WO2019181093A1 - 負荷推定装置および発電機 - Google Patents

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WO2019181093A1
WO2019181093A1 PCT/JP2018/044964 JP2018044964W WO2019181093A1 WO 2019181093 A1 WO2019181093 A1 WO 2019181093A1 JP 2018044964 W JP2018044964 W JP 2018044964W WO 2019181093 A1 WO2019181093 A1 WO 2019181093A1
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load
feature
power
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stored
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PCT/JP2018/044964
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涼 大島
信行 佐々木
充宏 伊藤
美緒 大島
佳大 松永
匠 ▲高▼田
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本田技研工業株式会社
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Publication date
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    • G04F1/00—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals without driving mechanisms, e.g. egg timers
    • G04F1/005—Apparatus which can be set and started to measure-off predetermined or adjustably-fixed time intervals without driving mechanisms, e.g. egg timers using electronic timing, e.g. counting means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers

Definitions

  • the present invention relates to a load estimation device for estimating a load connected to a power supply device such as a portable generator or a portable storage battery.
  • Patent Document 1 it is described that the operation state of an electric device is determined by causing a neural network to learn the fundamental wave and harmonics of the current and the operation state of the electric device.
  • Patent Document 2 it is described that it is determined whether or not the load is in an operating state by performing frequency analysis of a fundamental wave and a harmonic of a current.
  • Patent Document 1 an enormous number of pieces of test data are required for the neural network to learn.
  • Patent Document 1 does not specify the type of load. Since Patent Document 2 requires frequency analysis, the amount of computation is enormous. Also, Patent Document 2 does not specify the type of load. Therefore, an object of the present invention is to accurately estimate one or a plurality of loads by a simpler method.
  • the present invention is, for example, Measuring means for measuring voltage and current supplied to a load connected to the generator; A computing means for computing a characteristic value of the load from a measured value of voltage and a measured value of current measured by the measuring means; Storage means for pre-stored feature values for each load; Load estimation means for estimating a load connected to the generator based on the feature quantity calculated by the calculation means and the feature quantity stored in the storage means; Have The load estimation unit has a load registration mode in which a feature amount of a new load that is not stored in the storage unit is stored in the storage unit.
  • the figure explaining the structural example of an electric power supply apparatus The figure explaining the structural example of an electric power supply apparatus
  • the figure explaining the structural example of an electric power supply apparatus Block diagram illustrating a control circuit of a power supply device
  • Diagram explaining power data Flow chart showing load estimation method Flow chart showing load estimation processing including load registration
  • the power supply device is a device that can supply power to one or more loads (electrical devices).
  • the power supply device is, for example, an engine-driven generator, a storage battery, or an engine-driven generator with a storage battery.
  • the power supply device may be a portable power supply device.
  • the power supply device may be usable outdoors such as a campsite.
  • Such a power supply device is not supplied with power from a commercial AC power supply and is independent of the commercial AC power supply.
  • the engine-driven generator can supply power to the load only while fuel remains. If it is a storage battery, electric power can be supplied to the load only while the charge amount remains.
  • the rice cooker consumes much power during the rice cooking start period and consumes less power during the steaming period.
  • the typical electric energy required until a rice cooker starts rice cooking and is completed is known.
  • the electric kettle the amount of electric power required to boil a specified amount of water is known (a boiling point depending on the altitude may be further considered). Therefore, if the load can be estimated, it is possible to determine whether or not the electric device can achieve the main purpose (eg, typical work such as rice cooking and boiling) based on the remaining amount of fuel.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the power supply device 1.
  • the engine generator 2 is a generator that generates electricity by driving the generator with an engine that operates according to the fuel supplied from the fuel tank 15.
  • the fuel is, for example, gasoline, liquefied petroleum gas, hydrogen or the like.
  • the power supply circuit 3 is a circuit that converts the voltage generated by the engine generator 2 into predetermined alternating current or direct current.
  • the AC / DC circuit 4 includes a rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the alternating current generated by the engine generator 2.
  • the inverter circuit 5 is a circuit that converts direct current output from the AC / DC circuit 4 into stable alternating current having a predetermined frequency.
  • the measurement circuit 6 measures the alternating voltage and alternating current supplied to the load 17 connected to the AC outlet 7 and outputs the measurement result to the control circuit 11.
  • the AC outlet 7 may have a plurality of receptacles so that a plurality of loads 17 can be connected. Further, a power strip may be connected to the AC outlet 7, and a plurality of loads 17 may be connected to the power strip.
  • the DC / DC circuit 9 converts the level of the DC voltage output from the AC / DC circuit 4 and supplies an operating voltage to the control circuit 11 or the like, or outputs it from the DC outlet 10.
  • the control circuit 11 is a circuit that controls the power supply circuit 3, the communication circuit 12, the display device 13, and the like.
  • the communication circuit 12 is a circuit that communicates with a smartphone 18 and a PC (personal computer) 19 via a wired or wireless connection.
  • the PC 19 may be a server device connected to the Internet.
  • the display device 13 outputs information indicating the type of load, a continuous operation possible time, and the like to the user.
  • the display device 13 may have a touch panel type input device.
  • the remaining amount sensor 16 measures the remaining amount of fuel stored in the fuel tank 15 and outputs the measurement result to the control circuit 11.
  • the control circuit 11 calculates feature amounts of a plurality of loads based on the measurement results of the measurement circuit 6, and estimates a plurality of loads (types, names, etc.) based on the feature amounts.
  • the control circuit 11 determines the continuous operation possible time of the load based on the remaining amount of fuel and the power consumption of the load.
  • FIG. 2 shows a power supply device 1 that employs a storage battery 14 instead of the engine generator 2.
  • the storage battery 14 outputs a DC voltage such as 48 V to the inverter circuit 5 and the DC / DC circuit 9, for example.
  • the remaining amount sensor 16 measures the charge amount (Ah) of the storage battery 14 by monitoring the voltage [V] of the storage battery 14. In general, the amount of charge of the storage battery 14 and the voltage are correlated. The remaining amount sensor 16 converts the voltage of the storage battery 14 into a charge amount according to this correlation.
  • the control circuit 11 determines a time during which the load can be continuously operated (hereinafter, continuous operation time) based on the remaining amount of the storage battery and the power consumption of the load.
  • FIG. 3 shows the power supply device 1 having the engine generator 2 and the storage battery 14.
  • the remaining amount sensor 16 measures the remaining amount of fuel held in the fuel tank 15 and measures the charge amount of the storage battery 14.
  • the inverter circuit 5 converts the direct current generated by the AC / DC circuit 4 or the direct current supplied from the storage battery 14 into alternating current.
  • the charging circuit 8 charges the storage battery 14 based on the electric power generated by the engine generator 2.
  • the power supply device 1 shown in FIG. 3 can supply the power stored in the storage battery 14 to the load 17 even after the fuel runs out.
  • the control circuit 11 determines the continuous operation time of the load based on the remaining amount of fuel, the amount of charge, and the power consumption of the load.
  • the power supply circuit 3 the control circuit 11, the remaining amount sensor 16, the communication circuit 12, and the display device 13 form a load estimation device 100.
  • FIG. 4 shows the control circuit 11. The portion indicated by the broken line in FIG. 4 is optional.
  • the CPU 21 is a processor circuit (central processing unit) that controls the power supply device 1 according to a control program stored in the storage device 22.
  • the storage device 22 is a storage circuit having a nonvolatile memory (ROM: read-only memory), a volatile memory (RAM: random access memory), and the like.
  • the CPU 21 has a plurality of functions realized by executing a control program. These functions may be realized by a hardware circuit such as a DSP (digital signal processor) or FPGA (field programmable gate array).
  • the feature amount calculation unit 23 calculates feature amounts of a plurality of loads from the measured voltage value and the measured current value measured by the measurement circuit 6.
  • the feature amount is, for example, apparent power and power factor.
  • the power factor can be obtained by dividing the active power by the apparent power or can be obtained as the cosine (cos ⁇ ) of the phase difference between the voltage and the current. In the latter case, the measurement circuit 6 measures the phase difference ⁇ .
  • the feature amount may include a stabilization time that is a time required until a stable operation is performed after the load is activated, and a peak value of an activation current that flows through the load when the load is activated.
  • the storage device 22 stores feature amount data 26 and power data 27.
  • the feature amount data 26 is data that holds the type or name of the load and the feature amount of the load in association with each other.
  • the feature value data 26 has a feature value for each combination of two or more loads.
  • the load estimation unit 24 estimates a plurality of loads connected to the power supply device 1 based on the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 23 and the known feature amount stored in the storage device 22. .
  • the operation time calculation unit 25 determines the time during which the plurality of loads can be continuously operated (continuous operation time) based on the power consumption of the plurality of loads estimated by the load estimation unit 24 and the remaining amount of fuel and the amount of charge. .
  • the CPU 21 may display the continuous operation time on the display device 13, or may transmit the continuous operation time to an external information processing device (communication terminal) through the communication circuit 12 to be displayed on the display of the external information processing device.
  • the power data 27 may include the rated power consumption for each load and the amount of power required to achieve the main purpose for each load.
  • the load number acquisition unit 28 acquires the number of loads connected to the AC outlet 7. The number of loads may be input by the user through the information processing apparatus, or the number of loads may be specified in accordance with the time change of the current output from the AC outlet 7.
  • FIG. 5 shows a feature amount map constituting a part of the feature amount data 26.
  • the apparent power and the power factor are exemplified as the feature amount.
  • the coordinates of the feature amount of a single load and the coordinates of the feature amount corresponding to a combination of two or more loads are shown by dots.
  • the feature coordinate dots corresponding to combinations of three or more loads are omitted because the feature map becomes complicated to illustrate.
  • the feature amount C1 indicates the feature amount of only the lighting fixture.
  • the feature amount C2 indicates the feature amount of only the rice cooker.
  • a feature amount C4 indicates a feature amount of only the compressor.
  • a feature amount C5 indicates a feature amount of only the electric kettle.
  • a feature amount C6 indicates a feature amount of only the heater.
  • a feature value C7 indicates a feature value of only the dryer.
  • a feature amount C12 indicates a feature amount for a combination of a lighting fixture and a rice cooker.
  • a feature amount C14 indicates a feature amount for a combination of a lighting fixture and a compressor.
  • a feature amount C15 indicates a feature amount for a combination of a lighting fixture and an electric kettle.
  • a feature amount C16 indicates a feature amount for a combination of a lighting fixture and a heater.
  • a feature amount C17 indicates a feature amount for a combination of a lighting fixture and a dryer.
  • a feature amount C24 indicates a feature amount for a combination of a rice cooker and a compressor.
  • a feature amount C25 indicates a feature amount of a combination of a rice cooker and an electric kettle.
  • a feature amount C26 indicates a feature amount of a combination of a rice cooker and a heater.
  • a feature amount C27 indicates a feature amount for a combination of a rice cooker and a dryer.
  • a feature amount C45 indicates a feature amount for a combination of a compressor and an electric kettle.
  • a feature amount C46 indicates a feature amount for a combination of a compressor and a heater.
  • a feature amount C47 indicates a feature amount for a combination of a compressor and a dryer.
  • a feature amount C56 indicates a feature amount of a combination of an electric kettle and a heater.
  • a feature amount C57 indicates a feature amount for a combination of an electric kettle and a dryer.
  • a feature amount C67 indicates a feature amount for a combination of a heater and a dryer.
  • the load estimation unit 24 calculates the distance between the feature amount coordinate calculated by the feature amount calculation unit 23 and the feature amount coordinate stored in the storage device 22, and stores the distance in the storage device 22 that provides the minimum distance. Specify the coordinates of the feature amount. Furthermore, the load estimation unit 24 specifies the type and name (identification information) of the load associated with the specified feature amount. For example, when the feature amount that provides the minimum distance is identified as C56, the load estimation unit 24 extracts an electric kettle and a heater from the feature amount data 26 as load identification information corresponding to C56. Ci or Cij is used as a symbol for identifying the feature quantity, but Ci is used to identify a single load, and Cij is used to identify a combination of two loads. ing.
  • the symbol used to identify the combination of three loads is denoted as Cijk.
  • the symbol used to identify the combination of four loads is denoted as Cijkl. Similar naming conventions may be adopted for combinations of five or more loads.
  • the feature amount Cij is a vector composition of the feature amount Ci and the feature amount Cj.
  • the load estimation unit 24 may narrow down only the combination feature amounts according to the number of loads as a comparison target. If the number of loads is 2, Cij is a comparison target. If the number of loads is 4, Cijkl is a comparison target.
  • the operation time calculation unit 25 basically calculates the remaining operation time from the instantaneous value [W] of the current power consumption of the entire load and the suppliable power amount [Wh] obtained from the remaining fuel amount and the charge amount. [H] is calculated and output to the display device 13 or the communication circuit 12 every moment. However, the operation time calculation unit 25 may obtain the continuous operation time using the following method.
  • FIG. 6 shows an example of the power data 27.
  • the power data 27 holds the rated power consumption and typical power amount for each load.
  • the typical electric energy is the minimum electric energy required to achieve the main purpose (typical work) of the electrical equipment.
  • the typical electric energy of a rice cooker is the electric energy required from the start to the end of rice cooking.
  • the operation time calculation unit 25 refers to the power data 27 and determines the rating of the electric kettle. Obtain and add the power consumption and the rated power consumption of the rice cooker.
  • the operation time calculation unit 25 calculates the amount of power that can be supplied from the remaining amount of fuel and the amount of charge.
  • the operation time calculation unit 25 calculates the continuous operation time by dividing the amount of power that can be supplied by the sum of the rated power consumption of the electric kettle and the rated power consumption of the rice cooker, and displays the display device 13 or the communication circuit. 12 is output.
  • the operation time calculation unit 25 calculates the amount of power that can be supplied from the remaining amount of fuel and the amount of charge, and the sum of the typical power amount of the electric kettle and the typical power amount of the rice cooker is greater than the power amount that can be supplied. If it is smaller, information indicating that the electric kettle and the rice cooker can each achieve the main purpose is output to the display device 13 or the communication circuit 12.
  • the operation time calculation unit 25 cannot achieve the main purpose of the electric kettle and the rice cooker, respectively. Is output to the display device 13 or the communication circuit 12.
  • the warning message may be output from a speaker or a buzzer as a voice message or a warning sound.
  • FIG. 7 shows a load estimation method executed by the CPU 21 according to the control program.
  • the CPU 21 uses the measurement circuit 6 to acquire a measurement value of voltage and a measurement value of current supplied to the load 17.
  • the CPU 21 acquires the feature amount (eg, power factor and apparent power) of the load 17 using the measured values of voltage and current.
  • the CPU 21 (load estimation unit 24) estimates the load 17 by searching for a known feature amount close to the feature amount of the load 17.
  • the storage device 22 stores the feature amount data 26 having a known feature amount. Therefore, the load estimation unit 24 identifies a known feature amount close to the feature amount of the load 17 from the feature amount data 26, and acquires load identification information associated with the identified known feature amount.
  • the load identification information may be, for example, the name and type of the load, Ci, and Cij.
  • the CPU 21 acquires the estimated power consumption of the load from the power data 27.
  • the power data 27 holds the rated power consumption corresponding to the load identification information. Therefore, the operation time calculation unit 25 acquires the rated power consumption corresponding to the load identification information from the power data 27.
  • the load estimation unit 24 estimates a combination of a plurality of loads (for example, when Cij or Cijk is estimated)
  • the operation time calculation unit 25 acquires the rated power consumption of each of the plurality of loads from the power data 27.
  • the CPU 21 obtains the amount of power that can be supplied from the power supply device 1.
  • the operation time calculation unit 25 calculates the amount of power that can be supplied from the power supply device 1 based on the remaining amount of fuel detected by the remaining amount sensor 16.
  • the operation time calculation unit 25 calculates the amount of power that can be supplied from the power supply device 1 based on the charge amount of the storage battery 14 detected by the remaining amount sensor 16.
  • the operation time calculation unit 25 is based on the remaining amount of fuel detected by the remaining amount sensor 16 and the charge amount of the storage battery 14 detected by the remaining amount sensor 16. The amount of power that can be supplied from 1 is calculated. Note that a mathematical expression or a function for converting the measurement result of the remaining amount sensor 16 into the electric energy may be stored in the storage device 22.
  • the CPU 21 calculates the continuous operation time for the estimated load by dividing the amount of power that can be supplied by the rated power consumption of the load. Instead of the rated power consumption of the load, an instantaneous value of the power consumption of the entire load may be used.
  • the continuous operation time is a time during which the estimated load can be operated continuously (continuously).
  • the CPU 21 outputs the continuous operation time to the display device 13 and the communication circuit 12.
  • the operation time calculation unit 25 may output the continuous operation time together with the load identification information.
  • the operation time calculation unit 25 determines whether the amount of power that can be supplied is equal to or greater than the typical power amount of the estimated load, so that the estimated load is the main purpose (typical operation of the load). It may be determined whether or not can be completed. If the amount of power that can be supplied is less than the typical power amount of the estimated load, the operation time calculation unit 25 indicates that the estimated load cannot complete the main purpose (typical operation of the load). A warning may be output. For example, a warning indicating that the rice cooker cannot complete cooking may be output.
  • the load estimation unit 24 can estimate a load that is the same as or similar to the load registered in the feature data 26. That is, it is difficult for the load estimation unit 24 to accurately estimate a load that is not registered in the feature amount data 26. Therefore, the load estimation unit 24 may have a load learning function.
  • FIG. 8 shows a load estimation process related to S3.
  • the CPU 21 load estimation unit 24
  • the CPU 21 estimates the load 17 by searching for a known feature amount close to the feature amount of the load 17.
  • the storage device 22 stores the feature amount data 26 having a known feature amount. Therefore, the load estimation unit 24 identifies a known feature amount close to the feature amount of the load 17 from the feature amount data 26, and acquires load identification information associated with the identified known feature amount. That is, the load estimation unit 24 obtains each distance between the feature quantity of the load 17 and a plurality of feature quantities stored in the storage device 22, and finds the known feature quantity and load that are the shortest distance among them To do.
  • the CPU 21 determines whether or not the load 17 is a new load. For example, the load estimation unit 24 obtains the distance between the feature amount of the load 17 and the estimated feature amount of the load in the feature amount map shown in FIG. 5, and determines whether the distance exceeds the threshold value. .
  • This threshold value is a threshold value for distinguishing between a new load and an existing load, and is determined in advance.
  • FIG. 9 is a diagram showing a method for determining a new load.
  • th is a threshold value for determining a new load.
  • a feature quantity Cx of the load x and a feature quantity Cy of the load y are shown as the load 17 connected to the power supply device 1.
  • the load estimation unit 24 obtains a feature quantity C4 that is closest to the feature quantity Cx of the load x.
  • the distance dx between the feature quantity Cx and the feature quantity C4 is shorter than the distance between the feature quantity Cx and the other feature quantity C14. That is, the distance dx is the shortest distance.
  • the load estimation unit 24 determines whether or not the distance dx exceeds the threshold th.
  • the load estimation unit 24 estimates the load x as a known load (eg, compressor). On the other hand, the load estimation unit 24 obtains the feature quantity C4 that is closest to the feature quantity Cy of the load y. The distance dy between the feature value Cy and the feature value C4 exceeds the threshold th. Therefore, the load estimation unit 24 determines that the load y is a new load.
  • a known load eg, compressor
  • the load estimation unit 24 obtains the feature quantity C4 that is closest to the feature quantity Cy of the load y. The distance dy between the feature value Cy and the feature value C4 exceeds the threshold th. Therefore, the load estimation unit 24 determines that the load y is a new load.
  • the load estimation unit 24 determines that the load 17 is a new load, and proceeds to S13. On the other hand, if the distance does not exceed the threshold, the load estimating unit 24 determines that the load 17 is an existing load, skips S13 and S14, and proceeds to S4. In S13, the CPU 21 (load estimation unit 24) acquires new load identification information and the like. For example, the load estimation unit 24 may acquire new load identification information, rated power consumption, and typical power amount from the smartphone 18 connected to the communication circuit 12. The user reads the specification information stamped or printed on the load, and operates the keyboard of the smartphone 18 or inputs information on the load using voice input.
  • the load estimation unit 24 may acquire information regarding the load from a server device such as the PC 19 connected to the communication circuit 12.
  • the CPU 21 load estimation unit 24 registers a new load in the feature amount data 26 and the power data 27.
  • the load estimation unit 24 registers the feature amount of the load 17 and the load identification information in the feature amount data 26 in association with each other.
  • the load estimation unit 24 registers the load identification information, the rated power consumption, and the typical power amount in the power data 27 in association with each other.
  • the load estimation unit 24 may obtain a combined feature amount by combining the feature amount of the existing load and the feature amount of the new load, and add the combined feature amount to the feature amount data 26.
  • the load estimator 24 may upload information relating to a new load feature amount, identification information, rated power consumption, typical power amount, and the like to the server device connected to the communication circuit 12.
  • the server device transmits the characteristic amount of the unknown load to the server.
  • Information regarding unknown load identification information, rated power consumption, typical power consumption, and the like may be acquired from and added to the feature data 26.
  • the load estimation unit 24 Since the load estimation unit 24 has the learning mode as described above, it is possible to accurately estimate the load even with a new load, and it is possible to accurately obtain the time during which the load can be continuously operated. Become.
  • the learning mode of the load estimation unit 24 may be executed independently of the flowchart shown in FIG.
  • the user may operate the smartphone 18 and instruct the CPU 21 (load estimation unit 24) to start the learning mode.
  • the load estimation unit 24 may output guidance that prompts the user to connect a new load alone to the smartphone 18 or the display device 13. This is because if a plurality of loads are connected, the feature amount calculation unit 23 cannot correctly calculate the feature amount of the new load. Thereafter, the load estimation unit 24 executes S13 and S14.
  • a load estimation device 100 is provided.
  • the measurement circuit 6 is an example of a measurement unit that measures a voltage and a current supplied to one or a plurality of loads connected to the generator.
  • the feature amount calculation unit 23 is an example of a calculation unit that calculates one or a plurality of load feature amounts from the voltage measurement value and the current measurement value measured by the measurement unit.
  • the storage device 22 is an example of a storage unit that stores in advance a feature value for each combination of one or more loads.
  • the load estimation unit 24 is an example of a load estimation unit that estimates one or more loads connected to the generator based on the feature amount calculated by the calculation unit and the feature amount stored in the storage unit. is there.
  • the load estimation unit 24 may have a load registration mode in which a feature value of a new load that is not stored in the storage unit is stored in the storage unit. This will improve load estimation accuracy and load continuous operation time estimation accuracy.
  • the remaining amount sensor 16 is an example of a measuring unit that measures the remaining amount of fuel stored in the fuel tank 15 of the generator.
  • the operation time calculation unit 25 is an example of a determination unit that determines a time during which one or more loads can be continuously operated based on the power consumption of one or more loads estimated by the load estimation unit and the remaining amount of fuel. It is.
  • the communication circuit 12 and the display device 13 are examples of output means for outputting a time during which one or a plurality of loads can be continuously operated. As a result, the user can grasp the time during which one or a plurality of loads can be continuously operated.
  • the generator may include the storage battery 14 that is charged by the generator and supplies power to one or a plurality of loads. Even if the operation time calculation unit 25 determines the time during which the load can be continuously operated based on the power consumption of one or more loads estimated by the load estimation unit, the remaining amount of fuel, and the charge amount of the storage battery. Good. Thus, power may be provided in parallel in time from both the generator and the storage battery, or in series in time. Even in this case, the user can grasp the time during which one or a plurality of loads can be continuously operated.
  • the feature amount may include an apparent power and a power factor.
  • Apparent power and power factor can be acquired in a relatively short time compared to a characteristic amount such as a stabilization time.
  • a characteristic amount such as a stabilization time.
  • the feature amount may further have a stabilization time and a peak value of the starting current.
  • the storage device 22 may store a feature value Ci for a single load and feature values Cij, Cijk,... For a combination of two or more loads.
  • the load estimation unit 24 is configured to calculate two or more loads close to the feature amount calculated by the calculation unit when the feature amount for a single load close to the feature amount calculated by the calculation unit is not stored in the storage unit. You may search the feature-value about a combination.
  • the load estimation unit 24 may estimate a plurality of loads.
  • the load number acquisition unit 28 is an example of an acquisition unit that acquires the number of loads connected to the generator.
  • the load estimator 24 compares the target to be compared with the feature quantity calculated by the calculation means, and the number of loads acquired by the acquisition means among the feature quantities for combinations of two or more loads stored in the storage means.
  • a plurality of loads may be estimated after narrowing down to the feature amount of the combination. If the comparison target is narrowed down in this way, the load estimation can be completed in a shorter time.
  • the feature quantity may be a current waveform at the time of starting the load. Of the plural types of feature quantities exemplified here, only one type may be used, or two or more types of combinations may be used.
  • the load estimation device includes a measuring unit that measures a voltage and a current supplied to one or a plurality of loads connected to the power supply device, and a measured value of the voltage measured by the measuring unit.
  • Calculating means for calculating one or a plurality of load feature values from measured values of current and current, storage means for storing feature values for each of one or more combinations of loads, and features calculated by the calculation means You may have the load estimation means which estimates one or several load connected to the electric power supply apparatus based on quantity and the feature-value memorize
  • the load estimation unit 24 may have a load registration mode in which a feature value of a new load that is not stored in the storage unit is stored in the storage unit. Furthermore, the load estimation unit 24 may have a load registration mode in which a feature value of a new load that is not stored in the storage unit is stored in the storage unit.
  • the load estimation device includes a measurement unit that measures the amount of power that can be supplied by the power supply device, the power consumption of one or more loads estimated by the load estimation unit, and the amount of power. And determining means for determining the time during which the load can be continuously operated, and output means for outputting the time during which the load can be continuously operated. As a result, the user can grasp the time during which one or a plurality of loads can be continuously operated.
  • the load estimating means has the shortest distance among the distance between the feature quantity calculated by the computing means and the plurality of feature quantities stored in the storage means exceeds a threshold value.
  • the load registration mode (eg, S13, S14) may be executed. As described above, when the distance between the feature amount of the known load and the feature amount of the load connected to the power supply apparatus 1 exceeds the threshold value, the load is likely to be a new load. Therefore, the load registration mode may be started without waiting for a user instruction. This will reduce the burden on the user.
  • the load estimation device may further include an input device for inputting a load registration instruction.
  • the input device may be a display device 13 (touch panel input device) connected to the control circuit 11, or may be a smartphone 18 or a PC 19 connected to the control circuit 11 via the communication circuit 12.
  • the load estimation unit may execute the load registration mode when a load registration instruction is input via the input device.
  • the user may input an instruction for load registration.
  • the user is likely to know whether or not the load connected to the power supply device 1 is a new load. Therefore, if the load registration mode is started using a user instruction as a trigger, it will be possible to register a new load feature amount with higher accuracy.
  • the power supply device may be a generator, a storage battery, or a generator with a storage battery.
  • the load estimation apparatus for various electric power supply apparatuses is provided.
  • a power supply apparatus 1 including the load estimation device according to any one of the first aspect to the ninth aspect.
  • the load estimation device may be provided by being incorporated in the power supply device 1.

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Abstract

負荷推定装置は、発電機に接続された負荷に供給される電圧と電流を計測し、前記計測された電圧の計測値と電流の計測値から前記負荷の特徴量を演算し、前記演算された特徴量と、記憶手段に記憶されている負荷ごとの特徴量とに基づき、前記発電機に接続されている複数の負荷を推定する。さらに、負荷推定装置は、前記記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を前記記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有している。

Description

負荷推定装置および発電機
　本発明は可搬型の発電機や可搬型の蓄電池などの電力供給装置に接続される負荷を推定する負荷推定装置に関する。
　発電機には様々な負荷（電気機器）が接続される。エンジン駆動式の発電機では燃料がなくなれば、発電することができない。たとえば、炊飯器が炊飯を完了する前に燃料切れになると、ご飯ができないばかりか、お米が無駄になってしまう。そのため、発電機に接続された負荷の種類や名称が推定できれば、負荷に十分に電力を供給できるほど燃料が残っているかどうかも判定可能となろう。
　特許文献１によれば電流の基本波や高調波と電気機器の動作状態とをニューラルネットワークに学習させることで電気機器の動作状態を判別することが記載されている。特許文献２によれば電流の基本波や高調波を周波数解析することで負荷が稼働状態かどうかを判定することが記載されている。
特開２０００－２９２４６５号公報 特開２００７－００３２９６号公報
　特許文献１によればニューラルネットワークに学習させるために膨大な数の供試データが必要となってしまう。そもそも、特許文献１は負荷の種類を特定するものではない。特許文献２では周波数解析が必要となるため、演算量が膨大となる。また、特許文献２も負荷の種類を特定するものではない。そこで、本発明は、より簡易な方法で一つまたは複数の負荷を精度良く推定することを目的とする。
　本発明は、たとえば、
　発電機に接続された負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段と、
　前記計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から前記負荷の特徴量を演算する演算手段と、
　負荷ごとの特徴量を予め記憶した記憶手段と、
　前記演算手段により演算された特徴量と、前記記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、前記発電機に接続されている負荷を推定する負荷推定手段と、
を有し、
　前記負荷推定手段は、前記記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を前記記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していることを特徴とする負荷推定装置を提供する。
　本発明によれば、より簡易な方法で一つまたは複数の負荷を精度良く推定することが可能となる。
電力供給装置の構成例を説明する図 電力供給装置の構成例を説明する図 電力供給装置の構成例を説明する図 電力供給装置の制御回路を説明するブロック図 特徴量データに含まれうる特徴量マップを説明する図 電力データを説明する図 負荷推定方法を示すフローチャート 負荷登録を含む負荷推定処理を示すフローチャート 特徴量マップにおける新たな負荷の判定手法を説明する図
　［電力供給装置］
　電力供給装置は一つ以上の負荷（電気機器）に対して電力を供給可能な装置である。電力供給装置は、たとえば、エンジン駆動発電機、蓄電池、または、蓄電池付のエンジン駆動発電機などである。このように、電力供給装置は、可搬型の電力供給装置であってもよい。たとえば、電力供給装置は、キャンプ場などの野外で使用可能であってもよい。このような電力供給装置は、商用の交流電源から電力の供給を受けておらず、商用の交流電源から独立している。たとえば、エンジン駆動発電機は、燃料が残っている間に限り、負荷に電力を供給できる。蓄電池であれば、充電量が残っている間に限り、負荷に電力を供給できる。また、蓄電池付のエンジン駆動発電機であれば、燃料および充電量が残っている間に限り、負荷に電力を供給できる。なお、負荷の種類に応じて定格消費電力や消費電力量は異なる。たとえば、炊飯器は炊飯開始期間において多くの電力を消費し、蒸らし期間においてはより少ない電力を消費する。なお、炊飯器が炊飯を開始してから完了するまでに必要とする典型的な電力量は既知である。電気ケトルについても規定量の水を沸騰させるまでに必要とする電力量は既知である（標高に依存した沸点がさらに考慮されてもよい）。したがって、負荷を推定することができれば、燃料の残量などに基づき、電気機器が主要目的（例：炊飯、湯沸しなどの典型的な作業）を達成できるかどうかが判定可能となる。なお、照明やヒータ、エアコンプレッサーなど使用時間がユーザによって大きく異なる製品もある。このような場合には、電気機器の定格消費電力と燃料の残量などに基づき、電気機器を連続運転可能な時間が演算可能である。ユーザはこの連続運転時間を参考にして、いずれかの負荷を停止させることで、特定の負荷を優先的に稼働させてもよい。
　図１は電力供給装置１を示すブロック図である。エンジン発電機２は燃料タンク１５から供給される燃料にしたがって動作するエンジンにより発電機を駆動して発電する発電機である。燃料は、たとえば、ガソリン、液化石油ガス、水素などである。電源回路３は、エンジン発電機２により発電された電圧を所定の交流や直流に変換する回路である。ＡＣ／ＤＣ回路４は、エンジン発電機２により発電された交流を整流および平滑する整流平滑回路などを有している。インバータ回路５は、ＡＣ／ＤＣ回路４から出力される直流を所定周波数の安定した交流に変換する回路である。計測回路６は、ＡＣアウトレット７に接続された負荷１７に供給される交流電圧と交流電流とを計測し、計測結果を制御回路１１に出力する。ＡＣアウトレット７は、複数の負荷１７を接続可能とするために複数のレセプタクルを有していてもよい。また、ＡＣアウトレット７に電源タップが接続され、電源タップに複数の負荷１７が接続されてもよい。ＤＣ／ＤＣ回路９は、ＡＣ／ＤＣ回路４から出力される直流電圧のレベルを変換して、制御回路１１などに動作電圧を供給したり、ＤＣアウトレット１０から出力したりする。制御回路１１は、電源回路３、通信回路１２および表示装置１３などを制御する回路である。通信回路１２は、有線または無線を介してスマートフォン１８やＰＣ（パーソナルコンピュータ）１９と通信する回路である。ＰＣ１９はインターネットに接続されたサーバ装置であってもよい。表示装置１３はユーザに対して負荷の種類を示す情報や連続運転可能時間などを出力する。表示装置１３はタッチパネル型の入力装置を有していてもよい。残量センサ１６は燃料タンク１５に収容されている燃料の残量を測定し、測定結果を制御回路１１に出力する。制御回路１１は、計測回路６の計測結果に基づき複数の負荷の特徴量を演算し、この特徴量に基づき複数の負荷（種類や名称など）を推定する。制御回路１１は、燃料の残量や負荷の消費電力に基づき、負荷の連続運転可能時間を決定する。
　図２はエンジン発電機２の代わりに蓄電池１４を採用した電力供給装置１を示している。図２において図１と共通する部分の説明は省略される。蓄電池１４は、たとえば、４８Ｖなどの直流電圧をインバータ回路５やＤＣ／ＤＣ回路９に出力する。残量センサ１６は、蓄電池１４の電圧［Ｖ］を監視することで、蓄電池１４の充電量（Ａｈ）を測定する。一般に蓄電池１４の充電量と電圧とは相関関係にある。残量センサ１６はこの相関関係にしたがって蓄電池１４の電圧を充電量に変換する。制御回路１１は、蓄電池の残量や負荷の消費電力に基づき、負荷を連続的に運転できる時間（以下、連続運転時間）を決定する。
　図３はエンジン発電機２および蓄電池１４を有した電力供給装置１を示している。図３において図１や図２と共通する部分の説明は省略される。残量センサ１６は燃料タンク１５に保持されている燃料の残量を計測するとともに、蓄電池１４の充電量を計測する。インバータ回路５はＡＣ／ＤＣ回路４により生成された直流または蓄電池１４から供給された直流を交流に変換する。充電回路８はエンジン発電機２により発電された電力に基づき蓄電池１４を充電する。図３に示された電力供給装置１は、燃料が無くなった後も、蓄電池１４に蓄えられている電力を負荷１７に供給可能となる。制御回路１１は、燃料の残量、充電量および負荷の消費電力に基づき、負荷の連続運転時間を決定する。
　図１、図２および図３によれば、電源回路３、制御回路１１、残量センサ１６、通信回路１２および表示装置１３は負荷推定装置１００を形成している。
　［制御回路］
　図４は制御回路１１を示している。図４において破線により示された部分はオプションである。ＣＰＵ２１は、記憶装置２２に記憶されている制御プログラムにしたがって電力供給装置１を制御するプロセッサ回路（中央演算処理装置）である。記憶装置２２は、不揮発性メモリ（ＲＯＭ:リードオンリーメモリ）や揮発性メモリ（ＲＡＭ：ランダムアクセスメモリ）などを有する記憶回路である。
　ＣＰＵ２１は、制御プログラムを実行することで実現される複数の機能を有している。なお、これらの機能はＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）やＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などのハードウエア回路により実現されてもよい。特徴量演算部２３は計測回路６により計測された電圧の計測値と電流の計測値から複数の負荷の特徴量を演算する。特徴量は、たとえば、皮相電力および力率である。力率は有効電力を皮相電力で除算することで得られるか、電圧と電流との位相差の余弦（ｃｏｓθ）として求められる。後者の場合、計測回路６は位相差θを計測する。さらに、特徴量は、負荷が起動してから安定して動作するまでに必要となる時間である安定時間や、負荷が起動するときに負荷に流れる起動電流のピーク値を含んでもよい。記憶装置２２は特徴量データ２６と電力データ２７とを記憶している。特徴量データ２６は、負荷の種類または名称と、負荷の特徴量とを関連付けて保持するデータである。とりわけ、本発明では、特徴量データ２６は、二以上の負荷の組み合わせごとの特徴量を有している。負荷推定部２４は、特徴量演算部２３により演算された特徴量と、記憶装置２２に記憶されている既知の特徴量とに基づき、電力供給装置１に接続されている複数の負荷を推定する。運転時間計算部２５は、負荷推定部２４により推定された複数の負荷の消費電力と、燃料の残量や充電量とに基づき、複数の負荷を継続運転できる時間（連続運転時間）を決定する。ＣＰＵ２１は連続運転時間を表示装置１３に表示させたり、通信回路１２を通じて外部の情報処理装置（通信端末）に送信し、外部の情報処理装置のディスプレイに表示させたりしてもよい。電力データ２７は、負荷ごとの定格消費電力や、負荷ごとに主要目的を達成するために必要となる電力量を含んでいてもよい。負荷数取得部２８は、ＡＣアウトレット７に接続されている負荷の個数を取得する。負荷の個数はユーザにより情報処理装置を通じて入力されてもよいし、ＡＣアウトレット７から出力される電流の時間変化に応じて負荷の個数が特定されてもよい。
　［特徴量マップ］
　図５は特徴量データ２６の一部を構成する特徴量マップを示している。ここでは、特徴量として皮相電力と力率が例示されている。図５には、単一の負荷の特徴量の座標と、二以上の負荷の組み合わせに対応する特徴量の座標とがドットにより示されている。もちろん、三以上の負荷の組み合わせに対応する特徴量の座標のドットは、特徴量マップの図示が煩雑になるため、省略されている。
特徴量Ｃ１は照明器具のみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ２は炊飯器のみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ４はコンプレッサーのみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ５は電気ケトルのみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ６はヒータのみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ７はドライヤーのみの特徴量を示している。
特徴量Ｃ１２は照明器具と炊飯器との組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ１４は照明器具とコンプレッサーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ１５は照明器具と電気ケトルとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ１６は照明器具とヒータとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ１７は照明器具とドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ２４は炊飯器とコンプレッサーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ２５は炊飯器と電気ケトルとの組み合わせの特徴量を示している。
特徴量Ｃ２６は炊飯器とヒータとの組み合わせの特徴量を示している。
特徴量Ｃ２７は炊飯器とドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ４５はコンプレッサーと電気ケトルとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ４６はコンプレッサーとヒータとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ４７はコンプレッサーとドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ５６は電気ケトルとヒータとの組み合わせの特徴量を示している。
特徴量Ｃ５７は電気ケトルとドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。
特徴量Ｃ６７はヒータとドライヤーとの組み合わせについての特徴量を示している。
　負荷推定部２４は、特徴量演算部２３により演算された特徴量の座標と、記憶装置２２に記憶されている特徴量の座標との距離を計算し、最小の距離をもたらす記憶装置２２に記憶されている特徴量の座標を特定する。さらに、負荷推定部２４は、特定された特徴量に関連付けられている負荷の種類や名称（識別情報）を特定する。たとえば、負荷推定部２４は、最小の距離をもたらす特徴量をＣ５６であると特定すると、Ｃ５６に対応する負荷の識別情報として電気ケトルとヒータとを特徴量データ２６から抽出する。なお、特徴量を識別するための記号としてＣｉまたはＣｉｊが使用されているが、Ｃｉは、単一の負荷を識別するために使用され、Ｃｉｊは二つの負荷の組み合わせを識別するために使用されている。この命名規則にしたがえば、三つの負荷の組み合わせを識別するために使用される記号はＣｉｊｋと表記される。また、四つの負荷の組み合わせを識別するために使用される記号はＣｉｊｋｌと表記される。５つ以上の負荷の組み合わせについても同様の命名規則が採用されてもよい。なお、特徴量Ｃｉｊは特徴量Ｃｉと特徴量Ｃｊとをベクトル合成したものである。負荷数取得部２８が負荷の個数を取得している場合、負荷推定部２４は負荷の個数に応じた組み合わせの特徴量だけを比較対象として絞り込んでもよい。負荷の個数が２であれば、Ｃｉｊが比較対象とされる。負荷の個数が４であれば、Ｃｉｊｋｌが比較対象とされる。
　［電力データ］
　運転時間計算部２５は、基本的に、現在の負荷全体の消費電力の瞬時値［Ｗ］と、燃料の残量や充電量から求められた供給可能な電力量［Ｗｈ］とから残運転時間［ｈ］を計算し、時々刻々と表示装置１３または通信回路１２に出力する。しかし、次のような手法を用いて運転時間計算部２５は、連続運転時間を求めてもよい。
　図６は電力データ２７の一例を示している。電力データ２７は、負荷ごとの定格消費電力と典型電力量とを保持している。典型電力量とは、電気機器の主要目的（典型作業）を達成するために必要となる最小限の電力量である。たとえば、炊飯器の典型電力量は、炊飯の開始から終了までに必要となる電力量である。たとえば、負荷推定部２４が、電力供給装置１に接続されている複数の負荷を電気ケトルと炊飯器であると推定すると、運転時間計算部２５は、電力データ２７を参照し、電気ケトルの定格消費電力と炊飯器の定格消費電力とを取得して、加算する。運転時間計算部２５は、燃料の残量や充電量から供給可能な電力量を算出する。さらに、運転時間計算部２５は、電気ケトルの定格消費電力と炊飯器の定格消費電力との和で供給可能な電力量を除算することで、連続運転時間を計算し、表示装置１３または通信回路１２に出力する。あるいは、運転時間計算部２５は、燃料の残量や充電量から供給可能な電力量を算出し、電気ケトルの典型電力量と炊飯器の典型電力量との和が供給可能な電力量よりも小さければ、電気ケトルと炊飯器とがそれぞれ主要目的を達成できることを示す情報を表示装置１３または通信回路１２に出力する。もし、電気ケトルの典型電力量と炊飯器の典型電力量との和が供給可能な電力量よりも小さければ、運転時間計算部２５は、電気ケトルと炊飯器とがそれぞれ主要目的を達成できないこことを示す情報（警告メッセージなど）を表示装置１３または通信回路１２に出力する。警告メッセージは音声メッセージや警告音として、スピーカやブザーから出力されてもよい。
　［フローチャート］
　図７はＣＰＵ２１が制御プログラムにしたがって実行する負荷推定方法を示している。
　Ｓ１でＣＰＵ２１（特徴量演算部２３）は計測回路６を用いて負荷１７に供給される電圧の計測値と電流の計測値とを取得する。
　Ｓ２でＣＰＵ２１（特徴量演算部２３）は電圧と電流の計測値を用いて負荷１７の特徴量（例：力率や皮相電力）を取得する。
　Ｓ３でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、負荷１７の特徴量に近い既知の特徴量を探索することで、負荷１７を推定する。上述したように、記憶装置２２は、既知の特徴量を有する特徴量データ２６を記憶している。したがって、負荷推定部２４は負荷１７の特徴量に近い既知の特徴量を特徴量データ２６から特定し、特定した既知の特徴量に関連付けられている負荷の識別情報を取得する。負荷の識別情報は、たとえば、負荷の名称や種類、Ｃｉ，Ｃｉｊなどであってもよい。
　Ｓ４でＣＰＵ２１（負荷推定部２４または運転時間計算部２５）は、推定された負荷の消費電力を電力データ２７から取得する。図６が示すように、電力データ２７は負荷の識別情報に対応した定格消費電力を保持している。よって、運転時間計算部２５は負荷の識別情報に対応した定格消費電力を電力データ２７から取得する。負荷推定部２４が複数の負荷の組み合わせを推定した場合（例：ＣｉｊやＣｉｊｋが推定された場合）、運転時間計算部２５は複数の負荷のそれぞれの定格消費電力を電力データ２７から取得する。
　Ｓ５でＣＰＵ２１（運転時間計算部２５）は、電力供給装置１から供給可能な電力量を求める。図１の電力供給装置１であれば、運転時間計算部２５は残量センサ１６により検知された燃料の残量に基づき電力供給装置１から供給可能な電力量を演算する。図２の電力供給装置１であれば、運転時間計算部２５は残量センサ１６により検知された蓄電池１４の充電量に基づき電力供給装置１から供給可能な電力量を演算する。図３の電力供給装置１であれば、運転時間計算部２５は、残量センサ１６により検知された燃料の残量と残量センサ１６により検知された蓄電池１４の充電量とに基づき電力供給装置１から供給可能な電力量を演算する。なお、残量センサ１６の測定結果を電力量に変換する数式または関数は、記憶装置２２に記憶されていてもよい。
　Ｓ６でＣＰＵ２１（運転時間計算部２５）は、供給可能な電力量を負荷の定格消費電力で除算することで、推定された負荷についての連続運転時間を求める。なお、負荷の定格消費電力に代えて、負荷全体の消費電力の瞬時値が使用されてもよい。連続運転時間とは、推定された負荷が連続して（継続的に）稼働可能な時間である。
　Ｓ７でＣＰＵ２１（運転時間計算部２５）は、連続運転時間を表示装置１３や通信回路１２に出力する。運転時間計算部２５は負荷の識別情報とともに連続運転時間を出力してもよい。また、運転時間計算部２５は、供給可能な電力量が、推定された負荷の典型電力量以上であるかどうかを判定することで、推定された負荷が主要目的（負荷の典型的な動作）を完了できるかを判定してもよい。仮に、供給可能な電力量が、推定された負荷の典型電力量未満であれば、運転時間計算部２５は、推定された負荷が主要目的（負荷の典型的な動作）を完了できないことを示す警告を出力してもよい。たとえば、炊飯器が炊飯を完了できないことを示す警告が出力されてもよい。
　［負荷登録モード］
　ところで、電化製品の種類は年々増加している。そのため、電力供給装置１に接続される可能性のある電化製品の数も増加する。一方で、負荷推定部２４は特徴量データ２６に登録されている負荷と同一または類似した負荷を推定することができる。つまり、負荷推定部２４は特徴量データ２６に登録されていない負荷を正確に推定することが難しい。そこで、負荷推定部２４は負荷の学習機能を有してもよい。
　図８はＳ３に関連した負荷推定処理を示している。
・Ｓ１１でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、負荷１７の特徴量に近い既知の特徴量を探索することで、負荷１７を推定する。上述したように、記憶装置２２は、既知の特徴量を有する特徴量データ２６を記憶している。したがって、負荷推定部２４は負荷１７の特徴量に近い既知の特徴量を特徴量データ２６から特定し、特定した既知の特徴量に関連付けられている負荷の識別情報を取得する。つまり、負荷推定部２４は負荷１７の特徴量と、記憶装置２２に記憶されている複数の特徴量との間のそれぞれの距離を求め、そのうち最短距離となった既知の特徴量および負荷を発見する。
・Ｓ１２でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、負荷１７が新たな負荷であるかどうかを判定する。たとえば、負荷推定部２４は、図５に示された特徴量マップにおける負荷１７の特徴量と、推定された負荷の特徴量との距離を求め、当該距離が閾値を超えているかどうかを判定する。この閾値は、新たな負荷と既存の負荷とを区別するための閾値であり、予め定められている。
　図９は新たな負荷を判定する手法を示す図である。図９において図５と共通する事項の説明は省略される。ｔｈは新たな負荷を判定するための閾値である。ここで電力供給装置１に接続された負荷１７として負荷ｘの特徴量Ｃｘと負荷ｙの特徴量Ｃｙとが示されている。負荷推定部２４は、負荷ｘの特徴量Ｃｘに対して最も近い特徴量Ｃ４を求める。ここで、特徴量Ｃｘと特徴量Ｃ４との距離ｄｘは、特徴量Ｃｘと他の特徴量Ｃ１４他との距離よりも短い。つまり、距離ｄｘは最短距離である。負荷推定部２４は、距離ｄｘが閾値ｔｈを超えていないかどうかを判定する。図９が示すように、負荷Ｃ４の特徴量Ｃ４を中心として、半径がｔｈである円の内部に、負荷ｘの特徴量Ｃｘが存在する。よって、負荷推定部２４は負荷ｘを、既知の負荷（例：コンプレッサー）と推定する。一方で、負荷推定部２４は、負荷ｙの特徴量Ｃｙに対して最も近い特徴量Ｃ４を求める。特徴量Ｃｙと特徴量Ｃ４との間の距離ｄｙは閾値ｔｈを超えている。よって、負荷推定部２４は負荷ｙを新たな負荷と判定する。
　負荷推定部２４は、距離が閾値を超えていれば、負荷１７を新たな負荷であると判定し、Ｓ１３に進む。一方、負荷推定部２４は、距離が閾値を超えていなければ、負荷１７を既存の負荷であると判定し、Ｓ１３およびＳ１４をスキップしてＳ４に進む。
・Ｓ１３でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、新たな負荷の識別情報などを取得する。たとえば、負荷推定部２４は、通信回路１２に接続されたスマートフォン１８から新たな負荷の識別情報、定格消費電力および典型電力量を取得してもよい。ユーザは負荷に刻印または印刷されている仕様情報を読み取り、スマートフォン１８のキーボードを操作するか、音声入力を利用して、負荷に関する情報を入力する。負荷推定部２４は、通信回路１２に接続されたＰＣ１９などのサーバ装置から、負荷に関する情報を取得してもよい。
・Ｓ１４でＣＰＵ２１（負荷推定部２４）は、新たな負荷を特徴量データ２６と電力データ２７に登録する。たとえば、負荷推定部２４は負荷１７の特徴量と負荷の識別情報とを関連付けて特徴量データ２６に登録する。さらに、負荷推定部２４は負荷の識別情報、定格消費電力および典型電力量を関連付けて電力データ２７に登録する。なお、負荷推定部２４は既存の負荷の特徴量と新たな負荷の特徴量とを合成して合成特徴量を求め、合成特徴量を特徴量データ２６に追加してもよい。負荷推定部２４は、通信回路１２に接続されたサーバ装置に対して新たな負荷の特徴量、識別情報、定格消費電力および典型電力量などに関する情報をアップロードしてもよい。これにより、他の電力供給装置１の負荷推定部２４は、未知の負荷が電力供給装置１に接続していることを発見すると、サーバに未知の負荷の特徴量を送信することで、サーバ装置から未知の負荷の識別情報、定格消費電力および典型電力量などに関する情報を取得して、特徴量データ２６に追加してもよい。
　このように負荷推定部２４が学習モードを有しているため、新しい負荷であっても精度よく負荷を推定することが可能となり、かつ、負荷を継続運転できる時間も精度よく求めることが可能となる。
　なお、負荷推定部２４の学習モードは図７に示されたフローチャートから独立して実行されてもよい。たとえば、ユーザがスマートフォン１８を操作し、ＣＰＵ２１（負荷推定部２４）に対して学習モードを開始するよう指示してもよい。負荷推定部２４は、スマートフォン１８や表示装置１３に、新たな負荷を単独で接続するようユーザに促すガイダンスを出力してもよい。複数の負荷が接続されていると、特徴量演算部２３が新たな負荷の特徴量を正しく演算できなくなってしまうからである。その後、負荷推定部２４は、Ｓ１３およびＳ１４を実行する。
　［まとめ］
　第１態様によれば、負荷推定装置１００が提供される。計測回路６は発電機に接続された一つまたは複数の負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段の一例である。特徴量演算部２３は計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から一つまたは複数の負荷の特徴量を演算する演算手段の一例である。記憶装置２２は一つまたは二以上の負荷の組み合わせごとの特徴量を予め記憶した記憶手段の一例である。負荷推定部２４は演算手段により演算された特徴量と、記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、発電機に接続されている一つまたは複数の負荷を推定する負荷推定手段の一例である。第一態様によれば、より簡易な方法で一つまたは複数の負荷を精度良く推定することが可能となる。さらに、負荷推定部２４は記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していてもよい。これにより、負荷の推定精度と負荷の連続運転時間の推定精度が向上しよう。
　第２態様によれば、残量センサ１６は、発電機の燃料タンク１５に収容されている燃料の残量を測定する測定手段の一例である。運転時間計算部２５は負荷推定手段により推定された一つまたは複数の負荷の消費電力と、燃料の残量とに基づき、一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を決定する決定手段の一例である。通信回路１２や表示装置１３は一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を出力する出力手段の一例である。これによりユーザは一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を把握できるようになる。
　第３態様によれば、発電機は、当該発電機により充電され、かつ、一つまたは複数の負荷に電力を供給する蓄電池１４を有してもよい。運転時間計算部２５は、負荷推定手段により推定された一つまたは複数の負荷の消費電力と、燃料の残量と、蓄電池の充電量とに基づき、負荷を継続運転できる時間を決定してもよい。このように、電力は発電機と蓄電池との双方から時間的に並列に、または、時間的に直列に提供されてもよい。この場合であってもユーザは一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を把握できるようになる。
　第４態様によれば、特徴量は皮相電力および力率を含んでもよい。皮相電力や力率は、安定時間などの特徴量と比較して、比較的に短時間で取得可能である。よって、より短時間で一つまたは複数の負荷が推定可能となる。たたし、特徴量はさらに安定時間や起動電流のピーク値を有していてもよい。記憶装置２２は、単一の負荷についての特徴量Ｃｉと、二以上の負荷の組み合わせについての特徴量Ｃｉｊ、Ｃｉｊｋ、・・・を記憶していてもよい。負荷推定部２４は、演算手段により演算された特徴量に近い単一の負荷についての特徴量が記憶手段に記憶されていない場合に、演算手段により演算された特徴量に近い二以上の負荷の組み合わせについての特徴量を探索してもよい。これにより、負荷推定部２４は、複数の負荷を推定してもよい。このように単一の負荷に負荷候補が存在しない場合、徐々に負荷の個数を増加しながら、二以上の負荷の組み合わせからなる負荷候補の特徴量が調査されてもよい。負荷数取得部２８は、発電機に接続されている負荷の個数を取得する取得手段の一例である。負荷推定部２４は、演算手段により演算された特徴量と比較される対象を、記憶手段に記憶されている二以上の負荷の組み合わせについての特徴量のうち、取得手段により取得された個数の負荷の組み合わせの特徴量に絞り込んでから、複数の負荷を推定してもよい。このように比較対象が絞り込まれれば、さらに、短時間で負荷推定が完了可能となろう。なお、特徴量は負荷の起動時における電流波形などであってもよい。ここで例示された複数種類の特徴量うち一種類だけが使用されてもよいし、二種類以上の組み合わせが使用されてもよい。
　第５態様によれば、負荷推定装置は、電力供給装置に接続された一つまたは複数の負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段と、計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から一つまたは複数の負荷の特徴量を演算する演算手段と、一つまたは二以上の負荷の組み合わせごとの特徴量を予め記憶した記憶手段と、演算手段により演算された特徴量と、記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、電力供給装置に接続されている一つまたは複数の負荷を推定する負荷推定手段と、を有してもよい。第５態様によれば、より簡易な方法で複数の負荷を精度良く推定することが可能となる。さらに、負荷推定部２４は記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していてもよい。さらに、負荷推定部２４は記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していてもよい。
　第６態様によれば、負荷推定装置は、電力供給装置が供給可能な電力の量を測定する測定手段と、負荷推定手段により推定された一つまたは複数の負荷の消費電力と、電力の量とに基づき、負荷を継続運転できる時間を決定する決定手段と、負荷を継続運転できる時間を出力する出力手段とを有してもよい。これによりユーザは一つまたは複数の負荷を継続運転できる時間を把握できるようになる。
　第７態様によれば、負荷推定手段は、演算手段により演算された特徴量と、記憶手段に記憶されている複数の特徴量との間の距離のうち最短となる距離が閾値を超えている場合に、負荷登録モード（例：Ｓ１３、Ｓ１４）を実行してもよい。このように、既知の負荷の特徴量と、電力供給装置１に接続された負荷の特徴量との距離が閾値を超えている場合、その負荷は新たな負荷である可能性が高い。よって、ユーザの指示を待たずに、負荷登録モードが開始されてもよい。これによりユーザの負担が軽減されよう。
　第８態様によれば、負荷推定装置は負荷登録の指示を入力する入力装置をさらに有してもよい。入力装置は制御回路１１に接続された表示装置１３（タッチパネル入力装置）であってもよいし、通信回路１２を介しては制御回路１１に接続されたスマートフォン１８やＰＣ１９であってもよい。負荷推定手段は、入力装置を介して負荷登録の指示が入力されると、負荷登録モードを実行してもよい。このように、ユーザが負荷登録の指示を入力してもよい。ユーザは、電力供給装置１に接続した負荷が新規な負荷であるかどうかを知っている可能性が高い。よって、ユーザの指示をトリガーとして負荷登録モードを開始すれば、より精度よく新たな負荷の特徴量を登録することが可能となろう。
　第９態様によれば、電力供給装置は、発電機、蓄電池または蓄電池付の発電機であってもよい。このように、第９態様によれば、様々な電力供給装置のための負荷推定装置が提供される。
　第１０態様によれば、第１の態様から第９の態様までのいずれか一つの態様に記載の負荷推定装置を有することを特徴とする電力供給装置１が提供される。このように負荷推定装置は電力供給装置１に組み込まれて提供されてもよい。

Claims (10)

  1. 　発電機に接続された負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段と、
    　前記計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から前記負荷の特徴量を演算する演算手段と、
    　負荷ごとの特徴量を予め記憶した記憶手段と、
    　前記演算手段により演算された特徴量と、前記記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、前記発電機に接続されている負荷を推定する負荷推定手段と、
    を有し、
    　前記負荷推定手段は、前記記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を前記記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していることを特徴とする負荷推定装置。
  2. 　前記発電機の燃料タンクに収容されている燃料の残量を測定する測定手段と、
    　前記負荷推定手段により推定された負荷の消費電力と、前記燃料の残量とに基づき、前記負荷を継続運転できる時間を決定する決定手段と、
    　前記負荷を継続運転できる時間を出力する出力手段と
    を有することを特徴とする請求項１に記載の負荷推定装置。
  3. 　前記発電機は、当該発電機により充電され、かつ、前記負荷に電力を供給する蓄電池をさらに備え、
    　前記決定手段は、前記負荷推定手段により推定された負荷の消費電力と、前記燃料の残量と、前記蓄電池の充電量とに基づき、前記負荷を継続運転できる時間を決定するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の負荷推定装置。
  4. 　前記特徴量は皮相電力および力率を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の負荷推定装置。
  5. 　電力供給装置に接続された負荷に供給される電圧と電流とを計測する計測手段と、
    　前記計測手段により計測された電圧の計測値と電流の計測値から前記負荷の特徴量を演算する演算手段と、
    　負荷ごとの特徴量を予め記憶した記憶手段と、
    　前記演算手段により演算された特徴量と、前記記憶手段に記憶されている特徴量とに基づき、前記電力供給装置に接続されている負荷を推定する負荷推定手段と、
    を有し、
    　前記負荷推定手段は、前記記憶手段に記憶されていない新たな負荷の特徴量を前記記憶手段に記憶させる負荷登録モードを有していることを特徴とする負荷推定装置。
  6. 　前記電力供給装置が供給可能な電力の量を測定する測定手段と、
    　前記負荷推定手段により推定された負荷の消費電力と、前記電力の量とに基づき、前記負荷を継続運転できる時間を決定する決定手段と、
    　前記負荷を継続運転できる時間を出力する出力手段と
    を有することを特徴とする請求項５に記載の負荷推定装置。
  7. 　前記負荷推定手段は、前記演算手段により演算された特徴量と、前記記憶手段に記憶されている複数の特徴量との間の距離のうち最短となる距離が閾値を超えている場合に、前記負荷登録モードを実行することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の負荷推定装置。
  8. 　負荷登録の指示を入力する入力装置をさらに有し、
    　前記負荷推定手段は、前記入力装置を介して負荷登録の指示が入力されると、前記負荷登録モードを実行することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の負荷推定装置。
  9. 　前記電力供給装置は発電機、蓄電池または蓄電池付の発電機であることを特徴とする請求項５または６に記載の負荷推定装置。
  10. 　請求項１ないし９のいずれか一項に記載の負荷推定装置を有することを特徴とする発電機。
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