JP2015078937A - Correcting accumulated power in utility meters - Google Patents

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Kirk Fahrenbruch John
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide methods and systems for detecting and correcting accumulated power in utility meters.SOLUTION: A system includes a utility meter. The utility meter includes: a first sensor configured to detect an amount used, an amount generated, or a combination thereof of electric power; and a power detection and correction system configured to detect and correct an error in a measurement of an electrical voltage, an electrical current, or a combination thereof from the first sensor. The power detection and correction system includes a processor configured to execute a program stored in a memory of the utility meter.

Description

本発明は一般に検出および補正に関し、より詳細には、ユーティリティメータの積算電力を検出し補正するための方法およびシステムに関する。   The present invention relates generally to detection and correction, and more particularly to a method and system for detecting and correcting utility meter integrated power.

スマートグリッドなどのインフラストラクチャは、センサーを備えた多様なシステムおよび構成部品を含む。スマートグリッドの例では、システムは発電システム、送電システム、メータ、デジタル通信システム、制御システム、およびそれらの関連構成部品を含むことができる。ある種のメータは様々なセンサーを含む。残念なことに、メータは不正確な電力使用量および発電量を記録する可能性がある。   Infrastructures such as smart grids include various systems and components with sensors. In the smart grid example, the system may include a power generation system, a power transmission system, a meter, a digital communication system, a control system, and their associated components. Some meters include various sensors. Unfortunately, the meter can record inaccurate power usage and power generation.

米国特許第7541800号公報US Pat. No. 7,541,800

当初にクレームされた発明と範囲が等しいある実施形態の概要を以下で述べる。これらの実施形態はクレームされた発明の範囲を制限するものではなく、これらの実施形態は本発明の可能な形態の概要を提供するためのものに過ぎない。実際、本発明は、以下に記載する実施形態と同様のまたは異なることができる多様な形態を包含することができる。   An overview of certain embodiments having the same scope as the originally claimed invention is set forth below. These embodiments do not limit the scope of the claimed invention, and these embodiments are merely intended to provide an overview of possible forms of the invention. Indeed, the invention may encompass a variety of forms that may be similar to or different from the embodiments set forth below.

一実施形態では、システムはユーティリティメータを含む。ユーティリティメータは、電力の使用量、発電量またはそれらの組み合わせを検出するように構成された第1のセンサーと、第1のセンサーから電圧、電流の測定値またはそれらの組み合わせの誤差を検出し補正するように構成された電力検出および補正システムを含む。電力検出および補正システムは、ユーティリティメータのメモリに保存されたプログラムを実行するように構成されたプロセッサを含む。   In one embodiment, the system includes a utility meter. The utility meter detects and corrects a first sensor configured to detect power usage, power generation, or a combination thereof, and errors in voltage, current measurements or combinations thereof from the first sensor. A power detection and correction system configured to: The power detection and correction system includes a processor configured to execute a program stored in the memory of the utility meter.

第2の実施形態では、システムは、電圧を測定し、電流を測定し、ある時間間隔にわたって測定された電圧および測定された電流を使用して電力を算出するように構成された、電力検出および補正命令を含む、有形の機械読取り可能媒体を含む。電力検出および補正命令は、算出された電力が時間間隔にわたって送られているかどうかを判断し、算出された電力が時間間隔にわたって送られている場合、算出された電力をユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算に加算するように構成されている。電力検出および補正命令は、算出された電力が時間間隔にわたって受け取られているかどうかを判断し、算出された電力が時間間隔にわたって受け取られている場合、算出された電力をユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算から減算するように構成されている。   In a second embodiment, the system measures power, measures current, and uses power detection and power measurement configured to calculate power using the measured voltage and the measured current over a time interval. Includes a tangible machine readable medium containing correction instructions. The power detection and correction instructions determine whether the calculated power is being sent over a time interval, and if the calculated power is being sent over a time interval, the calculated power is the power received by the utility meter. It is comprised so that it may add to the total integration. The power detection and correction instructions determine whether the calculated power is received over a time interval, and if the calculated power is received over a time interval, the calculated power is the power received by the utility meter It is comprised so that it may subtract from total sum total.

第3の実施形態では、方法は、ユーティリティメータのセンサーから、電圧、電流の測定値、またはそれらの組み合わせに関連する誤差を検出することを含む。センサーは、エンドユーザによって使用された電力使用量、エンドユーザによって発電された発電量、またはそれらの組み合わせの表示を提供するように構成されている。   In a third embodiment, the method includes detecting errors associated with voltage, current measurements, or combinations thereof from utility meter sensors. The sensor is configured to provide an indication of power usage used by the end user, power generation generated by the end user, or a combination thereof.

本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の詳細な説明を、図面を通して同様の参照符号は同様の部品を表す添付の図面と併せて読めば、より良く理解されるであろう。   These and other features, aspects and advantages of the present invention will become better understood when the following detailed description is read in conjunction with the accompanying drawings in which like reference characters represent like parts throughout the drawings, wherein: .

インテリジェント発電、送電および配電インフラストラクチャ(例えば、スマートグリッドインフラストラクチャ)システムの実施形態のブロック図である。1 is a block diagram of an embodiment of an intelligent power generation, power transmission and distribution infrastructure (eg, smart grid infrastructure) system. 図1のシステムに含まれる電力検出および補正メータシステムの実施形態の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of a power detection and correction meter system included in the system of FIG. 実施形態による図2の電力検出および補正メータシステムの電圧、電流および電力出力の図である。FIG. 3 is a diagram of voltage, current and power output of the power detection and correction meter system of FIG. 2 according to an embodiment. 実施形態による図2の電力検出および補正メータシステムの電圧、電流、電圧と電流とのゼロ交差のシフトおよび電力出力の図である。FIG. 3 is a diagram of voltage, current, zero-crossing shift between voltage and current, and power output of the power detection and correction meter system of FIG. 図2の電力検出および補正メータシステムにおける電力の積算を検出し補正するのに適したプロセスの実施形態のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of an embodiment of a process suitable for detecting and correcting power accumulation in the power detection and correction meter system of FIG.

本発明の1つまたは複数の特定の実施形態を以下で説明する。これらの実施形態の詳細な説明を提供するために、実際の実装のすべての特徴が本明細書で説明されるとは限らない。そのような実際の実装の開発では、あらゆる技術または設計プロジェクトと同様に、実装固有の多くの判断は、実装ごとに異なり得る、システム関連および事業関連の制約の遵守など、開発者固有の目的を達成するためになされなければならないことを理解されたい。さらに、そのような開発努力は複雑で時間がかかることがあるが、本開示の利益を有する当業者にとっては、設計、製作および製造の日常的な作業となることを理解されたい。   One or more specific embodiments of the present invention are described below. In an effort to provide a detailed description of these embodiments, not all features of an actual implementation are described herein. In the development of such an actual implementation, as with any technology or design project, many implementation-specific decisions have developer-specific objectives such as compliance with system-related and business-related constraints that can vary from implementation to implementation. It should be understood that it must be done to achieve. Further, although such development efforts can be complex and time consuming, it should be understood that those skilled in the art having the benefit of this disclosure will be routine tasks of design, fabrication and manufacture.

本発明の様々な実施形態の要素を紹介するとき、冠詞である「a」、「an」、「the」および「said」は、1つまたは複数の要素が存在することを意味するものである。「備える」、「含む」および「有する」という用語は、包括的であり、列挙された要素以外のさらなる要素が存在する可能性があることを意味するものである。   When introducing elements of various embodiments of the present invention, the articles “a”, “an”, “the”, and “said” mean that one or more elements are present. . The terms “comprising”, “including” and “having” are inclusive and mean that there may be additional elements other than the listed elements.

電気スマートグリッドなどのある種のインフラストラクチャは、様々な相互接続されたシステムおよび構成部品を含むことができる。例えば、スマートグリッドは、発電システム、送配電システム、計量システム、デジタル通信システム、制御システム、およびそれらの関連構成部品を含むことができる。スマートメータは、水道、電気、ガスなどのユーティリティの消費に関連する多くの機能を含む。例えば、スマートメータは、電気事業者などのユーティリティ事業者が、消費者のユーティリティの使用を遠隔監視できるようにする。スマートメータは、消費者が使用しまたは発電する電力量を検出し測定するように、多くのセンサーを含むこともできる。しかし、交流電流(AC)信号がAC信号の直流電流(DC)成分によってオフセットされている場合、消費および/または発電された電力のシフトまたは変形は、センサーの物理的反応によって明らかになろう。結果として、電力使用量または発電量の不正確な積算がなされることがある。例えば、消費者は使用した電力の正確な総計についてユーティリティから請求されないことがあり、同様に、消費者は発電した電力の正確な総計についてユーティリティによって貸方記入がされないことがある。   Certain infrastructures, such as electrical smart grids, can include a variety of interconnected systems and components. For example, a smart grid can include a power generation system, a power transmission and distribution system, a metering system, a digital communication system, a control system, and their associated components. Smart meters include many functions related to the consumption of utilities such as water, electricity and gas. For example, smart meters allow utility operators, such as electric utilities, to remotely monitor consumer utility usage. Smart meters can also include a number of sensors to detect and measure the amount of power used or generated by the consumer. However, if the alternating current (AC) signal is offset by the direct current (DC) component of the AC signal, the shift or deformation of the consumed and / or generated power will be manifested by the physical response of the sensor. As a result, inaccurate integration of power consumption or power generation may occur. For example, the consumer may not be charged by the utility for the exact amount of power used, and similarly, the consumer may not be credited by the utility for the exact amount of power generated.

本実施形態は、スマートメータによって測定され記録された電力の積算の検出および補正を含む。所与の時間間隔にわたって消費者または他のロードに送られ、または受け取られた電力の絶対値を検出し、記録し、算出し、電力の総積算を合計することによって、本明細書で説明されるシステムおよび方法は、スマートメータが、ある時間間隔にわたって使用されまたは発電された電力を正の値として算出し測定し、消費者または他のロードに送られ、または受け取られた電力の正確な積算を得ること確かにすることができる。さらに理解されるように、本明細書で説明される技術は、ハードウェア構成部品を追加(または除去)することなく、既存のスマートメータに組み込むことができる。   This embodiment includes detection and correction of power integration measured and recorded by a smart meter. Described herein by detecting, recording and calculating the absolute value of power sent to or received by a consumer or other load over a given time interval and summing the total total power. The system and method allows a smart meter to calculate and measure the power used or generated over a time interval as a positive value and to accurately accumulate the power sent to or received by consumers or other loads. You can be sure to get. As will be further appreciated, the techniques described herein can be incorporated into existing smart meters without adding (or removing) hardware components.

上記を考慮すると、図1に示す例示的なスマートグリッドシステム10などのインフラストラクチャの実施形態を説明することが有用となり得る。図示するように、スマートグリッドシステム10は1つまたは複数のユーティリティ12を含むことができる。ユーティリティ12は、スマートグリッドシステム10の監視作業を行うことができる。例えば、ユーティリティ制御センター14は、1つまたは複数の発電所16および交流発電所18によって生産された電力を監視し指示することができる。発電所16は、ガス、石炭、バイオマス、および燃料のためのその他の炭素生成物を使用する発電所などの従来の発電所を含むことができる。交流発電所18は、太陽光、風力、水力、地熱、および電気を生産する他の代替的な電力発生源(例えば、再生可能エネルギー)を使用する発電所などの発電所を含むことができる。他のインフラストラクチャ構成部品は、水力発電プラント20および地熱発電プラント22を含むことができる。例えば、水力発電プラント20は水力発電を提供することができ、地熱発電プラント22は地熱発電を提供することができる。   In view of the above, it may be useful to describe an infrastructure embodiment such as the exemplary smart grid system 10 shown in FIG. As shown, the smart grid system 10 can include one or more utilities 12. The utility 12 can perform a monitoring operation of the smart grid system 10. For example, the utility control center 14 can monitor and direct the power produced by one or more power plants 16 and AC power plants 18. The power plant 16 may include a conventional power plant such as a power plant that uses gas, coal, biomass, and other carbon products for fuel. The AC power plant 18 may include a power plant, such as a power plant that uses solar, wind, hydropower, geothermal, and other alternative power generation sources (eg, renewable energy) that produce electricity. Other infrastructure components can include a hydroelectric power plant 20 and a geothermal power plant 22. For example, the hydroelectric power plant 20 can provide hydroelectric power generation, and the geothermal power plant 22 can provide geothermal power generation.

発電所16、18、20および22によって発電された電力は、送電網24を通して送ることができる。送電網24は、1つまたは複数の市町村、州または国など、広範な1つまたは複数の地域をカバーすることができる。送電網24は、単相交流電流(AC)システムとすることもできるが、最も一般的には三相AC電流システムとすることができる。図示するように、送電網24は、多様な構成の一連の架空電気導体を支持する一連の塔を含むことができる。例えば、超高電圧(EHV)導体を、三相のそれぞれに導体を有する3つの導体束に配置することができる。送電網24は、110キロボルト(kV)から765キロボルト(kV)の公称システム電圧をサポートすることができる。図示される実施形態では、送電網24は、配電変電所26と電気的に接続することができる。配電変電所26は、入ってくる電力の電圧を送電電圧(例えば、765kV、500kV、345kVまたは138kV)から一次(例えば、13.8kVまたは4160V)および二次(例えば、480V、230V、または120V)配電電圧へと変圧する変圧器を含むことができる。例えば、工業電力消費者(例えば、製造工場)は13.8kVの一次配電電圧を使用することができ、商業および住宅消費者に送られる電力は120Vから480Vの範囲の二次配電電圧とすることができる。   The power generated by the power plants 16, 18, 20 and 22 can be sent through the power grid 24. The power grid 24 may cover a wide range of one or more regions, such as one or more municipalities, states or countries. The power grid 24 can be a single phase alternating current (AC) system, but most commonly can be a three phase AC current system. As shown, the power grid 24 can include a series of towers that support a series of overhead electrical conductors of various configurations. For example, ultra high voltage (EHV) conductors can be placed in three conductor bundles with conductors in each of the three phases. The power grid 24 can support a nominal system voltage of 110 kilovolts (kV) to 765 kilovolts (kV). In the illustrated embodiment, the power grid 24 can be electrically connected to the distribution substation 26. Distribution substation 26 changes the voltage of incoming power from transmission voltage (eg, 765 kV, 500 kV, 345 kV or 138 kV) to primary (eg, 13.8 kV or 4160 V) and secondary (eg, 480 V, 230 V, or 120 V). A transformer can be included that transforms to the distribution voltage. For example, industrial power consumers (eg, manufacturing plants) can use a primary distribution voltage of 13.8 kV, and power delivered to commercial and residential consumers should be a secondary distribution voltage in the range of 120V to 480V. Can do.

また図1に示すように、送電網24および配電変電所26は、スマートグリッドシステム10の一部とすることができる。したがって、送電網24および配電変電所26は、発電機、開閉器、回路遮断器、重合器などのパワーエレクトロニクス機器を制御する様々なデジタルおよび自動化技術を含むことができる。送電網24および配電変電所26は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)および電気故障検出保護継電器などの様々な通信、監視および記録デバイスを含むこともできる。例えば、荒天時、配電変電所26の保護継電器は変電所の下流の電気故障を検出し、回路遮断器が故障を排除し、電力を復元するように操作することができる。ある実施形態では、送電網24および配電変電所26は、電力補正および検出計量システム30に対する電気負荷需要の変化などのデータを通信することもできる。   As shown in FIG. 1, the power transmission network 24 and the distribution substation 26 can be part of the smart grid system 10. Thus, the power grid 24 and distribution substation 26 can include a variety of digital and automated technologies that control power electronics equipment such as generators, switches, circuit breakers, and polymerizers. The power grid 24 and distribution substation 26 may also include various communication, monitoring and recording devices such as, for example, programmable logic controllers (PLCs) and electrical fault detection and protection relays. For example, during stormy weather, the protective relay of distribution substation 26 can detect an electrical fault downstream of the substation and the circuit breaker can be operated to eliminate the fault and restore power. In some embodiments, power grid 24 and distribution substation 26 may also communicate data such as changes in electrical load demand for power correction and detection metering system 30.

電力補正および検出計量システム30は、電気、水道および/またはガス使用量を測定し、収集し、分析するために使用される高度計量インフラストラクチャ(AMI)メータとすることができる。計量システム30は、送電網24および配電変電所26を含むスマートグリッド10の1つまたは複数の構成部品と通信可能に接続することができる。さらに、計量システム30は、商業施設32、住宅34およびユーティリティ制御センター14の間の双方向通信を可能にすることができ、消費者行動とユーティリティ消費量(例えば、電気、水道および/またはガス消費量)との間のリンクを提供する。例えば、計量システム30は、プリペイド携帯電話使用料と同様の方法で、プリペイドされた電気、水道および/またはガスを追跡し説明することができる。同様に、ユーティリティの消費者32および34は、例えば、低需要時間帯のより低い料金を利用して、ユーティリティ使用量を最適化することによって、より低いユーティリティ費用から利益を得ることができる。洗濯機/乾燥機、電気自動車充電器、および他のフレキシブルな電力消費製品は、低需要時間帯に動作するようにプログラムすることができ、それにより、公共料金がより低くなり、エネルギーの利用がよりバランスがとれたものになる。ある実施形態では、計量システム30は、例えば、ディスプレイ、プロセッサ、メモリデバイス、センサー、バスバー、導電ワイヤおよび電池などの電気および電子構成部品のシステムを含むことができる。計量システム30は、皮相電力(kVA)、有効電力(すなわち、ある時間間隔にわたって所与の負荷の抵抗成分で消費された総電力)(kW)および無効電力(すなわち、ある時間間隔にわたって所与の負荷の無効成分で消費された電力)(kVar)を電力と時間との積として測定し、監視し、保存し、表示することができることも理解されよう。例えば、電気ユーティリティは、請求のためにキロワット時間(kWh)あたりの使用量を消費者に報告することができる。計量システム30は、例えば、120VAC電源または電池電源を介して電力供給することもできる。計量システム30は、図2に関してより詳細に説明するが、計量システム30によって記録された電力の、不正確な記録された積算を検出し補正するために適したある種のシステムを含むことができる。例えば、負の電力は、より容易に検出し補正することができる。   The power correction and detection metering system 30 may be an advanced metering infrastructure (AMI) meter used to measure, collect and analyze electricity, water and / or gas usage. The metering system 30 can be communicatively connected to one or more components of the smart grid 10 including the power grid 24 and the distribution substation 26. In addition, the metering system 30 can enable two-way communication between the commercial facility 32, the residence 34, and the utility control center 14, and consumer behavior and utility consumption (eg, electricity, water and / or gas consumption). Provide a link between) For example, the metering system 30 can track and account for prepaid electricity, water and / or gas in a manner similar to prepaid cell phone usage. Similarly, utility consumers 32 and 34 can benefit from lower utility costs, for example, by optimizing utility usage by utilizing lower fees during low demand hours. Washers / dryers, electric vehicle chargers, and other flexible power consuming products can be programmed to operate during low demand hours, thereby lowering utility bills and energy usage. It will be more balanced. In certain embodiments, the metering system 30 can include systems of electrical and electronic components such as, for example, displays, processors, memory devices, sensors, bus bars, conductive wires and batteries. The metering system 30 is configured to provide apparent power (kVA), active power (ie, total power consumed by a resistive component of a given load over a time interval) (kW) and reactive power (ie, over a given time interval). It will also be appreciated that the power consumed by the reactive component of the load (kVar) can be measured, monitored, stored and displayed as the product of power and time. For example, an electrical utility can report usage per kilowatt hour (kWh) to consumers for billing. The metering system 30 can also be powered via, for example, a 120 VAC power source or a battery power source. The metering system 30 will be described in greater detail with respect to FIG. 2, but may include certain systems suitable for detecting and correcting inaccurate recorded sums of power recorded by the metering system 30. . For example, negative power can be detected and corrected more easily.

ここで図2を参照すると、図は電力検出計量システム30の実施形態の概略図である。計量システム30は、上記で説明したように、監視および通信機能をさらに含むことができる計量システム30に含まれ得る。計量システム30は、単相または多相システムとすることができる。図示するように、計量システム30は、記録された時間間隔またはリアルタイムで電気消費量および発電量を表示するように、電子基板44に通信可能に接続されたディスプレイ42を含むことができる。例えば、ディスプレイ42は、ワット時間またはキロワット時間(例えば、WhまたはkWh)の有効電力、バール時間またはキロバール時間(例えば、VarhまたはkVarh)の無効電力、アンペア(A)の電流、ボルト(V)の電圧、またはそれらのいくつかの組み合わせなどのパラメータを表示する液晶ディスプレイ(LCD)とすることができる。ディスプレイ42は、ユーティリティ12から消費者32、34へと送られる電力(例えば、皮相、有効および無効)、および消費者32、34によって発電されてグリッド24、26へと送られる電力を表示することもできる。例えば、消費者32、34は、電力を発電し配電変電所および配電網26へと伝送するように、分散型電源(DG)の資源(例えば、太陽光パネルまたは風力タービン)を相互接続することができる。   Reference is now made to FIG. 2, which is a schematic diagram of an embodiment of a power detection metering system 30. The metering system 30 may be included in the metering system 30 that may further include monitoring and communication functions, as described above. The metering system 30 can be a single phase or a multiphase system. As shown, the metering system 30 can include a display 42 that is communicatively connected to the electronic board 44 to display electricity consumption and power generation in recorded time intervals or in real time. For example, the display 42 may have active power in watt hours or kilowatt hours (eg, Wh or kWh), reactive power in bar hours or kilobar hours (eg, Varh or kVarh), current in amps (A), volts (V). It may be a liquid crystal display (LCD) that displays parameters such as voltage, or some combination thereof. Display 42 displays the power sent from utility 12 to consumers 32, 34 (eg, apparent, enabled and disabled), and the power generated by consumers 32, 34 and sent to grids 24, 26 You can also. For example, consumers 32, 34 interconnect distributed power source (DG) resources (eg, solar panels or wind turbines) to generate and transmit power to distribution substations and distribution network 26. Can do.

ある実施形態では、電子基板44はさらに、プロセッサ46および/または現在開示されている技術を実施するための命令を実行するようにメモリ48と動作可能に接続することができる他のデータ処理および感知回路を含むことができる。これらの命令は、メモリ48および/または他の記憶装置など有形の非一時的なコンピュータ読取り可能媒体に保存されたプログラムまたはコードで符号化することができる。プロセッサ46は、汎用プロセッサ、システムオンチップ(SoC)デバイス、または何らかの他のプロセッサ構成とすることができる。電子基板44は、さらに、計測回路、アナログフロントエンド(AFE)回路、電圧基準回路、リアルタイムクロック、データ変換装置、および同様の電子回路およびアーキテクチャを含むことができる。実施形態では、電子基板44のプロセッサ46およびメモリ48は、バスバー58およびソース側およびロード側活線および中性線62、64、66および68の電流センサー60から受け取ったデータを処理し、記録し、保存することができる。例えば、電子基板44のプロセッサ46およびメモリ48は、時間間隔またはリアルタイムで、単相または多相電流(A)、電圧(V)をサンプリングし、皮相電力(例えば、VAまたはkVA)、有効電力(例えば、WまたはkW)、無効電力(例えば、VarまたはkVar)および力率データを計算し、または処理し、そのデータを消費者またはユーティリティに報告することができる。電子基板44のプロセッサ46およびメモリ48は、多数の組み込まれたソフトウェアおよびファームウェアアプリケーションおよびシステムをサポートすることもできる。例えば、ある実施形態では、プロセッサ46およびメモリ48は、計測、エミュレータ、および感知スキームアプリケーションおよびシステムをサポートすることができる。電子基板44によってサポートされた計測回路およびアプリケーションは、非一時的な機械読取り可能媒体(例えば、メモリ48)に保存され、アナログまたはデジタル電流または電圧入力を読取り、解析し、使用または発電された電力の正確な積算を計量システム30が測定したかどうかを判断するために使用されるコードまたは命令を含むことができる。一実施形態では、命令は、電子基板44へとフラッシュ更新することができ(例えば、イーサネット(登録商標)ケーブル、近距離通信(NFC)および同様の有線および/または無線通信方法によって送信される)、計量システム30が追加のハードウェア構成部品を必要としないようになっている。   In certain embodiments, the electronic board 44 may further include a processor 46 and / or other data processing and sensing that can be operatively connected to the memory 48 to execute instructions for implementing the presently disclosed techniques. Circuitry can be included. These instructions may be encoded with a program or code stored in a tangible non-transitory computer readable medium such as memory 48 and / or other storage device. The processor 46 may be a general purpose processor, a system on chip (SoC) device, or some other processor configuration. The electronic board 44 can further include measurement circuits, analog front end (AFE) circuits, voltage reference circuits, real time clocks, data converters, and similar electronic circuits and architectures. In an embodiment, the processor 46 and memory 48 of the electronic board 44 process and record data received from the bus bar 58 and the current sensors 60 of the source and load side hot and neutral wires 62, 64, 66 and 68. Can be saved. For example, the processor 46 and memory 48 of the electronic board 44 may sample single phase or multiphase current (A), voltage (V), apparent power (eg, VA or kVA), active power (eg, time interval or real time). For example, W or kW), reactive power (eg, Var or kVar) and power factor data can be calculated or processed and the data reported to the consumer or utility. The processor 46 and memory 48 of the electronic board 44 may also support a number of embedded software and firmware applications and systems. For example, in certain embodiments, processor 46 and memory 48 may support instrumentation, emulator, and sensing scheme applications and systems. Measurement circuits and applications supported by the electronic board 44 are stored in non-transitory machine readable media (eg, memory 48), read and analyze analog or digital current or voltage inputs, and power used or generated May include code or instructions that are used to determine whether the metering system 30 has measured the exact amount of. In one embodiment, the instructions can be flash updated to the electronic board 44 (eg, transmitted by an Ethernet cable, near field communication (NFC) and similar wired and / or wireless communication methods). The metering system 30 does not require additional hardware components.

さらに、計量システム30の電子基板44は、プロセッサ46およびメモリ48と通信可能に接続されたセンサー入力ヘッダ50を含むこともできる。ある実施形態では、計量システム30は1つまたは複数の電流センサー60を含むこともできる。電流センサー60はバスバー58と電気的および/または通信可能に接続することができ、電流センサー60とバスバー58のそれぞれを基部56の内部に収容することができる。バスバー58は、配電変電所26を計量システム30を介してエンドユーザに接続するための伝導材料(例えば、銅、アルミニウム、または他の金属および金属合金)のバーまたはストリップとすることができる。   Further, the electronic board 44 of the metering system 30 may include a sensor input header 50 that is communicatively connected to the processor 46 and the memory 48. In certain embodiments, the metering system 30 can also include one or more current sensors 60. The current sensor 60 can be electrically and / or communicably connected to the bus bar 58, and each of the current sensor 60 and the bus bar 58 can be housed inside the base 56. The bus bar 58 may be a bar or strip of conductive material (eg, copper, aluminum, or other metals and metal alloys) for connecting the distribution substation 26 to the end user via the metering system 30.

ある実施形態では、電力センサー60は、電気的および/または通信可能に接続されたバスバー58を通って流れる、検出された電流に比例する信号(例えば、AC/DC電圧または電流)を出力する任意のデバイスとすることができる。例えば、計量システム30は120VAC住宅用電力メータとすることができる。電流センサー60は、例えば、停電、電気故障、負荷の変化による電流減少などの事象を検出するように、バスバー58を通って流れる電流を連続的に監視することができる。次いで、電流センサー60は、バスバー58を通って流れる検出された電流に比例する信号を電子基板44へと出力することができ、そこで電流データを消費者32、34またはユーティリティ12へと通信するように判断がなされる。電流センサー60は、一次および二次巻線を含むことができ、一次巻線を通って流れる負荷電流または線電流に比例する電流または電圧を二次巻線で生成することができる。したがって、一実施形態では、電流センサー60は、変流器(CT)とすることができる。そのような実施形態では、電流センサー60は磁心を含むことができ、電流センサー60の一次巻線は電源側活線および中性線62および64およびバスバー58と電気的および/または通信可能に接続することができ、二次巻線は電気リード54およびセンサー入力ヘッダ50を介して電子基板44と電気的および/または通信可能に接続することができる。例えば、電流センサー60は、一次巻線の数アンペア(A)から数キロアンペア(kA)の負荷電流を測定することができ、感知および処理のために数ミリアンペア(mA)から数百ミリアンペア(mA)の電流を二次巻線に生成することができる。別の実施形態では、電流センサー60は、電流センサー60の二次側の出力電圧を測定するために使用することができる、負荷抵抗器または他の抵抗成分(例えば、シャント抵抗器)を含むことができる。   In some embodiments, the power sensor 60 is optional to output a signal (eg, AC / DC voltage or current) that is proportional to the detected current flowing through the electrically and / or communicatively connected bus bar 58. Device. For example, the metering system 30 can be a 120 VAC residential power meter. The current sensor 60 can continuously monitor the current flowing through the bus bar 58 to detect events such as, for example, power outages, electrical failures, and current reduction due to load changes. The current sensor 60 can then output a signal proportional to the detected current flowing through the bus bar 58 to the electronic board 44 where the current data is communicated to the consumer 32, 34 or the utility 12. Judgment is made. The current sensor 60 can include primary and secondary windings and can generate a current or voltage at the secondary winding that is proportional to the load current or line current flowing through the primary winding. Thus, in one embodiment, the current sensor 60 can be a current transformer (CT). In such an embodiment, the current sensor 60 can include a magnetic core, and the primary winding of the current sensor 60 is in electrical and / or communication communication with the live and neutral wires 62 and 64 and the bus bar 58. The secondary winding can be electrically and / or communicably connected to the electronic board 44 via the electrical lead 54 and the sensor input header 50. For example, the current sensor 60 can measure load currents in the primary winding from a few amps (A) to a few kiloamps (kA) and for sensing and processing from a few milliamps (mA) to a few hundred milliamps (mA). ) Current can be generated in the secondary winding. In another embodiment, current sensor 60 includes a load resistor or other resistive component (eg, shunt resistor) that can be used to measure the output voltage on the secondary side of current sensor 60. Can do.

上記のように、電流センサー60は、第1の端部で電流センサー60と電気的に接続することができ、反対側端部でセンサー入力ヘッド50と電気的に接続することができる電気リード54を含むこともできる。電気リード54は、電力リード、中性または接地電気リード、データ送受信電気リード、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、電気リード54はリードの機能に対応して色分けすることができる。例えば、赤色および黒色はそれぞれ電力リードおよび中性リードに対応することができ、白色、青色または緑色は、例えば、データ伝送リードに対応することができる。リード54はさらに、電流センサー60が、バスバー58の測定されたAC電流に比例する信号(例えば、DC電圧)を電子基板44へと出力できるようにすることができる。   As described above, the current sensor 60 can be electrically connected to the current sensor 60 at the first end and the electrical lead 54 that can be electrically connected to the sensor input head 50 at the opposite end. Can also be included. The electrical leads 54 can include power leads, neutral or ground electrical leads, data transmit / receive electrical leads, or any combination thereof. In some embodiments, the electrical leads 54 can be color coded to correspond to the function of the leads. For example, red and black can correspond to power and neutral leads, respectively, and white, blue, or green can correspond to, for example, data transmission leads. The lead 54 may further enable the current sensor 60 to output a signal (eg, a DC voltage) to the electronic board 44 that is proportional to the measured AC current of the bus bar 58.

上記で説明したように、計量システム30は、センサー入力ヘッダ50を含むこともできる。ある実施形態では、センサー入力ヘッダ50は、一端で電気リード54を介して電流センサー60と電気的および/または通信可能に接続することができ、反対側端部で電子基板44と電気的および/または通信可能に接続することができる。入力ヘッダ50はアナログ入力、離散入力、デジタル入力またはそれらの何らかの組み合わせを含むことができる。ある実施形態では、センサー入力ヘッダ50は、計量システム30の電力積算検出および補正機構の一部として構成することができる。   As described above, the metering system 30 can also include a sensor input header 50. In certain embodiments, the sensor input header 50 can be electrically and / or communicatively connected to the current sensor 60 via an electrical lead 54 at one end and electrically and / or to the electronic board 44 at the opposite end. Or it can connect so that communication is possible. Input header 50 may include analog inputs, discrete inputs, digital inputs, or some combination thereof. In certain embodiments, the sensor input header 50 can be configured as part of the power integration detection and correction mechanism of the metering system 30.

ある実施形態では、計量システム30内部のプロセッサ46は、計量システム30によって測定された電力量を判断するために一連の計算を実行することができる。例えば、プロセッサ46は、バスバー58の公称電圧(例えば、120VAC)をサンプリングし、処理し、メモリ48内に保存することができ、公称電圧にバスバー58の検出されたAC電流のサンプリングされた値を掛けて電力の値を求めることができる。さらに、プロセッサ46は、例えば、単相または三相の瞬時(例えば、時間変化)または平均(例えば、平方根[RMS])電圧、電流、有効、無効および皮相電流、力率角(例えば、電圧と電流との間の角度)などを計算し測定することができる。上記で述べたように、電力(例えば、有効または無効)は、少なくとも公称線電圧または負荷電圧(例えば、VまたはkV)に、電流センサー60によって検出された線電流または負荷電流(例えば、AまたはkA)を掛けることによって、電力(例えば、W、kW、VarおよびkVar)を生成するように、算出することができる。   In certain embodiments, the processor 46 within the metering system 30 may perform a series of calculations to determine the amount of power measured by the metering system 30. For example, the processor 46 can sample, process, and store the nominal voltage (eg, 120 VAC) of the bus bar 58 in the memory 48, where the nominal voltage is a sampled value of the detected AC current of the bus bar 58. The power value can be obtained by multiplying. Further, the processor 46 may, for example, have single phase or three phase instantaneous (eg, time variation) or average (eg, square root [RMS]) voltage, current, valid, reactive and apparent current, power factor angle (eg, voltage and The angle between the current and the like can be calculated and measured. As stated above, power (eg, valid or invalid) is at least nominal line voltage or load voltage (eg, V or kV), line current or load current detected by current sensor 60 (eg, A or by multiplying by kA) to generate power (eg, W, kW, Var and kVar).

ある実施形態では、計量システム30のプロセッサ46によって測定され、またはサンプリングされた電圧および電流を、波形図として表示し、または分析することができる。図3に示すように、波形図は、正および負の値の大きさの範囲74および大きさがゼロの軸または正および負の値の両方の時間範囲76を含むことができる。特に、波形図は、図3に示すように、電圧出力78(例えば、電圧)、電流出力80(例えば、電流)および電力82(例えば、電力)を含むことができる。計量システム30によって測定された電圧出力78は一定のAC電圧とすることができる。例えば、上記で述べたように、計量システム30は住宅または商業電力メータとすることができ、その場合、電圧出力78はそれぞれ、一定の120VACまたは230VACとすることができる。同様に、電流出力80はAC電流とすることができる。しかし、電流出力80は、例えば商業施設32または住宅34など、接続された負荷需要に依存することがあるので、電流出力80は一定であっても一定でなくてもよい。以下でより詳細に説明するように、ある実施形態では、電流出力80は非対称電流とすることができ、電流出力80は瞬時AC電流(すなわち、対称または定常状態正弦波電流)成分およびDCオフセット(すなわち、指数関数的に減衰する電流)成分を含むことができる。   In certain embodiments, voltages and currents measured or sampled by the processor 46 of the metering system 30 can be displayed or analyzed as waveform diagrams. As shown in FIG. 3, the waveform diagram can include a positive and negative value magnitude range 74 and a zero magnitude axis or both positive and negative value time range 76. In particular, the waveform diagram can include a voltage output 78 (eg, voltage), a current output 80 (eg, current) and a power 82 (eg, power), as shown in FIG. The voltage output 78 measured by the metering system 30 can be a constant AC voltage. For example, as noted above, the metering system 30 can be a residential or commercial power meter, in which case the voltage output 78 can be a constant 120 VAC or 230 VAC, respectively. Similarly, the current output 80 can be an AC current. However, the current output 80 may or may not be constant because the current output 80 may depend on the connected load demand, such as a commercial facility 32 or a residence 34. As will be described in more detail below, in some embodiments, current output 80 may be an asymmetric current, and current output 80 may include instantaneous AC current (ie, symmetric or steady state sinusoidal current) components and DC offset ( That is, it can include an exponential decaying current component.

電力82(例えば、電力)は、電圧出力78と電流出力80との積である。例えば、電力82は、商業施設32または住宅34などの負荷へと供給される有効電力値(例えば、WhまたはkWh)とすることができる。したがって、電力82は、多くの場合、特に電圧出力78(例えば、電圧)および電流出力80(例えば、電流)が理論的に互いに同相であり、実質的に同じ時間にゼロ交差83で交差するとき、正の値の図を表すことができる。しかし、理解されるように、いくつかの実施形態では、DC電流の影響が進み、電流出力80を歪ませはじめることがあり、図4に電力82の点86に関して示すように、負の電力82(例えば、電圧出力78と電流出力80との積)となる。そのような場合、計量システム30は、不正確かつ不的確な電力の積算を測定することがあり、消費者電力使用量の誤った請求またはユーティリティによる消費者発電の誤った貸方記入につながる。したがって、図3の波形図は、電圧出力78(例えば、電圧)、電流出力80(例えば、電流)および電圧と電流との積としての電力82(例えば、電力)の論理的な図を表すことを理解されたい。   The power 82 (eg, power) is the product of the voltage output 78 and the current output 80. For example, the power 82 can be an active power value (eg, Wh or kWh) supplied to a load such as the commercial facility 32 or the house 34. Thus, power 82 is often the case when voltage output 78 (eg, voltage) and current output 80 (eg, current) are theoretically in phase with each other and cross at zero crossing 83 at substantially the same time. A positive value diagram can be represented. However, as will be appreciated, in some embodiments, the influence of the DC current may advance and begin to distort the current output 80, and negative power 82, as shown with respect to point 82 of power 82 in FIG. (For example, the product of the voltage output 78 and the current output 80). In such cases, the metering system 30 may measure inaccurate and inaccurate power accumulation, leading to incorrect billing of consumer power usage or incorrect crediting of consumer power generation by utilities. Thus, the waveform diagram of FIG. 3 represents a logical view of voltage output 78 (eg, voltage), current output 80 (eg, current) and power 82 (eg, power) as the product of voltage and current. I want you to understand.

より一般的には、電流出力80(例えば、電流)は、対称瞬時電流成分およびDCオフセット電流成分を含むことができる、非対称電流とすることができる。図4に示すように、電流出力80のDCオフセット電流成分の影響によって、電圧出力78と電流出力80との間のゼロ交差(例えば、図3のゼロ交差83)にシフト84が生じることがある。シフト84によって、さらに、電力82、または電圧出力78と電流出力80との積が、負の値を構成することがある。より詳細には、電流出力80へのDCの影響によって、電流出力80の歪みが生じ、それによりプロセッサ46が電力82の負の値を計算することがある。例えば、電力82(例えば、電力)の点86に関して図示するように、電力82は大きさ範囲74の負の範囲へと移動する。電力積算補正をしないと、計量システム30のプロセッサ46は、電圧出力78および電流出力80をサンプリングし合計する場合、点86までは電力82の正の値を計算し、または合計するが、次いでプロセッサ46は電力出力82の不正確な(例えば、負の)値を合計することがある。また、電力積算補正をしないと、これにより消費者が少なくともいくらかの電力を恐らく費用を払わずに消費することができ、または消費者が発電し得る場合には、発電され、例えば電力網24、26へと伝送される電力の料金が支払われないことがある。   More generally, the current output 80 (eg, current) can be an asymmetric current that can include a symmetric instantaneous current component and a DC offset current component. As shown in FIG. 4, due to the influence of the DC offset current component of current output 80, a shift 84 may occur at the zero crossing between voltage output 78 and current output 80 (eg, zero crossing 83 in FIG. 3). . Due to the shift 84, the power 82 or the product of the voltage output 78 and the current output 80 may also constitute a negative value. More specifically, the effect of DC on current output 80 may cause distortion of current output 80, which may cause processor 46 to calculate a negative value for power 82. For example, as illustrated with respect to point 82 for power 82 (eg, power), power 82 moves into the negative range of magnitude range 74. Without power integration correction, when the processor 46 of the metering system 30 samples and sums the voltage output 78 and the current output 80, it calculates or sums the positive value of the power 82 up to point 86, but then the processor. 46 may sum up inaccurate (eg, negative) values of power output 82. Also, without power integration correction, this allows the consumer to consume at least some power, possibly without cost, or if the consumer can generate power, it is generated, eg, the power grids 24, 26. You may not get paid for the power transmitted to

ここで図5を参照すると、図2に示す計量システム30の電力82の検出および補正に有用なプロセス100の実施形態を示すフローチャートが表されている。例示のために、プロセス100を図4および図5に関して説明する。プロセス100は、非一時的な機械読取り可能媒体(例えば、メモリ48)に保存され、例えばプロセッサ46によって実行されるコードまたは命令を含むことができる。計量システム30のプロセッサ46は、計量システム30によって記録された積算電力を常に監視し補正するように、図5に示すプロセス100を連続的または周期的に実施することができる。例えば、計量システム30のプロセッサ46は、通常動作条件(例えば、電力サービスが認可された通りに消費され、または発電される)において、プロセス100を周期的に実施することができるが、ユーティリティ12または消費者32、34により電力使用が制限されている時間帯においても、プロセス100を連続的または周期的に実施することができる。コードおよび/または命令はメモリ48へとフラッシュ更新されることができ、プロセッサ46によって実行することができ、本開示の技術を実施するために計量システム30が追加のハードウェア構成部品を必要としないようになっていることも理解されたい。   Referring now to FIG. 5, a flowchart illustrating an embodiment of a process 100 useful for detecting and correcting the power 82 of the metering system 30 shown in FIG. For illustration purposes, the process 100 will be described with respect to FIGS. Process 100 may include code or instructions stored in a non-transitory machine readable medium (eg, memory 48) and executed by processor 46, for example. The processor 46 of the metering system 30 may perform the process 100 shown in FIG. 5 continuously or periodically so as to constantly monitor and correct the accumulated power recorded by the metering system 30. For example, the processor 46 of the metering system 30 may perform the process 100 periodically under normal operating conditions (eg, power service is consumed or generated as authorized), while the utility 12 or The process 100 can be performed continuously or periodically even during times when power usage is limited by the consumers 32, 34. The code and / or instructions can be flash updated into the memory 48 and executed by the processor 46, and the metering system 30 does not require additional hardware components to implement the techniques of this disclosure. It should also be understood that

プロセス100は、計量システム30のプロセッサ46で開始し(図5のブロック102)、電流センサー60で検出された公称電圧(例えば、図4の電圧出力78)および電流(例えば、図4の電流出力80)の積の絶対値を合計することができ(図5のブロック104)、ワット時間(Wh)またはキロワット時間(kWh)の有効電力およびバール時間(Varh)またはキロバール時間(kVarh)の無効電力を、例えば、約1、2、5、10、15、30、45、60、120、230分期間または間隔で計算する。例えば、上記で説明したように、電気ユーティリティは、計量システム30が、適切な請求目的のために、60分間にわたって、住宅、商業、工業または他の施設で消費された電力を記録し、保存するように、プログラムすることができる。しかしながら、計量システム30は、有効電力および無効電力をどのような時間間隔で測定するように構成することもできることを理解されたい。上記でも説明したように、計量システム30のプロセッサ46は、ある時間間隔にわたって測定された電力の量を判断し、測定された電力の絶対値を、例えば、計量システム30のメモリ48に保存することができる総積算電力へと合計する、一連の計算を実施することができる。   The process 100 begins with the processor 46 of the metering system 30 (block 102 of FIG. 5) and the nominal voltage (eg, voltage output 78 of FIG. 4) and current (eg, current output of FIG. 4) detected by the current sensor 60. 80) can be summed (block 104 in FIG. 5), active power in watt hours (Wh) or kilowatt hours (kWh) and reactive power in bar hours (Varh) or kilobar hours (kVarh) For example, approximately 1, 2, 5, 10, 15, 30, 45, 60, 120, 230 minutes periods or intervals. For example, as explained above, the electrical utility records and stores the power consumed by the metering system 30 in a residential, commercial, industrial or other facility for 60 minutes for proper billing purposes. So that it can be programmed. However, it should be understood that the metering system 30 can be configured to measure active and reactive power at any time interval. As described above, the processor 46 of the metering system 30 determines the amount of power measured over a time interval and stores the absolute value of the measured power, for example, in the memory 48 of the metering system 30. A series of calculations can be performed, summing up to the total accumulated power that can be.

ある実施形態では、計量システム30のプロセッサ46は、符号絶対値法を実施することによって、測定された電力(例えば、図4の電力82)の絶対値を計算し合計する(図5のブロック104)ことができる。例えば、プロセッサ46は、サンプリングされた電力82の正および負の値を、サンプリングされた電力値の最も左の(例えば、最上位ビット[MSB])ビットを符号(例えば、正または負)ビットとして割り当てることによって、エンコードすることができる。すなわち、例えば、最も左のビットまたはMSBが0の場合、測定されサンプリングされた電力82の値は正となることができる。同様に、例えば、最も左のビットまたはMSBが1の場合、測定されサンプリングされた電力82の値は負となることができる。残りのビットはサンプリングされた電力82の値の絶対値を表すことができる。したがって、図4の電力82のサンプリングされた値の絶対値のみを合計することを確かにするように、プロセッサ46は任意の負のサンプリングされた値(例えば、MSBとして1を有する値)を正の値(例えば、MSBとして0を有する値)へと変換することができる。プロセッサ46はまた、サンプリングされた電力出力82の正および負の値を表す他の技術のなかでも、1の補数化および2の補数化、二進化十進法を実施することもできることも理解されよう。   In one embodiment, the processor 46 of the metering system 30 calculates and sums the absolute value of the measured power (eg, power 82 of FIG. 4) by performing the sign absolute value method (block 104 of FIG. 5). )be able to. For example, the processor 46 may use positive and negative values of the sampled power 82 as the leftmost (eg, most significant bit [MSB]) bit of the sampled power value as a sign (eg, positive or negative) bit. By assigning, it can be encoded. That is, for example, if the leftmost bit or MSB is 0, the value of the measured and sampled power 82 can be positive. Similarly, for example, if the leftmost bit or MSB is 1, the value of the measured and sampled power 82 can be negative. The remaining bits can represent the absolute value of the sampled power 82 value. Thus, to ensure that only the absolute values of the sampled values of power 82 in FIG. 4 are summed, processor 46 positively converts any negative sampled values (eg, values having 1 as the MSB) to positive. (For example, a value having 0 as the MSB). It will also be appreciated that the processor 46 may also perform one's complement and two's complement, binary-coded decimal, among other techniques for representing positive and negative values of the sampled power output 82.

プロセッサ46は、サンプリングされた電力が、いくらかの時間間隔(例えば、60分間)にわたって、供給された電力(例えば、消費者32、34によって消費されるように供給された電力)であり得るかどうかを判断することができる(図5の決定106)。サンプリングされた電力が、実際に供給された電力である場合、プロセッサ46は、所与の時間間隔のサンプリングされた電力を総積算電力に加算し(図5のブロック108)、それにより、積算された電力の正確かつ適正な測定値を記録し、例えば、ユーティリティまたは消費者(例えば、ユーティリティ制御センター14および/または消費者32および34)に報告する。他方、サンプリングされた電力が、実際に供給された電力でない場合、プロセッサ46は、サンプリングされた電力が受給された電力(例えば、配電網26へと伝送されるように、消費者32、34によって発電された電力)であるかどうかを判断することができる(図5の決定110)。したがって、サンプリングされた電力が受給された場合、プロセッサ46は所与の時間間隔にわたってサンプリングされた電力を総積算電力から減算することができ(図5のブロック112)、同様に積算された電力の正確かつ適正な測定値を、例えば、ユーティリティ(例えば、ユーティリティ制御センター14)または消費者(例えば、消費者32および34)に報告する。上記で説明したように、プロセス100は多数の時間間隔で繰り返すことができる。   The processor 46 determines whether the sampled power can be supplied power (eg, power supplied to be consumed by the consumers 32, 34) over some time interval (eg, 60 minutes). Can be determined (decision 106 in FIG. 5). If the sampled power is actually supplied power, the processor 46 adds the sampled power for a given time interval to the total accumulated power (block 108 in FIG. 5), thereby accumulating. Accurate and proper measurements of the measured power are recorded and reported to, for example, a utility or consumer (eg, utility control center 14 and / or consumers 32 and 34). On the other hand, if the sampled power is not actually supplied power, the processor 46 may determine whether the sampled power is transmitted to the received power (e.g., to the distribution network 26 by the consumers 32, 34). It is possible to determine whether or not the generated power) (decision 110 in FIG. 5). Thus, if sampled power is received, the processor 46 can subtract the sampled power from the total accumulated power over a given time interval (block 112 in FIG. 5), as well as the accumulated power. Accurate and correct measurements are reported to, for example, utilities (eg, utility control center 14) or consumers (eg, consumers 32 and 34). As explained above, the process 100 can be repeated at a number of time intervals.

本発明の技術的効果は、スマートメータによって測定され記録された電力の積算の検出および補正を含む。所与の時間間隔にわたって消費者または他のロードに送られ、または受け取られた電力の絶対値を検出し、記録し、算出し、電力の総積算を合計することによって、本明細書で説明されるシステムおよび方法は、スマートメータが、ある時間間隔にわたって使用されまたは発電された電力を正の値として算出し測定し、消費者または他のロードに送られ、または受け取られた電力の正確な積算を得ることを確かにすることができるようにする。   The technical effects of the present invention include detection and correction of power integration measured and recorded by a smart meter. Described herein by detecting, recording and calculating the absolute value of power sent to or received by a consumer or other load over a given time interval and summing the total total power. The system and method allows a smart meter to calculate and measure the power used or generated over a time interval as a positive value and to accurately accumulate the power sent to or received by consumers or other loads. So that you can be sure to get.

本明細書は、最良の形態を含む発明を開示するため、およびデバイスまたはシステムの使用および組み込まれた方法の実施を含む発明を当業者が実行することができるように、例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い付く他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文字通りの用語と同じ構成要素を含む場合、または特許請求の範囲の文字通りの用語とごくわずかしか違わない構成要素を含む場合、特許請求の範囲内に含まれる。   This written description uses examples to disclose the invention, including the best mode, and to enable any person skilled in the art to practice the invention, including the use of the device or system and implementation of the incorporated methods. . The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. If such other embodiments include elements that are the same as the literal terms of the claims, or that include elements that differ only slightly from the literal terms of the claims, the claims Contained within.

12 ユーティリティ
14 ユーティリティ制御センター
16 発電所
18 交流発電所
20 水力発電プラント
22 地熱発電プラント
24 送電網
26 配電変電所
30 計量システム
32 商業施設
34 住宅
42 ディスプレイ
44 電子基板
46 プロセッサ
48 メモリ
50 センサー入力ヘッダ
54 電気リード
56 基部
58 バスバー
60 電流センサー
62 ソース側活線
64 ソース側中性線
66 ロード側活線
68 ロード側中性線
78 電圧出力
80 電流出力
82 電力
83 ゼロ交差
84 シフト
86 点
100 プロセス
102 ブロック
104 ブロック
106 決定
108 ブロック
110 決定
112 ブロック
12 Utility 14 Utility Control Center 16 Power Plant 18 AC Power Plant 20 Hydroelectric Power Plant 22 Geothermal Power Plant 24 Power Transmission Network 26 Distribution Substation 30 Weighing System 32 Commercial Facility 34 Residential 42 Display 44 Electronic Board 46 Processor 48 Memory 50 Sensor Input Header 54 Electrical lead 56 Base 58 Bus bar 60 Current sensor 62 Source side live wire 64 Source side neutral wire 66 Load side live wire 68 Load side neutral wire 78 Voltage output 80 Current output 82 Power 83 Zero crossing 84 Shift 86 Points 100 Process 102 Block 104 block 106 decision 108 block 110 decision 112 block

Claims (20)

電力の使用量、発電量またはそれらの組み合わせを検出するように構成された第1のセンサーと、
前記第1のセンサーから電圧、電流の測定値またはそれらの組み合わせの誤差を検出し補正するように構成された電力検出および補正システムとを含むユーティリティメータを含むシステムであって、電力検出および補正システムは、ユーティリティメータのメモリに保存されたプログラムを実行するように構成されたプロセッサを含むシステム。
A first sensor configured to detect power usage, power generation, or a combination thereof;
A system including a utility meter including a power detection and correction system configured to detect and correct errors in voltage, current measurements or combinations thereof from the first sensor, the power detection and correction system A system that includes a processor configured to execute a program stored in the memory of a utility meter.
前記誤差が前記電流のDCオフセット成分の測定値を含む、請求項1記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the error comprises a measurement of a DC offset component of the current. 前記誤差が負の電力値の計算を含む、請求項1記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the error includes calculation of a negative power value. 前記第1のセンサーが変流器を含む、請求項1記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the first sensor comprises a current transformer. 前記第1のセンサーが、エンドユーザによって使用された電力使用量の表示を提供するように構成されている、請求項1記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the first sensor is configured to provide an indication of power usage used by an end user. 前記第1のセンサーが、エンドユーザによって発電された電力の表示を提供するように構成されている、請求項1記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the first sensor is configured to provide an indication of power generated by an end user. 前記電力検出および補正システムが、プロセッサおよびメモリを含む電子基板を含み、前記メモリは前記誤差を検出し補正するように命令でフラッシュ更新されるように構成されている、請求項1記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the power detection and correction system includes an electronic board that includes a processor and a memory, the memory configured to be flash updated with instructions to detect and correct the error. 前記電力検出および補正システムが、前記電圧および前記電流の測定値を使用して、ある時間間隔にわたって、前記電力の使用量、発電量、またはそれらの組み合わせを積算するように構成されている、請求項1記載のシステム。 The power detection and correction system is configured to integrate the power usage, power generation, or a combination thereof over a time interval using the voltage and current measurements. Item 1. The system according to Item 1. 前記電力検出および補正システムが、前記電力の積算の絶対値を計算するように構成されている、請求項8記載のシステム。 The system of claim 8, wherein the power detection and correction system is configured to calculate an absolute value of the power accumulation. 前記電力の使用量、発電量、またはそれらの組み合わせを検出するように構成されている第2のセンサーを含み、前記第1のセンサーが第1相の第1の電流を検出するように構成され、前記第2のセンサーが、前記第1相と異なる第2相の第2の電流を検出するように構成され、前記電力検出および補正システムが、第1相の第1の電流の測定値および第2相の第2の電流の測定値の誤差を検出し補正するように構成された、請求項1記載のシステム。 A second sensor configured to detect the amount of power used, the amount of power generation, or a combination thereof, wherein the first sensor is configured to detect a first current of a first phase. The second sensor is configured to detect a second current in a second phase different from the first phase, and the power detection and correction system includes a measurement of the first current in the first phase and The system of claim 1, configured to detect and correct an error in a second phase second current measurement. 前記ユーティリティメータが高度計量インフラストラクチャ(AMI)スマートメータを含む、請求項1記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the utility meter comprises an advanced metering infrastructure (AMI) smart meter. 電圧を測定し、
電流を測定し、
ある時間間隔にわたって測定された電圧および測定された電流を使用して電力を算出し、
前記算出された電力が時間間隔にわたって送られているかどうかを判断し、前記算出された電力が時間間隔にわたって送られている場合、前記算出された電力をユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算に加算し、
前記算出された電力が時間間隔にわたって受け取られているかどうかを判断し、前記算出された電力が時間間隔にわたって受け取られている場合、前記算出された電力をユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算から減算するように構成された、電力検出および補正命令を含む有形の機械読取り可能媒体を含むシステム。
Measure the voltage,
Measure the current
Calculate power using measured voltage and measured current over a time interval,
It is determined whether the calculated power is being sent over a time interval, and if the calculated power is being sent over a time interval, the calculated power is added to the total power received by the utility meter. Add,
Determine whether the calculated power is received over a time interval, and if the calculated power is received over a time interval, calculate the calculated power from the total power received by the utility meter. A system comprising a tangible machine-readable medium configured to subtract and including power detection and correction instructions.
前記ユーティリティメータが、前記電力検出および補正命令を保存するように構成された有形の機械読取り可能媒体を含む、スマート電力メータを含む、請求項12記載のシステム。 The system of claim 12, wherein the utility meter includes a smart power meter that includes a tangible machine readable medium configured to store the power detection and correction instructions. 前記電力検出および補正命令が、ある時間間隔にわたって測定された電圧および測定された電流の1つまたは複数の積を合計することによって、前記電力を算出するように構成された命令を含む、請求項12記載のシステム。 The power detection and correction instructions include instructions configured to calculate the power by summing one or more products of a measured voltage and a measured current over a time interval. 12. The system according to 12. 前記電力検出および補正命令が、前記算出された電力の絶対値を算出することによって、前記電力を算出する命令を含む、請求項12記載のシステム。 The system of claim 12, wherein the power detection and correction command includes a command to calculate the power by calculating an absolute value of the calculated power. 前記算出された電力の絶対値を算出する命令が、前記算出された電力の最上位ビット(MSB)を正の値を反映するように調整する命令を含む、請求項15記載のシステム。 The system of claim 15, wherein the instruction to calculate an absolute value of the calculated power includes an instruction to adjust a most significant bit (MSB) of the calculated power to reflect a positive value. 前記電力検出および補正命令が、前記算出された電力の誤差を補正するように、前記算出された電力を前記ユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算に加算する命令、および前記算出された電力を前記ユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算から減算する命令、またはそれらの組み合わせを含む、請求項12記載のシステム。 A command for adding the calculated power to a total sum of power received by the utility meter, and the calculated power so that the power detection and correction command corrects the error of the calculated power; The system of claim 12, comprising instructions for subtracting from a total sum of power received by the utility meter, or a combination thereof. ユーティリティメータのセンサーによって生成された電圧、電流、またはそれらの組み合わせの測定値に関連する誤差を検出するステップであって、前記センサーがエンドユーザによって使用された電力使用量、エンドユーザによって発電された発電量、およびそれらの組み合わせの表示を提供するように構成されたステップと、
実際の電力使用量または発電量の値を生成することによって誤差を補正するステップとを含む方法。
Detecting an error associated with a measurement of voltage, current, or a combination thereof generated by a utility meter sensor, wherein the sensor uses power consumed by the end user, generated by the end user Steps configured to provide an indication of power generation, and combinations thereof;
Correcting the error by generating an actual power usage or power generation value.
前記誤差を補正するように、ある時間間隔にわたって測定された電圧および測定された電流の1つまたは複数の積の絶対値を合計するステップを含む、請求項18記載の方法。 The method of claim 18, comprising summing absolute values of one or more products of voltage and measured current measured over a time interval to correct the error. 前記誤差を補正するように、前記電力使用量を前記ユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算に加算するステップと、前記発電量を前記ユーティリティメータによって受け取られた電力の総積算から減算するステップとを含む、請求項18記載の方法。 Adding the power usage to the total power received by the utility meter to correct the error; and subtracting the power generation from the total power received by the utility meter; The method of claim 18 comprising:
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