JP5100446B2 - 電力量計 - Google Patents

Description

本発明は被測定系の使用電力量等を測定する電力量計に関する。

従来より、一般家庭や工場、事業所の使用電力量を測定する電力量計が普及してきてい
る。当該電力量計は被測定系の使用電力量を測定する使用量検出手段と、使用量検出手段
で検出したデータを計量値に編集する制御部と、制御部にて編集された計量値を表示する表示部とを具備している。（例えば特許文献１）また、使用量検出手段と制御部間のデータ送受を無線通信等により行うこともある。
特開２００４−２２６０９４公報（第１０頁、図２）

しかしながら、従来の電力量計は、使用量検出手段から制御手段へと送信された被測定系の使用量に関するデータが外乱により破壊されてしまう場合があった。特に使用量検出手段と制御手段とが別装置として構成されており、離れた場所に設置されている場合、両者間の伝送は赤外線などを用いた光信号、微弱電波などを用いた無線電波信号、音響的信号、磁気信号などにより行われるが、伝送路上で当該データにかかる信号が、サージ電圧、強電解などの外乱ノイズにより破壊されることがしばしばあった。また、不正な電力使用を目的とした需要者により、電力量計内部に意図的に不適切な信号が混入され当該データにかかる信号が破壊される場合もあった。

従来の電力量計は、使用量検出手段から送信されたデータを、当該データを受信した制御部で修復する手段を有しておらず、当該データにかかる信号に外乱ノイズが混入された場合、計量に誤差が発生してしまうという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑み、使用量検出手段から制御手段へと送信されたデータにかかる信号に、外乱ノイズや不適切な信号が混入された場合でも、当該信号が修復され、その結果、計量誤差が軽減されることが可能な電力量計を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、被測定系の電流ならびに電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記被測定系の電流ならびに電圧を、電流ならびに電圧に関する数値データに変換する数値化手段と、
前記数値化手段により今回数値化された数値データと前回数値化された数値データとの差分を算出し、電流ならびに電圧に関する差分値データを作成する差分値演算手段と、
前記差分値演算手段により作成された電流ならびに電圧に関する差分値データである情報系列信号を、誤り訂正符号を包含する符号系列信号に変換する符号化手段と、
前記符号化手段により変換された符号系列信号の誤りを検出・訂正し情報系列信号である電流ならびに電圧に関する差分値データに逆変換する復号化手段と、
前記復号化手段で逆変換された電流ならびに電圧に関する差分値データを累積加算し電流ならびに電圧に関する数値データに復元する累積値算出手段と、
前記累積値算出手段により復元された電流ならびに電圧に関する数値データから電力量に関するデータを演算する電力演算手段と、を具備したことを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の電力量計において、前記符号化手段は畳込み符号を作成するものであることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１記載の電力量計において、前記符号化手段はリード・ソロモン符号を作成するものであることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１記載の電力量計において、前記符号化手段は、第一の鍵コードにより暗号化された信号を発生するものであり、前記復号化手段は、前記第一の鍵コードに対応した第二の鍵コードにより復号化された信号を発生するものであることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項４記載の電力量計において、前記第一の鍵コードならびに前記第二の鍵コードは、事前に設定されている複数のコードのうちから、時間帯により選択されることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の電力量計において、前記復号化手段は、変換された符号系列信号に誤りが検出された場合に、前記符号化手段に対し再送を要求する信号を送出し、前記符号化手段は、前記再送を要求する信号を受信した場合に、符号系列信号を再送することを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の電力量計において、変換された符号系列信号に誤り訂正能力を超える誤りがあると判断された場合、前記復号化手段が情報系列信号を送信しないことを示す信号を出力することを特徴とする。

本発明によれば、使用量検出手段から制御手段へと送信されたデータにかかる信号に、外乱ノイズや不適切な信号が混入された場合でも、当該信号が修復され、その結果、計量誤差が軽減されることが可能な電力量計を提供することができる。

以下、本発明の実施例を説明する。

本発明による電力量計の実施例１につき、図１を参照して説明する。図１は本発明による電力量計の実施例１を示す内部構成図である。なお、本実施例は単相三線式の電力量計について示されている。
図１において、１００は電力量計本体である。

１０１は端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、外部の配電線を電力量計本体１００に接続する。１Ｓ、２Ｓ、３Ｓ各端子は電力供給会社から電力を受電する電源側配電線に、１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ各端子は需要家内へ電力を
供給する負荷側配電線に接続される。

１０２は電流・電圧測定部で、需要家にて消費される電流・電圧を測定し出力する。その内部は以下の構成からなる。

１０３、１０４は電流検出部で、電流トランスやホール素子またはシャント抵抗器等により構成されており、電流検出部１０３は端子部１０１の端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）を、電流検出部１０４は端子３Ｓ−３Ｌ間の電流(３側電流；Ａ３)を、それぞれ検出し需要家の使用電流に正比例した低レベルの電圧信号に変換し出力する。

１０５、１０６は電圧検出部で、電圧トランスやアテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、電圧検出部１０５は端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）を、電圧検出部１０６は端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧(３側電圧；Ｖ３)を、それぞれ検出し需要家の使用電圧に正比例した低レベルの電圧信号に変換し出力する。

１０７、１０８は変調部で、１ｂｉｔアナログ−デジタル変換器等により構成されており、変調部１０７は電流検出部１０３で検出された端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）を、変調部１０８は電流検出部１０４で検出された端子３Ｓ−３Ｌ間の電流(３側電
流；Ａ３)を、それぞれ変調し、例えば１ｂｉｔのデジタルデータとして出力する。

１０９、１１０は変調部で、１ｂｉｔアナログ−デジタル変換器等により構成されており、変調部１０９は電圧検出部１０５で検出された端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）を、変調部１１０は電圧検出部１０６で検出された端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧(３側電
圧；Ｖ３)を、それぞれ変調し、例えば１ｂｉｔのデジタルデータとして出力する。

１１１はタイミング回路部で、カウンタ回路等により構成されており、例えば１，０００，０００分の１秒ごとに、変調部１０７、１０８、１０９、１１０にパルス信号を出力し、変調動作を行うタイミングを指示する。

ここで、変調部１０７、１０８、１０９、１１０の具体的な構成について述べる。変調部１０７、１０８、１０９、１１０はいわゆる１ｂｉｔアナログ−デジタル変換器により構成されている。

図２に変調部１０７として、１ｂｉｔアナログ−デジタル変換器の一態様であるデルタ−シグマ変調器を示す。デルタ−シグマ変調器は、積分器２０１、比較器２０２、遅延回路（サンプルホールド回路）２０３からなり、入力信号に応じ、予め定めた閾値と比較してハイレベル（＋１に対応）またはロウレベル（−１に対応）の２値の信号を出力する。なお変調部１０８、１０９、１１０も変調部１０７と同様の構成となっている。

図３に変調部１０７として、１ｂｉｔアナログ−デジタル変換器の他の一態様であるデルタ変調器を示す。デルタ変調器は、比較器３０１、遅延回路（サンプルホールド回路）３０２、積分器３０３からなり、入力信号に応じ、予め定めた閾値と比較してハイレベル（＋１に対応）またはロウレベル（−１に対応）の２値の信号を出力する。なお変調部１０８、１０９、１１０も変調部１０７と同様の構成となっている。

また、変調部１０７、１０８、１０９、１１０はパルス幅変調回路（図中不示）であってもよい。

１１２、１１３は数値化部で、カウンタ回路等により構成されており、数値化部１１２は変調部１０７から出力された１ｂｉｔのデジタルデータをもとに、端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータを、数値化部１１３は変調部１０８から出力された１ｂｉｔのデジタルデータをもとに、端子３Ｓ−３Ｌ間の電流(３側電流；Ａ３)に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータを、それぞれ作成する。

１１４、１１５は数値化部で、カウンタ回路等により構成されており、数値化部１１４は変調部１０９から出力された１ｂｉｔのデジタルデータをもとに、端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータを、数値化部１１５は変調部１１０から出力された１ｂｉｔのデジタルデータをもとに、端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧(３側電圧；Ｖ３)に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータを、それぞれ作成する。

１１６、１１７は符号器で、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号に変換する符号器等により構成されており、符号器１１６は数値化部１１２から出力された端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータにかかる情報系列信号を符号系列信号に、符号器１１７は数値化部１１３から出力された端子３Ｓ−３Ｌ間の電流（３側電流；Ａ３）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータにかかる情報系列信号を符号系列信号に、それぞれ変換する。

１１８、１１９は符号器で、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号に変換する符号器等により構成されており、符号器１１８は数値化部１１４から出力された端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータにかかる情報系列信号を符号系列信号に、符号器１１９は数値化部１１５から出力された端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧（３側電圧；Ｖ３）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータにかかる情報系列信号を符号系列信号に、それぞれ変換する。

１２０は演算部で、需要家に関する使用量データを演算し表示等にて出力する。演算部１２０は電流・電圧測定部１０２と一つのユニット内に構成されていてもよいし、別ユニットとして電流・電圧測定部１０２から離れた場所に設置されていてもよい。演算部１２０の内部は以下の構成からなる。

１２１、１２２は復号器で、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号に変換された信号を逆変換する復号器等により構成されており、復号器１２１は符号器１１６から送信された端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した符号系列信号を受信し、誤りを検出・訂正して情報系列信号に、復号器１２２は符号器１１７から送信された端子３Ｓ−３Ｌ間の電流(３側電流；Ａ３)に対応した符号系列信号を受信し、誤りを検出・訂正して情報系列信号に、それぞれ変換する。
１２３、１２４は復号器で、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号に変換された信号を逆変換する復号器等により構成されており、復号器１２３は符号器１１８から送信された端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）に対応した符号系列信号を受信し、誤りを検出・訂正して情報系列信号に、復号器１２４は符号器１１９から送信された端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧(３側電圧；Ｖ３)に対応した符号系列信号を受信し、誤りを検出・訂正して情報系列信号に、それぞれ変換する。
１２５は電力演算部で、デジタル乗算回路やＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）等により構成されており、復号器１２１により出力された１側電流（Ａ１）に対応した情報系列信号と、復号器１２３により出力された１側電圧（Ｖ１)に対応した情報系列信号
とを乗算し、復号器１２２により出力された３側電流（Ａ３）に対応した情報系列信号と、復号器１２４により出力された３側電圧（Ｖ３)に対応した情報系列信号とを乗算し、
さらに両者を加算し、需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）に変換し出力する。

１２６は制御部でマイクロコンピュータ等により構成されており、電力演算部１２５から出力された需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）の演算結果を使用量データとして編集し、記憶、表示を制御する。なお、ここで使用量データとは被測定系の総積算使用電力量ならびに各時間帯毎の時間帯使用量等、需要家の使用電力に関するデータをいう。

１２７は記憶部でＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、使用量データを記憶する。

１２８は表示部で液晶表示器等により構成されており、使用量データを制御部１２６の制御のもと表示する。

１２９は通信部で電波送受信回路やカレントループ等のインタフェース回路等により構成されており、制御部１２６による制御のもと、外部との通信を行う。

次に、本実施例の動作について図１を参照しつつ説明する。電流・電圧測定部１０２、ならびに演算部１１６は、一つのユニット内に構成されていてもよいし、別ユニットとして離れた場所に設置されていてもよい。

電流検出部１０３は、端子部１０１の１Ｓ−１Ｌ端子間に流れる電流（１側電流；Ａ１）を検出し、需要家の使用電流に正比例した低レベルの電圧信号に変換し出力する。電流検出部１０３は、電流トランスやホール素子またはシャント抵抗器等により構成されており、常時、需要家の使用電流に正比例した低レベルの電圧信号を変調部１０７に対して出力している。

電圧検出部１０５は、端子部１０１の１Ｓ−２Ｓ端子間に現れる電圧（１側電圧；Ｖ１）を検出し、需要家の使用電圧に正比例した低レベルの電圧信号に変換し出力する。電圧検出部１０５は、電圧トランスやアテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、常時、需要家の使用電圧に正比例した低レベルの電圧信号を変調部１０９に対して出力している。

変調部１０７は、電流検出部１０３により出力された需要家の使用電流（１側電流；Ａ１）に正比例した低レベルの電圧信号をデルタ−シグマ変調し、１ｂｉｔのデジタルデータとして出力している。デルタ−シグマ変調動作はタイミング回路部１１１により指示され、例えば１，０００，０００分の１秒ごとに行われている。なお、変調部１０７はデルタ変調やパルス幅変調を行うものであってもよい。

変調部１０９は、電圧検出部１０５により出力された需要家の使用電圧（１側電圧；Ｖ１）に正比例した低レベルの電圧信号をデルタ−シグマ変調し、１ｂｉｔのデジタルデータとして出力している。デルタ−シグマ変調動作はタイミング回路部１１１により指示され、例えば１，０００，０００分の１秒ごとに行われている。なお、変調部１０９はデルタ変調やパルス幅変調を行うものであってもよい。

数値化部１１２は、カウンタ回路等により構成されており、変調部１０７から出力された１ｂｉｔのデジタルデータをもとに、端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータを作成している。

数値化部１１４は、カウンタ回路等により構成されており、変調部１０９から出力された１ｂｉｔのデジタルデータをもとに、端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータを作成している。

符号器１１６は、数値化部１１２により出力された需要家の使用電流（１側電流；Ａ１）に関する１６ｂｉｔ等のデジタルデータである情報系列信号を、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号による符号系列信号に変換し、復号器１２１に対し送信している。 なお、符号器１１６と復号器１２１との間の伝送は、プリント基板上の配線、ツイストペアケーブル、光ケーブル、光伝送、無線電波、電磁誘導等のいずれによるものであってもよい。

符号器１１８は、数値化部１１４により出力された需要家の使用電圧（１側電圧；Ｖ１）に関する１６ｂｉｔ等のデジタルデータである情報系列信号を、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号による符号系列信号に変換し、復号器１２３に対し送信している。 なお、符号器１１８と復号器１２３との間の伝送は、プリント基板上の配線、ツイストペアケーブル、光ケーブル、光伝送、無線電波、電磁誘導等のいずれによるものであってもよい。

復号器１２１は、符号器１１６から送信された需要家の使用電流（１側電流；Ａ１）に関する符号系列信号を受信し、誤りを検出する。誤り検出の結果、誤り訂正能力を越えていない符号系列信号であると判断された場合、復号器１２１は符号系列を訂正して情報系列信号に逆変換し電力演算部１２５に対し出力する。誤り検出の結果、誤り訂正能力を越えた符号系列信号であると判断された場合、復号器１２１は符号器１１６に再送を要求し、再度符号系列信号を受信し、誤りを訂正して情報系列信号に逆変換し電力演算部１２５に対し出力する。

なお、誤り訂正能力を越えた符号系列信号であると判断された場合、符号器１１６に符号系列信号の再送を要求することなく、復号器１２１が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わないようにしてもよい。また、誤り訂正能力を越えていない符号系列信号であると判断された場合であっても、予め定めた閾値を越えた誤りを符号系列信号が有していると判断された場合、復号器１２１が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わないようにしてもよい。

復号器１２１が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わない場合、復号器１２１は電力演算部１２５に対して情報系列信号を送信しない旨を示す信号を出力する。

すると電力演算部１２５は、情報系列信号を送信しない旨を示す信号を受信した前後の情報系列信号の平均値を作成する等の手段にて、欠如した情報系列信号を補完する。

復号器１２３は、符号器１１８から送信された需要家の使用電圧（１側電圧；Ｖ１）に関する符号系列信号を受信し、誤りを検出する。誤り検出の結果、誤り訂正能力を越えていない符号系列信号であると判断された場合、復号器１２３は符号系列を訂正して情報系列信号に逆変換し電力演算部１２５に対し出力する。誤り検出の結果、誤り訂正能力を越えた符号系列信号であると判断された場合、復号器１２３は符号器１１８に再送を要求し、再度符号系列信号を受信し、符号系列を訂正して情報系列信号に逆変換し電力演算部１２５に対し出力する。

なお、誤り訂正能力を越えた符号系列信号であると判断された場合、符号器１１８に符号系列信号の再送を要求することなく、復号器１２３が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わないようにしてもよい。また、誤り訂正能力を越えていない符号系列信号であると判断された場合であっても、予め定めた閾値を越えた誤りを符号系列信号が有していると判断された場合、復号器１２３が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わないようにしてもよい。

復号器１２３が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わない場合、復号器１２３は電力演算部１２５に対して情報系列信号を送信しない旨を示す信号を出力する。

すると電力演算部１２５は、情報系列信号を送信しない旨を示す信号を受信した前後の情報系列信号の平均値を作成する等の手段にて、欠如した情報系列信号を補完する。

電流検出部１０４は、端子部１０１の３Ｓ−３Ｌ端子間に流れる電流（３側電流；Ａ３）を検出し、需要家の使用電流に正比例した低レベルの電圧信号に変換し出力する。電流検出部１０４は、電流トランスやホール素子またはシャント抵抗器等により構成されており、常時、需要家の使用電流に正比例した低レベルの電圧信号を変調部１０８に対して出力している。

電圧検出部１０６は、端子部１０１の３Ｓ−２Ｓ端子間に現れる電圧（３側電圧；Ｖ３）を検出し、需要家の使用電圧に正比例した低レベルの電圧信号に変換し出力する。電圧検出部１０６は、電圧トランスやアテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、常時、需要家の使用電圧に正比例した低レベルの電圧信号を変調部１１０に対して出力している。

変調部１０８は、電流検出部１０４により出力された需要家の使用電流（３側電流；Ａ３）に正比例した低レベルの電圧信号をデルタ−シグマ変調し、１ｂｉｔのデジタルデータとして出力している。デルタ−シグマ変調動作はタイミング回路部１１１により指示され、例えば１，０００，０００分の１秒ごとに行われている。なお、変調部１０８はデルタ変調やパルス幅変調を行うものであってもよい。

変調部１１０は、電圧検出部１０６により出力された需要家の使用電圧（３側電圧；Ｖ３）に正比例した低レベルの電圧信号をデルタ−シグマ変調し、１ｂｉｔのデジタルデータとして出力している。デルタ−シグマ変調動作はタイミング回路部１１１により指示され、例えば１，０００，０００分の１秒ごとに行われている。なお、変調部１１０はデルタ変調やパルス幅変調を行うものであってもよい。

数値化部１１３は、カウンタ回路等により構成されており、変調部１０８から出力された１ｂｉｔのデジタルデータをもとに、端子３Ｓ−３Ｌ間の電流（３側電流；Ａ３）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータを作成している。

数値化部１１５は、カウンタ回路等により構成されており、変調部１１０から出力された１ｂｉｔのデジタルデータをもとに、端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧（３側電圧；Ｖ３）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータを作成している。

符号器１１７は、数値化部１１３により出力された需要家の使用電流（３側電流；Ａ３）に関する１６ｂｉｔ等のデジタルデータである情報系列信号を、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号による符号系列信号に変換し、復号器１２２に対し送信している。なお、符号器１１７と復号器１２２との間の伝送は、プリント基板上の配線、ツイストペアケーブル、光ケーブル、光伝送、無線電波、電磁誘導等のいずれによるものであってもよい。

符号器１１９は、数値化部１１５により出力された需要家の使用電圧（３側電圧；Ｖ３）に関する１６ｂｉｔ等のデジタルデータである情報系列信号を、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号による符号系列信号に変換し、復号器１２４に対し送信している。なお、符号器１１９と復号器１２４との間の伝送は、プリント基板上の配線、ツイストペアケーブル、光ケーブル、光伝送、無線電波、電磁誘導等のいずれによるものであってもよい。

復号器１２２は、符号器１１７から送信された需要家の使用電流（３側電流；Ａ３）に関する符号系列信号を受信し、誤りを検出する。誤り検出の結果、誤り訂正能力を越えていない符号系列信号であると判断された場合、復号器１２２は符号系列を訂正して情報系列信号に逆変換し電力演算部１２５に対し出力する。誤り検出の結果、誤り訂正能力を越えた符号系列信号であると判断された場合、復号器１２２は符号器１１７に再送を要求し、再度符号系列信号を受信し、符号系列を訂正して情報系列信号に逆変換し電力演算部１２５に対し出力する。

なお、誤り訂正能力を越えた符号系列信号であると判断された場合、符号器１１７に符号系列信号の再送を要求することなく、復号器１２２が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わないようにしてもよい。また、誤り訂正能力を越えていない符号系列信号であると判断された場合であっても、予め定めた閾値を越えた誤りを符号系列信号が有していると判断された場合、復号器１２２が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わないようにしてもよい。

復号器１２２が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わない場合、復号器１２２は電力演算部１２５に対して情報系列信号を送信しない旨を示す信号を出力する。

すると電力演算部１２５は、情報系列信号を送信しない旨を示す信号を受信した前後の情報系列信号の平均値を作成する等の手段にて、欠如した情報系列信号を補完する。

復号器１２４は、符号器１１９から送信された需要家の使用電圧（３側電圧；Ｖ３）に関する符号系列信号を受信し、誤りを検出する。誤り検出の結果、誤り訂正能力を越えていない符号系列信号であると判断された場合、復号器１２４は符号系列を訂正して情報系列信号に逆変換し電力演算部１２５に対し出力する。誤り検出の結果、誤り訂正能力を越えた符号系列信号であると判断された場合、復号器１２４は符号器１１９に再送を要求し、再度符号系列信号を受信し、符号系列を訂正して情報系列信号に逆変換し電力演算部１２５に対し出力する。

なお、誤り訂正能力を越えた符号系列信号であると判断された場合、符号器１１９に符号系列信号の再送を要求することなく、復号器１２４が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わないようにしてもよい。また、誤り訂正能力を越えていない符号系列信号であると判断された場合であっても、予め定めた閾値を越えた誤りを符号系列信号が有していると判断された場合、復号器１２４が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わないようにしてもよい。

復号器１２４が、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わない場合、復号器１２４は電力演算部１２５に対して情報系列信号を送信しない旨を示す信号を出力する。

すると電力演算部１２５は、情報系列信号を送信しない旨を示す信号を受信した前後の情報系列信号の平均値を作成する等の手段にて、欠如した情報系列信号を補完する。

電力演算部１２５は、デジタル乗算回路やＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）等により構成されており、復号器１２１により出力された１側電流（Ａ１）に関するデジタルデータと、復号器１２３により出力された１側電圧（Ｖ１)に関するデジタルデータと
を乗算し、一方、復号器１２２により作成された３側電流（Ａ３）に関するデジタルデータと、復号器１２４により作成された３側電圧（Ｖ３)に関するデジタルデータとを乗算
し、さらに両者を加算し、需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）に変換し制御部１２６に対し出力している。

制御部１２６はマイクロコンピュータ等により構成されており、電力演算部１２５から出力された需要家の使用電力に正比例したデジタルデータ（Ａ１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）を受信し、使用量データを算出する。ここで使用量データとは需要家の総積算使用電力量ならびに各時間帯毎の時間帯使用量等、需要家の使用電力に関するデータをいう。制御部１２６は算出された使用量データを記憶部１２７に記憶させ、表示部１２８に表示させる。

また、制御部１２６は復号器１２１、１２２、１２３、１２４がデータを受信しているかを常時監視しており、一定時間受信しなくなった場合は、電流・電圧測定部１０２に故障が発生したと想定し、その受信異常が発生した日時を異常データとして記憶部１２７に記憶させるとともに表示部１２８に表示させる。

また、制御部１２６は外部装置から伝送される電力量計の製造番号ならびに管理番号等のデータを記憶部１２７に記憶させ、外部装置からの通信による要求があった場合に、または、電力量計本体に設けられたスイッチ（図中不示）が押された場合に、表示部１２８に表示させ、通信部１２９を介し伝送する。

通信部１２９は電波送受信回路やカレントループ等のインタフェース回路等により構成されており、制御部１２６による制御のもと、外部装置との通信を行う。通信部１２９は外部装置からの通信による要求に応じ、使用量データ、異常データ、電力量計の製造番号ならびに管理番号等のデータを送出する。また、外部装置から伝送される電力量計の製造番号ならびに管理番号等を受信する。

記憶部１２７はＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、制御部１２６による制御のもと、使用量データ、異常データ、電力量計の製造番号ならびに管理番号等のデータを記憶する。なお製造番号は製品出荷時等に、管理番号は需要家設置時等に外部装置から通信により伝送され、制御部１２６は、通信部１２９を介して製造番号、管理番号等を受信し記憶部１２７に記憶させる。

表示部１２８は液晶表示器等により構成されており、制御部１２６による制御のもと、使用量データ、異常データ、電力量計の製造番号ならびに管理番号等のデータを表示する。

本実施例を用いれば、電流・電圧測定部１０２と演算部１２０間の伝送路に外乱ノイズなどの雑音が混入した場合でも、符号器１１６、１１７、１１８、１１９から伝送された信号が復号器１２１、１２２、１２３、１２４で復号される際に誤り訂正されるため、制御部１２６で算出される使用量データの誤差が低減される。

また、符号器から送信された符号系列信号が誤り訂正能力を越えていると判断されたときに、復号器が符号器に再送を要求する方式とした場合、復号器が再度符号系列信号を受信し、誤りを訂正して情報系列信号に逆変換し電力演算部に対し出力するので、より制御部１２６で算出される使用量データの誤差が低減される。

また、符号器から送信された符号系列信号が誤り訂正能力を越えていると判断されたときに、復号器が符号器に再送を要求せず、符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わずに電力演算部に対して情報系列信号を送信しない旨を示す信号を出力し、電力演算部が欠如した情報系列信号を補完する方式とした場合、情報系列信号の遅延が発生することなく電力演算部により欠如した情報系列信号が補完されるので、制御部で算出される使用量データの誤差が低減される。伝送路上などで発生したバースト誤りなどに起因した誤訂正などにより、逆変換を行ったとしたら異常値が発生するような場合であっても、復号器が符号系列信号を情報系列信号に逆変換する動作を行わないので、制御部で算出される使用量データの誤差が低減される。

以上のように本発明を用いれば、伝送路上で外乱ノイズなどの雑音が混入された場合でも、電力量の積算値の計量誤差が低減されることが可能な電力量計を提供することができる。

本発明による電力量計の実施例２について図４を参照して説明する。なお、この実施例２の各部について図１に示す実施例１の電力量計の各部と同一部分は同一符号で示す。４０
１は需要家にて消費される電流・電圧を測定し出力する電流・電圧測定部で、４０２は、需要家に関する使用量データを演算し表示等にて出力する演算部である。

この実施例２が、実施例１と相違する点は、実施例１では符号器１１６、１１７、１１８、１１９が数値化部１１２、１１３、１１４、１１５の後段に設けられ、１６ｂｉｔ等のデジタルデータに数値化された情報系列信号が、符号部で符号系列信号に変換された後伝送され、復号器１２１、１２２、１２３、１２４にて情報系列信号に逆変換されているのに対し、実施例２では符号器４０３、４０４、４０５、４０６が変調部１０７、１０８、１０９、１１０の後段に設けられ、符号部で符号系列信号に変換された１ｂｉｔのデータ信号が伝送され、復号器４０７、４０８、４０９、４１０にて情報系列信号に逆変換され、その後数値化部４１１、４１２、４１３、４１４にて数値化されている点である。

本実施例を用いれば、電流・電圧測定部４０１と演算部４０６間の伝送路に外乱ノイズなどの雑音が混入した場合でも、符号器４０２、４０３、４０４、４０５から伝送された信号が復号器４０７、４０８、４０９、４１０で復号される際に誤り訂正されるため、制御部１２６で算出される使用量データの誤差が低減される。

また、符号部４０２、４０３、４０４、４０４は変調部から出力された１ｂｉｔデータを符号系列信号に変換するため、符号器から出力されるデータ量を少なくすることができるとともに、符号器の回路構成を簡略化することができる。

以上のように本発明を用いれば、伝送路上で外乱ノイズなどの雑音が混入された場合でも、電力量の積算値の計量誤差が低減されることが可能な電力量計を提供することができる。

本発明による電力量計の実施例３について図５を参照して説明する。なお、この実施例３の各部について、図１に示す実施例１の電力量計の各部と同一部分は同一符号で示す。５
０１は需要家にて消費される電流・電圧を測定し出力する電流・電圧測定部で、５０２は、需要家に関する使用量データを演算し表示等にて出力する演算部である。

この実施例３が、実施例１と相違する点は、実施例１では符号器１１６、１１７、１１８、１１９により誤り訂正符号を用い情報系列信号が符号系列信号に変換され送信された後、当該符号系列信号が復号器１２１、１２２、１２３、１２４により誤り検出・訂正され再度情報系列信号に逆変換されているのに対し、実施例３では暗号化処理部５０３、５０４、５０５、５０６により情報系列信号が暗号電文に暗号化され送信された後、当該暗号電文が復号化処理部５０７、５０８、５０９、５１０により誤り検出・訂正され再度情報系列信号に逆変換されている点である。

暗号化処理部５０３は、事前に設定されている「鍵コード」との排他的論理和を行なう等にて暗号化を行う暗号化回路と、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号に変換する符号器を組み合わせた符号化回路等により構成されている。暗号化処理部５０３は数値化部１１２から出力された端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータにかかる情報系列信号を、事前に設定されている「鍵コード」と情報系列信号の排他的論理和をとる等の動作にて暗号化した後、情報系列信号を、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号による符号系列信号に変換し、暗号電文として復号化処理部５０７に対し送信している。

なお暗号化処理部５０４、５０５、５０６も同様な構成となっており、暗号化処理部５０４は端子３Ｓ−３Ｌ間の電流（３側電流；Ａ３）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータにかかる情報系列信号を、暗号化処理部５０５は端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータにかかる情報系列信号を、暗号化処理部５０６は端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧（３側電圧；Ｖ３）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータにかかる情報系列信号を、それぞれ暗号電文に変換し出力している。

復号化処理部５０７は、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号に変換された信号を逆変換する復号器と、事前に設定されている「鍵コード」との排他的論理和を行なう等にて暗号の復号化を行う暗号復号化回路を組み合わせた復号化回路等により構成されている。復号化処理部５０７は暗号化処理部５０３から送信された端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した暗号電文の誤りを検出・訂正し情報系列信号に逆変換した後、事前に設定されている「鍵コード」と情報系列信号の排他的論理和をとる等の動作にて逆変換し、再度情報系列信号に復元し電力演算部１２５に対し出力している。

なお復号化処理部５０８、５０９、５１０も同様な構成となっており、復号化処理部５０８は端子３Ｓ−３Ｌ間の電流（３側電流；Ａ３）に対応した暗号電文を、復号化処理部５０９は端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）に対応した暗号電文を、復号化処理部５１０は端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧（３側電圧；Ｖ３）に対応した暗号電文を、それぞれ情報系列信号に復元し出力している。

なお、暗号化処理部５０３、５０４、５０５、５０６ならびに復号化処理部５０７、５０８、５０９、５１０は、ＤＥＳ（Data Encryption Standard）やＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）などの共通鍵暗号方式を用いることで暗号化ならびに復号化を行なう「鍵コード」を暗号化処理部と復号化処理部間で送受する必要がなくなるため、盗聴により「鍵コード」が解読される危険性を軽減させることが可能である。暗号化ならびに復号化を行なう「鍵コード」は製造時に暗号化処理部５０３、５０４、５０５、５０６と復号化処理部５０７、５０８、５０９、５１０に記憶させておけばよい。

また、暗号化処理部５０３、５０４、５０５、５０６ならびに復号化処理部５０７、５０８、５０９、５１０で使用する鍵コードを複数事前に記憶させておき、例えば時間帯に応じて複数の鍵コードを選択して使用するようにしても良い。

本実施例を用いれば、電流・電圧測定部５０１と演算部５０２間の伝送路に外乱ノイズなどの雑音が混入した場合でも、暗号化処理部５０３、５０４、５０５、５０６から伝送された信号が復号化処理部５０７、５０８、５０９、５１０で復号される際に誤り訂正されるため、制御部１２６で算出される使用量データの誤差が低減される。

また、本実施例を用いれば、電流・電圧測定部５０１と演算部５０２間で送受される伝送信号が暗号化されているため、第三者により当該伝送信号が盗聴された場合でもデータの解読がされにくい。また、電流・電圧測定部５０１と演算部５０２間で送受される伝送信号が暗号化されており、第三者にデータの構成が容易に推察されないため、電力料金の低減等の不正目的にて外部から演算部５０２に不正な信号が入力された場合でも、データの形式が不一致であり、正規の伝送信号でないと判断され、使用量データの改竄を始めとした不正行為を防止することができ、電力量計で計量される使用量データの信頼性を向上することが可能である。

以上のように本発明を用いれば、伝送路上で外乱ノイズなどの雑音が混入された場合でも、計量される使用量データの誤差を低減することが可能な電力量計を提供することができる。

本発明による電力量計の実施例４について図６を参照して説明する。なお、この実施例４の各部について、図１に示す実施例１の電力量計の各部と同一部分は同一符号で示す。６
０１は需要家にて消費される電流・電圧を測定し出力する電流・電圧測定部で、６０２は、需要家に関する使用量データを演算し表示等にて出力する演算部である。

この実施例４が、実施例１と相違する点は、実施例１では符号器１１６、１１７、１１８、１１９により、情報系列信号が誤り訂正符号を用いた符号系列信号に変換され送信された後、当該符号系列信号が復号器１２１、１２２、１２３、１２４により誤り検出・訂正され再度情報系列信号に逆変換されているのに対し、実施例４では差分値算出部６０３、６０４、６０５、６０６により前回数値化部１１２、１１３、１１４、１１５にて数値化された値との差分値を算出し、当該差分値に対応した情報系列信号が誤り訂正符号を用いた符号系列信号に変換され送信された後、累積値算出部６０７、６０８、６０９、６１０により誤り検出・訂正され再度差分値の情報系列信号に逆変換され、さらに差分値が累積され数値化部にて数値化された数値に復元されている点である。

差分値算出部６０３は、前回のサンプリング時と今回のサンプリング時に数値化部１１２から出力された端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータの差分値を算出する減算回路と、当該差分値である情報系列信号をビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号等を用いた符号系列信号に変換する符号器とを組み合わせた回路等により構成されている。差分値算出部６０３は内部に記憶保持部（図中不示）を有しており、前回サンプリング時に数値化部１１２から出力された端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータが記憶保持されている。差分値算出部６０３内の減算回路にて、今回サンプリング時に数値化部１１２から出力された端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータから、記憶保持部に記憶されている前回サンプリング時にかかるデータが減算され、当該差分値が情報系列信号として作成される。当該差分値にかかる情報系列信号が、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号による符号系列信号に変換され、累積値算出部６０７に対し送信されている。

なお差分値算出部６０４、６０５、６０６も同様な構成となっており、差分値算出部６０４では端子３Ｓ−３Ｌ間の電流（３側電流；Ａ３）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータの差分値にかかる情報系列信号が、差分値算出部６０５では端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータの差分値にかかる情報系列信号が、差分値算出部６０６では端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧（３側電圧；Ｖ３）に対応した１６ｂｉｔ等のデジタルデータの差分値にかかる情報系列信号が、それぞれ符号系列信号に変換され出力されている。

累積値算出部６０７は、ビタビ復号法等の畳込み符号やリード・ソロモン符号に変換された信号を逆変換する復号器と、前回までの累積値にさらに今回受信したデータを加算する加算器とを組み合わせた回路等により構成されている。累積値算出部６０７は差分値算出部６０３から送信された端子１Ｓ−１Ｌ間の電流（１側電流；Ａ１）に対応した差分値にかかる符号系列信号を受信し、誤りを検出・訂正し情報系列信号に逆変換した後、累積値算出部６０７内の加算器にて、前回まで受信した差分値に、今回受信した差分値が、前回までに受信された差分値の累積値に加算され、再度数値化部１１２て数値化された数値データに復元され電力演算部１２５に対し出力されている。

なお累積値算出部６０８、６０９、６１０も同様な構成となっており、累積値算出部６０８では端子３Ｓ−３Ｌ間の電流（３側電流；Ａ３）に対応した差分値にかかる符号系列信号が、累積値算出部６０９では端子１Ｓ−２Ｓ間の電圧（１側電圧；Ｖ１）に対応した差分値にかかる符号系列信号が、累積値算出部６１０では端子３Ｓ−２Ｓ間の電圧（３側電圧；Ｖ３）に対応した差分値にかかる符号系列信号が、それぞれ数値化部１１３、１１４、１１５にて数値化された数値データに復元され出力されている。

本実施例を用いれば、電流・電圧測定部１０２と演算部１２０間の伝送路に外乱ノイズなどの雑音が混入した場合でも、差分値算出部６０３、６０４、６０５、６０６から伝送された信号が累積値算出部６０７、６０８、６０９、６１０で復号される際に誤り訂正されるため、制御部１２６で算出される使用量データの誤差が低減される。

また差分値算出部６０３、６０４、６０５、６０６からは数値化部１１２、１１３、１１４、１１５から出力されるデータの差分値のみが累積値算出部６０７，６０８、６０９、６１０に対して伝送されるため、電流・電圧測定部６０１と演算部６０２間で送受されるデータ量を減らすことができる。

さらに、電流・電圧測定部６０１と演算部６０２間で送受されるデータ量を減らすことができるため、電力量計６００全体としての消費電力を低減させることができる。

以上のように本発明を用いれば、伝送路上で外乱ノイズなどの雑音が混入された場合でも、電力量の積算値の計量誤差が低減されることが可能な電力量計を提供することができる。

本発明による電力量計の実施例１の構成を示す内部構成図 デルタ−シグマ変調器の構成を示す内部構成図 デルタ変調器の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の実施例２の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の実施例３の構成を示す内部構成図 本発明による電力量計の実施例４の構成を示す内部構成図

符号の説明

１００ 電力量計本体
１０１ 端子部
１０２ 電流・電圧測定部
１０３、１０４ 電流検出部
１０５、１０６ 電圧検出部
１０７、１０８、１０９、１１０ 変調部
１１１ タイミング回路部
１１２、１１３、１１４、１１５ 数値化部
１１６、１１７、１１８、１１９ 符号器
１２０ 演算部
１２１、１２２、１２３、１２４ 復号器
１２５ 電力演算部
１２６ 制御部
１２７ 記憶部
１２８ 表示部
１２９ 通信部
２０１ 積分器
２０２ 比較器
２０３ 遅延回路
３０１ 比較器
３０２ 遅延回路
３０３ 積分器
４００ 電力量計
４０１ 電流・電圧測定部
４０２ 演算部
４０３、４０４、４０５、４０６ 符号器
４０７、４０８、４０９、４１０ 復号器
４１１、４１２、４１３、４１４ 数値化部
５００ 電力量計
５０１ 電流・電圧測定部
５０２ 演算部
５０３、５０４、５０５、５０６ 暗号化処理部
５０７、５０８、５０９、５１０ 複合化処理部
６００ 電力量計
６０１ 電流・電圧測定部
６０２ 演算部
６０３、６０４、６０５、６０６ 差分値算出部
６０７、６０８、６０９、６１０ 累積値算出部

Claims (7)

1. 被測定系の電流ならびに電圧を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記被測定系の電流ならびに電圧を、電流ならびに電圧に関する数値データに変換する数値化手段と、
   前記数値化手段により今回数値化された数値データと前回数値化された数値データとの差分を算出し、電流ならびに電圧に関する差分値データを作成する差分値演算手段と、
   前記差分値演算手段により作成された電流ならびに電圧に関する差分値データである情報系列信号を、誤り訂正符号を包含する符号系列信号に変換する符号化手段と、
   前記符号化手段により変換された符号系列信号の誤りを検出・訂正し情報系列信号である電流ならびに電圧に関する差分値データに逆変換する復号化手段と、
   前記復号化手段で逆変換された電流ならびに電圧に関する差分値データを累積加算し電流ならびに電圧に関する数値データに復元する累積値算出手段と、
   前記累積値算出手段により復元された電流ならびに電圧に関する数値データから電力量に関するデータを演算する電力演算手段と、
   を具備したことを特徴とする電力量計。
2. 前記符号化手段は畳込み符号を作成するものであることを特徴とする請求項１記載の電力量計。
3. 前記符号化手段はリード・ソロモン符号を作成するものであることを特徴とする請求項１記載の電力量計。
4. 前記符号化手段は、第一の鍵コードにより暗号化された信号を発生するものであり、前記復号化手段は、前記第一の鍵コードに対応した第二の鍵コードにより復号化された信号を発生するものであることを特徴とする請求項１記載の電力量計。
5. 前記第一の鍵コードならびに前記第二の鍵コードは、事前に設定されている複数のコードのうちから、時間帯により選択されることを特徴とする請求項４記載の電力量計。
6. 前記復号化手段は、変換された符号系列信号に誤りが検出された場合に、前記符号化手段に対し再送を要求する信号を送出し、前記符号化手段は、前記再送を要求する信号を受信した場合に、符号系列信号を再送することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の電力量計。
7. 変換された符号系列信号に誤り訂正能力を超える誤りがあると判断された場合、前記復号化手段が情報系列信号を送信しないことを示す信号を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の電力量計。
   

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