電気メーター

様々な実験的なタイプのメーターが開発された。トーマス・エジソンは当初、直接読み取り式の直流（DC）電気機械式メーターに取り組んでいたが、最終的には電解セルを用いて電流消費量を積算する電気化学式計測システムを開発した。一定間隔で電極板を取り外して重量を測定し、顧客に請求を行った。しかし、この電気化学式メーターは読み取りに手間がかかり、顧客からの評判も芳しくなかった。

直流メーターは、多くの場合、アンペア時（Ah）単位で電荷量を計測していた。電源電圧はほぼ一定に保たれるため、メーターの読み値は実際に消費されたエネルギー量に比例する。例えば、 200ボルトの電源で100アンペア時が消費されたとメーターが記録した場合、20 キロワット時のエネルギーが供給されたことになる。

1885年、フェランティはガスメーターに似たレジスターを備えた水銀モーターメーターを提供しました。このメーターの利点は、消費者がメーターを簡単に読み取り、消費量を確認できることでした。^{[ 2 ]}目視可能な読み取りを備えたもう1つの初期の電磁メーターは、1884年に特許を取得したヘルマン・アロンによる直流メーターでした。 ^{[ 3 ]}英国のゼネラル・エレクトリック社のヒューゴ・ハーストは、1888年からこれを英国で商業的に導入しました。^{[ 4 ]}アロンの電力メーター（後に交流電力用に改良）は、時間の経過とともに使用された総電荷を記録し、一連の時計の文字盤に表示しました。

電気化学式メーターも、 1897 年に発明されたバスティアン電解メーター^{[ 5 ] : 76}や、1900 年に特許を取得したライト電解メーターまたは「リーズン」メーター^{[ 5 ]}のように、直接読み取れるように改良されました。主に英国で使用されたライトメーター^{[ 6 ]}は、メーター上部に水銀リザーバーを備えた垂直に取り付けられたガラス構造で構成されていました。電源から電流が引き出されると、電気化学作用により水銀がカラムの底に移動しました。水銀の高さは総電荷を示していました。^{[ 7 ] [ 8 ]}水銀の貯蔵量がなくなる前にメーターをゼロにリセットする必要がありました。リセットは、メーターを反転させて水銀をリザーバーに戻すことによって行われました。^{[ 8 ]}

ハンガリーのオットー・ブラティの特許に基づいて製造され、彼の名にちなんで名付けられた交流キロワット時計の最初の試作品は、1889 年秋のフランクフルト見本市でガンツ工場によって発表され、最初の誘導キロワット時計は同年末にはすでに工場から販売されていました。これらは最初の交流ワット時計であり、ブラティ計として知られています。^{[ 9 ]}現在使用されている交流キロワット時計は、ブラティの元の発明と同じ原理で動作します。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}また、1889 年頃、アメリカのゼネラル・エレクトリック社のエリフ・トムソンは、鉄心のない整流子モーターに基づいて記録ワット計（ワット時計）を開発しました。この計は電気化学式の欠点を克服し、交流または直流のどちらでも動作できました。^{[ 14 ]}

1894年、ウェスティングハウス電気会社のオリバー・シャレンバーガーは、それまで交流アンペア時計にのみ使用されていた誘導原理^{[ 15 ]}を応用し、回路の電力に比例した回転速度を持つ誘導ディスクを使用して、現代の電気機械式のワット時計を製造した^{[ 16 ] [ 17 ]} 。ブラシー計は、2相モーター計であるという点で、シャレンバーガー計やトムソン計と類似していた^{[ 10 ]} 。誘導計は交流でしか動作しなかったが、トムソン設計の繊細で厄介な整流子を排除した。シャレンバーガーは病気になり、当初の大型で重い設計を改良することができなかったが、多相バージョンも開発した。

1902年、ウィリアム・モリス・モーディとガイ・キャリー・フリッカーは、モーディ・フリッカー式電力計の特許を取得した。これは、モーター式メーターとは異なる原理で動作し、バランスホイールが電流に直接比例した速度で振動する時計機構を使用していた。周波数誤差なく直流と交流の両方に適しており、12個から30個のランプを使用する小規模な家庭用設備向けに設計された。^{[ 18 ]}

最も一般的なタイプの電力計は、電気機械式ワット時計です。^{[ 20 ] [ 21 ]}

単相交流電源では、電気機械式誘導計は電磁誘導を利用して動作します。非磁性だが導電性の金属ディスクの回転数をカウントすることで計測を行い、このディスクはメーターを通過する電力に比例した速度で回転します。したがって、回転数はエネルギー使用量に比例します。電圧コイルは、通常2ワット程度の少量の比較的一定の電力を消費しますが、これはメーターには表示されません。同様に、電流コイルは、流れる電流の2乗に比例した少量の電力を消費し、通常、全負荷時で数ワット程度ですが、これはメーターに表示されます。

ディスクには、実質的に2相リニア誘導モーターを構成する2組の誘導コイルが作用します。一方のコイルは電圧に比例した磁束を生成するように接続され、もう一方のコイルは電流に比例した磁束を生成します。電圧コイルの磁場は、コイルの誘導性のため90度遅延し、ラグコイルを使用して校正されます。^{[ 22 ]}これによりディスクに渦電流が発生し、瞬時電流と瞬時電圧の積に比例した力がディスクに作用します。永久磁石は渦電流ブレーキとして機能し、ディスクの回転速度に比例した反対の力を及ぼします。これら2つの反対の力の平衡により、ディスクは電力またはエネルギー使用率に比例した速度で回転します。ディスクは、自動車のオドメーターのように回転数をカウントするレジスタ機構を駆動し、使用された総エネルギーを測定します。

異なる位相構成では、追加の電圧コイルと電流コイルが使用されます。

ディスクはスピンドルによって支えられており、スピンドルにはウォームギアが付いていて、それがレジスターを駆動します。レジスターは、使用エネルギー量を記録する一連のダイヤルで構成されています。ダイヤルは、サイクロメーター型（オドメーターのような読み取りやすい表示で、各ダイヤルの数字がメーター面の窓から1桁ずつ表示される）とポインター型（各数字をポインターが示す）の2種類があります。ダイヤルポインター型の場合、ギア機構の関係で、隣接するポインターは通常、逆方向に回転します。

ディスク1回転あたりのエネルギー量は、Khという記号で表され、単位はワット時/回転です。一般的には7.2という値が用いられます。Khの値を用いることで、ストップウォッチでディスクの回転時間を計測することにより、任意の時点での消費電力を求めることができます。

${\displaystyle P={{3600\cdot Kh} \over t}}$。

どこ：

t = ディスクが1回転するのにかかる時間（秒）

Pは電力（ワット）を表します。

例えば、上記のようにKh =7.2で、1回転に14.4秒かかった場合、消費電力は1800ワットとなります。この方法を使えば、家庭用電化製品を一つずつ電源を入れて消費電力を測定することができます。

家庭用電気メーターのほとんどは、電力会社の担当者または顧客自身が手動で読み取る必要があります。顧客がメーターを読み取る場合、その読み取り値は電話、郵送、またはインターネット経由で電力会社に提供されます。電力会社は通常、顧客から提供された読み取り値を確認し、メーターの基本的な安全点検を行うため、少なくとも年に一度は担当者による訪問を求めます。

誘導型メーターにおいて、クリープとは、メーターディスクが電圧印加下で連続回転し、負荷端子が開放状態にあるときに発生する現象であり、精度に悪影響を及ぼす可能性がある。クリープによる誤差を検出する試験は、クリープ試験と呼ばれる。

メーターの精度を規定する規格は2つあり、北米ではANSI C12.20  、米国ではIEC 62053が用いられています。

電子メーターは、 LCDまたはLEDディスプレイにエネルギー使用量を表示し、一部の機種は測定値を遠隔地に送信することもできます。エネルギー使用量の測定に加え、一部の電子メーターは、瞬時および最大使用需要率、電圧、力率、無効電力など、負荷と供給に関するその他のパラメータも記録できます。また、ピーク時間帯とオフピーク時間帯のエネルギー使用量を記録するなど、時間帯別料金にも対応しています。

このメーターには、電源、計測エンジン、処理および通信エンジン（すなわちマイクロコントローラ）、およびリアルタイムクロック（RTC）、液晶ディスプレイ、赤外線通信ポート／モジュールなどのその他のアドオンモジュールが備わっています。

計測エンジンは電圧と電流の入力を受け取り、電圧基準、サンプラー、量子化器、そしてアナログ-デジタル変換セクションを備え、すべての入力のデジタル化された等価物を生成します。これらの入力は、デジタル信号プロセッサを使用して処理され、さまざまな計測パラメータが計算されます。

メーターの長期的な誤差の最大の原因はプリアンプのドリフトであり、次いで電圧基準の精度が挙げられます。これらはどちらも温度によって変化し、特に屋外では大きく変動します。これらの特性を把握し、補正することは、メーター設計の重要な部分です。

処理・通信セクションは、計測エンジンによって生成されたデジタル値から様々な派生量を計算する役割を担っています。また、様々なプロトコルを用いた通信や、スレーブとして接続された他のアドオンモジュールとのインターフェースも担当しています。

RTCやその他のアドオンモジュールは、各種入出力機能のために処理・通信セクションのスレーブとして接続されます。最新のメーターでは、RTC、LCDコントローラ、温度センサ、メモリ、アナログ/デジタル変換器など、これらの機能のほとんど、あるいはすべてがマイクロプロセッサ内部に実装されています。

遠隔検針は、テレメトリの実践的な例です。人手による検針コストとそれに伴うミスを削減できるだけでなく、より多くの測定が可能になり、遠隔でのプロビジョニングも実現します。現在、多くのスマートメーターには、サービスの中断や復旧を行うためのスイッチが搭載されています。

従来、回転式メーターは、 KYZ線に接続された一対の電気接点を使用して、計測情報を遠隔で報告することができた。

KYZインターフェースは、メーターから供給されるフォーム C接点です。KYZ インターフェースでは、Y 線と Z 線はスイッチ接点であり、測定されたエネルギー量に対して K に短絡されます。一方の接点が閉じると、もう一方の接点が開いてカウント精度の安全性が確保されます。 ^{[ 23 ]}接点の状態変化はそれぞれ 1 つのパルスとみなされます。パルスの周波数は電力需要を示します。パルスの数は計測されたエネルギーを示します。^{[ 24 ]}電気機械式メーターに組み込まれると、リレーはメーター ディスクの 1 回または 1/2 回転ごとに状態が変わります。状態変化はそれぞれ「パルス」と呼ばれます。

KYZの出力は従来、「積算リレー」に接続され、「積算計」に信号を送ることで、多数のメーターの値を一箇所で同時に読み取ることができた。

KYZ出力は、電力メーターをプログラマブルロジックコントローラー、HVAC 、その他の制御システムに接続する従来の方法でもあります。一部の最新のメーターは、需要側管理を改善するために、メーターがより高い電力料金に近い需要を検出した際に警告を発する接点閉鎖機能も備えています。

EN 62053-31（旧DIN 43864）は、ガルバニック絶縁されたオープンコレクタ出力であるS0インターフェースを定義しています。電圧と電流はそれぞれ27Vと27mAに制限されています。計測された電気エネルギー量ごとに、32～100msの長さのパルスが1つ生成されます。メーター定数（kWhあたりのパルス数）は、一部のメーターではプログラム可能ですが、多くの場合、1kWhあたり1000～10000パルスに固定されています。他のメーターでは、同様のパルスインターフェースが実装されていますが、電気接続の代わりに赤外線LEDを使用しています。このインターフェースは、水道メーターなど、他の種類のメーターでも使用されています。

半自動検針用に設計された多くのメーターには、メーターの前面パネルを通して赤外線LEDで通信するシリアルポートが備わっています。集合住宅の中には、同様のプロトコルを使用するものもありますが、シリアル電流ループを用いた有線バスで全てのメーターを1つのプラグに接続します。このプラグは、アクセスしやすい場所に設置されていることが多いです。

欧州連合では、最も一般的な赤外線通信プロトコルはIEC 61107のモードCを簡略化した「FLAG」です。米国とカナダでは、ANSI C12.18が好まれる赤外線通信プロトコルです。一部の産業用メーターは、ModbusやDNP3などのプログラマブルロジックコントローラ用のプロトコルを使用しています。

この目的のために提案されているプロトコルの1つにDLMS/COSEMがあり、シリアルポートを含むあらゆる媒体で動作可能です。データはZigbee、Wi-Fi、電話回線、または電力線自体を介して送信できます。一部のメーターはインターネット経由で読み取ることができます。OSGP（Open Smart Grid Protocol）など、より新しいプロトコルも広く使用されるようになっています。

電子メーターは現在、RS-485有線リンクに加え、低電力無線、GSM、GPRS、Bluetooth、IrDAも利用しています。メーターは、タイムスタンプ付きの全使用プロファイルを保存し、ボタン一つで送信できます。プロファイルに保存された需要データは、顧客の負荷要件を正確に示します。この負荷プロファイルデータは、電力会社で請求および計画のために処理されます。

AMR（自動検針）とRMR（遠隔検針）は、検針員を派遣することなく遠隔でメーターを点検できる様々なシステムを指します。電子メーターは、電話回線または無線で検針値を中央料金徴収事務所に送信できます。

大規模な商業施設や工業施設では、30分以下の単位で電力使用量を記録する電子メーターが使用される場合があります。これは、ほとんどの電力網では一日を通して需要の急増があり、電力会社がこうした時間帯の需要削減のために大口顧客に料金面での優遇措置を提供したいと考える場合があるためです。こうした需要の急増は、食事時や、有名な例としてはテレビ番組の放送を中断する広告（例えば、テレビのピックアップ番組）の時間帯と重なることが多いです。

家庭のエネルギー消費を削減する潜在的に強力な手段は、ユーザーに便利なリアルタイムのフィードバックを提供し、エネルギー使用行動を変えることができるようにすることです。最近では、エネルギー（ワット時）、瞬間電力（ワット数）を測定できる低コストのエネルギーフィードバックディスプレイが利用可能になり、さらに主電源電圧、電流、稼働時間、皮相電力を測定し、ピークワット数とピーク電流を捕捉し、手動で設定できる時計を備えている場合があります。ディスプレイは、1週間の電力消費をグラフで表示できます。^{[ 25 ] [ 26 ]}

Hydro Oneがオンタリオ州の 500 世帯で消費者が読み取れるメーターを使用した調査では、同様の規模の対照グループと比較して、総電力使用量が平均 6.5% 減少したことが示されました。Hydro One は、パイロットの成功に基づいて、その後 30,000 人の顧客に無料の電力モニターを提供しました。^{[ 27 ]} Google PowerMeterなどのプロジェクトは、スマートメーターからの情報を取得し、ユーザーがより簡単に利用できるようにして、節電を促進するのに役立ちます。^{[ 28 ]}

プラグイン式電力計（またはプラグ負荷計）は、個々の機器が消費するエネルギーを測定します。現在市場にはさまざまなモデルがありますが、すべて同じ基本原理で動作します。メーターをコンセントに差し込み、測定対象の機器をメーターに接続します。このようなメーターは、主要なエネルギー消費機器や待機電力を過剰に消費する機器を特定することで、省エネルギーに役立ちます。研究目的で電力消費量の推定値で十分な場合は、Web リソースも使用できます。電力計は、多くの場合、地域の電力会社^{[ 29 ]}または地域の公共図書館^{[ 30 ] [ 31 ]}から借りることができます。

電力小売業者は、発電と送電のコストをより適切に反映させるために、時間帯によって顧客に異なる料金を請求したいと考えるかもしれません。需要の少ない時間帯に大量の電力を蓄えて、需要の高い時間帯に使用することは通常コスト効率が悪いため、コストは時間帯によって大きく変動します。原子力発電のような低コストの発電設備（ベースロード）は起動に何時間もかかるため、需要の少ない時間帯には余剰電力が発生します。一方、ガスタービンなどの高コストだが柔軟性の高い発電設備は、ピーク需要に即座に対応できるように（回転予備力として）常に利用可能にしておく必要があり、1日に数分間しか使用されない場合もあり、非常にコストがかかります。

複数の料金体系が適用されるメーターの中には、需要量に応じて異なる料金体系を用いるものがあります。これらは通常、産業用メーターです。

家庭用可変料金メーターは一般的に2～3種類の料金プラン（「ピーク時」「オフピーク時」「ショルダー時」）を設定でき、こうした設置ではシンプルな電気機械式タイマースイッチが用いられることが多い。従来、これらのメーターは電気蓄熱ヒーターや温水貯蔵システムと組み合わせて使用​​されることが多かった。

複数の料金プランは、時間スイッチを内蔵または接続し、複数のレジスターを備えた時間帯別料金（TOU）メーターによって容易に管理できます。

料金プランの切り替えは、リップル制御または無線スイッチによって行われる。原理的には、密閉型タイムスイッチも使用可能だが、より安価な電力を得るために不正操作されるリスクが高いと考えられている。

英国では、無線起動スイッチングが一般的で、毎晩、 BBCラジオ4の長波キャリア（198kHz ）でデータ信号が送信されます 。オフピーク充電時間は通常、グリニッジ標準時/英国夏時間午前0時から午前7時までの7時間で、これは蓄熱式ヒーターや電気温水器に電力を供給するように設計されています。英国では、このような料金プランは一般的に、エコノミー7、ホワイトメーター、またはデュアルレートと呼ばれています。蓄熱式ヒーターの（認識されている、または実際の）欠点と、1kWhあたりの天然ガスの比較的低いコスト（通常3～5分の1）のため、このような料金プランの人気は、少なくとも国内市場では、近年低下しています。それでも、かなりの数の住宅ではガスの選択肢がなく、農村部ではガス供給網の外にある住宅が多く、また、ラジエーターシステムにアップグレードするには初期費用が高額になる住宅もあります。

エコノミー10メーターも利用可能で、24時間のうち3つの時間帯に分散された10時間の安価なオフピーク電力を利用できます。これにより、蓄熱ヒーターへの複数回の補充ブーストや、電気温水暖房システムを安価な電力料金で稼働させるための十分な時間帯を確保できます。^{[ 32 ]}

エコノミー7を使用しているほとんどのメーターは、蓄熱ヒーター回路だけでなく、7時間の夜間時間帯に電力供給全体をより安い料金に切り替えます。このデメリットは、1kWhあたりの日中の料金がかなり高くなり、基本料金が高くなる場合があることです。たとえば、2017年7月現在、EDF Energy（民営化後のロンドンの既存電力供給業者）の標準デフォルト料金では、ロンドン地域で通常の（「単一料金」）電気料金は1kWhあたり17.14ペンスで、1日あたり18.90ペンスの基本料金がかかります。^{[ 33 ]}同等のエコノミー7の料金は、ピーク使用時間帯に1kWhあたり21.34ペンス、オフピーク使用時間帯に1kWhあたり7.83ペンスで、1日あたり18.90ペンスの基本料金がかかります。^{[ 34 ]}洗濯機、乾燥機、食器洗い機、電気温水器に設置されているタイマースイッチは、オフピーク使用時間帯にのみオンになるように設定できます。

スマートメーターは、単純なAMR（自動検針）よりもさらに一歩進んだ機能を提供します。リアルタイムまたはほぼリアルタイムでの検針、停電通知、電力品質監視など、さまざまな機能を備えています。これにより、料金設定機関は時間帯や季節に応じて異なる料金を設定することが可能になります。

別のタイプのスマートメーターは、非侵襲的な負荷監視を利用して、住宅内の家電製品の数と種類、それぞれの消費電力、そして使用時間を自動的に検出します。このメーターは、電力会社がエネルギー使用量の調査を行う際に使用されます。これにより、各家電製品にタイマーを取り付けて消費電力を測定する必要がなくなります。

電力小売業の標準的なビジネスモデルは、電力会社が前月または前四半期に使用した電力量に基づいて顧客に請求を行うというものです。国によっては、顧客が料金を支払わない可能性があると小売業者が判断した場合、プリペイドメーターが設置されることがあります。これは、顧客が電気を使用する前に前払いする必要があるというものです。利用可能なクレジットがなくなると、リレーによって電力供給が遮断されます。

英国では、かつては機械式のプリペイド式コインメーターが、民間の賃貸住宅と国営電力会社（電力セクター）の一般家庭の両方で広く使われていました。しかし、これらのメーターの欠点としては、定期的に現金を取り出す必要があること、そして顧客や泥棒による現金盗難のリスクがあることが挙げられます。

最初の自動プリペイドメーターは、ロンドン・エレクトリシティが英国フェリックストウに拠点を置くシュルンベルジェ・メータリングと共同で導入しました。当初はキーメーターと呼ばれ、後にバジェットメーターと改名されました。これにより、年間6万件に及ぶ料金不払いによる供給停止や、現金による前払いの多くの欠点が解消されました。また、特に短期賃貸物件において、便利な支払い方法を求める顧客にも人気がありました。導入後数年間で、英国全土に100万台以上のメーターが設置されました。最新のソリッドステート電力メーターは、スマートカードと組み合わせることでこれらの欠点を解消し、信用リスクが高いとみなされる顧客向けに広く利用されています。英国では、顧客は郵便局やペイポイントネットワークなどの組織を利用して、チャージ可能なトークン（天然ガス用はクォンタムカード、電気用はプラスチック製の「キー」）に手持ちの金額をチャージすることができます。

インドネシア、北アイルランド、南アフリカ、スーダンでは、プリペイド式メーターは、キーパッドを使って固有の20桁の番号を入力することでチャージされます。これにより、購入時に電子的に配信されるか、紙片に印刷されるトークンの製造コストが非常に安価になります。

世界中で、特に発展途上国で、プリペイドシステムのテスト実験が行われています。場合によっては、プリペイドメーターが顧客に受け入れられないこともあります。Standard Transfer Specification ( STS ) 協会など、メーカー間でプリペイドメーターシステムの共通規格を推進するさまざまなグループがあります。STS 規格を使用したプリペイドメーターは多くの国で使用されています。^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}

時間帯別料金制（TOD）、別名使用時間帯別料金制（TOU）または季節時間帯別料金制（SToD）は、1日、1ヶ月、1年を料金区分に分け、ピーク負荷時には高い料金、オフピーク負荷時には低い料金を設定する料金体系です。この方式は、顧客による電力使用量を自動的に制御する（自動負荷制御）ために利用できますが、多くの場合、顧客自身が使用量を制御するか、それに応じて料金を支払う（自主負荷制御）ことが求められます。また、この方式により、電力会社は送電インフラを適切に計画することができます。需要側管理（DSM）も参照してください。

TOD（時間帯別料金）方式の料金設定では、通常、オンピーク、オフピーク、ミッドピーク（ショルダー）、クリティカルピークなど、複数の時間帯に料金が分割されます。一般的な設定としては、日中（祝日を除く）にピーク料金が設定され、例えば夏季は月曜日から金曜日の午後1時から午後9時まで、冬季は午前6時30分から正午までと午後5時から午後9時までとなります。より複雑な設定としては、需要の高い時間帯に発生するクリティカルピーク料金を用いる方法もあります。ピーク需要/料金が発生する時間帯は、世界各地の市場によって異なります。

大規模な商業ユーザーは、予測価格またはリアルタイム価格のいずれかを使用して、時間単位で電力を購入できます。イリノイ州のように、1日前価格を使用する一部の電力会社は、住宅顧客が時間単位で料金を支払うことを許可しています。^{[ 38 ] [ 39 ]}

多くの電力顧客は、経済性、冗長性、環境上の理由から、自家発電設備を設置しています。顧客が自家消費に必要な電力よりも多くの電力を発電した場合、余剰電力を電力網に送電することができます。電力網に送電する顧客は通常、故障（短絡）や電力網の保守（例えば、送電顧客の設備から伸びる送電線の電圧低下）が発生した場合に、電力網の構成要素（および顧客自身の設備）を保護するための特別な機器や安全装置を備えなければなりません。

この輸出されたエネルギーは、最も単純なケースでは、純輸出期間中にメーターが逆回転することで計上され、顧客の記録されたエネルギー使用量が輸出された量だけ減少します。これにより、顧客は輸出した電力に対して、電気の小売価格全額で支払いを受けることになります。ラチェットまたは同等の装置を備えていない限り、標準的なメーターは、電力が輸出されたときに逆回転するだけで、各方向の電力の流れを正確に記録します。法律で認められている場合、電力会社は、消費者に供給されるエネルギーの価格と、消費者が生成して送電網に送り返されるエネルギーに対して支払われる料金との間に、利益を生むマージンを維持します。

近年、電力供給源としては、再生可能エネルギー源（風力タービン、太陽電池など）や、コジェネレーションシステムによく見られるガスタービンや蒸気タービンが主流となっている。また、プラグインハイブリッド車のバッテリー（V2G電力システム）も電力供給源として提案されている。これには、遠隔制御を必要とする通信ネットワークを介して電力を測定するメーターを備え、顧客に時間帯や料金の選択肢を提供する「スマートグリッド」が必要となる。V2Gシステムは、職場の駐車場やガレージ、パークアンドライド施設などに設置でき、電力料金が安い夜間にドライバーが自宅でバッテリーを充電したり、電力需要の高い時間帯に余剰電力を電力網に売電することで料金割引を受けたりするのに役立つ可能性がある。

電気規格は地域によって異なるため、送電網から顧客への「顧客ドロップ」も規格や設置タイプによって異なります。送電網と顧客間の接続にはいくつかの一般的なタイプがあります。それぞれのタイプには異なる計測式があります。ブロンデルの定理によれば、電流を流す導体がN本あるシステムでは、電気エネルギーを測定するにはN-1個の計測要素で十分です。これは、例えば三相3線式システムと三相4線式（中性線あり）システムでは、異なる計測が必要であることを示しています。

ヨーロッパ、アジア、アフリカ、その他のほとんどの地域では、住宅や小規模商業顧客向けには単相が一般的です。単相配電は、変電所の変圧器1セットで比較的高い電圧（通常230V）の広いエリアをカバーし、ローカル変圧器が不要なため、コストが低くなります。単相配電の計測式は、ワット＝電圧×アンペアで、電圧は中性線から相線までで測定されます。米国、カナダ、中南米の一部では、同様の顧客には通常、3線式単相が供給されます。3線式単相では、10世帯あたり1台程度のローカル変圧器が必要ですが、コンセントでの電圧は低く安全（通常120V）で、顧客には中性線から相線までの電圧（通常120V）と相間電圧（通常240V）の2種類の電圧が供給されます。さらに、3線式の場合、通常、中性線は発電機の巻線のゼロ側に配線されているため、接地が安全であることが容易に測定できます。これらのメーターは、ワット数 = 0.5 × ボルト数 × (A相の電流値 − B相の電流値) という計測式を持ち、ボルト数は相線間の電圧で測定されます。

産業用電力は通常、三相電力として供給されます。三相電力には、3線式と、中性線を含む4線式の2種類があります。「三線式」または「三線デルタ」では、中性線はありませんが、アースが安全接地として機能します。3つの相は、互いに相対的にのみ電圧を持ちます。この配電方式は、配線が1本少なく、コストも安く、アジア、アフリカ、ヨーロッパの多くの地域で一般的です。住宅と軽工業が混在する地域では、これが唯一の配電方式となることがよくあります。このタイプのメーターは通常、3番目の巻線に対する2つの巻線の電圧を測定し、ワット数を加算します。このシステムの欠点の1つは、安全接地が故障した場合、どの相もアースに対して電圧を持たないため、直接測定でそれを発見するのが難しいことです。

4線式三相システム（「4線式Y結線」とも呼ばれる）では、安全接地線は、発電機または変圧器の3つの巻線のゼロ電圧側に物理的に接続された中性線に接続されています。このシステムではすべての電力相が中性線を基準としているため、中性線が切断された場合は、直接測定できます。米国では、国家電気規程により、中性線はこのタイプであることが義務付けられています。^{[ 40 ]}このシステムでは、電力計は中性線を基準として3つの相すべてを測定して合計します。

北米では、電気メーターは建物の側面にある屋外の標準ソケットに差し込むのが一般的です。これにより、ソケットへの配線や建物の居住者に迷惑をかけることなくメーターを交換できます。一部のソケットでは、メーターを取り外して修理している間、バイパス機能が付いている場合があります。この短い時間内に記録されない電力使用量は、電力供給を遮断することによって顧客に生じる可能性のある不便さに比べれば、取るに足らないものと考えられています。北米のほとんどの電子メーターは、シリアルプロトコルANSI C12.18を使用しています。

他の多くの国では、供給端子と負荷端子はメーター本体内に設置されています。ケーブルはメーターに直接接続されます。地域によっては、メーターは屋外、多くの場合電柱に設置されています。また、建物内のニッチに設置されている場合もあります。屋内に設置されている場合は、他のメーターとデータ接続を共有している可能性があります。共有接続が存在する場合、多くの場合、郵便ポストの近くにある小さなプラグです。接続方式は、多くの場合、EIA-485規格または赤外線方式で、 IEC 62056などのシリアルプロトコルが用いられます。

2014年現在、メーターへのネットワーク接続は急速に変化している。最も一般的な方式は、インターネットプロトコルを介して動作する既存の国家データ規格（ ANSI C12.19やIEC 62056など）と、電力線通信用の小型回路基板、携帯電話ネットワーク用のデジタル無線、またはISMバンドを組み合わせたものと思われる。