電力使用量計測裝置以及電力管理系統的製作方法
2023-08-03 05:14:31 2
專利名稱：電力使用量計測裝置以及電力管理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種設置在私立配電系統中的需要用戶側的、計測作為收費的依據的各自的電量的使用量的電量計測裝置以及電力管理系統。
背景技術：
在多數的普通家庭中以單相三線式供給電力，從而能夠使用大約100V(以下稱為「基本電壓」)和大約200V(以下稱為「倍電壓」)。
在此，將「基本電壓」設為大致100V，將「倍電壓」設為大致200V，但是這僅是舉例，在本發明中並不限定數值。基本電壓和倍電壓依次為200V、400V等也是可以的。
(計測多個消耗電量)如果通過一臺電錶能夠計測需要用戶所使用的基本電壓以及倍電壓兩者的電力使用量，就比分別單獨設置兩者的電錶更能夠減少電錶需要的設置的容積，從而能夠有效利用建築物的容積。現有的發明如下所述。
在專利文獻7(JP特許3159307)中，是一種監視每個終端負載的電力使用量的發明，網絡的連接列舉有LAN。
在專利文獻8(JP特許3329335)中，是一種輸入多個電流和電壓來計測電力的發明，雖然網絡的連接是通過轉換多電路來計測的方式，但是不能同時計測。
專利文獻9(JP特許3092618)、專利文獻10(JP特許3323469)、專利文獻11(JP特許3160532)等雖然是通過一臺電錶來計測多種電力的專利，但是不能用一臺電錶來計測基本電壓和倍電壓雙方的電力使用量。對此在專利文獻24(JP特許3339495)、專利文獻25(JP特開2003-222645)等的發明的一部分中，通過一臺電錶能夠計測多個負載電路的消耗電力。但是不能與家庭安全和信息家電設備聯動，並且在電力消耗的峰值時不能切斷電力等。
(遠程抄表)由於希望人工費的節省和抄表的正確，以往就希望不用抄表員分別訪問並計測需要用戶的電力等的消耗而從遠處進行計測，這樣的發明也已經存在很多。專利文獻1(JP特開2001-266277)是涉及一種使用PHS和CATV網的遠程抄表方法以及系統的發明。專利文獻2(JP特開2003-242582)是一種以具有模擬電路用和數字電路用兩者的接口為特徵的遠程電量抄表裝置。專利文獻3(JP特開2000-286757)是涉及將電力線載波用通信裝置作為自動抄表系統中的通信線路的發明。
(按時間段的單價)專利文獻4(JP特開2004-233239)在遠程抄表的功能的基礎上，考慮到電力消耗的時間變化，能夠以一臺電錶來計算出例如白天和深夜的不同的時間段的電費。但是在該4個發明的任意一個發明中都不能通過一臺電錶同時抄表計測基本電壓和倍電壓兩者的電力使用量，也不會交互顯示基本電壓和倍電壓的電力使用量。另外，在來自電錶的信號因某種情況而沒有被發送到上位系統時，也不能夠從上位系統對電錶發送信號要求信號。
(利用遠程控制的停止和開始)在需要房屋的電費未付或者從居所離開等的情況下停止電力的供給時，以往是採取操作人員拜訪需要房屋進行電線的摘除作業等的方法。但是由操作人員進行作業需要人力費用，所以為了減少經費而希望能夠遠程控制。在專利文獻5(JP特許3088958)中，能夠從遠處用無線電來進行電力供給的開始和停止，並且能夠確認供電狀況。在專利文獻6(JP特許3202005)中，發明了以RS485通信電路、PHS等連接抄表終端和主計算機的方法。在該發明中，設置在中心的主計算機遠程控制多個電錶自動抄表，同時在峰值時按照重要度判斷是否開關，並進行遠程控制。但是沒有記載具有是否開關的優先的具體的技術內容。
但是根據這些現有技術，通過一臺電錶不能對需要房屋的電力使用量分別計測基本電壓和倍電壓兩者的使用量。另外也沒有在使用超過了一定期間內的電力使用量的預定量時通過停止或者限制電力的供給從而促進需要房屋計劃性的使用電力的功能，另外這些現有技術也不具備在由於設備的漏電或短路等安全上的原因導致瞬間的電力使用量超過規定的值時停止電力的供給的功能。進而這些現有技術也不具備變更需要房屋的合同容量的功能。
(短時間值)專利文獻12(JP特開2001-83182)雖然不僅可以計測使用電力的合計值，還可以計測短時間值，但是對於需要房屋的電力使用量不能遠程計測，另外，不能通過一臺電錶分別計測基本電壓和倍電壓兩者的使用量。
(網際網路家電)涉及網際網路家電的發明為數不少。有專利文獻13(JP特開200344691)，是用於經由網絡來更換內置程序，並且收取更換費用的發明；專利文獻14(JP特開2003-259463)，是用於進行接口不同的網際網路家電設備間的控制指令關聯的發明；專利文獻15(JP特開2002-116923)，是用於提取網際網路家電設備的問題和用戶的不滿來進行分析的發明等。但是，涉及網際網路家電的任意的發明都未帶有電錶。
(對家庭安全電錶的聯動)涉及家庭安全的發明有很多，例如有專利文獻16(JP特開2000-251181)，是用於經由行動電話從外部控制PC控制的家庭安全系統的發明；專利文獻17(JP特開2001-344411)，是經由光纖電纜進行動態圖象的傳輸的發明；專利文獻18(JP特許2788910)是涉及集合住宅中的家庭安全系統的發明，是由傳感器、監視裝置、終端裝置構成的發明等。但是所有的發明都不具有電錶功能。
(遠程，按時間段，自遠處的查看)還有以從專利文獻1到18所述的發明為基礎的進一步增加了便利性的發明。在專利文獻19(JP特開2005-164561)中，解決上述的許多問題，能夠從遠處計測電力使用量，進行按時問段的費用設定、經由網際網路來查看使用量等，但是不具備用於在其間由於災害或事故等的情況而導致通信基礎設施線路中斷時存儲蓄積使用電量的信息存儲裝置，另外不能以一臺電錶來測定基本電壓和倍電壓兩者，從電錶向上位管理機構的信息發送只能按照來自上位管理機構的要求，而不能自行發送。
(網際網路連接)專利文獻20(JP特許3538154)通過網際網路來計測電力等的使用量，並且可以進行參照。但是在該本發明中，附加有電錶的固有的網絡地址。即每次動態連接時不會改變地址，導致費用增加。
(從上位裝置接收程序)在專利文獻21(JP特許3447622)中，在電錶中內置伺服器計算機，並接收代理程序，該代理程序將電力數據收集到數據合計中心。但是要每次測定電力使用量時接收該代理程序而進行工作，並不是常駐而經常工作。
專利文獻22(JP特開2004-4084)是JP特許3447622的分案，從通過信息網絡連接的客戶機可以控制監視攝像機等的周邊設備或檢測工作狀態等。
(用上位管理機構計算電費)在專利文獻23(JP特開2004-233239)中，計量每個時間段的電力使用量並傳輸到設置在管理中心的處理裝置，從而可設定按時間段的費用單價。但是其間不具備長時間的數據的蓄積機構，並且在電力使用量超過了設定量時也不會切斷電力供給。
(遠程開關控制)專利文獻24(JP特許3202005)是設置在中心的主計算機對多個電錶進行自動抄表，並在峰值電力時按照重要度來判斷是否需要開關、並進行遠程控制的發明。但是沒有寫明附有開關是否需要的優先的具體的技術內容。
(遠程抄表)專利文獻1JP特開2001-266277「遠程抄表方法及其系統」；專利文獻2JP特開2003-242582「電量遠程抄表裝置」；專利文獻3JP特開2000-286757「用於自動抄表系統的電力線載波用通信裝置、電力線載波用通信系統以及自動抄表系統」(按時間段的單價)；專利文獻4JP特開2004-233239「電力遠程抄表方法及其系統」(由遠程控制停止和開始)；專利文獻5JP特許3088958「由遠程控制的面向需要房屋的供電管理方法」；專利文獻6JP特許3202005「電力用自動抄表系統」(計測多個使用電量)；專利文獻7JP特許3159307「終端負載的電力監視系統」；專利文獻8JP特許3329335「多電路型電錶、多電路型電錶、多電路型電力因數表、多電路型無效電錶以及多電路型無效電錶」；專利文獻9JP特許3092618「多電路型電錶、多電路型電錶、多電路型電力因數表、多電路型無效電錶、多電路型無效電錶以及多電路型計測儀器」；專利文獻10JP特許3323469「多電路型電錶」；專利文獻11JP特許3160532「多電路型電錶」(短時間值)；專利文獻12JP特開2001-83182「帶平均電量計測功能的感應型電錶」(網際網路家電)；專利文獻13JP特開200344691「家用電器內置程序的管理系統」；專利文獻14JP特開2003-259463「信息家電控制裝置」；專利文獻15JP特開2002-116923「利用網際網路的家電設備的問題診斷方法及其所用的家電設備」(對家庭安全電錶的聯動)；專利文獻16JP特開2000-251181「家庭安全系統」；專利文獻17JP特開2001-344411「以按照區域社區型來綜合提供以家庭安全為首的護理、網際網路、地區信息、圖像傳輸等的服務的中央監視·教育·業務委託三位一體的類型為特徵的業務」專利文獻18JP特許2788910「家庭安全系統」(使用量的遠程計測、按時間段、自遠處的查看)；專利文獻19JP特開2005-164561「電力計測方式」iPB；專利文獻20JP特許3538154「電力等使用量計測核款系統以及電力等使用量計測核款方法」；專利文獻21JP特許3447622「電錶」；專利文獻22JP特開2004-4084「電錶」；專利文獻23JP特開2004-233239「電力遠程抄表方式及其系統」(計測多個使用電量)；專利文獻24JP特許3339495「多電路型計測儀器」；專利文獻25JP特開2003-222645「多電路型電力計測裝置」。
發明的公開發明要解決的問題根據上述的現有技術，由於不能通過一臺電錶同時計測基本電壓和倍電壓兩者的電力使用量，所以為了計測基本電壓和倍電壓兩者的使用量而需要兩臺單個的電錶，需要電錶的設置場所以及配線的佔有空間。
另外，即使能夠在遠程計測電力使用量，也不能進行合同容量的變更。進而，在需要房屋的自我管理的目的下，超過預先設定的一定期間內的電力使用量時、電力的瞬間使用量超過合同容量時、或者由於設備或配線的異常等的安全上的原因而導致超過瞬間消耗時，不能停止或者限制電力的供給。
另外還有，即使進行網絡連接，也不能在遠處查看電力使用的現在或以前的情況。也不能將使用電力以基本電壓和倍電壓來交互顯示。
在從設置在需要房屋側的電錶向供給側傳輸使用電力的狀況的信號因某情況而停止或者欠缺時，也不能從供給側向需要房屋側輸送信號要求的信號。
電錶具備通用的接口也不能與具有網際網路功能的家庭安全設備聯動，也不能通過連接USB攝像機等來觀察室內狀況。不能夠經由接口來進行讀取網際網路家電設備以及窗戶和門等的開閉的記錄、聯機記錄、網際網路傳輸，也不能成為知曉需要房屋的警備狀況或安全與否的幫助。
另外在任何的發明中，都由於沒有裝載有OS(作業系統)，所以每當為了裝載網絡功能等的各種功能時必須對其每個硬體分別作成所有的功能的程序。
用於解決問題的手段本發明提供一種解決上述問題的電力的計測機構以及裝置。
(以一臺電錶對基本電壓和倍電壓兩者進行計測和核款)本發明中針對的電力的計測，對在單相三線之中的、在供給的熱線的一方即正相的熱線和冷線中流動的第一電流ia以及在該線間的第一電壓v1、以及在熱線的另一方即反相的熱線和冷線中流動的第二電流ib以及在該線間的第二電壓v2、以及在雙方的熱線間的負載中流動的第三電流i3以及該線間的第三電壓v3進行計測，從第一電流值ia中減去第三電流值i3，由該值和第一電壓值v1的積來求出第一功率w1＝(ia-i3)·v1，以及從第二電流值ib中減去第三電流值i3，由該值和第二電壓值v2的積求出第二電力值w2＝(ib-i3)·v2，由兩功率值之和來求出基本功率的總使用量w100＝w1+w2＝(ia-i3)·v1+(ib-i3)·v2，根據第三電流值i3和第三電壓值v3的積能夠求出倍電壓單獨的使用功率w200＝i3·v3。由此能夠由一臺電錶來計測基本電壓以及倍電壓的使用電力，並能夠根據兩電壓所對應的費用體系進行核款。權利要求所記載的正相的熱線稱為片相(チツプ相)或T相，反相的熱線稱為環相(リング相)或R相，同樣冷線稱為中性線或N相。上述電流以及電壓的計測為瞬時值，通過在各瞬時值累積每個單位時間，從而能夠計算出使用電量。
(CPU和存儲器)通過在本發明的電錶中裝載CPU、存儲器、輸入輸出裝置，從而如以下說明所示，對於從遠處抄表、從遠處設定合同容量、從遠處停止和開始供電以及配電、不以現有的電錶所示的脈衝計數而是以數值即電文而來上傳發送所計測的電量以及電費等的數值、控制家庭安全等的周邊設備或核款體系不同的基本電壓和倍電壓的電力使用，能夠以各自的費用體系進行計算從而計算出電費。
此外，在本說明書中，針對包含了CPU以及存儲器等的所謂計算機或者運算機構僅記載為中央處理裝置或CPU。本說明書中的CPU所發揮的功能為控制、運算、存儲、輸入輸出。即使不是中央處理而是分散處理也沒有關係。但僅是示例，在本發明中並沒有限定。
本發明的電錶具備存儲機構以及計時機構，通過上述計測法所計測的電力使用量與標準時刻被一起存儲。
另外，該存儲裝置可以預先分別對於基本電壓以及倍電壓進行存儲，並且將每個時間段不同的電力使用量單價分別存儲，在該電錶中計算電費並進行存儲。
另外，該計時機構可以兼備標準時刻取得機構，還可以具備經由廣域通信網來接收標準時刻以及修正時刻的偏差的機構。
(遠程抄表)為了計測各需要房屋的使用電量，為了設置在需要房屋中的電力使用量的計量，通過通信機構來結合電力供給經營者的電力管理設備和設置在需要房屋側的電錶，做成可隨時收集電力使用量的信息的結構。由此配電經營者不必派抄表員到需要房屋巡視就可以進行電力使用量的合計。同時由於可以進行遠程抄表而具有以下優點。如以往所示，為了抄表員巡視抄表而一般將電錶設置在室外。但有時可疑人員看到電錶的運轉就知曉需要房屋內是否有人的在家，而被用於入室盜竊等。本發明的電錶由於能夠設置在室內，所以能夠防止該可疑人員知曉該需要房屋內是否有人在家。
(電力供給側和需要房屋側電錶的連接方式)將網際網路用於對電力供給側即電力公司的管理設備和設置在使用者即需要房屋側的電錶進行連接的通信機構中，從而可以對從供給側向需要房屋側的電錶停止以及開始電力供給等進行控制、要求發送電力使用量的信號、連接電錶與家庭安全設備等並進行控制、經由網際網路而從需要房屋及其朋友等即第三者處來查看電力使用狀況。通過同時設置在網際網路連接時根據加密的不可視化和由密碼保護帶來的禁止未允許訪問功能等，從而能夠保護個人隱私和數據改變。由於需要房屋的用戶能夠查看電力歷時的使用量，從而能夠把握自己的電力使用的趨勢和特徵，由此可有助於計劃減少電力。
(合同容量的變更)預先以大容量的配線將電量供給的配線配線到需要房屋，根據從供給側下載發送來設定合同容量來進行設定，從而無需派操作人員到需要房屋側進行配線工程，就能夠變更合同容量。對於需要房屋，例如可舉出能夠容易且迅速地實現僅在夏天的兩個月之間增加合同容量而在秋天還返回的優點。
(斷路器功能)本發明的電錶能夠以來自上位管理機構的控制來對供電的電力線的接通切斷機構(開閉器、NFB、斷路器等)進行控制。例如要抑制公寓等的區域內的電力使用量峰值時，在供電側和需要用戶之間預先同意以下條件並籤訂合同例如以在盛夏的正午剛過和隆冬的早上等的峰值消耗時停止供電為代價，換取可以便宜支付該供電的電費，在峰值時通過上位管理機構的控制來停止供電的情況下、或者由於未支付需要房屋的費用、離開等理由停止供電的情況下等，有效利用區域內的電力消耗。雖然在電力的短時間使用量超過了合同容量時，通過使用普通的斷路器就能夠發揮功能，但作為該電錶，可以由上位管理機構從遠處進行控制或者通過在該電錶內置的CPU進行條件判斷和控制，來停止電力供給。
同樣也可以從遠處操作再次接通，但是由於安全上的原因等也可以按需要由操作員進行手工作業。由於配線的漏電、設備的短路等的故障等而電力短時間的使用量表示出比預先設定的值大的值時，可以通過電錶所具備的CPU的判斷或者來自上位管理機構的信號，停止電力供給。同樣也可以從遠處操作再次接通，但是由於安全上的原因等也可以按需要由操作員進行手工作業。計測瞬間的電力使用量的時間例如為預先設定好的0.1秒鐘以上的每次提取數據時刻，更優選為每隔0.2到0.5秒的時間。計測的頻率越密就越能夠提高漏電時的安全性，但是另一方面，由於計測數據量變多而需要用於存儲的容量。
(遠程控制供電的停止和開始的功能)由於能夠從電力供給側遠程控制電錶，所以在超過需要房屋預先設定的期限內的電力使用量或者合同容量的上限時，能夠根據來自供給側的信號來遠程停止電力供給。另外在區域內的電力供給量有限制時，例如在盛夏的正午剛過等電力的消耗處於峰值的時間段內，在需要有計劃的減少電力的供給時，可以基於預先同意的條件和合同，通過來自供給側的控制來控制停止或者減少指定的需要房屋的供給電力。同樣，可以籤訂設置一定時期內的使用量的上限、並在超過該上限時停止電力供給的合同。同時在火災或需要房屋未付費用等的情況下，供給側能夠經由網際網路發出指令來停止向需要房屋供給電力。
(時間劃分)考慮到在白天和深夜的基礎上例如改變下午的峰值時間段的單價等。在費用體系中可以新設置甲區以及乙區這樣的分類，在甲區中按以往來提供電力，與此相對，關於乙區可以籤訂確認以下合同以電量的單價變便宜，換取在夏天的正午剛過的電力使用量的峰值時等，需要房屋位於的區域(例如地區或者公寓等)內的電力使用量過大時，根據來自供給側的指令來減少向需要房屋供給的電量或者停止供給電力。對於需要房屋，可以在平時廉價的使用電力；對於供給側，通過抑制峰值電量從而不需要發電廠規模過大，另外從地球規模的視點看來、從節省能量或節省資源的觀點看來都為優選。該分類設定被從上位管理機構下載發送到本發明的電錶，並被存儲在該電錶內置的存儲機構中。
(遠程查看)
關於電力的歷時使用狀況，通過電錶所具備的CPU每隔一定時間向電力供給側進行上傳發送，從而能夠在遠處把握短時間內的電力使用量，例如，有助於位於遠處的親戚等通過電力使用量的變化來知道獨居老人安全與否，需要房屋的用戶通過知道自己電力使用的狀況而了解到浪費，從而促進有計劃的利用電力，或者發現空宅的漏電等。更詳細的敘述，將電錶的數據上傳發送到上位管理機構，在該管理機構蓄積數據，對該蓄積數據設置用戶ID和密碼、或者加密和解碼這樣的信息保護機構，從而能夠經由網際網路查看。
(短時間值)另外，能夠將使用電量數據保持根據存儲器容量而預先設定好的31天以上的電量存儲保持期間、例如經過35天更優選為65天，每隔從10分鐘到2小時之間的任意的電力合計時間、例如能夠每隔30分鐘保持電力使用量的記錄。電錶保持存儲的必要性的功能在於，在某種情況下不能從該電錶向上位管理機構發送電力使用量的信息時，也記錄下電力使用量。
31天這樣的天數是電力供給經營者對需要房屋索取費用的期間即一個月的最長的天數。65天這樣的天數在多數情況下是在從每月一次的抄表日到下個抄表日之間有時由於某種情況而不能從該電錶向上位管理機構發送電力使用量的信息到修復需要的數天時，能夠存儲保持一整個月的電力使用信息的存儲器容量。
雖然關係到需要存儲器容量、電錶的製造費用以及工作時需要確保空的存儲區域，但是兼顧保持電力使用量的優點，所以在本發明中存儲容量更大也無妨。
另外，通過內置的控制程序，能夠帶有自我檢查功能、定期檢查功能。另外能夠實現在LED等的顯示面板上查看使用電量的功能。例如通過按下顯示切換按鈕，從而嵌套式依次循環顯示總使用量、基本電壓使用量、倍電壓使用量。另外，可以設定為在任意的顯示狀態下，經過一定時間後都會返回顯示總使用量，或者根據指令來顯示按時間段或按季節等的各使用量。同樣能夠顯示電力為供給狀態還是切斷狀態。
此時，在因某種的情況而無法從需要房屋側向供給側傳輸信號時，能夠向設置在需要房屋側的電錶輸出信號要求信號(輪流檢測信號)。另外，能夠以數值的電文而不是以現有的電錶所示的脈衝數來輸送要傳輸的電力使用量。為了家庭安全或防止數據傳送錯誤，所發送的電文以被加密，例如可以用電錶加密發送，在接收的外部計測管理機構中解碼等。在此本說明書中，所謂電文是指從電錶向上位管理機構發送電力使用量等的字符串，例如，做成電錶的號碼(IP位址)、時刻、單位時間(30分鐘等)、電壓(基本電壓或倍電壓)、使用電量、分類記號等的這樣的方式。
另外，能夠將使用電量數據保持根據存儲器容量而預先設定好的例如35天或65天，例如每隔30分鐘保持電力使用量的記錄。另外通過內置的控制程序，能夠帶有自我檢查功能、定期檢查功能。另外能夠實現在LED等的顯示面板上查看使用電量的功能。例如通過按下按鈕，從而嵌套式依次循環顯示總使用量、基本電壓使用量、倍電壓使用量。並且，也能夠設定為可顯示對應的電費。另外，可以設定為在任意的顯示狀態下，經過一定時間後都會返回顯示總使用量。同樣能夠顯示電力為供給狀態還是切斷狀態。
(多個接口)電錶具備NIC、RS485、RS232C、PLC、IEEE802等的無線LAN，數據調製等的無線通信、漏電切斷斷路器功能用數據總線、USB等多個接口，由此為了實現各種功能而可以與各種周邊設備連接。例如，是燃氣洩漏檢測器、火災報警器、過熱檢測器、漏水檢測器、衝擊探測器、紅外線入侵檢測器等的各種傳感器、木板套窗或百葉窗的開閉控制、燃氣或者微波爐等的停止機構等。另外接口的規格並不僅是本發明的電錶獨自的規格，也可具備通用的規格，由此能夠與不是面向該電錶專門開發的通用的設備、例如USB式的CCD攝像機、冰箱、空調、微波爐、電視、錄音電話等的信息家電等相連接。上述周邊設備僅為例示，本發明並沒有限定。
(家庭安全支援)通過設置在需要房屋側的開閉器(NFB等)的工作和狀態的控制與火焰檢測器、煙霧檢測器、漏電檢測器、燃氣洩漏檢測器等關聯而停止電力等的安全對策、和對異常例時的適當的操作進行支援，從而能夠提高安全性。例如通過連接帶USB攝像機的話筒等來聯動監視室內，另外也可以對門、百葉窗、窗簾、換氣扇、通風孔等進行開閉控制等。
(OS利用)當利用ASIC或DSP等開發滿足需要功能的產品時，開發的初始費用以及設計期間需要花費，對此，在本發明中通過有效利用Linux、TRON、windowsCE、或者單獨的OS等的OS，僅開發程序就能夠實現，所以可以減少時間以及工序。
將內置於電錶中的接通切斷控制或者運算程序升級為新的版本時、或者例如將IP address從v4改變為v6時、在更新OS自身時，在利用ASIC或DSP的情況下程序的功能更新時都必須更換產品自身，對此，由於在本電錶中裝載有計算機，從而能夠經由網絡進行安裝，從而可以消除降低為了改變程序和IP address而派操作人員到電錶設置場所的必要。使用PLD或FPGA等、可運行程序的硬體也沒有關係。這裡，將IPv4和IPv6大幅度改變也稱為「OS的更新」。
(電錶部和接口部的分離)電錶部和接口部為分別的個體，由此也能夠在設備的維護或更換時減少浪費。但是也可以為一體。
(動態局域地址的使用)另外還對於對各住戶即各電錶分配的IP Address，由於如果對各電錶分配全局的靜態地址(global static address)則需要有需要房屋數目的IP Address而導致價格高，所以在本發明中可取而代之使用動態局域地址。即在位於外部管理中心的上位管理機構中，保持比電錶的個數少的個數的IP Address，各電錶每當通信時對該電錶分配IP Address。特徵在於在上位管理機構(相當於DHCP伺服器)中設置管理表，管理哪個電錶(相當於DHCP客戶端)對應於哪個IP位址，另外此時，可以通過在軟體的基礎上且以雙方向通信來進行管理表的重寫，從而即使IP Address變更也能夠指定是哪個的需要房屋的地址。在使用微波爐或冰箱這樣的網際網路信息家電時通常分別分配靜態地址，對此在利用本發明的電錶時，恰好是以是否具有路由器功能的電錶的方式來動態的賦予IP Address。在該電錶發送接收使用電量的數據中，由於並不象以往的電錶那樣使用脈衝來計量使用量，所以平時不需要連接。由此，上位管理機構確保的IP Address個數為少數即可。在一個例子中，可以對多個需要房屋群即一棟公寓的信息管理室暫時賦予一個IP Address，也可以以巡迴的方式對各電錶賦予該address，從而累積存儲各需要房屋的電力使用量數據，並進行收集。電錶具備處理功能，可自行計算使用電量，在判斷符合配電切斷的條件時，能夠降低向上位管理機構發送信息的頻率，此時連接時間格外縮短。作為極端的例子，上位管理機構也可以僅確保單一的IPAddress，將該IP Address動態的分配給多個電錶，從而連接上位管理機構。能夠這樣處理是由於存儲數據的機構處於電錶中。另外，不適用脈衝而使用壓縮信息量的數字、電文來發送，能夠縮短連接時間。這時也需要在電錶中具有處理功能。
(在同一網際網路區域內保持數據)在本發明中，另外，在將各住戶的使用電量直接輸送到位於外部的管理中心的計測管理裝置之前，相應在有住戶的公寓或者地區內構建集合住宅內區域網路並設置管理室等的下位管理機構，通過將數據暫時蓄積保持在該下位管理機構，從而即使在因地震等的災害導致通信基礎設施線路中斷的環境下，也能夠保持收集數據並能夠計測蓄積數據。對於各住戶的基本電壓的正相以及反相以及倍電壓，可以保持每隔30分鐘的電力使用數據例如保持兩個月以上的期間。該下位管理機構具有外部的通信基本設施即監視廣域網絡的信息傳送功能是否正常工作的機構、和用於區域網路在非常時刻能夠獨自工作的非常電源，在區域網路中斷時將電源切換為非常電源，將電力使用量計測裝置的存儲裝置的存儲信息通過區域網路傳送到非常時刻備份存儲裝置進行存儲。
發明的效果通過利用本發明，通過設置容積極小的一臺電錶就能夠分別計測費用體系不同的基本電壓的電力使用量和基本電壓的大致兩倍的電壓(倍電壓)的電力使用量雙方，從而能夠實現從遠處抄表使用電量，在遠處查看電力使用的情況，進行合同容量的變更，在遠程控制電力供給，一起顯示基本電壓的電力使用量和倍電壓的電力使用量各自的使用量，分別以各自的費用體系計算用電費，維持家庭安全功能，由於裝載有OS而容易改寫程序。另外，就100V而言，能夠分別得到正相以及反相負載的使用電力，從而在例如要知道哪個系統或哪個設備的消耗電力多時，或者要有助於知道漏電或設備的問題、了解正相以及反相的消耗是否有偏差等時，能夠起到作用。
附圖的簡單說明
圖1是總電錶和一電壓單獨電量部的主視圖以及連接圖。
圖2是總電錶的框圖。
圖3是一電壓單獨電量部的框圖。
圖4是電力管理系統的示意圖。
圖5是使用電量計測的示意圖。
圖6表示CPU-1的電力計算流程。
圖7表示CPU-1的功能。
圖8表示基本電壓以及倍電壓的使用電力的計算流程。
圖9表示CPU-2的電力計算功能。
圖10表示CPU-2的功能。
圖11是圖1所示的電錶的側視圖。
附圖標記的說明12變電裝置13集合住宅14居住者的居住區劃16電力計測控制設備21電力計測設備22計測通信線路(區域網路)23計測管理裝置(下位管理機構)25網際網路(廣域網絡)26電量計測裝置27非優先的(低品質的)100V饋線的在線最上遊的遠程切斷機構31切斷的優先順序低的100V饋線32切斷的優先順序高的100V饋線33200V饋線90電力公司或者特定規模的電力經營者(PPSPower Producer andSupplier)91高壓、特殊高壓輸電線101來自電力供給側的熱線(正相)102來自電力供給側的冷線
103來自電力供給側的熱線(反相)104連接總電錶和單個電錶的熱線(正相)105連接總電錶和單個電錶的冷線106連接總電錶和單個電錶的熱線(反相)107電量顯示面板110數據總線連接線117從單個電錶向負載連接的熱線(正相)；基本電壓用118從單個電錶向負載連接的冷線；基本電壓用119從單個電錶向負載連接的熱線(反相)；基本電壓用120從單個電錶向負載連接的熱線(正相)；倍電壓用121從單獨電錶向負載連接的熱線(反相)；倍電壓用141工作確認顯示用LED面板142未付費顯示LED面板143超負載顯示LED面板151總電錶152帶周邊設備控制功能的單個電錶170顯示切換開關208電源的入口209數據總線(RS232C等)210數據總線(RS232C等)308數據總線(RS232C等)309數據總線(RS232C等)310電源的輸出口312斷路器連接口313數據總線(LAN等)314數據總線(RJ485等)315數據總線(RS232C等)316數據總線(USB等)160200V類的負載100V基本電壓
200V倍電壓B200V的配電線的遠程切斷機構BX200V的饋線的遠程切斷機構CX31的饋線的遠程切斷機構DX32的饋線的遠程切斷機構C(1)從31供電而向J(1)配電的線路的遠程切斷機構C(2)從31供電而向J(2)配電的線路的遠程切斷機構C(3)從31供電而向J(3)配電的線路的遠程切斷機構C(N-1)從31供電而向J(N-1)配電的線路的遠程切斷機構C(N)從31供電而向J(N)配電的線路的遠程切斷機構D(1)從32供電而向K(1)配電的線路的遠程切斷機構D(2)從32供電而向K(2)配電的線路的遠程切斷機構D(3)從32供電而向K(3)配電的線路的遠程切斷機構D(N-1)從32供電而向K(N-1)配電的線路的遠程切斷機構D(N)從32供電而向K(N)配電的線路的遠程切斷機構J(1)第一優先的電氣設備J(2)第二優先的電氣設備J(3)第三優先的電氣設備J(N-1)第N-1優先的電氣設備J(N)第N優先的電氣設備(優先順序最末的電氣設備)K(1)第一優先的電氣設備K(2)第二優先的電氣設備K(3)第三優先的電氣設備K(N-1)第N-1優先的電氣設備K(N)第N優先的電氣設備(優先順序最末的電氣設備)ADC-1模擬數字轉換器(正相基本電壓的電流電壓計測用)ADC-2模擬數字轉換器(反相基本電壓的電流電壓計測用)ADC-3模擬數字轉換器(倍電壓的電流電壓計測用)CPU-1總電量計測用中央運算單元CPU-2倍電壓負載單獨的電量計測用以及電力供給控制用中央運算單元CT1電流轉換器(正相基本電壓的電流計測用)CT2電流轉換器(反相基本電壓的電流計測用)CT3電流轉換器(倍電壓負載單獨的電流計測用)L限制器M電力供給切斷用馬達N冷線R 熱線反相(環(リング)相)T熱線正相(片相)RB遠程切斷配電(饋)線的遠程切斷機構RBXRB遠程切斷信號以及RB的狀態信號(連接中或切斷中)的發送接收線路VP1電位差計測器(正相基本電壓的電壓計測用)VP2電位差計測器(反相基本電壓的電壓計測用)VP3電位差計測器(基本電壓單獨負載的電壓計測用)實施發明的最佳方式(實施方式1)以下，針對本發明的實施方式參照附圖進行說明。
在圖4表示使用本發明的電錶的系統的全貌。電力從電力公司或者私立發電廠等，經由配電網91而被供給到普通家庭、工廠、承租的商業樓等。例如在公寓13這樣的集合住宅或者承租樓等中以柵等的變電裝置12來接收電力，經由私立的單相三線式配電網31、32、33將電力分配供給到各室或者各承用人等的需要房屋14。在圖中，31、32、33表示為各兩根、共計了6根，但是在後面如圖5所示，從三線作成各兩根來進行配線。在總電量計測機26中計測該公寓13等中的總電力使用量。電力供給公司基於總電量向作為大宗用戶的公寓自治會13等索取電費，而公寓自治會13基於各室的電量向各室的需要房屋14分別索取費用。電力通過單相三線式配電31、32、33被供給到各室需要房屋14，從而進行基本電壓(作為一個例子大約100V)的供給31、32以及倍電壓(大約220V)33的供給。這樣計測需要房屋14的電力使用量在本發明的電錶16中的計測部21中在每個時刻計測電壓以及電流。所計測的使用電量經過區域網路通信線22，傳輸到下位管理機構23。每隔預先設定好的時間間隔例如0.2秒或者0.5秒，以電文方式發送所測定的電流值、電壓值、電量值等。在下位管理機構23中合計各需要房屋的電力使用量，公寓自治會對各戶需要房屋14索取費用。公寓自治會作為大宗用戶而以便宜的單價得到電力供給，由於將此分配到各戶需要房屋14，所以各戶需要房屋14能夠分別得到比電力合同便宜的電力供給。被設置在公寓自治會的下位管理機構23通過網際網路等的廣域網絡25，傳輸到電力供給側的管理系統43，電力供給公司基於電力總使用量向公寓自治會索取電費。另外需要房屋從設置在室外的顯示終端44通過廣域網絡25也可以查看自己的電力使用狀況。顯示終端可列舉出與網際網路連接的個人電腦等，由於查看場所例如從工作地、旅行目的地、出差地、朋友家、網吧等通過有線或者無線的網際網路傳輸信息，或者從移動中的列車、汽車、計程車、救護車中等通過無線網際網路傳輸信息。
管理系統43例如進行以下判斷和控制。要在夏天正午剛過等需要房屋群13的電力使用量增加時抑制峰值電力。管理系統43在下位管理機構23中計測把握需要房屋群13中的使用量，在判斷電力使用量較多時，使供電切斷裝置DX工作來切斷向一個系統供給的100V的電力供給。對需要房屋14預先籤訂認可以在峰值電力時等優先被切斷的代價換取電力單價便宜的合同。同樣，也可以取代切斷需要房屋群13的供電系統，而在各個需要房屋14中切斷特定的配電系統。在此，BX為200V的饋線的遠程切斷機構，CX是100V的一方的饋線的遠程切斷機構，DX是100V的另一方的饋線的遠程切斷機構。雖然記載了從遠處的管理基地以遠程操作的方式分別切斷一個需要房屋區劃內的多條配電線的機構(B、從C(1)到C(N)以及從D(1)到D(N))，但是這些也可以取捨選擇的來採用。
另外，J(1)為第一優先的電氣設備，J(2)為第二優先的電氣設備，J(3)為第三優先的電氣設備，J(N-1)為第N-1優先的電氣設備，J(N)為第N優先的電氣設備(優先順序最末的電氣設備)，K(1)為第一優先的電氣設備，K(2)為第二優先的電氣設備，K(3)為第三優先的電氣設備，K(N-1)為第N-1優先的電氣設備，K(N)為第N優先的電氣設備(優先順序最末的電氣設備)。
圖1表示本發明的電錶的外觀和連接關係。在圖1中做成兩件組的方式，即上部為總電錶部151、下部為帶有周邊設備的控制功能的基本電壓或者倍電壓單獨的一電壓單獨電錶部152。但是該方式不是在本發明中限定的結構，既可以是一體型也可以按照需要由更多的個體構成。如果本發明的電錶的形狀與在市場上流通較多的現有的型號相同，那是為了在更換電錶時不需要進行新的工程和設計從而方便。
從單相三線的配線向電錶151輸入三根線，即熱線的一方即正相101、冷線(N相)102、熱線的另一方即反相103。從總電錶151向一電壓單獨電錶部152輸出有電力的熱線以及冷線的供給線(與101、102、103依次對應的104、105、106)。總電力顯示面板107是表示基本電壓、倍電壓、以及兩電壓相合的使用量的面板。也能夠顯示對應的費用。
顯示面板141、142、143是依次顯示本發明的電錶正在工作的「工作確認LED」，例如在需要房屋未付費而停止電力的供給時顯示的「費用未付LED」，在漏電等時斷路器工作而停止電力供給時顯示的「超負載LED」等。該顯示面板的內容以及個數不過是例示，在本發明中並不限定。通過CPU內置的控制程序、或者經由區域網路22由上位管理機構43對該顯示進行操作。斷路器可以由本發明的電錶的CPU來操作斷路器，同時能夠與以往同樣的通過人工進行切斷、接通、工作確認等。對於再次接通，在因超負載而切斷電力供給時為了安全確認通常以人工進行操作，但是也可以由上位管理機構43進行遠程操作。該功能不過是例示，在本發明中並沒有限定。電力的供給線117、118、119在基本電壓的一例中對家庭內等的負載供給100V的電力，電力供給線120、121在倍電壓一例中對家庭內等的負載供給200V的電力。將各自的供給作為一個系列僅是舉例，並不限定其數目。
在總電錶151內部具有CPU，其進行電量的計測和顯示，並進行與周邊設備的通信、以及與帶控制功能的基本電壓或者倍電壓的一電壓單獨的電錶部152進行發送接收信號。為了進行與一電壓單獨電錶部152進行發送接收信號而進行連接110。另外例如還具有RS232C等的通用總線，抄表員和操作員可用其連接個人計算機等的設備，也可以有效利用於數據或程序的讀寫。雖然將總線作為RS232C，但不過是舉例，在本發明中並沒有限定其種類以及數目。如果具有多條RS232C總線，則例如通過一條RS232C總線以0.2秒到0.5秒之間的預先設定好的一定的時間間隔連續輸出電力使用量的信號。例如因某種情況而不能發送信息時，為了從電錶等接收信號要求信號(輪流檢測信號)而使用另一個RS232C總線。
另外，具有RS232C總線和RS485總線等，例如抄表員和操作員等可用其連接個人計算機等的設備，有效利用於數據和程序的讀取。也可以連接斷路器。也可以利用USB等的總線與外部的監視攝像機、各種家庭安全設備等進行通信。
對電力進行配電的配線，作為基本電壓用(例如100V)用設為T相117、N相118、R相119，作為倍電壓用(例如200V)設為T相120、R相121，分別例示了一組，但是也可以將基本電壓和倍電壓的一方或者雙方做成多組。上述的費用劃分被分為甲區以及乙區，一方面(例如甲區)除漏電和未付費等的異常時之外正常供給電力，另一方面(例如乙區)在夏天的下午等的峰值電力消耗時，例如區域內或者公寓內等的區域內的電力使用量過多時合同中容許切斷時進行切斷。圖4中兩個100V系統31和32是其一個例子。
經由RJ45等的NIC總線等連接到網際網路。在需要房屋(與個人或法人無關)自己和家庭等的有關人員從遠處查看電力的使用狀況時、還有供給業者重寫內置程序時被有效利用。
可以在內部具備利用PHS的無線電話機功能等這樣的信號的無線發送接收規格，也可以進行信號的發送接收、與設備的連接、網際網路連接等。在此所示的總線的形狀、規格、用途、數量等不過是舉例，在本發明中沒有限定。
另外，將設置在公寓的鄰居之間等的多個本發明的電錶相互連接時，不用有線而用無線的也沒關係。尤其在無線連接時希望設置ID和密碼、或者加密和解碼的信息保護的機構。另外在無線連接時，通過按雛菊鏈方式進行網絡連接，可實現在區域內的網絡中發送電波極弱的小型輕量化的裝置。所述根據以下的理由。即，在管理機構收集信息時，各電錶為了分別向該管理機構發送信息，必須具有充分的發送輸出來進行發送。相對於分別發送，在雛菊鏈方式的發送中，一個電錶依次發送到接近的其他的電錶這樣來蓄積信息，最後將全部信息發送到管理機構。由此，在分別發送中，離管理機構最遠的電錶需要能夠發送到管理機構的發送輸出，對此，在雛菊鏈方式的發送中，只要能夠向相鄰的電錶發送的輸出即可。
在圖2表示電錶151的框圖。單相三線的T相101、N相102、R相103的配線向一電壓單獨電錶152配線輸出供給電力，同時在CT1以及CT2中計測在冷線和T相以及R相中流動的電流(依次ia和ib)，在VP1以及VP2中分別計測T相和冷線間以及R相和冷線間的電壓(依次為v1和v2)。來自電流表CT1、電壓表VP1的信號經過模擬數字轉換器ADC-1、來自電流表CT2、電壓表VP2的信號經過模擬數字轉換器ADC-2，而被輸送到中央處理裝置CPU-1。
在CPU-1中接收R相以及T相的電流值和電壓值，計算使用過的電量，將使用過的總電量輸送到與周邊設備進行通信以及帶有控制功能的一電壓單獨的電錶部152。例如使用RS232C總線發送。另外，能夠在LED等的顯示面板107上實現使用電量的查看功能。例如通常顯示期間內的總電量，通過按下按鈕而能夠嵌套式的循環顯示一個月等的一定期間內的總使用量、100V使用量、200V使用量。另外，在任意的顯示狀態下，經過一定時間後都會返回總使用量的顯示。進而，可以設定為顯示30分鐘等的規定的短時間內的各使用量。該顯示對象不過是例示，在本發明中並沒有限定。
在圖3表示與周邊設備的通信以及帶有控制功能的基本電壓和倍電壓單獨的電錶部152的框圖。
通過來自總電錶部151的配線，接收單相三線的T相、N相、R相(依次為104、105、106)。在圖3中，通過CT3計測倍電壓(在此例如設為200V)的負載流動的電流(i3)，在VP3中通過模擬數字轉換器ADC-3來計測負載的電壓(v3)，在CPU-2中與來自CPU-1的數據的一起利用電壓和電流的積來計算電力(i3·v3)。在圖3中，雖然例示了計測倍電壓(在本例中為200V)單獨的使用電力，但也可以測定在T相或者N相的負載中流動的基本電壓(在本例中為100V)單獨的使用電力。電流以及電壓的計測部位僅是例示，並不限定。在圖3中通過求出基本電壓的一方的使用電力，從而在CPU中實施減法，能夠求出基本電壓和倍電壓的各自的使用電力。
在圖5表示用於計算正相以及反相的基本電壓、以及倍電壓的電壓計以及電流計的設置場所的例子。
使用圖6來表示運算。在CT1中所計測的T相的電流(ia)是在第一基本電壓(正相)下流動的電流(i1)和在倍電壓下流動的電流(i3)之和(ia＝i1+i3)。在CT2中所計測的R相的電流(ib)是第二基本電壓(反相)下流動的電流(i2)和在倍電壓下流動的電流(i3)之和(ib＝i2+i3)。在CT3中對在倍電壓的負載中流動的電流(在本例中為正相；i3)進行計測。由此，如果從在CT1中所計測的電流(ia)中減去在CT3中所計測的電流(i3)，則求出在基本電壓的T相下流動的電流(i1＝ia-i3)，同樣，如果從在CT2中所計測的電流(ib)中減去在CT3中所計測的電流(i3)，則求出在基本電壓的R相下流動的電流(i2＝ib-i3)，通過將各電流與以VP1、VP2、VP3測定時各自對應的電壓相乘，從而求出基本電壓的正相反相各自的使用電量，即依次求出(ia-i3)·v1以及(ib-i3)·v2以及倍電壓的使用電量w200＝i3·v3。求出的正相反相的100V的使用量、200V的使用量、總使用量等可被從CPU-2送到CPU-1，顯示在顯示面板107上。CPU-1以及CPU-2的作用分擔僅是例示，並沒有被限定。也可以進而另外設置CPU，或在一個CPU中進行全部的處理以及計算。
返回圖3，M是用於切斷電力的供給的馬達。在由於漏電或短路等導致電流流動過剩時、超過合同容量時、由於未付費用或離開等的原因而要切斷電力時、根據上述的甲區以及乙區的電力費用劃分的合同要切斷或者限制電力時等，作為斷路器來進行工作。可將冷線設定為在聯動切斷時後打開、在重新打開時先關閉。L是用於確認斷路器功能工作的極限器，檢測出電路是閉合中還是打開中。該馬達以及限制器等只不過例示用於現有的電錶的功能，在本發明中不被限定。
基本電壓或者倍電壓單獨的電錶部152在圖3的例子中對T相104和R相106中流動的倍電壓的電流進行計測，但也可以對T相104和N相105中流動的基本電壓的電流進行計測，或者對R相106和N相105中流動的基本電壓的電流進行計測。電流以及電壓的計測部位以及電力的計算方法僅為例示，在本發明中沒有限定。
另外，從117、118、119向需要房屋所使用的電氣設備供給基本電壓的電力，從120、121同樣向需要房屋供給倍電壓的電力。141、142、143是LED等的顯示面板。
在中央處理裝置中裝載有存儲器，由此能夠在根據存儲器容量而預先設定了使用電量數據的35日或者65日中，每隔30分鐘記錄保持基本電壓和倍電壓各自的使用電量。該天數和時間間隔僅是例示，在本發明中並不限定。
進而能夠通過中央處理裝置內置的程序，針對計測出的電流計算出每個電壓以及每個時間段各自的費用體系，具有在未付費用時停止電力供給的功能，在漏電等時的瞬間電流超過預先設定的值時停止電力供給的功能、自我檢測功能、定期檢查功能。
另外，能夠進行合同容量的變更。可以以預先設定的大容量來設置配線，根據CPU的指令來設定瞬間電量。可以節省操作員在每次容量變更時面向需要房屋交換配線的工作，能夠對減少人力費做出貢獻。
進而，能夠分別在基本電壓和倍電壓中，按時間段設定電力利用的費用。對在CPU以及附帶的存儲功能內置的控制以及運算程序進行預先存儲設定，例如在深夜(例如23點以後到早上5點)同時將基本電壓以及倍電壓的費用設定為廉價，將電力使用峰值時(例如從中午到16點)設定為高價，將這些以外的時間段的費用單價設定為中等。
雖然將時間段的劃分在此所示的例子中做成四個分類(從早上5點到正午、從正午到16點、從16點到23點、從23點到早上5點)，但是到底只是例示，在本發明中並不限定。可以通過來自外部的雙方向通信來自由設定劃分的數目以及時間段的劃分方式。
按同樣的考慮方式，也可以進行每個季節的設定。對於夏天(例如從6月到9月)設定最高單價等。還有能夠組合時間段和季節，將夏天(從6月到9月)的峰值時(從正午到16點)作為最高費用單價，依次設定其他季節以及時間段的費用單價。
另外，可以將每個季節的時間段的使用量存儲到CPU中，在電錶上顯示或發送到外部的計測管理裝置。
另外，可以同時對於一年中的每天以30分鐘劃分來存儲使用電量，將其中的最高值(所謂的需求電力)與產生時刻同時記錄，按需要對外部的計測管理裝置等輸出。從而能夠正確把握例如盛夏的正午剛過或者隆冬的早上等的電力使用的峰值。
在此所示的時間段和季節的劃分的設定始終僅是例示，在本發明中並沒有限定。
另外還有，本發明所述的電力的使用量的發送不是以現有的電錶所視的脈衝數發送，而是以數值的電文進行。電文發送是運行程序自動的定期發送，或者通過來自上位管理機構43的指示來發送。如現有的電錶所示，計量使用量時電錶必須經常與上位管理機構連接，對此，在本發明的電錶中，用電文間歇性上傳發送數據，所以不需要經常連接。
進而，本發明的電錶中內置有時鐘，進行時間段以及季節的劃分的管理。另外該時鐘根據來自外部的計測管理裝置等的指令能夠設定時刻以及日曆，可以將本電錶與外部設備的日曆以及標準時刻調整一致。
另外還有，對於各住戶即對各電錶分配的IP Address，由於全局靜態地址價格高，所以本發明每當通信時取而代之將廉價的動態局域地址分配給該電錶。其特徵在於在位於外部的管理中心的上位管理機構中設置管理表，管理哪個電錶對應於哪個IP位址，另外此時，可以通過在軟體的基礎上且以雙方向通信來進行管理表的重寫，從而即使IP Address變更也能夠指定是哪個的需要房屋的地址。
在本發明中，另外，將各住戶的使用電量不直接發送到位於外部的管理中心的計測管理裝置，並且，通過在有住戶的公寓或者地區內的管理室23等中設置數據蓄積機構，從而即使是因地震等的災害導致通信基礎設施線路中斷的環境下，能夠保持收集數據並計測蓄積數據。對於各住戶，例如保持每隔30分鐘的數據達兩個月以上。該管理裝置由獨立的電源驅動，即使廣域網絡25中斷，也能夠收集保持需要房屋群13內的數據。
權利要求
1.一種電力使用量計測裝置，通過正相和反相的交流熱線和冷線的三線進行供電，通過供給基本電壓和倍電壓的三線式供電，分別以基本電壓和倍電壓來計測供電目標的電力消耗量，其中所述基本電壓是正相的熱線和冷線間的電壓或者反相的熱線和冷線間的電壓，而所述倍電壓是正相的熱線和冷線間的電壓和反相的熱線和冷線間的電壓之和，其特徵在於，具備從一方的熱線經由負載而到冷線的第一電流值ia的計測機構；一方的熱線和冷線間的第一電壓值v1的計測機構；從另一方的熱線經由負載而到冷線的第二電流值ib的計測機構；另一方的熱線和冷線間的第二電壓值v2的計測機構；從一方的熱線經由負載流動到另一方的熱線的第三電流值i3的計測機構；一方的熱線和另一方的熱線間的第三電壓值v3的計測機構；標準時刻的計時機構；從0.1秒到1秒的每次提取數據的時間的設定機構；從10分鐘到2小時的電力合計時間的設定機構，具備每隔由上述每次提取數據的時間的設定機構所設定的每次提取數據的時間間隔，通過第一、第三電流值和第一電壓值的計測機構來輸入電流電壓值，從第一電流值ia中減去第三電流值i3，將該差值ia-i3和第一電壓值v1相乘，從而得到基本電壓所消耗的第一瞬時電力值w1的機構；每隔由上述每次提取數據的時間的設定機構所設定的每次提取數據的時間間隔，通過第二、第三電流值和第二電壓值的計測機構來輸入電流電壓值，從第二電流值ib中減去第三電流值i3，將該差值ib-i3和第二電壓值v2相乘，從而得到基本電壓所消耗的第二瞬時電力值w2的機構；每隔由上述每次提取數據的時間的設定機構所設定的每次提取數據的時間間隔，由得到上述第一、第二電力值的機構輸入第一瞬時電力值w1和第二瞬時電力值w2，將第一瞬時電力值w1和第二瞬時電力值w2相加而得到基本電壓瞬時電力的機構；每隔由上述每次提取數據的時間的設定機構所設定的每次提取數據的時間間隔，由上述第三電流、電壓值的計測機構來輸入電流電壓值，將第三電流值i3與第三電壓值v3相乘，從而求出倍電壓瞬時電力的機構；每隔由上述每次提取數據的時間的設定機構所設定的每次提取數據的時間間隔，輸入上述基本電壓瞬時電力，將該瞬時電力和每次提取數據的時間相乘而得到基本電壓電量的機構；將上述基本電壓電量累積相加直到經過了由電力合計時間的設定裝置所設定的合計時間，將相加值作為設定合計時間內的基本電壓電力消耗量，與標準時刻以及累積相加的基本電壓電量數據一起存儲到存儲機構，然後清零相加值的機構；每隔由上述每次提取數據的時間的設定機構所設定的每次提取數據的時間間隔，輸入上述倍電壓瞬時電力，將該瞬時電力和每次提取數據的時間相乘而得到倍電壓電量的機構；將上述倍電壓電量累積相加直到經過了由電力合計時間的設定裝置所設定的合計時間，將相加值作為設定合計時間內的倍電壓電力消耗量，與標準時刻以及累積相加的倍電壓電量數據一起存儲到存儲機構，然後清零相加值的機構，而且該電力使用量計測裝置兼備有31天以上的電量存儲保持期間的設定機構，使與標準時刻一起存儲到存儲機構的機構，對該存儲機構已經存儲的基本電壓電力消耗量和倍電壓電力消耗量的標準時刻進行判定，刪除經過了上述電量存儲保持期間的記錄，從而改寫新的電力消耗量。
2.如權利要求1所記載的電力使用量計測裝置，其特徵在於，兼備有信息通信機構，該信息通信機構經由網絡與處於遠處的上位電力管理機構連接，由上位管理機構所設定的每次提取數據的時間、電力合計時間、電量存儲保持期間，被從上位管理機構經由網絡和信息通信機構，而下載發送到每次提取數據的時間的設定機構、電力合計時間的設定機構、電量存儲保持期間的設定機構，將與標準時刻以及累積相加的基本電壓電量數據一起被存儲到存儲機構中的基本電壓電力消耗量、和與標準時刻以及累積相加的倍電壓電量數據一起被存儲到存儲機構中的的倍電壓電力消耗量，從信息通信機構經由網絡而上傳發送到上位電力管理機構。
3.如權利要求2所記載的電力使用量計測裝置，其特徵在於，兼備有進行供電的電力線的接通切斷機構，並且上位電力管理機構兼備有該接通切斷機構的控制機構，該控制機構的接通切斷控制是基於從信息通信機構經由網絡而上傳發送到上位電力管理機構的基本電壓電量數據、基本電壓電力消耗量、倍電壓電量數據、倍電壓電力消耗量的，從上位管理機構經由網絡和信息通信機構下載發送接通切斷控制的指令信號；或者，該電力使用量計測裝置兼備有進行供電的電力線的接通切斷機構與該接通切斷機構的控制機構，該控制機構的接通切斷控制程序是基於從信息通信機構經由網絡而上傳發送到上位電力管理機構的基本電壓電量數據、基本電壓電力消耗量、倍電壓電量數據、倍電壓電力消耗量的，從上位電力管理機構經由網絡將接通切斷控制程序下載發送到電力使用量計測裝置的控制機構。
4.如權利要求1～3的任意一項所記載的電力使用量計測裝置，其特徵在於，具備無線通信機構以及無線通信接口、以及/或者對配置在饋線上的漏電切斷斷路器進行接通切斷的機構和用於發送該接通切斷信號的接口、以及/或者用於接收配設在電力使用量計測裝置的設置部位附近的傳感器的信號的接口、以及/或者配置在電力使用量計測裝置的設置部位附近的開閉門的開閉動作機構和用於發送該接通切斷信號的接口、以及/或者與具有USB規格的接口的電氣電子產品連接的接口。
5.一種電力管理系統，由上位電力管理機構、和配設在集合住宅的管理室中的下位電力管理機構以及配設在集合住宅的各戶中的權利要求1所記載的電力使用量計測裝置構成，上位電力管理機構和下位電力管理機構經由廣域網絡相連接，下位電力管理機構和多個電力使用量計測裝置經由集合住宅內區域網路相連接，其特徵在於，下位電力管理機構具有廣域網絡的信息傳輸功能的監視機構、區域網路的非常時動作控制機構、非常時備份存儲機構；用於區域網路的非常時動作的非常電源，在廣域網絡的信息傳輸功能的監視機構檢測出異常時，區域網路的非常時動作控制機構進行控制而將電源切換為非常電源，將電力使用量計測裝置的存儲機構中的存儲信息經由區域網路傳送到非常時備份存儲機構進行存儲。
6.一種電力管理系統，由上位電力管理機構、和配設在集合住宅的各戶中的權利要求1所記載的電力使用量計測裝置構成，上位電力管理機構和多個電力使用量計測裝置經由網絡相連接，其特徵在於，具備經由網絡與上位電力管理機構相連接的、兼備查看存儲在該上位電力管理機構中的信息時的查看限制機構的機構。
7.一種電力管理系統，由上位電力管理機構、和配設在集合住宅的各戶中的權利要求2所記載的電力使用量計測裝置構成，上位電力管理機構和多個電力使用量計測裝置經由網絡相連接，上位電力管理機構對多個電力使用量計測裝置分配動態IP位址，兼備作為進行網絡連接的動態IP位址管理伺服器的功能，其特徵在於，上位電力管理機構具有登記了多個的IP位址候補的存儲機構；動態IP位址的分配機構；動態IP位址管理機構，該動態IP位址管理機構在每個被設定的電力合計時間內，從登記的多個的IP位址候補中選擇性採用連接到電力使用量計測裝置用的動態IP位址，從而將電力使用量計測裝置連接到網絡。
8.一種電力管理系統，由上位電力管理機構、和配設在多個集合住宅的各管理室中的多個下位電力管理機構以及配設在集合住宅的各戶中的權利要求1所記載的電力使用量計測裝置構成，上位電力管理機構和多個下位電力管理機構經由廣域網絡相連接，上位電力管理機構對多個下位電力管理機構分配動態IP位址，兼備作為進行廣域網絡連接的動態IP位址管理伺服器的功能，其特徵在於，權利要求1所記載的電力使用量計測裝置兼備有信息通信機構，該信息通信機構與配設在集合住宅的各管理室中的下位電力管理機構經由集合住宅內區域網路相連接，由上位管理機構所設定的每次提取數據的時間、電力合計時間、電量存儲保持期間，被從上位管理機構經由廣域網絡下載發送到下位電力管理機構，並且經由集合住宅內的區域網路，下載發送到配設在集合住宅的各戶中的電力使用量計測裝置的每次提取數據的時間的設定機構、電力合計時間的設定機構、電量存儲保持期間的設定機構，將配設在集合住宅的各戶中的電力使用量計測裝置的、與標準時刻以及累積相加的基本電壓電量數據一起被存儲到存儲機構中的基本電壓電力消耗量、和與標準時刻以及累積相加的倍電壓電量數據一起被存儲到存儲機構中的倍電壓電力消耗量，從信息通信機構經由集合住宅內區域網路而上傳發送到下位電力管理機構，並且經由廣域網絡上傳發送到上位電力管理機構，上位電力管理機構具有登記了多個的IP位址候補的存儲機構；動態IP位址的分配機構；動態IP位址管理機構，該動態IP位址管理機構在上述上傳發送和下載發送時，從登記的多個的IP位址候補中選擇性採用連接到下位電力管理機構用的動態IP位址，從而將下位電力管理機構連接到廣域網絡。
9.如權利要求8所記載的電力管理系統，其特徵在於，集合住宅內的區域網路是相鄰數據通信網絡，該相鄰數據通信網絡對於配設在集合住宅的各戶中的電力使用量計測裝置相鄰的電力使用量計測裝置，以有線或無線的方式來發送接收數據，一個電力使用量計測裝置的存儲數據被依次傳送到相鄰的其他電力使用量計測裝置中，並累積存儲，累積存儲集合住宅的全部的存儲數據，並將其傳送到下位電力管理機構。
10.如權利要求5～9中的任意一項所記載的電力管理系統，其特徵在於，電力使用量計測裝置對計測機構、存儲機構、設定機構、信息通信機構進行控制，在具有CPU(中央處理裝置)和CPU專用存儲器的同時，電力使用量計測裝置具有作業系統重寫機構，該作業系統重寫機構以由上位電力管理機構經由網絡傳送來的數據來重寫上述CPU專用存儲器的CPU作業系統程序。
全文摘要
一種單相三線式電錶，具備中央運算裝置、存儲機構、通信機構、各種接口，由此能夠從上位管理機構來測定使用電量、變更合同容量、控制供電配電的停止和開通、簡單更新程序，例如每隔0.2秒計測出在100V的T相和R相中流動的電流(ia和ib)、T－N間以及R－N間的電壓(v1和v2)、200V的負載中的電流(i3)和電壓(v3)，100V的使用功率為W100＝(ia－i3)·v1+(ib－i3)·v2，同樣200V以W200＝i3·v3求出，每30分鐘合計使用功率，從而能夠詳細計測電力使用狀況、並能夠與燃氣洩漏檢測器和火災報警器聯動、開閉木板套窗或百葉窗、控制停止網際網路家電的動作，使用動態IP Address進行通信，從而能夠廉價的進行通信。
文檔編號H02J3/00GK1981198SQ20058002274
公開日2007年6月13日 申請日期2005年7月5日 優先權日2004年7月5日
發明者上農康弘, 矢野哲也 申請人:Ipps株式會社