estimated power (S503: NO) will be described. In this case as well, similarly to S507, the estimated
ここで、差分の割り振りによって機器の電力の下限に達したと判定した場合(S513:YES)、推定電力補正部214は、下限を下回った分の推定電力を、下限を下回っていない他の機器の推定電力に加算して処理を終了する(S514、S515)。例えば、前述の例で、機器Aの電力の最小値が50Wであり、すでに下限となっていたとすると、9Wはすべて機器Bに割り振られ、機器Aの電力が50W、機器Bの電力が91Wとなる。3つ以上の連続変化型機器が存在し、割り振りの結果そのうち1つの電力が下限に達したとすれば、下限を下回る電力量を他の2つの機器の推定電力比率で割り振る等の処理を行うことができる。
Here, when it is determined that the lower limit of the power of the device has been reached by the allocation of the difference (S513: YES), the estimated
以上の全体電力補正処理によれば、各機器の推定電力の合計値が全体実測電力と異なった場合でも、推定電力の値を実測電力に合わせて適切に補正することができる。 According to the overall power correction process described above, the estimated power value can be appropriately corrected according to the actually measured power even when the total estimated power of each device is different from the overall actually measured power.
図11に、本実施形態の電力推定装置200による電力推定結果の表示画面例を示している。図11の表示画面例では、時間ごとの実測電力とその内訳を表示している。1101は各要素の凡例である。表示画面例では、この凡例に従って一時間ごとの推定電力をヒストグラムで表示しており、1102はエアコン、1103はテレビ、1104は照明、1105はその他の機器の成分を表す。このような電力推定結果の表示画面により、電力機器104のユーザは、各機器の消費電力を精度よく把握することができ、各機器の電源オフの励行、動作状態の適正な設定(例えばエアコンの温度設定)といった適切な省エネルギ行動の動機づけを得ることができる。
In FIG. 11, the example of a display screen of the power estimation result by the
<電力消費パターン登録処理>
次に、本実施形態における、図7に示す電力消費パターン222の登録処理について説明する。図6は、電力消費パターン222の登録に際して電力推定装置200のデータ登録部215が行う処理(電力消費パターン登録処理S600)を説明するためのフローチャートである。
<Power consumption pattern registration process>
Next, registration processing of the
尚、図1に示すような分電盤103の主幹の電力供給線の計測では機器個別の電流計測ができないため、電力消費パターン222登録時は、電圧・電流計測部102を登録対象機器の分岐ブレーカ、または、登録対象機器のコンセントプラグとコンセントとの間に設置し、電気機器104個別の電流を計測する。
In addition, since the current of each device cannot be measured by measuring the main power supply line of the
電力推定装置200のデータ登録部215は、例えば、指示入力部202から入力される所定の開始操作を受信した場合に機器情報登録処理S600を開始する。データ登録部215は、まず図7に示す電力消費パターン222に新規レコードを追加する。そして、表示装置201に機器名称登録画面を表示して、ユーザから電力を推定する対象の電気機器104の機器名称702の入力を受け付ける。また、名称と合わせて電力消費タイプ703を選択させる(S601)。
The
電力消費タイプ703は、前述の一定出力型、複数出力型、出力変化型の3種類である。電力消費タイプ703の選択は、データ登録部215が、ユーザに対して図8に示す機器種別と電力消費タイプの対応表を提示して選択させる。あるいは、機器名称入力時に図8に示す機器種別と電力消費タイプの対応表を提示して、機器種別のみ選択させるようにしてもよい。尚、ユーザが保有している機器が図8に示す対応表にない場合、電力消費タイプ703を直接指定させる。
There are three types of power consumption types 703: the aforementioned constant output type, multiple output type, and output change type. To select the
指定された電力消費タイプ703が一定出力型であると判定した場合(S602:一定出力型)、データ登録部215は、ユーザに対して登録する電気機器のON/OFFを指示して電力計測を実行させる。具体的には、データ登録部215は、表示装置201に、ユーザに対して登録する電気機器104の操作開始(電源ON)を促す画面を表示する(S603)。例えば、画面には、ユーザの操作を完了した際に押下するボタンを用意しておき、ユーザが当該電気機器104の操作開始した後、指示入力部202を介してOKボタンを押下するように構成することができる。
When it is determined that the specified
指示入力部202を介して(OKボタンが押下されたことにより)計測開始の命令を受信すると、データ登録部215は、登録対象機器の電力計測を開始する。所定の時間計測後、データ登録部215は、計測を終了し、計測終了をユーザに伝えるメッセージを表示装置201に表示する(S605)。一定出力型の機器の場合は、電力の変動がほとんどないため、計測時間は短時間(例えば1分程度)で差し支えない。
When a measurement start command is received via the instruction input unit 202 (by pressing the OK button), the
次に、データ登録部215は、S604で計測した電力について最大値と最小値を求める。最大値と最小値は、図9Aに示すように当該電気機器の電源ON時の電力の最大902と最小903の値を示す。データ登録部215は、これをS601で追加した電力消費パターン222の新規レコードに登録し、当該電気機器104の登録を完了する。
Next, the
続いて、電力消費タイプ703が複数出力型であると判定した場合(S602:複数出力型)の登録について説明する。複数出力型の場合、すべての出力(動作モード)についてユーザに登録対象機器を操作させて、電力計測と登録を行う。
Next, registration when it is determined that the
まず、S603同様、データ登録部215は、登録する電気機器104の操作開始を促す画面を表示する(S607)。指示入力部202を介して(OKボタンが押下されることにより)計測開始の命令を受信すると、データ登録部215は、電力計測を開始する。所定の時間計測後、データ登録部215は、計測を終了し、計測終了をユーザに伝えるメッセージを表示装置201に表示する(S609)。複数出力型の機器の場合も、一の出力(動作モード)については消費電力の変動がほとんどないため、計測時間は短時間(1分程度)で差し支えない。
First, as in S603, the
次に、データ登録部215は、S608で計測した電力について最大値と最小値を求める。データ登録部215は、これをS601で追加した電力消費パターン222の新規レコードに電力範囲704の最小705、最大706として登録する(S610)。複数出力型の機器ではすべての出力(動作モード)時の電力を登録するため、データ登録部215は、表示装置201に他の出力の操作を促すメッセージを表示して、他の出力があればそれについても登録を実行させるようにする。すなわち、データ登録部215は、表示装置201に他の出力の操作を促すメッセージとともに登録完了ボタンを表示してユーザの選択を促す(S611)。他の出力が選択された場合(S611、YES)、データ登録部215は、S607の処理に移る。ユーザが登録完了ボタンを選択したと判定した場合(S611:NO)、データ登録部215は、当該機器の登録を完了する。
Next, the
続いて、電力消費タイプ703が出力変化型であると判定した場合(S602:出力変化型)の登録について説明する。出力変化型の機器では、時間経過に従って出力が変化するため、一定出力型・複数出力型の機器に比べてより長時間の電力計測を行い、それらの電力変化を登録する必要がある。従って、本実施形態では、必ずしも必須ではないが、ユーザの利便性のため、登録する電気機器104の操作開始を促す画面を表示する際、計測時間が比較的長時間にわたる旨のメッセージを表示する(S612)。この場合、対象機器の種類に応じて予想計測所要時間を提示するようにしてもよい。指示入力部202を介して(OKボタンが押下されることにより)計測開始の命令を受信すると、データ登録部215は、電力計測を開始する(S613)。所定の時間計測後、データ登録部215は、計測を終了し、計測終了をユーザに伝えるメッセージを表示装置201に表示する(S614)。
Subsequently, registration when it is determined that the
次に、データ登録部215は、電力消費パターン222への計測電力登録を行う。一定出力型・複数出力型の機器の登録では、一度の電力計測につき、一つの電力(最大電力と最小電力の対)を登録していたが、出力変化型の機器の場合、計測した電力のヒストグラムの偏りによって複数の電力に分けて登録を行う。すなわち、出力変化型の機器の消費電力は、必ずしも連続的に変化するわけではなく、図9Cに示す例のように、電力が連続的な値を取らずにいくつかの電力範囲に偏ることがある。これは、環境条件等に応じて出力が可変であるとしても、実質的には細分化された動作モードに従って機器を運転している場合もあることによる。この点、図9Cでは、911〜912、913〜914の2つの範囲に計測電力が偏っている。このような計測結果だった場合(S615:YES)、この2つの電力範囲(最大値・最小値)を電力消費パターン222に登録する。
Next, the
消費電力に偏りがあるかどうかは、計測した各時点の電力に対して、例えば10W刻みなど一定の幅を定めたうえで、電力ごとの出現回数のヒストグラムを求め、その分布に偏りがあるかどうかによって判定することができる。図10に、図9Cのように計測された電力のヒストグラムの例を示す。図中例えば符号1005は、1W〜50Wの電力を計測した回数を示す。図10では、150Wと400Wの二つのピークがあることを示し、符号1001と1002の2つの電力範囲が抽出されている。
Whether the power consumption is biased is determined by determining a certain width, such as 10 W increments, for each measured power point, obtaining a histogram of the number of appearances for each power, and whether the distribution is biased It can be determined by whether or not. FIG. 10 shows an example of a histogram of power measured as shown in FIG. 9C. In the figure, for example,
図10を用いて出力変化型の機器の電力範囲704を抽出する基準について説明する。電力範囲704の抽出には、最低電力1003と最低度数1004の閾値を用いて、この閾値を超える範囲の電力を抽出する。最低電力1003は、電力推定装置200が実用的に推定できる電力の最低値とする。最低度数1004は、電気機器104が過渡状態にあるときの電力を除外するために設け、例えば、母集団の5%以下の度数などと設定すればよい。これにより、計測精度が不十分な範囲、電力範囲の過渡状態で得られた計測結果を排除してより正確な電力範囲を設定することを可能としている。
The criteria for extracting the
ただし、対象機器の電力計測期間を通しての最大電力は、度数が低い可能性があり、最低度数1004の閾値で分離すると除外される可能性があるため、最大電力の記録度数に関しては、例外として最低度数1004の閾値での除外は行わないこととしている。具体的には、抽出した電力範囲704のうち、最も電力の大きい電力範囲704に最大電力を含めることとする。図10の例では、500Wの出現回数は最低度数(出現回数)1004を下回っているものの、除外されず範囲1002の枠に含められている。尚、この例外処理は行わなくてもよい。
However, since the maximum power throughout the power measurement period of the target device may be low and may be excluded if separated by the threshold of the
このようにして、一定の範囲の電力を抽出し、その最大電力と最小電力を電力消費パターン222の電力範囲704に登録する(S616)。図10の例では、符号1001の範囲が、最大200W・最小51W、符号1002の範囲が最大500W・最小301Wとなる。電力に偏りがない場合(S615:NO)、データ登録部215は、計測した電力を一つの電力として最大値と最小値を登録する(S617)。
In this way, a certain range of power is extracted, and the maximum power and the minimum power are registered in the
以上の処理により、一つの出力変化型電気機器104の電力の登録が完了する。一定出力型、複数出力型、出力変化型、いずれの電気機104であっても、1つの機器の登録が完了したら、表示装置201に他の機器を登録するか確認を促すためのメッセージを表示するとともに、選択ボタンを設定する(S618)。他の機器を登録する旨の指示を受信した場合(S618:YES)、データ登録部215は、S601の処理に戻る。他の機器を登録しないと確認された場合(S618:NO)、データ登録部215は、そのまま処理を終了する(S619)。以上の電力消費パターン登録処理によれば、電力消費パターンが異なる複数の電気機器104について、高精度での電力推定を可能とする消費電力データを設定することができる。
With the above processing, the registration of the power of one output change type
第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態による電力推定装置200について説明する。第1実施形態の電力推定装置200では、電気機器の電力消費の傾向を一定出力型、複数出力型、出力変化型に分類した上で、機器の取りうる電力の範囲をもとに推定電力の補正を行った。本実施形態では、出力変化型の機器について、電力の範囲に加えて、電力の変化の傾向(例えば、変化の細かさ、大きさ)を用いて補正を行う。
Second Embodiment Next, a
電力の変化の傾向は、第1実施形態で電力範囲を求めたのと同様に、図12Aに示すような、電力消費パターン登録処理において一定時間計測した電気機器104の電力をもとに算出する。この電力について、ある計測値から次の計測値までの変化分を予め定めた区間で集計し、電力変化のヒストグラムを作成して電力消費パターン(本実施形態に係る電力消費パターンを、以下、電力消費パターン222Bと称する。)に登録する。図12Bに電力変化のヒストグラムの例を示す。図示のヒストグラムでは、横軸に計測電力の変化分をとっている。例えば、符号1210は、変化分が0以上5未満であった度数を示す。尚、電力変化のヒストグラムによる補正は短い周期の変動を対象とするため、電力変化のヒストグラムを作成する時間区間は1分〜5分程度である。
The tendency of the power change is calculated based on the power of the
尚、電気機器104の動作状況によって電力変化のヒストグラムが変わる可能性があるため、電力消費パターン登録時の電気機器104の電力の計測時間は、電力変化のヒストグラムを作成する時間区間に比べて十分長いものとし、図12Aの区間1204〜1206に示すように、計測した電力に対して、複数区間の電力変化のヒストグラムを作成して、それらの平均を取った電力変化のヒストグラムを、電力消費パターン222Bに登録するものとする。区間1204〜1206は、その始終端部において互いに一部が重複するように設定されていてもよい。
Since the power change histogram may change depending on the operation status of the
図13に、第2実施形態の電力消費パターン222Bの例を示す。機器ID1301、機器名称1302、電力消費タイプ1303、電力範囲1304は、それぞれ、図7に示した第1実施形態の電力消費パターン222と同一である。電力変化のヒストグラム1305が、前述の電力変化のヒストグラムを登録した項目であり、出力変化型の機器にのみ設けられる。図13に示す数値列は、各階級(電力変化分)とその度数を交互に並べたものである。例えば、(−25,1)という数値の組は、変化分が−25W以上−20W未満の度数が1であることを示している。尚、図13では、一次元配列で表現しているが、階級とその度数の関係を表すことができればよく、階級と度数を分けて二次元配列で表現してもよい。
FIG. 13 shows an example of the power consumption pattern 222B of the second embodiment. The
<電力消費パターン登録処理>
次に、本実施形態における電力消費パターン登録処理について説明する。図14は、本実施形態における電力消費パターン登録処理の中で、図12Bに例示した電力変化のヒストグラムを登録する処理のフローチャートである。電力消費パターン登録処理全体は、図6のフローチャートで説明した第1実施形態の登録処理と同様であり、図6のS616、S617の後段に、図14に示すフローチャートの処理が追加される。
<Power consumption pattern registration process>
Next, the power consumption pattern registration process in this embodiment will be described. FIG. 14 is a flowchart of processing for registering the histogram of power change exemplified in FIG. 12B in the power consumption pattern registration processing in the present embodiment. The entire power consumption pattern registration process is the same as the registration process of the first embodiment described with reference to the flowchart of FIG. 6, and the process of the flowchart shown in FIG. 14 is added after S616 and S617 of FIG.
まず、電力推定装置200のデータ登録部215は、計測電力が一定以上であることを基準にして対象機器の電源がONの区間を求める(S1401)。図12Aの例では、電源ON閾値1201を設定し、電力がこの閾値以上の区間を電源ON区間とし、符号1202の時点から1203の時点までの区間を選択している。
First, the
次に、データ登録部215は、予め決めた長さの区間1204について電力変化分のヒストグラムを求める(S1402)。次に、データ登録部215は、次の区間の電力変化のヒストグラムを求めるため、開始点をずらす(S1403)。
Next, the
電源ON区間の終点に達していなければ(S1404:NO)、再度、所定の長さの区間1205について電力変化のヒストグラムを算出する(S1402)。このようにして、区間をずらしながら電力変化分のヒストグラムを算出していく。電源ON区間の終点に達したと判定した場合(S1404:YES)、データ登録部215は、各区間で求めた電力変化のヒストグラムの各値の平均を計算し、各値の平均値で構成する電力変化のヒストグラムを生成する(S1405)。最後に、生成した電力変化のヒストグラムを電力消費パターン222Bの電力変化のヒストグラム(図13の1305)に登録して(S1406)、処理を終了する(S1407)。
If the end point of the power ON section has not been reached (S1404: NO), a power change histogram is calculated again for the
<個別電力補正処理>
次に、電力変化のヒストグラムを使った個別電力補正処理について説明する。図15は、電力変化のヒストグラムを使った個別電力補正処理例を示すフローチャートである。本実施形態の個別電力補正処理では、電力消費パターン222Bに登録された電力変化のヒストグラムと、推定電力の電力変化のヒストグラムが一致、または、近い値になるよう、推定電力の補正を行う。
<Individual power correction processing>
Next, an individual power correction process using a power change histogram will be described. FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of individual power correction processing using a power change histogram. In the individual power correction process of the present embodiment, the estimated power is corrected so that the histogram of the power change registered in the power consumption pattern 222B and the histogram of the power change of the estimated power match or are close to each other.
個別電力補正処理全体は、図4のフローチャートで説明した第1実施形態の個別電力補正処理と同様である。図4に示す処理では、一定出力型か判定するステップ(S403)でNOとなる複数出力型と出力変化型で同じ処理を行っていたが、本実施形態ではこれらを分けて処理を行う。複数出力型の場合は、S407、S408と、第1実施形態と同様の処理を行う。出力変化型の場合は、S407、S408の代わりに図15に示すフローチャートの処理を行う。 The entire individual power correction process is the same as the individual power correction process of the first embodiment described with reference to the flowchart of FIG. In the process shown in FIG. 4, the same process is performed for the multiple output type and the output change type that are NO in the step of determining whether the output type is constant (S403). However, in the present embodiment, these processes are performed separately. In the case of a multiple output type, the same processing as in the first embodiment is performed in S407 and S408. In the case of the output change type, the processing of the flowchart shown in FIG. 15 is performed instead of S407 and S408.
S403で出力変化型と判定された場合、推定電力補正部214は、推定電力が、登録されているいずれかの電力の範囲内かどうかを調べる(S1501)。登録されている電力の範囲内であると判定された場合(S1501:YES)、データ登録部215は、当該電力の電力範囲を補正候補とする。図13の例で、寝室エアコンの推定電力が90Wだったとすると、80W〜115Wが補正候補となり、後述の電力変化のヒストグラムの比較により、この範囲の中から最適な値に補正を行う。図16に、推定電力補正の例を模式的に示す。補正したい推定電力1601に対して、1603で示す幅がこの推定電力の補正候補である。登録されている電力の範囲外だった場合(S1501:NO)、推定電力補正部214は、登録されている電力のうち最も近い電力の電力範囲を補正候補とする(S1503)。
When it is determined that the output change type is determined in S403, the estimated
次に、推定電力補正部214は、推定電力の電力変化のヒストグラムを算出する(S1504)。推定電力の電力変化のヒストグラムの算出は、電力変化のヒストグラム登録時と同じ長さの時間を遡った区間について実施する。図16の例では、1602の区間について推定電力の電力変化のヒストグラムを算出する。1602の区間の長さは、電力消費パターン222Bに電力変化のヒストグラムを登録した際に電力変化のヒストグラムの算出を行った区間の長さと等しく設定される。
Next, the estimated
次に、算出した電力変化のヒストグラムと電力消費パターン222Bに登録されている電力変化のヒストグラム1305とを比較し、度数の差分を求める(S1505)。図17に電力変化のヒストグラムの差分の例を示す。度数がプラスの場合、電力消費パターン222Bに登録されている電力変化のヒストグラムの度数が算出した電力変化のヒストグラムの度数に比べて多いことを示し、度数がマイナスの場合、電力消費パターン222Bに登録されている電力変化のヒストグラムの度数が算出した電力変化のヒストグラムの度数に比べて少ないことを示す。また、度数が0の場合、電力消費パターン222Bに登録されている電力変化のヒストグラムの度数と算出した電力変化のヒストグラムの度数が等しいことを示す。
Next, the calculated power change histogram and the
次に、推定電力補正部214は、S1502、または、S1503で求めた補正候補の電力と前時点の電力との変化分を求める(S1506)。前述の例の通り、80W〜115Wが補正候補で、その前の時点で求めた電力が100Wだったとすると、変化分は、−20W〜15Wとなる。
Next, the estimated
そして、推定電力補正部214は、この変化分と、図15Bで例を示す電力変化のヒストグラムの差分とを比較し、最も度数に余裕がある変化分となるよう推定電力を補正する。図17において、−20W〜15Wの範囲の度数を見ると、0W以上5W未満の度数が最も大きく余裕がある。従って前回比+0Wの90Wを最終的な補正電力とする。尚、度数が同一の場合は、変化分が小さい階級を優先して選択するようにしてもよい。
Then, the estimated
本実施形態では、1つの機器ID1301毎に1つの電力変化のヒストグラム1305で補正を行う例を説明したが、これに限定するものでなく、1つの機器ID1301に対して電力範囲1304が複数ある場合、電力範囲1304毎に電力変化のヒストグラム1305を持ち、電力範囲1304毎での補正を行うようにしてもよい。
In this embodiment, an example is described in which correction is performed using one
また、電力変化を電力の差分とそのヒストグラムで表したが、電力変化のヒストグラムを算出した区間で周波数解析を行ってパワースペクトルを求め、周波数ごとのパワーによって電力変化を表すようにしてもよい。 In addition, although the power change is represented by the power difference and its histogram, the power spectrum may be obtained by performing frequency analysis in the section in which the power change histogram is calculated, and the power change may be represented by the power for each frequency.
以上説明した第2実施形態によれば、推定電力を、より、本来の電気機器の電力消費の傾向に近づけることができる。 According to the second embodiment described above, the estimated power can be made closer to the tendency of power consumption of the original electric device.
第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態による電力推定装置200について説明する。本実施形態では、電力消費パターン222が、ネットワークを介して接続されたデータサーバ上からダウンロードされる。
Third Embodiment Next, a
本実施形態に係る電力推定装置200の構成例を図18に示す。本実施形態における電力推定装置200の構成は、第1実施形態における電力推定装置200の構成と概ね類似しているが、ネットワークインターフェース1801を備え、通信ネットワーク1802を介して外部の機器情報データベース1803と接続されている点で構成が異なる。通信ネットワーク1802は、典型的にはインターネット等のオープンネットワークであるが、企業内に敷設されたLAN等のプライベートネットワークでもよい。機器情報データベース1803には、様々な機器の電流波形パターン221、及び、電力消費パターン222が登録されている。
A configuration example of the
本実施形態における電力推定装置200の電力消費パターン登録処理について説明する。第1実施形態において、電気機器104ごとに電力計測を行っていたのに対し、本実施形態では、ユーザに対して、登録する機器の情報をより詳細に入力させた上で、機器情報データベース1803から一致する機器の電力消費パターン222を検索し、ダウンロードする。ここで詳細な情報とは、登録する電気機器のメーカ、型番等である。
The power consumption pattern registration process of the
入力した情報に該当する機器の情報が、機器情報データベース1803になかった場合は、第1実施形態における電力消費パターン登録処理と同様の方法で、電力計測による登録を行うことができるようにしてもよい。
If there is no device information corresponding to the input information in the
以上説明した本実施形態によれば、電力推定装置200への電力消費パターン222の登録にかかる手間を軽減できるため、電力推定装置200をより使い勝手の良いものにすることができる。
According to the present embodiment described above, since it is possible to reduce the time and effort required for registering the
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理ステップ等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。 Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing steps, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
100 交流電源
101 電力供給線
102 電圧・電流計測部
103 分電盤
104 電気機器
200 電力推定装置
201 表示装置
202 指示入力部
203 I/Oインターフェース
204 計測入力部
205 CPU
206 メモリ
207 タイマー
208 補助記憶インターフェース
209 補助記憶装置
210 制御プログラム
211 UI制御部
212 計測制御部
213 電力推定部
214 推定電力補正部
215 データ登録部
220 格納データ
221 電流波形パターン
222 電力消費パターン
223 電力消費タイプ対応表
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100
206
Claims (12)
受信された前記電流波形と電圧波形のデータに基づき、前記電気機器ごとの電力を推定する電力推定部と、
前記電気機器ごとの消費電力と前記消費電力の変動量の特徴を表す電力消費パターンを保持する保持部と、
前記電力推定部が推定した電力が、前記保持部で保持された電力消費パターンと一致しているかを判定し、一致していないと判定した場合、前記電力消費パターンに従って前記電力を補正する推定電力補正部と、
を備えることを特徴とする電力推定装置。 In a power estimation device for receiving a current waveform and a voltage waveform measured for an electrical device that consumes one or more powers, and estimating the power consumption of the electrical device from the current waveform of the electrical device,
Based on the received data of the current waveform and voltage waveform, a power estimation unit that estimates power for each electrical device;
A holding unit for holding a power consumption pattern representing characteristics of power consumption for each of the electrical devices and a variation amount of the power consumption;
It is determined whether the power estimated by the power estimation unit matches the power consumption pattern held by the holding unit, and when it is determined that they do not match, the estimated power is corrected according to the power consumption pattern A correction unit;
A power estimation apparatus comprising:
前記電力消費パターンは、電力を推定しようとする各前記電気機器について、前記消費電力が一定であるとみなされる一定出力型、前記消費電力が複数の離散的な値を取るとみなされる複数出力型、及び前記消費電力が当該電気機器の動作状態に応じて連続的に変化する出力変化型のいずれかに分類する電力消費タイプと、前記消費電力の最大値と最小値から成る電力範囲で構成され、前記複数出力型及び前記出力変化型には、複数の出力ごとに前記電力範囲が設定されていることを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 1,
The power consumption pattern is a constant output type in which the power consumption is considered to be constant, and a multiple output type in which the power consumption is considered to take a plurality of discrete values, for each of the electric devices for which power is to be estimated. And a power consumption type that is classified into one of the output change types in which the power consumption continuously changes according to the operating state of the electric device, and a power range that includes the maximum value and the minimum value of the power consumption. In the multiple output type and the output change type, the power range is set for each of a plurality of outputs.
前記推定電力補正部は、前記電気機器の前記電力消費タイプが、前記一定出力型で、且つ、前記電気機器の前記推定電力が、前記電力消費パターンの前記電力範囲の最小値よりも小さいと判定した場合、前記電気機器の前記推定電力を前記最小値に補正し、
前記電気機器の前記電力消費タイプが、前記一定出力型で、且つ、前記電気機器の前記推定電力が、前記電力消費パターンの前記電力範囲の最大値よりも大きいと判定した場合、前記電気機器の前記推定電力を前記最大電力に補正することを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 2,
The estimated power correction unit determines that the power consumption type of the electrical device is the constant output type, and the estimated power of the electrical device is smaller than a minimum value of the power range of the power consumption pattern. If so, the estimated power of the electrical device is corrected to the minimum value,
When it is determined that the power consumption type of the electrical device is the constant output type and the estimated power of the electrical device is larger than the maximum value of the power range of the power consumption pattern, A power estimation apparatus that corrects the estimated power to the maximum power.
前記推定電力補正部は、前記電気機器の前記電力消費タイプが、前記複数出力型、または、前記出力変化型で、且つ、前記電気機器の前記推定電力が、前記電気機器の前記電力消費パターンの複数の前記電力範囲の中で最も小さい前記電力範囲の最小値よりも小いと判定した場合、前記電気機器の前記推定電力を前記最小値に補正し、
前記電気機器の前記電力消費タイプが、前記複数出力型、または、前記出力変化型で、且つ、前記電気機器の前記推定電力が、前記電気機器の前記電力消費パターンの複数の前記電力範囲の中で最も大きい前記電力範囲の最大値よりも大きいと判定した場合、前記電気機器の前記推定電力を前記最大値に補正し、
前記電気機器の前記電力消費タイプが、前記複数出力型、または、前記出力変化型で、且つ、前記電気機器の前記推定電力が、前記電気機器の前記電力消費パターンの複数の電力の中で最も小さい前記電力範囲の最小値より大きく、前記電気機器の前記電力消費パターンの複数の電力の中の最も大きい前記電力範囲の最大値よりも小さく、且つ、前記電気機器の前記電力消費パターンのどの前記電力範囲にも含まれないと判定した場合、前記推定電力の推定電力を、前記電気機器の前記電力消費パターンの前記電力範囲に含まれる電力の中で最も近い電力に補正することを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 2,
The estimated power correction unit is configured such that the power consumption type of the electrical device is the multiple output type or the output change type, and the estimated power of the electrical device is the power consumption pattern of the electrical device. When it is determined that it is smaller than the minimum value of the smallest power range among a plurality of the power ranges, the estimated power of the electrical device is corrected to the minimum value,
The power consumption type of the electrical device is the multiple output type or the output change type, and the estimated power of the electrical device is within a plurality of the power ranges of the power consumption pattern of the electrical device. If it is determined that it is greater than the maximum value of the largest power range, the estimated power of the electrical device is corrected to the maximum value,
The power consumption type of the electrical device is the multiple output type or the output change type, and the estimated power of the electrical device is the most among the plurality of powers of the power consumption pattern of the electrical device. It is larger than the minimum value of the power range that is small, smaller than the maximum value of the power range that is the largest among the plurality of powers of the power consumption pattern of the electrical device, and which of the power consumption patterns of the electrical device When it is determined that it is not included in the power range, the estimated power of the estimated power is corrected to the power closest to the power included in the power range of the power consumption pattern of the electrical device. Power estimation device.
前記推定電力補正部は、前記電気機器について求めたすべての前記推定電力の合計値と前記電圧・電流計測部が計測した全体電力の計測値とを比較し、前記推定電力の合計値より、前記全体電力の計測値が大きいと判定した場合、前記全体電力と前記推定電力の合計値とが一致するよう、前記電力消費タイプが前記出力変化型の前記電気機器の前記推定電力を増加させ、
前記推定電力の合計値より、前記全体電力の計測値が小さいと判定した場合、前記電力消費タイプが前記出力変化型の前記電気機器の前記推定電力を、前記全体電力と前記推定電力の合計値とが一致するよう、前記電力消費タイプが前記出力変化型の前記電気機器の前記推定電力を減少させることを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 1,
The estimated power correction unit compares the total value of all the estimated power obtained for the electrical device with the measured value of the total power measured by the voltage / current measurement unit, and from the total value of the estimated power, If it is determined that the measured value of the total power is large, the power consumption type is increased to the estimated power of the electric device of the output change type so that the total power and the total value of the estimated power match,
When it is determined that the measured value of the total power is smaller than the total value of the estimated power, the estimated power of the electric device whose power consumption type is the output change type is the total value of the total power and the estimated power. The power estimation apparatus reduces the estimated power of the electric device whose power consumption type is the output change type so that the power consumption type matches the power consumption type.
前記推定電力補正部は、前記電力消費タイプが前記出力変化型に分類されている前記電気機器が複数あり、前記推定電力の合計値より、前記全体電力の計測値が大きいと判定した場合、前記全体電力と前記推定電力の合計値とが一致するよう、前記出力変化型の前記電気機器について求められた前記推定電力の相対的比率を保ったまま、前記推定電力を増加させ、前記推定電力の合計値より、前記全体電力の計測値が小さいと判定した場合、前記全体電力と前記推定電力の合計値とが一致するよう、前記出力変化型の前記電気機器について求められた前記推定電力の相対的比率を保ったまま、前記推定電力を減少させることを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 5, wherein
When the estimated power correction unit determines that the power consumption type is a plurality of the electric appliances classified as the output change type and the measured value of the total power is larger than the total value of the estimated power, The estimated power is increased while maintaining the relative ratio of the estimated power obtained for the output change type electric device so that the total power and the total value of the estimated power match. When it is determined that the measured value of the total power is smaller than the total value, the relative value of the estimated power obtained for the output change type electric device so that the total power and the total value of the estimated power match. A power estimation apparatus that reduces the estimated power while maintaining a target ratio.
前記推定電力補正部は、前記推定電力補正部が出力したすべての前記推定電力の合計値より、前記電圧・電流計測部が計測した全体電力が所定の閾値以上大きいと判定した場合、前記推定電力の補正を行わず、前記推定電力の合計値と前記全体電力の計測値との差分を未登録の機器の電力として記録することを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 5, wherein
When the estimated power correction unit determines that the total power measured by the voltage / current measurement unit is greater than a predetermined threshold by a total value of all the estimated powers output by the estimated power correction unit, the estimated power The power estimation apparatus is characterized in that the difference between the total value of the estimated power and the measured value of the total power is recorded as the power of an unregistered device.
各前記電気機器について前記電力消費パターンを登録するためのデータ登録部を備え、前記データ登録部は、
前記出力変化型の前記電気機器について前記電力消費パターンを登録する場合に、前記電気機器について所定時間にわたって計測された電力計測値を所定の電力値範囲に区分して区分ごとの計測度数を算出し、所定の閾値を超える前記計測度数の群が複数あると判定した場合、前記各群について電力の最大値、最小値を前記電力範囲として前記電力消費パターンに記録し、所定の閾値を超える前記計測度数の群が単一であると判定した場合、前記群について電力の最大値、最小値を前記電力範囲として前記電力消費パターンに記録することを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 1,
A data registration unit for registering the power consumption pattern for each electrical device, the data registration unit,
When registering the power consumption pattern for the output change type electric device, the power measurement value measured over a predetermined time for the electric device is divided into a predetermined power value range to calculate a measurement frequency for each category. When it is determined that there are a plurality of groups having the measurement frequency exceeding a predetermined threshold, the maximum value and the minimum value of power are recorded in the power consumption pattern as the power range for each group, and the measurement exceeding the predetermined threshold is recorded. When it is determined that the frequency group is single, the power estimation apparatus records the maximum value and the minimum value of the power for the group as the power range in the power consumption pattern.
前記データ登録部は、
前記出力変化型の前記電気機器について前記電力消費パターンを登録する場合に、計測電力が所定の閾値以上であることを基準にして前記電気機器の電源がONの区間である電源ON区間を設定し、予め定めた長さの区間ごとに計測された電力の変化分を算出して前記電力変化分ごとの度数を前記電力消費パターンに登録することを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 8, wherein
The data registration unit
When registering the power consumption pattern for the output change type electric device, a power ON section, which is a section in which the power of the electric device is ON, is set on the basis that the measured power is a predetermined threshold or more. A power estimation apparatus that calculates a change in power measured for each section having a predetermined length and registers the frequency for each power change in the power consumption pattern.
前記推定電力補正部は、
前記出力変化型の前記電気機器について前記電力消費パターンに前記電力変化分の度数が登録されている区間の長さと等しい区間について、処理対象である前記電気機器の電力計測値に関して遡及的に前記電力変化分ごとの度数を算出し、前記登録されている電力変化分の度数と処理対象の電気機器について算出された前記電力変化分の度数とを比較して差分を算出し、処理対象である電気機器の電力に基づいて選定した電力範囲との間の変化分算出し、当該変化分と、前記電力変化分の度数とを比較して、最も度数に余裕がある変化分となるよう前記推定電力を補正することを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 9, wherein
The estimated power correction unit
For the output change type electric device, the power retrospectively with respect to the power measurement value of the electric device to be processed for a section equal to the length of the section in which the frequency of the power change is registered in the power consumption pattern. The frequency for each change is calculated, the frequency for the registered power change is compared with the frequency for the power change calculated for the electrical device to be processed, and a difference is calculated. Calculate the amount of change between the power range selected based on the power of the device, compare the amount of change with the frequency of the power change, and calculate the estimated power so as to obtain the change with the most margin in frequency. The power estimation apparatus characterized by correcting.
前記保持部が、当該電力推定装置の外部に設置され、通信ネットワークを介して接続されたデータベースとして構成されていることを特徴とする電力推定装置。 The power estimation apparatus according to claim 1,
The power estimation apparatus, wherein the holding unit is configured as a database installed outside the power estimation apparatus and connected via a communication network.
前記電圧・電流計測部で計測されたデータに基づき、前記電気機器ごとの電力を推定し、
前記電気機器ごとの消費電力と前記消費電力の変動量の特徴を表す電力消費パターンを保持し、
前記電力推定部が推定した電力が、前記保持部で保持された電力消費パターンと一致しているかを判定し、一致していないと判定した場合、前記電力消費パターンに従って前記電力を補正する、
ことを特徴とする電力推定方法。 In a power estimation method for receiving a current waveform and a voltage waveform measured for an electrical device that consumes one or more powers, and estimating the power consumption of the electrical device from the current waveform of the electrical device,
Based on the data measured by the voltage / current measurement unit, estimate the power for each electrical device,
Holding a power consumption pattern representing the characteristics of the power consumption for each electrical device and the amount of fluctuation of the power consumption,
It is determined whether the power estimated by the power estimation unit matches the power consumption pattern held by the holding unit, and when it is determined that they do not match, the power is corrected according to the power consumption pattern.
A power estimation method.
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