JP6100188B2 - POWER LOAD ESTIMATION DEVICE, POWER LOAD ESTIMATION SYSTEM, POWER LOAD ESTIMATION METHOD, AND POWER LOAD ESTIMATION PROGRAM - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電力負荷推定装置、電力負荷推定システム、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a power load estimation device, a power load estimation system, a power load estimation method, and a power load estimation program.
商用の電力系統から需要家の機器に電力が供給されているか否か(オンとオフ)を推定する電力負荷推定システムがある。しかしながら、電力負荷推定システムは、電力系統から電力が供給される機器の有効電力を、適切に推定することができなかった。 There is a power load estimation system that estimates whether or not power is being supplied from a commercial power system to customer equipment (on and off). However, the power load estimation system has not been able to appropriately estimate the active power of a device to which power is supplied from the power system.
本発明が解決しようとする課題は、電力系統から電力が供給される機器の有効電力を、適切に推定すると共に、機器の劣化状態を推定することができる電力負荷推定装置、電力負荷推定システム、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムを提供することである。 Problems to be solved by the present invention include a power load estimation device, a power load estimation system, and a power load estimation system capable of appropriately estimating the active power of a device to which power is supplied from the power system and estimating the deterioration state of the device, An object is to provide a power load estimation method and a power load estimation program.
実施形態の電力負荷推定装置は、高調波成分算出部と、推定部とを持つ。高調波成分算出部は、機器に電力を供給する電力系統の電気物理量に基づいて、機器の有効電力の高調波成分値を算出する。推定部は、算出された有効電力の高調波成分値と、機器の劣化状態に応じた有効電力の高調波成分値とに基づいて、機器の劣化状態に応じた有効電力を推定する。 The power load estimation apparatus according to the embodiment includes a harmonic component calculation unit and an estimation unit. The harmonic component calculation unit calculates the harmonic component value of the active power of the device based on the electrical physical quantity of the power system that supplies power to the device. The estimation unit estimates the active power according to the degradation state of the device based on the calculated harmonic component value of the active power and the harmonic component value of the active power according to the degradation state of the device.
以下、実施形態の電力負荷推定装置、電力負荷推定システム、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムを、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における、電力負荷推定システム60aの適用例を示す図である。電力供給システム10は、電力を供給するシステムである。電力供給システム10は、発電機、送配電網、電力需給システム等によって構成される。電力供給システム10は、需要家20に電力を供給する。
需要家20は、母線30と、フィーダ40と、測定装置50と、電力負荷推定システム60aと、電気系統70と、機器80と、需給制御システム90とを備える。需要家20は、例えば、ビル、病院、研究施設、学校である。
電力供給システム10から供給された電力は、母線30によって中継され、フィーダ40に供給される。
フィーダ40は、電力を供給するための配電線である。フィーダ40には、電力ケーブルが用いられることが多い。フィーダ40は、母線30から供給された電力を、測定装置50に供給する。
Hereinafter, a power load estimation device, a power load estimation system, a power load estimation method, and a power load estimation program according to embodiments will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an application example of the power
The
The power supplied from the
The
測定装置50は、電気物理量を測定する装置である。測定装置50は、少なくとも1箇所の測定点で、電気系統70に供給される電力の電気物理量を測定する。例えば、測定装置50は、母線30と電気的に接続されたフィーダ40の電気物理量を、電気系統70に供給される電力の電気物理量として測定する。電気物理量は、例えば、電圧値、電流値、電力値である。測定装置50は、電気系統70について測定した電気物理量を示す情報(電気物理量情報)を、電力負荷推定システム60aに出力する。
The
電力負荷推定システム60aは、例えば、ハードウェアとしてのコンピュータと、機器80の有効電力を推定するソフトウェアとしてのプログラムと、が協働することによって実現される。電力負荷推定システム60aは、電気物理量情報を測定装置50から取得する。電力負荷推定システム60aは、電気物理量情報に基づいて、電気系統70から電力が供給される機器80の劣化状態と、その劣化状態に応じた機器80の有効電力(消費電力)とを推定する。電力負荷推定システム60aは、機器80の劣化状態を示す情報と、その劣化状態に応じた機器80の有効電力を示す情報とを、劣化状態推定結果として、需給制御システム90に出力する。電力負荷推定システム60aの構成の詳細については、後述する。
The power
電気系統70は、電力ケーブルである。電気系統70は、フィーダ40から測定装置50を介して供給された電力を、機器80に供給する。
機器80は、各種の機器である。機器80は、例えば、照明機器、空調機器である。機器80は、電気系統70における電力負荷となる。機器80は、1台でもよいし、複数台でもよい。以下、機器80は、一例として、5台とする。以下、機器80−1〜80−5に共通する事項については、符号の一部を省略して、「機器80」と表記する。
需給制御システム90は、劣化状態推定結果に基づいて、ピークカットやピークシフト等の需給制御を、需給制御の対象として選択された機器80に対して実行する。
The
The
The supply and
図2は、第1の実施形態における、電力負荷推定システム60aの構成例を示す図である。電力負荷推定システム60aは、電力負荷推定装置61aと、劣化状態データベース62とを備える。電力負荷推定装置61aは、機器80の有効電力の高調波成分値(以下、「劣化状態高調波成分値」という。)に基づいて、機器80の劣化状態に応じた有効電力を推定する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the power
劣化状態データベース62は、劣化状態高調波成分値として、機器80の有効電力の高調波含有率を示す情報を、機器80の劣化状態に対応付けて記憶する。劣化状態データベース62は、例えば、ハードディスクドライブ(HDD: Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ等である。
The
電力負荷推定装置61aの詳細について説明する。電力負荷推定装置61aは、記憶部600と、高調波成分算出部610と、実測高調波成分保存部611と、推定部612aとを備える。推定部612aは、劣化状態推定部613を備える。高調波成分算出部610と、推定部612aとのうち一部または全部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが、記憶部600に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。
記憶部600は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、レジスタ等である。
Details of the power load estimation device 61a will be described. The power load estimation device 61a includes a
The
高調波成分算出部610は、測定装置50から取得した電気物理量情報に所定の波形分析(後述する)を施し、機器80の有効電力の高調波成分値を算出する。
実測高調波成分保存部611は、高調波成分算出部610によって得られた高調波成分の算出結果(以下、「実測高調波成分算出結果」という。)を保存する。
The harmonic
The measured harmonic
劣化状態推定部613は、実測高調波成分保存部611によって保存された実測高調波成分算出結果と、劣化状態データベース62から取得した劣化状態高調波成分値とに基づいて、機器80の劣化状態と、その劣化状態に応じた機器80の有効電力とを推定する。劣化状態推定部613は、機器80の劣化状態を示す情報と、その劣化状態に応じた機器80の有効電力を示す情報とを、劣化状態推定結果として、需給制御システム90に出力する。
The deterioration
図3は、第1の実施形態における、電気物理量の波形例を示す図である。図3は、電気物理量の例として、電圧波形Vと電流波形Iと電力波形Pとを示す。横軸は時間を示す。縦軸は電気物理量を示す。電力の瞬時値pと、電圧の瞬時値vと、電流の瞬時値iとには、式(1)に示す関係がある。 FIG. 3 is a diagram illustrating a waveform example of the electrical physical quantity in the first embodiment. FIG. 3 shows a voltage waveform V, a current waveform I, and a power waveform P as examples of electrophysical quantities. The horizontal axis indicates time. The vertical axis represents the electrophysical quantity. The instantaneous value p of electric power, the instantaneous value v of voltage, and the instantaneous value i of electric current have the relationship shown in Formula (1).
式(1)に示されているように、電力の瞬時値pは、電気物理量としての電圧の瞬時値v及び電流の瞬時値iに基づいて、算出可能である。 As shown in Expression (1), the instantaneous value p of power can be calculated based on the instantaneous value v of voltage and the instantaneous value i of current as electrical physical quantities.
図4は、第1の実施形態における、高調波成分算出部610の構成例を示す図である。高調波成分算出部610は、電気物理量としての電圧の瞬時値v及び電流の瞬時値iに含まれる高調波成分を、電気物理量情報に基づいて、高調波成分の次数ごとに算出する。電気物理量としての電力の瞬時値pと、電圧の瞬時値vと、電流の瞬時値iとのうち、どの高調波成分も、高調波成分の次数ごとに算出可能である。高調波成分算出部610は、実測高調波成分算出結果を出力する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the harmonic
高調波は、異なる周期の正弦波の集まりとして表される。基本波の次数を1次とした場合、周期が基本波のn分の1(周波数がn倍)である正弦波の次数は、n次である。高調波成分を次数ごとに算出する手法として、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)が知られている。サンプリング値である測定値から高調波成分値を算出する場合、例えば、離散型フーリエ変換により、高調波成分を次数ごとに算出することが可能である。この離散型フーリエ変換を高速に解けるように改良した手法が、高速フーリエ変換である。以下では、高調波成分算出部610は、一例として、高速フーリエ変換により、高調波成分を次数ごとに算出するものとして説明を続ける。
The harmonics are represented as a collection of sine waves with different periods. When the order of the fundamental wave is the first order, the order of the sine wave whose period is 1 / n of the fundamental wave (frequency is n times) is the nth order. Fast Fourier transform (FFT) is known as a technique for calculating harmonic components for each order. When the harmonic component value is calculated from the measurement value that is the sampling value, the harmonic component can be calculated for each order by, for example, discrete Fourier transform. A fast Fourier transform is a method improved so as to solve the discrete Fourier transform at high speed. Hereinafter, description will be continued assuming that the harmonic
多くの電力機器では、運転時の電圧と電流との位相がほぼ等しいと見なせる。このため、各高調波成分の力率は、「力率=1」と近似することが可能である。これに対し、運転時の電圧と電流との位相差の大きい電気機器では、式(1a)に示すように、高調波成分が補正可能である。 In many electric power devices, it can be considered that the phases of voltage and current during operation are almost equal. Therefore, the power factor of each harmonic component can be approximated as “power factor = 1”. On the other hand, in an electrical device having a large phase difference between the voltage and current during operation, the harmonic component can be corrected as shown in Expression (1a).
図5は、第1の実施形態における、実測高調波成分算出結果の例を示す図である。横軸は高調波成分の次数を示す。縦軸は高調波含有率[%]を示す。図5には、有効電力Pと電圧Vとのそれぞれについて、高調波含有率が示されている。高調波含有率は、式(2)に示すように、高調波成分の次数ごとに算出可能である。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a measured harmonic component calculation result in the first embodiment. The horizontal axis indicates the order of the harmonic component. The vertical axis represents the harmonic content [%]. FIG. 5 shows the harmonic content for each of the active power P and the voltage V. The harmonic content rate can be calculated for each order of the harmonic component as shown in Equation (2).
図6〜図9について説明する。図6〜図9では、横軸は高調波成分の次数を示す。縦軸は高調波含有率を示す。図6は、第1の実施形態における、第1劣化状態に応じた高調波成分の次数と、高調波含有率との関係例を示す図である。図7は、第1の実施形態における、第2劣化状態に応じた高調波成分の次数と、高調波含有率との関係例を示す図である。図8は、第1の実施形態における、第3劣化状態に応じた高調波成分の次数と、高調波含有率との関係例を示す図である。図8は、例えば、空調機器に発生した高調波の高調波含有率を示す。図9は、第1の実施形態における、第4劣化状態に応じた高調波成分の次数と、高調波含有率との関係例を示す図である。図9は、例えば、照明機器に発生した高調波の高調波含有率を示す。劣化状態データベース62は、機器80の有効電力の高調波含有率を示す情報を、機器80の劣化状態に対応付けて記憶する。
6 to 9 will be described. 6 to 9, the horizontal axis represents the order of the harmonic component. The vertical axis represents the harmonic content. FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship example between the order of the harmonic component according to the first deterioration state and the harmonic content rate in the first embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship example between the order of the harmonic component according to the second deterioration state and the harmonic content rate in the first embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship example between the order of the harmonic component according to the third deterioration state and the harmonic content rate in the first embodiment. FIG. 8 shows, for example, the harmonic content of harmonics generated in the air conditioning equipment. FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship example between the order of the harmonic component according to the fourth degradation state and the harmonic content rate in the first embodiment. FIG. 9 shows, for example, the harmonic content of harmonics generated in the lighting equipment. The
劣化状態推定部613について説明する。式(2)から得られるi番目の次数の高調波含有率αiと、機器80の劣化状態に応じた有効電力PLと、劣化状態に応じた有効電力のi番目の次数(i次)の高調波の大きさPL_iとには、式(3)に示す関係がある。
The deterioration
機器80の劣化状態に応じた有効電力に、N次の高調波があると仮定すれば、式(3)に示す関係は、式(4)により表される。
If it is assumed that the active power corresponding to the degradation state of the
機器80の第j劣化状態に応じた有効電力PLjと、i番目の次数(i次)の高調波含有率αijとには、式(5)に示す関係がある。
The active power PLj corresponding to the j-th degradation state of the
第1劣化状態から第N劣化状態について、劣化状態に応じた有効電力の関係がどのような関係になるかは、例えば、電力負荷システム60aなどの設計者や運用者によって、過去の劣化状態に応じた有効電力の測定結果等をもとに設定される。
For the first to Nth deterioration states, the relationship of the active power according to the deterioration state is determined by, for example, a designer or operator such as the
図10は、第1の実施形態における、劣化状態に応じた有効電力の関係を示すパターンの第1例を示す図である。測定装置50(測定点)を通過する電力について、測定装置50が測定した有効電力Pと、機器80の第1劣化状態(正常状態)に応じた有効電力PL1と、機器80の第2劣化状態(劣化状態「小」)に応じた有効電力PL2と、機器80の第3劣化状態(劣化状態「中」)に応じた有効電力PL3と、機器80の第4劣化状態(劣化状態「大」)に応じた有効電力PL4と、機器80の第5劣化状態(末期劣化状態)に応じた有効電力PL5とには、式(6)に示す関係がある。なお、上述したように、需要家20における機器80は1台でもよい。
FIG. 10 is a diagram illustrating a first example of a pattern indicating a relationship of active power according to a deterioration state in the first embodiment. For the power passing through the measurement device 50 (measurement point), the active power P measured by the
式(6a)に示す関係が成り立つ場合、劣化状態は第1劣化状態(正常状態)と第2劣化状態(劣化状態「小」)との間にあると考えることができる。 When the relationship shown in Expression (6a) holds, it can be considered that the deterioration state is between the first deterioration state (normal state) and the second deterioration state (deterioration state “small”).
有効電力PにN次の高調波成分があると仮定し、有効電力Pと、i次の高調波成分Piとには、式(7)に示す関係がある。 Assuming that the active power P has an Nth-order harmonic component, the active power P and the i-th harmonic component Pi have the relationship shown in Expression (7).
また、有効電力Pのi次の高調波成分Piと、劣化状態に応じた有効電力のi次の高調波成分PLiとの間には、式(4)と式(5)と式(7)とに基づいて、式(8)に示す関係がある。 Further, between the i-order harmonic component Pi of the active power P and the i-order harmonic component PLi of the active power according to the deterioration state, the expressions (4), (5), and (7) Based on the above, there is a relationship shown in Expression (8).
図11は、第1の実施形態における、劣化状態に応じた有効電力の関係を示すパターンの第2例を示す図である。図11では、機器80の状態が劣化するパターンには、一例として、劣化パターンPT1と、劣化パターンPT2との2種類がある。図11では、機器80の有効電力には、機器80の第1劣化状態(正常状態)に応じた有効電力PL1と、劣化パターンPT1の第2劣化状態(劣化状態「小」)に応じた有効電力PL2と、劣化パターンPT1の第3劣化状態(劣化状態「大」)に応じた有効電力PL3とがある。さらに、図11では、機器80の有効電力には、劣化パターンPT2の第2劣化状態(劣化状態「小」)に応じた有効電力PL4と、劣化パターンPT2の第3劣化状態(劣化状態「大」)に応じた有効電力PL5とがある。
FIG. 11 is a diagram illustrating a second example of the pattern indicating the relationship of the active power according to the deterioration state in the first embodiment. In FIG. 11, there are two types of patterns in which the state of the
図12は、第1の実施形態における、劣化状態に応じた有効電力の関係を示すパターンの第3例を示す図である。図12では、機器80の状態が劣化するパターンには、一例として、劣化パターンPT1と、劣化パターンPT2と、劣化パターンPT3と、劣化パターンPT4との4種類がある。図12では、機器80の有効電力には、機器80の第1劣化状態(正常状態)に応じた有効電力PL1と、劣化パターンPT1の第2劣化状態(劣化状態「中」)に応じた有効電力PL2と、劣化パターンPT2の第2劣化状態(劣化状態「中」)に応じた有効電力PL3と、劣化パターンPT3の第2劣化状態(劣化状態「中」)に応じた有効電力PL4と、劣化パターンPT4の第2劣化状態(劣化状態「中」)に応じた有効電力PL5とがある。
FIG. 12 is a diagram illustrating a third example of the pattern indicating the relationship of the active power according to the deterioration state in the first embodiment. In FIG. 12, there are four types of patterns in which the state of the
式(8)を高調波成分の次数ごとにまとめて、高調波成分の代表的な次数を5個まで選択すると、式(9)に示す行列方程式が得られる。 When the formula (8) is collected for each order of the harmonic component, and up to five representative orders of the harmonic component are selected, the matrix equation shown in the formula (9) is obtained.
ここで、P(1)〜P(5)は、有効電力Pの代表的な次数の高調波成分である。式(9)について、劣化状態に応じた有効電力PL1〜PL5についてまとめると、式(10)が得られる。 Here, P (1) to P (5) are harmonic components of typical orders of the active power P. When the active powers PL1 to PL5 corresponding to the deterioration state are put together for the expression (9), the expression (10) is obtained.
ここで、αijは既知である。P(1)〜P(5)は、測定装置50が測定した有効電力Pで、特徴を有する高調波成分として選択された高調波成分である。劣化状態に応じた有効電力PL1〜PL5は、式(10)から得ることができる。
Here, αij is known. P (1) to P (5) are active power components P measured by the measuring
劣化状態推定部613は、実測高調波成分算出結果として、測定点で測定された有効電力の高調波成分P(1)〜P(5)を取得する。劣化状態推定部613は、式(10)に基づいて、劣化状態に応じた有効電力PL1〜PL5を出力する。
The deterioration
図13は、第1の実施形態における、電力負荷推定システム60aの動作例を示す図である。劣化状態推定部613は、劣化状態に対応付けて記憶されている劣化状態高調波成分値を、劣化状態データベース62から取得する。劣化状態推定部613は、劣化状態ごとの劣化状態高調波成分値に、機器80の有効電力を掛け合わせた合計値が、測定点での有効電力の高調波成分と等しくなるよう、機器80の劣化状態に応じた有効電力を算出する。
FIG. 13 is a diagram illustrating an operation example of the power
図13に示す、測定点での有効電力時系列データは、例えば、図3に示す波形データである。図13に示す、測定点での有効電力実測高調波は、例えば、図5に示す実測高調波成分算出結果である。図13に示す、劣化状態に応じた高調波パターンは、例えば、図6〜図9に示す実測高調波成分算出結果である。第1〜第N劣化状態について、劣化状態に応じた高調波パターンは、式(9)に示すマトリクス[αij]における列ベクトルで示されている。 The active power time-series data at the measurement points shown in FIG. 13 is, for example, the waveform data shown in FIG. The active power actual harmonic at the measurement point shown in FIG. 13 is, for example, the actual harmonic component calculation result shown in FIG. The harmonic pattern according to the deterioration state shown in FIG. 13 is, for example, an actual harmonic component calculation result shown in FIGS. For the first to Nth deterioration states, the harmonic pattern corresponding to the deterioration state is indicated by a column vector in the matrix [αij] shown in Expression (9).
次に、特徴を有する高調波の次数を選択する例を説明する。
図6〜図9に示す、有効電力の高調波成分は、劣化状態ごとに特徴を有している。例えば、高調波含有率が相対的に多い有効電力の高調波成分は、劣化状態ごとに特徴を有している。図6に示す第1劣化状態は、次数5と次数7と次数11と次数13と次数17と次数19とに特徴がある。例えば、図8に示す第3劣化状態は、次数3と次数5と次数7と次数9と次数11と次数13と次数15と次数17と次数19とに特徴がある。例えば、図9に示す第4劣化状態は、次数3と次数5と次数7と次数9と次数11とに特徴がある。
Next, an example of selecting the harmonic order having characteristics will be described.
The harmonic component of active power shown in FIGS. 6 to 9 has a characteristic for each deterioration state. For example, the harmonic component of the active power having a relatively high harmonic content has a characteristic for each deterioration state. The first deterioration state shown in FIG. 6 is characterized by the
劣化状態推定部613は、特徴がある高調波成分の次数を選択し、式(10)に基づいて、劣化状態に応じた有効電力PL1〜PL5を算出する。第1劣化状態では、例えば、17次と19次とに顕著な特徴がある。第3劣化状態では、例えば、3次と15次とに顕著な特徴がある。第4劣化状態では、例えば、3次と5次と7次とに顕著な特徴がある。よって、これらの次数のうち、例えば、3次と5次と7次と15次と17次とを選択すれば、式(10)は、式(11)で表される。
Degradation
劣化状態推定部613は、測定点での有効電力の高調波成分P3とP5とP7とP15とP17を示す情報を取得する。劣化状態推定部613は、式(11)に基づいて、劣化状態に応じた有効電力PL1とPL2とPL3とPL4とPL5とを、劣化状態推定結果として需給制御システム90に出力する。
The deterioration
次に、電力ロスを推定する場合について説明する。
劣化状態推定部613は、電力ロスを高調波成分ごとに推定し、推定した電力ロスに基づいて、劣化状態に応じた有効電力の推定誤差を補正する。有効電力Pのi次の高調波成分Piと、式(8)に示す第j劣化状態に応じた有効電力のi次の高調波成分に起因する電力ロスPlosijとには、式(12)と式(13)に示す関係がある。
Next, a case where power loss is estimated will be described.
The degradation
ここで、rは、電気系統70から電力が供給される機器80の第j劣化状態に応じた抵抗値を示す。QLijは、第j劣化状態に応じた無効電力のi次の高調波成分を示す。Vijは、第j劣化状態に応じた電圧のi次の高調波成分を示す。aijとbijとは、第j劣化状態に応じた有効電力のi次の高調波成分に対する近似式の定数である。よって、高調波成分の電力ロスを考慮する式(12)と式(13)を、式(9)に代入すると、式(14)が得られる。
Here, r represents a resistance value corresponding to the j-th degradation state of the
式(14)に示す劣化状態に応じた有効電力PL1〜PL5についてまとめると、式(15)が得られる。 Summarizing the effective powers PL1 to PL5 corresponding to the deterioration state shown in Expression (14), Expression (15) is obtained.
ここで、γijは既知である。P1〜P5は、測定点で測定装置50が測定した有効電力Pの高調波成分を示す。劣化状態に応じた有効電力PL1〜PL5は、式(15)から得られる。
Here, γij is known. P1 to P5 indicate harmonic components of the active power P measured by the measuring
劣化状態推定部613は、測定点での有効電力の高調波成分P1とP2とP3とP4とP5とを示す情報を、実測高調波成分保存部611から取得する。劣化状態推定部613は、式(15)に基づいて、劣化状態に応じた有効電力PL1とPL2とPL3とPL4とPL5とを、劣化状態推定結果として需給制御システム90に出力する。
The deterioration
以上のように、第1の実施形態に係る電力負荷推定装置61aは、高調波成分算出部610と、推定部612aとを備える。高調波成分算出部610は、機器80に電力を供給する電気系統70の電気物理量に基づいて、機器80の有効電力の高調波成分値を算出する。推定部612aは、算出された有効電力の高調波成分値と、機器80の劣化状態に応じた有効電力の高調波成分値とに基づいて、機器80の劣化状態に応じた有効電力を推定する。
As described above, the power load estimation device 61a according to the first embodiment includes the harmonic
第1の実施形態に係る電力負荷推定システム60aは、機器80の有効電力の高調波成分値を機器80の劣化状態に対応付けて記憶する劣化状態データベース62と、電力負荷推定装置61とを備える。
The power
第1の実施形態に係る電力負荷推定装置61aにおける電力負荷推定方法であって、電力負荷推定方法は、機器80の有効電力の高調波成分値を算出するステップと、機器80の劣化状態を推定するステップとを含む。機器80の有効電力の高調波成分値を算出するステップでは、高調波成分算出部610が、機器80に電力を供給する電気系統70の電気物理量に基づいて、機器80の有効電力の高調波成分値を算出する。機器80の劣化状態を推定するステップでは、推定部612aが、算出された有効電力の高調波成分値と、機器80の劣化状態に応じた有効電力の高調波成分値とに基づいて、機器80の劣化状態に応じた有効電力を推定する。
A power load estimation method in the power load estimation device 61a according to the first embodiment, wherein the power load estimation method estimates the harmonic component value of the active power of the
第1の実施形態に係る電力負荷推定プログラムは、コンピュータに、機器80の有効電力の高調波成分値を算出する手順と、機器80の劣化状態を推定する手順と、を実行させる。機器80の有効電力の高調波成分値を算出する手順では、コンピュータは、機器80に電力を供給する電気系統70の電気物理量に基づいて、機器80の有効電力の高調波成分値を算出する。機器80の劣化状態を推定する手順では、コンピュータは、算出された有効電力の高調波成分値と、機器80の劣化状態に応じた有効電力の高調波成分値とに基づいて、機器80の劣化状態に応じた有効電力を推定する。
The power load estimation program according to the first embodiment causes a computer to execute a procedure for calculating the harmonic component value of the active power of the
この構成により、推定部612は、算出された有効電力の高調波成分値と、機器80の劣化状態に応じた有効電力の高調波成分値とに基づいて、機器80の劣化状態に応じた有効電力を推定する。
With this configuration, the
従来の有効電力を推定するシステムは、推定された有効電力から、機器の劣化状態を推定することができなかった。これに対し、第1の実施形態に係る電力負荷推定装置61a、電力負荷推定システム60a、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムは、有効電力を推定するのみならず、劣化状態も推定する。なお、劣化状態は、電圧の高調波成分値、電流の高調波成分値、又は電力の高調波成分値に基づいて、推定可能である。有効電力は、電力の高調波成分値に基づいて、推定可能である。
Conventional systems that estimate active power cannot estimate the degradation state of the device from the estimated active power. In contrast, the power load estimation device 61a, the power
これにより、第1の実施形態に係る電力負荷推定装置61a、電力負荷推定システム60a、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムは、電気系統70から電力が供給される機器80の有効電力を、適切に推定すると共に、機器の劣化状態を推定することができる。例えば、電力負荷推定装置61a、電力負荷推定システム60a、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムは、商用系統(電力会社系統)と連系した、BEMS(Building Energy Management System)等のEMSを持つビル等の需要家20において、需要家20の機器80の劣化状態に応じた有効電力を推定すると共に、機器の劣化状態を推定することができる。また、第1の実施形態に係る電力負荷推定装置61は、機器80の劣化と共に機器80の運転効率が低下しても、電気系統70から電力が供給される機器80の有効電力を、適切に推定することができる。
Thereby, the power load estimation device 61a, the power
第1の実施形態に係る電力負荷推定装置61aは、需要家20内の少なくとも1箇所の測定点を流れる電力の高調波成分に基づいて、需要家20の機器80の電力負荷量を推定する。需要家20の機器800が多数または広域にある場合でも、需要家20の機器80ごとの電力負荷量や劣化状態を、監視することができる。需給制御システム90は、需給制御として、劣化状態や劣化に伴う運転効率の低下を考慮したピークカットやピークシフト等を実行できる。
The power load estimation device 61a according to the first embodiment estimates the power load amount of the
(第2の実施形態)
第2実施形態では、機器80の劣化状態に応じた有効電力を推定する方法が、第1の実施形態と相違する。第2の実施形態では、第1の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the method for estimating the active power according to the degradation state of the
測定点での有効電力Pの高調波成分と、劣化状態に応じた有効電力の高調波成分とには、式(8)や式(9)に示す関係がある。式(9)に示す行列は、正方行列であるが、実際には行の数と列の数とが異なることも多い。式(9)の左辺に示された実測高調波ベクトルと、式(9)の右辺に示された行列における列ベクトルである劣化状態高調波ベクトルと、高調波成分の数mと、機器80の台数nとの関係は、式(16)に示す近似式で表される。 The harmonic component of the active power P at the measurement point and the harmonic component of the active power according to the deterioration state have the relationship shown in the equations (8) and (9). The matrix shown in Equation (9) is a square matrix, but in reality, the number of rows and the number of columns are often different. The measured harmonic vector shown on the left side of Equation (9), the degradation state harmonic vector that is a column vector in the matrix shown on the right side of Equation (9), the number m of harmonic components, The relationship with the number n is expressed by an approximate expression shown in Expression (16).
この関係は、式(16)の右辺から得られるベクトルである実測高調波近似値ベクトルを用いて、式(17)で表すことができる。 This relationship can be expressed by Expression (17) using an actually measured harmonic approximate value vector that is a vector obtained from the right side of Expression (16).
劣化状態推定部613は、実測高調波ベクトルで表される実測値と、式(17)で表される実測高調波近似値ベクトルとの誤差が最小となるように、機器80の劣化状態を推定する。また、劣化状態推定部613は、実測高調波ベクトルの要素と、実測高調波近似値ベクトルの要素との差分の二乗の合計値を最小化する最小二乗法に基づいて、劣化状態に応じた有効電力を算出する。
The degradation
実測高調波ベクトルの要素と、実測高調波近似値ベクトルの要素との差分の二乗の合計値Sは、式(18)により表される。 The total sum S of the squares of the difference between the measured harmonic vector element and the measured harmonic approximate value vector element is expressed by Expression (18).
以下、式の中では、総和の記号を簡略化して「Σ」と表記する。
劣化状態推定部613は、推定誤差を最小二乗法で最小化するため、それぞれの劣化状態に応じた有効電力で、式(18)を偏微分し、偏微分した結果が値0となるように、劣化状態に応じた有効電力を算出する。第j劣化状態に応じた有効電力で式(18)を偏微分すると、式(19)が得られる。
Hereinafter, in the equations, the summation symbol is simplified and expressed as “Σ”.
In order to minimize the estimation error by the least square method, the degradation
式(19)が展開されると、式(20)が得られる。 When equation (19) is expanded, equation (20) is obtained.
式(20)の値を0として、それぞれの劣化状態に応じた有効電力に基づく式(19)を行列形式で表すと、式(21)が得られる。 When the value of Expression (20) is set to 0 and Expression (19) based on the active power corresponding to each deterioration state is expressed in matrix form, Expression (21) is obtained.
式(21)の右辺の行列は、Σαik×αij(k列j行又はj列k行)と、Σαij×αij(j列j行の対角成分)とを要素とする対称行列である。式(21)の右辺の行列は、「高調波成分の次数の個数≧劣化状態の個数」が成り立つ場合に正則行列(Non-Singular Matrix)となり、逆行列を算出可能である。この場合、式(22)により、それぞれの劣化状態に応じた有効電力を算出可能である。 The matrix on the right side of Expression (21) is a symmetric matrix having Σαik × αij (k columns j rows or j columns k rows) and Σαij × αij (diagonal components of j columns j rows). The matrix on the right side of Equation (21) is a regular matrix (Non-Singular Matrix) when “the number of harmonic component orders ≧ the number of degraded states” holds, and the inverse matrix can be calculated. In this case, the active power corresponding to each deterioration state can be calculated by Expression (22).
劣化状態推定部613は、式(22)に基づいて、劣化状態に応じた有効電力PL1、PL2、PL3、…、PLnを、劣化状態推定結果として出力する。
Degradation
以上のように、第2の実施形態に係る推定部612aは、算出された有効電力の高調波成分値と、機器80の劣化状態に応じた有効電力の高調波成分値とに基づいて、機器80の劣化状態に応じた有効電力を推定する。
これにより、第2の実施形態に係る電力負荷推定装置61a、電力負荷推定システム60a、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムは、電気系統70から電力が供給される機器80の有効電力を、適切に推定することができる。
As described above, the estimation unit 612a according to the second embodiment uses the calculated harmonic component value of the active power and the harmonic component value of the active power according to the degradation state of the
Thereby, the power load estimation device 61a, the power
(第3の実施形態)
第3実施形態では、機器80の種類ごとに機器80の劣化状態を推定する点が、第1〜第2の実施形態と相違する。第3の実施形態では、第1〜第2の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Third embodiment)
In 3rd Embodiment, the point which estimates the deterioration state of the
図14は、第3の実施形態における、電力負荷推定システム60aの適用例を示す図である。第3の実施形態では、機器80は、複数の種類に分類可能である。図14に示す例では、機器80−1及び機器80−2は、種類Aに分類されている。機器80−3及び機器80−4は、種類Bに分類されている。機器80−5は、種類Cに分類されている。この場合、式(6)は、式(6b)で表される。
FIG. 14 is a diagram illustrating an application example of the power
ここで、PLA_1は、種類Aの機器80−1の劣化状態に応じた有効電力を示す。PLA_2は、種類Aの機器80−2の劣化状態に応じた有効電力を示す。PLB_1は、種類Bの機器80−3の劣化状態に応じた有効電力を示す。PLB_2は、種類Bの機器80−4の劣化状態に応じた有効電力を示す。PLC_1は、種類Cの機器80−5の劣化状態に応じた有効電力を示す。有効電力PLA_1と、有効電力PLA_2と、有効電力PLB_1と、有効電力PLB_2と、有効電力PLC_1とは、式(6)〜式(10)の展開と同様に、式(10b)に基づいて算出可能である。 Here, PLA_1 indicates active power corresponding to the deterioration state of the type A device 80-1. PLA_2 indicates active power corresponding to the deterioration state of the type A device 80-2. PLB_1 indicates active power corresponding to the deterioration state of the type B device 80-3. PLB_2 indicates active power according to the deterioration state of the type B device 80-4. PLC_1 indicates active power according to the deterioration state of the type C device 80-5. The active power PLA_1, the active power PLA_2, the active power PLB_1, the active power PLB_2, and the active power PLC_1 can be calculated based on the formula (10b) as in the development of the formulas (6) to (10). It is.
同様に、式(15)は、式(15b)で表される。 Similarly, equation (15) is represented by equation (15b).
以上のように、第3の実施形態に係る推定部612aは、機器80の種類ごとに、機器80の劣化状態を推定する。
これにより、第3の実施形態に係る電力負荷推定装置61a、電力負荷推定システム60a、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムは、電気系統70から電力が供給される機器80の有効電力を、より適切に推定することができる。
As described above, the estimation unit 612a according to the third embodiment estimates the deterioration state of the
As a result, the power load estimation device 61a, the power
(第4の実施形態)
第4実施形態では、推定部612bが、機器80の劣化状態と機器80の運転効率との関係を示す情報に基づいて、複数の機器80についてその全体の運転効率を推定する点が、第1〜第3の実施形態と相違する。第4の実施形態では、第1〜第3の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
In 4th Embodiment, the point which the
図15は、第4の実施形態における、電力負荷推定システム60bの構成例を示す図である。電力負荷推定システム60bは、電力負荷推定装置61bと、劣化状態データベース62と、劣化状態運転効率データベース63とを備える。また、推定部612bは、劣化状態推定部613と、全体効率推定部614とを備える。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of the power
劣化状態運転効率データベース63は、機器80の運転効率を示す情報を、劣化状態に対応付けて記憶する。全体効率推定部614は、機器80の劣化状態に応じた運転効率を示す情報に基づいて、複数の機器80についての全体の運転効率を推定する。全体効率推定部614は、推定した全体の運転効率を示す情報を、全体効率推定結果として、需給制御システム90に出力する。
The deterioration state
図16は、第4の実施形態における、劣化状態と運転効率との関係例を示す図である。機器80の運転効率は、機器80の劣化状態の進行を示す劣化度に応じて低下する。図16では、劣化度は、その値が大きくなるに従い、劣化状態が進行していることを示す。なお、図16に示す運転効率を示す数値や曲線は、一例であり、機器80の種類等によって異なる。
FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship example between the deterioration state and the operation efficiency in the fourth embodiment. The operating efficiency of the
第4の実施形態では、一例として、機器80の第1劣化状態に応じた有効電力PL1と、機器80の第2劣化状態に応じた有効電力PL2と、機器80の第3劣化状態に応じた有効電力PL3と、機器80の第4劣化状態に応じた有効電力PL4と、機器80の第5劣化状態に応じた有効電力PL5とを、劣化状態推定部613が算出した場合について説明する。
全体の運転効率γは、式(23)で表される。
In the fourth embodiment, as an example, the active power PL1 according to the first deterioration state of the
The overall operation efficiency γ is expressed by Expression (23).
ここで、γ1は、第1劣化状態に応じた運転効率を示す。γ2は、第2劣化状態に応じた運転効率を示す。γ3は、第3劣化状態に応じた運転効率を示す。γ4は、第4劣化状態に応じた運転効率を示す。γ5は、第5劣化状態に応じた運転効率を示す。運転効率γ1〜γ5は、機器80の劣化状態に応じた運転効率(劣化状態別運転効率)を示す情報として、劣化状態運転効率データベース63に記憶される。
第1劣化状態から第n劣化状態までの劣化状態が定められている場合、式(23)は、式(24)で表される。
Here, γ1 indicates the operation efficiency according to the first deterioration state. γ2 indicates the operation efficiency according to the second deterioration state. γ3 indicates the operation efficiency according to the third deterioration state. γ4 indicates the operation efficiency according to the fourth deterioration state. γ5 indicates the operation efficiency according to the fifth deterioration state. The operating efficiencies γ1 to γ5 are stored in the deteriorated state
When the deterioration state from the first deterioration state to the n-th deterioration state is determined, Expression (23) is expressed by Expression (24).
全体効率推定部614は、劣化状態に応じた機器80の有効電力を示す情報と、機器80の劣化状態に応じた運転効率を示す情報とに基づいて、複数の機器80についての全体の運転効率を示す情報(以下、「全体効率推定結果」という。)を、需給制御システム90に出力する。
Based on the information indicating the active power of the
以上のように、第4の実施形態に係る推定部612bは、機器80の劣化状態と、機器80の運転効率との関係を示す情報に基づいて、複数の機器80−1〜80−Eについて全体の運転効率を推定する。
これにより、第4の実施形態に係る推定部612bは、複数の機器80について全体の運転効率を推定することができる。
As described above, the
Thereby, the
(第5の実施形態)
第5実施形態では、需給制御における負荷制御の対象とする機器80を決定する際、運転効率が相対的に低い機器80を優先して、負荷制御の対象と決定する点が、第4の実施形態と相違する。第5の実施形態では、第4の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, when determining a
図17は、第5の実施形態における、電力負荷推定システム60cの構成例を示す図である。電力負荷推定装置61cは、記憶部600と、高調波成分算出部610と、実測高調波成分保存部611と、推定部612bと、負荷制御対象決定部615とを備える。負荷制御対象決定部615は、全体効率推定結果に基づいて、需給制御における負荷制御の対象とする機器80を示す負荷制御対象情報を、需給制御システム90に出力する。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a power
図18は、第5の実施形態における、負荷制御対象決定部615の適用例を示す図である。機器80は、グループに分類される。図15では、機器80は、一例として、機器グループG1〜機器グループG4のいずれかのグループに分類される。
FIG. 18 is a diagram illustrating an application example of the load control
測定装置50−1は、機器グループG1に分類された機器80−1−1〜80−1−5に電力を供給する電気系統70−1の電気物理量を測定する。測定装置50−1は、電気系統70−1の電気物理量を示す情報を、電力負荷推定システム60cに出力する。測定装置50−2は、機器グループG2に分類された機器80−2−1〜80−2−E2に電力を供給する電気系統70−2の電気物理量を測定する。測定装置50−2は、電気系統70−2の電気物理量を示す情報を、電力負荷推定システム60cに出力する。
The measuring device 50-1 measures the electrophysical quantity of the electric system 70-1 that supplies power to the devices 80-1-1-1 to 80-1-5 classified into the device group G1. The measuring device 50-1 outputs information indicating the electrical physical quantity of the electrical system 70-1 to the power
測定装置50−3は、機器グループG3に分類された機器80−3−1〜80−3−5に電力を供給する電気系統70−3の電気物理量を測定する。測定装置50−3は、電気系統70−3の電気物理量を示す情報を、電力負荷推定システム60cに出力する。測定装置50−4は、機器グループG4に分類された機器80−4−1〜80−4−5に電力を供給する電気系統70−4の電気物理量を測定する。測定装置50−4は、電気系統70−4の電気物理量を示す情報を、電力負荷推定システム60cに出力する。
The measuring device 50-3 measures the electrical physical quantity of the electrical system 70-3 that supplies power to the devices 80-3-1 to 80-3-5 classified in the device group G3. The measuring device 50-3 outputs information indicating the electrical physical quantity of the electrical system 70-3 to the power
電力負荷推定システム60の全体効率推定部614は、複数の機器80についての全体の運転効率を、機器グループごとに算出する。例えば、全体効率推定部614は、機器80−1−1〜80−1−5の劣化状態に応じた運転効率を示す情報に基づいて、機器グループG1の全体の運転効率を推定する。機器グループG2〜G4についても同様である。全体効率推定部614は、機器グループG1〜G4の全体の運転効率を示す情報を、全体効率推定結果として、需給制御システム90に出力する。
The overall
図19は、第5の実施形態における、機器グループと電力負荷量との関係の第1例を示す図である。横軸は機器グループを示す。縦軸は電力負荷量と運転効率[%]を示す。負荷制御対象決定部615は、全体効率推定結果に基づいて、需給制御における負荷制御の対象とする機器80を選択する。ここで、負荷制御対象決定部615は、目標負荷制御量以上の負荷制御をする必要がある場合、目標負荷制御量以上の電力負荷量を持つ機器グループの機器80を選択する。
FIG. 19 is a diagram illustrating a first example of a relationship between a device group and a power load amount in the fifth embodiment. The horizontal axis indicates the device group. The vertical axis shows the power load and the operating efficiency [%]. The load control
図19に示す例では、目標負荷制御量以上の電力負荷量を持つ機器グループとして、機器グループG1〜G4のうち、全ての機器グループが当てはまる。このため、負荷制御対象決定部615は、当てはまる機器グループG1〜G4から、運転効率が最も低い機器グループを更に選択する。図19に示す例では、負荷制御対象決定部615は、需給制御における負荷制御の対象とする機器グループG4の機器80を示す負荷制御対象情報を、需給制御システム90に出力する。なお、負荷制御対象決定部615は、需給制御における負荷制御の対象とする複数の機器グループの機器80を示す負荷制御対象情報を、需給制御システム90に出力してもよい。
In the example illustrated in FIG. 19, all device groups among the device groups G1 to G4 are applicable as device groups having a power load amount equal to or greater than the target load control amount. For this reason, the load control
図20は、第5の実施形態における、機器グループと電力負荷量との関係の第2例を示す図である。横軸は機器グループを示す。縦軸は電力負荷量と運転効率[%]を示す。図20に示す例では、電力負荷量は、機器グループごとに異なっている。また、目標負荷制御量の上限(目標制御量上限)と、目標負荷制御量の下限(目標制御量下限)とが定められている。 FIG. 20 is a diagram illustrating a second example of the relationship between the device group and the power load amount in the fifth embodiment. The horizontal axis indicates the device group. The vertical axis shows the power load and the operating efficiency [%]. In the example illustrated in FIG. 20, the power load amount is different for each device group. Further, an upper limit of the target load control amount (target control amount upper limit) and a lower limit of the target load control amount (target control amount lower limit) are defined.
負荷制御対象決定部615は、目標制御量上限と目標制御量下限との間に電力負荷量が収まるように、機器グループ又は機器グループの組み合わせ(以下、「機器グループ等」という。)を選択する。負荷制御対象決定部615は、需給制御システム90が負荷制御をする対象とされた機器80の運転効率を考慮して、機器グループ等を選択する。
機器グループの電力損失量は、式(25)で表される。
The load control
The power loss amount of the device group is expressed by Expression (25).
図21は、第5の実施形態における、負荷制御対象決定部615の動作の第1例を示す図である。負荷制御対象決定部615は、目標制御量上限と目標制御量下限との間に電力負荷量が収まるように、機器グループ等を選択する。負荷制御対象決定部615は、選択した機器グループ等の電力損失量の和を算出する。負荷制御対象決定部615は、選択した機器グループ等のうち、機器グループの電力損失量の和が最大となる、機器グループ等を選択する。負荷制御対象決定部615は、選択した機器グループ等を示す情報を、需給制御システム90に出力する。
FIG. 21 is a diagram illustrating a first example of the operation of the load control
以上のように、第5の実施形態に係る電力負荷推定装置61は、需給制御における負荷制御の対象とする機器80を決定する際、運転効率が相対的に低い機器80を優先して、負荷制御の対象と決定する負荷制御対象決定部615を更に備える。
As described above, the power load estimation device 61 according to the fifth embodiment gives priority to the
(第6の実施形態)
第6実施形態では、負荷制御対象決定部615が、負荷制御を実行した場合に発生する損害を示す情報と、運転効率とに基づいて、負荷制御の対象とする機器80を決定する点が、第5の実施形態と相違する。第6の実施形態では、第5の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Sixth embodiment)
In 6th Embodiment, the point by which the load control
図22は、第6の実施形態における、電力負荷推定システム60dの構成例を示す図である。電力負荷推定システム60dは、電力負荷推定装置61cと、劣化状態データベース62と、劣化状態運転効率データベース63と、負荷制御損害金額データベース64とを備える。負荷制御損害金額データベース64は、負荷制御を実行した場合に発生する損害を示す情報を、機器80ごと又は機器グループごとに記憶する。負荷制御を実行した場合に発生する損害を示す情報は、例えば、負荷制御損害金額を示す情報である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of a power
負荷制御対象決定部615は、需給制御システム90が負荷制御を実行した場合に発生する損害を考慮して、選択した機器グループ等を示す情報を、需給制御システム90に出力する。例えば、負荷制御対象決定部615は、負荷制御損害金額を示す情報を、負荷制御損害金額データベース64から取得する。負荷制御対象決定部615は、全体効率推定部614から取得した全体効率推定結果と、負荷制御損害金額とに基づいて、選択した機器グループ等を示す情報を、需給制御システム90に出力する。
The load control
機器グループの電力損失量は、電力損失金額に換算可能である。機器グループの電力損失金額は、電力損失金額換算係数を用いて、式(26)で表される。 The amount of power loss of the equipment group can be converted into the amount of power loss. The power loss amount of the device group is expressed by Expression (26) using the power loss amount conversion coefficient.
需給制御システム90が負荷制御を実行した場合、機器80によっては、損害が発生する場合がある。例えば、機器80が所定の製品を製造中であれば、その製品が負荷制御による副作用で不良品として製造されてしまう、という損害が発生する場合がある。負荷制御損害金額データベース64は、負荷制御による損害を示す情報(負荷制御損害金額)を、機器80ごと又は機器グループごとに予め記憶する。
When the supply and
図23は、第6の実施形態における、負荷制御対象決定部615の動作の第2例を示す図である。負荷制御対象決定部615は、目標制御量上限と目標制御量下限との間に電力負荷量が収まるように、機器グループ等を選択する。負荷制御対象決定部615は、選択した機器グループ等の電力損失金額の和を算出する。負荷制御対象決定部615は、機器グループの電力損失金額の和から、機器グループの負荷制御損害金額の和を引いた額が最大となる機器グループ等を選択する。つまり、負荷制御対象決定部615は、負荷制御損害金額が相対的に低い機器グループ等を、すなわち、式(27)の左辺が最大となる機器グループ等を、優先的に選択する。
FIG. 23 is a diagram illustrating a second example of the operation of the load control
以上のように、第6の実施形態に係る負荷制御対象決定部615は、負荷制御を実行した場合に発生する損害を示す情報(例えば、損害金額)と、運転効率とに基づいて、負荷制御の対象とする機器80を決定する。
これにより、第6の実施形態に係る電力負荷推定装置61c、電力負荷推定システム60d、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムは、電気系統70から電力が供給される機器80の有効電力を、適切に推定することができる。
As described above, the load control
Accordingly, the power
(第7の実施形態)
第7実施形態では、負荷制御の対象とする機器80のうち、運転効率が相対的に高い機器80を優先して運転させる運転計画を作成する運転計画作成部を、電力負荷推定装置61が更に備える点が、第6の実施形態と相違する。第7の実施形態では、第6の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment, the power load estimation device 61 further includes an operation plan creation unit that creates an operation plan that preferentially operates the
図24は、第7の実施形態における、電力負荷推定システム60eの構成の第5例を示す図である。電力負荷推定システム60eは、電力負荷推定装置61dと、劣化状態データベース62と、劣化状態運転効率データベース63と、全体効率推定結果データベース65とを備える。全体効率推定結果データベース65は、全体効率推定結果を示す情報を、全体効率推定部614から取得して記憶する。全体効率推定結果データベース65は、劣化状態推定結果を示す情報を、劣化状態推定部613から取得して記憶する。
FIG. 24 is a diagram illustrating a fifth example of the configuration of the power
電力負荷推定装置61dは、記憶部600と、高調波成分算出部610と、実測高調波成分保存部611と、推定部612と、運転計画作成部616とを備える。運転計画作成部616は、全体効率推定結果と劣化状態推定結果とを、全体効率推定結果データベース65又は推定部612から取得する。運転計画作成部616は、全体効率推定結果と劣化状態推定結果とに基づいて、運転計画情報を出力する。
The power
図25は、第7の実施形態における、運転計画の例を示す図である。横軸は時刻を示す。縦軸は電力負荷量を示す。図25に示す例では、運転計画作成部616は、期間T1の少なくとも一部において、目標運転計画上限と目標運転計画下限との間に電力負荷量が収まるように、機器グループG1〜G3を選択する。運転計画作成部616は、機器グループG1〜G3を示す情報を、運転計画情報として出力する。
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of an operation plan in the seventh embodiment. The horizontal axis indicates time. The vertical axis represents the power load. In the example illustrated in FIG. 25, the operation
また、運転計画作成部616は、期間T2の少なくとも一部において、目標運転計画上限と目標運転計画下限との間に電力負荷量が収まるように、機器グループG1〜G4を選択する。運転計画作成部616は、機器グループG1〜G4を示す情報を、運転計画情報として出力する。また、運転計画作成部616は、期間T3の少なくとも一部において、目標運転計画上限と目標運転計画下限との間に電力負荷量が収まるように、機器グループG1及びG2を選択する。運転計画作成部616は、機器グループG1及びG2を示す情報を、運転計画情報として出力する。
In addition, the operation
図26は、第7の実施形態における、運転計画作成部616の動作例を示す図である。運転計画作成部616は、目標運転計画上限と目標運転計画下限との間に電力負荷量が収まるように、機器グループ等を選択する。運転計画作成部616は、選択した機器グループ等の電力損失量の和(総量)を算出する。運転計画作成部616は、機器グループの電力損失量の和が最小となる機器グループ等を選択する。選択された機器グループ等の機器80は、運転計画に沿って運転される。
FIG. 26 is a diagram illustrating an operation example of the operation
以上のように、第7の実施形態に係る電力負荷推定装置61dは、負荷制御の対象とする機器80のうち、運転効率が相対的に高い機器80を優先して運転させる運転計画を作成する運転計画作成部616を更に備える。
これにより、第7の実施形態に係る電力負荷推定装置61d、電力負荷推定システム60e、電力負荷推定方法及び電力負荷推定プログラムは、機器80の運転計画を適切に作成することができる。
As described above, the power
Accordingly, the power
(第8の実施形態)
第8実施形態では、運転計画を示すグラフを作成する運転計画グラフ作成部を、電力負荷推定装置61が更に備える点が、第7の実施形態と相違する。第8の実施形態では、第7の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Eighth embodiment)
The eighth embodiment is different from the seventh embodiment in that the power load estimation device 61 further includes an operation plan graph creation unit that creates a graph indicating an operation plan. In the eighth embodiment, only differences from the seventh embodiment will be described.
図27は、第8の実施形態における、電力負荷推定システム60fの構成の第6例を示す図である。電力負荷推定装置61eは、記憶部600と、高調波成分算出部610と、実測高調波成分保存部611と、推定部612と、運転計画作成部616と、運転計画グラフ作成部617とを備える。
FIG. 27 is a diagram illustrating a sixth example of the configuration of the power
図28は、第8の実施形態における、運転計画グラフの例を示す図である。横軸は時刻を示す。縦軸は電力負荷量を示す。運転計画グラフ作成部617は、運転計画作成部616が作成した運転計画に基づいて、運転計画グラフを作成する。運転計画グラフ作成部617は、運転計画グラフ情報を、需給制御システム90に出力する。運転計画グラフ情報は、例えば、表示装置の画面に表示される。
FIG. 28 is a diagram illustrating an example of an operation plan graph according to the eighth embodiment. The horizontal axis indicates time. The vertical axis represents the power load. The operation plan graph creation unit 617 creates an operation plan graph based on the operation plan created by the operation
以上のように、第8の実施形態に係る電力負荷推定装置61eは、運転計画を示すグラフ(運転計画グラフ)を作成する運転計画グラフ作成部617を更に備える。
これにより、第8の実施形態に係る電力負荷推定装置61eは、運転計画グラフを表示させることができる。
As described above, the power
Thereby, the power
(第9の実施形態)
第9実施形態では、機器80の運転効率に基づいて、機器80を運転させる運転計画を運転計画作成部616が時間ごとに作成する点が、第7の実施形態と相違する。第9の実施形態では、第7の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Ninth embodiment)
The ninth embodiment is different from the seventh embodiment in that the operation
図29は、第9の実施形態における、電力負荷推定システム60gの構成例を示す図である。電力負荷推定装置61fは、記憶部600と、高調波成分算出部610と、実測高調波成分保存部611と、推定部612と、負荷制御対象決定部615と、運転計画作成部616とを備える。負荷制御対象決定部615は、全体効率推定結果に基づいて、需給制御における負荷制御の対象とする機器80を示す負荷制御対象情報を、需給制御システム90に出力する。運転計画作成部616は、全体効率推定結果と劣化状態推定結果とに基づいて、運転計画情報を出力する。
FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration example of a power load estimation system 60g according to the ninth embodiment. The power
図30は、第9の実施形態における、運転計画の第2例を示す図である。横軸は時刻を示す。縦軸は電力負荷量を示す。負荷制御対象決定部615は、需給制御における負荷制御の対象とする機器80を示す負荷制御対象情報を、運転計画作成部616と、需給制御システム90とに出力する。運転計画作成部616は、全体効率推定結果と劣化状態推定結果と負荷制御対象情報とに基づいて、負荷制御の対象とする機器80又は機器グループを、任意の時刻で運転させるように選択し、選択した機器80又は機器グループを任意の時刻で運転させる運転計画情報を出力する。
FIG. 30 is a diagram illustrating a second example of the operation plan in the ninth embodiment. The horizontal axis indicates time. The vertical axis represents the power load. The load control
運転計画作成部616は、期間T1と期間T2とにおいて、目標運転計画上限と目標運転計画下限との間に電力負荷量が収まるように、機器グループG3を選択する。運転計画作成部616は、機器グループG3を示す情報を、時刻情報に対応付けて運転計画情報として出力する。運転計画作成部616は、期間T3において、目標運転計画上限と目標運転計画下限との間に電力負荷量が収まるように、機器グループG2を選択する。運転計画作成部616は、機器グループG2を示す情報を、時刻情報に対応付けて運転計画情報として出力する。
The operation
以上のように、第9の実施形態に係る運転計画作成部616は、機器80の運転効率に基づいて、機器80を運転させる運転計画を時間ごとに作成する。
これにより、第9の実施形態に係る運転計画作成部616は、機器80ごと又は機器グループごとに、運転させる時刻が異なる運転計画を作成することができる。
As described above, the operation
Thereby, the operation
以上説明した少なくともひとつの実施形態の電力負荷推定装置によれば、算出された有効電力の高調波成分値と、機器80の劣化状態に応じた有効電力の高調波成分値とに基づいて、機器80の劣化状態に応じた有効電力を推定する推定部612を持つことにより、電気系統70から電力が供給される機器80の有効電力を適切に推定すると共に、機器の劣化状態を推定することができる。
According to the power load estimation device of at least one embodiment described above, based on the calculated harmonic component value of active power and the harmonic component value of active power according to the degradation state of the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…電力供給システム、20…需要家、30…母線、40…フィーダ、50…測定装置、60…電力負荷推定システム、61…電力負荷推定装置、62…劣化状態データベース、63…劣化状態運転効率データベース、64…負荷制御損害金額データベース、65…全体効率推定結果データベース、70…電気系統、80…機器、90…需給制御システム、600…記憶部、610…高調波成分算出部、611…実測高調波成分保存部、612…推定部、613…劣化状態推定部、614…全体効率推定部、615…負荷制御対象決定部、616…運転計画作成部、617…運転計画グラフ作成部、6101…FFT処理部、G1〜GH…機器グループ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
算出された前記有効電力の高調波成分値と、前記機器の劣化状態に応じて予め設定された前記有効電力の高調波成分値とに基づいて、前記機器の劣化状態に応じた有効電力を推定する推定部と、
を備える電力負荷推定装置。 Based on the electrophysical quantity of the power system that supplies power to the device, a harmonic component calculation unit that calculates the harmonic component value of the active power of the device;
Based on the calculated harmonic component value of the active power and the harmonic component value of the active power set in advance according to the degradation state of the device, the active power according to the degradation state of the device is estimated. An estimator to
A power load estimation device comprising:
を更に備える、請求項3に記載の電力負荷推定装置。 The load control object determination part which prioritizes the apparatus with relatively low operation efficiency when determining the apparatus to be subjected to load control in supply and demand control, and determines the load control object. 4. The power load estimation device according to 3.
を更に備える、請求項4又は請求項5に記載の電力負荷推定装置。 The operation plan creation unit for creating an operation plan for preferentially operating the device having the relatively high operation efficiency among the devices to be subjected to the load control. Power load estimation device.
を更に備える、請求項6に記載の電力負荷推定装置。 The power load estimation apparatus according to claim 6, further comprising: an operation plan graph creation unit that creates a graph indicating the operation plan.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の電力負荷推定装置と、
を備える電力負荷推定システム。 A database that stores the harmonic component value of the device in association with the deterioration state of the device;
The power load estimation device according to any one of claims 1 to 8,
A power load estimation system comprising:
高調波成分算出部が、機器に電力を供給する電力系統の電気物理量に基づいて、前記機器の有効電力の高調波成分値を算出するステップと、
推定部が、算出された前記有効電力の高調波成分値と、前記機器の劣化状態に応じて予め設定された前記有効電力の高調波成分値とに基づいて、前記機器の劣化状態に応じた有効電力を推定するステップと、
を含む電力負荷推定方法。 A power load estimation method in a power load estimation device, comprising:
A step of calculating a harmonic component value of the active power of the device based on an electrophysical quantity of an electric power system in which the harmonic component calculating unit supplies power to the device;
Based on the calculated harmonic component value of the active power and the harmonic component value of the active power set in advance according to the degradation state of the device, the estimation unit responds to the degradation state of the device. Estimating the active power;
A power load estimation method including:
機器に電力を供給する電力系統の電気物理量に基づいて、前記機器の有効電力の高調波成分値を算出する手順と、
算出された前記有効電力の高調波成分値と、前記機器の劣化状態に応じて予め設定された前記有効電力の高調波成分値とに基づいて、前記機器の劣化状態に応じた有効電力を推定する手順と、
を実行させるための電力負荷推定プログラム。 On the computer,
A procedure for calculating a harmonic component value of the active power of the device based on an electrophysical quantity of a power system that supplies power to the device;
Based on the calculated harmonic component value of the active power and the harmonic component value of the active power set in advance according to the degradation state of the device, the active power according to the degradation state of the device is estimated. And the steps to
A power load estimation program for executing.
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