JP2020182311A - Abnormality detection system and abnormality detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スマートメータまたは分散型電源の異常を検知する異常検知システムおよび異常検知方法に関する。 The present invention relates to an abnormality detection system and an abnormality detection method for detecting an abnormality in a smart meter or a distributed power source.
需要家の構内(以下、単に需要家という)には、電力系統からの受電点の電力を計測するスマートメータが設けられることがある。また、需要家には、電力系統に接続されるとともに、需要家内の負荷に電力を供給する分散型電源が設けられることがある(例えば、特許文献1)。 A smart meter that measures the power at the receiving point from the power system may be installed on the premises of the customer (hereinafter, simply referred to as the customer). In addition, the consumer may be provided with a distributed power source that is connected to the power system and supplies electric power to the load in the consumer (for example, Patent Document 1).
スマートメータに異常が生じると、スマートメータで電力を正確に計測できなくなる場合がある。そうすると、管理サーバは、スマートメータから正確な電力を取得できなくなり、その結果、誤った電気料金を導出するおそれがある。また、分散型電源に異常が生じると、発電電力を適切に制御できなくなる場合がある。その結果、意図せず、分散型電源から電力系統への逆潮流が生じるおそれがある。このため、スマートメータまたは分散型電源に異常が生じた場合には、その異常を早期に検知し、その異常に対応する必要がある。 If an abnormality occurs in the smart meter, it may not be possible to accurately measure the power with the smart meter. If this happens, the management server will not be able to obtain accurate power from the smart meter, and as a result, it may derive incorrect electricity charges. In addition, if an abnormality occurs in the distributed power source, the generated power may not be properly controlled. As a result, reverse power flow from the distributed power source to the power system may occur unintentionally. Therefore, when an abnormality occurs in the smart meter or the distributed power source, it is necessary to detect the abnormality at an early stage and deal with the abnormality.
本発明は、このような課題に鑑み、スマートメータや分散型電源の異常を検知可能な異常検知システムおよび異常検知方法を提供することを目的としている。 In view of such problems, an object of the present invention is to provide an abnormality detection system and an abnormality detection method capable of detecting an abnormality of a smart meter or a distributed power source.
上記課題を解決するために、本発明の異常検知システムは、電力系統からの受電点における電力を計測するスマートメータと、スマートメータとは独立して、受電点を流れる電流を計測する電流計と、他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する発電部と、発電部と受電点とを接続する配線の線間電圧を計測する電圧計と、電流計の電流値および電圧計の電圧値に基づいて受電点における電力を導出する電力導出部と、スマートメータで計測された受電点における電力と、電力導出部で導出された受電点における電力とが等しいか否かを判断する比較部と、を備える。 In order to solve the above problems, the abnormality detection system of the present invention includes a smart meter that measures the power at the power receiving point from the power system and a current meter that measures the current flowing through the power receiving point independently of the smart meter. , A power generation unit that converts other energy into electrical energy to generate electricity, a voltmeter that measures the line voltage of the wiring that connects the power generation unit and the power receiving point, and the current value of the current meter and the voltage of the voltmeter. A power derivation unit that derives power at the power receiving point based on the value, and a comparison unit that determines whether the power at the power receiving point measured by the smart meter and the power at the power receiving point derived by the power derivation unit are equal. And.
また、異常検知システムは、スマートメータで計測された受電点における電力と、電力導出部で導出された受電点における電力とが異なる場合、発電部による発電を停止させる発電制御部をさらに備えてもよい。 Further, the abnormality detection system may further include a power generation control unit that stops power generation by the power generation unit when the power at the power receiving point measured by the smart meter and the power at the power receiving point derived by the power extraction unit are different. Good.
上記課題を解決するために、本発明の異常検知方法は、電力系統からの受電点における電力をスマートメータで計測する電力計測ステップと、スマートメータとは独立して計測された受電点を流れる電流の電流値と、他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する発電部と受電点とを接続する配線の線間電圧の電圧値とに基づいて、受電点における電力を導出する電力導出ステップと、スマートメータで計測された受電点における電力と、電力導出ステップで導出された受電点における電力とが等しいか否かを判断する比較ステップと、を有する。 In order to solve the above problems, the abnormality detection method of the present invention includes a power measurement step of measuring the power at the power receiving point from the power system with a smart meter and a current flowing through the power receiving point measured independently of the smart meter. Power derivation that derives power at the power receiving point based on the current value of and the voltage value of the line voltage of the wiring that connects the power generation unit that generates electricity by converting other energy into electrical energy and the power receiving point. It has a step and a comparison step for determining whether or not the power at the power receiving point measured by the smart meter and the power at the power receiving point derived in the power derivation step are equal.
本発明によれば、スマートメータや分散型電源の異常を検知可能となる。 According to the present invention, it is possible to detect an abnormality in a smart meter or a distributed power source.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態の態様について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, other specific numerical values, etc. shown in the embodiment are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals to omit duplicate description, and elements not directly related to the present invention are not shown. To do.
図1は、本実施形態による異常検知システム1の構成を示す概略図である。図1では、制御信号の流れを破線の矢印で示している。
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the
異常検知システム1は、スマートメータ10、管理サーバ12、分電盤14、負荷16、分散型電源18およびリモートコントローラ20を含む。
The
スマートメータ10は、電力系統22に接続され、需要家における電力系統22からの受電点に設置される。受電点は、需要家と電力系統22との境界を示す。スマートメータ10は、計測部30、通信部32およびサービスブレーカ34を含む。なお、図1では、サービスブレーカ34をSBと表記している。
The smart meter 10 is connected to the
計測部30は、受電点を流れる電流、受電点にかかる電圧、受電点における電流および電圧の位相差から導出される力率、受電点における電力(受電点を通じる電力)、および、受電点における所定時間分(例えば、30分)の電力量(kWh)を計測する。計測された電力などは、計測された時刻に関連付けて記憶されてもよい。なお、計測部30は、受電点の順潮流の電力を正値として計測し、受電点の逆潮流の電力を負値として計測してもよい。順潮流は、電力系統22から需要家側に電力が供給されることであり、逆潮流は、需要家側から電力系統22に電力が供給されることである。
The
通信部32は、外部と通信(無線通信または有線通信)を確立し、計測部30の計測結果などの内部情報(例えば、電力、電力の計測時刻、電力量、電力量の計測時間など)を外部に送信することができる。例えば、通信部32は、他のスマートメータ10や中継器などを通じてマルチホップ形式で転送することで、管理サーバ12に内部情報を送信する。また、通信部32は、通信キャリアの無線通信網を通じて管理サーバ12に内部情報を送信してもよい。
The
また、通信部32は、分散型電源18と通信(無線通信または有線通信)を確立し、分散型電源18に内部情報(例えば、電力、電力の計測時刻、電力量、電力量の計測時間など)を送信することもできる。例えば、通信部32は、無線LANを通じて分散型電源18に内部情報を送信してもよい。
Further, the
管理サーバ12は、電力系統22の管理者により設置される。管理サーバ12は、例えば、需要家毎に収集したスマートメータ10の内部情報を用いて、需要家に請求する電気料金などを導出する。
The
サービスブレーカ34は、契約電流容量を超過する電流が流れたときに遮断される。なお、サービスブレーカ34の機能は、分電盤14に設けられてもよい。
The
分電盤14は、需要家の屋内に設置され、スマートメータ10に接続される。分電盤14は、漏電ブレーカ40、複数の分岐ブレーカ42a、42bおよび電流計44を含む。なお、図1では、漏電ブレーカ40をELBと表記している。
The
漏電ブレーカ40は、スマートメータ10のサービスブレーカ34に接続される。漏電ブレーカ40は、漏電が生じた場合に遮断される。漏電ブレーカ40には、複数の分岐ブレーカ42a、42bが接続される。以後、複数の分岐ブレーカ42a、42bを総称して、分岐ブレーカ42と呼ぶ場合がある。なお、漏電ブレーカ40に接続される分岐ブレーカ42の数は、2個に限らず、1個でもよいし、3個以上であってもよい。
The
複数の分岐ブレーカ42のうち、例えば、分岐ブレーカ42aには、負荷16が接続される。電力系統22は、分電盤14を通じて負荷16に電力を供給することができる。また、複数の分岐ブレーカ42のうち、例えば、分岐ブレーカ42bには、分散型電源18が接続される。
Of the plurality of
電流計44は、分電盤14において、サービスブレーカ34と漏電ブレーカ40との間の電流経路に設けられる。電流計44は、具体的には、計器用変流器(CT)である。電流計44は、スマートメータ10とは独立して、受電点を流れる電流を計測する。電流計44で計測された電流値は、計測された時刻に関連付けて制御部56に記憶されてもよい。
The
分散型電源18は、例えば、需要家において発電する燃料電池である。なお、分散型電源18は、燃料電池に限らず、太陽光発電機、風力発電機、水力発電機、地熱発電機、太陽熱発電機、大気中熱発電機等の再生可能エネルギー発電設備であってもよいし、内燃力発電機、蓄電池等であってもよい。
The
分散型電源18は、発電部50、電圧計52、通信部54、制御部56および報知部58を含む。
The distributed
発電部50は、電力系統22とは独立して構成される。発電部50は、例えば、燃料電池等で構成され、他のエネルギー(電気エネルギー以外のエネルギー)を電気エネルギーに変換して電気を生成(発電)する。
The
発電部50は、例えば、単相3線式の配線で、分電盤14を通じて受電点(スマートメータ10)に接続される。つまり、図1では、配線が単線で示されているが、実際には、発電部50は、複数の電線(例えば、2本の電圧線および1本の中性線からなる電線のセット)で受電点に接続される。また、発電部50は、分電盤14を通じて負荷16に接続可能であり、発電した電力を負荷16に供給可能である。
The
電圧計52は、発電部50と受電点とを接続する配線の線間電圧(例えば、2本の電圧線間の電圧)を計測する。電圧計52で計測された電圧値は、計測された時刻に関連付けて制御部56に記憶されてもよい。
The
通信部54は、外部と通信(無線通信または有線通信)を確立し、少なくとも情報を受信できる。通信部54は、例えば、スマートメータ10の通信部32と通信を確立し、スマートメータ10の内部情報を受信する。具体的には、通信部54は、スマートメータ10で計測された受電点における電力および所定時間分の電力量を受信できる。また、通信部54は、管理サーバ12を通じて受電点における電力および所定時間分の電力量を受信してもよい。
The
制御部56は、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路から構成される。制御部56は、プログラムを実行することで、発電制御部60、取得部62、電力導出部64および比較部66として機能する。
The
取得部62は、所定制御周期毎(例えば1分毎)に、通信部54を通じて、スマートメータ10で計測された受電点における電力および電力の計測時刻を取得する。以後、スマートメータ10で計測された受電点における電力を、メータ側電力と呼ぶ場合がある。
The
また、取得部62は、所定のサンプリング周期で、電流計44から電流値を取得し、電圧計52から電流値を取得する。取得部62は、電流値および電圧値を大凡同じタイミングで取得する。サンプリング周期は、例えば、メータ側電力の取得周期以下に設定される。取得部62は、取得された電流値および電圧値を、取得された時刻と関連付けて、一時的に記憶する。
Further, the
取得部62でメータ側電力が取得されると、電力導出部64は、取得されたメータ側電力の計測時刻と大凡同じ時刻(メータ側電力の計測時刻に最も近い時刻)にサンプリングされた電流値および電圧値を取得部62から読み出す。電力導出部64は、読み出された電流値および電圧値に基づいて、電流値および電圧値がサンプリングされた時刻における電力(瞬時値)を導出する。導出された電力は、受電点における電力に相当する。以後、電力導出部64で導出された受電点における電力を、分散型電源側電力と呼ぶ場合がある。
When the meter-side power is acquired by the
なお、電力導出部64は、導出された電力を所定時間分(例えば、30分)だけ積算し、受電点における所定時間分の電力量(kWh)を導出してもよい。
The
発電制御部60は、電流計44の電流値、電圧計52の電圧値、電力導出部64で導出された電力などに基づいて発電部50を制御する。
The power
比較部66は、メータ側電力と、メータ側電力の計測時刻に最も近い時刻にサンプリングされた電流値および電圧値に基づいて導出された分散型電源側電力(メータ側電力の計測時刻と大凡同じ時刻の分散型電源側電力)とが等しいか否かを判断する。例えば、比較部66は、メータ側電力と、メータ側電力の計測時刻と大凡同じ時刻の分散型電源側電力との差分を導出する。比較部66は、差分がゼロを含む所定範囲以内であれば、メータ側電力と分散型電源側電力とが等しいと判断する。所定範囲は、例えば、スマートメータ10、電流計44および電圧計52の各々における測定誤差を考慮して設定される。
The
メータ側電力と分散型電源側電力とが等しい場合、スマートメータ10および分散型電源18は、正常に機能しているとみなせる。一方、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、スマートメータ10または分散型電源18に異常が生じたとみなせる。つまり、比較部66は、メータ側電力と分散型電源側電力とが等しいか否かを判断することで、スマートメータ10または分散型電源18に異常が生じたか否かを検知する。
When the meter side power and the distributed power supply side power are equal, the smart meter 10 and the distributed
なお、比較部66は、スマートメータ10で計測された受電点における電力量と、その電力量が計測された時間において導出された受電点における電力量とが等しいか否かを判断してもよい。
The
報知部58は、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、異常が生じた旨を報知する。報知部58は、警報音を発するスピーカなどであってもよいし、点灯や点滅などで異常を報知する警報ランプなどであってもよい。これにより、スマートメータ10または分散型電源18に異常が生じたことを需要家に認識させることができる。
When the power on the meter side and the power on the distributed power source side are different, the
リモートコントローラ20は、例えば、屋内に設置される。リモートコントローラ20は、分散型電源18の制御部56との間で、情報の授受を行うことができる。リモートコントローラ20は、分散型電源18に指示する各種の設定値などの入力操作を受け付ける入力機能と、分散型電源18の状態などをディスプレイに表示する出力機能とを有する。
The
比較部66は、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、異常が生じた旨を、リモートコントローラ20のディスプレイに表示させてもよい。これにより、スマートメータ10または分散型電源18に異常が生じたことを需要家に認識させることができる。
When the meter side power and the distributed power supply side power are different, the
また、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、分散型電源18に異常が生じている可能性があるため、発電制御部60は、発電部50による発電を停止させてもよい。これにより、発電部50の異常な発電電力で分散型電源18の各部や負荷などが損傷することを防止できる。
Further, when the power on the meter side and the power on the distributed power source side are different, there is a possibility that an abnormality has occurred in the distributed
また、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、比較部66は、異常が生じた旨を管理サーバ12に通知してもよい。異常が生じた旨の通知を受信した管理サーバ12は、スマートメータ10の検針員や分散型電源18のメンテナンス作業者などを現地に向かわせる手配をしてもよい。これにより、スマートメータ10および分散型電源18を早期に復旧させることができる。
Further, when the power on the meter side and the power on the distributed power source side are different, the
図2は、制御部56の動作の流れを説明するフローチャートである。制御部56は、所定制御周期(例えば、1分など)の割り込み制御として図2の一連の処理を繰り返す。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation flow of the
まず、スマートメータ10では、電力系統22からの受電点における電力を計測する電力計測ステップが所定時間毎に行われる。
First, in the smart meter 10, a power measurement step of measuring power at a power receiving point from the
取得部62は、所定の制御タイミングとなると、通信部54を通じて、スマートメータ10で計測された電力(メータ側電力)およびメータ側電力の計測時刻の最新値を取得する取得ステップを行う(S100)。
When the predetermined control timing is reached, the
次に、電力導出部64は、所定サンプリング周期で予め取得して記憶された電流値および電圧値のうち、メータ側電力の計測時刻に最も近い時刻の電流値および電圧値を読み出す(S110)。次に、電力導出部64は、読み出された電流値および電圧値に基づいて、受電点における電力(分散型電源側電力)を導出する電力導出ステップを行う(S120)。
Next, the
次に、比較部66は、取得されたメータ側電力と導出された分散型電源側電力とが等しいか否かを判断する比較ステップを行う(S130)。具体的には、比較部66は、メータ側電力と分散型電源側電力との差分がゼロを含む所定範囲内の場合、メータ側電力と分散型電源側電力とが等しいと判断する。
Next, the
メータ側電力と分散型電源側電力とが等しい場合(S130におけるYES)、比較部66は、スマートメータ10および分散型電源18が正常であるとみなし、一連の処理を終了する。
When the power on the meter side and the power on the distributed power source side are equal (YES in S130), the
メータ側電力と分散型電源側電力とが等しくない(異なる)場合(S130におけるNO)、比較部66は、スマートメータ10または分散型電源18に異常が生じたとみなし、異常が生じた旨を報知部58に報知させる報知ステップを行う(S140)。また、比較部66は、異常が生じた旨を、リモートコントローラ20のディスプレイに表示させてもよいし、管理サーバ12に通知してもよい。
When the power on the meter side and the power on the distributed power source side are not equal to (different) (NO in S130), the
そして、発電制御部60は、発電部50による発電を停止させる発電停止ステップを行い(S150)、一連の処理を終了する。
Then, the power
以上のように、本実施形態の異常検知システム1では、メータ側電力と分散型電源側電力とが等しいか否かが判断される。したがって、本実施形態の異常検知システム1によれば、スマートメータ10または分散型電源18の異常を検知可能となる。
As described above, in the
なお、本実施形態の異常検知システム1では、スマートメータ10および分散型電源18の異常だけでなく、スマートメータ10および分散型電源18に対する不正(例えば、受電電力量の改ざんなど)を検知することもできる。
The
また、本実施形態の異常検知システム1では、メータ側電力と分散型電源側電力との比較が分散型電源18内で行われていた。しかし、メータ側電力と分散型電源側電力との比較は、スマートメータ10で行われてもよい。例えば、スマートメータ10は、通信部32を通じて電力導出部64で導出された分散型電源側電力を取得し、メータ側電力と分散型電源側電力との比較を行ってもよい。また、メータ側電力と分散型電源側電力との比較は、管理サーバ12で行われてもよい。例えば、管理サーバ12は、スマートメータ10からメータ側電力を取得し、分散型電源18から分散型電源側電力を取得し、メータ側電力と分散型電源側電力との比較を行ってもよい。
Further, in the
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, which naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、異常検知システムおよび異常検知方法に利用することができる。 The present invention can be used in anomaly detection systems and anomaly detection methods.
1 異常検知システム
10 スマートメータ
22 電力系統
44 電流計
50 発電部
52 電圧計
60 発電制御部
64 電力導出部
66 比較部
1 Anomaly detection system 10
Claims (3)
前記スマートメータとは独立して、前記受電点を流れる電流を計測する電流計と、
他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する発電部と、
前記発電部と前記受電点とを接続する配線の線間電圧を計測する電圧計と、
前記電流計の電流値および前記電圧計の電圧値に基づいて前記受電点における電力を導出する電力導出部と、
前記スマートメータで計測された前記受電点における電力と、前記電力導出部で導出された前記受電点における電力とが等しいか否かを判断する比較部と、
を備える異常検知システム。 A smart meter that measures the power at the receiving point from the power system,
An ammeter that measures the current flowing through the power receiving point independently of the smart meter,
A power generation unit that converts other energy into electrical energy to generate electricity,
A voltmeter that measures the line voltage of the wiring that connects the power generation unit and the power receiving point,
A power extraction unit that derives power at the power receiving point based on the current value of the ammeter and the voltage value of the voltmeter.
A comparison unit for determining whether or not the power at the power receiving point measured by the smart meter is equal to the power at the power receiving point derived by the power extraction unit
Anomaly detection system equipped with.
前記スマートメータとは独立して計測された前記受電点を流れる電流の電流値と、他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する発電部と前記受電点とを接続する配線の線間電圧の電圧値とに基づいて、前記受電点における電力を導出する電力導出ステップと、
前記スマートメータで計測された前記受電点における電力と、前記電力導出ステップで導出された前記受電点における電力とが等しいか否かを判断する比較ステップと、
を有する異常検知方法。 A power measurement step that measures the power at the receiving point from the power system with a smart meter,
Between the current value of the current flowing through the power receiving point measured independently of the smart meter and the wiring line connecting the power generation unit that generates electricity by converting other energy into electrical energy and the power receiving point. A power derivation step for deriving power at the receiving point based on the voltage value of the voltage, and
A comparison step for determining whether or not the power at the power receiving point measured by the smart meter is equal to the power at the power receiving point derived in the power derivation step.
Anomaly detection method with.
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