JP2003009430A - Method and apparatus for remotely monitoring electrical device and method and apparatus for estimating power consumption utilizing the same - Google Patents

Method and apparatus for remotely monitoring electrical device and method and apparatus for estimating power consumption utilizing the same

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JP2003009430A
JP2003009430A JP2001185676A JP2001185676A JP2003009430A JP 2003009430 A JP2003009430 A JP 2003009430A JP 2001185676 A JP2001185676 A JP 2001185676A JP 2001185676 A JP2001185676 A JP 2001185676A JP 2003009430 A JP2003009430 A JP 2003009430A
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Yasushi Shinohara
靖志 篠原
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Central Res Inst Of Electric Power Ind
財団法人電力中央研究所
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow estimating individual currents consumed by a plurality of devices based only on a total current. SOLUTION: An apparatus for estimating power consumption is provided with a total current meter 11 for measuring a total load current to an electric supply line 2 of a customer 1, a fast fourier transform apparatus 12 for transforming the total load current into a fundamental wave and higher harmonic waves of the total load current, a temporal difference apparatus 13 for finding changes of the currents of the fundamental wave and the higher harmonic waves in the converted current, an independent component analyzing apparatus 14 for separating the changes of the currents into components estimated as groups of the devices respectively having the same intensity ratio of higher harmonic wave based on independent component analysis, and an apparatus 15 for separating signals per device for estimating an operating status (the change of the current) per device 3 to be monitored based on a waveform of the change of the current per component of the same intensity ratio of higher harmonic wave. The changes of the currents of the fundamental wave and the higher harmonic waves are separated into the components estimated as the groups of the devices respectively having the same intensity ratio of higher harmonic wave based on the independent component analysis. The change of the consumed current per device to be monitored is estimated based on the waveform of the change of the current per the same intensity ratio of higher harmonic wave.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、電力需要家(電気の使用者)が使用している複数の電気機器の消費電流が合算された総消費電流に基づいて、個別の機器の可動状況並びに消費電流を推定できる遠隔電気機器監視方法及び装置並びにそれを利用した消費電力推定方法及び装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention is, in the total consumption current consumption current is the sum of a plurality of electrical equipment that electric power consumers (electricity user) is using based on, to a power estimation method and apparatus utilizing the method and apparatus as well as it remote electrical equipment monitoring can estimate movable status and the current consumption of the individual devices. さらに詳述すると、本発明は、複数の電気機器の機器別可動状況(消費電流)並びに消費電力を非侵入的な手法で推定するのに好適な遠隔電気機器監視方法及び装置並びに電気機器の消費電力推定方法及び装置に関するものである。 More particularly, the present invention, consumption of a suitable remote electrical device monitoring method, apparatus, and electric equipment to estimate a plurality of device-moving situation (current consumption) and the power consumption of the electrical device in a non-intrusive approach it relates power estimation method and apparatus. 【0002】 【技術用語】本明細書において、「非侵入的」とは、給電線引込口付近一箇所に測定センサーを設置するもので、給電線下流の分岐回路毎に測定センサーを取り付けたり、回路に接続されている電気機器毎に測定センサーを取り付けたりしない状態のことをいう。 2. Description of the technical terms this specification, the term "non-invasive", intended to set up a measurement sensor to the feeder service entrance near one location, or attaching a measurement sensor for each branch circuit downstream the feed line, It refers to a state in which no mounting or measuring sensor for each electric device connected to the circuit. また、インバータ機器とはインバータを搭載し、機器の動作を低出力から高出力まで連続的に変化させ得るものをいう。 Also, the inverter device equipped with the inverter, refers to what may continuously changed to high output from the low output operation of the equipment. このインバータ機器の消費電力は出力に応じて小さい値から大きい値まで連続的に変化する。 The power consumption of the inverter device to a large value from a small value continuously changes in accordance with the output. 更に、ノンインバータ機器とは、インバータを搭載せず機器の動作が単にオンとオフのように限られた状態をとるものをいう。 Furthermore, the non-inverter appliances, operation of the device without mounting the inverter simply refers to taking the state limited to on and off. このノンインバータ機器の消費電力は、オンオフ動作に対応して限定された値をとる。 The power consumption of the non-inverter appliances takes a limited value corresponding to the on-off operation. 【0003】 【従来の技術】工場や家庭内の各機器の動作状況の監視は、電力機器の効率的利用を進める上で不可欠である。 [0003] The monitoring of the Prior Art] each device of the operating conditions of the factory and in the home, is essential in advancing the efficient use of power equipment.
複数の機器の動作状況を把握するための確実な方法は、 The reliable way to understand the operation status of the plurality of devices,
各機器に動作状況の計測装置およびその計測情報の伝送装置を設置して、情報を集めることである。 Installed transmission device of the measuring device and the measurement information of the operation conditions in each device, is to gather information. しかし、計測装置、伝送装置の設置は対象となる機器数が多くなるとコスト高の要因となる。 However, the measuring device, the installation of the transmission device becomes a factor of high cost increases the number of devices of interest. また、計測装置や伝送装置が環境条件などによって設置できない場合もある。 In some cases, the measuring device and the transmission device can not be established by environmental conditions. 特に、 In particular,
一般家庭などの電力需要家では、家屋内にセンサー類を設置することは困難である。 In the electric power consumers, such as homes, it is difficult to install the sensors, in a house. このため、このような個別の計測装置や情報収集装置などを設置することなく、機器の総消費電流から、個別機器の消費電流やその変化など機器の動作状況を推定する監視技術が望まれている。 Therefore, without installing the like such separate measurement device and information collection device, from the total current consumption of the equipment, it is desired monitoring technique to estimate the operating status of the devices such as current consumption and the change of the individual devices there. 【0004】このような電気機器の動作状態を非侵入的に推定するモニタリングシステムとしては、従来、MI As a monitoring system for estimating the operating state of such electric appliances noninvasively conventionally, MI
T(Massachusetts Institute of Technology ; 米国) T (Massachusetts Institute of Technology; the United States)
で開発されたアルゴリスムを用いてEPRI(Electric In using the algorithm that has been developed EPRI (Electric
Power Research Institute;米国) が装置化しているものがある。 Power Research Institute; US) there are those that are Instrumented. このモニタリングシステムは、電気機器のオン・オフ動作を電力需要家の総電力負荷カーブのステップ状の時間変化として捉え、電気機器の定格消費電力及び力率に基づいてオンあるいはオフとなった電気機器の特定と動作状態の推定を行うものである。 The monitoring system captures the on-off operation of the electrical device as stepwise time variation of the total power load curve of the electric power consumer, electrical equipment turned on or off based on the rated power and the power factor of the electrical device and performs identification and estimation of the operating state. したがって、 Therefore,
単純なオン・オフ動作を行う電気機器についてはその特定と動作状態の推定をおこなうことができる。 The electrical device for performing simple on-off operation can be estimated for the specific operating state. 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近では、一般家庭にも、冷暖房装置等のようなインバータ機器が普及しており、ノンインバータ機器とインバータ機器とが混在した状態で使用されていることが多くなっている。 [0005] The present invention is, however, more recently, even homes, are widespread inverter equipment such as air conditioning apparatus, it is used in a state where the non-inverter appliances and the inverter device are mixed it has become many are. インバータ機器は、負荷の状態に応じて出力を制御するため、消費電力もそれに応じて変化する。 Inverter device, for controlling the output in accordance with the state of the load, the power consumption also varies accordingly. したがって、消費電力の時間的推移が必ずしもステップ状ではなく、緩やかに変動したりあるいは不規則に変動したりする。 Therefore, temporal transition of power consumption is not necessarily to stepwise or slowly varying fluctuation or or irregularly. 【0006】したがって、インバータ機器やノンインバータ機器が混在する状況下では、上述した従来のEPR Accordingly, in a situation where the inverter devices and non-inverter appliances are mixed, conventional EPR described above
I開発のモニタリングシステムによっては個別の電気機器毎の消費電力の推定が困難であるばかりか、電気機器の動作状態の推定さえも困難である。 Not only by the monitoring system of the I development is difficult to estimate the power consumption of each individual electrical equipment, the estimation of the operating state of the electrical equipment is even difficult. 【0007】この問題を解決するため、本願出願人等は、インバータ機器およびノンインバータ機器を含む複数の電気機器の動作状況を推定する技術として、各電気機器のオン・オフなど動作状態を変えた場合の総電流の高調波に基づいて、ラージマージンクラシファイアなどの推定アルゴリズムを用いて、事前に、総電流の各高調波の実効電流および位相から各機器別に動作状態を推定するシステムを提案した(特願2000−111271号)。 [0007] To solve this problem, the present applicants have, as a technique for estimating the operating status of the plurality of electric apparatuses including an inverter device and non-inverter appliances, changed operation conditions, such as the electrical equipment on and off based on the harmonics of the total current in the case, by using the estimation algorithm such as a large margin classifier in advance, we proposed a system for estimating the operating state for each device from the respective harmonic of the effective current and the phase of the total current ( Japanese Patent Application No. 2000-111271). 【0008】しかし、本手法では、事前に、想定される監視対象機器についての各動作状態で動作させた時の総電流の高調波データを多数用意する必要があり、全くの未知の監視対象機器を対象とすることはできない。 However, in this method, in advance, it is necessary to prepare a large number of harmonic data of total current when operating at the respective operating state of the monitored equipment envisaged, completely unknown monitored equipment it is not possible to target. このため、計測した総電流の中に未知の監視対象機器分が含まれる場合には、未知の電気機器あるいは電気機器群が動作していることとその消費電力がどの程度であるかということを包括的に推定することしかできないため、この未知の電気機器が増加すると、電気機器の動作状況の監視が事実上困難になってくる。 Therefore, if it contains an unknown monitored equipment component in the total current measured is that whether it is possible and how its power consumption is unknown electrical equipment or electrical equipment group is operating because it can not only be comprehensive estimate, and this unknown electrical equipment increases, the monitoring of the operation status of the electrical equipment becomes practically difficult. そこで、あらかじめ想定されていない電気機器あるいは各電力需要家毎の固有の監視対象機器の種別が多様であったり、対象機器の入れ替えが生じたりする場合には、多数の機器の各動作状態でのデータを事前に準備して、推定アルゴリズムの学習による動作状態判定システムの作り直しが必要となる。 Accordingly, or a diverse the type of specific monitored device previously assumed that are not electrical device or each electric power consumer each, when or cause replacement of target device in each operating state of many devices data to prepare in advance, rework is required for the operation state judgment system according to learning estimation algorithm. 【0009】本発明は、ノンインバータ機器及びインバータ機器等が混在する状況下において、電力需要家が使用している複数の電気機器の個別の動作状態を非侵入的に推定可能とする遠隔電気機器監視方法及び装置並びにそれを利用した消費電力推定方法及び装置を提供することを目的としている。 The present invention, in a situation where non-inverter appliances and the inverter device or the like are mixed, a remote electrical device power customer is to noninvasively estimate permit individual operation states of a plurality of electrical equipment used and its object is to provide a monitoring method and apparatus, and the power consumption estimation method and apparatus using the same. 更に、本発明は、事前にデータ収集を行って監視対象機器別の動作状態判別システムを構成しなくても、総電流のみから、複数の機器の個別の消費電流を推定可能とする遠隔電気機器モニタリングシステムを提供することを目的としている。 Furthermore, the present invention provides a remote electrical device which without constituting the monitored device-specific operation state discrimination system performs pre-data collection, from the total current only, and can estimate the individual current consumption of the plurality of devices is an object of the present invention to provide a monitoring system. 【0010】 【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するため、本発明者は、電力需要家において設置されている電気機器の消費電流の変化が、他の電機器の消費電流の変化とは独立に変動する点に着目して、独立成分分析などの推定手段による信号分離技術を応用することにより、 [0010] [Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present inventors have found that the change in current consumption of the electrical devices installed in the electric power consumer is, the change in current consumption of the other electrical equipment by focusing on the points that vary independently the application of signal separation technique by estimating means such independent component analysis and,
電力需要家の給電線の1点例えば監視対象機器が接続される給電線引き込み口での総負荷電流の測定結果から、 From the measurement results of the total load current in the feed line gland that one point for example monitored device electric power consumers of the power supply line is connected,
接続された各電気機器の個別の動作状況と消費電流を推定することを考えた。 I considered to estimate the current consumption and the individual operating conditions of each electrical device connected. 【0011】すなわち、請求項1記載の発明は、電力需要家が使用している複数の電気機器の個別の消費電流を推定する遠隔モニタリングシステムにおいて、電力需要家の給電線に設置した測定センサから得られた総電流の各高調波の実効電流を入力として、信号分離アルゴリズムを基に、当該電力需要家が使用している複数の電気機器の機器別の消費電流を推定手段として備えるようにしている。 [0011] That is, an invention according to claim 1, wherein, in a remote monitoring system for estimating the individual current consumption of the plurality of electric devices electric power consumer is using, from the measurement sensor installed in the electric power consumer of the feed line the effective current of each harmonic of the resulting total current as an input to a signal separation algorithm, so as to comprise a device-current consumption of the plurality of electric devices to which the electric power consumer is used as an estimate means there. 即ち、本発明の遠隔電気機器監視方法は、電力需要家が使用している複数の電気機器の可動状況を推定する遠隔電気機器監視方法において、前記電力需要家の給電線から総負荷電流を測定し、該総負荷電流をその基本波並びに高調波毎の電流に変換すると共に、該基本波並びに高調波毎の電流の時間差分をとって電流変化データを作成し、これら基本波並びに高調波毎の電流変化を独立成分分析により同一高調波強度比率を持つ機器群として推定される成分毎に分離し、この同一高調波強度比率成分毎の電流変化の波形から前記監視対象機器の機器別の消費電流変化を推定することを特徴とする。 That is, the remote electrical device monitoring method of the present invention is measured at the remote electrical device monitoring method for estimating a moving status of the plurality of electric devices electric power consumer is using, the total load current from the feed line of the electric power consumers and, said total load current and converts the current of the fundamental wave and each harmonic, to create a current change data takes a time difference between the current of fundamental wave and each harmonic, these fundamental and each harmonic separating each component is estimated as the device group having the same harmonic intensity ratio by the current changes the independent component analysis, consumed from the waveform of the current change of the same harmonic intensity ratio for each component of another apparatus of the monitoring target device and estimating the current change. 【0012】また、この遠隔電気機器監視方法は、例えば請求項4記載の発明にかかる電力需要家が使用している複数の電気機器の可動状況を推定する遠隔電気機器監視装置によって実現される。 Further, the remote electrical device monitoring method is implemented by a remote electrical device monitoring apparatus for estimating a moving status of the plurality of electric devices, for example, claim 4 power customer according to the invention described are used. この遠隔電気機器監視装置は、電力需要家の給電線から総負荷電流を測定する総電流センサと、総負荷電流から当該総負荷電流の基本波並びに高調波の電流に変換する周波数成分変換装置と、総負荷電流の基本波並びに高調波毎の電流の時間差分をとって電流変化を求める時間差分装置と、該電流変化を独立成分分析により同一の高調波強度比を持つ機器群として推定される成分毎に分離する独立成分分析装置と、同一高調波強度比率成分毎の電流変化の波形から監視対象機器の機器別の可動状況(電流変化)を推定する機器別信号分離装置とを備えるようにしている。 The remote electrical equipment monitoring device includes a total current sensor which measures the total load current from the power supply line of the electric power consumers, and the frequency component conversion apparatus for converting from the total load current fundamental and harmonic current of the total load current is estimated as the device group having the same harmonic intensity ratio and the time difference unit for determining the current change taking fundamental wave and the time difference of the current for each harmonic of the total load current, the independent component analysis said current change as provided with independent component analysis device for separating each component, and a device-signal separating device for estimating the device-moving situation of the monitored equipment (current change) from the waveform of the current change in the same harmonic intensity ratio for each component ing. 【0013】インバータ回路ならびに整流回路を内蔵する機器からは、固有の高調波を出している。 [0013] from the inverter circuit, as well as devices with a built-in rectifier circuit, it has issued a specific harmonic. 各機器の各時刻における高調波の実効電流自身は、例えば、起動時刻が同じ機器の間では、時間経過にしたがって増加するなど、全体として類似の動きをする場合がある。 Effective current own harmonics at each time of each device, for example, between the start time is the same equipment, increasing with time, sometimes a similar movement as a whole. しかし、各高調波の実効電流の変化(時間微分)は、たとえ、同時刻に起動した機器同士でも、特別の同期機構が働かない限り、統計的な独立性が高い(これを個別機器電流変化の統計的独立性という)。 However, the change in the effective current of each harmonic (time derivative), even if, even between devices that started at the same time, a special synchronization mechanism unless work, statistical independence is high (which individual equipment current change that of statistical independence). また、各機器の各高調波の実効電流(変化)の強度比は時間的にほぼ安定している。 The intensity ratio of each harmonic of the effective current of each device (change) is temporally substantially stable. かつ、強度比は、個別機器または類似高調波特性を持つ機器群(例えば、高調波を出さない機器群)で固有である。 And the intensity ratio is unique device group with a separate device or similar harmonic characteristics (e.g., does not emit harmonics device group). このため、総電流の各高調波の実効電流変化の加重和により、各戸別機器の電流変化を推定することが可能となる(これを個別機器電流変化の線形性という)。 Therefore, the weighted sum of the effective current change of each harmonic of the total current, (that which the linearity of the individual equipment current change) of the door-to-door device it is possible to estimate the change in current. なお、各機器群固有の高調波比と、総電流の各高調波の加重は、逆行列の関係にある。 Incidentally, each equipment group specific harmonic ratio, weight of each harmonic of the total current are in a relation of inverse matrix. 【0014】以上の個別機器電流変化の線形性と独立性に基づいて、総電流の高調波から推定した各機器の個別電流変化の間の統計的独立性が最大となるような加重を推定することにより、固有の高調波強度比を持つ各機器群の電流変化を推定できる。 [0014] or more based on the linearity and independence of the individual equipment current change, statistical independence between the individual current changes of each device estimated from harmonics of the total current to estimate the weighted such that maximum it allows estimating the current change of each device group having a specific harmonic intensity ratio. 【0015】また、請求項1あるいは4記載の発明において、固有の高調波強度比を持つ機器群の電流変化がひとつにまとまって分離される場合に、個別機器の電流変化の強度レベルに関する動作特性モデルに基づいて、同一高調波強度比を持つ各機器の個別の電流変化を分離することが可能である。 Further, in the invention according to the first or fourth aspect, if the current change of the device group having a specific harmonic intensity ratio are separated together in one, operating characteristics related to the intensity level of the current change of the individual devices based on the model, it is possible to separate the individual current change of each device having the same harmonic intensity ratio. 即ち、請求項2記載の発明は、請求項1記載の遠隔電気機器監視方法において、同一高調波強度比率成分毎の電流変化のうち、同一高調波強度比を示す機器の成分を監視対象機器の電流変化強度に関する情報に基づいてさらに分離して個別の機器の電流変化を推定するようにしている。 That is, the invention of claim 2, in the remote electrical device monitoring method according to claim 1, wherein, among the current change of the same harmonic intensity ratio for each component, the monitored equipment components of the device showing the same harmonic intensity ratio and further separated on the basis of information about the current change intensity so that to estimate the current change of the individual devices. また、請求項5記載の発明は、請求項4記載の遠隔電気機器監視装置において、同一高調波強度比率成分毎の電流変化のうち、同一高調波強度比を示す機器の成分を監視対象機器の電流変化強度に関する情報に基づいてさらに分離して個別の機器の電流変化を推定するようにしている。 The invention of claim 5, wherein, in the remote electrical equipment monitoring device according to claim 4, wherein, of the current change of the same harmonic intensity ratio for each component, the monitored equipment components of the device showing the same harmonic intensity ratio and further separated on the basis of information about the current change intensity so that to estimate the current change of the individual devices. 【0016】更に、請求項1または2記載の遠隔電気機器監視方法並びに請求項4または5記載の遠隔電気機器監視装置において出力される同一の高調波強度比率を示す機器群として推定される成分毎に分離された電流変化は機器別であるため、請求項3ないし6に記載の発明のように、これら電流変化から消費電流を求め消費電力を推定することができる。 Furthermore, each component is estimated as the device group shown the same harmonic intensity ratio outputted in the remote electrical device monitoring unit of the remote electrical device monitoring method, and claim 4 or 5, wherein according to claim 1 or 2, wherein current change that is separated because a specific device, as in the invention according to claims 3 to 6, it is possible to estimate the power consumption calculated current consumption from these current change. 【0017】 【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, will be described in detail with reference to an example of embodiment shown in the drawings the arrangement of the present invention. 【0018】図1に、本発明の遠隔電気機器監視方法の一実施形態の概要を示す。 [0018] FIG. 1 shows an outline of an embodiment of a remote electrical device monitoring method of the present invention. この遠隔電気機器監視方法は、電力需要家が使用している複数の電気機器の可動状況を推定するものであって、電力需要家の給電線から総負荷電流を測定し、該総負荷電流をその基本波並びに高調波毎の電流に変換すると共に、該基本波並びに高調波毎の電流の時間差分をとって電流変化データを作成し、 The remote electrical device monitoring method is for estimating the moving status of the plurality of electric devices electric power consumer is using, to measure the total load current from the power supply line of the electric power consumer, the said total load current and converts the current of the fundamental wave and each harmonic, to create a current change data takes a time difference between the current of fundamental wave and each harmonic,
これら基本波並びに高調波毎の電流変化を独立成分分析により同一高調波強度比率を持つ機器群として推定される成分毎に分離し、この同一高調波強度比率成分毎の電流変化の波形から監視対象機器の機器別の電流変化を出力し、機器別の動作状態を推定可能としている。 These fundamental and independent component analysis current change for each harmonic to separate each component is estimated as the device group having the same harmonic intensity ratio, monitored from the waveform of the current change of the same harmonic intensity ratio for each component It outputs a different current change equipment device, thereby enabling estimates a different operating state devices. 【0019】ここで、総消費電流のみから個別機器の消費電流を分離推定することは、より一般的には、複数の信号源からの信号が合算されて1箇所で1つの信号として計測されている時に、その計測信号から各信号源の信号を分離し、その変化を追跡すること、すなわち、「信号分離追跡」の手法の一つであると考えられる。 [0019] Here, the separation estimating the current consumption of the individual devices from the total current consumption only, more generally, is measured signals from multiple sources is combined in one place as one signal when in, separating the signals of each source from the measurement signal, tracking the changes, i.e., considered to be one of the techniques of the "signal separation tracking". そこでは、「信号源」が機器に、「一箇所で計測される信号」 Where the "source" is a device, "signal measured at one location."
が総電流に、「各信号源の信号」が「機器個別の電流(電流変化)」に対応することとなる。 There the total current, "signal of each signal source" is to be corresponding to the "device separate current (current change)". 【0020】そこで、まず各機器の消費電力の総和となる総電流を高いサンプルレートで計測し、計測された総電流をフーリエ変換を行って、各周波数(総負荷電流の基本波とその高調波)の実効電流値の時系列に変換する。 [0020] Therefore, the total current is first the sum of the power consumption of each device was measured at a high sampling rate, the total current measured by performing a Fourier transform, the fundamental wave and its harmonics of the frequency (the total load current ) into time series of the effective current value. そして、独立性に基づく信号分離を行う。 Then, the signal separation based on independence. 各機器の電流は、各機器固有の自律的な変化をする。 Each device current is the inherent autonomous changes each device. 言い換えれば、他の機器の電流変化とは独立に変動する。 In other words, it varies independently of the current change in the other device. また、各機器の動作は複数の周波数帯に同時に変化を与えるがどの周波数帯に強く変化がでるかなどは機器毎に異なる。 In addition, the operation of each device such as whether the strong change comes out in any frequency band, but at the same time give a change in the plurality of frequency bands different for each device.
従って、複数の周波数帯で同時に生じる独立な電流変化を分析することで、各機器個別の消費電流を復元することが原理的に可能となる。 Therefore, by analyzing the simultaneously occurring independent current change in a plurality of frequency bands, to restore each individual equipment current consumption it is theoretically possible. この性質により、機器固有の動作モデルがなくても機器個別の消費電流を復元することが可能となる。 This property makes it possible to restore the device-specific consumption current even without device-specific operation model. 【0021】ただし、監視対象機器の定格電流などが事前に判明している場合や、継続して総電流の監視を行い適切に機器電流を復元している場合には、機器固有の動作特性モデルを構成することができる。 [0021] However, if you like the rated current of the monitored equipment is known in advance, if you are restoring the proper equipment current monitors the total current continues, device-specific operating characteristics model it can be constructed. 動作特性モデルは,機器の実効電流I(t)の変化量(I(t+1)-I(t));以下、電流変化と呼ぶ)の取りえる値の確率分布によって表現することができる。 Operating characteristic model, the amount of change in the effective current I (t) of the instrument (I (t + 1) -I (t)); can be represented below by a probability distribution of possible can the value of is referred to as a current change) . 【0022】本発明では,機器固有の動作特性モデルが利用できる場合は、これを利用して、推定精度の向上をはかる。 [0022] In the present invention, when the device-specific operational characteristics model can be used, by using this, to improve the estimation accuracy. 機器個別の動作特性モデルを使用する場合には、動作している機器の挙動特性に合致した動作特性モデルを使用するほうが、分離精度が向上する。 When using the device-specific operating characteristics models, better to use the operating characteristics model that matches the behavioral characteristics of the devices are operating is, separation accuracy can be improved. このため、継時的に機器の動作追跡を行うためには、図3のステップ2で利用する機器動作特性モデルの選択を行う必要がある。 Therefore, in order to perform over time to motion tracking of the device, it is necessary to select a device operation characteristic model to be used in Step 2 of FIG. 本実施形態では、同時に多数の機器の動作が変化しないとの仮定の元で、利用する機器動作特性モデルを選択して、ステップ2に戻る。 In this embodiment, at the same time a number of assumptions in the original and the operation does not change the device, select the device operation characteristic model utilized, the flow returns to step 2. 【0023】以上が信号追跡アプローチの概要である。 [0023] The above is a summary of the signal tracking approach.
以下では、各ステップで使用するアルゴリズムについて概説する。 The following outlines the algorithm used in each step. 【0024】〔独立性に基づく信号分離〕信号分離手法は、標準的な独立成分分析手法を基本に、機器の動作特性を加味した分離が行えるよう拡張したものである。 The signal separation technique [signal separation based on independence] is the basic standard independent component analysis method is an extension to enable separation in consideration of the operating characteristics of the device. 【0025】独立成分分析手法は、複数地点での同時録音から各音源から出ている音を分離するなど、観測信号から信号源の信号波形を推定する手法である。 The independent component analysis technique is such as to separate the sound from the simultaneous recording in a plurality of points have come from each sound source, to estimate the signal waveform of the signal source from the observed signal technique. その適用にあたっては、下記「線形性」並びに「独立性」の2つの仮定が成立する必要がある。 In its application, it is necessary to two assumptions below "linearity" and "independence" is established. 【0026】「線形性仮説1」 (1)総電流の第k高調波電流変化量 dIi(t) は、各機器の第k高調波電流変化量dSk,i(t)の和として表される。 [0026] "Linear Hypothesis 1" (1) k-th harmonic current variation dIi of total current (t) is represented as the sum of the k harmonic current variation dSk of each device, i (t) . dIk(t)=Σj dIk,j(t)(電流値、電流変化量を、複素数表示している場合は厳密に成立) (2)機器iの第k高調波電流変化量dSk,i(t)は、機器i dIk (t) = Σj dIk, j (t) (the current value, the current change amount, strictly satisfied if you are complex numbers) (2) k-th harmonic current variation dSk equipment i, i (t ), the instrument i
の規格化高調波電流変化量 dSi*(t) の一定倍 Ak,i dSk,i(t)=Ak,i・dS*i(t) すなわち、 dIk(t)=Σj Ak,i・dS*i(t) 行列表現では、 dI = A・dS* ただし、dI = (dIk(t) ), A=(Ak,i), dS*=(dS*i(t)) として表される。 Certain times Ak of ​​normalized harmonic current change amount dSi * (t), i dSk, i (t) = Ak, i · dS * i (t) i.e., dIk (t) = Σj Ak, i · dS * the i (t) matrix representation, dI = A · dS * However, dI = (dIk (t)), A = (Ak, i), is expressed dS * = a (dS * i (t)). つまり、「線形性仮説1」は、Aの逆行列が存在するとき、下記の「線形性仮説2」と同値である。 In other words, "linearity Hypothesis 1" when the inverse matrix of A is present, the same value as "linear hypothesis 2" below. 【0027】「線形性仮説2」 (1)機器i の規格化高調波電流変化量 dS*i(t) は、 [0027] "Linear Hypothesis 2" (1) device i of the normalized harmonic current change amount dS * i (t) is
総電流の各高調波電流変化量 dIk(t) の一定倍 Bk,i Certain times Bk of each harmonic current change amount dIk of total current (t), i
の和である。 It is the sum of. dSi*(t) =Σk Bi,k・dIk(t) 行列表現では, dS*=B・dI ただし、dI = (dIk(t) ), B=(B,i,k), dS*=(dS*i(t)) (2) 機器i の第k高調波電流変化量dSk,i(t)は、機器i の規格化高調波電流変化量 dSi*(t) の一定倍 Ak, dSi * (t) = In Σk Bi, k · dIk (t) matrix representation, dS * = B · dI However, dI = (dIk (t)), B = (B, i, k), dS * = ( dS * i (t)) (2) k-th harmonic current variation dSk equipment i, i (t) is a constant multiple Ak normalized harmonic current variation of the device i dSi * (t),
i dSk,i(t)=Ak,i・dS*i(t) ただし、 Ak,i は、Bの逆行列の(k,i)成分である。 i dsk, but i (t) = Ak, i · dS * i (t), Ak, i is the (k, i) component of the inverse matrix of B. なお、行列Aを「混合行列」、行列Bを「分離行列」と呼ぶ。 Incidentally, the matrix A "mixing matrix", the matrix B is called a "separation matrix". 【0028】線形性仮説の下では、分離行列Bが既知であれば,総電流の高調波電流変化量から、機器の規定化高調波電流変化量が推定できる。 [0028] Under the linearity hypothesis, if it is known separating matrix B, and harmonic current change amount of the total current, defined of harmonic current change amount of the device can be estimated. ただし、周波数強度A However, frequency intensity A
k,iの比率が同一の機器は、逆行列が存在しないため区別できない。 k, i devices ratio identical of indistinguishable because inverse matrix does not exist. このため厳密には、周波数強度の比率が同一の機器群を,仮想的に一つの機器として扱う。 Strictly for this, the ratio is the same group of devices frequency intensity, virtually treated as a single device. 【0029】「独立性」各信号源たる機器の電流波形は互いに独立である。 The "independence" current waveform of each signal source serving equipment are independent of each other. 即ち、機器の電流変化量の独立性は、各機器の動作(スイッチオン、オフや動作モード変化)が他の機器の動作と無関係、独立に行われることに由来する。 In other words, the independence of the current change amount of the equipment comes from the fact that each device operation (switched on, off or the operation mode change) regardless of the operation of other devices, are performed independently. 【0030】数学的には,機器i,jの電流変化量 dS * i [0030] Mathematically, the device i, j of the current amount of change dS * i
(t), dS * j (t) の独立性は、 ・時刻tに機器i の電流変化量 dS * i (t) = x となる確率Pr(dS * i =x), ・時刻tに機器 jの電流変化量dS * j (t)=y となる確率P (t), dS * independence of j (t), the current change amount of the device i in-time t dS * i (t) = x become probability Pr (dS * i = x) , equipment and time t j of the amount of current change dS * j (t) = y to become probability P
r(dS * j =y)、 ・時刻tに機器i の電流変化量 dS * i (t) = x かつ機器 r (dS * j = y) , the amount of current change of equipment i to and time t dS * i (t) = x and equipment
jの電流変化量dS * j (t)=y となる確率Pr(dS * i =x,dS * j =y) とするとき、 Pr(dS * i =x,dS * j=y)=Pr(dS * i =x)・Pr j of the current change amount dS * j (t) = y to become a probability Pr (dS * i = x, dS * j = y) to time, Pr (dS * i = x , dS * j = y) = Pr (dS * i = x) · Pr
(dS * j =y)が成立することである。 (dS * j = y) it is that is established. このとき、推定された各信号源の信号を、独立成分と呼ぶ。 At this time, the signal of each signal source that is estimated is called a separate component. 【0031】この標準的独立成分分析は、信号源固有の特性モデルを持たず、観測信号が独立な信号源からの信号の線形の重ね合わせであることのみを仮定して、各信号源の信号の独立性を示す指標(独立性指標)を最大化する分離行列Bを求めることで、信号源Sを推定する。 [0031] The standard independent component analysis, no source-specific characteristic model, assuming only that the observed signal is a linear superposition of signals from independent signal sources, the signal of each signal source index indicating the independence of the (independent index) by obtaining the separation matrix B that maximizes, to estimate the source S.
即ち、本発明では、線形性仮説2における分離行列Bが不明の場合でも、機器の電流変化量の独立性に着目して,独立成分分析手法を適用することで、推定される機器の高調波電流量の間の独立性指標を最大とする分離行列Bを求めるようとするものである。 That is, in the present invention, even if the separation matrix B in Linear Hypothesis 2 unknown, by focusing on the independence of the current change amount of the device, by applying the independent component analysis technique, harmonics of equipment to be estimated independence index between the current amount is intended to determine a separation matrix B to the maximum. さらに、線形性仮説2(2)に従い、周波数強度の行列である、分離行列 Furthermore, in accordance with linearity Hypothesis 2 (2), a matrix of frequency intensity, a separation matrix
Bの逆行列Aを求めることで,周波数強度比率が同一の機器群別の基本波電流変化量を推定する。 By obtaining the inverse matrix A B, the frequency intensity ratio estimates the same apparatus group by the fundamental wave current change amount. 【0032】これによって、総電流の高調波電流変化から、周波数強度比が同一機器群別の基本電流量変化を推定できる。 [0032] Thus, the harmonic current change in the total current, frequency intensity ratio can be estimated by the basic current amount varies same apparatus group. 〔機器動作特性モデルによる精度向上〕上述の標準的な独立成分分析は信号源固有の特性モデルは持たず、信号の特性は完全に未知であるとしているため、似た特性をもつ信号源が混信する場合がある。 [Accuracy by the device operating characteristics model] standard independent component analysis of the above signal source specific characteristic model has no, since the characteristics of the signal are completely the unknown signal source with similar characteristics interference there is a case to be. そこで、機器別の電流変化量の比率、機器の電流変化の定格が既知の場合は、その情報に基づいて、上述の標準的な独立成分分析で得られた基本電流変化量を機器別の電流変化に分離することで、機器別の電流変化量を推定できる。 Therefore, the ratio of the appliance-specific current change amount, if the rated current change in the equipment is known, on the basis of that information, the aforementioned standard obtained by independent component analysis basic current variation devices by current by separating the change can be estimated by the current change amount devices. 【0033】提案手法では、各信号源(機器)固有の動作特性モデルを、取りうる信号レベルS i (t)の確率分布Pr i (s)として与え、これを使用して分離精度を向上させる。 [0033] In the proposed method, each signal source (device) specific behavior characteristic model, given as a probability distribution Pr i of can take the signal level S i (t) (s), to improve the separation accuracy using this . 【0034】機器の消費電流の電流変化は、特定の値の周りに極端に集中する傾向がある。 The current changes in the current consumption of the device tends to extremely concentrated around a specific value. たとえば、オン・オフ型機器では、0か定格値のいずれかとなる。 For example, the on-off type device, be either 0 or nominal value. インバータ機器などでも同様の傾向が生じる。 It caused a similar trend, such as the inverter equipment. 【0035】分離精度向上には,2つの手段を取る。 [0035] separation accuracy improvement, take the two means. The
1に、独立成分分析で最大化する独立性指標を動作特性モデルに基づいて最適化する。 1, optimized based independence index maximizing independent component analysis on the operating characteristics model. 得られた独立性指標を最大化することで、機器特性ににあった信号分離を行う。 The resulting independence index to maximize performs signal separation that was in the device characteristics. 【0036】第2に、分離した独立成分に対して機器固有の動作特性モデルを使用して、対応する機器の信号を分離する。 [0036] Second, using the device-specific operating characteristic model for separate and independent components, to separate the signals of the corresponding devices. これは、信号レベルを除いた動作特性が類似しているため混信が生じている場合の信号分離に有効である。 This operating characteristic except for the signal level is effective in the signal separation in the case where interference occurs because of the similar. 【0037】図2に本発明の遠隔電気機器監視方法を実現する装置の一実施形態を示す。 [0037] illustrates one embodiment of an apparatus for realizing the remote electrical device monitoring method of the present invention in FIG. この遠隔電気機器監視装置は、基本的には、電力需要家1の給電線2から総負荷電流を測定する総電流センサ11と、総負荷電流から当該総負荷電流の基本波並びに高調波の電流に変換する周波数成分変換装置12と、総負荷電流の基本波並びに高調波毎の電流の時間差分をとって電流変化を求める時間差分装置13と、該電流変化を独立成分分析により同一の高調波強度比を持つ機器群として推定される成分毎に分離する独立成分分析装置14と、同一高調波強度比率成分毎の電流変化の波形から監視対象機器3の機器別の可動状況(電流変化)を推定する機器別信号分離装置15とを備えている。 The remote electrical equipment monitoring device is basically the total current sensor 11 for measuring the total load current from the power supply line 2 of the power customer 1, the fundamental wave and the harmonic current of the total load current from the total load current converted into a frequency component conversion unit 12, a time difference unit 13 to obtain the current change taking fundamental wave and the time difference of the current for each harmonic of the total load current, the same harmonic by independent component analysis said current change an independent component analyzer 14 for separating each component is estimated as the device group having the intensity ratio, appliance-specific movable status of the monitoring target devices 3 from the waveform of the current change of the same harmonic intensity ratios for each component (current change) and a device-signal separator 15 that estimates. 【0038】測定センサー11は、非侵入的なシステムにするために、電力需要家1の引込線2の引込口付近に一箇所のみ設置されている。 The measuring sensor 11, in order to non-intrusive systems are installed only one place near the service entrance of the drop cable 2 of power customer 1. 測定センサー11は、電流を得るもので例えば変流器で構成されている。 Measuring sensor 11 is constituted for example by current transformer to obtain a current. 本実施形態においては、単相三線式引き込み線を使用する日本国内における一般電力需要家について実施する場合を例に挙げているので、A相用の計器用変流器並びにB相用の計器用変流器とから構成されている。 In the present embodiment, since the case of carrying out the general electric power consumers in Japan to use the single-phase three-wire lead-is taken as an example, the current transformer for the phase A and meter for phase B It is composed of a current transformer. 例えば、A相用並びにB相用の計器用変流器には貫通型を使用するものとすると、計器用変流器はA相に流れる電流を一次側で測定して二次側からA相の電流と相似の電流 を出力し、 For example, if the current transformer for the phase A for as well as B-phase shall be used feedthrough, current transformer phase A from the secondary side as measured by the primary current flowing in the A phase the output of current and the similarity of the current,
また計器用変流器はB相に流れる電流を一次側で測定して二次側からB相の電流と相似の電流を出力する。 The current transformer outputs a current of a current with similar phase B from the secondary side to measure the current flowing through the B-phase on the primary side. これら電流は、周波数成分変換装置たる高速フーリエ変換装置12に入力される。 These currents are input to the fast Fourier transform unit 12 serving as a frequency component conversion device. 【0039】高速フーリエ変換装置12は、測定センサー11で検出した総負荷電流から総負荷電流の基本波並びに高調波毎の電流に関するデータを取り出すものである。 The fast Fourier transform unit 12 is to remove the data relating to the fundamental wave and the current for each harmonic of the total load current from the total load current detected by the measuring sensor 11. 具体的には、図示していないが、例えばアナログ/ Specifically, although not shown, for example, analog /
デジタル(A/D)変換器と、高速フーリエ変換器とから構成され、測定センサー11から入力されたA相及びB相の電流I ,I をA/D変換器でデジタルデータに変換してから、高速フーリエ変換器で高調波電流データI A(1−13) ,I B(1−13)を得るようにされている。 Digital (A / D) converter, which consists of a fast Fourier transformer, and converts the current I A of the A-phase and B-phase input from the measurement sensor 11, the I B into digital data by the A / D converter after the harmonic current data I a (1-13) a fast Fourier transformer, is to obtain the I B (1-13). ここで、電流データI A1 、I B1はそれぞれ総負荷電流の基本波の電流を示し、電流データI Here, current data I A1, I B1 each represent a current of the fundamental wave of the total load current, the current data I
A(2−13) 、I B(2−13)は添字(2−13) A (2-13), I B (2-13) subscript (2-13)
が高調波の次数即ち2次から13次を表す高調波の電流をそれぞれ示し、給電線に供給される交流電力の基本周波数にその次数の数値を乗ずることでその高調波のもつ周波数を表す。 There shows the harmonic currents of the 13-order from the order or two harmonics, respectively, represent the frequency with the harmonics thereof by multiplying the order of numbers in the fundamental frequency of the AC power supplied to the feeder. 例えば、基本周波数が50Hzの場合、 For example, if the fundamental frequency of 50Hz,
3次高調波電流とは150Hzの周波数成分のみをもつ電流成分のことを指す。 3 The harmonic current refers to current component having only a frequency component of 150 Hz. 高調波は一般に奇数次のものが卓越して現れ、偶数次のものは小さいため、ここでは基本波並びに奇数次の高調波データを時間差分装置13に入力として与えている。 Harmonics typically appear eminently those odd order ones even order is small, here is given as the fundamental wave and inputs the odd-order harmonics data in the time difference unit 13. 【0040】時間差分装置13は、フーリエ変換器12 The time difference unit 13, Fourier transformer 12
で変換された総負荷電流の基本波と高調波毎の時間差分をとって電流電流変化量を求めて出力するものである。 And outputs seeking current current change amount and in transformed fundamental wave of the total load current by taking the time difference for each harmonic. 【0041】この独立成分分析装置14は、電流変化を独立成分分析により同一の高調波強度比を持つ機器群として推定される成分毎に分離するもので、図3〜図5のアルゴリズムを実行するコンピュータによって独立成分分析を実行するものである。 [0041] The independent component analysis unit 14 is for separating each component is estimated as the device group having the same harmonic intensity ratio by ICA current change, executes the algorithm of FIGS and it executes the independent component analysis by a computer. また、機器別信号分離装置15は、同一高調波強度比率成分毎の電流変化の波形から監視対象機器3の機器別の可動状況(電流変化)を推定するもので、図6のアルゴリズムを実行するコンピュータによって独立成分分析を実行するものである。 The device-specific signal separating device 15 is for estimating the device-moving situation of the monitored device 3 (current change) from the waveform of the current change in the same harmonic intensity ratio for each component, to perform the algorithm of FIG. 6 and it executes the independent component analysis by a computer. 【0042】図3〜図6に一例を標準的アルゴリズム及び動作特性モデルを用いたアルゴリズムによって、周波数強度比率が同じ機器群別の基本波電流変化量の推定を行う。 [0042] by an algorithm using standard algorithms and operating characteristics model an example in FIGS. 3 to 6, frequency intensity ratio is an estimate of the same apparatus group by the fundamental current change amount. 【0043】まず、総電流の1次(基本波)〜第13次(高調波)までの奇数次高調波の電流値dIk(t)= Firstly, the primary total current (fundamental) - 13th current values ​​of odd harmonics up to (harmonic) DIK (t) =
Ik(t)−Ik(t−1)を入力する(ステップS To enter the Ik (t) -Ik (t-1) (step S
1)。 1). 【0044】次いで分離行列B=( B i,k )の初期値を設定する(ステップS2)。 [0044] Then the initial value of the separating matrix B = (B i, k) ( step S2). 設定は、以下による。 Setup is due to the following. Uをランダムなn次回転行列,総電流の第1〜第n高調波電流変化量dIk(t)の共分散行列の固有値分解を固有値分解 Random order n rotational matrix U, eigenvalue decomposition and eigenvalue decomposition of the covariance matrix of the first to n harmonic current variation dIk of total current (t)
V・D・Vt とするとき、B= U・D-1/2・V とする。 When the V · D · Vt, and B = U · D-1/2 · V. 共分散行列は共分散 Σ t (dI k (t)-dI kの平均)・(dI l (t)-dI l Covariance matrix covariance sigma t (average of dI k (t) -dI k) · (dI l (t) -dI l
の平均)/Tを要素とする。 The average) / T and the elements. 【0045】次いで、機器群別の規格化電流変化量 dS [0045] Next, equipment group-specific normalized current change amount dS
* i (t)=Σ i B i,k・dI k (t) の推定を行う(ステップS * I (t) = Σ i B i, k · dI estimation of k (t) carried out (step S
3)。 3). 【0046】次いで、機器別群の規格化電流変化量の独立性指標IND(dS * )が改善するように、分離行列Bを自然勾配法、または、不動点独立成分分析により改善する(ステップS4)。 [0046] Then, as independent index IND of the normalized amount of change in current device-group (dS *) improves, natural gradient method separating matrix B, or improved by the fixed point independent component analysis (Step S4 ). ここで、本発明で使用する独立成分分析手法としては、各種の独立成分分析手法を使用できる。 Here, as an independent component analysis method to be used in the present invention, various kinds of independent component analysis technique may be used. 電流変化量dS * i,dS * jが独立な時に最大となる独立性指標IND(dS * )としては、一般に ・ Σ it dS * i (t) 4 /T-3) 2 :各機器のクルトシスの平方和 ・ Σ it log(cosh(πdS * i ))/T) 2の平方和が使用される。 The amount of current change dS * i, dS * The j is maximized when independence independent indicator IND (dS *), generally · Σ i (Σ t dS * i (t) 4 / T-3) 2: each of kurtosis of equipment sum of squares · Σ i (Σ t log ( cosh (πdS * i)) / T) 2 of the sum of squares is used. 【0047】ここで、オンオフ動作など機器の大きな電流変化量の推定精度を高めるためには、クルトシスの和を指標として使用することが有効である。 [0047] Here, in order to improve the estimation accuracy of large current variation of the device such as on-off operation, it is effective to use the sum of kurtosis as an index. また、本発明では、監視対象機器の電流記録が既にある場合、これらの波形に対する分離精度が高い独立性IND(dS)を、図4 Further, in the present invention, if the current record of the monitored device is already, separation accuracy for these waveforms is highly independent IND a (dS), 4
に示すアルゴリズムによって決定し、その指標を使用することで、監視対象機器の分離精度を高める。 Determined by the algorithm shown in, the use of the index, enhance the separation accuracy of the monitored equipment. 【0048】独立性指標を最大化するアルゴリズムとしては、 ・ IND(dS)の不動点を求める不動点独立成分分析 [0048] As the algorithm for maximizing independency index, fixed point independent component analysis to determine the fixed point · IND (dS)
(Fixed Point ICA) ・ IND(dS)がクルトシスの平方和の場合に高速な (Fixed Point ICA) · IND (dS) is faster in the case of the sum of the squares of the kurtosis
JADE アルゴリズム・ IND(dS)の山登り法を改良した、自然勾配方向への山登り法(特に、オンライン更新に適する)がある。 With improved hill-climbing method of JADE algorithm · IND (dS), there is a hill-climbing method of the natural gradient direction (in particular, suitable for online update). 【0049】本発明で、独立性指標IND(dS)をアルゴリズムXにより求めた場合は、自然勾配法による更新を行う(図5の分離行列更新アルゴリズム)を使用する。 [0049] In the present invention, when the independent indicator IND a (dS) was determined by the algorithm X, using the updating by natural gradient method (separating matrix update algorithm of FIG. 5). 【0050】次いで、分離行列Bの更新回数が設定値以上、または、更新量が一定値以上ならステップ4へ、そうでないなら、ステップ6へジャンプする(ステップS [0050] Then, the number of updates of the separating matrix B is more than the set value, or updating amount to the step 4 if more than a predetermined value, if not, jumps to step 6 (step S
5)。 5). 【0051】次いで、混合行列Aの推定 A=Bの逆行列とする(ステップS6)。 [0051] Then, the inverse matrix of the estimated A = B of the mixing matrix A (step S6). k,iは各機器群の高調波強度となる。 A k, i is the harmonic intensity of each device group. 【0052】次いで、各機器群の基本波電流変化量dS i [0052] Next, the fundamental wave current change amount dS i of each device group
(t)の推定、つまりdS i (t)=A 1,i・dS * i (t) を実行する(ステップS7)。 Estimation of (t), i.e. dS i (t) = A 1 , i · dS * i executes (t) (step S7). 【0053】そして、各機器群 iの基本波電流変化量 d [0053] Then, the fundamental wave current change amount d of each device group i
S i (t),基本波及び各高調波強度 A k, iを出力する(ステップS8)。 S i (t), fundamental wave and the harmonic intensity A k, outputs a i (step S8). 【0054】上述のステップ8で得られた機器群基本電流変化量からの機器別電流変化量の推定は、例えば図6 [0054] Estimation of the device-current change amount from the device group basic current change amount obtained in step 8 above, for example FIG. 6
のアルゴリズムに従って行われる。 It is carried out in accordance with the algorithm. 即ち、 機器群別電流変化量 dSi(t) 機器群の第k周波数強度 Aki 対象機器jの動作時の周波数強度 Ckj (オン・オフ型機器の場合は、基本波のCkjが定格電流値、高次のCkj=0) を入力し(ステップ9)、機器jの電流変化量推定の初期設定 dS'(t) = 0,t=1..T を行う(ステップ1 That is, in the case of frequency intensity Ckj (on-off type device during operation of the k-th frequency intensity Aki target device j of the device group-based current change amount dSi (t) device group, Ckj of the fundamental wave rated current, high enter the following Ckj = 0) (step 9), the initial setting of the current change amount estimation device j dS '(t) = 0, performing the t = 1..T (step 1
0)。 0). 【0055】次いで、周波数強度比の一致判定を行う(ステップ11)。 [0055] Next, the match determination of the frequency intensity ratio (step 11). これは、機器群iの周波数強度ベクトル{Aki,k=1..n}と機器jの周波数強度ベクトル{Ckj, This frequency intensity vector of the equipment group i {Aki, k = 1..n} and device j of the frequency intensity vector {Ckj,
k=1,..n}の角度の余弦(cos)=|Σ k A ki・C kj | /√((Σ k k = 1, .. the cosine of the angle n} (cos) = | Σ k A ki · C kj | / √ ((Σ k
A ki 2)(Σ k C kj 2))が一定値1−ε 0以下であれば、不適合として終了する。 If A ki 2) (Σ k C kj 2)) is a constant value 1-epsilon 0 or less, and ends as irrelevant. 【0056】次いで、電流変化量の一致判定を行う(ステップ12)。 [0056] Next, the match determination of the current change amount (step 12). これは、機器群 iのdSi(t)が機器jの基本波周波数強度 C1j±ε以内である時刻 t に対して、その電流変化は機器jによるものと判定dS'j(t) = dSi(t), dSi(t) = 0 とする。 This, dSi equipment group i (t) is the fundamental wave frequency intensity C1j ± epsilon within the is the time t of the equipment j, the current change is to be due to equipment j determined dS'j (t) = dSi ( t), and dSi (t) = 0. 【0057】そして、機器jの電流変化 dS'j(t), t= [0057] The current change dS'j of equipment j (t), t =
1..T並びに機器jの動作で説明できない電流変化dSi 1..T and current change dSi that can not be explained in operation of the device j
(t), t=1..Tを出力する(ステップ13)。 (T), and outputs a t = 1..T (step 13). 【0058】尚、最適独立指標の推定は図4のアルゴリズムに従って、また、ステップ4の分離行列Bの更新はについては図5の最適独立性指標Gを用いた時の分離行列更新アルゴリズムに従って行われる。 [0058] Incidentally, the estimation of the optimum independent indicators according to the algorithm of FIG. 4, also, for updating the separation matrix B of Step 4 is performed according to separation matrix update algorithm when using the optimum independent index G in FIG. 5 . 【0059】以上のように構成された遠隔電気機器監視装置によると、給電線引込口付近に設置された測定センサー11からの未知の測定データ(電流I ,I [0059] According to the remote electrical device monitoring device configured as described above, the unknown measurement data from the measuring sensor 11 installed near the feeding line service entrance (current I A, I
)を高速フーリエ変換装置12から取り出して時間差分装置13、独立成分分析装置14並びに機器別信号分離装置15により、同じ周波数特性即ち同一比率を示す電気機器群毎の電流変化に分離されて出力される。 Time difference unit is taken out B) from the fast Fourier transform unit 12 13, the independent component analysis unit 14 and appliance-specific signal separator 15 is separated into a current change of each electrical device group shown the same frequency characteristics i.e. the same ratio output It is. そこで、この電流変化の波形から、電気機器3(ノンインバータ機器、インバータ機器)の個別の動作状況と消費電流(ひいては電力)を推定することができる。 Therefore, it is possible to estimate from the waveform of the current change, electrical equipment 3 (non-inverter appliances, inverter device) individual operating conditions of the current consumption (and hence power). 【0060】本願発明の有用性を確認するため、以下の実験を行った。 [0060] To determine the usefulness of the present invention, the following experiment was performed. 引き込み口の電力線で電流計が接続され、使用された総電流を秒単位で計測している状態を想定する。 Ammeter are connected by service entrance of power lines, assume a state of measuring the total current used in seconds. この計測信号からその内訳となる各機器の毎秒の使用電流を推定して、提案手法の有効性を検証する。 Per second of working current of each device to be the breakdown of the measured signal is estimated, to verify the effectiveness of the proposed method.
このためには、毎秒の各機器の使用電流と総電流のデータが必要となる。 For this purpose, data of the working current and the total current of each device per second is required. データは、負荷となる電気機器毎の使用電流を測定する電流計と総負荷電流を測定する電流計とを備え、総負荷電流を基本波と高調波とに変換する高速フーリエ変換装置とから成る計測装置(図示省略)によって得られた。 Data is composed of a current meter for measuring the current used for each electrical apparatus comprising a load and a current meter for measuring the total load current, the total load current and the fundamental wave and the fast Fourier transform device that converts the harmonics obtained by the measurement device (not shown). ここで、計測装置には、正弦波電源装置(50Hz,100V,2KVA)と、個別負荷毎に動作状態を切り替えるスイッチとを備え、インバータ機器の電流(例えば、インバータエアコンなら室内設定温度や設定風速を変化させることで電流を変えることができる。)やノンインバータ機器の電流(例えば、白熱灯ならば点灯する個数を増減することで電流を変えることができる。)を任意に設定することにより、負荷のさまざまな使用状況の組合せが得られるようにしている。 Here, the measuring apparatus, a sine wave power supply (50 Hz, 100 V, 2KVA) and, a switch for switching the operating state for each individual load, the inverter device of the current (e.g., room temperature setting if inverter air conditioners and setting wind speed it is possible to change the current by changing.) and non-inverter appliances current (e.g., by arbitrarily setting a.) that can alter the current by increasing or decreasing the number of lit if the incandescent lamp, the combination of various usage load is thus obtained. 【0061】各機器の毎秒の電流値は、各機器に接続した電流計を用いて計測している。 [0061] current value per second for each device are measured using the ammeter connected to each device. 各電流計の計測値は、 The measured value of each current meter,
基本波(50Hz)成分の実効電流値となっている。 It has become effective current value of the fundamental wave (50 Hz) component. 一方、 on the other hand,
総電流は、厳密には、毎秒の総電流ではない。 The total current is, strictly speaking, not the total current per second. 毎秒1 Per second
回、基本波5周期分(5/50秒間)だけ総電流の計測を行い、その高速フーリエ変換(FFT)により得られる基本波(50Hz)から13次(650Hz)までの奇数次の高周波成分の実効電流値、実効電圧、電圧と電流の位相角を記録している。 Times, performs measurement only total current fundamental wave 5 cycles (5/50 second), the odd-order frequency components from the fast Fourier transform fundamental wave obtained by (FFT) (50 Hz) to 13 primary (650 Hz) effective current value, records the phase angle of the effective voltage, voltage and current. 分析では、電圧・位相角は使用せず、実効電流のみに着目する。 The analysis is the voltage and phase angle without, focuses only on the effective current. 【0062】計測法が異なるため、総電流値が機器の電流計の電流値の合計と一致するとは限らない。 [0062] Since the measurement method is different, the total current value is not necessarily consistent with the sum of the current value of the current meter equipment. 総電流値と各機器電流値の合計の誤差は平均 −0.1A、標準偏差 The total error in the total current value and the instrument current average -0.1A, standard deviation
0.05Aであった。 It was 0.05A. -0.1±0.4A以上の誤差となる率は0. The rate to be -0.1 ± 0.4A or more of the error 0.
01%以下であった。 It was 0.1% or less. 【0063】実験では、表1に示す15機器を接続して計測した。 [0063] In experiments, it was measured by connecting the 15 devices shown in Table 1. 【表1】 [Table 1] そのうち、8機器(表1末尾欄参照)のスイッチのオン/オフを変えた256(=2 8 )ケースについて、約5分間(900秒)の計測を行っている。 Among them, for 8 devices 256 changed the switch on / off (Table 1 trailing column reference) (= 2 8) cases, is carried out measuring about 5 minutes (900 seconds). 他の7機種中、ポットと冷蔵庫の2機器は、自動運転により自律的に保温・冷却モードに入ったが、電子レンジなど5機器はオフ状態で接続したため、消費電流はほとんどない。 During another 7 models, pots and refrigerator 2 device has been entered autonomously warmth and cooling mode with automatic operation, 5 devices such as a microwave oven because connected in the OFF state, the current consumption is little. なお、 It should be noted that,
白熱灯は同型が5球あるが、これをオンとするケースでは、時間経過に従い1個、2個、…、5個と順次オンにしていった。 Although incandescent lamp is isomorphic five balls, in the case to turn it on, one in accordance with the elapsed time, two, ..., went to sequentially turned on and five. 蛍光灯やインバータ蛍光灯についても同様の操作をしている。 It has the same operation for the fluorescent lamp and an inverter fluorescent lamp. 〔電気機器波形の特徴と電流変化値の独立性仮説〕独立性の仮定に基づく信号分離を行うためには、分離結果となる各波形が互いに独立、すなわち、関連をもたずに変化する必要がある。 To perform signal separation based on independence assumption [independence assumption characteristics and current change value of the electrical device the waveform] is independently each waveform to be separated result from one another, i.e., to be changed without a relevant there is. しかし、この仮説は電気機器の電流波形については必ずしも成立しない。 However, this hypothesis does not necessarily satisfied for electrical equipment of the current waveform. 【0064】一例として、エアコン2台(A1,A2)、インバータ式蛍光灯(F1)、テレビ1台(T3)をオンとしたケース197(11000101)について、図7に示す。 [0064] As an example, two air-conditioning (A1, A2), the inverter type fluorescent lamp (F1), 1 TVs (T3) Case 197 was turned on (11000101) shown in FIG. 図7の上段は、各機器の5分間(900秒間)の実効総電流値のグラフである。 The upper part of FIG. 7 is a graph of the effective total current value of 5 minutes (900 seconds) of each device. 【0065】エアコンA1、A2が類似した形で変化していることがわかる。 [0065] It can be seen that the air conditioning A1, A2 is changing in a way that was similar. これは、両方のエアコンをほぼ同時に起動した結果である。 This is, both of the air conditioning which is a result of almost started at the same time. このため、独立性の仮説に基づき分離すると、両エアコンの共通挙動の成分と差分成分とが各独立成分となる。 Therefore, when the separation based on the independence of hypothesis, the component and the difference component of the common behavior of both air conditioner is each independent component. ほぼ同時に複数の機器のスイッチをつけるようなことはしばしば見受けられるので、電気機器の電流値間に独立性を直接仮定することは難しい。 Since almost things like simultaneously put a switch of the plurality of devices is often found, it is difficult to assume independence between the current value of the electrical device directly. 【0066】一方、図7の下段は、各時刻の各機器の実効電流値の変化量(時刻tと時刻t+1での電流値の差、以下、電流変化(量))を示す。 [0066] On the other hand, the lower part of FIG. 7, the amount of change in the effective current value of each device at each time (the difference between the current value at time t and time t + 1, or less, the current change (amount)) shows a. 各機器の電流変化量の時間変化に類似性が少なく独立性が高いことがわかる。 It can be seen that high reduced independence similarity in time variation of the current change amount of each device. 機器の動作の全体的傾向が類似している場合でも、 Even if the overall trend of the operation of the device are similar,
エアコンが冷却動作に入る(実効電流値の立ち上がり部)など、各機器が特定の動作モードに入るタイミングは特別な同期機構がない限り、各機器で自律的に制御される。 Such as air enters the cooling operation (rising portion of the effective current value), the device unless the timing is a special synchronization mechanism which enters the particular mode of operation, is autonomously controlled by each device. このため、電流変化の独立性が高くなっていると推測できる。 Accordingly, it presumed that the independence of the current change is high. 【0067】各機器の電流変化の独立性は、各機器動作の自律性を反映したものであり、一般的に成立する有効な仮説であると期待できる。 [0067] Independent of the current change of each device, which reflects the autonomy of each device operation can be expected as a valid hypothesis generally satisfied. なお、電流変化から求めた分離行列はそのまま実効電流に対する分離行列として使用できる。 Incidentally, the separation matrix obtained from the change in current can be directly used as a separation matrix for effective current. 【0068】独立性仮説の検証のために、稼動機器の実効電流に対して標準的な独立成分分析アルゴリズムJADE [0068] for the verification of the independence hypothesis, standard independent component analysis algorithm for the effective current of the operating equipment JADE
( JF Cardoso et. al.: “Blind beamforcing for n (JF Cardoso et. Al .: "Blind beamforcing for n
on-Gaussian signals”, IEE Proceedings -F, 140(6): on-Gaussian signals ", IEE Proceedings -F, 140 (6):
362-370, 1993.)を適用した場合と、稼動機器の電流変化に対して同じアルゴリズムを適用した場合との比較を、全256ケースについて行った。 362-370, in the case of applying the 1993.), compared with the case of applying the same algorithm to the current change in the operating device, was performed on all 256 cases. その結果を図8に示す。 The results are shown in Figure 8. この実験では、各稼動機器の実効電流、電流変化を分散1に正規化して入力信号として与えているので、 In this experiment, the effective current of each operating equipment, since giving as input signal to normalize the current change in the dispersion 1,
理想的には入力信号そのものが独立成分となる。 Input signal itself is independent component ideally. すなわち、分離行列は単位行列となるべきである。 That is, the separation matrix should become an identity matrix. 図8は、求められた分離行列と単位行列とのずれ(対角成分の絶対値の最小値と1との差)を示す。 Figure 8 shows a deviation between the obtained separating matrix and the unit matrix (the difference between the minimum value and one of the absolute value of the diagonal elements). 0は完全な分離・再現ができていることを、1に近くなるほど、分離がうまくいかず混信していることを意味する。 0 is that you are able to complete separation and reproducibility, the closer to 1, it means that the separation is interference not go well. 【0069】電流変化による場合は、混信の度合いは最大0.57で、256ケース中217ケースで混信の度合いが0.05以下の精度の高い分離を実現しているのに対して、実効電流による場合には、0.9以上の混信が半数以上の132ケースで生じている。 [0069] If due to the current change, whereas the degree of interference is at maximum 0.57, the degree of interference at 217 cases in 256 cases and provides high isolation of 0.05 or less accuracy, effective current If by 0.9 or more interference occurs in more than half of the 132 cases. 【0070】各機器の電流変化の独立性仮説は、機器の実効電流の分離に有効であることが確認された。 [0070] independence hypothesis current change of each device, it was confirmed to be effective for the separation of the effective current of the device. 【0071】〔機器別実効電流と線形性仮説〕次に、計測される総電流の各周波数の実効電流と推定したい各機器の実効電流の関係について検討する。 [0071] [device-effective current and linearity hypothesis Next, want to estimate the effective current of each frequency of the total current measured to examine the relationship between the effective current of each device. 【0072】図9は、ケース197での各周波数成分およびエアコン(A1、A2)の電流変化(量)の時間変化である。 [0072] Figure 9 is a time change of current change (amount) each frequency component and air conditioning (A1, A2) in the case 197. エアコンA1とA2が冷却モードから定常運転に切替わった時点(図9の時刻150秒付近の点線部)に着目すると、両者で第3次波が同じように発生するのに対して、第5次波では逆向きに、また、第13次波ではエアコンA2のみが強く影響していることが観察できる。 When air conditioner A1 and A2 are focused on switching unusual time to steady operation from the cooling mode (dotted line portion in the vicinity of the time 150 seconds of FIG. 9), while the third-order wave both generated in the same way, the fifth in the opposite direction in the next wave, and in the 13th wave it can be observed that only the air conditioner A2 are strongly influenced. このように、各機器の動作モードの変化は、各周波数成分の電流変化値に異なる寄与をしている。 Thus, changes in the operating mode of each device is in the different contributions to the current change value of each frequency component. 従って、各周波数成分の電流変化から各機器の電流変化を推定できる可能性がある。 Therefore, there is a possibility of estimating a current change of each device from the current change of each frequency component. ここで問題となるのは、独立成分分析で要請される「線形性」の仮定、すなわち、各信号源の波形が各観察信号の波形の線形合成であらわされるという性質が成立しているか否かである。 The problem here is the assumption of "linearity" as requested by the independent component analysis, i.e., whether the nature of the waveform of each signal source is represented by linear combination of waveforms of the observation signal is established it is. 【0073】各機器からの電流の総和が総電流であるから、本仮説は、機器iの各周波数での実効電流(Ij)の比は、機器固有で、出力レベルや時間によらず一定、すなわち、 (I 1 (t), I 3 (t),…,I 13 (t))=(a 1 , … ,a 13 ) ・I 0 (t) となることを意味する。 [0073] Since the sum of the current from the device is a total current, the hypothesis is, the ratio of the effective current (Ij) at each frequency of the device i is a device-specific, constant regardless of the output level and time, that means that the (I 1 (t), I 3 (t), ..., I 13 (t)) = (a 1, ..., a 13) · I 0 (t). 「機器の各周波数での実効電流の比は、時間的に変化せず、機器固有の値を持つ」という本仮説は、独立性仮説と同様に厳密には成立しない。 "The ratio of the effective current at each frequency of the device does not temporally change, with a device-specific value" the hypothesis that, not satisfied in the same manner exactly the independence assumption.
しかし、近似的に成立すれば、総電流の各周波数成分の実効電流(電流変化)から、機器電流の電流変化の概略が推定可能となる。 However, if approximately satisfied, the effective current of each frequency component of the total current (current change), outline of the current change in the device current becomes possible estimation. 【0074】実験では、各機器単独での基本周波数の実効電流は計測されているが、周波数別実効電流は計測されていないので、上記仮説の直接的検証は困難である。 [0074] In the experiment, the effective current of the fundamental frequency in each device alone is measured, but, since the frequency by the effective current is not measured, direct verification of the hypothesis is difficult.
ここでは、総電流の周波数別実効電流を用いて上記仮説が成立したと仮定した場合の機器の基本周波数での実効電流の予測精度を調べることで、上記仮説の成立状況を検証する。 Here, using a frequency different effective current of the total current by examining the prediction accuracy of the effective current at the fundamental frequency of the device when it is assumed that the hypothesis has been established to verify establishment status of the hypothesis. 【0075】各周波数成分の実効電流値と機器の実効電流値から、誤差の2乗平均の最小化(最小二乗法)によって、分離行列Bを求めた結果を図10に示す。 [0075] From the effective current value of the effective current value and a device in each frequency component, the mean square minimization of the error by (least square method), Figure 10 shows the result of obtaining the separation matrix B. 図10 Figure 10
の上段は、各周波数での実効電流値から分離行列Bによって得た各機器の近似実効電流値である。 The upper is the approximate effective current value of each device obtained by the separating matrix B from the effective current value at each frequency. 図10の下段は、各機器の近似実効電流値の差分値(以下、近似差分電流)である。 The lower part of FIG. 10 is a differential value of the approximation effective current value of each device (hereinafter, the approximate differential current). 図7と見比べると、エアコン(A1,A2) If compare with FIG. 7, air conditioning (A1, A2)
などについては、近似実効電流は実際の実効電流に近く、線形性が近似的に成立していることがわかる。 For such, the approximate effective current it can be seen that close, linearity is established approximately to the actual effective current. 一方、インバータ蛍光灯(F1)とポット(J)については、近似波形が実際の実効電流と大きく異なり、線形性の仮定は良い近似を与えていない。 On the other hand, the inverter fluorescent lamp (F1) and the pot (J), differs significantly from the actual effective current approximate waveform, linearity assumption did not give a good approximation. ただし、両者の合計値(F1+J)については、各々単独に推定するより近似精度が改善し、近似的に線形性が成立していると考えられる。 However, the both sum (F1 + J), and improved approximation accuracy than estimated each alone is approximately considered that linearity is established. これは、近似差分電流値(図10)の各波形類似性から推察されるようにインバータ蛍光灯とポットとは類似した周波数特性(各周波数での実効電流の比率(a1/ This is the approximate difference current value ratio of the effective current of the frequency characteristic (the frequency and the fluorescent light and the pot was similar as inferred from the waveform similarity (FIG. 10) (a1 /
a1,..,a13/a1))をもつためと考えられる。 a1, .., presumably because with a13 / a1)). 【0076】従って、線形性の仮定は、個別機器について必ずしも成立するものではないが、類似した周波数特性をもつ特定機器群を一つの機器とみなせば、近似的に成立する。 [0076] Thus, the linearity assumption is not necessarily true for individual devices, is regarded a specific group of devices with similar frequency characteristics as one device, holds approximately. インバータ蛍光灯とポットのような類似した周波数特性を示す機器をさらに分離するためには、各機器の基本波の強度レベルI 1 =a1・I 0に関する仮説、すなわち、機器固有の電流変化の値(例:ポットJ:0.6A) Further to separate the device showing a similar frequency characteristic as the fluorescent light and pot hypothesis on intensity level I 1 = a1 · I 0 of the fundamental wave of each device, i.e., device-specific value of the current change (example: pot J: 0.6A)
を導入する必要がある。 It is necessary to introduce. (後述するように、これには、 (As described below, this is
機器動作特性モデルを使用すれば良い。 It is sufficient to use the equipment operating characteristics model. ) 【0077】周波数特性に基づく機器グループを検討するために、各ケースの動作機器間の近似差分電流、および、近似差分電流の近似誤差(近似差分電流−実際の電流変化)の相関係数を求め、絶対値平均をとったものを図12に示す。 ) [0077] To examine the device group based on the frequency characteristics, the approximate difference current between operating devices for each case, and, the approximation error of the approximate differential current (approximate differential current - the correlation coefficient of the actual current change) calculated shows that taking the absolute value average in Figure 12. 前節で論じたように実際の電流変化自身は、独立性が高く強い相関を示さない。 The actual current change itself, as discussed in the previous section do not show high strong correlation independence. 近似差分電流の相関係数が大きいことは、当該機器同士が類似した周波数強度比を持つことを意味し、両機器の電流変化が一つの独立な信号成分として分離されやすいと予測される。 It correlation coefficient of the approximated difference current is large, the device with each other means that with a frequency intensity ratio similar, the current changes in both devices are expected to easily separated as an independent signal components.
一方、近似電流変化誤差の相関係数は、電流変化のうち線形性で捉えきれない部分の挙動の類似性を示す。 On the other hand, the correlation coefficient of the approximation current change error indicates the similarity of the behavior of the parts that can not be captured by the linearity of the current change. 従って,この相関が高い機器は、別々の独立信号成分として分離されるが、特定の時刻で両者の混信が生じる傾向があることと予測される。 Thus, the high correlation device is separated as a separate and independent signal components are expected to be prone to both interference occurs at a specific time. 【0078】図12から、機器群{白熱灯(4)、蛍光灯 [0078] From FIG. 12, device group {incandescent (4), a fluorescent lamp
(5)、インバータ式蛍光灯(6)、ポット(9)}は、近似差分電流の相関係数(線形性部分)が高く、独立成分分析では区別しづらい機器群であると予測できる。 (5), an inverter type fluorescent lamp (6), the pot (9)} has a high correlation coefficient of the approximation differential current (linear moiety), it can be predicted that is distinguished by hard equipment group in the independent component analysis. また、機器群{エアコンA2(2),扇風機(3),テレビ1(7)}も線形性に関する類似性が高い。 The device group {air-A2 (2), fan (3), the television 1 (7)} also high similarity with respect to linearity. エアコン(A1(1),2(2))は、 Air conditioning (A1 (1), 2 (2)) is,
扇風機(3)とテレビ1(7)以外のすべての機器との非線形な類似性を持つことがわかる。 It can be seen that with a nonlinear similarity with fan (3) and the television 1 (7) all other devices. 特に、エアコン相互の関連性が強く、部分的混信が生じやすいと考えられる。 In particular, the relevance of air conditioning each other strongly, partial interference is considered likely to occur. 【0079】〔機器別電流変化の推定〕 〔標準的アルゴリズムの適用実験〕機器別電流変化に関する独立性、および、適当な機器グループに対する線形性を仮定し得ることが確認された。 [0079] [Estimation of the equipment by the current change] independence relates to an apparatus based current change APPLICATION experimental standard algorithms], and it was confirmed that may assume linearity for proper device group. 本節では、各周波数成分の毎秒の実効電流値のみから、上記の独立性と線形性の仮定に基づいて、未知の接続機器の毎秒の電流変化を推定する実験について述べる。 In this section, only the effective current value per second for each frequency component, based on the independence and linearity assumption, we describe experiments for estimating the current change per second of an unknown connection devices. 【0080】実験では、まず、標準的独立成分分析手法 [0080] In the experiment, first, a standard independent component analysis technique
JADEを適用して個別機器の電流変化を推定した。 It was estimated current change of the individual devices by applying JADE. 機器動作推定においては、一種の例外値とも言えるオン・オフ時などのスパイク的電流変化が重要となるが、JADEは、 In equipment motion estimation, but spike current change, such as during on-off also say one exception value is important, JADE is
例外値の影響が強い独立性指標クルトシスの平方和の最大化を効率的に行う。 Maximization of impact is strong independence index kurtosis sum of squares of exceptional value efficiently. このため、JADEアルゴリズムを選択した。 Therefore, we selected the JADE algorithm. 【0081】図12にケース197での基本波〜13次(奇数次)までの7周波数(図9の1段〜7段)を入力として信号源の波形(基本周波数の電流変化)を推定した結果を示す。 [0081] were estimated fundamental to 13 following the case 197 in FIG. 12 (odd) up to 7 frequency signal source waveform as an input (first-stage to 7 stage of FIG. 9) (current change of the fundamental frequency) the results show a. j次高調波の電流変化X 、混合行列A、 j-order harmonic current change X j, the mixing matrix A,
分離行列Bとする時、第i推定成分の基本波の電流変化は When the separating matrix B, the current change of the fundamental wave of the i estimation component
S i =Σ j A(1,i)・B(i,j)・X jにより求まる。 Found by S i = Σ j A (1 , i) · B (i, j) · X j. 第1成分(最大振幅3A),第2成分(2.8A),第3成分(0.8A),第4成分 The first component (maximum amplitude 3A), a second component (2.8A), the third component (0.8 A), the fourth component
(0.4A)が主な成分である。 (0.4 A) is the main component. 図13に、第1〜第3成分と、対応する稼動機器の波形(基本波の電流変化)を示す。 13 shows the first to third components, the corresponding operating devices waveform (current change of the fundamental wave). 【0082】第1成分はエアコンA1を、第2成分はエアコンA2を比較的良く再現している。 [0082] The first component is the air conditioner A1, the second component is relatively good reproducibility air conditioning A2. ただし、詳しく見ると第1成分には、エアコンA2の起動時の成分が一部混信している(300秒、600秒付近)。 However, Read more when the first component, component startup of the air conditioner A2 are interference portion (300 seconds, around 600 seconds). なお、第 In addition, the
1、2成分の周波数強度は、混合行列Aを調べると、基本波、3次波、5次波が主で第1成分が約10:6:2 1,2 frequency intensity component, examining the mixing matrix A, the fundamental wave, 3 primary wave, primarily the fifth-order wave first component is from about 10: 6: 2
に、第2成分が10:5:−1の強度比となっている。 The second component is 10: 5: and has a intensity ratio of -1. 【0083】第3成分は、単独の機器に対応していない。 [0083] The third component does not correspond to a single device. インバータ蛍光灯の点灯(4回、約0.2A),およびポットの起動・停止(5回、約±0.7A)に対応したスパイク成分と,エアコンA2の一部(停止時の小スパイク(3回,−0.5A)と起動時の一部)が混合している。 Lighting of the fluorescent light (4 times, about 0.2 A), and start and stop of the pot (5 times, about ± 0.7 A) and a spike component corresponding to a portion of the air conditioner A2 (stop small spike ( 3 times, -0.5A) as part of the startup) are mixed. 図示していないが、実験結果から、第4成分(スパイク2回、0.4A)は、エアコンA2の2回、3 Although not shown, from the experimental results, the fourth component (spike 2 times, 0.4 A) is twice the air conditioner A2, 3
回目の起動時ピークに対応している。 It corresponds to the times eyes of startup peak. 第5成分はテレビとの相関が強い。 The fifth component has a strong correlation with the TV. 【0084】第3成分では、基本波と3次波の強度比が10:1で他の周波数の強度は無視できる。 [0084] In the third component, the intensity ratio of the fundamental wave and the third-order wave is 10: the intensity of other frequency negligible 1. すなわち、 That is,
ほとんど高調波を伴わない機器成分である。 A device component almost without harmonics. ポット、インバータ蛍光灯が第3成分に含まれることは、前述のインバータ蛍光灯F1とポットJの類似性の議論と一致する。 Pot, the fluorescent light is that the inclusion in the third component, consistent with the similarity of the foregoing discussion of the fluorescent light F1 and pot J. エアコンが一時的に第3成分に混信するのは、エアコンのインバータ制御により一時的に高調波が弱くなったためと考えられる。 Air to interference temporarily third component is temporarily harmonic by inverter control of the air conditioner is considered to be because weakened. エアコンA2については、特に起動時の波形が,対応する第2成分以外の他成分に混信し、 For Air-A2, in particular waveforms at startup, and interference to other components other than the corresponding second component,
また、一部のスパイクが第4成分として分離される。 Further, a part of the spike is separated as a fourth component. これは、エアコンのインバータ制御による非線形性が原因と考えられる。 This is believed to be caused by non-linearity due to air conditioning inverter control. この点も前述の議論と合致する(図11 This point coincides with the foregoing discussion (Fig. 11
の(b)参照)。 Of (b) reference). 【0085】上記の実験から、同一周波数強度特性や非線形性による一部混信などがあるが、総電流の奇数次周波数成分の実効電流値から、主要な各機器の動作状況を、ほぼ再現できることが示された。 [0085] From the above experiments, it is like a part interference with the same frequency intensity characteristics and nonlinearity, the effective current value of the odd-order frequency component of the total current, the operating status of each major equipment, be substantially reproducible It was shown. 〔機器固有モデルによる精度向上〕一般の独立成分分析では、分離対象機器の特性は完全に不明であるとして、各信号源s iの性質とは無関係に同一の独立性指標H(s)を仮定して、その総和Σ i H(s In general independent component analysis [accuracy by the device-specific model], the characteristics of the separation target device as a completely unknown, regardless assume the same independence index H (s) of the nature of each signal source s i to, the sum Σ i H (s i ) が最小になるように分離行列を決定する。 i) determines the separation matrix to minimize. 【0086】しかし、定常的な監視を行う信号分離追跡問題、特に、機器動作信号分離においては、接続機器の種類が事前にある程度想定でき、その定格などから電気機器特性を事前に把握できる場合がある。 [0086] However, the signal separation tracking problems performing constant monitoring, in particular, in the device operation signal separation, the type of connection devices to some extent can be assumed in advance, may be able to grasp the like its nominal electrical equipment characteristics in advance is there. 事前には不明でも、信号分離を定常的に進めるなかで同一特性を持つ信号源として特定される場合もある。 Nor advance unknown in some cases, identified as a signal source having the same characteristics among advancing the signal separation constantly. このような場合、 In such a case,
機器固有の動作特性を利用することで、分離精度を向上できる。 By using the device-specific operating characteristics, it can be improved separation accuracy. 【0087】提案手法では、機器動作特性を当該既機器の電流変化(基本波)の標準的な電流変化値で与える。 [0087] The proposed method gives the device operating characteristics in standard current change value of the current change of the existing equipment (the fundamental wave).
たとえば、オン・オフ型機器では、オン動作時の電流変化値、オフ動作時の電流変化値はほぼ一定値を取る。 For example, the on-off type device, the current change value during the ON operation, the current change value of the off operation takes an approximately constant value. 【0088】提案手法では,これらの標準的分布Qi(x)が与えられると、信号源特性に基づく独立成分分析例えば図4のアルゴリズムを含めた独立成分分析によって、適切な独立性指標H(s)=Σ i H(s i )を求めてその最大化を行う。 [0088] In the proposed method, these the standard distribution Qi (x) is given, by the independent component analysis, including algorithms independent component analysis, for example, FIG based on the signal source characteristics, appropriate independent indicator H (s ) = Σ i H performs its maximize seeking (s i). 【0089】図15にエアコン等の標準的確率分布を与えた時に得られた最適な独立性指標(主因子)と代表的手法で使用される独立性指標とを示す。 [0089] Figure 15 shows the independence of measures used in a typical manner as optimal independence index obtained when fed a standard probability distribution (main factor) such as an air conditioner. JADEが良い分離性能を示すのは、他の独立性指標に比べ、JADEで使用する独立性指標(x 4 )が最適な独立性指標の良い近似となっているためと考えられる。 JADE that presents a good separation performance, compared to other independent index, independence index used in JADE (x 4) is considered because it is a good approximation of the optimal independent indicator. 【0090】提案アルゴリズムでは,さらに、与えられた機器動作特性モデルに基づいて、分離された独立成分に生じている混信の解消を行う。 [0090] In the proposed algorithm is further based on the given instrument operation characteristic model, it performed to eliminate the interference caused in the separated independent components. 【0091】ケース197の例では,第3成分に、インバータ蛍光灯(F1)とポット(J)とエアコン(A2)の一部の混信が見られるが、これは、インバータ蛍光灯、ポット各動作特性モデルQi(s) (蛍光灯:定常状態の0Aと点灯時の約0.2Aに二つのピークを持つ混合分布、ポット:定常状態0Aと、起動・停止時の約±0.65A [0091] In the example of the case 197, the third component, although the fluorescent light and (F1) and the pot (J) is a part of the interference of the air conditioner (A2) observed, which is the fluorescent light, pots each operation characteristic model Qi (s) (fluorescent: mixing has two peaks at about 0.2A at the time of lighting the 0A steady state distribution, pots: a steady state 0A, about ± 0.65A at start and stop
にピークを持つ混合分布)とによって分離される。 They are separated by a mixed distribution) having a peak. 【0092】図16に、機器固有モデルと拡張した独立性分析アルゴリズムを用いて最終的に推定された機器電流変化を示す。 [0092] Figure 16 shows the final estimated device current change with independence analysis algorithm which extends the device unique model. 機器固有の動作モデルの組み込みにより、特に、高調波の少ない機器の分離精度が改善していることがわかる。 Incorporation of device-specific operation model, in particular, it can be seen that less equipment separation accuracy harmonic is improved. 【0093】以上により,提案する機器動作の独立性に着目した提案手法が,機器動作分離追跡に有効であることが示された。 The [0093] above, the proposed method that focuses on independence of appliance operation to be proposed, have been shown to be effective in the device operation separation track. さらに、10台の稼動家電機器で計測したデータに対して提案手法を適用することにより、個別機器に計測装置、情報収集装置を設置せず、また、接続されている機器の動作特性に関する情報がなくても、主要な機器の動作状態を推定できることを示した。 Further, by applying the proposed method for the data measured at ten operating home appliances, measuring the individual equipment device, without installing the information collection device, also, information about the operating characteristics of the connected device even without showed that can estimate the operating status of the primary equipment. 【0094】また、機器動作特性モデルが与えられる時には、混信して一つの機器の電流変化として認識されている電流変化も、異なる機器の電流変化として認識するなど、推定精度を向上できる点を示した。 [0094] Also, when the apparatus operation characteristic model is given, the current also changes, which is recognized as a current change in one device by interference, such as to recognize as a current change in the different devices, it indicates that it can improve the estimation accuracy It was. 【0095】機器動作信号分離問題では、機器の独立な動作という性質が、機器の電流変化(電流変化)に現れることに着目することで、主要接続機器の電流変化(電流変化)に対応する成分を分離することができた。 [0095] In device operation signal separation problem, nature of independent operation of the equipment, by paying attention to that appearing in the current change of the device (current change), corresponding to the current change of the main connection device (current change) component We were able to separate. この性質は、機器が非同期に自律的に動作するという非常に一般的な性質に立脚している。 This property, equipment is grounded in a very general nature that it operates autonomously asynchronously. 【0096】ただし、線形性仮説、すなわち、各機器の高調波の強度比は、機器固有で時間的にほぼ一定であるという性質は厳密には成立しない。 [0096] However, linearity assumption, i.e., the harmonic intensity ratio of each device, property of being temporally substantially constant by the device-specific is not strictly satisfied. これには、2つの原因がある。 To do this, there are two causes. 一つには,インバータ蛍光灯とポットのように、類似の強度比を持つ機器がある点、エアコンなどのように強度比が時々変動するという非線形性を持つ点である。 For one thing, as the fluorescent light and the pot, that there is a device having an intensity ratio similar is that having non-linear resistance that occasionally change the intensity ratio, such as air conditioning. 第1の原因により,類似強度比を持つ複数機器の同一化が生じ、第2の原因により、他の成分への混信や、単一機器の複数成分への分離といった信号の分散が生じる。 The first cause, caused the same of multiple devices with similar intensity ratio, the second cause, interference or to other components, the dispersion of separation such signals to multiple components of a single device occurs. これらが推定精度低下を引き起こしている。 It is causing the estimation accuracy decreases. 【0097】類似強度比を持つ機器については,機器固有の動作特性モデルが与えられるならば、そこから得られる強度情報に基づいて、提案手法により別機器の電流変化として認識できることを示した。 [0097] For devices with similar intensity ratio, if device-specific operating characteristic model is given, based on the intensity information obtained therefrom showed that can be recognized as a current change in the other device by the proposed method. 非線形性に伴う信号の分散については、対応する信号成分(ケース197 The dispersion of the signal due to the nonlinearity, the corresponding signal components (Case 197
のエアコン2では第3成分)が不明になるほどの激しい分散ではなく、動作状態推定には有効なレベルにとどまっている。 The intense as in the air conditioner 2 third component) is unknown variance rather, has remained effective level in the operating state estimation. しかし、推定精度の向上および小電流機器の動作状態推定を行うには、対処が必要となる。 However, in performing an operation state estimation improved and small current equipment estimation accuracy, it is necessary to deal with. 【0098】独立性に着目して、接続機器の動作を推定する技術は、機器固有のモデルを事前に用意しなくてもある程度動作推定が行える点で非常に有用な技術である。 [0098] Focusing on independence, technology to estimate the behavior of the connected device, it is not necessary to provide a device-specific model in advance is a very useful technique in that it can be carried out to some extent motion estimation. 【0099】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 [0099] Incidentally, the above-described embodiments and various modifications may be implemented in a range there is not departing from the gist of the present invention is not limited to this one example of the preferred embodiment of the present invention. 例えば、本実施例においては各機器の基本波の持つ実効電流値、即ち実効電流値I 0 (t)の時間差分δI For example, the time difference δI the effective current value with the fundamental wave of each device in this embodiment, i.e. the effective current value I 0 (t)
(t)を使用する方法を述べているが、各次数の高調波次数の電流と電圧の位相差ω(t)により、各次数の高調波の電流値をI(t)=√2・X 0 (t)・(cos(ω(t))+i・sin(ω(t))) として複素表現 (i:虚数)をすることで、無効電流を含めた電流に対しても容易に拡張可能である。 Although I described how to use the (t), the phase difference of each order harmonic order of the current and voltage omega (t), the current value of the harmonic of each order I (t) = √2 · X 0 (t) · (cos ( ω (t)) + i · sin (ω (t))) complex representation as (i: imaginary) by the, also easily be extended with respect to the current, including the reactive current possible it is. 【0100】総電流値の各次数の高調波電流値(複素表現)の時間差分δI(f,t)に対して、複素数行列に対する独立成分分析手法を使用することで、同様に、各機器の基本波の電流値(複素表現)の時間差分δS(i,t)を推定することができる。 [0100] with respect to the time difference δI of each order of the harmonic current value of the total current value (complex representation) (f, t), by using the independent component analysis approach to complex matrices, similarly, for each device time difference delta] S (i, t) of the current value of the fundamental wave (complex representation) can be estimated. この手法は、位相差ω(t)をほぼ一定と近似した場合に相当する。 This approach corresponds to the case where the phase difference ω a (t) approximates substantially constant. 【0101】また、本実施形態では主に非侵入的な電力機器の個別の消費電力の推定について述べたが、特に利用方法は限定されず、電気機器の動作異常を警告することにも利用できる。 [0102] Although described primarily estimate individual electricity consumption of the non-intrusive power apparatus in the present embodiment, particularly the method utilized is not limited, it can also be used to warn the abnormal operation of the electrical device . 即ち、電気機器の消費電力推定システムで得られた電力消費に関する情報から、例えば日常の電力消費との比較において異常と判断される場合に、 That is, the information about the power consumption obtained by the electric appliance power consumption estimation system, for example, when it is determined that abnormality in comparison with daily power consumption,
電力需要家在室者の安否、電力需要家内の安全、電気機器や電化システムの異常の有無等を判定し、その情報を外部へ発信することができる。 Electric power consumers occupants of safety, the safety of the power demand my wife, to determine the presence or absence of electrical equipment and electronics system abnormality, it is possible to transmit the information to the outside. 例えば、本システムにより、在室者が毎日オンオフされるはずの照明、テレビ、 For example, the present system, the lighting person in the room that should be off every day, TV,
電気ポット、温水便座等の動作状態から「電力需要家在室者の安否」を判定することができるとともに、火災等の原因となる電気アイロン、電気ストーブ、電化厨房等の長時間使用(つけっぱなし)等から「電力需要家内の安全」を判定することができる。 An electric kettle, it is possible to determine the "electric power consumers occupants of safety" from the operating conditions such as warm water toilet seat, electric iron, which becomes the cause of the fire or the like, electric stove, used for a long time, such as electric kitchen (Tsuke' from Panashi) and the like can be used to determine the "power demand my wife safe". 「これらの情報の外部発信」については、既存の電話回線、PHS、ポケベル、 For "external transmission of these information", the existing telephone line, PHS, pager,
インターネット等の利用が可能であり、「通報対象者」 It can be utilized, such as the Internet, "the monitored person."
は居室者本人、居室者の縁者、消防署、地方自治体等の福祉医療担当者等を想定できる。 Room in person, the living room's relatives, fire department, a welfare medical personnel such as local governments can be assumed. 【0102】 【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項1及び4記載の本発明の遠隔電気機器監視方法及び装置によると、ある機器の電流変化が他の機器の電流変化とは独立しているということに着目し、独立成分分析手法を利用して総消費電流から同一の高調波強度比率成分の機器別の電流変化を分離し、機器別に可動状況を推定することができるので、事前にデータベースを構築しなくとも複数の機器の動作状況を把握することができる。 [0102] As apparent from the above description, according to the remote electrical device monitoring method and apparatus of the present invention of claim 1 and 4, wherein the current change of a device is a current change in the other device can is focused on the fact that independent and separate the different current change devices of the same harmonic intensity ratio component from the total current consumption by using the independent component analysis method to estimate the moving status by device because, without having to build a database in advance to be able to grasp the operating status of the plurality of devices. データベースを構築する必要がないので、低コストでかつ簡便に複数機器の総消費電流値のみから個別機器の消費電流やその変化、動作状態を簡便に推定できる。 There is no need to build a database, the current consumption and the change from only the total current consumption value of the low-cost and easily plurality of devices individually devices can easily estimate the operating conditions. しかも、需要家の給電線の任意の1点、例えば屋外の給電線引込口付近に測定センサーを設置するだけで、被測定電気機器毎に測定センサーを取り付ける必要がないので、 Moreover, an arbitrary point customer feeders, for example, simply installing a measuring sensor in the vicinity of the feed line service entrance outdoor, it is not necessary to attach the measuring sensor for each measured electrical equipment,
本システムを電力需要家に設置するときにプライバシー等を侵害したり、追加の配線等を施す度合いが少ない利点がある。 Or infringe on the privacy or the like at the time of installing the system to the power consumers, there is little advantage degree subjected to additional wiring and the like. 【0103】そして、このような需要家(工場、ビル、 [0103] Then, such customers (factories, buildings,
一般家庭)での電気機器の実際の使用状況の把握は、電気事業にとっても需要家にとっても重要である。 Actual usage grasp of electrical equipment at home) is also important for consumers also for the electric utility. 電力においては、料金システムの構築、需要家への各種省エネルギーサービス事業の展開に、需要家においては省エネ運転制御や、機器故障の検出などに活用できる。 In the electric power, construction of the fee system, the deployment of various types of energy-saving services to consumers, can take advantage of energy-saving operation control and, in such detection of equipment failure in the customer. 【0104】また、請求項2記載及び5の発明によると、同一高調波比率を有する機器群の電流変化も、機器毎の情報例えば基本波の電流変化(定格情報)に基づき更に分離することができるので、電流変化量の推定精度を高めることができる。 [0104] According to a second aspect of the present invention and 5, a current change of the device group having the same harmonic ratio also be further separated based on the information, for example the current change of the fundamental wave of each device (rating information) because it can increase the estimation accuracy of the current change amount. 【0105】更に、請求項3並びに6記載の発明によると、同一高調波比率を示す機器群毎の消費電流並び消費電力を求めることができる。 [0105] Further, according to the invention of claim 3 and 6, wherein it is possible to determine the consumption current arrangement the power consumption of each device group shown the same harmonic ratio.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の遠隔電気機器監視方法の一実施形態を示す概要図である。 It is a schematic diagram showing an embodiment of a remote electrical device monitoring method BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] present invention. 【図2】本発明の遠隔電気機器監視装置の一実施形態を示す概略ブロック図である。 It is a schematic block diagram illustrating one embodiment of remote electrical equipment monitoring device of the present invention; FIG. 【図3】周波数起用度比が同じ機器群別の基本波電流変化量の推定工程の一例を示すフローチャート。 FIG. 3 is a flowchart frequency appointed intensity ratio shows an example of the estimating step in the same apparatus group by the fundamental current change amount. 【図4】最適独立性指標の推定工程の一例を示すフローチャート。 Figure 4 is a flowchart showing an example of estimating step of optimal independence index. 【図5】最適独立性指標Gを用いた時の分離行列更新アルゴリズム(図3の推定工程の第4工程)の一例を示すフローチャート。 5 is a flowchart showing an example of the separating matrix update algorithm when using the optimum independent index G (fourth step of estimating process of FIG. 3). 【図6】機器群基本電流変化量からの機器別電流変化量の推定工程の一例を示すフローチャート。 6 is a flowchart showing an example of a device-specific current change amount estimating step from device group basic current change amount. 【図7】各機器の実効電流と電流変化の変化(ケース1 [7] change in the effective current and the current change of the devices (case 1
97)のグラフである。 It is a graph of 97). 【図8】機器の実効電流による分離と電流変化に基づく分離の混信の度合いを示すグラフである。 8 is a graph showing the degree of interference of separation based on the separation and the current change due to the effective current of the device. 【図9】各周波数での電流変化と、エアコン(A1,A2) [9] and the current change at each frequency, air-conditioning (A1, A2)
の電流変化値を示すグラフである。 It is a graph showing a current change value. 【図10】機器別近似実効電流と近似差分電流とを示すグラフである。 10 is a graph showing the approximate differential current and device-approximation effective current. 【図11】近似差分電流と近似差分電流誤差の相関係数の絶対値(全ケース平均)を示すグラフで、(a)は近似差分電流の相関を、(b)は近似差分電流誤差の相関をそれぞれ示す(各軸の数字は機器番号)。 [11] a graph showing the absolute value of the correlation coefficient of the approximation differential current and the approximate differential current error (all cases average), (a) is the correlation of the approximate differential current, (b) the correlation of the approximation differential current error indicating each (number of each axis instrument number). 【図12】本発明の独立成分分析の結果である周波数別実効電流変化に基づく信号分離結果(ケース197)のグラフである。 It is a graph of Figure 12 independent component analysis results in a frequency-effective current changes based on the signal separation results of the present invention (case 197). 【図13】第1,第2,第3独立成分と稼動機器の電流変化の比較図である。 [13] The first, second, it is a comparative diagram of the current change in the third independent component and operating equipment. 【図14】エアコンA2の動作特性モデル(電流変化の取りえる確率の対数)を示すグラフである。 14 is a graph showing an operation characteristic model of the air conditioner A2 (logarithm of the probability that can take the current change). 【図15】代表的独立性指標と最適化された独立性指標を示すグラフである。 15 is a graph showing a typical independent indicator and optimized independent indicator. 【図16】動作特性モデルを用いて更に独立成分分析の結果である推定電流変化(括弧内:対応稼動機器)を示すグラフである。 [16] Operation characteristic model the estimated current change is a more independent component analysis results using: a graph showing a (in brackets the corresponding operating device). 【符号の説明】 1 電力需要家2 給電線3 電気機器11 測定センサー12 周波数成分変換装置13 時間差分装置14 独立成分分析装置15 機器別信号分離装置 [EXPLANATION OF SYMBOLS] 1 power customer 2 feed line 3 electric device 11 measuring sensor 12 frequency components converter 13 hour differential device 14 independent component analyzer 15 device-signal separating device

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 電力需要家が使用している複数の電気機器の可動状況を推定する遠隔電気機器監視方法において、前記電力需要家の給電線から総負荷電流を測定し、 11. Claims 1. A remote electrical device monitoring method for estimating a moving status of the plurality of electric devices electric power consumer is using, to measure the total load current from the feed line of the electric power consumers ,
    該総負荷電流をその基本波並びに高調波毎の電流に変換すると共に、該基本波並びに高調波毎の電流の時間差分をとって電流変化データを作成し、これら基本波並びに高調波毎の電流変化を独立成分分析により同一高調波強度比率を持つ機器群として推定される成分毎に分離し、 The said total load current and converts the current of the fundamental wave and each harmonic, to create a current change data takes a time difference between the current of fundamental wave and each harmonic, these fundamental and current for each harmonic separating each component is estimated as the device group having the same harmonic intensity ratio by ICA change,
    この同一高調波強度比率成分毎の電流変化の波形から前記監視対象機器の機器別の可動状況(電流変化)を推定することを特徴とする遠隔電気機器監視方法。 Remote electrical device monitoring method characterized by estimating the device-moving situation of the monitored device from the waveform of the current change of the same harmonic intensity ratio for each component (current change). 【請求項2】 前記同一高調波強度比率成分毎の電流変化のうち、同一高調波強度比を示す機器の成分を監視対象機器の電流変化強度に関する情報に基づいてさらに分離して個別の機器の電流変化を推定する請求項1記載の遠隔電気機器監視方法。 2. Among the current change of the same harmonic intensity ratio for each component, a component of the device showing the same harmonic intensity ratio was further separated on the basis of information about the current change intensity of the monitored equipment individual equipment remote electrical device monitoring method according to claim 1, wherein estimating the current change. 【請求項3】 請求項1または2記載の遠隔電気機器監視方法に基づいて得られた同一の高調波強度比率を示す機器毎の電流変化から消費電流を求め消費電力を推定することを特徴とする消費電力推定方法。 3. A characterized by estimating the power consumption calculated current consumption from the current change of each device indicating the same harmonic intensity ratio obtained based on the remote electrical device monitoring method according to claim 1 or 2, wherein power consumption estimation method to be. 【請求項4】 電力需要家が使用している複数の電気機器の可動状況を推定する遠隔電気機器監視装置において、前記電力需要家の給電線から総負荷電流を測定する総電流センサと、前記総負荷電流から当該総負荷電流の基本波並びに高調波の電流に変換する周波数成分変換装置と、前記総負荷電流の基本波並びに高調波毎の電流の時間差分をとって電流変化を求める時間差分装置と、該電流変化を独立成分分析により同一の高調波強度比を持つ機器群として推定される成分毎に分離する独立成分分析装置と、前記同一高調波強度比率成分毎の電流変化の波形から前記監視対象機器の機器別の可動状況(電流変化)を推定する機器別信号分離装置とを備えることを特徴とする遠隔電気機器監視装置。 4. A remote electrical equipment monitoring device for estimating a moving status of the plurality of electric devices electric power consumer is using, the total current sensor which measures the total load current from the feed line of the electric power consumers, the the total load current frequency component conversion device for converting the fundamental wave and the harmonic current of the total load current from the time difference to determine the current change takes time difference of the fundamental wave and the current for each harmonic of the total load current device and the independent component analysis unit for separating each component is estimated as the device group having the same harmonic intensity ratio by ICA the said current changes, the waveform of the current change of the same harmonic intensity ratio for each component the monitoring remote electrical equipment monitoring device, characterized in that it comprises a device-signal separating device for estimating the device-moving situation (current change) of the target device. 【請求項5】 前記同一高調波強度比率成分毎の電流変化のうち、同一高調波強度比を示す機器の成分を監視対象機器の電流変化強度に関する情報に基づいてさらに分離して個別の機器の電流変化を推定する請求項4記載の遠隔電気機器監視装置。 5. Among the current change of the same harmonic intensity ratio for each component, a component of the device showing the same harmonic intensity ratio was further separated on the basis of information about the current change intensity of the monitored equipment individual equipment remote electrical equipment monitoring device according to claim 4, wherein estimating the current change. 【請求項6】 請求項4または5記載の遠隔電気機器監視装置において得られた同一の高調波強度比率を示す機器毎の電流変化から消費電流を求め消費電力を推定することを特徴とする消費電力推定装置。 6. consumption and estimates power consumption calculated current consumption from the current change of each device indicating the same harmonic intensity ratio obtained in the remote electrical device monitoring system according to claim 4 or 5, wherein power estimation apparatus.
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