JP7739765B2 - Power supply monitoring system and power supply monitoring method - Google Patents
Power supply monitoring system and power supply monitoring methodInfo
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Description
本発明は、電力供給監視システム、および電力供給監視方法に関する。 The present invention relates to a power supply monitoring system and a power supply monitoring method.
近年、家庭やオフィスビル、工場、学校等、相当数の需要家宅へのスマートメータの設置が進み、スマートメータにより取得される情報を利用した様々な仕組みが提案されている。 In recent years, smart meters have been installed in a significant number of consumer premises, including homes, office buildings, factories, and schools, and various systems utilizing the information acquired by smart meters have been proposed.
例えば、特許文献1には、スマートメータから通信される電力データを処理する電力データ処理システムにおいて、一定期間の電力データを構成する電力量が計測された際の電力量の属性に関する電力量属性データを電力データに付加して処理データを生成し、生成した処理データの一定期間と対応する一定期間内で任意に設定された特定期間においてユーザの活動状態を活動状態データとして取得し、取得した活動状態データと該活動状態データを取得した特定期間と対応する特定期間における処理データとによって生成される学習データによって処理データに対応するユーザの活動状態を機械学習させた学習済みモデルに基づき、一定期間から特定期間を減じた残余期間におけるユーザの活動状態を推定することが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes an electric power data processing system that processes electric power data transmitted from a smart meter, which generates processed data by adding to the electric power data electric power attribute data relating to the attributes of the electric power amount when the electric power amount constituting the electric power data for a certain period is measured, acquires the user's activity state as activity state data for a specific period arbitrarily set within the certain period corresponding to the generated certain period of processed data, and estimates the user's activity state for the remaining period remaining after subtracting the specific period from the certain period based on a trained model that has been machine-learned to learn the user's activity state corresponding to the processed data using learning data generated from the acquired activity state data and processed data for the specific period corresponding to the specific period during which the activity state data was acquired.
また例えば、特許文献2には、電源の引き込み箇所から分電盤までの配電線の異常を監視することを目的として構成された配電線異常監視システムについて記載されている。配電線異常監視システムは、柱上トランスから引き込み線を介して供給される電力量を計測するためのスマートメータと、該スマートメータに配電線を介して接続する主幹ブレーカを有する分電盤と、主幹ブレーカを流れる電流および電圧を計測するセンサとを備え、スマートメータが計測する一次計測値およびセンサが計測する二次計測値の差分に基づき、配電線の異常を判定する。 For example, Patent Document 2 describes a distribution line abnormality monitoring system designed to monitor abnormalities in distribution lines from the power supply intake point to the distribution board. The distribution line abnormality monitoring system includes a smart meter for measuring the amount of power supplied from a pole transformer via the intake line, a distribution board with a main breaker connected to the smart meter via the distribution line, and a sensor for measuring the current and voltage flowing through the main breaker, and determines abnormalities in the distribution line based on the difference between the primary measurement value measured by the smart meter and the secondary measurement value measured by the sensor.
電力会社等の電力供給者は、例えば、需要家において電力供給に何らか異常が発生した場合でも、現状ではこれを直接検知する仕組みがなく、例えば、需要家から電気がちらつく等の申し出を受けたことを契機として現場の調査等を開始するという受動的な対応を行っている。そのため、電力供給サービスの質的向上の観点から、電力供給者においては、需要家側で発生している異常を能動的かつ早期に検知して適切な対応が取れるようにするための仕組みの構築が必要とされている。 Currently, power suppliers such as electric power companies do not have a system in place to directly detect abnormalities in the power supply to consumers, and instead respond passively by initiating on-site investigations when consumers report that their electricity is flickering. Therefore, from the perspective of improving the quality of power supply services, power suppliers need to establish a system that enables them to proactively and quickly detect abnormalities occurring on the consumer side and take appropriate action.
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、需要家側で生じている異常を電力供給者側で能動的かつ早期に検知することが可能な、電力供給監視システム、および電力供給監視方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in light of this background, and aims to provide a power supply monitoring system and a power supply monitoring method that enable power suppliers to actively and early detect abnormalities occurring on the consumer side.
上記目的を達成するための本発明のうちの一つは、電力供給監視システムであって、プロセッサおよび記憶装置を有する情報処理装置を用いて構成され、需要家側に設置され配電線の電圧値を計測する一つ以上のスマートメータと通信可能に接続し、前記スマートメータにより計測された配電線の電圧値の時系列データを取得し、過去に取得された前記時系列データを学習データとして学習した、前記時系列データの異常の度合いを示す第1の確率を出力する機械学習モデルである異常判定モデルを記憶し、前記スマートメータから新たに取得した前記時系列データを前記異常判定モデルに入力することにより、前記時系列データに異常がある確率を取得し、取得した前記第1の確率に基づく情報を出力する。 One of the present inventions for achieving the above-mentioned objectives is a power supply monitoring system configured using an information processing device having a processor and a storage device, communicatively connected to one or more smart meters installed on the consumer side that measure distribution line voltage values, acquiring time series data of the distribution line voltage values measured by the smart meters, storing an anomaly determination model, which is a machine learning model that learns from previously acquired time series data as learning data and outputs a first probability indicating the degree of anomaly in the time series data, inputting newly acquired time series data from the smart meters into the anomaly determination model, acquiring the probability that the time series data contains an anomaly, and outputting information based on the acquired first probability.
例えば、電力供給監視システムは、前記第1の確率を予め設定された閾値と比較することにより前記時系列データの異常の有無を判定してその結果を出力する。 For example, the power supply monitoring system compares the first probability with a preset threshold to determine whether or not there is an abnormality in the time series data and outputs the result.
本発明によれば、スマートメータから送られてくる電圧値の時系列データに基づき、需要家側で発生している異常を早期に検知することができる。そのため、電力供給者は、需要家側で生じている異常について迅速かつ適切に対応することができ、電圧管理が徹底され電力供給サービスの質的向上を図ることができる。 This invention enables early detection of abnormalities occurring on the consumer side based on time-series data of voltage values sent from smart meters. This allows power suppliers to respond quickly and appropriately to abnormalities occurring on the consumer side, resulting in thorough voltage management and improved quality of power supply services.
本発明のうちの他の一つは、上記電力供給監視システムであって、前記時系列データを学習データとして学習した、前記第1の確率と、前記時系列データの異常の種類が所定の種類である確率である第2の確率とを出力する機械学習モデルである異常判定モデルを記憶し、前記スマートメータから新たに取得した前記時系列データを前記異常判定モデルに入力することにより、前記第1の確率と前記第2の確率を取得し、取得した前記第1の確率および前記第2の確率に基づく情報を出力する。 Another aspect of the present invention is the power supply monitoring system described above, which stores an anomaly determination model, which is a machine learning model that learns the time series data as learning data and outputs the first probability and a second probability, which is the probability that the type of anomaly in the time series data is a predetermined type; by inputting the time series data newly acquired from the smart meter into the anomaly determination model, the first probability and the second probability are acquired, and information based on the acquired first probability and second probability is output.
例えば、電力供給監視システムは、前記第2の確率を予め設定された閾値と比較することにより前記時系列データの異常の種類を判定してその結果を出力する、 For example, the power supply monitoring system compares the second probability with a preset threshold to determine the type of abnormality in the time series data and output the result.
本発明によれば、スマートメータから送られてくる電圧値の時系列データに基づき、需要家側で発生している異常の種類がいずれの種類であるのかについての情報を得ることができる。そのため、電力供給者は、需要家側で生じている異常について、異常の種類を把握した上で適切に対応することができる。 According to the present invention, information on the type of abnormality occurring on the consumer side can be obtained based on the time-series data of voltage values sent from the smart meter. This allows the power supplier to identify the type of abnormality occurring on the consumer side and take appropriate action.
本発明のうちの他の一つは、上記電力供給監視システムであって、前記時系列データを学習データとして学習した、前記第1の確率および前記第2の確率と、前記時系列データの異常の原因が所定の原因である確率である第3の確率とを出力する機械学習モデルである異常判定モデルを記憶し、前記スマートメータから新たに取得した前記時系列データを前記異常判定モデルに入力することにより、前記第1の確率、前記第2の確率、および前記第3の確率を取得し、取得した前記第1の確率、前記第2の確率、および前記第3の確率に基づく情報を出力する。 Another aspect of the present invention is the power supply monitoring system described above, which stores an anomaly determination model, a machine learning model that learns the time series data as learning data and outputs the first probability, the second probability, and a third probability, which is the probability that the cause of the anomaly in the time series data is a predetermined cause; by inputting the time series data newly acquired from the smart meter into the anomaly determination model, the first probability, the second probability, and the third probability are acquired, and information based on the acquired first probability, second probability, and third probability is output.
例えば、電力供給監視システムは、前記第3の確率を予め設定された閾値と比較することにより前記時系列データの異常の原因を判定してその結果を出力する。 For example, the power supply monitoring system compares the third probability with a preset threshold to determine the cause of the abnormality in the time series data and output the result.
本発明によれば、スマートメータから送られてくる電圧値の時系列データに基づき、需要家側で発生している異常の原因がいずれの原因であるのかについての情報を得ることができる。そのため、電力供給者は、需要家側で生じている異常について、異常の原因を把握した上で適切に対応することができる。 According to the present invention, information on the cause of an abnormality occurring on the consumer side can be obtained based on the time-series data of voltage values sent from a smart meter. This allows power suppliers to identify the cause of an abnormality occurring on the consumer side and take appropriate action.
その他、本願が開示する課題、およびその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、および図面により明らかにされる。 Furthermore, the problems disclosed in this application and the solutions thereto will be made clear in the detailed description and drawings.
本発明によれば、需要家側で生じている異常を電力供給者側で能動的かつ早期に検知することが可能になる。 This invention enables power suppliers to proactively and early detect abnormalities occurring on the consumer side.
以下、一実施形態につき図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、同一の又は類似する構成について共通の符号を付して説明を省略することがある。 One embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following description, identical or similar components will be designated by common reference numerals and their description may be omitted.
図1に、一実施形態として説明する、スマートメータを利用して需要家における電力の供給状態を監視する情報処理システム(以下、「電力供給監視システム1」と称する。)の概略的な構成を示している。同図に示すように、電力供給監視システム1は、電力供給監視装置100と、送配電系統を通じて電力の供給を受ける需要家2(家庭、公共施設、オフィスビル、各種公共施設、工場、インフラ施設等)側に設けられている多数のスマートメータ(以下、「SM200」と称する。)とを含む。 Figure 1 shows the general configuration of an information processing system (hereinafter referred to as "power supply monitoring system 1") that uses smart meters to monitor the power supply status at consumers, as explained as one embodiment. As shown in the figure, power supply monitoring system 1 includes a power supply monitoring device 100 and a number of smart meters (hereinafter referred to as "SM200") installed at consumers 2 (homes, public facilities, office buildings, various public facilities, factories, infrastructure facilities, etc.) that receive power supply through a power transmission and distribution system.
電力供給監視装置100は、例えば、電力会社等の電力供給者における監視所やスマートグリッドのコントロールセンタ(以下、「電力供給監視センタ3」と総称する。)に設けられる。電力供給監視装置100は、情報処理装置(コンピュータ)を用いて構成され、各需要家2に設けられたSM200と通信ネットワーク5を介して無線通信又は有線通信により通信可能に接続されている。通信ネットワーク5は、例えば、WAN(Wide Area Network)、コンセントレータ、920Hz帯通信網、PLC(Power Line Communication)等の通信基盤を用いて構成される。 The power supply monitoring device 100 is installed, for example, in a monitoring station of a power supplier such as an electric power company or in a smart grid control center (hereinafter collectively referred to as the "power supply monitoring center 3"). The power supply monitoring device 100 is configured using an information processing device (computer) and is communicatively connected to the SM 200 installed in each consumer 2 via a communication network 5 by wireless or wired communication. The communication network 5 is configured using a communication infrastructure such as a WAN (Wide Area Network), a concentrator, a 920 Hz band communication network, or a PLC (Power Line Communication).
各需要家2のSM200は、夫々が設置されている需要家2に送配電系統から供給される、電力に関する各種の計測値(電圧値、電流値、有効電力、無効電力、力率、温度等)を、電力供給監視センタ3の電力供給監視装置100に通信ネットワーク5を介して送信する。電力供給監視装置100は、SM200から随時(例えば、5分毎、30分毎等)に送られてくる計測値の時系列データについて機械学習モデルを用いた分析を行うことにより、需要家2における電力供給の異常の有無を監視する。尚、以下の説明において、「計測値」という場合、需要家2に電力を供給している配電線(単相2線式、単相3線式、三相3線式等)の電圧値(標準電圧100V(許容範囲101V±6V)、標準電圧200V(許容範囲202V±20V))をいうものとする。 The SM200 of each consumer 2 transmits various measurement values (voltage, current, active power, reactive power, power factor, temperature, etc.) related to the power supplied from the power transmission and distribution system to the consumer 2 where it is installed to the power supply monitoring device 100 of the power supply monitoring center 3 via the communication network 5. The power supply monitoring device 100 monitors the presence or absence of abnormalities in the power supply at the consumer 2 by analyzing the time series data of measurement values sent from the SM200 at regular intervals (e.g., every 5 minutes, every 30 minutes, etc.) using a machine learning model. Note that in the following description, the term "measurement value" refers to the voltage value (standard voltage 100V (tolerance range 101V±6V), standard voltage 200V (tolerance range 202V±20V)) of the distribution line (single-phase two-wire, single-phase three-wire, three-phase three-wire, etc.) supplying power to the consumer 2.
図2に電力供給監視装置100が備える主な機能を示している。同図に示すように、電力供給監視装置100は、記憶部110、スマートメータ情報管理部120、計測値取得管理部130、学習データ生成部135、モデル学習部140、異常判定部145、および判定結果提示部150の各機能を備える。 Figure 2 shows the main functions of the power supply monitoring device 100. As shown in the figure, the power supply monitoring device 100 has the following functions: a memory unit 110, a smart meter information management unit 120, a measurement value acquisition management unit 130, a learning data generation unit 135, a model learning unit 140, an abnormality determination unit 145, and a determination result presentation unit 150.
上記機能のうち、記憶部110は、スマートメータ情報111、計測値情報112、学習データ113、異常判定モデル114、および判定結果115の各情報(データ)を記憶する。 Of the above functions, the memory unit 110 stores the following information (data): smart meter information 111, measurement value information 112, learning data 113, anomaly determination model 114, and determination results 115.
このうちスマートメータ情報111は、各需要家2に設けられているSM200の夫々についての各種の情報を含む。 Of these, the smart meter information 111 includes various information about each SM200 installed in each consumer premises 2.
計測値情報112は、各需要家2のSM200から通信ネットワーク5を介して取得した計測値の時系列データを含む。 Measurement value information 112 includes time series data of measurement values acquired from the SM200 of each consumer 2 via the communication network 5.
学習データ113は、需要家2における電力供給の異常の有無の判定や異常の種類の特定に用いる機械学習モデル(以下、「異常判定モデル」と称する。)の学習に用いる学習データ(教師データ)である。 The learning data 113 is learning data (teaching data) used to train a machine learning model (hereinafter referred to as the "abnormality determination model") used to determine whether or not there is an abnormality in the power supply at the consumer 2 and to identify the type of abnormality.
異常判定モデル114は、上記異常判定モデルの実体(例えば、調整可能なパラメータを含んだ行列式や数式、ベクトル等で表される。)である。本実施形態では、異常判定モデル114は、DNN(Deep Neural Network)であるものとするが、勾配ブースティング(GBDT(Gradient Boosting Decision Tree))等の他の種類のモデルで実現してもよく、異常判定モデル114の種類は必ずしも限定されない。 The abnormality determination model 114 is the entity of the abnormality determination model (represented, for example, by a determinant, mathematical expression, vector, etc., including adjustable parameters). In this embodiment, the abnormality determination model 114 is a deep neural network (DNN), but it may also be realized by other types of models such as gradient boosting (GBDT (Gradient Boosting Decision Tree)), and the type of the abnormality determination model 114 is not necessarily limited.
判定結果115は、異常判定モデル114を用いて行われた、需要家2における電力供給の異常の有無の分析結果に関する情報を含む。 The judgment result 115 includes information regarding the analysis results of whether or not there is an abnormality in the power supply at the consumer 2, performed using the abnormality judgment model 114.
同図に示す計測値取得管理部130は、各需要家2のSM200から通信ネットワーク5を介して送られてくる計測値を受信し、受信した計測値に基づく時系列データを計測値情報112として記憶する。本実施形態では、計測値取得管理部130は、各需要家2のSM200から所定の時間間隔(例えば、5分毎、30分毎等)で計測値を取得し時系列データとして管理するものとする。計測値取得管理部130は、新たにSM200から取得した計測値の時系列データと、過去にSM200から取得した計測値の時系列データの双方を計測値情報112として管理する。 The measurement value acquisition management unit 130 shown in the same figure receives measurement values sent from the SM200 of each consumer 2 via the communication network 5, and stores time series data based on the received measurement values as measurement value information 112. In this embodiment, the measurement value acquisition management unit 130 acquires measurement values from the SM200 of each consumer 2 at predetermined time intervals (e.g., every 5 minutes, every 30 minutes, etc.) and manages them as time series data. The measurement value acquisition management unit 130 manages both time series data of measurement values newly acquired from the SM200 and time series data of measurement values previously acquired from the SM200 as measurement value information 112.
学習データ生成部135は、異常判定モデル114の学習に用いる学習データを生成する。学習データ生成部135は、過去に取得した所定期間(半日、全日、一週間等。以下、「時間区間」と称する。)における計測値の時系列データを説明変数(特徴量)としてユーザに提示しつつ、ユーザから当該計測値についての目的変数(正解データ)であるラベル(異常又は正常、異常の場合における異常の種類等)の設定をユーザから受け付ける。そして、学習データ生成部135は、当該計測値の時系列データと受け付けた上記ラベルとを対応づけたデータを学習データとして生成し、学習データ113として管理する。 The learning data generation unit 135 generates learning data to be used for training the anomaly determination model 114. The learning data generation unit 135 presents the user with time-series data of measurement values acquired in the past for a predetermined period (half a day, a full day, a week, etc.; hereinafter referred to as the "time interval") as explanatory variables (features), and accepts from the user the setting of a label (abnormal or normal, type of abnormality if abnormal, etc.) which is the objective variable (correct answer data) for the measurement values. The learning data generation unit 135 then generates data that associates the time-series data of the measurement values with the accepted label, and manages this as learning data 113.
上記の時間区間は、例えば、過去に異常が発生した際の計測値の時系列的な変化等に基づき経験的に設定される。また、複数の時間区間の夫々について複数の異常判定モデル114を生成し、生成した複数の異常判定モデル114を用いて需要家2における電力供給の異常の有無や異常の種類を様々な観点から判定するようにしてもよい。上記の時間区間は、例えば、過去の事例に基づき、異常の検出精度が向上するような長さに設定される。 The above-mentioned time intervals are set empirically, for example, based on time-series changes in measurement values when abnormalities occurred in the past. Alternatively, multiple anomaly determination models 114 may be generated for each of multiple time intervals, and the generated multiple anomaly determination models 114 may be used to determine the presence or absence of an anomaly in the power supply at the consumer 2 and the type of anomaly from various perspectives. The above-mentioned time intervals are set to a length that improves the accuracy of anomaly detection, for example, based on past cases.
モデル学習部140は、学習データ113を用いて異常判定モデル114の学習を行う。モデル学習部140は、例えば、学習データ113を異常判定モデル114に入力し、それにより異常判定モデル114が出力する結果と入力した学習データ113との差分に基づき、異常判定モデル114を定義するパラメータを、例えば、誤差逆伝搬法(backpropagation)等の方法で調整することにより、異常判定モデル114の学習を行う。 The model learning unit 140 uses the learning data 113 to learn the anomaly determination model 114. The model learning unit 140, for example, inputs the learning data 113 into the anomaly determination model 114, and then learns the anomaly determination model 114 by adjusting the parameters that define the anomaly determination model 114 using a method such as backpropagation based on the difference between the results output by the anomaly determination model 114 and the input learning data 113.
異常判定部145は、異常の有無の判定対象となる所定期間における計測値(例えば、新たにSM200から取得した最新の所定期間の計測値)を異常判定モデル114に入力することにより、当該需要家2における電力供給の異常の有無を判定し、その結果を判定結果115として管理する。 The abnormality determination unit 145 determines whether there is an abnormality in the power supply at the consumer 2 by inputting the measurement values for the specified period for which the presence or absence of an abnormality is to be determined (for example, the measurement values for the latest specified period newly acquired from the SM 200) into the abnormality determination model 114, and manages the result as the determination result 115.
判定結果提示部150は、判定結果115の内容をユーザに提示するための画面(後述する判定結果提示画面1200)を生成し、生成した判定結果提示画面をユーザインタフェースを介してユーザに提示(表示)する。 The judgment result presentation unit 150 generates a screen (judgment result presentation screen 1200, described below) for presenting the contents of the judgment result 115 to the user, and presents (displays) the generated judgment result presentation screen to the user via the user interface.
図3に、電力供給監視装置100の実現に用いる情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す。例示する情報処理装置10は、プロセッサ11、主記憶装置12、補助記憶装置13、入力装置14、出力装置15、および通信装置16を備える。情報処理装置10の具体例として、例えば、パーソナルコンピュータ、オフィスコンピュータ、各種サーバ装置、汎用機等がある。情報処理装置10は、その全部又は一部が、例えば、クラウドシステムによって提供される仮想サーバのように、仮想化技術やプロセス空間分離技術等を用いて提供される仮想的な情報処理資源を用いて実現されるものであってもよい。電力供給監視装置100は、通信可能に接続された複数の情報処理装置10を用いて実現してもよい。 Figure 3 shows an example of the hardware configuration of an information processing device used to implement the power supply monitoring device 100. The illustrated information processing device 10 includes a processor 11, a main memory device 12, an auxiliary memory device 13, an input device 14, an output device 15, and a communication device 16. Specific examples of information processing devices 10 include personal computers, office computers, various server devices, and general-purpose machines. All or part of the information processing device 10 may be implemented using virtual information processing resources provided using virtualization technology, process space separation technology, or the like, such as a virtual server provided by a cloud system. The power supply monitoring device 100 may also be implemented using multiple information processing devices 10 connected to each other so that they can communicate with each other.
同図において、プロセッサ11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、AI(Artificial Intelligence)チップ等を用いて構成されている。 In the same diagram, the processor 11 is configured using, for example, a CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), AI (Artificial Intelligence) chip, etc.
主記憶装置12は、プログラムやデータを記憶する装置であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、不揮発性メモリ(NVRAM(Non Volatile RAM))等である。 The main memory device 12 is a device that stores programs and data, and is, for example, ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), or non-volatile memory (NVRAM (Non Volatile RAM)).
補助記憶装置13は、例えば、SSD(Solid State Drive)、ハードディスクドライブ、光学式記憶装置(CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等)、ストレージシステム、ICカード、SDカードや光学式記録媒体等の記録媒体の読取/書込装置、クラウドサーバの記憶領域等である。補助記憶装置13には、記録媒体の読取装置や通信装置16を介してプログラムやデータを読み込むことができる。補助記憶装置13に格納(記憶)されているプログラムやデータは主記憶装置12に随時読み込まれる。 The auxiliary storage device 13 may be, for example, an SSD (Solid State Drive), a hard disk drive, an optical storage device (CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc), etc.), a storage system, an IC card, a read/write device for recording media such as an SD card or optical recording media, or a storage area of a cloud server. Programs and data can be read into the auxiliary storage device 13 via a recording media reader or communication device 16. Programs and data stored in the auxiliary storage device 13 are read into the main storage device 12 as needed.
入力装置14は、外部からの入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、カードリーダ、ペン入力方式のタブレット、音声入力装置等である。 The input device 14 is an interface that accepts input from outside, and may be, for example, a keyboard, mouse, touch panel, card reader, pen-input tablet, or voice input device.
出力装置15は、処理経過や処理結果等の各種情報を出力するインタフェースである。出力装置15は、例えば、上記の各種情報を可視化する表示装置(LCD(Liquid Crystal Display)、グラフィックカード等)、上記の各種情報を音声化する装置(音声出力装置(スピーカ等))、上記の各種情報を文字化する装置(印字装置等)である。尚、例えば、情報処理装置10が通信装置16を介して他の装置との間で情報の入力や出力を行う構成としてもよい。 The output device 15 is an interface that outputs various information such as processing progress and results. The output device 15 is, for example, a display device (LCD (Liquid Crystal Display), graphics card, etc.) that visualizes the various information described above, a device that converts the various information described above into audio (audio output device (speaker, etc.)), or a device that converts the various information described above into text (printer, etc.). Note that the information processing device 10 may also be configured to input and output information to and from other devices via the communication device 16, for example.
入力装置14および出力装置15は、ユーザとの間で情報の受け付けや情報の提示を行うユーザインタフェースを構成する。 The input device 14 and output device 15 form a user interface that accepts and presents information to the user.
通信装置16は、通信ネットワーク5等の通信基盤を介した他の装置との間での通信(有線通信又は無線通信)を実現する装置であり、例えば、NIC(Network Interface Card)、無線通信モジュール、USBモジュール等を用いて構成される。通信装置16は、通信ネットワーク5を介して各需要家2に設置されているSM200と通信する。また、通信装置16は、電力供給監視センタ3において稼働する配電制御システムや顧客管理システム等、送配電系統や各需要家2に設置されているSM200に関する情報を管理する他の情報処理システムと通信する。
The communication device 16 is a device that realizes communication (wired communication or wireless communication) with other devices via a communication infrastructure such as the communication network 5, and is configured using, for example, a network interface card (NIC), a wireless communication module, a USB module, etc. The communication device 16 communicates with the SM 200 installed in each consumer 2 via the communication network 5. The communication device 16 also communicates with other information processing systems that manage information related to the power transmission and distribution system and the SM 200 installed in each consumer 2, such as a power distribution control system and a customer management system that operate in the power supply monitoring center 3.
情報処理装置10には、例えば、オペレーティングシステム、ファイルシステム、DBMS(DataBase Management System)(リレーショナルデータベース、NoSQL等)、KVS(Key-Value Store)等が導入されていてもよい。 The information processing device 10 may be equipped with, for example, an operating system, a file system, a DBMS (DataBase Management System) (relational database, NoSQL, etc.), a KVS (Key-Value Store), etc.
電力供給監視装置100が備える機能は、情報処理装置10のプロセッサ11が、主記憶装置12に格納されているプログラムを読み出して実行することにより、もしくは、電力供給監視装置100を構成するハードウェア(FPGA、ASIC、AIチップ等)自体の機能によって実現される。電力供給監視装置100は、前述した各種の情報(データ)を、例えば、データベースのテーブルやファイルシステムが管理するファイルとして記憶する。 The functions of the power supply monitoring device 100 are realized when the processor 11 of the information processing device 10 reads and executes a program stored in the main memory device 12, or by the functions of the hardware (FPGA, ASIC, AI chip, etc.) that makes up the power supply monitoring device 100. The power supply monitoring device 100 stores the various pieces of information (data) described above, for example, as database tables or files managed by a file system.
図4にSM200のハードウェア構成の一例を示す。同図に示すように、SM200は、プロセッサ201、メモリ202、計時装置203、計測装置204、入力装置205、出力装置206、通信装置207、および電源装置208を備える。 Figure 4 shows an example of the hardware configuration of SM200. As shown in the figure, SM200 includes a processor 201, memory 202, a timing device 203, a measurement device 204, an input device 205, an output device 206, a communication device 207, and a power supply device 208.
プロセッサ201は、CPUやMPU、電力演算エンジン(PCE:Power Calculation Engine)等を用いて構成され、メモリ202に格納されているプログラムを読み出して実行することにより、SM200が提供する各種の機能を実現する。メモリ202は、ROM、RAM、不揮発性メモリ等を用いて構成され、プログラム(ファームウェアを含む)やデータを記憶する。メモリ202が記憶するプログラムは、例えば、ファームウェアのアップデート等により適宜更新することができる。 The processor 201 is configured using a CPU, MPU, power calculation engine (PCE), etc., and realizes the various functions provided by the SM 200 by reading and executing programs stored in the memory 202. The memory 202 is configured using ROM, RAM, non-volatile memory, etc., and stores programs (including firmware) and data. The programs stored in the memory 202 can be updated as needed, for example, by updating firmware, etc.
計時装置203は、例えば、温度補償型のRTC(Real Time Clock)等を用いて構成され、現在日時等の時刻情報を提供する。計時装置203が提供する時刻情報は、電圧計測値等の計測情報の計測日時を示す情報として利用される。計時装置203は、NTP(Network Time Protocol)等を利用して通信ネットワーク5を介して日時情報を取得する機能を備えていてもよい。 The timing device 203 is configured using, for example, a temperature-compensated RTC (Real Time Clock) and provides time information such as the current date and time. The time information provided by the timing device 203 is used as information indicating the measurement date and time of measurement information such as voltage measurement values. The timing device 203 may also have a function to obtain date and time information via the communication network 5 using, for example, the Network Time Protocol (NTP).
計測装置204は、各種センサ(電圧センサ、電流センサ、温度センサ等)、ΔΣ型A/Dコンバータ、ゲインアンプ等を備え、SM200が設置されている需要家2において計測される各種の計測値を取得してメモリ202に格納する。 The measuring device 204 is equipped with various sensors (voltage sensor, current sensor, temperature sensor, etc.), a ΔΣ A/D converter, a gain amplifier, etc., and acquires various measurement values measured at the consumer 2 where the SM 200 is installed and stores them in the memory 202.
入力装置205および出力装置206は、SM200が設置されている現場において作業員等がSM200を直接操作するためのユーザインタフェースを提供する。入力装置205は、例えば、キーボード、タッチパネル、操作ボタン等である。出力装置206は、例えば、LCD、有機ELパネル(Organic Electro-Luminescence panel)、LED(Light Emitting Diode)等の各種表示装置である。 The input device 205 and output device 206 provide a user interface that enables workers and others to directly operate the SM200 at the site where the SM200 is installed. The input device 205 is, for example, a keyboard, a touch panel, an operation button, etc. The output device 206 is, for example, a display device such as an LCD, an organic electro-luminescence panel, or an LED (light emitting diode).
通信装置207は、通信ネットワーク5を介した電力供給監視装置100との間の通信を実現する。通信装置207は、例えば、無線通信モジュール(920MHz帯無線モジュール、1:N無線方式モジュール等)、有線通信モジュール(PLCモジュール(PLC:Power Line Communication)等)、を有する。 The communication device 207 realizes communication with the power supply monitoring device 100 via the communication network 5. The communication device 207 includes, for example, a wireless communication module (such as a 920 MHz band wireless module or a 1:N wireless module) or a wired communication module (such as a PLC (Power Line Communication) module).
電源装置208は、SM200が備える各構成に対して駆動電力を供給する装置であり、例えば、配電線の交流電力を直流に変換するA/Dコンバータ、配電線による電力供給が停止した際にSM200の単独動作を可能とするバッテリ、当該バッテリの充電回路等を有する。 The power supply unit 208 supplies drive power to each component of the SM200, and includes, for example, an A/D converter that converts AC power from the power distribution line into DC power, a battery that enables the SM200 to operate independently when the power supply from the power distribution line is interrupted, and a charging circuit for the battery.
図5にスマートメータ情報111の一例を示す。同図に示すように、スマートメータ情報111は、メータID1111、需要家ID1112、各種情報1113の各項目を含む複数のレコードで構成される。スマートメータ情報111の一つのレコードは、需要家2に設置されている一つのスマートメータ(SM200)に対応する。スマートメータ情報111は、例えば、配電制御システムや顧客管理システム等から取得される。 Figure 5 shows an example of smart meter information 111. As shown in the figure, smart meter information 111 is made up of multiple records each containing the items of meter ID 1111, consumer ID 1112, and various information 1113. One record of smart meter information 111 corresponds to one smart meter (SM200) installed at consumer 2. Smart meter information 111 is obtained, for example, from a power distribution control system, a customer management system, etc.
上記項目のうち、メータID1111には、スマートメータの識別子(以下、「メータID」と称する。)が格納される。需要家ID1112には、需要家の識別子(以下、「需要家ID」と称する。)が格納される。各種情報1113には、当該SM200に関する各種の情報、例えば、当該SM200が設置されている需要家2の電力供給契約のタイプ(契約アンペア(10A,30A,50A等)等)、当該SM200が設置されている配電線の区間、当該配電線の識別情報(線路名、引込柱番号)、当該SM200の当該需要家2への設置日時等が格納される。 Of the above items, meter ID 1111 stores the smart meter identifier (hereinafter referred to as "meter ID"). Consumer ID 1112 stores the consumer identifier (hereinafter referred to as "consumer ID"). Various information 1113 stores various information related to the SM200, such as the type of power supply contract (contracted amperes (10A, 30A, 50A, etc.)) for the consumer 2 in which the SM200 is installed, the section of the distribution line in which the SM200 is installed, identification information for the distribution line (line name, service pole number), and the date and time the SM200 was installed at the consumer 2.
図6に計測値情報112の一例を示す。同図に示すように、計測値情報112は、メータID1121、計測日時1122、電圧値(1)1123、電圧値(2)1124等の項目を有する複数のレコードで構成される。計測値情報112の一つのレコードは、あるSM200から送られてくるある計測日時における計測値に対応している。 Figure 6 shows an example of measurement value information 112. As shown in the figure, measurement value information 112 is made up of multiple records with items such as meter ID 1121, measurement date and time 1122, voltage value (1) 1123, and voltage value (2) 1124. One record in measurement value information 112 corresponds to a measurement value sent from a certain SM 200 at a certain measurement date and time.
メータID1121には、当該レコードの計測値を計測したSM200のメータIDが格納される。計測日時1122には、当該計測値が計測された日時が格納される。電圧値(1)1123、電圧値(2)1124、~には、当該SM200の計測対象である配電線の各計測点の計測値が格納される。 Meter ID 1121 stores the meter ID of the SM200 that measured the measurement value of the record. Measurement date and time 1122 stores the date and time when the measurement value was measured. Voltage value (1) 1123, voltage value (2) 1124, etc. store the measurement values of each measurement point on the distribution line that is the measurement target of the SM200.
図7A~図7Cは、夫々、計測値情報112のある時間区間における計測値の時系列データ(電圧値(1)1123の時系列データ、および電圧値(2)1124の時系列データ)をグラフで表したものである。図7Aは、需要家2における電力供給が正常に行われている時間区間における電圧値の時系列データの一例であり、図7Bおよび図7Cは、いずれも需要家2における電力供給に異常が生じている時間区間における電圧値の時系列データの一例である。 Figures 7A to 7C each show graphs of time series data of measurement values (time series data of voltage value (1) 1123 and time series data of voltage value (2) 1124) for a certain time interval in the measurement value information 112. Figure 7A is an example of time series data of voltage values for a time interval during which power supply to consumer 2 is operating normally, and Figures 7B and 7C are both examples of time series data of voltage values for a time interval during which an abnormality is occurring in the power supply to consumer 2.
図7Aに示すように、電力供給が正常に行われている時間区間においては、電圧値(電圧値(1)1123および電圧値(2)1124)は、許容範囲101V±6Vに収まっている。一方、図7Bや図7Cに示すように、電力供給に異常が生じている時間区間においては、電圧値(1)1123および電圧値(2)1124が許容範囲101V±6Vに収まらない期間が存在する。例えば、図7Bでは、一時的に電圧値が90V以下となる期間が存在する。また、例えば、図7Cでは、一時的に電圧値が90V以下となる期間が周期的に生じている。異常判定モデル114は、こうした正常時における電圧値の時系列データと異常時の電圧値の時系列データを学習することにより、新たに取得した電圧値の時系列データから、電力供給が正常に行われているか否か、および、異常が生じている場合における異常の種類と異常の原因の特定を行う。 As shown in FIG. 7A, during time periods when power is being supplied normally, the voltage values (voltage value (1) 1123 and voltage value (2) 1124) fall within the allowable range of 101V ± 6V. On the other hand, as shown in FIGS. 7B and 7C, during time periods when an abnormality is occurring in the power supply, there are periods when voltage value (1) 1123 and voltage value (2) 1124 do not fall within the allowable range of 101V ± 6V. For example, in FIG. 7B, there is a period when the voltage value temporarily falls below 90V. Also, for example, in FIG. 7C, there are periodic periods when the voltage value temporarily falls below 90V. By learning this time series data of voltage values under normal conditions and time series data of voltage values under abnormal conditions, the abnormality determination model 114 determines whether power is being supplied normally and, if an abnormality occurs, identifies the type and cause of the abnormality from newly acquired time series data of voltage values.
図8に異常判定モデル114の一例(ニューラルネットワークの構造)を示す。同図に示すように、異常判定モデル114の入力層811には、計測値情報112から取得される、所定の時間区間における計測値の時系列データが入力される。中間層812は、学習によって調整されるパラメータを含む一つ以上のノードからなる一つ以上の隠れ層を含む。中間層812は、入力層811に与えられた時系列データに基づき、出力層813の一つ以上の予測値(確率)を求める。本実施形態の異常判定モデル114は、出力層813は、複数の予測値(電力供給に異常が生じている確率、異常の種類毎の可能性を示す確率(生じている異常がAである確率、異常がBである確率、異常の種類毎の原因を示す確率(生じている異常Aの原因がαである確率、異常Bの原因がβである確率、~))を含む。 Figure 8 shows an example of the anomaly detection model 114 (neural network structure). As shown in the figure, time series data of measurement values over a predetermined time interval, acquired from the measurement value information 112, is input to the input layer 811 of the anomaly detection model 114. The intermediate layer 812 includes one or more hidden layers consisting of one or more nodes containing parameters adjusted by learning. The intermediate layer 812 calculates one or more predicted values (probabilities) for the output layer 813 based on the time series data provided to the input layer 811. In the anomaly detection model 114 of this embodiment, the output layer 813 includes multiple predicted values (probability that an anomaly has occurred in the power supply, probabilities indicating the possibility of each type of anomaly (probability that the occurring anomaly is A, probability that the occurring anomaly is B, probability that the occurring anomaly is caused by α, probability that the occurring anomaly is caused by β, ...)).
尚、本実施形態では、異常判定モデル114の入力層811に、あるSM200から所定の時間区間に取得された一つの計測値の時系列データを与える場合を示すが、例えば、あるSM200から配電線の異なる計測点の夫々において所定の時間区間に計測された複数の計測値の時系列データを入力層811に与えるようにしてもよい。配電線の異なる計測点で取得された複数の計測値の時系列データを入力層811に与えることで、異常判定モデル114の精度の向上が期待できる。 In this embodiment, the input layer 811 of the anomaly determination model 114 is provided with time series data of a single measurement value acquired from a certain SM 200 over a predetermined time interval. However, for example, time series data of multiple measurement values acquired from a certain SM 200 over a predetermined time interval at different measurement points on a distribution line may be provided to the input layer 811. By providing the input layer 811 with time series data of multiple measurement values acquired at different measurement points on a distribution line, it is expected that the accuracy of the anomaly determination model 114 will improve.
図9は、電力供給監視装置100の学習データ生成部135およびモデル学習部140が、学習データの生成並びに生成した学習データを用いた異常判定モデル114の学習に際して行う処理(以下、「異常判定モデル学習処理S900」と称する。)を説明するフローチャートである。尚、異常判定モデル学習処理S900を実行するタイミングは必ずしも限定されないが、例えば、電力供給監視装置100は、新たに学習データ113が生成されたことや、ユーザインタフェースを介してユーザから実行指示を受け付けたこと等を契機として、異常判定モデル学習処理S900を実行する。以下、同図とともに異常判定モデル学習処理S900について説明する。 Figure 9 is a flowchart illustrating the processing performed by the learning data generation unit 135 and model learning unit 140 of the power supply monitoring device 100 when generating learning data and learning the anomaly determination model 114 using the generated learning data (hereinafter referred to as the "abnormality determination model learning processing S900"). The timing for executing the abnormality determination model learning processing S900 is not necessarily limited. However, for example, the power supply monitoring device 100 executes the abnormality determination model learning processing S900 when new learning data 113 is generated or when an execution instruction is received from a user via a user interface. The abnormality determination model learning processing S900 will be described below with reference to this figure.
まず電力供給監視装置100の学習データ生成部135が、学習データ113として用いる計測値(説明変数)をユーザに提示しつつ、ユーザから当該計測値についてのラベル(目的変数)の設定を受け付け、当該計測値とラベルとを対応づけたデータを学習データ113として生成する(S911)。 First, the learning data generation unit 135 of the power supply monitoring device 100 presents the user with the measurement values (explanatory variables) to be used as learning data 113, accepts the user's setting of labels (objective variables) for the measurement values, and generates data that associates the measurement values with the labels as learning data 113 (S911).
図10A~図10Cに、学習データ生成部135が、上記計測値(説明変数)の提示とラベル(目的変数)の設定を受け付ける際にユーザインタフェースを介してユーザに提示する画面(以下、「学習データ設定画面1000」と称する。)の例を示す。図10Aは、電力供給が正常である場合の学習データ設定画面1000の例であり、図10Bおよび図10Cは、電力供給が異常である場合の学習データ設定画面1000の例である。これらの画面に示すように、学習データ設定画面1000は、計測値(説明変数)の表示欄1010と、ラベルの設定欄1020とを有する。 Figures 10A to 10C show examples of screens (hereinafter referred to as "learning data setting screen 1000") that the learning data generation unit 135 presents to the user via the user interface when accepting the presentation of the above-mentioned measurement values (explanatory variables) and the setting of labels (target variables). Figure 10A is an example of the learning data setting screen 1000 when the power supply is normal, and Figures 10B and 10C are examples of the learning data setting screen 1000 when the power supply is abnormal. As shown in these screens, the learning data setting screen 1000 has a display field 1010 for the measurement values (explanatory variables) and a field 1020 for setting the labels.
図9に戻り、続いて、電力供給監視装置100のモデル学習部140が、学習データ113に基づき異常判定モデル114を学習する(S912)。尚、モデル学習部140が、例えば、学習済の異常判定モデル114について予測精度の検証を行うようにしてもよい。その場合、例えば、学習データ113を学習用のデータと検証用のデータに予め分類しておき、異常判定モデル114の学習には学習用のデータを用いて学習し、異常判定モデル114の検証には検証用のデータを用いて検証を行うようにする。 Returning to FIG. 9 , the model learning unit 140 of the power supply monitoring device 100 then learns the anomaly determination model 114 based on the learning data 113 (S912). Note that the model learning unit 140 may, for example, verify the prediction accuracy of the learned anomaly determination model 114. In this case, for example, the learning data 113 is pre-classified into learning data and verification data, and the anomaly determination model 114 is learned using the learning data, and the anomaly determination model 114 is verified using the verification data.
図11は、電力供給監視装置100の異常判定部145が、判定対象の説明変数(例えば、新たに取得した所定時間区間における計測値(電圧値)の時系列データ)を異常判定モデル114に入力することにより、目的変数(異常が生じている確率、異常の種類がAである確率、異常の種類がBである確率、~、異常Aの原因がαである確率、異常Bの原因がβである確率、~)を求め、電力供給監視装置100の判定結果提示部150が、求めた目的変数をユーザに提示する処理(以下、「異常判定処理S1100」と称する。)を説明するフローチャートである。異常判定処理S1100は、予め設定されたタイミング(定期的、スケジュールされた日時、ユーザから実行指示を受け付けた場合等)で実行される。以下、同図とともに異常判定処理S1100について説明する。 Figure 11 is a flowchart illustrating a process (hereinafter referred to as "abnormality determination process S1100") in which the abnormality determination unit 145 of the power supply monitoring device 100 inputs explanatory variables to be determined (e.g., newly acquired time-series data of measurement values (voltage values) over a specified time interval) into the abnormality determination model 114 to determine objective variables (probability that an abnormality has occurred, probability that the abnormality type is A, probability that the abnormality type is B, ..., probability that the cause of abnormality A is α, probability that the cause of abnormality B is β, ...), and the determination result presentation unit 150 of the power supply monitoring device 100 presents the determined objective variables to the user. The abnormality determination process S1100 is executed at a predetermined timing (periodically, at a scheduled date and time, when an execution instruction is received from the user, etc.). The abnormality determination process S1100 will be described below with reference to this figure.
まず異常判定部145が、判定対象の説明変数となる、新たに取得した計測値(電圧値)の時系列データを計測値情報112から取得する(S1111)。 First, the abnormality determination unit 145 obtains time series data of newly acquired measurement values (voltage values), which will be the explanatory variables of the determination target, from the measurement value information 112 (S1111).
続いて、異常判定部145が、取得した説明変数を異常判定モデル114に入力し、異常判定モデル114の出力を判定結果115として取得する(S1112)。 Next, the abnormality determination unit 145 inputs the acquired explanatory variables into the abnormality determination model 114 and obtains the output of the abnormality determination model 114 as the determination result 115 (S1112).
続いて、判定結果提示部150が、判定結果115を記載した画面(以下、「判定結果提示画面1200」と称する。)を生成し、生成した判定結果提示画面1200を出力装置15(表示装置)に出力(表示)する(S1113)。 Next, the judgment result presentation unit 150 generates a screen (hereinafter referred to as the "judgment result presentation screen 1200") that displays the judgment result 115, and outputs (displays) the generated judgment result presentation screen 1200 to the output device 15 (display device) (S1113).
図12に判定結果提示画面1200の一例を示す。例示する判定結果提示画面1200は、判定対象の時間区間の表示欄1210、および判定結果の表示欄1220を有する。判定対象の時間区間の表示欄1210には、判定対象の計測値の時系列データの時間区間を示す情報が表示される。判定結果の表示欄1220には、図11のS1112で取得された判定結果115の内容が表示される。同図に示すように、判定結果の表示欄1220は、メータID1221、正常/異常1222、異常種別1223、および原因予測1224の各項目を有する複数行からなる表が表示される。判定結果の表示欄1220の一つの行は、一つのSM200の判定結果に対応している。 Figure 12 shows an example of a judgment result presentation screen 1200. The illustrated judgment result presentation screen 1200 has a display field 1210 for the time period to be judged, and a display field 1220 for the judgment result. The display field 1210 for the time period to be judged displays information indicating the time period of the time-series data of the measurement value to be judged. The display field 1220 for the judgment result displays the contents of the judgment result 115 obtained in S1112 of Figure 11. As shown in the figure, the display field 1220 for the judgment result displays a table consisting of multiple rows with the following items: meter ID 1221, normal/abnormal 1222, abnormality type 1223, and predicted cause 1224. One row in the display field 1220 for the judgment result corresponds to the judgment result of one SM200.
メータID1221には、メータIDが表示される。 Meter ID 1221 displays the meter ID.
正常/異常1222には、当該SM200に異常が生じているか否かを示す情報(正常/異常)が表示される。例えば、計測値の時系列データの異常の度合いを示す確率(以下、「第1の確率」と称する。)が予め設定された閾値以下であれば、正常/異常1222に「正常」が表示される。また、第1の確率が上記閾値を超えていれば、正常/異常1222に「異常」が表示される。 Normal/Abnormal 1222 displays information (normal/abnormal) indicating whether or not an abnormality has occurred in the SM200. For example, if the probability indicating the degree of abnormality in the time series data of measurement values (hereinafter referred to as the "first probability") is below a preset threshold, "Normal" is displayed in Normal/Abnormal 1222. Furthermore, if the first probability exceeds the threshold, "Abnormal" is displayed in Normal/Abnormal 1222.
異常種別1223には、異常が生じている場合における当該異常の種別を予測した結果が表示される。例えば、計測値の時系列データの異常の種類が所定の種類である確率が予め設定された閾値を超えていれば、異常種別1223に、当該種類を示す情報「電圧一時低下」、「電圧周期的低下」等が表示される。 Anomaly type 1223 displays the predicted type of anomaly if one has occurred. For example, if the probability that the type of anomaly in the time-series data of measured values is a specific type exceeds a preset threshold, anomaly type 1223 displays information indicating the type, such as "Temporary voltage drop" or "Periodic voltage drop."
原因予測1224には、異常が生じている場合における当該異常の原因を予測した結果が表示される。例えば、計測値の時系列データの異常の原因が所定の原因である確率が予め設定された閾値を超えていれば、原因予測1224に、当該原因を示す情報「接点不良」、「変圧器故障」等が表示される。異常判定処理S1100は、以上のようにして行われる。 Cause prediction 1224 displays the predicted cause of an abnormality when one occurs. For example, if the probability that the cause of the abnormality in the time-series data of measurement values is a specific cause exceeds a preset threshold, cause prediction 1224 displays information indicating the cause, such as "poor contact" or "transformer failure." The abnormality determination process S1100 is performed as described above.
以上詳細に説明したように、本実施形態の電力供給監視システム1によれば、SM200から送られてくる電圧値の時系列データに基づき、需要家側で発生している異常を早期に検知することができる。そのため、電力供給者は、需要家側で生じている異常について迅速かつ適切に対応することが可能になる。 As explained in detail above, the power supply monitoring system 1 of this embodiment can detect abnormalities occurring on the consumer side early on, based on the time-series data of voltage values sent from the SM200. This enables the power supplier to respond quickly and appropriately to abnormalities occurring on the consumer side.
また、本実施形態の電力供給監視システム1によれば、スマートメータから送られてくる電圧値の時系列データに基づき、需要家側で発生している異常の種類がいずれの種類であるのかについての情報を得ることができる。そのため、電力供給者は、需要家側で生じている異常について、異常の種類を把握した上で適切に対応することが可能になる。 Furthermore, with the power supply monitoring system 1 of this embodiment, information regarding the type of abnormality occurring on the consumer side can be obtained based on the time-series data of voltage values sent from the smart meter. This allows the power supplier to identify the type of abnormality occurring on the consumer side and respond appropriately.
また、本実施形態の電力供給監視システム1によれば、スマートメータから送られてくる電圧値の時系列データに基づき、需要家側で発生している異常の原因がいずれの原因であるのかについての情報を得ることができる。そのため、電力供給者は、需要家側で生じている異常について、異常の原因を把握した上で適切に対応することが可能になる。 Furthermore, with the power supply monitoring system 1 of this embodiment, information can be obtained as to the cause of an abnormality occurring on the consumer side based on the time-series data of voltage values sent from the smart meter. This allows the power supplier to identify the cause of an abnormality occurring on the consumer side and then take appropriate action.
以上、本発明の実施形態について詳述したが、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また上記実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。 The above describes in detail an embodiment of the present invention, but the above description is provided to facilitate understanding of the present invention and does not limit the present invention. The present invention may be modified or improved without departing from its spirit, and the present invention naturally includes equivalents. For example, the above embodiment has been described in detail to clearly explain the present invention, and is not necessarily limited to those that include all of the described configurations. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace some of the configurations of the above embodiment with other configurations.
例えば、以上の実施形態では、計測値である電圧値の時系列データを説明変数として学習データ113を生成したが、例えば、SM200の計測値から取得される他の計測値(電流値の時系列データ、有効電力の時系列データ、無効電力の時系列データ、力率の時系列データ、温度の時系列データ等)等を説明変数(特徴量)として学習データ113を生成してもよい。また、例えば、スマートメータ情報111から把握される、対象としている計測値の取得元のSM200の周辺の他のSM200(例えば、同じ変圧器に接続している他のSM200)から取得される計測値を説明変数(特徴量)としてもよい。そのようにすることで、対象としている計測値の取得元のSM200の周辺の状況を考慮した学習データ113を生成することができ、異常判定モデル114の更なる精度の向上を期待することができる。 For example, in the above embodiment, the learning data 113 was generated using time-series data of voltage values, which are measurement values, as explanatory variables. However, the learning data 113 may also be generated using, for example, other measurement values (time-series data of current values, time-series data of active power, time-series data of reactive power, time-series data of power factor, time-series data of temperature, etc.) acquired from the measurement values of the SM200 as explanatory variables (features). Furthermore, for example, measurement values acquired from other SM200s (e.g., other SM200s connected to the same transformer) in the vicinity of the SM200 from which the measurement value of interest was acquired, as determined from the smart meter information 111, may also be used as explanatory variables (features). In this way, it is possible to generate learning data 113 that takes into account the conditions surrounding the SM200 from which the measurement value of interest was acquired, and further improvement in the accuracy of the anomaly determination model 114 can be expected.
また、以上の実施形態では、異常判定モデル114を「教師あり学習」で学習する場合を例として説明したが、例えば、多数の正常な計測値情報112を機械学習モデルに入力して定常状態を学習することにより異常判定モデル114を生成するようにしてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, an example has been described in which the anomaly determination model 114 is learned using "supervised learning." However, for example, the anomaly determination model 114 may be generated by inputting a large amount of normal measurement value information 112 into a machine learning model and learning a steady state.
1 電力供給監視システム、2 需要家、3 電力供給監視センタ、5 通信ネットワーク、100 電力供給監視装置、110 記憶部、111 スマートメータ情報、112 計測値情報、113 学習データ、114 異常判定モデル、115 判定結果、120 スマートメータ情報管理部、130 計測値取得管理部、135 学習データ生成部、140 モデル学習部、145 異常判定部、150 判定結果提示部、200 SM(スマートメータ)、1000 学習データ設定画面、1200 判定結果提示画面、S900 異常判定モデル学習処理、S1100 異常判定処理
REFERENCE SIGNS LIST 1 Power supply monitoring system, 2 Consumer, 3 Power supply monitoring center, 5 Communication network, 100 Power supply monitoring device, 110 Storage unit, 111 Smart meter information, 112 Measurement value information, 113 Learning data, 114 Abnormality determination model, 115 Determination result, 120 Smart meter information management unit, 130 Measurement value acquisition management unit, 135 Learning data generation unit, 140 Model learning unit, 145 Abnormality determination unit, 150 Determination result presentation unit, 200 SM (smart meter), 1000 Learning data setting screen, 1200 Determination result presentation screen, S900 Abnormality determination model learning process, S1100 Abnormality determination process
Claims (5)
前記個々の需要家側に設置され配電線の電圧値を計測する複数のスマートメータと通信可能に接続し、
前記スマートメータの夫々から随時送られてくる、前記個々の需要家において計測された配電線の電圧値の時系列データを取得し、
過去に取得された前記時系列データを学習データとして学習した、前記時系列データの異常の度合いを示す第1の確率を出力する機械学習モデルである異常判定モデルを記憶し、
前記スマートメータから新たに取得した前記時系列データを前記異常判定モデルに入力することにより、前記時系列データに異常がある確率を取得し、取得した前記第1の確率に基づく情報を出力し、
前記時系列データを学習データとして学習した、前記第1の確率と、前記時系列データの異常の種類が所定の種類である確率である第2の確率とを出力する機械学習モデルである異常判定モデルを記憶し、
前記スマートメータから新たに取得した前記時系列データを前記異常判定モデルに入力することにより、前記第1の確率と前記第2の確率を取得し、取得した前記第1の確率および前記第2の確率に基づく情報を出力し、
前記時系列データを学習データとして学習した、前記第1の確率および前記第2の確率と、前記時系列データの異常の種類毎の異常の原因が所定の原因である確率である第3の確率とを出力する機械学習モデルである異常判定モデルを記憶し、
前記スマートメータから新たに取得した前記時系列データを前記異常判定モデルに入力することにより、前記第1の確率、前記第2の確率、および前記第3の確率を取得し、取得した前記第1の確率、前記第2の確率、および前記第3の確率に基づく情報を出力する、
電力供給監視システム。 The information processing device is provided on the side of an electric power supplier that supplies electric power to individual consumers through a power transmission and distribution system, and is configured using an information processing device having a processor and a storage device,
A plurality of smart meters are installed on the side of each of the consumers and are communicably connected to measure voltage values of the distribution line,
Acquire time-series data of distribution line voltage values measured at each of the consumers, which is transmitted from each of the smart meters as needed;
storing an anomaly determination model that is a machine learning model that learns the time series data acquired in the past as learning data and outputs a first probability that indicates the degree of anomaly in the time series data;
inputting the time-series data newly acquired from the smart meter into the anomaly determination model to acquire a probability that the time-series data has an anomaly, and outputting information based on the acquired first probability;
storing an anomaly determination model that is a machine learning model that has learned the time series data as learning data and that outputs the first probability and a second probability that the type of anomaly in the time series data is a predetermined type;
inputting the time-series data newly acquired from the smart meter into the anomaly determination model to acquire the first probability and the second probability, and outputting information based on the acquired first probability and second probability;
storing an anomaly determination model that is a machine learning model that has learned the time-series data as learning data and that outputs the first probability, the second probability, and a third probability that is a probability that the cause of each type of anomaly in the time-series data is a predetermined cause;
inputting the time series data newly acquired from the smart meter into the anomaly determination model to acquire the first probability, the second probability, and the third probability, and outputting information based on the acquired first probability, the second probability, and the third probability;
Power supply monitoring system.
前記第1の確率を予め設定された閾値と比較することにより前記時系列データの異常の有無を判定してその結果を出力する、
電力供給監視システム。 2. The power supply monitoring system according to claim 1,
determining whether or not there is an abnormality in the time-series data by comparing the first probability with a preset threshold value, and outputting the result of the comparison;
Power supply monitoring system.
前記第1の確率および前記第2の確率を夫々について予め設定された閾値と比較することにより前記時系列データの異常の有無と異常の種類を判定してその結果を出力する、
電力供給監視システム。 2. The power supply monitoring system according to claim 1 ,
determining whether or not an abnormality exists in the time-series data and the type of the abnormality by comparing the first probability and the second probability with a predetermined threshold value, and outputting the result of the comparison;
Power supply monitoring system.
前記第1の確率、前記第2の確率、及び前記第3の確率を夫々について予め設定された閾値と比較することにより前記時系列データの異常の有無、異常の種類、および異常の原因を判定してその結果を出力する、
電力供給監視システム。 2. The power supply monitoring system according to claim 1 ,
determining whether or not an abnormality exists in the time-series data, the type of the abnormality, and the cause of the abnormality by comparing the first probability, the second probability, and the third probability with a predetermined threshold value, and outputting the results;
Power supply monitoring system.
前記個々の需要家側に設置され配電線の電圧値を計測する複数のスマートメータの夫々から随時送られてくる、前記個々の需要家において計測された配電線の電圧値の時系列データを取得するステップと、
過去に取得された前記時系列データを学習データとして学習した、前記時系列データの異常の度合いを示す第1の確率を出力する機械学習モデルである異常判定モデルを記憶するステップと、
前記スマートメータから新たに取得した前記時系列データを前記異常判定モデルに入力することにより、前記時系列データに異常がある確率を取得し、取得した前記第1の確率に基づく情報を出力するステップと、
前記時系列データを学習データとして学習した、前記第1の確率と、前記時系列データの異常の種類が所定の種類である確率である第2の確率とを出力する機械学習モデルである異常判定モデルを記憶するステップと、
前記スマートメータから新たに取得した前記時系列データを前記異常判定モデルに入力することにより、前記第1の確率と前記第2の確率を取得し、取得した前記第1の確率および前記第2の確率に基づく情報を出力するステップと、
前記時系列データを学習データとして学習した、前記第1の確率および前記第2の確率と、前記時系列データの異常の種類毎の異常の原因が所定の原因である確率である第3の確率とを出力する機械学習モデルである異常判定モデルを記憶するステップと、
前記スマートメータから新たに取得した前記時系列データを前記異常判定モデルに入力することにより、前記第1の確率、前記第2の確率、および前記第3の確率を取得し、取得した前記第1の確率、前記第2の確率、および前記第3の確率に基づく情報を出力するステップと、
を実行する、電力供給監視方法。 An information processing device provided on an electric power supplier side that supplies electric power to individual consumers through an electric power transmission and distribution system, the information processing device having a processor and a memory,
acquiring time-series data of the voltage values of the distribution line measured at each of the consumers, the data being sent from each of a plurality of smart meters installed on the side of each of the consumers and measuring the voltage values of the distribution line;
storing an anomaly determination model that is a machine learning model that learns the time series data acquired in the past as learning data and outputs a first probability that indicates the degree of anomaly in the time series data;
inputting the time-series data newly acquired from the smart meter into the anomaly determination model to acquire a probability that the time-series data has an anomaly, and outputting information based on the acquired first probability;
storing an anomaly determination model that is a machine learning model that has learned the time series data as learning data and that outputs the first probability and a second probability that the type of anomaly in the time series data is a predetermined type;
acquiring the first probability and the second probability by inputting the time-series data newly acquired from the smart meter into the abnormality determination model, and outputting information based on the acquired first probability and second probability;
storing an anomaly determination model that is a machine learning model that has learned the time series data as learning data and that outputs the first probability, the second probability, and a third probability that is a probability that the cause of each type of anomaly in the time series data is a predetermined cause;
acquiring the first probability, the second probability, and the third probability by inputting the time-series data newly acquired from the smart meter into the abnormality determination model, and outputting information based on the acquired first probability, the second probability, and the third probability;
A power supply monitoring method for performing the above.
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