JP6906441B2 - 停電検出システム - Google Patents

Description

この発明は、配電線により電力が供給される電力需要家の停電を検出するシステムに関する。

近年、スマートグリッドまたはＡＭＩ（Advanced Metering Infrastructure）システムは停電検出機能を備えている。これらのシステムにおける停電検出方法は一般的に、電力メータが停電検出後に備え付けの無線機で一定時間動作し、停電が発生したことを無線で通知する。しかし、この方法では、停電後に一定時間動作するための電池またはキャパシタをスマートメータ内の無線機に搭載する必要があり、スマートメータのコストが高くなるという問題があった。

特開２０１３−１４６１１５号公報

特許文献１には、検針データの取得不可情報を用いた停電検出システムが開示されている。特許文献１の停電検出システムによれば、停電後も動作するための電池またはキャパシタをスマートメータの無線機に搭載する必要がない。しかし、検針間隔は一般的に１５分、３０分または１時間等と長いため、停電検出に時間を要するという問題があった。また、複数のスマートメータの検針データをマルチホップ通信で収集する場合、停電により動作が停止したスマートメータを中継して検針データを収集すべき別のスマートメータからの検針データを収集することができないため、当該別のスマートメータが設置された電力需要家で停電が発生しているかどうかを把握することができないという問題があった。

本発明は上述の問題に鑑み、電力需要家ごとの停電検出を正確かつ高速に行うことを目的とする。

本発明の停電検出システムは、複数の電力需要家の停電を検出する停電検出システムであって、各電力需要家に設置され、無線接続により第１の通信ネットワークを構成する複数の電力メータと、各電力需要家に設置され、無線接続により第２の通信ネットワークを構成する電池駆動の複数の電池駆動メータと、第１の通信ネットワークの上位に存在する第１の上位ネットワークと、第２の通信ネットワークの上位に存在する第２の上位ネットワークと、を備え、各電池駆動メータは、各電力メータと一対一で対応付けられ、対応する電力メータである対応電力メータに対して無線信号を定期的に送信し、無線信号に対する対応電力メータの応答状況に基づき、対応電力メータが設置された電力需要家の停電状況を判断し、対応電力メータが設置された電力需要家に停電有りと各電池駆動メータが判断すると、その旨の情報である停電検出通知が、第２の通信ネットワークから第２の上位ネットワークを介して第１の上位ネットワークに伝達される。

本発明の停電検出システムでは、電力メータと電池駆動メータとの無線信号の送受信によって停電検出を行うため、無線信号の送信周期に応じて高速に停電検出を行うことが可能である。また、本発明の停電検出システムは、各電力メータと一対一で対応付けられた各電池駆動メータにより、電力需要家ごとに停電検出を行うため、正確な停電検出を行うことが可能である。

実施の形態１の停電検出システムの全体構成図である。 実施の形態１の停電検出システムの構成要素間の接続関係を示す図である。 電力メータとガスメータの構成を示す図である。 停電発生時の、実施の形態１の停電検出システムの構成要素間の接続関係を示す図である。 停電検出処理のシーケンスを示す図である。 ペアリング設定の概念図である。 ペアリングの設定内容を示す図である。 電力メータとガスメータに搭載されるプロトコルスタックを示す図である。 実施の形態２の停電検出システムの全体構成図である。 実施の形態２の停電検出システムの構成要素間の接続関係を示す図である。 停電発生時の、実施の形態２の停電検出システムの構成要素間の接続関係を示す図である。 停電発生時のガスメータのシーケンスを示す図である。 停電非発生時のガスメータのシーケンスを示す図である。 ペアリング設定の概念図である。 ペアリングの設定内容を示す図である。 実施の形態３の停電検出システムの全体構成図である。 実施の形態３の電力メータの構成を示す図である。 停電検出処理のシーケンスを示す図である。

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
図１は、実施の形態１の停電検出システムの全体構成図である。実施の形態１の停電検出システムは、電力需要家１，２，３を対象とした停電検出システムである。高圧線２１を伝達する電力は、変圧器３１で降圧され、その後、配電線１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを経由して電力需要家１，２，３に供給される。ここでは電力需要家の数を３つとしているが、一例にすぎない。

実施の形態１の停電検出システムは、電力メータ１０１，１０２，１０３、ガスメータ２０１，２０２，２０３、コンセントレータ１００，２００、電力ネットワーク１０４、およびガスネットワーク２０４を備えている。図２は、これらの構成要素間の接続関係を示している。

電力メータ１０１，１０２，１０３は、それぞれ電力需要家１，２，３に設置されている。電力メータ１０１，１０２，１０３は、無線通信機能を備えたスマートメータである。図２に示すように、電力メータ１０１，１０２，１０３は、ライン型トポロジーで互いに無線接続されている。すなわち、電力メータ１０２，１０３間と、電力メータ１０１．１０２間は無線通信可能であるが、電力メータ１０１，１０３間は無線通信不可である。電力メータ１０１はコンセントレータ１００と無線接続されている。このように、電力メータ１０１，１０２，１０３は、無線接続されることにより第１の通信ネットワークを構成している。電力メータ１０１，１０２，１０３は、それぞれ電力需要家１，２，３に供給される電力により駆動する。そのため、電力需要家１，２，３に停電が発生すると、当該電力需要家１，２，３に設置されている電力メータ１０１，１０２，１０３は動作を停止する。

コンセントレータ１００は、電力メータ１０１との無線通信によりマルチホップ通信で電力メータ１０１，１０２，１０３の検針データを収集する。すなわち、電力メータ１０１の検針データは電力メータ１０１から直接コンセントレータ１００に送信される。電力メータ１０２の検針データは、電力メータ１０２から電力メータ１０１を経由してコンセントレータ１００に送信される。電力メータ１０３の検針データは、電力メータ１０３から電力メータ１０２，１０１を順番に経由してコンセントレータ１００に送信される。

コンセントレータ１００は、電力ネットワーク１０４と無線接続される。一般的に、この接続には光回線または携帯電話回線が用いられるが、これらに限定しない。電力ネットワーク１０４は、検針サーバまたはデータベース等の電力メータの上位システムが接続された、電力メータの上位ネットワークである。

ガスメータ２０１，２０２，２０３は、それぞれ電力需要家１，２，３に設置されている。ガスメータ２０１，２０２，２０３は、無線通信機能を備えたスマートメータである。ガスメータ２０１，２０２，２０３は、ライン型トポロジーで互いに無線接続されている。すなわち、ガスメータ２０２，２０３間と、ガスメータ２０１，２０２間は無線通信可能であるが、ガスメータ２０１，２０３間は無線通信不可である。ガスメータ２０１はコンセントレータ２００と無線接続されている。このように、ガスメータ２０１，２０２，２０３は、無線接続されることにより第２の通信ネットワークを構成している。ガスメータ２０１，２０２，２０３は、電力メータ１０１，１０２，１０３と異なり電池駆動のメータである。そのため、電力需要家１，２，３に停電が発生しても、当該電力需要家１，２，３に設置されているガスメータ２０１，２０２，２０３は動作可能である。

コンセントレータ２００は、ガスメータ２０１との無線通信によりマルチホップ通信でガスメータ２０１，２０２，２０３の検針データを収集する。すなわち、ガスメータ２０１の検針データはガスメータ２０１から直接コンセントレータ２００に送信される。ガスメータ２０２の検針データは、ガスメータ２０２からガスメータ２０１を経由してコンセントレータ２００に送信される。ガスメータ２０３の検針データは、ガスメータ２０３からガスメータ２０２，２０１を順番に経由してコンセントレータ２００に送信される。

コンセントレータ２００は、ガスネットワーク２０４と無線接続される。一般的に、この接続には光回線または携帯電話回線が用いられるが、これらに限定しない。ガスネットワーク２０４は、検針サーバまたはデータベース等のガスメータの上位システムが接続された、ガスメータの上位ネットワークである。

なお、実施の形態１の停電検出システムにおいて、ガスメータは、停電時にも動作が可能な電池駆動のメータの一例であり、他の電池駆動のメータが用いられても良い。

図３は、電力需要家１に設置された電力メータ１０１とガスメータ２０１の構成を示している。電力メータ１０１は、無線機１０１０と本体１０１１とを備える。本体１０１１は、電力需要家１における電力の検針を行う。無線機１０１０は、コンセントレータ１００およびガスメータ２０１との無線通信を行うものであり、メータ用通信部１０１２、メータ用制御部１０１３、メータ用記憶部１０１４、およびヘルスチェック用制御部１０１５を備えている。

メータ用制御部１０１３は、本体１０１１の検針データをコンセントレータ１００に無線送信するための様々な制御を行う。メータ用通信部１０１２は、本体１０１１の検針データをコンセントレータ１００に無線送信する。メータ用記憶部１０１４は、本体１０１１の検針データをコンセントレータ１００に無線送信するために必要な種々のデータを記憶する。ヘルスチェック用制御部１０１５は、ガスメータ２０１からヘルスチェック要求（Health Check Request）を受信し、ガスメータ２０１にヘルスチェック応答（Health Check Response）を送信する。

ガスメータ２０１は、無線機２０１０と本体２０１１とを備える。本体２０１１は、電力需要家１におけるガスの検針を行う。無線機２０１０は、コンセントレータ２００および電力メータ１０１との無線通信を行うものであり、メータ用通信部２０１２、メータ用制御部２０１３、メータ用記憶部２０１４、ヘルスチェック用通信部２０１５、ヘルスチェック用制御部２０１６およびヘルスチェック用記憶部２０１７を備えている。

メータ用制御部２０１３は、本体２０１１の検針データをコンセントレータ２００に無線送信するための様々な制御を行う。メータ用通信部２０１２は、本体２０１１の検針データをコンセントレータ２００に無線送信する。メータ用記憶部２０１４は、本体２０１１の検針データをコンセントレータ２００に無線送信するために必要な種々のデータを記憶する。

ヘルスチェック用制御部２０１６は、電力メータ１０１のヘルスチェックを行うための様々な制御を行う。ヘルスチェック用通信部２０１５は、電力メータ１０１にヘルスチェック要求を送信し、電力メータ１０１からヘルスチェック応答を受信する。ヘルスチェック用記憶部２０１７は、ヘルスチェックを行うために必要な種々のデータを記憶する。

＜Ａ−２．動作＞
配電線１１ｄが切断すると電力需要家２は停電する。電力需要家２の停電時、電池駆動でない電力メータ１０２は動作することができないが、電池駆動のガスメータ２０２は動作可能である。そこで、実施の形態１の停電検出システムは、各電力需要家１，２，３に設置されたガスメータ２０１，２０２，２０３を用いて、各電力需要家１，２，３の停電を検出する。そのため、実施の形態１の停電検出システムでは、電力需要家毎にガスメータと電力メータがペアリングされる。

図２では、電力メータ１０１とガスメータ２０１が共に点線枠で囲まれており、これらがペアリングされていることを示している。電力メータ１０２とガスメータ２０２、電力メータ１０３とガスメータ２０３についても同様である。このように、各ガスメータ２０１，２０２，２０３は各電力メータ１０１，１０２，１０３と一対一で対応付けられている。本明細書では、ガスメータ２０１，２０２，２０３に対応する電力メータ１０１，１０２，１０３をそれぞれガスメータ２０１，２０２，２０３の「対応電力メータ」とも称する。基本的に、このようなペアリングは電力需要家ごとに行われる。

図４に示すように、電力需要家２が停電した場合、電力メータ１０２と電力メータ１０１の間の通信が不可となる。そのため、コンセントレータ１００は電力メータ１０２と電力メータ１０３の検針データを収集することが出来ない。従って、電力メータの検針データを用いて停電検出を行う従来技術では、このような場合に電力需要家３の停電の有無を推測で判断する他なかった。これに対して、実施の形態１の停電検出システムでは、ガスメータのヘルスチェック機能を用いた以下に説明する方法により、電力需要家３の停電有無を正確に判断する。

図５は、電力需要家２における停電検出処理のシーケンスを示している。電力メータ１０２とガスメータ２０２はペアリングされている。ガスメータ２０２は、対応電力メータである電力メータ１０２に無線信号であるヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ１０１）。電力メータ１０２は、ヘルスチェック要求を受信すると、ガスメータ２０２にヘルスチェック応答を送信する（ステップＳ１０２）。ガスメータ２０２は、電力メータ１０２からヘルスチェック応答を受信すると、電力メータ１０２が通電状態にある、すなわち電力需要家２が停電していないことを確認する。このように、ガスメータ２０２はヘルスチェック要求の応答状況に基づき電力メータ１０２が設置された電力需要家２の停電状況を判断する。

次に、電力需要家２で停電が発生したとする（ステップＳ１０３）。その後、ガスメータ２０２は電力メータ１０２にヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ１０４）。ガスメータ２０２は、ビーコン周期Ｔ［ｓ］で電力メータ１０２にヘルスチェック要求を送信している。すなわち、ステップＳ１０１からステップＳ１０４までの時間間隔はＴ［ｓ］である。電力需要家２は停電しているため、電力系統からの電力を得て動作する電力メータ１０２は動作不可状態にある。そのため、電力メータ１０２からガスメータ２０２へのヘルスチェック応答は行われない（ステップＳ１０５）。

それでも、ガスメータ２０２は、ビーコン周期Ｔ［ｓ］で電力メータ１０２にヘルスチェック要求を送信するが、電力需要家２の停電中、電力メータ１０２からガスメータ２０２へのヘルスチェック応答はない。ガスメータ２０２はステップＳ１０４のヘルスチェック要求から数えてＮ回目（Ｎは２以上の整数）のヘルスチェック要求を電力メータ１０２に送信し（ステップＳ１０６）、これに対する電力メータ１０２からのヘルスチェック応答がなかったとする（ステップＳ１０７）。ガスメータ２０２は、Ｎ回連続して電力メータ１０２からのヘルスチェック応答がなかったことにより、電力需要家２が停電していると判断する。ここで、Ｎを停電検出回数閾値と称する。このように、ガスメータ２０２はヘルスチェック要求の応答状況に基づき電力メータ１０２が設置された電力需要家２の停電状況を判断する。そして、ガスメータ２０２は、電力需要家２が停電している旨の情報である停電検出通知をガスメータ２０１に送信する（ステップＳ１０８）。停電検出通知は、ガスメータ２０１からコンセントレータ２００を介してガスネットワーク２０４に送信され、ガスネットワーク２０４から電力ネットワーク１０４に送信される。これにより、電力ネットワーク１０４は電力需要家２が停電したことを把握する。

なお、ガスメータ２０２、電力メータ１０２間の通信は無線通信であるため、一定の確率でパケットが損失する。その結果、停電が発生していなくても、ガスメータ２０２が電力メータ１０２からヘルスチェック応答を受信できないことがある。しかし、ガスメータ２０２は上記で説明したようにヘルスチェックの不応答がＮ回連続して初めて停電を検出するため、パケットの損失を停電と誤検出することを防止できる。停電検出に要する時間は、ヘルスチェック応答の送信周期と停電検出回数閾値Ｎによって定まる。ヘルスチェック応答の送信周期は、ヘルスチェック要求のビーコン周期Ｔ［ｓ］に等しい。なお、ビーコン周期Ｔ［ｓ］と停電検出回数閾値Ｎは、各システムの使用用途によって適切な値に定められるが、例えばＴ＝５［ｓ］、Ｎ＝５の場合、停電検出に要する時間はＴ×Ｎ＝２５［ｓ］程度である。

検針データを用いて停電検出を行う従来技術によれば、停電検出に要する時間は検針間隔によって定まり、検針間隔は一般的に１５分、３０分または１時間等である。実施の形態１の停電検出システムによれば、このような従来技術に比べて大幅に速く停電を検出できる。

以上では、電力需要家２における停電検出処理を説明したが、同様の停電検出処理が他の電力需要家１，３でも行われる。すなわち、電力需要家３が停電していれば、ガスメータ２０３はＮ回連続して電力メータ１０３からのヘルスチェック応答を受信しないため、電力需要家３の停電を検出し、停電検出通知をガスメータ２０２に通知する。電力需要家３の停電情報は、ガスメータ２０２からガスメータ２０１、コンセントレータ２００を介してガスネットワーク２０４に通知され、ガスネットワーク２０４から電力ネットワーク１０４に通知される。これにより、ガスネットワーク２０４は電力需要家２が停電したことを把握する。一方、電力需要家３が停電していなければ、ガスメータ２０３は電力メータ１０３からヘルスチェック応答を受信するため、停電検出通知を行わない。従って、電力ネットワーク１０４は、停電の有無を電力需要家ごとに把握することができる。

次に、電力メータとガスメータのペアリングについて説明する。図６は、設定器４０１がガスメータ２０１との無線通信により、ガスメータ２０１にペアリングの設定を行う様子を示している。このような設定は、例えばガスメータ２０１を電力需要家１に設置する際に行われる。

図７は、ペアリングの設定内容を示している。設定内容は、電力メータ１０１との無線接続周波数、電力メータ１０１に送信するヘルスチェック要求のビーコン周期、電力メータ１０１に対する停電検出回数閾値、ペアリング相手である電力メータ１０１のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを含む。これらの設定内容は、ガスメータ２０１のヘルスチェック用記憶部２０１７を構成する不揮発メモリに記憶される。ここでは、電力需要家１におけるペアリングについて説明したが、電力需要家２，３におけるペアリングもこれと同様である。

図８は、電力メータ１０１に搭載されるプロトコルスタック１１０１と、ガスメータ２０１に搭載されるプロトコルスタック１２０１を示している。プロトコルスタック１１０１，１２０１において、物理層となるＲＦ−ＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）は共通の仕様である。それより上の階層となるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＮＥＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ）層、ＳＭ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）層、ＡＰＬ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）層は、プロトコルスタック１１０１，１２０１間で異なることが一般的であり、前者をＭＡＣ−Ｂ、ＮＥＴ−Ｂ、ＳＭ−Ｂ、ＡＰＬ−Ｂ、後者を、ＭＡＣ−Ａ，ＮＥＴ−Ａ、ＳＭ−Ａ、ＡＰＬ−Ａとする。しかし、ガスメータ２０１は電力メータ１０１と無線通信を行うため、プロトコルスタック１２０１のＭＡＣ層にＭＡＣ−Ａに加えてプロトコルスタック１１０１と共通のＭＡＣ−Ｂを搭載する。

電力メータ１０１からガスメータ２０１へのヘルスチェックの連続した不応答回数が停電検出回数閾値Ｎを超えると、ガスメータ２０１内のＭＡＣ−ＢはＳＭ−Ａに通知し、ガスメータ２０１の通信プロトコルによりコンセントレータ２００へ停電を通知する。

上記の説明では、ヘルスチェックパケットを用いた停電検出について説明した。しかし、ヘルスチェックパケットは、ガスメータから電力メータへ定期的に送信されるパケットの一例である。他の定期的に送信されるパケットがヘルスチェックパケットに代えて用いられても良い。

＜Ａ−３．効果＞
実施の形態１の停電検出システムは、複数の電力需要家１，２，３の停電を検出する停電検出システムである。この停電検出システムは、各電力需要家１，２，３に設置され、無線接続により第１の通信ネットワークを構成する複数の電力メータ１０１，１０２，１０３と、各電力需要家１，２，３に設置され、無線接続により第２の通信ネットワークを構成する電池駆動の複数の電池駆動メータであるガスメータ２０１，２０２，２０３と、第１の通信ネットワークの上位に存在する第１の上位ネットワークである電力ネットワーク１０４と、第２の通信ネットワークの上位に存在する第２の上位ネットワークであるガスネットワーク２０４と、を備える。そして、各ガスメータ２０１，２０２，２０３は、各電力メータ１０１，１０２，１０３と一対一で対応付けられ、対応する電力メータ１０１，１０２，１０３である対応電力メータに対して無線信号を定期的に送信し、無線信号に対する対応電力メータの応答状況に基づき、対応電力メータが設置された電力需要家１，２，３の停電状況を判断する。そして、対応電力メータが設置された電力需要家に停電有りと各ガスメータ２０１，２０２，２０３が判断すると、その旨の情報である停電検出通知が、第２の通信ネットワークからガスネットワーク２０４を介して電力ネットワーク１０４に伝達される。従って、実施の形態１の停電検出システムによれば、電池駆動メータが構成するネットワークを用いて各電力需要家の停電状況を正確に把握することができる。

また、実施の形態１の停電検出システムにおいて、各ガスメータ２０１，２０２，２０３は、予め定められた回数連続して対応電力メータである電力メータ１０１，１０２，１０３から無線信号に対する応答がない場合に、対応電力メータである電力メータ１０１，１０２，１０３が設置された電力需要家１，２，３の停電を検出する。従って、実施の形態１の停電検出システムによれば、パケットの損失を停電と誤検出することを防止することができる。

また、実施の形態１の停電検出システムにおいて、無線信号はヘルスチェックパケットであっても良い。ヘルスチェックパケットの送信周期は、例えば５秒であって電力メータの検針間隔に比べて短い。そのため、実施の形態１の停電検出システムによれば、電力メータの検針値を用いて停電検出を行う場合に比べ、早期に停電を検出することができる。

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．構成＞
図９は、実施の形態２の停電検出システムの全体構成図である。実施の形態２の停電検出システムは、実施の形態１の停電検出システムの構成に加えて、電力需要家１，２，３にそれぞれ設置されたＨＥＭＳ（Home Energy Management System）機器３０１，３０２，３０３を備えている。図１０は、実施の形態２の停電検出システムの構成要素間の接続関係を示している。ＨＥＭＳ機器３０１，３０２，３０３は、それぞれＨＥＭＳネットワーク３０４と接続している。

図１０では、電力メータ１０１、ガスメータ２０１およびＨＥＭＳ機器３０１が共に点線枠で囲まれており、これらがペアリングされていることを示している。より正確には、ガスメータ２０１が電力メータ１０１およびＨＥＭＳ機器３０１の両方とペアリングされている。同様に、ガスメータ２０２が電力メータ１０２およびＨＥＭＳ機器３０２の両方とペアリングされ、ガスメータ２０３が電力メータ１０３およびＨＥＭＳ機器３０３の両方とペアリングされている。このように、各ガスメータ２０１，２０２，２０３は各電力メータ１０１，１０２，１０３および各ＨＥＭＳ機器３０１，３０２，３０２と一対一で対応付けられている。本明細書では、ガスメータ２０１，２０２，２０３に対応するＨＥＭＳ機器３０１，３０２，３０２をそれぞれガスメータ２０１，２０２，２０３の「対応ＨＥＭＳ機器」とも称する。基本的に、このようなペアリングは電力需要家ごとに行われる。なお、ガスメータ２０１，２０２，２０３の対応ＨＥＭＳ機器は、対応電力メータと同一の電力需要家に設定されている必要がある。

＜Ｂ−２．動作＞
ガスメータ２０１は、実施の形態１では対応電力メータである電力メータ１０１に対してヘルスチェックを行ったが、実施の形態２では電力メータ１０１に加えて対応ＨＥＭＳ機器であるＨＥＭＳ機器３０１に対してもヘルスチェックを行う。そして、ガスメータ２０１は、電力メータ１０１とＨＥＭＳ機器３０１の両方のヘルスチェック応答状況に基づき、電力需要家１における停電の発生状況を判断する。ガスメータ２０２，２０３も、ガスメータ２０１と同様の動作を行う。これにより、実施の形態１よりも信頼度の高い停電情報を得ることができる。

図１１は、電力需要家２が停電した場合の、実施の形態２の停電検出システムの各構成要素間の接続関係を示している。電力需要家２が停電した場合、電力メータ１０２と電力メータ１０１の間の通信は不可である。また、電力メータ１０２とＨＥＭＳ機器３０２からガスメータ２０２に、ヘルスチェック応答を行うことはできない。一方、停電が発生していない電力需要家３では、電力メータ１０３とＨＥＭＳ機器３０３からガスメータ２０３に、ヘルスチェック応答を行うことが可能である。

図１２は、停電発生時のガスメータ２０２等のシーケンスを示している。電力メータ１０２とＨＥＭＳ機器３０２は、ガスメータ２０２とペアリングされている。ガスメータ２０２は、電力メータ１０２に対して無線信号であるヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ２０１）。電力メータ１０２は、ガスメータ２０２からのヘルスチェック要求を受信すると、ガスメータにヘルスチェック応答を送信する（ステップＳ２０２）。

次に、ガスメータ２０２は、ＨＥＭＳ機器３０２に対して無線信号であるヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ２０３）。ＨＥＭＳ機器３０２は、ガスメータ２０２からヘルスチェック要求を受信すると、ガスメータ２０２にヘルスチェック応答を送信する（ステップＳ２０４）。

次に、電力需要家２で停電が発生したとする（ステップＳ２０５）。その後、ガスメータ２０２は電力メータ１０２にヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ２０６）。ガスメータ２０２は、一定のビーコン周期Ｔ［ｓ］で電力メータ１０２にヘルスチェック要求を送信している。すなわち、ステップＳ２０１からステップＳ２０６までの時間間隔はＴ［ｓ］である。電力需要家２は停電しているため、電力系統からの電力を得て動作する電力メータ１０２は動作不可状態にある。そのため、電力メータ１０２からガスメータ２０２へのヘルスチェック応答は行われない（ステップＳ２０７）。

次に、ガスメータ２０２はＨＥＭＳ機器３０２にヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ２０８）。ガスメータ２０２は、一定のビーコン周期Ｔ［ｓ］でＨＥＭＳ機器３０２にヘルスチェック要求を送信している。すなわち、ステップＳ２０３からステップＳ２０８までの時間間隔はＴ［ｓ］である。電力需要家２は停電しているため、電力系統からの電力を得て動作する電力メータ１０２は動作不可状態にある。そのため、電力メータ１０２からガスメータ２０２へのヘルスチェック応答は行われない（ステップＳ２０７）。

それでも、ガスメータ２０２は、ビーコン周期Ｔ［ｓ］で電力メータ１０２とＨＥＭＳ機器３０２にヘルスチェック要求を繰り返し送信する。しかし、電力需要家２の停電中、電力メータ１０２とＨＥＭＳ機器３０２からガスメータ２０２へのヘルスチェック応答はない。ガスメータ２０２は、ステップＳ２０６のヘルスチェック要求から数えてＮ回目（Ｎは停電検出回数閾値）のヘルスチェック要求を電力メータ１０２に送信し（ステップＳ２１０）、これに対する電力メータ１０２からのヘルスチェック応答がなかったとする（ステップＳ２１１）。その後、ガスメータ２０２は、ステップＳ２０８のヘルスチェック要求から数えてＮ回目（Ｎは停電検出回数閾値）のヘルスチェック要求をＨＥＭＳ機器３０２に送信し（ステップＳ２１２）、これに対するＨＥＭＳ機器３０２からのヘルスチェック応答がなかったとする（ステップＳ２１３）。

このとき、ガスメータ２０２は、Ｎ回連続して電力メータ１０２とＨＥＭＳ機器３０２からのヘルスチェック応答がなかったことにより、電力需要家２が停電していると判断し、その旨の情報である停電検出通知をガスメータ２０１に送信する（ステップＳ２１４）。停電検出通知は、ガスメータ２０１からコンセントレータ２００を介してガスネットワーク２０４に送信され、ガスネットワーク２０４から電力ネットワーク１０４に送信される。これにより、電力ネットワーク１０４は電力需要家２が停電したことを把握する。

図１３は、停電非発生時のガスメータ２０２等のシーケンスを示している。ステップＳ３０１からステップＳ３０４は、図１２のステップＳ２０１からステップＳ２０４と同様であるため、ここでは説明を省略する。ステップＳ３０５で、ガスメータ２０２が電力メータにヘルスチェック要求を送信する。ここで、電力需要家２は停電していないが、パケット損失等の理由により電力メータ１０２がガスメータ２０２にヘルスチェック応答を送信することができないものとする（ステップＳ３０６）。

次に、ガスメータ２０２はＨＥＭＳ機器３０２にヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ３０７）。ＨＥＭＳ機器３０２は、ガスメータ２０２からヘルスチェック要求を受信すると、ガスメータ２０２にヘルスチェック応答を送信する（ステップＳ３０８）。

ガスメータ２０２は、ビーコン周期Ｔ［ｓ］で繰り返し電力メータ１０２にヘルスチェック要求を送信するが、電力メータ１０２は、パケット損失等、停電以外の理由によりガスメータ２０２にヘルスチェック応答を送信することができない。ガスメータ２０２はステップＳ３０５のヘルスチェック要求から数えてＮ回目（Ｎは停電検出回数閾値）のヘルスチェック要求を電力メータ１０２に送信し（ステップＳ３０９）、これに対しても電力メータ１０２からのヘルスチェック応答がなかったとする（ステップＳ３１０）。その後、ガスメータ２０２はＨＥＭＳ機器３０２にヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ３１１）。ＨＥＭＳ機器３０２は、ガスメータ２０２からヘルスチェック要求を受信すると、ガスメータ２０２にヘルスチェック応答を送信する（ステップＳ３１２）。

ここで、ガスメータ２０２はＮ回連続で電力メータ１０２からヘルスチェック応答を受信していない。その一方で、ガスメータ２０２はＨＥＭＳ機器３０２からはヘルスチェック応答を受信している。そのため、ガスメータ２０２は、電力需要家２で停電を検出したとは判断せず、停電検出通知をガスメータ２０１に送信することはない。実施の形態１では、パケットの損失等、停電以外の理由で電力メータ１０２からヘルスチェック応答を受信できない場合でも、それがＮ回連続すると停電検出を行っていた。しかし、実施の形態２では電力メータ１０２とガスメータ２０２の両方から、Ｎ回連続してヘルスチェック応答を受信できない場合に限り停電検出を行うため、より正確に停電検出を行うことができる。

次に、電力メータおよびＨＥＭＳ機器とガスメータとのペアリングについて説明する。図１４は、設定器４０１がガスメータ２０１との無線通信により、ガスメータ２０１にペアリングの設定を行う様子を示している。このような設定は、例えばガスメータ２０１を電力需要家１に設置する際に行われる。

図１５は、ペアリングの設定内容を示している。設定内容には、電力メータ１０１用の設定内容とＨＥＭＳ機器３０１用の設定内容とがあり、それぞれ、無線接続周波数、ヘルスチェック要求のビーコン周期、停電検出回数閾値、ペアリング相手のＭＡＣアドレスを含む。これらの設定内容は、ガスメータ２０１のヘルスチェック用記憶部２０１７を構成する不揮発メモリに記憶される。ここでは、電力需要家１におけるペアリングについて説明したが、電力需要家２，３におけるペアリングもこれと同様である。

＜Ｂ−３．効果＞
実施の形態２の停電検出システムは、各電力需要家１，２，３に設置された複数のＨＥＭＳ機器３０１，３０２，３０３を備え、電池駆動メータである各ガスメータ２０１，２０２，２０３は、対応電力メータである電力メータ１０１，１０２，１０３と同一の電力需要家１，２，３に設置されたＨＥＭＳ機器３０１，３０２，３０３と一対一で対応付けられ、対応ＨＥＭＳ機器であるＨＥＭＳ機器３０１，３０２，３０３と対応電力メータである電力メータ１０１，１０２，１０３に対して無線信号を定期的に送信し、無線信号に対する対応電力メータおよび対応ＨＥＭＳ機器の応答状況に基づき、対応電力メータが設置された電力需要家１，２，３の停電を検出する。従って、例えばガスメータ２０２は停電以外の理由で電力メータ１０２からの応答がない場合でも、ＨＥＭＳ機器３０２からの応答がある場合には、電力需要家２で停電が発生していないと認識することができる。その結果、停電以外の理由で電力メータ１０２が無線信号に応答できない場合に、ガスメータ２０２が停電を誤検出してしまうことを防ぐことができる。

また、実施の形態２の停電検出システムにおいて、各ガスメータ２０１，２０２，２０３は、予め定められた回数連続して対応電力メータである電力メータ１０１，１０２，１０３および対応ＨＥＭＳ機器であるＨＥＭＳ機器３０１，３０２，３０３の両方から無線信号に対する応答がない場合に、対応電力メータである電力メータ１０１，１０２，１０３が設置された電力需要家に停電有りと判断する。例えばガスメータ２０２は停電以外の理由で複数回連続して電力メータ１０２からの応答がない場合でも、ＨＥＭＳ機器３０２からの応答がある場合には、電力需要家２で停電が発生していないと認識することができる。その結果、停電以外の理由で電力メータ１０２が無線信号に応答できない場合に、ガスメータ２０２が停電を誤検出してしまうことを防ぐことができる。

＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ−１．構成＞
図１６は、実施の形態３の停電検出システムの全体構成図である。実施の形態３の停電検出システムは、図１に示した実施の形態１の停電検出システムにおいて、電力メータ１０１，１０２，１０３に代えて電力メータ１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａを備えている。図１７は、電力メータ１０１Ａの構成を示している。図１７では代表して電力メータ１０１Ａの構成を示しているが、電力メータ１０２Ａ，１０３Ａの構成もこれと同様である。電力メータ１０１Ａは、無線機１０１０Ａと本体１０１１とを備えている。無線機１０１０Ａは、実施の形態１，２の電力メータ１０１の無線機１０１０の構成に加えてキャパシタ１０１６を有している。

実施の形態３の電力メータ１０１Ａは、通常時は電力需要家１に供給される電力系統の電力によって動作する。しかし、電力需要家１に停電が発生すると、電力メータ１０１Ａはキャパシタ１０１６に蓄えられた電力によって一定時間動作する。電力メータ１０１Ａのキャパシタ１０１６による動作時間をＴｃ［ｓ］とすると、Ｔｃ＞Ｔである。従って、電力需要家１の停電後に、電力メータ１０１Ａは少なくとも１回はガスメータ２０１からヘルスチェック要求を受け、これに対してヘルスチェック応答を行うことが可能である。

＜Ｃ−２．動作＞
図１８は、電力需要家２におけるガスメータ２０２と電力メータ１０２Ａのシーケンスを示している。図１８では、代表して電力需要家２におけるシーケンスを説明するが、他の電力需要家１，３におけるシーケンスも同様である。

ガスメータ２０２は、ビーコン周期Ｔで電力メータ１０２Ａにヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ４０１）。電力メータ１０２Ａはガスメータ２０２からヘルスチェック要求を受信すると、ガスメータ２０２にヘルスチェック応答を送信する（ステップＳ４０２）。ここで、電力メータ１０２Ａはヘルスチェック応答に、電力需要家２における停電の有無を示す情報を含める。電力需要家２における停電の有無を示す情報は、例えばヘルスチェック応答内のフラグ等を使用して含めることが可能である。ステップＳ４０２の時点では電力需要家２に停電が生じていないため、ステップＳ４０２のヘルスチェック応答には、電力需要家２で停電が生じていないことを示す情報が含められる。ガスメータ２０２は電力メータ１０２Ａからヘルスチェック応答を受信すると、そのフラグ等から、電力需要家２が停電していないことを認識する。このように、ガスメータ２０２はヘルスチェック要求の応答状況に基づき電力メータ１０２が設置された電力需要家２の停電状況を判断する。

次に、電力需要家２で停電が発生したとする（ステップＳ４０３）。その後、ステップＳ４０１からビーコン周期Ｔが経過したタイミングで、ガスメータ２０２は電力メータ１０２Ａにヘルスチェック要求を送信する（ステップＳ４０４）。電力メータ１０２Ａは停電発生後、時間Ｔｃ［ｓ］は無線機に内蔵のキャパシタで動作しており、ガスメータ２０２からヘルスチェック要求を受信すると、ヘルスチェック応答に、電力需要家２で停電が発生していることを示す情報である停電情報を含めてガスメータ２０２に送信する（ステップＳ４０５）。

ガスメータ２０２は、電力メータ１０２Ａからヘルスチェック応答を受信すると、そのフラグ等から、電力需要家２が停電していることを認識する。そして、ガスメータ２０１に、電力需要家２が停電していることを示す情報である停電検出通知を送信する（ステップＳ４０６）。この停電検出通知は、ガスメータ２０１からコンセントレータ２００を介してガスネットワーク２０４に送信され、ガスネットワーク２０４から電力ネットワーク１０４に送信される。これにより、電力ネットワーク１０４は電力需要家２が停電したことを把握する。このように、ガスメータ２０２はヘルスチェック要求の応答状況に基づき電力メータ１０２が設置された電力需要家２の停電状況を判断する。

一般的に、電力メータの無線通信にはマルチホップ通信が用いられる。マルチホップ通信で停電通知を電力ネットワーク１０４に送信するためには、各電力メータの無線機は、停電後に１分程度動作する必要がある。そのため、各電力メータの無線機は容量の大きな電池またはキャパシタを搭載しなければならない。しかし、実施の形態３の停電検出システムでは、電池駆動であるガスメータの無線ネットワークを使用するため、各電力メータは、停電後にヘルスチェックのビーコン周期Ｔより長く動作すればよい。例えば、ビーコン周期Ｔが５秒であれば、電力メータは停電後に５秒から１０秒程度キャパシタで動作すればよい。従って、キャパシタの容量を少なくすることができる。その結果、電力メータのコストを削減することができ、電力ネットワーク１０４に対する停電通知が確実に行われる。

＜Ｃ−３．効果＞
実施の形態３の停電検出システムにおいて、各電力メータ１０１，１０２，１０３はキャパシタを内蔵し、各電力メータ１０１，１０２，１０３が設置された電力需要家に停電が発生すると、無線信号の送信周期よりも長時間キャパシタにより動作すると共に、無線信号に対する応答無線信号に、各電力メータ１０１，１０２，１０３が設置された電力需要家１，２，３が停電した旨の情報である停電情報を含め、各ガスメータ２０１，２０２，２０３は、対応電力メータである各電力メータ１０１，１０２，１０３からの応答無線信号が停電情報を含む場合に、対応電力メータが設置された電力需要家１，２，３に停電有りと判断する。従って、実施の形態３の停電検出システムでは、１度の無線信号の送受信により、高速かつ正確に停電検出を行うことが出来る。また、各電力メータ１０１，１０２，１０３が内蔵するキャパシタは、無線信号の送信周期より長時間動作するための電力を蓄えることが出来れば良いため、マルチホップ通信で停電通知を電力ネットワーク１０４に送信する場合と比べて、小さい容量で済む。そのため、電力メータ１０１，１０２，１０３のコストを削減することが可能である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

Ｎ 停電検出回数閾値、Ｔ ビーコン周期、１，２，３ 電力需要家、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ 配電線、２１ 高圧線、３１ 変圧器、１００，２００ コンセントレータ、１０１，１０１Ａ，１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ 電力メータ、１０４ 電力ネットワーク、２０１，２０２，２０３、２０４ ガスネットワーク、３０１，３０２，３０３ ＨＥＭＳ機器、３０４ ＨＥＭＳネットワーク、４０１ 設定器、１０１０，１０１０Ａ，２０１０ 無線機、１０１１，２０１１ 本体、１０１２，２０１２ メータ用通信部、１０１３，２０１３ メータ用制御部、１０１４，２０１４ メータ用記憶部、１０１５，２０１６ ヘルスチェック用制御部、１０１６ キャパシタ、１１０１，１２０１ プロトコルスタック、２０１５ ヘルスチェック用通信部、２０１７ ヘルスチェック用記憶部。

Claims (6)

1. 複数の電力需要家の停電を検出する停電検出システムであって、
   各前記電力需要家に設置され、無線接続により第１の通信ネットワークを構成する複数の電力メータと、
   各前記電力需要家に設置され、無線接続により第２の通信ネットワークを構成する電池駆動の複数の電池駆動メータと、
   前記第１の通信ネットワークの上位に存在する第１の上位ネットワークと、
   前記第２の通信ネットワークの上位に存在する第２の上位ネットワークと、を備え、
   各前記電池駆動メータは、各前記電力メータと一対一で対応付けられ、対応する前記電力メータである対応電力メータに対して無線信号を定期的に送信し、前記無線信号に対する前記対応電力メータの応答状況に基づき、前記対応電力メータが設置された前記電力需要家の停電状況を判断し、
   前記対応電力メータが設置された前記電力需要家に停電有りと各前記電池駆動メータが判断すると、その旨の情報である停電検出通知が、前記第２の通信ネットワークから前記第２の上位ネットワークを介して前記第１の上位ネットワークに伝達される、
   停電検出システム。
2. 各前記電池駆動メータは、予め定められた回数連続して前記対応電力メータから前記無線信号に対する応答がない場合に、前記対応電力メータが設置された前記電力需要家に停電有りと判断する、
   請求項１に記載の停電検出システム。
3. 各前記電力需要家に設置された複数のＨＥＭＳ機器をさらに備え、
   各前記電池駆動メータは、前記対応電力メータと同一の前記電力需要家に設置された前記ＨＥＭＳ機器と一対一で対応付けられ、対応する前記ＨＥＭＳ機器である対応ＨＥＭＳ機器と前記対応電力メータに対して前記無線信号を定期的に送信し、前記無線信号に対する前記対応電力メータおよび前記対応ＨＥＭＳ機器の応答状況に基づき、前記対応電力メータが設置された前記電力需要家の停電状況を判断する、
   請求項１に記載の停電検出システム。
4. 各前記電池駆動メータは、予め定められた回数連続して前記対応電力メータおよび前記対応ＨＥＭＳ機器の両方から前記無線信号に対する応答がない場合に、前記対応電力メータが設置された前記電力需要家に停電有りと判断する、
   請求項３に記載の停電検出システム。
5. 各前記電力メータは、キャパシタを内蔵し、各前記電力メータが設置された前記電力需要家に停電が発生すると、前記無線信号の送信周期よりも長時間前記キャパシタにより動作すると共に、前記無線信号に対する応答無線信号に、各前記電力メータが設置された前記電力需要家が停電した旨の情報である停電情報を含め、
   各前記電池駆動メータは、前記対応電力メータからの前記応答無線信号が前記停電情報を含む場合に、前記対応電力メータが設置された前記電力需要家に停電有りと判断する、
   請求項１に記載の停電検出システム。
6. 前記無線信号はヘルスチェックパケットである、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の停電検出システム。

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