JP6225079B2 - Air conditioner operation detection method and system - Google Patents
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Description
本発明は、分電盤で計測した電力や電流の情報から、その先につながっている電気機器を推定するNon-intrusive load monitoring(NILM)によってエアコン動作の検知方法、及びそのシステムに関する。 The present invention relates to a method for detecting an air conditioner operation by non-intrusive load monitoring (NILM) for estimating an electrical device connected to a destination from information on power and current measured by a distribution board, and a system thereof.
従来、時系列の電力もしくは電流データを用いて動作機器を同定する技術がある(非特許文献1参照)。時系列の電力データ(以下、電力時系列)を用い、複数の電気機器の中から特定の電気機器動作を同定するにあたり、図1に示すような、電気機器毎に固有の、電力の急峻な立ち上がりとその急峻な立ち上がり後の一定の傾きを持った電力の増加とを特徴として利用している。このように、急峻な立ち上がり後の一定の傾きという比較的単純な電力の変化を示す電気機器の動作を検知することは可能であった。 Conventionally, there is a technique for identifying an operating device using time-series power or current data (see Non-Patent Document 1). When identifying specific electrical device operation from among a plurality of electrical devices using time-series power data (hereinafter referred to as power time sequence), the steep power inherent in each electrical device as shown in FIG. It features the rise and the increase in power with a certain slope after the steep rise. In this way, it was possible to detect the operation of an electrical device that showed a relatively simple change in power, that is, a constant slope after a steep rise.
一方で、内部に温度計を持ち、気温を一定に保つように制御されるエアコンでは、電力の急峻な立ち上がり後に、周期性を持つ小さな消費電力の変動が連続するように電力が複雑に変化する。このような電力時系列の変化、特に周期性を持つ小さな消費電力の変動は、従来の検知方法における検知条件では捉えることはできないため、従来の検知方法ではエアコンの動作を正確に推定することは困難であるという課題がある。 On the other hand, in an air conditioner that has a thermometer inside and is controlled to keep the temperature constant, the power changes in a complex manner so that small fluctuations in power consumption with periodicity continue after a sharp rise in power. . Such power time series changes, especially small fluctuations in power consumption with periodicity, cannot be detected by the detection conditions in the conventional detection method, so the conventional detection method can accurately estimate the operation of the air conditioner. There is a problem that it is difficult.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、エアコンの動作開始時に発生する特徴的な電力変動を捉えることが可能なエアコン動作の検知方法、及びそのシステムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to detect an air conditioner operation that can capture characteristic power fluctuations that occur at the start of the operation of an air conditioner, and a system thereof. Is to provide.
上記の課題を解決するために、本発明は、エアコン動作の検知方法であって、エアコンの消費電力のみを検出可能な電力センサから第1の時系列の電力データを取得するステップと、前記第1の時系列の電力データから、前記エアコンの動作開始時からの立ち上がり区間の立ち上がり時間幅、立ち上がり電力幅、前記立ち上がり区間後の最大小波形時間幅、最小小波形時間幅、最大小波形電力幅、及び最小小波形電力幅を演算するパラメータを演算するステップと、前記エアコンを含む複数の電気機器に供給される電力を検出可能な電力センサから第2の時系列の電力データを取得するステップと、前記第2の時系列の電力データから、前記立ち上がり時間幅において前記立ち上がり電力幅以上の電力変動を検知するステップと、前記第2の時系列の電力データの前記電力変動後において、少なくとも、前記最小小波形時間幅以上前記最大小波形時間幅以下の範囲で1周期の波形が存在し、かつ、前記波形の電力変動量が、前記最小小波形電力幅以上前記最大小波形電力幅以下である場合、前記波形を小波形として検知する小波形を検知するステップと、前記小波形を連続して2回以上検知した場合、前記電力変動の開始時刻から前記エアコンが動作していると推定するエアコン動作を推定するステップと、を有することを特徴する。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a method of detecting an air conditioner operation, the first time series power data is obtained from a power sensor capable of detecting only the power consumption of the air conditioner, From the power data of 1 time series, the rising time width, the rising power width, the maximum small waveform time width, the minimum small waveform time width, the maximum small waveform power width after the rising section from the start of the operation of the air conditioner , a step of computing a parameter for calculating the minimum small wave power width and, acquiring power data of the second time series from detectable power sensors the power supplied to the plurality of electric devices including the air conditioner Detecting a power fluctuation greater than or equal to the rising power width in the rising time width from the second time series power data; and After the power fluctuation of the power data of the series, at least, the minimum small waveform duration than said maximum small waveform waveform of one period in the range of time width is present, and, the power variation of the waveform, the minimum When the small waveform power width is equal to or greater than the maximum small waveform power width, the step of detecting the small waveform as the small waveform, and the small waveform is detected twice or more in succession, the power fluctuation And estimating an air conditioner operation that estimates that the air conditioner is operating from a start time.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のエアコン動作の検知方法において、前記パラメータを演算するステップは、前記第1の時系列の電力データのユーザによって小波形範囲として指定された範囲の自己相関値が最小となる時間幅に所定の定数を乗じたものを、前記最小小波形時間幅と前記最大小波形時間幅とするよう演算するステップと、前記第1の時系列の電力データのユーザによって小波形範囲として指定された範囲において、小波形1周期における電力の最大変動量に所定の定数を乗じたものを、前記最小小波形電力幅と前記最大小波形電力幅とするよう演算するステップと、を含むことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the air conditioner operation detection method according to the first aspect, the step of calculating the parameter includes a range specified as a small waveform range by a user of the first time-series power data. A step of calculating a time width at which the autocorrelation value is minimum multiplied by a predetermined constant as the minimum small waveform time width and the maximum small waveform time width, and the first time-series power data In the range designated as the small waveform range by the user, the maximum small waveform power width and the maximum small waveform power width are calculated by multiplying the maximum power fluctuation amount in one cycle of the small waveform by a predetermined constant. And a step of performing.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のエアコン動作の検知方法において、前記小波形を検知するステップは、さらに、前記第2の時系列の電力データの前記電力変動後の第1の時刻の電力データに対し、その電力値及び傾きの符号において同じであるとみなせる電力データが、前記第1の時刻以降、前記最小小波形時間幅以上前記最大小波形時間幅以下の範囲ではじめて検知されるまで、前記波形を小波形として検知しないことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the method of detecting an air conditioner operation according to the first or second aspect, the step of detecting the small waveform further includes a step after the power fluctuation of the second time-series power data. The power data that can be considered to be the same in the power value and the sign of the slope with respect to the power data at the first time is a range from the first small time to the minimum small waveform time width to the maximum small waveform time width. The waveform is not detected as a small waveform until it is detected for the first time.
請求項4に記載の発明は、エアコン動作の検知システムであって、エアコンの消費電力のみを検出可能な電力センサから第1の時系列の電力データと、前記エアコンを含む複数の電気機器に供給される電力を検出可能な電力センサから第2の時系列の電力データとを取得する入力インタフェースと、前記第1の時系列の電力データおよび前記第2の時系列の電力データを記憶する記憶部と、前記第1の時系列の電力データから、前記エアコンの動作開始時からの立ち上がり区間の立ち上がり時間幅、立ち上がり電力幅、前記立ち上がり区間後の最大小波形時間幅、最小小波形時間幅、最大小波形電力幅、及び最小小波形電力幅を演算するパラメータを演算する第1の演算部と、前記第2の時系列の電力データから、前記立ち上がり時間幅において前記立ち上がり電力幅以上の電力変動を検知し、前記第2の時系列の電力データの前記電力変動後において、少なくとも、前記最小小波形時間幅以上前記最大小波形時間幅以下の範囲で1周期の波形が存在し、かつ、前記波形の電力変動量が、前記最小小波形電力幅以上前記最大小波形電力幅以下である場合、前記波形を小波形として検知し、前記小波形を連続して2回以上検知した場合、前記電力変動の開始時刻から前記エアコンが動作していると推定するエアコン動作を推定する第2の演算部と、を有することを特徴する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a detection system for an air conditioner operation, wherein the first time-series power data and a plurality of electric devices including the air conditioner are supplied from a power sensor capable of detecting only power consumption of the air conditioner. An input interface for acquiring second time-series power data from a power sensor capable of detecting generated power, and a storage unit for storing the first time-series power data and the second time-series power data From the first time series power data, the rising time width of the rising section from the start of the operation of the air conditioner, the rising power width, the maximum small waveform time width after the rising section, the minimum small waveform time width, the maximum a first calculator for calculating the parameters for calculating the small wave power width, and the smallest small wave power width, from the power data of the second time series, contact the rise time width Wherein detecting the rising power width or more power fluctuations Te, said after the power fluctuation of the power data of the second time series, at least, one period in the range of less than the minimum small waveform duration than said maximum small waveform duration And the amount of power fluctuation of the waveform is not less than the minimum small waveform power width and not more than the maximum small waveform power width, the waveform is detected as a small waveform, and the small waveform is continuously detected. A second calculation unit that estimates an air conditioner operation that estimates that the air conditioner is operating from the start time of the power fluctuation when detected twice or more.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のエアコン動作の検知システムにおいて、前記第1の演算部は、前記第1の時系列の電力データのユーザによって小波形範囲として指定された範囲の自己相関値が最小となる時間幅に所定の定数を乗じたものを、前記最小小波形時間幅と前記最大小波形時間幅とするよう演算し、前記第1の時系列の電力データのユーザによって小波形範囲として指定された範囲において、小波形1周期における電力の最大変動量に所定の定数を乗じたものを、前記最小小波形電力幅と前記最大小波形電力幅とするよう演算することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the air conditioner operation detection system according to the fourth aspect, the first arithmetic unit is a range designated as a small waveform range by a user of the first time-series power data. The time width at which the autocorrelation value is minimized multiplied by a predetermined constant to obtain the minimum small waveform time width and the maximum small waveform time width, and the user of the first time series power data In the range designated as the small waveform range by the above, the minimum small waveform power width and the maximum small waveform power width are calculated by multiplying the maximum fluctuation amount of power in one cycle of the small waveform by a predetermined constant. It is characterized by.
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載のエアコン動作の検知システムにおいて、前記第2の演算部は、さらに、前記第2の時系列の電力データの前記電力変動後の第1の時刻の電力データに対し、その電力値及び傾きの符号において同じであるとみなせる電力データが、前記第1の時刻以降、前記最小小波形時間幅以上前記最大小波形時間幅以下の範囲ではじめて検知するまで、前記波形を小波形として検知しないことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the air conditioner operation detection system according to the fourth or fifth aspect, the second calculation unit further includes a second after the power fluctuation of the second time-series power data. The power data that can be considered to be the same in the power value and the sign of the slope of the power data at the time 1 is within the range from the minimum small waveform time width to the maximum small waveform time width after the first time. The waveform is not detected as a small waveform until it is detected for the first time.
本発明は、エアコンの動作開始時に発生する特徴的な電力変動を捉えることにより、精度良くエアコン動作の検出を可能にする。 The present invention makes it possible to accurately detect an air conditioner operation by capturing characteristic power fluctuations that occur at the start of the air conditioner operation.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
本発明は、エアコンの電力変動は起動時の電力の急峻な立ち上がりの後に周期性を持つ小さな消費電力の変動が連続するという特徴を持つことから、電力時系列において急峻な立ち上がりを検知した後、さらに、小さな波(以下、小波形)を連続して検知した場合にエアコンが動作していると推定する。図2に、エアコンが動作したときの電力時系列における急峻な立ち上がりと小波形のイメージを示す。 Since the present invention has a feature that small fluctuations in power consumption with periodicity continue after a steep rise in power at the time of start-up of the air conditioner, after detecting a steep rise in the power time series, Furthermore, it is estimated that the air conditioner is operating when small waves (hereinafter, small waveforms) are continuously detected. FIG. 2 shows an image of a steep rise and a small waveform in the power time series when the air conditioner is operated.
本発明では、エアコンが動作したときに発生する小波形を検知するために、特徴量として、小波形の最大小波形時間幅、最小小波形時間幅、最大小波形電力幅、最小小波形電力幅という4つの特徴を定義し、これらを特徴抽出する。これらの特徴量を用いることにより、エアコンの動作状態の推定精度向上を可能とした。さらに、エアコンの時系列電力変動である周期性を持つ小波形を検知することにより、エアコンの動作状態の推定精度向上を可能とした。 In the present invention, in order to detect a small waveform generated when the air conditioner is operated, the maximum small waveform time width, the minimum small waveform time width, the maximum small waveform power width, and the minimum small waveform power width of the small waveform are used as the feature amount. These four features are defined, and these are extracted. By using these feature quantities, it was possible to improve the estimation accuracy of the operating state of the air conditioner. Furthermore, by detecting a small waveform with periodicity, which is the time series power fluctuation of the air conditioner, it is possible to improve the estimation accuracy of the operating state of the air conditioner.
本システムの動作には大きく2つの手順があり、1つは、パラメータ演算の手順と、エアコン動作推定の手順である。パラメータ演算の手順では、エアコンの電力時系列のみを用いてエアコン動作時の特徴量を抽出する。一方、エアコン動作推定の手順では、家全体の総電力の電力時系列を用いてエアコンの動作状態を推定する。 There are roughly two procedures for the operation of this system, and one is a parameter calculation procedure and an air conditioner operation estimation procedure. In the parameter calculation procedure, the feature quantity during the air conditioner operation is extracted using only the power time series of the air conditioner. On the other hand, in the air conditioner operation estimation procedure, the operation state of the air conditioner is estimated using the power time series of the total power of the entire house.
以下に、本発明のエアコン動作の検知システムの構成と動作手順の実施例を示す。 Hereinafter, an embodiment of the configuration and operation procedure of the air conditioner operation detection system of the present invention will be described.
図3に、本発明の一実施形態に係るエアコン動作の検知システムの機能構成を示す。本システム100は、入力インタフェース110、記憶部120、演算部130、出力インタフェース140の機能を持つ装置、もしくはコンピュータによって実行されるプログラムにより構成される。また、入力インタフェース110は、電力センサ202−1、202−2、入力装置150に接続され、出力インタフェース140はモニタ160に接続されている。
FIG. 3 shows a functional configuration of an air conditioner operation detection system according to an embodiment of the present invention. The
<入力インタフェース110>
電力時系列入力部111は、電力センサ202等から得られた電力時系列を数値情報としてシステムに入力するインタフェースである。本システムで利用する電力時系列のサンプリング間隔SIは20秒程度が好ましいが、20秒に限るものではない。電力時系列入力部においてエアコン301に供給される電力時系列と電力系統から分電盤201に供給される家全体の総電力の電力時系列を電力センサ202−1、202−2から取得する。
<
The power time
範囲指定入力部112は、電力時系列から立ち上がりと小波形の範囲を指定するのに使用する入力装置150を接続するインタフェースである。
The range
<記憶部120>
電力時系列記憶部121は、電力時系列入力部111により取得した電力時系列を任意の期間内で記憶する。
<
The power time
パラメータ記憶部122は、パラメータ演算部134により算出されたパラメータを記憶する。以下に、本システムで利用するパラメータを示す。
The
−立ち上がり時間幅:電力時系列において変化率が所定の閾値以上である立ち上がり区間の開始から終了までの時間
−立ち上がり電力幅:電力時系列において変化率が所定の閾値以上である立ち上がり区間の最小電力と最大電力との差分
−最大小波形時間幅:電力時系列の小波形1周期の最大時間
−最小小波形時間幅:電力時系列の小波形1周期の最小時間
−最大小波形電力幅:電力時系列の小波形1周期における電力の最大変動量
−最小小波形電力幅:電力時系列の小波形1周期における電力の最小変動量
-Rise time width: Time from the start to the end of the rising section where the rate of change is greater than or equal to a predetermined threshold in the power time series-Rise power width: Minimum power of the rising section where the rate of change is greater than or equal to the predetermined threshold in the power time series -Maximum small waveform time width: Maximum time of one cycle of small waveform in power time series-Minimum small waveform time width: Minimum time of one cycle of small waveform of power time series-Maximum small waveform power width: Power Maximum fluctuation amount of power in one cycle of small waveform in time series-Minimum small waveform power width: Minimum fluctuation amount of power in one cycle of small waveform in time series
立ち上がり区間記憶部123は、範囲指定入力部112より指定された立ち上がり区間を記憶する。
The rising section storage unit 123 stores the rising section specified by the range
小波形区間記憶部124は、範囲指定入力部より指定された小波形区間を記憶する。
The small waveform
<演算部130>
立ち上がり検知部131は、後述するように、電力時系列記憶部121に記憶された電力時系列から急峻な立ち上がりを検知する。
<
As will be described later, the
小波形検知部132は、後述するように、電力時系列記憶部121に記憶された電力時系列から小波形を検知する。
The small
エアコン動作推定部133は、電力時系列の急峻な立ち上がりと連続する小波形の検知結果より、エアコンの動作状態を推定する。
The air conditioner
パラメータ演算部134は、立ち上がりと小波形を検知する演算に用いるパラメータを演算する。
The
<出力インタフェース140>
電力時系列出力部141は、電力時系列記憶部121に記憶された電力時系列をグラフ表示し、モニタ等に出力するインタフェースである。
<
The power time
推定結果出力部142は、エアコン動作推定部133で算出されたエアコンの動作状態の推定結果を出力するインタフェースである。
The estimation
図4に、本発明のエアコン動作の検知システムにおけるパラメータ演算の手順を示す。 FIG. 4 shows a parameter calculation procedure in the air conditioner operation detection system of the present invention.
電力時系列入力部111よりエアコン301の電力時系列を取得し、それを電力時系列記憶部121に記憶する(S401)。電力時系列出力部121よりエアコン301の電力時系列を、電力時系列出力部141を介してモニタ160にグラフ出力する(S402)。
The power time series of the
モニタ160上に表示された電力時系列グラフに対して、ユーザが入力装置150を使用して指定する立ち上がり区間と小波形区間とのデータを取得する(S403)。図5に、ユーザにより指定される各区間の例を示す。立ち上がり区間および小波形区間には、それぞれ時間幅と電力幅とが指定される。
For the power time series graph displayed on the
S403で指定された立ち上がり区間の電力時系列を立ち上がり区間記憶部123に記憶し、S403で指定された小波形区間の電力時系列を小波形区間記憶部124に記憶する(S404)。 The power time series of the rising section specified in S403 is stored in the rising section storage unit 123, and the power time series of the small waveform section specified in S403 is stored in the small waveform section storage unit 124 (S404).
パラメータ演算部134で立ち上がり時間幅、立ち上がり電力幅、最大小波形時間幅、最小小波形時間幅、最大小波形電力幅、最小小波形電力幅を演算する(S405)。以下に演算式をそれぞれ示す。なお、以下の演算式は一例であり、以下の演算式に限るものではない。
The
−立ち上がり時間幅ST:立ち上がり区間記憶部123に記憶された立ち上がり区間のデータに対し、複数の立ち上がり時のデータがある場合、最大の時間幅を立ち上がり時間幅STの値とする。演算式は以下の通り。 -Rising time width ST: When there are a plurality of data at the time of rising with respect to the data of the rising section stored in the rising section storage unit 123, the maximum time width is set as the value of the rising time width ST. The calculation formula is as follows.
ここで、STiはS403で複数指定した立ち上がり時間幅の各値、MAX()は最大値を選択する関数を表す。 Here, ST i represents each value of the rise time width specified in S403, and MAX () represents a function for selecting the maximum value.
−立ち上がり電力幅SP:立ち上がり区間記憶部123に記憶された立ち上がり区間のデータに対し、複数の立ち上がり時のデータがある場合、最小の電力幅を立ち上がり電力幅SPの値とする。演算式は以下の通り。 -Rising power width SP: When there are a plurality of data at the time of rising for the data of the rising section stored in the rising section storage unit 123, the minimum power width is set as the value of the rising power width SP. The calculation formula is as follows.
ここで、SPiはS403で複数指定した立ち上がり電力幅のそれぞれの値、MIN()は最小値を選択する関数を表す。 Here, SP i represents each value of the rising power width specified in S403, and MIN () represents a function for selecting the minimum value.
−最大小波形時間幅WT_MAXと最小小波形時間幅WT_MIN:小波形区間記憶部124に記憶された小波形区間のデータに対し、自己相関関数式を利用して最大小波形時間幅と最小小波形時間幅の値を演算する。演算式は以下の通り。
-Maximum small waveform time width WT_MAX and minimum small waveform time width WT_MIN: The maximum small waveform time width and the minimum small waveform using the autocorrelation function formula for the data of the small waveform section stored in the small waveform
ここで、Rkは自己相関値、ptは時刻tにおける電力値、pt−k・SIは時刻tからk個のサンプル点分戻った時刻の電力値、μは電力値の平均、E()は期待値関数、Var()は分散関数を表す。なお、自己相関関数がノイズ等によって生じる微小な波の周期性の影響を抑制するために、前処理として電力時系列に5分程度の移動平均を施すことは有効である。 Here, R k is an autocorrelation value, p t is a power value at time t, p t−k · SI is a power value at the time when k sample points have returned from time t, μ is an average of power values, E () Represents an expected value function, and Var () represents a dispersion function. Note that it is effective to apply a moving average of about 5 minutes to the power time series as preprocessing in order to suppress the influence of the periodicity of minute waves caused by noise or the like in the autocorrelation function.
代表的な小波形の時間幅WTは以下の式で演算する。すなわち、小波形区間において自己相関値Rkが最小になるkにサンプリング間隔SIを乗じた値を小波形の時間幅WTとする。なお下式のカッコ内は条件を示している。 A time width WT of a typical small waveform is calculated by the following formula. That is, a value obtained by multiplying the sampling interval SI by k at which the autocorrelation value Rk is minimized in the small waveform section is set as the time width WT of the small waveform. The parentheses in the following formula indicate conditions.
実際のエアコンの消費電力の変動では小波形の時間幅に多少の揺らぎがあるため、小波形の時間幅WTに適当な定数を乗じて最大小波形時間幅WT_MAXと最小小波形時間幅WT_MINの値を演算する。演算式は以下の通り。 In actual air conditioner power consumption fluctuations, there is a slight fluctuation in the time width of the small waveform, so the value of the maximum small waveform time width WT_MAX and the minimum small waveform time width WT_MIN is obtained by multiplying the time width WT of the small waveform by an appropriate constant Is calculated. The calculation formula is as follows.
−最大小波形電力幅WP_MAXと最小小波形電力幅WP_MIN:小波形区間のデータに対し、小波形1周期における電力の最大変動量を取得し、揺らぎを考慮して、その最大変動量に適当な定数を乗じて最大小波形電力幅WP_MAXと最小小波形電力幅WP_MINのパラメータを演算する。 -Maximum small waveform power width WP_MAX and minimum small waveform power width WP_MIN: The maximum fluctuation amount of power in one cycle of the small waveform is acquired for the data of the small waveform section, and the fluctuation is taken into consideration and the maximum fluctuation amount is appropriate. The parameters of the maximum small waveform power width WP_MAX and the minimum small waveform power width WP_MIN are calculated by multiplying by a constant.
そして、このようにS405で演算した各パラメータをパラメータ記憶部122に記憶する(S406)。 Then, each parameter calculated in S405 is stored in the parameter storage unit 122 (S406).
このようにして予め求められた各パラメータに基づき、本発明のシステムのエアコン動作の検知システムは以下のようにエアコン動作推定を行う。 Based on the parameters thus obtained in advance, the air conditioner operation detection system of the system of the present invention estimates the air conditioner operation as follows.
図6に、本発明のシステムのエアコン動作の検知システムにおけるエアコン動作推定の手順を示す。 FIG. 6 shows an air conditioner operation estimation procedure in the air conditioner operation detection system of the system of the present invention.
電力時系列入力部111より家全体の総電力の電力時系列を取得し、それを電力時系列記憶部121に記憶する(S601)。S601により取得した総電力の電力時系列とパラメータ記憶部122に記憶されている立ち上がり時間幅STにおいて、立ち上がり電力幅SP以上の電力の変動があった場合に電力の急峻な立ち上がりを検知する(S602)。演算式は以下の通り。
A power time series of the total power of the entire house is acquired from the power time
なお、Judge_S=1のとき、電力の急峻な立ち上がりを検知し、Judge_S=0のとき、検知しない。 Note that when Judge_S = 1, a sharp rise in power is detected, and when Judge_S = 0, no detection is performed.
S602で立ち上がりを検知した条件で、S601により取得した電力時系列とパラメータ記憶部122に記憶されている最大小波形時間幅WT_MAXと最小小波形時間幅WT_MINと最大小波形電力幅WP_MAXと最小小波形電力幅WP_MINを用いて小波形を検知する(S604)。演算方法は以下であり、以下に示す<小波形検知の演算1>もしくは<小波形検知の演算2>のどちらかが成立するとき小波形を検知し、どちらも成立しないとき小波形を検知しない。
Under the condition where the rising edge is detected in S602, the power time series acquired in S601, the maximum small waveform time width WT_MAX, the minimum small waveform time width WT_MIN, the maximum small waveform power width WP_MAX, and the minimum small waveform stored in the
本発明において小波形検知とは、最小小波形時間幅と最大小波形時間幅の範囲で1周期の波形が存在し、その波形の電力変動量が、最小小波形電力幅と最大小波形電力幅に収まる場合に、小波形を検知するというものであり、具体的には以下のように演算する。 In the present invention, the small waveform detection means that a waveform of one cycle exists in the range of the minimum small waveform time width and the maximum small waveform time width, and the power fluctuation amount of the waveform is the minimum small waveform power width and the maximum small waveform power width. In this case, a small waveform is detected when it falls within the range. Specifically, the calculation is performed as follows.
<小波形検知の演算1>
図7に、本発明の小波形検知の第1の演算方法を説明する図を示す。時刻tにおいて電力時系列の傾きがプラスであり、かつ、時刻t+WT_MINから時刻t+WT_MAXの区間において傾きがプラスで電力がptとの差が所定の値以下となる点があり、かつ、時刻tから時刻t+WT_MINの区間で傾きがプラスで電力がptとなる点が一度たりとも生じることなく、かつ、時刻tから時刻t+k・SIまでの区間における最大電力値と最小電力値の差がWP_MIN以上WP_MAX以下である場合に小波形を検知し、本条件を満たさない場合、小波形を検知しない。
<Calculation for small waveform detection 1>
FIG. 7 is a diagram for explaining the first calculation method of small waveform detection according to the present invention. It is positive at the slope of the power time series at time t, and there is a point where the difference between the power slope at plus and p t is equal to or less than a predetermined value at time t + WT_MIN from time t + WT_MAX interval, and, from time t time t + inclination in a section WT_MIN is without that power is p t plus also occur, even for once, and the difference between the maximum power and minimum power value in the interval from time t to time t + k · SI is more WP_MIN WP_MAX A small waveform is detected when the following is true, and a small waveform is not detected when this condition is not satisfied.
なお、電力がptとの差が所定の値以下となる点とは、その点の存在によって、離散値として得られる電力時系列において、電力がptとなる点が時刻t+WT_MINから時刻t+WT_MAXの区間に存在するとみなせる点である。ptとの差は、サンプリング期間に応じて適当な値を設定すれば良い。 Incidentally, the point where the difference between the power p t is equal to or less than the predetermined value, the presence of that point, in a power time series obtained as a discrete value, the power point where the p t from the time t + WT_MIN of time t + WT_MAX It is a point that can be considered to exist in the section. the difference between p t may be set to appropriate values in accordance with the sampling period.
<小波形検知の演算2>
図8に、本発明の小波形検知の第2の演算方法を説明する図を示す。時刻tにおいて電力時系列の傾きがマイナスであり、かつ、時刻t+WT_MINから時刻t+WT_MAXの区間において傾きがマイナスで電力がptとの差が所定の値以下となる点があり、かつ、時刻tから時刻t+WT_MINの区間で傾きがマイナスで電力がptとなる点が一度たりとも生じることなく、かつ、時刻tから時刻t+k・SIまでの区間における最大電力値と最小電力値の差がWP_MIN以上WP_MAX以下である場合に小波形を検知し、本条件を満たさない場合、小波形を検知しない。なお、ptとの差は、<小波形検知の演算1>と同様に、サンプリング期間に応じて適当な値を設定すれば良い。
<Calculation for small waveform detection 2>
FIG. 8 is a diagram for explaining a second calculation method of small waveform detection according to the present invention. And negative in the slope of the power time series at time t, and there is a point where the difference between the power slope at minus and p t is equal to or less than a predetermined value at time t + WT_MIN time from t + WT_MAX interval, and, from time t time t + inclination in a section WT_MIN is without regard to power minus is p t also occur, even for once, and the difference between the maximum power and minimum power value in the interval from time t to time t + k · SI is more WP_MIN WP_MAX A small waveform is detected when the following is true, and a small waveform is not detected when this condition is not satisfied. Note that the difference between p t, like <calculation 1 small waveform detection> may be set to appropriate values in accordance with the sampling period.
S604を繰り返し、小波形を連続して2回以上検知したかを判定する(S605)。小波形を連続して2回以上検知した場合、急峻な立ち上がりの開始時刻から現時刻までをエアコン動作と推定し(S606)、小波形を連続して2回以上検知しない場合、エアコン非動作と推定する(S607)。 S604 is repeated, and it is determined whether the small waveform is detected twice or more continuously (S605). If the small waveform is detected twice or more continuously, the air conditioner operation is estimated from the start time of the steep rise to the current time (S606), and if the small waveform is not detected twice or more continuously, the air conditioner is not operated. Estimate (S607).
100 エアコン動作の検知システム
110 入力インタフェース
111 電力時系列入力部
112 範囲指定入力部
120 記憶部
121 電力時系列記憶部
122 パラメータ記憶部
123 立ち上がり区間記憶部
124 小波形検知部
130 演算部
131 立ち上がり検知部
132 小波形検知部
133 エアコン動作推定部
134 パラメータ演算部
140 出力インタフェース
141 電力時系列出力部
142 推定結果出力部
150 入力装置
160 モニタ
201 分電盤
202 電力センサ
301 エアコン
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の時系列の電力データから、前記エアコンの動作開始時からの立ち上がり区間の立ち上がり時間幅、立ち上がり電力幅、前記立ち上がり区間後の最大小波形時間幅、最小小波形時間幅、最大小波形電力幅、及び最小小波形電力幅を演算するパラメータを演算するステップと、
前記エアコンを含む複数の電気機器に供給される電力を検出可能な電力センサから第2の時系列の電力データを取得するステップと、
前記第2の時系列の電力データから、前記立ち上がり時間幅において前記立ち上がり電力幅以上の電力変動を検知するステップと、
前記第2の時系列の電力データの前記電力変動後において、少なくとも、前記最小小波形時間幅以上前記最大小波形時間幅以下の範囲で1周期の波形が存在し、かつ、前記波形の電力変動量が、前記最小小波形電力幅以上前記最大小波形電力幅以下である場合、前記波形を小波形として検知する小波形を検知するステップと、
前記小波形を連続して2回以上検知した場合、前記電力変動の開始時刻から前記エアコンが動作していると推定するエアコン動作を推定するステップと、
を有することを特徴するエアコン動作の検知方法。 Obtaining first time-series power data from a power sensor capable of detecting only power consumption of an air conditioner;
From the power data of the first time series, the rising time width, the rising power width, the maximum small waveform time width after the rising section, the minimum small waveform time width, and the maximum small waveform from the start of the operation of the air conditioner a step of computing a parameter for calculating the power width, and the minimum small wave power width,
Obtaining second time-series power data from a power sensor capable of detecting power supplied to a plurality of electric devices including the air conditioner;
Detecting power fluctuations greater than or equal to the rising power width in the rising time width from the power data of the second time series;
After the power fluctuation of the power data of the second time series, at least, the minimum small waveform duration than said maximum small waveform waveform of one period in the range of time width is present, and, the power fluctuation of the waveform Detecting a small waveform for detecting the waveform as a small waveform when the amount is not less than the minimum small waveform power width and not more than the maximum small waveform power width; and
Estimating the air conditioner operation that estimates that the air conditioner is operating from the start time of the power fluctuation when the small waveform is detected twice or more continuously;
A method for detecting an air conditioner operation characterized by comprising:
前記第1の時系列の電力データのユーザによって小波形範囲として指定された範囲の自己相関値が最小となる時間幅に所定の定数を乗じたものを、前記最小小波形時間幅と前記最大小波形時間幅とするよう演算するステップと、
前記第1の時系列の電力データのユーザによって小波形範囲として指定された範囲において、小波形1周期における電力の最大変動量に所定の定数を乗じたものを、前記最小小波形電力幅と前記最大小波形電力幅とするよう演算するステップと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のエアコン動作の検知方法。 The step of calculating the parameter includes:
A time width in which the autocorrelation value in the range designated as the small waveform range by the user of the first time series power data is multiplied by a predetermined constant is obtained by multiplying the minimum small waveform time width by the maximum small size. A step for calculating a waveform time width;
In the range specified as the small waveform range by the user of the first time-series power data, a value obtained by multiplying the maximum fluctuation amount of power in one cycle of the small waveform by a predetermined constant is the minimum small waveform power width and the A step of calculating the maximum small waveform power width,
The method of detecting an air conditioner operation according to claim 1, comprising:
前記第1の時系列の電力データおよび前記第2の時系列の電力データを記憶する記憶部と、
前記第1の時系列の電力データから、前記エアコンの動作開始時からの立ち上がり区間の立ち上がり時間幅、立ち上がり電力幅、前記立ち上がり区間後の最大小波形時間幅、最小小波形時間幅、最大小波形電力幅、及び最小小波形電力幅を演算するパラメータを演算する第1の演算部と、
前記第2の時系列の電力データから、前記立ち上がり時間幅において前記立ち上がり電力幅以上の電力変動を検知し、前記第2の時系列の電力データの前記電力変動後において、少なくとも、前記最小小波形時間幅以上前記最大小波形時間幅以下の範囲で1周期の波形が存在し、かつ、前記波形の電力変動量が、前記最小小波形電力幅以上前記最大小波形電力幅以下である場合、前記波形を小波形として検知し、前記小波形を連続して2回以上検知した場合、前記電力変動の開始時刻から前記エアコンが動作していると推定するエアコン動作を推定する第2の演算部と、
を有することを特徴するエアコン動作の検知システム。 First time-series power data from a power sensor capable of detecting only the power consumption of the air conditioner, and second time-series power data from a power sensor capable of detecting power supplied to a plurality of electric devices including the air conditioner. An input interface to obtain and
A storage unit for storing the first time-series power data and the second time-series power data;
From the power data of the first time series, the rising time width, the rising power width, the maximum small waveform time width after the rising section, the minimum small waveform time width, and the maximum small waveform from the start of the operation of the air conditioner A first calculation unit for calculating a parameter for calculating a power width and a minimum small waveform power width;
From the second time series power data, a power fluctuation that is greater than or equal to the rising power width in the rise time width is detected, and at least after the power fluctuation of the second time series power data, at least the minimum small waveform When there is a waveform of one cycle in a range not less than the time width and not more than the maximum small waveform time width, and the power fluctuation amount of the waveform is not less than the minimum small waveform power width and not more than the maximum small waveform power width, A second arithmetic unit that detects an air conditioner operation that estimates that the air conditioner is operating from a start time of the power fluctuation when the waveform is detected as a small waveform and the small waveform is continuously detected twice or more; ,
An air conditioner operation detection system characterized by comprising:
前記第1の時系列の電力データのユーザによって小波形範囲として指定された範囲の自己相関値が最小となる時間幅に所定の定数を乗じたものを、前記最小小波形時間幅と前記最大小波形時間幅とするよう演算し、
前記第1の時系列の電力データのユーザによって小波形範囲として指定された範囲において、小波形1周期における電力の最大変動量に所定の定数を乗じたものを、前記最小小波形電力幅と前記最大小波形電力幅とするよう演算することを特徴とする請求項4に記載のエアコン動作の検知システム。 The first calculation unit includes:
A time width in which the autocorrelation value in the range designated as the small waveform range by the user of the first time series power data is multiplied by a predetermined constant is obtained by multiplying the minimum small waveform time width by the maximum small size. Calculate to be the waveform time width,
In the range specified as the small waveform range by the user of the first time-series power data, a value obtained by multiplying the maximum fluctuation amount of power in one cycle of the small waveform by a predetermined constant is the minimum small waveform power width and the 5. The air conditioner operation detection system according to claim 4, wherein the calculation is performed so as to obtain a maximum small waveform power width.
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