JP5973495B2 - 電力測定装置および電力測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、発電装置から負荷に電力を供給する接続経路において電力を測定する技術にに関する。

図７は、発電システムの一構成例が模式的に表されている（例えば特許文献１を参照）。この発電システム１００は、発電装置１０１と、電力測定装置１０２とを備えている。発電装置１０１は、例えば燃料電池（化学エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、発電する装置）であり、発電する構成を備えている。この発電装置１０１は、単相三線式でもって、負荷１０５を介して商用電源１０３に電気的に接続されている。つまり、発電装置１０１は、２本の電圧線１０６，１０７と中性線（グラウンドに接地されている線）１０８との三本の導線によって商用電源１０３に電気的に接続されている。

電力測定装置１０２は、電流センサ１１１，１１２と、電圧センサ１１３と、ヒータ１１４と、制御装置１１５とを備えている。電流センサ１１１は、電圧線１０６において、負荷１０５よりも商用電源１０３側の部分に介設されており、電圧線１０６における介設部分に流れる電流の電流値を検出する構成を備えている。電流センサ１１２は、電圧線１０７において、負荷１０５よりも商用電源１０３側の部分に介設されており、電圧線１０７における介設部分に流れる電流の電流値を検出する構成を備えている。電圧センサ１１３は、電圧線１０６，１０７と、中性線１０８とに、負荷１０５よりも商用電源１０３側において接続されている。この電圧センサ１１３は、電圧線１０６と中性線１０８との間の電位差（電圧値）と、電圧線１０７と中性線１０８との間の電位差（電圧値）とを検出する構成を備えている。

制御装置１１５は、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えており、ＣＰＵによって電力測定装置１０２の全体的な動作を制御する機能を備えている。例えば、制御装置１１５は、電流センサ１１１，１１２と電圧センサ１１３により検出される電流値と電圧値を利用して、買電電力値と売電電力値を算出する機能を備えている。買電電力値とは、商用電源１０３から負荷１０５に供給される電力の値である。売電電力値とは、発電装置１０１から商用電源１０３側に流れる電力の値である。

ここで、電流センサ１１１，１１２と電圧センサ１１３の取り付け（接続）状態が次のように定められているとする。つまり、商用電源１０３から負荷１０５に向けて電力が供給されている場合に、電流センサ１１１，１１２による各電流値に電圧センサ１１３による電圧値を乗算することによる電力値の正負符号が正となるように、センサ１１１，１１２，１１３は取り付けられる。換言すれば、発電装置１０１から商用電源１０３に向けて電力が流れている場合に、電流センサ１１１，１１２による各電流値に電圧センサ１１３による電圧値を乗算することによる電力値の正負符号が負となるようにセンサ１１１，１１２，１１３は取り付けられる。

このような場合には、制御装置１１５は、算出した電力値の符号が正である場合には、商用電源１０３から負荷１０５に向かって電力が供給されている状態であるから、算出した電力値を買電電力量として算出する。また、制御装置１１５は、算出した電力値の符号が負である場合には、発電装置１０１から商用電源１０３に向かって電力が流れている状態であるから、算出した電力値を売電電力値として算出する。

ところで、電流センサ１１１，１１２や電圧センサ１１３が誤った状態で取り付けられてしまう場合がある。そのセンサ取り付け誤りに起因して、制御装置１１５が算出する電力値の正負符号が不適正になってしまうことがある。つまり、発電装置１０１から商用電源１０３に向かって電力が流れている場合には、制御装置１１５により算出される電力値の正負符号が負となるところが、正になってしまうという符号誤りの事態が発生する。換言すれば、センサ取り付け誤りに起因して、制御装置１１５は、買電電力値と売電電力値を逆に算出してしまうという問題が発生する。

このような問題が発生することを防止するために、電力測定装置１０２は、次のような機能を備えている。つまり、発電装置１０１が発電していない状態において、制御装置１１５は、ヒータ１１４を駆動し、ヒータ１１４の駆動中における電流センサ１１１，１１２による電流値と電圧センサ１１３による電圧値に基づいて電力値を算出する。そして、制御装置１１５は、算出した電力値が閾値以下である場合には、電流センサ１１１，１１２が誤った状態で取り付けられていると判断し、これ以降に算出した電力値の正負符号を逆の符号に変更（補正）する。このような機能によって、制御装置１１５は、電流センサ１１１，１１２の取り付け誤りに起因した誤測定問題を防止しようとしている。

特開２００９−１１８６７３号公報

ところで、電力測定装置１０２（制御装置１１５）は、電力値を時々刻々と算出（測定）し、算出した電力値を記憶部（図示せず）に格納していく。そのように時々刻々と電力値が記憶部に格納されている状態で、電力測定装置１０２が電流センサ１１１，１１２の取り付け誤りを検知したとする。この場合には、電力測定装置１０２は、前記の如く、その取り付け誤りを検知した以降に算出した電力値の正負符号を逆の符号に補正し、補正した電力値を記憶部に格納していく。これにより、電力測定装置１０２は、誤った電力値が記憶部に格納され続けるという問題を回避できる。

しかしながら、電力測定装置１０２が電流センサ１１１，１１２の取り付け誤りを検知するまでに記憶部に格納された符号誤りの電力値はそのままである。このため、例えば、設定された期間における買電電力値と売電電力値の各合計値を算出する場合に、その算出に利用する複数の電力値に符号誤りの電力値が含まれていると、電力測定装置１０２は、正確な買電電力値と売電電力値の各合計値を算出できない。

本発明は上記課題を解決するために考え出された。すなわち、本発明の主な目的は、センサの取り付け誤りに起因した電力値の誤測定問題を回避し、その上、過去の符号誤りの電力値をも補正することによって、電力測定に対する信頼性を高めることができる技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の電力測定装置は、
メイン発電装置とサブ発電装置を負荷を介して電気的に接続する接続経路における前記負荷よりも前記メイン発電装置側の経路部分に流れる電流の電流値を検出するメイン側電流センサが出力する電流値と、前記接続経路の電圧値を検出する電圧センサが出力する電圧値とに基づいて、前記メイン発電装置から前記負荷に供給される電力の電力値を供給電力値として算出する供給電力算出部と、
前記接続経路における前記負荷よりも前記サブ発電装置側の経路部分に流れる電流の電流値を検出するサブ側電流センサが出力する電流値と、前記電圧センサが出力する電圧値とに基づいて、前記サブ発電装置から出力される電力の電力値を発電電力値として算出する発電電力算出部と、
前記供給電力算出部により算出された前記供給電力値と、前記発電電力算出部により算出された前記発電電力値とを、それぞれ、算出に利用した前記電圧値と前記電流値が検出された時間を表す時間情報に関連付けられた態様で、内蔵あるいは外部の記憶部に書き込む書き込み部と、
前記供給電力値および前記発電電力値を利用して、前記供給電力算出部により算出される前記供給電力値の正負符号が適正でないことを検知した場合に、前記供給電力値の正負符号が逆の符号となるように前記供給電力算出部を制御する符号制御部と、
前記供給電力値の正負符号が適正でないことが検知された場合に、電力測定を開始した際に取得した測定開始時間の情報に基づいた前記測定開始時間から前記正負符号が適正でないことが検知されるまでの期間に前記記憶部に書き込まれた前記供給電力値の正負符号を逆の符号に変更する補正部と
を備えている。

また、本発明の電力測定方法は、
メイン発電装置とサブ発電装置を負荷を介して電気的に接続する接続経路における前記負荷よりも前記メイン発電装置側の経路部分に流れる電流の電流値を検出するメイン側電流センサが出力する電流値と、前記接続経路の電圧値を検出する電圧センサが出力する電圧値とに基づいて、前記メイン発電装置から前記負荷に供給される電力の電力値を供給電力値として算出し、
前記接続経路における前記負荷よりも前記サブ発電装置側の経路部分に流れる電流の電流値を検出するサブ側電流センサが出力する電流値と、前記電圧センサが出力する電圧値とに基づいて、前記サブ発電装置から出力される電力の電力値を発電電力値として算出し、
算出された前記供給電力値と前記発電電力値を、それぞれ、算出に利用した前記電圧値と前記電流値が検出された時間を表す時間情報に関連付けられた態様で、内蔵あるいは外部の記憶部に書き込み、
前記供給電力値および前記発電電力値を利用して、前記供給電力値の正負符号が適正でないことを検知した場合に、算出される前記供給電力値の正負符号が逆の符号となるように制御し、
前記供給電力値の正負符号が適正でないことが検知された場合に、電力測定を開始した際に取得した測定開始時間の情報に基づいた前記測定開始時間から前記正負符号が適正でないことが検知されるまでの期間に前記記憶部に書き込まれた前記供給電力値の正負符号を逆の符号に変更する。

本発明によれば、センサの取り付け誤りに起因した電力値の誤測定問題を回避し、その上、過去の符号誤りの電力値をも補正できることにより、電力測定に対する信頼性を高めることができる。

本発明に係る第１実施形態の電力測定装置の構成を簡略化して表すブロック図である。 本発明に係る第２実施形態の電力測定装置の構成を簡略化して表すブロック図である。 第２実施形態における接続経路に流れる電流を模式的に表す図である。 第２実施形態における符号制御部の構成を簡略化して表すブロック図である。 第２実施形態の電力測定装置を構成する制御装置の動作例を表すフローチャートである。 第２実施形態の電力測定装置の動作を説明するタイムチャートである。 電力システムの一構成例を表すブロック図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態の電力測定装置の構成を簡略化して表すブロック図である。この電力測定装置１は、サブ発電装置１１が負荷１２を介してメイン発電装置１０に電気的に接続されている場合において、メイン発電装置１０から負荷１２に供給される電力の電力値と、サブ発電装置１１による発電電力の電力値とを測定できる装置である。電力測定装置１は、メイン側電流センサ１３と、サブ側電流センサ１４と、電圧センサ１５とからそれぞれ出力される検出値を利用する。メイン側電流センサ１３は、メイン発電装置１０とサブ発電装置１１を電気的に接続する接続経路１６において、負荷１２よりもメイン発電装置１０側の経路部分に設けられ、当該経路部分を流れる電流の電流値を検出する構成を備えている。サブ側電流センサ１４は、接続経路１６において、負荷１２よりもサブ発電装置１１側の経路部分に設けられ、当該経路部分を流れる電流の電流値を検出する構成を備えている。電圧センサ１５は、接続経路１６に接続し、ここでは、基準電位であるグラウンドと接続経路１６との電位差（電圧）を検出する構成を備えている。

この第１実施形態の電力測定装置１は、供給電力算出部３と、発電電力算出部４と、符号制御部５と、書き込み部６と、補正部７と、記憶部８とを備えている。なお、電力測定装置１は、内蔵の記憶部８に代えて、外部の記憶部８を利用してもよい。

供給電力算出部３は、メイン側電流センサ１３が出力する電流値と、電圧センサ１５が出力する電圧値とに基づいて、メイン発電装置１０から負荷１２に供給される電力の電力値（以下、供給電力値とも記す）を算出する機能を備えている。

発電電力算出部３は、サブ側電流センサ１４が出力する電流値と、電圧センサ１５が出力する電圧値とに基づいて、サブ発電装置１１が発電する電力の電力値（以下、発電電力値とも記す）を算出する機能を備えている。

書き込み部６は、供給電力算出部３が算出した供給電力値と、発電電力算出部４が算出した発電電力値とを、それぞれ、算出に利用した電圧値と電流値が検出された時間を表す時間情報に関連付けられた態様でもって、記憶部８に書き込む機能を備えている。なお、その時間情報は、時刻情報であってもよいし、時刻情報に限らず、例えば、計測開始時からの経過時間の情報などであってもよい。

符号制御部５は、供給電力算出部３により算出された供給電力値と、発電電力算出部４により算出された発電電力値とを利用して、供給電力算出部３により算出される供給電力値の正負符号が適正でないことを検知する機能を備えている。また、符号制御部５は、供給電力算出部３による供給電力値の正負符号が適正でないことを検知した場合に、供給電力算出部３から出力される供給電力値の正負符号が逆の符号となるように供給電力算出部３を制御する機能を備えている。

補正部７は、供給電力算出部３による供給電力値の正負符号が適正でないことが検知された場合に、次のように動作する機能を備えている。すなわち、補正部７は、電力測定を開始した際に取得した測定開始時間の情報に基づいた測定開始時間から、供給電力値の正負符号が適正でないことが検知されるまでの期間に、記憶部８に書き込まれた供給電力値の正負符号を逆の符号に変更（補正）する。

この第１実施形態の電力測定装置１は、供給電力算出部３による供給電力値の正負符号が適正でないことが検知された場合に、検知された以降に供給電力算出部３から出力される供給電力値の正負符号を逆の符号にする制御機能を備えている。このため、電力測定装置１は、メイン側電流センサ１３や電圧センサ１５の取り付け状態が設定通りでなくとも、正負符号が正しい供給電力値を出力できる。その上、電力測定装置１は、算出される供給電力値が適正でないことが検知される前に記憶部８に書き込まれた符号誤りの給電力値の正負符号を逆の符号に変更（補正）する機能を備えている。これにより、電力測定装置１は、記憶部８に書き込まれている過去データを利用した算出結果（例えば、設定期間における供給電力値の合計値）の正確性を高めることができる。これにより、電力測定装置１は、電力測定に対する信頼性を高めることができる。

（第２実施形態）
以下に、本発明に係る第２実施形態を説明する。

図２は、本発明に係る第２実施形態の電力測定装置の構成を簡略化して表すブロック図である。この第２実施形態の電力測定装置２０は、サブ発電装置である発電装置２２が負荷２３を介してメイン発電装置である商用電源２４に電気的に接続されている場合において、次の電力値を測定できる装置である。つまり、電力測定装置２０が測定対象としている電力値は、商用電源２４から負荷２３に供給される電力の値（以下、供給電力値とも記す）、および、サブ発電装置２２による発電電力の値（以下、発電電力値とも記す）である。

この第２実施形態では、発電装置２２は、例えば、太陽光発電装置であり、この第２実施形態では、交流電力を出力する。発電装置２２は単相三線式でもって商用電源２４に電気的に接続されている。すなわち、発電装置２２は、第１の電圧線２６と、第２の電圧線２７と、グラウンドに接続されている中性線２８とによる接続経路２５によって、商用電源２４に電気的に接続されている。商用電源２４は、交流電力を負荷２３に供給するメインの電力源である。負荷２３は、仕様により定められている定格電圧に基づいて、電圧線２６，２７と中性線２８との中から選択された２本の導線に接続され、商用電源２４および発電装置２２から電力が供給される。ここでは、発電装置２２による発電電力量が負荷２３により消費される電力量よりも多くなった場合には、発電装置２２から商用電源２４側に電流（電力）が流れる逆潮流と呼ばれる状態になる。なお、負荷２３は、１つとは限らず、複数である場合もある。

この第２実施形態の電力測定装置２０は、第１メイン側電流センサ３０と、第２メイン側電流センサ３１と、サブ側電流センサである発電側電流センサ３２と、第１電圧センサ３４と、第２電圧センサ３５とを備えている。さらに、電力測定装置２０は、供給電力算出部３７と、発電電力算出部３８と、符号制御部３９と、制御装置４０と、記憶部４１と、表示部４２と、情報入力部であるリセット操作部４３とを備えている。なお、電力測定装置２０は、内蔵の記憶部４１に代えて、外部の記憶部を記憶部４１として利用してもよい。

第１メイン側電流センサ３０（以下、略して電流センサ３０とも記す）は、電圧線２６において、負荷２３よりも商用電源２４側の部分に介設され、当該介設部分に流れる電流の電流値を出力する構成を備えている。

第２メイン側電流センサ３１（以下、略して電流センサ３１とも記す）は、電圧線２７において、負荷２３よりも商用電源２４側の部分に介設され、当該介設部分に流れる電流の電流値を出力する構成を備えている。

発電側電流センサ３２（以下、略して電流センサ３２とも記す）は、電圧線２６において、負荷２３よりも発電装置２２側の部分に介設され、当該介設部分に流れる電流の電流値を出力する構成を備えている。

第１電圧センサ３４（以下、略して電圧センサ３４とも記す）は、電圧線２６と中性線２８に接続され、中性線２８に対する電圧線２６の電位差（電圧）を検出する構成を備えている。第２電圧センサ３５（以下、略して電圧センサ３５とも記す）は、電圧線２７と中性線２８に接続され、中性線２８に対する電圧線２７の電位差（電圧）を検出する構成を備えている。

この第２実施形態では、電流センサ３０と電圧センサ３４が設定通りに接続経路２５に取り付けられている状態では、電流センサ３０による電流値と電圧センサ３４による電圧値との乗算による電力値（第１供給電力値）の正負符号は次のようになる。つまり、商用電源２４から負荷２３に電力が供給されている場合には、第１供給電力値の正負符号は正となる。また、発電装置２２から商用電源２４に向けて電力が流れている場合には、第１供給電力値の正負符号は負となる。さらに、電流センサ３１と電圧センサ３５が設定通りに接続経路２５に取り付けられている状態では、電流センサ３１による電流値と電圧センサ３５による電圧値との乗算による電力値（第２供給電力値）の正負符号は次のようになる。つまり、商用電源２４から負荷２３に電力が供給されている場合には、第２供給電力値の正負符号は正となる。また、発電装置２２から商用電源２４に向けて電力が流れている場合には、第２供給電力値の正負符号は負となる。

供給電力算出部３７は、第１供給電力演算器４４と、第２供給電力演算器４５とを備えている。第１供給電力演算器４４は、電流センサ３０による電流値と、電圧センサ３４による電圧値とを乗算することにより、電圧線２６における負荷２３よりも商用電源２４側の部分に通電している電力の電力値を第１供給電力値として算出する機能を備えている。この第２実施形態では、電圧線２６を流れる電力は交流であることから、第１供給電力演算器４４は、その交流の予め定められた周期分の平均電力値をその周期毎に第１供給電力値として時々刻々と算出する。具体例を挙げると、電圧線２６を流れる交流電流の周波数が５０ヘルツである場合に、その交流の１周期分の平均電力値を出力すると設定されると、第１供給電力演算器４４は、２０ミリ秒間分の平均電力値を約２０ミリ秒毎に供給電力値として算出する。

この第２実施形態では、第１供給電力演算器４４は、算出値の正負符号を逆の符号に変更する指令を表す符号反転信号を符号制御部３９から受けている場合があり、この場合には、算出値の正負符号を逆の符号に変更した値を第１供給電力値として出力する。

第２供給電力演算器４５は、電流センサ３１による電流値と、電圧センサ３５による電圧値とを乗算することにより、電圧線２７における負荷２３よりも商用電源２４側の部分に通電している電力の電力値を第２供給電力値として算出する機能を備えている。この第２供給電力演算器４５も第１供給電力演算器４４と同様に、交流の予め定められた周期分の平均電力値をその周期毎に第２供給電力値として算出する。また、第２供給電力演算器４５は、符号反転信号を符号制御部３９から受けている場合には、算出値の正負符号を逆の符号に変更した値を第２供給電力値として出力する。

発電電力算出部３８は、第１発電電力演算器４６と、第２発電電力演算器４７とを備えている。第１発電電力演算器４６は、電流センサ３２による電流値と、電圧センサ３４による電圧値とを乗算することにより、電圧線２６における負荷２３よりも発電装置２２側の部分に通電している電力の電力値を第１発電電力値として算出する機能を備えている。第２発電電力演算器４７は、電流センサ３２による電流値と、電圧センサ３５による電圧値とを乗算することにより、電圧線２７における負荷２３よりも発電装置２２側の部分に通電している電力の電力値を第２発電電力値として算出する機能を備えている。これら第１発電電力演算器４６および第２発電電力演算器４７も、第１供給電力演算器４４と同様に、交流の予め定められた周期分の平均電力値をその周期毎に発電電力値として算出する。なお、この第２実施形態では、第１発電電力演算器４６と第２発電電力演算器４７は、算出する第１発電電力値または第２発電電力値の正負符号が常に正となるように構成されている。

リセット操作部４３は、例えば作業者等が押下する手動スイッチ（図示せず）と、当該手動スイッチが押下された場合にリセット信号を発生する信号発生部（図示せず）とを備えている。この第２実施形態では、例えば、リセット操作部４３の手動スイッチを押下するタイミングが予め定められている。その押下タイミングとは、電力測定装置２０が設置された時と、電流センサ３０，３１や電圧センサ３４，３５を取り付け直した時と、電流センサ３０，３１や電圧センサ３４，３５を交換した時である。

符号制御部３９は、供給電力算出部３７と発電電力算出部３８がそれぞれ算出した算出値を利用して、供給電力算出部３７から出力される第１供給電力値と第２供給電力値のそれぞれの正負符号が適正でないことを検知できる機能を備えている。

ここで、供給電力算出部３７と発電電力算出部３８がそれぞれ算出した算出値を利用することにより、第１供給電力値と第２供給電力値のそれぞれの正負符号が適正でないことを検知できる理由を図３を利用して説明する。図３は、接続経路２５における電流の通電状態を模式的に表すモデル図である。この説明では、商用電源２４から負荷２３ａに通電する電流の電流値をＩzaとする。商用電源２４から負荷２３ｂに通電する電流の電流値をＩzbとする。商用電源２４から負荷２３ｃに通電する電流の電流値をＩzcとする。電圧線２６における負荷２３よりも商用電源２４側の部分において、商用電源２４側から負荷２３ａ，２３ｃに通電する電流の電流値をＩz1（Ｉz1＝Ｉza＋Ｉzc）とする。電圧線２７における負荷２３よりも商用電源２４側の部分において、商用電源２４側から負荷２３ｂ，２３ｃに通電する電流の電流値をＩz2（Ｉz2＝Ｉzb＋Ｉzc）とする。さらに、発電装置２２が発電したことによって接続経路２５に通電する電流の電流値をＩpvとする。電流センサ３０により検出される電流値をＩ₃₀とする。電流センサ３１により検出される電流値をＩ₃₁とする。電圧センサ３４により検出される電圧値をＶ₃₄とする。電圧センサ３５により検出される電圧値をＶ₃₅とする。

まず、第１供給電力値Ｗz1について述べる。

第１供給電力値Ｗz1は、電流センサ３０により検出される電流値Ｉ₃₀と、電圧センサ３４により検出される電圧値Ｖ₃₄とを乗算することにより得られる値である。また、電流センサ３０により検出される電流Ｉ₃₀は式（１）により表すことができる。これらのことにより、第１供給電力値は式（２）のように表される。

Ｉ₃₀＝Ｉz1−Ｉpv・・・・・（１）
Ｗz1＝Ｉ₃₀×Ｖ₃₄＝（Ｉz1−Ｉpv）×Ｖ₃₄・・・・・（２）

逆潮流（つまり、発電装置２２の発電電力が商用電源２４側に流れる現象）は、発電装置２２による発電電力量が負荷２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）により消費される電力量よりも多い場合にその余剰電力が商用電源２４側に流れる現象である。この逆潮流が発生している状態では、発電装置２２による電流の電流値Ｉpvが、商用電源２４側から負荷２３側に流れる電流の電流値Ｉz1よりも大きくなっている（Ｉz1＜Ｉpv）。このことから、逆潮流が発生している状態では、式（２）により表される第１供給電力値Ｗz1は負となる。また、式（２）により表される第１供給電力値Ｗz1は、式（３）のように表すことができることから、逆潮流が発生している状態では、式（４）が成り立つ。

Ｗz1＝（Ｉz1−Ｉpv）×Ｖ₃₄＝Ｉz1×Ｖ₃₄−Ｉpv×Ｖ₃₄・・・・・（３）
Ｉz1×Ｖ₃₄−Ｉpv×Ｖ₃₄＜０・・・・・（４）

また、逆潮流が発生している状態では、発電装置２２による発電電力のうちの負荷２３により消費されなかった余剰電力が商用電源２４側に流れるから、第１供給電力値Ｗz1の絶対値は第１発電電力値Ｗp1（Ｗp1＝Ｉpv×Ｖ₃₄）の絶対値を越えない。これにより、第１供給電力値Ｗz1の正負符号が負である場合には、式（５）が成り立つ。式（６）は、式（３）などを利用して式（５）を書き改めた式である。

｜Ｗz1｜＜｜Ｗp1｜・・・・・（５）
｜Ｉz1×Ｖ₃₄−Ｉpv×Ｖ₃₄｜＜｜Ｉpv×Ｖ₃₄｜・・・・・（６）

しかしながら、電流センサ３０や電圧センサ３４が取り付け誤り状態であることに起因して、第１供給電力値Ｗz1の正負符号が負であっても、式（５）が成り立たない場合が発生する。つまり、逆潮流が発生していない場合には、第１供給電力値Ｗz1の絶対値の最大値は、発電装置２２による発電電力量に規制されないことから、第１供給電力値Ｗz1の絶対値は、第１発電電力値Ｗp1の絶対値よりも大きくなる場合がある。この場合に、電流センサ３０や電圧センサ３４の取り付け誤りに起因して、逆潮流が発生していないのに第１発電電力値Ｗp1の正負符号が負になる事態になっていると、第１供給電力値Ｗz1の正負符号が負であっても式（５）、式（６）が成り立たない。

このようなことから、第１供給電力値Ｗz1が負であって、かつ、式（７）が成り立つ場合には、第１供給電力値Ｗz1の正負符号が適正ではないと判断できる。

｜Ｉz1×Ｖ₃₄−Ｉpv×Ｖ₃₄｜＞｜Ｉpv×Ｖ₃₄｜・・・・・（７）
式（１）に基づき、Ｉz1＝Ｉ₃₀＋Ｉpvと表すことができるから、これを利用して、式（７）を式（８）のように書き改めることができる。

｜（Ｉ₃₀＋Ｉpv）×Ｖ₃₄−Ｉpv×Ｖ₃₄｜＞｜Ｉpv×Ｖ₃₄｜・・・・・（８）
つまり、｜Ｉ₃₀×Ｖ₃₄｜＞｜Ｉpv×Ｖ₃₄｜であり、さらに、書き改めると、｜Ｗz1｜＞｜Ｗp1｜となる。すなわち、第１供給電力値Ｗz1が負であって、かつ、第１供給電力値Ｗz1の絶対値が第１発電電力値Ｗp1の絶対値よりも大きい場合には、第１供給電力値Ｗz1の正負符号が適正ではないと判断できる。

第２供給電力値Ｗz2に関しても同様な理由により、第２供給電力値Ｗz2が負であって、かつ、第２供給電力値Ｗz2の絶対値が第２発電電力値Ｗp2の絶対値よりも大きい場合には、第２供給電力値Ｗz2の正負符号が適正ではないと判断できる。

符号制御部３９は、上記のような供給電力値と発電電力値との比較により、第１供給電力値Ｗz1と第２供給電力値Ｗz2の正負符号が適正ではないことを検知する回路を備えている。この第２実施形態では、符号制御部３９は、第１符号制御回路５０と、第２符号制御回路５１とを備えている。これら第１符号制御回路５０と第２符号制御回路５１は、同様な回路構成を備えている。図４は、第１符号制御回路５０（第２符号制御回路５１）の一回路構成例を簡略化して表すブロック図である。この図４に表されている回路５０（５１）は、フリップフロップ回路５３と、比較器５４とを有して構成されている。

比較器５４は、供給電力演算器４４（４５）により算出された供給電力値Ｗz1（Ｗz2）と、発電電力演算器４６（４７）により算出された発電電力値Ｗp1（Ｗp2）とを比較し、次のような場合に超過信号を出力する回路構成を備えている。この比較器５４が超過信号を出力する場合とは、供給電力値Ｗz1（Ｗz2）が負であり、かつ、供給電力値Ｗz1（Ｗz2）の絶対値が発電電力値Ｗp1（Ｗp2）の絶対値よりも大きい場合である。

フリップフロップ回路５３は、信号入力部であるセット部Ｓおよびリセット部Ｒと、出力部Ｑとを備えている。この図４の例では、セット部Ｓは、比較器５４の出力部に電気的に接続されている。リセット部Ｒは、リセット操作部４３に接続されている。フリップフロップ回路５３は、比較器５４から超過信号がセット部Ｓに入力した以降には、出力部Ｑから符号反転信号を継続的に出力し、リセット部Ｒにリセット信号が加えられると、符号反転信号の出力を停止する回路構成を備えている。このフリップフロップ回路５３から出力された符号反転信号は、第１供給電力演算器４４と第２供給電力演算器４５と制御装置４０に加えられる。前述したように、第１供給電力演算器４４と第２供給電力演算器４５は、符号反転信号が加えられている状態では、算出した電力値の正負符号を逆の符号にした値を供給電力値として出力する。

制御装置４０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を備え、当該ＣＰＵによって、例えば記憶部４１から読み出したコンピュータプログラム（プログラム）を実行することにより、電力測定装置２０の全体的な動作を制御する構成を備えている。この第２実施形態では、制御装置４０は、機能部として、補正部５６と、書き込み部５７とを備えている。

書き込み部５７は、第１供給電力演算器４４と第２供給電力演算器４５と第１発電電力演算器４６と第２発電電力演算器４７とがそれぞれ出力した電力値を、算出した時間を表す時間情報に関連付けた態様でもって、記憶部４１に書き込む機能を備えている。なお、電力値に関連付けられる時間情報は、制御装置４０に内蔵されている時計機構による時刻情報であってもよいし、時刻情報以外の時間を表す他の情報であってもよい。

また、書き込み部５７は、リセット操作部４３が操作されることにより当該リセット入力部４３からリセット信号が出力された場合に、そのリセット信号が出力された時間を表す情報を測定開始時間の情報として記憶部４１に格納する機能を備えている。

補正部５６は、符号制御部３９の第１符号制御回路５０から符号反転信号が出力されたことを検知した場合には、記憶部４１に書き込まれている第１供給電力値Ｗz1を次のように補正する機能を備えている。つまり、補正部５６は、記憶部４１に格納されている測定開始時間から符号反転信号が出力されるまでの期間に算出され記憶部４１に書き込まれている第１供給電力値Ｗz1の正負符号を逆の符号に変更し当該第１供給電力値Ｗz1を更新する機能を備えている。また同様に、補正部５６は、符号制御部３９の第２符号制御回路５１から符号反転信号が出力されたことを検知した場合には、記憶部４１に書き込まれている第２供給電力値Ｗz2を次のように補正する機能を備えている。つまり、補正部５６は、記憶部４１に格納されている測定開始時間から符号反転信号が出力されるまでの期間に算出され記憶部４１に書き込まれている第２供給電力値Ｗz2の正負符号を逆の符号に変更し当該第２供給電力値Ｗz2を更新する機能を備えている。

制御装置４０は、さらに、買電電力算出部（図示せず）などをも備えている。その買電電力算出部は、設定の期間（例えば１カ月間）に、商用電源２４から負荷２３に供給され消費された電力値（供給電力値Ｗz1，Ｗz2）の合計値（買電電力値）を算出する機能を備えている。表示部４２は、例えば液晶画面であり、その算出された買電電力値などを表示する機能を備えている。この表示部４２の表示内容等は、制御装置４０により制御される。

以下に、制御装置４０の動作例を図５と図６を参照しながら説明する。図５は、制御装置４０が、記憶部４１に格納されている供給電力値Ｗz1，Ｗz2の正負符号を補正する動作の一例を表すフローチャートである。また、図６は、電力測定装置２０の動作を説明するタイムチャートである。この図６においては、記憶部４１に書き込まれている第１供給電力値Ｗz1と第１発電電力値Ｗp1が棒グラフにより表されている。

例えば、電流センサ３０，３１が交換されたことにより、作業者によりリセット操作部４３が操作されたとする。これにより、リセット操作部４３から、リセット信号が出力される（図６の時間Ｔ１を参照）。符号制御部３９のフリップフロップ回路５３は、そのリセット信号を受け取ると、例えば出力部Ｑから符号反転信号を出力していた場合には、その符号反転信号の出力を停止する（図６における時間Ｔ１→Ｔ２を参照）。

一方、制御装置４０は、そのリセット信号を受け取ると（ステップＳ１０１）、内蔵の時計機構等から測定開始時間（例えば時間Ｔ２）の情報を取り込み、当該測定開始時間を記憶部４１に書き込む（ステップＳ１０２）。

その後、制御装置４０は、第１供給電力値Ｗz1、第２供給電力値Ｗz2、第１発電電力値Ｗp1、第２発電電力値Ｗp2を受け取ると（ステップＳ１０３）、それら電力値をそれぞれ時間情報に関連付けた態様でもって記憶部４１に書き込む（ステップＳ１０４）。そして、制御装置４０は、符号反転信号の出力が開始された否かを判断する（ステップＳ１０５）。つまり、供給電力算出部３７と発電電力算出部３８が、電力値Ｗz1，Ｗz2，Ｗp1，Ｗp2を算出すると、符号制御部３９が、それら算出された電力値に基づいて前述したように符号反転信号の出力を開始するか否かを判断する。この符号制御部３９の判断によって符号反転信号の出力が開始されていない場合には、制御装置４０は、ステップＳ１０４の判断動作の後に、ステップＳ１０３以降の動作を繰り返す。つまり、制御装置４０は、時々刻々と算出される電力値を記憶部４１に書き込んでいく。

然る後に、例えば、第１供給電力値Ｗz1の正負符号が負である場合に、第１供給電力値Ｗz1の絶対値が第１発電電力値Ｗp1の絶対値よりも大きくなった場合（図６における時間Ｔ６を参照）には、符号制御部３９の比較器５４から超過信号が出力される。これにより、符号制御部３９のフリップフロップ回路５３から符号反転信号の出力が開始される（図６における時間Ｔ７）。

制御装置４０の補正部５６は、その符号反転信号の出力が開始されたことを検知すると（図５におけるステップＳ１０５）、記憶部４１から測定開始時間（Ｔ２）の情報を読み出す。そして、補正部５６は、測定開始時間Ｔ２から符号反転信号が出力されるまで（時間Ｔ２から時間Ｔ６まで）に記憶部４１に書き込まれた第１供給電力値Ｗz1の正負符号を逆の符号に変更する、つまり、過去データを補正する（ステップＳ１０６）。なお、符号反転信号の出力が開始されることにより、供給電力算出部３７の第１供給電力演算器４４から出力される算出値の正負符号は逆の符号に変更された状態でもって出力されることから、記憶部４１のデータ補正は行わなくてよい。

なお、上記例では、補正部５６が、記憶部４１に書き込まれている第１供給電力値Ｗz1を補正する例を示したが、同様に、記憶部４１における第２供給電力値Ｗz2を変更する場合もある。

この第２実施形態の電力測定装置２０は、上記のような構成を備えていることにより、第１実施形態と同様に、電力測定に対する信頼性を高めることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は第１と第２の実施形態に限定されず、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第２実施形態の構成に加えて、制御装置４０は、補正部５６が過去データを補正した場合に、そのデータ補正が行われたことを表示部４２によって報知する機能を備えてもよい。

また、第２実施形態では、供給電力算出部３７と発電電力算出部３８は、制御装置４０とは別個の演算器を利用して構成されている。これに対し、制御装置４０が、供給電力算出部３７と発電電力算出部３８としても機能する構成としてもよい。この場合には、電力測定装置２０には、電流センサ３０，３１，３２から出力される電流値と、電圧センサ３４，３５から出力される電圧値とに基づいて、電力値Ｗz1，Ｗz2，Ｗp1，Ｗp2を算出するコンピュータプログラムが与えられる。そして、制御装置４０がそのコンピュータプログラムを実行することにより、電力値Ｗz1，Ｗz2，Ｗp1，Ｗp2を算出する。この場合には、演算器が省略できるので、電力測定装置２０は、小型化を図ることができる。

さらに、第２実施形態では、符号制御部３９は、比較器５３とフリップフロップ回路５４というハードウェアにより構成されている。これに対し、制御装置４０が符号制御部３９としても機能する構成としてもよい。この場合には、電力測定装置２０には、供給電力値と発電電力値との比較結果に基づいて供給電力値の正負符号を逆の符号に変更する必要が有ると判断した場合に供給電力算出部３７を制御するコンピュータプログラムが与えられる。そして、制御装置４０がそのコンピュータプログラムを実行することにより符号制御部３９としても機能する。この場合には、比較器およびフリップフロップ回路が省略できるので、電力測定装置２０は、小型化を図ることができる。

さらに、第２実施形態では、測定開始時間の情報が加えられる情報入力部として、リセット操作部４３が設けられている。これに代えて、例えば、電力測定装置２０は、パソコン（パーソナルコンピュータ）と接続する情報入力部としての接続部を備えていてもよい。この場合には、そのパソコンから測定開始時間の情報が作業者により制御装置４０に供給され、書き込み部５７がその測定開始時間の情報を記憶部４１に書き込む構成としてもよい。

さらに、第２実施形態では、サブ発電装置である発電装置２２は、メイン発電装置としての商用電源２４に接続されている。これに代えて、例えば、発電装置２２は、商用電源２４以外の他の発電装置（メイン発電装置）に接続される構成であってもよい。

１，２０ 電力測定装置
３，３７ 供給電力算出部
４，３８ 発電電力算出部
５，３９ 符号制御部
１０ メイン発電装置
１１ サブ発電装置
１３ メイン側電流センサ
１４ サブ側電流センサ
１５，３４，３５ 電圧センサ
３０，３１，３２ 電流センサ
４３ リセット操作部

Claims (8)

1. メイン発電装置とサブ発電装置を負荷を介して電気的に接続する接続経路における前記負荷よりも前記メイン発電装置側の経路部分に流れる電流の電流値を検出するメイン側電流センサが出力する電流値と、前記接続経路の電圧値を検出する電圧センサが出力する電圧値とに基づいて、前記メイン発電装置から前記負荷に供給される電力の電力値を供給電力値として算出する供給電力算出部と、
   前記接続経路における前記負荷よりも前記サブ発電装置側の経路部分に流れる電流の電流値を検出するサブ側電流センサが出力する電流値と、前記電圧センサが出力する電圧値とに基づいて、前記サブ発電装置から出力される電力の電力値を発電電力値として算出する発電電力算出部と、
   前記供給電力算出部により算出された前記供給電力値と、前記発電電力算出部により算出された前記発電電力値とを、それぞれ、算出に利用した前記電圧値と前記電流値が検出された時間を表す時間情報に関連付けられた態様で、内蔵あるいは外部の記憶部に書き込む書き込み部と、
   前記供給電力値および前記発電電力値を利用して、前記供給電力算出部により算出される前記供給電力値の正負符号が適正でないことを検知した場合に、前記供給電力値の正負符号が逆の符号となるように前記供給電力算出部を制御する符号制御部と、
   前記供給電力値の正負符号が適正でないことが検知された場合に、電力測定を開始した際に取得した測定開始時間の情報に基づいた前記測定開始時間から前記正負符号が適正でないことが検知されるまでの期間に前記記憶部に書き込まれた前記供給電力値の正負符号を逆の符号に変更する補正部と
   を備えている電力測定装置。
2. 前記測定開始時間の情報が加えられる情報入力部をさらに備えている請求項１に記載の電力測定装置。
3. 前記符号制御部は、前記供給電力値の正負符号が負であり、かつ、前記供給電力値の絶対値が前記発電電力値の絶対値よりも大きい場合には、前記供給電力値の正負符号が適正でないと検知する請求項１又は請求項２に記載の電力測定装置。
4. 前記メイン発電装置と前記サブ発電装置は、第１電圧線と、第２電圧線と、接地されている中性線との三線を利用する単相三線式でもって接続されており、
   前記メイン側電流センサとして、前記第１電圧線の電流を検出する第１メイン側電流センサと、前記第２電圧線の電流を検出する第２メイン側電流センサとが設けられ、
   前記電圧センサとして、前記中性線と前記第１電圧線との間の電圧を検出する第１電圧センサと、前記中性線と前記第２電圧線との間の電圧を検出する第２電圧センサとが設けられ、
   前記供給電力算出部は、第１メイン側電流センサによる電流値と、第１電圧センサによる電圧値とに基づいて、第１供給電力値を算出し、また、第２メイン側電流センサによる電流値と、第２電圧センサによる電圧値とに基づいて、第２供給電力値を算出し、
   前記発電電力算出部は、サブ側電流センサによる電流値と、第１電圧センサによる電圧値とに基づいて、第１発電電力値を算出し、また、サブ側電流センサによる電流値と、第２電圧センサによる電圧値とに基づいて、第２発電電力値を算出し、
   前記符号制御部は、前記第１供給電力値および前記第１発電電力値を利用して、前記第１供給電力値の正負符号が適正でないことを検知した場合に、前記第１供給電力値の正負符号が逆の符号となるように前記供給電力算出部を制御し、前記第２供給電力値および前記第２発電電力値を利用して、前記第２供給電力値の正負符号が適正でないことを検知した場合に、前記第２供給電力値の正負符号が逆の符号となるように前記供給電力算出部を制御し、
   前記補正部は、前記第１供給電力値の正負符号が適正でないことが検知された場合には、前記測定開始時間から前記正負符号が適正でないことが検知されるまでの期間に前記記憶部に書き込まれた前記第１供給電力値の正負符号を逆の符号に変更し、前記第２供給電力値の正負符号が適正でないことが検知された場合には、前記測定開始時間から前記正負符号が適正でないことが検知されるまでの期間に前記記憶部に書き込まれた前記第２供給電力値の正負符号を逆の符号に変更する請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の電力測定装置。
5. 前記符号制御部は、前記供給電力値と前記発電電力値の比較に基づいて前記供給電力値の正負符号が適正でないことを検知した場合には当該正負符号が適正でないことを表す不適信号を出力する比較器と、前記不適信号が出力されたことによって前記供給電力値の正負符号が逆の符号となるように制御する制御信号の出力を開始するフリッププロップ回路とを備えている請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の電力測定装置。
6. 前記メイン側電流センサと、前記サブ側電流センサと、前記電圧センサとをさらに備えている請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載の電力測定装置。
7. 前記記憶部に格納されている前記供給電力値の正負符号を補正したことを表示する表示部をさらに備えている請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載の電力測定装置。
8. メイン発電装置とサブ発電装置を負荷を介して電気的に接続する接続経路における前記負荷よりも前記メイン発電装置側の経路部分に流れる電流の電流値を検出するメイン側電流センサが出力する電流値と、前記接続経路の電圧値を検出する電圧センサが出力する電圧値とに基づいて、前記メイン発電装置から前記負荷に供給される電力の電力値を供給電力値として算出し、
   前記接続経路における前記負荷よりも前記サブ発電装置側の経路部分に流れる電流の電流値を検出するサブ側電流センサが出力する電流値と、前記電圧センサが出力する電圧値とに基づいて、前記サブ発電装置から出力される電力の電力値を発電電力値として算出し、
   算出された前記供給電力値と前記発電電力値を、それぞれ、算出に利用した前記電圧値と前記電流値が検出された時間を表す時間情報に関連付けられた態様で、内蔵あるいは外部の記憶部に書き込み、
   前記供給電力値および前記発電電力値を利用して、前記供給電力値の正負符号が適正でないことを検知した場合に、算出される前記供給電力値の正負符号が逆の符号となるように制御し、
   前記供給電力値の正負符号が適正でないことが検知された場合に、電力測定を開始した際に取得した測定開始時間の情報に基づいた前記測定開始時間から前記正負符号が適正でないことが検知されるまでの期間に前記記憶部に書き込まれた前記供給電力値の正負符号を逆の符号に変更する電力測定方法。

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