JP2014157496A - 遠隔検針システム - Google Patents

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Abstract

【課題】導入コストの削減と無線通信の信頼性の向上とを図る。
【解決手段】親局１も無線子局２や子局３と同様に電力メータ４から検針データを取得し、且つ自己の検針データとともに無線子局２及び子局３の検針データを収集サーバ６に送信している。そのため、親局１を無線子局２や子局３と同種の場所、例えば、建物のパイプスペース内に設置することができるから、従来例のように電柱に設置する場合と比較して、親局１の設置工事が簡素化できて遠隔検針システムの導入コストの削減を図ることができる。また、親局１と無線子局２が同一のパイプスペース内に収納されれば、親局１が電柱に設置される場合と比較して、無線通信の信頼性の向上を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、需要家における電気使用量の検針を遠隔から行う遠隔検針システムに関する。
従来の遠隔検針システムとして、例えば、特許文献１記載のものを例示する。この従来例は、集合住宅やテナントビルのように複数の需要家がそれぞれ独立したスペース(住戸や事務所、店舗など）を占有しており、各需要家毎に設置される電力メータ(電力量計)の計測値(検針値)を親局で収集している。
各需要家は、建物の電気室に配置されるトランス(降圧変圧器)の２次側に接続された配電線から受電している。そして、各需要家に設置される電力メータにはそれぞれ子局が付設され、これらの子局が電力メータから検針情報(電力量の検針値)を取得し、配電線を介した電力線搬送通信(ＰＬＣ)によって、取得した検針情報を子局側カプラに伝送する。
子局側カプラは各系統の配電線毎に設けられており、自らと同じ配電線に接続されている複数台の子局との間で電力線搬送通信を行って各子局から検針情報を取得する。
一方、建物の周辺に設置されている電柱には親局と親局側カプラが配設されている。親局は、電柱に配置された柱上変圧器の２次側に接続され、インターネットや専用の通信回線を通して、電力会社が運営する上位集約サーバと通信可能に構成されている。また、親局側カプラは、親局との間では配電線を介した電力線搬送通信を行い、建物内に設置されている各子局側カプラとの間では電波を媒体とする無線通信を行う。すなわち、親局は、各子局が電力メータから取得する検針情報を子局側カプラ及び親局側カプラを介して収集し、収集した検針情報を、通信回線を介して上位集約サーバに伝送している。
特開２０１２−８８９４号公報
ところで、特許文献１記載の従来例では、親局が柱上変圧器とともに電柱に設置されているため、親局の設置工事に手間がかかり、遠隔検針システムの導入コストが増大するという問題があった。また、電柱と建物との間に障害物が存在した場合、親局側カプラと子局側カプラとの間の無線通信が阻害されてしまう虞があった。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、導入コストの削減と無線通信の信頼性の向上とを図ることを目的とする。
本発明の遠隔検針システムは、複数系統の配電線からそれぞれ分岐される分岐線毎に設けられる複数台の子局と、前記複数系統の配電線のうちの１系統の配電線に設けられる親局と、前記親局が設けられる配電線を除く他の全ての系統の配電線毎に１台ずつ設けられる無線子局とを有し、前記子局は、前記分岐線を介して需要家に供給される電力量の検針データを取得する検針データ取得手段と、前記検針データ取得手段が取得する前記検針データを前記分岐線並びに前記分岐線の分岐元である前記配電線を介して伝送する電力線搬送通信手段とを備え、前記無線子局は、前記分岐線を介して需要家に供給される電力量の検針データを取得する検針データ取得手段と、前記配電線を介して伝送される前記検針データを受信する電力線搬送通信手段と、前記検針データ取得手段で取得する前記検針データ及び前記電力線搬送通信手段で受信する前記検針データを無線媒体を介して伝送する無線通信手段とを備え、前記親局は、前記分岐線を介して需要家に供給される電力量の検針データを取得する検針データ取得手段と、前記配電線を介して伝送される前記検針データを受信する電力線搬送通信手段と、前記無線媒体を介して伝送される前記検針データを受信する無線通信手段と、前記検針データ取得手段で取得する前記検針データ及び前記電力線搬送通信手段で受信する前記検針データ並びに前記無線通信手段で受信する前記検針データを通信媒体を介して外部に伝送する通信手段とを備えることを特徴とする。
本発明の遠隔検針システムは、親局も無線子局や子局と同様に検針データを取得し、且つ自己の検針データとともに無線子局及び子局の検針データを外部に送信するので、親局を無線子局や子局と同種の場所、例えば、建物のパイプスペース内に設置することができ、従来例のように電柱に設置する場合と比較して、親局の設置工事が簡素化できて遠隔検針システムの導入コストの削減を図ることができる。また、親局と無線子局が同一のパイプスペース内に収納されれば、親局が電柱に設置される場合と比較して、無線通信の信頼性の向上を図ることができる。
本発明に係る遠隔検針システムの実施形態を示すシステム構成図である。 (ａ)は同上における子局のブロック図、(ｂ)は同上における無線子局のブロック図、(ｃ)は同上における親局のブロック図である。 同上の動作を説明するためのシーケンス図である。
以下、本発明に係る遠隔検針システムの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態のシステム構成図を図１に示す。本実施形態の遠隔検針システムは、１台の親局１と、複数台の無線子局２(２１〜２ｎ)と、複数台の子局３(３０１〜３ｎｍ)と、複数台の電力メータ(電力量計)４とを有する。
本実施形態の遠隔検針システムが導入される建物は、例えば、集合住宅であって、商用の電力系統９に１次側が接続される複数のトランス(降圧変圧器)７０〜７ｎが電気室に設置されている。各トランス７０〜７ｎの２次側に配電線８０〜８ｎが接続され、図示しないパイプスペースを通って建物の各フロアに配電線８０〜８ｎが配線されている。また、各配電線８０〜８ｎから分岐された複数の分岐線に、それぞれ親局１又は無線子局２１〜２ｎ若しくは子局３０１〜３ｎｍの何れかと電力メータ４とが設けられている。電力メータ４は従来周知であって、建物の各室(集合住宅の各住戸)に設置され、当該住戸の需要家が使用する電力量を計測(検針)する。
子局３は、図２(ａ)に示すように制御回路30、電力メータインタフェース(ＩＦ)31、ＰＬＣ通信回路32、開閉器インタフェース(ＩＦ)33、電源回路34などを備える。制御回路30は従来周知のマイクロコントローラで構成されている。電力メータＩＦ31は、電力メータ４からアナログの電気信号として出力される検針値をディジタル信号(検針データ)に変換して制御回路30に出力する。制御回路30は、電力メータＩＦ31から受け取った検針データを内蔵のメモリ(図示せず)に格納する。
ＰＬＣ通信回路32は、配電線８に流れる交流電圧に高周波信号を重畳することで通信する電力線搬送通信(Power Line Communication)を行うものである。すなわち、ＰＬＣ通信回路32は、制御回路30から出力される伝送フレームを変調(直交周波数分割多重変調又はスペクトラム拡散変調)してＰＬＣ伝送信号を生成し、生成したＰＬＣ伝送信号を配電線８を介して親局１又は無線子局２に伝送する。ただし、このようなＰＬＣ通信回路32は従来周知であるから、詳細な回路構成や回路動作の図示並びに説明は省略する。
開閉器ＩＦ33は、制御回路30の指示に従って、分岐線に挿入された開閉器(図示せず)に制御信号を出力することにより、当該開閉器を開閉させる。なお、開閉器が開極した場合、電力系統９から当該需要家への給電が停止する。
電源回路34は、分岐線を介して供給される交流電力を直流電力に変換して、制御回路30や電力メータＩＦ31、ＰＬＣ通信回路32、開閉器ＩＦ33に供給する。
無線子局２は、図２(ｂ)に示すように制御回路20、電力メータインタフェース(ＩＦ)21、ＰＬＣ通信回路22、無線通信回路23、開閉器インタフェース(ＩＦ)24、電源回路25などを備える。ただし、制御回路20、電力メータＩＦ21、ＰＬＣ通信回路22、開閉器ＩＦ24、電源回路25については、子局３の制御回路30、電力メータＩＦ31、ＰＬＣ通信回路32、開閉器ＩＦ33、電源回路34と共通の構成を有しているので、説明を省略する。
無線通信回路23は、電波を媒体とし、Wi-Fi(登録商標)やZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、特定小電力無線などの既存の規格から適宜選択される規格に準拠した無線通信を行う。
親局１は、図２(ｃ)に示すように制御回路10、電力メータインタフェース(ＩＦ)11、ＰＬＣ通信回路12、無線通信回路13、ネットワークインタフェース(ＩＦ)14、開閉器インタフェース(ＩＦ)15、電源回路16などを備える。ただし、制御回路10、電力メータＩＦ11、ＰＬＣ通信回路12、無線通信回路13、開閉器ＩＦ15、電源回路16については、子局３の制御回路30、電力メータＩＦ31、ＰＬＣ通信回路32、開閉器ＩＦ33、電源回路34及び無線子局２の無線通信回路23と共通の構成を有しているので、説明を省略する。
ネットワークＩＦ14は、ＬＡＮケーブル(カテゴリ６のツイストペアケーブルなど)を介してインターネット接続装置(図示例では、ＯＮＵ(Optical Network Unit))５と接続されている。ネットワークＩＦ14とＯＮＵ５との間では、100BASE-TX又は1000BASE-Tの規格に準拠したネットワーク通信(有線通信)が行われる。また、ＯＮＵ５は、光ファイバ回線を通して電力会社が運営する収集サーバ６との間でデータ通信を行う。ただし、ＯＮＵ５の代わりに、電話回線を利用するＤＳＬモデムなどを用いることもできる。
ここで、親局１及び無線子局２、子局３にはそれぞれ固有のアドレスが割り当てられており、当該アドレスによって電力線搬送通信及び無線通信の送信先と送信元の識別が行われる。なお、このアドレスには、例えば、ローカルなＩＰアドレスが好適である。伝送フレームは、宛先フィールドに送信先のアドレスが格納されるとともに送信元フィールドに送信元のアドレスが格納されている。そして、制御回路10，20，30は、受信した伝送フレームの宛先フィールドのアドレスが自己のアドレス及び特殊なアドレス(マルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレス)に一致しなければ、当該伝送フレームを破棄する。一方、宛先フィールドのアドレスが自己のアドレス又は特殊なアドレスに一致すれば、制御回路10，20，30は当該伝送フレームのデータフィールドに格納されているデータ(コマンドや検針データなど)を取得する。
次に、図３のシーケンス図を参照して、本実施形態の動作を説明する。まず、親局１の制御回路10は、定期的(例えば、１時間毎あるいは３０分毎)に検針データの送信を要求するコマンド(検針要求コマンド)を生成する。さらに親局１は、検針要求コマンドを含むフレームをＰＬＣ通信回路12からＰＬＣ伝送信号として送信させる。なお、検針要求コマンドを含むフレームの宛先フィールドには、マルチキャストアドレスが格納される。
子局３０１〜３０ｍにおいて、配電線８０及び分岐線を介して伝送されるＰＬＣ伝送信号をＰＬＣ通信回路32で受信し、ＰＬＣ伝送信号から復調したフレームが制御回路30に渡される。制御回路30は、ＰＬＣ通信回路32から受け取ったフレームの宛先フィールドのアドレスがマルチキャストアドレスであるため、当該フレームを破棄せず、データフィールドの検針要求コマンドを取得する。制御回路30は、検針要求コマンドに従い、メモリに記憶している検針データ(最新の検針データ)をデータフィールドに格納し、親局１のアドレスを宛先フィールドに格納するとともに自己のアドレスを送信元フィールドに格納したフレームを生成する。そして、制御回路30は、生成したフレームをＰＬＣ通信回路32からＰＬＣ伝送信号として親局１に送信(返信)させる。
親局１においては、各子局３０１〜３０ｍから分岐線及び配電線８０を介して伝送されるＰＬＣ伝送信号をＰＬＣ通信回路12で受信し、ＰＬＣ伝送信号から復調したフレームが制御回路10に渡される。制御回路10は、ＰＬＣ通信回路12から受け取ったフレームの宛先フィールドのアドレスが自己のアドレスと一致するので、当該フレームを破棄せず、データフィールドの検針データを取得する。さらに制御回路10は、取得した検針データを、当該検針データの送信元の子局３０１〜３０ｍのアドレスと対応付けてメモリに記憶する。
続いて、親局１の制御回路10は、検針要求コマンドを含み且つ宛先フィールドにマルチキャストアドレスが格納された前記フレームを無線通信回路13から無線信号として送信させる。
無線子局２１〜２ｎにおいて、親局１から送信される無線信号を無線通信回路23で受信し、無線信号から復調したフレームが制御回路20に渡される。制御回路20は、無線通信回路23から受け取ったフレームの宛先フィールドのアドレスがマルチキャストアドレスであるため、当該フレームを破棄せず、データフィールドの検針要求コマンドを取得する。
制御回路20は、検針要求コマンドに従い、メモリに記憶している検針データ(最新の検針データ)をデータフィールドに格納し、親局１のアドレスを宛先フィールドに格納するとともに自己のアドレスを送信元フィールドに格納したフレームを生成する。そして、制御回路20は、生成したフレームを無線通信回路23から無線信号として親局１に送信(返信)させる。さらに、制御回路20は、無線通信回路23から受け取ったフレームをＰＬＣ通信回路22からＰＬＣ伝送信号として送信させる。
子局３ｉ１〜３ｉｍ(ｉ＝１，２，…，ｎ)において、配電線８１〜８ｎ及び分岐線を介して伝送されるＰＬＣ伝送信号をＰＬＣ通信回路32で受信し、ＰＬＣ伝送信号から復調したフレームが制御回路30に渡される。制御回路30は、ＰＬＣ通信回路32から受け取ったフレームの宛先フィールドのアドレスがマルチキャストアドレスであるため、当該フレームを破棄せず、データフィールドの検針要求コマンドを取得する。制御回路30は、検針要求コマンドに従い、メモリに記憶している検針データ(最新の検針データ)をデータフィールドに格納し、親局１のアドレスを宛先フィールドに格納するとともに自己のアドレスを送信元フィールドに格納したフレームを生成する。そして、制御回路30は、生成したフレームをＰＬＣ通信回路32からＰＬＣ伝送信号として送信させる。
無線子局２１〜２ｎにおいては、各子局３ｉ１〜３ｉｍから分岐線及び配電線８１〜８ｎを介して伝送されるＰＬＣ伝送信号をＰＬＣ通信回路22で受信し、ＰＬＣ伝送信号から復調したフレームが制御回路20に渡される。制御回路20は、ＰＬＣ通信回路22から受け取ったフレームを無線通信回路23から無線信号として送信させる。
親局１においては、各無線子局２１〜２ｎから伝送される無線信号を無線通信回路13で受信し、無線信号から復調したフレームが制御回路10に渡される。制御回路10は、無線通信回路13から受け取ったフレームの宛先フィールドのアドレスが自己のアドレスと一致するので、当該フレームを破棄せず、データフィールドの検針データを取得する。さらに制御回路10は、取得した検針データを、当該検針データの送信元の無線子局２１〜２ｎ又は子局３ｉ１〜３ｉｍのアドレスと対応付けてメモリに記憶する。
親局１の制御回路10は、全ての子局３及び無線子局２から検針データを受け取った後、自己の検針データと、全ての子局３及び無線子局２の検針データとをネットワークＩＦ14からＯＮＵ５を介して収集サーバ６へ送信する。
そして、収集サーバ６は、建物に入居する全需要家の電力メータ４の検針データを親局１から受け取ることができる。なお、収集サーバ６は、各需要家の元に設置される電力メータ４の検針データを親局１及び無線子局２、子局３のアドレスと対応付けてメモリ(図示せず)に記憶する。
上述のように本実施形態では、親局１も無線子局２や子局３と同様に電力メータ４から検針データを取得し、且つ自己の検針データとともに無線子局２及び子局３の検針データを収集サーバ６に送信している。そのため、親局１を無線子局２や子局３と同種の場所、例えば、建物のパイプスペース内に設置することができるから、従来例のように電柱に設置する場合と比較して、親局１の設置工事が簡素化できて遠隔検針システムの導入コストの削減を図ることができる。また、親局１と無線子局２が同一のパイプスペース内に収納されれば、親局１が電柱に設置される場合と比較して、無線通信の信頼性の向上を図ることができる。なお、親局１及び無線子局２、子局３は、それぞれ電力メータ４を内蔵して一体に構成されても構わない。
１ 親局
２ 無線子局
３ 子局
８ 配電線
11 電力メータインタフェース(検針データ取得手段)
12 ＰＬＣ通信回路(電力線搬送通信手段)
13 無線通信回路(無線通信手段)
14 ネットワークインタフェース(通信手段）
21 電力メータインタフェース(検針データ取得手段)
22 ＰＬＣ通信回路(電力線搬送通信手段)
23 無線通信回路(無線通信手段)
31 電力メータインタフェース(検針データ取得手段)
32 ＰＬＣ通信回路(電力線搬送通信手段)

Claims (1)

  1. 複数系統の配電線からそれぞれ分岐される分岐線毎に設けられる複数台の子局と、前記複数系統の配電線のうちの１系統の配電線に設けられる親局と、前記親局が設けられる配電線を除く他の全ての系統の配電線毎に１台ずつ設けられる無線子局とを有し、
    前記子局は、前記分岐線を介して需要家に供給される電力量の検針データを取得する検針データ取得手段と、前記検針データ取得手段が取得する前記検針データを前記分岐線並びに前記分岐線の分岐元である前記配電線を介して伝送する電力線搬送通信手段とを備え、
    前記無線子局は、前記分岐線を介して需要家に供給される電力量の検針データを取得する検針データ取得手段と、前記配電線を介して伝送される前記検針データを受信する電力線搬送通信手段と、前記検針データ取得手段で取得する前記検針データ及び前記電力線搬送通信手段で受信する前記検針データを無線媒体を介して伝送する無線通信手段とを備え、
    前記親局は、前記分岐線を介して需要家に供給される電力量の検針データを取得する検針データ取得手段と、前記配電線を介して伝送される前記検針データを受信する電力線搬送通信手段と、前記無線媒体を介して伝送される前記検針データを受信する無線通信手段と、前記検針データ取得手段で取得する前記検針データ及び前記電力線搬送通信手段で受信する前記検針データ並びに前記無線通信手段で受信する前記検針データを通信媒体を介して外部に伝送する通信手段とを備えることを特徴とする遠隔検針システム。
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