(57)【要約】【課題】  個別電力機器の保有する固有の高調波に、更に任意の高調波を発生する装置を付加して機器の稼働状況を正確に判別できるようにする。【解決手段】  受電部２の総電流及び各電力機器１〜３の負荷電流をそれぞれ計測する電流計測手段ＣＴと、各電力機器１〜３ごとに電流計測手段ＣＴを通して計測される負荷電流に比例したレベルの高調波を発生させる複数の高調波発生手段１１〜１３と、電流計測手段ＣＴを通して計測される総電流を各周波数の実効電流値の時系列にフーリエ変換して、高調波発生手段１１〜１３により発生された高調波に基づき各電力機器１〜３の稼働状況を解析する解析手段３とを備え、受電部２を通して電力が供給される複数の電力機器１〜３の稼働状況を監視する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電部を通して電力が供給される複数の電力機器の稼働状況を監視する電力監視システムであって、
受電部の総電流及び前記各電力機器の負荷電流をそれぞれ計測する電流計測手段と、
前記各電力機器ごとに前記電流計測手段を通して計測される負荷電流に比例したレベルの高調波を発生させる複数の高調波発生手段と、
前記電流計測手段を通して計測される総電流を各周波数の実効電流値の時系列にフーリエ変換し、前記高調波発生手段により発生された高調波に基づき前記各電力機器の稼働状況を解析する解析手段と
を備えたことを特徴とする電力監視システム。
【請求項２】
前記高調波発生手段は、発生される高調波の発生次数が１０次以上であることを特徴とする請求項１記載の電力監視システム。
【請求項３】
前記高調波発生手段は、位相角を設定可能としたことを特徴とする請求項１記載の電力監視システム。
【請求項４】
受電部を通して電力が供給される複数の電力機器の稼働状況を監視する電力監視方法であって、
前記各電力機器ごとに負荷電流を計測して高調波発生手段により前記計測される負荷電流に比例したレベルの高調波を発生させ、
受電端で総電流を計測して解析手段により前記計測される総電流を各周波数の実効電流値の時系列にフーリエ変換し、前記高調波発生手段により発生された高調波に基づき前記各電力機器の稼働状況を解析する
ことを特徴とする電力監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受電部を通して電力が供給される複数の電力機器の稼働状況を監視する電力監視システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力機器にインバータ機構を付加し負荷の変動等に対応した制御を行う機器が多く用いられるようになってきた。これに伴いインバータのスイッチング機構により電力線に高調波が重畳する現象が見られるようになった。このようなインバータ機器を含んだ電気機器の動作状態を非侵入的方法で推定可能とする電気機器モニタリングシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このシステムは、複数の電気機器の種々の組み合わせと、それらの電気機器の種々の動作状態の組み合わせについて、あらかじめ測定したいくつかの基本波と高調波の電流とそれらの電圧に対する位相に関するデータとその時の解答である電気機器の動作状態とからなるデータを教師データとして、電力需要家の測定センサーによって測定した総負荷電流の高調波成分と位相に関するデータを入力し、パターン認識によってインバータ機器を含む複数の電気機器の個別の動作状態を推定するものである。
【０００４】
図２は従来の電力監視システムの構成例を示す図である。従来のシステムでは、教師データを用意するため、その構成として、図２に示すように電力機器３１〜３３、受電機器３４の受電端でそれぞれ負荷電流の高調波成分を測定するための計測変換装置４１〜４４とそれらの計測データを計測装置４５に送るための計測用ケーブルが必要になる。
【特許文献１】特許第３４０３３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来のシステムは、建物全体の受電部となる一箇所で高調波を測定し機器の稼働状況を判別するものであるが、教師データを用意し、さらにパターン認識によってインバータ機器を含む複数の電気機器の個別の動作状態を推定するため複雑な演算を行わなければならず、しかも、機器固有の高調波に依存するため機器が異なるごとにそれぞれの機器に対応した設計をしなければならない。また、小規模の電力設備（家庭内電力機器）を対象としたものであり、個別の機器発停検知までは対応できないなどの問題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであって、個別電力機器の保有する固有の高調波に、更に任意の高調波を発生する装置を付加して機器の稼働状況を正確に判別できるようにするものである。
【０００７】
そのために本発明は、受電部を通して電力が供給される複数の電力機器の稼働状況を監視する電力監視システムであって、受電部の総電流及び前記各電力機器の負荷電流をそれぞれ計測する電流計測手段と、前記各電力機器ごとに前記電流計測手段を通して計測される負荷電流に比例したレベルの高調波を発生させる複数の高調波発生手段と、前記電流計測手段を通して計測される総電流を各周波数の実効電流値の時系列にフーリエ変換し、前記高調波発生手段により発生された高調波に基づき前記各電力機器の稼働状況を解析する解析手段とを備えたことを特徴とし、前記高調波発生手段は、発生される高調波の発生次数が１０次以上であり、位相角を設定可能としたことを特徴とする。
【０００８】
受電部を通して電力が供給される複数の電力機器の稼働状況を監視する電力監視方法として、前記各電力機器ごとに負荷電流を計測して高調波発生手段により前記計測される負荷電流に比例したレベルの高調波を発生させ、受電端で総電流を計測して解析手段により前記計測される総電流を各周波数の実効電流値の時系列にフーリエ変換し、前記高調波発生手段により発生された高調波に基づき前記各電力機器の稼働状況を解析することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、任意の高調波を発生する装置を電力機器ごとに付加して負荷電流に比例したレベルで所定の高調波を発生させるので、機器固有の高調波を発生しない機器の計測、機器のオン／オフのみでなく、負荷率の計測も可能になる。しかも、電力機器ごとに高調波が特定されるので、機器固有の高調波に依存しないため同一種類の機器の判別も可能になる。また、受電部と各電力機器との間に計測用のケーブルを必要としないため、電力機器が分散して配置されている場合の計測にも有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電力監視システムの実施の形態を説明する図である。図中、１〜３は電力機器、４は受電機器、５は解析機器、１１〜１３は高調波発生装置、ＣＴは変流器を示す。
【００１１】
図１において、電力機器１〜３は、例えば照明機器や空調機器、昇降機その他の所謂電力を消費する負荷であり、受電機器４は、電力機器１〜３が消費する電力を給電線から一括して受電するものである。解析機器５は、受電端で電流を計測する変流器ＣＴを通して、各電力機器１〜３が消費する電力の総和となる総電流を高いサンプルレートで計測し、各周波数の実効電流値の時系列にフーリエ変換するものである。高調波発生装置１１〜１３は、各電力機器１〜３ごとに電流を計測する変流器ＣＴを通して負荷電流を計測し、計測される負荷電流に比例したレベルの高調波を発生させるものであり、発生される高調波の発生次数が１０次以上であり、位相角を設定可能としたものである。
【００１２】
インバータ機器は、機器固有の次数の高調波を発生するが、一般の電力機器の高調波は、低次（９次以下）であり、高次の高調波はほとんど見受けられない。本実施形態のシステムでは、上記のように各電力機器１〜３ごとに任意の高次の高調波を発生可能な高調波発生装置１１〜１３を設け、電力機器１〜３が稼働した時に負荷電流に比例したレベルの高調波を発生させる。これに対して、解析機器５では、受電端で変流器ＣＴを通して総電流を計測し、高調波を含む各周波数の実効電流値の時系列にフーリエ変換するので、〔数１〕に示すように基本周波数の整数倍（〔数１〕では奇数次のみ）の各次数の波形に分解できる。
【００１３】
【数１】
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【００１４】
各電力機器１〜３の稼働状況は、これら各次数のうち、それぞれの高調波発生装置１１〜１３で発生させた高調波のレベルに基づき個別に計測可能となる。したがって、機器のオン／オフのみならず、負荷率も計測可能となり、各電力機器１〜３の稼働状況が具体的、かつ正確に監視できる。
【００１５】
現在、高調波解析は５０次程度の高調波まで比較的容易に解析できるようになっている。これに対応して、高調波発生装置１１〜１３の高調波の発生次数は、１０〜５０次まで任意に発生可能なものが配設される。さらに高調波発生装置１１〜１３において位相角も任意に設定可能とすると、多数の電力機器の稼働状況を把握できるようになり、大規模な施設の解析も可能となる。
【００１６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、各電力機器ごとに高調波発生装置を設けて、その高調波発生装置により発生される高調波を計測することにより、各電力機器の稼働状況を監視したが、併せて各電力機器に固有の高調波を監視するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る電力監視システムの実施の形態を説明する図である。
【図２】従来の電力監視システムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１〜３…電力機器、４…受電機器、５…解析機器、１１〜１３…高調波発生装置、ＣＴ…変流器
【図１】
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【図２】
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