JP2015177652A - 電力監視システム、電力監視方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】様々な形態で各種の機器を接続した場合にも、消費電力を計測する精度を高めることができる電力監視システムを提供する。
【解決手段】分電盤２０は、系統電力線１０１からの電力線を複数の電力線に分岐する。電力センサ７１ａ〜７１ｇ、７２は分電盤２０内の電力線に設けられ、設けられている電力線を介して送られる電力の電力量を、電力が送られる方向毎に分けて計測する。消費電力センサ３２は、主幹ブレーカ２１の二次側に接続された接続線において、主幹ブレーカ２１から複数の電力線に分岐する分岐ポイントまでの間に設けられ、接続線を介して送られる電力量を計測する。演算部は、電力センサ７１ａ〜７１ｇ、７２の計測値と消費電力センサ３２の計測値とを用いて消費電力を演算する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力監視システム、電力監視方法、及びプログラムに関する。

消費した電力量を計測して需要家に知らせることで、無駄な電力の削減に勤めることができるように構成した電力監視システムが知られている（例えば特許文献１）。また、太陽電池や蓄電池を導入して、自然エネルギーを有効活用することが行われている。

特開２０１３−２１０２８９号公報

特許文献１には、分電盤の主幹ブレーカを流れる電流と、各分岐ブレーカを流れる電流を計測して、消費電力量を計測することが記載されている。ところが、分電盤の分岐回路とは別系統で系統電力線を分岐して電力を供給する機器があると、このような計測方法では、正確な消費電力量を計測できないことがある。

例えば、オール電化住宅では、電気温水器は、分電盤の分岐回路とは別系統で分岐した電力線に接続されることがある。これに加えて、太陽電池、蓄電池、燃料電池等の発電・蓄電機器が普及していくと、これらの発電・蓄電機器は、一般的な機器とは別系統で電力線に接続されることが考えられる。更に、今後はＶ２Ｈ（vehicle to home）も普及してくると想定される。これらの機器は、分電盤により分岐された電力線に接続されるとは限らない。

上述の課題を鑑み、本発明は、様々な形態で各種の機器を接続した場合にも、消費電力量を計測する精度を高めることができる電力監視システム、電力監視方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上述の課題を鑑み、本発明の一態様による電力監視システムは、系統電力線からの電力線を複数の電力線に分岐する分電盤と、前記分電盤内の電力線に設けられ、該設けられている電力線を介して送られる電力の電力量を、該電力が送られる方向毎に分けて計測する電力センサ部と、主幹ブレーカの二次側に接続された接続線において、前記主幹ブレーカから前記複数の電力線に分岐する分岐ポイントまでの間に設けられ、前記接続線を介して送られる電力量を計測する消費電力センサ部と、前記電力センサ部の計測値と前記消費電力センサ部の計測値とを用いて消費電力を演算する演算部とを具備することを特徴とする。

上記電力監視システムにおいて、前記分電盤は、主幹ブレーカと漏電ブレーカとを含み、前記主幹ブレーカと前記漏電ブレーカとを接続する接続線に消費電力センサ部が設けられ、前記演算部は、前記漏電ブレーカより後段の第１の区域にある電力センサの計測値と、前記主幹ブレーカと前記消費電力センサ部との間の第２の区域にある電力センサの計測値とを分類し、前記消費電力センサ部の計測値と、前記第１の区域にある電力センサの計測値と、前記第２の区域にある電力センサの計測値とを用いて前記消費電力を演算することを特徴とする。

上記電力監視システムにおいて、前記演算部は、前記第１の区域にある電力センサの計測値のうち、当該分電盤の外部の機器から当該分電盤に向けて供給される電力の電力量の総和を用いて、前記消費電力センサ部の計測値を補正することを特徴とする。

上記電力監視システムにおいて、前記演算部は、前記第２の区域にある電力センサの計測値のうち、当該分電盤の外部の機器に向けて当該分電盤から供給される電力の電力量の総和により、前記消費電力センサ部の計測値を補正することを特徴とする。

上記電力監視システムにおいて、更に、前記系統電力線と前記分電盤との間に系統電力計が設けられ、前記系統電力計より前段の第３の区域から分岐された電力線に、正負両方の電力が検出可能な電力センサが設けられ、前記演算部は、前記系統電力計の計測値と、前記第３の区域にある電力センサの計測値とを用いて、購入又は売電する電力を演算することを特徴とする。

上記電力監視システムにおいて、前記演算部は、前記第３の区域にある電力センサの計測値の総和により、前記系統電力計の計測値を補正するような演算により、前記消費電力センサ部の計測値を補正することを特徴とする。

上記電力監視システムにおいて、前記分電盤には、主幹ブレーカと配電用ブレーカとが設けられており、前記主幹ブレーカから前記配電用ブレーカとを接続する接続線には、当該接続線を介して送られる電力を計測する消費電力センサ部が設けられ、前記演算部は、前記消費電力センサ部が計測する計測ポイントより配電用ブレーカ側の第１の区域にある電力センサの計測値と、前記主幹ブレーカと前記計測ポイントとの間の第２の区域にある電力センサの計測値とを分類し、前記消費電力センサ部の計測値と、前記第１の区域にある電力センサの計測値と、前記第２の区域にある電力センサの計測値とを用いて前記消費電力を演算することを特徴とする。

本発明の一態様による電力監視方法は、系統電力線からの電力線を複数の電力線に分岐する分電盤内の電力線に、該設けられている電力線を介して送られる電力の電力量を、該電力が送られる方向毎に分けて計測する電力センサ部を設け、主幹ブレーカの二次側に接続された接続線において、前記主幹ブレーカから前記複数の電力線に分岐する分岐ポイントまでの間に、前記接続線を介して送られる電力量を計測する消費電力センサ部を設け、前記電力センサ部の計測値と前記消費電力センサ部の計測値とを用いて消費電力を演算することを特徴とする。

本発明の一態様によるプログラムは、系統電力線からの電力線を複数の電力線に分岐する分電盤内の電力線に設けられ、該設けられている電力線を介して送られる電力の電力量を該電力が送られる方向毎に分けて計測する電力センサ部の計測値を取得するステップと、主幹ブレーカの二次側に接続された接続線において、前記主幹ブレーカから前記複数の電力線に分岐する分岐ポイントまでの間に設けられ、前記接続線を介して送られる電力量を計測する消費電力センサ部の計測値を取得するステップと、前記電力センサ部の計測値と前記消費電力センサ部の計測値とを用いて消費電力を演算するステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、分電盤の電力線に正負両方の電力が検出可能な電力センサを設け、この電力センサの計測値を用いて消費電力量を演算することにより、様々な形態で各種の機器を接続した場合にも、消費電力量を計測する精度を高めることができることができる。

本発明の第１の実施形態に係る電力監視システムの概要を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る電力監視システムにおける分電盤の周辺を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る電力監視システムにおける演算部の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る電力監視システムにおける演算部の説明に用いるフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る電力監視システムにおける電力センサの説明に用いるブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る電力監視システムにおける電力センサでの計測値の処理の説明に用いるブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る電力監視システムにおける分電盤の周辺を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る電力監視システムにおける分電盤の周辺を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力監視システム１の概要を示すブロック図である。図１において、需要家施設１０は、系統電力を消費する電力需要家（以下、需要家と称する）の施設である。需要家施設１０は、例えば、住宅、商業施設、あるいは産業施設などに該当する。需要家施設１０には、系統電力線１０１を介して系統電力１００が供給される。なお、需要家は、電力を購入するばかりでなく、電力を売電する場合もあり得る。

需要家施設１０には、電気温水器１１、太陽電池１２、蓄電池１３が設置されている。また、需要家施設１０には、照明、冷蔵庫、テレビ等の負荷機器１５が設置されている。系統電力線１０１は、分電盤２０を介して分岐され、負荷機器１５に接続される。また、系統電力線１０１は、需要家施設１０毎に様々な形態で分岐され、電気温水器１１、太陽電池１２、蓄電池１３に接続される。なお、電気温水器１１、太陽電池１２、蓄電池１３等の接続形態については、後に説明する。

また、需要家施設１０には、系統電力計３１が設けられる。また、需要家施設１０には、消費電力センサ３２（消費電力センサ部）が設けられる。需要家施設１０には、上記の系統電力計３１と消費電力センサ３２の他に各種電力センサ（電力センサ部、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２(図２)など）が設けられている。

電力監視システム１は、さらに、多入力電力センサ端末８１、ホームゲートウェイ８２、電力管理サーバ８３を備える。
多入力電力センサ端末８１は、系統電力計３１と消費電力センサ３２の他に各種電力センサ（電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２(図２)など）の計測値等の情報を収集して、収集した情報をホームゲートウェイ８２に送る。
ホームゲートウェイ８２は、これら系統電力計３１や消費電力センサ３２の計測値、及び、各種電力センサ（電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２(図２)など）の計測値を多入力電力センサ端末８１を介して受信する。ホームゲートウェイ８２は、これらの計測値を受信した後、同計測値から、需要家が購入する電力量又は売電する電力量と、消費電力量とを計算により求める。そして、ホームゲートウェイ８２は、算出された購入電力量又は売電力量や、消費電力量の情報を、ネットワーク８４を介して、電力管理サーバ８３に転送する。電力管理サーバ８３は、これらの情報を基に、電力管理情報を生成する。需要家は、パーソナルコンピュータ８５や、携帯端末８６等で、電力管理サーバ８３をアクセスすることにより、電力管理情報を取得し、電力使用状態を監視することができる。

次に、上述の電力監視システム１における分電盤２０について説明する。図２は、上述の電力監視システム１における分電盤２０の周辺を示すブロック図である。図２に示すように、分電盤２０は、主幹ブレーカ２１と、配線用漏電ブレーカ２２（配電用ブレーカ）と、分岐ブレーカ２３ａ〜２３ｈとを具備する。主幹ブレーカ２１の二次側と配線用漏電ブレーカ２２の一次側は、電力線１０２（接続線）を介して接続される。主幹ブレーカ２１は、契約された最大電流容量(契約最大電流容量)に従って、契約最大電流容量を超える電流が所定の時間継続して流れた場合に、その電流を遮断する。配線用漏電ブレーカ２２は、漏電発生時に、電力の供給を遮断する。分岐ブレーカ２３ａ〜２３ｈは、分岐ポイントから分岐された複数の電力線１４１ａ〜１４１ｈに所定の電流値以上の電流が流れた場合に、電力の供給を遮断する。分電盤２０で分岐された各電力線１４１ａ〜１４１ｈには、図示せずとも、負荷機器が接続される。

分電盤２０の一次側（前段）は、系統電力計３１を介して、系統電力線１０１に接続される。系統電力計３１は、需要家が購入した又は売電した電力量を計測する。また、分電盤２０の主幹ブレーカ２１と配線用漏電ブレーカ２２とを接続する電力線１０２に、消費電力センサ３２が設けられる。

実際の需要家施設１０では、各種の機器が様々な形態で接続されている。図示する接続形態は、その一例を示すものであり、図示する接続形態に制限されるものではない。同図に示す構成では、系統電力線１０１から電力線１２１が分岐され、この電力線１２１に電気温水器１１が接続される。また、分電盤２０において、主幹ブレーカ２１と配線用漏電ブレーカ２２とを接続する電力線１０２から電力線１３１が分岐され、この電力線１３１に太陽電池１２が接続される。また、配線用漏電ブレーカ２２の二次側（後段）に接続される電力線１０３から電力線１４２が分岐され、この電力線１４２に蓄電池１３が接続される。

このように、各種の機器が様々な形態で接続されるのは、各種の理由による。例えば、電気温水器１１は、屋外に設置されることが多く、また、消費電力が非常に大きい。このため、電気温水器１１は、系統電力線１０１から直接電力線１２１を分岐して接続している。
太陽電池１２は、商用電力系統が停電した際に単独運転とならないように、系統電力線１０１との接続を遮断できるようにする必要がある。そのため、太陽電池１２は、主幹ブレーカ２１の二次側に接続することが必要とされることから、主幹ブレーカ２１と配線用漏電ブレーカ２２との間の電力線１０２から電力線１３１を分岐して接続している。蓄電池１３については、全ての機器に対して放電電力を供給できるように、配線用漏電ブレーカ２２の後段の電力線１０３から電力線１４２を分岐して接続している。その他、分電盤の端子が不足している、電力線の取り回しがし難い等、各種の理由により、各種の機器が様々な形態で接続されると考えられる。

次に、本発明の第１の実施形態における需要家が購入した電力量又は売電した電力量及び需要家の消費電力量の計算処理について説明する。

前述したように、系統電力計３１により需要家が購入した電力量又は売電した電力量が計測される。また、消費電力センサ３２により需要家が使用する機器（例えば、負荷機器１５（図１））で消費した電力量が計測される。ところが、上述のように、各種の機器が様々な形態で接続されていることにより、系統電力計３１では売買する電力量を正しく計測できない。また、分電盤２０の消費電力センサ３２の位置では、蓄電池１３、太陽電池１２のように電源として機能する機器から供給される電力があると、消費電力量を正しく計測できない。

そこで、この実施形態では、機器が接続される電力線に、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２を設ける。電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２は、電力が供給される方向によらず電力線を介して送られる電力を計測できる。また、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２は、電力が供給される方向を検出して、計測した電力に方向の情報を付加して出力することができる。例えば、電力を供給する向きが入れ替わる場合には、双方向の電力量を、その向きに対応させて正負の値で示すようにしてもよい。
より具体的に電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２の配置について説明する。系統電力線１０１から電気温水器１１に分岐された電力線１２１に、電力センサ５１が設けられる。主幹ブレーカ２１と配線用漏電ブレーカ２２との間の電力線１０２から太陽電池１２に分岐された電力線１３１に、電力センサ６１が設けられる。分電盤２０により分岐された電力線１４１ａ〜１４１ｇに、電力センサ７１ａ〜７１ｇが設けられる。配線用漏電ブレーカ２２の二次側に接続された電力線１０３から分岐された電力線１４２に、電力センサ７２が設けられる。

なお、この例では、分電盤２０により分岐された電力線１４１ａ〜１４１ｈのうち、電力線１４１ｈには、電力センサを設けていない。電力線１４１ｈに接続される機器は負荷機器であることが予め定まる場合には、電力線１４１ｈのように電力センサを設けなくてもよい。一方、どのような機器が接続されるか定まらない場合には、各電力線１４１ａ〜１４１ｇのように、電力センサを設けておくことにより、もれなく電力が供給される方向に対応させて電力量を計測することができる。上記の何れの場合においても、消費電力センサ３２の位置で電力を計測することにより、各電力線１４１ａ〜１４１ｈのそれぞれ接続される負荷機器において消費される消費電力を計測できる。

系統電力計３１や消費電力センサ３２の計測値と、上記の電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２の計測値を用いることで、様々な形態で、電源として機能する機器を含む各種の機器が接続された場合にも、購入又は売電される電力や、需要家の消費電力量を、計算により正しく求めることができる。このことについて、以下に更に説明する。

図２に示したように、この実施形態では、機器が接続される電力線１２１、１３１、１４１ａ〜１４１ｇ、１４２に、設けられている電力線を介して送られる電力の電力量を、該電力が送られる方向毎に分けて計測する正負両向に電力が検出できる電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２が設けられる。なお、以下の説明で、設けられている電力線を介して送られる電力の電力量を、該電力が送られる方向毎に分けて計測することを、単に「正負両向に電力が検出できる」ということがある。ここで、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２の設置場所を、３つの区域Ａ、区域Ｂ、区域Ｃに分けて整理する。

区域Ａは、配線用漏電ブレーカ２２より負荷機器側（配線用漏電ブレーカ２２の二次側）の区域とする。区域Ｂは、主幹ブレーカ２１の二次側であって、主幹ブレーカ２１から消費電力センサ３２の計測点までの間の区域とする。なお、消費電力センサ３２の計測点は、配線用漏電ブレーカ２２の一次側の近くに設けておき、消費電力センサ３２の計測点から配線用漏電ブレーカ２２の一次側までの間で、電力線１０２を分岐しないこととする。区域Ｃは、系統電力計３１の一次側（系統電力計３１から系統電力線１０１に向かう側）の区域とする。また、電力が供給される方向を次のように定義する。系統電力線１０１から負荷機器に電力を供給する方向を正方向、負荷機器側から系統電力線１０１に電力を供給する方向を負方向とする。

このような条件のもとで、各電力センサの設置場所を整理した場合、区域Ａ（第１の区域）、区域Ｂ（第２の区域）、区域Ｃ（第３の区域）にそれぞれ属する電力センサは、以下のようになる。
区域Ａ：電力センサ７１ａ〜７１ｇ、電力センサ７２
区域Ｂ：電力センサ６１
区域Ｃ：電力センサ５１

まず、区域Ａについて考察する。上述のように、区域Ａには、電力センサ７１ａ〜７１ｇと、電力センサ７２とがある。電力センサ７１ａ〜７１ｇは、各電力線１４１ａ〜１４１ｇに接続された負荷機器の電力を双方向に計測している。電力センサ７２は、蓄電池１３の電力を双方向に計測している。

ここで、蓄電池１３が充電状態のときには、電力線１４１ａ〜１４１ｈに接続された負荷機器の電力量と蓄電池１３の充電電力量とを含めた電力量が消費電力センサ３２の計測値として計測される。これに対して、蓄電池１３が放電状態になると、電力線１４１ａ〜１４１ｈに接続された負荷機器には、電力線１０２からの電力と、蓄電池１３の放電電力とが供給される。ところが、消費電力センサ３２では、電力線１０２から負荷機器に供給される電力量のみが計測され、蓄電池１３の放電電力量を計測することができない。したがって、区域Ａでは、消費電力量を正しく求めるためには、蓄電池１３のように、主幹ブレーカの１次側を除く分電盤２０の外部から分電盤２０に電力を供給する蓄電池１３の放電電力量に相当する電力量を計測して、消費電力センサ３２の計測値を補正する必要がある。

蓄電池１３の放電電力量に相当する電力量は、区域Ａに属する電力センサのうち、負方向の電力を計測した電力センサの計測値から取得できる。つまり、蓄電池１３が充電状態の場合、電力センサ７２で計測される電力は正方向であり、区域Ａの他の電力センサ７１ａ〜７１ｇで計測される電力も正方向である。蓄電池１３が放電状態の場合、電力センサ７２で計測される電力は負方向であるのに対して、区域Ａの他の電力センサ７１ａ〜７１ｇで計測される電力は正方向である。このことから、区域Ａに属する電力センサのうち、負方向となる電力センサの計測値を取得すれば、蓄電池１３の放電状態の電力量に相当する電力量を計測できる。

区域Ｂでは、供給される系統電力と太陽電池１２の発電電力とが消費電力センサ３２の計測値として計測される。電力センサ６１は、太陽電池１２の電力を双方向に計測している。上記の定義に従えば、太陽電池１２の発電電力は、負方向の電力量として検出される。区域Ｂでは、電力センサ３２以外に正方向の電力量が生じていても電力センサ３２では計測できない。このため、消費電力量を正しく求めるためには、区域Ｂに属する電力センサのうち、正方向の電力量となる電力センサの計測値を補正する必要がある。このことから、消費電力量は、以下の式により求めることができる。

Ｐ＿ａ＝Ｗ＿ａ＋Σ（Ａｎ−｜Ａｎ｜）／２＋Σ（｜Ｂｎ｜＋Ｂｎ）／２ …（１）
Ｐ＿ａ：消費電力量
Ｗ＿ａ：消費電力センサ３２の計測値
Ａｎ：区域Ａに属する電力センサの計測値
Ｂｎ：区域Ｂに属する電力センサの計測値

ここで、Σ（Ａｎ−｜Ａｎ｜）／２は、区域Ａに属する電力センサの中で電力が負方向となる計測値の総和を示す。つまり、計測値Ａｎが正の値を示す（＋Ａ）であれば、
（Ａ−｜Ａ｜）／２＝（Ａ−Ａ）／２＝０
となり、計測値はキャンセルされる。これに対して、計測値Ａｎが負の値を示す（−Ａ）であれば、
（Ａ−｜Ａ｜）／２＝（−Ａ−Ａ）／２＝−Ａ
となる。よって、Σ（Ａｎ−｜Ａｎ｜）／２により、区域Ａに属する電力センサの中で電力が負方向となる計測値の総和が求められる。

また、Σ（｜Ｂｎ｜＋Ｂｎ）／２は、区域Ｂに属する電力センサの中で電力が正方向となる計測値の総和を示す。つまり、計測値Ｂｎが負の値を示す（−Ｂ）であれば、
（｜Ｂ｜−Ｂ）／２＝（Ｂ−Ｂ）／２＝０
となり、計測値はキャンセルされる。これに対して、計測値Ｂｎが正の値を示す（＋Ｂ）であれば、
（｜Ｂ｜＋Ｂ）／２＝（Ｂ＋Ｂ）／２＝Ｂ
となる。よって、Σ（｜Ｂｎ｜＋Ｂｎ）／２により、区域Ｂに属する電力センサの中で電力が正方向となる計測値の総和が求められる。

（１）式より、区域Ａでは、負方向の電力のみが加えられる。区域Ａで負方向となるのは蓄電池１３の放電電力である。また、区域Ｂでは、正方向の電力のみが加えられる。区域Ｂにあるのは太陽電池１２だけであり、太陽電池１２の発電電力は常に負方向であり、正方向の電力はない。よって、本実施形態では、（１）式は、
Ｐ＿ａ＝Ｗ＿ａ＋Σ（Ａｎ−｜Ａｎ｜）／２
となる。ここで、Σ（Ａｎ−｜Ａｎ｜）／２は、蓄電池１３の放電電力量となる。したがって、（１）式で示す演算は、以下の関係を意味するものとなる。
（消費電力量）＝（消費電力センサ３２の計測値）＋（蓄電池１３の放電電力量）

次に、区域Ｃについて考察する。上述のように、区域Ｃには、電力センサ５１がある。電力センサ５１は、電気温水器１１の電力を双方向に計測している。ここで、系統電力計３１では、電気温水器１１の電力を計測していない。したがって、区域Ｃの電力センサの計測値をＣｎとすると、購入又は売電される電力量は、以下の式により求めることができる。

Ｐ＿ｂ＝Ｗ＿ｂ＋ΣＣｎ …（２）
Ｐ＿ｂ：購入又は売電の電力量
Ｗ＿ｂ：系統電力計の計測値
Ｃｎ：区域Ｃに属する電力センサの計測値

上式の演算結果が正の場合には、電力量は、購入電力量となる。上式の演算結果が負の場合には、電力量は、売電電力量となる。

本実施形態では、ΣＣｎは、電気温水器１１の消費電力量である。したがって、上式は、以下の関係を意味するものとなる。
（購入又は売電力量）＝（系統電力計３１の計測値）＋（電気温水器１１の消費電力量）

次に、購入又は売電力量や消費電力の計算処理について説明する。前述したように、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２の計測値は、図１における多入力電力センサ端末８１を介して、ホームゲートウェイ８２に送られる。上述の計算処理は、図１に示したホームゲートウェイ８２の演算部９５で行われる。

図３は、このような計算処理を行うためのホームゲートウェイ８２の演算部９５の機能ブロック図である。図３に示すように、演算部９５には、情報入力分類部９６と、消費電力演算処理部９７と、購入・売電力演算処理部９８と、接続位置情報記憶部９９とが設けられる。消費電力演算処理部９７は、（１）式に基づいて、消費電力量を算出する。購入・売電力演算処理部９８は、（２）式に基づいて、購入又は売電力量を算出する。また、接続位置情報記憶部９９には、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２の位置情報が記憶される。すなわち、接続位置情報記憶部９９には、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、…、７２が、区域Ａ、区域Ｂ、区域Ｃのうちのどの区域に属するかの情報が記憶されている。

図４は、このような演算部９５で、購入又は売電される電力量及び消費電力量を算出するための処理を示すフローチャートである。図４において、情報入力分類部９６は、所定の計測時間（例えば１分）が経過した否かを判定し（ステップＳ１）、所定の計測時間が経過したと判定すると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、電力センサ（電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２）の計測値Ａｎ（Ａ１，Ａ２，…）、Ｂｎ（Ｂ１，Ｂ２，…）、Ｃｎ（Ｃ１，Ｃ２，…）を収集する（ステップＳ２）。情報入力分類部９６は、接続位置情報記憶部９９の情報を基に、これらの計測情値を、区域Ａ、区域Ｂ、区域Ｃ毎に分類する（ステップＳ３）。そして、情報入力分類部９６は、区域Ａに属する電力センサの計測値Ａｎを消費電力演算処理部９７に転送し、区域Ｂに属する電力センサの計測値Ｂｎを消費電力演算処理部９７に転送し、区域Ｃに属する電力センサの計測値Ｃｎを購入・売電力演算処理部９８に転送する（ステップＳ４）。また、消費電力演算処理部９７は消費電力センサ３２の計測値Ｍ＿ａを設定し（ステップＳ５）、購入・売電力演算処理部９８は系統電力計３１の計測値Ｍ＿ｂを設定する（ステップＳ６）。そして、消費電力演算処理部９７は、区域Ａに属する電力センサの計測値Ａｎ及び区域Ｂに属する電力センサの計測値Ｂｎと、消費電力センサ３２の計測値Ｍ＿ａとから、（１）式に基づいて、消費電力量を算出する（ステップＳ７）。また、購入・売電力演算処理部９８は、区域Ｃに属する電力センサの計測値Ｃｎと、系統電力計３１の計測値Ｍ＿ｂとから、（２）式に基づいて、購入又は売電力量を算出し（ステップＳ８）、ステップＳ１にリターンする。

以上のステップＳ１〜ステップＳ８の処理を繰り返すことにより、例えば１分毎に、購入又は売電される電力量及び消費電力量を算出することができる。

次に、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２のより具体的な構成について説明する。上述のように、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２は、機器が接続される電力線１２１、１３１、１４１ａ〜１４１ｇ、１４２の電力を正負両方向に計測する。また、これらの電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２は、分電盤２０の限られたスペースに取り付ける必要がある。

そこで、この実施形態では、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２を、カレントトランスを用いて構成している。カレントトランスは、電力線を流れる電流を正負両方向に検出できる。また、カレントトランスは、限られたスペースの電力線にも、取り付けが容易である。カレントトランスで検出された電流に電圧を乗算すれば、電力が求められる。この電力を所定時間累積すれば、電力量が求められる。なお、消費電力計３２についても、このようなカレントトランスを用いて構成することができる。

図５及び図６は、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２をカレントトランスを用いて構成した場合の説明図である。図５に示すように、本実施形態では、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２と対応する位置に、カレントトランス９０が設置される。そして、これらのカレントトランス９０の電流計測値から、正負双方向の電力量が求められる。

より具体的には、図６に示すように、カレントトランス９０により、電流値の瞬時値が計測される。この計測値がＡ／Ｄコンバータ９１で、正負の両方向にサンプリングされる。

カレントトランス９０の計測値は瞬間で変化するので、サンプリングは高速に行われる。カレントトランス９０の計測値は、例えば１０ｍｓｅｃ（ミリ秒）のサンプリング周期でサンプリングされる。この場合は、１秒間の計測で１００回のサンプリング値が得られる。

１秒間の計測で得られた正負それぞれのサンプリング値は、正負の極性により分類されて、正方向電力演算部９２ａ及び負方向電力演算部９２ｂに送られる。正方向電力演算部９２ａ及び負方向電力演算部９２ｂで、１秒間の計測で得られた正負それぞれのサンプリング値が１００回の平均値ｐａとして求められる。そして、１秒間の電力量（Ｗ／ｈ）は、この平均値ｐａに時間１／３６００（＝１／６０分／６０秒）を乗算することで、
Ｐ１ｓ＝１／３６００＊ｐａ
として求められる。

このように、本実施形態では、カレントトランス９０を用いて、電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２が構成される。カレントトランス９０では、電力は、電圧と電流の積になる。電圧の方向は変化がないので、電流が正であれば電力は正の電力になり、電流が負であれば負の電力が計測できる。Ａ／Ｄコンバータ９１で、計測値を正負のそれぞれでサンプリングすることで、正負双方向の電力値を検出できる。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態では、分電盤２０において、電力線１２１、１３１、１４１ａ〜１４１ｇ、１４２に、正負両向に電力が検出できる電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２が設けられる。この電力センサ５１、６１、７１ａ〜７１ｇ、７２の計測値と、系統電力計３１、消費電力センサ３２の計測値とを使い、（１）式及び（２）式で示す演算を行うことで、様々な形態で各種の機器が接続された場合にも、購入又は売電される電力量や需要家の消費電力量を、計算により正しく求めることができる。

なお、上述の例では、電気温水器１１、太陽電池１２、蓄電池１３を設置する場合の例について説明したが、Ｖ２Ｈ（Vehicle to Home）の場合も、同様である。また、上述の実施形態では、電力線に電力センサを設けているが、電気温水器１１、太陽電池１２、蓄電池１３等の機器側に電力センサを設けるようにしても良い。

なお、上述の例では、分電盤２０に、主幹ブレーカ２１と、配線用漏電ブレーカ２２と、分岐ブレーカ２３ａ〜２３ｈとを設けているが、配電用漏電ブレーカに代えて、配電用ブレーカを設ける構成としても良い。

＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電力監視システムにおける分電盤４２０の周辺を示すブロック図である。図７において、系統電力線５０１、主幹ブレーカ４２１、配線用漏電ブレーカ４２２、分岐ブレーカ４２３ａ〜４２３ｈ、系統電力計４３１、消費電力センサ４３２は、第１の実施形態の分電盤２０における、系統電力線１０１、主幹ブレーカ２１、配線用漏電ブレーカ２２、分岐ブレーカ２３ａ〜２３ｈ、系統電力計３１、消費電力センサ３２と同様である。

第２の実施形態では、電気温水器４１１、太陽電池４１２、蓄電池４１３が設けられている。分電盤４２０において、主幹ブレーカ４２１の二次側と配線用漏電ブレーカ４２２の一次側とを接続する電力線５０２から電力線５３１が分岐され、この電力線５３１に太陽電池４１２が接続される。また、配線用漏電ブレーカ４２２の二次側に接続された電力線５０３から電力線５４２が分岐され、この電力線５４２に蓄電池４１３が接続される。また、配線用漏電ブレーカ４２２の二次側に接続された電力線５０３から電力線５４３が分岐され、この電力線５４３に電気温水器４１１が接続される。そして、この第２の実施形態では、機器が接続される電力線５３１、５４１ａ〜５４１ｇ、５４２、５４３に、正負両向に電力が検出できる電力センサ４６１、４７１ａ〜４７１ｇ、４７２、４７３が設けられる。

本実施形態では、区域Ａ、区域Ｂ、区域Ｃにそれぞれ属する電力センサは、以下のようになる。
区域Ａ：電力センサ４７１ａ〜４７１ｇ、電力センサ４７２、４７３
区域Ｂ：電力センサ４６１

（１）式より、区域Ａでは、負方向の電力のみが加えられる。区域Ａで負方向となるのは蓄電池４１３の放電電力である。また、区域Ｂでは、正方向の電力のみが加えられる。区域Ｂにあるのは太陽電池４１２だけであり、太陽電池４１２は正方向の電力はない。よって、（１）式は、
Ｐ＿ａ＝Ｗ＿ａ＋Σ（Ａｎ−｜Ａｎ｜）／２
となる。本実施形態では、Σ（Ａｎ−｜Ａｎ｜）／２は蓄電池４１３の放電電力量となる。したがって、本実施形態では、（１）式は、以下の関係を意味するものとなる。
（消費電力量）＝（消費電力センサ４３２の計測値）＋（蓄電池４１３の放電電力量）

なお、区域Ｃに属する電力センサはないので、（２）式より、購入又は売電力量は、
（購入又は売電力量）＝（系統電力計４３１の計測値）
となる。

＜第３の実施形態＞
図８は、本発明の第３の実施形態に係る電力監視システムにおける分電盤６２０の周辺を示すブロック図である。図８において、系統電力線７０１、主幹ブレーカ６２１、配線用漏電ブレーカ６２２、分岐ブレーカ６２３ａ〜６２３ｈ、系統電力計６３１、消費電力センサ６３２は、第１の実施形態における、系統電力線１０１、主幹ブレーカ２１、配線用漏電ブレーカ２２、分岐ブレーカ２３ａ〜２３ｈ、系統電力計３１、消費電力センサ３２と同様である。

第３の実施形態では、電気温水器６１１、太陽電池６１２、蓄電池６１３が設けられている。分電盤６２０において、主幹ブレーカ６２１の二次側と配線用漏電ブレーカ６２２の一次側とを接続する電力線７０２から電力線７３１が分岐され、この電力線７３１に太陽電池６１２が接続される。また、主幹ブレーカ６２１の二次側と配線用漏電ブレーカ６２２の一次側とを接続する接続する電力線７０２から電力線７３２が分岐され、この電力線７３２に蓄電池６１３が接続される。また、配線用漏電ブレーカ６２２の二次側に接続された電力線７０３から電力線７４３が分岐され、この電力線７４３に電気温水器６１１が接続される。そして、この第３の実施形態では、機器が接続される電力線７３１、７３２、７４１ａ〜７４１ｇ、７４３に、正負両向に電力が検出できる電力センサ６６１、６６２、６７１ａ〜６７１ｇ、６７３が設けられる。

本実施形態では、区域Ａ、区域Ｂ、区域Ｃにそれぞれ属する電力センサは、以下のようになる。
区域Ａ：電力センサ６７１ａ〜６７１ｇ、電力センサ６７３
区域Ｂ：電力センサ６６１、６６２

（１）式より、区域Ａでは、負方向の電力のみが加えられる。区域Ａにあるのは電気温水器６１１であり、電気温水器６１１は、負方向の電力となることはない。また、区域Ｂでは、正方向の電力のみが加えられる。区域Ｂで正方向の電力となるのは、蓄電池６１３の充電電力である。よって、（１）式は、
Ｐ＿ａ＝Ｗ＿ａ＋Σ（｜Ｂｎ｜＋Ｂｎ）／２
となる。ここで、Σ（｜Ｂｎ｜＋Ｂｎ）／２は、蓄電池６１３の充電電力量である。したがって、上式は、以下の関係を意味するものとなる。
（消費電力量）＝（消費電力センサ６３２の計測値）＋（蓄電池６１３の充電電力量）

なお、区域Ｃに属する電力センサはないので、（２）式より、購入又は売電力量は、
（購入又は売電力量）＝（系統電力計６３１の計測値）
となる。

以上説明したように、本発明では、様々な形態で各種の機器を接続した場合にも、購入又は売電力量や、消費電力量を正しく計測することができる。

なお、電力監視システム１の全部又は一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、更に前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１：電力監視システム
１１，４１１，６１１：電気温水器
１２，４１２，６１２：太陽電池
１３，４１３，６１３：蓄電池
２０，４２０，６２０：分電盤
２１，４２１，６２１：主幹ブレーカ
２２，４２２，６２２：配線用漏電ブレーカ（配電用ブレーカ）
２３ａ〜２３ｈ：分岐ブレーカ
３１，４３１，６３１：系統電力計
３２，４３２，６３２：消費電力センサ（消費電力センサ部）
５１，６１，７１ａ〜７１ｇ，７２，４６１，４７１ａ〜４７１ｇ，４７２，４７３，６６１，６６２，６７１ａ〜６７１ｇ，６７３：電力センサ（電力センサ部））
８１：多入力電力センサ端末
８２：ホームゲートウェイ（演算部）
８３：電力管理サーバ
９０：カレントトランス（消費電力センサ部、電力センサ部）
９５：演算部
９６：情報入力分類部
９７：消費電力演算処理部
９８：購入・売電力演算処理部
９９：接続位置情報記憶部

Claims (9)

1. 系統電力線からの電力線を複数の電力線に分岐する分電盤と、
   前記分電盤内の電力線に設けられ、該設けられている電力線を介して送られる電力の電力量を、該電力が送られる方向毎に分けて計測する電力センサ部と、
   主幹ブレーカの二次側に接続された接続線において、前記主幹ブレーカから前記複数の電力線に分岐する分岐ポイントまでの間に設けられ、前記接続線を介して送られる電力量を計測する消費電力センサ部と、
   前記電力センサ部の計測値と前記消費電力センサ部の計測値とを用いて消費電力を演算する演算部と
   を具備することを特徴とする電力監視システム。
2. 前記分電盤は、主幹ブレーカと漏電ブレーカとを含み、前記主幹ブレーカと前記漏電ブレーカとを接続する接続線に消費電力センサ部が設けられ、
   前記演算部は、前記漏電ブレーカより後段の第１の区域にある電力センサの計測値と、前記主幹ブレーカと前記消費電力センサ部との間の第２の区域にある電力センサの計測値とを分類し、
   前記消費電力センサ部の計測値と、前記第１の区域にある電力センサの計測値と、前記第２の区域にある電力センサの計測値とを用いて前記消費電力を演算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力監視システム。
3. 前記演算部は、前記第１の区域にある電力センサの計測値のうち、当該分電盤の外部の機器から当該分電盤に向けて供給される電力の電力量の総和を用いて、前記消費電力センサ部の計測値を補正することを特徴とする請求項２に記載の電力監視システム。
4. 前記演算部は、前記第２の区域にある電力センサの計測値のうち、当該分電盤の外部の機器に向けて当該分電盤から供給される電力の電力量の総和により、前記消費電力センサ部の計測値を補正することを特徴とする請求項２又は３に記載の電力監視システム。
5. 更に、前記系統電力線と前記分電盤との間に系統電力計が設けられ、
   前記系統電力計より前段の第３の区域から分岐された電力線に、正負両方の電力が検出可能な電力センサが設けられ、
   前記演算部は、前記系統電力計の計測値と、前記第３の区域にある電力センサの計測値とを用いて、購入又は売電する電力を演算する
   ことを特徴とする請求項４に記載の電力監視システム。
6. 前記演算部は、前記第３の区域にある電力センサの計測値の総和により、前記系統電力計の計測値を補正するような演算により、前記消費電力センサ部の計測値を補正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。
7. 前記分電盤には、主幹ブレーカと配電用ブレーカとが設けられており、前記主幹ブレーカから前記配電用ブレーカとを接続する接続線には、当該接続線を介して送られる電力を計測する消費電力センサ部が設けられ、
   前記演算部は、前記消費電力センサ部が計測する計測ポイントより配電用ブレーカ側の第１の区域にある電力センサの計測値と、前記主幹ブレーカと前記計測ポイントとの間の第２の区域にある電力センサの計測値とを分類し、
   前記消費電力センサ部の計測値と、前記第１の区域にある電力センサの計測値と、前記第２の区域にある電力センサの計測値とを用いて前記消費電力を演算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力監視システム。
   
8. 系統電力線からの電力線を複数の電力線に分岐する分電盤内の電力線に、該設けられている電力線を介して送られる電力の電力量を、該電力が送られる方向毎に分けて計測する電力センサ部を設け、
   主幹ブレーカの二次側に接続された接続線において、前記主幹ブレーカから前記複数の電力線に分岐する分岐ポイントまでの間に、前記接続線を介して送られる電力量を計測する消費電力センサ部を設け、
   前記電力センサ部の計測値と前記消費電力センサ部の計測値とを用いて消費電力を演算する
   ことを特徴とする電力監視方法。
9. 系統電力線からの電力線を複数の電力線に分岐する分電盤内の電力線に設けられ、該設けられている電力線を介して送られる電力の電力量を該電力が送られる方向毎に分けて計測する電力センサ部の計測値を取得するステップと、
   主幹ブレーカの二次側に接続された接続線において、前記主幹ブレーカから前記複数の電力線に分岐する分岐ポイントまでの間に設けられ、前記接続線を介して送られる電力量を計測する消費電力センサ部の計測値を取得するステップと、
   前記電力センサ部の計測値と前記消費電力センサ部の計測値とを用いて消費電力を演算するステップと
   を含むことを特徴とするコンピュータにより実行可能なプログラム。

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