JP2008058114A

JP2008058114A - Power meter

Info

Publication number: JP2008058114A
Application number: JP2006234655A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Aine; 政幸相根; Satoki Nakada; 悟基仲田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2008-03-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy of a power measurement by more effectively utilizing sampling data of current and voltage. <P>SOLUTION: A power meter 1 is provided with a sampling section 12, a first arithmetic section 13, a second arithmetic section 14, a third arithmetic section 15, a fourth arithmetic section 16, and a fifth arithmetic section 17. The sampling section 12 samples current and voltage values for a prescribed period of time, and the first arithmetic section 13 obtains frequency space data by mapping time-series data of the current and voltage values which are sampled by the sampling section 12, onto a frequency space. The second arithmetic section 14 obtains an actual power supply frequency from the frequency space data, and the third arithmetic section 15 obtains effective values of the current and voltage at the actual power supply frequency, based on the frequency space data. The fourth arithmetic section 16 obtains a phase difference between the current and the voltage, and the fifth arithmetic section 17 obtains a power value, based on the effective values and the phase difference. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電流データおよび電圧データをサンプリングして電力を計測する電力計に関する。 The present invention relates to a power meter that measures power by sampling current data and voltage data.

従来より、電流データおよび電圧データをサンプリングして電力を計測する電力計が知られている（例えば、特許文献１）。このような電力計では、所定の時間長の電流データおよび電圧データをサンプリングした後、例えば、ゼロクロス点を検出することによりサンプリングした電流データおよび電圧データの中からそれぞれ周期の整数倍に相当する長さのデータを抽出し、それぞれを積和計算することにより電力が算出される。
特許第３３２３４６９号公報 Conventionally, a wattmeter that measures current by sampling current data and voltage data is known (for example, Patent Document 1). In such a wattmeter, after sampling current data and voltage data of a predetermined time length, for example, a length corresponding to an integer multiple of the period from among the current data and voltage data sampled by detecting a zero cross point. The power is calculated by extracting the data and calculating the sum of products.
Japanese Patent No. 3323469

すなわち、従来の電力計では、サンプリングされた全ての電流データおよび電圧データが使用されるのではなく、サンプリングされた電流データおよび電圧データのうち周期の整数倍に相当する長さのデータのみが切り出されて使用されることになり、その他の部分のデータが切り捨てられることになる。その結果、電力計算に用いることのできるデータ量が減り、電力計測の精度が低下する虞がある。 That is, in the conventional power meter, not all the sampled current data and voltage data are used, but only the data having a length corresponding to an integral multiple of the period is extracted from the sampled current data and voltage data. Will be used and the other data will be truncated. As a result, the amount of data that can be used for power calculation is reduced, and the accuracy of power measurement may be reduced.

本発明の課題は、電流および電圧のサンプリングデータをより有効に用いることにより、電力計測の精度を向上させることにある。 An object of the present invention is to improve the accuracy of power measurement by more effectively using current and voltage sampling data.

第１発明に係る電力計は、サンプリング部と、第１演算部と、第２演算部と、第３演算部と、第４演算部と、第５演算部とを備える。サンプリング部は、電流および電圧を所定の時間長だけサンプリングする。第１演算部は、サンプリング部によりサンプリングされた電流および電圧の時系列データをそれぞれ周波数空間へ写像して周波数空間データを得る。第２演算部は、周波数空間データから実電源周波数を求める。第３演算部は、周波数空間データに基づいて実電源周波数での電流および電圧の実効値を求める。第４演算部は、実電源周波数での電流と電圧との位相差を求める。第５演算部は、実効値および位相差に基づいて電力を求める。 The power meter according to the first invention includes a sampling unit, a first calculation unit, a second calculation unit, a third calculation unit, a fourth calculation unit, and a fifth calculation unit. The sampling unit samples the current and voltage for a predetermined time length. The first computing unit maps the current and voltage time-series data sampled by the sampling unit to the frequency space to obtain frequency space data. The second calculation unit obtains the actual power supply frequency from the frequency space data. The third calculation unit obtains effective values of current and voltage at the actual power supply frequency based on the frequency space data. The fourth calculation unit obtains the phase difference between the current and voltage at the actual power supply frequency. The fifth arithmetic unit obtains electric power based on the effective value and the phase difference.

この電力計では、所定の時間分の時系列の電流データおよび電圧データがそれぞれ周波数空間へ写像され、その写像処理の結果から実電源周波数が算出される。そして、この実電源周波数での電流および電圧の実効値、ならびに実電源周波数での電流と電圧との位相差が算出され、算出されたこれらの値に基づいて電力が算出される。したがって、この電力計では、従来のように、電流および電圧のサンプリングデータのうち周期の整数倍に相当するデータのみを用いるのではなく、周期を無視した任意長のデータを用いて電力を算出することができる。このように、この電力計では、電流および電圧のサンプリングデータをより有効に用いることにより、電力計測の精度を向上させることができる。 In this wattmeter, time-series current data and voltage data for a predetermined time are mapped to the frequency space, and the actual power supply frequency is calculated from the result of the mapping process. Then, the effective values of the current and voltage at the actual power supply frequency and the phase difference between the current and voltage at the actual power supply frequency are calculated, and the electric power is calculated based on these calculated values. Therefore, this wattmeter does not use only data corresponding to an integral multiple of the period among the current and voltage sampling data, but calculates power using data of an arbitrary length that ignores the period. be able to. Thus, in this wattmeter, the accuracy of power measurement can be improved by using sampling data of current and voltage more effectively.

第２発明に係る電力計は、第１発明に係る電力計であって、通信部をさらに備える。通信部は、実電源周波数、位相差および電力のうち少なくとも１つを外部機器に送信する。 A power meter according to a second invention is the power meter according to the first invention, further comprising a communication unit. The communication unit transmits at least one of the actual power supply frequency, the phase difference, and the power to the external device.

この電力計は、外部機器との通信機能を備えており、演算処理の結果を外部に向けて出力することができる。 This power meter has a communication function with an external device, and can output the result of arithmetic processing to the outside.

第３発明に係る電力計は、第２発明に係る電力計であって、通信部は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルで通信する。 A power meter according to a third invention is the power meter according to the second invention, and the communication unit communicates with a TCP / IP protocol.

この電力計は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルで外部機器と通信することができる。したがって、この電力計では、既存のネットワークを利用して遠隔から演算処理の結果をモニタリングすることができる。 This power meter can communicate with an external device using the TCP / IP protocol. Therefore, with this wattmeter, it is possible to remotely monitor the results of arithmetic processing using an existing network.

第４発明に係る電力計は、第２発明または第３発明のいずれかに係る電力計であって、通信部は、ＨＴＴＰプロトコルで通信する。 A power meter according to a fourth invention is the power meter according to either the second invention or the third invention, and the communication unit communicates with an HTTP protocol.

この電力計は、ＨＴＴＰプロトコルで外部機器と通信することができる。したがって、この電力計では、例えば、Ｗｅｂブラウザなどの汎用のソフトウェアを利用して、遠隔から演算処理の結果をモニタリングすることができる。 This power meter can communicate with an external device using the HTTP protocol. Therefore, with this power meter, for example, it is possible to remotely monitor the results of arithmetic processing using general-purpose software such as a Web browser.

第５発明に係る電力計は、第１発明から第４発明のいずれかに係る電力計であって、サンプリング部は、複数の系統を切り替えることにより、各系統の電流および電圧を所定の時間長だけサンプリングする。 A power meter according to a fifth invention is the power meter according to any one of the first to fourth inventions, wherein the sampling unit switches a plurality of systems to change the current and voltage of each system for a predetermined time length. Only sample.

この電力計は、電流データおよび電圧データのサンプリング対象となる系統を切り替えながら複数の系統の電力を同時に計測するタイプの電力計である。このタイプの電力計では、各系統についてサンプリングされるデータ量が相対的に少なくなるため、サンプリングデータをより有効に用いることができる本発明が特に有用となる。 This wattmeter is a type of wattmeter that simultaneously measures the power of a plurality of systems while switching the systems from which current data and voltage data are sampled. In this type of power meter, since the amount of data sampled for each system is relatively small, the present invention that can use sampling data more effectively is particularly useful.

第６発明に係る電力計は、第１発明から第５発明のいずれかに係る電力計であって、第１演算部は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う。 A power meter according to a sixth aspect of the present invention is the power meter according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the first calculation unit performs a fast Fourier transform (FFT).

この電力計では、サンプリングデータの写像処理に高速フーリエ変換が利用される。これにより、演算量を少量に抑えることができる。 In this wattmeter, fast Fourier transform is used for mapping processing of sampling data. Thereby, the calculation amount can be suppressed to a small amount.

第７発明に係る電力計は、第１発明から第６発明のいずれかに係る電力計であって、第１演算部は、時系列データを周波数空間へ写像する前に時系列データからオフセットを除去する。 A power meter according to a seventh invention is the power meter according to any one of the first to sixth inventions, wherein the first calculation unit sets an offset from the time series data before mapping the time series data to the frequency space. Remove.

この電力計では、写像処理の前にサンプリングデータからオフセットが除去される。これにより、計測誤差を低減することができる。 In this wattmeter, the offset is removed from the sampling data before the mapping process. Thereby, a measurement error can be reduced.

第８発明に係る電力計は、第１発明から第７発明のいずれかに係る電力計であって、第１演算部は、時系列データを周波数空間へ写像する前に時系列データに窓関数を掛ける。 A power meter according to an eighth aspect of the present invention is the power meter according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, wherein the first arithmetic unit calculates a window function to the time series data before mapping the time series data to the frequency space. Multiply.

この電力計では、写像処理の対象となるサンプリングデータに窓関数が掛け合わされる。なお、窓関数としては、ハニング窓、ハミング窓、ガウス窓など、様々なものが用いられ得る。これにより、サンプリングデータの両端の影響を抑制し、計測誤差を低減することができる。 In this wattmeter, the window function is multiplied by the sampling data to be mapped. Various window functions such as a Hanning window, a Hamming window, and a Gaussian window can be used. Thereby, the influence of the both ends of sampling data can be suppressed and a measurement error can be reduced.

第９発明に係る電力計は、第１発明から第８発明のいずれかに係る電力計であって、第１演算部は、時系列データを周波数空間へ写像する前に時系列データに０データを付加する。 A power meter according to a ninth aspect of the present invention is the power meter according to any of the first to eighth aspects of the present invention, wherein the first calculation unit adds 0 data to the time series data before mapping the time series data to the frequency space. Is added.

この電力計では、写像処理の対象となるサンプリングデータに０データが付加される。したがって、付加された０データの分だけ写像処理の対象となるデータの長さが長くなるため、周波数分解能が向上し、より高精度な計測が可能になる。 In this wattmeter, 0 data is added to the sampling data to be mapped. Therefore, the length of the data to be mapped is increased by the added 0 data, so that the frequency resolution is improved and more accurate measurement is possible.

第１０発明に係る電力計は、サンプリング部と、第１演算部と、第２演算部と、第３演算部と、第４演算部と、第５演算部と、第６演算部と、第７演算部と、第８演算部と、第９演算部とを備える。サンプリング部は、電流および電圧を所定の時間長だけサンプリングする。第１演算部は、サンプリング部によりサンプリングされた電流および電圧の時系列データをそれぞれ周波数空間へ写像して周波数空間データを得る。第２演算部は、周波数空間データから実電源周波数を求める。第３演算部は、周波数空間データに基づいて実電源周波数での電流および電圧の実効値を求める。第４演算部は、実電源周波数での電流と電圧との位相差を求める。第５演算部は、実電源周波数での電流および電圧の実効値、ならびに実電源周波数での電流と電圧との位相差に基づいて実電源周波数での電力を求める。第６演算部は、周波数空間データに基づいて実電源周波数の高調波周波数での電流および電圧の実効値を求める。第７演算部は、高調波周波数での電流と電圧との位相差を求める。第８演算部は、高調波周波数での電流および電圧の実効値、ならびに高調波周波数での電流と電圧との位相差に基づいて高調波周波数での電力を求める。第９演算部は、実電源周波数での電力と高調波周波数での電力の総和を求める。 A power meter according to a tenth aspect of the present invention includes a sampling unit, a first calculation unit, a second calculation unit, a third calculation unit, a fourth calculation unit, a fifth calculation unit, a sixth calculation unit, 7 arithmetic units, an eighth arithmetic unit, and a ninth arithmetic unit. The sampling unit samples the current and voltage for a predetermined time length. The first computing unit maps the current and voltage time-series data sampled by the sampling unit to the frequency space to obtain frequency space data. The second calculation unit obtains the actual power supply frequency from the frequency space data. The third calculation unit obtains effective values of current and voltage at the actual power supply frequency based on the frequency space data. The fourth calculation unit obtains the phase difference between the current and voltage at the actual power supply frequency. The fifth calculation unit obtains power at the actual power supply frequency based on the effective values of the current and voltage at the actual power supply frequency and the phase difference between the current and voltage at the actual power supply frequency. The sixth computing unit obtains effective values of current and voltage at the harmonic frequency of the actual power supply frequency based on the frequency space data. The seventh arithmetic unit obtains the phase difference between the current and voltage at the harmonic frequency. The eighth calculation unit obtains power at the harmonic frequency based on the effective values of the current and voltage at the harmonic frequency and the phase difference between the current and voltage at the harmonic frequency. The ninth calculation unit obtains the sum of the power at the actual power supply frequency and the power at the harmonic frequency.

一般的に、電流および電圧の波形は、厳密な正弦波とはなっておらず、負荷によって歪むことがある。このような場合、波のエネルギーは、実電源周波数の高調波周波数成分に偏る傾向にある。 In general, current and voltage waveforms are not strictly sine waves and may be distorted by a load. In such a case, the wave energy tends to be biased toward the harmonic frequency component of the actual power supply frequency.

この電力計では、所定の時間分の時系列の電流データおよび電圧データがそれぞれ周波数空間へ写像され、その写像処理の結果から実電源周波数が算出される。そして、この実電源周波数での電流および電圧の実効値、ならびに実電源周波数での電流と電圧との位相差が算出され、算出されたこれらの値に基づいて実電源周波数での電力が算出される。また、この実電源周波数の高調波周波数での電流および電圧の実効値、ならびにこの実電源周波数の高調波周波数での電流と電圧との位相差が算出され、算出されたこれらの値に基づいてこの実電源周波数の高調波周波数での電力が算出される。そして、この実電源周波数での電力と、この実電源周波数の高調波周波数での電力とが積算される。 In this wattmeter, time-series current data and voltage data for a predetermined time are mapped to the frequency space, and the actual power supply frequency is calculated from the result of the mapping process. Then, the effective values of the current and voltage at the actual power supply frequency and the phase difference between the current and voltage at the actual power supply frequency are calculated, and the power at the actual power supply frequency is calculated based on these calculated values. The In addition, the effective value of the current and voltage at the harmonic frequency of the actual power supply frequency and the phase difference between the current and voltage at the harmonic frequency of the actual power supply frequency are calculated, and based on these calculated values. The power at the harmonic frequency of the actual power supply frequency is calculated. Then, the power at the actual power supply frequency and the power at the harmonic frequency of the actual power supply frequency are integrated.

したがって、この電力計では、従来のように、電流および電圧のサンプリングデータのうち周期の整数倍に相当するデータのみを用いるのではなく、周期を無視した任意長のデータを用いて電力を算出することができる。このように、この電力計では、電流および電圧のサンプリングデータをより有効に用いることにより、電力計測の精度を向上させることができる。また、この電力計では、エネルギーの偏りがちな実電源周波数の高調波周波数での電力を考慮することにより、電力計測の精度をさらに向上させることができる。 Therefore, this wattmeter does not use only data corresponding to an integral multiple of the period among the current and voltage sampling data, but calculates power using data of an arbitrary length that ignores the period. be able to. Thus, in this wattmeter, the accuracy of power measurement can be improved by using sampling data of current and voltage more effectively. Further, in this wattmeter, the power measurement accuracy can be further improved by taking into consideration the power at the harmonic frequency of the actual power supply frequency, which tends to be biased in energy.

第１発明に係る電力計では、電流および電圧のサンプリングデータをより有効に用いることにより、電力計測の精度を向上させることができる。 In the power meter according to the first aspect of the present invention, the power measurement accuracy can be improved by using the current and voltage sampling data more effectively.

第２発明に係る電力計では、演算処理の結果を外部に向けて出力することができる。 In the wattmeter according to the second invention, the result of the arithmetic processing can be output to the outside.

第３発明に係る電力計では、既存のネットワークを利用して遠隔から演算処理の結果をモニタリングすることができる。 In the power meter according to the third aspect of the invention, the result of the arithmetic processing can be monitored remotely using an existing network.

第４発明に係る電力計では、例えば、Ｗｅｂブラウザなどの汎用のソフトウェアを利用して、遠隔から演算処理の結果をモニタリングすることができる。 In the power meter according to the fourth aspect of the invention, for example, general-purpose software such as a Web browser can be used to remotely monitor the result of the arithmetic processing.

第５発明に係る電力計では、サンプリングデータをより有効に用いることができる。 In the power meter according to the fifth aspect of the invention, the sampling data can be used more effectively.

第６発明に係る電力計では、演算量を少量に抑えることができる。 In the power meter according to the sixth aspect of the invention, the amount of calculation can be suppressed to a small amount.

第７発明に係る電力計では、計測誤差を低減することができる。 In the wattmeter according to the seventh aspect of the invention, measurement errors can be reduced.

第８発明に係る電力計では、サンプリングデータの両端の影響を抑制し、計測誤差を低減することができる。 In the power meter according to the eighth aspect of the invention, the influence of both ends of the sampling data can be suppressed, and the measurement error can be reduced.

第９発明に係る電力計では、周波数分解能が向上し、より高精度な計測が可能になる。 In the power meter according to the ninth aspect of the invention, the frequency resolution is improved, and more accurate measurement is possible.

第１０発明に係る電力計では、電流および電圧のサンプリングデータをより有効に用いることにより、電力計測の精度を向上させることができる。また、エネルギーの偏りがちな実電源周波数の高調波周波数での電力を考慮することにより、電力計測の精度をさらに向上させることができる。 In the power meter according to the tenth aspect of the present invention, the accuracy of power measurement can be improved by using the current and voltage sampling data more effectively. Moreover, the power measurement accuracy can be further improved by considering the power at the harmonic frequency of the actual power supply frequency, which tends to be biased in energy.

以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態および第２実施形態に係る電力計１，１０１について説明する。 Hereinafter, with reference to the drawings, the wattmeters 1 and 101 according to the first and second embodiments of the present invention will be described.

＜第１実施形態＞
〔全体構成〕
図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係る電力計１は、主として、本体部３と、本体部３にケーブルを介して接続される複数の電流センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・と、同じく本体部３にケーブルを介して接続される複数の電圧センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・とから構成される。この電力計１を構成する各電流センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・および各電圧センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・は、電力の計測対象となる系統２ａ，２ｂ，・・・の所定の位置に取り付けられる。各系統２ａ，２ｂ，・・・に取り付けられる電流センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・および電圧センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・の数は、単相２線であるか、あるいは三相３線であるかなどといったその系統の構成に応じて決定される。各電流センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・および各電圧センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・には、Ａ／Ｄコンバータ（図示されない）が接続されており、各Ａ／Ｄコンバータは、各電流センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・および各電圧センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・において検知された電流および電圧をデジタル信号に変換して本体部３へと送る。 <First Embodiment>
〔overall structure〕
As shown in FIG. 1, the wattmeter 1 according to the first embodiment of the present invention mainly includes a main body 3 and a plurality of current sensors 10a, 10b, 10c, connected to the main body 3 via cables. , And a plurality of voltage sensors 11a, 11b, 11c,... Connected to the main body 3 via cables. The current sensors 10a, 10b, 10c,... And the voltage sensors 11a, 11b, 11c,... Constituting the wattmeter 1 are predetermined ones of the systems 2a, 2b,. It is attached to the position. The number of current sensors 10a, 10b, 10c,... And voltage sensors 11a, 11b, 11c,... Attached to each system 2a, 2b,. It is determined according to the configuration of the system such as whether it is a three-wire system. Each current sensor 10a, 10b, 10c,... And each voltage sensor 11a, 11b, 11c,... Is connected to an A / D converter (not shown). The currents and voltages detected by the current sensors 10a, 10b, 10c,... And the voltage sensors 11a, 11b, 11c,.

本体部３は、主として、サンプリング部１２と、第１演算部１３と、第２演算部１４と、第３演算部１５と、第４演算部１６と、第５演算部１７と、第６演算部１８と、通信部１９とから構成されている。 The main body 3 mainly includes a sampling unit 12, a first calculation unit 13, a second calculation unit 14, a third calculation unit 15, a fourth calculation unit 16, a fifth calculation unit 17, and a sixth calculation. The unit 18 and the communication unit 19 are included.

サンプリング部１２は、多チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・間を順に切り替えながら、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に接続される電流センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・および電圧センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・から所定の時間分の時系列の電流データおよび電圧データを順に受け取り、第１演算部１３へと送る。チャネルＣｈ１には、電流センサ１０ａおよび電圧センサ１１ａが接続されており、チャネルＣｈ２には、電流センサ１０ｂおよび電圧センサ１１ｂが接続されており、チャネルＣｈ３には、電流センサ１０ｃおよび電圧センサ１１ｃが接続されている。すなわち、サンプリング部１２が切り替えを行う各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・には、電流センサおよび電圧センサが１つずつ接続されている。 The sampling unit 12 switches the current between the multi-channels Ch1, Ch2, Ch3,... And the current sensors 10a, 10b, 10c,. Time series current data and voltage data for a predetermined time are sequentially received from the sensors 11 a, 11 b, 11 c,... And sent to the first calculation unit 13. A current sensor 10a and a voltage sensor 11a are connected to the channel Ch1, a current sensor 10b and a voltage sensor 11b are connected to the channel Ch2, and a current sensor 10c and a voltage sensor 11c are connected to the channel Ch3. Has been. That is, one current sensor and one voltage sensor are connected to each of the channels Ch1, Ch2, Ch3,.

なお、サンプリング部１２、第１演算部１３、第２演算部１４、第３演算部１５、第４演算部１６、第５演算部１７、第６演算部１８および通信部１９は、マイクロプロセッサから構成されている。これらのマイクロプロセッサは、本体部３に内蔵のメモリ５に格納されている所定のプログラムを実行することにより、サンプリング部１２、第１演算部１３、第２演算部１４、第３演算部１５、第４演算部１６、第５演算部１７、第６演算部１８および通信部１９として動作することになる。サンプリング部１２、第１演算部１３、第２演算部１４、第３演算部１５、第４演算部１６、第５演算部１７および第６演算部１８の全体または一部に係る処理は、時分割処理される。 Note that the sampling unit 12, the first calculation unit 13, the second calculation unit 14, the third calculation unit 15, the fourth calculation unit 16, the fifth calculation unit 17, the sixth calculation unit 18, and the communication unit 19 are obtained from a microprocessor. It is configured. These microprocessors execute a predetermined program stored in a memory 5 built in the main body unit 3, thereby obtaining a sampling unit 12, a first calculation unit 13, a second calculation unit 14, a third calculation unit 15, The fourth arithmetic unit 16, the fifth arithmetic unit 17, the sixth arithmetic unit 18, and the communication unit 19 are operated. Processing related to all or part of the sampling unit 12, the first calculation unit 13, the second calculation unit 14, the third calculation unit 15, the fourth calculation unit 16, the fifth calculation unit 17, and the sixth calculation unit 18 Split processing.

第１演算部１３は、サンプリング部１２によって各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・を介してサンプリングされた所定の時間分の時系列の電流データおよび電圧データのそれぞれを時間空間から周波数空間に写像する。第２演算部１４は、第１演算部１３による写像処理の結果に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数を算出する。続いて、第３演算部１５は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の実電源周波数成分の実効値の大きさを算出してそれぞれをそのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の実効値とする。第４演算部１６は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流の実電源周波数成分と電圧の実電源周波数成分との位相差を算出してそのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流と電圧との位相差とし、さらにその余弦を算出して力率とする。そして、第５演算部１７は、第３演算部１５により算出された電流および電圧の実効値、ならびに第４演算部１６により算出された力率に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・において消費される電力を算出する。また、第６演算部１８は、第５演算部１７により算出された各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力量を算出する。そして、通信部１９は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の実効値、位相差、力率、ならびに各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数、電力および電力量を任意に組み合わせて、出力インターフェース３０にケーブルを介して接続される外部機器４０へと送る。ここでいう外部機器４０とは、例えば、パーソナルコンピュータである。なお、各部１３〜１８による演算処理の結果は、適宜、メモリ５に記憶されるようになっているため、各部１２〜１９は、演算処理の結果を自由に参照することができるようになっている。そして、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の実効値、位相差、力率、ならびに各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数、電力および電力量を受け取った外部機器４０では、例えば、これらの情報がディスプレイ上に表示されたり、これらの情報に基づいて効率のよい電力消費プランが作成されたりなどの処理が行われる。 The first calculation unit 13 converts time-series current data and voltage data for a predetermined time sampled by the sampling unit 12 through the channels Ch1, Ch2, Ch3,... From the time space to the frequency space. Map. The second calculation unit 14 calculates the actual power supply frequency of each system 2a, 2b,... Based on the result of the mapping process by the first calculation unit 13. Subsequently, the third arithmetic unit 15 calculates the magnitude of the effective value of the actual power supply frequency component of the current and voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,. The effective values of current and voltage corresponding to Ch3,. The fourth arithmetic unit 16 calculates a phase difference between the actual power supply frequency component of the current and the actual power supply frequency component of the voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,..., And calculates the channel Ch1, Ch2, Ch3,. The phase difference between the current and voltage corresponding to... Is further calculated, and the cosine is calculated as the power factor. And the 5th calculating part 17 is based on the effective value of the electric current and voltage which were calculated by the 3rd calculating part 15, and the power factor calculated by the 4th calculating part 16, and each system | strain 2a, 2b, ... The electric power consumed in is calculated. Moreover, the 6th calculating part 18 calculates the electric energy of each system | strain 2a, 2b, ... based on the electric power of each system | strain 2a, 2b, ... calculated by the 5th calculating part 17. FIG. And the communication part 19 is effective value of the electric current and voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3, ..., a phase difference, a power factor, and the real power supply frequency of each system 2a, 2b, ..., electric power. And the power amount are arbitrarily combined and sent to the external device 40 connected to the output interface 30 via a cable. The external device 40 here is, for example, a personal computer. In addition, since the result of the arithmetic processing by each part 13-18 is suitably memorize | stored in the memory 5, each part 12-19 can refer the result of arithmetic processing freely now. Yes. Then, the current and voltage effective values, phase differences, and power factors corresponding to the respective channels Ch1, Ch2, Ch3,..., And the actual power supply frequency, power, and amount of power of each system 2a, 2b,. In the external device 40, for example, such information is displayed on the display, or an efficient power consumption plan is created based on the information.

〔計測対象〕
図２に示されるように、本実施形態においてチャネルＣｈ１に接続されている系統２ａは、単相２線式の系統であり、チャネルＣｈ２，Ｃｈ３に接続されている系統２ｂは、三相３線式の系統である。系統２ａには、電流センサおよび電圧センサがそれぞれ１つずつ（具体的には、電流センサ１０ａおよび電圧センサ１１ａ）が取り付けられており、系統２ｂには、電流センサおよび電圧センサがそれぞれ２つずつ（具体的には、電流センサ１０ｂ，１０ｃおよび電圧センサ１１ａ，１１ｂ）が取り付けられている。すなわち、単相２線式の系統には、電流センサおよび電圧センサがそれぞれ１つずつ取り付けれ、三相３線式の系統には、電流センサおよび電圧センサがそれぞれ２つずつ取り付けられることになる。 [Measurement target]
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the system 2a connected to the channel Ch1 is a single-phase two-wire system, and the system 2b connected to the channels Ch2 and Ch3 is a three-phase three-wire system. It is a system of formulas. One current sensor and one voltage sensor (specifically, current sensor 10a and voltage sensor 11a) are attached to the system 2a, and two current sensors and two voltage sensors are installed in the system 2b. (Specifically, current sensors 10b and 10c and voltage sensors 11a and 11b) are attached. That is, one current sensor and one voltage sensor are attached to the single-phase two-wire system, and two current sensors and two voltage sensors are attached to the three-phase three-wire system.

また、電流センサ１０ａは、系統２ａのＲ相およびＮ相の２相のうちのＮ相を流れる電流ｉ_nを検知することが可能な位置に取り付けられており、電圧センサ１１ａは、Ｎ−Ｒ相間の電位差ｕ_nrを検知することが可能な位置に取り付けられている。そして、電流センサ１０ｂは、系統２ｂのＲ相、Ｓ相およびＴ相の３相のうちのＲ相を流れる電流ｉ_rを検知することが可能な位置に取り付けられており、電流センサ１０ｃは、Ｔ相を流れる電流ｉ_tを検知することが可能な位置に取り付けられており、電圧センサ１１ｂは、Ｒ−Ｓ相間の電位差ｕ_rsを検知することが可能な位置に取り付けられており、電圧センサ１１ｃは、Ｔ−Ｓ相間の電位差Ｕ_tsを検知することが可能な位置に取り付けられている。 The current sensor 10a is attached to a position capable of detecting the current i _n flowing through the N phase of the two phases of the R phase and N-phase of the system 2a, the voltage sensor 11a, the N-R It is attached at a position where the potential difference _unr between the phases can be detected. Then, the current sensor 10b is R-phase of the system 2b, is mounted at a position capable of detecting the current i _r flowing R of the three phases of the S-phase and T-phase, the current sensor 10c is and it is attached to is positionable to detect the current i _t flowing through the T-phase, the voltage sensor 11b is attached to that can detect a potential difference u _rs of R-S interphase position, voltage sensor 11c is attached to a position where the potential difference U _ts between the TS phases can be detected.

〔各部の機能の詳細〕
（１）サンプリング部
サンプリング部１２は、電力計測処理の開始とともに、まず、チャネルＣｈ１に接続されている電流センサ１０ａおよび電圧センサ１１ａからそれぞれ所定の時間分の時系列の電流ｉ_nデータおよび電圧ｕ_nrデータを収集し、第１演算部１３に送る。続いて、サンプリング部１２は、サンプリング対象をチャネルＣｈ１からチャネルＣｈ２へと切り替えて、チャネルＣｈ２に接続されている電流センサ１０ｂおよび電圧センサ１１ｂからそれぞれ所定の時間分の時系列の電流ｉ_rデータおよび電圧ｕ_rsデータを収集し、第１演算部１３に送る。続いて、サンプリング部１２は、サンプリング対象をチャネルＣｈ２からチャネルＣｈ３へと切り替えて、チャネルＣｈ３に接続されている電流センサ１０ｃおよび電圧センサ１１ｃからそれぞれ所定の時間分の時系列の電流ｉ_tデータおよび電圧ｕ_tsデータを収集し、第１演算部１３に送る。以下、同様に、サンプリング部１２は、サンプリング対象の切り替えを行って、残りのチャネルＣｈ４，・・・に接続されているセンサ１０ｄ，１１ｄ，・・・から所定の時間分の時系列の電流データおよび電圧データを収集し、第１演算部１３に送る。そして、全てのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・についてのサンプリング処理が終了すると、サンプリング部１２は、再びチャネルＣｈ１に切り替えて、同様の処理を繰り返す。 [Details of functions of each part]
(1) sampling section sampling unit 12, the start of the power measurement process, first, the current of each time series from the current sensor 10a and the voltage sensor 11a is connected to the channel Ch1 predetermined time period i _n data and the voltage u _nr data is collected and sent to the first calculation unit 13. Subsequently, the sampling unit 12 switches the sampling target from the channel Ch1 to the channel Ch2, and from the current sensor 10b and the voltage sensor 11b connected to the channel Ch2, time-series current _ir data and a predetermined time respectively. The voltage u _rs data is collected and sent to the first calculation unit 13. Then, the sampling unit 12, by switching the sampling target from the channel Ch2 to the channel Ch3, time series and the current i _t data of a predetermined time period, respectively from a current sensor 10c and the voltage sensor 11c is connected to the channel Ch3 The voltage u _ts data is collected and sent to the first calculation unit 13. Hereinafter, similarly, the sampling unit 12 performs switching of the sampling target, and time-series current data for a predetermined time from the sensors 10d, 11d,... Connected to the remaining channels Ch4,. The voltage data is collected and sent to the first calculation unit 13. When the sampling process for all the channels Ch1, Ch2, Ch3,... Is completed, the sampling unit 12 switches to the channel Ch1 again and repeats the same process.

（２）第１演算部
第１演算部１３は、サンプリング部１２から順次送られてくる電流データおよび電圧データを対象として、順次高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行する。 (2) First Calculation Unit The first calculation unit 13 sequentially performs fast Fourier transform (FFT) on the current data and voltage data sequentially sent from the sampling unit 12.

第１演算部１３は、サンプリング部１２から所定の時間分の時系列の電流ｉ_nデータを受け取ると、まず、各電流ｉ_nデータの平均値、すなわち、電流ｉ_nの各瞬時値の平均値を算出し、その平均値を各電流ｉ_nデータから差し引くオフセット除去処理を実行する。図３は、このオフセット除去処理が施された後の所定の時間分の時系列の電流ｉ_nデータの波形を示している。続いて、第１演算部１３は、オフセット除去処理が施された後の所定の時間分の時系列の電流ｉ_nデータを対象として高速フーリエ変換を実行し、周波数スペクトルを求める。図４は、この高速フーリエ変換による電流ｉ_nデータの周波数スペクトルを示している。また、ここでは、第１演算部１３は、周波数分解能をあげるため、必要に応じてオフセット除去処理の後の所定の時間分の時系列の電流ｉ_nデータに、データ長が２のＮ乗個になるような適当な数の０データを付加することができるようになっている。 First operation unit 13 receives the current i _n time series data from the sampling portion 12 of the predetermined time period, first, the average value of each current i _n data, i.e., the average value of each instantaneous value of the current i _n It is calculated, to execute the offset removal process of subtracting the average value from each current i _n data. 3, the offset removal process shows the waveform of the current i _n data of a predetermined time series time duration after being subjected. Subsequently, the first calculating unit 13 performs the fast Fourier transform the current i _n data time series of predetermined time period after the offset removal processing has been performed as a target, determining the frequency spectrum. Figure 4 shows the frequency spectrum of the current i _n data by the fast Fourier transform. Further, here, the first arithmetic unit 13, in order to increase the frequency resolution, as necessary to the current i _n data of a predetermined time series time duration after the offset removal processing, the data length is 2 N-th power An appropriate number of 0 data can be added.

続いて、第１演算部１３は、電流ｉ_nデータの場合と同様に、サンプリング部１２から送られてくる所定の時間分の時系列の電圧ｕ_nrデータ、電流ｉ_rデータ、電圧Ｕ_rsデータ、電流ｉ_tデータおよび電圧Ｕ_tsデータのそれぞれに対してオフセット除去処理を施し、必要に応じて０データを付加し、高速フーリエ変換を実行して周波数スペクトルを求める。以下、同様に、第１演算部１３は、サンプリング部１２から順次送られてくる所定の時間分の時系列の電流データおよび電圧データを対象として、順次高速フーリエ変換を実行してゆく。 Subsequently, the first calculating unit 13, the current i as in the case of _n data, the voltage u _nr data time series of predetermined time period sent from the sampling unit 12, the current i _r data, the voltage U _rs data performs offset removal process for each of the currents i _t data and the voltage U _ts data, with a zero data as needed to obtain the frequency spectrum by performing a fast Fourier transform. Hereinafter, similarly, the first calculation unit 13 sequentially performs fast Fourier transform on time-series current data and voltage data for a predetermined time sequentially transmitted from the sampling unit 12.

（３）第２演算部
第２演算部１４は、第１演算部１３により算出された周波数スペクトルに基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀を求める。ここで、実電源周波数ｆ₀は、周波数スペクトルのパワーがピークとなる周波数とされる（図４参照）。 (3) second arithmetic unit second calculation unit 14, based on the frequency spectrum calculated by the first calculation unit 13, the line 2a, 2b, the actual power supply frequency f ₀ of the ... finding. Here, the actual power supply frequency f ₀ is a frequency at which the power of the frequency spectrum peaks (see FIG. 4).

（４）第３演算部
第３演算部１５は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流の実効値および電圧の実効値を求める。ここで、第３演算部１５は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流の実効値を、そのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に接続される系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀での電流の実効値の大きさとし、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電圧の実効値を、そのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に接続される系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀での電圧の実効値の大きさとする。すなわち、電流の実効値をIとし、電圧の実効値をUとすると、Iは、以下の（式１）のように、Uは、（式２）のように定義される。 (4) Third Calculation Unit The third calculation unit 15 calculates the effective value of the current and the effective value of the voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,. Here, the third arithmetic unit 15 converts the effective values of the currents corresponding to the respective channels Ch1, Ch2, Ch3,... To the systems 2a, 2b,. the size Satoshi effective value of the current in the actual supply frequency f ₀ of ..., each channel Ch1, Ch2, Ch3, the effective value of the voltage corresponding to ..., the channel Ch1, Ch2, Ch3, ... The effective value of the voltage at the actual power supply frequency f ₀ of the systems 2a, 2b,. That is, assuming that the effective value of current is I and the effective value of voltage is U, I is defined as (Equation 1) below and U is defined as (Equation 2).

Formula 1

Formula 2

ここで、Ｉ（ｆ₀）は実電源周波数ｆ₀での電流の実効値であり、Ｕ（ｆ₀）は実電源周波数ｆ₀での電圧の実効値であり、Ｔ₀は実電源周期であり（すなわち、Ｔ₀＝１／ｆ₀）、ｉは電流の瞬時値であり、ｕは電圧の瞬時値であり、ｅは自然対数であり、ｊは虚数単位であるものとする。 Here, I (f ₀ ) is the effective value of the current at the actual power supply frequency f ₀ , U (f ₀ ) is the effective value of the voltage at the actual power supply frequency f ₀ , and T ₀ is the actual power supply period. Yes (ie, T ₀ = 1 / f ₀ ), i is an instantaneous value of current, u is an instantaneous value of voltage, e is a natural logarithm, and j is an imaginary unit.

単相２線式の系統２ａの電流ｉ_nの実効値をＩ_nとし、電圧ｕ_nrの実効値をＵ_nrとし、三相３線式の系統２ｂの電流ｉ_rの実効値をＩ_rとし、電流ｉ_tの実効値をＩ_tとし、電圧ｕ_rsの実効値をＵ_rsとし、電圧ｕ_tsの実効値をＵ_tsをとすると、ここでは、第３演算部１５が、上記（式１）および（式２）の定義式に従って、第１演算部１３による高速フーリエ変換の結果に基づいてＩ_n，Ｉ_r，Ｉ_t，Ｕ_nr，Ｕ_rs，Ｕ_tsを算出することになる。 The effective value of the current i _n lines 2a of single-phase two-wire and I _n, the effective value of the voltage u _nr and U _nr, the effective value of the current i _r of the three-phase three-wire system 2b and I _r the effective value of the current i _t and I _t, the effective value of the voltage u _rs and U _rs, when the effective value of the voltage u _ts and the U _ts, where the third arithmetic unit 15, the (formula 1 ) and according to the definition equation (equation 2), I _n on the basis of the result of the fast Fourier transform by the first calculation unit _{_{13, I r, I t,}} U nr, U rs, leading to calculation of a U _ts.

（５）第４演算部
第４演算部１６は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流と電圧との位相差φおよびその余弦である力率ｃｏｓφを求める。ここで、第４演算部１６は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流と電圧との位相差φを、そのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に接続される系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀での電流と電圧との位相差とする。すなわち、実電源周波数ｆ₀での電流と電圧との位相差をφ（ｆ₀）とすると、φは、以下の（式３）に従って定義される。 (5) Fourth Operation Unit The fourth operation unit 16 obtains a phase difference φ between the current and voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,... And a power factor cos φ that is a cosine thereof. Here, the fourth arithmetic unit 16 connects the phase difference φ between the current and voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,... To the channel Ch1, Ch2, Ch3,. The phase difference between the current and voltage at the actual power supply frequency f ₀ of 2a, 2b,. That is, if the phase difference between the current and voltage at the actual power supply frequency f ₀ is φ (f ₀ ), φ is defined according to the following (Equation 3).

Formula 3

ここで、Re（）は、（）内の値の実数部を意味し、Im（）は、（）内の値の虚数部を意味するものとする。 Here, Re () means the real part of the value in (), and Im () means the imaginary part of the value in ().

単相２線式の系統２ａの実電源周波数ｆ₀での電流ｉ_nと電圧ｕ_nrとの位相差をφ_nr（ｆ₀）とし、三相３線式の系統２ｂの実電源周波数ｆ₀での電流ｉ_rと電圧ｕ_rsとの位相差をφ_rs（ｆ₀）とし、電流ｉ_tと電圧ｕ_tsとの位相差をφ_ts（ｆ₀）とすると、ここでは、第４演算部１６が、上記（式３）に従ってφ_nr（ｆ₀），φ_rs（ｆ₀），φ_ts（ｆ₀）を算出することになる。 The phase difference between the current i _n and the voltage u _nr of real power frequency f ₀ of the system 2a of single-phase two-wire and phi _nr (f _0), the actual power supply frequency f of the three-phase three-wire system 2b ₀ If the phase difference between the current i _r and the voltage u _rs at φ _rs (f ₀ ) and the phase difference between the current i _t and the voltage u _ts is φ _ts (f ₀ ), then the fourth computing unit 16 calculates φ _nr (f ₀ ), φ _rs (f ₀ ), and φ _ts (f ₀ ) according to the above (Equation 3).

（６）第５演算部
第５演算部１７は、第３演算部１５により算出された各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流の実効値Ｉおよび電圧の実効値Ｕ、ならびに第４演算部１６により算出された各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する力率ｃｏｓφに基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力Ｐを求める。ここで、第５演算部１７は、各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力Ｐを各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀での電力Ｐ（ｆ₀）とする。電力Ｐは、単相２線式の系統２ａの場合、以下の（式４）に従って算出され、三相３線式の系統２ｂの場合、以下の（式５）に従って算出される。 (6) Fifth Calculation Unit The fifth calculation unit 17 includes a current effective value I and a voltage effective value U corresponding to the channels Ch1, Ch2, Ch3,. Based on the power factor cosφ corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,... Calculated by the fourth arithmetic unit 16, the power P of each system 2a, 2b,. Here, the fifth arithmetic unit 17 sets the power P of each system 2a, 2b,... As the power P (f ₀ ) at the actual power supply frequency f ₀ of each system 2a, 2b,. The electric power P is calculated according to the following (Equation 4) in the case of the single-phase two-wire system 2a, and is calculated according to the following (Equation 5) in the case of the three-phase three-wire system 2b.

Formula 4

Formula 5

（７）第６演算部
第６演算部１８は、第５演算部１７により算出された各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の計測時間分の電力量を算出する。 (7) Sixth calculation unit The sixth calculation unit 18 measures the measurement time of each system 2a, 2b, ... based on the power of each system 2a, 2b, ... calculated by the fifth calculation unit 17. Calculate the amount of power in minutes.

（８）通信部
第１演算部１３、第２演算部１４、第３演算部１５、第４演算部１６、第５演算部１７および第６演算部１８による演算処理が終了した段階で、演算処理の結果である各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の実効値、位相差、力率、ならびに各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数、電力および電力量は、メモリ５に記憶されている。計測者は、電力計１に接続されている外部機器４０を介して、メモリ５に記憶されているこれらの情報の中から外部機器４０へと送信すべき情報を任意に組み合わせて選択することができる。そして、通信部１９は、メモリ５に記憶されているこれらの情報のうち計測者により選択された情報を出力インターフェース３０を介して外部機器４０へと出力する。 (8) Communication unit When the calculation processing by the first calculation unit 13, the second calculation unit 14, the third calculation unit 15, the fourth calculation unit 16, the fifth calculation unit 17, and the sixth calculation unit 18 is completed, the calculation is performed. The effective values of current and voltage, phase difference, power factor corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,..., And the actual power supply frequency, power and power of each system 2a, 2b,. The quantity is stored in the memory 5. The measurer can select any combination of information to be transmitted to the external device 40 from these pieces of information stored in the memory 5 via the external device 40 connected to the wattmeter 1. it can. Then, the communication unit 19 outputs information selected by the measurer among these pieces of information stored in the memory 5 to the external device 40 via the output interface 30.

また、通信部１９は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いて外部との通信を行う仕様となっている。したがって、通信部１９は、同じくＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いて通信を行うローカルエリアネットワークやインターネット上の端末と通信することが可能である。さらに、通信部１９は、ＨＴＴＰプロトコルを実装している。したがって、計測者は、ローカルエリアネットワークやインターネット上の端末で起動するＷｅｂブラウザなどの汎用のソフトウェアによって、遠隔において電力計１から出力される情報をモニタリングすることが可能となっている。 The communication unit 19 has a specification for performing communication with the outside using the TCP / IP protocol. Accordingly, the communication unit 19 can communicate with a local area network or a terminal on the Internet that similarly performs communication using the TCP / IP protocol. Furthermore, the communication unit 19 implements an HTTP protocol. Therefore, the measurer can remotely monitor information output from the wattmeter 1 using general-purpose software such as a Web browser that is activated on a terminal on the local area network or the Internet.

〔特徴〕
（１）
電力計１では、サンプリングされた電流データおよび電圧データを全て用いて周波数スペクトル解析を行うため、サンプリングされた電流データおよび電圧データの中から周期の整数倍に相当する長さのデータのみを切り出す必要がない。したがって、この電力計１では、従来よりも多くのデータを解析対象とすることができ、電力計測の精度を向上させることができる。〔Characteristic〕
(1)
Since the wattmeter 1 performs frequency spectrum analysis using all the sampled current data and voltage data, it is necessary to cut out only data having a length corresponding to an integral multiple of the period from the sampled current data and voltage data. There is no. Therefore, in this wattmeter 1, more data than before can be analyzed, and the accuracy of power measurement can be improved.

また、電力計１では、サンプリング部１２が多チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・間を切り替えながら電流データまたは電圧データをサンプリングするため、相対的に各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に割り当てられるサンプリング期間が短くなる。したがって、サンプリングされた電流データおよび電圧データを全て用いることができる本構成は、多チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・間での切り替えを行う電力計１においては特に効果的である。 In the wattmeter 1, the sampling unit 12 samples current data or voltage data while switching between the multi-channels Ch1, Ch2, Ch3,..., So that each channel Ch1, Ch2, Ch3,. The sampling period assigned to is shortened. Therefore, this configuration that can use all the sampled current data and voltage data is particularly effective in the wattmeter 1 that performs switching among the multi-channels Ch1, Ch2, Ch3,.

（２）
電力計１は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルおよびＨＴＴＰプロトコルなどの汎用のプロトコルに対応した仕様となっている。したがって、電力計１は、既存のローカルエリアネットワークやインターネットに容易に接続することが可能であり、遠隔からの電力計測をサポートする構成となっている。 (2)
The power meter 1 has specifications corresponding to general-purpose protocols such as TCP / IP protocol and HTTP protocol. Therefore, the power meter 1 can be easily connected to an existing local area network or the Internet, and is configured to support power measurement from a remote location.

＜第２実施形態＞
〔全体構成〕
図９に、第２実施形態に係る電力計１０１の構成を示す。図９中、第１実施形態と共通する構成要素には、第１実施形態と同じ参照符号を付している。すなわち、第２実施形態に係る電力計１０１は、演算部１３〜１８および通信部１９の代わりに演算部１１３〜１２１および通信部１２２が設けられている点を除き、第１実施形態に係る電力計１と同様である。以下、電力計１０１について、第１実施形態との差異を中心に説明する。 <Second Embodiment>
〔overall structure〕
In FIG. 9, the structure of the wattmeter 101 which concerns on 2nd Embodiment is shown. In FIG. 9, the same reference numerals as those in the first embodiment are assigned to components common to those in the first embodiment. That is, the wattmeter 101 according to the second embodiment includes the power according to the first embodiment except that the calculation units 113 to 121 and the communication unit 122 are provided instead of the calculation units 13 to 18 and the communication unit 19. It is the same as the total 1. Hereinafter, the wattmeter 101 will be described focusing on differences from the first embodiment.

電力計１０１の本体部３は、主として、サンプリング部１２と、第１演算部１１３と、第２演算部１１４と、第３演算部１１５と、第４演算部１１６と、第５演算部１１７と、第６演算部１１８と、第７演算部１１９、第８演算部１２０、第９演算部１２１および通信部１２２とから構成されている。 The main unit 3 of the wattmeter 101 mainly includes a sampling unit 12, a first calculation unit 113, a second calculation unit 114, a third calculation unit 115, a fourth calculation unit 116, and a fifth calculation unit 117. The sixth arithmetic unit 118, the seventh arithmetic unit 119, the eighth arithmetic unit 120, the ninth arithmetic unit 121, and the communication unit 122 are included.

第１演算部１１３は、サンプリング部１２によって各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・を介してサンプリングされた所定の時間分の時系列の電流データおよび電圧データのそれぞれを時間空間から周波数空間に写像する。第２演算部１１４は、第１演算部１１３による写像処理の結果に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数を算出する。続いて、第３演算部１１５は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の実電源周波数成分の実効値の大きさを算出する。第４演算部１１６は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流の実電源周波数成分と電圧の実電源周波数成分との位相差を算出し、さらにその余弦を算出して力率とする。そして、第５演算部１１７は、第３演算部１１５により算出された電流および電圧の実効値の大きさ、ならびに第４演算部１１６により算出された力率に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・において消費される電力の実電源周波数成分を算出する。続いて、第６演算部１１８が、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の実電源周波数の高調波周波数成分の実効値の大きさを算出する。そして、第７演算部１１９は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流の高調波周波数成分と電圧の高調波周波数成分との位相差を算出し、さらにその余弦を算出して力率とする。そして、第８演算部１２０は、第６演算部１１８により算出された電流および電圧の実効値の大きさ、ならびに第７演算部１１９により算出された力率に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・において消費される電力の高調波周波数成分を算出する。続いて、第９演算部１２１は、第５演算部１１７により算出された各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力の実電源周波数成分と、第８演算部１２０により算出された各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力の高調波周波数成分とを足し合わせて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力とする。さらに、第９演算部１２１は、各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力量を算出する。そして、通信部１２２は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の各周波数成分の実効値の大きさ、位相差、力率、ならびに各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数、電力および電力量を任意に組み合わせて、出力インターフェース３０にケーブルを介して接続される外部機器４０へと送る。なお、各部１１３〜１２１による演算処理の結果は、適宜、メモリ５に記憶されるようになっているため、各部１２，１１３〜１２２は、演算処理の結果を自由に参照することができるようになっている。そして、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の各周波数成分の実効値の大きさ、位相差、力率、ならびに各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数、電力および電力量を受け取った外部機器４０では、例えば、これらの情報がディスプレイ上に表示されたり、これらの情報に基づいて効率のよい電力消費プランが作成されたりなどの処理が行われる。 The first calculation unit 113 converts time-series current data and voltage data for a predetermined time sampled by the sampling unit 12 via the respective channels Ch1, Ch2, Ch3,... From time space to frequency space. Map. The second calculation unit 114 calculates the actual power supply frequencies of the systems 2a, 2b,... Based on the result of the mapping process by the first calculation unit 113. Then, the 3rd calculating part 115 calculates the magnitude | size of the effective value of the real power supply frequency component of the electric current and voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3, .... The fourth calculation unit 116 calculates the phase difference between the actual power frequency component of the current and the actual power frequency component of the voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,. Rate. Then, the fifth calculation unit 117 is based on the magnitudes of the effective values of the current and voltage calculated by the third calculation unit 115 and the power factor calculated by the fourth calculation unit 116. The actual power frequency component of the power consumed in... Is calculated. Subsequently, the sixth computing unit 118 calculates the magnitude of the effective value of the harmonic frequency component of the actual power supply frequency of the current and voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,. And the 7th calculating part 119 calculates the phase difference of the harmonic frequency component of the electric current corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3, ..., and the harmonic frequency component of a voltage, and also calculates the cosine. Power factor. Then, the eighth arithmetic unit 120 is based on the magnitudes of the effective values of the current and voltage calculated by the sixth arithmetic unit 118 and the power factor calculated by the seventh arithmetic unit 119, and each system 2a, 2b, The harmonic frequency component of the power consumed in... Is calculated. Subsequently, the ninth arithmetic unit 121 calculates the actual power frequency component of the power of each system 2a, 2b,... Calculated by the fifth arithmetic unit 117, and each system 2a, calculated by the eighth arithmetic unit 120. Are added to the harmonic frequency components of the electric power of 2b,... To obtain electric power of each system 2a, 2b,. Further, the ninth calculation unit 121 calculates the power amount of each system 2a, 2b,... Based on the power of each system 2a, 2b,. And the communication part 122 is the magnitude | size of the effective value of each frequency component of a current and voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3, ..., a phase difference, a power factor, and each system | strain 2a, 2b, ... The actual power source frequency, power, and power amount are arbitrarily combined and sent to the external device 40 connected to the output interface 30 via a cable. In addition, since the result of the arithmetic processing by each part 113-121 is suitably memorize | stored in the memory 5, each part 12, 113-122 can refer the result of arithmetic processing freely. It has become. And the magnitude, phase difference, power factor of each frequency component of current and voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,..., And the actual power supply frequency of each system 2a, 2b,. In the external device 40 that has received the power and the power amount, for example, such information is displayed on the display, and an efficient power consumption plan is created based on the information.

〔各部の機能の詳細〕
（１）第１演算部
第１演算部１１３は、第１実施形態の第１演算部１３と同様に、サンプリング部１２から順次送られてくる電流データおよび電圧データを対象として、順次高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行する。 [Details of functions of each part]
(1) First Computing Unit The first computing unit 113 sequentially performs fast Fourier transform on current data and voltage data sequentially sent from the sampling unit 12 as in the first computing unit 13 of the first embodiment. (FFT) is executed.

（２）第２演算部
第２演算部１１４は、第１演算部１１３により算出された周波数スペクトルに基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀を求める。ここで、実電源周波数ｆ₀は、第１実施形態と同様に、周波数スペクトルのパワーがピークとなる周波数とされる（図４参照）。 (2) second operation unit second calculation unit 114, based on the frequency spectrum calculated by the first calculation unit 113, each system 2a, 2b, the actual power supply frequency f ₀ of the ... finding. Here, the actual power supply frequency f ₀ is a frequency at which the power of the frequency spectrum reaches a peak as in the first embodiment (see FIG. 4).

（３）第３演算部
第３演算部１１５は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・について、そのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に接続される系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀での電流および電圧の実効値の大きさを求める。実電源周波数ｆ₀での電流の実効値I（ｆ₀）の大きさおよび実電源周波数ｆ₀での電圧の実効値Ｕ（ｆ₀）の大きさは、（式１）および（式２）の場合と同様に、以下の（式６）および（式７）のように表される。 (3) 3rd operation part The 3rd operation part 115 is system | strain 2a, 2b, ... connected to the channel Ch1, Ch2, Ch3, ... about each channel Ch1, Ch2, Ch3, .... The effective values of current and voltage at the actual power supply frequency f ₀ are obtained. The magnitude of the effective value I of the current in the actual power supply frequency f ₀ rms U (f ₀₎ of the voltage of the size and the actual supply frequency f ₀ of (f ₀₎ is (Formula 1) and (Equation 2) As in the case of (5), the following (Expression 6) and (Expression 7) are expressed.

Equation 6

Equation 7

単相２線式の系統２ａの電流ｉ_nの実電源周波数成分の実効値をＩ_n（ｆ₀）とし、電圧ｕ_nrの実電源周波数成分の実効値をＵ_nr（ｆ₀）とし、三相３線式の系統２ｂの電流ｉ_rの実電源周波数成分の実効値をＩ_r（ｆ₀）とし、電流ｉ_tの実電源周波数成分の実効値をＩ_t（ｆ₀）とし、電圧ｕ_rsの実電源周波数成分の実効値をＵ_rs（ｆ₀）とし、電圧ｕ_tsの実電源周波数成分の実効値をＵ_ts（ｆ₀）とすると、ここでは、第３演算部１１５が、上記（式６）および（式７）に従って、第１演算部１１３による高速フーリエ変換の結果に基づいて｜Ｉ_n（ｆ₀）｜，｜Ｉ_r（ｆ₀）｜，｜Ｉ_t（ｆ₀）｜，｜Ｕ_nr（ｆ₀）｜，｜Ｕ_rs（ｆ₀）｜，｜Ｕ_ts（ｆ₀）｜を算出することになる。 The effective value of the actual power supply frequency component of the current i _n of the single-phase two-wire system 2a is I _n (f ₀ ), the effective value of the actual power frequency component of the voltage _unr is _Unr (f ₀ ), the effective value of the actual power frequency components of the current i _r phase 3-wire system 2b and I _r (f _0), the effective value of the actual power frequency components of the current i _t and I _t (f _0), the voltage u _{Assuming that} the effective value of the actual power supply frequency component of _rs is U _rs (f ₀ ) and the effective value of the actual power supply frequency component of the voltage u _ts is U _ts (f ₀ ), the third calculation unit 115 performs the above operation. In accordance with (Expression 6) and (Expression 7), | I _n (f ₀ ) |, | I _r (f ₀ ) |, | I _t (f ₀ ) |, | U _nr (f ₀ ) |, | U _rs (f ₀ ) |, | U _ts (f ₀ ) |

（４）第４演算部
第４演算部１１６は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・について、そのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に接続される系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀での電流と電圧との位相差φ（ｆ₀）およびその余弦である力率ｃｏｓφ（ｆ₀）を求める。実電源周波数ｆ₀での電流と電圧との位相差φ（ｆ₀）は、（式３）の場合と同様に、以下の（式８）に従って定義される。 (4) 4th operation part The 4th operation part 116 is the system | strain 2a, 2b, ... connected to the channel Ch1, Ch2, Ch3, ... about each channel Ch1, Ch2, Ch3, .... obtaining the phase difference between the current and the voltage at the actual power supply frequency f _₀ φ (f ₀₎ and the power factor cos [phi (f ₀₎ is the cosine of. The phase difference φ (f ₀ ) between the current and voltage at the actual power supply frequency f ₀ is defined according to the following (Expression 8), as in the case of (Expression 3).

Equation 8

ここでは、第４演算部１１６は、単相２線式の系統２ａの実電源周波数ｆ₀での電流ｉ_nと電圧ｕ_nrとの位相差φ_nr（ｆ₀）、三相３線式の系統２ｂの実電源周波数ｆ₀での電流ｉ_rと電圧ｕ_rsとの位相差φ_rs（ｆ₀）および電流ｉ_tと電圧ｕ_tsとの位相差をφ_ts（ｆ₀）を算出する。 Here, the fourth calculation unit 116 has a phase difference φ _nr (f ₀ ) between the current i _n and the voltage u _nr at the actual power supply frequency f ₀ of the single-phase two-wire system 2a, and a three-phase three-wire system. calculating a phase difference phi _rs (f ₀₎ and phi _ts (f ₀₎ the phase difference between the current i _t and the voltage u _ts between the current i _r and the voltage u _rs of the real power frequency f ₀ of the system 2b.

（５）第５演算部
第５演算部１１７は、第３演算部１１５により算出された各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する実電源周波数ｆ₀での電流の実効値Ｉ（ｆ₀）の大きさおよび実電源周波数ｆ₀での電圧の実効値Ｕ（ｆ₀）の大きさ、ならびに第４演算部１１６により算出された各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する実電源周波数ｆ₀での力率ｃｏｓφ（ｆ₀）に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀での電力Ｐ（ｆ₀）を求める。電力Ｐ（ｆ₀）は、（式４）および（式５）の場合と同様に、単相２線式の系統２ａの場合、以下の（式９）に従って算出され、三相３線式の系統２ｂの場合、以下の（式１０）に従って算出される。 (5) Fifth Calculation Unit The fifth calculation unit 117 calculates the effective value I () of the current at the actual power supply frequency f ₀ corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,... Calculated by the third calculation unit 115. f ₀ ), the effective value U (f ₀ ) of the voltage at the actual power supply frequency f ₀ , and the channels Ch 1, Ch 2, Ch 3,... calculated by the fourth arithmetic unit 116. based on the power factor cos [phi (f ₀₎ of the real power frequency f ₀ of, each system 2a, 2b, the power P (f ₀₎ of the real power frequency f ₀ of the ... finding. Similarly to the cases of (Equation 4) and (Equation 5), the power P (f ₀ ) is calculated according to the following (Equation 9) in the case of the single-phase two-wire system 2a. In the case of the system 2b, it is calculated according to (Equation 10) below.

Equation 9

Equation 10

（６）第６演算部
第６演算部１１８は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・について、そのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に接続される系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀の高調波周波数ｆ₁での電流および電圧の実効値の大きさを求める。なお、本実施形態では、ｆ₁＝２ｆ₀である。高調波周波数ｆ₁での電流の実効値I（ｆ₁）の大きさおよび高調波周波数ｆ₁での電圧の実効値Ｕ（ｆ₁）の大きさは、（式６）および（式７）の場合と同様に、以下の（式１１）および（式１２）のように表される。 (6) Sixth operation unit The sixth operation unit 118, for each channel Ch1, Ch2, Ch3,..., Systems 2a, 2b,... Connected to the channels Ch1, Ch2, Ch3,. The effective values of current and voltage at the harmonic frequency f ₁ of the actual power supply frequency f ₀ are obtained. In the present embodiment, f ₁ = 2f ₀ . The magnitude of the effective value I of the current at harmonic frequency f ₁ rms U of (f ₁₎ of size and voltage of the harmonic frequency f ₁ (f ₁₎ is (Expression 6) and (7) As in the case of, the following (Expression 11) and (Expression 12) are expressed.

Equation 11

Formula 12

ここで、Ｔ₁は高調波周期であり（すなわち、Ｔ₁＝１／ｆ₁）であるものとする。 Here, T ₁ is a harmonic period (that is, T ₁ = 1 / f ₁ ).

単相２線式の系統２ａの電流ｉ_nの高調波周波数成分の実効値をＩ_n（ｆ₁）とし、電圧ｕ_nrの高調波周波数成分の実効値をＵ_nr（ｆ₁）とし、三相３線式の系統２ｂの電流ｉ_rの高調波周波数成分の実効値をＩ_r（ｆ₁）とし、電流ｉ_tの高調波周波数成分の実効値をＩ_t（ｆ₁）とし、電圧ｕ_rsの高調波周波数成分の実効値をＵ_rs（ｆ₁）とし、電圧ｕ_tsの高調波周波数成分の実効値をＵ_ts（ｆ₁）をとすると、ここでは、第３演算部１１５が、上記（式１１）および（式１２）に従って、第１演算部１１３による高速フーリエ変換の結果に基づいて｜Ｉ_n（ｆ₁）｜，｜Ｉ_r（ｆ₁）｜，｜Ｉ_t（ｆ₁）｜，｜Ｕ_nr（ｆ₁）｜，｜Ｕ_rs（ｆ₁）｜，｜Ｕ_ts（ｆ₁）｜を算出することになる。 The effective value of the harmonic frequency components of the current i _n lines 2a of single-phase two-wire and I _n (f _1), the effective value of the harmonic frequency components of the voltage u _nr and U _nr (f _1), three The effective value of the harmonic frequency component of the current i _r of the phase 3 wire system 2b is I _r (f ₁ ), the effective value of the harmonic frequency component of the current i _t is I _t (f ₁ ), and the voltage u _{Assuming that} the effective value of the harmonic frequency component of _rs is U _rs (f ₁ ) and the effective value of the harmonic frequency component of the voltage u _ts is U _ts (f ₁ ), here, the third calculation unit 115 In accordance with the above (Equation 11) and (Equation 12), | I _n (f ₁ ) |, | I _r (f ₁ ) |, | I _t (f ₁ ) |, | U _nr (f ₁ ) |, | U _rs (f ₁ ) |, | U _ts (f ₁ ) |

（７）第７演算部
第７演算部１１９は、各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・について、そのチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に接続される系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀の高調波周波数ｆ₁での電流と電圧との位相差φ（ｆ₁）およびその余弦である力率ｃｏｓφ（ｆ₁）を求める。高調波周波数ｆ₁での電流と電圧との位相差φ（ｆ₁）は、（式８）の場合と同様に、以下の（式１３）に従って定義される。 (7) Seventh Operation Unit The seventh operation unit 119 is, for each channel Ch1, Ch2, Ch3, ..., the systems 2a, 2b, ... connected to the channels Ch1, Ch2, Ch3, .... determining a phase difference phi (f ₁₎ and the power factor cos [phi (f ₁₎ which is the cosine of the current and the voltage at the harmonic frequency f ₁ of the actual power supply frequency f ₀ of the. The phase difference φ (f ₁ ) between the current and voltage at the harmonic frequency f ₁ is defined according to the following (Expression 13), as in the case of (Expression 8).

Equation 13

ここでは、第７演算部１１９は、単相２線式の系統２ａの高調波周波数ｆ₁での電流ｉ_nと電圧ｕ_nrとの位相差φ_nr（ｆ₁）、三相３線式の系統２ｂの高調波周波数ｆ₁での電流ｉ_rと電圧ｕ_rsとの位相差φ_rs（ｆ₁）および電流ｉ_tと電圧ｕ_tsとの位相差をφ_ts（ｆ₁）を算出する。 Here, the seventh arithmetic unit 119, a phase difference phi _nr (f ₁₎ of the current i _n and the voltage u _nr at harmonic frequencies f ₁ lineage 2a of single-phase two-wire, three-phase three-wire calculating the phi _ts (f ₁₎ a phase difference between the phase difference phi _rs (f ₁₎ and the current i _t and the voltage u _ts between the current i _r and the voltage u _rs at harmonic frequencies f ₁ lineage 2b.

（８）第８演算部
第８演算部１２０は、第６演算部１１８により算出された各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する高調波周波数ｆ₁での電流の実効値Ｉ（ｆ₁）の大きさおよび高調波周波数ｆ₁での電圧の実効値Ｕ（ｆ₁）の大きさ、ならびに第４演算部１１６により算出された各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する高調波周波数ｆ₁での力率ｃｏｓφ（ｆ₁）に基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀の高調波周波数ｆ₁での電力Ｐ（ｆ₁）を求める。電力Ｐ（ｆ₁）は、（式９）および（式１０）の場合と同様に、単相２線式の系統２ａの場合、以下の（式１４）に従って算出され、三相３線式の系統２ｂの場合、以下の（式１５）に従って算出される。 (8) Eighth Calculation Unit The eighth calculation unit 120 calculates the effective value I () of the current at the harmonic frequency f ₁ corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,. f ₁₎ of the effective value of the magnitude and voltage of the harmonic frequency f _₁ U (f ₁₎ size, and each channel is calculated by the fourth calculation section 116 Ch1, Ch2, Ch3, corresponding to ... based on the power factor of the harmonic frequency f ₁ to cos [phi (f _1), each channel 2a, 2b, the power P (f ₁₎ at a harmonic frequency f ₁ of the actual power supply frequency f ₀ of the ... seek . Similarly to the cases of (Equation 9) and (Equation 10), the electric power P (f ₁ ) is calculated according to the following (Equation 14) in the case of the single-phase two-wire system 2a. In the case of the system 2b, it is calculated according to (Equation 15) below.

Equation 14

Equation 15

（９）第９演算部
第９演算部１２１は、第５演算部１１７により算出された各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀での電力Ｐ（ｆ₀）と、第８演算部１２０により算出された各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数ｆ₀の高調波周波数ｆ₁での電力Ｐ（ｆ₁）とを足し合わせて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力Ｐとする（式（１６）参照）。さらに、第９演算部１２１は、各系統２ａ，２ｂ，・・・の電力Ｐに基づいて、各系統２ａ，２ｂ，・・・の計測時間分の電力量を算出する。 (9) Ninth Calculation Unit The ninth calculation unit 121 includes the power P (f ₀ ) at the actual power supply frequency f ₀ of each system 2a, 2b,. The power P (f ₁ ) at the harmonic frequency f ₁ of the actual power supply frequency f ₀ of each system 2a, 2b,... Calculated by the arithmetic unit 120 is added to each system 2a, 2b,. The power P is (see equation (16)). Further, the ninth calculation unit 121 calculates the amount of power for the measurement time of each system 2a, 2b,... Based on the power P of each system 2a, 2b,.

Equation 16

（１０）通信部
第１演算部１１３、第２演算部１１４、第３演算部１１５、第４演算部１１６、第５演算部１１７、第６演算部１１８、第７演算部１１９、第８演算部１２０および第９演算部１２１による演算処理が終了した段階で、演算処理の結果である各チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，・・・に対応する電流および電圧の各周波数成分の実効値の大きさ、位相差、力率、ならびに各系統２ａ，２ｂ，・・・の実電源周波数、電力および電力量は、メモリ５に記憶されている。計測者は、電力計１に接続されている外部機器４０を介して、メモリ５に記憶されているこれらの情報の中から外部機器４０へと送信すべき情報を任意に組み合わせて選択することができる。そして、通信部１２２は、メモリ５に記憶されているこれらの情報のうち計測者により選択された情報を出力インターフェース３０を介して外部機器４０へと出力する。 (10) Communication unit First calculation unit 113, second calculation unit 114, third calculation unit 115, fourth calculation unit 116, fifth calculation unit 117, sixth calculation unit 118, seventh calculation unit 119, eighth calculation The magnitude of the effective value of each frequency component of the current and voltage corresponding to each channel Ch1, Ch2, Ch3,... , The phase difference, the power factor, and the actual power supply frequency, power, and power amount of each of the systems 2a, 2b,. The measurer can select any combination of information to be transmitted to the external device 40 from these pieces of information stored in the memory 5 via the external device 40 connected to the wattmeter 1. it can. Then, the communication unit 122 outputs information selected by the measurer among these pieces of information stored in the memory 5 to the external device 40 via the output interface 30.

また、通信部１２２は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いて外部との通信を行う仕様となっている。したがって、通信部１２２は、同じくＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いて通信を行うローカルエリアネットワークやインターネット上の端末と通信することが可能である。さらに、通信部１２２は、ＨＴＴＰプロトコルを実装している。したがって、計測者は、ローカルエリアネットワークやインターネット上の端末で起動するＷｅｂブラウザなどの汎用のソフトウェアによって、遠隔において電力計１０１から出力される情報をモニタリングすることが可能となっている。 The communication unit 122 has a specification for performing communication with the outside using the TCP / IP protocol. Therefore, the communication unit 122 can communicate with a local area network or a terminal on the Internet that similarly performs communication using the TCP / IP protocol. Further, the communication unit 122 implements an HTTP protocol. Therefore, the measurer can remotely monitor information output from the wattmeter 101 using general-purpose software such as a Web browser that is activated on a terminal on the local area network or the Internet.

＜特徴＞
第１実施形態に係る電力計１では、電力Ｐが各系統２ａ，２ｂ，・・・において消費される電力の実電源周波数成分として算出されるようになっていたのに対し、第２実施形態に係る電力計１０１では、電力Ｐが実電源周波数成分に実電源周波数の２倍の高調波周波数成分を足し合わせたものとして算出される。これにより、電力計１０１では、エネルギーの偏りがちな高調波周波数成分の電力を考慮することにより、より正確に電力を計算することができる。 <Features>
In the wattmeter 1 according to the first embodiment, the power P is calculated as an actual power supply frequency component of power consumed in each of the systems 2a, 2b,. In the wattmeter 101, the power P is calculated as the actual power supply frequency component plus the harmonic frequency component twice the actual power supply frequency. Thereby, the power meter 101 can calculate the power more accurately by considering the power of the harmonic frequency component that tends to be biased in energy.

＜変形例＞
（１）
上記実施形態において、高速フーリエ変換の対象となるデータに窓関数が掛け合わされてもよい。この場合、例えば、第１演算部１３は、オフセット除去処理を施した後の高速フーリエ変換の対象となるデータに窓関数を掛ける。窓関数としては、ハニング窓、ハミング窓、ガウス窓などの様々なものを用いることができる。また、高速フーリエ変換の対象となるデータに掛け合わされる窓関数は、予め設定されていてもよいし、計測者が外部機器４０などを介して外部から設定することができるようになっていてもよいし、電力計１に選択機能が設けられていてもよい。 <Modification>
(1)
In the above embodiment, the window function may be multiplied with the data to be subjected to the fast Fourier transform. In this case, for example, the first calculation unit 13 multiplies the window function on the data to be subjected to the fast Fourier transform after the offset removal process. As the window function, various types such as a Hanning window, a Hamming window, and a Gauss window can be used. Further, the window function to be multiplied with the data subject to the fast Fourier transform may be set in advance, or may be set by the measurer from the outside via the external device 40 or the like. The wattmeter 1 may be provided with a selection function.

図５（ａ）は、図３に示されるオフセット除去処理が施された後の電流ｉ_nデータの波形と、このデータに掛け合わされるハニング窓とを示しており、図５（ｂ）は、このハニング窓が掛け合わされた後の電流ｉ_nデータの波形を示しており、図６は、図５（ｂ）に示される電流ｉ_nデータの周波数スペクトルを示している。 5 (a) is a waveform of the current i _n data after the offset removal processing has been performed as shown in FIG. 3 shows the Hanning window is multiplied to the data, FIG. 5 (b), shows the waveform of the current i _n data after the Hanning window is multiplied, FIG. 6 shows the frequency spectrum of the current i _n data shown in Figure 5 (b).

このように、高速フーリエ変換の対象となるデータに窓関数を掛け合わせることにより、周期に関係なくサンプリングされた電流および電圧の波形の両端の影響を低減することができる。 In this way, by multiplying the data to be subjected to the fast Fourier transform by the window function, the influence of both ends of the sampled current and voltage waveforms can be reduced regardless of the period.

（２）
上記実施形態において、サンプリングされた電流データおよび電圧データは、高速フーリエ変換以外のアルゴリズム、例えば、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）などアルゴリズムによってフーリエ変換がされるようになっていてもよい。 (2)
In the above embodiment, the sampled current data and voltage data may be subjected to Fourier transform by an algorithm other than fast Fourier transform, for example, an algorithm such as discrete Fourier transform (DFT).

（３）
上記実施形態において、高速フーリエ変換の対象となるデータのデータ長は、２のＮ乗個（Ｎは、正の整数）となるように、任意の数の０データを付加して調整することができる。 (3)
In the above embodiment, an arbitrary number of 0 data can be added and adjusted so that the data length of the data subject to the fast Fourier transform is 2 N (N is a positive integer). it can.

図７は、図５（ｂ）に示される電流ｉ_nデータにデータ長が約２倍となるように０データを付加した様子を示しており、図８は、図７に示される電流ｉ_nデータの周波数スペクトルを示している。 Figure 7 shows how the data length obtained by adding 0 data to be about twice the current i _n data shown in FIG. 5 (b), FIG. 8, the current i _n shown in FIG. 7 The frequency spectrum of data is shown.

このように、高速フーリエ変換の対象となるデータに０データを付加してデータ長を長くすることにより、周波数スペクトルの周波数分解能が向上させることができるため、より正確に実電源周波数を求めることができる。 In this way, by adding 0 data to the data subject to the fast Fourier transform to increase the data length, the frequency resolution of the frequency spectrum can be improved, so that the actual power supply frequency can be obtained more accurately. it can.

（４）
第２実施形態では、電力Ｐが各系統２ａ，２ｂ，・・・において消費される電力の実電源周波数成分に実電源周波数の２倍の高調波周波数成分のみを足し合わせたものとして定義されたが、３倍、４倍、・・・といった実電源周波数の任意の高次の高調波周波数成分をさらに足し合わせたものとして定義されてもよい。 (4)
In the second embodiment, the power P is defined as the actual power frequency component of the power consumed in each system 2a, 2b,... Plus only the harmonic frequency component twice the actual power frequency. May be defined as a sum of arbitrary higher-order harmonic frequency components of the actual power supply frequency such as three times, four times,...

本発明は、電流および電圧のサンプリングデータをより有効に用いることにより、電力計測の精度を向上させることができるという効果を有し、電流データおよび電圧データをサンプリングして電力を計測する電力計として有用である。 The present invention has an effect that the accuracy of power measurement can be improved by more effectively using current and voltage sampling data, and is a wattmeter that measures current by sampling current data and voltage data. Useful.

本発明の第１実施形態に係る電力計の構成図。The block diagram of the wattmeter which concerns on 1st Embodiment of this invention. サンプリング対象となる系統の構成図。The block diagram of the system | strain used as sampling object. サンプリングされた所定の時間分の時系列の電流データの波形を示す図。The figure which shows the waveform of the current data of the time series for the sampled predetermined time. 図３に示す電流データの周波数スペクトルを示す図。The figure which shows the frequency spectrum of the electric current data shown in FIG. （ａ）図３に示す電流データの波形とハニング窓とを併記した図。（ｂ）（ａ）に示す電流データとハニング窓とを掛け合わせた波形を示す図。(A) The figure which wrote together the waveform of the current data shown in FIG. 3, and a Hanning window. (B) The figure which shows the waveform which multiplied the current data shown to (a), and the Hanning window. 図５（ｂ）に示す電流データの周波数スペクトルを示す図。The figure which shows the frequency spectrum of the electric current data shown in FIG.5 (b). 図５（ｂ）に示す電流データに０データを付加してデータ長を倍にした様子を示す図。The figure which shows a mode that 0 data was added to the electric current data shown in FIG.5 (b), and the data length was doubled. 図７に示す電流データの周波数スペクトルを示す図。The figure which shows the frequency spectrum of the electric current data shown in FIG. 本発明の第２実施形態に係る電力計の構成図。The block diagram of the wattmeter which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１，１０１電力計
２ａ，２ｂ，・・・系統
３本体部
５メモリ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・電流センサ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・・・電圧センサ
１２サンプリング部
１３第１演算部
１４第２演算部
１５第３演算部
１６第４演算部
１７第５演算部
１９通信部
４０外部機器
１１３第１演算部
１１４第２演算部
１１５第３演算部
１１６第４演算部
１１７第５演算部
１１８第６演算部
１１９第７演算部
１２０第８演算部
１２１第９演算部
１２２通信部 1, 101 Wattmeter 2a, 2b, ... System 3 Main body 5 Memory 10a, 10b, 10c, ... Current sensor 11a, 11b, 11c, ... Voltage sensor 12 Sampling unit 13 First computing unit 14 First 2 computing unit 15 3rd computing unit 16 4th computing unit 17 5th computing unit 19 communication unit 40 External device 113 1st computing unit 114 2nd computing unit 115 3rd computing unit 116 4th computing unit 117 5th computing unit 118 6th operation part 119 7th operation part 120 8th operation part 121 9th operation part 122 Communication part

Claims

A sampling unit (12) that samples current and voltage for a predetermined time length;
A first calculation unit (13) for mapping the current and voltage time-series data sampled by the sampling unit (12) to a frequency space to obtain frequency space data;
A second calculation unit (14) for obtaining an actual power supply frequency from the frequency space data;
A third calculation unit (15) for obtaining effective values of current and voltage at the actual power supply frequency based on the frequency space data;
A fourth calculation unit (16) for obtaining a phase difference between current and voltage at the actual power supply frequency;
A fifth calculation unit (17) for obtaining electric power based on the effective value and the phase difference;
A wattmeter (1) comprising:

A communication unit (19) for transmitting at least one of the actual power supply frequency, the phase difference, and the power to an external device (40);
Further comprising
The wattmeter (1) according to claim 1.

The communication unit (19) communicates with a TCP / IP protocol.
The wattmeter (1) according to claim 2.

The communication unit (19) communicates with an HTTP protocol.
The wattmeter (1) according to claim 2 or 3.

The sampling unit (12) samples the current and voltage of each system for a predetermined time length by switching a plurality of systems (2a, 2b, ...).
The wattmeter (1) according to any one of claims 1 to 4.

The first calculation unit (13) performs a fast Fourier transform.
The wattmeter (1) according to any one of claims 1 to 5.

The first calculation unit (13) removes an offset from the time series data before mapping the time series data to a frequency space.
The wattmeter (1) according to any one of claims 1 to 6.

The first calculation unit (13) multiplies the time series data by a window function before mapping the time series data to a frequency space.
The wattmeter (1) according to any one of claims 1 to 7.

The first calculation unit (13) adds 0 data to the time series data before mapping the time series data to a frequency space.
The wattmeter (1) according to any one of claims 1 to 8.

A sampling unit (12) that samples current and voltage for a predetermined time length;
A first calculation unit (113) that obtains frequency space data by mapping the time series data of the current and voltage sampled by the sampling unit (12) to the frequency space;
A second calculation unit (114) for obtaining an actual power supply frequency from the frequency space data;
A third calculation unit (115) for obtaining effective values of current and voltage at the actual power supply frequency based on the frequency space data;
A fourth calculation unit (116) for obtaining a phase difference between current and voltage at the actual power supply frequency;
A fifth calculation unit (117) for obtaining power at the actual power supply frequency based on an effective value of the current and voltage at the actual power supply frequency and a phase difference between the current and voltage at the actual power supply frequency;
A sixth calculation unit (118) for obtaining effective values of current and voltage at the harmonic frequency of the actual power supply frequency based on the frequency space data;
A seventh calculation unit (119) for obtaining a phase difference between current and voltage at the harmonic frequency;
An eighth calculation unit (120) for obtaining power at the harmonic frequency based on an effective value of the current and voltage at the harmonic frequency and a phase difference between the current and voltage at the harmonic frequency;
A wattmeter (101), comprising: a ninth calculation unit (121) for calculating a sum of power at the actual power supply frequency and power at the harmonic frequency.