JP2013186079A

JP2013186079A - 電力監視システム

Info

Publication number: JP2013186079A
Application number: JP2012053557A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Hirayama; 尚幸平山; Teruo Ebihara; 照夫海老原; Masafumi Hoshino; 雅文星野
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-19

Abstract

【課題】従来の技術では負荷の中のどの機器が電力を消費しているか解らず、また表示部が分電盤に設けられているため誰もが注目するのが困難であり、さらに表示が数値のみの表示となっているため、視覚的に判断しづらいという課題があった。
【解決手段】検出したＡＣ電圧、電流パターンを解析し、負荷のどの機器が電力を消費しているのかを検出、表示するようにし、また電流測定部と表示部を無線でデータ通信するようにし、表示をクロックと一体化、かつ負荷の電力消費量を液晶バーグラフで表示し、視覚的に判りやすいようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、消費されている電力をリアルタイムで計測、表示し、使用者に電力削減の行動を促す電力監視システムに関する。

これまで省エネを喚起するシステムとしては、電力を表示するモニターを分電盤等に設け、本体に接続された変流器を分電盤内に配線された主電路を構成する電線に取り付け、電力使用量を計測して本体の表示部に数値で表示するようになっており、これに設定された数値目標を超えた場合に警告を発するものが知られていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−０８９５０８号公報

従来の技術では負荷の中のどの機器が電力を消費しているか解らず、また表示部が分電盤に設けられているため誰もが注目するのが困難であり、さらに表示が数値のみの表示となっているため、視覚的に判断しづらいという課題があった。

前記課題を解決するため本発明においては、検出したＡＣ電圧、電流パターンを解析し、負荷のどの機器が電力を消費しているのかを検出、表示するようにした。また、電流測定部と表示部を無線でデータ通信するようにした。また、表示をクロックと一体化することとした。また、負荷の電力消費量を液晶バーグラフで表示し、視覚的に判りやすいようにした。

本発明によれば、どの負荷が電力を消費しているのかを表示することにより、調節を操作するべき機器が一目でわかり省エネが効率よく実施できる。そして、測定部と表示部を無線で結ぶことにより、表示部の設置場所を任意に選べ、注目の集まる最適地を選べるようにした。更に、表示部をクロックと一体化することにより、多数の人が同時に視認・周知できるようになる。また、負荷の電力消費量を液晶バーグラフで表示することにより一目で状態を把握でき、また機器の消費電力が低く抑えられるよう、喚起する効果が期待できる。

本発明の実施例を示すブロック図である。電流波形と電圧波形が同位相を示す場合のタイムチャートである。電流波形がＰＷＭ駆動特有の周期的な電流変動を示す場合のタイムチャートである。電流波形が電圧波形比べ遅れ位相であることを示す場合のタイムチャートである。本発明によるクロックの実施例を示す概略図である。

以下に本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示すブロック図である。負荷４にはＡＣ電源１により電力が供給されている。負荷には複数の機器が接続されている。本発明の明細書においては負荷としてエアコンと電灯とモータが接続されている場合について説明する。

負荷４に電力を供給している線路には、電圧波形を整流するブリッジダイオード２が電圧を制限する抵抗３を挿入して並列接続されている。信号処理回路とＡＣ線路は電気的に絶縁する必要があるため、電流を制限する抵抗７を電源との間に挿入したフォトカプラ６を接続して、信号を光電変換により伝達する。

検流器（ＣＴ）５はＡＣ線路の一端にクランプされている。ＣＴの原理は変圧器と同じで、巻き数比により２次側に流れる電流が決まる。この電流が抵抗８に流れ、電流信号が電圧信号に変換される。

前記処理により生成された電圧信号と電圧信号に変換された電流信号はＡ／Ｄコンバータ１０によりデジタル変換され、演算器１１へ送られる。演算器では電圧信号の実行値Ｖ、電流信号の実行値Ｉ、その位相差θにより有効電力Ｐ＝ＶＩ×ｃｏｓθ（Ｗ）が算出される。

図２、図３、図４は解析された波形の一例で、その内図２は電圧信号と電流信号が同位相の場合を示す。上段の波形は全波整流された後の電流信号波形を示し、下段の波形は全波整流された後の電圧信号波形を示している。電灯は力率がほぼ１なため、このように電圧信号と電流信号が同位相の場合、電力を消費している負荷は電灯と判断できる。

図３では電流波形が周期的に変動している。これは、一定周期で変動する電流信号波形である。エアコン等の温度制御を行う機器は、ＰＷＭ駆動により制御するのが知られており、このため電流波形が周期的に変動する。従ってこの場合は電力を消費している負荷はエアコンと判断できる。

図４では電流波形が電圧波形に比べ位相が遅れている。上段の波形は全波整流された後の電流信号波形を示し、下段の波形は全波整流された後の電圧信号波形を指示しているが、上段の左端に電流信号波形の位相遅れが現れている。モータは誘導性負荷であるため、電流波形が電圧波形に比べ位相遅れとなる。従ってこの場合は電力を消費している負荷はモータと判断できる。

図５に、本発明におけるクロックを示す。前記説明のように算出された有効電力Ｐと電力を消費している負荷等のデータは送信アンテナ１２より無線通信により発振され、受信アンテナ１３からクロックと一体化した表示部１４へ伝送される。

無線通信のためクロックと一体化した表示部１４の設置場所は任意に選べ、注目の集まる最適地に設置できる。またクロックは常に人目を集め、自然と電力Ｐと負荷の電力消費度合いも認知され、省エネ行動を喚起する。これにより、電力消費の多い機器を調節し省エネにつながる。

本発明による電力監視システムにおいては、負荷毎の電力消費量を液晶バーグラフで表示するようにした。これにより視認性が高まり、また液晶表示パネルは極めて低消費電力であり、これもまた省エネに寄与する。

以上説明したように本発明による電力監視システムは、電圧、電流波形を解析することにより、どの負荷が電力を消費しているのかを表示することにより、調節を操作するべき機器が一目でわかり省エネが効率よく実施できる。また、測定部と表示部を無線で結ぶことにより、表示部の設置場所を任意に選ぶことができる。更に、注目の集まる最適地を選ぶことができ、表示部をクロックと一体化することにより、多数の人が同時に視認・周知でき、かつ負荷の電力消費量を液晶バーグラフで表示することにより一目で状態を把握でき、また機器の消費電力も低く抑えられる。

１ＡＣ電源
２ブリッジダイオード
３抵抗
４負荷
５検流器（ＣＴ）
６フォトカプラ
７抵抗
８抵抗
９ブリッジダイオード
１０Ａ／Ｄコンバータ
１１演算器
１２送信アンテナ
１３受信アンテナ
１４表示部

Claims

複数の負荷の消費電力を検出、表示する電力監視システムにおいて、
電圧信号と電流信号の波形パターンから電力を消費している負荷を特定することを特徴とする電力監視システム。
前記波形パターンにおいて、前記電圧信号と前記電流信号とが同位相の場合、前記負荷は電灯であると特定されることを特徴とする請求項１に記載の電力監視システム。
前記波形パターンにおいて、前記電流波形が周期的に変動している場合、前記負荷はエアコンであると特定されることを特徴とする請求項１に記載の電力監視システム。
前記波形パターンにおいて、前記電流波形が前記電圧波形に比べて位相が遅れている場合に、前記負荷はモータであると特定されることを特徴とする請求項１に記載の電力監視システム。
前記特定された負荷の情報を送信する無線通信手段と、前記情報を受信し表示する表示部を有することを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載の電力監視システム。
前記表示部は、負荷毎の電力消費量を液晶バーグラフで表示することを特徴とする請求項５に記載の電力監視システム。
前記表示部は、クロックと一体化されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の電力監視システム。