JP2006090923A - Management system for electric power - Google Patents

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JP2006090923A
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Nobuhide Furuya
伸秀 古谷
Ryuichi Haga
隆一 芳賀
Mutsumi Hosoda
睦 細田
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Takaoka Toko Co Ltd
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Toko Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a management system for electric power capable of reducing the cost, in addition to resolving complicated work operations accompanying laying operation of communication lines and construction of systems. <P>SOLUTION: An electric energy sensor 104 is equipped with a sampling means 104a for sampling the electric current and voltage detected from branch distribution lines in buildings to convert into digital signals; a high-pass filter 104b removing offset components from the outputs; a phase-adjusting means 104c for adjusting the phases of electric current and voltage; a multiplication means 104d for carrying out an operation of the instantaneous electric power from the outputs; and a low-pass filter 104e for integrating the instantaneous electric power to obtain electrical energy. A central control system 501 inside a building 500 performs communication between the electrical energy sensors 104 and 204 via a trunk communications network 502, a protocol converter 503, an optical network 600 and branch communication lines 110 and 210 and the like, and thus operates management of electric power by collecting the electrical energy measured by the electrical energy sensors 104 and 204. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、分散した複数エリアに設置されている計量器を通じてセンタ装置側で電力管理を行う電力用管理システムに関するものである。   The present invention relates to a power management system that performs power management on a center device side through measuring instruments installed in a plurality of dispersed areas.

近年、省エネルギーへの関心が高まる中、建物管理システムの中にBEMS(Building and Energy Management System)や、HEMS(Home Energy Management System)等を導入する事業者、需要家が増えつつあり、これらが定着化し始めている。このような状況のもとで、現在の使用電力状況をモニタすることは省エネ対策の基本であり、また、いわゆる省エネ法(エネルギーの使用の合理化に関する法律)の観点からも電力計測の必要性はここ数年、急激に高まっている。   In recent years, with increasing interest in energy conservation, there are an increasing number of businesses and consumers who introduce BEMS (Building and Energy Management System) and HEMS (Home Energy Management System) in the building management system. It is starting to turn. Under such circumstances, monitoring the current power usage situation is the basis of energy conservation measures, and the necessity of power measurement is also necessary from the viewpoint of the so-called energy conservation law (the law on the rational use of energy). In recent years, it has increased rapidly.

これらの事情のため、需要家側においても、検針の自動化により検針データ処理の高速化及び省力化とを図ると共に、負荷の適切なオン/オフ制御による使用電力量の抑制を可能とするシステムの実現が望まれている。
これらの課題に鑑み、出願人は鋭意研究を重ね、センタ側と中継端末・通信回線を介して接続された検針端末との間で通信を行うことにより電力管理を行う電力用自動検針システムを既に特許出願し、下記の特許文献1として既に特許されるに至っている。
Because of these circumstances, on the customer side, it is possible to increase the speed and labor saving of meter reading data processing by automating meter reading, and to reduce the amount of power used by appropriate load on / off control. Realization is desired.
In view of these problems, the applicant has conducted extensive research and has already established an automatic power meter reading system that performs power management by communicating between the center side and a meter reading terminal connected via a relay terminal / communication line. Patent application has been filed and has already been patented as Patent Document 1 below.

すなわち、この特許文献1記載の発明は、センタ側に設置されて互いにネットワーク接続されたメインコンピュータ及びサブコンピュータと、前記メインコンピュータから分岐された中継端末と、中継端末に通信回線を介して接続された検針端末と、検針端末に接続されたパルス発信器付電力量計及び制御回路と、制御回路を介して負荷をオン/オフする開閉部と、からなり、かつ、前記メインコンピュータまたはサブコンピュータと自動検針用の検針端末との間で指令/応答信号を交信することにより、電力量計の検針及び負荷のオン/オフ遠隔制御を行う機能と、計量値及び負荷情報の収集を一括処理すると共に、収集データをリアルタイムで画面表示及び印刷出力する機能と、を有する電力用自動検針システムにおいて、所定時間毎に検針した計量値を記憶して累積使用電力量を予想する電力デマンド算出手段を備え、前記制御回路及び開閉部を、送受信部、論理部、リレー接点、マグネットコイル、開閉伝達機構、開閉接点及び開閉接点状態監視部により構成したものである。   That is, the invention described in Patent Document 1 is connected to a main computer and a sub computer installed on the center side and connected to each other via a network, a relay terminal branched from the main computer, and the relay terminal via a communication line. A meter reading terminal, a watt-hour meter with a pulse transmitter connected to the meter reading terminal and a control circuit, and an opening / closing unit for turning on / off the load via the control circuit, and the main computer or the sub computer A function to perform meter reading and load on / off remote control by exchanging command / response signals with the meter-reading terminal for automatic meter-reading, as well as collective measurement and load information collection In a power automatic meter reading system having a function of displaying collected data in real time on a screen and printing it out, at predetermined intervals Power demand calculation means for storing the measured value of the needle and predicting the accumulated power consumption is provided, and the control circuit and the switching unit are connected to the transmission / reception unit, logic unit, relay contact, magnet coil, switching transmission / reception mechanism, switching contact and switching A contact state monitoring unit is used.

特許第3202005号公報(請求項1、[0006]〜[0015]、図1、図4等)Japanese Patent No. 3202005 (Claim 1, [0006] to [0015], FIG. 1, FIG. 4, etc.)

しかしながら、この種のシステムでは、現状よりも使い勝手を向上させると共に、システム構築の作業性を高めてコストを一層低減したいという要請がある。
しかるに、前記従来技術では、センタ側のメインコンピュータと中継器との間、及び中継器と複数の検針端末との間を、例えばシリアル通信規格の一種であるRS485規格の通信回線により接続している。この場合、通信回線を更に多数分岐して各通信回線上の多数個所で電力管理をきめ細かく行う必要性が生じた場合には、パルス発信器付電力量計及び検針端末を各通信回線上の多数箇所にそれぞれ設置しなければならず、システム構築の作業性向上やコスト低減の面で大きな問題となっていた。
However, in this type of system, there is a demand to improve usability over the current situation and to further reduce the cost by improving the workability of system construction.
However, in the prior art, the main computer on the center side and the repeater, and the repeater and the plurality of meter-reading terminals are connected by, for example, a communication line of RS485 standard which is a kind of serial communication standard. . In this case, if there is a need to further divide a number of communication lines and perform detailed power management at many points on each communication line, a watt-hour meter with a pulse transmitter and a meter-reading terminal are installed on each communication line. Each has to be installed at each location, which has been a major problem in terms of improving system construction and reducing costs.

そこで、本発明の解決課題は、通信線の敷設やシステム構築に伴う煩雑な作業を解消し、かつ、低コスト化を可能にした電力用管理システムを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power management system that eliminates troublesome work associated with laying communication lines and system construction, and that can reduce costs.

上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、一または複数の建屋の使用電力量を各建屋に配置された電力量センサにより計測し、前記使用電力量をデータ伝送路を介し中央管理装置に伝送してこの中央管理装置が各建屋の電力管理を行う電力用管理システムにおいて、
前記電力量センサは、
建屋内の分岐配電線から検出した電流及び電圧をサンプリングしてディジタル信号に変換するサンプリング手段と、このサンプリング手段の出力からオフセット成分を除去する第1のフィルタ手段と、第1のフィルタ手段から出力された電流及び電圧の位相を調整する位相調整手段と、この位相調整手段の出力から瞬時電力を演算する演算手段と、この演算手段から出力された瞬時電力を積分して電力量を得る第2のフィルタ手段と、を備えると共に、
前記データ伝送路は、前記中央管理装置が接続される基幹通信回線と、前記電力量センサが接続されるバス型接続可能な分岐通信回線と、これら両回線間の通信プロトコルを相互に変換するプロトコル変換手段とを少なくとも有し、
前記中央管理装置が、前記基幹通信回線、前記プロトコル変換手段及び前記分岐通信回線を介して前記電力量センサとの間で通信を行うことにより、前記電力量センサが計測した電力量を収集して電力管理を行うものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 measures the power consumption amount of one or a plurality of buildings by a power amount sensor arranged in each building, and centrally manages the power consumption amount via a data transmission path. In the power management system in which this central management device transmits power to the device and manages the power of each building,
The electric energy sensor
Sampling means for sampling current and voltage detected from branch distribution lines in the building and converting them into digital signals, first filter means for removing offset components from the output of the sampling means, and output from the first filter means A phase adjusting means for adjusting the phase of the current and the voltage, a calculating means for calculating the instantaneous power from the output of the phase adjusting means, and a second power for obtaining the electric energy by integrating the instantaneous power output from the calculating means. And a filter means,
The data transmission path includes a backbone communication line to which the central management device is connected, a bus-type connectable branch communication line to which the electric energy sensor is connected, and a protocol for mutually converting communication protocols between these two lines And at least conversion means,
The central management device collects the electric energy measured by the electric energy sensor by communicating with the electric energy sensor via the trunk communication line, the protocol conversion unit, and the branch communication line. Power management is performed.

請求項2に記載した発明は、請求項1において、
前記分岐通信回線が、LON(Local Operating Network,米国Echelon社の登録商標)ネットワーク等のオープンネットワークであることを特徴とする。
The invention described in claim 2 is the invention according to claim 1,
The branch communication line is an open network such as a LON (Local Operating Network, registered trademark of Echelon, USA) network.

請求項3に記載した発明は、請求項1または2において、
前記データ伝送路が、複数の建屋間に接続される光ネットワークを有し、
この光ネットワークと前記基幹通信回線及び前記分岐通信回線との間に、光コンバータをそれぞれ介在させたものである。
The invention described in claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
The data transmission path has an optical network connected between a plurality of buildings,
Optical converters are respectively interposed between the optical network and the backbone communication line and the branch communication line.

請求項4に記載した発明は、請求項1〜3の何れか1項において、
前記電力量センサは、
微小時間間隔で計測した電力量を逐次積算しながら積算電力量を更新する手段を備えたものである。
The invention described in claim 4 is any one of claims 1 to 3,
The electric energy sensor
A means for updating the integrated power amount while sequentially integrating the power amount measured at a minute time interval is provided.

本発明によれば、建屋内にオープンネットワークとしての分岐通信回線を設置し、これらの分岐通信回線に複数台の電力量センサをそれぞれ接続して使用電力量をディジタル演算により計測すると共に、中央管理装置が前記使用電力量を一括して管理しながら、分岐通信回線の同一階層に接続された空調、照明等の各種コントローラを制御することができる。
このため、従来のようにパルス発信器付電力量計や検針端末を用いて電力量を計測する方法に比べ、配線量が少なく構成が簡単で低コストの電力用管理システムを構築することができる。
According to the present invention, a branch communication line as an open network is installed in a building, and a plurality of electric energy sensors are connected to these branch communication lines, respectively, and the amount of power used is measured by digital calculation, and the central management The apparatus can control various controllers such as an air conditioner and an illumination connected to the same hierarchy of the branch communication line while collectively managing the power consumption.
For this reason, it is possible to construct a power management system with a small amount of wiring and a simple configuration and low cost compared to the conventional method of measuring the amount of power using a watt-hour meter with a pulse transmitter and a meter reading terminal. .

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図1は、オフィス・学校・病院・工場等の建物における使用電力量を管理する電力用管理システムの概略的な構成を示しており、特にこの実施形態では、大学のキャンパス等における複数の建屋の使用電力量を一括管理するシステムを例示している。
なお、便宜上、商用電源の引込み電力線、分岐配電線、負荷としての需要家電気設備は一部の図示を省略してある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 shows a schematic configuration of a power management system that manages the amount of power used in buildings such as offices, schools, hospitals, factories, and the like. A system that collectively manages the amount of power used in a building is illustrated.
For the sake of convenience, some of the power lines for commercial power supply, branch distribution lines, and consumer electrical equipment as loads are not shown.

図1において、100,200はそれぞれ独立した建屋であり、ここでは、便宜的に1号館、2号館とする。図示されていないが、他に複数の建屋(3号館、4号館等)が並列的に存在するものとする。
また、500は上述した複数の建屋の使用電力量を一括して管理するための中央管理装置501が設置された建屋であり、便宜的にN号館としてある。
更に、600は建屋500と建屋100,200,……との間で光信号によりデータを伝送するための光ネットワークである。ここで、光ネットワーク600の代わりにメタルケーブルによるネットワークを用いても良い。
In FIG. 1, reference numerals 100 and 200 denote independent buildings. Here, for convenience, the first building and the second building are assumed. Although not shown, it is assumed that a plurality of buildings (No. 3, No. 4, No. 4, etc.) exist in parallel.
Reference numeral 500 denotes a building in which a central management device 501 for collectively managing the power consumption of the plurality of buildings described above is installed, and is designated as the Nth building for convenience.
Further, 600 is an optical network for transmitting data between the building 500 and the buildings 100, 200,. Here, instead of the optical network 600, a network using metal cables may be used.

建屋500内には、Ethernet(登録商標)等のバス型LAN(Local Area Network)規格の基幹通信回線502が設けられ、この基幹通信回線502にはパソコンやサーバ等からなる中央管理装置501及びプリンタ508等が接続されている。基幹通信回線502における通信インターフェイスとしては、長距離通信に適したシリアル通信規格であるRS485規格が用いられている。
また、基幹通信回線501には、プロトコル変換器503及び光コンバータ504が順次接続されていると共に、建屋500自体の使用電力量を管理するためにルータ506を介して複数台の電力量センサ507が接続されている。なお、電力量センサ507は、分岐配電線から負荷に供給される電圧、電流を測定して使用電力量を検出する機能を備えている。
In the building 500, a basic communication line 502 of a LAN (Local Area Network) standard such as Ethernet (registered trademark) is provided. The basic communication line 502 includes a central management device 501 including a personal computer and a server, and a printer. 508 etc. are connected. As a communication interface in the backbone communication line 502, the RS485 standard, which is a serial communication standard suitable for long-distance communication, is used.
In addition, a protocol converter 503 and an optical converter 504 are sequentially connected to the backbone communication line 501, and a plurality of power amount sensors 507 are connected via a router 506 in order to manage the power consumption of the building 500 itself. It is connected. Note that the electric energy sensor 507 has a function of detecting the electric energy used by measuring the voltage and current supplied from the branch distribution line to the load.

前記光コンバータ504には、光ネットワーク600を介して建屋100,200内の光コンバータ101,201がそれぞれ接続されている。
まず、建屋100は、商用電源が引き込まれる受電室を有する建屋であり、光ネットワーク600に接続された光コンバータ101とこの光コンバータ101に接続されたルータ102とからなる信号変換器103を備えている。
Optical converters 101 and 201 in the buildings 100 and 200 are connected to the optical converter 504 via an optical network 600, respectively.
First, the building 100 is a building having a power receiving room into which commercial power is drawn, and includes a signal converter 103 including an optical converter 101 connected to the optical network 600 and a router 102 connected to the optical converter 101. Yes.

上記ルータ102には、電力量センサ等の機器をバス型接続可能な分岐通信回線110が接続され、この分岐通信回線110には電力監視センサ105及び複数台の電力量センサ104が接続されている。
分岐通信回線110は、例えば、LON(Local Operating Network,米国Echelon社の登録商標)ネットワーク等のオープンネットワークであり、LONTalk(同社の登録商標)を通信プロトコルとして、電力監視センサ105及び電力量センサ104と前記中央管理装置501との間でデータや制御信号を伝送するものである。
The router 102 is connected to a branch communication line 110 capable of bus-type connection of devices such as an electric energy sensor, and the branch communication line 110 is connected to a power monitoring sensor 105 and a plurality of electric energy sensors 104. .
The branch communication line 110 is, for example, an open network such as a LON (Local Operating Network, registered trademark of Echelon, USA) network, and the power monitoring sensor 105 and the power amount sensor 104 using LONTalk (registered trademark of the company) as a communication protocol. And the central management device 501 transmit data and control signals.

電力監視センサ105は、受電点の電圧、電流を測定して瞬時電力を監視するセンサであり、後述する電力量センサ104とほぼ同様の構成を備えている。
電力量センサ104は、分岐配電線から負荷に供給される電圧、電流を測定して使用電力量を検出し、このデータを通信ポートを介して中央管理装置501へ伝送する機能を持ったセンサであり、図2〜図4に示すような構成を有する。
The power monitoring sensor 105 is a sensor that monitors the instantaneous power by measuring the voltage and current at the power receiving point, and has substantially the same configuration as the power amount sensor 104 described later.
The electric energy sensor 104 is a sensor having a function of detecting the electric energy used by measuring the voltage and current supplied to the load from the branch distribution line and transmitting this data to the central management device 501 via the communication port. Yes, it has a configuration as shown in FIGS.

すなわち、電力量センサ104には、負荷(図示せず)が接続される単相2線式低圧配電線等の分岐配電線112から電圧信号が入力されると共に、クランプCT(変流器)111を介して電流信号が入力されている。
電力量センサ104は、図3に示すようなディジタル演算機能を備えており、図示されていない通信ポート、I/O(入出力)ポート、メモリ等が内蔵されている。
That is, a voltage signal is input to the electric energy sensor 104 from a branch distribution line 112 such as a single-phase two-wire low-voltage distribution line to which a load (not shown) is connected, and a clamp CT (current transformer) 111 is also provided. A current signal is input via the.
The electric energy sensor 104 has a digital operation function as shown in FIG. 3, and includes a communication port, an I / O (input / output) port, a memory, and the like which are not shown.

この図3において、サンプリング手段104aは、サンプリングした電圧・電流のアナログ信号をディジタル信号に変換し、瞬時値情報として取り込んでいる。第1のフィルタ手段としてのハイパスフィルタ104bは、サンプリング手段104aのアナログ入力部で発生したオフセット成分(直流成分)を除去する目的で挿入されている。
位相調整手段104cは、上記アナログ入力部で発生する電圧と電流との位相ずれ、場合によってはサンプリング時の時間ずれを補正するために遅延処理を施して位相調整を行う。
乗算手段104dは、位相調整された電圧・電流の瞬時値を乗算し、瞬時電力を計算する。
ローパスフィルタ104eでは、乗算手段104dの出力値に含まれる電源周波数の2倍の低周波リプル成分を除去することにより実質的に積分動作を行い、瞬時電力から電力量を演算するものである。
In FIG. 3, a sampling means 104a converts a sampled voltage / current analog signal into a digital signal and takes it as instantaneous value information. The high-pass filter 104b as the first filter means is inserted for the purpose of removing the offset component (DC component) generated at the analog input section of the sampling means 104a.
The phase adjustment unit 104c performs phase adjustment by performing a delay process in order to correct a phase shift between the voltage and the current generated in the analog input unit, or in some cases a time shift at the time of sampling.
The multiplying unit 104d multiplies the instantaneous value of the phase-adjusted voltage / current and calculates the instantaneous power.
The low-pass filter 104e substantially performs an integration operation by removing a low-frequency ripple component twice the power supply frequency included in the output value of the multiplying means 104d, and calculates the electric energy from the instantaneous power.

図4は、上記電力量センサ104の演算部のハードウェア構成を示す概念図である。
この電力量センサ104は、最大限で8回路の電圧・電流・電力量を測定可能であり、各回路に対応してタイマにより1秒ごとの電圧実効値・電流実効値・電力を測定する8個のエネルギー測定LSI 104Aを備えている。また、これらのLSI 104Aの出力はメインCPU 104Bに入力されてスケーリングされ、電圧・電流・電力、力率(cosφ)が算出される。
電圧実効値・電流実効値をそれぞれE,I、両者の位相差をφとすると、周知のように皮相電力、有効電力、無効電力の関係は図5に示す通りとなる。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a hardware configuration of the calculation unit of the electric energy sensor 104.
This electric energy sensor 104 can measure the voltage, current, and electric energy of eight circuits at the maximum, and measures the effective voltage value, effective current value, and electric power every second by a timer corresponding to each circuit. Each energy measurement LSI 104A is provided. The outputs of these LSIs 104A are input to the main CPU 104B and scaled to calculate voltage / current / power and power factor (cosφ).
As is well known, the relationship between apparent power, active power, and reactive power is as shown in FIG. 5, where the effective voltage value and effective current value are E and I, respectively, and the phase difference between them is φ.

ここで、電力と時間との積は電力量であり、本実施形態の電力量センサ104では1秒ごとの電力を求めているので、数式1に示すように、今回の測定電力と時間(1/3600)[時間]との積によって電力量の増分を求め、これを前回までの積算電力量に加算することにより、最新の積算電力量を求めることができる。すなわち、数式1によって1秒ごとに積算電力量を更新することが可能である。
[数式1]
最新の積算電力量[kWh]=前回(1秒前)までの積算電力量[kWh]+(今回の測定電力/3600)[kWh]
これにより、従来技術のようにパルス発信器付電力量計を用いる場合に比べて、特に小電力時に積算誤差が大きくなるのを抑制することができる。
Here, the product of electric power and time is electric energy, and the electric energy sensor 104 of the present embodiment obtains electric power per second. Therefore, as shown in Equation 1, the current measured electric power and time (1 / 3600) The latest integrated electric energy can be obtained by obtaining the increment of the electric energy by the product of [time] and adding this to the integrated electric energy up to the previous time. That is, it is possible to update the integrated power amount every second according to Equation 1.
[Formula 1]
Latest accumulated electric energy [kWh] = integrated electric energy up to the previous time (one second ago) [kWh] + (current measured power / 3600) [kWh]
Thereby, compared with the case where the watt-hour meter with a pulse transmitter is used like the prior art, it can suppress that an integration error becomes large especially at the time of low electric power.

数式1により求めた積算電力量はLONCPU(ニューロンチップ)104Cに出力され、LONCPU 104Cが単位変換やデータチェック等を行った後の最終的な電力量を、中央管理装置501からのデータ収集指令に応じて出力する。
こうして電力量センサ104から出力された電力量は、図1における分岐通信回線110を介して信号変換器103により光信号に変換され、更に光ネットワーク600を介して建屋500内の光コンバータ504に送られて電気信号に変換される。なお、送信データには、必要に応じて力率を含めても良い。
The integrated power amount obtained by Equation 1 is output to the LONCPU (neuron chip) 104C, and the final power amount after the LONCPU 104C performs unit conversion, data check, etc. is used as a data collection command from the central management device 501. Output in response.
The electric energy output from the electric energy sensor 104 in this way is converted into an optical signal by the signal converter 103 via the branch communication line 110 in FIG. 1 and further sent to the optical converter 504 in the building 500 via the optical network 600. And converted into an electrical signal. The transmission data may include a power factor as necessary.

光コンバータ504により変換された電気信号はプロトコル変換器503に送られ、分岐通信回線110側の通信プロトコルを基幹通信回線502側の通信プロトコルに変換して中央管理装置501に取り込まれる。
以上のような動作により、中央管理装置501は建屋100の使用電力量(積算電力量)を1秒ごとに収集することができる。
The electrical signal converted by the optical converter 504 is sent to the protocol converter 503, converts the communication protocol on the branch communication line 110 side into the communication protocol on the backbone communication line 502 side, and is taken into the central management apparatus 501.
Through the operation as described above, the central management apparatus 501 can collect the power consumption (integrated power consumption) of the building 100 every second.

一方、建屋200では、使用電力量の管理以外に空調制御、照明制御等を行っており、前記建屋100内の分岐通信回線110と同様にオープンネットワークである分岐通信回線210に、複数台の電力量センサ204と、空調コントローラ205及び照明コントローラ207が接続されている。なお、206はコントローラ205によって制御される空調機器、208はコントローラ207によって制御される照明器具である。
図示されていないが、分岐通信回線210には更に各種のコントローラ及び負荷を接続することができる。
On the other hand, the building 200 performs air conditioning control, lighting control, and the like in addition to managing the amount of power used, and the branch communication line 210, which is an open network, similarly to the branch communication line 110 in the building 100, has a plurality of power supplies. A quantity sensor 204, an air conditioning controller 205, and a lighting controller 207 are connected. Reference numeral 206 denotes an air conditioner controlled by the controller 205, and 208 denotes a lighting fixture controlled by the controller 207.
Although not shown, various controllers and loads can be further connected to the branch communication line 210.

なお、図1の構成において、基幹通信回線502、プロトコル変換器503、光コンバータ504,101,201、光ネットワーク600、ルータ102,202、分岐通信回線110,210等は、請求項におけるデータ伝送路を構成している。   In the configuration of FIG. 1, the backbone communication line 502, the protocol converter 503, the optical converters 504, 101, 201, the optical network 600, the routers 102, 202, the branch communication lines 110, 210, etc. Is configured.

図1における建屋200内の電力量センサ204の構成は前記電力量センサ104と同様であり、また、空調コントローラ205及び照明コントローラ207もLONネットワークに対応したLONCPU(ニューロンチップ)により中央管理装置501や他の機器との間でデータ伝送が可能になっている。
このため、中央管理装置501は、電力量センサ204を用いた建屋200内の使用電力量の管理と共に、空調機器206や照明器具208の監視、動作制御等を一括して実行することができ、例えば、使用電力量が契約値を超過するような場合に空調機器206や照明器具208を抑制運転することによって省エネ効果を高めることが可能である。
The configuration of the electric energy sensor 204 in the building 200 in FIG. 1 is the same as that of the electric energy sensor 104, and the air conditioning controller 205 and the lighting controller 207 are also connected to the central management device 501 or LONCPU (neuron chip) corresponding to the LON network. Data transmission with other devices is possible.
For this reason, the central management apparatus 501 can collectively perform monitoring, operation control, and the like of the air conditioner 206 and the lighting fixture 208 together with the management of the power consumption in the building 200 using the power sensor 204. For example, when the amount of power used exceeds the contract value, it is possible to enhance the energy saving effect by suppressing the air conditioner 206 and the lighting fixture 208.

以上のように、本実施形態においては、オープンネットワークである分岐通信回線110,210に複数台の電力量センサをそれぞれ接続すると共に、各種コントローラを接続して分散制御システムを構築しており、各建屋内の使用電力量を一元的に管理しながら少ない配線量で空調設備や照明設備を制御可能なシステムを実現することができる。   As described above, in the present embodiment, a plurality of power sensors are connected to the branch communication lines 110 and 210, which are open networks, and various controllers are connected to construct a distributed control system. It is possible to realize a system capable of controlling air conditioning equipment and lighting equipment with a small amount of wiring while centrally managing the power consumption in the building.

本発明の実施形態を示す概略的な構成図である。It is a schematic block diagram which shows embodiment of this invention. 実施形態における電力量センサの接続状態を示す図である。It is a figure which shows the connection state of the electric energy sensor in embodiment. 実施形態における電力量センサのディジタル演算機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the digital calculation function of the electric energy sensor in embodiment. 実施形態における電力量センサの演算部のハードウェア構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the hardware constitutions of the calculating part of the electric energy sensor in embodiment. 皮相電力、有効電力、無効電力の関係を示すベクトル図である。It is a vector diagram which shows the relationship between apparent power, active power, and reactive power.

符号の説明Explanation of symbols

100,200,500:建屋
101:光コンバータ
102:ルータ
103:信号変換器
104:電力量センサ
104a:サンプリング手段
104b:ハイパスフィルタ
104c:位相調整手段
104d:乗算手段
104e:ローパスフィルタ
104A:エネルギー測定LSI
104B:メインCPU
104C:LONCPU
105:電力監視センサ
110:分岐通信回線
111:クランプCT
112:分岐配電線
201:光コンバータ
202:ルータ
203:信号変換器
204:電力量センサ
205:空調コントローラ
206:空調機器
207:照明コントローラ
208:照明器具
210:分岐通信回線
501:中央管理装置
502:基幹通信回線
503:プロトコル変換器
504:光コンバータ
506:ルータ
507:電力量センサ
600:光ネットワーク
100, 200, 500: Building 101: Optical converter 102: Router 103: Signal converter 104: Electric energy sensor 104a: Sampling means 104b: High pass filter 104c: Phase adjustment means 104d: Multiplication means 104e: Low pass filter 104A: Energy measurement LSI
104B: Main CPU
104C: LONCPU
105: Power monitoring sensor 110: Branch communication line 111: Clamp CT
112: Branch distribution line 201: Optical converter 202: Router 203: Signal converter 204: Electric energy sensor 205: Air conditioning controller 206: Air conditioner 207: Lighting controller 208: Lighting fixture 210: Branch communication line 501: Central management device 502: Core communication line 503: Protocol converter 504: Optical converter 506: Router 507: Electric energy sensor 600: Optical network

Claims (4)

一または複数の建屋の使用電力量を各建屋に配置された電力量センサにより計測し、前記使用電力量をデータ伝送路を介し中央管理装置に伝送してこの中央管理装置が各建屋の電力管理を行う電力用管理システムにおいて、
前記電力量センサは、
建屋内の分岐配電線から検出した電流及び電圧をサンプリングしてディジタル信号に変換するサンプリング手段と、このサンプリング手段の出力からオフセット成分を除去する第1のフィルタ手段と、第1のフィルタ手段から出力された電流及び電圧の位相を調整する位相調整手段と、この位相調整手段の出力から瞬時電力を演算する演算手段と、この演算手段から出力された瞬時電力を積分して電力量を得る第2のフィルタ手段と、を備えると共に、
前記データ伝送路は、前記中央管理装置が接続される基幹通信回線と、前記電力量センサが接続されるバス型接続可能な分岐通信回線と、これら両回線間の通信プロトコルを相互に変換するプロトコル変換手段とを少なくとも有し、
前記中央管理装置が、前記基幹通信回線、前記プロトコル変換手段及び前記分岐通信回線を介して前記電力量センサとの間で通信を行うことにより、前記電力量センサが計測した電力量を収集して電力管理を行うことを特徴とする電力用管理システム。
The power consumption of one or a plurality of buildings is measured by a power sensor arranged in each building, the power consumption is transmitted to a central management device via a data transmission path, and this central management device manages the power of each building. In the power management system that performs
The electric energy sensor
Sampling means for sampling current and voltage detected from branch distribution lines in the building and converting them into digital signals, first filter means for removing offset components from the output of the sampling means, and output from the first filter means A phase adjusting means for adjusting the phase of the current and the voltage, a calculating means for calculating the instantaneous power from the output of the phase adjusting means, and a second power for obtaining the electric energy by integrating the instantaneous power output from the calculating means. And a filter means,
The data transmission path includes a backbone communication line to which the central management device is connected, a bus-type connectable branch communication line to which the electric energy sensor is connected, and a protocol for mutually converting communication protocols between these two lines And at least conversion means,
The central management device collects the electric energy measured by the electric energy sensor by communicating with the electric energy sensor via the trunk communication line, the protocol conversion unit, and the branch communication line. A power management system characterized by performing power management.
請求項1に記載した電力用管理システムにおいて、
前記分岐通信回線が、オープンネットワークであることを特徴とする電力用管理システム。
In the power management system according to claim 1,
The power management system, wherein the branch communication line is an open network.
請求項1または2に記載した電力用管理システムにおいて、
前記データ伝送路が、複数の建屋間に接続される光ネットワークを有し、
この光ネットワークと前記基幹通信回線及び前記分岐通信回線との間に、光コンバータをそれぞれ介在させたことを特徴とする電力用管理システム。
In the power management system according to claim 1 or 2,
The data transmission path has an optical network connected between a plurality of buildings,
A power management system, wherein an optical converter is interposed between the optical network and the backbone communication line and the branch communication line.
請求項1〜3の何れか1項に記載した電力用管理システムにおいて、
前記電力量センサは、
微小時間間隔で計測した電力量を逐次積算しながら積算電力量を更新する手段を備えたことを特徴とする電力用管理システム。
In the electric power management system according to any one of claims 1 to 3,
The electric energy sensor
A power management system comprising means for updating an integrated electric energy while sequentially integrating electric energy measured at minute time intervals.
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