JP2013020498A - 電力シミュレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 一般住宅において新たな負荷を導入するに際して、電流容量等現状の契約内容の変更が必要か、必要であればどのような変更が必要か、判定することができる。
【解決手段】 単相３線式電路１の２本の電圧線Ｌ１，Ｌ２の電流を測定する電流測定装置３と、測定した電流情報を基に新たにＥＶ充電器６を設置した場合の電力使用状況をシミュレートする電力シミュレーション装置５とを備え、電力シミュレーション装置５は、測定した電流データを時刻情報と共に記憶する記憶部１７と、記憶している電流データに対して特定の時間帯を設定して一定の電流値をその時間帯に亘り加算させる操作部１８と、加算した電流値を加味した電流データの時間変化をシミュレートするＣＰＵ１９と、シミュレート結果を表示するモニタ１６とを有し、ＣＰＵ１９は更にシミュレート結果を基に電気料金を演算する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、新たな負荷を設置する際に、契約電流等の電力供給元との電力供給サービスの契約内容を変更する必要があるか前もって把握するための電力シミュレーションシステムに関し、特に一般住宅において例えば電気自動車の充電装置を設置するに際して、現状の契約容量を変更する必要があるかどうか把握するための電力シミュレーションシステムに関する。

性能の向上や環境意識の向上により電気自動車が普及し始めている。電気自動車はハイブリッド自動車とは異なり家庭で充電する必要があるため、電気自動車を購入する場合は充電設備も設置することになる。ところが、電気自動車を充電する際には１０アンペアを超える電流が長時間に亘り流れることが想定されるため、電力供給元へ支払う電気料金を決定するサービス契約の変更を行うのが好ましい場合が発生するが、現状そのような状態をシミュレーションする装置がない。
従来の電気料金シミュレーション装置としては、例えば特許文献１に示すような一般家庭向けに使用電力をシミュレーションして電気料金を算出するシステムがある。この特許文献１では、備えられている家電機器やその使用状況をアンケート形式で入手し、この情報を基に最も安い電力供給サービスをシミュレーションするものである。

特開２００４−１１０２９４号公報

しかしながら上記特許文献１の技術は、判断に使用する既存の電気機器の消費電力や使用時間の情報はアンケートにより入手するため、実際に住戸で消費される電力ではない。そのため、電気自動車充電装置等の新たな負荷を導入する場合に、契約の変更が必要であるか、契約を変更した場合に電気料金はどうなるか高い精度で判断することが難しかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、一般住宅において電気自動車充電装置のような新たな負荷を導入するに際して、電流容量等現状の契約内容の変更が必要か、必要であればどのような変更が必要か、高い精度で判定することができる電力シミュレーションシステムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明に係る電力シミュレーションシステムは、単相３線式電路の２本の電圧線の電流を測定する電流測定手段と、測定した電流データを時刻情報と共に記憶する電流データ記憶手段と、時間帯を設定すると共に、前記設定した時間帯において加算する電流値を設定する条件設定手段と、前記電流データ記憶手段が記憶している電流データに対して、前記設定した電流値を加味した電流データの時間変化をシミュレートするシミュレート手段と、シミュレート結果の電流データと電力供給元との契約電流容量とを比較する比較手段と、シミュレート結果を表示する表示手段とを有することを特徴とする。
この構成によれば、新たな負荷を導入した場合に契約電流容量の変更が必要かどうか、現在の電力使用状況を基に判断できるため、精度の高い判定ができる。そして、導入する負荷設備の電流値や稼働する時間帯を設定できるため、電気自動車等の負荷を導入する際のシミュレーションを高い精度で実施できる。よって、使用電力が契約容量を超えて遮断器が動作するような事態の発生を事前に認識できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記シミュレート結果を基に、１ヶ月単位の電力使用量を演算する電力使用量演算手段を有することを特徴とする。
この構成によれば、新たな負荷設備を導入した場合の電力使用量を前もって知ることができ、対処し易い。

請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、電気料金決定のための電力供給元との電力供給サービスの契約内容を記憶する電力サービス記憶手段と、求めた電力使用量及びシミュレート結果を基に、契約している電力供給サービスでの電気料金を演算する電気料金演算手段を有することを特徴とする。
この構成によれば、新たな負荷を導入した場合に、現状の契約内容での電気料金を把握することができ、対処し易い。

請求項４の発明は、請求項３に記載の構成において、前記電力サービス記憶手段は、電力供給元が提供する複数種類の電力供給サービスを記憶し、前記電気料金演算手段は、前記複数種類の電力供給サービスのそれぞれに対して電気料金を演算することを特徴とする。
この構成によれば、シミュレーション結果から複数の電力供給サービスの電気料金を知ることができるので、最も安い料金となる電力供給サービスを把握できる。よって、現在の契約を継続すれば良いか、変更する場合どのような契約に変更するのがよいか容易に判断でき便利である。

本発明によれば、新たな負荷を導入した場合に契約電流容量の変更が必要かどうか、現在の電力使用状況を基に判断できるため、精度の高い判定ができる。そして、導入する負荷の電流値や供給する時間帯を設定できるため、電気自動車を導入する際のシミュレーションを高い精度で実施でき、使用電力が契約容量を超えて遮断器が動作するような事態の発生を事前に認識できる。

本発明に係る電力シミュレーションシステムの一例を示す構成図である。 シミュレーションの流れを示すフローチャートである。 契約内容を設定する画面図である。 ＥＶ充電器の運転条件を設定する画面図である。 他の電気設備の運転条件を設定する画面図である。 設定されたシミュレーション条件を表示した画面図である。 シミュレーション結果を示す電流変化図である。 シミュレーションによる判定結果を示す画面図である。 電流の測定結果を示す画面図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る電力シミュレーションシステムの一例を示す構成図であり、１は商用電力系統から引き込まれた２本の電圧線Ｌ１，Ｌ２と中性線Ｎから成る単相３線式の電路、２は分電盤、３は変流器４，４により測定した２本の電圧線Ｌ１，Ｌ２の電流値情報をＡ／Ｄ変換して出力する電流測定装置、５は新たな負荷を設置した場合の電力料金等をシミュレートする電力シミュレーション装置、６は電気自動車充電のためのコンセントを備えたＥＶ充電器である。このＥＶ充電器６がこれから設置される負荷であり、ここではＥＶ充電器６が使用された場合の電力の状態をシミュレーション装置５によりシミュレーションする。

尚、分電盤２には、漏電遮断機能を備えた主幹ブレーカ１１、複数の分岐ブレーカ１２，１２，・・が組み込まれ、分岐ブレーカ１２には図示しない電灯や冷蔵庫といった照明設備や家電製品が負荷として接続されている。

電流測定装置３は、複数の変流器接続部（ＣＨ１，ＣＨ２，・・）を有し、変流器４から連続して入力される電流値情報を一定の時間間隔（例えば１秒間隔）でＡ／Ｄ変換し、時刻情報と共に出力する。ここでは、ＣＨ１に一方の電圧線Ｌ１の電流情報が入力され、ＣＨ２に他方の電圧線Ｌ２の電流情報が入力されるとする。

電力シミュレーション装置５は、電流測定装置３から電流データを入手するインターフェース部（ＩＦ）１５、測定した電流データや各種設定内容を表示するＬＣＤから成るモニタ１６、測定した電流データや設定情報等を記憶する記憶部１７、各種設定操作を行うためのキーボードやマウスから成る操作部１８、電力シミュレーション装置５の各部を制御すると共にシミュレーションを実施するＣＰＵ１９等を備えている。
この電力シミュレーション装置５は、例えばパーソナルコンピュータで構成され、新たに導入される負荷に対して動作時間帯や動作電流を設定することで、この電力シミュレーション装置５を使用して電力供給元が提供する複数の電力供給サービスのうち最適なサービスの種類や発生する電力料金のシミュレーションを行う。

以下、具体的なシミュレーションの流れを説明する。図２はシミュレーションのフローチャートを示し、このフローに基づいて説明する。最初に電路１に流れている現状の電流を一定時間測定して電力使用状況を把握する（Ｓ１）。このデータ収集期間は一週間程度に亘り測定するのが好ましいが、１日（２４時間）でも良い。

電流測定装置３により測定された一定期間の電流データは、時刻情報と共に記憶部１７に記憶される。図９はこうして測定された電流データを示している。図９（ａ）は一方の電圧線Ｌ１の測定データ、図９（ｂ）は他方の電圧線Ｌ２の測定データを示し、１週間に亘る測定結果を示している。
こうして現状の電路電流情報を入手したら、操作部１８を操作して現在契約している電力供給元である電力会社を設定し、電気料金を決定するために現在契約している電力供給サービス、及びシミュレーションを行う月を設定する（Ｓ２）。図３の画面図は、電力供給サービスの契約内容の選択画面を示している。ここでは、「時間帯別電灯タイムプラン」サービスの契約が選択され、契約容量は６．０ｋＶＡであることが選択された状態を示し、選択操作により設定される。

尚、電力供給元データ及び電力供給サービスの種類や内容等のデータは、予め電力シミュレーション装置５に記憶されているし、電力供給サービスは石油価格の変動等で頻繁に変更されるため、公衆通信網を介して電力供給元のサーバ等から入手し更新できるよう構成されている。

次に、電流を加算する時間帯や加算値を入力する（Ｓ３）。ここで、導入する負荷設備の動作時間帯、及び動作時の電流が設定される。図４はＥＶ充電器６を設置し、電気自動車を充電する場合を想定した設定画面を示し、具体的に電圧２００Ｖ、２３時から５時までの間稼働し、その間電流１５Ａで充電を行う設定とした状態を示している。
また、図５は同時に空調等の他の設備を併せて起動させる場合の設定画面を示している。ここでは、電圧１００Ｖ、電流１０Ａの機器を設置し、１０時から１６時まで稼働させる場合を想定してシミュレーションする場合を示している。

図４に示すように２００Ｖ負荷に対しては、２本の電圧線Ｌ１，Ｌ２双方の測定電流に対して設定した電流値が加算されてシミュレーションを実施するが、図５に示すように１００Ｖ負荷の場合は、２本の電圧線Ｌ１，Ｌ２のうち１本の電圧線（ここではＣＨ１に設定された一方の電圧線Ｌ１）に対してのみ設定した電流値が加算される。図６はこうして設定された条件の確認画面を示し、電力供給元として「中部電力」が設定され、新たに２種類の負荷を設置して稼働させる内容となっている。

設置する負荷設備の設定が終了したら、シミュレーション処理に入る（Ｓ４）。このとき、加算した電流値が設定された時間帯において測定データに反映され、測定された電流の経時変化に設定された電流値が加算される（Ｓ４１）。
図７は設定した電流を図９に示した実際に測定した電流データに加味した電路１に流れる電流の時間変化を示し、１週間（１月２３日〜１月２９日）の間の電流の変化を示している。図７において、Ｄ１が双方の電圧線Ｌ１，Ｌ２に流れる個々の電流、Ｄ２が双方の電圧線Ｌ１，Ｌ２に流れる電流を合算した電流を示し、この図がモニタ１６に表示される。
また、この図７には現在の契約容量が合わせて表示（電圧１００Ｖとして電流値に換算した値を表示）されており、この表示からシミュレートした電流値と契約容量の関係をモニタ表示から認識できる。

こうして新たな負荷設備の電流を反映させた電流データを作成して最大値が判定され、好ましい契約容量が選択される（Ｓ４２）。このシミュレーションでは、図７から電流データのシミュレーション結果が現状の契約容量を超えることが無いこといがわかる。そして、１ヶ月の電力使用量が求められ、電流供給元が提供する複数の電力供給サービスに対して電気料金が算出される。

電力使用量は、１時間毎の平均電力使用量が演算され、２４時間の電力使用量が演算される。この後、３０倍（１ヶ月を３０日として計算）されて、１ヶ月分の電力使用量が演算される。
尚、１週間の電流データが記憶されている場合は、所定の手順で何れか１日が選択されて電力使用量が演算される。また、１週間の電流データが記憶されている場合は、実際に測定した１週間のデータ全体を使用して１ヶ月の電力使用量を求めても良い。この場合、１時間毎の平均電力使用量を１週間に亘り演算し、１週間の電力使用量を演算した後、この値を４．２８６倍して３０日分を求めて１ヶ月分とすれば良い。

こうして、１ヶ月分の電力使用量が求められると、契約している現状の電力供給サービスに加えて提供されている他の複数の電力供給サービス内容に従い電力使用料金が演算される。そして、この料金に基本料金が加算されて電気料金計が計算され（Ｓ４３）、演算結果は、図８に示すようにモニタ１６に表示される（Ｓ５）。
このシミュレーションでは、電流データのシミュレーション結果が現状の契約容量を超えることが無いため、図８に示すように現在の契約容量を変更することなくＥＶ充電器が導入できる旨が表示される。
また、お勧めする契約メニューとして他の電力供給サービスに契約変更した場合の電気料金も表示される。

このように、新たな負荷を導入した場合に契約電流容量の変更が必要かどうか、現在の電力使用状況を基に判断できるため、精度の高い判定ができる。そして、導入する負荷設備の電流値や稼働する時間帯を設定できるため、電気自動車等の負荷を導入する際のシミュレーションを高い精度で実施できる。よって、使用電力が契約容量を超えて遮断器が動作するような事態の発生を事前に認識できる。
また、新たな負荷を導入した場合の電力使用量を前もって知ることができるし、現状の契約内容での電気料金を把握することができ、対処し易い。
更に、シミュレーション結果から複数の電力供給サービスの電気料金を知ることができるので、最も安い料金となる電力供給サービスを把握でき、現在の契約を継続すれば良いか、変更する場合どのような契約に変更するのがよいか容易に判断でき便利である。

尚、上記実施形態では、電流測定装置３が測定した電流値情報をＡ／Ｄ変換して出力する構成としているが、例えば１週間分の測定データを時刻情報と共に記憶する記憶部を電流測定装置３に具備させても良く、そうすれば電流測定時は電力シミュレーション装置５を接続しておく必要がないため、データ収集がし易い。そして、測定が終了したら分電盤から外して測定データを一括して電力シミュレーション装置５にダウンロードさせることで、データ収集がし易いしシミュレーション操作もし易くなる。

１・・単相３線式電路、２・・分電盤、３・・電流測定装置（電流測定手段）、４・・変流器（電流測定手段）、５・・電力シミュレーション装置、６・・ＥＶ充電器、１６・・モニタ（表示手段）、１７・・記憶部（電流データ記憶手段、電力サービス記憶手段）、１８・・操作部（条件設定手段）、１９・・ＣＰＵ（シミュレート手段、比較手段、電力使用量演算手段、電気料金演算手段）。

Claims (4)

1. 単相３線式電路の２本の電圧線の電流を測定する電流測定手段と、
   測定した電流データを時刻情報と共に記憶する電流データ記憶手段と、
   時間帯を設定すると共に、前記設定した時間帯において加算する電流値を設定する条件設定手段と、
   前記電流データ記憶手段が記憶している電流データに対して、前記設定した電流値を加味した電流データの時間変化をシミュレートするシミュレート手段と、
   シミュレート結果の電流データと電力供給元との契約電流容量とを比較する比較手段と、
   シミュレート結果を表示する表示手段とを有することを特徴とする電力シミュレーションシステム。
2. 前記シミュレート結果を基に、１ヶ月単位の電力使用量を演算する電力使用量演算手段を有することを特徴とする請求項１記載の電力シミュレーションシステム。
3. 電気料金決定のための電力供給元との電力供給サービスの契約内容を記憶する電力サービス記憶手段と、
   求めた電力使用量及びシミュレート結果を基に、契約している電力供給サービスでの電気料金を演算する電気料金演算手段を有することを特徴とする請求項２記載の電力シミュレーションシステム。
4. 前記電力サービス記憶手段は、電力供給元が提供する複数種類の電力供給サービスを記憶し、
   前記電気料金演算手段は、前記複数種類の電力供給サービスのそれぞれに対して電気料金を演算することを特徴とする請求項３記載の電力シミュレーションシステム。

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