JP2013171379A - 機器稼動推定装置、安否推定システム、機器稼働推定方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】システムの構造を複雑にすることなく、精度良く電力需要家内の居住者の安否状態を推定する。
【解決手段】電圧計測部２１は、電力系統から引き込み口を介して電力需要家内で稼働する電気機器に供給される全体の電圧を計測する。電流計測部２２は、引き込み口を介して流れる電流を計測する。電力演算部２４は、電圧計測部２１から得られる電圧の計測値と、電流計測部２２から得られる電流の計測値とに基づいて、電力需要家の全体の電力に関する情報を求める。機器稼働推定部２７は、電力演算部２４で求められた電力に関する情報から得られる消費電力の時間変化と力率とに基づいて、電力需要家内で稼動する電気機器の稼動状態を推定する。
【選択図】図２

Description

この発明は、機器稼動推定装置、安否推定システム、機器稼働推定方法及びプログラムとに関する。

電力需要家の屋内に設置された電機機器の消費電力に基づいて、その屋内に居住する居住者の生活状況を推定するシステムが開示されている（例えば、特許文献１）。このシステムは、電力需要家の引込線の引込口の位置で、一定の時間間隔で総消費電力を測定する。そして、このシステムは、一定時間の総消費電力の変化の絶対値を対象データとして求める。さらに、このシステムは、過去に得られた複数の対象データよりなるデータ群について、予め設定した値を用いて、「その値以上となる対象データの数がデータ群の総数に対してｋ％となる」値であるｋ％値を算出する。このシステムは、ｋ％値の変動の有無に基づいて、電力需要家の屋内の電気機器に対する居住者の意図的な操作の有無を推定する。

また、他の一例として、特許文献２には、電気機器の意図的な操作の有無の推定結果に基づいて、電力需要家の居住者の生活状況を推定するシステムが開示されている。このシステムは、まず、電力需要家内に配設された電気機器による消費電力を測定するとともに該消費電力を評価時間に亘って積分して電力量を算出する。さらに、このシステムは、電気機器の待機稼働によって消費される電力を評価時間に亘って積分して得られる基本電力量の最大値に変動係数を乗じて得られる活動電力量閾値よりも、算出した電力量が大きいか否かを判定する。このシステムは、この判定によって、電力需要家における居住者による電気機器の意図的な操作の有無を推定する。

特許文献３には、さらなる他のシステムが開示されている。このシステムでは、特徴的な高調波電流を電力需要家内の屋内配線回路に流す高調波信号注入装置が、電力需要家内の電気機器のうちの特定の電気機器に取り付けられている。さらに、このシステムでは、非侵入型モニタリングシステムが設けられている。非侵入型モニタリングシステムは、電力需要家の給電線引込口付近で測定した総負荷電流及び電圧から当該総負荷電流の高調波の電流及び電圧に対する高調波の電流の位相差を求める。さらに、非侵入型モニタリングシステムは、求めた総負荷電流の基本波並びに高調波の電流及び電圧に対する高調波の電流の位相差に基づいて、特定電気機器の動作状態を推定する。このシステムには、通知手段がさらに設けられている。通知手段は、非侵入型モニタリングシステムの推定結果情報を管理する安否情報管理手段や在室者に対応する予め定められた情報端末機に、非侵入型モニタリングシステムの推定結果を通知する。

特開２００５−１７４２４９号公報 特開２００８−３１０７２９号公報 特開２００４−３８７６５号公報

しかし、特許文献１又は特許文献２に開示された技術では、生活情報の推定に、電力需要家内の総消費電力を用いているため、実際の人の操作により、電気機器が稼働しているのか否かを判別するのは困難である。

また、特許文献３に開示された技術では、高調波電流の位相差を用いて、特定の機器の稼動状態を求めるために、電流の高調波成分を検出するためのハードウェアや、検出した電流を高調波成分に分解するための高性能なマイクロプロセッサに必要となる。このため、装置の小型化や低コスト化が困難になる。また、検出対象とする機器によっては、機器に意図的に高調波信号を注入するための高調波信号注入装置が必要となり、システムが複雑になる、設置時の工程が増加する、コストが高くなるといった課題がある。

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、システムの構造を複雑にすることなく、精度良く電力需要家内の居住者の安否状態を推定可能な機器稼動推定装置、安否推定システム、機器稼働推定方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明に係る機器稼働推定装置は、
電力系統から引き込み口を介して電力需要家内で稼働する電気機器に供給される全体の電圧を計測する電圧計測部と、
前記引き込み口を介して流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電圧計測部から得られる電圧の計測値と、前記電流計測部から得られる電流の計測値とに基づいて、前記電力需要家の全体の電力に関する情報を求める電力演算部と、
前記電力演算部で求められた電力に関する情報から得られる前記消費電力の時間変化と、皮相電力に対する有効電力の割合である力率とに基づいて、前記電力需要家内で人の操作により稼動する電気機器の稼動状態を推定する機器稼働状態推定部と、
を備える。

この発明によれば、消費電力の変化と、皮相電力に対する有効電力の割合である力率とに基づいて、対象とする電気機器の稼動状態を推定する。人の操作により稼働する電気機器と、それ以外の電気機器とでは稼働時の力率に異なる場合が多い。したがって、このようにすれば、電力需要家内で人の操作により稼働する特定の電気機器の稼働状態の推定することができる。この結果、システムの構造を複雑にすることなく、精度良く電力需要家内の居住者の安否状態を推定可能となる。

この発明の実施の形態１に係る安否推定システムの概略的な構成を示すブロック図である。 図１の機器稼動推定装置の概略的な構成を示すブロック図である。 電気機器の動作状態の時間変化を示すテーブルを示す図である。 図３の電気機器の具体例を示すテーブルを示す図である。 図５（Ａ）は、全体の消費電力を計測し、計測した消費電力等を所定の時間単位で平均化した場合の推移の一例を示すグラフである。図５（Ｂ）は、全体の消費電力の時間変化を示すグラフである。 機器稼動推定装置の動作を示すフローチャートである。 センターサーバの動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る安否推定システムを構成する機器稼動推定装置の概略的な構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３に係る安否推定システムを構成する機器稼動推定装置の概略的な構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４に係る安否推定システムを構成する機器稼動推定装置の概略的な構成を示すブロック図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。

図１には、この実施の形態１に係る安否推定システム１の概略的な構成が示されている。図１に示すように、安否推定システム１は、機器稼動推定装置２、分電盤３、電灯線４、電気機器５、ゲートウエイ６、引き込み口７及び引込み線８を備える。機器稼動推定装置２、分電盤３、電灯線４、電気機器５ａ乃至５ｇ、ゲートウエイ６、引き込み口７及び引込み線８は、住宅などの電力需要家９内に設けられている。

安否推定システム１は、広域通信網１０、センターサーバ１１及び電力系統１２を、さらに備える。広域通信網１０、センターサーバ１１及び電力系統１２は、電力需要家９の外部に設けられている。

電力系統１２は、引き込み口７を介して引き込み線８と接続されている。引き込み線８は、分電盤３を介して電灯線４に接続されている。分電盤３は、引き込み線８と電灯線４との間の回路の開閉を行う。電灯線４には、複数の電気機器５ａ乃至５ｇが接続されている。電力系統１２から送られた電力は、引き込み口７、引き込み線８、分電盤３、電灯線４を介して電気機器５ａ乃至５ｇへ供給される。

機器稼動推定装置２は、分電盤３の内部に設けられている。機器稼動推定装置２は、分電盤３の近傍に設置されていてもよい。機器稼動推定装置２は、電力系統１２から引き込み口７、引き込み線８、分電盤３及び電灯線４を介して電気機器５ａ乃至５ｇに供給される総消費電力を計測する。機器稼動推定装置２は、計測した総消費電力に基づいて、電気機器５ａ乃至５ｇのうちの人の操作により稼働する特定の電気機器の稼動状態の推定を行い、電力需要家９の特定機器の稼働状態推定情報を生成する。

ゲートウエイ６は、無線又は有線による通信手段により、機器稼動推定装置２との通信可能である。ゲートウエイ６は、機器稼動推定装置２から、電力需要家９の特定の電気機器の稼動状態推定情報を受信する。ゲートウエイ６は、受信した稼動状態推定情報を、電力需要家９の外部に設置されたセンターサーバ１１に対して広域通信網１０を介して送信する。

センターサーバ１１は、機器稼動推定装置２から送信された特定機器の稼動状態推定情報に基づいて、電力需要家９の居住者の安否状態の推定を行い、安否情報を生成する。センターサーバ１１は、収集した稼働状態推定情報等の各種情報の管理を行う。さらに、センターサーバ１１は、生成した安否情報に基づいて、必要に応じて、警告を出力する。

警告を出力する出力先は、センターサーバ１１を管理する管理者や、予め登録された人（例えば電力需要家の居住者）である。管理者が出力先である場合には、センターサーバ１１は、自機の管理画面に、警告に相当する映像や文字を表示するか、警告に相当する音声を出力する。予め登録された人が出力先である場合には、センターサーバ１１は、その人が所有する端末（例えば携帯端末）に、音声や映像、文字などで警告を発するような情報を電子メールや電話の自動発信などの手段を用いて送信先の端末に送信する。また、管理者から登録された人に電話で伝えるようにしてもよい。

図１では、電気機器５ａ乃至５ｇとして、照明機器５ａ、ドライヤー５ｂ、エアコン５ｃ、オーブンレンジ５ｄ、ジャー炊飯器５ｅ、掃除機５ｆ、テレビ５ｇが示されている。電気機器５ａ乃至５ｇについては、図１に示していない他の電気機器であってもよい。

この実施の形態１に係る機器稼動推定装置２の概略的な構成について、図２を参照して説明する。図２に示すように、機器稼動推定装置２は、電圧計測部２１、電流計測部２２、電流センサ２３及び演算部３１を備える。

電圧計測部２１は、電灯線４に印加される電圧を計測する回路である。電圧計測部２１は、電力系統１２から引き込み口７を介して電力需要家９内で稼働する電気機器５ａ乃至５ｇに供給される全体の電圧を計測する。電圧計測部２１は、電圧の計測値を含む信号を、演算部３１に入力可能な信号へ変換して、演算部３１に出力する。

電流計測部２２は、電流を計測する回路である。電流計測部２２は、引き込み口７を介して電灯線４を流れる電流を計測する。電灯線４には、電流センサ２３が設置されている。電流計測部２２は、電流センサ２３から得られる、電流の計測値を含む信号を、演算部３１に入力可能な信号に変換して出力する。

演算部３１は、マイクロプロセッサなどのハードウェアと、マイクロプロセッサが実行するソフトウェアとが協働することにより、その演算処理が実現される。より具体的には、演算部３１は、マイクロプロセッサ、メモリなどを備えており、マイクロプロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することにより、その機能を実現する。

演算部３１は、電力演算部２４、計測値保存部２５、計測値平均化部２６、機器稼動推定部２７及び通信部３０を備える。演算部３１は、Ａ／Ｄ変換器も備えている。

演算部３１は、一定のサンプリング間隔で、電圧計測部２１及び電流計測部２２から出力された信号を入力する。演算部３１は、入力した信号をアナログ−デジタル変換して、電圧及び電流の計測値を示すデジタル信号を生成する。デジタル信号に変換された電圧及び電流の計測値は、電力演算部２４で用いられるとともに、計測値保存部２５に保存される。

電力演算部２４は、電圧計測部２１から得られる電圧の計測値と、電流計測部２２から得られる電流の計測値とに基づいて、電力需要家９の電力に関する情報を算出する。より具体的には、電力演算部２４は、求められる電力値として、皮相電力、有効電力、無効電力及び力率を算出する。電力演算部２４で得られた電力値（皮相電力、有効電力、無効電力及び力率）は、計測値保存部２５に保存される。

計測値平均化部２６は、計測値保存部２５に保存された計測値を、所定の時間で平均化する。より具体的には、計測値平均化部２６は、計測値保存部２５に保存された各計測値（電圧、電流、皮相電力、有効電力、無効電力、力率）の所定の時間単位における平均値を算出する。計測値平均化部２６は、算出した各計測値の平均値を計測値保存部２５に保存する。

ここで、平均化の対象となる時間の幅、すなわち時間単位は、１日（２４時間）を所定の値で分割した値とするのが通常である。例えば、家電機器のうち、使用される時間の短いもの（ドライヤーやオーブンレンジ）の使用時間が、数分程度であることを考慮すると、時間単位を、５分〜１５分に設定するようにしてもよい。

機器稼働推定部２７は、電力演算部２４で求められた消費電力に関する情報に基づいて、電力需要家９内で稼動する電気機器の稼動状態を推定する。より具体的には、機器稼動推定部２７は、計測値保存部２５に保存された消費電力の各計測値の時間変化と、皮相電力に対する有効電力の割合である力率とに基づいて、電力需要家９内で人の操作により稼働する家電機器の稼動状態を推定する。

通信部３０は、機器稼動推定部２７の推定結果をセンターサーバ１１に送信する。

以下に、機器稼動推定装置２における、機器稼動推定の方法について、図３、図４を参照して説明する。

図３には、電気機器５ａ乃至５ｇとして、電灯線４に接続される可能性のある電気機器Ａ乃至Ｆの動作状態の時間変化が示されている。図４には、図３の電気機器Ａ〜Ｆの具体例が示されている。図３のテーブルのうち、時間の項目は、計測値平均化部２６において計測値が平均化される時間単位のサンプリング番号である。サンプリング番号は、値の小さい方が、より過去のサンプル時間であることを示している。この表の０又は１の値は、その時間単位の中で電気機器が動作したか否かを示す値である。０は停止（ＯＦＦ）していることを示しており、１が動作（ＯＮ）していることを示している。

図３、図４を参照すると、エアコン等は、常に稼働していることが多く、掃除機、ドライヤー、ＴＶは、ある特定の時間に稼働しているのがわかる。

図５（Ａ）には、図３に示す電気機器Ａ〜Ｆの動作状態の条件で、電気機器Ａ〜Ｆ全体の消費電力を計測し、計測された消費電力に関する情報を、計測値平均化部２６で所定の時間単位で平均化した場合の推移の一例がグラフ表示されている。図５（Ａ）に示すグラフの横軸は、図３のテーブルにおける時間項目、すなわちサンプリング番号に対応する。図５（Ａ）のグラフでは、消費電力に関する情報として、無効電力、有効電力、皮相電力、力率が示されている。左側の縦軸は、無効電力、有効電力、皮相電力の各電力値を示しており、右側の縦軸が、力率を示している。

図５（Ａ）に示すように、図３に示す電気機器Ａ〜Ｆの動作状態に応じて、消費電力が変化している。図５（Ａ）で得られた、消費電力の計測値において、前サンプル時間との有効電力と無効電力の差分を求め、有効電力と無効電力の差分から差分に相当する皮相電力及び力率を求めると、図５（Ｂ）に示すようなグラフが得られる。図５（Ｂ）において、有効電力に着目すると、いずれかの電気機器がＯＦＦからＯＮに変化したサンプル時間においては、有効電力がプラス側に変化し、いずれかの電気機器がＯＮからＯＦＦに変化したサンプル時間においては、有効電力がマイナス側に変化しているのがわかる。

機器稼動推定部２７は、このような有効電力の変化と、皮相電力に対する有効電力の割合である力率に基づいて、人の操作により稼働する特定の電気機器の稼動状態を推定する。ただし、機器稼動推定部２７は、有効電力の変化がない（差分が０）場合、あるいは差分の絶対値が所定値未満（たとえば１００Ｗ未満）の場合は、有効電力と無効電力の差分から求められる力率を０とするものとする。

特定の電気機器の稼動状態の推定は、概略以下のようにして行われる。

機器稼動推定部２７は、有効電力の差分がプラスに変化し、かつ、皮相電力に対する有効電力の割合である力率が所定の範囲にある場合に、稼動推定対象とする特定の電気機器がＯＮした（居住者が電気機器を使用した）と推定する。安否状態の推定のためには、居住者により電気機器が使用されたことが把握できればよいので、有効電力の差分がプラスに変化したサンプル時間の情報を用いればよい。

この実施の形態に係る稼動推定対象となる電気機器は、掃除機、ヘアドライヤー、ジューサミキサーのような、人が手に取り使用するもので、使用することで電力が消費される機器となる。これらの電気機器には、特に機器内にモータが搭載されている。これらの電気機器に搭載されるモータとしては、ユニバーサルモータやコンデンサモータが使用されるため、動作時の力率は、０．５〜０．８となる。

また、稼動推定対象となる電気機器の別の例として、テレビやレコーダのようなＡＶ機器、パソコンがある。これらの電気機器は、電源部分にＡＣ−ＤＣ変換回路が搭載されていることから、動作時の力率が０．５〜０．８となる。ＬＥＤタイプの照明や蛍光灯も、ＡＣ−ＤＣ変換回路や安定期が搭載されているため、力率が０．５〜０．８となる。

一方、エアコンや冷蔵庫、ＩＨクッキングヒータ、ジャー炊飯器、電気給湯器のような大電力を消費する電気機器あるいは長時間使用される電気機器は、力率改善回路が搭載されていることが多い。このため、これらの機器は、動作時の力率が１に近い値となる。特に、エアコンや冷蔵庫、電気給湯器は、タイマ動作で動作させるものや、一度操作したら長時間動作を継続する機器であるため、居住者が電気機器を使用したかどうかの判定に用いるのは適切ではない。一方で、ＩＨクッキングヒータやジャー炊飯器は、人の操作を伴い消費電力の変化を生じる機器であるが、力率の変化としてエアコンや冷蔵庫との区別が困難である。このため、動作時の力率が１に近い電気機器については、稼動推定対象としては扱わないこととする。

以上の理由により、この実施の形態では、機器稼動推定部２７で用いる力率の範囲として０．５以上０．８未満を選択する。よって、機器稼動推定部２７は、有効電力の差分がプラスに変化し、かつ、皮相電力に対する有効電力の割合である力率が０．５以上０．８未満の範囲にある場合に、稼動推定対象とする電気機器が稼動した推定する。図５（Ｂ）では、破線で囲まれた範囲が、この判定のための力率の範囲として示されている。また、図５（Ｂ）のグラフの下側には、○×表記で対象とする電気機器の稼動推定結果が示されている。ここでは、○が「稼動あり」を示しており、×が「稼動なし」を示している。

次に、この実施の形態に係る安否推定システム１の動作について説明する。

図６を参照して、機器稼動推定装置２の動作について説明する。ここで、機器稼動推定装置２は、以下に示す機器稼動推定処理とは別に、所定のサンプリング周波数にて、電圧計測部２１と電流計測部２２から得られる電圧信号および電流信号のＡＤ変換（アナログ−デジタル変換）を行っている。このとき得られた電圧と電流のデジタル値は、計測値保存部２５に保存される。ここで、ＡＤ変換を行う周波数、すなわちサンプリング周波数としては、例えば２０ｋＨｚとすることができる。

図６に示すように、機器稼動推定装置２は、所定の周期（ＡＤ変換のサンプリング周期）で処理を開始する。まず、機器稼動推定装置２は、ＡＤ変換された電圧信号ｖ（ｋ）と電流信号ｉ（ｋ）とに基づいて、次式を用いて、瞬時の消費電力（有効電力）Ｐ、電圧実効値Ｖ、電流実効値Ｉ、皮相電力Ｓ、無効電力Ｑ、力率ｃｏｓΦを、演算により求め、得られた各計測値を計測値保存部２５に保存する電力演算を行う（ステップＳ１）。

ここで、サンプル数Ｎ＝Ｔ／Δｔである。Δｔは、サンプリング周期である。

続いて、機器稼動推定装置２では、計測値平均化部２６が、平均化を行う時間単位である時間Ａが経過したか否かを判定する（ステップＳ２）。平均化を行う時簡Ａが経過していなければ（ステップＳ２；Ｎｏ）、機器稼動推定装置２は、そのサンプリング周期での処理を終了する。

平均化を行う時簡単位Ａが経過していれば（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、計測値平均化部２６が、計測値保存部２５に保存された各計測値の平均化処理を行う（ステップＳ３）。この平均化処理では、計測値平均化部２６は、時間Ａの間の計測値（演算値含む）の平均値を求め、現サンプル周期（現在の時間Ａ）での平均値とする。求められた平均値は、計測値保存部２５に保存される。このとき、計測値保存部２５には、サンプル値を格納した日時を平均値とあわせて保存しておく。また、計測値保存部２５には、平均値は上書きせずに、少なくとも１サンプル前の平均値は残しておく。

続いて、機器稼動推定装置２は、計測値保存部２５に保存された前回の有効電力の平均値よりも今回の有効電力の平均値が大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。このとき、両平均値の差がある閾値以上である場合に限り、判定を肯定するようにしてもよい。前回の有効電力の平均値よりも今回の有効電力の平均値が大きかった場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、機器稼動推定装置２は、現サンプル時と前サンプル時の有効電力値および無効電力値の差分（差分電力値）を求め、求められた有効電力の差分と無効電力の差分とを用いて、差分電力に対応する力率を求める（ステップＳ５）。

続いて、機器稼動推定装置２は、求められた差分電力に対応する力率の値が、Ｔｈ＿ｐｆ１以上Ｔｈ＿ｐｆ２未満となるか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、Ｔｈ＿ｐｆ１およびＴｈ＿ｐｆ２の例として、前述したようにＴｈ＿ｐｆ１＝０．５、Ｔｈ＿ｐｆ２＝０．８とする。

Ｔｈ＿ｐｆ１以上Ｔｈ＿ｐｆ２未満である場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、機器稼動推定装置２は、機器稼動推定値として１（対象機器の稼動あり）を設定する（ステップＳ７）。続いて、機器稼動推定装置２は、機器稼動推定出力カウンタに１を加える（ステップＳ８）。

一方、Ｔｈ＿ｐｆ１以上Ｔｈ＿ｐｆ２未満でない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、機器稼動推定装置２は、機器稼動推定値として０（対象機器の稼動なし）を設定する（ステップＳ９）。

ステップＳ８又はステップＳ９実行後、機器稼動推定装置２は、前サンプル時の日時と現サンプル時の日時を比較し、日が変わっているか否か、すなわち日にちが更新されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。前サンプル時の日と現サンプル時の日が変化し日にちが更新されていた場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、機器稼動推定装置２は、機器稼動推定出力カウンタを０クリアする（ステップＳ１１）。日が変化していない場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、機器稼動推定装置２は、そのまま定期的な処理を終了する。

次に、機器稼動推定値に基づく安否推定の処理について、図７を参照して説明する。この実施の形態１においては、安否推定処理はセンターサーバ１１にて行われる。

まず、センターサーバ１１は、前回の安否推定処理開始から所定時間Ｂが経過しているかを判定する（ステップＳ２１）。ここで、所定時間Ｂについては、所定時間Ａよりも長い時間が設定される。例えば、時間Ｂには、居住者が少なくとも１回は電気機器を操作する可能性のある時間幅として、６時間あるいは１２時間、２４時間、４８時間などが設定される。この実施の形態では、所定時間Ｂとして６時間を設定したものとして説明を行う。

所定時間Ｂが経過していない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、センターサーバ１１は、安否推定の処理を終了する。

一方、所定時間Ｂが経過している場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、センターサーバ１１は、機器稼動推定出力カウンタ値と安否判定閾値Ｔｈ＿ｃｎとを比較して、機器稼動推定出力カウンタの値がＴｈ＿ｃｎより小さいか否かを判定する（ステップＳ２２）。

機器稼動推定出力カウンタの値がＴｈ＿ｃｎより小さくない場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、センターサーバ１１は、安否状態の推定結果を正常であると設定する（ステップＳ２５）。続いて、センターサーバ１１は、安否状態異常カウンタを０クリアする（ステップＳ２６）。

一方、機器稼動推定出力カウンタの値がＴｈ＿ｃｎより小さい場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、センターサーバ１１は、安否状態の推定結果を異常であると設定する（ステップＳ２３）。続いて、センターサーバ１１は、安否状態異常カウンタに１を加える（ステップＳ２４）。

続いて、センターサーバ１１は、安否状態異常カウンタの値と警告閾値Ｔｈ＿ａｎｃを比較し、安否状態異常カウンタ値がＴｈ＿ａｎｃ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。ここで、Ｔｈ＿ａｎｃの値は、どのような時間周期で安否を決定したいかに応じて決まることができる。例えば、１日単位で推定を行いたい場合は、所定時間Ｂを６時間とした場合にはＴｈ＿ａｎｃの値は４となる。この場合には、１日の６時間の安否推定周期の中で、１回も電気機器の稼動推定結果が得られなかった場合に警告を発生するものとしている。

安否状態異常カウンタ値がＴｈ＿ａｎｃ以上である場合（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、センターサーバ１１は、安否状態に問題があるとして、警告ありを設定する（ステップＳ２８）。一方、安否状態異常カウンタ値がＴｈ＿ａｎｃより小さい場合（ステップＳ２５；Ｎｏ）、又はステップＳ２６実行後、センターサーバ１１は、安否状態に問題はないということとし、警告の必要なしを設定する（ステップＳ２９）。

ステップＳ２８又はステップＳ２９実行後、センターサーバ１１は、前ステップで得られた警告あり／なしの設定状態を発信する（ステップＳ３０）。ここで、センターサーバ１１は、警告なしの場合には、何もしなくてもよい。ステップＳ３０実行後、センターサーバ１１は、処理を終了する。

以上説明したように、この実施の形態に係る安否推定システム１は、消費電力の変化と、力率とに基づいて、対象とする電気機器の稼動状態を推定する。このようにすれば、電力需要家９内で人の操作により電気機器の稼働状態の推定精度を向上することが可能となる。この結果、稼動する電気機器の推定結果から得られる居住者の安否情報の精度を向上させることができる。

また、この実施の形態に係る安否推定システム１は、高周波成分検出回路や周波数成分抽出処理などの特別な要素を必要とすることなく、対象とする機器の稼動推定が可能となる。このため、稼動状態推定装置２の構成が簡易になり、小型化、低コスト化が可能となる。さらには、稼動状態推定装置２の設置も容易になる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。

図８には、この実施の形態２に係る機器稼動推定装置２の概略的な構成が示されている。図８に示すように、この実施の形態に係る安否推定システム１を構成する機器稼働推定装置２は、図２に示す上記実施の形態１に係る機器稼動推定装置２と比較すると、構成要素として、安否状態推定部２８、警告部２９を備えている点が異なる。以下、この実施の形態２では、上記実施の形態１と異なる要素について詳細に説明し、同様の構成については同様の符号を用いる。

安否状態推定部２８は、機器稼動推定部２７により得られた機器稼動推定結果に基づいて、電力需要家９の居住者の安否状態を推定する。警告部２９は、安否状態推定部２８の安否状態の推定結果に基づいて、警告の発生の有無を判定する。通信部３０は、警告部２９による警告状態をセンターサーバ１１に送信する。すなわち、この実施の形態では、警告部２９と通信部３０とが、警告装置に対応する。

この実施の形態２では、機器稼動推定処理や安否推定処理の具体的な内容については、上記実施の形態１と同じである。

以上詳細に説明したように、この実施の形態に係る安否推定システム１では、機器稼動推定部２７により得られる機器の稼動推定結果に基づいて、居住者の安否推定を行って警告を発する機能を、機器稼動推定装置２に搭載した。この場合、センターサーバ１１では、安否状態の推定を行う機能が不要となるので、センターサーバ１１の機能を簡略化することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について説明する。

図９には、この実施の形態３に係る安否推定システム１の概略的な構成が示されている。図９に示すように、この実施の形態では、引込み線８が単相３線式となっている。この実施の形態３では、上記実施の形態２と異なる構成について詳細に説明する。

図９に示すように、引込み線８が３線であるため、電圧計測部２１および電流センサ２３、電流計測部２２は、それぞれ２回路となる。電圧計測部２１の２つの回路をそれぞれ第１の電圧計測回路４１、第２の電圧計測回路４２とし、電流計則部２２の２つの回路を第１の電流計測回路５１、第２の電流計則回路５２とする。

電圧計測部２１の第１の電圧計測回路４１は、引き込み線８の電圧線Ｌ１と中性線Ｎとの間の電圧を計測する。電圧計測部２１の第２の電圧計測回路４２は、引き込み線８の電圧線Ｌ２と中性線Ｎとの間の電圧を計測する。

同様に、電流計測部２２の第１の電流計測回路５１は、電流センサ２３により電圧線Ｌ１に流れる電流を計測し、第２の電流計測回路５２は、電流センサ２３により電圧線Ｌ２に流れる電流を計測する。

また、電力演算部２４は、第１の電圧検出回路４１から得られる電圧信号と第１の電流検出回路５１から得られる電流信号とに基づいて、電圧線Ｌ１と中性線Ｎとの間の消費電力を求める。同様に、電力演算部２４は、第２の電圧検出回路４２から得られる電圧信号と第２の電流検出回路５２から得られる電流信号とに基づいて、電圧線Ｌ２と中性線Ｎとの間の消費電力を求める。電力演算部２４で求める電力値は、上記実施の形態１と同様である。

すなわち、この実施の形態では、電圧計測部２１は、単相３線式の２つの電力系統各々について、全体の電圧を計測する。電流計測部２２は、２つの電力系統各々について、全体の電流を計測する。電力演算部２４は、２つの電力系統各々について、全体の電力を求める。機器稼働状態推定部２７は、２つの電力系統各々から得られる消費電力の時間変化と、皮相電力に対する有効電力の割合である力率とに基づいて、電力需要家９内で人の操作により稼動する電気機器４ａ乃至４ｇの稼動状態を推定する。

以上詳細に説明したように、単相３線式では、検出される電力値が２系統存在する。この実施の形態では、２系統それぞれの電力において、上記実施の形態１と同様に機器の稼動推定を行う。機器の稼動推定方法については、上記実施の形態１と同様である。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４について説明する。

図１０には、この実施の形態に係る安否推定システム１の概略的な構成が示されている。図１０に示すように、この実施の形態に係る安否推定システム１は、機器稼動推定装置２の構成要素として、機器電力データベース３２をさらに備えている点が上記実施の形態２、３と異なる。以下、この実施の形態について、上記実施の形態２、３と異なる要素について詳細に説明する。

機器電力データベース３２は、稼動推定対象となる電気機器の稼動時の電力に関する情報（有効電力、無効電力、力率）をデータベースとしてあらかじめ保持している。この実施の形態４に係る機器稼動推定装置２は、機器稼動推定部２７での推定のために求められた電力に関する情報と機器電力データベース３２内に格納された機器稼動推定対象電気機器の電力に関する情報とを比較し、一致あるいは近似する情報があった場合に、その情報に対応する電気機器を、稼動中の電気機器として推定する。

どの程度のずれを近似しているとみなすかは、適宜調整することができるが、例えば、両消費電力を示す波形データ相関係数が閾値以上であれば、両者は近似しているとみなすことができる。

電気機器の稼動推定結果から、居住者の安否推定、警告発信を行う処理については、実施形態１に示した動作と同様である。

以上詳細に説明したように、この実施の形態に係る安否推定システム１は、機器稼動状態の電力値をデータベースとして保持している情報と現在の消費電力に関する情報とを比較することにより、機器の稼動状態を推定する。このようにすれば、居住者の安否推定に必要な演算処理を簡略化することができるので、稼働機器を推定するのに要する処理時間を短縮することができる。

なお、上記実施の形態において、実行されるプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述のスレッドを実行するシステムを構成することとしてもよい。

また、プログラムをインターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、ダウンロード等するようにしてもよい。

また、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、ダウンロード等してもよい。

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

この発明は、電力需要家内の居住者の安否の確認に好適である。

１ 安否推定システム
２ 機器稼働推定装置
３ 分電盤
４ 電灯線
５ａ〜５ｇ 電気機器
６ ゲートウエイ
７ 引き込み口
８ 引き込み線
９ 電力需要家
１０ 広域通信網
１１ センターサーバ
１２ 電力系統
２１ 電圧計測部
２２ 電流計測部
２３ 電流センサ
２４ 電力演算部
２５ 計測値保存部
２６ 計測値平均化部
２７ 機器稼働推定部
２８ 安否状態推定部
２９ 警告部
３０ 通信部
３１ 演算部
３２ 機器電力データベース
４１ 第１の電圧計測回路
４２ 第２の電圧計測回路
５１ 第１の電流計則回路
５２ 第２の電圧計測回路

Claims (9)

1. 電力系統から引き込み口を介して電力需要家内で稼働する電気機器に供給される全体の電圧を計測する電圧計測部と、
   前記引き込み口を介して流れる電流を計測する電流計測部と、
   前記電圧計測部から得られる電圧の計測値と、前記電流計測部から得られる電流の計測値とに基づいて、前記電力需要家の全体の電力に関する情報を求める電力演算部と、
   前記電力演算部で求められた電力に関する情報から得られる前記消費電力の時間変化と、皮相電力に対する有効電力の割合である力率とに基づいて、前記電力需要家内で人の操作により稼動する電気機器の稼動状態を推定する機器稼働状態推定部と、
   を備える機器稼動推定装置。
2. 前記電圧計測部から得られる電圧の計測値と、前記電流計測部から得られる電流の計測値と、前記電力演算部で求められた消費電力の計測値を保存する計測値保存部と、
   前記計測値保存部に保存された計測値を、所定の時間で平均化する計算値平均化部と、
   をさらに備え、
   前記機器稼働状態推定部は、
   前記計算値平均化部で平均化された前記消費電力の時間変化と前記力率とに基づいて、前記電力需要家内で人の操作により稼動する電気機器の稼動状態を推定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の機器稼働推定装置。
3. 前記機器稼働状態推定部は、
   前記消費電力の時間変化量が正で、かつ、力率が所定範囲にある場合に、人の操作により稼動する家電機器が稼働していると推定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に機器稼働推定装置。
4. 前記所定範囲が、０．５以上０．８以下である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の機器稼働推定装置。
5. 電気機器の稼働時における消費電力の時間変化と力率とを含む電力に関する情報を、電気機器に対応づけて記憶する機器電力データベースをさらに備え、
   前記機器稼働状態推定部は、
   推定のために求められた前記消費電力に関する情報と、前記機器電力データベースに記憶された前記消費電力に関する情報とを比較することにより、稼働する家電機器を推定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の機器稼働推定装置。
6. 前記電圧計測部は、
   複数の電力系統各々について、全体の電圧を計測し、
   前記電流計測部は、
   前記複数の電力系統各々について、全体の電流を計測し、
   前記電力演算部は、
   前記複数の電力系統各々について、全体の電力を求め、
   前記機器稼働状態推定部は、
   前記複数の電力系統各々から得られる前記消費電力の時間変化と、皮相電力に対する有効電力の割合である力率とに基づいて、前記電力需要家内で人の操作により稼動する電気機器の稼動状態を推定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の機器稼働推定装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の機器稼働推定装置と、
   前記機器稼働推定装置の推定結果に基づいて、前記電力需要家の居住者の安否状態を推定する安否情報推定装置と、
   前記安否情報推定装置の推定結果に基づいて警告を発する警告装置と、
   を備える安否推定システム。
8. 電力系統から引き込み口を介して電力需要家内で稼働する電気機器に供給される全体の電圧を計測する電圧計測部と、前記引き込み口を介して流れる電流を計測する電流計測部と、を用いて電気機器の稼働状態を推定する機器稼動推定方法であって、
   コンピュータが、前記電圧計測部から得られる電圧の計測値と、前記電流計測部から得られる電流の計測値とに基づいて、前記電力需要家の全体の電力に関する情報を求める電力演算工程と、
   コンピュータが、前記電力演算工程で求められた電力に関する情報から得られる前記消費電力の時間変化と、皮相電力に対する有効電力の割合である力率とに基づいて、前記電力需要家内で人の操作により稼動する電気機器の稼動状態を推定する機器稼働状態推定工程と、
   を含む機器稼動推定方法。
9. 電力系統から引き込み口を介して電力需要家内で稼働する電気機器に供給される全体の電圧を計測する電圧計測部と、前記引き込み口を介して流れる電流を計測する電流計測部と、を用いて電気機器の稼働状態を推定するコンピュータを、
   前記電圧計測部から得られる電圧の計測値と、前記電流計測部から得られる電流の計測値とに基づいて、前記電力需要家の全体の電力に関する情報を求める電力演算部、
   前記電力演算部で求められた電力に関する情報から得られる前記消費電力の時間変化と、皮相電力に対する有効電力の割合である力率とに基づいて、前記電力需要家内で人の操作により稼動する電気機器の稼動状態を推定する機器稼働状態推定部、
   として機能させるプログラム。

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