JP4989175B2

JP4989175B2 - 電力監視システム

Info

Publication number: JP4989175B2
Application number: JP2006271257A
Authority: JP
Inventors: 剛和中; 義隆手塚; 昭彦広石; 明典橋本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2026-10-02
Also published as: JP2008092681A

Description

本発明は、住戸内の電気使用量を管理するための電力監視システムに関する。

従来、各家庭（住戸）等で消費される商用電源の月毎の電力量は、電力供給会社から送付される請求書で確認したり、電力供給会社が作成したウェブコンテンツで確認できる。

一方、家庭の分電盤内で主幹電力量を計測し、その計測結果をウェブ画面上でモニタリングできるシステムがあり、更にこのシステムでは、他の家庭の消費電力量（電気使用量）と比較することもできる。（例えば、特許文献１参照）。
特許第３５５１３０２号公報（段落００１３、図１）

通常、宅内では、分電盤内の分岐ブレーカを介して主幹電路を複数の分岐電力路に分岐させて、各分岐電力路には様々な電気機器が接続されている。例えば、１つの部屋内に設置した複数の電気機器（複数の照明器具）に１つの分岐電力路を割り当てたり、最近では、１台の電気機器（空調機器（エアコン）、床暖房器具、ＩＨ機器等）に１つの分岐電力路を割り当てている。

しかしながら、上記特許文献１のシステムでは、各家庭内の電気使用量を一括してモニタしているが、上記分岐電力路毎の消費電力量をモニタすることができなかった。

そのため、特許文献１のシステムでは、一括した消費電力量（電気使用量）を他の家庭と比較して、全体としての電力消費の傾向を把握することができるものの、省エネルギを図るためにはどの分岐電力路に接続されている電気機器の電力消費を抑制すれば良いか等の判断はできなかった。

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、ユーザが自宅の電気使用量と、他の家庭での電気使用量とを比較することで、自宅の電気使用量の傾向を把握することができ、省エネルギを図る行動の指標を得ることが容易となる電力監視システムを提供することにある。

請求項１の電力監視システムの発明では、広域ネットワーク上に設けられたセンターサーバと、各住戸に設けられ、前記センターサーバに前記広域ネットワークを介して接続されるエネルギマネジメント装置と、各住戸に対応するモニタ端末とを備え、前記エネルギマネジメント装置は、主幹電力路から分岐ブレーカを介して分岐された各分岐電力路毎の電気使用量を計測する計測手段、各分岐電力路毎の電気使用量の計測結果を各分岐電力路に接続されている電気機器の電気使用量情報として前記センターサーバに送出する情報送出手段を備え、前記センターサーバは、各住戸のエネルギマネジメント装置から各住戸での各電気機器の電気使用量情報を収集するとともに前記広域ネットワークを通じ収集した各住戸の各電気機器の電気使用量情報を前記モニタ端末に配信する情報集配手段を備え、前記モニタ端末は前記センターサーバから配信される各電気機器の電気使用量情報を表示する表示手段を備えていることを特徴とする。

請求項１の電力監視システムの発明によれば、ユーザが自宅の各電気機器の電気使用量に加えて他の住戸の各電気機器の電気使用量をモニタ端末の表示で把握できるとともに、自宅の各電気機器の電気使用量と他の住戸の各電気機器の電気使用量との比較によって自宅の電気使用量の傾向を把握することができて省エネルギを図る行動を取る際の対象とする電気機器を決めることが容易となる。

請求項２の電力監視システムの発明では、請求項１の発明において、各住戸を予め地域別にグループ化し、前記センターサーバは前記モニタ端末に配信する電気使用量情報を、当該モニタ端末のユーザの住戸が属する地域の住戸での主幹ブレーカを挿入した主幹電力路の電気使用量情報又は各分岐電力路毎の電気機器の電気使用量情報とすることを特徴とする。

請求項２の電力監視システムの発明によれば、自宅の全体の電気使用量や各分岐電力路の電気機器の電気使用量と他の住戸の全体の電気使用量や各分岐電力路の電気機器の電気使用量との比較を気温や降雨などの天候、生活様式等地域特性を考慮して行え、そのためより精度の高い比較が可能となる。

請求項３の電力監視システムの発明では、請求項１又は２の発明において、前記センターサーバは、各住戸の家族構成の情報を有し、前記モニタ端末に配信する各電気機器の電気使用量情報を、当該モニタ端末のユーザの家族構成と同一家族構成の住戸での主幹ブレーカを挿入した主幹電力路の電気使用量情報又は各分岐電力路毎の電気機器の電気使用量情報とすることを特徴とする。

請求項３の電力監視システムの発明によれば、自宅の全体の電気使用量や各分岐電力路の電気機器の電気使用量と他の住戸の全体の電気使用量や各分岐電力路の電気機器の電気使用量との比較を世帯数や年齢構成等の家族構成を考慮して行え、そのためより精度の高い比較が可能となる。

請求項４の電力監視システムの発明では、請求項１乃至３の何れかの発明において、前記センターサーバは、各住戸の建物構造の情報をセンターサーバが有し、前記モニタ端末に配信する各電気機器の電気使用量情報を、当該モニタ端末のユーザの住戸の建物構造と同一建物構造の住戸での主幹ブレーカを挿入した主幹電力路の電気使用量情報又は各分岐電力路毎の電気機器の電気使用量情報とすることを特徴とする。

請求項４の電力監視システムの発明によれば、宅の全体の電気使用量や各分岐電力路の電気機器の電気使用量と他の住戸の全体の電気使用量や各分岐電力路の電気機器の電気使用量との比較を集合住宅や、戸建て、更には断熱構造等の建物構造を考慮して行え、そのためより精度の高い比較が可能となる。

請求項５の電力監視システムの発明では、請求項１乃至４の何れかの発明において、前記分岐電力路に対応する計測手段は、当該分岐電力路に対応した分岐ブレーカに備えられているものであることを特徴とする。

請求項５の電力監視システムの発明によれば、分電盤内に計測手段の配設スペースを特別に確保することなく計測手段を配設することができ、分電盤の大型化を招かない。

請求項６の電力監視システムの発明では、請求項１乃至５の何れかの発明において、前記エネルギマネジメント装置は、各分岐電力路の識別情報として当該分岐電力路に接続される電気機器の名称又は設置場所の名称又は両方の名称を入力する手段を備え、各分岐電力路毎の電気使用量情報に該識別情報を付加して前記センターサーバへ送出することを特徴とする。

請求項６のマネジメントシステムの発明では、電気機器の電気使用量の把握が具体的な名称や設置場所によって把握することができ、自宅の電気機器の電気使用量と他の住戸の電気機器の電気使用量との比較により自宅の電気機器の効率も把握することができる。

電力監視システムに係る本発明は、請求項１の電力監視システムの発明によれば、、ユーザが自宅の各電気機器の電気使用量に加えて他の住戸の各電気機器の電気使用量をモニタ端末の表示で把握できるとともに、自宅の各電気機器の電気使用量と他の住戸の各電気機器の電気使用量との比較によって自宅の電気使用量の傾向を把握することができて省エネルギを図る行動を取る際の対象とする電気機器を決めることが容易となるという効果がある。

以下本発明を一実施形態により詳説する。

本実施形態のエネルギマネジメント装置２を用いた電力監視システムは、図２に示すように、戸建て住戸や集合住宅の住戸内に設置された統合管理盤１と、商用電源を供給する分岐電力路Ｌｐ及び情報伝送路Ｌｉ（エンハンスト・カテゴリ５若しくはカテゴリ６のＬＡＮケーブル）を介して統合管理盤１に接続されて、統合管理盤１が電力供給、制御並びに監視を行う照明器具、空調機器（エアコン）、床暖房器具、ＩＨ機器等の住戸内に設置された複数の電気機器Ｘｍｎ（ｍ＝１，２，…、ｎ＝１，２，…）と、統合管理盤１にＬＡＮケーブルＬｉを介して接続される複数（図示例では、２つ）のネット端末（ウェブブラウザ機能を搭載したパーソナルコンピュータ（以下パソコンという）ＰＣ並びにウェブブラウザ機能を搭載したネットテレビ等からなる表示制御装置ＣＶ等のモニタ端末たるネット端末）とを備え、統合管理盤１とネット端末とが汎用の通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ、ＨＴＴＰなど）を利用した住戸内ネットワークを構成している。

この住戸内ネットワークは、例えば100BASE-TX（IEEE 802.3u）規格に準拠したローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）であって、統合管理盤１内においてレイヤー２スイッチやレイヤー３スイッチに相当する後述の統合装置ＴＭに、ネット端末（パソコンＰＣ並びに表示制御装置ＣＶ）などがスター配線で接続されている。

統合装置ＴＭは、インターネットに接続するための回線の種類（電話回線、ＣＡＴＶ回線、光ファイバ回線など）に応じたインターネット接続機能を有しており、住戸内ネットワークが外部の広域ネットワークたるインターネットに接続される。

そして、住戸内ネットワークには住戸から離れた遠隔地に設置されたセンターサーバＳＶがインターネットを通じて接続されており、後述するようにインターネットに接続可能なノート型のパソコン、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等からなるウェブブラウザ機能を有する携帯型のモニタ端末たるネット端末（携帯端末ＰＴ）とセンターサーバＳＶとの間でインターネットを介したデータ通信を行うことにより、外出先から住戸内の電気機器の制御や監視を行うことができる。

センターサーバＳＶは、ネットワーク機能を有する汎用のコンピュータ装置で構成されており、各住戸の統合管理盤１から送られてくる後述する電気使用量の情報を収集し、また収集した電気使用量の情報を後述するウェブサーバ機能が構築するウェブサイトを通じて各住戸に設置しているネット端末或いは住戸に対応するユーザの所有する携帯端末ＰＴのようなネット端末へ配信するための情報集配手段としての機能と、インターネットを通じて送信される統合管理盤１宛のメッセージや統合管理盤１から住戸内ネットワークに属さないネット端末宛に送信されるメッセージを中継するウェブサーバ機能を有している。但し、上述のようなインターネット接続機能を有する携帯端末ＰＴやセンターサーバＳＶは従来周知であるから、詳細な構成についての図示並びに説明は省略する。

統合管理盤１は、分電盤としての機能と、住宅情報盤としての機能とを併せ持つものであり、図１に示すように、外部から住戸に供給される商用電源を一次側に受ける主幹ブレーカＢｓと、主幹ブレーカ１の二次側から分岐した電力路に挿入された複数の分岐ブレーカＢｍｎと、エネルギマネジメント装置２と、統合装置ＴＭと、電気機器コントローラＣ１とを備える。

そして、分岐ブレーカＢｍｎを介して分岐された各分岐電力路Ｌｐｍｎは統合管理盤１外に導出されて、各電気機器Ｘｍｎに接続されて動作電源を供給している。

エネルギマネジメント装置２は、当該住戸全体の電気使用量を検出するとともに、各分岐ブレーカＢｍｎを介して各電気機器Ｘｍｎで使用される使用電気量を分岐ブレーカＢｍｎ毎に検出して、検出データを分岐ブレーカＢｍｎ（分岐電力路Ｌｐｍｎ）毎に表示するウェブコンテンツ（ウェブページ）を生成するウェブサーバ機能を有しており、主幹ブレーカＢｓを流れる主幹電流の値を定期的に計測する主幹電流・電圧検出部ＣＴＶと、主幹電流・電圧から主幹ブレーカＢｓを介して供給されている住戸全体の電力（主幹電力）を演算する電力演算部２ａと、各分岐ブレーカＢｍｎを流れる分岐電流の値を分岐ブレーカＢｍｎ毎に検出する分岐電流検出部ＣＴｍｎと、電力演算部２ａで演算した主幹電力量の情報を取り込んで当該住戸全体の電力量（以下主幹電力量という）とを一定時間隔で算出且つ積算する処理を行うとともに、各分岐電流検出部ＣＴｍｎで計測した分岐電流値を入力されて、各分岐電流値と分岐電力路Ｌｐｍｎに接続される電気機器の力率情報と分岐電力路Ｌｐｍｎの電圧とに基づいて各分岐電力路Ｌｐｍｎから電気機器へ供給される電力量（以下分岐電力量）を各分岐ブレーカＢｍｎに対応付けて一定時間間隔で算出且つ積算する処理をし、主幹電力量及び各分岐電力量の積算値を主幹電気使用量、分岐電気使用量の履歴情報として記憶保持する演算部２ｂと、演算部２ｂから入力された主幹電力量、分岐電力量の情報に基づいて、主幹電力量（及び主幹電気使用量）や分岐電力量（及び分岐電気使用量）を表すウェブコンテンツや後述する報知のためのウェブコンテンツを生成する制御部２ｃとを備える。主幹電力使用量は、分岐電気使用量の総計から演算部２ｂで求めるようにしても良い。

制御部２ｃは、電力量検知を行う分岐ブレーカＢｍｎのデータ（分岐ブレーカＢｍｎに対応した分岐電力路Ｌｐｍｎに接続される電気機器Ｘｍｎの名称や設置場所の名称や更に分岐ブレーカ自体の名称、例えば分岐１、分岐２、．．．等）を予め格納しており、主幹電力量及び分岐電力量を表示するための画像データ（例えば、分岐電力モニタ用画像データ）としてウェブコンテンツを作成して、ネット端末からの要求に応じて当該ウェブコンテンツをネット端末に提供（配信）する機能（ウェブサーバ機能）や、例えば１時間毎の主幹電気使用量及び各分岐電気使用量の情報をセンターサーバＳＶに統合装置ＴＭを介して送信する情報送出手段としての機能を有する。尚センターサーバＳＶに各分岐電気使用量の情報を送信する際に当該分岐電気使用量に対応した電気機器Ｘｍｎの名称や設置場所の名称の情報を付加する。また電気機器Ｘｍｎの名称や設置場所の名称の情報は後述する分類の際に各住戸で共通である必要があるため、使用頻度の高い名称が標準として準備されている。勿論分類で使用できないが、ユーザが任意の名称を設定することもできるようにしても良い。

ＬＡＮケーブルにはネット端末や統合装置ＴＭ以外に電気機器コントローラＣ１等が接続されている。

そして、住戸内にはリビング、寝室、子供部屋等の複数の部屋Ｒｎ（ｎ＝１，２，…）が設けられており、図１，図２において、例えば３つの部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えたものとして、部屋Ｒ１内に設けた電気機器をＸ１ｎ、部屋Ｒ２内に設けた電気機器をＸ２ｎ、部屋Ｒ３内に設けた電気機器をＸ３ｎと称する（ｎ＝１，２，…）。

ここで、一般的には施工時に空調機器、床暖房機器等の固定機器、電源コンセント、照明器具等に用途別で且つ部屋別に分岐電力路Ｌｐｍｎが配線され、分岐電力路Ｌｐｍｎに対応する分岐ブレーカＢｍｎはどの部屋のどの用途に対応するものかが一義的に決められている。

例えば統合管理盤１内の分岐ブレーカＢ１ｎ（ｎ＝１，２，…）は分岐電力路Ｌｐ１ｎ（ｎ＝１，２，…）を介して部屋Ｒ１内の電気機器Ｘ１ｎや、電源コンセント用電路に１：１の対応で個別に電力供給し、分岐ブレーカＢ３ｎ（ｎ＝１，２，…）は、分岐電力路Ｌｐ３ｎ（ｎ＝１，２，…）を介して部屋Ｒ３内の各電気機器Ｘ３ｎや電源コンセント用電路に１：１の対応で個別に電力供給し、同様に分岐ブレーカＢ２０は、分岐電力路Ｌｐ２０を介して部屋Ｒ２内の各電気機器Ｘ２ｎや電源コンセント用電路に１：ｎの対応で一括して電力供給している。

また、図１，図２において分岐ブレーカＢ１ｎ，Ｂ３ｎの各分岐電流を検出する分岐電流検出部をＣＴ１ｎ，ＣＴ３ｎ、分岐ブレーカＢ２０の分岐電流を検出する分岐電流検出部をＣＴ２０と称す。

図３は、主幹ブレーカＢｓ、分岐ブレーカＢｍｎ、分岐電流検出部ＣＴｍｎ周辺の詳細な構成を示し、主幹ブレーカＢｓ、及び主幹電路１１から分岐する分岐電路Ｌｐ（１２ａ，１２ｂ）に設けられる分岐ブレーカＢｍｎを備える統合管理盤１内に、各分岐電流を検出する複数のセンサＳｍｎと、各センサＳｍｎの検出出力に基づいて検出データを生成する複数のセンサユニットＡｍｎと、各センサユニットＡｍｎより分岐電流の検出データを収集し、収集した検出データを検出情報として出力する計測制御ユニットＫａと、計測制御ユニットＫａにセンサユニットＡｍｎを鎖状に接続する伝送路６とを備えるとともに、統合管理盤１の外部に露出して設けられて使用者に計測制御ユニットＫａから出力される検出情報の表示を行う表示ユニットＫｂを備えている。なお、センサＳｍｎ、センサユニットＡｍｎ、計測制御ユニットＫａで上記分岐電流検出部ＣＴｍｎを構成している。

そして、複数のセンサユニットＡｍｎは、伝送路６によって鎖状（数珠繋ぎ）に接続され、計測制御ユニットＫａは、始端のセンサユニットＡ１１にトリガ信号を出力するように構成され、各センサユニットＡｍｎは、トリガ信号を受信すると検出データを生成して計測制御ユニットＫａへ送信し、この後に末端側（次段）のセンサユニットにトリガ信号を出力するように構成されている。尚、分岐ブレーカＢ１ｎ〜Ｂ２ｎ〜Ｂ３ｎ、センサＳ１ｎ〜Ｓ２ｎ〜Ｓ３ｎには、この順番に通し番号（Ｎｏ１、Ｎｏ２、Ｎｏ３、．．．．．．）が付されている。

そして、主幹ブレーカＢｓの一次側には低圧配電線１００が接続され、主幹ブレーカＢｓの二次側端子には主幹電路１１が接続され、上記分岐電路Ｌｐｍｎは、主幹電路１１の電圧極１１ａ，１１ｂの一方に一端が接続された分岐電路１２ａと、主幹電路１１の中性極１１ｃに一端が接続された分岐路１２ｂとで構成される。

主幹ブレーカＢｓは、低圧配電線１００の電圧極１０１，１０２に接続される電源側端子（図示せず）及び中性極１０３に接続される電源側端子（図示せず）と、電圧極１０１，１０２に接続される電源側端子に各別に対応して電圧極となる２つの負荷側端子（図示せず）と、中性極１０３に接続される電源側端子に対応して中性極となる負荷側端子（図示せず）と、電源側端子と負荷側端子とが通電している際にはオン側に位置する操作ハンドルＨ１を備えている。そして主幹ブレーカＢｓは、電源側端子と負荷側端子との間に過電流が生じた際にはこれら端子間を遮断するとともに、操作ハンドルＨ１をオフ側に位置させるように構成されている。

分岐ブレーカＢｍｎは、分岐路１２ａ，１２ｂの他端側をそれぞれ接続可能な分岐路用端子部（図示せず）と、負荷側の電源線（図示せず）を電気的に接続するための電源線用端子部（図示せず）と、通常時はオン側に位置する操作ハンドルＨ２とを備えている。そして、分岐ブレーカＢｍｎは、分岐路用端子部と電源線用端子部との間に過電流が生じた際にこれら端子部間を遮断するとともに、操作ハンドルＨ２をオフ側に位置させるように構成されている。尚、主幹ブレーカＢｓ及び分岐ブレーカＢｍｎは、過電流だけではなく、短絡電流の発生に対しても回路を遮断するように構成してもよい。

一方、主幹電路１１及び分岐電路１２ａ，１２ｂは、いずれも導電性を有する金属板から形成されており、その幅、厚み等は、主幹ブレーカの最大定格電流に合わせた最大電流容量を有するように設定されている。

次に、センサＳｍｎと、センサユニットＡｍｎと、計測制御ユニットＫａと、表示ユニットＫｂと、伝送路６とについて説明する。ここで、センサＳｍｎと、センサユニットＡｍｎと、伝送路６とは、プリント基板７上に形成されて一体化されており、まずプリント基板７について説明する。

プリント基板７は、複数の絶縁板を積層してなる多層構造のもの（すなわち多層基板）であって、図４に示すように、プリント基板７を表裏に貫通する分岐路１２ｂ用の挿通孔７ａを複数備えている。また、プリント基板７には、プリント基板７を表裏に貫通するスルーホール７ｂが、各挿通孔７ａの周辺部に挿通孔７ａを囲繞するように複数形成されている。さらに、プリント基板７には、各挿通孔７ａの周辺部に表面から中層（表面と裏面との間の層）まで貫通するスルーホール７ｃが複数形成されている。そして、このプリント基板７の表面には、センサＳｍｎ及びセンサユニットＡｍｎが実装されるとともに、伝送路６が形成されている。尚、センサユニットＡｍｎは、ディスクリート半導体等の必要な電子部品を個々にプリント基板に実装することで構成してもよいし、必要な電子部品をＩＣ化（集積化）したものであってもよい。また尚、プリント基板７としては、上記のような多層基板に限らず、両面基板を用いてもよい。

センサＳｍｎは、各分岐ブレーカＢｍｎに対応する分岐路１２ｂの電流値、つまりは分岐ブレーカＢｍｎに流れる電流値を検出するための電流センサである。このようなセンサＳｍｎは、いずれも同様の構成を有するものであるから、センサＳ１１についてのみ詳細に説明する。

このセンサＳ１１は、図４に示すように、上記のプリント基板７に形成されたコイル線路２０からなるロゴスキコイルを有する電流センサであり、電流の微分形を検出出力として出力するものである。コイル線路２０は、プリント基板７の挿通孔７ａの周辺部のスルーホール７ｂを介してプリント基板７の表面に形成されたパターン２１ａ（図４に実線で示す）及びプリント基板７の裏面に形成されたパターン２１ｂ（図４に点線で示す）を接続してなるコイル部２１を有している。さらに、コイル部２１の末端は、スルーホール７ｃを介して戻し線路２２（図４に一点破線で示す）の一端側と接続されており、この戻し線路２２は、他端側がコイル部２１の末端側からコイル部２１内を通ってコイル部２１の始端側へ戻るようにプリント基板７の中層に形成されている。つまり、このセンサＳ１１では、コイル部２１の始端側と、戻し配線２２の他端側とが、それぞれ入力端子として用いられる。

次にセンサユニットＡｍｎは、センサＳｍｎの検出出力に基づいて検出データを生成するものであって、センサＳｍｎより取得した検出出力に基づいて電流値の実効値からなる検出データを生成し、動作開始用のトリガ信号を受信すると検出データを伝送用信号に変調して計測制御ユニットＫａへ送信する。さらに、検出データの送信後には、次のセンサユニットＡｍｎへトリガ信号を出力する。

計測制御ユニットＫａは、センサユニットＡｍｎが出力する伝送用信号を復調して検出データを取り出し、受信した検出データを順次演算部２ｂへ出力する機能と、センサユニットから検出データを収集するためのトリガ信号を始端のセンサユニットＡ１１へ出力する機能と、検出データに応じた表示用データを生成して表示ユニットＫｂへ出力する機能とを備える。

表示ユニットＫｂは、例えば各分岐ブレーカＢｍｎに対応した複数のＬＥＤを具備し、計測制御ユニットＫａから出力される表示用データに基づいて、分岐ブレーカＢｍｎの番号と、その分岐ブレーカＢｍｎに対応する電流値との表示をＬＥＤの消灯、点滅、点灯、あるいは色の変化等で行うようにされており、ＬＥＤを統合管理盤１外に露出させた状態で統合管理盤１内に設けている。

伝送路６は、図３に示すように、計測制御ユニットＫａにセンサユニットＡｍｎを、トリガ用伝送線６０とデータ用伝送線６１とグラウンド線６２との３線を用いて接続するものである。ここで、トリガ用伝送線６０は、計測制御ユニットＫａが出力するトリガ信号を始端のセンサユニットＡ１１に１対１で接続する接続線６０ａと、センサユニットから順次送信されるトリガ信号を末端側（次段）のセンサユニットに１対１で接続する送り用接続線６０ｂ〜６０ｐとからなり、計測制御ユニットＫａに、センサユニットＡｍｎを鎖状に接続するものである。

また、データ用伝送線６１は、計測制御ユニットＫａに各センサユニットＡｍｎが出力する検出データを接続するものであり、グラウンド線６２は、計測制御ユニットＫａ及び各センサユニットＡｍｎ等においてトリガ用伝送線６０及びデータ用伝送線６１の電圧基準として用いられるものである。尚、グラウンド線６２については図面の簡略化のためにセンサユニットＡｍｎとの接続部分の図示は省略している。

このように、センサＳｍｎとしてプリント基板７に形成したコイル線路２０を用いれば、主幹ブレーカＢｓや、分岐ブレーカＢｍｎ、主幹電路１１、分岐電路１２ａ，１２ｂ等によって利用できるスペースが狭くなっている統合管理盤１の筐体内でも、センサＳｍｎを効率的に配置できるという効果を奏する。また、センサＳｍｎが統合管理盤１の施工時に邪魔にならず、統合管理盤１の施工性を損なうことがないという効果を奏する。さらに、このようなセンサＳｍｎは、空芯のものであるから、鉄芯（磁気コア）がないため小型化、及び軽量化を図れるという効果を奏し、しかも鉄芯による飽和がないという利点があり、これによりダイナミックレンジが広く、大電流を検出できる電流センサを得ることが可能になるという効果を奏する。

また、図５はセンサＳｍｎの別の構造を示しており、プリント基板７に形成されたトロイダルコイル３１を備える。トロイダルコイル３１は、巻き進み方向の巻き進みコイル３２（以下、進みコイルという）と、巻き戻し方向の巻き戻しコイル３３（以下、戻しコイルという）とを有し、それらが同じプリント基板７上に二重形成され、直列に連続接続されている。これらの進みコイル３２、戻しコイル３３は、プリント基板７の表裏両面に挿通孔７ａから放射状に形成された放射状ライン３４と、この複数の放射状ライン３４間を接続する外周上に等ピッチ間隔で表裏面に設けられた接続部３５と、表裏の放射状ライン３４と接続部３５とを電気的に連続接続するスルーホール３６とにより形成される。これらの放射状ライン３４および接続部３５は、図５において、プリント基板７の表面側において濃い実線で示され、裏面側において白抜きの実線で示されている。

接続部３５は、表裏両面において、隣接する放射状ラインを避けるように引き回し形成される。また、接続部３５は、進みコイル３２、戻しコイル３３において、接続部３５の表面側コイルと裏面側コイルをスルーホール３６ａによる繋ぎ部で接続するとともに、この繋ぎ部は、繋ぎ部を挟んで両コイルの表面側と裏面側とが略等分の長さになるように配設されている。

スルーホール３６は、挿通孔７ａの中心７ｄを略中心とする挿通孔７ａに遠い側及び近い側の円周上にスルーホール３６ａ，３６ｂを等間隔に同数配設されるとともに、戻しコイル３３における表裏の放射状ライン３４及び接続部３５（３５ｂ）の各端部である境界部分には、表裏の放射状ライン３４および接続部３５（３５ｂ）間を接続するスルーホール３６ｃ，３６ｄが設けられている。この３６ｃ，３６ｄは、スルーホール３６ａ，３６ｂを結ぶ直線に対して対称に配設されている。また、最外周上に存在するスルーホール３６ａ（半径Ｒ１の円周上とする）と接続部３５を接続する円周上のスルーホール３６ｃ，３６ｄ（半径Ｒ２の円周上とする）は、外部磁界に対して影響を抑えるため、半径Ｒ１，Ｒ２の差はできるだけ小さいことが望ましく、この半径Ｒ１とＲ２の差は、プリント基板の製造上の制約（ライン幅、スルーランド径）から、具体的には１ｍｍ以下としている。

放射状ライン３４は、挿通孔７ａの中心７ｄを略中心として放射状に一定ピッチでプリント基板７上に配列されている。放射状ライン３４および接続部３５を構成する導体部は、プリント基板７に銅箔で形成され、この銅箔は、例えばガラス入りエポキシ樹脂からなる両面プリント基板をエッチング加工することにより形成することができる。

接続部３５は、放射状ライン３４の外周側の端部（ここでは、放射状ライン３４および接続部３５との境界部分となり、例えば、戻しコイル３３ではスルーホール３６ｃまたは３６ｄを指し、進みコイル３２においては、戻しコイル３３のスルーホール３６ｃまたは３６ｄに対応する進みコイル３２の放射状ライン３４上のラインとなる）から円周方向に延設され、複数の放射状ライン３４間を電気的に接続する。そして、スルーホール３６（３６ａ〜３６ｄ）を介して、プリント基板７の表裏両面に形成された複数の放射状ライン３４の端部および接続部３５と、反対側の面にある放射状ライン３４の端部および接続部３５とが電気的に直列に接続されることにより、プリント基板７を導体部で巻回するコイルが形成される。

進みコイル３２は、表側および裏側における放射状ライン３４および進みコイル３２の接続部３５ａを、接続部３５ａの中間位置に設けられたスルーホール３６ａを繋ぎ部として、スルーホール３６ａで電気的に接続することにより一巻きのコイルを形成する。同様に、戻しコイル３３は、表側および裏側における放射状ライン３４および戻しコイル３３の接続部３５ｂを互いにスルーホール３６（３６ａ，３６ｃ，３６ｄ）で電気的に接続することにより一巻きのコイルを形成する。そして、この進みコイル３２および戻しコイル３３の一巻きのコイルのピッチは、等しく形成されている。また、接続部３５は、隣接する放射状ライン３４を避けるように引き回して形成され、両コイル３２，３３の接続部３５と放射状ライン３４によるコイルパターンは、プリント基板７の表裏で同一形状として形成されている。以上の構成により、トロイダルコイル３１のコイルを形成する導体部（導体膜）は、プリント基板７の挿通孔７ａの中心７ｄの中心軸に関してほぼ対称に、かつ均一に形成される。また、このセンサＳｍｎを用いた電流測定では、挿通孔７ａに電流が流れる被測定導体が通され、この電流による磁界の磁束が両コイル３２，３３の断面領域を通ることにより発生する誘導電流を検出する。

図６は、統合管理盤１内における主幹ブレーカＢｓ、分岐ブレーカＢｍｎ、分岐電流検出部ＣＴｍｎ等の配置を示す一部分解斜視図であり、主幹ブレーカＢｓの横に電流センサブロックＳＢが配置され、電流センサブロックＳＢは、上記センサＳｍｎ、センサユニットＡｍｎ、伝送路６を形成したプリント基板７を、長尺状のブロック本体ＳＢ１の短手方向の両側に対向して取り付けて構成される。そして、複数の分岐ブレーカＢｍｎが、電流センサブロックＳＢの両側に長手方向に沿って並設されており、各分岐ブレーカＢｍｎは、その分岐路用端子部が各センサＳｍｎに対向するように配置されて、分岐ブレーカＢｍｎとセンサＳｍｎとの間の配線作業が容易に行えるようにしている。また、電流センサブロックＳＢの上方には、スペーサ４０を介して設けた矩形枠上のブラケット４１に表示ユニットＫｂを取り付けており、表示ユニットＫｂの各ＬＥＤが統合管理盤１外に露出して、各分岐電流の概略値を表示している。

図１に示す統合装置ＴＭは、ＬＡＮケーブルを介して、盤内の制御部２ｃや電気機器コントローラＣ１、盤外のパソコンＰＣ、表示制御装置ＣＶが接続されるとともに、インターネットを通じてセンターサーバＳＶや携帯電話機ＭＰ、又は他のネット端末に接続しており、パケット処理機能、経路切換機能、ネットワークセキュリティ機能、ＵＰｎＰ（ユニバーサル・プラグ・アンド・プレイ）のコントロールポイントの機能等を有して、ネットワークにおけるデータ授受をコントロールしている。

電気機器コントローラＣ１は、統合装置ＴＭと日本電機工業会（JEMA）の統一規格に適合した電気機器Ｘｍｎとのインタフェース機能を有し、統合装置ＴＭを介してネット端末から制御要求のメッセージを受け取ったときに制御ケーブルＬｊを介して各電気機器Ｘｍｎを個別に制御して運転（照明器具の場合は点灯）と停止（照明器具の場合は消灯）を切り換え、統合装置ＴＭを介してネット端末から監視要求のメッセージを受け取ったときに制御ケーブルＬｊを介して各電気機器Ｘｍｎの動作状態（運転＜点灯＞又は停止＜消灯＞）を個別に取得するとともに、制御要求や監視要求に対する応答（各電気機器Ｘｍｎの動作状態）のメッセージを要求メッセージの送信元であるネット端末に向けて統合装置ＴＭを介して送信させる機能（制御監視機能）を有する。

また電気機器コントローラＣ１は、自己の配下にある電気機器Ｘｍｎの機器名称や設置場所情報等を予め格納しており、電気機器Ｘｍｎの名称並びに動作状態を文字や記号で表示するためのウェブコンテンツを作成し、ネット端末からの要求に応じて当該ウェブコンテンツをネット端末に提供（配信）する機能（ウェブサーバ機能）も有している。

上記のように構成された電力監視システムでは、住戸内のパソコンＰＣや表示制御装置ＣＶ、又はインターネットに接続された携帯端末ＰＴ等のネット端末からエネルギマネジメント装置２に電力モニタ要求のメッセージを送信し、エネルギマネジメント装置２の制御部２ｃが統合装置ＴＭを介して電力モニタ要求を受信すると、制御部２ｃで生成した電力モニタ用画像データを、統合装置ＴＭを介して、電力モニタ要求を送信してきたネット端末に向けて送信する。

画像データを受信したパソコンＰＣ、表示制御装置ＣＶ、携帯端末ＰＴ等のネット端末では、当該画像データが各ネット端末のモニタ画面に表示され、主幹電力量及び分岐ブレーカＢｍｎ毎の分岐電力量をモニタできる。図７は、ネット端末で表示された分岐電力モニタ用画像を示しており、分岐ブレーカＢｍｎ毎の分岐電力量を棒グラフＧ１で表している。尚、電力量のモニタ画面は、電力量のグラフ表示以外に、日時表示や、メニュー画面に遷移するメニューボタン、前ページや後ページに遷移する前ページボタン及び後ページボタン、過去の電力量のデータを表示する履歴ボタン等が設けられている。

このように、分岐ブレーカＢｍｎ毎に供給している電力量をユーザがネット端末を用いて随時監視できるので、無駄な電力消費をしている分岐電力系統を特定することができ、ユーザは、特定された分岐電力系統に接続している電気機器Ｘｍｎに対して、停止、消灯等の具体的な操作を行うことで、容易に省エネルギー化を図ることができる。

一方、エネルギマネジメント装置２の制御部２ｃは、上述のように１時間毎の主幹電気使用量及び各分岐電気使用量の情報をセンターサーバＳＶへ統合装置ＴＭを介して送信すており、センターサーバＳＶは各住戸から送られてくる情報を取得し、例えば予め設定している地域毎に住戸の情報を分類するとともに、分岐電気使用量の情報に付加されて送られてくる当該分岐電気使用量に対応した電気機器の名称や設置場所の名称毎に更に各分岐電気使用量を分類する。またセンターサーバＳＶは各分岐電気使用量毎に平均値、最大値、最小値等の統計処理も同時に行う。尚センターサーバＳＶでの各住戸の地域分類は都道府県や市町村名等により行い、これらの地域情報は、例えばネット端末からセンターサーバＳＶにユーザ自身で登録するようになっている。勿論センターサーバＳＶを管理するサービス会社がユーザと契約する際にサービス会社側で登録するようにしても良い。

さて、センターサーバＳＶでは、分類した結果に基づいてウェブサーバ機能によりモニタ用画像データを作成し、この作成したモニタ用画像データをモニタ端末であるネット端末からの情報要求に応じて配信するようになっている。

この場合ネット端末では、センターサーバＳＣが構築するウェブサイトのＵＲＬに対してアクセスしてログインし、ログインにより表示される情報選択ページからユーザが自宅の地域と、知りたい電気使用量が住戸全体であれば主幹電気使用量を、また分岐電気使用量が知りたい場合には対象となる電気機器名称や場所をモニタ画面から選択すると、この選択に応じたモニタ用画像データからなるウェブコンテンツがセンターサーバＳＶから配信され、他の住戸の電気使用量の状況を知ることができることになる。

図８は、地域が「ΔΔ県」で、電気機器Ｘｍｎの名称が「エアコン」で設置場所が「子ども部屋」の場合の分岐電気使用量の平均的な時間的な遷移を折れ線グラフで、また当該ユーザ宅の当該電気使用量の遷移を棒グラフで表示しているモニタ用画像を示している。尚「戻る」ボタンＢＴ１を操作すると、上述の情報選択ページに戻り、別の電気使用量情報の選択が可能となる。

而してユーザは同じ地域にある他の住戸の電気使用量の状況をネット端末でモニタして自宅の電気使用量と比較することができ、これにより気温や降雨などの天候や生活様式、更には地域産業等の地域性（都道府県、市町村）が共通の他の住戸の電気使用量に比べて自宅の電気使用量が他の住戸に比べて突出しているような傾向が把握でき、例えば電気の使い過ぎであると判断された場合にも他の住戸の電気使用量との比較から省エネルギのための行動を起こす際の指標が容易に得られ、また意識向上が図れることになる。更に分岐電気使用量を電気機器Ｘｍｎの名称や設置場所の名称で表示するため、どの電気機器Ｘｍｎの使用を抑制したら省エネルギにつながるかなどの判断が容易となる。また他の住戸の電気機器Ｘｍｎの電気使用量と自宅の電気機器Ｘｍｎの電気使用量とを比較することで、自宅の電気機器Ｘｍｎ効率等も把握することが可能となり、例えばエアコンの場合に温度設定の変更や、機種変更の検討などが可能となる。

尚地域で分類するだけでなく、世帯人数や年齢構成のような家族構成で分類して同一家族構成の他の住戸の電気使用量と比較できるようにしても良い。

この場合、自宅の電気使用量と他の住戸の電気使用量との比較を世帯数や年齢構成等の家族構成を考慮して行えることになる。この家族構成の分類は地域の分類と併用しても併用しなくても良い。

また住戸の建物構造、つまり集合住宅、戸建て、断熱構造等を分類し、同一建物構造の他の住戸の電気使用量と比較できるようにしても良い。

一実施形態の電力監視システムの各構成を示すブロック図である。同上の構成を示すシステム図である。同上の統合管理盤内における一部回路を示す構成図である。同上のセンサを示す平面図である。同上の別のセンサを示す平面図である。同上の統合管理盤内を示す一部分解斜視図である。同上の分岐ブレーカ毎の分岐電力モニタ用画像を示す平面図である。同上のセンターサーバからの電力モニタ用画像のネット端末での表示例図である。

符号の説明

１統合管理盤
２エネルギマネジメント装置
Ｂｓ主幹ブレーカ
Ｂｍ分岐ブレーカ
ＣＴＶ主幹電流・電圧検出部
ＣＴｍｎ分岐電流検出部
２ａ電力演算部
２ｂ演算部
２ｃ制御部
ＴＭ統合装置
Ｃ１電気機器コントローラ
ＰＣパソコン
ＣＶ表示制御装置
ＰＴ携帯端末
Ｘｍｎ電気機器
ＳＶセンターサーバ

Claims

広域ネットワーク上に設けられたセンターサーバと、各住戸に設けられ、前記センターサーバに前記広域ネットワークを介して接続されるエネルギマネジメント装置と、各住戸に対応するモニタ端末とを備え、
前記エネルギマネジメント装置は、主幹電力路から分岐ブレーカを介して分岐された各分岐電力路毎の電気使用量を計測する計測手段、各分岐電力路毎の電気使用量の計測結果を各分岐電力路に接続されている電気機器の電気使用量情報として前記センターサーバに送出する情報送出手段を備え、
前記センターサーバは、各住戸のエネルギマネジメント装置から各住戸での各電気機器の電気使用量情報を収集するとともに前記広域ネットワークを通じ収集した各住戸の各電気機器の電気使用量情報を前記モニタ端末に配信する情報集配手段を備え、
前記モニタ端末は前記センターサーバから配信される各電気機器の電気使用量情報を表示する表示手段を備えていることを特徴とする電力監視システム。
各住戸を予め地域別にグループ化し、前記センターサーバは前記モニタ端末に配信する電気使用量情報を、当該モニタ端末のユーザの住戸が属する地域の住戸での主幹ブレーカを挿入した主幹電力路の電気使用量情報又は各分岐電力路毎の電気機器の電気使用量情報とすることを特徴とする請求項１記載の電力監視システム。
前記センターサーバは、各住戸の家族構成の情報を有し、前記モニタ端末に配信する電気使用量情報を、当該モニタ端末のユーザの家族構成と同一家族構成の住戸での主幹ブレーカを挿入した主幹電力路の電気使用量情報又は各分岐電力路毎の電気機器の電気使用量情報とすることを特徴とする請求項１又は２記載の電力監視システム。
前記センターサーバは、各住戸の建物構造の情報をセンターサーバが有し、前記モニタ端末に配信する電気使用量情報を、当該モニタ端末のユーザの住戸の建物構造と同一建物構造の住戸での主幹ブレーカを挿入した主幹電力路の電気使用量情報又は各分岐電力路毎の電気機器の電気使用量情報とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れかの１項記載の電力監視システム。
前記分岐電力路に対応する計測手段は、当該分岐電力路に対応した分岐ブレーカに備えられているものであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかの１項に記載の電力監視システム。
前記エネルギマネジメント装置は、各分岐電力路の識別情報として当該分岐電力路に接続される電気機器の名称又は設置場所の名称又は両方の名称を、入力する手段を備え、各分岐電力路毎の電気使用量情報に該識別情報を付加して前記センターサーバへ送出することを特徴とする請求項１乃至５の何れかの１項に記載の電力監視システム。