(57)【要約】      （修正有）【課題】１つのＣＰＵで測定できる負荷の数を多くする電力監視装置を提供する。【解決手段】交流電流検出回路１３と、交流電圧検出回路１４と、負荷の電力を求める制御部３３とを備え、複数の交流電流検出回路１３を１つずつ選択するスイッチ回路３０と、選択された交流電流検出回路１３が検出した交流電流を整流平滑する全波整流平滑回路３１と、交流電圧検出回路１４が検出する交流電圧を整流平滑する全波整流平滑回路３７と、この全波整流平滑回路３７の平滑電圧の直流成分を通過させるローパスフィルタＬＰＦとを備え、制御部３３は、平滑電流をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部３３ａと、ローパスフィルタＬＰＦを通過した直流電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部３３ｃと、それらデジタル信号から電力を演算する演算部３３Ｅとを有する。【選択図】図９
2011242266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷にそれぞれ流れる交流電流を各負荷ごとに検出する複数の電流検出センサと、負荷に印加する交流電圧を検出する電圧検出センサと、前記各電流検出センサが検出する交流電流と前記電圧検出センサが検出する交流電圧とに基づいて各負荷の電力を求める制御部とを備えた電力監視装置であって、
前記複数の電流検出センサを１つずつ選択するスイッチ回路と、
このスイッチ回路で選択された電流検出センサが検出した交流電流を整流して平滑する電流用の整流平滑回路と、
前記電圧検出センサが検出する交流電圧を整流して平滑する電圧用の整流平滑回路と、
この電圧用の整流平滑回路が平滑した平滑電圧の直流成分を通過させるローパスフィルタとを備え、
前記制御部は、電流用の整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する電流用のＡ／Ｄ変換部と、前記ローパスフィルタを通過した直流電圧をデジタル信号に変換する電圧用のＡ／Ｄ変換部と、この電流用のＡ／Ｄ変換部および電圧用のＡ／Ｄ変換部が変換したデジタル信号から電力を演算する演算部とを有することを特徴とする電力監視装置。
【請求項２】
前記複数の電流検出センサを少なくとも２つの第１,第２グループに分け、
前記スイッチ回路は、第１グループの電流検出センサのうちの１つを選択する第１スイッチ回路と、第２グループの電流検出センサのうちの１つを選択する第２スイッチ回路とを有し、
前記電流用の整流平滑回路は、第１スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出する交流電流を整流して平滑する第１整流平滑回路と、第２スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出する交流電流を整流して平滑する第２整流平滑回路とを有し、
前記電流用のＡ／Ｄ変換部は、前記第１整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変換部と、前記第２整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換部とを有し、
第１,第２スイッチ回路で第１,第２グループの電流検出センサを交互に選択していき、第１,第２グループの各負荷の電力を求めることを特徴とする請求項１に記載の電力監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、住宅の家電装置などの各負荷ごとにその電力量を求める電力監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、住宅に太陽光発電装置を設置し、この太陽光発電装置で発電した電力を住宅内の負荷に供給するとともに余剰電力を商用電源側に売電し、太陽光発電装置の発電だけでは負荷に供給する電力が不足する場合に商用電源側から買電する太陽光発電システムが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この太陽光発電システムには、各負荷で消費する電力を表示部に表示する電力監視装置が設けられている。
【０００４】
かかる電力監視装置は、分電盤の幹線と各分岐ブレーカとの間（分岐幹）にそれぞれ設けたカレントトランスと、各カレントトランスで検出した各電流を加算する加算器と、この加算した加算電流と幹線間の電圧とを乗算して負荷の使用電力を求める乗算器と、太陽光発電装置の電力変成器から出力される出力電流を検出するカレントトランスと、このカレントトランスが検出した出力電流とその電力変成器から出力される出力電圧とから太陽光発電装置の発電電力を求める演算処理部などとを有している。
【０００５】
この演算処理部は、負荷の使用電力と太陽光発電装置の発電電力との差から売電または買電を求め、この求めた売電または買電の電力を表示部に表示するようになっている。
【０００６】
しかしながら、このような電力監視装置にあっては、売電や買電は分かっても各負荷の消費電力が分からない問題がある。
【０００７】
そこで、各カレントトランスで検出した負荷に流れる電流から各負荷の電力を算出して、各負荷の電力を表示部に表示することが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２２５４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような電力監視装置にあっては、交流電圧と交流電流の周波数の２倍以上のサンプリング周期で連続的にＡ／Ｄ変換し、得られた電圧と電流のデジタル値の積を平均値化して各負荷の電力を求めるため、ソフトウエアの処理能力の制約から１つのＣＰＵで測定できる測定チャンネル数は小数（２〜４チャンネル）となる。つまり、１つのＣＰＵで測定できる負荷の数は限られてしまうという問題がある。
【００１０】
この発明の目的は、１つのＣＰＵで測定できる負荷の数を多くすることのできる電力監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、複数の負荷にそれぞれ流れる交流電流を各負荷ごとに検出する複数の電流検出センサと、負荷に印加する交流電圧を検出する電圧検出センサと、前記各電流検出センサが検出する交流電流と前記電圧検出センサが検出する交流電圧とに基づいて各負荷の電力を求める制御部とを備えた電力監視装置であって、
前記複数の電流検出センサを１つずつ選択するスイッチ回路と、
このスイッチ回路で選択された電流検出センサが検出した交流電流を整流して平滑する電流用の整流平滑回路と、
前記電圧検出センサが検出する交流電圧を整流して平滑する電圧用の整流平滑回路と、
この電圧用の整流平滑回路が平滑した平滑電圧の直流成分を通過させるローパスフィルタとを備え、
前記制御部は、電流用の整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する電流用のＡ／Ｄ変換部と、前記ローパスフィルタを通過した直流電圧をデジタル信号に変換する電圧用のＡ／Ｄ変換部と、この電流用のＡ／Ｄ変換部および電圧用のＡ／Ｄ変換部が変換したデジタル信号から電力を演算する演算部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、１つのＣＰＵで測定できる負荷の数を多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係る電力監視装置と太陽光発電システムの構成等を示したブロック図である。
【図２】図１に示す電力監視装置の計測タップの外観を示した斜視図である。
【図３】図１に示す電力監視装置の別な計測タップの外観を示した斜視図である。
【図４】図２に示す計測タップの回路を示した回路図である。
【図５】図３に示す計測タップの回路を示した回路図である。
【図６】交流電流検出手器の構成を示した回路図である。
【図７】カレントトランスの構成を示す斜視図である。
【図８】カレントトランスの構成を示す断面図である。
【図９】電力監視装置の構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明に係る電力監視装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は電力監視装置２００を適用した太陽光発電システムＳを示すものであり、この太陽光発電システムＳは、戸建て住宅などの建物Ｈ毎に配置されて、発電した電力を後述する電力負荷装置に供給するとともに余剰電力を商用電源側に売電したり、太陽光発電だけでは負荷に供給する電力が不足する場合に商用電源側から買電したりするシステムである。
【００１６】
まず、この建物Ｈについて説明すると、この建物Ｈは、電力会社の発電所や地域毎に設置されたコジェネレーション（以下、「コジェネ」という。）設備などの系統電力から電力の供給を受けるための電力網としての系統電力網Ｅに接続されている。
【００１７】
この系統電力網Ｅと建物Ｈに配線された主幹２０ａとが電力量メータＥ１,Ｅ２を介して繋がっており、主幹２０ａは分電盤２０の分岐幹２０ｂに繋がっている。そして、この電力量メータＥ１によって系統電力網Ｅから建物Ｈへ流れる電力量が計測され、電力量メータＥ２によって建物Ｈから系統電力網Ｅへ流れる電力量が計測される。すなわち、電力量メータＥ１は買電した電力量を積算し、電力量メータＥ２は売電した電力量を積算していく。
【００１８】
太陽光発電システムＳは、分散型の発電装置としての太陽光発電装置５と、パワーコンディショナ５１と、電力を一時的に蓄えておく蓄電装置としての蓄電池６０と、パワーコンディショナ６１とを備えている。
【００１９】
この太陽光発電装置５は、太陽エネルギーとしての太陽光を、太陽電池を利用することによって、直接、電力に変換して発電をおこなう装置である。この太陽光発電装置５は、太陽光を受けることができる時間帯にのみ電力を供給することが可能な装置である。
【００２０】
また、太陽光発電装置５によって発電された直流電力は、パワーコンディショナ５１によって交流電力に変換されて分電盤２０に入力される。さらに、蓄電池６０に充電又は蓄電池６０から放電される際にも、パワーコンディショナ６１によって直流と交流の変換がおこなわれる。
【００２１】
建物Ｈには、様々なエネルギー負荷装置が設置されている。例えば、エアコンなどの空調装置、照明スタンドやシーリングライトなどの照明装置、冷蔵庫やテレビなどの家電装置、電子調理器（家電装置）、電気ポットなどの給湯器（家電装置）などの電力によって稼働する電力負荷装置１０Ａ−１０Ｆ…がある。
【００２２】
電力負荷装置１０Ａ−１０Ｅ…は計測タップ１を介して分電盤２０の分岐幹２０ｂに接続され、電力負荷装置１０Ｆは計測タップ１００（図２参照）を介して分電盤２０の分岐幹２０ｂに接続される。
【００２３】
計測タップ１,１００は、建物Ｈの壁などに設けられた電源供給口としての電源コンセント（図示せず）に差し込む形態のものについて説明するが、これに限定されるものではなく、天井に取り付けられるシーリングライトやペンダントライトなどの電源供給口となるシーリングに差し込む形態のものであってもよい。
【００２４】
計測タップ１は、図２に示すように、建物Ｈの壁などに設けられた電源コンセントに差し込む差込部としてのプラグ１１と、受入口としてのコンセント１２と、交流電流検出回路（電流検出センサ）１３とを有している。
【００２５】
計測タップ１００は、図３に示すように、建物Ｈの壁などに設けられた電源コンセントに差し込む差込部としてのプラグ１１と、受入口としてのコンセント１２と、交流電流検出回路１３と、交流電圧検出回路（電圧検出センサ）１４とを有している。
【００２６】
各コンセント１２は、電源コンセントから供給された電力を負荷に供給するために形成される。この実施例では、１口のコンセント１２が形成されているだけであるが、複数のコンセント１２が設けられたテーブルタップ型の計測タップにすることもできる。
【００２７】
計測タップ１の交流電流検出回路１３は、図４に示すように、プラグ１１とコンセント１２とを接続した電線１ａ,１ｂの一方の電線１ａに流れる電流を検出するカレントトランス（ＣＴセンサ）１Ｓと（図９参照）、カレントトランスのコイル(図示せず)の両端に接続された抵抗Ｒ１とを有している。抵抗Ｒ１にはカレントトランス１Ｓが検出した電流が流れ、検出した電流に応じて電圧が抵抗Ｒ１の両端に生じることになる。
【００２８】
すなわち、交流電流検出回路１３は、計測タップ１のコンセント１２に接続された負荷に流れる交流電流を検出するものである。
【００２９】
計測タップ１００の交流電圧検出回路１４は、図５に示すように、プラグ１１とコンセント１２とを接続した電線１ａ,１ｂ間の電圧を２つの直列接続した抵抗で分圧して出力するものである。
【００３０】
分電盤２０には、図１に示すように、入力側として主幹２０ａと補助配線２０ｃ，２０ｄとが接続されており、出力側の分岐回路として複数の分岐幹２０ｂ，・・・が接続されている。
【００３１】
そして、主幹２０ａを通って系統電力網Ｅからの電力が分電盤２０に入力される。なお、太陽光発電装置５によって発電された電力を売る場合は、逆潮流として主幹２０ａを通って系統電力網Ｅに発電された電力が送られることになる。
【００３２】
また、補助配線２０ｃからは、太陽光発電装置５で発電された電力が分電盤２０に入力される。また、蓄電池６０と分電盤２０とは、補助配線２０ｄによって接続され、分電盤２０から蓄電池６０への充電及び蓄電池６０から分電盤２０への放電がおこなわれる。
【００３３】
電力監視装置２００は、図９に示すように、集計管理装置３と複数の計測タップ１（図１参照）の交流電流検出回路１３と、計測タップ１００の交流電流検出回路１３と、補助配線２０ｃの交流電流を検出する交流電流検出器４０とを備えている。
【００３４】
交流電流検出器４０は、図６ないし図８に示すように、カレントトランス４１と、後述するコイル４２の両端に接続された抵抗Ｒ１とを有している。この抵抗Ｒ１の両端にはコイル４２に流れる電流に応じた電圧が生じるようになっている。すなわち、交流電流検出器４０は、カレントトランス４１が主幹２０ａに流れる電流を検出し、この検出した電流に応じた電圧を交流電流検出信号として出力することになる。
【００３５】
カレントトランス４１は、２分割された環状鉄心４１Ａ,４１Ｂと、この環状鉄心４１Ａ,４１Ｂに巻回されたコイル４２と、環状鉄心４１Ａおよびコイル４２を覆ったカバーケース４３Ａと、環状鉄心４１Ｂおよびコイル４２を覆ったカバーケース４３Ｂとを有している。環状鉄心４１Ａのコイル４２と環状鉄心４１Ｂのコイル４２とは直列接続され、その巻線方向は同一となっている。なお、図７においてカバーケース４３Ａ,４３Ｂは省略してある。
【００３６】
カバーケース４３Ａ,４３Ｂの一端が湾曲した可撓性の連結部４４により連結され、この連結部４４を中心にしてカバーケース４３Ａ,４３Ｂの他端側が開閉可能となっている。そして、図８に示すように、カバーケース４３Ａ,４３Ｂを開成することにより、環状鉄心４１Ａ,４１Ｂの輪の中に、分電盤２０から主幹２０ａの一方の電線（図８において２０ａで示す）を取り外さなくても配置させることができる。
【００３７】
そして、カバーケース４３Ａ,４３Ｂを閉成することによりカレントトランス４１を主幹２０ａの一方の電線に取り付けることができる。つまり、主幹２０ａの周方向に沿って環状にカレントトランス４１が取り付けられることになる。
【００３８】
カバーケース４３Ａ,４３Ｂの閉成により、カバーケース４３Ａの突起４５がカバーケース４３Ｂに設けた突出部４４の穴４４ａに係合して、カバーケース４３Ａ,４３Ｂの閉成が維持される。
【００３９】
集計管理装置３は、図９に示すように、複数の計測タップ１（図１参照）の交流電流検出回路１３に接続されるとともにこれら交流電流検出回路１３を１つずつ選択するスイッチ回路（第１スイッチ回路）３０と、このスイッチ回路３０で選択された交流電流検出回路１３が検出する交流電流を全波整流して平滑する整流平滑回路である全波整流平滑回路（第１整流平滑回路）３１と、この全波整流平滑回路３１が平滑した平滑電流を増幅するアンプ３２と、制御部（ＣＰＵ）３３と、他の複数の計測タップ１,１００の交流電流検出回路１３に接続されるとともにこれら交流電流検出回路１３を１つずつ選択するスイッチ回路（第２スイッチ回路）３４と、このスイッチ回路３４で選択された交流電流検出回路１３が検出する交流電流を全波整流して平滑する整流平滑回路である全波整流平滑回路（第２整流平滑回路）３５と、この全波整流平滑回路３５が平滑した平滑電流を増幅するアンプ３６と、計測タップ１００の交流電圧検出回路１４が検出した交流電圧を全波整流して平滑する全波整流平滑回路３７と、この全波整流平滑回路３７が平滑した平滑電圧の直流分を通過させるローパスフィルタＬＰＦと、電流検出器４０が検出した交流電流を全波整流して平滑する全波整流平滑回路３８と、アンプ３９と、売電や買電の表示や各負荷の消費電力を表示する表示部３３Ｄ等とを有している。
【００４０】
なお、スイッチ回路３０に接続された複数の交流電流検出回路１３が第１グループとし、スイッチ回路３４に接続された複数の交流電流検出回路１３が第２グループとする。
【００４１】
制御部３３は、アンプ３２で増幅された全波整流平滑回路３１の平滑電流をデジタル信号に変換する電流用のＡ／Ｄ変換部（第１Ａ／Ｄ変換部）３３ａと、アンプ３６で増幅された全波整流平滑回路３５の平滑電流をデジタル信号に変換する電流用のＡ／Ｄ変換部（第２Ａ／Ｄ変換部）３３ｂと、ローパスフィルタＬＰＦを通過した全波整流平滑回路３７の平滑電圧をデジタル信号に変換する電圧用のＡ／Ｄ変換部３３ｃと、アンプ３９で増幅された全波整流平滑回路３８の平滑電流をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３３ｄなどとを有している。
【００４２】
制御部３３は、スイッチ回路３０,３４に選択切換信号を出力して複数の交流電流検出回路１３のうちの１つを順次選択させていく。また、制御部３３は、Ａ／Ｄ変換器３３ａ,３３ｂが変換したデジタル信号とＡ／Ｄ変換器３３ｃが変換したデジタル信号とから各負荷の消費電力を演算したり、デジタル信号とＡ／Ｄ変換器３３ｄが変換したデジタル信号とパワーコンディショナ５１の出力電圧とから太陽光発電装置５が発電した発電電力を演算したりする演算部３３Ｅを有している。
【００４３】
なお、パワーコンディショナ５１の出力電圧の検出は交流電圧検出回路１４と同様にして行うのでその構成の説明は省略する。また、制御部３３は、パワーコンディショナ５１が検出した出力電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を有するがこのＡ／Ｄ変換部の説明も省略する。
【００４４】
また、図１に示す蓄電池６０のパワーコンディショナ６１に接続される蓄電量制御装置６は、蓄電池６０の充電制御及び放電制御をおこなう装置である。
【００４５】
例えば、蓄電量制御装置６では、蓄電池６０に夜間電力などの単価の安い電力を充電するようにし、充電された電力を昼間に優先的に使用するような制御をおこなう。また、太陽光発電装置５によって発電が行なわれているときは、まずその発電された電力を消費し、蓄電池６０に蓄電された電力は、太陽光発電装置５の電力では不足する分を補うような制御をおこなう。
【００４６】
また、蓄電量制御装置６では、蓄電池６０の蓄電量の計測をおこない、その計測値を通信部（図示せず）から集計管理装置３に無線で送信させる。
【００４７】
また、この集計管理装置３は、図１に示すように、ルータ４１ａ、ゲートウェイ４１ｂを介してインターネットなどの外部の通信網Ｎに繋がっている。そして、同じく通信網Ｎに接続された外部のサーバ４との間で、計測値などのデータの送受信や制御信号の送受信などをおこなうことができる。
【００４８】
例えば、集計管理装置３のデータ蓄積部(図示せず)に記憶された計測値のデータは、時間単位、日単位又は月単位など設定された間隔毎にサーバ４に送信され、サーバ４では受信したデータに基づいて各種分析をおこなう。また、所定の間隔又は更新情報が生成されたときなどは、サーバ４から設定値や管理値や更新プログラムなどの各種信号を集計管理装置３に送信することもできる。
【００４９】
また、建物Ｈ内のルータ４１ａに接続されたコンピュータ４１は、集計管理装置３と無線でデータの送受信をおこなうことができる構成となっている。
【００５０】
そして、このコンピュータ４１のモニタ（図示せず）に、集計管理装置３のデータ蓄積部に記録された計測値、サーバ４に蓄積された計測値、それらの計測値の統計処理結果、電力消費量の評価などを表示させることができる。また、計測された計測値の詳細データを、リアルタイムにモニタに表示させることもできる。
【００５１】
さらに、コンピュータ４１によって集計管理装置３の設定値を変更したり、集計管理装置３などの制御プログラムの更新を指示したりすることもできる。
［動  作］
次に、上記のように構成される電力監視装置２００の動作について説明する。
【００５２】
先ず、図８に示すように交流電流検出器４０の環状鉄心４１Ａ,４１Ｂを開成させて、この環状鉄心４１Ａ,４１Ｂの輪の中に補助配線２０ｃの一方の電線を配置させて上述のようにして交流電流検出器４０をその一方の電線に取り付ける。次に、計測タップ１００を電源コンセント（図示せず）に差し込み、必要があれば負荷（電力負荷装置）１０Ｆの電源プラグを計測タップ１００のコンセント１２に差し込む。同様に、複数の計測タップ１を他の電源コンセント(図示せず)にそれぞれ差し込み、空調負荷１０Ａ,照明負荷１０Ｂ,家電負荷１０Ｃ,調理負荷１０Ｄ,給湯負荷１０Ｅ…の電源プラグを各計測タップ１のコンセント１２にそれぞれ接続する。
【００５３】
ここでは、例えば空調負荷１０Ａが接続された計測タップ１の交流電流検出回路１３′は第１グループとし、給湯負荷１０Ｅが接続された計測タップ１の交流電流検出回路１３″が第２グループとする。
【００５４】
いま、太陽光発電システムＳの太陽光発電装置５によって発電された直流電力がパワーコンディショナ５１によって交流電力に変換されて分電盤２０に入力され、空調負荷１０Ａ,照明負荷１０Ｂ,家電負荷１０Ｃ,調理負荷１０Ｄ,給湯負荷１０Ｅ…１０Ｆなどに供給されている。
【００５５】
図１に示す交流電流検出器４０は補助配線２０ｃに流れる交流電流を検出し、この検出した交流電流が全波整流平滑回路３８に入力し、ここで全波整流されるとともに平滑され、この平滑された平滑電流がアンプ３９を介して制御部３３のＡ／Ｄ変換部３３ｄへ入力する。制御部３３の演算部３３Ｅは、Ａ／Ｄ変換部３３ｄが変換したデジタル信号とパワーコンディショナ５１の出力電圧とから太陽光発電装置５が発電した発電電力を演算する。
【００５６】
一方、各計測タップ１の交流電流検出回路１３は、各計測タップ１のコンセント１２に接続された負荷に流れる交流電流を検出し、この検出した交流電流がスイッチ回路３０に入力する。
【００５７】
同様にして、他の各計測タップ１の交流電流検出回路１３は、各計測タップ１のコンセント１２に接続された負荷に流れる交流電流を検出し、この検出した交流電流がスイッチ回路３４に入力する。
【００５８】
制御部３３は、選択切換信号を出力して複数の交流電流検出回路１３のうちの１つを選択させる。例えば、空調負荷１０Ａが接続された計測タップ１の交流電流検出回路１３′が選択されると、この交流電流検出回路１３′が検出した交流電流がスイッチ回路３０を介して全波整流平滑回路３１へ入力し、ここで検出された交流電流が全波整流されるとともに平滑される。この平滑された平滑電流がアンプ３２を介して制御部３３のＡ／Ｄ変換部３３ａに入力する。
【００５９】
そして、Ａ／Ｄ変換部３３ａは平滑電流を所定周期でサンプリングしてデジタル信号に変換させ、制御部３３は空調負荷１０Ａに流れる平均電流値を求める。この実施例では、３〜４サイクルを整流して平均電流値を求める。
【００６０】
他方、計測タップ１００の交流電圧検出回路１４は、分岐幹２０ｂの交流電圧を検出する。この検出されて交流電圧は全波整流平滑回路３７によって全波整流されるとともに平滑され、この平滑電圧がローパスフィルタＬＰＦを通過する。ローパスフィルタＬＰＦは平滑電圧の交流分をカットし、直流分のみを通過させるので、ローパスフィルタＬＰＦから実効値電圧が出力されることになる。
【００６１】
制御部３３のＡ／Ｄ変換部３３ｃは、その実効値電圧を所定周期でサンプリングしてデジタル信号に変換し、制御部３３は空調負荷１０Ａの交流電圧の実効値の平均電圧値を求める。
【００６２】
そして、制御部３３の演算部３３Ｅは、空調負荷１０Ａの平均電流値と平均電圧値とから空調負荷１０Ａの消費電力を求める。
【００６３】
次に、制御部３３は、スイッチ回路３４に接続されている複数の交流電流検出回路１３のうちの１つを選択させる。例えば、給湯負荷１０Ｅが接続された計測タップ１の交流電流検出回路１３″が選択されると、この交流電流検出回路１３″が検出した交流電流がスイッチ回路３４を介して全波整流平滑回路３５へ入力し、ここで検出された交流電流が全波整流されるとともに平滑され、上記と同様にして制御部３３のＡ／Ｄ変換部３３ｂにより所定周期でデジタル信号に変換され、給湯負荷１０Ｅに流れる平均電流値が求められる。
【００６４】
この際、Ａ／Ｄ変換部３３ｃは、ローパスフィルタＬＰＦから出力される実効値電圧を所定周期でサンプリングしてデジタル信号に変換し、給湯負荷１０Ｅの交流電圧の実効値の平均電圧値を求める。
【００６５】
そして、制御部３３の演算部３３Ｅは、給湯負荷１０Ｅの平均電流値と平均電圧値とから給湯負荷１０Ｅの消費電力を求める。
【００６６】
同様にして、スイッチ回路３０,３４で交互に複数の交流電流検出回路１３のうちの１つを順次選択していき、各交流電流検出回路１３でそれぞれの負荷に流れる電流を検出させ、この検出した交流電流を全波整流して平滑させ、この平滑電流を所定周期でデジタル信号に変換して平均電流を求め、この平均電流と、Ａ／Ｄ変換部３３ｃによる所定周期でのデジタル信号の変換によって求めた平均電圧とから各負荷の消費電力を求めていく。
【００６７】
制御部３３は、全ての負荷の消費電力を求めたら各消費電力の総計を求め、この総計した全消費電力と太陽光発電装置５が発電した発電電力と比較して、発電電力が全消費電力より大きければ売電と判断し、小さければ買電と判断して売電または買電と、その売電または買電の電力と、各負荷の消費電力を表示部３３Ｄに表示させる。
【００６８】
このように、交流電流検出回路１３,１３′,１３″が検出した交流電流を全波整流平滑回路３１,３５によって全波整流して平滑し、この平滑電流をサンプリングしてＡ／Ｄ変換して平均電流値を求めるものであるから、その平均電流値を求めるためのサンプリングの回数を少なくすることができる。つまり、平滑電流はほぼ一定の直流電流となっているので、平均電流値を求めるためのサンプリング回数は少なくてよいことになる。
【００６９】
さらに、交流電圧検出回路１４が検出した交流電圧は全波整流平滑回路３７によって全波整流されて平滑され、この平滑電圧がローパスフィルタＬＰＦにより実効値電圧となって出力され、この実効電圧をサンプリングしてＡ／Ｄ変換して平均電圧値を求めるものであるから、その平均電圧値を求めるためのサンプリングの回数を平均電流値を求めるよりも少なくすることができる。
【００７０】
このため、制御部３３が行うソフトウエアの処理負荷を低減することができ、さらに、スイッチ回路３０,３４により複数の交流電流検出回路１３のうちの１つを選択して負荷の電力を測定するようにしたものであるから、１つの制御部（ＣＰＵ）３３で測定できる負荷の数を多くすることができる。
【００７１】
また、スイッチ回路３０,３４を交互に切り換えるので、制御部３３のＡ／Ｄ変換部３３ａ,３３ｂを同時にサンプリングしてＡ／Ｄ変換する必要がないので、制御部３３が行うソフトウエアの処理負荷をさらに低減することができ、しかもスイッチ回路３０側の全波整流平滑回路３１で整流して平滑している間、スイッチ回路３４側の電力を求めるたの演算処理をすることができるので全体の計測時間を短縮することができる。
【００７２】
上記実施例では、全波整流平滑回路３１,３５,３７,３８を使用しているが、半波整流平滑回路であってもよい。
【００７３】
また、２つのスイッチ回路３０,３４を用いて負荷を２つのグループに分けているが、これに限定されるものではなく、例えば、１つのスイッチ回路を使用して１つのグループだけであってもよいし、３つ以上のスイッチ回路を使用して負荷を３つ以上のグループに分けてもよい。
【００７４】
上記実施例では、複数の計測タップ１を使用して各家電装置に流れる電流を検出するが、分電盤２０の各分岐幹に流れる電流をそれぞれ検出するようにしてもよい。
【００７５】
また、この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【符号の説明】
【００７６】
１３        交流電流検出回路
１４        交流電圧検出回路
３０        スイッチ回路
３１        全波整流平滑回路（整流平滑回路）
３３        制御部（ＣＰＵ）
３３ａ      Ａ／Ｄ変換部（第１Ａ／Ｄ変換部）
３３ｃ      Ａ／Ｄ変換部（第２Ａ／Ｄ変換部）
３３Ｅ      演算部
３７        全波整流平滑回路（整流平滑回路）
ＬＰＦ      ローパスフィルタ
【図１】
2011242266.tif 000003
【図２】
2011242266.tif 000004
【図３】
2011242266.tif 000005
【図４】
2011242266.tif 000006
【図５】
2011242266.tif 000007
【図７】
2011242266.tif 000008
【図８】
2011242266.tif 000009
【図６】
2011242266.tif 000010
【図９】
2011242266.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月6日(2010.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷にそれぞれ流れる交流電流を各負荷ごとに検出する複数の電流検出センサと、負荷に印加する交流電圧を検出する電圧検出センサと、前記各電流検出センサが検出する交流電流と前記電圧検出センサが検出する交流電圧とに基づいて各負荷の電力を求める制御部とを備えた電力監視装置であって、
前記複数の電流検出センサを１つずつ選択するとともにこの選択した電流検出センサが検出した交流電流を出力するスイッチ回路と、
このスイッチ回路と前記制御部との間に接続され、該スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出した交流電流を整流して平滑する電流用の整流平滑回路と、
前記電圧検出センサが検出する交流電圧を整流して平滑する電圧用の整流平滑回路と、
この電圧用の整流平滑回路が平滑した平滑電圧の直流成分を通過させることにより、前記交流電圧の実効値電圧を出力するローパスフィルタとを備え、
前記制御部は、電流用の整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する電流用のＡ／Ｄ変換部と、前記ローパスフィルタが出力する前記実効値電圧をデジタル信号に変換する電圧用のＡ／Ｄ変換部と、この電流用のＡ／Ｄ変換部および電圧用のＡ／Ｄ変換部が変換したデジタル信号から電力を演算する演算部とを有することを特徴とする電力監視装置。
【請求項２】
前記複数の電流検出センサを少なくとも２つの第１,第２グループに分け、
前記スイッチ回路は、第１グループの電流検出センサのうちの１つを選択する第１スイッチ回路と、第２グループの電流検出センサのうちの１つを選択する第２スイッチ回路とを有し、
前記電流用の整流平滑回路は、第１スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出する交流電流を整流して平滑する第１整流平滑回路と、第２スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出する交流電流を整流して平滑する第２整流平滑回路とを有し、
前記電流用のＡ／Ｄ変換部は、前記第１整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変換部と、前記第２整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換部とを有し、
第１,第２スイッチ回路で第１,第２グループの電流検出センサを交互に選択していき、第１,第２グループの各負荷の電力を求めることを特徴とする請求項１に記載の電力監視装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項１の発明は、複数の負荷にそれぞれ流れる交流電流を各負荷ごとに検出する複数の電流検出センサと、負荷に印加する交流電圧を検出する電圧検出センサと、前記各電流検出センサが検出する交流電流と前記電圧検出センサが検出する交流電圧とに基づいて各負荷の電力を求める制御部とを備えた電力監視装置であって、
前記複数の電流検出センサを１つずつ選択するとともにこの選択した電流検出センサが検出した交流電流を出力するスイッチ回路と、
このスイッチ回路と前記制御部との間に接続され、該スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出した交流電流を整流して平滑する電流用の整流平滑回路と、
前記電圧検出センサが検出する交流電圧を整流して平滑する電圧用の整流平滑回路と、
この電圧用の整流平滑回路が平滑した平滑電圧の直流成分を通過させることにより、前記交流電圧の実効値電圧を出力するローパスフィルタとを備え、
前記制御部は、電流用の整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する電流用のＡ／Ｄ変換部と、前記ローパスフィルタが出力する前記実効値電圧をデジタル信号に変換する電圧用のＡ／Ｄ変換部と、この電流用のＡ／Ｄ変換部および電圧用のＡ／Ｄ変換部が変換したデジタル信号から電力を演算する演算部とを有することを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月18日(2011.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷にそれぞれ流れる交流電流を各負荷ごとに検出する複数の電流検出センサと、負荷に印加する交流電圧を検出する電圧検出センサと、前記各電流検出センサが検出する交流電流と前記電圧検出センサが検出する交流電圧とに基づいて各負荷の電力を求める制御部とを備えた電力監視装置であって、
前記複数の電流検出センサを１つずつ選択するとともにこの選択した電流検出センサが検出した交流電流を出力するスイッチ回路と、
このスイッチ回路と前記制御部との間に接続され、該スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出した交流電流を整流して平滑する電流用の整流平滑回路と、
前記電圧検出センサが検出する交流電圧を整流して平滑する電圧用の整流平滑回路と、
この電圧用の整流平滑回路が平滑した平滑電圧の直流成分を通過させることにより、前記交流電圧の実効値電圧を出力するローパスフィルタとを備え、
前記制御部は、電流用の整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する電流用のＡ／Ｄ変換部と、前記ローパスフィルタが出力する前記実効値電圧をデジタル信号に変換する電圧用のＡ／Ｄ変換部と、この電流用のＡ／Ｄ変換部および電圧用のＡ／Ｄ変換部が変換したデジタル信号から電力を演算する演算部とを有し、
前記制御部は、スイッチ回路の切り換えを所定期間毎に行い、
前記演算部は、電流用の整流平滑回路が交流電流を整流して平滑した前記所定期間の整流平滑電流の平均電流値を、前記電流用のＡ／Ｄ変換部のデジタル信号から求め、この所定期間の前記実行値電圧の平均電圧値を前記電圧用のＡ／Ｄ変換部のデジタル信号から求め、この平均電圧値と前記平均電流値とから負荷の電力を求めることを特徴とする電力監視装置。
【請求項２】
前記複数の電流検出センサを少なくとも２つの第１,第２グループに分け、
前記スイッチ回路は、第１グループの電流検出センサのうちの１つを選択する第１スイッチ回路と、第２グループの電流検出センサのうちの１つを選択する第２スイッチ回路とを有し、
前記電流用の整流平滑回路は、第１スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出する交流電流を整流して平滑する第１整流平滑回路と、第２スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出する交流電流を整流して平滑する第２整流平滑回路とを有し、
前記電流用のＡ／Ｄ変換部は、前記第１整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変換部と、前記第２整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換部とを有し、
第１,第２スイッチ回路で第１,第２グループの電流検出センサを交互に選択していき、第１,第２グループの各負荷の電力を求めることを特徴とする請求項１に記載の電力監視装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項１の発明は、複数の負荷にそれぞれ流れる交流電流を各負荷ごとに検出する複数の電流検出センサと、負荷に印加する交流電圧を検出する電圧検出センサと、前記各電流検出センサが検出する交流電流と前記電圧検出センサが検出する交流電圧とに基づいて各負荷の電力を求める制御部とを備えた電力監視装置であって、
前記複数の電流検出センサを１つずつ選択するとともにこの選択した電流検出センサが検出した交流電流を出力するスイッチ回路と、
このスイッチ回路と前記制御部との間に接続され、該スイッチ回路で選択された電流検出センサが検出した交流電流を整流して平滑する電流用の整流平滑回路と、
前記電圧検出センサが検出する交流電圧を整流して平滑する電圧用の整流平滑回路と、
この電圧用の整流平滑回路が平滑した平滑電圧の直流成分を通過させることにより、前記交流電圧の実効値電圧を出力するローパスフィルタとを備え、
前記制御部は、電流用の整流平滑回路が平滑した平滑電流をデジタル信号に変換する電流用のＡ／Ｄ変換部と、前記ローパスフィルタが出力する前記実効値電圧をデジタル信号に変換する電圧用のＡ／Ｄ変換部と、この電流用のＡ／Ｄ変換部および電圧用のＡ／Ｄ変換部が変換したデジタル信号から電力を演算する演算部とを有し、
前記制御部は、スイッチ回路の切り換えを所定期間毎に行い、
前記演算部は、電流用の整流平滑回路が交流電流を整流して平滑した前記所定期間の整流平滑電流の平均電流値を、前記電流用のＡ／Ｄ変換部のデジタル信号から求め、この所定期間の前記実行値電圧の平均電圧値を前記電圧用のＡ／Ｄ変換部のデジタル信号から求め、この平均電圧値と前記平均電流値とから負荷の電力を求めることを特徴とする。