JP6180851B2

JP6180851B2 - Automatic meter reading system

Info

Publication number: JP6180851B2
Application number: JP2013180901A
Authority: JP
Inventors: 敏幸前多; 佐々木　博之; 博之佐々木
Original assignee: NEC Magnus Communications Ltd
Current assignee: NEC Magnus Communications Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: JP2015050620A

Description

本発明は、ＰＬＣ（Power Line Communication：電力線通信）を利用した電力使用量の検針システムに関するものである。 The present invention relates to a power usage metering system using PLC (Power Line Communication).

近年、電力会社においては、各需要者の電力使用量を遠隔地から収集する自動検針システムの導入が進みつつある（例えば特許文献１参照）。 In recent years, in electric power companies, introduction of an automatic meter-reading system that collects the amount of power used by each consumer from a remote location is being advanced (for example, see Patent Document 1).

自動検針システムでは、親機ＰＬＣモデム（以下、検針用親機ＰＬＣモデムという）が電柱等に取り付けられ、検針データを親機ＰＬＣモデムに送信するための子機ＰＬＣモデム（以下、検針用子機ＰＬＣモデムという）が各需要者の電力メータに内蔵される。これらのＰＬＣモデムは電柱と電力メータとを結ぶ電力線を通信路として利用するので、新規に通信線を敷設する必要がなく、導入コストの面で非常に有利である。 In the automatic meter reading system, a master PLC modem (hereinafter referred to as a master meter PLC modem for meter reading) is attached to a utility pole or the like, and a slave PLC modem for transmitting meter reading data to the master PLC modem (hereinafter referred to as a slave meter slave meter). A PLC modem) is built into each consumer's power meter. Since these PLC modems use a power line connecting a power pole and a power meter as a communication path, there is no need to newly lay a communication line, which is very advantageous in terms of introduction cost.

一方、エコロジーの観点から節電への関心が高まっており、ＩＴを使って最適なエネルギー管理を実現するＨＥＭＳ（Home Energy Management System：家庭内電力管理システム）を導入する家庭が増えてきている（例えば特許文献２参照）。 On the other hand, interest in power saving is increasing from an ecological point of view, and an increasing number of homes are introducing HEMS (Home Energy Management System) that realizes optimal energy management using IT (for example, Patent Document 2).

ＨＥＭＳでは中央制御装置としてのＨＥＭＳサーバが用いられる。ＨＥＭＳサーバはエアコンなどの各家電機器の運転状況や消費電力をモニタリングしながらそれらを自動制御する。ＨＥＭＳによれば、エネルギー需給を可視化し、電気を自動制御して生活の快適さを保ちながら節電することが可能である。 In HEMS, a HEMS server as a central control device is used. The HEMS server automatically controls the home appliances such as air conditioners while monitoring the operating status and power consumption. According to HEMS, energy supply and demand can be visualized, and electricity can be automatically controlled to save electricity while maintaining the comfort of life.

特開２０１１−２２３０６３号公報JP 2011-223063 A 特開２０１１−２５４２２９号公報JP 2011-254229 A

ＨＥＭＳにおいて、家庭内の全消費電力を把握するために電力メータから電力量データを取得したいという要望がある。しかし、電力メータ及び自動検針システムは電力会社の管理下で運用されており、ＨＥＭＳは各家庭内で閉じられたシステムであるため、相互の連携は困難である。 In HEMS, there is a demand for acquiring power amount data from a power meter in order to grasp the total power consumption in the home. However, since the electric power meter and the automatic meter reading system are operated under the control of the electric power company and the HEMS is a closed system in each home, mutual cooperation is difficult.

そこで、電力メータ内にＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデムを設置し、ＨＥＭＳサーバにＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデムを接続し、自動検針システムとは無関係にＨＥＭＳサーバが電力メータと通信する方法が検討されている。この場合、ＨＥＭＳサーバから親機−子機ＰＬＣモデムを介して電力メータに向けて電力量データの送信リクエストを送信すると、電力メータが電力量データをＨＥＭＳサーバに向けて送信するようにあらかじめ手順を設定しておけばよい。この方法によれば、ＨＥＭＳ側でも電力量データを利用することが可能となる。 Therefore, a method in which a HEMS slave PLC modem is installed in the power meter, the HEMS master PLC modem is connected to the HEMS server, and the HEMS server communicates with the power meter regardless of the automatic meter reading system is being studied. . In this case, when a transmission request for power amount data is transmitted from the HEMS server to the power meter via the master-slave device PLC modem, the procedure is previously performed so that the power meter transmits the power amount data to the HEMS server. Just set it up. According to this method, it is possible to use power amount data on the HEMS side.

しかしながら、電力メータはＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデムおよびＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデムを介してＨＥＭＳサーバに向けて電力量データを送信すると、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデムの送信信号が同じ電力線に接続されている他の需要者の検針用子機ＰＬＣモデムに届いてしまうという問題がある。このとき、他の検針用子機ＰＬＣモデムが検針用親機ＰＬＣモデムと通信している最中であれば、信号が干渉して通信障害となるおそれがある。自動検針システムには検針データを極めて高い収率で確実に収集できることが求められており、そのためには通信障害の原因を徹底的に排除する必要がある。 However, when the power meter transmits power amount data to the HEMS server via the HEMS slave PLC modem and the HEMS master PLC modem, the transmission signal of the HEMS slave PLC modem is connected to the same power line. There is a problem in that it reaches the PLC modem of the other customer's meter reading. At this time, if another meter-reading slave device PLC modem is communicating with the meter-reading master device PLC modem, there is a possibility that signals interfere with each other, resulting in a communication failure. An automatic meter reading system is required to reliably collect meter reading data with an extremely high yield. To that end, it is necessary to thoroughly eliminate the cause of communication failure.

したがって、本発明の目的は、電力メータとＨＥＭＳサーバとの間でＰＬＣモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の親機−子機ＰＬＣモデム間の通信障害を抑えて検針データの収率を高めることが可能な自動検針システムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to realize power line communication using a PLC modem between a power meter and a HEMS server, while suppressing a communication failure between a master unit and a slave unit PLC modem on the meter reading system side. An object of the present invention is to provide an automatic meter reading system capable of increasing the yield.

上記課題を解決するため、本発明による自動検針システムは、需要者の電力使用量を計測する複数の電力メータと、前記複数の電力メータの各々から第１の電力量データを収集する第１のサーバと、前記第１のサーバに接続された第１のＰＬＣモデムと、前記複数の電力メータの各々に接続されるとともに、電力線を介して前記第１のＰＬＣモデムと通信を行う複数の第２のＰＬＣモデムと、需要者宅内の電力を管理する第２のサーバと、前記第２のサーバに接続された第３のＰＬＣモデムと、前記複数の電力メータのうち前記第２のサーバを導入する需要者の電力メータに接続されるとともに、前記電力線を介して前記第３のＰＬＣモデムと通信を行う第４のＰＬＣモデムとを備え、前記第１のＰＬＣモデムと前記第２のＰＬＣモデムとの間のＯＦＤＭ変調方式による第１の通信に用いるサブキャリア群の周波数配置と、前記第３のＰＬＣモデムと前記第４のＰＬＣモデムとの間のＯＦＤＭ変調方式による第２の通信に用いるサブキャリア群の周波数配置がずれていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an automatic meter-reading system according to the present invention includes a plurality of power meters for measuring a consumer's power consumption, and a first power amount data collected from each of the plurality of power meters. A server, a first PLC modem connected to the first server, and a plurality of second modems connected to each of the plurality of power meters and communicating with the first PLC modem via a power line. A PLC modem, a second server for managing power in the customer's home, a third PLC modem connected to the second server, and the second server among the plurality of power meters. A fourth PLC modem connected to the consumer's power meter and communicating with the third PLC modem via the power line, wherein the first PLC modem and the second PLC modem Of the subcarrier group used for the first communication based on the OFDM modulation scheme of the subcarrier group used for the second communication based on the OFDM modulation scheme between the third PLC modem and the fourth PLC modem. The frequency arrangement is shifted.

本発明によれば、検針システム及びＨＥＭＳのいずれか一方から見た他方の信号はノイズとみなされるので、通信の相互干渉を防止することができる。したがって、第１の電力メータと第２のサーバとの間でＰＬＣモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の第１−第２ＰＬＣモデム間の通信障害を抑えて検針データの収率を高めることができる。 According to the present invention, the other signal viewed from one of the meter reading system and the HEMS is regarded as noise, so that mutual interference in communication can be prevented. Therefore, while realizing the power line communication using the PLC modem between the first power meter and the second server, the communication error between the first and second PLC modems on the meter reading system side is suppressed and the yield of meter reading data is obtained. Can be increased.

本発明において、前記第１および第２の通信に用いる各サブキャリアのバンド幅はＢｗであり、前記第１の通信に用いるサブキャリア群の周波数配置と前記第２の通信に用いるサブキャリア群の周波数配置とのずれ量はＢｗ／４であることが好ましい。また、前記第１および第２の通信に用いる各サブキャリアのバンド幅はＢｗであり、前記第１の通信に用いるサブキャリア群の中から選ばれた中心周波数が最も低いサブキャリアの当該中心周波数をｆｃ１とし、前記第２の通信に用いるサブキャリア群の中から選ばれた中心周波数が最も低いサブキャリアの当該中心周波数をｆｃ２とするとき、中心周波数の差（｜ｆｃ１−ｆｃ２｜）が、Ｂｗ／４であることが好ましい。この構成によれば、第１および第２の通信にそれぞれ用いる２つのサブキャリア群の周波数配置を最も大きくずらすことができる。したがって、通信の相互干渉を確実に防止することができ、検針データの収率を高めることができる。 In the present invention, the bandwidth of each subcarrier used for the first communication and the second communication is Bw, and the frequency arrangement of the subcarrier group used for the first communication and the subcarrier group used for the second communication are The amount of deviation from the frequency arrangement is preferably Bw / 4. The bandwidth of each subcarrier used for the first and second communications is Bw, and the center frequency of the subcarrier having the lowest center frequency selected from the subcarrier group used for the first communication Is fc1, and when the center frequency of the subcarrier having the lowest center frequency selected from the subcarrier group used for the second communication is fc2, the difference between the center frequencies (| fc1−fc2 |) is Bw / 4 is preferable. According to this configuration, the frequency arrangement of the two subcarrier groups used for the first and second communications can be shifted most greatly. Therefore, mutual interference of communication can be surely prevented, and the yield of meter reading data can be increased.

本発明において、前記第２の通信のサブキャリア数は、前記第１のサブキャリア数よりも１つ少ないことが好ましい。この構成によれば、サブキャリアを規定の周波数範囲内に収めつつ、できるだけ多くのサブキャリアを用いてＨＥＭＳ側のＯＦＤＭ変調方式による通信を実現することができる。 In the present invention, it is preferable that the number of subcarriers in the second communication is one less than the number of first subcarriers. According to this configuration, it is possible to realize communication using the OFDM modulation scheme on the HEMS side using as many subcarriers as possible while keeping the subcarriers within a specified frequency range.

本発明によれば、電力メータとＨＥＭＳサーバとの間でＰＬＣモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の親機−子機ＰＬＣモデム間の通信障害を抑えて検針データの収率を高めることが可能な自動検針システムを提供することができる。 According to the present invention, while realizing power line communication using a PLC modem between a power meter and a HEMS server, a communication failure between a master unit and a slave unit PLC modem on the meter-reading system side is suppressed, and the yield of meter-reading data is increased. It is possible to provide an automatic meter-reading system capable of increasing the speed.

図１は、本発明の好ましい実施の形態による自動検針システムの構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an automatic meter reading system according to a preferred embodiment of the present invention. 図２は、ＰＬＣモデムの構成を機能的に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram functionally showing the configuration of the PLC modem. 図３は、自動検針システムにおけるＣＳＭＡ／ＣＡの問題を簡単に説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for briefly explaining the problem of CSMA / CA in the automatic meter reading system. 図４は、サブキャリア群の周波数配置を模式的に示す図であって、（ａ）は検針システム側の通信に用いるサブキャリア群、（ｂ）はＨＥＭＳ側の通信に用いるサブキャリア群をそれぞれ示している。FIG. 4 is a diagram schematically showing the frequency arrangement of subcarrier groups, where (a) shows a subcarrier group used for meter reading system side communication, and (b) shows a subcarrier group used for HEMS side communication, respectively. Show.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の好ましい実施の形態による自動検針システムの構成を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an automatic meter reading system according to a preferred embodiment of the present invention.

図１に示すように、本実施形態による自動検針システム１は、例えば集合住宅１０の各戸１０ａ〜１０ｄの電力使用量を検針するためのものであり、電柱２等に設置された検針用親機ＰＬＣモデム１１（第１のＰＬＣモデム）と、各戸の電力メータ１２ａ〜１２ｄにそれぞれ内蔵された検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄ（第２のＰＬＣモデム）ならびにＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄ（第４のＰＬＣモデム）と、ＨＥＭＳを導入する家庭に設置されたＨＥＭＳサーバ１７と、ＨＥＭＳサーバ１７において電力線通信を実現するためのＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８（第３のＰＬＣモデム）とを備えている。 As shown in FIG. 1, the automatic meter reading system 1 according to the present embodiment is for measuring the amount of power used in each of the doors 10 a to 10 d of the apartment house 10, for example. PLC modem 11 (first PLC modem), meter-reading cordless handset PLC modems 13a-13d (second PLC modem) and HEMS cordless handset PLC modems 14a-14d built in the power meters 12a-12d of each house (Fourth PLC modem), a HEMS server 17 installed in a home where HEMS is introduced, and a HEMS master PLC modem 18 (third PLC modem) for realizing power line communication in the HEMS server 17 I have.

変電所３から供給される電力は柱上トランス４、電力引き込み線５ａ、電力メータ１２ａ〜１２ｄおよびブレーカ１６ａ〜１６ｄを経由して各需要者ａ〜ｄの家電機器９ａ〜９ｄにそれぞれ供給される。検針用親機ＰＬＣモデム１１の一方の通信端子は例えば光ネットワーク６を介して検針サーバ７（第１のサーバ）に接続されており、他方の通信端子は電力引き込み線５ａに接続されている。 The electric power supplied from the substation 3 is supplied to the consumer electronics devices 9a to 9d of the respective consumers a to d via the pole transformer 4, the power lead-in wire 5a, the power meters 12a to 12d, and the breakers 16a to 16d. . One communication terminal of the meter-reading master device PLC modem 11 is connected to the meter-reading server 7 (first server) via the optical network 6, for example, and the other communication terminal is connected to the power lead-in line 5a.

電力メータ１２ａ〜１２ｄ内の検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄの一方の通信端子は対応する電力メータ１２ａ〜１２ｄのコントローラ１５ａ〜１５ｄにそれぞれ接続されており、他方の通信端子は電力引き込み線５ａに接続されている。ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄも同様に、その一方の通信端子は対応する電力メータ１２ａ〜１２ｄのコントローラ１５ａ〜１５ｄにそれぞれ接続されており、他方の通信端子は電力引き込み線５ａに接続されている。 One communication terminal of the meter-reading slave PLC modems 13a to 13d in the power meters 12a to 12d is connected to the controllers 15a to 15d of the corresponding power meters 12a to 12d, respectively, and the other communication terminal is the power lead-in wire 5a. It is connected to the. Similarly, the HEMS handset PLC modems 14a to 14d have one communication terminal connected to the controller 15a to 15d of the corresponding power meter 12a to 12d, and the other communication terminal connected to the power lead-in line 5a. ing.

なお、各子機ＰＬＣモデムが電力メータ１２ａ〜１２ｄ内に内蔵されている場合、コントローラ１５ａ〜１５ｂはそれらのＰＬＣモデムに対する狭義の電力メータとして位置付けられ、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄならびにＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｂは狭義の電力メータに接続されており、コントローラ１５ａ〜１５ｄの動作は電力メータ１２ａ〜１２ｄの動作と等価であると考えることができる。 In addition, when each cordless handset PLC modem is built in the power meters 12a to 12d, the controllers 15a to 15b are positioned as power meters in a narrow sense with respect to those PLC modems, and the meter reading cordless handset PLC modems 13a to 13d and HEMS The slave unit PLC modems 14a to 14b are connected to a power meter in a narrow sense, and the operation of the controllers 15a to 15d can be considered to be equivalent to the operation of the power meters 12a to 12d.

本実施形態においては需要者ａがＨＥＭＳを導入しており、ＨＥＭＳサーバ（第２のサーバ）１７は需要者ａの宅内にのみ設置されている。ＨＥＭＳサーバ１７は例えばZigBee（登録商標）などの近距離無線ネットワーク８を介して宅内の個々の家電機器９ａに接続されている。ＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８の一方の通信端子はＨＥＭＳサーバ１７に接続されており、他方の通信端子は宅内の電力線５ｂに接続されている。なお、多くの場合、ＨＥＭＳサーバ１７およびＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８は分電盤（不図示）の近くに設置される。 In this embodiment, the consumer a has introduced HEMS, and the HEMS server (second server) 17 is installed only in the customer a's home. The HEMS server 17 is connected to individual home appliances 9a in the home via a short-range wireless network 8 such as ZigBee (registered trademark). One communication terminal of the HEMS main unit PLC modem 18 is connected to the HEMS server 17, and the other communication terminal is connected to the power line 5b in the house. In many cases, the HEMS server 17 and the HEMS master PLC modem 18 are installed near a distribution board (not shown).

図２は、ＰＬＣモデム（電力線モデム）の構成を機能的に示すブロック図である。このＰＬＣモデム２０は、検針用親機ＰＬＣモデム１１、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄ、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄ、ＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８として用いることができる汎用的なものである。 FIG. 2 is a block diagram functionally showing the configuration of the PLC modem (power line modem). The PLC modem 20 is a general-purpose one that can be used as the meter-reading master device PLC modem 11, meter-reading slave device PLC modems 13a to 13d, HEMS slave device PLC modems 14a to 14d, and HEMS master device PLC modem 18. It is.

図２に示すように、ＰＬＣモデム２０は、制御部２１、メモリ２２、インターフェース（Ｉ／Ｆ）２３、通信部２４、変調部２５、送信部２６、復調部２７、受信部２８およびマルチプレクサ２９を有している。 As shown in FIG. 2, the PLC modem 20 includes a control unit 21, a memory 22, an interface (I / F) 23, a communication unit 24, a modulation unit 25, a transmission unit 26, a demodulation unit 27, a reception unit 28, and a multiplexer 29. Have.

制御部２１は、上位装置から各種の情報を取得し、取得した情報に基づいてＰＬＣモデム２０の各部を制御する。ここにいう上位装置とは、検針用親機ＰＬＣモデム１１であれば検針サーバ７、ＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８であればＨＥＭＳサーバ１７、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａやＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａであれば電力メータ１２ａのコントローラ１５ａである。 The control unit 21 acquires various types of information from the host device and controls each unit of the PLC modem 20 based on the acquired information. The host device here refers to the meter-reading server 7 for the meter-reading master device PLC modem 11, and the HEMS server 17, the meter-reading slave device PLC modem 13 a and the HEMS slave device PLC modem for the HEMS master-device PLC modem 18. If it is 14a, it is the controller 15a of the electric power meter 12a.

メモリ２２は、制御部２１の指示に従い、上位装置から入力されるデータを記憶する記憶手段である。またメモリ２２には設定情報を含む各種情報が記録されている。 The memory 22 is a storage unit that stores data input from the host device in accordance with an instruction from the control unit 21. Various information including setting information is recorded in the memory 22.

インターフェース部２３は、上位装置とのインターフェースであり、上位装置から上位レイヤデータを受け取り、通信部２４に出力する。また、通信部２４から上位レイヤデータの入力を受け、上位装置に出力する。 The interface unit 23 is an interface with a higher-level device, receives higher-layer data from the higher-level device, and outputs it to the communication unit 24. Also, the upper layer data is received from the communication unit 24 and is output to the upper device.

通信部２４はヘッダーを含む送受信信号の処理を行う機能部であり、例えばＤＳＰ(Digital Signal Processor)によって構成される。具体的な処理としては、インターフェース部２３から送信すべき上位レイヤデータの供給を受け、パイロットデータや宛先ＭＡＣアドレスなどを含むヘッダーと誤り訂正のための冗長データとを付加し、送信データとして変調部２５に送出する。また、復調部２７からヘッダーと上位レイヤデータとを含む受信データの入力を受け、その中のヘッダーに応じた処理および誤り訂正処理を行うとともに、上位レイヤデータのインターフェース部２３への出力を行う。 The communication unit 24 is a functional unit that processes transmission / reception signals including a header, and is configured by, for example, a DSP (Digital Signal Processor). Specifically, the upper layer data to be transmitted is received from the interface unit 23, a header including pilot data, a destination MAC address, and the like, and redundant data for error correction are added, and the modulation unit is transmitted as transmission data. 25. In addition, receiving data including a header and higher layer data is input from the demodulator 27, and processing and error correction processing corresponding to the header in the received data are performed, and higher layer data is output to the interface unit 23.

変調部２５は、制御部２１の指示に従い、ＯＦＤＭ変調方式並びに位相変調方式の中から一の変調方式を選択する。そして、選択した一の変調方式を用い、送信データに基づいて搬送波信号を変調し、変調方式に応じた既知の同期信号を含む所定のプリアンブルを付加するとともに、電波法施行規則の規定（搬送波出力）に則り変調処理に用いた通信方式に応じて信号の振幅を制御した後、送信部２６に出力する。 The modulation unit 25 selects one modulation method from the OFDM modulation method and the phase modulation method in accordance with an instruction from the control unit 21. Then, using one selected modulation method, the carrier signal is modulated based on the transmission data, a predetermined preamble including a known synchronization signal corresponding to the modulation method is added, and the radio wave law enforcement regulations (carrier output) ), The amplitude of the signal is controlled in accordance with the communication method used for the modulation process, and then output to the transmitter 26.

送信部２６は、変調部２５から入力された信号を電力線に送出可能な信号に変換してから、電力線に送出する機能を有する。具体的には、変調部２５から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するとともに、バンドパスフィルタを用いて不要な周波数帯の成分を取り除き、さらに所定の増幅率で増幅して、マルチプレクサ２９を介して電力線に送出する。 The transmission unit 26 has a function of converting the signal input from the modulation unit 25 into a signal that can be transmitted to the power line, and then transmitting the signal to the power line. Specifically, the digital signal input from the modulation unit 25 is converted into an analog signal, an unnecessary frequency band component is removed using a bandpass filter, and the multiplexer 29 is further amplified by a predetermined amplification factor. To the power line.

受信部２８は、電力線に到来した信号を受信してデジタル信号に変換し、復調部２７に出力する機能を有する。具体的には、マルチプレクサ２９を介して受信された信号からバンドパスフィルタを用いて不要な高低周波成分を取り除き、さらに所定の増幅率で増幅した後、サンプリングしてデジタル信号に変換し、復調部２７に出力する。 The receiving unit 28 has a function of receiving a signal arriving on the power line, converting it to a digital signal, and outputting the digital signal to the demodulating unit 27. Specifically, unnecessary high and low frequency components are removed from the signal received through the multiplexer 29 using a band pass filter, further amplified with a predetermined amplification factor, sampled and converted into a digital signal, and demodulator 27.

復調部２７は、受信部２８から入力されるデジタル信号を、ＯＦＤＭ変調方式および位相変調方式を用いて復調する機能を有する。復調部２７は、復調によって得た信号を通信部２４に出力する。また復調部２７は、受信部２８から入力された信号から既知の同期信号を検出する同期検出機能を有している。ここで検出される同期信号は、ＯＦＤＭ変調方式の同期信号又は位相変調方式の同期信号であり、復調部２７は、検出した同期信号から復調に用いる変調方式を決定する。 The demodulator 27 has a function of demodulating the digital signal input from the receiver 28 using an OFDM modulation scheme and a phase modulation scheme. The demodulator 27 outputs a signal obtained by demodulation to the communication unit 24. The demodulator 27 has a synchronization detection function for detecting a known synchronization signal from the signal input from the receiver 28. The synchronization signal detected here is an OFDM modulation system synchronization signal or a phase modulation system synchronization signal, and the demodulation unit 27 determines a modulation system to be used for demodulation from the detected synchronization signal.

自動検針システムでは、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの低周波数帯域の電力線通信が使用される。この電力線通信で使用される変調方式のうち、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，直交波周波数分割多重)変調方式は、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域をフルに用い、かつサブキャリアごとの適応変調を行えるので、比較的高速かつ信頼性の高い通信を実現できるという利点を有するが、電波法施行規則において全サブキャリアの合計出力値が１００ｍＷ以下に制限されている。また、１１５ｋＨｚ又は１３２ｋＨｚを用いる位相変調方式（位相振幅変調方式を含む）は、搬送波出力が３５０ｍＷ以下に制限されている。位相変調方式は、ＯＦＤＭ変調方式に比べると低速な通信しかできないが、ノイズが多い環境下での通信や遠方との通信に有効である。さらに、２００ｋＨｚ〜４５０ＫＨｚのスペクトル拡散方式では搬送波出力が１０ｍＷ以下に制限されており、１０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚのスペクトル拡散方式では搬送波出力が３０ｍＷ以下に制限されている。 In the automatic meter reading system, power line communication in a low frequency band of 10 kHz to 450 kHz is used. Among the modulation schemes used in this power line communication, the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation scheme uses the full band of 10 kHz to 450 kHz and can perform adaptive modulation for each subcarrier. Although it has an advantage that it can realize relatively high-speed and highly reliable communication, the total output value of all subcarriers is limited to 100 mW or less in the Radio Law Enforcement Rules. Further, in the phase modulation method (including phase amplitude modulation method) using 115 kHz or 132 kHz, the carrier wave output is limited to 350 mW or less. The phase modulation method can only communicate at a lower speed than the OFDM modulation method, but is effective for communication in a noisy environment and communication with a distant place. Furthermore, the carrier wave output is limited to 10 mW or less in the spread spectrum method of 200 kHz to 450 KHz, and the carrier wave output is limited to 30 mW or less in the spread spectrum method of 10 kHz to 200 kHz.

このように、電力線通信では搬送波出力の最大レベルが規定されているが、検針システム側では確実な通信のため、通常は最大レベルでの通信が行われることが多い。これに対し、ＨＥＭＳ側では検針システム側との信号の干渉を防止するため、検針システム側の送信信号よりも低い出力レベルで送信信号を出力することが好ましいが、ほぼ最大レベルで出力することも可能である。後述するように、ＨＥＭＳサーバ１７と電力メータ１２ａとの間の通信に用いるＯＦＤＭサブキャリア群の周波数配置は、検針システム側の通信に用いるＯＦＤＭサブキャリア群の周波数配置とずれており、相互の通信干渉が発生しないからである。 Thus, although the maximum level of the carrier wave output is defined in the power line communication, the meter reading system side usually performs communication at the maximum level for reliable communication. On the other hand, in order to prevent signal interference with the meter reading system side on the HEMS side, it is preferable to output the transmission signal at a lower output level than the transmission signal on the meter reading system side. Is possible. As will be described later, the frequency arrangement of the OFDM subcarrier group used for communication between the HEMS server 17 and the power meter 12a is different from the frequency arrangement of the OFDM subcarrier group used for communication on the meter-reading system side. This is because no interference occurs.

図１の構成において、電力会社による自動検針の方法は従来通りである。すなわち、各戸の検針データ（第１の電力量データ）は電力メータ１２ａ〜１２ｄによって計測され、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄを介して検針用親機ＰＬＣモデム１１に送信され、さらに光ネットワーク６を介して検針サーバ７に転送される。電力量データは、検針サーバ７からのリクエストに応じて送信されてもよく、あるいは電力メータ１２ａ〜１２ｄが所定のタイミングで自発的に送信してもよい。これにより、各戸の検針データが自動的に収集される。 In the configuration of FIG. 1, the automatic meter reading method by the electric power company is the same as the conventional one. That is, meter reading data (first power amount data) of each door is measured by the power meters 12a to 12d, transmitted to the meter reading master unit PLC modem 11 via the meter reading slave unit PLC modems 13a to 13d, and further to the optical network. 6 to the meter reading server 7 via The power amount data may be transmitted in response to a request from the meter-reading server 7, or the power meters 12a to 12d may spontaneously transmit at a predetermined timing. Thereby, meter reading data of each house is automatically collected.

次に、ＨＥＭＳサーバ１７による電力量データの取得方法について説明する。 Next, a method for acquiring power amount data by the HEMS server 17 will be described.

ＨＥＭＳサーバ１７はＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８およびＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａを介して電力メータ１２ａ（第１の電力メータ）と通信可能である。ＨＥＭＳサーバ１７が電力メータ１２ａに向けて電力量データの送信リクエストを送信すると、電力メータ１２ａは電力量データ（第２の電力量データ）をＨＥＭＳサーバ１７に返信する。しかし、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａから送信された電力量データは、電力メータ１２ａにはもちろんのこと、同じ電力線５（５ａ，５ｂ）に接続されている他の需要者ｂ〜ｄの電力メータ１２ｂ〜１２ｄにも到達してしまう。そのため、検針サーバ７が検針用親機ＰＬＣモデム１１および検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄを介していずれかの電力メータ１２ａ〜１２ｄと通信している最中であれば信号が干渉して通信障害となることは上述したとおりである。 The HEMS server 17 can communicate with the power meter 12a (first power meter) via the HEMS master device PLC modem 18 and the HEMS slave device PLC modem 14a. When the HEMS server 17 transmits a transmission request for the power amount data to the power meter 12a, the power meter 12a returns the power amount data (second power amount data) to the HEMS server 17. However, the power amount data transmitted from the HEMS handset PLC modem 14a is not limited to the power meter 12a, but the power meters of other consumers b to d connected to the same power line 5 (5a, 5b). 12b-12d will be reached. Therefore, if the meter-reading server 7 is communicating with any one of the power meters 12a-12d via the meter-reading master PLC modem 11 and the meter-reading slave PLC modems 13a-13d, the signal interferes and communicates. As described above, it becomes an obstacle.

また、電力線通信ではメディアアクセス制御方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）が採用されている。ＣＳＭＡ／ＣＡは、同一のチャネルに複数のユーザがアクセスする際の競合を回避する方式である。ＣＳＭＡ／ＣＤのように、同一のチャネルに複数のユーザが同時にアクセスすると、信号の衝突（コリジョン）が発生してしまうが、ＣＳＭＡ／ＣＡはそのような衝突が起こらないように送信状況を常に監視し、通信路が所定時間以上継続して空いていることを確認した後にデータを送信する。そのため、図３に示すように、検針システム側において信号を送信しようとした際に、ＨＥＭＳ側の信号を検知すると、その後の所定時間内は一切の通信を行わず、所定時間経過後に信号を再送することから、無駄な待ち時間が生じることになる。 In power line communication, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) is adopted as a media access control method. CSMA / CA is a method for avoiding contention when multiple users access the same channel. When multiple users access the same channel at the same time as in CSMA / CD, signal collision occurs, but CSMA / CA always monitors the transmission status so that such collision does not occur. Then, after confirming that the communication path is continuously available for a predetermined time or more, data is transmitted. For this reason, as shown in FIG. 3, when a signal is detected on the meter reading system side and a signal on the HEMS side is detected, no communication is performed within a predetermined time thereafter, and the signal is retransmitted after the predetermined time elapses. As a result, useless waiting time occurs.

自動検針システムでは、所定時間（たとえば３０分）ごとに電力使用量を収集できることが求められているが、信号の検知が頻繁に発生すると上記の待ち時間が累積して、対象となるすべての需要者の電力メータから３０分以内にデータを収集しきれないおそれがある。換言すると、電力メータの収容数を増やすことができない。そこで本実施形態においては、検針システム側のＯＦＤＭ変調方式による通信に用いるサブキャリア群の周波数配置と、ＨＥＭＳ側のＯＦＤＭ変調方式による通信に用いるサブキャリア群の周波数配置をずらすことで上記問題を解決する。 The automatic meter reading system is required to collect the power consumption every predetermined time (for example, 30 minutes). However, if signal detection occurs frequently, the above waiting time accumulates, and all target demands are collected. There is a risk that data cannot be collected within 30 minutes from the person's power meter. In other words, the number of power meters accommodated cannot be increased. Therefore, in the present embodiment, the above problem is solved by shifting the frequency arrangement of the subcarrier group used for communication by the OFDM modulation method on the meter reading system side and the frequency arrangement of the subcarrier group used for communication by the OFDM modulation method on the HEMS side. To do.

図４は、サブキャリア群の周波数配置を模式的に示す図であって、（ａ）は検針システム側の通信に用いるサブキャリア群、（ｂ）はＨＥＭＳ側の通信に用いるサブキャリア群をそれぞれ示している。 FIG. 4 is a diagram schematically showing the frequency arrangement of subcarrier groups, where (a) shows a subcarrier group used for meter reading system side communication, and (b) shows a subcarrier group used for HEMS side communication, respectively. Show.

図４（ａ）に示すように、検針システム側のサブキャリア群は、通常の周波数配置を有している。すなわち、１０ｋＨｚから４５０Ｈｚまでの周波数帯域内に多数のサブキャリアが密に配置されている。本実施形態において、各サブキャリアのバンド幅Ｂｗ＝１６．６ｋＨｚ、最も低周波側のサブキャリアＳＣＬ１の中心周波数ｆｃ１＝１８．８ｋＨｚ、サブキャリア数Ｎ１＝５３である。 As shown to Fig.4 (a), the subcarrier group by the side of a meter-reading system has normal frequency arrangement | positioning. That is, a large number of subcarriers are densely arranged in a frequency band from 10 kHz to 450 Hz. In the present embodiment, the bandwidth Bw of each subcarrier = 16.6 kHz, the center frequency fc1 = 18.8 kHz of the subcarrier SCL1 on the lowest frequency side, and the number of subcarriers N1 = 53.

一方、図４（ｂ）に示すように、ＨＥＭＳ側のサブキャリア群は、通常の周波数配置を高周波側に少しずらしたものである。本実施形態において、検針システム側のサブキャリア群に対するＨＥＭＳ側のサブキャリア群の周波数配置のずれ量はＢｗ／４である。すなわち、最も低周波側のサブキャリアＳＣＬ２の中心周波数ｆｃ２＝２２．９５ｋＨｚであり、検針システム側の中心周波数ｆ１よりも高周波側に４．１５ｋＨｚシフトしている。中心周波数の差（｜ｆｃ１−ｆｃ２｜）はＢｗ／４となっている。検針システム側と同様、ＨＥＭＳ側の各サブキャリアのバンド幅Ｂｗ＝１６．６ｋＨｚである。 On the other hand, as shown in FIG. 4B, the subcarrier group on the HEMS side has a normal frequency arrangement slightly shifted to the high frequency side. In this embodiment, the deviation amount of the frequency arrangement of the subcarrier group on the HEMS side with respect to the subcarrier group on the meter reading system side is Bw / 4. That is, the center frequency fc2 of the subcarrier SCL2 on the lowest frequency side is 22.95 kHz, which is shifted by 4.15 kHz to the higher frequency side than the center frequency f1 on the meter reading system side. The difference between the center frequencies (| fc1−fc2 |) is Bw / 4. As with the meter reading system side, the bandwidth Bw of each subcarrier on the HEMS side is 16.6 kHz.

ＨＥＭＳ側のサブキャリア群のサブキャリア数Ｎ２＝５２である。サブキャリア数を５３のままＨＥＭＳ側のサブキャリア群の周波数配置を高周波側にずらすと、最も高周波側のサブキャリアＳＣＨ２が１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数帯域の外側にはみ出してしまう。そのため、ＨＥＭＳ側のサブキャリアの数を検針システム側よりも１つ少なくし、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域内に収めるようにしている。 The number of subcarriers N2 = 52 in the subcarrier group on the HEMS side. If the frequency arrangement of the subcarrier group on the HEMS side is shifted to the high frequency side with the number of subcarriers being 53, the subcarrier SCH2 on the highest frequency side protrudes outside the frequency band of 10 kHz to 450 kHz. Therefore, the number of subcarriers on the HEMS side is one less than that on the meter reading system side so as to be within a band of 10 kHz to 450 kHz.

ＯＦＤＭ変調方式では、サブキャリアの周波数配置がずれている信号は単なるノイズとみなされ、正しく復調することができずＣＳＭＡ／ＣＡによる信号検知もできなくなる。つまり、復調可能な周波数配置のサブキャリア信号と、復調不可能な配置のサブキャリア信号とを同時に受信した場合、前者はデータとして復調され、後者はノイズとして無視される。したがって、上記のように検針システム側の通信とＨＥＭＳ側の通信が同時に行われても一方の通信が他方の通信を妨害することがなく、通信の干渉を防止することができる。 In the OFDM modulation method, a signal whose subcarrier frequency arrangement is shifted is regarded as mere noise, and cannot be demodulated correctly and cannot be detected by CSMA / CA. That is, when a subcarrier signal having a frequency arrangement that can be demodulated and a subcarrier signal having an arrangement that cannot be demodulated are received simultaneously, the former is demodulated as data and the latter is ignored as noise. Therefore, even if communication on the meter-reading system side and communication on the HEMS side are performed simultaneously as described above, one communication does not interfere with the other communication, and communication interference can be prevented.

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and it goes without saying that these are also included in the present invention. Yes.

例えば、上記実施形態では、検針システム側の通信に用いるサブキャリア群の周波数配置とＨＥＭＳ側の通信に用いるサブキャリア群の周波数配置とのずれ量をＢｗ／４としたが、ずれ量は通信の相互干渉を防止できる（他方を復調できない）限りにおいて特に限定されず、例えばＢｗ／６としてもよく、Ｂｗ／８としてもよい。また、上記実施形態では、ＨＥＭＳ側の通信のサブキャリア数が検針システム側のサブキャリア数よりも１つ少ない場合を挙げたが、本発明はこのような場合に限定されず、サブキャリア数が２つ以上少なくてもかまわない。 For example, in the above-described embodiment, the deviation amount between the frequency arrangement of the subcarrier group used for communication on the meter-reading system side and the frequency arrangement of the subcarrier group used for communication on the HEMS side is set to Bw / 4. It is not particularly limited as long as mutual interference can be prevented (the other cannot be demodulated), and may be, for example, Bw / 6 or Bw / 8. In the above embodiment, the case where the number of subcarriers for communication on the HEMS side is one less than the number of subcarriers on the meter reading system side is described. However, the present invention is not limited to such a case, and the number of subcarriers is Two or more can be used.

また、上記実施形態では、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄおよびＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄが電力メータ１２ａ〜１２ｄに内蔵されたものであるが、電力メータに外部から接続されるいわゆる外付けタイプであってもかまわない。また、電力メータ１２ａ〜１２ｄは検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄとＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄの２つのＰＬＣモデムをそれぞれ内蔵しているが、１つの共通のＰＬＣモデムで両方の機能を兼用してもかまわない。この場合は、子機ＰＬＣモデムがＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデムと通信するタイミングが、検針用親機ＰＬＣモデムと通信するタイミングと重複しないようにすればよい。 In the above embodiment, the meter-reading slave device PLC modems 13a to 13d and the HEMS slave device PLC modems 14a to 14d are built in the power meters 12a to 12d. It may be an external type. The power meters 12a to 12d incorporate two PLC modems, a meter reading slave unit PLC modems 13a to 13d and a HEMS slave unit PLC modems 14a to 14d, respectively. You may use both. In this case, it is only necessary that the timing at which the slave PLC modem communicates with the HEMS master PLC modem does not overlap with the timing at which the slave PLC modem communicates with the meter-reading master PLC modem.

また、上記実施形態においては、説明の便宜上、需要者ａだけがＨＥＭＳを導入しており、ＨＥＭＳサーバ１７は需要者ａの宅内にのみ設置されているが、他の需要者ｂ〜ｄがＨＥＭＳを導入してもよいことは言うまでもない。 Moreover, in the said embodiment, only the consumer a introduces HEMS for convenience of explanation, and the HEMS server 17 is installed only in the customer's a house, but other consumers bd are HEMS. It goes without saying that may be introduced.

１自動検針システム
２電柱
３変電所
４柱上トランス
５ａ，５ｂ電力線
６光ネットワーク
７検針サーバ
８近距離無線ネットワーク
９ａ〜９ｄ家電機器
１０集合住宅
１０ａ〜１０ｄ需要者の各戸
１１検針用親機ＰＬＣモデム
１２ａ〜１２ｄ電力メータ
１３ａ〜１３ｄ検針用子機ＰＬＣモデム（第２のＰＬＣモデム）
１４ａ〜１４ｄＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム
１５ａ〜１５ｄコントローラ
１６ａ〜１６ｄブレーカ
１７ＨＥＭＳサーバ
１８ＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム
２０ＰＬＣモデム
２１制御部
２２メモリ
２３インターフェース部
２４通信部
２５変調部
２６送信部
２７復調部
２８受信部
２９マルチプレクサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic meter-reading system 2 Electric pole 3 Substation 4 Pole transformer 5a, 5b Power line 6 Optical network 7 Meter-reading server 8 Short-distance wireless network 9a-9d Home appliance 10 Apartment house 10a-10d Each customer's door 11 PLC modem for meter-reading 12a to 12d Electric power meters 13a to 13d Slave meter PLC modem (second PLC modem)
14a to 14d HEMS slave PLC modems 15a to 15d Controllers 16a to 16d Breaker 17 HEMS server 18 HEMS master PLC modem 20 PLC modem 21 Controller 22 Memory 23 Interface unit 24 Communication unit 25 Modulator 26 Transmitter 27 Demodulator 28 Receiver 29 Multiplexer

Claims

Multiple power meters to measure consumer power usage,
A first server for collecting first power amount data from each of the plurality of power meters;
A first PLC modem connected to the first server;
A plurality of second PLC modems connected to each of the plurality of power meters and communicating with the first PLC modem via a power line;
A second server for managing the power in the customer's home;
A third PLC modem connected to the second server;
A fourth PLC modem that is connected to a power meter of a consumer who introduces the second server among the plurality of power meters, and communicates with the third PLC modem via the power line;
Each of the first to fourth PLC modems performs power line communication by an OFDM modulation method in a frequency band of 10 kHz to 450 kHz,
A frequency arrangement of subcarrier groups used for first communication between the first PLC modem and the second PLC modem, and a second frequency arrangement between the third PLC modem and the fourth PLC modem . The automatic meter-reading system is characterized in that the frequency arrangement of the subcarrier group used for the communication is shifted so as not to interfere with each other .

The bandwidth of each subcarrier used for the first and second communications is Bw,
The automatic meter-reading system according to claim 1, wherein a deviation amount between a frequency arrangement of a subcarrier group used for the first communication and a frequency arrangement of a subcarrier group used for the second communication is Bw / 4.

The bandwidth of each subcarrier used for the first and second communications is Bw,
The center frequency of the subcarrier having the lowest center frequency selected from the subcarrier group used for the first communication is fc1,
When the center frequency of the subcarrier having the lowest center frequency selected from the subcarrier group used for the second communication is fc2,
The automatic meter-reading system according to claim 1, wherein the difference between the center frequencies (| fc1-fc2 |) is Bw / 4.

4. The automatic meter reading system according to claim 1, wherein the number of subcarriers in the second communication is one less than the number of subcarriers in the first communication . 5.