JP2022022061A - 計測装置、計測方法及び電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交流電圧波形の周波数の計測精度を向上させること。【解決手段】交流電圧波形を測定する測定部と、前記交流電圧波形の測定値が第１閾値をクロスする第１クロス時刻と前記第１クロス時刻での前記交流電圧波形の第１測定値とを検出する第１検出部と、前記交流電圧波形の測定値が前記第１閾値よりも低い第２閾値をクロスする第２クロス時刻と前記第２クロス時刻での前記交流電圧波形の第２測定値とを検出する第２検出部と、前記交流電圧波形の測定値が前記第１クロス時刻と前記第２クロス時刻との間で前記第１測定値と前記第２測定値の間の基準値をクロスする基準クロス時刻を推定する推定部と、前記基準クロス時刻の時間間隔を用いて、前記交流電圧波形の周波数を計算する計算部と、を備える、計測装置。【選択図】図２

Description

本開示は、計測装置、計測方法及び電力変換装置に関する。

従来、周波数計測対象信号の波形の１周期のクロックをカウンタによりカウントし、そのカウント値から周波数を求める周波数計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６－１１５２６号公報

図１は、一比較形態における周波数計測装置（以下、"周波数計測装置１"と称する）による周波数計測方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。周波数計測装置１は、アナログの交流電圧波形ｗｍをサンプリングすることによって、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓを取得する。測定値ｗｓは、交流電圧波形ｗｍの時系列のサンプル値を表す。周波数計測装置１は、測定値ｗｓを一つの閾値（この場合、０）と大小比較することにより、一つの方形波ｗ０を生成する。交流電圧波形ｗｍの周波数が例えば定格周波数５０Ｈｚの場合、方形波ｗ０の周期は、２０ｍｓ（＝１／５０）になることが期待される。周波数計測装置１は、一つの方形波ｗ０の立ち下がり又は立ち上がり（ゼロクロス点）を検出し、その検出した立ち下がり又は立ち上がりの周期を計測することにより、交流電圧波形ｗｍの周波数ｆｍを計測する。

しかしながら、この計測手法では、原理的に、交流電圧波形ｗｍのサンプリング周期の１／２幅（例えば、サンプリング周期が０．５ｍｓの場合、０．２５ｍｓ幅）で、ゼロクロス点の検出時刻がばらつく。その結果、交流電圧波形ｗｍの設定周波数ｆｓに対して、計測された周波数ｆｍがばらつくことがある。

本開示は、交流電圧波形の周波数の計測精度を向上させた計測装置、計測方法及び電力変換装置を提供する。

本開示の一態様では、
交流電圧波形を測定する測定部と、
前記交流電圧波形の測定値が第１閾値をクロスする第１クロス時刻と前記第１クロス時刻での前記交流電圧波形の第１測定値とを検出する第１検出部と、
前記交流電圧波形の測定値が前記第１閾値よりも低い第２閾値をクロスする第２クロス時刻と前記第２クロス時刻での前記交流電圧波形の第２測定値とを検出する第２検出部と、
前記交流電圧波形の測定値が前記第１クロス時刻と前記第２クロス時刻との間で前記第１測定値と前記第２測定値の間の基準値をクロスする基準クロス時刻を推定する推定部と、
前記基準クロス時刻の時間間隔を用いて、前記交流電圧波形の周波数を計算する計算部と、を備える、計測装置が提供される。

本開示の一態様によれば、交流電圧波形の周波数の計測精度を向上できる。

一比較形態における周波数計測装置による周波数計測方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。 第１実施形態における周波数計測装置の構成例を示す図である。 第１クロス時刻、第２クロス時刻、正の測定値及び負の測定値を説明するための図である。 ゼロクロス時刻の推定処理の一例を示すタイミングチャートである。 周波数の計算処理の一例を示すタイミングチャートである。 一比較形態における周波数計測装置による周波数計測方法のシミュレーション結果の一例を示す図である。 第１実施形態における周波数計測装置による周波数計測方法のシミュレーション結果の一例を示す図である。 第２実施形態における周波数計測装置の構成例を示す図である。 第２実施形態における周波数計測装置による周波数計測方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。 第３実施形態における周波数計測装置の構成例を示す図である。 位相跳躍の発生前後の交流電圧波形の一例を示すタイミングチャートである。 位相跳躍の発生前後の周波数計測値の時間的な変化の一例を示すタイミングチャートである。 位相跳躍の発生後に出力する周波数計測値の第１出力例を示すタイミングチャートである。 位相跳躍の発生後に出力する周波数計測値の第２出力例を示すタイミングチャートである。 位相跳躍の発生後に出力する周波数計測値の第３出力例を示すタイミングチャートである。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、適宜、「以上」と「超える」は、相互に読み替えてもよく、「以下」と「未満」は、相互に読み替えてもよい。

図２は、第１実施形態における周波数計測装置の構成例を示す図である。図２に示す周波数計測装置１００は、系統４の送電ライン３における交流電圧波形ｗｍの周波数を計測する装置である。周波数計測装置１００は、送電ライン３に接続される単独の装置でもよいし、系統４に連系する機器２（例えば、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）など）に内蔵されてもよい。ＰＣＳは、ソーラパネル等で発電した直流電力を交流電力に変換する変換回路５を備え、変換後の交流電力を送電ライン３に出力する装置である。なお、変換回路５は、直流又は交流の入力電力を、交流電圧波形ｗｍを有する交流電力に変換する回路でもよいし、交流電圧波形ｗｍを有する交流電力を、直流又は交流の出力電力に変換する回路でもよい。

周波数計測装置１００は、例えば、交流電圧波形ｗｍの計測された周波数を、表示や通信などにより出力したり、電力変換や異常検知などの所定の制御に出力（提供）したりする。そのようなアプリケーションの機能を向上させる上で、交流電圧波形ｗｍの周波数を高精度に計測することが求められることがある。

周波数計測装置１００は、交流電圧波形ｗｍの周波数を計測する周波数計測回路１０１を備え、周波数計測回路１０１によって計測された周波数を出力する装置である。周波数計測回路１０１は、測定部９０、検出部３０、推定部４０、計算部９１、記憶部１２０、検知部１３０及び出力部１４０を備える。

周波数計測回路１０１は、例えば、メモリとプロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit））を有する。測定部９０、検出部３０、推定部４０、計算部９１、検知部１３０及び出力部１４０の一部又は全部の構成は、メモリに記憶されたプログラムによって、プロセッサが動作することにより実現される。計算部９１等の一部又は全部の構成は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって形成されてもよい。

以下、図３，４，５を適宜参照して、図２に示す周波数計測装置１００の各構成について説明する。

測定部９０は、交流電圧波形ｗｍを測定し、例えば、アナログの交流電圧波形ｗｍを一定のサンプリング周期でサンプリングすることによって、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓを取得する。測定値ｗｓは、交流電圧波形ｗｍの時系列のサンプル値を表す。測定部９０は、例えば、アナログの交流電圧波形ｗｍをアナログ－デジタル変換器で一定のサンプリング周期でサンプリングすることでデジタル値に変換することによって、交流電圧波形ｗｍの時系列の測定値ｗｓ（波形データ）を取得する。

測定部９０は、例えば、瞬時電圧測定部１０及び方形波変換部２０を有する。

瞬時電圧測定部１０は、アナログの交流電圧波形ｗｍをアナログ－デジタル変換器で一定のサンプリング周期でサンプリングすることで、交流電圧波形ｗｍのサンプリング毎の瞬時電圧（時系列の測定値ｗｓ）を測定する。

方形波変換部２０は、図３に示すように、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓと正の閾値ｔｈ１との大小比較によって第１方形波ｗ１を生成し、且つ、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓと負の閾値ｔｈ２との大小比較によって第２方形波ｗ２を生成する。例えば、方形波変換部２０は、測定値ｗｍが正の閾値ｔｈ１以上になると、第１方形波ｗ１のレベルを第１レベル（この例では、ハイレベル）に切り替え、測定値ｗｍが正の閾値ｔｈ１未満になると、第１方形波ｗ１のレベルを第２レベル（この例では、ローレベル）に切り替える。同様に、方形波変換部２０は、測定値ｗｍが負の閾値ｔｈ２以上になると、第２方形波ｗ２のレベルを第１レベル（この例では、ハイレベル）に切り替え、測定値ｗｍが負の閾値ｔｈ２未満になると、第２方形波ｗ２のレベルを第２レベル（この例では、ローレベル）に切り替える。正の閾値ｔｈ１は、所定の基準値Ｒよりも高く設定された第１閾値の一例である。負の閾値ｔｈ２は、第１閾値よりも低い第２閾値の一例であり、所定の基準値Ｒよりも低く設定された閾値である。基準値Ｒは、この例では、ゼロである。

検出部３０は、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓが所定の閾値をクロスする時点（クロス時刻）と、そのクロス時刻での交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓとを検出する。検出部３０は、交流電圧波形ｗｍの測定値が正の閾値ｔｈ１をクロスする時点である第１クロス時刻とその第１クロス時刻での交流電圧波形ｗｍの正の測定値ｗｓｐとを検出する第１検出部と、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓが負の閾値ｔｈ２をクロスする第２クロス時刻とその第２クロス時刻での交流電圧波形ｗｍの負の測定値ｗｓｎとを検出する第２検出部とを有する。検出部３０は、第１検出部の一例として、第１立ち上がり検出部３１と第１立ち下がり検出部３３との少なくとも一方を有する。検出部３０は、第２検出部の一例として、第２立ち上がり検出部３２と第２立ち下がり検出部３４との少なくとも一方を有する。正の測定値ｗｓｐは、第１クロス時刻での交流電圧波形の第１測定値の一例である。負の測定値ｗｓｎは、第２クロス時刻での交流電圧波形の第２測定値の一例である。

第１立ち上がり検出部３１は、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓが正の閾値ｔｈ１以上になる第１立ち上がり時刻とその第１立ち上がり時刻での交流電圧波形ｗｍの正の測定値ｗｓとを検出する。第１立ち上がり時刻は、第１クロス時刻の一例である。

第２立ち上がり検出部３２は、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓが負の閾値ｔｈ２以上になる第２立ち上がり時刻とその第２立ち上がり時刻での交流電圧波形ｗｍの負の測定値ｗｓとを検出する。第２立ち上がり時刻は、第２クロス時刻の一例である。

第１立ち下がり検出部３３は、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓが正の閾値ｔｈ１未満になる第１立ち下がり時刻とその第１立ち下がり時刻での交流電圧波形ｗｍの正の測定値ｗｓとを検出する。第１立ち下がり時刻は、第１クロス時刻の一例である。

第２立ち下がり検出部３４は、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓが負の閾値ｔｈ２未満になる第２立ち下がり時刻とその第２立ち下がり時刻での交流電圧波形ｗｍの負の測定値ｗｓとを検出する。第２立ち下がり時刻は、第２クロス時刻の一例である。

推定部４０は、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓが第１クロス時刻と第２クロス時刻との間で正の測定値ｗｓｐと負の測定値ｗｓｎとの間のゼロをクロスするゼロクロス時刻ｔ_０を推定する。図４は、測定値ｗｓが第１立ち下がり時刻と第２立ち下がり時刻との間で正の測定値ｗｓｐと負の測定値ｗｓｎとの間のゼロをクロスするゼロクロス時刻ｔ_０を推定する場合を例示する。正の測定値ｗｓｐと負の測定値ｗｓｎとの間のゼロは、第１測定値と第２測定値との間の基準値Ｒの一例である。ゼロクロス時刻ｔ_０は、交流電圧波形の測定値が基準値Ｒをクロスする基準クロス時刻の一例である。

推定部４０は、第１補正演算部４１と第２補正演算部４２との少なくとも一方を有する。第１補正演算部４１は、測定値ｗｓが第２立ち上がり時刻から第１立ち上がり時刻までの間で正の測定値と負の測定値との間のゼロをクロスする時点である立ち上がりゼロクロス時刻を推定する第１推定部の一例である。第２補正演算部４２は、測定値ｗｓが第１立ち下がり時刻から第２立ち下がり時刻までの間で正の測定値ｔｈ１と負の測定値ｔｈ２との間のゼロをクロスする時点である立ち下がりゼロクロス時刻を推定する第２推定部の一例である。立ち上がりゼロクロス時刻は、交流電圧波形の測定値が第２立ち上がり時刻から第１立ち上がり時刻までの間で第１測定値と第２測定値との間の基準値をクロスする時点である立ち上がり基準クロス時刻の一例である。立ち下がりゼロクロス時刻は、交流電圧波形の測定値が第１立ち下がり時刻から第２立ち下がり時刻までの間で第１測定値と第２測定値との間の基準値をクロスする時点である立ち下がり基準クロス時刻の一例である。

計算部９１は、ゼロクロス時刻ｔ_０の時間間隔を用いて、交流電圧波形ｗｍの周波数を測定する。計算部９１は、例えば、周期計算部５０及び周波数計算部６０を有する。

周期計算部５０は、ゼロクロス時刻ｔ_０の時間間隔を用いて、交流電圧波形ｗｍの周期を計算する。例えば図５に示すように、隣り合う２つのゼロクロス時刻ｔ_０１，ｔ_０２に挟まれる一つの時間間隔Ｔ_１は、交流電圧波形ｗｍの１周期に相当する（ｔ_０１＜ｔ_０２）。したがって、周期計算部５０は、例えば、隣り合う２つのゼロクロス時刻ｔ_０１，ｔ_０２に挟まれる一つの時間間隔Ｔ_１を計測することで、交流電圧波形ｗｍの１周期を計算する。

なお、図５に示すように、隣り合う３つのゼロクロス時刻ｔ_０１，ｔ_０２，ｔ_０３に挟まる２つの時間間隔Ｔ_１，Ｔ_２の合計は、交流電圧波形ｗｍの２周期に相当する（ｔ_０１＜ｔ_０２＜ｔ_０３）。したがって、例えば、周期計算部５０は、隣り合うｎ個のゼロクロス時刻ｔ_０に挟まれる（ｎ－１）個の時間間隔の合計を（ｎ－１）で除算することで、交流電圧波形ｗｍの１周期を計算してもよい。ｎは、２以上の整数を表す。

周期計算部５０は、例えば、立ち上がり周期計算部５１と立ち下がり周期計算部５２との少なくとも一方を有する。立ち上がり周期計算部５１は、第１補正演算部４１により推定された立ち上がりゼロクロス時刻の時間間隔を用いて、交流電圧波形ｗｍの立ち上がり周期を計算する。立ち下がり周期計算部５２は、第２補正演算部４２により推定された立ち下がりゼロクロス時刻の時間間隔を用いて、交流電圧波形ｗｍの立ち下がり周期を計算する。図５は、立ち下がり周期の計算を例示する。

周波数計算部６０は、周期計算部５０により計算された交流電圧波形ｗｍの周期の逆数を算出することによって、交流電圧波形ｗｍの周波数を計算する。周波数計算部６０は、例えば、立ち上がり周波数計算部６１と立ち下がり周波数計算部６２との少なくとも一方を有する。

立ち上がり周波数計算部６１は、立ち上がり周期計算部５１により計算された立ち上がり周期の逆数を算出することで、交流電圧波形ｗｍの立ち上がり周波数ｆｕを計算する。立ち下がり周波数計算部６２は、立ち下がり周期計算部５２により計算された立ち下がり周期の逆数を算出することで、交流電圧波形ｗｍの立ち下がり周波数ｆｄを計算する。図５は、立ち下がり周波数ｆｄの計算を例示する。

なお、交流電圧波形ｗｍの周期（周波数）が頻繁に変動する場合、交流電圧波形ｗｍの周期（周波数）を高精度に計測する点で、ゼロクロス時刻ｔ_０を検出するたびに、交流電圧波形ｗｍの１周期及び周波数を計算することが好ましい。

このように、第１実施形態によれば、例えば図４の場合、正の閾値ｔｈ１と負の閾値ｔｈ２を用いて、第１立ち下がり時刻と第２立ち下がり時刻とを検出する。正の閾値ｔｈ１と負の閾値ｔｈ２を用いることで、交流電圧波形ｗｍのサンプリング周期が比較的短くなくても（サンプリング周波数が比較的高くなくても）、比較的短い時間間隔の２つの立ち下がり時刻（第１立ち下がり時刻と第２立ち下がり時刻）を検出できる。そして、測定値ｗｓが第１立ち下がり時刻から第２立ち下がり時刻までの間で正の測定値ｗｓｐと負の測定値ｗｓｎとの間のゼロをクロスする時点である立ち下がりゼロクロス時刻を推定する。比較的短い時間間隔の２つの立ち下がり時刻から立ち下がりゼロクロス時刻を推定するので、立ち下がりゼロクロス時刻の推定精度が向上する。そして、このように推定された立ち下がりゼロクロス時刻の時間間隔を用いて、交流電圧波形ｗｍの立ち下がり周波数ｆｄを計算するので、立ち下がり周波数ｆｄの計測精度が向上する。立ち上がり周波数ｆｕを計測する場合も同様に考えることができ、立ち上がり周波数ｆｕの計測精度が向上する。

なお、第１実施形態において、立ち上がり周波数ｆｕの計測が不要であれば、第１立ち上がり検出部３１、第２立ち上がり検出部３２、第１補正演算部４１、立ち上がり周期計算部５１及び立ち上がり周波数計算部６１は、無くてもよい。同様に、第１実施形態において、立ち下がり周波数ｆｄの計測が不要であれば、第１立ち下がり検出部３３、第２立ち下がり検出部３４、第２補正演算部４２、立ち下がり周期計算部５２及び立ち下がり周波数計算部６２は、無くてもよい。

図４において、測定部９０は、第１立ち下がり時刻から立ち下がりゼロクロス時刻ｔ_０までの間に１回以上、且つ、立ち下がりゼロクロス時刻ｔ_０から第２立ち下がり時刻までの間に１回以上、交流電圧波形ｗｍをサンプリングすることによって、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓを取得する。これにより、立ち下がりゼロクロス時刻ｔ_０の検出精度が向上するので、立ち下がり周波数ｆｄの計測精度も向上する。

同様に、測定部９０は、第２立ち上がり時刻から立ち上がりゼロクロス時刻までの間に１回以上、且つ、立ち上がりゼロクロス時刻から第１立ち上がり時刻までの間に１回以上、交流電圧波形ｗｍをサンプリングすることによって、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓを取得する。これにより、立ち上がりゼロクロス時刻の検出精度が向上するので、立ち上がり周波数ｆｕの計測精度も向上する。

このように、測定部９０は、第１クロス時刻とゼロクロス時刻との間に１回以上、且つ、ゼロクロス時刻と第２クロス時刻との間に１回以上、交流電圧波形ｗｍをサンプリングすることによって、交流電圧波形ｗｍの測定値ｗｓを取得するのが好ましい。言い換えれば、測定部９０は、第１クロス時刻とゼロクロス時刻との間に１回以上、且つ、ゼロクロス時刻と第２クロス時刻との間に１回以上、交流電圧波形ｗｍをサンプリングするように、正の閾値ｔｈ１及び負の閾値ｔｈ２を設定するのが好ましい。

正の閾値ｔｈ１と負の閾値ｔｈ２は、絶対値が同じであることが好ましい。これにより、第１クロス時刻とゼロクロス時刻との間のサンプリング回数と、ゼロクロス時刻と第２クロス時刻との間のサンプリング回数とをほぼ同じにできる。その結果、ゼロクロス時刻の検出精度が向上するので、交流電圧波形ｗｍの周波数の計測精度も向上する。

図４において、例えば、第１立ち下がり検出部３３は、第１方形波ｗ１の立ち下がりエッジを検出したタイミングを、第１立ち下がり時刻ｔ_１として検出してもよい。例えば、第２立ち下がり検出部３４は、第２方形波ｗ２の立ち下がりエッジを検出したタイミングを、第２立ち下がり時刻ｔ_２として検出してもよい。

第１立ち下がり検出部３３は、複数の測定値ｗｓのうち第１立ち下がり時刻ｔ_１での測定値を、正の測定値ｖ_１として検出する。第２立ち下がり検出部３４は、複数の測定値ｗｓのうち第２立ち下がり時刻ｔ_２での測定値を、負の測定値ｖ_２として検出する。

第２補正演算部４２は、第１立ち下がり時刻ｔ_１、第２立ち下がり時刻ｔ_２、正の測定値ｖ_１及び負の測定値ｖ_２を用いた補間演算を行うことにより、立ち下がりゼロクロス時刻ｔ_０を推定する。例えば、第２補正演算部４２は、第１立ち下がり時刻ｔ_１を０に設定すると、演算式『ｔ_０＝－ｖ１・ｔ２／（ｖ２－ｖ１）』を用いた補間演算によって、測定値ｗｓがゼロをクロスする立ち下がりゼロクロス時刻ｔ_０を推定できる。同様に、第１補正演算部４１は、第１立ち上がり時刻、第２立ち上がり時刻、正の測定値及び負の測定値を用いた補間演算を行うことにより、立ち上がりゼロクロス時刻を推定できる。

図６は、一比較形態における周波数計測装置による周波数計測方法（一つの閾値（＝０）を用いて周波数ｆｍを計測する場合）のシミュレーション結果の一例を示す図である。図７は、第１実施形態における周波数計測装置による上述の周波数計測方法（正負の二つの）の閾値を用いて周波数ｆｍを計測する場合）のシミュレーション結果の一例を示す図である。図６の場合、計測される周波数ｆｍは、実際の設定周波数ｆｓに対してずれているのに対し、図７の場合、計測される周波数ｆｍは、実際の設定周波数ｆｓと同じという結果が得られた。

ところで、交流電圧波形ｗｍは、何らかの要因によって、ある時刻で位相進み方向又は位相遅れ方向に位相跳躍が発生することがある。

図１１は、位相跳躍の発生前後の交流電圧波形の一例を示すタイミングチャートであり、交流電圧波形ｗｍの位相が位相進み方向に跳躍した状況を示している。図１１に示す例では、位相進み方向に位相跳躍が発生した場合、立ち下がり周期の値が短く計算されるため、その１計測周期分の周波数計測値が高い値（ノイズ）となる。位相跳躍がすぐに解消されると、その次の計測周期分の周波数計測値は、元の値に戻る。

位相跳躍では、位相が不連続に変化するのみで、実際の周波数は変化していないので、理想的には、出力される周波数計測値は変化しないことが望ましい。しかしながら、交流電圧波形ｗｍの実際の周波数変動が周波数計測値から除去されてしまうことは望ましくない。

図１２は、位相跳躍の発生前後の周波数計測値の時間的な変化の一例を示すタイミングチャートである。図１２は、交流電圧波形ｗｍの周波数が50[Hz]で変化せず、ある時刻で位相進み方向の位相跳躍が発生し、その後も、交流電圧波形ｗｍの実際の周波数は50[Hz]で変化しない場合を例示する。位相進み方向の位相跳躍が発生する場合、立ち上がり基準クロス時刻を検出しても立ち下がり基準クロス時刻を検出しても、交流電圧波形ｗｍの周期は短く計算される。そのため、何ら対策をしなければ、位相進み方向の位相跳躍が発生した直後に出力される周波数計測値は、50[Hz]よりも高い値になる。位相跳躍が解消されると、その後に出力される周波数計測値は、50[Hz]に戻る。

図２に示す周波数計測装置１００は、実際の周波数変動に伴う周波数計測値の出力変化を除去せずに位相跳躍に伴う周波数計測値の出力変化を除去できるように、記憶部１２０、検知部１３０及び出力部１４０を備えてもよい。次に、図２及び図１２を参照して、記憶部１２０、検知部１３０及び出力部１４０の各構成について説明する。

記憶部１２０は、交流電圧波形ｗｍの複数の計測周期分の周波数計測値を記憶する。記憶部１２０は、例えば、Ｎ計測周期分の周波数計測値を格納できるように、少なくともＮ計測周期分のバッファを備える。Ｎは、２以上の整数である。記憶部１２０は、交流電圧波形ｗｍの立ち上がり周波数ｆｕと立ち下がり周波数ｆｄとで個別に、複数の計測周期分の周波数計測値を記憶してもよい。

検知部１３０は、複数の計測周期分の周波数計測値の履歴との相違に基づいて、計算部９１により今回（Ｎ回目）の計測周期で計算された交流電圧波形ｗｍの周波数計算値ｆ_Ｃの異常Ｘを検知する。複数の計測周期分の周波数計測値の履歴は、記憶部１２０に記憶された情報が用いられる。検知部１３０は、立ち上がり周波数ｆｕと立ち下がり周波数ｆｄとで個別に、異常Ｘを検知してもよい。

出力部１４０は、異常Ｘが検知部１３０により検知されない場合、周波数計算値ｆ_Ｃを今回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎとして出力し、異常Ｘが検知部１３０により検知された場合、異常Ｘを除去した周波数値を今回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎとして出力する。

したがって、検知部１３０は、例えば、周波数計算値ｆ_Ｃと複数の計測周期分の周波数計測値の履歴との相違が基準よりも大きい場合、周波数計算値ｆ_Ｃと当該履歴との連続性が低下したとみなして、位相跳躍を起因とする異常Ｘを検知したと判断できる。異常Ｘが検知された場合、異常Ｘを除去した周波数値が今回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎとして出力される。一方、検知部１３０は、例えば、周波数計算値ｆ_Ｃと複数の計測周期分の周波数計測値の履歴との相違が基準よりも小さい場合、周波数計算値ｆ_Ｃと当該履歴との連続性が低下していないとみなして、位相跳躍を起因とする異常Ｘが検知されないと判断できる。異常Ｘが検知されない場合、周波数計算値ｆ_Ｃが今回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎとして出力される。

よって、周波数計測装置１００は、交流電圧波形ｗｍの周波数が実際に変動すれば、その変動に応じた周波数計測値を出力できる一方、交流電圧波形ｗｍの位相跳躍が生ずれば、位相跳躍に伴う周波数変化を除去した周波数計測値を出力できる。

なお、出力部１４０から出力される周波数値は、異常Ｘを除去した周波数値及び周波数計算値ｆ_Ｃのどちらの場合も、今回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎとして記憶部１２０に記憶されることで、次回以降の計測周期の周波数計測値の履歴の一つとして使用される。

検知部１３０は、周波数計算値ｆ_Ｃが、複数の計測周期分の周波数計測値の履歴に基づき設定された基準から外れるか否かによって、異常Ｘを検知してもよい。例えば、検知部１３０は、当該基準から外れた周波数計算値ｆ_Ｃは異常と判断し、当該基準から外れていない周波数計算値ｆ_Ｃは異常でないと判断する。

例えば図１２に示すように、検知部１３０は、前回（Ｎ－１回目）以前の複数の計測周期分の周波数計測値の履歴に基づいて、前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１から上下に拡がる基準範囲Ｙ（図１２の場合、±10[Hz/s]の線で挟まれた範囲）を導出する。検知部１３０は、周波数計算値ｆ_Ｃが基準範囲Ｙから外れた状態を異常Ｘと判断し、周波数計算値ｆ_Ｃが基準範囲Ｙから外れていない状態を異常Ｘとは判断しない。

検知部１３０は、複数の計測周期分の周波数計測値の履歴に基づいて周波数計測値の基準変化率Ｑ_Ｒを設定してもよい。検知部１３０は、前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１から今回の計測周期の周波数計算値ｆ_Ｃへの周波数変化率Ｑ_Ｃが基準変化率Ｑｒから外れるか否かによって、異常Ｘを検知してもよい。例えば、検知部１３０は、周波数変化率Ｑ_Ｃが基準変化率Ｑ_Ｒから外れた状態を異常Ｘと判断し、周波数変化率Ｑ_Ｃが基準変化率Ｑ_Ｒから外れていない状態を異常Ｘとは判断しない。

基準変化率Ｑ_Ｒは、例えば、前回以前の複数の計測周期分の周波数計測値の平均変化率Ｑ_Ａから所定の変化率ΔＱずれた周波数変化率である（Ｑ_Ｒ＝Ｑ_Ａ±ΔＱ）。

平均変化率Ｑ_Ａは、例えば、前回以前のｎ計測周期分の周波数変化率の平均値で定義される。ｎは、２以上Ｎ以下の整数である。１計測周期前から４計測周期前までの各計測周期の周波数計測値を、ｆ_Ｎ－１，ｆ_Ｎ－２，ｆ_Ｎ－３，ｆ_Ｎ－４とし、１計測周期をＴ[s]とする。４計測周期前の周波数計測値ｆ_Ｎ－４から３計測周期前の周波数計測値ｆ_Ｎ－３への周波数変化率をＱ_Ｎ－３、３計測周期前の周波数計測値ｆ_Ｎ－３から２計測周期前の周波数計測値ｆ_Ｎ－２への周波数変化率をＱ_Ｎ－２、２計測周期前の周波数計測値ｆ_Ｎ－２から１計測周期前の周波数計測値ｆ_Ｎ－１への周波数変化率をＱ_Ｎ－１とする。このとき、ｎ＝３の場合、
Ｑ_Ａ＝（Ｑ_Ｎ－１＋Ｑ_Ｎ－２＋Ｑ_Ｎ－３）／３
Ｑ_Ｎ－１＝（ｆ_Ｎ－１－ｆ_Ｎ－２）／Ｔ
Ｑ_Ｎ－２＝（ｆ_Ｎ－２－ｆ_Ｎ－３）／Ｔ
Ｑ_Ｎ－３＝（ｆ_Ｎ－３－ｆ_Ｎ－４）／Ｔ
が成立する。

例えば図１２の場合、１計測周期前から４計測周期前までの各計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１，ｆ_Ｎ－２，ｆ_Ｎ－３，ｆ_Ｎ－４は、いずれも、50[Hz]なので、平均変化率Ｑ_Ａ＝0[Hz/s]である。所定の変化率ΔＱが±10[Hz/s]の場合、基準変化率Ｑ_Ｒは、±10[Hz/s]である。

検知部１３０は、基準変化率Ｑ_Ｒで周波数計測値ｆ_Ｎ－１から変化させた基準周波数値ｆ_Ｒから外れるか否かによって、異常Ｘを検知してもよい。例えば、検知部１３０は、周波数計算値ｆ_Ｃが基準周波数値ｆ_Ｒから外れた状態を異常Ｘと判断し、周波数計算値ｆ_Ｃが基準周波数値ｆ_Ｒから外れていない状態を異常Ｘとは判断しない。

例えば図１２において、所定の変化率ΔＱが±10[Hz/s]で、１計測周期Ｔが20[ms]の場合、基準周波数値ｆ_Ｒは、前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１から±0.2[Hz]離れた値に相当する。

図１３は、位相跳躍の発生後に出力する周波数計測値の第１出力例を示すタイミングチャートであり、異常Ｘが検知された周波数計算値ｆ_Ｃの代わりに、記憶部１２０に記憶された過去の計測周期の周波数計測値を出力する場合を示す。図１３は、交流電圧波形ｗｍの周波数が変動していない状況（平均変化率Ｑ_Ａ＝0[Hz/s]）において、位相進み方向に位相跳躍が発生した場合を示す。所定の変化率ΔＱが±10[Hz/s]の場合、基準変化率Ｑ_Ｒは、±10[Hz/s]である。

検知部１３０は、図１３に示すように、周波数計測値ｆ_Ｃが、基準変化率Ｑ_Ｒ（＝±10[Hz/s]）で前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１から上下に拡がる基準範囲Ｙから外れた状態を異常Ｘと判断する。図１３に示す例では、出力部１４０は、異常Ｘを除去した周波数値として、記憶部１２０に記憶された前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１を出力する。出力部１４０は、前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１を今回の計測周期の周波数計測値として出力する。これにより、実際の周波数変動が生じていない位相跳躍が発生しても、異常Ｘを除去した周波数計測値ｆ_Ｎ－１が、今回の計測周期の周波数計測値として出力される。

出力部１４０は、今回の計測周期の周波数計測値が異常Ｘを除去した周波数値であることを知らせる信号（異常通知信号）を通信又は表示等により出力してもよい。これにより、今回の計測周期の周波数計測値が異常Ｘを除去した周波数値であることを、外部装置やユーザに知らせることができる。出力部１４０は、異常Ｘが検知されなくなると、異常通知信号の出力を停止する。これにより、今回の計測周期の周波数計測値が異常Ｘを除去した周波数値でないことを、外部装置やユーザに知らせることができる。

図１４は、位相跳躍の発生後に出力する周波数計測値の第２出力例を示すタイミングチャートであり、異常Ｘが検知された周波数計算値ｆ_Ｃの代わりに、記憶部１２０に記憶された過去の計測周期の周波数計測値に基づき補正された周波数値を出力する場合を示す。図１４は、交流電圧波形ｗｍの周波数が変動（低下）している状況（平均変化率Ｑ_Ａ＝-0.5[Hz/s]）において、位相進み方向に位相跳躍が発生した場合を示す。所定の変化率ΔＱが±10[Hz/s]の場合、基準変化率Ｑ_Ｒは、-10.5(=-0.5-10)[Hz/s]及び+9.5(=-0.5+10)[Hz/s]である。

検知部１３０は、図１４に示すように、周波数計測値ｆ_Ｃが、基準変化率Ｑ_Ｒ（＝-10.5又は+9.5[Hz/s]）で前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１から上下に拡がる基準範囲Ｙから外れた状態を異常Ｘと判断する。出力部１４０は、異常Ｘを除去した周波数値として、前回以前の複数の計測周期分の周波数計測値を外挿することで得られた周波数値ｆ_Ｅを出力する。
図１４に示す例では、出力部１４０は、周波数計測値ｆ_Ｎ－２と周波数計測値ｆ_Ｎ－１とを外挿補間することによって算出された周波数値ｆ_Ｅを出力する。出力部１４０は、周波数値ｆ_Ｅを今回の計測周期の周波数計測値として出力する。これにより、実際の周波数変動が生じていない位相跳躍が発生しても、周波数計測値ｆ_Ｃから異常Ｘを除去した周波数値ｆ_Ｅが、今回の計測周期の周波数計測値として出力される。上述の例と同様に、出力部１４０は、異常通知信号を出力してもよく、異常Ｘの検知が解除されると、異常通知信号の出力を停止してもよい。

図１５は、位相跳躍の発生後に出力する周波数計測値の第３出力例を示すタイミングチャートであり、異常Ｘが検知された周波数計算値ｆ_Ｃの代わりに、平均変化率Ｑ_Ａで前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１から変化させた周波数値を出力する場合を示す。図１５は、交流電圧波形ｗｍの周波数が変動（低下）している状況（平均変化率Ｑ_Ａ＝-0.5[Hz/s]）において、位相進み方向に位相跳躍が発生した場合を示す。所定の変化率ΔＱが±10[Hz/s]の場合、基準変化率Ｑ_Ｒは、-10.5(=-0.5-10)[Hz/s]及び+9.5(=-0.5+10)[Hz/s]である。

検知部１３０は、図１５に示すように、周波数計測値ｆ_Ｃが、基準変化率Ｑ_Ｒ（＝-10.5又は+9.5[Hz/s]）で前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１から上下に拡がる基準範囲Ｙから外れた状態を異常Ｘと判断する。出力部１４０は、異常Ｘを除去した周波数値として、平均変化率Ｑ_Ａで前回の計測周期の周波数計測値ｆ_Ｎ－１から変化させた周波数値ｆ_Ａを出力する。図１５に示す例では、出力部１４０は、周波数値ｆ_Ａを今回の計測周期の周波数計測値として出力する。これにより、実際の周波数変動が生じていない位相跳躍が発生しても、周波数計測値ｆ_Ｃから異常Ｘを除去した周波数値ｆ_Ａが、今回の計測周期の周波数計測値として出力される。上述の例と同様に、出力部１４０は、異常通知信号を出力してもよく、異常Ｘの検知が解除されると、異常通知信号の出力を停止してもよい。

図８は、第２実施形態における周波数計測装置の構成例を示す図である。図９は、第２実施形態における周波数計測装置による周波数計測方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。図８に示す周波数計測装置２００は、平均周波数計測回路２０１を備え、平均周波数計測回路２０１は、周波数計測回路１０１（図２）と平均化回路７０とを備える。

周波数計測回路１０１内の計算部９１は、立ち下がり周波数ｆｄと立ち上がり周波数ｆｄとの平均をとることで、交流電圧波形ｖｍの周波数を計算する平均化回路７０を有する。平均化回路７０は、立ち下がり周波数ｆｄと立ち上がり周波数ｆｄとの和を加算器７１により算出し、その和を除算器７２により２で除算することによって、立ち下がり周波数ｆｄと立ち上がり周波数ｆｄとの平均値（交流電圧波形ｖｍの平均周波数）を算出する。

交流電圧波形ｖｍの周波数をこのように算出することで、平均化による周波数の値の精度が向上する。また、交流電圧波形ｖｍの周波数の算出に、半周期だけシフトしたタイミングで立ち上がりゼロクロス時刻と立ち下がりゼロクロス時刻がそれぞれ反映されるので（図９参照）、周波数の計測精度が向上すると共に、計測の時間的応答速度が向上する。

図１０は、第３実施形態にける周波数計測装置の構成例を示す図である。第３実施形態において、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。図１０に示す周波数計測装置３００は、平均周波数計測回路３０１を備える。平均周波数計測回路３０１は、三相の交流電圧波形Ｖｍの平均周波数を検出する。平均周波数計測回路３０１は、周波数計測回路１０１（図２）とそれぞれ同じ回路構成の複数の周波数計測回路１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃと、平均化回路８０とを備える。

周波数計測回路１０１ａ内の測定部９０は、送電ライン３におけるＡ相の交流電圧波形ｗｍの相電圧（Ａ相電圧）を測定し、周波数計測回路１０１ａ内の推定部４０は、Ａ相電圧のゼロクロス時刻を推定する。周波数計測回路１０１ａ内の計算部９１は、Ａ相電圧のゼロクロス時刻の時間間隔を用いて、Ａ相電圧の周波数を計算する。同様に、周波数計測回路１０１ｂは、Ｂ相電圧の周波数を計算し、周波数計測回路１０１ｃは、Ｃ相電圧の周波数を計算する。平均周波数計測回路３０１は、複数相の相電圧の周波数を平均することで、交流電圧波形Ｖｍの周波数（三相平均周波数）を計算する平均化回路８０を計算部として備える。平均化回路８０は、Ａ相電圧、Ｂ相電圧及びＣ相電圧の各々の周波数の和を加算器８１により算出し、その和を除算器８２により３で除算することによって、三相平均周波数を算出する。これにより、平均化による周波数の値の精度が向上すると共に、３分の１周期だけシフトしたタイミングで各相電圧のゼロクロス時刻が周波数の算出にそれぞれ反映されるので、計測の時間的応答速度が向上する。

あるいは、周波数計測回路１０１ａ内の測定部９０は、Ａ相の送電ライン３とＢ相の送電ライン３との間のＡＢ線間電圧（交流波形のＡＢ相間電圧）を測定し、周波数計測回路１０１ａ内の推定部４０は、ＡＢ線間電圧のゼロクロス時刻を推定する。周波数計測回路１０１ａ内の計算部９１は、ＡＢ線間電圧のゼロクロス時刻の時間間隔を用いて、ＡＢ線間電圧の周波数を計算する。同様に、周波数計測回路１０１ｂは、ＢＣ線間電圧の周波数を計算し、周波数計測回路１０１ｃは、ＣＡ線間電圧の周波数を計算する。平均周波数計測回路３０１は、３つの線間電圧の周波数を平均することで、交流電圧波形Ｖｍの周波数（三相平均周波数）を計算する平均化回路８０を計算部として備える。平均化回路８０は、ＡＢ線間電圧、ＢＣ線間電圧及びＣＡ線間電圧の各々の周波数の和を加算器８１により算出し、その和を除算器８２により３で除算することによって、三相平均周波数を算出する。これにより、平均化による周波数の値の精度が向上すると共に、３分の１周期だけシフトしたタイミングで各線間電圧のゼロクロス時刻が周波数の算出にそれぞれ反映されるので、計測の時間的応答速度が向上する。

なお、平均周波数計測回路３０１は、平均周波数計測回路２０１（図８）とそれぞれ同じ回路構成の複数の平均周波数計測回路２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃと、平均化回路８０とを備えるものでもよい。

以上、計測装置、計測方法及び電力変換装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

例えば、第１測定値と第２測定値との間の基準値（言い換えれば、第１閾値と第２閾値との間の基準値）は、ゼロに限られず、正の値でも負の値でもよい。また、第１閾値及び第２閾値は、両方とも、正の値でもよいし、負の値でもよい。

また、計測装置は、周波数を計測する専用の装置に限られず、周波数を計測する機能を有する装置でもよい。周波数計測機能を有する計測装置として、電力計、スマートメータ、ＰＭＵ（Phasor Measurement Unit）などが挙げられる。また、周波数計測機能を有する計測装置は、系統連系保護継電器（保護リレー）などの系統連系機器に備えられるものでもよい。

計測装置を備える電力変換装置は、太陽光、蓄電池、燃料電池などを利用するＰＣＳに限られない。計測装置を備える電力変換装置には、ＥＶ用充電器、ＵＰＳ（系統に連系する整流器側、又は、負荷に接続するインバータ側）、整流器、汎用インバータ（モータ駆動用のインバータなど）、自励式又は他励式のＳＶＣ（静止型無効電力補償装置、Static Var Compensator）、自励式のＳＴＡＴＣＯＭ（静止型無効電力補償装置、STATic synchronous COMpensator）、周波数変換装置（５０Ｈｚと６０Ｈｚを相互変換する機器）などがある。

ＰＣＳは、例えば、計測された周波数を、系統連系規定にある系統保護機能（周波数低下リレー、周波数上昇リレー、単独運転検出）、スマートインバータのFrequency-Watt機能などの出力制御などに使用する。ＵＰＳは、例えば、整流器側の系統へ電力回生する機能がある場合は、計測された周波数を、その電力回生の制御に使用し、インバータ側の系統電圧との並列駆動型の場合は、計測された周波数を、系統側停電時のインバータ出力のための同期投入制御に使用する。整流器及び汎用インバータは、例えば、系統へ電力回生する機能がある場合は、計測された周波数を、その電力回生の制御に使用する。ＳＶＣ及びＳＴＡＴＣＯＭは、例えば、計測された周波数を、系統連系規定にある系統保護機能（周波数低下リレー、周波数上昇リレー、単独運転検出）に使用する。周波数変換装置は、例えば、計測された周波数を、基本的な機器の出力制御に使用する。系統連系保護継電器は、例えば、計測された周波数を、系統連系規定にある系統保護機能（周波数低下リレー、周波数上昇リレー、単独運転検出）に使用する。電力計、スマートメータ及びＰＭＵは、例えば、計測された周波数を監視する。

電圧検出範囲が定格電圧より大きな範囲に設定された第１ＡＤＣで計測される電圧値は、例えば、機器の制御のため（電圧振幅検出、実効値検出、瞬時値検出など）、機器保護のため（過電圧検出、不足電圧検出など）、系統保護のため（地絡過電圧リレー、過電圧リレー、不足電圧リレーなど）、計量、計測又は監視のため（電力計やスマートメータなど、計測そのものが目的の機器の場合）に使用される。

本開示の技術は、交流電圧波形ｗｍの位相が位相進み方向に跳躍する場合に限られず、交流電圧波形ｗｍの位相が位相遅れ方向に跳躍する場合にも適用できる。位相遅れ方向に位相跳躍が発生した場合、交流電圧波形ｗｍの周期が長く計算されるため、その１計測周期分の周波数計測値が低い値（ノイズ）となる。検知部１３０は、この低い周波数計測値（ノイズ）を異常Ｘとして検知する。

測定部９０は、交流電圧波形ｗｍを所定の電圧検出範囲で検出してデジタル測定値を出力するアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を有する。ＡＤＣの電圧検出範囲は、交流電圧波形ｗｍの極大値から極小値までの電圧範囲を含む広範な範囲でなくてもよく、交流電圧波形ｗｍの極大値から極小値までの電圧範囲よりも狭い範囲でもよい。ＡＤＣの電圧検出範囲は、第１閾値ｔｈ１と第２閾値ｔｈ２との間の数値範囲に対応する電圧範囲を包含すれば、交流電圧波形ｗｍの周波数を計測できる。

２ 機器
３ 送電ライン
４ 系統
５ 変換回路
１０ 瞬時電圧測定部
２０ 方形波変換部
３０ 検出部
３１ 第１立ち上がり検出部
３２ 第２立ち上がり検出部
３３ 第１立ち下がり検出部
３４ 第２立ち下がり検出部
４０ 推定部
５０ 周期計算部
６０ 周波数計算部
７０，８０ 平均化回路
７１，８１ 加算器
７２，８２ 除算器
９０ 測定部
９１ 計算部
１００，２００，３００ 周波数計測装置
１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ 周波数計測回路
１２０ 記憶部
１３０ 検知部
１４０ 出力部
２０１，２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，３０１ 平均周波数計測回路

Claims (28)

1. 交流電圧波形を測定する測定部と、
   前記交流電圧波形の測定値が第１閾値をクロスする第１クロス時刻と前記第１クロス時刻での前記交流電圧波形の第１測定値とを検出する第１検出部と、
   前記交流電圧波形の測定値が前記第１閾値よりも低い第２閾値をクロスする第２クロス時刻と前記第２クロス時刻での前記交流電圧波形の第２測定値とを検出する第２検出部と、
   前記交流電圧波形の測定値が前記第１クロス時刻と前記第２クロス時刻との間で前記第１測定値と前記第２測定値の間の基準値をクロスする基準クロス時刻を推定する推定部と、
   前記基準クロス時刻の時間間隔を用いて、前記交流電圧波形の周波数を計算する計算部と、を備える、計測装置。
2. 前記計算部は、隣り合う２つの前記基準クロス時刻の時間間隔を用いて、前記周波数を計算する、請求項１に記載の計測装置。
3. 前記測定部は、前記第１クロス時刻と前記基準クロス時刻との間に１回以上、且つ、前記基準クロス時刻と前記第２クロス時刻との間に１回以上、前記交流電圧波形をサンプリングすることによって、前記交流電圧波形の測定値を取得する、請求項１又は２に記載の計測装置。
4. 前記第１閾値と前記第２閾値は、絶対値が同じである、請求項３に記載の計測装置。
5. 前記測定部は、前記交流電圧波形の測定値と前記第１閾値との大小比較によって第１方形波を生成し、且つ、前記交流電圧波形の測定値と前記第２閾値との大小比較によって第２方形波を生成し、
   前記第１検出部は、前記第１方形波のエッジによって前記第１クロス時刻を検出し、
   前記第２検出部は、前記第２方形波のエッジによって前記第２クロス時刻を検出する、請求項１から４のいずれか一項に記載の計測装置。
6. 前記第１クロス時刻は、前記交流電圧波形の測定値が前記第１閾値以下になる第１立ち下がり時刻であり、
   前記第２クロス時刻は、前記交流電圧波形の測定値が前記第２閾値以下になる第２立ち下がり時刻である、請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置。
7. 前記第１クロス時刻は、前記交流電圧波形の測定値が前記第１閾値以上になる第１立ち上がり時刻であり、
   前記第２クロス時刻は、前記交流電圧波形の測定値が前記第２閾値以上になる第２立ち上がり時刻である、請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置。
8. 前記第１クロス時刻は、前記交流電圧波形の測定値が前記第１閾値以下になる第１立ち下がり時刻と、前記交流電圧波形の測定値が前記第１閾値以上になる第１立ち上がり時刻と、を含み、
   前記第２クロス時刻は、前記交流電圧波形の測定値が前記第２閾値以下になる第２立ち下がり時刻と、前記交流電圧波形の測定値が前記第２閾値以上になる第２立ち上がり時刻と、を含み、
   前記推定部は、前記交流電圧波形の測定値が前記第１立ち下がり時刻から前記第２立ち下がり時刻までの間で前記第１測定値と前記第２測定値との間の前記基準値をクロスする時点である立ち下がり基準クロス時刻を推定し、且つ、前記交流電圧波形の測定値が前記第２立ち上がり時刻から前記第１立ち上がり時刻までの間で前記第１測定値と前記第２測定値との間の前記基準値をクロスする時点である立ち上がり基準クロス時刻を推定し、
   前記計算部は、前記立ち下がり基準クロス時刻の時間間隔を用いて、前記交流電圧波形の立ち下がり周波数を計算し、且つ、前記立ち上がり基準クロス時刻の時間間隔を用いて、前記交流電圧波形の立ち上がり周波数を計算する、請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置。
9. 前記計算部は、前記立ち下がり周波数と前記立ち上がり周波数との平均をとることで、前記交流電圧波形の周波数を計算する、請求項８に記載の計測装置。
10. 前記測定部は、複数相の前記交流電圧波形の相電圧を測定し、
    前記計算部は、前記基準クロス時刻の時間間隔を用いて、前記複数相の前記相電圧の周波数を計算する、請求項１から８のいずれか一項に記載の計測装置。
11. 前記計算部は、前記複数相の前記相電圧の周波数を平均することで、前記交流電圧波形の周波数を計算する、請求項１０に記載の計測装置。
12. 前記測定部は、複数相の前記交流電圧波形の相間電圧を測定し、
    前記計算部は、前記基準クロス時刻の時間間隔を用いて、前記複数相の前記相間電圧の周波数を計算する、請求項１から８のいずれか一項に記載の計測装置。
13. 前記計算部は、前記複数相の前記相間電圧の周波数を平均することで、前記交流電圧波形の周波数を計算する、請求項１２に記載の計測装置。
14. 前記交流電圧波形の複数の計測周期分の周波数計測値を記憶する記憶部と、
    前記複数の計測周期分の周波数計測値の履歴との相違に基づいて、前記計算部により今回の計測周期で計算された前記交流電圧波形の周波数計算値の異常を検知する検知部と、
    前記異常が検知されない場合、前記周波数計算値を今回の計測周期の周波数計測値として出力し、前記異常が検知された場合、前記異常を除去した周波数値を今回の計測周期の周波数計測値として出力する出力部と、を備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の計測装置。
15. 前記異常を除去した周波数値は、前記記憶部に記憶された過去の計測周期の周波数計測値である、請求項１４に記載の計測装置。
16. 前記記憶部に記憶された過去の計測周期の周波数計測値は、前回の計測周期の周波数計測値である、請求項１５に記載の計測装置。
17. 前記異常を除去した周波数値は、前記記憶部に記憶された過去の計測周期の周波数計測値に基づき補正された周波数値である、請求項１４に記載の計測装置。
18. 前記補正された周波数値は、前回以前の複数の計測周期分の周波数計測値を外挿することで得られた周波数値である、請求項１７に記載の計測装置。
19. 前記補正された周波数値は、前回以前の複数の計測周期分の周波数計測値の平均変化率で前回の計測周期の周波数計測値から変化させた周波数値である、請求項１７に記載の計測装置。
20. 前記出力部は、今回の計測周期の周波数計測値が前記異常を除去した周波数値であることを知らせる信号を出力する、請求項１４から１９のいずれか一項に記載の計測装置。
21. 前記出力部は、前記異常が検知されなくなると、前記信号の出力を停止する、請求項２０に記載の計測装置。
22. 前記検知部は、前記周波数計算値と前記履歴との相違が基準よりも大きい場合、前記異常を検知したと判断する、請求項１４から２１のいずれか一項に記載の計測装置。
23. 前記検知部は、前記周波数計算値が、前記履歴に基づき設定された基準から外れるか否かによって、前記異常を検知する、請求項１４から２１のいずれか一項に記載の計測装置。
24. 前記基準は、前記履歴に基づき設定された基準変化率で前回の計測周期の周波数計測値から変化させた基準周波数値である、請求項２２又は２３に記載の計測装置。
25. 前記基準変化率は、前回以前の複数の計測周期分の周波数計測値の平均変化率から所定の変化率ずれた周波数変化率である、請求項２４に記載の計測装置。
26. 請求項１から２５のいずれか一項に記載の計測装置と、変換回路とを備え、
    前記変換回路は、入力電力を、前記交流電圧波形を有する交流電力に変換する、又は、前記交流電圧波形を有する交流電力を、出力電力に変換する、電力変換装置。
27. 計測装置が行う計測方法であって、
    交流電圧波形を測定し、
    前記交流電圧波形の測定値が第１閾値をクロスする第１クロス時刻と前記第１クロス時刻での前記交流電圧波形の第１測定値とを検出し、
    前記交流電圧波形の測定値が前記第１閾値よりも低い第２閾値をクロスする第２クロス時刻と前記第２クロス時刻での前記交流電圧波形の第２測定値とを検出し、
    前記交流電圧波形の測定値が前記第１クロス時刻と前記第２クロス時刻との間で前記第１測定値と前記第２測定値の間の基準値をクロスする基準クロス時刻を推定し、
    前記基準クロス時刻の時間間隔を用いて、前記交流電圧波形の周波数を計算する、計測方法。
28. 前記交流電圧波形の複数の計測周期分の周波数計測値を記憶し、
    前記複数の計測周期分の周波数計測値の履歴に基づいて、今回の計測周期で計算された前記交流電圧波形の周波数計算値の異常を検知し、
    前記異常が検知されない場合、前記周波数計算値を今回の計測周期の周波数計測値として出力し、前記異常が検知された場合、前記異常を除去した周波数値を今回の計測周期の周波数計測値として出力する、請求項２７に記載の計測方法。

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