(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の状態を検出する検出装置であって、
商用電源の側の系統である第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも前記第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器と、
前記接続点よりも前記第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器と、
前記第１の変流器の出力に基づいて、前記第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出部と、
前記第２の変流器の出力に基づいて、前記第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出部と、
検出された前記第１の電流の方向を示す信号と検出された前記第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出部と、
前記排他的論理和の値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出部と
を備える検出装置。
【請求項２】
前記潮流方向検出部は、所定の検出期間内に前記排他的論理和の値が所定の値になる期間の長さに基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記潮流方向検出部は、前記排他的論理和の値を所定の間隔で検出し、所定の検出期間内に前記排他的論理和の検出値が所定の値になる回数に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項４】
前記第１の変流器により前記第１の電流を変換した第３の電流の第１の全波整流波形を生成する第１の全波整流部と、
前記第２の変流器により前記第２の電流を変換した第４の電流の第２の全波整流波形を生成する第２の全波整流部と、
前記第１の全波整流波形および前記第１の電流の方向に基づいて、前記第１の電流の波形を復元する第１の波形復元部と、
前記第２の全波整流波形および前記第２の電流の方向に基づいて、前記第２の電流の波形を復元する第２の波形復元部と
をさらに備える請求項１に記載の検出装置。
【請求項５】
前記第１の変流器により前記第１の電流を変換した第３の電流または前記第２の変流器により前記第２の電流を変換した第４の電流のうち少なくとも一方を整流する整流部を
さらに備え、
前記整流部により整流された電流による電力を少なくとも１つの動力源とする
請求項１に記載の検出装置。
【請求項６】
前記第１の電流の測定値および前記第１の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、前記商用電源から前記第１の電力系統に供給される第１の電力、および、前記発電手段から前記第１の電力系統に供給される第２の電力を算出する電力算出部を
さらに備える請求項１に記載の検出装置。
【請求項７】
前記電力算出部は、前記第１の電流の測定値、前記第２の電流の測定値、および、前記第１の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、前記接続点に接続されている負荷に供給される第３の電力をさらに算出する
請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
前記第１の電力および前記第２の電力を表示する表示部を
さらに備える請求項６に記載の検出装置。
【請求項９】
前記潮流方向検出部は、前記第１の電流の実効値が前記第２の電流の実効値より大きい場合、前記第１の電力系統の電力の潮流方向が前記商用電源から電力が供給される方向であると判定する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記潮流方向検出部は、前記第２の電流の実効値が規定値以下の場合、前記第１の電力系統の電力の潮流方向が前記商用電源から電力が供給される方向であると判定する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項１１】
商用電源の側の系統である第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも前記第１の電力系統側の第１の電流を第１の変流器により測定する第１の測定ステップと、
前記接続点よりも前記第２の電力系統側の第２の電流を第２の変流器により測定する第２の測定ステップと、
前記第１の変流器の出力に基づいて、前記第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出ステップと、
前記第２の変流器の出力に基づいて、前記第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出ステップと、
検出された前記第１の電流の方向を示す信号と検出された前記第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出ステップと、
前記排他的論理和の値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出ステップと
を含む検出方法。
【請求項１２】
商用電源の側の系統である第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも前記第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器の出力に基づいて、前記第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出部と、
前記接続点よりも前記第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器の出力に基づいて、前記第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出部と、
検出された前記第１の電流の方向を示す信号と検出された前記第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出部と、
前記排他的論理和の値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出部と
を備える検出装置。
【請求項１３】
電力の状態を検出する検出装置が、
商用電源の側の系統である第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも前記第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器の出力に基づいて、前記第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出ステップと、
前記接続点よりも前記第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器の出力に基づいて、前記第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出ステップと、
検出された前記第１の電流の方向を示す信号と検出された前記第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出ステップと、
前記排他的論理和の値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出ステップと
を含む検出方法。
【請求項１４】
商用電源の側の系統である第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも前記第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器の出力に基づいて、前記第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出ステップと、
前記接続点よりも前記第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器の出力に基づいて、前記第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出ステップと、
検出された前記第１の電流の方向を示す信号と検出された前記第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出ステップと、
前記排他的論理和の値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置および方法、並びに、プログラムに関し、特に、自家発電装置を備える施設の電力の状態を検出する場合に用いて好適な検出装置および方法、並びに、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システムの普及や太陽光発電システムの余剰電力の買取制度の開始に伴い、一般の家庭においても、太陽光発電システムの発電電力および販売電力（余剰電力）、商用電源からの購入電力、家庭内の消費電力等を知りたいというニーズが高まっている。
【０００３】
また、従来、太陽光発電システム等の自家発電装置の余剰電力を商用電源側に供給し、電力を販売している状態（以下、売電状態と称する）であるか、あるいは、商用電源から電力が供給され、電力を購入している状態（以下、買電状態と称する）であるかを検出する手法が提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。特許文献１乃至３に記載の発明では、商用電源側の電力系統の電圧と電流を測定し、測定した電圧と電流から電力を算出し、算出した電力の正負に基づいて電力の潮流方向を検出し、買電状態または売電状態のいずれであるかを判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７９３２１号公報
【特許文献２】特開２００４−２９７９５９号公報
【特許文献３】特開平１１−２２５４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般の家庭で商用電源側の電力系統（以下、商用電力系統と称する）の電圧を測定するためには、専用の測定器を商用電力系統に直接挿入する必要がある。
【０００６】
しかしながら、そのような測定器は、安全性および信頼性への要求が高く、製造コストが高い。また、測定器の設置工事が必要になり、工事中に停電が発生する。さらに、設置工事には、第２種電気工事士以上の資格が必要であり、一般の人には実施できない。従って、手間や費用等がかさみ、電力の状態を検出する設備を家庭内に容易に導入することができなかった。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡単かつ低コストで電力の状態を検出できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面の検出装置は、電力の状態を検出する検出装置であって、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器と、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器と、第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出部と、第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出部と、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出部と、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出部とを備える。
【０００９】
本発明の第１の側面の検出装置においては、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流が測定され、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流が測定され、第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向が検出され、第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向が検出され、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値が算出され、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。
【００１０】
従って、簡単かつ低コストで商用電源側の電力の潮流方向を検出することが可能になる。
【００１１】
この第１の電流方向検出部、第２の電流方向検出部は、例えば、比較回路により構成される。この排他的論理和検出部は、例えば、ＥＸＯＲ回路、演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。この潮流方向検出部は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。
【００１２】
この潮流方向検出部には、所定の検出期間内に排他的論理和の値が所定の値になる期間の長さに基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出させることができる。
【００１３】
これにより、例えば、割り込み処理の回数を減らし、より少ない消費電力で商用電源側の電力の潮流方向を検出することができる。
【００１４】
この潮流方向検出部には、排他的論理和の値を所定の間隔で検出させ、所定の検出期間内に排他的論理和の検出値が所定の値になる回数に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出させることができる。
【００１５】
これにより、例えば、各種の処理の時間管理を厳密に行うことができる。
【００１６】
第１の変流器により第１の電流を変換した第３の電流の第１の全波整流波形を生成する第１の全波整流部と、第２の変流器により第２の電流を変換した第４の電流の第２の全波整流波形を生成する第２の全波整流部と、第１の全波整流波形および第１の電流の方向に基づいて、第１の電流の波形を復元する第１の波形復元部と、第２の全波整流波形および第２の電流の方向に基づいて、第２の電流の波形を復元する第２の波形復元部とをさらに設けることができる。
【００１７】
これにより、例えば、同一の性能を有するＡＤコンバータによる測定によって電流の測定分解能を高めたり、同一の変換精度を維持しながらＡＤコンバータの分解能を下げたりすること可能になる。
【００１８】
この第１の全波整流部、第２の全波整流部は、例えば、全波整流回路により構成される。この第１の波形復元部、第２の波形復元部は、例えば、アナログの演算回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。
【００１９】
第１の変流器により第１の電流を変換した第３の電流または第２の変流器により第２の電流を変換した第４の電流のうち少なくとも一方を整流する整流部をさらに設け、この検出装置は、整流部により整流された電流による電力を少なくとも１つの動力源とすることが可能である。
【００２０】
これにより、バッテリ等の交換を行わずに、検出装置を安定して長時間動作させることができる。
【００２１】
この整流部は、例えば、全波整流回路または半端整流回路により構成される。
【００２２】
第１の電流の測定値および第１の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、商用電源から第１の電力系統に供給される第１の電力、および、発電手段から第１の電力系統に供給される第２の電力を算出する電力算出部をさらに設けることができる。
【００２３】
これにより、簡単かつ低コストで自家発電装置による販売電力および商用電源からの購入電力を測定することができる。
【００２４】
この電力算出部は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。この第１の電力は、例えば、購入電力とされ、この第２の電力は、例えば、販売電力とされる。
【００２５】
この電力算出部には、第１の電流の測定値、第２の電流の測定値、および、第１の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、接続点に接続されている負荷に供給される第３の電力をさらに算出させることができる。
【００２６】
これにより、簡単かつ低コストで負荷の消費電力を測定することができる。
【００２７】
この第３の電力は、例えば、消費電力とされる。
【００２８】
この検出装置には、第１の電力および第２の電力を表示する表示部をさらに設けることができる。
【００２９】
これにより、ユーザが購入電力および販売電力を容易に把握することが可能になる。
【００３０】
この表示部は、例えば、各種の表示装置、各種の発光装置などにより構成される。
【００３１】
この潮流方向検出部は、第１の電流の実効値が第２の電流の実効値より大きい場合、第１の電力系統の電力の潮流方向が商用電源から電力が供給される方向であると判定させることができる。
【００３２】
これにより、商用電源から電力を購入しているにも関わらず、電力を販売していると判定されることを防止することができる。
【００３３】
この潮流方向検出部には、第２の電流の実効値が規定値以下の場合、第１の電力系統の電力の潮流方向が商用電源から電力が供給される方向であると判定させることができる。
【００３４】
これにより、発電電力系統の電流が極度に小さく電力の潮流方向の判定が不安定になるとき、商用電源から電力を購入しているにも関わらず、電力を販売していると判定されることを防止することができる。
【００３５】
本発明の第１の側面の検出方法は、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流を第１の変流器により測定する第１の測定ステップと、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流を第２の変流器により測定する第２の測定ステップと、第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出ステップと、第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出ステップと、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出ステップと、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出ステップとを含む。
【００３６】
本発明の第１の側面の検出方法においては、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流が測定され、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流が測定され、第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向が検出され、第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向が検出され、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値が算出され、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。
【００３７】
従って、簡単かつ低コストで商用電源側の電力の潮流方向を検出することが可能になる。
【００３８】
この第１の電流方向検出ステップ、第２の電流方向検出ステップは、例えば、比較回路により実行される。この排他的論理和算出ステップは、例えば、ＥＸＯＲ回路、演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実行される。この潮流方向検出ステップは、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実行される。
【００３９】
本発明の第２の側面の検出装置は、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出部と、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出部と、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出部と、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出部とを備える。
【００４０】
本発明の第２の側面の検出装置においては、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向が検出され、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向が検出され、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値が算出され、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。
【００４１】
従って、簡単かつ低コストで商用電源側の電力の潮流方向を検出することが可能になる。
【００４２】
この第１の電流方向検出部、第２の電流方向検出部は、例えば、比較回路により構成される。この排他的論理和検出部は、例えば、ＥＸＯＲ回路、演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。この潮流方向検出部は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。
【００４３】
本発明の第２の側面の検出方法は、電力の状態を検出する検出装置が、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出ステップと、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出ステップと、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出ステップと、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出ステップとを含む。
【００４４】
本発明の第２の側面の検出方法においては、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向が検出され、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向が検出され、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値が算出され、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。
【００４５】
従って、簡単かつ低コストで商用電源側の電力の潮流方向を検出することが可能になる。
【００４６】
この第１の電流方向検出ステップ、第２の電流方向検出ステップは、例えば、比較回路により実行される。この排他的論理和算出ステップは、例えば、ＥＸＯＲ回路、演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実行される。この潮流方向検出ステップは、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実行される。
【００４７】
本発明の第２の側面のプログラムは、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向を検出する第１の電流方向検出ステップと、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向を検出する第２の電流方向検出ステップと、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値を算出する排他的論理和算出ステップと、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する潮流方向検出ステップとを含む処理をコンピュータに実行させる。
【００４８】
本発明の第２の側面のプログラムを実行するコンピュータにおいては、商用電源の側の系統である第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段の側の系統である第２の電力系統との接続点よりも第１の電力系統側の第１の電流を測定する第１の変流器の出力に基づいて、第１の電流の方向が検出され、接続点よりも第２の電力系統側の第２の電流を測定する第２の変流器の出力に基づいて、第２の電流の方向が検出され、検出された第１の電流の方向を示す信号と検出された第２の電流の方向を示す信号とに基づく排他的論理和の値が算出され、排他的論理和の値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の第１の側面または第２の側面によれば、簡単かつ低コストで電力の状態を検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を適用した電力監視システムの一実施の形態、および、変流器の設置位置の例を示す図である。
【図２】検出装置の構成例を示す図である。
【図３】電流方向検出部の第１の構成例を示す回路図である。
【図４】電流方向検出部の第２の構成例を示す回路図である。
【図５】電流方向検出部の第３の構成例を示す回路図である。
【図６】電流方向検出信号の実測波形の第１の例を示す図である。
【図７】電流方向検出信号の実測波形の第２の例を示す図である。
【図８】電流方向検出信号の実測波形の第３の例を示す図である。
【図９】電流方向検出信号の実測波形の第４の例を示す図である。
【図１０】ＥＸＯＲ信号の実測波形の第１の例を示す図である。
【図１１】ＥＸＯＲ信号の実測波形の第２の例を示す図である。
【図１２】ＥＸＯＲ信号の実測波形の第３の例を示す図である。
【図１３】ＥＸＯＲ信号の実測波形の第４の例を示す図である。
【図１４】電力監視処理の第１の実施の形態を説明するためのフローチャートである。
【図１５】初期化処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１６】電流波形を復元する方法を説明するための図である。
【図１７】電流波形を復元する方法を説明するための図である。
【図１８】割り込み処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１９】潮流方向判定処理の第１の実施の形態の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図２０】負荷による電圧と電流の位相差の第１の例を示すグラフである。
【図２１】負荷による電圧と電流の位相差の第２の例を示すグラフである。
【図２２】発電電力系統の力率が極小になる状態の第１の例を示すグラフである。
【図２３】発電電力系統の力率が極小になる状態の第２の例を示すグラフである。
【図２４】電力監視処理の第２の実施の形態を説明するためのフローチャートである。
【図２５】潮流方向判定処理の第２の実施の形態の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図２６】単相３線式の場合の変流器の設置方法の例を示す図である。
【図２７】コンピュータの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
【００５２】
＜１．実施の形態＞
［電力監視システム１０１の構成例］
図１は、本発明を適用した電力監視システム１０１の一実施の形態、および、電力監視システム１０１の変流器１１１ｐ，１１１ｃの設置位置の例を示している。
【００５３】
なお、以下、図１の点線より左側を、電力監視システム１０１および太陽光発電システム１０２が設けられている家庭の宅内とする。また、以下、太陽光発電システム１０２から接続点Ｃまでの電力系統を発電電力系統と称し、商用電源１０３から接続点Ｃまでの電力系統を商用電力系統と称し、接続点Ｃから負荷１０４までの電力系統を負荷電力系統と称する。なお、接続点Ｃは、発電電力系統と商用電力系統が合流し、負荷電力系統が分岐される点であり、例えば、家庭内の分電盤に相当する。
【００５４】
また、以下、宅内において各電力系統とも単相２線式により構成されるものとする。
【００５５】
さらに、以下、発電電力系統の電圧（＝太陽光発電システム１０２の出力電圧）をｖｐ１、電流をｉｐ１とし、矢印Ａｐ１の方向を正の方向とする。また、以下、商用電力系統の電圧（＝商用電源１０３の出力電圧）をｖｃ１、電流をｉｃ１とし、矢印Ａｃ１の方向を正の方向とする。従って、負荷電力系統には、矢印Ａｐｃの方向にｉｐ１＋ｉｃ１の電流が流れる。
【００５６】
電力監視システム１０１は、宅内の電力の状態を検出し、監視するシステムである。電力監視システム１０１は、変流器１１１ｐ、変流器１１１ｃ、および、検出装置１１２を含むように構成される。
【００５７】
変流器１１１ｐは、太陽光発電システム１０２と接続点Ｃの間の配線に設置され、発電電力系統の電流ｉｐ１を測定する。より正確には、変流器１１１ｐは、電流ｉｐ１（一次電流）を電流ｉｐ２（二次電流）に変換し、検出装置１１２に供給する。なお、以下、電流ｉｐ１が矢印Ａｐ１の方向に流れた場合に、電流ｉｐ２が端子Ｌから出力され、矢印Ａｐ２の方向に流れる方向に、変流器１１１ｐが設置されるものとする。
【００５８】
変流器１１１ｃは、商用電源１０３と接続点Ｃの間の宅内の配線に設置され、商用電力系統の電流ｉｃ１を測定する。より正確には、変流器１１１ｃは、電流ｉｃ１（一次電流）を電流ｉｃ２（二次電流）に変換し、検出装置１１２に供給する。なお、以下、電流ｉｃ１が矢印Ａｃ１の方向に流れた場合に、電流ｉｃ２が端子Ｌから出力され、矢印Ａｃ２の方向に流れる方向に、変流器１１１ｃが設置されるものとする。
【００５９】
検出装置１１２は、後述するように、変流器１１１ｐおよび変流器１１１ｃにより測定された電流に基づいて、商用電力系統の電力（以下、商用側電力と称する）の潮流方向を検出し、買電状態または売電状態のいずれであるかを判定する。また、電力監視システム１０１は、太陽光発電システム１０２の発電電力、および、太陽光発電システム１０２の余剰電力であって、太陽光発電システム１０２から商用電力系統に供給される販売電力を測定する。さらに、電力監視システム１０１は、商用電源１０３から商用電力系統に供給される購入電力、および、太陽光発電システム１０２および商用電源１０３から負荷電力系統に供給され、負荷１０４で消費される消費電力を測定する。
【００６０】
太陽光発電システム１０２は、太陽電池モジュール１２１およびパワーコンディショナ１２２を含むように構成される。
【００６１】
太陽電池モジュール１２１は、太陽光発電により直流の電力を発生させ、発生させた直流電力をパワーコンディショナ１２２に供給する。
【００６２】
パワーコンディショナ１２２は、太陽電池モジュール１２１からの直流電力を、商用電源１０３とほぼ同じ電圧および周波数の交流電力に変換するとともに、変換した交流電力の電圧の位相を商用電源１０３の電圧の位相と同期させる。そして、パワーコンディショナ１２２は、その交流電力（発電電力）を出力する。
【００６３】
負荷１０４は、冷蔵庫等の電化製品などの各種の電気機器により構成される。
【００６４】
［検出装置１１２の構成例］
図２は、検出装置１１２の構成例を示すブロック図である。
【００６５】
検出装置１１２は、電流検出部１５１ｐ，１５１ｃ、ＥＸＯＲ回路１５２、演算部１５３、表示部１５４、および、通信部１５５を含むように構成される。
【００６６】
電流検出部１５１ｐは、電流方向検出部１６１ｐ、整流器１６２ｐ、抵抗１６３ｐ、計装アンプ１６４ｐ、および、電源１６５ｐを含むように構成される。
【００６７】
電流方向検出部１６１ｐは、電流ｉｐ１の方向を検出し、検出結果を示す電流方向検出信号Ｄｐを、ＥＸＯＲ回路１５２、および、演算部１５３の波形復元部１７２ｐに供給する。具体的には、変流器１１１ｐから出力された電流ｉｐ２は、整流器１６２ｐ内のダイオードおよび抵抗１６３ｐにより電圧ｖｐ２に変換され、電流方向検出部１６１ｐに入力される。電流方向検出部１６１ｐは、電圧ｖｐ２の値が正の場合、Ｌｏｗレベル（例えば０Ｖ）の電流方向検出信号Ｄｐを出力し、電圧ｖｐ２の値が負の場合、Ｈｉレベル（例えば、所定の電圧ＶＤＤ）の電流方向検出信号Ｄｐを出力する。
【００６８】
従って、電流方向検出信号Ｄｐは、電流ｉｐ１が矢印Ａｐ１の方向に流れている場合（電流ｉｐ１の値が正の場合）、Ｌｏｗレベルになり、電流ｉｐ１が矢印Ａｐ１と逆の方向に流れている場合（電流ｉｐ１の値が負の場合）、Ｈｉレベルになる。電流方向検出部１６１ｐから出力された電流方向検出信号Ｄｐは、ＥＸＯＲ回路１５２および波形復元部１７２ｐに供給される。
【００６９】
ここで、図３乃至図５を参照して、電流方向検出部１６１ｐの回路の構成例について説明する。
【００７０】
図３は、オペアンプ２０１を用いた比較回路により電流方向検出部１６１ｐを構成した例を示している。この回路では、オペアンプ２０１の反転入力（−）に電圧ｖｐ２が入力され、非反転入力（＋）がグラウンドに接続されている。そして、オペアンプ２０１の反転入力に入力される電圧ｖｐ２の値が正の場合、Ｌｏｗレベルの電流方向検出信号Ｄｐが出力され、電圧ｖｐ２の値が負の場合、Ｈｉレベルの電流方向検出信号Ｄｐが出力される。
【００７１】
図４は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ２１１および抵抗２１２からなるｎＭＯＳインバータにより電流方向検出部１６１ｐを構成した例を示している。そして、ＭＯＳＦＥＴ２１１の閾値電圧ｖｔｈを適切に設定することにより、ＭＯＳＦＥＴ２１１のゲートに入力される電圧ｖｐ２の値が正の場合、Ｌｏｗレベルの電流方向検出信号Ｄｐが出力され、電圧ｖｐ２の値が負の場合、Ｈｉレベルの電流方向検出信号Ｄｐが出力される。
【００７２】
図５は、相補型ＭＯＳインバータ（ＣＭＯＳインバータ）２２１により電流方向検出部１６１ｐを構成した例を示している。そして、相補型ＭＯＳインバータ２２１のゲートに入力される電圧ｖｐ２の値が正の場合、Ｌｏｗレベルの電流方向検出信号Ｄｐが出力され、電圧ｖｃ２の値が負の場合、Ｈｉレベルの電流方向検出信号Ｄｐが出力される。
【００７３】
なお、図３の回路の方が、図４または図５の回路と比較して、ＭＯＳＦＥＴの閾値のばらつきの影響を受けないため、検出精度を高くすることができる。一方、図４または図５の回路の方が、図３の回路と比較して、回路規模、消費電力、コストを削減することができる。
【００７４】
図２に戻り、整流器１６２ｐは、全波整流回路により構成され、変流器１１１ｐから供給される交流の電流ｉｐ２を全波整流する。整流器１６２ｐにより全波整流された電流は、抵抗１６３ｐにより電圧に変換され、計装アンプ１６４ｐにより所定のゲインで増幅される。従って、計装アンプ１６４ｐから出力される全波整流信号Ｓｐ１の波形は、電流ｉｐ１を全波整流した波形とほぼ等しくなる。計装アンプ１６４ｐから出力された全波整流信号Ｓｐ１は、演算部１５３のＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１７１ｐに供給される。
【００７５】
電源１６５ｐは、バッテリ等の充電可能な電源により構成される。電源１６５ｐは、整流器１６２ｐにより全波整流された電流により充電され、充電した電力を検出装置１１２の各部に動力源として供給する。
【００７６】
電流検出部１５１ｃは、電流検出部１５１ｐと同様の回路構成を有し、電流方向検出部１６１ｃ、整流器１６２ｃ、抵抗１６３ｃ、計装アンプ１６４ｃ、および、電源１６５ｃを含むように構成される。
【００７７】
電流方向検出部１６１ｃは、電流方向検出部１６１ｐと同様の回路構成を有し、電流ｉｃ１の方向を検出し、検出結果を示す電流方向検出信号Ｄｃを、ＥＸＯＲ回路１５２、および、演算部１５３の波形復元部１７２ｃに供給する。電流方向検出信号Ｄｃは、電流ｉｃ１が矢印Ａｃ１の方向に流れている場合、Ｌｏｗレベルになり、電流ｉｃ１が矢印Ａｃ１と逆の方向に流れている場合、Ｈｉレベルになる。
【００７８】
図６乃至図９は、図３の回路を採用した場合に、電流方向検出部１６１ｐおよび電流方向検出部１６１ｃから出力される電流方向検出信号Ｄｐおよび電流方向検出信号Ｄｃを、１ｍｓのサンプリング周期で実測した波形の例を示している。なお、商用電源１０３の周波数は６０Ｈｚである。
【００７９】
図６は、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の位相差が０度（同位相）、かつ、実効値が０．１Ａの場合の電流方向検出信号Ｄｐおよび電流方向検出信号Ｄｃの波形を示している。図７は、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の位相差が０度（同位相）、かつ、実効値が６０Ａの場合の電流方向検出信号Ｄｐおよび電流方向検出信号Ｄｃの波形を示している。図８は、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の位相差が１８０度（逆位相）、かつ、実効値が０．１Ａの場合の電流方向検出信号Ｄｐおよび電流方向検出信号Ｄｃの波形を示している。図９は、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の位相差が１８０度（逆位相）、かつ、実効値が６０Ａの場合の電流方向検出信号Ｄｐおよび電流方向検出信号Ｄｃの波形を示している。
【００８０】
図６および図７に示されるように、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１が同位相の場合、電流値に関わらず、電流方向検出信号Ｄｐと電流方向検出信号Ｄｃがほぼ同じ波形になる。一方、図８および図９に示されるように、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１が逆位相の場合、電流値に関わらず、電流方向検出信号Ｄｐと電流方向検出信号Ｄｃの値がほぼ逆の波形になる。
【００８１】
図２に戻り、整流器１６２ｃは、整流器１６２ｐと同様に全波整流回路により構成され、変流器１１１ｃから供給される交流の電流ｉｃ２を全波整流する。整流器１６２ｃにより全波整流された電流は、抵抗１６３ｃにより電圧に変換され、計装アンプ１６４ｃにより所定のゲインで増幅される。従って、計装アンプ１６４ｃから出力される全波整流信号Ｓｃ１の波形は、電流ｉｃ１を全波整流した波形とほぼ等しくなる。計装アンプ１６４ｃから出力された全波整流信号Ｓｃ１は、演算部１５３のＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１７１ｃに供給される。
【００８２】
電源１６５ｃは、電源１６５ｐと同様に、バッテリ等の充電可能な電源により構成される。電源１６５ｃは、整流器１６２ｃにより全波整流された電流により充電され、充電した電力を検出装置１１２の各部に動力源として供給する。
【００８３】
なお、電源１６５ｐおよび電源１６５ｃのいずれか一方を省略するようにしてもよい。
【００８４】
ＥＸＯＲ回路１５２は、電流方向検出信号Ｄｐと電流方向検出信号Ｄｃとの排他的論理和を算出し、算出した値を示すＥＸＯＲ信号を演算部１５３の潮流方向検出部１７３に供給する。ＥＸＯＲ信号の値は、電流方向検出信号Ｄｐと電流方向検出信号Ｄｃが、共にＨｉレベルまたはＬｏｗレベルの場合に０（Ｌｏｗレベル）になり、一方がＨｉレベルで、他方がＬｏｗレベルの場合に１（Ｈｉレベル）になる。従って、ＥＸＯＲ信号の値は、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致する場合に０になり、一致しない場合に１になる。
【００８５】
図１０乃至図１３は、電流方向検出部１６１ｐおよび電流方向検出部１６１ｃに図４の回路を採用した場合に、ＥＸＯＲ回路１５２から出力されるＥＸＯＲ信号の波形を実測した例を示している。
【００８６】
図１０は、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の位相差が０度（同位相）、かつ、実効値が０．３Ａの場合のＥＸＯＲ信号の波形を示している。図１１は、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の位相差が０度（同位相）、かつ、実効値が１００Ａの場合のＥＸＯＲ信号の波形を示している。図１２は、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の位相差が１８０度（逆位相）、かつ、実効値が０．３Ａの場合のＥＸＯＲ信号の波形を示している。図１３は、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の位相差が１８０度（逆位相）、かつ、実効値が１００Ａの場合のＥＸＯＲ信号の波形を示している。
【００８７】
図１０および図１１に示されるように、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１が同位相の場合、電流値に関わらず、ＥＸＯＲ信号の値はほとんどの期間で０になる。なお、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の波形が０に近い値になるときに、ＥＸＯＲ信号の値が１になる場合があるが、その期間はごく短い時間に限られる。
【００８８】
一方、図１２および図１３に示されるように、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１が逆位相の場合、電流値に関わらず、ＥＸＯＲ信号の値はほとんどの期間で１になる。なお、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の波形が０に近い値になるときに、ＥＸＯＲ信号の値が０になる場合があるが、その期間はごく短い時間に限られる。
【００８９】
図２に戻り、演算部１５３は、例えば、マイクロコンピュータにより構成され、ＡＤＣ１７１ｐ，１７１ｃ、波形復元部１７２ｐ，１７２ｃ、潮流方向検出部１７３、および、電力算出部１７４を含む機能を実現する。
【００９０】
ＡＤＣ１７１ｐは、アナログの全波整流信号Ｓｐ１を所定のサンプリング周期でサンプリングし、デジタルの全波整流信号Ｓｐ２にＡ／Ｄ変換する。ＡＤＣ１７１ｐは、変換後の全波整流信号Ｓｐ２を波形復元部１７２ｐに供給する。
【００９１】
波形復元部１７２ｐは、後述するように、全波整流信号Ｓｐ２および電流方向検出信号Ｄｐに基づいて、電流ｉｐ１の波形を復元した復元信号Ｓｐ３を生成する。従って、復元信号Ｓｐ３は、電流ｉｐ１の値を所定のサンプリング周期でサンプリングしたデジタル信号となる。波形復元部１７２ｐは、生成した復元信号Ｓｐ３を電力算出部１７４に供給する。
【００９２】
ＡＤＣ１７１ｃは、アナログの全波整流信号Ｓｃ１を所定のサンプリング周期でサンプリングし、デジタルの全波整流信号Ｓｃ２にＡ／Ｄ変換する。ＡＤＣ１７１ｃは、変換後の全波整流信号Ｓｃ２を波形復元部１７２ｃに供給する。
【００９３】
波形復元部１７２ｃは、後述するように、全波整流信号Ｓｃ２および電流方向検出信号Ｄｐに基づいて、電流ｉｃ１の波形を復元した復元信号Ｓｃ３を生成する。従って、復元信号Ｓｃ３は、電流ｉｃ１の値を所定のサンプリング周期でサンプリングしたデジタル信号となる。波形復元部１７２ｃは、生成した復元信号Ｓｃ３を電力算出部１７４に供給する。
【００９４】
潮流方向検出部１７３は、後述するように、ＥＸＯＲ回路１５２から供給されるＥＸＯＲ信号、並びに、電力算出部１７４から通知される電流ｉｃ１および電流ｉｐ１の実効値に基づいて、商用側電力の潮流方向を検出し、検出した結果を電力算出部１７４に通知する。
【００９５】
電力算出部１７４は、復元信号Ｓｐ３および復元信号Ｓｃ３に基づいて、電流ｉｃ１の実効値ｉｒｃ１および電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１を算出し、潮流方向検出部１７３に通知する。また、電力算出部１７４は、後述するように、復元信号Ｓｐ３、復元信号Ｓｃ３、および、商用側電力の潮流方向の検出結果に基づいて、発電電力、販売電力、購入電力、および、消費電力を算出する。電力算出部１７４は、算出した結果を表示部１５４および通信部１５５に通知する。
【００９６】
表示部１５４は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光装置などにより構成され、各部の電力の状態を表示する。
【００９７】
通信部１５５は、各種の通信装置により構成され、各部の電力の状態を示す電力状態情報を外部の装置に送信する。なお、通信部１５５の通信方法には、有線または無線を問わず、任意の方法を採用することができる。
【００９８】
［電力監視処理の第１の実施の形態］
次に、図１４のフローチャートを参照して、電力監視システム１０１により実行される電力監視処理の第１の実施の形態について説明する。なお、この処理は、例えば、電力監視システム１０１の電源がオンされたときに開始され、オフされたときに終了する。
【００９９】
ステップＳ１において、潮流方向検出部１７３は、初期化処理を実行する。ここで、図１５のフローチャートを参照して、初期化処理の詳細について説明する。
【０１００】
ステップＳ２１において、潮流方向検出部１７３は、タイマをリセットする。これにより、タイマの経時が開始される。
【０１０１】
ステップＳ２２において、潮流方向検出部１７３は、カウンタphase_indexの値を０に設定する。このカウンタphase_indexは、ＥＸＯＲ信号の値が変化した回数をカウントするために用いられる。
【０１０２】
ステップＳ２３において、潮流方向検出部１７３は、ＥＸＯＲ回路１５２から供給されているＥＸＯＲ信号の値を検出する。
【０１０３】
ステップＳ２４において、潮流方向検出部１７３は、ＥＸＯＲ信号の値＝１であるか否かを判定する。ＥＸＯＲ信号の値＝１であると判定された場合、処理はステップＳ２５に進む。
【０１０４】
ステップＳ２５において、潮流方向検出部１７３は、所定のフラグFlag_upstartの値を１に設定する。このフラグFlag_upstartは、タイマの経時を開始した時点のＥＸＯＲ信号の初期値を記憶するために用いられる。
【０１０５】
ステップＳ２６において、潮流方向検出部１７３は、ＥＸＯＲ信号の立ち下がりに対する割り込みを許可する。例えば、潮流方向検出部１７３は、ＥＸＯＲ信号が１から０に変化した場合に割り込みハンドラ（不図示）が割り込み通知を行うように、所定の割り込み許可フラグIES_phaseの値を１に設定する。
【０１０６】
その後、初期化処理は終了する。
【０１０７】
一方、ステップＳ２４において、ＥＸＯＲ信号の値＝０であると判定された場合、処理はステップＳ２７に進む。
【０１０８】
ステップＳ２７において、潮流方向検出部１７３は、上述したフラグFlag_upstartの値を０に設定する。
【０１０９】
ステップＳ２８において、潮流方向検出部１７３は、ＥＸＯＲ信号の立ち上がりに対する割り込みを許可する。例えば、潮流方向検出部１７３は、ＥＸＯＲ信号が０から１に変化した場合に割り込みハンドラ（不図示）が割り込み通知を行うように、上述した割り込み許可フラグIES_phaseの値を０に設定する。
【０１１０】
その後、初期化処理は終了する。
【０１１１】
図１４に戻り、ステップＳ２において、電力監視システム１０１は、電流の方向の検出を開始する。すなわち、以下の処理が開始される。
【０１１２】
変流器１１１ｐは、発電電力系統を流れる電流ｉｐ１を電流ｉｐ２に変換する。電流方向検出部１６１ｐは、整流器１６２ｐ内のダイオードおよび抵抗１６３ｐにより電流ｉｃ２を変換した電圧ｖｐ２の正負の符号に基づいて、電流ｉｐ１の方向を示す電流方向検出信号Ｄｐを生成し、ＥＸＯＲ回路１５２および波形復元部１７２ｐに供給する。
【０１１３】
同様に、変流器１１１ｃは、商用電力系統を流れる電流ｉｃ１を電流ｉｃ２に変換する。電流方向検出部１６１ｃは、整流器１６２ｃ内のダイオードおよび抵抗１６３ｃにより電流ｉｃ２を変換した電圧ｖｃ２の正負の符号に基づいて、電流ｉｃ１の方向を示す電流方向検出信号Ｄｃを生成し、ＥＸＯＲ回路１５２および波形復元部１７２ｃに供給する。
【０１１４】
ステップＳ３において、電力監視システム１０１は、電流の波形の検出を開始する。すなわち、以下の処理が開始される。
【０１１５】
変流器１１１ｐから出力された電流ｉｐ２は、整流器１６２ｐにより全波整流された後、抵抗１６３ｐにより電圧に変換され、さらに計装アンプ１６４ｐにより増幅され、ＡＤＣ１７１ｐに供給される。ＡＤＣ１７１ｐは、計装アンプ１６４ｐから供給される全波整流信号Ｓｐ１を、所定のサンプリング周期でデジタルの全波整流信号Ｓｐ２にＡ／Ｄ変換し、生成した全波整流信号Ｓｐ２を波形復元部１７２ｐに供給する。
【０１１６】
波形復元部１７２ｐは、全波整流信号Ｓｐ２および電流方向検出信号Ｄｐに基づいて、電流ｉｐ１の波形を復元した復元信号Ｓｐ３を生成する。ここで、図１６および図１７を参照して、波形復元部１７２ｐの処理の具体例について説明する。
【０１１７】
図１６は、波形復元部１７２ｐに入力される全波整流信号Ｓｐ２および電流方向検出信号Ｄｐの具体例を示している。波形復元部１７２ｐは、全波整流信号Ｓｐ２のサンプリング値のうち、電流方向検出信号ＤｐがＨｉレベルのときのサンプリング値の符号を反転し、電流方向検出信号ＤｐがＬｏｗレベルのときのサンプリング値をそのまま変更しない。これにより、図１６の全波整流信号Ｓｐ２から、図１７に示される復元信号Ｓｐ３が生成される。
【０１１８】
波形復元部１７２ｐは、以上のようにして生成した復元信号Ｓｐ３を電力算出部１７４に供給する。電力算出部１７４は、復元信号Ｓｐ３に基づいて、電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１を算出する。
【０１１９】
同様に、変流器１１１ｃから出力された電流ｉｃ２は、整流器１６２ｃにより全波整流された後、抵抗１６３ｃにより電圧に変換され、さらに計装アンプ１６４ｃにより増幅され、ＡＤＣ１７１ｃに供給される。ＡＤＣ１７１ｃは、計装アンプ１６４ｃから供給される全波整流信号Ｓｃ１を、所定のサンプリング周期でデジタルの全波整流信号Ｓｃ２にＡ／Ｄ変換し、生成した全波整流信号Ｓｃ２を波形復元部１７２ｃに供給する。
【０１２０】
波形復元部１７２ｃは、波形復元部１７２ｐと同様に、全波整流信号Ｓｃ２および電流方向検出信号Ｄｃに基づいて、電流ｉｃ１の波形を復元した復元信号Ｓｃ３を生成する。波形復元部１７２ｃは、生成した復元信号Ｓｃ３を電力算出部１７４に供給する。電力算出部１７４は、復元信号Ｓｃ３に基づいて、電流ｉｃ１の実効値ｉｒｃ１を算出する。
【０１２１】
ステップＳ４において、潮流方向検出部１７３は、割り込みが通知されたか否かを判定する。例えば、演算部１５３により実行される割り込みハンドラは、ＥＸＯＲ信号の立ち上がりに対する割り込みが許可されている場合に、ＥＸＯＲ信号の値が０から１に変化したとき、あるいは、ＥＸＯＲ信号の立ち下がりに対する割り込みが許可されている場合に、ＥＸＯＲ信号の値が１から０に変化したとき、所定の割り込みフラグIFG_phaseの値を１に設定する。そして、潮流方向検出部１７３は、割り込みフラグIFG_phaseの値が１に設定されている場合、割り込みが通知されたと判定し、処理はステップＳ５に進む。
【０１２２】
ステップＳ５において、潮流方向検出部１７３は、割り込み処理を実行し、その後、処理はステップＳ６に進む。ここで、図１８のフローチャートを参照して、ステップＳ５の割り込み処理の詳細について説明する。
【０１２３】
ステップＳ４１において、潮流方向検出部１７３は、割り込みフラグIFG_phaseの値を０にリセットする。
【０１２４】
ステップＳ４２において、潮流方向検出部１７３は、ＥＸＯＲ信号の立ち上がりに対する割り込みであるか否かを判定する。潮流方向検出部１７３は、割り込み許可フラグIES_phaseの値が０に設定されている場合、ＥＸＯＲ信号の立ち上がりに対する割り込みであると判定し、処理はステップＳ４３に進む。
【０１２５】
ステップＳ４３において、図１５のステップＳ２６の処理と同様に、ＥＸＯＲ信号の立ち下がりに対する割り込みが許可される。
【０１２６】
その後、処理はステップＳ４５に進む。
【０１２７】
一方、ステップＳ４２において、潮流方向検出部１７３は、割り込み許可フラグIES_phaseの値が１に設定されている場合、ＥＸＯＲ信号の立ち下がりに対する割り込みであると判定し、処理はステップＳ４４に進む。
【０１２８】
ステップＳ４４において、図１５のステップＳ２８の処理と同様に、ＥＸＯＲ信号の立ち上がりに対する割り込みが許可される。
【０１２９】
その後、処理はステップＳ４５に進む。
【０１３０】
ステップＳ４５において、潮流方向検出部１７３は、カウンタphase_indexの値を１つインクリメントする。
【０１３１】
ステップＳ４６において、潮流方向検出部１７３は、配列変数T_phase[phase_index]に現在のタイマの時刻を記録する。これにより、今回ＥＸＯＲ信号の値が変化したときの時刻が記録される。
【０１３２】
その後、割り込み処理は終了する。
【０１３３】
図１４に戻り、一方、ステップＳ４において、潮流方向検出部１７３は、割り込みフラグIFG_phaseの値が０に設定されている場合、割り込みが通知されていないと判定し、ステップＳ５の処理はスキップされ、処理はステップＳ６に進む。
【０１３４】
ステップＳ６において、潮流方向検出部１７３は、検出周期が経過したか否かを判定する。図１５のステップＳ２１においてタイマの経時を開始してから、まだ所定の検出周期が経過していないと判定された場合、処理はステップＳ４に戻る。なお、この検出周期は、例えば、商用電源１０３のｎ周期（ｎは自然数、例えば５周期）の時間に設定される。
【０１３５】
その後、ステップＳ６において、検出周期が経過したと判定されるまで、ステップＳ４乃至Ｓ６の処理が繰り返し実行される。これにより、ＥＸＯＲ信号の値が変化した回数と、変化した時刻が記録される。
【０１３６】
一方、ステップＳ６において、検出周期が経過したと判定された場合、処理はステップＳ７に進む。
【０１３７】
ステップＳ７において、演算部１５３は、潮流方向判定処理を実行する。ここで、図１９のフローチャートを参照して、潮流方向判定処理の詳細について説明する。
【０１３８】
ステップＳ６１において、潮流方向検出部１７３は、発電電力系統の電流が規定値以下であるか否かを判定する。具体的には、潮流方向検出部１７３は、電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１の算出値を電力算出部１７４から取得する。そして、潮流方向検出部１７３が、電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１を規定値と比較し、電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１が規定値より大きいと判定した場合、処理はステップＳ６２に進む。
【０１３９】
ステップＳ６２において、潮流方向検出部１７３は、商用電力系統の電流が発電電力系統の電流より大きいか否かを判定する。具体的には、潮流方向検出部１７３は、さらに電流ｉｃ１の実効値ｉｒｃ１の算出値を電力算出部１７４から取得する。そして、潮流方向検出部１７３は、電流ｉｃ１の実効値ｉｒｃ１と電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１を比較し、電流ｉｃ１の実効値ｉｒｃ１が電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１以下であると判定した場合、処理はステップＳ６３に進む。
【０１４０】
ステップＳ６３において、潮流方向検出部１７３は、カウンタphase_index＝０であるか否かを判定する。カウンタphase_index＝０でないと判定された場合、処理はステップＳ６４に進む。これは、検出周期内にＥＸＯＲ信号の値が１回以上変化した場合である。
【０１４１】
ステップＳ６４において、潮流方向検出部１７３は、まず、カウンタｉの値を０に設定する。
【０１４２】
次に、潮流方向検出部１７３は、変数T_phase_addにT_phase[2＊i＋1]−T_phase[2＊i]の値を加算した後、カウンタｉの値を１つインクリメントする。そして、潮流方向検出部１７３は、カウンタｉがカウンタphase_index／２以上になるまで、この処理を繰り返す。
【０１４３】
これにより、タイマの経時を開始してから検出周期が経過するまでの間に、タイマの経時を開始した時点のＥＸＯＲ信号の初期値（＝Flag_upstart）と等しかった期間の合計時間が、最終的に変数T_phase_addに設定される。
【０１４４】
その後、処理は、ステップＳ６６に進む。
【０１４５】
一方、ステップＳ６３において、カウンタphase_index＝０でないと判定された場合、処理はステップＳ６５に進む。これは、検出周期内にＥＸＯＲ信号の値が１回も変化しなかった場合である。
【０１４６】
ステップＳ６５において、潮流方向検出部１７３は、変数T_phase_addに検出周期を設定する。すなわち、この場合、タイマの経時を開始してから検出周期が経過するまでの間、ＥＸＯＲ信号の値は初期値のままなので、ＥＸＯＲ信号の初期値と等しかった期間の合計時間として検出周期が変数T_phase_addに設定される。
【０１４７】
その後、処理はステップＳ６６に進む。
【０１４８】
ステップＳ６６において、潮流方向検出部１７３は、フラグFlag_upstart＝１であるか否かを判定する。フラグFlag_upstart＝１であると判定された場合、処理はステップＳ６７に進む。
【０１４９】
ステップＳ６７において、潮流方向検出部１７３は、変数T_phase_add≧検出周期／２であるか否かを判定する。変数T_phase_add≧検出周期／２であると判定された場合、処理はステップＳ６８に進む。これは、ＥＸＯＲ信号の値が１であった期間の長さが０であった期間の長さ以上である場合、換言すれば、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致しなかった期間の長さが一致した期間の長さ以上の場合である。
【０１５０】
ステップＳ６８において、潮流方向検出部１７３は、売電状態であると判定する。そして、潮流方向検出部１７３は、判定結果を電力算出部１７４に通知する。
【０１５１】
その後、処理はステップＳ７４に進む。
【０１５２】
一方、ステップＳ６７において、変数T_phase_add＜検出周期／２であると判定された場合、処理はステップＳ６９に進む。これは、ＥＸＯＲ信号の値が１であった期間が０であった期間より短い場合、換言すれば、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致しなかった期間が一致した期間より短い場合である。
【０１５３】
ステップＳ６９において、潮流方向検出部１７３は、買電状態であると判定する。そして、潮流方向検出部１７３は、判定結果を電力算出部１７４に通知する。
【０１５４】
その後、処理はステップＳ７４に進む。
【０１５５】
一方、ステップＳ６６において、フラグFlag_upstart＝０であると判定された場合、処理はステップＳ７０に進む。
【０１５６】
ステップＳ７０において、潮流方向検出部１７３は、変数T_phase_add≧検出周期／２であるか否かを判定する。変数T_phase_add≧検出周期／２であると判定された場合、処理はステップＳ７１に進む。これは、ＥＸＯＲ信号の値が０であった期間の長さが１であった期間の長さ以上である場合、換言すれば、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致した期間の長さが一致しなかった期間の長さ以上の場合である。
【０１５７】
ステップＳ７１において、潮流方向検出部１７３は、買電状態であると判定する。そして、潮流方向検出部１７３は、判定結果を電力算出部１７４に通知する。
【０１５８】
その後、処理はステップＳ７４に進む。
【０１５９】
一方、ステップＳ７０において、変数T_phase_add＜検出周期／２であると判定された場合、処理はステップＳ７２に進む。これは、ＥＸＯＲ信号の値が０であった期間が１であった期間より短い場合、換言すれば、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致した期間が一致しなかった期間より短い場合である。
【０１６０】
ステップＳ７２において、潮流方向検出部１７３は、売電状態であると判定する。そして、潮流方向検出部１７３は、判定結果を電力算出部１７４に通知する。
【０１６１】
その後、処理はステップＳ７４に進む。
【０１６２】
ここで、ステップＳ６６乃至Ｓ７２における商用側電力の潮流方向の判定結果の妥当性について説明する。
【０１６３】
家庭用の一般的な負荷の力率は、cos(π／６)以上になる期間がほとんどであることが経験的に分かっている。従って、電圧波形と電流波形の位相差はπ／６以下となる。
【０１６４】
例えば、図２０は、蛍光灯に１００Ｖの交流電圧を印加し、変流器により電流を測定した結果を示すグラフである。なお、図２０の横軸は時間を示し、縦軸は電圧および電流を示している。波形２５１は電圧の波形を示し、波形２５２は、電圧と電流が同位相の場合に電流値が正になる方向に変流器を取付けた場合の電流の波形を示し、波形２５３は、電圧と電流が逆位相の場合に電流値が正になる方向に変流器を取付けた場合の電流の波形を示している。この場合、蛍光灯に印加される電圧と蛍光灯を流れる電流の位相差は、約１１．５度（＜π／６）となる。
【０１６５】
また、図２１は、他の負荷に１００Ｖの交流電圧を印加し、電圧と電流が同位相の場合に電流値が正になる方向に取付けた変流器により電流を測定した結果を示すグラフである。なお、図２１の横軸は時間を示し、縦軸は電圧および電流を示している。波形２６１は電圧の波形を示し、波形２６２は負荷が電子レンジの場合の電流の波形を示し、波形２６３は負荷がパーソナルコンピュータとディスプレイの場合の電流の波形を示している。この例でも、電圧と電流の位相差は、π／６より小さくなっている。
【０１６６】
従って、発電電力系統の電圧ｖｐ１と電流ｉｐ１との位相差は、±π／６以内になると仮定することができる。また、商用電力系統の電圧ｖｃ１と電流ｉｃ１との位相差は、買電状態の場合、±π／６以内となり、売電状態の場合、π±π／６の範囲内になると仮定することができる。
【０１６７】
従って、電流ｉｐ１の位相をφｐとし、電流ｉｃ１の位相をφｃとすると、買電状態の場合、｜φｐ−φｃ｜≦π／３になり、商用電源１０３の１周期内において、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致する期間の方が、一致しない期間より長くなると仮定することができる。一方、売電状態の場合、２π／３≦｜φｐ−φｃ｜≦πになり、商用電源１０３の１周期内において、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致しない期間の方が、一致する期間より長くなると仮定することができる。
【０１６８】
従って、上述したように、所定の検出期間内において、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致する期間と一致しない期間の長さを比較することにより、商用側電力の潮流方向を正確に判定することができる。
【０１６９】
図１９に戻り、一方、ステップＳ６１において、発電電力系統の電流が規定値以下であると判定された場合、または、ステップＳ６２において、商用電力系統の電流が発電電力系統の電流より大きいと判定された場合、処理はステップＳ７３に進む。
【０１７０】
ステップＳ７３において、潮流方向検出部１７３は、買電状態であると判定する。そして、潮流方向検出部１７３は、買電状態であることを電力算出部１７４に通知する。
【０１７１】
その後、処理はステップＳ７４に進む。
【０１７２】
電力監視システム１０１では、太陽電池モジュール１２１が発電を開始する直前や発電を終了した直後に電流ｉｐ１の力率が極小になる場合がある。例えば、図２２は、太陽電池モジュール１２１が朝発電を開始する前後の電流ｉｐ１の実効値の推移の例を示している。この図の丸で囲まれた部分は、太陽電池モジュール１２１が発電を開始する直前の時間帯を示し、この例のように、太陽電池モジュール１２１が発電していないにも関わらず、電流ｉｐ１が流れる場合がある。このときの電流ｉｐ１は、主にパワーコンディショナ１２２内のコンデンサ等の容量性負荷に電流が流れ込むことにより発生し、太陽電池モジュール１２１の発電時の電流ｉｐ１と位相が大きく異なる。
【０１７３】
一方、図２３は、太陽電池モジュール１２１が夕方発電を停止する前後の電流ｉｐ１の実効値の推移の例を示している。この図の丸で囲まれた部分は、太陽電池モジュール１２１が発電を停止した直後の時間帯を示し、この例のように、太陽電池モジュール１２１が発電していないにも関わらず、電流ｉｐ１が流れる場合がある。このときの電流ｉｐ１も、主にパワーコンディショナ１２２内のコンデンサ等の容量性負荷に電流が流れ込むことにより発生し、太陽電池モジュール１２１の発電時の電流ｉｐ１と位相が大きく異なる。
【０１７４】
このように、図２２および図２３の丸で囲まれた時間帯において、太陽電池モジュール１２１の発電時と位相が大きく異なる電流ｉｐ１が流れることにより、商用側電力の潮流方向が実際とは逆に検出される恐れがある。すなわち、太陽電池モジュール１２１が発電していないにも関わらず、商用側電力の潮流方向が売電状態であると判定され、商用電源１０３から電力を購入しているにも関わらず、逆に電力を販売していると判定される恐れがある。これが、例えば、負荷１０４の消費電力が大きく、大量の電力を商用電源１０３から購入しているときに発生すると、販売電力と購入電力の計算結果に大幅な狂いが生じる。
【０１７５】
そこで、ステップＳ６１において、発電電力系統の電流が規定値以下であると判定された場合に買電状態であると判定することにより、図２２および図２３の丸で囲まれる時間帯の縁の６：４５頃および１７：３５頃のように、電流ｉｐ１が極小の値をとったときに、潮流方向が売電状態であると誤検出されることが防止される。
【０１７６】
なお、ステップＳ６１において、太陽電池モジュール１２１の発電量が少なく電流ｉｐ１が小さい場合に、売電状態であるにも関わらず、買電状態であると誤検出される可能性がある。しかし、太陽電池モジュール１２１の発電量が少ない場合に余剰電力が発生し、売電状態になることは稀であり、誤検出が発生する可能性は極めて低い。また、仮に誤検出が発生しても、その電力量は小さいため、誤検出による影響は非常に小さいと考えられる。
【０１７７】
また、売電状態の場合に、電流ｉｃ１の実効値ｉｒｃ１が電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１より大きくなる状態は、太陽光発電システム１０２の発電量より大きい電力が商用電源１０３側に供給されている状態であり、現実には発生し得ない。そこで、電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１より電流ｉｃ１の実効値ｉｒｃ１の方が大きいと判定された場合、無条件に買電状態であると判定することにより、潮流方向の誤検出を避けることができる。
【０１７８】
図１９に戻り、ステップＳ７４において、潮流方向検出部１７３は、図１５を参照して上述した初期化処理を実行する。これにより、タイマがリセットされた後、経時が開始され、フラグ、変数等の値が初期化される。
【０１７９】
その後、潮流方向判定処理は終了する。
【０１８０】
図１４に戻り、ステップＳ８において、電力算出部１７４は、各部の電力を算出する。
【０１８１】
具体的には、電力算出部１７４は、太陽光発電システム１０２の発電電力をＰｐとすると、次式（１）により、発電電力Ｐｐを算出する。
【０１８２】
Ｐｐ＝ｖｒｐ１×ｉｒｐ１×ＰＦｐ  ・・・（１）
【０１８３】
なお、ｖｒｐ１は、電圧ｖｐ１の実効値を表し、例えば、太陽光発電システム１０２の出力電圧の公称値が用いられる。なお、太陽光発電システム１０２から電圧ｖｐ１の実効値の測定値を取得して用いるようにしてもよい。
【０１８４】
ＰＦｐは、発電電力系統の力率を表し、例えば、実験結果、実際の測定結果、または、理論式等に基づいて設定される定数である。
【０１８５】
また、購入電力をＰｃｂとし、販売電力をＰｃｓとすると、電力算出部１７４は、買電状態であると判定された場合、次の式（２）および式（３）により、購入電力Ｐｃｂおよび販売電力Ｐｃｓを算出する。
【０１８６】
Ｐｃｂ＝ｖｒｃ１×ｉｒｃ１×ＰＦｃ  ・・・（２）
Ｐｃｓ＝０  ・・・（３）
【０１８７】
なお、ｖｒｃ１は、電圧ｖｃ１の実効値を表し、例えば、商用電源１０３の公称電圧が用いられる。なお、太陽光発電システム１０２の出力電圧が、商用電源１０３の電圧と等しくなるように制御されるため、太陽光発電システム１０２から電圧ｖｐ１の実効値の測定値を取得して、電圧ｖｒｃ１として用いるようにしてもよい。
【０１８８】
ＰＦｃは、商用電力系統の力率を表し、例えば、実験結果、実際の測定結果、または、理論式等に基づいて設定される定数である。
【０１８９】
一方、電力算出部１７４は、売電状態であると判定された場合、次の式（４）および式（５）により、購入電力Ｐｃｂおよび販売電力Ｐｃｓを算出する。
【０１９０】
Ｐｃｂ＝０  ・・・（４）
Ｐｃｓ＝ｖｒｃ１×ｉｒｃ１×ＰＦｃ  ・・・（５）
【０１９１】
なお、式（２）の右辺と式（５）の右辺とは等しい。
【０１９２】
また、電力算出部１７４は、買電状態であると判定された場合、次式（６）により、負荷１０４の負荷電力Ｐｌを算出する。
【０１９３】
Ｐｌ＝ｖｒｃ１×（ｉｒｐ１＋ｉｒｃ１）×ＰＦｌ  ・・・（６）
【０１９４】
なお、ＰＦｌは、負荷電力系統の力率を表し、例えば、実験結果、実際の測定結果、または、理論式等に基づいて設定される定数である。
【０１９５】
一方、電力算出部１７４は、売電状態であると判定された場合、次式（７）により、負荷１０４の負荷電力Ｐｌを算出する。
【０１９６】
Ｐｌ＝ｖｒｃ１×（ｉｒｐ１−ｉｒｃ１）×ＰＦｌ  ・・・（７）
【０１９７】
そして、電力算出部１７４は、各部の電力の算出値を表示部１５４および通信部１５５に通知する。
【０１９８】
ステップＳ９において、表示部１５４は、各部の電力の状態を表示する。例えば、表示部１５４は、算出された発電電力Ｐｐ、販売電力Ｐｃｓ、購入電力Ｐｃｂ、および、負荷電力Ｐｌを、数値または時系列のグラフなどを用いて表示する。また、例えば、表示部１５４は、買電状態または売電状態のいずれの状態であるかを文字、記号、アイコン等により画面に表示したり、ＬＥＤなどによる光の点灯、点滅、色の変化等により示したりする。
【０１９９】
これにより、ユーザは家庭内の各部の電力の状態を把握することができる。
【０２００】
ステップＳ１０において、通信部１５５は、各部の電力の状態を通知する。具体的には、通信部１５５は、算出された発電電力Ｐｐ、販売電力Ｐｃｓ、購入電力Ｐｃｂ、および、負荷電力Ｐｌ、並びに、買電状態または売電状態のいずれの状態であるかを含む電力状態情報を外部の装置に送信する。
【０２０１】
送信先の外部の装置は、例えば、受信した情報を蓄積したり、受信した情報に基づいて電力の使用状況等の解析を行ったりする。
【０２０２】
なお、さらに電流ｉｐ１および電流ｉｃ１の測定値を電力状態情報に含めるようにしてもよい。また、必ずしも以上に述べた全ての情報を送信する必要はなく、例えば、送信先の装置の必要性に応じて、送信する情報を選択するようにしてもよい。
【０２０３】
さらに、電力状態情報の送信は、必ずしも電力監視処理のループ処理で毎回行う必要はなく、例えば、所定の期間毎、あるいは、情報の蓄積量が所定量を超えたときなど、所定のタイミングで行うようにしてもよい。あるいは、外部の装置からの要求に応じて、電力状態情報を送信するようにしてもよい。
【０２０４】
その後、処理はステップＳ４に戻り、ステップＳ４以降の処理が実行される。
【０２０５】
以上のようにして、電圧の測定器を電力系統に設置することなく、変流器１１１ｐ，１１１ｃのみを電力系統に設置し、電流ｉｐ１および電流ｉｃ１を測定するだけで、商用側電力の潮流方向を検出することができる。また、発電電力、販売電力、購入電力、消費電力を測定することができる。
【０２０６】
従って、安全かつ無停電で電力監視システム１０１を設置することができ、電力監視システム１０１の設置が容易になるとともに、必要なコストを削減することができる。その結果、簡単かつ低コストで電力の状態を検出することが可能になる。さらに、安全性および信頼性の要求が高い電圧の測定器を省くことにより、電力監視システム１０１全体の安全性および信頼性が向上する。
【０２０７】
また、変流器１１１ｐおよび変流器１１１ｃの電流により電源１６５ｐ，１６５ｃを充電して、充電した電力により検出装置１１２を動作させることにより、バッテリ等の交換を行わずに、検出装置１１２を安定して長時間動作させることができる。
【０２０８】
さらに、全波整流した波形をＡＤＣ１７１ｐおよびＡＤＣ１７１ｃに入力することにより、全波整流せずに入力した場合と比較して、２倍の分解能で電流ｉｐ１および電流ｉｃ１を測定することが可能になる。あるいは、全波整流せずに入力した場合と比較して、ＡＤＣ１７１ｐおよびＡＤＣ１７１ｃのダイナミックレンジを１／２に設定することができる。
【０２０９】
［電力監視処理の第２の実施の形態］
次に、図２４のフローチャートを参照して、電力監視システム１０１により実行される電力監視処理の第２の実施の形態について説明する。なお、この処理は、例えば、電力監視システム１０１の電源がオンされたときに開始され、オフされたときに終了する。
【０２１０】
ステップＳ１０１において、図１４のステップＳ２の処理と同様に、電流の方向の検出が開始される。
【０２１１】
ステップＳ１０２において、図１４のステップＳ３の処理と同様に、電流の波形の検出が開始される。
【０２１２】
ステップＳ１０３において、潮流方向検出部１７３は、潮流方向判定処理を実行する。ここで、図２５のフローチャートを参照して、潮流方向判定処理の詳細について説明する。
【０２１３】
ステップＳ１２１において、潮流方向検出部１７３は、カウンタｐｈの値を０に設定する。
【０２１４】
ステップＳ１２２において、潮流方向検出部１７３は、ＥＸＯＲ信号の値を検出する。なお、この処理は、例えば、割り込み処理により行われる。
【０２１５】
ステップＳ１２３において、潮流方向検出部１７３は、カウンタｐｈにＥＸＯＲ信号の値を加算する。従って、ＥＸＯＲ信号の値が１の場合、カウンタｐｈの値が１つインクリメントされ、ＥＸＯＲ信号の値が０の場合、カウンタｐｈの値は変化しない。
【０２１６】
ステップＳ１２４において、潮流方向検出部１７３は、所定の時間待機する。
【０２１７】
ステップＳ１２５において、潮流方向検出部１７３は、ＥＸＯＲ信号の値を所定のサンプル数だけ検出したか否かを判定する。まだＥＸＯＲ信号の値を所定のサンプル数検出していないと判定された場合、処理はステップＳ１２２に戻る。
【０２１８】
その後、ステップＳ１２５において、ＥＸＯＲ信号の値を所定のサンプル数だけ検出したと判定されるまで、ステップＳ１２２乃至Ｓ１２５の処理が繰り返し実行される。これにより、所定の検出期間内において、ＥＸＯＲ信号の値が所定の間隔で検出され、カウンタｐｈにＥＸＯＲ信号の検出値が１になった回数が記録される。例えば、検出間隔は３１２．５μ秒に設定され、サンプル数は３２０に設定され、検出期間は０．１秒に設定される。なお、検出期間を、例えば、商用電源１０３のｎ周期（ｎは自然数）の時間に設定するようにしてもよい。
【０２１９】
一方、ステップＳ１２５において、ＥＸＯＲ信号の値を所定のサンプル数だけ検出したと判定された場合、処理はステップＳ１２６に進む。
【０２２０】
ステップＳ１２６において、図１９のステップＳ６１の処理と同様に、発電電力系統の電流が規定値以下であるか否かが判定される。発電電力系統の電流が規定値より大きいと判定された場合、処理はステップＳ１２７に進む。
【０２２１】
ステップＳ１２７において、図１９のステップＳ６２の処理と同様に、商用電力系統の電流が発電電力系統の電流より大きいか否かが判定される。商用電力系統の電流が発電電力系統の電流以下であると判定された場合、処理はステップＳ１２８に進む。
【０２２２】
ステップＳ１２８において、潮流方向検出部１７３は、カウンタｐｈ＞サンプル数／２であるか否かを判定する。カウンタｐｈ＞サンプル数／２であると判定された場合、処理はステップＳ１２９に進む。これは、検出期間内において、ＥＸＯＲ信号の検出値が１であった回数が０であった回数より多い場合、換言すれば、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致しなかった回数が一致した回数より多い場合である。
【０２２３】
ステップＳ１２９において、潮流方向検出部１７３は、売電状態であると判定する。そして、潮流方向検出部１７３は、判定結果を電力算出部１７４に通知する。
【０２２４】
その後、潮流方向判定処理は終了する。
【０２２５】
一方、ステップＳ１２８において、カウンタｐｈ≦サンプル数／２であると判定された場合、処理はステップＳ１３０に進む。これは、検出期間内において、ＥＸＯＲ信号の検出値が１であった回数が０であった回数以下である場合、換言すれば、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致しなかった回数が一致した回数以下である場合である。
【０２２６】
ステップＳ１３０において、潮流方向検出部１７３は、買電状態であると判定する。そして、潮流方向検出部１７３は、判定結果を電力算出部１７４に通知する。
【０２２７】
その後、潮流方向判定処理は終了する。
【０２２８】
ここで、ステップＳ１２８乃至Ｓ１３０における商用側電力の潮流方向の判定結果の妥当性について説明する。
【０２２９】
上述したように、買電状態の場合、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致する期間の方が、一致しない期間より長くなると仮定することができる。一方、売電状態の場合、電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致しない期間の方が、一致する期間より長くなると仮定することができる。
【０２３０】
従って、上述したように、所定の検出期間内において、所定の間隔で電流ｉｐ１と電流ｉｃ１の方向（正負の符号）が一致するか否かを検出し、一致する回数と一致しない回数を比較することにより、商用側電力の潮流方向を正確に判定することができる。
【０２３１】
一方、ステップＳ１２６において、発電電力系統の電流が規定値以下であると判定された場合、または、ステップＳ１２７において、商用電力系統の電流が発電電力系統の電流より大きいと判定された場合、処理はステップＳ１３１に進む。
【０２３２】
ステップＳ１３１において、潮流方向検出部１７３は、買電状態であると判定する。そして、潮流方向検出部１７３は、買電状態であることを電力算出部１７４に通知する。
【０２３３】
その後、潮流方向判定処理は終了する。
【０２３４】
図２４に戻り、ステップＳ１０４において、図１４のステップＳ８の処理と同様に、各部の電力が算出される。
【０２３５】
ステップＳ１０５において、図１４のステップＳ９の処理と同様に、各部の電力の状態が表示される。
【０２３６】
ステップＳ１０６において、図１４のステップＳ１０の処理と同様に、各部の電力の状態が通知される。
【０２３７】
その後、処理はステップＳ１０３に戻り、ステップＳ１０３以降の処理が実行される。
【０２３８】
以上のようにして、電力監視処理の第１の実施の形態の場合と同様に、電圧の測定器を電力系統に設置することなく、変流器１１１ｐ，１１１ｃのみを電力系統に設置し、電流ｉｐ１および電流ｉｃ１を測定するだけで、商用側電力の潮流方向を検出することができる。また、発電電力、販売電力、購入電力、消費電力を測定することができる。
【０２３９】
なお、電力監視処理の第１の実施の形態と第２の実施の形態とを比較すると、第１の実施の形態の方が、割り込み処理の回数が少なくなり、消費電力を低減させることができる。一方、第２の実施の形態の方が、定期的に割り込み処理が行われるため、各種の処理の時間管理を厳密に行うことができる。
【０２４０】
＜２．変形例＞
以下、上述した本発明の実施の形態の変形例について説明する。
【０２４１】
以上の説明では、単相２線式の電力系統に本発明を適用する例を示したが、本発明は、単相３線式の電力系統にも適用することが可能である。
【０２４２】
図２６は、単相３線式の場合の変流器の設置方法の例を示している。この図に示されるように、変流器３０１と変流器３０２の２つの変流器を、電圧線Ｌ１と中性線Ｎとの間（以下、Ｌ１相と称する）、および、電圧線Ｌ２と中性線Ｎとの間（以下、Ｌ２相と称する）にそれぞれ設けるようにすればよい。
【０２４３】
なお、単相３線式の場合、電流ｉｐ１および電流ｉｃ１の測定が離散的にかつシリアルに行われるときには、例えば、Ｌ１相の電流ｉｐ１、Ｌ１相の電流ｉｃ１、Ｌ２相の電流ｉｐ１、Ｌ２相の電流ｉｃ１、・・・の順のように、同じ相の電流を連続して測定するようにした方がよい。
【０２４４】
また、変流器１１１ｐおよび変流器１１１ｃの設置方向は、上述した例に限定されるものではなく、任意の方向に設定することができる。なお、変流器１１１ｐおよび変流器１１１ｃの一方のみを上述した例と逆方向に設置した場合、商用側電力の潮流方向の判定結果は、上述した例と逆になる。
【０２４５】
さらに、電流方向検出部１６１ｐおよび電流方向検出部１６１ｃを実現する回路は、図３乃至図５の例に限定されるものではなく、入力電圧の正負の符号により、出力信号のレベルが変化する回路であればよい。また、入力電圧の正負の符号と出力信号のレベルとの対応関係は、上述した例と逆になってもよい。すなわち、入力電圧が正の場合に出力電圧のレベルがＨｉになり、入力電圧が負の場合に出力電圧のレベルがＬｏｗになってもよい。
【０２４６】
さらに、例えば、図３の電流方向検出部１６１ｐ（あるいは電流方向検出部１６１ｃ）の回路において、オペアンプ２０１の非反転入力（＋）を変流器１１１ｃ（あるいは変流器１１１ｐ）の端子Ｋに接続するようにしてもよい。これにより、変流器１１１ｃ（あるいは変流器１１１ｐ）の端子Ｋ−Ｌ間の電位差の方が、端子Ｌとグラウンドの間の電位差よりも大きくなるため、電流ｉｐ１（または電流ｉｃ１）が微小のときに誤検出が発生しにくくなる。
【０２４７】
また、電流ｉｐ１の実効値ｉｒｐ１を、復元前の全波整流信号Ｓｐ２に基づいて算出するようにすることも可能である。同様に、電流ｉｃ１の実効値ｉｒｃ１を、復元前の全波整流信号Ｓｃ２に基づいて算出するようにすることが可能である。
【０２４８】
さらに、電源１６５ｐを、電流ｉｐ１を半波整流した電流により充電するようにすることも可能である。同様に、電源１６５ｃを、電流ｉｃ１を半波整流した電流により充電するようにすることも可能である。
【０２４９】
また、変流器１１１ｐから出力される電流ｉｐ２による電力を、電源１６５ｐに充電せずに、電圧変換等を行なって、検出装置１１２の各部に供給するようにしてもよい。同様に、変流器１１１ｃから出力される電流ｉｃ２による電力を、電源１６５ｃに充電せずに、電圧変換等を行なって、検出装置１１２の各部に供給するようにしてもよい。
【０２５０】
また、必ずしも検出装置１１２の全ての駆動電力を、変流器１１１ｃまたは変流器１１１ｐから出力され整流された電力で賄う必要はなく、一部のみ賄うようにしてもよい。すなわち、整流された電力を検出装置１１２の複数の動力源のうちの１つとして用いるようにしてもよい。
【０２５１】
さらに、図１９のステップＳ６１およびＳ６２の判定処理の一方を省略したり、両方を省略したりすることも可能である。同様に、図１８のステップＳ１２６およびＳ１２７の判定処理の一方を省略したり、両方を省略したりすることも可能である。
【０２５２】
また、検出装置１１２において、必要に応じて、表示部１５４および通信部１５５の一方を削除することが可能である。
【０２５３】
また、検出装置１１２において、ＥＸＯＲ回路１５２を設けずに、ＥＸＯＲ回路１５２の処理を演算部１５３で行うようにしてもよい。
【０２５４】
さらに、本発明の実施の形態では、太陽光発電以外にも、例えば、風力発電、ディーゼル発電、燃料電池等、任意の方式の自家発電装置を採用することができる。
【０２５５】
また、本発明は、一般の家庭以外にも、例えば、ビル、工場、商業施設、公共施設等の自家発電装置を備えた各種の施設の電力系統に適用することが可能である。
【０２５６】
［コンピュータの構成例］
上述した検出装置１１２の一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０２５７】
図２７は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【０２５８】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）４０１，ROM（Read Only Memory）４０２，RAM（Random Access Memory）４０３は、バス４０４により相互に接続されている。
【０２５９】
バス４０４には、さらに、入出力インタフェース４０５が接続されている。入出力インタフェース４０５には、入力部４０６、出力部４０７、記憶部４０８、通信部４０９、及びドライブ４１０が接続されている。
【０２６０】
入力部４０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部４０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部４０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部４０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ４１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア４１１を駆動する。
【０２６１】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU４０１が、例えば、記憶部４０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース４０５及びバス４０４を介して、RAM４０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０２６２】
コンピュータ（CPU４０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア４１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０２６３】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア４１１をドライブ４１０に装着することにより、入出力インタフェース４０５を介して、記憶部４０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部４０９で受信し、記憶部４０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM４０２や記憶部４０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０２６４】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２６５】
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。すなわち、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
【０２６６】
さらに、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２６７】
例えば、本発明は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
【０２６８】
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０２６９】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【符号の説明】
【０２７０】
１０１  電力監視システム
１０２  太陽光発電システム
１０３  商用電源
１１１ｐ，１１１ｃ  変流器
１１２  検出装置
１２１  太陽電池モジュール
１２２  パワーコンディショナ
１５１ｐ，１５１ｃ  電流検出部
１５２  ＥＸＯＲ回路
１５３  演算部
１５４  表示部
１５５  通信部
１６１ｐ，１６１ｃ  電流方向検出部
１６２ｐ，１６２ｃ  整流器
１６３ｐ，１６３ｃ  抵抗
１６４ｐ，１６４ｃ  計装アンプ
１６５ｐ，１６５ｃ  電源
１７１ｐ，１７１ｃ  ＡＤコンバータ
１７２ｐ，１７２ｃ  波形復元部
１７３  潮流方向検出部
１７４  電力算出部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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