JP6507444B2 - 計測ユニット、プログラム、電力計測方法、分電盤、分電盤システム - Google Patents

Description

本発明は、一般に計測ユニット、プログラム、電力計測方法、分電盤、分電盤システムに関し、より詳細には、電力を計測する際に用いられる計測ユニット、プログラム、電力計測方法、分電盤、分電盤システムに関する。

従来、系統電源からの電力供給が停止している状態で電力の出力が可能である分散型電源が用いられる分電盤システムが知られており、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の分電盤システムは、分散型電源が接続された分電盤（第１分電盤）と、自立分電盤（第２分電盤）とを備える。

第１分電盤は、分岐ブレーカに接続された負荷回路ごとの電力を計測する計測ユニットを備える。計測ユニットは、対応する負荷回路を流れる電流を計測する電流センサを備え、電流センサが計測した電流値と、負荷回路の線間電圧の電圧値とを用いて電力を算出する。

第２分電盤は、平時は、主幹ブレーカを通して第１分電盤から電力を受けるが、系統電源からの給電が停止すると、分散型電源から出力される電力を受ける。

国際公開第２０１４／１６７７８０号

上記従来例のような分電盤システムでは、たとえば第２分電盤の分岐ブレーカに接続された負荷回路の電力を計測する場合、当該負荷回路の線間電圧の電圧値を用いて電力を算出する。しかしながら、第１分電盤と第２分電盤とを繋ぐ配電線に電流が流れることで電圧降下が生じる場合があり、第２分電盤における負荷回路の線間電圧は、第１分電盤における負荷回路の線間電圧との間で電圧差が生じる可能性がある。したがって、上記従来例のような分電盤システムでは、第２分電盤において電力を計測する場合、第１分電盤における電力の計測と比較して、誤差が大きくなる可能性があった。

また、第１分電盤において電力を計測する場合でも、電力メータから第１分電盤までの配電線において電圧降下が生じる場合がある。この場合、第１分電盤において計測された電力と、電力メータで計測された電力との間で誤差が生じる可能性があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされており、電力の計測の誤差を低減することを目的とする。

本発明の計測ユニットは、配電線を介して電力が供給される分電盤において、前記配電線における計測点での電力を計測する計測部を備え、前記計測部は、前記計測点を流れる電流の電流値と、前記計測点における前記配電線の線間電圧の電圧値と、少なくとも前記配電線での電圧降下により規定される補正係数とに基づいて演算することで、前記電力を計測するように構成され、前記計測部は、前記配電線の抵抗を流れる電流の電流値に基づいて前記補正係数を算出することを特徴とする。

本発明のプログラムは、コンピュータを、配電線を介して電力が供給される分電盤において、前記配電線における計測点を流れる電流の電流値と、前記計測点における前記配電線の線間電圧の電圧値と、少なくとも前記配電線での電圧降下により規定される補正係数とに基づいて演算することで、前記計測点での電力を計測し、前記配電線の抵抗を流れる電流の電流値に基づいて前記補正係数を算出する計測部として機能させる。

本発明の電力計測方法は、配電線を介して電力が供給される分電盤において、前記配電線における計測点を流れる電流の電流値と、前記計測点における前記配電線の線間電圧の電圧値とを用いて、計測ユニットにて、少なくとも前記配電線での電圧降下により規定される補正係数に基づいて演算することで、前記計測点での電力を計測し、前記配電線の抵抗を流れる電流の電流値に基づいて前記補正係数を算出する計測処理を有することを特徴とする。

本発明の分電盤は、上記の計測ユニットと、前記計測ユニットを収納する分電盤用キャビネットとを備えることを特徴とする。

本発明の分電盤システムは、上記の計測ユニットと、系統電源からの電力供給を受ける第１分電盤とを備え、前記分電盤は、前記第１分電盤であることを特徴とする。

本発明の分電盤システムは、上記の計測ユニットと、系統電源からの電力供給を受ける第１分電盤と、前記第１分電盤を介して前記系統電源からの電力供給を受け、前記系統電源からの電力供給が停止している期間に分散型電源からの電力供給を受ける第２分電盤とを備え、前記分電盤は、前記第１分電盤および前記第２分電盤のいずれかであることを特徴とする。

本発明の計測ユニットは、電力の計測の誤差を低減することができる。

本発明のプログラムは、電力の計測の誤差を低減することができる。

本発明の電力計測方法は、電力の計測の誤差を低減することができる。

本発明の分電盤は、電力の計測の誤差を低減することができる。

本発明の分電盤システムは、電力の計測の誤差を低減することができる。

実施形態に係る分電盤システムの概略構成図である。 実施形態に係る分電盤システムの等価回路図である。 実施形態に係る計測ユニットの概略ブロック図である。 実施形態に係る分電盤システムであって、第２分電盤を備えない場合の概略構成図である。 実施形態に係る分電盤システムであって、第２分電盤を備えない場合の等価回路図である。

本実施形態の計測ユニット１３（２３）は、図１，２に示すように、配電線７を介して電力が供給される分電盤において、配電線７における計測点８での電力を計測する計測部１３１（２３１）を備える。計測部１３１（２３１）は、電流値ｉ１〜ｉ３と、電圧値ｖ１１，ｖ１２と、補正係数とに基づいて演算することで、電力を計測するように構成されている。

また、本実施形態のプログラムは、コンピュータを、少なくとも計測部１３１（２３１）として機能させるためのプログラムである。計測部１３１（２３１）は、配電線７を介して電力が供給される分電盤において、電流値ｉ１〜ｉ３と、電圧値ｖ１１，ｖ１２と、補正係数とに基づいて演算することで、計測点８での電力を計測する。

また、本実施形態の電力計測方法は、計測処理を有している。計測処理は、配電線７を介して電力が供給される分電盤において、電流値ｉ１〜ｉ３と、電圧値ｖ１１，ｖ１２とを用いて、計測ユニット１３（２３）にて、補正係数に基づいて演算することで、計測点８での電力を計測する処理である。

上述の電流値ｉ１〜ｉ３は、配電線７における計測点８を流れる電流Ｉ１〜Ｉ３の電流値である。また、上述の電圧値ｖ１１，ｖ１２は、計測点８における配電線７の線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値である。また、上述の補正係数は、少なくとも配電線７での電圧降下により規定される。

また、本実施形態の分電盤は、図１に示すように、計測ユニット１３（２３）と、計測ユニット１３（２３）を収納する分電盤用キャビネット１０（２０）とを備える。

また、本実施形態の分電盤システム２００は、図４，図５に示すように、計測ユニット１３と、系統電源６からの電力供給を受ける第１分電盤１とを備える。そして、上記の分電盤は、第１分電盤１である。

また、本実施形態の分電盤システム１００は、図１，図２に示すように、計測ユニット１３，２３と、第１分電盤１と、第２分電盤２とを備える。第２分電盤２は、第１分電盤１を介して系統電源６からの電力供給を受け、系統電源６からの電力供給が停止している期間に分散型電源４からの電力供給を受ける。そして、上記分電盤は、第１分電盤１および第２分電盤２のいずれかである。

＜計測ユニットおよび分電盤システムの構成＞
以下、本実施形態に係る計測ユニット１３（２３）および分電盤システム１００について詳細に説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

また、本実施形態では、第１分電盤１および第２分電盤２が戸建住宅で用いられる場合を例示するが、この例に限らない。すなわち、本実施形態の第１分電盤１および第２分電盤２は、需要家の施設（facility）に設けられており、たとえば集合住宅の各住戸、事務所、店舗、工場などの建物で用いられてもよい。また、以下の説明では、第１分電盤１および第２分電盤２が壁に取り付けられた状態での上下左右（図１の矢印で示す上下左右）を上下左右として規定するが、第１分電盤１および第２分電盤２を取り付ける向きを限定する趣旨ではない。

本実施形態の分電盤システム１００は、図１に示すように、第１分電盤１と、第２分電盤２と、出力切替装置３とを備えている。また、本実施形態の分電盤システム１００は、図１に示すように、第１分電盤１の計測ユニット１３と、第２分電盤２の計測ユニット２３とを備えている。

第１分電盤１は、系統電源６（たとえば商用電源、図２参照）からの電力供給を受ける分電盤である。第１分電盤１は、分電盤用キャビネット１０と、主幹ブレーカ１１と、複数の分岐ブレーカ１２と、計測ユニット１３と、導電バー１４と、２つのセンサブロック１５と、主幹電流センサ１６と、分岐ブレーカ１７とを備える。

第２分電盤２は、第１分電盤１を介して系統電源６からの電力供給を受ける。また、第２分電盤２は、停電などにより系統電源６からの電力供給が停止している期間（以下、単に「停止期間」という）に、分散型電源４からの電力供給を受ける、いわゆる自立分電盤である。第２分電盤２は、分電盤用キャビネット２０と、主幹ブレーカ２１と、複数の分岐ブレーカ２２と、計測ユニット２３と、導電バー２４と、２つのセンサブロック２５と、主幹電流センサ２６とを備える。

ここで、第２分電盤２の基本的な構成は、第１分電盤１の構成と共通している。すなわち、「分電盤用キャビネット２０」は「分電盤用キャビネット１０」に対応し、「主幹ブレーカ２１」は「主幹ブレーカ１１」に対応し、「分岐ブレーカ２２」は「分岐ブレーカ１２」に対応する。また、「計測ユニット２３」は「計測ユニット１３」に対応し、「導電バー２４」は「導電バー１４」に対応し、「センサブロック２５」は「センサブロック１５」に対応する。さらに、「主幹電流センサ２６」は「主幹電流センサ１６」に対応する。

そこで、以下では、第１分電盤１と第２分電盤２とで共通する構成については一括して説明する。また、以下では、第１分電盤１において第２分電盤２とは異なる構成、および第２分電盤２において第１分電盤１とは異なる構成については、それぞれ個別に説明する。

分電盤用キャビネット１０（２０）は、図１に示すように、正面視が横長の長方形状であり、一面が開口した箱状に形成されている。分電盤用キャビネット１０（２０）は、たとえば合成樹脂製である。分電盤用キャビネット１０（２０）は、内部に少なくとも内器としての主幹ブレーカ１１（２１）および複数の分岐ブレーカ１２（２２）を収納する空間を有している。分電盤用キャビネット１０（２０）の開口した一面には、開閉可能な蓋が取り付けられる。なお、蓋は、分電盤用キャビネット１０（２０）に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。分電盤用キャビネット１０（２０）は、たとえば住宅の壁等に取り付けて使用される。

第１分電盤１の主幹ブレーカ１１の一次側端子には、系統電源６の単相三線式の引き込み線１１０（図１参照）が電気的に接続されている。また、第２分電盤２の主幹ブレーカ２１の一次側端子には、出力切替装置３からの単相三線式の引き込み線２１０（図１参照）が電気的に接続されている。

主幹ブレーカ１１（２１）の二次側端子には、導電部材からなる導電バー１４（２４）が電気的に接続されている。本実施形態の分電盤システム１００では、配電方式として単相三線式を想定しているので、導電バー１４（２４）としては、中性極（Ｎ相）の導電バーと、第１電圧極（Ｌ１相）の導電バーと、第２電圧極（Ｌ２相）の導電バーとが設けられている。これら３本の導電バーは、いずれも左右方向に長尺である。また、これら３本の導電バーは、主幹ブレーカ１１（２１）の右側に配置され、分電盤用キャビネット１０（２０）に固定されている。なお、図１では、３本の導電バーからなる導電バー１４（２４）を、１本の実線で表現している。

複数の分岐ブレーカ１２（２２）は、図１に示すように、中性極の導電バー（図１では、導電バー１４（２４））の上側と下側とに分かれて配置される。分岐ブレーカ１２（２２）には、１００Ｖ用と２００Ｖ用とがある。１００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、第１電圧極および第２電圧極のいずれかの電圧極の導電バーと、中性極の導電バーとにそれぞれ電気的に接続される。２００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、第１電圧極の導電バーと第２電圧極の導電バーとにそれぞれ電気的に接続される。

分岐ブレーカ１２（２２）の二次側端子には、対応する分岐電路が電気的に接続される。分岐電路には、たとえばテレビ受像機、給湯設備等の機器や、スイッチ装置、コンセント（アウトレット）等の配線器具が負荷として接続される。とくに、第２分電盤２における分岐電路には、停止期間においても動作させておきたい機器が負荷として接続されるのが好ましい。このような機器としては、たとえば照明器具や冷蔵庫、空調装置がある。

分岐ブレーカ１２（２２）は、導電バー１４（２４）を構成する３本の導電バーがそれぞれ差し込まれる３個の差込口を、３本の導電バーとの対向面に有している。ここで、第１電圧極および第２電圧極の導電バーは、複数の分岐ブレーカ１２（２２）の各々に対応する位置において、上方および下方に突出する複数の接続端子をそれぞれ有している。また、分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、３個の差込口のうち２個の差込口内にそれぞれ露出するように設けられている。したがって、分岐ブレーカ１２（２２）は、３個の差込口に３本の導電バーが差し込まれることで、一次側端子が導電バー１４（２４）に電気的に接続される。なお、第１電圧極および第２電圧極の導電バーに対応する差込口には、接続端子が差し込まれる。

本実施形態の分電盤システム１００では、１００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）が導電バー１４（２４）の上側に取り付けられた場合、この分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、第１電圧極の導電バーと中性極の導電バーとに電気的に接続される。また、１００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）が導電バー１４（２４）の下側に取り付けられた場合、この分岐ブレーカ１２（２２）の一次側端子は、第２電圧極の導電バーと中性極の導電バーとに電気的に接続される。一方、２００Ｖ用の分岐ブレーカ１２（２２）は、導電バー１４（２４）の上側および下側のいずれに取り付けられた場合でも、その一次側端子が第１電圧極の導電バーと第２電圧極の導電バーとに電気的に接続される。

計測ユニット１３（２３）は、図１に示すように、分電盤用キャビネット１０（２０）に収納されている。言い換えれば、本実施形態の第１分電盤１（第２分電盤２）は、計測ユニット１３（２３）と、計測ユニット１３（２３）を収納する分電盤用キャビネット１０（２０）とを備えている。

計測ユニット１３（２３）は、図１に示すように、２Ｐ２Ｅ（極数２、素子数２）型の電源用分岐ブレーカ１２０（２２０）の二次側端子に電気的に接続されている。電源用分岐ブレーカ１２０（２２０）は、分岐ブレーカ１２（２２）と同様に３個の差込口を有しており、３個の差込口に３本の導電バーが差し込まれることで、一次側端子が導電バー１４（２４）に電気的に接続される。ただし、電源用分岐ブレーカ１２０（２２０）の一次側端子は、分岐ブレーカ１２（２２）とは異なり、第１電圧極の導電バーと、第２電圧極の導電バーと、中性極の導電バーとに電気的に接続される。

計測ユニット１３（２３）は、電源用分岐ブレーカ１２０（２２０）を介して供給される電力により動作する。なお、計測ユニット１３（２３）は、供給される電力により充電可能なバッテリを補助電源として備えていてもよい。また、計測ユニット１３（２３）は、電源用分岐ブレーカ１２０（２２０）を介して、主幹ブレーカ１１（２１）の二次側の電路（単相三線式の配電線７（図２参照））から線間電圧を計測する。以下の説明では、特に断りのない限り、線間電圧はＬ１相−Ｎ相間の電圧と、Ｌ２相−Ｎ相間の電圧と、Ｌ１相−Ｌ２相間の電圧とをいう。

また、計測ユニット１３（２３）は、２つのセンサブロック１５（２５）に電気的に接続されている。そして、計測ユニット１３（２３）は、計測した線間電圧の電圧値データを信号として各センサブロック１５（２５）に出力する機能を有している。

本実施形態の分電盤システム１００では、計測ユニット１３（２３）と２つのセンサブロック１５（２５）との間は有線で通信を行っているが、無線で通信を行ってもよい。この場合、計測ユニット１３（２３）と２つのセンサブロック１５（２５）との間の電線は不要である。

さらに、計測ユニット１３（２３）には、分岐ブレーカ１２（２２）に電気的に接続される分岐電路以外の増設回路で電流を計測するための電流センサが接続可能である。本実施形態の分電盤システム１００では、カレントトランスからなる主幹電流センサ１６（２６）を主幹ブレーカ１１（２１）の引き込み線１１０（２２０）に設けている。

２つのセンサブロック１５（２５）は、図１に示すように、導電バー１４（２４）の上側および下側にそれぞれ分かれて配置されている。センサブロック１５（２５）は、複数の分岐ブレーカ１２（２２）の各々に接続された負荷（分岐電路）で消費される電力を個別に計測するように構成されている。センサブロック１５（２５）は、複数の分岐電流センサ１５０（２５０）を備えている。分岐電流センサ１５０（２５０）は、対応する負荷（分岐電路）を流れる負荷電流を計測するように構成されている。本実施形態の分電盤システム１００では、分岐電流センサ１５０（２５０）は、ロゴスキコイルを用いて負荷電流を計測するように構成されている。もちろん、分岐電流センサ１５０（２５０）は、ロゴスキコイルの他に、たとえばＧＭＲ（Giant Magnetic Resistances）素子などの磁気抵抗素子やシャント抵抗、カレントトランス、ホール素子などを用いて負荷電流を計測する構成であってもよい。なお、分岐電流センサ１５０（２５０）は、分岐ブレーカ１２（２２）の各々に設けられていてもよい。

センサブロック１５（２５）は、複数の分岐電流センサ１５０（２５０）の各々で計測された負荷電流の電流値と、計測ユニット１３（２３）から取得した線間電圧の電圧値とを用いて演算することで、負荷（分岐電路）ごとの瞬時電力や有効電力を計測する。

第１分電盤１は、第２分電盤２とは異なり、分岐ブレーカ１７をさらに備えている。分岐ブレーカ１７は、３Ｐ３Ｅ（極数３、素子数３）型のブレーカで、一次側端子が導電バー１４に電気的に接続されている（図１参照）。分岐ブレーカ１７の二次側端子は、出力切替装置３を介して、第２分電盤２の主幹ブレーカ２１の一次側端子に電気的に接続される。

出力切替装置３は、たとえば電磁リレーなどの電流容量の大きい接点を備えるリレーである。出力切替装置３は、図１に示すように、第１接点３１と、第２接点３２と、第３接点３３とを備えている。第１接点３１は、第２分電盤２の主幹ブレーカ２１の一次側端子に電気的に接続されている。第２接点３２は、第１分電盤１の分岐ブレーカ１７の二次側端子に電気的に接続されている。第３接点３３は、分散型電源４の出力端子に電気的に接続されている。

出力切替装置３は、分散型電源４から与えられる制御信号により、第１出力状態と第２出力状態とを択一的に切り替えるように構成されている。第１出力状態は、第１接点３１と第２接点３２とが電気的に接続されている状態である。言い換えれば、第１出力状態は、系統電源６が第２分電盤２に電力を供給している状態である。第２出力状態は、第１接点３１と第３接点３３とが電気的に接続されている状態である。言い換えれば、第２出力状態は、分散型電源４が第２分電盤２に電力を供給している状態である。

出力切替装置３は、系統電源６から電力が供給されている定常時（以下、単に「定常時」という）においては、第１出力状態を維持する。そして、出力切替装置３は、停止期間においては、分散型電源４から制御信号を与えられることで、第１出力状態から第２出力状態に切り替わる。なお、系統電源６が停電などから復旧すると、出力切替装置３は、分散型電源４から制御信号を与えられることで、第２出力状態から第１出力状態に切り替わる。

その他、出力切替装置３は、分散型電源４からの制御信号に依らず、第１出力状態と第２出力状態とを択一的に切り替える構成であってもよい。たとえば、出力切替装置３は、定常時においては、通電により第１出力状態を維持し、系統電源６からの電力供給が停止して通電が切れると第２出力状態に切り替わる構成であってもよい。

分散型電源４は、たとえば燃料電池やガス発電装置、蓄電装置などの電力系統への逆潮流が許容されていない電源である。また、分散型電源４は、たとえば太陽光発電装置や風力発電装置などの電力系統への逆潮流が許容されている電源であってもよい。この場合、分散型電源４は、一次連系ブレーカを介して電力系統に電気的に接続することで、系統連系を行うように構成されているのが好ましい。

また、本実施形態の分電盤システム１００では、図１に示すように、第１分電盤１の主幹ブレーカ１１の一次側端子に電力メータ５が電気的に接続されている。電力メータ５は、いわゆるスマートメータであって、需要家の施設で使用される電力を計測するように構成されている。また、電力メータ５は、配電線７に電気的に接続されているコンセントレータとの間で通信を行うことにより、遠隔検針を可能とするように構成されている。

＜電圧降下の影響＞
ここで、定常時においては、第２分電盤２が系統電源６から電力供給を受けているため、第１分電盤１と第２分電盤２とを繋ぐ配電線７に電流が流れる。具体的には、第１分電盤１の分岐ブレーカ１７から出力切替装置３までの配電線７や、出力切替装置３から第２分電盤２の主幹ブレーカ２１までの配電線７などに電流が流れる。これらの配電線７は、第１分電盤１と第２分電盤２との間の距離にも依るが、基本的に長くなるため、抵抗が大きくなる。そして、出力切替装置３の第１接点３１および第２接点３２の接触抵抗を含めて、配電線７の抵抗が大きくなることから、配電線７に電流が流れることによる電圧降下も大きくなる。なお、配電線７の抵抗とは、言い換えれば配電線７のインピーダンスである。

そして、上記の電圧降下が生じることにより、第１分電盤１で計測する線間電圧の電圧値と、第２分電盤２で計測する線間電圧の電圧値との間に誤差が生じ得る。つまり、第１分電盤１における電力の計測と、第２分電盤２における電力の計測との間にも誤差が生じ得るという問題がある。

また、電力メータ５と第１分電盤１とを繋ぐ配電線７においても、抵抗があることから電圧降下が生じる。このため、電圧降下が生じることにより、電力メータ５で計測する線間電圧の電圧値と、第１分電盤１で計測する線間電圧の電圧値との間にも誤差が生じ得る。そして、電力メータ５における電力の計測と、第１分電盤１における電力の計測との間にも誤差が生じ得るという問題がある。

そこで、本実施形態の計測ユニット１３（２３）は、補正係数を用いた演算により電力を計測することで、上記の問題を解決している。以下、具体的に説明する。

＜電力の計測＞
本実施形態の計測ユニット１３（２３）は、図１に示すように計測部１３１（２３１）を備えている。計測部１３１（２３１）は、配電線７（図２参照）を介して電力が供給される第１分電盤１（第２分電盤２）において、配電線７における計測点８（図２参照）での電力を計測する。また、計測部１３１（２３１）は、主幹電流センサ１６（２６）で計測された電流値と、計測した線間電圧の電圧値と、補正係数とを用いて演算することで、主幹ブレーカ１１（２１）を通して供給される電力（瞬時電力や有効電力）を計測する。言い換えれば、計測部１３１（２３１）は、計測点８を流れる電流の電流値と、計測点８における配電線７の線間電圧の電圧値と、少なくとも配電線７での電圧降下により規定される補正係数とに基づいて演算することで、電力を計測するように構成されている。

以下、配電線７および計測点８、補正係数について説明しつつ、本実施形態の計測ユニット１３（２３）による電力の計測について図１，２を用いて説明する。ここでは、一例として第２分電盤２の計測ユニット２３による電力の計測について説明する。なお、図２は、本実施形態の分電盤システム１００の等価回路を表している。

配電線７は、系統電源６から第１分電盤１や第２分電盤２に電力を供給するための電路である。配電線７は、系統電源６と第１分電盤１および第２分電盤２とを繋ぐ電線を含む。また、配電線７は、たとえば引き込み線１１０，２１０や導電バー１４，２４を含む。さらに、配電線７は、出力切替装置３を介して分岐ブレーカ１７と主幹ブレーカ２１とを繋ぐ電線などを含む。本実施形態の分電盤システム１００では、既に述べたように単相三線式を想定しているため、配電線７は、第１配電線７１と、第２配電線７２と、第３配電線７３とで構成されている。第１配電線７１は、系統電源６の第１電圧極（Ｌ１相）に電気的に接続されている。第２配電線７２は、系統電源６の第２電圧極（Ｌ２相）に電気的に接続されている。第３配電線７３は、系統電源６の中性極（Ｎ相）に電気的に接続されている。

計測点８は、配電線７において電力を計測する箇所をいう。ここでは、第２分電盤２の計測ユニット２３による電力の計測について説明しているので、計測点８は、図２に示すように第２分電盤２に設けられている。計測点８は、第１計測点８１と、第２計測点８２と、第３計測点８３とで構成されている。第１計測点８１は、第１配電線７１における計測点である。第２計測点８２は、第２配電線７２における計測点である。第３計測点８３は、第３配電線７３における計測点である。

なお、図２に示す‘１２１’は、第１分電盤１において第１配電線７１と第３配電線７３との間に電気的に接続されている全ての負荷を表す。また、図２に示す‘１２２’は、第１分電盤１において第２配電線７２と第３配電線７３との間に電気的に接続されている全ての負荷を表す。同様に、図２に示す‘２２１’は、第２分電盤２において第１配電線７１と第３配電線７３との間に電気的に接続されている全ての負荷を表す。また、図２に示す‘２２２’は、第２分電盤２において第２配電線７２と第３配電線７３との間に電気的に接続されている全ての負荷を表す。

また、図２に示す‘Ｒ１’〜‘Ｒ３’は、それぞれ第１〜第３配電線７１〜７３の抵抗を表している。ここでは、抵抗Ｒ１は、電力メータ５から第１計測点８１までの第１配電線７１の抵抗である。また、抵抗Ｒ２は、電力メータ５から第２計測点８２までの第２配電線７２の抵抗である。さらに、抵抗Ｒ３は、電力メータ５から第３計測点８３までの第３配電線７３の抵抗である。

また、図２に示す‘Ｉ１’〜‘Ｉ３’は、それぞれ第１〜第３計測点８１〜８３を流れる電流を表している。ここでは、計測点８を流れる電流Ｉ１〜Ｉ３の電流値は、主幹電流センサ１６で計測した電流値である。

さらに、図２に示す‘Ｖ１’，‘Ｖ２’は、それぞれ電力メータ５で計測するＬ１相−Ｎ相間の線間電圧と、Ｌ２相−Ｎ相間の線間電圧とを表している。図２に示す‘Ｖ１１’は、計測点８（第１計測点８１、第３計測点８３）における配電線７の線間電圧（Ｌ１相−Ｎ相間）を表している。また、図２に示す‘Ｖ１２’は、計測点８（第２計測点８２、第３計測点８３）における配電線７の線間電圧（Ｌ２相−Ｎ相間）を表している。ここでは、計測点８における配電線７の線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値は、計測ユニット１３（２３）が電源用分岐ブレーカ１２０（２２０）を介して計測した電圧値である。

以下、補正係数の求め方について説明する。以下の説明では、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値をそれぞれ‘ｒ１’〜‘ｒ３’、電流Ｉ１〜Ｉ３の電流値をそれぞれ‘ｉ１’〜‘ｉ３’とする。また、線間電圧Ｖ１，Ｖ２の電圧値をそれぞれ‘ｖ１’，‘ｖ２’、線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値をそれぞれ‘ｖ１１’，‘ｖ１２’とする。ここでは、電流値ｉ１〜ｉ３および電圧値ｖ１，ｖ２，ｖ１１，ｖ１２は、いずれも実効値である。

電力メータ５で計測する線間電圧Ｖ１，Ｖ２と、計測点８で計測する線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２との関係式は、以下の数式（１）〜（３）で表される。

v1−(r1・i1＋r3・i3)＝v11 …（１）
v2−(r2・i2＋r3・i3)＝v12 …（２）
i3＝i1−i2 …（３）
ここで、任意の時刻ｔ１において計測ユニット２３で計測した線間電圧Ｖ１１の電圧値ｖ１１が９４〔Ｖ〕、線間電圧Ｖ１２の電圧値ｖ１２が９７〔Ｖ〕であるとする。また、時刻ｔ１において主幹電流センサ１６が計測した電流Ｉ１の電流値ｉ１が１５〔Ａ〕、電流Ｉ２の電流値ｉ２が５〔Ａ〕であるとする。

これらの値を数式（１）〜（３）に代入することで、以下の数式（４），（５）が得られる。

v1−15・r1−10・r3＝94 …（４）
v2−5・r2−10・r3＝97 …（５）
また、上記の時刻ｔ１とは異なる任意の時刻ｔ２（ｔ２≠ｔ１）において、計測ユニット２３で計測した線間電圧Ｖ１１の電圧値ｖ１１が９４．５〔Ｖ〕、線間電圧Ｖ１２の電圧値ｖ１２が９４．５〔Ｖ〕であるとする。また、時刻ｔ２において主幹電流センサ１６が計測した電流Ｉ１の電流値ｉ１が２０〔Ａ〕、電流Ｉ２の電流値ｉ２が１５〔Ａ〕であるとする。

これらの値を数式（１）〜（３）に代入することで、以下の数式（６），（７）が得られる。

v1−20・r1−5・r3＝94.5 …（６）
v2−15・r2−5・r3＝94.5 …（７）
さらに、上記の時刻ｔ１，ｔ２とは異なる任意の時刻ｔ３（ｔ３≠ｔ１，ｔ２）において、計測ユニット２３で計測した線間電圧Ｖ１１の電圧値ｖ１１が９４〔Ｖ〕、線間電圧Ｖ１２の電圧値ｖ１２が９５．６〔Ｖ〕であるとする。また、時刻ｔ３において主幹電流センサ１６が計測した電流Ｉ１の電流値ｉ１が１８〔Ａ〕、電流Ｉ２の電流値ｉ２が１０〔Ａ〕であるとする。

これらの値を数式（１）〜（３）に代入することで、以下の数式（８），（９）が得られる。

v1−18・r1−8・r3＝94 …（８）
v2−10・r2−8・r3＝95.6 …（９）
これら数式（４）〜（９）の連立方程式を解くことで、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を求めることができる。ここでは、抵抗値ｒ１が０．２〔Ω〕、抵抗値ｒ２が０．３〔Ω〕、抵抗値ｒ３が０．４〔Ω〕となる。なお、上記の説明では、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間は短いため、電力メータ５で計測する線間電圧Ｖ１，Ｖ２は変動しないと仮定している。

つまり、計測部２３１は、任意の時刻ｔ１〜ｔ３の各々において、計測点８を流れる電流Ｉ１〜Ｉ３の電流値ｉ１〜ｉ３と、計測点８における配電線７の線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値ｖ１１，ｖ１２とを計測する。そして、計測部２３１は、電流値ｉ１〜ｉ３と、電圧値ｖ１１，ｖ１２とに基づいて、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を算出する。

そして、これらの抵抗値ｒ１〜ｒ３を用いることで、計測点８における配電線７の線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値ｖ１１，ｖ１２を、電力メータ５で計測する線間電圧Ｖ１，Ｖ２の電圧値ｖ１，ｖ２に補正することができる。具体的には、電圧値ｖ１，ｖ２は、数式（１）〜（３）に電流値ｉ１〜ｉ３と、電圧値ｖ１１，ｖ１２と、抵抗値ｒ１〜ｒ３とを代入することで算出される。

つまり、ここでは、補正係数は、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３である。そして、計測部２３１は、電流値ｉ１〜ｉ３と、電圧値ｖ１１，ｖ１２とに基づいて抵抗値ｒ１〜ｒ３を算出するように構成されている。このため、計測部２３１は、たとえば施工時に補正係数を予め設定せずとも、補正係数を自動的に算出することができる。

なお、出力切替装置３の第１接点３１および第２接点３２の接触抵抗は、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３と比較して電圧降下への影響が小さい。このため、ここでは、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を補正係数として用いている。

また、ここでは、任意の３つの時刻ｔ１〜ｔ３で計測を行っているが、さらに多くの時刻で計測を行ってもよい。この場合、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３をより精度良く算出することができる。

また、計測部２３１は、これらの抵抗値ｒ１〜ｒ３を用いて演算することで、計測点８での電力（瞬時電力や有効電力）を計測することができる。たとえば、計測点８（第１計測点８１、第３計測点８３）での有効電力の電力値ｗ１、および計測点８（第２計測点８２、第３計測点８３）での有効電力の電力値ｗ２は、以下の数式（１０），（１１）で表される。なお、数式（１０），（１１）は、力率を１００％とした場合の有効電力の電力値ｗ１，ｗ２を表している。

w1＝v1・i1＝(v11＋r1・i1＋r3・i3)・i1 …（１０）
w2＝v2・i2＝(v12＋r2・i2＋r3・i3)・i2 …（１１）
そして、電力値ｗ１，ｗ２は、数式（１０），（１１）に電流値ｉ１〜ｉ３と、電圧値ｖ１１，ｖ１２と、抵抗値ｒ１〜ｒ３とを代入することで算出される。

以上、第２分電盤２の計測ユニット２３の計測部２３１による電力の計測について説明したが、第１分電盤１の計測ユニット１３の計測部１３１による電力の計測についても同様である。計測部１３１による電力の計測については、図２に示す第２分電盤２に設けられた計測点８を、第１分電盤１に設ければよい。

＜効果＞
上述のように、本実施形態の計測ユニット１３（２３）では、計測部１３１（２３１）は、補正係数を用いて演算することで計測点８での電力を計測する。このため、計測部１３１（２３１）は、少なくとも配電線７での電圧降下分を補正した上で計測点８での電力を計測することから、第１分電盤１における電力の計測と、第２分電盤２における電力の計測との間の誤差を低減することができる。同様に、計測部１３１（２３１）は、電力メータ５における電力の計測と、第１分電盤１（第２分電盤２）における電力の計測との間の誤差を低減することができる。

また、本実施形態の分電盤システム１００では、既に述べたように、負荷（分岐電路）ごとの電力をセンサブロック１５（２５）が計測している。このため、センサブロック１５（２５）は、上述の補正された線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値ｖ１１，ｖ１２を取得することで、計測部１３１（２３１）での電力の計測と同様に、負荷ごとの電力の計測の誤差を低減することができる。

なお、本実施形態の計測部１３１（２３１）は、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を補正係数として算出しているが、補正係数を抵抗値ｒ１〜ｒ３に限定する趣旨ではない。

また、本実施形態の計測ユニット１３（２３）の計測部１３１（２３１）は、電力を計測する構成であるが、計測した電力に基づいて電力量も計測する構成であってもよい。センサブロック１５（２５）も、計測した電力に基づいて電力量を計測する構成であってもよい。

なお、施工時に補正係数を演算する場合であれば、計測部１３１（２３１）は、たとえば配電線７を流していない状態で線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値ｖ１１，ｖ１２を計測してもよい。この場合、配電線７に電流が流れていないことから電圧降下が生じず、計測点８での線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値ｖ１１，ｖ１２は、電力メータ５での線間電圧Ｖ１，Ｖ２の電圧値ｖ１，ｖ２にほぼ等しくなる。したがって、これらの電圧値ｖ１１、ｖ１２を電圧値ｖ１，ｖ２として上述の数式（４）〜（７）に代入することで、時刻ｔ３での計測をせずとも補正係数を演算することが可能である。

ところで、たとえば配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３は、温度変化に伴って変化する可能性がある。すなわち、より高い精度で電力を計測するためには、補正係数を適宜更新するのが好ましい。そこで、計測部１３１（２３１）は、計測点８を流れる電流Ｉ１〜Ｉ３の電流値ｉ１〜ｉ３が計測されるときに補正係数を算出するように構成されていてもよい。

具体的には、計測部１３１（２３１）は、電流値ｉ１〜ｉ３を計測する度に（たとえば、５秒ごとに）、上述の数式（４）〜（９）を用いて配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を補正係数として算出する。たとえば、電流値ｉ１〜ｉ３が計測された時刻がｔ３であると仮定する。この場合、計測部１３１（２３１）は、時刻ｔ３での電流値ｉ１〜ｉ３および電圧値ｖ１１，ｖ１２と、時刻ｔ３より前の時刻ｔ１，ｔ２における電流値ｉ１〜ｉ３および電圧値ｖ１１，ｖ１２とを用いて抵抗値ｒ１〜ｒ３を算出する。

この構成では、電流値ｉ１〜ｉ３が計測される度に補正係数が更新されるため、計測部１３１（２３１）は、より高い精度で計測点８での電力を計測することができる。

また、計測部１３１（２３１）は、補正係数を定期的に更新するように構成されていてもよい。具体的には、計測部１３１（２３１）は、一定期間（たとえば、１日や１月）ごとに、上述の数式（４）〜（９）を用いて配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を補正係数として算出する。この構成でも、補正係数が定期的に更新されるため、計測部１３１（２３１）は、より高い精度で計測点８での電力を計測することができる。

ところで、本実施形態の計測ユニット１３（２３）の計測部１３１（２３１）は、補正係数を算出するように構成されているが、他の構成であってもよい。すなわち、補正係数は、算出せずに施工時に予め設定されていてもよい。すなわち、本実施形態の計測ユニット１３（２３）は、たとえば図３に示すように、計測部１３１（２３１）の他に、記憶部１３２（２３２）と、設定部１３３（２３３）とを備えていてもよい。

記憶部１３２（２３２）は、たとえば書き換え可能な半導体メモリで構成され、補正係数を記憶する。ここでは、記憶部１３２（２３２）は、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を補正係数として記憶する。計測部１３１（２３１）は、記憶部１３２（２３２）に記憶された補正係数を用いて演算することで、計測点８での電力を計測する。

設定部１３３（２３３）は、たとえば押釦などのユーザが操作可能なインタフェースにより構成されている。設定部１３３（２３３）は、ユーザの操作により、補正係数を記憶部１３２（２３２）に設定する。ここでは、設定部１３３（２３３）は、ユーザの操作により、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３を補正係数として記憶部１３２（２３２）に設定する。

ここで、配電線７の単位長あたりの抵抗値は、配電線７の種類により予め定まっている。したがって、設定部１３３（２３３）は、施工時において、使用した配電線７の単位長あたりの抵抗値と、配電線７の長さとに基づいて抵抗値ｒ１〜ｒ３を記憶部１３２（２３２）に設定することができる。なお、配電線７の種類ごとの単位長あたりの抵抗値を予め記憶部１３２（２３２）に記憶させていてもよい。この場合、ユーザは、配電線７の種類を特定できれば、配電線７の単位長あたりの抵抗値を知らなくても補正係数を設定することができる。

また、たとえば単相三線式の配電方式の場合、第１〜第３配電線７１〜７３の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３は、互いに異なっている。したがって、計測点８における相ごと（Ｌ１相−Ｎ相、Ｌ２相−Ｎ相）の電力を精度よく計測するために、抵抗値ｒ１〜ｒ３を補正係数として規定するのが好ましい。本実施形態の分電盤システム１００では、配電線７が複数の電線（第１〜第３配電線７１〜７３）で構成されている。そして、補正係数（配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３）は、複数の電線（第１〜第３配電線７１〜７３）ごとに規定されている。

また、配電線７の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値ｒ１〜ｒ３は、計測点８までの配電線７の長さに応じて変化する。このため、より高い精度で負荷ごとの電力を計測したい場合には、計測点８を負荷ごとに設けるのが好ましい。言い換えれば、計測点８は、配電線７に電気的に接続される複数の負荷の各々に設けられてもよい。

また、分電盤は、他の分電盤を介して系統電源６に電気的に接続されていてもよい。本実施形態の分電盤システム１００では、図１，２に示すように、計測ユニット２３を有する分電盤（第２分電盤２）は、他の分電盤（第１分電盤１）を介して系統電源６に電気的に接続されている。

＜分電盤システムの他の構成＞
ところで、本実施形態の分電盤システム１００は、計測ユニット１３，２３と、第１分電盤１とを備える他に、さらに第２分電盤２を備えているが、他の構成であってもよい。すなわち、本実施形態の分電盤システム２００は、図４に示すように、第２分電盤２を備えずに、（第１分電盤１の）計測ユニット１３と、第１分電盤１とを備えていてもよい。

本実施形態の分電盤システム２００の等価回路を図５に示す。図５に示す等価回路は、出力切替装置３、第２分電盤２を備えていない点、計測点８が第２分電盤２ではなく第１分電盤１に設けられている点を除いて、図２に示す等価回路と同じである。

この分電盤システム２００において、計測ユニット１３の計測部１３１は、上述の計測ユニット２３の計測部２３１と同様に、計測点８での配電線７の線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値ｖ１１，ｖ１２を補正することができる。したがって、計測部１３１は、電力メータ５における電力の計測と、第１分電盤１における電力の計測との間の誤差を低減することができる。

＜プログラムについて＞
ところで、上記の計測ユニット１３（２３）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを備えたコンピュータにプログラムを実行させることにより実現可能である。プログラムは、コンピュータのメモリに予め記憶されていてもよいし、電気通信回線を通して、或いは記録媒体に記録されて提供されてもよい。

このプログラムは、コンピュータを、少なくとも計測部１３１（２３１）として機能させるためのプログラムである。計測部１３１（２３１）は、配電線７を介して電力が供給される第１分電盤１（第２分電盤２）において、電流値ｉ１〜ｉ３と、電圧値ｖ１１，ｖ１２と、補正係数とに基づいて演算することで、計測点８での電力を計測する。

＜電力計測方法について＞
さらに、上記の計測ユニット１３（２３）は、下記の電力計測方法によって電力を計測する。すなわち、この電力計測方法は、計測処理を有している。計測処理は、配電線７を介して電力が供給される第１分電盤１（第２分電盤２）において、電流値ｉ１〜ｉ３と、電圧値ｖ１１，ｖ１２とを用いて、計測ユニット１３（２３）にて、補正係数に基づいて演算することで、計測点８での電力を計測する処理である。

上述の電流値ｉ１〜ｉ３は、配電線７における計測点８を流れる電流Ｉ１〜Ｉ３の電流値である。また、上述の電圧値ｖ１１，ｖ１２は、計測点８における配電線７の線間電圧Ｖ１１，Ｖ１２の電圧値である。また、上述の補正係数は、少なくとも配電線７での電圧降下により規定される。

１００，２００ 分電盤システム
１ 第１分電盤（分電盤）
１０ 分電盤用キャビネット
１３ 計測ユニット
１３１ 計測部
１３２ 記憶部
１３３ 設定部
２ 第２分電盤（分電盤）
２０ 分電盤用キャビネット
２３ 計測ユニット
２３１ 計測部
２３２ 記憶部
２３３ 設定部
７ 配電線
８ 計測点

Claims (13)

1. 配電線を介して電力が供給される分電盤において、前記配電線における計測点での電力を計測する計測部を備え、
   前記計測部は、前記計測点を流れる電流の電流値と、前記計測点における前記配電線の線間電圧の電圧値と、少なくとも前記配電線での電圧降下により規定される補正係数とに基づいて演算することで、前記電力を計測するように構成され、
   前記計測部は、前記配電線の抵抗を流れる電流の電流値に基づいて前記補正係数を算出することを特徴とする計測ユニット。
2. 前記計測部は、前記電流値が計測されるときに前記補正係数を算出するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の計測ユニット。
3. 前記補正係数は、前記配電線の抵抗の抵抗値であり、
   前記計測部は、前記電流値と、前記電圧値とに基づいて前記抵抗値を算出するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の計測ユニット。
4. 前記計測部は、前記補正係数を定期的に更新するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の計測ユニット。
5. 前記補正係数を記憶する記憶部と、
   前記補正係数を前記記憶部に設定する設定部とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の計測ユニット。
6. 前記配電線は、複数の電線から構成され、
   前記補正係数は、前記複数の電線ごとに規定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の計測ユニット。
7. 前記計測点は、前記配電線に電気的に接続される複数の負荷の各々に設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の計測ユニット。
8. 前記分電盤は、他の分電盤を介して系統電源に電気的に接続されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の計測ユニット。
9. コンピュータを、
   配電線を介して電力が供給される分電盤において、前記配電線における計測点を流れる電流の電流値と、前記計測点における前記配電線の線間電圧の電圧値と、少なくとも前記配電線での電圧降下により規定される補正係数とに基づいて演算することで、前記計測点での電力を計測し、前記配電線の抵抗を流れる電流の電流値に基づいて前記補正係数を算出する計測部として機能させるためのプログラム。
10. 配電線を介して電力が供給される分電盤において、前記配電線における計測点を流れる電流の電流値と、前記計測点における前記配電線の線間電圧の電圧値とを用いて、計測ユニットにて、少なくとも前記配電線での電圧降下により規定される補正係数に基づいて演算することで、前記計測点での電力を計測し、前記配電線の抵抗を流れる電流の電流値に基づいて前記補正係数を算出する計測処理を有することを特徴とする電力計測方法。
11. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の計測ユニットと、前記計測ユニットを収納する分電盤用キャビネットとを備えることを特徴とする分電盤。
12. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の計測ユニットと、系統電源からの電力供給を受ける第１分電盤とを備え、
    前記分電盤は、前記第１分電盤であることを特徴とする分電盤システム。
13. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の計測ユニットと、系統電源からの電力供給を受ける第１分電盤と、前記第１分電盤を介して前記系統電源からの電力供給を受け、前記系統電源からの電力供給が停止している期間に分散型電源からの電力供給を受ける第２分電盤とを備え、
    前記分電盤は、前記第１分電盤および前記第２分電盤のいずれかであることを特徴とする分電盤システム。

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