(57)【要約】【課題】ユーティリティメータの積算電力を検出し補正するための方法およびシステムを提供する。【解決手段】システムはユーティリティメータを含む。ユーティリティメータは、電力の使用量、発電量またはそれらの組み合わせを検出するように構成された第１のセンサーと、第１のセンサーから電圧、電流の測定値またはそれらの組み合わせの誤差を検出し補正するように構成された電力検出および補正システムとを含む。電力検出および補正システムは、ユーティリティメータのメモリに保存されたプログラムを実行するように構成されたプロセッサを含む。【選択図】図１
2015078937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の使用量、発電量またはそれらの組み合わせを検出するように構成された第１のセンサーと、
前記第１のセンサーから電圧、電流の測定値またはそれらの組み合わせの誤差を検出し補正するように構成された電力検出および補正システムとを含むユーティリティメータを含むシステムであって、電力検出および補正システムは、ユーティリティメータのメモリに保存されたプログラムを実行するように構成されたプロセッサを含むシステム。
【請求項２】
前記誤差が前記電流のＤＣオフセット成分の測定値を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記誤差が負の電力値の計算を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のセンサーが変流器を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のセンサーが、エンドユーザによって使用された電力使用量の表示を提供するように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のセンサーが、エンドユーザによって発電された電力の表示を提供するように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記電力検出および補正システムが、プロセッサおよびメモリを含む電子基板を含み、前記メモリは前記誤差を検出し補正するように命令でフラッシュ更新されるように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記電力検出および補正システムが、前記電圧および前記電流の測定値を使用して、ある時間間隔にわたって、前記電力の使用量、発電量、またはそれらの組み合わせを積算するように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記電力検出および補正システムが、前記電力の積算の絶対値を計算するように構成されている、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記電力の使用量、発電量、またはそれらの組み合わせを検出するように構成されている第２のセンサーを含み、前記第１のセンサーが第１相の第１の電流を検出するように構成され、前記第２のセンサーが、前記第１相と異なる第２相の第２の電流を検出するように構成され、前記電力検出および補正システムが、第１相の第１の電流の測定値および第２相の第２の電流の測定値の誤差を検出し補正するように構成された、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記ユーティリティメータが高度計量インフラストラクチャ（ＡＭＩ）スマートメータを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
電圧を測定し、
電流を測定し、
ある時間間隔にわたって測定された電圧および測定された電流を使用して電力を算出し、
前記算出された電力が時間間隔にわたって送られているかどうかを判断し、前記算出された電力が時間間隔にわたって送られている場合、前記算出された電力をユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算に加算し、
前記算出された電力が時間間隔にわたって受け取られているかどうかを判断し、前記算出された電力が時間間隔にわたって受け取られている場合、前記算出された電力をユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算から減算するように構成された、電力検出および補正命令を含む有形の機械読取り可能媒体を含むシステム。
【請求項１３】
前記ユーティリティメータが、前記電力検出および補正命令を保存するように構成された有形の機械読取り可能媒体を含む、スマート電力メータを含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記電力検出および補正命令が、ある時間間隔にわたって測定された電圧および測定された電流の１つまたは複数の積を合計することによって、前記電力を算出するように構成された命令を含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記電力検出および補正命令が、前記算出された電力の絶対値を算出することによって、前記電力を算出する命令を含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
前記算出された電力の絶対値を算出する命令が、前記算出された電力の最上位ビット（ＭＳＢ）を正の値を反映するように調整する命令を含む、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記電力検出および補正命令が、前記算出された電力の誤差を補正するように、前記算出された電力を前記ユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算に加算する命令、および前記算出された電力を前記ユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算から減算する命令、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１８】
ユーティリティメータのセンサーによって生成された電圧、電流、またはそれらの組み合わせの測定値に関連する誤差を検出するステップであって、前記センサーがエンドユーザによって使用された電力使用量、エンドユーザによって発電された発電量、およびそれらの組み合わせの表示を提供するように構成されたステップと、
実際の電力使用量または発電量の値を生成することによって誤差を補正するステップとを含む方法。
【請求項１９】
前記誤差を補正するように、ある時間間隔にわたって測定された電圧および測定された電流の１つまたは複数の積の絶対値を合計するステップを含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記誤差を補正するように、前記電力使用量を前記ユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算に加算するステップと、前記発電量を前記ユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算から減算するステップとを含む、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に検出および補正に関し、より詳細には、ユーティリティメータの積算電力を検出し補正するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートグリッドなどのインフラストラクチャは、センサーを備えた多様なシステムおよび構成部品を含む。スマートグリッドの例では、システムは発電システム、送電システム、メータ、デジタル通信システム、制御システム、およびそれらの関連構成部品を含むことができる。ある種のメータは様々なセンサーを含む。残念なことに、メータは不正確な電力使用量および発電量を記録する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７５４１８００号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
当初にクレームされた発明と範囲が等しいある実施形態の概要を以下で述べる。これらの実施形態はクレームされた発明の範囲を制限するものではなく、これらの実施形態は本発明の可能な形態の概要を提供するためのものに過ぎない。実際、本発明は、以下に記載する実施形態と同様のまたは異なることができる多様な形態を包含することができる。
【０００５】
一実施形態では、システムはユーティリティメータを含む。ユーティリティメータは、電力の使用量、発電量またはそれらの組み合わせを検出するように構成された第１のセンサーと、第１のセンサーから電圧、電流の測定値またはそれらの組み合わせの誤差を検出し補正するように構成された電力検出および補正システムを含む。電力検出および補正システムは、ユーティリティメータのメモリに保存されたプログラムを実行するように構成されたプロセッサを含む。
【０００６】
第２の実施形態では、システムは、電圧を測定し、電流を測定し、ある時間間隔にわたって測定された電圧および測定された電流を使用して電力を算出するように構成された、電力検出および補正命令を含む、有形の機械読取り可能媒体を含む。電力検出および補正命令は、算出された電力が時間間隔にわたって送られているかどうかを判断し、算出された電力が時間間隔にわたって送られている場合、算出された電力をユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算に加算するように構成されている。電力検出および補正命令は、算出された電力が時間間隔にわたって受け取られているかどうかを判断し、算出された電力が時間間隔にわたって受け取られている場合、算出された電力をユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算から減算するように構成されている。
【０００７】
第３の実施形態では、方法は、ユーティリティメータのセンサーから、電圧、電流の測定値、またはそれらの組み合わせに関連する誤差を検出することを含む。センサーは、エンドユーザによって使用された電力使用量、エンドユーザによって発電された発電量、またはそれらの組み合わせの表示を提供するように構成されている。
【０００８】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の詳細な説明を、図面を通して同様の参照符号は同様の部品を表す添付の図面と併せて読めば、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インテリジェント発電、送電および配電インフラストラクチャ（例えば、スマートグリッドインフラストラクチャ）システムの実施形態のブロック図である。
【図２】図１のシステムに含まれる電力検出および補正メータシステムの実施形態の概略図である。
【図３】実施形態による図２の電力検出および補正メータシステムの電圧、電流および電力出力の図である。
【図４】実施形態による図２の電力検出および補正メータシステムの電圧、電流、電圧と電流とのゼロ交差のシフトおよび電力出力の図である。
【図５】図２の電力検出および補正メータシステムにおける電力の積算を検出し補正するのに適したプロセスの実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の特定の実施形態を以下で説明する。これらの実施形態の詳細な説明を提供するために、実際の実装のすべての特徴が本明細書で説明されるとは限らない。そのような実際の実装の開発では、あらゆる技術または設計プロジェクトと同様に、実装固有の多くの判断は、実装ごとに異なり得る、システム関連および事業関連の制約の遵守など、開発者固有の目的を達成するためになされなければならないことを理解されたい。さらに、そのような開発努力は複雑で時間がかかることがあるが、本開示の利益を有する当業者にとっては、設計、製作および製造の日常的な作業となることを理解されたい。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を紹介するとき、冠詞である「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、１つまたは複数の要素が存在することを意味するものである。「備える」、「含む」および「有する」という用語は、包括的であり、列挙された要素以外のさらなる要素が存在する可能性があることを意味するものである。
【００１２】
電気スマートグリッドなどのある種のインフラストラクチャは、様々な相互接続されたシステムおよび構成部品を含むことができる。例えば、スマートグリッドは、発電システム、送配電システム、計量システム、デジタル通信システム、制御システム、およびそれらの関連構成部品を含むことができる。スマートメータは、水道、電気、ガスなどのユーティリティの消費に関連する多くの機能を含む。例えば、スマートメータは、電気事業者などのユーティリティ事業者が、消費者のユーティリティの使用を遠隔監視できるようにする。スマートメータは、消費者が使用しまたは発電する電力量を検出し測定するように、多くのセンサーを含むこともできる。しかし、交流電流（ＡＣ）信号がＡＣ信号の直流電流（ＤＣ）成分によってオフセットされている場合、消費および／または発電された電力のシフトまたは変形は、センサーの物理的反応によって明らかになろう。結果として、電力使用量または発電量の不正確な積算がなされることがある。例えば、消費者は使用した電力の正確な総計についてユーティリティから請求されないことがあり、同様に、消費者は発電した電力の正確な総計についてユーティリティによって貸方記入がされないことがある。
【００１３】
本実施形態は、スマートメータによって測定され記録された電力の積算の検出および補正を含む。所与の時間間隔にわたって消費者または他のロードに送られ、または受け取られた電力の絶対値を検出し、記録し、算出し、電力の総積算を合計することによって、本明細書で説明されるシステムおよび方法は、スマートメータが、ある時間間隔にわたって使用されまたは発電された電力を正の値として算出し測定し、消費者または他のロードに送られ、または受け取られた電力の正確な積算を得ること確かにすることができる。さらに理解されるように、本明細書で説明される技術は、ハードウェア構成部品を追加（または除去）することなく、既存のスマートメータに組み込むことができる。
【００１４】
上記を考慮すると、図１に示す例示的なスマートグリッドシステム１０などのインフラストラクチャの実施形態を説明することが有用となり得る。図示するように、スマートグリッドシステム１０は１つまたは複数のユーティリティ１２を含むことができる。ユーティリティ１２は、スマートグリッドシステム１０の監視作業を行うことができる。例えば、ユーティリティ制御センター１４は、１つまたは複数の発電所１６および交流発電所１８によって生産された電力を監視し指示することができる。発電所１６は、ガス、石炭、バイオマス、および燃料のためのその他の炭素生成物を使用する発電所などの従来の発電所を含むことができる。交流発電所１８は、太陽光、風力、水力、地熱、および電気を生産する他の代替的な電力発生源（例えば、再生可能エネルギー）を使用する発電所などの発電所を含むことができる。他のインフラストラクチャ構成部品は、水力発電プラント２０および地熱発電プラント２２を含むことができる。例えば、水力発電プラント２０は水力発電を提供することができ、地熱発電プラント２２は地熱発電を提供することができる。
【００１５】
発電所１６、１８、２０および２２によって発電された電力は、送電網２４を通して送ることができる。送電網２４は、１つまたは複数の市町村、州または国など、広範な１つまたは複数の地域をカバーすることができる。送電網２４は、単相交流電流（ＡＣ）システムとすることもできるが、最も一般的には三相ＡＣ電流システムとすることができる。図示するように、送電網２４は、多様な構成の一連の架空電気導体を支持する一連の塔を含むことができる。例えば、超高電圧（ＥＨＶ）導体を、三相のそれぞれに導体を有する３つの導体束に配置することができる。送電網２４は、１１０キロボルト（ｋＶ）から７６５キロボルト（ｋＶ）の公称システム電圧をサポートすることができる。図示される実施形態では、送電網２４は、配電変電所２６と電気的に接続することができる。配電変電所２６は、入ってくる電力の電圧を送電電圧（例えば、７６５ｋＶ、５００ｋＶ、３４５ｋＶまたは１３８ｋＶ）から一次（例えば、１３．８ｋＶまたは４１６０Ｖ）および二次（例えば、４８０Ｖ、２３０Ｖ、または１２０Ｖ）配電電圧へと変圧する変圧器を含むことができる。例えば、工業電力消費者（例えば、製造工場）は１３．８ｋＶの一次配電電圧を使用することができ、商業および住宅消費者に送られる電力は１２０Ｖから４８０Ｖの範囲の二次配電電圧とすることができる。
【００１６】
また図１に示すように、送電網２４および配電変電所２６は、スマートグリッドシステム１０の一部とすることができる。したがって、送電網２４および配電変電所２６は、発電機、開閉器、回路遮断器、重合器などのパワーエレクトロニクス機器を制御する様々なデジタルおよび自動化技術を含むことができる。送電網２４および配電変電所２６は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）および電気故障検出保護継電器などの様々な通信、監視および記録デバイスを含むこともできる。例えば、荒天時、配電変電所２６の保護継電器は変電所の下流の電気故障を検出し、回路遮断器が故障を排除し、電力を復元するように操作することができる。ある実施形態では、送電網２４および配電変電所２６は、電力補正および検出計量システム３０に対する電気負荷需要の変化などのデータを通信することもできる。
【００１７】
電力補正および検出計量システム３０は、電気、水道および／またはガス使用量を測定し、収集し、分析するために使用される高度計量インフラストラクチャ（ＡＭＩ）メータとすることができる。計量システム３０は、送電網２４および配電変電所２６を含むスマートグリッド１０の１つまたは複数の構成部品と通信可能に接続することができる。さらに、計量システム３０は、商業施設３２、住宅３４およびユーティリティ制御センター１４の間の双方向通信を可能にすることができ、消費者行動とユーティリティ消費量（例えば、電気、水道および／またはガス消費量）との間のリンクを提供する。例えば、計量システム３０は、プリペイド携帯電話使用料と同様の方法で、プリペイドされた電気、水道および／またはガスを追跡し説明することができる。同様に、ユーティリティの消費者３２および３４は、例えば、低需要時間帯のより低い料金を利用して、ユーティリティ使用量を最適化することによって、より低いユーティリティ費用から利益を得ることができる。洗濯機／乾燥機、電気自動車充電器、および他のフレキシブルな電力消費製品は、低需要時間帯に動作するようにプログラムすることができ、それにより、公共料金がより低くなり、エネルギーの利用がよりバランスがとれたものになる。ある実施形態では、計量システム３０は、例えば、ディスプレイ、プロセッサ、メモリデバイス、センサー、バスバー、導電ワイヤおよび電池などの電気および電子構成部品のシステムを含むことができる。計量システム３０は、皮相電力（ｋＶＡ）、有効電力（すなわち、ある時間間隔にわたって所与の負荷の抵抗成分で消費された総電力）（ｋＷ）および無効電力（すなわち、ある時間間隔にわたって所与の負荷の無効成分で消費された電力）（ｋＶａｒ）を電力と時間との積として測定し、監視し、保存し、表示することができることも理解されよう。例えば、電気ユーティリティは、請求のためにキロワット時間（ｋＷｈ）あたりの使用量を消費者に報告することができる。計量システム３０は、例えば、１２０ＶＡＣ電源または電池電源を介して電力供給することもできる。計量システム３０は、図２に関してより詳細に説明するが、計量システム３０によって記録された電力の、不正確な記録された積算を検出し補正するために適したある種のシステムを含むことができる。例えば、負の電力は、より容易に検出し補正することができる。
【００１８】
ここで図２を参照すると、図は電力検出計量システム３０の実施形態の概略図である。計量システム３０は、上記で説明したように、監視および通信機能をさらに含むことができる計量システム３０に含まれ得る。計量システム３０は、単相または多相システムとすることができる。図示するように、計量システム３０は、記録された時間間隔またはリアルタイムで電気消費量および発電量を表示するように、電子基板４４に通信可能に接続されたディスプレイ４２を含むことができる。例えば、ディスプレイ４２は、ワット時間またはキロワット時間（例えば、ＷｈまたはｋＷｈ）の有効電力、バール時間またはキロバール時間（例えば、ＶａｒｈまたはｋＶａｒｈ）の無効電力、アンペア（Ａ）の電流、ボルト（Ｖ）の電圧、またはそれらのいくつかの組み合わせなどのパラメータを表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とすることができる。ディスプレイ４２は、ユーティリティ１２から消費者３２、３４へと送られる電力（例えば、皮相、有効および無効）、および消費者３２、３４によって発電されてグリッド２４、２６へと送られる電力を表示することもできる。例えば、消費者３２、３４は、電力を発電し配電変電所および配電網２６へと伝送するように、分散型電源（ＤＧ）の資源（例えば、太陽光パネルまたは風力タービン）を相互接続することができる。
【００１９】
ある実施形態では、電子基板４４はさらに、プロセッサ４６および／または現在開示されている技術を実施するための命令を実行するようにメモリ４８と動作可能に接続することができる他のデータ処理および感知回路を含むことができる。これらの命令は、メモリ４８および／または他の記憶装置など有形の非一時的なコンピュータ読取り可能媒体に保存されたプログラムまたはコードで符号化することができる。プロセッサ４６は、汎用プロセッサ、システムオンチップ（ＳｏＣ）デバイス、または何らかの他のプロセッサ構成とすることができる。電子基板４４は、さらに、計測回路、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路、電圧基準回路、リアルタイムクロック、データ変換装置、および同様の電子回路およびアーキテクチャを含むことができる。実施形態では、電子基板４４のプロセッサ４６およびメモリ４８は、バスバー５８およびソース側およびロード側活線および中性線６２、６４、６６および６８の電流センサー６０から受け取ったデータを処理し、記録し、保存することができる。例えば、電子基板４４のプロセッサ４６およびメモリ４８は、時間間隔またはリアルタイムで、単相または多相電流（Ａ）、電圧（Ｖ）をサンプリングし、皮相電力（例えば、ＶＡまたはｋＶＡ）、有効電力（例えば、ＷまたはｋＷ）、無効電力（例えば、ＶａｒまたはｋＶａｒ）および力率データを計算し、または処理し、そのデータを消費者またはユーティリティに報告することができる。電子基板４４のプロセッサ４６およびメモリ４８は、多数の組み込まれたソフトウェアおよびファームウェアアプリケーションおよびシステムをサポートすることもできる。例えば、ある実施形態では、プロセッサ４６およびメモリ４８は、計測、エミュレータ、および感知スキームアプリケーションおよびシステムをサポートすることができる。電子基板４４によってサポートされた計測回路およびアプリケーションは、非一時的な機械読取り可能媒体（例えば、メモリ４８）に保存され、アナログまたはデジタル電流または電圧入力を読取り、解析し、使用または発電された電力の正確な積算を計量システム３０が測定したかどうかを判断するために使用されるコードまたは命令を含むことができる。一実施形態では、命令は、電子基板４４へとフラッシュ更新することができ（例えば、イーサネット(登録商標）ケーブル、近距離通信（ＮＦＣ）および同様の有線および／または無線通信方法によって送信される）、計量システム３０が追加のハードウェア構成部品を必要としないようになっている。
【００２０】
さらに、計量システム３０の電子基板４４は、プロセッサ４６およびメモリ４８と通信可能に接続されたセンサー入力ヘッダ５０を含むこともできる。ある実施形態では、計量システム３０は１つまたは複数の電流センサー６０を含むこともできる。電流センサー６０はバスバー５８と電気的および／または通信可能に接続することができ、電流センサー６０とバスバー５８のそれぞれを基部５６の内部に収容することができる。バスバー５８は、配電変電所２６を計量システム３０を介してエンドユーザに接続するための伝導材料（例えば、銅、アルミニウム、または他の金属および金属合金）のバーまたはストリップとすることができる。
【００２１】
ある実施形態では、電力センサー６０は、電気的および／または通信可能に接続されたバスバー５８を通って流れる、検出された電流に比例する信号（例えば、ＡＣ／ＤＣ電圧または電流）を出力する任意のデバイスとすることができる。例えば、計量システム３０は１２０ＶＡＣ住宅用電力メータとすることができる。電流センサー６０は、例えば、停電、電気故障、負荷の変化による電流減少などの事象を検出するように、バスバー５８を通って流れる電流を連続的に監視することができる。次いで、電流センサー６０は、バスバー５８を通って流れる検出された電流に比例する信号を電子基板４４へと出力することができ、そこで電流データを消費者３２、３４またはユーティリティ１２へと通信するように判断がなされる。電流センサー６０は、一次および二次巻線を含むことができ、一次巻線を通って流れる負荷電流または線電流に比例する電流または電圧を二次巻線で生成することができる。したがって、一実施形態では、電流センサー６０は、変流器（ＣＴ）とすることができる。そのような実施形態では、電流センサー６０は磁心を含むことができ、電流センサー６０の一次巻線は電源側活線および中性線６２および６４およびバスバー５８と電気的および／または通信可能に接続することができ、二次巻線は電気リード５４およびセンサー入力ヘッダ５０を介して電子基板４４と電気的および／または通信可能に接続することができる。例えば、電流センサー６０は、一次巻線の数アンペア（Ａ）から数キロアンペア（ｋＡ）の負荷電流を測定することができ、感知および処理のために数ミリアンペア（ｍＡ）から数百ミリアンペア（ｍＡ）の電流を二次巻線に生成することができる。別の実施形態では、電流センサー６０は、電流センサー６０の二次側の出力電圧を測定するために使用することができる、負荷抵抗器または他の抵抗成分（例えば、シャント抵抗器）を含むことができる。
【００２２】
上記のように、電流センサー６０は、第１の端部で電流センサー６０と電気的に接続することができ、反対側端部でセンサー入力ヘッド５０と電気的に接続することができる電気リード５４を含むこともできる。電気リード５４は、電力リード、中性または接地電気リード、データ送受信電気リード、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、電気リード５４はリードの機能に対応して色分けすることができる。例えば、赤色および黒色はそれぞれ電力リードおよび中性リードに対応することができ、白色、青色または緑色は、例えば、データ伝送リードに対応することができる。リード５４はさらに、電流センサー６０が、バスバー５８の測定されたＡＣ電流に比例する信号（例えば、ＤＣ電圧）を電子基板４４へと出力できるようにすることができる。
【００２３】
上記で説明したように、計量システム３０は、センサー入力ヘッダ５０を含むこともできる。ある実施形態では、センサー入力ヘッダ５０は、一端で電気リード５４を介して電流センサー６０と電気的および／または通信可能に接続することができ、反対側端部で電子基板４４と電気的および／または通信可能に接続することができる。入力ヘッダ５０はアナログ入力、離散入力、デジタル入力またはそれらの何らかの組み合わせを含むことができる。ある実施形態では、センサー入力ヘッダ５０は、計量システム３０の電力積算検出および補正機構の一部として構成することができる。
【００２４】
ある実施形態では、計量システム３０内部のプロセッサ４６は、計量システム３０によって測定された電力量を判断するために一連の計算を実行することができる。例えば、プロセッサ４６は、バスバー５８の公称電圧（例えば、１２０ＶＡＣ）をサンプリングし、処理し、メモリ４８内に保存することができ、公称電圧にバスバー５８の検出されたＡＣ電流のサンプリングされた値を掛けて電力の値を求めることができる。さらに、プロセッサ４６は、例えば、単相または三相の瞬時（例えば、時間変化）または平均（例えば、平方根［ＲＭＳ］）電圧、電流、有効、無効および皮相電流、力率角（例えば、電圧と電流との間の角度）などを計算し測定することができる。上記で述べたように、電力（例えば、有効または無効）は、少なくとも公称線電圧または負荷電圧（例えば、ＶまたはｋＶ）に、電流センサー６０によって検出された線電流または負荷電流（例えば、ＡまたはｋＡ）を掛けることによって、電力（例えば、Ｗ、ｋＷ、ＶａｒおよびｋＶａｒ）を生成するように、算出することができる。
【００２５】
ある実施形態では、計量システム３０のプロセッサ４６によって測定され、またはサンプリングされた電圧および電流を、波形図として表示し、または分析することができる。図３に示すように、波形図は、正および負の値の大きさの範囲７４および大きさがゼロの軸または正および負の値の両方の時間範囲７６を含むことができる。特に、波形図は、図３に示すように、電圧出力７８（例えば、電圧）、電流出力８０（例えば、電流）および電力８２（例えば、電力）を含むことができる。計量システム３０によって測定された電圧出力７８は一定のＡＣ電圧とすることができる。例えば、上記で述べたように、計量システム３０は住宅または商業電力メータとすることができ、その場合、電圧出力７８はそれぞれ、一定の１２０ＶＡＣまたは２３０ＶＡＣとすることができる。同様に、電流出力８０はＡＣ電流とすることができる。しかし、電流出力８０は、例えば商業施設３２または住宅３４など、接続された負荷需要に依存することがあるので、電流出力８０は一定であっても一定でなくてもよい。以下でより詳細に説明するように、ある実施形態では、電流出力８０は非対称電流とすることができ、電流出力８０は瞬時ＡＣ電流（すなわち、対称または定常状態正弦波電流）成分およびＤＣオフセット（すなわち、指数関数的に減衰する電流）成分を含むことができる。
【００２６】
電力８２（例えば、電力）は、電圧出力７８と電流出力８０との積である。例えば、電力８２は、商業施設３２または住宅３４などの負荷へと供給される有効電力値（例えば、ＷｈまたはｋＷｈ）とすることができる。したがって、電力８２は、多くの場合、特に電圧出力７８（例えば、電圧）および電流出力８０（例えば、電流）が理論的に互いに同相であり、実質的に同じ時間にゼロ交差８３で交差するとき、正の値の図を表すことができる。しかし、理解されるように、いくつかの実施形態では、ＤＣ電流の影響が進み、電流出力８０を歪ませはじめることがあり、図４に電力８２の点８６に関して示すように、負の電力８２（例えば、電圧出力７８と電流出力８０との積）となる。そのような場合、計量システム３０は、不正確かつ不的確な電力の積算を測定することがあり、消費者電力使用量の誤った請求またはユーティリティによる消費者発電の誤った貸方記入につながる。したがって、図３の波形図は、電圧出力７８（例えば、電圧）、電流出力８０（例えば、電流）および電圧と電流との積としての電力８２（例えば、電力）の論理的な図を表すことを理解されたい。
【００２７】
より一般的には、電流出力８０（例えば、電流）は、対称瞬時電流成分およびＤＣオフセット電流成分を含むことができる、非対称電流とすることができる。図４に示すように、電流出力８０のＤＣオフセット電流成分の影響によって、電圧出力７８と電流出力８０との間のゼロ交差（例えば、図３のゼロ交差８３）にシフト８４が生じることがある。シフト８４によって、さらに、電力８２、または電圧出力７８と電流出力８０との積が、負の値を構成することがある。より詳細には、電流出力８０へのＤＣの影響によって、電流出力８０の歪みが生じ、それによりプロセッサ４６が電力８２の負の値を計算することがある。例えば、電力８２（例えば、電力）の点８６に関して図示するように、電力８２は大きさ範囲７４の負の範囲へと移動する。電力積算補正をしないと、計量システム３０のプロセッサ４６は、電圧出力７８および電流出力８０をサンプリングし合計する場合、点８６までは電力８２の正の値を計算し、または合計するが、次いでプロセッサ４６は電力出力８２の不正確な（例えば、負の）値を合計することがある。また、電力積算補正をしないと、これにより消費者が少なくともいくらかの電力を恐らく費用を払わずに消費することができ、または消費者が発電し得る場合には、発電され、例えば電力網２４、２６へと伝送される電力の料金が支払われないことがある。
【００２８】
ここで図５を参照すると、図２に示す計量システム３０の電力８２の検出および補正に有用なプロセス１００の実施形態を示すフローチャートが表されている。例示のために、プロセス１００を図４および図５に関して説明する。プロセス１００は、非一時的な機械読取り可能媒体（例えば、メモリ４８）に保存され、例えばプロセッサ４６によって実行されるコードまたは命令を含むことができる。計量システム３０のプロセッサ４６は、計量システム３０によって記録された積算電力を常に監視し補正するように、図５に示すプロセス１００を連続的または周期的に実施することができる。例えば、計量システム３０のプロセッサ４６は、通常動作条件（例えば、電力サービスが認可された通りに消費され、または発電される）において、プロセス１００を周期的に実施することができるが、ユーティリティ１２または消費者３２、３４により電力使用が制限されている時間帯においても、プロセス１００を連続的または周期的に実施することができる。コードおよび／または命令はメモリ４８へとフラッシュ更新されることができ、プロセッサ４６によって実行することができ、本開示の技術を実施するために計量システム３０が追加のハードウェア構成部品を必要としないようになっていることも理解されたい。
【００２９】
プロセス１００は、計量システム３０のプロセッサ４６で開始し（図５のブロック１０２）、電流センサー６０で検出された公称電圧（例えば、図４の電圧出力７８）および電流（例えば、図４の電流出力８０）の積の絶対値を合計することができ（図５のブロック１０４）、ワット時間（Ｗｈ）またはキロワット時間（ｋＷｈ）の有効電力およびバール時間（Ｖａｒｈ）またはキロバール時間（ｋＶａｒｈ）の無効電力を、例えば、約１、２、５、１０、１５、３０、４５、６０、１２０、２３０分期間または間隔で計算する。例えば、上記で説明したように、電気ユーティリティは、計量システム３０が、適切な請求目的のために、６０分間にわたって、住宅、商業、工業または他の施設で消費された電力を記録し、保存するように、プログラムすることができる。しかしながら、計量システム３０は、有効電力および無効電力をどのような時間間隔で測定するように構成することもできることを理解されたい。上記でも説明したように、計量システム３０のプロセッサ４６は、ある時間間隔にわたって測定された電力の量を判断し、測定された電力の絶対値を、例えば、計量システム３０のメモリ４８に保存することができる総積算電力へと合計する、一連の計算を実施することができる。
【００３０】
ある実施形態では、計量システム３０のプロセッサ４６は、符号絶対値法を実施することによって、測定された電力（例えば、図４の電力８２）の絶対値を計算し合計する（図５のブロック１０４）ことができる。例えば、プロセッサ４６は、サンプリングされた電力８２の正および負の値を、サンプリングされた電力値の最も左の（例えば、最上位ビット［ＭＳＢ］）ビットを符号（例えば、正または負）ビットとして割り当てることによって、エンコードすることができる。すなわち、例えば、最も左のビットまたはＭＳＢが０の場合、測定されサンプリングされた電力８２の値は正となることができる。同様に、例えば、最も左のビットまたはＭＳＢが１の場合、測定されサンプリングされた電力８２の値は負となることができる。残りのビットはサンプリングされた電力８２の値の絶対値を表すことができる。したがって、図４の電力８２のサンプリングされた値の絶対値のみを合計することを確かにするように、プロセッサ４６は任意の負のサンプリングされた値（例えば、ＭＳＢとして１を有する値）を正の値（例えば、ＭＳＢとして０を有する値）へと変換することができる。プロセッサ４６はまた、サンプリングされた電力出力８２の正および負の値を表す他の技術のなかでも、１の補数化および２の補数化、二進化十進法を実施することもできることも理解されよう。
【００３１】
プロセッサ４６は、サンプリングされた電力が、いくらかの時間間隔（例えば、６０分間）にわたって、供給された電力（例えば、消費者３２、３４によって消費されるように供給された電力）であり得るかどうかを判断することができる（図５の決定１０６）。サンプリングされた電力が、実際に供給された電力である場合、プロセッサ４６は、所与の時間間隔のサンプリングされた電力を総積算電力に加算し（図５のブロック１０８）、それにより、積算された電力の正確かつ適正な測定値を記録し、例えば、ユーティリティまたは消費者（例えば、ユーティリティ制御センター１４および／または消費者３２および３４）に報告する。他方、サンプリングされた電力が、実際に供給された電力でない場合、プロセッサ４６は、サンプリングされた電力が受給された電力（例えば、配電網２６へと伝送されるように、消費者３２、３４によって発電された電力）であるかどうかを判断することができる（図５の決定１１０）。したがって、サンプリングされた電力が受給された場合、プロセッサ４６は所与の時間間隔にわたってサンプリングされた電力を総積算電力から減算することができ（図５のブロック１１２）、同様に積算された電力の正確かつ適正な測定値を、例えば、ユーティリティ（例えば、ユーティリティ制御センター１４）または消費者（例えば、消費者３２および３４）に報告する。上記で説明したように、プロセス１００は多数の時間間隔で繰り返すことができる。
【００３２】
本発明の技術的効果は、スマートメータによって測定され記録された電力の積算の検出および補正を含む。所与の時間間隔にわたって消費者または他のロードに送られ、または受け取られた電力の絶対値を検出し、記録し、算出し、電力の総積算を合計することによって、本明細書で説明されるシステムおよび方法は、スマートメータが、ある時間間隔にわたって使用されまたは発電された電力を正の値として算出し測定し、消費者または他のロードに送られ、または受け取られた電力の正確な積算を得ることを確かにすることができるようにする。
【００３３】
本明細書は、最良の形態を含む発明を開示するため、およびデバイスまたはシステムの使用および組み込まれた方法の実施を含む発明を当業者が実行することができるように、例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い付く他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文字通りの用語と同じ構成要素を含む場合、または特許請求の範囲の文字通りの用語とごくわずかしか違わない構成要素を含む場合、特許請求の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１２  ユーティリティ
１４  ユーティリティ制御センター
１６  発電所
１８  交流発電所
２０  水力発電プラント
２２  地熱発電プラント
２４  送電網
２６  配電変電所
３０  計量システム
３２  商業施設
３４  住宅
４２  ディスプレイ
４４  電子基板
４６  プロセッサ
４８  メモリ
５０  センサー入力ヘッダ
５４  電気リード
５６  基部
５８  バスバー
６０  電流センサー
６２  ソース側活線
６４  ソース側中性線
６６  ロード側活線
６８  ロード側中性線
７８  電圧出力
８０  電流出力
８２  電力
８３  ゼロ交差
８４  シフト
８６  点
１００  プロセス
１０２  ブロック
１０４  ブロック
１０６  決定
１０８  ブロック
１１０  決定
１１２  ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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