(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器に電力を供給する給電線における電流値を所定のサンプリング周期で計測する電流センサと、
前記給電線における電流又は電圧がそれぞれに対応して予め定められた閾値をまたいで変化した場合にトリガ信号を出力するトリガ信号出力手段と、
前記トリガ信号を取得し、当該トリガ信号を取得してから所定のサンプリング期間に前記電流センサによって計測される電流値の特徴量の経時変化を表す電流波形データを取得する電流波形取得手段と、
前記電流波形取得手段によってＸ（Ｘは自然数）個以上の電流波形データが取得されると、Ｘ個の前記電流波形データを加算平均することで平均波形データを生成する平均波形算出手段と、
前記平均波形算出手段によってＹ（Ｙは自然数）個の平均波形データが生成されると、Ｙ個の前記平均波形データについて、対応する各サンプリング時期の値の変動度を表す平均波形の変動度を算出する第１変動度算出手段と、
前記平均波形算出手段によってＹ個の平均波形データが生成されると、当該Ｙ個の平均波形データを生成する基となったＸ×Ｙ個の前記電流波形データについて、対応する各サンプリング時期の値の変動度を表す電流波形の変動度を算出する第２変動度算出手段と、
各サンプリング時期における前記平均波形の変動度と前記電流波形の変動度の所定の割合とを比較し、比較した結果、所定の割合以上のサンプリング時期において、前記平均波形の変動度が前記電流波形の変動度の所定の割合より小さい場合に、前記給電線における電流が定常状態であると判別する定常状態判別手段とを備える
ことを特徴とする状態診断装置。
【請求項２】
前記電流センサと同期して、前記給電線における電圧を所定のサンプリング周期で取得する電圧センサをさらに備え、
前記トリガ信号出力手段は、前記電圧センサによって取得される電圧の特定周波数成分の大きさが前記閾値をまたいで一定の方向に変化したか否かを判断し、変化したと判断した直後に前記トリガ信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の状態診断装置。
【請求項３】
前記Ｙ個の平均波形データに含まれる各サンプリング時期における最大値を表す最大平均波形データを生成する最大平均波形生成手段と、
前記Ｙ個の平均波形データに含まれる各サンプリング時期における最小値を表す最小平均波形データを生成する最小平均波形生成手段と、
前記Ｙ個の平均波形データの少なくとも１つと前記最大平均波形データと前記最小平均波形データとを含む定常データを記憶する記憶手段と、
前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合に、当該判別の基となったＹ個の平均波形データから生成された前記最大平均波形データ及び前記最小平均波形データと当該Ｙ個の平均波形データの少なくとも１つとを含む前記定常データを前記記憶手段に出力する定常データ出力手段とをさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の状態診断装置。
【請求項４】
前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合に、当該判別の基となったＹ個の平均波形データのうちのいずれか１つと、当該判別より前に前記定常状態判別手段が定常状態であると判別することによって前記記憶手段に記憶された定常データとを比較し、比較した結果、所定の割合以上のサンプリング時期において、前記Ｙ個の平均波形データのうちのいずれか１つに含まれる平均電流が、前記最大平均波形データ及び前記最小平均波形データに含まれる最大値及び最小値の間に収まっていないときに、前記電気機器の稼働モードが変化したと判別する変化判別手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項３に記載の状態診断装置。
【請求項５】
前記定常データ出力手段は、前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合であって、前記変化判別手段によって変化したと判別されたときに、当該変化判別手段による判別の基となった変化後のＹ個の平均波形データから生成された前記最大平均波形データ及び前記最小平均波形データと当該Ｙ個の平均波形データの少なくとも１つとを含む前記定常データを前記記憶手段に出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の状態診断装置。
【請求項６】
前記給電線を介して供給される電力の電圧又は周波数を変換する電源変換手段と、
前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合に、前記電力の電圧又は周波数を所定のパターンで前記電源変換手段に変換させる電源変換制御手段と、
前記Ｙ個の平均波形データに含まれる各サンプリング時期における最大値を含む最大平均波形データを生成する最大平均波形生成手段と、
前記Ｙ個の平均波形データに含まれる各サンプリング時期における最小値を含む最小平均波形データを生成する最小平均波形生成手段と、
前記電源変換手段によって変換される前の電圧及び周波数での前記Ｙ個の平均波形データの少なくとも１つと前記最大平均波形データと前記最小平均波形データとを含む無変換定常データと、前記変換された電圧又は周波数での前記Ｙ個の平均波形データの少なくとも１つと前記最大平均波形データと前記最小平均波形データとを含む変換定常データとを記憶する記憶手段と、
前記電源変換手段によって変換される前の電圧及び周波数で前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合に、当該判別の基となったＹ個の平均波形データから生成された前記最大平均波形データ及び前記最小平均波形データと当該Ｙ個の平均波形データの少なくとも１つとを含む前記無変換定常データを前記記憶手段に出力し、前記変換された後に前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合に、当該判別の基となったＹ個の平均波形データから生成された前記最大平均波形データ及び前記最小平均波形データと当該Ｙ個の平均波形データの少なくとも１つとを含む前記変換定常データを前記記憶手段に出力する定常データ出力手段とをさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の状態診断装置。
【請求項７】
前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合に、当該判別の基となったＹ個の平均波形データのうちのいずれか１つと、当該判別より前に前記定常状態判別手段が定常状態であると判別することによって前記記憶手段に記憶された前記無変換定常データ又は前記変換定常データとを比較し、比較した結果、所定の割合以上のサンプリング時期において、前記Ｙ個の平均波形データのうちのいずれか１つに含まれる平均電流が、前記無変換定常データ又は前記変換定常データに含まれる前記最大平均波形データ及び前記最小平均波形データに含まれる最大値及び最小値の間に収まっていないときに、変化したと判別する変化判別手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項６に記載の状態診断装置。
【請求項８】
前記電源変換制御手段は、前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合であって、前記変化判別手段によって変化したと判別されたときに、前記給電線を介して供給される電力の電圧又は周波数を前記電源変換手段に変換させ、
前記定常データ出力手段は、前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合であって、前記変化判別手段によって変化したと判別されたときに、前記変化判別手段による判別の基となったＹ個の平均波形データから生成された前記最大平均波形データ及び前記最小平均波形データと当該Ｙ個の平均波形データの少なくとも１つとを含む前記無変換定常データを前記記憶手段に出力し、前記変換された電圧又は周波数で前記定常状態判別手段によって定常状態であると判別された場合に、当該判別の基となったＹ個の平均波形データから生成された前記最大平均波形データ及び前記最小平均波形データと当該Ｙ個の平均波形データの少なくとも１つとを含む前記変換定常データを前記記憶手段に出力する
ことを特徴とする請求項７に記載の状態診断装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に係る状態診断装置と端末装置とを備え、
前記状態診断装置は、
前記定常状態判別手段による判別の結果、前記変化判別手段による判別の結果を含む通知データを送信する送信手段をさらに備え、
前記端末装置は、
ユーザに通知する通知手段と、
前記通知データを受信する受信手段と、
前記受信された通知データに含まれる内容を判別し、判別した結果に従って前記通知手段を制御する通知制御手段とを備える
ことを特徴とする状態診断システム。
【請求項１０】
コンピュータを、
給電線における電流又は電圧がそれぞれに対応して予め定められた閾値をまたいで変化した場合にトリガ信号を出力するトリガ信号出力手段、
前記トリガ信号を取得し、前記給電線における電流値を所定のサンプリング周期で計測する電流センサによって、当該トリガ信号を取得してから所定のサンプリング期間に計測される電流値の特徴量の経時変化を表す電流波形データを取得する電流波形取得手段、
前記電流波形取得手段によってＸ（Ｘは自然数）個以上の電流波形データが取得されると、Ｘ回の前記電流波形データを加算平均することで平均波形データを生成する平均波形算出手段、
前記平均波形算出手段によってＹ（Ｙは自然数）個の平均波形データが生成されると、Ｙ個の前記平均波形データについて、対応する各サンプリング時期の値の変動度を表す平均波形の変動度を算出する第１変動度算出手段、
前記平均波形算出手段によってＹ個の平均波形データが生成されると、当該Ｙ個の平均波形データを生成する基となったＸ×Ｙ個の前記電流波形データについて、対応する各サンプリング時期の値の変動度を表す電流波形の変動度を算出する第２変動度算出手段、
各サンプリング時期における前記平均波形の変動度と前記電流波形の変動度の所定の割合とを比較し、比較した結果、所定の割合以上のサンプリング時期において、前記平均波形の変動度が前記電流波形の変動度の所定の割合より小さい場合に、前記給電線における電流が定常状態であると判別する定常状態判別手段として機能させる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、状態診断装置、状態診断システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給電線における電流波形に基づいて、その給電線に接続された電気機器の稼働状況を推定する技術が種々開示されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載の技術は、各電気機器について、その電気機器だけが稼働しているときの電流波形の特徴量と、給電線における電流波形の特徴量とを比較することによって、電気機器の稼働状況を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電気機器を起動した時やその稼働モードが変化した時には、過渡現象によって電流波形が特異なものとなることがある。このため、特許文献１に記載の技術により過渡状態での電流波形に基づいて電気機器の稼働状況を推定してしまうと、その推定の精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電気機器の稼働状況を精度よく推定することを可能にする状態診断装置などを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る状態診断装置は、
電気機器に電力を供給する給電線における電流値を所定のサンプリング周期で計測する電流センサと、
前記給電線における電流又は電圧がそれぞれに対応して予め定められた閾値をまたいで変化した場合にトリガ信号を出力するトリガ信号出力手段と、
前記トリガ信号を取得し、当該トリガ信号を取得してから所定のサンプリング期間に前記電流センサによって計測される電流値の特徴量の経時変化を表す電流波形データを取得する電流波形取得手段と、
前記電流波形取得手段によってＸ（Ｘは自然数）個以上の電流波形データが取得されると、Ｘ個の前記電流波形データを加算平均することで平均波形データを生成する平均波形算出手段と、
前記平均波形算出手段によってＹ（Ｙは自然数）個の平均波形データが生成されると、Ｙ個の前記平均波形データについて、対応する各サンプリング時期の値の変動度を表す平均波形の変動度を算出する第１変動度算出手段と、
前記平均波形算出手段によってＹ個の平均波形データが生成されると、当該Ｙ個の平均波形データを生成する基となったＸ×Ｙ個の前記電流波形データについて、対応する各サンプリング時期の値の変動度を表す電流波形の変動度を算出する第２変動度算出手段と、
各サンプリング時期における前記平均波形の変動度と前記電流波形の変動度の所定の割合とを比較し、比較した結果、所定の割合以上のサンプリング時期において、前記平均波形の変動度が前記電流波形の変動度の所定の割合より小さい場合に、前記給電線における電流が定常状態であると判別する定常状態判別手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、給電線における電流が定常状態である否かが判別される。そのため、給電線における定常状態での電流波形データを取得することが可能になる。したがって、電気機器の稼働状況を推定する精度を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に係る状態診断システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る状態診断装置の構成を示す図である。
【図３】定常データの例を示す図である。
【図４】実施形態１に係る端末装置の構成を示す図である。
【図５】実施形態１に係る状態診断装置が実行する状態診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図５に示す状態診断処理に含まれる電流波形取得処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】端末装置が実行する通知処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施形態１の一変形例に係る状態診断装置の構成を示す図である。
【図９】実施形態２に係る状態診断装置の構成を示す図である。
【図１０】第１定常データの例を示す図である。
【図１１】第２定常データの例を示す図である。
【図１２】第３定常データの例を示す図である。
【図１３】第４定常データの例を示す図である。
【図１４】第５定常データの例を示す図である。
【図１５】第６定常データの例を示す図である。
【図１６】第７定常データの例を示す図である。
【図１７】第８定常データの例を示す図である。
【図１８】第９定常データの例を示す図である。
【図１９】実施形態２に係る状態診断装置が実行する状態診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】図１９に示す状態診断処理に含まれる電源変換処理の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。全図を通じて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
実施形態１．
本発明の実施形態１に係る状態診断システムは、給電線における電流の状態を診断し、診断の結果をユーザに通知するシステムである。図１に示すように、状態診断システム１は、需要家の分電盤２に設けられる状態診断装置３と、状態診断装置３との間で無線通信する端末装置４とを備える。なお、状態診断装置３と端末装置４とは、有線の通信回線を介して通信可能に接続されてもよい。
【００１２】
分電盤２は、一般にブレーカなど（図示せず）を備えており、給電線５に介在する。給電線５は、商用電源６から需要家のコンセント７まで電力を供給する配線である。電気機器８は、需要家の家屋などに設けられたコンセント７を介して、給電線５に接続されている。なお、給電線５は、商用電源６に加えて、又はそれに代えて、太陽光発電、燃料電池などの分散型電源からの電力を供給してもよい。
【００１３】
状態診断装置３は、給電線５における電流の状態を診断する装置である。状態診断装置３は、図２に示すように、給電線５に接続されるＰＴ（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）センサ９及びＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）センサ１０と、商用周波数電圧抽出回路１１と、高調波電流抽出回路１２と、送信部１３と、記憶部１４と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１５とを備える。
【００１４】
ＰＴセンサ９は、一定のサンプリング周期で給電線５の電圧値を計測し、各サンプリング時期に計測された電圧値を示す電圧信号を出力するセンサである。ＣＴセンサ１０は、一定のサンプリング周期で給電線５の電流値を計測し、各サンプリング時期に計測された電流値を示す電流信号を出力するセンサである。ＰＴセンサ９とＣＴセンサ１０とのサンプリング周期は同期している。
【００１５】
商用周波数電圧抽出回路１１は、ＰＴセンサ９が出力する電圧信号を取得し、その電圧信号から特定周波数成分を抽出して出力する電気回路である。特定周波数は例えば、商用電源周波数又はその近傍周波数である。
【００１６】
高調波電流抽出回路１２は、ＣＴセンサ１０が出力する電流信号を取得し、その電流信号から予め定めた周波数の高調波成分を抽出して出力する電気回路である。電流の高調波は、電気機器８が稼働している場合に給電線５を流れる電流に含まれる。
【００１７】
送信部１３は、状態診断装置３による診断の結果を含む通知データを端末装置４へ送信する。送信部１３は例えば、アンテナ、通知データを含む信号を生成しアンテナを介して送信させる電気回路などを含む。
【００１８】
記憶部１４は、ＣＰＵ１５が処理中に生成するデータ、定常データ１６などの各種データを記憶し、記憶しているデータを要求に応じて読み出す。記憶部１４は例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどと、それらにデータを記憶させ又はそれらからデータを読み出す記憶制御部とを含む。なお、記憶部１４は、外付けのＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）などを含んでもよい。
【００１９】
記憶部１４に記憶される定常データ１６は、給電線５における定常状態での電流波形の特徴を示すデータである。定常データ１６は、図３に示すように、平均波形データ１７と、最大平均波形データ１８と、最小平均波形データ１９とを含む。これらのデータ１７〜１９の詳細は後述する。
【００２０】
ＣＰＵ１５は、給電線５における電流の状態を診断するための処理を実行する１つ又は複数のプロセッサから構成される。ＣＰＵ１５は機能的に、図２に示すように、トリガ判断部２１と、電流波形取得部２２と、合計波形算出部２３と、平均波形算出部２４と、最大／最小平均波形生成部２５と、最大／最小電流波形生成部２６と、平均波形の変動度算出部２７と、電流波形の変動度算出部２８と、定常状態判別部２９と、変化判別部３０と、定常データ出力部３１とを備える。
【００２１】
トリガ信号出力手段としてのトリガ判断部２１は、商用周波数電圧抽出回路１１が出力する電圧信号によって示される電圧が所定の閾値（本実施形態では、０）をまたいで一定の方向に変化したか否かを判断し、変化したと判断すると直ちにトリガ信号を出力する。電圧が０をまたいで一定の方向に変化するとは、電圧が負から正に変化することである。なお、電圧が０をまたいで一定の方向に変化することは、電圧が正から負に変化することであってもよい。
【００２２】
電流波形取得部２２は、トリガ判断部２１が出力したトリガ信号を取得すると、その直後からサンプリング期間Ｔ［秒］に高調波電流抽出回路１２が出力する電流信号を取得する。電流波形取得部２２は、このような電流信号の取得をＸ×Ｙ回繰り返す。これによって、電流波形取得部２２は、電流波形Ｉｉ，ｊを表す電流波形データをＸ×Ｙ個生成する。なお、Ｘ，Ｙは、予め定められる自然数である。
【００２３】
電流波形Ｉｉ，ｊは、トリガ信号を取得した時点からサンプリング期間Ｔ［秒］に給電線５を流れる電流に含まれる高調波成分の大きさ（ＣＴセンサ１０が計測する電流値の特徴量、以下、電流特徴量という。）の経時的変化を表す波形である。なお、ｉは、１≦ｉ≦Ｘを満たす自然数、ｊは、１≦ｊ≦Ｙを満たす自然数である。
【００２４】
ここで、サンプリング期間Ｔは例えば、商用電源６から供給される交流の電力の１周期である。サンプリング期間ＴにおけるＣＴセンサ１０のサンプリング回数をＮとし、例えば、商用電源の周波数が５０［Ｈｚ］（すなわち、サンプリング期間Ｔ＝０．０２秒）、サンプリング周期１／（Ｎ×Ｔ）が２０［ｋＨｚ］であるとする。この場合、１つの電流波形Ｉｉ，ｊは、トリガ信号を取得した時以降の各サンプリング時期の電流特徴量を表す４００（＝Ｎ）個の要素により表される。
【００２５】
合計波形算出部２３は、電流波形取得部２２によって生成されたＸ×Ｙ個の電流波形データに基づいて、合計波形Ｓｊを表す合計波形データをＹ個生成する。
【００２６】
合計波形Ｓｊは、Ｘ×Ｙ個の電流波形データが示す電流波形Ｉｉ，ｊのうち、電流波形取得部２２によって連続して生成されたＸ個ずつの電流波形Ｉｉ，ｊ（１≦ｉ≦Ｘ）を加算した波形である。すなわち、合計波形Ｓｊは、Ｘ個の電流波形Ｉｉ，ｊ（１≦ｉ≦Ｘ）に含まれる電流特徴量を対応するサンプリング時期ごとに加算した合計電流の経時的変化を表す波形である。
【００２７】
平均波形算出部２４は、合計波形算出部２３によって生成されたＹ個の合計波形データに基づいて、平均波形Ａｊを表す平均波形データをＹ個生成する。
【００２８】
平均波形Ａｊは、Ｘ×Ｙ個の電流波形データが表す電流波形Ｉｉ，ｊのうち、電流波形取得部２２によって連続して生成されたＸ個ずつの電流波形Ｉｉ，ｊ（１≦ｉ≦Ｘ）を加算平均した波形である。すなわち、平均波形Ａｊは、合計波形Ｓｊに含まれる合計電流をＸで除した平均電流の経時的変化を表す波形である。
【００２９】
最大／最小平均波形生成部２５は、平均波形算出部２４により生成された平均波形データに基づいて、最大平均波形ＡＭＡＸを表す最大平均波形データと最小平均波形ＡＭＩＮを表す最小平均波形データとを生成する。
【００３０】
最大平均波形ＡＭＡＸは、Ｙ個の平均波形データに含まれる平均電流の、対応するサンプリング時期ごとの最大値の経時的変化を表す波形である。最小平均波形ＡＭＩＮは、Ｙ個の平均波形データに含まれる平均電流の、対応するサンプリング時期ごとの最小値の経時的変化を表す波形である。
【００３１】
最大／最小電流波形生成部２６は、電流波形取得部２２によって生成されたＸ×Ｙ個の電流波形データに基づいて、最大電流波形ＩＭＡＸを表す最大電流波形データと最小電流波形ＩＭＩＮを表す最小電流波形データとを生成する。
【００３２】
最大電流波形ＩＭＡＸは、Ｘ×Ｙ個の電流波形データに含まれる電流特徴量の、対応するサンプリング時期ごとの最大値の経時的変化を表す波形である。最小電流波形ＩＭＩＮは、Ｘ×Ｙ個の電流波形データに含まれる電流特徴量の、対応するサンプリング時期ごとの最小値の経時的変化を表す波形である。
【００３３】
平均波形の変動度算出部２７は、平均波形算出部２４によって生成されたＹ個の平均波形データに基づいて平均波形の変動度ＶＡを算出し、算出した結果を表す平均波形の変動度データを生成する。
【００３４】
平均波形の変動度ＶＡは、Ｙ個の平均波形データに含まれる平均電流について、対応する各サンプリング時期の平均電流が変動する度合いを表す指標の集合である。具体的には例えば、平均波形の変動度ＶＡは、最大平均波形ＡＭＡＸと最小平均波形ＡＭＩＮとの差である。すなわち、平均波形の変動度ＶＡの各要素は、対応する各サンプリング時期における平均電流の最大値と平均電流の最小値との差である。
【００３５】
電流波形の変動度算出部２８は、電流波形取得部２２によって生成されたＸ×Ｙ個の電流波形データに基づいて電流波形の変動度ＶＩを算出し、算出した結果を表す電流波形の変動度データを生成する。
【００３６】
電流波形の変動度ＶＩは、Ｘ×Ｙ個の電流波形データに含まれる電流特徴量について、対応する各サンプリング時期の電流特徴量が変動する度合いを示す指標の集合である。具体的には例えば、電流波形の変動度ＶＩは、最大電流波形ＩＭＡＸと最小電流波形ＩＭＩＮとの差である。すなわち、電流波形の変動度ＶＩの各要素は、対応する各サンプリング時期における電流特徴量の最大値と電流特徴量の最小値との差である。
【００３７】
定常状態判別部２９は、平均波形の変動度データと電流波形の変動度データとを取得し、平均波形の変動度と電流波形の変動度の所定の割合（例えば、電流波形の変動度に１／Ｘを乗じた値）とを比較する。比較した結果、平均波形の変動度が電流波形の変動度の１／Ｘより小さいサンプリング時期が所定の割合以上である場合に、定常状態判別部２９は、定常状態であると判別する。また、比較した結果、平均波形の変動度が電流波形の変動度の１／Ｘより小さいサンプリング時期が所定の割合未満である場合に、定常状態判別部２９は、非定常状態である（定常状態でない）と判別する。
【００３８】
変化判別部３０は、定常状態判別部２９によって定常状態であると判別された場合に、平均波形データと、最大平均波形データ１８及び最小平均波形データ１９とに基づいて、電気機器８の変化の有無を判別する。
【００３９】
ここで、変化判別部３０が判別するための平均波形データは、定常状態判別部２９による今回の判別の基となったものである。変化判別部３０が判別するための最大平均波形データ１８及び最小平均波形データ１９は、記憶部１４に記憶されている定常データ１６に含まれるものである。すなわち、ここでの最大平均波形データ１８は、定常状態判別部２９によって前回（又はそれ以前に）、定常状態であると判別された際の最大平均波形データ１８であり、最小平均波形データ１９についても同様である。
【００４０】
また、電気機器８の変化は、電気機器８の稼働状態の変化であり、例えば、電気機器８が起動又は停止したこと、電気機器８の稼働モードが変わったことを含む。また、稼働モードには、例えば電気機器８が電子レンジである場合、１２００Ｗでの稼働、５００Ｗでの稼働などがある。
【００４１】
定常データ出力部３１は、変化判別部３０によって変化ありと判別された場合に、定常データ１６を記憶部１４へ出力する。これによって、定常データ１６は記憶部１４に記憶される。定常データ出力部３１が出力する定常データ１６は、定常状態判別部２９による定常状態であるとの判別の基になった平均波形データと、その平均波形データから生成された最大平均波形データ及び最小平均波形データとを含む。
【００４２】
これまで説明したＣＰＵ１５が備える機能は、プロセッサ自体の機能として実現されてもよく、ソフトウェア・プログラムを実行することによりプロセッサが発揮する機能として実現されてもよく、それらの組み合わせによって実現されてもよい。また、これまで説明したＣＰＵ１５が備える機能は、ソフトウェア・プログラムをコンピュータにインストールして実行させることによって実現されてもよく、この場合、記憶部１４はそのコンピュータが備えるＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）などにより実現されてもよい。プロセッサ又はコンピュータがソフトウェア・プログラムを実行する場合、ソフトウェア・プログラムは例えば、記憶部１４に記憶されている。このようなソフトウェア・プログラムは、記憶媒体によって配布されてもよく、インターネットなどを介して配信されてもよい。
【００４３】
端末装置４は、状態診断装置３から通知データを受信し、表示ランプ４１ａ，ｂとスピーカ４２とによって（図１参照）、状態診断装置３による診断の結果をユーザに通知する。端末装置４は、ユーザの後述する電気機器８の操作を容易にするために、ユーザが携帯できる程度の大きさであることが望ましい。端末装置４は、図４に示すように、受信部４３と、通知判別部４４と、通知制御部４５と、表示ランプ４１ａ，ｂ及びスピーカ４２（通知手段）とを備える。
【００４４】
受信部４３は、状態診断装置３の送信部１３から送信された通知データを受信する。受信部４３は例えば、アンテナ、アンテナが受信したデータから通知データを抽出する電気回路などから構成される。
【００４５】
通知判別部４４は、通知データを受信部４３から取得し、通知データに含まれる診断の結果を判別する。診断の結果には例えば、非定常状態であること、電気機器８の変化がないこと、又は定常データを出力したことが含まれる。
【００４６】
通知制御部４５は、通知判別部４４によって判別した結果に従って、表示ランプ４１ａ，ｂ及びスピーカ４２を制御する。表示ランプ４１ａ，ｂは、光によってユーザに通知し、スピーカ４２は、音によってユーザに通知する。
【００４７】
ここから、状態診断システム１が実行する処理について説明する。
【００４８】
状態診断装置３は、例えば電源が投入されると、図５に示す状態診断処理を開始する。ユーザは、電気機器８を特定の稼働モード（例えば、電気機器８が電子レンジであれば、１２００Ｗ）で稼働させる。また、電気機器８以外の電気機器が給電線５に接続されている場合、ユーザは、電気機器８以外の電気機器の稼働を停止させる。
【００４９】
図５に示すように、状態診断装置３は、以下に説明するループＡ（ステップＳ１０２）、平均波形算出処理（ステップＳ１０６）、及び最大／最小平均波形更新処理（Ｓ１０７）をＹ回繰り返す（ループＢ；ステップＳ１０１）。
【００５０】
ループＡ（ステップＳ１０２）において、状態診断装置３は、以下に説明する電流波形取得処理（ステップＳ１０３）から最大／最小電流波形更新処理（ステップＳ１０５）をＸ回繰り返す。
【００５１】
電流波形取得処理（ステップＳ１０３）では、図６に示すように、トリガ判断部２１は、ＰＴセンサ９が計測した電圧を示す電圧信号を、商用周波数電圧抽出回路１１を介して取得する（ステップＳ１２１）。トリガ判断部２１は、取得した電圧信号に基づいて給電線５における商用周波数成分の電圧が負から正に変化したか否かを判断する（ステップＳ１２２）。負から正に変化していないと判断した場合（ステップＳ１２２；Ｎｏ）、トリガ判断部２１は、電圧信号取得処理（ステップＳ１２１）及びトリガ判断処理（ステップＳ１２２）を繰り返す。
【００５２】
負から正に変化したと判断した場合（ステップＳ１２２；Ｙｅｓ）、トリガ判断部２１は、直ちにトリガ信号を出力する。電流波形取得部２２は、トリガ判断部２１からトリガ信号を取得する。トリガ信号を取得した電流波形取得部２２は、トリガ信号を取得した直後からサンプリング期間Ｔ［秒］の間、高調波電流抽出回路１２を介して、ＰＴセンサ９が計測した電流を示す電流信号を取得する（ステップＳ１２３）。サンプリング期間Ｔ［秒］の電流信号を取得した電流波形取得部２２は、その電流信号が表す各サンプリング時期の電流特徴量を含む電流波形データを生成する（ステップＳ１２４）。電流波形取得部２２は、生成した電流波形データを記憶部１４に記憶させる（ステップＳ１２５）。
【００５３】
ループＢ（ステップＳ１０１）がｊ回目、ループＡ（ステップＳ１０２）がｉ回目である場合に、電流波形取得部２２により生成される電流波形データが表す電流波形Ｉｉ，ｊは、式（１）で表される。
【００５４】
【数１】
0005904741.tif 000002
【００５５】
ここで、Ｉｉ，ｊ（ｔ）は、サンプリング時期ｔの電流特徴量を表す。なお、ｔは、１≦ｔ≦Ｎを満たす自然数である。
【００５６】
このように、電流波形データは、商用周波数成分の電圧が負から正に変化した時から商用電源６の１周期Ｔ［Ｓ］に取得された電流信号によって構成される。したがって、電流波形取得処理（ステップＳ１０３）を実行することによって、商用電源６の１周期に対応する電流波形Ｉｉ，ｊを収集することが可能になる。
【００５７】
合計波形算出部２３は、電流波形データを電流波形取得部２２から取得する。そして、合計波形算出部２３は、対応する各サンプリング時期について、記憶部１４に記憶させている合計波形データの合計電流に、取得した電流波形データに含まれる電流特徴量を加算する（ステップＳ１０４）。合計波形算出部２３は、加算された各サンプリング時期の合計電流を含む合計波形データを記憶部１４に記憶させる。これにより、記憶部１４の合計波形データは、電流波形データがサンプリング時期ごとに加算されたものとなる。
【００５８】
最大／最小電流波形生成部２６は、電流波形データを電流波形取得部２２から取得する。最大／最小電流波形生成部２６は、取得した電流波形データに基づいて、記憶部１４に記憶させている最大電流波形データ及び最小電流波形データを更新する（ステップＳ１０５）。
【００５９】
詳細には、最大／最小電流波形生成部２６は、対応する各サンプリング時期について、記憶部１４に記憶させている最大電流波形データ及び最小電流波形データのそれぞれが示す値と、取得した電流波形データが示す値とを比較する。電流波形データの値が最大電流波形データの値より大きいサンプリング時期については、最大／最小電流波形生成部２６は、そのサンプリング時期の最大電流波形データの値を電流波形データの値で置き換えた最大電流波形データを生成する。また、電流波形データの値が最小電流波形データの値より小さいサンプリング時期については、最大／最小電流波形生成部２６は、そのサンプリング時期の最小電流波形データの値を電流波形データの値で置き換えた最小電流波形データを生成する。最大／最小電流波形生成部２６は、生成した最大電流波形データ及び最小電流波形データによって、記憶部１４の最大電流波形データ及び最小電流波形データを更新する。
【００６０】
これまで説明した電流波形取得処理（ステップＳ１０３）から最大／最小電流波形更新処理（ステップＳ１０５）までをＸ回繰り返すことによって、ループＡ（ステップＳ１０２）は終了する。
【００６１】
ループＡ（ステップＳ１０２）が１回実行されることによって、合計波形算出部２３は、Ｘ個の電流波形データを電流波形取得部２２から取得することになる。また、合計波形データが表す合計波形Ｓｊは、ループＢ（ステップＳ１０１）がｊ回目である場合に、式（２）により表される。
【００６２】
【数２】
0005904741.tif 000003
【００６３】
ループＡ（ステップＳ１０２）が終了すると、平均波形算出部２４は、合計波形データを記憶部１４から取得した後、記憶部１４の合計波形データをクリアする。平均波形算出部２４は、合計波形データに含まれる各サンプリング時期の合計電流をＸで除することによって平均波形Ａｊを算出し、平均波形データを生成する（ステップＳ１０６）。
【００６４】
平均波形算出処理（ステップＳ１０６）を実行することによって生成される平均波形データが表す平均波形Ａｊは、ループＢ（ステップＳ１０１）がｊ回目である場合に、式（３）により表される。
【００６５】
【数３】
0005904741.tif 000004
【００６６】
最大／最小平均波形生成部２５は、平均波形算出部２４から平均波形データを取得する。そして、最大／最小平均波形生成部２５は、取得した平均波形データに基づいて、記憶部１４に記憶させている最大平均波形データ及び最小平均波形データを更新する（ステップＳ１０７）。
【００６７】
詳細には、最大／最小平均波形生成部２５は、対応する各サンプリング時期について、記憶部１４に記憶させている最大平均波形データ及び最小平均波形データのそれぞれが示す値と、取得した平均波形データが示す値とを比較する。平均波形データの値が最大平均波形データの値より大きいサンプリング時期については、最大／最小平均波形生成部２５は、そのサンプリング時期の最大平均波形データの値を平均波形データの値で置き換えた最大平均波形データを生成する。また、平均波形データの値が最小平均波形データの値より小さいサンプリング時期については、最大／最小平均波形生成部２５は、そのサンプリング時期の最小平均波形データの値を平均波形データの値で置き換えた最小平均波形データを生成する。最大／最小平均波形生成部２５は、生成した最大平均波形データ及び最小平均波形データによって、記憶部１４の最大平均波形データ及び最小平均波形データを更新する。
【００６８】
これまで説明したループＡ（ステップＳ１０２）、平均波形算出処理（ステップＳ１０６）、及び最大／最小平均波形更新処理（Ｓ１０７）をＹ回繰り返すことによって、ループＢ（ステップＳ１０１）は終了する。
【００６９】
ここまでの処理によって、Ｘ×Ｙ個の電流波形データが電流波形取得部２２により生成される。また、Ｘ×Ｙ個の電流波形Ｉｉ，ｊに基づいて最大／最小電流波形生成部２６により生成される最大電流波形データが表す最大電流波形ＩＭＡＸは、式（４）により表される。
【００７０】
【数４】
0005904741.tif 000005
【００７１】
ここで、ＭＡＸは、後続する［］内の要素の最大値を表す。
【００７２】
また、Ｘ×Ｙ個の電流波形Ｉｉ，ｊに基づいて最大／最小電流波形生成部２６により生成される最小電流波形データが表す最小電流波形ＩＭＩＮは、式（５）により表される。
【００７３】
【数５】
0005904741.tif 000006
【００７４】
ここで、ＭＩＮは、後続する［］内の要素の最小値を表す。
【００７５】
また、ここまでの処理によって、Ｙ個の平均波形データが平均波形算出部２４により生成される。Ｙ個の平均波形Ａｊに基づいて最大／最小平均波形生成部２５により生成される最大平均波形データが表す最大平均波形ＡＭＡＸは、式（６）により表される。
【００７６】
【数６】
0005904741.tif 000007
【００７７】
また、Ｙ個の平均波形Ａｊに基づいて最大／最小平均波形生成部２５により生成される最小平均波形データが表す最小平均波形ＡＭＩＮは、式（７）により表される。
【００７８】
【数７】
0005904741.tif 000008
【００７９】
続けて、平均波形の変動度算出部２７は、最大平均波形データと最小平均波形データとを記憶部１４から取得し、取得した最大平均波形データと最小平均波形データとに基づいて平均波形の変動度ＶＡを算出し、平均波形の変動度データを生成する。また、電流波形の変動度算出部２８は、最大電流波形データと最小電流波形データとを記憶部１４から取得し、取得した最大電流波形データと最小電流波形データとに基づいて電流波形の変動度ＶＩを算出し、電流波形の変動度データを生成する（ステップＳ１０８）。
【００８０】
ここで、平均波形の変動度算出部２７により算出される平均波形の変動度ＶＡは、式（８）により表される。
【００８１】
【数８】
0005904741.tif 000009
【００８２】
また、電流波形の変動度算出部２８により算出される電流波形の変動度ＶＩは、式（９）により表される。
【００８３】
【数９】
0005904741.tif 000010
【００８４】
定常状態判別部２９は、平均波形の変動度算出部２７から平均波形の変動度データを取得し、電流波形の変動度算出部２８から電流波形の変動度データを取得する。定常状態判別部２９は、取得した平均波形の変動度データの平均波形の変動度ＶＡと取得した電流波形の変動度データの電流波形の変動度ＶＩの１／Ｘとを比較する。比較した結果に基づいて、定常状態判別部２９は、定常状態であるか否かを判別する（ステップＳ１０９）。
【００８５】
詳細には、平均波形の変動度ＶＡが電流波形の変動度ＶＩの１／Ｘより小さいサンプリング時期が所定の割合以上である場合に、定常状態判別部２９は、定常状態であると判別する（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）。また、平均波形の変動度ＶＡが電流波形の変動度ＶＩの１／Ｘより小さいサンプリング時期が所定の割合未満である場合に、定常状態判別部２９は、非定常状態であると判別する（ステップＳ１０９；Ｎｏ）。
【００８６】
一般に、電流波形に含まれる主なノイズがホワイトノイズである場合、Ｘ個の電流波形を加算平均することによって、平均電流波形の変動度ＶＡは、電流波形の変動度ＶＩの１／Ｘ程度になる。そのため、平均波形の変動度ＶＡが電流波形の変動度ＶＩの１／Ｘより小さいサンプリング時期が所定の割合以上である場合、平均電流波形に含まれる主なノイズは、ホワイトノイズであると推定できる。
【００８７】
また、平均波形の変動度ＶＡが電流波形の変動度ＶＩの１／Ｘより小さいサンプリング時期が所定の割合未満である場合、平均電流波形に含まれる主なノイズは、ホワイトノイズではなく、過渡状態に起因するものと推定できる。したがって、平均波形の変動度ＶＡと電流波形の変動度ＶＩの１／Ｘとを比較することによって、定常状態であるか否かを判別することができる。
【００８８】
なお、平均波形の変動度ＶＡと比較する際に、電流波形の変動度ＶＩに乗じる値は、１／Ｘに限らず、適宜定められてもよい。
【００８９】
定常状態であると判別された場合に（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、変化判別部３０は、定常データ１６が記憶部１４に記憶されているか否かを判別する（ステップＳ１１０）。定常データ１６が記憶部１４に記憶されていない場合に、変化判別部３０は、前データがないと判別する（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）。また、定常データ１６が記憶部１４に記憶されている場合に、変化判別部３０は、前データがあると判別する（ステップＳ１１０；Ｎｏ）。
【００９０】
前データがあると判別した場合に（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、変化判別部３０は、電気機器８の変化の有無を判別する（ステップＳ１１１）。
【００９１】
詳細には、平均電流が最大平均電流と最小平均電流との間に収まっていない場合に、変化判別部３０は、変化ありと判別する（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）。また、平均電流が最大平均電流と最小平均電流との間に収まっている場合に、変化判別部３０は、変化なしと判別する（ステップＳ１１１；Ｎｏ）。
【００９２】
なお、平均電流が最大平均電流と最小平均電流との間に収まっているサンプリング時期が所定の割合未満である場合に、変化判別部３０は、変化ありと判別してもよい。また、平均電流が最大平均電流と最小平均電流との間に収まっているサンプリング時期が所定の割合以上である場合に、変化判別部３０は、変化なしと判別してもよい。
【００９３】
前データがないと判別された場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、及び、変化ありと判別された場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、定常データ出力部３１は、定常データ１６を出力して記憶部１４に記憶させる（ステップＳ１１２）。
【００９４】
ここでの定常データ１６に含まれる平均波形データは、定常状態判別部２９による定常状態であるとの判別の基になったＹ個の平均波形データのうち、例えば平均波形算出部２４により最後に生成されたものであり、例えば記憶部１４から取得される。また、ここでの定常データ１６に含まれる最大平均波形データと最小平均波形データとは、最大／最小平均波形生成部２５により最後に生成されたものであり、例えば記憶部１４から取得される。
【００９５】
このように定常データ１６が出力されることによって、電気機器８が特定の稼働モードで稼働している場合に特徴的な定常状態での電流波形データが記憶部１４に収集される。
【００９６】
送信部１３は、定常データを出力したことを含む通知データを端末装置４へ送信する（ステップＳ１１３）。
【００９７】
変化なしと判別された場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、送信部１３は、電気機器８の変化がないことを含む通知データを端末装置４へ送信する（ステップＳ１１４）。
【００９８】
非定常状態であると判別された場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、送信部１３は、非定常状態であることを含む通知データを端末装置４へ送信する（ステップＳ１１５）。これらの通知データ送信処理（ステップＳ１１３〜Ｓ１１５）の後に、状態診断装置３は、状態診断処理おいて記憶部１４に記憶させた定常データ１６以外の各種データをクリアして状態診断処理を終了する。状態診断装置３は、例えば電源が投入されている間、上述の状態診断処理を繰り返す。
【００９９】
端末装置４は、例えば電源が投入されている間、図７に示す通知処理を実行する。同図に示すように、通知判別部４４は、受信部４３を監視することによって、状態診断装置３から通知データを受信したか否かを判別する（ステップＳ１３１）。受信していないと判別した場合（ステップＳ１３１；Ｎｏ）、通知判別部４４は、受信判別処理（ステップＳ１３１）を継続する。
【０１００】
受信したと判別した場合（ステップＳ１３１；Ｙｅｓ）、通知判別部４４は、非定常状態であることが通知データに含まれるか否かを判別する（ステップＳ１３２）。非定常状態であることを含むと判別された場合（ステップＳ１３２；Ｙｅｓ）、通知制御部４５は、収集中であることを表す表示ランプ４１ａを点灯させる（ステップＳ１３３）。
【０１０１】
表示ランプ４１ａが点灯している間は、状態診断装置３は、電気機器８が特定の稼働モードで稼働している場合に特徴的な定常状態での電流波形データを収集するために、上述の状態診断処理を実行している最中である。そのため、ユーザは、電気機器８を特定の稼働モードで稼働させたまま、他の電気機器を起動させずに待機する。これによって、電気機器８が特定の稼働モードで稼働している場合に特徴的な定常状態での電流波形データが、状態診断装置３に確実に収集される。
【０１０２】
非定常状態であることを含まないと判別した場合（ステップＳ１３２；Ｎｏ）、通知判別部４４は、電気機器８の変化がないことが通知データに含まれるか否かを判別する（ステップＳ１３４）。電気機器８の変化がないことを含むと判別された場合（ステップＳ１３４；Ｙｅｓ）、通知制御部４５は、待機中であることを表す表示ランプ４１ｂを点灯させる（ステップＳ１３５）。
【０１０３】
表示ランプ４１ｂを点灯させることにより、ユーザは、電流波形データを収集するための処理が状態診断装置３にて実行されていないことを知ることができる。
【０１０４】
電気機器８の変化がないことを含まないと判別した場合（ステップＳ１３４；Ｎｏ）、通知判別部４４は、定常データを出力したことが通知データに含まれるか否かを判別する（ステップＳ１３６）。
【０１０５】
定常データを出力したことを含むと判別された場合（ステップＳ１３６；Ｙｅｓ）、通知制御部４５は、スピーカ４２に通知音を発生させ（ステップＳ１３７）、待機中であることを表す表示ランプ４１ｂを点灯させる（ステップＳ１３５）。
【０１０６】
通知音を発生させることにより、ユーザは、特定の稼働モードで稼働する電気機器８の定常状態での電流波形データが収集されたことを知ることができる。また、表示ランプ４１ｂを点灯させることにより、ユーザは、電流波形データを収集するための処理が状態診断装置３にて実行されていないことを知ることができる。
【０１０７】
定常データを出力したことを含まないと判別した場合（ステップＳ１３６；Ｎｏ）、又は、表示ランプ点灯処理（ステップＳ１３３〜Ｓ１３５）を実行した後、通知判別部４４が、受信判別処理（ステップＳ１３１）を再び実行する。
【０１０８】
表示ランプ４１ｂが点灯している間は、状態診断装置３は、その電源が投入されている間状態診断処理を実行するものの、ユーザが電気機器８の変化をさせなければ、新たな電流波形データは収集されない。そのため、ユーザは、表示ランプ４１ｂの点灯を確認して、例えば電気機器８の稼働モードを切り替えるとよい。電気機器８の稼働モードが切り替えられると、状態診断処理を実行する状態診断装置３によって、切り替え後の稼働モードで稼働する電気機器８に特徴的な定常状態での電流波形データが自動的に収集される。この電流波形データを収集するための状態診断処理を実行している間は、端末装置４では表示ランプ４１ａが点灯する。
【０１０９】
そして、切り替え後の稼働モードで稼働する電気機器８に特徴的な定常状態での電流波形データが収集されると、通知音が発せられ、表示ランプ４１ｂが点灯する。ユーザは、表示ランプ４１ｂの点灯を確認して、次に例えば電気機器８を停止させて、他の電気機器８（例えば、テレビ）を特定の稼働モードで稼働させるとよい。これにより、その電気機器が特定の稼働モードで稼働している場合に特徴的な定常状態での電流波形データが状態診断装置３により自動的に収集される。
【０１１０】
このように、ユーザが表示ランプ４１ａ，ｂを確認して、電気機器８の稼働モードを切り替えることによって、所望の電気機器が所望の稼働モードで稼働している場合に特徴的な定常状態での電流波形データを収集することができる。そのため、給電線５における電流が定常状態であるか否かを判別する原理を詳しく知らないユーザであっても、種々の電気機器が各稼働モードで稼働する場合に特徴的な定常状態での電流波形データを確実かつ容易に収集することが可能になる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態１について説明した。本実施形態によれば、状態診断装置３は、電気機器８が接続された給電線５における電流波形を解析し、給電線５における電流が定常状態である否かを判別する。そのため、電気機器８に特徴的な定常状態での電流波形データ（定常データ１６）を収集することが可能になる。収集した電流波形データを、電気機器８の稼働状況を推定するための基準となる電流波形データとして用いることができる。その結果、電気機器８の稼働状況を推定する精度を向上させることが可能になる。
【０１１２】
また、実施形態１では電気機器８の特徴的な電流波形データを収集する例で説明したが、稼働している電気機器８を推定するための電流波形データとして定常データ１６の平均波形データを用いることもできる。すなわち、給電線５における電流が定常状態である否かを判別することによって、給電線５における定常状態での電流波形データ（定常データ１６の平均波形データ）を、稼働している電気機器８を推定するための電流波形データとして取得することができる。これによって、電気機器８の稼働状況を推定する精度を向上させることが可能になる。
【０１１３】
また、一般に、給電線５における電圧波形は、給電線５が設けられている家屋などの環境、例えばその家屋から変電所までの距離など種々の要因によって歪むことがある。電圧波形の歪みは、電流波形の形状に大きく影響するが、要因の複雑さから、電圧波形の歪みを予測することは困難である。本実施形態によれば、電圧波形が歪んでいた場合であっても、定常状態であるか否かを正確に判別することができる。したがって、その家屋の環境などにかかわらず、定常状態での電流波形データを取得することが可能になる。その結果、電気機器８の稼働状況を推定する精度を向上させることが可能になる。
【０１１４】
さらに、本実施形態によれば、電気機器８の変化の有無は、定常状態での電流波形データに基づいて判断される。そのため、電気機器８の変化の有無を正確に判別することができる。したがって、電気機器８の変化に応じた定常状態での電流波形データを取得することが可能になる。その結果、電気機器８の種々の稼働状況を精度よく推定することが可能になる。
【０１１５】
さらに、本実施形態によれば、特定の稼働モードで稼働する電気機器の定常状態での電流波形は定常データ１６として記憶部１４に自動的に格納される。そのため、特定の稼働モードで稼働する電気機器の定常状態の電流波形データを速やかに収集することが可能になる。また、ユーザの操作ミスや環境ノイズなどによって一時的に変化した電流波形を誤って記憶することが低減し、記憶部１４の記憶容量の無駄な消費を低減することが可能になる。このように、本実施形態によれば、定常状態での電流波形データを効率よく正確に収集することが可能になる。
【０１１６】
さらに、本実施形態によれば、診断の結果がユーザに通知される。そのため給電線５における電流が定常状態であるか否かを判別する原理を詳しく知らないユーザであっても、給電線５における電流が定常状態であるか否かを知ることができる。これによって、定常データ１６が記憶部１４に自動的に格納されない場合であっても、ユーザは、定常状態の電流波形データを手動で記憶部１４に格納することが可能になる。
【０１１７】
なお、実施形態１は、以下のように変形されてもよい。
【０１１８】
例えば、トリガ判断部２１は、給電線５における電圧に代えて、電流に基づいて判断してもよい。この場合、状態診断装置１０３は、図８に示すように構成されるとよい。
【０１１９】
同図に示すように、状態診断装置１０３は、実施形態１に係る商用周波数電圧抽出回路１１に代えて商用周波数電流抽出回路１１１を備える。また、状態診断装置１０３が備えるＣＰＵ１１５は、実施形態１に係るＣＰＵ１５が備えるトリガ判断部２１に代えて、トリガ判断部１２１を備える。商用周波数電流抽出回路１１１は、ＣＴセンサ１０が出力する電流信号を取得し、その電流信号から商用電源周波数付近の周波数成分を抽出して出力する電気回路である。トリガ判断部１２１は、商用周波数電流抽出回路１１１が出力する電流信号によって示される電流が閾値以上である場合に、その電流が一定値をまたいで一定の方向に変化したか否かを判断する。そして、トリガ判別部１２１は、変化したと判別した場合、その判別の直後にトリガ信号を出力する。
【０１２０】
これによれば、電圧を計測するＰＴセンサ９を必要としないため、状態診断装置３の構成を簡素化することができ、コストを低減することが可能になる。
【０１２１】
また例えば、実施形態１では、電流波形取得部２２は、トリガ信号を取得してからサンプリング期間Ｔ［秒］の間、電流信号を取得することとしたが、サンプリング期間は一定時間に限られない。例えば、サンプリング期間には、トリガ信号を取得してから次のトリガ信号を取得するまでの期間が採用されてもよい。
【０１２２】
これによれば、給電線５における電圧の周波数が変化した場合であっても、１周期分の電流信号を取得することができる。これにより、電気機器８が稼働しているか否かの判別に適した電流波形データを取得することができ、稼働中の電気機器８を判別する精度の向上を図ることが可能になる。
【０１２３】
さらに例えば、電流波形取得部２２が電流信号を取得するサンプリング期間は、商用電源の１周期Ｔ［秒］に限られず、例えば、商用電源の半周期Ｔ／２［秒］であってもよい。一般に、給電線５の電流に含まれる高調波成分は、商用電源の１周期のうち、前半周期と後半周期とで正負逆転の類似形状となる。そのため、サンプリング期間を商用電源の半周期Ｔ／２［秒］としても、電気機器８の稼働状況を推定する精度はほとんど低下しない。したがって、電気機器８の稼働状況を推定する精度を低下させずに、記憶部１４のメモリ消費量及びＣＰＵ１５の負荷を低減させることが可能になる。
【０１２４】
さらに例えば、平均波形の変動度ＶＡは、Ｙ個の平均波形Ａｊに含まれる各サンプリング時期の平均電流の分散を表すＮ個の要素からなるものであってもよい。この場合、平均波形の変動度ＶＡは、Ｙ個の平均波形データを平均波形算出部２４から取得することによって、平均波形の変動度ＶＡを算出することができる。
【０１２５】
上述のように平均波形の変動度ＶＡが平均電流の分散を表す要素からなる場合、電流波形の変動度ＶＩには、Ｘ×Ｙ個の電流波形Ｉｉ，ｊに含まれる各サンプリング時期の要素の分散を表すＮ個の要素からなるベクトルが採用されてよい。この場合、電流波形の変動度ＶＩは、Ｘ×Ｙ個の電流波形データを電流波形取得部２２から取得することによって、電流波形の変動度ＶＩを算出することができる。
【０１２６】
そして、この場合、平均波形の変動度ＶＡと電流波形の変動度ＶＩの所定の割合（例えば、電流波形の変動度ＶＩに１／Ｘ２を乗じた値とを比較することにより、定常状態であるか否かを判別することができる。
【０１２７】
このように平均波形の変動度ＶＡ及び電流波形の変動度ＶＩに分散を採用する場合、各サンプリング時期における平均電流及び電流波形Ｉｉ，ｊの要素の分布を考慮した変動度を用いて電気機器８の稼働状況を推定することが可能になる。状態診断システム１の設置状況などに応じて平均波形の変動度ＶＡ及び電流波形の変動度ＶＩを変更することによって、状態診断装置３による診断の精度をさらに向上させることが可能になる。
【０１２８】
さらに例えば、需要家は一般家庭に限られない。また、状態診断装置３は、必ずしも分電盤２に設けられる必要はなく、給電線５における電流、及び必要に応じて電圧を取得できるように設けられればよい。電気機器８は、給電線５から供給される電力を使用する機器であればよく、その種類やそれが給電線５に接続される態様は問わない。これらによっても、実施形態１と同様の効果を奏することが可能である。
【０１２９】
さらに例えば、定常データ出力部３１は、変化判別部３０によって稼働する電気機器８が変化したと判別された場合以外に、定常データ１６を出力してもよい。例えば、定常データ出力部３１は、定常状態判別部２９によって定常状態であると判別された場合に、定常データ１６を出力してもよい。ここで、出力される定常データ１６は、実施形態１と同様に、定常状態判別部２９による判別の基となった平均波形データ１７と、最大平均波形データ１８及び最小平均波形データ１９とである。これによっても、実施形態１と同様に、定常状態での電流波形データを取得することが可能になる。その結果、電気機器８の稼働状況を推定する精度を向上させることが可能になる。また、実施形態１と同様に、定常状態での電流波形データを効率よく収集することが可能になる。
【０１３０】
さらに例えば、実施形態１では、定常データ出力部３１が記憶部１４に定常データ１６を出力し、これによって、電気機器８に特徴的な定常状態での電流波形データが収集されることとしたが、定常データ出力部３１のデータ出力先はこれに限られない。定常データ出力部３１は、状態診断装置３以外の装置、例えば電気機器８の稼働状況を推定する装置に定常データ１６を出力してもよい。この出力は、無線又は有線の通信回線を介して行われてよい。
【０１３１】
これによって、電気機器８の稼働状況を推定する際に、状態診断装置３に収集された定常データ１６を電気機器８の稼働状況を推定する装置へ移動させる手間を省くことが可能になる。
【０１３２】
さらに例えば、表示ランプ４１ａ，ｂ及びスピーカ４２は、状態診断装置３による判別の結果をユーザに知らせるための通知手段の一例であり、通知手段には、文字、図形などを表示する液晶パネルなどが採用されてもよい。また、通知データに含まれる判別の結果を知らせる方法は、実施形態１で説明したものに限られず、例えば判別の結果に応じて表示ランプの点滅パターンを変更することによって、通知データに含まれる判別の結果を知らせてもよい。これによっても、実施形態１と同様に、状態診断装置３による診断の結果をユーザに知らせることが可能になる。
【０１３３】
実施形態２．
本発明の実施形態２に係る状態診断装置は、電気機器８が定常状態で稼働していると判別した場合に、実施形態１と同様に定常データを記憶し、さらに、給電線５から供給される電力の電圧又は周波数を変換した場合の定常データも記憶する。
【０１３４】
本実施形態に係る状態診断システムは、状態診断装置２０３と端末装置４とを備える。本実施形態に係る端末装置４の構成は、実施形態１に係る端末装置４と同様である。
【０１３５】
本実施形態に係る状態診断装置２０３は、図９に示すように、実施形態１に係る状態診断装置３が備える構成に加えて電源変換回路２５１を備え、実施形態１に係る状態診断装置３が備えるＣＰＵ１５に代えてＣＰＵ２１５を備える。また、記憶部１４は、実施形態１に係る定常データ１６に代えて第１〜第９定常データ２１６ａ〜ｉを記憶している。
【０１３６】
電源変換回路２５１は、給電線５に介在し、商用電源６から供給される電力の電圧及び周波数を変換する電気回路である。電源変換回路２５１は、例えばトランス又はＬＣＲ回路を備える。
【０１３７】
商用電源６から供給される電力の電圧が１０１［Ｖ］である場合、電源変換回路２５１は例えば、電圧を１０１±５［Ｖ］に変換する。また、商用電源６から供給される電力の周波数が５０［Ｈｚ］である場合、電源変換回路２５１は例えば、周波数を５０±０．２［Ｈｚ］に変換する。なお、電源変換回路２５１によって変換される電圧及び周波数のパターンは適宜定められてよい。
【０１３８】
第１定常データ２１６ａは、図１０に示すように、商用電源６の電圧及び周波数で定常状態となった場合の平均波形データ２１７ａと最大平均波形データ２１８ａと最小平均波形データ２１９ａとを含む。すなわち、第１定常データ２１６ａは、実施形態１に係る定常データ１６と同様に、電源変換回路２５１によって変換されていない電圧及び周波数で定常状態となった場合のデータ（無変換定常データ）である。
【０１３９】
第２〜第９定常データ２１６ｂ〜ｉはそれぞれ、図１１〜１８に示すように、電源変換回路２５１によって変換された電圧及び周波数で定常状態となった場合の最大平均波形データ２１８ｂ〜ｉと最小平均波形データ２１９ｂ〜ｉとを含む。すなわち、第２〜第９定常データ２１６ｂ〜ｉはそれぞれ、変換定常データの例である。第２〜第９定常データ２１６ｂ〜ｉには、変換された電圧及び周波数の値が関連付けられている。
【０１４０】
ＣＰＵ２１５は、実施形態１に係るＣＰＵ１５と同様に１つ又は複数のプロセッサから構成される。ＣＰＵ２１５は機能的に、図９に示すように、実施形態１に係るＣＰＵ１５が備える構成に加えて電源変換制御部２５２を備え、実施形態１に係るＣＰＵ１５が備える定常データ出力部３１に代えて定常データ出力部２３１を備える。
【０１４１】
電源変換制御部２５２は、変化判別部３０によって変化ありと判別された場合に、電源変換回路２５１を制御する。これによって、電源変換制御部２５２は、商用電源６から供給される電力の電圧及び周波数を予め定めたパターンで変換させる。
【０１４２】
電源変換制御部２５２は、商用電源６の電圧及び周波数を、例えば上述のように１０１±５［Ｖ］及び５０±０．２［Ｈｚ］に、すなわち、（１）１０６［Ｖ］及び５０［Ｈｚ］、（２）９６［Ｖ］及び５０［Ｈｚ］、（３）１０１［Ｖ］及び５０．２［Ｈｚ］、（４）１０６［Ｖ］及び５０．２［Ｈｚ］、（５）９６［Ｖ］及び５０．２［Ｈｚ］、（６）１０１［Ｖ］及び４９．８［Ｈｚ］、（７）１０６［Ｖ］及び４９．８［Ｈｚ］、（８）９６［Ｖ］及び４９．８［Ｈｚ］の８パターンで変換させる。
【０１４３】
定常データ出力部２３１は、実施形態１に係る定常データ出力部３１と同様に、変化判別部３０によって変化ありと判別された場合に、第１定常データ２１６ａを出力して記憶部１４に記憶させる。ここで出力される第１定常データ２１６ａは、平均波形データ２１７ａと最大平均波形データ２１８ａと最小平均波形データ２１９ａとを含む。平均波形データ２１７ａは、定常状態判別部２９による定常状態であるとの判別の基となったものである。最大平均波形データ２１８ａと最小平均波形データ２１９ａとは、その平均波形データ２１７ａから生成されたものである。
【０１４４】
定常データ出力部２３１は、さらに、電源変換制御部２５２によって変換された各パターンの電圧及び周波数で定常状態判別部２９によって定常状態であると判別されときに、第２〜第９定常データ２１６ｂ〜ｉのそれぞれを出力して記憶部１４に記憶させる。ここで、出力される第２〜第９定常データ２１６ｂ〜ｉのそれぞれは、最大平均波形データ２１８ｂ〜ｉと最小平均波形データ２１９ｂ〜ｉとを含む。最大平均波形データ２１８ｂ〜ｉと最小平均波形データ２１９ｂ〜ｉとは、定常状態判別部２９による定常状態であるとの各判別の基となった平均波形データから生成されたものである。
【０１４５】
なお、ＣＰＵ２１５が備える機能は、実施形態１と同様に、プロセッサ自体の機能として実現されてもよく、記憶部１４に記憶されたソフトウェア・プログラムを実行することによりプロセッサが発揮する機能として実現されてもよく、それらの組み合わせによって実現されてもよい。
【０１４６】
ここから、状態診断装置２０３が実行する処理について説明する。
【０１４７】
状態診断装置２０３が実行する状態診断処理は、図１９に示すように、実施形態１に係る状態診断装置３が実行する状態診断処理（図５参照）に加えて、電源変換処理（ステップＳ２４１）を実行する。電源変換処理（ステップＳ２４１）は、定常データ出力処理（ステップＳ１１２）と出力通知送信処理（ステップＳ１１３）との間に実行される。なお、定常データ出力処理（ステップＳ１１２）では、第１定常データ２１６ａが出力される。
【０１４８】
電源変換処理（ステップＳ２４１）における詳細な処理の流れを図２０に示す。状態診断装置２０３は、同図に示すように、上述の８パターンの電圧及び周波数で、各処理（ステップＳ２５２、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７、ステップＳ２５３）を繰り返す（ループＣ；ステップＳ２５１）。
【０１４９】
電源変換制御部２５２は、（１）１０６［Ｖ］及び５０［Ｈｚ］に商用電源６の電圧及び周波数を変換させる（ステップＳ２５２）。そして、実施形態１において説明した処理（ステップＳ１０１〜Ｓ１０７）を実行する。これによって、（１）１０６［Ｖ］及び５０［Ｈｚ］での安定状態での最大平均波形データ２１８ｂ及び最小平均波形データ２１８ｃが生成される。
【０１５０】
定常データ出力部２３１は、生成された最大平均波形データ２１８ｂ及び最小平均波形データ２１８ｃを第２定常データ２１６ｂとして出力する（ステップＳ２５３）。これによって、第２定常データ２１６ｂが記憶部１４に記憶される。
【０１５１】
このような処理を上述の各パターンについて繰り返す（ループＣ；ステップＳ２５１）。その結果、記憶部１４には、第２〜第９定常データ２１６ｂ〜ｉが記憶される。
【０１５２】
以上、本発明の実施形態２について説明した。本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果を奏することが可能である。
【０１５３】
また、一般に、商用電源６から供給される電力の電圧や周波数は、需要家の周辺施設などの電力の使用状況や季節によって変動することがある。本実施形態によれば、商用電源６から供給される電力の電圧や周波数の変動を想定した電流波形データを予め収集しておくことができる。
【０１５４】
そのため、例えば、給電線５における電流波形データと第１〜第９定常データ２１６ａ〜ｉに含まれる平均波形データとの類似度を算出し、類似度が閾値を超える平均波形データを含む第１〜第９定常データ２１６ａ〜ｉを用いて、電気機器８の稼働状況を推定することができる。なお、類似度は、サンプリング時期ごとの差分絶対値の和などである。
【０１５５】
また、例えば、第１〜第９定常データ２１６ａ〜ｉのうち、その判別時の給電線５における電圧及び周波数に最も近い電圧及び周波数のパターンのデータを用いて、電気機器８の稼働状況を推定することができる。
【０１５６】
このように、本実施形態によれば、適切な電流波形データ（第１〜第９定常データ２１６ａ〜ｉ）を選択して、電気機器８の稼働状況の推定に用いることができる。したがって、電気機器８の稼働状況を推定する精度をさらに向上させることが可能になる。
【０１５７】
なお、実施形態２は、以下のように変形されてもよい。
【０１５８】
例えば、電源変換制御部２５２は、定常状態判別部２９によって定常状態であると判別された場合に電源変換回路２５１を制御し、これによって、商用電源６から供給される電力の電圧及び周波数を予め定めたパターンで変換させてもよい。これによっても、実施形態２と同様に、電圧及び周波数が変化した場合の定常状態での電流波形データを効率よく収集することが可能になる。
【０１５９】
また例えば、第２〜第９定常データ２１６ｂ〜ｉには、さらに、変換された電圧及び周波数で定常状態となった場合の平均波形データが含まれてもよい。
【０１６０】
この場合、各パターンでの平均波形データを比較することによって、商用電源６の変動による影響の受け易さをサンプリング時期ごとに算出しておくことができる。そして、商用電源６の変動による影響を受けにくいサンプリング時期を重視するように重み付けをして算出された類似度を用いて、最も適切な電流波形データ（第１〜第９定常データ２１６ａ〜ｉ）を選択して、電気機器８の稼働状況の推定に用いることができる。したがって、電気機器８の稼働状況を推定する精度をさらに向上させることが可能になる。
【０１６１】
以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、それらに限定されるものではない。本発明は、実施形態及び変形例だけでなく、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせたものも含み、また、それらと均等なものも含む。
【符号の説明】
【０１６２】
１  状態診断システム
３，１０３，２０３  状態診断装置
４  端末装置
５  給電線
６  商用電源
８  電気機器
９  ＰＴセンサ
１０  ＣＴセンサ
１１  商用周波数電圧抽出回路
１２  高調波電流抽出回路
１３  送信部
１４  記憶部
１５，１１５，２１５  ＣＰＵ
２１，１２１  トリガ判断部
２２  電流波形取得部
２３  合計波形算出部
２４  平均波形算出部
２５  最大／最小平均波形生成部
２６  最大／最小電流波形生成部
２７  平均波形の変動度算出部
２８  電流波形の変動度算出部
２９  定常状態判別部
３０  変化判別部
３１，２３１  定常データ出力部
４１ａ，ｂ  表示ランプ
４２  スピーカ
４３  受信部
４４  通知判別部
４５  通知制御部
１１１  商用周波数電流抽出回路
２５１  電源変換回路
２５２  電源変換制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0005904741.tif 000026
【図１７】
0005904741.tif 000027
【図１８】
0005904741.tif 000028
【図１９】
0005904741.tif 000029
【図２０】
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