(57)【要約】      （修正有）【課題】様々な形態の負荷を接続した場合であっても、消費電力量を高い精度で計測する電力計測装置及び電力計測方法を提供する。【解決手段】電力計測装置１００において、主幹ブレーカ４に接続された主幹電線Ｌａの電流を計測する主幹電流センサ１と、主幹に含まない分岐ブレーカ５に接続された電線Ｌｂの電流を計測する分岐電流センサ２と、これら主幹電流センサ１及び分岐電流センサ２の計測値に基づき総使用電力量を計算する電力演算部３と、を具備する。電力演算部３は、主幹に含まれない分岐ブレーカ５を指定可能とし、かつ、分岐ブレーカ５の電圧設定を行う設定手段７を有し、主幹電流センサ１の計測値とともに、設定手段７により主幹に含まれないと指定された分岐ブレーカ５の電圧設定及び該分岐ブレーカ５に接続された分岐電流センサ２の計測値に基づき、総使用電力量を計算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主幹ブレーカに接続された電線の電流を計測する主幹電流センサと、
主幹から分岐した分岐ブレーカに接続された電線の電流を計測する分岐電流センサと、
これら主幹電流センサ及び分岐電流センサの計測値に基づき総使用電力量を計算する電力演算部と、を有し、
前記電力演算部は、主幹に含まれない分岐ブレーカを指定可能としかつ該分岐ブレーカの電圧設定を行う設定手段を有し、前記主幹電流センサの計測値とともに、前記設定手段により主幹に含まれないと指定された分岐ブレーカの電圧設定及び該分岐ブレーカに接続された分岐電流センサの計測値に基づき、前記総使用電力量を計算することを特徴とする電力計測装置。
【請求項２】
前記電力演算部では、前記分岐ブレーカの電圧設定に対応して設けられた電圧係数に基づき、主幹ブレーカの電流と、主幹に含まれない分岐ブレーカの電流とに基づく総使用電力を計算することを特徴とする請求項１に記載の電力計測装置。
【請求項３】
前記電力演算部では、予め設定した単位時間当たりの測定回数に基づき、主幹ブレーカの電流と、主幹に含まれない分岐ブレーカの電流とに基づく総使用電力量を計算することを特徴とする請求項１又は２のいずれか1項に記載の電力計測装置。
【請求項４】
前記電力演算部では、主幹に含まれない分岐ブレーカとして選択した分岐ブレーカ番号に基づき、主幹ブレーカの電流と、主幹に含まれない分岐ブレーカの電流とに基づく総使用電力を計算することを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の電力計測装置。
【請求項５】
主幹ブレーカに接続された電線の電流を計測する主幹電流計測段階と、
主幹から分岐した分岐ブレーカに接続された電線の電流を計測する分岐電流計測段階と、
これら主幹電流センサ及び分岐電流センサの計測値に基づき総使用電力量を計算する電力演算段階と、を有し、
前記電力演算段階は、主幹に含まれない分岐ブレーカを指定可能としかつ該分岐ブレーカの電圧設定を行う設定段階を経て、前記主幹電流センサの計測値とともに、前記設定手段により主幹に含まれないと指定された分岐ブレーカの電圧設定及び該分岐ブレーカに接続された分岐電流センサの計測値に基づき、前記総使用電力量を計算することを特徴とする電力計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主幹ブレーカの電流と、主幹に含まれない分岐ブレーカの電流とに基づく総使用電力を容易に計測することができる電力計測装置及び電力計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、主幹ブレーカの電力を測定できる技術として、特許文献１が知られている。
特許文献１に示される電力監視システムでは、系統電力線からの電力線でかつ主幹ブレーカの下流側にて電力量を計測する主幹・消費電力センサ部が設けられている。
また、上記電力監視システムでは、主幹ブレーカの下流側にて、系統電力線からの電力線を複数の電力線に分岐する分電盤と、該分電盤内で分岐された電力線での電力量を、電力の送信方向毎に分けて計測する分岐・電力センサ部と、を具備している。
そして、これら主幹・消費電力センサ部の計測値及び分岐・電力センサ部の計測値は演算部に送信され、この演算部にて総消費電力が演算される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記電力監視システムでは、主幹ブレーカに直接通じる電力線の電力量を計測する主幹・消費電力センサ部、及び分電盤内で複数に分岐された電力線の電力量をそれぞれ計測する分岐・電力センサ部からの計測値を全て収集して、総電力消費を計算するようにしている。
しかしながら、現状では、分電盤を介して又は分電盤を介さずに様々な負荷機器が接続されており、さらに電線が単相３線式である場合に、電圧が異なる負荷機器も種々混在しており、これにより、正確な消費電力量を演算することが困難となっていた。
【０００５】
具体的な課題として、以下の２点が示される。
第１の課題は、引込口配線上で分岐した分岐ブレーカの負荷機器（夜間給湯機等）の電力が主幹ブレーカを経由しないことである。このため主幹ブレーカの直近に取付けた変流器だけでは、引込口配線上で分岐した分岐ブレーカの負荷機器を含めた総使用電力を算出することができないという問題がある。
第２の課題は、引込口配線上で分岐した分岐ブレーカの負荷機器（夜間給湯機等）の電力を測定しても、総使用電力に反映する手段がないため、需要家が使用した総使用電力及び総買電電力量を屋内で容易に把握することができないという問題がある。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、主幹に様々な形態の負荷機器を接続した場合であっても、消費電力量を高い精度で計測することができる電力計測装置及び電力計測方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第1態様に示す電力計測装置では、主幹ブレーカに接続された電線の電流を計測する主幹電流センサと、主幹から分岐した分岐ブレーカに接続された電線の電流を計測する分岐電流センサと、これら主幹電流センサ及び分岐電流センサの計測値に基づき総使用電力量を計算する電力演算部と、を有し、前記電力演算部は、主幹に含まれない分岐ブレーカを指定可能としかつ該分岐ブレーカの電圧設定を行う設定手段を有し、前記主幹電流センサの計測値とともに、前記設定手段により主幹に含まれないと指定された分岐ブレーカの電圧設定及び該分岐ブレーカに接続された分岐電流センサの計測値に基づき、前記総使用電力量を計算することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２態様に示す電力計測方法では、主幹ブレーカに接続された電線の電流を計測する主幹電流計測段階と、主幹から分岐した分岐ブレーカに接続された電線の電流を計測する分岐電流計測段階と、これら主幹電流センサ及び分岐電流センサの計測値に基づき総使用電力量を計算する電力演算段階と、を有し、前記電力演算段階は、主幹に含まれない分岐ブレーカを指定可能としかつ該分岐ブレーカの電圧設定を行う設定段階を経て、前記主幹電流センサの計測値とともに、前記設定手段により主幹に含まれないと指定された分岐ブレーカの電圧設定及び該分岐ブレーカに接続された分岐電流センサの計測値に基づき、前記総使用電力量を計算することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、主幹に様々な負荷機器、電圧が異なる負荷機器が接続されている場合であっても、全体の消費電力量を高い精度で計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電力計測装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電力計測装置の概略構成図である。
【図３】電力演算部の具体的構成を示すブロックス図である。
【図４】設定手段に設定される指示内容を具体的に示す図である。
【図５】電力演算部の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る電力計測装置１００について図１を参照して説明する。
この電力計測装置１００は、主幹電流センサ１と、分岐電流センサ２と、電力演算部３とを主な構成要素とする。
【００１２】
主幹電流センサ１は、主幹ブレーカ４を有する主幹となる主幹電線Ｌａに設けられたものであって、主幹電線Ｌａを流れる電流を計測する。
分岐電流センサ２は、主幹電線Ｌａから分岐しかつ途中に分岐ブレーカ５を有する分岐電線Ｌｂに設けられたものであって、分岐電線Ｌｂを流れる電流を計測する。また、主幹電線Ｌａから分岐した分岐電線Ｌｂには負荷機器６が適宜接続されている。
【００１３】
電力演算部３は、主幹に含まれない領域Ｍ内の分岐ブレーカ５を指定可能としかつ該分岐ブレーカ５の電圧設定を行う設定手段７を有している。さらに、この電力演算部３では、主幹電流センサ１の計測値とともに、設定手段７により主幹に含まれないと指定された分岐ブレーカ５の電圧設定及び該分岐ブレーカ５に接続された分岐電流センサ２の計測値に基づき、総使用電力量を計算する。
【００１４】
そして、以上のように構成された電力計測装置１００では、電力演算部３において、主幹電流センサ１の計測値とともに、設定手段７により主幹に含まれないと指定された分岐ブレーカ５の電圧設定及びそれに接続された分岐電流センサ２の計測値に基づき、総使用電力量を計算することができる。
これにより、電力計測装置１００では、主幹に様々な負荷機器６、電圧が異なる負荷機器６が複雑に接続されている場合であっても、全体の消費電力量を高い精度で計測することができる。
【００１５】
（実施形態）
図２〜図５を参照して本発明の実施形態に係る電力計測装置１０１について説明する。
この電力計測装置１０１は、主幹電流センサ１１・１２と、分岐電流センサ１３〜１５と、電力演算部２０とを主な構成要素とする。
【００１６】
主幹電流センサ１１，１２は、主幹ブレーカ２１を途中に有する主幹となるＬ１電圧線及びＬ２電圧線に設けられたものであって、Ｌ１電圧線及びＬ２電圧線を流れる電流を計測する。
なお、主幹となる電線５０は単相三線式であり、中央の中線Ｃを介して、１００Ｖの電圧差で２本のＬ１電圧線及びＬ２電圧線が設けられている。また、この電線５０には、商用発電所５１から電力が供給される。また、Ｌ１電圧線及びＬ２電圧線で流れる電流の方向を符号Ｉｓ１，Ｉｓ２で示す。
【００１７】
分岐電流センサ１３〜１５は、引込口５２を経たＬ１電圧線及びＬ２電圧線から分岐した分岐電圧線ＬＢにそれぞれ設けられたものであって、これら各分岐電圧線ＬＢを流れる電流を計測する。また、Ｌ１電圧線及びＬ２電圧線から分岐した分岐電圧線ＬＢには、分岐電流センサ１３〜１５とともに分岐ブレーカ２２〜２４がそれぞれ設けられている。
【００１８】
なお、これらの中で、分岐電流センサ１３は主幹ブレーカ２１の前段に位置する分岐ブレーカ２２を経た分岐電圧線ＬＢの電流を計測する。また、分岐電流センサ１４，１５は主幹ブレーカ２１の後段に位置する分岐ブレーカ２３，２４を経た分岐電圧線ＬＢの電流をそれぞれ計測する。
【００１９】
また、Ｌ１電圧線及びＬ２電圧線から分岐した分岐電圧線ＬＢには、該分岐電圧線ＬＢを経由して供給された電流により駆動可能な負荷機器１６，１７が適宜接続されている。
なお、図２に示される負荷機器１６では、分岐電圧線ＬＢがＬ１電圧線及びＬ２電圧線に接続されることで、２００Ｖの電圧が印加される。また、負荷機器１７では、分岐電圧線ＬＢがＬ１電圧線及び中線Ｃに接続されることで、１００Ｖの電圧が印加される。
【００２０】
電力演算部２０は、例えば電力管理者により操作されて、複数の中から分岐ブレーカ２２〜２４を指定可能としかつ演算時における各分岐ブレーカ２２〜２４での電圧設定を行う設定手段２５が接続されている。
この設定手段２５は、例えばパーソナルコンピュータにより構成され、例えば図４に示されるような、分岐ブレーカ２２〜２４への電圧設定、分岐ブレーカ２２〜２４を主幹ブレーカ２１に含める／含めない等の設定を可能とする。
また、この設定手段２５では、分岐ブレーカ２２〜２４への電圧設定が１００Ｖである場合に電圧係数「１」とし、分岐ブレーカ２２〜２４への電圧設定が２００Ｖである場合に電圧係数「２」としている。
【００２１】
一方、電力演算部２０では、主幹電流センサ１１，１２の計測値とともに、設定手段２５により適宜選択された主幹に含まれない分岐ブレーカ２２〜２４の電圧設定及び該分岐ブレーカ２２〜２４に接続された分岐電流センサ１３〜１５の計測値に基づき、総使用電力量を計算する。
具体的な電力演算部２０の構成として。図３に示されるような、制御部３０及び制御部３０に接続された記憶部３１，３２、通信部３３を有する。
記憶部３１は、設定手段２５で設定された分岐ブレーカ２２〜２４を主幹ブレーカ２１に含めるか否かの選択情報、分岐ブレーカ２２〜２４への電圧設定に関する情報などが記憶される。また、記憶部３２では、制御部３０を実行するためのプログラム（例えば、図５の制御フローチャート）等が記憶される。なお、これら記憶部３１，３２として不揮発性メモリが使用される。
通信部３３では、分岐ブレーカ構成情報の設定を設定部２５から通信により取り込んだり、測定した電力及び電力量を設定部２５の表示部（図示略）に送信する機能を有している。
【００２２】
また、制御部３０には、主幹電力演算部３４、分岐電力演算部３５、総使用電力演算部３６及び電力量演算部３７等からなる電力演算部４０が設けられている。
主幹電力演算部３４では、Ｌ１電圧線及びＬ２電圧線に流れる電流を計測する主幹電流センサ１１・１２の計測値に基づき主幹電力量を演算する。
分岐電力演算部３５では、主幹に含まれない分岐電流センサ１３〜１５の計測値に基づき分岐電力量を演算する。なお、この分岐電力演算部３５では、分岐電流センサ１３〜１５の計測値と、記憶部３１に記録された分岐ブレーカ構成情報の電圧設定を基に設けられた電圧係数を乗じることで、分岐ブレーカ２２〜２４の電力を演算する。
【００２３】
総使用電力演算部３６は、主幹電力演算部３４及び分岐電力演算部３５で演算された電力量の総量を演算するものである。特に、この演算部３６では、設定手段２５の設定内容に基づき、主幹ブレーカ２１の電流と、主幹ブレーカ２１に含まれない分岐ブレーカ２２〜２４とに基づく総使用電力値Ｐ（ｎ）を計算する。
電力量演算部３７は、総使用電力積算値（Ｐｂ）を電力測定回数（Ｎ）で割った値から総買電電力量（ＷＨｂ）を演算する。
【００２４】
次に、電力演算部２０の制御内容を示すフローチャートについて、図５を参照してステップＳ毎に説明する。なお、このフローチャートでは、分岐ブレーカ２２〜２４が主幹ブレーカ２１に含まれるか否かの設定に基づき、需要家の総使用電力を演算する。
【００２５】
〔ステップＳ１〕
まず、ステップＳ１にて「ｎ」及び「ｍ」を０となるようにリセットする。
ここで、ｎは１時間あたりに電力測定する回数（ｎ＝１，２，３，・・・Ｎ）を示し、ｍは測定する分岐ブレーカ２２〜２４の番号（ｍ＝１，２，３，・・・Ｍ）を示す。
【００２６】
〔ステップＳ２〕
ステップＳ２を経由する回数を示す「ｎ」を１ずつアップさせる。
【００２７】
〔ステップＳ３〕
ステップＳ３において、図２に示すＬ１電圧線と中線Ｃの間の電圧とともに、主幹ブレーカ２１のＬ１電圧線、Ｌ２電圧線の電流、分岐ブレーカ２２〜２４の電流値を測定する。
【００２８】
〔ステップＳ４〕  
電流センサ（１１、１２）の電流値の和とＬ１電圧線と中線Ｃの間の電圧との積の平均値から主幹ブレーカ２１の電力値Ｐｓ（ｎ）を演算する。ステップＳ４の演算処理は、図３に示す主幹電力演算部３４にて実施する。
【００２９】
次のステップＳ５〜Ｓ８にて、図３の分岐電力演算部３５の演算処理について説明する。
〔ステップＳ５〕
ステップＳ５において、測定する分岐ブレーカ２２〜２４の番号変数ｍに１を加算する。
【００３０】
〔ステップＳ６〕
ステップＳ６において、図４の分岐ブレーカ構成情報の電圧設定を基にして、分岐ブレーカ２２〜２４が１００Ｖか２００Ｖかを判定し、分岐ブレーカ２２〜２４の電圧係数を決定する。
【００３１】
〔ステップＳ７−１〕
ステップＳ７−1において、分岐ブレーカ２２〜２４が１００Ｖの電圧である場合に、『Ｌ１電圧線の電圧』と『分岐ブレーカ２２〜２４の電圧係数＝１』と『分岐電流』の積の平均値の絶対値から分岐電力値Ｐｂｕ（ｎ）を演算する。
【００３２】
〔ステップＳ７−２〕
ステップＳ７−２において、分岐ブレーカ２２〜２４が２００Ｖの電圧である場合に、『Ｌ１電圧線の電圧』と『分岐ブレーカ２２〜２４の電圧係数＝２』と『分岐電流』の積の平均値の絶対値から分岐電力値Ｐｂｕ（ｎ）を演算する。
【００３３】
〔ステップＳ８〕
ステップＳ８において、測定する分岐ブレーカ２２〜２４の番号変数ｍが、分岐ブレーカ２２〜２４で設定した特定のブレーカ番号（Ｍ）に達するまで、ステップＳ５〜Ｓ８までを繰り返す。
【００３４】
総使用電力演算部３６の演算処理についてステップＳ９〜Ｓ１０を参照して説明する。
〔ステップＳ９〕
ステップＳ９において、図３の記憶部３１に格納されている図４の分岐ブレーカ構成情報の設定を基に主幹ブレーカ２１に含まない分岐ブレーカ２２〜２４の有無を判定する。
【００３５】
〔ステップＳ１０−１〕
ステップＳ１０−１において、主幹ブレーカ２１に含まない分岐ブレーカ２２〜２４がある場合、主幹電力値Ｐｓ（ｎ）と主幹に含まない分岐ブレーカ２２〜２４の電力値Ｐｂｕ（ｎ）の和から総使用電力値Ｐ（ｎ）を演算する。
【００３６】
〔ステップＳ１０−２〕
ステップＳ１０−２において、主幹ブレーカ２１に含まない分岐ブレーカ２２〜２４がない場合、主幹電力値Ｐｓ（ｎ）を総使用電力値Ｐ（ｎ）とする。
【００３７】
電力量演算部３７の演算処理について、ステップＳ１１〜Ｓ１３を参照して説明する。
〔ステップＳ１１〕〜〔ステップＳ１２〕
ステップＳ１１とＳ１２においては、１時間あたりの電力測定回数Ｎとなるまで総使用電力値Ｐ（ｎ）を積算した総使用電力積算値Ｐｂを算出する。
【００３８】
〔ステップＳ１３〕
ステップＳ１３において、総使用電力積算値Ｐｂを電力測定回数Ｎで割った商から総買電電力量ＷＨｂを演算した後、本フローチャートを終了する。
【００３９】
そして、以上のように構成された電力計測装置１０１では、電力演算部２０において、主幹電流センサ１１，１２の計測値とともに、複数の中から設定手段２５により主幹に含まれないと指定された分岐ブレーカ２２〜２４の電圧設定及びそれに接続された分岐電流センサ１３〜１５の計測値に基づき、総使用電力量を計算することができる。
これにより、電力計測装置１０１では、主幹に様々な負荷機器、電圧が異なる負荷機器が複雑に接続されている場合であっても、全体の消費電力量を高い精度で計測することができる。
【００４０】
具体的には、本発明の第１の効果は、電力測定を行う前に、各分岐ブレーカが主幹に含まれるか、または含まれないかの設定を分岐ブレーカ構成情報に設定する機能を有しているので、屋内の電力計測装置において需要家の総使用電力及び総買電電力量に主幹ブレーカ２１に含まれない分岐ブレーカの電力を反映することができることである。
第２の効果は、電力計測を行う前に、各分岐ブレーカの電圧が１００Ｖか２００Ｖかを分岐ブレーカ構成情報に設定して、分岐ブレーカの計測電力値に分岐ブレーカの電圧設定に応じた電圧係数を乗じているので、電力測定装置が測定する電圧と異なっても、各分岐ブレーカの電力を算出できることである。
第３の効果は、分岐ブレーカの電力値を電圧設定に応じた電圧係数を乗じて算出しているので、電力計測装置を設置した周辺の１００Ｖ商用コンセントから電源の供給で単相３線の商用電源においても電力測定ができることである。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、主幹ブレーカの電流と、主幹に含まれない分岐ブレーカの電流とに基づく総使用電力を容易に計測することができる電力計測装置及び電力計測方法に関する。
【符号の説明】
【００４３】
１  主幹電流センサ
２  分岐電流センサ
３  電力演算部
４  主幹ブレーカ
５  分岐ブレーカ
６  負荷機器
７  設定手段
１１  主幹電流センサ
１２  主幹電流センサ
１３  分岐電流センサ
１４  分岐電流センサ
１５  分岐電流センサ
２０  電力演算部
２１  主幹ブレーカ
２２  分岐ブレーカ
２３  分岐ブレーカ
２４  分岐ブレーカ
２５  設定手段
５０  電線
１００  電力計測装置
１０１  電力計測装置
主幹電線Ｌａ
分岐電線Ｌｂ
分岐電線ＬＢ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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