JP2019165576A - 負荷推定装置および電力供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易な方法で一つまたは複数の負荷を精度良く推定すること。【解決手段】負荷推定装置は、発電機に接続された負荷に供給される電圧と電流を計測し、前記計測された電圧の計測値と電流の計測値から前記負荷の特徴量を演算し、前記演算された特徴量と、記憶手段に記憶されている負荷ごとの特徴量とに基づき、前記発電機に接続されている複数の負荷を推定する。さらに、負荷推定装置は、前記記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を前記記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有している。【選択図】図７

Description

本発明は可搬型の発電機や可搬型の蓄電池などの電力供給装置に接続される負荷を推定する負荷推定装置に関する。

発電機には様々な負荷（電気機器）が接続される。エンジン駆動式の発電機では燃料がなくなれば、発電することができない。たとえば、炊飯器が炊飯を完了する前に燃料切れになると、ご飯ができないばかりか、お米が無駄になってしまう。そのため、発電機に接続された負荷の種類や名称が推定できれば、負荷に十分に電力を供給できるほど燃料が残っているかどうかも判定可能となろう。

特許文献１によれば電流の基本波や高調波と電気機器の動作状態とをニューラルネットワークに学習させることで電気機器の動作状態を判別することが記載されている。特許文献２によれば電流の基本波や高調波を周波数解析することで負荷が稼働状態かどうかを判定することが記載されている。

特開２０００−２９２４６５号公報 特開２００７−００３２９６号公報

特許文献１によればニューラルネットワークに学習させるために膨大な数の供試データが必要となってしまう。そもそも、特許文献１は負荷の種類を特定するものではない。特許文献２では周波数解析が必要となるため、演算量が膨大となる。また、特許文献２も負荷の種類を特定するものではない。そこで、本発明は、より簡易な方法で一つまたは複数の負荷を精度良く推定することを目的とする。

本発明は、たとえば、
発電機に接続された負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から前記負荷の特徴量を演算する演算手段と、
負荷ごとの特徴量を予め記憶した記憶手段と、
前記演算手段により演算された特徴量と、前記記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、前記発電機に接続されている負荷を推定する負荷推定手段と、
を有し、
前記負荷推定手段は、前記記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を前記記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していることを特徴とする負荷推定装置を提供する。

本発明によれば、より簡易な方法で一つまたは複数の負荷を精度良く推定することが可能となる。

電力供給装置の構成例を説明する図 電力供給装置の構成例を説明する図 電力供給装置の構成例を説明する図 電力供給装置の制御回路を説明するブロック図 特徴量データに含まれうる特徴量マップを説明する図 電力データを説明する図 負荷推定方法を示すフローチャート 負荷登録を含む負荷推定処理を示すフローチャート 特徴量マップにおける新たな負荷の判定手法を説明する図

［電力供給装置］
電力供給装置は一つ以上の負荷（電気機器）に対して電力を供給可能な装置である。電力供給装置は、たとえば、エンジン駆動発電機、蓄電池、または、蓄電池付のエンジン駆動発電機などである。このように、電力供給装置は、可搬型の電力供給装置であってもよい。たとえば、電力供給装置は、キャンプ場などの野外で使用可能であってもよい。このような電力供給装置は、商用の交流電源から電力の供給を受けておらず、商用の交流電源から独立している。たとえば、エンジン駆動発電機は、燃料が残っている間に限り、負荷に電力を供給できる。蓄電池であれば、充電量が残っている間に限り、負荷に電力を供給できる。また、蓄電池付のエンジン駆動発電機であれば、燃料および充電量が残っている間に限り、負荷に電力を供給できる。なお、負荷の種類に応じて定格消費電力や消費電力量は異なる。たとえば、炊飯器は炊飯開始期間において多くの電力を消費し、蒸らし期間においてはより少ない電力を消費する。なお、炊飯器が炊飯を開始してから完了するまでに必要とする典型的な電力量は既知である。電気ケトルについても規定量の水を沸騰させるまでに必要とする電力量は既知である（標高に依存した沸点がさらに考慮されてもよい）。したがって、負荷を推定することができれば、燃料の残量などに基づき、電気機器が主要目的（例：炊飯、湯沸しなどの典型的な作業）を達成できるかどうかが判定可能となる。なお、照明やヒータ、エアコンプレッサーなど使用時間がユーザによって大きく異なる製品もある。このような場合には、電気機器の定格消費電力と燃料の残量などに基づき、電気機器を連続運転可能な時間が演算可能である。ユーザはこの連続運転時間を参考にして、いずれかの負荷を停止させることで、特定の負荷を優先的に稼働させてもよい。

図１は電力供給装置１を示すブロック図である。エンジン発電機２は燃料タンク１５から供給される燃料にしたがって動作するエンジンにより発電機を駆動して発電する発電機である。燃料は、たとえば、ガソリン、液化石油ガス、水素などである。電源回路３は、エンジン発電機２により発電された電圧を所定の交流や直流に変換する回路である。ＡＣ／ＤＣ回路４は、エンジン発電機２により発電された交流を整流および平滑する整流平滑回路などを有している。インバータ回路５は、ＡＣ／ＤＣ回路４から出力される直流を所定周波数の安定した交流に変換する回路である。計測回路６は、ＡＣアウトレット７に接続された負荷１７に供給される交流電圧と交流電流とを計測し、計測結果を制御回路１１に出力する。ＡＣアウトレット７は、複数の負荷１７を接続可能とするために複数のレセプタクルを有していてもよい。また、ＡＣアウトレット７に電源タップが接続され、電源タップに複数の負荷１７が接続されてもよい。ＤＣ／ＤＣ回路９は、ＡＣ／ＤＣ回路４から出力される直流電圧のレベルを変換して、制御回路１１などに動作電圧を供給したり、ＤＣアウトレット１０から出力したりする。制御回路１１は、電源回路３、通信回路１２および表示装置１３などを制御する回路である。通信回路１２は、有線または無線を介してスマートフォン１８やＰＣ（パーソナルコンピュータ）１９と通信する回路である。ＰＣ１９はインターネットに接続されたサーバ装置であってもよい。表示装置１３はユーザに対して負荷の種類を示す情報や連続運転可能時間などを出力する。表示装置１３はタッチパネル型の入力装置を有していてもよい。残量センサ１６は燃料タンク１５に収容されている燃料の残量を測定し、測定結果を制御回路１１に出力する。制御回路１１は、計測回路６の計測結果に基づき複数の負荷の特徴量を演算し、この特徴量に基づき複数の負荷（種類や名称など）を推定する。制御回路１１は、燃料の残量や負荷の消費電力に基づき、負荷の連続運転可能時間を決定する。

図２はエンジン発電機２の代わりに蓄電池１４を採用した電力供給装置１を示している。図２において図１と共通する部分の説明は省略される。蓄電池１４は、たとえば、４８Ｖなどの直流電圧をインバータ回路５やＤＣ／ＤＣ回路９に出力する。残量センサ１６は、蓄電池１４の電圧［Ｖ］を監視することで、蓄電池１４の充電量（Ａｈ）を測定する。一般に蓄電池１４の充電量と電圧とは相関関係にある。残量センサ１６はこの相関関係にしたがって蓄電池１４の電圧を充電量に変換する。制御回路１１は、蓄電池の残量や負荷の消費電力に基づき、負荷を連続的に運転できる時間（以下、連続運転時間）を決定する。

図３はエンジン発電機２および蓄電池１４を有した電力供給装置１を示している。図３において図１や図２と共通する部分の説明は省略される。残量センサ１６は燃料タンク１５に保持されている燃料の残量を計測するとともに、蓄電池１４の充電量を計測する。インバータ回路５はＡＣ／ＤＣ回路４により生成された直流または蓄電池１４から供給された直流を交流に変換する。充電回路８はエンジン発電機２により発電された電力に基づき蓄電池１４を充電する。図３に示された電力供給装置１は、燃料が無くなった後も、蓄電池１４に蓄えられている電力を負荷１７に供給可能となる。制御回路１１は、燃料の残量、充電量および負荷の消費電力に基づき、負荷の連続運転時間を決定する。

図１、図２および図３によれば、電源回路３、制御回路１１、残量センサ１６、通信回路１２および表示装置１３は負荷推定装置１００を形成している。

［制御回路］
図４は制御回路１１を示している。図４において破線により示された部分はオプションである。ＣＰＵ２１は、記憶装置２２に記憶されている制御プログラムにしたがって電力供給装置１を制御するプロセッサ回路（中央演算処理装置）である。記憶装置２２は、不揮発性メモリ（ＲＯＭ:リードオンリーメモリ）や揮発性メモリ（ＲＡＭ：ランダムアクセスメモリ）などを有する記憶回路である。

ＣＰＵ２１は、制御プログラムを実行することで実現される複数の機能を有している。なお、これらの機能はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）やＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などのハードウエア回路により実現されてもよい。特徴量演算部２３は計測回路６により計測された電圧の計測値と電流の計測値から複数の負荷の特徴量を演算する。特徴量は、たとえば、皮相電力および力率である。力率は有効電力を皮相電力で除算することで得られるか、電圧と電流との位相差の余弦（ｃｏｓθ）として求められる。後者の場合、計測回路６は位相差θを計測する。さらに、特徴量は、負荷が起動してから安定して動作するまでに必要となる時間である安定時間や、負荷が起動するときに負荷に流れる起動電流のピーク値を含んでもよい。記憶装置２２は特徴量データ２６と電力データ２７とを記憶している。特徴量データ２６は、負荷の種類または名称と、負荷の特徴量とを関連付けて保持するデータである。とりわけ、本発明では、特徴量データ２６は、二以上の負荷の組み合わせごとの特徴量を有している。負荷推定部２４は、特徴量演算部２３により演算された特徴量と、記憶装置２２に記憶されている既知の特徴量とに基づき、電力供給装置１に接続されている複数の負荷を推定する。運転時間計算部２５は、負荷推定部２４により推定された複数の負荷の消費電力と、燃料の残量や充電量とに基づき、複数の負荷を継続運転できる時間（連続運転時間）を決定する。ＣＰＵ２１は連続運転時間を表示装置１３に表示させたり、通信回路１２を通じて外部の情報処理装置（通信端末）に送信し、外部の情報処理装置のディスプレイに表示させたりしてもよい。電力データ２７は、負荷ごとの定格消費電力や、負荷ごとに主要目的を達成するために必要となる電力量を含んでいてもよい。負荷数取得部２８は、ＡＣアウトレット７に接続されている負荷の個数を取得する。負荷の個数はユーザにより情報処理装置を通じて入力されてもよいし、ＡＣアウトレット７から出力される電流の時間変化に応じて負荷の個数が特定されてもよい。

［特徴量マップ］
図５は特徴量データ２６の一部を構成する特徴量マップを示している。ここでは、特徴量として皮相電力と力率が例示されている。図５には、単一の負荷の特徴量の座標と、二以上の負荷の組み合わせに対応する特徴量の座標とがドットにより示されている。もちろん、三以上の負荷の組み合わせに対応する特徴量の座標のドットは、特徴量マップの図示が煩雑になるため、省略されている。
特徴量Ｃ１は照明器具のみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ２は炊飯器のみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ４はコンプレッサーのみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ５は電気ケトルのみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ６はヒータのみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ７はドライヤーのみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ１２は照明器具と炊飯器との組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ１４は照明器具とコンプレッサーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ１５は照明器具と電気ケトルとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ１６は照明器具とヒータとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ１７は照明器具とドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ２４は炊飯器とコンプレッサーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ２５は炊飯器と電気ケトルとの組み合わせの特徴量を示している。
特徴量Ｃ２６は炊飯器とヒータとの組み合わせの特徴量を示している。
特徴量Ｃ２７は炊飯器とドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ４５はコンプレッサーと電気ケトルとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ４６はコンプレッサーとヒータとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ４７はコンプレッサーとドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ５６は電気ケトルとヒータとの組み合わせの特徴量を示している。
特徴量Ｃ５７は電気ケトルとドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ６７はヒータとドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。

負荷推定部２４は、特徴量演算部２３により演算された特徴量の座標と、記憶装置２２に記憶されている特徴量の座標との距離を計算し、最小の距離をもたらす記憶装置２２に記憶されている特徴量の座標を特定する。さらに、負荷推定部２４は、特定された特徴量に関連付けられている負荷の種類や名称（識別情報）を特定する。たとえば、負荷推定部２４は、最小の距離をもたらす特徴量をＣ５６であると特定すると、Ｃ５６に対応する負荷の識別情報として電気ケトルとヒータとを特徴量データ２６から抽出する。なお、特徴量を識別するための記号としてＣｉまたはＣｉｊが使用されているが、Ｃｉは、単一の負荷を識別するために使用され、Ｃｉｊは二つの負荷の組み合わせを識別するために使用されている。この命名規則にしたがえば、三つの負荷の組み合わせを識別するために使用される記号はＣｉｊｋと表記される。また、四つの負荷の組み合わせを識別するために使用される記号はＣｉｊｋｌと表記される。５つ以上の負荷の組み合わせについても同様の命名規則が採用されてもよい。なお、特徴量Ｃｉｊは特徴量Ｃｉと特徴量Ｃｊとをベクトル合成したものである。負荷数取得部２８が負荷の個数を取得している場合、負荷推定部２４は負荷の個数に応じた組み合わせの特徴量だけを比較対象として絞り込んでもよい。負荷の個数が２であれば、Ｃｉｊが比較対象とされる。負荷の個数が４であれば、Ｃｉｊｋｌが比較対象とされる。

［電力データ］
運転時間計算部２５は、基本的に、現在の負荷全体の消費電力の瞬時値［Ｗ］と、燃料の残量や充電量から求められた供給可能な電力量［Ｗｈ］とから残運転時間［ｈ］を計算し、時々刻々と表示装置１３または通信回路１２に出力する。しかし、次のような手法を用いて運転時間計算部２５は、連続運転時間を求めてもよい。

図６は電力データ２７の一例を示している。電力データ２７は、負荷ごとの定格消費電力と典型電力量とを保持している。典型電力量とは、電気機器の主要目的（典型作業）を達成するために必要となる最小限の電力量である。たとえば、炊飯器の典型電力量は、炊飯の開始から終了までに必要となる電力量である。たとえば、負荷推定部２４が、電力供給装置１に接続されている複数の負荷を電気ケトルと炊飯器であると推定すると、運転時間計算部２５は、電力データ２７を参照し、電気ケトルの定格消費電力と炊飯器の定格消費電力とを取得して、加算する。運転時間計算部２５は、燃料の残量や充電量から供給可能な電力量を算出する。さらに、運転時間計算部２５は、電気ケトルの定格消費電力と炊飯器の定格消費電力との和で供給可能な電力量を除算することで、連続運転時間を計算し、表示装置１３または通信回路１２に出力する。あるいは、運転時間計算部２５は、燃料の残量や充電量から供給可能な電力量を算出し、電気ケトルの典型電力量と炊飯器の典型電力量との和が供給可能な電力量よりも小さければ、電気ケトルと炊飯器とがそれぞれ主要目的を達成できることを示す情報を表示装置１３または通信回路１２に出力する。もし、電気ケトルの典型電力量と炊飯器の典型電力量との和が供給可能な電力量よりも小さければ、運転時間計算部２５は、電気ケトルと炊飯器とがそれぞれ主要目的を達成できないこことを示す情報（警告メッセージなど）を表示装置１３または通信回路１２に出力する。警告メッセージは音声メッセージや警告音として、スピーカやブザーから出力されてもよい。

［フローチャート］
図７はＣＰＵ２１が制御プログラムにしたがって実行する負荷推定方法を示している。

Ｓ１でＣＰＵ２１（特徴量演算部２３）は計測回路６を用いて負荷１７に供給される電圧の計測値と電流の計測値とを取得する。

Ｓ２でＣＰＵ２１（特徴量演算部２３）は電圧と電流の計測値を用いて負荷１７の特徴量（例：力率や皮相電力）を取得する。

Ｓ３でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、負荷１７の特徴量に近い既知の特徴量を探索することで、負荷１７を推定する。上述したように、記憶装置２２は、既知の特徴量を有する特徴量データ２６を記憶している。したがって、負荷推定部２４は負荷１７の特徴量に近い既知の特徴量を特徴量データ２６から特定し、特定した既知の特徴量に関連付けられている負荷の識別情報を取得する。負荷の識別情報は、たとえば、負荷の名称や種類、Ｃｉ，Ｃｉｊなどであってもよい。

Ｓ４でＣＰＵ２１（負荷推定部２４または運転時間計算部２５）は、推定された負荷の消費電力を電力データ２７から取得する。図６が示すように、電力データ２７は負荷の識別情報に対応した定格消費電力を保持している。よって、運転時間計算部２５は負荷の識別情報に対応した定格消費電力を電力データ２７から取得する。負荷推定部２４が複数の負荷の組み合わせを推定した場合（例：ＣｉｊやＣｉｊｋが推定された場合）、運転時間計算部２５は複数の負荷のそれぞれの定格消費電力を電力データ２７から取得する。

Ｓ５でＣＰＵ２１（運転時間計算部２５）は、電力供給装置１から供給可能な電力量を求める。図１の電力供給装置１であれば、運転時間計算部２５は残量センサ１６により検知された燃料の残量に基づき電力供給装置１から供給可能な電力量を演算する。図２の電力供給装置１であれば、運転時間計算部２５は残量センサ１６により検知された蓄電池１４の充電量に基づき電力供給装置１から供給可能な電力量を演算する。図３の電力供給装置１であれば、運転時間計算部２５は、残量センサ１６により検知された燃料の残量と残量センサ１６により検知された蓄電池１４の充電量とに基づき電力供給装置１から供給可能な電力量を演算する。なお、残量センサ１６の測定結果を電力量に変換する数式または関数は、記憶装置２２に記憶されていてもよい。

Ｓ６でＣＰＵ２１（運転時間計算部２５）は、供給可能な電力量を負荷の定格消費電力で除算することで、推定された負荷についての連続運転時間を求める。なお、負荷の定格消費電力に代えて、負荷全体の消費電力の瞬時値が使用されてもよい。連続運転時間とは、推定された負荷が連続して（継続的に）稼働可能な時間である。

Ｓ７でＣＰＵ２１（運転時間計算部２５）は、連続運転時間を表示装置１３や通信回路１２に出力する。運転時間計算部２５は負荷の識別情報とともに連続運転時間を出力してもよい。また、運転時間計算部２５は、供給可能な電力量が、推定された負荷の典型電力量以上であるかどうかを判定することで、推定された負荷が主要目的（負荷の典型的な動作）を完了できるかを判定してもよい。仮に、供給可能な電力量が、推定された負荷の典型電力量未満であれば、運転時間計算部２５は、推定された負荷が主要目的（負荷の典型的な動作）を完了できないことを示す警告を出力してもよい。たとえば、炊飯器が炊飯を完了できないことを示す警告が出力されてもよい。

［負荷登録モード］
ところで、電化製品の種類は年々増加している。そのため、電力供給装置１に接続される可能性のある電化製品の数も増加する。一方で、負荷推定部２４は特徴量データ２６に登録されている負荷と同一または類似した負荷を推定することができる。つまり、負荷推定部２４は特徴量データ２６に登録されていない負荷を正確に推定することが難しい。そこで、負荷推定部２４は負荷の学習機能を有してもよい。

図８はＳ３に関連した負荷推定処理を示している。
・Ｓ１１でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、負荷１７の特徴量に近い既知の特徴量を探索することで、負荷１７を推定する。上述したように、記憶装置２２は、既知の特徴量を有する特徴量データ２６を記憶している。したがって、負荷推定部２４は負荷１７の特徴量に近い既知の特徴量を特徴量データ２６から特定し、特定した既知の特徴量に関連付けられている負荷の識別情報を取得する。つまり、負荷推定部２４は負荷１７の特徴量と、記憶装置２２に記憶されている複数の特徴量との間のそれぞれの距離を求め、そのうち最短距離となった既知の特徴量および負荷を発見する。
・Ｓ１２でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、負荷１７が新たな負荷であるかどうかを判定する。たとえば、負荷推定部２４は、図５に示された特徴量マップにおける負荷１７の特徴量と、推定された負荷の特徴量との距離を求め、当該距離が閾値を超えているかどうかを判定する。この閾値は、新たな負荷と既存の負荷とを区別するための閾値であり、予め定められている。

図９は新たな負荷を判定する手法を示す図である。図９において図５と共通する事項の説明は省略される。ｔｈは新たな負荷を判定するための閾値である。ここで電力供給装置１に接続された負荷１７として負荷ｘの特徴量Ｃｘと負荷ｙの特徴量Ｃｙとが示されている。負荷推定部２４は、負荷ｘの特徴量Ｃｘに対して最も近い特徴量Ｃ４を求める。ここで、特徴量Ｃｘと特徴量Ｃ４との距離ｄｘは、特徴量Ｃｘと他の特徴量Ｃ１４他との距離よりも短い。つまり、距離ｄｘは最短距離である。負荷推定部２４は、距離ｄｘが閾値ｔｈを超えていないかどうかを判定する。図９が示すように、負荷Ｃ４の特徴量Ｃ４を中心として、半径がｔｈである円の内部に、負荷ｘの特徴量Ｃｘが存在する。よって、負荷推定部２４は負荷ｘを、既知の負荷（例：コンプレッサー）と推定する。一方で、負荷推定部２４は、負荷ｙの特徴量Ｃｙに対して最も近い特徴量Ｃ４を求める。特徴量Ｃｙと特徴量Ｃ４との間の距離ｄｙは閾値ｔｈを超えている。よって、負荷推定部２４は負荷ｙを新たな負荷と判定する。

負荷推定部２４は、距離が閾値を超えていれば、負荷１７を新たな負荷であると判定し、Ｓ１３に進む。一方、負荷推定部２４は、距離が閾値を超えていなければ、負荷１７を既存の負荷であると判定し、Ｓ１３およびＳ１４をスキップしてＳ４に進む。
・Ｓ１３でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、新たな負荷の識別情報などを取得する。たとえば、負荷推定部２４は、通信回路１２に接続されたスマートフォン１８から新たな負荷の識別情報、定格消費電力および典型電力量を取得してもよい。ユーザは負荷に刻印または印刷されている仕様情報を読み取り、スマートフォン１８のキーボードを操作するか、音声入力を利用して、負荷に関する情報を入力する。負荷推定部２４は、通信回路１２に接続されたＰＣ１９などのサーバ装置から、負荷に関する情報を取得してもよい。
・Ｓ１４でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、新たな負荷を特徴量データ２６と電力データ２７に登録する。たとえば、負荷推定部２４は負荷１７の特徴量と負荷の識別情報とを関連付けて特徴量データ２６に登録する。さらに、負荷推定部２４は負荷の識別情報、定格消費電力および典型電力量を関連付けて電力データ２７に登録する。なお、負荷推定部２４は既存の負荷の特徴量と新たな負荷の特徴量とを合成して合成特徴量を求め、合成特徴量を特徴量データ２６に追加してもよい。負荷推定部２４は、通信回路１２に接続されたサーバ装置に対して新たな負荷の特徴量、識別情報、定格消費電力および典型電力量などに関する情報をアップロードしてもよい。これにより、他の電力供給装置１の負荷推定部２４は、未知の負荷が電力供給装置１に接続していることを発見すると、サーバに未知の負荷の特徴量を送信することで、サーバ装置から未知の負荷の識別情報、定格消費電力および典型電力量などに関する情報を取得して、特徴量データ２６に追加してもよい。

このように負荷推定部２４が学習モードを有しているため、新しい負荷であっても精度よく負荷を推定することが可能となり、かつ、負荷を継続運転できる時間も精度よく求めることが可能となる。

なお、負荷推定部２４の学習モードは図７に示されたフローチャートから独立して実行されてもよい。たとえば、ユーザがスマートフォン１８を操作し、ＣＰＵ２１（負荷推定部２４）に対して学習モードを開始するよう指示してもよい。負荷推定部２４は、スマートフォン１８や表示装置１３に、新たな負荷を単独で接続するようユーザに促すガイダンスを出力してもよい。複数の負荷が接続されていると、特徴量演算部２３が新たな負荷の特徴量を正しく演算できなくなってしまうからである。その後、負荷推定部２４は、Ｓ１３およびＳ１４を実行する。

［まとめ］
第１態様によれば、負荷推定装置１００が提供される。計測回路６は発電機に接続された一つまたは複数の負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段の一例である。特徴量演算部２３は計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から一つまたは複数の負荷の特徴量を演算する演算手段の一例である。記憶装置２２は一つまたは二以上の負荷の組み合わせごとの特徴量を予め記憶した記憶手段の一例である。負荷推定部２４は演算手段により演算された特徴量と、記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、発電機に接続されている一つまたは複数の負荷を推定する負荷推定手段の一例である。第一態様によれば、より簡易な方法で一つまたは複数の負荷を精度良く推定することが可能となる。さらに、負荷推定部２４は記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していてもよい。これにより、負荷の推定精度と負荷の連続運転時間の推定精度が向上しよう。

第２態様によれば、残量センサ１６は、発電機の燃料タンク１５に収容されている燃料の残量を測定する測定手段の一例である。運転時間計算部２５は負荷推定手段により推定された一つまたは複数の負荷の消費電力と、燃料の残量とに基づき、一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を決定する決定手段の一例である。通信回路１２や表示装置１３は一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を出力する出力手段の一例である。これによりユーザは一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を把握できるようになる。

第３態様によれば、発電機は、当該発電機により充電され、かつ、一つまたは複数の負荷に電力を供給する蓄電池１４を有してもよい。運転時間計算部２５は、負荷推定手段により推定された一つまたは複数の負荷の消費電力と、燃料の残量と、蓄電池の充電量とに基づき、負荷を継続運転できる時間を決定してもよい。このように、電力は発電機と蓄電池との双方から時間的に並列に、または、時間的に直列に提供されてもよい。この場合であってもユーザは一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を把握できるようになる。

第４態様によれば、特徴量は皮相電力および力率を含んでもよい。皮相電力や力率は、安定時間などの特徴量と比較して、比較的に短時間で取得可能である。よって、より短時間で一つまたは複数の負荷が推定可能となる。たたし、特徴量はさらに安定時間や起動電流のピーク値を有していてもよい。記憶装置２２は、単一の負荷についての特徴量Ｃｉと、二以上の負荷の組み合わせについての特徴量Ｃｉｊ、Ｃｉｊｋ、・・・を記憶していてもよい。負荷推定部２４は、演算手段により演算された特徴量に近い単一の負荷についての特徴量が記憶手段に記憶されていない場合に、演算手段により演算された特徴量に近い二以上の負荷の組み合わせについての特徴量を探索してもよい。これにより、負荷推定部２４は、複数の負荷を推定してもよい。このように単一の負荷に負荷候補が存在しない場合、徐々に負荷の個数を増加しながら、二以上の負荷の組み合わせからなる負荷候補の特徴量が調査されてもよい。負荷数取得部２８は、発電機に接続されている負荷の個数を取得する取得手段の一例である。負荷推定部２４は、演算手段により演算された特徴量と比較される対象を、記憶手段に記憶されている二以上の負荷の組み合わせについての特徴量のうち、取得手段により取得された個数の負荷の組み合わせの特徴量に絞り込んでから、複数の負荷を推定してもよい。このように比較対象が絞り込まれれば、さらに、短時間で負荷推定が完了可能となろう。なお、特徴量は負荷の起動時における電流波形などであってもよい。ここで例示された複数種類の特徴量うち一種類だけが使用されてもよいし、二種類以上の組み合わせが使用されてもよい。

第５態様によれば、負荷推定装置は、電力供給装置に接続された一つまたは複数の負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段と、計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から一つまたは複数の負荷の特徴量を演算する演算手段と、一つまたは二以上の負荷の組み合わせごとの特徴量を予め記憶した記憶手段と、演算手段により演算された特徴量と、記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、電力供給装置に接続されている一つまたは複数の負荷を推定する負荷推定手段と、を有してもよい。第５態様によれば、より簡易な方法で複数の負荷を精度良く推定することが可能となる。さらに、負荷推定部２４は記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していてもよい。さらに、負荷推定部２４は記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していてもよい。

第６態様によれば、負荷推定装置は、電力供給装置が供給可能な電力の量を測定する測定手段と、負荷推定手段により推定された一つまたは複数の負荷の消費電力と、電力の量とに基づき、負荷を継続運転できる時間を決定する決定手段と、負荷を継続運転できる時間を出力する出力手段とを有してもよい。これによりユーザは一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を把握できるようになる。

第７態様によれば、負荷推定手段は、演算手段により演算された特徴量と、記憶手段に記憶されている複数の特徴量との間の距離のうち最短となる距離が閾値を超えている場合に、負荷登録モード（例：Ｓ１３、Ｓ１４）を実行してもよい。このように、既知の負荷の特徴量と、電力供給装置１に接続された負荷の特徴量との距離が閾値を超えている場合、その負荷は新たな負荷である可能性が高い。よって、ユーザの指示を待たずに、負荷登録モードが開始されてもよい。これによりユーザの負担が軽減されよう。

第８態様によれば、負荷推定装置は負荷登録の指示を入力する入力装置をさらに有してもよい。入力装置は制御回路１１に接続された表示装置１３（タッチパネル入力装置）であってもよいし、通信回路１２を介しては制御回路１１に接続されたスマートフォン１８やＰＣ１９であってもよい。負荷推定手段は、入力装置を介して負荷登録の指示が入力されると、負荷登録モードを実行してもよい。このように、ユーザが負荷登録の指示を入力してもよい。ユーザは、電力供給装置１に接続した負荷が新規な負荷であるかどうかを知っている可能性が高い。よって、ユーザの指示をトリガーとして負荷登録モードを開始すれば、より精度よく新たな負荷の特徴量を登録することが可能となろう。

第９態様によれば、電力供給装置は、発電機、蓄電池または蓄電池付の発電機であってもよい。このように、第９態様によれば、様々な電力供給装置のための負荷推定装置が提供される。

第１０態様によれば、第１の態様から第９の態様までのいずれか一つの態様に記載の負荷推定装置を有することを特徴とする電力供給装置１が提供される。このように負荷推定装置は電力供給装置１に組み込まれて提供されてもよい。

Claims (10)

1. 発電機に接続された負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から前記負荷の特徴量を演算する演算手段と、
   負荷ごとの特徴量を予め記憶した記憶手段と、
   前記演算手段により演算された特徴量と、前記記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、前記発電機に接続されている負荷を推定する負荷推定手段と、
   を有し、
   前記負荷推定手段は、前記記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を前記記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していることを特徴とする負荷推定装置。
2. 前記発電機の燃料タンクに収容されている燃料の残量を測定する測定手段と、
   前記負荷推定手段により推定された負荷の消費電力と、前記燃料の残量とに基づき、前記負荷を継続運転できる時間を決定する決定手段と、
   前記負荷を継続運転できる時間を出力する出力手段と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の負荷推定装置。
3. 前記発電機は、当該発電機により充電され、かつ、前記負荷に電力を供給する蓄電池をさらに備え、
   前記決定手段は、前記負荷推定手段により推定された負荷の消費電力と、前記燃料の残量と、前記蓄電池の充電量とに基づき、前記負荷を継続運転できる時間を決定するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の負荷推定装置。
4. 前記特徴量は皮相電力および力率を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の負荷推定装置。
5. 電力供給装置に接続された負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から前記負荷の特徴量を演算する演算手段と、
   負荷ごとの特徴量を予め記憶した記憶手段と、
   前記演算手段により演算された特徴量と、前記記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、前記電力供給装置に接続されている負荷を推定する負荷推定手段と、
   を有し、
   前記負荷推定手段は、前記記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を前記記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していることを特徴とする負荷推定装置。
6. 前記電力供給装置が供給可能な電力の量を測定する測定手段と、
   前記負荷推定手段により推定された負荷の消費電力と、前記電力の量とに基づき、前記負荷を継続運転できる時間を決定する決定手段と、
   前記負荷を継続運転できる時間を出力する出力手段と
   を有することを特徴とする請求項５に記載の負荷推定装置。
7. 前記負荷推定手段は、前記演算手段により演算された特徴量と、前記記憶手段に記憶されている複数の特徴量との間の距離のうち最短となる距離が閾値を超えている場合に、前記負荷登録モードを実行することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の負荷推定装置。
8. 負荷登録の指示を入力する入力装置をさらに有し、
   前記負荷推定手段は、前記入力装置を介して負荷登録の指示が入力されると、前記負荷登録モードを実行することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の負荷推定装置。
9. 前記電力供給装置は発電機、蓄電池または蓄電池付の発電機であることを特徴とする請求項５または６に記載の負荷推定装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか一項に記載の負荷推定装置を有することを特徴とする発電機。

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