JP5300761B2 - Energy distribution calculation device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の機器全体により消費された消費エネルギー量を各機器へそれぞれ配分するエネルギー配分計算装置およびその方法に関する。 The present invention relates to an energy allocation calculation apparatus and method for allocating an amount of energy consumed by a plurality of devices to each device.
CO2削減の観点から商業ビルなどにおいて時々刻々の消費エネルギー量を監視する要望が高まっている。改正省エネ法により企業単位で消費エネルギー量を管理することが求められるようになると、複数のテナントにより利用されている商用ビルなどではテナント単位での消費エネルギー量をオンラインで把握する必要がある。 From the viewpoint of CO2 reduction, there is an increasing demand for monitoring the amount of energy consumed in commercial buildings. When it becomes necessary to manage the amount of energy consumed in units of companies under the revised Energy Saving Law, it is necessary to grasp the amount of energy consumed in units of tenants online in commercial buildings used by multiple tenants.
一般に商業ビルではビル内の系統単位で計測装置が設置されていることが多く、テナント毎の既存の設備に計測装置を恒久的に追加することは難しい。したがって、各テナントの消費エネルギー量を直接測定する代わりに、同一系統のテナント群の総消費エネルギー量を計測して、当該総消費エネルギー量を各テナントに振り分ける按分処理が必要となる。 Generally, in a commercial building, a measuring device is often installed for each system in the building, and it is difficult to permanently add a measuring device to existing facilities for each tenant. Therefore, instead of directly measuring the energy consumption amount of each tenant, it is necessary to perform a distribution process that measures the total energy consumption amount of tenants in the same system and distributes the total energy consumption amount to each tenant.
従来は、按分の目的が、電力やガスなどの料金をテナント単位で決めることにあったため、月に一度、テナントの占有面積、または設置されている機器の定格値といった静的情報に基づいて各テナントの比率を決め、ビル全体の消費エネルギー量累積値を当該比率に応じて各テナントに按分していた。 Traditionally, the purpose of apportionment was to determine charges for electricity, gas, etc. on a tenant basis, so each month based on static information such as the tenant's occupation area or the installed device's rated value. Tenant ratios were determined, and the cumulative energy consumption of the entire building was apportioned to each tenant according to the ratio.
しかしながら、特にテナント単位の消費エネルギー量をリアルタイムで監視するような場合、固定された按分比率を適用すると、テナント毎の時々刻々の消費エネルギー量が、ビル全体による時々刻々の消費エネルギー量の固定された定数倍となってしまうため、妥当な按分結果が得られない。 However, especially when monitoring the amount of energy consumed by each tenant in real time, applying a fixed apportioning ratio will cause the amount of energy consumed for each tenant to be fixed to the amount of energy consumed by the entire building. Therefore, a reasonable apportioning result cannot be obtained.
本発明は、各機器でそれぞれ実際に消費した消費エネルギー量を適正に推定できるようにしたエネルギー配分計算装置を提供する。 The present invention provides an energy distribution calculation device that can appropriately estimate the amount of energy consumed by each device.
本発明の一態様としてのエネルギー配分計算装置は、
複数の機器のそれぞれ毎に、開始時刻から終了時刻までの前記複数の機器のそれぞれの消費エネルギー量の時間変化のパターンを表す複数の個別消費パターンを記憶する第1データベースと、
前記複数の機器の全体による消費エネルギー量の時間変化を前記開始時刻から前記終了時刻まで予め定められた時刻に計測することにより全体消費時系列データを取得する計測手段と、
前記計測手段により取得された前記全体消費時系列データを記憶する時系列データベースと、
前記開始時刻から、前記終了時刻以前の時刻である第1時刻までの対象期間について、前記対象期間における総和と、前記全体消費時系列データにおける前記対象期間の部分データとの距離が最小もしくは閾値以下になるように、前記機器毎にそれぞれの個別消費パターンのうちの少なくとも1つを選択するパターン選択部と、
前記機器毎に選択された個別消費パターンと、前記全体消費時系列データにおける前記対象期間の前記部分データとに基づき、前記対象期間において前記機器が実際に消費した消費エネルギー量の時間変化を示す個別消費時系列データを推定する配分計算部と、を備え、
前記配分計算部は、各前記選択された個別消費パターンの総和に対する各前記選択された個別消費パターンのそれぞれの値の比率を前記部分データに乗じることにより前記機器毎の前記個別消費時系列データを推定することを特徴とする
ことを特徴とする。
An energy allocation calculation apparatus as one aspect of the present invention is as follows.
A first database that stores a plurality of individual consumption patterns representing a temporal change pattern of energy consumption of each of the plurality of devices from a start time to an end time for each of the plurality of devices;
Measuring means for acquiring the entire consumption time series data by measuring the time change of the energy consumption amount by the whole of the plurality of devices at a predetermined time from the start time to the end time;
A time series database for storing the total consumption time series data acquired by the measuring means;
For the target period from the start time to the first time that is the time before the end time, the distance between the sum in the target period and the partial data of the target period in the total consumption time series data is a minimum or less than a threshold value A pattern selection unit that selects at least one of the individual consumption patterns for each device,
Based on the individual consumption pattern selected for each device and the partial data of the target period in the total consumption time series data, the individual indicating the time change of the energy consumption actually consumed by the device in the target period An allocation calculation unit for estimating consumption time series data,
The distribution calculating unit multiplies the partial data by the ratio of each value of each selected individual consumption pattern to the sum of each selected individual consumption pattern, thereby calculating the individual consumption time series data for each device. It is characterized by estimation.
本発明により、各機器でそれぞれ実際に消費した消費エネルギー量を適正に推定できる。 According to the present invention, it is possible to appropriately estimate the amount of energy consumed actually by each device.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に従ったエネルギー配分計算装置の構成を示すブロック図である。図2は図1の装置の動作を説明するための補足説明図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an energy allocation calculation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a supplementary explanatory diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG.
本実施形態は、複数の機器(ここでは機器1、機器2および機器3)全体による消費電力量を逐次計測する計測手段11(電力量計A)があるときに、当該機器全体による消費電力量を、機器1〜機器3にそれぞれ適切に按分しようとするものである。
In the present embodiment, when there is a measuring unit 11 (watt-hour meter A) that sequentially measures the power consumption of a plurality of devices (here,
計測手段11(電力量計A)は、機器1、機器2および機器3の全体の消費電力量の積算を予め定められた時刻(説明の便宜上、代表時刻と称することもある)tに計測する。計測手段11は、当該予め指定された時刻tのδt時間前にも計測を行い、時刻tの積算値から時刻t−δtの積算値の差分をδtで除算することで、時刻tにおける消費電力量(時刻t−δtから時刻tまでにおける単位時間当たりの消費電力量)を求める。以下では時刻tにおける消費電力量のことを観測値と称することもある。計測手段11は、求めた消費電力量(観測値)を時刻tと関連づけて時系列データベースPに記録する。したがって、時系列データベースPには開始時刻から終了時刻まで予め定められた観測時刻における消費電力量が記録される(図2のS11)。時系列データベースP内に記録された時系列データPは、本発明の全体消費時系列データに対応する。当該時系列データは、機器全体による消費電力量(消費エネルギー量)の時間変化を示したデータである。
The measuring means 11 (watt-hour meter A) measures the total power consumption of the
図3に、計測手段11により時々刻々計測される積算消費電力のデータ、および当該データから導出される時系列データの一例を示す。 FIG. 3 shows an example of accumulated power consumption data that is measured momentarily by the measuring means 11 and time-series data derived from the data.
図3(A)に示すように、開始時刻t0から予め指定された観測時刻およびそのδt時間前に積算消費電力量が計測される。たとえば時刻t0における積算消費電力量q0(=0)、時刻t1-δtにおける積算消費電力量q1’、時刻t1における積算消費電力量q1、時刻t2-δtにおける積算消費電力量q2’、時刻t2における積算消費電力量q2・・・が計測される。そして、図3(B)に示すように、時刻t1における消費電力量q(t1)が(q1-q1’)/δt、時刻t2における消費電力量q(t2)が(q2−q2’) /δt、・・・として時系列データベースPに時系列データとして記録される。なおδt=1のときは、δtによる除算を行わなくても良い。たとえば消費電力量q(t1)をq1-q1’として求めればよい。なお、ここに示した消費電力量の取得方法は一例であり、取得は計測手段11が備える演算機能に応じて任意の方法を用いることができる。
As shown in FIG. 3 (A), the integrated power consumption is measured at the observation time designated in advance from the start time t0 and before the δt time. For example, cumulative power consumption q0 (= 0) at time t0, cumulative power consumption q1 'at time t1-δt, cumulative power consumption q1 at time t1, cumulative power consumption q2' at time t2-δt, at time t2 The accumulated power consumption q2... Is measured. As shown in FIG. 3B, the power consumption q (t1) at time t1 is (q1-q1 ') / δt, and the power consumption q (t2) at time t2 is (q2-q2') / δt,... are recorded as time series data in the time series database P. When δt = 1, division by δt may not be performed. For example, the power consumption q (t1) may be obtained as q1-q1 '. Note that the method of acquiring the power consumption shown here is an example, and acquisition can be performed using any method according to the calculation function provided in the
図1のデータベース1(第1データベース)は、開始時刻から終了時刻までの機器1〜3全体による電力の消費パターン(電力量計Aの消費パターン)と、機器ごとの典型的な電力の消費パターンとを登録している。
The database 1 (first database) in FIG. 1 includes the power consumption pattern (consumption pattern of the watt hour meter A) by the
図4はデータベース1の一例を示す。図4(A)は機器全体の消費パターン(全体消費パターン)、図4(B)は機器1の消費パターン(個別消費パターン)、図4(C)は機器2の消費パターン(個別消費パターン)、図4(D)は機器3の消費パターン(個別消費パターン)をそれぞれ示す。
FIG. 4 shows an example of the
図4(A)〜図4(D)のように代表時刻とその時刻における消費電力量がパターンごとに記録されている。代表時刻における消費電力量は、具体的には代表時刻の所定時間間隔δt前から当該代表時刻までに消費された単位時間当たりの電力量を意味する。パターンの作成方法は第2の実施形態で説明する。理解の簡単のため、データベース1の内容をグラフ表示したものを図5、および図2の符号1002に模式的に示す。ただしここでは見やすさのため、各点(代表時刻と値)を滑らかな曲線で結んでいる。
As shown in FIG. 4A to FIG. 4D, the representative time and the power consumption at that time are recorded for each pattern. Specifically, the power consumption amount at the representative time means the amount of power consumed per unit time from the predetermined time interval Δt before the representative time to the representative time. A pattern creation method will be described in the second embodiment. For easy understanding, the contents of the
図4の例では機器全体および各機器でそれぞれパターン数がpであり、同じパターン数となっているが、機器ごとにパターン数はそれぞれ異なっていても構わない。 In the example of FIG. 4, the number of patterns is p for the entire device and each device, and the number of patterns is the same, but the number of patterns may be different for each device.
また、代表時刻が機器ごとあるいはパターンごとに同じ(いずれもτ1…,τn)となっているが、異なっても構わない。また代表時刻の個数(点数)が機器ごとあるいはパターンごとに同じとなっているが、異なっていても構わない。この場合は、後述するように、パターンの近似関数から代表点を、全体消費時系列データとそろえることができる。 In addition, the representative time is the same for each device or for each pattern (both τ1,..., Τn), but may be different. The number of representative times (points) is the same for each device or pattern, but may be different. In this case, as will be described later, the representative points can be aligned with the overall consumption time series data from the approximate function of the pattern.
時系列補完部12は、時系列データベースPに格納された時系列データと部分的に最も類似している(距離が最も小さい)、または距離が閾値以下に収まる機器全体のパターンを、データベース1における機器全体のパターン(全体消費パターン)(図4(A)参照)から選択する(図2のS12)。
The time
部分的に類似とは、時系列データが記録されている記録期間においてデータが類似していることを意味する。たとえば図2に示すように、開始時刻から現在時刻(第1の時刻)までの期間である対象期間の部分データ1001に類似しているパターンをデータベース1の機器全体のパターンの中から選択する。
Partially similar means that data is similar in a recording period in which time-series data is recorded. For example, as shown in FIG. 2, a pattern similar to the
類似の計算方法は種々の任意の方法を用いることができるが、たとえば時系列データと機器全体のパターンとの間で、上記記録期間に含まれる代表時刻毎の値の差の総和または自乗和を距離として計算し、当該距離が最も低いまたは誤差が閾値以下のパターンを選択する。代替的に、時系列データと機器全体のパターンとで代表時刻が異なっている場合は、機器全体のパターンを曲線近似(スプライン曲線など)し、近似曲線と時系列データとの間で、当該時系列データに含まれる観測時刻(代表時刻)毎の値の差の和または自乗和を誤差として計算してもよい。 Various similar methods can be used as the similar calculation method. For example, the sum or square sum of the difference in values for each representative time included in the recording period is calculated between the time-series data and the pattern of the entire device. The pattern is calculated as the distance, and the pattern having the lowest distance or an error equal to or smaller than the threshold is selected. Alternatively, if the representative time is different between the time series data and the entire device pattern, the entire device pattern is approximated by a curve (such as a spline curve), and the time You may calculate the sum of the difference of the value for every observation time (representative time) contained in series data, or the sum of squares as an error.
時系列補完部12は、選択されたパターン(全体消費パターン)における現在時刻より後から終了時刻までの部分を抽出し、当該時系列データの後ろに追加(補完)する(図2のS13)。時系列データの末尾に上記部分を追加したものを補完パターンと呼ぶ。図6に補完パターンの一例を模式的に示す。破線部分が、時系列データの末尾に追加された部分である。なお図6では、理解の簡単のため点を結んだ曲線として表示している。
The time
なお、開始時刻から現在時刻までの時間が短いなどの理由で複数のパターンが類似しているとみなされる場合は、類似しているパターンすべての平均値をとった平均パターンを作成し、平均パターンの現在時刻以降の部分を、時系列データの末尾に補完しても良い。 If multiple patterns are considered to be similar, for example because the time from the start time to the current time is short, create an average pattern that takes the average value of all similar patterns, and The portion after the current time may be supplemented to the end of the time series data.
パターン選択部13は、補完パターンに総和が最も類似する(距離が最も小さい)または距離が閾値以下となるようなパターンを各機器のパターン群からそれぞれ選出する(図2のS14)。
The
より詳細に、補完パターンをy(t1),y(t2),...,y(tn)と表すとする。現在時刻までは全体消費時系列データにおける代表時刻(予め指定された時刻)の値、現在時刻より後は補完されたパターン部分の代表時刻の値である。このとき、パターン選択部13は次式(1)で定義される距離E1を最小または閾値以下にするj1,j2,j3を探索する。E1は、当該補完パターンと、各機器のパターンの総和をとったものとの差の自乗和を示す。j1は機器1のパターン番号、j2は機器2のパターン番号、j3は機器3のパターン番号である。E1を最小にする探索されたj1,j2,j3を、J1,J2,J3と表す。また現在時刻より後の代表時刻に関し、補完パターンと、各機器のパターンとで代表時刻が一致しないときは、当該スプライン曲線を用いて補完パターンの代表時刻の値を取得する。
配分計算部14は、各機器に対して選択されたパターンに基づき、補完パターンに示される時系列の消費電力量を各機器に按分する(図2のS14)。
Based on the pattern selected for each device, the
具体的に、時刻tにおける按分計算後の機器1〜3の消費電力量をそれぞれx1(t),x2(t),x3(t)とすると、下記の式(2)のようになる(図7参照)。すなわち各パターンの総和に対する各パターンのそれぞれの値の比率を、補完パターンの値に乗じることで、機器毎の消費電力量を求める。
これにより開始時刻から終了時刻までの時刻毎に、各機器で消費する消費電力量を時系列にそれぞれ取得する。(2)の式で得られた機器毎の値は、曲線近似された関数である。ただし、各機器毎の時刻tの消費電力量は、開始時刻から現在時刻までは機器全体で実際に消費された消費電力量の推定値であり、現在時刻より後から終了時刻までは、機器全体により将来に消費される消費電力量の予測値である。機器毎に取得された開始時刻から終了時刻までのこれらの消費電力量を示すデータは個別消費時系列データと称する。 Thus, the power consumption consumed by each device is acquired in time series for each time from the start time to the end time. The value for each device obtained by equation (2) is a function that is approximated by a curve. However, the power consumption at time t for each device is an estimate of the power consumption actually consumed by the entire device from the start time to the current time, and the entire device from the current time to the end time. This is a predicted value of power consumption consumed in the future. Data indicating these power consumption amounts from the start time to the end time acquired for each device is referred to as individual consumption time series data.
ここで、上記式(2)において、f(t|v)は代表点v(代表時刻における値)を用いて得られる近似曲線を表している。f(t|y)はy(現在時刻までは全体消費時系列データの観測点(代表点)、現在時刻よりも後はパターンの代表点)を用いて得られる近似曲線を表している。 Here, in the above equation (2), f (t | v) represents an approximate curve obtained using the representative point v (value at the representative time). f (t | y) represents an approximate curve obtained by using y (observation points (representative points) of the entire consumption time series data until the current time, and representative points of the pattern after the current time).
設備情報データベース18、電力量計および機器に関する情報を記憶する。たとえば各機器の定格情報、各機器がそれぞれどの電力量計に接続されているかの情報を記憶する。
Stores information related to the
配分結果判定部15は、配分計算部14で得られた機器毎の消費電力量x1〜x3が設備情報データベース18に記録された機器毎の定格情報と矛盾していないかを判定する。例えば、消費エネルギー量x1の電力値が、機器1の定格電力(閾値)を上回っているような場合、パターン選択部13にパターン選択をやり直すように指示をする。パターン選択のやり直しとしては、たとえば総和が次に類似する(次に距離が小さい)パターンの組み合わせ、または距離が閾値以下の別の組み合わせを選択する。
The distribution
出力部16は、配分結果判定部15により矛盾する機器は存在しないと判定されたとき、配分計算部14による按分結果(上記(2)の式で得られた関数)を出力する。この配分結果を見ることで、管理者は、各機器が現在時刻まで消費したであろう電力量の変化、および現在時刻より後から終了時刻まで各機器が消費すると予測される消費電力量の時間変化を知ることができる。
When the distribution
図8は図1のエネルギー配分計算装置の動作の流れを示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing a flow of operations of the energy allocation calculation apparatus of FIG.
ステップS101において、時系列補完部12が、時系列データベースPから、与えられた開始時刻から現在時刻までの予め指定された時刻(代表時刻)で観測値が記録された時系列データを読み出す。
In step S101, the time
ステップS102において、時系列補完部12が、データベース1に記録された機器全体のパターンから、現在時刻までの時系列データに類似したパターンを選択する。
In step S102, the time
ステップS103において、時系列補完部12が、選択されたパターンを用いて、現在時刻から、予め与えられた終了時刻までの代表時刻毎の観測値を推定する。具体的に当該パターンの現在時刻より後の部分を抽出する。そして抽出した部分を、現在時刻までの時系列データの末尾に補完して補完された時系列パターン(補完パターン)を得る。
In step S103, the time
ステップS104において、パターン選択部13が、たとえば総和が補完パターンに最も近似するように機器1〜3のパターン(f1(t)、f2(t)、f3(t))を選択する。詳細は上述した通りである。
In step S104, the
ステップS105において、配分計算部14が、機器ごとに選択されたパターンf1(t)、f2(t)、f3(t)に基づき、補完パターンに示される消費電力量を配分する。これにより開始時刻から終了時刻までの消費電力量を時系列に示した個別消費時系列データ(式(2)参照)を取得する。
In step S105, the
ステップS106において、配分結果判定部15が、配分結果が機器毎の定格情報に矛盾するか否かを判定する。矛盾がないときは本フローの処理を終了し、定格情報に矛盾する機器が存在するときはステップS104に戻り、機器毎のパターン選択を再度行う。この場合、たとえば、総和が、直前に選択した機器毎のパターンの総和の次に類似するように、機器毎のパターンの選択を行う。すなわち、選択済みのパターンの組み合わせを除いて、最も類似するパターンの組み合わせを探す。
In step S106, the distribution
ここで、本実施形態の変形例を示す。先に、時系列データ(全体消費時系列データ)に複数のパターン(全体消費パターン)が類似している場合は、類似しているパターンすべての平均値をとった平均パターンを作成し、時系列データの補完に当該平均パターンを用いてもよいと述べた。このとき、これらの類似しているパターンのばらつき(標準偏差あるいは分散)を記録すると、ばらつきの範囲としての信頼区間をもって補完パターンを得ることができる。 Here, the modification of this embodiment is shown. First, if multiple patterns (total consumption patterns) are similar to the time series data (total consumption time series data), create an average pattern that takes the average of all the similar patterns, and He said that the average pattern may be used to complement the data. At this time, if variations (standard deviation or variance) of these similar patterns are recorded, a complementary pattern can be obtained with a confidence interval as a variation range.
図9は本実施形態の変形例を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining a modification of the present embodiment.
現在時刻までの間に機器全体による時系列データ(全体消費時系列データ)が、図9(A)の区間1010のように観測されており、データベース1に (1)〜(4)のパターン(全体消費パターン)が登録されていているとする。
Until the current time, time series data (total consumption time series data) of the entire device has been observed as shown in
開始時刻から現在時刻までの間を対象に、距離が小さいパターン(1)〜(3)が時系列補完部12により選出される。パターン(4)は距離が大きいため選択から外れる。
For the period from the start time to the current time, patterns (1) to (3) having a small distance are selected by the time
パターン(1)〜(3)のそれぞれに対して現在時刻までを対象に距離が算出される。この際、距離が小さいほど大きな重みを付ける。パターン(1)に対しては重み1,パターン(2)に対しては重み0.5、パターン(3)に対しては重み0.5が付けられている。
A distance is calculated for each of the patterns (1) to (3) up to the current time. At this time, the smaller the distance, the greater the weight.
図9の区間1020における太線L1は、パターン(1)、(2)、(3)にそれぞれ重み1,0.5,0.5を付けて重み付き平均を取り、当該重み付け平均の現在時刻より後の部分を取り出して、時系列データの末尾に追加した部分である。
The thick line L1 in the
3つの点線B1〜B3はそれぞれパターン(1)〜(3)の現在時刻より後の部分に相当する。そして細線S1、S2は、標準偏差によるばらつきの範囲を規定する。 The three dotted lines B1 to B3 correspond to portions after the current time of the patterns (1) to (3), respectively. The thin lines S1 and S2 define the range of variation due to the standard deviation.
同様にして、機器ごとに選択されるパターンについても平均およびばらつきを算出してもよい。補完パターン(平均したものを用いてもよい)との距離が閾値以下になるようなパターンの組み合わせをすべて取得し、機器毎に、取得したパターンの平均および分散を求める(重みはすべて1と考える)。機器毎に、平均パターンを用いて按分処理を行い、機器毎に得られた按分結果を、機器毎のばらつきの範囲(信頼区間)をもって得る。 Similarly, averages and variations may be calculated for patterns selected for each device. Acquire all pattern combinations whose distance from the complementary pattern (which may be averaged) is less than or equal to the threshold, and calculate the average and variance of the acquired patterns for each device (considering all weights as 1) ). For each device, a distribution process is performed using an average pattern, and a distribution result obtained for each device is obtained with a range of variation (confidence interval) for each device.
上記実施形態では、全体消費時系列データに全体消費パターンの一部パターンを補完し、補完パターンを用いることで各機器がそれぞれ個別に消費したであろう電力量と、将来にわたって消費が予想される電力量の時間変化を示した。しかしながら、将来にわたる消費電力量の時間変化を示す必要がないときは、全体消費時系列データに示される消費電力量を各機器に按分すればよい。この場合は、当該対象期間(開始時刻から現在時刻(第1の時刻))において総和が全体消費時系列データに類似する各機器のパターンを選択し、上述と同様にして按分処理を行えばよい。 In the above embodiment, a partial pattern of the total consumption pattern is supplemented to the total consumption time series data, and by using the complementary pattern, the amount of power that each device would have individually consumed and the consumption is expected in the future. The time change of electric energy was shown. However, when it is not necessary to show the time change of the power consumption over the future, the power consumption shown in the total consumption time series data may be apportioned to each device. In this case, a pattern of each device whose sum is similar to the entire consumption time series data in the target period (from the start time to the current time (first time)) is selected, and apportioning processing may be performed in the same manner as described above. .
以上、本実施形態によれば、総和が全体消費時系列データもしくは補完パターンに最も類似するように各機器毎にパターン(個別消費パターン)を選択し、選択したパターンに基づいて機器全体による消費電力量を按分するため、従来のような固定比率で全体消費電力量を按分するよりも、現実に近くなるような各機器への消費電力配分を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, a pattern (individual consumption pattern) is selected for each device so that the sum is most similar to the total consumption time-series data or the complementary pattern, and power consumption by the entire device is based on the selected pattern. Since the amount is apportioned, it is possible to distribute the power consumption to each device so that it is closer to reality than the apportionment of the total power consumption at a fixed ratio as in the prior art.
<第2の実施形態>
図10は、本発明の第2の実施形態に従ったエネルギー配分計算装置の構成を示すブロック図である。図11は図10の装置の動作を説明するための補足説明図である。
<Second Embodiment>
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an energy allocation calculation device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a supplementary explanatory diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG.
図1の装置に対し、データベース2(第2データベース),時系列クラスタリング部22、稼働情報取得部23、データベース3(第3データベース)および気象情報取得部25が追加されている。
A database 2 (second database), a time-
計測手段11は機器1〜3にそれぞれ一時的に取り付けられて、各機器のそれぞれの消費電力を開始時刻から終了時刻まで計測し、パターン生成用の時系列データとして機器毎に取得し、データベース2に記録する。このとき計測する時刻の間隔はたとえば一定であり、開始時刻から終了時刻までの期間に観測される時刻の個数は、第1の実施形態で説明したパターンに含まれる代表時刻の個数あるいは予め定められた時刻の個数よりも多いとする。計測手段11は複数用意されてもよい。また同様にして、各機器全体による消費電力を計測して機器全体用のパターン生成のための時系列データを取得し、データベース2に記録する。機器1〜3および機器全体の計測はたとえばそれぞれ同じ期間(同じ日の同じ時間帯)に行われてもよいし、それぞれ異なる期間に行われてもよい。図11の左下にはデータベース2の構造が模式的に示す。
The measuring means 11 is temporarily attached to each of the
稼働情報取得部23は、時系列データベースPへ格納する時系列データの計測手段11による計測時、およびデータベース2へ格納するパターン生成用時系列データの計測手段11による計測時に、各機器の稼働状態(使用状態)を収集し、収集した稼働状態を、時刻情報と関連づけてデータベース3に記録する。稼働情報は、たとえば該当機器が稼働しているか否かを示す。
The operation
パターン選択部13は、時系列データPの取得時に収集される稼働情報を用いて、選択するべきパターン(個別消費パターン)を絞り込むことができる。たとえば、非稼働期間においては消費エネルギー量がゼロもしくは閾値以下(待機電力等を考慮した場合)であるパターンを特定し、特定したパターンを対象に選択を行ってもよい。
The
時系列クラスタリング部22は、データベース2に記録された機器1のパターン生成用時系列データからクラスタリングを用いて、機器1用のパターンを生成して、データベース1に登録する。同様に、機器2、3および機器全体についても、それぞれのパターン生成用時系列データからパターンを生成して、データベースに登録する。図12には、簡単な例として、機器1についてパターン生成用時系列データが3つ(1)〜(3)あり、時系列データ(1)、(2)から1つのクラスタ1、時系列データ(3)からクラスタ2が得られ、クラスタ1からパターン1が、クラスタ2からパターン2が生成されている。時系列クラスタリング22の詳細構成および動作は後述する。
The time-
気象情報取得部25は、各機器の配置されたエリアの気象情報を取得する。気象情報はたとえば気温または湿度を表す。気象情報取得部25は、取得した気象情報を、内部のバッファに一時的に記憶する。気象情報は一定時間毎に記録してもよいし、開始時刻にのみ取得してもよい。気象情報を、取得した時刻と関連づけて記憶してもよい。
The meteorological
パターン選択部13は、気象情報取得部25から得られる気象情報を用いて、選択するべきパターン(個別消費パターン)を絞り込むことができる。たとえば、気温が閾値以上のときは平均使用電力が一定値上となっているパターンを特定し、特定したパターンを対象に選択を行ってもよい。
The
図13は、図10の時系列クラスタリング部22の詳細ブロック図である。
FIG. 13 is a detailed block diagram of the time-
時系列クラスタリング部22は、パターン構成決定部31、代表点数決定部32、代表点決定部33、分類部34、および近似関数作成部35を備える。
The time
パターン構成決定部31は、設備情報データベース18に記録された情報と、データベース3に記録されている機器の稼働情報から、機器全体のパターン生成用時系列データに対する構成を決定する。
The pattern
例えば、設備情報データベース18の内容から電力量計Aの下に機器1、機器2、機器3が配置されていることが分かる。本来は機器1、機器2、機器3と個別に観測値を得ることが望ましいが、何かの理由で電力量計Aの観測値しか収集できない場合があるとする。このとき、ある時間帯での運転が機器1だけで、機器2、機器3が停止していることが分かれば、電力量計Aの観測値を、機器1の観測値とみなすことができる。したがって、この場合、機器全体の時系列データを、機器1の時系列データと見なす。
For example, it can be seen from the contents of the
また、ある計測日において、機器3だけが停止していることが分かれば、機器1と機器2の合計量が観測されていることになり、機器1と機器2を構成要素の1単位とみなすことで、「機器1+機器2」の時系列データと見なす。この場合、「機器1+機器2」と「機器3」の按分を実現できる。
In addition, if it is known that
以下では、説明の簡単のため、「機器1+機器2+機器3」の時系列データ(機器1〜3がすべて稼働している状態で取得された機器全体の時系列データ)、機器1の時系列データ、機器2の時系列データ、機器3の時系列データがデータベース2に記録している場合を想定する。
In the following, for simplicity of explanation, the time series data of “
時系列クラスタリング部22は、代表点数決定部32、代表点決定部33、分類部34、および近似関数作成部35を制御することで、機器全体、機器1、機器2および機器3のそれぞれについて、パターン生成を行う。時系列クラスタリング部22は、機器全体、機器1、機器2および機器3のそれぞれを個別に着目し、着目対象ごとにそのパターン生成用時系列データを用いてパターンを生成する。
The time
代表点数決定部32は、代表点数(代表時刻の個数)を決定する。
The representative point
代表点決定部33は、観測時刻の中から、指定された点数(n個)分の時刻(候補時刻)をランダムに選択する機能を有する。また選択した時刻を、それぞれ個別に所定の範囲で動かす機能を有する。図14(A)に4個の時刻を選択し、そのうちの1つを動かす様子を示す。
The representative
近似関数作成部35は、指定された点(時刻と値)群の近似関数を曲線近似により作成する機能を有する。また近似関数作成部35は、作成された近似関数と、指定された時系列データとの近似誤差を算出する機能を有する。また後述する誤差(第1評価値)Zを計算する機能を有する。
The approximate
ここで曲線近似および近似誤差の計算について説明する。例えば、曲線近似をスプライン曲線で行うとする。この場合、パターン生成用時系列データがN個の観測点(観測時刻と観測値)で表されているとすると、N個の観測点から選択された点数n個の点を通過するスプライン曲線を描く(図14(B)参照)。スプライン曲線は指定された点を通過する近似曲線となることから、残りのN-n個の観測点と近似曲線の差分e(図14(B)参照)から、近似曲線の近似誤差を算出する。近似誤差は、N-n個の差分eの合計値あるいは最大値とする。観測値とスプライン曲線との差分eの計算方法を具体的に以下に示す。
分類部34は、着目対象の時系列データから、代表点決定部33が最終的に選択したn点の代表時刻における観測値を表すn次元ベクトルを取得し、当該ベクトルをクラスタリングによって複数のクラスタに分類する機能を有する。クラスタリングは例えば、K-means法によって行う。また分類部34は、クラスタ毎に代表ベクトルを算出する。代表ベクトルの算出方法は、クラスタに属するn個のベクトルの平均を用いても良いし、平均に最も距離の近いベクトルを選んでも良い。
The classifying
図15は時系列クラスタリング部22が代表点数決定部32、代表点決定部33、分類部34、および近似関数作成部35を制御してパターン生成を行う際の動作の流れ(第1の例)を示すフローチャートである。
FIG. 15 shows an operation flow when the time-
まず、最初に予め決められた代表点数(nとする)を初期値として決定する(S201)。 First, a predetermined number of representative points (assumed to be n) is determined as an initial value (S201).
繰り返し回数Lを1に初期化する(S202)。 The number of repetitions L is initialized to 1 (S202).
着目対象(全体機器、機器1,機器2,または機器3)のパターン生成用時系列データに含まれる観測時刻の中から、指定された点数分(n)の時刻を、候補時刻
候補時刻を1つ選択し、誤差(第1評価値)Zが最小となるまで、選択した候補時刻を予め定めた範囲内(たとえば隣接する候補時刻までの範囲)で動かす(S204,S205)。動かす先は、当該範囲に含まれる他の観測時刻である。ここで誤差Zは、個々の時系列データの近似誤差の合計値、最大値、平均値などを用いることができる。当該範囲で動かした中で誤差Zが最小のときの位置に、当該選択した候補時刻を固定する。当該固定された状態で、同様にして、残りの他のn−1個の候補時刻についても同様にして動かしながら、誤差Zが最小となるときの位置に固定することを順次行う。 One candidate time is selected, and the selected candidate time is moved within a predetermined range (for example, a range up to adjacent candidate times) until the error (first evaluation value) Z is minimized (S204, S205). The moving destination is another observation time included in the range. Here, as the error Z, a total value, maximum value, average value, etc. of approximation errors of individual time-series data can be used. The selected candidate time is fixed at a position where the error Z is the smallest among the movements within the range. In the same manner, the remaining n−1 candidate times are similarly moved in the same manner, and sequentially fixed at the position where the error Z is minimized.
n個目の候補時刻を固定したときの誤差Zと、そのときの候補時刻とを一時記憶部に記憶する(S206のYES、S207)(繰り返し回数L=1であるため、ここでは無条件に記憶する)。 The error Z when the n-th candidate time is fixed and the candidate time at that time are stored in the temporary storage unit (YES in S206, S207) (since the number of repetitions L = 1, here unconditionally Remember).
繰り返し回数Lが所定値に達していないときは(S208のNO)は、繰り返し回数をインクリメントし(S209)、ステップS203に戻る。以降、同様にして、繰り返し回数Lが所定値に達するまで、S204〜S207を繰り返す。この際、2回目の繰り返し回数におけるステップS206では、S205で得られた誤差Zが、一時記憶部に記憶された誤差Zより小さいか否かを判定する。小さいときは一時記憶部の内容を、S205で得られた誤差Zおよびそのときの候補時刻で更新し、それ以上のときは一時記憶部を更新することなく、ステップS208に進む。 When the number of repetitions L has not reached the predetermined value (NO in S208), the number of repetitions is incremented (S209), and the process returns to step S203. Thereafter, similarly, S204 to S207 are repeated until the number of repetitions L reaches a predetermined value. At this time, in step S206 in the second iteration count, it is determined whether or not the error Z obtained in S205 is smaller than the error Z stored in the temporary storage unit. When it is smaller, the contents of the temporary storage unit are updated with the error Z obtained at S205 and the candidate time at that time, and when it is more than that, the process proceeds to step S208 without updating the temporary storage unit.
繰り返し回数が所定値に達したときは(S208のYES)、一時記憶部に記憶された誤差Zが閾値以下であるかどうかを検査する(S210)。 When the number of repetitions reaches a predetermined value (YES in S208), it is checked whether or not the error Z stored in the temporary storage unit is equal to or less than a threshold value (S210).
当該誤差Zが閾値より大きいときは(S210のNO)、代表点数nをたとえば1つインクリメントし、ステップS202に戻る。この際、上記一時記憶部の内容をすべて消去する。 When the error Z is larger than the threshold value (NO in S210), the number of representative points n is incremented by one, for example, and the process returns to step S202. At this time, all the contents of the temporary storage unit are erased.
当該誤差Zが閾値以下のときは(S210のYES)、一時記憶部に記憶された候補時刻
図16は時系列クラスタリング部22がパターン生成を行う際の動作の流れ(第2の例)を示すフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing an operation flow (second example) when the time-
まずH=∞に設定する。 First, set H = ∞.
フラグをリセットする(S302)。フラグのリセットはたとえばフラグの値をゼロにすることで、フラグのセットはフラグの値を1にすることに相当する。 The flag is reset (S302). For example, resetting a flag sets the flag value to zero, and setting a flag corresponds to setting the flag value to one.
代表点数(nとする)を、予め決められた初期値とする(S303)。 The number of representative points (assumed to be n) is set to a predetermined initial value (S303).
繰り返し回数Lを1に初期化する(S304)。 The number of repetitions L is initialized to 1 (S304).
着目対象(全体機器、機器1,機器2,または機器3)のパターン生成用時系列データにおける観測時刻の中から、指定された点数分(n)の時刻を、候補時刻
候補時刻を1つ選択し、誤差Zが最小となるまで、選択した候補時刻を予め定めた範囲内(たとえば隣接する候補時刻までの範囲)で動かす(S306,S307)。当該範囲で動かした中で誤差Zが最小のときの位置に候補時刻を固定する。当該固定した状態で、同様にして、残りの他のn−1個の候補時刻についても同様にして動かしながら、誤差が最小となるときの位置に固定することを順次行う。S306,S307は図16のS204,S205と同様の処理である。 One candidate time is selected, and the selected candidate time is moved within a predetermined range (for example, a range up to adjacent candidate times) until the error Z is minimized (S306, S307). The candidate time is fixed at the position where the error Z is the smallest in the range of movement. In the same manner, the remaining n−1 candidate times are similarly moved in the same manner, and sequentially fixed at the position where the error is minimized. S306 and S307 are the same processes as S204 and S205 in FIG.
パターン生成用時系列データのそれぞれについて、S307、S306で固定されたn個の候補時刻の観測点で曲線近似を行い、先に示した式(3)と、下記の式(4)に基づき、値Eを計算する(S308)。そして、値Eの最大値、平均値もしくは合計値を、E*(第2評価値)として得る(S308)。E*は、代表点数と誤差の折り合いをつけるための指標であり、低ければ低いほど良い(本フローではこのE*を最小化するような候補時刻を決定しようとするものである)。
E*がHより小さいか否かを検査する(S309)(一回目の処理ではH=∞であるため、E*は必ずHより小さくなる)。 It is checked whether or not E * is smaller than H (S309) (E * is always smaller than H because H = ∞ in the first processing).
E*がHより小さいときは、このときのS307,S306で固定されたn個の候補時刻をパラメータSに代入し、またE*をHに代入する。(S310)。そしてフラグをセットする(S311)。 When E * is smaller than H, n candidate times fixed in S307 and S306 at this time are substituted into parameter S, and E * is substituted into H. (S310). Then, a flag is set (S311).
繰り返し回数Lが所定値に達したかどうかを検査し(S312)、繰り返し回数Lが所定値に達していないときは(S312のNO)は、繰り返し回数をインクリメントし(S313)、ステップS305に戻る。以降、同様にして、繰り返し回数Lが所定値に達するまで、S305〜S311を繰り返す。 It is checked whether or not the number of repetitions L has reached a predetermined value (S312). If the number of repetitions L has not reached the predetermined value (NO in S312), the number of repetitions is incremented (S313) and the process returns to step S305. . Thereafter, similarly, S305 to S311 are repeated until the number of repetitions L reaches a predetermined value.
繰り返し回数Lが所定値に達したときは(S312のYES)、フラグがセットされているかどうかを検査する(S314)。 When the number of repetitions L reaches a predetermined value (YES in S312), it is checked whether the flag is set (S314).
セットされているときは、代表点数nをインクリメントし(S315)、フラグをリセットし(S316)、ステップS304に戻る。 If it is set, the number of representative points n is incremented (S315), the flag is reset (S316), and the process returns to step S304.
一方、フラグがセットされていないときは(S314のNO)、パラメータSに示される候補時刻を代表時刻
図17は本実施形態に係る基本的な動作フローを示す。本実施形態では第1の実施形態のフロー(S402)の前に、クラスタリングを用いて各機器または全体機器のパターンを作成するステップS401が追加されている。S401のフローの一例は図15または図16のフローに相当する。 FIG. 17 shows a basic operation flow according to the present embodiment. In this embodiment, before the flow (S402) of the first embodiment, step S401 for creating a pattern of each device or the entire device using clustering is added. An example of the flow of S401 corresponds to the flow of FIG. 15 or FIG.
<第3の実施形態>
図18は、本発明の第3の実施形態としてのエネルギー配分計算装置の構成を示すブロック図である。図10に示した第2の実施形態の装置にデータベース4(第4データベース)が追加されている。
<Third embodiment>
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of an energy allocation calculation apparatus as the third embodiment of the present invention. A database 4 (fourth database) is added to the apparatus of the second embodiment shown in FIG.
データベース4は、機器全体のパターンと、機器1〜3のそれぞれに対して作成されたパターンとの対応関係を記憶する。
The
第2の実施形態において、機器全体の時系列データと同じ日の時間帯に機器1〜3の時系列データが計測され、これらの時系列データがある一定期間分(複数日分)、データベース2に記憶されているとする。時系列クラスタリング部22は、第2の実施形態と同様、クラスタリングを行い、パターンを作成する。
In the second embodiment, the time series data of the
たとえば機器全体の時系列データからクラスタR1,R2が得られ、クラスタR1,R2からパターンR1,R2が作成される。機器1の時系列データからクラスタA1,A2,A3が得られ、クラスタA1,A2,A3からパターンA1,A2,A3が作成される。機器2の時系列データからクラスタB1,B2が得られ、クラスタB1,B2からパターンB1,B2が作成される。機器3の時系列データからクラスタC1,C2が得られ、パターンC1,C2が作成される。
For example, clusters R1 and R2 are obtained from the time series data of the entire device, and patterns R1 and R2 are created from the clusters R1 and R2. Clusters A1, A2, and A3 are obtained from the time series data of
時系列クラスタリング部22は、同日に取得された機器全体および機器1〜3の時系列データがそれぞれどのクラスタに属するかを判定し、判定されたクラスタのパターンの対応をデータベース4に記録する。つまり、同一期間に取得された時系列データには時間的な対応関係があり、この関係を、パターン間の対応としてデータベース4に記録する。たとえばある日における機器全体の時系列データがクラスタR2、機器1〜3の時系列データがそれぞれクラスタA1,B3,C2に属する場合は、機器全体のパターンA2、機器1のパターンA1,機器2のパターンB3,機器3のパターンC2の対応をデータベース4に記録する。データベース4の一例を図19に示す。
The time-
データベース4に格納された対応関係に基づき、パターン選択部13で評価するべきパターンの組み合わせを減らすことができる。たとえば機器全体のパターンとしてR1が選ばれたとき、データベース4から機器全体がR1となっている行をすべて選択し、選択された行に示される機器毎のパターンを選択候補とする。たとえば機器全体がR1となっている行がID2,ID3のみであるときは、機器1についてはパターンA1、機器2についてはパターンB2,B1,機器3についてはパターンC1が選択候補となり、これらの候補を対象に選択を行う。
Based on the correspondence relationship stored in the
以上、本実施形態によれば、処理時間の短縮化およびより適正な按分が実現可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the processing time can be shortened and more appropriate distribution can be realized.
なお、第1〜3の実施形態に示したエネルギー配分計算装置は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、当該装置における各要素は、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、本装置は、上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、CD−ROMなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。また、同装置内の各データベースは、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスクもしくはCD−R、CD−RW、DVD−RAM、DVD−Rなどの記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。 Note that the energy distribution calculation devices shown in the first to third embodiments can be realized by using, for example, a general-purpose computer device as basic hardware. That is, each element in the device can be realized by causing a processor mounted on the computer device to execute a program. At this time, this apparatus may be realized by installing the above program in a computer device in advance, or may be stored in a storage medium such as a CD-ROM or distributed through the network. The program may be implemented by appropriately installing it in a computer device. In addition, each database in the apparatus appropriately uses a memory, a hard disk or a storage medium such as a CD-R, a CD-RW, a DVD-RAM, a DVD-R, or the like incorporated in or externally attached to the computer apparatus. Can be realized.
なお、本発明は上記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わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、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、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1:データベース
2:データベース
3:データベース
4:データベース
11:計測手段(電力量計)
12:時系列補完部
13:パターン選択部
14:配分計算部
15:配分結果判定部
16:出力部
18:設備情報データベース
22:時系列クラスタリング部
23:稼働情報取得部
25:気象情報取得部
31:パターン構成決定部
32:代表点数決定部
33:代表点決定部
34:分類部
35:近似関数作成部
P:時系列データベース
1: Database
2: Database
3: Database
4: Database
11: Measuring means (electricity meter)
12: Time series complement
13: Pattern selection section
14: Allocation calculation part
15: Distribution result judgment section
16: Output section
18: Equipment information database
22: Time-series clustering section
23: Operation information acquisition unit
25: Weather information acquisition department
31: Pattern configuration determination unit
32: Representative point determination unit
33: Representative point determination section
34: Classification section
35: Approximate function creation part P: Time series database
Claims (10)
前記複数の機器の全体による消費エネルギー量の時間変化を前記開始時刻から前記終了時刻まで予め決められた時刻に計測することにより全体消費時系列データを取得する計測手段と、
前記計測手段により取得された前記全体消費時系列データを記憶する時系列データベースと、
前記開始時刻から、前記終了時刻以前の時刻である第1時刻までの対象期間について、前記対象期間における総和と、前記全体消費時系列データにおける前記対象期間の部分データとの距離が最小もしくは閾値以下になるように、前記機器毎にそれぞれの個別消費パターンのうちの少なくとも1つを選択するパターン選択部と、
前記機器毎に選択された個別消費パターンと、前記全体消費時系列データにおける前記対象期間の前記部分データとに基づき、前記対象期間において前記機器が実際に消費した消費エネルギー量の時間変化を示す個別消費時系列データを推定する配分計算部と、を備え、
前記配分計算部は、各前記選択された個別消費パターンの総和に対する各前記選択された個別消費パターンのそれぞれの値の比率を前記部分データに乗じることにより前記機器毎の前記個別消費時系列データを推定することを特徴とする
エネルギー配分計算装置。 A first database that stores a plurality of individual consumption patterns representing a temporal change pattern of energy consumption of each of the plurality of devices from a start time to an end time for each of the plurality of devices;
Measuring means for acquiring the entire consumption time series data by measuring the time change of the energy consumption amount by the whole of the plurality of devices at a predetermined time from the start time to the end time;
A time series database for storing the total consumption time series data acquired by the measuring means;
For the target period from the start time to the first time that is the time before the end time, the distance between the sum in the target period and the partial data of the target period in the total consumption time series data is a minimum or less than a threshold value A pattern selection unit that selects at least one of the individual consumption patterns for each device,
Based on the individual consumption pattern selected for each device and the partial data of the target period in the total consumption time series data, the individual indicating the time change of the energy consumption actually consumed by the device in the target period An allocation calculation unit for estimating consumption time series data,
The distribution calculating unit multiplies the partial data by the ratio of each value of each selected individual consumption pattern to the sum of each selected individual consumption pattern, thereby calculating the individual consumption time series data for each device. An energy allocation calculation device characterized by estimating.
各組み合わせに基づき前記機器毎にそれぞれの個別消費パターンの平均および分散を計算し、
前記配分計算部は、前記機器毎にそれぞれの平均パターンを用いて、前記平均に対する前記ばらつきによる信頼区間をともなって、前記個別消費時系列データを推定する
ことを特徴とする請求項1に記載のエネルギー配分計算装置。 The pattern selection unit acquires a plurality of combinations of individual consumption patterns for each device such that a distance between the total and the partial data of the target period in the total consumption time series data is equal to or less than the threshold value,
Calculate the average and variance of each individual consumption pattern for each device based on each combination,
The said allocation calculation part estimates the said individual consumption time series data with the confidence interval by the said dispersion | variation with respect to the said average using each average pattern for every said apparatus. Energy allocation calculation device.
前記パターン選択部は、
前記対象期間における部分パターンと、前記全体消費時系列データにおける前記対象期間の前記部分データとの距離が最小または閾値以下となる全体消費パターンを前記第1データベースから選択し、
前記全体消費時系列データにおける前記対象期間の前記部分データの末尾に、前記選択された全体消費パターンの前記第1時刻より後から前記終了時刻までの部分を追加した補完パターンを取得し、
前記開始時刻から前記終了時刻までの全期間の総和と、前記補完パターンとの距離が最小もしくは閾値以下になるように前記機器毎にそれぞれの個別消費パターンのうちの少なくとも1つを選択し、
前記配分計算部は、前記機器毎に選択された個別消費パターンと、前記補完パターンとに基づき、前記対象期間において前記機器が実際に消費した消費エネルギー量の時間変化と、前記第1時刻より後から前記終了時刻までに前記機器が消費するであろう消費エネルギー量の時間変化とを示した前記個別消費時系列データを推定する、
ことを特徴とする請求項1に記載のエネルギー配分計算装置。 The first database stores a plurality of overall consumption patterns representing a temporal change pattern of energy consumption by the whole of the plurality of devices from the start time to the end time,
The pattern selection unit
Select a total consumption pattern from the first database in which the distance between the partial pattern in the target period and the partial data in the target period in the total consumption time-series data is a minimum or a threshold or less,
At the end of the partial data of the target period in the total consumption time series data, obtain a complementary pattern that adds a portion from the first time to the end time of the selected total consumption pattern,
Select at least one of the individual consumption patterns for each of the devices so that the sum of all periods from the start time to the end time and the distance between the complement pattern is the minimum or less than a threshold,
The distribution calculation unit, based on the individual consumption pattern selected for each device and the complementary pattern, changes with time in the amount of energy actually consumed by the device in the target period, and after the first time. Estimating the individual consumption time-series data indicating the time change of the amount of energy consumption that the device will consume by the end time from
2. The energy allocation calculation apparatus according to claim 1, wherein
各組み合わせに基づき前記機器毎にそれぞれの個別消費パターンの平均およびばらつきを計算し、
前記配分計算部は、前記機器毎にそれぞれの平均パターンを用いて、前記平均に対する前記ばらつきによる信頼区間をともなって、前記個別消費時系列データを推定する
ことを特徴とする請求項3に記載のエネルギー配分計算装置。 The pattern selection unit acquires a plurality of combinations of individual consumption patterns for each device such that a distance between the sum and the complementary pattern is equal to or less than the threshold value,
Calculate the average and variation of each individual consumption pattern for each device based on each combination,
The said allocation calculation part estimates the said individual consumption time series data with the confidence interval by the said dispersion | variation with respect to the said average using each average pattern for every said apparatus. Energy allocation calculation device.
前記個別消費時系列データが前記機器毎の定格情報と矛盾するか否かを判定する配分結果判定部と、をさらに備え、
前記パターン選択部は、前記配分結果判定部により前記定格情報に矛盾する機器が存在すると判定されたとき、これまで選択された個別消費パターンの組を除き、前記全期間における総和と前記補完パターンとの距離が最小もしくは閾値以下になる前記機器毎の個別消費パターンの別の組を選択する
ことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか一項に記載のエネルギー配分計算装置。 A facility information database for storing rating information for each device;
A distribution result determination unit that determines whether the individual consumption time-series data is inconsistent with the rating information for each device;
The pattern selection unit, when it is determined by the distribution result determination unit that there is a device inconsistent with the rating information, except for the set of individual consumption patterns that have been selected so far, The energy allocation calculation device according to any one of claims 3 to 5, wherein another set of individual consumption patterns for each device that has a minimum distance or less than a threshold is selected.
(A)前記開始時刻から前記終了時刻の間において複数の時刻を選択し、
(B)前記パターン生成用時系列データから前記複数の時刻およびその時刻での消費エネルギー量の値を示す数値群を取得し、
(C)前記機器および前記機器全体毎に前記複数の時刻において前記数値群に示される値を通過するグラフを近似計算し、前記グラフと、前記パターン生成用時系列データとの近似誤差を計算し、
(D)前記機器および前記機器全体毎に、前記近似誤差に基づき評価値を計算し、
(E)選択する時刻の値または選択する時刻の個数を変更して前記(A)〜(D)を繰り返すことにより最も評価の高い評価値が得られたときの時刻を代表時刻として決定し、
(F)前記機器および前記機器全体毎に前記パターン生成用時系列データにおける前記代表時刻の値を示すベクトルをクラスタリングすることにより、それぞれ1つ以上のベクトルを含む複数のクラスタを生成し、
(G)前記クラスタ毎に、前記ベクトルの平均を計算することにより、または前記ベクトルの平均に最も近いベクトルを選択することにより、代表ベクトルを取得し、前記クラスタ毎に取得した前記代表ベクトルを、前記個別消費パターンおよび前記全体消費パターンとして前記第1データベースに登録する
時系列クラスタリング部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項3ないし6のいずれか一項に記載のエネルギー配分計算装置。 Stores the time series data for pattern generation representing the time change of the amount of energy consumption for each of the device and the entire device obtained by actually measuring the device and the entire device from the start time to the end time. A second database;
(A) selecting a plurality of times between the start time and the end time;
(B) Obtain a numerical value group indicating the values of the plurality of times and the amount of energy consumption at the times from the time series data for pattern generation,
(C) Approximate calculation of a graph that passes the values indicated in the numerical value group at the plurality of times for each of the devices and the entire device, and calculates an approximation error between the graph and the time series data for pattern generation ,
(D) For each of the devices and the entire device, calculate an evaluation value based on the approximation error,
(E) The time when the highest evaluation value is obtained by changing the value of the time to be selected or the number of times to be selected and repeating (A) to (D) is determined as the representative time,
(F) by clustering vectors representing the representative time values in the pattern generation time-series data for each of the devices and the entire device, thereby generating a plurality of clusters each including one or more vectors,
(G) For each cluster, by calculating an average of the vectors or by selecting a vector closest to the average of the vectors, a representative vector is obtained, and the representative vector acquired for each cluster is A time-series clustering unit that registers the individual consumption pattern and the overall consumption pattern in the first database;
The energy distribution calculation device according to claim 3, further comprising:
前記稼働情報を記憶する第3データベースと、をさらに備え、
前記パターン選択部は、前記機器毎に前記機器の非稼働期間において消費エネルギー量がゼロもしくは閾値以下である個別消費パターンを特定し、特定した個別消費パターンの中から選択を行う
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載のエネルギー配分計算装置。 An operation information acquisition unit that acquires operation information of the device at the time of measurement by the measurement unit;
A third database for storing the operation information; and
The pattern selection unit specifies an individual consumption pattern in which the amount of energy consumption is zero or less than a threshold value during the non-operating period of the device for each device, and performs selection from the specified individual consumption pattern. The energy allocation calculation device according to any one of claims 1 to 7.
前記パターン選択部は、前記機器毎に前記気象情報に応じた消費エネルギー量の時間変化をもつ個別消費パターンを特定し、特定した個別消費パターンの中から選択を行う
ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載のエネルギー配分計算装置。 A weather information acquisition unit that collects weather information of an area where the device is arranged at the time of measurement by the measurement unit;
2. The pattern selection unit identifies an individual consumption pattern having a time change in energy consumption according to the weather information for each device, and selects from the identified individual consumption pattern. The energy allocation calculation apparatus as described in any one of thru | or 8.
前記機器および前記機器全体のパターン生成用時系列データは同時に計測されたものであり、
前記時系列クラスタリング部は、同時に計測された前記機器毎の前記パターン生成用時系列データにそれぞれ対応する個別消費パターンおよび前記全体消費パターンを特定し、
前記第4データベースは、特定された個別消費パターンおよび全体消費パターンの対応関係を記憶し、
前記パターン選択部は、前記第4データベースに基づき、前記選択された全体消費パターンに対応する個別消費パターンを前記機器毎にすべて特定し、特定した個別消費パターンの中から選択を行う
ことを特徴とする請求項7に記載のエネルギー配分計算装置。 A fourth database,
The time series data for pattern generation of the device and the entire device is measured simultaneously,
The time series clustering unit identifies the individual consumption pattern and the overall consumption pattern respectively corresponding to the time series data for pattern generation for each device measured simultaneously,
The fourth database stores the correspondence between the specified individual consumption pattern and the overall consumption pattern,
The pattern selection unit specifies all individual consumption patterns corresponding to the selected overall consumption pattern for each of the devices based on the fourth database, and performs selection from the specified individual consumption patterns. The energy allocation calculation apparatus according to claim 7.
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