(57)【要約】【課題】商用負荷ごとに特別な計測機器を接続することなく、目的の商用負荷の実使用に近い電力値を知ることができ、かつ、使用時間や経年劣化により損失が大きくなり始めた商用負荷を逸早く知り、対処できるようにすること。【解決手段】商用電力系統の幹線電流及び電圧を計測する電力計測手段と、その計測した電力データを無線方式あるいは赤外線方式にて伝送する送信手段とを備えた検出装置と、上記電力データを受信する受信手段と、この電力データを消費電力として表示する表示手段とを備えた表示装置とからなる電力表示システム。【選択図】図１
2004325195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力系統の幹線電流及び電圧を計測する電力計測手段と、その計測した電力データを無線方式あるいは赤外線方式にて伝送する送信手段とを備えた検出装置と、上記電力データを受信する受信手段と、この電力データを消費電力として表示する表示手段とを備えた表示装置とからなる電力表示システム。
【請求項２】
前記表示装置は計測開始の電気信号を出すためのスイッチと、このスイッチが押された時点の消費電力値を記憶する記憶手段と、前記スイッチが押された後の消費電力を計測し、前記スイッチが押された時点の消費電力値との差を求めるように成した請求項１記載の電力表示システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭内の消費電力を計測し表示する電力表示システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、住宅などでは図４に示すように、商用電力系統９は引込線１３により屋内に引き込まれ、一旦分電盤４に接続されたのち、給電線１２を通じてコンセント５に送られ、商用負荷３（３ａ、３ｂ）に供給されている。このとき、家人が住宅内の消費電力を知ろうとした場合、屋外に設置された電力会社の積算電力量計を見るなどの方法があるが、積算電力量計は過去からの積算で表示されるものであり、例えば商用負荷３ａを止めて電気を節約したとしても、その効果を知ることは困難である。一方、昨今では電気温水器や電磁調理器などますます電気の使用量が増える傾向にあり、電力会社では時間帯別契約料金体系などのサービスをはかっているが、これを有効に利用するためには、今どの電気製品が実際どれだけの電力を使用しているのかを知る必要がある。しかしながら個々の電気製品には定格消費電力が記載されているが、エアコンや冷蔵庫などの電気製品は気温や管理状態などの環境条件によって消費電力は変化し、電灯や冷暖房負荷においても使用による経年変化で消費電力が変化するものであり、実際どれだけの電力を使用しているのか非常にわかりにくくなっている。
【０００３】
この観点から、節電のツールとして、家庭内で瞬時の消費電力が計測できる電力表示システムが考案されている。すなわち、一つは、家庭内で消費されている総消費電力を一括で計測し表示する方法で、もう一つはコンセントと商用負荷の間に、流れる電力を検出する機能を有したコンセントアダプターを配して、その電気製品の消費電力を計測する方法である（特許文献１を参照）。なお、コンセントアダプターには自身に表示能力を持つものや、他の外部機器へ消費電力のデータを送信するタイプのものがある。
【０００４】
また、総消費電力を一括で計測し表示する方法としては、専用の電力消費量表示装置を用いる他に、図５に示すように自家発電装置１０の発電電力を商用電力系統９や商用負荷３に供給する系統連系システムにおいて、発電電力や売電・買電電力を表示する機能を有したパワーコンディショナ１１に総消費電力を表示させる機能を追加する方法もある。この場合、分電盤４内に商用負荷３（３ａ、３ｂ）への電力供給を検知する電流センサーＣＴａ、ＣＴｂを設け、そのデータをパワーコンディショナ１１に送り、パワーコンディショナ１１内に設けられた出力電力を検知する電流センサーＣＴ１、ＣＴ２のデータと照らし合わせることにより、売電電力、買電電力、負荷消費電力をそれぞれ算出することができる。また、パワーコンディショナの多くは積算電力を算出する機能を有しており、各電力量の積算電力量（各日、各月など細かい積算結果も取得が可能）を表示させるようにすることも比較的容易である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１２３１８５号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人が検出装置のそばにいなければ消費電力を見ることができなかった。
【０００７】
また、総消費電力を一括で計測し表示する場合、現在使用されている総消費はわかるが、個々の電気製品がどれだけ消費しているかがわからない。一方、コンセントアダプターを用いた場合は、コンセントアダプターにつながった電気製品の消費電力はわかるが、他の電気製品の消費電力を計測したい場合、いちいちコンセントアダプターをはずしてつなぎかえる必要があり、冷蔵庫やエアコンなど実際、移動や接続切り替えが困難な製品も多く、知りたい電気製品の消費電力を簡単に知ることができない。また、エアコンや冷蔵庫などの電気製品は気温や管理状態などの環境条件によって消費電力は変化し、電灯や冷暖房負荷においても使用による経年変化で消費電力が変化する。そのため、消費電力を日常的に知りたいのであれば、その電気製品の数だけコンセントアダプターを用意する必要があり、装置数の増加も生じてしまう。
【０００８】
また、パワーコンディショナに各電力表示、各電力量算出をさせられるようにしても、個々の機器がどれだけの消費電力であるかを知ることは困難である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電力表示システムは、商用電力系統の幹線電流及び電圧を計測する電力計測手段と、その計測した電力データを無線方式あるいは赤外線方式にて伝送する送信手段とを備えた検出装置と、上記電力データを受信する受信手段と、この電力データを消費電力として表示する表示手段とを備えた表示装置とからなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の電力表示システムは、前記表示装置は計測開始の電気信号を出すためのスイッチと、このスイッチが押された時点の消費電力値を記憶する記憶手段と、前記スイッチが押された後の消費電力を計測し、前記スイッチが押された時点の消費電力値との差を求めるように成したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明の電力表示システムによれば、上記構成のように、商用電力系統の幹線電流及び電圧を計測する電力計測手段と、その計測した電力データを無線方式あるいは赤外線方式にて伝送する送信手段とを備えた検出装置と、上記電力データを受信する受信手段と、この電力データを消費電力として表示する表示手段とを備えた表示装置とからなる構成にしたことで、人が検出装置のそばにいなくても、消費電力の表示を見ることができる。
【００１２】
また、前記表示装置は計測開始の電気信号を出すためのスイッチと、このスイッチが押された時点の消費電力値を記憶する記憶手段と、前記スイッチが押された後の消費電力を計測し、前記スイッチが押された時点の消費電力値との差を求めるようにしたことで、住宅内の負荷の総消費電力のみを計測することにより、消費電力を確認したい電気製品の運転を入り切りするだけで、簡単に手早く消費電力を知ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電力表示システムを図面により詳述する。
【００１４】
図１は本発明に係る電力表示システムを使用した電力計測の様子を模式的に説明する概略構成図である。
【００１５】
図１に示すように、電力表示システムＳは、商用電力系統９の電力を検知する検知部８と、検知部８で得られたデータから電力を算出し、無線、赤外線などの方法で送信する検出装置１と、検出装置１からのデータを受信するとともに、商用負荷３の消費電流を算出し、表示する表示装置２とから成る。
【００１６】
検知部８は分電盤４内に設置され、商用電力系統９から商用負荷３（３ａ、３ｂ）に流れる電流を電流センサーＣＴａ、ＣＴｂで検知し、検出装置１にデータを送る。このとき電圧データも情報として取得して電力換算ができるようにするが特に図示はしないものとする。検出装置１に送られた電流データは演算部１４で瞬時電力値などの数値データに変換され、送信部１５から電波や赤外線で信号が発信される。電波送信には微弱電波あるいは特定小電力無線が好適である。なお、検出装置１は検知部８とともに分電盤４内に設置してもよいし、外部設置としてもよい。送信された信号は表示装置２の受信部１６で受信され、制御部１７に送られて数値データ（瞬時電力値）が表示部６に表示される。なお、表示される数値は電流や電力の瞬時値や積算値とすることも可能であり、このようにする場合には演算部１４もしくは制御部１７でそれらの算出が行なえるようにしておくとよい。
【００１７】
一方、制御部１７には記億部１８と計測開始スイッチ１９が接続されており、記憶部１８は制御部１７から送られてくる電力値や電流値などのデータが記憶できるようになっており、これを使って特定の商用負荷の消費電力を知ることができる。例えば、表示装置２の使用者が計測開始スイッチ１９を押すと、制御部１７が瞬時電力値を逐次記憶部１８に送り、記憶部１８がそのデータを格納する。そこで使用者は表示部６の瞬時消費電力の表示を見ながら消費電力を知りたい電気製品（商用負荷３ｂ）の電源スイッチ２０をオンまたはオフすると、作動開始または停止した商用負荷３ｂにより電力変化が生じ、その変動は検知部８の電流センサーＣＴｂによって検出され、検出装置１を通じて表示装置２へ送られる。表示装置２では制御部１７により、送られてきた電力値データと記憶部１８に格納されている電力値データを比較し、その差分を商用負荷３ｂの消費電力であるとして表示部６に負荷消費電力を表示させる。具体的には電源スイッチ２０が押された時に記憶部６に格納された負荷３の総消費電力が１．２ｋＷだとすると、使用者が商用負荷の電源をオンあるいはオフにすると、総消費電力が１．５ｋＷに変化する。そこで制御部１７では
操作前総消費電力（１．２ｋＷ）−操作後総消費電力（１．５ｋＷ）＝−０．３ｋＷ
と差分が算出され、絶対値の０．３ｋＷを商用負荷の消費電力値として表示部６に表示させる。商用負荷の消費電力は差分の絶対値を採用するので、算出順序は逆の式でもよい。
【００１８】
また、計測開始スイッチ１９をもう一度押すと、表示部６に瞬時電力値の表示に切り替えるように回路を組み込むとよい。
【００１９】
このようにすることにより商用負荷ごとに特別な計測機器を接続することなく、目的の商用負荷の消費電力を知ることができ、節電などの目安とできる。
【００２０】
また、表示装置２に手動入力用の入力手段７を設け、計測開始スイッチ１９を押してから何秒間、何分間といった時間設定ができるようにすれば、瞬時電力だけでなく、起動時電力や平均電力量も算出できるようになり、メーカーカタログや仕様書にも記されていない、より実使用に近い電力値を知ることができるようにできる。
【００２１】
図２は本発明に係る他の電力表示システムを搭載した系統連系システムによる負荷電力の計測、表示を説明する概略構成図である。
【００２２】
近年増加している自家発電装置で発電された電力を商用電力系統に系統連系する系統連系システムにおいては、図２に示すように、太陽電池や燃料電池などの自家発電装置１０と、前記自家発電装置１０の発電電力を商用電力系統９に接続可能な状態に変換するパワーコンディショナ１１、商用出力系統９と、前記商用電力系統９とパワーコンディショナ１１を接続する分電盤４とから成り、前記分電盤４からは給電線１２が屋内の各部屋に延ばされており、コンセント５を通じて家電製品などの商用負荷３（３ａ、３ｂ）に電力が供給されている。前記分電盤４にはパワーコンディショナ１１が接続されており、自家発電装置１０で発電された電力が直流電力であれ、交流電力であれ、商用電力系統９に接続して商用負荷３に電力供給や商用電力系統９に逆潮流（売電）させるために電圧、位相などを調整して分電盤４に出力している。このとき、逆潮流のために電圧や電流の位相を取り込む必要があるので、一般にパワーコンディショナ１１には商用電力系統９からの受電電力を検知する電流センサーＣＴａ、ＣＴｂなどが接続されており、また、逆潮流（発電電力）の電力を計測するためにパワーコンディショナ１１内にも電流センサーＣＴ１、ＣＴ２が設けられている。この受電電力と逆潮流の電力がわかれば各電力の差分から、商用電力系統９からの受電電力、負荷総消費電力、逆潮流電力（発電電力）を算出することができる。これを利用し、パワーコンディショナ１１の演算部１４で得られた各電力データを送信部１５で送信し、表示装置２の受信部１６で受信したのち制御部１７で表示すべき電力データを算出して表示部６に表示させるようにすれば、手元で自由に目的のデータの算出、表示をさせることができる。このときの算出、表示の選択は入力手段７を使用する。また、各電力を逐次記憶部１８にも格納しておき、一定時間ごとに積算値を算出させるようにすれば各電力の電力量も表示可能とでき、電力検出に関わるセンサーを兼用させて部品点数を削減することができる。さらに、前述の商用負荷の消費電力の計測方法によれば、各商用負荷３の消費電力を知ることができるので、消費電力を表示させるとともにこの数値を記憶部１８に格納させておき、記憶させるときに割り当てた登録番号とともに使用時間（実使用時間や予定使用時間、もしくは使用せずに済ませた時間）を入力手段７より入力すると、使用電力量や使用電気料金の概算が表示されるようにすれば、より実際に近い節電効果を知ることができる。
【００２３】
図３は本発明に係るさらなる他の電力表示システムを搭載した系統連系システムによる負荷電力の計測、表示を説明する概略構成図である。
【００２４】
図３に示すように、パワーコンディショナ１１と表示装置２との間の通信を双方向通信（表示装置２側からパワーコンディショナ１１側への送信もできるようにする）としてもよい。このとき、パワーコンディショナ１１には通年の発電量や消費電力量、積算値を記憶し、それを起動や制御に流用してより最適な動作が行なえるようにするものが増えているので、この記憶部に表示装置２で算出した消費電力情報を記憶させられるようにするとともに、前記発電量や消費電力量、積算値の推移等の情報と照らし合わせる事により時系列による変動予測もできるようになる。このようにすることにより、パワーコンディショナ１１により正確な商用負荷の消費電力情報を与えられるようになり、同一の負荷であっても季節や時間帯によって消費電力が異なることを記憶、比較させ、売電、買電量の予測をより近似に算出させることができ、事前に節電対策等の必要性を通知させることが可能となる。
【００２５】
尚、本発明は上述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、改良等が可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の電力表示システムによれば、人が検出装置のそばにいなくても、消費電力の表示を見ることができる。
【００２７】
また、負荷の総消費電力のみを計測することにより、消費電力を確認したい電気製品の運転を入り切りするだけで、簡単に手早く消費電力を知ることができるようにしたので、商用負荷ごとに特別な計測機器を接続することなく、目的の商用負荷の消費電力を知ることができ、節電などの目安とできる。
【００２８】
また、表示装置に手動入力用の入力手段を設け、計測開始スイッチを押してから何秒間、何分間といった時間設定ができるようにすれば、瞬時電力だけでなく、起動時電力や平均電力量も算出できるようになり、メーカーカタログや仕様書にも記されていない、より実使用に近い電力値を知ることができ、かつ、使用時間や経年劣化により損失が大きくなり始めた商用負荷を逸早く知り、対処することができる。
【００２９】
さらに、電力データを算出して表示部に表示させるようにすれば、手元で自由に目的のデータの算出・表示をさせることができる。
【００３０】
また、各電力を逐次記憶部にも格納しておき、一定時間ごとに積算値を算出させるようにすれば各電力の電力量も表示可能とでき、電力検出に関わるセンサーを兼用させて部品点数を削減することができる。さらに、消費電力を表示させるとともにこの数値を記憶部に格納させておき、記憶させるときに割り当てた登録番号とともに使用時間（実使用時間や予定使用時間、もしくは使用せずに済ませた時間）を入力手段より入力すると、使用電力量や使用電気料金の概算が表示されるようにすれば、より実際に近い節電効果を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電力表示システムを使用した電力計測の様子を模式的に説明する概略構成図ある。
【図２】本発明に係る他の電力表示システムを搭載した系統連系システムによる負荷電力の計測、表示を説明する概略構成図である。
【図３】本発明に係るさらなる他の電力表示システムを搭載した系統連系システムによる負荷電力の計測、表示を説明する概略構成図である。
【図４】従来の住宅内配線による電力供給の様子を模式的に説明する配線図である。
【図５】従来の系統連系システムによる負荷電力の計測、表示の一例を説明する概略構成図である。
【符号の説明】
１・・・検出装置
２・・・表示装置
３、３ａ、３ｂ・・・商用負荷
４・・・分電盤４
５・・・コンセント
６・・・表示部
７・・・入力手段
８・・・検知部
９・・・商用電力系統
１０・・・自家発電装置
１１・・・パワーコンディショナ
１２・・・給電線
１３・・・引込線
１４・・・演算部
１５・・・送信部
１６・・・受信部
１７・・・制御部
１８・・・記憶部
１９・・・計測開始スイッチ
２０・・・電源スイッチ
ＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴ１、ＣＴ２・・・電流センサー
Ｓ・・・電力表示システム
【図１】
2004325195.tif 000003
【図２】
2004325195.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004325195.tif 000006
【図５】
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