(57)【要約】【課題】スマートメーターの機能を活用して資源の有効活用を図ること。【解決手段】太陽光パネル１０１と、太陽光パネル１０１が出力する直流の電力を、交流の電力に変換して出力するパワーコンディショナー１０２と、配電網と電気需用設備１０６との境界位置に設けられたスマートメーター１０４と、を備えている。そして、スマートメーター１０４が、パワーコンディショナー１０２が出力した電力の電圧値が境界位置において所定の電圧値を超えている場合、パワーコンディショナー１０２に対して、当該パワーコンディショナー１０２が出力する電力の電圧値を境界位置において所定の電圧値以下とする制御信号を出力し、パワーコンディショナー１０２が、スマートメーター１０４から出力された制御信号に基づいて、境界位置において所定の電圧値以下となる電力を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを電力に変換して直流の電力を出力する太陽電池を備えた太陽光パネルと、
前記太陽光パネルが出力する直流の電力を、交流の電力に変換して出力するパワーコンディショナーと、
配電網と電気需用設備との境界位置に設けられたスマートメーターと、
を備え、
前記スマートメーターは、前記パワーコンディショナーが出力した電力の電圧値が前記境界位置において所定の電圧値を超えている場合、前記パワーコンディショナーに対して、当該パワーコンディショナーが出力する電力の電圧値を前記境界位置において前記所定の電圧値以下とする制御信号を出力し、
前記パワーコンディショナーは、前記スマートメーターから出力された制御信号に基づいて、前記境界位置において前記所定の電圧値以下となる電力を出力することを特徴とするスマートメーターシステム。
【請求項２】
前記スマートメーターは、
電気事業法に基づいて規定される電圧値の上限値以下とする制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のスマートメーターシステム。
【請求項３】
前記スマートメーターは、
前記配電網における配電線と、当該配電線から分岐されて当該配電線と前記スマートメーターと、を接続する引込線に関する情報に基づいて、前記配電線と前記引込線との分岐位置における電力の電圧値が、電気事業法に基づいて規定される電圧値の上限値以下となる電圧値を前記所定の電圧値として算出し、
前記パワーコンディショナーが出力した電力の電圧値が前記境界位置において所定の電圧値を超えている場合、前記パワーコンディショナーに対して、当該パワーコンディショナーが出力する電力の電圧値を前記境界位置において前記所定の電圧値以下とする制御信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載のスマートメーターシステム。
【請求項４】
前記スマートメーターは、前記引込線の太さおよび当該引込線の長さに関する情報に基づいて、前記所定の電圧値を算出することを特徴とする請求項３に記載のスマートメーターシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電による発電力を管理するスマートメーターシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機能を備えた電力量計であるスマートメーターを導入することにより、電力需要施設における電力使用量を遠隔制御により確認することができる。これにより、毎月の電気使用量の確認（検針）のためにおこなう各電力需要施設の巡回や、引越しにともなう検針値の確認のための立ち会いを不要とすることができ、作業者の負担を軽減することができる。また、スマートメーターは、遠隔制御により、停電時におけるスマートメーターへの通電状況を確認することができ、これにより、復旧までの時間を短縮することができる。
【０００３】
また、スマートメーターは日々３０分ごとに電気使用量を計測できるため、スマートメーターを用いることにより、電気需要設備ごとの電気の使用パターンを把握することができる。これにより、電気料金メニューの多様化を図ることができ、電気需要設備ごとに適した電気料金メニューを提供することができる。
【０００４】
また、スマートメーターは、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）を導入することにより、社会全体における省エネルギー化への寄与、電力供給における将来的な設備投資の抑制などが促進されることが期待されている。このようなスマートメーターは、電気需要設備への設置が計画されている。
【０００５】
関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、連系点電圧が適正電圧範囲に含まれない場合、すべての連系点電圧を適正電圧範囲に収めることができる２次側電圧を模索し、電圧調整処理を実行する一方、上記２次側電圧がない場合、記憶された情報に基づいて特定した需要家の連系点電圧が適正電圧範囲内に収まるように電圧調整をおこない、当該電圧調整の結果に基づいて各需要家の優先順位を更新するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−７８２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようにスマートメーターを用いることにより各種のメリットがあるものの、従来の技術は、スマートメーターの機能が電力設備に関する機能に特化されており、スマートメーターの機能が十分に活用されていないという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、スマートメーターの機能を活用して資源の有効活用を図ることができるスマートメーターシステム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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるスマートメーターシステムは、光エネルギーを電力に変換して直流の電力を出力する太陽電池を備えた太陽光パネルと、前記太陽光パネルが出力する直流の電力を、交流の電力に変換して出力するパワーコンディショナーと、配電網と電気需用設備との境界位置に設けられたスマートメーターと、を備え、前記スマートメーターが、前記パワーコンディショナーが出力した電力の電圧値が前記境界位置において所定の電圧値を超えている場合、前記パワーコンディショナーに対して、当該パワーコンディショナーが出力する電力の電圧値を前記境界位置において前記所定の電圧値以下とする制御信号を出力し、前記パワーコンディショナーは、前記スマートメーターから出力された制御信号に基づいて、前記境界位置において前記所定の電圧値以下となる電力を出力することを特徴とする。
【００１０】
また、この発明にかかるスマートメーターシステムは、前記スマートメーターが、電気事業法に基づいて規定される電圧値の上限値以下とする制御信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかるスマートメーターシステムは、上記の発明において、前記スマートメーターが、前記配電網における配電線と、当該配電線から分岐されて当該配電線と前記スマートメーターと、を接続する引込線に関する情報に基づいて、前記配電線と前記引込線との分岐位置における電力の電圧値が、電気事業法に基づいて規定される電圧値の上限値以下となる電圧値を前記所定の電圧値として算出し、前記パワーコンディショナーが出力した電力の電圧値が前記境界位置において所定の電圧値を超えている場合、前記パワーコンディショナーに対して、当該パワーコンディショナーが出力する電力の電圧値を前記境界位置において前記所定の電圧値以下とする制御信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかるスマートメーターシステムは、上記の発明において、前記スマートメーターが、前記引込線の太さおよび当該引込線の長さに関する情報に基づいて、前記所定の電圧値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明にかかるスマートメーターシステムによれば、スマートメーターの機能を活用して資源の有効活用を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステムのシステム構成を示す説明図である。
【図２】この発明にかかる実施の形態の水道メーターの構造を示す説明図である。
【図３】この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステムの指示系統を示す説明図である。
【図４】スマートメーターの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図５】スマートメーターの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるスマートメーターシステムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
（スマートメーターシステムのシステム構成）
まず、この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステムのシステム構成について説明する。図１は、この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステムのシステム構成を示す説明図である。
【００１７】
図１において、この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００は、太陽光パネル１０１と、パワーコンディショナー１０２と、分電盤１０３と、スマートメーター１０４と、を備えている。さらに、実施の形態のスマートメーターシステム１００は、水道メーター１０５を備えている。スマートメーターシステム１００は、一般家庭などの電気需用設備１０６ごとに構築される。スマートメーターシステム１００は、スマートメーター１０４ごとに構築することができる。
【００１８】
太陽光パネル１０１は、物質に光を照射することで起電力が発生する光起電力効果を利用して、光エネルギーを電力に変換する太陽電池を複数備え、複数の太陽電池を直並列に接続した状態で、枠体（構造体）の内側においてパネル状に配列することによって構成されている。太陽光パネル１０１は、照射された光を光起電力効果によって電力に変換して出力する。太陽光パネル１０１は、直流の電力を出力する。太陽光パネル１０１は、１枚であってもよく、複数直並列接続したアレイであってもよい。
【００１９】
複数の太陽光パネル１０１から出力された電力は、図示を省略する接続箱に入力され、接続箱において１つに集約されて、パワーコンディショナー１０２に出力される。接続箱は、独立して設けられていてもよく、パワーコンディショナー１０２と一体に設けられていてもよい。
【００２０】
パワーコンディショナー１０２は、接続箱を経由することにより１つに集約された電力（直流の電力）を、交流の電力に変換して分電盤１０３に出力するインバーターやインバーターを制御する制御部を備えている（いずれも図示を省略する）。太陽光パネル１０１が出力する直流の電力の周波数は０であるため、制御部は、太陽光パネル１０１が出力する直流の電力を、電力供給会社が供給する電力の周波数と同じ周波数（５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）の交流の電力に変換して出力する。これにより、太陽光パネル１０１によって変換された電力を一般家庭などにおいて利用することができる。
【００２１】
インバーターは、直流を交流に変換する際に極性を切り替えるトランジスタを備えている。制御部は、インバーターにおける極性の切り替えのタイミングを、電気事業者の配電線網におけるタイミング信号に合わせることにより、周波数および位相を電気事業者の配電線網における電力に揃える。
【００２２】
また、パワーコンディショナー１０２の制御部は、たとえば、動作電流（Ｉ）と電圧（Ｖ）との関係を示すＩ−Ｖ曲線に基づいて、太陽光パネル１０１が出力する電力を最大にするための動作点を特定する。動作点は、太陽光パネル１０１が出力する電力における電流値と電圧値との組み合わせに基づいて特定することができる。
【００２３】
具体的には、パワーコンディショナー１０２の制御部は、たとえば、動作電流（Ｉ）に応じて、分電盤１０３に出力する電力が最大になるように電圧値を調整する。また、パワーコンディショナー１０２の制御部は、動作電流（Ｉ）に基づいて、夜間など光量の少ない状況での動作（発電）を抑制（停止）し、晴天時の日中などにおいて動作する、いわゆる、自動起動・停止をおこなう。
【００２４】
また、パワーコンディショナー１０２の制御部は、パワーコンディショナーにおいて異常が発生した場合に、パワーコンディショナーからの出力を遮断する保護機能を実現する。このような保護機能は、具体的には、たとえば、周波数の上昇・低下や電圧の過不足を検出するセンサ（回路）や、パワーコンディショナー１０２と外部との接続をＯＮ／ＯＦＦ切り替え可能な連携リレーなどを用いて実現することができる。このような保護機能により、パワーコンディショナーにおいて発生した異常により施設内の電気製品や系統に支障を来すことを防止できる。
【００２５】
さらに、パワーコンディショナー１０２の制御部は、スマートメーター１０４との間で通信をおこなう通信部を備えている。通信部は、たとえば、公知の各種の通信回路によって実現することができる。パワーコンディショナー１０２の制御部は、パワーコンディショナー１０２の通信部を介してスマートメーター１０４との間で通信をおこなうことにより、スマートメーター１０４から出力された制御信号を受け付け、当該制御信号にしたがって分電盤１０３に出力する交流の電力における電圧値を調整する。
【００２６】
分電盤１０３は、スマートメーター１０４を介して電気事業者の配電線網に接続され、かつ、パワーコンディショナー１０２に接続されている。分電盤１０３は、スマートメーター１０４を通過した電力を電気需用設備１０６内に供給する幹線と、当該幹線を介して電気需用設備１０６内に供給された電力を各部屋のコンセントなどに供給する分岐回路と、の分岐位置に設けられる。
【００２７】
分電盤１０３において、幹線と各分岐回路との分岐位置には、それぞれ分岐開閉器（過電流遮断器、安全ブレーカー）が設けられている（いずれも図示を省略する）。各分岐開閉器は、それぞれ、規定値以上の電流（過電流）が流れた場合に動作して電路を遮断する。分岐遮断器のアンペア容量は、たとえば、分岐回路の配線やコンセントの大きさなどに基づいてあらかじめ定められている。
【００２８】
また、分電盤１０３は、契約用開閉器（リミッター）を備えている。契約用開閉器は、電力供給会社と電気需用設備１０６における契約容量に応じて、所定量以上の電流が流れた場合に動作する。契約用開閉器が動作する電流値は、たとえば、１０Ａ〜６０Ａの範囲で段階的に設定することができる。さらに、分電盤１０３は、漏電を検出した場合に動作する漏電遮断器を備えている。分岐開閉器、契約用開閉器、漏電遮断器は、金属製またはプラスチック製の収容箱に収容されている。
【００２９】
また、分電盤１０３は、パワーコンディショナー１０２から供給された電力（発電電力）と、分岐回路（分岐回路に接続された負荷）に供給された電力（消費電力）との差分、すなわち、余剰電力を、スマートメーター１０４を介して電気事業者の配電線網へ逆に送電（逆潮流）させる。これにより、電気需用設備１０６から電気事業者への売電が可能になる。
【００３０】
スマートメーター１０４は、電柱１０７などによって支持された電線１０８から引込線１０９を介して電気需用設備１０６に供給された電力（使用電力量）をデジタルで計測（計量）する電子式電力量計であって、たとえば、３０分ごとに電気需用設備１０６に供給された電力を計測する。スマートメーター１０４は、電圧変換部、電流変換部、電力演算部、中央制御部、表示部、電源部および通信部を備えている（いずれも図示を省略する）。
【００３１】
電圧変換部は、スマートメーター１０４を経由して分電盤１０３に供給される電力の電圧を下げ、電圧値（Ｅ）を出力する。電圧変換部は、具体的には、たとえば、電磁形変圧器、コンデンサ形変圧器などの変圧器によって実現することができる。また、電圧変換部は、スマートメーター１０４を経由して電線１０８側へ逆潮流する電力の電圧値を出力する。電流変換部は、負荷の電流を変換して、電流値（Ｉ）を出力する。電流変換部は、具体的には、たとえば、変流器によって実現することができる。
【００３２】
電力演算部は、電圧変換部が出力した電圧値（Ｅ）と電流変換部が出力した電流値（Ｉ）とを乗算し、負荷の電力に相当するパルス周波数に変換することによって消費電力（Ｗ）を求算出する。電力演算部は、負荷の電力に相当する周波数のパルスを出力する。中央制御部は、電力演算部が求めた消費電力（Ｗ）を積算し、負荷の電力量（ｋＷｈ）を算出する。中央制御部は、電力演算部が出力するパルスをカウントし、積算することにより負荷の電力量（ｋＷｈ）を算出する。電力演算部や中央制御部は、具体的には、たとえば、電子回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）によって実現される。
【００３３】
表示部は、電力演算部が求めた電力量（ｋＷｈ）を表示する。表示部は、具体的には、たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などによって実現される。電源部は、電力演算部や中央制御部を実現する電子回路に電力を供給する。
【００３４】
通信部は、電気事業者が管理するサーバ装置との間（Ａルート）で通信をおこなう回路や、当該通信に供するデータの変換（変調）をおこなう回路などの各種の回路を搭載した基板によって実現することができる。Ａルートにおける通信は、たとえば、集約装置までマルチホップ転送により通信をおこなう無線マルチホップ通信によって実現することができる。
【００３５】
また、Ａルートにおける通信は、携帯型電話機やＷｉＭＡＸなどの通信キャリアを用いたデータ通信サービスを利用して１つの送信元（スマートメーター１０４）から多数（Ｎ）の送信先に同じデータを送信する１：Ｎ通信（マルチポイント通信）によって実現してもよく、既存の電力線を通信回線として利用して通信をおこなう電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）によって実現してもよく、公知の各種の通信方式を用いて実現することができる。
【００３６】
具体的に、通信部は、たとえば、中央制御部が算出した電力量（ｋＷｈ）をサーバ装置に送信可能な形式に変換（変調）するデータ変換処理をおこなう。また、具体的に、通信部は、たとえば、変換したデータ（電力量（ｋＷｈ））を電気事業者が管理するサーバ装置に送信したり、電気事業者が管理するサーバ装置から送信されたデータを受信したりするネットワーク制御処理をおこなう。また、具体的に、通信部は、たとえば、電気事業者が管理するサーバ装置から送信されたデータの変換（復調）をおこなう。
【００３７】
また、通信部は、家屋内などスマートメーター１０４に計量された電気が供給される施設に設置された家電製品などの負荷との間（Ｂルート）で通信をおこなう。Ｂルートにおける通信は、たとえば、無線通信規格の１つであるＷｉ−ＳＵＮによって実現することができる。あるいは、Ｂルートにおける通信は、電力線を通信回線として利用するＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）によって実現してもよい。
【００３８】
水道メーター１０５は、電気需用設備１０６における水の使用量、すなわち、電気需用設備１０６に水を供給する管内の水流の流量積算値を計測して表示する。水道メーター１０５は、たとえば、接線流羽根車式の水道メーター１０５を用いることができる（図２を参照）。接線流羽根車式の水道メーター１０５は、羽根車を収容する計量室が外箱を兼ねている車箱型の水道メーター１０５を用いてもよく、計量室と外箱とが別体である複箱型の水道メーター１０５を用いてもよい。
【００３９】
（水道メーター１０５の構造）
図２は、この発明にかかる実施の形態の水道メーター１０５の構造を示す説明図である。図２において、水道メーター１０５は、計量部２０１と、発電機２０２と、通信部２０３と、を備えている。計量部２０１は、管内の水流の方向に直交する方向を軸とする羽根車２０１ａと、羽根車２０１ａを収容する計量室２０１ｂと、を備えている。羽根車２０１ａは、当該羽根車２０１ａに対して直角に噴射される管内の水流によって回転する。羽根車２０１ａの回転数（回転数量）は、水道メーター１０５を通過した水量に比例する。計量部２０１は、羽根車２０１ａの回転数（回転数量）に基づいて、流量積算値を計測する。また、計量部２０１は、計測した流量積算値を表示する表示器２０４を備えている。
【００４０】
発電機２０２は、水流によって回転する羽根車２０１ａの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する。具体的に、発電機２０２は、羽根車２０１ａの軸と同軸の軸心周りに回転する回転子と、回転子を間にして対向配置されたＮ極の永久磁石およびＳ極の永久磁石と、を備えている。回転子は、回転する軸の一端に設けられた整流子を備えている。発電機２０２は、整流子に接触する一対のブラシを備えている。ブラシには、それぞれ、電線（導線）が接続されており、回転子が回転することにより発生した電流は整流子、ブラシ、電線を介して分電盤１０３に入力される。
【００４１】
水道メーター１０５が備える通信部２０３は、発電機２０２による発電量に関する情報をスマートメーター１０４に送信する。水道メーター１０５が備える通信部２０３は、たとえば、水道メーター１０５を水が一定量通過するごとに、たとえば、羽根車２０１ａが１回転、回転するごとに、当該回転によって発生した発電量に関する情報をスマートメーター１０４に送信する。水道メーター１０５が備える通信部２０３は、公知の技術を用いた通信回路基板によって実現することができる。水道メーター１０５が備える通信部２０３は、スマートメーター１０４が備える通信部との間で、有線通信をおこなってもよく、無線通信をおこなってもよい。
【００４２】
（スマートメーターシステム１００の指示系統）
図３は、この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００の指示系統を示す説明図である。図３において、スマートメーター１０４は、分電盤１０３から出力された電力における電圧と、スマートメーター１０４の通信部は、水道メーター１０５の通信部２０３から出力された、発電機２０２による発電量に関する情報の入力を受け付ける。
【００４３】
スマートメーター１０４の制御部は、水道メーター１０５の通信部から出力された流量積算値に関する情報に基づいて、発電機２０２による発電量を算出する。また、スマートメーター１０４の制御部は、スマートメーター１０４を介して電気事業者の配電線網へ逆に送電（逆潮流）させた余剰電力、および、算出した発電機２０２による発電量に基づいて、スマートメーター１０４に到達する電力の電圧値を算出する。
【００４４】
また、スマートメーター１０４の制御部は、スマートメーター１０４に到達する電力の電圧値に基づいて、当該電圧値が、あらかじめ定められた所定の電圧値を超過しているか否かを判断する。所定の電圧値は、電気事業者が供給する電力の電圧値に基づいて定めることができる。具体的には、所定の電圧値は、たとえば、１０７Ｖに定めることができる。
【００４５】
電気事業者が供給する電力の電圧値は、電気事業法第２６条および電気事業法施行規則第４４条に基づき、電気事業者の電線路（配電線）を流れる電気の電圧値が１０１Ｖの上下６Ｖを超えない範囲（９５Ｖ〜１０７Ｖ）を維持するように定められている。すなわち、配電線における電圧値の上限値は１０７Ｖに定められている。これにともない、スマートメーターシステム１００を備えた設備から電気事業者の電線路に供給される電圧が１０７Ｖを超えないように、所定の電圧値を１０７Ｖに設定することができる。
【００４６】
そして、スマートメーター１０４の制御部は、スマートメーター１０４に到達する電力の電圧値が、あらかじめ定められた所定の電圧値を超過している場合、パワーコンディショナー１０２との間で通信をおこない、パワーコンディショナー１０２に対して、パワーコンディショナー１０２から分電盤１０３に出力する交流の電力における電圧値がスマートメーター１０４に到達する時点において所定の電圧値（１０７Ｖ）を超えないように制御する制御信号を出力する。これにより、パワーコンディショナー１０２の制御部においては、スマートメーター１０４から出力された制御信号を受け付けた場合に、当該制御信号にしたがって分電盤１０３に出力する交流の電力における電圧値の調整がおこなわれる。
【００４７】
上述した所定の電圧値は、１０７Ｖに限るものではない。電気事業者により供給される電力は、発電所から送電線を介して配電用変電所に送電され、配電用変電所から配電線に供給される。配電線に供給された電力は、配電線から分岐した引込線１０９を介して各電気需用設備１０６に送電される。スマートメーター１０４は、電気需用設備１０６における電気の使用量に応じて施設内に供給された電力を計量する。
【００４８】
これに対し、電気需用設備１０６からの逆潮流により配電線に供給（売電）される電力は、電気需用設備１０６から引込線１０９を経由して、配電線に到達する。上記の上限値は、電気需用設備１０６に接続された引込線１０９と配電線との分岐位置における電圧値の上限値であり、電気需用設備１０６から配電線に供給される電力の電圧値は、当該分岐位置において１０７Ｖを超えていなければよいとされている。
【００４９】
そして、電気需用設備１０６から配電線に供給される電力の電圧値は、引込線１０９を通過している間に降下する。このときの電圧降下量は、引込線１０９の太さや長さによって変動する。このため、上記の所定の電圧値は、引込線１０９を通過する際に降下する電圧を考慮して、引込線１０９と配電線との分岐位置において１０７Ｖを超えないように設定することができる。
【００５０】
具体的には、たとえば、スマートメーター１０４において引込線１０９の太さや長さをあらかじめ登録しておき、当該引込線１０９を通過する際に降下する電圧値を算出し、算出された電圧値（降下電圧値）をスマートメーター１０４に到達する電力の電圧値から減算することによって、スマートメーター１０４に到達した時点においては１０７Ｖを超えていても、引込線１０９と配電線との分岐位置においては１０７Ｖを超えないような電圧を算出することができる。
【００５１】
所定の電圧値は、電気需用設備１０６における負荷（家電製品など）が正常に動作できる範囲を加味して設定する。具体的には、たとえば、引込線１０９の長さが長いなどの理由により、理論上、１０７Ｖを大きく超える値の所定の電圧値が算出される場合にも、負荷における正常な動作を考慮した電圧値を超えない範囲で所定の電圧値を設定する。これにより、パワーコンディショナー１０２から分電盤１０３に出力する交流の電力（発電量）が過剰に大きくなることによって負荷（家電製品など）に異常を来すことを防止できる。
【００５２】
スマートメーター１０４の制御部は、常時あるいは所定時間ごとに、スマートメーター１０４に到達する電力の電圧値を算出し、当該電圧値が所定の電圧値を超過しているか否かを判断する。これにより、電気需用設備１０６からの逆潮流により配電線に供給（売電）される電力の電圧値が適正値であるか否かを常時あるいは所定時間ごとに判断し、電気需用設備１０６および配電網（電線１０８）における安全を確保することができる。
【００５３】
また、スマートメーター１０４の制御部は、水道メーター１０５の通信部から出力された流量積算値に関する情報に基づいて、所定期間における水道の使用量を算出し、算出した水道の使用量に関する情報を、スマートメーター１０４の通信部を介して、水道局のサーバなどのあらかじめ設定された送信先に送信する。具体的に、スマートメーター１０４の制御部は、たとえば、１ヶ月ごとに直前の１ヶ月分の水道の使用量を算出する。
【００５４】
これにより、２ヶ月に１度の頻度でおこなわれている水道使用量の検針を、たとえば、１ヶ月ごとにおこなうことができる。スマートメーター１０４は、電力量の計測をおこなう間隔（３０分に１回）にあわせて、水道使用量の検針をおこなってもよい。また、スマートメーター１０４は、検針した水道使用量に関する情報を、使用電力量と同様に、検針日時に関する情報と関連付けて記憶するようにしてもよい。これにより、記憶した情報に基づいて、水道の使用パターンを特定することができる。
【００５５】
（スマートメーター１０４の処理手順）
つぎに、スマートメーター１０４の処理手順について説明する。図４および図５は、スマートメーター１０４の処理手順を示すフローチャートである。図４のフローチャートにおいては、発電量の管理にかかる処理手順を示している。
【００５６】
図４のフローチャートにおいて、まず、パワーコンディショナー１０２の通信部から出力される信号と、水道メーター１０５の通信部２０３から出力される発電機２０２による発電量に関する情報とに基づいて、スマートメーター１０４に到達する電力の電圧値を算出する（ステップＳ４０１）。
【００５７】
つぎに、ステップＳ４０１において算出した電圧値、すなわちスマートメーター１０４における電圧値が、あらかじめ定められた所定の電圧値を超過しているか否かを判断する（ステップＳ４０２）。所定の電圧値は、電気事業者が供給する電力の電圧値に基づいて定めることができる。具体的には、所定の電圧値は、たとえば、１０７Ｖに定めることができる。
【００５８】
電気事業者が供給する電力の電圧値は、電気事業法第２６条および電気事業法施行規則第４４条に基づき、電気事業者の電線路（配電線）を流れる電気の電圧値が１０１Ｖの上下６Ｖを超えない範囲（９５Ｖ〜１０７Ｖ）を維持するように定められている。すなわち、配電線における電圧値の上限値は１０７Ｖに定められている。これにともない、スマートメーターシステム１００を備えた設備から電気事業者の電線路に供給される電圧が１０７Ｖを超えないように、所定の電圧値を１０７Ｖに設定する。
【００５９】
ステップＳ４０２において、ステップＳ４０１において算出した電圧値が、あらかじめ定められた所定の電圧値を超過していない場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、ステップＳ４０１に戻り、スマートメーター１０４に到達する電圧値を算出する。このとき、スマートメーター１０４に到達する電圧値が、１０７Ｖを超えておらず、かつ、配電線（引込線１０９）の電圧値よりも高いと、パワーコンディショナー１０２側から配電線側にスマートメーター１０４を通過した電力を売電することができる。
【００６０】
一方、ステップＳ４０２において、ステップＳ４０１において算出した電圧値が、あらかじめ定められた所定の電圧値を超過している場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、パワーコンディショナー１０２に対して、パワーコンディショナー１０２から出力される電力の電圧値を所定の電圧値以下にする制御信号を出力する（ステップＳ４０３）。具体的に、ステップＳ４０３においては、パワーコンディショナー１０２から出力される電力の電圧値を１０７Ｖ以下にするように指示する制御信号を出力する。その後、ステップＳ４０１に戻り、スマートメーター１０４に到達する電圧値を算出する。
【００６１】
これにより、スマートメーター１０４を介して電気事業者の配電線網へ逆に送電（逆潮流）される電力の電圧を、配電線を流れる電力の電圧値の上限値（１０７Ｖ）を超えないように抑えるとともに、効率よく売電できるように調整することができる。これにより、電気需用設備１０６から電気事業者への売電が可能になる。
【００６２】
図示を省略するが、スマートメーター１０４は、所定期間（たとえば１月）ごとの電気使用量を計測しており、たとえば「毎月１０日」などのように所定のタイミングが到来するごとに、計測した所定期間における電気使用量に関する情報を、電気事業者のサーバに送信する。また、スマートメーター１０４は、電気事業者のサーバや制御装置から、電気の供給を開始する開始指示を受信した場合に、電気需用設備１０６への電気の供給を開始する。また、スマートメーター１０４は、電気事業者のサーバや制御装置から、電気の供給を停止する停止指示を受信した場合に、電気需用設備１０６への電気の供給を停止する。このように、スマートメーター１０４を用いることにより、電気の供給の開始や停止を遠隔制御によっておこなうことができる。
【００６３】
図５のフローチャートにおいては、水道使用料の管理にかかる処理手順を示している。図５のフローチャートにおいて、まず、水道使用料の算出タイミングが到来するまで待機する（ステップＳ５０１：Ｎｏ）。ステップＳ５０１においては、たとえば、「毎月１５日が到来したタイミング」、「前回水道使用料を算出してから１月が経過したタイミング」など任意のタイミングを設定することができる。
【００６４】
従来、水道使用料の請求の基礎となる水道使用量の検針は、２月に１回おこなわれることが一般的とされていた。この発明にかかるスマートメーターシステム１００を用いることにより、たとえば、「１月ごと」などのように、２月よりも短い間隔で水道使用量の検針をおこなうことができる。また、この発明にかかるスマートメーターシステム１００を用いることにより、定期的な検針以外にも、任意のタイミングで水道使用量の検針をおこなうことができる。
【００６５】
ステップＳ５０１において、水道使用料の算出タイミングが到来した場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、水道メーター１０５の通信部２０３からの出力された、発電機２０２による発電量に関する情報に基づいて、当該発電量を換算することにより水道使用料を算出する（ステップＳ５０２）。羽根車２０１ａは、水道メーター１０５を通過した水道使用量に応じて回転するため、１回転するごとに出力される発電量に関する情報に基づいて水道使用料を算出することにより、実際の水道使用量に応じた水道使用料を精度よく算出することができる。
【００６６】
その後、ステップＳ５０２において算出した水道使用料に関する情報を、水道事業者などが管理するサーバに対して送信して（ステップＳ５０３）、一連の処理を終了する。ステップＳ５０３においては、水道使用料に関する情報を、水道事業者のみならず電気事業者などの複数の事業者の業務にかかる大量のデータ（ビッグデータ）を取り扱う企業や団体などが管理するサーバに送信してもよい。これにより、定期的に水道使用料を通知することができ、作業者が現場でおこなう検針を不要とすることができる。
【００６７】
電気事業者により供給される電力は、発電所から送電線を介して配電用変電所に送電され、配電用変電所から配電線に供給される。配電線に供給された電力は、配電線から分岐した引込線１０９を介して各電気需用設備１０６に送電される。スマートメーター１０４は、電気需用設備１０６における電気の使用量に応じて施設内に供給された電力を計量する。
【００６８】
これに対し、電気需用設備１０６から配電線に供給される電力は、電気需用設備１０６から引込線１０９を経由して、配電線に到達する。上記の上限値は、電気需用設備１０６に接続された引込線１０９と配電線との分岐位置における電圧値の上限値であり、電気需用設備１０６から配電線に供給される電力の電圧値は、当該分岐位置において１０７Ｖを超えていなければよい。
【００６９】
電気需用設備１０６から配電線に供給される電力の電圧値は、引込線１０９を通過している間に降下する。このときの電圧降下量は、引込線１０９の太さや長さによって変動する。このため、上記の所定の電圧値は、スマートメーター１０４において引込線１０９の太さや長さをあらかじめ登録しておくことにより、引込線１０９を通過する際に降下する電圧を考慮して、引込線１０９と配電線との分岐位置において１０７Ｖを超えないように設定することができる。この場合、スマートメーター１０４は、設定された所定の電圧値を超えないようにパワーコンディショナー１０２を制御する。
【００７０】
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００は、光エネルギーを電力に変換して直流の電力を出力する太陽電池を備えた太陽光パネル１０１と、太陽光パネル１０１が出力する直流の電力を、交流の電力に変換して出力するパワーコンディショナー１０２と、配電網（電線１０８）と電気需用設備１０６との境界位置に設けられたスマートメーター１０４と、を備えている。そして、スマートメーター１０４が、パワーコンディショナー１０２が出力した電力の電圧値が境界位置において所定の電圧値を超えている場合、パワーコンディショナー１０２に対して、当該パワーコンディショナー１０２が出力する電力の電圧値を境界位置において所定の電圧値以下とする制御信号を出力し、パワーコンディショナー１０２が、スマートメーター１０４から出力された制御信号に基づいて、境界位置において所定の電圧値以下となる電力を出力するようにしたことを特徴としている。
【００７１】
この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００によれば、パワーコンディショナー１０２の動作を制限する基準となる電圧値を、従来のパワーコンディショナーが分電盤１０３に供給する電力の電圧値ではなく、スマートメーター１０４に到達した電力の電圧値に基づいて判断することができる。
【００７２】
パワーコンディショナー１０２が分電盤１０３に供給する電力の電圧値は、電気需用設備１０６における家電製品などの負荷により消費されたり、幹線や分岐回路を通過することにより生じる電圧降下などによって、パワーコンディショナー１０２から出力された時点における電圧値よりも低下する。このため、従来は、ソーラーパネルおよびパワーコンディショナーに余力があり、配電線における電圧値の上限値を超えない範囲において、配電線を流れる電力の電圧値よりも高い電圧の電力を発電することができるにもかかわらず、電圧抑制により発電が制限され、売電が制限されてしまうことがあった。
【００７３】
これに対し、この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００によれば、パワーコンディショナー１０２の動作を制限する基準となる電圧値を、スマートメーター１０４に到達した電力の電圧値、すなわち、配電網（電線１０８）と電気需用設備１０６との境界位置の電圧値に基づいて判断する。これにより、電気需用設備１０６における家電製品などの負荷や、幹線や分岐回路における電圧降下に左右されることなく、太陽光パネル１０１およびパワーコンディショナー１０２の能力を十分に活用して発電をおこなうことができる。
【００７４】
これによって、資源の有効活用を図り、売電効率の向上を図ることができる。また、電気需用設備１０６において発電した電力によって当該電気需用設備１０６における負荷をまかなう割合を増やすことができ、電気事業者の配電網全体における資源の有効活用を図ることができる。これにより、地球温暖化や環境汚染の低減を図ることができる。
【００７５】
また、この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００は、スマートメーター１０４が、電気事業法に基づいて規定される電圧値の上限値以下とする制御信号を出力することを特徴としている。
【００７６】
この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００によれば、スマートメーター１０４に到達した電力の電圧値が電気事業法に基づいて規定される電圧値の上限値以下となるように太陽光パネル１０１およびパワーコンディショナー１０２による発電を調整することにより、配電網における配電の安全性に影響を与えることなく、太陽光パネル１０１およびパワーコンディショナー１０２の能力を有効に活用して発電をおこなうことができる。
【００７７】
また、この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００は、スマートメーター１０４が、配電網における配電線（電線１０８）とスマートメーター１０４とを接続する引込線１０９に関する情報に基づいて、配電線（電線１０８）と引込線１０９との分岐位置における電力の電圧値が、電気事業法に基づいて規定される電圧値の上限値以下となる電圧値を所定の電圧値として算出し、パワーコンディショナー１０２が出力した電力の電圧値が境界位置において所定の電圧値を超えている場合、パワーコンディショナー１０２に対して、当該パワーコンディショナー１０２が出力する電力の電圧値を境界位置において所定の電圧値以下とする制御信号を出力するようにしたことを特徴としている。
【００７８】
この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００によれば、配電線（電線１０８）と引込線１０９との分岐位置における電力の電圧値が電気事業法に基づいて規定される電圧値の上限値以下となるように太陽光パネル１０１およびパワーコンディショナー１０２による発電を調整することにより、配電網における配電の安全性に影響を与えることなく、太陽光パネル１０１およびパワーコンディショナー１０２の能力を一層効率よく活用して発電をおこなうことができる。
【００７９】
また、この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００は、スマートメーター１０４が、引込線１０９の太さおよび当該引込線１０９の長さに関する情報に基づいて、所定の電圧値を算出することを特徴としている。
【００８０】
この発明にかかる実施の形態のスマートメーターシステム１００によれば、スマートメーター１０４から逆潮流によって配電網に送出された電力の電圧が、引込線１０９を通過している間に降下する電圧降下を加味して、配電線と引込線１０９との分岐位置における電力の電圧値が電気事業法に基づいて規定される電圧値の上限値以下となるように太陽光パネル１０１およびパワーコンディショナー１０２による発電を調整することができる。これにより、配電網における配電の安全性に影響を与えることなく、太陽光パネル１０１およびパワーコンディショナー１０２の能力を一層効率よく活用して発電をおこなうことができる。
【００８１】
さらに、この実施の形態のスマートメーターシステム１００によれば、水道使用量に応じて発電する発電機能を備えた水道メーター１０５を用いて、当該水道メーター１０５による発電量に基づいて水道使用量を計測し、水道使用料を算出するようにしている。これにより、水道使用量を遠隔制御により確認することができ、検針員が現地に行って検針することによる負担の軽減を図ることができる。
【００８２】
また、この実施の形態のスマートメーターシステム１００によれば、スマートメーターシステムを管理する電気事業者などが、定期にあるいは不定期に、水道の使用量とまとめて電気の使用量を検針し、請求を代行することができる。これにより、新規の事業が創生され、事業活動の活性化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、この発明にかかるスマートメーターシステムは、太陽光発電による発電力を管理するスマートメーターシステムに有用であり、特に、資源の一層の有効活用を目的とした太陽光発電による発電力を管理するスマートメーターシステムに適している。
【符号の説明】
【００８４】
１００  スマートメーターシステム
１０１  太陽光パネル
１０２  パワーコンディショナー
１０３  分電盤
１０４  スマートメーター
１０５  水道メーター
２０１  計量部
２０１ａ  羽根車
２０２  発電機
２０３  通信部
【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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