JP2013219876A - Distribution automation system and communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配電自動化システム、および配電線を監視または制御するための通信装置に関する。 The present invention relates to a distribution automation system and a communication device for monitoring or controlling a distribution line.
電力を供給するための配電線における事故の際に、事故区間を分離するための配電自動化システムにおいて、電圧や電流などの監視データや開閉器の開閉動作などを制御するための制御データを伝送するために、電力線通信装置(または配電線搬送装置とも呼ぶ)が用いられている。電力線通信は配電線に通信信号を重畳して通信する方式である。また電力線ではなく、専用の通信線を敷設して通信信号を重畳する方式や、無線を利用して同様に配電線の監視データや制御データを伝送する方式もある。 Transmits control data for controlling monitoring data such as voltage and current and switching operation of switches in a distribution automation system for separating accident sections in the event of an accident in a distribution line for supplying power Therefore, a power line communication device (also called a distribution line transfer device) is used. Power line communication is a communication method in which a communication signal is superimposed on a distribution line. There are also a method of laying a dedicated communication line instead of a power line and superimposing a communication signal, and a method of transmitting distribution line monitoring data and control data in a similar manner using radio.
配電線において断線事故が起きると開閉器が開・閉動作を繰返して断線区間の特定に時間を要し、停電時間が長くなる。また開閉器情報を収集するために電力線通信を利用すると断線区間では通信不可となる。 When a disconnection accident occurs in the distribution line, the switch repeatedly opens and closes, and it takes time to identify the disconnection section, and the power failure time becomes longer. In addition, if power line communication is used to collect switch information, communication is not possible in the disconnected section.
断線時の開閉器情報の収集、および配電事故管理に関し、例えば、特許文献1および特許文献2で示される技術がある。特許文献1には、配電線自動化システムにおいて、自動開閉器用遠方制御等の監視・制御を行うための現行の親局、子局を有効に活用しながら低コストにシステムの拡充を図るために、親局と子局とのデータ通信手段として通信線方式と無線方式とを併用することが開示されている。また、特許文献2には、配電線監視システムにおいて、配電線網の任意の位置に各々設置された複数の監視子局で配電線網の状況データを測定し、無線により監視中継局で一旦収集した後、電話回線網を利用して監視親局へ転送することで、専用の通信線を用いることなく、配電線状況のデータを効率よく収集することが示されている。
For example, there is a technique disclosed in
しかしながら、特許文献1では、通信線敷設コストの削減を目的として専用通信線と無線(PHS公衆網)を併用し、いずれか一方に切り替えることを可能としているだけであり、配電線の断線事故時に開閉器の状態を監視または制御する情報を短時間で伝送する方法については記載していない。また、断線事故の場合には、配電線と共に並行して敷設される専用通信線も断線する可能性が高く、配電線や通信線を利用する通信は断線事故区間では通信不可となる。さらにPHSなどの公衆網を利用する場合では利用料金が必要であり、運用コストが高くなる。
However, in
特許文献2では、電話回線網を利用し、遠方の制御局を経由するため、通信遅延時間が大きくなるとともに、どこで断線事故が起こっているのか特定するのに時間が掛かり、開閉器の制御に時間を要することとなり、停電時間が長くなってしまう。また、大規模な災害時には電話回線網が他のトラフィックで輻輳する場合もあり、信頼性が低下する。 In Patent Document 2, since a telephone line network is used and a remote control station is used, communication delay time increases, and it takes time to specify where a disconnection accident has occurred. It will take time and power outage time will be longer. In addition, when a large-scale disaster occurs, the telephone line network may be congested with other traffic, resulting in a decrease in reliability.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、配電線の断線箇所を迅速に特定して開閉器の状態を適切かつ迅速に制御することを可能にするための技術を提供するものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a technique for quickly identifying the disconnection location of the distribution line and appropriately and quickly controlling the state of the switch. It is.
上記課題を解決するために、本発明による配電自動化システムは、配電用変電所から電力を供給するための複数の配電線と、配電線を複数の区間に分割するための少なくとも1つの開閉器と、開閉器を監視または制御するための情報を通信する少なくとも1つの通信装置と、を有する。そして、第一の開閉器に接続された第一の通信装置は、第一の配電線に接続された第一の開閉器を監視または制御するための情報を、第一の配電線とは異なる第二の配電線に接続された第二の開閉器に接続された第二の通信装置との間で通信する。また、第二の通信装置は、通信によって伝送された情報を、配電用変電所内に設置された第三の通信装置との間で通信する。 In order to solve the above problems, a distribution automation system according to the present invention includes a plurality of distribution lines for supplying power from a distribution substation, and at least one switch for dividing the distribution lines into a plurality of sections. And at least one communication device for communicating information for monitoring or controlling the switch. And the 1st communication apparatus connected to the 1st switch differs from the 1st distribution line in the information for monitoring or controlling the 1st switch connected to the 1st distribution line. It communicates with the 2nd communication apparatus connected to the 2nd switch connected to the 2nd distribution line. The second communication device communicates information transmitted by communication with a third communication device installed in the distribution substation.
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。 Further features related to the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be achieved and realized by elements and combinations of various elements and the following detailed description and appended claims.
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。 It should be understood that the description herein is merely exemplary and is not intended to limit the scope of the claims or the application of the invention in any way.
本発明によれば、配電線の断線事故時の開閉器情報収集時間の低減が可能であり、事故区間の影響がある地域の停電時間を短縮することが可能である。さらに多数の無線中継器の設置コストや、PHSや電話回線などの公衆網を経由するための利用料金が不要となるため、通信インフラコストの低減が可能である。また配電線の開閉器を制御するために専用の通信装置を用いるため、高信頼な配電自動化システムを構築することが可能である。 According to the present invention, it is possible to reduce the switch information collection time at the time of a distribution line disconnection accident, and it is possible to shorten the power outage time in an area affected by the accident section. Furthermore, since the installation cost of a large number of wireless repeaters and the usage fee for passing through a public network such as a PHS or a telephone line are not required, the communication infrastructure cost can be reduced. Moreover, since a dedicated communication device is used to control the switch of the distribution line, it is possible to construct a highly reliable distribution automation system.
(1)第1の実施形態
<システム構成>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る配電自動化システム1000の概略構成を示す図である。配電自動化システム1000は、配電線において事故などが起きた場合に区間を分割または連結するための開閉器を制御するシステムである。
(1) First Embodiment <System Configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power
図1において、配電用変電所1には高圧配電線70を介して22kVなどの高電圧の電力が供給され、高圧用変圧器80においてより低い6.6kVなどの電圧に変換される。そして6.6kVなどの電力が遮断器90a、90b、90cを介して中圧配電線50a、50bへ供給される。
In FIG. 1, high-voltage power such as 22 kV is supplied to the
遮断器90a、90b、90cは、高圧配電線70、中圧配電線50a、50bなどで事故が起こった場合に、安全のため事故区間への電力供給を遮断するために用いられる。
The
開閉器20aと通信装置10aは、ともに中圧配電線50aに接続される。通信装置10aは配電線を通信線として利用する電力線通信の機能と、無線によって通信を行う無線通信の機能の両方を備える。開閉器20b、20c、20d、20e、20fと、通信装置10b、10c、10d、10e、10fとの間も、同様に中圧配電線に接続される。
The
開閉器20aは、中圧配電線50aにおいて地絡事故や短絡事故などが起きた場合に、事故区間を分離する機能を有する。例えば開閉器20aと20bの間で事故が起きた場合に、当該区間を分離するように開閉処理が実施される。
The
低圧用変圧器40aは、6.6kVなどの中圧電力を100Vまたは200Vなどの低圧電力に変換する機能を有する。100Vまたは200Vの低圧電力に変換された電力は、低圧配電線60aを介して低圧需要家30aに供給され、一般家庭等の低圧需要家30aにおいて消費される。同様に低圧用変圧器40bでは、6.6kVなどの中圧電力を100Vまたは200Vなどの低圧電力に変換し、低圧配電線60bを介して低圧需要家30b、30cに供給する。
The
開閉器20fは、通常は開いた状態となっており、中圧配電線50aと50bが非接続の状態となっている。一方の配電線において事故が起きて他方の配電線から電力を供給する必要が生じた場合は、開閉器20fが閉じられて中圧配電線50aと50bが接続される。
The
通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10fは、配電用変電所1の中に設置された通信装置10gまたは10a、10b、10c、10d、10e、10fのいずれかと、中圧配電線50aまたは50bによって接続され、通常動作時は、通信信号を中圧配電線50aまたは50bに重畳して互いに通信する。通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10fは、開閉器20a、20b、20c、20d、20e、20fに内蔵されたセンサによって配電線の電圧や電流値などを収集し、通信装置10gへ伝送する。
The
通信装置10gは、電力供給経路を変更することなどを目的として、開閉器状態を制御するための制御データなどを、制御装置11から出力される制御信号を中圧配電線50aまたは50bに重畳して通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10fへ伝送する。通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10fは、この制御信号にしたがって、開閉器20a、20b、20c、20d、20e、20fを制御する。
The
また、通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10f、10gは無線通信の機能も備えているため、通常動作時は、ビーコン信号をお互いに送受信し、各通信装置間におけるリンク状態の有無に関する情報を保有することが可能である。加えて、経路制御情報をビーコン信号に重畳することで、各通信装置10a、10b、10c、10d、10e、10fから、通信装置10gまでの間の経路情報を共有することが可能である。
Further, since the
<通信装置の構成>
図2は、実施形態による通信装置10aの概略構成を示す図である。通信装置10b、10c、10d、10e、10f、10gも同様の構成を備える。通信装置10aは、通信部21、開閉器制御部22、電源装置23a、23b、電力供給線24、通信線25、26、27a、27bを備える。
<Configuration of communication device>
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
通信部21は、他の通信装置との間で通信を実施するための通信信号を生成する機能を有する。電源装置23aおよび23bは、中圧配電線50aから供給される6.6kVの中圧電力を100Vなどの低圧電力に変換し、電力供給線24へ重畳する。この電力は、通信装置10aが動作するための電力となる。通信部21が生成した通信信号は、電力供給線24に重畳され、電源装置23a、23bを介して中圧配電線50aに重畳される。なお、本実施例では説明を簡単にするため電源装置23a、23bを別々に示したが、一体として構成しても構わない。
The
通信部21は、通信線25を介して開閉器制御部22に接続され、開閉器20aを制御するための信号を伝送する。開閉器制御部22は、その制御信号にしたがって開閉器20aを制御する。また開閉器制御部22は、開閉器20aが収集した電圧や電流などの監視情報を、通信線26を介して収集する。
The
通信部21は、通信線27aおよび27bを介して、電源装置23aまたは23bが備えるスイッチ28(図3で後述)を切り替えることができる。電源装置23aおよび23bはそれぞれ中圧電力を低圧電力に変換して通信装置10aに提供する機能を備えているため、電源装置23aおよび23bのうち稼動させる方のスイッチ28をONにし、もう一方はOFFにする。例えば電源装置23aに接続されている中圧配電線50aの側が故障した場合は、電源装置23aが備えるスイッチ28をOFFにし、電源装置23bが備えるスイッチ28をONにする。
The
<電源装置の構成>
図3は、実施形態による電源装置23aの概略構成を示す図である。電源装置23bも同様の構成を備える。中圧配電線50aから供給される6.6kVの中圧電力は、トランスとコンデンサなどで構成された回路によって100Vなどの低圧電力に変換され、電力供給線24に重畳される。通信装置10間で伝送される電力線通信信号も同様にトランスとコンデンサを介して伝送される。スイッチ28は、通信線27aを介して伝送される制御信号にしたがって、電力供給線24の接続をON/OFFする。スイッチ28のON/OFFを切り替えることにより、通信信号が電源装置23aと23bの両方を通って二重に伝送されないように、一方の接続を切ることができる。
<Configuration of power supply>
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
<通信部の構成>
図4は、実施形態による通信装置の通信部21の概略構成を示す図である。通信部21は、電力線通信部100と、無線通信部200と、電源部300と、通信制御部400とを有している。当該通信部21は、例えば、特定小電力無線に対応するものである。
<Configuration of communication unit>
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
電力線通信部100は、電源部300と電力供給線301によって接続され、電源部300から供給される電力によって動作する。電力線通信部100は、通信制御部400と通信線401と接続され、通信線401を介して入出力されるデータを、電力供給線24にて送受信される通信信号に変換して送受信する。
The power
無線通信部200は、電源部300と電力供給線301によって接続され、電源部300から供給される電力によって動作する。無線通信部200は通信制御部400と通信線402によって接続され、通信線402を介して入出力されるデータを、無線信号に変換して送受信する。
The
電源部300は、電力供給線24から供給される100Vの電力を、電力線通信部100や無線通信部200、通信制御部400などで使用されるDC5Vなどの電圧に変換して電力供給線301に供給する機能を有する。
The
通信制御部400は、電力線通信部100および無線通信部200を制御する。さらに通信線25を介して開閉器制御部22を制御すると共に、通信線27aおよび27bを介して電源装置23aまたは23bが備えるスイッチ28を制御する。
The
<電力線通信部の構成>
図5は、実施形態による電力線通信部100の概略構成を示す図である。電力線通信部100は結合器110、バンドパスフィルタ(BPフィルタ)101a、101bと、送信アンプ102と、受信アンプ109と、デジタル/アナログ変換器(D/A)103と、アナログ/デジタル変換器(A/D)108と、送信処理部104と、受信処理部107と、アクセスコントローラ105と、プロトコル変換部106と、を有している。
<Configuration of power line communication unit>
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the power
電力線通信部100と通信制御部400との間は通信線401で接続する。或いは、電力線通信部と通信制御部を一体として構成してもよい。
The power
プロトコル変換部106は、データを受け取ると、電力線通信部100で扱う所定フォーマットの通信データに変換する。
Upon receiving the data, the
アクセスコントローラ105は、プロトコル変換器106からの通信データを受信すると、このデータを送信処理部104に出力した上で通信信号を生成する。
When the
通信信号はD/A103により、デジタル信号からアナログ信号に変換される。当該アナログ信号は、送信アンプ102によって増幅された後、BPフィルタ101aで不要な高周波成分をカットした上で結合器110を介して電力供給線24に出力される。
The communication signal is converted from a digital signal to an analog signal by the D /
一方、電力供給線24を介して送信されてきた通信信号は、BPフィルタ101bによって通信帯域以外の信号が抑制され、通信帯域の信号が受信アンプ109に出力される。
On the other hand, in the communication signal transmitted via the
受信アンプ109は、受信信号を増幅し、A/D108はデジタル信号に変換してそれを受信処理部107に出力する。受信処理部107は、データを復調し、アクセスコントローラ105に出力する。
The
アクセスコントローラ105は、この取り出したデータを所定フォーマットの通信データに変換し、プロトコル変換部106に出力する。
The
プロトコル変換部106は、この通信データを通信制御部400とのインターフェースが取れるようにプロトコル変換をして、通信制御部400に情報を出力する。
The
電力供給線301は電源部111に接続されている。電源部111は、電力線通信部100で使用される電力を受電し、必要に応じて電圧を変換する。
The
<無線通信部の構成>
図6は、実施形態による無線通信部200の概略構成を示す図である。無線通信部200は、アンテナ211と、送受信切換部210と、バンドパスフィルタ(BPフィルタ)201a、201bと、送信アンプ202と、受信アンプ209と、デジタル/アナログ変換器(D/A)203と、アナログ/デジタル変換器(A/D)208と、送信処理部204と、受信処理部207と、アクセスコントローラ205と、プロトコル変換部206と、を有している。
<Configuration of wireless communication unit>
FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
無線通信部200と通信制御部400との間は通信線402で接続する。或いは無線通信部と通信制御部を一体として構成してもよい。
The
プロトコル変換部206は、データを受け取ると、無線通信部200で扱う所定フォーマットの通信データに変換する。
When the
アクセスコントローラ205は、プロトコル変換部206からの通信データを受信すると、このデータを送信処理部204に出力した上で通信信号を生成する。通信信号はD/A203によりアナログ信号に変換され、送信アンプ202によって増幅された後、BPフィルタ201aで不要な高周波成分がカットされた上で送受信切換部210を介してアンテナ211に出力される。
When the
一方、アンテナ211を介して送信されてきた通信信号は、BPフィルタ201bによって通信帯域以外の信号を抑制し、通信帯域の信号を受信アンプ209に出力する。受信アンプ209は受信信号を増幅してA/D208によってディジタル信号に変換された信号が受信処理部207に出力され、データを復調し、アクセスコントローラ205に出力する。アクセスコントローラ205では、この取り出したデータを所定フォーマットの通信データに変換し、プロトコル変換部206に出力する。プロトコル変換部206は、この通信データを通信制御部400とのインターフェースが取れるようにプロトコル変換をして、通信制御部400に情報を出力する。また電力供給線301は電源部212に接続され、電源部212では無線通信部200で使用される電力を受電し、必要に応じて電圧を変換する。
On the other hand, the communication signal transmitted via the
<断線事故発生時の通信>
図7は、断線事故が起こった場合の開閉器情報収集時の通信について説明するための図である。
<Communication when a disconnection accident occurs>
FIG. 7 is a diagram for explaining communication when collecting switch information when a disconnection accident occurs.
図7に示されるシステムは、図1に示した配電自動化システム1000と基本的には同じ構成であるが、開閉器20dと20eの間の中圧配電線50bにおいて断線事故(断線部両端につながれた開閉器20dおよび20eの少なくとも一つにおいて断線を検知する)によって中圧配電線50bが切断され、断線部51が生じている。そのため通信装置10dと10eの間では、中圧配電線50bを通信線とする電力線通信を行うことは不可能である。また、通信装置10dと10eの間は、数km(例えば、5〜8km)以上となる長距離である場合があり、無線通信のみでは、その間に中継用無線装置を設置しなくては無線通信を行うことは困難である。さらに、開閉器20fは通常は開いた状態であるため、中圧配電線50aと50bは接続されていない。また、通信装置10fも内部の電源装置23a、23bに内蔵されたスイッチ28は一方のみしか繋がれていない。このため、事故直後は通信装置10eと10bの間で通信することはできない。またスイッチが切り替わるのを待った後では開閉器情報収集に時間を要することになる。
The system shown in FIG. 7 has basically the same configuration as the
そこで、本実施形態では、中圧配電線50b上にある通信装置10eに内蔵された無線通信部から、隣接(距離は例えば1〜2km)する中圧配電線50a上にある通信装置10bに内蔵された無線通信部へ、無線通信によって開閉器情報を無線信号500で伝送する無線通信を使用する。これにより、開閉器20fの開閉動作や通信装置10fのスイッチの動作を待つための遅延時間を要することなく、通信を行うことが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the wireless communication unit built in the
続いて、無線信号500を受信した通信装置10bは、受信した開閉器情報を電力線通信によって通信装置10aへ電力線通信信号510によって中圧配電線50aを介して伝送する。その後、通信装置10aは、通常時と同様に中圧配電線50aを介して通信装置10gへ電力線通信信号511によって電力線通信で開閉器情報を伝送する。なお、通信装置10dおよび10cは中圧配電線50bによって通信装置10gと接続されているため、通常時と同様に、電力線通信によって通信することが可能である。
Subsequently, the
<断線部の開閉器の制御>
図8は、配電用変電所内に設置された通信装置から断線部に接続された開閉器を制御するための通信について説明するための図である。
<Control of breaker switch>
FIG. 8 is a diagram for explaining communication for controlling the switch connected to the disconnection portion from the communication device installed in the distribution substation.
通信装置10gは、電力線通信によって通信装置10aへ開閉器20eを制御するための情報を電力線通信信号512で通信し、通信装置10aは受信した情報を通信装置10bへ電力線通信によって電力線通信信号513で通信する。
The
通信装置10bは、受信した情報を電力線通信のプロトコルから無線通信のプロトコルに変換した上で、通信装置10eへ無線通信によって無線信号501で通信する。通信装置10eは受信した情報を用いて開閉器20eを制御する(開閉器20eを開いたままにする)。そして、通信装置10gは、通信装置10aおよび10bを介して、通信装置10fに信号を送信し、開閉器20fを閉じるように制御する。
The
以上、第1の実施形態では、断線事故によって配電線が切断された場合に、無線通信によって隣接する中圧配電線50aやそれに接続されている他の配電線上の通信装置(電波が一番強い通信装置:例えば、通信装置10bや10f等)へ開閉器情報を伝送し、その後は電力線通信によって配電用変電所内の通信装置10gに開閉器情報を伝送する。これにより、開閉器情報の収集時間を短縮可能となり、短時間で開閉器を制御することで、断線事故の影響による停電時間を短縮可能となる。また、携帯電話網や固定電話回線網を利用しないため、定常的な通信料金が不要となり、低コストに配電自動化システムを構築することができる。
As described above, in the first embodiment, when a distribution line is cut due to a disconnection accident, the communication device (the radio wave is strongest) on the medium-
(2)第2の実施形態
図9は、本発明の第2の実施形態に係る配電自動化システム1001の概略構成を示す図である。配電自動化システム1001は、配電自動化システム1000と基本的に同一構成を採っているが、通信装置10h、低圧用変圧器40c、及び低圧配電線60cが追加された構成となっている。通信装置10hは低圧配電線60cに接続され、低圧配電線60cは低圧用変圧器40cを介して中圧配電線50aに接続されている。通信装置10hは低圧配電線60cから供給される電力によって動作する。
(2) Second Embodiment FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a
本実施形態では、通信装置10eと通信装置10bとの間で通信するために、まず通信装置10eに内蔵された無線通信部から、通信装置10hに内蔵された無線通信部へ無線信号502によって通信する。その後、通信装置10hに内蔵された無線通信部から、通信装置10bに内蔵された無線通信部へ無線信号503によって通信する。
In the present embodiment, in order to communicate between the
配電用変電所1から遠方に中圧配電線50aと50bが延長されると、隣接する中圧配電線50aと50bとの間の距離は数km以上と大きく離れている場合もあり、無線通信での直接の通信は困難な場合もある。その場合には、本実施形態のように、中継用の通信装置10hを設けることで隣接する中圧配電線に接続された通信装置の間での通信を可能とすることができる。また、中継用の通信装置10hを設けることで無線通信の高信頼化を実現することが可能になる。なお、通信装置10hに蓄電池または太陽光発電装置などの電力供給手段を備える場合には、必ずしも通信装置10hは低圧配電線60cに接続する必要は無い。その場合には、低圧配電線60cの敷設状態に依らず、通信装置10hの設置場所を自由に変更可能となる。その結果、無線通信の成功率が高い設置場所を選定することで通信信頼性を向上させることが可能となる。また、通信装置10hのような中継用の通信装置をシステム内に複数設けるようにしても良い。
When the medium-
(3)第3の実施形態
図10は、本発明の第3の実施形態に係る配電自動化システム1001の概略構成を示す図である。図10は、図9と基本的に同一構成であるが、通信装置10hと通信装置10bとの間で電力線通信を行う点が図9とは異なっている。
(3) Third Embodiment FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a power
本実施形態では、通信装置10eと通信装置10bとの間で通信するために、最初に通信装置10eに内蔵された無線通信部が、通信装置10hに内蔵された無線通信部と無線信号502によって通信する。その後、通信装置10hは、無線通信のプロトコルから電力線通信のプロトコルへ変換し、通信装置10hに内蔵された電力線通信部は、通信装置10bに内蔵された電力線通信部と、電力線通信信号514を介して通信する。
In the present embodiment, in order to communicate between the
このようにすることにより、通信装置10hと通信装置10bの間に大きな遮蔽物があり、無線通信の信頼性が低い場合であっても、電力線通信を利用するので通信が可能となる。また、電力線通信を利用することで通信の信頼性を高めることも可能となる。
By doing so, even when there is a large shielding object between the
なお、通信装置10hと通信装置10bとの間では、低圧用変圧器40cにおいて電力線通信信号の減衰量が大きい場合もあるため、無線通信と電力線通信の両方の機能を実行可能なように構成し、統計的に成功率の高い方を選択しながら通信するようにしても良い。
In addition, between the
(4)第4の実施形態
図11は、本発明の第4の実施形態に係る通信装置10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10hに内蔵される通信部21の概略構成を示す図である。
(4) Fourth Embodiment FIG. 11 shows a schematic configuration of the
図11に示される通信部の構成は、図4と基本的に同一であるが、通信エラー率計測部410と記憶部420が加えられている点が図4とは異なる。
The configuration of the communication unit shown in FIG. 11 is basically the same as that of FIG. 4, but is different from FIG. 4 in that a communication error
通信エラー率計測部410は、通信制御部400に接続され、記憶部420は、通信エラー率計測部410に接続される。
The communication error
本実施形態では、例えば、図1の配電自動化システム1000において、中圧配電線50aに接続された通信装置10bが、中圧配電線50bに接続された通信装置10c、10d、10eの内の複数との間で通信可能な場合に、通信装置10c、10d、10eの中からどの通信装置との間で無線通信を行うかを選択するために、通信エラー率を判定基準として用いる。
In the present embodiment, for example, in the
通信装置10bの通信エラー率計測部410では、通常時において、通信装置10c、10d、10eのそれぞれとの間で通信を行った際に通信ができたかをチェックし、そのチェック結果に基づいて通信エラー率(通信エラー回数/通信トライ回数)を計測し、その値を記憶部420に保存する。保存形式としては、例えば、通信先の情報とエラー率とを対応付けて管理するためのテーブルを用いることが可能である。この通信エラー率は、統計的なデータであるため、データが蓄積されるほど正確な情報となっていくものである。また、通信エラー計測の基となる通信は、開閉器を監視または制御するための情報の通信でも良いし、あるいは無線通信の制御を行うためのビーコン信号であっても良い。
The communication error
次に、通信装置10bは、記憶部420に保存された通信エラー率から、最も通信エラー率が低い通信装置10c、10d、10eのいずれかを選択して通信を行う。これにより、通信の信頼性を向上させることが可能である。あるいは、通信エラー率に基準値を設け、基準値よりも低い通信エラー率となる通信装置を任意に選択することとしても良い。
Next, the
以上、第4の実施形態では、通信エラー率を計測して記憶することで、隣接する配電線に接続された通信装置の間での通信を高信頼化し、確実に配電用変電所1に断線等の情報を集約させることができるようになる。
As described above, in the fourth embodiment, by measuring and storing the communication error rate, communication between the communication devices connected to the adjacent distribution lines is highly reliable, and the
(5)第5の実施形態
図12は、本発明の第5の実施形態に係る通信装置10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10hに内蔵される通信部21の概略構成を示す図である。図12の通信部の構成は、図4と基本的に同一であるが、中継回数計測部430と記憶部420が加えられている点が図4とは異なっている。中継回数計測部430は、通信制御部400に接続され、記憶部420は、中継回数計測部430に接続される。
(5) Fifth Embodiment FIG. 12 shows a schematic configuration of the
本実施形態では、例えば、図1の配電自動化システム1000において、中圧配電線50aに接続された通信装置10bが、中圧配電線50bに接続された通信装置10c、10d、10eの内の複数との間で通信可能な場合に、通信装置10c、10d、10eの中からどの通信装置との間で無線通信を行うかを選択するために、配電用変電所内に設置された通信装置10gまで通信情報を中継するための中継回数を判定基準として用いる。
In the present embodiment, for example, in the
通信装置10bの中継回数計測部430は、通信装置10c、10d、10eのそれぞれとの間で、通信装置10gまでの中継回数を計測し、その結果を記憶部420に保存する。例えば、通信装置10e→10h→10b→10aを経由して通信が行われる場合には中継回数4回と計測され、通信装置10e→10b→10a(10eから10bに電波が届く場合)を経由して通信が行われる場合には中継回数3回と計測される。なお、中継回数計測の基となる通信は、開閉器を監視または制御するための情報の通信でも良いし、あるいは無線通信の制御を行うための制御信号であっても良い。
The relay
次に、通信装置10bは、記憶部420に保存された中継回数から、最も中継回数が少ない通信装置10c、10d、10eのいずれかを選択して通信を行うことにより、通信の遅延時間を低減させることが可能である。あるいは、中継回数に基準値を設け、基準値よりも低い中継回数となる通信装置を任意に選択することとしても良い。
Next, the
以上、第5の実施形態では、中継回数を計測して記憶することで、隣接する配電線に接続された通信装置の中から、配電用変電所内に設置された通信装置までの通信の遅延時間を短縮することを可能とする。 As described above, in the fifth embodiment, the delay time of communication from the communication device connected to the adjacent distribution line to the communication device installed in the distribution substation by measuring and storing the number of relays Can be shortened.
(6)第6の実施形態
<システム構成>
図13は、本発明の第6の実施形態に係る配電自動化システム1002の概略構成を示す図である。図13のシステム構成は、図7と基本的に同一であるが、通信専用線600を備え、通信装置10a,10b,10c,10d,10e,10f,10gが、電力線通信の代わりに、通信専用線600を介して有線通信を行う点が図7とは異なっている。
(6) Sixth Embodiment <System Configuration>
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a power
本実施形態においては、中圧配電線50bにおいて断線部51が生じているため、中圧配電線50bと並行して敷設されている通信専用線600においても断線部52が生じているとしている。このため、通信装置10eは通信装置10gとの間で通信専用線600を介して有線通信を行うことができない。
In this embodiment, since the
通信装置10eと通信装置10gとの間で通信するために、最初に通信装置10eに内蔵された無線通信部から、通信装置10bに内蔵された無線通信部へ無線信号503によって通信する。
In order to communicate between the
その後、通信装置10bは、無線通信のプロトコルから電力線通信のプロトコルへ変換し、通信装置10bに内蔵された電力線通信部から、通信装置10aに内蔵された電力線通信部へ通信専用線信号601によって通信する。
Thereafter, the
続いて、通信装置10aに内蔵された電力線通信部から、通信装置10gに内蔵された電力線通信部へ通信専用線信号602によって通信する。
Subsequently, communication is performed by a dedicated
<通信装置の構成>
図14は、図13の通信装置10aの概略構成を示す図であり、基本的に図2と同じであるが、通信部21は通信専用線600とも接続されている点が図2とは異なっている。通信部21は、通信専用線600を介して有線通信を行う。通信装置10b,10c,10d,10e,10f,10gは、通信装置10aと同じ構成とすれば良い。
<Configuration of communication device>
14 is a diagram showing a schematic configuration of the
図15は、図14の通信部21の概略構成を示す図であり、基本的に図4と同じであるが、電力線通信部100は通信専用線600に接続されている点が図4とは異なっている。電力線通信部100は、通信専用線600を介して有線通信を行う。なお、第6の実施形態においては、電力線通信部100は、電力線を通信線とする電力線通信と同等の機能を有する装置としても良いし、他の機能を有する装置としても構わない。
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of the
以上、第6の実施形態では、中圧配電線の代わりに通信専用線を介して有線通信を行っているので、配電線ではなく、既に通信専用線が敷設されている配電自動化システムに対しても、本発明を適用することが可能となり、通信インフラコストの低減や、開閉器情報の収集時間の短縮が可能である。断線事故による停電時間を短縮することが可能となる。 As mentioned above, in 6th Embodiment, since wired communication is performed via a communication exclusive line instead of a medium voltage distribution line, it is not with respect to a distribution line but with respect to the distribution automation system by which the communication exclusive line has already been laid. However, the present invention can be applied, and the communication infrastructure cost can be reduced and the switch information collection time can be shortened. It is possible to shorten the power failure time due to the disconnection accident.
(7)第7の実施形態
図16は、本発明の第7の実施形態に係る配電自動化システム1000の概略構成を示す図である。図16のシステムの構成は、図7と基本的に同一であるが、通信装置10eが、無線信号500と電力線通信信号515を共に使用して通信を行う点で図7とは異なっている。
(7) Seventh Embodiment FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a power
断線部51は、樹木などへの一時的な接触により、中圧配電線50bの接続状態が不安定な場合があり、断線しているかどうか判別困難な場合が考えられる。断線部51が完全には断線していない場合、電力線通信によっても通信可能な場合がある。その場合に無線信号500と電力線通信信号515を共に使用することで通信を2重化し、配電用変電所内の通信装置10gへの通信を高信頼化することが可能となる。例えば、通信装置10gが中圧配電線50a及び50bから取得した情報が同一であれば、断線に関する情報は正しいものとし、異なっていれば何らかの通信エラーが発生したと考えられるため、両者が同一になるまで通信を繰り返すようにしても良い。
The
以上、第7の実施形態によれば、無線通信と電力線通信を共に使用することにより、通信を高信頼化する効果を得られるようになる。 As described above, according to the seventh embodiment, by using both wireless communication and power line communication, it is possible to obtain an effect of improving communication reliability.
(8)その他
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
(8) Others The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。 Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
1 配電用変電所
10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g,10h 通信装置
20a,20b,20c,20d,20e,20f 開閉器
21 通信部
22 開閉器制御部
23a,23b 電源装置
24 電力供給線
25 通信線
26 通信線
27a,27b 通信線
28 スイッチ
30a,30b,30c 低圧需要家
40a,40b,40c 低圧用変圧器
50a,50b 中圧配電線
51,52 断線部
60a,60b,60c 低圧配電線
70 高圧配電線
80 高圧用変圧器
90a,90b,90c 遮断器
100 電力線通信部
101a,101b バンドパス(BP)フィルタ
102 送信アンプ
103 デジタル/アナログ(D/A)変換器
104 送信処理部
105 アクセスコントローラ
106 プロトコル変換部
107 受信処理部
108 アナログ/デジタル(A/D)変換器
109 受信アンプ
110 結合部
111 電源部
200 無線通信部
201a,201b バンドパス(BP)フィルタ
202 送信アンプ
203 デジタル/アナログ(D/A)変換器
204 送信処理部
205 アクセスコントローラ
206 プロトコル変換部
207 受信処理部
208 アナログ/デジタル(A/D)変換器
209 受信アンプ
210 送受信切換部
211 アンテナ
212 電源部
300 電源部
301 電力供給線
400 通信制御部
401,402 通信線
410 通信エラー率計測部
420 記憶部
430 中継回数計測部
500,501,502,503 無線信号
510,511,512,513,514,515,516,517 電力線通信信号
600 通信専用線
601,602 通信専用線信号
1000,1001,1002 配電自動化システム
1 Distribution substation 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h Communication device 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f Switch 21 Communication unit 22 Switch control unit 23a, 23b Power supply device 24 Power Supply line 25 Communication line 26 Communication line 27a, 27b Communication line 28 Switch 30a, 30b, 30c Low voltage customer 40a, 40b, 40c Low voltage transformer 50a, 50b Medium voltage distribution line 51, 52 Disconnected part 60a, 60b, 60c Low voltage Distribution line 70 High-voltage distribution line 80 High-voltage transformer 90a, 90b, 90c Breaker 100 Power line communication unit 101a, 101b Bandpass (BP) filter 102 Transmission amplifier 103 Digital / analog (D / A) converter 104 Transmission processing unit 105 Access controller 106 Protocol converter 107 Reception processor 10 Analog / digital (A / D) converter 109 Reception amplifier 110 Coupling unit 111 Power supply unit 200 Wireless communication unit 201a, 201b Band pass (BP) filter 202 Transmission amplifier 203 Digital / analog (D / A) converter 204 Transmission processing unit 205 Access Controller 206 Protocol Conversion Unit 207 Reception Processing Unit 208 Analog / Digital (A / D) Converter 209 Reception Amplifier 210 Transmission / Reception Switching Unit 211 Antenna 212 Power Supply Unit 300 Power Supply Unit 301 Power Supply Line 400 Communication Control Units 401 and 402 Communication Line 410 Communication error rate measurement unit 420 Storage unit 430 Relay frequency measurement unit 500, 501, 502, 503 Wireless signal 510, 511, 512, 513, 514, 515, 516, 517 Power line communication signal 600 Communication dedicated line 601, 602 Communication dedicated Line signal 10 00,1001,1002 Distribution automation system
Claims (15)
前記配電線を複数の区間に分割するための少なくとも1つの開閉器と、
前記開閉器を監視または制御するための情報を通信する少なくとも1つの通信装置と、を備え、
第一の配電線に接続された第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第一の開閉器に接続された第一の通信装置は、前記第一の配電線とは異なる第二の配電線に接続された第二の開閉器に接続された第二の通信装置との間で通信し、
前記第二の通信装置は、通信によって伝送された前記情報を、配電用変電所内に設置された第三の通信装置との間で通信することを特徴とする配電自動化システム。 A plurality of distribution lines connected to the distribution substation for supplying power from the distribution substation;
At least one switch for dividing the distribution line into a plurality of sections;
And at least one communication device for communicating information for monitoring or controlling the switch,
Information for monitoring or controlling the first switch connected to the first distribution line is different from the first distribution line in the first communication device connected to the first switch. Communicate with the second communication device connected to the second switch connected to the second distribution line,
The second communication device communicates the information transmitted by communication with a third communication device installed in a distribution substation.
さらに、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間で開閉器を制御するための情報の通信を中継するための、少なくとも1つの中継通信装置を有し、
前記第一の通信装置及び前記第二の通信装置は、前記中継通信装置を介して前記開閉器を制御するための情報を無線通信し、
前記第二の通信装置と前記第三の通信装置は、前記開閉器を制御するための情報を有線によって通信することを特徴とする配電自動化システム。 In claim 1,
Furthermore, it has at least one relay communication device for relaying communication of information for controlling a switch between the first communication device and the second communication device,
The first communication device and the second communication device wirelessly communicate information for controlling the switch via the relay communication device,
The power distribution automation system, wherein the second communication device and the third communication device communicate information for controlling the switch by wire.
さらに、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間で開閉器を制御するための情報を通信するための、少なくとも1つの中継通信装置を有し、
前記第一の通信装置は、前記中継通信装置と無線通信によって前記開閉器を制御するための情報を通信し、
前記第二の通信装置は、前記中継通信装置と有線通信によって前記開閉器を制御するための情報を通信し、
前記第二の通信装置と前記第三の通信装置は、有線通信によって前記開閉器を制御するための情報を通信することを特徴とする配電自動化システム。 In claim 1,
Furthermore, it has at least one relay communication device for communicating information for controlling a switch between the first communication device and the second communication device,
The first communication device communicates information for controlling the switch by wireless communication with the relay communication device,
The second communication device communicates information for controlling the switch by wired communication with the relay communication device,
The distribution automation system, wherein the second communication device and the third communication device communicate information for controlling the switch by wired communication.
前記第一の開閉器に接続された前記第一の通信装置は、前記第一の配電線の少なくとも一箇所が断線した場合に、前記第一の配電線の断線部に繋がる前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第二の配電線に接続された前記第二の通信装置との間で通信することを特徴とする配電自動化システム。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The first communication device connected to the first switch is connected to the disconnection portion of the first distribution line when at least one part of the first distribution line is disconnected. An information distribution automation system for communicating information for monitoring or controlling a device with the second communication device connected to the second distribution line.
前記開閉器を監視または制御する少なくとも1つの通信装置は、配電線を通信線として通信を行う電力線通信部と、無線によって通信を行う無線通信部と、を含むことを特徴とする配電自動化システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
At least one communication device that monitors or controls the switch includes a power line communication unit that performs communication using a distribution line as a communication line, and a wireless communication unit that performs communication wirelessly.
前記第一の通信装置は、前記第一の配電線に接続された前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第二の通信装置との間で無線通信によって通信し、
前記第二の通信装置は、通信によって伝送された前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第三の通信装置との間で電力線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The first communication device communicates information for monitoring or controlling the first switch connected to the first distribution line by wireless communication with the second communication device,
The second communication device communicates information for monitoring or controlling the first switch transmitted by communication with the third communication device by power line communication. Automation system.
さらに、前記第一または第二の配電線に接続された第三の配電線と、
前記第三の配電線に接続された少なくとも1つの中継通信装置と、を有し、
前記第一及び第二の通信装置は、前記中継通信装置との間で無線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。 In claim 1,
A third distribution line connected to the first or second distribution line;
And at least one relay communication device connected to the third distribution line,
The distribution automation system, wherein the first and second communication devices communicate with the relay communication device by wireless communication.
さらに、前記第一または第二の配電線に接続された第三の配電線と、
前記第三の配電線に接続された少なくとも1つの中継通信装置と、を有し、
前記第一の通信装置は、前記中継通信装置との間で無線通信によって通信し、
前記第二の通信装置は、前記中継通信装置との間で有線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。 In claim 1,
A third distribution line connected to the first or second distribution line;
And at least one relay communication device connected to the third distribution line,
The first communication device communicates with the relay communication device by wireless communication,
The power distribution automation system, wherein the second communication device communicates with the relay communication device by wired communication.
前記第一の通信装置は、前記第二の通信装置と無線通信によって通信し、前記第三の通信装置と電力線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。 In claim 1,
The first communication device communicates with the second communication device by wireless communication, and communicates with the third communication device by power line communication.
前記第一の通信装置は、前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第二の通信装置との間で無線通信によって通信し、
前記第二の通信装置は、前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第三の通信装置との間で通信専用線を介した有線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。 In claim 1,
The first communication device communicates information for monitoring or controlling the first switch by wireless communication with the second communication device,
The second communication device communicates information for monitoring or controlling the first switch with the third communication device by wired communication via a dedicated communication line. Distribution automation system.
前記少なくとも1つの通信装置は、他の通信装置との通信を制御する通信制御部と、他の通信装置との通信における通信エラー率を計測する通信エラー率計測部と、計測した通信エラー率を記憶する記憶部と、を有し、
前記通信制御部は、前記通信エラー率に基づいて通信対象を選択することを特徴とする配電自動化システム。 In any one of Claims 1 thru | or 10,
The at least one communication device includes a communication control unit that controls communication with another communication device, a communication error rate measurement unit that measures a communication error rate in communication with another communication device, and a measured communication error rate. A storage unit for storing,
The communication control unit selects a communication target based on the communication error rate.
前記少なくとも1つの通信装置は、他の通信装置との通信を制御する通信制御部と、前記第三の通信装置までの通信における通信装置の中継回数を計測する中継回数計測部と、計測した中継回数を記憶する記憶部と、を有し、
前記通信制御部は、前記中継回数に基づいて通信対象を選択することを特徴とする配電自動化システム。 In any one of Claims 1 thru | or 10,
The at least one communication device includes a communication control unit that controls communication with another communication device, a relay number measurement unit that measures the number of relays of the communication device in communication up to the third communication device, and a measured relay A storage unit for storing the number of times,
The distribution control system, wherein the communication control unit selects a communication target based on the number of relays.
通信を制御する通信制御と、
前記配電線を通信線として通信を行う電力線通信部と、
無線によって通信を行う無線通信部と、を有し、
前記通信制御部は、前記電力線通信部と前記無線通信部の何れか一方もしくは両方を用いて、前記開閉器を監視または制御するための情報を通信することを特徴とする通信装置。 A switch control unit for controlling the switch connected to the distribution line;
Communication control for controlling communication;
A power line communication unit that performs communication using the distribution line as a communication line;
A wireless communication unit that performs wireless communication,
The communication control unit communicates information for monitoring or controlling the switch using either one or both of the power line communication unit and the wireless communication unit.
さらに、他の通信装置との通信における通信エラー率を計測する通信エラー率計測部と、
前記計測した通信エラー率を記憶する記憶部と、を有し、
前記通信制御部は、前記通信エラー率に基づいて通信対象を選択することを特徴とする通信装置。 In claim 13,
Furthermore, a communication error rate measuring unit that measures a communication error rate in communication with other communication devices,
A storage unit for storing the measured communication error rate,
The communication control unit selects a communication target based on the communication error rate.
さらに、配電変電所における通信装置までの通信における他の通信装置の中継回数を計測する中継回数計測部と、
計測した中継回数を記憶する記憶部と、を有し、
前記通信制御部は、前記中継回数に基づいて通信対象を選択することを特徴とする通信装置。 In claim 13,
Furthermore, a relay frequency measurement unit that measures the relay frequency of other communication devices in communication to the communication device in the distribution substation,
A storage unit for storing the measured number of relays,
The communication control unit selects a communication target based on the number of times of relaying.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (4)
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JP2020089256A (en) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | 三菱電機株式会社 | Optical communication system, communication device and communication method |
JP7316909B2 (en) | 2018-11-21 | 2023-07-28 | 三菱電機株式会社 | Optical communication system, communication device and communication method |
JP2021093888A (en) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | 株式会社ダイヘン | Power distribution automatization apparatus and communication method |
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