JP5857583B2 - Electric energy measurement system and electric energy meter - Google Patents
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Description
本発明は、需要家の電力量を計測するシステム及び電力量計に関する。 The present invention relates to a system and a watt hour meter that measure the amount of power of a consumer.
電力系統では、系統の各部の電圧が正常か否かを監視している。このような監視に、電力線通信(PLC:Power Line Communication)の技術が使用されている。また、近年、電力量の検針を自動化すべく、電力量計自身が「検針」を行って電力量の計測データを送信する技術(例えば、特許文献1参照。)が一部で導入されている。 In the electric power system, it is monitored whether the voltage of each part of the system is normal. For such monitoring, a technology of power line communication (PLC) is used. In recent years, in order to automate the metering of electric energy, a technique (for example, refer to Patent Document 1) in which the watt hour meter itself performs “meter reading” and transmits electric energy measurement data has been partially introduced. .
しかしながら、複数の電力線通信が混在すると、信号の相互干渉が発生し、それぞれの通信に支障を来すことも予想される。
かかる課題に鑑み、本発明は、電力線通信の信号の相互干渉に配慮した電力量計測システム及び電力量計を提供することを目的とする。
However, when a plurality of power line communications are mixed, mutual interference of signals occurs, and it is expected that each communication will be hindered.
In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an electric energy measuring system and an electric energy meter in consideration of mutual interference of signals of power line communication.
(1)本発明の電力量計測システムは、複数の電力線に配電する主幹の電力線を介して、電力線通信用の信号注入及び信号抽出が可能な通信親機と、需要家に設けられ、前記通信親機と電力線通信により通信可能な通信子機であって、当該需要家に関する電力量を計測して計測データ信号を前記通信親機に送信する電力量計とを備え、前記通信親機及び前記電力量計は、電力量の計測以外の他の目的の電力線通信が行われる時期を避けて、互いに通信を行うことを特徴とするものである。
なお、より厳密には、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示される。
(1) A power amount measurement system of the present invention is provided in a communication master unit capable of injecting and extracting signals for power line communication via a main power line that distributes power to a plurality of power lines; A communication slave that can communicate with the master by power line communication, comprising a watt hour meter that measures a power amount related to the consumer and transmits a measurement data signal to the communication master, the communication master and the communication device The watt hour meter is characterized in that it communicates with each other while avoiding the time when power line communication for other purposes than the measurement of the electric energy is performed.
More precisely, the scope of the present invention is indicated by the claims.
上記の電力量計測システムにおいては、特別の通信線を必要とせず、電力量の計測に関する電力線通信を、他の目的の電力線通信の信号との相互干渉を防止しつつ、行うことができる。 In the above power amount measurement system, a special communication line is not required, and power line communication related to power amount measurement can be performed while preventing mutual interference with signals of other target power line communication.
(2)また、上記(1)の電力量計測システムにおいて、通信親機は、電力量計に対して計測データ信号の送信を指令し、当該指令に応じて、電力量計は計測データ信号を通信親機に送信するようにしてもよい。
この場合、通信親機は、必要なときに随時、計測データ信号を取得することができる。
(2) In the electric energy measurement system of (1), the communication master unit instructs the watt hour meter to transmit a measurement data signal, and the watt hour meter transmits the measurement data signal in response to the instruction. You may make it transmit to a communication main | base station.
In this case, the communication master unit can acquire the measurement data signal whenever necessary.
(3)また、上記(1)の電力量計測システムにおいて、電力量計は、予め定められた時期になった場合に、計測データ信号を通信親機に送信するようにしてもよい。
この場合、通信親機からの指令が無くても、定期的に計測データ信号を送信することができる。
(3) Moreover, in the electric energy measurement system of the above (1), the electric energy meter may transmit a measurement data signal to the communication base unit when a predetermined time comes.
In this case, even if there is no command from the communication base unit, the measurement data signal can be transmitted periodically.
(4)また、上記(1)又は(2)の電力量計測システムにおいて、通信親機が、接続されている電力系統での事故を検出した場合は、電力量計との電力線通信を中断することが好ましい。
この場合、開閉制御の信号が電力線通信により送信される場合にも、当該信号と、電力量計測に関する信号とが、相互に干渉しない。
(4) In the power measurement system according to (1) or (2), when the communication master detects an accident in the connected power system, power line communication with the watt hour meter is interrupted. It is preferable.
In this case, even when an open / close control signal is transmitted by power line communication, the signal and a signal related to power amount measurement do not interfere with each other.
(5)一方、本発明は、通信親機と電力線通信により通信可能な通信子機であるとともに、需要家に設けられ、当該需要家に関する電力量の計測を行って計測データ信号を送信する電力量計であって、電力量の計測以外の他の目的の電力線通信が行われる時期を避けて、前記通信親機に計測データ信号の送信を行うことを特徴とする。 (5) On the other hand, the present invention is a communication slave that can communicate with a communication master by power line communication, and is provided in a consumer, and measures the amount of power related to the consumer and transmits a measurement data signal. The meter is characterized in that a measurement data signal is transmitted to the communication base unit while avoiding a time when power line communication for purposes other than the measurement of electric energy is performed.
上記の電力量計においては、特別の通信線を必要とせず、電力量の計測に関する電力線通信を、他の目的の電力線通信の信号との相互干渉を防止しつつ、行うことができる。 In the watt-hour meter described above, no special communication line is required, and power line communication related to power amount measurement can be performed while preventing mutual interference with other target power line communication signals.
本発明の電力量計測システム又は電力量計によれば、電力線通信の信号の相互干渉を防止しつつ、電力量の計測に関する電力線通信を行うことができる。 According to the power amount measurement system or the power meter of the present invention, it is possible to perform power line communication related to power amount measurement while preventing mutual interference of signals of power line communication.
図1は、本発明の一実施形態に係る電力量計測システム及びこれに用いる電力量計を、電力系統図と共に示すブロック回路図である。この電力量計測システムは、例えば、一般家庭、店舗、ビル等の需要家を対象として設置される。ここでは、典型的に、一般家庭に用いられるシステムとして説明する。 FIG. 1 is a block circuit diagram showing an electric energy measuring system and an electric energy meter used therefor according to an embodiment of the present invention together with an electric power system diagram. This electric energy measurement system is installed for consumers, such as a general household, a store, and a building, for example. Here, it is typically described as a system used in a general household.
図1において、複数(図示しているのは2戸)の需要家1の各々には、電力供給側から見ると、電力量計2と、分電盤3とが設けられている。分電盤3の下位には、屋内配線を経て、家電機器等の負荷が接続される。電力量計2は、軒下や、家屋の敷地内のポールに設置される。電力量計2は、電力量のデジタル計測機能の他、後述の通信親機52と電力線通信を行うPLCモデムとしての機能(通信子機としての機能)を内蔵している。各電力量計2は固有の識別番号を有しており、通信親機52は個別に各電力量計と通信を行うことができる。
In FIG. 1, a
電力量計測のための電力線通信としては、周波数1kHz以上の信号を用いるものと、1kHz未満の信号を用いるものとがある。より低周波の方が、電力系統のような遠距離搬送には適している。
例えば、低周波の電力線通信の一方式として、商用交流波形のゼロクロス付近に1又は0のデジタル信号を重畳するTWACS(Two-Way Automatic Communications System)が好適である。
As power line communication for measuring electric energy, there are one using a signal having a frequency of 1 kHz or more and one using a signal having a frequency of less than 1 kHz. The lower frequency is suitable for long-distance transportation such as a power system.
For example, a TWACS (Two-Way Automatic Communications System) that superimposes a 1 or 0 digital signal in the vicinity of the zero cross of a commercial AC waveform is suitable as a method of low-frequency power line communication.
上記のような複数の需要家1は、低圧電路L2に接続されている。一般家庭には通常、商用交流電圧として、単相3線式の低圧電路L2(簡略化のため2線のみを図示している。)を経て、200V/100Vが供給されている。この電圧は、戸建て住宅の場合は一般に、6.6kVの高圧を200/100Vの低圧に変圧する柱上トランス4から供給されている。柱上トランス4は、地区ごとに複数(図示しているのは2個のみ)設置されており、それぞれが、複数の需要家を傘下に有している。 The plurality of consumers 1 as described above are connected to the low piezoelectric path L2. A general household is usually supplied with 200V / 100V as a commercial AC voltage via a single-phase three-wire low piezoelectric path L2 (only two wires are shown for simplicity). In the case of a detached house, this voltage is generally supplied from a pole transformer 4 that transforms a high voltage of 6.6 kV to a low voltage of 200/100 V. A plurality of pole transformers 4 are installed in each district (only two are shown), and each has a plurality of customers.
柱上トランス4よりさらに上位には、変電所5がある。変電所5内には例えば特別高圧の77kVを高圧の6.6kVに変圧する配電トランス51が設置されている。この配電トランス51から、高圧電路L1(通常3相3線又は4線であるが簡略化のため2線を図示している。)を経て、柱上トランス4に電圧が付与されている。すなわち、高圧電路L1は、柱上トランス4を経て複数の低圧の電力線に配電する主幹の電力線である。
There is a substation 5 above the pole transformer 4. In the substation 5, for example, a
変電所5内には、PLCモデムである通信親機52が設置されている。この通信親機52は、前述の信号重畳方式で高圧電路L1に電力線通信の信号を注入又は高圧電路L1から信号を抽出することにより、柱上トランス4及び低圧電路L2を介して、各戸の通信子機である電力量計2と電力線通信を行うことができる。
上記通信親機52は、電力系統の監視や情報の収集を行う監視装置6と、通信ケーブルによって接続されている。このような監視装置6は、典型的には、電力会社の中央指令室等に設置される。
In the substation 5, a
The
次に、上記のように構成された電力系統における、電力量計測システムについて説明する。
電力量の計測は、例えば、通信親機52から各電力量計2に与えられる指令に基づいて行うことができる。すなわち、通信親機52は、必要な時に、電力量計測の指令信号を、各電力量計2に対して送信する。送信は、例えば、電力量計ごとにタイミングをずらして順番に行われる。指令信号を受信した電力量計2は、現在の電力量の指示値を計測し、その計測データ信号を自己の識別番号と共に通信親機52に送信する。通信親機52は、受信した計測データ信号を監視装置6に送信する。このような手順を、各電力量計について行うことにより、特別の通信線を必要とせず、電力量の計測を行うことができる。また、通信親機52は、必要なときに随時、計測データ信号を取得することができる。
Next, an electric energy measurement system in the electric power system configured as described above will be described.
The measurement of the electric energy can be performed based on, for example, a command given from the
なお、電力量の計測に関する通信の手順は、上記以外にも種々の方式があり得る。例えば、通信親機52からブロードキャスト方式で変電所5の傘下にある全ての電力量計に一斉に計測の指令信号を送信し、各電力量計は、予め自己に割り当てられた応答の順位に従って逐次、計測データ信号を通信親機52に送信するようにしてもよい。
There may be various methods other than the above for the communication procedure related to the measurement of the electric energy. For example, a measurement command signal is transmitted from the
また、通信親機52からの指令に依存せず、各電力量計2から自発的に計測データ信号を送信するようにしてもよい。例えば、電力量の計測を行う時期を電力量計2ごとに予め定めておき、各電力量計に当該時期を記憶させておく。各電力量計2は、定められた時期が来ると、電力量を計測し、計測データを通信親機52に送信する。定められた時期を、各電力量計でずらしておくことにより、同時に複数の電力量計から計測データが送信されることを、防止することできる。この場合は、通信親機52から特に指令が無くても、定期的に、各電力量計2から計測データ信号を送信することができる。
In addition, the measurement data signal may be transmitted spontaneously from each watt-
一方、電力系統では、電力量計測以外にも、電力線通信が行われている。例えば、変電所5の下位にある各部の電圧が正常か否かをチェックする信号や、電力系統の事故時の遮断、再投入等の開閉信号は、電力線通信によって送受信される。これらは、例えば、商用電源の周波数よりも高い周波数の、微小な振幅の正弦波信号として商用交流に重畳される。
従って、他の電力線通信の事情も考慮して、電力量計測を行うことが必要である。
On the other hand, in the electric power system, power line communication is performed in addition to power amount measurement. For example, a signal for checking whether or not the voltage of each part below the substation 5 is normal, and an open / close signal such as shut-off and re-injection in the event of a power system failure are transmitted and received by power line communication. These are superimposed on the commercial alternating current as, for example, a sine wave signal having a minute amplitude with a frequency higher than that of the commercial power supply.
Therefore, it is necessary to measure the amount of electric power in consideration of other power line communication situations.
図2は、電力量計測の指令信号Soを送信するタイミングの一例を示す図である。図2の(a)に示す電圧チェック信号Sx(t1〜t2,t3〜t4)のように定期的に送信されている信号がある場合には、その合間となる時刻t2からt3までの間に、通信親機52は、指令信号Soを送信する。通信親機52は、常に、電力線通信の信号を監視しており、他の目的の電力線通信が行われる可能性がある場合には、当該目的の信号が送信されない時期に、信号の送信を行う。子機側の電力量計2も同様に、電力線通信の信号を監視しており、他の目的の電力線通信が行われる可能性がある場合には、当該目的の信号が送信されない時期に、計測データ信号Smの送信を行う。このようにして、他の電力線通信の信号との相互干渉を確実に防止しつつ、電力量計測を行うことができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the timing at which the command signal So for measuring the electric energy is transmitted. When there is a signal that is periodically transmitted, such as the voltage check signal Sx (t1 to t2, t3 to t4) shown in FIG. 2 (a), it is between the times t2 and t3 that are in between. The
また、図2の(b)において、電力系統の事故(例えば地絡)が時刻t11に発生した場合、関連する開閉器が一旦開かれ、逐次再投入される。この再投入の過程で事故原因の場所を特定できれば、その場所への通電を回避しつつ、通電可能な系統には別のルートで通電する等の制御が行われる。このような開閉制御の信号Syが電力線通信として送信される可能性がある時間帯Δt(t11〜t12)は、経験的・統計的にわかっている。 In addition, in FIG. 2B, when a power system accident (for example, ground fault) occurs at time t11, the associated switch is once opened and sequentially reapplied. If the location of the cause of the accident can be identified in the process of recharging, control such as energizing the system that can be energized by another route while avoiding energization to that location is performed. The time zone Δt (t11 to t12) in which such a switching control signal Sy may be transmitted as power line communication is empirically and statistically known.
そこで、このような時間帯Δtの間は、電力量計測のための電力線通信を中断する。時刻t12において事故からの復帰が確認されると、そこから所定時間後の時刻t13において、電力量計測の電力線通信を再開し、計測の指令信号So(又は計測データ信号Sm)を送信する。このような所定時間の中断により、開閉制御の信号Syが電力線通信により送信される場合にも、当該信号Syと、電力量計測に関する信号とが、相互に干渉しない。 Therefore, the power line communication for measuring the electric energy is interrupted during such a time zone Δt. When the return from the accident is confirmed at time t12, power line communication for measuring the electric energy is resumed at a time t13 after a predetermined time, and a measurement command signal So (or measurement data signal Sm) is transmitted. Even when the opening / closing control signal Sy is transmitted by power line communication due to such interruption of the predetermined time, the signal Sy and the signal related to the power amount measurement do not interfere with each other.
また、通信親機52(又は電力量計2)は、例えば時刻t12において、事故からの復旧を検出した場合、復旧からさらに一定時間経過後の時刻t13に、指令信号So(又は計測データ信号Sm)を送信するので、より確実に、他の電力線通信の信号Syとの相互干渉を回避しながら、電力量計測を行うことができる。 For example, when the communication master device 52 (or the watt-hour meter 2) detects the recovery from the accident at time t12, the command signal So (or the measurement data signal Sm) at time t13 after a certain time has elapsed since the recovery. ) Is transmitted more reliably, while avoiding mutual interference with other power line communication signal Sy.
なお、他の電力線通信の信号(Sx,Sy)と、電力量計測の指令信号So(又は計測データ信号Sm)とは、前述のように、互いに信号重畳の方式が異なるので、通信親機52及び各電力量計2は、電力量計測に関する信号(So,Sm)のみを選択的に受信することができる。
Since the other power line communication signals (Sx, Sy) and the power amount measurement command signal So (or measurement data signal Sm) have different signal superposition methods as described above, the
以上のような電力量計測システム及び電力量計2によれば、電力量の計測に関する電力線通信を、他の目的の電力線通信の信号との相互干渉を防止しつつ、行うことができる。また、電力線(L1,L2)の利用により、電力量計測のための通信線を新たに設けることは不要である。
According to the electric energy measurement system and the
なお、上記実施形態において、通信親機52の設置場所は、複数の電力線に配電する主幹の電力線に対して電力線通信用の信号注入を行う点で変電所5内が好適であるが、必ずしも変電所5内に限定される訳ではない。
In addition, in the said embodiment, although the place where the communication main |
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 需要家
2 電力量計(通信子機)
52 通信親機
L1 低圧電路(電力線)
L2 高圧電路(主幹の電力線)
1
52 Communication Master L1 Low Piezoelectric Road (Power Line)
L2 High piezoelectric road (main power line)
Claims (5)
複数の需要家にそれぞれ設けられ、前記通信親機と電力線通信により通信可能な通信子機であって、当該需要家に関する電力量を計測して計測データ信号を前記通信親機に送信する電力量計とを備え、
前記通信親機及び前記各電力量計は、電力線通信の信号を監視し、電力量の計測以外の他の目的の電力線通信が行われる可能性がある時期を避けて、かつ、各電力量計ごとにタイミングをずらして、互いに電力量の計測に関する通信を行うことを特徴とする電力量計測システム。 A communication master unit capable of signal injection and signal extraction for power line communication via a main power line that distributes power to a plurality of power lines,
A communication slave unit provided in each of a plurality of consumers and capable of communicating with the communication master unit by power line communication, and measuring a power amount related to the consumer and transmitting a measurement data signal to the communication master unit With a meter,
The communication base unit and each watt hour meter monitor a signal of power line communication, avoid a time when there is a possibility that power line communication for purposes other than the measurement of power amount is performed, and each watt hour meter A power amount measurement system characterized in that the communication is performed with respect to the measurement of the power amount with each other at different timings .
電力線通信の信号を監視し、電力量の計測以外の他の目的の電力線通信が行われる可能性がある時期を避けて、かつ、当該電力量計に与えられたタイミングで、前記通信親機に計測データ信号の送信を行うことを特徴とする電力量計。 It is a communication slave that can communicate with a communication parent device by power line communication, and is a watt-hour meter that is provided in a consumer and measures a power amount related to the consumer and transmits a measurement data signal.
Monitor the signal of the power line communication, avoid the time when the power line communication for other purposes other than the measurement of the electric energy may be performed, and at the timing given to the watt hour meter , A watt-hour meter that transmits a measurement data signal.
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