JP5333874B2 - 検出装置および方法、並びに、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、検出装置および方法、並びに、プログラムに関し、特に、自家発電装置を備える施設の電力の状態を検出する場合に用いて好適な検出装置および方法、並びに、プログラムに関する。

近年、太陽光発電システムの普及や太陽光発電システムの余剰電力の買取制度の開始に伴い、一般の家庭においても、太陽光発電システムの発電電力および販売電力（余剰電力）、商用電源からの購入電力、家庭内の消費電力等を知りたいというニーズが高まっている。

また、従来、太陽光発電システム等の自家発電装置の余剰電力を商用電源側に供給し、電力を販売している状態（以下、売電状態と称する）であるか、あるいは、商用電源から電力が供給され、電力を購入している状態（以下、買電状態と称する）であるかを検出する手法が提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。特許文献１乃至３に記載の発明では、商用電源側の電力系統の電圧と電流を測定し、測定した電圧と電流から電力を算出し、算出した電力の符号（正または負）に基づいて電力の潮流方向を検出し、買電状態または売電状態のいずれであるかを判定している。

特開２００４−２７９３２１号公報 特開２００４−２９７９５９号公報 特開平１１−２２５４４０号公報

ところで、一般の家庭で商用電源側の電力系統（以下、商用電力系統と称する）の電圧を測定するためには、専用の測定器を商用電力系統に直接挿入する必要がある。

しかしながら、そのような測定器は、安全性および信頼性への要求が高く、製造コストが高い。また、測定器の設置工事が必要になり、工事中に停電が発生する。さらに、設置工事には、第２種電気工事士以上の資格が必要であり、一般の人には実施できない。従って、手間や費用等がかさみ、簡単に家庭内の電力の状態を検出する設備を導入することができなかった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡単かつ低コストで電力の状態を検出できるようにするものである。

本発明の第１の側面の検出装置は、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の電流を測定する第１の変流器と、接続点より第２の電力系統側において第２の電流を測定する第２の変流器と、第１の電流の測定値と第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する第１の算出手段と、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出手段とを備える。

本発明の第１の側面の検出装置においては、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の電流が測定され、接続点より第２の電力系統側において第２の電流が測定され、第１の電流の測定値と第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値が算出され、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。

従って、簡単かつ低コストで商用電源側の電力の潮流方向を検出することが可能になる。

この第１の算出手段は、例えば、アナログの乗算回路や積算回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。この検出手段は、例えば、オペアンプ等を使用した比較回路や判定回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。

この検出手段には、前記第１の電流の実効値が前記第２の電流の実効値より大きい場合、前記判定値に関わらず、前記第１の電力系統の電力の潮流方向が前記商用電源から電力が供給される方向であると判定させることができる。

これにより、商用電源から電力を購入しているにも関わらず、電力を販売していると判定されることを防止することができる。

この検出手段には、前記第２の電流の実効値が規定値以下の場合、前記第１の電力系統の電力の潮流方向が前記商用電源から電力が供給される方向であると判定させることができる。

これにより、発電電力系統の電流が極度に小さく潮流方向の判定が不安定になるとき、商用電源から電力を購入しているにも関わらず、電力を販売していると判定されることを防止することができる。

この第１の算出手段は、商用電源の電力のｎ周期（ｎは自然数）の間の乗算値の積算値を判定値として算出するようにすることができる。

これにより、商用電源側の電力の潮流方向の検出精度が向上する。

この第１の算出手段は、第２の電流が正または負のピークに達するときの第１の電流の測定値と第２の電流の測定値との乗算値を判定値として算出するようにすることができる。

これにより、容量性負荷が接続されている場合の商用電源側の電力の潮流方向の検出精度が向上する。

第１の電流の測定値および第１の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、商用電源から第１の電力系統に供給される第１の電力、および、発電手段から第１の電力系統に供給される第２の電力を算出する第２の算出手段をさらに設けることができる。

これにより、簡単かつ低コストで自家発電装置による販売電力および商用電源からの購買電力を測定することができる。

この第２の算出手段は、例えば、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。この第１の電力は、例えば、購入電力とされ、この第２の電力は、例えば、販売電力とされる。

第２の算出手段は、第１の電流の測定値、第２の電流の測定値、および、第１の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、接続点に接続されている負荷に供給される第３の電力をさらに算出するようにすることができる。

これにより、簡単かつ低コストで負荷の消費電力を測定することができる。

この第３の電力は、例えば、消費電力とされる。

第１の電力および第２の電力を表示する表示手段をさらに設けることができる。

これにより、ユーザが販売電力および購買電力を容易に把握することが可能になる。

この表示手段は、例えば、各種の表示装置、各種の発光装置などにより構成される。

第１の電力と第２の電力、または、第１の電流の測定値と第１の電力系統の電力の潮流方向のうち少なくとも一方の組み合わせを含む情報を外部に送信する通信手段をさらに設けることができる。

これにより、検出した電力の状態を外部に通知することができる。

この通信装置は、例えば、有線または無線の各種の通信装置により構成される。

本発明の第１の側面の検出方法は、電力の状態を検出する検出装置が、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の変流器により第１の電流を測定し、接続点より第２の電力系統側において第２の変流器により第２の電流を測定する測定ステップと、第１の電流の測定値と第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する算出ステップと、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出ステップとを含む。

本発明の第１の側面の検出方法においては、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の電流が測定され、接続点より第２の電力系統側において第２の電流が測定され、第１の電流の測定値と第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値が算出され、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。

従って、簡単かつ低コストで商用電源側の電力の潮流方向を検出することが可能になる。

この算出ステップは、例えば、アナログの乗算回路や積算回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実行される。この検出ステップは、例えば、オペアンプ等を使用した比較回路や判定回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実行される。

本発明の第２の側面の検出装置は、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の変流器により測定される第１の電流の測定値と、接続点より第２の電力系統側において第２の変流器により測定される第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する算出手段と、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出手段とを備える。

本発明の第２の側面の検出装置においては、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の変流器により測定される第１の電流の測定値と、接続点より第２の電力系統側において第２の変流器により測定される第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値が算出され、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。

従って、簡単かつ低コストで商用電源側の電力の潮流方向を検出することが可能になる。

この算出手段は、例えば、アナログの乗算回路や積算回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。この検出手段は、例えば、オペアンプ等を使用した比較回路や判定回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により構成される。

本発明の第２の側面の検出方法は、電力の状態を検出する検出装置が、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の変流器により測定される第１の電流の測定値と、接続点より第２の電力系統側において第２の変流器により測定される第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する算出ステップと、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出ステップとを含む。

本発明の第２の側面の検出方法においては、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の変流器により測定される第１の電流の測定値と、接続点より第２の電力系統側において第２の変流器により測定される第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値が算出され、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。

従って、簡単かつ低コストで商用電源側の電力の潮流方向を検出することが可能になる。

この算出ステップは、例えば、アナログの乗算回路や積算回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実行される。この検出ステップは、例えば、オペアンプ等を使用した比較回路や判定回路、デジタルの演算回路、マイクロコンピュータ、または、各種のプロセッサ等により実行される。

本発明の第２の側面のプログラムは、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の変流器により測定される第１の電流の測定値と、接続点より第２の電力系統側において第２の変流器により測定される第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する算出ステップと、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出ステップとを含む処理をコンピュータに実行させる。

本発明の第２の側面のプログラムを実行するコンピュータにおいては、商用電源からの第１の電力系統と、商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より第１の電力系統側において第１の変流器により測定される第１の電流の測定値と、接続点より第２の電力系統側において第２の変流器により測定される第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値が算出され、判定値に基づいて、第１の電力系統の電力の潮流方向が検出される。

従って、簡単かつ低コストで商用電源側の電力の潮流方向を検出することが可能になる。

本発明の第１の側面または第２の側面によれば、簡単かつ低コストで電力の状態を検出することが可能になる。

本発明を適用した電力監視システムの一実施の形態を示すブロック図である。 変流器の設置位置の例を示す図である。 電力監視処理について説明するためのフローチャートである。 負荷による電圧と電流の位相差の例を示すグラフである。 負荷による電圧と電流の位相差の他の例を示すグラフである。 判定値の算出方法を説明するための図である。 判定値の算出方法を説明するための図である。 容量性負荷が接続されている場合の電流の波形の例を示すグラフである。 判定値の算出方法を説明するための図である。 単相３線式の場合の変流器の設置方法の例を示す図である。 発電電力系統の力率が極小になる状態の例を示すグラフである。 発電電力系統の力率が極小になる状態の例を示すグラフである。 本発明を適用した電力監視システムの変形例を示すブロック図である。 図１３の電力監視システムにより実行される電力監視処理の第１の実施の形態について説明するためのフローチャートである。 図１４の処理で売電状態であると判定される条件を示すグラフである。 図１３の電力監視システムにより実行される電力監視処理の第２の実施の形態について説明するためのフローチャートである。 図１６の処理で売電状態であると判定される条件を示すグラフである。 コンピュータの構成例を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例

＜１．実施の形態＞
［電力監視システムの構成例］
図１は、本発明を適用した電力監視システム１０１の一実施の形態を示すブロック図であり、図２は、電力監視システム１０１の変流器１１１ｐ，１１１ｃの設置位置の例を示している。

なお、以下、図２の点線より左側を、電力監視システム１０１および太陽光発電システム１５１が設けられている家庭の宅内とする。また、以下、太陽光発電システム１５１から接続点Ｃまでの電力系統を発電電力系統と称し、商用電源１５２から接続点Ｃまでの電力系統を商用電力系統と称し、接続点Ｃから負荷１５３までの電力系統を負荷電力系統と称する。なお、以下、宅内において各電力系統とも単相２線式により構成されるものとする。

さらに、以下、発電電力系統の電圧（＝太陽光発電システム１５１の出力電圧）をｖ_ｐ１、電流をｉ_ｐ１とし、矢印Ａｐ１の方向を正の方向とする。また、以下、商用電力系統の電圧（＝商用電源１５２の出力電圧）をｖ_ｃ１、電流をｉ_ｃ１とし、矢印Ａｃ１の方向を正の方向とする。従って、負荷電力系統には、矢印Ａｐｃの方向にｉ_ｐ１＋ｉ_ｃ１の電流が流れる。

電力監視システム１０１は、宅内の電力の状態を検出し、監視するシステムである。電力監視システム１０１は、後述するように、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１に基づいて、商用電力系統の電力（以下、商用側電力と称する）の潮流方向を検出し、買電状態または売電状態のいずれであるかを判定する。また、電力監視システム１０１は、太陽光発電システム１５１の発電電力、および、太陽光発電システム１５１の余剰電力であって、太陽光発電システム１５１から商用電力系統に供給される販売電力を測定する。さらに、電力監視システム１０１は、商用電源１５２から商用電力系統に供給される購入電力、および、太陽光発電システム１５１および商用電源１５２から負荷電力系統に供給され、負荷１５３で消費される消費電力を測定する。

太陽光発電システム１５１は、太陽電池モジュール１６１およびＰＶ（Photo Voltaic）コントローラ１６２を含むように構成される。

太陽電池モジュール１６１は、太陽光発電により直流の電力を発生させ、発生させた直流電力をＰＶコントローラ１６２に供給する。

ＰＶコントローラ１６２は、太陽電池モジュール１６１からの直流電力を、商用電源１５２とほぼ同じ電圧および周波数の交流電力に変換するとともに、変換した交流電力の電圧の位相を商用電源１５２の電圧の位相と同期させる。そして、ＰＶコントローラ１６２は、その交流電力（以下、発電電力と称する）を出力する。

負荷１５３は、冷蔵庫等の電化製品などの各種の電気機器により構成される。

接続点Ｃは、発電電力系統と商用電力系統が合流し、負荷電力系統が分岐される点である。接続点Ｃは、例えば、家庭内の分電盤に相当する。

ここで、電力監視システム１０１の構成について、さらに詳細に説明する。

電力監視システム１０１は、変流器１１１ｐ、変流器１１１ｃ、および、検出装置１１２を含むように構成される。また、検出装置１１２は、測定部１２１ｐ、測定部１２１ｃ、演算部１２２、表示部１２３、および、通信部１２４を含むように構成される。

変流器１１１ｐは、太陽光発電システム１５１と接続点Ｃの間の配線に設置され、発電電力系統の電流ｉ_ｐ１を測定する。より正確には、変流器１１１ｐは、電流ｉ_ｐ１（一次電流）を電流ｉ_ｐ２（二次電流）に変換し、測定部１２１ｐに供給する。なお、以下、電流ｉ_ｐ１が矢印Ａｐ１の方向に流れた場合に、電流ｉｐ２が矢印Ａｐ２の方向に流れる向きに、変流器１１１ｐが設置されるものとする。

測定部１２１ｐは、内蔵する抵抗Ｒｐにより電流ｉ_ｐ２を電圧ｖ_ｐ２に変換する。なお、電圧ｖ_ｐ２は、電流ｉ_ｐ１が矢印Ａｐ１の方向に流れ、電流ｉ_ｐ２が矢印Ａｐ２の方向に流れるとき正の値となり、電流ｉ_ｐ１が矢印Ａｐ１と逆方向に流れ、電流ｉ_ｐ２が矢印Ａｐ２と逆方向に流れるとき負の値となる。すなわち、矢印Ａｐ１の方向を正としたときの電流ｉ_ｐ１の位相と、電圧ｖ_ｐ２の位相とが一致する。

また、測定部１２１ｐは、電圧ｖ_ｐ２を示す信号（以下、信号ｖ_ｐ２と称する）を演算部１２２に供給する。

変流器１１１ｃは、商用電源１５２と接続点Ｃの間の宅内の配線に設置され、商用電力系統の電流ｉ_ｃ１を測定する。より正確には、変流器１１１ｃは、電流ｉ_ｃ１（一次電流）を電流ｉ_ｃ２（二次電流）に変換し、測定部１２１ｃに供給する。なお、以下、電流ｉ_ｃ１が矢印Ａｃ１の方向に流れた場合に、電流ｉｃ２が矢印Ａｃ２の方向に流れる向きに、変流器１１１ｃが設置されるものとする。

測定部１２１ｃは、内蔵する抵抗Ｒｃにより電流ｉ_ｃ２を電圧ｖ_ｃ２に変換する。なお、電圧ｖ_ｃ２は、電流ｉ_ｃ１が矢印Ａｃ１の方向に流れ、電流ｉ_ｃ２が矢印Ａｃ２の方向に流れるとき正の値となり、電流ｉ_ｃ１が矢印Ａｃ１と逆方向に流れ、電流ｉ_ｃ２が矢印Ａｃ２と逆方向に流れるとき負の値となる。すなわち、矢印Ａｃ１の方向を正としたときの電流ｉ_ｃ１の位相と、電圧ｖ_ｃ２の位相とが一致する。

また、商用側電力が矢印Ａｃ１の方向に供給される買電状態のとき、電圧ｖ_ｃ１の位相と電圧ｖ_ｃ２の位相（＝電流ｉ_ｃ１の位相）との差は、負荷１５３の力率およびPVコントローラ１６２の位相同期誤差を考慮しても、±π／２以内となる。逆に、商用側電力が矢印Ａｃ１と逆方向に供給される売電状態のとき、電圧ｖ_ｃ１の位相と電圧ｖ_ｃ２の位相（＝電流ｉ_ｃ１の位相）との差は、−πから−π／２までの範囲内、あるいは、π／２からπまでの範囲内となる。なお、後述するように、家庭用の一般的な負荷の力率は、cos(π／６)以上になることが経験的に分かっている。

また、測定部１２１ｃは、電圧ｖ_ｃ２を示す信号（以下、信号ｖ_ｃ２と称する）を演算部１２２に供給する。

演算部１２２は、例えば、マイクロコンピュータにより構成され、変換部１３１、判定値算出部１３２、潮流方向検出部１３３、および、電力算出部１３４を含むように構成される。

変換部１３１は、既知の変流器１１１ｐの変流比および抵抗Ｒｐの抵抗値に基づいて、信号ｖ_ｐ２により示される電圧ｖ_ｐ２の値を電流ｉ_ｐ１の値に変換し、変換した値を判定値算出部１３２および電力算出部１３４に通知する。また、変換部１３１は、既知の変流器１１１ｃの変流比および抵抗Ｒｃの抵抗値に基づいて、信号ｖ_ｃ２により示される電圧ｖ_ｃ２の値を電流ｉ_ｃ１の値に変換し、変換した値を判定値算出部１３２および電力算出部１３４に通知する。

判定値算出部１３２は、後述するように、電流ｉ_ｐ１の測定値および電流ｉ_ｃ１の測定値に基づいて、商用側電力の潮流方向の検出に用いる判定値を算出する。判定値算出部１３２は、算出した判定値を潮流方向検出部１３３に通知する。

潮流方向検出部１３３は、後述するように、判定値算出部１３２により算出された判定値に基づいて、商用側電力の潮流方向を検出し、検出した結果を電力算出部１３４に通知する。

電力算出部１３４は、後述するように、電流ｉ_ｐ１の測定値、電流ｉ_ｃ１の測定値、および、商用側電力の潮流方向の検出結果に基づいて、発電電力、販売電力、購入電力、および、消費電力を算出する。電力算出部１３４は、算出した結果を表示部１２３および通信部１２４に通知する。

表示部１２３は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光装置などにより構成され、各部の電力の状態を表示する。

通信部１２４は、各種の通信装置により構成され、各部の電力の状態を示す電力状態情報を外部の装置に送信する。なお、通信部１２４の通信方法には、有線または無線を問わず、任意の方法を採用することができる。

［電力監視処理］
次に、図３のフローチャートを参照して、電力監視システム１０１により実行される電力監視処理について説明する。なお、この処理は、例えば、電力監視システム１０１の電源がオンされたときに開始され、オフされたときに終了する。

ステップＳ１において、電力監視システム１０１は、電流を測定する。具体的には、変流器１１１ｐは、発電電力系統を流れる電流ｉ_ｐ１を電流ｉ_ｐ２に変換し、測定部１２１ｐに供給する。測定部１２１ｐは、電流ｉ_ｐ２を電圧ｖ_ｐ２に変換し、電圧ｖ_ｐ２を示す信号ｖ_ｐ２を変換部１３１に供給する。また、変流器１１１ｃは、商用電力系統を流れる電流ｉ_ｃ１を電流ｉ_ｃ２に変換し、測定部１２１ｃに供給する。測定部１２１ｃは、電流ｉ_ｃ２を電圧ｖ_ｃ２に変換し、電圧ｖ_ｃ２を示す信号ｖ_ｃ２を変換部１３１に供給する。

変換部１３１は、信号ｖ_ｐ２により示される電圧ｖ_ｐ２の値を電流ｉ_ｐ１の値に変換し、変換した値を判定値算出部１３２および電力算出部１３４に通知する。また、変換部１３１は、信号ｖ_ｃ２により示される電圧ｖ_ｃ２の値を電流ｉ_ｃ１の値に変換し、変換した値を判定値算出部１３２および電力算出部１３４に通知する。

ステップＳ２において、判定値算出部１３２は、判定値を算出し、算出した判定値を潮流方向検出部１３３に通知する。

ステップＳ３において、潮流方向検出部１３３は、判定値に基づいて、商用側の電力の潮流方向を検出し、検出した潮流方向を電力算出部１３４に通知する。

ここで、図４乃至図９を参照して、ステップＳ２およびＳ３の処理における判定値と商用側電力の潮流方向の検出方法の具体例について説明する。

例えば、アナログ回路等により、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の測定が連続して行われる場合、例えば、次式（１）により求められる判定値Ｖ１が用いられる。

なお、時間Ｔは、商用電源１５２の電力の１周期の時間（＝１／商用電源１５２の周波数）を示している。

判定値Ｖ１は、ほぼ同時刻における電流ｉ_ｐ１の瞬時値と電流ｉ_ｃ１の瞬時値の乗算値を、１周期の間積算した値である。従って、電流ｉ_ｐ１の位相をφｐとし、電流ｉ_ｃ１の位相をφｃとすると、｜φｐ−φｃ｜≦π／２の場合、判定値Ｖ１≧０となり、π／２＜｜φｐ−φｃ｜≦πの場合、判定値Ｖ１＜０となる。

上述したように、家庭用の一般的な負荷の力率は、cos(π／６)以上になることが経験的に分かっている。従って、電圧波形と電流波形の位相差はπ／６以下となる。

例えば、図４は、蛍光灯に１００Ｖの交流電圧を印加し、変流器により電流を測定した結果を示すグラフである。なお、図４の横軸は時間を示し、縦軸は電圧および電流を示している。波形２０１は電圧の波形を示し、波形２０２は、電圧と電流が同位相の場合に電流値が正になる方向に変流器を取付けた場合の電流の波形を示し、波形２０３は、電圧と電流が逆位相の場合に電流値が正になる方向に変流器を取付けた場合の電流の波形を示している。この場合、蛍光灯に印加される電圧と蛍光灯を流れる電流の位相差は、約１１．５度（＜π／６）となる。

また、図５は、他の負荷に１００Ｖの交流電圧を印加し、電圧と電流が同位相の場合に電流値が正になる方向に取付けた変流器により電流を測定した結果を示すグラフである。
なお、図５の横軸は時間を示し、縦軸は電圧および電流を示している。波形２１１は電圧の波形を示し、波形２１２は負荷が電子レンジの場合の電流の波形を示し、波形２１３は負荷がパーソナルコンピュータとディスプレイの場合の電流の波形を示している。この例でも、電圧と電流の位相差は、π／６より小さくなっている。

従って、発電電力系統の電圧ｖ_ｐ１と電流ｉ_ｐ１との位相差は、±π／６以内になると仮定することができる。また、商用電力系統の電圧ｖ_ｃ１と電流ｉ_ｃ１との位相差は、買電状態の場合、±π／６以内となり、売電状態の場合、π±π／６の範囲内になると仮定することができる。これに伴い、買電状態の場合、｜φｐ−φｃ｜≦π／３となり、判定値Ｖ１≧０になると仮定することができる。一方、売電状態の場合、２π／３≦｜φｐ−φｃ｜≦πとなり、判定値Ｖ１＜０になると仮定することができる。

従って、判定値Ｖ１に基づいて、商用側電力の潮流方向を検出することができる。すなわち、判定値Ｖ１≧０の場合、商用側電力が矢印Ａｃ１の方向に供給される買電状態であると判定し、判定値Ｖ１＜０の場合、商用側電力が矢印Ａｃ１の方向に供給される売電状態であると判定することができる。

また、例えば、デジタルの演算回路等により、図６に示されるように、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の測定が離散的に行われる場合、次式（２）により求められる判定値Ｖ２が用いられる。

なお、図６は、売電状態のときの電流ｉ_ｐ１と電流ｉ_ｃ１の波形の例を示し、横軸は時間を示し、縦軸は電流値を示している。また、図６の丸印および四角印はサンプリング点を示している。なお、図を分かりやすくするために、図６では、サンプリング点の一部のみを示している。

また、式（２）のｋは、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１のサンプリング点の番号を示し、ｍは１周期あたりのサンプリング数を示している。さらに、ｉ_ｐ１［ｋ］はｋ番目のサンプリング点の電流ｉ_ｐ１のサンプリング値を示し、ｉ_ｃ１［ｋ］はｋ番目のサンプリング点の電流ｉ_ｃ１のサンプリング値を示している。

判定値Ｖ２は、ほぼ同時刻における電流ｉ_ｐ１と電流ｉ_ｃ１のサンプリング値の乗算値を、１周期の間積算した値である。従って、判定値Ｖ１と同様に、｜φｐ−φｃ｜≦π／２のとき、判定値Ｖ２≧０となり、π／２＜｜φｐ−φｃ｜≦πのとき、判定値Ｖ２＜０となる。

従って、判定値Ｖ１を用いる場合と同様に、判定値Ｖ２≧０の場合、買電状態であると判定し、判定値Ｖ２＜０の場合、売電状態であると判定することができる。

また、例えば、図７に示されるように、電流ｉ_ｐ１が正のピークに達する時間ｔ_ｍａｘにおける電流ｉ_ｐ１の値をｉ_ｐ１（ｔ_ｍａｘ）、電流ｉ_ｃ１の値をｉ_ｃ１（ｔ_ｍａｘ）とした場合、次式（３）により求められる判定値Ｖ３を用いるようにしてもよい。

Ｖ３＝ｉ_ｐ１（ｔ_ｍａｘ）×ｉ_ｃ１（ｔ_ｍａｘ） ・・・（３）

この場合も、判定値Ｖ１を用いる場合と同様に、判定値Ｖ３≧０の場合、買電状態であると判定し、判定値Ｖ３＜０の場合、売電状態であると判定することができる。

同様に、電流ｉ_ｐ１が負のピークに達する時間ｔ_ｍｉｎにおける電流ｉ_ｐ１の値ｉ_ｐ１（ｔ_ｍｉｎ）、電流ｉ_ｃ１の値ｉ_ｃ１（ｔ_ｍｉｎ）を用いて、次式（４）により求められる判定値Ｖ４を用いるようにしてもよい。

Ｖ４＝ｉ_ｐ１（ｔ_ｍｉｎ）×ｉ_ｃ１（ｔ_ｍｉｎ） ・・・（４）

この場合も、判定値Ｖ３を用いる場合と同様に、判定値Ｖ４≧０の場合、買電状態であると判定し、判定値Ｖ４＜０の場合、売電状態であると判定することができる。

図８は、負荷１５３が、容量性負荷（コンデンサ負荷）が主体である場合の売電状態時の電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の波形の例を示している。なお、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示している。

この図に示されるように、負荷１５３が容量性負荷主体である場合、発電電力系統の電流ｉ_ｐ１は短時間の鋭いピークが現れるパルス状の波形となる。この場合、電流ｉ_ｐ１と電流ｉ_ｃ１の乗算値を１周期の間積算した判定値Ｖ１または判定値Ｖ２よりも、発電電力系統の電流ｉ_ｐ１がピークとなる時間の電流ｉ_ｐ１と電流ｉ_ｃ１の積算値である判定値Ｖ３または判定値Ｖ４を用いるようにした方が、商用側電力の潮流方向の検出精度が高くなる場合がある。

また、サンプリング間隔が短いなどの理由により、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１を同時に測定できない場合、例えば、異なる周期において測定された電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１を用いて判定値を算出するようにしてもよい。

例えば、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の測定が連続して行われる場合、次式（５）により求められる判定値Ｖ５が用いられる。

なお、式（５）のｎは自然数とされる。

判定値Ｖ５は、電流ｉ_ｐ１の瞬時値とｎ周期遅れの電流ｉ_ｃ１の瞬時値の乗算値を、１周期の間積算した値である。従って、判定値Ｖ１を用いる場合と同様に、判定値Ｖ５≧０の場合、買電状態であると判定し、判定値Ｖ５＜０の場合、売電状態であると判定することができる。

また、例えば、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の測定が離散的に行われる場合、次式（６）により求められる判定値Ｖ６が用いられる。

判定値Ｖ６は、図９に示されるように、電流ｉ_ｐ１のサンプリング値とｎ周期遅れの電流ｉ_ｃ１のサンプリング値の乗算値を、１周期の間積算した値である。従って、判定値Ｖ１を用いる場合と同様に、判定値Ｖ６≧０の場合、買電状態であると判定し、判定値Ｖ６＜０の場合、売電状態であると判定することができる。

図３に戻り、ステップＳ４において、電力算出部１３４は、各部の電力を算出する。具体的には、電力算出部１３４は、太陽光発電システム１５１の発電電力をＰ_ｐとすると、次式（７）により、発電電力Ｐ_ｐを算出する。

Ｐ_ｐ＝ｖｒ_ｐ１×ｉｒ_ｐ１×ＰＦ_ｐ ・・・（７）

なお、ｖｒ_ｐ１は、電圧ｖ_ｐ１の実効値を表し、例えば、太陽光発電システム１５１の出力電圧の公称値が用いられる。なお、太陽光発電システム１５１から電圧ｖ_ｐ１の実効値の測定値を取得して用いるようにしてもよい。

ｉｒ_ｐ１は、電流ｉ_ｐ１の実効値を表し、電流ｉ_ｐ１の測定値に基づいて算出される。

ＰＦ_ｐは、発電電力系統の力率を表し、例えば、実験結果、実際の測定結果、または、理論式等に基づいて設定される定数である。

また、電力算出部１３４は、購入電力をＰ_ｃｂとし、販売電力をＰ_ｃｓとすると、買電状態であると判定された場合、次の式（８）および式（９）により、購入電力Ｐ_ｃｂおよび販売電力Ｐ_ｃｓを算出する。

Ｐ_ｃｂ＝ｖｒ_ｃ１×ｉｒ_ｃ１×ＰＦ_ｃ ・・・（８）
Ｐ_ｃｓ＝０ ・・・（９）

なお、ｖｒ_ｃ１は、電圧ｖ_ｃ１の実効値を表し、例えば、商用電源１５２の公称電圧が用いられる。なお、太陽光発電システム１５１の出力電圧が、商用電源１５２の電圧と等しくなるように制御されるため、太陽光発電システム１５１から電圧ｖ_ｐ１の実効値の測定値を取得して、電圧ｖｒ_ｃ１として用いるようにしてもよい。

ｉｒ_ｃ１は、電流ｉ_ｃ１の実効値を表し、電流ｉ_ｃ１の測定値に基づいて算出される。

ＰＦ_ｃは、商用電力系統の力率を表し、例えば、実験結果、実際の測定結果、または、理論式等に基づいて設定される定数である。

一方、電力算出部１３４は、売電状態であると判定された場合、次の式（１０）および式（１１）により、購入電力Ｐ_ｃｂおよび販売電力Ｐ_ｃｓを算出する。

Ｐ_ｃｂ＝０ ・・・（１０）
Ｐ_ｃｓ＝ｖｒ_ｃ１×ｉｒ_ｃ１×ＰＦ_ｃ ・・・（１１）

なお、式（８）の右辺と式（１１）の右辺とは等しい。

また、電力算出部１３４は、買電状態であると判定された場合、次式（１２）により、負荷１５３の負荷電力Ｐ_ｌを算出する。

Ｐ_ｌ＝ｖｒ_ｃ１×（ｉｒ_ｐ１＋ｉｒ_ｃ１）×ＰＦ_ｌ ・・・（１２）

なお、ＰＦ_ｌは、負荷電力系統の力率を表し、例えば、実験結果、実際の測定結果、または、理論式等に基づいて設定される定数である。

一方、電力算出部１３４は、売電状態であると判定された場合、次式（１３）により、負荷１５３の負荷電力Ｐ_ｌを算出する。

Ｐ_ｌ＝ｖｒ_ｃ１×（ｉｒ_ｐ１−ｉｒ_ｃ１）×ＰＦ_ｌ ・・・（１３）

そして、電力算出部１３４は、各部の電力の算出値を表示部１２３および通信部１２４に通知する。

ステップＳ５において、表示部１２３は、各部の電力の状態を表示する。例えば、表示部１２３は、算出された発電電力Ｐ_ｐ、販売電力Ｐ_ｃｓ、購入電力Ｐ_ｃｂ、および、負荷電力Ｐ_ｌを、数値または時系列のグラフなどを用いて表示する。また、例えば、表示部１２３は、買電状態または売電状態のいずれの状態であるかを文字、記号、アイコン等により画面に表示したり、ＬＥＤなどによる光の点灯、点滅、色の変化等により示したりする。

これにより、ユーザは家庭内の各部の電力の状態を把握することができる。

ステップＳ６において、通信部１２４は、各部の電力の状態を通知する。具体的には、通信部１２４は、算出された発電電力Ｐ_ｐ、販売電力Ｐ_ｃｓ、購入電力Ｐ_ｃｂ、および、負荷電力Ｐ_ｌ、並びに、買電状態または売電状態のいずれの状態であるかを含む電力状態情報を外部の装置に送信する。

送信先の外部の装置は、例えば、受信した情報を蓄積したり、受信した情報に基づいて電力の使用状況等の解析を行ったりする。

なお、さらに電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の測定値を電力状態情報に含めるようにしてもよい。また、必ずしも以上に述べた全ての情報を送信する必要はなく、例えば、送信先の装置の必要性に応じて、送信する情報を選択するようにしてもよい。

さらに、電力状態情報の送信は、必ずしも電力監視処理のループ処理で毎回行う必要はなく、例えば、所定の期間毎、あるいは、情報の蓄積量が所定量を超えたときなど、所定のタイミングで行うようにすればよい。あるいは、外部の装置からの要求に応じて、電力状態情報を送信するようにしてもよい。

その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理が実行される。

以上のようにして、電圧の測定器を電力系統に設置することなく、変流器１１１ｐ，１１１ｃのみを電力系統に設置し、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１を測定するだけで、商用側電力の潮流方向を検出することができる。また、発電電力、販売電力、購買電力、消費電力を測定することができる。

従って、安全かつ無停電で電力監視システム１０１を設置することができ、電力監視システム１０１の設置が容易になるとともに、必要なコストを削減することができる。その結果、簡単かつ低コストで電力の状態を検出することが可能になる。さらに、安全性および信頼性の要求が高い電圧の測定器を省くことにより、電力監視システム１０１全体の安全性および信頼性が向上する。

＜２．変形例＞
以上の説明では、単相２線式の電力系統に本発明を適用する例を示したが、本発明は、単相３線式の電力系統にも適用することが可能である。

図１０は、単相３線式の場合の変流器の設置方法の例を示している。この図に示されるように、変流器２５１と変流器２５２の２つの変流器を、電圧線Ｌ１と中性線Ｎとの間（以下、Ｌ１相と称する）、および、電圧線Ｌ２と中性線Ｎとの間（以下、Ｌ２相と称する）にそれぞれ設けるようにすればよい。

なお、単相３線式の場合、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の測定が離散的にかつシリアルに行われるときには、例えば、Ｌ１相の電流ｉ_ｐ１、Ｌ１相の電流ｉ_ｃ１、Ｌ２相の電流ｉ_ｐ１、Ｌ２相の電流ｉ_ｃ１、・・・の順のように、同じ相の電流を連続して測定するようにした方がよい。

また、以上の説明では、判定値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ５およびＶ６を算出する際に、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の乗算値を１周期の間積算する例を示したが、ｎ周期（ただし、ｎは２以上の自然数）の間積算するようにしてもよい。

さらに、変流器１１１ｐおよび変流器１１１ｃの設置方向は、上述した例に限定されるものではなく、任意の方向に設定することができる。なお、変流器１１１ｐおよび変流器１１１ｃの一方のみを上述した例と逆方向に設置した場合、商用側電力の潮流方向の判定結果は、上述した例と逆になる。

また、以上の説明では、電圧ｖ_ｐ２および電圧ｖ_ｃ２の値を電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の値に変換してから、判定値を算出するようにしたが、電圧ｖ_ｐ２および電圧ｖ_ｃ２をそのまま用いて判定値を算出するようにしてもよい。この場合、基本的に、上述した式（１）乃至式（６）の電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１を、電圧ｖ_ｐ２および電圧ｖ_ｃ２に置き換えるだけでよい。

さらに、電力監視システム１０１では、太陽電池モジュール１６１が発電を開始する直前や発電を終了した直後に電流ｉ_ｐ１の力率が極小になる場合がある。例えば、図１１は、太陽電池モジュール１６１が朝発電を開始する前後の電流ｉ_ｐ１の実効値の推移の例を示している。この図の丸で囲まれた部分は、太陽電池モジュール１６１が発電を開始する直前の時間帯を示し、この例のように、太陽電池モジュール１６１が発電していないにも関わらず、電流ｉ_ｐ１が流れる場合がある。このときの電流ｉ_ｐ１は、主にＰＶコントローラ１６２内のコンデンサ等の容量性負荷に電流が流れ込むことにより発生し、太陽電池モジュール１６１の発電時の電流ｉ_ｐ１と位相が大きく異なる。

一方、図１２は、太陽電池モジュール１６１が夕方発電を停止する前後の電流ｉ_ｐ１の実効値の推移の例を示している。この図の丸で囲まれた部分は、太陽電池モジュール１６１が発電を停止した直後の時間帯を示し、この例のように、太陽電池モジュール１６１が発電していないにも関わらず、電流ｉ_ｐ１が流れる場合がある。このときの電流ｉ_ｐ１も、主にＰＶコントローラ１６２内のコンデンサ等の容量性負荷に電流が流れ込むことにより発生し、太陽電池モジュール１６１の発電時の電流ｉ_ｐ１と位相が大きく異なる。

このように、図１１および図１２の丸で囲まれた時間帯において、太陽電池モジュール１６１の発電時と位相が大きく異なる電流ｉ_ｐ１が流れることにより、商用側電力の潮流方向が実際とは逆に検出される恐れがある。すなわち、太陽電池モジュール１６１が発電していないにも関わらず、商用側電力の潮流方向が売電状態であると判定され、商用電源１５２から電力を購入しているにも関わらず、逆に電力を販売していると判定される恐れがある。これが、例えば、負荷１５３の消費電力が大きく、大量の電力を商用電源１５２から購入しているときに発生すると、販売電力と購入電力の計算結果に大幅な狂いが生じる。

図１３は、この商用側電力の潮流方向の誤検出を防止するようにした電力監視システム３０１の構成例を示している。なお、図中、図１と対応する部分には同じ符号を付してあり、処理が同じ部分については、その説明は繰り返しになるので適宜省略する。

電力監視システム３０１は、図１の電力監視システム１０１と比較して、検出装置１１２の代わりに検出装置３１１が設けられている点が異なる。検出装置３１１は、検出装置１１２と比較して、演算部１２２の代わりに演算部３２１が設けられている点が異なる。演算部３２１は、演算部１２２と比較して、潮流方向検出部１３３の代わりに潮流方向検出部３３１が設けられている点が異なる。

潮流方向検出部３３１は、判定値算出部１３２により算出された判定値に加えて、電流ｉ_ｐ１および電流ｉ_ｃ１の測定値に基づいて、商用側電力の潮流方向を検出し、検出した結果を電力算出部１３４に通知する。

ここで、図１４のフローチャートを参照して、電力監視システム３０１により実行される電力監視処理の第１の実施の形態について説明する。なお、この処理は、例えば、電力監視システム３０１の電源がオンされたときに開始され、オフされたときに終了する。

ステップＳ１０１乃至Ｓ１０３の処理は、図３のステップＳ１乃至Ｓ３の処理と同様である。すなわち、電流ｉ_ｐ１と電流ｉ_ｃ１が測定され、判定値が算出され、判定値に基づいて、商用側電力の潮流方向が判定される。

ステップＳ１０４において、潮流方向検出部３３１は、ステップＳ１０３の処理の判定結果が売電状態であるか否かを判定する。判定結果が売電状態であると判定された場合、処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、潮流方向検出部３３１は、商用電力系統の電流が発電電力系統の電流より大きいか否かを判定する。すなわち、潮流方向検出部３３１は、電流ｉ_ｃ１の実効値と電流ｉ_ｐ１の実効値とを比較し、電流ｉ_ｃ１の実効値の方が大きいと判定した場合、処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、潮流方向検出部３３１は、潮流方向を買電状態に補正する。すなわち、潮流方向が売電状態で、かつ、電流ｉ_ｃ１の実効値が電流ｉ_ｐ１の実効値より大きくなる状態は、太陽光発電システム１５１の発電量より大きい電力が商用電源１５２側に供給されている状態であり、現実には発生し得ない状態である。そこで、潮流方向検出部３３１は、商用側電力の潮流方向の誤検出が発生していると判断し、潮流方向の検出結果を売電状態から買電状態に補正する。そして、潮流方向検出部３３１は、補正した潮流方向を電力算出部１３４に通知する。

その後、処理はステップＳ１０７に進む。

一方、ステップＳ１０５において、電流ｉ_ｃ１の実効値が電流ｉ_ｐ１の実効値以下であると判定された場合、ステップＳ１０６の処理はスキップされ、潮流方向は補正されずに、処理はステップＳ１０７に進む。このとき、潮流方向検出部３３１は、ステップＳ１０３の処理で判定した潮流方向を電力算出部１３４に通知する。

また、ステップＳ１０４において、判定結果が買電状態であると判定された場合、ステップＳ１０５およびＳ１０６の処理はスキップされ、処理はステップＳ１０７に進む。このとき、潮流方向検出部３３１は、潮流方向が買電状態であることを電力算出部１３４に通知する。

その後、ステップＳ１０７乃至Ｓ１０９において、図３のステップＳ４乃至Ｓ６と同様の処理が実行された後、処理はステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１以降の処理が実行される。

図１５は、図１４の処理で売電状態であると判定される条件を示すグラフである。なお、この図では、仮に、電流ｉ_ｐ１と電流ｉ_ｃ１の位相差φｐ−φｃが、π／２＜｜φｐ−φｃ｜≦πの場合（すなわち、判定値＜０となる場合）の電流ｉ_ｐ１の実効値を正とし、｜φｐ−φｃ｜≦π／２の場合（すなわち、判定値≧０となる場合）の電流ｉ_ｐ１の実効値を負としている。また、図内の斜線部分が売電状態であると判定される領域を示し、その他の部分が買電状態であると判定される領域を示している。

この図に示されるように、０＜電流ｉ_ｃ１の実効値≦電流ｉ_ｐ１の実効値の場合に、売電状態であると判定され、それ以外の場合には、買電状態であると判定される。すなわち、判定値＜０になったとしても、電流ｉ_ｃ１の実効値≦電流ｉ_ｐ１の実効値とならなければ、売電状態とは判定されずに、買電状態と判定される。換言すれば、判定値により売電状態であると判定される場合でも、販売電力の計算値が発電電力の計算値より大きくなるときには、買電状態であると判定される。

一方、判定値≧０となる場合には、図３の処理と同様に、電流ｉ_ｃ１と電流ｉ_ｐ１の大小関係に関わらず、買電状態であると判定される。

次に、図１６のフローチャートを参照して、電力監視システム３０１により実行される電力監視処理の第２の実施の形態について説明する。なお、この処理は、例えば、電力監視システム３０１の電源がオンされたときに開始され、オフされたときに終了する。

ステップＳ２０１において、図３のステップＳ１の処理と同様に、電流ｉ_ｐ１と電流ｉ_ｃ１が測定される。

ステップＳ２０２において、潮流方向検出部３３１は、発電電力系統の電流が規定値以下であるか否かを判定する。すなわち、潮流方向検出部３３１は、電流ｉ_ｐ１の実効値を所定の規定値と比較し、電流ｉ_ｐ１の実効値が規定値より大きいと判定した場合、処理はステップＳ２０３に進む。

なお、この既定値は、例えば、電流の検出限界の１０倍など潮流方向の判定が安定して行われる値に設定される。

ステップＳ２０３において、図３のステップＳ２の処理と同様に、判定値が算出され、ステップＳ２０４において、図３のステップＳ３の処理と同様に、商用側電力の潮流方向が判定される。

ステップＳ２０５において、図１４のステップＳ１０４の処理と同様に、判定結果が売電状態であるか否かが判定される。判定結果が売電状態であると判定された場合、処理はステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６において、潮流方向検出部３３１は、商用電力系統の電流が発電電力系統の電流より大きいか否かを判定する。なお、このとき、潮流方向検出部３３１は、例えば、図１４のステップＳ１０５の処理と異なり、次式（１４）を満たすとき、商用電力系統の電流が発電電力系統の電流より大きいと判定する。

電流ｉ_ｃ１の実効値＞ａ×電流ｉ_ｐ１の実効値＋ｂ ・・・（１４）

なお、定数ａは１以上の定数で、例えば、測定部１２１ｐ，１２１ｃや変換部１３１等におけるゲイン誤差の想定値などに基づいて設定される。また、定数ｂは０以上の定数で、例えば、測定部１２１ｐ，１２１ｃや変換部１３１等におけるノイズ誤差の想定値などに基づいて設定される。

これにより、ゲイン誤差やノイズ誤差を考慮して、より正確に商用電力系統の電流と発電電力系統の電流の大小関係を判定することができる。

そして、商用電力系統の電流が発電電力系統の電流より大きいと判定された場合、処理はステップＳ２０７に進む。

なお、ステップＳ２０６において、図１４のステップＳ１０５と同様の判定方法を用いることも可能である。また、逆に、図１４のステップＳ１０５において、ステップＳ２０６と同様の判定方法を用いることも可能である。

ステップＳ２０７において、図１４のステップＳ１０６の処理と同様に、潮流方向が買電状態に補正され、補正した潮流方向が電力算出部１３４に通知され、その後、処理はステップＳ２０９に進む。

一方、ステップＳ２０６において、商用電力系統の電流が発電電力系統の電流以下であると判定された場合、ステップＳ２０７の処理はスキップされ、潮流方向は補正されずに、処理はステップＳ２０９に進む。このとき、潮流方向検出部３３１は、ステップＳ２０４の処理で判定した潮流方向を電力算出部１３４に通知する。

また、ステップＳ２０５において、判定結果が買電状態であると判定された場合、ステップＳ２０６およびＳ２０７の処理はスキップされ、処理はステップＳ２０９に進む。このとき、潮流方向検出部３３１は、潮流方向が買電状態であることを電力算出部１３４に通知する。

さらに、ステップＳ２０２において、電流ｉ_ｐ１の実効値が規定値以下であると判定された場合、処理はステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８において、潮流方向検出部３３１は、潮流方向が買電状態であると判定する。すなわち、電流ｉ_ｐ１の実効値が規定値以下である場合、判定値に関わらず、潮流方向が買電状態であると判定される。そして、潮流方向検出部３３１は、潮流方向が買電状態であることを電力算出部１３４に通知する。その後、処理はステップＳ２０９に進む。

これにより、図１１および図１２の丸で囲まれる時間帯の縁の６：４５頃および１７：３５頃のように、電流ｉ_ｐ１が極小の値をとったときに、潮流方向が売電状態であると誤検出されることが防止される。

一方、太陽電池モジュール１６１の発電量が少なく電流ｉ_ｐ１が小さい場合に、潮流方向が売電状態であるにも関わらず、買電状態であると誤検出される可能性がある。しかし、太陽電池モジュール１６１の発電量が少ない場合に余剰電力が発生し、売電状態になることは稀であり、誤検出が発生する可能性は極めて低い。また、仮に誤検出が発生しても、その電力量は小さいため、誤検出による影響は非常に小さいと考えられる。

その後、ステップＳ２０９乃至Ｓ２１１において、図３のステップＳ４乃至Ｓ６と同様の処理が実行された後、処理はステップＳ２０１に戻り、ステップＳ２０１以降の処理が実行される。

図１７は、図１５と同様のグラフであり、図１６の処理で売電状態であると判定される条件を示している。図内の斜線部分が売電状態であると判定される領域を示し、その他の部分が買電状態であると判定される領域を示している。

この図に示されるように、０＜電流ｉ_ｃ１の実効値≦ａ×電流ｉ_ｐ１の実効値＋ｂ、かつ、電流ｉ_ｐ１の実効値＞規定値ｃの場合に、売電状態であると判定され、それ以外の場合には、買電状態であると判定される。

すなわち、判定値＜０になったとしても、０＜電流ｉ_ｃ１の実効値≦ａ×電流ｉ_ｐ１の実効値＋ｂ、かつ、電流ｉ_ｐ１の実効値＞規定値ｃとならなければ、売電状態とは判定されずに、買電状態と判定される。換言すれば、判定値により売電状態であると判定される場合でも、販売電力の計算値が発電電力の計算値＋誤差より大きくなったり、あるいは、電流ｉ_ｐ１の実効値が規定値ｃ以下になるときには、買電状態であると判定される。

一方、判定値≧０となる場合には、図３の処理と同様に、電流ｉ_ｃ１と電流ｉ_ｐ１の大小関係に関わらず、買電状態であると判定される。

また、本発明の実施の形態では、太陽光発電以外にも、例えば、風力発電、ディーゼル発電、燃料電池等、任意の方式の自家発電装置を採用することができる。

さらに、本発明は、一般の家庭以外にも、例えば、ビル、工場、商業施設、公共施設等の自家発電装置を備えた各種の施設の電力系統に適用することが可能である。

［コンピュータの構成例］
上述した検出装置１１２および検出装置３１１の一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。

図１８は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。

コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）４０１，ROM（Read Only Memory）４０２，RAM（Random Access Memory）４０３は、バス４０４により相互に接続されている。

バス４０４には、さらに、入出力インタフェース４０５が接続されている。入出力インタフェース４０５には、入力部４０６、出力部４０７、記憶部４０８、通信部４０９、及びドライブ４１０が接続されている。

入力部４０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部４０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部４０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部４０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ４１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア４１１を駆動する。

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU４０１が、例えば、記憶部４０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース４０５及びバス４０４を介して、RAM４０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

コンピュータ（CPU４０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア４１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。

コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア４１１をドライブ４１０に装着することにより、入出力インタフェース４０５を介して、記憶部４０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部４０９で受信し、記憶部４０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM４０２や記憶部４０８に、あらかじめインストールしておくことができる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。

さらに、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
る。

１０１ 電力監視システム
１１１ｐ，１１１ｃ 変流器
１１２ 検出装置
１２１ｐ，１２１ｃ 測定部
１２２ 演算部
１２３ 表示部（表示手段）
１２４ 通信部（通信手段）
１３１ 変換部
１３２ 判定値算出部（第１の算出手段）
１３３ 潮流方向検出部（検出手段）
１３４ 電力算出部（第２の算出手段）
１５１ 太陽光発電システム（発電手段）
１５２ 商用電源
１５３ 負荷
１６２ ＰＶコントローラ
２５１，２５２ 変流器
３０１ 電力監視システム
３１１ 検出装置
３２１ 演算部
３３１ 潮流方向検出部（検出手段）

Claims (13)

1. 電力の状態を検出する検出装置において、
   商用電源からの第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より前記第１の電力系統側において第１の電流を測定する第１の変流器と、
   前記接続点より前記第２の電力系統側において第２の電流を測定する第２の変流器と、
   前記第１の電流の測定値と前記第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する第１の算出手段と、
   前記判定値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出手段と
   を備える検出装置。
2. 前記検出手段は、前記第１の電流の実効値が前記第２の電流の実効値より大きい場合、前記判定値に関わらず、前記第１の電力系統の電力の潮流方向が前記商用電源から電力が供給される方向であると判定する
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記検出手段は、前記第２の電流の実効値が規定値以下の場合、前記第１の電力系統の電力の潮流方向が前記商用電源から電力が供給される方向であると判定する
   請求項１または２に記載の検出装置。
4. 前記第１の算出手段は、前記商用電源の電力のｎ周期（ｎは自然数）の間の前記乗算値の積算値を前記判定値として算出する
   請求項１乃至３のいずれかに記載の検出装置。
5. 前記第１の算出手段は、前記第２の電流が正または負のピークに達するときの前記第１の電流の測定値と前記第２の電流の測定値との乗算値を前記判定値として算出する
   請求項１乃至３のいずれかに記載の検出装置。
6. 前記第１の電流の測定値および前記第１の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、前記商用電源から前記第１の電力系統に供給される第１の電力、および、前記発電手段から前記第１の電力系統に供給される第２の電力を算出する第２の算出手段を
   さらに備える請求項１乃至５のいずれかに記載の検出装置。
7. 前記第２の算出手段は、前記第１の電流の測定値、前記第２の電流の測定値、および、前記第１の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、前記接続点に接続されている負荷に供給される第３の電力をさらに算出する
   請求項６に記載の検出装置。
8. 前記第１の電力および前記第２の電力を表示する表示手段を
   さらに備える請求項６に記載の検出装置。
9. 前記第１の電力と前記第２の電力、または、前記第１の電流の測定値と前記第１の電力系統の電力の潮流方向のうち少なくとも一方の組み合わせを含む情報を外部に送信する通信手段を
   さらに備える請求項６に記載の検出装置。
10. 電力の状態を検出する検出装置が、
    商用電源からの第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より前記第１の電力系統側において第１の変流器により第１の電流を測定し、前記接続点より前記第２の電力系統側において第２の変流器により第２の電流を測定する測定ステップと、
    前記第１の電流の測定値と前記第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する算出ステップと、
    前記判定値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出ステップとを
    を含む検出方法。
11. 商用電源からの第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より前記第１の電力系統側において第１の変流器により測定される第１の電流の測定値と、前記接続点より前記第２の電力系統側において第２の変流器により測定される第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する算出手段と、
    前記判定値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出手段と
    を備える検出装置。
12. 電力の状態を検出する検出装置が、
    商用電源からの第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より前記第１の電力系統側において第１の変流器により測定される第１の電流の測定値と、前記接続点より前記第２の電力系統側において第２の変流器により測定される第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する算出ステップと、
    前記判定値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出ステップと
    を含む検出方法。
13. 商用電源からの第１の電力系統と、前記商用電源と同じ周波数の電力を供給する発電手段からの第２の電力系統との接続点より前記第１の電力系統側において第１の変流器により測定される第１の電流の測定値と、前記接続点より前記第２の電力系統側において第２の変流器により測定される第２の電流の測定値との乗算値に基づく判定値を算出する算出ステップと、
    前記判定値に基づいて、前記第１の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出ステップと
    を含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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