(57)【要約】【課題】スマートメータや分散型電源の異常を検知可能とする。【解決手段】異常検知システム１は、電力系統２２からの受電点における電力を計測するスマートメータ１０と、スマートメータ１０とは独立して、受電点を流れる電流を計測する電流計４４と、他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する発電部５０と、発電部５０と受電点とを接続する配線の線間電圧を計測する電圧計５２と、電流計４４の電流値および電圧計５２の電圧値に基づいて受電点における電力を導出する電力導出部６４と、スマートメータ１０で計測された受電点における電力と、電力導出部６４で導出された受電点における電力とが等しいか否かを判断する比較部６６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統からの受電点における電力を計測するスマートメータと、
前記スマートメータとは独立して、前記受電点を流れる電流を計測する電流計と、
他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する発電部と、
前記発電部と前記受電点とを接続する配線の線間電圧を計測する電圧計と、
前記電流計の電流値および前記電圧計の電圧値に基づいて前記受電点における電力を導出する電力導出部と、
前記スマートメータで計測された前記受電点における電力と、前記電力導出部で導出された前記受電点における電力とが等しいか否かを判断する比較部と、
を備える異常検知システム。
【請求項２】
前記スマートメータで計測された前記受電点における電力と、前記電力導出部で導出された前記受電点における電力とが異なる場合、前記発電部による発電を停止させる発電制御部をさらに備える請求項１に記載の異常検知システム。
【請求項３】
電力系統からの受電点における電力をスマートメータで計測する電力計測ステップと、
前記スマートメータとは独立して計測された前記受電点を流れる電流の電流値と、他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する発電部と前記受電点とを接続する配線の線間電圧の電圧値とに基づいて、前記受電点における電力を導出する電力導出ステップと、
前記スマートメータで計測された前記受電点における電力と、前記電力導出ステップで導出された前記受電点における電力とが等しいか否かを判断する比較ステップと、
を有する異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートメータまたは分散型電源の異常を検知する異常検知システムおよび異常検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
需要家の構内（以下、単に需要家という）には、電力系統からの受電点の電力を計測するスマートメータが設けられることがある。また、需要家には、電力系統に接続されるとともに、需要家内の負荷に電力を供給する分散型電源が設けられることがある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０７５８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スマートメータに異常が生じると、スマートメータで電力を正確に計測できなくなる場合がある。そうすると、管理サーバは、スマートメータから正確な電力を取得できなくなり、その結果、誤った電気料金を導出するおそれがある。また、分散型電源に異常が生じると、発電電力を適切に制御できなくなる場合がある。その結果、意図せず、分散型電源から電力系統への逆潮流が生じるおそれがある。このため、スマートメータまたは分散型電源に異常が生じた場合には、その異常を早期に検知し、その異常に対応する必要がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑み、スマートメータや分散型電源の異常を検知可能な異常検知システムおよび異常検知方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の異常検知システムは、電力系統からの受電点における電力を計測するスマートメータと、スマートメータとは独立して、受電点を流れる電流を計測する電流計と、他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する発電部と、発電部と受電点とを接続する配線の線間電圧を計測する電圧計と、電流計の電流値および電圧計の電圧値に基づいて受電点における電力を導出する電力導出部と、スマートメータで計測された受電点における電力と、電力導出部で導出された受電点における電力とが等しいか否かを判断する比較部と、を備える。
【０００７】
また、異常検知システムは、スマートメータで計測された受電点における電力と、電力導出部で導出された受電点における電力とが異なる場合、発電部による発電を停止させる発電制御部をさらに備えてもよい。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の異常検知方法は、電力系統からの受電点における電力をスマートメータで計測する電力計測ステップと、スマートメータとは独立して計測された受電点を流れる電流の電流値と、他のエネルギーを電気エネルギーに変換して電気を生成する発電部と受電点とを接続する配線の線間電圧の電圧値とに基づいて、受電点における電力を導出する電力導出ステップと、スマートメータで計測された受電点における電力と、電力導出ステップで導出された受電点における電力とが等しいか否かを判断する比較ステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スマートメータや分散型電源の異常を検知可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態による異常検知システムの構成を示す概略図である。
【図２】制御部の動作の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態の態様について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態による異常検知システム１の構成を示す概略図である。図１では、制御信号の流れを破線の矢印で示している。
【００１３】
異常検知システム１は、スマートメータ１０、管理サーバ１２、分電盤１４、負荷１６、分散型電源１８およびリモートコントローラ２０を含む。
【００１４】
スマートメータ１０は、電力系統２２に接続され、需要家における電力系統２２からの受電点に設置される。受電点は、需要家と電力系統２２との境界を示す。スマートメータ１０は、計測部３０、通信部３２およびサービスブレーカ３４を含む。なお、図１では、サービスブレーカ３４をＳＢと表記している。
【００１５】
計測部３０は、受電点を流れる電流、受電点にかかる電圧、受電点における電流および電圧の位相差から導出される力率、受電点における電力（受電点を通じる電力）、および、受電点における所定時間分（例えば、３０分）の電力量（ｋＷｈ）を計測する。計測された電力などは、計測された時刻に関連付けて記憶されてもよい。なお、計測部３０は、受電点の順潮流の電力を正値として計測し、受電点の逆潮流の電力を負値として計測してもよい。順潮流は、電力系統２２から需要家側に電力が供給されることであり、逆潮流は、需要家側から電力系統２２に電力が供給されることである。
【００１６】
通信部３２は、外部と通信（無線通信または有線通信）を確立し、計測部３０の計測結果などの内部情報（例えば、電力、電力の計測時刻、電力量、電力量の計測時間など）を外部に送信することができる。例えば、通信部３２は、他のスマートメータ１０や中継器などを通じてマルチホップ形式で転送することで、管理サーバ１２に内部情報を送信する。また、通信部３２は、通信キャリアの無線通信網を通じて管理サーバ１２に内部情報を送信してもよい。
【００１７】
また、通信部３２は、分散型電源１８と通信（無線通信または有線通信）を確立し、分散型電源１８に内部情報（例えば、電力、電力の計測時刻、電力量、電力量の計測時間など）を送信することもできる。例えば、通信部３２は、無線ＬＡＮを通じて分散型電源１８に内部情報を送信してもよい。
【００１８】
管理サーバ１２は、電力系統２２の管理者により設置される。管理サーバ１２は、例えば、需要家毎に収集したスマートメータ１０の内部情報を用いて、需要家に請求する電気料金などを導出する。
【００１９】
サービスブレーカ３４は、契約電流容量を超過する電流が流れたときに遮断される。なお、サービスブレーカ３４の機能は、分電盤１４に設けられてもよい。
【００２０】
分電盤１４は、需要家の屋内に設置され、スマートメータ１０に接続される。分電盤１４は、漏電ブレーカ４０、複数の分岐ブレーカ４２ａ、４２ｂおよび電流計４４を含む。なお、図１では、漏電ブレーカ４０をＥＬＢと表記している。
【００２１】
漏電ブレーカ４０は、スマートメータ１０のサービスブレーカ３４に接続される。漏電ブレーカ４０は、漏電が生じた場合に遮断される。漏電ブレーカ４０には、複数の分岐ブレーカ４２ａ、４２ｂが接続される。以後、複数の分岐ブレーカ４２ａ、４２ｂを総称して、分岐ブレーカ４２と呼ぶ場合がある。なお、漏電ブレーカ４０に接続される分岐ブレーカ４２の数は、２個に限らず、１個でもよいし、３個以上であってもよい。
【００２２】
複数の分岐ブレーカ４２のうち、例えば、分岐ブレーカ４２ａには、負荷１６が接続される。電力系統２２は、分電盤１４を通じて負荷１６に電力を供給することができる。また、複数の分岐ブレーカ４２のうち、例えば、分岐ブレーカ４２ｂには、分散型電源１８が接続される。
【００２３】
電流計４４は、分電盤１４において、サービスブレーカ３４と漏電ブレーカ４０との間の電流経路に設けられる。電流計４４は、具体的には、計器用変流器（ＣＴ）である。電流計４４は、スマートメータ１０とは独立して、受電点を流れる電流を計測する。電流計４４で計測された電流値は、計測された時刻に関連付けて制御部５６に記憶されてもよい。
【００２４】
分散型電源１８は、例えば、需要家において発電する燃料電池である。なお、分散型電源１８は、燃料電池に限らず、太陽光発電機、風力発電機、水力発電機、地熱発電機、太陽熱発電機、大気中熱発電機等の再生可能エネルギー発電設備であってもよいし、内燃力発電機、蓄電池等であってもよい。
【００２５】
分散型電源１８は、発電部５０、電圧計５２、通信部５４、制御部５６および報知部５８を含む。
【００２６】
発電部５０は、電力系統２２とは独立して構成される。発電部５０は、例えば、燃料電池等で構成され、他のエネルギー（電気エネルギー以外のエネルギー）を電気エネルギーに変換して電気を生成（発電）する。
【００２７】
発電部５０は、例えば、単相３線式の配線で、分電盤１４を通じて受電点（スマートメータ１０）に接続される。つまり、図１では、配線が単線で示されているが、実際には、発電部５０は、複数の電線（例えば、２本の電圧線および１本の中性線からなる電線のセット）で受電点に接続される。また、発電部５０は、分電盤１４を通じて負荷１６に接続可能であり、発電した電力を負荷１６に供給可能である。
【００２８】
電圧計５２は、発電部５０と受電点とを接続する配線の線間電圧（例えば、２本の電圧線間の電圧）を計測する。電圧計５２で計測された電圧値は、計測された時刻に関連付けて制御部５６に記憶されてもよい。
【００２９】
通信部５４は、外部と通信（無線通信または有線通信）を確立し、少なくとも情報を受信できる。通信部５４は、例えば、スマートメータ１０の通信部３２と通信を確立し、スマートメータ１０の内部情報を受信する。具体的には、通信部５４は、スマートメータ１０で計測された受電点における電力および所定時間分の電力量を受信できる。また、通信部５４は、管理サーバ１２を通じて受電点における電力および所定時間分の電力量を受信してもよい。
【００３０】
制御部５６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成される。制御部５６は、プログラムを実行することで、発電制御部６０、取得部６２、電力導出部６４および比較部６６として機能する。
【００３１】
取得部６２は、所定制御周期毎（例えば１分毎）に、通信部５４を通じて、スマートメータ１０で計測された受電点における電力および電力の計測時刻を取得する。以後、スマートメータ１０で計測された受電点における電力を、メータ側電力と呼ぶ場合がある。
【００３２】
また、取得部６２は、所定のサンプリング周期で、電流計４４から電流値を取得し、電圧計５２から電流値を取得する。取得部６２は、電流値および電圧値を大凡同じタイミングで取得する。サンプリング周期は、例えば、メータ側電力の取得周期以下に設定される。取得部６２は、取得された電流値および電圧値を、取得された時刻と関連付けて、一時的に記憶する。
【００３３】
取得部６２でメータ側電力が取得されると、電力導出部６４は、取得されたメータ側電力の計測時刻と大凡同じ時刻（メータ側電力の計測時刻に最も近い時刻）にサンプリングされた電流値および電圧値を取得部６２から読み出す。電力導出部６４は、読み出された電流値および電圧値に基づいて、電流値および電圧値がサンプリングされた時刻における電力（瞬時値）を導出する。導出された電力は、受電点における電力に相当する。以後、電力導出部６４で導出された受電点における電力を、分散型電源側電力と呼ぶ場合がある。
【００３４】
なお、電力導出部６４は、導出された電力を所定時間分（例えば、３０分）だけ積算し、受電点における所定時間分の電力量（ｋＷｈ）を導出してもよい。
【００３５】
発電制御部６０は、電流計４４の電流値、電圧計５２の電圧値、電力導出部６４で導出された電力などに基づいて発電部５０を制御する。
【００３６】
比較部６６は、メータ側電力と、メータ側電力の計測時刻に最も近い時刻にサンプリングされた電流値および電圧値に基づいて導出された分散型電源側電力（メータ側電力の計測時刻と大凡同じ時刻の分散型電源側電力）とが等しいか否かを判断する。例えば、比較部６６は、メータ側電力と、メータ側電力の計測時刻と大凡同じ時刻の分散型電源側電力との差分を導出する。比較部６６は、差分がゼロを含む所定範囲以内であれば、メータ側電力と分散型電源側電力とが等しいと判断する。所定範囲は、例えば、スマートメータ１０、電流計４４および電圧計５２の各々における測定誤差を考慮して設定される。
【００３７】
メータ側電力と分散型電源側電力とが等しい場合、スマートメータ１０および分散型電源１８は、正常に機能しているとみなせる。一方、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、スマートメータ１０または分散型電源１８に異常が生じたとみなせる。つまり、比較部６６は、メータ側電力と分散型電源側電力とが等しいか否かを判断することで、スマートメータ１０または分散型電源１８に異常が生じたか否かを検知する。
【００３８】
なお、比較部６６は、スマートメータ１０で計測された受電点における電力量と、その電力量が計測された時間において導出された受電点における電力量とが等しいか否かを判断してもよい。
【００３９】
報知部５８は、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、異常が生じた旨を報知する。報知部５８は、警報音を発するスピーカなどであってもよいし、点灯や点滅などで異常を報知する警報ランプなどであってもよい。これにより、スマートメータ１０または分散型電源１８に異常が生じたことを需要家に認識させることができる。
【００４０】
リモートコントローラ２０は、例えば、屋内に設置される。リモートコントローラ２０は、分散型電源１８の制御部５６との間で、情報の授受を行うことができる。リモートコントローラ２０は、分散型電源１８に指示する各種の設定値などの入力操作を受け付ける入力機能と、分散型電源１８の状態などをディスプレイに表示する出力機能とを有する。
【００４１】
比較部６６は、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、異常が生じた旨を、リモートコントローラ２０のディスプレイに表示させてもよい。これにより、スマートメータ１０または分散型電源１８に異常が生じたことを需要家に認識させることができる。
【００４２】
また、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、分散型電源１８に異常が生じている可能性があるため、発電制御部６０は、発電部５０による発電を停止させてもよい。これにより、発電部５０の異常な発電電力で分散型電源１８の各部や負荷などが損傷することを防止できる。
【００４３】
また、メータ側電力と分散型電源側電力とが異なる場合、比較部６６は、異常が生じた旨を管理サーバ１２に通知してもよい。異常が生じた旨の通知を受信した管理サーバ１２は、スマートメータ１０の検針員や分散型電源１８のメンテナンス作業者などを現地に向かわせる手配をしてもよい。これにより、スマートメータ１０および分散型電源１８を早期に復旧させることができる。
【００４４】
図２は、制御部５６の動作の流れを説明するフローチャートである。制御部５６は、所定制御周期（例えば、１分など）の割り込み制御として図２の一連の処理を繰り返す。
【００４５】
まず、スマートメータ１０では、電力系統２２からの受電点における電力を計測する電力計測ステップが所定時間毎に行われる。
【００４６】
取得部６２は、所定の制御タイミングとなると、通信部５４を通じて、スマートメータ１０で計測された電力（メータ側電力）およびメータ側電力の計測時刻の最新値を取得する取得ステップを行う（Ｓ１００）。
【００４７】
次に、電力導出部６４は、所定サンプリング周期で予め取得して記憶された電流値および電圧値のうち、メータ側電力の計測時刻に最も近い時刻の電流値および電圧値を読み出す（Ｓ１１０）。次に、電力導出部６４は、読み出された電流値および電圧値に基づいて、受電点における電力（分散型電源側電力）を導出する電力導出ステップを行う（Ｓ１２０）。
【００４８】
次に、比較部６６は、取得されたメータ側電力と導出された分散型電源側電力とが等しいか否かを判断する比較ステップを行う（Ｓ１３０）。具体的には、比較部６６は、メータ側電力と分散型電源側電力との差分がゼロを含む所定範囲内の場合、メータ側電力と分散型電源側電力とが等しいと判断する。
【００４９】
メータ側電力と分散型電源側電力とが等しい場合（Ｓ１３０におけるＹＥＳ）、比較部６６は、スマートメータ１０および分散型電源１８が正常であるとみなし、一連の処理を終了する。
【００５０】
メータ側電力と分散型電源側電力とが等しくない（異なる）場合（Ｓ１３０におけるＮＯ）、比較部６６は、スマートメータ１０または分散型電源１８に異常が生じたとみなし、異常が生じた旨を報知部５８に報知させる報知ステップを行う（Ｓ１４０）。また、比較部６６は、異常が生じた旨を、リモートコントローラ２０のディスプレイに表示させてもよいし、管理サーバ１２に通知してもよい。
【００５１】
そして、発電制御部６０は、発電部５０による発電を停止させる発電停止ステップを行い（Ｓ１５０）、一連の処理を終了する。
【００５２】
以上のように、本実施形態の異常検知システム１では、メータ側電力と分散型電源側電力とが等しいか否かが判断される。したがって、本実施形態の異常検知システム１によれば、スマートメータ１０または分散型電源１８の異常を検知可能となる。
【００５３】
なお、本実施形態の異常検知システム１では、スマートメータ１０および分散型電源１８の異常だけでなく、スマートメータ１０および分散型電源１８に対する不正（例えば、受電電力量の改ざんなど）を検知することもできる。
【００５４】
また、本実施形態の異常検知システム１では、メータ側電力と分散型電源側電力との比較が分散型電源１８内で行われていた。しかし、メータ側電力と分散型電源側電力との比較は、スマートメータ１０で行われてもよい。例えば、スマートメータ１０は、通信部３２を通じて電力導出部６４で導出された分散型電源側電力を取得し、メータ側電力と分散型電源側電力との比較を行ってもよい。また、メータ側電力と分散型電源側電力との比較は、管理サーバ１２で行われてもよい。例えば、管理サーバ１２は、スマートメータ１０からメータ側電力を取得し、分散型電源１８から分散型電源側電力を取得し、メータ側電力と分散型電源側電力との比較を行ってもよい。
【００５５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、異常検知システムおよび異常検知方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  異常検知システム
１０  スマートメータ
２２  電力系統
４４  電流計
５０  発電部
５２  電圧計
６０  発電制御部
６４  電力導出部
６６  比較部
【図１】
2020182311.tif 000003
【図２】
2020182311.tif 000004