电力管理系统的制作方法

专利名称：电力管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有功率调节器的电力管理系统，该功率调节器使太阳光发电装置等发电装置所发出的电力与商用电源的电力系统的电力联系。
背景技术：
近年来，具备太阳光发电装置(太阳能电池)的住宅和办公场所等日益增加。太阳能电池具有如下发电特性在太阳光的照度越高时发电量越多，反而，在雨天等太阳光的照度低时发电量减少，进而，在没有太阳光的夜间不发电。因此，该发电模式与住宅等中的电力的消耗模式不一致，发电的电力量相对于消耗的电力量发生过度或不足的情况很多。因此，通常在具备太阳能电池的住宅等，也与商用电源的电力系统连接，在发电量不足的情况下，从商用电源输入(供给)(购买)不足量的电力。然而，太阳能电池所发出的电力的性质与商用电源的电力的性质不同，因此由太阳能电池发出的电力通过具有逆变器等的功率调节器，转换为与商用电源的交流电力相同的性质的电力，而与商用电源的电力系统联系。然后，由此，能够兼用由住宅等中的太阳能电池发出的电力和商用电源的电力。即功率调节器是将由太阳能电池发出的电力转换为与商用电源的电力的电压、频率及其相位一致而与商用电源的电力联系的装置，在专利文献1 中记载了其一例。专利文献1所记载的功率调节器与供给电力的商用电源以及太阳能电池和消耗电力的电气设备连接，能够使由太阳能电池发出的电力通过逆变器与商用电源的电力联系并供给至电气设备，并且使来自商用电源的电力也经由由半导体构成的开关装置供给至电气设备。由此，在基于太阳能电池的发电量能够满足电气设备的耗电量的情况下，设为断开上述开关装置而仅将由太阳能电池发出的电力供给至电气设备。另一方面，在基于太阳能电池的发电量不足的情况下，设为闭合上述开关装置而将由太阳能电池发出的电力与商用电源的电力联系并供给至电气设备。专利文献1日本专利2503402号公报然而，太阳能电池的用户一般而言非常关心由太阳能电池发出的电力的动向，因此希望不仅能够容易地确认由太阳能电池发出的电力量，而且能够容易地确认从商用电源输入(供给)的电力量、以及电气设备所消耗的电力量等各种电力信息。因此，考虑在功率调节器中汇集上述的由太阳能电池发出的电力量和电气设备所消耗的电力量，并且从电表还汇集与商用电源之间输入输出(供给/逆供给)的电力量的正确值，以便能够确认这些各种电力信息。但是，通常，功率调节器基于设置环境的良好性或用户的操作性等理由而设置在室内，而电表为了检查等而设置在室外，因此不容易使配置在室外的电表所计测的电力量与室内的功率调节器高效地汇集。

发明内容
本发明鉴于这种情况而做成，提供一种电力管理系统，包括由与商用电源的电力系统连接的电表计测的电力量等电力信息在内，能够容易地由功率调节器进行各种电力信
息的统一管理。根据本发明的一个实施方式，提供一种电力管理系统，其特征在于，具备电表，与所述商用电源的电力系统连接；以及功率调节器，与所述电表、电力产生装置和电气设备连接；所述电表与所述功率调节器经由通信机构交换电力信息。在所述电力管理系统中，所述电表与所述商用电源的电力系统连接，根据从该电力系统输入的电力以及向该电力系统输出的电力取得各自的电力信息；所述功率调节器汇集所述电力产生装置的电力信息和所述电气设备的电力信息、以及从所述电表经由所述通信机构取得的从所述电力系统输入的电力的电力信息以及向所述电力系统输出的电力的电力信息，基于该汇集的各电力信息，管理从所述商用电源的电力系统输入的电力以及向该电力系统输出的电力。通常，电表配置在住宅、建筑物等的屋外，而功率调节器配置在住宅、建筑物等的屋内，因此不容易使屋内的功率调节器取得屋外的电表所计测的电力量等电力信息。但是，根据上述的本申请发明的一个实施方式的结构，电表与功率调节器能够通过第1通信机构通信，因此功率调节器能够通过与电表之间的通信从该电表容易地取得由电表计测的从商用电源输入或向商用电源输出的电力的电压、电力、电力量(电能)、频率、 相位等电力信息。由此，在功率调节器中，取得了正确且不包括由屋内布线造成的损失并且与电力公司的检查值相同的与商用电源之间输入输出的电力的电力信息，作为电力管理系统能够进行更加正确且适当的电力管理。另外，在功率调节器中，汇集各种发电装置等电力产生装置所产生的电力的电力信息、各电气设备所消耗的电力的电力信息、以及电表所计测的电力的电力信息，因此还能够适当地进行基于这些电力信息来进行的作为电力管理系统整体的电力运用。由此，能够更加正确地进行包括由功率调节器向电力系统的电力的输入输出在内的统一电力管理，能够提高这样的电力管理系统的利用价值。另外，也可以是所述电力管理系统还具备显示装置，该显示装置从所述功率调节器经由通信部取得该功率调节器中汇集的电力信息，将该取得的电力信息可视地显示在显示部上。根据这种结构，显示装置能够经由通信部取得功率调节器中汇集的电力信息，将根据该取得的电力信息生成的显示信息通过数值或图表等图像等可视地显示，易于确认功率调节器中汇集的电力信息。由此，能够提高电力管理系统的利用价值。在所述通信部中，可以包括设于所述功率调节器并进行所述电力信息的发送的副子机、以及设于所述显示装置并接收从所述副子机发送的电力信息的通信部。根据这种结构，设置功率调节器的副子机和显示装置的通信部且能够进行副子机与通信部之间的通信，由此能够将功率调节器的电力信息容易地传递给显示装置。另外，也可以是在所述通信机构中，包括设于所述电表并进行所述取得的电力信息的发送的第1子机、以及设于所述功率调节器并接收从所述第1子机发送的电力信息的第2子机。根据这种结构，设置电表的第1子机和功率调节器的第2子机且能够进行第1子机与第2子机之间的通信，由此能够使得电表的电力信息和功率调节器的电力信息可相互传递。所述功率调节器的所述第2子机也可以兼用作该功率调节器的所述副子机。根据这种结构，电表与功率调节器之间的通信和功率调节器与显示装置之间的通信能够分别通过相同的通信方式进行。即，第1通信机构与第2通信机构的通信方式得到统一，因此能够使构成第1通信机构和第2通信机构的功率调节器的构造简化，而且还减少了通信设备的设置中的麻烦和调整。也可以是所述电表还具备以下设备，该设备与管理所述商用电源的电力系统的系统服务器可通信地连接，经由所述通信机构取得所述功率调节器的电力信息，并且将该取得的电力信息传递给所述系统服务器。根据这种结构，管理电力系统的系统服务器取得功率调节器的电力信息，由此，通过基于取得的电力信息的电力运用数据等，系统服务器能够预测电力消耗动向等。例如， 如果系统服务器基于耗电动向来管理电力系统，则能够进一步实现电力系统的电力的稳定化，能够提高这样的电力管理系统的利用价值。另外，也可以是所述系统服务器所具有的电力信息经由所述电表被所述功率调节器取得，所述功率调节器还结合该取得的电力信息来进行管理。根据这种结构，功率调节器能够从电表取得系统服务器所具有的电力信息，结合从所述电力系统输入的电力以及向该电力系统输出的电力来进行管理。由此，例如，在系统服务器所具有的电力信息中包括使系统稳定的信息的情况下，功率调节器进行调整向商用电源输入输出的电力的动作，以使电力系统稳定。另外，在系统服务器所具有的电力信息中包括计费信息等的情况下，还能够进行与费用相应的电力管理等。


根据如下附图以及一起提供的后述的优选实施方式的说明，本发明的目的以及特征得以明确。图1是对于使本发明所涉及的电力管理系统具体化的第1实施方式，通过功能模块来表示构成该电力管理系统的一部分的电力供给系统的概略结构的结构图。图2是对于该实施方式的电力管理系统表示其具体结构的结构图。图3是示意性地表示该实施方式的电表、功率调节器以及显示装置之间的可通信的连接结构的示意图。图4是对于使本发明所涉及的电力管理系统具体化的第2实施方式，示意性地表示电表、功率调节器以及显示装置之间的可通信的连接结构的示意图。图5是表示各实施方式的功率调节器的副子机的结构的一例的结构图。图6是示意性地表示各实施方式的电表、功率调节器以及显示装置之间的可通信的连接结构的一例的示意图。图7是示意性地表示各实施方式的电表、功率调节器以及显示装置之间的可通信的连接结构的其他一例的示意图。
具体实施例方式以下，参照作为本说明书的一部分的附图，更加详细地说明本发明的实施方式。在全部附图中，对于相同或类似的部分附加相同的部件标号，并省略对其的重复说明。图1是对于构成电力管理系统的一部分的电力供给系统1，通过功能模块来概略地表示其结构的图。如图1所示，在住宅中，设有向设置于室内的各种设备(照明设备、空调、家电、视听设备等)供给电力的电力供给系统1。电力供给系统1以家庭用的商用的交流电源(商用电源)2作为电力使各种设备动作，此外还将通过太阳光发电的太阳能电池3的电力向各种设备作为电源供给。电力供给系统1向从直流电源(DC电源)输入直流电力而动作的DC 设备5供给电力，此外还向从交流电源2输入交流电力而动作的AC设备6供给电力。以下， 在本说明书中，作为适用本发明的建筑物，设想为独栋的家庭住宅进行说明，但本发明的技术思想不排除适用于办公室、商店街、工场等建筑物或集体住宅。在电力供给系统1中，作为该电力供给系统1的功率调节器，设有控制单元7及DC 分电盘(内置直流断路器)8。另外，在电力供给系统1中，作为控制住宅的DC设备5的动作的设备，设有控制单元9以及继电器单元10。控制单元7与使交流电力分支的AC分电盘11经由交流系电力线12连接。控制单元7经由该AC分电盘11与商用的交流电源2连接，并且经由直流系电力线13与太阳能电池3连接。控制单元7从AC分电盘11取入交流电力并且从太阳能电池3取入直流电力， 将这些电力作为设备电源转换为规定的直流电力。然后，控制单元7将该转换后的直流电力经由直流系电力线14输出给DC分电盘8，或者经由直流系电力线15输出给蓄电池16来对该电力进行蓄电。控制单元7不仅能够从AC分电盘11取入交流电力，而且能够将太阳能电池3或蓄电池16的电力转换为交流电力并供给至AC分电盘11。控制单元7经由信号线I7与DC分电盘8执行数据的交换。另外，控制单元7与对照射太阳能电池3的光的照度进行计测的照度计42连接，从照度计42传递照度的值等作为环境信息的照度信息。DC分电盘8是与直流电力对应的一种断路器。DC分电盘8使从控制单元7输入的直流电力分支，将该分支后的直流电力经由直流系电力线18输出至控制单元9，或经由直流系电力线19输出至继电器单元10。另外，分电盘8经由信号线20与控制单元9进行数据的交换，或经由信号线21与继电器单元10进行数据的交换。在电力供给系统1中，对电力供给系统1中的电力运用进行调整的功率调节器50以包括控制单元7及DC分电盘8的方式构成，在功率调节器50中，设有作为功率调节器50存储各种信息的存储装置50DB (参照图2)。即，功率调节器50与AC分电盘11、太阳能电池3、蓄电池16和各DC设备5经由各自的电力线连接。由此，在功率调节器50中，能够进行进行与交流电源2之间供给及逆供给(输入输出)的交流电力的电力信息的测定、太阳能电池3所发出的电力的电力信息 (发电信息)或被DC设备5消耗的直流电力的电力信息的测定。其中，作为交流电力的电力信息，可以举出电压、电流、电力量(电能)、频率、相位等种类，作为直流电流的电力信息， 可以举出电压、电流、电力量等种类，从其中选择的电力信息由功率调节器50测定。由此， 在功率调节器50中，测定的交流电源2的电力信息、太阳能电池3或DC设备5的电力信息等作为电力关联信息50J(参照图2)被收集到存储装置50DB中。控制单元9与多个DC设备5、5……连接。这些DC设备5经由能够通过相同的布线传输直流电力以及数据双方的直流供给线路22，与控制单元9连接。直流供给线路22在作为DC设备的电源的直流电力中，通过高频的载波重叠传送数据的通信信号，例如通过一对线将电力以及数据双方传输给DC设备5。控制单元9经由直流系电力线18取得DC设备 5的直流电力，基于从DC分电盘8经由信号线20获得的动作指令，把握如何控制哪个DC设备5。然后，控制单元9向被指示的DC设备5经由直流供给线路22输出直流电力以及动作指令，控制DC设备5的动作。控制单元9与在切换室内的DC设备5的动作时操作的开关23经由直流供给线路 22连接。另外，控制单元9与例如检测来自红外线遥控器的发送电波的传感器对经由直流供给线路22连接。由此，不仅通过来自DC分电盘8的动作指示，而且通过开关23的操作或传感器M的检测，使通信信号流向直流供给线路22来控制DC设备5。另外，控制单元9 能够将在此检测的各DC设备5所消耗的电力量等电力信息经由信号线20传递给功率调节器50 (DC分电盘8)，由此，在功率调节器50中，汇集与控制单元9连接的各DC设备5的电力信息。进而，经由直流供给线路22连接的DC设备5也能够将DC设备5自身检测的电力量等电力信息经由控制单元9传递给功率调节器50，并汇集在功率调节器50的存储装置 50DB 中。继电器单元10与多个DC设备5、5……经由各自独立的直流系电力线25连接。继电器单元10经由直流系电力线19取得DC设备5的直流电力，基于从DC分电盘8经由信号线21获得的动作指令，把握使哪个DC设备5动作。然后，继电器单元10针对被指示的DC 设备5，通过内置的继电器接通/断开向直流系电力线25的电源供给，由此控制DC设备5 的动作。另外，继电器单元10与用于手动操作DC设备5的多个开关沈连接，通过开关沈的操作由继电器接通/断开向直流系电力线25的电源供给，由此控制DC设备5。另外，继电器单元10能够将在此检测的各DC设备5所消耗的电力量等电力信息经由信号线21传递给功率调节器50 (DC分电盘8)。由此，功率调节器50将与继电器单元10连接的各DC设备5的电力信息汇集在存储装置50DB中。 即，在功率调节器50中，由自身测定的电力信息和由控制单元9或继电器单元10 检测的电力信息等、该电力供给系统1中的各种电力信息作为电力关联信息50J，汇集在存储装置50DB中。另外，这些电力关联信息50J还能够用作该电力供给系统1中的电力运用数据。然后，功率调节器50也能够基于从各种的电力关联信息50J获得的电力运用数据， 生成作为当前的耗电量的预测消耗信息。DC分电盘8与例如以墙壁插座或地面插座的方式安装在住宅中的直流插座27经由直流系电力线观连接。如果在该直流插座27中插入DC设备的插头(省略图示)，则能够向该设备直接供给直流电力。另外，在商用的交流电源2与AC分电盘11之间，连接有能够远距离检查商用的交流电源2的使用量的电表29。在电表四中，不仅搭载了商用电源的电力使用量的远距离检查的功能，而且还搭载了例如电力线传输通信(PLC =Power Line Communication)或无线通信的功能。电表四经由电力线传输通信或无线通信等将检查结果发送给电力公司等。其中，在本实施方式中，向电力公司传递检查结果的电表四与电力公司之间的通信在电力公司与电线杆之间经由公知的通信线路进行，在该通信线路与该电表四之间通过将与该电线杆的降压变压器TR(参照图幻连接的引入电力线2A作为通信媒体的电力线传输通信进行。电表四还经由第1通信机构与功率调节器50可相互通信地连接。AC分电盘11与对功率调节器50所管理的电力关联信息50J进行可视显示并输出的显示装置43，经由第2通信机构连接。即，在本实施方式中，功率调节器50发送在显示装置43上显示的电力关联信息50J等，显示装置43接收从功率调节器50发送的电力关联信息50J等。在电力供给系统1中，设有能够通过网络通信控制室内的各种设备的网络系统 30。在网络系统30中，作为该网络系统30的控制单元设有室内服务器31。室内服务器31 经由互联网等外部通信网络NT与室外的管理服务器32连接，经由信号线33与室内设备34 连接。另外，室内服务器31以从DC分电盘8经由直流系电力线35取得的直流电力作为电源动作。室内服务器31与对基于网络通信的室内的各种设备的动作控制进行管理的控制箱36经由信号线37连接。控制箱36经由信号线17与控制单元7及DC分电盘8连接，并且能够经由直流供给线路38直接控制DC设备5。控制箱36与例如能够远距离检查所使用的燃气量或水量的燃气/水表39连接，并且与网络系统30的操作面板40连接。操作面板 40与例如由门禁子机、传感器、摄像机构成的监视设备41连接。室内服务器31如果经由外部通信网络NT输入了室内的各种设备的动作指令，则向控制箱36通知指示，使控制箱36动作，以使各种设备进行与动作指令相符的动作。另外， 室内服务器31能够将从燃气/水表39取得的各种信息通过外部通信网络NT提供给管理服务器32，并且，如果从操作面板40接受了在监视设备41中存在异常检测的情况，则将该情况也通过外部通信网络NT提供给管理服务器32。接着，根据图2说明本实施方式的电力管理系统的具体结构。图2是具体表示电力管理系统的结构的结构图。如图2所示，设在住宅等中的电力供给系统1经由电表四与电力公司60所管理的交流电源2的电力系统连接。即，交流电源2的电力系统与包括未图示的电表的多个电表四经由来自降压变压器TR的各其他弓丨入电力线2A分别连接。另外，在电表四中，设有具有与电线杆上的母机66之间进行电力线传输通信的功能的子机68，在电线杆上的母机 66与电表四的子机68之间，由降压变压器TR中继而通过电力信号线67和引入电力线2A 连接。即，引入电力线2A在电力系统与电表四之间传输交流电力，并且作为母机66与电表四的子机68之间的通信媒体传输电力线传输通信的信号。电力公司60以与交流电源2的电力系统的布线相符的方式具有用于对电表四所检查的电力量进行远距离检查等的专用的通信线路64，通信线路64与母机66经由通信线 65和媒体转换器63可通信地连接。S卩，母机66能够进行通信线路64与电力信号线67之间的通信信号的接受，在接受的信号的方式与发送的信号的方式之间相互转换。另外，通信线路64与电力公司60的检查服务器(省略图示)可通信地连接。由此，检查服务器进行所谓远距离检查，即通过通信，取得在经由通信线路64可通信地连接的各电表四中检查的电力量(检查结果)，并记录该取得的电力量等。另外，电力公司60具有对与流过商用电源的电源系统的交流电力相关的信息进行管理的系统服务器61，系统服务器61经由通信线62和媒体转换器63与通信线路64可通信地连接。由此，电力公司60的系统服务器61与同样与通信线路64连接的电表四经由该通信线路64可相互通信地连接。例如，系统服务器61能够对电力公司60所具有的多个发电站的各发电量、按多个地域划分的各电力系统的耗电量、以及从太阳能电池3等向电力系统逆供给的电力量等各电力信息等进行汇集管理，由电力公司60将这些电力信息用于商用电源的电力系统的管理等。即，与系统服务器61可通信地连接的电表四能够也向系统服务器61发送电力信息，并从系统服务器61取得电力信息等。另外，在本实施方式的电力管理系统中，电表四与功率调节器50经由通信机构 (以下称为第1通信机构)可相互通信地连接。在此，接着参照图3，说明将电表四和功率调节器50可通信地连接的第1通信机构、以及将功率调节器50和显示装置43可通信地连接的通信部(以下称为第2通信机构) 的结构。图3是表示使电表四与功率调节器50之间的通信、以及功率调节器50与显示装置43之间的通信成为可能的连接结构的示意图。如图3所示，电表四是测定与商用电源的电力系统之间输入输出的单相3线式的交流电力的电流、电压、电力量等的测量计，具备与商用电源的电力系统连接的端子台80、 以及经由AC分电盘11与功率调节器50连接的端子台81。在端子台80中具备端子Si、端子S2、端子S3，在端子台81中设有端子Li、端子L2、端子L3，端子Sl与端子Ll连接，端子 S2与端子L2连接，端子S3与端子L3连接。在本实施方式中，在端子S 1与端子S3供给单相的交流电力，端子S2设为中性线。由此，在电表四中，设有对端子Sl中流过的电流进行测定的电流计测部82、以及对端子S3中流过的电流进行测定的电流计测部83，并且设有对端子Sl与端子S2之间的电压进行测定的电压计测部84、以及对端子S3与端子S2之间的电压进行测定的电压计测部85。然后，由各电流计测部82、83测定的电流值信号、以及由各电压计测部84、85测定的电压值信号被输入控制电路86，由控制电路86进行电力量的计算等，控制电路86将用于使显示电路87显示所计算的电力量的信号传递给显示电路 87。显示电路87具有能够可视显示的显示部等，使该显示部以数值等可视方式显示从控制电路86接受的电力量等。另外，在电表四中，设有子机68，该子机68经由与端子台80或端子台81等连接的电力线，进行与该电力线连接的其他设备之间的通信。子机68进行将电力线用作通信媒体的电力线传输通信，将与端子Sl和端子S3连接的电力线作为通信媒体，并且设有与该通信媒体连接的耦合电路92、向耦合电路92收发调制信号的收发电路93、以及与收发电路93 交接通信信号的信息的电力线传输通信处理电路94。电力线传输通信处理电路94与控制电路86连接，电力线传输通信处理电路94在与控制电路86之间，交接通过电力线传输通信接收的信号以及通过电力线传输通信发送的信号。由此，子机68取得与电力重叠地通过电力线(端子Sl和端子S3)接收的电力线传输通信的信号并传递给控制电路86，并且将从控制电路86输出的信号转换为电力线传输通信用的信号并使其与电力重叠，通过电力线(端子Sl和端子S3)发送。其中，为了高效地使电力线传输通信的信号与电力重叠，优选电力线、即端子Sl与端子S3之间的电力线传输通信所使用的通信频带内的阻抗较高。进而，在电表四中，设有电源部91A，该电源部9IA供给用于驱动控制电路86等的电力。电源部91A与端子Sl和端子S3连接，将从端子Sl和端子S3输入的电力转换为用于驱动控制电路86等的电力。其中，一般而言，对于电源部的输入电路，为了应对噪声以使噪声不向外部输出而连接有电容器，该电容器使与电源部的输入电路连接的电力线的电力线传输通信所使用的通信频带内的阻抗下降。因此，在本实施方式中，为了通过电表四的子机68进行高效的电力线传输通信，在电力线与电源部91A的输入电路之间，设有用于不使电力线的通信频带内的阻抗下降的匹配电路91M、即所谓的阻抗提升器。由此，能够抑制端子Sl与端子S3之间的通信频带内的阻抗的下降，并且使电源部91A与端子Sl和端子S3 连接。电表四的端子台81与AC分电盘11在端子Li、端子L2、端子L3连接，AC分电盘 11中，与所述端子台81的端子Ll对应的端子Tl和与该端子台81的端子L3对应的端子 T3连接至功率调节器50。功率调节器50具有以下功能将从交流侧端子台51输入的交流电力转换为直流电力并输出给直流侧端子台52，或者将从直流侧端子台52输入的直流电力转换为交流电力并输出给交流侧端子台51。经由功率调节器50的交流侧端子台51的端子Tl和端子T3 流过的交流电力由输出电流计测部M测定电流值，并由输出电压计测部55测定电压值， 之后输入至逆变器部53A。逆变器部53A具备进行电力的交直/直交流转换的逆变器电路 531、以及抑制端子Tl及端子T3之间的阻抗的下降的匹配电路53M。逆变器电路531为了使与其连接的电力线的阻抗下降，在逆变器电路531与端子Tl及端子T3之间配置匹配电路53M。另外，逆变器部53A与直流侧端子台52的端子P和端子N连接，经由该直流侧端子台52流过的直流电力由输入电流计测部56测定电流值，由输入电压计测部57测定电压值。输出电流计测部讨的电流值、输出电压计测部阳的电压值、输入电流计测部56的电流值以及输入电压计测部57的电压值分别输入至控制电路58。控制电路58通过对逆变器部53A设定与电力转换相关的各种信息等，控制功率调节器50中的电力的直交/交直转换。另外，在功率调节器50中，设有副子机70，该副子机70经由与交流侧端子台51连接的电力线，进行与该电力线连接的其他设备之间的通信。副子机70进行将电力线用作通信媒体的电力线传输通信，具有与电表的子机68相同的结构。即，副子机70将与端子Tl和端子T3连接的电力线作为通信媒体，并且设有与该通信媒体连接的耦合电路73、向耦合电路73收发调制信号的收发电路74、以及与收发电路74交接通信信号的信息的电力线传输通信处理电路75。电力线传输通信处理电路75与控制电路58连接，电力线传输通信处理电路75在与控制电路58之间，交接通过电力线传输通信接收的信号以及通过电力线传输通信发送的信号。由此，副子机70取得与电力重叠地通过电力线(端子Tl和端子T3)接收的电力线传输通信的信号，并传递给控制电路58，并且将从控制电路58输出的信号转换为电力线传输通信用的信号并使其与电力重叠，通过电力线(端子Tl和端子T3)发送。其中，与电表四的子机68相同，为了高效地使电力线传输通信的信号与电力重叠，优选电力线、即端子Tl与端子T3之间的电力线传输通信所使用的通信频带内的阻抗较高。进而，在功率调节器50中，设有电源部71A，该电源部7IA供给用于驱动控制电路 58等的电力。电源部7IA与端子Tl和端子T3连接，将从端子Tl和端子T3输入的电力转换为用于驱动控制电路58等的电力。其中，电源部7IA也与电表四的电源部9IA相同，使与该其输入电路连接的电力线的电力线传输通信所使用的通信频带内的阻抗下降。因此， 对于该电源部71A，为了通过副子机70进行高效的电力线传输通信，在电力线与电源部71A 的输入电路之间，也设有抑制电力线的阻抗的下降的匹配电路91M、即所谓的阻抗提升器。 由此，能够抑制端子Tl与端子T3之间的阻抗的下降，并且使电源部91A与端子Tl和端子 T3连接。
S卩，在本实施方式中，电表四的子机68和功率调节器50的副子机70构成能够通过电力线传输通信进行电表四与功率调节器50之间的通信的作为第1通信机构的电力线传输通信机构。另外，AC分电盘11由端子Tl和端子T3与显示装置43连接。显示装置43基于由电力线传输通信取得的信号进行可视显示，具备与AC分电盘 11以及功率调节器50经由电力线连接的端子台100。在显示装置43中，设有经由与端子台100连接的电力线进行与该电力线连接的其他设备之间的通信的通信部102。通信部102 使用将电力线用作通信媒体的电力线传输通信，具有与电表的子机68和功率调节器50的副子机70相同的结构。即，通信部102将与端子Tl和端子T3连接的电力线作为通信媒体，并且设有与该通信媒体连接的耦合电路103、向耦合电路103收发调制信号的收发电路 104、以及与收发电路104交接通信信号的信息的电力线传输通信处理电路105。电力线传输通信处理电路105与控制电路106连接，电力线传输通信处理电路105在与控制电路106 之间，交接通过电力线传输通信接收的信号以及通过电力线传输通信发送的信号。由此，通信部102取得与电力重叠地通过电力线(端子Tl和端子T3)接收的电力线传输通信的信号，并传递给控制电路106，并且将从控制电路106输出的信号转换为电力线传输通信用的信号并使其与电力重叠，通过电力线(端子Tl和端子T3)发送。其中，与电表四的子机68 和功率调节器50的副子机70相同，为了高效地使电力线传输通信的信号与电力重叠，优选电力线、即端子Tl与端子T3之间的电力线传输通信所使用的通信频带内的阻抗较高。另外，在显示装置43中，设有与控制电路106连接的显示部驱动装置107、以及由显示部驱动装置107驱动控制显示的显示部108。控制电路106生成以能够在显示部108 上可视地显示从通信部102传递的信号的方式加工等的控制信号，并传递给显示部驱动装置107。显示部驱动装置107生成基于从控制电路106传递的控制信号驱动显示部108的驱动信号，并传递给显示部108，显示部108基于从显示部驱动装置107传递的驱动信号，在显示面上显示数值或图表等可视的信息。进而，在显示装置43中，设有电源部101A，该电源部IOlA供给用于驱动控制电路 106等的电力。电源部IOlA与端子Tl和端子T3连接，将从端子Tl和端子T3输入的电力转换为用于驱动控制电路106等的电力。其中，电源部IOlA也与电表四的电源部91A和功率调节器50的电源部7IA相同，使与其输入电路连接电力线的电力线传输通信所使用的通信频带内的阻抗下降。因此，对于该电源部101A，为了通过通信部102进行高效的电力线传输通信，在电力线与电源部IOlA的输入电路之间，也设有抑制电力线的通信频带内的阻抗的下降的匹配电路101M、即所谓的阻抗提升器。由此，能够抑制端子Tl与端子T3之间的通信频带内的阻抗的下降，并且使电源部IOlA与端子Tl和端子T3连接。S卩，在本实施方式中，功率调节器50的副子机70和显示装置43的通信部102构成能够通过电力线传输通信进行功率调节器50与显示装置43之间的通信的作为第2通信机构的电力线传输通信机构。根据这样的结构，电表四的子机68与功率调节器50的副子机70通过由与端子 S 1和端子Tl连接的电力线以及与端子S3和端子T3连接的电力线构成的一对电力线，以能够进行电力线传输通信的方式连接。另外，功率调节器50的副子机70与显示装置43的通信部102通过由与端子Tl连接的电力线和与端子T3连接的电力线构成的一对电力线，以能够进行电力线传输通信的方式连接。其中，功率调节器50的副子机70作为其通信对象有电表四的子机68和显示装置43的通信部102这两个，但通过按每个通信对象变更通信频率、或使用在通信对象中指定可识别的通信对象的识别信息等，由此能够与某一个选择的通信对象进行独立的通信。由此，电表四的电力信息通过电力线传输通信传递给功率调节器50，在功率调节器50的存储装置50DB中作为电力关联信息50J汇集。然后，功率调节器50根据基于存储装置50DB的电力关联信息50J的电力运用数据等，控制各DC设备5的耗电量等，由此控制来自商用电源的交流电力的供给，或能够尽量多地将通过太阳能电池3发出的电力逆供给至商用电源的交流电力等。即功率调节器50基于电力关联信息50J，进行电力供给系统1 整体的耗电量的调整等管理。此时，功率调节器50通过使用电表四的电力信息，从而与电力公司60的检查数据一致，因此能够更加适当地由功率调节器50进行电力供给系统1整体的电力的管理。另外，在功率调节器50中包括电表四的电力信息在内汇集的电力关联信息50J 被传递给显示装置43，并以用户可视的方式显示。此时，也通过使用电表四的电力信息，将与电力公司60的检查数据一致的电力的计费信息等显示给用户。进而，电表四能够进行与电力公司60的系统服务器61等之间的通信，因此如果在电表四中取得了系统服务器61等所具有的电力关联信息，则功率调节器50也能够取得在该电表四中取得的系统服务器61的电力关联信息。另外相反地，系统服务器61也能够经由电表四取得功率调节器50的电力关联信息50J。由此，功率调节器50能够基于系统服务器61的电力关联信息进行电力管理，并且电力公司60也能够参照系统服务器61的功率调节器50的电力关联信息50J来实现商用电源的电力系统的电力的稳定性。例如，系统服务器61如果从多个功率调节器50取得照度计42的照度信息，则能够对取得信息的地域的照度变化进行预测，基于功率调节器50的太阳能电池3的发电信息，还能够对输出给商用电源的电力系统的电力量进行预测。由此，实现了商用电源的系统的稳定化。另外，作为功率调节器50，如果从系统服务器61取得了照度变化的预测信息，则能够预测太阳能电池3的发电量，适当地进行电力供给系统1的电力运用。另外，例如，系统服务器61也可以向功率调节器50提供用于使系统稳定化的信息。在该情况下，功率调节器50基于取得的用于使系统稳定化的信息，通过电源开闭或动作模式变更使DC设备5的耗电减少，来削减与商用电源的电源系统之间的电力的输入输出，或通过不输出由太阳能电池3发出的电力等，来调整与商用电源的电源系统之间的电力的输入输出。由此，也能够实现商用电源的电源系统的稳定化。如上所述，根据本实施方式的电力管理系统，能够得到如下列举的效果。(1)通常，电表四配置在住宅、建筑物等的屋外，而功率调节器50配置在住宅、建筑物等的屋内，因此不容易使屋内的功率调节器50取得屋外的电表四所计测的电力量等的电力信息。因此，使得电表四与功率调节器50能够通过第1通信机构通信。由此，功率调节器50能够从电表四容易地取得由电表四计测的从商用电源输入或向商用电源输出的电力的电力信息。(2)另外，在功率调节器50中，汇集太阳能电池3或蓄电池16等电力产生装置所产生的电力的电力信息、各DC设备5分别消耗的电力的电力信息、以及电表四所计测的电力的电力信息，因此还能够适当地进行基于这些电力信息进行的作为电力供给系统1整体的电力运用。由此，能够更加正确地进行包括由功率调节器50向电力系统输入输出电力在内的统一电力管理，能够提高这样的电力管理系统的利用价值。(3)显示装置43能够经由第2通信机构取得功率调节器50中汇集的电力信息，并通过数值或图表等图像等，可视地显示根据该取得的电力信息生成的显示信息，对功率调节器50中汇集的电力信息的确认变得容易。由此，能够提高电力管理系统的利用价值。(4)设置功率调节器50的副子机70和显示装置43的通信部102而能够在副子机70与通信部102之间进行通信，由此能够容易地将功率调节器50的电力信息传递给显示装置43。(5)功率调节器50与显示装置43之间的通信通过以电力线为通信媒体的电力线传输通信进行，因此不需要用于通信的布线等的设置，易于使用这样的电力管理系统，能够提高其使用可能性。(6)设置电表四的子机68 (第1子机)和功率调节器50的副子机70 (第2子机) 而能够在子机68与副子机70之间进行通信，由此能够使得电表四的电力信息和功率调节器50的电力信息可相互传递。(7)电表四与功率调节器50之间的通信通过以电力线作为通信媒体的电力线传输通信进行，因此不需要用于通信的布线等的设置，易于使用这样的电力管理系统，能够提高其使用可能性。(8)电表四与功率调节器50之间的通信和功率调节器50与显示装置43之间的通信分别作为相同的通信方式通过电力线传输通信进行。即，第1通信机构和第2通信机构的通信方式统一为电力线传输通信，因此能够简化构成第1通信机构和第2通信机构的功率调节器50的副子机70的构造，并且减少通信设备的设置中的麻烦和调整。(9)管理电力系统的系统服务器61能够取得功率调节器50的电力信息，并通过基于取得的电力信息的电力运用数据等，预测电力消耗动向等。例如，系统服务器61如果基于耗电动向来管理电力系统，则能够进一步实现电力系统的电力的稳定化，并提高这样的电力管理系统的利用价值。(10)功率调节器50从电表四取得系统服务器61所具有的电力信息，与从电力系统输入的电力以及向该电力系统输出的电力结合进行管理。由此，例如，在系统服务器61 所具有的电力信息中包括使系统稳定的信息的情况下，功率调节器50还能够进行调整向商用电源输入输出的电力的动作，以使电力系统稳定。另外，在系统服务器61所具有的电力信息中包括计费信息等的情况下，还能够进行与费用相应的电力管理等。(11)发电模式根据昼夜以及天气等大为变动的太阳能电池3的发电量等电力信息通过功率调节器50管理，通过在具有太阳能电池3的住宅等中对电力的消耗模式进行调整等，还能够进行高效的电力管理。(第2实施方式)接着，根据图4说明使本发明所涉及的电力管理系统具体化的第2实施方式。图 4是示意地表示电表四与功率调节器50之间的通信以及功率调节器50与显示装置43之间的通信都通过无线通信进行的方式的图。
其中，在第2实施方式中，与之前的第1实施方式相比，在以下方面不同，即电表四与功率调节器50之间的通信以及功率调节器50与显示装置43之间的通信都通过无线通信进行，而此外与之前的第1实施方式相同。因此，在本实施方式中，主要说明与第1实施方式的不同点，对于与第1实施方式相同的结构附加相同的符号，为了方便说明，省略详细的说明。如图4所示，电表四中，端子Sl和端子S3的电流分别由各电流计测部82、83计测，端子Sl-端子S2间的电压由电压计测部84计测，端子S2-端子S3间的电压由电压计测部85计测，由输入这些计测的值的控制电路86计算的电力量等被显示电路87显示。另外，控制电路86与进行无线通信的子机68A连接。子机68A具有无线通信电路 95和天线96，无线通信电路95将从控制电路86传递的信号作为无线信号发送，将接收的无线信号传递给控制电路86。 进而，在电表四中，设有供给用于驱动控制电路86等的电力的电源部91，电源部 91将从连接的端子Sl和端子S3输入的电力转换为用于驱动控制电路86等的电力。另外，电表四的端子台81的端子Ll和端子L3经由AC分电盘11与功率调节器 50的交流侧端子台51的端子Tl和端子T3连接。功率调节器50具备逆变器部53，该逆变器部53具有在交流侧端子台51与直流侧端子台52之间对电力进行交直/直交转换的逆变器电路531。另外，与交流侧端子台51 的端子Tl和端子T3连接的一对电力线的电流、电压分别由输出电流计测部M、输出电压计测部55计测，与直流侧端子台52的端子P和端子N连接的一对电力线的电流、电压分别由输入电流计测部56、输入电压计测部57计测，这些计测的值输入控制电路58。控制电路 58基于计测的各电流、电压值等，对逆变器部53进行驱动控制。另外，控制电路58与进行无线通信的副子机70A连接。副子机70A具有无线通信电路76和天线77，无线通信电路76将从控制电路58传递的信号作为无线信号发送，将接收的无线信号传递给控制电路58。进而，在功率调节器50中，设有供给用于驱动控制电路58等的电力的电源部71， 电源部71将从连接的端子Tl和端子T3输入的电力转换为用于驱动控制电路58等的电力。S卩，在本实施方式中，电表四的子机68A与功率调节器50的副子机70A构成能够通过无线通信进行电表四与功率调节器50之间的通信的作为第1通信机构的无线通信机构。功率调节器50的直流侧端子台52的端子P和端子N与显示装置43的端子台100 连接。在显示装置43中，设有显示部108，该显示部108通过控制电路106对显示部驱动装置107的控制，由该显示部驱动装置107驱动控制。另外，在显示装置43中，设有进行无线通信的通信部102A。通信部102A具有无线通信电路109和天线110，无线通信电路109 将从控制电路106传递的信号作为无线信号发送，将接收的无线信号传递给控制电路106。进而，在显示装置43中，设有供给用于驱动控制电路106等的电力的电源部101， 电源部101将从连接的端子P和端子N输入的电力转换为用于驱动控制电路106的电力。S卩，在本实施方式中，功率调节器50的副子机70A和显示装置43的通信部102A 构成能够通过无线通信进行功率调节器50与显示装置43之间的通信的作为第2通信机构的无线通信机构。根据这样的结构，电表四的子机68A与功率调节器50的副子机70A以可无线通信的方式连接，功率调节器50的副子机70A与显示装置43的通信部102A以可无线通信的方式连接。其中，功率调节器50的副子机70A作为其通信对象有电表四的子机68A和显示装置43的通信部102A这两个，但通过按每个通信对象变更通信频率，或使用在通信对象中对可识别的通信对象进行指定的识别信息等，能够与某一个选择的通信对象进行独立的
ififn。由此，电表四的电力信息被传递给功率调节器50，在功率调节器50的存储装置 50DB中作为电力关联信息50J汇集。然后，功率调节器50根据基于存储装置50DB的电力关联信息50J的电力运用数据等，进行电力供给系统1整体的耗电量的调整等管理。此时， 功率调节器50通过使用电表四的电力信息，由于与电力公司60的检查数据一致，因此能够更加适当地由功率调节器50进行电力供给系统1整体的电力的管理。另外，在功率调节器50中包括电表四的电力信息在内汇集的电力关联信息50J 被传递给显示装置43，并以用户可视的方式显示。此时，也通过使用电表四的电力信息，将与电力公司60的检查数据一致的电力的计费信息等显示给用户。如上所述，根据本实施方式，也能够得到与进行电力线传输通信的之前的第1实施方式中除了(7)、⑶之外的所述⑴ (11)的效果同等或与其相符的效果，并且还能够得到如下列举的效果。(12)功率调节器50与显示装置43之间的通信通过无线通信进行，因此不需要用于通信的布线等，能够提高这样的电力管理系统的配置的自由度。(13)电表四与功率调节器50之间的通信通过无线通信进行，因此不需要用于通信的布线等，能够提高这样的电力管理系统的配置的自由度，并且使其容易使用。其中，上述各实施方式也可以例如以如下方式实施。 在上述各实施方式中，例示了功率调节器50中包括控制单元7和DC分电盘8的情况。但是不限于此，在功率调节器中，只要是能够在电力供给系统中适当地进行电力管理的结构，则也可以包括其他设备，例如AC分电盘、控制箱、室内服务器等，反之，也可以不包括DC分电盘。由此，能够提高功率调节器的结构的自由度，作为电力管理系统也能够提高其使用可能性。 在上述各实施方式中，例示了功率调节器50中设有存储装置50DB的情况。但是不限于此，功率调节器只要能够在其中管理电力信息，则存储装置自身也可以不设在功率调节器中。在这种情况下，以功率调节器能够访问的方式将电力信息事先存储在室内服务器等中等即可。由此，能够提高功率调节器的结构的自由度，作为电力管理系统也能够提高其使用可能性。·在上述第1实施方式中，例示了显示装置43与功率调节器50的交流侧端子台 51连接、并与该功率调节器50进行电力线传输通信的情况。但是不限于此，显示装置也可以与功率调节器的直流侧端子台连接，并与该功率调节器进行电力线传输通信。例如，如图 5所示，在功率调节器50的逆变器部53B的逆变器电路531的直流侧也设置抑制电力线的阻抗下降的匹配电路53N，使直流侧端子台52的端子P与端子N之间的阻抗不下降。另外， 在直流侧端子台52的端子P与端子N设置使电力线传输通信的信号重叠的收发电路78和耦合电路79，收发电路78与交接通信信号的电力线传输通信处理电路75连接。进而，在显示装置43中，设置与直流电力的输入对应并且具有匹配电路的电源部。由此，如图6所示，还能够设为通过交流电力对电表四与功率调节器50之间的通信进行传输的电力线传输通信(PLC)，并设为通过直流电力对功率调节器50与显示装置43之间的通信进行传输的电力线传输通信(PLC)。 根据上述第2实施方式，例示了将显示装置43的电源电力设为向功率调节器50 的直流侧端子台52施加的直流电力的情况。但是不限于此，显示装置43的电源电力也可以设为交流电力，与功率调节器50的通信是无线通信。由此，例如，如图7所示，也可以是如下组合将电表四与功率调节器50之间的通信、以及功率调节器50与显示装置43之间的通信分别设为无线通信，并将电表四、功率调节器50、显示装置43的电源电力设为交流电源。·在上述各实施方式中，例示了通过显示装置43显示功率调节器50的电力关联信息50J的情况。但是不限于此，功率调节器的电力关联信息只要能够由用户识别，则也可以通过与功率调节器50可通信地连接的操作面板40、门禁子机、电视等具有用户界面的设备，能够利用图像或声音来确认。由此，能够提高作为电力管理系统的结构的自由度。 在上述各实施方式中，例示了电表四与系统服务器61通信的情况。但是不限于此，电表也可以经由电线杆上的母机与其他母机通信。由此，功率调节器还能够取得由该电表经由母机通信的其他电表的功率调节器的信息。例如，降压变压器与7 10家住宅连接， 母机按每个降压变压器、或与几个变压器对应的方式设置，因此也可以是电表对母机进行中继，能够与该母机所对应的降压变压器连接的电表进行通信。由此，能够经由电表进行限定为近邻间的相互通信，例如，能够在与近邻的功率调节器之间关于电力的融通交换信息， 或虽然与电力没有直接关系，但还用于以地域限定的告示栏的信息或防犯信息等各种信息等的传递。 在上述各实施方式中，例示了功率调节器50的副子机70兼用作第1通信机构的第2子机和第2通信机构的副子机的情况。但是不限于此，在功率调节器中，也可以分别设有第1通信机构用的第2子机和第2通信机构用的副子机。由此，还能够提高与功率调节器之间的通信的自由度。 在上述各实施方式中，例示了太阳能电池3是电力产生装置的情况。但是不限于此，电力产生装置只要具有产生电力的功能即可，也可以是蓄电池、燃料电池、风力发电装置等。以上，说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限定于这些特定的实施方式，能够进行不脱离权利要求的范畴的多种变更以及变形，这些也属于本发明的范畴之内。
权利要求
1.一种电力管理系统，其特征在于，具备电表，与商用电源的电力系统连接；以及功率调节器，与所述电表、电力产生装置和电气设备连接；所述电表与所述功率调节器经由通信机构交换电力信息。
2.如权利要求1所述的电力管理系统，其特征在于，所述电表与所述商用电源的电力系统连接，根据从该电力系统输入的电力以及向该电力系统输出的电力取得各自的电力信息；所述功率调节器汇集所述电力产生装置的电力信息和所述电气设备的电力信息、以及从所述电表经由所述通信机构取得的从所述电力系统输入的电力的电力信息以及向所述电力系统输出的电力的电力信息，基于该汇集的各电力信息，管理从所述商用电源的电力系统输入的电力以及向该电力系统输出的电力。
3.如权利要求2所述的电力管理系统，其特征在于，还具备显示装置，从所述功率调节器经由通信部取得该功率调节器中汇集的电力信息，将该取得的电力信息可视地显示在显示部上。
4.如权利要求3所述的电力管理系统，其特征在于，在所述通信部中，包括设于所述功率调节器并进行所述电力信息的发送的副子机、以及设于所述显示装置并接收从所述副子机发送的电力信息的通信部。
5.如权利要求4所述的电力管理系统，其特征在于，在所述通信机构中，包括设于所述电表并进行所述取得的电力信息的发送的第1子机、以及设于所述功率调节器并接收从所述第1子机发送的电力信息的第2子机。
6.如权利要求5所述的电力管理系统，其特征在于，所述功率调节器的所述第2子机兼用作该功率调节器的所述副子机。
7.如权利要求2 6中任一项所述的电力管理系统，其特征在于，所述电表还具备以下设备，该设备与管理所述商用电源的电力系统的系统服务器可通信地连接，经由所述通信机构取得所述功率调节器的电力信息，并且将该取得的电力信息传递给所述系统服务器。
8.如权利要求7所述的电力管理系统，其特征在于，所述系统服务器所具有的电力信息经由所述电表被所述功率调节器取得，所述功率调节器还对该取得的电力信息进行管理。
全文摘要
提供一种电力管理系统，其特征在于，具备电表，与所述商用电源的电力系统连接；以及功率调节器，与所述电表、电力产生装置和电气设备连接；所述电表与所述功率调节器经由通信机构交换电力信息。
文档编号H02J7/35GK102598459SQ201080043168
公开日2012年7月18日 申请日期2010年9月6日 优先权日2009年9月29日
发明者国吉贤治 申请人:松下电器产业株式会社