JP2012060638A - エネルギー計量システム、エネルギー計量方法 - Google Patents
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Abstract
【達成手段】エネルギー計量器は、エネルギー価格が変動する時点にのみエネルギー消費情報を伝送し、それ以外の時間には節電モードで動作する。エネルギー価格が変動する時点にエネルギー消費情報を伝送すると、エネルギー価格が同一に維持された各区間におけるエネルギー消費情報が確保されるので、中央サーバーでエネルギー使用料金を計算するのに支障がない。したがって、中央サーバーで必要とするエネルギー消費情報を全て伝送しながらも、通信に消耗される電力を最小化することができる。特に、エネルギー計量器がバッテリーを使用すべき環境ではバッテリーをより長持ちさせることができ、その分、メンテナンスコストを軽減可能になる。
【選択図】図1
Description
しかしながら、通信には必ず電力の消耗が伴うため、このような状況も考慮する必要がある。
例えば、エネルギー計量器は、電力線を通して電力を供給し難い環境に設置される場合が度々あり、このような場合、エネルギー計量器はバッテリーから供給される電力によって動作しなければならない。
このようにエネルギー計量器の通信にはバッテリーの電力が消耗され、バッテリーの電力が早く尽きるとそれを入れ替えなければならず、その分、エネルギー計量器のメンテナンスに時間及びコストが多くかかる。このような問題点は、エネルギー計量器が多く設置された地域であるほど、より一層深刻になる。
エネルギー計量器のメンテナンスにかかるコストを減らすための一方法として、バッテリーの容量を増やす方法を考えることができるが、バッテリー容量を増やすことは、結局、コスト高に直結するという問題点があった。
特に、前記両方向通信手段は、前記制御信号に基づいてエネルギー消費情報を伝送する時刻を決定する。
前記両方向通信手段は、バッテリーから電源を取り込んで動作することができる。
ここで、前記両方向通信手段は、前記バッテリーの電圧が一定値以下に落ちる場合、前記エネルギー消費情報を前記計量データ収集器に伝送する動作やアラームメッセージを前記計量データ収集器に伝送する動作を行うことができる。
前記両方向通信手段は、前記エネルギー消費情報を伝送する時刻以外の時は、節電モードで動作することができる。
本発明に係るエネルギー計量方法は、エネルギー計量器が自身に連結された負荷のエネルギー消費を測定して伝送する方法であって、エネルギー消費情報を伝送する時刻に関連した制御信号を受信する受信段階と、エネルギー計量器に連結された負荷のエネルギー消費を測定するエネルギー消費測定段階と、前記測定されたエネルギー消費情報を記憶する記憶段階と、前記制御信号に基づいてあらかじめ定められた時刻に、エネルギー消費情報を伝送する伝送段階と、を含んでなる。
前記エネルギー計量器は、前記制御信号に基づいてあらかじめ定められた時刻以外の時は、節電モードで動作することができる。
時間によって変動するエネルギー料金制下で、伝送時刻をエネルギー価格の変動時点にすると、各エネルギー価格区間におけるエネルギー消費情報が伝送される。これにより、エネルギー計量器にとっては、最小限の通信のみを行いながらも、中央サーバーで個別エネルギー需用家のエネルギー使用料金計算のために必要とする情報を全て伝送することができる。
なお、エネルギー計量器や両方向通信手段は、あらかじめ定められた伝送時刻以外の時には節電モードで動作することができる。
このように、伝送時刻に通信し、節電モードを共に運用すると、中央サーバーでエネルギー使用料金の計算のために必要とする情報を全て伝送しながらも、通信に使われる電力を最小化することができる。
特に、エネルギー計量器や両方向通信手段がバッテリーを用いて動作しなければならない環境では、バッテリーをより長持ちさせることができるため、メンテナンスコストを軽減することができる。
図1を参照すると、エネルギー供給会社11から供給するエネルギーは、エネルギー供給ライン13を通って各エネルギー需用家に伝達され、各エネルギー需用家は、エネルギー供給ライン13を通って供給されるエネルギーを使用する。
本発明に係るエネルギーは、電気、ガス、水道のいずれか一つをいう。
計量手段21は、エネルギー使用量を測定するために各エネルギー需用家に設置される電力量計、ガス計量器、水道計量器などとすることができ、エネルギーの種類と要求される機能によって様々に構成すればいい。
計量手段21には両方向通信手段22が連結され、この両方向通信手段22は、計量手段21で測定されたエネルギー消費情報を、第1通信ネットワーク15を通じて計量データ収集器25に伝送する役割を果たす。
このような両方向通信手段22の例には、外付けモデムを挙げることができる。
特に、両方向通信手段22がいつエネルギー消費情報を伝送するかは、計量データ収集器25から伝送する制御信号によって決定され、両方向通信手段22は、該当する時刻にのみエネルギー消費情報を伝送する。
以下では、説明の便宜のために、両方向通信手段22がエネルギー消費情報を計量データ収集器25に伝送する時刻を「伝送時刻」と称する。
両方向通信手段22は、計量データ収集器25から伝送された制御信号を受信すると(S211)、この制御信号によって伝送時刻を決定する(S212)。
また、両方向通信手段22は、現在時刻が、段階S212で決定された伝送時刻であれば(S213)、計量手段21からエネルギー消費情報を受けて計量データ収集器25に伝送する(S214)。
この場合、両方向通信手段22は、バッテリーの残余容量と関連して緊急状況に対処するための様々な緊急動作を行うように構成することができる。
例えば、両方向通信手段22は、バッテリー電圧が一定値以下に落ちる場合、伝送時刻にかかわらず、現在エネルギー消費情報やアラームメッセージを、計量データ収集器25に伝送することができる。
また、両方向通信手段22は、消費電力を最小化するために、伝送時刻以外には節電モードで動作するように構成することができる。
節電モードでの動作の度合は、必要によって様々にすればよく、好ましくは、バッテリー残余容量調査や現在時間調査など、伝送時刻に目覚めてエネルギー消費情報を伝送する動作を行うために必要な電力以外には全部遮断するとよい。
両方向通信手段22と計量データ収集器25とが互いに通信する第1通信ネットワーク15は様々に構成することができる。例えば、無線近距離通信(WLAN:Wireless Local Area Network)、ブルートゥース(登録商標;Bluetooth)、ジクビー(Zigbee)などの通信方式を用いるネットワークとすることができる。
計量データ収集器25は、伝送時刻を直接指定して制御信号として伝送することもでき、両方向通信手段22が伝送時刻を決定できるようにする資料情報を制御信号として伝送することもできる。
中央サーバー27は、エネルギーの生産及び消費状況によって変動するエネルギー料金制情報を計量データ収集器25に伝送し、計量データ収集器25が取り集めて伝送するエネルギー消費情報を受信して処理する。
このような中央サーバー27は、エネルギー供給会社11が運営するサーバーで、個別使用者のエネルギー使用料金を分析し管理する等、エネルギー供給サービスと関連した各種機能を果たす。
計量データ収集器25と中央サーバー27とが互いに通信する第2通信ネットワーク17は、様々に構成することができる。例えば、第2通信ネットワーク17は、インターネットやCDMA(Code Division Multiple Access)方式の通信方式を採ることができる。
両方向通信手段22の電力使用を低減する側面において、伝送時刻を決定する際には、両方向通信手段22が計量データ収集器25と通信する回数を減らさなければならないという点と、中央サーバー27でエネルギー使用料金を計算するために必要とするエネルギー消費情報は全て伝送しなければならないという点を共に満たさなければならない。
そのための具体的な一方法は、エネルギー価格が変動する時点を伝送時刻と決定することである。
エネルギー価格の変動料金制の下でエネルギー価格は時間によって変動する。
図3には、単位エネルギー価格が0時から8時まではP2、8時から22時まではP3、22時から24時まではP1である例を示している。
この場合、中央サーバー27でエネルギー使用料金を計算するために必要とする最小限の情報は、エネルギー価格が同一である各区間におけるエネルギー消費情報(エネルギー使用量情報)である。したがって、両方向通信手段22がエネルギー価格の変動時点(0時、8時、22時)に、計量手段21が測定したエネルギー消費情報を伝送すると、中央サーバー27は、計量データ収集器25からこの情報を受けてエネルギー使用料金を計算することができる。
この実施例において、計量データ収集器25は、制御信号として、エネルギー価格が変動する時点(0時、8時、22時)を伝送することもでき、図3のようなエネルギー料金制情報を伝送することもできる。
後者の場合は、両方向通信手段22がエネルギー料金制情報に基づき、エネルギー価格が変動する時点を探して伝送時刻を決定する。
計量手段21、両方向通信手段22、計量データ収集器25、及び中央サーバー27の役割は、上述したエネルギー計量システムの各実施例と同一であるため、簡略に説明する。
計量手段21は、エネルギー使用料金の賦課単位となる各地点でエネルギー消費を測定する。例えば、累積エネルギー使用量を測定することができる。
伝送時刻は、計量データ収集器22から受信される制御信号によって決定され、エネルギー価格が変動する時点が伝送時刻と決定されればよい。
また、両方向通信手段22は、伝送時刻以外の時間には、電力を節約するために節電モードで動作することができる。
このような両方向通信手段22は、電力線を通って電力を取り込み難い位置に設置される場合、バッテリーを用いて動作することができる。
そこで、両方向通信手段22は、バッテリーの残余容量と関連して緊急状況に対処するための様々な動作を行うように構成することができる。例えば、バッテリー電圧が一定値以下に落ちると、伝送時刻にかかわらず、現在エネルギー消費情報やアラームメッセージを計量データ収集器25に伝送することができる。
中央サーバー27は、エネルギーの生産と消費状況によって変動するエネルギー料金制情報を計量データ収集器25に伝送し、計量データ収集器25から取り集められたエネルギー消費情報を受信して個別使用者のエネルギー使用料金を計算する等、エネルギー供給サービスと関連した各種機能を果たす。
図5は、上記の計量手段21及び両方向通信手段22の役割を担うエネルギー計量器50の具体例であり、計量部51、通信モジュール52、記憶部53、現在時間測定部54、制御部55、バッテリー57を含んでなる。
計量部51は、各負荷19−1〜19−kのエネルギー消費を測定する。具体例として、計量部51はエネルギー累積使用量を測定することができる。
通信モジュール52は、第1通信ネットワーク15を介して計量データ収集器25と通信する役割を果たす。
記憶部53は、デジタルデータを記憶する不揮発性の読み書き可能な記憶媒体である。
現在時間測定部54は、制御部55に現在時間情報を提供するもので、RTC(Real Time Clock)などを用いて構成することができる。
制御部55は、マイクロプロセッサや中央処理処置(CPU:Central Processing Unit)を用いて構成することができ、エネルギー計量器50を総括的に制御する。
制御部55は、計量部51で測定されたエネルギー消費情報を記憶部53に記憶させて管理し、現在時間測定部54で測定される現在時間に基づき、伝送時刻になるか否か調べる。
そして、伝送時刻になると、記憶部53に記憶されているエネルギー消費情報を、通信モジュール52を介して計量データ収集器25に伝送する。
エネルギー計量器50は、バッテリー57から電源を取り込んで動作することができ、制御部55は、計量データ収集器25と通信する時以外は、節電モードで動作することができる。節電モードでは、通信モジュール52への電源供給を遮断することができる。
図5は、本発明に係るエネルギー計量方法を説明するための一例に過ぎないもので、エネルギー計量器50はエネルギーの種類と必要によって様々に構成することができる。
例えば、エネルギー計量器50は、エネルギー消費情報を表示したり、使用者が必要な情報を入力できるようにするユーザインターフェース(UI:User Interface)機能などを含んでもよい。
中央サーバー27は、時間によって変動するエネルギー料金制情報を計量データ収集器25に提供し(S231)、計量データ収集器25は、エネルギー料金制情報に基づいて各エネルギー計量器50に制御信号を伝送する(S232)。
ここで、制御信号とは、各エネルギー計量器50が伝送時刻を決定できるようにする信号のことをいう。
計量データ収集器25は、伝送時刻を直接指定して制御信号として伝送してもよく、各エネルギー計量器50が伝送時刻を決定できるようにする資料情報を制御信号として伝送してもよい。
図3を参照して説明した通り、伝送時刻は、エネルギー価格が変動する時点と決定することができる。
また、各エネルギー計量器50の制御部55は、現在時間測定部54で測定された現在時間情報を用いて伝送時刻になるか否か監視する(S236)。
そして、伝送時刻になると、現在時点のエネルギー消費情報を、通信モジュール52を介して計量データ収集器25に伝送する(S237)。段階S234乃至段階S237は継続して繰り返し行われる。
各エネルギー計量器50の制御部55は、段階S237でエネルギー消費情報を伝送した後、段階S236で再び伝送時刻になったと判断されるまで、エネルギー計量器50を節電モードで動作させることができる。節電モードでは通信モジュール52への電源供給を遮断することができる。
15 第1通信ネットワーク
17 第2通信ネットワーク
19−1〜19−k 負荷
20 エネルギー計量装置
21 計量手段
22 両方向通信手段
25 計量データ収集器
27 中央サーバー
50 エネルギー計量器
51 計量部
52 通信モジュール
53 記憶部
54 現在時間測定部
55 制御部
57 バッテリー
Claims (10)
- エネルギー消費を測定するための計量手段と、
前記計量手段と結合し、エネルギー消費情報を計量データ収集器に伝送し、前記計量データ収集器から制御信号を受信する両方向通信手段と、
前記両方向通信手段から伝送されたエネルギー消費情報を取り集めて中央サーバーに伝送し、前記中央サーバーから受信するエネルギー料金制情報に基づいて前記両方向通信手段に制御信号を伝送する計量データ収集器と、
エネルギーの生産と消費状況によって変動するエネルギー料金制情報を前記計量データ収集器に伝送し、前記計量データ収集器から取り集められたエネルギー消費情報を受信する中央サーバーと、
を含み、
前記両方向通信手段は、前記制御信号に基づき、前記エネルギー消費情報を伝送する時刻を決定することを特徴とする、エネルギー計量システム。 - 前記エネルギーは、電気、ガス及び水道のいずれか一つであることを特徴とする、請求項1に記載のエネルギー計量システム。
- 前記両方向通信手段は、バッテリーから電源を取り込んで動作することを特徴とする、請求項1又は2に記載のエネルギー計量システム。
- 前記両方向通信手段は、前記バッテリーの電圧が一定値以下に落ちる場合、前記エネルギー消費情報を前記計量データ収集器に伝送する動作、及びアラームメッセージを前記計量データ収集器に伝送する動作のうちの一つ以上を行うことを特徴とする、請求項3に記載のエネルギー計量システム。
- 前記制御信号は、エネルギー価格が変動する時点を、前記エネルギー消費情報を伝送する時刻と決定できるようにする情報を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のエネルギー計量システム。
- 前記両方向通信手段は、前記エネルギー消費情報を伝送する時刻以外の時は節電モードで動作することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のエネルギー計量システム。
- エネルギー計量器と連結された負荷のエネルギー消費を測定し、測定されたエネルギー消費情報を伝送するエネルギー計量方法であって、
エネルギー消費情報を伝送する時刻に関連した制御信号を受信する受信段階と、
前記エネルギー計量器に連結された負荷のエネルギー消費を測定するエネルギー消費測定段階と、
前記測定されたエネルギー消費情報を記憶する記憶段階と、
前記制御信号に基づいてあらかじめ定められた時刻にエネルギー消費情報を伝送する伝送段階と、
を含む、エネルギー計量方法。 - 前記エネルギーは、電気、ガス及び水道のいずれか一つであることを特徴とする、請求項7に記載のエネルギー計量方法。
- 前記制御信号に基づいてあらかじめ定められた時刻は、エネルギー価格が変動する時点であることを特徴とする、請求項7又は8に記載のエネルギー計量方法。
- 前記エネルギー計量器は、前記あらかじめ定められた時刻以外の時には、節電モードで動作することを特徴とする、請求項7〜9のいずれか1項 に記載のエネルギー計量方法。
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