(57)【要約】【課題】需要家が複数の自家発電設備を有する場合、特別の装置を必要とせず簡易に、一部の自家発電設備による余剰電力のみを計測する方法を提供する。【解決手段】太陽電池１の太陽電池側出力配線１２（第１の出力配線）を電力量計５の電源側端子６に接続する。一方、燃料電池３の燃料電池側出力配線１１（第２の出力配線）は、電力量計５の負荷側端子８に接続する。したがって、太陽電池１の出力は前記需要負荷に直接供給される。燃料電池３の出力は前記電力量計を逆方向に通過してから前記需要負荷に供給される。  このように、燃料電池３の燃料電池側出力配線１１を電力量計５の負荷側端子８に接続するだけで、太陽電池１による余剰電力のみを計測することができる。【選択図】図２
2011099780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統と需要家の需要負荷との間に逆潮流の電力量を計測する電力量計を設置し、
需要家が有する複数の自家発電設備のうち、一部の自家発電設備の出力配線である第１の出力配線を前記電力量計の需要負荷側に接続し、
前記自家発電設備のうちその他の自家発電設備の出力配線である第２の出力配線を前記電力量計の電力系統側に接続して、
前記電力量計は前記一部の自家発電設備が出力した電力のうち、前記需要負荷の消費電力量をまかなった残りの余剰電力量を計測することを、
特徴とする自家発電設備の出力配線の接続方法。
【請求項２】
電力系統と需要家の需要負荷との間に逆潮流の電力量を計測する誘導形電力量計を設置し、
需要家が有する複数の自家発電設備うち、一部の自家発電設備の出力配線である第１の出力配線と、その他の自家発電設備の出力配線である第２の出力配線を、需要家の需要負荷に接続し、
前記需要負荷から電力系統に接続される第３の出力配線を、前記誘導形電力量計の電流コイルに巻き付け、
前記第２の出力配線を、前記第３の出力配線により生じる磁界を打ち消すように前記電流コイルに巻き付けることを、
特徴とする自家発電設備の出力配線の接続方法。
【請求項３】
電力系統と需要家の需要負荷との間に逆潮流の電力量を計測する電子式電力量計を設置し、
需要家が有する複数の自家発電設備うち、一部の自家発電設備の出力配線である第１の出力配線と、その他の自家発電設備の出力配線である第２の出力配線を、需要家の需要負荷に接続し、
前記需要負荷から電力系統に接続される第３の出力配線を、前記電子式電力量計の計器用変流器に貫通させ、
前記第２の出力配線を、前記第３の出力配線を流れる電流と逆方向に電流が流れるように前記計器用変流器に貫通させることを、
特徴とする自家発電設備の出力配線の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の自家発電設備による余剰電力量のみを計測するための、自家発電設備の出力配線の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、需要家が自家発電設備を持つようになってきており、今後は複数の種類の自家発電設備を併設する需要家が増えることが予想される。自家発電設備としては、再生可能エネルギー（太陽、風力、地熱、水力などの自然エネルギー）を利用するものと、枯渇性エネルギー（石油、ガスなど）を利用するものとに大別することができる。
【０００３】
この場合、自然エネルギーの有効利用の観点から、再生可能エネルギーを利用した発電設備の設置が奨励される。そこで、太陽電池などの再生可能エネルギーによる発電設備の発電電力が需要家で消費するすべての電力を超えた余剰電力を電力供給事業者が買い取り、燃料電池などの枯渇性エネルギーによる発電設備の発電電力は買取の対象外とする場合も想定される。
【０００４】
図１は従来の自家発電設備の出力配線の接続図である。従来は図１に示すように、需要家が自家発電設備として太陽電池１と燃料電池３を有する場合、太陽電池側出力配線１２と燃料電池側出力配線１１を電力量計５の電源側端子６に接続している。電源側端子６には、需要負荷２が負荷側配線７によって接続され、電力量計５が結合出力配線２１によって接続されている。電力量計５の負荷側端子８は電力系統４に接続され、電力量計５は需要負荷２から電力系統４へと向かう逆潮流の電力量を計測する。
【０００５】
この接続例では、太陽電池１の出力３ｋＷと燃料電池３の出力１ｋＷで合計４ｋＷが需要負荷２に供給され、需要負荷で２．５ｋＷ消費され、１．５ｋＷが電力系統４に逆潮流する。この接続例では発電設備の区別がなく、電力量計５は電力系統４に逆潮流する総電力量を計測するに過ぎない。したがって、買取の対象である太陽電池１による余剰電力０．５ｋＷのみを計測することはできない。
【０００６】
なお、太陽電池１、燃料電池３は直流発電であるため、実際には太陽電池側出力配線１２、燃料電池側出力配線１１に直流交流変換装置および周波数位相同期装置が接続される。これは、以下の図２、図３、図４においても同様である。
【０００７】
この問題を解決するには、特許文献１にある「電力使用状態監視方法およびその装置」を利用することが考えられる。この装置は、引き込み線に設置した計測部で瞬時電力、電力量を計測演算し、それを表示部に送信する。瞬時電力、電力量を受信した表示部では、電力量、契約料金等を演算表示するものである。
【０００８】
この装置を利用して図１において太陽電池１による余剰電力０．５ｋＷのみを計測するためには、太陽電池側出力配線１２に計測部を設置して太陽電池１の発電電力３ｋＷを計測し、負荷側配線７に計測部を設置して需要負荷２の消費電力２．５ｋＷを計測する。それらの計測データを表示部へ送信し、表示部で前記発電電力３ｋＷから前記消費電力２．５ｋＷを差し引き、太陽電池１による余剰電力０．５ｋＷを演算する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１９３６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１の方法では、計測部２個、表示部（演算処理を行う装置）１個を必要とするため、コスト高となり、またスペースも要する。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、需要家が複数の自家発電設備を有する場合、特別の装置を必要とせず簡易に、一部の自家発電設備による余剰電力のみを計測する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる自家発電設備の出力配線の接続方法は、電力系統と需要家の需要負荷との間に逆潮流の電力量を計測する電力量計を設置し、需要家が有する複数の自家発電設備のうち、一部の自家発電設備の出力配線である第１の出力配線を前記電力量計の需要負荷側に接続し、前記自家発電設備のうちその他の自家発電設備の出力配線である第２の出力配線を前記電力量計の電力系統側に接続して、前記電力量計は前記一部の自家発電設備が出力した電力のうち、前記需要負荷の消費電力量をまかなった残りの余剰電力量を計測することを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる他の自家発電設備の出力配線の接続方法は、電力系統と需要家の需要負荷との間に逆潮流の電力量を計測する誘導形電力量計を設置し、需要家が有する複数の自家発電設備うち、一部の自家発電設備の出力配線である第１の出力配線と、その他の自家発電設備の出力配線である第２の出力配線を、需要家の需要負荷に接続し、前記需要負荷から電力系統に接続される第３の出力配線を、前記誘導形電力量計の電流コイルに巻き付け、前記第２の出力配線を、前記第３の出力配線により生じる磁界を打ち消すように前記電流コイルに巻き付けることを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかる他の自家発電設備の出力配線の接続方法は、電力系統と需要家の需要負荷との間に逆潮流の電力量を計測する電子式電力量計を設置し、需要家が有する複数の自家発電設備うち、一部の自家発電設備の出力配線である第１の出力配線と、その他の自家発電設備の出力配線である第２の出力配線を、需要家の需要負荷に接続し、前記需要負荷から電力系統に接続される第３の出力配線を、前記電子式電力量計の計器用変流器に貫通させ、前記第２の出力配線を、前記第３の出力配線を流れる電流と逆方向に電流が流れるように前記計器用変流器に貫通させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電力量計の出力配線の接続方法を変えるだけで、何ら特別の装置を必要とせず簡易に、一部の自家発電設備による余剰電力のみを計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の自家発電設備の出力配線の接続図である。
【図２】実施形態に係る自家発電設備の出力配線の接続図である。
【図３】誘導形電力量計を用いた場合の自家発電設備の出力配線の接続図である。
【図４】電子式電力量計を用いた場合の自家発電設備の出力配線の接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
本実施形態では、一部の自家発電設備（再生可能エネルギーを利用した発電設備）として太陽電池が１台、その他の自家発電設備（枯渇性エネルギーを利用した発電設備）として燃料電池が１台設置されている場合について説明する。
【００１９】
なお、一部の自家発電設備としては太陽電池の他、風力発電など再生可能エネルギーの発電設備が複数台設置されていてもよい。またその他の自家発電設備としては、燃料電池の他、ディーゼル発電、コジェネシステムといった枯渇性エネルギーの発電設備が複数台設置されていてもよい。
【００２０】
ここで燃料電池とは、水の電気分解とは逆に、水素と酸素を反応させて電気を取り出すもので、水素と酸素のもつ化学エネルギーを電気エネルギーに変換する発電設備のことをいう。
【００２１】
図２は実施形態に係る自家発電設備の出力配線の接続図である。
図２に示すように、電力系統４と需要家の需要負荷２との間に、逆潮流の電力量を計測する電力量計５を設置している。電力量計５は、電源側端子６から負荷側端子８に向かって流れる電力量を計測し、逆方向の電流は単に通過させる。電源側端子６には需要負荷２が負荷側配線７によって接続され、負荷側端子８には電力系統４が接続されている。
【００２２】
そして太陽電池１の太陽電池側出力配線１２（第１の出力配線）を電力量計５の電源側端子６に接続する。一方、燃料電池３の燃料電池側出力配線１１（第２の出力配線）は、電力量計５の負荷側端子８に接続する。したがって、太陽電池１の出力は前記需要負荷に直接供給される。燃料電池３の出力は前記電力量計を逆方向に通過してから前記需要負荷に供給される。
【００２３】
具体例として太陽電池１では３ｋＷ発電し、燃料電池３では１ｋＷ発電し、需要負荷２では２．５ｋＷを消費しているとする。すると上記の接続構成では、出力３ｋＷの太陽電池１で需要負荷２に２．５ｋＷ電力供給した残りの余剰電力０．５ｋＷのみが電力量計５の電源側端子６から負荷側端子８に向かって流れ、計測される。燃料電池３の出力１ｋＷは、余剰電力０．５ｋＷと電力量計５の負荷側端子８で合流し、１．５ｋＷの電力が電力系統４に逆潮流として流れる。
【００２４】
仮に需要負荷２の消費電力量が太陽電池１の発電量を上回った場合、燃料電池３の電力が需要負荷２に供給される。しかしこの場合には、電流は負荷側端子８から電源側端子６へ流れるため、電力量計５では計測されない。
【００２５】
このように、燃料電池３の燃料電池側出力配線１１を電力量計５の負荷側端子８に接続するだけで、太陽電池１による余剰電力０．５ｋＷのみを計測することができる。即ち、電力量計の出力配線の接続方法を変えるだけで、何ら特別の装置を必要とせず簡易に、一部の自家発電設備による余剰電力のみを計測することができる。
【００２６】
図３は誘導形電力量計を用いた場合の自家発電設備の出力配線の接続図である。
誘導形電力量計は、電流コイル９と電圧コイル１０に流れる電力によってアルミニウム円板１３に渦電流を発生させ回転させる。アルミニウム円板１３は回転軸１５によって回転可能に軸支されており、制御用永久磁石１４によって磁気的に回転負荷を与えられており、渦電流によって回転する。アルミニウム円板１３の回転速度は電力に比例しており、このアルミニウム円板１３の回転数を計量装置１６によって数えることで積算電力量を計測するしくみである。なお、アルミニウム円板１３は逆回転防止用のツメが設けられており、一方向に流れる電力量のみを計測し、逆方向に流れる電力は単に通過させる。
【００２７】
図３に示すように、太陽電池１の太陽電池側出力配線１２（第１の出力配線）と燃料電池３の燃料電池側出力配線１１（第２の出力配線）を、誘導形電力量計の電源側端子６に接続し、電源側端子６と需要負荷２とを負荷側配線７によって接続する。これにより、需要負荷２には太陽電池１および燃料電池３の電力が直接供給される。また、電源側端子６において太陽電池側出力配線１２と燃料電池側出力配線１１が結合された結合出力配線２１（第３の出力配線）を、誘導形電力量計の電流コイル９に巻き付ける。
【００２８】
ここでさらに、燃料電池側出力配線１１を、結合出力配線２１と同じ巻き方向で、逆方向に電流が流れるように電流コイル９に巻き付ける。すなわち、燃料電池側出力配線１１を、結合出力配線２１により生じる磁界を打ち消すように電流コイル９に巻き付ける。
【００２９】
具体例として、太陽電池１の出力３ｋＷと燃料電池３の出力１ｋＷで合計４ｋＷが需要負荷２に供給され、需要負荷で２．５ｋＷ消費されるため、１．５ｋＷが結合出力配線２１を流れる。一方、電流コイル９に巻きつけられた燃料電池側出力配線１１には、燃料電池３の出力１ｋＷが結合出力配線２１の電力１．５ｋＷと逆方向に流れる。
【００３０】
このため、電流コイル９では、電力１．５ｋＷにより生じる磁界が燃料電池３の出力１ｋＷにより生じる磁界により打ち消され、０．５ｋＷ分の磁界が残ることとなり、太陽電池１による余剰電力０．５ｋＷが誘導形電力量計で計測される。
【００３１】
このように、電流コイル９に電流が結合出力配線２１と逆方向に流れるように燃料電池側出力配線１１を巻きつけるだけで、太陽電池１による余剰電力のみを計測することができる。
【００３２】
ここで、出力配線と電流コイル９の構成としては、一つの電流コイル９に二つの出力配線を巻きつける構成に限られず、１つのアルミニウム円板１３に対して２つの電流コイル９を備え、二つの電流コイル９にそれぞれ出力配線を巻きつける構成としてもよい。
【００３３】
なお、図３の場合とは逆に、太陽電池１の出力が１ｋＷ、燃料電池３の出力が３ｋＷの場合を考える。このときも、合計４ｋＷから需要負荷２に２．５ｋＷ電力供給した後の余剰電力１．５ｋＷが結合出力配線２１に流れる。
【００３４】
一方、電流コイル９に巻きつけられた燃料電池側出力配線１１には燃料電池３の出力３ｋＷが、結合出力配線２１の電力１．５ｋＷと逆方向に流れる。
【００３５】
この場合、電流コイル９には燃料電池３の出力３ｋＷと余剰電力１．５ｋＷの差分１．５ｋＷによる磁界が図３と逆方向に発生する。しかし、上記したように誘導形電力量計のアルミニウム円板１３は逆回転を防止する逆回転防止用のツメが設けられているため、計測を行わない。
【００３６】
図４は、電子式電力量計を用いた場合の自家発電設備の出力配線の接続図である。
ここで、電子式電力量計は、計器用変流器１７で発生した電流を電流変換部１８で電流値にＡＤ変換し、電圧変換部２０で電圧値を測定し、演算部１９によって電圧値と電流値を乗算して電力を算出している。計器用変流器１７は具体的にはコイルであって、内部を貫通する電線を流れる電流によって誘導形起電力を生じ、１次側と２次側の巻数比に逆比例した電流が生じる。電流変換部１８は、逆潮流を測定するために、電源側端子６から負荷側端子８に向かって流れる電流のみについてＡＤ変換し、逆方向の電流は無視するように設定されている。
【００３７】
図４に示すように、太陽電池１の太陽電池側出力配線１２（第１の出力配線）と燃料電池３の燃料電池側出力配線１１（第２の出力配線）を、電子式電力量計の電源側端子６に接続し、電源側端子６と需要負荷２とを負荷側配線７によって接続する。これにより、需要負荷２には太陽電池１および燃料電池３の電力が直接供給される。また、電源側端子６において太陽電池側出力配線１２と燃料電池側出力配線１１が結合された結合出力配線２１（第３の出力配線）を、電子式電力量計５の計器用変流器１７に貫通させる。
【００３８】
ここでさらに、燃料電池側出力配線１１は、結合出力配線２１を流れる電流と逆方向に電流が流れるように計器用変流器１７に貫通させる。
【００３９】
具体例として、太陽電池１の出力３ｋＷと燃料電池３の出力１ｋＷで合計４ｋＷが需要負荷２に供給され、需要負荷で２．５ｋＷ消費されるため、電力１．５ｋＷが結合出力配線２１に流れる。一方、計器用変流器１７に貫通させた燃料電池側出力配線１１には、燃料電池３の出力１ｋＷが結合出力配線２１の電力１．５ｋＷと逆方向に流れる。
【００４０】
このため、計器用変流器１７では、電力１．５ｋＷと燃料電池出力１ｋＷの差分０．５ｋＷに対応する電流が流れるため、太陽電池１による余剰電力０．５ｋＷのみが電子式電力量計で計測される。
【００４１】
このように、計器用変流器１７に燃料電池側出力配線１１と結合出力配線２１を逆方向に電流が流れるように貫通させるだけで、太陽電池１による余剰電力のみを計測することができる。
【００４２】
ここで、出力配線と計器用変流器および電流変換部の構成としては、一組の計器用変流器１７および電流変換部１８に二つの出力配線（燃料電池側出力配線１１と結合出力配線２１）を貫通させる構成に限られず、二組の計器用変流器１７および電流変換部１８にそれぞれ出力配線を貫通させる構成としてもよい。
【００４３】
なお、図４の場合とは逆に、太陽電池１の出力が１ｋＷ、燃料電池３の出力が３ｋＷの場合を考える。このときも、合計４ｋＷから需要負荷２に２．５ｋＷ電力供給した後の余剰電力１．５ｋＷが結合出力配線２１に流れる。
【００４４】
一方、計器用変流器１７に貫通させた燃料電池側出力配線１１には、燃料電池３の出力３ｋＷが結合出力配線２１の電力１．５ｋＷと逆方向に流れる。
【００４５】
この場合、計器用変流器１７には燃料電池３の出力３ｋＷと余剰電力１．５ｋＷの差分１．５ｋＷに対応する電流が図４と逆方向に発生する。しかし、上記したように電流変換部１８は逆方向の電流を無視するため、計測は行われない。
【符号の説明】
【００４６】
１  太陽電池
２  需要負荷
３  燃料電池
４  電力系統
５  電力量計
６  電源側端子
７  負荷側配線
８  負荷側端子
９  電流コイル
１０  電圧コイル
１１  燃料電池側出力配線
１２  太陽電池側出力配線
１３  アルミニニウム円盤
１４  制御用永久磁石
１５  回転軸
１６  計量装置
１７  計器用変流器
１８  電流変換部
１９  演算部
２０  電圧変換部
２１  結合出力配線
【図１】
2011099780.tif 000003
【図２】
2011099780.tif 000004
【図３】
2011099780.tif 000005
【図４】
2011099780.tif 000006