(57)【要約】【課題】マルチホップ型のネットワーク通信において地絡事故等の特定の事象が発生した場合に、精度良く事象の発生した地点の推定が可能な通信システム及び通信装置を提供する。【解決手段】任意の通信装置の信号受信部２は、制御部１から結合部４へ向かうに従い、Ａ(analog)／Ｄ(digital) 変換部２１と、受信信号調整部２２と、差動増幅器２５と、帯域設定フィルタ部２６とを備える。帯域設定フィルタ部２６は、除去対象とする周波数帯域を任意に設定する。差動増幅器２５は、保護電圧以上の耐圧を有し、帯域設定フィルタ部２６によって設定された周波数の信号を減算するとともに、入力信号を増幅する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を介して任意の通信装置が他の通信装置からの通信データを中継することによって通信ネットワークを構成し、前記通信データを集約装置が集約する通信システムであって、
前記任意の通信装置は、
特定の事象が発生した際の観測対象の波形情報を記憶する記憶手段と、
前記電力線から、前記電力線の電気特性を受信する受信手段と、
前記電力線の電気特性の物理量を演算する演算手段と、
前記演算手段による前記物理量についての演算結果が前記観測対象の波形情報を満たす場合は、前記物理量についての演算結果を最終的に前記集約装置へと送信する送信手段と、を有し、
前記受信手段は、除去対象とする周波数帯域を任意に設定する帯域設定フィルタと、保護電圧以上の耐圧を有し、前記帯域設定フィルタによって設定された周波数の信号を減算するとともに、入力信号を増幅する差動増幅器と、を備え、
前記集約装置は、各通信装置から受信した前記物理量についての演算結果に基づき、特定の事象が発生した地点を推定することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記特定の事象は配電系統における地絡事故であり、前記観測対象は配電系統における事故発生時に発生する電気信号であり、前記電気特性の物理量は、電圧の周波数特性であり、一番高周波側の周波数特性を示す演算結果を送信した通信装置が最も事故点の発生位置に近いと推定することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記受信手段及び前記送信手段として、電力量計に通信機能を付与したスマートメータを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
相互に通信可能な範囲に分散して配置されることによってツリー型ネットワークを構成し、相互に電力線を介して通信データを中継する通信装置であって、
特定の事象が発生した際の観測対象の波形情報を記憶する第１の記憶手段と、
前記電力線から、前記電力線の電気特性を受信する受信手段と、
前記電力線の電気特性の物理量を演算する演算手段と、
前記演算手段による前記物理量についての演算結果が前記観測対象の波形情報を満たす場合は、前記物理量についての演算結果を記憶する第２の記憶手段と、を有し、
前記受信手段は、除去対象とする周波数帯域を任意に設定する帯域設定フィルタと、保護電圧以上の耐圧を有し、前記帯域設定フィルタによって設定された周波数の信号を減算するとともに、入力信号を増幅する差動増幅器と、を備え、かつ、前記受信手段は、他の装置において演算された物理量についての演算結果を受信し、
前記演算手段による演算結果と、前記受信手段で受信した他の装置における演算結果とを比較して特定の事象が発生した地点を推定することを特徴とする通信装置。
【請求項５】
前記帯域設定フィルタ部は、ローパスフィルタで構成されることを特徴とする請求項４記載の通信装置。
【請求項６】
時刻を計時するクロック部をさらに備え、
前記第２の記憶手段は、前記物理量についての演算結果と、前記演算手段が前記物理量を演算した時刻とを対応付けて記憶することを特徴とする請求項４又は５記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力線を伝送路とする電力線搬送通信方式を用いた通信システム及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の通信装置によってネットワークを構築し、隣接した通信装置間でパケットを中継することにより、直接信号の届かない通信装置同士での通信を実現するマルチホップ型の通信システムが広がりを見せている。通信装置には種々のセンサが取り付けられ、例えば、電力やガス、水道の使用量などの各種情報を収集や制御するＡＭＩシステム（Advanced Metering Infrastructure System）に使用されている。さらに通信システムを実現する方式として、建物に電力を供給する電力線を伝送路に利用した電力線搬送通信方式が用いられ、盛んに研究開発が進められている。
【０００３】
また、同様の配電系統の高度化に関して、配電線の劣化や木々との接触等による地絡事故の事故発生地点を探すために、現在は巡視による方法が用いられているが、これを自動化するための検討が行われている。その手法の一つとして、零相電圧や零相電流の特性から事故発生位置を推定する手法が挙げられる。
【０００４】
しかし、配電系統に、事故点評定のための観測装置などを広範囲にわたって設定し、常時接続しておくことが必要となるため、作業面、コスト面を考慮すると実現は極めて困難である。
【０００５】
近年、ＡＭＩシステムの実現のために電力量計に通信機能を付与したスマートメータの家庭への導入が進展しており、このスマートメーターに観測装置の機能を付与することができれば、より広範囲にデータを取得することが可能となり、配電系統の情報の取得ができるようになる。
【０００６】
このため、スマートメータを用いて事故点位置推定のためのデータ取得を行うことにより、事故点位置推定の精度向上が可能となると考えられる。スマートメータの通信装置として電力線搬送通信装置が使用されている場合、電力線に発生する電気信号取得のための回路が備えられているため、必要となるコストの低減が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】鳥飼孝幸, 田原鉄也「配電系統サージ波形解析への適用」 IEE Journal, 668 (2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電力線搬送通信装置には故障を防止するための保護回路を備えることが多い。この保護回路は、回路に侵入する信号電圧を特定以下となるように動作することで回路の故障を防止するものである。しかし、この保護回路が働くと信号の周波数特性が変化してしまうため、事故点位置推定のための情報として使用できなくなる可能性がある。
【０００９】
しかも、配電系統の事故時に発生する信号強度は事故発生位置によって変化するため、保護回路の作動する電圧を前もって設定することが困難である。
【００１０】
本発明の実施形態は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、マルチホップ型のネットワーク通信において地絡事故等の特定の事象が発生した場合に、精度良く事象の発生した地点の推定が可能な通信システム及び通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の通信システムは、電力線を介して任意の通信装置が他の通信装置からの通信データを中継することによって通信ネットワークを構成し、前記通信データを集約装置が集約する通信システムであって、前記任意の通信装置は、特定の事象が発生した際の観測対象の波形情報を記憶する記憶手段と、前記電力線から、前記電力線の電気特性を受信する受信手段と、前記電力線の電気特性の物理量を演算する演算手段と、前記演算手段による前記物理量についての演算結果が前記観測対象の波形情報を満たす場合は、前記物理量についての演算結果を最終的に前記集約装置へと送信する送信手段と、を有し、前記受信手段は、除去対象とする周波数帯域を任意に設定する帯域設定フィルタと、保護電圧以上の耐圧を有し、前記帯域設定フィルタによって設定された周波数の信号を減算するとともに、入力信号を増幅する差動増幅器と、を備え、前記集約装置は、各通信装置から受信した前記物理量についての演算結果に基づき、特定の事象が発生した地点を推定することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の実施形態の通信装置は、相互に通信可能な範囲に分散して配置されることによってツリー型ネットワークを構成し、相互に電力線を介して通信データを中継する通信装置であって、特定の事象が発生した際の観測対象の波形情報を記憶する第１の記憶手段と、前記電力線から、前記電力線の電気特性を受信する受信手段と、前記電力線の電気特性の物理量を演算する演算手段と、前記演算手段による前記物理量についての演算結果が前記観測対象の波形情報を満たす場合は、前記物理量についての演算結果を記憶する第２の記憶手段と、を有し、前記受信手段は、除去対象とする周波数帯域を任意に設定する帯域設定フィルタと、保護電圧以上の耐圧を有し、前記帯域設定フィルタによって設定された周波数の信号を減算するとともに、入力信号を増幅する差動増幅器と、を備え、かつ、前記受信手段は、他の装置において演算された物理量についての演算結果を受信し、前記演算手段による演算結果と、前記受信手段で受信した他の装置における演算結果とを比較して特定の事象が発生した地点を推定することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力線搬送通信システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１の電力線搬送通信システムにおける電力線搬送通信装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図２の電力線搬送通信装置における信号受信部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】図２の電力線搬送通信装置における信号送信部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】図２の電力線搬送通信装置における制御部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】図２の電力線搬送通信装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】事故電気信号波形の一例を示すグラフであり、（ａ）は配電系統の事故発生時における事故電気信号波形を示すグラフ、（ｂ）は通常の保護回路動作後の事故電気信号波形を示すグラフ、（ｃ）は本実施形態における帯域設定フィルタ部動作後の事故電気信号波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１５】
（電力線搬送通信システムの全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る電力線搬送通信システムの全体構成を示す概略図である。
【００１６】
この電力線搬送通信システム５０では、ネットワーク上に配置された複数の電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６と、これらの複数の電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６からの情報を集約して管理する集約装置２０と、集約装置２０を介して複数の電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６からの全ての情報を収集して管理する管理装置３０と、の３種類の機器が配備されている。電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６は互いに電力線１１で接続され、電力線搬送通信可能な範囲で分散して配置されている。各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６には、例えば、各家庭の電力量計がそれぞれセンサとして接続されており、需要側が利用した電力量をセンサが収集する情報（センシング情報）として電力線搬送通信方式で送信できるようになっている。
【００１７】
即ち、本電力線搬送通信システム５０は、電力線搬送通信機能を有する複数の電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６により自律分散型ネットワークを形成し、各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６において収集されたセンシング情報（パケット）を自律分散型ネットワークを介して他の複数の電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６または集約装置２０に伝送する。この多段中継方式を用いることによって、多所に分散するセンシング情報を効率良く収集することができる。
【００１８】
以下、電力線搬送通信システム５０を構成する管理装置３０、集約装置２０、電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６の順に、さらに詳しく説明する。
【００１９】
（管理装置３０）
管理装置３０は集約装置２０を管理するものであり、集約装置２０との間で、光通信網等の確実な通信手段により情報通信可能となるように接続されている。管理装置３０は、集約装置２０を介して、分散配置された各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６が収集した情報の全てを収集することができる。例えば、電力線搬送通信装置１０−１２のセンサが収集した情報は、接続関係のある電力線搬送通信装置１０−８、１０−３を経由し、集約装置２０に転送される。集約装置２０が収集した全ての情報は、最終的に管理装置３０に転送され管理される。
【００２０】
（集約装置２０）
集約装置２０は、電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６のうち少なくとも１つと電力線搬送通信可能な範囲に配置されている。集約装置２０は、多段中継方式により互いに電力線搬送通信する各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６で構成されるネットワークを統括し、各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６が収集した情報を集約する。集約した情報は、例えば、ネットワーク上の装置全体を表示できる表示装置を用い、ネットワーク上の各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６を情報量に応じて色分けして表示し、ネットワーク上の装置全体の傾向や問題がある装置を判別することができるようになっている。
【００２１】
また、図１における各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６、集約装置２０との間で示す実線は、互いに電力線搬送通信の接続関係（接続状態）が存在することを示している。各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６は、接続関係にある隣接機器間で電力線搬送通信方式により情報（データ）通信する。従って、各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６は、直接または間接的に、集約装置２０に情報を送信する。
【００２２】
（電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６）
電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６は、互いに電力線搬送通信可能な範囲で、分散して配置されている。電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６には、例えば、各家庭の電力量計がそれぞれセンサとして接続されている。つまり、各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６は、需要家が利用した電力量を電力線搬送通信方式で送信することができる。
【００２３】
なお、本明細書では、電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６を総称して、または、これらのうちの少なくとも１つを指して、単に「電力線搬送通信装置」または「電力線搬送通信装置１０」という場合がある。また、本明細書では、任意の電力線搬送通信装置との関係において、この任意の電力線搬送通信装置以外の電力線搬送通信装置のうちの少なくとも１つを指して、「他の電力線搬送通信装置」または「外部装置」という場合がある。
【００２４】
図２に、本実施形態の電力線搬送通信システム５０における電力線搬送通信装置１０−１の詳細な構成を示す。なお、電力線搬送通信装置１０−２〜１０−１６は、電力線搬送通信装置１０−１と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００２５】
電力線搬送通信装置１０−１は、電力を伝送する少なくとも２線の電力線１１と接続される。電力線搬送通信装置１０−１は、電力線１１を用いて、電力線搬送通信（Power Line Communication、以下、「ＰＬＣ」と略す）により、電力線１１に接続された外部装置（例えば、電力線搬送通信装置１０−１と同様の機能を備える他の電力線搬送通信装置１０−２〜１０−１６）と通信する機能を備える。電力線搬送通信装置１０−１は、電力線１１に情報信号を重畳することで電力線搬送通信を行う。電力線１１は、例えば、電線、引き込み線、電灯線など、電力を伝送するケーブルであればよく、限定されない。
【００２６】
電力線搬送通信装置１０−１は、図２に示すように、制御部１、信号受信部２、信号送信部３及び結合部４を備えている。
【００２７】
結合部４は、信号受信部２及び信号送信部３を、電力線１１と接続する手段である。結合部４は、電力線１１によって電力が伝送される伝送周波数（例えば、５０Ｈｚ）では高いインピーダンスを有する。これにより、結合部４は、電力が電力線搬送通信装置１０−１側へ流れることを防止する。一方、結合部４は、通信に用いる通信周波数（例えば、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ）では低いインピーダンスを有する。つまり、結合部４では、伝送周波数より高い特定の周波数におけるインピーダンスは、伝送周波数におけるインピーダンスよりも低く設定されている。
【００２８】
信号受信部（受信手段）２は、外部装置から電力線１１を介して電力線搬送通信装置１０−１へ送られてくる信号を受信し、処理する手段である。さらに、信号受信部２は、電力線１１を流れる電気信号の電気特性（例えば、電圧など）を受信し、処理する機能を有している。信号受信部２の詳細な構成については後述する。
【００２９】
信号送信部（送信手段）３は、電力線搬送通信装置１０−１から電力線１１を介して外部装置へ送信する信号を処理し、処理後の信号を外部機器へ送信する手段である。信号送信部３の詳細な構成については後述する。
【００３０】
制御部１は、電力線搬送通信装置１０−１の動作を制御する手段である。制御部１の詳細な構成については後述する。
【００３１】
図３に、電力線搬送通信装置１０−１における信号受信部２の詳細な構成を示す。信号受信部２は、制御部１から結合部４へ向かうに従い、Ａ(analog)／Ｄ(digital) 変換部２１と、受信信号調整部２２と、差動増幅器２５と、帯域設定フィルタ部２６とを備えている。しかし、故障を防止するために通常設定されている保護回路は備えていない。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換部２１は、アナログ信号をデジタル信号へ変換する手段である。受信信号調整部２２は、受信増幅器部２３と、受信フィルタ部２４とを備える。受信増幅器部２３は、Ａ／Ｄ変換部２１を用いてアナログ信号をデジタル信号へ変換する際に、できる限り信号に含まれる情報の欠損が少なくなるように信号の強度を調整する手段である。受信フィルタ部２４は、電力線搬送通信に用いる周波数帯域、および事故時に発生する電気信号の周波数以外の周波数帯域の信号を減衰させる手段である。
【００３３】
差動増幅器２５は、保護電圧以上の耐圧を持つ増幅器であり、かつ減算器である。差動増幅器２５は、電力線１１からの入力値を非反転入力値（Ｖｆ）、帯域設定フィルタ部２６による入力値を反転入力値（Ｖ−）とすると、非反転入力値と反転入力値との差分（Ｖｆ−Ｖ−）を取り出して、増幅する。即ち、差動増幅器２５の出力値Ｖ０は、例えば下記（式１）で表すことができる。
Ｖ０＝Ａ（Ｖｆ−Ｖ−）・・・・・（式１）
ここで、Ａは、ゲインであり、差動増幅器２５の内部スペックにより定まる定数である。
【００３４】
上記保護電圧としては、事故発生時に電力線１１から入力が想定される最大電圧とすることができる。このような保護電圧とすることによって、従来故障を防止するために設定されている保護回路は不要となる。
また、この最大電圧が過大である場合には抵抗分圧などによって差動増幅器２５へ入力される電圧を低下させることもできる。
【００３５】
帯域設定フィルタ部２６は、差動増幅器２５の反転入力に接続されており、差動増幅器２５への入力信号から除去対象とする周波数帯域を任意に設定する手段である。帯域設定フィルタ部２６は、ローパスフィルタを用いることができ、例えば、コンデンサ（Ｃ）と抵抗（Ｒ）を用いた回路、オペアンプを用いた回路、コイル（Ｌ）とコンデンサ（Ｃ）を用いた回路等で構成することができる。また、帯域設定フィルタ部２６は、電気信号によって抵抗値、インダクタンス、キャパシタンスのいずれかを可変にすることができる回路素子を含むことができる。さらに、デジタルポテンショメータなどの電気的に回路定数の値を変更することができる素子を利用することもできる。
【００３６】
図４に、電力線搬送通信装置１０−１における信号送信部３の詳細な構成を示す。信号送信部３は、制御部１から結合部４へ向かうに従い、Ｄ／Ａ変換部３１と、送信信号調整部３２とを備える。Ｄ／Ａ変換部３１は、デジタルの通信信号をアナログの信号へ変換する手段である。送信信号調整部３２は、送信増幅器部３３と、送信フィルタ部３４とを備える。送信増幅器部３３は、電力線１１を用いて通信信号を伝送できるように、信号強度を調整し、電力線１１に電流を供給する手段である。送信フィルタ部３４は、Ｄ／Ａ変換部３１の処理または送信増幅器部３３の処理によって発生するノイズを減衰させる手段である。
【００３７】
図５に、電力線搬送通信装置１０−１における制御部１の詳細な構成を示す。制御部１は、例えば、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ(Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory)などの記憶領域を持つマイクロコントローラを用いることができる。また、制御部１は、例えば、ＦＰＧＡ(Field  Programmable  Gate  Array)、ＰＬＤ(Programmable  Logic  Device)などによっても構成可能である。制御部１は、計算プロセッサ部１２と、波形情報保持部１３（第１の記憶手段）と、信号強度算出部１４と、演算結果保持部（第２の記憶手段）１５と、クロック部１６とを備える。
【００３８】
計算プロセッサ部１２は、数値演算や制御のための演算を行う手段である。計算プロセッサ部１２は、マイクロコントローラにおける演算部である。制御部１がＦＰＧＡやＰＬＤで構成されている場合は、計算プロセッサ部１２は、マイクロコントローラ同様の演算部と同様の回路として実装される。
【００３９】
波形情報保持部（第１の記憶手段）１３は、配電系統における事故発生時に生じる電気信号の波形情報、つまり信号強度の時間推移や周波数についての情報を記憶する手段である。波形情報保持部１３は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭを用いることができる。
【００４０】
信号強度算出部（演算手段）１４は、信号受信部２が電力線１１から取得した事故発生時に生じる電気信号の特性を演算する手段である。信号強度算出部１４が演算する物理量は、例えば、事故発生時に生じる電気信号の強度や位相、周波数などである。本実施形態では、一例として、信号強度算出部１４が周波数に対する強度を演算する例について説明する。信号強度算出部１４は、高速フーリエ変換を用いて演算できる。
【００４１】
演算結果保持部（第２の記憶手段）１５は、信号強度算出部１４での演算結果を記憶する手段である。演算結果保持部１５は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭを用いることができる。なお、波形情報保持部１３と演算結果保持部１５は、同一の回路素子の異なるデータ領域とすることもできるし、異なる回路素子とすることも可能である。
【００４２】
クロック部１６は、時刻を計時する手段である。制御部１は、クロック部１６により、現在時刻を認識できる。クロック部１６は、ＲＴＣ(Real  Time  Clock)や水晶振動子などを用いることができる。つまり、演算結果保持部１５は、信号強度算出部１４での演算結果（物理量の情報）と、信号強度算出部１４が電気信号の物理量を演算した時刻と、を対応付けて記憶することができる。
【００４３】
（作用）
上記のように構成された電力線搬送通信システム５０において、地絡事故が発生した場合の発生地点を推定する手法について説明する。
図６は、電力線搬送通信装置１０−１の動作手順を示すフローチャートである。電力線搬送通信装置１０−１は、電力線１１に接続されており、電力線１１から電気信号を取得することが可能な状態であるとする。なお、電力線搬送通信装置１０−２〜１０−１６の動作手順は、電力線搬送通信装置１０−１と同様であるため、説明を省略する。
【００４４】
まず、電力線搬送通信装置１０−１の信号受信部２（図２）は、電力線１１から結合部４を介して電力線１１を流れる電気信号を受信し、電気信号から電気特性を取得する（ステップＳ１１）。以下では、電気特性を電圧とした場合を説明する。
【００４５】
次に、制御部１の計算プロセッサ部１２（図５）は、波形情報保持部１３に事故発生時に生じる電気信号の波形情報が保存されているか否かを判断する（ステップＳ１２）。なお、電気信号の波形情報は可変である。電気信号の波形情報は、初期設定されたものでもよいし、電力搬送通信で外部装置から送信される情報に基づいて書き換えたものでもよい。
【００４６】
波形情報保持部１３に電気信号の波形情報が保存されていない場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）、計算プロセッサ１２は、通常の通信動作を実行するように制御する（ステップＳ１６）。通常の通信動作とは、例えば、電力使用量などの情報を電力搬送通信により外部装置へ送信する動作である。
【００４７】
他方、波形情報保持部１３に電気信号の波形情報が保存されている場合（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、信号強度算出部１４は、信号受信部２で取得した電圧の周波数特性を演算する（ステップＳ１３）。
【００４８】
信号強度算出部１４は、演算を行った後、演算結果が波形情報保持部１３に保存されている電気信号の波形情報を満たすかを判断する（ステップＳ１４）。演算結果が波形情報を満たさない場合は（ステップＳ１４、ＮＯ）、計算プロセッサ部１２は、通常の通信動作を実行するように制御する（ステップＳ１６）。他方、演算結果が波形情報を満たす場合は（ステップＳ１４、ＹＥＳ）、計算プロセッサ部１２はステップＳ１３での信号強度算出部１４による上述の演算結果を演算結果保持部１５に保存する（ステップＳ１５）。次いで、計算プロセッサ部１２は、通常の通信動作を実行するように制御する（ステップＳ１６）。
【００４９】
なお、電力線搬送通信装置１０−１による観測対象の周波数における物理量の演算は、ステップＳ１６における通常の通信動作とは無関係に任意のタイミングで実行することができる。
【００５０】
その後、電力線搬送通信装置１０−１の信号送信部３（図２）は、電力線１１を用いて、演算結果の情報を外部装置を経由して集約装置２０へ送信する。同様にして、他の電力線搬送通信装置１０−２〜１０−１６についても、演算結果の情報を集約装置２０へ送信する。集約装置２０は、これらの演算結果の情報を光通信網等の確実な通信手段により管理装置３０へ送信する。
【００５１】
次に、集約装置２０において、事故発生地点を推定する一例について説明する。
集約装置２０では、電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６から送信された電気信号の周波数特性を受信する。
【００５２】
一般的に事故点からの距離が離れるにつれて配電線のインダクタンスやキャパシタンスが増加するため、事故電気信号の周波数特性は低周波数側へシフトする。そのため、集約装置２０は、複数の電力線搬送通信装置１０から得られた事故電気信号の周波数特性を比較し、一番高周波側の周波数特性を有する電力線搬送通信装置１０が最も事故点の発生位置に近いと推定することが可能となる。集約装置２０では、ネットワーク上の装置全体を表示できる表示装置を用いて、ネットワーク上の各電力線搬送通信装置１０−１〜１０−１６を周波数特性に応じて色分けして表示し、事故点に最も近い電力線搬送通信装置１０を瞬時に判別するようにすることができる。
【００５３】
ここで、集約装置２０において事故電気信号の周波数特性を比較する際には、事故電気信号波形の形状が問題となる。図７（ａ）は、配電系統の事故発生時に生じる事故電気信号波形を示すグラフである。横軸は周波数、縦軸は信号強度を示し、事故発生時に生じる電気信号の周波数は、電力線搬送通信に用いられる通信信号の周波数よりも低いものとする。この例では、事故電気信号波形は、５０Ｈｚ、１００Ｈｚの波形よりも高周期側の１ＫＨｚ前後に存在している。
【００５４】
従来の装置では、図７（ａ）のグラフで５０Ｈｚの信号強度が大きいと、保護回路が動作して、例えば、図７（ｂ）のＡに示すように事故電気信号波形による周波数の付近にピークを持つ周波数スペクトルとなり、本来の事故電気信号波形が不明瞭となってしまうことがあった。
【００５５】
これに対して、本実施形態では、保護回路は用いずに、図３に示すように、帯域設定フィルタ部２６を通過した信号は、差動増幅器２５の反転入力へ入力されるため、差動増幅器２５の出力はフィルタの所望の通過帯域の信号成分が減算された特性となる。このため、帯域設定フィルタ部２６において予め事故電気信号波形よりも低周波側の帯域を設定しておくことにより、図７（ｃ）に示すように領域Ｂの部分がカットされて、事故電気信号波形よりも周波数が低い側の信号波形が切り取られたものとなる。
【００５６】
また、配電系統における事故発生時に生じる電気信号のうち、位置推定に利用できる時間周波数特性の信号対雑音比が最も高くなるように帯域設定フィルタ部２６の回路定数を決定することによって、事故点位置推定の精度を向上させることもできる。
【００５７】
さらに、デジタルポテンショメータなどの電気的に回路定数の値を変更することができる素子を使用し、通信装置が設置される配電系統に合わせてフィルタ帯域を調整することで、通信装置の設置後に、それぞれの配電系統の環境に合わせて信号対雑音比を調整することができる。
【００５８】
一方、事故発生時に生じる電気信号の周波数は、電力線搬送通信に用いられる通信信号の周波数よりも高い場合も有り得る。また、事故発生時に生じる電気信号の周波数は、電力線搬送通信に用いられる通信信号の周波数と重複する場合も有り得る。この場合、制御部１は、電力線１１で通信信号が伝送されていないことを確認した後に、図６のステップＳ１３のような信号強度算出部１４による周波数特性の演算を実行するようにしてもよい。
【００５９】
（効果）
本実施形態によれば、電力量計に通信機能を付与したスマートメータを利用して事故発生時に生じる電気信号を事故検出の情報として利用することができる。このため、スマートメータに特別な信号処理回路を追加することなく、ソフトウェアを変更するだけで、電気信号の観測装置として機能することが可能となる。従って、低コストで効率良く、事故が発生した地点の推定を行うことができる。
【００６０】
また、本実施形態では、従来の保護回路を用いる必要がないため、配電系統の事故時に発生する電気信号のうちの一部がカットされて事故電気信号波形が不明瞭になってしまうことを防止でき、保護回路による悪影響を抑えることができる。このため、事故位置推定の精度を向上させることができる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、電力量計に通信機能を付与したスマートメータを広範囲にわたって複数設置することができるため、多数のデータが取得できるようになり、この点からも事故点位置の推定精度の向上が可能となる。
【００６２】
[他の実施形態]
（１）上記実施形態では、図１に示す構造の電力線搬送通信システムの例を示したが、集約装置２０や電力線搬送通信装置１０は、任意の個数とすることができる。
【００６３】
（２）上記実施形態では、集約装置２０において事故が発生した地点を推定する例を示したが、管理装置３０において同様の手順で事故が発生した地点の推定を行うこともできる。
【００６４】
（３）上記実施形態として、管理装置３０を有する電力線搬送通信システムの例を示したが、管理装置３０を省略したシステムであっても良い。
【００６５】
（４）上記実施形態では、各電力線搬送通信装置１０から集約装置２０へ演算結果の情報を送信したが、集約装置２０へ演算結果を送信することなく、他装置から演算結果を受信して自装置の演算結果と比較することにより事故が発生した地点を推定してもよい。電力線搬送通信装置１０は、推定結果に応じて、自装置で警報を鳴動させたり、電力線１１を用いて集約装置２０へ警報情報を送信したりすることもできる。
【００６６】
（５）上記実施形態では、センサとして電力量計を用い測定対象を電気信号としたが、センサや測定対象は上記に限定されない。例えば、各種センサを用い、ガスの使用量、水道の使用量などを測定対象として、ネットワーク上に広範に配置された複数の通信装置において、これら測定対象に関する各種情報を収集して、比較対照することにより、水道管が破裂した箇所やガス漏れが生じた地点の推定等にも用いることができる。
【００６７】
（６）以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１…制御部
２…信号受信部
３…信号送信部
４…結合部
１０、１０−１〜１０−１６…電力線搬送通信装置
１１…電力線
１２…計算プロセッサ部
１３…波形情報保持部
１４…信号強度算出部
１５…演算結果保持部
１６…クロック部
２０…集約装置
２１…Ａ／Ｄ変換部
２２…受信信号調整部
２３…受信増幅器部
２４…受信フィルタ部
２５…差動増幅器
２６…帯域設定フィルタ部
３０…管理装置
３１…Ｄ／Ａ変換部
３２…送信信号調整部
３３…送信増幅器部
３４…送信フィルタ部
５０…電力線搬送通信システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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