JP5773191B2 - Detection apparatus and method, and program - Google Patents

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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。   The present invention relates to a detection apparatus and method, and a program, and more particularly, to a detection apparatus and method suitable for use in detecting a power state of a facility including a private power generation apparatus, and a program.

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。   In recent years, with the widespread use of solar power generation systems and the start of a system for purchasing surplus power from solar power generation systems, the generation power and sales power (surplus power) of solar power generation systems and purchases from commercial power sources are also available in ordinary households. There is a growing need to know about power and household power consumption.

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。   Conventionally, surplus power from a private power generation device such as a solar power generation system is supplied to the commercial power supply side, and the power is sold (hereinafter referred to as a power sale state), or power is supplied from the commercial power supply. Has been proposed (see Patent Documents 1 to 3, for example). In the inventions described in Patent Documents 1 to 3, the voltage and current of the power system on the commercial power supply side are measured, the power is calculated from the measured voltage and current, and the power is calculated based on the calculated sign (positive or negative) of the power. The power flow direction is detected, and it is determined whether the power purchase state or the power sale state.

特開2004−279321号公報JP 2004-279321 A 特開2004−297959号公報JP 2004-297959 A 特開平11−225440号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-225440

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。   By the way, in order to measure the voltage of the power system on the commercial power supply side (hereinafter referred to as a commercial power system) in a general home, it is necessary to insert a dedicated measuring instrument directly into the commercial power system.

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。   However, such measuring instruments are highly demanded for safety and reliability, and are expensive to manufacture. In addition, installation work for measuring instruments is required, and power outages occur during the work. Furthermore, the installation work requires a qualification more than a second-class electrician and cannot be carried out by ordinary people. Therefore, it takes time and cost, and it has not been possible to introduce equipment for easily detecting the state of power in the home.

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。   The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to detect a power state easily and at low cost.

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、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、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電力の状態を検出する検出装置において、第1の電力系統、第2の電力系統、および、第3の電力系統の接続点より第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の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出手段と、第2の電力系統の電圧と電流の位相差、および、第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、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、第3の電力系統の第3の電流を算出する算出手段とを備える。   The detection device according to the first aspect of the present invention includes a first power system from a commercial power source, a second power system from a power generation unit that supplies power of the same frequency as the commercial power source, and a commercial power source and a power generation unit. In the detection device for detecting the power state of the third power system that receives the supply of the first power, the first power system from the connection point of the first power system, the second power system, and the third power system A first current transformer that measures the first current on the side, a second current transformer that measures the second current on the second power system side from the connection point, and the power of the first power system The detection means for detecting the flow direction, the phase difference between the voltage and current of the second power system, and the phase difference between the voltage and current of the third power system are set to predetermined values, and the first current is measured. Value, the measured value of the second current, and the power flow direction of the first power system. Te, and a calculation means for calculating a third current of the third power system.

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、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、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の接続点より第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の電力系統の電力の潮流方向が検出され、第2の電力系統の電圧と電流の位相差、および、第3の電力系統の電圧と電流の位相差が所定の値に設定され、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、第3の電力系統の第3の電流が算出される。   In the detection apparatus according to the first aspect of the present invention, a first power system from a commercial power supply, a second power system from a power generation means for supplying power of the same frequency as the commercial power supply, and a commercial power supply and power generation means The first current is measured on the first power system side from the connection point of the third power system that receives the supply of power from the second power system, and the second current is measured on the second power system side from the connection point. The power flow direction of the first power system is detected, the phase difference between the voltage and current of the second power system, and the phase difference between the voltage and current of the third power system are set to predetermined values. The third current of the third power system is calculated based on the measured value of the current, the measured value of the second current, and the power flow direction of the first power system.

従って、簡単かつ低コストで電力の状態、特に負荷電流を測定することが可能になる。   Therefore, it is possible to measure the power state, particularly the load current, easily and at low cost.

この検出手段、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。   This detection means and calculation means are constituted by, for example, an analog multiplication circuit, an integration circuit, a digital arithmetic circuit, a microcomputer, or various processors.

この算出手段は、第1の電力系統の潮流方向が商用電源から電力が供給される方向である場合、第2の電力系統の位相差の設定値および第3の電力系統の位相差の設定値を用いて第3の電流から第2の電流の測定値を減算した値が第1の電流の測定値となるように第3の電流を算出し、第1の電力系統の潮流方向が商用電源に電力を供給する方向である場合、第2の電力系統の位相差の設定値および第3の電力系統の位相差の設定値を用いて第2の電流の測定値から第3の電流を減算した値が第1の電流の測定値となるように第3の電流を算出するようにすることができる。   When the power flow direction of the first power system is a direction in which power is supplied from the commercial power supply, the calculating means is configured to set the phase difference of the second power system and the phase difference of the third power system. Is used to calculate the third current so that the value obtained by subtracting the measured value of the second current from the third current becomes the measured value of the first current, and the power flow direction of the first power system is the commercial power supply 3 is subtracted from the measured value of the second current using the set value of the phase difference of the second power system and the set value of the phase difference of the third power system. The third current can be calculated so that the measured value becomes the measured value of the first current.

これにより、買電状態または売電状態であるかに関わらず、正確に負荷電流を測定することが可能になる。   This makes it possible to accurately measure the load current regardless of whether the power is being purchased or sold.

この算出手段は、第2の電流の測定値、第3の電流、第2の電力系統の位相差の設定値、および、第3の電力系統の位相差の設定値により求められる第1の電力系統の有効電流と無効電流の2乗和が、第1の電流の測定値の2乗と等しくなることから得られる方程式に基づいて、第3の電流を算出するようにすることができる。   The calculation means includes a first power obtained from a measured value of the second current, a third current, a set value of the phase difference of the second power system, and a set value of the phase difference of the third power system. The third current can be calculated based on an equation obtained from the fact that the sum of squares of the active current and reactive current of the system is equal to the square of the measured value of the first current.

これにより、簡単な方程式で負荷電流を算出することが可能になる。   This makes it possible to calculate the load current with a simple equation.

この算出手段は、第3の電流値の算出が虚数になる場合、第2の電力系統の位相差の設定値および第3の電力系統の位相差の設定値のうちの少なくとも一方を小さくして、第3の電流を再計算するようにすることができる。   When the calculation of the third current value is an imaginary number, the calculation means reduces at least one of the setting value of the phase difference of the second power system and the setting value of the phase difference of the third power system. The third current can be recalculated.

これにより、より確実に負荷電流を算出することが可能になる。   This makes it possible to calculate the load current more reliably.

この算出手段は、第2の電流の測定値、第3の電流の算出値、第2の電力系統の位相差の設定値、および、第3の電力系統の位相差の設定値に基づいて、第1の電力系統の有効電流を算出し、第1の電力系統の電圧の設定値および有効電流の算出値に基づいて、第1の電力系統の有効電力を算出するようにすることができる。   This calculating means is based on the measured value of the second current, the calculated value of the third current, the set value of the phase difference of the second power system, and the set value of the phase difference of the third power system, The active current of the first power system can be calculated, and the active power of the first power system can be calculated based on the set value of the voltage of the first power system and the calculated value of the active current.

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入電力を測定することができる。   Thereby, the electric power sold by the private power generator and the purchased electric power from the commercial power source can be measured easily and at low cost.

この算出手段は、第3の電力系統の電圧の設定値、第3の電流の算出値、および、第3の電力系統の位相差の設定値に基づいて、第3の電力系統の有効電力を算出するようにすることができる。   The calculating means calculates the active power of the third power system based on the set value of the voltage of the third power system, the calculated value of the third current, and the set value of the phase difference of the third power system. It can be calculated.

これにより、簡単かつ低コストで負荷電力を測定することができる。   Thereby, the load power can be measured easily and at low cost.

検出手段は、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し、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ようにすることができる。   The detection means calculates a determination value based on a multiplication value of the measurement value of the first current and the measurement value of the second current, and detects the power flow direction of the first power system based on the determination value. Can be.

これにより、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。   Thereby, it becomes possible to detect the power flow direction on the commercial power source side easily and at low cost.

本発明の第1の側面の検出方法は、商用電源からの第1の電力系統、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、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電力の状態を検出する検出装置が、第1の電力系統、第2の電力系統、および、第3の電力系統の接続点より第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の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出ステップと、第2の電力系統の電圧と電流の位相差、および、第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、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、第3の電力系統の第3の電流を算出する算出ステップとを含む。   The detection method according to the first aspect of the present invention includes a first power system from a commercial power source, a second power system from a power generation unit that supplies power of the same frequency as the commercial power source, and a commercial power source and a power generation unit. The detection device for detecting the power state of the third power system that receives the power of the first power system is connected to the first power system from the connection points of the first power system, the second power system, and the third power system. Measuring the first current with a first current transformer on the side and measuring the second current with a second current transformer on the second power system side from the connection point; and the first power system A detection step for detecting a power flow direction, a phase difference between the voltage and current of the second power system, and a phase difference between the voltage and current of the third power system are set to predetermined values, The measured current value, the measured second current value, and the power of the first power system. Based on the flow direction, and a calculating step of calculating a third current of the third power system.

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、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、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の接続点より第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の電力系統の電力の潮流方向が検出され、第2の電力系統の電圧と電流の位相差、および、第3の電力系統の電圧と電流の位相差が所定の値に設定され、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、第3の電力系統の第3の電流が算出される。   In the detection method according to the first aspect of the present invention, a first power system from a commercial power supply, a second power system from a power generation means for supplying power of the same frequency as the commercial power supply, and a commercial power supply and power generation means The first current is measured on the first power system side from the connection point of the third power system that receives the supply of power from the second power system, and the second current is measured on the second power system side from the connection point. The power flow direction of the first power system is detected, the phase difference between the voltage and current of the second power system, and the phase difference between the voltage and current of the third power system are set to predetermined values. The third current of the third power system is calculated based on the measured value of the current, the measured value of the second current, and the power flow direction of the first power system.

従って、簡単かつ低コストで電力の状態、特に負荷電流を測定することが可能になる。   Therefore, it is possible to measure the power state, particularly the load current, easily and at low cost.

この検出ステップ、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。   This detection step and calculation step are executed by, for example, an analog multiplication circuit, an integration circuit, a digital arithmetic circuit, a microcomputer, or various processors.

本発明の第2の側面の検出装置は、商用電源からの第1の電力系統の潮流方向を検出する検出手段と、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の電力系統の電圧と電流の位相差、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、第1の電力系統、第2の電力系統、および、第3の電力系統の接続点より第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、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、および、第1の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、第3の電力系統の第3の電流を算出する算出手段とを備える。   The detection device according to the second aspect of the present invention includes a detection unit that detects a flow direction of a first power system from a commercial power source, and a second power system from a power generation unit that supplies power having the same frequency as the commercial power source. And the phase difference between the voltage and current of the third power system that receives supply of power from the commercial power source and the power generation means are set to predetermined values, and the first power system, The measured value of the first current measured by the first current transformer on the first power system side from the connection point of the third power system, and on the second power system side from the connection point Calculating means for calculating a third current of the third power system based on a measured value of the second current measured by the second current transformer and a power flow direction of the power of the first power system; Is provided.

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の電力系統の潮流方向が検出され、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の電力系統の電圧と電流の位相差、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電圧と電流の位相差が所定の値に設定され、第1の電力系統、第2の電力系統、および、第3の電力系統の接続点より第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、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、および、第1の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、第3の電力系統の第3の電流が算出される。   In the detection device according to the second aspect of the present invention, the flow direction of the first power system from the commercial power source is detected, and the voltage of the second power system from the power generation means for supplying power of the same frequency as the commercial power source is detected. And the phase difference between the current and the voltage of the third power system that receives the supply of power from the commercial power source and the power generation means are set to predetermined values, and the first power system and the second power The measured value of the first current measured by the first current transformer on the first power system side from the connection point of the system and the third power system, the second measured value on the second power system side from the connection point The third current of the third power system is calculated based on the measured value of the second current measured by the current transformer and the power flow direction of the first power system.

従って、簡単かつ低コストで電力の状態、特に負荷電流を測定することが可能になる。   Therefore, it is possible to measure the power state, particularly the load current, easily and at low cost.

この検出手段、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。   This detection means and calculation means are constituted by, for example, an analog multiplication circuit, an integration circuit, a digital arithmetic circuit, a microcomputer, or various processors.

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の電力系統の潮流方向を検出する検出ステップと、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の電力系統の電圧と電流の位相差、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、第1の電力系統、第2の電力系統、および、第3の電力系統の接続点より第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、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、および、第1の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、第3の電力系統の第3の電流を算出する算出ステップとを含む。   According to the detection method of the second aspect of the present invention, the detection device for detecting the state of power supplies a detection step for detecting the flow direction of the first power system from the commercial power supply, and supplies power at the same frequency as the commercial power supply. The phase difference between the voltage and current of the second power system from the power generation means to be set, and the phase difference between the voltage and current of the third power system that receives the supply of power from the commercial power source and the power generation means are set to predetermined values. The measured value of the first current measured by the first current transformer on the first power system side from the connection point of the first power system, the second power system, and the third power system, Based on the measured value of the second current measured by the second current transformer on the second power system side from the connection point and the power flow direction of the first power system, And calculating a third current.

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の電力系統の潮流方向が検出され、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の電力系統の電圧と電流の位相差、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電圧と電流の位相差が所定の値に設定され、第1の電力系統、第2の電力系統、および、第3の電力系統の接続点より第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、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、および、第1の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、第3の電力系統の第3の電流が算出される。   In the detection method according to the second aspect of the present invention, the flow direction of the first power system from the commercial power source is detected, and the voltage of the second power system from the power generation means for supplying power of the same frequency as the commercial power source is detected. And the phase difference between the current and the voltage of the third power system that receives the supply of power from the commercial power source and the power generation means are set to predetermined values, and the first power system and the second power The measured value of the first current measured by the first current transformer on the first power system side from the connection point of the system and the third power system, the second measured value on the second power system side from the connection point The third current of the third power system is calculated based on the measured value of the second current measured by the current transformer and the power flow direction of the first power system.

従って、簡単かつ低コストで電力の状態、特に負荷電流を測定することが可能になる。   Therefore, it is possible to measure the power state, particularly the load current, easily and at low cost.

この検出ステップ、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。   This detection step and calculation step are executed by, for example, an analog multiplication circuit, an integration circuit, a digital arithmetic circuit, a microcomputer, or various processors.

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の電力系統の潮流方向を検出する検出ステップと、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の電力系統の電圧と電流の位相差、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、第1の電力系統、第2の電力系統、および、第3の電力系統の接続点より第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、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、および、第1の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、第3の電力系統の第3の電流を算出する算出ステップとを含む処理をコンピュータに実行させる。   A program according to a second aspect of the present invention includes a detection step for detecting a flow direction of a first power system from a commercial power source, and a second power system from a power generation means for supplying power having the same frequency as that of the commercial power source. The phase difference between the voltage and current, and the voltage and current phase difference of the third power system that receives the supply of power from the commercial power source and the power generation means are set to predetermined values, and the first power system, The measured value of the first current measured by the first current transformer on the first power system side from the connection point of the power system and the third power system, the second measured from the connection point on the second power system side A calculation step for calculating a third current of the third power system based on a measured value of the second current measured by the current transformer of 2 and a power flow direction of the power of the first power system; Causes the computer to execute the processing that includes it.

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の電力系統の潮流方向が検出され、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の電力系統の電圧と電流の位相差、および、商用電源および発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電圧と電流の位相差が所定の値に設定され、第1の電力系統、第2の電力系統、および、第3の電力系統の接続点より第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、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、および、第1の電力系統の電力の潮流方向に基づいて、第3の電力系統の第3の電流が算出される。   In the computer that executes the program according to the second aspect of the present invention, the second power from the power generation means that detects the power flow direction of the first power system from the commercial power supply and supplies the power of the same frequency as the commercial power supply. The phase difference between the voltage and current of the system and the voltage and current phase difference of the third power system that receives power supply from the commercial power source and the power generation means are set to predetermined values, and the first power system, The measured value of the first current measured by the first current transformer on the first power system side from the connection point of the second power system and the third power system, the second power system side from the connection point , The third current of the third power system is calculated based on the measured value of the second current measured by the second current transformer and the power flow direction of the first power system.

従って、簡単かつ低コストで電力の状態、特に負荷電流を測定することが可能になる。   Therefore, it is possible to measure the power state, particularly the load current, easily and at low cost.

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。   According to the first aspect or the second aspect of the present invention, the state of power can be detected easily and at low cost.

本発明を適用した電力監視システムの第1の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 1st Embodiment of the electric power monitoring system to which this invention is applied. 変流器の設置位置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the installation position of a current transformer. 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。It is a flowchart for demonstrating a power monitoring process. 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。It is a graph which shows the example of the phase difference of the voltage and electric current by load. 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。It is a graph which shows the other example of the phase difference of the voltage and electric current by load. 判定値の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of a judgment value. 判定値の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of a judgment value. 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。It is a graph which shows the example of the waveform of an electric current when a capacitive load is connected. 判定値の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of a judgment value. 購入電力、販売電力、負荷電力の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of purchased electric power, selling electric power, and load electric power. 購入電力、販売電力、負荷電力の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of purchased electric power, selling electric power, and load electric power. 本発明を適用した電力監視システムの第2の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the electric power monitoring system to which this invention is applied. 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。It is a flowchart for demonstrating a power monitoring process. 判定値の算出条件を示すグラフである。It is a graph which shows the calculation conditions of a judgment value. 判定値の算出条件を示すグラフである。It is a graph which shows the calculation conditions of a judgment value. 判定値の算出例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of calculation of a judgment value. 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。It is a figure which shows the example of the installation method of the current transformer in the case of a single phase 3 wire system. コンピュータの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a computer.

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.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.変形例
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
1. First Embodiment 2. FIG. Second Embodiment 3. FIG. Modified example

<1.第1の実施の形態>
図1乃至図11を参照して、本発明の第1の実施の形態について説明する。
<1. First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

[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の第1の実施の形態である電力監視システム101の構成例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。
[Configuration example of power monitoring system]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a power monitoring system 101 that is a first embodiment of a power monitoring system to which the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram illustrating current transformers 111p and 111c of the power monitoring system 101. The example of the installation position of is shown.

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。   In the following, the left side of the dotted line in FIG. 2 is the home of the home where the power monitoring system 101 and the solar power generation system 151 are provided. Hereinafter, the power system from the solar power generation system 151 to the connection point C is referred to as a generated power system, the power system from the commercial power supply 152 to the connection point C is referred to as a commercial power system, and the connection from the connection point C to the load 153 The power system is referred to as a load power system. Hereinafter, it is assumed that each power system is configured by a single-phase two-wire system in the house.

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)(以下、発電電圧と称する)および電流(以下、発電電流と称する)を、それぞれvpおよびipで表し、矢印Ap1の方向を正の方向とする。また、以下、発電電圧vpの実効値(以下、発電電圧実効値と称する)および発電電流ipの実効値(以下、発電電流実効値と称する)を、それぞれVpおよびIpで表す。さらに、以下、発電電圧vpの位相をφpv、発電電流ipの位相をφpi、発電電圧vpと発電電流ipの位相差をΔφpで表す。また、以下、発電電力系統の電力(以下、発電電力と称する)および力率(以下、発電力率と称する)を、それぞれPpおよびPFp(=cosΔφp)で表す。   Further, hereinafter, the voltage of the generated power system (= the output voltage of the photovoltaic power generation system 151) (hereinafter referred to as the generated voltage) and the current (hereinafter referred to as the generated current) are represented by vp and ip, respectively, and the arrow Ap1 The direction is the positive direction. Further, hereinafter, the effective value of the generated voltage vp (hereinafter referred to as the generated voltage effective value) and the effective value of the generated current ip (hereinafter referred to as the generated current effective value) are represented by Vp and Ip, respectively. Further, hereinafter, the phase of the generated voltage vp is represented by φpv, the phase of the generated current ip is represented by φpi, and the phase difference between the generated voltage vp and the generated current ip is represented by Δφp. Hereinafter, the power of the generated power system (hereinafter referred to as generated power) and the power factor (hereinafter referred to as power generation rate) are represented by Pp and PFp (= cos Δφp), respectively.

さらに、以下、商用電力系統の電圧(=商用電源152の出力電圧)(以下、商用電圧と称する)および電流(以下、商用電流と称する)を、それぞれvcおよびicで表し、矢印Ac1の方向を正の方向とする。また、以下、商用電圧vcの実効値(以下、商用電圧実効値と称する)および商用電流icの実効値(以下、商用電流実効値と称する)を、それぞれVcおよびIcで表す。さらに、以下、商用電圧vcの位相をφcv、商用電流icの位相をφci、商用電圧vcと商用電流icの位相差をΔφcで表す。また、以下、商用電力系統の電力(以下、商用電力と称する)および力率(以下、商用力率と称する)を、それぞれPcおよびPFc(=cosΔφc)で表す。   Further, hereinafter, the voltage of the commercial power system (= the output voltage of the commercial power supply 152) (hereinafter referred to as the commercial voltage) and the current (hereinafter referred to as the commercial current) are represented by vc and ic, respectively, and the direction of the arrow Ac1 is indicated. The direction is positive. Hereinafter, the effective value of the commercial voltage vc (hereinafter referred to as a commercial voltage effective value) and the effective value of the commercial current ic (hereinafter referred to as a commercial current effective value) are represented by Vc and Ic, respectively. Further, hereinafter, the phase of the commercial voltage vc is represented by φcv, the phase of the commercial current ic is represented by φci, and the phase difference between the commercial voltage vc and the commercial current ic is represented by Δφc. Further, hereinafter, the power (hereinafter referred to as “commercial power”) and the power factor (hereinafter referred to as “commercial power factor”) of the commercial power system are represented by Pc and PFc (= cos Δφc), respectively.

さらに、以下、負荷電力系統の電圧(以下、負荷電圧と称する)および電流(以下、負荷電流と称する)を、それぞれvdおよびidで表し、矢印Adの方向を正の方向とする。また、以下、負荷電圧vdの実効値(以下、負荷電圧実効値と称する)および負荷電流idの実効値(以下、負荷電流実効値と称する)を、それぞれVdおよびIdで表す。さらに、以下、負荷電圧vdの位相をφdv、負荷電流idの位相をφdi、負荷電圧vdと負荷電流idの位相差をΔφdで表す。また、以下、負荷電力系統の電力(以下、負荷電力と称する)および力率(以下、負荷力率と称する)を、それぞれPdおよびPFd(=cosΔφd)で表す。   Furthermore, hereinafter, the voltage (hereinafter referred to as load voltage) and current (hereinafter referred to as load current) of the load power system are represented by vd and id, respectively, and the direction of the arrow Ad is defined as a positive direction. Also, hereinafter, the effective value of the load voltage vd (hereinafter referred to as the load voltage effective value) and the effective value of the load current id (hereinafter referred to as the load current effective value) are represented by Vd and Id, respectively. Further, hereinafter, the phase of the load voltage vd is represented by φdv, the phase of the load current id is represented by φdi, and the phase difference between the load voltage vd and the load current id is represented by Δφd. Hereinafter, the power of the load power system (hereinafter referred to as load power) and the power factor (hereinafter referred to as load power factor) are respectively represented by Pd and PFd (= cos Δφd).

なお、発電電力系統、商用電力系統および負荷電力系統は、接続点Cを介して相互に接続されており、同電位となる。従って、発電電圧vp=商用電圧vc=負荷電圧vd、発電電圧実効値Vp=商用電圧実効値Vc=負荷電圧実効値Vd、位相φpv=位相φcv=位相φdvとなる。なお、接続点Cは、例えば、家庭内の分電盤に相当する。   The generated power system, the commercial power system, and the load power system are connected to each other through the connection point C and have the same potential. Therefore, power generation voltage vp = commercial voltage vc = load voltage vd, power generation voltage effective value Vp = commercial voltage effective value Vc = load voltage effective value Vd, and phase φpv = phase φcv = phase φdv. The connection point C corresponds to, for example, a domestic distribution board.

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、発電電流ipおよび商用電流icに基づいて、商用電力Pcの潮流方向(以下、商用電力潮流方向と称する)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Pp、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Pcs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Pcb、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で消費される負荷電力Pdを測定する。   The power monitoring system 101 is a system that detects and monitors the state of power in the house. As will be described later, the power monitoring system 101 detects the flow direction of the commercial power Pc (hereinafter referred to as the commercial power flow direction) based on the generated current ip and the commercial current ic, and indicates whether the power is being purchased or sold. It is determined which one. In addition, the power monitoring system 101 measures the generated power Pp of the solar power generation system 151 and the surplus power of the solar power generation system 151 and the sales power Pcs supplied from the solar power generation system 151 to the commercial power system. To do. Further, the power monitoring system 101 includes purchased power Pcb supplied from the commercial power supply 152 to the commercial power grid, and load power supplied from the photovoltaic power generation system 151 and the commercial power supply 152 to the load power system and consumed by the load 153. Pd is measured.

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 Voltatic)コントローラ162を含むように構成される。   The photovoltaic power generation system 151 is configured to include a solar cell module 161 and a PV (Photo Voltatic) controller 162.

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。   The solar cell module 161 generates DC power by solar power generation and supplies the generated DC power to the PV controller 162.

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(発電電力Pp)を出力する。   The PV controller 162 converts the DC power from the solar cell module 161 into AC power having substantially the same voltage and frequency as the commercial power supply 152, and synchronizes the phase of the converted AC power voltage with the voltage phase of the commercial power supply 152. Let Then, the PV controller 162 outputs the AC power (generated power Pp).

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。   The load 153 includes various electric devices such as electric appliances such as a refrigerator.

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。   Here, the configuration of the power monitoring system 101 will be described in more detail.

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。   The power monitoring system 101 is configured to include a current transformer 111p, a current transformer 111c, and a detection device 112. In addition, the detection device 112 is configured to include a measurement unit 121p, a measurement unit 121c, a calculation unit 122, a display unit 123, and a communication unit 124.

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、発電電流ipを測定する。より正確には、変流器111pは、発電電流ip(一次電流)を電流isp(二次電流)に変換し、測定部121pに供給する。なお、以下、発電電流ipが矢印Ap1の方向に流れた場合に、電流isp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。   The current transformer 111p is installed in the wiring between the photovoltaic power generation system 151 and the connection point C, and measures the generated current ip. More precisely, the current transformer 111p converts the generated current ip (primary current) into a current isp (secondary current) and supplies it to the measuring unit 121p. Hereinafter, it is assumed that the current transformer 111p is installed in the direction in which the current isp flows in the direction of the arrow Ap2 when the generated current ip flows in the direction of the arrow Ap1.

測定部121pは、内蔵する抵抗Rpにより電流ispを電圧vspに変換する。なお、電圧vspは、発電電流ipが矢印Ap1の方向に流れ、電流ispが矢印Ap2の方向に流れるとき正の値となり、発電電流ipが矢印Ap1と逆方向に流れ、電流isp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発電電流ipの位相と、電圧vspの位相とが一致する。   The measuring unit 121p converts the current isp into the voltage vsp by the built-in resistor Rp. The voltage vsp has a positive value when the generated current ip flows in the direction of the arrow Ap1, and the current isp flows in the direction of the arrow Ap2, the generated current ip flows in the opposite direction to the arrow Ap1, and the current isp changes with the arrow Ap2. Negative value when flowing in the opposite direction. That is, the phase of the generated current ip when the direction of the arrow Ap1 is positive matches the phase of the voltage vsp.

また、測定部121pは、電圧vspを示す信号(以下、信号vspと称する)を演算部122に供給する。   In addition, the measurement unit 121p supplies a signal indicating the voltage vsp (hereinafter referred to as a signal vsp) to the calculation unit 122.

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、商用電流icを測定する。より正確には、変流器111cは、商用電流ic(一次電流)を電流isc(二次電流)に変換し、測定部121cに供給する。なお、以下、商用電流icが矢印Ac1の方向に流れた場合に、電流isc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。   The current transformer 111c is installed in the home wiring between the commercial power source 152 and the connection point C, and measures the commercial current ic. More precisely, the current transformer 111c converts the commercial current ic (primary current) into a current isc (secondary current) and supplies it to the measuring unit 121c. Hereinafter, it is assumed that the current transformer 111c is installed in the direction in which the current isc flows in the direction of the arrow Ac2 when the commercial current ic flows in the direction of the arrow Ac1.

測定部121cは、内蔵する抵抗Rcにより電流iscを電圧vscに変換する。なお、電圧vscは、商用電流icが矢印Ac1の方向に流れ、電流iscが矢印Ac2の方向に流れるとき正の値となり、商用電流icが矢印Ac1と逆方向に流れ、電流isc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商用電流icの位相と、電圧vscの位相とが一致する。   The measuring unit 121c converts the current isc into the voltage vsc by the built-in resistor Rc. The voltage vsc takes a positive value when the commercial current ic flows in the direction of the arrow Ac1, the current isc flows in the direction of the arrow Ac2, the commercial current ic flows in the direction opposite to the arrow Ac1, and the current isc Negative value when flowing in the opposite direction. That is, the phase of the commercial current ic when the direction of the arrow Ac1 is positive matches the phase of the voltage vsc.

また、商用電力Pcが矢印Ac1の方向に供給される買電状態のとき、商用電圧vcの位相と電圧vscの位相(=商用電流icの位相)との差(=位相差Δφc)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、商用電力Pcが矢印Ac1と逆方向に供給される売電状態のとき、商用電圧vcの位相と電圧vscの位相(=商用電流icの位相)との差(=位相差Δφc)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。   When the commercial power Pc is supplied in the direction of the arrow Ac1, the difference (= phase difference Δφc) between the phase of the commercial voltage vc and the phase of the voltage vsc (= phase of the commercial current ic) is the load Even if the power factor of 153 and the phase synchronization error of the PV controller 162 are taken into consideration, the power factor is within ± π / 2. Conversely, when the commercial power Pc is in the power selling state supplied in the opposite direction to the arrow Ac1, the difference (= phase difference Δφc) between the phase of the commercial voltage vc and the phase of the voltage vsc (= phase of the commercial current ic) is , -Π to -π / 2, or π / 2 to π. As will be described later, it has been empirically found that the power factor of a general household load is cos (π / 6) or more.

また、測定部121cは、電圧vscを示す信号(以下、信号vscと称する)を演算部122に供給する。   In addition, the measurement unit 121c supplies a signal indicating the voltage vsc (hereinafter referred to as a signal vsc) to the calculation unit 122.

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。   The calculation unit 122 is configured by, for example, a microcomputer and includes a conversion unit 131, a determination value calculation unit 132, a tidal direction detection unit 133, and a power calculation unit 134.

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vspにより示される電圧vspの値を発電電流ip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vscにより示される電圧vscの値を商用電流ic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。   The converter 131 converts the value of the voltage vsp indicated by the signal vsp into the value of the generated current ip based on the known current transformer ratio of the current transformer 111p and the resistance value of the resistor Rp, and the converted value is a determination value. The calculation unit 132 and the power calculation unit 134 are notified. Further, the converter 131 converts the value of the voltage vsc indicated by the signal vsc into the value of the commercial current ic based on the known current transformer ratio of the current transformer 111c and the resistance value of the resistor Rc, and converts the converted value to The determination value calculation unit 132 and the power calculation unit 134 are notified.

判定値算出部132は、後述するように、発電電流ipの測定値および商用電流icの測定値に基づいて、商用電力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。   As will be described later, the determination value calculation unit 132 calculates a determination value used for detection of the commercial power flow direction based on the measurement value of the generated current ip and the measurement value of the commercial current ic. The determination value calculation unit 132 notifies the tidal direction detection unit 133 of the calculated determination value.

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、商用電力潮流方向を検出し、検出した結果を電力算出部134に通知する。   As will be described later, the power flow direction detection unit 133 detects the commercial power flow direction based on the determination value calculated by the determination value calculation unit 132 and notifies the power calculation unit 134 of the detected result.

電力算出部134は、後述するように、発電電流ipの測定値、商用電流icの測定値、および、商用電力潮流方向の検出結果に基づいて、発電電力Pp、販売電力Pcs、購入電力Pcb、および、負荷電力Pd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。   As will be described later, the power calculation unit 134 generates the generated power Pp, the sales power Pcs, the purchased power Pcb, based on the measured value of the generated current ip, the measured value of the commercial current ic, and the detection result of the commercial power flow direction. And load electric power Pd is calculated. The power calculation unit 134 notifies the display unit 123 and the communication unit 124 of the calculated result.

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。   The display unit 123 includes, for example, a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), a light emitting device such as an LED (Light Emitting Diode), and the like, and displays the power state of each unit.

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。   The communication unit 124 includes various communication devices, and transmits power state information indicating the power state of each unit to an external device. Note that an arbitrary method can be adopted as a communication method of the communication unit 124 regardless of wired or wireless.

[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。
[Power monitoring processing]
Next, the power monitoring process executed by the power monitoring system 101 will be described with reference to the flowchart of FIG. This process starts when the power monitoring system 101 is turned on, and ends when the power is turned off, for example.

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、発電電流ipを電流ispに変換し、測定部121pに供給する。測定部121pは、電流ispを電圧vspに変換し、電圧vspを示す信号vspを変換部131に供給する。また、変流器111cは、商用電流icを電流iscに変換し、測定部121cに供給する。測定部121cは、電流iscを電圧vscに変換し、電圧vscを示す信号vscを変換部131に供給する。   In step S1, the power monitoring system 101 measures current. Specifically, the current transformer 111p converts the generated current ip into a current isp and supplies it to the measuring unit 121p. The measurement unit 121p converts the current isp into the voltage vsp and supplies the signal vsp indicating the voltage vsp to the conversion unit 131. Moreover, the current transformer 111c converts the commercial current ic into the current isc and supplies it to the measuring unit 121c. The measurement unit 121c converts the current isc into the voltage vsc and supplies the signal vsc indicating the voltage vsc to the conversion unit 131.

変換部131は、信号vspにより示される電圧vspの値を発電電流ip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vscにより示される電圧vscの値を商用電流ic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。   The conversion unit 131 converts the value of the voltage vsp indicated by the signal vsp into the value of the generated current ip, and notifies the determination value calculation unit 132 and the power calculation unit 134 of the converted value. In addition, the converter 131 converts the value of the voltage vsc indicated by the signal vsc into the value of the commercial current ic, and notifies the determination value calculator 132 and the power calculator 134 of the converted value.

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。   In step S <b> 2, the determination value calculation unit 132 calculates a determination value and notifies the tidal direction detection unit 133 of the calculated determination value.

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。   In step S <b> 3, the power flow direction detection unit 133 detects the power flow direction on the commercial side based on the determination value, and notifies the power calculation unit 134 of the detected power flow direction.

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の算出方法と商用電力潮流方向の検出方法の具体例について説明する。   Here, with reference to FIG. 4 thru | or FIG. 9, the specific example of the calculation method of the determination value in the process of step S2 and S3 and the detection method of a commercial power flow direction is demonstrated.

例えば、アナログ回路等により、発電電流ipおよび商用電流ic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D1が用いられる。   For example, when the measurement of the generated current ip and the commercial current ic is continuously performed by an analog circuit or the like, for example, the determination value D1 obtained by the following equation (1) is used.

Figure 0005773191
Figure 0005773191

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。   The time T indicates the time of one cycle of the power of the commercial power source 152 (= 1 / frequency of the commercial power source 152).

判定値D1は、ほぼ同時刻における発電電流ipの瞬時値と商用電流ic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、発電電流ipと商用電流icの位相差φpi−φciが、|φpi−φci|≦π/2を満たす場合、判定値D1≧0となり、π/2<|φpi−φci|≦πを満たす場合、判定値D1<0となる。   The determination value D1 is a value obtained by integrating the product of the instantaneous value of the generated current ip and the instantaneous value of the commercial current ic at approximately the same time for one period. Therefore, when the phase difference φpi−φci between the generated current ip and the commercial current ic satisfies | φpi−φci | ≦ π / 2, the determination value D1 ≧ 0, and satisfies π / 2 <| φpi−φci | ≦ π. In this case, the determination value D1 <0.

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。   As described above, it has been empirically known that the power factor of a general household load is cos (π / 6) or more. Therefore, the phase difference between the voltage waveform and the current waveform is π / 6 or less.

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。   For example, FIG. 4 is a graph showing a result of applying an AC voltage of 100 V to a fluorescent lamp and measuring a current with a current transformer. In FIG. 4, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates voltage and current. A waveform 201 indicates a voltage waveform, a waveform 202 indicates a current waveform when a current transformer is attached in a direction in which the current value is positive when the voltage and current are in phase, and a waveform 203 indicates the voltage and current The waveform of the current when the current transformer is attached in the direction in which the current value becomes positive when the current is in reverse phase is shown. In this case, the phase difference between the voltage applied to the fluorescent lamp and the current flowing through the fluorescent lamp is about 11.5 degrees (<π / 6).

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。   FIG. 5 is a graph showing the results of measuring the current with a current transformer attached in a direction in which the current value becomes positive when an AC voltage of 100 V is applied to another load and the voltage and current are in phase. is there. In FIG. 5, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates voltage and current. A waveform 211 indicates a voltage waveform, a waveform 212 indicates a current waveform when the load is a microwave oven, and a waveform 213 indicates a current waveform when the load is a personal computer and a display. Also in this example, the phase difference between the voltage and the current is smaller than π / 6.

従って、発電電圧vpと発電電流ip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、商用電圧vcと商用電流ic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、|φpi−φci|≦π/3となり、判定値D1≧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≦|φpi−φci|≦πとなり、判定値D1<0になると仮定することができる。   Accordingly, it can be assumed that the phase difference between the generated voltage vp and the generated current ip is within ± π / 6. Further, it can be assumed that the phase difference between the commercial voltage vc and the commercial current ic is within ± π / 6 in the power purchase state and within the range of π ± π / 6 in the power sale state. Accordingly, in the power purchase state, it can be assumed that | φpi−φci | ≦ π / 3 and that the determination value D1 ≧ 0. On the other hand, in the case of the power sale state, it can be assumed that 2π / 3 ≦ | φpi−φci | ≦ π and that the determination value D1 <0.

従って、判定値D1に基づいて、商用電力潮流方向を検出することができる。すなわち、判定値D1≧0の場合、商用電力Pc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D1<0の場合、商用電力Pc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。   Therefore, the commercial power flow direction can be detected based on the determination value D1. That is, when determination value D1 ≧ 0, it is determined that the commercial power Pc is in a power purchase state supplied in the direction of arrow Ac1, and when determination value D1 <0, commercial power Pc is supplied in the direction of arrow Ac1. It can be determined that the power is being sold.

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、発電電流ipおよび商用電流ic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D2が用いられる。   Further, for example, when the measurement of the generated current ip and the commercial current ic is performed discretely by a digital arithmetic circuit or the like as shown in FIG. 6, the determination value D2 obtained by the following equation (2) is used. .

Figure 0005773191
Figure 0005773191

なお、図6は、売電状態のときの発電電流ipと商用電流ic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。   FIG. 6 shows an example of waveforms of the generated current ip and the commercial current ic in the power sale state, the horizontal axis shows time, and the vertical axis shows the current value. Moreover, the circle mark and square mark of FIG. 6 have shown the sampling point. In order to make the figure easy to understand, only a part of the sampling points is shown in FIG.

また、式(2)のkは、発電電流ipおよび商用電流ic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、ip[k]はk番目のサンプリング点の発電電流ipのサンプリング値を示し、ic[k]はk番目のサンプリング点の商用電流icのサンプリング値を示している。   Further, k in Expression (2) indicates the number of sampling points of the generated current ip and the commercial current ic, and m indicates the number of samplings per cycle. Further, ip [k] indicates the sampling value of the generated current ip at the kth sampling point, and ic [k] indicates the sampling value of the commercial current ic at the kth sampling point.

判定値D2は、ほぼ同時刻における発電電流ipと商用電流ic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D1と同様に、|φpi−φci|≦π/2のとき、判定値D2≧0となり、π/2<|φpi−φci|≦πのとき、判定値D2<0となる。   The determination value D2 is a value obtained by integrating a multiplication value of the sampling value of the generated current ip and the commercial current ic at substantially the same time for one cycle. Therefore, similarly to the determination value D1, the determination value D2 ≧ 0 when | φpi−φci | ≦ π / 2, and the determination value D2 <0 when π / 2 <| φpi−φci | ≦ π.

従って、判定値D1を用いる場合と同様に、判定値D2≧0の場合、買電状態であると判定し、判定値D2<0の場合、売電状態であると判定することができる。   Therefore, as in the case of using the determination value D1, it can be determined that the power purchase state is obtained when the determination value D2 ≧ 0, and the power sale state can be determined when the determination value D2 <0.

また、例えば、図7に示されるように、発電電流ipが正のピークに達する時間tmaxにおける発電電流ipの値をip(tmax)、商用電流icの値をic(tmax)とした場合、次式(3)により求められる判定値D3を用いるようにしてもよい。   For example, as shown in FIG. 7, when the value of the generated current ip at time tmax when the generated current ip reaches a positive peak is ip (tmax) and the value of the commercial current ic is ic (tmax), The determination value D3 obtained by Expression (3) may be used.

D3=ip(tmax)×ic(tmax) ・・・(3)   D3 = ip (tmax) × ic (tmax) (3)

この場合も、判定値D1を用いる場合と同様に、判定値D3≧0の場合、買電状態であると判定し、判定値D3<0の場合、売電状態であると判定することができる。   In this case, as in the case of using the determination value D1, it can be determined that the power purchase state is obtained when the determination value D3 ≧ 0, and the power sale state can be determined when the determination value D3 <0. .

同様に、発電電流ipが負のピークに達する時間tminにおける発電電流ipの値ip(tmin)、商用電流icの値ic(tmin)を用いて、次式(4)により求められる判定値D4を用いるようにしてもよい。   Similarly, using the value ip (tmin) of the generated current ip at the time tmin when the generated current ip reaches a negative peak and the value ic (tmin) of the commercial current ic, a determination value D4 obtained by the following equation (4) is obtained. You may make it use.

D4=ip(tmin)×ic(tmin) ・・・(4)   D4 = ip (tmin) × ic (tmin) (4)

この場合も、判定値D3を用いる場合と同様に、判定値D4≧0の場合、買電状態であると判定し、判定値D4<0の場合、売電状態であると判定することができる。   Also in this case, as in the case of using the determination value D3, when the determination value D4 ≧ 0, it is determined that the power is being purchased, and when the determination value D4 <0, it is determined that the power is being sold. .

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発電電流ipおよび商用電流ic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。   FIG. 8 shows an example of waveforms of the generated current ip and the commercial current ic in the power sale state when the load 153 is mainly a capacitive load (capacitor load). The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates current.

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、発電電流ip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、発電電流ipと商用電流icの乗算値を1周期の間積算した判定値D1または判定値D2よりも、発電電流ipがピークとなる時間の発電電流ipと商用電流icの積算値である判定値D3または判定値D4を用いるようにした方が、商用電力潮流方向の検出精度が高くなる場合がある。   As shown in this figure, when the load 153 is mainly a capacitive load, the generated current ip has a pulse-like waveform in which a short peak appears for a short time. In this case, the integrated value of the generated current ip and the commercial current ic at the time when the generated current ip peaks is larger than the determination value D1 or the determination value D2 obtained by integrating the multiplied value of the generated current ip and the commercial current ic for one period. There are cases where the detection accuracy of the commercial power flow direction becomes higher when a certain determination value D3 or determination value D4 is used.

また、サンプリング間隔が短いなどの理由により、発電電流ipおよび商用電流ic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発電電流ipおよび商用電流icを用いて判定値を算出するようにしてもよい。   In addition, when the generated current ip and the commercial current ic cannot be measured simultaneously because the sampling interval is short, for example, the determination value is calculated using the generated current ip and the commercial current ic measured in different periods. Also good.

例えば、発電電流ipおよび商用電流ic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D5が用いられる。   For example, when measurement of the generated current ip and the commercial current ic is continuously performed, the determination value D5 obtained by the following equation (5) is used.

Figure 0005773191
Figure 0005773191

なお、式(5)のnは自然数とされる。   Note that n in Equation (5) is a natural number.

判定値D5は、発電電流ipの瞬時値とn周期遅れの商用電流ic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D1を用いる場合と同様に、判定値D5≧0の場合、買電状態であると判定し、判定値D5<0の場合、売電状態であると判定することができる。   The determination value D5 is a value obtained by integrating the product of the instantaneous value of the generated current ip and the instantaneous value of the commercial current ic delayed by n cycles for one cycle. Therefore, similarly to the case where the determination value D1 is used, when the determination value D5 ≧ 0, it can be determined that the power is being purchased, and when the determination value D5 <0, it can be determined that the power is being sold.

また、例えば、発電電流ipおよび商用電流ic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D6が用いられる。   For example, when the measurement of the generated current ip and the commercial current ic is performed discretely, the determination value D6 obtained by the following equation (6) is used.

Figure 0005773191
Figure 0005773191

判定値D6は、図9に示されるように、発電電流ipのサンプリング値とn周期遅れの商用電流ic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D1を用いる場合と同様に、判定値D6≧0の場合、買電状態であると判定し、判定値D6<0の場合、売電状態であると判定することができる。   As shown in FIG. 9, the determination value D <b> 6 is a value obtained by integrating a multiplication value of the sampling value of the generated current ip and the sampling value of the commercial current ic delayed by n cycles for one cycle. Therefore, similarly to the case where the determination value D1 is used, when the determination value D6 ≧ 0, it can be determined that the power is being purchased, and when the determination value D6 <0, it can be determined that the power is being sold.

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、すなわち、発電電力Pp、購入電力Pcb、販売電力Pcs、および、負荷電力Pdを算出する。   Returning to FIG. 3, in step S <b> 4, the power calculation unit 134 calculates the power of each unit, that is, the generated power Pp, the purchased power Pcb, the sold power Pcs, and the load power Pd.

ここで、各部の電力の算出方法の一例について説明する。   Here, an example of a method for calculating the power of each unit will be described.

買電状態の場合、発電電力Pp、購入電力Pcb、販売電力Pcs、および、負荷電力Pdは、次式(7)乃至(10)により表される。   In the power purchase state, the generated power Pp, the purchased power Pcb, the sold power Pcs, and the load power Pd are expressed by the following equations (7) to (10).

Pp=Vp×Ip×PFp ・・・(7)
Pcb=Vc×Ic×PFc ・・・(8)
Pcs=0 ・・・(9)
Pd=Vd×Id×PFd ・・・(10)
Pp = Vp × Ip × PFp (7)
Pcb = Vc × Ic × PFc (8)
Pcs = 0 (9)
Pd = Vd × Id × PFd (10)

一方、売電状態の場合、購入電力Pcbおよび販売電力Pcsの算出式が逆になり、次式(11)および(12)となる。   On the other hand, in the power sale state, the calculation formulas for the purchased power Pcb and the sold power Pcs are reversed, and the following formulas (11) and (12) are obtained.

Pcb=0 ・・・(11)
Pcs=Vc×Ic×PFc ・・・(12)
Pcb = 0 (11)
Pcs = Vc × Ic × PFc (12)

ここで、発電電流実効値Ipおよび商用電流実効値Icは、それぞれ発電電流ipの測定値および商用電流icの測定値に基づいて算出することができる。   Here, the generated current effective value Ip and the commercial current effective value Ic can be calculated based on the measured value of the generated current ip and the measured value of the commercial current ic, respectively.

また、太陽光発電システム151の出力電圧は、所定の変動範囲内に収まるように制御される。従って、発電電圧実効値Vpを定数としても、誤差は小さいと予測される。そこで、発電電圧実効値Vpを、例えば、太陽光発電システム151の出力電圧の公称値等に基づいて、所定の定数に設定することができる。   Further, the output voltage of the photovoltaic power generation system 151 is controlled so as to be within a predetermined fluctuation range. Therefore, even if the generated voltage effective value Vp is a constant, the error is predicted to be small. Therefore, the generated voltage effective value Vp can be set to a predetermined constant based on the nominal value of the output voltage of the photovoltaic power generation system 151, for example.

さらに、商用電圧実効値Vcおよび負荷電圧実効値Vdは、発電電圧実効値Vpと等しいため、発電電圧実効値Vpと同じ値の定数に設定することができる。   Furthermore, since the commercial voltage effective value Vc and the load voltage effective value Vd are equal to the generated voltage effective value Vp, they can be set to constants having the same value as the generated voltage effective value Vp.

また、太陽光発電システム151の力率は、例えば、JET(Japan Electrical Safety & Environment Technology Laboratories)等の認証を受けるために、所定の変動範囲内(例えば、定格負荷の12.5%〜100%の範囲内で95%以上)に収まるように制御される。従って、発電力率PFpおよび位相差Δφpを定数としても、誤差は小さいと予測される。そこで、発電力率PFpおよび位相差Δφpを、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、所定の定数に設定することができる。   In addition, the power factor of the photovoltaic power generation system 151 is within a predetermined fluctuation range (for example, 12.5% to 100% of the rated load) in order to receive certification such as JET (Japan Electrical Safety & Environment Technology Laboratories). Within a range of 95% or more). Therefore, even if the power generation rate PFp and the phase difference Δφp are constants, the error is predicted to be small. Therefore, the power generation rate PFp and the phase difference Δφp can be set to predetermined constants based on, for example, experimental results, actual measurement results, theoretical equations, or the like.

さらに、家庭用の一般的な負荷の力率も、上述したように、経験的に所定の値以上になることが分かっている。従って、負荷力率PFdおよび位相差Δφdも、発電力率PFpおよび位相差Δφpと同様に、定数としても、誤差は小さいと予測される。そこで、負荷力率PFdおよび位相差Δφdを、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、所定の定数に設定することができる。   Furthermore, it has been empirically found that the power factor of a general household load is also a predetermined value or more as described above. Accordingly, the load power factor PFd and the phase difference Δφd are also expected to have a small error even if they are constants, similarly to the power generation rate PFp and the phase difference Δφp. Therefore, the load power factor PFd and the phase difference Δφd can be set to predetermined constants based on, for example, experimental results, actual measurement results, theoretical equations, or the like.

一方、商用力率PFcは変動が大きく、定数にすることはできない。また、負荷電流実効値Idも、負荷電流idが測定されないため、未知である。   On the other hand, the commercial power factor PFc varies greatly and cannot be a constant. Also, the load current effective value Id is unknown because the load current id is not measured.

以上により、上述した式(7)の右辺の値は全て既知となり、発電電力Ppを算出することができる。   As described above, all the values on the right side of the above-described equation (7) are known, and the generated power Pp can be calculated.

一方、式(8)および式(12)の右辺では、商用力率PFcが未知となり、式(10)の右辺では、負荷電流実効値Idが未知となる。   On the other hand, the commercial power factor PFc is unknown on the right side of the equations (8) and (12), and the effective load current value Id is unknown on the right side of the equation (10).

ここで、商用力率PFcの代わりに、商用電力系統の有効電流の実効値Irc(以下、商用有効電流実効値Ircと称する)を用いて、次式(13)および(14)により、購入電力Pcbまたは販売電力Pcsを求めることも可能である。   Here, instead of the commercial power factor PFc, an effective value Irc (hereinafter referred to as a commercial effective current effective value Irc) of an effective current of the commercial power system is used to calculate purchased power according to the following equations (13) and (14). It is also possible to obtain Pcb or sales power Pcs.

Pcb=Vc×Irc ・・・(13)
Pcs=Vc×Irc ・・・(14)
Pcb = Vc × Irc (13)
Pcs = Vc × Irc (14)

従って、商用有効電流実効値Ircが分かれば、購入電力Pcbまたは販売電力Pcsを求めることができ、負荷電流実効値Idが分かれば、負荷電力Pdを求めることができる。   Therefore, if the commercial effective current effective value Irc is known, the purchased power Pcb or the sales power Pcs can be obtained, and if the load current effective value Id is known, the load power Pd can be obtained.

ここで、図10を参照して、商用有効電流実効値Irc、および、負荷電流実効値Idの算出方法について説明する。   Here, a method for calculating the commercial effective current effective value Irc and the load current effective value Id will be described with reference to FIG.

なお、以下、商用電力系統の無効電流の実効値を商用無効電流実効値Imcと称する。また、以下、発電電力系統の皮相電力を皮相発電電力Papと称し、商用電力系統の皮相電力を皮相商用電力Pacと称し、負荷電力系統の皮相電力を皮相負荷電力Padと称する。   Hereinafter, the effective value of the reactive current of the commercial power system is referred to as a commercial reactive current effective value Imc. Hereinafter, the apparent power of the generated power system is referred to as apparent generated power Pap, the apparent power of the commercial power system is referred to as apparent commercial power Pac, and the apparent power of the load power system is referred to as apparent load power Pad.

図10は、発電電流実効値Ip、商用電流実効値Ic、および、負荷電流実効値Idの関係を示す図である。なお、図10の横軸は有効電流を示し、縦軸は無効電流を示している。   FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship among the generated current effective value Ip, the commercial current effective value Ic, and the load current effective value Id. In addition, the horizontal axis of FIG. 10 shows the effective current, and the vertical axis shows the reactive current.

また、ベクトルIp、ベクトルIc、および、ベクトルIdは、それぞれ発電電流実効値Ip、商用電流実効値Ic、および、負荷電流実効値Idを表すベクトルである。なお、負荷電流実効値Idおよび商用電力系統の位相差Δφc以外は既知なので、ベクトルIpの大きさおよび傾き、ベクトルIcの大きさ、および、ベクトルIdの傾きは固定となる。   Further, the vector Ip, the vector Ic, and the vector Id are vectors representing the generated current effective value Ip, the commercial current effective value Ic, and the load current effective value Id, respectively. Since the load current effective value Id and the phase difference Δφc of the commercial power system are known, the magnitude and inclination of the vector Ip, the magnitude of the vector Ic, and the inclination of the vector Id are fixed.

また、図10の点線の円は、図内の座標系の原点をベクトルIcの始点または終点とした場合に、商用電力系統の位相差Δφcを変化させることによりベクトルIcの終点または始点が描く軌跡を示している。   The dotted circle in FIG. 10 is a locus drawn by the end point or start point of the vector Ic by changing the phase difference Δφc of the commercial power system when the origin of the coordinate system in the figure is the start point or end point of the vector Ic. Is shown.

買電状態の場合、皮相負荷電力Pad=皮相発電電力Pap+皮相商用電力Pacとなる。ここで、発電電圧vp、商用電圧vc、および、負荷電圧vdの値および位相が等しいため、発電電流実効値Ip、商用電流実効値Ic、および、負荷電流実効値Idを表すベクトルの関係は、図10内の点線で示されるように、ベクトルId=ベクトルIp+ベクトルIcとなる。   In the power purchase state, the apparent load power Pad = apparent generated power Pap + apparent commercial power Pac. Here, since the values and phases of the generated voltage vp, the commercial voltage vc, and the load voltage vd are equal, the relationship among the vectors representing the generated current effective value Ip, the commercial current effective value Ic, and the load current effective value Id is: As indicated by the dotted line in FIG. 10, vector Id = vector Ip + vector Ic.

一方、売電状態の場合、皮相発電電力Pap=皮相商用電力Pac+皮相負荷電力Padとなるため、発電電流実効値Ip、商用電流実効値Ic、および、負荷電流実効値Idを表すベクトルの関係は、図10内の実線で示されるように、ベクトルIp=ベクトルIc+ベクトルIdとなる。   On the other hand, in the power sale state, the apparent generated power Pap = apparent commercial power Pac + apparent load power Pad, so the relationship between the generated current effective value Ip, the commercial current effective value Ic, and the vector representing the load current effective value Id is As indicated by the solid line in FIG. 10, vector Ip = vector Ic + vector Id.

従って、商用無効電流実効値Imcおよび商用有効電流実効値Ircは、発電電流実効値Ip、負荷電流実効値Id、発電電力系統の位相差Δφp、および、負荷電力系統の位相差Δφdを用いて、次式(15)および(16)で表される。   Therefore, the commercial reactive current effective value Imc and the commercial active current effective value Irc are calculated using the generated current effective value Ip, the load current effective value Id, the phase difference Δφp of the generated power system, and the phase difference Δφd of the load power system, It is represented by the following formulas (15) and (16).

Imc=Id・sinΔφd+Ip・sinΔφp ・・・(15)
Irc=Id・cosΔφd−Ip・cosΔφp ・・・(16)
Imc = Id · sin Δφd + Ip · sin Δφp (15)
Irc = Id · cos Δφd−Ip · cos Δφp (16)

また、商用無効電流実効値Imcおよび商用有効電流実効値Ircの2乗和と、商用電流実効値Icの2乗が等しくなるため、次式(17)が成り立つ。   Further, since the square sum of the commercial reactive current effective value Imc and the commercial active current effective value Irc is equal to the square of the commercial current effective value Ic, the following equation (17) is established.

Ic=Imc+Irc ・・・(17) Ic 2 = Imc 2 + Irc 2 (17)

そして、式(15)乃至(17)から、負荷電流実効値Idに関する2次方程式である式(18)が導出される。   Then, Expression (18), which is a quadratic equation regarding the load current effective value Id, is derived from Expressions (15) to (17).

Id−2Ip・cos(Δφd+Δφp)×Id+(Ip−Ic)=0
・・・(18)
Id 2 −2Ip · cos (Δφd + Δφp) × Id + (Ip 2 −Ic 2 ) = 0
... (18)

ここで、b=−Ip・cos(Δφd+Δφp)、c=(Ip−Ic)とすると、負荷電流実効値Idが、式(18)から次式(19)のとおり求まる。 Here, assuming that b = −Ip · cos (Δφd + Δφp) and c = (Ip 2 −Ic 2 ), the effective load current value Id is obtained from the equation (18) as the following equation (19).

Figure 0005773191
Figure 0005773191

買電状態の場合、式(18)を解くことにより、図10において、発電電力系統の位相差Δφpおよび負荷電力系統の位相差Δφdを固定し、商用電力系統の位相差Δφcを可変させながら、ベクトルIc=ベクトルId−ベクトルIpとなるベクトルIdの大きさ(=負荷電流実効値Id)が求められる。すなわち、発電電力系統の位相差Δφpの設定値および負荷電力系統の位相差Δφdの設定値を用いて、負荷電流実効値Idから発電電流実効値Ipの測定値を減算した値が商用電流実効値Icの測定値となるように、負荷電流実効値Idが算出される。   In the power purchase state, by solving the equation (18), in FIG. 10, while fixing the phase difference Δφp of the generated power system and the phase difference Δφd of the load power system and varying the phase difference Δφc of the commercial power system, Vector Ic = vector Id−vector Id magnitude (= load current effective value Id) is obtained. That is, the value obtained by subtracting the measured value of the generated current effective value Ip from the load current effective value Id using the set value of the phase difference Δφp of the generated power system and the set value of the phase difference Δφd of the load power system is the commercial current effective value. The load current effective value Id is calculated so as to be a measured value of Ic.

一方、売電状態の場合、式(18)を解くことにより、図10において、発電電力系統の位相差Δφpおよび負荷電力系統の位相差Δφdを固定し、商用電力系統の位相差Δφcを可変させながら、ベクトルIc=ベクトルIp−ベクトルIdとなるベクトルIdの大きさ(=負荷電流実効値Id)が求められる。すなわち、発電電力系統の位相差Δφpの設定値および負荷電力系統の位相差Δφdの設定値を用いて、発電電流実効値Ipの測定値から負荷電流実効値Idを減算した値が商用電流実効値Icの測定値となるように、負荷電流実効値Idが算出される。   On the other hand, in the power selling state, by solving the equation (18), the phase difference Δφp of the generated power system and the phase difference Δφd of the load power system are fixed and the phase difference Δφc of the commercial power system is varied in FIG. Accordingly, the magnitude of the vector Id (= the load current effective value Id), where the vector Ic = vector Ip−vector Id, is obtained. That is, the value obtained by subtracting the load current effective value Id from the measured value of the generated current effective value Ip using the set value of the phase difference Δφp of the generated power system and the set value of the phase difference Δφd of the load power system is the commercial current effective value. The load current effective value Id is calculated so as to be a measured value of Ic.

このように、発電電流実効値Ip、商用電流実効値Ic、発電電力系統の位相差Δφp、商用電力系統の位相差Δφc、および、商用電力潮流方向に基づいて、負荷電流実効値Idを求めることができる。なお、発電電流実効値Ipおよび商用電流実効値Icは、それぞれ発電電流ipの測定値および商用電流icの測定値から求まる測定値であり、発電電力系統の位相差Δφpおよび商用電力系統の位相差Δφcは設定値(定数)である。   As described above, the load current effective value Id is obtained based on the generated current effective value Ip, the commercial current effective value Ic, the generated power system phase difference Δφp, the commercial power system phase difference Δφc, and the commercial power flow direction. Can do. The generated current effective value Ip and the commercial current effective value Ic are measured values obtained from the measured value of the generated current ip and the measured value of the commercial current ic, respectively, and the phase difference Δφp of the generated power system and the phase difference of the commercial power system Δφc is a set value (constant).

そして、算出した負荷電流実効値Idを用いて、上述した式(10)により、負荷電力Pdが算出される。   Then, using the calculated load current effective value Id, the load power Pd is calculated by the above-described equation (10).

また、算出した負荷電流実効値Idを、発電電流実効値Ipの測定値、発電電力系統の位相差Δφpの設定値、および、負荷電力系統の位相差Δφdの設定値とともに、上述した式(16)に代入することにより、商用有効電流実効値Ircが算出される。   Further, the calculated load current effective value Id, together with the measured value of the generated current effective value Ip, the set value of the phase difference Δφp of the generated power system, and the set value of the phase difference Δφd of the load power system, ), The commercial effective current effective value Irc is calculated.

そして、算出した商用有効電流実効値Ircを用いて、買電状態の場合、式(13)により、購入電力Pcbが算出され、売電状態の場合、式(14)により、販売電力Pcsが算出される。   Then, using the calculated commercial effective current effective value Irc, in the power purchase state, the purchased power Pcb is calculated by the equation (13), and in the power sale state, the sold power Pcs is calculated by the equation (14). Is done.

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。   Then, the power calculation unit 134 notifies the display unit 123 and the communication unit 124 of the calculated power value of each unit.

なお、式(18)の方程式の解が虚数解となる場合がある。これは、発電電力系統の位相差Δφpおよび負荷電力系統の位相差Δφdのうち少なくとも一方について、設定値より実際の値の方が小さい場合に発生する可能性がある。   Note that the solution of the equation (18) may be an imaginary solution. This may occur when at least one of the phase difference Δφp of the generated power system and the phase difference Δφd of the load power system is smaller than the set value.

具体的には、図10の条件で作図できる発電電流実効値Ipの最大値は、図11に示されるように、ベクトルIpが点線の円と接するときである。   Specifically, the maximum value of the generated current effective value Ip that can be plotted under the conditions of FIG. 10 is when the vector Ip touches the dotted circle, as shown in FIG.

従って、図11内の点線で示されるように、発電電力系統の実際の位相差Δφp’が設定値Δφpより小さい場合、実際の発電電流実効値Ip’が、作図できる範囲を超える可能性がある。そして、実際の発電電流実効値Ip’が、作図できる範囲を超える場合、式(18)の方程式の解が虚数解となる。   Therefore, as shown by the dotted line in FIG. 11, when the actual phase difference Δφp ′ of the generated power system is smaller than the set value Δφp, the actual generated current effective value Ip ′ may exceed the range that can be plotted. . When the actual generated current effective value Ip ′ exceeds the range that can be drawn, the solution of the equation (18) is an imaginary solution.

これを解消するためには、図11において、実際の発電電流実効値Ip’を作図できるように、発電電力系統の位相差Δφpの設定値および負荷電力系統の位相差Δφdの設定値のうち少なくとも一方を小さくすればよい。   In order to solve this, in FIG. 11, at least one of the set value of the phase difference Δφp of the generated power system and the set value of the phase difference Δφd of the load power system so that the actual generated current effective value Ip ′ can be plotted. One can be made smaller.

例えば、位相差Δφp=11.5度(発電力率PFp=98%)、位相差Δφd=20.0度(負荷力率PFd=94%)に設定されている場合、位相差Δφp=0度(発電力率PFp=100%)、位相差Δφd=8.1度(負荷力率PFd=99%)に変更し、式(18)の解を再計算するようにすればよい。   For example, when the phase difference Δφp = 11.5 degrees (power generation rate PFp = 98%) and the phase difference Δφd = 20.0 degrees (load power factor PFd = 94%), the phase difference Δφp = 0 degrees. (Power generation rate PFp = 100%), phase difference Δφd = 8.1 degrees (load power factor PFd = 99%), and the solution of equation (18) may be recalculated.

なお、式(18)の方程式が虚数解となる状態が発生する頻度は小さいと予想される。従って、例えば、虚数解を避けるために生じる誤差が、各部の電力の所定の時間単位(例えば、1日単位)の積算値に与える影響は小さいと考えられる。   Note that it is expected that the frequency of occurrence of a state where the equation (18) is an imaginary solution is small. Therefore, for example, it is considered that an error generated in order to avoid an imaginary solution has a small influence on the integrated value of power of each unit in a predetermined time unit (for example, one day unit).

図3に戻り、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Pp、販売電力Pcs、購入電力Pcb、および、負荷電力Pd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。   Returning to FIG. 3, in step S5, the display unit 123 displays the power state of each unit. For example, the display unit 123 displays the calculated generated power Pp, sold power Pcs, purchased power Pcb, and load power Pd using numerical values or a time-series graph. In addition, for example, the display unit 123 displays on the screen whether characters are in a power purchase state or a power sale state with characters, symbols, icons, etc., or lights, blinks, changes in color, etc. by LEDs. It is indicated by.

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。   Thereby, the user can grasp | ascertain the state of the electric power of each part in a household.

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Pp、販売電力Pcs、購入電力Pcb、および、負荷電力Pd、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。   In step S6, the communication unit 124 notifies the power state of each unit. Specifically, the communication unit 124 includes the calculated generated power Pp, the sold power Pcs, the purchased power Pcb, the load power Pd, and the power including the power purchase state or the power sale state. Send status information to an external device.

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。   For example, an external device that is a transmission destination accumulates received information or analyzes a power usage state based on the received information.

なお、さらに発電電流ipおよび商用電流ic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。   Further, the measurement values of the generated current ip and the commercial current ic may be included in the power state information. Further, it is not always necessary to transmit all the information described above. For example, the information to be transmitted may be selected according to the necessity of the transmission destination device.

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。   Further, the transmission of the power state information is not necessarily performed every time in the loop process of the power monitoring process, and is performed at a predetermined timing, for example, every predetermined period or when the amount of information stored exceeds a predetermined amount. What should I do? Alternatively, the power status information may be transmitted in response to a request from an external device.

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。   Thereafter, the process returns to step S1, and the processes after step S1 are executed.

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、発電電流ipおよび商用電流icを測定するだけで、商用電力潮流方向を検出することができる。また、商用力率PFc(位相差Δφc)の変動に関わらず、発電電力Pp、販売電力Pcs、購入電力Pcb、負荷電力Pdをほぼ正確に測定することができる。   As described above, without installing a voltage measuring device in the power system, only the current transformers 111p and 111c are installed in the power system, and only the generated current ip and the commercial current ic are measured. Can be detected. Further, the generated power Pp, the sold power Pcs, the purchased power Pcb, and the load power Pd can be measured almost accurately regardless of fluctuations in the commercial power factor PFc (phase difference Δφc).

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。   Therefore, the power monitoring system 101 can be installed safely and uninterrupted, making it easy to install the power monitoring system 101 and reducing the necessary cost. As a result, it is possible to detect the power state easily and at low cost. Furthermore, the safety and reliability of the entire power monitoring system 101 can be improved by omitting a voltage measuring device that requires high safety and reliability.

<2.第2の実施の形態>
次に、図12乃至図16を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。
<2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、この第2の実施の形態では、第1の実施の形態と比較して、発電電流ipと商用電流icの位相差を検出し、その位相差に基づいて、商用電力潮流方向を検出したり、各部の電力等の算出を行ったりする点が異なる。   In the second embodiment, compared with the first embodiment, the phase difference between the generated current ip and the commercial current ic is detected, and the commercial power flow direction is detected based on the phase difference. Or calculating the power of each part.

[電力監視システムの構成例]
図12は、本発明を適用した電力監視システムの第2の実施の形態である電力監視システム301の構成例を示すブロック図である。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省略する。
[Configuration example of power monitoring system]
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a power monitoring system 301 that is the second embodiment of the power monitoring system to which the present invention is applied. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description of parts having the same processing will be omitted because it will be repeated.

電力監視システム301は、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。また、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。さらに、演算部321は、演算部122と比較して、判定値算出部132、潮流方向検出部133、および、電力算出部134の代わりに、判定値算出部331、商用電力状態検出部332、および、電力算出部333が設けられている点が異なる。   The power monitoring system 301 is different from the power monitoring system 101 in that a detection device 311 is provided instead of the detection device 112. The detection device 311 is different from the detection device 112 in that a calculation unit 321 is provided instead of the calculation unit 122. Further, the calculation unit 321 is different from the calculation unit 122 in that a determination value calculation unit 331, a commercial power state detection unit 332, instead of the determination value calculation unit 132, the tidal direction detection unit 133, and the power calculation unit 134, And the point from which the electric power calculation part 333 is provided differs.

判定値算出部331は、発電電流ipの測定値および商用電流icの測定値を変換部131から取得する。判定値算出部331は、後述するように、発電電流ipの測定値および商用電流icの測定値に基づいて、発電電流ipと商用電流icの位相差の検出に用いる判定値を算出する。判定値算出部331は、算出した判定値を商用電力状態検出部332に供給する。   The determination value calculation unit 331 acquires the measurement value of the generated current ip and the measurement value of the commercial current ic from the conversion unit 131. As will be described later, the determination value calculation unit 331 calculates a determination value used for detecting the phase difference between the generated current ip and the commercial current ic based on the measured value of the generated current ip and the measured value of the commercial current ic. The determination value calculation unit 331 supplies the calculated determination value to the commercial power state detection unit 332.

商用電力状態検出部332は、後述するように、判定値算出部331により算出された判定値に基づいて、発電電流ipと商用電流icの位相差、商用電力系統の位相差Δφc、商用力率PFc、および、商用電力潮流方向を検出する。商用電力状態検出部332は、検出結果を電力算出部333に通知する。   As will be described later, the commercial power state detection unit 332 determines the phase difference between the generated current ip and the commercial current ic, the phase difference Δφc of the commercial power system, the commercial power factor based on the determination value calculated by the determination value calculation unit 331. PFc and commercial power flow direction are detected. The commercial power state detection unit 332 notifies the power calculation unit 333 of the detection result.

電力算出部333は、発電電流ipの測定値および商用電流icの測定値を変換部131から取得する。電力算出部333は、後述するように、発電電流ipの測定値、商用電流icの測定値、商用力率PFcの検出結果、および、商用電力潮流方向の検出結果に基づいて、発電電力Pp、販売電力Pcs、購入電力Pcb、および、負荷電力Pdを算出する。電力算出部333は、算出した結果を表示部123および通信部124に通知する。   The power calculation unit 333 acquires the measurement value of the generated current ip and the measurement value of the commercial current ic from the conversion unit 131. As will be described later, the power calculation unit 333 generates the generated power Pp, based on the measurement value of the generated current ip, the measurement value of the commercial current ic, the detection result of the commercial power factor PFc, and the detection result of the commercial power flow direction. Sales electric power Pcs, purchased electric power Pcb, and load electric power Pd are calculated. The power calculation unit 333 notifies the display unit 123 and the communication unit 124 of the calculated result.

[電力監視処理の第2の実施の形態]
次に、図13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について説明する。
[Second Embodiment of Power Monitoring Process]
Next, the power monitoring process executed by the power monitoring system 301 will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS101において、図3のステップS1の処理と同様に、発電電流ipおよび商用電流icの測定が行われる。   In step S101, the generated current ip and the commercial current ic are measured as in the process of step S1 of FIG.

ステップS102において、判定値算出部331は、判定値を算出し、算出した判定値を商用電力状態検出部332に通知する。   In step S <b> 102, the determination value calculation unit 331 calculates a determination value and notifies the commercial power state detection unit 332 of the calculated determination value.

ステップS103において、商用電力状態検出部332は、判定値に基づいて、商用側の電力の状態を検出し、検出した状態を電力算出部333に通知する。   In step S <b> 103, the commercial power state detection unit 332 detects a commercial power state based on the determination value, and notifies the power calculation unit 333 of the detected state.

ここで、ステップS102およびS103の処理における判定値の算出方法と商用側の電力の状態の検出方法の具体例について説明する。   Here, a specific example of a determination value calculation method and a commercial power state detection method in the processes of steps S102 and S103 will be described.

例えば、アナログ回路等により、発電電流ipおよび商用電流icの測定が連続して行われる場合、判定値算出部331は、式(20)の角度θを0≦θ<2πの範囲内で所定の間隔でずらしながら、各角度θにおける判定値D7(θ)を算出する。   For example, when the measurement of the generated current ip and the commercial current ic is continuously performed by an analog circuit or the like, the determination value calculation unit 331 sets the angle θ in Expression (20) to a predetermined value within the range of 0 ≦ θ <2π. The determination value D7 (θ) at each angle θ is calculated while shifting at intervals.

Figure 0005773191
Figure 0005773191

判定値D7(θ)は、上述した式(1)の判定値D1を、商用電流icの測定値の位相φciを角度θだけずらして算出した値と等しくなる。そして、角度θをずらしながら判定値D7(θ)を算出することにより、商用電流icの測定値の位相φciを移動させながら、各位相における判定値D7(θ)が算出される。   The determination value D7 (θ) is equal to the value calculated by shifting the phase φci of the measurement value of the commercial current ic by the angle θ from the determination value D1 of the above-described equation (1). Then, by calculating the determination value D7 (θ) while shifting the angle θ, the determination value D7 (θ) in each phase is calculated while moving the phase φci of the measurement value of the commercial current ic.

従って、角度θが発電電流ipと商用電流icの位相差φpi−φciと一致するときに、判定値D7(θ)が最大になると推定される。   Therefore, when the angle θ matches the phase difference φpi−φci between the generated current ip and the commercial current ic, it is estimated that the determination value D7 (θ) is maximized.

そこで、商用電力状態検出部332は、判定値D7(θ)が最大となる角度θ(=判定値D7(θ)が最大となる発電電流ipの測定値の位相φciの移動量)を、発電電流ipと商用電流icの位相差φpi−φciとして検出する。   Therefore, the commercial power state detection unit 332 generates the angle θ at which the determination value D7 (θ) is maximum (= the amount of movement of the phase φci of the measured value of the generated current ip at which the determination value D7 (θ) is maximum) The phase difference between the current ip and the commercial current ic is detected as φpi−φci.

なお、サンプリング間隔が短いなどの理由により、発電電流ipおよび商用電流icを同時に測定できない場合、例えば、判定値D7(θ)の代わりに、次式(21)の判定値D8(θ)を用いて、発電電流ipと商用電流icの位相差φpi−φciを求めるようにしてもよい。   When the generated current ip and the commercial current ic cannot be measured at the same time because the sampling interval is short, for example, the determination value D8 (θ) of the following equation (21) is used instead of the determination value D7 (θ). Thus, the phase difference φpi−φci between the generated current ip and the commercial current ic may be obtained.

Figure 0005773191
Figure 0005773191

判定値D8(θ)は、上述した式(5)の判定値D5を、商用電流icの測定値の位相φciを角度θだけずらして算出した値と等しくなる。   The determination value D8 (θ) is equal to the value calculated by shifting the phase φci of the measured value of the commercial current ic by the angle θ from the determination value D5 of the above-described equation (5).

また、例えば、デジタルの演算回路等により、発電電流ipおよび商用電流icの測定が離散的に行われる場合、判定値算出部331は、式(22)の変数jを0≦j≦mの範囲内で1つずつインクリメントながら判定値D9(j)を算出する。   For example, when the measurement of the generated current ip and the commercial current ic is performed discretely by a digital arithmetic circuit or the like, the determination value calculation unit 331 sets the variable j in Expression (22) to a range of 0 ≦ j ≦ m. The determination value D9 (j) is calculated while incrementing one by one.

Figure 0005773191
Figure 0005773191

判定値D9(j)は、上述した式(2)の判定値D2を、商用電流icのサンプリング値の位相φciを角度θ=2πj/mだけずらして算出した値と等しくなる。そして、変数jを1つずつインクリメントしながら判定値D9(j)を算出することにより、商用電流icのサンプリング値の位相φciを移動させながら、各位相における判定値D9(j)が算出される。   The determination value D9 (j) is equal to a value calculated by shifting the phase φci of the sampling value of the commercial current ic by the angle θ = 2πj / m from the determination value D2 of the above equation (2). Then, by calculating the determination value D9 (j) while incrementing the variable j by one, the determination value D9 (j) at each phase is calculated while moving the phase φci of the sampling value of the commercial current ic. .

従って、角度θ=2πj/mが、発電電流ipと商用電流icの位相差φpi−φciと一致するときに、判定値D9(j)が最大になると推定される。   Therefore, when the angle θ = 2πj / m coincides with the phase difference φpi−φci between the generated current ip and the commercial current ic, it is estimated that the determination value D9 (j) is maximized.

そこで、商用電力状態検出部332は、判定値D9(j)が最大となる変数jに対応する角度θ(=2πj/m)を、発電電流ipと商用電流icの位相差φpi−φciとして検出する。   Therefore, the commercial power state detection unit 332 detects the angle θ (= 2πj / m) corresponding to the variable j having the maximum determination value D9 (j) as the phase difference φpi−φci between the generated current ip and the commercial current ic. To do.

図16は、図14および図15に示される条件の下で、式(22)の判定値D9(j)を算出した結果の例を示している。なお、図14および図16では、角度の単位をラジアンではなく度数で示している。   FIG. 16 shows an example of the result of calculating the determination value D9 (j) of Expression (22) under the conditions shown in FIGS. In FIG. 14 and FIG. 16, the unit of the angle is shown in degrees instead of radians.

図14は、発電電力系統、商用電力系統、および、負荷電力系統の皮相電力の関係の例を示している。図14の横軸は無効電力を示し、縦軸は有効電力を示している。   FIG. 14 shows an example of the relationship between the generated power system, the commercial power system, and the apparent power of the load power system. The horizontal axis in FIG. 14 represents reactive power, and the vertical axis represents active power.

図15は、発電電流ip、商用電流ic、負荷電流id、および、発電電圧vp(=商用電圧vc=負荷電圧vd)の時系列の推移の例を示している。図15の横軸は時間を示し、縦軸は電圧または電流を示している。発電電流ip、商用電流ic、負荷電流id、および、発電電圧vpの各波形は、ほぼ正弦波となっている。   FIG. 15 shows an example of a time-series transition of the generated current ip, the commercial current ic, the load current id, and the generated voltage vp (= commercial voltage vc = load voltage vd). In FIG. 15, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates voltage or current. Each waveform of the generated current ip, the commercial current ic, the load current id, and the generated voltage vp is substantially a sine wave.

そして、図14および図15では、発電電圧vpの位相φpvに対して発電電流ipの位相φpiが8度進み、発電力率PFpが99%となり、商用電圧vcの位相φcvに対して商用電流icの位相φciが40度遅れ、商用力率PFcが77%となる例が示されている。   14 and 15, the phase φpi of the generated current ip advances 8 degrees with respect to the phase φpv of the generated voltage vp, the power generation rate PFp becomes 99%, and the commercial current ic with respect to the phase φcv of the commercial voltage vc In this example, the phase φci is delayed by 40 degrees and the commercial power factor PFc is 77%.

従って、図14に示されるように、発電電力系統の皮相電力を表すベクトルと商用電力系統の皮相電力を表すベクトルの間の角度は48度となる。また、発電電圧vpと商用電圧vcの位相が等しいので、発電電流ipと商用電流icの位相差も48度となる。   Therefore, as shown in FIG. 14, the angle between the vector representing the apparent power of the generated power system and the vector representing the apparent power of the commercial power system is 48 degrees. Further, since the phase of the generated voltage vp and the commercial voltage vc are equal, the phase difference between the generated current ip and the commercial current ic is 48 degrees.

そして、図16に示されるように、角度θ(=2πj/m)が48度になるとき、D9(j)は最大となる。   Then, as shown in FIG. 16, when the angle θ (= 2πj / m) is 48 degrees, D9 (j) becomes the maximum.

このように、判定値D9(j)を用いて、発電電流ipと商用電流icの位相差φpi−φciを正確に検出することができる。   Thus, the phase difference φpi−φci between the generated current ip and the commercial current ic can be accurately detected using the determination value D9 (j).

なお、サンプリング間隔が短いなどの理由により、発電電流ipおよび商用電流icを同時に測定できない場合、例えば、判定値D9(j)の代わりに、次式(23)の判定値D10(j)を用いて、発電電流ipと商用電流icの位相差φpi−φciを求めるようにしてもよい。   When the generated current ip and the commercial current ic cannot be measured at the same time because the sampling interval is short, for example, the determination value D10 (j) of the following equation (23) is used instead of the determination value D9 (j). Thus, the phase difference φpi−φci between the generated current ip and the commercial current ic may be obtained.

Figure 0005773191
Figure 0005773191

判定値D10(j)は、上述した式(6)の判定値D6を、商用電流icのサンプリング値の位相φciを角度θ=2πj/mだけずらして算出した値と等しくなる。   Determination value D10 (j) is equal to the value calculated by shifting phase φci of the sampling value of commercial current ic by angle θ = 2πj / m from determination value D6 of equation (6) described above.

また、商用電力状態検出部332は、商用電力系統の位相差Δφcおよび商用力率PFcを検出する。具体的には、上述したように、発電力率PFpおよび位相差Δφpは、所定の定数に設定することが可能である。また、発電電圧vpと商用電圧vcの値および位相は等しい。従って、商用電力状態検出部332は、次式(24)により、商用電力系統の位相差Δφcを算出することができる。   Further, the commercial power state detection unit 332 detects the commercial power grid phase difference Δφc and the commercial power factor PFc. Specifically, as described above, the power generation rate PFp and the phase difference Δφp can be set to predetermined constants. Further, the value and phase of the generated voltage vp and the commercial voltage vc are equal. Therefore, the commercial power state detection unit 332 can calculate the phase difference Δφc of the commercial power system using the following equation (24).

Δφc=Δφp+(φpi−φci) ・・・(24)   Δφc = Δφp + (φpi−φci) (24)

そして、商用電力状態検出部332は、算出した位相差Δφcに基づいて、商用力率PFc(=cosΔφc)を算出する。   Then, the commercial power state detection unit 332 calculates a commercial power factor PFc (= cos Δφc) based on the calculated phase difference Δφc.

さらに、商用電力状態検出部332は、算出した位相差Δφcに基づいて、商用電力潮流方向を検出する。具体的には、商用電力状態検出部332は、算出した位相差Δφcが、|Δφc|≦π/2を満たす場合、買電状態であると判定し、π/2<|Δφc|≦πを満たす場合、売電状態であると判定する。   Further, the commercial power state detection unit 332 detects the commercial power flow direction based on the calculated phase difference Δφc. Specifically, when the calculated phase difference Δφc satisfies | Δφc | ≦ π / 2, the commercial power state detection unit 332 determines that the power is being purchased and sets π / 2 <| Δφc | ≦ π. If it satisfies, it is determined that the power is being sold.

そして、商用電力状態検出部332は、商用力率PFcおよび潮流方向の検出結果を電力算出部333に通知する。   Then, the commercial power state detection unit 332 notifies the power calculation unit 333 of the commercial power factor PFc and the detection result of the power flow direction.

ステップS104において、電力算出部333は、各部の電力を算出する。   In step S104, the power calculation unit 333 calculates the power of each unit.

具体的には、電力算出部333は、買電状態の場合、次式(25)乃至(27)により、発電電力Pp、購入電力Pcbおよび販売電力Pcsを算出する。   Specifically, in the power purchase state, the power calculation unit 333 calculates the generated power Pp, the purchased power Pcb, and the sold power Pcs by the following equations (25) to (27).

Pp=Vp×Ip×PFp ・・・(25)
Pcb=Vc×Ic×PFc ・・・(26)
Pcs=0 ・・・(27)
Pp = Vp × Ip × PFp (25)
Pcb = Vc × Ic × PFc (26)
Pcs = 0 (27)

なお、発電電圧実効値Vp、商用電圧実効値Vc、発電電流実効値Ip、商用電流実効値Ic、および、発電力率PFpには、電力監視システム101の場合と同様の値が用いられる。また、商用力率PFcには、商用電力状態検出部332による算出値が用いられる。   It should be noted that values similar to those in the power monitoring system 101 are used for the generated voltage effective value Vp, the commercial voltage effective value Vc, the generated current effective value Ip, the commercial current effective value Ic, and the power generation rate PFp. In addition, a value calculated by the commercial power state detection unit 332 is used as the commercial power factor PFc.

また、電力算出部333は、次式(28)により、負荷電力Pdを算出する。   Further, the power calculation unit 333 calculates the load power Pd by the following equation (28).

Pd=Pp+Pcb ・・・(28)   Pd = Pp + Pcb (28)

一方、電力算出部333は、売電状態の場合、次式(29)乃至(31)により、発電電力Pp、購入電力Pcbおよび販売電力Pcsを算出する。   On the other hand, in the power selling state, the power calculating unit 333 calculates the generated power Pp, the purchased power Pcb, and the sold power Pcs by the following equations (29) to (31).

Pp=Vp×Ip×PFp ・・・(29)
Pcb=0 ・・・(30)
Pcs=Vc×Ic×PFc ・・・(31)
Pp = Vp × Ip × PFp (29)
Pcb = 0 (30)
Pcs = Vc × Ic × PFc (31)

なお、式(29)は、式(25)と同じ式であり、式(31)の右辺は、式(26)の右辺と同じである。   Expression (29) is the same expression as Expression (25), and the right side of Expression (31) is the same as the right side of Expression (26).

また、電力算出部333は、次式(32)により、負荷電力Pdを算出する。   In addition, the power calculation unit 333 calculates the load power Pd by the following equation (32).

Pd=Pp−Pcs ・・・(32)   Pd = Pp−Pcs (32)

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。   Then, the power calculation unit 134 notifies the display unit 123 and the communication unit 124 of the calculated power value of each unit.

ステップS105およびS106の処理は、図3のステップS5およびS6の処理と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。   The processing in steps S105 and S106 is the same as the processing in steps S5 and S6 in FIG. 3, and the description thereof will be omitted because it will be repeated.

その後、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。   Thereafter, the process returns to step S101, and the processes after step S101 are executed.

以上のようにして、電力監視システム101と同様に、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、発電電流ipおよび商用電流icを測定するだけで、商用電力潮流方向を検出することができる。また、商用力率PFc(位相差Δφc)の変動に関わらず、発電電力Pp、販売電力Pcs、購入電力Pcb、負荷電力Pdをほぼ正確に測定することができる。   As described above, similarly to the power monitoring system 101, the current measuring devices ip and the commercial current ic are measured by installing only the current transformers 111p and 111c in the power system without installing the voltage measuring device in the power system. The commercial power flow direction can be detected just by doing. Further, the generated power Pp, the sold power Pcs, the purchased power Pcb, and the load power Pd can be measured almost accurately regardless of fluctuations in the commercial power factor PFc (phase difference Δφc).

<3.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。
<3. Modification>
In the above description, an example in which the present invention is applied to a single-phase two-wire power system has been shown. However, the present invention can also be applied to a single-phase three-wire power system.

図17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351と変流器352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。   FIG. 17 shows an example of a current transformer installation method in the case of a single-phase three-wire system. As shown in this figure, two current transformers, current transformer 351 and current transformer 352, are connected between voltage line L1 and neutral line N (hereinafter referred to as L1 phase), and voltage line L2 And the neutral line N (hereinafter referred to as L2 phase).

なお、単相3線式の場合、発電電流ipおよび商用電流ic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相の発電電流ip、L1相の商用電流ic、L2相の発電電流ip、L2相の商用電流ic、・・・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。   In the case of the single-phase three-wire system, when measurement of the generated current ip and the commercial current ic is performed discretely and serially, for example, the L1-phase generated current ip, the L1-phase commercial current ic, and the L2-phase generated power It is better to continuously measure the current of the same phase as in the order of the current ip, the L2 phase commercial current ic,.

また、以上の説明では、判定値D1、D2、D5、D6、D7(θ)、D8(θ)、D9(j)、および、D10(j)を算出する際に、発電電流ipおよび商用電流ic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。   In the above description, when the determination values D1, D2, D5, D6, D7 (θ), D8 (θ), D9 (j), and D10 (j) are calculated, the generated current ip and the commercial current are calculated. Although an example in which the multiplication value of ic is integrated for one period has been shown, it may be integrated for n periods (where n is a natural number of 2 or more).

また、以上の説明では、商用電流icの測定値の位相φciを移動させながら、判定値D7(θ)、D8(θ)、D9(j)、および、D10(j)を算出する例を示したが、発電電流ipの測定値の位相φpiを移動させながら算出するようにしてもよい。   Further, the above description shows an example in which the determination values D7 (θ), D8 (θ), D9 (j), and D10 (j) are calculated while moving the phase φci of the measured value of the commercial current ic. However, it may be calculated while moving the phase φpi of the measured value of the generated current ip.

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、商用電力潮流方向の判定結果は、上述した例と逆になる。   Furthermore, the installation direction of the current transformer 111p and the current transformer 111c is not limited to the above-described example, and can be set in an arbitrary direction. When only one of the current transformer 111p and the current transformer 111c is installed in the opposite direction to the above-described example, the determination result of the commercial power flow direction is opposite to the above-described example.

また、以上の説明では、電圧vspおよび電圧vscの値を発電電流ipおよび商用電流ic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vspおよび電圧vsc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)および(20)乃至(23)の発電電流ipおよび商用電流icを、電圧vspおよび電圧vscに置き換えるだけでよい。   In the above description, the determination value is calculated after converting the values of the voltage vsp and the voltage vsc into the values of the generated current ip and the commercial current ic. However, the determination is made using the voltage vsp and the voltage vsc as they are. A value may be calculated. In this case, basically, the generated current ip and the commercial current ic in the above-described formulas (1) to (6) and (20) to (23) need only be replaced with the voltage vsp and the voltage vsc.

さらに、第1の実施の形態の商用電力潮流方向の検出方法を、第2の実施の形態で用いたり、第2の実施の形態の商用電力潮流方向の検出方法を、第1の実施の形態で用いたりするようにしてもよい。   Further, the commercial power flow direction detection method of the first embodiment is used in the second embodiment, or the commercial power flow direction detection method of the second embodiment is used in the first embodiment. Or may be used.

また、例えば、発電電流ipの測定値および時間帯等に基づいて、商用電力潮流方向を判定するようにしてもよい。   Further, for example, the commercial power flow direction may be determined based on the measured value of the generated current ip and the time zone.

例えば、発電電流ipの測定値が所定の閾値以上の場合、すなわち、太陽光発電システム151の発電量が多い場合、売電状態であると判定し、所定の閾値未満の場合、すなわち、太陽光発電システム151の発電量が少ない場合、買電状態であると判定するようにしてもよい。なお、この閾値を時間帯等により変動させてもよい。例えば、在宅率が低く、負荷電力Pdが小さいと想定される平日の昼間には、閾値を低く設定し、在宅率が高く、負荷電力Pdが大きいと想定される休日の昼間には、閾値を高く設定するようにしてもよい。   For example, when the measured value of the generated current ip is greater than or equal to a predetermined threshold, that is, when the amount of power generated by the solar power generation system 151 is large, it is determined that the power is being sold. When the power generation amount of the power generation system 151 is small, it may be determined that it is in a power purchase state. Note that this threshold value may be varied depending on the time zone. For example, the threshold value is set low during the daytime on weekdays when the home rate is low and the load power Pd is assumed to be low, and the threshold value is set during the daytime on holidays when the home rate is high and the load power Pd is high. You may make it set high.

また、例えば、太陽光発電システム151が発電を行わない日没から日の出までの時間帯や、曇天または雨天の場合に、無条件で買電状態であると判定するようにしてもよい。   In addition, for example, in the time zone from sunset to sunrise when the solar power generation system 151 does not generate power, or in the case of cloudy weather or rainy weather, it may be determined that the power purchase state is unconditionally.

さらに、以上の説明では、発電電圧vpを定数とする例を示したが、例えば、太陽光発電システム151から発電電圧vpの測定値を取得して、各種の演算に用いるようにしてもよい。   Furthermore, in the above description, an example in which the power generation voltage vp is a constant is shown. However, for example, a measurement value of the power generation voltage vp may be acquired from the solar power generation system 151 and used for various calculations.

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。   In addition, in the embodiment of the present invention, in addition to solar power generation, any type of private power generation device such as wind power generation, diesel power generation, and fuel cell can be employed.

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。   Furthermore, the present invention can be applied to power systems of various facilities including private power generation devices such as buildings, factories, commercial facilities, and public facilities, in addition to general homes.

[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。
[Computer configuration example]
The series of processes of the detection device 112 and the detection device 311 described above can be executed by hardware or can be executed by software. When a series of processing is executed by software, a program constituting the software is installed in the computer. Here, the computer includes, for example, a general-purpose personal computer capable of executing various functions by installing various programs by installing a computer incorporated in dedicated hardware.

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。   FIG. 18 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of a computer that executes the above-described series of processes using a program.

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。   In a computer, a CPU (Central Processing Unit) 401, a ROM (Read Only Memory) 402, and a RAM (Random Access Memory) 403 are connected to each other by a bus 404.

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。   An input / output interface 405 is further connected to the bus 404. An input unit 406, an output unit 407, a storage unit 408, a communication unit 409, and a drive 410 are connected to the input / output interface 405.

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。   The input unit 406 includes a keyboard, a mouse, a microphone, and the like. The output unit 407 includes a display, a speaker, and the like. The storage unit 408 includes a hard disk, a nonvolatile memory, and the like. The communication unit 409 includes a network interface. The drive 410 drives a removable medium 411 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory.

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。   In the computer configured as described above, the CPU 401 loads, for example, a program stored in the storage unit 408 to the RAM 403 via the input / output interface 405 and the bus 404 and executes the program, and the series described above. Is performed.

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。   The program executed by the computer (CPU 401) can be provided by being recorded on a removable medium 411 as a package medium, for example. The program can be provided via a wired or wireless transmission medium such as a local area network, the Internet, or digital satellite broadcasting.

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。   In the computer, the program can be installed in the storage unit 408 via the input / output interface 405 by attaching the removable medium 411 to the drive 410. The program can be received by the communication unit 409 via a wired or wireless transmission medium and installed in the storage unit 408. In addition, the program can be installed in the ROM 402 or the storage unit 408 in advance.

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。   The program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.

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。   Further, in the present specification, the term “system” means an overall apparatus composed of a plurality of apparatuses and means.

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。   Furthermore, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

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
124 通信部
131 変換部
132 判定値算出部
133 潮流方向検出部(検出手段)
134 電力算出部(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
301 電力監視システム
311 検出装置
321 演算部
331 判定値算出部
332 商用電力状態検出部
333 電力算出部
351,352 変流器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Power monitoring system 111p, 111c Current transformer 112 Detection apparatus 121p, 121c Measurement part 122 Operation part 123 Display part 124 Communication part 131 Conversion part 132 Determination value calculation part 133 Tidal current direction detection part (detection means)
134 Power calculation unit (calculation means)
151 Solar power generation system (power generation means)
152 Commercial Power Supply 153 Load 162 PV Controller 301 Power Monitoring System 311 Detection Device 321 Calculation Unit 331 Determination Value Calculation Unit 332 Commercial Power State Detection Unit 333 Power Calculation Unit 351, 352 Current Transformer

Claims (11)

商用電源からの第1の電力系統、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、および、前記商用電源および前記発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電力の状態を検出する検出装置において、
前記第1の電力系統、前記第2の電力系統、および、前記第3の電力系統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の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出手段と、
前記第2の電力系統の電圧と電流の位相差、および、前記第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、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、前記第3の電力系統の第3の電流を算出する算出手段と
を備える検出装置。
A first power system from a commercial power supply, a second power system from a power generation means for supplying power of the same frequency as the commercial power supply, and a third power supply supplied from the commercial power supply and the power generation means In the detection device for detecting the power state of the power system,
A first current transformer that measures a first current on the first power system side from a connection point of the first power system, the second power system, and the third power system;
A second current transformer for measuring a second current on the second power system side from the connection point;
Detecting means for detecting a power flow direction of the first power system;
The phase difference between the voltage and current of the second power system and the voltage and current phase difference of the third power system are set to predetermined values, the measured value of the first current, the second A detection apparatus comprising: a calculation unit that calculates a third current of the third power system based on a measured current value and a power flow direction of the first power system.
前記算出手段は、前記第1の電力系統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場合、前記第2の電力系統の前記位相差の設定値および前記第3の電力系統の前記位相差の設定値を用いて前記第3の電流から前記第2の電流の測定値を減算した値が前記第1の電流の測定値となるように前記第3の電流を算出し、前記第1の電力系統の潮流方向が前記商用電源に電力を供給する方向である場合、前記第2の電力系統の前記位相差の設定値および前記第3の電力系統の前記位相差の設定値を用いて前記第2の電流の測定値から前記第3の電流を減算した値が前記第1の電流の測定値となるように前記第3の電流を算出する
請求項1に記載の検出装置。
When the power flow direction of the first power system is a direction in which power is supplied from the commercial power source, the calculating means is configured to set the phase difference set value of the second power system and the third power system. Calculating the third current so that a value obtained by subtracting the measured value of the second current from the third current using the set value of the phase difference becomes the measured value of the first current; When the flow direction of the first power system is a direction of supplying power to the commercial power supply, the set value of the phase difference of the second power system and the set value of the phase difference of the third power system The detection device according to claim 1, wherein the third current is calculated such that a value obtained by subtracting the third current from a measured value of the second current is a measured value of the first current.
前記算出手段は、前記第2の電流の測定値、前記第3の電流、前記第2の電力系統の前記位相差の設定値、および、前記第3の電力系統の前記位相差の設定値により求められる前記第1の電力系統の有効電流と無効電流の2乗和が、前記第1の電流の測定値の2乗と等しくなることから得られる方程式に基づいて、前記第3の電流を算出する
請求項2に記載の検出装置。
The calculation means is configured to determine the measured value of the second current, the third current, the set value of the phase difference of the second power system, and the set value of the phase difference of the third power system. The third current is calculated based on an equation obtained from the fact that the square sum of the effective current and reactive current of the first power system to be obtained is equal to the square of the measured value of the first current. The detection device according to claim 2.
前記算出手段は、前記第3の電流の算出値が虚数になる場合、前記第2の電力系統の前記位相差の設定値および前記第3の電力系統の前記位相差の設定値のうちの少なくとも一方を小さくして、前記第3の電流を再計算する
請求項3に記載の検出装置。
When the calculated value of the third current is an imaginary number, the calculating means includes at least one of the set value of the phase difference of the second power system and the set value of the phase difference of the third power system. The detection device according to claim 3, wherein one of the third currents is reduced and the third current is recalculated.
前記算出手段は、前記第2の電流の測定値、前記第3の電流の算出値、前記第2の電力系統の前記位相差の設定値、および、前記第3の電力系統の前記位相差の設定値に基づいて、前記第1の電力系統の有効電流を算出し、前記第1の電力系統の電圧の設定値および前記有効電流の算出値に基づいて、前記第1の電力系統の有効電力を算出する
請求項3に記載の検出装置。
The calculation means includes the measured value of the second current, the calculated value of the third current, the set value of the phase difference of the second power system, and the phase difference of the third power system. An active current of the first power system is calculated based on a set value, and an active power of the first power system is calculated based on a set value of the voltage of the first power system and a calculated value of the active current. The detection device according to claim 3.
前記算出手段は、前記第3の電力系統の電圧の設定値、前記第3の電流の算出値、および、前記第3の電力系統の前記位相差の設定値に基づいて、前記第3の電力系統の有効電力を算出する
請求項1乃至5のいずれかに記載の検出装置。
The calculation means is configured to output the third power based on a set value of the voltage of the third power system, a calculated value of the third current, and a set value of the phase difference of the third power system. The detection device according to claim 1, wherein active power of the system is calculated.
前記検出手段は、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し、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
請求項1乃至5のいずれかに記載の検出装置。
The detection means calculates a determination value based on a multiplication value of the measurement value of the first current and the measurement value of the second current, and based on the determination value, the power of the first power system is calculated. The detection device according to any one of claims 1 to 5, which detects a tidal direction.
商用電源からの第1の電力系統、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、および、前記商用電源および前記発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電力の状態を検出する検出装置が、
前記第1の電力系統、前記第2の電力系統、および、前記第3の電力系統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の電力系統の電力の潮流方向を検出する検出ステップと、
前記第2の電力系統の電圧と電流の位相差、および、前記第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、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、前記第3の電力系統の第3の電流を算出する算出ステップと
を含む検出方法。
A first power system from a commercial power supply, a second power system from a power generation means for supplying power of the same frequency as the commercial power supply, and a third power supply supplied from the commercial power supply and the power generation means A detection device that detects the power state of the power system,
Measuring a first current by a first current transformer on the first power system side from a connection point of the first power system, the second power system, and the third power system, A measurement step of measuring a second current by a second current transformer on the second power system side from a connection point;
A detection step of detecting a power flow direction of the first power system;
The phase difference between the voltage and current of the second power system and the voltage and current phase difference of the third power system are set to predetermined values, the measured value of the first current, the second And a calculating step of calculating a third current of the third power system based on a measured current value and a power flow direction of the first power system.
商用電源からの第1の電力系統の潮流方向を検出する検出手段と、
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の電力系統の電圧と電流の位相差、および、前記商用電源および前記発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、前記第1の電力系統、前記第2の電力系統、および、前記第3の電力系統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、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、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、前記第3の電力系統の第3の電流を算出する算出手段と
を備える検出装置。
Detecting means for detecting a flow direction of the first power system from the commercial power source;
The phase difference between the second power system voltage and current from the power generation means for supplying electric power having the same frequency as the commercial power source, and a third power system Ru supplied with electric power from the commercial power source and the power generating means The phase difference between the voltage and current is set to a predetermined value, and the first power system side of the first power system, the second power system, and the third power system is connected to the first power system. A measured value of a first current measured by a first current transformer, a measured value of a second current measured by a second current transformer on the second power system side from the connection point, and A detection device comprising: calculation means for calculating a third current of the third power system based on a power flow direction of the first power system.
電力の状態を検出する検出装置が、
商用電源からの第1の電力系統の潮流方向を検出する検出ステップと、
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の電力系統の電圧と電流の位相差、および、前記商用電源および前記発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、前記第1の電力系統、前記第2の電力系統、および、前記第3の電力系統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、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、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、前記第3の電力系統の第3の電流を算出する算出ステップと
を含む検出方法。
A detection device that detects the state of power,
A detection step of detecting a flow direction of the first power system from the commercial power source;
The phase difference between the second power system voltage and current from the power generation means for supplying electric power having the same frequency as the commercial power source, and a third power system Ru supplied with electric power from the commercial power source and the power generating means The phase difference between the voltage and current is set to a predetermined value, and the first power system side of the first power system, the second power system, and the third power system is connected to the first power system. A measured value of a first current measured by a first current transformer, a measured value of a second current measured by a second current transformer on the second power system side from the connection point, and And a calculating step of calculating a third current of the third power system based on a power flow direction of the first power system.
商用電源からの第1の電力系統の潮流方向を検出する検出ステップと、
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の電力系統の電圧と電流の位相差、および、前記商用電源および前記発電手段からの電力の供給を受ける第3の電力系統の電圧と電流の位相差を所定の値に設定し、前記第1の電力系統、前記第2の電力系統、および、前記第3の電力系統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、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、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、前記第3の電力系統の第3の電流を算出する算出ステップと
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。
A detection step of detecting a flow direction of the first power system from the commercial power source;
The phase difference between the second power system voltage and current from the power generation means for supplying electric power having the same frequency as the commercial power source, and a third power system Ru supplied with electric power from the commercial power source and the power generating means The phase difference between the voltage and current is set to a predetermined value, and the first power system side of the first power system, the second power system, and the third power system is connected to the first power system. A measured value of a first current measured by a first current transformer, a measured value of a second current measured by a second current transformer on the second power system side from the connection point, and A program for causing a computer to execute processing including a calculation step of calculating a third current of the third power system based on a power flow direction of the first power system.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013140111A (en) * 2012-01-06 2013-07-18 Omron Corp Detection device, inspection device, inspection method and program

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6097670B2 (en) * 2013-10-24 2017-03-15 アルプス電気株式会社 Display input device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ202841A (en) * 1981-12-21 1986-03-14 Helionetics Inc Conversion of harmonic and dc power to nominal ac grid frequency power
JPH07336893A (en) * 1994-05-31 1995-12-22 Shinji Norimatsu Device for discriminating fluctuating load current from other load current and measuring fluctuating load current in load fluctuation type single operation preventive device
JP3299499B2 (en) * 1998-02-05 2002-07-08 松下電工株式会社 Solar power system
JP3030813B2 (en) * 1998-05-27 2000-04-10 創和技研サービス株式会社 Standalone operation detection device for private power generation equipment
JP2002095169A (en) * 2000-09-14 2002-03-29 Canon Inc Power device and its control method
JP2004279321A (en) * 2003-03-18 2004-10-07 Sanyo Electric Co Ltd Power-measuring device, reverse power flow detector, and interconnected system power generation plant
JP2007060797A (en) * 2005-08-24 2007-03-08 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Generator protective relay device
JP4705563B2 (en) * 2006-12-20 2011-06-22 株式会社日立製作所 Distribution system state estimation device, state estimation method and program thereof
JP5231744B2 (en) * 2007-02-19 2013-07-10 本田技研工業株式会社 Cogeneration equipment
JP4628386B2 (en) * 2007-03-20 2011-02-09 財団法人電力中央研究所 Distributed power supply operating status detection device, watt-hour meter, and distribution system control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013140111A (en) * 2012-01-06 2013-07-18 Omron Corp Detection device, inspection device, inspection method and program

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