JP6930592B2 - Warning, Irregular, Unfavorable Mode Predictors and Methods - Google Patents
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Description
本発明は、警告、不規則、好ましくないモード(例えば、ユニットの過熱、燃料消耗、電気的又は熱的ストレスによる機能不全、永続的な負担に曝された部品の経年劣化による故障)を予測するエネルギー管理システムなどの管理システムや、経時的な動的挙動を示し、有意に通常動作モードから逸脱する中度又は高度の複雑性を有する技術システムに一般的に関連する。
特に、本発明は、技術システムにおける警告、不規則、好ましくないモードの予測装置及び方法に関する。
The present invention predicts warnings, irregularities, and unfavorable modes (eg, unit overheating, fuel consumption, malfunction due to electrical or thermal stress, failure due to aging of parts exposed to permanent burden). It is generally associated with management systems such as energy management systems and technical systems with moderate or high complexity that exhibit dynamic behavior over time and significantly deviate from normal operating mode.
In particular, the present invention relates to predictors and methods of warning, irregular, and unfavorable modes in technical systems.
通常、複合技術システムは監視制御システムにより作動されるため、当該システムは、危険や切迫した危険の発生を示す警告信号のように多数の警告を引き起こす可能性がある。複数の警告について、適切な警告管理を行う必要がある。一般的に、危険とは、不都合な動作モードでの動作、顧客への契約サービス提供不能、又は既存規則の違反による損傷リスク、機器の喪失、人々への危害、経済的損失リスクを意味する。警告(例えば、不規則や好ましくないモード)を予測して警戒状況を防止するための対策に係る提案や勧告を提供できる機構(システムや機器)が、適切な警告管理に有益である。 Since a complex technology system is typically operated by a monitoring and control system, the system can trigger a number of warnings, such as warning signals indicating the occurrence of danger or imminent danger. Appropriate warning management is required for multiple warnings. In general, danger means operation in an inconvenient mode of operation, risk of damage due to inability to provide contract services to customers, or breach of existing rules, loss of equipment, harm to people, risk of financial loss. Mechanisms (systems and devices) that can anticipate warnings (eg, irregular or unfavorable modes) and provide suggestions and recommendations for measures to prevent alert situations are beneficial for proper warning management.
状態監視は、技術的分野で確立されている。機械、エンジン、又はプラントの状態を判定するために、所定のパラメータが監視又は推定される。「産業機器データの状態監視に対する改良型相関性ベースの異常検出手法」という表題の非特許文献1に開示されるように、検出機構(相関性に基づく検出機構)は、産業機器の異常の可能性を作業者に検出させることができる。また、「予測メインテナンス入門」という表題の非特許文献2に開示されるように、プラント、機械、又はエンジンの不要な停止期間を防止するために、予測メインテナンスを適用できる。予測メインテナンスでは、特定のメインテナンス戦略に係る金銭的又は他の種類のコストとトレードオフとなる追加的コストが掛かるが、予測メインテナンスが有利であることを立証する必要はない。それは、予測メインテナンス・アプリケーションに使用される装置の予測、予見、予報性能の精度に強く依拠する。
Condition monitoring has been established in the technical field. Certain parameters are monitored or estimated to determine the condition of the machine, engine, or plant. As disclosed in
警告、不規則、好ましくないモードの予測に関連する技術が関連技術に開示されている。例えば、特許文献1は、不規則予測システム、つまり、図書館における情報管理や異常予測システムを開示している。特許文献1は、データベース、予測モデル、警告システム、端末、及びサーバを具備する図書館システムを開示しており、警告システムは、深刻な状態が発生すると、警告メッセージを提示するため、特許文献1は、ICT(情報通信技術)システムに関するものである。特許文献2は、2つ以上のパラメータ変化曲線に基づいて機械のメインテナンス予報方法を開示しており、クレーム1は、「…機械のパラメータを測定し、パラメータ変化曲線を予測し、各パラメータ変化曲線は異なる信頼レベルにおけるパラメータを示す…」ことを記述しているため、特許文献2は、予測や不確実性に係るアイデアを示している。特許文献3は、レーダベースの生理学的モーションセンサなどの呼吸規則性を判定するシステム及び方法を開示しており、呼吸波形の1以上のフレームを処理することにより規則性を検出して、呼吸規則性に係る情報を取得する。特許文献4は、患者監視システムにおいて警報を発生するシステム及び方法を開示しており、当該システムは、パラメータを監視するか、データ値を追跡して、第1リミットや第2リミットに対するデータ値の範囲を判定し、第1リミット又は第2リミットに到達すると警報を発する。特許文献5は、限られた情報(例えば、ゲームログ)で、オンラインゲームにおける詐欺を検出するオンラインゲーム不正検出方法を開示している。
Techniques related to the prediction of warnings, irregularities and unfavorable modes are disclosed in the related techniques. For example,
特許文献6は、評価関数に従って電力系統を監視して妥当な状態を予測する状態予測により、異常を検出する電力系統監視制御システムを開示している。特許文献7は、車両のラジエータ冷却制御システムなどの制御対象における故障や誤動作を防止するモデル予測制御装置を開示している。特許文献8は、機械モデルを用いたシミュレーションによりサーボモータを用いたフィードバック制御装置を開示している。 Patent Document 6 discloses a power system monitoring and control system that detects an abnormality by state prediction that monitors the power system according to an evaluation function and predicts an appropriate state. Patent Document 7 discloses a model prediction control device that prevents failures and malfunctions in a controlled object such as a radiator cooling control system of a vehicle. Patent Document 8 discloses a feedback control device using a servomotor by simulation using a mechanical model.
所定の複雑性レベルを有するシステムにおいて、具体的な動作モードでは、外部変動以外にも、警告、不規則、好ましくないモードに係るエラーイベントの発生の可能性を判定するため、予測を行うことは困難である。広域な予測範囲では、シミュレーション設定されたシステムの動作を単純に再現することにより、正確に誤信号を予測することは困難であるため、純粋な時間領域システムの動作シミュレーションに基づく方法でも、正確に予測することは困難である。警告、不規則、好ましくないモードを予測する性能により、エラーイベント(又は、好ましくないモード)を防止するよう予防又は緩和措置を行うことが可能になる。エラーイベントの影響を低減し、高い確率でエラーイベントの発生を通知することは、技術システムにおける経済的、安全、効率的な動作に重要な貢献をもたらす。 In a system with a given complexity level, in a specific mode of operation, it is not possible to make predictions to determine the likelihood of error events related to warnings, irregularities, and unfavorable modes, in addition to external fluctuations. Have difficulty. In a wide range of predictions, it is difficult to accurately predict false signals by simply reproducing the behavior of a simulated system, so even a method based on a pure time domain system behavior simulation can be used accurately. It is difficult to predict. The ability to predict warnings, irregularities, and unfavorable modes allows preventive or mitigation measures to be taken to prevent error events (or unfavorable modes). Reducing the impact of error events and notifying them of the occurrence of error events with a high probability will make an important contribution to the economical, safe and efficient operation of technical systems.
「誤り予測警告率」や「非予測率」が十分に低く、予測範囲が十分に広く、近年のコンピュータやシミュレーションの理論的枠組みを考慮して可用データを最善に活用できるのであれば、警告、不規則、好ましくないモードの予測のみが異なるアプリケーション領域において価値がある。 Warning, if the "error prediction warning rate" and "non-prediction rate" are sufficiently low, the prediction range is wide enough, and the available data can be used best in consideration of the theoretical framework of recent computers and simulations. Only the prediction of irregular, unfavorable modes is valuable in different application areas.
本発明は、下記の欠点がある汎用システムより優れた性能を提供することを目的とする。
(1)汎用システムは、好ましくないモード予測について近年の予測、データドリブン、又はシミュレーション技術を使用することができない。
(2)汎用システムは、システムの予測性能を当面改善する動作戦略を再現することができない。
(3)汎用システムは、システムの動作特性の予測と組み合わせた物理的時間発展シミュレーションを使用することができず、時間動作シミュレーションや長時間動作特性又はメタ変数予測などの両領域を最善に使用することができない。
An object of the present invention is to provide better performance than a general-purpose system having the following drawbacks.
(1) General purpose systems cannot use recent prediction, data driven, or simulation techniques for unfavorable mode prediction.
(2) The general-purpose system cannot reproduce the operation strategy for improving the prediction performance of the system for the time being.
(3) General-purpose systems cannot use physical time evolution simulation combined with system operation characteristic prediction, and best use both areas such as time operation simulation and long-term operation characteristics or meta-variable prediction. Can't.
全体的に高度で詳細な物理モデルや全体的な予測領域における必要信号の正確な予測が現実的に利用できないため、上記の欠点は、当面のシステム情報を最善な方法で活用することができないという問題を引き起こすこともある。 The above drawback is that the immediate system information cannot be utilized in the best possible way, as the overall sophisticated and detailed physical model and the accurate prediction of the required signal in the overall prediction area are not practically available. It can also cause problems.
予測ベースの動作時間発展シミュレーション(予測ベースの離散時間シミュレーション)と動作の一般的特性予測とを組み合わせて、両領域の特別の強みを利用することが最善の方法である場合もある。予測の特別な機能を有する特別のアーキテクチャやユニット、及び統合された好ましくないモード/不規則予測器において2種類の予測を用いることにより、上記の方法を達成することができる。当該アーキテクチャは、「予測処理規則基準」を用いて、自己学習を可能とし、予測パワーを改善することができる。 In some cases, it is best to combine prediction-based operating time evolution simulations (prediction-based discrete-time simulations) with general characteristic predictions of operation to take advantage of the special strengths of both regions. The above method can be achieved by using two types of predictions in special architectures and units with special prediction functions, and in integrated unfavorable mode / irregular predictors. The architecture can enable self-learning and improve predictive power using "predictive processing rule criteria".
本発明は、エネルギー管理システムなどの技術システムにおいて、警告、不規則、好ましくないモードを予測する装置及び方法を提供することを目的としており、汎用技術の問題点に取り組むことにより汎用技術より優れた性能を提供するものである。 An object of the present invention is to provide a device and a method for predicting warnings, irregularities, and unfavorable modes in a technical system such as an energy management system, which is superior to the general-purpose technology by tackling the problems of the general-purpose technology. It provides performance.
本発明は、複雑性を有する技術システムにおいて警告、不規則、好ましくないモードを予測する装置及び方法に関する。すなわち、本発明は、下記の特徴を有する警告/好ましくないモード予測器を導入するものである。
(1)警告/好ましくないモード予測器は、2種類の予測を多く利点が得られる態様で組み合わせている。
(2)警告/好ましくないモード予測器は、自己規則基準(例えば、予測処理規則基準)を用いて、装置におけるシーケンスやデータフローを制御する。
(3)警告/好ましくないモード予測器は、警告/好ましくないモード発生情報や、警告を防止又は軽減するための関連する必要な行動を出力する。
The present invention relates to devices and methods for predicting warning, irregular, and unfavorable modes in a technical system of complexity. That is, the present invention introduces a warning / unfavorable mode predictor having the following characteristics.
(1) Warning / unfavorable mode The predictor combines two types of predictions in a manner that provides many advantages.
(2) Warning / unfavorable mode The predictor controls the sequence and data flow in the apparatus by using a self-regulation standard (for example, a prediction processing rule standard).
(3) The warning / unfavorable mode predictor outputs warning / unfavorable mode occurrence information and related necessary actions for preventing or mitigating the warning.
本発明は、下記のように2種類の予測(A)、(B)を提供する。
(A)第1種予測は、「動作時間発展シミュレーション」と呼ばれ、システムの縮小制御モデルについて未来コマンドの計算を特徴とする技術システムのシミュレーションや、コマンド計算に使用されていない信号を考慮した高度のシミュレーションモデルによるシミュレーション環境における未来コマンドのアプリケーションに基づいている。
(B)第2種予測は、「オペレーション特性シミュレーション」と呼ばれ、予測期間の特徴量パラメータに基づくとともに、熟考された期間においてシステムの重要なパラメータを予測するために、(モデル生成部により生成される)データドリブンモデルを使用するか、又は、(類似性指標により定義される)類似期間(即ち、特徴量パラメータが予測期間に最も類似した期間)を参照するものである。
The present invention provides two types of predictions (A) and (B) as follows.
(A)
(B)
本発明の第1の態様は、技術システムにおいて通常動作から逸脱する警告又は好ましくないモードを予測するために考案された警告/好ましくないモード予測器である。警告/好ましくないモード予測器は、技術システムのオペレーションポリシーに応じて予め決められた第1の予測信号に基づいて、技術システムの制御対象を作動させるオペレーション制御コマンドを生成するオペレーションコマンド予測モジュールと、第1の予測信号と、オペレーション制御コマンドと、技術システムのオペレーションスケジュールに応じて予め決められた第2の予測信号に基づく時間発展シミュレーションにより、前記技術システムの前記複数の制御パラメータを時系列に配列した制御パターンを示す第1の予測結果を生成するオペレーションシミュレーションモジュールと、技術システムの前記制御対象の物理的特性に関する物理モデルと前記技術システムの前記制御パラメータの変動を統計的に分析してなる統計的データドリブンモデルに基づいて生成されたシミュレーションモデルを登録するモデルデータベースと、第1の予測信号とシミュレーションモデルに基づくオペレーション特性シミュレーションにより前記技術システムの制御対象の前記制御パターンに変動を引き起こすイベントを示す第2の予測結果を生成するオペレーション特性シミュレーションモジュールと、第1の予測結果と第2の予測結果に基づいて好ましくないモードの発生を予測して前記技術システムに警告する警告/好ましくないモード検出器と、を具備する。 A first aspect of the present invention is a warning / unfavorable mode predictor devised to predict a warning or unfavorable mode that deviates from normal operation in a technical system. The warning / unfavorable mode predictor is an operation command prediction module that generates an operation control command that activates a controlled object of the technical system based on a first prediction signal predetermined according to the operation policy of the technical system. The plurality of control parameters of the technical system are arranged in time series by a time evolution simulation based on a first prediction signal, an operation control command, and a second prediction signal predetermined according to an operation schedule of the technical system. An operation simulation module that generates a first prediction result showing the control pattern, a physical model relating to the physical characteristics of the controlled object of the technical system, and statistics obtained by statistically analyzing fluctuations in the control parameters of the technical system. A model database for registering a simulation model generated based on a target data-driven model, and an event that causes fluctuations in the control pattern to be controlled by the technical system by operating characteristic simulation based on the first prediction signal and the simulation model are shown. and operations characteristic simulation module for generating a second prediction result, the first prediction result and a warning / unfavorable mode detector to predict the occurrence of undesirable mode based on the second prediction result to alert the technical system And.
本発明の第2の態様は、技術システムにおける通常動作から逸脱する警告又は好ましくないモードを予測する警告/好ましくないモード予測方法である。警告/好ましくないモード予測方法では、警告/好ましくないモード予測器のコンピュータが、技術システムのオペレーションポリシーに応じて予め決められた第1の予測信号に基づいて、技術システムの制御対象を作動させるオペレーション制御コマンドを生成する処理過程と、第1の予測信号と、オペレーション制御コマンドと、技術システムのオペレーションスケジュールに応じて予め決められた第2の予測信号に基づく時間発展シミュレーションにより、技術システムの複数の制御パラメータを時系列に配列した制御パターンを示す第1の予測結果を生成する処理過程と、技術システムの制御対象の物理的特性に関する物理モデルと技術システムの制御パラメータの変動を統計的に分析してなる統計的データドリブンモデルに基づいて生成されたシミュレーションモデルをモデルデータベースに登録する処理過程と、第1の予測信号とシミュレーションモデルに基づくオペレーション特性シミュレーションにより前記技術システムの制御対象の前記制御パターンに変動を引き起こすイベントを示す第2の予測結果を生成する処理過程と、第1の予測結果と第2の予測結果に基づいて好ましくないモードの発生を予測して前記技術システムに警告する処理過程と、を実行する。 A second aspect of the present invention is a warning / unfavorable mode prediction method for predicting a warning or an unfavorable mode that deviates from normal operation in a technical system. In the warning / unfavorable mode prediction method, the computer of the warning / unfavorable mode predictor operates the controlled object of the technical system based on the first prediction signal predetermined according to the operation policy of the technical system. A plurality of technical systems by a process of generating control commands, a first prediction signal, an operation control command, and a time evolution simulation based on a second prediction signal predetermined according to the operation schedule of the technical system. Statistical analysis of the process of generating the first prediction result showing the control pattern in which the control parameters are arranged in time series, the physical model of the physical characteristics of the controlled object of the technical system, and the fluctuation of the control parameters of the technical system. The process of registering the simulation model generated based on the statistical data-driven model in the model database and the operation characteristic simulation based on the first prediction signal and the simulation model are used to obtain the control pattern to be controlled by the technical system. A processing process that generates a second prediction result indicating an event that causes fluctuation, and a processing process that predicts the occurrence of an unfavorable mode based on the first prediction result and the second prediction result and warns the technical system. , Is executed.
技術システムにおいて、警告、不規則、好ましくないモードについて堅牢で信頼できる予測を達成することができる。また、高度に複雑なシステムにおいて、警告、不規則、好ましくないモードの予測を提供することができる。さらに、温度変動耐性があるバッテリー管理システム、燃料不足耐性がある燃料タンク管理システム、及び機械メインテナンスシステムなどのような技術システムにおいて、対策やメインテナンス行動の良い計画のための予測を提供することができる。 Robust and reliable predictions can be achieved for warnings, irregularities and unwanted modes in technical systems. It can also provide warning, irregular, and unfavorable mode predictions in highly complex systems. In addition, technical systems such as temperature fluctuation resistant battery management systems, fuel shortage resistant fuel tank management systems, and mechanical maintenance systems can provide predictions for good planning of countermeasures and maintenance behavior. ..
本発明について、添付図面を参照して実施例とともに詳細に説明する。複数の図面において、同一の部分には同一の符号を付して、その詳細な説明を必要に応じて省略する。 The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings with examples. In a plurality of drawings, the same parts are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as necessary.
1.発明の枠組み
図1は、発明の基本的枠組み、即ち、下記のような2種類の予測信号を用いた警告/好ましくないモード予測器100の全体的な機能を示すブロック図である。
(1)タイプ1:予測信号を用いて、例えば、予測負荷、予測風量/PV(光起電)発電、予測グリッド可用性などのロバストオぺレーション制御コマンドを計算する。
(2)タイプ2:予測信号を用いずに動作制御コマンドを計算するが、予測信号は、システムやシステムトポロジーに依拠する動作について幾つかの点で影響する。予測信号は、バッテリー、筐体、防護部などの温度に依拠するバッテリー充電用の限られたハードウェアにて実行可能に動作ポリシー(例えば、戦略やアルゴリズム)を過剰に複雑にすることなく維持するのには使用されない。予測信号は、自動化されないか、又は、半自動化されたプロセス(例えば、BTSディーゼル容器の燃料補給スケジュール)に関連する。
予測信号(状態シーケンス)は、動作戦略、ポリシー、及びシステムモードに依拠するため、物理的モデル及び/又は(物理的及びデータドリブン特性を組み込んだ)ハイブリッドモデルに関する動作コマンドに基づいて算出される。
1. 1. Framework of the Invention FIG. 1 is a block diagram showing the basic framework of the invention, that is, the overall function of the warning /
(1) Type 1: Using the predicted signal, calculate robust operation control commands such as predicted load, predicted air volume / PV (photovoltaic) power generation, and predicted grid availability.
(2) Type 2: The operation control command is calculated without using the prediction signal, and the prediction signal affects the operation depending on the system and the system topology in some points. Predictive signals can be run on limited hardware for battery charging that depends on the temperature of the battery, enclosure, protection, etc. and maintain operating policies (eg, strategies and algorithms) without over-complexing. Not used for. Predictive signals relate to non-automated or semi-automated processes (eg, refueling schedules for BTS diesel vessels).
Predictive signals (state sequences) are calculated based on motion commands for physical models and / or hybrid models (incorporating physical and data-driven characteristics) as they rely on motion strategies, policies, and system modes.
警告/好ましくないモード予測器100は、オペレーションロバストコマンド予測モジュール101、時間発展オペレーションシミュレーションモジュール102(例えば、CDF(コンピュータ計算可能な流体力学)シミュレーションモジュール)、モデルデータベースモジュール103、オペレーション特性シミュレーションモジュール104、及び予測処理規則データベース106と出力規則データベース107による動作論理を実行する警告/好ましくないモード検出器105を具備する。モデルデータベースモジュール103は、モデル生成部200、物理モデルリポジトリ1031、ハイブリッドモデル(物理的及びデータドリブンモデル統合)リポジトリ1032、及び統計的データドリブンモデルリポジトリ1033を具備する。図2は、データ前処理部201、特徴量選択部202、及びコアモデル生成部203を具備するモデル生成部200の副機能を示すブロック図である。
Warning /
図1に示すように、警告/好ましくないモード予測器100には2種類の予測信号(即ち、タイプ1とタイプ2)が供給され、タイプ1は動作戦略(又はポリシー)パラメータを計算するのに用いられる。オペレーションロバストコマンド予測モジュール101は、システムの動作ポリシーに係る未来コマンドを予測する。オペレーションシミュレーションモジュール102は、ポリシーパラメータを受信して、システムの物理モデル、動作戦略/ポリシー(オペレーションロバストコマンド予測モジュール101からの関連するパラメータ/コマンド)、及びシステムコマンドの計算に使用される予測信号を考慮した典型的な時間発展の高度シミュレーションによりオペレーションを計算する。タイプ2の予測信号がコマンド計算に用いられない理由は、当該予測信号がコマンド計算を過剰に複雑にし、高コストなコンピュータ計算が必要になるという問題を引き起こし、通常の状況では、システム運転に対する予測信号の影響が重要でないか、無視できるからである。しかし、予測信号がシステム運転に大きな影響を与えることがある。従って、予測信号はオペレーションシミュレーションモジュール102において考慮される。
As shown in FIG. 1, the warning /
オペレーションシミュレーションモジュール102は、予測される内部状態のシーケンスを出力する。時間発展オペレーションシミュレーションモジュール102とは逆に、オペレーション特性シミュレーションモジュール104は、データドリブンの観点及び/又は長時間領域内のシステム観察を考慮するか、又は、過去における重要なパラメータ(予測される期間に類似する)に類似している特徴を有している期間を発見しようとする。
The
一例として、長時間の燃料消費又はその特性が予測される複雑な発電消費パターンを伴った、再生可能な貯蔵と、汎用の燃料ベース発電との複雑な相互作用を具備するEMS(エネルギー管理システム)を挙げることができ、図11とともに後述する。 As an example, an EMS (energy management system) with a complex interaction between renewable storage and general purpose fuel-based power generation, with long-term fuel consumption or complex power generation consumption patterns with predicted characteristics. Can be mentioned, which will be described later together with FIG.
図1において、警告/好ましくないモード検出器105は、予測規則データベース106と出力規則データベース107に関連した内部機能オペレーションロジックを有する。警告/好ましくないモード検出器105は、オペレーションロバストコマンド予測モジュール101、オペレーションシミュレーションモジュール102、及びオペレーション特性シミュレーションモジュール104を制御できる。警告/好ましくないモード検出器105の能力と内部知識(即ち、予測/出力規則データベース106、107)により、オペレーションロバストコマンド予測モジュール101、オペレーションシミュレーションモジュール102、並びに、動作特性を考慮した警告/好ましくないモード検出器104に使用される結果により、特別に意味のある(注目されている)日をシミュレーションすることができる。例えば、熱伝導が通常電気より遅く、発電機の燃料供給用タンクの劣化は緩やかなプロセスでありEMS内部又は周囲の熱伝導よりも遅いため、オペレーションシミュレーション/予測とオペレーション特性シミュレーション/予測との分離は、時間スケール分離により達成することができる。
In FIG. 1, the warning /
このとき、タイプ2の予測信号の影響(即ち、全体の影響)が経時的に蓄積されることは、無視されるべきではない。従って、予測信号はオペレーション特性シミュレーション/予測において考慮される。警告/好ましくないモード検出器105は2種類の規則基準、即ち、予測規則データベース106と出力規則データベース107を具備する。予測規則データベース106の目的は、オペレーションロジックのガイドラインに従って、オペレーション特性シミュレーション/予測と時間発展モデルベースシミュレーション/予測との相互作用が如何にして実施されるかを決定することである。この相互作用を具体的に実現する簡単な例は、類似指標を導入する第2実施形態の説明において後述する。特異な変数の観点から予測される時間間隔が過去の所定時間間隔に類似する場合、警告/好ましくないモード検出器105に必要な入力は、時間発展オペレーションシミュレーションモジュール102よりも、オペレーション特性シミュレーションモジュール104により構成される。
At this time, the accumulation of the influence of the
出力規則データベース107は、警告、好ましくないモード、不規則性に関連する予測結果に基づいて、システムの警告状態を回避するためにどのような対策を行うかを決定する。実際の対策は、後述する本発明の実施形態にて説明する。 The output rule database 107 determines what measures to take to avoid the warning state of the system based on the prediction results related to warnings, unfavorable modes, and irregularities. The actual countermeasures will be described in the embodiment of the present invention described later.
警告/好ましくないモード予測器100は、モデルリポジトリとして機能するモデルデータベースモジュール103を具備する。モデルデータベースモジュール103は、3種類のモデル、即ち、物理モデル、ハイブリッドモデル又は統合/混合物理データドリブンモデル、及び純粋な統計的データドリブンモデルを記憶する。ここで、物理モデルリポジトリ1031に記憶される物理モデルは、オペレーションロバストコマンド予測モジュール101と時間発展オペレーションシミュレーションモジュール102に必要となる。また、ハイブリッドモデルリポジトリ1032と統計的データドリブンモデルリポジトリ1033に各々記憶される統合/混合物理データドリブンモデルと純粋な統計的データドリブンモデルは、オペレーション特性シミュレーションモジュール104に使用することができる。
The warning /
モデルデータベースモジュール103は、モデル生成部200を更に具備しており、その詳細は図2、図3A及び図3Bに示される。図2は、データ前処理部201、特徴量選択部202、及びコアモデル生成部203を更に具備するモデル生成部200の副機能を示す。データ前処理部201は、履歴データからデータをリサンプリングしてクリーニングするとともに、N時刻先データに係るデータを整理するために用いられる。特徴量選択部202は、重要な特徴量を識別できるようモデルを予め育成して、当該モデルに最も影響する上位K個の特徴量(Kは任意に選択される整数)を選択するために用いられる。コアモデル生成部203は、モデルを少数の特徴量に合わせるとともに、モデルとそのモデル構造をモデル生成部200の出力として提供するのに用いられる。
The
図3Aは、特徴量選択部202による特徴量選択を実現する可能性がある例を示し、図3Bは、コアモデル生成部203によるモデル生成を実現する可能性がある例を示す。図3Aは、重要度スコアに基づく初期特徴量301と選択特徴量302を示す2つのグラフに関連して、外気/内気温度と時間経過に伴うバッテリーのSoC(充電状態)について、上位15個の特徴量(K=15)を多数の特徴量から選択する例を示す。データ前処理により、高スコアの関連特徴量302が考慮される全ての特徴量301から選択されて、未来信号値の予測に用いられる。図3Bは、マッピング特徴量ベクトルに基づくBTin(内気温度)の予測値と実測値の関係を示すグラフの一例を含む。ここで、符号303は、データドリブンモデルからもたらされるウェイト(パラメータ)に係る少数特徴量集合に対する予測用の真/予測プロットを示す。
FIG. 3A shows an example in which the feature amount selection by the feature
図4は、図1に示される警告/好ましくないモード予測器により抽出されるモデルに対応して、制御/シミュレーションモデルを示す簡易ブロック図である。図4は、(ロバストコマンド予測モジュール101に含まれる)制御モデル401と、(時間発展オペレーションシミュレーションモジュール102に含まれる)高度シミュレーションモデル402との相違を示す。ここで、制御モデル401(例えば、下位の状態空間モデル)は、最も重要な側面を含んでおり、最適コマンドを決定するための低度の複雑系モデルであり、高度シミュレーションモデル402(例えば、CFDモデル)は高度複雑系の詳細かつ正確なモデルである。 FIG. 4 is a simplified block diagram showing a control / simulation model corresponding to the model extracted by the warning / unfavorable mode predictor shown in FIG. FIG. 4 shows the difference between the control model 401 (included in the robust command prediction module 101) and the advanced simulation model 402 (included in the time evolution operation simulation module 102). Here, the control model 401 (eg, lower state space model) contains the most important aspects and is a low-level complex system model for determining the optimal command, and the advanced simulation model 402 (eg, CFD). Model) is a detailed and accurate model of highly complex systems.
詳細には、制御モデル401は、オペレーション/制御コマンドを正しく計算するための技術システムの基本的かつ必要な側面を含むリーンモデルである。リーンモデルの必要性は、合理的な時間や所定の時間間隔で十分に解決可能な特性を有し(アプリケーションにもよるが、副次の最適ソリューションを満たす必要があり)、実現可能な最適化/計算の課題に源流がある。他方、高度シミュレーションモデル402は、最適化には用いられないものの、通常、(数値積分による微分方程式の解決例に述べられるように)繰り返しが少ない直截的な計算を行うシミュレーションの目的のためにのみ用いられるため、(偏微分方程式及び確率的偏微分方程式を考慮した)技術システムの包括的で非常に詳細なモデルである。
In particular, the
技術システムとして、自動車、エンジン、及び航空機のような種々の例を挙げることができる。電子制御ユニット(ECU)による理想的コマンドの計算に用いられる制御モデル401は、リアルタイムコマンド計算用のモデルと考えられるため、簡易モデルである。この計算は、ずらすことができない所定時間リミット内に終了しなければならない。これまで、実用に供される発明の着想を完全に理解するために、以下の様々な実施形態では、発明の枠組みについて記述する。
Various examples of technical systems such as automobiles, engines, and aircraft can be mentioned. The
2.第1実施形態
本発明は、図11に示す燃料タンクと燃焼機関発電機を具備するマイクログリッドシステムに係る実施形態により例示される。図11は、警告/好ましくないモード予測器1103と非信頼グリッドアクセス1105に接続されるマイクログリッド1101を示す模式図であり、マイクログリッド1101は、タンク1102、燃焼機関発電機(又は、ディーゼルエンジン発電機)、バッテリー(又は、エネルギー貯蔵部)1104、制御装置、負荷、及び光起電力(PV)ユニットを具備する。第1実施形態は、マイクログリッド1101に使用されるバッテリー1104に関する。電力グリッドからの電力も利用可能であるが、如何なるときでも電力が維持できるか保証されない。「非グリッドケース」では、バッテリー1104は有効負荷(「有効負荷」=負荷−再生可能発電電力)に電力を供給するために放電されるか、又は、ディーゼルエンジン発電機及び/又は再生可能電力源により充電される。非線形特性を有する再生可能電力源やディーゼルエンジン発電機が利用可能であるため、最適な充電/放電パターンを算出することができる。最適な充電/放電コマンドの計算において考慮すると非常に複雑となるため、通常、この計算にはバッテリーの内部温度を考慮していない。
2. First Embodiment The present invention is exemplified by an embodiment relating to a microgrid system including a fuel tank and a combustion engine generator shown in FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing the
次に、バッテリー温度の好ましくないモードの予測に係る本発明の第1実施形態について図5乃至図10を参照して説明する。図5は、通常日(又は、通常動作下の低温日)におけるパラメータを用いた制御ポリシーによるSoC(充電状態)パターンを示すグラフである。詳細には、図5は、「非グリッド」期間(直線参照)のSoCパターン501を示す。最適な充電/放電ポリシーはパラメータ(例えば、pmin1、pmin2、pmin3、pmax1、pmax2、s1、s2)により特徴付けられるもの仮定する。ここでは、バッテリー内部温度を問題としている。バッテリー内部温度が所定閾値よりも高い場合、充電は不可能となるか、或いは、充電はバッテリーを過剰に損傷することとなる。また、バッテリーが所定温度に達すると、放電は不可能となるか、或いは、放電はバッテリーを過剰に損傷することとなる。従って、第1実施形態では、(警告、不規則、好ましくないモードに関する)関連閾値に到達するイベントについて考慮するものとする。
Next, the first embodiment of the present invention relating to the prediction of the unfavorable mode of the battery temperature will be described with reference to FIGS. 5 to 10. FIG. 5 is a graph showing a SoC (charging state) pattern according to a control policy using parameters on a normal day (or a low temperature day under normal operation). In particular, FIG. 5 shows a
オペレーションロバストコマンド予測モジュール101の機能は、バッテリー充電/放電コマンドを生成することであり、当該コマンドはディーゼル燃料計算量を最小化し、通常のエネルギー効率を保証し、マイクログリッド1101のオペレーション及びメインテナンスコストを低減するように、上記のように導入されたパラメータ(pmin1、pmin2、pmin3、…)により表現される。オペレーションロバストコマンド予測モジュール101は、警告/好ましくないモード予測器1103により実現される。しかし、それはシステムのオペレーション/コントローラに既に統合されている。オペレーションロバストコマンド予測モジュール101は、例えば、図4に示す制御モデル401のような、簡易モデルに基づいてコマンドを生成する。時間発展オペレーションシミュレーションモジュール102は、例えば、図4に示す高度シミュレーションモデル402のように、複雑なモデルに基づいている。バッテリーの場合、非線形充電/放電効率特性などに統合することができる。
The function of the operation robust
図5は、外気温度が低いという仮定に基づくバッテリー充電/放電パターンを示しており、バッテリー内部温度はバッテリーの充電及び放電処理に影響しない。図5とは異なり、図6は高温日の状況を示している。図6は、高温日における外気温度プロファイル603によるSoCパターン601、602を示すグラフである。ここで、SoCパターン601は低バッテリー内部温度に関連し、SoCパターン602はポリシーパラメータを適用しない場合の警告により低減されたバッテリー充電電力に関する。バッテリーを損傷から守るため、バッテリー内部温度の閾値(当該閾値はアラーム1のイベントとなる)に基づいて、充電率が保護システムにより低減される。しかし、最適コマンド(例えば、ポリシーパラメータ)は満充電率が図5に示すように適用されるという仮定に基づくため、これは非最適オペレーションを引き起こす可能性がある。この状況下では、SoCパターン602は「最適な」SoCパターン601から乖離することとなる。「非グリッド」期間の最後においてバッテリーをさらに充電することも可能であるが、燃料節約の観点から良くない。
FIG. 5 shows a battery charge / discharge pattern based on the assumption that the outside air temperature is low, and the battery internal temperature does not affect the battery charge / discharge process. Unlike FIG. 5, FIG. 6 shows the situation on a hot day. FIG. 6 is a graph showing
図7は、非常な高温日における外気温度プロファイル703によるSoCパターン701、702を示すグラフである。詳細には、SoCパターン701は低バッテリー内部温度に関連し、SoCパターン702は、ポリシーパラメータを適用させない場合、アラーム1のイベントにより低減されたバッテリー充電電力やアラーム2のイベントによるバッテリー放電の禁止に関連する。図7に示す非常な高温日において、バッテリーが全く充電/放電できない場合にアラーム2のイベントが発生する。バッテリー内部温度が充電可能な温度に再度到達するタイミングは、アラーム3のイベントとなる。この場合、高いSoC値を保ったバッテリーの停電の最後において、SoCパターン702(即ち、実際のパターン)のSoCパターン701(即ち、最適パターン)からの乖離は非常に顕著である。
FIG. 7 is a graph showing
図8は、バッテリー内部温度の警告に係る上記の課題に取り組んだ警告/好ましくないモード予測器100のブロック図である。図8は、バッテリー過熱状態における2つのモジュール102及び104の解釈を示す。ここで、時間発展オペレーションシミュレーションモジュール102はバッテリーのSoCパターンをシミュレートするのに使用され、オペレーション特性シミュレーションモジュール104は(進展が或る程度がSoに依存する)バッテリー内部温度をシミュレートするのに使用される。
FIG. 8 is a block diagram of a warning /
図9は、非常な高温日において、外気温度プロファイル903によるSoCパターン901、902の改善を示すグラフである。ここで、SoCパターン901は低バッテリー内部温度に関連し、SoCパターン902は警告/好ましくないモード予測器100を用いて最適ポリシーパラメータを再計算したときの高外気温度に関連する。図9は、図7に示すSoCパターン702と比較して改善したSoCパターン902(即ち、バッテリー充電/放電パターン)に関する本発明の有利な効果を示す。警告/好ましくないモード予測器100は低減されたバッテリー充電電力を考慮した最適パターンの再計算規則を出力するため、警告/好ましくないモード予測により警告を防止することができる。警告/好ましくないモード予測器100は、差し迫った警告を予測すると直ぐに、新たなポリシーパラメータ(例えば、s´1、p´max1、p´min2、p´max2)を算出することができる。これにより、エネルギー節約のためのエネルギー効率を高外気温度により最大バッテリー充電電力を低減するような最適に考慮された状況に保たれる。
FIG. 9 is a graph showing the improvement of
図10は、バッテリー内部温度プロファイル1008、1009間の変動を引き起こす高温日における外気温度プロファイル1007に係る関連信号に関連してSoCパターン1001乃至1003の改善を示すグラフである。ここで、SoCパターン1001は低バッテリー内部温度に関連し、SoCパターン1002は警告/好ましくないモード予測の無しの高バッテリー内部温度に関連し、SoCパターン1003は警告/好ましくないモード予測と最適ポリシーパラメータの再計算に関連する。また、パターン1004乃至1006はディーゼルエンジン発電機(DEG)に関連しており、パターン1006は警告/好ましくないモード予測無しの高バッテリー内部温度用のコマンドによるディーゼルエンジン発電電力を示し、パターン1005は低バッテリー内部温度用のコマンドによるディーゼルエンジン発電電力を示し、パターン1004は警告/好ましくないモード予測と最適ポリシーパラメータの再計算に伴う高バッテリー内部温度によるディーゼルエンジン発電電力を示し示す。さらに、バッテリー内部温度プロファイル1008は警告/好ましくないモード予測無しに作成されており、バッテリー内部温度プロファイル1009は警告/好ましくないモード予測と最適ポリシーパラメータの再計算により作成されている。
FIG. 10 is a graph showing improvements in the
図10は、燃料節約の背後にある理由に対する良い洞察を得るためのマイクログリッド信号を示す。図10は、SoCパターン1001乃至1003の比較を示し、SoCパターン1001は警告を引き起こさない低温日におけるバッテリー充電/放電パターンを示し、SoCパターン1002は警告を引き起こす外気温度プロファイル1007による高温日のバッテリー充電/放電パターンを示し、SoCパターン1003は警告/好ましくないモード予測による高温日におけるバッテリー充電/放電パターンを示す。図10において、DEG電力パターン1005はSoCパターン1001に相当し、DEG電力パターン1006はSoCパターン1002に相当し、DEG電力パターン1006はSoCパターン1004に相当する。
FIG. 10 shows microgrid signals for good insight into the reasons behind fuel savings. FIG. 10 shows a comparison of
図10に示すように、高温日で警告予測が利用できない場合、バッテリーは高バッテリー内部温度により放電できないため、DEGは最長時間作動することとなる。DEGの発電電力の非線形特性により、この状況は、DEGの非常に非効率な使用と解釈される。また、警告/好ましくないモード予測を用いることにより、バッテリー内部温度プロファイル1009は、バッテリー警告温度(点線参照)以下に保持される。この境界が破綻すると、バッテリー内部温度プロファイル1008に示されるように警告/好ましくないモード予測を用いることなく警告が引き起こされる。
As shown in FIG. 10, if the warning prediction is not available on a hot day, the DEG will operate for the longest time because the battery cannot be discharged due to the high battery internal temperature. Due to the non-linear nature of the generated power of the DEG, this situation is interpreted as a very inefficient use of the DEG. Also, by using warning / unfavorable mode prediction, the battery
バッテリー温度の好ましくないモードに関する第1実施形態について、下記のように纏めることができる。
(a)バッテリー内部温度が所定閾値よりも高く、充電が不可能、或いは、充電が過剰にバッテリーを損傷する場合、バッテリー内部温度の問題が発生する。また、バッテリー内部温度が所定温度に到達し、放電が不可能、或いは、放電がバッテリーを過剰に損傷する場合にも、問題が発生する。従って、バッテリー内部温度が関連する閾値に到達するイベントを考慮する必要がある。
(b)オペレーションロバストコマンド予測の役割は、バッテリー充電/放電コマンドを生成することである。オペレーションロバストコマンド予測は、警告/好ましくないモード予測器100により実現される。しかし、それはシステムのオペレーション/コントローラに既に組み込まれている。このオペレーションロバストコマンド予測は、例えば、制御モデル401のような簡易モデルに基づいてコマンドを生成するために用いられる。時間発展オペレーションシミュレーション、例えば、高度シミュレーションモデル402のような複雑なモデルに基づいている。バッテリーの場合、統合された非線形充電/放電効率特性などである。オペレーション特性シミュレーションの役割は、データドリブン「モデル無し」又は「モデルベース」手法(又は、回帰モデル)による経験値に基づいてバッテリー内部温度を決定することである。
(c)当該システム用に考慮されたオペレーション戦略は、バッテリー内部温度の閾値(当該閾値に到達するとアラーム1のイベントとなる)に基づく充電率を削減することを例示している。典型的には、このイベントは高温日に発生して、バッテリーは既に暫時充電されている。しかし、最適コマンドは図5及び図6に示すような全充電率が適用されているとの仮定に基づいており、その結果得られるパターンはこの状況での最適なものから逸脱しているので、このイベントは非最適オペレーションをもたらす。
(d)全ての高温日において、バッテリーが全く充電/放電できないようなアラーム2のイベントが発生する(図7参照)。バッテリー内部温度が充電可能温度に再度到達するタイミングは、アラーム3のイベントを示す。この場合、最適パターンからの逸脱は高いSoCを依然として保っているバッテリーの停電サイクルの最後において非常に顕著になる。
(e)この着想は、警告/好ましくないモード予測器100がアラーム発生を予測して出力規則データベース107から導出される対応規則を作動できることである。この場合、充電率は優先的に削減される。この状況のために、警告/好ましくないモード予測器100は期待される温度を再計算し、好ましくないモードが検出されない場合、対応するコマンドを適用する。この場合、影響力のある温度プロファイルを考慮することにより、最適オペレーションを達成することができる。
The first embodiment relating to the unfavorable mode of battery temperature can be summarized as follows.
(A) When the internal temperature of the battery is higher than a predetermined threshold value and charging is impossible, or when the battery is excessively charged and damaged, the problem of the internal temperature of the battery occurs. In addition, a problem also occurs when the internal temperature of the battery reaches a predetermined temperature and discharge is impossible, or when the discharge excessively damages the battery. Therefore, it is necessary to consider the event that the battery internal temperature reaches the relevant threshold.
(B) The role of operational robust command prediction is to generate battery charge / discharge commands. Operation robust command prediction is implemented by the warning /
(C) The operational strategy considered for the system exemplifies reducing the charge rate based on the battery internal temperature threshold (when the threshold is reached, an
(D) On all hot days, an
(E) The idea is that the warning /
3.第2実施形態
次に、燃料を消耗する燃料タンクにおける好ましくないモード(又は、アラーム)の予測に関する本発明の第2実施形態について図11乃至図16を参照して説明する。図12は、時間経過に伴う燃料タンクの進展を示すタンクレベルパターン1201を示すグラフである。ここで、警告又は好ましくないモードは、燃料を消耗するディーゼルエンジンのタンク1102のイベントである。図12は、m[i−5]〜m[i]期間における定期的再充填スケジュールに従った典型的なタンクレベルパターン1201を示す。警告又は好ましくないモード(即ち、「燃料無し」イベント)は、定期的再充填スケジュールにより防止できる。しかし、m[i]期間後の(星形シンボルで示される)期間において、警告又は好ましくないモードは、燃料利用不能により短期間、発生する。
3. 3. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention relating to prediction of an unfavorable mode (or alarm) in a fuel tank that consumes fuel will be described with reference to FIGS. 11 to 16. FIG. 12 is a graph showing a
図13は、時間経過に伴う警告/不規則/好ましくないモード予測(AIUMP)の存在/不存在により変化するタンクレベルパターン1301、1302の比較を示すグラフである。図13は、「初期の」タンクレベルパターン1301の代わりにタンクレベルパターン1302を導入する警告/不規則/好ましくないモード予測(AIUMP)の効果を示す。AIUMPは、タンクレベルパターン1301において(星形シンボルで示される)期間中に発生する(燃料が無くなりつつあるタンクを示す)好ましくないモード1304を予測することができるため、出力規則データベース107は、「少なくとも2日早い早期再充填」用の規則を出力して、早期再充填アクション1303を実行し、タンクから燃料がなくなるのを防止する。
FIG. 13 is a graph showing a comparison of
図14は、警告/不規則/好ましくないモード予測(AIUMP)、即ち、2種類の予測燃料軌跡yocbs及びyotebsを用いた燃料タンク再充填戦略に適用される警告/好ましくないモード予測器100のブロック図であり、AIUMPは、2種類のシミュレーション/予測を組み合わせてタンク燃料レベル軌跡(TFLT)を予測して、好ましくないモード発生の可能性を検出する。詳細には、オペレーション特性シミュレーションモジュール104が予測燃料軌跡yocbsを計算し、時間発展オペレーションシミュレーションモジュール101が予測燃料軌跡yotebsを計算する。警告/好ましくないモード検出器105は、AIUMP内部のシーケンスと制御/データフローを制御して、下記の数式により単一の予測タンク燃料レベル軌跡ypredを計算する。
図15は、特徴量1及び特徴量2により定義される特徴量空間において、適正な距離測定(例えば、d1〜d5)を用いて類似パターンを決定する方法を示すグラフである。ここで、符号1501は過去の期間における特徴量空間の関連領域を示し、符号1502は関係する特性について予測すべき特徴量空間の期間において未決定のポイントを示し、符号1503は類似度特性を有する過去の期間を示す特徴量空間における近接ポイントを示す。図16は、単一のウェイトと予測信号を算出するのに必要な類似指標を決定するために、最大類似パターンの距離をマッピングする数学的方法を示す説明図である。ここで、符号1601は距離空間においてマッピングされる区間を示し、符号1602はウェイト空間における区間を示す。
FIG. 15 is a graph showing a method of determining a similar pattern using appropriate distance measurements (for example, d 1 to d 5 ) in the feature space defined by the
図15及び図16は、可能な計算実行の詳細を示す。オペレーション特性シミュレーションモジュール104によりTFLTを予測するため、予測される期間の特徴量信号が決定されて過去の状況と比較される。特徴量信号は、理解を促進するため、2次元空間内のポイントとして示される。過去の状況に類似するほど(近似度は適正な距離測定により評価される)、当該状況の関係パラメータはよりTFLTの予測に、より高く貢献する。考察の限界により、(区間及び期間により定義される)予測状況の特徴量までの距離は、考察上少なくともdlimitとされる。図16は、ウェイト区間[0;1](1602)へ距離区間[0;dlimit](1601)を適切にマッピングすることにより、この計算が如何にして数学的に達成されるかを示す。類似指標を計算するために、平均ウェイトが決定され、完全な類似度が達成されなくても、第1類似度を達成する目的で非線形関数s()が適用される。最大類似状況に付与される高い優先度により過去の異なる状況を組み合わせて予測燃料軌跡yocbsを計算するために、正規化ウェイトが用いられる。また、(ハイブリッド微分代数式などを解くために用いられる)マイクログリッドのオペレーションをシミュレートすることにより予測燃料軌跡yotebsが計算される。過去のシミュレーションが(特徴量空間における距離測定により定義される)差異を多く示す場合、予測はyotebsのみに基づいて行われる。
15 and 16 show details of possible calculation executions. Since the TFLT is predicted by the operation
4.第3実施形態
第3実施形態は、第2実施形態に従っている。警告/不規則/好ましくないモード予測(AIUMP)は、必要なメインテナンスアクションを計画して予測するために用いられる。そのため、2つの方法(即ち、オペレーション特性計算と時間発展オペレーションシミュレーション)を組み合わせることにより、機械部品の摩耗を予測する。
4. Third Embodiment The third embodiment follows the second embodiment. Warning / Irregular / Unfavorable Mode Prediction (AIUMP) is used to plan and predict the required maintenance actions. Therefore, by combining the two methods (that is, operation characteristic calculation and time evolution operation simulation), wear of machine parts is predicted.
最後に、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、添付のクレームにより定義される発明の範囲内で改変や設計変更を行うことができる。 Finally, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and design changes can be made within the scope of the invention defined by the accompanying claims.
本発明は、モデルデータベースとともに、2種類のシミュレーションを用いることにより、エネルギー管理システムや交通システムに発生する可能性がある警告、不規則、好ましくないモードを予測することに適用される。本発明は、電力管理や通信管理などの他の管理/メインテナンスにも適用可能である。 The present invention is applied to predict warnings, irregularities, and unfavorable modes that may occur in energy management systems and transportation systems by using two types of simulations together with a model database. The present invention is also applicable to other management / maintenance such as power management and communication management.
100 警告/好ましくないモード予測器
101 オペレーションロバストコマンド予測モジュール
102 時間発展オペレーションシミュレーションモジュール
103 モデルデータベース
1031 物理モデルリポジトリ
1032 ハイブリッドモデル(複合物理データドリブンモデル)リポジトリ
1033 統計的データドリブンモデルリポジトリ
104 オペレーション特性シミュレーションモジュール
105 警告/好ましくないモード検出器
106 予測規則データベース
107 出力規則データベース
108 内部ロジック制御及びデータ信号
200 モデル生成部
201 データ前処理部
202 特徴量選択部
203 コアモデル生成部
401 制御モデル
402 高度シミュレーションモデル
1101 マイクログリッド
1102 タンク
1103 警告/好ましくないモード検出器
1104 バッテリー
1105 非信頼グリッドアクセス
100 Warning /
Claims (7)
前記技術システムのオペレーションポリシーに応じて予め決められた第1の予測信号に基づいて、前記技術システムの制御対象を作動させるオペレーション制御コマンドを生成するオペレーションコマンド予測モジュールと、
前記第1の予測信号と、前記オペレーション制御コマンドと、前記技術システムのオペレーションスケジュールに応じて予め決められた第2の予測信号に基づく時間発展シミュレーションにより、前記技術システムの複数の制御パラメータを時系列に配列した制御パターンを示す第1の予測結果を生成するオペレーションシミュレーションモジュールと、
前記技術システムの前記制御対象の物理的特性に関する物理モデルと前記技術システムの前記制御パラメータの変動を統計的に分析してなる統計的データドリブンモデルに基づいて生成されたシミュレーションモデルを登録するモデルデータベースと、
前記第1の予測信号と前記シミュレーションモデルに基づくオペレーション特性シミュレーションにより前記技術システムの制御対象の前記制御パターンに変動を引き起こすイベントを示す第2の予測結果を生成するオペレーション特性シミュレーションモジュールと、
前記第1の予測結果と前記第2の予測結果に基づいて前記好ましくないモードの発生を予測して前記技術システムに警告する警告/好ましくないモード検出器と、を具備する警告/好ましくないモード予測器。 A warning / unfavorable mode predictor that predicts a warning that deviates from normal operation or an unfavorable mode in a technical system.
An operation command prediction module that generates an operation control command for operating a controlled object of the technical system based on a first prediction signal predetermined according to an operation policy of the technical system.
A time series of a plurality of control parameters of the technical system is performed by a time development simulation based on the first prediction signal, the operation control command, and a second prediction signal predetermined according to the operation schedule of the technical system. An operation simulation module that generates a first prediction result showing the control patterns arranged in
A model database that registers a physical model relating to the physical characteristics of the controlled object of the technical system and a simulation model generated based on a statistical data-driven model obtained by statistically analyzing fluctuations of the control parameters of the technical system. When,
An operation characteristic simulation module that generates a second prediction result indicating an event that causes a fluctuation in the control pattern of the controlled object of the technical system by the operation characteristic simulation based on the first prediction signal and the simulation model.
Warning / unfavorable mode prediction comprising a warning / unfavorable mode detector that predicts the occurrence of the unfavorable mode based on the first prediction result and the second prediction result and warns the technical system. vessel.
前記技術システムのオペレーションポリシーに応じて予め決められた第1の予測信号に基づいて、前記技術システムの制御対象を作動させるオペレーション制御コマンドを生成する処理過程と、
前記第1の予測信号と、前記オペレーション制御コマンドと、前記技術システムのオペレーションスケジュールに応じて予め決められた第2の予測信号に基づく時間発展シミュレーションにより、前記技術システムの複数の制御パラメータを時系列に配列した制御パターンを示す第1の予測結果を生成する処理過程と、
前記技術システムの前記制御対象の物理的特性に関する物理モデルと前記技術システムの前記制御パラメータの変動を統計的に分析してなる統計的データドリブンモデルに基づいて生成されたシミュレーションモデルをモデルデータベースに登録する処理過程と、 前記第1の予測信号と前記シミュレーションモデルに基づくオペレーション特性シミュレーションにより前記技術システムの制御対象の前記制御パターンに変動を引き起こすイベントを示す第2の予測結果を生成する処理過程と、
前記第1の予測結果と前記第2の予測結果に基づいて前記好ましくないモードの発生を予測して前記技術システムに警告する処理過程と、を実行させる警告/好ましくないモード予測方法。 A warning / unfavorable mode prediction method that predicts a warning or an unfavorable mode that deviates from normal operation in a technical system, and by a computer of the warning / unfavorable mode predictor.
A processing process for generating an operation control command for operating a controlled object of the technical system based on a first prediction signal predetermined according to an operation policy of the technical system.
A time series of a plurality of control parameters of the technical system is performed by a time evolution simulation based on the first prediction signal, the operation control command, and a second prediction signal predetermined according to the operation schedule of the technical system. The process of generating the first prediction result showing the control patterns arranged in
A simulation model generated based on a physical model relating to the physical characteristics of the controlled object of the technical system and a statistical data-driven model obtained by statistically analyzing fluctuations of the control parameters of the technical system is registered in the model database. A processing process to generate a second prediction result indicating an event that causes a fluctuation in the control pattern of the controlled object of the technical system by the operation characteristic simulation based on the first prediction signal and the simulation model.
A warning / unfavorable mode prediction method for executing a processing process of predicting the occurrence of the unfavorable mode based on the first prediction result and the second prediction result and warning the technical system.
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