JP4881467B2 - Power monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、売電・買電状態を検出するとともにその電力量を求める電力監視装置に関する。 The present invention relates to a power monitoring apparatus that detects a power sale / power purchase state and obtains the amount of power.
従来から、住宅に自家発電装置を設置し、この自家発電装置で発電した電力を住宅内の負荷に供給するとともに余剰電力を商用電源側に売電し、自家発電装置の発電だけでは負荷に供給する電力が不足する場合に商用電源側から買電する自家発電システムが知られている（特許文献１,２参照）。 Conventionally, an in-house power generator is installed in a house, and the power generated by the in-house power generator is supplied to the load in the house and surplus power is sold to the commercial power source. There is known a private power generation system that purchases power from the commercial power supply side when the power to be used is insufficient (see Patent Documents 1 and 2).
この自家発電システムは、電力系統（主幹）の電流を検知する電流センサと、主幹の電圧を検出する電圧検出手段と、電流センサが検知した電流と電圧検出手段が検出した電圧とから主幹の電力を演算する電力演算部と、この電力演算部で演算した電力と売電または買電を表示する表示部とを備えている。 This private power generation system includes a current sensor that detects a current of a power system (main trunk), a voltage detection means that detects a voltage of the main trunk, a current detected by the current sensor, and a voltage detected by the voltage detection means. And a display unit for displaying the power calculated by the power calculation unit and the power sale or power purchase.
しかしながら、このような自家発電システムにあっては、主幹の交流電圧を検出するために主幹の幹線間に電圧検出用のトランスの一次巻線などを直接接続するので、有資格者がその接続工事を行わなければならず、一般の人が電圧検出用抵抗を幹線に接続することができないという問題があった。 However, in such a private power generation system, the primary winding of the voltage detection transformer is directly connected between the main trunk lines in order to detect the AC voltage of the main trunk. There is a problem that a general person cannot connect the voltage detection resistor to the main line.
この発明の目的は、装置の設置に有資格者の接続工事を必要としない、しかも簡単な取り付けで電力とその電力の売電状態や買電状態を求めることのできる電力監視装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power monitoring device that does not require connection work of a qualified person for installation of the device, and that can determine the power and the power sale state and power purchase state of the power by simple installation. It is in.
請求項１の発明は、電力系統と自家発電装置からの電力供給を主幹を介して受ける電力システムの電力監視装置であって、
前記主幹を取り外すことなく主幹の周方向に沿って環状に取り付けられるカレントトランスによって該主幹の交流電流を検出する電流検出手段と、情報処理手段と、コンセントに接続するプラグを有する計測ユニットとを有し、
前記計測ユニットは、前記プラグをコンセントに接続することによって分岐幹の交流電圧を検出する電圧検出手段と、主幹の交流電圧と前記電流検出手段が検出する交流電流との位相差の有無を検出する位相差検出手段とを有し、
前記情報処理手段は、前記計測ユニットの電圧検出手段が検出する交流電圧と前記電流検出手段が検出する交流電流とから主幹の電力を求めるとともに、この電力が前記位相差検出手段が検出した位相差の有無から買電状態のものか売電状態のものかを判断し、
前記位相差検出手段はアナログ回路で構成し、このアナログ回路は、分岐幹の交流電圧波形を主幹の交流電圧波形とみなして検出する交流電圧波形検出回路と、この交流電圧波形検出回路が検出する交流電圧波形の電圧と予め設定した基準電圧とを比較して交流電圧波形の電圧が基準電圧以上のとき第１検出信号を出力する第１比較器と、前記電流検出手段が検出する交流電流の波形を検出する交流電流波形検出回路と、この交流電流波形検出回路が検出する交流電流波形の電流と予め設定した基準電流とを比較して交流電流波形の電圧が基準電流以上のとき第２検出信号を出力する第２比較器と、第１比較器が出力する第１検出信号と第２比較器が出力する第２検出信号との排他的論理和をとって主幹の交流電圧と交流電流との位相差の有無を検出する論理回路とを有することを特徴とする。
The invention of claim 1 is a power monitoring device of a power system that receives power supply from a power system and a private power generator via a main trunk,
A current detection means for detecting an alternating current of the main trunk by a current transformer attached in a ring shape along the circumferential direction of the main trunk without removing the main trunk, an information processing means, and a measurement unit having a plug connected to an outlet. And
The measuring unit detects presence / absence of a phase difference between a voltage detection means for detecting an AC voltage of a trunk trunk by connecting the plug to an outlet, and an AC current detected by the main current AC voltage and the current detection means. Phase difference detection means,
The information processing means obtains the main power from the AC voltage detected by the voltage detection means of the measurement unit and the AC current detected by the current detection means, and this power is the phase difference detected by the phase difference detection means. From the presence or absence of power, whether it is in a power purchase state or a power sale state ,
The phase difference detection means is constituted by an analog circuit, and the analog circuit detects an AC voltage waveform detection circuit that detects the AC voltage waveform of the branch trunk as an AC voltage waveform of the main trunk, and the AC voltage waveform detection circuit detects the AC voltage waveform detection circuit. A first comparator that compares the voltage of the AC voltage waveform with a preset reference voltage and outputs a first detection signal when the voltage of the AC voltage waveform is equal to or higher than the reference voltage; and the AC current detected by the current detection means The AC current waveform detection circuit for detecting the waveform and the current of the AC current waveform detected by the AC current waveform detection circuit are compared with a preset reference current, and the second detection is performed when the voltage of the AC current waveform is equal to or higher than the reference current. A main AC voltage and an AC current are obtained by taking an exclusive OR of a second comparator that outputs a signal, a first detection signal that is output from the first comparator, and a second detection signal that is output from the second comparator. Phase difference And having a logic circuit for detecting a.
この発明によれば、装置の設置に有資格者の接続工事を必要とせず、しかも簡単な取り付けで電力とその電力の売電状態や買電状態を求めることができる。 According to the present invention, the installation of the apparatus does not require connection work by qualified personnel, and the electric power and the power sale state and the electric power purchase state of the electric power can be obtained by simple attachment.
以下、この発明に係る電力監視装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment as an embodiment of a power monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
［第１実施例］
図１は第１実施例の電力監視装置３００を適用した太陽光発電システムＳ１を示すものであり、この太陽光発電システムＳ１は、戸建て住宅などの建物Ｈ毎に配置されて、発電した電力を後述する電力負荷装置に供給するとともに余剰電力を商用電源側に売電したり、太陽光発電だけでは負荷に供給する電力が不足する場合に商用電源側から買電したりするシステムである。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a solar power generation system S1 to which the power monitoring apparatus 300 of the first embodiment is applied. This solar power generation system S1 is arranged for each building H such as a detached house and generates generated power. This is a system that supplies power to a power load device, which will be described later, and sells surplus power to the commercial power source side, or purchases power from the commercial power source side when the power supplied to the load is insufficient with only solar power generation.
まず、この建物Ｈについて説明すると、この建物Ｈは、電力会社の発電所や地域毎に設置されたコジェネレーション（以下、「コジェネ」という。）設備などの系統電力から電力の供給を受けるための電力網としての系統電力網Ｅに接続されている。 First, this building H will be described. This building H is for receiving power supply from system power such as a power plant of a power company and cogeneration (hereinafter referred to as “cogeneration”) facilities installed in each region. It is connected to a grid power network E as a power network.
この系統電力網Ｅと建物Ｈに配線された主幹２０ａとが電力量メータＥ１,Ｅ２を介して繋がっており、主幹２０ａは分電盤２０の分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋに繋がっている。そして、この電力量メータＥ１によって系統電力網Ｅから建物Ｈへ流れる電力量が計測され、電力量メータＥ２によって建物Ｈから系統電力網Ｅへ流れる電力量が計測される。すなわち、電力量メータＥ１は買電した電力量を積算し、電力量メータＥ２は売電した電力量を積算していく。 The grid power network E and the main trunk 20a wired to the building H are connected via electric energy meters E1 and E2, and the main trunk 20a is connected to the branch trunks 20b and 20e to 20k of the distribution board 20. The amount of power flowing from the grid power network E to the building H is measured by the power meter E1, and the amount of power flowing from the building H to the grid power network E is measured by the power meter E2. That is, the electric energy meter E1 integrates the purchased electric energy, and the electric energy meter E2 integrates the sold electric energy.
太陽光発電システムＳ１は、分散型の発電装置としての太陽光発電装置（分散電源）５と、パワーコンディショナ５１と、電力を一時的に蓄えておく蓄電装置としての蓄電池６０と、パワーコンディショナ６１とを備えている。 The solar power generation system S1 includes a solar power generation device (distributed power source) 5 as a distributed power generation device, a power conditioner 51, a storage battery 60 as a power storage device that temporarily stores electric power, and a power conditioner. 61.
この太陽光発電装置５は、太陽エネルギーとしての太陽光を、太陽電池を利用することによって、直接、電力に変換して発電をおこなう装置である。この太陽光発電装置５は、太陽光を受けることができる時間帯にのみ電力を供給することが可能な装置である。 The solar power generation device 5 is a device that generates power by directly converting sunlight as solar energy into electric power by using a solar cell. The solar power generation device 5 is a device that can supply power only during a time period in which sunlight can be received.
また、太陽光発電装置５によって発電された直流電力は、パワーコンディショナ５１によって交流電力に変換されて分電盤２０に入力される。さらに、蓄電池６０に充電又は蓄電池６０から放電される際にも、パワーコンディショナ６１によって直流と交流の変換がおこなわれる。 Further, the DC power generated by the solar power generation device 5 is converted into AC power by the power conditioner 51 and input to the distribution board 20. Furthermore, when the storage battery 60 is charged or discharged from the storage battery 60, the power conditioner 61 converts direct current into alternating current.
蓄電池６０のパワーコンディショナ６１に接続される蓄電量制御装置６は、蓄電池６０の充電制御及び放電制御をおこなう装置である。 The storage amount control device 6 connected to the power conditioner 61 of the storage battery 60 is a device that performs charge control and discharge control of the storage battery 60.
例えば、蓄電量制御装置６では、蓄電池６０に夜間電力などの単価の安い電力を充電するようにし、充電された電力を昼間に優先的に使用するような制御をおこなう。また、太陽光発電装置５によって発電が行なわれているときは、まずその発電された電力を消費し、蓄電池６０に蓄電された電力は、太陽光発電装置５の電力では不足する分を補うような制御を行う。 For example, the storage amount control device 6 performs control such that the storage battery 60 is charged with power having a low unit price such as nighttime power, and the charged power is used preferentially during the daytime. Further, when power generation is performed by the solar power generation device 5, the generated power is consumed first, and the power stored in the storage battery 60 compensates for the shortage of the power of the solar power generation device 5. Control.
また、蓄電量制御装置６では、蓄電池６０の蓄電量の計測をおこない、その計測値を通信部（図示せず）から集計管理装置（情報処理手段）３０３に無線で送信させる。 In addition, the storage amount control device 6 measures the storage amount of the storage battery 60 and wirelessly transmits the measured value from the communication unit (not shown) to the aggregation management device (information processing means) 303.
この集計管理装置３０３は、図１に示すように、ルータ４１ａ、ゲートウェイ４１ｂを介してインターネットなどの外部の通信網Ｎに繋がっている。そして、同じく通信網Ｎに接続された外部のサーバ４との間で、計測値などのデータの送受信や制御信号の送受信などを行うことができる。 As shown in FIG. 1, the tabulation management device 303 is connected to an external communication network N such as the Internet via a router 41a and a gateway 41b. In addition, data such as measurement values and control signals can be transmitted to and received from an external server 4 that is also connected to the communication network N.
例えば、図７に示すように集計管理装置３０３のデータ蓄積部３３に記憶された計測値のデータは、時間単位、日単位又は月単位など設定された間隔毎にサーバ４に送信され、サーバ４では受信したデータに基づいて各種分析をおこなう。また、所定の間隔又は更新情報が生成されたときなどは、サーバ４から設定値や管理値や更新プログラムなどの各種信号を集計管理装置３０３に送信することもできる。 For example, as shown in FIG. 7, the measurement value data stored in the data storage unit 33 of the tabulation management device 303 is transmitted to the server 4 at set intervals such as a time unit, a day unit, or a month unit. Then, various analyzes are performed based on the received data. Further, when a predetermined interval or update information is generated, various signals such as a set value, a management value, and an update program can be transmitted from the server 4 to the aggregation management device 303.
また、建物Ｈ内のルータ４１ａに接続されたコンピュータ４１は、集計管理装置３０３と無線でデータの送受信をおこなうことができる構成となっている。 The computer 41 connected to the router 41a in the building H is configured to be able to transmit and receive data wirelessly to and from the totalization management device 303.
そして、このコンピュータ４１のモニタ（図示せず）に、集計管理装置３０３のデータ蓄積部３３に記録された計測値、サーバ４に蓄積された計測値、それらの計測値の統計処理結果、電力消費量の評価などを表示させることができる。また、計測された計測値の詳細データを、リアルタイムにモニタに表示させることもできる。 Then, on the monitor (not shown) of this computer 41, the measured values recorded in the data storage unit 33 of the totalization management device 303, the measured values stored in the server 4, the statistical processing results of those measured values, the power consumption Evaluation of quantity etc. can be displayed. Further, detailed data of the measured values can be displayed on the monitor in real time.
さらに、コンピュータ４１によって集計管理装置３０３の設定値を変更したり、集計管理装置３０３などの制御プログラムの更新を指示したりすることもできる。 Further, the computer 41 can change the set value of the aggregation management device 303 or instruct the update of the control program of the aggregation management device 303 or the like.
また、分電盤２０には、入力側として主幹２０ａと補助線２０ｃ，２０ｄとが接続されている。 In addition, a main trunk 20a and auxiliary lines 20c and 20d are connected to the distribution board 20 as an input side.
そして、主幹２０ａを通って系統電力網Ｅからの電力が分電盤２０に入力される。なお、太陽光発電装置５によって発電された電力を売る場合は、逆潮流として主幹２０ａを通って系統電力網Ｅに発電された電力が送られることになる。 Then, power from the grid power network E is input to the distribution board 20 through the main trunk 20a. In addition, when selling the electric power produced | generated by the solar power generation device 5, the electric power produced | generated by the main power 20a is sent to the system | strain power network E as a reverse power flow.
また、補助線２０ｃからは、太陽光発電装置５で発電された電力が分電盤２０に入力される。また、蓄電池６０と分電盤２０とは、補助線２０ｄによって接続され、分電盤２０から蓄電池６０への充電及び蓄電池６０から分電盤２０への放電がおこなわれる。 Further, the power generated by the solar power generation device 5 is input to the distribution board 20 from the auxiliary line 20c. Moreover, the storage battery 60 and the distribution board 20 are connected by the auxiliary line 20d, and charging from the distribution board 20 to the storage battery 60 and discharging from the storage battery 60 to the distribution board 20 are performed.
建物Ｈには、様々なエネルギー負荷装置が設置されている。例えば、エアコンなどの空調装置、照明スタンドやシーリングライトなどの照明装置、並びに冷蔵庫やテレビなどの家電装置などの電力によって稼働する電力負荷装置（家電負荷）１０Ａ,１０Ｂがある。電力負荷装置１０Ａ,１０Ｂは、図示しない電源コンセントに接続されて分電盤２０の分岐幹２０ｂに接続される。 Various energy load devices are installed in the building H. For example, there are power load devices (home appliance loads) 10A and 10B that are operated by electric power such as an air conditioner such as an air conditioner, an illumination device such as a lighting stand or a ceiling light, and a home appliance such as a refrigerator or a television. The power load devices 10A and 10B are connected to a power outlet (not shown) and connected to the branch trunk 20b of the distribution board 20.
電力監視装置３００は、集計管理装置３０３と計測ユニット４００と主幹２０ａの交流電流を検出する電流検出器（電流検出手段）４０と各分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋの交流電流を検出する電流検出器（分岐幹電流検出手段）３２０ｂ,３２０ｅ〜３２０ｋとパワーコンディショナ５１から出力される交流電流すなわち補助線２０ｃの交流電流を検出する電流検出器３２０ｃと計測タップ（タップ型計測ユニット）５００とを備えている。各分岐幹２０ｅ〜２０ｋには分岐幹２０ｂと同様に電力負荷装置(図示せず)が接続される。 The power monitoring device 300 includes an aggregation management device 303, a measurement unit 400, a current detector (current detection means) 40 that detects an alternating current of the main trunk 20a, and a current detector that detects an alternating current of each of the branch trunks 20b and 20e to 20k. (Branch stem current detection means) 320b, 320e to 320k, an AC current output from the power conditioner 51, that is, a current detector 320c for detecting the AC current of the auxiliary line 20c, and a measurement tap (tap type measurement unit) 500 are provided. ing. A power load device (not shown) is connected to each of the branch trunks 20e to 20k in the same manner as the branch trunk 20b.
電流検出器４０は、図４ないし図６に示すように、カレントトランス（第１カレントトランス）４１と、後述するコイル４２の両端に接続された抵抗Ｒ１とを有している。この抵抗Ｒ１の両端にはコイル４２に流れる電流に応じた電圧が生じるようになっている。すなわち、電流検出器４０は、カレントトランス４１が主幹２０ａに流れる電流を検出し、この検出した電流に応じた電圧を交流電流検出信号として出力することになる。 As shown in FIGS. 4 to 6, the current detector 40 includes a current transformer (first current transformer) 41 and a resistor R <b> 1 connected to both ends of a coil 42 described later. A voltage corresponding to the current flowing through the coil 42 is generated at both ends of the resistor R1. That is, the current detector 40 detects the current flowing through the main trunk 20a by the current transformer 41 and outputs a voltage corresponding to the detected current as an alternating current detection signal.
カレントトランス４１は、２分割された環状鉄心４１Ａ,４１Ｂと、この環状鉄心４１Ａ,４１Ｂに巻回されたコイル４２と、環状鉄心４１Ａおよびコイル４２を覆ったカバーケース４３Ａと、環状鉄心４１Ｂおよびコイル４２を覆ったカバーケース４３Ｂとを有している。環状鉄心４１Ａのコイル４２と環状鉄心４１Ｂのコイル４２とは直列接続され、その巻線方向は同一となっている。なお、図４においてカバーケース４３Ａ,４３Ｂは省略してある。 The current transformer 41 includes two divided annular cores 41A and 41B, a coil 42 wound around the annular cores 41A and 41B, a cover case 43A covering the annular core 41A and the coil 42, an annular core 41B and a coil. Cover case 43 </ b> B covering 42. The coil 42 of the annular iron core 41A and the coil 42 of the annular iron core 41B are connected in series, and their winding directions are the same. In FIG. 4, the cover cases 43A and 43B are omitted.
カバーケース４３Ａ,４３Ｂの一端は、湾曲した可撓性の連結部４７により連結されており、この連結部４７を中心にしてカバーケース４３Ａ,４３Ｂの他端側が開閉可能となっている。そして、図５に示すように、カバーケース４３Ａ,４３Ｂを開成することにより、環状鉄心４１Ａ,４１Ｂの輪の中に、分電盤２０から主幹２０ａの一方の電線（図５において２０ａで示す）を取り外さなくても配置させることができる。すなわち、電流検出器４０はクランプ式の電流検出器である。 One ends of the cover cases 43A and 43B are connected by a curved flexible connecting portion 47, and the other end sides of the cover cases 43A and 43B can be opened and closed with the connecting portion 47 as a center. Then, as shown in FIG. 5, by opening the cover cases 43A and 43B, one electric wire of the main trunk 20a from the distribution board 20 (shown by 20a in FIG. 5) is inserted into the rings of the annular cores 41A and 41B. It is possible to arrange them without removing them. That is, the current detector 40 is a clamp type current detector.
そして、カバーケース４３Ａ,４３Ｂを閉成することによりカレントトランス４１を主幹２０ａの一方の電線に取り付けることができる。つまり、主幹２０ａの周方向に沿って環状にカレントトランス４１が取り付けられることになる。 The current transformer 41 can be attached to one electric wire of the main trunk 20a by closing the cover cases 43A and 43B. That is, the current transformer 41 is attached in a ring shape along the circumferential direction of the main trunk 20a.
カバーケース４３Ａ,４３Ｂの閉成により、カバーケース４３Ａの突起４５がカバーケース４３Ｂに設けた突出部４４の穴４４ａに係合して、カバーケース４３Ａ,４３Ｂの閉成が維持される。 By closing the cover cases 43A and 43B, the projection 45 of the cover case 43A is engaged with the hole 44a of the protrusion 44 provided on the cover case 43B, and the cover cases 43A and 43B are kept closed.
電流検出器３２０ｂ,３２０ｃ,３２０ｅ〜３２０ｋは、電流検出器４０と同様にカレントトランス（第２カレントトランス）３２１ｂ,３２１ｃ,３２１ｅ〜３２１ｋ(図示せず)やコイル３２２ｂ,３２２ｃ,３２２ｅ〜３２２ｋ(図示せず)などを有し、その構成は電流検出器４０と全く同じなのでその説明は省略する。 Similarly to the current detector 40, the current detectors 320b, 320c, 320e to 320k are current transformers (second current transformers) 321b, 321c, 321e to 321k (not shown) and coils 322b, 322c, 322e to 322k (see FIG. The configuration of the current detector 40 is exactly the same as that of the current detector 40, and the description thereof is omitted.
計測ユニット４００は、図２および図３に示すように、筐体４０１内に設けられた位相差検出回路（位相差検出手段：アナログ回路）１１０と交流電圧検出回路（電圧検出手段）１２０と電源回路４０２とデータ処理部４２０と送受信部４３０とを有している。また、計測ユニット４００は電源コンセントに差し込む電源プラグ４０４を備えている。電源プラグ４０４は電源コード４０５を介して位相差検出回路１１０と電源回路４０２とに接続されている。なお、図２に示すＬ１〜Ｌｎは電流検出器４０,３２０ｂ,３２０ｃ,３２０ｅ〜３２０ｋに接続されている信号線であり、この信号線Ｌ１〜Ｌｎは壁の内側に配線される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the measurement unit 400 includes a phase difference detection circuit (phase difference detection means: analog circuit) 110, an AC voltage detection circuit (voltage detection means) 120, and a power source provided in the housing 401. A circuit 402, a data processing unit 420, and a transmission / reception unit 430 are included. The measurement unit 400 also includes a power plug 404 that plugs into a power outlet. The power plug 404 is connected to the phase difference detection circuit 110 and the power circuit 402 via a power cord 405. Note that L1 to Ln shown in FIG. 2 are signal lines connected to the current detectors 40, 320b, 320c, and 320e to 320k, and the signal lines L1 to Ln are wired inside the walls.
位相差検出回路１１０は、図３に示すように、分岐幹２０ｂの交流電圧波形を検出する交流電圧波形検出回路（電圧波形抽出回路）１１１と、主幹２０ａの交流電流波形を検出する交流電流波形検出回路（電流波形抽出回路）１１２と、交流電圧波形検出回路１１１が検出した交流電圧波形の電圧が予め設定したゼロ電圧（基準電圧）以上のときＨレベル信号（第１検出信号）を出力する比較器（第１比較器）１１３と、交流電流波形検出回路１１２が検出した交流電流波形の電流が予め設定したゼロ電流（基準電流）以上のときＨレベル信号（第２検出信号）を出力する比較器（第２比較器）１１４と、比較器１１３,１１４のＨレベル信号の排他的論理和をとって交流電圧と交流電流との間に位相差があるか否かを検出する論理回路（排他的論理和回路）１１５とを有している。論理回路１１５は、位相差を検出したときＨレベル信号である位相差検出信号を出力する。 As shown in FIG. 3, the phase difference detection circuit 110 includes an AC voltage waveform detection circuit (voltage waveform extraction circuit) 111 that detects an AC voltage waveform of the branch trunk 20b and an AC current waveform that detects an AC current waveform of the main trunk 20a. When the voltage of the AC voltage waveform detected by the detection circuit (current waveform extraction circuit) 112 and the AC voltage waveform detection circuit 111 is equal to or higher than a preset zero voltage (reference voltage), an H level signal (first detection signal) is output. When the current of the alternating current waveform detected by the comparator (first comparator) 113 and the alternating current waveform detection circuit 112 is equal to or higher than a preset zero current (reference current), an H level signal (second detection signal) is output. A logic circuit that detects whether or not there is a phase difference between the AC voltage and the AC current by taking an exclusive OR of the comparator (second comparator) 114 and the H level signals of the comparators 113 and 114. Exclusive Logical OR circuit) 115. When detecting the phase difference, the logic circuit 115 outputs a phase difference detection signal that is an H level signal.
交流電圧検出回路１２０は、交流電圧波形検出回路１１１が検出する交流電圧波形を全波整流する全波整流回路(図示せず)と、この全波整流回路が全波整流した整流電圧を平滑する平滑回路(図示せず)とを有している。 The AC voltage detection circuit 120 smoothes the full-wave rectification circuit (not shown) that performs full-wave rectification on the AC voltage waveform detected by the AC voltage waveform detection circuit 111, and the rectified voltage that is full-wave rectified by the full-wave rectification circuit. And a smoothing circuit (not shown).
電源回路４０２は、１００ボルトの交流電圧を所定の直流電圧に変換してデータ処理部４２０に電源電圧として供給するものである。 The power supply circuit 402 converts an AC voltage of 100 volts into a predetermined DC voltage and supplies it to the data processing unit 420 as a power supply voltage.
データ処理部４２０は、交流電圧検出回路１２０から出力される検出電圧と、電流検出器４０から出力される検出電流と、電流検出器３２０ｂ,３２０ｃ,３２０ｅ〜３２０ｋから検出される検出電流と、論理回路１１５から出力される位相差信号との各データを１秒毎に記憶したり、この１秒毎に記憶した３０秒分の各データを集計管理装置３０３からの指令に基づいて送出したりする。 The data processing unit 420 includes a detection voltage output from the AC voltage detection circuit 120, a detection current output from the current detector 40, a detection current detected from the current detectors 320b, 320c, and 320e to 320k, a logic Each data with the phase difference signal output from the circuit 115 is stored every 1 second, and each 30 seconds of data stored every 1 second is transmitted based on a command from the totalization management device 303. .
送受信部４３０は、データ処理部４２０から送出されたデータを集計管理装置３０３へ無線で送信する。 The transmission / reception unit 430 wirelessly transmits the data transmitted from the data processing unit 420 to the aggregation management device 303.
計測タップ５００は、図８および図９に示すように、建物Ｈの壁などに設けられた電源コンセントに差し込む差込部としてのプラグ１１と、受入口としてのコンセント１２と、プラグ１１とコンセント１２を接続した電線１ａ,１ｂのうち一方の電線１ａに流れる電流を検出する電流検出器（家電負荷電流検出手段）５０１と、データ処理部５０２と、送受信部５０３を有している。 As shown in FIGS. 8 and 9, the measuring tap 500 includes a plug 11 as an insertion portion to be plugged into a power outlet provided on a wall of the building H, an outlet 12 as a receiving port, a plug 11 and an outlet 12. Are connected to one of the electric wires 1a and 1b, a current detector (home appliance load current detecting means) 501, a data processing unit 502, and a transmission / reception unit 503.
電流検出器５０１はカレントトランス(図示せず)を有している。 The current detector 501 has a current transformer (not shown).
データ処理部５０２は、電流検出器５０１から出力される検出電流を１秒毎に記憶したり、この１秒毎に記憶した３０秒分のデータを集計管理装置３０３からの指令に基づいて送出したりする。 The data processing unit 502 stores the detection current output from the current detector 501 every second, or sends out data for 30 seconds stored every second based on a command from the totalization management device 303. Or
送受信部５０３は、データ処理部５０２が送出したデータを無線で集計管理装置３０３へ送信する。 The transmission / reception unit 503 transmits the data transmitted by the data processing unit 502 to the totalization management device 303 wirelessly.
集計管理装置３０３は、図７に示すように、無線でデータの送受信をおこなう通信部３２と、制御部３３１と、受信した計測値や入力した信号などのデータを記録させるデータ蓄積部３３と、一時的に計測値のデータなどを記憶させるＲＡＭ(Random Access Memory)などの仮記憶部３７と、電力消費量等を表示する表示部３８とを有している。 As illustrated in FIG. 7, the aggregation management device 303 includes a communication unit 32 that wirelessly transmits and receives data, a control unit 331, a data storage unit 33 that records data such as received measurement values and input signals, A temporary storage unit 37 such as a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores measurement value data and the like, and a display unit 38 that displays power consumption and the like are provided.
データ蓄積部３３には、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置が使用できる。なお、本実施の形態では、データ蓄積部３３は、集計管理装置３０３の本体に内蔵させるが、ＵＳＢやローカルネットワークなどを繋ぐインターフェースを使って外部に設けることもできる。 For the data storage unit 33, a storage device such as a RAM (Random Access Memory), a hard disk, or an optical disk can be used. In the present embodiment, the data storage unit 33 is built in the main body of the tabulation management device 303, but can also be provided outside using an interface connecting a USB or a local network.
また、データ蓄積部３３に記録させる計測値のデータは、計測日時が後から特定できるように、予め設定された一定間隔で保存させるか、又は計測ユニット４００や計測タップ５００で計測した時刻、計測ユニット４００や計測タップ５００が送信をおこなった時刻若しくは集計管理装置３０３が受信した時刻などを時刻歴として付加して一緒に保存させる。 In addition, the measurement value data to be recorded in the data storage unit 33 is stored at a predetermined interval so that the measurement date and time can be specified later, or the time and measurement measured by the measurement unit 400 or the measurement tap 500. The time when the unit 400 or the measurement tap 500 transmits or the time received by the tabulation management device 303 is added as a time history and stored together.
通信部３２は、計測ユニット４００の送受信部４３０から送信されてくるデータや計測タップ５００の送受信部５０３から送信されてくるデータを受信したり、計測ユニット４００の送受信部４３０や計測タップ５００の送受信部５０３へ指令信号を送信したりするようになっている。 The communication unit 32 receives data transmitted from the transmission / reception unit 430 of the measurement unit 400 and data transmitted from the transmission / reception unit 503 of the measurement tap 500, and transmission / reception of the transmission / reception unit 430 of the measurement unit 400 and the measurement tap 500. A command signal is transmitted to the unit 503.
制御部３３１は、通信部３２が受信した各データに基づいて、主幹２０ａおよび分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋの電力と計測タップ５００に接続された家電負荷５１０の電力と太陽光発電装置５が発電している電力を求める演算部３３１Ａと、カレントトランス４１,３２１ｂ,３２１ｃ,３２１ｅ〜３２１ｋおよび電流検出器５０１のカレントトランスの電流検出特性の非線形部分を補正する補正部３３１Ｂとを有している。 Based on the data received by the communication unit 32, the control unit 331 generates power from the power of the main trunk 20 a and the branch trunks 20 b and 20 e to 20 k, the power of the home appliance load 510 connected to the measurement tap 500, and the solar power generation device 5. And a correction unit 331B for correcting a non-linear part of the current detection characteristics of the current transformers 41, 321b, 321c, 321e to 321k and the current detector 501 of the current transformer.
また、制御部３３１は、通信部３２が受信した位相差信号のデータに基づいて売電状態か買電状態かを判断し、演算部３３１Ａで求めた各電力を表示部３８に表示させたり、判断した売電状態か買電状態かを表示部３８に表示させたりする。
［動 作］
次に、上記のように構成される第１実施例の電力監視装置３００の動作について説明する。
Further, the control unit 331 determines whether the power sale state or the power purchase state based on the data of the phase difference signal received by the communication unit 32, and displays each power obtained by the calculation unit 331A on the display unit 38, The determined power sale state or power purchase state is displayed on the display unit 38.
[Operation]
Next, the operation of the power monitoring apparatus 300 according to the first embodiment configured as described above will be described.
先ず、図５に示すように電流検出器４０の環状鉄心４１Ａ,４１Ｂを開成させて、この環状鉄心４１Ａ,４１Ｂの輪の中に主幹２０ａの一方の電線を配置させて電流検出器４０をその一方の電線に取り付ける。同様にして分電盤２０内にある各分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋに電流検出器３２０ｂ,３２０ｅ〜３２０ｋを取り付けるとともに補助線２０ｃに電流検出器３２０ｃを取り付ける。 First, as shown in FIG. 5, the annular cores 41A and 41B of the current detector 40 are opened, and one electric wire of the main trunk 20a is arranged in the rings of the annular cores 41A and 41B. Attach to one wire. Similarly, the current detectors 320b and 320e to 320k are attached to the branch trunks 20b and 20e to 20k in the distribution board 20, and the current detector 320c is attached to the auxiliary line 20c.
次に、計測ユニット４００の電源プラグ４０４を電源コンセント（図示せず）に差し込む。また、計測タップ５００のプラグ１１を電源コンセント(図示せず)に差し込み、計測タップ５００のコンセント１２に家電負荷５１０を接続する。なお、計測ユニット４００にも電源回路が設けられているが説明の便宜上省略してある。 Next, the power plug 404 of the measurement unit 400 is inserted into a power outlet (not shown). Further, the plug 11 of the measuring tap 500 is inserted into a power outlet (not shown), and the home appliance load 510 is connected to the outlet 12 of the measuring tap 500. The measurement unit 400 is also provided with a power supply circuit, but is omitted for convenience of explanation.
いま、太陽光発電システムＳ１の太陽光発電装置５によって発電された直流電力がパワーコンディショナ５１によって交流電力に変換されて分電盤２０に入力され、電力負荷装置である空調負荷１０Ａと照明負荷１０Ｂと家電負荷５１０とその他の家電負荷(図示せず)に供給されており、この太陽光発電装置５の発電量が不足して、系統電力網Ｅから買電している場合について説明する。 Now, the DC power generated by the solar power generation device 5 of the solar power generation system S1 is converted into AC power by the power conditioner 51 and input to the distribution board 20, and the air conditioning load 10A and the illumination load which are power load devices A case will be described in which the power is supplied to 10B, the home appliance load 510, and other home appliance loads (not shown), and the amount of power generated by the solar power generation device 5 is insufficient to purchase power from the grid power network E.
計測ユニット４００の電源回路４０２の動作によりデータ処理部４２０に直流の電源電圧が供給される。 A DC power supply voltage is supplied to the data processing unit 420 by the operation of the power supply circuit 402 of the measurement unit 400.
一方、電流検出器４０は主幹２０ａに流れる交流電流を検出し、この検出した交流電流に応じた交流電流検出信号（アナログ信号）が計測ユニット４００のデータ処理部４２０に入力するとともに交流電流波形検出回路１１２に入力する。同様に、電流検出器３２０ｂ,３２０ｅ〜３２０ｋが分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋに流れる交流電流を検出し、この検出した交流電流に応じた交流電流検出信号（アナログ信号）が計測ユニット４００のデータ処理部４２０に入力する。また、電流検出器３２０ｃが補助線２０ｃの交流電流を検出し、この検出した交流電流に応じた交流電流検出信号が計測ユニット４００のデータ処理部４２０に入力する。 On the other hand, the current detector 40 detects an alternating current flowing through the main trunk 20a, and an alternating current detection signal (analog signal) corresponding to the detected alternating current is input to the data processing unit 420 of the measurement unit 400 and an alternating current waveform is detected. Input to the circuit 112. Similarly, the current detectors 320b and 320e to 320k detect an alternating current flowing through the branch trunks 20b and 20e to 20k, and an alternating current detection signal (analog signal) corresponding to the detected alternating current is data processing of the measurement unit 400. Input to the unit 420. In addition, the current detector 320 c detects the alternating current of the auxiliary line 20 c, and an alternating current detection signal corresponding to the detected alternating current is input to the data processing unit 420 of the measurement unit 400.
計測ユニット４００の交流電圧波形検出回路１１１が分岐幹２０ｂの交流電圧の波形を例えば図１０のＡａに示すように検出する。同様に、交流電流波形検出回路１１２が主幹２０ａの交流電流の波形を図１０のＢａに示すように検出する。 The AC voltage waveform detection circuit 111 of the measurement unit 400 detects the AC voltage waveform of the branch trunk 20b as shown by Aa in FIG. 10, for example. Similarly, the alternating current waveform detection circuit 112 detects the alternating current waveform of the main trunk 20a as indicated by Ba in FIG.
交流電圧波形検出回路１１１が図１０のＡａに示すように交流電圧の波形を検出すると、その波形がゼロボルト以上のとき比較器１１３からＨレベル信号が出力される。すなわち、時点ｔ０〜ｔ１,ｔ２〜ｔ３で比較器１１３がＨレベル信号を出力する。 When the AC voltage waveform detection circuit 111 detects the waveform of the AC voltage as indicated by Aa in FIG. 10, an H level signal is output from the comparator 113 when the waveform is equal to or greater than zero volts. That is, the comparator 113 outputs an H level signal at time points t0 to t1 and t2 to t3.
なお、交流電圧波形検出回路１１１が分岐幹２０ｂの交流電圧の波形を検出するが、主幹２０ａの交流電圧と分岐幹２０ｂの交流電圧とは同相なので、位相差検出回路１１０は主幹２０ａの交流電圧と交流電流の位相差を検出することになる。 The AC voltage waveform detection circuit 111 detects the waveform of the AC voltage of the branch trunk 20b. Since the AC voltage of the main trunk 20a and the AC voltage of the branch main trunk 20b are in phase, the phase difference detection circuit 110 uses the AC voltage of the main trunk 20a. And the phase difference between the alternating currents are detected.
そして、交流電流波形検出回路１１２が図１０のＢａに示すように交流電流の波形を検出すると、その波形がゼロアンペア（ゼロボルト）以上のとき比較器１１４からＨレベル信号が出力される。すなわち、時点ｔ０〜ｔ１,ｔ２〜ｔ３で比較器１１４がＨレベル信号を出力する。 When the alternating current waveform detection circuit 112 detects the waveform of the alternating current as indicated by Ba in FIG. 10, an H level signal is output from the comparator 114 when the waveform is zero amperes (zero volts) or more. That is, the comparator 114 outputs an H level signal at time points t0 to t1 and t2 to t3.
論理回路１１５は、比較器１１３から出力されるＨレベル信号と、比較器１１４から出力されるＨレベル信号との排他的論理和をとる。この論理和の結果は、「Ｌ」であることによりＬレベル信号（位相差検出信号）を図１０に示すように出力する。すなわち、位相差検出回路１１０は分岐幹２０ｂの交流電圧と交流電流とに位相差が無いとしてＬレベル信号を出力することになる。このＬレベル信号がデータ処理部４２０に入力する。 The logic circuit 115 takes an exclusive OR of the H level signal output from the comparator 113 and the H level signal output from the comparator 114. Since the result of this logical sum is “L”, an L level signal (phase difference detection signal) is output as shown in FIG. That is, the phase difference detection circuit 110 outputs an L level signal on the assumption that there is no phase difference between the AC voltage and AC current of the branch trunk 20b. This L level signal is input to the data processing unit 420.
計測ユニット４００の交流電圧検出回路１２０は、交流電圧波形検出回路１１１が検出した交流電圧波形に基づいて分岐幹２０ｂの交流電圧を検出し、この検出した交流電圧がデータ処理部４２０へ出力する。 The AC voltage detection circuit 120 of the measurement unit 400 detects the AC voltage of the branch trunk 20 b based on the AC voltage waveform detected by the AC voltage waveform detection circuit 111, and outputs the detected AC voltage to the data processing unit 420.
データ処理部４２０は、交流電圧検出回路１２０から出力される検出電圧と、電流検出器４０,３２０ｂ,３２０ｃ,３２０ｅ〜３２０ｋから検出される検出電流と、論理回路１１５から出力される位相差信号との各データを１秒周期で記憶していく。 The data processing unit 420 includes a detection voltage output from the AC voltage detection circuit 120, detection currents detected from the current detectors 40, 320b, 320c, and 320e to 320k, and a phase difference signal output from the logic circuit 115. Each data is stored in a cycle of 1 second.
他方、計測タップ５００の電流検出器５０１が検出した電流がデータ処理部５０２へ入力され、データ処理部５０２はその検出した電流を１秒周期で記憶していく。 On the other hand, the current detected by the current detector 501 of the measurement tap 500 is input to the data processing unit 502, and the data processing unit 502 stores the detected current at a cycle of 1 second.
そして、計測ユニット４００の送受信部４３０が集計管理装置３０３から計測ユニット４００用の指令信号を受信すると、計測ユニット４００のデータ処理部４２０が１秒毎に記憶した３０秒分の各データを送出し、この送出された各データが送受信部４３０から集計管理装置３０３へ送信される。 Then, when the transmission / reception unit 430 of the measurement unit 400 receives a command signal for the measurement unit 400 from the aggregation management device 303, the data processing unit 420 of the measurement unit 400 sends out each data for 30 seconds stored every second. Each transmitted data is transmitted from the transmission / reception unit 430 to the aggregation management device 303.
同様に、計測タップ５００の送受信部５０３が集計管理装置３０３から計測タップ５００用の指令信号を受信すると、計測タップ５００のデータ処理部５０２が１秒毎に記憶した３０秒分の各データを送出し、この送出された各データが送受信部５０３から集計管理装置３０３へ送信される。 Similarly, when the transmission / reception unit 503 of the measurement tap 500 receives a command signal for the measurement tap 500 from the totalization management device 303, the data processing unit 502 of the measurement tap 500 transmits each data for 30 seconds stored every second. The transmitted data is transmitted from the transmission / reception unit 503 to the aggregation management device 303.
集計管理装置３０３の通信部３２が計測ユニット４００や計測タップ５００から送信されてくるデータを受信すると、制御部３３１の演算部３３１Ａが受信したデータに基づいて、主幹２０ａの電力と、分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋの電力と、家電負荷５１０の電力と、太陽光発電装置５が発電している電力とを演算して求める。この演算では、計測ユニット４００の交流電圧検出回路１２０が検出する分岐幹２０ｂの電圧が主幹２０ａの電圧と各分岐幹２０ｅ〜２０ｋの電圧と補助線２０ｃの電圧と同じであるとして求める。 When the communication unit 32 of the aggregation management device 303 receives data transmitted from the measurement unit 400 or the measurement tap 500, based on the data received by the calculation unit 331A of the control unit 331, the power of the main trunk 20a and the branch trunk 20b. , 20e to 20k, the electric power of the home appliance load 510, and the electric power generated by the solar power generation device 5 are obtained by calculation. In this calculation, the voltage of the branch trunk 20b detected by the AC voltage detection circuit 120 of the measurement unit 400 is obtained as the same as the voltage of the main trunk 20a, the voltages of the branch trunks 20e to 20k, and the voltage of the auxiliary line 20c.
ここで、電流検出器４０が検出する交流電流がゼロ近傍（Ｄ部分）のとき、図１１に示すように、電流検出器４０の検出特性Ｇ１が線形特性を有していないので、主幹２０ａの交流電流を正確に検出することができなくなる。 Here, when the alternating current detected by the current detector 40 is near zero (D portion), the detection characteristic G1 of the current detector 40 does not have a linear characteristic as shown in FIG. The alternating current cannot be accurately detected.
そこで、この実施例では、電流検出器４０が検出した検出値がＤ部分の場合、制御部３３１の補正部３３１Ｂによってその検出値を補正し、線形特性で検出した場合と同じになるようにする。例えば、検出特性Ｇ１の曲線部分（非線形特性部分）Ｇ１ａの検出値のデジタル値と、これを線形特性で検出した値に変換する補正値とを対応させたテーブルを図示しないメモリに記憶させておき、検出した検出値のデジタル値をそのテーブルに基づいてそのデジタル値に対応した補正値に変換し、この変換した補正値に基づいて電力を正確に計算するものである。 Therefore, in this embodiment, when the detected value detected by the current detector 40 is the D portion, the detected value is corrected by the correcting unit 331B of the control unit 331 so that the detected value is the same as that detected by the linear characteristic. . For example, a table in which a digital value of a detection value of the curve portion (nonlinear characteristic portion) G1a of the detection characteristic G1 and a correction value for converting the detection value into a value detected by the linear characteristic is stored in a memory (not shown). The detected digital value of the detected value is converted into a correction value corresponding to the digital value based on the table, and the power is accurately calculated based on the converted correction value.
つまり、制御部３３１の補正部３３１Ｂは、カレントトランス４１の電流検出特性が非線形特性となる部分を線形特性に補正した場合と同一となるようにするものである。なお、図１１のＤ部分の破線は抵抗Ｒ１の値が小さい場合の特性であり、実線で示す曲線部分Ｇ１ａは抵抗Ｒ１の値が大きい場合の特性を示す。 That is, the correction unit 331B of the control unit 331 is configured to be the same as when the portion where the current detection characteristic of the current transformer 41 is a nonlinear characteristic is corrected to the linear characteristic. In addition, the broken line of D part of FIG. 11 is a characteristic when the value of resistance R1 is small, and the curve part G1a shown as a continuous line shows the characteristic when the value of resistance R1 is large.
このように、電流検出器４０が検出する交流電流をテーブルで補正するので、その補正は簡単に行えることになる。 As described above, the AC current detected by the current detector 40 is corrected by the table, so that the correction can be easily performed.
同様にして、制御部３３１の補正部３３１Ｂは、各電流検出器３２０ｂ,３２０ｃ,３２０ｅ〜３２０ｋ,５０１の検出値を補正する。 Similarly, the correction unit 331B of the control unit 331 corrects the detection values of the current detectors 320b, 320c, 320e to 320k, 501.
また、集計管理装置３０３の制御部３３１は、位相差検出回路１１０が検出した位相差検出信号（Ｌレベル信号）のデータに基づいて買電状態であると判断し、この判断した買電状態と、求めた各電力とを表示部３８に表示させる。 Further, the control unit 331 of the tabulation management device 303 determines that the power purchase state is based on the data of the phase difference detection signal (L level signal) detected by the phase difference detection circuit 110, and the determined power purchase state. The obtained power is displayed on the display unit 38.
次に、太陽光発電装置５の発電量が十分にあり、系統電力網Ｅへ売電している場合について説明する。 Next, a case where the amount of power generated by the solar power generation device 5 is sufficient and power is sold to the grid power network E will be described.
図１０のＡｂに示すように交流電圧波形検出回路１１１が検出する交流電圧の波形に対して、交流電流波形検出回路１１２が検出する交流電流の波形は、逆潮流が生じていることにより図１０のＢｂに示すように位相が１８０度ずれる。このため、比較器１１３からＨレベル信号が出力されるのは時点ｔ４〜ｔ５,ｔ６〜ｔ７のときであり、比較器１１４からＨレベル信号が出力されるのは時点ｔ５〜ｔ６,ｔ７〜ｔ８のときである。したがって、論理回路１１５は、時点ｔ４以後はＨレベル信号を出力することになる。 As indicated by Ab in FIG. 10, the alternating current waveform detected by the alternating current waveform detection circuit 112 is different from the alternating current waveform detected by the alternating voltage waveform detection circuit 111 because the reverse power flow occurs. As shown in Bb, the phase is shifted by 180 degrees. Therefore, the comparator 113 outputs the H level signal at times t4 to t5 and t6 to t7, and the comparator 114 outputs the H level signal at times t5 to t6 and t7 to t8. At the time. Therefore, the logic circuit 115 outputs an H level signal after time t4.
すなわち、位相差検出回路１１０は、主幹２０ａの交流電圧と交流電流とに位相差があるとしてＨレベル信号（位相差検出信号）を出力することになる。 That is, the phase difference detection circuit 110 outputs an H level signal (phase difference detection signal) on the assumption that there is a phase difference between the AC voltage and AC current of the main trunk 20a.
このＨレベル信号がデータ処理部４２０に入力し、上記と同様にして、データ処理部４２０は位相差信号と各検出電流のデータを１秒周期でそれぞれ記憶し、集計管理装置３０３からの指令信号により、３０秒分の各データを送受信部４３０を介して集計管理装置３０３へ送信する。 This H level signal is input to the data processing unit 420, and in the same manner as described above, the data processing unit 420 stores the phase difference signal and the data of each detected current in a cycle of 1 second, and the command signal from the totalization management device 303. Thus, each data for 30 seconds is transmitted to the aggregation management device 303 via the transmission / reception unit 430.
集計管理装置３０３の制御部３３１は、位相差検出回路１１０の論理回路１１５から出力される位相差検出信号（Ｈレベル信号）に基づいて売電であることを判断し、上記と同様にして、この判断した売電状態と、演算部３３１Ａが求めた各電力とを表示部３８に表示させる。 Based on the phase difference detection signal (H level signal) output from the logic circuit 115 of the phase difference detection circuit 110, the control unit 331 of the tabulation management device 303 determines that the power is being sold, The determined power sale state and each power obtained by the calculation unit 331A are displayed on the display unit 38.
また、制御部３３１はいままでに売電した積算電力量と買電した積算電力量を集計して表示部３８に表示させる。 Further, the control unit 331 totalizes the accumulated power amount sold so far and the accumulated power amount purchased so as to be displayed on the display unit 38.
上記実施例によれば、計測ユニット４００のプラグ４０４を電源コンセント(図示せず)に差し込むだけで、分岐幹２０ｂの交流電圧つまり主幹２０ａの交流電圧と主幹２０ａの交流電流との位相差を検出することができるとともに分岐幹２０ｂの交流電圧を検出することができる。また、各分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋごとに電力を求めることができる。 According to the above embodiment, the phase difference between the AC voltage of the branch trunk 20b, that is, the AC voltage of the main trunk 20a and the AC current of the main trunk 20a is detected simply by inserting the plug 404 of the measuring unit 400 into a power outlet (not shown). And the AC voltage of the branch trunk 20b can be detected. Moreover, electric power can be calculated | required for each branch trunk 20b and 20e-20k.
しかも、分電盤２０から主幹２０ａや分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋや補助線２０ｃを取り外さなくても電流検出器４０,３２０ｂ,３２０ｃ,３２０ｅ〜３２０ｋをその主幹２０ａや分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋや補助線２０ｃに取り付けることができるので、資格を有さない一般の人でも電力監視装置３００を設置することができる。また、建物Ｈが既存の住宅であっても電力監視装置３００を設置することができ、その設置も容易なものとなる。 Moreover, the current detectors 40, 320b, 320c, 320e to 320k can be connected to the main trunk 20a and the branch trunks 20b, 20e to 20k without removing the main trunk 20a, the branch trunks 20b, 20e to 20k, and the auxiliary line 20c from the distribution board 20. Since it can be attached to the auxiliary line 20c, even an ordinary person who is not qualified can install the power monitoring apparatus 300. Moreover, even if the building H is an existing house, the power monitoring apparatus 300 can be installed, and the installation is easy.
さらに、計測タップ５００のプラグを電源コンセントに差し込み、計測タップ５００のコンセント１２に家電負荷５１０を接続すれば、家電負荷５１０の電流を計測することができ、これにより家電負荷５１０の電力を求めることができる。このように、計測タップ５００を介して各家電負荷をコンセントに接続するだけで、各家電負荷の電力を簡単に求めることができるようになる。 Further, if the plug of the measuring tap 500 is inserted into a power outlet and the home appliance load 510 is connected to the outlet 12 of the measuring tap 500, the current of the home appliance load 510 can be measured, thereby obtaining the power of the home appliance load 510. Can do. Thus, the power of each home appliance load can be easily obtained simply by connecting each home appliance load to the outlet via the measurement tap 500.
また、主幹２０ａの交流電圧と交流電流の位相差の検出をアナログ回路である位相差検出回路１１０で検出するようにしたものであるから、売電状態か買電状態かを判断する、すなわち逆潮流か潮流かを判断するのに複雑なソフト処理は不要となる。 Further, since the detection of the phase difference between the AC voltage and AC current of the main trunk 20a is detected by the phase difference detection circuit 110 that is an analog circuit, it is determined whether the power is being sold or purchased. Complex software processing is not required to determine whether the current is a tidal current or a tidal current.
上記実施例では、太陽光発電装置５で発電した電力を各家電負荷に供給したり、系統電力網Ｅへ売電したりする太陽光発電システムＳ１に適用した場合について説明したが、これに限らず、例えば風力発電装置やその他の自家発電装置の発電システムに適用してもよい。 Although the said Example demonstrated the case where it applied to the solar power generation system S1 which supplies the electric power generated with the solar power generation device 5 to each household appliance load, or sells the electric power to the system | strain power network E, it is not restricted to this. For example, the present invention may be applied to a power generation system of a wind power generator or other private power generator.
また、上記実施例では、位相差検出回路１１０と交流電圧検出回路１２０とが計測ユニット４００に一体となって設けられているが、それぞれ別体であってもよい。 Moreover, in the said Example, although the phase difference detection circuit 110 and the alternating voltage detection circuit 120 were integrally provided in the measurement unit 400, each may be separate.
電力監視装置３００は、計測タップ５００に接続した家電負荷５１０の電力を求めるようになっているが、複数の計測タップ５００を用いて複数の家電負荷５１０の電力を求めるようにしてもよく、主幹２０ａと分岐幹２０ｂ,２０ｅ〜２０ｋの電力と太陽光発電装置５の電力だけを求めるようにしてもよい。
［第２実施例］
図１２は第２実施例の電力監視装置２００を適用した太陽光発電システムＳを示す。
The power monitoring device 300 is configured to obtain the power of the home appliance load 510 connected to the measurement tap 500. However, the power monitoring device 300 may obtain the power of the plurality of home appliance loads 510 using the plurality of measurement taps 500. You may make it obtain | require only the electric power of 20a, the branch trunks 20b and 20e-20k, and the electric power of the solar power generation device 5. FIG.
[Second Embodiment]
FIG. 12 shows a photovoltaic power generation system S to which the power monitoring apparatus 200 of the second embodiment is applied.
電力監視装置２００は、集計管理装置（情報処理手段）３と計測タップ（計測ユニット）１００と主幹２０ａの交流電流を検出する電流検出手段（第１電流検出手段）４０とを備えている。 The power monitoring apparatus 200 includes an aggregation management apparatus (information processing means) 3, a measurement tap (measurement unit) 100, and a current detection means (first current detection means) 40 that detects an alternating current of the trunk 20a.
計測タップ１００は、建物Ｈの壁などに設けられた電源供給口としての電源コンセント（図示せず）に差し込む形態のものについて説明するが、これに限定されるものではなく、天井に取り付けられるシーリングライトやペンダントライトなどの電源供給口となるシーリングに差し込む形態のものであってもよい。 The measuring tap 100 will be described as being plugged into a power outlet (not shown) as a power supply port provided on the wall of the building H or the like, but is not limited to this, and the ceiling attached to the ceiling It may be in the form of being inserted into a ceiling serving as a power supply port, such as a light or pendant light.
この計測タップ１００は、例えば図１３および図１４に示すように、建物Ｈの壁などに設けられた電源コンセント(図示せず)に差し込む差込部としてのプラグ１１と、受入口としてのコンセント１２と、位相差検出回路１１０と、分岐幹２０ｂの交流電圧を検出する交流電圧検出回路（電圧検出手段）１２０とを有している。 For example, as shown in FIGS. 13 and 14, the measuring tap 100 includes a plug 11 as an insertion portion to be plugged into a power outlet (not shown) provided on a wall of a building H and the like, and an outlet 12 as a receiving port. And a phase difference detection circuit 110 and an AC voltage detection circuit (voltage detection means) 120 for detecting the AC voltage of the branch trunk 20b.
集計管理装置３は、図１５に示すように、無線でデータの送受信をおこな通信部３２と、信号入力部３５と、制御部３１と、データ蓄積部３３と、仮記憶部３７と、表示部３８とを有している。 As shown in FIG. 15, the aggregation management device 3 wirelessly transmits and receives data, a communication unit 32, a signal input unit 35, a control unit 31, a data storage unit 33, a temporary storage unit 37, and a display Part 38.
信号入力部３５は、電流検出器４０の交流電流検出信号と、計測タップ１００の論理回路１１５から出力される位相差検出信号と、交流電圧検出回路１２０が検出した交流電圧とを図示しない信号線を介して入力するようになっている。 The signal input unit 35 is a signal line (not shown) that represents the AC current detection signal of the current detector 40, the phase difference detection signal output from the logic circuit 115 of the measurement tap 100, and the AC voltage detected by the AC voltage detection circuit 120. It is supposed to be input through.
信号入力部３５は、図１６に示すように、電流検出器４０から出力される電流検出信号（アナログ信号）をデジタル信号（第１デジタル信号）に変換する第１Ａ／Ｄ変換器３５Ａと、交流電圧検出回路１２０が検出する交流電圧をデジタル信号（第２デジタル信号）に変換する第２Ａ／Ｄ変換器３５Ｂとを有している。 As shown in FIG. 16, the signal input unit 35 includes a first A / D converter 35A that converts a current detection signal (analog signal) output from the current detector 40 into a digital signal (first digital signal), and an alternating current. And a second A / D converter 35B that converts the AC voltage detected by the voltage detection circuit 120 into a digital signal (second digital signal).
また、建物Ｈ内のルータ４１ａに接続されたコンピュータ４１は、集計管理装置３の通信部３２とで無線でデータの送受信をおこなうことができる構成となっている。
［動 作］
次に、上記のように構成される電力監視装置２００の動作について説明する。
The computer 41 connected to the router 41 a in the building H is configured to be able to transmit and receive data wirelessly with the communication unit 32 of the totalization management device 3.
[Operation]
Next, the operation of the power monitoring apparatus 200 configured as described above will be described.
先ず、電流検出器４０を第１実施例と同様にして主幹２０ａの一方の電線に取り付ける。次に、計測タップ１００のプラグ１１を電源コンセント（図示せず）に差し込み、計測タップ１００のコンセント１２に例えばテレビ（家電負荷）などの電源プラグ(図示せず)を接続する。 First, the current detector 40 is attached to one electric wire of the main trunk 20a as in the first embodiment. Next, the plug 11 of the measuring tap 100 is inserted into a power outlet (not shown), and a power plug (not shown) such as a television (home appliance load) is connected to the outlet 12 of the measuring tap 100.
電流検出器４０は主幹２０ａに流れる交流電流を検出し、この検出した交流電流に応じた交流電流検出信号（アナログ信号）が集計管理装置３の信号入力部３５の第１Ａ／Ｄ変換器３５Ａに入力する。そして、第１Ａ／Ｄ変換器３５Ａは交流電流検出信号をデジタル信号（デジタル値）に変換する。すなわち、第１Ａ／Ｄ変換器３５Ａは、電流検出器４０が検出した主幹２０ａの交流電流をデジタル信号に変換することになる。 The current detector 40 detects an alternating current flowing through the main trunk 20a, and an alternating current detection signal (analog signal) corresponding to the detected alternating current is sent to the first A / D converter 35A of the signal input unit 35 of the totalization management device 3. input. Then, the first A / D converter 35A converts the alternating current detection signal into a digital signal (digital value). That is, the first A / D converter 35A converts the alternating current of the main trunk 20a detected by the current detector 40 into a digital signal.
一方、計測タップ１００の交流電圧波形検出回路１１１が分岐幹２０ｂの交流電圧の波形を検出する。同様に、交流電流波形検出回路１１２が主幹２０ａの交流電流の波形を検出する（図１０参照）。 On the other hand, the AC voltage waveform detection circuit 111 of the measuring tap 100 detects the waveform of the AC voltage of the branch trunk 20b. Similarly, the alternating current waveform detection circuit 112 detects the alternating current waveform of the main trunk 20a (see FIG. 10).
そして、主幹２０ａの交流電圧と交流電流とに位相差が無いとき、位相差検出回路１１０はＬレベル信号を出力し、その位相差があるとき位相差検出回路１１０はＨレベル信号を出力する。このＬレベル信号またはＨレベル信号は信号入力部３５に入力する。 When there is no phase difference between the AC voltage and AC current of the main trunk 20a, the phase difference detection circuit 110 outputs an L level signal, and when there is a phase difference, the phase difference detection circuit 110 outputs an H level signal. The L level signal or the H level signal is input to the signal input unit 35.
集計管理装置３の制御部３１は、信号入力部３５に入力された論理回路１１５のＬレベル信号またはＨレベル信号に基づいて買電状態または売電状態であることを判断するとともに、第１Ａ／Ｄ変換器３５Ａが変換したデジタル値と、第２Ａ／Ｄ変換器３５Ｂが変換したデジタル値とを乗算して主幹２０ａの電力を求める。そして、制御部３１は、求めた電力と買電状態または売電状態であることを表示部３８に表示させる。 The control unit 31 of the totalization management device 3 determines whether the power purchase state or the power sale state is in accordance with the L level signal or the H level signal of the logic circuit 115 input to the signal input unit 35, and the first A / The power of the trunk 20a is obtained by multiplying the digital value converted by the D converter 35A and the digital value converted by the second A / D converter 35B. And the control part 31 displays on the display part 38 that it is the calculated | required electric power and a power purchase state or a power sale state.
上述のように制御部３１は、論理回路１１５から出力される信号がＨレベルかＬレベルかで売電状態か買電状態かを、すなわち逆潮流か潮流かを判断するので複雑なソフト処理は不要となり、また、主幹２０ａの電力だけを求めているので安価な電力監視装置２００を提供することができる。 As described above, since the control unit 31 determines whether the signal output from the logic circuit 115 is at the H level or the L level, whether it is a power sale state or a power purchase state, that is, a reverse power flow or a power flow, complicated software processing is performed. In addition, since only the power of the main trunk 20a is required, an inexpensive power monitoring apparatus 200 can be provided.
この第２実施例も計測タップ１００のプラグ１１を電源コンセント(図示せず)に差し込むだけで、分岐幹２０ｂすなわち主幹２０ａの交流電圧と主幹２０ａの交流電流との位相差を検出することができるとともに分岐幹２０ｂの交流電圧を検出することができ、しかも、分電盤２０から主幹２０ａを取り外さなくても電流検出器４０を主幹２０ａに取り付けることができるので、資格を有さない一般の人でも電力監視装置２００を設置することができる。また、建物Ｈが既存の住宅であっても電力監視装置２００を設置することができ、その設置も容易なものとなる。 In the second embodiment, the phase difference between the AC voltage of the main trunk 20a and the AC voltage of the main trunk 20a can be detected only by inserting the plug 11 of the measuring tap 100 into a power outlet (not shown). In addition, since the AC voltage of the branch trunk 20b can be detected, and the current detector 40 can be attached to the trunk 20a without removing the trunk 20a from the distribution board 20, a general person who does not have qualifications. However, the power monitoring apparatus 200 can be installed. Moreover, even if the building H is an existing house, the power monitoring apparatus 200 can be installed, and the installation is easy.
また、第２実施例では、電流検出器４０の検出信号を有線で集計管理装置３の信号入力部３５へ伝送し、計測タップ１００の論理回路１１５および交流電圧検出回路１２０の信号を有線で信号入力部３５へ伝送しているが、無線で信号を送信するようにしてもよい。 In the second embodiment, the detection signal of the current detector 40 is transmitted to the signal input unit 35 of the totalization management device 3 by wire, and the signals of the logic circuit 115 of the measurement tap 100 and the AC voltage detection circuit 120 are wired. Although the signal is transmitted to the input unit 35, the signal may be transmitted wirelessly.
電流検出器４０は、連結部４７を中心にしてカバーケース４３Ａ,４３Ｂの他端側が開閉可能となっているが、これに限らず、例えばカバーケース４３Ａ,４３Ｂが完全に分離されていて、両カバーケース４３Ａ,４３Ｂを合体させて取り付けるようにしたものであってもよい。 The current detector 40 can be opened and closed at the other end of the cover cases 43A and 43B with the connecting portion 47 as the center. However, the present invention is not limited to this. For example, the cover cases 43A and 43B are completely separated. The cover cases 43A and 43B may be combined and attached.
上記いずれの実施例も、電力監視装置２００や電力監視装置３００を太陽光発電システムＳ,Ｓ１に適用した場合について説明したが、これに限らず他の発電システムにも適用できることは勿論である。 In any of the above-described embodiments, the case where the power monitoring apparatus 200 or the power monitoring apparatus 300 is applied to the solar power generation systems S and S1 has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to other power generation systems.
また、この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and design changes and additions are permitted without departing from the gist of the claimed invention.
３ 集計管理装置（情報処理手段）
２０ 分電盤
２０ａ 主幹
２０ｂ 分岐幹
４０ 電流検出器（電流検出手段）
４１ カレントトランス
１００ 計測タップ（計測ユニット）
１１０ 位相差検出回路（位相差検出手段）
１２０ 交流電圧検出回路（電圧検出手段）
２００ 電力監視装置
３０３ 集計管理装置（情報処理手段）
３２０ｂ 電流検出器（分岐幹電流検出手段）
３２０ｅ〜３２０ｋ 電流検出器（分岐幹電流検出手段）
４００ 計測ユニット
４０４ プラグ
５００ 計測タップ（タップ型計測ユニット）
５０１ 電流検出器（家電負荷電流検出手段）
3 Total management device (information processing means)
20 Distribution board 20a Main trunk 20b Branch trunk 40 Current detector (current detection means)
41 Current transformer 100 Measuring tap (measuring unit)
110 Phase difference detection circuit (phase difference detection means)
120 AC voltage detection circuit (voltage detection means)
200 Power monitoring device 303 Total management device (information processing means)
320b Current detector (branch trunk current detection means)
320e to 320k Current detector (branch stem current detection means)
400 Measuring unit 404 Plug 500 Measuring tap (tap type measuring unit)
501 Current detector (home appliance load current detection means)
Claims (3)
前記主幹を取り外すことなく主幹の周方向に沿って環状に取り付けられるカレントトランスによって該主幹の交流電流を検出する電流検出手段と、情報処理手段と、コンセントに接続するプラグを有する計測ユニットとを有し、
前記計測ユニットは、前記プラグをコンセントに接続することによって分岐幹の交流電圧を検出する電圧検出手段と、主幹の交流電圧と前記電流検出手段が検出する交流電流との位相差の有無を検出する位相差検出手段とを有し、
前記情報処理手段は、前記計測ユニットの電圧検出手段が検出する交流電圧と前記電流検出手段が検出する交流電流とから主幹の電力を求めるとともに、この電力が前記位相差検出手段が検出した位相差の有無から買電状態のものか売電状態のものかを判断し、
前記位相差検出手段はアナログ回路で構成し、このアナログ回路は、分岐幹の交流電圧波形を主幹の交流電圧波形とみなして検出する交流電圧波形検出回路と、この交流電圧波形検出回路が検出する交流電圧波形の電圧と予め設定した基準電圧とを比較して交流電圧波形の電圧が基準電圧以上のとき第１検出信号を出力する第１比較器と、前記電流検出手段が検出する交流電流の波形を検出する交流電流波形検出回路と、この交流電流波形検出回路が検出する交流電流波形の電流と予め設定した基準電流とを比較して交流電流波形の電圧が基準電流以上のとき第２検出信号を出力する第２比較器と、第１比較器が出力する第１検出信号と第２比較器が出力する第２検出信号との排他的論理和をとって主幹の交流電圧と交流電流との位相差の有無を検出する論理回路とを有することを特徴とする電力監視装置。 A power monitoring device of a power system that receives power supply from a power system and a private power generation device via a main trunk,
A current detection means for detecting an alternating current of the main trunk by a current transformer attached in a ring shape along the circumferential direction of the main trunk without removing the main trunk, an information processing means, and a measurement unit having a plug connected to an outlet. And
The measuring unit detects presence / absence of a phase difference between a voltage detection means for detecting an AC voltage of a trunk trunk by connecting the plug to an outlet, and an AC current detected by the main current AC voltage and the current detection means. Phase difference detection means,
The information processing means obtains the main power from the AC voltage detected by the voltage detection means of the measurement unit and the AC current detected by the current detection means, and this power is the phase difference detected by the phase difference detection means. From the presence or absence of power, whether it is in a power purchase state or a power sale state ,
The phase difference detection means is constituted by an analog circuit, and the analog circuit detects an AC voltage waveform detection circuit that detects the AC voltage waveform of the branch trunk as an AC voltage waveform of the main trunk, and the AC voltage waveform detection circuit detects the AC voltage waveform detection circuit. A first comparator that compares the voltage of the AC voltage waveform with a preset reference voltage and outputs a first detection signal when the voltage of the AC voltage waveform is equal to or higher than the reference voltage; and the AC current detected by the current detection means The AC current waveform detection circuit for detecting the waveform and the current of the AC current waveform detected by the AC current waveform detection circuit are compared with a preset reference current, and the second detection is performed when the voltage of the AC current waveform is equal to or higher than the reference current. A main AC voltage and an AC current are obtained by taking an exclusive OR of a second comparator that outputs a signal, a first detection signal that is output from the first comparator, and a second detection signal that is output from the second comparator. Phase difference Power monitoring device, characterized in that it comprises a logic circuit for detecting a.
前記情報処理手段は、前記複数の分岐幹電流検出手段が検出する電流に基づいて各分岐幹ごとに電力を求めることを特徴とする請求項１に記載の電力監視装置。 A plurality of branch stem current detection means for respectively detecting AC currents of a plurality of branch stems in the distribution board;
2. The power monitoring apparatus according to claim 1, wherein the information processing unit obtains power for each branch stem based on currents detected by the plurality of branch stem current detection units.
このタップ型計測ユニットは、接続した家電負荷に流れる電流を検出する家電負荷電流検出手段を有し、
前記情報処理手段は、家電負荷電流検出手段が検出する電流に基づいて家電負荷の電力を計測することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力監視装置。 A tap-type measuring unit that is connected to an outlet other than the outlet and is configured to be connected to a home appliance load,
This tap type measurement unit has home appliance load current detection means for detecting the current flowing through the connected home appliance load,
The power monitoring apparatus according to claim 1, wherein the information processing unit measures the power of the home appliance load based on the current detected by the home appliance load current detection unit.
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