JP6471088B2 - Power estimation method and power estimation apparatus to which the power estimation method is applied - Google Patents
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Description
この発明は、電気機器の消費電力を推定するための電力推定方法および該電力推定方法が適用される電力推定装置に関する。 The present invention relates to a power estimation method for estimating power consumption of an electrical device and a power estimation apparatus to which the power estimation method is applied.
従来、家庭等の分電盤に設置された電流センサを用いて電流波形を測定し、その測定された波形の形状に基づき、家庭等内で動作している電気機器の消費電力を推定するシステムが知られている（特許文献１）。 Conventionally, a system that measures a current waveform using a current sensor installed on a distribution board at home, etc., and estimates the power consumption of an electrical device operating in the home based on the shape of the measured waveform Is known (Patent Document 1).
しかしながら、例えば、従来のようにサポートベクターマシン等のパターン認識技術による学習を用いて消費電力の推定を行う場合において、対象となる電気機器の数が増大した場合、消費電力を推定するために必要な学習時間も増大する。すなわち、消費電力を推定するために必要な計算量も増大するという問題がある。 However, for example, when estimating power consumption using learning by pattern recognition technology such as support vector machines as in the past, it is necessary to estimate power consumption when the number of target electrical devices increases. Learning time also increases. That is, there is a problem that the amount of calculation required for estimating the power consumption increases.
また、このようなパターン認識を用いて個別の電気機器に対して各々消費電力の推定を行い、その推定の結果を集計する従来の方法を用いた場合、類似する電流波形を出力する電気機器を重複して検出するという問題もある。この場合、例えば、分電盤において測定される消費電力よりも、推定の結果によって得られた電気機器の消費電力の総和が大きくなることがある。 In addition, when using a conventional method of estimating power consumption for individual electric devices using such pattern recognition and totaling the estimation results, electric devices that output similar current waveforms There is also a problem of redundant detection. In this case, for example, the sum of the power consumption of the electrical equipment obtained as a result of the estimation may be larger than the power consumption measured on the distribution board.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電気機器を重複して検出することなく、計算量の増大を抑えながら、電気機器の消費電力を推定するための電力推定方法および該電力推定方法が適用される電力推定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a power estimation method for estimating power consumption of an electrical device while suppressing an increase in the calculation amount without detecting the electrical device repeatedly, and An object of the present invention is to provide a power estimation apparatus to which the power estimation method is applied.
上記目的を達成するためにこの発明は、以下のような構成要素を備えている。すなわち、本発明の電力推定方法は、電力推定装置が、分電盤上の消費電力から、各電気機器によって消費される消費電力を推定する処理を行う際に、各電気機器による消費実績に基づいて、各電気機器の各動作モードにおける消費電力の平均値および消費電力の標準偏差、ならびに、各電気機器の全動作モードに対する各動作モードの動作時間の割合を示す滞在率、を事前に算出して記録し、各電気機器について、それぞれ任意に選択された１つの動作モードを組み合わせてなる組み合わせを複数作成し、各組み合わせについて、対応する各動作モードにおける、消費電力の平均値、消費電力の標準偏差、および、滞在率に基づき、スコア関数を算出し、分電盤上の消費電力を、算出された複数のスコア関数の各々に代入し、複数のスコア関数のうちの最大値を示すスコア関数となる組み合わせに基づいて、各電気機器によって消費される消費電力を推定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following components. That is, according to the power estimation method of the present invention, when the power estimation device performs the process of estimating the power consumption consumed by each electrical device from the power consumption on the distribution board, the power estimation device is based on the actual consumption by each electrical device. The average value of power consumption and the standard deviation of power consumption in each operation mode of each electric device, and the stay rate indicating the ratio of the operation time of each operation mode to the total operation mode of each electric device are calculated in advance. recorded Te, for each electric equipment, the combination, each comprising a combination of one operation mode selected arbitrarily create multiple for each combination, in the corresponding each of the operation modes, the average value of the power consumption, the standard power consumption A score function is calculated based on the deviation and the stay rate, and the power consumption on the distribution board is assigned to each of the calculated score functions to obtain a plurality of scores. Based on the combination of the score function that indicates the maximum value of the number, and estimates the power consumption consumed by each electrical device.
すなわちこの発明によれば、電気機器を重複して検出することなく、計算量の増大を抑えながら、電気機器の消費電力を推定するための電力推定方法、および該電力推定方法が適用される電力推定装置を提供することができる。 That is, according to the present invention, a power estimation method for estimating power consumption of an electrical device while suppressing an increase in the calculation amount without detecting the electrical device repeatedly, and power to which the power estimation method is applied An estimation device can be provided.
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
始めに、具体的に図面を参照して説明する前に、第１の実施形態の概要について説明する。
第１の実施形態の電力推定方法が適用された電力推定装置は、家庭やオフィス等において使用される複数の異なる種類の家電機器等の電気機器の各々によって消費される個々の消費電力を推定するために、家庭やオフィス等に設置されている分電盤に設けられた電力センサによって計測される分電盤上の消費電力に基づき、個々の電気機器の動作状態を推定することによって、個々の電気機器の消費電力を推定する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an outline of the first embodiment will be described before specifically describing with reference to the drawings.
The power estimation apparatus to which the power estimation method according to the first embodiment is applied estimates individual power consumption consumed by each of a plurality of different types of electrical devices such as home appliances used in homes and offices. Therefore, by estimating the operating state of each electrical device based on the power consumption on the distribution board measured by the power sensor provided in the distribution board installed at home or office, etc. Estimate the power consumption of electrical equipment.
より詳細には、各電気機器の動作状態を示す動作モードごとの、消費電力の平均値、消費電力の標準偏差、および後述する滞在率等を用いて、各電気機器における動作モードの組み合わせに対応する複数のスコア関数を算出し、算出されたスコア関数を例えばデータベースとして蓄積する。そして、電力センサによって計測された分電盤上の消費電力を各スコア関数に代入することによって、複数のスコア関数のうちの最大値が得られるスコア関数に対応する電気機器の動作モードの組み合わせを判定し、その判定結果に応じて、個々の電気機器の消費電力を推定する。 More specifically, it supports the combination of operation modes in each electrical device using the average value of power consumption, the standard deviation of power consumption, the stay rate described later, etc. for each operation mode indicating the operation state of each electrical device. A plurality of score functions are calculated, and the calculated score functions are accumulated as a database, for example. Then, by substituting the power consumption on the distribution board measured by the power sensor into each score function, the combination of the operation modes of the electrical equipment corresponding to the score function that obtains the maximum value among the plurality of score functions is obtained. The power consumption of each electric device is estimated according to the determination result.
次に、図１乃至図５を参照して、第１の実施形態の電力推定方法が適用された電力推定装置の概要について説明する。
図１は、第１の実施形態の電力推定装置１０を含む電力推定システム１の概念を説明するための図である。
Next, an overview of a power estimation apparatus to which the power estimation method according to the first embodiment is applied will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of a power estimation system 1 including a power estimation device 10 according to the first embodiment.
電力推定システム１は、電力推定装置１０に加えて、電力センサ９を備える分電盤８と、表示部１４とを備える。 In addition to the power estimation apparatus 10, the power estimation system 1 includes a distribution board 8 including a power sensor 9 and a display unit 14.
電力推定装置１０は、分電盤８上の消費電力から、各電気機器によって消費される消費電力を推定するためのシステムである。例えば、家庭やオフィス等において利用される電気機器Ａ，Ｂ等の複数の電気機器のそれぞれの消費電力の推定を行うためのシステムである。以下、複数の電気機器として電気機器Ａ，Ｂの２つの電気機器を想定して説明する。また、以下、電気機器Ａと電気機器Ｂを特に区別する必要がない場合は、電気機器Ａおよび電気機器Ｂを、それぞれ、単に電気機器と称する場合がある。 The power estimation apparatus 10 is a system for estimating the power consumption consumed by each electrical device from the power consumption on the distribution board 8. For example, it is a system for estimating the power consumption of each of a plurality of electrical devices such as electrical devices A and B used in homes and offices. Hereinafter, description will be made assuming two electric devices A and B as a plurality of electric devices. In addition, hereinafter, when it is not necessary to distinguish between the electric device A and the electric device B, the electric device A and the electric device B may be simply referred to as electric devices, respectively.
電気機器Ａ，Ｂは、分電盤８と接続されており、分電盤８の配下で動作する。 The electric devices A and B are connected to the distribution board 8 and operate under the distribution board 8.
分電盤８は、電気機器Ａ，Ｂが利用される家庭やオフィス等に設置されており、コンセント等を介して電気機器Ａ，Ｂと接続されており、電気機器Ａ，Ｂによって使用される電力を供給する。 The distribution board 8 is installed in a home or office where the electric devices A and B are used, and is connected to the electric devices A and B through an outlet and is used by the electric devices A and B. Supply power.
電力センサ９は、例えば分電盤８内に設置されており、分電盤８上の消費電力ｗを計測する。 The power sensor 9 is installed in, for example, the distribution board 8 and measures the power consumption w on the distribution board 8.
電力推定装置１０は、電力センサ９によって計測された分電盤８上の消費電力ｗに基づき、後述する図６における蓄積部１９に蓄積された電気機器データベース１２を用いて、電気機器Ａの消費電力（以下、「消費電力Ａｗ」と称す。）および電気機器Ｂの消費電力（以下、「消費電力Ｂｗ」と称す。）を推定するための電力推定処理を行う。なお、電力推定装置１０による電力推定処理の詳細については、図６および図７等を参照して後述する。 The power estimation apparatus 10 uses the electrical device database 12 stored in the storage unit 19 in FIG. 6 to be described later based on the power consumption w on the distribution board 8 measured by the power sensor 9, and consumes the electrical device A. A power estimation process for estimating power (hereinafter referred to as “power consumption Aw”) and power consumption of the electrical device B (hereinafter referred to as “power consumption Bw”) is performed. Details of the power estimation processing by the power estimation apparatus 10 will be described later with reference to FIGS.
電気機器データベース１２は、電気機器Ａ，Ｂの各々の各動作モードにおける消費電力の平均値等の情報を有する。また、電気機器データベース１２は、電力推定装置１０によって電力推定処理が行われるよりも前に予め生成される。 The electric equipment database 12 includes information such as an average value of power consumption in each operation mode of the electric equipments A and B. The electrical equipment database 12 is generated in advance before the power estimation process is performed by the power estimation apparatus 10.
動作モードは、電気機器の利用状態等の動作状態を示しており、例えば、電気機器の電源がオフ状態であるＯＦＦモード、電気機器の電源がオン状態であるＯＮモード等を含む。 The operation mode indicates an operation state such as a usage state of the electric device, and includes, for example, an OFF mode in which the electric device is powered off, an ON mode in which the electric device is powered on, and the like.
具体的には、電気機器データベース１２は、図示するように、電気機器Ａ，Ｂの種類等を識別するための内容を示す電気機器項目１２ａ、電気機器Ａ，Ｂの動作モードを示す状態項目１２ｂ、電気機器Ａ，Ｂの消費電力の平均値Ｅおよびその消費電力の平均値Ｅに関する標準偏差Ｓを示す平均・標準偏差項目１２ｃ、および電気機器Ａ，Ｂの各々の全動作モードに対する各動作モードの動作時間の割合を示す滞在率Ｐを示す滞在率項目１２ｄを含む。なお、滞在率Ｐの詳細については、図２を参照して後述する。 Specifically, as shown in the figure, the electrical equipment database 12 includes an electrical equipment item 12a indicating the contents for identifying the types of the electrical equipment A and B, and a state item 12b indicating the operation mode of the electrical equipment A and B. The average value E of the power consumption of the electric devices A and B and the average / standard deviation item 12c indicating the standard deviation S relating to the average value E of the power consumption, and the respective operation modes for all the operation modes of the electric devices A and B The stay rate item 12d indicating the stay rate P indicating the ratio of the operation time is included. Details of the stay rate P will be described later with reference to FIG.
より詳細には、電気機器Ａは、動作モードとして、例えば、図示するように、電源がオフ状態であることを示す動作モード「０：ｏｆｆ」、および、電源がオン状態であることを示す動作モード「１：ｏｎ」の２つの動作モードを有する。そして、動作モード「０：ｏｆｆ」では、消費電力の平均値Ｅが０ワットであり、標準偏差Ｓが０ワットであることを示している。一方、動作モード「１：ｏｎ」では、消費電力の平均値Ｅが１００ワットであり、標準偏差Ｓが１０ワットであることを示している。 More specifically, for example, as shown in the figure, the electric device A has an operation mode “0: off” indicating that the power is off, and an operation indicating that the power is on, as illustrated. There are two operation modes of mode “1: on”. In the operation mode “0: off”, the average value E of power consumption is 0 watts, and the standard deviation S is 0 watts. On the other hand, in the operation mode “1: on”, the average value E of power consumption is 100 watts, and the standard deviation S is 10 watts.
また、電気機器Ａの全動作モードの総動作時間を１００とした場合における各動作モードの動作時間の割合（％）を示す滞在率Ｐに関しては、３０％が動作モード「０：ｏｆｆ」で動作しており、残りの７０％が動作モード「１：ｏｎ」で動作していることを示している。 Further, regarding the stay rate P indicating the operation time ratio (%) in each operation mode when the total operation time of all the operation modes of the electric device A is 100, 30% operates in the operation mode “0: off”. The remaining 70% is operating in the operation mode “1: on”.
次に、電気機器Ｂは、動作モードとして、例えば、図示するように、電源がオフ状態であることを示す動作モード「０：ｏｆｆ」、例えば低消費電力で動作している状態であることを示す動作モード「１：ｈａｌｆ」、および、高消費電力で動作している状態であることを示す動作モード「２：ｆｕｌｌ」の３つの動作モードを有する。 Next, as an operation mode, for example, as shown in the figure, the electric device B is in an operation mode “0: off” indicating that the power supply is in an off state, for example, in a state of operating at low power consumption. There are three operation modes: an operation mode “1: half”, and an operation mode “2: full” indicating that the device is operating with high power consumption.
なお、電気機器Ａの動作モード「０：ｏｆｆ」と電気機器Ｂの動作モード「０：ｏｆｆ」とを区別するために、電気機器Ａの動作モード「０：ｏｆｆ」を例えば「０：ｏｆｆ（Ａ）」とし、電気機器Ｂの動作モード「０：ｏｆｆ」を例えば「０：ｏｆｆ（Ｂ）」としてもよい。 In order to distinguish between the operation mode “0: off” of the electric device A and the operation mode “0: off” of the electric device B, the operation mode “0: off” of the electric device A is set to “0: off ( A) ”, and the operation mode“ 0: off ”of the electric device B may be set to“ 0: off (B) ”, for example.
そして、動作モード「０：ｏｆｆ」では、消費電力の平均値Ｅが０ワットであり、標準偏差Ｓが０であることを示している。一方、動作モード「１：ｈａｌｆ」では、消費電力の平均値Ｅが８０ワットであり、標準偏差Ｓが１０ワットであることを示している。また、動作モード「２：ｆｕｌｌ」では、消費電力の平均値Ｅが１６０ワットであり、標準偏差Ｓが２０ワットであることを示している。 In the operation mode “0: off”, the average value E of the power consumption is 0 watts and the standard deviation S is 0. On the other hand, in the operation mode “1: half”, the average value E of the power consumption is 80 watts, and the standard deviation S is 10 watts. In the operation mode “2: full”, the average value E of the power consumption is 160 watts, and the standard deviation S is 20 watts.
また、電気機器Ｂの全動作モードの総動作時間を１００とした場合における各動作モードの動作時間の割合（％）を示す滞在率Ｐに関しては、６０％が動作モード「０：ｏｆｆ」で動作しており、３０％が動作モード「１：ｈａｌｆ」で動作しており、残りの１０％が動作モード「２：ｆｕｌｌ」で動作していることを示している。 Further, regarding the stay rate P indicating the operation time ratio (%) in each operation mode when the total operation time of all the operation modes of the electric device B is 100, 60% operates in the operation mode “0: off”. 30% are operating in the operation mode “1: half”, and the remaining 10% are operating in the operation mode “2: full”.
表示部１４は、電力推定装置１０によって推定された消費電力Ａｗおよび消費電力Ｂｗを、例えばユーザ等に提示するために、例えば分電盤８に備えられた画面に表示させるための処理を行う。また、分電盤８に備えられた画面の代わりに、例えば、無線通信を用いてユーザの携帯端末の画面等に表示させてもよい。 The display unit 14 performs a process for displaying the power consumption Aw and the power consumption Bw estimated by the power estimation apparatus 10 on, for example, a screen provided in the distribution board 8 in order to present it to the user, for example. Further, instead of the screen provided on the distribution board 8, for example, the screen may be displayed on the screen of the user's portable terminal using wireless communication.
次に、図２を参照して、滞在率Ｐについて詳細に説明する。
各電気機器の滞在率Ｐは、上述したように、各電気機器の全動作モードに対する各動作モードの動作時間の割合である。各動作モードの動作時間は、例えば、各電気機器の各動作モードに対応する各状態が継続している時間である。
Next, the stay rate P will be described in detail with reference to FIG.
As described above, the stay rate P of each electric device is the ratio of the operation time of each operation mode to the entire operation mode of each electric device. The operation time in each operation mode is, for example, the time during which each state corresponding to each operation mode of each electric device continues.
例えば、滞在率Ｐは、例えば所定の１日において、所定の動作モードで動作している動作時間の平均値がｔ時間である場合、その所定の動作モードにおける滞在率Ｐは、ｔ／２４＊１００（％）である。 For example, the stay rate P is, for example, when the average value of the operation time operating in the predetermined operation mode on a predetermined day is t hours, the stay rate P in the predetermined operation mode is t / 24 * 100 (%).
図２は、電気機器Ａ，Ｂの各々の、所定の一日における、各動作モードおよび消費電力の変化を示している。また、図２の横軸は、所定の一日における時刻（ｈｒ）を示しており、図２の縦軸は、各電気機器の消費電力（Ｗ）を示している。 FIG. 2 shows changes in each operation mode and power consumption in each of the electric devices A and B during a predetermined day. In addition, the horizontal axis of FIG. 2 indicates time (hr) in a predetermined day, and the vertical axis of FIG. 2 indicates power consumption (W) of each electrical device.
電気機器Ａは、グラフ７０ａに示すように、約７時から２４時の間、動作モード「１：ｏｎ」である。そして、それ以外の時間、すなわち０時から約７時は、動作モード「０：ｏｆｆ」である。 As shown in the graph 70a, the electric device A is in the operation mode “1: on” from about 7 o'clock to 24 o'clock. At other times, that is, from 0:00 to about 7:00, the operation mode is “0: off”.
そして、動作モード「１：ｏｎ」における滞在率Ｐは、７０％であり、動作モード「０：ｏｆｆ」における滞在率Ｐは、残りの３０％である。 The stay rate P in the operation mode “1: on” is 70%, and the stay rate P in the operation mode “0: off” is the remaining 30%.
また、グラフ７０ａに示すように、動作モード「１：ｏｎ」における、電気機器Ａの消費電力の平均値Ｅは、例えば、ｗ２で示す値、１００ワットである。 Moreover, as shown in the graph 70a, the average value E of the power consumption of the electric device A in the operation mode “1: on” is, for example, a value indicated by w2 and 100 watts.
一方、電気機器Ｂは、グラフ７０ｂ−１，７０ｂ−３に示すように、８時から１２時の間および約１５時から約１８時の間、動作モード「１：ｈａｌｆ」である。また、グラフ７０ｂ−２に示すように、１２時から約１５時の間、動作モード「２：ｆｕｌｌ」である。そして、それ以外の時間、すなわち、０時から８時の間および約１８時から２４時の間は、動作モード「０：ｏｆｆ」である。 On the other hand, as shown in the graphs 70b-1 and 70b-3, the electric device B is in the operation mode “1: half” from 8 o'clock to 12 o'clock and from about 15 o'clock to about 18 o'clock. Also, as shown in the graph 70b-2, the operation mode is “2: full” from 12:00 to about 15:00. The operation mode “0: off” is set for other times, that is, between 0 o'clock and 8 o'clock and between about 18 o'clock and 24 o'clock.
そして、動作モード「１：ｈａｌｆ」における滞在率Ｐは、３０％であり、動作モード「２：ｆｕｌｌ」における滞在率Ｐは、１０％であり、動作モード「０：ｏｆｆ」における滞在率Ｐは、残りの６０％である。 The stay rate P in the operation mode “1: half” is 30%, the stay rate P in the operation mode “2: full” is 10%, and the stay rate P in the operation mode “0: off” is The remaining 60%.
また、グラフ７０ｂ−１，７０ｂ−３に示すように、動作モード「１：ｈａｌｆ」における、電気機器Ｂの消費電力の平均値Ｅは、例えば、ｗ１で示す値、８０ワットである。また、グラフ７０ｂ−２に示すように、動作モード「２：ｆｕｌｌ」における、電気機器Ｂの消費電力の平均値Ｅは、例えば、ｗ３で示す値、１６０ワットである。 Further, as shown in the graphs 70b-1 and 70b-3, the average value E of the power consumption of the electric device B in the operation mode “1: half” is, for example, a value indicated by w1 and 80 watts. Further, as illustrated in the graph 70b-2, the average value E of the power consumption of the electric device B in the operation mode “2: full” is, for example, a value indicated by w3, 160 watts.
次に、図３を参照して、第１の実施形態の電力推定装置において用いられる動作モード組み合わせデータベース２０について説明する。 Next, the operation mode combination database 20 used in the power estimation apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIG.
後述する図６における蓄積部１９に蓄積された動作モード組み合わせデータベース２０は、電気機器データベース１２における各電気機器の各動作モードの組み合わせを示しており、電気機器データベース１２に基づき生成される。また、動作モード組み合わせデータベース２０は、電力推定処理においてスコア関数を算出するために用いられる。なお、スコア関数に関しては図４を参照して後述する。 An operation mode combination database 20 stored in the storage unit 19 in FIG. 6 to be described later indicates a combination of each operation mode of each electric device in the electric device database 12 and is generated based on the electric device database 12. The operation mode combination database 20 is used for calculating a score function in the power estimation process. The score function will be described later with reference to FIG.
動作モード組み合わせデータベース２０は、具体的には、図３に示すように、電気機器Ａの動作モード「０：ｏｆｆ」に関する項目２１ａ、電気機器Ａの動作モード「１：ｏｎ」に関する項目２１ｂ、電気機器Ｂの動作モード「０：ｏｆｆ」に関する項目２２ａ、電気機器Ｂの動作モード「１：ｈａｌｆ」に関する項目２２ｂ、および電気機器Ｂの動作モード「０２：ｆｕｌｌ」に関する項目２２ｃを有する。 Specifically, as shown in FIG. 3, the operation mode combination database 20 includes an item 21a regarding the operation mode “0: off” of the electric device A, an item 21b regarding the operation mode “1: on” of the electric device A, It has an item 22a related to the operation mode “0: off” of the device B, an item 22b related to the operation mode “1: half” of the electric device B, and an item 22c related to the operation mode “02: full” of the electric device B.
また、動作モード組み合わせデータベース２０は、電気機器Ａの各動作モードと電気機器Ｂの各動作モードとの各組み合わせに対応する複数の動作モード（以下、「組み合わせ動作モード」と称す。）に関する要素を有する。そして、この複数の組み合わせ動作モードは、それぞれ、動作モード組み合わせデータベース２０の各要素、すなわち要素２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆに対応する。 Further, the operation mode combination database 20 includes elements relating to a plurality of operation modes (hereinafter referred to as “combination operation modes”) corresponding to combinations of the operation modes of the electric device A and the operation modes of the electric device B. Have. The plurality of combination operation modes respectively correspond to the elements of the operation mode combination database 20, that is, the elements 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, and 23f.
要素２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆには、対応する組み合わせ動作モードにおける「滞在率Ｐ，消費電力の平均値Ｅ±標準偏差Ｓ」が示されている。なお、各組み合わせ動作モードにおける滞在率Ｐ、消費電力の平均値Ｅ、および標準偏差Ｓの算出方法については、図４を参照して後述する。 The elements 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, and 23f indicate “stay rate P, average value E ± standard deviation S” of the corresponding combination operation mode. A method for calculating the stay rate P, the average value E of the power consumption, and the standard deviation S in each combination operation mode will be described later with reference to FIG.
電気機器Ａの動作モード「０：ｏｆｆ」と電気機器Ｂの動作モード「０：ｏｆｆ」とを組み合わせた場合における組み合わせ動作モード（以下、「組み合わせ動作モード（２３ａ）」と称す。）は、図３に示すように、要素２３ａに対応する。そして、要素２３ａに示す「１８％，０±１０」は、組み合わせ動作モード（２３ａ）の滞在率Ｐが１８％であり、消費電力の平均値Ｅが０ワットであり、標準偏差Ｓが１０ワットであるということを示している。 The combination operation mode (hereinafter referred to as “combination operation mode (23a)”) when the operation mode “0: off” of the electric device A and the operation mode “0: off” of the electric device B are combined is shown in FIG. 3 corresponds to the element 23a. “18%, 0 ± 10” shown in the element 23a indicates that the stay rate P in the combined operation mode (23a) is 18%, the average value E of power consumption is 0 watts, and the standard deviation S is 10 watts. It shows that it is.
同様に、例えば、電気機器Ａの動作モード「１：ｏｎ」と電気機器Ｂの動作モード「１：ｈａｌｆ」とを組み合わせた場合における組み合わせ動作モード（以下、「組み合わせ動作モード（２３ｅ）」と称す。）は、要素２３ｅに対応する。そして、要素２３ｅに示す「２１％，１８０±２０」は、組み合わせ動作モード（２３ｅ）の滞在率Ｐが２１％であり、消費電力の平均値Ｅが１８０ワットであり、標準偏差Ｓが２０ワットであるということを示している。 Similarly, for example, a combination operation mode (hereinafter referred to as “combination operation mode (23e)” in a case where the operation mode “1: on” of the electric device A and the operation mode “1: half” of the electric device B are combined. .) Corresponds to the element 23e. “21%, 180 ± 20” shown in the element 23e has a stay rate P of 21% in the combined operation mode (23e), an average value E of power consumption of 180 watts, and a standard deviation S of 20 watts. It shows that it is.
次に、図４を参照して、スコア関数について説明する。
スコア関数は、電力センサ９によって計測された分電盤８上の消費電力ｗに基づき、動作モードの組み合わせを判定するために用いるスコアを算出するための関数であり、動作モード組み合わせデータベース２０に基づき算出される。スコア関数は、例えば、数式（１）に示すようなガウシアン関数Ｆである。
Next, the score function will be described with reference to FIG.
The score function is a function for calculating a score used to determine a combination of operation modes based on the power consumption w on the distribution board 8 measured by the power sensor 9, and is based on the operation mode combination database 20. Calculated. The score function is, for example, a Gaussian function F as shown in Equation (1).
ここで、ｗは、電力センサ９によって計測された分電盤８上の消費電力ｗを示している。Ｍ１，Ｍ２，…Ｍｎは、それぞれ、各電気機器の動作モードを示している。 Here, w indicates the power consumption w on the distribution board 8 measured by the power sensor 9. M 1 , M 2 ,... M n respectively indicate the operation mode of each electric device.
また、数式（１）のＰは、数式（２）に示すように、各電気機器（n=1,2,3,…）のＭｎ番目の動作モードの滞在率Ｐｎ，Ｍｎの積によって得られる滞在率Ｐを示している。なお、図１および図３で示した滞在率Ｐは、数式（１）のＰを百分率で示したものである。以下、滞在率Ｐと記載した場合は、百分率で示した滞在率を意味する。 In addition, as shown in the equation (2), P in the equation (1) is determined by the product of the stay rate P n, Mn of the M nth operation mode of each electrical device (n = 1, 2, 3,...). The stay rate P obtained is shown. The stay rate P shown in FIGS. 1 and 3 is a percentage of P in the formula (1). Hereinafter, when the stay rate P is described, it means the stay rate expressed as a percentage.
なお、数式（３）に示すように、どの電気機器においても、各動作モードの滞在率Ｐｎ，Ｍｎの和は１であり、百分率では１００％に相当する。 As shown in Equation (3), in any electrical device, the sum of the stay rates Pn and Mn in each operation mode is 1, which corresponds to 100% in percentage.
例えば、電気機器Ａの動作モード「１：ｏｎ」の滞在率Ｐ＝７０％と電気機器Ｂの動作モード「２：ｆｕｌｌ」の滞在率Ｐ＝１０％との積は、滞在率Ｐ＝７％である。 For example, the product of the stay rate P = 70% in the operation mode “1: on” of the electrical device A and the stay rate P = 10% in the operation mode “2: full” of the electrical device B is the stay rate P = 7%. It is.
また、数式（１）において、λは、ガウシアン関数Ｆのピークを分離するために調整可能なチューニングパラメータである。図４では、λ＝１とした場合を示している。
また、Ｅは、各電気機器(n=1,2,3,…)のＭｎ番目の動作モードの消費電力の平均値Ｅｎ，Ｍｎの総和、すなわち
E is the sum of the average values E n, Mn of the power consumption in the M nth operation mode of each electrical device (n = 1, 2, 3,...), That is,
また、標準偏差Ｓは、数式（４ａ），（４ｂ），（４ｃ）の何れか１つを用いて、算出してもよい。つまり、ガウシアン関数Ｆに用いられる標準偏差Ｓとして、対応する各動作モードにおける、消費電力の標準偏差Ｓｎ，Ｍｎの和、消費電力の標準偏差Ｓｎ，Ｍｎの自乗和の平方根、滞在率Ｐｎ，Ｍｎと標準偏差Ｓｎ，Ｍｎの積和、および、滞在率Ｐｎ，Ｍｎと標準偏差Ｓｎ，Ｍｎの自乗積和の平方根、のうちの何れか１つを含む標準偏差を用いてもよい。 The standard deviation S may be calculated using any one of the mathematical formulas (4a), (4b), and (4c). That is, as the standard deviation S for use in the Gaussian function F, in the corresponding respective operation modes, a standard deviation S n, the sum of Mn of power consumption, the standard deviation S n of power, the square root of the square sum of Mn, stay constant P n, Mn and the standard deviation S n, sum of products of Mn, and, by using stays constant P n, Mn and the standard deviation S n, the square root of the square sum of products Mn, one standard deviation which includes one of of Also good.
数式（４ａ）は、例えば、電気機器の動作またはその動作モードが互いに無相関である場合に用いられる。数式（４ａ）を用いる場合は、例えば、冷蔵庫やトイレの便座ヒーターのように人の活動と関係なく動作するような電気機器を対象とする場合が想定され得る。 The mathematical formula (4a) is used, for example, when the operation of the electric device or its operation mode is uncorrelated. In the case of using the mathematical formula (4a), for example, a case may be assumed in which an electric device that operates regardless of human activities such as a toilet seat heater of a refrigerator or a toilet is targeted.
数式（４ｂ）は、
数式（４ｃ）は、数式（４ａ）に対して、さらに、各動作モードの滞在率Ｐに応じて重み付けを行う場合に用いられる。換言すると、数式（４ｃ）は、各電気機器の動作が互いに無相関とみなされた場合であって、かつ、滞在率Ｐに応じて重み付けをする場合に用いられる。 The formula (4c) is used when the formula (4a) is further weighted according to the stay rate P of each operation mode. In other words, the mathematical formula (4c) is used when the operations of the electrical devices are regarded as uncorrelated with each other and weighting is performed according to the stay rate P.
また、数式（４ｂ）および数式（４ｃ）のように、滞在率Ｐに応じて重み付けを行う場合は、例えば、使用頻度が高くない電気機器または稼働率が低い電気機器が含まれる場合が想定され得る。 In addition, when weighting is performed according to the stay rate P as in Equation (4b) and Equation (4c), for example, an electric device that is not frequently used or an electric device that has a low operation rate is assumed. obtain.
また、数式（４ｂ）および数式（４ｃ）の分母に示すｍａｘＰｎ，Ｍｎは、各電気機器の動作モードＭｎの滞在率Ｐｎ，Ｍｎのうちの最大の滞在率の値を示している。 Further, maxP n, Mn shown in the denominators of the mathematical formula (4b) and the mathematical formula (4c) indicates the maximum stay rate value among the stay rates P n, Mn of the operation mode M n of each electrical device.
なお、滞在率Ｐの測定が困難な場合には、簡便法として、滞在率Ｐ＝１としてもよい。 If it is difficult to measure the stay rate P, the stay rate P = 1 may be used as a simple method.
また、例えば、全ての電気機器がオフ状態である場合、標準偏差Ｓが０になり、ガウシアン関数Ｆが発散する。そのため、例えば、各電気機器において、消費電力の平均値が最小となる動作モードに対応する標準偏差Ｓの中で、最も小さな値をとるものを、オフ状態における標準偏差Ｓとする。図３の要素２３ａは、このようにしてＳ＝１０としてある。 For example, when all the electrical devices are in the off state, the standard deviation S becomes 0 and the Gaussian function F diverges. Therefore, for example, in each electrical device, the standard deviation S that takes the smallest value among the standard deviations S corresponding to the operation mode in which the average value of the power consumption is minimum is set as the standard deviation S in the off state. The element 23a in FIG. 3 thus has S = 10.
なお、以下、第１の実施形態において、標準偏差Ｓが、
図４は、上述したような数式（１）を用いて算出された、動作モード組み合わせデータベース２０の要素２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆに示される各組み合わせ動作モードに対応するスコア関数を示すスコア関数グラフ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆを示している。 FIG. 4 shows the score function corresponding to each combination operation mode shown in the elements 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, and 23f of the operation mode combination database 20 calculated using the mathematical expression (1) as described above. The score function graphs 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f are shown.
図４の横軸は、分電盤８上の消費電力ｗ（ワット（Ｗ））を示しており、図４の縦軸は、各スコア関数の分電盤８上の消費電力ｗに対するスコアを示している。 The horizontal axis of FIG. 4 shows the power consumption w (watt (W)) on the distribution board 8, and the vertical axis of FIG. 4 shows the score for the power consumption w on the distribution board 8 of each score function. Show.
具体的には、スコア関数グラフ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆは、それぞれ、要素２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆに示す滞在率Ｐ、消費電力の平均値Ｅ、および標準偏差Ｓを用いて算出された、分電盤８上の消費電力ｗに対するスコアを示している。 Specifically, the score function graphs 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f are respectively the stay rate P, the average value E of the power consumption, and the standard shown in the elements 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, and 23f. The score with respect to the power consumption w on the distribution board 8 calculated using the deviation S is shown.
例えば、スコア関数グラフ３０ａは、電気機器Ａが動作モード「０：ｏｆｆ」であり、かつ、電気機器Ｂが動作モード「０：ｏｆｆ」である場合におけるスコア関数に対応する。 For example, the score function graph 30a corresponds to the score function when the electric device A is in the operation mode “0: off” and the electric device B is in the operation mode “0: off”.
そして、図４において、スコア関数グラフ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆのうちの何れか１つが、分電盤８上の消費電力ｗに対して、最大のスコアを得ることが分かる。 In FIG. 4, it can be seen that any one of the score function graphs 30 a, 30 b, 30 c, 30 d, 30 e, 30 f obtains the maximum score for the power consumption w on the distribution board 8.
例えば、電力センサ９によって計測された分電盤８上の消費電力ｗが２７０ワットである場合について説明する。この場合、スコア関数グラフ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆのうちのスコア関数グラフ３０ｆに対応するスコア関数が、図４のｆＰ１で示される最大のスコアを得ることが分かる。つまり、電気機器Ａが動作モード「１：ｏｎ」で動作しており、かつ、電気機器Ｂが動作モード「２：ｆｕｌｌ」で動作していることが分かる。 For example, the case where the power consumption w on the distribution board 8 measured by the power sensor 9 is 270 watts will be described. In this case, it can be seen that the score function corresponding to the score function graph 30f among the score function graphs 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f obtains the maximum score indicated by fP1 in FIG. That is, it can be seen that the electric device A is operating in the operation mode “1: on” and the electric device B is operating in the operation mode “2: full”.
一方、スコア関数グラフ３０ｆは、電気機器Ａが動作モード「１：ｏｎ」であり、かつ、電気機器Ｂが動作モード「２：ｆｕｌｌ」である場合におけるスコア関数に対応する。そして、この場合における各電気機器の消費電力の平均値Ｅは、電気機器データベース１２に示すように、電気機器Ａの消費電力の平均値Ｅが１００ワットであり、電気機器Ｂの消費電力の平均値Ｅが１６０ワットである。つまり、電気機器Ａの消費電力の平均値Ｅと電気機器Ｂの消費電力の平均値Ｅの合計は２６０ワットである。 On the other hand, the score function graph 30f corresponds to a score function when the electric device A is in the operation mode “1: on” and the electric device B is in the operation mode “2: full”. In this case, the average value E of the power consumption of each electric device is 100 watts as the average value E of the power consumption of the electric device A as shown in the electric device database 12. The value E is 160 watts. That is, the sum of the average value E of the power consumption of the electric device A and the average value E of the power consumption of the electric device B is 260 watts.
そのため、分電盤８上の消費電力ｗと判定された組み合せ動作モードにおける消費電力の平均値Ｅとの差分として１０ワットが生じる。この１０ワットの差分は、例えば、各電気機器の対応する動作モードにおける標準偏差Ｓに基づき、各電気機器に対して按分する。 Therefore, 10 watts is generated as a difference between the power consumption w on the distribution board 8 and the average value E of the power consumption in the combination operation mode determined. The difference of 10 watts is apportioned for each electric device based on, for example, the standard deviation S in the corresponding operation mode of each electric device.
例えば、電気機器データベース１２に示すように、電気機器Ａの動作モード「１：ｏｎ」における標準偏差Ｓは１０ワットであり、電気機器Ｂの動作モード「２：ｆｕｌｌ」における標準偏差Ｓは２０ワットである。そのため、電気機器Ａに関して、１０ワットの約３分の１である３ワットを加算し、電気機器Ｂに関して、１０ワットの約３分の２である７ワットを加算する。 For example, as shown in the electric equipment database 12, the standard deviation S in the operation mode “1: on” of the electric equipment A is 10 watts, and the standard deviation S in the operation mode “2: full” of the electric equipment B is 20 watts. It is. Therefore, for electric appliance A, 3 watts, which is about one third of 10 watts, is added, and for electric appliance B, 7 watts, which is about two thirds of 10 watts, is added.
そして、最終的に、消費電力Ａｗが１０３ワット（１００ワット＋３ワット）であり、消費電力Ｂｗが１６７ワット（１６０ワット＋７ワット）であると推定され得る。 Finally, it can be estimated that the power consumption Aw is 103 watts (100 watts + 3 watts) and the power consumption Bw is 167 watts (160 watts + 7 watts).
なお、図４は、λ＝１とした場合を示しており、スコア関数グラフ３０の重なりを低減させるためにλを調整することによって、動作モードの組み合わせの判定をすることもできる。 FIG. 4 shows a case where λ = 1, and it is also possible to determine the combination of operation modes by adjusting λ in order to reduce the overlap of the score function graphs 30.
次に、図５を参照して、λの値を変更した場合におけるスコア関数について説明する。
図５は、λ＝１０の場合における各スコア関数のグラフを示している。また、スコア関数グラフ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆは、それぞれ、スコア関数グラフ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆに対応する。
Next, the score function when the value of λ is changed will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows a graph of each score function when λ = 10. The score function graphs 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, and 30f correspond to the score function graphs 60a, 60b, 60c, 60d, 60e, and 60f, respectively.
そして、λの値を１よりも大きくすることによって、各スコア関数グラフがシャープになり、分解能が高くなるため、各スコア関数グラフにおける重なりが低減され、各スコア関数グラフのピークを明確に分離することができる。これにより、例えば分電盤８上の消費電力が１６０ワット強であったばあい、図５では６０ｃと判定できるものが、図４のように３０ｅと誤判定される可能性を低減させることができる。 Then, by making the value of λ greater than 1, each score function graph becomes sharper and resolution becomes higher, so that the overlap in each score function graph is reduced and the peaks of each score function graph are clearly separated. be able to. Thereby, for example, if the power consumption on the distribution board 8 is slightly over 160 watts, what can be determined as 60c in FIG. 5 can reduce the possibility of being erroneously determined as 30e as shown in FIG. it can.
次に、図６を参照して、図１を参照して説明した電力推定システム１をより詳細に説明する。図６は、電力推定システム１の構成例を示すブロック図である。なお、図１を参照して説明した構成および内容については、説明を省略する。 Next, the power estimation system 1 described with reference to FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the power estimation system 1. The description of the configuration and contents described with reference to FIG. 1 is omitted.
電力推定装置１０は、取得部１５、算出部１６、および推定部１７を備える。 The power estimation apparatus 10 includes an acquisition unit 15, a calculation unit 16, and an estimation unit 17.
取得部１５は、電力センサ９によって計測された分電盤８上の消費電力ｗを、分電盤８から取得する。そして、算出部１６に送る。 The acquisition unit 15 acquires the power consumption w on the distribution board 8 measured by the power sensor 9 from the distribution board 8. Then, it is sent to the calculation unit 16.
算出部１６は、各電気機器による消費実績に基づいて、各電気機器の各動作モードにおける消費電力の平均値Ｅおよび消費電力の標準偏差Ｓ、ならびに、滞在率Ｐ、を事前に算出記録し、各電気機器について、それぞれ任意に選択された１つの動作モードを組み合わせてなる組み合わせを複数作成し、各組み合わせについて、対応する各動作モードにおける、消費電力の平均値Ｅ、消費電力の標準偏差Ｓ、および、滞在率Ｐに基づき、スコア関数を算出する。 The calculation unit 16 calculates and records in advance an average value E of power consumption and a standard deviation S of power consumption and a stay rate P in each operation mode of each electric device based on the actual consumption by each electric device. For each electrical device, a plurality of combinations are formed by combining one arbitrarily selected operation mode, and for each combination, the average value E of power consumption, the standard deviation S of power consumption, in each corresponding operation mode, Based on the stay rate P, a score function is calculated.
以下、スコア関数が、蓄積部１９に予め蓄積されている場合について説明する。 Hereinafter, a case where the score function is stored in the storage unit 19 in advance will be described.
推定部１７は、判定部１７ａを備え、蓄積部１９から取得されたスコア関数に関する情報ｄ１および算出部１６から送られた分電盤８上の消費電力ｗに関する情報ｂに基づき、消費電力Ａｗ，Ｂｗを推定する。 The estimation unit 17 includes a determination unit 17a. Based on the information d1 on the score function acquired from the storage unit 19 and the information b on the power consumption w on the distribution board 8 sent from the calculation unit 16, the power consumption Aw, Estimate Bw.
判定部１７ａは、消費電力Ａｗ，Ｂｗを推定するために必要な、動作モードの組み合わせの判定を行う。分電盤８上の消費電力ｗが代入された各スコア関数のスコアを比較し、スコアが最大であるスコア関数に対応する動作モードの組み合わせを判定する。 The determination unit 17a determines the combination of operation modes necessary for estimating the power consumption Aw and Bw. The score of each score function to which the power consumption w on the distribution board 8 is substituted is compared, and a combination of operation modes corresponding to the score function having the maximum score is determined.
そして、推定部１７は、分電盤８上の消費電力ｗと、判定された動作モードの消費電力との間に差がある場合は、その差の電力を按分することにより、消費電力Ａｗ，Ｂｗを推定する。 Then, when there is a difference between the power consumption w on the distribution board 8 and the power consumption of the determined operation mode, the estimation unit 17 apportions the power of the difference to thereby determine the power consumption Aw, Estimate Bw.
そして、推定部１７は、推定された消費電力Ａｗ，Ｂｗを、上述した画面等に表示させるために、推定された消費電力Ａｗ，Ｂｗを含む推定結果ｃを表示部１９に送る。 Then, the estimation unit 17 sends the estimation result c including the estimated power consumptions Aw and Bw to the display unit 19 in order to display the estimated power consumptions Aw and Bw on the screen described above.
また、推定部１７は、推定結果を、情報ｄ２として蓄積部１９に送ってもよい。このように、推定結果を蓄積部１９に蓄積させることによって、例えば、推定部１７によって推定結果が得られた後、所定時間経過後、蓄積部１９に蓄積されている推定結果を表示部１４に表示させることもできる。 Moreover, the estimation part 17 may send an estimation result to the storage part 19 as information d2. In this way, by accumulating the estimation result in the accumulation unit 19, for example, after the estimation result is obtained by the estimation unit 17, the estimation result accumulated in the accumulation unit 19 is displayed on the display unit 14 after a predetermined time has elapsed. It can also be displayed.
蓄積部１９は、上述したような、スコア関数に関する情報、および、推定部１７によって推定された消費電力Ａｗ，Ｂｗに関する情報、を蓄積する。 The accumulating unit 19 accumulates information related to the score function and information related to the power consumption Aw and Bw estimated by the estimating unit 17 as described above.
なお、蓄積部１９は、図６に示すように電力推定装置１０の外部に設けられていてもよいし、電力推定装置１０の内部に設けられていてもよい。また、例えば、電力推定システム１とインターネット等を介して接続されているクラウドストレージのような外部の記録装置として、電力推定システム１の外部に設けられていてもよい。 The storage unit 19 may be provided outside the power estimation device 10 as illustrated in FIG. 6 or may be provided inside the power estimation device 10. Further, for example, an external recording device such as a cloud storage connected to the power estimation system 1 via the Internet or the like may be provided outside the power estimation system 1.
表示部１４は、推定部１７から送られた推定結果ｃに基づき、推定された消費電力Ａｗ，Ｂｗを、推定結果として、上述した画面等に表示させるための処理を行う。例えば、各電気機器と対応する各消費電力を関連付けて画面に表示させる。 The display unit 14 performs processing for displaying the estimated power consumption Aw, Bw on the above-described screen or the like as the estimation result based on the estimation result c sent from the estimation unit 17. For example, each power consumption corresponding to each electric device is associated and displayed on the screen.
なお、電力推定装置１０は、ソフトウェアとして実現してもよいし、ハードウェアとして実現してもよい。 Note that the power estimation apparatus 10 may be realized as software or hardware.
また、請求項において、分電盤８上の消費電力を、算出された複数のスコア関数の各々に代入し、複数のスコア関数のうちの最大値を示すスコア関数となる前記組み合わせに基づいて、各電気機器によって消費される消費電力を推定する推定手段は、例えば、推定部１７に対応する。 Further, in the claims, the power consumption on the distribution board 8 is substituted into each of the plurality of calculated score functions, and based on the combination that becomes the score function indicating the maximum value of the plurality of score functions, The estimation means for estimating the power consumption consumed by each electrical device corresponds to, for example, the estimation unit 17.
次に、図７のフローチャートを参照して、第１の実施形態の電力推定装置１０によって実行される電力推定処理手順の一例について説明する。
まず、例えば算出部１６によって、電力センサ９等によって計測された各電気機器による消費実績に基づいて、各電気機器の各動作モードにおける、消費電力の平均値Ｅ、消費電力の標準偏差Ｓ、および滞在率Ｐが事前に算出され、電気機器データベース１２が生成され、生成された電気機器データベース１２が蓄積部１９に記録される（ステップＳ５０）。
Next, an example of a power estimation processing procedure executed by the power estimation apparatus 10 of the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, for example, based on the actual consumption of each electrical device measured by the power sensor 9 or the like by the calculation unit 16, the average value E of power consumption, the standard deviation S of power consumption, The stay rate P is calculated in advance, the electrical device database 12 is generated, and the generated electrical device database 12 is recorded in the storage unit 19 (step S50).
次に、例えば算出部１６によって、ステップＳ５０において生成された電気機器データベース１２に基づき、各電気機器について、それぞれ任意に選択された１つの動作モードを組み合わせてなる組み合わせが複数生成され、生成された各組み合わせについて、スコア関数が算出される（ステップＳ５２）。 Next, for example, based on the electric equipment database 12 generated in step S50, the calculation unit 16 generates and generates a plurality of combinations each combining one operation mode arbitrarily selected for each electric equipment. A score function is calculated for each combination (step S52).
次に、取得部１５によって、電力センサ９によって計測された分電盤８上の消費電力ｗが、分電盤８から送られる（ステップＳ５４）。 Next, the power consumption w on the distribution board 8 measured by the power sensor 9 is sent from the distribution board 8 by the acquisition unit 15 (step S54).
そして、推定部１７によって、ステップＳ５４において送られた分電盤８上の消費電力ｗが、ステップＳ５２において算出された各スコア関数に代入され、各スコア関数のスコアが算出される（ステップＳ５６）。 And the estimation part 17 substitutes the power consumption w on the distribution board 8 sent in step S54 for each score function calculated in step S52, and the score of each score function is calculated (step S56). .
次に、判定部１７ａによって、ステップＳ５６において算出された複数のスコア関数のうちの最大のスコアを示すスコア関数となる動作モードの組み合わせが判定される（ステップＳ５８）。 Next, the determination unit 17a determines a combination of operation modes that is a score function indicating the maximum score among the plurality of score functions calculated in step S56 (step S58).
そして、ステップＳ５８で判定された動作モードの組み合わせに基づき、各電気機器の消費電力、例えば消費電力Ａｗ，Ｂｗ、が推定される（ステップＳ６０）。 Based on the combination of the operation modes determined in step S58, the power consumption of each electrical device, for example, power consumption Aw, Bw, is estimated (step S60).
そして、表示部１４によって、推定された各電気機器の消費電力が画面等に表示される（ステップＳ６２）。 Then, the estimated power consumption of each electric device is displayed on the screen or the like by the display unit 14 (step S62).
以上のような第１の実施形態によって、次のような効果を得ることができる。
各電気機器の消費電力を推定する際、電気機器を重複して検出することなく、計算量の増大を抑えながら、各電気機器の消費電力を推定することが可能となる。
According to the first embodiment as described above, the following effects can be obtained.
When estimating the power consumption of each electrical device, it is possible to estimate the power consumption of each electrical device while suppressing an increase in the calculation amount without redundantly detecting the electrical device.
より詳細には、従来のようなサポートベクターマシン等のパターン認識技術による学習を用いることなく、スコア関数を用いることによって、各電気機器の消費電力を、計算量の増大を抑えながら、より短時間で、推定することが可能となる。そして、類似する電流波形に対応する電気機器が重複して検出されることを抑制することも可能となる。 More specifically, by using a score function without using learning by pattern recognition technology such as conventional support vector machines, the power consumption of each electrical device can be reduced in a shorter time while suppressing an increase in calculation amount. Thus, it can be estimated. And it becomes possible to suppress that the electric equipment corresponding to a similar current waveform is detected redundantly.
さらにまた、電気機器を重複して検出しないため、推定される消費電力の誤差を減少させ、推定される消費電力および各電気機器の動作状態を、高精度に推定することも可能となる。 Furthermore, since the electric devices are not detected redundantly, it is possible to reduce the error of the estimated power consumption and to estimate the estimated power consumption and the operating state of each electric device with high accuracy.
そして、推定結果を画面等に表示することによって、例えば電気機器を利用するユーザは、各電気機器の消費電力を知ることが可能となる。そのため、例えば、ユーザは、総消費電力を低減するために、知り得た各消費電力に関する情報を利用することも可能となる。
（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。
なお、第１の実施形態における構成および動作等と同様の内容については、例えば同一符号を付すことによって、説明を省略する。
Then, by displaying the estimation result on a screen or the like, for example, a user who uses an electric device can know the power consumption of each electric device. Therefore, for example, in order to reduce the total power consumption, the user can use information about each power consumption obtained.
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, about the content similar to a structure, operation | movement, etc. in 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol, for example.
第２の実施形態では、消費電力の平均値Ｅの代わりに、各電気機器の各動作モードにおける電流波形の平均波形Ｉを用いて、各電気機器の消費電力を推定する。なお、電流波形の平均波形Ｉは、ベクトルである。 In the second embodiment, the power consumption of each electrical device is estimated using the average waveform I of the current waveform in each operation mode of each electrical device instead of the average value E of power consumption. The average waveform I of the current waveform is a vector.
図８は、第２の実施形態の電力推定方法が適用された電力推定装置１０を含む電力推定システム１の概念を説明するための図である。
分電盤８は、電力センサ９の代わりに電流電圧センサ７を備える。電流電圧センサ７は、分電盤８上の電流波形と電圧波形とを計測する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the concept of the power estimation system 1 including the power estimation apparatus 10 to which the power estimation method of the second embodiment is applied.
The distribution board 8 includes a current / voltage sensor 7 instead of the power sensor 9. The current / voltage sensor 7 measures a current waveform and a voltage waveform on the distribution board 8.
電気機器データベース８０は、電気機器データベース１２の電気機器項目１２ａ、状態項目１２ｂ、および滞在率項目１２ｄ、にそれぞれ対応する、電気機器項目８０ａ、状態項目８０ｂ、および滞在率項目８０ｅを含む。さらに、電気機器Ａ，Ｂの電流波形の平均波形Ｉを示す平均電流波形項目８０ｃ、および、標準偏差Ｓを示す標準偏差項目８０ｄ、を含む。 The electrical equipment database 80 includes electrical equipment items 80a, status items 80b, and stay rate items 80e corresponding to the electrical equipment items 12a, status items 12b, and stay rate items 12d of the electrical equipment database 12, respectively. Furthermore, an average current waveform item 80c indicating the average waveform I of the current waveforms of the electric devices A and B and a standard deviation item 80d indicating the standard deviation S are included.
平均電流波形項目８０ｃについて、例えば、電気機器Ａの動作モード「０：ｏｆｆ」における電流波形の平均波形Ｉは、ＩＡ，０（＝０）、すなわち０ベクトル、である。なお、電流波形の平均波形Ｉの２つの添え字は、それぞれ、電気機器項目８０ａに関する文字と状態項目８０ｂに関する文字である。また、例えば、電気機器Ｂの動作モード「１：ｈａｌｆ」における電流波形の平均波形Ｉは、ＩＢ，１である。 For the average current waveform item 80c, for example, the average waveform I of the current waveform in the operation mode “0: off” of the electrical device A is I A, 0 (= 0), that is, a 0 vector. Note that the two subscripts of the average waveform I of the current waveform are a character relating to the electric equipment item 80a and a character relating to the state item 80b, respectively. Further, for example, the average waveform I of the current waveform in the operation mode “1: half” of the electric device B is IB , 1 .
また、標準偏差項目８０ｄに示す値は、平均・標準偏差項目１２ｃにおける標準偏差Ｓの値に相当する。 The value shown in the standard deviation item 80d corresponds to the value of the standard deviation S in the average / standard deviation item 12c.
そして、例えば算出部１６によって、電気機器データベース８０に示される各電気機器の各動作モードにおける電流波形の平均波形Ｉを用いて、図９に示すような動作モード組み合わせデータベース９０が事前に生成され、蓄積部１９に記録される。動作モード組み合わせデータベース９０の詳細については後述する。 Then, for example, using the average waveform I of the current waveform in each operation mode of each electric device shown in the electric device database 80 by the calculation unit 16, an operation mode combination database 90 as shown in FIG. 9 is generated in advance. Recorded in the storage unit 19. Details of the operation mode combination database 90 will be described later.
そして、例えば算出部１６によって、動作モード組み合わせデータベース２０の代わりに、生成された動作モード組み合わせデータベース９０を用いて、複数のスコア関数が算出される。 Then, for example, the calculation unit 16 calculates a plurality of score functions using the generated operation mode combination database 90 instead of the operation mode combination database 20.
ここで、第２の実施形態におけるスコア関数の一例について説明する。
スコア関数として、例えば、数式（５）に示すようなガウシアン関数Ｆを用いる。
Here, an example of the score function in the second embodiment will be described.
As the score function, for example, a Gaussian function F as shown in Equation (5) is used.
数式（５）のＪは、電流電圧センサ７によって計測された分電盤８上の電流波形、すなわち実測値である電流波形、を示している。Ｖは、電流電圧センサ７によって計測された分電盤８上の電圧波形を示している。ここで、ＪおよびＶは、ベクトルである。 J in Expression (5) indicates a current waveform on the distribution board 8 measured by the current / voltage sensor 7, that is, a current waveform that is an actual measurement value. V indicates a voltage waveform on the distribution board 8 measured by the current voltage sensor 7. Here, J and V are vectors.
また、組合せ電流波形Ｉは、
なお、数式（５）のＳは、数式（１）と同様の標準偏差Ｓを示している。そして、Ｓは、第１の実施形態と同様に、
同様に、数式（５）のＰは、数式（１）と同様の滞在率Ｐを示している。そして、Ｐは、第１の実施形態と同様に、
また、数式（５）に示すように、Ｖ・（Ｊ―Ｉ）が、数式（１）におけるｗ−Ｅに相当する。 Further, as shown in Expression (5), V · (J−I) corresponds to w−E in Expression (1).
そして、推定部１７は、分電盤８上の消費電力ｗの代わり、電流電圧センサ７によって計測された分電盤８上の電流波形Ｊを、組合せ電流波形Ｉを用いて、算出された複数のスコア関数の各々に代入し、代入された複数のスコア関数のうちの最大値を示すスコア関数となる動作モードの組み合わせに基づいて、各電気機器によって消費される消費電力を推定する。 Then, the estimation unit 17 calculates the current waveform J on the distribution board 8 measured by the current voltage sensor 7 using the combined current waveform I, instead of the power consumption w on the distribution board 8. And the power consumption consumed by each electrical device is estimated based on the combination of operation modes that become the score function indicating the maximum value among the assigned score functions.
次に、動作モード組み合わせデータベース９０の詳細について説明する。 Next, details of the operation mode combination database 90 will be described.
動作モード組み合わせデータベース９０は、図３に示す動作モード組み合わせデータベース２０における項目２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃにそれぞれ対応する項目９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂ，９２ｃを有する。 The operation mode combination database 90 has items 91a, 91b, 92a, 92b, and 92c corresponding to the items 21a, 21b, 22a, 22b, and 22c in the operation mode combination database 20 shown in FIG.
要素９３ａ，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄ，９３ｅ，９３ｆは、対応する組み合わせ動作モードにおける「滞在率Ｐ，組合せ電流波形Ｉ，標準偏差Ｓ」を示す。 Elements 93a, 93b, 93c, 93d, 93e, and 93f indicate “stay rate P, combined current waveform I, standard deviation S” in the corresponding combined operation mode.
例えば、電気機器Ａの動作モード「１：ｏｎ」と電気機器Ｂの動作モード「１：ｈａｌｆ」とを組み合わせた場合における組み合わせ動作モード（以下、「組み合わせ動作モード（９３ｅ）」と称す。）は、要素９３ｅに対応する。そして、要素９３ｅに示す「２１％，ＩＡ，１＋ＩＢ，１，２０」は、組み合わせ動作モード（９３ｅ）の滞在率Ｐが２１％であり、組合せ電流波形ＩがＩＡ，１＋ＩＢ，１であり、標準偏差Ｓが２０ワットであることを示している。 For example, the combination operation mode (hereinafter referred to as “combination operation mode (93e)”) when the operation mode “1: on” of the electric device A and the operation mode “1: half” of the electric device B are combined. , Corresponding to the element 93e. Then, “21%, I A, 1 + I B, 1,20” shown in the element 93e has a stay rate P of 21% in the combined operation mode (93e), and the combined current waveform I is I A, 1 + I B. , 1 and the standard deviation S is 20 watts.
ここで、ＩＡ，１＋ＩＢ，１は、電流波形の平均波形ＩＡ，１と電流波形の平均波形ＩＢ，１との合計を意味する。また、ＩＡ，１＋ＩＢ，１は、ベクトルＩＡ，１とベクトルＩＢ，１とを合成したベクトルを意味する。 Here, I A, 1 + I B, 1 means the sum of the average waveform I A, 1 of the current waveform and the average waveform I B, 1 of the current waveform. I A, 1 + I B, 1 means a vector obtained by combining the vector I A, 1 and the vector I B, 1 .
以上のような第２の実施形態によって、第１の実施形態における効果に加えて、次のような効果を得ることができる。
すなわち、第２の実施形態では、消費電力の平均値Ｅの代わりに電流波形の平均波形Ｉを用いることによって、消費電力の推定のためにより多くの情報を利用できるため、第１の実施形態よりも計算量は増えるものの、より高精度に消費電力の推定を行うことが可能となる。
According to the second embodiment as described above, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
That is, in the second embodiment, more information can be used to estimate power consumption by using the average waveform I of the current waveform instead of the average value E of power consumption. However, although the amount of calculation increases, the power consumption can be estimated with higher accuracy.
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…電力推定システム、７…電流電圧センサ、８…分電盤、９…電力センサ、１０…電力推定装置、１２…電気機器データベース、１２ａ…電気機器項目、１２ｂ…状態項目、１２ｃ…平均・標準偏差項目、１２ｄ…滞在率項目、１４…表示部、１５…取得部、１６…算出部、１７…推定部、１７ａ…判定部、１９…蓄積部、２０…動作モード組み合わせデータベース、２１ａ，９１ａ…電気機器Ａの動作モード「０：ｏｆｆ」に関する項目、２１ｂ，９１ｂ…電気機器Ａの動作モード「１：ｏｎ」に関する項目、２２ａ，９２ａ…電気機器Ｂの動作モード「０：ｏｆｆ」に関する項目、２２ｂ，９２ｂ…電気機器Ｂの動作モード「１：ｈａｌｆ」に関する項目、２２ｃ，９２ｃ…電気機器Ｂの動作モード「０２：ｆｕｌｌ」に関する項目、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，９３ａ，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄ，９３ｅ，９３ｆ…要素、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ…スコア関数グラフ、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ…スコア関数グラフ、７０ａ，７０ｂ−１，７０ｂ−２，７０ｂ−３…（滞在率Ｐに関する）グラフ、８０…電気機器データベース、８０ａ…電気機器項目、８０ｂ…状態項目、８０ｃ…平均電流波形項目、８０ｄ…標準偏差項目、８０ｅ…滞在率項目、９０…動作モード組み合わせデータベース、Ａ，Ｂ…電気機器、Ａｗ…消費電力、Ｂｗ…消費電力、Ｅ…消費電力の平均値、Ｆ…ガウシアン関数、Ｉ…電流波形の平均波形（平均電流波形）、Ｊ…電流波形（実測値）、Ｖ…電圧波形、Ｓ…標準偏差、Ｐ…滞在率、ｗ…消費電力、ｂ…情報、ｃ…推定結果、ｗ１，ｗ３…電気機器Ｂの消費電力の平均値、ｗ２…電気機器Ａの消費電力の平均値。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power estimation system, 7 ... Current voltage sensor, 8 ... Distribution board, 9 ... Electric power sensor, 10 ... Electric power estimation apparatus, 12 ... Electric equipment database, 12a ... Electric equipment item, 12b ... State item, 12c ... Average Standard deviation item, 12d ... Stay rate item, 14 ... Display unit, 15 ... Acquisition unit, 16 ... Calculation unit, 17 ... Estimation unit, 17a ... Determination unit, 19 ... Storage unit, 20 ... Operation mode combination database, 21a, 91a ... Items related to the operation mode "0: off" of the electric device A, 21b, 91b ... Items related to the operation mode "1: on" of the electric device A, 22a, 92a ... Items related to the operation mode "0: off" of the electric device B 22b, 92b ... items related to the operation mode "1: half" of the electric device B, 22c, 92c ... items related to the operation mode "02: full" of the electric device B, 3a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f, 93a, 93b, 93c, 93d, 93e, 93f... Element, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f... Score function graph, 60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60f ... score function graph, 70a, 70b-1, 70b-2, 70b-3 ... graph (with respect to the stay rate P), 80 ... electric device database, 80a ... electric device item, 80b ... state item, 80c ... average Current waveform item, 80d ... Standard deviation item, 80e ... Stay rate item, 90 ... Operation mode combination database, A, B ... Electrical equipment, Aw ... Power consumption, Bw ... Power consumption, E ... Average value of power consumption, F ... Gaussian function, I ... Average waveform of current waveform (average current waveform), J ... Current waveform (actual measurement), V ... Voltage waveform, S ... Standard deviation, ... Stay rate, w ... power consumption, b ... information, c ... estimation result, w1, w3 ... electrical equipment average value of the power consumption of B, w2 ... average value of the power consumption of the electrical device A.
Claims (6)
前記電力推定装置が、前記各電気機器による消費実績に基づいて、前記各電気機器の各動作モードにおける消費電力の平均値および前記消費電力の標準偏差、ならびに、前記各電気機器の全動作モードに対する各動作モードの動作時間の割合を示す滞在率、を事前に算出して記録し、
前記電力推定装置が、前記各電気機器について、それぞれ任意に選択された１つの動作モードを組み合わせてなる組み合わせを複数作成し、前記各組み合わせについて、対応する各動作モードにおける、前記消費電力の平均値、前記消費電力の標準偏差、および、前記滞在率に基づき、スコア関数を算出し、
前記電力推定装置が、前記分電盤上の消費電力を、前記算出された複数のスコア関数の各々に代入し、前記複数のスコア関数のうちの最大値を示すスコア関数となる前記組み合わせに基づいて、前記各電気機器によって消費される消費電力を推定する、
電力推定方法。 A power estimation method is a power estimation method for performing processing for estimating power consumption consumed by each electrical device from power consumption on a distribution board,
The power estimation device is configured to calculate an average value of power consumption and a standard deviation of the power consumption in each operation mode of each electric device, and all operation modes of each electric device based on the actual consumption by each electric device. Calculate and record in advance the stay rate, which indicates the percentage of operation time in each operation mode,
The power estimation apparatus creates a plurality of combinations each combining one operation mode arbitrarily selected for each electric device, and the average value of the power consumption in each corresponding operation mode for each combination. Based on the standard deviation of the power consumption and the stay rate, a score function is calculated,
The power estimation device substitutes the power consumption on the distribution board for each of the plurality of calculated score functions, and is based on the combination that becomes a score function indicating the maximum value of the plurality of score functions. And estimating power consumption consumed by each electrical device,
Power estimation method.
前記電力推定装置が、前記各電気機器の消費電力の平均値の代わりに、前記各電気機器の電流波形の平均波形を用いて、前記複数のスコア関数を算出し、
前記電力推定装置が、前記分電盤上の消費電力の代わり、分電盤上の電流波形を、前記各電気機器の電流波形の平均波形を用いて算出された前記複数のスコア関数の各々に代入することによって、前記各電気機器によって消費される消費電力を推定する、請求項１記載の電力推定方法。 Wherein the power estimation apparatus, the average value of the power consumption, the standard deviation of the power, and calculates the stay rate, further based on the actual consumption by the respective electric devices, each operation mode of the respective electric devices Calculate and record the average waveform of the current waveform in advance,
Wherein the power estimation apparatus, before Symbol instead of the average value of the power consumption of each electric appliance, using the average waveform of each electric appliance of the current waveform, calculates the plurality of score function,
Each of the power estimation apparatus, instead of the power consumption of the previous SL's distribution platen, the current waveform of the power distribution platen, said plurality of score function calculated by using the average waveform of each electric appliance of the current waveform The power estimation method according to claim 1, wherein power consumption consumed by each electric device is estimated by substituting into.
前記各電気機器による消費実績に基づいて、前記各電気機器の各動作モードにおける消費電力の平均値および前記消費電力の標準偏差、ならびに、前記各電気機器の全動作モードに対する各動作モードの動作時間の割合を示す滞在率、を事前に算出記録し、前記各電気機器について、それぞれ任意に選択された１つの動作モードを組み合わせてなる組み合わせを複数作成し、前記各組み合わせについて、対応する各動作モードにおける、前記消費電力の平均値、前記消費電力の標準偏差、および、前記滞在率に基づき、スコア関数を算出する算出手段と、
前記分電盤上の消費電力を、前記算出された複数のスコア関数の各々に代入し、前記複数のスコア関数のうちの最大値を示すスコア関数となる前記組み合わせに基づいて、前記各電気機器によって消費される消費電力を推定する推定手段と、
を備える電力推定装置。 A power estimation device for estimating power consumption consumed by each electrical device from power consumption on a distribution board,
Based on the actual consumption by each electrical device, the average value of power consumption and the standard deviation of power consumption in each operation mode of each electrical device, and the operation time of each operation mode for all the operation modes of each electrical device The stay rate indicating the ratio of the above is calculated and recorded in advance, and for each of the electrical devices, a plurality of combinations formed by combining one arbitrarily selected operation mode are created, and for each combination, the corresponding operation mode Calculating means for calculating a score function based on the average value of the power consumption, the standard deviation of the power consumption, and the stay rate;
Substituting the power consumption on the distribution board into each of the calculated plurality of score functions, and based on the combination that becomes a score function indicating the maximum value of the plurality of score functions, the electric devices An estimation means for estimating the power consumption consumed by
A power estimation apparatus comprising:
前記推定手段は、前記分電盤上の消費電力の代わり、前記分電盤上の電流波形を、前記電流波形の平均波形を用いて算出された前記複数のスコア関数の各々に代入することによって、前記各電気機器によって消費される消費電力を推定する、請求項５記載の電力推定装置。 The calculation means further calculates and records in advance an average waveform of a current waveform in each operation mode of each electric device based on a consumption record by each electric device, and calculates an average value of power consumption of each electric device. Instead, using the average waveform of the current waveform of each electrical device, calculating the plurality of score functions,
The estimating means substitutes a current waveform on the distribution board for each of the plurality of score functions calculated using an average waveform of the current waveform instead of power consumption on the distribution board. The power estimation apparatus according to claim 5, wherein power consumption consumed by each electric device is estimated.
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