特許 6509753 電力量取得装置、電力量取得方法及び電力量取得プログラム

(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】6509753

(24)【登録日】2019年4月12日

(45)【発行日】2019年5月8日

(54)【発明の名称】電力量取得装置、電力量取得方法及び電力量取得プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01R 22/06 20060101AFI20190422BHJP

【ＦＩ】

   G01R22/06 110L

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-26757(P2016-26757)

(22)【出願日】2016年2月16日

(65)【公開番号】特開2017-146145(P2017-146145A)

(43)【公開日】2017年8月24日

【審査請求日】2018年3月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮尾 圭一

(72)【発明者】

【氏名】堤 正彦

【審査官】 永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２０１８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０９９０３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００８２９８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ２２／０６

Ｇ０１Ｒ ２２／００

Ｇ０１Ｒ ２１／０６

Ｇ０１Ｒ ２１／００

Ｇ０１Ｒ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動機の電流値に基づいて、前記電動機の電力量である電動機電力量を取得する電動機電力量取得部と、
複数の設備に対して電力を供給する変圧器の一次電流値に基づいて複数の前記設備の有効電力を示す変圧器負荷を取得し、取得した前記変圧器負荷に基づいて複数の前記設備の電力量である負荷電力量を取得する負荷電力量取得部と、
前記電動機及び前記設備に対して供給される電力を受電する受電設備から受電電力量を取得する受電電力量取得部と、
前記電動機電力量取得部が取得した前記電動機電力量と、前記負荷電力量取得部が取得した前記負荷電力量との合計値である総電力量を取得する総電力量取得部と、
前記総電力量取得部が取得した前記総電力量と前記受電電力量取得部が取得した前記受電電力量との差である差分値に基づいて、前記電動機及び複数の前記設備の差分電力量を取得する差分電力量取得部と、
前記差分電力量取得部が取得した前記差分電力量を用いて前記電動機電力量及び前記負荷電力量に対して電力量の調整を行い、前記電動機電力量を調整した調整後電動機電力量及び前記負荷電力量を調整した調整後負荷電力量を取得する調整部と、
を備える電力量取得装置。

【請求項2】

前記差分電力量取得部は、前記差分値に対して設備毎に定められた係数を用いて演算することで前記差分電力量を取得する請求項１に記載の電力量取得装置。

【請求項3】

前記総電力量取得部は、前記調整部が取得した前記調整後電動機電力量及び前記調整後負荷電力量を全て加算して調整後の総電力量である調整後総電力量を取得し、
前記調整部は、前記総電力量取得部が取得した前記調整後総電力量と前記受電電力量との差が所定の閾値より大きい場合に、前記係数を調整し、
前記差分電力量取得部は、前記調整部が調整した係数を用いて演算することで前記差分電力量を取得する請求項２に記載の電力量取得装置。

【請求項4】

電動機の電流値に基づいて、前記電動機の電力量である電動機電力量を取得する電動機電力量取得ステップと、
複数の設備に対して電力を供給する変圧器の一次電流値に基づいて複数の前記設備の有効電力を示す変圧器負荷を取得し、取得した前記変圧器負荷に基づいて複数の前記設備の電力量である負荷電力量を取得する負荷電力量取得ステップと、
前記電動機及び前記設備に対して供給される電力を受電する受電設備から受電電力量を取得する受電電力量取得ステップと、
前記電動機電力量取得ステップにおいて取得した前記電動機電力量と、前記負荷電力量取得ステップにおいて取得した前記負荷電力量との合計値である総電力量を取得する総電力量取得ステップと、
前記総電力量取得ステップにおいて取得した前記総電力量と前記受電電力量取得ステップにおいて取得した前記受電電力量との差である差分値に基づいて、前記電動機及び複数の前記設備の差分電力量を取得する差分電力量取得ステップと、
前記差分電力量取得ステップにおいて取得した前記差分電力量を用いて前記電動機電力量及び前記負荷電力量に対して電力量の調整を行い、前記電動機電力量を調整した調整後電動機電力量及び前記負荷電力量を調整した調整後負荷電力量を取得する調整ステップと、
を有する電力量取得方法。

【請求項5】

電動機の電流値に基づいて、前記電動機の電力量である電動機電力量を取得する電動機電力量取得ステップと、
複数の設備に対して電力を供給する変圧器の一次電流値に基づいて複数の前記設備の有効電力を示す変圧器負荷を取得し、取得した前記変圧器負荷に基づいて複数の前記設備の電力量である負荷電力量を取得する負荷電力量取得ステップと、
前記電動機及び前記設備に対して供給される電力を受電する受電設備から受電電力量を取得する受電電力量取得ステップと、
前記電動機電力量取得ステップにおいて取得した前記電動機電力量と、前記負荷電力量取得ステップにおいて取得した前記負荷電力量との合計値である総電力量を取得する総電力量取得ステップと、
前記総電力量取得ステップにおいて取得した前記総電力量と前記受電電力量取得ステップにおいて取得した前記受電電力量との差である差分値に基づいて、前記電動機及び複数の前記設備の差分電力量を取得する差分電力量取得ステップと、
前記差分電力量取得ステップにおいて取得した前記差分電力量を用いて前記電動機電力量及び前記負荷電力量に対して電力量の調整を行い、前記電動機電力量を調整した調整後電動機電力量及び前記負荷電力量を調整した調整後負荷電力量を取得する調整ステップと、
をコンピューターに実行させるための電力量取得プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電力量取得装置、電力量取得方法及び電力量取得プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、エネルギー・マネジメント・システム（ＥＭＳ）の普及が進んでいる。ＥＭＳの基本機能の一つに“電力の見える化”がある。この電力の見える化は、通常、電力量計（スマートメーターも含む）を測定装置に用いている。例えば、プラント等における設備毎に電力の見える化を行う場合について考える。プラント等における各設備へ配電する配電設備は、設備毎に電力量計等を設置していない場合が多く、設備毎の電力量を測定するには、電力量計等を増設する必要がある。しかし、配電設備に電力量計等を増設することは、以下の問題点を有する。
・各設備に対して電力量計を設置するとコストが大きくなる。
・既存設備に電力量計を設置する場合は、設備改造が必要となることが多い。
・既存設備に電力トランスデューサを設置する場合は、設備改造が必要となることが多い。
以上の問題点を考慮すると、従来の配電設備は、電力量計等を増設することなく簡易に設備毎の電力量を取得できないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−８４３７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、簡易に設備毎の電力量を取得することができる電力量取得装置、電力量取得方法及び電力量取得プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の電力量取得装置は、電動機電力量取得部と、負荷電力量取得部とを持つ。電動機電力量取得部は、電動機の電流値に基づいて、前記電動機の電力量である電動機電力量を取得する。負荷電力量取得部は、複数の設備に対して電力を供給する変圧器の一次電流値に基づいて複数の前記設備の有効電力を示す変圧器負荷を取得し、取得した前記変圧器負荷に基づいて複数の前記設備の電力量である負荷電力量を取得する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本実施形態における電力量取得装置を備える電力量取得システムの構成例を示す図。

【図2】本実施形態の電力量取得装置４の構成例を示す図。

【図3】本実施形態の電力量取得装置４の動作例を示すフロー図。

【図4】図３に示したステップＳ３４における、設備電力量取得部４４が総電力量及び受電電力量に基づいて差分電力量Ｃを算出する処理のフロー図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の電力量取得装置、電力量取得方法及び電力量取得プログラムを、図面を参照して説明する。

【0008】

まず、本実施形態における電力量取得システムの概略について説明する。
図１は、本実施形態における電力量取得装置を備える電力量取得システムの構成例を示す図である。図１に示すように、電力量取得システム１は、配電系統２と、制御コントローラ３と、電力量取得装置４と、受電設備５と、配電設備６とを備える。電力量取得システム１は、例えば、上下水道プラントにおける受電設備及び配電設備から電力値、電流値及び電圧値等を取得して、取得した電力値、電流値及び電圧値等に基づいて、プラント内の各設備における電力量を取得する。

【0009】

配電系統２は、電力会社の所有する配電設備であって、例えば６６００Ｖの高圧の交流電力を配電する。

【0010】

制御コントローラ３は、図１には示していないが、プラント内の各設備と有線又は無線による通信可能な構成であり、各設備の動作制御や、各設備の状態に関する情報（各設備における電力量、電圧値及び電流値等の実測値の情報）の取得・管理を行う。制御コントローラ３は、測定機器からの実測値がパルス信号で入力される場合には、そのパルス信号を実測値に変換する機能を有する。制御コントローラ３は、電力量取得装置４と通信可能に接続されており、各設備から取得した実測値に関する情報等を電力量取得装置４へ出力する。

【0011】

電力量取得装置４は、制御コントローラ３から、プラント内の各設備における電力量、電圧値及び電流値等の実測値を取得する。電力量取得装置４は、取得した実測値に基づいて、各設備の電力量を推定することで、各設備の電力量を取得する。

【0012】

受電設備５は、配電系統２からの高圧の交流電力を受電して、プラント内の各設備に対応する例えば４２０Ｖの電圧に降圧して出力する。受電設備５は、第１の計器用変圧器１０と、第１の遮断器１１と、第１の変流器１２と、電力量計１３と、第１の変圧器１４とを備える。

【0013】

第１の計器用変圧器１０は、配電系統２からの６６００Ｖの電圧を電力量計１３で計測可能な例えば１１０Ｖの電圧に変換する。第１の計器用変圧器１０の一次側端子は、配電系統２と電気的に接続されている。第１の計器用変圧器１０の二次側端子は、電力量計１３の入力端子と電気的に接続されている。

【0014】

第１の遮断器１１は、配電系統２から第１の変圧器１４に向かう電路の電流を遮断する遮断器であり、例えば真空遮断器（ＶＣＢ）を用いる。第１の遮断器１１の入力端子は、配電系統２及び第１の計器用変圧器１０の一次側端子と電気的に接続されている。第１の遮断器１１の出力端子は、第１の変流器１２の一次側入力端子と電気的に接続されている。

【0015】

第１の変流器１２は、第１の遮断器１１を流れる電流の値を電力量計１３で計測可能な電流値に変換する。第１の変流器１２の一次側入力端子は、第１の遮断器１１の出力端子と電気的に接続されている。第１の変流器１２の一次側出力端子は、第１の変圧器１４の一次側端子と電気的に接続されている。第１の変流器１２の二次側端子は、電力量計１３に電気的に接続されている。

【0016】

電力量計１３は、第１の計器用変圧器１０からの電圧を測定した電圧値と、第１の変流器１２からの電流を測定した電流値とから、電力量（ｋＷｈ）を計測し出力する。電力量計１３は、第１の計器用変圧器１０の二次側端子と電気的に接続される第１入力端子と、第１の変流器１２の二次側端子と電気的に接続される第２入力端子とを備える。電力量計１３が出力した電力量は、受電電力量と呼ばれるものであり、プラント内の全設備で消費される電力量を示す。電力量計１３が出力した電力量は、制御コントローラ３に実測値の一つとして伝送される。

【0017】

第１の変圧器１４は、配電系統２からの６６００Ｖの電圧をプラント内の設備に対応する４２０Ｖの電圧に変換する。第１の変圧器１４の一次側端子は、第１の遮断器１１の出力端子と電気的に接続されている。第１の変圧器１４の二次側端子は、配電設備６の入力端子と電気的に接続されている。

【0018】

配電設備６は、プラント内の複数の電動機７、複数の照明機器８及び複数の照明機器９を含む各設備に配電を行う。配電設備６は、第２の計器用変圧器１５−１、１５−２と、第２の遮断器１６−１、１６−２、１６−３と、第２の変流器１７−１、１７−２、１７−３と、電力量計１８と、第３の遮断器１９と、第３の変流器２０と、電流計２１と、電圧計２２と、電流計２３−１、２３−２と、第２の変圧器２４−１、２４−２とを備える。

【0019】

第２の計器用変圧器１５−１、１５−２は、第１の変圧器１４から入力される４２０Ｖの電圧を電力量計１８及び電圧計２２で計測可能な例えば１１０Ｖの電圧に変換する。第２の計器用変圧器１５−１、１５−２の一次側端子は、第１の変圧器１４の二次側端子と電気的に接続されている。第２の計器用変圧器１５−１の二次側端子は、電力量計１８の入力端子と電気的に接続されている。第２の計器用変圧器１５−２の二次側端子は、電圧計２２の入力端子と電気的に接続されている。

【0020】

第２の遮断器１６−１、１６−２、１６−３は、第１の変圧器１４から各設備に向かう電路の電流を遮断する遮断器であり、例えば真空遮断器（ＶＣＢ）を用いる。第２の遮断器１６−１、１６−２、１６−３の入力端子は、第１の変圧器１４の二次側端子と電気的に接続されている。第２の遮断器１６−１、１６−２、１６−３の出力端子は、それぞれ第２の変流器１７−１、１７−２、１７−３の一次側入力端子と電気的に接続されている。

【0021】

第２の変流器１７−１、１７−２、１７−３は、それぞれ第２の遮断器１６−１、１６−２、１６−３を流れる電流の値を電力量計１８及び電流計２３−１、２３−２で計測可能な電流値に変換する。第２の変流器１７−１、１７−２、１７−３の一次側入力端子は、それぞれ第２の遮断器１６−１、１６−２、１６−３の出力端子と電気的に接続されている。第２の変流器１７−１の一次側出力端子は、第３の遮断器１９の入力端子と電気的に接続されている。第２の変流器１７−１の二次側端子は、電力量計１８に電気的に接続されている。第２の変流器１７−２、１７−３の一次側出力端子は、それぞれ第２の変圧器２４−１、２４−２の一次側端子と電気的に接続されている。第２の変流器１７−２、１７−３の二次側端子は、それぞれ電流計２３−１、２３−２の入力端子に電気的に接続されている。

【0022】

電力量計１８は、第２の計器用変圧器１５−１からの電圧を測定した電圧値と、第２の変流器１７−１からの電流を測定した電流値とから、電力量を計測し出力する。電力量計１８は、第２の計器用変圧器１５−１の二次側端子と電気的に接続される第１入力端子と、第２の変流器１７−１の二次側端子と電気的に接続される第２入力端子とを備える。電力量計１８が出力する電力量は、全ての電動機７で消費される電力量を示す。

【0023】

第３の遮断器１９は、第２の遮断器１６−１から電動機７に向かう電路の電流を遮断する遮断器であり、例えば真空遮断器（ＶＣＢ）を用いる。第３の遮断器１９は、複数の電動機７に対応して設置されている。第３の遮断器１９の入力端子は、第２の変流器１７−１の二次側端子と電気的に接続されている。複数の第３の遮断器１９の出力端子は、それぞれ複数の第３の変流器２０の一次側入力端子と電気的に接続されている。

【0024】

第３の変流器２０は、第３の遮断器１９を流れる電流の値を電流計２１で計測可能な電流値に変換する。第３の変流器２０の一次側入力端子は、それぞれ第３の遮断器１９の出力端子と電気的に接続されている。第３の変流器２０の一次側出力端子は、電動機７の入力端子と電気的に接続されている。第３の変流器２０の二次側端子は、電流計２１に電気的に接続されている。

【0025】

電流計２１は、第３の変流器２０からの電流を測定した電流値（以下、電動機電流値という）を出力する。電流計２１が出力する電動機電流値は、各電動機７に流れる電流値を示す。電圧計２２は、第２の計器用変圧器１５−２で変圧された電圧値を測定して、電圧値を出力する。この電圧計２２が出力する電圧値は、第２の変圧器２４−１の一次電圧値となる。電流計２３−１、２３−２は、第２の変流器１７−２、１７−３の二次側端子からの電流を測定した電流値（以下、変圧器電流値という）を出力する。この電流計２３−１、２３−２が出力する電流値は、それぞれ第２の変圧器２４−１、２４−２の一次電流値となる。

【0026】

第２の変圧器２４−１、２４−２は、第１の変圧器１４から第２の遮断器１６−２、１６−３及び第２の変流器１７−２、１７−３を介して入力される４２０Ｖの電圧を照明機器８及び照明機器９に印加可能な例えば１０５Ｖの電圧に変換する。図１に示すとおり、第２の変圧器２４−１に対しては、電圧計２２により一次電圧値を取得できるが、第２の変圧器２４−２に対しては、電圧計が設置されていないので、一次電圧値を取得できない。このような場合でも、本実施形態の電力量取得装置４は、第２の変圧器２４−２の変圧器負荷を取得することができる。

【0027】

電力量計１８が出力した電力量、電流計２１が出力した電流値、電圧計２２が出力した電圧値及び電流計２３−１、２３−２が出力した電流値は、制御コントローラ３に実測値として伝送される。

【0028】

次に、本実施形態における電力量取得装置４の構成例について説明する。
図２は、本実施形態の電力量取得装置４の構成例を示す図である。図２に示すとおり、電力量取得装置４は、電動機電力量取得部４１と、負荷電力量取得部４２と、受電電力量取得部４３と、設備電力量取得部４４と、データ管理部４５と、電力量情報格納部４６と、表示制御部４７とを備える。

【0029】

電力量取得装置４は、マウスやキーボード等の入力部４８及び液晶ディスプレイ等の表示部４９が接続されている。図２には示していないが、電力量取得装置４は、制御コントローラ３と通信する通信機能と、入力部４８からの入力信号を処理する入力処理機能とを備える。なお、電力量取得装置４は、入力部４８と表示部４９とが一体となったタッチパネルと接続される構成であってもよい。図２では、電力量取得装置４は、入力部４８及び表示部４９を備えていないが、入力部４８及び表示部４９を備える構成であってもよい。

【0030】

電動機電力量取得部４１は、電流計２１で計測した電流値を制御コントローラ３経由で取得する。電動機電力量取得部４１は、各電動機７の有効電力Ｐ３ｎ［ｋＷ］又は有効電力Ｐ１ｎ［ｋＷ］を、取得した電流計２１で計測した電流値を用いて、以下の（式１）又は（式２）により求める。
Ｐ３ｎ＝電流値Ｉ３ｎ×公称電圧×√３×力率ＰＦ３ｎ … （式１）
Ｐ１ｎ＝電流値Ｉ１ｎ×公称電圧×力率ＰＦ１ｎ … （式２）
上記式において、記号ｎは自然数であり回路番号または機器番号とし、重複がないようにする。電流値Ｉ３ｎ又は電流値Ｉ１ｎは、電流計２１で測定した電流値である。公称電圧は、第１の変圧器１４の出力側の線間電圧である。力率ＰＦ３ｎ又は力率ＰＦ１ｎは、電動機７の力率であり固定値とする。また、「√３」は、３の平方根を示すものであり、実際には√の横線が数字の３の上まで延びているものとする。

【0031】

電動機電力量取得部４１は、電動機７が３相誘導電動機の場合には（式１）を用いて有効電力Ｐ３ｎ［ｋＷ］を求め、電動機７が単相誘導電動機の場合には（式２）を用いて有効電力Ｐ１ｎ［ｋＷ］を求める。
（式１）又は（式２）において、公称電圧を用いた理由は以下の通りである。第１の変圧器１４の定格二次電圧を用いたとすると、電圧降下の影響で過大に有効電力を算出してしまうという問題がある。第１の変圧器１４の負荷定格電圧を用いたとすると、過少に有効電力を算出してしまうという問題がある。そこで、公称電圧を使用することにより、現実の値と差異が生じるが、後述するように設備電力量取得部４４において、受電電力量に基づいて各設備における電力量を調整することで対応する。公称電圧は、例えば事前に測定等行うことで求めた固定値である。

【0032】

負荷電力量取得部４２は、第２の変圧器２４−１の一次電流値と一次電圧値とから求めた変圧器負荷を、照明機器８の有効電力として求める。これは、照明機器８等を含む電圧１０５Ｖで稼働する多数の負荷は、有効電力を個別に求めることは困難である。よって、照明機器８等を含む負荷の有効電力として、第２の変圧器２４−１の変圧器負荷を用いる。第２の変圧器２４−１の一次電流値は、電流計２３−１から得られる。第２の変圧器２４−１の一次電圧値は、電圧計２２から得られる。

【0033】

上述したように、第２の変圧器２４−２の一次電流値は、電流計２３−２から得られるが、第２の変圧器２４−２の一次電圧値は得ることができない。この場合には、負荷電力量取得部４２は、上位（高圧側）の電圧値を用いて第２の変圧器２４−２の一次電圧値を推定する。負荷電力量取得部４２は、電力量計１３で得た電力値（６６００Ｖ）に第１の変圧器１４の変圧比を乗算することで、第２の変圧器２４−２の一次電圧値を推定する。負荷電力量取得部４２は、電流計２３−２から得た第２の変圧器２４−２の一次電流値と、推定した一次電圧値とから第２の変圧器２４−２の変圧器負荷を求め、照明機器９の有効電力とする。

【0034】

負荷電力量取得部４２は、第２の変圧器２４−１の一次電圧値を用いて変圧器負荷を推定する際に、第１の変圧器１４における２次電圧の位相を考慮する。第２の変圧器２４−１の一次電圧のさらに高圧側の電圧は、第１の変圧器１４を介するため、それぞれの電圧の位相およびスカラーが異なる。特に電圧の位相は、変圧器結線が星形−三角結線（スター・デルタ結線）であるか、三角−星形結線（デルタ・スター結線）であるかによって異なる。スター・デルタ結線の場合は、二次側電圧は一次側よりも３０度遅れ位相となる。デルタ・スター結線の場合は、二次側電圧は一次側よりも３０度進み位相になる。すなわち、負荷電力量取得部４２は、スター・デルタ結線である第１の変圧器１４の一次側電圧を二次側電圧に換算するには、二次側電圧の位相を３０度遅らせる。この場合の第２の変圧器２４−１の一次電圧の位相は、３０度位相を遅らせた第１の変圧器１４の２次側電圧の位相と同じとする。負荷電力量取得部４２は、デルタ・スター結線である第１の変圧器１４の一次側電圧を二次側電圧に換算するには、二次側電圧の位相を３０度進ませる。この場合の第２の変圧器２４−１の一次電圧の位相は、３０度位相を進ませた第１の変圧器１４の２次側電圧の位相と同じとする。

【0035】

ここで、第２の変圧器２４−２の一次電流値を測定する電流計２３−２も無い場合について説明する。利用者は、第２の変圧器２４−２の一次電流値を手持ちの電流計で何度か測定して測定値を得て、入力部４８から測定値を入力する。負荷電力量取得部４２は、入力された測定値から第２の変圧器２４−２の負荷率を求めて、この負荷率に基づいて照明機器９の有効電力を推定する。ただし、この推定方法は、推定した有効電力の精度が上述した推定方法に比べて低下する可能性が高い。

【0036】

電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２は、上述した有効電力を求める処理を所定の周期（例えば、０．５秒〜１００秒の範囲内の周期）で行う。電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２は、制御コントローラ３を介して設備における実測値を所定の周期で取得する。電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２は、所定の周期で求めた有効電力の３０分間の平均である平均有効電力を求め、求めた平均有効電力に基づいて各設備の電力量（ｋＷｈ）を取得する。電動機電力量取得部４１は、電動機７の電力量である電動機電力量を取得する。負荷電力量取得部４２は、第２の変圧器２４−１、２４−２の変圧器負荷に基づいて照明機器８及び照明機器９の電力量である負荷電力量を取得する。

【0037】

平均を求める３０分の開始時刻と終了時刻は、例えば毎時０分〜３０分、３０分〜６０分とする。また、電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２は、電動機７、照明機器８及び照明機器９等の負荷が稼働しているか否かの情報に基づいて、上記有効電力の推定処理を行っても良い。具体的には、電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２は、電動機７、照明機器８及び照明機器９等の負荷が稼働している間のみ、上記有効電力の推定処理を行う。ただし、この処理は、制御コントローラ３は、電動機７、照明機器８及び照明機器９等の設備（負荷）が稼働しているか否かの情報を取得する機能を有し、かつ、電力量取得装置４は、制御コントローラ３から設備が稼働しているか否かの情報を取得する機能を有することが前提となる。また、電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２は、設備が稼働しているか否かを、設備に流れる電流値に基づいて、所定の閾値以上の電流値の場合に稼働中であると判断する構成としてもよい。

【0038】

受電電力量取得部４３は、電力量計１３で計測された受電電力量を制御コントローラ３から取得する。電力量計１３は、制御コントローラ３からの制御に応じて、電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２と同じ周期及び同じタイミングで受電電力量を出力する。

【0039】

設備電力量取得部４４は、総電力量取得部４４ａと、差分電力量取得部４４ｂと、調整部４４ｃとを備える。総電力量取得部４４ａは、電動機電力量取得部４１が取得した各電動機７の電動機電力量と、負荷電力量取得部４２が取得した各設備の負荷電力量とを加算して総電力量を求める。差分電力量取得部４４ｂは、求めた総電力量と、受電電力量取得部４３が取得した受電電力量とを比較して、その差分値を取得する。調整部４４ｃは、差分電力量取得部４４ｂが取得した差分値が小さくなるように、総電力量を求める際に電動機電力量及び負荷電力量を調整して、調整後電動機電力量及び調整後負荷電力量を取得する。受電設備５において計測される受電電力量は、電力量計１３により計測された正確な値である。設備電力量取得部４４は、受電電力量に基づいた、より精度の高い各設備の電力量を取得することができる。なお、設備電力量取得部４４における各設備の電力量の調整処理について詳細を後述する。

【0040】

データ管理部４５は、電動機電力量取得部４１、負荷電力量取得部４２及び受電電力量取得部４３が取得した電動機電力量、負荷電力量及び受電電力量に関する情報と、設備電力量取得部４４が取得した調整後の調整後電動機電力量及び調整後負荷電力量に関する情報と、受電電力量とを、時刻情報に関連付けて電力量情報格納部４６に格納させて、電力量情報格納部４６に格納させた電力量情報の管理を行う。

【0041】

電力量情報格納部４６は、電動機電力量取得部４１、負荷電力量取得部４２及び受電電力量取得部４３が取得した電動機電力量、負荷電力量及び受電電力量に関する情報と、設備電力量取得部４４が取得した調整後の調整後電動機電力量及び調整後負荷電力量に関する情報と、受電電力量と時刻情報に関連付けて格納する。表示制御部４７は、データ管理部４５が電力量情報格納部４６から読み出した電力量に関する時系列の情報を表示部４９に表示させる。これにより、利用者は、表示部４９に表示された各設備の電力量の時間的な推移を把握し、節電対策等を検討することができる。

【0042】

設備電力量取得部４４における各設備の電力量の調整処理の詳細について説明する。
調整部４４ｃは、差分電力量取得部が取得した差分値を、按分係数及び精度係数を用いて電動機電力量及び負荷電力量に対して振り分ける処理により、設備毎の電動機電力量及び負荷電力量の調整を行う。ここで、設備毎とは、１つの設備毎に限られるものではなく、配電の構成や電力量の観点から複数の設備をまとめたもの毎であってもよい。

【0043】

按分係数は、設備毎に求めた電力量のデータ群を百分率に変換した係数である。設備毎の按分係数の総和は、１００（％）である。按分係数は、小数点第一位までを有効数字とする。精度係数は、設備毎に求めた電力量の精度を定める係数である。精度係数は、例えば最大値を５として１〜５までの５段階の自然数である。精度係数は、例えば利用者が入力部４８から入力する固定値である。

【0044】

各設備の有効電力として無視できないのは、設備毎に発生する損失である。この損失は常に発生するものと仮定し、利用者は、例えば総電力量の５％〜１０％くらいの値を固定値の損失固定値（ｋＷｈ単位）として、入力部４８から設定する。

【0045】

設備電力量取得部４４は、具体的には、以下の（１）〜（９）の設定又は処理を行うことで、設備毎の電力量を調整して、調整後の設備毎の調整後電動機電力量及び調整後負荷電力量を取得する。
（１）差分電力量取得部４４ｂは、受電電力量から損失固定値を差し引いた値を、第１の電力量Ａ［ｋＷｈ］として算出する。
（２）差分電力量取得部４４ｂは、第１の電力量Ａから総電力量を差し引いた値を第２の電力量（第１の差分値）Ｂ［ｋＷｈ］として算出する。

【0046】

（３）調整部４４ｃは、以下の一覧に示すように精度係数を百分率に変換する。
精度係数１：１００±４０％
精度係数２：１００±３０％
精度係数３：１００±２０％
精度係数４：１００±１０％
精度係数５：１００％

【0047】

精度係数５の場合は、推定した電力量が信頼性ある場合であり、調整部４４ｃは、１００％に変換する。例えば、実測した電流値を設備毎に計測している場合が精度係数５とする。例えば、複数の設備をまとめて電流値を計測している場合を精度係数４とする。例えば、変圧器の一次電流値と一時電圧値を計測して電力量を求めている場合は精度係数３とする。例えば、変圧器の一次電流値と推定した一時電圧値とから電力量を求めている場合は精度係数２とする。例えば、変圧器の負荷率から電力量を求めている場合は精度係数１とする。例えば、精度係数１の場合は、調整部４４ｃは、推定した電力量が信頼性に欠ける場合であり１００±４０％に変換する。ここで、±の符号は、総電力量が受電電力量よりも小さい場合が＋符号をとり、大きい場合には−符号をとる。

【0048】

（４）調整部４４ｃは、按分係数に（３）で変換した百分率の精度係数を乗算して、設備毎の合成係数φを算出する。なお、設備毎の按分係数の初期値は、例えば設備毎の電力量の総電力量に対する割合等を考慮して、利用者が適当に設定する。
（５）差分電力量取得部４４ｂは、第２の電力量（第１の差分値）Ｂに（４）で調整部４４ｃが取得した合成係数φを乗算して、設備毎の差分電力量Ｃ［ｋＷｈ］を求める。

【0049】

（６）総電力量取得部４４ａは、総電力量に（５）で差分電力量取得部４４ｂが取得した設備毎の差分電力量Ｃを加減演算し（通常は加算演算）、調整後の総電力量Ｄ［ｋＷｈ］（以下、調整後総電力量Ｄという）を求める。
（７）差分電力量取得部４４ｂは、受電電力量から調整後総電力量Ｄを差し引き差分値（以下、第２の差分値という）を求める。調整部４４ｃは、その第２の差分値が所定の閾値以下であるか否かを判断する。この所定の閾値は、受電電力量と調整後総電力量Ｄとがほぼ等しい値であるか否かを判断する閾値であり、例えば、１．０［ｋＷｈ］である。

【0050】

（８）調整部４４ｃは、第２の差分値が所定の閾値以下でなければ、按分係数を調整して（４）の処理にもどる。すなわち、設備電力量取得部４４は、第２の差分値が所定の閾値以下となるまで（すなわち、調整後総電力量Ｄが受電電力量にほぼ等しくなるまで）（４）〜（７）の処理を繰り返す。調整部４４ｃは、例えば、精度係数の高い（精度の良い）設備の電力量に対応する按分係数をより大きな値とする調整を行う。

【0051】

（９）調整部４４ｃは、調整後総電力量Ｄが受電電力量にほぼ等しい場合には、電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２が取得した電動機電力量及び変圧電力量に対して、（５）で求めた設備毎の差分電力量Ｃを加算して、調整後電動機電力量及び調整後負荷電力量を取得する。

【0052】

次に、本実施形態における電力量取得装置４の動作について説明する。
図３は、本実施形態の電力量取得装置４の動作例を示すフロー図である。図３に示すように、電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２は、制御コントローラ３を介して各設備における電流値等の実測値を取得する（ステップＳ３１）。受電電力量取得部４３は、電力量計１３から制御コントローラ３を介して受電電力量を取得する。電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２は、取得した実測値等に基づいて各設備の有効電力を求め、求めた各設備の有効電力に基づいて推定した各設備の電力量を取得する（ステップＳ３２）。電動機電力量取得部４１は、電動機７の電力量である電動機電力量を取得する。負荷電力量取得部４２は、変圧器に接続されている設備の電力量である負荷電力量を取得する。

【0053】

総電力量取得部４４ａは、電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２が取得した電動機電力量及び負荷電力量を加算して総電力量を求める（ステップＳ３３）。差分電力量取得部４４ｂは、求めた総電力量と、受電電力量取得部４３が取得した受電電力量とに基づいて、各設備の電力量を調整するための差分電力量Ｃを算出する（ステップＳ３４）。調整部４４ｃは、電動機電力量取得部４１及び負荷電力量取得部４２が取得した設備毎の電動機電力量及び負荷電力量に対して、算出した設備毎の差分電力量Ｃを加算して、調整後電動機電力量及び調整後負荷電力量を取得する（ステップＳ３５）。

【0054】

次に、図３に示したステップＳ３４における、設備電力量取得部４４が総電力量及び受電電力量に基づいて差分電力量Ｃを算出する処理のフローについて説明する。
図４は、図３に示したステップＳ３４における、設備電力量取得部４４が総電力量及び受電電力量に基づいて差分電力量Ｃを算出する処理のフロー図である。図４に示すように、差分電力量取得部４４ｂは、受電電力量と損失固定値との差である第１の電力量Ａを求める（ステップＳ４１）。

【0055】

差分電力量取得部４４ｂは、第１の電力量Ａと総電力量との差である第２の電力量Ｂを求める（ステップＳ４２）。調整部４４ｃは、按分係数に百分率に変換した精度係数を乗算して、設備毎の合成係数φを求める（ステップＳ４３）。差分電力量取得部４４ｂは、第２の電力量Ｂに調整部４４ｃが取得した合成係数φを乗算して、設備毎の差分電力量Ｃを求める（ステップＳ４４）。

【0056】

総電力量取得部４４ａは、総電力量に設備毎の差分電力量Ｃを加算演算し、調整後総電力量Ｄを求める（ステップＳ４５）。差分電力量取得部４４ｂは、受電電力量と調整後総電力量Ｄとの差である第２の差分値を取得する。調整部４４ｃは、第２の差分値が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ４６）。ここで、受電電力量と調整後総電力量Ｄとの差である第２の差分値が所定の閾値以下ではないと判断した場合（ステップＳ４５のＮＯ）には、調整部４４ｃは、按分係数を調整する（ステップＳ４７）。受電電力量と調整後総電力量Ｄとの差である第２の差分値が所定の閾値以下であると判断した場合（ステップＳ４５のＹＥＳ）には、調整部４４ｃは、設備毎の差分電力量Ｃを確定して（ステップＳ４８）、ステップＳ３４の処理を終了する。

【0057】

以上の処理により、電力量取得装置４は、各設備の電力量を取得することができ、表示部４９に取得した各設備の電力量に関する情報を表示することができる。これにより、利用者は、各設備の電力量を把握することができる。利用者は、正しく電力需要を把握することで、電力調達において電力費低減を実現するための情報を得ることができる。

【0058】

本実施形態の電力量取得システム１は、簡易に電力量を取得することができる。ここで、“簡易”とは、設備に対して、電力量計や電力トランスデューサといった新たな機器を追加する工事及び配線などを含めた既存設備の改造する工事を行わないことを含む。

【0059】

図１に示したプラントの設備及び設備に対する配電の構成は一例であり、設備の数や種類と、各設備に対する配電の構成は、利用者が任意に変更することができる。上記実施形態において、電力量取得装置４内の各機能部は、ソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。上記実施形態において、電動機電力量取得部４１は、電動機７の電力量を取得する構成としたが、これに限定されるものではない。電動機電力量取得部４１は、電動機７と同様に個々で消費する電力量が大きい他の種類の設備の電力量を取得するように構成してもよい。

【0060】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、各設備からの電流値及び電圧値等の実測値に基づいて、簡易に設備毎の電力量を取得することを可能とする。

【0061】

また、以上に説明した電力量取得装置４内の機能をソフトウェアによって実現する場合は、それらの機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

【0062】

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0063】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0064】

１…電力量取得システム、２…配電系統、３…制御コントローラ、４…電力量取得装置、５…受電設備、６…配電設備、７…電動機、８、９…照明機器、４１…電動機電力量取得部、４２…負荷電力量取得部、４３…受電電力量取得部、４４…設備電力量取得部、４４ａ…総電力量取得部、４４ｂ…差分電力量取得部、４４ｃ…調整部、４５…データ管理部、４６…電力量情報格納部、４７…表示制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】