(57)【要約】【課題】買電電力量と売電電力量の差を容易に把握できる売買電力量計を提供する。【解決手段】電圧入力部１１及び電流入力部１２は、商用電源系統と分散電源との間の電圧及び電流をそれぞれ検出する。電力演算部１６の売買電力検出部１６ａは、電圧入力部１１及び電流入力部１２から入力された電圧及び電流の積を演算することで、瞬時の電力値を求める。電力演算部１６の位相検出部１６ｂは、電圧と電流の位相差の正負を検出することで、買電状態か売電状態かを判断する。電力演算部１６の電力積算部１６ｃは、位相検出部１６ｂによって買電状態と判断されると、記憶部１４から読み出した買電電力量の値に瞬時の電力値を加算して買電電力量を更新し、売電状態と判断されると、記憶部１４から読み出した売電電力量の値に瞬時の電力値を加算して売電電力量を更新しており、買電電力量と売電電力量の差である売買実績値を求めて表示部１３に表示させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源系統と、自然エネルギーを利用した分散電源とを連系させて負荷に電力を供給する分散電源システムに用いられ、
商用電源側から買電する瞬時の買電電力値を検出する買電電力検出部と、商用電源側へ売電する瞬時の売電電力値を検出する売電電力検出部と、買電電力検出部が検出した買電電力値を積算して買電電力量を求める買電電力積算部と、売電電力検出部が検出した売電電力値を積算して売電電力量を求める売電電力積算部と、買電電力量と売電電力量の差である売買実績値を演算により求める売買実績演算部と、売買実績演算部が求めた売買実績値を表示する売買実績表示部とを備えたことを特徴とする売買電力量計。
【請求項２】
商用電源系統と、自然エネルギーを利用した分散電源とを連系させて負荷に電力を供給する分散電源システムに用いられ、
商用電源側から買電する瞬時の買電電力値を検出する買電電力検出部と、商用電源側へ売電する瞬時の売電電力値を検出する売電電力検出部と、買電電力検出部および売電電力検出部の検出結果をもとに、買電電力量と売電電力量との差である売買実績値を求める売買実績演算部と、売買実績演算部が求めた売買実績値を表示する売買実績表示部とを備え、売買実績演算部は、買電電力検出部が瞬時の買電電力値を検出すると当該買電電力値を売買実績値に逐次加算するとともに、売電電力検出部が瞬時の売電電力値を検出すると当該売電電力値を売買実績値から逐次減算することによって売買実績値を求めることを特徴とする売買電力量計。
【請求項３】
商用電源系統と前記分散電源との間の電力線に発生する電圧及び前記電力線に流れる電流を検出し、電圧と電流の積から瞬時の電力値を求めるとともに、電圧と電流の位相差の正負から買電電力値であるか売電電力値であるかを判断する売買電力検出部を備え、当該売買電力検出部で前記買電電力検出部および前記売電電力検出部が構成されたことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の売買電力量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、売買電力量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策の一環として自然エネルギーの利用が図られており、一般住宅においても自然エネルギー利用の分散電源として例えば太陽電池パネルを設置し、太陽電池で発電される直流電力をインバータ回路により交流電力に変換し、商用電源と系統連系運転を行なう太陽光発電システムが提供されている。ここで、負荷で使用される電力が太陽光発電設備の発電電力よりも多い場合は、商用電源系統から不足分の電力が供給され（買電）、逆に負荷で使用される電力が太陽光発電設備の発電電力よりも少ない場合は、余剰分の発電電力が商用電源系統に逆潮流されている（売電）。
【０００３】
ところで、近年の環境保護に対する意識の高まりや電気料金の値上がりなどの影響を受けて、一般家庭での太陽光発電システムの導入は進みつつあるが、その導入コストは依然として高額であるため、太陽光発電システムを導入したユーザにとっては、太陽光発電システムの発電実績や電力の売買状況について非常に強い関心がある。そこで、電力の売買状況をユーザが把握できるように、商用電源側から供給される買電電力、又は、商用電源側に逆潮流させる売電電力を測定する売買電力検出部を設け、売買電力検出部によって検出された買電電力又は売電電力の値を表示装置にデジタル表示する発電システムが従来提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献に開示された発電システムでは、商用電源側から供給される瞬時の買電電力、又は、商用電源側に逆潮流させる瞬時の売電電力を売買電力検出部により検出して、買電電力又は売電電力の値を表示装置に表示しているだけなので、現時点の売買状況が買電か、或いは売電かを把握することは可能であるが、現在までの買電電力量と売電電力量の差（例えば買電が多いか、売電が多いか）を容易に把握することはできなかった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、買電電力量と売電電力量の差を容易に把握できる売買電力量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、商用電源系統と、自然エネルギーを利用した分散電源とを連系させて負荷に電力を供給する分散電源システムに用いられ、商用電源側から買電する瞬時の買電電力値を検出する買電電力検出部と、商用電源側へ売電する瞬時の売電電力値を検出する売電電力検出部と、買電電力検出部が検出した買電電力値を積算して買電電力量を求める買電電力積算部と、売電電力検出部が検出した売電電力値を積算して売電電力量を求める売電電力積算部と、買電電力量と売電電力量の差である売買実績値を演算により求める売買実績演算部と、売買実績演算部が求めた売買実績値を表示する売買実績表示部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、商用電源系統と、自然エネルギーを利用した分散電源とを連系させて負荷に電力を供給する分散電源システムに用いられ、商用電源側から買電する瞬時の買電電力値を検出する買電電力検出部と、商用電源側へ売電する瞬時の売電電力値を検出する売電電力検出部と、買電電力検出部および売電電力検出部の検出結果をもとに、買電電力量と売電電力量との差である売買実績値を求める売買実績演算部と、売買実績演算部が求めた売買実績値を表示する売買実績表示部とを備え、売買実績演算部は、買電電力検出部が瞬時の買電電力値を検出すると当該買電電力値を売買実績値に逐次加算するとともに、売電電力検出部が瞬時の売電電力値を検出すると当該売電電力値を売買実績値から逐次減算することによって売買実績値を求めることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、商用電源系統と分散電源との間の電力線に発生する電圧及び電力線に流れる電流を検出し、電圧と電流の積から瞬時の電力値を求めるとともに、電圧と電流の位相差の正負から買電電力値であるか売電電力値であるかを判断する売買電力検出部を備え、当該売買電力検出部で買電電力検出部および売電電力検出部が構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、買電電力積算部が買電電力値を積算して買電電力量を求めるとともに、売電電力積算部が売電電力値を積算して売電電力量を求め、売買実績演算部が、買電電力量と売電電力量の差を演算することによって売買実績値を求め、この売買実績値を売買実績表示部が表示しているので、ユーザは、売買実績表示部の表示内容から、買電電力量と売電電力量の差を容易に把握することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、売買実績演算部は、買電電力検出部によって検出された瞬時の買電電力値を売買実績値に逐次加算するとともに、売電電力検出部によって検出された瞬時の売電電力値を売買実績値から逐次減算することによって売買実績値を求めており、演算によって求められた売買実績値を売買実績表示部が表示しているので、ユーザは、売買実績表示部の表示内容から、買電電力量と売電電力量の差を容易に把握することができる。また売買実績演算部は、買電電力検出部が求めた買電電力値を売買電力値に逐次加算、売電電力検出部が求めた売電電力値を売買電力値から逐次減算することによって売買実績値を求めているので、買電電力量および売電電力量をそれぞれ積算する場合に比べて、メモリの記憶領域を節約できるという利点もある。
【００１２】
請求項３の発明によれば、電圧と電流の位相差の正負から買電か売電かを判断しているので、１つの売買電力検出部で、買電電力値と売電電力値の両方を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１の売買電力量計のブロック図である。
【図２】同上の売買電力量計を用いた分散電源システムのシステム構成図である。
【図３】同上の売買電力量計に入力される電圧と電流の位相関係を示す図である。
【図４】同上の測定動作を説明するフローチャートである。
【図５】実施形態２の売買電力量計の測定動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１〜図４に基づいて説明する。図２は本実施形態の売買電力量計１を用いる分散電源システムのシステム構成図であり、この分散電源システムは、自然エネルギーを利用した発電を行う分散電源２と、分電盤３と、分電盤３の入力側（電源側）に設けられ、売買実績値を測定して表示する売買電力量計１とを主要な構成として備えている。
【００１６】
分散電源２は、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池パネルおよび太陽電池パネルで発電された直流電力を集電する接続箱を具備した太陽光発電設備２１と、太陽光発電設備２１から供給される直流電力を交流に変換して分電盤３に出力するパワーコンディショナ２２とを備えている。
【００１７】
分電盤３は、電流制限器（リミッタ）ないし主幹ブレーカ（漏電ブレーカ）を含み商用電源系統ＡＣと接続される主幹ブロック３１と、この主幹ブロック３１を介して商用電源系統ＡＣと接続される複数の分岐ブレーカ３２と、パワーコンディショナ２２から供給される交流電源と商用電源系統ＡＣから供給される商用電源とを系統連系して分岐回路に供給する解列開閉器３３とを備えている。
【００１８】
一方、売買電力量計１は、図１のブロック図に示されるように、例えばマイクロコンピュータからなり全般的な制御を行う制御部１０と、電圧入力部１１と、電流入力部１２と、例えば液晶ディスプレイからなる表示部１３と、ＲＡＭやＲＯＭや不揮発性の書き換え可能なメモリなどで構成される記憶部１４と、外部のモニタ機器（図示せず）との間でデータ通信を行う通信部１５とを備えている。また制御部１０の演算機能によって、電力量の積算などの演算処理を行う電力演算部１６が構成されている。
【００１９】
電圧入力部１１は、商用電源系統ＡＣと分電盤３との間の電力線Ｌ１に印加される電圧Ｖ１の電圧値をデジタル値に変換して制御部１０に出力する。
【００２０】
電流入力部１２は、例えばカレントトランスやホール素子センサを具備し、商用電源系統ＡＣと分電盤３との間の電力線Ｌ１に流れる電流Ｉ１の電流値をデジタル値に変換して制御部１０に出力する。
【００２１】
電力演算部１６の売買電力検出部１６ａは、所定の測定間隔が経過する毎に電圧入力部１１及び電流入力部１２から電圧値及び電流値をそれぞれ取り込み、電圧入力部１１から入力される電圧Ｖ１の電圧値（実効値）と、電流入力部１２から入力される電流Ｉ１の電流値（実効値）との積（Ｖ１×Ｉ１）を演算することによって、瞬時の電力値を求める。
【００２２】
電力演算部１６の位相検出部１６ｂは、電圧Ｖ１と電流Ｉ１との位相差θの正負を求めて、位相差θの正負から買電状態か売電状態かを判断しており、買電状態であれば売買電力検出部１６ａが求めた瞬時の電力値を買電電力値とし、売電状態であれば売買電力検出部１６ａが求めた瞬時の電力値を売電電力値とする。
【００２３】
電力演算部１６の電力積算部１６ｃは、売買電力検出部１６ａ及び位相検出部１６ｂにより演算された瞬時の買電電力値又は売電電力値を積算することによって、買電電力量及び売電電力量を求めるとともに、買電電力量と売電電力量の差分を求めることによって売買実績値を算出する。
【００２４】
図３は、商用電源系統ＡＣと分電盤３との間の電力線Ｌ１に印加される電圧Ｖ１と、上記電力線Ｌ１に流れる電流Ｉ１の位相関係を示しており、位相検出部１６ｂでは、電圧Ｖ１及び電流Ｉ１の１又は複数周期分の入力データから、電圧Ｖ１及び電流Ｉ１のピークをそれぞれ求め、電圧Ｖ１のピークと電流Ｉ１のピークとの時間差に基づいて位相差θの正負を判断する。そして、位相差θが正であれば（θ＞０）、位相検出部１６ｂは商用電源系統ＡＣから電源供給を受けている状態（買電状態）と判断し、位相差θが負であれば（θ＜０）、位相検出部１６ｂは商用電源系統ＡＣ側に余剰電力を逆潮流している状態（売電状態）と判断する。
【００２５】
ここにおいて、位相検出部１６ｂにより買電状態と判断された場合、電力積算部１６ｃは、記憶部１４から読み出した買電電力量の積算値に、今回求めた電力値（買電電力値）を加算して、買電電力量の積算値を更新した後、この積算値を記憶部１４に記憶させる。また位相検出部１６ｂにより売電状態と判断された場合、電力積算部１６ｃは、記憶部１４から読み出した売電電力量の積算値に、今回求めた電力値（売電電力値）を加算して、売電電力量の積算値を更新した後、この積算値を記憶部１４に記憶させる。そして、買電電力量又は売電電力量の積算値が更新されると、電力積算部１６ｃは、記憶部１４に記憶された買電電力量および売電電力量の積算結果を読み出して、買電電力量と売電電力量の差である売買実績値を演算により求め、売買実績値の演算結果を表示部１３に表示させる。尚、本実施形態では、売買電力検出部１６ａによって買電電力検出部および売電電力検出部が構成され、電力積算部１６ｃによって買電電力積算部、売電電力積算部、売買実績演算部が構成され、表示部１３によって売買実績表示部が構成される。
【００２６】
図４は本実施形態の測定動作を示すフローチャートであり、このフローチャートを参照して売買電力量計１の測定動作を説明する。
【００２７】
売買電力量計１の電力演算部１６は、所定の測定間隔が経過する毎に、商用電源系統ＡＣと分電盤３との間の電力線Ｌ１に印加される電圧Ｖ１の電圧値を電圧入力部１１から取り込むとともに、電力線Ｌ１に流れる電流Ｉ１の電流値を電流入力部１２から取り込み（図４のステップＳ１）、電圧Ｖ１の電圧値（実効値）と電流Ｉ１の電流値（実効値）の積を求めることによって、瞬時の電力値Ｐを演算により求める（ステップＳ２）。
【００２８】
次に、電力演算部１６の位相検出部１６ｂは、電圧入力部１１及び電流入力部１２がそれぞれ取り込んだ１周期分の電圧Ｖ１，電流Ｉ１の測定データをもとに、電圧Ｖ１と電流Ｉ１の位相差θの正負を検出し（ステップＳ３）、位相差θの正負を判別する（ステップＳ４）。
【００２９】
ここで、位相差θが正であれば、電圧Ｖ１に対して電流Ｉ１が遅れ位相であることから、位相検出部１６ｂは買電状態であると判断し、電力積算部１６ｃは、記憶部１４から読み出した買電電力量Ｐ１に、ステップＳ２で求めた電力値Ｐを加算して、買電電力量の積算値Ｐ１を更新した後（Ｐ１＝Ｐ１＋Ｐ）、更新後の買電電力量Ｐ１を記憶部１４に記憶させる（ステップＳ５）。
【００３０】
一方、位相差θが負であれば、電圧Ｖ１に対して電流Ｉ１が進み位相であることから、位相検出部１６ｂは売電状態であると判断し、電力積算部１６ｃは、記憶部１４から読み出した売電電力量Ｐ２に、ステップＳ２で求めた電力値Ｐを加算して、売電電力量の積算値Ｐ２を更新した後、更新後の売電電力量Ｐ２を記憶部１４に記憶させる（ステップＳ６）。
【００３１】
ステップＳ５又はＳ６の処理を行って買電電力量Ｐ１又は売電電力量Ｐ２の値が更新されると、電力積算部１６ｃは、記憶部１４から買電電力量Ｐ１及び売電電力量Ｐ２の値を読み出し、買電電力量Ｐ１と売電電力量Ｐ２の差（Ｐ１−Ｐ２）を演算することで、売買実績値Ｐ３を求めた後（ステップＳ７）、表示部１３に、ステップＳ２で求めた瞬時の電力値ＰやステップＳ５〜Ｓ７で求めた買電電力量Ｐ１、売電電力量Ｐ２、売買実績値Ｐ３の値を表示部１３に表示させて、測定処理を終了する。
【００３２】
このように本実施形態の売買電力量計１では、買電電力積算部としての電力積算部１６ｃが買電電力値を積算して買電電力量を求めるとともに、売電電力積算部としての電力積算部１６ｃが売電電力値を積算して売電電力量を求め、さらに売買実績演算部としての電力積算部１６ｃが、買電電力量と売電電力量との差分を求めることで売買実績値を演算して表示部１３（売買実績表示部）に表示させているので、ユーザは、表示部１３の表示内容をもとに、買電電力量と売電電力量の差を容易に把握することができる。
【００３３】
また電力演算部１６の売買電力検出部１６ａでは、電圧入力部１１及び電流入力部１２を用いて、商用電源系統と分散電源２との間の電圧Ｖ１および電流Ｉ１を検出し、電圧Ｖ１と電流Ｉ１の積から瞬時の電力値Ｐを求めるとともに、電圧Ｖ１と電流Ｉ１の位相差の正負から買電電力値であるか売電電力値であるかを判断しているので、１つの売買電力検出部（電圧入力部１１、電流入力部１２及び売買電力検出部１６ａからなる）で、買電電力値と売電電力値の両方を検出することができる。
【００３４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２を図５に基づいて説明する。上述した実施形態１の売買電力量計１では、買電電力量および売電電力量をそれぞれ求め、両者の差分をとることで売買実績値を求めているのに対して、本実施形態では、売買電力検出部１６ａが電圧Ｖ１および電流Ｉ１の検出結果から買電電力値Ｐを検出すると、電力積算部１６ｃが買電電力値Ｐを売買実績値Ｐ３に逐次加算し、売買電力検出部１６ａが電圧Ｖ１および電流Ｉ１の検出結果から売電電力値Ｐを検出すると、電力積算部１６ｃが売電電力値Ｐを売買実績値Ｐ３から逐次減算することによって、売買実績値を求めている。尚、電力演算部１６による売買実績値の演算方法を除いては実施形態１と同様であるので、共通の構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００３５】
本実施形態の売買電力量計１による測定動作を図５のフローチャートにしたがって説明する。
【００３６】
売買電力量計１の電力演算部１６は、所定の測定間隔が経過する毎に、商用電源系統ＡＣと分電盤３との間の電力線Ｌ１に印加される電圧Ｖ１の電圧値を電圧入力部１１から取り込むとともに、電力線Ｌ１に流れる電流Ｉ１の電流値を電流入力部１２から取り込み（図５のステップＳ１１）、電圧Ｖ１の電圧値（実効値）と電流Ｉ１の電流値（実効値）の積を求めることによって、瞬時の電力値Ｐを演算により求める（ステップＳ１２）。
【００３７】
次に、電力演算部１６の位相検出部１６ｂは、電圧入力部１１及び電流入力部１２がそれぞれ取り込んだ１周期分の電圧Ｖ１，電流Ｉ１の測定データをもとに、電圧Ｖ１と電流Ｉ１の位相差θの正負を検出し（ステップＳ１３）、位相差θの正負を判別する（ステップＳ１４）。
【００３８】
ここで、位相差θが正であれば、電圧Ｖ１に対して電流Ｉ１が遅れ位相であることから、位相検出部１６ｂは買電状態であると判断し、電力積算部１６ｃは、記憶部１４から読み出した売買実績値Ｐ３の値に、ステップＳ１２で求めた電力値Ｐを逐次加算して、売買実績値Ｐ３の値を更新した後（Ｐ３＝Ｐ３＋Ｐ）、更新後の売買実績値Ｐ３を記憶部１４に記憶させる（ステップＳ１５）。
【００３９】
一方、位相差θが負であれば、電圧Ｖ１に対して電流Ｉ１が進み位相であることから、位相検出部１６ｂは売電状態であると判断し、電力積算部１６ｃは、記憶部１４から読み出した売買実績値Ｐ３の値から、ステップＳ１２で求めた電力値Ｐを逐次減算して、売買実績値Ｐ３の値を更新した後（Ｐ３＝Ｐ３−Ｐ）、更新後の売買実績値Ｐ３を記憶部１４に記憶させる（ステップＳ１６）。
【００４０】
ステップＳ１５又はＳ１６の処理を行って売買実績値Ｐ３の値を更新すると、電力演算部１６は、ステップＳ２で求めた瞬時の電力値や売買実績値Ｐ３の値を表示部１３に表示させて（ステップＳ１７）、測定処理を終了する。
【００４１】
このように本実施形態の売買電力量計１では、買電電力検出部としての売買電力検出部１６ａが、電圧入力部１１及び電流入力部１２からそれぞれ取り込んだ電圧Ｖ１及び電流Ｉ１の値をもとに、瞬時の買電電力値を検出すると、売買実績演算部としての電力積算部１６ｃが、記憶部１４から読み出した売買実績値Ｐ３に買電電力値を逐次加算するとともに、売電電力検出部としての売買電力検出部１６ａが、電圧Ｖ１及び電流Ｉ１の値から瞬時の売電電力値を検出すると、売買実績演算部としての電力積算部１６ｃが、記憶部１４から読み出した売買実績値Ｐ３に売電電力値を逐次加算することによって、売買実績値Ｐ３の値を更新している。そして、売買実績表示部としての表示部１３が、電力演算部１６の求めた売買実績値Ｐ３の値を表示しているので、ユーザは、表示部１３の表示内容から、買電電力量と売電電力量の差を容易に把握することができる。また電力積算部１６ｃは、売買電力検出部１６ａによって検出された瞬時の買電電力値を売買実績値Ｐ３に逐次加算するとともに、売買電力検出部１６ａによって検出された瞬時の売電電力値を売買実績値Ｐ３から逐次減算することによって、買電電力量と売電電力量の差である売買実績値Ｐ３を求めているので、買電電力量および売電電力量をそれぞれ積算する場合に比べて、メモリの記憶領域を節約できるという利点もある。
【００４２】
尚、上述の各本実施形態では太陽電池を利用した分散電源２を例に説明を行っているが、例えば風力発電や水力発電などの自然エネルギーを利用した分散電源でもよいことは言うまでもない。また上述の各実施形態では、売買電力検出部１６ａが、電圧入力部１１及び電流入力部１２から取り込んだ電圧及び電流の検出結果をもとに、買電電力値と売電電力値の両方を演算により求めているが、買電電力を検出する買電電力検出部と、売電電力値を検出する売電電力検出部を別々に設けてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  売買電力量計
２  分散電源
４  負荷
１０  制御部
１１  電圧入力部
１２  電流入力部
１３  表示部（売買実績表示部）
１４  記憶部
１５  通信部
１６  電力演算部
１６ａ  売買電力検出部（買電電力検出部、売電電力検出部）
１６ｂ  位相検出部
１６ｃ  電力積算部（買電電力積算部、売電電力積算部、売買実績演算部）
ＡＣ  商用電源系統
【図１】
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【図２】
2011095059.tif 000004
【図３】
2011095059.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011095059.tif 000007