JP2015032947A - Automatic meter reading system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PLC(Power Line Communication:電力線通信)を利用した電力使用量の検針システムに関するものである。 The present invention relates to a power usage metering system using PLC (Power Line Communication).
近年、電力会社においては、各需要者の電力使用量を遠隔地から収集する自動検針システムの導入が進みつつある(例えば特許文献1参照)。 In recent years, in electric power companies, introduction of an automatic meter-reading system that collects the amount of power used by each consumer from a remote location is being advanced (see, for example, Patent Document 1).
自動検針システムでは、親機PLCモデム(以下、検針用親機PLCモデムという)が電柱等に取り付けられ、検針データを親機PLCモデムに送信するための子機PLCモデム(以下、検針用子機PLCモデムという)が各需要者の電力メータに内蔵される。これらのPLCモデムは電柱と電力メータとを結ぶ電力線を通信路として利用するので、新規に通信線を敷設する必要がなく、導入コストの面で非常に有利である。 In the automatic meter reading system, a master PLC modem (hereinafter referred to as a master meter PLC modem for meter reading) is attached to a utility pole or the like, and a slave PLC modem for transmitting meter reading data to the master PLC modem (hereinafter referred to as a slave meter slave meter). A PLC modem) is built into each consumer's power meter. Since these PLC modems use a power line connecting a power pole and a power meter as a communication path, there is no need to newly lay a communication line, which is very advantageous in terms of introduction cost.
一方、エコロジーの観点から節電への関心が高まっており、ITを使って最適なエネルギー管理を実現するHEMS(Home Energy Management System:家庭内電力管理システム)を導入する家庭が増えてきている(例えば特許文献2参照)。 On the other hand, interest in power saving is increasing from an ecological point of view, and an increasing number of homes are introducing HEMS (Home Energy Management System) that realizes optimal energy management using IT (for example, Patent Document 2).
HEMSでは中央制御装置としてのHEMSサーバが用いられる。HEMSサーバはエアコンなどの各家電機器の運転状況や消費電力をモニタリングしながらそれらを自動制御する。HEMSによれば、エネルギー需給を可視化し、電気を自動制御して生活の快適さを保ちながら節電することが可能である。 In HEMS, a HEMS server as a central control device is used. The HEMS server automatically controls the home appliances such as air conditioners while monitoring the operating status and power consumption. According to HEMS, energy supply and demand can be visualized, and electricity can be automatically controlled to save electricity while maintaining the comfort of life.
HEMSにおいて、家庭内の全消費電力を把握するために電力メータから電力量データを取得したいという要望がある。しかし、電力メータ及び自動検針システムは電力会社の管理下で運用されており、HEMSは各家庭内で閉じられたシステムであるため、相互の連携は困難である。 In HEMS, there is a demand for acquiring power amount data from a power meter in order to grasp the total power consumption in the home. However, since the electric power meter and the automatic meter reading system are operated under the control of the electric power company and the HEMS is a closed system in each home, mutual cooperation is difficult.
そこで、電力メータ内にHEMS用子機PLCモデムを設置し、HEMSサーバにHEMS用親機PLCモデムを接続し、自動検針システムとは無関係にHEMSサーバが電力メータと通信する方法が検討されている。この場合、HEMSサーバから親機−子機PLCモデムを介して電力メータに向けて電力量データの送信リクエストを送信すると、電力メータが電力量データをHEMSサーバに向けて送信するようにあらかじめ手順を設定しておけばよい。この方法によれば、HEMS側でも電力量データを利用することが可能となる。 Therefore, a method in which a HEMS slave PLC modem is installed in the power meter, the HEMS master PLC modem is connected to the HEMS server, and the HEMS server communicates with the power meter regardless of the automatic meter reading system is being studied. . In this case, when a transmission request for power amount data is transmitted from the HEMS server to the power meter via the master-slave device PLC modem, the procedure is previously performed so that the power meter transmits the power amount data to the HEMS server. Just set it up. According to this method, it is possible to use power amount data on the HEMS side.
しかしながら、電力メータがHEMS用子機PLCモデムおよびHEMS用親機PLCモデムを介してHEMSサーバに向けて電力量データを送信すると、HEMS用子機PLCモデムの送信信号が同じ電力線に接続されている他の需要者の検針用子機PLCモデムに届いてしまうという問題がある。このとき、他の検針用子機PLCモデムが検針用親機PLCモデムと通信している最中であれば、信号が干渉して通信障害となるおそれがある。自動検針システムには検針データを極めて高い収率で確実に収集できることが求められており、そのためには通信障害の原因を徹底的に排除する必要がある。 However, when the power meter transmits power amount data to the HEMS server via the HEMS slave PLC modem and the HEMS master PLC modem, the transmission signal of the HEMS slave PLC modem is connected to the same power line. There is a problem in that it reaches the PLC modem of the other customer's meter reading. At this time, if another meter-reading slave device PLC modem is communicating with the meter-reading master device PLC modem, there is a possibility that signals interfere with each other, resulting in a communication failure. An automatic meter reading system is required to reliably collect meter reading data with an extremely high yield. To that end, it is necessary to thoroughly eliminate the cause of communication failure.
したがって、本発明の目的は、電力メータとHEMSサーバとの間でPLCモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の親機−子機PLCモデム間の通信障害を抑えて検針データの収率を高めることが可能な自動検針システムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to realize power line communication using a PLC modem between a power meter and a HEMS server, while suppressing a communication failure between a master unit and a slave unit PLC modem on the meter reading system side. An object of the present invention is to provide an automatic meter reading system capable of increasing the yield.
上記課題を解決するため、本発明による自動検針システムは、電力需要者の電力使用量を計測する複数の電力メータと、前記複数の電力メータの各々から第1の電力量データを収集する第1のサーバと、前記第1のサーバに接続された第1のPLCモデムと、前記複数の電力メータの各々に接続されるとともに、電力線を介して前記第1のPLCモデムと通信を行う複数の第2のPLCモデムと、需要者宅内の電力を管理する第2のサーバと、前記第2のサーバに接続された第3のPLCモデムと、前記複数の電力メータのうち前記第2のサーバを導入する需要者の第1の電力メータに接続されるとともに、前記電力線を介して前記第3のPLCモデムと通信を行う第4のPLCモデムとを備え、前記第1のPLCモデムと前記第2のPLCモデムとの間のOFDM変調方式による第1の通信に用いるサブキャリア群は、第1周波数以上第2周波数以下の範囲内に設定され、前記第3のPLCモデムと前記第4のPLCモデムとの間のOFDM変調方式による第2の通信に用いるサブキャリア群は、第3周波数以上前記第4周波数以下の範囲内に設定され、前記第3周波数は前記第1周波数よりも高く、前記第4周波数は前記第2周波数以上であることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an automatic meter reading system according to the present invention includes a plurality of power meters that measure power consumption of a power consumer, and a first power amount data collected from each of the plurality of power meters. A first PLC modem connected to the first server, and a plurality of first modems connected to each of the plurality of power meters and communicating with the first PLC modem via a power line. 2 PLC modems, a second server for managing power in customer premises, a third PLC modem connected to the second server, and the second server among the plurality of power meters And a fourth PLC modem that communicates with the third PLC modem via the power line, the first PLC modem, and the second PLC modem. PLC The subcarrier group used for the first communication by the OFDM modulation scheme with the dem is set within the range of the first frequency to the second frequency, and the third PLC modem and the fourth PLC modem The subcarrier group used for the second communication by the OFDM modulation scheme is set within the range of the third frequency to the fourth frequency, and the third frequency is higher than the first frequency, and the fourth frequency Is greater than or equal to the second frequency.
本発明によれば、HEMS側の第2の通信に用いるOFDMサブキャリア群が電力線通信に使用可能な所定の周波数帯域のうち高周波側の帯域のみを使用しているので、伝送路上での信号の減衰量を大きくすることができる。すなわち、検針側システム側の第1及び第2のPLCモデムまで到達したときのサブキャリア群の信号レベルは非常に小さくなるので、HEMS側の通信が検針システム側の通信を妨害することを防止することができる。したがって、第1の電力メータと第2のサーバとの間でPLCモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の第1−第2PLCモデム間の通信障害を抑えて検針データの収率を高めることができる。 According to the present invention, since the OFDM subcarrier group used for the second communication on the HEMS side uses only the high frequency side band among the predetermined frequency bands usable for the power line communication, the signal on the transmission path The amount of attenuation can be increased. That is, since the signal level of the subcarrier group when reaching the first and second PLC modems on the meter reading side system side becomes very small, communication on the HEMS side is prevented from interfering with communication on the meter reading system side. be able to. Therefore, while realizing the power line communication using the PLC modem between the first power meter and the second server, the communication error between the first and second PLC modems on the meter reading system side is suppressed and the yield of meter reading data is obtained. Can be increased.
本発明において、前記第2周波数は前記第4周波数と同じであることが好ましい。これによれば、電力線通信に使用可能な周波数帯域全体にOFDMサブキャリアを配置するので、検針システム側の信頼性の高い電力線通信を実現することができる。 In the present invention, the second frequency is preferably the same as the fourth frequency. According to this, since OFDM subcarriers are arranged in the entire frequency band that can be used for power line communication, highly reliable power line communication on the meter-reading system side can be realized.
本発明において、前記第2周波数は前記第4周波数よりも低いことが好ましく、前記第3周波数よりも低いこともまた好ましい。第2周波数が少なくとも第4周波数よりも低い場合には、検針システム側の通信がHEMS側の通信を妨害することを防止することができる。したがって、HEMS側の通信の信頼性を高めることができる。 In the present invention, the second frequency is preferably lower than the fourth frequency, and more preferably lower than the third frequency. When the second frequency is lower than at least the fourth frequency, it is possible to prevent communication on the meter reading system side from interfering with communication on the HEMS side. Therefore, the reliability of communication on the HEMS side can be improved.
本発明において、前記第1周波数は10kHzであり、前記第4周波数は450kHzであることが好ましい。これによれば、検針システムおよびHEMSにおいて電波法の規制に沿った電力線通信を実現することができる。 In the present invention, it is preferable that the first frequency is 10 kHz and the fourth frequency is 450 kHz. According to this, it is possible to realize power line communication in accordance with the regulations of the Radio Law in the meter reading system and HEMS.
本発明において、前記第3周波数は230kHzよりも高いことが好ましい。これによれば、HEMS側の電力線通信に用いるOFDMサブキャリア群を高周波側に確実に配置することができ、検針システム側の通信妨害を十分に防止することができる。 In the present invention, the third frequency is preferably higher than 230 kHz. According to this, the OFDM subcarrier group used for the power line communication on the HEMS side can be reliably arranged on the high frequency side, and communication interference on the meter reading system side can be sufficiently prevented.
本発明において、前記第2周波数は450kHzであることが好ましい。これによれば、検針システム側の通信において使用可能な周波数帯域全体にOFDMサブキャリアを配置するので、検針システム側において信頼性の高い電力線通信を実現することができる。 In the present invention, the second frequency is preferably 450 kHz. According to this, since OFDM subcarriers are arranged in the entire frequency band that can be used in communication on the meter reading system side, highly reliable power line communication can be realized on the meter reading system side.
本発明において、前記第2周波数は230kHzよりも低いことが好ましい。これによれば、検針システム側の電力線通信に用いるOFDMサブキャリア群を低周波側に確実に配置することができ、HEMS側の通信妨害を確実に防止することができる。 In the present invention, the second frequency is preferably lower than 230 kHz. According to this, the OFDM subcarrier group used for the power line communication on the meter-reading system side can be reliably arranged on the low frequency side, and communication interference on the HEMS side can be reliably prevented.
本発明による自動検針システムは、前記電力線に接続される前記第2のPLCモデムの入力段に設けられた第1のローパスフィルタをさらに備え、前記第1のローパスフィルタは、前記第3周波数以上の信号成分を除去することが好ましい。さらに、本発明による自動検針システムは、前記電力線に接続される前記第1のPLCモデムの入力段に設けられた第2のローパスフィルタをさらに備え、前記第2のローパスフィルタは、前記第3周波数以上の信号成分を除去することが好ましい。この構成によれば、HEMS側の電力線通信で使用するOFDMサブキャリア群を予め除去することができるので、HEMS側の通信が検針システム側の通信に与える影響を大幅に低減することができる。 The automatic meter reading system according to the present invention further includes a first low-pass filter provided at an input stage of the second PLC modem connected to the power line, and the first low-pass filter has a frequency equal to or higher than the third frequency. It is preferable to remove the signal component. Furthermore, the automatic meter reading system according to the present invention further includes a second low-pass filter provided at an input stage of the first PLC modem connected to the power line, and the second low-pass filter includes the third frequency filter. It is preferable to remove the above signal components. According to this configuration, since the OFDM subcarrier group used in the power line communication on the HEMS side can be removed in advance, the influence of the communication on the HEMS side on the communication on the meter reading system side can be greatly reduced.
本発明によれば、電力メータとHEMSサーバとの間でPLCモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の親機−子機PLCモデム間の通信障害を抑えて検針データの収率を高めることが可能な自動検針システムを提供することができる。 According to the present invention, while realizing power line communication using a PLC modem between a power meter and a HEMS server, a communication failure between a master unit and a slave unit PLC modem on the meter-reading system side is suppressed, and the yield of meter-reading data is increased. It is possible to provide an automatic meter-reading system capable of increasing the speed.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい実施の形態による自動検針システムの構成を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an automatic meter reading system according to a preferred embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態による自動検針システム1は、例えば集合住宅10の各戸10a〜10dの電力使用量を検針するためのものであり、電柱2等に設置された検針用親機PLCモデム11(第1のPLCモデム)と、各戸の電力メータ12a〜12dにそれぞれ内蔵された検針用子機PLCモデム13a〜13d(第2のPLCモデム)ならびにHEMS用子機PLCモデム14a〜14d(第4のPLCモデム)と、HEMSを導入する家庭に設置されたHEMSサーバ17と、HEMSサーバ17において電力線通信を実現するためのHEMS用親機PLCモデム18(第3のPLCモデム)とを備えている。
As shown in FIG. 1, the automatic
変電所3から供給される電力は柱上トランス4、電力引き込み線5a、電力メータ12a〜12dおよびブレーカ16a〜16dを経由して各需要者a〜dの家電機器9a〜9dにそれぞれ供給される。検針用親機PLCモデム11の一方の通信端子は例えば光ネットワーク6を介して検針サーバ7(第1のサーバ)に接続されており、他方の通信端子は電力引き込み線5aに接続されている。
The electric power supplied from the
電力メータ12a〜12d内の検針用子機PLCモデム13a〜13dの一方の通信端子は対応する電力メータ12a〜12dのコントローラ15a〜15dにそれぞれ接続されており、他方の通信端子は電力引き込み線5aに接続されている。HEMS用子機PLCモデム14a〜14dも同様に、その一方の通信端子は対応する電力メータ12a〜12dのコントローラ15a〜15dにそれぞれ接続されており、他方の通信端子は電力引き込み線5aに接続されている。
One communication terminal of the meter-reading
なお、各子機PLCモデムが電力メータ12a〜12d内に内蔵されている場合、コントローラ15a〜15bはそれらのPLCモデムに対する狭義の電力メータとして位置付けられ、検針用子機PLCモデム13a〜13dならびにHEMS用子機PLCモデム14a〜14bは狭義の電力メータに接続されており、コントローラ15a〜15dの動作は電力メータ12a〜12dの動作と等価であると考えることができる。
In addition, when each cordless handset PLC modem is built in the
本実施形態においては需要者aがHEMSを導入しており、HEMSサーバ(第2のサーバ)17は需要者aの宅内にのみ設置されている。HEMSサーバ17は例えばZigBee(登録商標)などの近距離無線ネットワーク8を介して宅内の個々の家電機器9aに接続されている。HEMS用親機PLCモデム18の一方の通信端子はHEMSサーバ17に接続されており、他方の通信端子は宅内の電力線5bに接続されている。なお、多くの場合、HEMSサーバ17およびHEMS用親機PLCモデム18は分電盤(不図示)の近くに設置される。
In this embodiment, the consumer a has introduced HEMS, and the HEMS server (second server) 17 is installed only in the customer a's home. The
図2は、PLCモデム(電力線モデム)の構成を機能的に示すブロック図である。このPLCモデム20は、検針用親機PLCモデム11、検針用子機PLCモデム13a〜13d、HEMS用子機PLCモデム14a〜14d、HEMS用親機PLCモデム18として用いることができる汎用的なものである。
FIG. 2 is a block diagram functionally showing the configuration of the PLC modem (power line modem). The
図2に示すように、PLCモデム20は、制御部21、メモリ22、インターフェース(I/F)23、通信部24、変調部25、送信部26、復調部27、受信部28およびマルチプレクサ29を有している。
As shown in FIG. 2, the
制御部21は、上位装置から各種の情報を取得し、取得した情報に基づいてPLCモデム20の各部を制御する。ここにいう上位装置とは、検針用親機PLCモデム11であれば検針サーバ7、HEMS用親機PLCモデム18であればHEMSサーバ17、検針用子機PLCモデム13aやHEMS用子機PLCモデム14aであれば電力メータ12aのコントローラ15aである。
The
メモリ22は、制御部21の指示に従い、上位装置から入力されるデータを記憶する記憶手段である。またメモリ22には設定情報を含む各種情報が記録されている。
The
インターフェース部23は、上位装置とのインターフェースであり、上位装置から上位レイヤデータを受け取り、通信部24に出力する。また、通信部24から上位レイヤデータの入力を受け、上位装置に出力する。
The
通信部24はヘッダーを含む送受信信号の処理を行う機能部であり、例えばDSP(Digital Signal Processor)によって構成される。具体的な処理としては、インターフェース部23から送信すべき上位レイヤデータの供給を受け、パイロットデータや宛先MACアドレスなどを含むヘッダーと誤り訂正のための冗長データとを付加し、送信データとして変調部25に送出する。また、復調部27からヘッダーと上位レイヤデータとを含む受信データの入力を受け、その中のヘッダーに応じた処理および誤り訂正処理を行うとともに、上位レイヤデータのインターフェース部23への出力を行う。
The
変調部25は、制御部21の指示に従い、OFDM変調方式並びに位相変調方式の中から一の変調方式を選択する。そして、選択した一の変調方式を用い、送信データに基づいて搬送波信号を変調し、変調方式に応じた既知の同期信号を含む所定のプリアンブルを付加するとともに、電波法施行規則の規定(搬送波出力)に則り変調処理に用いた通信方式に応じて信号の振幅を制御した後、送信部26に出力する。
The
送信部26は、変調部25から入力された信号を電力線に送出可能な信号に変換してから、電力線に送出する機能を有する。具体的には、変調部25から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するとともに、バンドパスフィルタを用いて不要な周波数帯の成分を取り除き、さらに所定の増幅率で増幅して、マルチプレクサ29を介して電力線に送出する。
The
受信部28は、電力線に到来した信号を受信してデジタル信号に変換し、復調部27に出力する機能を有する。具体的には、マルチプレクサ29を介して受信された信号からバンドパスフィルタを用いて不要な高低周波成分を取り除き、さらに所定の増幅率で増幅した後、サンプリングしてデジタル信号に変換し、復調部27に出力する。
The receiving
復調部27は、受信部28から入力されるデジタル信号を、OFDM変調方式および位相変調方式を用いて復調する機能を有する。復調部27は、復調によって得た信号を通信部24に出力する。また復調部27は、受信部28から入力された信号から既知の同期信号を検出する同期検出機能を有している。ここで検出される同期信号は、OFDM変調方式の同期信号又は位相変調方式の同期信号であり、復調部27は、検出した同期信号から復調に用いる変調方式を決定する。
The
自動検針システムでは、10kHz〜450kHzの低周波数帯域の電力線通信が使用される。この電力線通信で使用される変調方式のうち、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,直交波周波数分割多重)変調方式は、10kHz〜450kHzの帯域をフルに用い、かつサブキャリアごとの適応変調を行えるので、比較的高速かつ信頼性の高い通信を実現できるという利点を有するが、電波法施行規則において全サブキャリアの合計出力値が100mW以下に制限されている。また、115kHz又は132kHzを用いる位相変調方式(位相振幅変調方式を含む)は、搬送波出力が350mW以下に制限されている。位相変調方式は、OFDM変調方式に比べると低速な通信しかできないが、ノイズが多い環境下での通信や遠方との通信に有効である。さらに、200kHz〜450KHzのスペクトル拡散方式では搬送波出力が10mW以下に制限されており、10kHz〜200kHzのスペクトル拡散方式では搬送波出力が30mW以下に制限されている。 In the automatic meter reading system, power line communication in a low frequency band of 10 kHz to 450 kHz is used. Among the modulation schemes used in this power line communication, the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation scheme uses the full band of 10 kHz to 450 kHz and can perform adaptive modulation for each subcarrier. Although it has an advantage that it can realize relatively high-speed and highly reliable communication, the total output value of all subcarriers is limited to 100 mW or less in the Radio Law Enforcement Rules. Further, in the phase modulation method (including phase amplitude modulation method) using 115 kHz or 132 kHz, the carrier wave output is limited to 350 mW or less. The phase modulation method can only communicate at a lower speed than the OFDM modulation method, but is effective for communication in a noisy environment and communication with a distant place. Furthermore, the carrier wave output is limited to 10 mW or less in the spread spectrum method of 200 kHz to 450 KHz, and the carrier wave output is limited to 30 mW or less in the spread spectrum method of 10 kHz to 200 kHz.
このように、電力線通信では搬送波出力の最大レベルが規定されているが、検針システム側では確実な通信のため、通常は最大レベルでの通信が行われることが多い。これに対し、HEMS側では検針システム側との信号の干渉を防止するため、検針システム側の送信信号よりも低い出力レベルで送信信号を出力することが好ましいが、ほぼ最大レベルで出力することも可能である。後述するように、HEMS側の通信では、電力線通信に使用可能な周波数帯域のうち、高周波側の帯域だけにOFDMサブキャリアを割り当てており、これによりHEMS側の通信が検針システム側の通信に与える影響を低減することができるからである。 Thus, although the maximum level of the carrier wave output is defined in the power line communication, the meter reading system side usually performs communication at the maximum level for reliable communication. On the other hand, in order to prevent signal interference with the meter reading system side on the HEMS side, it is preferable to output the transmission signal at a lower output level than the transmission signal on the meter reading system side. Is possible. As will be described later, in the communication on the HEMS side, OFDM subcarriers are allocated only to the high frequency side band among the frequency bands that can be used for power line communication, whereby the communication on the HEMS side gives the communication on the meter reading system side. This is because the influence can be reduced.
図1の構成において、電力会社による自動検針の方法は従来通りである。すなわち、各戸の検針データ(第1の電力量データ)は電力メータ12a〜12dによって計測され、検針用子機PLCモデム13a〜13dを介して検針用親機PLCモデム11に送信され、さらに光ネットワーク6を介して検針サーバ7に転送される。電力量データは、検針サーバ7からのリクエストに応じて送信されてもよく、あるいは電力メータ12a〜12dが所定のタイミングで自発的に送信してもよい。これにより、各戸の検針データが自動的に収集される。
In the configuration of FIG. 1, the automatic meter reading method by the electric power company is the same as the conventional one. That is, meter reading data (first power amount data) of each door is measured by the
次に、HEMSサーバ17による電力量データの取得方法について説明する。
Next, a method for acquiring power amount data by the
HEMSサーバ17はHEMS用親機PLCモデム18およびHEMS用子機PLCモデム14aを介して電力メータ12a(第1の電力メータ)と通信可能である。HEMSサーバ17が電力メータ12aに向けて電力量データの送信リクエストを送信すると、電力メータ12aは電力量データ(第2の電力量データ)をHEMSサーバ17に返信する。しかし、HEMS用子機PLCモデム14aから送信された電力量データは、電力メータ12aにはもちろんのこと、同じ電力線5(5a,5b)に接続されている他の需要者b〜dの電力メータ12b〜12dにも到達してしまう。そのため、検針サーバ7が検針用親機PLCモデム11および検針用子機PLCモデム13a〜13dを介していずれかの電力メータ12a〜12dと通信している最中であれば信号が干渉して通信障害となることは上述したとおりである。そこで、本実施形態ではそのような干渉を抑制するために以下の手段をとる。
The
図3は、OFDMサブキャリア群の周波数配置の一例を示す概念図であって、(a)は検針システム側の通信に用いるサブキャリア群、(b)はHEMS側の通信に用いるサブキャリア群をそれぞれ示している。 FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of the frequency arrangement of OFDM subcarrier groups, where (a) is a subcarrier group used for communication on the meter reading system side, and (b) is a subcarrier group used for communication on the HEMS side. Each is shown.
図3(a)に示すように、検針用親機PLCモデム11と検針用子機PLCモデム13a〜13dとの間の通信(第1の通信)に用いるサブキャリア群は、第1周波数f1=10kHz以上第2周波数f2=450kHz以下の範囲内に設定される。すなわち、検針システム側では、電力線通信で認められている10〜450kHzの帯域をフルに使用した通信が行われる。本実施形態において、各サブキャリアのバンド幅Bw=16.6kHz、サブキャリア数N1=53である。 As shown in FIG. 3A, the subcarrier group used for communication (first communication) between the meter-reading master device PLC modem 11 and the meter-reading slave device PLC modems 13a to 13d has the first frequency f 1. = 10 kHz or more and the second frequency f 2 = 450 kHz or less. That is, on the meter-reading system side, communication using the full band of 10 to 450 kHz that is permitted in power line communication is performed. In the present embodiment, the bandwidth Bw of each subcarrier = 16.6 kHz and the number of subcarriers N1 = 53.
一方、図3(b)に示すように、HEMS用親機PLCモデム18とHEMS用子機PLCモデム14aとの間の通信(第2の通信)に用いるサブキャリア群は、例えば第3周波数f3=275.6kHz以上第4周波数f4=450kHz以下の範囲内に設定される。すなわち、第3周波数f3は第1周波数f1よりも高い周波数に設定され、第4周波数f4は第2周波数f2と同じ周波数に設定される。第3周波数f3は第1周波数f1よりも高い周波数であればよいが、230kHzよりも高いことが好ましい。これによれば、HEMS側の電力線通信に用いるOFDMサブキャリア群を高周波側に確実に配置することができ、検針システム側の通信に対する妨害を十分に防止することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the subcarrier group used for communication (second communication) between the HEMS master
検針システム側のPLCモデムはOFDM変調方式を採用しており、そのサブキャリアは10kHz〜450kHzの全帯域にわたって存在している。そのため、仮に一部のサブキャリアが欠損して受信できない場合でも通信することができる。つまり全体の50%以上のサブキャリアが届かなくてもほとんどの場合通信が可能である。一方、周波数が高い信号は、周波数が低い信号に比べて遠くまで届かない性質がある。そこで本実施形態では、HEMS側の通信に高周波側のサブキャリアのみを使用することで意図的に遠方では減衰してしまうようにして、検針システム側の通信との干渉の低減を図っている。 The PLC modem on the meter-reading system side employs the OFDM modulation method, and its subcarriers exist over the entire band of 10 kHz to 450 kHz. Therefore, communication can be performed even if some subcarriers are missing and cannot be received. That is, communication is possible in most cases even if 50% or more of the subcarriers do not reach. On the other hand, a signal having a high frequency has a property that it does not reach far compared with a signal having a low frequency. Therefore, in the present embodiment, by using only the high frequency side subcarrier for the communication on the HEMS side, it is intentionally attenuated in the distance so as to reduce the interference with the communication on the meter reading system side.
なお、HEMS用親機PLCモデム18の送信信号は、宅内のブレーカ16aなどを通過する際に減衰を受けるため、10kHz〜450kHzの周波数帯域全体を使用してサブキャリアを送信したとしても、隣接する他の子機PLCモデムとの干渉は発生しにくい。よって、HEMS側の通信では、少なくともHEMS用子機PLCモデム14aが図3(b)に示すサブキャリア群の周波数配置を採用すればよい。
Since the transmission signal of the HEMS main
以上説明したように、本実施形態においては、HEMS側の通信に用いるサブキャリア群が、電力線通信に使用可能な10〜450kHzの周波数帯域のうち高周波側の帯域だけを使用するので、HEMS側の通信が検針システム側の通信を妨害することを抑えることができる。したがって、電力メータとHEMSサーバとの間でPLCモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の検針データの収率が高められた自動検針システムを実現することができる。 As described above, in the present embodiment, the subcarrier group used for communication on the HEMS side uses only the high frequency side band among the frequency bands of 10 to 450 kHz that can be used for power line communication. It can suppress that communication obstructs communication on the meter-reading system side. Therefore, it is possible to realize an automatic meter reading system in which the yield of meter reading data on the meter reading system side is increased while realizing power line communication using a PLC modem between the power meter and the HEMS server.
図4は、OFDMサブキャリア群の周波数配置の他の例を示す概念図であって、(a)は検針システム側の通信に用いるサブキャリア群、(b)はHEMS側の通信に用いるサブキャリア群をそれぞれ示している。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing another example of the frequency arrangement of OFDM subcarrier groups, where (a) is a subcarrier group used for communication on the meter reading system side, and (b) is a subcarrier used for communication on the HEMS side. Each group is shown.
図4に示すように、このOFDMサブキャリア群の周波数配置の特徴は、検針システム側の通信に用いるサブキャリア群が、電力線通信に使用可能な10〜450kHzの周波数帯域のうち低周波側の帯域だけに配置される点にある。そのため、図4(a)に示すように、検針用親機PLCモデム11と検針用子機PLCモデム13a〜13dとの間の通信(第1の通信)に用いるサブキャリア群は、例えば第1周波数f1=10kHz以上第2周波数f2=134.5kHz以下の範囲内に設定される。本実施形態において、各サブキャリアのバンド幅Bw=16.6kHzである。 As shown in FIG. 4, the frequency arrangement of the OFDM subcarrier group is characterized in that the subcarrier group used for communication on the meter-reading system side is a low-frequency band among the 10 to 450 kHz frequency bands that can be used for power line communication. It is in the point where it is arranged only. Therefore, as shown in FIG. 4A, the subcarrier group used for communication (first communication) between the meter-reading master device PLC modem 11 and the meter-reading slave device PLC modems 13a to 13d is, for example, the first The frequency f 1 = 10 kHz or more and the second frequency f 2 = 134.5 kHz or less is set. In the present embodiment, the bandwidth Bw of each subcarrier is 16.6 kHz.
一方、図4(b)に示すように、HEMS用親機PLCモデム18とHEMS用子機PLCモデム14aとの間の通信(第2の通信)に用いるサブキャリア群は、例えば第3周波数f3=325.4kHz以上第4周波数f4=450kHz以下の範囲内に設定される。すなわち、第3周波数f3は第2周波数f2よりも高い周波数に設定される。第2周波数f2は230kHzよりも低いことが好ましい。これによれば、検針システム側の電力線通信に用いるOFDMサブキャリア群を低周波側に確実に配置することができ、HEMS側の通信妨害を確実に防止することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, a subcarrier group used for communication (second communication) between the HEMS
電力メータ12a内のHEMS用子機PLCモデム14aは、HEMS用親機PLCモデム18と通信する際に、電力線通信に使用可能な10〜450kHzの周波数帯域のうち高周波側のみを使用するのに対し、検針システム側の通信は10〜450kHzのうち低周波側のみを使用するので、HEMS側が通信している最中でも検針システム側の通信に障害が生ずるような干渉を抑圧することが可能となる。
The HEMS
以上説明したように、本実施形態においては、HEMS側の通信に用いるサブキャリア群が、電力線通信に使用可能な10〜450kHzの周波数帯域のうち高周波側の帯域だけを使用し、さらに検針システム側の通信に用いるサブキャリア群が、10〜450kHzの周波数帯域のうち低周波側の帯域だけを使用するので、HEMS側の送信信号が検針システム側の通信を妨害することを抑えることができる。したがって、電力メータとHEMSサーバとの間でPLCモデムを用いた電力線通信の信頼性を高めつつ、検針システム側の検針データの収率が高められた自動検針システムを実現することができる。 As described above, in the present embodiment, the subcarrier group used for the communication on the HEMS side uses only the high frequency side of the frequency band of 10 to 450 kHz that can be used for power line communication. Since the subcarrier group used for the communication uses only the low frequency side band in the frequency band of 10 to 450 kHz, it is possible to suppress the transmission signal on the HEMS side from interfering with the communication on the meter reading system side. Therefore, it is possible to realize an automatic meter reading system in which the yield of meter reading data on the meter reading system side is increased while improving the reliability of power line communication using a PLC modem between the power meter and the HEMS server.
図5は、本発明の他の好ましい実施の形態による自動検針システムの構成を示す模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an automatic meter reading system according to another preferred embodiment of the present invention.
図5に示すように、本実施形態による自動検針システム30の特徴は、検針用子機PLCモデム13a〜13dの入力段にローパスフィルタ31aを設けた点にある。さらに、検針用親機PLCモデム11の入力段にもローパスフィルタ31bが設けられている。これらのローパスフィルタ31b、31bは、HEMS側のサブキャリアの周波数帯域を除去するフィルタ特性を有するものである。その他の構成は図1に示す自動検針システム1と同じである。なお図示のローパスフィルタ31a,31bはPLCモデムに対して外付けであるが、PLCモデムに内蔵されていてもよい。この構成によれば、HEMS側の電力線通信で使用する高周波側に配置されたサブキャリア群を予め除去することができるので、簡易な構成でありながら、HEMS側の通信が検針システム側の通信に与える影響を確実に抑えることができる。
As shown in FIG. 5, the automatic
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and it goes without saying that these are also included in the present invention. Yes.
例えば、上記実施形態では、検針用子機PLCモデム13a〜13dおよびHEMS用子機PLCモデム14a〜14dが電力メータ12a〜12dに内蔵されたものであるが、電力メータに外部から接続されるいわゆる外付けタイプであってもかまわない。また、電力メータ12a〜12dは検針用子機PLCモデム13a〜13dとHEMS用子機PLCモデム14a〜14dの2つのPLCモデムをそれぞれ内蔵しているが、1つの共通のPLCモデムで両方の機能を兼用してもかまわない。この場合も、子機PLCモデムがHEMS用親機PLCモデムと通信するタイミングが、検針用親機PLCモデムと通信するタイミングと重複しないようにすればよい。
For example, in the above-described embodiment, the meter-reading slave device PLC modems 13a to 13d and the HEMS slave device PLC modems 14a to 14d are built in the
また、上記実施形態においては、説明の便宜上、需要者aだけがHEMSを導入しており、HEMSサーバ(第2のサーバ)17は需要者aの宅内にのみ設置されているが、他の需要者b〜dがHEMSを導入してもよいことは言うまでもない。 In the above embodiment, for convenience of explanation, only the consumer a introduces HEMS, and the HEMS server (second server) 17 is installed only in the customer a's home. It goes without saying that the persons b to d may introduce HEMS.
1 自動検針システム
2 電柱
3 変電所
4 柱上トランス
5a,5b 電力線
6 光ネットワーク
7 検針サーバ
8 近距離無線ネットワーク
9a〜9d 家電機器
10 集合住宅
10a〜10d 電力需要者の各戸
11 検針用親機PLCモデム
12a〜12d 電力メータ
13a〜13d 検針用子機PLCモデム(第2のPLCモデム)
14a〜14d HEMS用子機PLCモデム
15a〜15d コントローラ
16a〜16d ブレーカ
17 HEMSサーバ
18 HEMS用親機PLCモデム
20 PLCモデム
21 制御部
22 メモリ
23 インターフェース部
24 通信部
25 変調部
26 送信部
27 復調部
28 受信部
29 マルチプレクサ
DESCRIPTION OF
14a to 14d HEMS
Claims (10)
前記複数の電力メータの各々から第1の電力量データを収集する第1のサーバと、
前記第1のサーバに接続された第1のPLCモデムと、
前記複数の電力メータの各々に接続されるとともに、電力線を介して前記第1のPLCモデムと通信を行う複数の第2のPLCモデムと、
需要者宅内の電力を管理する第2のサーバと、
前記第2のサーバに接続された第3のPLCモデムと、
前記複数の電力メータのうち前記第2のサーバを導入する需要者の第1の電力メータに接続されるとともに、前記電力線を介して前記第3のPLCモデムと通信を行う第4のPLCモデムとを備え、
前記第1のPLCモデムと前記第2のPLCモデムとの間のOFDM変調方式による第1の通信に用いるサブキャリア群は、第1周波数以上第2周波数以下の範囲内に設定され、
前記第3のPLCモデムと前記第4のPLCモデムとの間のOFDM変調方式による第2の通信に用いるサブキャリア群は、第3周波数以上前記第4周波数以下の範囲内に設定され、
前記第3周波数は前記第1周波数よりも高く、
前記第4周波数は前記第2周波数以上であることを特徴とする自動検針システム。 Multiple power meters to measure consumer power usage,
A first server for collecting first power amount data from each of the plurality of power meters;
A first PLC modem connected to the first server;
A plurality of second PLC modems connected to each of the plurality of power meters and communicating with the first PLC modem via a power line;
A second server for managing the power in the customer's home;
A third PLC modem connected to the second server;
A fourth PLC modem connected to a first power meter of a consumer who introduces the second server among the plurality of power meters, and communicating with the third PLC modem via the power line; With
The subcarrier group used for the first communication by the OFDM modulation scheme between the first PLC modem and the second PLC modem is set within a range from the first frequency to the second frequency,
The subcarrier group used for the second communication by the OFDM modulation scheme between the third PLC modem and the fourth PLC modem is set within the range of the third frequency to the fourth frequency,
The third frequency is higher than the first frequency;
The automatic meter reading system, wherein the fourth frequency is equal to or higher than the second frequency.
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