JP6528322B2 - 計測システム、分電盤、及び計測システムの施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、計測システム、分電盤、及び計測システムの施工方法に関する。

従来、分電盤で計測した電流の情報から、その先につながっている負荷（電気機器）の稼働状態を推定する技術として、ＮＩＬＭ（Non-Intrusive Load Monitoring）と呼ばれる技術が知られている（たとえば特許文献１参照）。ＮＩＬＭでは、個々の負荷それぞれに測定機器を必要とせず、一箇所の計測結果に基づいて、そこから先につながっている負荷全ての稼働状態を把握することが可能である。

特許文献１に記載の装置（電気機器推定装置）は、複数の負荷の電流の合計値を測定する電流測定部を備えている。電流測定部は、クランプ型電流計により構成され、分電盤内の大元のアンペアブレーカの２次側に接続された２つの電圧線にクランプされ、そこに流れる電流を計測する。

特開２０１３−２１８７１５号公報

特許文献１に記載の構成では、太陽光発電設備等の分散電源を用いた住宅等においては、複数の負荷の電流の合計値と電流測定部の計測値との間にずれが生じて、複数の負荷の各々に流れる電流の推定精度が低下する可能性がある。

本発明は上記事由に鑑みてなされ、複数の負荷の各々に流れる電流の推定精度の向上を図ることができる計測システム、分電盤、及び計測システムの施工方法を提供することを目的とする。

本発明の計測システムは、主接続線を介して主電源に電気的に接続され、かつ副接続線を介して副電源に電気的に接続される母線から、複数の負荷に電力を分配する配電システムに用いられ、前記主接続線を流れる主電流を計測する主計測器と、前記副接続線を流れる副電流を計測する副計測器と、前記主計測器及び前記副計測器を用いて、前記主電源及び前記副電源から前記複数の負荷に流れる合成電流に相当する合成値を出力する合成部と、前記合成値に基づいて、前記複数の負荷のうち１つの負荷を流れる電流を推定する推定部とを備えることを特徴とする。

本発明の分電盤は、前記計測システムに用いられ、前記母線、前記主計測器、及び前記副計測器を収納するキャビネットを備えることを特徴とする。

本発明の計測システムの施工方法は、電流センサの貫通孔に、前記主接続線及び前記副接続線の両方を貫通させることを特徴とする。

本発明の計測システム、分電盤、及び計測システムの施工方法によれば、複数の負荷の各々に流れる電流の推定精度の向上を図ることができる、という利点がある。

実施形態１に係る計測システムの構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る分電盤の構成を示す概略図である。 実施形態２に係る計測システムの構成を示すブロック図である。 実施形態２の変形例に係る計測システムの要部の構成を示すブロック図である。 実施形態３に係る計測システムの構成を示すブロック図である。

（実施形態１）
（１．１）全体概要
本実施形態に係る計測システムは、複数の負荷（電気機器）に流れる電流の総和から、複数の負荷の各々に流れる電流を推定するためのシステムである。

計測システム１は、図１に示すように、主接続線２０を介して主電源２に電気的に接続され、かつ副接続線３０を介して副電源３に電気的に接続される母線４０から、複数の負荷５に電力を分配する配電システム５０に用いられる。計測システム１は、主計測器１１と、副計測器１２と、合成部１３と、推定部１４とを備えている。

主計測器１１は、主接続線２０を流れる主電流Ｉ１１，Ｉ１２を計測する。副計測器１２は、副接続線３０を流れる副電流Ｉ２１，Ｉ２２を計測する。合成部１３は、主計測器１１及び副計測器１２を用いて、主電源２及び副電源３から複数の負荷５に流れる合成電流に相当する合成値を出力する。推定部１４は、合成値に基づいて、複数の負荷５のうち１つの負荷５を流れる電流を推定する。

ここでいう「主電源２」は、たとえば系統電源（商用電源）であって、「副電源３」は、たとえば太陽光発電設備等の分散電源である。「母線４０」は、本実施形態では分電盤６（図２参照）内において主幹ブレーカ６１（図２参照）の二次側端子に電気的に接続された導電バーである。なお、主電源２等の「主」の語、及び副電源３等の「副」の語は、ここでは両者を区別するために用いているに過ぎず、両者の関係性（どちらが主であるか）に技術的な意義を有する趣旨ではない。

ところで、主接続線２０を流れる主電流Ｉ１１，Ｉ１２を主計測器１１にて計測するだけの構成では、たとえば太陽光発電設備等の分散電源（副電源３）を用いた場合に、複数の負荷５の各々に流れる電流の推定精度が低下する可能性がある。つまり分散電源（副電源３）は、分電盤６内において分岐ブレーカ６２（図２参照）と同様に導電バー（母線４０）に接続された連系ブレーカ６３（図２参照）に接続される。この場合、分散電源からの電流は、連系ブレーカ６３及び導電バーを通して複数の負荷５へ供給されることで、主幹ブレーカ６１に電気的に接続された主接続線２０を通らないことがある。その結果、複数の負荷の電流の合計値と主計測器１１の計測値（主接続線２０を流れる主電流Ｉ１１，Ｉ１２）との間にずれが生じて、複数の負荷５の各々に流れる電流の推定精度が低下する可能性がある。

これに対して、本実施形態の計測システム１によれば、推定部１４が、主電源２及び副電源３から複数の負荷５に流れる合成電流に相当する合成値に基づいて、複数の負荷５のうち１つの負荷５を流れる電流を推定する。つまり、推定部１４では、主電源２から複数の負荷５に流れる電流だけでなく、分散電源からなる副電源３から複数の負荷５に流れる電流も加味して、複数の負荷５の各々に流れる電流を推定することができる。したがって、たとえば太陽光発電設備等の分散電源（副電源３）を用いた住宅等においても、複数の負荷５の電流の合計値と推定に用いられる計測値（合成値）との間にずれが生じにくい。その結果、複数の負荷５の各々に流れる電流の推定精度の向上を図ることができる、という利点がある。

（１．２）詳細説明
以下、本実施形態に係る計測システムについて詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態では、計測システム１を、需要家施設において複数の負荷５の各々の消費電力を可視化（見える化）するための電力監視システムに適用する場合を例に、計測システム１について説明する。ただし、本実施形態の計測システム１の用途は、電力監視システムに限らず、たとえば負荷５の異常（故障等）を監視する機器監視システムや、負荷５の動作状態から人の行動を監視する見守りシステム、防犯システムなどに計測システム１が用いられてもよい。ここでいう「需要家施設」は、電力の需要家の施設を意味しており、電力会社等の電気事業者から電力の供給を受ける施設を意味する。本実施形態では、電気事業者からだけでなく、太陽光発電設備等の分散電源からも電力の供給を受ける戸建住宅を需要家施設の一例として説明する。

（１．２．１）分電盤
ここではまず、計測システム１に用いられる分電盤６の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、図２に示す分電盤６における母線４０、主接続線２０、副接続線３０、及び複数の負荷５等の電気的な接続関係を概念的に表した図である。

分電盤６は、主接続線２０を介して主電源２に電気的に接続され、かつ副接続線３０を介して副電源３に電気的に接続される母線４０から、複数の負荷５に電力を分配する配電システム５０を構成する。本実施形態では、副電源３は太陽電池３０１とパワーコンディショナ３０２とで構成された分散電源である。

分電盤６は、交流電力を母線４０から複数（図１の例では６つ）の分岐回路５１〜５６に分配する。本実施形態では、一例として、複数の分岐回路５１〜５６の各々には負荷５が１つずつ含まれており、複数の分岐回路５１〜５６が複数の負荷５に一対一に対応する。以下では、複数の分岐回路５１〜５６をとくに区別しない場合には、複数の分岐回路５１〜５６の各々を「負荷５」ともいう。ただし、複数の分岐回路５１〜５６が複数の負荷５に一対一に対応することは計測システム１に必須の構成ではなく、たとえば複数の分岐回路５１〜５６の各々に１つ以上の負荷５が含まれていてもよい。また、ここでいう「分岐回路」は、負荷５としての各種の機器（照明器具、調理家電など）の他、分岐ブレーカ６２、並びに分岐ブレーカ６２の二次側端子に接続される配線路、配線器具（アウトレット、壁スイッチなど）を含んでいる。

本実施形態では一例として、単相三線式の配電方式を想定する。この場合、母線４０は、第１電圧線（Ｌ１相）４１と第２電圧線（Ｌ２相）４２と中性線（Ｎ相）４３とを有することになる。この場合、第１電圧線４１は「第１導体」に相当し、第２電圧線４２は「第２導体」に相当し、中性線４３は「第３導体」に相当する。つまり、母線４０は、互いに電気的に絶縁された第１導体（第１電圧線４１）及び第２導体（第２電圧線４２）を有している。複数の分岐回路５１〜５６には、第１電圧線４１と第２電圧線４２との一方及び中性線４３に電気的に接続された「第１分岐回路」と、第１電圧線４１及び第２電圧線４２に電気的に接続された「第２分岐回路」との２種類が存在する。第１電圧線４１又は第２電圧線４２と、中性線４３との間の電圧が１００〔Ｖ〕（実効値）であるとすれば、「第１分岐回路」には１００〔Ｖ〕が印加され、「第２分岐回路」には２００〔Ｖ〕が印加されることになる。

分電盤６は、図２に示すようにキャビネット６０を備えている。キャビネット６０には、主幹ブレーカ６１と、複数の分岐ブレーカ６２と、導電バーからなる母線４０（図１参照）とが収納されている。複数の分岐ブレーカ６２は、主幹ブレーカ６１の二次側端子に母線４０を介して電気的に接続される。さらに、キャビネット６０には、連系ブレーカ６３が収納される。

主幹ブレーカ６１の一次側端子６１１は、Ｌ１相、Ｌ２相、Ｎ相の３線式の主接続線２０を介して、主電源２に電気的に接続されている。つまり、主接続線２０は、第１主接続線２１、第２主接続線２２、及び第３主接続線２３を有している。主幹ブレーカ６１の二次側端子には、上述したように導電バーからなる母線４０が電気的に接続されている。第１主接続線２１は第１電圧線（Ｌ１相）４１に電気的に接続され、第２主接続線２２は第２電圧線（Ｌ２相）４２に電気的に接続され、第３主接続線２３は中性線（Ｎ相）４３に電気的に接続される。これにより、母線４０には、主接続線２０を介して主電源２が電気的に接続される。

複数の分岐ブレーカ６２は、母線４０に接続されることにより、主幹ブレーカ６１の二次側端子に電気的に接続される。ここでは、母線４０は、帯状に形成された金属板からなる導電バーにて構成されている。なお、複数の分岐ブレーカ６２は、導電バー（母線４０）の幅方向の両側（上段と下段）に分かれて、それぞれ複数ずつ配置されている。

ここで、複数の分岐ブレーカ６２のうち、「第１分岐回路」である分岐回路５１〜５４に含まれる分岐ブレーカ６２は、第１電圧線４１と第２電圧線４２との一方及び中性線４３に電気的に接続される。また、複数の分岐ブレーカ６２のうち、「第２分岐回路」である分岐回路５５〜５６に含まれる分岐ブレーカ６２は、第１電圧線４１及び第２電圧線４２に電気的に接続される。これにより、「第１分岐回路」となる分岐回路５１〜５４の各々は、第１電圧線（Ｌ１相）４１と第２電圧線（Ｌ２相）４２との一方、及び中性線（Ｎ相）４３に対して電気的に接続されることになる。また、「第２分岐回路」となる分岐回路５５〜５６の各々は、第１電圧線（Ｌ１相）４１及び第２電圧線（Ｌ２相）４２に対して電気的に接続されることになる。

ここにおいて、１００〔Ｖ〕用の分岐ブレーカ６２、つまり「第１分岐回路」に分類される分岐回路の分岐ブレーカ６２は、母線４０の上段に取り付けられた状態では、第１電圧線４１と中性線４３とに対して電気的に接続される。一方、母線４０の下段に取り付けられた状態では、１００〔Ｖ〕用の分岐ブレーカ６２は、第２電圧線４２と中性線４３とに対して電気的に接続される。また、２００〔Ｖ〕用の分岐ブレーカ６２、つまり「第２分岐回路」に分類される分岐回路の分岐ブレーカ６２は、母線４０の上段、下段に関わらず、第１電圧線４１と第２電圧線４２とに対して電気的に接続される。

また、連系ブレーカ６３は、複数の分岐ブレーカ６２と同様に、母線４０に接続されることにより、主幹ブレーカ６１の二次側端子に電気的に接続される。なお、連系ブレーカ６３は、導電バー（母線４０）の上段に配置されている。

連系ブレーカ６３の二次側端子は、Ｌ１相、Ｌ２相の２線式の副接続線３０を介して、副電源３に電気的に接続されている。つまり、副接続線３０は、第１副接続線３１、及び第２副接続線３２を有している。連系ブレーカ６３の一次側端子には、導電バーからなる母線４０が電気的に接続されている。第１副接続線３１は第１電圧線（Ｌ１相）４１に電気的に接続され、第２副接続線３２は第２電圧線（Ｌ２相）４２に電気的に接続される。これにより、母線４０には、副接続線３０を介して副電源３が電気的に接続される。

（１．２．２）計測システムの構成
次に、計測システム１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。

本実施形態の計測システム１は、図１に示すように、計測ユニット６４と、一対の電流センサ１０１，１０２と、サーバ装置７と、表示端末８とを備えている。電流センサ１０１，１０２の各々は、主計測器１１及び副計測器１２として共用されている。本実施形態では、計測ユニット６４及び電流センサ１０１，１０２は、分電盤６のキャビネット６０に収納されている。

計測ユニット６４は、計測システム１の構成要素のうち合成部（第１の合成部１３１及び第２の合成部１３２）１３としての機能を有している。さらに、計測ユニット６４は、処理部１５及び通信部１６を有している。

計測ユニット６４には、一対の電流センサ１０１，１０２の各々が電気的に接続されている。電流センサ１０１，１０２の各々は、貫通孔１０を有し、貫通孔１０を貫通する導体に流れる電流に応じた電気信号を出力するように構成されている。本実施形態では一例として、電流センサ１０１，１０２の各々はＣＴ（Current Transformer）センサからなる。

本実施形態では、電流センサ１０１，１０２の各々は、貫通孔１０に主接続線２０及び副接続線３０の両方が貫通した状態で使用される。要するに、本実施形態では、電流センサ１０１，１０２にて、主電源２及び副電源３から複数の負荷５に流れる合成電流を計測する。そのため、電流センサ１０１，１０２は、主電源２から複数の負荷５に流れる電流を計測する主計測器１１、及び副電源３から複数の負荷５に流れる電流を計測する副計測器１２として共用される。

さらに詳しく説明すると、本実施形態では、３極の母線４０のうち、Ｌ１相の第１電圧線４１を流れる電流は電流センサ１０１で計測し、Ｌ２相の第２電圧線４２を流れる電流は電流センサ１０２が計測する。つまり、第１主接続線２１及び第１副接続線３１が電流センサ１０１の貫通孔１０を貫通するように、電流センサ１０１が第１主接続線２１及び第１副接続線３１に取り付けられる。同様に、第２主接続線２２及び第２副接続線３２が電流センサ１０２の貫通孔１０を貫通するように、電流センサ１０２が第２主接続線２２及び第２副接続線３２に取り付けられる。

言い換えれば、主計測器１１は、一対の電流センサ１０１，１０２を有しており、一方の電流センサ１０１が第１センサに相当し、他方の電流センサ１０２が第２センサに相当する。ここでいう第１センサは、（主接続線２０を流れる）主電流のうち第１導体（第１電圧線４１）を流れる第１電流Ｉ１１に応じた電気信号を出力し、第２センサは、主電流のうち第２導体（第２電圧線４２）を流れる第２電流Ｉ１２に応じた電気信号を出力する。同様に、副計測器１２は、一対の電流センサ１０１，１０２を有しており、一方の電流センサ１０１が第３センサに相当し、他方の電流センサ１０２が第４センサに相当する。ここでいう第３センサは、（副接続線３０を流れる）副電流のうち第１導体（第１電圧線４１）を流れる第３電流Ｉ２１に応じた電気信号を出力し、第４センサは、副電流のうち第２導体（第２電圧線４２）を流れる第４電流Ｉ２２に応じた電気信号を出力する。

なお、本実施形態において、第１副接続線３１を流れる第３電流Ｉ２１と、第２副接続線３２を流れる第４電流Ｉ２２とは、大きさ（絶対値）が同じでかつ逆極性の関係にある。

合成部１３は、一対の出力端子１３３，１３４を有している。貫通孔１０に主接続線２０及び副接続線３０の両方が貫通した状態の電流センサ１０１，１０２が、一対の出力端子１３３，１３４間に電気的に接続される。合成部１３は、電流センサ１０１，１０２の出力を用いて合成値を出力するように構成されている。すなわち、本実施形態では、貫通孔１０に主接続線２０及び副接続線３０の両方が貫通した状態の電流センサ１０１，１０２を用いることで、電流センサ１０１，１０２が主計測器１１及び副計測器１２として共用されている。そのため、一対の出力端子１３３，１３４間に電流センサ１０１，１０２が電気的に接続されるだけで、合成部１３は、主計測器１１及び副計測器１２を用いて、主電源２及び副電源３から複数の負荷５に流れる合成電流に相当する合成値を出力することになる。

本実施形態では、一対の電流センサ１０１，１０２に合わせて、計測ユニット６４には、合成部１３として第１の合成部１３１及び第２の合成部１３２が設けられている。一対の出力端子１３３，１３４は、第１の合成部１３１及び第２の合成部１３２の各々に設けられている。ここで、第１の合成部１３１の出力端子１３３，１３４には、電流センサ１０１が電気的に接続され、第２の合成部１３２の出力端子１３３，１３４には、電流センサ１０２が電気的に接続される。

また、第１の合成部１３１及び第２の合成部１３２の各々は、一対の出力端子１３３，１３４間に電気的に接続された抵抗１３５を有している。そのため、第１の合成部１３１は、電流センサ１０１の出力（計測値）に相当する大きさの電圧を、抵抗１３５の両端電圧として出力することになる。第２の合成部１３２は、電流センサ１０２の出力（計測値）に相当する大きさの電圧を、抵抗１３５の両端電圧として出力することになる。

言い換えれば、第１の合成部１３１は、電流センサ１０１の出力を用いて合成値を出力することになる。第１の合成部１３１が出力する合成値は、第１電圧線４１に流れる電流であって、主電源２からの電流Ｉ１１と副電源３からの電流Ｉ２１との合成電流（Ｉ１１＋Ｉ２１）に相当する。第２の合成部１３２は、電流センサ１０２の出力を用いて合成値を出力することになる。第２の合成部１３２が出力する合成値は、第２電圧線４２に流れる電流であって、主電源２からの電流Ｉ１２と副電源３からの電流Ｉ２２との合成電流（Ｉ１２＋Ｉ２２）に相当する。これにより、第１の合成部１３１からは、第１電圧線４１に流れる合成電流（Ｉ１１＋Ｉ２１）に相当する合成値が出力され、第２の合成部１３２からは、第２電圧線４２に流れる合成電流（Ｉ１２＋Ｉ２２）に相当する合成値が出力される。第１の合成部１３１及び第２の合成部１３２から出力される合成値は、処理部１５に出力される。

つまり、第１の合成部１３１から出力される合成値、及び第２の合成部１３２から出力される合成値からは、第１電圧線（Ｌ１相）４１及び第２電圧線（Ｌ２相）４２を通して、主電源２及び副電源３から複数の負荷５に流れる合計電流が求まることになる。このように、本実施形態では、主電源２と副電源３とを１つの電源とみなし、この電源（主電源２と副電源３）から複数の負荷５に供給される総電流を、合成部１３の出力から求めることができる。

処理部１５は、第１の合成部１３１から出力される合成値と、第２の合成部１３２から出力される合成値とを用いて、主電源２及び副電源３から複数の負荷５に流れる合成電流の電流波形を表す波形データを求める。処理部１５で求まる波形データは、第１電圧線（Ｌ１相）４１及び第２電圧線（Ｌ２相）４２を通して、主電源２及び副電源３から複数の負荷５に流れる総電流の電流波形を表している。処理部１５は、たとえばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成とし、マイコンのメモリに記録されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、種々の機能を実現する。プログラムは、予めマイコンのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。処理部１５で求められた波形データは、通信部１６に出力される。

通信部１６は、ルータを介してインターネットなどのネットワーク９に接続されている。通信部１６は、処理部１５から入力された波形データを、ネットワーク９を介してサーバ装置７へ送信する機能を有している。

サーバ装置７は、計測システム１を用いた電力監視システムを運営する運営会社等に設けられている。サーバ装置７は、ネットワーク９に接続されている。サーバ装置７には、計測システム１の構成要素のうち推定部１４としての機能が設けられている。さらに、サーバ装置７は、ネットワーク９を介して計測ユニット６４と通信する通信部７１を有している。サーバ装置７は、メモリに記録されたプログラムをＣＰＵで実行することにより、推定部１４としての機能を実現する。プログラムは、予めサーバ装置７のメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。

サーバ装置７は、通信部７１にて計測ユニット６４から、合成値を表す波形データを受信する。サーバ装置７は、推定部１４にて、波形データ（合成値）に基づいて複数の負荷５のうち１つの負荷５を流れる電流を推定する。つまり、推定部１４は、ＮＩＬＭにより、波形データから複数の負荷５の各々の電流波形を抽出（分離）する。

さらに、本実施形態では、計測システム１は、需要家施設において複数の負荷５の各々の消費電力を可視化するための電力監視システムに適用されている。そのため、サーバ装置７は、推定部１４で推定された複数の負荷５の各々の電流に基づいて、複数の負荷５の各々の消費電力を算出する。サーバ装置７で算出された複数の負荷５の各々の消費電力を表す電力データは、通信部７１からネットワーク９を介して表示端末８に送信される。

表示端末８は、需要家施設のユーザ（住人）によって管理されるスマートフォンやタブレット端末のような汎用の表示端末である。表示端末８は、ネットワーク９に接続されており、サーバ装置７から提供されるコンテンツ等を表示可能に構成される。表示端末８は、たとえばサーバ装置７から送信される電力データを受信することにより、需要家施設における複数の負荷５の各々の消費電力を、需要家施設のユーザに通知することができる。

なお、計測ユニット６４は、分電盤６の外部に設けられたコントローラと通信を行い、計測ユニット６４で得られた計測値をコントローラへ送信する通信アダプタとしての機能を有していてもよい。ここでいうコントローラは、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラであって、計測値を表示端末８へ表示したり、計測値に基づいて（ＨＥＭＳ対応）機器を制御したりすることができる。

ところで、本実施形態では、主電源２と副電源３とを１つの電源とみなし、この電源（主電源２と副電源３）から複数の負荷５に供給される総電流（合成電流）に相当する合成値が、合成部１３から出力されている。そのため、合成部１３の出力においては、主電源２からの電流と副電源３からの電流とが混合している。そこで、たとえば副電源３の出力電力（発電電力）を監視する場合などには、主電源２からの電流と副電源３からの電流とに分離する必要がある。この場合、電流センサ１０１，１０２とは別に、副電源３からの電流のみを計測するための電流センサを副接続線３０に取り付ければよい。ただし、本実施形態では、副電源３におけるパワーコンディショナ３０２に電流センサからなる内蔵センサ３２１が設けられているため、別途電流センサを設ける必要がない。すなわち、パワーコンディショナ３０２が内蔵センサ３２１の出力を用いて副電源３からの出力電流を計測し、計測結果を計測ユニット６４に送信することにより、別途の電流センサは不要になる。

（１．２．３）計測システムの施工方法
次に、上述した構成の計測システム１を施工する方法について簡単に説明する。

この計測システム１の施工方法では、施工者は、電流センサ１０１，１０２の貫通孔１０に主接続線２０及び副接続線３０の両方を貫通させる。具体的には、施工者は、電流センサ１０１の貫通孔１０に第１主接続線２１及び第１副接続線３１を一緒に通すことにより、電流センサ１０１の貫通孔１０に主接続線２０及び副接続線３０の両方が貫通した状態とする。また、施工者は、電流センサ１０２の貫通孔１０に第２主接続線２２及び第２副接続線３２を一緒に通すことにより、電流センサ１０２の貫通孔１０に主接続線２０及び副接続線３０の両方が貫通した状態とする。

ここで、電流センサ１０１の貫通孔１０を貫通する第１主接続線２１及び第１副接続線３１については、母線（第１電圧線４１）４０との接続点を下流側とした場合の向き（どちらが下流か）を揃えた状態で、貫通孔１０を貫通する。また、電流センサ１０２の貫通孔１０を貫通する第２主接続線２２及び第２副接続線３２については、母線（第２電圧線４２）４０との接続点を下流側とした場合の向き（どちらが下流か）を揃えた状態で、貫通孔１０を貫通する。

（１．３）効果
以上説明した本実施形態の計測システム１によれば、合成部１３は、主計測器１１及び副計測器１２を用いて、主電源２及び副電源３から複数の負荷５に流れる合成電流に相当する合成値を出力する。推定部１４は、合成値に基づいて、複数の負荷５のうち１つの負荷５を流れる電流を推定する。すなわち、推定部１４では、主電源２から複数の負荷５に流れる電流だけでなく、分散電源からなる副電源３から複数の負荷５に流れる電流も加味して、複数の負荷５の各々に流れる電流を推定することができる。したがって、たとえば太陽光発電設備等の分散電源（副電源３）を用いた住宅等においても、複数の負荷５の電流の合計値と推定に用いられる計測値（合成値）との間にずれが生じにくい。その結果、複数の負荷５の各々に流れる電流の推定精度の向上を図ることができる、という利点がある。

また、本実施形態のように、貫通孔１０を有し貫通孔１０を貫通する導体に流れる電流に応じた電気信号を出力する電流センサ１０１，１０２が、主計測器１１及び副計測器１２として共用されていることが好ましい。この場合に、合成部１３は、一対の出力端子１３３，１３４を有し、貫通孔１０に主接続線２０及び副接続線３０の両方が貫通した状態の電流センサ１０１，１０２が一対の出力端子１３３，１３４間に電気的に接続されることが好ましい。これにより、合成部１３は、電流センサ１０１，１０２の出力を用いて合成値を出力するように構成される。この構成によれば、合成部１３は、電流センサ１０１，１０２を主計測器１１及び副計測器１２として共用することにより、演算を行うことなく、比較的簡単な構成で合成値を求めることができる。しかも、主計測器１１としての電流センサ１０１，１０２に対して、副計測器１２としての電流センサを追加することなく、合成値を求めることができるので、構成部品の増加を抑えることができる。

また、本実施形態のように、母線４０が、互いに電気的に絶縁された第１導体（第１電圧線４１）及び第２導体（第２電圧線４２）を有し、主計測器１１は、第１センサ（電流センサ１０１）と、第２センサ（電流センサ１０２）とを有することが好ましい。第１センサは、主電流のうち第１導体（第１電圧線４１）を流れる第１電流Ｉ１１に応じた電気信号を出力し、第２センサは、主電流のうち第２導体（第２電圧線４２）を流れる第２電流Ｉ１２に応じた電気信号を出力する。この構成によれば、たとえば単相三線式のように、母線４０が３本（３線）以上の場合でも、主計測器１１は、主接続線２０を通して複数の負荷５に流れる主電流を漏れなく計測することができる。

この場合において、本実施形態のように、副計測器１２は、第３センサ（電流センサ１０１）と、第４センサ（電流センサ１０２）とを有することが好ましい。第３センサは、副電流のうち第１導体（第１電圧線４１）を流れる第３電流Ｉ２１に応じた電気信号を出力し、第４センサは、副電流のうち第２導体（第２電圧線４２）を流れる第４電流Ｉ２２に応じた電気信号を出力する。この構成によれば、たとえば単相三線式のように、母線４０が３本（３線）以上の場合でも、副計測器１２は、副接続線３０を通して複数の負荷５に流れる副電流を漏れなく計測することができる。

また、本実施形態のように、分電盤６は、計測システム１に用いられ、母線４０、主計測器１１、及び副計測器１２を収納するキャビネット６０を備えることが好ましい。この構成の分電盤６によれば、主電源２から複数の負荷５に流れる電流だけでなく、分散電源からなる副電源３から複数の負荷５に流れる電流も加味して、複数の負荷５の各々に流れる電流を推定することができる。したがって、たとえば太陽光発電設備等の分散電源（副電源３）を用いた住宅等においても、複数の負荷５の電流の合計値と推定に用いられる計測値（合成値）との間にずれが生じにくい。その結果、複数の負荷５の各々に流れる電流の推定精度の向上を図ることができる、という利点がある。ただし、この構成は計測システム１に必須の構成ではなく、分電盤６を用いずに構成された配電システム５０に、計測システム１が適用されてもよい。

また、本実施形態のように、計測システム１の施工方法として、電流センサ１０１，１０２の貫通孔１０に、主接続線２０及び副接続線３０の両方を貫通させることが好ましい。この方法によれば、合成部１３は、電流センサ１０１，１０２を主計測器１１及び副計測器１２として共用することにより、演算を行うことなく、比較的簡単な構成で合成値を求めることができる。

（１．４）変形例
以下に、実施形態１の変形例を列挙する。

電流センサ１０１，１０２の各々は、ＣＴセンサに限らず、たとえばホール素子、ＧＭＲ（Giant Magnetic Resistances）素子等の磁気抵抗素子、シャント抵抗などを用いて構成されていてもよい。また、電流センサ１０１，１０２の各々は、コアを用いない（コアレスの）空芯コイルからなり、貫通孔１０内を通過する電流に応じた出力を生じるロゴスキコイルであってもよい。

また、主電源２及び副電源３と母線４０との接続形態は、主幹ブレーカ６１の二次側端子に副電源３が電気的に接続される二次送り連系に限らず、主幹ブレーカ６１の一次側端子に副電源３が電気的に接続される一次送り連系であってもよい。いずれの場合でも、母線４０には、主接続線２０を介して主電源２が電気的に接続され、かつ副接続線３０を介して副電源３が電気的に接続されることになる。

また、実施形態１では、戸建住宅を需要家施設の一例として説明しているが、この例に限らず、需要家施設は、集合住宅の各住戸などの戸建住宅以外の住宅、または事務所、店舗等の被住宅であってもよい。

さらに、配電システム５０の配電方式は単相三線式に限らず、たとえば単相二線式や三相三線式などであってもよい。単相二線式であれば、電流センサ１０１，１０２のいずれか一方を省略可能である。つまり、主計測器１１が第１センサ（電流センサ１０１）と第２センサ（電流センサ１０２）との両方を有することは、計測システム１に必須の構成ではなく、第１センサと第２センサとの一方が省略されていてもよい。また、副計測器１２が第３センサ（電流センサ１０１）と第４センサ（電流センサ１０２）との両方を有することは、計測システム１に必須の構成ではなく、第３センサと第４センサとの一方が省略されていてもよい。

また、計測システム１の構成要素の配置は、上述した構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、合成部１３及び推定部１４の両方が１つの装置（たとえば計測ユニット６４）に一体的に設けられ、分電盤６のキャビネット６０内に収納されていてもよい。合成部１３及び推定部１４の両方がキャビネット６０の外側に設けられていてもよい。すなわち、計測システム１の構成要素は全て分電盤６に配置されている必要はなく、たとえば合成部１３及び推定部１４の両方がキャビネット６０の外側にあるサーバ装置７に設けられていてもよい。また、サーバ装置７のような１つの装置に限らず、クラウド（クラウドコンピューティング）のように分散して存在するコンピュータによって、合成部１３及び推定部１４の少なくとも一方が実現されていてもよい。合成部１３のみがキャビネット６０の外側に設けられていてもよい。さらに、主計測器１１及び副計測器１２がキャビネット６０の外側に設けられていてもよい。

また、処理部１５が合成電流の電流波形を表す波形データを求めることは、計測システム１に必須の構成ではない。たとえば、処理部１５が合成電流の大きさ（実効値等）を表すデータを求める構成であってもよい。または、処理部１５が省略され、合成部１３から出力される合成値が推定部１４に直接的に入力され、推定部１４での電流の推定に用いられてもよい。

また、サーバ装置７から表示端末８に送信される電力データは、消費電力（瞬時値）に限らず消費電力量（積算値）などを表すデータであってもよい。また、電力データは、消費電力と消費電力量との両方を表すデータであってもよい。

（実施形態２）
（２．１）構成
本実施形態の計測システム１は、図３に示すように、合成部１３は、主計測器１１の計測値及び副計測器１２の計測値について、演算処理を行うことにより、合成値を算出するように構成されている点で、実施形態１の計測システムと相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

実施形態１では電流センサ１０１，１０２が、主計測器１１及び副計測器１２として共用されているのに対し、本実施形態では、主計測器１１として電流センサ１０３，１０４が用いられ、副計測器１２として電流センサ１０５が用いられている。すなわち、本実施形態では、主計測器１１としての電流センサ１０３，１０４と、副計測器１２としての電流センサ１０５とは別々に設けられている。

ここで、第１主接続線２１が電流センサ１０３の貫通孔１０を貫通するように、第１主接続線２１には電流センサ１０３が取り付けられている。また、第２主接続線２２が電流センサ１０４の貫通孔１０を貫通するように、第２主接続線２２には電流センサ１０４が取り付けられている。言い換えれば、主計測器１１は、一対の電流センサ１０３，１０４を有しており、一方の電流センサ１０３が第１センサに相当し、他方の電流センサ１０４が第２センサに相当する。また、第１副接続線３１が電流センサ１０５の貫通孔１０を貫通するように、第１副接続線３１には電流センサ１０５が取り付けられている。

合成部１３は、主計測器（電流センサ１０３，１０４）１１の計測値及び副計測器（電流センサ１０５）１２の計測値について、加算と減算との少なくとも一方の演算処理を行うことにより、合成値を算出する。本実施形態では、合成部１３は、一対の加算回路１３６，１３７を有している。加算回路１３６は、電流センサ１０３から出力される電気信号（アナログ信号）と、電流センサ１０５から出力される電気信号（アナログ信号）とを加算する。加算回路１３７は、電流センサ１０４から出力される電気信号（アナログ信号）と、電流センサ１０５から出力される電気信号（アナログ信号）とを加算する。

合成部１３は、加算回路１３６にて、主計測器（電流センサ１０３）１１の計測値及び副計測器（電流センサ１０５）１２の計測値の加算を行い、合成値を算出する。つまり、加算回路１３６が出力する合成値は、第１電圧線４１に流れる電流であって、主電源２からの電流Ｉ１１と副電源３からの電流Ｉ２１との合成電流（Ｉ１１＋Ｉ２１）に相当する。また、合成部１３は、加算回路１３７にて、主計測器（電流センサ１０４）１１の計測値及び副計測器（電流センサ１０５）１２の計測値の加算を行い、合成値を算出する。つまり、加算回路１３７が出力する合成値は、第２電圧線４２に流れる電流であって、主電源２からの電流Ｉ１２と副電源３からの電流Ｉ２２との合成電流（Ｉ１２＋Ｉ２２）に相当する。加算回路１３６，１３７から出力される合成値は、処理部１５に出力される。

また、本実施形態では、合成部１３は、加算回路１３６，１３７にて主計測器１１の計測値及び副計測値１２の計測値の加算を行っているが、副計測値１２の極性が逆であれば、合成部１３は、主計測器１１の計測値から副計測器１２の計測値の減算を行う。すなわち、副接続線３０に対する電流センサ１０５の取り付けの向きが本実施形態と逆の場合、合成部１３は、減算回路を有し、主計測器１１の計測値から副計測器１２の計測値の減算を行って合成値を算出することになる。

なお、本実施形態において、第１副接続線３１を流れる第３電流Ｉ２１と、第２副接続線３２を流れる第４電流Ｉ２２とは、大きさ（絶対値）が同じでかつ逆極性の関係にある。そのため、副計測器１２として設けられた電流センサ１０５を、第３電流Ｉ２１及び第４電流Ｉ２２の計測に共用しているが、第３電流Ｉ２１及び第４電流Ｉ２２の各々を計測する電流センサが別々に設けられていてもよい。

（２．２）効果
以上説明した本実施形態の計測システム１によれば、合成部１３は、主計測器１１の計測値及び副計測器１２の計測値について、加算と減算との少なくとも一方の演算処理を行うことにより、合成値を算出するように構成されている。この構成によれば、合成部１３は、電流センサ１０１，１０２を主計測器１１及び副計測器１２として共用することなく、演算処理によって、合成値を求めることができる。したがって、電流センサ１０１，１０２の貫通孔１０に主接続線２０及び副接続線３０の両方が貫通するように主接続線２０及び副接続線３０を引き回す必要がなく、配線作業が簡単になる。

（２．３）変形例
実施形態２の変形例として、図４に示すように、合成部１３は、主計測器１１の計測値及び副計測器１２の計測値をデジタル値に変換するＡＤ変換部１３８と、デジタル値について演算処理を行うことにより合成値を求める演算部１３９とを有していてもよい。なお、図４に示す例では、処理部の機能は演算部１３９に含まれている。

本変形例によれば、演算部１３９は、電流センサ１０３，１０４及び電流センサ１０５から出力される電気信号（アナログ信号）に直接的に演算処理を施すのではなく、デジタル値に変換後に演算処理を施すことになる。したがって、合成部１３での演算処理が簡単になる。

その他の構成及び機能は実施形態１と同様である。なお、本実施形態で説明した構成は、実施形態１の変形例とも、適宜組み合わせて適用可能である。

（実施形態３）
（３．１）構成
本実施形態の計測システム１は、図５に示すように、合成部１３が、一対の出力端子１３３，１３４間に電気的に直列に接続された主計測器１１及び副計測器１２の計測値を用いて合成値を出力するように構成されている点で、実施形態１の計測システムと相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

実施形態１では電流センサ１０１，１０２が、主計測器１１及び副計測器１２として共用されているのに対し、本実施形態では、主計測器１１として電流センサ１０６，１０７が用いられ、副計測器１２として電流センサ１０８，１０９が用いられている。すなわち、本実施形態では、主計測器１１としての電流センサ１０６，１０７と、副計測器１２としての電流センサ１０８，１０９とは別々に設けられている。

ここで、第１主接続線２１が電流センサ１０６の貫通孔１０を貫通するように、第１主接続線２１には電流センサ１０６が取り付けられている。また、第２主接続線２２が電流センサ１０７の貫通孔１０を貫通するように、第２主接続線２２には電流センサ１０７が取り付けられている。言い換えれば、主計測器１１は、一対の電流センサ１０６，１０７を有しており、一方の電流センサ１０６が第１センサに相当し、他方の電流センサ１０７が第２センサに相当する。また、第１副接続線３１が電流センサ１０８の貫通孔１０を貫通するように、第１副接続線３１には電流センサ１０８が取り付けられている。また、第２副接続線３２が電流センサ１０９の貫通孔１０を貫通するように、第２副接続線３２には電流センサ１０９が取り付けられている。言い換えれば、副計測器１２は、一対の電流センサ１０８，１０９を有しており、一方の電流センサ１０８が第３センサに相当し、他方の電流センサ１０９が第４センサに相当する。

ここで、電流センサ１０６〜１０９は、同一特性の電流センサであると仮定する。

合成部１３は、一対の出力端子１３３，１３４を有している。一対の出力端子１３３，１３４間には、主計測器１１及び副計測器１２が電気的に直列に接続されている。具体的には、第１の合成部１３１の出力端子１３３，１３４には、電流センサ１０６及び電流センサ１０８が電気的に直列に接続されている。第２の合成部１３２の出力端子１３３，１３４には、電流センサ１０７及び電流センサ１０９が電気的に直列に接続されている。

そのため、第１の合成部１３１は、電流センサ１０６，１０８の出力を用いて合成値を出力することになる。第１の合成部１３１が出力する合成値は、第１電圧線４１に流れる電流であって、主電源２からの電流Ｉ１１と副電源３からの電流Ｉ２１との合成電流（Ｉ１１＋Ｉ２１）に相当する。第２の合成部１３２は、電流センサ１０７，１０９の出力を用いて合成値を出力することになる。第２の合成部１３２が出力する合成値は、第２電圧線４２に流れる電流であって、主電源２からの電流Ｉ１２と副電源３からの電流Ｉ２２との合成電流（Ｉ１２＋Ｉ２２）に相当する。これにより、第１の合成部１３１からは、第１電圧線４１に流れる合成電流（Ｉ１１＋Ｉ２１）に相当する合成値が出力され、第２の合成部１３２からは、第２電圧線４２に流れる合成電流（Ｉ１２＋Ｉ２２）に相当する合成値が出力される。第１の合成部１３１及び第２の合成部１３２から出力される合成値は、処理部１５に出力される。

なお、直列に接続される一対の電流センサ１０６，１０８の極性（向き）が逆であれば、合成部１３から出力される値は（Ｉ１１−Ｉ２１）となるので、接続時、一対の電流センサ１０６，１０８の向きには留意する。

（３．２）効果
以上説明した本実施形態の計測システム１によれば、合成部１３は、一対の出力端子１３３，１３４を有し、一対の出力端子１３３，１３４間に電気的に直列に接続された主計測器１１及び副計測器１２の計測値を用いて合成値を出力するように構成されている。この構成によれば、合成部１３は、主計測器１１及び副計測器１２の接続関係を利用することにより、演算を行うことなく、比較的簡単な構成で合成値を求めることができる。

その他の構成及び機能は実施形態１と同様である。なお、本実施形態で説明した構成は、実施形態１の変形例とも、適宜組み合わせて適用可能である。

１ 計測システム
２ 主電源
３ 副電源
５ 負荷
１０ 貫通孔
１１ 主計測器
１２ 副計測器
１３ 合成部
１４ 推定部
２０ 主接続線
３０ 副接続線
４０ 母線
４１ 第１電圧線（第１導体）
４２ 第２電圧線（第２導体）
５０ 配電システム
１０１〜１０９ 電流センサ
１３３，１３４ 出力端子
１３８ ＡＤ変換部
１３９ 演算部
Ｉ１１ 第１電流
Ｉ１２ 第２電流
Ｉ２１ 第３電流
Ｉ２２ 第４電流

Claims (9)

1. 主接続線を介して主電源に電気的に接続され、かつ副接続線を介して副電源に電気的に接続される母線から、複数の負荷に電力を分配する配電システムに用いられ、
   前記主接続線を流れる主電流を計測する主計測器と、
   前記副接続線を流れる副電流を計測する副計測器と、
   前記主計測器及び前記副計測器を用いて、前記主電源及び前記副電源から前記複数の負荷に流れる合成電流に相当する合成値を出力する合成部と、
   前記合成値に基づいて、前記複数の負荷のうち１つの負荷を流れる電流を推定する推定部とを備える
   ことを特徴とする計測システム。
2. 前記合成部は、前記主計測器の計測値及び前記副計測器の計測値について、加算と減算との少なくとも一方の演算処理を行うことにより、前記合成値を算出するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測システム。
3. 前記合成部は、
   前記主計測器の計測値及び前記副計測器の計測値をデジタル値に変換するＡＤ変換部と、
   前記デジタル値について前記演算処理を行うことにより前記合成値を求める演算部とを有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の計測システム。
4. 前記合成部は、
   一対の出力端子を有し、
   前記一対の出力端子間に電気的に直列に接続された前記主計測器及び前記副計測器の計測値を用いて前記合成値を出力するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測システム。
5. 貫通孔を有し前記貫通孔を貫通する導体に流れる電流に応じた電気信号を出力する電流センサが、前記主計測器及び前記副計測器として共用されており、
   前記合成部は、
   一対の出力端子を有し、
   前記貫通孔に前記主接続線及び前記副接続線の両方が貫通した状態の前記電流センサが前記一対の出力端子間に電気的に接続されることにより、前記電流センサの出力を用いて前記合成値を出力するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測システム。
6. 前記母線は、互いに電気的に絶縁された第１導体及び第２導体を有しており、
   前記主計測器は、前記主電流のうち前記第１導体を流れる第１電流に応じた電気信号を出力する第１センサと、前記主電流のうち前記第２導体を流れる第２電流に応じた電気信号を出力する第２センサとを有する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の計測システム。
7. 前記副計測器は、前記副電流のうち前記第１導体を流れる第３電流に応じた電気信号を出力する第３センサと、前記副電流のうち前記第２導体を流れる第４電流に応じた電気信号を出力する第４センサとを有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の計測システム。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の計測システムに用いられ、
   前記母線、前記主計測器、及び前記副計測器を収納するキャビネットを備える
   ことを特徴とする分電盤。
9. 請求項５に記載の計測システムの施工方法であって、
   前記電流センサの前記貫通孔に、前記主接続線及び前記副接続線の両方を貫通させる
   ことを特徴とする計測システムの施工方法。

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