JP5295322B2 - 電気機器の状態を識別する電力監視装置とその電力監視方法、及び電力監視システム - Google Patents
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Description
100 ビル
110-1〜110-5 電気機器
210 測定モジュール
220 変化検出およびサーチモジュールならびに電気機器シグネチャデータベース
310 フィルターユニット
320 アンチエイリアスフィルター(anti-alias filter)
330 ローパスフィルター
340 電力消費特徴測定ユニット
350 サーチユニット
360 メモリーユニット
610 コンセントに設置された負荷検出ユニット
620 インターネット
630 サーチモジュールおよび電気機器シグネチャデータベース
710 変化検出ユニット
720 伝送インターフェースユニット
800, 1000 電力監視システム
S410〜S1550 ステップ
TP 主電源
P2〜P5 第2電源〜第5電源
G1〜G5 第1電気機器グループ〜第5電気機器グループ
ITP 主電源の電流
VTP 主電源の電圧
VW1 主電源TPで電力監視装置80-1により検出された電圧波
VW2 第2電源P2で電力監視装置80-2により検出された電圧波
△T タイムインターバル
IW1 主電源TPで電力監視装置80-1により検出された電流波
IW2 第2電源P2で電力監視装置80-2により検出された電流波
IWC 第1電気機器変化の正味電流波
Claims (21)
- ユーザーフィードバックに基づいて電気機器の状態を識別する電力監視装置であって、
電源の電力消費特徴を測定し、電力を複数の電気機器に供給する測定モジュールと、
前記測定モジュールに結合され、前記電力消費特徴の変化を検出および計算する変化検出およびサーチモジュールならびに電気機器シグネチャデータベースと、を含み、
前記変化検出およびサーチモジュールは、前記変化が検出されると、前記変化によって、前記電気機器シグネチャデータベースをサーチして、前記変化に類似する1つ又はそれ以上の候補電気機器と前記候補電気機器の状態または複数の候補電気機器の状態の組み合わせとを得る電力監視装置において、
前記変化検出およびサーチモジュールは、
前記電気機器シグネチャデータベースを格納するメモリーユニットと、
前記メモリーユニットに結合され、前記電力消費特徴の特性パラメーターリストおよび前記電力消費特徴の以前の前記特性パラメーターリストによって、前記変化の変化特性パラメーターリストを検出かつ計算するサーチユニットと、を含み、
前記サーチユニットは、前記変化がしきい値より大きい場合、前記変化特性パラメーターリストによって、前記電気機器シグネチャデータベースをサーチして、前記変化に類似する1つ又はそれ以上の候補電気機器と前記候補電気機器の状態または複数の候補電気機器の状態の組み合わせとを得るものであり、
前記変化検出およびサーチモジュールならびに前記電気機器シグネチャデータベースは、前記変化によって、前記電気機器シグネチャデータベース内の複数の電力消費シグネチャをサーチするとともに、前記電力消費シグネチャを比較して、照合結果および電気機器サーチ結果を生成し、
前記電気機器サーチ結果は、少なくとも1つの候補電気機器情報を含み、
前記変化検出およびサーチモジュールは、
前記ユーザーが積極的に少なくとも1つの正しい電気機器情報を要請する場合、少なくとも1つの前記正しい電気機器情報を得て、少なくとも1つの前記正しい電気機器情報ならびに前記変化に対応する前記電気機器シグネチャデータベースを更新し、
前記ユーザーが積極的に要請せず、かつ前記照合結果が照合しきい値内にある場合、前記変化に類似する少なくとも1つの対応する候補電気機器およびその状態を得て、
前記ユーザーが積極的に要請せず、かつ前記照合結果が照合しきい値内にない場合、前記変化を、前記電気機器シグネチャデータベース内に格納された未知の電気機器の未知の状態に設定する電力監視装置。 - 前記測定モジュールは、
前記電源の前記電力消費特徴を測定し、前記電力消費特徴内のノイズを除去するフィルターユニットと、
前記フィルターユニットに結合され、前記電力消費特徴をサンプリングして前記電力消費特徴の特性パラメーターリストを得る電力消費特徴測定ユニットと、
を含む請求項1記載の電力監視装置。 - 前記変化検出およびサーチモジュールならびに前記電気機器シグネチャデータベースは、
前記電力消費特徴の前記特性パラメーターリストおよび前記電力消費特徴の以前の特性パラメーターによって、前記変化の変化特性パラメーターリストを検出かつ計算し、前記変化がしきい値より大きい場合、変化シグネチャパケットを生成する変化検出ユニットであって、前記変化シグネチャパケットは前記変化特性パラメーターリストを含む、変化検出ユニットと、
前記変化検出ユニットに結合され、前記変化シグネチャパケットをインターネット伝送経路を介して伝送する伝送インターフェースユニットと、
インターネット伝送経路を介して前記変化シグネチャパケットを受信し、前記変化特性パラメーターリストによって前記電気機器シグネチャデータベースをサーチして、前記変化に類似する1つ又はそれ以上の候補電気機器と前記候補電気機器の状態または複数の候補電気機器の状態の組み合わせとを得るサーチモジュールと、
を含む請求項2記載の電力監視装置。 - 前記変化特性パラメーターリストは、変化電流波、過渡電流波、電圧二乗平均平方根値、電流二乗平均平方根値、有効電力(active power)、および無効電力(reactive power)を含む請求項3記載の電力監視装置。
- 複数の負荷検出ユニットをさらに含み、
前記負荷検出ユニットは、前記電気機器がそれぞれ接続されたコンセントにそれぞれ設置され、
前記電力監視装置は、前記負荷検出ユニットを介して、前記各電気機器間の関係、前記電気機器の状態、およびプラグの位置を決定する請求項2記載の電力監視装置。 - ユーザーのフィードバックに基づき電気機器の状態を識別する電力監視方法であって、
電源の電力消費特徴を測定かつサンプリングするステップであって、前記電源は複数の電気機器に電力を供給する、ステップと、
前記電力消費特徴の変化を検出かつ計算するステップと、
前記変化が検出されると、前記変化によって電気機器シグネチャデータベースをサーチし、前記変化に類似する1つ又はそれ以上の候補電気機器と前記候補電気機器の状態または複数の候補電気機器の状態の組み合わせとを得るステップと、
を含む電力監視方法において、
前記電源の前記電力消費特徴を測定かつサンプリングするステップは、
前記電源の前記電力消費特徴を検出し、前記電力消費特徴内のノイズを除去するステップと、
前記電力消費特徴をサンプリングし、前記電力消費特徴の特性パラメーターリストを得るステップと、を含み、
前記電力消費特徴の前記変化を検出かつ計算するステップは、
前記電力消費特徴の前記特性パラメーターリストおよび前記電力消費特徴の以前の特性パラメーターリストによって、前記変化の変化特性パラメーターリストを検出かつ計算するステップを含み、
前記変化特性パラメーターリストは、変化電流波、過渡電流波、電圧二乗平均平方根値、電流二乗平均平方根値、有効電力(active power)、および無効電力(reactive power)を含む電力監視方法。 - 前記変化によって前記電気機器シグネチャデータベースをサーチするステップは、
前記変化特性パラメーターリスト内の前記変化電流波をフーリエ変換(fourier transform)して調波情報の比較を得るステップと、
前記変化電流波、前記有効電力、前記無効電力、前記調波情報の比較、および前記過渡電流波によって、前記電気機器シグネチャデータベースをサーチし、1つ又はそれ以上の類似の電気機器識別値および前記電気機器識別値の状態、または複数の電気機器識別値および前記電気機器識別値の状態の組み合わせを得るステップと、
を含む請求項6記載の電力監視方法。 - 電気機器の状態を識別する電力監視システムであって、
第1電源の電力消費特徴を測定し、前記第1電源の前記電力消費特徴の第1変化を検出および計算する第1電力監視装置であって、前記第1電源は、第1電気機器グループおよび第2電気機器グループに電力を供給する、第1電力監視装置と、
対応する第2電源の電力消費特徴を測定し、前記第2電源の前記電力消費特徴の第2変化を検出および計算する少なくとも1つの第2電力監視装置であって、前記第2電源は、前記第1電源の分岐電源であるとともに、前記第2電気機器グループへ電力を供給する、少なくとも1つの第2電力監視装置と、を含み、
前記第1電力監視装置および前記第2電力監視装置は、レベル構築ステップを実施して、前記第1電力監視装置ならびに前記第2電力監視装置間の相対位置を得て、同期して前記第1変化および前記第2変化を補正して、第1電気機器変化を計算し、
前記第1電力監視装置は、前記第1電気機器変化が検出されると、前記第1電気機器変化によって電気機器シグネチャデータベースをサーチして、前記第1電気機器変化に対応する複数の第1電気機器の状態または前記第1電気機器の前記状態の組み合わせを、得て監視し、
前記第1電気機器グループは、前記第1電気機器を含む、電力監視システム。 - 前記第1電力監視装置および前記第2電力監視装置は、電力線通信(PLC: power line communication)ネットワークを使用することにより前記レベル構築ステップを実施して、前記相対位置を得て、電気メータートポロジーネットワークを得る請求項8記載の電力監視システム。
- 前記第2電力監視装置は、前記第2電源にてメーター消費負荷を生成し、
前記第1電力監視装置は、前記第1電源にて前記メーター消費負荷を受信し、前記第2電力監視装置の位置を得て、
これにより前記第1電力監視装置および前記第2電力監視装置は、前記レベル構築ステップを実施し、電気メータートポロジーネットワークを生成する、請求項8記載の電力監視システム。 - 前記第1電力監視装置および前記第2電力監視装置は、前記第1電源および前記第2電源内で同期テスト信号を比較して、タイムインターバルを生成し、これにより前記第1電力監視装置および前記第2電力監視装置を同期させるか、または前記第1変化および前記第2変化を同期補正する、請求項8記載の電力監視システム。
- 前記同期テスト信号は、電圧サイン波である請求項11記載の電力監視システム。
- 前記第1変化は、前記第1電源の第1電流波であり、
前記第2変化は、前記第2電源の第2電流波であり、
前記第1電気機器変化は、前記第1電流波をシフトして前記第2電流波を減算することにより生成された正味電流波である、請求項8記載の電力監視システム。 - 対応する第3電源の電力消費特徴を測定し、前記第3電源の前記電力消費特徴の第3変化を検出かつ計算する少なくとも1つの第3電力監視装置であって、前記第3電源は、前記第2電源の分岐電源であるとともに、第3電気機器グループへ電力を供給する、少なくとも1つの第3電力監視装置と、をさらに含み、
前記第2電力監視装置は、前記第3変化を受信し、前記第2変化および前記第3変化を同期補正し、第2電気機器変化を計算し、前記第2電気機器変化が検出されると、前記第2電気機器変化によって前記電気機器シグネチャデータベースをサーチして、前記第2電気機器変化に対応する複数の第2電気機器の状態あるいは前記第2電気機器の前記状態の組み合わせを、得て監視する請求項8記載の電力監視システム。 - 電気機器の状態を識別する電力監視方法であって、
第1電源の電力消費特徴を測定し、前記第1電源の前記電力消費特徴の第1変化を検出および計算する第1電力監視装置を設けるステップであって、前記第1電源は、第1電気機器グループおよび第2電気機器グループに電力を供給する、ステップと
対応する第2電源の電力消費特徴を測定し、前記第2電源の前記電力消費特徴の第2変化を検出および計算する少なくとも1つの第2電力監視装置を設けるステップであって、前記第2電源は、前記第1電源の分岐電源であるとともに、前記第2電気機器グループに電力を供給する、ステップと、
前記第1電力監視装置および前記第2電力監視装置を使用することによりレベル構築ステップを実施し、前記第1電力監視装置および前記第2電力監視装置間の相対位置を得るステップと、
前記第1変化および前記第2変化を同期補正して第1電気機器変化を計算するステップと、
前記第1電気機器変化が検出されると、前記第1電気機器変化によって、電気機器シグネチャデータベースをサーチして前記第1電気機器変化に対応する複数の前記第1電気機器の状態あるいは前記第1電気機器の状態の組み合わせを、得て監視するステップと、
を含む電力監視方法。 - 前記レベル構築ステップは、
有線ネットワーク、無線ネットワークまたはPLCネットワークを使用することによって互いに通信して、複数の隣接した電力監視装置の位置を得て、電気メータートポロジーネットワークを得るステップ
を含む請求項15記載の監視方法。 - 前記レベル構築ステップは、
前記第2電力監視装置を使用することにより前記第2電源にてメーター消費負荷を生成し、前記第1電力監視装置を使用することによって前記第1電源にて前記メーター消費負荷を受信し、前記第2電力監視装置の位置を得て、電気メータートポロジーネットワークを生成するステップ
を含む請求項15記載の監視方法。 - 前記第1変化および前記第2変化を同期補正して前記第1電気機器変化を計算するステップは、
前記第1電力監視装置および前記第2電力監視装置を使用することにより、前記第1電源および前記第2電源内で同期テスト信号を比較して、タイムインターバルを生成し、前記第1電力監視装置および前記第2電力監視装置を同期させるステップと、
前記第1変化または前記第2変化の電流波をシフトして、前記第1変化および前記第2変化の時間を補正するステップと、
前記シフトされた第1変化および前記第2変化間の差を計算して、前記第1電気変化を生成するステップと、
を含む請求項15記載の監視方法。 - 前記第1変化は、前記第1電源の第1電流波であり、
前記第2変化は、前記第2電源の第2電流波であり、
前記第1電気機器変化は、前記第1電流波をシフトしてから前記第2電流波を減算することによって生成される正味電流波である、請求項18記載の監視方法。 - 前記第1電気機器変化を検出するステップは、
前記第1電気機器変化がしきい値より大きい場合、前記第1電気機器変化によって電気機器シグネチャデータベースをサーチして、前記第1電気機器変化に対応する前記第1電気機器の前記状態を得て監視するステップ
を含む請求項15記載の監視方法。 - 前記第1電源および前記第2電源が、更に電力を第3電気機器グループに供給する、請求項15記載の電力監視方法であって、
対応する第3電源の電力消費特徴を測定し、前記第3電源の前記電力消費特徴の第3変化を検出および計算する第3電力監視装置であって、前記第3電源は前記第2電源の分岐電源であり、電力を前記第3電気機器グループに供給する第3電力監視装置を設けるステップと、
前記第2電力監視装置および前記第3電力監視装置が前記第2電力監視装置および前記第3電力監視装置間の相対位置を得た後、前記第2変化および前記第3変化を同期補正して第2電気機器変化を計算するステップと、
を含み、
前記第2電気機器変化が検出されると、前記第2電気機器変化によって前記電気機器シグネチャデータベースをサーチし、前記第2電気機器変化に対応する複数の前記第2電気機器の前記状態または前記第2電気機器の状態の組み合わせを、得て監視し、
前記第2電気機器グループは、前記第2電気機器を含む、請求項15記載の電力監視方法。
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