JP2016220141A

JP2016220141A - 遠隔検針システム

Info

Publication number: JP2016220141A
Application number: JP2015105768A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　博之; Hiroyuki Sasaki; 博之佐々木; 敏幸前多; Toshiyuki Maeta; 将一郎長濱; Shoichiro Nagahama
Original assignee: NEC Magnus Communications Ltd
Current assignee: NEC Magnus Communications Ltd
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2016-12-22

Abstract

【課題】変圧器の二次側から分岐した複数の低圧配電線により構成される電力線ネットワークに接続された電力線モデム間の通信品質を向上させる。【解決手段】遠隔検針システム１Ａは、変圧器５Ａの二次側から分岐した第１及び第２の低圧配電線６Ａ１，６Ａ２と、低圧配電線６Ａ１を需要家宅９内に引き込む引込線１０に接続され、電力メータに設置された親機モデム８Ａと、低圧配電線６Ａ１又は６Ａ２を需要家宅９内に引き込む引込線１０に接続され、親機モデム８Ａが設置された電力メータよりも下流側の電力メータに配置された子機モデム８Ｂと、親機モデム８Ａが接続された引込線１０上に設置され少なくとも一つ磁性コアを含む信号調整器１５とを備える。信号調整器１５は、引込線１０上の親機モデム８Ａの接続点よりも管轄の需要家宅９側に設置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電力線通信を用いた電力使用量の遠隔検針システムに関するものである。

近年、電力使用量を遠隔地から収集する遠隔検針システムの導入が進められている。マンション等の集合住宅に遠隔検針システムを導入する場合、集合住宅の各戸にスマートメータと呼ばれる次世代の電力メータが設置され、電力使用量の検針が例えば３０分毎に行われる。検針データは電力メータの通信機能によって電力会社のサーバに転送される。

ＰＬＣ（Power Line Communication：電力線通信）を利用した遠隔検針システムでは、電力線モデムが電力メータに内蔵（または外付け）され、検針データが電力線経由で収集される。各電力メータには電力線モデムの子機（子機モデム）が設けられ、多数の電力メータからの検針データは子機モデムから電力線モデムの親機（親機モデム）に送られ、親機モデムからＷＡＮ（Wide Area Network：広域通信ネットワーク）経由でサーバに転送される。このシステムでは電力メータが接続された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。

親機モデムと子機モデムとの間の通信品質を高めるため、例えば特許文献１には、低圧配電線の中性線（接地線）に誘導結合方式により接続された親機モデムと、２本の非接地線のいずれか一方と接地線との両方に容量結合方式により接続された子機モデムとを備えた電力線通信システムが開示されている。また特許文献２には、トランスや分電盤、電力メータでの信号損失が大きいことを考慮して、それらをバイパスする信号線を設けた構成を有する電力線通信システムが開示されている。また特許文献３には、配電盤などにブロッキングフィルタを配置して電力線通信ネットワークを相互に分離する電力線通信システムが開示されている。

特開２０１３−１１８５９３号公報特許第４３４１８９４号公報特開２００８−１１８６５８号公報

集合住宅の多くは敷地内に変電設備を有しており、高圧配電線は変電設備を収容する電気室に引き込まれ、電気室内で商用電圧に変換された後、建物内の各戸に配電される。ここで、集合住宅内の戸数が多い場合、低圧配電線を複数の系統に分岐させる必要がある。配電系統ごとに親機モデムを用意する場合には、各親機モデムをＷＡＮに接続するための回線コストが増加するという問題がある。また親機モデムは多機能であるため高価であり、親機モデムの設置台数の増加により設備コストが増加するという問題もある。

したがって、低圧配電線が複数に分岐している電力線ネットワークでは、各低圧配電線上の子機モデムに対して共通する１つの親機モデムを用いることが望ましい。特に、電気室に親機モデムを設置できない場合には、いずれか一つの分岐線に接続された一つの電力メータ内に親機モデムを設け、他のすべての電力メータには子機モデムを搭載することにより、子機モデムが搭載された電力メータの検針データは、電力線ネットワークを介して１つの親機モデムに転送され、親機モデムを介してセンターに転送するという形態が望ましい。

しかし、高層マンションなどの大規模な集合住宅では、変圧器が設置された電気室から需要家宅までの距離が非常に長い場合があり、仮に電気室に最も近い需要家宅の電力メータに親機モデムを設置したとしても、別系統の子機モデムとの間で通信する場合には、信号の減衰によって通信ができないという問題が生じる。信号の減衰をカバーするため、例えば信号を中継するリピータ装置を電気室内又はその近傍に設けることも可能であるが、その場合には設置コスト（機器コスト・工事コスト）やランニングコストが増えたり、リピータ装置が故障してしまうと、配下の子機モデムとの通信が不可能になるという問題がある。

また、親機モデムが設置された系統の分岐線と、別系統の分岐線とを電力線通信専用のバイパス線にて接続し通信を行う方法もあるが、各系統の分岐線が別々のパイプシャフトに収容されていることが一般的であり、電気室から離れた高層階などでバイパス線を追加設置するための工事は大規模なものとなり、コストもかかることから容易ではない。

さらに、リピータ装置を設置する場合やバイパス線を設置する場合には、工事を行う際に停電させることが必要になるため、必然的に集合住宅の管理組合などから承認を得るためのハードルが高くなってしまう。

また、一つの電力メータだけに親機モデムを設ける場合において、当該電力メータが設置された需要家宅内に多数の家電機器が存在し、特にインピーダンスが低い家電機器が含まれる場合には、需要家宅内のインピーダンスが低くなる一方、電気室側はトランスまでのケーブルが長く、インピーダンスが高く見えるため、親機モデムからの信号が需要家宅内に流れやすい反面、低圧配電線の幹線側に流れにくいという問題がある。すなわち、親機モデムからの信号が遠方の子機モデムまで届きにくく、特に別系統の電力線モデムとの間での通信品質が悪いか、あるいは全く信号が届かないという問題がある。

したがって、本発明の目的は、変圧器の二次側から分岐した複数の低圧配電線によって構成される電力線ネットワークに接続された電力線モデム間の通信品質を向上させることが可能な遠隔検針システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の第１の側面による遠隔検針システムは、高圧配電線の電圧を降圧して商用電圧に変換する変圧器と、前記変圧器の二次側から分岐して延びる第１及び第２の低圧配電線と、前記第１の低圧配電線を第１の需要家宅に引き込む第１の引込線に接続された第１の電力メータと、前記第１の電力メータに設置され、前記第１の引込線に接続された親機モデムと、前記第１の低圧配電線を第２の需要家宅に引き込む第２の引込線に接続された第２の電力メータと、前記第２の電力メータに設置され、前記第２の引込線に接続され、前記第１の低圧配電線を介して前記親機モデムと電力線通信を行う第１の子機モデムと、前記第２の低圧配電線を第３の需要家宅に引き込む第３の引込線に接続された第３の電力メータと、前記第３の電力メータに設置され、前記第３の引込線に接続され、前記第２の低圧配電線及び前記第１の低圧配電線を介して前記親機モデムと電力線通信を行う第２の子機モデムと、前記第１の引込線に取り付けられた第１の信号調整器とを備え、前記第１の信号調整器は、前記親機モデムの前記第１の引込線との接続点よりも前記第１の需要家宅側に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、親機モデムの接続点よりも第１の需要家宅側の第１の引込線のインピーダンスが第１の信号調整器によって高められるので、親機モデムから第１の低圧配電線側へ送り出されるＰＬＣ信号の信号レベルを大きくすることができる。したがって、親機モデムと子機モデムとの間で送受信される信号のレベルを強めることができ、特に互いに別系統の低圧配電線に接続された親機モデムと子機モデムとの間の電力線通信の品質を高めることができる。

本発明において、前記第１の引込線は、前記第１及び第２の引込線を含む前記第１の低圧配電線に接続された複数の引込線の中で前記第１の低圧配電線の最も上流側に接続されていることが好ましい。このように、親機モデムを第１の低圧配電線の最も上流側に配置することにより、親機モデムと第２の低圧配電線上の各子機モデムとの間の信号伝送距離を短くすることができ、本発明の効果を高めることができる。

本発明による遠隔検針システムは、前記第２の引込線に取り付けられた第２の信号調整器をさらに備えることが好ましい。この構成によれば、第２の需要家宅側の第２の引込線のインピーダンスが第２の信号調整器によって高められるので、親機モデムから第１の低圧配電線側へ送り出されるＰＬＣ信号の信号レベルを大きくすることができる。したがって、親機モデムと子機モデムとの間で送受信される信号のレベルを強めることができ、特に互いに別系統の低圧配電線に接続された親機モデムと子機モデムとの間の電力線通信の品質を高めることができる。

本発明において、前記第２の需要家宅は前記第１の需要家宅の隣家であり、前記第２の信号調整器は、前記第１の子機モデムの前記第２の引込線との接続点よりも前記第１の低圧配電線側に設けられていることが好ましい。ここにいう隣家とは、第１の需要家宅内に引き込まれた第１の引込線の第１の低圧配電線との接続点と、第２の需要家宅内に引き込まれた第２の引込線の第１の低圧配電線との接続点との間に、他の引込線の接続点が存在せず、引込線の接続位置が隣接していることを意味するものである。この構成によれば、隣家の低インピーダンスの影響を確実に低減することができる。

前記第２の引込線は、配線工事や保守管理のし易さから前記第１の低圧配電線の前記第１の引込線との接続点に接続されていることが少なくない。このように第１及び第２の引込線の接続点が第１の低圧配電線上で一致する場合には、親機モデムの接続点から第２の需要家宅までの距離が非常に近くなるので、第２の需要家宅の低インピーダンスの影響が非常に大きい。しかし、本発明においては、第２の需要家宅側のインピーダンスが第２の信号調整器によって高められるので、第２の需要家宅の低インピーダンスの影響を確実に低減することができる。

本発明において、前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線にそれぞれ接続されており、前記第１及び第２の信号調整器は、前記第１の非接地線に設けられる第１の磁性コアと、前記第２の非接地線に設けられる第２の磁性コアを有することが好ましい。

本発明において、前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線の少なくとも一方及び前記接地線にそれぞれ接続されており、前記第１及び第２の信号調整器は、前記接地線に設けられる第３の磁性コアを有することもまた好ましい。

また、本発明の第２の側面による遠隔検針システムは、高圧配電線の電圧を降圧して商用電圧に変換する変圧器と、前記変圧器の二次側から分岐して延びる第１及び第２の低圧配電線と、前記第１の低圧配電線を第１の需要家宅に引き込む第１の引込線に接続された第１の電力メータと、前記第１の電力メータに設置され、前記第１の引込線に接続された親機モデムと、前記第１の低圧配電線を第２の需要家宅に引き込む第２の引込線に接続された第２の電力メータと、前記第２の電力メータに設置され、前記第２の引込線に接続され、前記第１の低圧配電線を介して前記親機モデムと電力線通信を行う第１の子機モデムと、前記第２の低圧配電線を第３の需要家宅に引き込む第３の引込線に接続された第３の電力メータと、前記第３の電力メータに設置され、前記第３の引込線に接続され、前記第２の低圧配電線及び前記第１の低圧配電線を介して前記親機モデムと電力線通信を行う第２の子機モデムと、前記第２の引込線に取り付けられた信号調整器とを備え、前記第２の需要家宅は前記第１の需要家宅の隣家であり、前記信号調整器は、前記子機モデムの前記第２の引込線との接続点よりも前記第１の低圧配電線側に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、第２の需要家宅側の第２の引込線のインピーダンスが信号調整器によって高められるので、親機モデムから第１の低圧配電線側へ送り出されるＰＬＣ信号の信号レベルを大きくすることができる。したがって、親機モデムと子機モデムとの間で送受信される信号のレベルを強めることができ、特に互いに別系統の低圧配電線に接続された親機モデムと子機モデムとの間の電力線通信の品質を高めることができる。

本発明において、前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線にそれぞれ接続されており、前記信号調整器は、前記第１の非接地線に設けられる第１の磁性コアと、前記第２の非接地線に設けられる第２の磁性コアを有することが好ましい。

本発明において、前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線の少なくとも一方及び前記接地線にそれぞれ接続されており、前記信号調整器は、前記接地線に設けられる第３の磁性コアを有することが好ましい。

本発明によれば、変圧器の二次側から分岐した複数の低圧配電線によって構成される電力線ネットワークに接続された電力線モデム間の通信品質を向上させることが可能な遠隔検針システムを提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。図２は、遠隔検針システム１Ａの構成を詳細に示すブロック図である。図３は、磁性コア１５Ａ，１５Ｃの構造の一例を示す略斜視図である。図４は、電力線モデム８の構成を示す機能ブロック図であって、（ａ）は親機モデム８Ａ、（ｂ）は子機モデム８Ｂをそれぞれ示している。図５は、本発明の第２の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。図６は、本発明の第３の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。図７は、本発明の第４の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。図８は、本発明の第５の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。

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。

図１は、本発明の第１の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、遠隔検針システム１Ａは、マンション等の集合住宅３の電気室４に設けられた変圧器５Ａと、変圧器５Ａから分岐して並行に延びる第１及び第２の低圧配電線６Ａ_１，６Ａ_２と、第１又は第２の低圧配電線６Ａ_１，６Ａ_２を需要家宅に引き込む引込線に接続され、需要家宅の電力使用量を検針する複数の電力メータ７（スマートメータ）と、各電力メータ７内に設けられた電力線モデム８と、第１の低圧配電線６Ａ_１を１０２号室の需要家宅９に引き込む引込線（第１の引込線）上に設けられた信号調整器１５とを備えている。なお、図１において需要家宅９の数字は部屋番号を示している。

変圧器５Ａは、高圧配電線１１から供給される６６００Ｖの高電圧を商用電圧（１００Ｖ又は２００Ｖ）に降圧するためのものである。低圧配電線６Ａ_１，６Ａ_２の各々は、接地線（白相）、第１の非接地線（赤相）及び第２の非接地線（黒相）からなる単相三線式の配電線である。変圧器５Ａの二次側の一端及び他端にそれぞれ接続された電力線６ａ，６ｃが第１及び第２の非接地線（赤相、黒相）であり、変圧器５Ａの二次側の中点に接続された電力線６ｂが接地線（白相）である。電力線６ａ，６ｃ間の電圧は２００Ｖであり、電力線６ａ，６ｂ間及び電力線６ｂ，６ｃ間の電圧はともに１００Ｖである。低圧配電線６Ａ_１，６Ａ_２の各々は、幹線から分岐した引込線によって需要家宅９内に引き込まれており、引込線に電力メータ７が設けられている。さらに、需要家宅９内に引き込まれた引込線は分電盤（不図示）に接続され、分電盤から延びる複数の宅内配線には家電機器が接続されている。

各電力メータ７は電力線モデム８を内蔵しており、需要家宅９の検針データは電力線モデム８を介して電力会社のサーバ（不図示）に送られる。電力線モデム８には親機モデム８Ａと子機モデム８Ｂの２種類があり、親機モデム８Ａを内蔵する電力メータ７は第１及び第２の低圧配電線６Ａ_１，６Ａ_２に共通して１台だけである。すなわち、親機モデム８Ａは集合住宅３内のすべての電力メータ７の中から選ばれた一つの電力メータ７だけに搭載されており、残りの電力メータ７に搭載された電力線モデムはすべて子機モデム８Ｂである。

本実施形態において、親機モデム８Ａは、第１の低圧配電線６Ａ_１上の最も上流側（変圧器５Ａ寄り）の需要家宅（１０２号室）の電力メータ７（第１の電力メータ）内に設置されている。親機モデム８Ａをこのように設置する理由は、親機モデム８Ａを第２の低圧配電線６Ａ_２に接続された子機モデム８Ｂにできるだけ近づけるためである。第１の低圧配電線６Ａ_１上の複数の電力メータ７のうち、変圧器５Ａに最も近い位置にある電力メータ７内に親機モデム８Ａを設けることにより、第１の低圧配電線６Ａ_１上の親機モデム８Ａと第２の低圧配電線６Ａ_２上の各子機モデム８Ｂとの間の信号伝送距離を短くすることができる。

図２は、遠隔検針システム１Ａの構成を詳細に示すブロック図である。

図２に示すように、各電力線モデム８（８Ａ，８Ｂ）は、第１又は第２の低圧配電線６Ａ_１，６Ａ_２の幹線から分岐して需要家宅９に引き込まれた引込線１０に接続されている。引込線１０の一端は低圧配電線６Ａ_１又は６Ａ_２に接続されており、他端は需要家宅９内に引き込まれている。引込線１０もまた、接地線（白相）、第１の非接地線（赤相）及び第２の非接地線（黒相）で構成されている。

親機モデム８Ａは１０２号室の需要家宅９内に引き込まれた引込線１０を介して第１の低圧配電線６Ａ_１に接続されている。親機モデム８Ａ以外の電力線モデムはすべて子機モデム８Ｂであり、これらは引込線１０を介して第１の低圧配電線６Ａ_１又は第２の低圧配電線６Ａ_２に接続されている。親機モデム８Ａ及び複数の子機モデム８Ｂは、第１及び第２の低圧配電線６Ａ_１，６Ａ_２によって構成される電力線ネットワークを介して相互に接続されて電力線通信システムを構成している。子機モデム８Ｂを内蔵する電力メータ７の検針データは、子機モデム８Ｂから親機モデム８Ａに送られ、親機モデム８Ａから図示しないＷＡＮ経由でサーバに転送される。

１０２号室の需要家宅９内に引き込まれ、親機モデム８Ａが接続された引込線１０ａ（第１の引込線）は、第１の低圧配電線６Ａ_１に接続された複数の引込線１０の中で最も上流側に配置されている。子機モデム８Ｂが接続された複数の引込線１０（第２の引込線）のうち、１０２号室の向かいの１０１号室の需要家宅９内に引き込まれた引込線１０ｂは、引込線１０ａと同じく最も上流側に配置されており、引込線１０ａと同じ接続点に接続されている。引込線１０ａ，１０ｂの接続点よりも第１の低圧配電線６Ａ_１の下流側には、子機モデム８Ｂが接続された複数の引込線１０（第２の引込線）が配置されている。

第２の低圧配電線６Ａ_２側においても、第２の低圧配電線６Ａ_２から分岐した複数の引込線１０（第３の引込線）が対応する需要家宅９内に引き込まれており、引込線１０は第２の低圧配電線６Ａ_２上の所定の接続点に接続されている。引込線１０を介して第２の低圧配電線６Ａ_２に接続された子機モデム８Ｂは、第１及び第２の低圧配電線６Ａ_１，６Ａ_２を介して親機モデム８Ａと電力線通信が可能である。

親機モデム８Ａが接続された引込線１０ａ上には、第１及び第２の磁性コア１５Ａ，１５Ｃからなる信号調整器１５が設置されている。第１の磁性コア１５Ａは第１の非接地線（電力線６ａ）に設けられており、第２の磁性コア１５Ｃは第２の非接地線（電力線６ｃ）に設けられている。これは、親機モデム８Ａの一対の信号端子が低圧配電線６Ａ_１から分岐した引込線１０の電力線６ａ，６ｃにそれぞれ接続されてＰＬＣ信号を重畳する構成となっていることに合わせたものである。

引込線１０ａ上の信号調整器１５の設置位置は、親機モデム８Ａの接続点よりも需要家宅９側である。すなわち、親機モデム８Ａの接続点と、この親機モデム８Ａが設置された電力メータ７が管轄する需要家宅（１０２号室）との間であることが好ましい。親機モデム８Ａの接続点よりも需要家宅９側に信号調整器１５を設けることにより、需要家宅９内の低インピーダンスの影響を抑えてＰＬＣ信号を電力線ネットワークのできるだけ遠くまで届けることができる。

図３は、磁性コア１５Ａ，１５Ｃの構造の一例を示す略斜視図である。

図３に示すように、磁性コア１５Ａ，１５Ｃは、いわゆる二分割型のトロイダルコアであり、円筒形状（円環形状）の中心軸（Ｙ軸）を含む平面で半割りしてなる第１コア部１６ａと第２コア部１６ｂとで構成され、Ｙ軸方向に電力線を挿通可能な貫通孔１６ｃを有している。磁性コアの材料は特に限定されないが、フェライト等の磁性体からなることが好ましい。第１コア部１６ａと第２コア部１６ｂは不図示の樹脂ケース等に収容されて円筒形状に固定される。

第１の磁性コア１５Ａには電力線６ａのみが挿通されており、第２の磁性コア１５Ｃの中空部には電力線６ｃのみが挿通されている。このように電力線に対する磁性コアの設置は非常にシンプルである。第１及び第２の磁性コア１５Ａ，１５ＣはＰＬＣ信号の周波数に対するインピーダンスが高いため、第１及び第２の磁性コア１５Ａ，１５Ｃを図２の位置に設置した場合には、当該設置位置から需要家宅９側のインピーダンスが大きくなるので、親機モデム８Ａの信号注入点から需要家宅９側に流れるＰＬＣ信号が抑えられ、逆に幹線側に流れるＰＬＣ信号を強くすることができる。これにより、第１の低圧配電線６Ａ_１の下流側の電力メータ７（第２の電力メータ）内の子機モデム８Ｂ（第２の子機モデム）にＰＬＣ信号が届くだけでなく、第２の低圧配電線６Ａ_２上の電力メータ７（第３の電力メータ）内の子機モデム８Ｂ（第３の子機モデム）にもＰＬＣ信号が届くようになり、親機モデム８Ａとすべての子機モデム８Ｂとの間の電力線通信の品質を向上させることができる。

一方、電力線上の信号を減衰させる装置としてブロッキングフィルタも知られている。しかし、ブロッキングフィルタは信号が他系統や隣家に伝わらないように十分に減衰させる（実質的に遮断する）ための装置であり、互いに分離したい２つの電力線ネットワークの境界に設置され、その構造も複雑である。これに対し、本実施形態による信号調整器１５は、同一ネットワーク内に設置されるものであり、信号を減衰させることよりむしろ、信号注入点から見て信号調整器１５の設置位置とは反対方向に広がるネットワークのできるだけ遠方まで信号が伝わりやすくすることを目的としており、また、信号減衰量も大きくせず必要最小限としており、非常に簡易な構造で設置も容易である。このように、信号調整器１５は、ブロッキングフィルタとその使用目的、設置場所、作用効果が異なる。

親機モデム８Ａから第２の低圧配電線６Ａ_２の最も下流側の子機モデム８Ｂまでの距離が非常に遠い場合には、たとえ信号調整器１５を設けたとしても両者の間で電力線通信することができない場合が考えられる。しかしこのような場合でも、親機モデム８Ａと通信することが可能な第２の低圧配電線６Ａ_２上の子機モデム８Ｂの少なくとも一つをリピータ機能付き子機モデムとすることで、親機モデム８Ａと最も下流側の子機モデム８Ｂとの通信を実現することができる（例えば、特開２０１１−０４１２２８参照）。すなわち、リピータ機能付き子機モデムを適切に配置することで、より大規模な集合住宅についても１つの親機モデムで自動検針を実現することができる。

図４は、電力線モデム８の構成を示す機能ブロック図であって、（ａ）は親機モデム８Ａ、（ｂ）は子機モデム８Ｂをそれぞれ示している。

図４（ａ）に示すように、親機モデム８Ａは、制御部２１と、電力メータ７の計量部に接続されるメータインターフェース部２２と、電力線ネットワークを構成する電力線に接続されるＰＬＣインターフェース部２３と、ＷＡＮに接続されるＷＡＮインターフェース部２４とを備えている。

制御部２１は、ＰＬＣインターフェース部２３を通じて電力線ネットワーク制御及び電力線通信制御を行う電力線通信制御機能、子機モデムから検針データを収集する機能、収集した検針データを電力会社のサーバへと送信する機能、メータインターフェース部２２を通じてメータ通信制御を行う計量制御機能、ＷＡＮインターフェース部２４を通じてＷＡＮ制御機能を有し、モデム全体を統合的に制御する。特に限定されないが、ＷＡＮは、３ＧやＬＴＥなどの携帯電話回線、公衆無線ＬＡＮなどを含む公衆無線通信回線網であることが好ましい。

図４（ｂ）に示すように、子機モデム８Ｂは、制御部２１と、電力メータ７の計量部に接続されるメータインターフェース部２２と、電力線ネットワークを構成する電力線に接続されるＰＬＣインターフェース部２３とを備えている。ＰＬＣインターフェース部２３は、親機モデム８Ａとの通信機能の他、親機モデム８Ａと直接通信できない子機モデム８Ｂとの間を取り持つリピータ機能も有する。つまり、子機モデムから検針データを収集する機能、収集した検針データを電力会社のサーバへと送信する機能、及びＷＡＮインターフェース部２４が省略されている点が親機モデム８Ａと異なっており、その他の構成は親機モデム８Ａとほぼ同じである。

このように、本実施形態では親機モデム８Ａがメータインターフェース部２２を備えているので、子機モデム８Ｂと同様に電力メータ７に内蔵されて検針データの転送を行うことができる。この場合、メータインターフェース部２２を通じて入力された検針データはＷＡＮインターフェース部２４を通ってサーバ側に転送される。この点は、メータインターフェース部２２を通じて入力された検針データがＰＬＣインターフェース部２３から電力線上に送出される子機モデム８Ｂの動作と異なっている。

以上説明したように、本実施形態による遠隔検針システム１Ａは、親機モデム８Ａの接続点よりも需要家宅９側のインピーダンスが磁性コア１５Ａ，１５Ｃによって高められているので、親機モデム８Ａから引込線１０を介して第１の低圧配電線６Ａ_１の幹線に送り出されるＰＬＣ信号の信号レベルを大きくすることができる。したがって、同一系統の子機モデム８Ｂとの電力線通信はもちろんのこと互いに別系統の低圧配電線に接続された子機モデム８Ｂとの間の電力線通信の品質を高めることができる。

また、信号調整器１５の構成はシンプル（受動素子）であり、信頼性も高く、無停電で設置工事できることから、従来のリピータ装置やブロッキングフィルタと比較して集合住宅の管理組合などから設置の承認を得やすく、導入コストやハードルも低く抑えることが可能である。

図５は、本発明の第２の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。

図５に示すように、遠隔検針システム１Ｂの特徴は、親機モデム８Ａ及び子機モデム８Ｂが低圧配電線６Ａ_１の幹線を需要家宅９内に引き込む引込線１０の接地線である電力線６ｂにＰＬＣ信号を重畳する構成を有しており、これに合わせて信号調整器１５も電力線６ｂ上に設置された磁性コア１５Ｂを有している点にある。より詳細には、親機モデム８Ａの一対の信号端子の一方が電力線６ｂに接続され、他方が電力線６ａ及び６ｃの両方に接続されている。これによって、電力線６ａ及び６ｂを使ったループと電力線６ｃ及び６ｂを使ったループを構成することができる。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、磁性コア１５Ｂの構造は図３に示した磁性コア１５Ａ，１５Ｃと同一である。

本実施形態による遠隔検針システム１Ｂもまた、親機モデム８Ａの接続点よりも需要家宅９側のインピーダンスが磁性コア１５Ｂによって高められているので、親機モデム８Ａから引込線１０を介して第１の低圧配電線６Ａ_１の幹線に送り出されるＰＬＣ信号の信号レベルを大きくすることができる。したがって、互いに別系統の低圧配電線に接続された親機モデム８Ａと子機モデム８Ｂとの間の電力線通信の品質を高めることができる。

図６は、本発明の第３の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。

図６に示すように、遠隔検針システム１Ｃの特徴は、親機モデム８Ａが設置された１０２号室の需要家宅９の隣家である１０１号室の需要家宅９（１０１号室）内に引き込まれた引込線１０ｂ上に信号調整器１５が設置されている点にある。信号調整器１５は、子機モデム８Ｂの接続点よりも低圧配電線６Ａ_１側（幹線側）に設置されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

１０１号室の需要家宅９内に引き込まれた引込線１０ｂは、１０２号室の需要家宅９内に引き込まれた引込線１０ａの接続点と同じ位置に接続されているため、１０１号室は空間的なレイアウト及び電気的接続の位置関係において１０２号室の隣家である。さらに、１０２号室の隣家は１０１号室のみならず、２０１号室や２０２号室も該当する。２０１号室や２０２号室は１０１号室ほど１０２号室に近くはないが、それらの需要家宅９内に引き込まれた引込線の第１の低圧配電線６Ａ_１との接続点は、１０２号室の需要家宅９内に引き込まれた引込線１０ａの第１の低圧配電線６Ａ_１との接続点に隣接しており、それら２つの接続点の間に他の引込線の接続点が存在しないからである。一方、そのような条件を満たさない３０１号室や３０２号室は１０２号室の隣家ではない。このように、隣家の引込線は、必ずしもその接続点が引込線１０ａの接続点と同じである必要はない。

親機モデム８Ａから１０１号室の需要家宅９までの距離は非常に近いため、１０１号室の需要家宅９内のインピーダンスが低い場合には、親機モデム８ＡからのＰＬＣ信号が１０１号室の需要家宅９内に流れやすい反面、低圧配電線６Ａ_１の幹線側に流れにくいという問題がある。すなわち、親機モデム８Ａからの信号が遠方の子機モデム８Ｂまで届きにくく、特に別系統の電力線モデムとの間での通信品質が悪いか、あるいは全く信号が届かないという問題がある。

しかし、本実施形態においては、１０１号室の需要家宅９側のインピーダンスが信号調整器１５によって高められているので、親機モデム８Ａから送信されたＰＬＣ信号が１０１号室の需要家宅９内に吸い込まれる事態を防止することができ、親機モデム８Ａから引込線１０を介して第１の低圧配電線６Ａ_１の幹線に送り出されるＰＬＣ信号の信号レベルを大きくすることができる。したがって、互いに別系統の低圧配電線に接続された親機モデム８Ａと子機モデム８Ｂとの間の電力線通信の品質を高めることができる。

図７は、本発明の第４の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。

図７に示すように、遠隔検針システム１Ｄの特徴は、親機モデム８Ａ及び子機モデム８Ｂが低圧配電線６Ａ_１幹線を需要家宅９内に引き込む引込線１０の接地線である電力線６ｂにＰＬＣ信号を重畳する構成を有しており、これに合わせて信号調整器１５も電力線６ｂ上に設置された磁性コア１５Ｂを有している点にある。その他の構成は第３の実施の形態と同様である。

本実施形態による遠隔検針システム１Ｄもまた、１０１号室の需要家宅９側のインピーダンスが高められているので、親機モデム８Ａから送信されたＰＬＣ信号が１０１号室の需要家宅９内に吸い込まれる事態を防止することができ、親機モデム８Ａから引込線１０を介して第１の低圧配電線６Ａ_１の幹線に送り出されるＰＬＣ信号の信号レベルを大きくすることができる。したがって、互いに別系統の低圧配電線に接続された親機モデム８Ａと子機モデム８Ｂとの間の電力線通信の品質を高めることができる。

図８は、本発明の第５の実施の形態による遠隔検針システムの構成を示すブロック図である。

図８に示すように、遠隔検針システム１Ｅは、第１及び第３の実施の形態の組み合わせであって、１０１号室の需要家宅９に引き込まれた引込線１０と１０２号室の需要家宅９に引き込まれた引込線１０の両方に信号調整器１５が設けられている点にある。なお、第２及び第４の実施の形態の組み合わせもこれ同様に実施可能である。

本実施形態によれば、親機モデム８Ａから見た１０１号室及び１０２号室の需要家宅９のインピーダンスが高められているので、親機モデム８Ａから送信されたＰＬＣ信号が１０１号室及び１０２号室の需要家宅９にそれぞれ吸い込まれる事態を防止することができ、親機モデム８Ａから引込線１０を介して第１の低圧配電線６Ａ_１の幹線に送り出されるＰＬＣ信号の信号レベルをさらに大きくすることができる。したがって、互いに別系統の低圧配電線に接続された親機モデム８Ａと子機モデム８Ｂとの間の電力線通信の品質をさらに高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、電力線ネットワークが変圧器の２次側から分岐した第１及び第２の低圧配電線６Ａ_１，６Ａ_２を有しているが、本発明において低圧配電線の分岐数は特に限定されず、２分岐以上であれば何分岐であってもよく、さらに分岐の形態も特に限定されない。

また、上記実施形態において親機モデム８Ａは第１の低圧配電線６Ａ_１の最も上流側に位置する１０１号室の需要家宅の電力メータ７内に設置されているが、本発明はこのような構成に限定されず、上流に近い需要家宅の電力メータ７内であればどの電力メータ７であってもよい。したがって、例えば２０１号室や３０１号室の電力メータ７内に親機モデム８Ａが設置された構成であってもよい。

また、上記実施形態においては、親機モデムが接続された引込線又はこれに隣接する引込線上に信号調整器１５が設けられているが、親機モデムから到来する信号の受信レベルが所定値以上のすべての引込線上に信号調整器１５を設けることも可能である。

また、上記実施形態においては、磁性コア１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃとして２分割型トロイダルコアを用いているが、本発明はこれに限定されず、フレキシブルな磁性シートを電力線に巻き回したものであってもよい。

また、上記第１の実施の形態では電力線６ａ，６ｃに磁性コア１５Ａ，１５Ｃをそれぞれ設けるが電力線６ｂには磁性コアを設けない構成とし、上記第２の実施形態では電力線６ｂに磁性コア１５Ｂを設けるが電力線６ａ，６ｃには磁性コアを設けない構成としているが、上記第１及び第２の実施の形態において電力線６ａ，６ｂ，６ｃの各々に一律に磁性コアを設けても構わない。このようにすることで、電力線に対する電力線モデムの接続形態を気にせずに信号調整器を容易に設置することができる。

また、上記第１及び第３の実施の形態では、電力線６ａのみもしくは６ｃのみに磁性コアを設ける構成でも構わない。上記第２の実施の形態では、６ａと６ｃの両方に設置する構成でも構わない。

１Ａ〜１Ｅ遠隔検針システム
３集合住宅
４電気室
５Ａ変圧器
６Ａ_１第１の低圧配電線
６Ａ_２第２の低圧配電線
６ａ電力線（第１の非接地線）
６ｂ電力線（接地線）
６ｃ電力線（第２の非接地線）
７電力メータ（スマートメータ）
８電力線モデム
８Ａ親機モデム
８Ｂ子機モデム
９需要家宅
１０引込線
１０ａ１０２号室の引込線（第１の引込線）
１０ｂ１０１号室の引込線（第２の引込線）
１１高圧配電線
１５信号調整器
１５Ａ磁性コア
１５Ｂ磁性コア
１５Ｃ磁性コア
１６ａ第１コア部
１６ｂ第２コア部
１６ｃ貫通孔
２１制御部
２２メータインターフェース部
２３ＰＬＣインターフェース部
２４ＷＡＮインターフェース部

Claims

高圧配電線の電圧を降圧して商用電圧に変換する変圧器と、
前記変圧器の二次側から分岐して延びる第１及び第２の低圧配電線と、
前記第１の低圧配電線を第１の需要家宅に引き込む第１の引込線に接続された第１の電力メータと、
前記第１の電力メータに設置され、前記第１の引込線に接続された親機モデムと、
前記第１の低圧配電線を第２の需要家宅に引き込む第２の引込線に接続された第２の電力メータと、
前記第２の電力メータに設置され、前記第２の引込線に接続され、前記第１の低圧配電線を介して前記親機モデムと電力線通信を行う第１の子機モデムと、
前記第２の低圧配電線を第３の需要家宅に引き込む第３の引込線に接続された第３の電力メータと、
前記第３の電力メータに設置され、前記第３の引込線に接続され、前記第２の低圧配電線及び前記第１の低圧配電線を介して前記親機モデムと電力線通信を行う第２の子機モデムと、
前記第１の引込線に取り付けられた第１の信号調整器とを備え、
前記第１の信号調整器は、前記親機モデムの前記第１の引込線との接続点よりも前記第１の需要家宅側に設けられていることを特徴とする遠隔検針システム。
前記第１の引込線は、前記第１及び第２の引込線を含む前記第１の低圧配電線に接続された複数の引込線の中で前記第１の低圧配電線の最も上流側に接続されている、請求項１に記載の遠隔検針システム。
前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、
前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線にそれぞれ接続されており、
前記第１の信号調整器は、前記第１の非接地線に設けられる第１の磁性コアと、前記第２の非接地線に設けられる第２の磁性コアを有する、請求項１又は２に記載の遠隔検針システム。
前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、
前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線の少なくとも一方及び前記接地線にそれぞれ接続されており、
前記第１の信号調整器は、前記接地線に設けられる第３の磁性コアを有する、請求項１又は２に記載の遠隔検針システム。
前記第２の引込線に取り付けられた第２の信号調整器をさらに備える、請求項１又は２に記載の遠隔検針システム。
前記第２の需要家宅は前記第１の需要家宅の隣家であり、
前記第２の信号調整器は、前記第１の子機モデムの前記第２の引込線との接続点よりも前記第１の低圧配電線側に設けられている、請求項５に記載の遠隔検針システム。
前記第２の引込線は、前記第１の低圧配電線の前記第１の引込線との接続点に接続されている、請求項６に記載の遠隔検針システム。
前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、
前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線にそれぞれ接続されており、
前記第１及び第２の信号調整器は、前記第１の非接地線に設けられる第１の磁性コアと、前記第２の非接地線に設けられる第２の磁性コアを有する、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の遠隔検針システム。
前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、
前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線の少なくとも一方及び前記接地線にそれぞれ接続されており、
前記第１及び第２の信号調整器は、前記接地線に設けられる第３の磁性コアを有する、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の遠隔検針システム。
高圧配電線の電圧を降圧して商用電圧に変換する変圧器と、
前記変圧器の二次側から分岐して延びる第１及び第２の低圧配電線と、
前記第１の低圧配電線を第１の需要家宅に引き込む第１の引込線に接続された第１の電力メータと、
前記第１の電力メータに設置され、前記第１の引込線に接続された親機モデムと、
前記第１の低圧配電線を第２の需要家宅に引き込む第２の引込線に接続された第２の電力メータと、
前記第２の電力メータに設置され、前記第２の引込線に接続され、前記第１の低圧配電線を介して前記親機モデムと電力線通信を行う第１の子機モデムと、
前記第２の低圧配電線を第３の需要家宅に引き込む第３の引込線に接続された第３の電力メータと、
前記第３の電力メータに設置され、前記第３の引込線に接続され、前記第２の低圧配電線及び前記第１の低圧配電線を介して前記親機モデムと電力線通信を行う第２の子機モデムと、
前記第２の引込線に取り付けられた信号調整器とを備え、
前記第２の需要家宅は前記第１の需要家宅の隣家であり、
前記信号調整器は、前記子機モデムの前記第２の引込線との接続点よりも前記第１の低圧配電線側に設けられていることを特徴とする遠隔検針システム。
前記第２の引込線は、前記第１の低圧配電線の前記第１の引込線との接続点に接続されている、請求項１０に記載の遠隔検針システム。
前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、
前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線にそれぞれ接続されており、
前記信号調整器は、前記第１の非接地線に設けられる第１の磁性コアと、前記第２の非接地線に設けられる第２の磁性コアを有する、請求項１０又は１１に記載の遠隔検針システム。
前記第１及び第２の低圧配電線並びに前記第１乃至第３の引込線の各々は、接地線と、第１の非接地線と、前記第１の非接地線に流れる電流とは逆相の電流が流れる第２の非接地線とを有する単相三線式の配電線であり、
前記親機モデムの一対の信号端子の一方及び他方は、前記第１及び前記第２の非接地線の少なくとも一方及び前記接地線にそれぞれ接続されており、
前記信号調整器は、前記接地線に設けられる第３の磁性コアを有する、請求項１０又は１１に記載の遠隔検針システム。