JP2008170370A - 電力測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】
需要家の各電化製品毎に使用電力料金を別料金とすることができるよう、各電化製品毎
の使用電力を測定することが可能な電力測定システムを提供する。
【解決手段】
需要家にて使用される各電化製品の使用電力量を測定し伝送する負荷電力検出装置１０４
、１０５、１０６を測定対象である各電化製品に設け、電力量検出装置１０２にて、需要
家内で使用されている全体の電力量を測定するとともに各負荷電力検出装置１０４、１０
５、１０６から送信された各電化製品の消費電力量データを記憶し編集することとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は被測定系の使用電力量等を測定する電力測定システムに関する。

従来より、一般家庭や工場、事業所の使用電力量を測定する電力量計が普及してきてい
る。当該電力量計は被測定系の使用電力量を測定する使用量検出手段と、使用量検出手段
で検出した使用量をデータに編集する制御部と、制御部にて編集されたデータを表示する
表示部とを具備している。

また、多回路の電力量を測定することができる測定装置がある。（例えば特許文献１）
特開２００４−８５４１３号公報（第４頁、図１）

近年、各需要家において使用される電化製品は様々であり、電力の使用量は増大する傾向
にある。特にオール電化マンション等では調理器具や暖房器具も電気駆動であるため、使
用電力量は大きなものとなってきている。一方、電力の市場開放いわゆる電力自由化によ
り需要家は電力供給会社を選択できるようになった。需要家は有利な電力料金体系を持つ
電力供給会社と、電力供給に関する契約を結ぶ。各電力供給会社は、他社に比べ有利な電
力料金体系を考え出し、需要家に対し自社の電力を供給させてくれるよう働きかけている
。従来の電力料金体系は昼間、夜間の電力料金を別料金としたもの、各時間帯ごとに電力
料金を別料金としたもの、季節ごとに電力料金を別料金としたもの、もしくはこれらの組
み合わせであったため、需要家の電力量を測定する電力測定装置は当該電力料金体系に対
応したものとなっていた。しかし、近年、電力供給会社は更に複雑な電力料金体系を考え
出し、需要家に電力を供給しようとしている。特に電力供給会社により選択された電化製
品毎に、異なる電力料金とする電力料金体系が考え出されており、従来の電力測定装置で
は需要家にて使用される各電化製品毎の消費電力量を測定することは困難であった。

本発明は前記問題点に鑑み、電力供給会社により選択された各電化製品毎に、電力料金
を別料金とする電力料金体系に対応することができる、各電化製品毎の消費電力量を測定
することが可能な電力測定システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による電力測定システムは、需要家内の指定された電
化製品に関する第１の消費電力量を測定する第１の電力量測定手段と、前記第１の電力量
測定手段にて測定された第１の消費電力量に関するデータを送信する送信部とを具備した
個別電力量測定装置と、需要家内で使用された全負荷に関する第２の消費電力量を測定す
る第２の電力量測定手段と、前記個別電力量測定装置の送信部から送信された第１の消費
電力量に関するデータを受信する受信部と、前記第２の電力量測定手段にて測定された第
２の消費電力量に関するデータから、前記受信部にて受信された第１の消費電力量に関す
るデータを減算し第３の消費電力量に関するデータを作成する減算手段と、前記第２の電
力量測定手段にて測定された第２の消費電力量に関するデータ、前記受信部にて受信され
た第１の消費電力量に関するデータ、前記減算手段にて作成された第３の消費電力量に関
するデータのうち少なくとも一つを出力する出力手段とを具備した電力量検出装置と、を
有することを特徴とする。

本発明によれば、電力供給会社により選択された各電化製品毎に、電力料金を別料金と
する電力料金体系に対応することができる、各電化製品毎の消費電力量を測定することが
可能な電力測定システムを提供することができる。

以下、本発明の実施例を説明する。

本発明による電力測定システムの実施例１について図１を参照して説明する。

本電力測定システム１００は一例として電力量検出装置１０２、個別電力量検出装置１
０４、１０５、１０６からなるものとする。

１０１は電力給電設備で、発電された電力を供給する電力供給会社の変圧器や配電線等に
より構成され、電力を各需要家に供給する。

１０２は電力量検出装置で、需要家にて使用される負荷全体の使用電力量を測定する。

また、後述する個別電力量検出装置から負荷である各電化製品毎の使用電力量に関するデ
ータを伝送にて取得する。伝送は配電線に伝送信号を重畳させる、いわゆる配電線搬送方
式や無線電波または専用の伝送線にて行われる。なお、電力量検出装置１０２の内部構成
は後述する。

１０３は分電盤で、配電線を固定する端子と配線材等により構成され、入力側は電力量
検出装置１０２から供給される配電線が接続される。また、出力側は個別電力量検出装置
１０４、１０５、１０６を介し、各負荷１０７、１０８、１０９へ電力を供給する配電線
ならびに負荷１１０へ電力を供給する配電線が接続され、電力量検出装置１０２から供給
される電力を分電する。

１０４、１０５、１０６は個別電力検出装置で、需要家にて使用される負荷である各電
化製品毎の使用電力量を測定する。また、電力量検出装置１０２に対し、各負荷の使用電
力量に関するデータを伝送にて送出する。伝送は配電線に伝送信号を重畳させる、いわゆ
る配電線搬送方式や無線電波、または専用の伝送線にて行われる。なお、個別電力量検出
装置１０４の内部構成は後述する。

１０７、１０８、１０９、１１０は負荷で、需要家で使用されている各電化製品がこれ
に当たる。実運用上は、例えば負荷１０７はエアコン、負荷１０８は床暖房機器、負荷１
０９は電気温水器等の電力供給会社により選択された消費電力の大きい電化製品が該当す
る。一方、負荷１１０はその他の電化製品である。上記では各個別電力量検出装置一台に
つき一台の電化製品である負荷を接続しているが、個別電力量検出装置一台につき複数台
の電化製品である負荷を接続しても構わない。

ここで電力量検出装置１０２の内部構造について図２を参照して説明する。

図２において、１０２は電力検出装置本体である。

２０１は入力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール
樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された
構成からなり、電力給電設備１０１からの配電線を電力量検出装置本体１０２に接続する
。

２０２は出力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール
樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された
構成からなり、分電盤１０３への配電線を電力量検出装置本体１０２に接続する。なお、
出力端子部２０２は後述する電流検出部２０３を介し、入力端子部２０１と電気的に接続
されており、入力端子部２０１に供給された電力を負荷側に供給する。

２０３は電流検出部で、電流トランスとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等によ
り構成されており、入力端子部２０１から出力端子部２０２に流れる電流に正比例したデ
ジタルデータ信号を出力する。

２０４は電圧検出部で、電圧トランスとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等によ
り構成されており、入力端子部２０１に現れる電圧に正比例したデジタルデータ信号を出
力する。

２０５は電力乗算部で、デジタル乗算回路等により構成されており、電流検出部２０３に
より出力された電流に正比例したデジタルデータ信号と電圧検出部２０４により出力され
た電圧に正比例したデジタルデータ信号を乗算し、使用電力に正比例したデジタルデータ
信号を出力する。

２０６は記憶部でＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、電力乗算部２０５
から出力されたデジタルデータ信号をもとに作成される当該需要家の全体の使用電力量に
関するデータである全体使用量データ、個別電力量検出装置１０４、１０５、１０６から
伝送される各負荷毎の使用電力量に関するデータである個別使用量データを記憶する。

２０７は表示部で液晶表示器等により構成されており、当該需要家の全体の電力使用量に
関するデータである全体使用量データ、個別電力量検出装置１０４、１０５、１０６から
伝送される各負荷毎の使用電力量に関するデータである個別使用量データを表示する。

２０８は通信部で、配電線搬送方式の場合はトランス等からなる配電線搬送用のインタフ
ェース回路により、無線電波方式の場合は無線送受信回路により、専用の伝送線による伝
送方式な場合は例えばＲＳ４８５等に対応した集積回路等により構成されており、個別電
力量検出装置１０４、１０５、１０６との間で各負荷毎の使用電力量に関するデータであ
る個別使用量データの伝送を、電力給電設備１０１との間で、当該需要家の全体の使用電
力量に関するデータである全体使用量データ、個別電力量検出装置から伝送される各負荷
毎の使用電力量に関するデータである個別使用量データを伝送する。

２０９は制御部でマイクロコンピュータ等により構成されており、電力乗算部２０５から
出力される需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ信号を当該需要家の全体の使用
電力量に関するデータである全体使用量データとして編集し、個別電力量検出装置１０４
、１０５、１０６から伝送される各負荷毎の使用電力量に関するデータである個別使用量
データを受信し、記憶部２０６の記憶、表示部２０７の表示、通信部２０８の伝送等の各
動作を制御する。

ここで個別電力量検出装置１０４の内部構造について図３を参照して説明する。なお個別
電力量検出装置１０５、１０６も同様の構成となっている。

図３において、１０４は個別電力量検出装置本体である。

３０１は入力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール
樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された
構成からなり、分電盤１０３からの配電線を個別電力量検出装置本体１０４に接続する。

３０２は出力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール
樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された
構成からなり、負荷１０７への配電線を個別電力量検出装置本体１０４に接続する。なお
、出力端子部３０２は後述する電流検出部３０３を介し、入力端子部３０１と電気的に接
続されており、入力端子部３０１に供給された電力を負荷側に供給する。

３０３は電流検出部で、電流トランスとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等によ
り構成されており、入力端子部３０１から出力端子部３０２に流れる電流に正比例したデ
ジタルデータ信号を出力する。

３０４は電圧検出部で、電圧トランスとアナログ−デジタル変換器を組合せた回路等によ
り構成されており、入力端子部３０１に現れる電圧に正比例したデジタルデータ信号を出
力する。

３０５は電力乗算部で、デジタル乗算回路等により構成されており、電流検出部３０３に
より出力された電流に正比例したデジタルデータ信号と電圧検出部３０４により出力され
た電圧に正比例したデジタルデータを乗算し、負荷１０７での消費電力に正比例したデジ
タルデータ信号を出力する。

３０６は記憶部でＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、電力乗算部３０５
から出力されたデジタルデータ信号をもとに作成される負荷１０７の使用電力量に関する
データである個別使用量データを記憶する。

３０７は表示部で液晶表示器等により構成されており、負荷１０７の使用電力量に関する
データである個別使用量データを表示する。

３０８は通信部で、配電線搬送方式の場合はトランス等からなる配電線搬送用のインタフ
ェース回路により、無線電波方式の場合は無線送受信回路により、専用の伝送線による伝
送方式の場合は例えばＲＳ４８５等に対応した集積回路等により構成されており、電力量
検出装置１０２に、負荷１０７の使用電力量に関するデータである個別使用量データを伝
送する。

３０９は制御部でマイクロコンピュータ等により構成されており、電力演算部３０５から
出力される負荷１０７の消費電力に正比例したデジタルデータ信号を負荷１０７の使用電
力量に関するデータである個別使用量データとして編集し、記憶部３０６の記憶、表示部
３０７の表示、通信部３０８の伝送等の各動作を制御する。

次に本実施例の動作について説明する。

電力供給会社は、昼間の電力使用を抑制したいため、昼間に使用される例えばエアコンや
床暖房機器の電力料金は高額に、夜間の電力使用を促進したいため、夜間に使用される例
えば電気温水器の電力料金を低額に設定する料金メニュー等を考えている。また、特に夏
場のエアコン使用による電力不足のため、７月から９月の午後１時から４時等の時間帯の
エアコンの電力料金を高額にしたいとも考えている。

このためエアコンや床暖房機器、電気温水器等個別の電化製品毎の使用電力量を時間帯毎
に把握することが必要とされる。

負荷電力検出装置１０４、１０５、１０６は、電力供給会社により設定された、電化製品
毎に個別の電力料金とされる対象電化製品に接続され、当該電化製品の電力量を測定する
。

例えば、負荷電力検出装置１０４はエアコン、負荷電力検出装置１０５は床暖房機器、負
荷電力検出装置１０６は電気温水器で消費される電力量を測定している。

ここで負荷電力検出装置１０４の動作を説明する。

負荷電力検出装置１０４中の電流検出部３０３は、接続されている負荷１０７で消費され
る電流である、入力端子３０１から出力端子３０２に流れる電流を検出し当該電流に正比
例したデジタルデータ信号を電力演算部３０５に出力する。

一方、電圧検出部３０４は、接続されている負荷１０７に印加されている電圧である、入
力端子部３０１に現れる電圧を検出し、当該電圧に正比例したデジタルデータ信号を電力
演算部３０５に出力する。

電力乗算部３０５は、電流検出部３０３から出力された電流に正比例したデジタルデータ
信号と、電圧検出部３０４から出力された電圧に正比例したデジタルデータ信号を乗算し
、接続されている負荷１０７での消費電力に正比例したデジタルデータ信号を出力する。

制御部３０９は電力乗算部３０５から出力された、負荷１０７である電化製品での消費電
力に正比例したデジタルデータ信号を編集し、例えば１時間毎等の単位時間毎の当該負荷
１０７の消費電力量データである個別使用量データとして記憶部３０６に記憶させるとと
もに、表示部３０７に表示させる。また、制御部３０９は、当該個別使用量データを、電
力量検出装置１０２に伝送する。当該伝送は、配電線搬送方式、無線電波方式または専用
の伝送線による伝送方式等により行われ、電力量検出装置１０２から伝送要求信号を受信
時した場合に応答する形で行われる。

同様に個別電力量検出装置１０５は負荷１０８としての、例えば床暖房機器で消費される
単位時間毎の消費電力量である個別使用量データを、個別電力量検出装置１０６は負荷１
０９としての例えば電気温水器で消費される単位時間毎の消費電力量個別使用量データを
、電力量検出装置１０２に伝送する。

ここで電力量検出装置１０２の動作を説明する。

電力量検出装置１０２は、需要家内全体の使用電力量を測定し全体使用量データを作成し
記憶するとともに各個別電力量検出装置１０４、１０５、１０６から送信された個別使用
量データを記憶し編集している。

電力量検出装置１０２中の電流検出部２０３は、需要家内の負荷全体で消費される電流で
ある、入力端子部２０１から出力端子部２０２に流れる電流を検出し、当該電流に正比例
したデジタルデータ信号を電力演算部２０５に出力する。

一方、電圧検出部２０４は、需要家内の負荷に印加されている電圧である、入力端子部２
０１に現れる電圧を検出し、当該電圧に正比例したデジタルデータ信号を電力演算部２０
５に出力する。

電力乗算部２０５は、電流検出部２０３から出力された電流に正比例したデジタルデータ
信号と、電圧検出部２０４から出力された電圧に正比例したデジタルデータを乗算し、需
要家内の負荷全体の消費電力に正比例したデジタルデータ信号を作成し出力する。

制御部２０９は電力乗算部２０５から出力された、需要家内の負荷での消費電力に正比例
したデジタルデータ信号を編集し、例えば１時間毎等の単位時間毎の消費電力量である全
体使用量データを、記憶部２０６に記憶させるとともに、表示部２０７に表示させる。

また、制御部２０９は、例えば１時間毎等の単位時間毎に個別電力量検出装置１０４、１
０５、１０６に対し、通信部２０８を介し伝送要求信号を送出し、各個別電力量検出装置
１０４、１０５、１０６から送出される各負荷１０７、１０８、１０９の個別使用量デー
タを受信する。制御部２０９は、各個別電力量検出装置１０４、１０５、１０６から送信
された個別使用量データを記憶部２０６に記憶するとともに表示部２０７に表示する。

ある１日の全体使用量データならびに各個別使用量データは、例えば図４のように記憶部
２０６に記憶されているものとする。

需要家内の負荷全体の消費電力量データである全体使用量データは記憶部２０６に、単位
時間毎に図４Ａのように記憶される。

各個別電力量検出装置１０４、１０５、１０６から送信された各負荷１０７、１０８、１
０９の消費電力量データである個別使用量データは、記憶部２０６に単位時間毎に図４Ｂ
，Ｃ，Ｄのように記憶される。さらに、制御部２０９は、需要家内の負荷全体に関する単
位時間毎の全体使用量データ（図４Ａ）から、各個別電力量検出装置１０４、１０５、１
０６から送信された単位時間毎の個別使用量データ（図４のＢ，Ｃ，Ｄ）を減算し、その
他の負荷使用量として記憶部２０６に図３Ｅのように記憶させる。例えば図４に示すよう
に当該日の１７：００〜１８：００の個別電力量検出装置１０４から送信された単位時間
毎の負荷１０７としての電化製品（エアコン）の個別使用量データが１．０ｋＷｈ、個別
電力量検出装置１０５から送信された単位時間毎の負荷１０８としての電化製品（床暖房
機器）の個別使用量データが２．０ｋＷｈ、個別電力量検出装置１０６から送信された単
位時間毎の負荷１０９としての電化製品（電気温水器）の個別使用量データが０．０ｋＷ
ｈであり、電力量検出装置１０２にて測定された需要家内の負荷全体の単位時間毎の全体
使用量が４．５ｋＷｈである場合、負荷１１０としての、その他の負荷使用量は、４．５
ｋＷｈから１．０ｋＷｈ、２．０ｋＷｈならびに０．０ｋＷｈを減算し１．０ｋＷｈとな
る。

本実施例を用いれば、時間帯毎に需要家内の各電化製品毎の消費電力量である個別使用量
を測定することができ、さらに個別に消費電力量の測定を行っていない電化製品の消費電
力量を、時間帯毎にその他の負荷の使用量として測定することができる。このため、各電
化製品毎に、時間帯毎に電力料金を変える等の複雑な電力料金メニューに対応することが
可能となる。電力供給会社は、昼間の電力使用を抑制したいため、例えば昼間に使用され
るエアコンや床暖房機器の電力料金は高額に、夜間の電力使用を促進したいため、例えば
夜間に使用される電気温水器の電力料金を低額に設定する料金メニュー等を考えている。

本実施例を用いれば各電化製品毎の消費電力量を時間帯毎に把握することができるためこ
のような複雑な料金メニューに対応することが可能である。

また、特に夏場のエアコン使用による電力不足のため、７月から９月の午後１時から４時
等の時間帯のエアコンの電力料金を高額にしたいとも考えている。

本実施例を用いれば各時間帯毎に各電化製品毎の消費電力量である個別使用量を測定する
ことができるため季節毎、時間帯毎に各電化製品毎の電力料金を設定することができる。

さらに、指定された電化製品に接続された個別電力量検出装置１０４、１０５、１０６で
測定された個別使用量としての消費電力量を、需要家全体で使用された全体使用量として
の消費電力量から、電力量検出装置１０２にて減算するため指定された電化製品以外の消
費電力量をその他の負荷使用量として測定することができる。

以上のように本発明を用いれば、電力供給会社により指定される各電化製品毎に使用電力
料金を別料金とすべく、各電化製品毎の消費電力量を測定することが可能な電力測定シス
テムを提供することができる。

本発明による電力量計の実施例１の電力測定システムを示す図 本発明による電力量検出装置の内部構成図 本発明による負荷電力検出装置の内部構成図 本発明に記憶部２０６のメモリー構成図

符号の説明

１００ 電力測定システム
１０１ 電力給電設備
１０２ 電力量検出装置
１０３ 分電盤
１０４ 個別電力量検出装置
１０５ 個別電力量検出装置
１０６ 個別電力量検出装置
１０７ 負荷
１０８ 負荷
１０９ 負荷
１１０ 負荷
２０１ 入力端子
２０２ 出力端子
２０３ 電流検出部
２０４ 電圧検出部
２０５ 電力乗算部
２０６ 記憶部
２０７ 表示部
２０８ 通信部
２０９ 制御部
３０１ 入力端子
３０２ 出力端子
３０３ 電流検出部
３０４ 電圧検出部
３０５ 電力乗算部
３０６ 記憶部
３０７ 表示部
３０８ 通信部
３０９ 制御部

Claims (5)

1. 需要家内の指定された電化製品に関する第１の消費電力量を測定する第１の電力量測定手
   段と、
   前記第１の電力量測定手段にて測定された第１の消費電力量に関するデータを送信する送
   信部と
   を具備した個別電力量測定装置と、
   需要家内で使用された全負荷に関する第２の消費電力量を測定する第２の電力量測定手段
   と、
   前記個別電力量測定装置の送信部から送信された第１の消費電力量に関するデータを受信
   する受信部と、
   前記第２の電力量測定手段にて測定された第２の消費電力量に関するデータから、前記受
   信部にて受信された第１の消費電力量に関するデータを減算し第３の消費電力量に関する
   データを作成する減算手段と、
   前記第２の電力量測定手段にて測定された第２の消費電力量に関するデータ、
   前記受信部にて受信された第１の消費電力量に関するデータ、
   前記減算手段にて作成された第３の消費電力量に関するデータのうち少なくとも一つを出
   力する出力手段と
   を具備した電力量検出装置と、
   を有することを特徴とする電力測定システム。
2. 需要家内の指定された電化製品に関する時間帯毎の第１の消費電力量を測定する第１の電
   力量測定手段と、
   前記第１の電力量測定手段にて測定された時間帯毎の第１の消費電力量に関するデータを
   送信する送信部と
   を具備した個別電力量測定装置と、
   需要家内で使用された全負荷に関する時間帯毎の第２の消費電力量を測定する第２の電力
   量測定手段と、
   前記個別電力量測定装置の送信部から送信された時間帯毎の第１の消費電力量に関するデ
   ータを受信する受信部と、
   前記第２の電力量測定手段にて測定された時間帯毎の第２の消費電力量に関するデータか
   ら、前記受信部にて受信された対応する時間帯毎の第１の消費電力量に関するデータを減
   算し時間帯毎の第３の消費電力量に関するデータを作成する減算手段と、
   前記第２の電力量測定手段にて測定された時間帯毎の第２の消費電力量に関するデータ、
   前記受信部にて受信された時間帯毎の第１の消費電力量に関するデータ、
   前記減算手段にて作成された時間帯毎の第３の消費電力量に関するデータのうち少なくと
   も一つを出力する出力手段と
   を具備した電力量検出装置と、
   を有することを特徴とする電力測定システム。
3. 前記個別電力量測定装置の送信部は配電線搬送方式送信回路を、
   前記電力量検出装置の受信部は配電線搬送方式受信回路を
   を具備したことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載の電力測定システム。
4. 前記個別電力量測定装置の送信部は無線電波送信回路を、
   前記電力量検出装置の受信部は無線電波受信回路を
   を具備したことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載の電力測定システム。
5. 前記電力量検出装置の出力手段は、表示手段であることを特徴とする請求項１乃至４のい
   ずれか１項記載の電力測定システム。

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