(57)【要約】【課題】低廉化および小型化が可能であり、かつ、単相３線式の主幹回路における２つの配電線を流れる電流の間に差があっても計測精度の誤差が少ない電力計測装置を実現する。【解決手段】電力計測プロセッサ（１２）は、仮定した電源電圧（Ｅ）から、中性線（Ｎ）および配電線（Ｌ１，Ｌ２）の予め設定された抵抗値による電圧降下分を減じた値となるように、測定された電圧を、配電線（Ｌ１）と中性線（Ｎ）との間の負荷（ＬＤ１）に印加される第１負荷電圧と、配電線（Ｌ２）と中性線（Ｎ）との間の負荷（ＬＤ２）に印加される第２負荷電圧と、に分割し、第１負荷電圧と測定された第１電流との積と、第２負荷電圧と測定された第２電流との積とを合計することにより単相３線の電力を算出する。【選択図】図２
2018132388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相３線を構成する第１配電線、第２配電線および中性線のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧を測定する電圧測定回路と、
前記第１配電線に流れる第１電流および前記第２配電線に流れる第２電流を測定する電流測定回路と、
前記単相３線の電力を計測する電力計測プロセッサとを備え、
前記電力計測プロセッサは、
仮定した電源電圧から、前記中性線、前記第１配電線および前記第２配電線の予め設定された抵抗値による電圧降下分を減じた値となるように、
測定された前記電圧を、
前記第１配電線と前記中性線との間の第１負荷に印加される第１負荷電圧と、
前記第２配電線と前記中性線との間の第２負荷に印加される第２負荷電圧と、
に分割し、
前記第１負荷電圧と測定された前記第１電流との積と、前記第２負荷電圧と測定された前記第２電流との積とを合計することにより前記電力を算出することを特徴とする電力計測装置。
【請求項２】
単相３線を構成する第１配電線、第２配電線および中性線のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧を測定する電圧測定回路と、
前記第１配電線に流れる第１電流および前記第２配電線に流れる第２電流を測定する電流測定回路と、
前記単相３線の電力を計測する電力計測プロセッサとを備え、
前記電力計測プロセッサは、
前記電圧の瞬時値の正の半周期の値と前記第１電流との積を所定期間で加算して平均した第１有効電力と、前記電圧の瞬時値の負の半周期の値と前記第２電流との積を前記所定期間で平均した第２有効電力とを加算することにより有効電力を算出し、
前記電圧の瞬時値の正の半周期または負の半周期の値の実効電圧を算出し、
前記第１有効電力と前記第２有効電力との差の二乗に予め設定された抵抗値を乗じた値を前記実効電圧の二乗で除した値を得るとともに、当該値に前記有効電力を加算することにより前記電力を算出することを特徴とする電力計測装置。
【請求項３】
前記電力計測プロセッサは、前記第１配電線と前記中性線との間または前記第２配電線と前記中性線との間に接続された負荷が電源投入されていない状態と電源投入された状態とのそれぞれの、前記電圧と前記第１電流および前記第２電流とに基づいて前記抵抗値を算出して設定することを特徴とする請求項１または２に記載の電力計測装置。
【請求項４】
前記電力計測プロセッサは、前記抵抗値の算出の開始を指示する入力を受け付けるともに、算出した前記抵抗値を表示するインターフェース画面を表示部に表示させことを特徴とする請求項３に記載の電力計測装置。
【請求項５】
単相３線を構成する第１配電線、第２配電線および中性線のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧を測定し、
前記第１配電線に流れる第１電流および前記第２配電線に流れる第２電流を測定し、
仮定した電源電圧から、前記中性線、前記第１配電線および前記第２配電線の予め設定された抵抗値による電圧降下分を減じた値となるように、
測定された前記電圧を、
前記第１配電線と前記中性線との間の第１負荷に印加される第１負荷電圧と、
前記第２配電線と前記中性線との間の第２負荷に印加される第２負荷電圧と、
に分割し、
前記第１負荷電圧と測定された前記第１電流との積と、前記第２負荷電圧と測定された前記第２電流との積とを合計することにより前記単相３線の電力を算出することを特徴とする電力計測方法。
【請求項６】
単相３線を構成する第１配電線、第２配電線および中性線のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧を測定し、
前記第１配電線に流れる第１電流および前記第２配電線に流れる第２電流を測定し、
前記中性線、前記第１配電線および前記第２配電線の予め設定された抵抗値による電圧降下を前記電圧に加算することにより電源電圧を算出し、
前記電圧の瞬時値の正の半周期の値と前記第１電流との積を所定期間で加算して平均した第１有効電力と、前記電圧の瞬時値の負の半周期の値と前記第２電流との積を前記所定期間で平均した第２有効電力とを加算することにより有効電力を算出し、
前記電圧の瞬時値の正の半周期または負の半周期の値の実効電圧を算出し、
前記第１有効電力と前記第２有効電力との差の二乗に予め設定された抵抗値を乗じた値を前記実効電圧の二乗で除した値を得るとともに、当該値に前記有効電力を加算することにより、前記単相３線の電力を算出することを特徴とする電力計測方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の電力計測方法をコンピュータに実行させるための電力計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単相３線式の配電線間の電力を計測する電力計測技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、分電盤等における単相３線式の主幹回路の電力を計測する電力計測装置を開示している。この電力計測装置は、２つの配電線のうちの一方の配電線と中性線との間の電圧Ｖ１１と、他方の配電線と中性線との間の電圧Ｖ１２と、各配電線を流れる電流Ｉ１１，Ｉ１２とを計測し、電圧Ｖ１１と電流Ｉ１１により計算した電力と、電圧Ｖ１２と電流Ｉ１２により計算した電力とを合算することにより、主幹回路の電力を計測している（特許文献１の段落００２５）。
【０００３】
上記の電力計測装置は、相毎に電圧と電流を計測しているので、精度良く電力を計測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３７１９３号公報（２００６年１２月１４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の電力計測装置は、電圧Ｖ１１，Ｖ１２をそれぞれ検出するための電圧検出用トランスが２つ必要である。また、電圧検出用トランスの２次側電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータのチャンネルも２つ必要となるため、高価格化しやすい。また、電圧検出用トランスは大型であり、基板上における占有面積が大きい。このため、電力計測器を実装する基板が大型化する。
【０００６】
また、他の電力計測装置は、２つの配電線の間の電圧Ｖと、２つの配電線に流れる上記の電流Ｉ１，Ｉ２とを計測して電力を計測している。具体的には、この電力計測装置は、一方の配電線と中性線との間の電圧Ｖ１１、および、他方の配電線と中性線との間の電圧Ｖ１２をそれぞれ１／２＊Ｖと仮定する。電圧Ｖ１１と電流Ｉ１１を乗算して得た第１電力と、電圧Ｖ１２と電流Ｉ１２を乗算して得た第２電力とを合算することにより、単相３線式の電力を計測している。
【０００７】
しかしながら、この電力計測装置では、Ｖ１１＝Ｖ１２と仮定しているが、常にこの仮定が成り立つ訳ではない。特に、電流Ｉ１１，Ｉ１２との間に差があると、電力計測の誤差が大きくなる。これは、電流Ｉ１１，Ｉ１２の値は各相の負荷の接続状況によって定まるが、各相に接続される負荷がバランスされるとは限らないためである。
【０００８】
本発明の一態様は、低廉化および小型化が可能であり、かつ、単相３線式の主幹回路における２つの配電線を流れる電流の間に差があっても計測精度の誤差が少ない電力計測装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電力計測装置は、単相３線を構成する第１配電線、第２配電線および中性線のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧を測定する電圧測定回路と、前記第１配電線に流れる第１電流および前記第２配電線に流れる第２電流を測定する電流測定回路と、前記単相３線の電力を計測する電力計測プロセッサとを備え、前記電力計測プロセッサは、仮定した電源電圧から、前記中性線、前記第１配電線および前記第２配電線の予め設定された抵抗値による電圧降下分を減じた値となるように、測定された前記電圧を、前記第１配電線と前記中性線との間の第１負荷に印加される第１負荷電圧と、前記第２配電線と前記中性線との間の第２負荷に印加される第２負荷電圧と、に分割し、前記第１負荷電圧と測定された前記第１電流との積と、前記第２負荷電圧と測定された前記第２電流との積とを合計することにより前記電力を算出する。
【００１０】
また、上記の課題を解決するために、本発明の他の態様に係る電力計測装置は、単相３線を構成する第１配電線、第２配電線および中性線のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧を測定する電圧測定回路と、前記第１配電線に流れる第１電流および前記第２配電線に流れる第２電流を測定する電流測定回路と、前記単相３線の電力を計測する電力計測プロセッサとを備え、前記電力計測プロセッサは、前記電圧の瞬時値の正の半周期の値と前記第１電流との積を所定期間で加算して平均した第１有効電力と、前記電圧の瞬時値の負の半周期の値と前記第２電流との積を前記所定期間で平均した第２有効電力とを加算することにより有効電力を算出し、前記電圧の瞬時値の正の半周期または負の半周期の値の実効電圧を算出し、前記第１有効電力と前記第２有効電力との差の二乗に予め設定された抵抗値を乗じた値を前記実効電圧の二乗で除した値を得るとともに、当該値に前記有効電力を加算することにより前記電力を算出する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のいずれの態様によっても、低廉化および小型化が可能であり、かつ、単相３線式の主幹回路における２つの配電線を流れる電流の間に差があっても計測精度の誤差を少なくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１〜３に係る電力計測システムの構成を示すブロック図である。
【図２】上記電力計測システムにおける電力計測装置および分電盤の構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は上記電力計測装置における電圧検出回路の構成を示す回路図であり、（ｂ）は上記電力計測装置における第１電流検出回路の構成を示す回路図であり、（ｃ）は上記電力計測装置における第２電流検出回路の構成を示す回路図である。
【図４】上記分電盤による配電系統の等価回路を示す回路図である。
【図５】上記分電盤の分岐回路に接続される負荷の動作状態に応じて上記主幹回路における電圧および電流の変化を示す波形図である。
【図６】上記主幹回路の２つの電源電圧が等しい場合の電力の誤差を示すグラフであって、（ａ）は比較例の電力算出方法によって算出された電力の誤差および上記電力計測装置の電力算出方法によって算出された電力の絶対誤差を示すグラフであり、（ｂ）は比較例の電力算出方法によって算出された電力の誤差および上記電力計測装置の電力算出方法によって算出された電力の相対誤差を百分率で示すグラフである。
【図７】上記主幹回路の２つの電源電圧の一方が大きい場合の電力の誤差を示すグラフであって、（ａ）は比較例の電力算出方法によって算出された電力の誤差および上記電力計測装置の電力算出方法によって算出された電力の絶対誤差を示すグラフであり、（ｂ）は比較例の電力算出方法によって算出された電力の誤差および上記電力計測装置の電力算出方法によって算出された電力の相対誤差を百分率で示すグラフである。
【図８】上記主幹回路の２つの電源電圧の他方が大きい場合の電力の誤差を示すグラフであって、（ａ）は比較例の電力算出方法によって算出された電力の誤差および上記電力計測装置の電力算出方法によって算出された電力の絶対誤差を示すグラフであり、（ｂ）は比較例の電力算出方法によって算出された電力の誤差および上記電力計測装置の電力算出方法によって算出された電力の相対誤差を百分率で示すグラフである。
【図９】上記実施形態１の変形例に係る電力算出方法によって計測された電力の誤差および比較例の電力算出方法によって算出された電力の誤差を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態２に係る、配電線の抵抗値をユーザにより設定する画面を示す図である。
【図１１】（ａ）は本発明の実施形態２に係る、配電線の抵抗値を自動設定する画面を示す図であり、（ｂ）は算出された抵抗値の設定画面を示す図であり、（ｃ）は抵抗値の算出の再試行を促す画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔実施形態１〕
本発明の一実施の形態について図１〜図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る電力計測システムの構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示すように、電力計測システムは、一般家屋などの電力需要のある建屋１００に設けられた、電力計測装置１０１と、分電盤１０２と、太陽光発電モジュール１０３と、蓄電池１０４と、パワーコンディショナ１０５と、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラ１０６と、無線ＬＡＮルータ１０７と、表示端末１０８とを備えている。また、電力計測システムは、建屋１００の領域外に設けられた、インターネット２００およびクラウドサーバ２０１を備えている。なお、電力計測システムは、インターネット２００の代わりに公衆無線回路網を備えていてもよい。
【００１６】
電力計測装置１０１は、分電盤１０２における主幹回路の電力を計測する装置である。また、電力計測装置１０１は、計測した電力を電力情報としてＨＥＭＳコントローラ１０６へ無線通信（IEEE 802.15.4）で通知する。また、ＨＥＭＳコントローラ１０６から電力情報を取得する要求を受信すれば、その要求に応じて電力情報を送信する。また、電力計測装置１０１は、パワーコンディショナ１０５と通信可能に接続されており、パワーコンディショナ１０５と通信することにより、太陽光発電モジュール１０３や蓄電池１０４の状態を取得し、または、これらを制御できる。電力計測装置１０１については、後に詳しく説明する。
【００１７】
分電盤１０２は、パワーコンディショナ１０５または電力系統に設けられた柱上トランス１０９からの交流電力を建屋１００の各所に分岐させる装置であり、各種のブレーカを有している。分電盤１０２については、後に詳しく説明する。
【００１８】
蓄電池１０４は、太陽光発電モジュール１０３から出力された電力を蓄える電池であり、必要に応じて放電してパワーコンディショナ１０５に電力を出力する。
【００１９】
パワーコンディショナ１０５は、太陽光発電モジュール１０３の発電電力が常に最大となるように太陽光発電モジュール１０３の動作電圧を制御し、太陽光発電モジュール１０３または蓄電池１０４から出力される直流電力を交流電力に変換して、分電盤１０２に供給する。また、パワーコンディショナ１０５は、発電電力から、蓄電池１０４に蓄えられる電力および分電盤１０２に接続された負荷（図示せず）に供給する電力を差し引いて残る余剰電力を電力系統に逆潮流させる。
【００２０】
ＨＥＭＳコントローラ１０６は、建屋１００のエネルギー（電力）の情報を集約したり、各種の機器の操作を一元化したりするなどの機能を有する装置である。ＨＥＭＳコントローラ１０６は、電力情報を収集するために、電力計測装置１０１から受信した電力情報を内部の記憶装置に保存する。また、ＨＥＭＳコントローラ１０６は、無線ＬＡＮルータ１０７を介して建屋１００内の表示端末１０８と無線ＬＡＮ通信することにより、電力情報を表示端末１０８に送信する。また、ＨＥＭＳコントローラ１０６は、インターネット２００を介して、クラウドサーバ２０１に電力情報をアップロードする。
【００２１】
表示端末１０８は、無線ＬＡＮあるいは公衆無線網の通信機能を備えた、スマートフォン、タブレット端末、あるいは、ノートパソコンなどの携帯型の機器である。また、表示端末１０８は、表示機能を実現するために表示パネル１０８ａ（表示部）を有するとともに、操作機能を実現するためにタッチパネル１０８ｂを有している。表示端末１０８は、建屋１００の内外での使用が可能である。表示端末１０８は、建屋１００の内で使用される際には、無線ＬＡＮの通信機能を使って、無線ＬＡＮルータ１０７を経由して直接ＨＥＭＳコントローラ１０６と通信して、あるいは、クラウドサーバ２０１と通信して、電力情報を表示する。また、表示端末１０８は、建屋１００の外で使用される際には、公衆無線網の通信機能を使って、クラウドサーバ２０１と通信して、電力情報を表示する。
【００２２】
無線ＬＡＮルータ１０７は、建屋１００内に存在する表示端末１０８などの無線ＬＡＮ機器との無線ＬＡＮ通信を中継するブロードバンドのルータである。また、無線ＬＡＮルータ１０７は、ＨＥＭＳコントローラ１０６とＬＡＮケーブルを介して接続されており、ＨＥＭＳコントローラ１０６との間で有線ＬＡＮ通信を行なう。また、無線ＬＡＮルータ１０７はインターネット２００と接続されている。
【００２３】
続いて、電力計測装置１０１の詳細について説明する。図２は、電力計測装置１０１および分電盤１０２の構成を示すブロック図である。図３の（ａ）は電力計測装置１０１における電圧検出回路２の構成を示す回路図である。図３の（ｂ）は、電力計測装置１０１における第１電流検出回路３の構成を示す回路図である。図３の（ｃ）は、電力計測装置１０１における第２電流検出回路４の構成を示す回路図である。まず、分電盤１０２について説明する。
【００２４】
図２に示すように、分電盤１０２は、２つの配電線Ｌ１，Ｌ２と中性線Ｎとからなる単相３線式の主幹回路と、主幹回路から分岐された分岐回路とを有する。
【００２５】
主幹回路には、主幹ブレーカ２１が設けられている。
【００２６】
分岐回路は、主幹回路における配電線Ｌ１（第１配電線）および中性線Ｎの２線、および主幹回路における配電線Ｌ２（第２配電線）および中性線Ｎの２線から分岐した回路であり、それぞれに分岐ブレーカ２２，２３が設けられている。また、配電線Ｌ１にはクランプ電流計２４が装着され、配電線Ｌ２にはクランプ電流計２５が装着されている。クランプ電流計２４，２５は、変流器（Current Transformer）などからなる電流検出器であり、それぞれ配電線Ｌ１，Ｌ２に流れる電流を検出する。
【００２７】
電力計測装置１０１は、電力計測部１と、電圧検出回路２（電圧測定回路）と、第１電流検出回路３（電流測定回路）と、第２電流検出回路４（電流測定回路）と、無線通信モジュール５と、アンテナ６とを備えている。電力計測装置１０１は、電力計測部１、電圧検出回路２、第１電流検出回路３、第２電流検出回路４、無線通信モジュール５およびアンテナ６が電子部品として基板上に実装されることにより構成されている。
【００２８】
電圧検出回路２は、分電盤１０２の配電線Ｌ１，Ｌ２に接続されて、配電線Ｌ１，Ｌ２間の電圧Ｖを検出する。電圧検出回路２は、一例として、図３の（ａ）に示すように、電圧検出トランスＴと、抵抗Ｒ１とを有している。
【００２９】
配電線Ｌ１，Ｌ２は、電圧検出トランスＴの一次巻線の両端に接続されている。電圧検出トランスＴの二次巻線の両端の間には、抵抗Ｒ１が接続されており、抵抗Ｒ１の両端に電圧Ｖが出力される。電圧検出トランスＴの一次側は、基板上で他の電子部品と電気的に絶縁されている。
【００３０】
第１電流検出回路３は、クランプ電流計２４に接続されており、配電線Ｌ１を流れる電流Ｉ１（第１電流）を検出する回路である。図３の（ｂ）に示すように、第１電流検出回路３は、抵抗Ｒ２を有している。
【００３１】
第２電流検出回路４は、クランプ電流計２５に接続されており、配電線Ｌ２を流れる電流Ｉ２（第２電流）を検出する回路である。図３の（ｃ）に示すように、第２電流検出回路４は、抵抗Ｒ３を有している。
【００３２】
無線通信モジュール５は、アンテナ６を介したＨＥＭＳコントローラ１０６との無線通信を行なうための通信処理回路である。
【００３３】
電力計測部１は、電圧検出回路２によって検出された電圧Ｖと、第１電流検出回路３によって検出された電流Ｉ１と、第２電流検出回路４によって検出された電流Ｉ２とに基づいて、主幹回路の電力を計測する。電力計測部１は、ＩＣ（Integrated Circuit）で構成されており、電力を計測するために、Ａ／Ｄ変換器１１（図２中「ＡＤＣ」にて示される）と、電力計測プロセッサ１２とを有している。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換器１１は、電圧検出回路２、第１電流検出回路３および第２電流検出回路４からそれぞれ出力される差動電圧をアナログ値からデジタル値に変換する回路である。Ａ／Ｄ変換器１１は、少なくとも独立した３チャンネル分のＡ／Ｄ変換器を持つものとする。
【００３５】
電力計測プロセッサ１２は、Ａ／Ｄ変換器１１から出力されたデジタル値の電圧Ｖおよび電流Ｉ１，Ｉ２に基づいて、分電盤１０２の主幹回路の電力を算出することにより当該電力を計測するプロセッサである。電力計測プロセッサ１２は、主幹回路の電力を算出するために、コントローラ１２１と、プログラムメモリ１２２と、データメモリ１２３と、抵抗算出部１２４と、電源電圧算出部１２５と、負荷電圧算出部１２６と、電力算出部１２７とを有している。
【００３６】
プログラムメモリ１２２は、電力を計測する手順を規定した電力計測プログラムを記憶するメモリであり、ＲＯＭ（Read Only Memory）によって構成される。データメモリ１２３は、コントローラ１２１が各種のデータを記憶するために設けられたメモリであり、ＲＡＭ（Random Access Memory）によって構成される。
【００３７】
コントローラ１２１は、プログラムメモリ１２２に記憶されたプログラムの手順に従って、電力計測機能を実現する。
【００３８】
抵抗算出部１２４は、柱上トランス１０９から建屋１００までの配電線の抵抗値Ｒを算出するものである。本実施形態を含む各実施形態では、抵抗値Ｒを算出しているが、あらかじめ固定値として設定されている場合、または、手動で設定される場合もある。抵抗値Ｒによる電圧降下分を考慮して電力を計算することが本発明の特徴である。
【００３９】
電源電圧算出部１２５は、柱上トランス１０９における、配電線Ｌ１と中性線Ｎとの間の電源電圧Ｅ１と、中性線Ｎと配電線Ｌ２との間の電源電圧Ｅ２とを算出する。本実施形態では、柱上トランス１０９における電圧を電源電圧と呼ぶこととする。電源電圧算出部１２５は、測定された電圧Ｖ、電流Ｉ１，Ｉ２および抵抗値Ｒに基づいて電源電圧Ｅ１,Ｅ２を算出する。
【００４０】
負荷電圧算出部１２６は、分電盤１０２における、配電線Ｌ１と中性線Ｎとの間の負荷電圧Ｖ１（第１負荷電圧）と、中性線Ｎと配電線Ｌ２との間の負荷電圧Ｖ２（第２負荷電圧）とを算出する。本実施形態では、分電盤１０２における電圧を負荷電圧と呼ぶこととする。負荷電圧は、電源電圧Ｅ１,Ｅ２から配電線Ｌ１，Ｌ２の抵抗Ｒによる電圧降下分を差し引いたものとなる。どれだけの電圧降下があるかは、配電線Ｌ１，Ｌ２の抵抗Ｒと、配電線Ｌ１に流れる電流Ｉ１、配電線Ｌ２に流れる電流Ｉ２との関係により決まる。電流Ｉ１は、配電線Ｌ１と中性線Ｎとの間の負荷ＬＤ１（第１負荷）に依存する。同様に、電流Ｉ２は、中性線Ｎと配電線Ｌ２との間の負荷ＬＤ２（第２負荷）に依存する。
【００４１】
電力算出部１２７は、負荷電圧Ｖ１，Ｖ２および電流Ｉ１，Ｉ２に基づいて、分電盤１０２における主幹回路の電力を算出する。
【００４２】
以上のように構成される電力計測装置１０１による電力計測の動作（電力計測方法）について説明する。
【００４３】
図４は、分電盤１０２による配電系統の等価回路を示す回路図である。図５は、分電盤１０２の分岐回路に接続される負荷ＬＤ２の動作状態に応じて主幹回路における負荷電圧Ｖ１，Ｖ２および電流Ｉ１，Ｉ２の変化を示す波形図である。
【００４４】
図４に示すように、配電線Ｌ１と中性線Ｎとの間には主幹電源として電源電圧Ｅ１が印加され、中性線Ｎと配電線Ｌ２との間には主幹電源として電源電圧Ｅ２が印加されている。また、配電線Ｌ１と中性線Ｎとの間には負荷ＬＤ１が接続され、中性線Ｎと配電線Ｌ２との間には負荷ＬＤ２が接続されている。負荷ＬＤ１には負荷電圧Ｖ１が印加され、負荷ＬＤ２には負荷電圧Ｖ２が印加されている。
【００４５】
ここで、柱上トランス１０９から建屋１００までの配電線の抵抗成分を抵抗Ｒとする。また、以降の説明において、Ｒは抵抗Ｒの抵抗値をも表すものとする。
【００４６】
まず、図４に示す配電系統において、電流Ｉ１は、電源電圧Ｅ１を出力する交流電源から、配電線Ｌ１および負荷ＬＤ１を経て中性線Ｎへと流れて当該交流電源に戻る。また、電流Ｉ２は、電源電圧Ｅ２を出力する交流電源から、中性線Ｎおよび負荷ＬＤ２を経て配電線Ｌ２へと流れて当該交流電源へ戻る。
【００４７】
中性線Ｎにおいて、電流Ｉ１，Ｉ２は流れる方向が逆である。このため、電流Ｉ１，Ｉ２が互いに等しい場合、電流Ｉ１，Ｉ２が相殺されて、中性線Ｎには電流が流れない。また、電流Ｉ１が電流Ｉ２よりも大きい場合、図４において破線に示す方向（左向き）に電流が流れる。また、電流Ｉ１が電流Ｉ２よりも小さい場合、図４において一点鎖線に示す方向（右向き）に電流が流れる。
【００４８】
上記のいずれの場合であっても、式（１）および式（２）が成り立つ。
【００４９】
Ｖ１＝Ｅ１−（２＊Ｉ１−Ｉ２）＊Ｒ      …（１）
Ｖ２＝Ｅ２−（２＊Ｉ２−Ｉ１）＊Ｒ      …（２）
電源電圧Ｅ１，Ｅ２は必ずしも等しいとは限らないが、ここでは、以降の計算を進めるために、電源電圧Ｅ１，Ｅ２が等しいものと仮定する。後に、電源電圧Ｅ１，Ｅが等しくない場合のシミュレーション結果も説明する。また、電源電圧Ｅ１，Ｅ２をまとめて電源電圧Ｅと称する。
【００５０】
式（１），（２）の両辺同士を加算すると、式（３）のように表される。
【００５１】
Ｖ１＋Ｖ２＝Ｅ１＋Ｅ２−（Ｉ１＋Ｉ２）＊Ｒ
Ｖ＝２Ｅ−（Ｉ１＋Ｉ２）＊Ｒ            …（３）
式（３）における電圧Ｖは、分電盤１０２における、配電線Ｌ１と配電線Ｌ２との間の電圧であり、負荷電圧Ｖ１，Ｖ２の合計に等しい。本実施形態では、負荷電圧Ｖ１，Ｖ２を個別に計測することはない。計測するのは、電圧Ｖと電流Ｉ１，Ｉ２のみである。
【００５２】
ここで、抵抗値Ｒの算出について説明する。負荷ＬＤ１または負荷ＬＤ２のいずれか一方に、ドライヤなどの瞬時に大電流が流れる機器を接続する。例えば、負荷ＬＤ２に大電流が流れる機器を接続して、機器が電源投入されていない状態（電源ＯＦＦ状態）の電圧Ｖを電圧Ｖｏｆｆとし、機器が電源投入された状態（電源ＯＮ状態）の電圧Ｖを電圧Ｖｏｎとする。また、機器の電源ＯＦＦ状態の電流Ｉ１，Ｉ２をそれぞれＩ１ｏｆｆ，Ｉ２ｏｆｆとし、機器の電源ＯＮ状態の電流Ｉ１，Ｉ２をそれぞれＩ１ｏｎ，Ｉ２ｏｎとする。
【００５３】
電源ＯＦＦ状態では、式（３）は式（４）のように表され、電源ＯＮ状態では、式（３）は式（５）のように表される。
【００５４】
Ｖｏｆｆ＝２Ｅ−（Ｉ１ｏｆｆ＋Ｉ２ｏｆｆ）＊Ｒ      …（４）
Ｖｏｎ＝２Ｅ−（Ｉ１ｏｎ＋Ｉ２ｏｎ）＊Ｒ            …（５）
そこで、両式（４），（５）の両辺同士を減算して整理すると、抵抗値Ｒは式（６）のように表される。
【００５５】
Ｖｏｆｆ−Ｖｏｎ＝（Ｉ１ｏｎ＋Ｉ２ｏｎ−Ｉ１ｏｆｆ−Ｉ２ｏｆｆ）＊Ｒ
Ｒ＝（Ｖｏｆｆ−Ｖｏｎ）／（Ｉ１ｏｎ＋Ｉ２ｏｎ−Ｉ１ｏｆｆ−Ｉ２ｏｆｆ）
…（６）
例えば、上記の機器としてドライヤを用いた場合、図５に示すように、電源ＯＦＦ状態から電源ＯＮ状態に切り替わると、瞬時に大きい電流Ｉ２ｏｎが流れ、これに伴い、負荷電圧Ｖ２は負荷電圧Ｖ２ｏｆｆから負荷電圧Ｖ２ｏｎに降下するが、他方の負荷電圧Ｖ１は負荷電圧Ｖ１ｏｆｆから負荷電圧Ｖ１ｏｎに上昇する。一例としては、電源ＯＦＦ状態では、Ｖ１ｏｆｆ＝１０１．５Ｖ、Ｖ２ｏｆｆ＝１００．４Ｖ、Ｉ１ｏｆｆ＝０．４Ａ、Ｉ２ｏｆｆ＝０．８Ａである。また、電源ＯＮ状態では、Ｖ１ｏｎ＝１０１．９Ｖ、Ｖ２ｏｎ＝９９．６Ｖ、Ｉ１ｏｎ＝０．４Ａ、Ｉ２ｏｎ＝１１．８Ａである。なお、図５に示す、負荷電圧Ｖ１ｏｆｆ，Ｖ２ｏｆｆ，Ｖ１ｏｎ，Ｖ２ｏｎは、式（６）によって抵抗値Ｒが求められることを実証するための実測値である。本実施形態で実際に計測するのは、Ｖ１＋Ｖ２である。また、Ｖ１＋Ｖ２を計測する間に変化したのは、負荷ＬＤ２のみであって、負荷ＬＤ１に変化はないものとする。
【００５６】
Ｖｏｆｆ＝Ｖ１ｏｆｆ＋Ｖ２ｏｆｆであり、Ｖｏｎ＝Ｖ１ｏｎ＋Ｖ２ｏｎであるので、上記の各値を式（６）に代入すると、以下のようにＲが求められる。
【００５７】
Ｒ＝（２０１．９−２０１．５）／（０．４＋１１．８−０．４−０．８）
＝０．４／１１＝０.０３６３６３６［Ω］
従って、電源ＯＦＦ状態および電源ＯＮ状態の電圧Ｖおよび電流Ｉ１，Ｉ２を計測すれば、これらの値を用いて式（６）の演算を行なうことにより、柱上トランス１０９から建屋１００までの外部配電線の抵抗値Ｒを求めることができる。抵抗値Ｒは、柱上トランス１０９から建屋１００までの外部配電線の距離に比例すると考えられるため、図４に示すように、配電線Ｌ１，Ｌ２および中性線Ｎのそれぞれで同じ抵抗値Ｒを持っていると考えられる。抵抗値Ｒは、実際に電力計測装置１０１を設置した環境で、事前に一度だけ実施して算出しておけばよい。前述の抵抗算出部１２４は、式（６）の演算を行なうことで抵抗値Ｒを算出する。
【００５８】
なお、上記の例では、負荷ＬＤ２に大電流機器を接続したが、負荷ＬＤ１に大電流機器を接続してもよい。
【００５９】
次に、電圧降下を考慮した電力計算法を説明する。
【００６０】
前述の式（３）より、電源電圧Ｅは式（７）のように表される。前述の電源電圧算出部１２５は、式（７）の演算を行なうことで電源電圧Ｅを算出する。
【００６１】
Ｅ＝｛Ｖ＋（Ｉ１＋Ｉ２）＊Ｒ｝／２      …（７）
また、電源電圧Ｅが求められることにより、式（１），（２）から式（８），（９）のように負荷電圧Ｖ１，Ｖ２を算出することができる。前述の負荷電圧算出部１２６は、式（８），（９）の演算を行なうことで負荷電圧Ｖ１，Ｖ２を算出する。
【００６２】
Ｖ１＝Ｅ−（２＊Ｉ１−Ｉ２）＊Ｒ        …（８）
Ｖ２＝Ｅ−（２＊Ｉ２−Ｉ１）＊Ｒ        …（９）
そして、負荷電圧Ｖ１，Ｖ２が求められることにより、電力Ｐは式（１０）に示すように算出することができる。
【００６３】
Ｐ＝Ｖ１＊Ｉ１＋Ｖ２＊Ｉ２              …（１０）
前述の電力算出部１２７は、式（１０）の演算を行なうことで負荷電圧Ｖ１，Ｖ２および電力Ｐを算出する。
【００６４】
引き続き、電力計測部１によって計測された電力の誤差について説明する。ここでは、本実施形態における電力計測の方法を、抵抗値Ｒによる電圧降下を考慮していることから、電圧降下法と称する。比較として、単純法によって計測された電力の誤差について説明する。単純法は、次式のように単純に電圧Ｖの１／２が負荷電圧Ｖ１’，Ｖ２’であると仮定して電力Ｐを算出する方法である。この単純法でも、電力Ｐの算出については式（１０）を用いる。
【００６５】
Ｖ１’＝Ｖ２’＝Ｖ／２＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２
まず、真の電力Ｐｒは以下のようになる。なお、Ｖ１、Ｖ２は真の値とする。計測可能であるのはＶ（＝Ｖ１＋Ｖ２）、Ｉ１、Ｉ２の３つであるが、これらは正しく計測できるものとする。
【００６６】
Ｐｒ＝Ｖ１＊Ｉ１＋Ｖ２＊Ｉ２
単純法で求める電力Ｐｓは以下のようになる。
【００６７】
Ｐｓ＝Ｖ１’＊Ｉ１＋Ｖ２’＊Ｉ２
＝Ｖ／２＊（Ｉ１＋Ｉ２）＝（Ｖ１＋Ｖ２）＊（Ｉ１＋Ｉ２）／２
従って、単純法の誤差ＥＲＲｓは、以下のようになる。
【００６８】
ＥＲＲｓ＝Ｐｓ−Ｐｒ
＝Ｖ／２＊（Ｉ１＋Ｉ２）−Ｖ１＊Ｉ１−Ｖ２＊Ｉ２
＝−１／２＊（Ｖ１−Ｖ２）＊（Ｉ１−Ｉ２）      …（１１）
電圧降下法で求める電力Ｐｄは以下のようになる。ここで、式（１），（２），（７）より、Ｅ１とＥ２がともに同じ値であるＥであると仮定する。
【００６９】
Ｖ１’’＝Ｅ−（２＊Ｉ１−Ｉ２）＊Ｒ
＝｛Ｖ＋（Ｉ１＋Ｉ２）＊Ｒ｝／２−（２＊Ｉ１−Ｉ２）＊Ｒ
＝１／２＊Ｖ＋３／２＊（Ｉ２−Ｉ１）＊Ｒ
Ｖ２’’＝Ｅ−（２＊Ｉ２−Ｉ１）＊Ｒ
＝｛Ｖ＋（Ｉ１＋Ｉ２）＊Ｒ｝／２−（２＊Ｉ２−Ｉ１）＊Ｒ
＝１／２＊Ｖ＋３／２＊（Ｉ１−Ｉ２）＊Ｒ
従って、電圧降下法によって計測された電力Ｐｄは、式（１０）より、式（１２）のように表される。
【００７０】
Ｐｄ＝Ｖ１’’＊Ｉ１＋Ｖ２’’＊Ｉ２
＝１／２＊Ｖ＊Ｉ１＋３／２＊（Ｉ２−Ｉ１）＊Ｉ１＊Ｒ
＋１／２＊Ｖ＊Ｉ２＋３／２＊（Ｉ１−Ｉ２）＊Ｉ２＊Ｒ
＝１／２＊Ｖ＊（Ｉ１＋Ｉ２）−３／２＊（Ｉ１−Ｉ２）２＊Ｒ
…（１２）
従って、電圧降下法によって計測された電力Ｐｄの誤差ＥＲＲｄは、式（１３）のように表される。
【００７１】
ＥＲＲｄ＝Ｐｄ−Ｐｒ
＝１／２＊Ｖ＊（Ｉ１＋Ｉ２）−３／２＊（Ｉ１−Ｉ２）２＊Ｒ
−（Ｖ１＊Ｉ１＋Ｖ２＊Ｉ２）
＝−３／２＊（Ｉ１−Ｉ２）２＊Ｒ
−１／２＊（Ｖ１−Ｖ２）＊（Ｉ１−Ｉ２）      …（１３）
ここで、式（１）から式（２）を両辺について減算すると、式（１４）のように表される。
【００７２】
Ｖ１−Ｖ２＝Ｅ１−Ｅ２−３＊（Ｉ１−Ｉ２）＊Ｒ                …（１４）
式（１４）をそれぞれ式（１１），（１３）に代入して（Ｖ１−Ｖ２）を消去すると、誤差ＥＲＲｓ，ＥＲＲｄはそれぞれ式（１５），（１６）のように表される。
【００７３】
ＥＲＲｓ＝−１／２＊｛（Ｅ１−Ｅ２）−３＊（Ｉ１−Ｉ２）＊Ｒ｝
＊（Ｉ１−Ｉ２）
＝３／２＊（Ｉ１−Ｉ２）２＊Ｒ
−１／２＊（Ｅ１−Ｅ２）＊（Ｉ１−Ｉ２）      …（１５）
ＥＲＲｄ＝−３／２＊（Ｉ１−Ｉ２）２＊Ｒ−１／２＊｛（Ｅ１−Ｅ２）
−３＊（Ｉ１−Ｉ２）＊Ｒ｝＊（Ｉ１−Ｉ２）
＝−１／２＊（Ｅ１−Ｅ２）＊（Ｉ１−Ｉ２）      …（１６）
ここで、ΔＥ≡Ｅ１−Ｅ２（定義）とし、χ≡Ｉ１−Ｉ２（定義）とすると、誤差ＥＲＲｓは式（１７）のようにχの２次関数で表され、誤差ＥＲＲｄは式（１８）のようにχの１次関数で表される。
【００７４】
ＥＲＲｓ＝３／２＊Ｒ＊χ２−１／２＊ΔＥ＊χ
＝３／２＊Ｒ＊χ＊｛χ−１／３＊ΔＥ／Ｒ｝      …（１７）
ＥＲＲｄ＝−１／２＊ΔＥ＊χ          …（１８）
誤差ＥＲＲｓは、式（１７）から分かるように、χ＝０、または、χ＝１／３＊ΔＥ／Ｒであるとき０となる。誤差ＥＲＲｄは、式（１８）から分かるように、χ＝０であるとき０となる。
【００７５】
続いて、電流Ｉ２の変化に対する誤差ＥＲＲｓ，ＥＲＲｄの変化について説明する。
【００７６】
図６は、電源電圧Ｅ１，Ｅ２が等しい場合の電力の誤差を示すグラフである。図６の（ａ）は、単純法によって算出された電力の誤差および電圧降下法によって算出された電力の絶対誤差を示すグラフである。図６の（ｂ）は、単純法によって算出された電力の誤差および電圧降下法によって算出された電力の相対誤差を百分率で示すグラフである。
【００７７】
図７は、電源電圧Ｅ１が電源電圧Ｅ２より大きい場合の電力の誤差を示すグラフである。図７の（ａ）は、単純法によって算出された電力の誤差および電圧降下法によって算出された電力の絶対誤差を示すグラフである。図７の（ｂ）は、単純法によって算出された電力の誤差および電圧降下法によって算出された電力の相対誤差を百分率で示すグラフである。
【００７８】
図８は、電源電圧Ｅ２が電源電圧Ｅ１より大きい場合の電力の誤差を示すグラフである。図８の（ａ）は、単純法によって算出された電力の誤差および電圧降下法によって算出された電力の絶対誤差を示すグラフである。図８の（ｂ）は、単純法によって算出された電力の誤差および電圧降下法によって算出された電力の相対誤差を百分率で示すグラフである。
【００７９】
図６〜図８の各（ａ）に示す例は、電流Ｉ１＝２０［Ａ］で固定し、電流Ｉ２を−２０．０［Ａ］から＋２０．０［Ａ］まで０．１［Ａ］ステップで変化させたときの絶対誤差である誤差ＥＲＲｓ（＝Ｐｓ−Ｐｒ），ＥＲＲｄ（＝Ｐｄ−Ｐｒ）を比較している。図６〜図８の各（ｂ）に示す例は、図６〜図８の各（ａ）に示す例と同じ条件における、相対誤差（（Ｐｓ−Ｐｒ）／Ｐｒと（Ｐｄ−Ｐｒ）／Ｐｒ）を比較している。図６〜図８の（ａ）および（ｂ）において、横軸は（Ｉ１−Ｉ２）［Ａ］を表している。
【００８０】
図６の（ａ）に示すように、Ｅ１＝Ｅ２では、電圧降下法の絶対誤差は傾き０の１次式を示して式（１８）と一致し、単純法の絶対誤差は２次曲線を示して式（１７）と一致している。図６の（ｂ）に示すように、Ｅ１＝Ｅ２の場合、電圧降下法の相対誤差は、単純法の相対誤差より上回ることはない。
【００８１】
図７の（ａ）に示すように、Ｅ１＞Ｅ２では、電圧降下法の絶対誤差は、負の傾きを有する１次式を示して式（１８）と一致し、単純法の絶対誤差は２次曲線を示して式（１７）と一致している。図７の（ｂ）に示すように、Ｅ１＞Ｅ２の場合、電圧降下法の相対誤差は、単純法の相対誤差より、一部の範囲（０．０＜Ｉ１−Ｉ２＜１５．０の範囲）で上回ることがあるものの、それ以外では下回っている。
【００８２】
図８の（ａ）に示すように、Ｅ１＜Ｅ２では、電圧降下法の絶対誤差は、正の傾きを有する１次式を示して式（１８）と一致し、単純法の絶対誤差は２次曲線を示して式（１７）と一致している。図８の（ｂ）に示すように、Ｅ１＜Ｅ２の場合、電圧降下法の相対誤差は、単純法の相対誤差より、一部の範囲（−１５．０＜Ｉ１−Ｉ２＜０．０の範囲）で上回ることがあるものの、それ以外では下回っている。
【００８３】
着目すべきは、式（１７）および式（１８）で示されるように、単純法の絶対誤差はχ（≡Ｉ１−Ｉ２）の２次関数で増大していくのに対して、電圧降下法の絶対誤差は、χ（≡Ｉ１−Ｉ２）の１次関数で抑えられることである。それゆえ、一部の範囲では、電圧降下法の相対誤差は単純法より悪化することがあるものの、総合して判断すれば、電圧降下法が単純法よりも誤差を少なくできると言える。
【００８４】
ところで、交流電力の計測においては、力率を考慮しなければならない。以下に、力率を考慮した電力計測について説明する。
【００８５】
ここでは、負荷電圧Ｖ１，Ｖ２がそれぞれ実効電圧であり、電流Ｉ１，Ｉ２がそれぞれ実効電流であるとする。また、電流Ｉ１の負荷電圧Ｖ１に対する位相差をθ１とし、電流Ｉ２の負荷電圧Ｖ２に対する位相差をθ２とする。
【００８６】
図４を参照して、力率を考慮した電圧降下の計算式は、それぞれ式（１９），（２０）のように表される。
【００８７】
Ｖ１＝Ｅ１−（２＊Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）＊Ｒ
−（２＊Ｉ１＊ｓｉｎθ１−Ｉ２＊ｓｉｎθ２）＊Ｘ      …（１９）
Ｖ２＝Ｅ２−（２＊Ｉ２＊ｃｏｓθ２−Ｉ１＊ｃｏｓθ１）＊Ｒ
−（２＊Ｉ２＊ｓｉｎθ２−Ｉ１＊ｓｉｎθ１）＊Ｘ      …（２０）
式（１９），（２０）において、Ｒは柱上トランス１０９から建屋１００までの配電線の抵抗値［Ω］を表し、Ｘは柱上トランス１０９から建屋１００までの配電線のリアクタンス［Ω］を表す。
【００８８】
抵抗値やリアクタンスは配電長に比例する。ただし、リアクタンスによる電圧降下はわずかなので無視してよい。すると、Ｖ１，Ｖ２は、それぞれ式（２１），（２２）のように表される。
【００８９】
Ｖ１＝Ｅ１−（２＊Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）＊Ｒ      …（２１）
Ｖ２＝Ｅ２−（２＊Ｉ２＊ｃｏｓθ２−Ｉ１＊ｃｏｓθ１）＊Ｒ      …（２２）
式（２１），（２２）の両辺同士を加算すると、電圧Ｖは式（２３）のように表される。
【００９０】
Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２
＝Ｅ１＋Ｅ２−（Ｉ１＊ｃｏｓθ１＋Ｉ２＊ｃｏｓθ２）＊Ｒ      …（２３）
また、式（２１）から（２２）を両辺について減算すると、その値は式（２４）のように表される。
【００９１】
Ｖ１−Ｖ２＝Ｅ１−Ｅ２−３＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）＊Ｒ
＝ΔＥ−３＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）＊Ｒ  …（２４）
ΔＥ≡Ｅ１−Ｅ２とする。
【００９２】
ここで、力率を考慮した電力Ｐ１，Ｐ２はそれぞれ以下のようになる。
【００９３】
Ｐ１＝Ｖ１＊Ｉ１＊ｃｏｓθ１
Ｐ２＝Ｖ２＊Ｉ２＊ｃｏｓθ２
これらを合計すると、真の電力Ｐｒは次式のように表される。
【００９４】
Ｐｒ＝Ｐ１＋Ｐ２
＝Ｖ１＊Ｉ１＊ｃｏｓθ１＋Ｖ２＊Ｉ２＊ｃｏｓθ２
単純法では、前述のように、Ｖ１’＝Ｖ２’＝Ｖ／２＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２と仮定するので、電力Ｐｓは、式（２５）のように表される。
【００９５】
Ｐｓ＝Ｐ１’＋Ｐ２’
＝Ｖ１’＊Ｉ１＊ｃｏｓθ１＋Ｖ２’＊Ｉ２＊ｃｏｓθ２
＝１／２＊（Ｖ１＋Ｖ２）＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１＋Ｉ２＊ｃｏｓθ２）          …（２５）
したがって、誤差ＥＲＲｓは、式（２６）のように表される。
【００９６】
ＥＲＲｓ＝Ｐｓ−Ｐｒ
＝−１／２＊（Ｖ１−Ｖ２）＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）
…（２６）
一方、電圧降下法では、負荷電圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ次式のように仮定する。
【００９７】
Ｖ１’’＝Ｅ−（２＊Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）＊Ｒ
＝１／２＊Ｖ＋３／２＊（Ｉ２＊ｃｏｓθ２−Ｉ１＊ｃｏｓθ１）＊Ｒ
Ｖ２’’＝Ｅ−（２＊Ｉ２＊ｃｏｓθ２−Ｉ１＊ｃｏｓθ１）＊Ｒ
＝１／２＊Ｖ＋３／２＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）＊Ｒ
従って、電力Ｐｄは、式（２７）のように表される。
【００９８】
Ｐｄ＝Ｖ１’’＊Ｉ１＊ｃｏｓθ１＋Ｖ２’’＊Ｉ２＊ｃｏｓθ２
＝１／２＊（Ｖ１＋Ｖ２）＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１＋Ｉ２＊ｃｏｓθ２）
−３／２＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）２＊Ｒ    …（２７）
式（２７）における第１項は電力Ｐｓそのものである。式（２７）における第２項を補正項と称する。
【００９９】
補正項＝−３／２＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）２＊Ｒ
すると、電力Ｐｄは次式のように表される。
【０１００】
Ｐｄ＝Ｐｓ＋補正項
これにより、誤差ＥＲＲｄは、式（２８）のように表される。
【０１０１】
ＥＲＲｄ＝Ｐｄ−Ｐｒ
＝Ｐｓ＋補正項−Ｐｒ＝（Ｐｓ＋補正項）−Ｐｒ
＝ＥＲＲｓ＋補正項
＝−１／２＊（Ｖ１−Ｖ２）
＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）＋補正項      …（２８）
式（２８）の（Ｖ１−Ｖ２）に式（２４）を代入すると、誤差ＥＲＲｄは式（２９）のように表され、補正項がなくなる。
【０１０２】
ＥＲＲｄ＝−１／２＊｛ΔＥ−３＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）
＊Ｒ｝＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）＋補正項
＝−１／２＊ΔＥ＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）  …（２９）
同様に、式（２６）についても（Ｖ１−Ｖ２）に式（２４）を代入すると、誤差ＥＲＲｓは、式（３０）のように表され、誤差ＥＲＲｄから補正項を減じた値となる。
【０１０３】
ＥＲＲｓ＝−１／２＊（ΔＥ−３＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）
＊Ｒ）＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）
＝−１／２＊ΔＥ＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）
＋３／２＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）２＊Ｒ
＝ＥＲＲｄ−補正項          …（３０）
そこで、χ≡Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２とすれば、誤差ＥＲＲｓ，ＥＲＲｄは、それぞれ前述の式（１７），（１８）のように表される。
【０１０４】
上記の計算によれば、Ｐｄ＝Ｐｓ＋補正項であることから、電圧降下法で求める電力Ｐｄは、単純法で求める電力Ｐｓから補正項の分だけ補正してやれば良い。従って、実際の計算では、まず単純法で電力Ｐｓを求めてから、別途補正項を計算して補正してやるのが良い。実際、単純法で計算するのは簡単である。
【０１０５】
補正項については以下のように考えると良い。補正項は次式のように表される。
【０１０６】
補正項＝−３／２＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）２＊Ｒ
ここで、次の２式によって補正項は下記のように表される。
【０１０７】
Ｉ１＊ｃｏｓθ１＝Ｐ１／Ｖ１
Ｉ２＊ｃｏｓθ２＝Ｐ２／Ｖ２
補正項＝−３／２＊（Ｐ１／Ｖ１−Ｐ２／Ｖ２）２＊Ｒ
上記の抵抗Ｒについては、別途算出されたもの、もしくは、設定されているものを使う。また、Ｐ１／Ｖ１、Ｐ２／Ｖ２ついては、それぞれ単純法で求めたものを使って差し支えない。なお、単純法では、Ｖ１やＶ２を正しく求められていないかもしれないが、たとえ、Ｖ１’が真値よりｋ倍ずれる値であったとしても、Ｐ１’も同様にｋ倍ずれることになる。よって、Ｖ１’およびＰ１’がずれる場合およびＶ１’およびＰ１’がずれない場合のいずれも、Ｐ１’／Ｖ１’としては同等な値になる。
【０１０８】
Ｖ１’＝Ｖ２’＝１／２＊（Ｖ１＋Ｖ２）
従って、補正項は次式のように表される。
【０１０９】
補正項＝−３／２＊（（Ｐ１’−Ｐ２’）／Ｖ１’）２＊Ｒ
＝−３／２＊（Ｐ１’−Ｐ２’）２／Ｖ１’２＊Ｒ
Ｐ１’、Ｐ２’、Ｖ１’２はそれぞれ単純法で求めたものを使っても構わない。より詳細な計算方法については、後述する。
【０１１０】
以上のように、本実施形態に係る電力計測装置１０１は、電圧降下法により電力を計算する。電力計測装置１０１は、まず、単純法で電力を計算しつつ、さらに補正項を計算して補正することで、電圧降下法による電力を得る。これにより、単純法による電流計測と比べて、計測した電力の誤差が総体的に小さい。また、配電線Ｌ１，Ｌ２間の電圧Ｖを測定するので、電圧検出について、電圧検出トランスＴおよびＡ／Ｄ変換器１１を１つ設けるのみでよい。それゆえ、電力計測装置１０１の低廉化および小型化が可能となる。
【０１１１】
続いて、本実施形態の変形例について、図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０１１２】
上述した本実施形態では、単純法で求められる電力Ｐｓに補正項を加算して電力Ｐｄを算出する例について説明した。本変形例では、電力Ｐｄの算出における計算量をより減少させる方法について説明する。
【０１１３】
ここで、一般的なデジタルサンプリング電力計の測定方式について簡単に説明する。デジタルサンプリング電力計では、有効電力Ｐを以下のように計算する。
【０１１４】
時刻tにおける、瞬時電圧ｅ（ｔ）と瞬時電流ｉ（ｔ）とを次のように定める。
【０１１５】
ｅ（ｔ）＝ｓｑｒｔ（２）＊Ｅ＊ｓｉｎ（ω＊ｔ）
ｉ（ｔ）＝ｓｑｒｔ（２）＊Ｉ＊ｓｉｎ（ω＊ｔ−θ）
上式において、Ｅは実効電圧、Ｉは実効電流、θは電圧と電流との位相差、ωは角速度、ω＝２＊ＰＩ＊ｆ、ｆは５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの周波数である。
【０１１６】
有効電力Ｐは、次式で計算できる。
【０１１７】
ｋ＝Ｎ−１
Ｐ＝１／Ｎ＊Σｅ（ｋ）＊ｉ（ｋ）＊Δｔ
ｋ＝０
上式において、Δｔはサンプリング間隔である。
【０１１８】
上式にて計算された電力Ｐは、力率を考慮した次式の有効電力と同程度になることが知られている。
【０１１９】
Ｐ＝Ｅ＊Ｉ＊ｃｏｓθ
また、実効電圧は、次式で計算できる。
【０１２０】
ｋ＝Ｎ−１
Ｅ＝ｓｑｒｔ（１／Ｎ＊Σｅ（ｋ）＾２＊Δt）
ｋ＝０
本変形例も、基本的には一般的なデジタルサンプリング電力計と同様である。
【０１２１】
まず、電力算出部１２７は、有効電力である電力Ｐｓを算出するために、瞬時電圧（瞬時値）と瞬時電流（瞬時値）との積を平均化する。具体的には、電力算出部１２７は、サンプリング周期毎に得られた、瞬時電圧と瞬時電流の値から求められる瞬時電力を加算していき、１秒経過した時点で、１秒間（所定期間）のサンプリング回数で平均することによって有効電力が得られる。
【０１２２】
単純法では電力Ｐｓ（有効電力）だけを求めればよいが、電圧降下法では補正項を求めるために、実効電圧（正確には実効電圧の２乗）をも計算する必要がある。
【０１２３】
補正項は前述のようにＩ＊ｃｏｓθを含む式で表され、また、電力はＰ＝Ｖ＊Ｉ＊ｃｏｓθの式で表されることから。Ｉ＊ｃｏｓθ＝Ｐ／Ｖと表すことができる。このことから、補正項を求めるには、Ｐ（有効電力）とＶ（実効電圧）だけを計算すればよい。これにより、Ｉ（実効電流）を計算する必要がなくなるので、計算量を削減することができる。
【０１２４】
具体的には、Ａ／Ｄ変換器１１は、電圧Ｖおよび電流Ｉ１，Ｉ２を１秒間に所定の回数だけサンプリングする。例えば、１秒間に３２００回サンプリングする。また、Ａ／Ｄ変換器１１は、連続モードで動作する。連続モードは、切れ目なくＡ／Ｄ変換をし続ける動作モードである。
【０１２５】
ここで、電圧検出回路２は、配電線Ｌ１，Ｌ２間の瞬時電圧Ｖ（ｔ）を検出する。第１電流検出回路３は、配電線Ｌ１を流れる瞬時電流Ｉ１（ｔ）を検出する。第２電流検出回路４は、配電線Ｌ２を流れる瞬時電流Ｉ２（ｔ）を検出する。
【０１２６】
Ａ／Ｄ変換器１１によってデジタル値に変換された、瞬時電圧Ｖ（ｔ）、瞬時電流Ｉ１（ｔ）および瞬時電流Ｉ２（ｔ）は、１６ビット符号あり整数（ｉｎｔ１６＿ｔ）であり、正負の値を取る。
【０１２７】
コントローラ１２１は、Ａ／Ｄ変換器１１による１回のＡ／Ｄ変換が完了すると、割込みを実行する。割込みの期間では、Ａ／Ｄ変換器１１によるサンプリング結果をデータメモリ１２３へ蓄える。電力算出部１２７は、メインルーチンにおいて、データメモリ１２３に蓄えられた、瞬時電圧Ｖ（ｔ）、瞬時電流Ｉ１（ｔ）および瞬時電流Ｉ２（ｔ）のデータがあれば、それらを取り出して、積和演算をする。電力算出部１２７は、まず、瞬時電圧Ｖ（ｔ）を、以下のように、配電線Ｌ１と中性線Ｎとの間の正の半周期の瞬時電圧Ｖ１（ｔ）と、中性線Ｎと配電線Ｌ２との間の負の半周期の瞬時電圧Ｖ２（ｔ）とに単純に２分割する。瞬時電圧Ｖ１（ｔ），Ｖ２（ｔ）は、それぞれ位相が１８０度ずれているので符号が反転している。下記のｓｄ１６ｍｅｍ０は瞬時電圧Ｖ（ｔ）のデータを表している。また、下記のｓｄ１６ｍｅｍ１は瞬時電流Ｉ１（ｔ）のデータを表し、ｓｄ１６ｍｅｍ２は瞬時電流Ｉ２（ｔ）のデータを表している。
【０１２８】
Ｖ１（ｔ）←＋１／２＊ｓｄ１６ｍｅｍ０
Ｖ２（ｔ）←−１／２＊ｓｄ１６ｍｅｍ０
電力算出部１２７は、配電線Ｌ１，Ｌ２の有効電力を求めるための瞬時電圧Ｖ１（ｔ），Ｖ２（ｔ）の積和演算を以下のようにして行なう。ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１およびＰＯＷＥＲＬ２は、積和演算の結果を表している。
【０１２９】
ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１←ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１＋（ｉｎｔ３２＿ｔ）Ｖ１（ｔ）＊（ｉｎｔ３２＿ｔ）ｓｄ１６ｍｅｍ１
ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２←ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２＋（ｉｎｔ３２＿ｔ）Ｖ２（ｔ）＊（ｉｎｔ３２＿ｔ）ｓｄ１６ｍｅｍ２
また、負荷電圧算出部１２６は、配電線Ｌ１と中性線Ｎとの間の実効電圧Ｖｅ１の積和演算を以下のようにして行なう。ＶＯＬＴ＿Ｌ１は、実効電圧Ｖｅ１の積和演算の結果を表している。
【０１３０】
ＶＯＬＴ＿Ｌ１←ＶＯＬＴ＿Ｌ１＋（ｉｎｔ３２＿ｔ）Ｖ１（ｔ）＊（ｉｎｔ３２＿ｔ）Ｖ１（ｔ）
ここで、中性線Ｎと配電線Ｌ２との間の実効電圧Ｖｅ２は、実効電圧Ｖｅ１と同じ値になるので省略できる。これにより、実効電圧Ｖｅ２の積和演算が不要になるため、計算量を減らすことができる。
【０１３１】
なお、ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１、ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２およびＶＯＬＴ＿Ｌ１は、桁あふれしないために、６４ビット符号あり整数（ｉｎｔ６４＿ｔ）とする。初期値は、ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１＝ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２＝ＶＯＬＴ＿Ｌ１＝０である。また、乗算は３２ビット同士で行なう。
【０１３２】
続いて、電力算出部１２７が行なう電力の算出の詳細について説明する。
【０１３３】
電力算出部１２７は、１秒毎に電力Ｐｓ（有効電力）と補正項とを計算する。Ａ／Ｄ変換器１１によるサンプリングが３２００回に達すれば１秒経過したことになるので、電力算出部１２７は、３２００回のサンプリング毎に以下の演算を行なう。
【０１３４】
ｌｌｄｉｖ関数は商と余りとを同時に求める関数である（符号あり６４ビット整数版）。結果はｌｌｄｉｖ＿ｔ構造体で返される。商はｑｕｏｔに代入され、余りはｒｅｍに代入される。商と余りは、符号あり６４ビット整数で返される。以下の演算におけるｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ１、ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ２、ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ３はいずれもｌｌｄｉｖ＿ｔ構造体である。また、Ｖ＿ＣＯＦＦおよびＩ＿ＣＯＦＦは、それぞれ電圧および電流の係数であり、生産時に調整しておく必要がある。また、Ｐ１およびＰ２は、単純法で計算した、Ｌ１相およびＬ２相における直近１秒間の有効電力（第１有効電力および第２有効電力）である。Ｖｅ１は、単純法で計算した、Ｌ１相における直近１秒間の実効電圧である。電力Ｐ１，Ｐ２および電圧Ｖ２は、それぞれｄｏｕｂｌｅ型で求められる。
【０１３５】
ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ１←ｌｌｄｉｖ（ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１,３２００）
Ｐ１←ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ１．ｑｕｏｔ／（Ｖ＿ＣＯＦＦ＊Ｉ＿ＣＯＦＦ）
ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１←ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ１．ｒｅｍ
ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ２←ｌｌｄｉｖ（ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２，３２００）
Ｐ２←ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ２．ｑｕｏｔ／（Ｖ＿ＣＯＦＦ＊Ｉ＿ＣＯＦＦ）
ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２←ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ２．ｒｅｍ
ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ３←ｌｌｄｉｖ（ＶＯＬＴ＿Ｌ１,３２００）
Ｖｅ１←ｓｑｒｔ（ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ３．ｑｕｏｔ）／Ｖ＿ＣＯＦＦ…（３１）
ＶＯＬＴ＿Ｌ１←ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ３．ｒｅｍ
Ｐ１とＰ２とを合算した電力Ｐｓ（＝Ｐ１＋Ｐ２）が、単純法で計算した、直近１秒間の有効電力である。
【０１３６】
電力算出部１２７は、さらに補正項を算出する。Ｉ１＊ｃｏｓθ１＝Ｐ１／Ｖ１およびＩ２＊ｃｏｓθ２＝Ｐ２／Ｖ１の関係を適用すると、補正項は、式（３２）のように表される。抵抗値Ｒについては、データメモリ１２３に保存されているデータが用いられる。
【０１３７】
補正項＝−３／２＊（Ｉ１＊ｃｏｓθ１−Ｉ２＊ｃｏｓθ２）２＊Ｒ
＝−３／２＊（Ｐ１／Ｖ１−Ｐ２／Ｖ１）２＊Ｒ      …（３２）
となる。
【０１３８】
従って、配電線Ｌ１，Ｌ２における瞬時電力の合計は、式（３３）のように表される。
【０１３９】
Ｐｄ＝Ｐｓ＋補正項
＝Ｐ１＋Ｐ２−３／２＊（Ｐ１／Ｖ１−Ｐ２／Ｖ１）２＊Ｒ
＝Ｐ１＋Ｐ２−３／２＊（Ｐ１−Ｐ２）２＊Ｒ／Ｖ１２      …（３３）
実効電圧Ｖｅ１については式（３１）で算出しているが、補正項を求めるために、実効電圧Ｖｅ１を必要とせず、その代わりにＶ１２（実効電圧Ｖｅ１の二乗）があればよい。従って、式（３１）のｓｑｒｔ（平方根）の演算は実際には不要であり省略してもよい。これにより、計算量を削減することができる。
【０１４０】
さらに計算量を減らすために、積和演算のところを６４ビット符号あり整数（ｉｎｔ６４＿ｔ）ではなく、３２ビット符号あり整数（ｉｎｔ３２＿ｔ）としてもよい。ただし、そのまま乗算すると桁あふれしてしまうので、電圧および電流の下位数ビットを切り捨てて計算する。
【０１４１】
例えば、有効電力を計算する場合、電圧の下位８ビットを切り捨て、電流の下位１ビットを切り捨てる。実効電圧を計算する場合、電圧の下位５ビットを切り捨てる。電力算出部１２７は、電力算出部１２７は、前述のように、瞬時電圧Ｖ（ｔ）を、瞬時電圧Ｖ１（ｔ）と、瞬時電圧Ｖ２（ｔ）とに２分割して、それぞれ以下のような積和演算を行なう。
【０１４２】
Ｖ１（ｔ）←＋１／２＊ｓｄ１６ｍｅｍ０
Ｖ２（ｔ）←−１／２＊ｓｄ１６ｍｅｍ０
ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１←ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１＋（ｉｎｔ３２＿ｔ）（Ｖ１（ｔ）＞＞８）＊（ｉｎｔ３２＿ｔ）（ｓｄ１６ｍｅｍ１＞＞１）
ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２←ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２＋（ｉｎｔ３２＿ｔ）（Ｖ２（ｔ）＞＞８）＊（ｉｎｔ３２＿ｔ）（ｓｄ１６ｍｅｍ１＞＞１）
上記の演算における＞＞は右シフト演算を表す。
【０１４３】
また、負荷電圧算出部１２６は、配電線Ｌ１と中性線Ｎとの間の実効電圧Ｖｅ１の積和演算を以下のようにして行なう。電力Ｐ１，Ｐ２および電圧Ｖ２は、それぞれｄｏｕｂｌｅ型で求められる。
【０１４４】
ＶＯＬＴ＿Ｌ１←ＶＯＬＴ＿Ｌ１＋（ｉｎｔ３２＿ｔ）（Ｖ１（ｔ）＞＞５）＊（ｉｎｔ３２＿ｔ）（Ｖ１（ｔ）＞＞５）
電力算出部１２７は、１秒毎の演算を以下のようにして行なう。
【０１４５】
ｌｄｉｖ関数は商と余りとを同時に求める関数である（符号あり３２ビット整数版）。結果はｌｄｉｖ＿ｔ構造体で返される。商はｑｕｏｔに代入され、余りはｒｅｍに代入される。商と余りは、符号あり３２ビット整数で返される。以下の演算におけるｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ１、ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ２、ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ３はいずれもｌｄｉｖ＿ｔ構造体である。
【０１４６】
ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ１←ｌｄｉｖ（ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１，３２００）
Ｐ１←  ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ１．ｑｕｏｔ／（Ｖ＿ＣＯＦＦ＊Ｉ＿ＣＯＦＦ／５１２）
ＰＯＷＥＲ＿Ｌ１←ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ１．ｒｅｍ
ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ２←ｌｄｉｖ（ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２，３２００）
Ｐ２←ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ２．ｑｕｏｔ／（Ｖ＿ＣＯＦＦ＊Ｉ＿ＣＯＦＦ／５１２）
ＰＯＷＥＲ＿Ｌ２←ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ２．ｒｅｍ
ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ３←ｌｄｉｖ（ＶＯＬＴ＿Ｌ１, ３２００）
Ｖｅ１←ｓｑｒｔ（ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ３．ｑｕｏｔ）／（Ｖ＿ＣＯＦＦ／３２）
ＶＯＬＴ＿Ｌ１←ｄｉｖ＿ｒｅｓｕｌｔ３．ｒｅｍ
もちろん、６４ビット符号あり整数で計算した方がより正確になるが、３２ビット符号あり整数で計算しても多少の精度の劣化が見られる程度であり、大きな差はなかった。以下に誤差のシミュレーション結果を示す。図９は、そのシミュレーション結果を示すグラフである。
【０１４７】
図９には、電力Ｐｓ（３２ビット符号あり整数の積和演算）、電力Ｐｓ（６４ビット符号あり整数の積和演算）、電力Ｐｄ（３２ビット符号あり整数の積和演算）、および電力Ｐｄ（６４ビット符号あり整数の積和演算）のそれぞれについての誤差を、電源電圧Ｅ１が電源電圧Ｅ２よりも大きい条件下でシミュレーションした結果を示している。
【０１４８】
シミュレーション結果から分かるように、計算量を削減しても、３２ビット符号あり整数で計算した場合と、６４ビット符号あり整数で計算した場合とで大差はない。また、電圧降下法によって計測された電力Ｐｄの誤差が、単純法によって計測された電力Ｐｓの誤差よりも小さい。なお、このシミュレーションでは、補正項の計算において、Ｐ１’、Ｐ２’、Ｖ１’２はそれぞれ単純法で求めたものを使っている。このように計算したとしても、電圧降下法の絶対誤差が１次式を示しているので、理論的に計算された式（１８）とよく一致していることが分かる。
【０１４９】
以上のように、本実施形態によれば、式（３３）に示すように、まず、単純法で電力を計算しつつ（Ｐｓ）、さらに補正項を計算して補正することで、電圧降下法による電力（Ｐｄ）を得ている。これにより、図９で示すように、電圧降下法によって計算された電力は、単純法によって計算された電力と比べて、総合的に誤差を少なくさせることができる。実際の電力計算にかかる計算量も、単純法で求める場合と比べて１．５倍程度増加するが、十分に実現可能な方法である。
【０１５０】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図２、図１０および図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態は、実施形態１にも適用が可能である。
【０１５１】
図１０は、実施形態２に係る、配電線の抵抗値をユーザにより設定する画面を示す図である。図１１の（ａ）は、実施形態３に係る、配電線の抵抗値を自動設定する画面を示す図である。図１１の（ｂ）は算出された抵抗値の設定画面を示す図である。図１１の（ｃ）は抵抗値の算出の再試行を促す画面を示す図である。
【０１５２】
本実施形態では、抵抗値Ｒの設定をユーザによる入力で行なうか自動的に行なうかを選択できるユーザインターフェースについて説明する。
【０１５３】
まず、電力計測プロセッサ１２は、前述のように抵抗算出部１２４によって抵抗値Ｒを算出するが、それだけではなく、ユーザによる抵抗値Ｒの設定を受け付ける。電力計測プロセッサ１２における操作表示インターフェース部１２８は、抵抗値Ｒの設定についてユーザ設定または自動設定を選択させる選択画面（図示せず）を表示端末１０８の表示パネル１０８ａに表示させる。
【０１５４】
ユーザが選択画面においてユーザ設定を選択すると、操作表示インターフェース部１２８は、図１０に示す抵抗値設定画面３００を表示パネル１０８ａに表示させる。この抵抗値設定画面３００は、抵抗値入力ボックス３０１と、設定ボタン３０２とを有している。ユーザが抵抗値入力ボックス３０１に抵抗値Ｒを入力して設定ボタン３０２を押すと、操作表示インターフェース部１２８は、入力された抵抗値Ｒをコントローラ１２１に渡す。コントローラ１２１は、抵抗値Ｒをデータメモリ１２３に記憶させる。
【０１５５】
ユーザが選択画面において自動設定を選択すると、操作表示インターフェース部１２８は、図１１の（ａ）に示す自動設定指示画面４００（インターフェース画面）を表示パネル１０８ａに表示させる。この自動設定指示画面４００は、抵抗値Ｒの算出の開始を指示する入力を受け付ける開始ボタン４０１を有するとともに、大電流機器をＯＮ／ＯＦＦすることなどの説明を含んでいる。ユーザが開始ボタン４０１を押すと、操作表示インターフェース部１２８は、入力された開始指示をコントローラ１２１に通知する。抵抗算出部１２４は、コントローラ１２１を介して開始指示を受けると、抵抗値Ｒを算出してデータメモリ１２３に記憶させるとともにコントローラ１２１に渡す。
【０１５６】
操作表示インターフェース部１２８は、図１１の（ｂ）に示す抵抗値設定画面５００（インターフェース画面）をコントローラ１２１から受けた抵抗値Ｒとともに表示パネル１０８ａに表示させる。抵抗値設定画面５００は、抵抗値Ｒの算出に成功したことの説明と、算出された抵抗値Ｒの設定を促す説明とを含んでいる。コントローラ１２１は、ユーザが抵抗値設定画面５００におけるＯＫボタン５０１を押すと、抵抗値Ｒを確定し、ユーザが抵抗値設定画面５００におけるキャンセルボタン５０２を押すと、データメモリ１２３の抵抗値Ｒを消去する。
【０１５７】
また、抵抗値設定画面５００による抵抗値Ｒの算出が不調に終わった場合、操作表示インターフェース部１２８は、図１１の（ｃ）に示す再試行画面６００を表示パネル１０８ａに表示させる。再試行画面６００は、抵抗値Ｒの算出に失敗したことの説明と、抵抗値Ｒの算出の再試行を促す説明とを含んでいる。ユーザが再試行画面６００におけるＯＫボタン６０１を押すと、操作表示インターフェース部１２８は、入力された再試行指示をコントローラ１２１に通知する。抵抗算出部１２４は、コントローラ１２１を介して再試行指示を受けると、抵抗値Ｒを再度算出してデータメモリ１２３に記憶させるとともにコントローラ１２１に渡す。
【０１５８】
このように、本実施形態では、抵抗値Ｒの設定をユーザ設定および自動設定のいずれかで行なうように選択することができる。それゆえ、抵抗値Ｒを、配電線の長さと導体抵抗とによって計算できる場合は、直接設定することができる。また、抵抗値Ｒを計算できない場合は、抵抗値Ｒを自動算出することで、必要な作業（大電流機器のＯＮ／ＯＦＦ操作）などをユーザに的確に指示することができる。また、抵抗値Ｒの値を確認できる画面が提供されるので、ユーザは、抵抗値Ｒを確認しながら作業をすることができる。
【０１５９】
〔ソフトウェアによる実現例〕
電力計測装置１０１の制御ブロック（特に、抵抗算出部１２４、電源電圧算出部１２５、負荷電圧算出部１２６、電力算出部１２７および操作表示インターフェース部１２８）は、前述のように電力計測プログラムによってしてもよいし、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよい。
【０１６０】
前者の場合、電力計測装置１０１においてコンピュータとして機能する電力計測プロセッサ１２は、電力計測プログラムの命令に基づく演算処理を実行するＡＬＵ、電力計測プログラムがコントローラ１２１で読み取り可能に記録されたプログラムメモリ１２２（「記録媒体」と称する）などを備えている。そして、電力計測プロセッサ１２が電力計測プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」であって、半導体メモリには限定されない、また、電力計測プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して電力計測プロセッサ１２に供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１６１】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る電力計測装置は、単相３線を構成する第１配電線（配電線Ｌ１）、第２配電線（配電線Ｌ２）および中性線（Ｎ）のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧Ｖを測定する電圧測定回路（電圧検出回路２）と、前記第１配電線に流れる第１電流（電流Ｉ１）および前記第２配電線に流れる第２電流（電流Ｉ２）を測定する電流測定回路（第１電流検出回路３，第２電流検出回路４）と、前記単相３線の電力を計測する電力計測プロセッサ（１２）とを備え、前記電力計測プロセッサは、仮定した電源電圧Ｅから、前記中性線、前記第１配電線および前記第２配電線の予め設定された抵抗値による電圧降下分を減じた値となるように、測定された前記電圧Ｖを、前記第１配電線と前記中性線との間の第１負荷に印加される第１負荷電圧（電圧Ｖ１）と、前記第２配電線と前記中性線との間の第２負荷に印加される第２負荷電圧（電圧Ｖ２）とに分割し、前記第１負荷電圧と測定された前記第１電流との積と、前記第２負荷電圧と測定された前記第２電流との積とを合計することにより前記電力を算出する。
【０１６２】
上記の構成によれば、前述の式（８），（９）に示すように、抵抗値による電圧降下によって第１負荷電圧および第２負荷電圧を算出している。これにより、第１配電線と第２配電線との間の電圧を単純に１／２にする単純法による電流計測と比べて、計測した電力の誤差が総体的に小さい。また、配電線間の電圧を測定するので、電圧検出について、電圧検出トランスおよびＡ／Ｄ変換器を１つ設けるのみでよい。それゆえ、電力計測装置の低廉化および小型化が可能となる。
【０１６３】
本発明の態様２に係る電力計測装置は、単相３線を構成する第１配電線（配電線Ｌ１）、第２配電線（配電線Ｌ２）および中性線（Ｎ）のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧Ｖを測定する電圧測定回路（電圧検出回路２）と、前記第１配電線に流れる第１電流（電流Ｉ１）および前記第２配電線に流れる第２電流（電流Ｉ２）を測定する電流測定回路（第１電流検出回路３，第２電流検出回路４）と、前記単相３線の電力を計測する電力計測プロセッサ（１２）とを備え、前記電力計測プロセッサは、前記電圧Ｖの瞬時値の正の半周期の値と前記第１電流との積を所定期間で加算して平均した第１有効電力と、前記電圧Ｖの瞬時値の負の半周期の値と前記第２電流との積を前記所定期間で平均した第２有効電力とを加算することにより有効電力を算出し、前記電圧Ｖの瞬時値の正の半周期または負の半周期の値の実効電圧を算出し、前記第１有効電力と前記第２有効電力との差の二乗に予め設定された抵抗値を乗じた値を前記実効電圧の二乗で除した値を得るとともに、当該値に前記有効電力を加算することにより前記電力を算出する。
【０１６４】
上記の構成によれば、前述の式（３３）に示すように、第１有効電力と第２有効電力との差の二乗に抵抗値を乗じた値を実効電圧の二乗で除した値に有効電力を加算することにより電力を算出する。これにより、第１配電線と第２配電線との間の電圧を単純に１／２にする単純法による電流計測と比べて、計測した電力の誤差が総体的に小さい。また、配電線間の電圧を測定するので、電圧検出について、電圧検出トランスおよびＡ／Ｄ変換器を１つ設けるのみでよい。それゆえ、電力計測装置の低廉化および小型化が可能となる。また、演算の工程数を削減することができるので、電力計測プロセッサの負担を軽減してリアルタイム処理に生じる支障を抑制することができる。
【０１６５】
本発明の態様３に係る電力計測装置は、上記態様１または２において、前記電力計測プロセッサ（１２）が、前記第１配電線と前記中性線（Ｎ）との間または前記第２配電線と前記中性線との間に接続された負荷が電源投入されていない状態と電源投入された状態とのそれぞれの、前記電圧Ｖと前記第１電流および前記第２電流とに基づいて前記抵抗値を算出して設定してもよい。
【０１６６】
上記の構成によれば、抵抗値を自動的に算出することができる。これにより、前述の電力算出を容易に行なうことができる。
【０１６７】
本発明の態様４に係る電力計測装置は、上記態様３において、前記電力計測プロセッサ（１２）が、前記抵抗値の算出の開始を指示する入力を受け付けるともに、算出した前記抵抗値を表示するインターフェース画面を表示部に表示させてもよい。
【０１６８】
上記の構成によれば、ユーザが抵抗値の算出の自動設定を指示することで、所望のときに抵抗値を得ることができる。従って、電気設備設置等の作業者が、抵抗値を確認しながら作業をすることができる。
【０１６９】
本発明の態様５に係る電力計測方法は、単相３線を構成する第１配電線（配電線Ｌ１）、第２配電線（配電線Ｌ２）および中性線（Ｎ）のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧Ｖを測定し、前記第１配電線に流れる第１電流（電流Ｉ１）および前記第２配電線に流れる第２電流（電流Ｉ２）を測定し、前記第１配電線に流れる第１電流および前記第２配電線に流れる第２電流を測定し、仮定した電源電圧から、前記中性線、前記第１配電線および前記第２配電線の予め設定された抵抗値による電圧降下分を減じた値となるように、測定された前記電圧Ｖを、前記第１配電線と前記中性線との間の第１負荷に印加される第１負荷電圧と、前記第２配電線と前記中性線との間の第２負荷に印加される第２負荷電圧と、に分割し、前記第１負荷電圧と測定された前記第１電流との積と、前記第２負荷電圧と測定された前記第２電流との積とを合計することにより前記単相３線の電力を算出する。
【０１７０】
上記の方法によれば、態様１に係る電力計測装置と同様の効果を奏する。
【０１７１】
本発明の態様６に係る電力計測方法は、単相３線を構成する第１配電線（配電線Ｌ１）、第２配電線（配電線Ｌ２）および中性線（Ｎ）のうち、前記第１配電線と前記第２配電線との間の電圧Ｖを測定し、前記第１配電線に流れる第１電流（電流Ｉ１）および前記第２配電線に流れる第２電流（電流Ｉ２）を測定し、前記第１配電線に流れる第１電流および前記第２配電線に流れる第２電流を測定し、前記電圧Ｖの瞬時値の正の半周期の値と前記第１電流との積を所定期間で加算して平均した第１有効電力と、前記電圧Ｖの瞬時値の負の半周期の値と前記第２電流との積を所定期間で平均した第２有効電力とを加算することにより有効電力を算出し、前記電圧Ｖの瞬時値の正の半周期または負の半周期の値の実効電圧を算出し、前記第１有効電力と前記第２有効電力との差の二乗に予め設定された抵抗値を乗じた値を前記実効電圧の二乗で除した値を得るとともに、当該値に前記有効電力を加算することにより、前記単相３線の電力を算出する。
【０１７２】
上記の方法によれば、態様２に係る電力計測装置と同様の効果を奏する。
【０１７３】
本発明の態様７に係る電力計測プログラムは、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、上記態様５または６の電力計測方法をコンピュータに実行させる電力計測プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【０１７４】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１７５】
２  電圧検出回路（電圧測定回路）
３  第１電流検出回路（電流測定回路）
４  第２電流検出回路（電流測定回路）
１２  電力計測プロセッサ
１０１  電力計測装置
１０８ａ  表示パネル（表示部）
１２１  コントローラ
１２４  抵抗算出部
１２５  電源電圧算出部
１２６  負荷電圧算出部
１２７  電力算出部
１２８  操作表示インターフェース部
４００  自動設定指示画面（インターフェース画面）
５００  抵抗値設定画面（インターフェース画面）
Ｅ  電源電圧
Ｉ１  電流（第１電流）
Ｉ２  電流（第２電流）
Ｌ１  配電線（第１配電線）
Ｌ２  配電線（第２配電線）
ＬＤ１  負荷（第１負荷）
ＬＤ２  負荷（第２負荷）
Ｎ  中性線
Ｒ  抵抗
Ｖ  電圧
Ｖ１，Ｖ２  負荷電圧
【図１】
2018132388.tif 000003
【図２】
2018132388.tif 000004
【図３】
2018132388.tif 000005
【図４】
2018132388.tif 000006
【図５】
2018132388.tif 000007
【図６】
2018132388.tif 000008
【図７】
2018132388.tif 000009
【図８】
2018132388.tif 000010
【図９】
2018132388.tif 000011
【図１０】
2018132388.tif 000012
【図１１】
2018132388.tif 000013