(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統に接続されている各機器毎に、電力測定器が設けられており、各電力測定器の測定結果を補正係数を用いて補正することにより、各機器の消費電力量を算出するシステムに用いられる電力測定器のための補正係数算出方法であって、
所定時間単位毎に、上記系統全体の所定時間単位における消費電力量を測定する第１ステップ、
所定時間単位毎に、当該所定時間単位内において、上記系統に接続されている各機器毎に、運転モード別の運転時間を算出する第２ステップ、
第１ステップによる測定結果と第２ステップによる算出結果に基づいて、各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量を推定する第３ステップ、ならびに
第３ステップで得られた運転モード別の単位時間当たりの消費電力量と、電力測定器で測定される上記単位時間当たりの各機器毎の電力測定値をもとにして、最小二乗法により、電力測定器の測定結果を補正するための補正係数を算出する第４ステップ、
を備えていることを特徴とする電力測定器のための補正係数算出方法。
【請求項２】
系統に接続されている各機器毎に、電力測定器が設けられており、各電力測定器の測定結果を補正係数を用いて補正することにより、各機器の消費電力量を算出するシステムに用いられる電力測定器のための補正係数算出方法であって、
所定時間単位毎に、上記系統全体の所定時間単位における消費電力量を測定する第１ステップ、
所定時間単位毎に、当該所定時間単位内において、上記系統に接続されている各機器毎に、運転モード別の運転時間を算出する第２ステップ、
第１ステップによる測定結果と第２ステップによる算出結果に基づいて、各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量を推定する第３ステップ、
第３ステップで得られた運転モード別の単位時間当たりの消費電力量と、第２ステップで得られる所定時間単位内の各機器毎の運転モード別の運転時間から単位時間当たりの各機器毎の推定電力量を算出する第４ステップ、ならびに
第４ステップで得られる上記単位時間当たりの各機器毎の推定電力量と、電力測定器にで測定される上記単位時間当たりの各機器毎の電力測定値をもとにして、最小二乗法により、電力測定器の測定結果を補正するための補正係数を算出する第５ステップ、
を備えていることを特徴とする電力測定器のための補正係数算出方法。
【請求項３】
電力測定器の測定結果をＷ’とし、補正後の値をＷとすると、電力測定器の測定結果を補正するための補正式はＷ＝αＷ’＋βで与えられ、補正式中のα、βが上記補正係数であることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の電力測定器のための補正係数算出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力測定器のための補正係数算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スーパー等の店舗、コインランドリー等の施設において、省エネを目的とした電力管理を行う場合には、その内部に設置されている多数の機器に関して、個別に使用電力を測定する必要がある。しかしながら、各機器毎に、測定精度の高い電力測定器を設けると高価となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、各機器の消費電力を測定するための電力測定器として、比較的安価な簡易型電力測定器を用いることが可能となる電力測定器のための補正係数算出方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、系統に接続されている各機器毎に、電力測定器が設けられており、各電力測定器の測定結果を補正係数を用いて補正することにより、各機器の消費電力量を算出するシステムに用いられる電力測定器のための補正係数算出方法であって、所定時間単位毎に、上記系統全体の所定時間単位における消費電力量を測定する第１ステップ、所定時間単位毎に、当該所定時間単位内において、上記系統に接続されている各機器毎に、運転モード別の運転時間を算出する第２ステップ、第１ステップによる測定結果と第２ステップによる算出結果に基づいて、各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量を推定する第３ステップ、ならびに第３ステップで得られた運転モード別の単位時間当たりの消費電力量と、電力測定器で測定される上記単位時間当たりの各機器毎の電力測定値をもとにして、最小二乗法により、電力測定器の測定結果を補正するための補正係数を算出する第４ステップを備えていることを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、系統に接続されている各機器毎に、電力測定器が設けられており、各電力測定器の測定結果を補正係数を用いて補正することにより、各機器の消費電力量を算出するシステムに用いられる電力測定器のための補正係数算出方法であって、所定時間単位毎に、上記系統全体の所定時間単位における消費電力量を測定する第１ステップ、所定時間単位毎に、当該所定時間単位内において、上記系統に接続されている各機器毎に、運転モード別の運転時間を算出する第２ステップ、第１ステップによる測定結果と第２ステップによる算出結果に基づいて、各機器毎の運転モード別の単位時間当たりの消費電力量を推定する第３ステップ、第３ステップで得られた運転モード別の単位時間当たりの消費電力量と、第２ステップで得られる所定時間単位内の各機器毎の運転モード別の運転時間から単位時間当たりの各機器毎の推定電力量を算出する第４ステップ、ならびに第４ステップで得られる上記単位時間当たりの各機器毎の推定電力量と、電力測定器にで測定される上記単位時間当たりの各機器毎の電力測定値をもとにして、最小二乗法により、電力測定器の測定結果を補正するための補正係数を算出する第５ステップを備えていることを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、請求項１乃至２に記載の電力測定器のための補正係数算出方法において、電力測定器の測定結果をＷ’とし、補正後の値をＷとすると、電力測定器の測定結果を補正するための補正式はＷ＝αＷ’＋βで与えられ、補正式中のα、βが上記補正係数であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
〔１〕施設内電気機器システムの構成
図１は、スーパーマーケット等の店舗、コインランドリーなどの施設に設けられた施設内電気機器システムを示している。
【０００９】
分電盤１００からの電力は、複数の系統に分配されている。この例では、１つの系統に、３つの機器Ａ、Ｂ、Ｃが接続されている。各機器Ａ、Ｂ、Ｃには、各機器の消費電力を測定するための簡易型電力測定器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが設けられている。このシステムでは、各簡易型電力測定器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの測定結果を補正係数を用いて補正することにより、各機器Ａ、Ｂ、Ｃの消費電力量を算出する。
【００１０】
各簡易型電力測定器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、電力計測プルーブ（CT:current transfer)１１と測定器本体１２とを備えている。測定器本体１２は、図２に示すように、電力計測プルーブ（CT:current transfer)１１の計測値（電流値）をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２１、Ａ／Ｄ変換器２１の出力と、予め与えられた電圧値（全ての機器で一定の値）とに基づいて消費電力量（消費電力積算値）を算出する電力量計算ユニット２２および電力量計算ユニット２２によって算出された電力量を送信するためのデータ送信ユニット２３を備えている。各簡易型電力測定器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ内のデータ送信ユニット２３は、データを有線送信するものであっても、無線送信するものであってもよい。
【００１１】
各簡易型電力測定器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃによって測定された消費電力量（消費電力積算値）は、この例では、１分毎に、ホストＰＣ２００に送られる。
【００１２】
各機器には、それぞれ運転モードI とIIがある。各機器の運転モード（運転状態）に関する情報は、各機器に設けられたコントローラ３００に接続されたホストＰＣ２００によって、十分短いサンプリング間隔で収集されている。また、ホストＰＣ２００では、分電盤１００から、施設内全体の所定時間単位（３０分）毎の消費電力量を電力測定器４００により計測・収集している。
【００１３】
ところで、所定時間単位（３０分）毎の各機器（機器群）の消費電力量は、各機器（機器群）の各運転モード毎の１分間当たり（単位時間当たり）の消費電力量が分かれば、所定時間単位（３０分）内での各機器（機器群）の運転モードに関する情報に基づいて算出することが可能となる。
【００１４】
この実施の形態では、ホストＰＣ２００は、所定時間単位（３０分）毎に分電盤１００から得られた各系統の合計消費電力量と、各所定時間単位において収集された所定時間単位内での各機器の運転モードに関する情報をもとにして、各機器の各運転モード毎の１分単位の電力消費量を、行列演算（重回帰分析）を用いて算出する。
【００１５】
以下、各機器（機器群）の各運転モード毎の１分間当たりの消費電力量を算出する方法について、説明する。
【００１６】
各機器について、所定時間単位（３０分）内での各運転モードに関する情報に基づいて、各機器毎に各運転モード別の運転時間を求める。また、分電盤１００から得られた系統全体の上記所定時間単位（３０分）での消費電力量、つまり、上記所定時間単位（３０分）での各機器の消費電力量の総和を求める。
【００１７】
このような動作を、所定時間単位毎に繰り返し行う。
【００１８】
表１は、所定時間単位毎に得られた各機器の各運転モード別の運転時間と、系統全体の計測電力量を示している。
【００１９】
【表１】
0004030442.tif 000002
【００２０】
表１において、各記号の意味は、次の通りである。
【００２１】
ｍAIi ：ｉで特定される所定時間単位（３０分）中に機器Ａの運転モードがI であった時間
ｍAIIi：ｉで特定される所定時間単位（３０分）中に機器Ａの運転モードがIIであった時間
ｍBIi ：ｉで特定される所定時間単位（３０分）中に機器Ｂの運転モードがI であった時間
ｍBIIi：ｉで特定される所定時間単位（３０分）中に機器Ｂの運転モードがIIであった時間
ｍCIi ：ｉで特定される所定時間単位（３０分）中に機器Ｃの運転モードがI であった時間
ｍCIIi：ｉで特定される所定時間単位（３０分）中に機器Ｃの運転モードがIIであった時間
Ｗi ：ｉで特定される所定時間単位（３０分）中の系統の測定電力量
【００２２】
各機器の各運転モード毎の１分間当たりの消費電力量を未知数ＷAI、ＷAII 、ＷBI、ＷBII 、ＷCI、ＷCII とする。
【００２３】
ＷAI：機器Ａが運転モードI で運転されている場合の１分間当たりの消費電力量
ＷAII ：機器Ａが運転モードIIで運転されている場合の１分間当たりの消費電力量
ＷBI：機器Ｂが運転モードI で運転されている場合の１分間当たりの消費電力量
ＷBII ：機器Ｂが運転モードIIで運転されている場合の１分間当たりの消費電力量
ＷCI：機器Ｃが運転モードI で運転されている場合の１分間当たりの消費電力量
ＷCII ：機器Ｃが運転モードIIで運転されている場合の１分間当たりの消費電力量
【００２４】
各機器の各運転モード毎の１分間当たりの消費電力量を未知数ＷAI、ＷAII 、ＷBI、ＷBII 、ＷCI、ＷCII とすると、次式（１）関係式が成り立つ。
【００２５】
【数１】
0004030442.tif 000003
【００２６】
各所定時間単位毎に得られたデータ（表１参照）毎に、上記式（１）の関係式が得られるので、得られた複数の関係式をもとにして、未知数ＷAI、ＷAII 、ＷBI、ＷBII 、ＷCI、ＷCII を行列演算（重回帰分析）によって求める。
【００２７】
つまり、次式（２）の関係式が成り立つ。
【００２８】
【数２】
0004030442.tif 000004
【００２９】
上記式（２）において、各記号の意味は、次の通りである。
【００３０】
ＳｍAI  ：ｍAIの分散
ＳｍAII ：ｍAII の分散
ＳｍBI  ：ｍBIの分散
ＳｍBII ：ｍBII の分散
ＳｍCI  ：ｍCIの分散
ＳｍCII ：ｍCII の分散
Ｓab    ：ａとｂとの共分散（例えば、ＳｍAIｍAII は、ｍAIとｍAII の共分散）
【００３１】
したがって、次式（３）に基づいて、未知数ＷAI、ＷAII 、ＷBI、ＷBII 、ＷCI、ＷCII を求めることができる。
【００３２】
【数３】
0004030442.tif 000005
【００３３】
〔２〕各簡易型電力測定器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃによって測定された電力量（消費電力量）を補正するための補正係数の算出方法についての説明
【００３４】
以下、各簡易型電力測定器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃによって測定された電力量（消費電力量）を補正するための補正係数の算出方法について説明する。なお、補正係数は、ホストＰＣ２００によって算出される。
【００３５】
（１）１分毎に、機器Ａ、Ｂ、Ｃの消費電力量Ｗ’Ai、Ｗ’Bi、Ｗ’Ciを、簡易型電力測定器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃによって測定された電力量から算出する。また、当該１分間の推定消費電力量ＷAi、ＷBi、ＷCiは、別途コントローラで計測された当該１分間の運転モードと、その運転モードでの単位時間当たりの消費電力量ＷAI、ＷAII 、ＷBI、ＷBII 、ＷCI、ＷCII から算出されているものとする。
【００３６】
表２は、単位時間毎に得られたこれらの測定結果を示している。
【００３７】
【表２】
0004030442.tif 000006
【００３８】
表２において、各記号の意味は、次の通りである。
【００３９】
Ｗ’Ai：ｉで特定される１分間の機器Ａの消費電力量であり、簡易型電力測定器１０Ａの測定結果から求められたものである。
Ｗ’Bi：ｉで特定される１分間の機器Ｂの消費電力量であり、簡易型電力測定器１０Ｂの測定結果から求められたものである。
Ｗ’Ci：ｉで特定される１分間の機器Ｃの消費電力量であり、簡易型電力測定器１０Ｃの測定結果から求められたものである。
ＷAi  ：ｉで特定される１分間の機器Ａの推定消費電力量
ＷBi  ：ｉで特定される１分間の機器Ｂの推定消費電力量
ＷCi  ：ｉで特定される１分間の機器Ｃの推定消費電力量
【００４０】
（２）簡易型電力測定器１０Ａから得られた１分間の機器Ａの消費電力量Ｗ’Aiと、当該１分間の推定消費電力量ＷAiの補正式は、次式（４）で与えられる。
【００４１】
ＷAi＝ｆ（Ｗ’Ai）＝αA Ｗ’Ai＋βA   …（４）
【００４２】
αA 、βA は補正係数である。また、量Ｗ’Biと、当該１分間の推定消費電力量ＷBiの補正式は、次式（５）で与えられる。
【００４３】
ＷBi＝ｆ（Ｗ’Bi）＝αB Ｗ’Bi＋βB   …（５）
【００４４】
αB 、βB は補正係数である。また、量Ｗ’Ciと、当該１分間の推定消費電力量ＷCiの補正式は、次式（６）で与えられる。
【００４５】
ＷCi＝ｆ（Ｗ’Ci）＝αC Ｗ’Ci＋βC   …（６）
【００４６】
αc 、βC は補正係数である。
【００４７】
（３）補正係数αA 、βA を次のようにして求める。αB 、βB 、αC 、βC についても同様である。
【００４８】
機器Ａについて、１分間毎に得られたデータ（表２参照）毎に、上記式（４）の関係式が得られるので、複数回にわたって得られたデータから最小二乗法により、補正係数αA 、βA を求めることができる。つまり、補正係数αA 、βA は、次式（７）、（８）から求められる。
【００４９】
【数４】
0004030442.tif 000007
【００５０】
上記式（７）、（８）において、各記号の意味は、次の通りである。
【００５１】
ＳWA’WA：ＷA ’（簡易型電力測定器で計測した１分間の消費電力量）とＷA （１分間の推定消費電力量）との共分散
Ｓ2 WA’：ＷA ’の分散
記号”￣”が上に付けられたＷA ：ＷA の平均値
記号”￣”が上に付けられたＷ’A ：Ｗ’A の平均値
【００５２】
このようにして、補正係数αA 、βA が求められると、以後、上記式（４）に基づいて、各簡易型電力測定器１０Ａに基づいて得られる１分間の機器Ａの消費電力量Ｗ’Aiを補正する。
【００５３】
なお、簡易型電力測定器１０Ａの経時的な特性変化を考慮して、所定期間（３ケ月、６ケ月、１年等）毎に、補正係数αA 、βA を算出しなおすことが望ましい
【００５４】
【発明の効果】
この発明によれば、各機器の消費電力を測定するための電力測定器として、比較的安価な簡易型電力測定器を用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】施設内電気機器システムの構成を示すブロック図である。
【図２】簡易型電力測定器の測定器本体の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ  機器
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  簡易型電力測定器
１００  分電盤
２００  ホストＰＣ
【図１】
0004030442.tif 000008
【図２】
0004030442.tif 000009