JPS6169332A - 需要に応答して負荷制御可能な電力量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 荷制御を行なうことのできる需要メータに関わる。

過去長い年月にわたって、電力会社は需要家の敷地内に
設置した電力量計を利用して電力消費量を測定してきた
。電力量計はノ＾本的には所定時間中の電力総消費にを
測定積算する。電力会社は料金計算期ｆｌｌ＋が終わる
ごとに消費電力量を検針し、これに単位料金（コス）　
ＫＷ／時）を乗算し、各需要家に請求書を発、１　　　
　　行するのが普通である。

近年、ある期間中の電力消費量と他の期間中の電力消費
量とを弁別できるタイム・オブ１１１−ス０ノータを（
ｔ＋ｒａｅ−ｏｆ−ｕｓｅ　ｍｅｔｅｒ）を設置する電
力会社が現われた。どの電力会社にもベースとなる発電
能力があり、電力使用ｊハがピークとなる時期には多分
燃料コストが比較的高くつく予備発電所を利用するか、
さもなければ他の電力会社から電力を買わねばならぬ事
態となるおそれがあるだけに、電力会社にとって電力使
用期間の弁別は重要である。そこで、タイム・オブ・ユ
ース−メータ、実績に照らして需要がピークに達する期
間中は料金を高くすることでこの期間中の電力消費を抑
制することができ、逆に、実績に照らして需要が低い期
間中には料金を低くすることでこの期間中の電力利用を
促進することができる。電力会社にとて、このような多
重料金方式には少なくとも２つの有益な効果がある。第
１に、ピーク期間に高い料金を課することにより、電力
会社は高い電力供給能力を要求する需要家からの収入を
増加することより、電力会社の全体的な負担が平均化さ
れるように需要家が電力使用を調整する誘因を与えるこ
とになる。

正しく機能するための条件として、タイム・オブ・ユー
ス・メータは計時能力を備えていなければならない。代
表的な例では、このタイムΦオプｅユース・メータは日
時を刻むことのできるマイクロプロセッサを含む。マイ
クロプロセッサには例えば６（１Ｈｚパルス列のような
入力信号が供給され、これによってマイクロプロセッサ
は正確に計時することがでに、曜日、月及び春夏秋冬を
含むカレンダを維持しながら動作するように構成するこ
とは容易である。週日、週末、休■、四季の違いに応じ
て異なる料金を設定する場合、このようなカレンダ能力
は有利である。

電力会社はたまた、所定の期間、たとえば、１回の料金
計算期間中における需要家の電力最高需要値、即ち、ピ
ーク需要を検知、記憶する需要メータもすでに採用して
いる。需要メータを使用する場合、需要家は料金計算期
間に消費された総キロワット時及び需要家の最高ピーク
需要の双方に基づく料金で使用量を請求される。これに
より電力会社は総電力需要に占める各需要家の割合いに
基いて需要家に対する料金を引上げることができる。

多くの場合電力会社は電力消費量の高い期間において負
荷の切り離しを可能にする負荷制御端末装置を採用しつ
つある。この期間中に切り離されるのは重要度の低い、
あらかじめ定められた装置、たとえば湯わかし器や空調
設備などである。負荷制御端末装置を採用する場合、種
々の負荷切り離し技術を利用することができる。

負荷制御方法の一例と゛して、電力会社がその電力供給
量を集中制御室で測定し、需要家による総消費量が一部
レベルに達すると、需要家敷地に設置されている個々の
負荷制御端末装置にむかって信号を出力し、この指令信
号に応答して負荷制御端末装置が負荷の一部を切り離す
。例えば、供給電力が最大合計に近づ′きつつあること
を電力会社が検知すると、特定域の負荷制御端末装置に
対して信号を出力し、関連の湯わかし器への給電を自動
的に断つ。それでも電力会社の供給電力を充分に軽減で
きないことが判明したら、負荷制御端末装置に次の信号
を送って、関連の空調設備に対する給電を直ちに断てば
よい。これによって電力会社は需要家が自社の電力供給
能力を超過する可能性を軽減することができる。しかし
、このような自動配電方式には明らかに欠点がある。例
えば、電力会社が集中制御室から個々の需要家の敷地内
に設置されて′”　　　　いる負荷制御端末装置に対し
て確実に信号を送るには比較的複雑な通信システムが必
要でか考えられる。

電力会社が利用できる他の負荷制御方法として、各需要
家の敷地内にタイマーを設置すう方式がある。この方式
を採用すれば複雑な通信システムの必要はなくなるが、
電力会社は将来のピーク電力需要時間を正確に予測でき
なければならない。さもないと、電力会社の供給電力が
ピーク需要のレベルでない時に需要家の負荷が不当に切
り離されることになる。その結果、需要家の不便が増大
し、しかも電力会社にとって直接的な利益は全くない。

従って、この方式では電力会社がその経験に基づいて将
来のピーク需要時期を正確に予想できることが必要条件
である。

よ 本発明の主な目的は過去のデータに懐って得られる電力
会社の全体的な電力需要量プロフィルに合わせて負荷制
御システムを設定することで各電力需要家への対応を可
能にする、需要に応答できる電力量計を提供することに
ある。

この目的を達成するため、本発明は電力消費量を測定す
る第１測定手段と、それぞれが所定の前記電力消費量を
表わす一連のパルスを出力するパルス出力手段と、一連
のタイミングパルスを出力するタイマと、前記タイマと
協働し、需要時間インターバルを測定する第２測定手段
と、前記パルス出力手段と協働し前記需要時間インター
バル中に消費される前記電力消費量を算定する算定手段
と、第１需要限界値を設定する第１設定手段と、前記需
要時間インターバルに消費された前記算定電力消費量を
前記第１需要限界値と比較し、前記需要時間インターバ
ルに消費された前記算定電力消費量が前記第１需要限界
値を超えると信号を出力する比較手段と、前記比較手段
からの前記信号に応答してリレーを作動させる手段とか
ら成ることを特徴とする、需要に応答して負荷制御可能
な電力量計を提案する。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。

以下の開示内容から明らかなように、需要メータ、タイ
ム・オブ・ユース・メータ及び負荷制御端末装置の長所
を利用する電力量計を実現できれば有利である。このよ
うな電力量計は個々の需要家の需要量を測定すると共に
、所定の需要量を超過したら需要家の比較的重要度の低
い負荷を切り離すことを可能にする。さらに、多くの場
合タイム・オブ・ユースメータに使用されるタイマ一手
段を組込めば、この需要メータにより、時刻または曜日
に応じて種々の異なる限界レベルを提供することができ
る。このような性ＩＦを備えた需要メータならば特定の
需要家が所定の需要限界レベルを超えそうになった場合
にだけ、所定の時点に需要家の負荷を切り離すようにセ
ットできる。このような需要メータはクロッり性能とカ
レンダ性能を備えているから、複数の需要限界ｍを、そ
れぞれ異なる時刻または曜日に割当てられた各需要限界
値と併用することができる。

このような需要メータの重要な利点としては、すべての
需要家に対して同じ対応をしなくてもよいことがあげら
れる。例えば、極めて少ない電力しか使用しない需要家
には、たとえ電力会社にとってはピーク需要時であって
も、負荷切り離しに伴なう不便を強いる必要はない。こ
れに反して、自動配電方式の場合、個々の消費によって
消費される電力レベルに関係なく、負荷制御端末装置に
指令を送って負荷切り離し操作を命令するのが普通であ
る。ピーク時においては、電力消費量が高い需要家も低
い需要家も全く同じにあつかわれる。このような需要メ
ータは特定の時刻に重要度の低い設備への給電を断つだ
けでなく６　　　　　・複雑４料金ｘ　？　ｕ　ｘ　−
Ｊｌ／を実施す６０ともできるから、上記タイマ一方式
よりも有利である。

このような需要メータを使用することにより、電力会社
は時刻、及び祝祭日をも含む曜日に応じてピータ需要、
半ピーク需要及びベースレベル需要の時間を設定するこ
とができる。この場合、これら３種類の時間の開示時点
及び終了時点に合わせて各需要メータをプログラムすれ
ばよい。３種類の時間（たとえば、ピーク、半ピーク及
びベースレベル）のそれぞれに固有の需要限界レベルを
割当てるにのようにすれば、需要メータは関連需要家の
需要レベルを検知すると共に、妥当な需要限界レベルを
検知し、両者の値を比較してこの需要家の重要度の低い
負荷を切り離すべきかどうかを判定する。たとえば電力
会社にとってピーク需要時であっても、需要家の電力消
費が低レベルなら、その負荷を切り離す必要はなく、た
とえば電力会社にとって低レベル需要時であっても、需
要家の電力消費が極めて高いレベルにあれば、この需要
家の低重要度負荷のいくつかが切り離されることもあり
得る。このようにして多様な負荷切り離しアルゴリズム
を採用することができる。

このような需要メータは電力需要家にとっても有利であ
る。たとえば、電力会社はピーク需要時に高い料金を課
する場合があるから、需要家は料金計算期間全体を通し
たエネルギー経費を節約するためピーク時における電力
の使用を意図的に制限しようとするかもしれない。この
特定需要家の需要が電力会社側のピーク需要時に定めら
れている限界に達するとこの需要家の負荷の一部を切り
離すように需要メータが設定されておれば、電力料金が
最も高い時に負荷切り離しが行なわれるから、需要家の
総電力コストが著しく軽減されることになる。

ここではそれぞれが所定の電力消費量を表わす一連のパ
ルスを出力する手段と協働する電力量計を利用する。種
々のパルス発生器がすでに当業者に公知であり、１９７
７年７月５日付Ｍｃｃｌａｌｌａｎｄ米国特許第４．０
３４．２９２号は回転運動を伴なうメータからメータ・
データ・パルスを発生する光学電子式パルス発生器を開
示している。このパルス発生器にはクロック総安定論理
回路などの低出力デジタル集積回路素子を含むソリッド
ステート・パルス発生器回路が利用される。また、Ｍｃ
Ｃ１ｅｌｌａｎｄ他の１９７５年４月１５日付は米国特
許第３，８７８，３９１号は３！！式リモート・メータ
・テレメトリ装置用の放射計式パルス発生器を開示して
おり、このパルス発生器は電力量計の所定回転量に応答
して所要のパルス・レートを発生するよターン・ドラム
を含む。本発明は各種のパルス発生器のいずれかをも利
用することができる０本発明の電力量計において、パル
ス発生器の主な機能は各パルスが所定の電力消費量を表
わすパルス列を出力することにある需要時間インターバ
ルを測定する手段と共にタイマを組込む。タイマは周波
数が既知のタイミングパルス列を常時出力できるものな
らいかなる装置でもよい。たとえば、ＢＯＨｚ信号を利
用することによってこのクロック信号を得ることができ
る。当業者には公知であるが、このような信号を利用す
ることでクロック手段とすることができる。需要時間イ
ンターバルとはパルス発生器からのパルスを累計するこ
とによって、電力消費量が測定される時間間隔の実測値
であり、この構成の代表例では需要時間インターバルは
約１５分である。

ただし、これとは異なる時間長であっても容易に対応す
ることができる。木質的には所定の時間が経過するまで
タイマからのパルスをカウントすることで需要時間イン
ターバルが求められ、連続する複数の需要インターバル
のそれぞれにおいて、電力消費パルスが累計される。こ
のパルスの累計値は敷地内に需要２１　　　　　　メー
タが設置されている消費者の電力需要量を表わす。各需
要インターバルの終わりにこの特定インターバルの需要
が複数の需要限界レベルのうちの１つと比較される。需
要限界レベルは１需要インターバル中の所定電力消費用
を表わす。ここでは説明の便宜上、３通りの需要限界レ
ベルを想定する。

多くの場合、電力会社は時間を３つの基本的カテゴリー
に分割する。即ち、ピーク期間、半ピーク期間及びオフ
・ピーク期間である。当業者は場合によって半ピーク期
間をショルダ一時間、オフ・ピーク時間をベースΦレー
トと呼ぶ。名称に関係なく、この３通りの時間は電力会
社にとっての３通りの所定電力消費レベルを表わし、こ
の３通りの需要レベルのタイミングは個々の電力会社が
過去の経験に基づいて予想することができる。

このような需要メータはクロック能力を備えているから
、クロックとカレンダを維持することができる。クロッ
ク及びカレンダ能力を利用すれば、所定の時間において
需要限界レベルを取り換えることができるから、電力会
社の予想される総合的な需要量プロフィルに基づき、時
刻及び曜日に応じて異なる需要限界レベルを選択するよ
うに需要メータをあらかじめプログラムすることができ
る。

あるインターバルの需要がそのインターバルの所定需要
限界レベルを超えていることを需要メータが検知すると
、この事実を指示する信号が出力される。この信号に応
答して需要メータが種々の反応をすることができる。

ここでは、需要家の敷地内の低重要度負荷と直列に接続
する常閉接点を作動させる。この常閉接点はたとえば湯
わかし器や空調設備と協働させることができる。同時に
インジケータを作動させて低重要度負荷の切り離しを指
示することもできる。インジケータとしては、点灯式な
どの適当な通報装置を採用すればよい。これによって需
要家は負荷が切り離されたことを指示する。次の需要イ
ンターバルにおける電力消費量がそのインターバルで定
められた需要限界レベル以下ならば、接点が作動を解か
れ、低重要度負荷が再び給電される。需要メータは需要
インターバルが需要限界レベルを越えると直ちに負荷を
切り離すように構成できるが、需要限界超過の検知に続
く１需要インターバルにわたって負荷切り離しを遅延さ
せ、需要限界を超えない需要インターバルが現われるま
でこの状態が維持されるように構成することも可能であ
る。

需要メータにマイクロプロセッサを組込み、これによっ
て電力消費パルスを累計し、需要インターバルごとのイ
ンターバル需要量を関連の需要限界レベルと比較する。

複数の需要インターバルと限界レベルをランダム・アク
セス・メそり（ＲＡＭ）に記憶させることができる。マ
イクロプロセッサは負荷切り離しを行なうリレーを作動
させたり１作動を解いたりする能力をも備える。

本発明の需要メータは過去のデータによって決定される
電力会社の総合的な電力需要祉プロフィルに基づく負荷
制御システムを提供することにより１個々の需要家を個
別に扱うことを可能にする。需要メータは電力会社側に
とってのピーク電力需要期間インターバルと個々の電力
需要家の実際の電力消費量とに基づいて負荷切り離しの
決定を下す。

第１図は電気的負荷と電気的に接続された本発明の装置
を示す作用ブロー２タダイヤグラムである。需要メータ
１２はランダム番アクセス・メモリ（ＲＡＭ）装置１６
と協働するマイクロプロセッサ１４を含む。本発明の好
ましい実施例では、マイクロプロセッサ１４として、Ｍ
ｏ５ｔｅｋ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製ノＭＫ３８Ｐ７
０１０２または３Ｂ７０／　４０型を採用し、ＲＡＭ　
＋１３としては■ａｒｒｉｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製
の６５１４または６５６１型を採用する。

マイクロプロセッサ１４はクロック及びカレンダ・シス
テムを内蔵するように構成されており、タイミングパル
ス供給源１８がライン２〇−”　　　　　を介しエフイ
ヶ。プ。ヤ７す１４．、タイ５．グパルス列を供給する
。マイクロプロセッサ１４は周波数一定のこのタイミン
グパルスを時間の基本中位として利用することのにより
、クロック変数及びカレンダ変数の双方を維持する。タ
イミングパルス供給［Ｈ＆としては、当業者に公知の各
種装置のうち、任意のものを採用すればよい。たとえば
、電力線からの６０１１ｚ信号を利用してもタイミング
パルスを提供できる。マイクロプロセッサ１４はライン
２０を介してクロックパルス列を受信し、１秒間が経過
するまでパルスをカウントする。次いで１分間が経過す
るまで秒数なカウントし、以下同様の手順で、秒、分、
時、■、週、月、及び年を中位とする時間経過をモニタ
する。

うるう年の日時を起点としていったんスタートすえば、
マイクロプロセッサ１４は常に１組のカレンダ及びクロ
ック変数を維持し、これによって常時正確な日時を把持
することができる。

マイクロプロセッサ１４はライン２４を介してマイクロ
プロセッサＩ４にパルス列を供給するパルス発生器２２
と接続されている。パルス発生器２２としては、上述し
たような公知のパルス発生器の１つを使用すればよい、
ライン２４を介してマイクロプロセッサに送られる各パ
ルスは所定の電力消費量を表わす、ライン２４を介して
パルスを受信するごとに、マイクロプロセッサはこのパ
ルスを先行のパルスと累ｉｔ　して、所定期間中の電力
消費量を算定するＲＡＭ　１Ｂは、マイクロプロセッサ
Ｈによって積極的に操作されない時間にマイクロプロセ
ッサ１４に各種データ・レジスタを記憶する手段を提供
する。動作中、マイクロプロセッサ１４はライン２（ｊ
を介してタイミングパルスを、ライン２４を介して電力
消費パルスをそれぞれ受信し、種々の簡単なアルゴリズ
ムによって経時的に電力消費パルスを累計する。データ
レジスタが更新を必要とすれば、マイクロプロセッサ１
４はＲＡＭ　１Ｂから有効メモリΦストレ一ジヘレジス
タの現在値を読込み、ライン２０．２４を介して受信さ
れるパルスに基づいてこのデータを更新する。更新後、
データレジスタは再びＲＡＭ　１Ｂに記憶される。

マイクロプロセッサ１４はＲＡＮ　１Ｂと協働して、別
々の電力パルス累計を維持する期間、即ち、需要インタ
ーバルを決定する。各需要インターバルにおいてマイク
ロプロセッサ１４はライン２４を介して受信するパルス
列を累計し、各需要インターバルが終わるとこのインタ
ーバルの需要量を１つまたは２つ以上の需要限界値と比
較する。各需要限界値は時刻または曜日に応じた一定の
大きさを持ち、これら需要限界値の具体的な大きさは個
々の電力会社の需要メータ１２を利用して過去のデータ
から算定する。典型的には電力会社は３つの異なる時間
を設定する。すなわち、ピーク期間、半ピーク期間及び
ベース・レート期間である。これらの期間はそれぞれ３
つの需要限界レベルの１つと関連する０例えば、電力会
社が需要家による電力需要がピークに達するであろうと
予想する時間帯にはピーク期間に関連する特定の需要限
界値が使用される。

各需要インターバルの終了時、マイクプロセッサ１４は
現インターバルの需要計を現在使用中の需要限界値と比
較し、現インターバルの需要量が需要限界値以下なら、
特に反応せず、次の需要インターバルにわたってライン
２４からの電力消費パルスを累計し続ける。しかも、も
しインターバル需要量が需要限界値以上ならば、これを
指示する適当な信号がセットされる。

いくつかの簡単なアルゴリズムの１つに基づき、需要限
界レベルを超過したと判断すると、マイクロプロセッサ
１４がライン３０を介して信号を送信する。ライン３０
はマイクロプロセッサ１４をリレー３２と接続する。本
発明の好ましい実施例では、リレー３２がブレーク・ビ
フォア・メーク（ＢＢＭ）機能を有する単極双投ｉ　　
　　　（ＳＰＤＴ）接点を含む。このタイプの接点は一
般にＦｏｒｍ　Ｃ接点と呼称される。本発明の代表例で
は、ＦｏｒＩＩＩＣ接点からの比較的高い電流を扱う専
用リレーを別設することができる。即ち、本発明は自動
負荷制御が採用されない状況においても容易に実施する
ことができる。

簡ｒｌｔな住居用７［気系統４０を電源４２及び電気的
負荷４４と共に第１図に示した。本発明の代表例では、
電源４２は電気的負荷４４に１２０ポルトＡＣまたは２
４０ポルトＡＣを供給できる標準家庭配線系統である。

電源４２と負荷４４の間に常閉接点５０を直列に接続す
る。マイクロブセッサ１４からの信号で作動すると、常
閉接点５０が開き、電気的負荷４４が電源４２から切り
離される。この動作を負荷切り離しと呼ぶ。なお、本発
明の代表例では電気的負荷４４は湯わかし器や空調設備
のような重要度の低い負荷である。このような低重要度
負荷はピーク需要期間インターバルに切り離されても需
要家が著しい不便を感じないように選択される。

第１図には電源４２と信号装置５３の間に直列に接続さ
れた常閉接点５２をも示した０本発明の必要条件ではな
いから、信号装置！１５３を常閉接点５２と直列に接続
することにより、需要家に対して負荷４４の切り離しを
指示する信号を提供することができる。信号装置５Ｂと
してはランプまたは音声警報装置を採用すればよい。信
号装置５６の機能はインターバル需要が需要限界レベル
を超えたのを検知して低重要度負荷４４を切り離した旨
を需要家に通告することにある。これにより、需要家は
必要なら負荷４４を再び電源４２に接続できるレベルま
で使用量を減らすための適当な対応策を講じることがで
きる。

インターバル需要が重要限界値を超えた需要インターバ
ルのあと、常閉接点５０は、次の需要インターバルにお
いてそのインターバルの需要が対応の需要限界値以下で
あることが指示されるまでは開いたままである。従って
、需要メータ１２が１５分間の需要インターバルを採用
している場合なら、インターバル需要が対応の需要限界
値を超えるごとに、それに続く１５分間は電気的負荷４
４が切り離されたままとなる。

本発明をさらに詳細に説明するため、第２図に示す電力
会社の電力需要量プロフィルの例を参照する。電力会社
は歴史的データを利用して自社に固有の電力需要量プロ
フィルを作成することができる。電力会社にとっての電
力需要レベルは時刻及び曜日に応じて変化するのが普通
であり、歴史的データからベース・レート期間Ｂ、半ピ
ーク期間Ｘまたはピーク期間Ｐを設定することができる
。第２図はこれら種々の電力需要レベルが現われる時間
を示すグラフである。なお、第２図は特定の架空電力会
社の歴史的プロフィルの例であり、必ずしも図示の時間
帯における実際の電力需要量を表わしてはいない。

第２図から明らかなように、この架空の電力会社の歴史
的プロフィルはベース・レート需要レベルは時間ＴＯ−
ＴＩ　、　Ｔ２−Ｔ３　、　Ｔ４−Ｔ５及びＴＢ−７８
の間に予想されることを示唆している。第２図はまた、
歴史的経験に基づき、この架空の電力会社が時間Ｔ１−
Ｔ２　、　Ｔ５−ＴＢ及びＴＢ−ＴＢに準ピーク需要レ
ベルを予想していることを示している。第２図から明ら
かなように、時間Ｔ３−７４及びＴＢ−７７はこの架空
の電力会社がこれらの時間にピーク需要レベルを予想し
ていることを示唆する。破線５９は電力会社が電力需要
を満たすために燃料コストの高い発電所の利用を必要と
する仮定需要レベルを表わし、破線６０は、この特定電
力会社の総電力供給能力に近い需要レベルを表わす。も
し電力需要がレベル５９を越えると、補助発電施設を始
動させねばならず、さらにレベルＢＯを超えると、電力
会社は自社の供給能力以上の電力供給を期待されること
になる。従って、電力会社が他の電力会社から電力を買
わない限り、電力不足の事態に陥る。なお、第２−　　
　　　図に示す需要量プロフィルから判断して図中の時
間Ｔ４から丁９までを２４時間と考えるのが妥当であろ
う。

電力会社のピーク需要期間がその発電必要にを決定する
から、需要量プロフィルを平らにすることが好ましい。

そのためには需要家がピーク期間における電力使用敬を
減らし、できれば、需要が低いと思われる期間に需要を
ずらすきっかけを与えることによってピーク期間の需要
増を小さくすればよい。このようなきっかけを与える方
法の１つとして多重料金制の採用が考えられる。例えば
、ピーク需要が予想される期間（たとえば時間Ｔ３−Ｔ
４及びＴＢ−Ｔ？　）において、単位電力消費量に対し
、ピーク需要が予想されない時間よりも高いレートを課
せばよい。電力会社が第２図に示すような３つの需要レ
ベルを決定できるなら、３種類のレートを採用すればよ
い。

個々の需要家の電力消費傾向に関して本発明をさらに説
明するため、消費量プロフィルの一例を第３Ａ図に示し
た。料金計算期間の開始時点を起点として、合計１８の
連続する需要２フ インターバルＤＩを通して電力需要家の消費動向を例示
している。第３Ａ図は消費電力の累計を示すから、その
曲線に図示されている時間全体を通して上昇を続けるが
、この需要家の消費率は時間帯によって著しく変化する
ことはいうまでもない。第３Ｂ図は各需要インターバル
ごとに測定された個々のインターバル需要量を示し、第
３Ｂ図中の破線６１は電力会社によって設定され、需要
家の需要メータにあらかじめプログラムされた変化する
需要限界値を表わす。なお、第３Ａ図においても第３Ｂ
図においても、需要インターバルにおける消費電力を表
わす数値はあくまでの説明の便宜上選択されたものであ
る。第３Ｂ図のインターバル需要量プロフィルは需要イ
ンターバルのそれぞれにおいて消費された実際の電力量
を示す。図から明らかなように、第１、第３、第４及び
第９需要インターバルには１単位の電力が消費され、第
２、第７、第８及び第１３需要インターバルには２単位
の電力が消費された゜需要限界線６１はベース・レート
需要限界３゜５Ｑｉ位から準ピーク需要限界の５単位、
さらにピーク需要限界６単位までの需要限界の変化を示
す。なお、これらの値は任意であり、説明のために選択
された値である。また、電力会社はオフ・ピークまたは
半ピーク期間の消費電力には比較的関心が薄いのが普通
である。従ってその限界値はピーク期間の限界値よりも
大きいゆとりを゛持つ。

以　　下　　余　　白 本発明の利点のいくつかを第３Ｂ図から読取ることがで
きる。たとえば、第３需要インターバルから第９図需要
インターバルまでピーク需要限界値が使用されるが、こ
の特定需要家の第３、第４、第５、第７、第８及び第９
需要インターバルにおける電力消費量は需要限界値以下
であるから、この需要家の電力消費は影響を受けない。

ところが、第６需要インターバルにおいて、４１１位の
インターバル需要ＩＤ６が累計され、需要限界レベル３
．５を超過していることが検知される。第６需要インタ
ーバルの終わりに、この需要家の住居の低重要度電気負
荷が需要メータによって切り離される。同様に、第１１
及び第１２需要インターバルは半ピーク需要限界値を超
えるインターバル需要量を示しており、適当な負荷切り
離しが指示ｙれる。

第３Ｂ図から明らかなように、特定需要家について負荷
切り離しが実際に行なわれるかどど　　　　うかは電力
会社の需要量プロフィルだけでなく、特定需要家の実際
の電力消費量に応じて決定される。電力会社にとって電
力需要が高くなると予想される期間には、負荷切り離し
以外の方法で電力を節約することで個々の需要家が負荷
切り離しを回避することができる。換言すれば、個々の
需要家の負荷切り離しは各需要インターバルにおける需
要家の電力消費ｈ１と、歴史的な需要データに基づいて
電力会社が選択した需要限界とによって決定される。

再び第３Ｂ図から明らかなように１本発明は個々の需要
家に経済的にも大きい利益を提供することができる。電
力会社が多重レート料金制度を採用する場合、ピーク需
要時間帯におけるキロワット時当たりのレートは他の時
間帯よりも高い値に設定される。従って、もし需要家が
このピーク需要時間に高いレベルの電力を使用すればこ
の需要家の電力料金が著しく増大する。しかし、上記負
荷切り離しによって需要家の電力消費を抑制すればこの
ピーク期間における需要家の電力消費総量が抑制され、
料金計算期間の終わりに算定される需要家の電力料金も
低くなる。

第４図は本発明の作用ブロックダイヤグラムである。マ
イクロプロセッサ１４にはタイマ５１と協働する需要イ
ンターバル設定手段５ｏが組込まれている。タイマ５１
は機能的には第１図に示したタイミングパルス発生器１
８と等価である。タイマ５１はタイミングパルス列５４
を出力することができ、このパルス列はライン５６を介
してマイクロプロセッサ１４の需要インターバル設定手
段５０に送られる。需要インターバル限定手段５０の機
能は所定の需要期間が経過するまでパルス５４をカウン
トすることにある。たとえば、もしタイミングパルス５
４の周波数が８０Ｈｚ、需要インターバルが１５分間な
ら、需要インターバル設定手段５０は５４，０００個の
タイミングパルスをカウントして１つの需要インターバ
ルが経過したことを検知する。

マイクロプロセッサ１４はパルス発生器６６がらライン
６４を介して電力消費パルス列６２を受信するパルス・
アキュムレータ６３を含む。なお、パルス発生器６６は
第１図のパルス発生器２２と機能的には同じである。本
発明には上述した各種のパルス発生器を利用することが
できる。パルス発生器６Ｂを、当業渚には公知の各種電
力置針から任意に選択できる電力測定手段６８と協働さ
せる。パルス・アキュムレータ６３によって受信される
各パルス６２は電力測定手段６８によって測定される所
定の電力消費量を表わす。パルス・アキュムレータは１
単位の需要を表わすに充分なパルス数を受信するまでパ
ルス６２を累計し続ける。この値を受信すると、パルス
・アキュムレータ６３はこの値をインターバル設定レジ
スタ７２に加算する。インターバル需要レジスタ７２に
記憶された値は現需要インターバル中に累計されたパル
ス数を表わす。インターバル需要レジスタは需要インタ
ーバル限定手段が需要インターバルの終了を指示する信
号を送るまで最大需要を記録し続ける。インターバル終
了と同時に、インターバル需要レジスタがゼロにリセッ
トされる。

マイクロプロセッサ１４は年、月、曜日、日付を表わす
数を維持するカレンダ・レジスタから成るカレンダ７４
を維持する手段をも含む。カレンダ７４は機能的にはタ
イマ５１から受信されるのと同じタイミングパルス５４
に依存する。マイクロプロセッサ１４のカレンダ部分は
種々の需要レベルと連携する時間の起点と終点を表わす
種々の時刻及び曜日を同定する情報を具備する。本発明
の代表例では、３通りの需要レベルが用いられる。これ
らの需要レベルはピーク需要、半ピーク需要及びベース
・レート需要を含む。

ＲＡＭ　１Ｂのテーブル７Ｂには３つの需要限界値が維
持され、現時刻及び現曜日に応じて３つ−１の限界値の
１つがＲＡＭ　１Ｂから選択され、読出され、最新のイ
ンターバル需要Ｍ７２と比較するためマイクロプロセッ
サに記憶される。この記憶限界値を第４図では参照番号
７Ｂで示した。

インターバル需要レジスタに記憶させるごとに需要家が
現行需要限界値を超過したかどうかを判定するため、イ
ンターバル需要量７２が限界値７８と比較される。これ
らの値はコンパレータ８０に入力され、最新インターバ
ル需要量７２が需要限界値７８以」二なら、フラッグを
セットし、負荷切り離しリレー８２を作動させればよい
。上述したように、負荷切り離しリレーは需要家住居の
低重要度電気負荷に接続されており、最新インターバル
需要量７２が特定時間帯に適用される需要限界値７８以
上であることが検知されると、負荷切り離しリレー８２
が作動して前記負荷を切り離す。なお、第４図は本発明
の作用ブロックダイヤグラムであり、これらの作用を得
るのに利用される技術は必ずしもこのブロックダイヤグ
ラムに限定されない。本発明の好ましい実施例では、マ
イクロプロセッサ１４内の機能はソフトウェア、プログ
ラムによって実現される・ 第５図は現インターバル需要量（第４図中の７２）を需
要限界値（第４図中の７８）と比較するプログラムのフ
ローチャートである０本発明の好ましい実施例では第５
図のフローチャートで表わされるロジックと、クロック
及びカレンダを維持する他のタイミング・プログラムと
共に組込まれる。

第５図のブロックＦｌで示すように、プログラムは先ず
インターバル需要レジスタが増分されたかどうかを検知
する。第４図及び第５図から明らかなように、ブロック
Ｆｌは新しいインターバル需要量７２が計算されたかど
うかを検知するのに利用される。これは２通りの態様で
行なわれる。第１の態様では需要インターバル設定手段
５０からパルス・アキュムレータ６３へ、現需要インタ
ーバルの時間が終わったことを示す信号が送られ、その
結果新しいインターバル需要量７２が記憶される。しか
し、本発明の他の実施例では、パルス・アキュムレータ
６３によって累計されたパルスが、実際の需要インター
バルが終わったかどうかに関係なく先行の高いインター
バル需要量を表わす値を超えたことが検知されるとプロ
グラムが新しいインターバル需要量７２を記憶する。イ
ンターバル需要量７２を得る方法に関係なく、第５図に
フローチャートで示すプログラムはブロックＦ１で表わ
されるように、インターバル需要量７２の変化に応答す
る。もし新しいインターバル需要量が得られなければ、
需要限界値７８が求められる。ブロックＦ２で示すよう
に、需要限界値７ＢがＲＡＭ　（第１図中の１６）に記
憶されている。ただし、本発明を示す第５図が需要限界
値７Ｂをマイクロプロセッサ１４のアクチブ・メモリ・
ストレージに記憶することを排除するものではない。

Ｐｔ５５図にブロックＦ３で示すように、インターバル
需要量７２はこの特定時間帯にとって適正な需要限界値
と判断された需要限界値７８と比較され、もしこのイン
ターバル需要量が前記需要限界値以下なら、ブロックＦ
５で示すようにプログラムが終了する。ただし、もしイ
ンターバル需要量が需要限界値７８以上なら、限界を超
えたことを表わすフラッグがセットされる。第５図には
ブロックＦ４でこれを示した。次いで、ブロックＦ５で
示すようにこのプログラム部分が終了する。

現需要インターバルにおいてインターバル需要量７２が
需要限界値７８を超えたことを指示するようにセットさ
れたフラッグはこの事象の状態を記憶する。マイクロプ
ロセッサ１４内の他のプログラム部分がこのフラッグを
モニタし、いくつかの簡単なアルゴリズムの１つに基づ
いて負荷切り離しリレー８２を作動させる。アルゴリズ
ムはフラッグの状態をテストし、もし需要限界値７８を
超えたことを表わす状態なら信号を出力するというだけ
の簡単なものでよい。これよりもやや複雑なアルゴリ（
′１　　　　ズムなら、負荷切り離し−８２を作動させ
る前に、次の需要インターバルが終わるまでフラッグを
保持する。なお、マイクロプロセッサ１４がフラッグが
セットされているこを検知した場合にどのように作用す
るかについては幅広い選釈の余地がある。

以上の説明から明らかなように、本発明は時刻及び曜日
に応じた複数の需要限界値を設定する手段を提供する。

これらの需要限界値の大きさは電力会社の歴史的需要量
プロフィルから決定される。本発明はまた、需要インタ
ーバルと呼称する期間を設定する手段をも提供する。各
需要インターバルにおいて、本発明は電力消費を表わす
複数パルスを累計する。各需要インターバルにおいて、
これらの電力消費パルスが累計され、需要インターバル
の終わりにこのインターバル需要量が複数の需要限界値
の１つと比較される。もし現インターバルと関連する需
要限界値以上なら、負荷切り敲しリレーを作動させて住
居内の低重要度電気負荷を切り離す。本発明は電力会社
にとって種々の需要時間帯における個々の需要家の実際
の電力消費量に応じて各電力需要家を個別に扱うことを
可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の需要メータの電気的機能を示すブロッ
クダイヤグラム、第２図は典型的な電力会社の電力需要
敬プロフィルを例示するグラフ、第３Ａ図及び３Ｂ図は
複数の需要インターバルにおける需要家の電力消費量及
びインターバル需要量を例示するグラフ、第４図は本発
明の構成素子間の相互関係を示すブロックダイヤグラム
、第５図はインターバル需要量を需要限界レベルと比較
するコンピュータ・プログラムの一部を示すフローチャ
ートである。 １２・・・・需要メータ １４・・φ◆マイクロプロセッサ １８・・Φ・ＲＡＭ １８・・・・タイミングパルス源 ２２・・・・パルス発生器 ３２・・・・リレー ４０・・・・家庭配電系統 ４４・・・・負荷 ５０・・・・常閉接点

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、需要に応答して負荷制御可能な電力量計において、
   電力消費量を測定する第１測定手段と、それぞれが所定
   の前記電力消費量を表わす一連のパルスを出力するパル
   ス出力手段と、一連のタイミングパルスを出力するタイ
   マーと、前記タイマーと協働し需要時間インターバルを
   測定する第２測定手段と、前記パルス出力手段と協働し
   前記需要時間インターバル中に消費される電力消費量を
   算定する 算定手段と、第１需要限界値を設定する第１設定手段と
   、前記需要時間インターバル中に消費された前記算定電
   力消費量を前記第１需要限界値と比較し、前記需要時間
   インターバルに消費された前記算定電力消費量が前記第
   １需要限界値を超えると信号を出力する比較手段と、前
   記比較手段からの前記信号に応答してリレーを作動させ
   る手段とから成ることを特徴とする電力量計。 ２、所定の時間周期を同定するカレンダ手段と、第２需
   要限界値を設定する第２設定手段と、前記所定時間の１
   つにおいて前記第１需要限界値を前記第２限界値と切換
   える切換え手段をも含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の電力量計。 ３、第３需要限界値を設定する第３設定手段と、前記所
   定時間の他の１つにおいて前記第１需要限界値を前記第
   ３需要限界値と切換える切換え手段をも含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の電力
   量計。 ４、前記リレーを所定の電気的負荷と協働させることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れかに記載の電力量計５、前記リレーを、前記信号の状
   態を指示するインジケータと協働させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第４項に記載の電力量計
   。 ６、前記算定手段、前記第１設定手段及び前記比較手段
   をマイクロプロセッサに組込んだことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の電力量計。