JP5795015B2

JP5795015B2 - Energy management system

Info

Publication number: JP5795015B2
Application number: JP2013027379A
Authority: JP
Inventors: 陽中城; 功井出崎; 克己水戸; 下口　剛史; 剛史下口
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Chugoku Electric Power Co Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Chugoku Electric Power Co Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2033-02-15
Also published as: JP2016001909A; JP6039022B2; JP2014158135A

Description

本発明は、主として家庭用のエネルギー管理システムに関する。 The present invention mainly relates to a home energy management system.

近年、一般家庭で使用する電力量への関心が高まっており、家庭内で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）が注目されている。このシステムでは、宅内に設置されたエネルギー管理機器が、宅内の電気機器の消費電力を監視し、必要に応じてパワーセーブ等の制御を行うことも可能である。エネルギー管理機器と、電気機器とは、互いに、情報の送受信や制御のために信号伝送を行う必要がある。かかる信号伝送には、信号線の新設を必要としない電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）が好適である。 In recent years, interest in the amount of electric power used in ordinary households has increased, and attention has been focused on an energy management system (HEMS: Home Energy Management System) that performs energy management in the household. In this system, the energy management device installed in the home can monitor the power consumption of the electrical devices in the home and perform control such as power saving as necessary. It is necessary for the energy management device and the electric device to perform signal transmission for information transmission / reception and control. For such signal transmission, power line communication (PLC) that does not require a new signal line is suitable.

一方、各家庭には、単相３線式で交流１００／２００Ｖが、変圧器から供給されるのが一般的である。単相３線式は、接地された１本の中性線及び、非接地の２本の電圧線の合計３線によって電路が構成され、電圧線の一方には＋１００Ｖ、他方には−１００Ｖが印加されている。従って、電圧線２本から電圧を取り出せば２００Ｖが供給され、電圧線２本のいずれか一方と中性線とから電圧を取り出せば、１００Ｖが供給される。１００Ｖを供給するための２本の電圧線は、概ね負荷が均等になるように分電盤で２系統に分けて、屋内に配線されている。かかる単相３線式の屋内配線を信号伝送路として電力線通信を行うために、例えば、電力線通信装置内に分岐部を設ける３本の線に対してそれぞれ、信号の注入・抽出を行う構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 On the other hand, it is common for each household to be supplied with AC 100 / 200V from a transformer in a single-phase three-wire system. In the single-phase three-wire system, an electric circuit is constituted by a total of three wires including one grounded neutral wire and two ungrounded voltage wires, and + 100V is applied to one of the voltage wires and −100V is applied to the other. Applied. Therefore, 200V is supplied if the voltage is extracted from the two voltage lines, and 100V is supplied if the voltage is extracted from one of the two voltage lines and the neutral line. The two voltage lines for supplying 100 V are wired indoors by dividing into two systems by a distribution board so that the load is substantially uniform. In order to perform power line communication using such a single-phase three-wire indoor wiring as a signal transmission path, for example, a configuration in which signals are injected / extracted with respect to three lines provided with branching portions in the power line communication device, It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開２００４−３１２１１４号公報（図１）Japanese Patent Laying-Open No. 2004-312114 (FIG. 1)

しかしながら、上記のような分岐部を設けると、電力線通信装置の回路構成が複雑化し、コスト増加の原因となる。
かかる従来の課題に鑑み、本発明は、単相３線式で受電する需要家に、簡単で、かつ、確実な通信ができるように電力線通信を取り入れたエネルギー管理システムを提供することを目的とする。 However, providing the above branching part complicates the circuit configuration of the power line communication device and causes an increase in cost.
In view of such a conventional problem, an object of the present invention is to provide an energy management system incorporating power line communication so that a simple and reliable communication can be performed for a consumer who receives power in a single-phase three-wire system. To do.

（１）本発明は、単相３線式で受電する需要家に用いられるエネルギー管理システムであって、電力メーターから分電盤までの３線集約部位で、電圧線の２線間に接続され、電力線通信の機能を有する上位側モデムと、前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第１線と中性線との間に接続され、電力線通信を行う機能を有する第１の端末側モデムと、前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第２線と前記中性線との間に接続され、電力線通信を行う機能を有する第２の端末側モデムと、前記需要家に設けられ、前記上位側モデムを介して、及び前記第１，第２の端末側モデムと共に電力線通信のネットワークを構成するエネルギー管理機器とを備えたものである。なお、上位側モデムとは、電圧線が集約された場所に設置するモデムであるという位置的な関係を示すものであり、通信ネットワークにおける機能を示すものではない。
例えば、前記上位側モデムは、ＰＨＹ層、ＭＡＣ層では、受信した電力線通信の信号を前記電圧線の２線間に再配信する機能を有し、上位層では、前記エネルギー管理機器のみと通信を行う機能を有する。 (1) The present invention is an energy management system used for a consumer who receives power in a single-phase three-wire system, and is connected between two voltage lines at a three-wire aggregation part from a power meter to a distribution board. , first with the upper side modem having the function of the power line communication is provided in association with the electrical equipment of the customer, is connected between the first line and the neutral line of the voltage line, a function of performing power line communication a first terminal modem provided in association with the electrical equipment of the consumer, which is connected between the neutral line and the second line of the voltage line, a second terminal having a function of performing power line communication and modem, is provided in the consumer, through the upper side modem, and the first, in which a energy management devices constituting the network of a power line communication with the second terminal modem. The upper modem indicates a positional relationship that it is a modem installed in a place where voltage lines are gathered, and does not indicate a function in the communication network.
For example, the upper modem has a function of redistributing the received power line communication signal between the two voltage lines in the PHY layer and the MAC layer, and the upper layer communicates only with the energy management device. Has the function to perform.

上記のように構成されたエネルギー管理システムでは、上位側モデムが電圧線の２線間に接続されていることによって、これら２線間での電力線通信が可能となるほか、例えば変圧器の巻線を介して、または、線間の浮遊容量や負荷を介して、電圧線の２線の任意の一方と、中性線との間でも、電力線通信が可能となる。従って、上位側モデムに中継機能を発揮させることで、送信・受信が互いに異なる線間であっても、電力線通信が可能となる。その結果、全ての端末側モデムからエネルギー管理機器へ情報が確実に集約され、また、エネルギー管理機器は、全ての端末側モデム及び電気機器を管理下に置くことができる。 In the energy management system configured as described above, the host modem is connected between two voltage lines, so that power line communication between these two lines becomes possible. Power line communication is also possible between any one of the two voltage lines and the neutral line via a line or a stray capacitance or load between the lines. Therefore, by causing the higher-order modem to exhibit the relay function, it is possible to perform power line communication even between transmission and reception lines that are different from each other. As a result, information is reliably collected from all the terminal-side modems to the energy management device, and the energy management device can put all the terminal-side modems and electrical devices under management.

（２）また、上記（１）のエネルギー管理システムにおいて、上位側モデムは、電力メーターに設けられていてもよい。
この場合、電力メーター内には、単相３線が集約された状態で存在するので、上位側モデムの設置及び接続が容易である。また、上位側モデムを、電力メーターの内蔵機能として搭載することができるので、システム全体の構成が簡素である。 (2) In the energy management system of (1), the higher-order modem may be provided in the power meter.
In this case, since the single-phase three-wires exist in the power meter in an aggregated state, it is easy to install and connect the upper modem. Further, since the host modem can be mounted as a built-in function of the power meter, the configuration of the entire system is simple.

（３）また、上記（１）のエネルギー管理システムにおいて、上位側モデムは、エネルギー管理機器に搭載され、かつ、当該エネルギー管理機器が分電盤に設けられていてもよい。
この場合、分電盤内には、単相３線が集約された状態で存在するので、上位側モデムの設置及び接続が容易である。また、上位側モデムを搭載したエネルギー管理機器をさらに、分電盤の内蔵機能として搭載することができるので、システム全体の構成が簡素である。 (3) In the energy management system of (1), the higher-order modem may be mounted on an energy management device, and the energy management device may be provided on a distribution board.
In this case, since the single-phase three-wires are aggregated in the distribution board, it is easy to install and connect the upper modem. In addition, since the energy management device equipped with the upper modem can be further installed as a built-in function of the distribution board, the configuration of the entire system is simple.

（４）一方、本発明は、電力供給元と通信する通信機能部を有する電力メーターを介して単相３線式で受電する需要家に用いられるエネルギー管理システムであって、前記電力メーターに搭載され、前記通信機能部とリンクし、電圧線の２線間に接続され、電力線通信の機能を有する上位側モデムと、前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第１線と中性線との間に接続され、電力線通信を行う機能を有する第１の端末側モデムと、前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第２線と前記中性線との間に接続され、電力線通信を行う機能を有する第２の端末側モデムと、前記需要家に設けられ、単相３線のいずれか２線間に接続されることにより、前記上位側モデムを介して、前記第１，第２の端末側モデムと共に電力線通信のネットワークを構成するエネルギー管理機器とを備えているものである。
例えば、前記上位側モデムは、ＰＨＹ層、ＭＡＣ層では、受信した電力線通信の信号を前記電圧線の２線間に再配信する機能を有し、上位層では、前記エネルギー管理機器のみと通信を行う機能を有する。 (4) On the other hand, the present invention is an energy management system used for a consumer who receives power in a single-phase three-wire system via a power meter having a communication function unit communicating with a power supply source, and is mounted on the power meter. A high-order modem linked to the communication function unit and connected between the two voltage lines, and having a power line communication function; and the first line of the voltage line provided in association with the electrical equipment of the consumer. A first terminal-side modem connected between the power line and the neutral line and having a function of performing power line communication; and the second line of the voltage line and the neutral line provided in association with the consumer electric device connected between a second terminal modem having a function of power line communication, it provided the customer, by being connected between any two wire single-phase three-wire, the upper side modem via electrodeposition together with the first, second terminal modem In which and a energy management devices constituting the network communications.
For example, the upper modem has a function of redistributing the received power line communication signal between the two voltage lines in the PHY layer and the MAC layer, and the upper layer communicates only with the energy management device. Has the function to perform.

上記（４）のように構成されたエネルギー管理システムでは、上位側モデムが電圧線の２線間に接続されていることによって、これら２線間での電力線通信が可能となるほか、例えば変圧器の巻線を介して、または、線間の浮遊容量や負荷を介して、電圧線の２線の任意の一方と、中性線との間でも、電力線通信が可能となる。従って、上位側モデムに中継機能を発揮させることで、送信・受信が互いに異なる線間であっても、電力線通信が可能となる。その結果、全ての端末側モデムからエネルギー管理機器へ情報が確実に集約され、また、エネルギー管理機器は、全ての端末側モデム及び電気機器を管理下に置くことができる。 In the energy management system configured as described in (4) above, the host modem is connected between two voltage lines, so that power line communication between these two lines becomes possible. The power line communication is possible between any one of the two voltage lines and the neutral line via the winding of the line or via the stray capacitance or load between the lines. Therefore, by causing the higher-order modem to exhibit the relay function, it is possible to perform power line communication even between transmission and reception lines that are different from each other. As a result, information is reliably collected from all the terminal-side modems to the energy management device, and the energy management device can put all the terminal-side modems and electrical devices under management.

さらに、エネルギー管理機器は、上記ネットワークから論理的に隔離された状態で上位側モデムと通信を行い、上位側モデムは電力メーターの通信機能部とリンクすることで情報を共有する。従って、エネルギー管理機器は、電力供給元と、セキュリティを保って通信を行うことができ、これにより、電力供給元による電力使用状況の監視や、電力供給元からの遠隔制御により例えば電気機器のパワーセーブを行うことができる。なお、セキュリティの確保により、不正な情報が電力供給元に届くことを、防止できる。 Further, the energy management device communicates with the upper modem while being logically isolated from the network, and the upper modem shares information by linking with the communication function unit of the power meter. Therefore, the energy management device can communicate with the power supply source while maintaining security, and thereby, for example, by monitoring the power usage status by the power supply source or performing remote control from the power supply source, for example, the power of the electric device You can save. Note that by ensuring security, it is possible to prevent unauthorized information from reaching the power supply source.

（５）また、上記（４）のエネルギー管理システムにおいて、上位側モデムは、エネルギー管理機器から送信されてきた情報のみを通信機能部に提供するようにしてもよい。
この場合、宅内のネットワーク上の情報は電力供給元に直接的には送信されない。これにより、エネルギー管理機器のみが電力メーターに情報を送信することができるので、情報の信頼性維持が容易である。 (5) In the energy management system of (4), the upper modem may provide only the information transmitted from the energy management device to the communication function unit.
In this case, information on the home network is not directly transmitted to the power supply source. Thereby, since only an energy management apparatus can transmit information to a power meter, it is easy to maintain reliability of information.

本発明のエネルギー管理システムによれば、単相３線式で受電する需要家において、簡単かつ確実に、電力線通信を行うことができる。 According to the energy management system of the present invention, power line communication can be performed easily and reliably in a consumer who receives power in a single-phase three-wire system.

本発明の一実施形態に係る、例えば家庭を対象としたエネルギー管理システムの一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of an energy management system for a home, for example, according to an embodiment of the present invention. 電力メーターの構成の主要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of a structure of an electric power meter. 分電盤内の配線構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wiring structure in a distribution board. 本発明の他の実施形態に係るエネルギー管理システムの例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the energy management system which concerns on other embodiment of this invention.

図１は、本発明の一実施形態に係る、例えば家庭を対象としたエネルギー管理システムの一例を示す概略図である。図において、この家（需要家）１は、例えば、送電線２から変圧器３を介して単相３線式で受電する。変圧器３の出力線は、接地された中性線Ｎと、非接地の電圧線Ｌ１，Ｌ２とを有する。中性線Ｎの対地電圧は０Ｖであり、この中性線Ｎに対する電圧線Ｌ１，Ｌ２の交流電圧は、一方が＋１００Ｖ、他方が−１００Ｖである。従って、電圧線Ｌ１と中性線Ｎとの間、及び、電圧線Ｌ２と中性線Ｎとの間は、それぞれ１００Ｖが印加され、電圧線Ｌ１−Ｌ２間には２００Ｖが印加されている。家１の受電点には、通信機能を有する電力メーター（いわゆるスマートメーター）４が設置されている。電力メーター４を介した３線（Ｌ１，Ｌ２，Ｎ）は、宅内に設置される分電盤１１に接続される。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an energy management system for a home, for example, according to an embodiment of the present invention. In the figure, this house (customer) 1 receives power from a transmission line 2 via a transformer 3 in a single-phase three-wire system, for example. The output line of the transformer 3 includes a grounded neutral line N and ungrounded voltage lines L1 and L2. The ground voltage of the neutral line N is 0V, and one of the alternating voltages of the voltage lines L1 and L2 with respect to the neutral line N is + 100V and the other is −100V. Therefore, 100 V is applied between the voltage line L1 and the neutral line N, and between the voltage line L2 and the neutral line N, and 200 V is applied between the voltage lines L1 and L2. The receiving point of the house 1, the power meter having a communication function (a so-called smart Gauge) 4 is installed. Three lines (L1, L2, N) through the power meter 4 are connected to a distribution board 11 installed in the house.

図２は、電力メーター４の構成の主要部を示すブロック図である。図２において、電力メーター４は、計測部４１、表示部４２、通信機能部４３及び、ＰＬＣモデム（電力線通信用のモデム）４０を備えている。計測部４１は、家１で使用される電力及び電力量の計測を行う。表示部４２は、例えば電力量の表示を行う。計測部４１で取得された計測データは、通信機能部４３に提供される。通信機能部４３は、例えば無線通信により、電力供給元（電力会社）と通信を行うことができる。この通信ルートを例えばＡルートとすれば、このＡルートにより、計測データは通信機能部４３から電力供給元へ送信される。 FIG. 2 is a block diagram showing a main part of the configuration of the power meter 4. In FIG. 2, the power meter 4 includes a measurement unit 41, a display unit 42, a communication function unit 43, and a PLC modem (modem for power line communication) 40. The measuring unit 41 measures the electric power and the electric energy used in the house 1. The display unit 42 displays the amount of power, for example. The measurement data acquired by the measurement unit 41 is provided to the communication function unit 43. The communication function unit 43 can communicate with a power supply source (electric power company), for example, by wireless communication. If this communication route is, for example, A route, measurement data is transmitted from the communication function unit 43 to the power supply source through this A route.

一方、電力メーター４内のＰＬＣモデム４０は、屋内配線を利用した電力線通信における「上位側モデム」となる。ＰＬＣモデム４０は、電圧線Ｌ１−Ｌ２間すなわち２００Ｖ線間に接続されている。電力メーター４内には、単相３線が集約された状態で存在するので、ＰＬＣモデム４０の設置及び接続が容易である。また、ＰＬＣモデム４０を、電力メーター４の内蔵機能として搭載することができるので、エネルギー管理システム全体の構成が簡素である。
また、ＰＬＣモデム４０は、後述する宅内のエネルギー管理機器１２との通信ルートを構成する。これを例えばＢルートとすれば、上述のＡルートとは別の通信ルートである。 On the other hand, the PLC modem 40 in the power meter 4 serves as a “upper modem” in power line communication using indoor wiring. The PLC modem 40 is connected between the voltage lines L1 and L2, that is, between the 200V lines. Since the single-phase three-wires are present in the power meter 4 in an aggregated state, the PLC modem 40 can be easily installed and connected. Moreover, since the PLC modem 40 can be mounted as a built-in function of the power meter 4, the configuration of the entire energy management system is simple.
In addition, the PLC modem 40 constitutes a communication route with a home energy management device 12 to be described later. If this is the B route, for example, it is a communication route different from the A route described above.

図３は、分電盤１１内の配線構造の一例を示す図である。図において、分電盤１１内には、主幹のブレーカ（回路遮断器）ＢＭと、複数の屋内配線保護用のブレーカＢ３，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２３が設けられている。ブレーカＢ３は、電圧線Ｌ１−Ｌ２間に接続され、２００Ｖの配線及びその保護用である。ブレーカＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３は、電圧線Ｌ１と中性線Ｎとの間に接続され、それぞれ、１００Ｖの配線及びその保護用である。また、ブレーカＢ２１，Ｂ２２，Ｂ２３は、電圧線Ｌ２と中性線Ｎとの間に接続され、それぞれ、１００Ｖの配線及びその保護用である。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a wiring structure in the distribution board 11. In the figure, a distribution breaker 11 is provided with a main circuit breaker (circuit breaker) BM and a plurality of breakers B3, B11, B12, B13, B21, B22, B23 for protecting indoor wiring. The breaker B3 is connected between the voltage lines L1 and L2, and is for 200V wiring and protection thereof. The breakers B11, B12, and B13 are connected between the voltage line L1 and the neutral line N, and are for 100V wiring and protection thereof, respectively. The breakers B21, B22, B23 are connected between the voltage line L2 and the neutral line N, and are for 100V wiring and protection thereof, respectively.

図１に戻り、分電盤１１（図３を簡略に記載している。）を介して、電圧線Ｌ１側の１００Ｖ系統には、ＰＬＣモデム１３の機能を含むエネルギー管理機器１２及び、ＰＬＣモデム１４が接続されている。また、電圧線Ｌ２側の１００Ｖ系統には、ＰＬＣモデム１５が接続されている。さらに、電圧線Ｌ１，Ｌ２を用いる２００Ｖ系統には、ＰＬＣモデム１６が接続されている。ＰＬＣモデム１４，１５，１６は、総称すると、「端末側モデム」である。なお、ここに示すＰＬＣモデム１４〜１６の数は、図示の都合上の一例に過ぎない。 Returning to FIG. 1, the energy management device 12 including the function of the PLC modem 13 and the PLC modem are connected to the 100V system on the voltage line L1 side through the distribution board 11 (FIG. 3 is simply described). 14 is connected. A PLC modem 15 is connected to the 100V system on the voltage line L2 side. Furthermore, the PLC modem 16 is connected to the 200V system using the voltage lines L1 and L2. The PLC modems 14, 15, and 16 are collectively “terminal modems”. The number of PLC modems 14 to 16 shown here is merely an example for convenience of illustration.

ここで、ＰＬＣモデム１４〜１６は、宅内の電気機器に組み込まれるか又は少なくとも付随して用いられ、例えば、パワーセーブ、オン／オフ、稼働時間シフトなど、制御が可能な電気機器に用いられる。具体的には、エアコン、照明、ヒートポンプ、蓄電池、ＥＶ（電気自動車）、太陽光発電用ＰＣＳ装置や蓄電池を用いた電源装置等の電気機器である。エネルギー管理機器１２は、これらの電気機器に対して、例えば設定されたピーク電力を超えそうな場合は、パワーセーブや停止等の制御を行うことができる。また、太陽光発電その他の自家発電装置が設置されている場合は、その発電電力も考慮して、制御を行うことができる。 Here, the PLC modems 14 to 16 are incorporated into at least an electric appliance in the house or are used at least accompanyingly, and are used for an electric apparatus that can be controlled, for example, power saving, on / off, operation time shift, and the like. Specifically, it is an electric device such as an air conditioner, an illumination, a heat pump, a storage battery, an EV (electric vehicle), a PCS device for photovoltaic power generation, and a power supply device using the storage battery. The energy management device 12 can perform control such as power saving and stop for these electric devices when, for example, the set peak power is likely to be exceeded. Moreover, when solar power generation or other private power generation devices are installed, control can be performed in consideration of the generated power.

次に、電力線通信について説明する。外部から見た宅内のゲートウェイはエネルギー管理機器１２であり、宅内の電力に関する情報は、エネルギー管理機器１２に集約される。また、エネルギー管理機器１２は、必要に応じて、ＰＬＣモデム１４〜１６に対して、それらに付随する電気機器への制御信号を送る。従って、各ＰＬＣモデム１４〜１６は常に、エネルギー管理機器１２と良好な通信が可能な状態になければならない。 Next, power line communication will be described. The in-home gateway viewed from the outside is the energy management device 12, and information regarding the power in the home is collected in the energy management device 12. Moreover, the energy management apparatus 12 sends a control signal to the electrical equipment associated therewith to the PLC modems 14 to 16 as necessary. Accordingly, each of the PLC modems 14 to 16 must always be in a state where good communication with the energy management device 12 is possible.

今、仮に、電力メーター４内のＰＬＣモデム４０（上位側モデム）の役割を考慮せずに、宅内のみで電力線通信を考えると、図１において、ＰＬＣモデム１４と、エネルギー管理機器１２とは、互いに同じ２線（Ｌ１，Ｎ）に接続されているので、両者は良好に電力線通信を行うことができる。一方、ＰＬＣモデム１５は、エネルギー管理機器１２とは、電圧線が互いに異なるので、電力線通信の信号が減衰する（例えば３０〜４０ｄＢ程度の減衰）。この場合、ＰＬＣモデム１５と、エネルギー管理機器１２との通信状態が悪くなり、通信できない場合がある。 Now, if power line communication is considered only in the home without considering the role of the PLC modem 40 (upper modem) in the power meter 4, the PLC modem 14 and the energy management device 12 in FIG. Since they are connected to the same two lines (L1, N), both can perform power line communication satisfactorily. On the other hand, since the voltage line of the PLC modem 15 is different from that of the energy management device 12, the signal of the power line communication is attenuated (for example, attenuation of about 30 to 40 dB). In this case, the communication state between the PLC modem 15 and the energy management device 12 may deteriorate and communication may not be possible.

ここで、電力メーター４内のＰＬＣモデム４０について考察する。２００Ｖ線間（Ｌ１−Ｌ２）に接続されたＰＬＣモデム４０は、同じ２００Ｖ線間に接続されたＰＬＣモデム１６と良好な通信ができることは言うまでもないが、さらに、電圧線Ｌ１−中性線Ｎ間に接続されたＰＬＣモデム１４、及び、電圧線Ｌ２−中性線Ｎ間に接続されたＰＬＣモデム１５とも、信号強度の若干の減衰（最大１０ｄＢ程度）はあるものの、確実に通信（送受信）を行うことができる。 Here, the PLC modem 40 in the power meter 4 will be considered. It goes without saying that the PLC modem 40 connected between the 200V lines (L1-L2) can perform good communication with the PLC modem 16 connected between the same 200V lines, and further between the voltage line L1 and the neutral line N. The PLC modem 14 connected to the PC and the PLC modem 15 connected between the voltage line L2 and the neutral line N have a slight attenuation (up to about 10 dB), but reliably communicate (transmit / receive). It can be carried out.

このような通信ができる理由の一つは、２００Ｖ線間（Ｌ１−Ｌ２）の場合、変圧器３の２次側巻線を介して２系統の１００Ｖ線間（Ｌ１−Ｎ，Ｌ２−Ｎ）のそれぞれとインダクタンスを一部共有しているか又は、これら２系統の１００Ｖ線間に接続される負荷を一部共用しているからであると解される。また、高い周波数帯域（例えば２〜３０ＭＨｚ）を用いる電力線通信の信号伝送に対しては線間の浮遊容量が影響し、２００Ｖ線間（Ｌ１−Ｌ２）の浮遊容量は、２系統の１００Ｖ線間（Ｌ１−Ｎ，Ｌ２−Ｎ）のそれぞれの浮遊容量と、キャパシタンスを一部共有しているからであると解される。 One of the reasons why such communication is possible is that between 200V lines (L1-L2), between two 100V lines (L1-N, L2-N) via the secondary winding of the transformer 3 It is understood that this is because a part of the inductance is shared with each of the two or a part of the load connected between the 100V lines of these two systems. In addition, stray capacitance between lines affects signal transmission of power line communication using a high frequency band (for example, 2 to 30 MHz), and stray capacitance between 200 V lines (L1-L2) is between two systems of 100 V lines. It is understood that this is because a part of the capacitance is shared with each of the stray capacitances (L1-N, L2-N).

そこで、電力メーター４内のＰＬＣモデム４０に、電力線通信の機能と共に、信号の中継機能を持たせる。従って、ＰＬＣモデム４０が受信した電力線通信の信号は、２００Ｖ線間に再配信される。この結果、ＰＬＣモデム１５が送出した信号は、ＰＬＣモデム４０で中継され、エネルギー管理機器１２に届く。逆に、エネルギー管理機器１２が送出した信号は、ＰＬＣモデム４０で中継され、ＰＬＣモデム１５に届く。また、ＰＬＣモデム１６が送出した信号は、ＰＬＣモデム４０で中継され、エネルギー管理機器１２に届く。逆に、エネルギー管理機器１２が送出した信号は、ＰＬＣモデム４０で中継され、ＰＬＣモデム１６に届く。 Therefore, the PLC modem 40 in the power meter 4 is provided with a signal relay function as well as a power line communication function. Therefore, the power line communication signal received by the PLC modem 40 is redistributed between the 200V lines. As a result, the signal transmitted from the PLC modem 15 is relayed by the PLC modem 40 and reaches the energy management device 12. Conversely, the signal transmitted from the energy management device 12 is relayed by the PLC modem 40 and reaches the PLC modem 15. The signal transmitted from the PLC modem 16 is relayed by the PLC modem 40 and reaches the energy management device 12. Conversely, the signal transmitted from the energy management device 12 is relayed by the PLC modem 40 and reaches the PLC modem 16.

以上のように、このエネルギー管理システムでは、上位側モデムであるＰＬＣモデム４０が、電圧線の２線間（Ｌ１−Ｌ２）に接続されていることによって、これら２線間での電力線通信が可能となるほか、変圧器３の巻線を介して、または、線間の浮遊容量を介して、電圧線の２線の任意の一方（Ｌ１又はＬ２）と、中性線Ｎとの間でも、電力線通信が可能となる。すなわち、ＰＬＣモデム４０に中継機能を発揮させることで、送信・受信が互いに異なる線間であっても、電力線通信が可能となる。その結果、全てのＰＬＣモデム１４〜１６からエネルギー管理機器１２へ情報が確実に集約され、また、エネルギー管理機器１２は、全てのＰＬＣモデム１４〜１６及びそれを含む（又は付随させる）電気機器を管理下に置くことができる。 As described above, in this energy management system, the PLC modem 40, which is a higher-order modem, is connected between two voltage lines (L1-L2), so that power line communication between these two lines is possible. In addition, any one of the two voltage lines (L1 or L2) and the neutral line N through the winding of the transformer 3 or the stray capacitance between the lines, Power line communication is possible. In other words, by causing the PLC modem 40 to exhibit a relay function, power line communication is possible even between lines with different transmission and reception. As a result, information is reliably aggregated from all the PLC modems 14 to 16 to the energy management device 12, and the energy management device 12 includes all the PLC modems 14 to 16 and the electric devices including (or associated with) the PLC modems 14 to 16. Can be under control.

次に、ネットワークについて補足説明する。
図１において、ＰＬＣモデム１３〜１６、４０は、電力線通信のネットワークを構成し、エネルギー管理機器１２は、当該ネットワークから情報を収集し、かつ、当該ネットワークに情報を送出する。上位側モデムであるＰＬＣモデム４０は、ＰＨＹ層、ＭＡＣ層では、上記ネットワークに接続されており、中継機能を有するが、上位層では、エネルギー管理機器１２のみと、一対一の電力線通信を行う。言い換えれば、エネルギー管理機器１２は、ＰＬＣ１４〜１６が属するネットワークとは論理的に隔離された状態で、ＰＬＣモデム４０と電力線通信を行う。 Next, a supplementary explanation of the network will be given.
In FIG. 1, PLC modems 13 to 16 and 40 constitute a network for power line communication, and the energy management device 12 collects information from the network and sends information to the network. The PLC modem 40, which is an upper modem, is connected to the network in the PHY layer and the MAC layer, and has a relay function. In the upper layer, one-to-one power line communication is performed with only the energy management device 12. In other words, the energy management device 12 performs power line communication with the PLC modem 40 while being logically isolated from the network to which the PLCs 14 to 16 belong.

このように、エネルギー管理機器１２は、宅内のネットワークから論理的に隔離された状態でＰＬＣモデム４０と通信を行い、ＰＬＣモデム４０は電力メーター４の通信機能部４３とリンクすることで情報を共有する。従って、エネルギー管理機器１２は、電力供給元と、セキュリティを保って通信を行うことができ、これにより、電力供給元による電力使用状況の監視や、電力供給元からの遠隔制御によりエネルギー管理機器１２に指示を与えて、例えば電気機器のパワーセーブを行うことができる。なお、セキュリティの確保により、例えば宅内のネットワークに不正にアクセスして、誤った情報を電力メーター４に送り込もうとしても、それはできない。従って、不正な情報が電力供給元に届くことを、防止できる。 In this way, the energy management device 12 communicates with the PLC modem 40 in a state of being logically isolated from the home network, and the PLC modem 40 shares information by linking with the communication function unit 43 of the power meter 4. To do. Accordingly, the energy management device 12 can communicate with the power supply source while maintaining security, whereby the energy management device 12 can be monitored by monitoring the power usage by the power supply source or remotely controlled from the power supply source. For example, it is possible to save power of an electric device. For example, if security is ensured, for example, unauthorized access to a home network and incorrect information sent to the power meter 4 cannot be performed. Therefore, it is possible to prevent unauthorized information from reaching the power supply source.

また、ＰＬＣモデム４０は、エネルギー管理機器１２から送信されてきた情報のみを、電力メーター４の通信機能部４３に提供する。従って、宅内のネットワーク上の情報は、電力供給元に対して、直接的には送信されない。これにより、エネルギー管理機器１２のみが電力メーター４に情報を送信することができるので、情報の信頼性維持が容易である。 Further, the PLC modem 40 provides only the information transmitted from the energy management device 12 to the communication function unit 43 of the power meter 4. Accordingly, information on the home network is not directly transmitted to the power supply source. Thereby, since only the energy management apparatus 12 can transmit information to the electric power meter 4, it is easy to maintain the reliability of the information.

なお、上記実施形態では、分電盤１１の外に、エネルギー管理機器１２を設けたが、他の設置形態も可能である。
図４は、他の設置形態を採用した場合の、本発明の他の実施形態に係るエネルギー管理システムの例を示す概略図である。
図４において、エネルギー管理機器１２は、分電盤１１に設けられている。また、エネルギー管理機器１２は、内蔵するＰＬＣモデム１３と共に、２００Ｖ線間（Ｌ１−Ｌ２）に接続されている。 In the above embodiment, the energy management device 12 is provided outside the distribution board 11, but other installation forms are possible.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an energy management system according to another embodiment of the present invention when another installation mode is employed.
In FIG. 4, the energy management device 12 is provided in the distribution board 11. The energy management device 12 is connected to the 200V line (L1-L2) together with the built-in PLC modem 13.

この場合、中継機能を有する上位側モデムは、ＰＬＣ４０ではなく、ＰＬＣ１３とすることができる。
分電盤１１内には、単相３線が集約された状態で存在するので、このように上位側モデムを設置し、接続することも容易である。また、上位側モデムを搭載したエネルギー管理機器１２をさらに、分電盤１１の内蔵機能として搭載することができるので、エネルギー管理システム全体の構成が簡素である。 In this case, the higher-order modem having the relay function can be the PLC 13 instead of the PLC 40.
Since the single-phase three-wires exist in the distribution board 11 in an aggregated state, it is easy to install and connect the higher-order modem in this way. In addition, since the energy management device 12 equipped with the host modem can be further installed as a built-in function of the distribution board 11, the configuration of the entire energy management system is simple.

中継機能を持つ上位側モデムの設置場所としては、実用的には電力メーター４内、又は、分電盤１１内が好適であるが、それらの途中にも設けることは可能である。従って、上位側モデムは、電力メーター４から分電盤１１までの３線集約部位に設けることができると言える。 Practically, the power modem 4 or the distribution board 11 is suitable as a location for installing the higher-order modem having a relay function, but it can also be provided in the middle of them. Therefore, it can be said that the higher-order modem can be provided in the three-wire aggregation part from the power meter 4 to the distribution board 11.

なお、上記実施形態では一般家庭でのエネルギー管理システムとして説明したが、オフィス、店舗等、単相３線式で受電するその他各種の需要家でも同様のエネルギー管理システムを適用することができる。 In the above embodiment, the energy management system has been described as a general home energy management system, but the same energy management system can be applied to various other consumers such as offices and stores that receive power in a single-phase three-wire system.

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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１家（需要家）
４電力メーター
１１分電盤
１２エネルギー管理機器
１３ＰＬＣモデム
１４〜１６ＰＬＣモデム（端末側モデム）
４０ＰＬＣモデム（上位側モデム）
４３通信機能部 1 house (customer)
4 Power meter 11 Distribution board 12 Energy management device 13 PLC modems 14-16 PLC modem (terminal modem)
40 PLC modem (upper modem)
43 Communication function section

Claims

It is an energy management system used for consumers who receive power in a single-phase three-wire system,
A high-order modem connected between two voltage lines and having a power line communication function at a three-wire aggregation part from a power meter to a distribution board;
Provided in association with the electrical equipment of the customer, it is connected between the first line and the neutral line of the voltage line, a first terminal modem having a function of power line communication,
Provided in association with the electrical equipment of the consumer, which is connected between the neutral line and the second line of the voltage line, a second terminal modem having a function of power line communication,
It provided the customer through the upper side modem, and an energy management devices constituting the network of the power line communication with said first, second terminal modem,
The upper modem has a function of redistributing the received power line communication signal between the two voltage lines in the PHY layer and the MAC layer, and a function of communicating only with the energy management device in the upper layer. Having an energy management system.

The energy management system according to claim 1, wherein the upper modem is provided in the power meter.

The energy management system according to claim 1, wherein the upper modem is mounted on the energy management device, and the energy management device is provided on the distribution board.

An energy management system used for consumers who receive power in a single-phase three-wire system via a power meter having a communication function unit that communicates with a power supplier,
An upper modem mounted on the power meter, linked to the communication function unit, connected between two voltage lines, and having a power line communication function;
Provided in association with the electrical equipment of the customer, it is connected between the first line and the neutral line of the voltage line, a first terminal modem having a function of power line communication,
Provided in association with the electrical equipment of the consumer, which is connected between the neutral line and the second line of the voltage line, a second terminal modem having a function of power line communication,
Provided the customer, by being connected between any two wire single-phase three-wire, through the upper side modem, constituting a network of power line communication with said first, second terminal modem provided with energy management equipment, the,
The upper modem has a function of redistributing the received power line communication signal between the two voltage lines in the PHY layer and the MAC layer, and a function of communicating only with the energy management device in the upper layer. Having an energy management system.

The energy management system according to claim 4, wherein the upper modem provides only the information transmitted from the energy management device to the communication function unit.