特表 2022-534414 計測装置と分散型エネルギ資源デバイスを電気的に接続するためのシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-29

(54)【発明の名称】計測装置と分散型エネルギ資源デバイスを電気的に接続するためのシステム

(51)【国際特許分類】

   G01R 22/06 20060101AFI20220722BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20220722BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20220722BHJP

【ＦＩ】

G01R22/06 130H

H02J3/38 130

H02J3/38 160

H02J3/38 110

H02J13/00 301A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021570469

(86)(22)【出願日】2020-05-29

(85)【翻訳文提出日】2022-01-26

(86)【国際出願番号】 US2020035312

(87)【国際公開番号】W WO2020243565

(87)【国際公開日】2020-12-03

(31)【優先権主張番号】16/428,118

(32)【優先日】2019-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513113895

【氏名又は名称】ランディス・ギア イノベーションズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＮＤＩＳ＋ＧＹＲ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮＳ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(74)【代理人】

【識別番号】100161883

【弁理士】

【氏名又は名称】北出 英敏

(72)【発明者】

【氏名】カールガード，マット

(72)【発明者】

【氏名】ラドゴウスキー，ジョン

【テーマコード（参考）】

5G064

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G064AC09

5G064CB08

5G066AA09

5G066HB06

5G066HB09

5G066JB03

(57)【要約】

メータカラーは、分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）メータと配電システムのライン電圧配線との間の電気接続を形成する接続経路と、ＤＥＲメータと配電システム、ＤＥＲデバイス及び負荷の中性線との間の電気接続を形成する第２の接続経路と、を含む。さらに、メータカラーは、ＤＥＲメータとＤＥＲデバイスの出力電圧配線との間の電気接続を形成する、メータカラー内の第３の接続経路を含む。さらに、メータカラーは、ＤＥＲメータの嵌合コネクタを受けるように対応する接続経路の第１端に電気的に接続される嵌合コネクタを含む。メータカラーはまた、ライン電圧配線、中性線、及び出力電圧配線と接続するように対応する接続経路の第２端に電気的に接続される嵌合コネクタを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気メータカラーであって、
分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）メータと配電システムのソケット内のライン電圧配線との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第１の接続経路と、
前記ＤＥＲメータと前記配電システム、ＤＥＲデバイス及び負荷の中性線との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第２の接続経路と、
前記ＤＥＲメータと前記ＤＥＲデバイスの出力電圧配線との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第３の接続経路と、
第１の複数の嵌合コネクタであって、前記第１の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、対応する接続経路の第１端に電気的に接続され、前記ＤＥＲメータの第２の複数の嵌合コネクタを受けるように構成された、第１の複数の嵌合コネクタと、
第３の複数の嵌合コネクタであって、前記第３の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、前記対応する接続経路の第２端に電気的に接続され、前記ライン電圧配線、前記中性線、及び前記出力電圧配線と接続するように構成された、第３の複数の嵌合コネクタと、
を備える、電気メータカラー。

【請求項2】

前記ＤＥＲメータと前記負荷との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第４の接続経路をさらに備える、請求項１に記載の電気メータカラー。

【請求項3】

前記少なくとも１つの第１の接続経路は、複数の第１の接続経路を含み、前記複数の第１の接続経路のそれぞれの接続経路は、異なる電気的位相を有する電圧を備える前記配電システムのライン電圧配線に対応する、請求項１に記載の電気メータカラー。

【請求項4】

前記配電システム及び前記ＤＥＲデバイスの電力生成又は消費要求に基づいて前記ＤＥＲデバイスを前記配電システムと接続及び切断するように構成された制御可能な電気切断スイッチをさらに備える、請求項１に記載の電気メータカラー。

【請求項5】

前記制御可能な電気切断スイッチは、前記ＤＥＲメータから受けた指示に基づいて前記ＤＥＲデバイスを前記配電システムと接続及び切断するように構成される、請求項４に記載の電気メータカラー。

【請求項6】

前記ＤＥＲデバイスの前記出力電圧配線と前記電気メータカラーの対応する嵌合コネクタとの間に接続された回路遮断器をさらに備え、前記回路遮断器は、電気的障害の発生時に前記ＤＥＲデバイスを前記配電システムから切断するように構成される、請求項１に記載の電気メータカラー。

【請求項7】

電気メータと、
前記電気メータと嵌合するように構成された電気メータカラーと、
を備え、
前記電気メータカラーは、
前記電気メータと配電システムのソケット内のライン電圧配線との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第１の接続経路と、
前記電気メータと前記配電システムの前記ソケット内の中性線との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第２の接続経路と、
前記電気メータと分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）デバイスの出力電圧配線との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第３の接続経路と、
第１の複数の嵌合コネクタであって、前記第１の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、対応する接続経路の第１端と電気的に接続され、前記電気メータのさらなる嵌合コネクタを受けるように構成された、第１の複数の嵌合コネクタと、
第２の複数の嵌合コネクタであって、前記第２の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、前記対応する接続経路の第２端に電気的に接続され、前記ライン電圧配線、前記中性線、又は前記出力電圧配線と接続するように構成された、第２の複数の嵌合コネクタと、
を備える、
システム。

【請求項8】

前記電気メータは、複数の電圧測定装置と複数の電流測定装置とを備え、前記複数の電圧測定装置及び前記複数の電流測定装置は、負荷に提供される電圧波形及び電流波形の電気的特性を測定するように構成され、前記中性線は、前記電圧波形の測定の基準点を提供する、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記複数の電圧測定装置は、複数の電圧変換器を含み、
前記複数の電圧変換器のそれぞれは、前記配電システムから提供される複数のライン電圧の１つ又は前記ＤＥＲデバイスによって提供される出力電圧の電圧特性を個別に測定するように構成され、
前記配電システムから提供される前記複数のライン電圧のそれぞれは、異なる電気的位相を有し、
電圧特性の測定は、前記配電システムのライン電圧配線と前記中性線との間で実行される、
請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記複数の電流測定装置は、複数の電流変換器を含み、
前記複数の電流変換器は、負荷に接続された各ライン電圧配線で前記負荷によって消費される電流、並びに前記配電システムの前記ライン電圧配線及び前記ＤＥＲデバイスの出力電圧配線によって提供される電流を個別に測定するように構成される、
請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

分散型エネルギ資源デバイスに接続し計測するためのシステムであって、前記システムは、
電気メータと、
配電システムに電気的に結合された電気メータソケットと、
前記電気メータを前記電気メータソケットと電気的に結合するように構成された電気メータカラーと、
を備え、
前記電気メータカラーは、
前記電気メータと前記電気メータソケット内のライン電圧配線との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第１の接続経路と、
前記電気メータと前記配電システム、分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）デバイス及び負荷の中性線との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第２の接続経路と、
前記電気メータと前記ＤＥＲデバイスの出力電圧配線との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第３の接続経路と、
前記電気メータと前記負荷との間の電気接続を形成するように構成された、前記電気メータカラー内の少なくとも１つの第４の接続経路と、
第１の複数の嵌合コネクタであって、前記第１の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、対応する接続経路の第１端に電気的に接続され、前記電気メータのさらなる嵌合コネクタを受けるように構成された、第１の複数の嵌合コネクタと、
第２の複数の嵌合コネクタであって、前記第２の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、前記対応する接続経路の第２端に電気的に接続され、前記ライン電圧配線、前記中性線、前記出力電圧配線、又は前記負荷と接続するように構成された、第２の複数の嵌合コネクタと、
を備える、
システム。

【請求項12】

前記第２の複数の嵌合コネクタのＤＥＲデバイス嵌合コネクタは、前記電気メータカラーが前記電気メータ及び前記電気メータソケットと結合されている間に前記電気メータカラーの露出している側面に配置されている、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記少なくとも１つの第１の接続経路は、第１の複数の接続経路を含み、前記第１の複数の接続経路のそれぞれは、異なる電気的位相を有する電圧を備える前記配電システムのさらなるライン電圧配線に対応する、請求項１１に記載のシステム。

【請求項14】

前記電気メータカラーは、前記配電システム及び前記ＤＥＲデバイスの電力生成又は消費要求に基づいて前記ＤＥＲデバイスを前記配電システムと接続及び切断するように構成された制御可能な電気切断スイッチをさらに備える、請求項１１に記載のシステム。

【請求項15】

前記制御可能な電気切断スイッチは、前記電気メータから受けた指示に基づいて前記ＤＥＲデバイスを前記配電システムと接続及び切断するように構成される、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記電気メータカラーは、前記ＤＥＲデバイスの前記出力電圧配線と前記電気メータとの間に接続された回路遮断器をさらに備え、前記回路遮断器は、電気的障害の発生時に前記ＤＥＲデバイスを前記配電システムから切断するように構成される、請求項１１に記載のシステム。

【請求項17】

前記電気メータは、
前記第１の複数の嵌合コネクタへの電気接続を形成するように構成された複数のコネクタであって、前記第１の複数の嵌合コネクタへの少なくとも１つの電気接続は、前記中性線と形成される、複数のコネクタと、
前記配電システム及び前記ＤＥＲデバイスから前記電気メータに提供される電圧波形及び電流波形の電気的特性を測定するように構成された複数の測定装置であって、前記中性線は、前記電圧波形の測定の電気的基準点を提供する、複数の測定装置と、
を備える、請求項１１に記載のシステム。

【請求項18】

前記複数の測定装置は、前記負荷に提供される電圧波形及び電流波形の電気的特定を測定するように構成された測定装置を含み、前記中性線は、前記電圧波形の測定の基準点を提供する、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記複数の測定装置は、複数の電圧変換器を含み、
前記複数の電圧変換器のそれぞれは、前記配電システムから提供される複数のライン電圧の１つ又は前記ＤＥＲデバイスによって提供される出力電圧の電圧特性を個別に測定するように構成され、
前記配電システムから提供される複数のライン電圧のそれぞれは、異なる電気的位相を有し、
電圧特性の測定は、前記配電システムの前記ライン電圧配線と前記中性線との間で実行される、
請求項１７に記載のシステム。

【請求項20】

前記複数の測定装置は、複数の電流変換器を含み、前記複数の電流変換器は、（ｉ）前記負荷に接続される前記ライン電圧配線のそれぞれで前記負荷よって消費される電流、並びに（ｉｉ）前記配電システムの前記ライン電圧配線及び前記ＤＥＲデバイスの前記出力電圧配線によって提供される電流を、個別に測定するように構成される、請求項１７に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、計測装置を分散型エネルギ資源デバイスと電気的に接続するためのシステムに関する。より具体的には、本開示は、分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）メータとＤＥＲデバイスとメータソケットとの間に電気的に結合されたＤＥＲカラーを用いた、ＤＥＲメータと、ＤＥＲデバイスと、メータソケットと、の間の電気接続の確立に関する。

【背景技術】

【0002】

分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）デバイス、例えば、太陽電池パネル、風力タービン、電気自動車のバッテリなどは、通常、顧客の敷地内の電気パネルの回路遮断器（ブレーカ）への接続を介してグリッドに配線される。ＤＥＲデバイスの計測が必要な場合、この目的のために分離されたメータが顧客の壁に取り付けられる。１つまたは複数の切断スイッチが同様に顧客の壁に取り付けられている。

【0003】

ＤＥＲデバイスからの電力及びグリッドからの電力を計測するように設計されたＤＥＲメータは、グリッドとＤＥＲデバイスの両方から電気的な入力を受けるために、顧客の施設に非規格のメータソケットを必要とし得る。ＤＥＲメータの非規格のソケットは、顧客の敷地内での侵襲的な設置処理を必要とする場合があり、例えば顧客の住居などの壁の側面に取り付けられた複雑で美的でない解決策を含み得る。

【発明の概要】

【0004】

分散型エネルギ資源デバイスを分散型エネルギ資源メータと接続するためのシステムが提供される。

【0005】

本開示の様々な態様によれば、電気メータカラーが提供される。電気メータカラーは、分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）メータと配電システムのソケット内のライン電圧配線との間の電気接続を形成するために、電気メータカラー内に少なくとも１つの第１の接続経路を含む。さらに、電気メータカラーは、ＤＥＲメータと配電システム、ＤＥＲデバイス及び負荷の中性線との間の電気接続を形成するために、電気メータカラー内に少なくとも１つの第２の接続経路を含む。さらに、電気メータカラーは、ＤＥＲメータとＤＥＲデバイスの出力電圧配線との間の電気接続を形成するように構成された電気メータカラー内の少なくとも１つの第３の接続経路を含む。さらに、電気メータカラーは、第１の複数の嵌合コネクタを含み、第１の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、対応する接続経路の第１端に電気的に接続され、ＤＥＲメータの第２の複数の嵌合コネクタを受けるように構成される。メータカラーはまた、第３の複数の嵌合コネクタを含み、第３の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、対応する接続経路の第２端に電気的に接続され、ライン電圧配線、中性線、及び出力電圧配線と接続するように構成される。

【0006】

別の例では、システムは、電気メータと、電気メータと嵌合する電気メータカラーとを含む。電気メータカラーは、電気メータと配電システムのソケット内のライン電圧配線との間の電気接続を形成するために、電気メータカラー内に少なくとも１つの第１の接続経路を含む。電気メータカラーはまた、電気メータと配電システムのソケット内の中性線との間の電気接続を形成するために、電気メータカラー内に少なくとも１つの第２の接続経路を含む。さらに、電気メータカラーは、電気メータと分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）デバイスの出力電圧配線との間の電気接続を形成するために、電気メータカラー内に少なくとも１つの第３の接続経路を含む。電気メータカラーはまた、第１の複数の嵌合コネクタを含み、第１の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、対応する接続経路の第１端に電気的に接続され、電気メータのさらなる嵌合コネクタを受けるように構成される。さらに、電気メータカラーは、第２の複数の嵌合コネクタを含み、第２の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、対応する接続経路の第２端に電気的に接続され、ライン電圧配線、中性線、又は出力電圧配線と接続するように構成される。

【0007】

別の例では、分散型エネルギ資源デバイスを接続し計測するためのシステムは、電気メータと、配電システムに電気的に結合された電気メータソケットと、電気メータを電気メータソケットと電気的に結合する電気メータカラーと、を含む。電気メータカラーは、電気メータと電気メータソケットのライン電圧配線との間の電気接続を形成するために、電気メータカラー内に少なくとも１つの第１の接続経路を含む。電気メータカラーはまた、電気メータと配電システム、分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）デバイス及び負荷の中性線との間の電気接続を形成するために、電気メータカラー内に少なくとも１つの第２の接続経路を含む。さらに、電気メータカラーは、電気メータとＤＥＲデバイスの出力電圧配線との間の電気接続を形成するために、電気メータカラー内に少なくとも１つの第３の接続経路を含む。さらに、電気メータカラーは、電気メータと負荷との間の電気接続を形成するために、電気メータカラー内に少なくとも１つの第４の接続経路を含む。電気メータカラーはまた、第１の複数の嵌合コネクタを含み、第１の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、対応する接続経路の第１端に電気的に接続され、電気メータのさらなる嵌合コネクタを受けるように構成される。さらに、電気メータカラーは、第２の複数の嵌合コネクタを含み、第２の複数の嵌合コネクタのそれぞれは、対応する接続経路の第２端に電気的に接続され、ライン電圧配線、中性線、出力電圧配線、又は負荷と接続するように構成される。

【0008】

これらの例示的な態様及び特徴は、記載されている主題を限定又は定義するのではなく、この出願で記載されている概念の理解を助けるための例を提供するために言及されている。記載されている主題の他の態様、利点、及び特徴は、出願全体を検討した後に明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

様々な実施形態の態様および特徴は、添付の図面を参照して例を説明することによってより明らかになるであろう。

【0010】

【図1】図１は、本開示の様々な態様による、ＤＥＲカラーを用いた分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）メータとメータソケットとの間の電気接続を示すブロック図である。

【図2】図２は、本開示の様々な態様による、ＤＥＲメータと接続するための図１のＤＥＲカラーの電気接続の図である。

【図3】図３は、本開示の様々な態様による、ＡＮＳＩ規格の２Ｓメータ形ソケットに面する向きの図１のＤＥＲカラーを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

特定の例が本明細書に記載されているが、これらの例は単なる例として提示されており、保護の範囲を制限することを意図しない。本明細書に記載の装置、方法、及びシステムは、他の様々な形態で具体化できる。さらに、本明細書に記載の例示的な方法及びシステムの形態における様々な省略、置換、及び変更は、保護の範囲から逸脱することなく行われ得る。

【0012】

分散型エネルギ資源デバイスを計測デバイスに接続するためのシステムが提供されている。現在、分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）デバイスをグリッドに接続するための標準的な方法はない。既存の方法は複雑であることが多く、例えば顧客の住居などの壁の側面に取り付けられた美的でない解決策を提示する。本明細書において、ＤＥＲメータを顧客宅内の従来のメータソケット及び顧客宅内のＤＥＲデバイスに接続する機構を提供するＤＥＲカラーについて説明する。本開示のために、ＤＥＲデバイスは、配電システムに提供され得る電力を生成または貯蔵する配電システム（すなわち、グリッド）上の任意の資源、又は配電システムの全体的なピーク負荷を管理するように制御され得る任意の大負荷デバイスとして定められる。例えば、ＤＥＲデバイスは、ローカルのバッテリストレージの有無に関係なく、住宅用ソーラ設備または住宅用風力タービン設備の場合がある。本開示の様々な態様は、従来のメータソケット、ＤＥＲカラー、及びＤＥＲメータを用いてＤＥＲデバイスを配電システムに接続するための単純で美的な機構を提供する。

【0013】

図１は、ＤＥＲカラー１０６を使用した分散型エネルギ資源（ＤＥＲ）メータ１０２とメータソケット１０４との間の電気接続を示すブロック図１００である。ＤＥＲメータ１０２、メータソケット１０４、及びＤＥＲカラー１０６は、顧客宅内（例えば、居住用ビル、商業ビルなど）に配置される。ＤＥＲメータ１０２は、配電システム（すなわち、グリッド１０８）を介して顧客の住居に供給される電力、及びＤＥＲデバイス（すなわち、ＤＥＲデバイス１１６）を介して顧客の住居で生成又は貯蔵される電力を測定および制御する。したがって、ＤＥＲメータ１０２は、グリッド１０８から提供される電力を受け取り、ＤＥＲデバイス１１６から提供される電力を受け取り、電気設備１１０に電力を提供するのに十分な接続点を含む。

【0014】

ＤＥＲメータ１０２は、通信モジュールと組み合わされてもよく、ＤＥＲメータ１０２が他のメータ及びユーティリティと通信できる。図１に示されるように、グリッド１０８（すなわち、配電システム）からの電力は、電気配線Ｌ１（ライン）及びＬ２（ライン）を介してメータソケット１０４に供給される。電気配線Ｌ１（ライン）及びＬ２（ライン）は、グリッド１０８の２つの相から電力を供給し得る。中性線Ｎは、グラウンドとも呼ばれ、グリッド１０８と電気設備１１０との間に、例えば、住宅または商業顧客宅内の電気設備パネルで接続されている。

【0015】

電気設備又は負荷１１０はまた、対応する電気配線Ｌ１（負荷）及びＬ２（負荷）を介してメータソケット１０４に接続されている。メータソケット１０４は、従来のメータがメータソケット１０４に差し込まれたときに従来のメータへの電気接続を提供するための電気コネクタを含む、２Ｓ形ソケットなどの規格ソケットであってもよい。グリッド１０８と電気設備１１０との間の電気接続は、ＤＥＲメータ１０２がＤＥＲカラー１０６に差し込まれ、ＤＥＲカラー１０６がメータソケット１０４に差し込まれたときに、ＤＥＲメータ１０２及びＤＥＲカラー１０６を介して形成される。ＤＥＲメータ１０２内で、グリッド１０８によって電気設備１１０に提供される電圧及び電流は、測定装置によって測定または計測される。測定装置は、例えば、電圧及び電流波形の電気的特性をそれぞれ測定する電圧変換器１１２及び電流変換器１１４であってもよい。電気設備１１０に供給される電力は、電圧及び電流の測定値に基づいて計算され得る。

【0016】

ＤＥＲデバイス１１６からの出力配線はまた、ＤＥＲカラー１０６内の接続点に接続され得る。中性線Ｎの接続１１８は、グリッド１０８、ＤＥＲデバイス１１６、電気設備１１０、及びＤＥＲメータ１０２からの中性線を接続するために、ＤＥＲカラー１０６内の接続点に形成され得る。１つまたは複数の例では、ＤＥＲデバイス１１６の接続点は、ＤＥＲカラー１０６の側面１２０に配置され得る。例えば、ＤＥＲカラー１０６の側面１２０は、メータソケット１０４又はＤＥＲメータ１０２と結合しないＤＥＲカラー１０６の任意の側面（例えば、ＤＥＲカラー１０６がＤＥＲメータ１０２及びメータソケット１０４に結合されている間に露出している側面）であり得る。側面１２０上に接続点を配置することで、ＤＥＲデバイス１１６がＤＥＲカラー１０６と接続するための容易にアクセス可能な場所を提供することができる。

【0017】

ＤＥＲカラー１０６内の接続点は、メータソケット１０４とＤＥＲメータ１０２との間の電気接続を提供できる。例えば、グリッド１０８からのＤＥＲカラー１０６でのラインＬ１（ライン）及びＬ２（ライン）の接続点は、グリッド１０８からのラインＬ１（ライン）及びＬ２（ライン）をＤＥＲメータ１０２に電気的に接続できる。同様に、ＤＥＲデバイス１１６からのラインＬ１及びＬ２、並びに電気設備１１０へのラインＬ１（負荷）及びＬ２（負荷）は、ＤＥＲカラー１０６内の接続点を介してＤＥＲメータ１０２に電気的に接続され得る。グリッド１０８からのラインＬ１（ライン）及びＬ２（ライン）と同様に、ＤＥＲデバイス１１６からのラインＬ１及びＬ２は、異なる電気的位相を有する電圧を提供できる。さらに、中性線Ｎの接続点はまた、ＤＥＲカラー１０６の対応するレセプタクルに電気接続を有し得る。

【0018】

ＤＥＲカラー１０６に含まれる接続点（例えば、レセプタクル）は、ＤＥＲカラー１０６とＤＥＲメータ１０２との間に電気接続を形成するために、ＤＥＲメータ１０２上の接続部品（例えば、ブレードコネクタ）の挿入に対応し得る。同様に、ＤＥＲカラー１０６は、メータソケット１０４及びＤＥＲデバイス１１６内のレセプタクルによって受けられる接続点（例えば、ブレードコネクタなどの接続部品）を含んでもよい。他の電気的結合もまた、メータソケット１０４、ＤＥＲデバイス１１６、ＤＥＲカラー１０６、及びＤＥＲメータ１０２の間で検討される。ＤＥＲメータ１０２の接続部品がＤＥＲカラー１０６のレセプタクルに挿入されたとき、並びにＤＥＲカラー１０６の接続部品がメータソケット１０４及びＤＥＲデバイス１１６のレセプタクルに挿入されたとき、電気接続は、ＤＥＲメータ１０２とグリッド１０８からのラインＬ１（ライン）及びＬ２（ライン）との間、ＤＥＲメータ１０２とＤＥＲデバイス１１６からのラインＬ１及びＬ２との間、並びにＤＥＲメータ１０２と電気設備１１０へのラインＬ１（負荷）及びＬ２（負荷）との間で形成され得る。接続点と接続部品（例えば、レセプタクル及びブレードコネクタ）は、一般に嵌合コネクタと呼ばれることがある。

【0019】

また、ＤＥＲメータ１０２の接続部品がＤＥＲカラー１０６のレセプタクルに挿入されたとき、及びＤＥＲカラー１０６の接続部品がメータソケット１０４及びＤＥＲデバイス１１６のレセプタクルに挿入されたとき、電気接続が、中性線ＮとＤＥＲメータ１０２との間に形成され得る。中性線ＮとＤＥＲカラー１０６及びＤＥＲメータ１０２との電気接続は、ＤＥＲメータ１０２内の電圧変換器１１２でＬ１（ライン）から中性及びＬ２（ライン）から中性への電圧測定を可能にする電気基準点を提供し得る。ＤＥＲメータ１０２でのこれらの電圧測定を実行する機能により、Ｌ１（ライン）およびＬ２（ライン）接続のみが使用可能な（つまり、ニュートラルがない）規格の２Ｓメータ形式で可能であるよりも高度で忠実度の高い計測が可能になる。当該規格の２Ｓメータ形式は、Ｌ１（ライン）とＬ２（ライン）の接続のみが使用可能（つまり、中性Ｎの接続がない）であり、したがって、ライン間電圧（つまり、Ｌ１（ライン）からＬ２（ライン）まで）のみを測定できる。ＤＥＲメータ１０２はまた、電流変換器１１４ａを使用してグリッド１０８から、電流変換器１１４ｂを使用してＤＥＲデバイス１１６から、電流変換器１１４ｃ及び１１４ｄを使用して電気設備１１０からのＬ１（ライン）及びＬ２（ライン）ラインでの電流測定を実行できる。ＤＥＲメータ１０２でのＬ１（ライン）から中性及びＬ２（ライン）から中性の電圧測定を実行する機能、及びＤＥＲメータ１０２での電流測定を実行する機能により、負荷分離アルゴリズムなどのさまざまなアプリケーションの実装が可能になり得る。

【0020】

グリッド１０８からのラインＬ１（ライン）及びＬ２（ライン）は、異なる電気的位相を有するライン電圧を提供できる。異なる電気的位相は、地域の配電変圧器（例えば、メータの近くに配置された柱上変圧器）によって生成されてもよいし、変電所で生成された異なる電気相であってもよい。同様に、ＤＥＲデバイス１１６からのラインＬ１及びＬ２は、異なる電気的位相を有するライン電圧を提供できる。ＤＥＲデバイス１１６によって提供されるラインＬ１及びＬ２のライン電圧の電気的位相は、グリッド１０８によって提供されるラインＬ１（ライン）及びＬ２（ライン）のライン電圧の電気的位相と同期され得る。本開示によるメータソケットおよびメータの実施形態は、ライン電圧の異なる位相に対応する、より多くの又はより少ない接続点又はレセプタクルを含んでもよい。例えば、１つのライン電圧位相（例えば、位相Ａ）のみが接続されている場合、さらなる位相（例えば、位相Ｂと位相Ｃ）の接続点が必要ないため、メータソケットに含まれる接続点及びレセプタクルは少なくてもよい。同様に、３つのライン電圧位相（例えば、位相Ａ、Ｂ及びＣ）が接続されている場合、さらなる接続点及びレセプタクルがメータソケットに含まれ得る。

【0021】

一例では、切断スイッチ１２２は、ＤＥＲメータ１０２に含まれる。そのような例では、電圧変換器１１２ａ及び１１２ｂがグリッド１０８からの電圧を検出しないとき、切断スイッチ１２２は開いたままであってもよい。さらに、切断スイッチは、ＤＥＲデバイス１１６からの電圧位相をグリッド１０８と同期させるための機構として使用され得る。例えば、電圧変換器１１２ｃ及び１１２ｄは、ＤＥＲデバイス１１６によって供給される電圧を測定し得、一方、電圧変換器１１２ａ及び１１２ｂは、切断スイッチ１２２が開いている間にグリッド１０８によって供給される電圧を測定し得る。同期動作中にＤＥＲデバイス１１６とグリッド１０８との間が同期に達すると、切断スイッチ１２２は閉じてもよい。さらに、切断スイッチ１２２は、グリッド１０８へのＬ１（ライン）及びＬ２（ライン）接続からＤＥＲメータ１０２を切断できる。ＤＥＲメータ１０２をグリッド１０８から切断する能力は、「単独運転（ｉｓｌａｎｄｉｎｇ）」を可能にできる（すなわち、グリッド１０８から切断し、ＤＥＲデバイス１１６からのみ電気設備１１０に電力を供給する）。

【0022】

ＤＥＲカラー１０６は、ＤＥＲデバイス１１６を切断または保護する、統合された制御可能な電気切断スイッチ１２４、回路遮断器１２６、又はその両方を含み得る。例えば、単一のデバイスが、回路遮断器と個別の電気切断デバイスの両方の機能を実行して、ＤＥＲデバイス１１６のラインＬ１及びＬ２をＤＥＲメータ１０２から切断できてもよい。代替的に、制御可能な電気切断スイッチ１２４、回路遮断器１２６、又はその両方は、上記のようにＤＥＲメータ１０２及びＤＥＲカラー１０６を介した機械的接続を維持しながら、ＤＥＲカラー１０６の外部（例えば、ＤＥＲカラー１０６の外側）に配置されてもよい。一例では、回路遮断器１２６は、電気的障害の発生時に、ＤＥＲデバイス１１６をＤＥＲメータ１０２から切断できる。

【0023】

制御可能な電気切断スイッチ１２４は、プロセッサ（図示せず）及び通信モジュール（図示せず）を含み得る。制御可能な電気切断スイッチ１２４は、例えば、高負荷が検出されたとき、又は電気設備若しくは負荷１１０がメータから切断されたときに、ＤＥＲデバイス１１６をグリッド１０８から切断するように自動的に動作してもよい。いくつかの例では、制御可能な電気切断スイッチ１２４は、ＤＥＲメータ１０２又は別のデバイスから受信した指示に基づいて、ＤＥＲデバイス１１６をグリッド１０８から切断するように自動的に動作できる。制御可能な電気切断スイッチ１２４は、ＤＥＲデバイス１１６をＤＥＲメータ１０２に接続して、配電システム（すなわち、グリッド１０８）から消費された又は配電システムに送り返されたエネルギとは別の値としてＤＥＲデバイス１１６の電力生成又は消費を測定することを可能にし得、それによって請求可能なデータを提供する。請求可能なデータ（すなわち、グリッド１０８からの消費またはグリッド１０８に送り返される生成）は、「ネットメータリング」または同様の方法を使用して電力メータ内で計測され得る。さらに、制御可能な電気切断スイッチ１２４は、グリッド１０８及びＤＥＲデバイス１１６の電力生成又は消費要求に基づいて、ＤＥＲデバイス１１６をグリッド１０８に接続又は切断できる。さらに、切断スイッチ１２４を使用して、ＤＥＲデバイス１１６をＤＥＲカラー１０６のＤＥＲメータ側から電気的に切断して、技術者がＤＥＲメータ１０２を修理、ＤＥＲメータ１０２を設置、又はＤＥＲメータ１０２を交換できるようにできる。

【0024】

ＤＥＲメータ１０２は、グリッド１０８、ＤＥＲデバイス１１６、又はその両方を介して電気設備１１０に供給される電力を測定および制御できる。ＤＥＲメータ１０２は、通信モジュール（図示せず）およびプロセッサ（図示せず）を含み得る。プロセッサはマイクロプロセッサであってもよい。しかしながら、本開示による実施形態は、そのような実施に限定されない。例えば、プロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、コンピュータ、マイクロコントローラ、プログラマブルコントローラ、又は他のプログラマブルデバイスであってもよい。当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形例を実施できることを理解するであろう。

【0025】

通信モジュールは、ＲＦ、セルラー、ＰＬＣ、又は他の任意の適切な通信技術を介して通信できる。通信モジュールは、ネットワークを介して制御可能な電気切断スイッチを制御するための命令を含む通信を受信できる。通信モジュールは、メータの動作及びメータ内の測定デバイスによって実行された測定に関連する情報を、ネットワーク上の他のデバイス又は中央システムに送信できる。

【0026】

本開示の様々な態様によれば、ＤＥＲデバイス１１６が何らかの形態の発電機（例えば、太陽光または風力発電）またはストレージ装置を含む場合、メータは、配電システムに関する情報を使用できる。情報は、決定を下し、ＤＥＲデバイス１１６を制御するためのリアルタイムの電気料金または他の情報を含み得る。例えば、ＤＥＲメータ１０２は、情報を使用して、ＤＥＲデバイス１１６がエネルギを（例えば太陽光またはバッテリストレージから、ここでバッテリストレージは電気自動車などのバッテリを含み得る）グリッド１０８に送るべきかどうか、ＤＥＲデバイス１１６が（例えばストレージを充電するために又はウォータヒータ、プールポンプなどの大きな負荷を作動できるようにするために）グリッド１０８からエネルギを消費すべきかどうか、ＤＥＲデバイス１１６が（例えばグリッド１０８からのエネルギを消費しない又はグリッド１０８にエネルギを送らないように）グリッド１０８から切断すべきかどうか、又はそれらの任意の組み合わせを、決定してもよい。適切な制御動作は、決定に基づいてＤＥＲメータ１０２によって開始され得る。当業者は、上記の決定および制御の例が網羅的ではなく、本開示の範囲から逸脱することなく他の決定および制御操作が実行され得ることを理解するであろう。

【0027】

図２は、本開示の様々な態様による、ＤＥＲメータ１０２と接続するためのＤＥＲカラー１０６の電気接続の図２００である。ＤＥＲカラー１０６は、複数のレセプタクル２１１～２１７又は他の嵌合コネクタ、例えば、７つ又は別の数のレセプタクルを含み得る。ＤＥＲカラー１０６のレセプタクル２１１～２１７の数は、ＤＥＲメータ１０２上の嵌合コネクタの数に対応し得る。本開示の様々な態様によれば、７つ以上のレセプタクル／コネクタを有するＤＥＲカラー１０６及びＤＥＲメータ１０２は、ＤＥＲメータ１０２に含まれる適切な数の電圧変換器１１２及び電流変換器１１４を用いて負荷分離アルゴリズムを実施するのに適し得る。例えば、電流変換器１１４ａ及び１１４ｂは、それぞれ、グリッド１０８及びＤＥＲデバイス１１６から発生する電流を個別に測定するように配置されている。電圧変換器１１２と組み合わせて、ＤＥＲメータ１０２は、電気設備１１０による電力消費を適切な供給源（例えば、グリッド１０８またはＤＥＲデバイス１１６）に正確に割り当てることができる。

【0028】

第１のレセプタクル２１１及び第２のレセプタクル２１２は、グリッド（例えば、グリッド１０８）からのラインＬ１（ライン）及びラインＬ２（ライン）のためのＤＥＲメータ１０２への電気接続を提供できる。第３のレセプタクル２１３及び第４のレセプタクル２１４は、ＤＥＲデバイス（例えば、ＤＥＲデバイス１１６）からのラインＬ１及びラインＬ２のためのＤＥＲメータ１０２への電気接続を提供できる。第５のレセプタクル２１５及び第６のレセプタクル２１６は、ＤＥＲメータ１０２からのラインＬ１（負荷）及びラインＬ２（負荷）のための電気設備（例えば、電気設備１１０）への電気接続を提供できる。第７のレセプタクル２１７は、ＤＥＲカラー１０６の中性線ＮからＤＥＲメータ１０２への電気接続を提供できる。中性線をＤＥＲメータ１０２への中性線の接続を提供することにより、ＤＥＲメータ１０２に含まれる測定装置（例えば、電圧変換器１１２、電流変換器１１４、または他の測定装置）がグリッド１０８からのラインＬ１（ライン）及びラインＬ２（ライン）で、並びにＤＥＲデバイス１１６からのラインＬ１及びラインＬ２で、ＤＥＲメータ１０２での電圧測定を実行できるようになり、グリッド１０８及びＤＥＲデバイス１１６によって提供又は消費される電力を決定することができる。例えば、中性線Ｎは、ラインＬ１からラインＬ２への単一の測定を行うのではなく、ラインＬ１から中性及びラインＬ２から中性への直接の測定を可能とする。ラインＬ１及びラインＬ２での電圧波形は、理論的には互いに１８０°位相がずれているため、ラインＬ１から中性及びラインＬ２から中性へのこれらの電圧測定は合計される。位相が完全にはそろっていない場合、又はラインＬ１又はＬ２のいずれかにのみ存在する特定の負荷のためにラインＬ１から中性の電圧がラインＬ２から中性の電圧と同一でない場合、ラインＬ１から中性及びラインＬ２から中性の測定は、ラインＬ１からラインＬ２の測定に対してのみ、精度と忠実度を向上させる。

【0029】

図１及び図２は、７つの接続を有するＤＥＲカラー１０６およびＤＥＲメータ１０２を示しているが、本開示による実施形態は、この実装に限定されない。例えば、ＤＥＲカラー１０６及びＤＥＲメータ１０２のいくつかの実装は、本開示の範囲から逸脱することなく、異なる数の接続（例えば、７つより多い又は少ない接続）を含み得る。

【0030】

本開示の様々な態様によれば、上記と同様の方法を使用して、ＡＮＳＩ １Ｓ、２Ｓ、３Ｓ、４Ｓ、５Ｓ、又は１２Ｓメータ形態またはその他のメータ形態を有するメータソケットにＤＥＲデバイスの切り替え及び測定機能を追加できる。

【0031】

ＡＮＳＩ規格の２Ｓ形メータソケット及びメータは、ほとんどの米国の住宅に設置されている。図３は、本開示の様々な態様による、ＡＮＳＩ規格の２Ｓメータ形態ソケット（例えば、メータソケット１０４）に面する向きのＤＥＲカラー１０６を示す図である。すなわち、図３は、メータソケット１０４に取り付けられるＤＥＲカラー１０６の側面を示している。図示のように、ＤＥＲカラー１０６の２Ｓ形に面する側面３００は、ＤＥＲメータ１０２へのメータソケット１０４内のラインＬ１（ライン）とラインＬ２（ライン）（すなわち、グリッド１０８からのライン）とラインＬ１（負荷）とラインＬ２（負荷）（すなわち、電気設備１１０へのライン）との間の電気接続のための４つのレセプタクル３０２ａ～３０２ｄまたは他の嵌合コネクタのみを提供する。ＤＥＲカラー１０６は、ＤＥＲデバイス１１６のラインＬ１及びＬ２並びに中性線ＮをＤＥＲメータ１０２に接続するための、ＤＥＲカラー１０６の側面１２０上にさらなるレセプタクル３０４を含み得る。

【0032】

本主題は、その特定の態様に関して詳細に説明されてきたが、当業者は、前述の理解を得ると、そのような態様の変更、変形、及び同等物を容易に生成できることが理解されよう。したがって、本開示は、限定ではなく例示の目的で提示されており、当業者に容易に明らかであるような本主題へのそのような修正、変形、及び／又は追加を含めることを排除するものではないことを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】