(実施形態1)
以下、本実施形態に係る設定装置、分電盤、及び計測システムについて図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例に過ぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
本実施形態の計測システム1は、図1に示すように、分電盤100によって電力が分配される複数の分岐電路202及び増設回路(例えば主幹ブレーカや別の分電盤の回路)の各々について電力に関する計測値を計測する。以下の実施形態では、分電盤100が戸建ての住宅からなる建物B1で使用される場合を例示するが、この例に限らない。すなわち、本実施形態の分電盤100は需要家(facility)に設けられており、例えば集合住宅の各住戸、事務所、店舗、工場などの建物で使用されてもよい。また、以下では、分電盤100が壁に取り付けられた状態での左右方向(図2、図3におけるX方向)を左右方向、上下方向(図2、図3におけるY方向)を上下方向とし、壁と垂直な方向(図2、図3におけるZ方向)を前後方向として説明する。分電盤100を取り付ける向きを上記の方向に限定する趣旨ではない。
分電盤100は、図2及び図3に示すように、分電盤用キャビネット110と、主幹ブレーカ10と、複数の分岐ブレーカ20と、分岐電流センサ30(図4参照)と、計測ユニット40と、設定装置50と、第1通信アダプタ60と、第2通信アダプタ70とを備えている。
分電盤用キャビネット110は、キャビネット本体111を備えている。キャビネット本体111は、前面が開口した箱状に形成されている。キャビネット本体111は、住宅の壁等に取り付けて使用される。キャビネット本体111は、その内部に少なくとも主幹ブレーカ10と、複数の分岐ブレーカ20と、分岐電流センサ30と、計測ユニット40と、設定装置50と、第1通信アダプタ60と、第2通信アダプタ70とを収納する空間を有している。
キャビネット本体111の背面には、前後方向に貫通する窓孔112が設けられている。この窓孔112を通して壁裏からキャビネット本体111の内部に配線を引き込むことが可能である。
キャビネット本体111には、図2に示すように、キャビネット本体111の前面の開口部114を塞ぐ内蓋120が取り付けられる。内蓋120は、例えば合成樹脂製であって、後面の略全体が開口した矩形枠状に形成されており、キャビネット本体111の側壁の前端部にかぶさるようにしてキャビネット本体111に取り付けられる。内蓋120の前面には矩形の窓孔121が形成されている。内蓋120には、窓孔121を塞ぐようにして、複数枚(本実施形態では4枚)の蓋板122〜125が着脱自在に取り付けられる。4枚の蓋板122〜125は、上下方向の寸法が窓孔121の上下方向における開口寸法とほぼ同じ寸法に設定されており、左右方向に並ぶようにして内蓋120に取り付けられる。窓孔121が蓋板122〜125で塞がれた内蓋120をキャビネット本体111の前側に取り付けることによって、キャビネット本体111の開口部14が内蓋120で塞がれた状態となる。すなわち、内蓋120と、この内蓋120に取り付けられた蓋板122〜125とで、キャビネット本体111の前面の開口部14を覆う蓋が構成されている。また、分電盤用キャビネット110は、キャビネット本体111と、蓋板122〜125が取り付けられた内蓋120とを含む。なお、内蓋120と蓋板122〜125の少なくとも1つ以上とは、一体的に形成されてもよい。
図2において左端に位置する蓋板122は、設定装置50、第1通信アダプタ60、及び第2通信アダプタ70の前面を覆うようにして内蓋120に取り付けられる。蓋板122には、蓋板122を前後方向に貫通する貫通孔126,127が、上下に並べて設けられている。本実施形態では、設定装置50の表示部509が上側の貫通孔126から露出し、設定装置50の操作ボタン508が下側の貫通孔127から露出している。
図2において左端から2番目に位置する蓋板123は、キャビネット本体111の内部で一次連系ブレーカが取り付けられる収納スペースを覆うようにして内蓋120に取り付けられる。
図2において左端から3番目に位置する蓋板124は、主幹ブレーカ10の前面を覆うようにして内蓋120に取り付けられている。蓋板124の孔128を通して、主幹ブレーカ10のハンドルが前面側に露出する。
図2において右端に位置する蓋板125は、複数の分岐ブレーカ20及び二次連系ブレーカ200の前面を覆うようにして内蓋120に取り付けられている。複数の分岐ブレーカ20は、キャビネット本体111の右側の収納スペースに上下2列に分かれて配置されている。蓋板125には、左右方向に細長い矩形の窓孔129が上下2箇所に設けられている。上側の窓孔129からは、上側の列に並んでいる分岐ブレーカ20のハンドル部分が露出している。下側の窓孔129からは、下側の列に並んでいる分岐ブレーカ20及び二次連系ブレーカ200のハンドル部分が露出している。
また、キャビネット本体111には、内蓋120及び蓋板122〜125の前面を覆うように外蓋が取り付けられる。外蓋は、キャビネット本体111の上部に設けられたヒンジ機構を介してキャビネット本体111に開閉自在に取り付けられている。外蓋が開けられた状態では、図2に示すように内蓋120及び蓋板122〜125の前面が露出しており、表示部509の表示内容が目視可能となり、操作ボタン508が操作可能となる。また、外蓋が開けられた状態では、主幹ブレーカ10や分岐ブレーカ20や一次連系ブレーカや二次連系ブレーカ200のハンドルが操作可能となる。なお、分電盤用キャビネット110は、キャビネット本体111に外蓋が取り付けられておらず、内蓋120が常に露出するような形状でもよい。
主幹ブレーカ10は、一次側端子11と、二次側端子とを備えている。主幹ブレーカ10は、キャビネット本体111の左右方向における中央付近でやや下寄りの位置に取り付けられている。一次側端子11には、系統電源(商用電源)の単相三線式の引き込み線201が電気的に接続される。二次側端子は、図4に示すような導電バー140,150,160に電気的に接続される。導電バー140,150,160は、それぞれ導電部材により左右方向に長い長尺板状に形成されており、取付ベース130の前面に取り付けられている。本実施形態の分電盤100では、配電方式として単相三線式を想定しているので、導電バー140は第1電圧極(L1相)の導電バー、導電バー150は第2電圧極(L2相)の導電バー、導電バー160は中性極(N相)の導電バーとして用いられる。取付ベース130の前面には、第1電圧極の導電バー140と第2電圧極の導電バー150とが上下に並べて取り付けられている。導電バー140,150はその長手方向が左右方向と並行になるようにして取付ベース130に取り付けられている。取付ベース130の上下方向における中央部には前側に突出する支柱が設けられ、この支柱の前側には、導電バー140,150と並行するようにして中性極の導電バー160が配置される。これら3本の導電バー140,150,160が取り付けられた取付ベース130は、各導電バー140,150,160の長手方向が左右方向と並行するようにして、主幹ブレーカ10の右側に配置され、キャビネット本体111に固定されている。
各分岐ブレーカ20は、キャビネット本体111の内部において、中性極の導電バー160の上側と下側とに分かれて配置されている。図3の例では、中性極の導電バー43の上側に11個の分岐ブレーカ20が左右方向に並ぶように配置され、中性極の導電バー43の下側に11個の分岐ブレーカ20が左右方向に並ぶように配置されている。分岐ブレーカ20には100V用と200V用がある。100V用の分岐ブレーカ20が備える一次側端子は、電圧極である導電バー140及び導電バー150のうちの一方と、中性極の導電バー160とにそれぞれ電気的に接続される。200V用の分岐ブレーカ20が備える一次側端子は、第1電圧極の導電バー140と、第2電圧極の導電バー150とにそれぞれ電気的に接続される。分岐ブレーカ20の二次側端子には、対応する分岐電路202が電気的に接続される。各分岐電路202には、例えば照明器具81、冷凍冷蔵庫83、空調装置84、テレビ受像器、給湯設備等の機器や、スイッチ装置82、コンセント(アウトレット)等の配線器具が負荷として接続される。
図4に示すように、第1電圧極の導電バー140は、複数の分岐ブレーカ20の各々に対応する位置において、上方及び下方に突出する複数の接続端子141を有している。また、第2電圧極の導電バー150は、複数の分岐ブレーカ20の各々に対応する位置において、上方及び下方に突出する複数の接続端子151を有している。図4に示すように、中性極となる導電バー160の上側では、前後方向の前側(壁とは反対側)から導電バー160(中性極)、接続端子151(第2電圧極)、接続端子141(第1電圧極)の順番に配置されている。また、中性極となる導電バー160の下側では、前後方向の前側(壁とは反対側)から導電バー160(中性極)、接続端子141(第1電圧極)、接続端子151(第2電圧極)の順番に配置されている。
各分岐ブレーカ20は、導電バー160と接続端子141と接続端子151とがそれぞれ差し込まれる差込口21を有している。一次側端子は、3カ所ある差込口21のうち2カ所の差込口21内に露出するように設けられている。100V用の分岐ブレーカ20では前後方向の両端にある差込口21内に一次側端子がそれぞれ設けられ、200V用の分岐ブレーカ20では前後方向の中間にある差込口21と後側にある差込口21とにそれぞれ一次側端子が設けられている。
したがって、100V用の分岐ブレーカ20が導電バー160の上側に取り付けられた場合、この分岐ブレーカ20の一次側端子は第1電圧極の導電バー140と中性極の導電バー160とに電気的に接続される。100V用の分岐ブレーカ20が導電バー160の下側に取り付けられた場合、この分岐ブレーカ20の一次側端子は第2電圧極の導電バー150と中性極の導電バー160とに電気的に接続される。一方、200V用の分岐ブレーカ20は、導電バー160の上側および下側の何れに取り付けられた場合でも、第1電圧極の導電バー140と第2電圧極の導電バー150とに電気的に接続される。
分岐電流センサ30は、複数の分岐ブレーカ20の各々に接続された分岐電路202に流れる電流(以下、「負荷電流」という)を個別に計測するように構成されている。分岐電流センサ30は、図4に示すように、基板31と、複数のコイル32と、複数の計測部(半導体装置)33と、演算部34とを備えている。
基板31は、左右方向を長辺とする矩形板状の多層プリント基板である。基板31には、厚み方向に貫通する複数の第1孔35が左右方向(基板31の長手方向)に一定の間隔で並ぶように設けられている。また、基板31には、厚み方向に貫通する複数の第2孔36が左右方向に一定の間隔で並ぶように設けられている。複数の第2孔36の各々は、対応する第1孔35と前後方向に並ぶようにして、対応する第1孔35の後側に設けられている。第1孔35および第2孔36は、接続端子141,151のうちの何れもが貫通可能な形状に形成されている。この基板31は、接続端子141,151のうちの一方を第1孔35に貫通させ、接続端子141,151のうちの他方を第2孔36に貫通させた状態で、取付ベース130に取り付けられる。
基板31には、複数ある第2孔36の周囲にコイル32がそれぞれ形成されている。各々のコイル32は、コアを用いない(コアレスの)空芯コイルであり、第2孔36内を通過する負荷電流(接続端子141又は接続端子151を流れる負荷電流)に応じた出力を発生するロゴスキコイルである。なお、本実施形態ではコイル32が形成される第2孔36は円形の孔となっているが、基板31を貫通するように設けられていればよく、矩形の孔でも、基板31の側縁に開放されたU字状の孔でもよい。また、本実施形態の分岐電流センサ30では、第2孔36の周囲にコイル32が形成されているが、第1孔35の周囲にコイル32が形成されてもよい。また、本実施形態の分岐電流センサ30は電流計測用のロゴスキコイルを備えるが、ロゴスキコイル以外の方法で電流を計測してもよい。例えば、GMR(Giant Magneto Resistive effect)センサやカレントトランスやホール素子を用いて電流を計測しても良い。
基板31には、複数の分岐ブレーカ20の各々に対応してコイル32が1個ずつ設けられており、隣接する2個のコイル32を1組として、各組のコイル32に対して1つずつ計測部33が設けられている。各計測部33の入力端と、対応する2つのコイル32の出力端とは、基板31の表面に形成された薄膜状の導電体からなる回路配線を介して電気的に接続されている。
各計測部33は、増幅回路と、A/D変換回路と、積分回路と、信号処理回路とを備えている。また、各計測部33は、対応する2つのコイル32から出力されるアナログ信号を時分割で交互に取得する。
増幅回路は、コイル32から出力されるアナログ信号を増幅するアンプで構成されている。A/D変換回路は、増幅回路から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するように構成されている。積分回路は、A/D変換回路から出力されるディジタル信号を積分するように構成されている。
ここで、コイル32から出力されるアナログ信号は、接続端子141又は接続端子151に流れる負荷電流を微分した値となる。このため、積分回路は、A/D変換回路から出力されるディジタル信号を積分することで、接続端子141又は接続端子151に流れる負荷電流を示すディジタル信号を生成する。なお、本実施形態の計測部33では、ディジタルフィルタで積分回路を構成している。
信号処理回路は、積分回路から出力されるディジタル信号を処理することで、接続端子141又は接続端子151に流れる負荷電流のデータを生成するように構成されている。また、信号処理回路は、負荷電流のデータを電流信号として演算部34に出力するように構成されている。
演算部34はA/D変換回路と信号処理回路とを備える。A/D変換回路には、主幹ブレーカ10の二次側に接続される電路の線間電圧に応じた電圧信号が計測ユニット40から入力され、この電圧信号をディジタルの電圧信号に変換するように構成されている。信号処理回路は、A/D変換回路から出力されるディジタルの電圧信号と、各計測部33から出力される電流信号とに基づいて、複数の分岐電路202の各々について瞬時電力を演算し、瞬時電力のデータを生成するように構成されている。また、信号処理回路は、各分岐電路202で消費される瞬時電力のデータを電力信号として設定装置50に出力するように構成されている。ここで、分岐電路202には、定格電圧が100Vの負荷が接続される100V回路と、定格電圧が200Vの負荷が接続される200V回路とがある。そのため、複数の分岐電路202の各々で瞬時電力を正しく演算するためには、各々の分岐電路202が100V回路であるか、200V回路であるかを、分岐電流センサ30に設定する必要がある。そこで、本実施形態の設定装置50は、計測装置である分岐電流センサ30に、複数の分岐電路202の各々が100V回路であるか200V回路であるかを、電力に関する計測値を計測するために使用する計測条件として設定している。なお、設定装置50が設定する計測条件は、100V回路か200V回路かを示す情報に限定されず、分岐電路202に接続される機器の種類(例えば太陽光発電装置やヒートポンプ式給湯装置)などの情報を含んでもよい。
計測ユニット40は、図3に示すように、主幹ブレーカ10の下側に取り付けられていて、分岐電流センサ30と電気的に接続されている。計測ユニット40は、主幹ブレーカ10の二次側に接続される電路(単相三線式の配電路)から線間電圧(L1−N相間、L2−N相間、L1−L2相間)をそれぞれ計測し、線間電圧のデータを電圧信号として分岐電流センサ30に出力する機能を有している。
計測ユニット40には、分岐ブレーカ20に接続される分岐電路202以外の増設回路(例えば主幹ブレーカ10の二次側の測定点や別の分電盤の回路)で電流を測定するためのカレントトランスが接続可能である。計測ユニット40にカレントトランスが接続された場合、計測ユニット40は、カレントトランスを用いて測定された電流値と線間電圧とを用いて瞬時電力を演算し、瞬時電力のデータを設定装置50に出力するように構成されている。ここで、増設回路にも100V回路と200V回路とがある。そのため、増設回路で瞬時電力を演算するためには、増設回路が100V回路であるか、200V回路であるかを、計測ユニット40に設定する必要がある。そこで、本実施形態の設定装置50は、計測装置である計測ユニット40に、増設回路が100V回路であるか200V回路であるかを計測条件として設定している。なお、設定装置50が設定する計測条件は、100V回路か200V回路かを示す情報に限定されず、増設回路に接続される機器の種類(例えば太陽光発電装置やヒートポンプ式給湯装置)などの情報を含んでもよい。
本実施形態の分電盤100では、計測ユニット40は、何れかの分岐ブレーカ20の二次側端子に接続され、この分岐ブレーカ20を介して電力が供給されている。また、計測ユニット40は設定装置50とも電気的に接続されている。計測ユニット40は、カレントトランスが接続されている場合は、設定装置50によって設定された計測条件をもとに、増設回路での瞬時電力を演算し、瞬時電力の計測データを設定装置50に出力し、かつ動作に必要な電力を設定装置50に供給する。
ところで、本実施形態の分電盤100では、主幹ブレーカ10の二次側の電路(導電バー)に二次連系ブレーカ200が電気的に接続されている。二次連系ブレーカ200には、電力系統への逆潮流が許容されていない分散電源が電気的に接続されている。この種の分散電源としては、例えば燃料電池やガス発電装置や蓄電装置などがある。なお、本実施形態の分電盤100が、二次連系ブレーカ200を備えるか否かは任意である。
また、本実施形態の分電盤100は、キャビネット本体111における主幹ブレーカ10の左側に、一次連系ブレーカが取り付けられるスペースを有している。図3に示すように、キャビネット本体111には、このスペースに、一次連系ブレーカを取り付けるための支持台113が取り付けられている。分電盤100が一次連系ブレーカを備える場合、一次連系ブレーカは支持台113に取り付けられる。一次連系ブレーカには、電力系統への逆潮流が許容されている分散電源が電気的に接続される。この種の分散電源としては例えば太陽光発電装置がある。なお、本実施形態の分電盤100が、一次連系ブレーカを備えるか否かは任意である。
設定装置50は、計測装置である分岐電流センサ30及び計測ユニット40が電力に関する計測値を計測するために使用する計測条件を設定する機能を備えている。また設定装置50は、分電盤100の外部に設置されるコントローラ4との間で通信する機能を有している。また、設定装置50は、ブロードバンドルータ(以下、ルータと言う。)2及び外部ネットワーク3を介してサーバ装置6との間で通信する機能を有している。
設定装置50は、図1に示すように、MMI(Man Machine Interface)51と、演算処理ブロック52と、記憶部53と、メモリカードインタフェース54と、通信ブロック55とを備えている。設定装置50は箱状のケース500を備え、このケース500にMMI51と演算処理ブロック52と記憶部53とメモリカードインタフェース54と通信ブロック55とを収納している(図5参照)。
MMI51は入力部511と表示部512とを備える。
入力部511は、ケース500の前面に配置された複数個の操作ボタン501〜508を備える(図5参照)。操作ボタン501〜508のうち、上側にある4個の操作ボタン501〜504は、項目(表示部512に表示されている項目や設定対象の項目など)をスクロールするための操作ボタンである。最上列にある2個の操作ボタン501,502のうち、左側の操作ボタン501は早戻し操作の操作ボタン、右側の操作ボタン502は早送り操作の操作ボタンである。上から2列目の操作ボタン503,504のうち、左側の操作ボタン503は戻し操作のための操作ボタンであり、右側の操作ボタン504は送り操作のための操作ボタンである。上から3列目の操作ボタン505,506は設定内容を変更するために操作される操作ボタンである。設定内容が数値の場合、左側の操作ボタン505は設定値を増加させるために操作される操作ボタンであり、右側の操作ボタン506は設定値を減少させるために操作される操作ボタンである。左下にある操作ボタン507は、表示部512に表示されている項目について、設定内容を表示部512に表示させるために操作される操作ボタンである。右下にある操作ボタン508は、設定モードへの切り替えや、設定内容を確定させるために操作される操作ボタンである。
表示部512は、ケース500の前面に配置された2桁の7セグメント表示器509を備えている。表示部512は、動作状態や設定内容などの情報を、文字と数字と記号との少なくとも1つを用いて表示する。なお、表示部512は、7セグメント表示器に限定されず、16セグメントLEDや、ドットマトリクスLEDや、液晶ディスプレイなどでもよい。
ここにおいて、操作ボタン501〜507は、ケース500の前面において、内蓋120及び蓋板122で覆われる部位に設けられている。したがって、内蓋120及び蓋板122〜125からなる蓋がキャビネット本体111に取り付けられた状態では、操作ボタン501〜507は蓋(内蓋120及び蓋板122〜125からなる)で覆われている。
一方、操作ボタン508は、ケース500の前面において蓋板122の貫通孔127に対応する部位に設けられ、7セグメント表示器509は、ケース500の前面において蓋板122の貫通孔126に対応する部位に設けられている。したがって、内蓋120及び蓋板122〜125でキャビネット本体111の開口部114が覆われた状態でも、操作ボタン508は貫通孔127を通して操作可能であり、7セグメント表示器509の表示内容は貫通孔126を通して目視可能になっている。
なお本実施形態では操作ボタン508が蓋板122の貫通孔127から露出しているが、操作ボタン508を前面側に露出させず、蓋板122に設けられた押釦を押すと、この押釦の後部で操作ボタン508が押されるように構成されてもよい。
演算処理ブロック52は、マイクロコンピュータを主要な構成とし、マイクロコンピュータが記憶部53に記憶されたプログラムを実行することによって設定部521の機能が実現される。
設定部521は、入力部511から入力される情報に基づいて、計測装置(分岐電流センサ30及び計測ユニット40)が計測対象の回路について電力に関する値を計測するために使用する計測条件を、この計測装置に設定する。
記憶部53はROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を備える。また記憶部53は、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)のような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを備えてもよい。記憶部53は、演算処理ブロック52を構成するマイクロコンピュータが実行するプログラムや、計測装置(分岐電流センサ30及び計測ユニット40)に設定した計測条件の設定値などを記憶する。なお、演算処理ブロック52を構成するマイクロコンピュータが実行するプログラムは、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカードなどの記憶媒体に記憶されて提供されてもよい。
メモリカードインタフェース54にはメモリカード9が着脱自在に接続され、接続されたメモリカード9へのデータの書き込みや読み出しを行う機能を有している。
通信ブロック55は、外部と通信するための通信機能として、無線通信部551と有線通信部552とを備えている。なお、通信ブロック55は、無線通信部551と有線通信部552を両方共に備えているが、何れか一方のみでもよい。
無線通信部551は、免許が不要な近距離の無線通信を行うための通信モジュールを備え、建物B1内に設置されたコントローラ4との間で無線通信を行う。本実施形態の無線通信部551は、例えば特定小電力無線の通信方式を採用しているが、無線免許が不要な通信方式であれば、特定小電力無線以外の通信方式でもよい。この種の通信方式としては、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.1に準拠した通信方式や、IEEE802.15.4に準拠した通信方式がある。
有線通信部552は、分電盤100の内部に配線されたLAN(Local Area Network)ケーブルを介して分岐電流センサ30及び計測ユニット40に接続される。有線通信部552は、分岐電流センサ30及び計測ユニット40との間でデータを送受信する機能を備えている。また、有線通信部552は、建物B1内に設置されたルータ2にLANケーブルを介して接続可能であり、ルータ2を介してコントローラ4との間でデータを送受信する機能も備えている。ルータ2はインターネットのような外部ネットワーク3に接続されており、有線通信部552はルータ2及び外部ネットワーク3を介してサーバ装置6との間でデータを送受信することもできる。
コントローラ4は、需要家(facility)内に設置されて、需要家でのエネルギー需給を管理する。このコントローラ4は、例えばHEMS(Home Energy Management System)用のコントローラであり、HEMSに対応する機器80の監視又は制御を行う機能を有している。コントローラ4は、建物B1内に配置された表示端末5と通信(無線通信又は有線通信)を行う機能を有している。コントローラ4は、HEMSに対応する機器80の監視又は制御を行うための表示画面を表示端末5に表示させる。表示端末5は、専用の端末でもよいし、タブレット型のコンピュータや、スマートフォンや、テレビジョンの視聴装置でもよい。なお、コントローラ4の機能を設定装置50が備えてもよい。この場合は、コントローラ機能を有する設定装置50が、需要家でのエネルギーの需給を管理し、HEMSに対応する機器80の監視又は制御を行う。
HEMSに対応する機器80は、エネルギーの需給を把握するために必要な管理対象であればよい。このような機器80には、例えば、照明器具81のオン、オフを切り替えるスイッチ装置82や、冷凍冷蔵庫83や、空調装置84などの、電力を消費する電気機器がある。これらの電気機器のうち、冷凍冷蔵庫83及び空調装置84は通信機能を有しており、コントローラ4は冷凍冷蔵庫83及び空調装置84と直接通信を行うことで、冷凍冷蔵庫83及び空調装置の監視又は制御を行う。一方、通信機能を備えていない照明器具81のような電気機器の場合、照明器具81を点灯又は消灯させるスイッチ装置として通信機能を有するスイッチ装置82を用い、コントローラ4がこのスイッチ装置82の動作を監視又は制御すればよい。すなわち、コントローラ4は、スイッチ装置82と通信を行い、スイッチ装置82のオン、オフ状態を監視したり制御したりすることで、照明器具81の動作状態の監視及び制御を行う。また、HEMSに対応する機器80には、太陽光発電装置や燃料電池などのエネルギーを創出する機器や、蓄電装置や電気自動車などのエネルギーを蓄える機器も含まれる。なお、HEMSに対応する機器80は上記の機器に限定されるものではない。
また設定装置50には、通信ブロック55が通信可能な機器以外の機器と通信するために、第1通信アダプタ60及び第2通信アダプタ70が接続可能である。
第1通信アダプタ60は、設定装置50と機械的に結合され、且つ電気的に接続される。本実施形態では、設定装置50の下側に第1通信アダプタ60が接続される。
第1通信アダプタ60には、太陽光発電装置、蓄電装置、電力変換装置などのエネルギーを創出又は蓄積する機器90や、ガスメータ、水道メータが接続可能である。第1通信アダプタ60は、機器90やガスメータや水道メータと通信する機能を設定装置50に付加するために使用される。電力変換装置は電気自動車に電気的に接続され、分電盤100から電気自動車への単方向充電を行うための電力変換の他、双方向に電力変換を行うことで電気自動車が備える蓄電池の充電及び放電の両方に用いられてもよい。ガスメータや水道メータは使用量に応じたパルス信号を出力する。第1通信アダプタ60は、ガスメータや水道メータからパルス信号を受信し、予め決められている1パルス当たりの使用量の換算値(換算レート)を用いて、使用量に換算する。
第1通信アダプタ60と太陽光発電装置、蓄電装置、電力変換装置との間の通信方式は、例えばRS−485等の有線通信とする。なお、第1通信アダプタ60は、例えばヒートポンプ式の加熱源を有する貯湯型の給湯装置等と通信可能なように構成されてもよい。第1通信アダプタ60とガスメータ、水道メータとの間の通信方式は、有線通信とする。なお第1通信アダプタ60とガスメータ、水道メータとの間の通信方式は、有線通信に限らず、無線通信であってもよい。
第2通信アダプタ70は、設定装置50と機械的に結合され、且つ電気的に接続される。本実施形態では設定装置50の上側に第2通信アダプタ70が取り付けられる。第2通信アダプタ70は、通信機能を有する電力メータ7との間で通信する機能を有している。この種の電力メータ7は、所謂スマートメータであって、需要家での使用電力量を計測し、配電線に接続されているコンセントレータとの間で通信を行うことによって、遠隔検針を可能にするように構成されている。また、電力メータ7は、第2通信アダプタ70との間で通信を行うことにより、計量値(使用電力量)や節電要請(DR要請)等を第2通信アダプタ70に送信することができる。なお、節電要請は、電力供給事業者等が運営するサーバから需要家に向けて送信される、消費電力の抑制を要請するための情報である。
第2通信アダプタ70と電力メータ7との間の通信方式は、例えば特定小電力無線通信のような、無線免許が不要な無線通信である。なお、第2通信アダプタ70と電力メータ7との間の通信方式は、有線LANや電力線搬送通信(PLC:Power Line Communications)などの有線通信でもよい。
ここで、第2通信アダプタ70は、電力メータ7から受信した計量値を設定装置50に出力してもよい。この場合、コントローラ4は、設定装置50との間で通信を行うことによって、設定装置50から計量値を取得し、この計量値を用いて機器を制御してもよい。この構成では、コントローラ4は、電力メータ7から送信される計量値に基づいて機器の監視又は制御を行うことができる。
本実施形態の計測システム1では、計測装置である分岐電流センサ30が、計測対象の分岐電路202について電力に関する計測値を正しく計測できるように、各々の分岐電路202が100V回路か200V回路かを分岐電流センサ30に設定する必要がある。同様に、計測装置である計測ユニット40が、計測対象の増設回路について電力に関する計測値を正しく計測できるように、計測対象の増設回路が100V回路か200V回路かを計測ユニット40に設定する必要がある。
本実施形態の設定装置50は、計測装置である分岐電流センサ30及び計測ユニット40に計測条件を設定する設定部521を備えている。設定部521は、分岐電流センサ30及び計測ユニット40が計測対象の回路について電力に関する計測値を計測するために使用する計測条件(例えば回路の電圧値など)を設定する機能を備えている。設定部521は、計測条件を設定する設定モードとして、第1モードと第2モードの2つのモードを備えている。ここにおいて、計測装置(分岐電流センサ30及び計測ユニット40)の計測対象である複数の回路は、分電盤100によって電力が分配される複数の分岐電路202を含み、本実施形態では分岐電路202の他に増設回路を含む。増設回路としては、例えば主幹ブレーカ10の二次側の測定点や、別の分電盤の回路などがある。なお、本実施形態では計測装置として分岐電流センサ30と計測ユニット40とを備えているが、分岐電路202の電力を計測する分岐電流センサ30のみでもよい。
第1モードは、例えばユーザの操作によって入力部511から入力される操作入力に応じて複数の回路(分岐電路202及び増設回路)の各々について計測条件を計測装置(分岐電流センサ30及び計測ユニット40)に個別に設定するモードである。
第2モードは、複数の回路のうち2以上の回路についての計測条件を、他の機器から一括して取得し、一括して取得した計測条件を計測装置(分岐電流センサ30及び計測ユニット40)に設定するモードである。
本実施形態では他の装置としてサーバ装置6が用いられる。設定装置50は、第2モードにおいて予め登録されたサーバ装置6にアクセスし、サーバ装置6から計測条件の設定をダウンロードする。
サーバ装置6は演算処理部61と記憶装置62と通信部63とを備える。演算処理部61はマイクロコンピュータを主構成として備え、記憶装置62に記憶されたプログラムをマイクロコンピュータが実行することによって、所定の機能を実現する。記憶装置62はROM及びRAMを備え、演算処理部61が実行するプログラムや、計測装置が計測対象の回路について計測値を計測するために使用する計測条件を記憶する。通信部63は外部ネットワーク3及びルータ2を経由して設定装置50と通信する機能を備えている。
ここで、建物B1が住宅メーカの建築する戸建て住宅の場合、住宅メーカは、間取りなどの仕様を共通化した商品(住宅)を提供している。そのため、間取りなどの仕様が類似した住宅の分電盤100では、分電盤100の構成(分岐電路202及び増設回路の数や電圧値など)が類似するから、計測対象の計測条件が類似した設定となる。したがって、サーバ装置6の記憶装置62には、分電盤100の標準的な盤構成に基づいて、計測対象の回路の各々について、計測条件の設定内容が予め登録されている。なお、記憶装置62には、複数種類の盤構成について計測条件の設定内容が登録されていてもよい。この場合、記憶装置62には、盤構成の種類ごとに登録された計測条件の設定内容が、盤構成を特定する情報(以下、盤情報という。)と対応付けて記憶されている。
この設定装置50を用いて、複数の回路の各々について計測条件を設定する作業について説明する。
設定作業を行うユーザは操作ボタン508を操作して、設定部521の設定モードを第2モードにセットする。設定部521の設定モードが第2モードにセットされると、設定部521は、通信ブロック55を制御して、サーバ装置6にアクセスさせ、設定対象の分電盤100の盤情報をサーバ装置6に送信させる。ここにおいて、分電盤100の盤情報とは、例えば、盤構成(分岐電路202の回路数、増設回路の回路数、各回路に接続される機器の種類など)に応じて分電盤メーカが分電盤100に割り当てた品番である。なお、分電盤100の盤情報は、分電盤100に収納される内器(例えば設定装置500)の識別情報(例えばMACアドレスなど)でもよい。
サーバ装置6の通信部63が、設定装置50から送信された分電盤100の盤情報を受信すると、演算処理部61は、この情報をもとに設定対象の分電盤100と盤構成が類似した分電盤についての計測条件を記憶装置62から抽出する。演算処理部61は、抽出した計測条件の情報を通信部63から、要求元の設定装置50に送信させる。これにより、設定装置50は、盤構成が類似した分電盤100について予め登録された計測条件の設定内容を、サーバ装置6から一括してダウンロードすることができる。設定装置50の設定部521は、サーバ装置6から一括してダウンロードした計測条件を記憶部53に記憶させる。ここで、設定装置50は、サーバ装置6から計測対象の回路の全てについて計測条件を取得するように構成されてもよいが、必ずしも全ての回路について計測条件を取得する必要はなく、2以上の回路について計測条件を取得するように構成されていればよい。なお設定装置50は、設定装置50が備える記憶部53に計測条件を記憶させているが、ネットワーク上に設けられたデータサーバに計測条件を記憶させてもよい。
次に、ユーザは操作ボタン508を操作して、設定部521の設定モードを第1モードにセットする。第1モードでは、複数の回路の各々について設定内容を変更することができる。第1モードにおいて、ユーザが操作ボタン501〜504を操作して、設定対象の回路(分岐電路202又は増設回路)を選択する操作を行うと、設定部521は、選択された回路の計測条件を記憶部53から読み出し、表示部512に表示させる。
表示部512に表示された計測条件で問題がなければ、ユーザは操作ボタン501〜504を操作して、次の回路を選択する操作を行う。
表示部512に表示された計測条件が実際の回路と異なっている場合、ユーザは、操作ボタン505,506を操作して、実際の回路に応じた計測条件を入力する操作を行う。ユーザの操作によって計測条件が変更されると、設定部521は変更後の計測条件を記憶部53に記憶させる。計測条件を変更する作業が終わると、ユーザは操作ボタン501〜504を操作して、次の回路を選択する操作を行う。
計測対象の回路の全てについて計測条件を設定し終えると、ユーザは、操作ボタン508を操作して、計測条件の設定内容を確定させる。設定部521は、入力部511から操作ボタン508の操作入力があると、記憶部53から各回路の計測条件を読み出し、通信ブロック55から対応する計測装置(分岐電流センサ30又は計測ユニット40)に送信させる。分岐電流センサ30及び計測ユニット40は、計測対象の回路についての計測条件が設定装置50から入力されると、入力された計測条件を記憶部に記憶させ、この計測条件を用いて電力に関する計測値を計測する。このように、設定装置50は、第2モードにおいて他の装置からダウンロードした計測条件を、修正の必要がある場合は第1モードで修正した上で、計測装置に設定しているから、計測条件を一つ一つ入力する場合に比べて設定の手間を少なくできる。
なお設定装置50は、サーバ装置6からダウンロードした計測条件を変更すると、分電盤100の盤情報と共に、変更後の計測条件を通信ブロック55からサーバ装置6に送信させる。サーバ装置6の通信部63が、設定装置50から送信された分電盤100の盤情報及び計測条件の設定内容を受信すると、演算処理部61は、通信部63が受信した計測条件の設定内容を盤情報と対応付けて記憶装置62に記憶させる。これにより、サーバ装置6の記憶装置62に記憶された計測条件の設定内容が充実されるので、記憶装置62に記憶された計測条件を、盤構成が類似している別の設定装置50で利用でき、計測条件を設定する作業の手間をさらに低減できる。
ところで、本実施形態では他の装置としてサーバ装置6が用いられるが、メモリカードインタフェース54に接続されるメモリカード9を他の装置としてもよい。メモリカード9には、サーバ装置6と同様、複数種類の盤構成について計測条件の設定内容が、盤情報と対応付けて記憶されている。ここで、設定部521の設定モードが第2モードにセットされると、設定部521は、メモリカードインタフェース54に接続されたメモリカード9にアクセスする。設定部521は、設定対象の分電盤100の盤情報をもとに、メモリカード9に登録された計測条件の中から、盤構成が類似している計測条件を読み込み、読み込んだ計測条件の設定内容を記憶部53に記憶させる。これにより、設定装置50は、メモリカード9に登録された計測条件を利用して、計測対象の回路の各々について計測条件を設定できるから、設定の手間を少なくできる。
上述のように、本実施形態の設定装置50は、計測装置(分岐電流センサ30及び計測ユニット40)が、複数の回路の各々について計測値を計測するために使用する計測条件を記憶部53に設定する設定部521を備える。計測装置は、分電盤100によって電力が分配される複数の分岐電路202を含む複数の回路の各々について、電力に関する計測値を計測する。設定部521は、計測条件を設定する設定モードとして第1モードと第2モードとを備える。第1モードは、操作入力に応じて複数の回路の各々について計測条件を記憶部53に個別に設定する設定モードである。第2モードは、複数の回路のうち2以上の回路についての計測条件を他の機器(例えばサーバ装置6)から一括して取得(ダウンロード)し、一括して取得した計測条件を記憶部53に設定する設定モードである。
この設定装置50によれば、設定部521は第2モードにおいて2以上の回路についての計測条件を他の機器から取得して記憶部に設定しているので、計測条件を設定する手間を少なくできる。しかも、設定部521は第1モードにおいて各々の回路についての計測条件を設定可能であるから、第2モードで取得した計測条件を第1モードで変更することができ、より少ない手間で計測対象の回路についての計測条件を設定することができる。
この設定装置50は、他の機器(本実施形態ではサーバ装置6)とネットワーク(本実施形態では建物B1内のLAN及び外部ネットワーク3)を経由して通信を行うように構成されてもよい。そして、設定部521は、第2モードにおいて、他の機器からネットワークを経由して計測条件を取得するように構成されてもよい。
これにより、設定装置50は、他の機器とネットワークを経由して通信可能であれば、遠隔にある他の機器から計測条件を取得することができる。また、1台の他の機器に記憶された計測条件を複数台の設定装置50が取得して、計測条件の設定に利用することができる、という利点もある。なお本実施形態では、設定装置50と他の機器であるサーバ装置6とが外部ネットワーク3を介して通信しているが、設定装置50と他の機器とがLANを介して通信するように構成されてもよい。
この設定装置50において、設定部521は、第2モードにおいて、分電盤100の構成を特定するための情報(盤情報)を他の機器(サーバ装置6)に送信し、他の機器から、分電盤100の構成に対応付けて記憶された計測条件を取得してもよい。
これにより、設定対象の分電盤100の構成に対応付けて記憶された計測条件を他の機器から取得することができる。
本実施形態において、設定部521は、第1モードにおいて、記憶部53に設定する計測条件の内容を変更すると、変更後の計測条件を他の機器に送信して他の機器に記憶させるように構成されてもよい。
これにより、設定部521によって計測条件の内容が変更されると、変更後の計測条件が他の機器に蓄積されるから、変更後の計測条件を別の設定装置で計測条件を設定する際に利用できるようになり、設定の手間をさらに軽減できる。
本実施形態において、設定装置50は、他の機器である記憶媒体(メモリカード9)が着脱自在に接続されるインタフェース(メモリカードインタフェース54)を備えてもよい。設定部521は、第2モードにおいて、インタフェースに接続された記憶媒体から計測条件を取得するように構成される。
これにより、計測条件を記憶した記憶媒体をインタフェースに接続することで、記憶媒体に記憶された計測条件を利用して計測条件の設定を行うことができる。
また本実施形態の分電盤100は、上述した設定装置50と、主幹ブレーカ10と、複数の分岐ブレーカ20と、分電盤用キャビネット110とを備える。主幹ブレーカ10は幹線(引き込み線201)に接続される。複数の分岐ブレーカ20は、主幹ブレーカ10の二次側に接続されて、電力を複数の分岐電路202に分岐させる。分電盤用キャビネット110は、設定装置50と、主幹ブレーカ10と、複数の分岐ブレーカ20とを収納する。
分電盤100は上述の設定装置50を備えているので、計測対象の回路の各々について計測条件を設定する手間を低減した分電盤100を実現できる。
本実施形態の計測システム1は、上述した設定装置50と、計測条件を記憶装置62に記憶するサーバ装置6とを備える。設定装置50とサーバ装置6とはネットワーク(LAN及び外部ネットワーク3)経由で通信を行うように構成される。設定装置50の設定部521は、第2モードにおいて、他の機器であるサーバ装置6から記憶装置62に記憶された計測条件を取得するように構成される。
この計測システム1によれば、設定装置50は、第2モードにおいてサーバ装置6から計測条件を取得しており、サーバ装置6から取得した計測条件を用いて計測装置に設定することで、設定の手間を少なくできる。
(実施形態2)
図6に、本実施形態の計測システムの概略的なシステム構成図を示す。
本実施形態の計測システム1は、集合住宅C0の複数の住戸C1,C2に設置された分電盤100に、実施形態1で説明した設定装置50を収納した計測システムである。図6では2つの住戸C1,C2しか図示していないが、住戸の数は3つ以上の任意の数でもよい。なお、実施形態1と共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
実施形態1では、設定装置50が、サーバ装置6やメモリカード9から計測対象の回路の計測条件を取得しているが、本実施形態では、設定装置50が、同じ集合住宅C0の他の住戸に設置された設定装置50から計測条件の設定内容を取得している。
本実施形態の計測システム1が適用される集合住宅C0では、住戸C1,C2の各々で、間取りや計測対象の回路(分岐電路202及び増設回路)が共通になっており、分電盤100の盤構成が同じ構成となっている。また、住戸C1,C2の構成は共通であるから、住戸C1を例に説明を行い、住戸C2については説明を省略する。
住戸C1内には実施形態1で説明した分電盤100と同じ構成を有する分電盤100が設置されている。分電盤100に収納された設定装置50は、実施形態1と同様、ルータ2及び外部ネットワーク3を経由してサーバ装置6と通信する機能を有している。なお、図6では分電盤100の内部構成を省略して図示しているが、分電盤100の構成は実施形態1で説明した分電盤100と同じである。
設定装置50は、同じ住戸に設置されたインターホン装置91と、無線通信方式又は有線通信方式で通信する機能を備えている。インターホン装置91は、住戸C1の玄関に設置されたドアホンや、集合住宅C0の共同玄関に設置されたロビーインターホンを用いて、住戸C1の外(住戸C1の玄関又は共同玄関の外側)にいる人物と通話するために設けられている。インターホン装置91は、無線通信方式又は有線通信方式でコントローラ4と通信する機能を備えている。
また設定装置50は、集合住宅C0の共用部分に設置された制御装置92と、集合住宅C0の構内に配線された通信回線94を介して通信を行う機能を備えている。なお、制御装置92は、通信回線94を介して各住戸のインターホン装置91及びロビーインターホンと電気的に接続され、各住戸のインターホン装置91とロビーインターホンの間の通話を制御する機能を有している。
また集合住宅C0の共用部分には、集合住宅C0に構築されたLANを、インターネットのような外部ネットワーク3に接続するために用いられるゲートウェイ93が設置されており、制御装置92はゲートウェイ93を介して外部ネットワーク3に接続される。
集合住宅C0の住戸C1,C2では、分電盤100の盤構成が同じ構成となっているので、複数の住戸C1,C2の各々で、計測対象の回路の各々に設定する計測条件を同一にできる。
したがって、例えば住戸C1の設定装置50で計測条件が設定されれば、他の住戸C2の設定装置50は、住戸C1の設定装置50から計測条件の設定内容をダウンロードすればよく、設定の手間を少なくできる。以下、計測条件の設定手順について説明する。
まず、設定作業を行う作業者は、住戸C1に設置された設定装置50の設定モードを第1モードにセットし、複数の回路(分岐電路202及び増設回路)の各々について計測条件の設定を行う。第1モードでの設定作業は、実施形態1で説明した第1モードでの設定作業と同様であるから、その説明は省略する。なお、住戸C1に設置された設定装置50に計測条件を設定する場合に、この設定装置50の設定モードを第2モードとして、サーバ装置6から計測条件をダウンロードしてもよい。
設定作業を行う作業者は、住戸C1に設置された設定装置50の設定作業が終了すると、住戸C1の設定装置50に設定済みの計測条件を利用して、他の住戸C2の設定装置50に計測条件を設定する作業を行う。なお、住戸C1以外の住戸C2に設置された設定装置50では、計測条件の取得先である他の装置として、住戸C1に設置された設定装置50の識別情報(例えばIPアドレスなど)が登録されている。
設定作業を行うユーザは、住戸C2に設置された設定装置50の操作ボタン508を操作して、設定モードを第2モードにセットする。設定部521は、設定モードが第2モードにセットされると、通信ブロック55を制御し、通信回線94を介して住戸C1の設定装置50に計測条件の要求信号を送信する。住戸C1に設置された設定装置50では、通信ブロック55が計測条件の要求信号を受信すると、設定部521が記憶部53から計測条件の設定内容を読み出す。設定部521は、記憶部53から読み出した計測条件を、要求信号の送信元である住戸C2の設定装置50に通信ブロック55から送信させる。
住戸C2の設定装置50では、通信ブロック55が住戸C1の設定装置50から送信された計測条件を受信すると、設定部521が、住戸C1の設定装置50からダウンロードした計測条件を記憶部53に記憶させる。
次に、ユーザは住戸C2に設置された設定装置50の操作ボタン508を操作して、設定部521の設定モードを第1モードにセットする。第1モードでは、複数の回路の各々について設定内容を変更することができる。第1モードにおいて、ユーザが操作ボタン501〜504を操作して、設定対象の回路(分岐電路202又は増設回路)を選択する操作を行うと、設定部521は、選択された回路の計測条件を記憶部53から読み出し、表示部512に表示させる。
表示部512に表示された計測条件で問題がなければ、ユーザは操作ボタン501〜504を操作して、次の回路を選択する操作を行う。
表示部512に表示された計測条件が実際の回路と異なっている場合、ユーザは、操作ボタン505,506を操作して、実際の回路に応じた計測条件を入力する操作を行う。ユーザの操作によって計測条件が変更されると、設定部521は変更後の計測条件を記憶部53に記憶させる。計測条件を変更する作業が終わると、ユーザは操作ボタン501〜504を操作して、次の回路を選択する操作を行う。
計測対象の回路の全てについて計測条件を設定し終えると、ユーザは、操作ボタン508を操作して、計測条件の設定内容を確定させる。設定部521は、入力部511から操作ボタン508の操作入力があると、記憶部53から各回路の計測条件の設定内容を読み出し、通信ブロック55から対応する計測装置(分岐電流センサ30又は計測ユニット40)に送信させる。分岐電流センサ30及び計測ユニット40の各々は、計測対象の回路について計測条件の設定内容が設定装置50から入力されると、入力された計測条件の設定内容を記憶部に記憶させる。
このように、住戸C1以外の住戸にある設定装置50では、住戸C1の設定装置50から計測条件をダウンロードし、ダウンロードした計測条件を必要であれば修正して、記憶部53に記憶させているので、計測条件を設定する手間を少なくできる。
なお本実施形態では、住戸C1の設定装置50と、住戸C1以外の住戸C2にある設定装置50との間で通信回線94を介して通信を行っているが、通信経路はこれに限定されない。例えば、別々の住戸に設置された設定装置50の間で、ルータ2及び外部ネットワーク3を介して通信を行ってもよい。また、別々の住戸に設置された設定装置50の間で、通信回線94と各住戸のインターホン装置91とを介して通信を行ってもよい。また、別々の住戸に設置された設定装置50の間で、通信回線94と、各住戸に設置されたインターホン装置91及びコントローラ4を介して通信を行ってもよい。
本実施形態の計測システム1は、上述した設定装置50を複数備え、複数の設定装置50のうち、計測条件の設定を行う設定装置50の設定部521が、第2モードにおいて、他の機器である他の設定装置50から計測条件を取得するように構成されている。
この計測システム1によれば、設定装置50は、第2モードにおいてサーバ装置6から計測条件を取得しており、サーバ装置6から取得した計測条件を用いて計測装置に設定することで、設定の手間を少なくできる。