特許 6347144 電力計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6347144

(24)【登録日】2018年6月8日

(45)【発行日】2018年6月27日

(54)【発明の名称】電力計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 21/133 20060101AFI20180618BHJP

【ＦＩ】

   G01R21/133 A

   G01R21/133 D

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-90758(P2014-90758)

(22)【出願日】2014年4月24日

(65)【公開番号】特開2015-210135(P2015-210135A)

(43)【公開日】2015年11月24日

【審査請求日】2017年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】508296738

【氏名又は名称】富士電機機器制御株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111763

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100163832

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 直哉

(72)【発明者】

【氏名】加藤 泰輔

【審査官】 青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−１１９８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５５８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０２７６３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００２１０２１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １１／００−１１／６６

Ｇ０１Ｒ １９／００−１９／３２

Ｇ０１Ｒ ２１／００−２２／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

計測対象の電力線に流れる電流に応じた電流を発生してキャパシタに充電し、前記キャパシタを電源として前記電力線が供給する電力を計測する電力計測装置において、
予め設定されたサンプリング周期に同期して前記電力線に流れる電流波形を示す信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から得られるＡ／Ｄ変換値に基づいて前記電力線が供給する電力を算出する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記Ａ／Ｄ変換値に応じて前記サンプリング周期を制御し、予め設定された計測周期毎に、前記Ａ／Ｄ変換器から得られるＡ／Ｄ変換値に基づいて前記電力線が供給する電力を算出するものであり、各計測周期では、前記Ａ／Ｄ変換値に基づいて定まるサンプリング周期で前記Ａ／Ｄ変換を行わせる通常計測または所定のサンプリング周期でＡ／Ｄ変換を行わせるリファレンス計測のいずれかを行い、前記リファレンス計測を行った場合には、その結果得られたＡ／Ｄ変換値に基づいて電力を算出し、前記通常計測を行った場合には、前記通常計測により得られたＡ／Ｄ変換値の合計値と、前記通常計測に合わせて一部を間引いた前記リファレンス計測により得られたＡ／Ｄ変換値の合計値とを比較し、両者が所定の誤差範囲内で一致している場合に、前記リファレンス計測により得られたＡ／Ｄ変換値から算出した電力を当該通常計測時の電力とすることを特徴とする電力計測装置。

【請求項2】

前記通常計測により得られたＡ／Ｄ変換値の合計値と、前記通常計測に合わせて一部を間引いた前記リファレンス計測により得られたＡ／Ｄ変換値の合計値とが所定の誤差範囲内で一致しない場合に、前記制御手段は、直ちにリファレンス計測を行い、このリファレンス計測により得られたＡ／Ｄ変換値から算出した電力と直前のリファレンス計測により得られたＡ／Ｄ変換値から算出した電力とを平均化して、前記電力線が供給する電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の電力計測装置。

【請求項3】

通常計測時のサンプリング周期を前記Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換値に対応付けるサンプリングテーブルを記憶した不揮発性メモリを具備し、
前記制御手段は、前記不揮発性メモリに記憶されたサンプリングテーブルを参照することにより、前記Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換値に対応した通常計測のサンプリング周期を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の電力計測装置。

【請求項4】

前記電力線に流れる電流に応じて電流を出力するカレントトランスと、
前記カレントトランスの出力電流に応じた電圧を出力する計測回路とを具備し、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記計測回路の出力電圧のＡ／Ｄ変換を行うものであり、
前記制御手段は、各計測周期において、前記カレントトランスを前記計測回路に接続して前記通常計測または前記リファレンス計測を行った後、前記カレントトランスの接続先を前記計測回路から前記キャパシタへの充電を行う充電回路に切り換え、前記キャパシタの充電を行わせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の電力計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電力線を介して供給される電力を計測する電力計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の電力計測装置として、電力線を介して負荷に供給される電流に応じたアナログ信号を発生し、このアナログ信号のＡ／Ｄ変換を行い、その結果得られるＡ／Ｄ変換値に基づいて電力を算出する装置がある（例えば特許文献１参照）。また、この種の電力計測装置の中には、計測対象の電力線に流れる電流に応じた電流を電磁誘導により発生し、この電流を２次電池やスーパーキャパシタ等のキャパシタに充電し、このキャパシタを電源として使用する構成のものがある。この電力計測装置によれば、商用電源やバッテリ等の電源からの電力供給を受けることなく、電力計測を行うことができる。

【0003】

このような電力計測装置は、キャパシタを電源としているため、電力計測中の消費電力量をなるべく少なくすることが求められる。そこで、従来の電力計測装置では、図８に示すように、計測周期に同期して間欠的に電力の計測を行う。図８に示すように、計測周期は、電力計測装置が電力線に流れる電流値をサンプリングして電力計測を行う計測期間と、電力計測を行うことなく電力線からの電磁誘導より得られる電流をキャパシタに充電する充電期間とからなる。ここで、計測周期は、カレントトランスから又は電力線からの電磁誘導より供給可能な電流の下限値により決定される。また、従来の電力計測装置では、カレントトランスから又は電力線からの電磁誘導より供給可能な電流の下限値が減少すると、充電期間を長くして計測周期を長くする制御が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２２５７６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述した従来の電力計測装置は、カレントトランスから又は電力線からの電磁誘導より供給可能な電流の下限値が低下し、計測周期が長くなると、電力線の電力変動が激しいときに、時々刻々と変動する電力を詳細に算出することができず、電力計測精度が低下するという問題があった。また、従来の電力計測装置は、カレントトランスから又は電力線からの電磁誘導より供給可能な電流の下限値に基づいて計測周期が決定されるため、必要な電力計測精度を得るために、電力線の電力変動の激しい地域への設置を避ける必要があり、そのために設置条件が制限されるという問題があった。

【0006】

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、電力線を介して供給される電力の変動が激しい状況においても高い精度で電力計測を行うことができる電力計測装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明は、計測対象の電力線に流れる電流に応じた電流を発生してキャパシタに充電し、前記キャパシタを電源として前記電力線が供給する電力を計測する電力計測装置において、予め設定されたサンプリング周期に同期して前記電力線に流れる電流波形を示す信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から得られるＡ／Ｄ変換値に基づいて前記電力線が供給する電力を算出する制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記Ａ／Ｄ変換値に応じて前記サンプリング周期を制御することを特徴とする電力計測装置を提供する。

【発明の効果】

【0008】

この発明によれば、Ａ／Ｄ変換器から得られるＡ／Ｄ変換値に基づいて、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期が制御されるため、低消費電力化のために計測周期を長くするのを回避することができ、電力線を介して供給される電力の変動が激しい状況においても、高い精度で電力の計測を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】この発明の一実施形態である電力計測装置の構成を示すブロック図である。

【図2】同実施形態において実行される通常計測とリファレンス計測を説明するタイムチャートである。

【図3】同実施形態において電力線が供給する電力の算出方法を示す図である。

【図4】同実施形態において行われる電力計測装置の初期設定を示す図である。

【図5】同実施形態におけるＭＣＵが実行するメインプログラムの処理内容を示すフローチャートである。

【図6】同実施形態におけるＭＣＵが実行する通常モードおよびＳｌｅｅｐモードのプログラムの処理内容を示すフローチャートである。

【図7】同実施形態におけるＭＣＵが実行する計測モードのプログラムの処理内容を示すフローチャートである。

【図8】従来の電力計測装置の動作を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態である電力計測装置１００の構成を示すブロック図である。この電力計測装置１００は、カレントトランス１０１と、スイッチング素子１０２と、計測回路１０３と、Ａ／Ｄ変換器１０４と、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒо Ｃｏｎｔｒоｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ；マイクロコントローラユニット）１０５と、通信回路１０６と、充電回路１０７と、２次電池１０８とを有している。なお、図１では、電力計測装置１００の電圧測定に関する回路等は図示を省略している。

【0011】

カレントトランス１０１は、電力線１０９に流れる電流に応じた電流を出力するトランスである。スイッチング素子１０２は、ＭＣＵ１０５からの制御指令に従い、カレントトランス１０１の出力電流の供給先を計測回路１０３または充電回路１０７に切り換えるスイッチング素子である。

【0012】

計測回路１０３は、抵抗等から構成されており、カレントトランス１０１からスイッチング素子１０２を介して供給される交流電流に比例した交流電圧をＡ／Ｄ変換器１０４に出力する。Ａ／Ｄ変換器１０４は、ＭＣＵ１０５による制御の下、計測回路１０３から供給される交流電圧をサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その結果得られるＡ／Ｄ変換値をＭＣＵ１０５に出力する。

【0013】

充電回路１０７は、カレントトランス１０１からスイッチング素子１０２を介して供給される交流電流を整流して直流電流を発生し、この直流電流により２次電池１０８を充電する回路である。電力計測装置１００を構成する計測回路１０３、Ａ／Ｄ変換器１０４、ＭＣＵ１０５および通信回路１０６は、この２次電池１０８を電源として動作する。なお、２次電池１０８に代えてスーパーキャパシタを電力計測装置１００の電源としてもよい。

【0014】

ＭＣＵ１０５は、各種のプログラムを記憶したＲＯＭと、ワークエリアとして使用するＲＡＭと、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリを有する。ＭＣＵ１０５は、ＲＯＭ内のプログラムを実行することにより、電力計測装置１００内の各部を制御するとともに、Ａ／Ｄ変換器１０４から供給されるＡ／Ｄ変換値に基づいて電力線１０９に流れる電流値を算出し、この電流値と図示しない電圧測定回路から得られる電圧値を乗算して電力値を算出し、この電力値を通信回路１０６に出力する。通信回路１０６は、ＭＣＵ１０５から入力された電力値を図示しないサーバに送信する。このサーバは、多くの電力計測装置１００から送信される電力値を管理する装置である。

【0015】

ＭＣＵ１０５によって行われる電力計測装置１００内の各部の制御の概略を説明すると次の通りである。まず、ＭＣＵ１０５は、予め設定された計測周期に同期して、カレントトランス１０１をスイッチング素子１０２により計測回路１０３に接続し、予め設定された計測期間だけ計測回路１０３の出力電圧のＡ／Ｄ変換をＡ／Ｄ変換器１０４に実行させる。そして、各計測周期において、計測期間が終了すると、残りの時間を充電期間とする。この充電期間では、カレントトランス１０１をスイッチング素子１０２により充電回路１０７に接続し、充電回路１０７に２次電池１０８の充電を行わせる。
図２に示すように、ＭＣＵ１０５は、各計測周期において、通常計測またはリファレンス計測を実行する。さらに詳述すると、ＭＣＵ１０５は、計測周期の整数倍の周期であるリファレンス計測周期に同期してリファレンス計測を実行する。そして、ＭＣＵ１０５は、リファレンス計測を実行しない各計測周期において通常計測を実行する。リファレンス計測周期は、不揮発性メモリに記憶されたサンプリングテーブルを参照することにより設定される。なお、このサンプリングテーブルについては後述する。

【0016】

通常計測において、ＭＣＵ１０５は、Ａ/Ｄ変換器１０４のＡ／Ｄ変換値に応じて定まるサンプリング周期でＡ/Ｄ変換器１０４にＡ／Ｄ変換を行わせ、Ａ／Ｄ変換値を取得する。この通常計測において、Ａ/Ｄ変換器１０４のＡ／Ｄ変換値に応じて定まるサンプリング周期を採用する理由は次の通りである。

【0017】

まず、Ａ／Ｄ変換器１０４が出力するＡ／Ｄ変換値の振幅が大きい場合、電力線１０９を介して供給される電力が大きく、充電回路１０７から２次電池１０８に供給される充電電流も大きい。このような場合、２次電池１０８が電力計測装置１００内の各部に供給可能な電流の下限値が大きいので、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周期を短くしてＡ／Ｄ変換器１０４の消費電力を増やすことが可能である。

【0018】

一方、Ａ／Ｄ変換器１０４が出力するＡ／Ｄ変換値の振幅が小さい場合、電力線１０９を介して供給される電力が小さく、充電回路１０７から２次電池１０８に供給される充電電流も小さい。このような場合、２次電池１０８が電力計測装置１００内の各部に供給可能な電流の下限値が小さいので、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周期を短くするのが困難である。

【0019】

そこで、本実施形態において、ＭＣＵ１０５は、Ａ/Ｄ変換器１０４のＡ／Ｄ変換値が大きい場合は通常計測におけるサンプリング周期を短くし、Ａ/Ｄ変換器１０４のＡ／Ｄ変換値が小さい場合は通常計測におけるサンプリング周期を長くする制御を行うのである。この制御は不揮発性メモリに記憶されたサンプリングテーブルを参照して行われる。

【0020】

リファレンス計測において、ＭＣＵ１０５は、２次電池１０８から供給可能な電流値が十分に大きい場合に採用されるサンプリング周期で、Ａ/Ｄ変換器１０４にＡ／Ｄ変換を行わせ、Ａ／Ｄ変換値を取得する。このリファレンス計測におけるサンプリング周期は、通常計測において採用されるサンプリング周期よりも短い。

【0021】

本実施形態において、ＭＣＵ１０５は、各計測周期において電力線１０９を介して伝送される電力を算出する。しかし、通常計測はサンプリング周期が長くなることが多いので、この通常計測において得られたＡ／Ｄ変換値を用いて電力線１０９が供給する電力を求めると、電力計測精度が劣化する可能性がある。そこで、本実施形態では、図３に示す方法により、電力線１０９が供給する電力を算出する。

【0022】

まず、本実施形態において、ＭＣＵ１０５は、リファレンス計測を行った場合、このリファレンス計測において得られた各Ａ／Ｄ変換値を用いて電力線１０９が供給する電力を算出する。

【0023】

次に通常計測を行った場合、ＭＣＵ１０５は、通常計測において得られた各Ａ／Ｄ変換値の合計値とリファレンス計測において得られた各Ａ／Ｄ変換値の合計値とを比較する。合計値の比較の際は、通常計測のサンプリングに合わせてリファレンス計測時のデータを一部間引く。そして、両Ａ／Ｄ変換値の合計値が一定の誤差範囲内で一致した場合、ＭＣＵ１０５は、リファレンス計測において算出した電力を通常計測時の電力とみなすのである。このように取り扱うことで、通常計測時は、Ａ／Ｄ変換値から電力を算出する演算処理が不要となり、電力の計測精度の劣化を防止しつつ、ＭＣＵ１０５の消費電力を節約することができる。
以上が、本実施形態による電力計測装置１００の構成である。

【0024】

次に本実施形態の動作を説明する。図４は、本実施形態において行われる電力計測装置１００の初期設定の手順を示す図である。この初期設定は、電力計測装置１００の出荷前に行われる。まず、カレントトランス１０１の接続された電力線１０９に既知の交流電力を伝送させる。そして、スイッチング素子１０２によりカレントトランス１０１の接続先を計測回路１０３とし、このときＡ／Ｄ変換器１０４から得られるＡ／Ｄ変換値を取得する。次に同じ交流電力が電力線１０９を介して伝送されている状態において、スイッチング素子１０２によりカレントトランス１０１の接続先を充電回路１０７とし、このとき充電回路１０７から２次電池１０８に供給される電流値を取得し、この電流値に基づいて、通常計測における最適なサンプリング周期、リファレンス計測周期、計測周期を求める。電力線１０９を介して伝送する電力を各種変更して、このような処理を繰り返し、各処理におけるＡ／Ｄ変換器１０４のＡ／Ｄ変換値の代表値と、最適なサンプリング周期、リファレンス計測周期および計測周期とを対応付けるサンプリングテーブルを作成し、不揮発性メモリに書き込む。Ａ／Ｄ変換器１０４のＡ／Ｄ変換値の代表値をどのように定めるかに関しては、各種の態様が考えられるが、例えば一定時間内のＡ／Ｄ変換値の実効値を代表値としてもよい。
以上が、電力計測装置１００の初期設定である。

【0025】

次に、電力計測装置１００の計測動作について説明する。計測対象の電力線１０９に電力計測装置１００が設置され、カレントトランス１０１が電力線１０９に接続されると、電力線１０９の電流に応じた電流がカレントトランス１０１に流れる。ここで、初期状態においてスイッチング素子１０２はカレントトランス１０１を充電回路１０７に接続している。このため、充電回路１０７は、カレントトランス１０１からの電流の供給を受けて、２次電池１０８に充電電流を流す。この結果、２次電池１０８の充電電圧（すなわち、電力計測装置１００の電源電圧）が立ち上がる。これによりＭＣＵ１０５は、図５に示すメインプログラムの実行を開始する。

【0026】

ＭＣＵ１０５は、プログラムカウンタをＲＥＳＥＴし（ステップＳ１０１）、ＲＯＭ内の所定アドレスに格納されたイニシャル処理プログラムを実行して、ＲＡＭ内に各種の制御用レジスタ、タイマ等を設定する（ステップＳ１０２）。次にＭＣＵ１０５は、不揮発性メモリからサンプリングテーブルを読み出してＲＡＭに格納する（ステップＳ１０３）。

【0027】

次に、ＭＣＵ１０５は、リファレンス計測を行う（ステップＳ１０４）。さらに詳述すると、ＭＣＵ１０５は、スイッチング素子１０２に制御指令を与え、カレントトランス１０１の接続先を充電回路１０７から計測回路１０３に切り換える。そして、ＭＣＵ１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０４のサンプリング周期をリファレンス計測用のサンプリング周期に設定し、所定回数だけ計測回路１０３の出力電圧のＡ／Ｄ変換をＡ／Ｄ変換器１０４に行わせ、Ａ／Ｄ変換値を取得する。そして、取得した所定個数のＡ／Ｄ変換値を用いて電力線１０９が供給する電力を算出する。

【0028】

次にＭＣＵ１０５は、ステップＳ１０４において取得した所定個数のＡ／Ｄ変換値から求められる例えば所定期間内の実効値を求め、ＲＡＭ内のサンプリングテーブルからこの実効値に対応付けられたサンプリング周期、リファレンス計測周期および計測周期を読み出す。そして、この読み出した各周期を通常計測のサンプリング周期、リファレンス計測周期および計測周期として初期設定する（ステップＳ１０５）。

【0029】

次にＭＣＵ１０５は、通常モードでの処理を実行する（ステップＳ１０６）。そして、ＭＣＵ１０５は、この通常モードでの処理中にＲＥＳＥＴ操作が行われたか否かを判断する（ステップＳ１０７）。この判断結果が「ＹＥＳ」である場合、ＭＣＵ１０５は、ステップＳ１０１からＳ１０６の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１０７の判断結果が「ＮＯ」である場合、ＭＣＵ１０５は、通常モードでの処理（ステップＳ１０６）を継続する。なお、ＲＥＳＥＴ操作とは、具体的には、電力計測装置１００の筐体に設けられたＲＥＳＥＴボタンの押下またはサーバからのＲＥＳＥＴ信号の受信である。

【0030】

図６（ａ）は、図５のステップＳ１０６において実行される通常モードのプログラムの処理内容を示すフローチャートである。この通常モードのプログラムにおいて、ＭＣＵ１０５は、まず、図６（ｂ）に示すＳｌｅｅｐモードへの移行処理に進む（ステップＳ２０１）。この移行処理では、まず、スイッチング素子１０２に制御指令を与え、カレントトランス１０１の接続先を計測回路１０３から充電回路１０７に切り換える（ステップＳ２１１）。次にＭＣＵ１０５は、２次電池１０８から計測回路１０３への電源供給を遮断する（ステップＳ２１２）。なお、この処理は、計測回路１０３の消費電力が大きい場合に実行すればよく、そうでない場合は必ずしも実行する必要はない。次にＭＣＵ１０５は、図示しないクロックジェネレータがＭＣＵ１０５に供給するクロックを周波数の高いメインクロックから周波数の低いサブクロックに切り換え、Ｓｌｅｅｐモードに移行する（ステップＳ２１３）。そして、ＳｌｅｅｐモードにおいてＭＣＵ１０５は、タイマからのインターバル割り込みが発生するのを待つ。

【0031】

タイマのタイマ値が予めコンペアレジスタに設定されたタイマコンペア値に到達すると、タイマのインターバル割り込みが発生する。これによりＭＣＵ１０５は、図６（ａ）のステップＳ２０２の処理に進み、クロックジェネレータのクロックをサブクロックからメインクロックに戻し、計測モードの処理を実行する。そして、計測モードの処理を終えると、ＭＣＵ１０５は、計測モードの処理において求めた計測周期をタイマコンペア値としてコンペアレジスタに書き込み、タイマをスタートさせる（ステップＳ２０３）。そして、ステップＳ２０１に戻る。従って、通常モードでは、ステップＳ２０２においてタイマコンペア値として設定される計測周期で、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理が繰り返される。

【0032】

図７は図６（ａ）のステップＳ２０２において実行される計測モードのプログラムの処理内容を示すフローチャートである。この計測モードのプログラムは、計測周期毎に１回起動される。まず、ＭＣＵ１０５は、スイッチング素子１０２に制御指令を与え、カレントトランス１０１の接続先を充電回路１０７から計測回路１０３に切り換える（ステップＳ３０１）。次にＭＣＵ１０５は、現在の計測周期がリファレンス計測を行う計測周期か否かを判断する（ステップＳ３０２）。この判断結果が「ＮＯ」である場合は、ステップＳ３１１に進み、現在の計測周期が通常計測を行う計測周期か否かを判断する。この判断結果が「ＮＯ」である場合は計測モードの処理を終了し、図６（ａ）のステップＳ２０３に戻る。

【0033】

一方、現在の計測周期が通常計測を行う計測周期である場合は、ステップＳ３１１の判断結果が「ＹＥＳ」となってステップＳ３１２へ進む。次にステップＳ３１２に進むと、ＭＣＵ１０５は、通常計測用のサンプリング周期（この例では図５のステップＳ１０５において初期設定したサンプリング周期）をＡ／Ｄ変換器１０４に設定する。次にステップＳ３１３に進み、ＭＣＵ１０５は、Ａ／Ｄ変換器１０４に計測回路１０３の出力電圧のＡ／Ｄ変換を行わせることにより通常計測を行う。次にステップＳ３１４に進み、ＭＣＵ１０５は、直前のリファレンス計測（計測モードのプログラムを最初に実行する場合はメインプログラムのステップＳ１０４において行われたリファレンス計測）において得られたＡ／Ｄ変換値の合計値と、ステップＳ３１３の通常計測により得られたＡ／Ｄ変換値の合計値とを比較し、両Ａ／Ｄ変換値の合計値が一致しているか否かを判断する。

【0034】

そして、両Ａ／Ｄ変換値の合計値が一定の誤差範囲内で一致している場合、ＭＣＵ１０５は、直前のリファレンス計測（計測モードのプログラムを最初に実行する場合はメインプログラムのステップＳ１０４において行われたリファレンス計測）において算出された電力値をステップＳ３１３の通常計測での測定電力とする（ステップＳ３１５）。そして、計測モードの処理を終了し、図６（ａ）のステップＳ２０３に戻る。

【0035】

これに対し、ステップＳ３１４において、両Ａ／Ｄ変換値の合計値が一定の誤差範囲内で一致していない場合、ＭＣＵ１０５は、ＲＡＭ内に設定された不一致ＦＬＡＧを“１”とし、リファレンス計測周期に計測周期を上書きする（ステップＳ３１６）。そして、計測モードの処理を終了し、図６（ａ）のステップＳ２０３に戻る。

【0036】

リファレンス計測を行うべき計測周期では、計測モードのプログラムにおいて、ステップＳ３０１を介してステップＳ３０２に進んだとき、このステップＳ３０２の判断結果が「ＹＥＳ」となってステップＳ３２１へ進む。次にステップＳ３２１へ進むと、ＭＣＵ１０５は、リファレンス計測用のサンプリング周期をＡ／Ｄ変換器１０４に設定し、Ａ／Ｄ変換器１０４に計測回路１０３の出力電圧のＡ／Ｄ変換を行わせることによりリファレンス計測を行う。そして、Ａ／Ｄ変換器１０４から得られるＡ／Ｄ変換値を用いて電力線１０９が供給する電力を算出する。次にステップＳ３２２に進み、ＭＣＵ１０５は、ステップＳ３２１のリファレンス計測において取得したＡ／Ｄ変換値の実効値を求め、ＲＡＭ内のサンプリングテーブルにおいて、この実効値に対応付けられたサンプリング周期、リファレンス計測周期および計測周期を読み出す。そして、この読み出した各周期を通常計測のサンプリング周期、リファレンス計測周期および計測周期として再設定する。

【0037】

次にＭＣＵ１０５は、不一致ＦＬＡＧが“１”か否かを判断する（ステップＳ３２３）。この判断結果が「ＮＯ」である場合、ＭＣＵ１０５は、計測モードの処理を終了し、図６（ａ）のステップＳ２０３に戻る。これに対し、ステップＳ３２３の判断結果が「ＹＥＳ」である場合、ステップＳ３２４へ進む。このステップＳ３２４において、ＭＣＵ１０５は、前回のリファレンス計測（ステップＳ１０４またはステップＳ３２１）において求めた電力と今回のリファレンス計測（ステップＳ３２１）において求めた電力の平均値を測定電力とし、不一致ＦＬＡＧを“０”とする。そして、計測モードの処理を終了し、図６（ａ）のステップＳ２０３に戻る。

【0038】

その後、再び計測モードのプログラムが起動された場合、ステップＳ３１４の処理では、ステップＳ３２１のリファレンス計測により得られたＡ／Ｄ変換値が通常計測（ステップＳ３１３）において得られたＡ／Ｄ変換値との比較の対象になる。また、ステップＳ３２１のリファレンス計測により得られた電力が、ステップＳ３１５においてリファレンス計測により算出された電力として使用される。

【0039】

以上説明した計測モードの処理において、通常計測（ステップＳ３１３）におけるＡ／Ｄ変換値と、その直前のリファレンス計測により得られたＡ／Ｄ変換値とが一定の誤差範囲内で一致する状況が継続する場合、サンプリングテーブルに基づいて設定されたリファレンス周期に到達するまでの間、ステップＳ３１１からＳ３１５の処理が繰り返される。この場合、ステップＳ３０２の判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３２１、Ｓ３２２を介してステップＳ３２３に進んだとき、その判断結果が「ＮＯ」になる。従って、この場合には、サンプリングテーブルに定義されたリファレンス計測周期に同期してリファレンス計測が行われ、このリファレス計測が行われる都度、測定電力が更新される。

【0040】

これに対し、通常計測（ステップＳ３１３）におけるＡ／Ｄ変換値と、その直前のリファレンス計測により得られたＡ／Ｄ変換値とが一定の誤差範囲内で一致しないと、不一致ＦＬＡＧが“１”とされ、かつ、リファレンス計測周期に計測周期が上書きされる（ステップＳ３１６）。従って、その次の計測周期において、図７の計測モードのプログラムが起動されたとき、当該計測周期はステップＳ３１６の処理によりリファレンス計測周期とされたため、ステップＳ３０２の判断結果が「ＹＥＳ」となって、リファレンス計測が実行される（ステップＳ３２１）。そして、ステップＳ３２３の判断結果が「ＹＥＳ」となるため、今回のリファレンス計測により得られた電力と前回のリファレンス計測により得られた電力との平均値が測定電力とされる（ステップＳ３２４）。

【0041】

このように通常計測におけるＡ／Ｄ変換値とリファレンス計測におけるＡ／Ｄ変換値との誤差が大きい状況では、サンプリングテーブルに定義されたリファレンス計測周期よりも短い周期で、リファレンス計測が繰り返され、今回のリファレンス計測により得られた電力と前回のリファレンス計測により得られた電力により測定電力が更新される。従って、電力線１０９を介して供給される電力の変動が激しい状況においても高い精度で電力の測定を行うことができる。

【0042】

以上のように、本実施形態によれば、Ａ／Ｄ変換器１０４から得られるＡ／Ｄ変換値に基づいて、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期が制御されるため、電力線１０９を介して供給される電力の変動が激しい状況においても、高い精度で電力の計測を行うことができる。また、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換値に依存したサンプリング周期でＡ／Ｄ変換器１０４にＡ／Ｄ変換を行わせる通常計測を計測周期に同期して行うとともに、この計測周期の整数倍の周期で、十分に長いサンプリング周期でＡ／Ｄ変換器１０４にＡ／Ｄ変換を行わせるリファレンス計測を実行した。そして、本実施形態では、通常計測でのＡ／Ｄ変換値とリファレンス計測でのＡ／Ｄ変換値とが十分に近似している場合には、リファレンス計測でのＡ／Ｄ変換値から算出した電力を通常計測時の測定電力とした。従って、本実施形態によれば、電力の計測精度を高く維持しつつ、ＭＣＵ１０５の演算量を減らし、電力計測装置１００の消費電力を減らすことができる。

【符号の説明】

【0043】

１００……電力計測装置、１０１……カレントトランス、１０２……スイッチング素子、１０３……計測回路、１０４……Ａ／Ｄ変換器、１０５……ＭＣＵ、１０６……通信回路、１０７……充電回路、１０８……２次電池、１０９……電力線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】