JP6065167B2 - Energy management support device and energy management support program - Google Patents
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Description
本発明は、電力、ガス等の資源を供給する資源供給設備と資源を需要してエネルギーを消費する資源需要設備とを有する需給系統について、その解析を支援する技術に関する。 The present invention relates to a technology for supporting analysis of a supply and demand system having a resource supply facility that supplies resources such as electric power and gas and a resource demand facility that consumes resources and consumes energy.
近年、環境問題や燃料費高等の影響もあり、オフィスビル等を対象としたBEMS(Building Energy Management System、ビルエネルギー管理システム)等の空調システムの制御による省エネへの取り組みが注目されている。 In recent years, due to environmental problems and fuel costs, attention has been focused on energy saving measures by controlling air conditioning systems such as BEMS (Building Energy Management System) for office buildings.
空調システムでは、冷凍機等の熱源機器を複数用いるのが通常である。ここで、熱源機器の消費電力特性は、機器により異なる場合がある。また、空調システムを構成する熱源機器の消費電力特性は、外気の温度の影響を受けて変化する場合がある。このため、空調システムを運用する際に機器ごとの熱負荷配分を調整することで、省エネを実現することができる。 In an air conditioning system, it is usual to use a plurality of heat source devices such as refrigerators. Here, the power consumption characteristics of the heat source device may differ depending on the device. In addition, the power consumption characteristics of the heat source devices constituting the air conditioning system may change under the influence of the temperature of the outside air. For this reason, energy saving can be realized by adjusting the heat load distribution for each device when operating the air conditioning system.
機器ごとの熱負荷配分の調整方法に関しては、従来においては、外気温度の予測を利用して、数理最適化空調システム内の最適な熱負荷配分を決定する手法が開発されてきた。 With regard to a method for adjusting the thermal load distribution for each device, conventionally, a method has been developed for determining the optimal thermal load distribution in the mathematically optimized air conditioning system by using the prediction of the outside air temperature.
しかし、予測した外気温度において最も省エネとなる熱負荷配分を考慮するだけでなく、例えば、外気温度の変動を考慮した配分や、システム全体の消費電力の最適値を考慮した配分、また、機器の運転限界を回避した配分等を考慮することも、有益と考えられる。 However, not only the heat load distribution that is the most energy-saving at the predicted outside air temperature, but also the distribution considering the fluctuation of the outside air temperature, the distribution considering the optimum value of the power consumption of the entire system, It is also beneficial to consider distributions that avoid operating limits.
ここで、エネルギーマネジメントにおいて、限定記号消去法を用いて、資源の需要量と消費エネルギーとの関係を表す論理式を得てこれを可視化する技術が知られている(例えば、非特許文献1)。 Here, in energy management, a technique for obtaining a logical expression representing the relationship between the amount of demand for resources and energy consumption using a quantifier elimination method and visualizing this is known (for example, Non-Patent Document 1). .
上記の空調システムの運用を支援する技術についても知られている(例えば、非特許文献2)。これによれば、消費電力特性が異なる機器で構築した空調システムに対し、限定記号消去法を使用して空調対象空間が要求する熱負荷需要と消費電力との関係を表す論理式を作成する技術が知られている。こうして作成した論理式を使用することで、外気温度の変動範囲に対応した消費電力の変動範囲や、機器ごとに熱負荷を調整した場合のシステム全体の消費電力の変化を表示する機能が実現される。また、GUI(Graphical User Interface)操作で運転限界からの余裕と省エネ効果との間でバランスを調整する機能についても実現される。したがって、空調システムのオペレータは、その運用に際して、外気温度の変動やシステム全体の消費電力の最適値を考慮した熱負荷配分や、機器の運転限界を回避した熱負荷配分を実現することが可能となる。 A technique for supporting the operation of the air conditioning system is also known (for example, Non-Patent Document 2). According to this, for air conditioning systems constructed with equipment with different power consumption characteristics, a technology that creates a logical expression that expresses the relationship between the heat load demand and power consumption required by the air-conditioning target space using the quantifier elimination method It has been known. By using the logical expression created in this way, the function to display the fluctuation range of the power consumption corresponding to the fluctuation range of the outside air temperature and the change in the power consumption of the entire system when adjusting the thermal load for each device is realized. The Further, a function of adjusting the balance between the margin from the operation limit and the energy saving effect by GUI (Graphical User Interface) operation is also realized. Therefore, air conditioning system operators can realize thermal load distribution that takes into account the fluctuations in outside air temperature and the optimal power consumption of the entire system, and thermal load distribution that avoids the operating limits of equipment. Become.
上記のとおり、公知のエネルギーマネジメント支援技術を用いることで、ある空調システムに対し、どれだけの省エネを実現できるかが可視化される。更には、資源の需要量と消費エネルギーとの関係を可視化したグラフの中から、空調システムのオペレータ等のユーザにとって必要な情報を抽出して、適切な方法で提示できることが望ましい。 As described above, by using a known energy management support technology, it is visualized how much energy can be saved for an air conditioning system. Furthermore, it is desirable that information necessary for a user such as an air conditioning system operator can be extracted from a graph visualizing the relationship between resource demand and energy consumption and presented in an appropriate manner.
本発明は、ユーザにとって必要な情報を抽出して適切な方法で提示することにより、資源を供給する資源供給設備と資源を需要してエネルギーを消費する資源需要設備とを有する需給系統についての解析に資する技術を提供することを目的とする。 The present invention analyzes a supply and demand system having a resource supply facility that supplies resources and a resource demand facility that demands resources and consumes energy by extracting necessary information for the user and presenting the information in an appropriate manner. The purpose is to provide technology that contributes to
本発明の第1の観点は、資源の需要設備と供給設備とからなる需給系統の解析を支援するエネルギーマネジメント支援装置であって、
・前記資源の需要量と前記資源を供給する際に消費するエネルギーとの関係を表す入力論理式の入力を受け付け、前記入力論理式に基づいて、第一の一階述語論理式を生成するとともに、前記資源の需要量及び消費エネルギーの関係を表すグラフ上に表すべき所定の特徴の記述を含む出力論理式を生成する特徴計算部、
・前記特徴計算部が出力した前記出力論理式に基づき、前記所定の特徴を表したグラフを含む画像を生成する画像化部、
・前記特徴計算部から第一の一階述語論理式が入力されると、限定記号消去法により前記第一の一階述語論理式を処理して得られる第一の中間論理式を生成し、該特徴計算部に出力する限定記号消去部、
を備え、前記特徴計算部は、前記第一の中間論理式に基づいて前記出力論理式を生成することを特徴とする。A first aspect of the present invention is an energy management support device that supports analysis of a supply and demand system composed of resource demand equipment and supply equipment,
Receiving an input logical expression representing a relationship between a demand amount of the resource and energy consumed when the resource is supplied, and generating a first first-order predicate logical expression based on the input logical expression A feature calculation unit that generates an output logical expression including a description of a predetermined feature to be represented on a graph representing a relationship between the demand amount of the resource and energy consumption;
An imaging unit that generates an image including a graph representing the predetermined feature based on the output logical expression output by the feature calculation unit;
When a first first-order predicate logical expression is input from the feature calculation unit, a first intermediate logical expression obtained by processing the first first-order predicate logical expression by a quantifier elimination method is generated, A quantifier elimination unit to output to the feature calculation unit;
The feature calculation unit generates the output logical expression based on the first intermediate logical expression.
本発明の第2の観点は、資源の需要設備と供給設備とからなる需給系統の解析を支援するエネルギーマネジメント支援処理を情報処理装置に実行させるためのエネルギーマネジメント支援プログラムであって、
・前記資源の需要量と前記資源を供給する際に消費するエネルギーとの関係を表す入力論理式の入力を受け付けると、前記入力論理式に基づいて、第一の一階述語論理式を生成するとともに、前記資源の需要量及び消費エネルギーの関係を表すグラフ上に表すべき所定の特徴の記述を含む出力論理式を生成し、
・第一の一階述語論理式を限定記号消去法により処理することで第一の中間論理式を生成し、
・前記第一の中間論理式に基づいて前記出力論理式を生成し、該出力論理式に基づき、前記所定の特徴を表したグラフを含む画像を生成する
ことを特徴とする。A second aspect of the present invention is an energy management support program for causing an information processing apparatus to execute an energy management support process that supports analysis of a supply and demand system composed of a resource demand facility and a supply facility,
When receiving an input logical expression representing the relationship between the demand amount of the resource and the energy consumed when supplying the resource, the first first-order predicate logical expression is generated based on the input logical expression. And generating an output logical expression including a description of a predetermined feature to be represented on the graph representing the relationship between the demand amount of the resource and the energy consumption,
-The first intermediate logical expression is generated by processing the first first-order predicate logical expression by the quantifier elimination method,
The output logical expression is generated based on the first intermediate logical expression, and an image including a graph representing the predetermined feature is generated based on the output logical expression.
本発明によれば、ユーザにとって必要な情報を抽出して適切な方法で提示することにより、資源を供給する資源供給設備と資源を需要してエネルギーを消費する資源需要設備とを有する需給系統についての解析に資する。 According to the present invention, a supply and demand system having a resource supply facility for supplying resources and a resource demand facility for consuming resources by demanding resources by extracting information necessary for the user and presenting the information in an appropriate manner. Contribute to the analysis of
以下、本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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るエネルギーマネジメント支援装置1により、資源の需要設備と供給設備とから構成される需給系統についての解析を支援する方法の概要を説明する図である。図1に示すように、エネルギーマネジメント支援装置1は、論理式ψsysの入力を受け付ける。エネルギーマネジメント支援装置1は、入力された論理式ψsysに基づき、必要に応じて限定記号消去により変数を消去して、需給系統における資源の需要量と消費電力との関係を可視化したグラフGを含む画像50を生成する。エネルギーマネジメント支援装置1は、生成した画像50を図1においては不図示のモニタ等の表示手段に出力させる。FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a method for supporting analysis of a supply and demand system composed of resource demand facilities and supply facilities by the energy
図1のエネルギーマネジメント支援装置1は、例えば空調システムの運用において、熱源機器ごとの消費電力特性及びその外気の温度の影響を考慮した、機器ごとの熱負荷配分を調整するために用いられる。
The energy
図2は、本発明に係るエネルギーマネジメント支援装置の構成図である。図2に示すように、本発明に係るエネルギーマネジメント支援装置1は、特徴計算部11、限定記号消去部12及び画像化部13を有する。
FIG. 2 is a configuration diagram of an energy management support apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 2, the energy
特徴計算部11は、入力された論理式(以下においては、第一の論理式ともいう)ψsysに基づいて、上記のグラフG上に表すべき特徴の記述を含んだ論理式(以下においては、第二の論理式ともいう)Rimageを生成し、出力する。特徴計算部11は、第二の論理式Rimageの生成に際し、少なくとも一回は、一階述語論理式φ**を限定記号消去部12に入力する。The
限定記号消去部12は、特徴計算部11から一階述語論理式φ**が入力されると、限定記号消去法により一階述語論理式を処理して、得られた式R**を特徴計算部11に出力する。When the first-order predicate logical expression φ ** is input from the
特徴計算部11は、限定記号消去部12から入力された式R**を利用して第二の論理式Rimageを生成すると、これを画像化部13に出力する。The
画像化部13は、第二の論理式Rimageを用いて、グラフGを含む画像50を生成し、モニタ等に出力させる。The
なお、上記の説明においては、1台の情報処理装置に全ての構成の機能を備える場合を例示するが、これに限定されるものではない。例えば、複数台の情報処理装置に機能を分散させる構成とし、複数台の情報処理装置から構成されるエネルギーマネジメント支援システムにより、上記の処理を実行する構成とすることもできる。 In the above description, a case in which the functions of all the configurations are provided in one information processing apparatus is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, it is also possible to adopt a configuration in which functions are distributed to a plurality of information processing devices, and the above-described processing is executed by an energy management support system including a plurality of information processing devices.
また、図2のエネルギーマネジメント支援装置1を構成する各部の全体または一部については、プログラムで構成されることとしてもよい。エネルギーマネジメント支援装置1の構成がプログラムからなる場合、例えば情報処理装置のメモリ等に上記の方法を実行する制御プログラムを予め記憶させておき、これを図2においては不図示の制御部が読み出して実行することにより、同様の作用・効果を奏する。
Moreover, it is good also as comprising by a program about the whole or one part of each part which comprises the energy
このように、本発明に係るエネルギーマネジメント支援装置1によれば、ユーザが画像50中のグラフGを参照して、空調システム内の最適な熱負荷配分を決定するとき等に、ユーザにとって必要な情報を抽出して、これをユーザが利用し易い方法で提示する。以下に、どのような情報をどのようにして抽出するか、また、抽出した情報をどのようにグラフGに表してユーザに提示するか等について、具体的に説明する。
<第1の実施形態>
本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1の構成及び動作について説明する前に、まず、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1の解析対象について説明する。As described above, according to the energy
<First Embodiment>
Before describing the configuration and operation of the energy
図3は、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1が解析を行う需給系統モデルを例示する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a supply and demand system model that is analyzed by the energy
図3に示すように、本実施形態における需給系統モデルでは、空調システム内の空調対象空間が需要する熱負荷L[kW]を供給するために、熱源機器である冷凍機1〜4を4台備えている。
As shown in FIG. 3, in the supply and demand system model in the present embodiment, four
電源は、4台の冷凍機1〜4に対してP[kW]の電力を供給し、冷凍機1〜4は、それぞれ電源から供給を受けてP1〜P4[kW]の電力を消費する。4台の冷凍機1〜4は、空調対象空間にそれぞれL1〜L4[kW]の熱負荷を供給し、空調対象空間の電力需要量は、L[kW]である。Power supply provides power for P [kW] against four refrigerator 1-4, refrigerator 1-4 consumes P 1 ~P 4 [kW] from each power source supplied To do. The four
図4は、図3に示す需給系統モデルを構成する冷凍機1〜4についての本実施形態における消費電力特性及び外気温度の変化範囲の式を例示する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the expression of the power consumption characteristic and the outside air temperature change range in the present embodiment for the
稼動時における冷凍機1〜4の消費電力特性は、図4の数式群(1−1)に示すとおりである。ここで、冷凍機i(i=1、2、3、4)の空調対象空間に供給する熱負荷(=空調対象空間の熱負荷の需要量)Li[kW]、冷凍機iの消費電力をPi[kW]、外気温度をT[℃]としており、以下においても同様とする。The power consumption characteristics of the
数式群(1−1)に示すように、各冷凍機1〜4は、それぞれ外気温度に対する感度が異なっている。数式群(1−1)より、冷凍機1〜3は、消費電力P1〜P3が外気温度Tの関数であり、消費電力P1〜P3が外気温度に依存することがわかる。また、冷凍機4は、消費電力P4は外気温度Tの関数ではなく、外気温度に依存しない。As shown in the mathematical formula group (1-1), the
冷凍機1〜4の熱負荷の上下限を表す式は、図4の数式群(1−2)に示すとおりである。
The formulas representing the upper and lower limits of the thermal load of the
そして、停止時における冷凍機1〜4の消費電力特性は、図4の数式群(1−3)に示すとおりである。以下の数式群(1−3)は、論理記号である論理積「∧」を用いて冷凍機iが空調対象空間に供給する熱負荷(空調対象空間の熱負荷の需要量)Liが「0[kW]」である場合、冷凍機iの消費電力Piは「0[kW]」となることを論理式で表している。And the power consumption characteristic of the refrigerators 1-4 at the time of a stop is as showing to the numerical formula group (1-3) of FIG. In the following mathematical formula group (1-3), the heat load (the demand amount of the heat load in the air-conditioning target space) L i supplied to the air-conditioning target space by the refrigerator i using the logical product “∧” as a logical symbol is “ In the case of “0 [kW]”, a logical expression indicates that the power consumption Pi of the refrigerator i is “0 [kW]”.
外気温度Tの変化範囲を表す式は、図4に示すとおり、
25≦T≦35…(1−4)
である。As shown in FIG. 4, the equation representing the change range of the outside air temperature T is
25 ≦ T ≦ 35 (1-4)
It is.
図5は、本実施形態における外気温度Tと冷凍機1〜4の消費電力特性との関係を説明する図である。図5(a)は、外気温度Tが、その下限である25[℃]であるときの各冷凍機1〜4の消費電力特性を、図5(b)は、外気温度Tが、その上限である35[℃]であるときのそれを示す。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the outside air temperature T and the power consumption characteristics of the
図5に示す例では、外気温度がT=25℃のときとT=35のときとでは、冷凍機3及び4の消費電力特性(効率)が逆転している。このように、各冷凍機1〜4の最適な熱負荷配分を決定するには、各機器の消費電力特性のみでなく、外気温度についても考慮することが望ましい。
In the example shown in FIG. 5, the power consumption characteristics (efficiency) of the
図6は、上記の設例における熱負荷の需要量Lと消費電力Pとの関係を示した第一の論理式を例示する図である。論理式ψsys(L,P)の具体的な内容については、都合上、以下の説明においても図6においても、一部省略して記載しており、以下の説明及び説明において参照する図面についても、同様とする。FIG. 6 is a diagram illustrating a first logical expression illustrating the relationship between the demand L of the thermal load and the power consumption P in the above example. For the sake of convenience, the specific contents of the logical expression ψ sys (L, P) are partly omitted in the following description and FIG. 6, and the drawings referred to in the following description and description will be omitted. The same shall apply.
なお、記号の「:=」は式の定義を表すものとする。 The symbol “: =” represents the definition of the formula.
図4に示す数式(群)(1−1)〜(1−4)に基づき一階述語論理式を生成し、限定記号消去により式から限定記号を消去することにより、図6に示す論理式ψsys(L,P)が求まる。図6の論理式ψsys(L,P)を求める方法については、公知の技術を用いているので、ここでは説明を省略する。A first-order predicate logical expression is generated based on the mathematical expressions (groups) (1-1) to (1-4) shown in FIG. 4, and the quantifier is deleted from the expression by erasing the quantifier. ψ sys (L, P) is obtained. The method for obtaining the logical expression ψ sys (L, P) in FIG. 6 uses a known technique, and thus the description thereof is omitted here.
図7は、図6の論理式ψsys(L,P)を可視化したグラフを示す図である。図7中の灰色の領域A_ψsys(L,P)は、図6の第一の論理式ψsys(L,P)を満たす領域である。FIG. 7 is a diagram showing a graph in which the logical expression ψ sys (L, P) in FIG. 6 is visualized. A gray region A_ψ sys (L, P) in FIG. 7 is a region satisfying the first logical expression ψ sys (L, P) in FIG.
本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1では、図7の第一の論理式ψsys(L,P)を満たす領域を表したグラフに対し、更に、領域A_ψsys(L,P)の下限を強調表示する。まず、エネルギーマネジメント支援装置1において、第一の論理式ψsys(L,P)に対してどのような演算処理を実施して、消費電力Pの下限を強調表示したグラフを生成するかについて、具体的に説明する。In the energy
図8は、本実施形態において特徴計算部11が行う演算処理について説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、図6の第一の論理式ψsys(L,P)の入力を受け付けると、パラメータP´を用いて、論理式「P´+1.5≦P」(1−5)を生成する。Upon receiving the input of the first logical expression ψ sys (L, P) in FIG. 6, the
特徴計算部11は、入力された第一の論理式ψsys(L,P)の消費電力PをP´で置換し、置換により得られる式と論理式(1−5)とを論理積で結合して、以下の論理式ψmin1(L,P,P´)を作成する。論理式(1−5)と置換により得られる論理式ψsys(L,P´)の論理積により、第一の論理式においてPの下限値から所定値以上(実施例では1.5[kW]以上)大きい値をとる領域が特定される。The
なお、記号の「==」は同値な式であることを表すものとする。 Note that the symbol “==” represents an equivalent expression.
図9は、特徴計算部11が図8の論理式ψmin1(L,P,P´)に対して更に行う演算処理について説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining arithmetic processing that the
特徴計算部11は、図8の論理式ψmin1(L,P,P´)のパラメータP´に対して存在記号「∃」を付与し(図9の「∃P´」、(1−6)参照)、以下の一階述語論理式φmin1(L,P,P´)(1−5)を生成する。The
図10は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から図9の論理式φmin1(L,P,P´)が入力されると、図10に示すように、論理式φmin1(L,P,P´)に対し限定記号消去を実施する。これにより得られる論理式Rmin1(L,P)からは、図9の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータP´が消去されている。When the logical expression φ min1 (L, P, P ′) of FIG. 9 is input from the
図11は、限定記号消去により得られる論理式Rmin1(L,P)が満たす領域を可視化した結果を例示する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a result of visualizing a region satisfied by the logical expression R min1 (L, P) obtained by erasing the quantifier .
領域A_Rmin1(L,P)は、第一の論理式ψsys(L,P)の消費電力Pの下限から所定値(実施例では1.5[kW])以上大きい値をとる領域がこれに相当する。言い換えると、第一の論理式ψsys(L,P)を満たす領域のうち、消費電力Pの下限から1.5[kW]に満たない範囲にある領域については、図11の領域A_Rmin1(L,P)からは除外されている。The region A_R min1 (L, P) is a region having a value larger than a lower limit of the power consumption P of the first logical expression ψ sys (L, P) by a predetermined value (1.5 [kW] in the embodiment). It corresponds to. In other words, among regions that satisfy the first logical expression ψ sys (L, P), regions that are less than 1.5 [kW] from the lower limit of the power consumption P, region A_R min1 ( L, P) are excluded.
特徴計算部11は、上記の演算処理とは別に、入力された図6の第一の論理式ψsys(L,P)に基づき、以下の演算を行う。そして、第一の論理式ψsys(L,P)における消費電力Pの下限値以上をとる領域を表す論理式Rmin2(L,P)を求める。The
図12は、特徴計算部11が論理式Rmin2(L,P)を得るために行う演算処理について説明する図である。FIG. 12 is a diagram for explaining arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、図6の第一の論理式ψsys(L,P)に基づき、パラメータP´を用いて、論理式「P´≦P」(1−8)を生成する。特徴計算部11は、図8で説明した演算処理と同様に、生成した論理式と、第一の論理式ψsys(L,P)のパラメータPをP´で置換した式とを論理積で結合して論理式を生成する。論理式(1−8)と置換により得られる論理式ψsys(L,P´)の論理積により、第一の論理式においてPの下限値以上の値をとる領域が特定される。ここで生成する論理式ψmin2(L,P,P´)は、以下のとおりである。The
図13は、特徴計算部11が図12の論理式ψmin2(L,P,P´)に対して更に行う演算処理について説明する図である。特徴計算部11は、先の図9で説明した演算と同様の処理を行う。すなわち、特徴計算部11は、図12の論理式ψmin2(L,P,P´)のパラメータP´に対して存在記号「∃」を付与し、以下の一階述語論理式φmin2(L,P,P´)を生成する。FIG. 13 is a diagram for explaining arithmetic processing that the
図14は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から図13の論理式φmin2(L,P,P´)が入力されると、先に図10を参照して説明した場合と同様に、入力された論理式φmin2(L,P,P´)に対して限定記号消去を実施する。これにより得られる論理式Rmin2(L,P)からは、図13の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータP´が消去されている。When the logical expression φ min2 (L, P, P ′) of FIG. 13 is input from the
図15は、限定記号消去により得られる論理式Rmin2(L,P)が満たす領域を可視化した結果を例示する図である。領域A_Rmin2(L,P)は、第一の論理式ψsys(L,P)の下限以上の領域がこれに相当する。FIG. 15 is a diagram illustrating a result of visualizing a region that is satisfied by the logical expression R min2 (L, P) obtained by erasing the quantifier . The region A_R min2 (L, P) corresponds to a region equal to or greater than the lower limit of the first logical expression ψ sys (L, P).
図16は、特徴計算部11及び限定記号消去部12の演算により得られた2つの論理式Rmin1(L,P)を満たす領域A_Rmin1(L,P)及びRmin2(L,P)を満たす領域A_Rmin2(L,P)を重ね合わせた結果を示す図である。FIG. 16 shows regions A_R min1 (L, P) and R min2 (L, P) that satisfy the two logical expressions R min1 (L, P) obtained by the operations of the
上述のとおり、図8の論理式(1−5)により、領域A_Rmin1(L,P)は、領域A_Rmin2(L,P)よりも1.5[kW]分だけ消費電力Pの下限が大きい。このことを利用して、特徴計算部11は、グラフにおいて強調したい領域を抽出する。As described above, according to the logical expression (1-5) in FIG. 8, the region A_R min1 (L, P) has a lower limit of the power consumption P by 1.5 [kW] than the region A_R min2 (L, P). large. Using this, the
図17は、本実施形態において、特徴計算部11が第二の論理式Rmin(L,P)を生成する方法について説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a method in which the
図17に示すように、特徴計算部11は、上記の演算処理により求めた2つの式(1−7)と(1−9)、すなわち論理式Rmin1(L,P)とRmin2(L,P)とで排他的論理和XORをとり、論理式Rmin(L,P)を得る。As shown in FIG. 17, the
式(1−10)においては、第一の論理式ψsys(L,P)のPの下限から1.5[kW]の領域、すなわち、論理式(1−5)で設定した幅に相当する領域が抽出されている。In the formula (1-10), it corresponds to the region set to 1.5 [kW] from the lower limit of P of the first logical formula ψ sys (L, P), that is, the width set in the logical formula (1-5). The area to be extracted has been extracted.
特徴計算部11は、上記の論理式Rmin(L,P)を第二の論理式として、画像化部13に出力する。画像化部13は、特徴計算部11から入力された第二の論理式Rmin(L,P)に基づき、熱負荷の需要量Lと消費電力Pの関係を表したグラフを生成する。The
図18は、第二の論理式Rmin(L,P)に基づきグラフ上に表される消費電力Pの下限の強調表示を例示する図である。FIG. 18 is a diagram illustrating highlighting of the lower limit of the power consumption P represented on the graph based on the second logical expression R min (L, P).
図18においては、エネルギーマネジメント支援装置1にて求めた第二の論理式Rmin(L,P)と共に、熱負荷の需要量Lと消費電力Pとの関係を表す第一の論理式ψsys(L,P)をグラフG1に表している。In FIG. 18, together with the second logical expression R min (L, P) obtained by the energy
上記の一連の演算処理により求めた第二の論理式Rmin(L,P)を満たす領域A_Rmin(L,P)は、第一の論理式の下限から所定の幅(実施例では1.5[kW])の分、第一の論理式を満たす領域A_ψsys(L,P)とは異なる色で表示されている。ユーザは、図18のグラフG1を含む画像50が出力されているモニタ等の表示手段を介して、消費電力Pの下限を容易に視認することが可能となる。The region A_R min (L, P) satisfying the second logical expression R min (L, P) obtained by the series of arithmetic processing described above is a predetermined width (1. 5 [kW]), the area A_ψ sys (L, P) that satisfies the first logical expression is displayed in a different color. The user can easily visually recognize the lower limit of the power consumption P through display means such as a monitor from which the
なお、第一の論理式は、パラメータLとPとで表されるものである。このことから、消費電力Pの下限を強調表示する方法としては、例えばLを変化させ、それぞれに対応するPの最小値を求めていくことにより、グラフ上に下限をプロットして表示する方法も考えられる。しかし、このようなビットマップ形式で画像を生成した場合には、画像50の解像度によっては、厳密にPの下限を表現できるとは限らない。すなわち、強調表示したいある座標(L,P)は、必ずしも画像50の画素上には位置しない。この場合は、画素上のP方向に近い方の画素を選択してその画素を強調表示することとなり、グラフ上に下限が正確に表すことができない。これに対し、上記の実施形態においては、下限から所定(実施例では1.5[kW])の範囲だけ拡大させて強調表示すべき領域を表す数式を求めることにより、かかる事態を回避している。これにより、本実施形態によれば、ユーザの視認性を確保しつつ、正確に消費電力Pの下限を強調表示することができる。
The first logical expression is expressed by parameters L and P. For this reason, as a method of highlighting the lower limit of the power consumption P, for example, a method of plotting and displaying the lower limit on a graph by changing L and obtaining the minimum value of P corresponding to each is also available. Conceivable. However, when an image is generated in such a bitmap format, the lower limit of P cannot be expressed strictly depending on the resolution of the
更には、グラフのある領域を拡大表示する場合、ビットマップ形式で画像を生成する場合には、画像が粗くなってしまう、という問題がある。これに対し、本実施形態による消費電力Pの下限を強調表示する方法によれば、図18の画像の一部を拡大表示する場合であっても、画質を劣化させることなく、適切に消費電力Pの下限の強調表示が可能である。
<第2の実施形態>
上記の実施形態においては、入力された第一の論理式に対し、消費電力Pの下限を強調表示したグラフG1を生成している。これに対し、本実施形態においては、入力された第一の論理式に対し、消費電力Pの上限を強調表示したグラフG2を生成する。Furthermore, there is a problem that when an area with a graph is enlarged and displayed, when an image is generated in a bitmap format, the image becomes rough. On the other hand, according to the method of highlighting the lower limit of the power consumption P according to the present embodiment, even when a part of the image of FIG. The lower limit of P can be highlighted.
<Second Embodiment>
In the above embodiment, the graph G1 in which the lower limit of the power consumption P is highlighted is generated for the input first logical expression. On the other hand, in the present embodiment, a graph G2 in which the upper limit of the power consumption P is highlighted with respect to the input first logical expression is generated.
以下に、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1により第一の論理式における消費電力Pの上限を強調表示したグラフG2を生成する方法について説明する。
Below, the method to produce | generate the graph G2 which highlighted the upper limit of the power consumption P in a 1st logical formula by the energy
本実施形態においても、エネルギーマネジメント支援装置1が解析対象とする需給系統モデル及びその特性式や外気温度の変化範囲等については、図3〜図5に示すとおりである。また、エネルギーマネジメント支援装置1に入力される第一の論理式ψsys(L,P)についても図6や図7に示すとおりであるので、ここでは、これらの説明については省略する。Also in this embodiment, about the supply-and-demand system model which the energy
図19は、本実施形態において特徴計算部11が行う演算処理について説明する図である。上記の実施形態と同様に、特徴計算部11は、第一の論理式ψsys(L,P)の入力を受け付けると、パラメータP´を用いて、論理式「P≦P´−1.5」(2−1)を生成する。FIG. 19 is a diagram illustrating the arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、生成した論理式(2−1)と第一の論理式ψsys(L,P)のパラメータPをP´に置換して得られる式とを、論理積で結合する。論理式(2−1)と置換により得られる論理式ψsys(L,P´)との論理積により、第一の論理式においてPの上限値から所定値以上(実施例では1.5[kW]以上)小さい値をとる領域が特定される。The
図20は、特徴計算部11が、生成した図19の論理式ψmax1(L,P,P´)に対して更に行う演算処理について説明する図である。特徴計算部11は、図19の論理式ψmax1(L,P,P´)のパラメータP´に対して存在記号「∃」を付与し、以下の一階述語論理式φmax1(L,P,P´)を生成する。FIG. 20 is a diagram for explaining a calculation process that the
図21は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 21 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から図20の論理式φmax1(L,P,P´)が入力されると、図21に示すように、論理式φmax1(L,P,P´)に対して限定記号消去を実施する。これにより得られる論理式Rmax1(L,P)からは、図20の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータP´が消去されている。
図22は、限定記号消去により得られる論理式Rmax1(L,P)が満たす領域を可視化した結果を例示する図である。FIG. 22 is a diagram illustrating a result of visualizing a region satisfied by the logical expression R max1 (L, P) obtained by erasing the quantifier .
領域A_Rmax1(L,P)は、第一の論理式ψsys(L,P)の消費電力Pの上限から所定値(実施例では1.5[kW])以下の値をとる領域がこれに相当する。言い換えると、第一の領域ψsys(L,P)を満たす領域のうち、消費電力Pの上限から1.5[kW]に満たない範囲にある領域については、図22の領域A_Rmax1(L,P)からは除外されている。The region A_R max1 (L, P) is a region that takes a value less than a predetermined value (1.5 [kW] in the embodiment) from the upper limit of the power consumption P of the first logical expression ψ sys (L, P). It corresponds to. In other words, among the regions that satisfy the first region ψ sys (L, P), the region that is in the range that is less than 1.5 [kW] from the upper limit of the power consumption P is the region A_R max1 (L , P).
特徴計算部11は、更に、入力された図6の第一の論理式ψsys(L,P)に基づき、以下の演算を行う。そして、第一の論理式ψsys(L,P)における消費電力Pの上限値以下をとる領域を表す論理式Rmax2(L,P)を求める。The
図23は、特徴計算部11がRmax2(L,P)を得るために行う演算処理について説明する図である。FIG. 23 is a diagram illustrating the arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、図6の第一の論理式ψsys(L,P)に基づき、パラメータP´を用いて、論理式「P≦P´」(2−3)を生成する。The
特徴計算部11は、上記の実施形態と同様に、生成した論理式と、第一の論理式ψsys(L,P)においてパラメータPをP´で置換した式とを論理積で結合し、論理式を生成する。論理式(2−3)と置換により得られる論理式ψsys(L,P´)の論理積により、第一の論理式においてPの上限値以下の値をとる領域が特定される。ここで生成する論理式ψmax2(L,P,P´)は、以下のとおりである。Similar to the above embodiment, the
図24は、特徴計算部11が図23の論理式ψmax2(L,P,P´)に対して更に行う演算処理について説明する図である。特徴計算部11は、図23の論理式ψmax2(L,P,P´)のパラメータP´に対して存在記号「∃」を付与し、以下の一階述語論理式φmax2(L,P,P´)を生成する。FIG. 24 is a diagram for explaining arithmetic processing that the
図25は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 25 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から図24の論理式φmax2(L,P,P´)が入力されると、上記の実施形態等と同様に、入力された論理式φmax2(L,P,P´)に対して限定記号消去を実施する。これにより得られる論理式Rmax2(L,P)からは、図24の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータP´が消去されている。When the logical symbol φ max2 (L, P, P ′) of FIG. 24 is input from the
図26は、限定記号消去により得られる論理式Rmax2(L,P)が満たす領域を可視化した結果を例示する図である。領域A_Rmax2(L,P)は、第一の論理式ψsys(L,P)の上限以下の領域がこれに相当する。FIG. 26 is a diagram illustrating a result of visualizing a region satisfied by the logical expression R max2 (L, P) obtained by erasing the quantifier . The region A_R max2 (L, P) corresponds to a region equal to or lower than the upper limit of the first logical expression ψ sys (L, P).
図27は、特徴計算部11及び限定記号消去部12の演算により得られた2つの論理式Rmax1(L,P)を満たす領域A_Rmax1(L,P)及びRmax2(L,P)を満たす領域A_Rmax2(L,P)を重ね合わせた結果を示す図である。FIG. 27 shows regions A_R max1 (L, P) and R max2 (L, P) satisfying two logical expressions R max1 (L, P) obtained by the operations of the
上述のとおり、図19の論理式(2−1)により、領域A_Rmax1(L,P)は、領域A_Rmax2(L,P)よりも1.5[kW]分だけ消費電力Pの下限が小さい。このことを利用して、特徴計算部11は、グラフにおいて強調したい領域を抽出する。As described above, according to the logical expression (2-1) in FIG. 19, the region A_R max1 (L, P) has a lower limit of the power consumption P by 1.5 [kW] than the region A_R max2 (L, P). small. Using this, the
図28は、本実施形態において、特徴計算部11が第二の論理式Rmax(L,P)を求める方法について説明する図である。FIG. 28 is a diagram illustrating a method in which the
図28に示すように、特徴計算部11は、上記の演算処理により求めた2つの式(2−2)と(2−4)、すなわち論理式Rmax1(L,P)とRmax2(L,P)とで排他的論理和XORをとり、論理式Rmax(L,P)を得る。As shown in FIG. 28, the
式(2−5)においては、第一の論理式ψsys(L,P)の消費電力Pの上限から1.5[kW]の領域、すなわち、論理式(2−1)で設定した幅に相当する領域が抽出されている。In the expression (2-5), an area of 1.5 [kW] from the upper limit of the power consumption P of the first logical expression ψ sys (L, P), that is, the width set in the logical expression (2-1) A region corresponding to is extracted.
特徴計算部11は、上記の論理式Rmax(L,P)を第二の論理式として、画像化部13に出力する。画像化部13は、特徴計算部11から入力された第二の論理式Rmax(L,P)に基づき、熱負荷の需要量Lと消費電力Pの関係を表したグラフを生成する。The
図29は、第二の論理式Rmax(L,P)によりグラフ上に表される消費電力Pの上限の強調表示を例示する図である。FIG. 29 is a diagram illustrating the highlighted display of the upper limit of the power consumption P represented on the graph by the second logical expression R max (L, P).
図29においては、エネルギーマネジメント支援装置1にて求めた第二の論理式Rmax(L,P)と共に、熱負荷の需要量Lと消費電力Pとの関係を表す第一の論理式ψsys(L,P)をグラフG2に表している。In FIG. 29, together with the second logical expression R max (L, P) obtained by the energy
上記の一連の演算処理により求めた第二の論理式Rmax(L,P)を満たす領域A_Rmax(L,P)は、第一の論理式の上限から所定の幅(実施例では1.5[kW])の分、第一の論理式を満たす領域A_ψsys(L,P)とは異なる色で表示されている。ユーザは、図29のグラフG2を含む画像50が出力されているモニタ等の表示手段を介して、消費電力Pの上限を容易に視認することが可能となる。The region A_R max (L, P) that satisfies the second logical expression R max (L, P) obtained by the series of arithmetic processing described above is a predetermined width (1. 5 [kW]), the area A_ψ sys (L, P) that satisfies the first logical expression is displayed in a different color. The user can easily visually recognize the upper limit of the power consumption P via display means such as a monitor from which the
本実施形態によっても、上記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、数式処理により上限から一定の幅(実施例では1.5[kW])を表す数式を求め、これに基づき強調表示を行うことで、ユーザの視認性を確保しつつ、正確に消費電力Pの上限を強調表示している。また、拡大表示した場合であっても画質の劣化を防ぐことが可能である。 Also according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In other words, a mathematical expression that represents a certain width (1.5 [kW] in the embodiment) from the upper limit is obtained by mathematical expression processing, and highlighting is performed based on the mathematical expression, thereby ensuring accurate power consumption while ensuring user visibility. The upper limit of P is highlighted. In addition, it is possible to prevent deterioration in image quality even when the image is enlarged.
なお、上記第1の実施形態や本実施形態による画像の生成方法のように、第二の論理式を求めてグラフG2の描画を行うことで、例えば、図7に示すように、第一の論理式のみを可視化した場合には、グラフG1上に現れない領域を描画することも可能となる。このことは、例えば図29の(a)の領域と図7の対応する箇所を比較することにより、容易に確認できる。
<第3の実施形態>
上記の第1及び第2の実施形態においては、それぞれ第一の論理式のうちの消費電力Pの下限及び上限から一定の幅の領域を抽出してその領域を表す第二の論理式を求め、これに基づき下限及び上限を強調表示している。これにより、ユーザは、消費電力の下限や上限であって、第一の論理式を可視化しただけではグラフ上に現れない領域を視覚的に容易に確認することが可能となる。これに対し、本実施形態においては、第一の論理式が満たす領域を可視化する際に、点や線で描かれる領域についてはグラフの軸方向に拡大して強調表示する。As shown in FIG. 7, for example, as shown in FIG. 7, the first logical expression is obtained and the graph G2 is drawn as in the image generation method according to the first embodiment or the present embodiment. When only the logical expression is visualized, it is possible to draw a region that does not appear on the graph G1. This can be easily confirmed, for example, by comparing the region in FIG. 29A with the corresponding portion in FIG.
<Third Embodiment>
In the first and second embodiments described above, an area having a certain width is extracted from the lower limit and the upper limit of the power consumption P in the first logical expression, and the second logical expression representing the area is obtained. Based on this, the lower and upper limits are highlighted. As a result, the user can easily visually confirm a region that is the lower limit or upper limit of the power consumption and does not appear on the graph simply by visualizing the first logical expression. On the other hand, in this embodiment, when visualizing a region that is satisfied by the first logical expression, a region drawn by dots or lines is highlighted and displayed in the axial direction of the graph.
以下に、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1による第一の論理式に対して各種の演算処理を実施して第二の論理式を生成し、生成した第二の論理式に基づき所望のグラフを含む画像50を得る方法について、具体的に説明する。
Below, various arithmetic processes are implemented with respect to the 1st logic formula by the energy
本実施形態においては、エネルギーマネジメント支援装置1が解析対象とする需給系統モデルは、第1及び第2の実施形態のそれと同様であり、図3に示すとおりである。但し、需給系統モデルを構成する各冷凍機1〜4の特性式等については、上記の実施形態とは異なっている。
In the present embodiment, the supply and demand system model to be analyzed by the energy
図30は、図3に示す需給系統モデルを構成する冷凍機1〜4についての本実施形態における消費電力特性及び外気温度の変化範囲の式を例示する図である。
FIG. 30 is a diagram exemplifying formulas of power consumption characteristics and outside air temperature change ranges in the present embodiment for the
図30に示す冷凍機1〜4の稼動時の消費電力特性を表す数式群(3−1)、冷凍機1〜4の熱負荷の上下限を表す数式群(3−2)、停止時の消費電力特性を表す数式群(3−3)は、4台の冷凍機1〜4の全てが、同じ特性式で表される点で図4と異なる。
Formula group (3-1) representing power consumption characteristics during operation of
外気温度T[℃]を表す式は、「T=25」である。 The expression representing the outside air temperature T [° C.] is “T = 25”.
図31は、本実施形態における外気温度Tと冷凍機1〜4の消費電力特性との関係を説明する図である。図31(a)は、外気温度Tがその下限である25[℃]であるときの各冷凍機1〜4の消費電力特性を示す。
FIG. 31 is a diagram illustrating the relationship between the outside air temperature T and the power consumption characteristics of the
図31に示すように、4台の冷凍機の消費電力特性(効率)は、T=25[℃]の場合(図31(a)のch_25_1〜ch_25_4)
図32は、上記の設例における熱負荷の需要量Lと消費電力Pとの関係を示した論理式を例示する図である。As shown in FIG. 31, the power consumption characteristics (efficiency) of the four refrigerators are T = 25 [° C.] (ch_25_1 to ch_25_4 in FIG. 31 (a)).
FIG. 32 is a diagram illustrating a logical expression showing the relationship between the demand L of the thermal load and the power consumption P in the above example.
図32に示す論理式ψsys2(L,P)は、図30に示す特性式(3−1)乃至(3−3)及び外気温度の式に基づき、図6の論理式と同様に、公知の技術を用いて、一階述語論理式に対し限定記号消去を実施することにより、求めることができる。The logical expression ψ sys2 (L, P) shown in FIG. 32 is publicly known in the same manner as the logical expression of FIG. 6 based on the characteristic expressions (3-1) to (3-3) and the outdoor air temperature expression shown in FIG. Using the technique, the quantifier elimination is performed on the first-order predicate logical expression.
図33は、本実施形態において特徴計算部11が行う演算処理について説明する図である。特徴計算部11は、図32の第一の論理式ψsys2(L,P)の入力を受け付けると、パラメータP´を用いて、論理式(3−4)を生成する。FIG. 33 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、入力された第一の論理式ψsys2(L,P)の消費電力PをP´で置換し、置換により得られる式と論理式(3−4)とを論理積で結合して、以下の論理式ψline1(L,P,P´)を作成する。論理式(3−4)と置換により得られる論理式ψsys2(L,P´)の論理積は、第一の論理式の消費電力方向について、その範囲を所定の大きさ(実施例では、±1.5[kW])分だけ拡大している。The
図34は、特徴計算部11が図33の論理式ψline1(L,P,P´)に対して更に行う演算処理について説明する図である。特徴計算部11は、図33の論理式ψline1(L,P,P´)のパラメータP´に対して存在記号「∃」を付与して以下の一階述語論理式φline1(L,P,P´)を生成する。FIG. 34 is a diagram for explaining the arithmetic processing that the
図35は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 35 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から図34の論理式φline1(L,P,P´)が入力されると、当該論理式φline1(L,P,P´)に対し限定記号消去を実施する。これにより得られるRline1(L,P)からは、図34の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータP´が消去されている。When the logical expression φ line1 (L, P, P ′) of FIG. 34 is input from the
図36は、特徴計算部11が、限定記号消去により得られる論理式Rline1(L,P)(3−5)に対して更に行う演算処理について説明する図である。FIG. 36 is a diagram for explaining arithmetic processing that the
特徴計算部11は、限定記号消去部12から受け取った図35の論理式Rline1(L,P)(3−5)に対し、更に、パラメータL´を用いて、論理式「L−4≦L´L+4」(3−6)を生成する。The
特徴計算部11は、限定記号消去部12から入力された論理式Rline1(L,P)の熱負荷の需要量LをL´で置換し、置換により得られる式と論理式(3−5)とを論理積で結合して、以下の論理式ψline(L,L´,P)を作成する。論理式(3−6)と置換により得られる論理式Rline1(L´,P)の論理積は、図35の限定記号消去により得られた論理式Rline1(L,P)の熱負荷の需要量方向について、その範囲を所定の大きさ(実施例では、±4[kW])分だけ拡大する。The
図37は、特徴計算部11が図36の論理式ψline(L,L´,P)に対して更に行う演算処理について説明する図である。特徴計算部11は、図36の論理式ψline(L,L´,P)のパラメータL´に対して存在記号「∃」を付与して以下の一階述語論理式φline(L,L´,P)を生成する。FIG. 37 is a diagram for explaining arithmetic processing that the
図38は、本実施形態において、特徴計算部11が図37の演算で得られた論理式から第二の論理式Rline(L,P)を得る方法について説明する図である。FIG. 38 is a diagram illustrating a method in which the
特徴計算部11は、図37で得られた一階述語論理式φline(L,L´,P)を限定記号消去部12に渡す。限定記号消去部12は、特徴計算部11から当該論理式が入力されると、これに対して限定記号消去を実施する。限定記号消去により得られる論理式Rline(L,P)からは、特徴計算部11にて設定したパラメータL´が消去されている。The
特徴計算部11は、限定記号消去部12から上記の論理式Rline(L,P)を受け取ると、これを第二の論理式として、画像化部13に出力する。画像化部13は、特徴計算部11から入力された第二の論理式Rline(L,P)に基づき、熱負荷の需要量Lと消費電力Pの関係を表したグラフを生成する。When the
図39は、第二の論理式Rline(L,P)を可視化して生成したグラフG3を例示する図である。図39に示すように、第二の論理式を満たす領域A_Rline(L,P)は、上記の処理により、第一の論理式ψsys2(L,P)と比較すると、縦軸方向及び横軸方向に関し、領域が拡大されている。FIG. 39 is a diagram illustrating a graph G3 generated by visualizing the second logical expression R line (L, P). As shown in FIG. 39, the region A_R line (L, P) satisfying the second logical expression is compared with the first logical expression ψ sys2 (L, P) by the above processing, and the vertical axis direction and the horizontal direction are compared. The region is enlarged with respect to the axial direction.
上記のとおり、本実施形態においては、4台の冷凍機1〜4の消費電力特性(効率)が一致している。この場合、図32の論理式ψsys2(L,P)をそのまま可視化したとしても、解析に利用しにくい場合もある。例えば論理式ψsys2(L,P)を満たす領域のように、線状に広がるのみ、あるいは、点状に分布するのみである場合、熱負荷の需要量Lと消費電力Pの関係を視認しにくい場合がある。しかし、このような場合であっても、図39に示す例のように、適切にグラフの縦軸、横軸方向に領域を拡大して可視化することにより、ユーザにとっては可視化結果を利用しての解析が行い易くなる、という効果が得られる。例えば図39においては、(L,P)=(0,0)の点も領域に含まれることがグラフG3から判断できる。As described above, in this embodiment, the power consumption characteristics (efficiency) of the four
上記においては、縦軸の消費電力Pについては±1.5[kW]分拡大し、横軸の熱負荷の需要量Lについては±4[kW]分拡大をしているが、これに限定されるものではない。上記第1及び第2の実施形態と同様に、画像50の解像度等に応じて、適切に拡大範囲を設定することができる。適切に設定した拡大範囲で第二の論理式Rの縦軸方向や横軸方向への拡大をすることで、第二の論理式Rが点や線で表される場合であっても、ユーザの視認性を確保しつつ、正確に消費電力Pと熱負荷の需要量Lの関係を表したグラフを生成できる。
<第4の実施形態>
上記の第1乃至第3の実施形態においては、ユーザにとっては、第一の論理式をそのまま可視化した結果を見た場合には確認しにくい領域を、第一の論理式に基づき生成した第二の論理式を用いて可視化を行うことで、解析に利用し易くしている。これに対し、本実施形態においては、熱負荷の需要量Lと消費電力Pの関係を表したグラフから、省エネ余地が大きいか否かをユーザが直感的に把握し易くする。In the above, the power consumption P on the vertical axis is increased by ± 1.5 [kW], and the demand L of the heat load on the horizontal axis is increased by ± 4 [kW], but this is limited to this. Is not to be done. As in the first and second embodiments, the enlargement range can be appropriately set according to the resolution of the
<Fourth Embodiment>
In the first to third embodiments, the second region is generated based on the first logical expression, which is difficult for the user to confirm when viewing the result of visualizing the first logical expression as it is. Visualization using this logical expression makes it easy to use for analysis. On the other hand, in this embodiment, it is easy for the user to intuitively grasp whether or not there is a large room for energy saving from a graph representing the relationship between the demand amount L of the heat load and the power consumption P.
以下に、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1が、第一の論理式において省エネ余地が所定以上である領域を強調表示したグラフG4を生成する方法について説明する。
Below, the energy
本実施形態において、エネルギーマネジメント支援装置1が解析対象とする需給系統モデルは、図3に示すとおりである。そして、その特性式や外気温度の変化範囲等については、図4及び図5に示すとおりである。また、エネルギーマネジメント支援装置1に入力される第一の論理式は、図6に示す論理式ψsys(L,P)であるので、ここでは説明を省略する。In the present embodiment, the supply and demand system model to be analyzed by the energy
図40は、本実施形態において特徴計算部11が行う演算処理について説明する図である。特徴計算部11は、図6に示す第一の論理式ψsys(L,P)の入力を受け付けると、パラメータP´を用いて、論理式(4−1)を生成する。FIG. 40 is a diagram illustrating the arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、生成した論理式(4−1)と、第一の論理式ψsys(L,P)と、第一の論理式のうち、パラメータPをP´に置換して得られる式ψsys(L,P´)とを論理式で結合し、以下の論理式を得る。論理式(4−1)、第一の論理式ψsys(L,P)及び置換により得られる論理式ψsys(L,P´)の論理積により、第一の論理式を満たすP及びP´について、PとP´との差が所定値(実施例では75[kW])以上である領域が特定される。The
図41は、特徴計算部11が、生成した図40の論理式ψroom1(L,P,P´)に対して更に行う演算処理について説明する図である。特徴計算部11は、図40の論理式ψroom1(L,P,P´)のパラメータP、P´に対して存在記号「∃」を付与し(図41の(4−2))、以下の一階述語論理式φroom1(L,P,P´)を生成する。FIG. 41 is a diagram for explaining arithmetic processing that the
図42は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 42 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から図42の論理式φroom1(L,P,P´)が入力されると、図42に示すように、論理式φroom1(L,P,P´)に対して限定記号消去を実施する。これにより得られる論理式Rroom1(L)からは、図41の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータP、P´が消去されている。
図43は、本実施形態において、特徴計算部11が図42の演算で得られた論理式から第二の論理式Rroom(L,P)を得る方法について説明する図である。FIG. 43 is a diagram illustrating a method in which the
特徴計算部11は、図42でパラメータP、P´を消去して得られた式(4−3)と第一の論理式ψsys(L,P)とを論理積で結合し、第二の論理式Rroom(L,P)を得る。The
特徴計算部11は、上記の論理式Rroom(L,P)を第二の論理式として、画像化部13に出力する。画像化部13は、特徴計算部11から入力された第二の論理式Rroom(L,P)に基づき、熱負荷の需要量Lと消費電力Pとの関係を表したグラフを生成する。The
図44は、第二の論理式Rroom(L,P)を可視化して生成したグラフG4を例示する図である。FIG. 44 is a diagram illustrating a graph G4 generated by visualizing the second logical expression R room (L, P).
図44のグラフG4においては、第一の論理式の領域の満たす領域A_ψsys(L,P)と、このうち第二の論理式が満たす領域A_Rroom(L,P)とを色分けして表示している。ユーザは、一定以上の省エネの余地がある領域(実施例では、75[kW]以上の省エネが可能な領域)、すなわち、所定値以上消費電力Pを削減可能な領域を直感的に把握することが可能となり、これにより、有効な解析に資する。
<第5の実施形態>
上記の第4の実施形態においては、ユーザが直感的に把握し易いように、省エネ余地が一定以上ある領域を抽出して強調表示している。これに対し、本実施形態においては、消費電力をどれだけ削減できるかを、ユーザが直感的に把握し易くしている。In the graph G4 of FIG. 44, the area A_ψ sys (L, P) that is satisfied by the area of the first logical expression and the area A_R room (L, P) that is satisfied by the second logical expression are displayed in different colors. doing. The user intuitively grasps an area where there is room for energy saving above a certain level (in the embodiment, an area where energy saving of 75 [kW] or more is possible), that is, an area where the power consumption P can be reduced by a predetermined value or more. This contributes to effective analysis.
<Fifth Embodiment>
In the fourth embodiment described above, a region having a certain amount of room for energy saving is extracted and highlighted so that the user can easily grasp it intuitively. On the other hand, in this embodiment, it is easy for the user to intuitively understand how much power consumption can be reduced.
以下に、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1が、第一の論理式において消費電力の削減余地がどれだけあるかを表示したグラフG5を生成する方法について説明する。まず、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1の解析対象について説明する。
Below, the energy
図45は、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1が解析を行う需給系統モデルを例示する図である。
FIG. 45 is a diagram illustrating a supply and demand system model that is analyzed by the energy
図45に示すように、本実施形態における需給系統モデルでは、空調システム内の空調対象空間に熱負荷を供給する熱源機器として、3台の冷凍機1〜3を備えている。電源は、3台の冷凍機1〜3に対してP[kW]の電力を供給し、3台の冷凍機1〜3は、それぞれ電源から供給を受けてP1〜P3[kW]の電力を消費する。3台の冷凍機1〜3は、空調対象空間にそれぞれL1〜L3[kW]の熱負荷を供給し、空調対象空間の電力の需要量は、L[kW]である。As shown in FIG. 45, the supply and demand system model in the present embodiment includes three
図46は、図45に示す需給系統モデルを構成する冷凍機1〜3についての本実施形態における消費電力特性及び外気温度の変化範囲の式を例示する図である。
FIG. 46 is a diagram exemplifying formulas of power consumption characteristics and outside air temperature change ranges in the present embodiment for the
冷凍機1〜3それぞれの稼動時における消費電力特性を表す式は、図46の数式群(5−1)に示すとおりである。
The formulas representing the power consumption characteristics during operation of the
冷凍機1〜3の熱負荷の上下限の制約を表す式は、図46の数式群(5−2)に示すとおりである。
The formulas representing the upper and lower limits of the thermal load of the
冷凍機1〜3の停止時における消費電力特性を表す式は、図46の数式群(5−3)に示すとおりである。
The formula representing the power consumption characteristics when the
外気温度Tの変化範囲を表す式は、図46に示すとおり、
25≦T≦35…(5−4)
である。As shown in FIG. 46, the equation representing the change range of the outside air temperature T is
25 ≦ T ≦ 35 (5-4)
It is.
図47は、本実施形態における外気温度Tと冷凍機1〜3の消費電力特性との関係を説明する図である。図47(a)は、外気温度Tが25[℃]のとき、図27(b)は、35[℃]のときの各冷凍機1〜3の消費電力特性を表す。
FIG. 47 is a diagram illustrating the relationship between the outside air temperature T and the power consumption characteristics of the
設例のように、空調対象空間が複数の冷凍機に対して熱負荷を需要する構成をとる場合や、各冷凍機の消費電力特性が外気温度による場合には、ユーザは、どのように冷凍機1〜3を稼動させることでより省エネ効果が高まるかが、把握しにくいこともある。このため、本実施形態においては、以下の方法により省エネの余地を求め、これを可視化する。 When the air-conditioning target space is configured to demand heat load for a plurality of refrigerators as in the example, or when the power consumption characteristic of each refrigerator depends on the outside air temperature, the user It may be difficult to grasp whether the energy saving effect is further increased by operating 1-3. For this reason, in this embodiment, the room for energy saving is calculated | required with the following method and this is visualized.
図48は、上記の設例における熱負荷の需要量Lと消費電力Pとの関係を示した第一の論理式を例示する図である。 FIG. 48 is a diagram illustrating a first logical expression illustrating the relationship between the demand L of the thermal load and the power consumption P in the above example.
図48に示す論理式ψsys3(L,P)は、図46に示す数式群を用いて一階述語論理式を生成し、限定記号消去により式から限定記号を消去することにより求まる。The logical expression ψ sys3 (L, P) shown in FIG. 48 is obtained by generating a first-order predicate logical expression using the mathematical expression group shown in FIG. 46 and erasing the quantifier from the expression by quantifier elimination.
図49は、図48の論理式ψsys3(L,P)を可視化したグラフを示す図である。図49においては色分けされている領域A_ψsys3(L,P)が、第一の論理式ψsys3(L,P)を満たす領域である。FIG. 49 is a diagram showing a graph visualizing the logical expression ψ sys3 (L, P) of FIG. 48. In FIG. 49, the color-coded region A_ψ sys3 (L, P) is a region satisfying the first logical expression ψ sys3 (L, P).
図49のグラフでは、消費電力Pの削減の余地が大きそうか否かについてはある程度確認できても、実際に消費電力Pをどれだけ削減できるかについては、グラフからは把握しにくい。そこで、以下の演算により、消費電力をどれだけ削減できるかを求める。 In the graph of FIG. 49, it can be difficult to grasp from the graph how much power consumption P can actually be reduced, even though it can be confirmed to some extent whether there is a large room for reducing power consumption P. Therefore, how much power consumption can be reduced is calculated by the following calculation.
図50は、本実施形態において特徴計算部11が行う演算処理について説明する図である。
FIG. 50 is a diagram illustrating the arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、図48の第一の論理式ψsys3(L,P)の入力を受け付けると、パラメータP´を用いて、論理式「P´<P」(5−5)を生成する。When the
特徴計算部11は、入力された第一の論理式ψsys3(L,P)の消費電力PをP´で置換し、置換により得られる式と論理式(5−5)とを論理積で結合して、以下の論理式ψeffect1(L,P,P´)を作成する。論理式(5−5)と置換により得られる論理式ψsys3(L,P´)により、第一の論理式を満たす領域のうち、パラメータPがP´より大きい領域が特定される。The
図51は、特徴計算部11が図50の論理式ψeffect1(L,P,P´)に対して更に行う演算処理について説明する図である。FIG. 51 is a diagram for explaining arithmetic processing that the
特徴計算部11は、図50の論理式ψeffect1(L,P,P´)のパラメータP´に対して存在記号「∃」を付与し、以下の一階述語論理式φeffect1(L,P,P´)を生成する。The
図52は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 52 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から図51の論理式φeffect1(L,P,P´)が入力されると、図52に示すように、入力された論理式に対し限定記号消去を実施する。得られる論理式Reffect1(L,P)からは、図51の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータP´が消去されている。When the logical expression φ effect1 (L, P, P ′) in FIG. 51 is input from the
上記の図50〜図52に示す演算処理により、特徴計算部11は、消費電力Pに関して「図48の第一の論理式ψsys3(L,P)よりも大きい値」をとる領域を表す論理式Reffect1(L,P)を得る。同様に、特徴計算部11は、図48の第一の論理式ψsys3(L,P)に基づき、更に以下の演算を行い、消費電力Pに関して「第一の論理式ψsys3(L,P)以上の値」をとる領域を表す論理式Reffect2(L,P)を求める。50 to 52 described above, the
図53は、特徴計算部11が論理式Reffect2(L,P)を得るために行う演算処理について説明する図である。FIG. 53 is a diagram for explaining arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、図48の第一の論理式ψsys3(L,P)に基づき、パラメータP´を用いて、論理式「P≦P´」(5−7)を生成する。The
特徴計算部11は、図50で論理式ψeffect1(L,P,P´)を作成したときと同様の方法により、論理式ψeffect2(L,P,P´)を作成する。すなわち、特徴計算部11は、入力された第一の論理式ψsys3(L,P)の消費電力PをP´で置換し、置換により得られる式と論理式(5−7)とを論理積で結合して、以下の論理式ψeffect2(L,P,P´)を作成する。論理式(5−7)と置換により得られる論理式ψsys3(L,P´)により、第一の論理式を満たす領域のうち、パラメータPがP´以上である領域が特定される。The
図54は、特徴計算部11が図53の論理式ψeffect2(L,P,P´)に対して更に行う演算処理について説明する図である。FIG. 54 is a diagram for explaining arithmetic processing that the
特徴計算部11は、図51で論理式φeffect1(L,P,P´)を生成したときと同様の方法により、論理式φeffect2(L,P,P´)を生成する。すなわち、特徴計算部11は、生成した図53の論理式ψeffect2(L,P,P´)のパラメータP´に対して存在記号「∃」を付与し、以下の一階述語論理式φeffect2(L,P,P´)を生成する。
図55は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 55 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、図52で実施したと同様の方法により、限定記号消去を行い、論理式Reffect2(L,P)を得る。すなわち、限定記号消去部12は、特徴計算部11から図54の論理式φeffect2(L,P,P´)が入力されると、入力された論理式に対し限定記号消去を実施する。得られる論理式Reffect2(L,P)からは図54の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータP´が消去されている。The limit
上記の方法により得られた2つの論理式Reffect1(L,P)及びReffect2(L,P)は、それぞれ第一の論理式ψsys3(L,P)の消費電力の下限値よりも大きい領域、下限値以上の領域を表している。このことから、上記第1の実施形態において、消費電力の下限から一定の幅の領域を抽出した方法と同様の方法により、第一の論理式ψsys3(L,P)の下限値を抽出する。The two logical expressions R effect1 (L, P) and R effect2 (L, P) obtained by the above method are larger than the lower limit values of the power consumption of the first logical expression ψ sys3 (L, P), respectively. The area represents the area above the lower limit. From this, in the first embodiment, the lower limit value of the first logical expression ψ sys3 (L, P) is extracted by the same method as the method of extracting the constant width region from the lower limit of the power consumption. .
図56は、本実施形態において、特徴計算部11が第一の論理式ψsys3(L,P)の下限値を表す論理式Reffect3(L,P)を生成する方法について説明する図である。FIG. 56 is a diagram illustrating a method in which the
図56に示すように、特徴計算部11は、上記の演算処理により求めた2つの式(5−6)と(5−8)、すなわち論理式Reffect1(L,P)とReffect2(L,P)とで、排他的論理和XORをとる。As shown in FIG. 56, the
式(5−9)においては、排他的論理XORにより、第一の論理式ψsys3(L,P)の下限値が抽出されている。In Expression (5-9), the lower limit value of the first logical expression ψ sys3 (L, P) is extracted by exclusive logical XOR.
図57は、特徴計算部11が図56で生成した論理式Reffect3(L,P)を用いて更に行う演算処理について説明する図である。FIG. 57 is a diagram for explaining a calculation process further performed by the
特徴計算部11は、生成した式(5−9)のパラメータPをP´−Pで置換した論理式Reffect3(L,P´−P)を生成する。そして、置換により生成した論理式Reffect3(L,P´−P)と第一の論理式ψsys3(L,P)の消費電力PをP´で置換し、置換により得られる式ψsys3(L,P´)とを論理積で結合して、以下の論理式ψeffect(L,P,P´)を作成する。式(5−9)を置換した式Reffect3(L,P´−P)と第一の論理式ψsys3(L,P)の消費電力PをP´で置換した式ψsys3(L,P´)との論理積により、第一の論理式ψsys3(L,P)の消費電力PをP´で置換した式ψsys3(L,P´)を満たす領域のうち、P´の下限からPを減算しても依然第一の論理式に含まれる領域が特定される。The
図58は、特徴計算部11が図57の論理式ψeffect(L,P,P´)に対して更に行う演算処理について説明する図である。FIG. 58 is a diagram for explaining arithmetic processing that the
特徴計算部11は、図57の論理式ψeffect(L,P,P´)のパラメータP´に対して存在記号「∃」を付与し、以下の一階述語論理式ψeffect(L,P,P´)を生成する。The
図59は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 59 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から図58の論理式ψeffect(L,P,P´)が入力されると、図59に示すように、論理式φeffect(L,P,P´)に対し限定記号消去を実施し、論理式Reffect(L,P)を得る。得られる論理式Reffect(L,P)からは、図58の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータP´が消去されている。When the logical symbol ψ effect (L, P, P ′) of FIG. 58 is input from the
限定記号消去により得られる論理式Reffect(L,P)(5−10)は、第一の論理式ψsys3(L,P)のLに対応するPの削減可能な量、すなわち、Pの下限から上限までどれだけあるかを表している。The logical expression R effect (L, P) (5-10) obtained by quantifier elimination is a reducible amount of P corresponding to L of the first logical expression ψ sys3 (L, P), that is, P It shows how much there is from the lower limit to the upper limit.
特徴計算部11は、図59の限定記号消去により得られた論理式Reffect(L,P)を限定記号消去部12から受け取り、これを第二の論理式として画像化部13に出力する。画像化部13は、特徴計算部11から入力された第二の論理式Reffect(L,P)に基づき、熱負荷の需要量Lと削減可能な消費電力Pとの関係を表したグラフを生成する。The
図60は、第二の論理式Reffect(L,P)により、グラフ上に表示した削減可能な消費電力を例示する図である。図60のグラフG5では、横軸に熱負荷の需要量L[kW]を、縦軸に削減可能な消費電力量、すなわち省エネ余地P[kW]をとる。FIG. 60 is a diagram illustrating the reducible power consumption displayed on the graph by the second logical expression R effect (L, P). In the graph G5 in FIG. 60, the horizontal load represents the heat load demand L [kW], and the vertical axis represents the power consumption that can be reduced, that is, the energy saving room P [kW].
図60の領域A_Reffect(L,P)により、ユーザは、図45の空調対象空間の電力の需要量Lをどのように設定すると省エネ余地が大きくなるか、また、ある需要量Lに対してはどの程度省エネ余地Pがあるか等を把握し易くなる。これにより、有効な解析に資する。
<第6の実施形態>
上記の第1〜第5の実施形態においては、エネルギーマネジメント支援装置1に入力される第一の論理式ψ**をそのまま可視化した場合には確認が容易でない領域や、直感的に把握しにくい情報の可視化を行っている。これに対し、本実施形態においては、第一の論理式ψ**を可視化する際に、グラフの縦軸及び横軸の範囲を、それぞれの最大値及び最小値を求めてこれに基づき適切に設定することにより、適切なサイズのグラフを描画する。The area A_R effect (L, P) in FIG. 60 allows the user to set the power demand L of the air-conditioning target space in FIG. It becomes easy to grasp how much room P for energy saving exists. This contributes to effective analysis.
<Sixth Embodiment>
In the above first to fifth embodiments, when the first logical expression ψ ** input to the energy
以下に、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1により第一の論理式の消費電力P及び熱負荷の需要量Lの最大値及び最小値を判断し、これに基づき第一の論理式の可視化を行う方法について説明する。
Below, the energy
なお、本実施形態においては、エネルギーマネジメント支援装置1が解析対象とする需給系統モデルは、図3に示すとおりである。需給系統モデルの消費電力特性式や外気温度の変化範囲等についても、図4や図5を参照して説明したとおりである。そして、エネルギーマネジメント支援装置1に入力される第一の論理式ψsys(L,P)についても図6及び図7に示すとおりであり、先に説明したとおりである。In the present embodiment, the supply and demand system model to be analyzed by the energy
まず、グラフにおいては横軸に表される熱負荷の需要量Lの最大値及び最小値を求める方法を、図61〜図65を参照して説明する。 First, a method for obtaining the maximum value and the minimum value of the demand L of the heat load represented on the horizontal axis in the graph will be described with reference to FIGS.
図61は、本実施形態において特徴計算部11が熱負荷の需要量Lの最大値及び最小値を求めるために行う演算処理について説明する図である。
FIG. 61 is a diagram for explaining arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、まず、図61に示すように、第一の論理式ψsys(L,P)の入力を受け付けると、パラメータPに対して存在記号「∃」を付与し、以下の一階述語論理式φL−range(L,P)を生成する。First, as shown in FIG. 61, the
図62は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 62 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から図61の論理式φL−range(L,P)が入力されると、入力された論理式に対し限定記号消去を実施する。得られる論理式RL−range(L)(6−1)からは、図61の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータPが消去されている。When the logical expression φ L-range (L, P) in FIG. 61 is input from the
限定記号消去を実施した結果得られる式は、式(6−1)のようにパラメータLについての1次式であるとは限らず、2次以上の式である場合もある。そこで、特徴計算部11は、限定記号消去部12から論理式RL−range(L)を受け取ると、更に、以下の演算処理を実施する。The expression obtained as a result of executing the quantifier elimination is not necessarily a linear expression for the parameter L as shown in Expression (6-1), and may be a quadratic expression or more. Therefore, when the
図63は、特徴計算部11が論理式RL−range(L)を用いて熱負荷の需要量Lの最小値を求めるために更に行う演算処理について説明する図である。FIG. 63 is a diagram illustrating a calculation process that the
特徴計算部11は、図62の論理式RL−range(L)に対し、熱負荷の需要量Lの最小値Lminが満たす条件より、図63の上段の論理式ψL−min(L,Lmin)を生成する。これについて、図64を参照して更に説明する。The
図64は、論理式ψL−min(L,Lmin)について説明する図である。図64(a)は、図63の論理式「L<Lrange⇒¬RL−range(L)」(6−2)を説明する図であり、図64(b)は、図64の論理式「RL−range(Lmin)」(6−3)を説明する図である。FIG. 64 is a diagram illustrating the logical expression ψ L-min (L, L min ). FIG. 64A is a diagram for explaining the logical expression “L <L range → ¬R L-range (L)” (6-2) in FIG. 63, and FIG. It is a figure explaining a formula "R L-range ( Lmin )" (6-3).
まず、図64(a)に示すように、論理式(6−2)は、Lが最小値Lminよりも小さい(L<Lmin)場合、対応するLは式(6−1)が満たす領域の範囲外である(¬RL−range(L))ことを表す。First, as shown in FIG. 64A, in the logical expression (6-2), when L is smaller than the minimum value L min (L <L min ), the corresponding L is satisfied by the expression (6-1). It is outside the range of the region (¬R L-range (L)).
そして、図64(b)に示すように、論理式(6−3)は、Lminが式(6−1)を満たすLの範囲外とならないことを表す
すなわち、図63の上段の式Then, as shown in FIG. 64B, the logical expression (6-3) represents that L min does not fall outside the range of L satisfying the expression (6-1). That is, the upper expression in FIG.
は、熱負荷の需要量L及びその最小値Lminが2つの論理式(6−2)及び(6−3)で記述される条件を満たすことを表している。Represents that the demand L of the heat load and its minimum value L min satisfy the conditions described by the two logical expressions (6-2) and (6-3).
図63の中段に示すように、特徴計算部11は、生成した論理式ψL−min(L,Lmin)に対し、パラメータLに全称記号「∀」を付与して以下の一階述語論理式φL−min(L,Lmin)を生成する。As shown in the middle part of FIG. 63, the
限定記号消去部12は、特徴計算部11から上記の論理式φL−min(L,Lmin)(6−4)が入力されると、図63の下段に示すように、入力された論理式φL−min(L,Lmin)(6−4)に対して限定記号消去を実施する。限定記号消去により、以下の式(6−5)に示すように、熱負荷の需要量Lに関し、最小値Lmin「0」が得られる。When the above-described logical expression φ L-min (L, L min ) (6-4) is input from the
図65は、特徴計算部11が図62の論理式RL−range(L)を用いて熱負荷の需要量Lの最大値を求めるために行う演算処理について説明する図である。FIG. 65 is a diagram for explaining arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、図65の上段の論理式についても、先に図63及び図64を参照して説明した論理式ψL−min(L,Lmin)についてと同様の考え方に基づいて生成する。The
すなわち、まず、需要量Lの最大値Lmaxとすると、Lの値がLmaxよりも大きい(Lmax<L)場合は、対応するLは、論理式RL−range(L)が満たす領域に属しない(¬RL−range(L))。論理式で表すと、図65上段の論理式(6−6)がこれに該当する。That is, first, when the maximum value L max of the demand L, the value of L is greater than L max (L max <L) when the corresponding L is a logical expression R L-range (L) satisfies region (¬R L-range (L)). In terms of a logical expression, the logical expression (6-6) in the upper part of FIG. 65 corresponds to this.
また、最大値Lmaxに対応する値はLが満たす領域に属する(RL−range(Lmax))。論理式で表すと、図65上段の論理式(6−7)がこれに該当する。Further, the value corresponding to the maximum value L max belongs to the region that L satisfies (R L-range (L max )). In terms of a logical expression, the logical expression (6-7) in the upper part of FIG. 65 corresponds to this.
図65の上段の論理式ψL−max(L,Lmax)は、熱負荷の需要量L及びその最大値Lmaxが2つの論理式(6−6)及び(6−7)で記述される条件を満たすことを表している。In the upper logical expression ψ L-max (L, L max ) of FIG. 65, the heat load demand L and its maximum value L max are described by two logical expressions (6-6) and (6-7). It represents that the condition is satisfied.
図65の中段に示すように、特徴計算部11は、上記の論理式ψL−max(L,Lmax)に対し、パラメータLに全称記号「∀」を付与して以下の一階述語論理式φL−max(L,Lmax)を生成する。As shown in the middle part of FIG. 65, the
限定記号消去部12は、特徴計算部11から上記のφL−max(L,Lmax)(6−8)が入力されると、図65の下段に示すように、入力された論理式に対して限定記号消去を実施する。限定記号消去により、以下の式(6−9)に示すように、熱負荷の需要量Lに関し、最大値Lmax「728」が得られる。When the above-described φ L-max (L, L max ) (6-8) is input from the
消費電力Pの最大値及び最小値を求める場合についても、上記の需要量Lの最大値及び最小値を求める場合と同様の考え方に基づき、以下の演算を行う。次に、グラフにおいては縦軸に表される消費電力Pの最大値及び最小値を求める方法について、図66〜図69を参照して説明する。 Also in the case of obtaining the maximum value and the minimum value of the power consumption P, the following calculation is performed based on the same idea as the case of obtaining the maximum value and the minimum value of the demand amount L. Next, a method for obtaining the maximum value and the minimum value of the power consumption P represented on the vertical axis in the graph will be described with reference to FIGS. 66 to 69.
図66は、本実施形態において特徴計算部11が消費電力Pの最大値及び最小値を求めるために行う演算処理について説明する図である。
FIG. 66 is a diagram for describing calculation processing performed by the
まず、特徴計算部11は、図66に示すように、第一の論理式ψsys(L,P)の入力を受け付けると、パラメータLに対して存在記号「∃」を付与し、以下の一階述語論理式φP−range(L,P)を生成する。First, as shown in FIG. 66, when the
図67は、限定記号消去部12が実施する演算処理について説明する図である。
FIG. 67 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the limit
限定記号消去部12は、特徴計算部11から入力された図66の論理式φP−range(L,P)に対し、限定記号消去を実施する。得られる論理式RP−range(P)(6−10)からは、図66の演算処理において特徴計算部11が存在記号「∃」を付与したパラメータLが消去されている。The limit
上記の論理式(6−1)についてと同様に、限定記号消去を行った結果得られる式は、式(6−10)のようにパラメータPについての1次式であるとは限らず、2次以上の式である場合もある。そこで、特徴計算部11は、限定記号消去部12から論理式RP−range(P)を受け取ると、更に、以下の演算処理を実施する。Similarly to the above logical expression (6-1), the expression obtained as a result of performing the quantifier elimination is not necessarily a linear expression for the parameter P as in the expression (6-10). In some cases, the following formula is used. Therefore, when the
図68は、特徴計算部11が論理式RP−range(P)を用いて消費電力Pの最小値を求めるために行う演算処理について説明する図である。FIG. 68 is a diagram illustrating the arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、図67の論理式RP−range(P)に対し、消費電力P及びその最小値Pminが満たす条件より、図68の上段の論理式ψP−min(P,Pmin)を生成する。The
上記の式(6−11)は、上記のψL−min(L,Lmin)と同様の考え方に基づき生成される。すなわち、消費電力Pの最小値Pminとすると、Pの値がPminよりも小さい(P<Pmin)場合は、対応する値Pは、論理式RP−range(P)が満たす領域に属しない(¬RP−range(P))。また、同時に、最小値Pminに対応する値は、Pが満たす領域に属する(RP−range(Pmin))。論理式(6−11)は、これら2つの条件に基づき生成される。The above equation (6-11) is generated based on the same idea as the above-mentioned ψ L-min (L, L min ). That is, when the minimum value P min of the power consumption P is assumed, if the value of P is smaller than P min (P <P min ), the corresponding value P is in the region that the logical expression R P-range (P) satisfies. Does not belong (¬R P-range (P)). At the same time, the value corresponding to the minimum value P min belongs to the region satisfied by P (R P-range (P min )). The logical expression (6-11) is generated based on these two conditions.
図68の中段に示すように、特徴計算部11は、特徴計算部11は、生成した論理式ψP−min(P,Pmin)(6−11)に対し、パラメータPに全称記号「∀」を付与して、以下の一階述語論理式φP−min(P,Pmin)を生成する。As shown in the middle part of FIG. 68, the
限定記号消去部12は、特徴計算部11から上記の論理式φP−min(P,Pmin)(6−12)が入力されると、図68の下段に示すように、入力された論理式φP−min(P,Pmin)(6−12)に対して限定記号消去を実施する。限定記号消去により、以下の式(6−13)に示すように、消費電力Pに関し、最小値Pmin「0」が得られる。When the above-described logical expression φ P-min (P, P min ) (6-12) is input from the
図69は、特徴計算部11が図67の論理式RP−range(L)を用いて消費電力Pの最大値を求めるために行う演算処理について説明する図である。FIG. 69 is a diagram for explaining the arithmetic processing performed by the
特徴計算部11は、図67の論理式RP−range(P)に対し、消費電力P及びその最大値Pmaxが満たす条件より、図69の上段の論理式ψP−max(P,Pmax)を生成する。The
消費電力Pの最大値Pmaxとすると、Pの値がPmaxよりも大きい(P>Pmax)場合は、対応する値Pは、論理式RP−range(P)が満たす領域に属しない(¬RP−range(P))。また、最大値Pmaxに対応する値RP−range(Pmax)は、論理式が満たす領域に属する(RP−range(Pmax))。論理式(6−14)は、これら2つの条件に基づき生成される。When the maximum value P max of the power consumption P is assumed, if the value of P is larger than P max (P> P max ), the corresponding value P does not belong to the region satisfied by the logical expression R P-range (P). (¬R P-range (P)). In addition, the value R P-range (P max ) corresponding to the maximum value P max belongs to the region satisfied by the logical expression (R P-range (P max )). The logical expression (6-14) is generated based on these two conditions.
図69の中段に示すように、特徴計算部11は、生成した論理式ψP−max(P,Pmax)(6−14)に対し、パラメータPに全称記号「∀」を付与して、以下の一階述語論理式φP−max(P,Pmax)を生成する。As shown in the middle part of FIG. 69, the
限定記号消去部12は、特徴計算部11から上記のφP−max(P,Pmax)(6−15)が入力されると、図69の下段に示すように、入力された論理式φP−max(P,Pmax)(6−15)に対して限定記号消去を実施する。限定記号消去により、以下の式(6−16)に示すように、消費電力Pに関し、最大値Pmax「2909097/10000」が得られる。When the above-mentioned φ P-max (P, P max ) (6-15) is input from the
上記の演算処理を実施することにより、式(6−5)、(6−9)、(6−13)、(6−16)、すなわち、熱負荷の需要量L及び消費電力Pのそれぞれについての最小値及び最大値が求まる。特徴計算部11は、得られたこれらの値を画像化部13に第一の論理式ψsys(L,P)とともに渡す。画像化部13は、熱負荷の需要量L及び消費電力Pそれぞれについての最大値及び最小値に基づき、グラフの描画範囲を決定し、熱負荷の需要量Lと消費電力Pとの関係を表すグラフを含む画像50(図1等参照)を生成する。By performing the above arithmetic processing, the equations (6-5), (6-9), (6-13), and (6-16), that is, the demand amount L and the power consumption P of the thermal load, respectively. The minimum and maximum values are obtained. The
図70は、図61〜図69の演算結果を利用して第一の論理式ψsys(L,P)を可視化し、生成したグラフG6を例示する図である。FIG. 70 is a diagram illustrating a graph G6 generated by visualizing the first logical expression ψ sys (L, P) using the calculation results of FIGS. 61 to 69.
画像化部13は、熱負荷の需要量の最小値Lmin=0、最大値Lmax=728、消費電力の最小値Pmin=0、最大値Pmax=290.9097に基づき、図70のグラフG6の横軸及び縦軸の描画範囲を決定している。70 is based on the minimum value L min = 0, the maximum value L max = 728, the minimum value P min = 0 of power consumption, and the maximum value P max = 290.0997 of the demand amount of heat load. The drawing range of the horizontal axis and the vertical axis of the graph G6 is determined.
仮に、各軸方向の最大値及び最小値を求めずにグラフの描画を行うとすると、例えば、前回にグラフを生成したときの描画範囲をそのまま利用する、あるいは、予め設定しておいた範囲を用いることとなる。これらの方法によっては、論理式ψsys(L,P)を満たす領域A_ψsys(L,P)の描画が、ユーザが確認するのに適切なサイズでなされるとは限らない。例えば、論理式を満たす領域がグラフに納まらないことや、グラフの範囲に対して、描画される領域A_ψsys(L,P)のサイズが小さすぎることが起こり得る。本実施形態によれば、適切なサイズで論理式ψsys(L,P)を満たす領域A_ψsys(L,P)が描画される。このため、ユーザにとっては、可視化結果を更に利用し易くなり、効率的な解析に資する。
<第7の実施形態>
上記の実施形態においては、エネルギーマネジメント支援装置1に入力されたある第一の論理式、すなわちある需給系統モデルに対して可視化を行う場合におけるユーザの利便性の向上を図っている。これに対し、本実施形態においては、2以上の需給系統モデルに対して可視化を行う場合におけるユーザの利便性の向上を図っている。If the graph is drawn without obtaining the maximum value and the minimum value in each axis direction, for example, the drawing range when the graph was generated last time is used as it is, or a preset range is used. Will be used. Depending on these methods, the drawing of the region A_ψ sys (L, P) satisfying the logical expression ψ sys (L, P) is not necessarily performed in a size appropriate for the user to confirm. For example, a region satisfying the logical expression may not fit in the graph, or the drawn region A_ψ sys (L, P) may be too small relative to the graph range. According to the present embodiment, the region A_ψ sys (L, P) satisfying the logical expression ψ sys (L, P) with an appropriate size is drawn. For this reason, it becomes easier for the user to use the visualization result, which contributes to efficient analysis.
<Seventh Embodiment>
In said embodiment, the improvement of the convenience of the user in the case of visualizing with respect to a certain 1st logical formula input into the energy
以下に、本実施形態に係るエネルギーマネジメント支援装置1による可視化の方法について説明する。なお、本実施形態においては、エネルギーマネジメント支援装置1が解析を行う需給系統モデルについては、図3に示すとおりである。但し、需給系統モデルを構成する各冷凍機1〜4の特性式等については、上記の実施形態と異なり、図71に示すとおりであるので、これについて説明する。
Below, the visualization method by the energy
図71は、図3に示す需給系統モデルを構成する冷凍機1〜4についての本実施形態における消費電力特性を例示する図である。
71 is a diagram illustrating power consumption characteristics in the present embodiment for the
稼動時における冷凍機1〜4の消費電力特性は、図71の数式群(7−1)に示すとおりである。
The power consumption characteristics of the
冷凍機1〜4の熱負荷の上下限を表す式は、図71の数式群(7−2)に示すとおりである。
The formulas representing the upper and lower limits of the thermal load of the
そして、停止時における冷凍機1〜4の消費電力特性は、図71の数式群(7−3)に示すとおりである。 And the power consumption characteristic of the refrigerators 1-4 at the time of a stop is as showing to the numerical formula group (7-3) of FIG.
上記数式群(7−1)〜(7−3)のとおり、冷凍機1と4とでは、同じ特性を示している。なお、外気温度Tの変化範囲については、上記の実施形態と同様であり、25≦T≦35であるので、図71においては記載を省略している。
As in the mathematical formula groups (7-1) to (7-3), the
図72は、本実施形態における外気温度Tと冷凍機1〜4の消費電力特性との関係を説明する図である。図72(a)は、外気温度Tがその下限である25[℃]であるときの各冷凍機1〜4の消費電力特性を、図72(b)は、外気温度Tがその上限である35[℃]であるときのそれを示す。
FIG. 72 is a diagram illustrating the relationship between the outside air temperature T and the power consumption characteristics of the
上記のとおり、冷凍機1と4とでは同じ特性を示すため、外気温度Tとの関係を示すグラフにおいても、その曲線(図72(a)においてはch_25_1及びch_25_4、図72(b)においてはch_35_1及びch_35_4)は一致している。
As described above, since the
図73は、上記の設例における熱負荷の需要量Lと消費電力Pとの関係を示した第一の論理式を例示する図である。 FIG. 73 is a diagram illustrating a first logical expression illustrating the relationship between the demand L of the thermal load and the power consumption P in the above example.
図74は、上記の論理式ψsys4(L,P)を可視化したグラフを示す図である。図74のグラフ上には、エネルギーマネジメント支援装置1に入力された論理式ψsys4(L,P)が満たす領域A_ψsys4(L,P)が表示されている。FIG. 74 is a diagram showing a graph visualizing the above logical expression ψ sys4 (L, P). On the graph of FIG. 74, a region A_ψ sys4 (L, P) that is satisfied by the logical expression ψ sys4 (L, P) input to the energy
ユーザは、可視化されたグラフを参照して解析を行う際に、ある需給系統モデルについて解析を行うだけでなく、2以上の需給系統モデル間で比較を行って、いずれのモデルが好ましいか等について検討することもある。上記の例では、設例のような4台の冷凍機1〜4のうち、2台の冷凍機1、4の特性が同じである場合と、図4及び図5に示すように、4台の冷凍機1〜4の特性が互いに異なる場合とでは、それぞれが満たす領域も異なる。本実施形態においては、2つの異なる論理式について、それぞれが満たす領域をユーザが確認し易い形態で同時に可視化している。
When analyzing by referring to the visualized graph, the user not only analyzes a certain supply and demand system model, but also compares two or more supply and demand system models to determine which model is preferred. May be considered. In the above example, when the characteristics of the two
図75は、本実施形態における2つの論理式を可視化したグラフを例示する図である。 FIG. 75 is a diagram illustrating a graph visualizing two logical expressions in the present embodiment.
図75のグラフG7においては、図73の論理式ψsys4(L,P)に加えて、図6の論理式ψsys(L,P)を同時に可視化している。それぞれの領域A_ψsys4(L,P)、A_ψsys(L,P)を色分けして表示し、2つの論理式の間で重複する領域については、濃い色で表示している。In the graph G7 in FIG. 75, the logical expression ψ sys (L, P) in FIG. 6 is simultaneously visualized in addition to the logical expression ψ sys4 (L, P) in FIG. The respective areas A_ψ sys4 (L, P) and A_ψ sys (L, P) are displayed in different colors, and the areas overlapping between the two logical expressions are displayed in a dark color.
このように、本実施形態によれば、2以上の需給系統モデルの比較検討を可能としている。これにより、有効な解析に資する。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to compare two or more supply-demand system models. This contributes to effective analysis.
なお、上記の実施例では、2つの論理式を可視化する場合を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、3以上の論理式を可視化する構成としてもよい。 In the above embodiment, the case where two logical expressions are visualized is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, three or more logical expressions may be visualized.
また、上記の実施例においては、エネルギーマネジメント支援装置1に入力された互いに異なる(第一の)論理式について、同時に可視化する場合を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば上記の実施形態により求めた第二の論理式同士を比較したい場合等にも適用しても、同様の効果が得られる。
In the above-described embodiment, a case where different (first) logical expressions input to the energy
上記においては、エネルギーマネジメント支援装置1が、空調対象空間の熱負荷の需要量Lと消費電力Pとの関係を表したグラフを画像化する場合について説明している。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、他の各種の需給系統モデルの解析等に利用できる。
In the above, the case where the energy
本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, all the constituent elements shown in the embodiments may be appropriately combined. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined. It goes without saying that various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the invention.
Claims (9)
前記資源の需要量と前記資源を供給する際に消費するエネルギーとの関係を表した数式及び論理記号からなる入力論理式の入力を受け付け、前記入力論理式が内包する所定の特徴を論理式として抽出するための一階述語論理式を生成する特徴計算部と、
前記一階述語論理式が入力されると、限定記号消去法により前記所定の特徴を表した論理式を生成する限定記号消去部と、
前記入力論理式と生成された前記所定の特徴を表した論理式とに基づき、前記入力論理式の前記所定の特徴を強調した前記入力論理式の可視化画像を生成する画像化部と
を備えたことを特徴とするエネルギーマネジメント支援装置。 An energy management support device that supports analysis of a supply and demand system consisting of resource demand equipment and supply equipment,
An input logical expression including a mathematical expression and a logical symbol representing a relationship between the demand amount of the resource and energy consumed when the resource is supplied is received, and a predetermined characteristic included in the input logical expression is defined as a logical expression. A feature calculator that generates a first-order predicate formula for extraction;
When the first order predicate logical expression is input, a quantifier elimination unit that generates a logical expression representing the predetermined characteristic by a quantifier elimination method;
An imaging unit configured to generate a visualized image of the input logical expression that emphasizes the predetermined characteristic of the input logical expression based on the input logical expression and the generated logical expression representing the predetermined characteristic; An energy management support device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1記載のエネルギーマネジメント支援装置。 The predetermined characteristic is at least one of an upper limit or a lower limit of the energy consumption in the input logical expression, and the visualized image is an image in which the upper limit or the lower limit of the energy consumption is emphasized. Item 1. An energy management support device according to item 1.
ことを特徴とする請求項1記載のエネルギーマネジメント支援装置。 The predetermined feature is a region obtained by expanding a region satisfied by the input logical formula by a predetermined range in the direction of the energy consumption or the demand amount, and the visualized image is a region satisfied by the input logical formula The energy management support apparatus according to claim 1, wherein the image is an image in which a region expanded by a predetermined range in the direction of the consumed energy or the demand amount is emphasized.
ことを特徴とする請求項1記載のエネルギーマネジメント支援装置。 The predetermined feature is a region where the consumed energy in the inputted logical expression can be reduced to a predetermined value or more, and the visualized image is an image in which a region where the consumed energy can be reduced to a predetermined value or more is emphasized. The energy management support apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項2記載のエネルギーマネジメント支援装置。 The energy management support device according to claim 2 , wherein the visualized image is an image in which an upper limit or a lower limit of the energy consumption is color-coded and emphasized.
ことを特徴とする請求項4記載のエネルギーマネジメント支援装置。 The energy management support device according to claim 4 , wherein the visualized image is an image in which an area where the energy consumption can be reduced to a predetermined value or more is color-coded and emphasized.
ことを特徴とする請求項1記載のエネルギーマネジメント支援装置。 The predetermined characteristic is an amount capable of reducing the energy consumption in the input logical expression, and the visualized image is an image representing an amount capable of reducing the energy consumption. The energy management support apparatus according to 1.
ことを特徴とする請求項1記載のエネルギーマネジメント支援装置。 The predetermined feature is the maximum and minimum of the energy consumption and the demand amount in the input logical expression, and the visualized image is a horizontal axis of the visualized image from the maximum and minimum of the energy consumption and the demand amount. The energy management support apparatus according to claim 1, wherein the image is an image in which a drawing range of the vertical axis is determined.
前記資源の需要量と前記資源を供給する際に消費するエネルギーとの関係を表した数式及び論理記号からなる入力論理式の入力を受け付けると、前記入力論理式が内包する所定の特徴を論理式として抽出するための一階述語論理式を生成する特徴計算処理と、
前記一階述語論理式が入力されると、限定記号消去法により前記所定の特徴を表した論理式を生成する限定記号消去処理と、
前記入力論理式と生成された前記所定の特徴を表した論理式とに基づき、前記入力論理式の前記所定の特徴を強調した前記入力論理式の可視化画像を生成する画像化処理と
を実行することを特徴とするエネルギーマネジメント支援プログラム。
An energy management program for causing an information processing device to execute an energy management support process that supports analysis of a supply and demand system composed of resource demand equipment and supply equipment,
When an input logical expression consisting of a mathematical expression and a logical symbol representing the relationship between the demand amount of the resource and the energy consumed when the resource is supplied is received, a predetermined characteristic included in the input logical expression is expressed as a logical expression. A feature calculation process for generating a first-order predicate formula for extraction as
When the first-order predicate logical expression is input, a quantifier elimination process for generating a logical expression representing the predetermined characteristic by a quantifier elimination method;
An imaging process for generating a visualized image of the input logical expression that emphasizes the predetermined characteristic of the input logical expression based on the input logical expression and the generated logical expression representing the predetermined characteristic. An energy management support program characterized by this.
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