WO2014027434A1 - 多元接続通信システムおよび太陽光発電システム - Google Patents

多元接続通信システムおよび太陽光発電システム Download PDF

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WO2014027434A1
WO2014027434A1 PCT/JP2013/003168 JP2013003168W WO2014027434A1 WO 2014027434 A1 WO2014027434 A1 WO 2014027434A1 JP 2013003168 W JP2013003168 W JP 2013003168W WO 2014027434 A1 WO2014027434 A1 WO 2014027434A1
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current
transmitter
bit string
electric wire
communication system
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PCT/JP2013/003168
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輝彦 田頭
幸男 蛭田
浩 本庄
貞夫 西澤
河西 勇二
村川 正宏
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株式会社日立アドバンストデジタル
独立行政法人産業技術総合研究所
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/54Systems for transmission via power distribution lines
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/54Systems for transmission via power distribution lines
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    • HELECTRICITY
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    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/54Systems for transmission via power distribution lines
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    • H04B2203/54Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462Systems for power line communications
    • H04B2203/547Systems for power line communications via DC power distribution

Definitions

  • This application relates to a multiple access communication system.
  • Patent Document 1 discloses an SSMA (Spread Spectrum Multiple Access) communication system.
  • SSMA can also be called DS-CDMA (Direct Spread-Code Division Multiple Access). That is, in the communication system disclosed in Patent Document 1, a plurality of communication slave units spread-modulate a transmission bit string using different spreading codes, and transmit the spread transmission signal to a wired transmission path. Then, the communication master unit identifies a reception bit string corresponding to the transmission bit string of each communication slave unit by performing despreading processing on the reception signal in which the transmission signals of the plurality of communication slave units are multiplexed. Receive.
  • SSMA Read Spectrum Multiple Access
  • DS-CDMA Direct Spread-Code Division Multiple Access
  • Patent Document 1 discloses an example in which the SSMA communication system described above is used in combination with a photovoltaic power generation system.
  • a general photovoltaic power generation system has a solar cell array in which a plurality of solar cell panels (or solar cell modules) are connected in series and in parallel.
  • the solar cell array has a configuration in which solar cell strings in which solar cell panels are connected in series are connected in parallel.
  • the DC power generated by the solar cell array is sent to the power conditioner via the power line, and is converted into AC power by the power conditioner.
  • the SSMA communication system disclosed in Patent Document 1 can be used to monitor the state (for example, output voltage, output current, or temperature, or a combination thereof) of each solar cell panel.
  • the communication slave unit of Patent Document 1 is disposed in combination with a solar cell panel.
  • the communication slave unit generates a transmission frame in which monitoring information about the solar battery panel is encoded, and directly spreads each bit of the transmission frame using a pre-assigned spreading code, thereby generating a transmission signal.
  • mobile_unit transmits a transmission signal as a current signal.
  • the communication slave unit superimposes the current change according to the transmission signal on the direct current flowing through the power line.
  • the communication master unit of Patent Document 1 is arranged near the power conditioner.
  • the communication master unit detects a current signal transmitted from a plurality of communication slave units as a voltage change between the two power lines on the plus side and the minus side. Then, the communication master unit identifies and receives the reception bit string corresponding to the transmission bit string of each communication slave unit by performing a despreading process on the detected reception signal.
  • Patent Document 2 discloses a technique for monitoring a current generated by a photovoltaic power generation system using a current transformer (current transformer).
  • the system of Patent Document 2 has a configuration in which two power lines, each connected to a solar cell string, pass through the core of the current transformer in opposite directions.
  • the current transformer can detect a combined current obtained by combining the current flowing through one of the two solar cell strings as a positive value and the current flowing through the other solar cell string as a negative value. Therefore, the system of Patent Document 2 can identify a solar cell string with a reduced output current based on the direction of change in current detected by the current transformer.
  • a large-scale photovoltaic power generation system called a mega solar system uses a huge number of solar cell panels. Therefore, in order to individually monitor a large number of solar cell panels using the technique of Patent Document 1, a large number of communication slave units must be used.
  • the number of multiple access in the SSMA communication system is limited by the spreading factor (that is, the length of the spreading code / the number of chips). Therefore, for example, when the number of solar cell panels exceeds the diffusivity, all the solar cell panels may not be monitored.
  • a spreading code having a large spreading factor that is, a long code length
  • This problem may occur not only in the SSMA communication system disclosed in Patent Document 1, but also in other multiple access communication systems such as a TDMA (Time Division Multiple Access) system and an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) system. .
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • This problem is not limited to monitoring of a photovoltaic power generation system, but can occur widely in a communication system (for example, a power line communication system) that performs multiple access communication on a plurality of electric wires connected in parallel.
  • a plurality of communication master units means using a plurality of multiple access communication systems. If the same resource can be shared (or reused) among a plurality of multiple access communication systems, the above-mentioned problem due to the upper limit of the number of resources may be solved.
  • the solar power generation system has a configuration in which a plurality of power lines each connected to a solar cell string (or a solar cell array) are connected in parallel. Therefore, a signal of a certain multiple access communication system interferes with a signal of another multiple access communication system via a plurality of wirings connected in parallel.
  • one of the objects of the present invention is to enable the same resource to be shared (or reused) among multiple access systems that use multiple wires (eg, power lines) connected in parallel for signal transmission. It is to be.
  • the multiple access communication system includes a plurality of electric wires, a plurality of transmitter groups, a first current detection unit, and a first receiver.
  • Each of the plurality of electric wires is connected in parallel, and includes first and second electric wires.
  • the plurality of transmitter groups include a first transmitter group that transmits to the first electric wire and a second transmitter group that transmits to the second electric wire.
  • Each transmitter group includes at least one transmitter.
  • Each transmitter operates to transmit a current signal indicating a current change based on the transmission bit string to any of the plurality of electric wires.
  • the first current detection unit operates to output a first electric signal indicating a change in a difference current between a first current flowing through the first electric wire and a second current flowing through the second electric wire. To do.
  • the first receiver processes the first electric signal to identify a reception bit string corresponding to the transmission bit string of each transmitter included in the first and second transmitter groups. Operate to receive.
  • the photovoltaic power generation system includes a multiple access communication system, a plurality of solar cell strings, and a power conditioner.
  • the multiple access communication system may be the same as the multiple access communication system according to the first aspect described above.
  • the plurality of solar cell strings are connected to each of the plurality of electric wires.
  • the power conditioner acquires DC power generated by the plurality of solar cell strings through the plurality of electric wires, and converts the DC power into AC power.
  • the first current flowing through the first electric wire and the second electric wire are changed.
  • a first electric signal indicating a change in the difference current from the flowing second current is used.
  • the change in the first and second currents being in phase means that both the first and second currents increase or decrease, in other words, the time derivative (ie, slope) of the first and second currents. It means that the sign is the same. If the first and second current changes are completely the same, the difference current does not change.
  • the changes in the first and second currents are opposite to each other, these changes intensify in the difference current. That is, when changes in the first and second currents are in opposite phases, these changes are detected as changes in the difference current.
  • the change in the first and second currents is out of phase means that one of the first and second currents increases while the other decreases, in other words, the first and second currents change. It means that the signs of time differentiation (ie, slope) are opposite to each other.
  • the first and second aspects receive the transmission signals of the first and second transmitter groups connected to the first and second electric wires by utilizing the nature of the change in the difference current, and others
  • the transmission signal of the other transmitter group connected to the other wire is substantially canceled.
  • the first transmitter group transmits a current signal to the first electric wire
  • the first current changes according to the current signal.
  • the flow of charges (that is, electrons) caused by the change in the first current gives a reverse phase change to other electric wires including the second electric wire.
  • the first current increases due to the superposition of the current signal by the first transmitter group, many electrons are drawn into the first electric wire, so that the flow of electrons in the second electric wire (and other electric wires) Decrease.
  • the change of the 2nd electric current (and the electric current which flows through another electric wire) resulting from increase / decrease in the 1st electric current becomes a reverse phase of the change of the 1st electric current. Therefore, the change in the difference current between the first and second currents reflects the increase or decrease in the first current. Thereby, the 1st receiver can receive the transmission signal of the 1st transmitter group using the 1st electric signal which shows the change of difference current.
  • the transmission of the second transmitter group can be considered in the same manner as the transmission of the first transmitter group. That is, when the second transmitter group transmits a current signal to the second electric wire, the second current increases or decreases due to the superposition of the current signal. And the change of the 1st electric current (and the electric current which flows through another electric wire) resulting from increase / decrease in the 2nd electric current becomes a reverse phase of the change of the 2nd electric current. Therefore, the first receiver can receive the transmission signal of the second transmitter group using the first electric signal indicating the change in the difference between the first and second currents.
  • the effect appears in phase with the first and second currents.
  • the current (referred to as the third electrical current) of the other electric wire referred to as the third electrical wire
  • the third transmitter group the current (referred to as the third transmitter group) of the other electric wire
  • the third transmitter group increases due to the superposition of the current signal by the other transmitter group (referred to as the third transmitter group)
  • the change of the 1st and 2nd electric current (and the electric current which flows through another electric wire) resulting from increase / decrease in the 3rd electric current becomes mutually in phase.
  • the first receiver can receive the transmission signals of the first and second transmitter groups without being affected by the transmission signal of the third transmitter group.
  • the first and second transmitter groups that use the first and second electric wires have resources (that is, time) between other transmitter groups that use other electric wires. , Frequency, or spreading code, or a combination thereof). This is because interference of transmission signals (current signals) from other transmitter groups is substantially canceled in the difference current between the first and second currents.
  • the same resource is shared (or reused) among a plurality of multiple access systems that use a plurality of electric wires (for example, power lines) connected in parallel for signal transmission. be able to.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a photovoltaic power generation system according to the present embodiment.
  • the system of FIG. 1 has a plurality of solar cell strings 10 including solar cell strings 10A to 10D.
  • Each solar cell string 10 has a plurality of solar cell panels 1 connected in series.
  • the plurality of solar cell strings 10 are connected in parallel by a plurality of DC power lines 2 including DC power lines 2A to 2D.
  • the power conditioner 3 acquires the DC power (DC voltage and DC current) generated by the plurality of solar cell strings 10 via the plurality of DC power lines 2 connected in parallel, and uses this as AC power (AC voltage and AC voltage). AC current).
  • a current IA indicates a current flowing through the DC power line 2A, that is, a current flowing through the solar cell string 10A.
  • the currents IB, IC, and ID are the current flowing through the DC power line 2B (that is, the solar cell string 10B), the current that flows through the DC power line 2C (that is, the solar cell string 10C), and the DC power line 2D (that is, the solar cell string 10D).
  • a current I is a combined current of direct currents flowing through the plurality of solar cell strings 10 including the currents IA to ID, and indicates a direct current supplied to the power conditioner 3.
  • FIG. 1 shows only the positive DC power line 2, and the illustration of the DC power line connecting the negative side of each solar cell string 10 and the power conditioner 3 is omitted. Further, although four solar cell strings 10A to 10D are shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation system of FIG. 1 may have more solar cell strings 10, or two or Only three solar cell strings 10 may be provided.
  • FIG. 1 shows two multiple access communication systems.
  • One multiple access communication system includes a base unit 5A and a plurality of remote units 4 connected to the solar cell strings 10A and 10B (power lines 2A and 2B).
  • the other multiple-access communication system includes a base unit 5B and a plurality of remote units 4 connected to solar cell strings 10C and 10D (power lines 2C and 2D).
  • a set of remote units 4 connected to one solar cell string 10 is referred to as a “remote unit (RU) group”.
  • Each remote unit 4 generates a transmission bit string in which monitoring data indicating the state of the solar cell panel 1 is encoded, and transmits a current signal indicating a current change based on the transmission bit string to any of the DC power lines 2A to 2D. In other words, the remote unit 4 superimposes the current change based on the transmission bit string on the DC current flowing through the DC power line 2.
  • the base unit 5 identifies and receives a reception bit string corresponding to the transmission bit string from each remote unit 4. That is, the base unit 5A in FIG. 1 communicates with a plurality of remote units 4 belonging to two RU groups connected to the power lines 2A and 2B. Similarly, the base unit 5B of FIG. 1 communicates with a plurality of remote units 4 belonging to two RU groups connected to the power lines 2C and 2D.
  • the transmission method between the remote unit 4 and the base unit 5 may be baseband transmission that does not use subcarriers, or may be carrier-modulated transmission that performs subcarrier modulation.
  • the remote unit 4 may generate a transmission signal by, for example, NRZ (Non Return to Zero) encoding that directly assigns a transmission bit string to two current levels.
  • NRZ Non Return to Zero
  • the remote unit 4 may map a transmission bit string to a transmission symbol string and transmit a current signal indicating a current change according to the transmission symbol string.
  • the modulation scheme in the case of employing carrier modulation transmission is not limited to a specific scheme, and any modulation scheme that can be employed in a wired transmission line such as a power line can be used.
  • the remote unit 4 generates a current change indicating a carrier wave modulated using OOK (On / Off / Keying), ASK (Amplitude / Shift / Keying), FSK (Frequency / Shift / Keying), or PSK (Phase / Shift / Keying). 2 may be superimposed on the direct current flowing through the circuit 2.
  • OOK On / Off / Keying
  • ASK Amplitude / Shift / Keying
  • FSK Frequency / Shift / Keying
  • PSK Phase / Shift / Keying
  • the multiple access method between the remote unit 4 and the base unit 5 is not limited to a specific method, and any modulation method that can be used in a wired transmission line such as a power line can be used.
  • the multiple access scheme employed in this embodiment may be SSMA (DS-CDMA), TDMA, FDMA, OFDMA, or a combination thereof.
  • the photovoltaic power generation system as shown in FIG. 1 has a configuration in which a plurality of DC power lines 2 each connected to the solar cell string 10 are connected in parallel. Therefore, the signal of one multiple access communication system including the base unit 5B shown in FIG. 1 is converted into the signal of the other multiple access communication system including the base unit 5A via a plurality of DC power lines 2 connected in parallel. Cause interference.
  • the same resource ie time, frequency, or spreading code, or a combination thereof
  • CT6 loads an induced current generated in the secondary coil in accordance with a change in magnetic flux (that is, change rate of magnetic flux or time differentiation) generated in the core by the current flowing through the electric wire (that is, the primary coil) passing through the annular core. Output as a voltage signal by flowing through a resistor.
  • CT6 is a specific example of a current detection unit that outputs an electrical signal indicating a change in the difference between the first current flowing through the first electric wire and the second current flowing through the second electric wire.
  • the CT 6A shown in FIG. 1 generates an electric signal indicating a change in the difference current between the current IA flowing through the power line 2A and the current IB flowing through the power line 2B.
  • the two power lines 2A and 2B penetrate the annular core of CT6A in opposite directions. Therefore, the direct current IA flowing through the power line 2A from the solar cell string 10A toward the power conditioner 3 passes through the annular core of the CT 6A from the left side to the right side of the sheet of FIG.
  • the direct current IB flowing through the power line 2B from the solar cell string 10B toward the power conditioner 3 passes through the annular core of the CT 6A from the right side to the left side in FIG.
  • the magnetic fluxes induced by these currents in the core are strengthened in the same direction.
  • the change of the currents IA and IB is in reverse phase means that one of the currents IA and IB increases while the other decreases, in other words, the sign of the time derivative (ie, slope) of the currents IA and IB is Means opposite to each other.
  • the CT 6A is used to generate an electrical signal corresponding to a change in the difference between the currents IA and IB, and this is supplied to the base unit 5A.
  • the base unit 5A receives the transmission signals of the two RU groups connected to the power lines 2A and 2B, and substantially cancels the transmission signals of the other RU groups connected to the other power lines 2C and 2D. can do.
  • “substantially cancel” means that it is not necessary to cancel completely so that the transmission signals of other RU groups become zero.
  • “substantially cancel” means that the transmission signal levels of the other RU groups connected to the other power lines 2C and 2D are the transmission signals of the two RU groups connected to the power lines 2A and 2B. Is sufficiently small so that it can be received at a quality (for example, SNR (Signal to Noise) Ratio), code error rate).
  • RU group A when a RU group (referred to as RU group A) connected to the DC power line 2A transmits a current signal, the DC current IA changes according to the current signal.
  • the flow of charges (that is, electrons) resulting from the change in the current IA gives a reverse phase change to the other power lines 2 including the power line 2B.
  • the direct current IA increases due to the superposition of current signals by the RU group A, a large number of electrons are drawn into the power line 2A, so that the flow of electrons on the power line 2B (and the other power lines 2C and 2D) decreases.
  • the electrical signal output from the CT 6A that is, the electrical signal indicating the change in the difference current between the direct currents IA and IB reflects the increase or decrease in the direct current IA.
  • base unit 5A can receive the transmission signal of RU group A connected to DC power line 2A using the electric signal from CT6A.
  • Transmission of the RU group (referred to as RU group B) connected to the DC power line 2B can be considered in the same manner as transmission of the RU group A. That is, when the RU group B transmits a current signal to the power line 2B, the direct current IB increases or decreases due to the superposition of the current signal. The change in the direct current IA (and the currents IC and ID flowing through other power lines) due to the increase / decrease in the direct current IB is opposite to the change in the current IB. Therefore, the base unit 5A can receive the transmission signal of the RU group B using the output signal of the CT 6A indicating the change in the difference current between the direct currents IA and IB.
  • the change in the direct currents IA and IB due to the increase or decrease in the direct current IC is substantially canceled without appearing in the output signal of the CT 6A indicating the change in the difference current between the currents IA and IB.
  • the current signal transmitted to the power line 2D by the RU group D is substantially canceled without appearing in the output signal of the CT 6A. Accordingly, the base unit 5A can receive the transmission signals of the RU groups A and B without being affected by the transmission signals of the RU groups C and D.
  • the two RU groups A and B using the power lines 2A and 2B share resources with the other RU groups C and D using the other power lines 2C and 2D. be able to. This is because the interference of transmission signals (current signals) from the other RU groups C and D is substantially canceled in the difference current between the direct currents IA and IB.
  • noise generated by devices related to the photovoltaic power generation system for example, switching noise of the power conditioner 3, modulation components due to the maximum operating point tracking operation of the power conditioner 3, and the like flow through the power line 2.
  • the influence of the noise of the power conditioner 3 appears in phase on the power lines 2A to 2D connected in parallel. Therefore, the base unit 5A can suppress a decrease in reception quality due to noise of the power conditioner 3 by using the electric signal output from the CT 6A. This is because the noise of the power conditioner 3 is substantially canceled in the difference current between the direct currents IA and IB.
  • the base unit 5B can receive the transmission signals of the RU groups C and D without being affected by the transmission signals of the RU groups A and B. Further, the base unit 5B can suppress a decrease in reception quality due to noise of the power conditioner 3.
  • CTs 6A and 6B shown in FIG. 1 is merely an example for detecting a change in the difference current between the currents flowing through the two power lines 2.
  • Another arrangement example of CT6 will be described in another embodiment described later.
  • the remote unit 4 and the base unit 5 may be configured in the same manner as the communication slave unit and the communication master unit disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the remote unit 4 connected to the power line 2A.
  • the remote unit 4 in FIG. 2 includes a measurement circuit 41 and a transmitter 42.
  • the measurement circuit 41 measures the state of the solar cell panel 1 (for example, output voltage, output current, temperature, or a combination thereof).
  • the measurement circuit 41 includes, for example, a voltage sensor, a current sensor, or a temperature sensor.
  • the transmitter 42 superimposes the current signal encoded with the measurement data of the measurement circuit 41 (that is, the monitoring data of the solar cell panel 1) on the DC current IA flowing through the DC power line 2A.
  • the transmitter 42 includes a signal processing unit 43 and a driver 44.
  • the signal processing unit 43 receives the measurement data from the measurement circuit 41 and generates a transmission bit string in which the measurement data is encoded.
  • the signal processing unit 43 generates a transmission bit string by assembling a transmission frame in which measurement data is accommodated in a payload, and performing transmission path encoding (for example, adding an error correction code) to the transmission frame.
  • transmission path encoding for example, adding an error correction code
  • the signal processing unit 43 may generate the transmission symbol sequence by mapping the transmission bit sequence to the modulation symbol.
  • the signal processing unit 43 may generate the transmission chip sequence by directly spreading (spreading modulation) the transmission bit sequence using a predetermined spreading code.
  • the signal processing unit 43 supplies a digital transmission signal indicating a transmission bit string (or a transmission symbol string or a transmission chip string generated based on the transmission bit string) to the driver 44.
  • the driver 44 transmits the digital transmission signal as a current signal to the DC power line 2A.
  • the driver 44 superimposes the current change according to the digital transmission signal based on the transmission bit string on the direct current IA flowing through the power line 2A.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the base unit 5A.
  • the base unit 5 ⁇ / b> A in FIG. 1 includes a receiver 51.
  • the receiver 51 in FIG. 3 is connected to the secondary coil of the CT 6A and detects the output of the CT 6A as a voltage signal.
  • the receiver 51 includes a low-pass filter (LPF) 52, an AD converter (ADC) 53, and a signal processing unit 54.
  • the LPF 52 limits the band of the received signal so that aliasing noise does not occur in the ADC 53.
  • the ADC 53 samples the output signal of the LPF 52 and converts it into a digital signal.
  • the signal processing unit 54 processes the digital reception signal supplied from the ADC 53, and from each remote unit 4 included in the RU groups A and B (RU groups 40A and 40B in FIG. 3) connected to the power lines 2A and 2B.
  • a reception bit string corresponding to the transmission bit string is identified and received.
  • the signal processing unit 54 restores received data (that is, monitoring data of the solar battery panel 1) from the received bit string.
  • the restored monitoring data is supplied to, for example, an external monitoring server (not shown).
  • the signal processing unit 43 and the signal processing unit 54 shown in FIGS. 2 and 3 are computers such as a microcomputer, a microcontroller, a microprocessor, a CPU (Central Processing Unit), or a system LSI (Large Scale Integration). May be configured.
  • the signal processing unit 43 may be configured as a one-chip microcomputer including the function of the signal processing unit 43.
  • the signal processing unit 54 may be configured as a one-chip microcomputer including the functions of the signal processing unit 54 and the ADC 53.
  • the base unit 5A may perform a phase inversion process on the received bit string. This problem can also be dealt with by generating a transmission signal (current signal) based on a signal obtained by RU group B (40B) having a phase inverted transmission bit string.
  • the base unit 5A may process the received signal according to any of the following methods (1) to (4).
  • (1) Invert the phase (sign) of the received bit string itself restored from the output signal of CT6A.
  • (2) The code of the spreading code used for the despreading process for obtaining the received bit string is inverted.
  • (3) Invert the phase of the received symbol sequence or received chip sequence restored from the output signal of CT6A.
  • the symbol determination rule used for the demodulation process for obtaining the received bit string is changed.
  • the remote unit 4 may process the transmission signal according to any of the following methods (5) to (8). (5) Invert the phase (sign) of the transmission bit string itself. (6) The code of the spreading code used for direct spreading of the transmission bit string is inverted. (7) Invert the phase of the transmission symbol sequence or transmission chip sequence. (8) The symbol mapping rule for obtaining the transmission symbol string is changed.
  • FIG. 4 is a signal waveform diagram showing an example of the method (1) described above.
  • FIG. 4A shows a transmission bit string of 2 bits by the remote unit 4 included in the RU group B (40B).
  • FIG. 4B shows a reception bit string corresponding to the transmission bit string of FIG. 4A received without error by the base unit 5A.
  • the logic of the reception bit string in FIG. 4B is inverted compared to the logic of the transmission bit string in FIG.
  • the base unit 5A inverts the sign of the received bit string itself.
  • FIG. 4C shows the received bit string after the sign inversion. Thereby, the base unit 5A can obtain a reception bit string that correctly reflects the logic of the transmission bit string.
  • FIG. 5 is a signal waveform diagram showing an example of the method (2) described above.
  • method (2) can be used when SSMA is adopted as the multiple access method.
  • FIG. 5A shows a transmission bit string of 2 bits by the remote unit 4 included in the RU group B (40B).
  • FIG. 5B shows a spreading code used by the remote unit 4 for direct spreading of the transmission bit string.
  • FIG. 5C shows a transmission chip sequence after direct spreading.
  • FIG. 5D shows a reception chip sequence received without error by the base unit 5A. The logic of the receiving chip sequence in FIG. 5D is inverted compared to the logic of the transmitting chip sequence in FIG.
  • the base unit 5A performs despreading using the “code-inverted” spreading code shown in FIG. FIG. 5F shows a received bit string after despreading. Thereby, the base unit 5A can obtain a reception bit string that correctly reflects the logic of the transmission bit string.
  • FIG. 6 is a signal waveform diagram showing an example of the method (5) described above.
  • FIG. 6A shows a transmission bit string of 2 bits by the remote unit 4 included in the RU group B (40B).
  • FIG. 6B shows a bit string obtained by inverting the sign of the transmission bit string shown in FIG.
  • the remote unit 4 transmits a current signal based on the transmission bit string after inversion shown in FIG.
  • FIG. 6C shows a received bit string received without error by the base unit 5A.
  • the base unit 5A can obtain a reception bit string (FIG. 6C) that correctly reflects the logic of the transmission bit string (FIG. 6A). .
  • FIG. 7 is a signal waveform diagram showing an example of the method (6) described above.
  • Method (6) can be used when SSMA is adopted as the multiple access method.
  • FIG. 7A shows a transmission bit string of 2 bits by the remote unit 4 included in the RU group B (40B).
  • FIG. 7B shows a “code-inverted” spreading code used by the remote unit 4 for direct spreading of a transmission bit string.
  • FIG. 7C shows a transmission chip sequence after direct spreading.
  • FIG. 7D shows a received chip sequence received without error by the base unit 5A.
  • the base unit 5A performs despreading using a "unsigned code" spreading code (FIG. 7E).
  • FIG. 7F shows a received bit string after despreading. Thereby, the base unit 5A can obtain a reception bit string that correctly reflects the logic of the transmission bit string.
  • the base unit 5A performs the phase inversion processing (for example, any one of the methods (1) to (4)) regarding the received bit string has been described.
  • the base unit 5 needs to identify which of the remote units 4 the received bit string is inverted by CT6.
  • the operator may set in the base unit 5 which remote unit 4 the received bit string should be inverted.
  • the setting work by the operator requires a large amount of work when the number of solar cell panels 1 to be monitored is large.
  • setting work by an operator may cause a setting error.
  • the base unit 5 automatically determines which of the remote units 4 the received bit string should be inverted.
  • the remote unit 4 generates a transmission bit string including a predetermined bit pattern (hereinafter, a fixed bit pattern) having a length of at least 1 bit.
  • the remote unit 4 may generate a transmission frame including a fixed bit pattern arranged at a predetermined position as shown in FIG.
  • a 1-bit inversion detection bit as a fixed bit pattern is arranged at the start position of the transmission frame.
  • the payload of the transmission frame includes, for example, monitoring data of the solar cell panel 1.
  • the receiver 51 of the base unit 5 detects the code (bit logic) of the fixed bit pattern included in the received bit string of each remote unit 4. Then, the receiver 51 selectively performs a phase inversion process (for example, any one of the methods (1) to (4)) on the received bit string in which the sign of the fixed bit pattern is inverted.
  • a phase inversion process for example, any one of the methods (1) to (4)
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the inversion detection operation of the base unit 5 according to the present embodiment.
  • the base unit 5 detects the code of the fixed bit pattern included in the received bit string of the remote unit 4.
  • the base unit 5 performs phase determination processing (for example, methods (1) to (1)) regarding the received bit string in order to correctly receive the received bit string of the remote unit 4. Perform any of 4).
  • phase determination processing for example, methods (1) to (1)
  • the base unit 5 does not perform step S13.
  • the present embodiment a modified example in which the number of power lines 2 penetrating the core of CT 6 is different from that in FIG. 1 will be described.
  • the example in which the two DC power lines 2 (for example, 2A and 2B) are passed through the cores of one CT6 (for example, 6A) in the opposite directions is shown.
  • the directions of two direct currents (for example, IA and IB) passing through the core of CT6A are opposite to each other.
  • the number of power lines 2 that pass through the core of one CT 6 may be an even number of four or more. That is, out of 2N power lines 2 (N is a positive integer), N power lines 2 are passed through the CT6 core in one direction, and the other N power lines 2 are passed through the CT6 core in the opposite direction. Good.
  • FIG. 10 shows an example in which four power lines 2A to 2D are arranged so as to pass through one CT6C core. Specifically, the power lines 2A and 2C pass through the annular core of CT6C from the left side to the right side of the sheet of FIG. On the other hand, the power lines 2B and 2D pass through the CT6C annular core from the right side to the left side of the sheet of FIG.
  • the base unit 5C in FIG. 10 can communicate with a plurality of remote units 4 belonging to four RU groups connected to the power lines 2A to 2D.
  • FIGS. 11A and 11B show first and second configuration examples of the photovoltaic power generation system according to the present embodiment.
  • the configuration examples of FIGS. 11A and 11B use current detection units 60 and 61 including two CTs 6D and 6E instead of one CT 6A.
  • the current detection unit 60 of FIG. 11A the power line 2A passes through the CT6D core, and the power line 2B passes through the CT6E core.
  • the direction in which the power line 2B penetrates the CT6E core is opposite to the direction in which the power line 2A penetrates the CT6D core.
  • the direction in which the direct current IA passes through CT6D and the direction in which the direct current IB passes through CT6E are opposite to each other.
  • the 11A supplies the signal obtained by adding the output signals of CT6D and 6E to the base unit 5A.
  • the signal obtained by adding the output signals of CT6D and 6E indicates a change in the difference current between the two currents IA and IB flowing through the two power lines 2A and 2B. Therefore, the base unit 5A can identify and receive the received bit strings of the remote units 4 included in the RU groups A and B using the output signal of the adder 62.
  • the direct currents IA and IB pass through the CTs 6D and 6E in the same direction. Therefore, in FIG. 11B, the inverting amplifier 63 is used to invert the output signal of CT6E.
  • the adder 62 in FIG. 11B adds the CT6D output signal to the inverted signal of the CT6E output signal. Thereby, the output signal of the adder 62 shows a change in the difference current between the two currents IA and IB flowing through the two power lines 2A and 2B. Therefore, the base unit 5A can identify and receive the received bit strings of the remote units 4 included in the RU groups A and B using the output signal of the adder 62. Further, as a method not using the inverting amplifier 63 shown in FIG. 11B, when the outputs of CT6D and CT6E are connected to the adder 62, the polarities may be reversed.
  • the configuration example of the first to third embodiments has a CT configuration.
  • the number can be reduced.
  • 11A and 11B if there is a characteristic difference between the two CTs 6D and 6E, the reception quality of the base unit 5A may deteriorate.
  • the difference current (combined current) of the currents flowing through the plurality of power lines 2 is detected by one CT6. There is an advantage that reception quality degradation of 5 does not occur in principle.
  • the base unit 5A can identify and receive the received bit strings of the remote units 4 included in the RU groups A and B using the output signal of the adder 62.
  • the load resistance of CT6 passing through the annular core in the opposite direction is doubled to input to the adder 62.
  • the electric signal transmitted from the remote unit 4 connected to the other power line can be canceled.
  • a current transformer is used to detect a change in a difference current between currents flowing through two power lines 2
  • another current detection unit that can detect a change in the difference current between the currents flowing through the two power lines 2
  • a current detection unit including a Hall element or a shunt resistor may be used.
  • the Hall element or the shunt resistor is used, the difference current caused by the current signals of the plurality of remote units 4 is removed by removing the influence of the difference in generated current (that is, pure DC component or average value) between the solar cell strings 10.
  • An analog differentiation circuit or a digital differentiation circuit may be used for observing the change in the above.
  • the digital differentiation circuit may be integrated with the receiver 51 (for example, the signal processing unit 54) of the base unit 5.
  • the technical ideas shown in the first to fourth embodiments can also be applied to, for example, a PLC (Power Line Communication) system using an AC power line as a transmission path. Furthermore, the technical ideas shown in the first to fourth embodiments can be widely applied to a multiple access communication system that uses electric wires connected in parallel as a transmission line.
  • PLC Power Line Communication

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Abstract

 多元接続通信システムは、並列接続された第1及び第2の電線(2A及び2B)に接続されている第1及び第2の送信機グループ(40A及び40B)と、受信機(5A)を含む。第1の送信機グループ(40A)に含まれる各送信機(4)は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を第1の電線(2A)に送信し、第2の送信機グループ(40B)に含まれる各送信機(4)は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を第2の電線(2B)に送信する。電流検出部(6A)は、第1の電線(2A)を流れる第1の電流(IA)と第2の電線(2B)を流れる第2の電流(IB)との差電流の変化を示す第1の電気信号を出力するよう動作する。受信機(5A)は、第1の電気信号を処理することにより、第1及び第2の送信機グループに含まれる各送信機(4)の送信ビット列に対応した受信ビット列を識別して受信するよう動作する。

Description

多元接続通信システムおよび太陽光発電システム
 本出願は、多元接続通信システムに関する。
 特許文献1は、SSMA(Spread Spectrum Multiple Access)通信システムを開示している。SSMAは、DS-CDMA(Direct Spread-Code Division Multiple Access)と呼ぶこともできる。つまり、特許文献1に開示された通信システムでは、複数の通信子機が互いに異なる拡散符号を使用して送信ビット列を拡散変調し、拡散後の送信信号を有線伝送路に送信する。そして、通信親機は、複数の通信子機の送信信号が多重化された受信信号に対して逆拡散処理を実行することによって、各通信子機の送信ビット列に対応した受信ビット列を識別して受信する。
 さらに特許文献1は、上述したSSMA通信システムを太陽光発電システムと結合して使用する例を開示している。一般的な太陽光発電システムは、複数の太陽電池パネル(又は太陽電池モジュール)が直列および並列に接続された太陽電池アレイを有する。太陽電池アレイは、太陽電池パネルが直列に接続された太陽電池ストリングが並列に接続された構成を持つ。太陽電池アレイによって生成された直流電力は、電力線を介してパワーコンディショナに送られ、パワーコンディショナによって交流電力に変換される。特許文献1に開示されたSSMA通信システムは、各太陽電池パネルの状態(例えば出力電圧、出力電流、若しくは温度、又はこれらの組み合わせ)を監視するために使用することができる。
 特許文献1の通信子機は、一例において、太陽電池パネルと結合して配置される。通信子機は、太陽電池パネルに関する監視情報がエンコードされた伝送フレームを生成し、予め割り当てられた拡散符号を用いて伝送フレームの各ビットを直接拡散し、これにより送信信号を生成する。そして、通信子機は、送信信号を電流信号として送信する。言い換えると、通信子機は、送信信号に応じた電流変化を、電力線を流れる直流電流に重畳する。
 特許文献1の通信親機は、一例において、パワーコンディショナの近くに配置される。通信親機は、複数の通信子機から送信された電流信号を、プラス側及びマイナス側の2本の電力線間の電圧変化として検出する。そして、通信親機は、検出した受信信号に対する逆拡散処理を行うことによって、各通信子機の送信ビット列に対応する受信ビット列を識別して受信する。
 また、特許文献2は、太陽光発電システムによって生成される電流をカレントトランス(変流器)を用いて監視する技術を開示している。具体的には、特許文献2のシステムは、各々が太陽電池ストリングと接続されている2本の電力線が互いに逆向きにカレントトランスのコアを貫通した構成を有する。これにより、カレントトランスは、2つの太陽電池ストリングのうち一方を流れる電流を正値とし、他方の太陽電池ストリングを流れる電流を負の値として合成した合成電流を検出できる。したがって、特許文献2のシステムは、カレントトランスにより検出される電流の変化方向に基づいて、出力電流が低下した太陽電池ストリングを特定することができる。
特開2012-4626号公報 特開2011-187807号公報
 本件の発明者等は、以下に述べる問題点を見出した。例えば、メガソーラーシステムと呼ばれる大規模な太陽光発電システムは、膨大な数の太陽電池パネルを使用する。したがって、特許文献1の技術を用いて多数の太陽電池パネルを個別に監視するためには、多数の通信子機を使用しなければならない。しかしながら、SSMA通信システムにおける多元接続数は、拡散率(つまり拡散符号の長さ・チップ数)により制限される。したがって、例えば、太陽電池パネルの数が拡散率を上回る場合に、全ての太陽電池パネルを監視することができないおそれがある。一方、全ての太陽電池パネルを監視するために拡散率の大きい(つまり符号長の長い)拡散符号を用いると、ビットレートの低下を招くおそれがある。
 なお、この問題は、特許文献1に開示されたSSMA通信システムだけでなく、他の多元接続通信システム、例えばTDMA(Time Division Multiple Access)システムおよびOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)システム、でも起こり得る。多元接続のために排他的に使用されるリソース(つまり時間、周波数、若しくは拡散符号、又はこれらの組み合わせ)は有限であるためである。また、この問題は、太陽光発電システムの監視を行う場合に限らず、並列接続された複数の電線上で多元接続通信を行う通信システム(例えば電力線通信システム)において広く起こり得る。
 この問題に対処するために、複数の通信親機を導入することが考えられる。複数の通信親機を使用することは、複数の多元接続通信システムを使用することを意味する。複数の多元接続通信システムの間で同じリソースを共用(又は再利用)できれば、リソース数の上限に起因する上述の問題を解消できる可能性がある。しかしながら、太陽光発電システムは、各々が太陽電池ストリング(又は太陽電池アレイ)に接続された複数の電力線が並列接続された構成を有する。したがって、ある多元接続通信システムの信号は、並列接続された複数の配線を介して、他の多元接続通信システムの信号に干渉を及ぼす。
 本件発明は、発明者等による上述の知見に基づいてなされたものである。したがって、本件発明の目的の1つは、並列接続された複数の電線(例えば電力線)を信号送信のために使用する複数の多元接続システムの間で同じリソースを共用(又は再利用)できるようにすることである。
 第1の態様では、多元接続通信システムは、複数の電線、複数の送信機グループ、第1の電流検出部、及び第1の受信機を含む。前記複数の電線は、各々が並列接続されており、第1及び第2の電線を含む。前記複数の送信機グループは、前記第1の電線に送信する第1の送信機グループ、及び前記第2の電線に送信する第2の送信機グループを含む。また、各送信機グループは、少なくとも1つの送信機を含む。各送信機は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を前記複数の電線のいずれかに送信するよう動作する。前記第1の電流検出部は、前記第1の電線を流れる第1の電流と前記第2の電線を流れる第2の電流との差電流の変化を示す第1の電気信号を出力するよう動作する。そして、前記第1の受信機は、前記第1の電気信号を処理することにより、前記第1及び第2の送信機グループに含まれる各送信機の前記送信ビット列に対応した受信ビット列を識別して受信するよう動作する。
 第2の態様では、太陽光発電システムは、多元接続通信システム、複数の太陽電池ストリング、及びパワーコンディショナを含む。ここで、多元接続通信システムは、上述した第1の態様に係る多元接続通信システムと同様とすればよい。前記複数の太陽電池ストリングは、前記複数の電線のそれぞれに接続される。また、前記パワーコンディショナは、前記複数の太陽電池ストリングによって生成される直流電力を前記複数の電線を通じて取得し、前記直流電力を交流電力に変換する。
 上述したように、第1及び第2の態様は、第1及び第2の送信機グループから送信された信号を受信するために、第1の電線を流れる第1の電流と第2の電線を流れる第2の電流との差電流の変化を示す第1の電気信号を用いる。したがって、第1及び第2の電流の変化が同相であるとき、これらの変化は差電流において互いに打ち消しあう。第1及び第2の電流の変化が同相であるとは、第1及び第2の電流が共に増加又は共に減少すること、言い換えると、第1及び第2の電流の時間微分(つまり傾き)の符号が同じであることを意味する。仮に、第1及び第2の電流の変化が完全に同一であるとき、差電流の変化は生じない。
 一方、第1及び第2の電流の変化が互いに逆相であるとき、これらの変化は差電流において強め合う。つまり、第1及び第2の電流の変化が互いに逆相であるとき、これらの変化は、差電流の変化として検出される。第1及び第2の電流の変化が逆相であるとは、第1及び第2の電流の一方が増加するのに対して他方が減少すること、言い換えると、第1及び第2の電流の時間微分(つまり傾き)の符号が互いに反対であることを意味する。
 第1及び第2の態様は、この差電流の変化の性質を利用して、第1及び第2の電線に接続された第1及び第2の送信機グループの送信信号を受信するとともに、他の電線に接続された他の送信機グループの送信信号を実質的にキャンセルする。例えば、第1の送信機グループが第1の電線に電流信号を送信すると、この電流信号に応じて第1の電流が変化する。そして、この第1の電流の変化に起因する電荷(つまり電子)の流れは、第2の電線を含む他の電線に逆相の変化を与える。例えば、第1の送信機グループによる電流信号の重畳によって第1の電流が増加すると、第1の電線に多くの電子が引き込まれるために第2の電線(及び他の電線)の電子の流れが減少する。このため、第1の電流の増減に起因する第2の電流(及び他の電線を流れる電流)の変化は、第1の電流の変化の逆相となる。したがって、第1及び第2の電流の差電流の変化は第1の電流の増減を反映する。これにより、第1の受信機は、差電流の変化を示す第1の電気信号を用いて、第1の送信機グループの送信信号を受信することができる。
 第2の送信機グループの送信も、第1の送信機グループの送信と同様に考えることができる。つまり、第2の送信機グループが第2の電線に電流信号を送信すると、この電流信号の重畳によって第2の電流が増減する。そして、第2の電流の増減に起因する第1の電流(及び他の電線を流れる電流)の変化は、第2の電流の変化の逆相となる。したがって、第1の受信機は、第1及び第2の電流の差電流の変化を示す第1の電気信号を用いて、第2の送信機グループの送信信号を受信することができる。
 一方、他の送信機グループの送信によって他の電線を流れる電流が増減すると、その影響は第1及び第2の電流に同相で出現する。例えば、他の送信機グループ(第3の送信機グループとする)による電流信号の重畳によって他の電線(第3の電線とする)の電流(第3の電流とする)が増加すると、第3の電線に多くの電子が引き込まれるために第1及び第2の電線(及び他の電線)の電子の流れが共に減少する。このため、第3の電流の増減に起因する第1及び2の電流(及び他の電線を流れる電流)の変化は、互いに同相となる。したがって、第3の電流の増減に起因する第1及び第2の電流の変化は、第1及び第2の電流の差電流の変化に現れること無く実質的にキャンセルされる。これにより、第1の受信機は、第3の送信機グループによる送信信号の影響を受けることなく、第1及び第2の送信機グループの送信信号を受信することができる。
 以上の説明から理解されるように、第1及び第2の電線を利用する第1及び第2の送信機グループは、他の電線を利用する他の送信機グループとの間でリソース(つまり時間、周波数、若しくは拡散符号、又はこれらの組み合わせ)を共用することができる。他の送信機グループからの送信信号(電流信号)の干渉は、第1及び第2の電流の差電流において実質的にキャンセルされるためである。
 上述した第1及び第2の態様によれば、並列接続された複数の電線(例えば電力線)を信号送信のために使用する複数の多元接続システムの間で同じリソースを共用(又は再利用)することができる。
第1の実施形態に係る太陽光発電システムの構成例を示すブロック図である。 第1の実施形態に係るリモートユニットの構成例を示すブロック図である。 第1の実施に形態に係るベースユニットの構成例を示すブロック図である。 受信ビット列に関する位相反転処理の第1の例を示す波形図である。 受信ビット列に関する位相反転処理の第2の例を示す波形図である。 受信ビット列に関する位相反転処理の第3の例を示す波形図である。 受信ビット列に関する位相反転処理の第4の例を示す波形図である。 第2の実施形態に係る固定ビットパターンの一例を示す図である。 第2の実施形態に係るベースユニットによる反転検出動作の一例を示すフローチャートである。 第3の実施形態に係る太陽光発電システムの構成例を示すブロック図である。 第4の実施形態に係る太陽光発電システムの構成例を示すブロック図である。 第4の実施形態に係る太陽光発電システムの構成例を示すブロック図である。
 以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
<第1の実施形態>
 図1は、本実施形態に係る太陽光発電システムの構成例を示すブロック図である。図1のシステムは、太陽電池ストリング10A~10Dを含む複数の太陽電池ストリング10を有する。各太陽電池ストリング10は、直列接続された複数の太陽電池パネル1を有する。複数の太陽電池ストリング10は、直流電力線2A~2Dを含む複数の直流電力線2によって並列接続されている。パワーコンディショナ3は、並列接続された複数の直流電力線2を介して、複数の太陽電池ストリング10によって生成された直流電力(直流電圧および直流電流)を取得し、これを交流電力(交流電圧および交流電流)に変換する。
 図1において、電流IAは、直流電力線2Aを流れる電流、つまり太陽電池ストリング10Aを流れる電流を示している。同様に、電流IB、IC、及びIDは、直流電力線2B(つまり太陽電池ストリング10B)を流れる電流、直流電力線2C(つまり太陽電池ストリング10C)を流れる電流、及び直流電力線2D(つまり太陽電池ストリング10D)を流れる電流をそれぞれ示している。電流Iは、電流IA~IDを含む複数の太陽電池ストリング10を流れる直流電流の合成電流であり、パワーコンディショナ3に供給される直流電流を示している。
 なお、図1は、プラス側の直流電力線2のみを示しており、各太陽電池ストリング10のマイナス側とパワーコンディショナ3を接続する直流電力線の図示を省略している。また、図1には4本の太陽電池ストリング10A~10Dが示されているが、図1の太陽光発電システムは、さらに多くの太陽電池ストリング10を有していてもよいし、2本又は3本の太陽電池ストリング10のみを有していてもよい。
 図1の例において、1台のベースユニット(BU)5および複数台のリモートユニット(RU)4を含む多元接続通信システムは、複数の太陽電池パネル1の状態(例えば出力電圧、出力電流、若しくは温度、又はこれらの組み合わせ)を監視するために用いられる。図1は、2つの多元接続通信システムを示している。一方の多元接続通信システムは、ベースユニット5Aと、太陽電池ストリング10A及び10B(電力線2A及び2B)に接続された複数のリモートユニット4により構成される。他方の多元接続通信システムは、ベースユニット5Bと、太陽電池ストリング10C及び10D(電力線2C及び2D)に接続された複数のリモートユニット4により構成される。なお以下では、1つの太陽電池ストリング10に接続されたリモートユニット4の集合を「リモートユニット(RU)グループ」と呼ぶ。
 各リモートユニット4は、太陽電池パネル1の状態を示す監視データがエンコードされた送信ビット列を生成し、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を直流電力線2A~2Dのいずれかに送信する。言い換えると、リモートユニット4は、送信ビット列に基づいた電流変化を、直流電力線2を流れる直流電流に重畳する。
 ベースユニット5は、各リモートユニット4からの送信ビット列に対応する受信ビット列を識別して受信する。つまり、図1のベースユニット5Aは、電力線2A及び2Bに接続された2つのRUグループに属する複数のリモートユニット4との間で通信する。同様に、図1のベースユニット5Bは、電力線2C及び2Dに接続された2つのRUグループに属する複数のリモートユニット4との間で通信する。
 なお、リモートユニット4とベースユニット5の間の伝送方式は、サブキャリアを用いないベースバンド伝送でもよいし、サブキャリア変調を行う搬送波変調伝送(carrier-modulated transmission)でもよい。ベースバンド伝送が採用される場合、リモートユニット4は、例えば、送信ビット列を直接的に2つの電流レベルに割り当てるNRZ(Non Return to Zero)符号化によって送信信号を生成すればよい。また、搬送波変調伝送が採用される場合、リモートユニット4は、送信ビット列を送信シンボル列にマッピングし、送信シンボル列に応じた電流変化を示す電流信号を送信すればよい。搬送波変調伝送を採用する場合の変調方式は特定の方式に限定されず、電力線などの有線伝送路において採用可能な任意の変調方式を用いることができる。例えば、リモートユニット4は、OOK(On Off Keying)、ASK(Amplitude Shift Keying)、FSK(Frequency Shift Keying)、又はPSK(Phase Shift Keying)を用いて変調された搬送波を示す電流変化を、直流電力線2を流れる直流電流に重畳すればよい。
 さらに、リモートユニット4とベースユニット5の間の多元接続方式も特定の方式に限定されず、電力線などの有線伝送路において採用可能な任意の変調方式を用いることができる。例えば、本実施形態で採用される多元接続方式は、SSMA(DS-CDMA)、TDMA、FDMA、若しくはOFDMA、又はこれらの組み合わせであってもよい。
 なお、既に述べたように、図1に示されているような太陽光発電システムは、各々が太陽電池ストリング10に接続された複数の直流電力線2が並列接続された構成を有する。したがって、図1に示されたベースユニット5Bを含む一方の多元接続通信システムの信号は、並列接続された複数の直流電力線2を介して、ベースユニット5Aを含む他方の多元接続通信システムの信号に干渉を及ぼす。したがって、並列接続された複数の電力線2A~2Dを信号送信のために使用する複数の多元接続システムの間で同じリソース(つまり時間、周波数、若しくは拡散符号、又はこれらの組み合わせ)を共用するためには、何らかの対処が必要である。
 この問題に対処するため、本実施の形態はカレントトランス(CT)6を用いる。CT6は、環状コアを貫通する電線(つまり一次側コイル)を流れる電流がコアに生じさせる磁束の変化(つまり磁束の変化率又は時間微分)に応じて二次側コイルに発生する誘導電流を負荷抵抗に流すことで電圧信号として出力する。CT6は、第1の電線を流れる第1の電流と第2の電線を流れる第2の電流との差電流の変化を示す電気信号を出力する電流検出部の具体例である。
 図1に示されたCT6Aは、電力線2Aを流れる電流IAと電力線2Bを流れる電流IBとの差電流の変化を示す電気信号を生成する。具体的には、2本の電力線2A及び2Bは、CT6Aの環状コアを互いに逆向きに貫通している。したがって、太陽電池ストリング10Aからパワーコンディショナ3に向けて電力線2Aを流れる直流電流IAは、図1の紙面の左側から右側にCT6Aの環状コアを通過する。これに対して、太陽電池ストリング10Bからパワーコンディショナ3に向けて電力線2Bを流れる直流電流IBは、図1の紙面の右側から左側にCT6Aの環状コアを通過する。すると、直流電流IA及びIBの変化が同相であるとき、これらの電流がCT6Aのコアに生じさせる磁束は互いに逆向きとなって打ち消しあう。なお、電流IA及びIBの変化が同相であるとは、電流IA及びIBが共に増加又は共に減少すること、言い換えると、電流IA及びIBの時間微分(つまり傾き)の符号が同じであることを意味する。仮に電流IA及びIBの変化が完全に同一であるとき、差電流の変化は生じない。
 一方、直流電流IA及びIBの変化が逆相である場合、これらの電流がコアに誘起する磁束は同じ向きとなって強め合う。電流IA及びIBの変化が逆相であるとは、電流IA及びIBの一方が増加するのに対して他方が減少すること、言い換えると、電流IA及びIBの時間微分(つまり傾き)の符号が互いに反対であることを意味する。
 本実施形態は、CT6Aを用いて電流IA及びIBの差電流の変化に応じた電気信号を生成し、これをベースユニット5Aに供給する。これにより、ベースユニット5Aは、電力線2A及び2Bに接続された2つのRUグループの送信信号を受信するとともに、他の電力線2C及び2Dに接続された他のRUグループの送信信号を実質的にキャンセルすることができる。ここで、"実質的にキャンセルする"とは、他のRUグループの送信信号がゼロとなるように完全にキャンセルされなくてもよいことを意味する。言い換えると、"実質的にキャンセルする"とは、他の電力線2C及び2Dに接続された他のRUグループの送信信号レベルが、電力線2A及び2Bに接続された2つのRUグループの送信信号を所定の品質(例えばSNR(Signal to Noise Ratio)、符号誤り率)で受信できる程度に十分に小さいことを意味する。
 例えば、直流電力線2Aに接続されたRUグループ(RUグループAと呼ぶ)が電流信号を送信すると、この電流信号に応じて直流電流IAが変化する。そして、この電流IAの変化に起因する電荷(つまり電子)の流れは、電力線2Bを含む他の電力線2に逆相の変化を与える。例えば、RUグループAによる電流信号の重畳によって直流電流IAが増加すると、電力線2Aに多くの電子が引き込まれるために電力線2B(並びに他の電力線2C及び2D)の電子の流れが減少する。このため、直流電流IAの増減に起因する直流電流IB(並びに他の電力線を流れる電流IC及びID)の変化は、電流IAの変化の逆相となる。したがって、CT6Aから出力される電気信号、つまり直流電流IA及びIBの差電流の変化を示す電気信号は、直流電流IAの増減を反映する。これにより、ベースユニット5Aは、CT6Aからの電気信号を用いて、直流電力線2Aに接続されたRUグループAの送信信号を受信することができる。
 直流電力線2Bに接続されたRUグループ(RUグループBと呼ぶ)の送信も、RUグループAの送信と同様に考えることができる。つまり、RUグループBが電力線2Bに電流信号を送信すると、この電流信号の重畳によって直流電流IBが増減する。そして、直流電流IBの増減に起因する直流電流IA(並びに他の電力線を流れる電流IC及びID)の変化は、電流IBの変化の逆相となる。したがって、ベースユニット5Aは、直流電流IA及びIBの差電流の変化を示すCT6Aの出力信号を用いて、RUグループBの送信信号を受信することができる。
 一方、電力線2C及び2Dに接続されたRUグループ(RUグループC及びDと呼ぶ)の送信によって電力線2C及び2Dを流れる直流電流IC及びIDが増減すると、その影響は電線2A及び2Bを流れる直流電流IA及びIBに同相で出現する。例えば、RUグループCによる電流信号の重畳によって電力線2Cの直流電流ICが増加すると、電力線2Cに多くの電子が引き込まれるために電力線2A及び2Bの電子の流れが共に減少する。このため、直流電流ICの増減に起因する直流電流IA及びIBの変化は、互いに同相となる。したがって、直流電流ICの増減に起因する直流電流IA及びIBの変化は、電流IA及びIBの差電流の変化を示すCT6Aの出力信号に現れること無く実質的にキャンセルされる。同様に、RUグループDによって電力線2Dに送信される電流信号も、CT6Aの出力信号に現れること無く実質的にキャンセルされる。これにより、ベースユニット5Aは、RUグループC及びDによる送信信号の影響を受けることなく、RUグループA及びBの送信信号を受信することができる。
 以上の説明から理解されるように、電力線2A及び2Bを利用する2つのRUグループA及びBは、他の電力線2C及び2Dを利用する他のRUグループC及びDとの間でリソースを共用することができる。他のRUグループC及びDからの送信信号(電流信号)の干渉は、直流電流IA及びIBの差電流において実質的にキャンセルされるためである。
 また、電力線2を使った通信では、太陽光発電システムに関する機器が発生するノイズ、例えばパワーコンディショナ3のスイッチングノイズ、及びパワーコンディショナ3の最大動作点追従動作による変調成分などが電力線2を流れる電流に重畳される。パワーコンディショナ3のノイズの影響は、並列接続された電力線2A~2Dに同相で現れる。したがって、ベースユニット5Aは、CT6Aの出力する電気信号を使用することによって、パワーコンディショナ3のノイズによる受信品質の低下を抑制できる。パワーコンディショナ3のノイズは、直流電流IA及びIBの差電流において実質的にキャンセルされるためである。
 同様に、2本の電力線2C及び2Dは、CT6Bの環状コアを互いに逆向きに貫通している。これにより、CT6Bは、電力線2Cを流れる電流ICと電力線2Dを流れる電流IDとの差電流の変化を示す電気信号を生成する。したがって、ベースユニット5Bは、RUグループA及びBによる送信信号の影響を受けることなく、RUグループC及びDの送信信号を受信することができる。また、ベースユニット5Bは、パワーコンディショナ3のノイズによる受信品質の低下を抑制できる。
 なお、図1に示されたCT6A及び6Bの配置は、2つの電力線2を流れる電流間の差電流の変化を検出するための一例に過ぎない。CT6の他の配置例は、後述する別の実施形態において説明される。
 続いて以下では、リモートユニット4及びベースユニット5の構成例について説明する。なお、ここで説明される構成例は一例に過ぎないことはもちろんである。リモートユニット4及びベースユニット5は、例えば、特許文献1に示された通信子機及び通信親機と同様に構成されてもよい。
 図2は、電力線2Aに接続されたリモートユニット4の構成例を示すブロック図である。図2のリモートユニット4は、測定回路41及び送信機42を含む。測定回路41は、太陽電池パネル1の状態(例えば出力電圧、出力電流、若しくは温度、又はこれらの組み合わせ)を計測する。測定回路41は、例えば、電圧センサ、電流センサ、又は温度センサを含む。
 送信機42は、測定回路41の計測データ(つまり太陽電池パネル1の監視データ)がエンコードされた電流信号を、直流電力線2Aを流れる直流電流IAに重畳する。図2の例では、送信機42は、信号処理部43及びドライバ44を含む。信号処理部43は、測定回路41から計測データを受信し、計測データがエンコードされた送信ビット列を生成する。信号処理部43は、例えば、計測データをペイロードに収容した伝送フレームを組み立て、伝送フレームに対する伝送路符号化(例えば誤り訂正符号の付加)を行うことによって、送信ビット列を生成する。なお、搬送波変調伝送を行う場合、信号処理部43は、送信ビット列を用いてデジタル変調処理を行なってもよい。言い換えると、信号処理部43は、送信ビット列を変調シンボルにマッピングすることによって送信シンボル列を生成してもよい。また、多元接続方式としてSSMAが採用される場合、信号処理部43は、予め定められた拡散符号を用いて送信ビット列を直接拡散(拡散変調)することによって送信チップ列を生成してもよい。信号処理部43は、送信ビット列(又は送信ビット列に基づいて生成された送信シンボル列若しくは送信チップ列)を示すデジタル送信信号をドライバ44に供給する。
 ドライバ44は、デジタル送信信号を電流信号として直流電力線2Aに送信する。言い換えると、ドライバ44は、送信ビット列に基づくデジタル送信信号に応じた電流変化を、電力線2Aを流れる直流電流IAに重畳する。
 図3は、ベースユニット5Aの構成例を示すブロック図である。図1のベースユニット5Aは、受信機51を含む。図3の受信機51は、CT6Aの二次側コイルに接続され、CT6Aの出力を電圧信号として検出する。図3の例では、受信機51は、ローパスフィルタ(LPF)52、ADコンバータ(ADC)53、及び信号処理部54を含む。LPF52は、ADC53において折り返し雑音が発生しないように受信信号の帯域を制限する。ADC53は、LPF52の出力信号をサンプリングし、これをデジタル信号に変換する。
 信号処理部54は、ADC53から供給されるデジタル受信信号を処理し、電力線2A及び2Bに接続されたRUグループA及びB(図3ではRUグループ40A及び40B)に含まれる各リモートユニット4からの送信ビット列に対応する受信ビット列を識別して受信する。さらに、信号処理部54は、受信ビット列から受信データ(つまり太陽電池パネル1の監視データ)を復元する。復元された監視データは、例えば、外部の監視サーバ(不図示)に供給される。
 なお、図2及び図3に示した信号処理部43及び信号処理部54は、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、CPU(Central Processing Unit)、又はシステムLSI(Large Scale Integration)等と呼ばれるコンピュータを用いて構成されてもよい。例えば、信号処理部43は、信号処理部43の機能を含む1チップマイコンとして構成されてもよい。信号処理部54は、信号処理部54及びADC53の機能を含む1チップマイコンとして構成されてもよい。
 続いて以下では、ベースユニット5による受信処理の詳細について説明する。例えば、図1及び図3に示されたベースユニット5Aの受信信号において、電力線2Bに接続されたRUグループB(40B)に関する受信ビット列の論理は、送信ビット列と比べて反転する。RUグループB(40B)の送信信号が重畳された直流電流IBは、CT6Aのコアを電流IAとは逆向きに通過するためである。この問題に対処するためには、例えば、ベースユニット5Aが受信ビット列に関する位相反転処理を行えばよい。また、RUグループB(40B)が送信ビット列を位相反転した信号に基づいて送信信号(電流信号)を生成することによってもこの問題に対処できる。
 受信ビット列に関する位相反転処理を行う場合、ベースユニット5Aは、以下に示す方法(1)~(4)のいずれかに従って受信信号を処理すればよい。
(1)CT6Aの出力信号から復元された受信ビット列自体の位相(符号)を反転する。
(2)受信ビット列を得るための逆拡散処理に用いる拡散符号の符号を反転する。
(3)CT6Aの出力信号から復元された受信シンボル列又は受信チップ列の位相を反転する。
(4)受信ビット列を得るための復調処理に用いるシンボル判定規則を変更する。
 また、送信ビット列に関する位相反転処理を行う場合、リモートユニット4は、以下に示す方法(5)~(8)のいずれかに従って送信信号を処理すればよい。
(5)送信ビット列自体の位相(符号)を反転する。
(6)送信ビット列の直接拡散に用いる拡散符号の符号を反転する。
(7)送信シンボル列又は送信チップ列の位相を反転する。
(8)送信シンボル列を得るためのシンボルマッピング規則を変更する。
 図4は、上述した方法(1)の例を示す信号波形図である。図4(A)は、RUグループB(40B)に含まれるリモートユニット4による2ビット分の送信ビット列を示している。図4(B)は、ベースユニット5Aによって誤りなく受信された、図4(A)の送信ビット列に対応する受信ビット列を示している。図4(B)の受信ビット列の論理は、図4(A)の送信ビット列の論理と比べて反転している。このため、ベースユニット5Aは、受信ビット列自体の符号を反転させる。図4(C)は、符号反転後の受信ビット列を示している。これにより、ベースユニット5Aは、送信ビット列の論理を正しく反映した受信ビット列を得ることができる。
 図5は、上述した方法(2)の例を示す信号波形図である。拡散符号を利用することから理解されるように、方法(2)は、多元接続方式としてSSMAを採用する場合に用いることができる。図5(A)は、RUグループB(40B)に含まれるリモートユニット4による2ビット分の送信ビット列を示している。図5(B)は、当該リモートユニット4が送信ビット列の直接拡散に用いる拡散符号を示している。図5(C)は、直接拡散後の送信チップ列を示している。図5(D)は、ベースユニット5Aによって誤りなく受信された受信チップ列を示している。図5(D)の受信チップ列の論理は、図5(C)の送信チップ列の論理と比べて反転している。このため、ベースユニット5Aは、図5(E)に示されている"符号反転された"拡散符号を用いて逆拡散を行う。図5(F)は、逆拡散後の受信ビット列を示している。これにより、ベースユニット5Aは、送信ビット列の論理を正しく反映した受信ビット列を得ることができる。
 図6は、上述した方法(5)の例を示す信号波形図である。図6(A)は、RUグループB(40B)に含まれるリモートユニット4による2ビット分の送信ビット列を示している。図6(B)は、図6(A)の送信ビット列を符号反転したビット列を示している。当該リモートユニット4は、図6(B)に示された反転後の送信ビット列に基づいた電流信号を送信する。図6(C)は、ベースユニット5Aによって誤りなく受信された受信ビット列を示している。リモートユニット4側で送信ビットの符号を予め反転することによって、ベースユニット5Aは、送信ビット列(図6(A))の論理を正しく反映した受信ビット列(図6(C))を得ることができる。
 図7は、上述した方法(6)の例を示す信号波形図である。方法(6)は、多元接続方式としてSSMAを採用する場合に用いることができる。図7(A)は、RUグループB(40B)に含まれるリモートユニット4による2ビット分の送信ビット列を示している。図7(B)は、当該リモートユニット4が送信ビット列の直接拡散に用いる"符号反転された"拡散符号を示している。図7(C)は、直接拡散後の送信チップ列を示している。図7(D)は、ベースユニット5Aによって誤りなく受信された受信チップ列を示している。ベースユニット5Aは、"符号反転されていない"拡散符号(図7(E))を用いて逆拡散を行う。図7(F)は、逆拡散後の受信ビット列を示している。これにより、ベースユニット5Aは、送信ビット列の論理を正しく反映した受信ビット列を得ることができる。
<第2の実施形態>
 本実施形態では、第1の実施形態で述べた"受信ビット列に関する位相反転処理"に関する変形例について説明する。なお、本実施形態に係る太陽光発電システムおよび多元接続通信システムの構成例は図1~3と同様とすればよい。
 第1の実施形態では、ベースユニット5Aが受信ビット列に関する位相反転処理(例えば方法(1)~(4)のいずれか)を行う例を示した。この方法を採用する場合、ベースユニット5は、いずれのリモートユニット4からの受信ビット列がCT6によって反転されているかを識別する必要がある。例えば、オペレータは、いずれのリモートユニット4からの受信ビット列を反転すべきかをベースユニット5に設定してもよい。しかしながら、オペレータによる設定作業は、監視すべき太陽電池パネル1の数が大きい場合に作業量が大きくなる。また、オペレータによる設定作業は、設定誤りを生じるおそれがある。
 したがって、本実施形態に係るベースユニット5は、いずれのリモートユニット4からの受信ビット列を反転すべきかを自動判定する。この自動判定のために、本実施形態に係るリモートユニット4は、少なくとも1ビット長の予め定められたビットパターン(以下、固定ビットパターン)を含む送信ビット列を生成する。例えば、リモートユニット4は、図8に示されるように、所定の位置に配置された固定ビットパターンを含む伝送フレームを生成すればよい。図8の例では、固定ビットパターンとしての1ビット長の反転検出ビットが伝送フレームの先頭位置に配置されている。伝送フレームのペイロードは、例えば、太陽電池パネル1の監視データを含む。
 ベースユニット5の受信機51は、各リモートユニット4の受信ビット列に含まれている固定ビットパターンの符号(ビット論理)を検出する。そして、受信機51は、固定ビットパターンの符号が反転している受信ビット列に対して選択的に位相反転処理(例えば方法(1)~(4)のいずれか)を行う。
 図9は、本実施形態に係るベースユニット5の反転検出動作の一例を示すフローチャートである。ステップS11では、ベースユニット5は、リモートユニット4の受信ビット列に含まれる固定ビットパターンの符号を検出する。固定ビットパターンの符号反転を検出した場合(ステップS12でYES)、ベースユニット5は、当該リモートユニット4の受信ビット列を正しく受信するために、受信ビット列に関する位相判定処理(例えば方法(1)~(4)のいずれか)を行う。固定ビットパターンの符号反転を検出しない場合(ステップS12でNO)、ベースユニット5は、ステップS13を行わない。
 本実施形態によれば、いずれのリモートユニット4からの受信ビット列を反転すべきかを自動判定することができる。このため、いずれのリモートユニット4からの受信ビット列を反転すべきかをベースユニット5に予め設定する必要がなく、オペレータによる設定作業量を削減できる。
<第3の実施形態>
 本実施形態では、CT6のコアを貫通する電力線2の本数が図1とは異なる変形例について説明する。第1の実施形態では、2本の直流電力線2(例えば2A及び2B)を1つのCT6(例えば6A)のコアに互いに逆向きに通す例を示した。これにより、CT6Aのコアを通過する2つの直流電流(例えばIA及びIB)の向きが互いに逆向きとなる。しかしながら、第1の実施形態で述べた差電流の原理から理解されるように、1つのCT6のコアに通す電力線2の本数は4本以上の偶数本であってもよい。つまり、2N本(Nは正の整数)の電力線2のうち、N本の電力線2をCT6のコアに一方の向きに通し、他のN本の電力線2をCT6のコアに逆向きに通せばよい。
 図10は、4本の電力線2A~2Dが1つのCT6Cのコアを貫通するよう配置された例を示している。具体的には、電力線2A及び2Cは、図10の紙面の左側から右側にCT6Cの環状コアを通過する。一方、電力線2B及び2Dは、図10の紙面の右側から左側にCT6Cの環状コアを通過する。
 図10のベースユニット5Cは、電力線2A~2Dに接続された4つのRUグループに属する複数のリモートユニット4との間で通信することができる。
 本実施形態で述べた構成を採用することで、ベースユニット5の数を削減できる利点がある。本実施形態は、1つの電力線2に接続されるリモートユニット4の数に比べてベースユニット5の処理能力又は多元接続の上限数に余裕がある場合に特に有効である。
<第4の実施形態>
 上述した第1~第3の実施形態では、2つの電力線2を流れる電流間の差電流の変化を検出するために、2つの電力線2が1つのCT6のコアを互いに逆向きに貫通した構成を用いる例を示した。しかしながら、このような構成は、2つの電力線2を流れる電流間の差電流の変化を検出する電流検出部の一例に過ぎない。本実施形態では、電流検出部の他の構成例について説明する。
 図11A及び11Bは、本実施形態に係る太陽光発電システムの第1及び第2の構成例を示している。図11A及び11Bと図1の比較から明らかであるように、図11A及び11Bの構成例は、1つのCT6Aの代わりに2つのCT6D及び6Eを含む電流検出部60及び61用いる。図11Aの電流検出部60では、電力線2AがCT6Dのコアを貫通し、電力線2BがCT6Eのコアを貫通している。ただし、電力線2BがCT6Eのコアを貫通する向きは、電力線2AがCT6Dのコアを貫通する向きと逆向きである。これにより、直流電流IAがCT6Dを通過する向きと直流電流IBがCT6Eを通過する向きは互いに逆向きとなる。
 図11Aの加算器62は、CT6D及び6Eの出力信号を加算した信号をベースユニット5Aに供給する。CT6D及び6Eの出力信号を加算した信号は、2つの電力線2A及び2Bを流れる2つの電流IA及びIBの差電流の変化を示す。したがって、ベースユニット5Aは、加算器62の出力信号を用いて、RUグループA及びBに含まれる各リモートユニット4の受信ビット列を識別して受信することができる。
 図11Bの電流検出部61では、直流電流IA及びIBは、CT6D及び6Eを同じ向きに通過する。したがって、図11Bでは、反転増幅器63を用いてCT6Eの出力信号を反転する。図11Bの加算器62は、CT6Dの出力信号をCT6Eの出力信号の反転信号と加算する。これにより加算器62の出力信号は、2つの電力線2A及び2Bを流れる2つの電流IA及びIBの差電流の変化を示す。したがって、ベースユニット5Aは、加算器62の出力信号を用いて、RUグループA及びBに含まれる各リモートユニット4の受信ビット列を識別して受信することができる。また、図11Bに示された反転増幅器63を用いない方法としてCT6DとCT6Eの出力を加算器62へ接続する際に極性が互いに逆になるように接続してもよい。
 なお、第1~第3の実施形態の構成例(例えば図1)と本実施形態の構成例(図11A及び11B)を比較すると、第1~第3の実施形態の構成例は、CTの数を削減できる利点がある。また、図11A及び11Bの構成例は、2つのCT6D及び6Eの間に特性差が存在すると、ベースユニット5Aの受信品質が劣化する可能性がある。これに対して、第1~第3の実施形態の構成例は、複数の電力線2を流れる電流の差電流(合成電流)が1つのCT6によって検出されるため、CT6間の特性ばらつきによるベースユニット5の受信品質の劣化が原理的に発生しない利点がある。
<その他の実施形態>
 上述した第1~第3の実施形態では、偶数本の電力線2をCT6のコアに通す例を示した。しかしながら、3本以上の奇数本の電力線2をCT6のコアに通すことも可能である。奇数本の電力線2をCT6のコアに通す構成は、加算器62で2つの信号を合成する際に、倍率比をCT6を通る電力線の本数の逆数の比となるように、CT6のコアに通す回数を変えるか、CT6の負荷抵抗の値を設定すればよい。例えば3本の電力線をCT6のコアに通す場合、2本が同じ向き、1本が逆向きに環状コアを通過しているとすると、逆向きの1本をコアに2回通せばよい。こうすることで、他の電力線に接続されたリモートユニット4の送出する電気信号をキャンセルすることができ、加算器62の出力信号は、2つの電力線2A及び2Bを流れる2つの電流IA及びIBの差電流の変化を示す。したがって、ベースユニット5Aは、加算器62の出力信号を用いて、RUグループA及びBに含まれる各リモートユニット4の受信ビット列を識別して受信することができる。また、上述の第4の実施形態においては、環状コアに電線を2回通す代わりに、逆向きに環状コアを通過しているCT6の負荷抵抗を2倍にすることで、加算器62に入力される他の電力線に接続されたリモートユニット4の送出する電気信号をキャンセルすることができる。
 上述した第1~第4の実施形態では、2つの電力線2を流れる電流間の差電流の変化を検出するためにカレントトランスを用いる例を示した。しかしながら、カレントトランスの代わりに、2つの電力線2を流れる電流間の差電流の変化を検出可能な他の電流検出部を用いてもよい。例えば、ホール素子又はシャント抵抗を含む電流検出部を用いてもよい。ホール素子又はシャント抵抗を用いる場合、太陽電池ストリング10の間の発電電流の差(つまり純粋な直流成分、又は平均値)の影響を除去して複数のリモートユニット4の電流信号に起因する差電流の変化を観測するために、アナログ微分回路又はデジタル微分回路を用いてもよい。デジタル微分回路は、ベースユニット5の受信機51(例えば信号処理部54)と一体化されてもよい。
 上述した第1~第4の実施形態では、多元接続通信システムを太陽光発電システムの監視のために使用する例を示した。しかしながら、第1~第4の実施形態に示した技術思想は、例えば、交流電力線を伝送路とするPLC(Power Line Communication)システムに適用することもできる。さらに、第1~第4の実施形態に示した技術思想は、並列接続された電線を伝送路として用いる多元接続通信システムに広く適用することができる。
 さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。
1 太陽電池パネル
2、2A、2B、2C、2D 直流電力線
3 パワーコンディショナ(PCS)
4 リモートユニット(RU)
5、5A、5B、5C ベースユニット(BU)
6A、6B、6C、6D、6E カレントトランス(CT)
10、10A、10B、10C、10D 太陽電池ストリング
40A、40B リモートユニット(RU)グループ
41 測定回路
42 送信機
43 信号処理部
44 ドライバ
51 受信機
52 ローパスフィルタ(LPF)
53 ADコンバータ(ADC)
54 信号処理部
IA 電力線2Aを流れる電流
IB 電力線2Bを流れる電流
IC 電力線2Cを流れる電流
ID 電力線2Dを流れる電流
I パワーコンディショナ3に流れる電流
60、61 電流検出部
62 加算器
63 反転増幅器

Claims (14)

  1.  第1及び第2の電線を含み、各々が並列接続された複数の電線と、
     前記第1の電線に送信する第1の送信機グループ及び前記第2の電線に送信する第2の送信機グループを含み、各送信機グループが少なくとも1つの送信機を含む複数の送信機グループと、
     前記第1及び第2の電線に結合された第1の電流検出部と、
     前記第1の電流検出部に結合され、前記第1及び第2の送信機グループと共に第1の多元接続通信システムを構成する第1の受信機と、
    を備え、
     前記第1の送信機グループに属する各送信機は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を前記第1の電線に送信するよう動作し、
     前記第2の送信機グループに属する各送信機は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を前記第2の電線に送信するよう動作し、
     前記第1の電流検出部は、前記第1の電線を流れる第1の電流と前記第2の電線を流れる第2の電流との差電流の変化を示す第1の電気信号を出力するよう動作し、
     前記第1の受信機は、前記第1の電気信号を処理することにより、前記第1及び第2の送信機グループに含まれる各送信機の前記送信ビット列に対応した受信ビット列を識別して受信するよう動作する、
    多元接続通信システム。
  2.  前記第1の電気信号は、前記第2の電流を位相反転した電流と前記第1の電流との合成電流の変化を示し、
     前記第1の受信機は、前記第2の送信機グループの前記受信ビット列を正しく受信するために、前記受信ビット列に関する位相反転処理を行うよう動作する、
    請求項1に記載の多元接続通信システム。
  3.  前記送信ビット列は、少なくとも1ビット長の予め定められたビットパターンを含み、
     前記第1の受信機は、各送信機の前記受信ビット列に含まれる前記ビットパターンの符号を検出するとともに、前記ビットパターンの符号が反転している前記受信ビット列に対して選択的に前記位相反転処理を行うよう動作する、
    請求項2に記載の多元接続通信システム。
  4.  前記位相反転処理は、
    (a)前記第1の電気信号から復元された前記受信ビット列自体の位相を反転すること、
    (b)前記受信ビット列を得るための逆拡散処理に用いる拡散符号の符号を反転すること、
    (c)前記第1の電気信号から復元された受信シンボル列又は受信チップ列の位相を反転すること、又は
    (d)前記受信ビット列を得るための復調処理に用いるシンボル判定規則を変更すること、
    を含む、
    請求項2又は3に記載の多元接続通信システム。
  5.  前記第1の電気信号は、前記第2の電流を位相反転した電流と前記第1の電流との合成電流の変化を示し、
     前記第2の送信機グループに含まれる各送信機は、前記送信ビット列を位相反転した信号に基づいて前記電流信号を生成するよう動作する、
    請求項1に記載の多元接続通信システム。
  6.  第2の電流検出部及び第2の受信機をさらに備え、
     前記複数の電線は、第3及び第4の電線をさらに含み、
     前記複数の送信機グループは、前記第3の電線に送信する第3の送信機グループ及び前記第4の電線に送信する第4の送信機グループをさらに含み、
     前記第3の送信機グループに属する各送信機は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を前記第3の電線に送信するよう動作し、
     前記第4の送信機グループに属する各送信機は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を前記第4の電線に送信するよう動作し、
     前記第2の電流検出部は、前記第3の電線を流れる第3の電流と前記第4の電線を流れる第4の電流との差電流の変化を示す第2の電気信号を出力するよう動作し、
     前記第2の受信機は、前記第3及び第4の送信機グループと共に第2の多元接続通信システムを構成し、前記第2の電気信号を処理することにより、前記第3及び第4の送信機グループに含まれる各送信機の前記送信ビット列に対応した受信ビット列を識別して受信するよう動作する、
    請求項1~5のいずれか1項に記載の多元接続通信システム。
  7.  前記第1及び第2の送信機グループは、多元接続のための送信リソースを前記第3及び第4の送信機グループと共用する、請求項6に記載の多元接続通信システム。
  8.  前記送信リソースは、符号リソース、時間リソース、及び周波数リソースのうち少なくとも1つを含む、請求項7に記載の多元接続通信システム。
  9.  前記第1の電流検出部は、カレントトランスを含み、
     前記第1の電線は、前記カレントトランスの環状コアを貫通して配置され、
     前記第2の電線は、前記環状コアを前記第1の電線とは逆向に貫通して配置され、
     前記第1の電気信号は、前記カレントトランスの二次側に出力される電圧信号又は電流信号である、
    請求項1~8のいずれか1項に記載の多元接続通信システム。
  10.  前記第1の電流検出部は、第1及び第2のカレントトランスを含み、
     前記第1の電線は、前記第1のカレントトランスの環状コアを貫通して配置され、
     前記第2の電線は、前記第2のカレントトランスの環状コアを貫通して配置され、
     前記第1の電気信号は、前記第1及び第2のカレントトランスの出力電圧又は出力電流を加算又は減算して得られる信号である、
    請求項1~8のいずれか1項に記載の多元接続通信システム。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載の多元接続通信システムと、
     前記複数の電線のそれぞれに接続された複数の太陽電池ストリングと、
     前記複数の太陽電池ストリングによって生成される直流電力を前記複数の電線を通じて取得し、前記直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、
    を備える、太陽光発電システム。
  12.  各送信機は、前記太陽電池ストリングに含まれる太陽電池パネルの監視データがエンコードされた前記送信ビット列を生成するよう動作する、請求項11に記載の太陽光発電システム。
  13.  第1及び第2の電線を含み、各々が並列接続された複数の電線と、
     前記第1の電線に送信する第1の送信機グループ及び前記第2の電線に送信する第2の送信機グループを含み、各送信機グループが少なくとも1つの送信機を含む複数の送信機グループと、
     前記第1及び第2の電線に結合されたカレントトランスと、
     前記カレントトランスに結合され、前記第1及び第2の送信機グループと共に第1の多元接続通信システムを構成する第1の受信機と、
    を備え、
     前記第1の送信機グループに属する各送信機は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を前記第1の電線に送信するよう動作し、
     前記第2の送信機グループに属する各送信機は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を前記第2の電線に送信するよう動作し、
     前記第1の電線は、前記カレントトランスの環状コアを貫通して配置され、
     前記第2の電線は、前記環状コアを前記第1の電線とは逆向に貫通して配置され、
     前記第1の受信機は、前記カレントトランスの二次側に出力される電圧信号又は電流信号を処理することにより、前記第1及び第2の送信機グループに含まれる各送信機の前記送信ビット列に対応した受信ビット列を識別して受信するよう動作する、
    多元接続通信システム。
  14.  第1及び第2の電線を含み、各々が並列接続された複数の電線と、
     前記第1の電線に送信する第1の送信機グループ及び前記第2の電線に送信する第2の送信機グループを含み、各送信機グループが少なくとも1つの送信機を含む複数の送信機グループと、
     前記第1の電線に結合された第1のカレントトランスと、
     前記第2の電線に結合された第2のカレントトランスと、
     前記第1及び第2のカレントトランスに結合され、前記第1及び第2の送信機グループと共に第1の多元接続通信システムを構成する第1の受信機と、
    を備え、
     前記第1の送信機グループに属する各送信機は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を前記第1の電線に送信するよう動作し、
     前記第2の送信機グループに属する各送信機は、送信ビット列に基づいた電流変化を示す電流信号を前記第2の電線に送信するよう動作し、
     前記第1の電線は、前記第1のカレントトランスの環状コアを貫通して配置され、
     前記第2の電線は、前記第2のカレントトランスの環状コアを貫通して配置され、
     前記第1の受信機は、前記第1及び第2のカレントトランスの出力電圧又は出力電流を加算又は減算して得られる信号を処理することにより、前記第1及び第2の送信機グループに含まれる各送信機の前記送信ビット列に対応した受信ビット列を識別して受信するよう動作する、
    多元接続通信システム。
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