(57)【要約】【課題】変流器の取付方向や接続位置に誤りがあっても設置し直すことなく正しい電力を測定することができる電力測定方法及び発電装置を提供すること。【解決手段】変流器２１、２２の設置状況を検査する工程と、検査結果に基づき変流器２１、２２で検出した電流値を補正する工程と、補正した電流値に基づいて電力を算出する工程とを備える電力測定方法。及び、ケーブル９６Ｒの電流を検出する変流器２１と、ケーブル９６Ｔの電流を検出する変流器２２と、ケーブル９６Ｒ、９６Ｔの電圧を検出する電圧検出器２３と、電力負荷９９に供給する電力を発電する発電部１１と、検出した電流値及び電圧値に基づいて電力値を算出する制御装置１５を備える発電装置１。発電装置１ではこの電力測定方法を利用することができる。【選択図】図１
2007178326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変流器を用いて交流電力を測定する電力測定方法であって；
前記変流器の設置状況を検査する工程と；
前記検査した結果に基づいて前記変流器で検出した電流値を補正する工程と；
前記補正した電流値に基づいて電力を算出する工程とを備える；
電力測定方法。
【請求項２】
前記検査する工程が、前記変流器が検出する電流の大きさを変化させる工程と、前記電流の大きさの変化に応じた前記変流器の検出値の変化の有無を確認する工程とを含んで構成される；
請求項１に記載の電力測定方法。
【請求項３】
前記測定する電力が、燃料電池で発電した電力と連系する商用電源から供給される電力である；
請求項１又は請求項２に記載の電力測定方法。
【請求項４】
交流電力の供給を受ける電力負荷に接続された第１のケーブルを流れる電流を検出する第１の電流検出器と；
前記電力負荷に接続された第２のケーブルを流れる電流を検出する第２の電流検出器と；
前記第１のケーブルの電圧及び前記第２のケーブルの電圧を検出する電圧検出器と；
前記電力負荷に供給する電力を発電する発電部と；
前記第１の電流検出器で検出した電流値を入力する第１電流入力端子、前記第２の電流検出器で検出した電流値を入力する第２電流入力端子、及び前記電圧検出器で検出した電圧値を入力する電圧入力端子を有し、前記第１の電流検出器で検出した電流値及び前記第２の電流検出器で検出した電流値、並びに前記電圧検出器で検出した電圧値に基づいて電力値を算出する制御装置を備え；
前記制御装置が、前記第１のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて前記第１の電流検出器及び前記第２の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査し、並びに前記第２のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて前記第１の電流検出器及び前記第２の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査することにより前記第１の電流検出器及び前記第２の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断し、適正でないときに前記検出した電流値を補正して前記電力値を算出するように構成された；
発電装置。
【請求項５】
前記電流検出器が、クランプ式の変流器で構成された；
請求項４に記載の発電装置。
【請求項６】
前記電力負荷の１つが前記発電部の運転に関連する補機で構成され；
前記第１のケーブルが前記補機へ電流を供給し遮断する第１のスイッチを有し、前記第２のケーブルが前記補機へ電流を供給し遮断する第２のスイッチを有し；
前記第１のスイッチを切り替えることにより前記第１のケーブルを流れる電流の大きさを変化させ、前記第２のスイッチを切り替えることにより前記第２のケーブルを流れる電流の大きさを変化させるように構成された；
請求項４又は請求項５に記載の発電装置。
【請求項７】
前記発電部が燃料電池で構成された；
請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力測定方法及び発電装置に関し、特に変流器の取付方向や接続位置に誤りがあっても設置し直すことなく正しい電力を測定することができる電力測定方法及び発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力需要に供給される交流電力を測定する手段として、相間電圧と相電流とを検出し、これらの積を求めるものがある。相間電圧及び相電流が複数ある場合は、各相の電力値の和を求めることにより全体の電力が求められる。一般に、電流の測定には変流器が用いられ、電圧の測定には変圧器が用いられる。変流器は、鉄心などを介して１次側電流（負荷に流れる電流）の励磁電流として磁束を形成し、２次側（測定側）に流れる電流を測定するものである。変流器は、１次側と２次側の巻き線比を適当に設定することにより、大電流から小電流まで容易に測定することが可能となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、変流器は励磁電流による磁束を利用して電流を検出しているため、電流の流れ方向に対する取付方向を誤ると実際に電流が流れる方向とは逆方向に電流が流れていると認識してしまう。通常、変流器を取り付ける際には取付方向や接続位置を確認して作業を行うのであるが、作業者の経験の多寡によっては取付方向及び／又は接続位置を誤って発電装置を構築してしまう場合もあり得る。発電装置を構築した後に変流器を接続し直すと作業コストが発生することとなる。
【０００４】
本発明は上述の課題に鑑み、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあっても設置し直すことなく正しい電力を測定することができる電力測定方法及び発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る電力測定方法は、例えば図３に示すように、変流器２１、２２（例えば図１参照）を用いて交流電力を測定する電力測定方法であって；変流器２１、２２の設置状況を検査する工程（Ｓ１０１）と；検査した結果に基づいて変流器２１、２２で検出した電流値を補正する工程（Ｓ１０４）と；補正した電流値に基づいて電力を算出する工程（Ｓ１０５）とを備える。
【０００６】
このように構成すると、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあった場合であっても変流器を設置し直すことなく正しい電力を測定することができる。また、変流器の設置状況を検査する工程を備えるので、電力測定機器に不具合が生じているか否かを察知することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明に係る電力測定方法は、請求項１に記載の電力測定方法において、前記検査する工程が、前記変流器が検出する電流の大きさを変化させる工程と、前記電流の大きさの変化に応じた前記変流器の検出値の変化の有無を確認する工程とを含んで構成される。
【０００８】
このように構成すると、変流器が検出する電流の大きさを変化させるのに伴って電流の大きさの変化に応じた変流器の検出値の変化の有無を確認することにより、変流器の取付方向や接続位置が正しいか否かを判断することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明に係る電力測定方法は、請求項１又は請求項２に記載の電力測定方法において、前記測定する電力が、燃料電池で発電した電力と連系する商用電源から供給される電力である。
【００１０】
このように構成すると、燃料電池で発電した電力と連系する商用電源から供給される電力を測定するので、商用電源に基づく消費電力を測定することができる。また、測定した電力値が燃料電池を制御する制御部に送られる場合は、測定した電力値に基づいて燃料電池の出力を制御することができる。
【００１１】
また、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電力測定方法において、前記検査する工程を所定時間毎に行ってもよい。
【００１２】
このように構成すると、電力を測定しているシステムに不具合が生じた場合に、少なくとも所定時間内に不具合を発見することができ、対応策を施すことができる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明に係る発電装置は、例えば図１に示すように、交流電力の供給を受ける電力負荷１２、９９に接続された第１のケーブル９６Ｒを流れる電流を検出する第１の電流検出器２１と；電力負荷１２、９９に接続された第２のケーブル９６Ｔを流れる電流を検出する第２の電流検出器２２と；第１のケーブル９６Ｒの電圧及び第２のケーブル９６Ｔの電圧を検出する電圧検出器２３と；電力負荷９９に供給する電力を発電する発電部１１と；第１の電流検出器２１で検出した電流値を入力する第１電流入力端子１５Ｒａ、１５Ｒｂ、第２の電流検出器２２で検出した電流値を入力する第２電流入力端子１５Ｔａ、１５Ｔｂ、及び電圧検出器２３で検出した電圧値を入力する電圧入力端子１５Ｖｒ、１５Ｖｔ、１５Ｖｎを有し、第１の電流検出器２１で検出した電流値及び第２の電流検出器２２で検出した電流値、並びに電圧検出器２３で検出した電圧値に基づいて電力値を算出する制御装置１５を備え；制御装置１５が、第１のケーブル９６Ｒを流れる電流の大きさを変化させて第１の電流検出器２１及び第２の電流検出器２２の電流値の大きさ及び変化の有無を検査し、並びに第２のケーブル９６Ｔを流れる電流の大きさを変化させて第１の電流検出器２１及び第２の電流検出器２２の電流値の大きさ及び変化の有無を検査することにより第１の電流検出器２１及び第２の電流検出器２２の設置方向及び設置位置の適正を判断し、適正でないときに前記検出した電流値を補正して前記電力値を算出するように構成されている。
【００１４】
このように構成すると、制御装置が、第１のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて第１の電流検出器及び第２の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査し、並びに第２のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて第１の電流検出器及び第２の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査することにより第１の電流検出器及び第２の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断し、適正でないときに検出した電流値を補正して電力値を算出するので、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあった場合であっても変流器を設置し直すことなく正しい電力を測定することができる。また、第１の電流検出器及び第２の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断する際に、電力測定機器に不具合が生じているか否かを察知することができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明に係る発電装置は、請求項４に記載の発電装置１（例えば図１参照）において、電流検出器２１、２２（例えば図１参照）が、クランプ式の変流器で構成されている。
【００１６】
このように構成すると、簡便な手段で電流を検出することができる。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明に係る発電装置は、例えば図１に示すように、請求項４又は請求項５に記載の発電装置１において、電力負荷１２、９９の１つが発電部１１の運転に関連する補機１２で構成され；第１のケーブル９６Ｒが補機１２へ電流を供給し遮断する第１のスイッチ２５を有し、第２のケーブル９６Ｔが補機１２へ電流を供給し遮断する第２のスイッチ２６を有し；第１のスイッチ２５を切り替えることにより第１のケーブル９６Ｒを流れる電流の大きさを変化させ、第２のスイッチ２６を切り替えることにより第２のケーブル９６Ｔを流れる電流の大きさを変化させるように構成されている。
【００１８】
このように構成すると、電力負荷の１つが燃料電池の運転に関連する補機で構成されているので、実用に供される電力負荷に影響を与えずに第１及び第２のケーブルを流れる電流の大きさを変化させることができる。また、簡便な手段で電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断することができる。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明に係る発電装置は、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の発電装置において、発電部１１（例えば図１参照）が燃料電池で構成されている。
【００２０】
このように構成すると、発電部が燃料電池で構成されているので、二酸化炭素排出抑制に資する発電装置を構築することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る電力測定方法によれば、変流器の設置状況を検査する工程と、検査した結果に基づいて変流器で検出した電流値を補正する工程と、補正した電流値に基づいて電力を算出する工程とを備えるので、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあった場合であっても変流器を設置し直すことなく正しい電力を測定することができる。また、変流器の設置状況を検査する工程により、電力測定機器に不具合が生じているか否かを察知することができる。
【００２２】
また、本発明に係る発電装置によれば、制御装置が、第１のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて第１の電流検出器及び第２の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査し、並びに第２のケーブルを流れる電流の大きさを変化させて第１の電流検出器及び第２の電流検出器の電流値の大きさ及び変化の有無を検査することにより第１の電流検出器及び第２の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断し、適正でないときに検出した電流値を補正して電力値を算出するので、変流器の取付方向や接続位置に誤りがあった場合であっても変流器を設置し直すことなく正しい電力を測定することができる。また、第１の電流検出器及び第２の電流検出器の設置方向及び設置位置の適正を判断する際に、電力測定機器に不具合が生じているか否かを察知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。なお、図１中、破線は制御信号を表す。
【００２４】
まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る発電装置１の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る発電装置１を説明する系統図である。発電装置１は、自家発電装置である発電システム１０と、商用電源９８から受電した電流を検出する第１の電流検出器としての変流器２１及び第２の電流検出器としての変流器２２と、商用電源９８から受電した電圧を検出する電圧検出器としての変圧器２３とを備えている。発電システム１０は、発電部としての燃料電池１１と、燃料電池１１の運転に必要な補機類１２と、燃料電池１１で発電した直流電力を交流電力に変換するインバータ１３と、発電システム１０の運転を制御する制御部１４と、変流器２１、２２で検出した電流値及び変圧器２３で検出した電圧値に基づいて電力を検出する電力検出部１５とを備えている。
【００２５】
燃料電池１１は、水素に富む改質ガスと酸素を含有する酸化剤ガスとを導入し、改質ガス中の水素と酸化剤ガス中の酸素との電気化学的反応により発電して水及び熱を発生する装置である。燃料電池１１は、典型的には、固体高分子型燃料電池である。燃料電池１１は、改質ガスを導入するアノード部と、酸化剤ガスを導入するカソード部と、電気化学的反応により発生した熱を奪う冷却部とを含んで構成されている。燃料電池１１は、典型的には固体高分子膜をアノード部とカソード部とで挟んで一層が形成され、これを多層積層して構成されている。なお、水素に富む改質ガスは、水素を４０体積％以上、典型的には７０〜８０体積％程度含んだ、燃料電池１１に供給するガスである。改質ガス中の水素濃度は８０体積％以上でもよく、すなわち燃料電池１１に供給したときに酸化剤ガス中の酸素との電気化学的反応により発電可能な濃度であればよい。
【００２６】
燃料電池１１に供給される改質ガスは、補機類１２の１つである改質器１２Ａで生成される。改質器１２Ａは、典型的には、炭化水素系の原料燃料とプロセス水とを導入して加熱することにより、原料燃料が改質した改質ガスを生成するように構成されている。発電システム１０は、改質器１２Ａ以外の補機類として、典型的には、酸化剤ガス（典型的には空気である）を燃料電池１１に供給するブロワ１２Ｂ、燃料電池１１の冷却部と燃料電池１１から奪った熱を蓄える貯湯槽との間で冷却水を循環させる冷却水ポンプ１２Ｃと、貯湯槽内の温水を給湯負荷（不図示）に向けて送水する給湯ポンプ１２Ｄと、給湯負荷（不図示）へ送水する温水を補足的に加熱するヒータ１２Ｅとを備えている。
【００２７】
インバータ１３は、燃料電池１１と電気的に接続されている。燃料電池１１は、その発電原理から、発電される電力が直流電力である。一般に広く普及している電化製品が交流電力の供給を受けて作動するため、燃料電池１１で発電された直流電力は、インバータ１３で交流電力に変換される。インバータ１３は、商用電源から供給を受ける系統電力と連系する際に発電システム１０を保護する連系保護装置を備えていてもよい。また、インバータ１３は、逆潮流が許されない場合に、燃料電池１１で発電した電力が系統電力に逆潮流しようとする際に、系統電力への接続を制御するように構成されていてもよい。
【００２８】
制御部１４は、電力検出部１５で算出された電力値に基づいて、燃料電池１１、補機類１２、インバータ１３の発停や出力調整等の制御を行うように構成されている。制御部１４における制御は、典型的には、燃料電池１１の出力が、その定格出力の範囲内で電力負荷の需要を賄うように行われる。
【００２９】
電力検出部１５は、変流器２１と電線を介して接続される第１電流入力端子としてのＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂと、変流器２２と電線を介して接続される第２電流入力端子としてのＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂと、変圧器２３と電線を介して接続される電圧入力端子としての電圧ポート１５Ｖｒ、１５Ｖｎ、１５Ｖｔとを有している。また、電力検出部１５は、変流器２１、２２で検出した電流値及び変圧器２３で検出した電圧値に基づいて電力値を算出することができる演算機能を有している。典型的には、電力値は、電流値と電圧値と所定の力率との積で算出される。算出した電力値は制御部１４に送られる。なお、電力検出部１５と制御部１４で制御装置１６を構成している。
【００３０】
発電システム１０は、商用電源９８から供給を受ける系統電力と連系している。発電システム１０が連系している商用電源９８は、典型的には、単相３線式の交流電力である。３本の線は、第１のケーブルとしてのＲ相線９６Ｒと、第２のケーブルとしてのＴ相線９６Ｔと、接地用のＮ相線９６Ｎとで構成されている。Ｒ相線９６ＲとＮ相線９６Ｎとの間の電圧、及びＴ相線９６ＴとＮ相線９６Ｎとの間の電圧（実効値）はそれぞれ１００Ｖであり、Ｒ相線９６ＲとＴ相線９６Ｔとの間の電圧は２００Ｖとなっている。
【００３１】
発電システム１０は継電器９５を介して商用電源９８と接続されており、発電システム１０を構成する補機類１２、インバータ１３、制御部１４、電力検出部１５がそれぞれ系統電力の供給を受けることができるように構成されている。補機類１２のヒータ１２Ｅは、典型的には、Ｒ相線９６Ｒから電流の供給を受けるヒータ１２Ｅｒと、Ｔ相線９６Ｔから電流の供給を受けるヒータ１２Ｅｔとに分割されている。また、インバータ１３は別途Ｒ相線９６Ｒ、Ｔ相線９６Ｔ、Ｎ相線９６Ｎと接続されており、燃料電池１１で発電されて交流に変換された電力（以下「発電電力」という。）を電力負荷９９に、及び許容される場合は商用電源９８に向けて送電することができるように構成されている。電力負荷９９は、電力を消費する電気機器であり、系統電力及び発電電力を受けて作動する。電力負荷９９は、一般家庭の場合で例示すると、冷蔵庫や洗濯機等がこれに該当する。電力負荷９９は、発電システム１０と同様に、継電器９５の２次側に接続されている。
【００３２】
変流器２１は、典型的にはクランプ式の変流器である。変流器２１は、交流電流を計測する電線を、絶縁被覆の上から、揺動する２本のアームで挟み込み、電磁誘導作用によって得た起電力を取り出す構成となっているので、電線を切ったり外したりせずに電流を検出することができる。変流器２２は、変流器２１と同様に構成されている。変流器２１は、発電システム１０及び電力負荷９９と継電器９５との間のＲ相線９６Ｒに配設されている。変流器２２は、発電システム１０及び電力負荷９９と継電器９５との間のＴ相線９６Ｔに配設されている。変流器２１は、電線を介して電力検出部１５のＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂに接続されている。変流器２２は、電線を介して電力検出部１５のＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂに接続されている。変流器２１、２２は、方向性を有するため、対応する各ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂ、１５Ｔａ、１５Ｔｂに接続される。
【００３３】
変圧器２３は、１次側、２次側共に３本ずつの電線を有している。変圧器２３の１次側の３本の電線は、発電システム１０及び電力負荷９９と継電器９５との間で、Ｒ相線９６Ｒ、Ｔ相線９６Ｔ、Ｎ相線９６Ｎにそれぞれ接続されている。変圧器２３の２次側の３本の電線は電力検出部１５に接続され、１次側のＲ相線９６Ｒに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート１５Ｖｒに、Ｔ相線９６Ｔに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート１５Ｖｔに、Ｎ相線９６Ｎに接続されている電線に対応する電線が電圧ポート１５Ｖｎにそれぞれ接続されている。変圧器２３は、Ｒ相線９６ＲとＮ相線９６Ｎとの間のＲ−Ｎ電圧、及びＴ相線９６ＴとＮ相線９６Ｎとの間のＴ−Ｎ電圧を検出することができるように構成されている。
【００３４】
発電システム１０の補機類１２のうち、典型的には、ヒータ１２Ｅの直近上流のＲ相線９６Ｒには、第１のスイッチとしてのスイッチ２５が配設されている。また、ヒータ１２Ｅの直近上流のＴ相線９６Ｔには、第２のスイッチとしてのスイッチ２６が配設されている。スイッチ２５、２６として、典型的にはａ接点の電磁リレーが用いられるが、リレー以外の電気回路を開閉する装置であってもよい。スイッチ２５、２６は制御部１４と電気的に接続されており、制御部１４によって電気回路の開閉が制御されるように構成されている。なお、ヒータ１２Ｅの直近上流とは、そこにスイッチを配設した場合に、スイッチのオン・オフによってヒータ１２Ｅの通電の有無を変化させることができるが、他の補機類１２の通電状態に影響を及ぼさない位置である。
【００３５】
上記で説明した発電装置１は、電力検出部１５で算出される電力値が所定の範囲内になるように、制御部１４によって燃料電池１１の出力が制御される。すなわち、電力検出部１５で検出する電力は系統電力（発電電力が逆潮流する場合は、その逆潮流する発電電力の値を検出する）であるから、需要者は電力検出部１５で検出される分の電力を購入していることとなる。ゆえに、制御部１４は、購入する電力ができるだけ少なくなるように、かつ商用電源９８への逆潮流を防ぐため燃料電池１１での発電量が多くなりすぎないように、燃料電池１１の出力を制御する。燃料電池１１の出力の制御は、典型的には、改質器１２Ａで生成される改質ガス量やブロワ１２Ｂによって燃料電池１１に供給される酸化剤ガスの流量等を制御することにより行われる。
【００３６】
電力検出部１５で算出される電力値は、変流器２１で検出した電流とＲ−Ｎ電圧との積と、変流器２２で検出した電流とＴ−Ｎ電圧との積との和で求められる。上述のように変流器２１、２２には方向性があるため、取付方向及び設置位置と電力検出部１５に接続する各ポートとが対応していないと電力検出部１５は正しい電力値を検出することができず、実際とは異なる電力値を検出したり、実際には逆潮流しているのに順潮流であると誤認しうる。通常は、誤りがないように相当の注意を払って変流器２１、２２を設置するのであるが、何らかの原因により、取付方向や設置位置が誤っている場合もあり得る。変流器２１、２２を誤設置した場合は設置し直せばよいのであるが、それには相当の手間や費用がかかり、設置場所によっては修復自体が困難な場合もあり得る。
【００３７】
図２に示すように、変流器２１、２２の取付方向及び設置位置の組み合わせは、典型的には、ケース１からケース８の８通りが想定される。図２中の「取付方向」の欄に示す「正」とはＲ相線９６Ｒ、Ｔ相線９６Ｔを流れる電流の方向に対して変流器２１、２２の取付方向が正しいことを表し、「逆」とは取付方向が逆であることを表している。また、図２中の「設置位置」の欄から明らかなように、ケース１〜ケース４では変流器２１が電力検出部１５のＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂに、変流器２２が電力検出部１５のＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂに接続されており（すなわち正しく接続されている）、ケース５〜ケース８では変流器２１が電力検出部１５のＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂに、変流器２２が電力検出部１５のＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂに接続されている（すなわち誤って接続されている）。なお、稀に一方又は両方の変流器２１、２２がＮ相線９６Ｎに設置され、あるいは２つの変流器２１、２２が同一相の線９６Ｒ、９６Ｔに設置される場合も起こりうる。発電装置１では、以下に述べる電力測定方法によって、変流器２１、２２が適切な位置に正しい方向で取り付けられているか、また、電力測定機器に故障が発生していないかを把握することができる。
【００３８】
続いて図１及び図３を参照して、本発明の実施の形態に係る電力測定方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る電力測定方法を説明するフローチャートである。なお、本発明の実施の形態に係る電力測定方法は、典型的には、発電装置１にて行うが、他の装置で行ってもよい。発電装置１の運転を最初に行う前に、変流器２１、２２の取付方向及び設置位置が正しいか否かの検査を行う（Ｓ１０１）。検査は、以下に示す要領で行われる。
【００３９】
ここで図４及び図５を参照して、変流器２１、２２の取付方向及び設置位置を検査する工程について詳説する。まず図４を参照して第１段階の検査工程を説明する。第１段階の検査工程では、まずスイッチ２５をオンにする（Ｓ１）。すると、Ｒ相線９６Ｒからヒータ１２Ｅｒを介してＮ相線９６Ｎへ流れるヒータ１２Ｅｒの負荷に応じた電流が見かけ上増加する。ここで、電力検出部１５は、Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂ及びＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの両方共に入力電流の増加又は減少があったか否かを判断する（Ｓ１０）。両方共に増加又は減少があった場合は、２つの変流器２１、２２がＲ相線９６Ｒに設置され、又は２つの変流器２１、２２がＮ相線９６Ｎに設置され、あるいは変流器２１、２２がＲ相線９６Ｒ及びＮ相線９６Ｎに１つずつ設置されていることとなり、後述する補正で対応することはできないので、結線のやり直しが必要と判断する（Ｓ９１：この判断を「事象ＮＧ」とする。）。他方、両方共増加又は減少があったとはいえない場合（Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂ若しくはＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂのいずれか一方の入力電流の増減、又は両方共入力電流の増減がない場合）は、次の工程に進む。
【００４０】
Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂ及びＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの両方共に入力電流の増加又は減少があったか否かを判断する工程（Ｓ１０）において両方共増加又は減少があったとはいえない場合、電力検出部１５は、Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したか否かを判断する（Ｓ１１）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したことを確認した場合はスイッチ２５をオフにして（Ｓ１２）、次にＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したか否かを判断する（Ｓ１３）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したことを確認した場合は、変流器２１の取付方向及び設置位置共に正しいと判断する（Ｓ１４：この判断を「事象Ａ」とする）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したか否かを判断する工程（Ｓ１３）において、減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する（Ｓ１５：この判断を「事象Ｎ１」とする）。
【００４１】
Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したか否かを判断する工程（Ｓ１１）において、Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したことを確認できなかった場合は、スイッチ２５をオンにしたままＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したか否かを判断する（Ｓ２１）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したことを確認した場合はスイッチ２５をオフにして（Ｓ２２）、次にＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したか否かを判断する（Ｓ２３）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したことを確認した場合は、変流器２１の設置位置は正しいが取付方向が逆であったと判断する（Ｓ２４：この判断を「事象Ｂ」とする）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したか否かを判断する工程（Ｓ２３）において、増加が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する（Ｓ２５：この判断を「事象Ｎ２」とする）。
【００４２】
Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したか否かを判断する工程（Ｓ２１）において、Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したことを確認できなかった場合は、スイッチ２５をオンにしたままＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したか否かを判断する（Ｓ３１）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したことを確認した場合はスイッチ２５をオフにして（Ｓ３２）、次にＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したか否かを判断する（Ｓ３３）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したことを確認した場合は、変流器２１の取付方向及び設置位置共に逆であったと判断する（Ｓ３４：この判断を「事象Ｃ」とする）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したか否かを判断する工程（Ｓ３３）において、減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する（Ｓ３５：この判断を「事象Ｎ３」とする）。
【００４３】
Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したか否かを判断する工程（Ｓ３１）において、Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したことを確認できなかった場合は、スイッチ２５をオンにしたままＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したか否かを判断する（Ｓ４１）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したことを確認した場合はスイッチ２５をオフにして（Ｓ４２）、次にＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したか否かを判断する（Ｓ４３）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したことを確認した場合は、変流器２１の取付方向は正しいが設置位置が誤りであったと判断する（Ｓ４４：この判断を「事象Ｄ」とする）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したか否かを判断する工程（Ｓ４３）において増加が確認できなかった場合、及びＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したか否かを判断する工程（Ｓ４１）において減少が確認できなかった場合は、計測機器に異常があったと判断する（Ｓ４５：この判断を「事象Ｎ４」とする）。
【００４４】
次に図５を参照して第２段階の検査工程を説明する。第２段階の検査工程では、第１段階の検査工程の結果をひとまず電力検出部１５に記憶させた上で、スイッチ２６をオンにする（Ｓ４９）。すると、Ｎ相線９６Ｎからヒータ１２Ｅｔを介してＴ相線９６Ｔへ流れるヒータ１２Ｅｔの負荷に応じた電流が見かけ上増加する。ここで、電力検出部１５は、Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂ及びＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの両方共に入力電流の増加又は減少があったか否かを判断する（Ｓ５０）。両方共に増加又は減少があった場合は、２つの変流器２１、２２がＴ相線９６Ｔに設置され、又は２つの変流器２１、２２がＮ相線９６Ｎに設置され、あるいは変流器２１、２２がＴ相線９６Ｔ及びＮ相線９６Ｎに１つずつ設置されていることとなり、後述する補正で対応することはできないので、結線のやり直しが必要と判断する（Ｓ９２：この判断を「事象ＮＧ」とする。）。他方、両方共増加又は減少があったとはいえない場合（Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂ若しくはＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂのいずれか一方の入力電流の増減、又は両方共入力電流の増減がない場合）は、次の工程に進む。
【００４５】
Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂ及びＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの両方共に入力電流の増加又は減少があったか否かを判断する工程（Ｓ１０）において両方共増加又は減少があったとはいえない場合、電力検出部１５は、Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したか否かを判断する（Ｓ５１）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したことを確認した場合はスイッチ２６をオフにして（Ｓ５２）、次にＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したか否かを判断する（Ｓ５３）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したことを確認した場合は、変流器２２の取付方向及び設置位置共に正しいと判断する（Ｓ５４：この判断を「事象Ｅ」とする）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したか否かを判断する工程（Ｓ５３）において、減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する（Ｓ５５：この判断を「事象Ｎ５」とする）。
【００４６】
Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したか否かを判断する工程（Ｓ５１）において、Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したことを確認できなかった場合は、スイッチ２６をオンにしたままＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したか否かを判断する（Ｓ６１）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したことを確認した場合はスイッチ２６をオフにして（Ｓ６２）、次にＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したか否かを判断する（Ｓ６３）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したことを確認した場合は、変流器２２の設置位置は正しいが取付方向が逆であったと判断する（Ｓ６４：この判断を「事象Ｆ」とする）。Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が増加したか否かを判断する工程（Ｓ６３）において、増加が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する（Ｓ６５：この判断を「事象Ｎ６」とする）。
【００４７】
Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したか否かを判断する工程（Ｓ６１）において、Ｔ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流が減少したことを確認できなかった場合は、スイッチ２６をオンにしたままＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したか否かを判断する（Ｓ７１）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したことを確認した場合はスイッチ２６をオフにして（Ｓ７２）、次にＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したか否かを判断する（Ｓ７３）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したことを確認した場合は、変流器２２の取付方向及び設置位置共に逆であったと判断する（Ｓ７４：この判断を「事象Ｇ」とする）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したか否かを判断する工程（Ｓ７３）において、減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する（Ｓ７５：この判断を「事象Ｎ７」とする）。
【００４８】
Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したか否かを判断する工程（Ｓ７１）において、Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したことを確認できなかった場合は、スイッチ２６をオンにしたままＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したか否かを判断する（Ｓ８１）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したことを確認した場合はスイッチ２６をオフにして（Ｓ８２）、次にＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したか否かを判断する（Ｓ８３）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したことを確認した場合は、変流器２２の取付方向は正しいが設置位置が誤りであったと判断する（Ｓ８４：この判断を「事象Ｈ」とする）。Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が増加したか否かを判断する工程（Ｓ８３）において増加が確認できなかった場合、及びＲ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂの入力電流が減少したか否かを判断する工程（Ｓ８１）において減少が確認できなかった場合は計測機器に異常があったと判断する（Ｓ８５：この判断を「事象Ｎ８」とする）。
【００４９】
上述の検査工程によって、変流器２１、２２の設置状態が図２に示されるどのケースに該当するのか、あるいは後述する電力検出部１５での補正では対応できない位置に設置されているのかが把握される。事象Ａかつ事象Ｅであると判断された場合はケース１に該当する。事象Ｂかつ事象Ｅであると判断された場合はケース２に該当する。事象Ａかつ事象Ｆであると判断された場合はケース３に該当する。事象Ｂかつ事象Ｆであると判断された場合はケース４に該当する。事象Ｃかつ事象Ｇであると判断された場合はケース５に該当する。事象Ｄかつ事象Ｇであると判断された場合はケース６に該当する。事象Ｃかつ事象Ｈであると判断された場合はケース７に該当する。事象Ｄかつ事象Ｈであると判断された場合はケース８に該当する。この検査工程によって変流器２１、２２の設置状態を把握したら、変流器２１、２２の取付方向及び設置位置が正しいか否かの判断をする工程（図３におけるＳ１０２）へと進む。なお、上記の第１段階及び第２段階の検査の工程説明では、ヒータ１２Ｅｒ、１２Ｅｔに通電がない状態から検査を開始する場合を示したものである。ヒータ１２Ｅｒ、１２Ｅｔに通電がある状態から検査を開始する場合は、図４及び図５のフローチャートにおいて、各スイッチ２５、２６のオンとオフ、及び各ポート電流の増加と減少をそれぞれ入れ替えればよい。
【００５０】
再び図３に戻って、電力測定方法の説明を続ける。上述の検査工程（Ｓ１０１）による結果に基づき、変流器２１、２２の取付方向及び設置位置が正しいか否かの判断をする（Ｓ１０２）。検査工程（Ｓ１０１）で図２に示すケース１に該当すると判断されれば正しいこととなり、正しければ電力を算出する工程（Ｓ１０５）に進み、正しくなければ計測機器（電力検出部１５や変流器２１、２２等）に異常があるか否か、あるいは変流器２１、２２の設置位置が後述する電力検出部１５での補正では対応できない位置に設置されているか否かを判断する工程（Ｓ１０３）に進む。計測機器の異常等を判断する工程（Ｓ１０３）では、上述の検査工程（Ｓ１０１）において、図２に示すケース２〜ケース８のいずれかに該当すれば計測機器に異常なしと判断して、変流器２１、２２で検出した電流値を補正する工程（Ｓ１０４）に進む。計測機器の異常等を判断する工程（Ｓ１０３）において、異常ありと判断した場合については後述する。
【００５１】
電流値を補正する工程（Ｓ１０４）では、電力検出部１５にて上述の検査工程（Ｓ１０１）の結果に基づいた補正を行う。図２に示す、取付方向が「逆」と判断された場合は、検出した電流値の正負を入れ替える。入力位置が誤っていると判断された場合は、Ｒ相ポートに入力された値を変流器２２が検出した電力値とみなし、Ｔ相ポートに入力された値を変流器２１が検出した電力値とみなす。このようにして、電力検出部１５に入力された値を補正する。電流値を補正したら、電力を算出する工程（Ｓ１０５）に進む。
【００５２】
電力を算出する工程（Ｓ１０５）では、電力検出部１５に予め記憶されている、上述の電流値と電圧値とから電力値を求める式に、検出した電流値及び電圧値をあてはめることにより演算を行う。算出した電力値は、燃料電池１１の出力の制御に反映される。電力を算出したら、前に検査を行った時（Ｓ１０１）から所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１０６）。所定時間が経過していなければ電力を算出する工程（Ｓ１０５）に戻って電力値を算出し直し、燃料電池１１の出力の制御に反映させる。所定時間が経過していれば検査工程（Ｓ１０１）に戻って再び検査を行う。検査工程に戻った際には、所定時間のカウント（Ｓ１０６）がリセットされる。
【００５３】
さて、計測機器の異常等を判断する工程（Ｓ１０３）において、変流器２１、２２の設置位置が電力検出部１５での補正では対応できない位置に設置されていると判断されるのは、図４及び図５において、事象ＮＧに該当する場合である。この場合は上述の補正で対応することができないので、発電装置１の運転を停止すると共に、警報を発報する（Ｓ１０９）。なお、図４及び図５において、Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂ及びＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流の増加又は減少が両方共あったか否かを判断する工程（Ｓ１０、Ｓ５０）を、第１段階の検査工程におけるスイッチ２５をオンにした（Ｓ１）後、及び第２段階の検査工程におけるスイッチ２６をオンにした（Ｓ４９）後の２回実施することで、一方又は両方の変流器２１、２２がＮ相線９６Ｎに設置されているか否かを確実に把握することとしている。例えば、変流器２１がＮ相線９６Ｎに取付方向が逆で取り付けられ、変流器２２がＴ相線９６ＴにＴ相線９６Ｔに取付方向が正で取り付けられている場合、スイッチ２５をオン（Ｓ１）、オフ（Ｓ１２）したときは変流器２１がＲ相線９６Ｒに取付方向が正で取り付けられているかのように電流が検出されるが、スイッチ２６をオン（Ｓ４９）、オフ（Ｓ５２）したときに変流器２１がＮ相線９６Ｎに取付方向が逆で取り付けられていることが検出されることとなる。また、Ｒ相ポート１５Ｒａ、１５Ｒｂ及びＴ相ポート１５Ｔａ、１５Ｔｂの入力電流の増加又は減少が両方共あったか否かを判断する工程（Ｓ１０、Ｓ５０）を２回実施することで、２つの変流器２１、２２が同一相の線（９６Ｒ、９６Ｎ、９６Ｔ）に配設されていることを確実に把握することができる。
【００５４】
他方、計測機器の異常等を判断する工程（Ｓ１０３）において計測機器の異常ありと判断されるのは、図４及び図５において、事象Ｎ１〜Ｎ８のいずれかに該当する場合（この場合は図２に示すケース１〜ケース８のいずれにも該当しない）である。この場合はＲ相線９６Ｒ及びＴ相線９６Ｔの電流を変化させたときの電流の検出が、実際の変化に即していないので、計測機器に異常が発生している可能性が高い。安全性の観点から、計測機器の異常等を判断する工程（Ｓ１０３）において異常ありと判断された場合は、発電装置１の運転を停止すると共に、警報を発報する（Ｓ１０９）。このように、発電装置１の運転中においても定期的に検査工程（Ｓ１０１）を実施することにより、発電装置１の異常を遅滞なく察知することができる。なお、２回目以降の検査工程（Ｓ１０１）においては、１回目の検査時と比べて変流器２１、２２の取付方向及び設置位置が変化していることが通常考えられないから、計測機器の異常を発見することを主目的として行われる。
【００５５】
以上の説明では、燃料電池１１は固体高分子型燃料電池として説明したが、りん酸型燃料電池等の固体高分子型燃料電池以外の燃料電池であってもよい。
【００５６】
以上の説明では、発電部が燃料電池であるとしたが、発電機であってもよい。なお、発電部が交流発電機である場合は、インバータ１３を省略してもよい。
【００５７】
以上の説明では、発電システム１０が連系している商用電源９８が単相交流であるとして説明したが、三相交流であってもよい。商用電源が三相交流の場合、変流器が２台であっても、ブロンデルの定理に基づいて、いわゆる２電力計法を用いることにより、図１に示す回路を利用することができる。
【００５８】
以上の説明では、スイッチ２５、２６はヒータ１２Ｅの直近上流に配設されているとして説明したが、他の補機類１２への電力の供給をコントロールする位置に配設されていてもよい。しかしながら、検査を行うに際し、電力の変化が確認しやすく、検定動作によって発電システム１０に与える影響がほとんどない、ヒータ１２Ｅの直近上流にスイッチ２５、２６を配設することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る発電装置を説明する系統図である。
【図２】変流器の取付方向及び設置位置の組み合わせパターンを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電力測定方法を説明するフローチャートである。
【図４】電力測定方法の第１段階の検査工程を説明するフローチャートである。
【図５】電力測定方法の第２段階の検査工程を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１１  燃料電池（発電部）
１２  補機類（電力負荷）
１５  電力検出部（制御装置）
１５Ｒａ、１５Ｒｂ  第１電流入力端子
１５Ｔａ、１５Ｔｂ  第２電流入力端子
１５Ｖｒ、１５Ｖｔ、１５Ｖｎ  電圧入力端子
２１  変流器（第１の電流検出器）
２２  変流器（第２の電流検出器）
２３  変圧器（電圧検出器）
２５  第１のスイッチ
２６  第２のスイッチ
９６Ｒ  Ｒ相線（第１のケーブル）
９６Ｔ  Ｔ相線（第２のケーブル）
９９  電力負荷
【図１】
2007178326.tif 000003
【図２】
2007178326.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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