(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源ラインを流れる電流波形から、当該電源ラインに接続された電気機器の動作状態に応じた電流波形を抽出する動作を、電流波形抽出装置により実行する電流波形抽出方法であって、
前記電源ラインを流れる電流波形を、測定部により一定の時間間隔で測定する過程と、
前記測定された電流波形に対応する電力値が、直前に記憶部に保存された電力値に対して予め設定された第１の閾値を超えて変化したとき、当該変化後の電流波形およびそれに対応する電力値を前記記憶部に保存する過程と、
前記記憶部に保存された複数の電流波形のうち、保存タイミングが隣り合う電流波形間の差分電流波形を算出し、当該差分電流波形をその面積もしくは当該差分電流波形に対応する電力値により割り算することにより単位差分電流波形を算出する過程と、
前記算出された単位差分電流波形に基づいて、前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補を特定する過程と
を具備することを特徴とする電流波形抽出方法。
【請求項２】
電源ラインを流れる電流波形から、当該電源ラインに接続された電気機器の動作状態に応じた電流波形を抽出する動作を、電流波形抽出装置により実行する電流波形抽出方法であって、
前記電源ラインを流れる電流波形を、測定部により一定の時間間隔で測定する過程と、
前記測定された電流波形に対応する平均電流値が、直前に記憶部に保存された平均電流値に対して予め設定された第１の閾値を超えて変化したとき、当該変化後の電流波形およびそれに対応する平均電流値を前記記憶部に保存する過程と、
前記記憶部に保存された複数の電流波形のうち、保存タイミングが隣り合う電流波形間の差分電流波形を算出し、当該差分電流波形をその面積により割り算することにより単位差分電流波形を算出する過程と、
前記算出された単位差分電流波形に基づいて、前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補を特定する過程と
を具備することを特徴とする電流波形抽出方法。
【請求項３】
前記電流波形の候補を特定する過程は、前記単位差分電流波形を算出する過程により算出されるｎ番目およびｎ＋１番目の差分電流波形をそれぞれΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) とし、かつ単位差分電流波形をそれぞれＪn(t) ，Ｊn+1(t) とするとき、前記単位差分電流波形Ｊn(t) とＪn+1(t) との差の面積｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜を第２の閾値と比較し、面積｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜が前記第２の閾値より小さい場合に、前記差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) を前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補として選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の電流波形抽出方法。
【請求項４】
前記電流波形の候補を特定する過程は、前記単位差分電流波形を算出する過程により算出されるｎ番目およびｎ＋２番目の差分電流波形をそれぞれΔＩn(t) ，ΔＩn+2(t) とし、かつ単位差分電流波形をそれぞれＪn(t) ，Ｊn+2(t) とするとき、前記単位差分電流波形Ｊn(t) とＪn+2(t) との差の面積｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜を第２の閾値と比較し、面積｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜が前記第２の閾値より小さい場合に、前記差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+2(t) を前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補として選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の電流波形抽出方法。
【請求項５】
前記電流波形の候補を特定する過程は、前記単位差分電流波形を算出する過程により算出されるｎ番目、ｎ＋１番目およびｎ＋２番目の差分電流波形をそれぞれΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) ，ΔＩn+2(t) とし、かつ単位差分電流波形をそれぞれＪn(t) ，Ｊn+1(t) ，Ｊn+2(t) とするとき、前記単位差分電流波形Ｊn(t) とＪn+1(t) との差の面積｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜と、前記単位差分電流波形Ｊn(t) とＪn+2(t) との差の面積｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜をそれぞれ算出し、当該算出された差の面積間の差｜｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜−｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜｜を算出して第２の閾値と比較し、｜｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜−｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜｜が第２の閾値より小さい場合に、前記差分電流波形ΔＩn+1(t) ，ΔＩn+2(t) を前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補として選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の電流波形抽出方法。
【請求項６】
前記電流波形の候補を特定する過程は、前記差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) またはΔＩn+2(t) の代わりに、前記単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+1(t) またはＪn+2(t) を、前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補として選択することを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の電流波形抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば分電盤を流れる合成電流波形からその配下で動作する電気機器の電流波形を抽出するための電流波形抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、家庭やオフィスで使用されている各種電気機器の消費電力を推定する手法として、電気機器の動作状態に応じて変化する電流波形を分電盤を流れる合成電流波形から抽出し、抽出した電流波形をもとに電気機器の消費電力を推定する手法が提案されている。この手法は、例えば分電盤にセンサを取り付け、このセンサにより、測定対象の電気機器をONにした状態とOFFにした状態とでそれぞれ電流波形を測定する。そして、上記測定された各電流波形の差分波形から電流波形の候補を抽出し、この電流波形の候補を教師データとして電気機器の消費電力を推定するものとなっている（例えば非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】香西ほか、“機器毎の電力を総電流に基づき推定するシステム”、2014年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 B-9-1、(1) −概要−
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、非特許文献１に記載された技術は、手作業により電流波形を抽出するものであるため、電流波形の抽出に関わる作業負担が大きくなる。また、電気機器が動作状態を複数有する場合には、たまたま電気機器をOFFにした直前の動作状態に対応する電流波形しか取得することができない等、複数の動作状態に対応する電流波形を得ることができないという課題があった。
【０００５】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、電気機器の動作状態に対応する電流波形を、手作業に頼ることなく、かつ動作状態が複数ある場合でもそれぞれ抽出できるようにした電流波形抽出方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためにこの発明の第１の態様は、電源ラインを流れる電流波形から、当該電源ラインに接続された電気機器の動作状態に応じた電流波形を抽出する動作を、電流波形抽出装置により実行する電流波形抽出方法にあって、前記電源ラインを流れる電流波形を、測定部により一定の時間間隔で測定する過程と、前記測定された電流波形に対応する電力値が、直前に記憶部に保存された電力値に対して予め設定された第１の閾値を超えて変化したとき、当該変化後の電流波形およびそれに対応する電力値を前記記憶部に保存する過程と、前記記憶部に保存された複数の電流波形のうち、保存タイミングが隣り合う電流波形間の差分電流波形を算出し、当該差分電流波形をその面積もしくは当該差分電流波形に対応する電力値により割り算することにより単位差分電流波形を算出する過程と、前記算出された単位差分電流波形に基づいて、前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補を特定する過程とを具備するようにしたものである。
【０００７】
この発明の第２の態様は、電源ラインを流れる電流波形から、当該電源ラインに接続された電気機器の動作状態に応じた電流波形を抽出する動作を、電流波形抽出装置により実行する電流波形抽出方法にあって、前記電源ラインを流れる電流波形を、測定部により一定の時間間隔で測定する過程と、前記測定された電流波形に対応する平均電流値が、直前に記憶部に保存された平均電流値に対して予め設定された第１の閾値を超えて変化したとき、当該変化後の電流波形およびそれに対応する平均電流値を前記記憶部に保存する過程と、前記記憶部に保存された複数の電流波形のうち、保存タイミングが隣り合う電流波形間の差分電流波形を算出し、当該差分電流波形をその面積により割り算することにより単位差分電流波形を算出する過程と、前記算出された単位差分電流波形に基づいて、前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補を特定する過程とを具備するようにしたものである。
【０００８】
この発明の第３の態様は、前記電流波形の候補を特定する際に、前記単位差分電流波形を算出する過程により算出されるｎ番目およびｎ＋１番目の差分電流波形をそれぞれΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) とし、かつ単位差分電流波形をそれぞれＪn(t) ，Ｊn+1(t) とするとき、前記単位差分電流波形Ｊn(t) とＪn+1(t) との差の面積｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜を第２の閾値と比較し、面積｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜が前記第２の閾値より小さい場合に、前記差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) を前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補として選択するようにしたものである。
【０００９】
この発明の第４の態様は、前記電流波形の候補を特定する際に、前記単位差分電流波形を算出する過程により算出されるｎ番目およびｎ＋２番目の差分電流波形をそれぞれΔＩn(t) ，ΔＩn+2(t) とし、かつ単位差分電流波形をそれぞれＪn(t) ，Ｊn+2(t) とするとき、前記単位差分電流波形Ｊn(t) とＪn+2(t) との差の面積｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜を第２の閾値と比較し、面積｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜が前記第２の閾値より小さい場合に、前記差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+2(t) を前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補として選択するようにしたものである。
【００１０】
この発明の第５の態様は、前記電流波形の候補を特定する際に、前記単位差分電流波形を算出する過程により算出されるｎ番目、ｎ＋１番目およびｎ＋２番目の差分電流波形をそれぞれΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) ，ΔＩn+2(t) とし、かつ単位差分電流波形をそれぞれＪn(t) ，Ｊn+1(t) ，Ｊn+2(t) とするとき、前記単位差分電流波形Ｊn(t) とＪn+1(t) との差の面積｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜と、前記単位差分電流波形Ｊn(t) とＪn+2(t) との差の面積｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜をそれぞれ算出し、当該算出された差の面積間の差｜｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜−｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜｜を算出して第２の閾値と比較し、｜｜Ｊn+1(t) −Ｊn(t) ｜−｜Ｊn+2(t) −Ｊn(t) ｜｜が第２の閾値より小さい場合に、前記差分電流波形ΔＩn+1(t) ，ΔＩn+2(t) を前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補として選択するようにしたものである。
【００１２】
この発明の第６の態様は、前記電流波形の候補を特定する際に、前記差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) またはΔＩn+2(t) の代わりに、前記単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+1(t) またはＪn+2(t) を、前記電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補とするようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の第１および第２の態様によれば、電源ラインを流れる電流波形が常時測定され、この測定された電流波形に対応する電力値又は平均電流値をもとに電流波形の変化が抽出され、この抽出された電流波形の変化をもとに電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補が特定される。このため、作業者の手作業に頼ることなく、電流波形の全区間に渡りその波形変化の特徴を抽出することが可能となり、これにより電気機器が複数の動作状態を有する場合でも、これらの動作状態のそれぞれに対応する電流波形を漏れなく抽出することができる。
【００１５】
この発明の第３乃至第５の態様によれば、電流波形の候補を特定する際に、単位差分電流波形間の変化が小さい区間、つまり差を取り合う２つの波形形状の類似度が高いものが選択され、これにより電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補を適切に特定することができる。
【００１７】
この発明の第６の態様によれば、差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) またはΔＩn+2(t) の代わりに、単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+1(t) またはＪn+2(t) を、電気機器の動作状態に応じた電流波形の候補とすることができる。
【００１９】
すなわちこの発明の各態様によれば、電気機器の動作状態に対応する電流波形を、手作業に頼ることなく、かつ動作状態が複数ある場合でもそれぞれ抽出できるようにした電流波形抽出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る電流波形抽出方法を実行する電流波形抽出装置の機能構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した電流波形抽出装置により実行される電流波形抽出方法の手順と内容を示すフローチャート。
【図３】図２に示した電流波形抽出処理の一例を説明するための図。
【図４】図２に示した電流波形抽出処理の波形選別処理およびクラスタリング処理の一例を説明するための図。
【図５】この発明の第１の実施形態に係る電流波形抽出方法の手順と内容を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。  
［第１の実施形態］
（構成）
図１は、この発明の第１の実施形態に係る電流波形抽出方法を実行する電流波形抽出装置の機能構成を示すブロック図であり、ＤＳは分電盤、１は電流波形抽出装置を示している。
【００２２】
電流波形抽出装置１は、電流値を測定する測定部２と、制御ユニット３と、記憶ユニット４と、出力部５とを備えている。測定部２は分電盤ＤＳの電灯線に接続され、当該電灯線に流れる電流波形Ｉ(t) を一定の時間間隔で測定し出力する。なお、測定部２は電流波形抽出装置１に含めてもよいが、分電盤ＤＳに既に電流値を計測可能なセンサが取り付けられている場合にはこのセンサを利用してもよい。
【００２３】
制御ユニット３は、記憶ユニット４および出力部５は例えばパーソナルコンピュータにより実現される。記憶ユニット４は、記憶媒体としてＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）を使用したもので、一時記憶部４１および記憶部４２を備えている。一時記憶部４１および記憶部４２は、制御ユニット３による電流波形抽出過程において、上記測定部２により測定された電流波形Ｉ(t) と、この電流波形Ｉ(t) から算出される電力値Ｐを、一時的または継続的に記憶するために使用される。
【００２４】
制御ユニット３はＣＰＵ（Central Processing Unit）を有し、第１の実施形態を実現するために必要な処理機能として、電力値算出部３１と、比較部３２と、成形部３３と、選別部３４と、クラスタリング部３５とを備えている。これらの処理機能部は、何れも図示しないプログラムメモリに格納されたプログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより実現される。
【００２５】
電力値算出部３１は、上記測定部２から測定された電流波形Ｉ(t) が出力されるごとに、当該電流波形Ｉ(t) に対応する電力値Ｐを算出する処理を行う。そして、上記電流波形Ｉ(t) および電力値Ｐを比較部３２へ出力する。
【００２６】
比較部３２は、上記電力値算出部３１により電力値Ｐと、一時記憶部４１に前回記憶した電力値Ｐn-1との差が予め設定された閾値ＰX より大きいか否かを判定する。そして、上記電力値の差が閾値Ｐx より大きいと判定されたときの電流波形Ｉ(t) および電力値Ｐを一時記憶部４１に上書き保存すると共に、記憶部４２に追加記憶させる処理を行う。
【００２７】
成形部３３は、上記記憶部４２に記憶された電流波形Ｉn(t) （n＝1,2,3,…）および電力値Ｐn （n＝1,2,3,…）をもとに、記憶順序が隣り合う差分電流波形ΔＩn(t) を算出する。そして、この差分電流波形ΔＩn(t) を、当該差分電流波形ΔＩn(t) に対応する電力値で割り算することにより単位差分電流波形Ｊn(t) を算出する処理を行う。
【００２８】
また成形部３３は、記憶順序が隣り合う２つの単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+1(t) の差の面積Ａn と、記憶順序がさらに１つ離れた単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+2(t) の差の面積Ｂn をそれぞれ算出し、選別部６へ出力する処理を行う。
【００２９】
選別部３４は、上記成形部３３により算出された面積Ａn 、Ｂn およびこれらの差の面積｜Ａn −Ｂn ｜が、別途定める閾値ε以下であるか否かを判定する。そして、閾値ε以下であれば、対応する差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) 、ΔＩn(t) ，ΔＩn+2(t) 或いはΔＩn+1(t) ，ΔＩn+2(t) をクラスタリング部７へ出力する処理を行う。
【００３０】
クラスタリング部３５は、上記選別部３４により選別された選別差分電流波形ΔＩm(t) をｋ−ｍｅａｎｓ法等の既存の手法を用いてクラスタリングし、各クラスタ内にクラスタリングされた選別差分電流波形ΔＩm(t) の平均波形を算出する。そして、その算出結果を電気機器の電流波形の候補波形ΔＩA(t) ，ΔＩB(t) ，ΔＩC(t) ，…として出力部５に出力する処理を行う。
【００３１】
出力部５は、通信インタフェースを有し、上記算出された電気機器の電流波形の候補波形ΔＩA(t) ，ΔＩB(t) ，ΔＩC(t) ，…を、例えばサポートベクタマシンの教師データとして図示しない処理装置へ送信する。
【００３２】
（動作）
次に、以上のように構成された装置により実行される電流波形抽出動作を、制御ユニット３の処理手順に従い説明する。図２は、制御ユニット３による処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
【００３３】
分電盤ＤＳに収容された電灯線には、当該電灯線に接続された複数の電気機器の動作状態に応じた電流波形が合成された状態で流れている。この合成された電流波形は、測定部２により一定の時間間隔で測定され、制御ユニット３へ出力される。制御ユニット３では、ステップＳ１１により上記測定部２から出力された電流波形Ｉ(t) が取り込まれる。そして、ステップＳ１２において電力値算出部３１により、上記電流波形Ｉ(t) に対応する電力値Ｐが算出される。この電力値Ｐは、電流波形Ｉ(t) に電圧波形Ｖ(t) を掛け算して積分することにより算出される。
【００３４】
次にステップＳ１３において比較部３２により、上記電力値算出部３１により算出された電力値Ｐと、一時記憶部４１に前回保存された電力値Ｐn-1 との差｜Ｐ−Ｐn-1 ｜が算出される。そして、この算出された二つの電力値の差｜Ｐ−Ｐn-1 ｜が、予め設定された閾値ＰX より大きいか否かが判定される。この判定の結果、上記電力値の差｜Ｐ−Ｐn-1 ｜が閾値Ｐx より大きければ、上記電流波形Ｉ(t) および電力値Ｐが、一時記憶部４１に前回保存された電流波形Ｉn-1およびＰn-1 に代えて保存される。またそれと共にステップＳ１４において、上記電流波形Ｉ(t) および電力値Ｐは記憶部４２に追加記憶される。この結果記憶部４２には、電力値の差｜Ｐ−Ｐn-1 ｜が閾値Ｐx より大きいと判定されたときの電流波形Ｉn(t) および電力値Ｐn が記憶される。
【００３５】
次に制御ユニット３では、成形部３３の制御の下、ステップＳ１５により、記憶順序が隣接する電流波形間の差分電流波形ΔＩn(t) が算出される。そして、この算出された差分電流波形ΔＩn(t) から単位差分電流波形Ｊn(t) が算出される。この単位差分電流波形Ｊn(t) は、上記差分電流波形ΔＩn(t) を、当該差分電流波形ΔＩn(t) に対応する電力値で割り算することにより算出される。また、上記差分電流波形ΔＩn(t) に対応する電力値は、上記差分電流波形ΔＩn(t) に電圧波形Ｖ(t) を掛け算して積分することにより算出される。
【００３６】
図３は、上記測定部２による電流波形の測定から、記憶部４２への電流波形Ｉn(t) および電力値Ｐnの記憶、成形部３３による差分電流波形ΔＩn(t) および単位差分電流波形Ｊn(t) の算出までの一連の処理を具体的に説明する図である。図３では縦軸を電力値、横軸を時間とし、分電盤ＤＳ上における電力値の時間変化を模式的に示している。
【００３７】
電流波形Ｉ(t) は一定の時間間隔（例えば１０sec）で測定される。すなわち、１分程度の時間間隔で、５０Hz波形が２周期分取得される。測定された電流波形Ｉ(t) からそれぞれ電力値Ｐnが算出される。そして、この算出された電力値Ｐnが、一時記憶部４１に前回保存された電力値Ｐn-1 に対し閾値ＰX 以上変化した場合に、この変化後の電流波形Ｉ(t) と電力値Ｐn が記憶部４２に追加記憶される。このため、記憶部４２に記憶される電流波形Ｉ1(t) ，Ｉ2(t) ，…，ＩN(t) および電力値Ｐ1 ，Ｐ2 ，…，ＰN は、図３に示すように不等時間間隔となる。
【００３８】
さらに成形部３３では、上記算出された隣り合う２つのタイミングにおける単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+1(t) 間の差の面積Ａnと、さらに１つ離れたタイミングにおける単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+2(t) 間の差の面積Ｂnがそれぞれ算出される。そして、この算出された面積Ａn ，Ｂn は選別部３４へ出力される。
【００３９】
次に制御ユニット３では、選別部３４の制御の下、ステップＳ１６により、上記成形部３３により算出された面積Ａnが別途定める閾値ε以下であるか否かが判定される。そして、閾値ε以下であれば、対応する差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) がクラスタリング部７へ出力される。また、上記面積Ｂnが別途定める閾値ε以下であるか否かが判定される。そして、閾値ε以下の場合には、対応する差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+2(t) がクラスタリング部７へ出力される。さらに、上記面積Ａn とＢn との差の面積｜Ａn −Ｂn ｜が算出され、当該算出された差の面積｜Ａn −Ｂn ｜が別途定める閾値ε以下であるか否かが判定される。そして、閾値ε以下の場合には、対応する差分電流波形ΔＩn+1(t) ，ΔＩn+2(t) がクラスタリング部７へ出力される。
【００４０】
続いて制御ユニット３では、クラスタリング部３５の制御の下、ステップＳ１７において、上記選別部３４により選別された差分電流波形ΔＩm(t) がクラスタリングされ、各クラスタ内にクラスタリングされた差分電流波形ΔＩm(t) の平均波形が算出される。
【００４１】
図４は、成形部３３において算出された面積Ａn および面積Ｂn の選別結果の一例と、クラスタリング処理の様子を示すものである。図４では、隣り合う２つのタイミングにおける単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+1(t) 間の差の面積Ａn を横軸に、また１つ離れたタイミングにおける単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+2(t) 間の差の面積Ｂn を縦軸にそれぞれプロットしている。
【００４２】
図４に示すように、選別部３４では、差分電流波形ΔＩn(t)のうち、面積Ａn または面積Ｂn 、或いは面積の差｜Ａn −Ｂn ｜が閾値εより小さいものが選択される。差分電流波形ΔＩn(t)の面積Ａnまたは面積Ｂn、或いは面積の差｜Ａn−Ｂn｜が小さいということは、差を取り合う２つの波形形状の類似度が高いということであり、図４の横軸および縦軸付近や対角線の近辺にプロットされた点がこれに該当する。クラスタリング部３５では、上記のように選別部６で選別された差分電流波形ΔＩn(t) に対してクラスタリング処理が行われ、これにより各クラスタ内の平均波形ΔＩA(t) ，ΔＩB(t) ，ΔＩC(t) ，…が算出される。そして、この算出された平均波形ΔＩA(t) ，ΔＩB(t) ，ΔＩC(t) ，…が、電気機器の電流波形の候補波形として、出力部５へ出力される。
【００４３】
最後に出力部５の制御の下、ステップＳ１８により、上記クラスタリング処理により得られた、クラスタごとの差分電流平均波形ΔＩA(t) ，ΔＩB(t) ，ΔＩC(t) ，…が、サポートベクタマシンの教師データとして、図示しない処理装置へ送信される。なお、サポートベクタマシンの動作については非特許文献１に詳しく記載されている。
【００４４】
（効果）
以上詳述したように第１の実施形態では、測定部２により一定の時間間隔で測定された電流波形Ｉ(t) のそれぞれについて電力値Ｐを算出し、この算出された電力値Ｐと一時記憶部４１に前回記憶した電力値Ｐn-1 との差が予め設定された閾値ＰX より大きい場合に当該電流波形Ｉ(t) および電力値Ｐを記憶部４２に記憶させる。そして、記憶部４２に記憶された電流波形Ｉn(t) （n＝1,2,3,…）および電力値Ｐn （n＝1,2,3,…）をもとに、記憶順序が隣り合う差分電流波形ΔＩn(t) および単位差分電流波形Ｊn(t) を算出し、さらに算出順序が隣り合う２つの単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+1(t) の差の面積Ａn と、算出順序がさらに１つ離れた単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+2(t) の差の面積Ｂnをそれぞれ算出する。そして、上記算出された面積Ａn 、Ｂn またはこれらの面積の差の面積｜Ａn −Ｂn ｜のうち、閾値ε以下の値に対応する差分電流波形ΔＩn(t) ，ΔＩn+1(t) 、ΔＩn(t) ，ΔＩn+2(t) 或いはΔＩn+1(t) ，ΔＩn+2(t) をクラスタリングし、各クラスタ内にクラスタリングされた選別差分電流波形ΔＩm(t) の平均波形を、電気機器の電流波形の候補波形ΔＩA(t) ，ΔＩB(t) ，ΔＩC(t) ，…とするようにしている。
【００４５】
従って、電流波形が常時測定されてその測定結果をもとに波形変化の特徴が抽出される。このため、作業者の手作業に頼ることなく、電流波形の全区間に渡りその波形変化の特徴を抽出することが可能となり、これにより電気機器が複数の動作状態を有する場合でも、これらの動作状態のそれぞれに対応する電流波形を漏れなく抽出することができる。
【００４６】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、測定された電流波形Ｉ(t) から電力値Ｐを算出して、この電力値Ｐが閾値ＰX より大きく変化したときの電流波形Ｉ(t) および電力値Ｐを記憶部４２に記憶させ、この記憶された電流波形Ｉn(t) （n＝1,2,3,…）および電力値Ｐn （n＝1,2,3,…）をもとに、差分電流波形ΔＩn(t) および単位差分電流波形Ｊn(t) を算出するようにした。
【００４７】
これに対し第２の実施形態は、測定された電流波形Ｉ(t) から平均電流値Ｉを算出して、この平均電流値Ｉが閾値ＩX より大きく変化したときの電流波形Ｉ(t) および平均電流値Ｉを記憶部４２に記憶させ、この記憶された電流波形Ｉn(t) （n＝1,2,3,…）および平均電流値Ｉn （n＝1,2,3,…）をもとに、差分電流波形ΔＩn(t) および単位差分電流波形Ｊn(t) を算出するようにしたものである。
【００４８】
図５は、第２の実施形態に係る電流波形抽出方法の処理手順と処理内容を示すフローチャートである。なお、上記電流波形抽出方法を実行する装置の構成は図１と同一なので、ここでも図１を用いて説明を行う。
【００４９】
分電盤ＤＳに収容された電灯線に流れる合成された電流波形は、測定部２により一定の時間間隔で測定され、制御ユニット３へ出力される。制御ユニット３では、ステップＳ２１により上記測定部２から出力された電流波形Ｉ(t) が取り込まれる。そして、ステップＳ２２において、上記電流波形Ｉ(t) の面積を算出することにより平均電流値Ｉが算出される。
【００５０】
次にステップＳ２３において比較部３２により、上記算出された平均電流値Ｉと、一時記憶部４１に前回保存された平均電流値Ｉn-1 との差｜Ｉ−Ｉn-1 ｜が算出される。そして、この算出された平均電流値Ｉの差｜Ｉ−Ｉn-1 ｜が、予め設定された閾値ＩX より大きいか否かが判定される。この判定の結果、上記電力値の差｜Ｉ−Ｉn-1 ｜が閾値Ｉx より大きければ、上記電流波形Ｉ(t) および平均電流値Ｉが、一時記憶部４１に前回保存された電流波形Ｉn-1 およびＩn-1 に代えて保存される。またそれと共にステップＳ２４において、上記電流波形Ｉ(t) および平均電流値Ｉは記憶部４２に追加記憶される。この結果記憶部４２には、平均電流値Ｉの差｜Ｉ−Ｉn-1 ｜が閾値Ｉx より大きいと判定されたときの電流波形Ｉn(t) （n＝1,2,3,…）および平均電流値Ｉn （n＝1,2,3,…）が記憶される。
【００５１】
次に制御ユニット３では、成形部３３の制御の下、ステップＳ２５により、記憶順序が隣接する電流波形間の差分電流波形ΔＩn(t) が算出される。そして、この算出された差分電流波形ΔＩn(t) から単位差分電流波形Ｊn(t) が算出される。この単位差分電流波形Ｊn(t) は、上記差分電流波形ΔＩn(t) を、当該差分電流波形ΔＩn(t) の面積で割り算することにより算出される。
【００５２】
さらに成形部３３では、上記算出された隣り合う２つのタイミングにおける単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+1(t) 間の差の面積Ａn と、さらに１つ離れたタイミングにおける単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+2(t) 間の差の面積Ｂn がそれぞれ算出される。そして、この算出された面積Ａn ，Ｂn は選別部３４へ出力される。
【００５３】
次に制御ユニット３では、選別部３４の制御の下、ステップＳ２６により、上記成形部３３により算出された面積Ａn が別途定める閾値ε以下であるか否かが判定される。そして、閾値ε以下であれば、対応する単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+1(t) がクラスタリング部７へ出力される。また、上記面積Ｂnが別途定める閾値ε以下であるか否かが判定される。そして、閾値ε以下の場合には、対応する単位差分電流波形Ｊn(t) ，Ｊn+2(t) がクラスタリング部７へ出力される。さらに、上記面積ＡnとＢnとの差の面積｜Ａn−Ｂn｜が算出され、当該算出された差の面積｜Ａn −Ｂn ｜が別途定める閾値ε以下であるか否かが判定される。そして、閾値ε以下の場合には、対応する単位差分電流波形Ｊn+1(t) ，Ｊn+2(t) がクラスタリング部７へ出力される。
【００５４】
続いて制御ユニット３では、クラスタリング部３５の制御の下、ステップＳ２７において、上記選別部３４により選別された単位差分電流波形Ｊm(t) がクラスタリングされ、各クラスタ内にクラスタリングされた単位差分電流波形Ｊm(t) の平均波形が算出される。
【００５５】
最後に出力部５の制御の下、ステップＳ２８により、上記クラスタリング処理により得られた、クラスタごとの単位差分電流波形ＪA(t) ，ＪB(t) ，ＪC(t) ，…が図示しない処理装置へ送信される。処理装置では、上記単位差分電流波形ＪA(t) ，ＪB(t) ，ＪC(t) ，…が、サポートベクタマシンを最小二乗法等の手法に置き換えて用いる場合の教師データとして用いられる。なお、サポートベクタマシンの動作については非特許文献１に詳しく記載されている。
【００５６】
以上述べたように第２の実施形態によれば、測定された電流波形Ｉ(t) から平均電流値Ｉが算出されて、この平均電流値Ｉが閾値ＩX より大きく変化したときの電流波形Ｉ(t) および平均電流値Ｉが記憶部４２に記憶され、この記憶された電流波形Ｉn(t) （n＝1,2,3,…）および平均電流値Ｉn （n＝1,2,3,…）をもとに、差分電流波形ΔＩn(t) および単位差分電流波形Ｊn(t) が算出される。
【００５７】
従って、第２の実施形態においても、電流波形が常時測定されてその測定結果をもとに波形変化の特徴が抽出される。このため、作業者の手作業に頼ることなく、電流波形の全区間に渡りその波形変化の特徴を抽出することが可能となり、これにより電気機器が複数の動作状態を有する場合でも、これらの動作状態のそれぞれに対応する電流波形を漏れなく抽出することができる。
【００５８】
［その他の実施形態］
この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、電流波形の抽出処理手順と処理内容、抽出処理を実行する装置の構成については、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【００５９】
要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
ＤＳ…分電盤、１…電流波形抽出装置、２…測定部、３…制御ユニット、４…記憶ユニット、５…出力部、３１…電力値算出部、３２…比較部、３３…成形部３３…選別部、３５…クラスタリング部、４１…一時記憶部、４２…記憶部。
【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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