JP2016076813A - 電力メーター及び、電力メーターの自己管理方法 - Google Patents

電力メーター及び、電力メーターの自己管理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ＨＥＭＳに対応した電力メーターの節電を実現する。
【解決手段】需要家２の消費電力を計測する電力メーター１であって、電力供給側の管理システムと第１通信ルートで通信する機能を有する第１通信モジュール１ａと、需要家２に設けられる管理機器２３と第２通信ルートで無線通信する機能について、動作モード及び、電力消費を低減する停止モードを有する第２通信モジュール１ｂと、管理システムから第２通信ルートの実際の使用に関する情報の提供を受けて、使用しない場合は第２通信モジュール１ｂを停止モードとし、使用する場合は第２通信モジュール１ｂを動作モードとする制御部１ｃと、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、通信機能を備えた電力メーターに関する。
近年、スマートメーターと称される、通信機能を備えた電力メーター（電力量計）が注目されている。このような電力メーターは、使用電力量の検針データを自動的に電力会社に送信することができる。
一方、一般家庭等の需要家で、自主的にエネルギー管理を行うエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ：Home Energy Management System）を普及させる計画が、政府方針に基づいて進められている。このＨＥＭＳによれば、宅内に設置された管理機器（ＨＥＭＳゲートウェイ）が、宅内の電気機器の消費電力や時間帯を監視し、例えば、必要に応じてパワーセーブや使用時間帯シフト等、節電の制御を行うことができる。
また、上記電力メーターは、検針データを電力会社に提供するのみならず、宅内の上記管理機器にも提供することができる。これにより、管理機器は、需要家全体の消費電力を正確に把握し、必要に応じて節電の制御を行うことができる。さらに、電力会社から需要家の管理機器に指示を与えて節電を促すことも可能となる。
かかる電力メーターの通信機能を担う通信部は、電力会社との通信を行う、いわゆる「Ａルート」の通信部と、宅内の管理機器との通信を行う、いわゆる「Ｂルート」の通信部とによって構成されている（例えば、特許文献１（段落［００１８］、［００２１］））。すなわち、電力メーターは、Ａルートの通信装置であると同時に、Ｂルートの通信装置でもあり、両通信ルートを中継することができる。
特開２０１３−１７１４５３号公報
上記のような電力メーターは電力会社の管理所有物であり、これが需要家に配備されると、Ａルートに関しては、需要家の意向に関係なく、電力会社が使用可能である。一方、Ｂルートの使用に関しては、需要家がＨＥＭＳの使用契約をするか否かに依存する。将来的なＨＥＭＳの普及を見据えて、電力メーターには一律にＡルート、Ｂルートの両方の通信モジュールが搭載される。１台の電力メーターが消費する電力は少ないが、各戸に配備されると、全体としては相応な電力となる。この電力を負担する電力会社としては、できるだけ消費電力を減らしたい。
かかる課題に鑑み、本発明は、ＨＥＭＳに対応した電力メーターの節電を目的とする。
本発明の電力メーターは、需要家の消費電力を計測する電力メーターであって、電力供給側の管理システムと第１通信ルートで通信する機能を有する第１通信モジュールと、前記需要家に設けられる管理機器と第２通信ルートで無線通信する機能について、動作モード及び、電力消費を低減する停止モードを有する第２通信モジュールと、前記管理システムから前記第２通信ルートの実際の使用に関する情報の提供を受けて、使用しない場合は前記第２通信モジュールを前記停止モードとし、使用する場合は前記第２通信モジュールを前記動作モードとする制御部と、を備えている。
また、本発明の電力メーターの自己管理方法は、電力供給側の管理システムと第１通信ルートで通信する機能を有する第１通信モジュール、並びに、需要家に設けられる管理機器と第２通信ルートで無線通信する機能について、動作モード及び、電力消費を低減する停止モードを有する第２通信モジュールを備えた電力メーターの自己管理方法であって、前記管理システムから前記第２通信ルートの実際の使用に関する情報の提供を受け取り、使用しない場合は前記第２通信モジュールを前記停止モードとし、使用する場合は前記第２通信モジュールを前記動作モードとする、電力メーターの自己管理方法である。
本発明によれば、ＨＥＭＳに対応した電力メーターの節電を確実に実現することができる。
１台の電力メーターに関する接続図の一例である。 電力メーターの内部及び需要家内部のブロック図の一例である。 電力メーターの内部及び需要家内部のブロック図の他の例である。 制御部によって実行される、メーター起動時のＢルート処理のフローチャートである。 制御部によって実行される、メーター起動後のＢルート処理のフローチャートである。
［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
（１）すなわち、これは、需要家の消費電力を計測する電力メーターであって、電力供給側の管理システムと第１通信ルートで通信する機能を有する第１通信モジュールと、前記需要家に設けられる管理機器と第２通信ルートで無線通信する機能について、動作モード及び、電力消費を低減する停止モードを有する第２通信モジュールと、前記管理システムから前記第２通信ルートの実際の使用に関する情報の提供を受けて、使用しない場合は前記第２通信モジュールを前記停止モードとし、使用する場合は前記第２通信モジュールを前記動作モードとする制御部と、を備えている。
上記（１）の電力メーターでは、例えば、電力会社と第２通信ルートの使用契約をしていない需要家の場合に、制御部は、第２通信モジュールを停止モード（例えばスリープ状態又は電源オフ）にして電力消費を低減する。従って、第２通信ルート未契約の場合に第２通信モジュールによって無駄な電力が消費されるのを防止することができる。また、第２通信ルート契約がなされた場合は、使用するための情報を管理システムから制御部に提供することによって、遠隔操作で第２通信モジュールを動作状態とし、第２通信ルートの通信を開通させることができる。
（２）また、（１）の電力メーターにおいて、前記第２通信ルートの使用に関して受け取った情報を記憶する不揮発性の記憶部を有することが好ましい。
この場合、電力メーターの使用開始後に停電があっても、第２通信ルートの使用に関する情報を改めて受け取ることなく、停電前の状態に復帰することができる。
（３）また、（１）又は（２）の電力メーターにおいて、前記制御部は、初期起動時に、前記管理システムに対して前記情報の提供を求めるようにしてもよい。
これにより、第２通信ルートを使用しない場合には、初期起動時から直ちに、第２通信モジュールの電力消費を抑制することができる。
（４）一方、方法の観点では、電力供給側の管理システムと第１通信ルートで通信する機能を有する第１通信モジュール、並びに、需要家に設けられる管理機器と第２通信ルートで無線通信する機能について、動作モード及び、電力消費を低減する停止モードを有する第２通信モジュールを備えた電力メーターの自己管理方法であって、前記管理システムから前記第２通信ルートの実際の使用に関する情報の提供を受け取り、使用しない場合は前記第２通信モジュールを前記停止モードとし、使用する場合は前記第２通信モジュールを前記動作モードとする、電力メーターの自己管理方法である。
上記（４）の電力メーターの自己管理方法では、例えば、電力会社と第２通信ルートの使用契約をしていない需要家の場合に、第２通信モジュールを停止モード（例えばスリープ状態又は電源オフ）にして電力消費を低減することができる。従って、第２通信ルート未契約の場合に第２通信モジュールによって無駄な電力が消費されるのを防止することができる。また、第２通信ルート契約がなされた場合は、使用するための情報を管理システムから電力メーターに提供することによって、遠隔操作で第２通信モジュールを動作状態とし、第２通信ルートの通信を開通させることができる。
［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
《全体構成》
図１は、１台の電力メーターに関する接続図の一例である。図において、電力メーター１は、需要家２の近くに設けられている。変圧器３は、例えば６．６ｋＶの高圧を２００／１００Ｖ（単相３線）の低圧に変圧する。低圧の配電線４は、電力メーター１に接続され、電力メーター１を介した配電線４ａが、需要家２に引き込まれる。
電力メーター１は、２ルート分の通信機能を有する。すなわち、電力供給側の管理システム１０と第１通信ルート（以下、Ａルートという。）Ｒａで通信する機能、及び、需要家２に設置される（但し、設置は任意である。）管理機器（図示せず。）と第２通信ルート（以下、Ｂルートという。）Ｒｂで無線通信する機能を有する。Ａルートに関して、電力メーター１は、例えばＦＡＮ（Field Area Network）５を介してコンセントレーター６と接続されている。コンセントレーター６には、図示しない他の電力メーターもＦＡＮ５を介して接続される。
また、コンセントレーター６は、ＷＡＮ（Wide Area Network）７を介してヘッドエンドシステム８に接続されている。ヘッドエンドシステム８にはサーバー９が接続されている。サーバー９及びヘッドエンドシステム８は、電力供給側の管理システム１０を構成する。ヘッドエンドシステム８は、データ収集及び通信制御を行う。サーバー９は、傘下にある全ての電力メーター１に関するデータの管理を行う。
なお、上記ＦＡＮ５は、例えば、無線マルチホップ方式のネットワークや、配電線４を利用したＰＬＣ（Power Line Communication）ネットワークである。また、ＦＡＮ５及びコンセントレーター６を省略して、電力メーター１が直接ＷＡＮ７を介してヘッドエンドシステム８と接続される場合もある（図中の点線）。これは例えば、ＷＡＮ７が、３Ｇ，ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の携帯無線ネットワークの場合である。
《電力メーターの詳細》
図２は、電力メーター１の内部及び需要家２内部のブロック図の一例である。
図において、計量部１ｍには、配電線４の電圧線Ｌ１，Ｌ２及び中性線Ｎが接続されている。電圧線Ｌ１，Ｌ２及び中性線Ｎは、計量部１ｍを通過して、配電線４ａとなる。計量部１ｍは、通過する電流及び電圧に基づいて、電力量を測定する。
制御部１ｃは、測定した電力情報を計量部１ｍから受け取り、不揮発性の記憶部１ｆに一旦保存する。第１通信モジュール（以下、Ａルート通信モジュールという。）１ａは、Ａルートの通信を行うとともに、制御部１ｃにもＡルート通信の情報を提供する。第２通信モジュール（以下、Ｂルート通信モジュールという。）１ｂは、無線通信により、Ｂルートの通信を行うことができ、制御部１ｃにＢルート通信の情報を提供する。
また、Ｂルート通信モジュール１ｂは、無線通信の機能について、動作モード（電源オン状態）、及び、電力消費を低減する停止モード（電源オフ状態又はスリープ状態）を有する。制御部１ｃは、Ｂルート通信モジュール１ｂを、動作モード又は停止モードに制御することができる。
なお、計量部１ｍ、制御部１ｃ、記憶部１ｆ、並びに、Ａルート通信モジュール１ａ及びＢルート通信モジュール１ｂは、それぞれ機能部として存在すればよく、物理的に必ずしもこのように分かれている必要は無い。例えば、相互に任意に一体化していてもよい。
需要家２では、配電線４ａが接続される分電盤２１と、分電盤２１経由で電力供給を受ける電気機器２２が設けられている。なお、電気機器２２は、図示の簡略化のため、１個のみを図示しているが、実際にはもっと多数の機器が存在し得る。この需要家２がもし、ＨＥＭＳ契約をしていない場合は、ＨＥＭＳゲートウェイ（管理機器）は存在せず、Ｂルート通信を行うことはできない状態である。
図３は、電力メーター１の内部及び需要家２内部のブロック図の他の例である。
図２との違いは、需要家２がＨＥＭＳ契約を完了し、需要家２にＨＥＭＳゲートウェイ２３が設置されている点である。ＨＥＭＳゲートウェイ２３は、需要家２内の電気機器２２を制御することができる。ＨＥＭＳゲートウェイ２３は、Ｂルートで、電力メーター１のＢルート通信モジュール１ｂと通信することができる。この通信は、小電力無線を用いて例えば９２０ＭＨｚ帯の電波を使用する。
《Ｂルートの使用に関する制御（自己管理方法）》
図４は、制御部１ｃによって実行される、メーター起動時のＢルート処理のフローチャートである。
図において、例えば電力メーター１を取り付けた直後の初期起動時は、本体電源オンの操作をトリガとして、このフローチャートの処理を実行することができる。まず、制御部１ｃは、Ａルートで、管理システム１０と通信し、Ｂルートの契約の有無を確認する（ステップＳ１，Ｓ２）。
契約がない場合は、制御部１ｃは、Ｂルート契約有りのフラグをオフとして（ステップＳ６）、Ｂルート通信モジュール１ｂの電源をオフにする（又はオフに維持する（ステップＳ７））。このようにして、初期起動時に、管理システム１０に対して情報の提供を求めることにより、Ｂルートを使用しない場合には、初期起動時から直ちに、Ｂルート通信モジュール１ｂの電力消費（例えば約１００ｍＷ）を抑制することができる。
一方、契約有りの場合は、制御部１ｃは、Ｂルート契約情報を記憶部１ｆに保存し（ステップＳ３）、Ｂルート契約有りのフラグをオンにする（ステップＳ４）。そして、制御部１ｃは、Ｂルート通信モジュール１ｂの電源をオンにする（ステップＳ５）。
次に、図５は、制御部１ｃによって実行される、メーター起動後のＢルート処理のフローチャートである。すなわち、一旦起動した後は、図５のフローチャートに従って、Ｂルート処理が行われる。図５の処理は、定期的に行われる。例えば、検針データの送信タイミングを利用して、このような処理を行うことができる。
図５において、制御部１ｃは、ヘッドエンドシステム８から情報を受信し（ステップＳ１０）、Ｂルート契約に関する情報があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。当該情報が無い場合は、Ｂルート契約有りのフラグがオンになっているか否かを判定し（ステップＳ１２）、オフであればＢルート通信モジュール１ｂの電源をオフに維持し（ステップＳ１９）、処理終了となる。需要家がＢルート契約をしない場合は、この状態が続くことになる。
一方、需要家がＢルート契約をした場合は、ステップＳ１１で「ＹＥＳ」となり、制御部１ｃは、情報の内容が、Ｂルートの開通か又は停止かを判定する（ステップＳ１３）。開通の場合には、制御部１ｃは、Ｂルート契約情報を記憶部１ｆに保存し（ステップＳ１４）、Ｂルート契約有りのフラグをオンにする（ステップＳ１５）。そして、制御部１ｃは、Ｂルート通信モジュール１ｂの電源をオンにして（ステップＳ１６）、処理終了となる。
一旦、Ｂルートが開通すると、当該フローチャートの次の実行時は、ステップＳ１２で「ＹＥＳ」となり、制御部１ｃは、Ｂルート通信モジュール１ｂの電源オンを維持する（ステップＳ１６）。
一方、需要家の都合によりＢルートの契約が解除される場合もあり得る。かかる場合は、Ｂルート契約解除の情報をヘッドエンドシステム８から受信することができるので、ステップＳ１１で「ＹＥＳ」、ステップＳ１３で「停止」となり、制御部１ｃは、Ｂルート契約情報を記憶部１ｆから抹消し（ステップＳ１７）、Ｂルート契約有りのフラグをオフにする（ステップＳ１８）。そして、制御部１ｃは、Ｂルート通信モジュール１ｂの電源をオフにする（ステップＳ１９）。
なお、停電があった場合でも、Ｂルート契約情報やＢルート契約有りのフラグがオンの状態は、不揮発性の記憶部１ｆにより、記憶されている。従って、Ｂルートが開通済みであれば、ステップＳ１２で「ＹＥＳ」となり、Ｂルート通信モジュール１ｂの電源オンが維持される（ステップＳ１６）。逆に、Ｂルートが開通していない場合は、ステップＳ１２で「ＮＯ」となり、Ｂルート通信モジュール１ｂの電源オフが維持される（ステップＳ１９）。こうして、電力メーター１の使用開始後に停電があっても、Ｂルートに関する情報を改めて受け取ることなく、停電前の状態に復帰することができる。
《まとめ》
上記のように構成された電力メーター１では、電力会社とＢルートの使用契約をしていない需要家２の場合に、制御部１ｃは、Ｂルート通信モジュール１ｂを停止モード（例えばスリープ状態又は電源オフ）にして電力消費を低減する。従って、Ｂルート未契約の場合にＢルート通信モジュール１ｂによって無駄な電力が消費されるのを防止することができる。こうして、ＨＥＭＳに対応した電力メーター１の節電を確実に実現することができる。
また、Ｂルート契約がなされた場合は、使用するための情報を管理システム１０から制御部１ｃに提供することによって、遠隔操作でＢルート通信モジュール１ｂを動作状態とし、Ｂルートの通信を開通させることができる。
《その他》
なお、図１〜図３は、需要家２として戸建てを想定した図となっているが、集合住宅の各戸についても同様に、このような電力メーター１を使用することができる。
《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１ 電力メーター
１ａ Ａルート通信モジュール（第１通信モジュール）
１ｂ Ｂルート通信モジュール（第２通信モジュール）
１ｃ 制御部
１ｆ 記憶部
１ｍ 計量部
２ 需要家
３ 変圧器
４，４ａ 配電線
５ ＦＡＮ
６ コンセントレーター
７ ＷＡＮ
８ ヘッドエンドシステム
９ サーバー
１０ 管理システム
２１ 分電盤
２２ 電気機器
２３ ＨＥＭＳゲートウェイ（管理機器）
Ｌ１，Ｌ２ 電圧線
Ｎ 中性線
Ｒａ Ａルート（第１通信ルート）
Ｒｂ Ｂルート（第２通信ルート）

Claims (4)

  1. 需要家の消費電力を計測する電力メーターであって、
    電力供給側の管理システムと第１通信ルートで通信する機能を有する第１通信モジュールと、
    前記需要家に設けられる管理機器と第２通信ルートで無線通信する機能について、動作モード及び、電力消費を低減する停止モードを有する第２通信モジュールと、
    前記管理システムから前記第２通信ルートの実際の使用に関する情報の提供を受けて、使用しない場合は前記第２通信モジュールを前記停止モードとし、使用する場合は前記第２通信モジュールを前記動作モードとする制御部と、
    を備えている電力メーター。
  2. 前記第２通信ルートの使用に関して受け取った情報を記憶する不揮発性の記憶部を有する請求項１に記載の電力メーター。
  3. 前記制御部は、初期起動時に、前記管理システムに対して前記情報の提供を求める請求項１又は請求項２に記載の電力メーター。
  4. 電力供給側の管理システムと第１通信ルートで通信する機能を有する第１通信モジュール、並びに、需要家に設けられる管理機器と第２通信ルートで無線通信する機能について、動作モード及び、電力消費を低減する停止モードを有する第２通信モジュールを備えた電力メーターの自己管理方法であって、
    前記管理システムから前記第２通信ルートの実際の使用に関する情報の提供を受け取り、
    使用しない場合は前記第２通信モジュールを前記停止モードとし、使用する場合は前記第２通信モジュールを前記動作モードとする、電力メーターの自己管理方法。
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