特許 6730172 電力システム

(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】6730172

(24)【登録日】2020年7月6日

(45)【発行日】2020年7月29日

(54)【発明の名称】電力システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 21/00 20060101AFI20200716BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20200716BHJP

【ＦＩ】

   G01R21/00 P

   H02J3/00 170

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-241155(P2016-241155)

(22)【出願日】2016年12月13日

(65)【公開番号】特開2018-96818(P2018-96818A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年6月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伴野 卓也

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 崇之

(72)【発明者】

【氏名】三宅 治良

(72)【発明者】

【氏名】山下 聡史

(72)【発明者】

【氏名】小林 広介

【審査官】 島田 保

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１８４８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７０１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２８１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５１０１０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ２１／００

Ｈ０２Ｊ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力系統からの引き込み線である単相３線式のうち電圧線のいずれか一方と、中性線とに接続された電力供給設備と、
前記電力供給設備と連系している電圧線に流れる電流値を計測する第１電流計と、
前記電力供給設備と連系している電圧線の中性線に対する相間電圧値を計測する電圧計と、
前記電力供給設備と連系していない電圧線に流れる電流値を計測する第２電流計と、
前記第１電流計で計測された電流値と前記電圧計で計測された相間電圧値と、その力率とを乗じた値と、前記第２電流計で計測された電流値と所定の想定値と所定の想定力率とを乗じた値とを加算し受電電力を導出する電力導出部と、
前記受電電力に基づき、受電端において不足電力が生じているか否か判定する不足電力判定部と、
を備える電力システム。

【請求項2】

前記電力導出部は、前記電力供給設備と連系していない相間電圧の位相を、前記電力供給設備と連系している電圧線に係る相間電圧の位相を反転した位相とみなして前記想定力率を導出することを特徴とする請求項１に記載の電力システム。

【請求項3】

前記電力導出部は、前記電力供給設備と連系していない電圧線の潮流方向に応じて、相間電圧値として取り得る規定最小電圧値および規定最大電圧値のいずれかを前記想定値とする請求項１または２に記載の電力システム。

【請求項4】

前記電力導出部は、前記電力供給設備と連系していない電圧線の潮流方向に応じて、想定力率を０または１とする請求項３に記載の電力システム。

【請求項5】

前記電力系統に接続され、前記電力供給設備と連系していない電圧線の中性線に対する相間電圧値を計測可能な電力メータを備え、
前記電力導出部は、前記電力メータが計測した相間電圧値を前記想定値とする請求項１に記載の電力システム。

【請求項6】

前記電力導出部は、前記電力メータが計測した相間電圧値を統計的に処理し、前記電力供給設備と連系していない電圧線の潮流方向に応じて、統計的に導き出した実測最小電圧値および実測最大電圧値のいずれかを前記想定値とする請求項５に記載の電力システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受電端において電力系統からの供給電力が不足状態となっているのを検出可能な電力システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、需要者宅の負荷設備に太陽光発電設備等の電力供給設備を接続し、電力供給設備の電力で負荷を賄うとともに、電力供給設備と電力系統（商用電力系統）とを連系し、電力供給設備において発電した電力が負荷設備で消費される電力より少ない場合に、不足した電力を電力系統から受電する系統連系が行われている。

【0003】

このような系統連系の下、電力系統の無警告停電等により、電力系統側からの電力の供給が停止すると、需要者宅の負荷設備を含む、電力供給設備に接続された全ての負荷設備の電力を、電力供給設備のみで賄う単独運転となる。単独運転では、電力供給設備に過負荷がかかってしまうおそれや、電力供給設備から電力系統側へ逆潮流（逆充電）が生じることにより、感電や需要者機器の破損等のおそれが生じる。このような単独運転や逆充電を回避すべく、受電端において電力系統からの供給電力が不足状態となっているのを検出し、電力供給設備を電力系統から解列する不足電力継電器（ＵＰＲ）を用いることができる（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−１４１４７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

太陽光発電設備や燃料電池等の電力供給設備として、現在、単相３線式１００／２００ＶにおけるＲ相とＴ相に接続されるものが用いられている。上述した系統連系において、単相３線式１００／２００ＶにおけるＲ相とＴ相に接続される電力供給設備では、電圧線であるＲ相、Ｔ相それぞれの電流値およびＮ相に対するそれぞれの相間電圧値を求め、電流値と、相間電圧値と、電流、電圧の位相に基づく力率とから受電電力を求め、受電端において電力系統からの供給電力が不足状態（受電電力が所定値以下）であるか否かを判定することが考えられる。

【0006】

また、今後は、省エネルギー機器が普及し、構内の電力需要が減少すると、必ずしも単相３線式１００／２００ＶにおけるＲ相とＴ相への接続を要さず、例えば、単相３線式１００／２００Ｖの片方に相当するＲ相とＮ相のみ、または、Ｔ相とＮ相のみに接続される小出力の電力供給設備を設置することが考えられる。しかし、かかる小出力の電力供給設備では、接続されている連系相の相間電圧値は検出できるものの、接続されていない非連系相の相間電圧値は検出できない。したがって、Ｒ相、Ｔ相、両方の電流値と相間電圧値と力率との積を求めることができず、不足電力の判定ができなくなってしまう。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑み、単相３線式のＲ相またはＴ相と、Ｎ相とにのみ接続される電力供給設備であっても、不足電力を適切に検出可能な電力システム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】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の電力システムは、電力系統からの引き込み線である単相３線式のうち電圧線のいずれか一方と、中性線とに接続された電力供給設備と、電力供給設備と連系している電圧線に流れる電流値を計測する第１電流計と、電力供給設備と連系している電圧線の中性線に対する相間電圧値を計測する電圧計と、電力供給設備と連系していない電圧線に流れる電流値を計測する第２電流計と、第１電流計で計測された電流値と電圧計で計測された相間電圧値と、その力率とを乗じた値と、第２電流計で計測された電流値と所定の想定値と所定の想定力率とを乗じた値とを加算し受電電力を導出する電力導出部と、受電電力に基づき、受電端において不足電力が生じているか否か判定する不足電力判定部と、を備える。

【0009】

電力導出部は、電力供給設備と連系していない相間電圧の位相を、電力供給設備と連系している電圧線に係る相間電圧の位相を反転した位相とみなして想定力率を導出してもよい。

【0010】

電力導出部は、電力供給設備と連系していない電圧線の潮流方向に応じて、相間電圧値として取り得る規定最小電圧値および規定最大電圧値のいずれかを想定値としてもよい。

【0011】

電力導出部は、電力供給設備と連系していない電圧線の潮流方向に応じて、想定力率を０または１としてもよい。

【0012】

電力系統に接続され、電力供給設備と連系していない電圧線の中性線に対する相間電圧値を計測可能な電力メータを備え、電力導出部は、電力メータが計測した相間電圧値を想定値としてもよい。

【0013】

電力導出部は、電力メータが計測した相間電圧値を統計的に処理し、電力供給設備と連系していない電圧線の潮流方向に応じて、統計的に導き出した実測最小電圧値および実測最大電圧値のいずれかを想定値としてもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、単相３線式のＲ相またはＴ相と、Ｎ相とにのみ接続される電力供給設備であっても、不足電力を適切に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施形態における電力システムの接続関係を示した説明図である。

【図2】第２電力供給設備の課題を説明するための説明図である。

【図3】第２の実施形態における電力システムの接続関係を示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0017】

（第１の実施形態：電力システム１００）
図１は、第１の実施形態における電力システム１００の接続関係を示した説明図である。かかる図１では電力の移動を実線で、情報を含む信号を破線の矢印で示している。電力システム１００は、引き込み線１２を通じて、電力系統１４から電気（商用電力）の供給を受ける。かかる電力システム１００は、需要者単位で構成され、その範囲としては、一般用電気工作物（低圧受電の需要者）であれば、家屋等に限らず、病院、工場、ホテル、レジャー施設、商業施設、集合住宅といった建物単位や建物内の一部分であってもよい。

【0018】

また、電力システム１００は、電力メータ１１２と、分電盤１１４と、第１電力供給設備１１６と、第１個別遮断器１１８と、第２電力供給設備（電力供給設備）１２０と、第２個別遮断器１２２と、電流計１２４とを含んで構成される。

【0019】

電力メータ（電力量計）１１２は、電力系統１４に引き込み線１２を介して接続され、引き込み線１２と電力システム１００との間に流れる（消費および売電）電流値を計測する。

【0020】

分電盤１１４は、電力メータ１１２に接続され、契約容量を示すサービス遮断器（サービスブレーカ）１１４ａ、漏電の検出に応じて電気の供給を遮断する漏電遮断器（漏電ブレーカ）１１４ｂ、および、複数の分岐回路１３０それぞれに設けられ許容電流値（例えば２０Ａ）を超過すると電気の供給を遮断する配線用遮断器（安全ブレーカ）１１４ｃを有する。なお、ここでは、分電盤１１４の構成としてサービス遮断器１１４ａを挙げているが、サービス遮断器１１４ａ自体を設置しなくてもよく、また、電力メータ１１２に設けてもよい。

【0021】

第１電力供給設備１１６は、過電流および漏電を防止する第１個別遮断器１１８を介して漏電遮断器１１４ｂの２次側のＲ相とＴ相とに接続され、他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成し、生成した電気を電力系統１４より優先して、電気エネルギーを消費する負荷設備１６に供給する。かかる第１電力供給設備１１６や後述する第２電力供給設備１２０といった電力供給設備としては、例えば、太陽光発電機、風力発電機、水力発電機、地熱発電機、太陽熱発電機、大気中熱発電機等の再生可能エネルギー発電設備や、燃料電池、内燃力発電、蓄電池等を用いることができる。以下、単相３線式１００／２００ＶのＲ相とＴ相とを単相３線式２００Ｖと呼び、Ｒ相とＮ相、または、Ｔ相とＮ相を単相３線式１００Ｖと呼ぶ。

【0022】

第２電力供給設備１２０は、過電流を防止する第２個別遮断器１２２を介して、分電盤１１４における複数の分岐回路１３０のうちの、Ｒ相とＮ相、または、Ｔ相とＮ相のいずれかに接続される。そして、第２電力供給設備１２０は、発電部Ｇにおいて他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成し、第１電力供給設備１１６と同様に、生成した電気を電力系統１４より優先して負荷設備１６に供給する。

【0023】

また、第２電力供給設備１２０は、電圧計１２０ａと、解列部１２０ｂと、制御ユニット１２０ｃとを含んで構成される。電圧計１２０ａは、例えば計器用変圧器（ＶＴ）で構成され、Ｎ相（中性線）に対する電圧線（Ｒ相またはＴ相）の相間電圧値を制御ユニット１２０ｃに送信する。ここでは、電圧計１２０ａが第２電力供給設備１２０と一体的に形成される例を挙げて説明しているが、別体として設けられてもよい。解列部１２０ｂは、発電部Ｇからの電力供給（出力）を遮断する。制御ユニット１２０ｃは、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、第２電力供給設備１２０全体を制御する。ここでは、制御ユニット１２０ｃが第２電力供給設備１２０と一体的に形成される例を挙げて説明しているが、別体として設けられてもよい。

【0024】

電流計１２４は、例えば、変流器（ＣＴ）で構成され、一次巻線を配した貫通体（鉄心、コア）それぞれに、電圧線であるＲ相およびＴ相の配線を挿通（クランプ）し、それぞれの電流値を計測値に変成して第２電力供給設備１２０に送信する。また、ここでは、電流計１２４を、サービス遮断器１１４ａの２次側、かつ、漏電遮断器１１４ｂの１次側に取り付ける例を挙げて説明するが、負荷設備１６、第１電力供給設備１１６、および、第２電力供給設備１２０より電力系統１４側であれば、いずれの位置に配置してもよい。

【0025】

ところで、電力供給設備としては、上述した第１電力供給設備１１６のように、単相３線式２００Ｖに接続して用いるのが一般的である。この場合、配線用遮断器１１４ｃと並行して連系遮断器（２００Ｖ）を設け、その連系遮断器に第１個別遮断器１１８を介して第１電力供給設備１１６を接続したり、また、漏電遮断器１１４ｂの１次側から別途の個別遮断器（２００Ｖ）を介して第１電力供給設備１１６を接続しなければならない。

【0026】

ただし、今後は、省エネルギー機器が普及し、電力システム１００の電力需要が減少すると、必ずしも単相３線式２００Ｖへの接続を要さない、本実施形態のような、単相３線式１００／２００Ｖのうち電力線であるＲ相またはＴ相のいずれか一方と、中性線であるＮ相とによる単相３線式１００Ｖ（Ｒ相とＮ相、もしくは、Ｔ相とＮ相）のみに接続される小出力の第２電力供給設備１２０が設置されることとなる。

【0027】

このように単相３線式１００Ｖで運用できれば、連系遮断器等を介在しなくとも、図１のように、既存の分岐回路１３０を利用して屋外コンセントに第２電力供給設備１２０を接続することが可能となる。かかる構成により、既存の構内配線の有効活用および施工費の削減を図るとともに、電力システム１００内の配線を簡素化できる。

【0028】

しかし、第２電力供給設備１２０を単相３線式１００Ｖに接続する場合、以下の課題が生じる。例えば、電力系統１４と第２電力供給設備１２０との系統連系の下、系統側短絡事故等により電力系統１４が無警告停電し、電力系統１４側からの電力の供給が停止すると、需要者宅の負荷設備１６を含む、第２電力供給設備１２０に接続された全ての負荷設備１６の電力を、第２電力供給設備１２０のみで賄う単独運転となる。単独運転では、第２電力供給設備１２０に過負荷がかかってしまうおそれや、第２電力供給設備１２０から電力系統１４側へ不足電力が生じることにより、感電や需要者機器の破損等のおそれが生じる。したがって、単独運転や逆充電を回避すべく、受電端において電力系統１４からの供給電力が不足状態となっているのを検出し、少なくとも、第２電力供給設備１２０を電力系統１４から解列しなければならない。

【0029】

このとき、第１電力供給設備１１６であれば、電圧線であるＲ相、Ｔ相それぞれの電流値およびＮ相に対するそれぞれの相間電圧値を求め、電流値と、相間電圧値と、電流、電圧の位相に基づく力率とから受電電力を求め、受電端において電力系統１４からの供給電力（受電電力）が不足状態であるか否かを判定することができる。しかし、第２電力供給設備１２０では、連系している単相３線式１００Ｖの相間電圧値は検出できるものの、連系していない他方の単相３線式１００Ｖの相間電圧値は検出できない。したがって、Ｒ相、Ｔ相、両方の電流値と相間電圧値と力率との積を求めることができず、不足電力の判定ができない。

【0030】

図２は、第２電力供給設備１２０の課題を説明するための説明図である。図２（ａ）に示すように、仮に、第１電力供給設備１１６のみを接続した場合を考える。この場合、２つの電流計１２４のうち、Ｒ相電流計（第１電流計）１２４ａがＲ相の電流値Ｉ_Ｒを計測し、Ｔ相電流計（第２電流計）１２４ｂが電流値Ｉ_Ｔを計測し、第１電力供給設備１１６内の電圧計１１６ａがＲ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｒを計測し、電圧計１１６ｂがＴ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｔを計測する。

【0031】

そして、それぞれの相（Ｒ相、Ｔ相）に関し、電流値と相間電圧値と力率との積（Ｉ_Ｒ×Ｖ_Ｒ×ｃｏｓθ_Ｒ、Ｉ_Ｔ×Ｖ_Ｔ×ｃｏｓθ_Ｔ）を求め、その和（Ｉ_Ｒ×Ｖ_Ｒ×ｃｏｓθ_Ｒ＋Ｉ_Ｔ×Ｖ_Ｔ×ｃｏｓθ_Ｔ）が所定値以下であるか否かによって不足電力を検出できる。

【0032】

しかし、図２（ｂ）のように、第２電力供給設備１２０を接続する場合、連系相であるＲ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｒは検出できるものの、非連系相であるＴ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｔは検出できない。

【0033】

そこで、本実施形態では、計測不能な他方の単相３線式１００Ｖの相間電圧値を想定することで、第２電力供給設備１２０であっても、第１電力供給設備１１６と実質的に等しい条件で不足電力を適切に検出する。以下、図２（ｂ）を用いて、その判定態様を詳述する。

【0034】

ここでは、電力系統１４から見て、Ｒ相電流計１２４ａおよびＴ相電流計１２４ｂの下流に、負荷設備１６、第２電力供給設備１２０、第１電力供給設備１１６が位置している。したがって、不足している情報を推定することで、Ｒ相電流計１２４ａおよびＴ相電流計１２４ｂの位置における、負荷設備１６、第２電力供給設備１２０、第１電力供給設備１１６を全て含めた潮流態様（潮流方向および受電電力）を推定することが可能となる。

【0035】

第２電力供給設備１２０における制御ユニット１２０ｃは、プログラムを動作させることで、電力導出部１４０、不足電力判定部１４２としても機能する。

【0036】

電力導出部１４０は、Ｒ相電流計１２４ａから、連系相であるＲ相の電流値Ｉ_Ｒを取得し、Ｔ相電流計１２４ｂから、非連系相であるＴ相の電流値Ｉ_Ｔを取得し、電圧計１２０ａから、連系相であるＲ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｒを取得する。また、連系相であるＲ相の電流および相間電圧の位相に基づいて力率ｃｏｓθ_Ｒを導出する。そして、電力導出部１４０は、Ｔ相のＮ相に対する相間電圧値の所定の想定値Ｖ_ＴＡおよび想定力率ｃｏｓθ_ＴＡを参照し、単相３線式１００／２００Ｖに換算した受電電力を導出する。具体的に、電力導出部１４０は、Ｒ相に関する電力（Ｉ_Ｒ×Ｖ_Ｒ×ｃｏｓθ_Ｒ）と、Ｔ相に関する想定電力（Ｉ_Ｔ×Ｖ_ＴＡ×ｃｏｓθ_ＴＡ）とを求め、その和（Ｉ_Ｒ×Ｖ_Ｒ×ｃｏｓθ_Ｒ＋Ｉ_Ｔ×Ｖ_ＴＡ×ｃｏｓθ_ＴＡ）を導出して単相３線式１００／２００Ｖの受電電力とする。

【0037】

不足電力判定部１４２は、電力導出部１４０が導出した単相３線式１００／２００Ｖの受電電力に基づいて不足電力が生じたか否かを判定する。具体的に、不足電力判定部１４２は、受電電力が正の所定値以下であれば、不足電力が生じたと判定する。そして、不足電力判定部１４２は、不足電力が生じたことに基づき、解列部１２０ｂを通じて第２電力供給設備１２０からの電力供給を遮断する（出力を０とする）。したがって、不足電力判定部１４２は、不足電力継電器（ＵＰＲ）として機能することとなる。

【0038】

なお、ここでは、解列部１２０ｂが第２電力供給設備１２０と一体的に形成される例を挙げて説明しているが、別体として設けられてもよい。また、ここでは、電力供給を遮断もしくは出力を０にする例を挙げているが、出力を低下させるとしてもよい。

【0039】

かかる構成により、単相３線式１００Ｖにのみ接続される第２電力供給設備１２０であっても、単相３線式１００／２００Ｖの受電電力を求めることができ、第２電力供給設備１２０の不足電力を適切に検出することが可能となる。

【0040】

ところで、電気事業法において電力会社から供給される電力の相間電圧値は、１０１Ｖ±６Ｖの範囲内と定められている。したがって、Ｔ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｔは、９５Ｖ（規定最小電圧値）〜１０７Ｖ（規定最大電圧値）の範囲内でしか変動しない。そこで、相間電圧値として取り得る範囲であり、さらに、引き込み線１２の電圧降下（例えば２Ｖ）を考慮して、上述したＴ相のＮ相に対する相間電圧値の想定値Ｖ_ＴＡを例えば１０１Ｖに選択することができる。

【0041】

また、このような電力システム１００では、Ｒ相とＴ相の負荷が均一に近くなることが多いので、Ｔ相のＮ相に対する相間電圧値の想定値Ｖ_ＴＡとして、例えば、連系相であるＲ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｒを、そのまま流用してもよい。また、Ｒ相とＴ相とは位相が１８０度異なるため、想定力率ｃｏｓθ_ＴＡとして、例えば、非連系相であるＴ相のＮ相に対する相間電圧の位相を、連系相であるＲ相のＮ相に対する相間電圧の位相を反転した（１８０度異ならせた）位相とみなし、想定力率ｃｏｓθ_ＴＡを決定してもよい。

【0042】

また、電力導出部１４０は、電圧線の他方であるＴ相の電力の潮流方向に応じて、想定値Ｖ_ＴＡおよび想定力率ｃｏｓθ_ＴＡを決定するとしてもよい。ここでは、連系相であるＲ相のＮ相に対する相間電圧と、非連系相であるＴ相の電流とが計測されているので、相間電圧の位相と、電流の位相とによって、非連系相であるＴ相の潮流方向を導出できる。例えば、Ｔ相が逆潮流（図２の一点鎖線矢印と異なる方向）であるとする。このとき、Ｔ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｔは、規定最小電圧値（９５Ｖ）から規定最大電圧値（１０７Ｖ）の範囲で変動し得るので、Ｔ相に関する電力は、（電流値Ｉ_Ｔ×規定最小電圧値）から（電流値Ｉ_Ｔ×規定最大電圧値）の範囲で変動することとなる。

【0043】

ここでは、不足電力を厳しく（安全側で）判定すべく、Ｔ相において想定し得る最大電力で不足電力が生じていることとする。すなわち、Ｔ相の電力を（電流値Ｉ_Ｔ×規定最大電圧値）とする。したがって、電力導出部１４０は、Ｔ相が逆潮流である場合、想定値Ｖ_ＴＡとして規定最大電圧値を設定する。また、不足電力を厳しく（安全側で）判定すべく、Ｔ相の電力が最大となるように、想定力率ｃｏｓθ_ＴＡを１とみなして演算してもよい。

【0044】

同様に、電力導出部１４０は、Ｔ相が順潮流（図２の一点鎖線矢印と等しい方向）である場合、順潮流を厳しく（安全側で）判定すべく、Ｔ相において想定し得る最小電力でしか順潮流が生じていないこととする。すなわち、Ｔ相の電力を（電流値Ｉ_Ｔ×規定最小電圧値）とする。したがって、電力導出部１４０は、Ｔ相が順潮流である場合、想定値Ｖ_ＴＡとして規定最小電圧値を設定する。また、不足電力を厳しく（安全側で）判定すべく、Ｔ相の電力が最小となるように、想定力率ｃｏｓθ_ＴＡを所定の値（例えば０）とみなして演算してもよい。

【0045】

かかる構成により、単相３線式１００Ｖにのみ接続される第２電力供給設備１２０を単相３線式１００／２００Ｖとして換算した場合の最も安全側での受電電力を求めることができ、第２電力供給設備１２０の不足電力をより確実かつ適切に検出することが可能となる。

【0046】

また、ここでは、図２（ｂ）のように、Ｒ相側の単相３線式１００Ｖに第２電力供給設備１２０を接続する例を挙げて説明したが、図２（ｃ）に示すように、Ｔ相側の単相３線式１００Ｖに第２電力供給設備１２０を接続した場合も同等の計算により不足電力を検出できる。

【0047】

すなわち、電力導出部１４０は、Ｒ相電流計（第２電流計）１２４ａからＲ相の電流値Ｉ_Ｒを取得し、Ｔ相電流計（第１電流計）１２４ｂからＴ相の電流値Ｉ_Ｔを取得し、電圧計１２０ａからＴ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｔを取得する。また、連系相であるＴ相の電流および相間電圧の位相に基づいて力率ｃｏｓθ_Ｔを導出する。そして、電力導出部１４０は、Ｒ相のＮ相に対する相間電圧値の所定の想定値Ｖ_ＲＡおよび想定力率ｃｏｓθ_ＲＡを参照し、単相３線式１００／２００Ｖに換算した受電電力を導出する。具体的に、電力導出部１４０は、Ｒ相に関する想定電力（Ｉ_Ｒ×Ｖ_ＲＡ×ｃｏｓθ_ＲＡ）と、Ｔ相に関する電力（Ｉ_Ｔ×Ｖ_Ｔ×ｃｏｓθ_Ｔ）とを求め、その和（Ｉ_Ｒ×Ｖ_ＲＡ×ｃｏｓθ_ＲＡ＋Ｉ_Ｔ×Ｖ_Ｔ×ｃｏｓθ_Ｔ）を導出して単相３線式１００／２００Ｖの受電電力とする。

【0048】

そして、不足電力判定部１４２は、電力導出部１４０が導出した単相３線式１００／２００Ｖの受電電力が正の所定値以下であれば、不足電力が生じたと判定し、解列部１２０ｂを通じて第２電力供給設備１２０からの電力供給を遮断もしくは出力を低下させる。

【0049】

かかる構成によっても、単相３線式１００Ｖにのみ接続される第２電力供給設備１２０を単相３線式１００／２００Ｖとして換算した場合の最も安全側での受電電力を求めることができ、第２電力供給設備１２０の不足電力をより確実かつ適切に検出することが可能となる。

【0050】

（第２の実施形態：電力システム２００）
図３は、第２の実施形態における電力システム２００の接続関係を示した説明図である。かかる電力システム２００では、電力導出部２４０の処理が第１の実施形態と異なるが、他の構成要素については第１の実施形態と実質的に等しい。

【0051】

第２の実施形態において、電力導出部２４０は、想定値を固定的に選択せず、当該電力システム２００の任意の機器から相間電圧値に関する情報を取得し、その情報に基づいて想定値を随時決定する。例えば、図３の例において、電力導出部２４０は、電力メータ１１２における相間電圧値、具体的には、第２電力供給設備１２０の連系相とは異なる相（非連系相）の相間電圧値を取得し、その相間電圧値を想定値とする。

【0052】

かかる構成により、本来の相間電圧値に近い値を想定値とし、より厳密に受電電力を求めることができるので、第２電力供給設備１２０の不足電力をより適切に検出することが可能となる。

【0053】

ただし、電力メータ１１２の相間電圧値の更新頻度によっては、本来の相間電圧値と異なる値を参照することになってしまう。例えば、電力メータ１１２が数十秒に１回のみ更新される場合、参照する相間電圧値が数十秒前の相間電圧値となる場合がある。そこで、電力導出部２４０は、かかる電力メータ１１２における相間電圧値を蓄積して、それを統計的に処理して想定値を決定してもよい。

【0054】

例えば、電力導出部２４０は、電力メータ１１２における、過去の任意の期間（年、月、週、日、時間等）分の相間電圧値を蓄積し、その間の最小電圧値（実測最小電圧値）と最大電圧値（実測最大電圧値）とを求める。ここで、Ｔ相のＮ相に対する相間電圧値Ｖ_Ｔは、実測最小電圧値から実測最大電圧値の範囲で変動しているので、Ｔ相に関する電力は、（電流値Ｉ_Ｔ×実測最小電圧値×力率）から（電流値Ｉ_Ｔ×実測最大電圧値×力率）の範囲で変動することとなる。

【0055】

ここで、電力導出部２４０は、Ｔ相が逆潮流（図２の一点鎖線矢印と異なる方向）である場合、想定値Ｖ_ＴＡとして、安全側である実測最大電圧値を設定する。また、電力導出部２４０は、Ｔ相の電流値Ｉ_Ｔが順潮流（図２の一点鎖線矢印と等しい方向）である場合、想定値Ｖ_ＴＡとして、安全側である実測最小電圧値を設定する。

【0056】

かかる構成により、単相３線式１００Ｖにのみ接続される第２電力供給設備１２０を単相３線式１００／２００Ｖとして換算した場合の最も安全側での受電電力を求めることができ、第２電力供給設備１２０の不足電力をより確実かつ適切に検出することが可能となる。

【0057】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0058】

例えば、上述した実施形態では、電力メータ１１２から制御ユニット１２０ｃに対し、相間電圧値を送信する例を挙げて説明したが、電力メータ１１２がスマートメータであった場合、その機能は、例えば、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）を通じて電力メータ１１２から制御ユニット１２０ｃに送信してもよい。

【0059】

また、上述した実施形態では、過去の任意の期間分の相間電圧値を蓄積し、その間の最小電圧値（実測最小電圧値）と最大電圧値（実測最大電圧値）とを求める例を挙げて説明したが、統計的に導き出した、例えば、統計的な偏差から、実効的な最小電圧値（実測最小電圧値）と最大電圧値（実測最大電圧値）とを求めるとしてもよい。

【0060】

また、上述した実施形態では、不足電力判定部１４２が、不足電力が生じたと判定すると、解列部１２０ｂを通じて第２電力供給設備１２０からの電力供給を遮断もしくは出力を低下させる例を挙げて説明したが、遮断もしくは出力を低下させる対象は、当該第２電力供給設備１２０に限らず、それに加え、または代えて、需要者が管理する様々な電力供給設備とすることもできる。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本発明は、受電端において電力系統からの供給電力が不足状態となっているのを検出可能な電力システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0062】

１４ 電力系統
１６ 負荷設備
１００、２００ 電力システム
１１４ 分電盤
１２０ 第２電力供給設備（電力供給設備）
１２０ａ 電圧計
１２０ｃ 制御ユニット
１２４ａ Ｒ相電流計（第１電流計、第２電流計）
１２４ｂ Ｔ相電流計（第２電流計、第１電流計）
１４０、２４０ 電力導出部
１４２ 不足電力判定部

【図1】

【図2】

【図3】