JP7352385B2 - Power management system, power management method and power management program - Google Patents

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Description

本発明は、電力の消費単位ごとに設けられた複数のユーザーシステムにおける電力管理を行う電力管理システム、電力管理方法及び電力管理プログラムに関する。 The present invention relates to a power management system, a power management method, and a power management program that manage power in a plurality of user systems provided for each power consumption unit.

近年、送電システムとしては、従来型の送電網に加えて、スマートグリッド(次世代送電網)やスマートコミュニティと呼ばれる電力の流れを供給側・需要側の両方から制御し、最適化できるしくみが普及しつつある。従来、このようなスマートグリッドを通じて各需要家における余剰電力を、複数のユーザー間において融通し合うことが可能な電力取引システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような、スマートグリッドでは、各需要家において消費電力や発電量を計測するスマートメーターを通じて、毎月の検針業務の自動化やHEMS(Home Energy Management System:住宅用エネルギー管理システム)等における電気使用状況が管理される。 In recent years, as power transmission systems, in addition to conventional power transmission networks, systems called smart grids (next-generation power transmission networks) and smart communities that can control and optimize the flow of power from both the supply and demand sides have become popular. It is being done. BACKGROUND ART Conventionally, a power trading system is known in which surplus power at each consumer can be shared among a plurality of users through such a smart grid (for example, see Patent Document 1). In such smart grids, monthly meter reading operations can be automated and electricity usage status in HEMS (Home Energy Management System) can be monitored through smart meters that measure power consumption and power generation at each customer. managed.

上記従来型の送電システムやスマートグリッドでは、住宅や業務設備などで消費される将来の電力量を予測し、予測した消費電力をモニタに表示して可視化することより、需要者の節電行動に結びつけることができるようにしたり、家電などの電気機器を自動制御して使用状態の最適化を行ったりするシステムの開発が進められている。将来の消費電力を予測することによって、瞬間的或いは局地的に消費電力が増大するのを回避するいわゆるピークカットが可能となる。一方、電力需給調整を行う方法として、火力発電所を中心として太陽光発電や風力発電に代表される再生可能電源を分散電源として組み合わせる方法が普及しつつある。 The above-mentioned conventional power transmission systems and smart grids predict the future amount of power consumed by homes and business equipment, etc., and display the predicted power consumption on a monitor to visualize it, thereby encouraging consumers to save electricity. Development of systems that automatically control home appliances and other electrical equipment to optimize usage conditions is underway. By predicting future power consumption, it becomes possible to perform so-called peak cutting to avoid instantaneous or local increases in power consumption. On the other hand, as a method for adjusting power supply and demand, a method of combining renewable power sources such as solar power generation and wind power generation, centered on thermal power plants, as a distributed power source is becoming popular.

ところで、再生可能電源を分散電源とした場合、例えば、太陽光発電装置では太陽の前を小さな雲が通過するなど短い時間での天候の変動によっても出力変動が生じるため、この出力変動に起因する電力需給バランスの変動を補償するための電力需給調整技術の一つとして、電力系統の配電網下に連系する“蓄電池”などの分散エネルギーストレージを活用する技術がある(例えば、特許文献1参照)。 By the way, when a renewable power source is used as a distributed power source, for example, in a solar power generation device, output fluctuations occur due to short-term weather changes such as small clouds passing in front of the sun. As one of the power supply and demand adjustment technologies to compensate for fluctuations in the power supply and demand balance, there is a technology that utilizes distributed energy storage such as "storage batteries" that are interconnected under the power distribution network of the power system (for example, see Patent Document 1) ).

上位装置である電力系統制御装置が電力供給スケジュールに基づいて作成する2次電池の運転スケジュール(制御情報)に、短い時間での天候の変動に伴う電力供給の変動分を反映させることが実質的に困難となることから、上記特許文献1に開示されたシステムでは、電池制御装置が外部装置から動作制御情報を入手する時間間隔と、電池に対する動作制御処理の動作時間間隔を調整することによって、通信の不具合の影響を受け難くしつつ、実際の電力系統の状態の変化に応じて電池の動作を調整することを可能としている。 It is practical to reflect fluctuations in power supply due to changes in weather over a short period of time in the operation schedule (control information) for secondary batteries created by the power system control device, which is a host device, based on the power supply schedule. Therefore, in the system disclosed in Patent Document 1, by adjusting the time interval at which the battery control device obtains operation control information from an external device and the operation time interval for operation control processing for the battery, This makes it possible to adjust battery operation in response to changes in the actual power system status while making it less susceptible to communication failures.

特開2018-130021号公報JP 2018-130021 Publication

しかしながら、上述した特許文献1に開示されたシステムでは、複数の需要家における電力系統の状態変化を収集して解析して各需要家における運転スケジュール(制御情報)を出力するものであることから、各需要家で個別的に且つ短期的に生じる変動に対してリアルタイムで対応することが難しく、また、電力系統の状態変化は各需要家に固有の特性があるため、複数の需要家をとりまとめた制御ではきめ細かな対応が難しいという問題がある。この結果、上述した特許文献1に開示されたシステムでは、各需要家に個別的且つ短期的に生じる各需要家固有の状態変化をカバーできるように、多少の余裕を持たせた電力制御となるため、その分だけ無駄な電力供給或いは蓄放電が必要となり、エネルギー資源の有効利用にも一定の限界があった。 However, in the system disclosed in Patent Document 1 mentioned above, changes in the state of the power system at multiple consumers are collected and analyzed, and an operation schedule (control information) for each consumer is output. It is difficult to respond in real time to fluctuations that occur individually and in the short term at each consumer, and changes in the state of the power system have unique characteristics for each consumer. The problem with control is that it is difficult to provide detailed responses. As a result, in the system disclosed in Patent Document 1 mentioned above, power control is performed with some leeway in order to cover state changes unique to each consumer that occur individually and in a short period of time. Therefore, there is a need for wasted power supply or storage/discharge, and there is a certain limit to the effective use of energy resources.

そこで、本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、スマートグリッドを利用した電力制御において、個別住宅又は小規模ビルなどの小単位の施設で消費される将来の電力の予測精度をローカル側で自立的に行わせて、各需要家に個別的且つ短期的に生じる各需要家固有の状態変化をカバーできる電力管理システム、電力管理方法及び電力管理プログラムを提供することにある。 Therefore, in view of the problems of the prior art, it is an object of the present invention to improve the accuracy of predicting future power consumption in small-scale facilities such as individual homes or small buildings on the local side in power control using smart grids. The purpose of the present invention is to provide a power management system, a power management method, and a power management program that allow each customer to operate independently and cover state changes unique to each customer that occur individually and in a short period of time.

上記課題を解決するために、本発明は、電力の消費単位である需要家内における電気機器の消費電力を管理する電力管理システムであって、需要家内に設けられ、需要家内において発電又は消費した電力量を測定して実績データを生成する実績データ生成部と、需要家内において実績データ生成部よりも電気機器側に設置され、需要家単位で測定された総消費電力の時間的変動を分析して、需要家内で稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定する個別機器推定部と、個別機器推定部による推定結果に基づいて個別機器の電源の状態を時系列で記録した推定履歴情報を記録するデータ記録部と、データ記録部により記録された推定履歴情報を用いて、実時間で測定された総消費電力について、実時間の総消費電力から予測開始時点での個別機器の稼動台数を推定するとともに、予測期間に対応する期間の電源状態パラメータを用いて、予測開始時点からの予測期間における個別消費電力の推移を予測する個別電力予測部と、個別電力予測部により予測された予測期間における個別消費電力の推移をもとに、予測期間における総消費電力の推移を予測する電力予測部とを備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a power management system that manages the power consumption of electrical equipment in a consumer, which is a power consumption unit, and is installed in a consumer and is a power management system that manages the power consumption of electrical equipment in a consumer, which is a unit of electricity consumption. A performance data generation unit that measures the amount of power and generates performance data, and a performance data generation unit that is installed on the electrical equipment side of the consumer rather than the performance data generation unit, and that analyzes temporal fluctuations in total power consumption measured for each consumer. , an individual equipment estimator that estimates the individual equipment operating within the consumer and its individual power consumption, and records the power status of the individual equipment in chronological order based on the estimation results from the individual equipment estimator. The data recording unit records the estimated history information recorded by the data recording unit, and the estimated history information recorded by the data recording unit is used to individually calculate the total power consumption measured in real time from the total power consumption in real time at the start of prediction. An individual power prediction unit that estimates the number of operating devices and predicts the transition of individual power consumption during the prediction period from the start of the prediction using power status parameters for the period corresponding to the prediction period; and a power prediction unit that predicts a change in total power consumption in a prediction period based on a predicted change in individual power consumption in the prediction period.

また、本発明は、電力の消費単位である需要家内における電気機器の消費電力を管理する電力管理方法であって、
(1)需要家内に設けられた実績データ生成部が、需要家内において発電又は消費した電力量を測定して実績データを生成する実績データ生成ステップと、
(2)需要家内において実績データ生成部よりも電気機器側に設置されたデータ記録部が、需要家単位で測定された総消費電力の時間的変動を分析して、需要家内で稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定し、この推定結果に基づいて個別機器の電源の状態を時系列で記録した推定履歴情報を記録するデータ記録ステップと、
(3)個別電力予測部が、データ記録ステップで記録された推定履歴情報を用いて、実時間で測定された総消費電力について、実時間の総消費電力から予測開始時点での個別機器の稼動台数を推定するとともに、予測期間に対応する期間の電源状態パラメータを用いて、予測開始時点からの予測期間における個別消費電力の推移を予測する個別電力予測ステップと、
(4)個別電力予測ステップで予測された予測期間における個別消費電力の推移をもとに、予測期間における総消費電力の推移を電力予測部が予測する総電力予測ステップとを含む。
The present invention also provides a power management method for managing the power consumption of electrical equipment within a consumer, which is a power consumption unit, comprising:
(1) A performance data generation step in which a performance data generation unit provided within the consumer measures the amount of electricity generated or consumed within the consumer and generates performance data;
(2) A data recording unit installed on the electrical equipment side of the consumer rather than the actual data generation unit operates within the consumer by analyzing temporal fluctuations in total power consumption measured for each consumer. a data recording step of estimating the individual equipment and its individual power consumption, and recording estimated history information in which the state of the power supply of the individual equipment is recorded in chronological order based on the estimation result;
(3) The individual power prediction unit uses the estimated history information recorded in the data recording step to calculate the operation of the individual equipment at the start of prediction from the total power consumption in real time, based on the total power consumption measured in real time. an individual power prediction step of estimating the number of units and predicting the transition of individual power consumption in the prediction period from the prediction start point using the power state parameter of the period corresponding to the prediction period;
(4) A total power prediction step in which the power prediction unit predicts a change in total power consumption in a prediction period based on a change in individual power consumption in the prediction period predicted in the individual power prediction step.

上記発明において、実際に消費された電力に関する実消費電力情報を蓄積する実消費電力蓄積部と、実消費電力蓄積部に蓄積された実消費電力情報、及びデータ記録部が記録した推定履歴情報を教師データとして、電力予測部の人工知能を学習させる学習部とをさらに備える In the above invention, the actual power consumption storage section stores the actual power consumption information regarding the actually consumed power, the actual power consumption information stored in the actual power consumption storage section, and the estimated history information recorded by the data recording section. The power prediction unit further includes a learning unit that causes the artificial intelligence of the power prediction unit to learn as training data .

上記発明において、個別機器推定部は、電力波形及びその時間的な変化を分析し、周波数成分及び電力の変動パターンの特性を抽出することによって、稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定することが好ましい。
なお、上述した本発明に係る電力管理システムや電力管理方法は、所定の言語で記述された本発明の電力管理プログラムをコンピューター上で実行することにより実現することができる。すなわち、本発明のプログラムを、携帯端末装置やスマートフォン、ウェアラブル端末、モバイルPCその他の情報処理端末、パーソナルコンピューターやサーバーコンピューター等の汎用コンピューターのICチップ、メモリ装置にインストールし、CPU上で実行することにより、上述した各機能を有するシステムを構築して、本発明に係る方法を実施することができる。
In the above invention, the individual equipment estimating unit analyzes the power waveform and its temporal changes, and extracts the characteristics of frequency components and power fluctuation patterns, thereby identifying the operating individual equipment and its power consumption. It is preferable to estimate the power consumption.
Note that the above-described power management system and power management method according to the present invention can be realized by executing the power management program of the present invention written in a predetermined language on a computer. That is, the program of the present invention can be installed on an IC chip or memory device of a general-purpose computer such as a mobile terminal device, a smartphone, a wearable terminal, a mobile PC or other information processing terminal, a personal computer or a server computer, and executed on the CPU. Accordingly, it is possible to construct a system having each of the above-mentioned functions and implement the method according to the present invention.

また、本発明の電力管理プログラムは、例えば、通信回線を通じて配布することが可能であり、また、コンピューターで読み取り可能な記録媒体に記録することにより、スタンドアローンの計算機上で動作するパッケージアプリケーションとして譲渡することができる。この記録媒体として、具体的には、フレキシブルディスクやカセットテープ等の磁気記録媒体、若しくはCD-ROMやDVD-ROM等の光ディスクの他、RAMカードなど、種々の記録媒体に記録することができる。そして、このプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体によれば、汎用のコンピューターや専用コンピューターを用いて、上述したシステム及び方法を簡便に実施することが可能となるとともに、プログラムの保存、運搬及びインストールを容易に行うことができる。 Further, the power management program of the present invention can be distributed, for example, through a communication line, and can also be transferred as a package application that runs on a stand-alone computer by recording it on a computer-readable recording medium. can do. Specifically, the information can be recorded on various recording media such as a magnetic recording medium such as a flexible disk or a cassette tape, an optical disc such as a CD-ROM or a DVD-ROM, or a RAM card. According to the computer-readable recording medium on which this program is recorded, it becomes possible to easily implement the above-mentioned system and method using a general-purpose computer or a special-purpose computer, and it also becomes possible to store, transport, and store the program. Installation can be done easily.

本発明によれば、スマートグリッドを利用した電力制御において、個別住宅又は小規模ビルなどの小単位の施設で消費される将来の電力の予測精度をローカル側で自立的に行わせて、各需要家に個別的且つ短期的に生じる各需要家固有の状態変化をカバーできる。 According to the present invention, in power control using a smart grid, the accuracy of predicting the future power consumed by small units of facilities such as individual homes or small buildings is independently performed on the local side, and each demand It can cover changes in conditions unique to each consumer that occur individually and in a short period of time in a house.

実施形態に係る電力管理システムの全体構成を示す概念図である。1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a power management system according to an embodiment. 実施形態に係るユーザーシステムの機器構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the equipment configuration of a user system according to an embodiment. FIG. 実施形態に係る電力制御端末の内部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of a power control terminal according to an embodiment. 実施形態に係る電力制御端末内に構築される電力管理に関するモジュールを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing modules related to power management built in the power control terminal according to the embodiment. 実施形態に係る学習部の内部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a learning section according to an embodiment. 実施形態に係る学習処理の概要を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an outline of learning processing concerning an embodiment. 実施形態に係る管理サーバーの内部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of a management server according to an embodiment. 実施形態に係る電力管理システムの動作を示すフロー図である。FIG. 3 is a flow diagram showing the operation of the power management system according to the embodiment.

以下に添付図面を参照して、本発明に係る電力管理システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a power management system according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are intended to exemplify a device etc. for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is based on the material, shape, structure, etc. of each component. The arrangement, etc. is not specified as below. The technical idea of this invention can be modified in various ways within the scope of the claims.

(電力管理システムの概要)
図1は、本実施形態に係る電力管理システム1のネットワーク構成を示した図である。本実施形態に係る電力管理システムは、電力の消費単位ごとに電力を制御及び管理する複数のユーザーシステム4,4…における電力を管理するシステムであり、各ユーザーシステム4,4…等に設置された実績データ生成部であるスマートメーター41と、インターネットや電話回線、専用回線等を介してスマートメーター41と接続された管理サーバー2とから概略構成される。
(Overview of power management system)
FIG. 1 is a diagram showing a network configuration of a power management system 1 according to this embodiment. The power management system according to this embodiment is a system that manages power in a plurality of user systems 4, 4, etc., which controls and manages power for each power consumption unit, and is installed in each user system 4, 4, etc. The smart meter 41 is a performance data generation unit, and a management server 2 is connected to the smart meter 41 via the Internet, a telephone line, a dedicated line, or the like.

電力管理システム1では、各スマートメーター41が、各ユーザーシステムにおいて各電力使用期間中に発電又は消費した電力量を需要家ごとに測定して実績データD1を生成し、管理サーバー2側で実績データD1に基づいてユーザーシステム4,4…内における電力消費を管理する。図1に示すように、本実施形態では、各ユーザーシステム4,4…における電力管理実績及び予測結果を管理サーバー2側で利用できるようにしている。電力管理システム1では、管理サーバー2と、各施設(発電所、PPS、需要家、電力プロシューマ等)に設けられた電力制御端末40とが通信ネットワーク3で相互に接続されている。各需要家において外部電力系統には各ユーザーシステム4のスマートメーター41が接続されている。 In the power management system 1, each smart meter 41 measures the amount of power generated or consumed by each consumer during each power use period in each user system to generate performance data D1, and the management server 2 side stores the performance data. Power consumption within the user systems 4, 4, . . . is managed based on D1. As shown in FIG. 1, in this embodiment, the power management results and prediction results of each user system 4, 4, . . . are made available on the management server 2 side. In the power management system 1, a management server 2 and power control terminals 40 provided in each facility (power plant, PPS, consumer, power prosumer, etc.) are interconnected via a communication network 3. In each consumer, the smart meter 41 of each user system 4 is connected to the external power system.

電力制御端末40は、例えば、CPUを備えた情報処理端末で構成されており、各需要家の他、発電所、PPS、電力プロシューマ、アグリゲーター等の各施設の電力設備を統括的に制御する装置であり、ユーザーシステム内において実績データ生成部であるスマートメーター41よりも電気機器(負荷)側に設置されるとともに、ユーザーシステム内においてスマートメーター41と分電盤45の両方に接続されている。この電力制御端末40が制御する対象設備としては、需要家や電力プロシューマ等の施設内に配備されたユーザーシステム4に含まれるスマートメーター41、蓄電池42、PV(Photovoltaics:太陽光発電)43など、発電や蓄電、電力消費を管理する装置が含まれる。 The power control terminal 40 is composed of, for example, an information processing terminal equipped with a CPU, and is a device that centrally controls the power equipment of each facility such as a power plant, a PPS, a power prosumer, an aggregator, etc. in addition to each consumer. It is installed in the user system closer to the electrical equipment (load) than the smart meter 41, which is the performance data generation unit, and is connected to both the smart meter 41 and the distribution board 45 in the user system. The target equipment to be controlled by this power control terminal 40 includes a smart meter 41, a storage battery 42, a PV (Photovoltaics) 43, etc. included in a user system 4 installed in a facility such as a consumer or a power prosumer. This includes devices that manage power generation, storage, and power consumption.

なお、この電力制御端末40が制御対象とする各種装置は、必要に応じて省略することができる。例えば、ユーザーシステム4,4…ではその電力消費がスマートメーター41により測定されるが、需要家によっては発電設備及び蓄電設備を有するものもあれば、発電設備又は蓄電設備のいずれかの設備を有するもの、或いは発電・蓄電設備のいずれも備えずスマートメーター41だけが設けられ電力消費のみを行うものもある。また、電力プロシューマも電力消費をする立場にあるが、太陽光発電や蓄電池を備え、電力を供給する側にも位置することができる。 Note that various devices to be controlled by this power control terminal 40 can be omitted as necessary. For example, the power consumption of the user systems 4, 4... is measured by the smart meter 41, but some consumers have power generation equipment and power storage equipment, while others have either power generation equipment or power storage equipment. There are also smart meters 41 that are equipped with only a smart meter 41 without any power generation or power storage equipment, and which only consume electricity. Electricity prosumers are also in the position of consuming electricity, but they can also be equipped with solar power generation and storage batteries and also be in the position of supplying electricity.

通信ネットワーク3は、インターネットなど通信プロトコルTCP/IPを用いたIP網であって、種々の通信回線(電話回線やISDN回線、ADSL回線、光回線などの公衆回線、専用回線、WCDMA(登録商標)及びCDMA2000などの第3世代(3G)の通信方式、LTEなどの第4世代(4G)の通信方式、及び第5世代(5G)以降の通信方式等の他、Wifi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)などの無線通信ネットワーク)を相互に接続して構築される分散型の通信ネットワークである。このIP網には、10BASE-Tや100BASE-TX等によるイントラネット(企業内ネットワーク)や家庭内ネットワークなどのLANなども含まれる。 The communication network 3 is an IP network using the communication protocol TCP/IP such as the Internet, and includes various communication lines (telephone line, ISDN line, ADSL line, public line such as optical line, private line, WCDMA (registered trademark) In addition to third generation (3G) communication methods such as CDMA2000, fourth generation (4G) communication methods such as LTE, and fifth generation (5G) and later communication methods, Wifi (registered trademark), Bluetooth ( It is a distributed communication network constructed by interconnecting wireless communication networks such as (registered trademark). This IP network includes LANs such as intranets (corporate networks) and home networks based on 10BASE-T and 100BASE-TX.

(各装置の構成)
次いで、各装置の構成について説明する。なお、説明中で用いられる「モジュール」とは、装置や機器等のハードウェア、或いはその機能を持ったソフトウェア、又はこれらの組合せなどによって構成され、所定の動作を達成するための機能単位を示す。
(Configuration of each device)
Next, the configuration of each device will be explained. The term "module" used in the explanation refers to a functional unit that is composed of hardware such as devices and equipment, software that has the function, or a combination of these, and is used to achieve a predetermined operation. .

(1)ユーザーシステム4
ユーザーシステム4は、需要家や電力プロシューマが有する電力設備全般であり、電力を消費する単位でもある。需要家とは、電力の供給を受けて使用している電力設備に関する契約単位であり、契約電力が500kW以上の高圧大口需要家、50kW以上500kW未満の高圧小口需要家、一般家庭などの50kW未満の低圧需要家が含まれる。また、ユーザーシステム4は、発電や蓄電の設備を備える場合がある。発電の設備としては、例えば太陽光発電や風力発電等が挙げられる。このユーザーシステム4には、電力制御端末40と、実績データ生成部としてのスマートメーター41とが含まれる。また、電力を消費する設備としては、各種家電製品や工場設備、オフィス機器のみならず、電力制御装置(IoT機器)等の制御装置全般が含まれる。
(1) User system 4
The user system 4 is the entire power equipment owned by consumers and power prosumers, and is also a unit of power consumption. A consumer is a contract unit related to the power equipment that receives and uses electricity, and includes high-voltage large-scale consumers with a contracted power of 500kW or more, high-voltage small-scale consumers with a contracted power of 50kW or more and less than 500kW, and less than 50kW such as general households. This includes low-voltage consumers. Further, the user system 4 may include power generation and power storage equipment. Examples of power generation equipment include solar power generation and wind power generation. This user system 4 includes a power control terminal 40 and a smart meter 41 as a performance data generation section. Furthermore, equipment that consumes power includes not only various home appliances, factory equipment, and office equipment, but also control devices in general such as power control devices (IoT devices).

各需要家に設置される電力制御端末40は、需要家のユーザーシステム4内において実績データ生成部であるスマートメーター41よりも電気機器(蓄電池42、PV43,その他負荷441~44n)側に設置され、分電盤45に接続されてユーザーシステム4内で流通される電力に関する電力の電流、電圧、電力波形、周波数等が取得可能となっているとともに、各電気器、ユーザーシステム4(需要家)内に配置されたPV43や蓄電池42の発電や充放電を実際に制御する装置である。具体的に電力制御端末40は、通信機能やCPUを備えた情報処理端末であり、OS或いはファームウェア、各種アプリケーションソフトをインストールすることにより様々な機能が実装可能であり、本実施形態では、アプリケーションをインストールして実行することによって電力管理部として機能する。この情報処理端末としては、パーソナルコンピューターの他、例えば、スマートフォンや、機能を特化させた専用装置により実現することができ、タブレットPCやモバイルコンピューター、携帯電話機が含まれる。 The power control terminal 40 installed at each customer is installed closer to the electrical equipment (storage battery 42, PV 43, and other loads 441 to 44n) than the smart meter 41, which is the performance data generation unit, in the user system 4 of the customer. , it is possible to obtain the electric current, voltage, power waveform, frequency, etc. of the electric power connected to the distribution board 45 and distributed within the user system 4, and also to obtain the electric current, voltage, power waveform, frequency, etc. of each electric appliance and the user system 4 (customer). This is a device that actually controls the power generation and charging/discharging of the PV 43 and storage battery 42 located inside. Specifically, the power control terminal 40 is an information processing terminal equipped with a communication function and a CPU, and various functions can be implemented by installing an OS, firmware, and various application software. Once installed and executed, it functions as a power management unit. In addition to a personal computer, this information processing terminal can be realized by, for example, a smartphone or a dedicated device with specialized functions, and includes a tablet PC, a mobile computer, and a mobile phone.

スマートメーター41は、需要単位であるユーザーシステム内における発電・蓄電・電力消費を統括的に管理する実績データ生成部であり、需要家のユーザーシステム4内において、各需要家での電力消費を計測する他、ユーザーシステム内の他の設備、例えば蓄電池や太陽光発電による蓄電や発電も制御・管理し、需要家において各電力使用期間中に発電、蓄電又は消費した電力量を測定して実績データD1を生成し、定期的に電力制御端末40を経由して管理サーバー2に送出する。この実績データD1の送信は、通信ネットワーク3や電話回線、専用回線等を通じて管理サーバー2に対して行われる。なお、本実施形態では、実績データ生成部としてスマートメーター41を用いるが、本発明はこれに限定されず、例えば、電力制御端末40や、需要家内に配置された各種家電製品、工場設備、オフィス機器など、電力制御装置(IoT機器)等の制御装置を備えて自機の状態を実績データとして通信ネットワークに送信する機能を有する電子機器全般が含まれる。 The smart meter 41 is a performance data generation unit that comprehensively manages power generation, storage, and power consumption within the user system, which is a demand unit, and measures the power consumption of each customer within the user system 4 of the customer. In addition, it also controls and manages other equipment in the user system, such as storage and power generation by storage batteries and solar power generation, and measures the amount of power generated, stored, or consumed by consumers during each period of power use, and records actual results. D1 is generated and periodically sent to the management server 2 via the power control terminal 40. This performance data D1 is transmitted to the management server 2 through the communication network 3, telephone line, dedicated line, etc. In this embodiment, the smart meter 41 is used as the performance data generation unit, but the present invention is not limited to this. For example, the smart meter 41 is used as the performance data generation unit. This includes all electronic devices that are equipped with a control device such as a power control device (IoT device) and have a function of transmitting their own status as performance data to a communication network.

(2)管理サーバー2の構成
管理サーバー2は、電力管理サービスの提供業者が管理運用するサーバー装置であり、図7に示すように、通信インターフェース23と、認証部22と、学習実行部25と、外部情報データベース21aと、ユーザーデータベース21bと、実績管理データベース21cと、学習情報データベース21dと、外部情報管理部24、データ管理部26とを備えている。
(2) Configuration of management server 2 The management server 2 is a server device managed and operated by a power management service provider, and as shown in FIG. , an external information database 21a, a user database 21b, a track record management database 21c, a learning information database 21d, an external information management section 24, and a data management section 26.

通信インターフェース23は、通信ネットワーク3を通じて、他の通信機器とデータの送受信を行うモジュールであり、本実施形態では、本サービスを提供するために各電力制御端末40及びスマートメーター41、及び外部情報源5に接続されている。 The communication interface 23 is a module that transmits and receives data to and from other communication devices through the communication network 3. In this embodiment, in order to provide this service, the communication interface 23 is a module that transmits and receives data to and from other communication devices, and in order to provide this service, it connects each power control terminal 40, smart meter 41, and external information source. 5.

認証部22は、電力管理に係るアクセス者の正当性を検証するコンピューター或いはその機能を持ったソフトウェアであり、ユーザーを特定するユーザーIDに基づいて認証処理を実行する。本実施形態では、通信ネットワーク3を通じてアクセス者の端末装置からユーザーID及びパスワードを取得し、ユーザーデータベース21bを照合することによって、アクセス者にその権利があるか否かや、そのアクセス者が契約者であるか否かなどを確認する。 The authentication unit 22 is a computer or software having the function of verifying the legitimacy of an accesser related to power management, and executes authentication processing based on a user ID that identifies the user. In this embodiment, the user ID and password are acquired from the accesser's terminal device through the communication network 3, and checked against the user database 21b to determine whether the accesser has the right or not, and whether the accesser is a subscriber. Check to see if it is.

学習実行部25は、通信ネットワーク3を通じて、各ユーザーシステム4に備えられたAIの機械学習を実行するモジュールであり、本実施形態では、学習履歴管理部25a及びシステム連携部25bを備えている。 The learning execution unit 25 is a module that executes AI machine learning provided in each user system 4 through the communication network 3, and in this embodiment includes a learning history management unit 25a and a system cooperation unit 25b.

学習履歴管理部25aは、各ユーザーシステム4側で実行された学習の履歴である学習履歴データを生成するモジュールである。システム連携部25bは、各ユーザーシステム4側の電力制御端末40と、協働して機械学習処理を進めるモジュールである。学習実行部25は、このシステム連携部25bを通じて各電力制御端末40と連携をとることによって、AIによる機械学習を管理する。 The learning history management unit 25a is a module that generates learning history data that is a history of learning performed on each user system 4 side. The system cooperation unit 25b is a module that cooperates with the power control terminal 40 of each user system 4 to advance machine learning processing. The learning execution unit 25 manages machine learning using AI by coordinating with each power control terminal 40 through the system coordination unit 25b.

外部情報管理部24は、通信ネットワーク3上に分散配置された各外部情報源5から情報を収集するモジュールである。具体的に外部情報管理部24は、情報収集部24aと、相関抽出部24bと、相関情報提供部24cとを備えている。 The external information management unit 24 is a module that collects information from external information sources 5 distributed over the communication network 3. Specifically, the external information management section 24 includes an information collection section 24a, a correlation extraction section 24b, and a correlation information provision section 24c.

外部情報データベース21aは、収集された外部情報を分類して蓄積する記憶装置であり、各外部情報と、その種別や時間情報、キーワード等の付加情報とを紐付けて蓄積する。ユーザーデータベース21bは、各需要家のユーザーや、アグリゲーター等の業者に関する情報を蓄積する記憶装置である。 The external information database 21a is a storage device that classifies and stores collected external information, and stores each external information in association with additional information such as its type, time information, and keywords. The user database 21b is a storage device that accumulates information regarding users of each consumer and businesses such as aggregators.

実績管理データベース21cは、発電所や需要家、アグリゲーター等の電力の授受に関係する者による実績データを収集し蓄積して管理する記憶装置である。各スマートメーターから受信した各実績データは、この実績管理データベースに蓄積され、学習実行部25における機械学習の用に供される。学習情報データベース21dは、各需要家における機械学習の実績を記録する記憶装置である。 The track record management database 21c is a storage device that collects, accumulates, and manages track record data from parties involved in the delivery and reception of power, such as power plants, consumers, and aggregators. Each performance data received from each smart meter is accumulated in this performance management database and used for machine learning in the learning execution unit 25. The learning information database 21d is a storage device that records machine learning results for each customer.

データ管理部26は、各需要家から実績データD1及び推定履歴D2を収集し解析することによって、学習用の教師データを生成するモジュールであり、このデータ管理部26による解析結果は、外部情報管理部24が解析した相関情報とともに、学習実行部25に入力され、機械学習の用に供される。具体的に、データ管理部26は、実績データ収集部26aと推定履歴収集部26bとを備えている。 The data management unit 26 is a module that generates training data for learning by collecting and analyzing performance data D1 and estimated history D2 from each customer, and the analysis results by this data management unit 26 are used for external information management. The correlation information analyzed by the unit 24 is input to the learning execution unit 25 and used for machine learning. Specifically, the data management section 26 includes a performance data collection section 26a and an estimated history collection section 26b.

(3)電力制御端末40
具体的に電力制御端末40は、図3に示すように、CPU402と、メモリ403と、入力インターフェース404と、ストレージ401と、出力インターフェース405と、通信インターフェース406とを備えている。なお、本実施形態では、これらの各デバイスは、CPUバス400を介して接続されており、相互にデータの受渡しが可能となっている。
(3) Power control terminal 40
Specifically, the power control terminal 40 includes a CPU 402, a memory 403, an input interface 404, a storage 401, an output interface 405, and a communication interface 406, as shown in FIG. Note that in this embodiment, each of these devices is connected via a CPU bus 400, and data can be exchanged with each other.

メモリ403及びストレージ401は、データを記録媒体に蓄積するとともに、これら蓄積されたデータを各デバイスの要求に応じて読み出す記憶装置であり、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)やソリッドステートドライブ(SSD)、メモリカード等により構成することができる。特に、本実施形態においてストレージ401は個別機器推定部である稼働電気機器特定部402dによる推定結果に基づいて個別機器の電源の状態を時系列で記録した推定履歴情報D2を記録するデータ記録部としての機能を果たすとともに、需要家内において実際に消費された電力に関する実消費電力情報D5を需要家内側で蓄積する実消費電力蓄積部としての機能も果たしている。 The memory 403 and the storage 401 are storage devices that store data in a recording medium and read out the stored data in response to requests from each device, such as a hard disk drive (HDD), solid state drive (SSD), It can be configured using a memory card or the like. In particular, in this embodiment, the storage 401 functions as a data recording unit that records estimation history information D2 that records the power status of individual equipment in chronological order based on the estimation result by the operating electric equipment identification unit 402d, which is an individual equipment estimation unit. It also functions as an actual power consumption storage unit that stores, inside the consumer, actual power consumption information D5 regarding the power actually consumed within the consumer.

入力インターフェース404は、ユーザーシステム内に設置された各設備から制御信号を受信するモジュールであり、受信された制御信号はCPU402に伝えられ、OSや各アプリケーションによって処理される。他方、出力インターフェース405は、ユーザーシステム内に設置された各設備へ制御信号を出力するモジュールである。かかるユーザーシステム内に設置される各設備は、その需要家やプロシューマなどの形態によって異なり、例えば、需要家では、電力消費についてはスマートメーター41により測定され、発電・蓄電については、太陽光発電及び蓄電設備の両方を有するものもあれば、太陽光発電又は蓄電池のいずれかの設備を有するもの、発電・蓄電設備のいずれも備えないものもある。また、プロシューマでは、電力消費をスマートメーター41により計測し、太陽光発電(PV)42や蓄電池42に対する制御信号が入出力される。 The input interface 404 is a module that receives control signals from each piece of equipment installed in the user system, and the received control signals are transmitted to the CPU 402 and processed by the OS and each application. On the other hand, the output interface 405 is a module that outputs control signals to each facility installed in the user system. Each equipment installed in such a user system differs depending on the type of consumer or prosumer. For example, in a consumer, power consumption is measured by a smart meter 41, and power generation and storage is measured by solar power generation and Some have both power storage equipment, some have either solar power generation or storage battery equipment, and some have neither power generation nor power storage equipment. Furthermore, in the prosumer, power consumption is measured by a smart meter 41, and control signals for photovoltaic power generation (PV) 42 and storage battery 42 are input and output.

通信インターフェース406は、他の通信機器とデータの送受信を行うモジュールであり、通信方式としては、例えば、電話回線やISDN回線、ADSL回線、光回線などの公衆回線、専用回線、WCDMA(登録商標)及びCDMA2000などの第3世代(3G)の通信方式、LTEなどの第4世代(4G)の通信方式、及び第5世代(5G)以降の通信方式等の他、Wifi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)などの無線通信ネットワークが含まれる。通信インターフェース406は、スマートメーター41 The communication interface 406 is a module that sends and receives data to and from other communication devices, and the communication methods include, for example, public lines such as telephone lines, ISDN lines, ADSL lines, and optical lines, private lines, and WCDMA (registered trademark). In addition to third generation (3G) communication methods such as CDMA2000, fourth generation (4G) communication methods such as LTE, and fifth generation (5G) and later communication methods, Wifi (registered trademark), Bluetooth ( wireless communication networks such as (registered trademark). The communication interface 406 is connected to the smart meter 41

CPU402は、各部を制御する際に必要な種々の演算処理を行う装置であり、各種プログラムを実行することにより、CPU11上に仮想的に各種モジュールを構築する。このCPU402上では、OS(Operating System)が起動・実行されており、このOSによって各電力制御端末40の基本的な機能が管理・制御されている。また、このOS上では種々のアプリケーションが実行可能になっており、CPU402でOSプログラムが実行されることによって、種々の機能モジュールがCPU上に仮想的に構築される。 The CPU 402 is a device that performs various arithmetic operations necessary to control each section, and virtually constructs various modules on the CPU 11 by executing various programs. An OS (Operating System) is started and executed on this CPU 402, and the basic functions of each power control terminal 40 are managed and controlled by this OS. Furthermore, various applications can be executed on this OS, and by executing the OS program on the CPU 402, various functional modules are virtually constructed on the CPU.

本実施形態では、CPU402上でブラウザソフトを実行することによって、このブラウザソフトを通じて、システム上の情報を閲覧したり、情報を入力したりできるようになっている。詳述すると、このブラウザソフトは、Webページを閲覧するためのモジュールであり、通信ネットワーク3を通じて管理サーバー2からHTML(HyperText Markup Language)ファイルや画像ファイル、音楽ファイルなどをダウンロードし、レイアウトを解析して表示・再生する。このブラウザソフトにより、フォームを使用してユーザーがデータをWebサーバーに送信したり、JavaScript(登録商標)やFlash、及びJava(登録商標)などで記述されたアプリケーションソフトを動作させたりすることも可能であり、このブラウザソフトを通じて、各ユーザーは、管理サーバー2が提供する電力管理サービスを利用することができる。 In this embodiment, by executing browser software on the CPU 402, it is possible to view information on the system and input information through the browser software. To be more specific, this browser software is a module for viewing web pages, and downloads HTML (HyperText Markup Language) files, image files, music files, etc. from the management server 2 through the communication network 3, and analyzes the layout. to display and play. This browser software also allows users to send data to a web server using forms, and to run application software written in JavaScript (registered trademark), Flash, Java (registered trademark), etc. Through this browser software, each user can use the power management service provided by the management server 2.

図4に示すように、CPU402上には、入力インターフェース404を通じて需要家内の負荷441~44nの稼動状況を検出するための実消費電力管理モジュールとして、総電力使用量取得部402aと、電力波形情報取得部402bと、時間変動算出部402cとを備えている。また、需要家内で稼動中の電気機器を特定して、消費電力の予測を行うためのモジュールとして、稼動電気機器特定部402dと、尤度推定部402eと、電力予測部402fとを備えている。また、電力予測部402fに対して機械学習を行わせるためのモジュールとして、学習部402gを有している。そして、需要家に配置されたPV43や蓄電池42の発電や充放電を実際に制御するモジュールとして充放電制御部402hを備えている。 As shown in FIG. 4, the CPU 402 includes a total power usage acquisition unit 402a and power waveform information as an actual power consumption management module for detecting the operating status of the loads 441 to 44n in the consumer through the input interface 404. It includes an acquisition section 402b and a time variation calculation section 402c. Further, as a module for identifying electrical equipment in operation within a consumer and predicting power consumption, it includes an operating electrical equipment identification unit 402d, a likelihood estimation unit 402e, and a power prediction unit 402f. . Furthermore, a learning unit 402g is provided as a module for causing the power prediction unit 402f to perform machine learning. A charging/discharging control unit 402h is provided as a module that actually controls power generation and charging/discharging of the PV 43 and the storage battery 42 located in the consumer.

総電力使用量取得部402aは、入力インターフェース404を介し、分電盤45に接続されてユーザーシステム4内で流通される電力に関する電力の電流、電圧等を計測し取得するモジュールであり、電力波形情報取得部402bは、分電盤45を通じてユーザーシステム4内で流通される電力に関する電力の波形や周波数を計測し取得するモジュールである。時間変動算出部402cは、総電力使用量取得部402aで計測された総消費電力の時間的変動を算出するモジュールである。総電力使用量取得部402a,電力波形情報取得部402b及び時間変動算出部402cによって、実消費電力蓄積部である実消費電力管理モジュールが構成され、総電力使用量取得部402a,電力波形情報取得部402b及び時間変動算出部402cによって得られた各種情報は、実際に消費された電力に関する実消費電力情報D5としてストレージ401に蓄積される。この実消費電力情報D5は、推定履歴情報D2とともに電力予測部402fの人工知能を学習させる教師データとして用いられる。 The total power consumption acquisition unit 402a is a module that is connected to the distribution board 45 via the input interface 404 and measures and acquires the current, voltage, etc. of power related to the power distributed within the user system 4, and the power waveform. The information acquisition unit 402b is a module that measures and acquires the waveform and frequency of power related to the power distributed within the user system 4 through the distribution board 45. The temporal variation calculation unit 402c is a module that calculates the temporal variation in the total power consumption measured by the total power consumption acquisition unit 402a. The total power usage acquisition unit 402a, the power waveform information acquisition unit 402b, and the time fluctuation calculation unit 402c constitute an actual power consumption management module that is an actual power consumption storage unit. Various information obtained by the unit 402b and the time variation calculation unit 402c are accumulated in the storage 401 as actual power consumption information D5 regarding the actually consumed power. This actual power consumption information D5 is used together with the estimated history information D2 as training data for learning the artificial intelligence of the power prediction unit 402f.

稼動電気機器特定部402dは、需要家内において実績データ生成部であるスマートメーター41よりも電気機器(負荷)側に設置され、スマートメーター41によって需要家単位で測定され、時間変動算出部402cで算出された総消費電力の時間的変動を分析して、需要家内で稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定する個別機器推定部としての機能を果たすモジュールである。また、稼動電気機器特定部402dは、生成した推定結果の履歴である推定履歴D2を、特定の期間を表す情報と関連付けてストレージ401に記憶する。この稼働電気機器特定部402dによる推定の尤度については、尤度推定部402eによって検証される。 The operating electrical equipment identification unit 402d is installed closer to the electrical equipment (load) than the smart meter 41, which is the performance data generation unit, within the consumer, and is measured for each consumer by the smart meter 41, and calculated by the time fluctuation calculation unit 402c. This module functions as an individual equipment estimator that analyzes the temporal fluctuations in the total power consumption and estimates the individual equipment operating within the customer and the individual power consumption that is the power consumption thereof. Further, the operating electrical equipment identifying unit 402d stores an estimation history D2, which is a history of the generated estimation results, in the storage 401 in association with information representing a specific period. The likelihood estimated by the operating electrical equipment identification unit 402d is verified by the likelihood estimation unit 402e.

ここで、仮想した個別機器とは、住宅内に実際に存在する電気機器の1つ1つであってもよく、推定分解電力の大きさに対応した仮想上の電気機器であってもよい。例えば、総電力測定装置300により測定された総消費電力がある周期において50W上昇している場合、50Wの消費電力を有する電気機器(具体的な機器を特定する必要はない)が稼動したと分析する。また、スマートメーター41により測定された総消費電力がある周期において100W下降している場合、100Wの消費電力を有する電気機器が停止したと分析する。すなわち、この場合における仮想した個別機器とは、推定分解電力50Wの電気機器、推定分解電力100Wの電気機器をいう(以下、これらを個別機器[50W]、個別機器[100W]などと表記する)。 Here, the virtual individual devices may be each of the electrical devices actually existing in the house, or may be virtual electrical devices corresponding to the magnitude of the estimated decomposed power. For example, if the total power consumption measured by the total power measurement device 300 increases by 50W in a certain period, it is analyzed that an electrical device (there is no need to specify the specific device) with a power consumption of 50W has been operated. do. Further, if the total power consumption measured by the smart meter 41 decreases by 100W in a certain period, it is analyzed that the electrical equipment having the power consumption of 100W has stopped. That is, the virtual individual devices in this case refer to electrical devices with an estimated decomposition power of 50 W, and electrical devices with an estimated decomposition power of 100 W (hereinafter, these will be referred to as individual devices [50 W], individual devices [100 W], etc.). .

また、分析の対象とする特定の期間とは、個別住宅での電気機器の使用パターン(1日の使用パターン、週間の使用パターンなど)をカバーする期間であり、例えば、季節ごとに3~7日周期とするなどが挙げられる。また、電源状態パラメータを算出する所定の時間単位とは、1日を複数の時間帯に分けたものであり、例えば、家庭内の1日の電力使用パターンを考慮して、朝、昼、夕方、夜の4個の時間帯とすることが可能である。なお、これは一例に過ぎない。例えば、所定の時間単位を1時間としてもよいし、それより短い時間単位としてもよい。或いは、所定の時間単位を1日よりも長い単位、例えば数日としてもよい。要は、どのくらいの粒度で将来の総消費電力を予測したいかに応じて、所定の時間単位を決めればよい。 In addition, the specific period targeted for analysis is a period that covers the usage pattern of electrical equipment in individual homes (daily usage pattern, weekly usage pattern, etc.), and for example, 3 to 7 days per season. Examples include making it a daily cycle. In addition, the predetermined time unit for calculating power status parameters is one that divides one day into multiple time periods, such as morning, noon, and evening, taking into account the daily power usage pattern in the household. , night and four time periods. Note that this is just an example. For example, the predetermined time unit may be one hour or may be a shorter time unit. Alternatively, the predetermined time unit may be longer than one day, for example, several days. In short, the predetermined time unit can be determined depending on how much granularity one wants to predict future total power consumption.

さらに稼動電気機器特定部402dは、総電力使用量取得部402aにより取得され総消費電力に対し、ストレージ401に記憶された機器リストT1を利用して、各個別機器の電源オン状態を推定する。また、稼動電気機器特定部402dは、総電力使用量取得部402aにより取得された総消費電力に対して機器リストを適用することによって、実時間の総消費電力から予測開始時点での個別機器の稼動台数を推定する。 Further, the operating electrical equipment identification unit 402d estimates the power-on state of each individual equipment using the equipment list T1 stored in the storage 401 with respect to the total power consumption acquired by the total power consumption acquisition unit 402a. In addition, the operating electrical equipment identification unit 402d applies the equipment list to the total power consumption acquired by the total power usage acquisition unit 402a, thereby determining the individual equipment at the time of prediction start from the total power consumption in real time. Estimate the number of machines in operation.

電力予測部402fは、学習部402gにより生成された学習データを用いて、将来の予測したい期間(予測期間)における個別機器の消費電力(以下、個別消費電力という)を予測するモジュールである。 The power prediction unit 402f is a module that uses the learning data generated by the learning unit 402g to predict the power consumption of individual devices (hereinafter referred to as individual power consumption) in a desired future period (prediction period).

詳述すると、電力予測部402fは、仮想した個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定することによって機器リストT1を得るとともに、この機器リストT1を用いて個別機器の稼動台数を推定し、この推定結果をもとに個別機器の電源の状態を表す電源状態パラメータを所定の時間単位で算出することにより、個別機器の消費電力に関する学習データを生成する。また、電力予測部402fは、ストレージ401に記録された推定履歴情報D2を用いて、実時間で測定された総消費電力について実時間の総消費電力から予測開始時点での個別機器の稼動台数を推定するとともに、予測期間に対応する期間の電源状態パラメータを用いて、予測開始時点からの予測期間における個別消費電力の推移を予測する個別電力予測部としての機能も果たす。 Specifically, the power prediction unit 402f obtains a device list T1 by estimating virtual individual devices and their individual power consumption, and estimates the number of operating individual devices using this device list T1. Then, based on this estimation result, a power state parameter representing the power state of the individual device is calculated in a predetermined time unit, thereby generating learning data regarding the power consumption of the individual device. Further, the power prediction unit 402f uses the estimated history information D2 recorded in the storage 401 to calculate the number of operating individual devices at the time of starting prediction from the total power consumption measured in real time. It also functions as an individual power prediction unit that predicts the transition of individual power consumption during the prediction period from the prediction start point using the power state parameters of the period corresponding to the prediction period.

さらに、電力予測部402fは、総電力使用量取得部402a及び電力波形情報取得部402bにより実時間で測定された総消費電力及び電力波形等に対して、時間変動算出部402cによりこれらの時間変動を算出させる。そして、予測期間に対応する期間に関してストレージ401に記憶された機器リストT1(仮想した個別機器とその個別消費電力)を適用することによって、実時間の総消費電力から予測開始時点での個別機器の稼動台数を推定する。そして、電力予測部402fは、予測期間に対応する期間について電源状態パラメータを用い、上記予測開始時点からの予測期間における個別消費電力の推移を予測する。 Furthermore, the power prediction unit 402f uses a time fluctuation calculation unit 402c to calculate time fluctuations in the total power consumption and power waveforms measured in real time by the total power consumption acquisition unit 402a and the power waveform information acquisition unit 402b. Let them calculate. Then, by applying the device list T1 (virtual individual devices and their individual power consumption) stored in the storage 401 for the period corresponding to the prediction period, the total power consumption of the individual devices at the start of the prediction is calculated based on the total power consumption in real time. Estimate the number of machines in operation. Then, the power prediction unit 402f uses the power state parameter for a period corresponding to the prediction period to predict the transition of individual power consumption during the prediction period from the prediction start point.

また、本実施形態において電力予測部402fは、稼動電気機器特定部402dにより予測された予測期間における個別消費電力の推移をもとに、当該予測期間における総消費電力の推移を予測する。具体的には、電力予測部402fは、稼動電気機器特定部402dにより予測された予測期間の各時刻における個別消費電力をそれぞれの時刻ごとに合計することにより、当該予測期間における総消費電力の推移を予測する。 Furthermore, in the present embodiment, the power prediction unit 402f predicts the transition in the total power consumption during the prediction period based on the transition in the individual power consumption during the prediction period predicted by the operating electrical equipment identification unit 402d. Specifically, the power prediction unit 402f sums up the individual power consumption at each time in the prediction period predicted by the operating electrical equipment identification unit 402d, thereby calculating the change in the total power consumption in the prediction period. Predict.

充放電制御部402hは、出力インターフェース405を通じてPV43や蓄電池42に対して発電や充放電を制御する他、例えば、電力予測部402fにより予測された総消費電力をユーザーに通知する機能も備えている。又は、電力予測部402fにより予測された総消費電力がしきい値を超える場合に、どの時間帯にどの程度しきい値を超えるかの情報を含めて、警告メッセージを通知するようにしてもよい。 The charge/discharge control unit 402h controls power generation and charging/discharging of the PV 43 and the storage battery 42 through the output interface 405, and also has a function of notifying the user of the total power consumption predicted by the power prediction unit 402f, for example. . Alternatively, when the total power consumption predicted by the power prediction unit 402f exceeds a threshold, a warning message may be notified including information on which time period and to what extent the threshold will be exceeded. .

(4)AI学習
ここで学習部402gについて詳述する。図5及び図6は、学習部402gの構成を示すブロック図である。学習部402gは、電力予測部402fの人工知能であるディープラーニング認識部402iが適正な判定をするように学習させるモジュールであり、本実施形態では、情報収集部24aによって収集された実績データD1や推定履歴D2、外部情報D3、相関情報D4から教師データを生成し、この教師データに基づいてディープラーニング認識部402iを学習させる。
(4) AI Learning Here, the learning section 402g will be explained in detail. 5 and 6 are block diagrams showing the configuration of the learning section 402g. The learning unit 402g is a module that allows the deep learning recognition unit 402i, which is the artificial intelligence of the power prediction unit 402f, to learn to make appropriate judgments. Teacher data is generated from the estimation history D2, external information D3, and correlation information D4, and the deep learning recognition unit 402i is caused to learn based on this teacher data.

学習部402gは、ディープラーニング認識部402iに対し、入力された実績データD1や推定履歴D2について、ディープラーニング認識部402iによる判定結果である推定履歴と実績データとを対比する比較部としての役割を果たす。具体的にこの学習部402gは、ディープラーニング認識部402iに教師データとして入力された同一事象(対象需要家、機器、発生時刻等)についての判定結果D77と、そのとき実際に制御された実績データD1とを対比し、その対比した結果が一致するかどうか、異なるとすればどの選択肢が誤っていたかを確認することによって、電力予測した際に電力予測部402fが選択した各種選択肢の正当性を帰納法的に検証し、電力予測部402fに対してフィードバックする。 The learning unit 402g serves as a comparison unit that compares the estimated history, which is the determination result by the deep learning recognition unit 402i, with the actual data regarding the input performance data D1 and estimated history D2 for the deep learning recognition unit 402i. Fulfill. Specifically, the learning unit 402g uses the judgment result D77 regarding the same event (target customer, equipment, time of occurrence, etc.) input as training data to the deep learning recognition unit 402i, and the actual control result data at that time. The validity of the various options selected by the power prediction unit 402f when predicting the power can be verified by comparing the results with D1 and checking whether the comparison results match, and if so, which option was incorrect. It is verified inductively and fed back to the power prediction unit 402f.

ディープラーニング認識部402iは、いわゆるディープラーニング(深層学習)により、判定を行うモジュールであり、電力管理する際の各種選択肢を自動設定するための学習データ(教師データ)として機能検証に利用する。具体的には、ディープラーニング認識部402iでは、所定のディープラーニングのアルゴリズムに従って、各推定履歴D2と実績データD1との相関、及び外部情報D3及び相関情報D4を解析し、その解析結果であるディープラーニング認識結果(価格予測AIモデル)を電力予測部402fに設定する。 The deep learning recognition unit 402i is a module that performs determination using so-called deep learning, and is used for functional verification as learning data (teacher data) for automatically setting various options for power management. Specifically, the deep learning recognition unit 402i analyzes the correlation between each estimation history D2 and the actual data D1, as well as the external information D3 and the correlation information D4, according to a predetermined deep learning algorithm, and analyzes the deep The learning recognition result (price prediction AI model) is set in the power prediction unit 402f.

ディープラーニング認識部402iに実装されたアルゴリズムとしては、本実施形態では、ニューラルネットワークの多層化、特に3層以上のものを備え、人間の脳のメカニズムを模倣した学習及び認識システムである。この認識システムに画像等のデータを入力すると、第1層から順番にデータが伝搬され、後段の各層で順番に学習が繰り返される。この過程では画像内部の特徴量が自動で計算される。 In this embodiment, the algorithm implemented in the deep learning recognition unit 402i is a learning and recognition system that includes a multi-layered neural network, particularly three or more layers, and imitates the mechanism of the human brain. When data such as images is input to this recognition system, the data is propagated in order from the first layer, and learning is repeated in order in each subsequent layer. In this process, the features inside the image are automatically calculated.

この特徴量とは問題の解決に必要な本質的な変数であり、特定の概念を特徴づける変数である。ディープラーニング認識部402iにおいても、実績データD1、推定履歴D2、外部情報D3、及び相関情報D4が入力されて、これらのデータ中の特徴点を階層的に複数抽出し、抽出された特徴点の階層的な組合せパターンによりパターンを認識する。この認識処理の概要を図6に示す。同図に示すように、ディープラーニング認識部402iの認識機能モジュールは、多クラス識別器であり、複数の事象が設定され、複数の物体の中から特定の特徴点を含むオブジェクトである特徴ベクトル702(ここでは、例えば「家電機器Aのオン/オフ」)を検出する。この認識機能モジュールは、入力ユニット(入力層)707、第1重み係数708、隠れユニット(隠れ層)709、第2重み係数710、及び出力ユニット(出力層)711を有する。 This feature quantity is an essential variable necessary for solving a problem, and a variable that characterizes a specific concept. The deep learning recognition unit 402i also inputs performance data D1, estimation history D2, external information D3, and correlation information D4, extracts a plurality of feature points from these data hierarchically, and calculates the extracted feature points. Recognize patterns using hierarchical combination patterns. An outline of this recognition process is shown in FIG. As shown in the figure, the recognition function module of the deep learning recognition unit 402i is a multi-class classifier, in which a plurality of events are set and a feature vector 702 is an object that includes a specific feature point from among a plurality of objects. (Here, for example, "on/off of home appliance A") is detected. This recognition function module has an input unit (input layer) 707, a first weighting factor 708, a hidden unit (hidden layer) 709, a second weighting factor 710, and an output unit (output layer) 711.

このとき入力ユニット707には複数個の特徴ベクトル702が入力される。第1重み係数708は、入力ユニット707からの出力に重み付けする。隠れユニット709は、入力ユニット707からの出力と第1重み係数708との線形結合を非線形変換する。第2重み係数710は隠れユニット709からの出力に重み付けをする。出力ユニット711は、各クラス(例えば、使用機器、使用状態等)の識別確率を算出する。ここでは出力ユニット711を3つ示すが、これに限定されない。出力ユニット711の数は、パターン識別器が検出可能な事象の数と同じである。出力ユニット711の数を増加させることによって、認識可能な機器種別等の事象識別器が検出可能な事象が増加する。 At this time, a plurality of feature vectors 702 are input to the input unit 707. A first weighting factor 708 weights the output from input unit 707 . The hidden unit 709 non-linearly transforms the linear combination of the output from the input unit 707 and the first weighting coefficient 708 . A second weighting factor 710 weights the output from hidden unit 709. The output unit 711 calculates the identification probability of each class (for example, equipment used, usage status, etc.). Although three output units 711 are shown here, the present invention is not limited to this. The number of output units 711 is the same as the number of events that the pattern identifier can detect. By increasing the number of output units 711, the number of events that can be detected by the event identifier, such as recognizable device types, increases.

具体的に、学習部402gは、項目抽出部402jと、教師データ作成部402kと、キーワード処理部402lとを備えている。項目抽出部402jは、ディープラーニング認識を行うために、認識対象となる実施データや外部情報などの中の文字列や数値の領域分割(セグメンテーション)を行うモジュールである。詳述すると、ディープラーニング認識を行うためには、実施データ及び推定情報中の特定の項目や関連キーワードを抽出する必要があり、電力管理に影響する各種事象に対応している。 Specifically, the learning section 402g includes an item extraction section 402j, a teacher data creation section 402k, and a keyword processing section 402l. The item extraction unit 402j is a module that performs segmentation of character strings and numerical values in implementation data, external information, etc. to be recognized, in order to perform deep learning recognition. Specifically, in order to perform deep learning recognition, it is necessary to extract specific items and related keywords from the implementation data and estimation information, and corresponds to various events that affect power management.

キーワード処理部402lは、各々のキーワードと特定の情報ソース(領域分割された文字列や数値)との関連付けを行うモジュールである。この関連付けには、特定の情報ソースに関連付けられた特定のキーワードに対して関連する情報(メタデータ)を注釈として付与することであり、XML等の記述言語を用いてメタデータをタグ付けし、多様な情報を「情報の意味」と「情報の内容」に分けて記述する。 The keyword processing unit 402l is a module that associates each keyword with a specific information source (character string or numerical value divided into regions). This association involves annotating related information (metadata) to a specific keyword associated with a specific information source, and tagging the metadata using a description language such as XML. A variety of information is described by dividing it into "meaning of information" and "content of information."

(電力管理システムの動作)
以上説明した電力管理システムを動作させることによって、本発明の電力管理方法を実施することができる。図8は電力管理システムの動作を示すフロー図である。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換及び追加が可能である。
(Operation of power management system)
By operating the power management system described above, the power management method of the present invention can be implemented. FIG. 8 is a flow diagram showing the operation of the power management system. Note that the processing procedure described below is only an example, and each process may be changed as much as possible. Further, regarding the processing procedure described below, steps can be omitted, replaced, or added as appropriate depending on the embodiment.

図8に示すように、需要家側のユーザーシステム4内では、常時、システム内で発電、蓄電又は消費されている電力を計測している(S101)。この電力の計測では、電力波形の時間的変動も計測され、随時記録されている。一方、管理サーバー側では、この需要家側での消費電力計測に併せて、外部情報の収集及び分類を常時行っている(S201)。そして、周期的に、或いは所定量の情報が蓄積され次第、収集・分類された外部情報を各需要家側の電力制御端末40に提供する(S202)。この外部情報の提供を受けて、需要家側では、総消費電力の分析と個別消費電力との推定が行われる(S102)。 As shown in FIG. 8, the user system 4 on the consumer side constantly measures the power generated, stored, or consumed within the system (S101). In this power measurement, temporal fluctuations in the power waveform are also measured and recorded at any time. On the other hand, on the management server side, in addition to measuring the power consumption on the consumer side, external information is constantly collected and classified (S201). Then, periodically or as soon as a predetermined amount of information is accumulated, the collected and classified external information is provided to the power control terminal 40 on each customer side (S202). Upon receiving this external information, the consumer side analyzes the total power consumption and estimates the individual power consumption (S102).

具体的には、稼動電気機器特定部402dが、需要家単位で測定された総消費電力の時間的変動を分析して、ユーザーシステム4内で稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定する。この推定履歴情報を用いて、実時間で測定された総消費電力について、実時間の総消費電力から予測開始時点での個別機器の稼動台数を推定する。このとき、稼動電気機器特定部402dは、スマートメーター41で計測された電力波形及びその時間的な変化を分析し、周波数成分及び電力の変動パターンの特性を抽出することによって、稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力及びその継続時間を推定する。 Specifically, the operating electrical equipment identification unit 402d analyzes temporal fluctuations in the total power consumption measured for each consumer and identifies individual equipment operating within the user system 4 and its power consumption. Estimate power consumption. Using this estimation history information, the number of operating individual devices at the start of prediction is estimated from the total power consumption measured in real time. At this time, the operating electrical equipment identification unit 402d analyzes the power waveform and its temporal changes measured by the smart meter 41, and extracts the characteristics of the frequency components and power fluctuation patterns, thereby identifying the individual operating electrical equipment. Estimate the equipment, its individual power consumption, and its duration.

次いで、予測期間に対応する期間の電源状態パラメータを用いて、予測開始時点からの予測期間における個別消費電力の推移を予測するとともに、稼動電気機器特定部402dにより予測された予測期間における個別消費電力の推移に基づいて予測期間における総消費電力の推移を予測する(S103)。また、この稼動電気機器特定部402dによる推定結果に基づいて、個別機器の電源の状態を時系列で記録した推定履歴情報を記録する(S104)。 Next, using the power state parameters for the period corresponding to the prediction period, the transition of individual power consumption in the prediction period from the prediction start point is predicted, and the individual power consumption in the prediction period predicted by the operating electrical equipment identification unit 402d is predicted. The change in total power consumption during the prediction period is predicted based on the change in (S103). Furthermore, based on the estimation result by the operating electrical equipment specifying unit 402d, estimation history information is recorded in which the state of the power supply of the individual equipment is recorded in chronological order (S104).

このように予測された総消費電力の推移に基づいて、ユーザーシステム内の発電及び蓄電池の充放電を制御するDR制御を実行する(S105)。この電力制御では、推定された個別機器の特性や、過去の使用形態に基づいて、どの機器がどの程度の電力をその程度の時間だけ消費するかに基づいて、きめ細かな電力予測に基づいて蓄電池の充放電、太陽光発電のオン・オフが制御される。また、この電力制御では、いわゆる契約電力量を瞬間的に超えてしまうの回避させる制御いわゆる「ピークカット」が行われており、推定された個別機器の種類に応じて、どの機器がどの程度の時間、どの程度の電力を継続して使用するかを予測し、ピークが生じるようであれば、その間の蓄電を停止したり、或いは蓄電されていた電力を放電したりなどして、瞬間的に使用電力量が高くなるのを回避する。 Based on the transition of the total power consumption predicted in this way, DR control is executed to control power generation and charging/discharging of the storage battery in the user system (S105). This power control uses detailed power predictions to determine which devices will consume how much power and for how long, based on estimated characteristics of individual devices and past usage patterns. The charging and discharging of solar power and the on/off of solar power generation are controlled. In addition, in this power control, so-called "peak cut" is carried out to avoid instantaneously exceeding the contracted power amount, and depending on the estimated type of individual equipment, which equipment is Predict how much power will be used continuously, and if a peak occurs, stop storing power during that time or discharge the stored power, etc. Avoid high power consumption.

また、この電力制御の一環として、例えば、推定された電気器が使用中である場合に、契約電力のピークが発生しそうなときには、その機器の使用を控えたり、使用開始時間を変更するように勧めるなどのレコメンドメッセージを出力させるようにしてもよい。このレコメンドメッセージの出力は、需要家内にあるディスプレイに表示させたり、スマートスピーカーから音声で出力したり等の方法が挙げられる。また、電力制御端末を使用して蓄電池を利用した自動制御を行うことでもピークカットを実現できる。 In addition, as part of this power control, for example, if an estimated electrical appliance is in use and a peak in the contracted power is likely to occur, it is possible to refrain from using the appliance or change the start time of the appliance. A recommendation message such as a recommendation may be output. This recommendation message may be output by displaying it on a display inside the consumer, or outputting it as voice from a smart speaker, or the like. Peak cuts can also be achieved by using a power control terminal to perform automatic control using storage batteries.

この制御結果は実績データD1としてスマートメーター41で収集され、また、推定履歴情報はストレージ401に蓄積され(S106)、これらの実績データ及び推定履歴情報は、各ユーザーシステムからそれぞれ管理サーバー2へ送信され(S107)、管理サーバー2にて収集される(S203)。ここで収集された実績データと推定履歴情報について、外部情報と照合して、これらの相関関係を抽出して相関情報を生成する(S204)。 This control result is collected by the smart meter 41 as performance data D1, and estimated history information is accumulated in the storage 401 (S106), and these performance data and estimated history information are transmitted from each user system to the management server 2. (S107), and collected by the management server 2 (S203). The performance data and estimated history information collected here are compared with external information to extract correlations between them and generate correlation information (S204).

そして、収集された実績データ、推定履歴情報、相関情報及び外部情報に基づいて、教師データを生成し、前記電力予測部402fの人工知能を学習させるための機械学習を実行する(S108)。この機械学習による学習結果は学習履歴として更新される(S205)とともに、教師データとして各需要家の電力制御端末40に提供され、次回からの電力予測に反映される(S109)。 Then, based on the collected performance data, estimated history information, correlation information, and external information, teacher data is generated, and machine learning for learning the artificial intelligence of the power prediction unit 402f is executed (S108). The learning results by this machine learning are updated as a learning history (S205), and are provided to the power control terminal 40 of each customer as teacher data, and are reflected in the next power forecast (S109).

(作用・効果)
以上説明した本実施形態によれば、需要家のユーザーシステムなど、ローカルにおいて総消費電力の時間変動や、電力波形(周波数)を計測して分析し、ユーザー-システム内で稼動している個別機器とその消費電力を推定し、それぞれの個別機器の特性に基づいて、その後の総消費電力を予測する。このため、本実施形態によれば、スマートグリッドを利用した電力制御や、個別住宅又は小規模ビルなどの小単位の施設で消費される将来の電力の予測精度をローカル側で電力制御端末を使い自立的に行わせて、各需要家に個別的且つ短期的に生じる各需要家固有の状態変化をカバーできる。
(action/effect)
According to the present embodiment described above, the time fluctuations in total power consumption and the power waveform (frequency) are locally measured and analyzed, such as the user system of a consumer, and the individual devices operating within the user system are analyzed. and its power consumption, and predict the subsequent total power consumption based on the characteristics of each individual device. Therefore, according to the present embodiment, power control using a smart grid and prediction accuracy of future power consumed by small units of facilities such as individual homes or small buildings can be performed locally using a power control terminal. This can be done independently to cover changes in conditions specific to each consumer that occur individually and in a short period of time.

また、個別機器の推定履歴や、総消費電力の予測については、外部情報との相関も分析し、周波数成分及び電力の変動パターンの特性を抽出することによって、稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定し、機械学習を通じて次の予測処理に反映させることから、各需要家に固有の電力の消費パターンに応じて個別的な電力制御を実現することができ、さらに予測の精度を高めることができる。 In addition, regarding the estimation history of individual devices and the prediction of total power consumption, we also analyze the correlation with external information and extract the characteristics of frequency components and power fluctuation patterns. By estimating individual power consumption, which is electric power, and reflecting it in the next prediction process through machine learning, it is possible to realize individual power control according to the power consumption pattern unique to each consumer. Prediction accuracy can be improved.

D1…実績データ
D2…推定履歴
D3…外部情報
D4…相関情報
D77…判定結果
1…電力管理システム
2…管理サーバー
3…通信ネットワーク
4…ユーザーシステム
5…外部情報源
11…CPU
21a…外部情報データベース
21b…ユーザーデータベース
21c…実績管理データベース
21d…学習情報データベース
22…認証部
23…通信インターフェース
24…外部情報管理部
24a…情報収集部
24b…相関抽出部
24c…相関情報提供部
25…学習実行部
25a…学習履歴管理部
25b…システム連携部
26…データ管理部
26a…実績データ収集部
26b…推定履歴収集部
40…電力制御端末
41…スマートメーター
42…蓄電池
43…PV
400…CPUバス
401…ストレージ
402…CPU
402a…総電力使用量取得部
402b…電力波形情報取得部
402c…時間変動算出部
402d…稼動電気機器特定部
402e…尤度推定部
402f…電力予測部
402g…学習部
402h…充放電制御部
402i…ディープラーニング認識部
403…メモリ
404…入力インターフェース
405…出力インターフェース
406…通信インターフェース
441~44n…負荷
D1...Actual data D2...Estimation history D3...External information D4...Correlation information D77...Judgment result 1...Power management system 2...Management server 3...Communication network 4...User system 5...External information source 11...CPU
21a...External information database 21b...User database 21c...Achievement management database 21d...Learning information database 22...Authentication section 23...Communication interface 24...External information management section 24a...Information collection section 24b...Correlation extraction section 24c...Correlation information provision section 25 ...Learning execution unit 25a...Learning history management unit 25b...System cooperation unit 26...Data management unit 26a...Actual data collection unit 26b...Estimation history collection unit 40...Power control terminal 41...Smart meter 42...Storage battery 43...PV
400...CPU bus 401...Storage 402...CPU
402a...Total power consumption acquisition unit 402b...Power waveform information acquisition unit 402c...Time fluctuation calculation unit 402d...Operating electrical equipment identification unit 402e...Likelihood estimation unit 402f...Power prediction unit 402g...Learning unit 402h...Charging/discharging control unit 402i ...Deep learning recognition unit 403...Memory 404...Input interface 405...Output interface 406...Communication interface 441-44n...Load

Claims (6)

電力の消費単位である需要家内における電気機器の消費電力を管理する電力管理システムであって、
前記需要家内に設けられ、需要家内において発電又は消費した電力量を測定して実績データを生成する実績データ生成部と、
前記需要家内において前記実績データ生成部よりも前記電気機器側に設置され、需要家単位で測定された総消費電力の時間的変動を分析して、前記需要家内で稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定する個別機器推定部と、
前記個別機器推定部による推定結果に基づいて前記個別機器の電源の状態を時系列で記録した推定履歴情報を記録するデータ記録部と、
前記データ記録部により記録された推定履歴情報を用いて、実時間で測定された総消費電力について、前記実時間の総消費電力から予測開始時点での個別機器の稼動台数を推定するとともに、予測期間に対応する期間の電源状態パラメータを用いて、前記予測開始時点からの前記予測期間における個別消費電力の推移を予測する個別電力予測部と、
前記個別電力予測部により予測された前記予測期間における個別消費電力の推移をもとに、前記予測期間における総消費電力の推移を予測する電力予測部と
実際に消費された電力に関する実消費電力情報を蓄積する実消費電力蓄積部と、
前記実消費電力蓄積部に蓄積された実消費電力情報、及び前記データ記録部が記録した推定履歴情報を教師データとして、前記電力予測部の人工知能を学習させる学習部と
を備えたことを特徴とする電力管理システム。
A power management system that manages the power consumption of electrical equipment within a consumer, which is a unit of power consumption,
a performance data generation unit that is provided within the consumer and generates performance data by measuring the amount of electricity generated or consumed within the consumer;
In the consumer, the electrical equipment is installed closer to the electrical equipment than the performance data generation unit, and the temporal fluctuations in the total power consumption measured on a consumer basis are analyzed, and the individual equipment operating in the consumer and its an individual device estimation unit that estimates individual power consumption, which is power consumption;
a data recording unit that records estimation history information in which the state of the power supply of the individual equipment is recorded in chronological order based on the estimation result by the individual equipment estimation unit;
Using the estimated history information recorded by the data recording unit, the total power consumption measured in real time is estimated from the total power consumption in real time, and the number of individual devices in operation at the start of the prediction is calculated. an individual power prediction unit that predicts a transition in individual power consumption during the prediction period from the prediction start point using a power state parameter for a period corresponding to the period;
a power prediction unit that predicts a change in total power consumption in the prediction period based on a change in individual power consumption in the prediction period predicted by the individual power prediction unit ;
an actual power consumption storage unit that stores actual power consumption information regarding actually consumed power;
a learning unit that causes the artificial intelligence of the power prediction unit to learn using actual power consumption information stored in the actual power consumption storage unit and estimated history information recorded by the data recording unit as training data;
A power management system characterized by:
前記個別機器推定部は、電力波形及びその時間的な変化を分析し、周波数成分及び電力の変動パターンの特性を抽出することによって、稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定することを特徴とする請求項に記載の電力管理システム。 The individual equipment estimating unit analyzes the power waveform and its temporal changes, and extracts the frequency components and the characteristics of the power fluctuation pattern, thereby estimating the individual power consumption of the operating individual equipment and its power consumption. 2. The power management system according to claim 1 , wherein the power management system estimates . 電力の消費単位である需要家内における電気機器の消費電力を管理する電力管理方法であって、
前記需要家内に設けられた実績データ生成部が、需要家内において発電又は消費した電力量を測定して実績データを生成する実績データ生成ステップと、
前記需要家内において前記実績データ生成部よりも前記電気機器側に設置されたデータ記録部が、需要家単位で測定された総消費電力の時間的変動を分析して、前記需要家内で稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定し、この推定結果に基づいて前記個別機器の電源の状態を時系列で記録した推定履歴情報を記録するデータ記録ステップと、
個別電力予測部が、前記データ記録ステップで記録された推定履歴情報を用いて、実時間で測定された総消費電力について、前記実時間の総消費電力から予測開始時点での個別機器の稼動台数を推定するとともに、予測期間に対応する期間の電源状態パラメータを用いて、前記予測開始時点からの前記予測期間における個別消費電力の推移を予測する個別電力予測ステップと、
前記個別電力予測ステップで予測された前記予測期間における個別消費電力の推移をもとに、前記予測期間における総消費電力の推移を電力予測部が予測する総電力予測ステップと
実際に消費された電力に関する実消費電力情報を実消費電力蓄積部が蓄積する実消費電力蓄積ステップと、
前記実消費電力蓄積ステップで蓄積された実消費電力情報、及び前記データ記録ステップで記録した推定履歴情報を教師データとして、前記電力予測部の人工知能を学習させる学習ステップと
を含むことを特徴とする電力管理方法。
A power management method for managing the power consumption of electrical equipment within a consumer, which is a unit of power consumption,
a performance data generation step in which a performance data generation unit provided within the consumer measures the amount of electricity generated or consumed within the consumer and generates performance data;
A data recording unit installed within the consumer on a side closer to the electrical equipment than the performance data generating unit operates within the consumer by analyzing temporal fluctuations in total power consumption measured on a consumer-by-consumer basis. a data recording step of estimating the individual equipment and its individual power consumption, and recording estimated history information in which the state of the power supply of the individual equipment is recorded in chronological order based on the estimation result;
The individual power prediction unit uses the estimated history information recorded in the data recording step to calculate the number of operating individual devices at the time of starting prediction from the total power consumption measured in real time, based on the total power consumption measured in real time. an individual power prediction step of estimating the individual power consumption during the prediction period from the prediction start point using the power state parameters of the period corresponding to the prediction period;
a total power prediction step in which a power prediction unit predicts a change in total power consumption in the prediction period based on a change in individual power consumption in the prediction period predicted in the individual power prediction step ;
an actual power consumption accumulation step in which an actual power consumption accumulation section accumulates actual power consumption information regarding actually consumed power;
a learning step in which the artificial intelligence of the power prediction unit is trained using the actual power consumption information accumulated in the actual power consumption accumulation step and the estimated history information recorded in the data recording step as training data;
A power management method comprising:
前記データ記録ステップにおいて個別機器推定部は、電力波形及びその時間的な変化を分析し、周波数成分及び電力の変動パターンの特性を抽出することによって、稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定することを特徴とする請求項に記載の電力管理方法。 In the data recording step, the individual device estimator analyzes the power waveform and its temporal changes, and extracts the characteristics of frequency components and power fluctuation patterns, thereby estimating the operating individual devices and their power consumption. 4. The power management method according to claim 3 , further comprising estimating individual power consumption. 電力の消費単位である需要家内における電気機器の消費電力を管理する電力管理システムにおいて、
前記需要家内に設けられ需要家内において発電又は消費した電力量を測定して実績データを生成する実績データ生成部よりも前記電気機器側に設置されたコンピューターを、
前記需要家内において前記実績データ生成部よりも前記電気機器側に設置され、需要家単位で測定された総消費電力の時間的変動を分析して、前記需要家内で稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定する個別機器推定部と、
前記個別機器推定部による推定結果に基づいて前記個別機器の電源の状態を時系列で記録した推定履歴情報を記録するデータ記録部と、
前記データ記録部により記録された推定履歴情報を用いて、実時間で測定された総消費電力について、前記実時間の総消費電力から予測開始時点での個別機器の稼動台数を推定するとともに、予測期間に対応する期間の電源状態パラメータを用いて、前記予測開始時点からの前記予測期間における個別消費電力の推移を予測する個別電力予測部と、
前記個別電力予測部により予測された前記予測期間における個別消費電力の推移をもとに、前記予測期間における総消費電力の推移を予測する電力予測部と、
実際に消費された電力に関する実消費電力情報を蓄積する実消費電力蓄積部と、
前記実消費電力蓄積部に蓄積された実消費電力情報、及び前記データ記録部が記録した推定履歴情報を教師データとして、前記電力予測部の人工知能を学習させる学習部
として機能させることを特徴とする電力管理プログラム。
In a power management system that manages the power consumption of electrical equipment within a consumer, which is a unit of power consumption,
A computer installed on the electrical equipment side rather than a performance data generation unit that is installed in the consumer and measures the amount of electricity generated or consumed in the consumer and generates performance data,
In the consumer, the electrical equipment is installed closer to the electrical equipment than the performance data generation unit, and the temporal fluctuations in the total power consumption measured on a consumer basis are analyzed, and the individual equipment operating in the consumer and its an individual device estimation unit that estimates individual power consumption, which is power consumption;
a data recording unit that records estimation history information in which the state of the power supply of the individual equipment is recorded in chronological order based on the estimation result by the individual equipment estimation unit;
Using the estimated history information recorded by the data recording unit, the total power consumption measured in real time is estimated from the total power consumption in real time, and the number of individual devices in operation at the start of the prediction is calculated. an individual power prediction unit that predicts a transition in individual power consumption during the prediction period from the prediction start point using a power state parameter for a period corresponding to the period;
a power prediction unit that predicts a change in total power consumption in the prediction period based on a change in individual power consumption in the prediction period predicted by the individual power prediction unit ;
an actual power consumption storage unit that stores actual power consumption information regarding actually consumed power;
a learning unit that causes the artificial intelligence of the power prediction unit to learn using actual power consumption information stored in the actual power consumption storage unit and estimated history information recorded by the data recording unit as training data;
A power management program that is characterized by functioning as a power management program.
前記個別機器推定部は、電力波形及びその時間的な変化を分析し、周波数成分及び電力の変動パターンの特性を抽出することによって、稼動している個別機器とその消費電力である個別消費電力とを推定する機能を有することを特徴とする請求項に記載の電力管理プログラム。 The individual equipment estimating unit analyzes the power waveform and its temporal changes, and extracts the frequency components and the characteristics of the power fluctuation pattern, thereby estimating the individual power consumption of the operating individual equipment and its power consumption. 6. The power management program according to claim 5 , having a function of estimating .
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