JP5153751B2 - 緊急地震速報を用いた電源負荷制御システム - Google Patents

Description

本発明は、緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムに関し、特に、無人無線中継所に設置された運用側無線装置および非運用側無線装置のうち非運用側無線装置への蓄電池からの電源供給を緊急地震速報に基づいて停止して地震による停電後の運用側無線装置の稼動時間を延長させるのに好適な緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムに関する。

従来、電力会社では、携帯用移動無線機や車載用移動無線機との通信を行うために、無線中継装置が備えられた無人無線中継所をたとえば市町村単位で設置している。

このような無線中継装置は、図４に示す無線中継装置１１０のように、第１および第２の無線装置１１３₁，１１３₂を備え、切替器１１２によってアンテナ１１１と接続された第１の無線装置１１３₁（運用側無線装置）が故障すると、切替器１１２が第１の無線装置１１３₁から入力される第１の警報信号Ｓ_A1に応じてアンテナ１１１と第２の無線装置１１３₂（非運用側無線装置）とを接続することにより、第１の無線装置１１３₁の故障による通信不能を防止するようにしている。
また、停電時には、蓄電池１１４（整流器１１５から出力される直流電流によって充電される。）から第１および第２の無線装置１１３₁，１１３₂に電源供給することにより、停電時に通信不能となることを防止するようにしている。

なお、下記の特許文献１には、無線機の装置故障時の回線断となるのを低減させるために、１台の端局装置（多重化部）と現用／予備用送信装置と現用／予備用の切替器と各装置の状態監視および信号出力する制御器とで無線機を構成し、制御器の監視により現用送信装置に異常が発生したときは切替器を予備用送信装置に切り替えるとともに現用送信装置に情報を送って送信断とし、現用および予備用送信装置が共に異常となるかまたは多重化部が異常になったときは現用および予備用送信装置に情報を送って送信断とするようにした現用／予備用送信装置切替方式が開示されている。

特開平１０−２７１０４２号公報 特開２００４−２２０３１６号公報 特開２００９−５００７０号公報

しかしながら、従来の無線中継装置１１０では、停電時にも第１の無線装置１１３₁（運用側無線装置）および第２の無線装置１１３₂（非運用側無線装置）の両方に蓄電池１１４から電源供給しているため、地震に伴う停電によって商用交流電流が遮断された場合には第１の無線装置１１３₁（運用側無線装置）の稼動時間が短くなるので、地震時の緊急事態における通信可能時間を最大限確保することができないという問題（すなわち、無人無線中継所における電源延命策については考慮されていないという問題）があった。

なお、上記の特許文献２には、発電効率を優先させた経済制御モードによる運転を行うコンバインサイクル発電プラントにおいて、通信ネットワークを介して地震情報を受信し、地震情報に所要の解析処理を施して、地震情報から電力系統の負荷への影響を判断する地震情報入力・解析装置と、経済制御モードを自動的に緊急制御モードに切替えるとともに緊急制御モードに対応する設定値および制限値に切替える制御回路を具備する制御装置とを有する発電プラントの災害時制御システムが開示されている。
しかし、この発電プラントの災害時制御システムは、災害を事前に認識して負荷制御回路を自動的に緊急用の制御モードに切替えることによって災害による電力系統の負荷の急激な減少に追従させるものであり、電源延命策を図るものではない。

また、上記の特許文献３には、パーソナルコンピュータが、地震の初期微動（Ｐ波）を検知して主要動（Ｓ波）が到達する前に情報提供装置からネットワークを介して配信される緊急地震速報を受信したとき、カレントトランスで検出された電流値と電圧値とから負荷状態を求め、負荷が所定値以上である配電線の遮断器のみを遮断するようにした電力遮断装置が開示されている。
しかし、この電力遮断装置は、実際に地震による停電が発生しなかった際の不利益の拡大を抑えることができるように軽い負荷に対しては電源供給し続けるものであり、電源延命策としては不十分である。

本発明の目的は、地震による停電時における電源延命策として有効な緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムを提供することにある。

本発明の緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムは、地震による停電時における電源延命のための緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムであって、監視システム（１０）の監視範囲である複数の区域に配置された複数の無人無線中継所に設置された複数の無線中継装置（２０₁₁〜２０_1P，２０₂₁〜２０_2Q，２０_N1〜２０_NR）のそれぞれに、運用側無線装置および非運用側無線装置として機能する第１および第２の無線装置（２３₁，２３₂）が備えられており、前記監視システムが、地震の初期微動を検知して主要動が到達する前に気象庁から配信される緊急地震速報を受信すると、該受信した緊急地震速報に含まれている震度４以上の地震が予測される区域に配置された無人無線中継所に緊急地震速報受信信号を送信する緊急地震速報受信信号送信手段（１１〜１３）を具備し、前記複数の無線中継装置がそれぞれ、前記監視システムからの前記緊急地震速報受信信号を受信するとともに蓄電池（２４）を充電するための商用交流電流の遮断を検出すると、前記第１および第２の無線装置のうち非運用側無線装置側への該蓄電池からの電源供給を停止させる蓄電池電源供給停止手段（２６，２７，２８₁，２８₂，３０）を具備することを特徴とする。
ここで、前記緊急地震速報受信信号送信手段が、前記複数の区域のそれぞれに配置された無人無線中継所を示す無人無線中継所配置データが格納された無人無線中継所配置データベース（１３）と、前記緊急地震速報を受信すると、該受信した緊急地震速報に含まれている震度４以上の地震が予測される区域に基づいて前記無人無線中継所配置データベースを検索して、当該区域に配置された無人無線中継所をすべて抽出するとともに、該抽出した無人無線中継所に前記緊急地震速報受信信号を送信するよう指示する送信指示信号を出力するサーバ（１１）と、該サーバから前記送信指示信号が入力されると、該送信指示信号によって示されるすべての無人無線中継所に前記緊急地震速報受信信号を送信する送信装置（１２）とを備えてもよい。
前記蓄電池電源供給停止手段が、前記監視システムから送信されてくる前記緊急地震速報受信信号を受信すると、該緊急地震速報受信信号を受信した旨を示す出力信号（Ｓ_RX）を出力する受信装置（２６）と、商用交流電流を直流電流に変換して前記蓄電池を充電する整流器（２５）の出力電圧が０Ｖになると出力信号（Ｓ_R）を出力する０Ｖリレー（２７）と、前記蓄電池と前記第１の無線装置との間に設けられた第１のスイッチ（２８₁）と、前記蓄電池と前記第２の無線装置との間に設けられた第２のスイッチ（２８₂）と、前記第１および第２の無線装置のうち切替器（２２）によってアンテナ（２１）と接続されている運用側無線装置側を示す該切替器の切替状態信号（Ｓ_SW）、前記受信装置の出力信号および前記０Ｖリレーの出力信号に基づいて前記第１および第２のスイッチのオン／オフを制御する制御装置（３０）とを備え、前記制御装置が、前記受信装置の出力信号および前記０Ｖリレーの出力信号の両方が入力されると、前記切替器の切替状態信号に基づいて、前記第１および第２のスイッチのうち、前記第１および第２の無線装置のうち前記切替器によって前記アンテナと接続されていない非運用側無線装置側をオフにしてもよい。
前記制御装置が、前記第１および第２のスイッチのうち非運用側無線装置側をオフにしているときに前記第１および第２の無線装置のうち運用側無線装置側から警報信号（Ｓ_A1，Ｓ_A2）が入力されると、前記第１および第２のスイッチのうち運用側無線装置側をオフにするとともに非運用側無線装置側をオンにしてもよい。

本発明の緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムは、以下に示す効果を奏する。
（１）監視システムから緊急地震速報受信信号を受信するとともに蓄電池を充電するための商用交流電流の遮断を検出すると第１および第２の無線装置のうち非運用側無線装置側への蓄電池からの電源供給を停止させることにより、地震による停電後の運用側無線装置の稼働時間の延長を図ることができる。
（２）蓄電池の設計容量は停電後の作業員の現地到着までの時間を考慮して設計を行っているが、本発明の緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムを利用することにより、蓄電池の負荷を通信に最低限必要な運用側無線装置のみとすることができるため、蓄電池の設計値を小さくできるとともに、設置スペース、床荷重の省力化および設備投資額の削減を図ることができる。

本発明の一実施例による緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムの構成を示す図である。 図１に示した第１の第１区域無線中継装置２０₁₁の構成を示すブロック図である。 図１に示した制御装置３０の構成を示すブロック図である。 従来の無線中継装置１１０の構成を示すブロック図である。

上記の目的を、監視システムが、地震の初期微動を検知して主要動が到達する前に気象庁から配信される緊急地震速報に含まれている震度４以上の地震が予測される区域に配置された無人無線中継所に緊急地震速報受信信号を送信し、この無人無線中継所に備えられた無線中継装置が、監視システムからの緊急地震速報受信信号を受信するとともに蓄電池を充電するための商用交流電流の遮断を検出すると、第１および第２の無線装置のうち非運用側無線装置側への蓄電池からの電源供給を停止することにより実現した。

以下、本発明の緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムの実施例について図面を参照して説明する。
本発明の一実施例による緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムは、図１に示すように、無線局監視所に設置された監視システム１０と、無人無線中継所にそれぞれ設置された無線中継装置とを具備する。
なお、以下の説明では、監視システム１０の監視範囲は第１乃至第Ｎ区域とし、第１区域内には第１乃至第Ｐの第１区域無線中継装置２０₁₁〜２０_1Pをそれぞれ備えた第１乃至第Ｐの第１区域無人無線中継所が配置されており、第２区域内には第１乃至第Ｑの第２区域無線中継装置２０₂₁〜２０_2Qをそれぞれ備えた第１乃至第Ｑの第２区域無人無線中継所が配置されており、以下同様にして、第Ｎの区域内には第１乃至第Ｒの第Ｎ区域無線中継装置２０_N1〜２０_NRをそれぞれ備えた第１乃至第Ｒの第Ｎ区域無人無線中継所が配置されているものとする。
また、第１乃至第Ｎ区域は、地震の初期微動（Ｐ波）を検知して主要動（Ｓ波）が到達する前に気象庁から配信される緊急地震速報（第１報）で使用されている区域と同じものとする。

監視システム１０は、サーバ１１と、送信装置１２と、第１乃至第Ｎ区域にそれぞれ配置された無人無線中継所を示す無人無線中継所配置データが格納された無人無線中継所配置データベース１３とを備える。

ここで、サーバ１１は、地震の初期微動を検知して主要動が到達する前に気象庁から配信される緊急地震速報を受信すると、受信した緊急地震速報に含まれている震度４以上の地震が予測される区域に基づいて無人無線中継所配置データベース１３を検索して、当該区域に配置された無人無線中継所をすべて抽出する。また、サーバ１１は、抽出した無人無線中継所に緊急地震速報受信信号を送信するよう指示する送信指示信号を送信装置１２に出力する。
送信装置１２は、サーバ１１から送信指示信号が入力されると、この送信指示信号によって示されるすべての無人無線中継所に緊急地震速報受信信号を送信する。

たとえば、図１に示した第１および第２区域において震度４以上の地震が予測されるとの緊急地震速報を受信すると、サーバ１１は、無人無線中継所配置データベース１３にアクセスして、第１区域に配置された第１乃至第Ｐの第１区域無人無線中継所と第２区域に配置された第１乃至第Ｑの第２区域無人無線中継所とを抽出し、抽出した第１乃至第Ｐの第１区域無人無線中継所および第１乃至第Ｑの第２区域無人無線中継所に緊急地震速報受信信号を送信するよう指示する送信指示信号を送信装置１２に出力する。
送信装置１２は、この送信指示信号に応じて、第１乃至第Ｐの第１区域無人無線中継所および第１乃至第Ｑの第２区域無人無線中継所に緊急地震速報受信信号を送信する。

第１の第１区域無線中継装置２０₁₁は、図２に示すように、以下に示す点で、図４に示した従来の無線中継装置１１０と異なる。
（１）監視システム１０から送信されてくる緊急地震速報受信信号を受信すると、緊急地震速報受信信号を受信した旨を示すハイレベルの出力信号Ｓ_RXを出力する受信装置２６を備える。
（２）整流器２５の出力電圧が０Ｖになるとハイレベルの出力信号Ｓ_Rを出力する０Ｖリレー２７を備える。
（３）蓄電池２４と第１の無線装置２３₁との間に設けられた第１のスイッチ２８₁と、蓄電池２４と第２の無線装置２３₂との間に設けられた第２のスイッチ２８₂とを備える。
（４）切替器２２から入力される切替状態信号Ｓ_SW（第１および第２の無線装置２３₁，２３₂のうちアンテナ２１と接続されている運用側無線装置側を示す信号）、受信装置２６の出力信号Ｓ_RXおよび０Ｖリレー２７の出力信号Ｓ_Rに基づいて第１および第２のスイッチ２８₁，２８₂のオン／オフを制御する制御装置３０を備える。

ここで、制御装置３０は、図３に示すように、受信装置２６の出力信号Ｓ_RXと０Ｖリレー２７の出力信号Ｓ_Rとの論理積をとる論理積回路３１と、論理積回路３１からハイレベルの出力信号が入力されている間は切替器２２の切替状態信号Ｓ_SWに基づいて第１および第２のスイッチ２８₁，２８₂のうち非運用側無線装置側をオフにするとともに、第１および第２のスイッチ２８₁，２８₂のうち非運用側無線装置側をオフにしているときに運用側無線装置から警報信号が入力されると、第１および第２のスイッチ２８₁，２８₂のうち運用側無線装置側をオフにし非運用側無線装置側をオンにするスイッチ制御部３２とを備える。

たとえば、スイッチ制御部３２は、図２に示すように第１の無線装置２３₁が運用側無線装置とされ第２の無線装置２３₂が非運用側無線装置とされている場合には、論理積回路３１からハイレベルの出力信号が入力されている間は、第２のスイッチ２８₂をオンからオフに切り替えるスイッチ制御信号Ｓ_Cを第２のスイッチ２８₂に出力し、同図に×印で示すように第２のスイッチ２８₂をオフにして、蓄電池２４から第２の無線装置２３₂への電源供給を停止する。
これにより、気象庁からの緊急地震速報により震度４以上の地震が予測される場合であって、かつ、整流器２５の出力電圧が０Ｖになった場合（すなわち、蓄電池２４への充電ができなくなった場合）には、蓄電池２４から運用側無線装置（第１の無線装置２３₁）への電源供給のみを継続させることができるため、地震による停電時の無人無線中継所における電源延命（蓄電池２４の負荷が第１および第２の無線装置２３₁，２３₂のみである場合には約２倍の電源延命）を図ることができる。

また、論理積回路３１によって受信装置２６の出力信号Ｓ_RXと０Ｖリレー２７の出力信号Ｓ_Rとの論理積をとることにより、気象庁からの緊急地震速報により震度４以上の地震が予測される場合であっても、商用交流電流が整流器２５に供給されているときには蓄電池２４への充電は可能であるため、無人無線中継所における電源延命を図る必要がないので、第１および第２のスイッチ２８₁，２８₂はオンのままとすることができる。
これにより、気象庁からの緊急地震速報により震度４以上の地震が予測されることだけを条件に非運用側無線装置（第２の無線装置２３₂）への電源供給を停止する場合に比べて、非運用側無線装置側のスイッチ（第２のスイッチ２８₂）を無意味にオフにすることを避けることができる。

さらに、論理積回路３１からハイレベルの出力信号が入力されている間だけ蓄電池２４からの非運用側無線装置（第２の無線装置２３₂）への電源供給を停止することにより、地震が発生して短期間の停電が生じても、停電が回復して商用交流電流が整流器２５に入力され始めると０Ｖリレー２７の出力信号Ｓ_Rがハイレベルからローレベルになるため、論理積回路３１の出力信号もハイレベルからローレベルになる。その結果、非運用側無線装置側のスイッチ（第２のスイッチ２８₂）をオフからオンに切り替えるスイッチ制御信号Ｓ_Cをスイッチ制御部３２から非運用側無線装置側のスイッチ（第２のスイッチ２８₂）に出力して、停電の回復と同時に非運用側無線装置側のスイッチ（第２のスイッチ２８₂）をオンすることができる。
これにより、停電回復後に蓄電池２４から非運用側無線装置（第２の無線装置２３₂）への電源供給を速やかに再開することができる。

さらに、第２のスイッチ２８₂（非運用側無線装置側）をオフにしているときに第１の無線装置２３₁（運用側無線装置）から第１の警報信号Ｓ_A1が入力されると、第１のスイッチ２８₁（運用側無線装置側）をオフにするとともに第２のスイッチ２８₂（非運用側無線装置側）をオンにすることにより、第１の無線装置２３₁の故障により運用側無線装置と非運用側無線装置とが切替器２２によって切り替えられた際に、新たに運用側無線装置とされた第２の無線装置２３₂への蓄電池２４からの電源供給と新たに非運用側無線装置とされた第１の無線装置２３₁への蓄電池２４からの電源供給の停止を速やかに行うことができる。
これにより、地震による停電が発生している間に第１の無線装置２３₁（運用側無線装置）が故障しても、第２の無線装置２３₂（非運用側無線装置）を速やかに再稼動させることができるため、通信不能になることを避けることができる。

なお、ヒータなどの地震後に二次災害のおそれがある負荷（電源負荷）が蓄電池２４に接続されている場合には、気象庁からの緊急地震速報により震度４以上の地震が予測されかつ停電が発生している間は、同様にして蓄電池２４からの電源供給を停止することにより、地震後の二次災害を防止することができる。

１０ 監視システム
１１ サーバ
１２ 送信装置
１３ 無人無線中継所配置データベース
２０₁₁〜２０_1P 第１乃至第Ｐの第１区域無線中継装置
２０₂₁〜２０_2Q 第１乃至第Ｑの第２区域無線中継装置
２０_N1〜２０_NR 第１乃至第Ｒの第Ｎ区域無線中継装置
２１，１１１ アンテナ
２２，１１２ 切替器
２３₁，２３₂，１１３₁，１１３₂ 第１および第２の無線装置
２４，１１４ 蓄電池
２５，１１５ 整流器
２６ 受信装置
２７ ０Ｖリレー
２８₁，２８₂ 第１および第２のスイッチ
３０ 制御装置
３１ 論理積回路
３２ スイッチ制御部
１１０ 無線中継装置
Ｓ_A1，Ｓ_A2 第１および第２の警報信号
Ｓ_C スイッチ制御信号
Ｓ_RX，Ｓ_R 出力信号
Ｓ_SW 切替状態信号

Claims (4)

1. 地震による停電時における電源延命のための緊急地震速報を用いた電源負荷制御システムであって、
   監視システム（１０）の監視範囲である複数の区域に配置された複数の無人無線中継所に設置された複数の無線中継装置（２０₁₁〜２０_1P，２０₂₁〜２０_2Q，２０_N1〜２０_NR）のそれぞれに、運用側無線装置および非運用側無線装置として機能する第１および第２の無線装置（２３₁，２３₂）が備えられており、
   前記監視システムが、地震の初期微動を検知して主要動が到達する前に気象庁から配信される緊急地震速報を受信すると、該受信した緊急地震速報に含まれている震度４以上の地震が予測される区域に配置された無人無線中継所に緊急地震速報受信信号を送信する緊急地震速報受信信号送信手段（１１〜１３）を具備し、
   前記複数の無線中継装置がそれぞれ、前記監視システムからの前記緊急地震速報受信信号を受信するとともに蓄電池（２４）を充電するための商用交流電流の遮断を検出すると、前記第１および第２の無線装置のうち非運用側無線装置側への該蓄電池からの電源供給を停止させる蓄電池電源供給停止手段（２６，２７，２８₁，２８₂，３０）を具備する、
   ことを特徴とする、緊急地震速報を用いた電源負荷制御システム。
2. 前記緊急地震速報受信信号送信手段が、
   前記複数の区域のそれぞれに配置された無人無線中継所を示す無人無線中継所配置データが格納された無人無線中継所配置データベース（１３）と、
   前記緊急地震速報を受信すると、該受信した緊急地震速報に含まれている震度４以上の地震が予測される区域に基づいて前記無人無線中継所配置データベースを検索して、当該区域に配置された無人無線中継所をすべて抽出するとともに、該抽出した無人無線中継所に前記緊急地震速報受信信号を送信するよう指示する送信指示信号を出力するサーバ（１１）と、
   該サーバから前記送信指示信号が入力されると、該送信指示信号によって示されるすべての無人無線中継所に前記緊急地震速報受信信号を送信する送信装置（１２）と、
   を備えることを特徴とする、請求項１記載の緊急地震速報を用いた電源負荷制御システム。
3. 前記蓄電池電源供給停止手段が、
   前記監視システムから送信されてくる前記緊急地震速報受信信号を受信すると、該緊急地震速報受信信号を受信した旨を示す出力信号（Ｓ_RX）を出力する受信装置（２６）と、
   商用交流電流を直流電流に変換して前記蓄電池を充電するための整流器（２５）の出力電圧が０Ｖになると出力信号（Ｓ_R）を出力する０Ｖリレー（２７）と、
   前記蓄電池と前記第１の無線装置との間に設けられた第１のスイッチ（２８₁）と、
   前記蓄電池と前記第２の無線装置との間に設けられた第２のスイッチ（２８₂）と、
   前記第１および第２の無線装置のうち切替器（２２）によってアンテナ（２１）と接続されている運用側無線装置側を示す該切替器の切替状態信号（Ｓ_SW）、前記受信装置の出力信号および前記０Ｖリレーの出力信号に基づいて前記第１および第２のスイッチのオン／オフを制御する制御装置（３０）とを備え、
   前記制御装置が、前記受信装置の出力信号および前記０Ｖリレーの出力信号の両方が入力されると、前記切替器の切替状態信号に基づいて、前記第１および第２のスイッチのうち、前記第１および第２の無線装置のうち前記切替器によって前記アンテナと接続されていない非運用側無線装置側をオフにする、
   ことを特徴とする、請求項１または２記載の緊急地震速報を用いた電源負荷制御システム。
4. 前記制御装置が、前記第１および第２のスイッチのうち非運用側無線装置側をオフにしているときに前記第１および第２の無線装置のうち運用側無線装置側から警報信号（Ｓ_A1，Ｓ_A2）が入力されると、前記第１および第２のスイッチのうち運用側無線装置側をオフにするとともに非運用側無線装置側をオンにすることを特徴とする、請求項３記載の緊急地震速報を用いた電源負荷制御システム。