JP2014092393A - 電力測定システム、電力測定用子機および電力測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統への電力供給が可能な発電装置が設けられた宅内において、低コストで消費電力量を測定する。
【解決手段】電力測定システム２０１は、第１の電力線９１、第２の電力線９２および中性線９３と負荷１２１との接続点に対する電力系統側において、第１の電力線９１および第２の電力線９２を通して流れる電流を測定するための第１の電力測定用子機１０１Ａと、上記接続点に対する電力系統側における第１の電力線９１および第２の電力線９２の一方を通して流れる電流と、上記接続点に対する発電装置１０６側における第１の電力線９１および第２の電力線９２の一方を通して流れる電流とを測定するとともに測定した各電流の位相を比較するための第２の電力測定用子機１０１Ｂとを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力測定システム、電力測定用子機および電力測定方法に関し、特に、発電装置が設けられた宅内における負荷の消費電力を測定する電力測定システム、電力測定用子機および電力測定方法に関する。

節電等の目的から家庭および職場における消費電力量を測定し、ユーザにおいて消費電力量を確認可能とする各種機器が開発されている。

このような機器の一例として、たとえば、特開２０１０−１４５０９５号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、電力量センサは、電力線に接続される電気製品のＡＣケーブルに取り付けられ当該ＡＣケーブルに流れる電流による電磁誘導で起電力を発生させるカレントトランス部と、当該カレントトランス部で発生した起電力によって蓄電する蓄電回路部と、当該蓄電回路部の蓄電量が一定の動作電圧まで達した際に蓄電された電力で信号を無線送信する信号送信部とを備える。

特開２０１０−１４５０９５号公報

近年、太陽電池の設置が家庭でも増加傾向にあり、太陽電池の発電電力のうち、余剰電力を電力会社が買い取る制度が設けられている。

このような太陽電池が設置された家庭における消費電力量を測定するためには、余剰電力が電力系統に供給されている売電状態なのか、あるいは発電電力が足りず、電力系統から家庭に電力が供給されている買電状態なのかを判定する必要がある。

このような判定を行なうために、家庭における電流および電圧の両方を分電盤等において測定する方法が考えられる。

しかしながら、このような測定をユーザが行なうことは困難であり、また、測定および測定器の設置を行なえる者が有資格者に制限されている場合が多く、高コストである。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電力系統への電力供給が可能な発電装置が設けられた宅内において、低コストで消費電力量を測定することが可能な電力測定システム、電力測定用子機および電力測定方法を提供することである。

（１）この発明のある局面に係わる電力測定システムは、電力系統に接続された第１の電力線、第２の電力線および中性線、ならびに上記電力系統への発電電力の供給が可能な発電装置が設けられた宅内において、負荷の消費電力を測定するための電力測定システムであって、上記発電装置は、上記第１の電力線および上記第２の電力線に接続され、かつ上記第１の電力線、上記第２の電力線および上記中性線と負荷との接続点に対して電気的に上記電力系統の反対側に設けられ、上記接続点に対する上記電力系統側において、上記第１の電力線および上記第２の電力線を通して流れる電流を測定し、測定結果を示す信号を電力情報処理装置へ送信するための第１の電力測定用子機と、上記接続点に対する上記電力系統側における上記第１の電力線および上記第２の電力線の一方を通して流れる電流と、上記接続点に対する上記発電装置側における上記第１の電力線および上記第２の電力線の一方を通して流れる電流とを測定するとともに測定した各上記電流の位相を比較し、測定結果および比較結果を示す信号を上記電力情報処理装置へ送信するための第２の電力測定用子機とを備える。

このような構成により、宅内における各電流、ならびに電力系統および発電装置間の電流の向きを容易に測定することができる。また、電力系統側の電流の位相と発電装置側の電流の位相とを比較する電力測定用子機と、上記接続点に対する発電装置側の電流を測定する電力測定用子機とを共用することができ、システム構成の簡易化を図ることができる。また、１台の第２の電力測定用子機を用いて電流位相を比較する構成により、たとえば電力測定用子機間で電流測定タイミングについて同期をとるための回路および配線が不要となり、機器およびシステム構成の簡易化を図ることができる。また、宅内における電流および電流の向きを測定するために、たとえば電力測定用子機より多くの電流センサを備える測定装置を用いる方法では、太陽電池を未導入の家庭は相当数存在するところ、太陽電池の導入家庭および未導入家庭で別個の装置を開発する必要があり、製造コストが増大してしまう。これに対して、上記のように２つの電流センサを備える電力測定用子機を２つ用いる構成により、太陽電池の導入家庭用および未導入家庭用として共通の装置を開発すればよくなり、製造コストを低減することができる。したがって、電力系統への電力供給が可能な宅内において、低コストで消費電力量を測定することができる。

（２）好ましくは、上記電力測定システムは、さらに、上記電力情報処理装置を備え、上記電力情報処理装置は、上記第２の電力測定用子機の比較結果に基づいて、上記発電装置から上記電力系統への電力供給が行われているか否かを判定し、判定結果、上記第１の電力測定用子機の測定結果および上記第２の電力測定用子機の測定結果に基づいて上記消費電力を算出する。

このような構成により、第２の電力測定用子機による電流位相の比較結果を用いて買電状態および売電状態を判定し、宅内における消費電力量を正しく算出することができる。

（３）より好ましくは、上記電力情報処理装置は、上記発電装置から上記電力系統への電力供給が行われていると判定した場合、上記第２の電力測定用子機によって測定された電流から上記第１の電力測定用子機によって測定された電流を差し引いた値に基づく上記消費電力を算出し、上記電力情報処理装置は、上記発電装置から上記電力系統への電力供給が行われていないと判定した場合、上記第１の電力測定用子機によって測定された電流および上記第２の電力測定用子機によって測定された電流の和に基づく上記消費電力を算出する。

このような構成により、第２の電力測定用子機による電流位相の比較結果に応じた適切な計算方法で、宅内における消費電力量を正しく算出することができる。

（４）好ましくは、上記電力測定システムは、さらに、上記電力情報処理装置を備え、上記電力情報処理装置は、上記第１の電力測定用子機および上記第２の電力測定用子機からの上記測定結果または上記比較結果を含む上記信号に含まれる識別情報に基づいて、上記信号に含まれる上記測定結果または上記比較結果が得られた測定位置を判別し、判別した測定位置に基づいて上記消費電力を算出する。

このような構成により、各電力測定用子機から受信する電流の測定結果および電流位相の比較結果に対応する測定位置を特定することができる。

（５）より好ましくは、上記電力情報処理装置は、上記識別情報と上記測定位置との対応関係を示す情報を記憶するための記憶部を含む。

このような構成により、電力測定用子機から受信する電流の測定結果および電流位相の比較結果と測定位置との対応関係を簡易な構成で取得することができる。

（６）好ましくは、上記第２の電力測定用子機は、上記比較結果に基づく情報を提示するための提示部を含む。

このような構成により、現在、買電状態であるか売電状態であるかをユーザが容易に把握することができるため、ユーザの利便性を向上させることができる。

（７）この発明のある局面に係わる電力測定用子機は、上記（１）の電力測定システムに用いられる電力測定用子機であって、２つの電流測定部と、各上記電流測定部によって測定された電流の位相を比較するための位相比較部と、上記各電流測定部の測定結果および上記位相比較部の比較結果を示す信号を、電力情報処理装置へ送信するための送信部とを備える。

このような構成により、宅内における各電流、ならびに電力系統および発電装置間の電流の向きを容易に測定することができる。また、１つの電力測定用子機によって電流位相を比較することができるため、たとえば電力測定用子機間で電流測定タイミングについて同期をとるための回路および配線が不要となり、機器およびシステム構成の簡易化を図ることができる。また、宅内における電流および電流の向きを測定するために、たとえば電力測定用子機より多くの電流センサを備える測定装置を用いる方法では、太陽電池を未導入の家庭は相当数存在するところ、太陽電池の導入家庭および未導入家庭で別個の装置を開発する必要があり、製造コストが増大してしまう。これに対して、上記のように２つの電流センサを備える電力測定用子機を用いる構成により、太陽電池の導入家庭用および未導入家庭用として共通の装置を開発すればよくなり、製造コストを低減することができる。したがって、電力系統への電力供給が可能な宅内において、低コストで消費電力量を測定することができる。

（８）この発明のある局面に係わる電力測定方法は、電力系統に接続された第１の電力線、第２の電力線および中性線、ならびに上記電力系統への発電電力の供給が可能な発電装置が設けられた宅内において、負荷の消費電力を測定する電力測定方法であって、上記発電装置は、上記第１の電力線および上記第２の電力線に接続され、かつ上記第１の電力線、上記第２の電力線および上記中性線と負荷との接続点に対して電気的に上記電力系統の反対側に設けられ、第１の電力測定用子機が、上記接続点に対する上記電力系統側において、上記第１の電力線および上記第２の電力線を通して流れる電流を測定し、測定結果を示す信号を電力情報処理装置へ送信するステップと、第２の電力測定用子機が、上記接続点に対する上記電力系統側における上記第１の電力線および上記第２の電力線の一方を通して流れる電流と、上記接続点に対する上記発電装置側における上記第１の電力線および上記第２の電力線の一方を通して流れる電流とを測定するとともに測定した各上記電流の位相を比較し、測定結果および比較結果を示す信号を上記電力情報処理装置へ送信するステップとを含む。

このような構成により、宅内における各電流、ならびに電力系統および発電装置間の電流の向きを容易に測定することができる。また、電力系統側の電流の位相と発電装置側の電流の位相とを比較する電力測定用子機と、上記接続点に対する発電装置側の電流を測定する電力測定用子機とを共用することができ、システム構成の簡易化を図ることができる。また、１台の第２の電力測定用子機を用いて電流位相を比較する構成により、たとえば電力測定用子機間で電流測定タイミングについて同期をとるための回路および配線が不要となり、機器およびシステム構成の簡易化を図ることができる。また、宅内における電流および電流の向きを測定するために、たとえば電力測定用子機より多くの電流センサを備える測定装置を用いる方法では、太陽電池を未導入の家庭は相当数存在するところ、太陽電池の導入家庭および未導入家庭で別個の装置を開発する必要があり、製造コストが増大してしまう。これに対して、上記のように２つの電流センサを備える電力測定用子機を２つ用いる構成により、太陽電池の導入家庭用および未導入家庭用として共通の装置を開発すればよくなり、製造コストを低減することができる。したがって、電力系統への電力供給が可能な宅内において、低コストで消費電力量を測定することができる。

本発明によれば、電力系統への電力供給が可能な発電装置が設けられた宅内において、低コストで消費電力量を測定することができる。

本発明の実施の形態に係る電力測定システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおけるＣＴセンサの詳細な使用例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおけるＣＴセンサの測定位置等を詳細に示す図である。 本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおけるＣＴセンサの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおける買電状態における消費電力量の算出方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおける売電状態における消費電力量の算出方法の他の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る電力測定システムのサーバにおける測定位置テーブルの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る電力測定システムの構成を示す図である。

図１を参照して、電力測定システム２０１は、家庭内および職場内等の宅内に構築され、ＣＴセンサ（電力測定用子機）１０１と、無線アダプタ１０３と、ホームゲートウェイ１０４と、電力情報表示端末１０５と、発電装置１０６と、サーバ（電力情報処理装置）１５１とを備える。発電装置１０６は、ここでは、ＰＣＳ（パワーコンディショナ）１１１と、太陽電池１１２とを含む。発電装置１０６は、その他の電力供給可能な装置であってもよい。

ＣＴセンサ１０１および無線アダプタ１０３は、たとえばＺｉｇＢｅｅ規格に従う無線信号を送受信する。ホームゲートウェイ１０４および電力情報表示端末１０５は、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮ（Local Area Network）方式に従って無線信号を送受信する。なお、電力測定システム２０１におけるこれらの通信規格は一例であり、たとえば無線ＬＡＮの通信のみが行われてもよい。また、各機器間で有線通信が行われてもよい。

電気機器１２１は、分電盤１０２および図示しない電源タップを介して電力系統から受けた電力を用いて動作する。

ＣＴセンサ１０１は、たとえば、分電盤１０２に取り付けられ、宅内におけるエアコンおよびテレビ等の電気機器１２１において消費される電流を測定し、測定結果に基づいて算出した電力量を示す測定情報を無線アダプタ１０３へ無線信号によって送信する。なお、ＣＴセンサ１０１は、測定した電流を示す測定情報を無線アダプタ１０３へ送信してもよい。

無線アダプタ１０３は、通信プロトコルの変換処理を行ない、ＣＴセンサ１０１から受信した測定情報をホームゲートウェイ１０４へ送信する。なお、無線アダプタ１０３に相当する機能をホームゲートウェイ１０４に組み込むことも可能である。

ホームゲートウェイ１０４は、無線アダプタ１０３から受信した測定情報を電力情報表示端末１０５、およびインターネット３０１経由でサーバ１５１へ送信する。

サーバ１５１は、ホームゲートウェイ１０４から受信した測定情報に基づいて、ホームゲートウェイ１０４が設置された家庭等における総消費電力量等を示す電力消費情報を作成し、ホームゲートウェイ１０４へ送信する。なお、サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１が算出した消費電力量を示す測定情報に基づいて総消費電力量等を算出してもよいし、ＣＴセンサ１０１が測定した電流を示す測定情報に基づいて総消費電力量等を算出してもよい。

ホームゲートウェイ１０４は、たとえば、サーバ１５１から受信した電力消費情報を電力情報表示端末１０５へ送信する。

電力情報表示端末１０５は、ホームゲートウェイ１０４から受信した電力消費情報を示す音声および映像を出力する。

なお、ホームゲートウェイ１０４は、電力情報処理装置として、無線アダプタ１０３から受信した測定情報に基づいて、宅内における総消費電力量等を示す電力消費情報を作成し、作成した電力消費情報を電力情報表示端末１０５、およびインターネット３０１経由でサーバ１５１へ送信する構成であってもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおけるＣＴセンサの詳細な使用例を示す図である。

図２を参照して、宅内には、電力系統に接続された単相三線式の電力線９１，９２および中性線９３が配線されている。電力系統から宅内へ、電力線９１経由でＬ１相の交流電力が供給され、電力線９２経由でＬ２相の交流電力が供給される。Ｌ１相の交流電力およびＬ２相の交流電力は、たとえば逆位相である。中性線９３は、たとえば接地されている。

分電盤１０２は、主幹ブレーカ８１と、分岐ブレーカ８２と、ＰＶ用ブレーカ８３とを含む。

電力線９１，９２および中性線９３には、主幹ブレーカ８１および分岐ブレーカ８２が接続されている。また、電力線９１，９２には、ＰＶ用ブレーカ８３および発電装置１０６が接続されている。

より詳細には、主幹ブレーカ８１は、電力系統からの電力線９１，９２および中性線９３に接続され、分岐ブレーカ８２は、主幹ブレーカ８１を経由した電力線９１，９２および中性線９３に接続され、ＰＶ用ブレーカ８３は、分岐ブレーカ８２を経由した電力線９１，９２に接続されている。発電装置１０６は、ＰＶ用ブレーカ８３を経由した電力線９１，９２に接続されている。

分岐ブレーカ８２は、複数のブレーカを含み、各ブレーカは、宅内における負荷の一例である電気機器１２１に接続されている。

電力測定システム２０１は、このように電力系統に接続された電力線９１および電力線９２、ならびに電力系統への発電電力の供給が可能な発電装置１０６が設けられた宅内において、負荷１２１の消費電力を測定する。

より詳細には、電力測定システム２０１は、２つのＣＴセンサ１０１Ａ，１０１Ｂを備える。ＣＴセンサ１０１Ａは、主幹ブレーカ８１および分岐ブレーカ８２間の電力線９１および９２に接続されている。ＣＴセンサ１０１Ｂは、主幹ブレーカ８１および分岐ブレーカ８２間の電力線９２、ならびに分岐ブレーカ８２およびＰＶ用ブレーカ８３間の電力線９２に接続されている。以下、ＣＴセンサ１０１Ａ，１０１Ｂの各々をＣＴセンサ１０１と称する場合がある。

なお、ＣＴセンサ１０１Ａおよび１０１Ｂの接続位置は、主幹ブレーカ８１およびＰＶ用ブレーカ８３の外側であってもよい。すなわち、ＣＴセンサ１０１Ａおよび１０１Ｂは、電力系統および主幹ブレーカ８１間の電力線、またはＰＶ用ブレーカ８３および発電装置１０６間の電力線に接続されてもよい。

図３は、本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおけるＣＴセンサの測定位置等を詳細に示す図である。図３では、説明を簡単にするために、主幹ブレーカ８１およびＰＶ用ブレーカ８３は図示していない。

図３を参照して、分電盤１０２における分岐ブレーカ８２は、ブレーカ７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃを含む。なお、分電盤１０２は、少数またはさらに多数のブレーカを含む構成であってもよい。

負荷１２１Ａは、ブレーカ７１Ａを介して電力線９１および中性線９３に接続されており、たとえば１００Ｖの交流電圧を受ける。負荷１２１Ｂは、ブレーカ７１Ｂを介して電力線９２および中性線９３に接続されており、たとえば１００Ｖの交流電圧を受ける。負荷１２１Ｃは、ブレーカ７１Ｃを介して電力線９１および電力線９２に接続されており、たとえば２００Ｖの交流電圧を受ける。以下、負荷１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃの各々を負荷１２１と称する場合がある。

発電装置１０６は、電力線９１，９２および中性線９３と負荷１２１との接続点に対して電気的に電力系統の反対側に設けられている。

ＣＴセンサ１０１Ａは、上記接続点に対する電力系統側において、電力線９１および電力線９２を通して流れる電流を測定し、測定結果を示す信号を無線アダプタ１０３経由でサーバ１５１へ送信する。

ＣＴセンサ１０１Ｂは、電力系統側における電力線９２を通して流れる電流と、発電装置１０６側における電力線９２を通して流れる電流とを測定するとともに測定した各電流の位相を比較し、測定結果および比較結果を示す信号を無線アダプタ１０３経由でサーバ１５１へ送信する。

より詳細には、ＣＴセンサ１０１Ａは、測定位置ｍ１を通して流れる電流および測定位置ｍ２を通して流れる電流を測定する。測定位置ｍ１，ｍ２は、電力系統と分電盤１０２との間に設定される。具体的には、測定位置ｍ１は、分岐ブレーカ８２を介した電力線９１と負荷１２１Ａ，１２１Ｃとの接続点に対する電力系統側に設定される。測定位置ｍ２は、分岐ブレーカ８２を介した電力線９２と負荷１２１Ｂ，１２１Ｃとの接続点に対する電力系統側に設定される。

ＣＴセンサ１０１Ｃは、測定位置ｍ３を通して流れる電流および測定位置ｍ４を通して流れる電流を測定し、各電流の位相を比較する。測定位置ｍ３は、電力系統と分電盤１０２との間に設定され、測定位置ｍ４は、分電盤１０２と発電装置１０６との間に設定される。具体的には、測定位置ｍ３は、分岐ブレーカ８２を介した電力線９２と負荷１２１Ｂ，１２１Ｃとの接続点に対する電力系統側に設定される。測定位置ｍ４は、分岐ブレーカ８２を介した電力線９２と負荷１２１Ｂ，１２１Ｃとの接続点に対する発電装置１０６側に設定される。

ここで、電力測定システム２０１では、発電装置１０６には中性線９３が接続されておらず、また、電力線９１および電力線９２を通して交流電力が伝送されていることから、上記接続点に対する発電装置１０６側における電力線９１および電力線９２を通して流れる交流電流は同じ電流となる。

このため、上記接続点に対する発電装置１０６側における電力線９１および電力線９２を通して流れる電流は、１つの測定位置たとえばＣＴセンサ１０１Ｂによる測定位置ｍ４の電流測定結果から得ることができる。すなわち、電力測定システム２０１では、電力系統側の電流の位相と発電装置１０６側の電流の位相とを比較するＣＴセンサ１０１と、上記接続点に対する発電装置１０６側の電流を測定するＣＴセンサ１０１とを共用することが可能である。

図４は、本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおけるＣＴセンサの構成を示す図である。

図４を参照して、ＣＴセンサ１０１は、電流測定部１１，１２と、無線送信部１３と、位相比較部１４と、提示部１５と、電力算出部１６と、アンテナ１７とを備える。

電流測定部１１，１２は、対応の測定位置を通して流れる電流を測定し、測定結果を示す信号を電力算出部１６および位相比較部１４へ出力する。

電力算出部１６は、電流測定部１１，１２から受けた信号に基づいて、各測定位置を通して流れる電流から電力を算出し、算出結果を示す信号を無線送信部１３へ出力する。

位相比較部１４は、電流測定部１１，１２から受けた信号に基づいて、電流測定部１１，１２によって測定された電流の位相を比較し、比較結果を示す信号を無線送信部１３および提示部１５へ出力する。

無線送信部１３は、電流測定部１１，１２の測定結果および位相比較部１４の比較結果を示す信号を、サーバ１５１へ送信する。具体的には、無線送信部１３は、電力算出部１６から受けた信号および位相比較部１４から受けた信号を無線信号に変換し、アンテナ１７経由で無線アダプタ１０３へ送信する。

提示部１５は、位相比較部１４による比較結果に基づく情報を提示する。具体的には、提示部１５は、たとえばＬＥＤを含み、位相比較部１４による比較結果に応じてＬＥＤを点灯または消灯する。なお、提示部１５は、たとえば、無線送信部１３経由で電力情報表示端末１０５へ比較結果を示す情報を送信し、電力情報表示端末１０５において当該情報のユーザへの提示を行なう構成であってもよい。また、提示部１５は、さらにボタンを含み、ユーザが当該ボタンを押した場合に一定時間上記ＬＥＤの点灯および消灯、あるいは電力情報表示端末１０５への情報送信を行なう構成であってもよい。

なお、ＣＴセンサ１０１は、電力算出部１６を備えず、電流測定部１１，１２による電流の測定結果を無線アダプタ１０３へ送信する構成であってもよい。

また、ＣＴセンサ１０１Ａは、位相比較部１４および提示部１５を備えない構成とすることも可能である。

サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１Ｂの比較結果に基づいて、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われているか否かを判定し、この判定結果、ＣＴセンサ１０１Ａの測定結果およびＣＴセンサ１０１Ｂの測定結果に基づいて、宅内における負荷１２１の消費電力を算出する。

図５は、本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおける買電状態における消費電力量の算出方法の一例を示す図である。

図５を参照して、買電状態、すなわち太陽電池１１２の発電電力が足りず、電力系統から電力線９１，９２および中性線９３を介して宅内に電力が供給されている状態では、電力系統から電力線９１経由で負荷１２１Ａ，１２１Ｃに電流Ｉｍ１が供給され、電力系統から電力線９２経由で負荷１２１Ｂ，１２１Ｃに電流Ｉｍ２が供給される。また、発電装置１０６から電力線９１経由で負荷１２１Ａ，１２１Ｃに電流Ｉｐ１が供給され、発電装置１０６から電力線９２経由で負荷１２１Ｂ，１２１Ｃに電流Ｉｐ２が供給される。なお、前述のように、発電装置１０６には中性線９３が接続されていないことから、電流Ｉｐ１および電流Ｉｐ２の大きさは同じになる。

この場合、ＣＴセンサ１０１Ｂは、電流Ｉｍ１の位相および電流Ｉｐ１の位相の関係が逆位相であると判断し、逆位相である旨を比較結果としてサーバ１５１へ送信する。

サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１Ｂから受信した電流位相の比較結果から、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われていないと判定する。この場合、サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１Ａによって測定された電流およびＣＴセンサ１０１Ｂによって測定された電流の和に基づく消費電力を算出する。

具体的には、サーバ１５１は、宅内におけるＬ１相の消費電力量を、電流Ｉｐ１および電流Ｉｍ１の和に基づいて算出する。また、サーバ１５１は、宅内におけるＬ２相の消費電力量を、電流Ｉｐ２および電流Ｉｍ２の和に基づいて算出する。そして、サーバ１５１は、宅内におけるＬ１相の消費電力量およびＬ２相の消費電力量の和を、宅内における総消費電力量として算出する。

図６は、本発明の実施の形態に係る電力測定システムにおける売電状態における消費電力量の算出方法の他の例を示す図である。

図６を参照して、売電状態、すなわち太陽電池１１２の発電量が大きく、発電装置１０６から電力線９１，９２および中性線９３を介して電力系統に電力が供給されている状態では、発電装置１０６から電力線９１経由で電力系統に電流Ｉｐ１の分流電流Ｉｍ１が供給され、かつ負荷１２１Ａ，１２１Ｃに電流Ｉｐ１の分流電流（Ｉｐ１−Ｉｍ１）が供給される。また、発電装置１０６から電力線９２経由で電力系統に電流Ｉｐ２の分流電流Ｉｍ２が供給され、かつ負荷１２１Ｂ，１２１Ｃに電流Ｉｐ２の分流電流（Ｉｐ２−Ｉｍ２）が供給される。なお、前述のように、発電装置１０６には中性線９３が接続されていないことから、電流Ｉｐ１および電流Ｉｐ２の大きさは同じになる。

この場合、ＣＴセンサ１０１Ｂは、電流Ｉｍ１の位相および電流Ｉｐ１の位相の関係が同位相であると判断し、同位相である旨を比較結果としてサーバ１５１へ送信する。

サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１Ｂから受信した電流位相の比較結果から、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われていると判定する。この場合、サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１Ｂによって測定された電流からＣＴセンサ１０１Ａによって測定された電流を差し引いた値に基づく消費電力を算出する。

具体的には、サーバ１５１は、宅内におけるＬ１相の消費電力量を、電流Ｉｐ１から電流Ｉｍ１を差し引いた値に基づいて算出する。また、サーバ１５１は、宅内におけるＬ２相の消費電力量を、電流Ｉｐ２から電流Ｉｍ２を差し引いた値に基づいて算出する。そして、サーバ１５１は、宅内におけるＬ１相の消費電力量およびＬ２相の消費電力量の和を、宅内における総消費電力量として算出する。

なお、ＣＴセンサ１０１Ｂは、電力系統側における電力線９１を通して流れる電流の位相と、発電装置１０６側における電力線９１を通して流れる電流の位相とを比較し、比較結果を示す信号をサーバ１５１へ送信する構成であってもよい。

この場合、サーバ１５１は、上記と同様に、ＣＴセンサ１０１Ｂから受信した電流位相の比較結果が同位相を示すとき、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われていると判定する。一方、サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１Ｂから受信した電流位相の比較結果が逆位相を示すとき、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われていないと判定する。

また、ＣＴセンサ１０１Ｂは、電力系統側における電力線９１を通して流れる電流の位相と、発電装置１０６側における電力線９２を通して流れる電流の位相とを比較し、比較結果を示す信号をサーバ１５１へ送信する構成であってもよい。あるいは、ＣＴセンサ１０１Ｂは、電力系統側における電力線９２を通して流れる電流の位相と、発電装置１０６側における電力線９１を通して流れる電流の位相とを比較し、比較結果を示す信号をサーバ１５１へ送信する構成であってもよい。

この場合、サーバ１５１は、上記とは逆に、ＣＴセンサ１０１Ｂから受信した電流位相の比較結果が逆位相を示すとき、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われていると判定する。一方、サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１Ｂから受信した電流位相の比較結果が同位相を示すとき、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われていないと判定する。

図７は、本発明の実施の形態に係る電力測定システムのサーバにおける測定位置テーブルの一例を示す図である。

図７を参照して、サーバ１５１において、図１に示す記憶部１６１は、識別情報と測定位置との対応関係を示す情報である測定位置テーブルを記憶する。

具体的には、測定位置テーブル６１において、ＩＤ１に測定位置ｍ１，ｍ２が対応しており、ＩＤ２に測定位置ｍ３，ｍ４が対応している。

ＣＴセンサ１０１における無線送信部１３は、電流の測定結果および位相の比較結果に加えて、自己のＣＴセンサ１０１のＩＤを無線信号に含めて送信する。

サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１ＡおよびＣＴセンサ１０１Ｂからの測定結果または比較結果を含む信号に含まれるＩＤに基づいて、信号に含まれる測定結果または比較結果が得られた測定位置を判別し、判別した測定位置に基づいて図５および図６で説明したような方法で消費電力を算出する。

ところで、たとえば太陽電池が設置された家庭における消費電力量を測定するためには、余剰電力が電力系統に供給されている売電状態なのか、あるいは発電電力が足りず、電力系統から家庭に電力が供給されている買電状態なのかを判定する必要がある。このような判定を行なうために、家庭における電流および電圧の両方を分電盤等において測定する方法が考えられる。しかしながら、このような測定をユーザが行なうことは困難であり、また、測定および測定器の設置を行なえる者が有資格者に制限されている場合が多く、高コストである。

これに対して、本発明の実施の形態に係る電力測定システムでは、ＣＴセンサ１０１Ａは、電力線９１，９２および中性線９３と負荷１２１との接続点に対する電力系統側において、電力線９１および電力線９２を通して流れる電流を測定し、測定結果を示す信号をサーバ１５１へ送信する。そして、ＣＴセンサ１０１Ｂは、電力系統側における電力線９１および電力線９２の一方を通して流れる電流と、発電装置１０６側における電力線９１および電力線９２の一方を通して流れる電流とを測定するとともに測定した各電流を比較し、測定結果および比較結果を示す信号をサーバ１５１へ送信する。

このような構成により、宅内における各電流、ならびに電力系統および発電装置１０６間の電流の向きを容易に測定することができる。

また、電力系統側の電流の位相と発電装置１０６側の電流の位相とを比較するＣＴセンサ１０１と、上記接続点に対する発電装置１０６側の電流を測定するＣＴセンサ１０１とを共用することができ、システム構成の簡易化を図ることができる。

また、１台のＣＴセンサ１０１Ｂを用いて電流位相を比較する構成により、たとえばＣＴセンサ間で電流測定タイミングについて同期をとるための回路および配線が不要となり、機器およびシステム構成の簡易化を図ることができる。

また、宅内における電流および電流の向きを測定するために、たとえばＣＴセンサ１０１より多くの電流センサを備える測定装置を用いる方法では、太陽電池を未導入の家庭は相当数存在するところ、太陽電池の導入家庭および未導入家庭で別個の装置を開発する必要があり、製造コストが増大してしまう。これに対して、上記のように２つの電流センサを備えるＣＴセンサ１０１を２つ用いる構成により、太陽電池の導入家庭用および未導入家庭用として共通の装置を開発すればよくなり、製造コストを低減することができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る電力測定システムでは、電力系統への電力供給が可能な宅内において、低コストで消費電力量を測定することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力測定システムでは、サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１Ｂの比較結果に基づいて、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われているか否かを判定し、この判定結果、ＣＴセンサ１０１Ａの測定結果およびＣＴセンサ１０１Ｂの測定結果に基づいて、宅内における負荷１２１の消費電力を算出する。

このような構成により、ＣＴセンサ１０１Ｂによる電流位相の比較結果を用いて買電状態および売電状態を判定し、宅内における消費電力量を正しく算出することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力測定システムでは、サーバ１５１は、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われていると判定した場合、ＣＴセンサ１０１Ｂによって測定された電流からＣＴセンサ１０１Ａによって測定された電流を差し引いた値に基づく消費電力を算出する。また、サーバ１５１は、発電装置１０６から電力系統への電力供給が行われていないと判定した場合、ＣＴセンサ１０１Ａによって測定された電流およびＣＴセンサ１０１Ｂによって測定された電流の和に基づく消費電力を算出する。

このような構成により、ＣＴセンサ１０１Ｂによる電流位相の比較結果に応じた適切な計算方法で、宅内における消費電力量を正しく算出することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力測定システムでは、サーバ１５１は、ＣＴセンサ１０１ＡおよびＣＴセンサ１０１Ｂからの測定結果または比較結果を含む信号に含まれる識別情報に基づいて、信号に含まれる測定結果または比較結果が得られた測定位置を判別し、判別した測定位置に基づいて消費電力を算出する。

このような構成により、各ＣＴセンサ１０１から受信する電流の測定結果および電流位相の比較結果に対応する測定位置を特定することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力測定システムでは、サーバ１５１は、識別情報と測定位置との対応関係を示す情報を記憶するための記憶部１６１を備える。

このような構成により、ＣＴセンサ１０１から受信する電流の測定結果および電流位相の比較結果と測定位置との対応関係を簡易な構成で取得することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力測定システムでは、ＣＴセンサ１０１Ｂにおける提示部１５は、比較結果に基づく情報を提示する。

このような構成により、現在、買電状態であるか売電状態であるかをユーザが容易に把握することができるため、ユーザの利便性を向上させることができる。

また、本発明の実施の形態に係るＣＴセンサでは、位相比較部１４は、電流測定部１１，１２によって測定された電流の位相を比較する。そして、無線送信部１３は、電流測定部１１，１２の測定結果および位相比較部１４の比較結果を示す信号を、サーバ１５１へ送信する。

このような構成により、宅内における各電流、ならびに電力系統および発電装置１０６間の電流の向きを容易に測定することができる。

また、１つのＣＴセンサによって電流位相を比較することができるため、たとえばＣＴセンサ間で電流測定タイミングについて同期をとるための回路および配線が不要となり、機器およびシステム構成の簡易化を図ることができる。

また、宅内における電流および電流の向きを測定するために、たとえばＣＴセンサ１０１より多くの電流センサを備える測定装置を用いる方法では、太陽電池を未導入の家庭は相当数存在するところ、太陽電池の導入家庭および未導入家庭で別個の装置を開発する必要があり、製造コストが増大してしまう。これに対して、上記のように２つの電流センサを備えるＣＴセンサ１０１を用いる構成により、太陽電池の導入家庭用および未導入家庭用として共通の装置を開発すればよくなり、製造コストを低減することができる。

したがって、本発明の実施の形態に係るＣＴセンサでは、電力系統への電力供給が可能な宅内において、低コストで消費電力量を測定することができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１，１２ 電流測定部
１３ 無線送信部
１４ 位相比較部
１５ 提示部
１６ 電力算出部
１７ アンテナ
７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ ブレーカ
８１ 主幹ブレーカ
８２ 分岐ブレーカ
８３ ＰＶ用ブレーカ
９１，９２ 電力線
９３ 中性線
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ ＣＴセンサ（電力測定用子機）
１０２ 分電盤
１０３ 無線アダプタ
１０４ ホームゲートウェイ
１０５ 電力情報表示端末
１０６ 発電装置
１１１ ＰＣＳ
１１２ 太陽電池
１２１ 電気機器（負荷）
１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ 負荷
１５１ サーバ（電力情報処理装置）
１６１ 記憶部
２０１ 電力測定システム
３０１ インターネット

Claims (8)

1. 電力系統に接続された第１の電力線、第２の電力線および中性線、ならびに前記電力系統への発電電力の供給が可能な発電装置が設けられた宅内において、負荷の消費電力を測定するための電力測定システムであって、
   前記発電装置は、前記第１の電力線および前記第２の電力線に接続され、かつ前記第１の電力線、前記第２の電力線および前記中性線と負荷との接続点に対して電気的に前記電力系統の反対側に設けられ、
   前記接続点に対する前記電力系統側において、前記第１の電力線および前記第２の電力線を通して流れる電流を測定し、測定結果を示す信号を電力情報処理装置へ送信するための第１の電力測定用子機と、
   前記接続点に対する前記電力系統側における前記第１の電力線および前記第２の電力線の一方を通して流れる電流と、前記接続点に対する前記発電装置側における前記第１の電力線および前記第２の電力線の一方を通して流れる電流とを測定するとともに測定した各前記電流の位相を比較し、測定結果および比較結果を示す信号を前記電力情報処理装置へ送信するための第２の電力測定用子機とを備える、電力測定システム。
2. 前記電力測定システムは、さらに、前記電力情報処理装置を備え、
   前記電力情報処理装置は、前記第２の電力測定用子機の比較結果に基づいて、前記発電装置から前記電力系統への電力供給が行われているか否かを判定し、判定結果、前記第１の電力測定用子機の測定結果および前記第２の電力測定用子機の測定結果に基づいて前記消費電力を算出する、請求項１に記載の電力測定システム。
3. 前記電力情報処理装置は、前記発電装置から前記電力系統への電力供給が行われていると判定した場合、前記第２の電力測定用子機によって測定された電流から前記第１の電力測定用子機によって測定された電流を差し引いた値に基づく前記消費電力を算出し、
   前記電力情報処理装置は、前記発電装置から前記電力系統への電力供給が行われていないと判定した場合、前記第１の電力測定用子機によって測定された電流および前記第２の電力測定用子機によって測定された電流の和に基づく前記消費電力を算出する、請求項２に記載の電力測定システム。
4. 前記電力測定システムは、さらに、前記電力情報処理装置を備え、
   前記電力情報処理装置は、前記第１の電力測定用子機および前記第２の電力測定用子機からの前記測定結果または前記比較結果を含む前記信号に含まれる識別情報に基づいて、前記信号に含まれる前記測定結果または前記比較結果が得られた測定位置を判別し、判別した測定位置に基づいて前記消費電力を算出する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力測定システム。
5. 前記電力情報処理装置は、
   前記識別情報と前記測定位置との対応関係を示す情報を記憶するための記憶部を含む、請求項４に記載の電力測定システム。
6. 前記第２の電力測定用子機は、
   前記比較結果に基づく情報を提示するための提示部を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力測定システム。
7. 請求項１に記載の電力測定システムに用いられる電力測定用子機であって、
   ２つの電流測定部と、
   各前記電流測定部によって測定された電流の位相を比較するための位相比較部と、
   前記各電流測定部の測定結果および前記位相比較部の比較結果を示す信号を、電力情報処理装置へ送信するための送信部とを備える、電力測定用子機。
8. 電力系統に接続された第１の電力線、第２の電力線および中性線、ならびに前記電力系統への発電電力の供給が可能な発電装置が設けられた宅内において、負荷の消費電力を測定する電力測定方法であって、
   前記発電装置は、前記第１の電力線および前記第２の電力線に接続され、かつ前記第１の電力線、前記第２の電力線および前記中性線と負荷との接続点に対して電気的に前記電力系統の反対側に設けられ、
   第１の電力測定用子機が、前記接続点に対する前記電力系統側において、前記第１の電力線および前記第２の電力線を通して流れる電流を測定し、測定結果を示す信号を電力情報処理装置へ送信するステップと、
   第２の電力測定用子機が、前記接続点に対する前記電力系統側における前記第１の電力線および前記第２の電力線の一方を通して流れる電流と、前記接続点に対する前記発電装置側における前記第１の電力線および前記第２の電力線の一方を通して流れる電流とを測定するとともに測定した各前記電流の位相を比較し、測定結果および比較結果を示す信号を前記電力情報処理装置へ送信するステップとを含む、電力測定方法。

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