JP2013210288A

JP2013210288A - 電力計測装置

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Publication number: JP2013210288A
Application number: JP2012080777A
Authority: JP
Inventors: Yoji Mizuno; 洋二水野; Yoshito Mutsuno; 慶人陸野; Kengo Miyamoto; 賢吾宮本
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP6179048B2

Abstract

【課題】負荷機器の消費電力量と発電設備の発電量を択一的に計測可能として使い勝手の向上を図る。
【解決手段】電力計測装置１では、演算部10が、設定部17で設定されるモードが第１演算モードであれば発電設備の発電量を演算し、設定部17で設定されるモードが第２演算モードであれば負荷機器の消費電力量を演算する。そのため、負荷機器の消費電力量と発電設備の発電量を択一的に計測可能として使い勝手の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力計測装置に関する。

従来の電力計測装置として、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１記載の従来例は、商用の電力系統から供給される電流及び電圧を計測する計測部と、太陽電池や燃料電池などの発電設備の出力電流を計測する計測部と、２つの計測部の計測値を切り替えて演算部に入力する切替部と、電力量を演算する演算部とを備える。つまり、特許文献１記載の従来例では、１つの演算部が電力系統から供給される電力量と、発電設備で発電される電力量(発電量)とを双方とも演算することで部品点数の削減が図られている。なお、電力計測装置の演算部で演算された電力量の計測値は、専用の表示装置などの外部機器に出力され、当該外部機器によって報知(表示)される。

特開２０１１−２７５８９号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来例では、電力系統の電力量と発電設備の発電量を並行して計測できるものの、ある特定の負荷機器の消費電力を計測したいという要望に応えることができない。例えば、特許文献１記載の従来例において、発電設備用の電流センサで負荷機器の消費電流を計測した場合、負荷機器の消費電力量が発電設備の発電量として外部機器に出力されてしまう。その結果、外部機器において、負荷機器の消費電力量が発電設備の発電量として誤って報知(表示)されてしまう虞があった。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、負荷機器の消費電力量と発電設備の発電量を択一的に計測可能として使い勝手の向上を図ることを目的とする。

本発明の電力計測装置は、それぞれに電流センサが接続される複数のセンサ接続端子と、前記センサ接続端子に接続された前記電流センサの計測値を用いて電力量の計測値を演算する演算部と、前記演算部で演算される前記電力量の計測値を外部機器に伝送する伝送部と、前記演算部に対して、発電量を演算する第１演算モードと消費電力量を演算する第２演算モードの何れか一方のモードを択一的に設定する設定部とを備え、前記演算部は、複数の前記センサ接続端子のうちの少なくとも１つのセンサ接続端子に接続される前記電流センサの計測値を用いて電力量を演算する場合、前記設定部で設定されるモードが前記第１演算モードであれば発電量を演算し、前記設定部で設定されるモードが前記第２演算モードであれば消費電力量を演算することを特徴とする。

この電力計測装置において、商用の電力系統から供給される電流を計測するための電流センサが接続される前記センサ接続端子を備え、前記演算部は、前記センサ接続端子に接続された前記電流センサの計測値を用いて前記電力系統から供給される電力量の計測値を演算し、前記伝送部は、前記演算部で演算される前記電力量の計測値を前記外部機器に伝送することが好ましい。

この電力計測装置において、前記伝送部は、電波を媒体とする無線信号によって前記計測値を前記外部機器に伝送することが好ましい。

本発明の電力計測装置は、演算部が、設定部で設定されるモードが第１演算モードであれば発電設備の発電量を演算し、設定部で設定されるモードが第２演算モードであれば負荷機器の消費電力量を演算するので、負荷機器の消費電力量と発電設備の発電量を択一的に計測可能として使い勝手の向上が図れるという効果がある。

本発明に係る電力計測装置の実施形態を示すブロック図である。同上のカバーを外した状態の正面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る電力計測装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態の電力計測装置１は、商用の電力系統(図示せず)から供給される電力量と、発電設備の発電量とを計測するものである。本実施形態における発電設備は、太陽電池(図示せず)、太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ２、太陽電池で発電された電力を蓄電する蓄電池(図示せず)などで構成される系統連系形の太陽光発電システムである。

パワーコンディショナ２は、太陽電池の発電量を所定のサンプリング周期で周期的に計測し、各サンプリング周期毎の発電量の計測値データを通信線４を介して外部に出力(送信)する機能(以下、外部出力機能と呼ぶ。)を有する。なお、パワーコンディショナ２の出力端子(交流電力の出力端子)は、分電盤(図示せず)の主幹ブレーカ(図示せず)の１次側端子に接続される。

本実施形態の電力計測装置１は、図１に示すように演算部10、３つのセンサ接続端子11A〜11C、電圧入力端子13、伝送部14、通信用端子15、通信部16、設定部17などを備える。

３つのセンサ接続端子11A〜11Cのうちの１つのセンサ接続端子11Aには、商用の電力系統(図示せず)から供給される電流を計測するための電流センサ12Aが接続される。

また、センサ接続端子11Bには、外部出力機能を有しないパワーコンディショナ(図示せず)の出力電流を計測するための電流センサ12Bが接続される。さらに、センサ接続端子11Cには、燃料電池などの発電設備の出力電流又は負荷機器に流れる電流(消費電流)を計測するための電流センサ12Cが接続される。なお、電流センサ12A〜12Cは従来周知であって、計測対象の電路に流れる電流に比例した検出電流(検出信号)を出力する。

電圧入力端子13は、電力線100を介して主幹ブレーカの１次側端子と接続される。つまり、電圧入力端子13には、電力系統から供給される系統電圧並びにパワーコンディショナ２の出力電圧が入力される。

通信用端子15は、パワーコンディショナ２の通信線４と接続される。通信部16は、通信用端子15に接続される通信線４を介してパワーコンディショナ２から送信される発電量の計測値データを受信し、受信した計測値データを演算部10に渡す。設定部17は、スライド型のディップスイッチからなる。

演算部10は、マイクロコントローラやメモリ、Ａ／Ｄ変換器などのハードウェアと、消費電力量及び発電量の演算処理や伝送部14を介した伝送処理、通信部16を介した通信処理などをハードウェアに実行させるソフトウェアとで構成される。なお、各部10〜17に必要な電源は、図示しない電源回路から供給される。この電源回路は、電力系統から給電される交流電力から直流電力を作成して各部10〜17に供給する。

伝送部14は、電波を媒体とする無線信号を表示装置３との間で送受信する。故に、伝送部14と表示装置３を伝送路で接続する必要が無いため、省配線化が図れるという利点がある。ただし、伝送部14におけるデータ伝送は電波を媒体とする無線伝送に限定されるものではなく、信号線を介した有線伝送であっても構わない。

表示装置３は、太陽電池の発電量や全体の消費電力量の計測値の伝送要求を無線信号で電力計測装置１に送信する。前記伝送要求が伝送部14で受信されると、演算部10は、当該伝送要求に対応した計測値のデータをメモリから読み出し、読み出した計測値データを含む無線信号を伝送部14から表示装置３へ送信させる。そして、表示装置３は、電力計測装置１から送信される無線信号を受信し、当該無線信号に含まれる計測値データを加工(例えば、グラフ化)して表示デバイスの画面に表示する。

上述した各部10〜17は、図２に示すように筐体20内に収納される。筐体20は、合成樹脂材料によって縦長の直方体形状に形成され、上面及び下面の後端部分から鉛直方向に突出する取付片21が一体に形成されている。また、筐体20の右側面の上部から直方体形状の突部22が突出しており、ねじ端子からなる電圧入力端子13が突部22の前面に配設されている。ただし、図２では板状の端子カバー130によって電圧入力端子13が前方から覆い隠されている。さらに、筐体20の右側面の下部には、伝送部14が無線信号を送受信するためのアンテナ140が設けられている。

筐体20の前面における上部に３つのセンサ接続端子11A〜11Cが露出している。これらのセンサ接続端子11A〜11Cには、電流センサ12A〜12Cの出力線120A〜120Cがそれぞれ接続される。また、筐体20前面のセンサ接続端子11A〜11Cの下に設定部17の操作面が露出しており、ドライバなどの工具を用いて、設定部17の設定(ディップスイッチのオン・オフ)が切り替えられる。

さらに、筐体20前面の下部に通信用端子15の電線挿通孔150と解除釦151が設けられている。すなわち、通信用端子15はねじなし端子(速結端子)からなり、一対の通信線４の芯線がそれぞれ電線挿通孔150に挿通されることで端子板(図示せず)と通信線４の芯線が抜け止め状態で電気的に接続される。一方、解除釦151が操作されると、芯線の抜け止め状態が解除され、電線挿通孔150から通信線４を引き抜くことができる。なお、このような速結端子は従来周知であるから、詳細な構造の図示並びに説明を省略する。

ここで、筐体20はケースに収納されて屋内の壁面などに露出配設又は埋込配設される。このケースは、ボックス30とカバー(図示せず)で構成される。ボックス30は、合成樹脂材料によって前面が開口した矩形箱状に形成されている。ボックス30内には、多数の貫通孔310が設けられた矩形平板状のベース31が配設されている。そして、取付片21に設けられた挿通孔に挿通される取付ねじ32がベース31の貫通孔310にねじ込まれることにより、筐体20がベース31に取り付けられる。なお、図示しないカバーは、後面が開口した矩形箱状に形成され、ボックス30の前面を覆うようにボックス30に固定される。

次に、本実施形態の電力計測装置１の計測動作を説明する。まず、電力計測の事前準備として、主幹ブレーカの１次側の電圧端子に接続された電路に電流センサ12Aが装着され、電流センサ12Aの出力線120Aが電力計測装置１のセンサ接続端子11Aに接続される。また、電圧入力端子13が電力線100を介して主幹ブレーカの１次側端子に接続される。さらに、計測対象のパワーコンディショナ２が外部出力機能を有する場合、パワーコンディショナ２と通信用端子15が通信線４で接続される。

上述のように電力計測装置１とパワーコンディショナ２及び電流センサ12Aとの接続作業が完了した後に電力計測装置１の電源が投入されると、演算部10が初期設定を行う。この初期設定において、演算部10は、設定部17のオン・オフ状態から設定内容を読み取ってメモリに記憶する。

設定部17がオン状態の場合、センサ接続端子11Cに接続される電流センサ12Cの計測対象が発電設備(例えば、燃料電池)の出力電流に設定される。一方、設定部17がオフ状態の場合、センサ接続端子11Cに接続される電流センサ12Cの計測対象が負荷機器(例えば、ヒートポンプ式給湯機)の消費電流に設定される。以下、設定部17がオン状態の場合を第１演算モード、設定部17がオフ状態の場合を第２演算モードと呼ぶ。

演算部10は、センサ接続端子11Cに入力される検出信号(電流センサ12Cで検出される電流値)と、電圧入力端子13の電圧入力値とから電力量を演算する。そして、設定部17で第１演算モードに設定されていれば、演算部10は、演算した電力量を発電設備の発電量(−符号)としてメモリに記憶する。一方、設定部17で第２演算モードに設定されていれば、演算部10は、演算した電力量を負荷機器の消費電力量(＋符号)としてメモリに記憶する。

さらに演算部10は、通信用端子15に外部出力機能を有するパワーコンディショナ２が接続されているか否かを判定し、その判定結果を設定情報としてメモリに記憶する。ここで、通信部16が通信線４を介してパワーコンディショナ２と通信可能であれば、演算部10は通信用端子15にパワーコンディショナ２が接続されていると判定する。一方、通信部16が通信線４を介してパワーコンディショナ２と通信不可であれば、演算部10は通信用端子15にパワーコンディショナ２が接続されていないと判定する。

通信用端子15に外部出力機能を有するパワーコンディショナ２が接続されていると判定した場合、演算部10は、太陽電池の発電量の演算を行わない。つまり、外部出力機能を有するパワーコンディショナ２が太陽電池の発電量の計測値データを定期的(例えば、数秒乃至数分の間隔)に送信してくるので、演算部10は、通信部16が受信する発電量の計測値データをメモリに記憶する。

一方、通信用端子15に外部出力機能を有するパワーコンディショナ２が接続されていないと判定した場合、演算部10は、センサ接続端子11Bに入力される検出信号(電流センサ12Bで検出される電流値)と、電圧入力端子13の電圧入力値とから太陽電池の発電量を演算する。そして、演算部10は、太陽電池の発電量を定期的(例えば、数秒乃至数分の間隔)に演算し、その計測値データをメモリに記憶する。

上述したように、演算部10は、表示装置３の伝送要求に応じた計測値データ(全体の消費電力量、太陽電池の発電量、センサ接続端子11Cの計測対象の電力量の各計測値データ)をメモリから読み出し、読み出した計測値データを含む無線信号を伝送部14から送信させる。ここで、演算部10は、メモリから読み出した電力量の計測値データが全体の消費電力量、太陽電池の発電量、負荷機器の消費電力量又は発電設備の発電量の何れであるかを示す情報とともに当該計測値データを伝送部14から表示装置３へ送信させる。

したがって、表示装置３では、前記情報に基づき、電力計測装置１から受け取る電力量の計測値データが、それぞれ全体の消費電力量、太陽電池の発電量、負荷機器の消費電力量又は発電設備の発電量の何れであるかを識別して表示することができる。

上述のように本実施形態の電力計測装置１では、演算部10が、設定部17で設定されるモードが第１演算モードであれば発電設備の発電量を演算し、設定部17で設定されるモードが第２演算モードであれば負荷機器の消費電力量を演算する。そのため、負荷機器の消費電力量と発電設備の発電量を択一的に計測可能として使い勝手の向上を図ることができる。

１電力計測装置
２パワーコンディショナ(発電設備)
３表示装置(外部機器)
10 演算部
11C センサ接続端子
12C 電流センサ
14 伝送部
17 設定部

Claims

それぞれに電流センサが接続される複数のセンサ接続端子と、前記センサ接続端子に接続された前記電流センサの計測値を用いて電力量の計測値を演算する演算部と、前記演算部で演算される前記電力量の計測値を外部機器に伝送する伝送部と、前記演算部に対して、発電量を演算する第１演算モードと消費電力量を演算する第２演算モードの何れか一方のモードを択一的に設定する設定部とを備え、前記演算部は、複数の前記センサ接続端子のうちの少なくとも１つのセンサ接続端子に接続される前記電流センサの計測値を用いて電力量を演算する場合、前記設定部で設定されるモードが前記第１演算モードであれば発電量を演算し、前記設定部で設定されるモードが前記第２演算モードであれば消費電力量を演算することを特徴とする電力計測装置。
商用の電力系統から供給される電流を計測するための電流センサが接続される前記センサ接続端子を備え、前記演算部は、前記センサ接続端子に接続された前記電流センサの計測値を用いて前記電力系統から供給される電力量の計測値を演算し、前記伝送部は、前記演算部で演算される前記電力量の計測値を前記外部機器に伝送することを特徴とする請求項１記載の電力計測装置。
前記伝送部は、電波を媒体とする無線信号によって前記計測値を前記外部機器に伝送することを特徴とする請求項１又は２記載の電力計測装置。