JP5840541B2 - 電力負荷推定装置、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラム - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る電力負荷推定装置10が設置された需要家の機能構成を示すブロック図である。図1では、需要家がビルである場合を例に説明する。
p=v×i (1)
と求められる。つまり、電圧の瞬時値vと、電流の瞬時値iとから、有効電力の瞬時値pを計算することができる。
図6〜図9は、データベース14に記録されている高調波含有率パターンの例を示す図である。
PL1i=PL1×αi1 (3)
と求められる。需要家機器30−1の有効電力にN次の高調波があると仮定すれば、式(3)に基づき、需要家機器30−1の有効電力PL1は、
PL1=PL11+PL12+・・・+PL1i+・・・+PL1N
=(α11+α21+・・・+αi1+・・・+αN1)×PL1 (4)
と求められる。
PLj=PLj1+PLj2+・・・+PLji+・・・+PLjN
=(α1j+α2j+・・・+αij+・・・+αNj)×PLj (5)
と求められる。
P=PL1+PL2+PL3+PL4+PL5 (6)
と求められる。PにN次の高調波があり、i次の高調波成分をPiとすれば、有効電力Pは、
P=P1+P2+・・・+Pi+・・・+PN (7)
と求められる。また、式(4)、(5)及び(7)から、有効電力Pのi次の高調波Piは、需要家機器30−1〜30−5の有効電力PL1〜PL5のi次の高調波PL1i〜PL5iを用いて、
Pi=PL1i+PL2i+PL3i+PL4i+PL5i
=αi1×PL1+αi2×PL2+αi3×PL3+αi4×PL4+αi5×PL5 (8)
と求められる。式(8)を高調波の次数毎にまとめ、高調波の次数を5次までで考えると、有効電力Pの高調波P1〜P5は、
図13は、第2の実施形態に係る電力負荷推定装置60の機能構成を示すブロック図である。電力負荷推定装置60は、高調波成分計算部11、保存部12、有効電力推定部61及びデータベース62を備える。図13において図3と共通する部分には同じ符号を付して示す。
Pi=PL1i+PL2i+PL3i+PL4i+PL5i+Plos1i+Plos2i
+Plos3i+Plos4i+Plos5i (18)
と表される。
Plosji=r×(PLji 2+QLji 2)/Vij
≒aij×PLji 2+bij×PLji
≒βij×PLj (19)
と表される。
図15は、第3の実施形態に係る電力負荷推定装置70の機能構成を示すブロック図である。電力負荷推定装置70は、高調波成分計算部11、保存部12、有効電力推定部13、データベース14及び結果表示部71を備える。図15において図3と共通する部分には同じ符号を付して示す。
図17は、第4の実施形態に係る電力負荷推定装置80の機能構成を示すブロック図である。電力負荷推定装置80は、高調波成分計算部11、保存部12、有効電力推定部13、データベース14、電気料金計算部81及び結果表示部82を備える。図17において図3と共通する部分には同じ符号を付して示す。
図20は、第5の実施形態に係る電力負荷推定装置90の機能構成を示すブロック図である。電力負荷推定装置90は、高調波成分計算部11、保存部12、有効電力推定部13、データベース14、結果表示部71及びアラーム発信部91を備える。図20において図3及び図15と共通する部分には同じ符号を付して示す。
図23は、第6の実施形態に係る電力負荷推定装置100が設置された需要家の機能構成を示すブロック図である。図23において図1と共通する部分には同じ符号を付して示す。
図26は、第7の実施形態に係る電力負荷推定装置120の機能構成を示すブロック図である。電力負荷推定装置120は、高調波成分計算部11、保存部12、有効電力推定部13、データベース14、電気料金計算部81、結果表示部82及びアラーム発信部121を備える。図26において図3及び図17と共通する部分には同じ符号を付して示す。
図27は、第8の実施形態に係る電力負荷推定装置130の機能構成を示すブロック図である。電力負荷推定装置130は、高調波成分計算部11、保存部12、有効電力推定部13、データベース14、電気料金計算部81、結果表示部82及び遮断処理部131を備える。図24において図3及び図17と共通する部分には同じ符号を付して示す。
上記第1乃至第8の実施形態では、電力負荷推定装置がビルに設置される場合を例に説明したが、これに限定される訳ではない。電力負荷推定装置が設置される需要家は、ビルの他に、工場及び家庭等、様々なものが想定される。
Claims (29)
- 複数の需要家機器が接続可能な電気系統へ供給される電力についての測定情報を取得し、前記電力測定情報の高調波成分を計算する高調波成分計算部と、
前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力の高調波含有率を記録可能なデータベースと、
前記高調波成分に、前記データベースに記録されている複数の高調波含有率を掛け合わせることで、前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力値を推定する有効電力推定部と
を具備することを特徴とする電力負荷推定装置。 - 前記データベースには、前記電力負荷推定装置の納入時に前記高調波含有率が記録されていることを特徴とする請求項1記載の電力負荷推定装置。
- 前記データベースは、前記電力負荷推定装置の納入時には、前記高調波含有率が記録されていないが、前記電力負荷推定装置の使用時には、前記高調波含有率が記録されていることを特徴とする請求項1記載の電力負荷推定装置。
- 前記高調波含有率がいずれの次数で特徴的な値となるかが、需要家機器毎に異なり、
前記有効電力推定部は、前記計算された高調波成分のうち、前記電気系統に接続される需要家機器の高調波含有率が特徴的な値をとる次数と同一の次数の高調波成分に、前記次数の高調波含有率を掛け合わせることで、前記接続される需要家機器がそれぞれ必要とする電力を推定することを特徴とする請求項2又は3記載の電力負荷推定装置。 - 前記データベースは、前記複数の需要家機器がそれぞれで発生する電力ロスを計算するための定数情報をさらに記録可能であり、
前記有効電力推定部は、前記高調波成分に、前記データベースに記録されている高調波含有率と、定数情報との和を掛け合わせることで、前記複数の需要家機器でそれぞれ発生する電力ロスを考慮しながら、前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力値を推定することを特徴とする請求項2又は3記載の電力負荷推定装置。 - 前記推定した電力値を表示装置に表示させる結果表示部をさらに具備することを特徴とする請求項2又は3記載の電力負荷推定装置。
- 前記推定した電力値の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記総和が基準値を超えることを示すメッセージを前記表示装置に表示させるアラーム発信部をさらに具備することを特徴とする請求項6記載の電力負荷推定装置。
- 電力の供給が遮断される需要家機器の順序が、前記推定した電力値に基づいて予め設定され、前記推定した電力値の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記順序に従って需要家機器への電力の供給を遮断させる遮断指示を出力する遮断処理部をさらに具備することを特徴とする請求項6記載の電力負荷推定装置。
- 前記推定した電力値に基づいて、前記複数の需要家機器それぞれでの電気料金を推定する電気料金計算部と、
前記推定した電気料金を表示装置に表示させる結果表示部と
をさらに具備することを特徴とする請求項2又は3記載の電力負荷推定装置。 - 前記推定した電気料金の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記総和が基準値を超えることを示すメッセージを前記表示装置に表示させるアラーム発信部をさらに具備することを特徴とする請求項9記載の電力負荷推定装置。
- 電力の供給が遮断される需要家機器の順序が、前記推定した電気料金に基づいて予め設定され、前記推定した電気料金の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記順序に従って需要家機器への電力の供給を遮断させる遮断指示を出力する遮断処理部をさらに具備することを特徴とする請求項9記載の電力負荷推定装置。
- 複数の需要家機器が接続される電気系統へ供給される電力についての測定情報を取得し、
前記取得した電力測定情報の高調波成分を計算し、
前記高調波成分に、データベースに記録されている、前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力の高調波含有率を、掛け合わせることで、前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力値を推定することを特徴とする電力負荷推定方法。 - 前記高調波含有率がいずれの次数で特徴的な値となるかが、需要家機器毎に異なり、
前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力値の推定は、前記計算された高調波成分のうち、前記電気系統に接続される需要家機器の高調波含有率が特徴的な値をとる次数と同一の次数の高調波成分に、前記次数の高調波含有率を掛け合わせることで行うことを特徴とする請求項12記載の電力負荷推定方法。 - 前記データベースには、前記複数の需要家機器がそれぞれで発生する電力ロスを計算するための定数情報がさらに記録されており、
前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力値の推定は、前記高調波成分に、前記データベースに記録されている高調波含有率と、定数情報との和を掛け合わせることで、前記複数の需要家機器でそれぞれ発生する電力ロスを考慮しながら、前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力値を推定することを特徴とする請求項12記載の電力負荷推定方法。 - 前記推定した電力値を表示装置に表示させることを特徴とする請求項12記載の電力負荷推定方法。
- 前記推定した電力値の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記総和が基準値を超えることを示すメッセージを前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項15記載の電力負荷推定方法。
- 電力の供給が遮断される需要家機器の順序が、前記推定した電力値に基づいて予め設定され、前記推定した電力値の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記順序に従って需要家機器への電力の供給を遮断させる遮断指示を生成することを特徴とする請求項15記載の電力負荷推定方法。
- 前記推定した電力値に基づいて、前記複数の需要家機器それぞれでの電気料金を推定し、
前記推定した電気料金を表示装置に表示させることを特徴とする請求項12記載の電力負荷推定方法。 - 前記推定した電気料金の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記総和が基準値を超えることを示すメッセージを前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項18記載の電力負荷推定方法。
- 電力の供給が遮断される需要家機器の順序が、前記推定した電気料金に基づいて予め設定され、前記推定した電気料金の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記順序に従って需要家機器への電力の供給を遮断させる遮断指示を生成することを特徴とする請求項18記載の電力負荷推定方法。
- 複数の需要家機器が接続される電気系統へ供給される電力についての測定情報を受信する電力負荷推定装置に用いられる電力負荷推定プログラムであって、
前記電力測定情報の高調波成分を計算する処理と、
前記高調波成分に、データベースに記録されている、前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力の高調波含有率を、掛け合わせることで、前記複数の需要家機器がそれぞれ必要とする電力値を推定する処理と
を前記電力負荷推定装置のコンピュータに実行させることを特徴とする電力負荷推定プログラム。 - 前記高調波含有率がいずれの次数で特徴的な値となるかが、需要家機器毎に異なり、
前記電力値を推定する処理は、前記計算された高調波成分のうち、前記電気系統に接続される需要家機器の高調波含有率が特徴的な値をとる次数と同一の次数の高調波成分に、前記次数の高調波含有率を掛け合わせることで行うことを特徴とする請求項21記載の電力負荷推定プログラム。 - 前記データベースには、前記複数の需要家機器がそれぞれで発生する電力ロスを計算するための定数情報がさらに記録されており、
前記電力値を推定する処理は、前記高調波成分に、前記データベースに記録されている高調波含有率と、定数情報との和を掛け合わせることで、前記複数の需要家機器でそれぞれ発生する電力ロスを考慮しながら行うことを特徴とする請求項21記載の電力負荷推定プログラム。 - 前記推定した電力値を表示装置に表示させる処理を前記電力負荷推定装置のコンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項21記載の電力負荷推定プログラム。
- 前記推定した電力値の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記総和が基準値を超えることを示すメッセージを前記表示装置に表示させる処理を前記電力負荷推定装置のコンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項24記載の電力負荷推定プログラム。
- 電力の供給が遮断される需要家機器の順序が、前記推定した電力値に基づいて予め設定され、前記推定した電力値の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記順序に従って需要家機器への電力の供給を遮断させる遮断指示を生成する処理を前記電力負荷推定装置のコンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項24記載の電力負荷推定プログラム。
- 前記推定した電力値に基づいて、前記複数の需要家機器それぞれでの電気料金を推定する処理と、
前記推定した電気料金を表示装置に表示させる処理と
を前記電力負荷推定装置のコンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項21記載の電力負荷推定プログラム。 - 前記推定した電気料金の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記総和が基準値を超えることを示すメッセージを前記表示装置に表示させる処理を前記電力負荷推定装置のコンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項27記載の電力負荷推定プログラム。
- 電力の供給が遮断される需要家機器の順序が、前記推定した電気料金に基づいて予め設定され、前記推定した電気料金の総和が予め設定する基準値を超えるか否かを判断し、超える場合、前記順序に従って需要家機器への電力の供給を遮断させる遮断指示を生成する処理を前記電力負荷推定装置のコンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項27記載の電力負荷推定プログラム。
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