(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の制御方法に準じてシステムを正常に動作するようにさせるための電流センサの検出方法および電力制御システムを提供する。【解決手段】電力ラインに流れる電流の向きを第１電流方向として電流センサで検出するステップＡと、前記ステップＡで前記第１電流方向を検出した時から所定時間内に前記電流センサで検出する電流の向きが前記第１電流方向に対して逆方向に流れる第２電流方向に変わったかを判定するステップＢとを備えている。また、前記ステップＢにおいて前記第２電流方向に変わった場合には前記電流センサが第１電力ラインに取り付けられていると検出し、前記ステップＢにおいて前記第２電流方向に変わらなかった場合には前記電流センサが第２電力ラインに取り付けられていると検出するステップＣを備える。【選択図】図３
2014130057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統と分電盤との間を接続する第１電力ラインまたは前記分電盤と負荷との間を接続する第２電力ラインに取り付けられた、ラインを流れる電流の向きを検出する電流センサと、
前記分電盤に第３電力ラインを介して接続された太陽電池装置と、
前記分電盤に第４電力ラインを介して接続された蓄電装置とを備え、
前記太陽電池装置の発電電力を前記電力系統に送電する売電および前記電力系統から前記負荷に消費電力を送電する買電を交互に行なう電力制御システムにおいて、
前記電流センサが前記第１電力ラインおよび前記第２電力ラインのどちらに取り付けられているかを検出する電流センサ検出方法であって、
前記ラインに流れる電流の向きを第１電流方向として前記電流センサで検出するステップＡと、
前記ステップＡで前記第１電流方向を検出した時から所定時間内に前記電流センサで検出する電流の向きが前記第１電流方向に対して逆方向に流れる第２電流方向に変わったかを判定するステップＢと、
前記ステップＢにおいて前記第２電流方向に変わった場合には前記電流センサが前記第１電力ラインに取り付けられていると検出し、前記ステップＢにおいて前記第２電流方向に変わらなかった場合には前記電流センサが前記第２電力ラインに取り付けられていると検出するステップＣと
を備えた、電流センサ検出方法。
【請求項２】
電力系統と分電盤との間を接続する第１電力ラインまたは前記分電盤と負荷との間を接続する第２電力ラインに取り付けられた、ラインを流れる電流の向きを検出する電流センサと、
前記分電盤に第３電力ラインを介して接続された太陽電池装置と、
前記分電盤に第４電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
前記電流センサが前記第１電力ラインまたは前記第２電力ラインに取り付けられているかを示す制御装置とを備え、
前記太陽電池装置の発電電力を前記電力系統に送電する売電および前記電力系統から前記負荷に消費電力を送電する買電を交互に行なう電力制御システムであって、
前記制御装置は、前記ラインに流れる電流の向きを第１電流方向として前記電流センサで検出する第１検出手段と、該第１検出手段で前記第１電流方向を検出した時から所定時間内に前記電流センサで検出する電流の向きが前記第１電流方向に対して逆方向に流れる第２電流方向に変わったかを判定する判定手段と、該判定手段の情報に基づいて、前記第２電流方向に変わった場合に前記電流センサが前記第１電力ラインに取り付けられていると検出し、前記第２電流方向に変わらなかった場合に前記電流センサが前記第２電力ラインに取り付けられていると検出する第２検出手段を有している、電力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御システムに取り付けられる電流センサの位置を検出する電流センサ検出方法および電力制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池装置および蓄電装置を組み合わせた電力制御システムの普及が進んでいる。このような電力制御システムでは、太陽電池装置の発電電力のうち、負荷に電力供給して余った余剰電力は蓄電装置に蓄電する、もしくは電力系統に逆潮流して売電を行なうことができる。
【０００３】
この電力制御システムの制御には、以下の２つの制御方法がある。１つ目の制御方法は、太陽電池装置の発電電力を優先的に逆潮流させて、負荷の消費電力を蓄電装置からまかなうことで「押上げ効果」が得られるもの（以下、押上げあり制御とする）である。２つ目の制御方法は、太陽電池装置の発電電力が負荷の消費電力に対して不足している分だけを蓄電装置からまかなう「押上げ効果」が無いもの（以下、押上げなし制御とする）がある。
【０００４】
電力制御システムでは、必要に応じて複数の電流センサが設けられている。例えば、図１に示した電力制御システムでは、放電・充電の電流を測定する電流センサＣと、太陽電池装置の出力電流を測定する電流センサＤとを有している。また、電力制御システムにおいて、押上げあり制御を行なう場合には負荷の消費電力を測定する電流センサＡが設けられる。また、電力制御システムにおいて、押上げなし制御を行なう場合には、電流センサＡに代えて、電力系統側への売電方向の電流を測定する電流センサＢが設けられる。
【０００５】
また、電流センサには極性があるため、極性が逆になった状態で施工されてしまう場合があった。そこで、電流センサの極性が誤っていた場合には演算時に電流情報を正しく補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９７９５９号公報
【特許文献２】特開平１１−２２５４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電力制御システムにおいて、押上げあり制御または押上げなし制御の動作をさせるかについては、システム上で予め決定しなければならない。それゆえ、電流センサは上記制御の方法に合わせて配置する必要があるが、分電盤には多くの配線が集まっているため、
電流センサの配置を誤るような施工ミスが発生する場合がある。このような施工ミスが発生すると、予め決定した制御の方法に基づいて電力制御システムが正常な動作を行なえなくなる。しかしながら、特許文献１，２では、電流センサの配置の間違いについては検出することはできない。
【０００８】
本発明の目的の１つは、電流センサの位置を検出し、所望の制御方法に準じてシステムを正常に動作するようにさせるための電流センサの検出方法および電力制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る電流センサ検出方法は、電力系統と分電盤との間を接続する第１電力ラインまたは前記分電盤と負荷との間を接続する第２電力ラインに取り付けられた、ラインを流れる電流の向きを検出する電流センサと、前記分電盤に第３電力ラインを介して接続された太陽電池装置と、前記分電盤に第４電力ラインを介して接続された蓄電装置とを備え、前記太陽電池装置の発電電力を前記電力系統に送電する売電および前記電力系統から前記負荷に消費電力を送電する買電を交互に行なう電力制御システムにおいて、前記電流センサが前記第１電力ラインおよび前記第２電力ラインのどちらに取り付けられているかを検出する方法である。また、本実施形態では、前記ラインに流れる電流の向きを第１電流方向として前記電流センサで検出するステップＡと、前記ステップＡで前記第１電流方向を検出した時から所定時間内に前記電流センサで検出する電流の向きが前記第１電流方向に対して逆方向に流れる第２電流方向に変わったかを判定するステップＢとを備えている。また、本実施形態では、前記ステップＢにおいて前記第２電流方向に変わった場合には前記電流センサが前記第１電力ラインに取り付けられていると検出し、前記ステップＢにおいて前記第２電流方向に変わらなかった場合には前記電流センサが前記第２電力ラインに取り付けられていると検出するステップＣを備えている。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る電力制御システムは、電力系統と分電盤との間を接続する第１電力ラインまたは前記分電盤と負荷との間を接続する第２電力ラインに取り付けられた、ラインを流れる電流の向きを検出する電流センサと、前記分電盤に第３電力ラインを介して接続された太陽電池装置と、前記分電盤に第４電力ラインを介して接続された蓄電装置と、前記電流センサが前記第１電力ラインまたは前記第２電力ラインに取り付けられているかを示す制御装置とを備えている。また、本実施形態は、前記太陽電池装置の発電電力を前記電力系統に送電する売電および前記電力系統から前記負荷に消費電力を送電する買電を交互に行なう電力制御システムである。また、本実施形態において、前記制御装置は、前記ラインに流れる電流の向きを第１電流方向として前記電流センサで検出する第１検出手段と、該第１検出手段で前記第１電流方向を検出した時から所定時間内に前記電流センサで検出する電流の向きが前記第１電流方向に対して逆方向に流れる第２電流方向に変わったかを判定する判定手段とを備えている。また、本実施形態では、前記判定手段の情報に基づいて、前記第２電流方向に変わった場合に前記電流センサが前記第１電力ラインに取り付けられていると検出し、前記第２電流方向に変わらなかった場合に前記電流センサが前記第２電力ラインに取り付けられていると検出する第２検出手段を有している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態に係る電流センサ検出方法および電力制御システムによれば、電流センサが第１電力ラインまたは第２電力ラインに設けられているかを検出することができる。これにより、所望の電力ラインに電流センサが取り付けられているかどうか確認できる。その結果、本実施形態によれば、電力制御システムを正常に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電力制御システムの一構成を示すブロック図である。
【図２】電力制御システムに具備される電流センサが配置される位置を説明する配線図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電流センサ検出方法を説明するための制御フローチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態に係る電流センサ検出方法を説明するための制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の電流センサ検出方法および電力制御システムについて図面を参照しつつ説明す
る。なお、背景技術と重複する説明は省略する。
【００１４】
＜電力制御システムの構成＞
電力制御システムＸは、図１に示すように、蓄電装置１、太陽電池装置２および制御装置３を備えている。また、以下の説明においては、図１に示すように、分電盤４と商用電力系統（以下、電力系統５）との間を接続する送電線を第１電力ラインＬ１、分電盤４と負荷６との間を接続する送電線を第２電力ラインＬ２、分電盤４と太陽電池装置２との間を接続する送電線を第３電力ラインＬ３、分電盤４と蓄電装置１との間を接続する送電線を第４電力ラインＬ４とする。また、電力制御システムＸには、複数の電流センサが設けられている。図１に示すように、本実施形態では、第２電力ラインＬ２に流れる電流方向を測定するものを電流センサＡとする。また、本実施形態では、第１電力ラインＬ１に流れる電流方向を測定するものを電流センサＢとする。本実施形態では、第４電力ラインＬ４に流れる電流方向を測定するものを電流センサＣとする。第３電力ラインＬ３に流れる電流方向を測定するものを電流センサＤとする。
【００１５】
蓄電装置１は、直流電力を蓄電する蓄電池１０と、蓄電池１０への充電が行なえるように交流電力を直流電力に変換したり、蓄電池１０の直流出力を交流出力に変換したりする蓄電装置用のパワーコンディショナ１１とを有している。また、本実施形態では、蓄電装置１の内部に、機器の充電、放電または保安の制御を担う制御装置３が配置されている。また、蓄電装置１の充電または放電の電力は、電流センサＣで測定される。そして、制御装置３では、電流センサＣで測定した電流の情報に基づいて演算を行ない、蓄電池１０からの出力電力または充電に使用した電力等の情報を得る。
【００１６】
蓄電装置１は、夜間の電力で充電を行なうことができるため、この充電された電力を昼間に負荷６に供給することで昼間の買電を減らすことができる。これにより、蓄電装置１を設ければ、昼間のピーク電力時の買電を減らすことができるため、電力会社の負担を軽減するとともに、契約電力を小さくして電気料金を安く抑えることが可能となる。また、蓄電装置１は、太陽電池装置２の発電が無い夜間等にも負荷６に電力を供給することができるので、災害等による停電時にも非常用電源として活用できる。
【００１７】
太陽電池装置２は、複数の太陽電池モジュールを電気的に直列接続してなる太陽電池２０と、太陽電池２０の発電電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ２１とを備えている。パワーコンディショナ２１から出力された交流電力は、分電盤４および電力ラインを介して電力系統５または負荷６にそれぞれ送電することができる。
【００１８】
制御装置３は、上述した蓄電装置１の制御に加えて、例えば、電流センサが第１電力ラインＬ１または第２電力ラインＬ２に取り付けられている場合に、いずれのラインに電流センサが位置するかを検出する機能を有する。そのため、制御装置３は、電力ラインに流れる電流の向きを一方向の電流である第１電流方向として電流センサで検出する第１検出手段と、該第１検出手段で前記第１電流方向を検出した時から所定時間内に電流センサで検出する電流の向きが第１電流方向に対して逆方向に流れる第２電流方向に変わったかを判定する判定手段とを備えている。さらに、制御装置３は、上記判定手段の情報に基づいて、第２電流方向に変わった場合に電流センサが第１電力ラインＬ１に取り付けられていると検出し、第２電流方向に変わらなかった場合に電流センサが第２電力ラインＬ２に取り付けられていると検出する第２検出手段を有している。この制御装置３の制御機構は、内部に設けられたＣＰＵ等の演算部で行なわれる。なお、この演算部は、パワーコンディショナ１１を制御する機能を備えていてもよい。
【００１９】
分電盤４は複数のブレーカーおよび端子台を有している。また、分電盤４は、蓄電装置１、太陽電池装置２、電力系統５および負荷６間を各々に設置されたブレーカーで電路を
開閉できるようにしたものである。これにより、分電盤４は、太陽電池装置２の発電電力を各電力ラインを通じて蓄電装置１、電力系統５および負荷６に電力を供給することができる。
【００２０】
このように、電力制御システムＸは、太陽電池装置２の発電電力を電力系統５に送電する売電および電力系統５から負荷６に消費電力を送電する買電を交互に行なうシステムである。
【００２１】
また、電力制御システムＸは、表示装置７を設けてもよい。表示装置７は、太陽電池装置２の売電量、負荷６の消費電力量（買電量）等の情報を表示することができる。このような情報は、分電盤４と電力系統５との間に配置した電流センサＥの電流情報を基に電力を算出される。また、表示装置７は、制御装置７の第２検出手段で検出された電流センサの位置情報を表示することもできる。
【００２２】
次に、電力制御システムＸにおける電流センサ検出方法について説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図２は、電力制御システムＸの押上げあり制御の場合と押上げなし制御の場合の各電流センサの配置を模式的に示した配線図である。
【００２４】
蓄電装置１の出力は単相三線式であり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のうち、Ｕ相とＷ相の２箇所に電流センサを配置する。ここで、押上げあり制御の場合には、電流センサが分電盤４と負荷６の間のＡ１およびＡ２の位置にある。一方で、押上げなし制御の場合には、電流センサがＢ１およびＢ２の位置にある。図２中の矢印で示したように、Ａ１およびＡ２の電流センサでは、電流が一方向（買電方向）にのみ流れていることが確認できる。一方で、Ｂ１およびＢ２の電流センサでは、電流が双方向（買電方向および売電方向）に流れていることが確認できる。そこで、本実施形態では、Ａ１およびＡ２と、Ｂ１およびＢ２の位置で電流の流れが異なることを利用して、電流センサの位置を検出する。
【００２５】
図３は、電流センサが図２における電流センサＡ１またはＢ１（Ａ２またはＢ２）のいずれの側に配置されているかを検知するための制御フローチャートである。以下の説明では、便宜上、配置が確定していない電流センサについて、電流センサＡ１もしくはＢ１が置かれるＵ相側を電流センサ１、電流センサＡ２もしくはＢ２が置かれるＷ相側を電流センサ２と称することにする。また、本実施形態では、電流センサ１（電流センサＡ１またはＢ１）と、電流センサ２（電流センサＡ２またはＢ２）は位相が逆になっているので、当該地区が５０Ｈｚか６０Ｈｚかに合わせて電流センサ１と電流センサ２の測定時間をずらすようにする。
【００２６】
まず、ＳＴＥＰ１で電流センサ１の電流方向を測定する。次に、ＳＴＥＰ２で電流センサ２の電流方向を測定する。次いで、ＳＴＥＰ３では、電流センサ１および電流センサ２の電流方向が同じであった場合に、この電流の方向を第１電流方向と規定する。このＳＴＥＰ１〜３では、第１電力ラインＬ１または第２電力ラインＬ２に流れている電流の向きを第１電流方向として電流センサで検出するステップ（ステップＡ）である。
【００２７】
次に、ＳＴＥＰ３で第１電流方向の電流を検出した後にＳＴＥＰ４で電流センサ１の電流方向を測定し、ＳＴＥＰ５で電流センサ２の電流方向を測定する。次いで、ＳＴＥＰ６では、ＳＴＥＰ４およびＳＴＥＰ５で検出した電流の向きが、第１電流方向から該第１電流方向に対して逆方向に流れる第２電流方向に変わったかを判定する。このＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６は、ＳＴＥＰ３で第１電流方向の電流を検出した時から所定時間内で行なわれる。すなわち、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６は、ステップＡ（ＳＴＥＰ３）で第１電流方向を
検出した時から所定時間内に電流センサで検出する電流の向きが第１電流方向から第２電流方向に変わったかを判定するステップ（ステップＢ）である。このとき、所定時間とは、太陽電池装置２の発電電力を売電していることが確認できる時間であればよい。よって、所定時間とは、例えば、晴天時であれば１０〜２４時間程度あればよい。
【００２８】
そして、ＳＴＥＰ６において、電流センサに流れる電流の向きが第１電流方向から第２電流方向に変わった場合に、ＳＴＥＰ７では電流センサ１，２がＢ１，Ｂ２に配置されていると検出する。この判定は、上述したように、Ｂ１およびＢ２の位置する電流センサでは、電流が双方向（買電方向および売電方向）に流れることに基づいて判定されている。
【００２９】
一方で、上記所定時間経過後であっても電流センサで測定される電流の向きが第１電流方向から変わらなかった場合には、電流センサ１，２がＡ１，Ａ２に配置されていると検出する（ＳＴＥＰ８およびＳＴＥＰ９）。
【００３０】
このように、ＳＴＥＰ７〜９では、ステップＢ（ＳＴＥＰ６）において第２電流方向に変わった場合には電流センサ１，２が第１電力ラインＬ１に取り付けられていると検出し、ステップＢにおいて前記第２電流方向に変わらなかった場合には電流センサ１，２が第２電力ラインＬ２に取り付けられていると検出するステップ（ステップＣ）である。
【００３１】
次いで、ＳＴＥＰ１０では、ＳＴＥＰ７およびＳＴＥＰ９の結果を判定情報（位置情報）として出力している。ここで、ＳＴＥＰ１０において、ＳＴＥＰ７を経て得られた結果を位置情報として検出された場合には、電力制御システムＸが押し上げあり制御で動作させるシステムであれば、電流センサの配置が誤っていることになる。一方で、ＳＴＥＰ１０において、ＳＴＥＰ９を経て得られた結果を位置情報として検出された場合には、電力制御システムＸが押し上げなし制御で動作させるシステムであれば、電流センサの配置が誤っていることになる。なお、電流センサの位置情報は、別途設けた表示部（図示なし）等に出力すれば、施工者が容易に確認することができる。また、電流センサの配置に間違いが生じていた場合には、警告情報を発信し、蓄電装置１から出力がされないようにして異常動作を止めるようにしてもよい。
【００３２】
このように、本実施形態では、現状の電流センサの配置が所望の制御を行なうシステムにおいて正しいか否かを検出することができる。これにより、施工者が電流センサの配置を間違って施工したとしても、正しい配置に直す作業を行なうことができる。
【００３３】
（実施形態２）
本実施形態では、電流センサ１の電流の向きと電流センサ２の電流の向きが反対方向であった場合でも、電流センサの位置を検出できる点で実施形態１と相違する。図４は、本発明の実施形態２に係る制御フロー図である。
【００３４】
まず、ＳＴＥＰ１で電流センサ１の電流方向を測定する。次に、ＳＴＥＰ２で電流センサ２の電流方向を測定する。次いで、ＳＴＥＰ１１で電流センサ１の電流方向と電流センサ２の電流方向とが同じか否かを判定する。ここで、電流センサ１の電流方向と電流センサ２の電流方向とが同じであれば、以後のステップは実施形態のＳＴＥＰ３以降と同じ手順で進むことで電流センサの位置を検出できる。
【００３５】
一方、ＳＴＥＰ１１で電流センサ１の電流方向と電流センサ２の電流方向とが異なっている場合は、ＳＴＥＰ１２で電流方向が同じであると認識するように電流センサ１もしくは電流センサ２の極性を反転（変換）させる制御を行なう。ＳＴＥＰ１２における電流センサ１もしくは電流センサ２の極性を反転させる制御は、制御装置３で行なうことができる。このＳＴＥＰ１２における制御は、例えば、電流センサ２の極性を反転させることに
よって、電流センサ２で測定された電流の向きが電流センサ１で測定された電流の向きと同じであると認識させることができる。このとき、電流センサ２で測定された実際の電流の向きが変わったわけではない。これにより、電流センサ１の電流方向と電流センサ２の電流方向とが同じであると認識させることができるため、次のＳＴＥＰ３で電流センサ１および電流センサ２の電流方向を第１電流方向と規定することができるようになる。その結果、本実施形態では、電流センサ１の電流方向と電流センサ２の電流方向とが異なっている場合であっても、電流センサの位置を検出することができる。
【００３６】
また、制御装置３では、電流センサから正の方向の出力を検出すれば、当該電流センサには買電方向に流れていると判定することもできる。一方で、制御装置３では、電流センサから負の方向の出力を検出すれば、当該電流センサには売電方向に流れていると判定することもできる。よって、図４で示したフローチャートでは、電流センサ２の極性を反転させて電流センサ１に合わせるように補正をしているが、例えば、電流方向が買電方向を示した電流センサ（電流センサ１もしくは電流センサ２）に合わせるように補正してもよい。これにより、電流センサ１の電流の向きが負の方向であった場合でも制御装置３に入力される電流センサからの入力信号を正の方向にできるので、１日のうちで売電が行なわれる時間は短いことを考慮すると、買電方向を売電方向と誤認する確率を少なくすることができる。また、ＳＴＥＰ４〜６で電流方向の反転が確認されるまでの間に、表示装置７は、パワーコンディショナ１１等が電流センサ１，２を用いて出した表示や制御が誤ったものとなることを少なくできる。
【符号の説明】
【００３７】
Ｘ：電力制御システム
１：蓄電装置
２：太陽電池装置
３：制御装置
４：分電盤
５：電力系統
６：負荷
７：表示装置
１０：蓄電池
２０：太陽電池
１１、２１：パワーコンディショナ
Ａ〜Ｅ：電流センサ
Ｌ１〜Ｌ４：第１〜第４電力ライン
【図１】
2014130057.tif 000003
【図２】
2014130057.tif 000004
【図３】
2014130057.tif 000005
【図４】
2014130057.tif 000006