JP2013210289A

JP2013210289A - 電力計測装置

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Publication number: JP2013210289A
Application number: JP2012080778A
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: JP5934943B2

Abstract

【課題】誤配線があっても発電設備の発電量を正しく計測する。
【解決手段】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。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。したがって、誤配線が生じていたとしても、演算部10がセンサ接続端子11Bに入力される検出信号から太陽電池の発電量を演算することがないので、太陽電池の発電量が二重に計測されることがなく、発電量を正しく計測することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力計測装置に関する。

従来、家庭で消費される電力を計測し、その計測値をモニタリング(監視)する電力監視システムが提供されている(例えば、特許文献１参照)。

特許文献１には、住宅盤の主幹ブレーカに流れる電流と、各分岐ブレーカに流れる電流とを電流センサで各別に計測し、各分岐回路毎の消費電力と住宅全体の消費電力を算出する電力計測装置(エネルギーマネジメントユニット)が記載されている。この電力計測装置は、住宅の居間などに設置される表示装置に消費電力の計測値データを送信する。そして、電力計測装置で計測された消費電力の計測値が表示装置のモニタ画面に表示されることにより、住人が自宅の電力消費量を知ることができる。

さらに、特許文献１記載の電力計測装置は、パワーコンディショナと通信線で接続されており、パワーコンディショナで計測される太陽電池の発電量のデータを受信し、受信した発電量のデータ等を表示装置に転送してモニタ画面に表示させることもできる。

特開２００８−２０２９８３号公報

ところで、太陽光発電システムのパワーコンディショナには、上記従来例のように発電量の計測値データを外部に出力する機能(外部出力機能)を有するものもあれば、当該外部出力機能を有しないものもある。そして、当該外部出力機能を有しないパワーコンディショナに対しては、電力計測装置が電流センサを用いて発電量の計測を行う。

ここで、外部出力機能を有するパワーコンディショナに対して、通信線と電流センサが双方とも接続される状況(誤配線)になった場合、太陽電池(発電設備)の発電量が二重に計測されてしまい、発電量が正しく計測できない可能性があった。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、誤配線があっても発電設備の発電量を正しく計測することを目的とする。

本発明の電力計測装置は、外部出力機能を有しない発電設備から出力される出力電流を計測するための電流センサが接続されるセンサ接続端子と、外部出力機能を有する発電設備が通信線を介して接続される通信用端子と、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前記発電設備の発電量の計測値を演算する演算部と、前記通信用端子を介して前記発電設備から送信される通信信号を受信して発電量の計測値を取得する通信部と、前記演算部で演算される前記発電量の計測値又は前記通信部が取得する前記発電量の計測値を外部機器に伝送する伝送部とを備え、前記演算部は、前記通信用端子に前記通信線を介して前記発電設備が接続されている場合は前記通信部が取得する前記発電量の計測値を前記伝送部から前記外部機器に伝送させ、前記通信用端子に前記通信線を介して前記発電設備が接続されていない場合は前記発電量の計測値を演算して当該計測値を前記伝送部から前記外部機器に伝送させ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第２センサ接続端子を備え、前記演算部は、前記第２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、前記演算部が、前記通信用端子に前記通信線を介して前記発電設備が接続されている場合は前記通信部が取得する前記発電量の計測値を前記伝送部から前記外部機器に伝送させ、前記通信用端子に前記通信線を介して前記発電設備が接続されていない場合は前記発電量の計測値を演算して当該計測値を前記伝送部から前記外部機器に伝送させるので、誤配線があっても発電設備の発電量を正しく計測することができ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、従来技術で説明した外部出力機能を有するパワーコンディショナであって、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。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。すなわち、本実施形態の電力計測装置１では、センサ接続端子11Aが第２センサ接続端子に相当する。

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り、後述するように種々の機能を設定するために使用される。

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。なお、設定部17の設定内容は、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、発電設備の発電量であるか、消費電力量であるかを設定するものである。

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。なお、メモリに記憶される計測値データは、上述したように表示装置３の伝送要求に応じて、伝送部14から送信される。

ここで、施工業者の作業ミスにより、外部出力機能を有するパワーコンディショナ２に対して、通信線４と電流センサ12Aが双方とも接続される状況(誤配線)になったと仮定する。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が接続されていると判定すれば、センサ接続端子11Bに入力される検出信号を無視して発電量の演算処理を行わない。したがって、上述のような誤配線が生じていたとしても、演算部10がセンサ接続端子11Bに入力される検出信号から太陽電池の発電量を演算することがないので、太陽電池の発電量が二重に計測されることがなく、発電量を正しく計測することができる。

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
４通信線
10 演算部
11B センサ接続端子
12B 電流センサ
14 伝送部
15 通信用端子
16 通信部

Claims

外部出力機能を有しない発電設備から出力される出力電流を計測するための電流センサが接続されるセンサ接続端子と、外部出力機能を有する発電設備が通信線を介して接続される通信用端子と、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前記発電設備の発電量の計測値を演算する演算部と、前記通信用端子を介して前記発電設備から送信される通信信号を受信して発電量の計測値を取得する通信部と、前記演算部で演算される前記発電量の計測値又は前記通信部が取得する前記発電量の計測値を外部機器に伝送する伝送部とを備え、前記演算部は、前記通信用端子に前記通信線を介して前記発電設備が接続されている場合は前記通信部が取得する前記発電量の計測値を前記伝送部から前記外部機器に伝送させ、前記通信用端子に前記通信線を介して前記発電設備が接続されていない場合は前記発電量の計測値を演算して当該計測値を前記伝送部から前記外部機器に伝送させ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第２センサ接続端子を備え、前記演算部は、前記第２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。