(57)【要約】【課題】無線通信が困難な環境でも電力値を収集することのできる電力値収集システムを提供する。【解決手段】電力値収集システムは、電力値を計測するスマートメータ１０と、スマートメータ１０により計測された電力値を収集するＨＥＭＳアダプタ２０と、スマートメータ１０からの電力を分配する分電盤３０とを備える。そして、スマートメータ１０からＨＥＭＳアダプタ２０に無線通信で電力値を送信一方で、無線通信の送信レベルが所定閾値を下回れば当該無線通信から電力線通信に切り替え、スマートメータ１０からＨＥＭＳアダプタ２０に分電盤３０を介して電力線通信で電力値を送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力値を計測するスマートメータと、
前記スマートメータにより計測された電力値を収集するＨＥＭＳアダプタと、
前記スマートメータからの電力を分配する分電盤とを備え、
前記スマートメータから前記ＨＥＭＳアダプタに無線通信で前記電力値を送信する一方で、前記無線通信の送信レベルが所定閾値を下回れば当該無線通信から電力線通信に切り替え、前記スマートメータから前記ＨＥＭＳアダプタに前記分電盤を介して前記電力線通信で前記電力値を送信する
ことを特徴とする電力値収集システム。
【請求項２】
前記分電盤は、前記スマートメータから前記ＨＥＭＳアダプタに前記無線通信で前記電力値が送信される一方で、前記スマートメータから前記電力線通信で前記電力値を取得し、
前記ＨＥＭＳアダプタは、前記無線通信で前記電力値を収集することができなかった場合、その不足分の前記電力値を前記分電盤に要求する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力値収集システム。
【請求項３】
前記ＨＥＭＳアダプタは、前記スマートメータを初回登録する初期設定時に、前記無線通信の通信品質が基準値より悪い場合又は通信することができない場合、前記無線通信から前記電力線通信に切り替え、前記電力線通信を使用する旨の前記初期設定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力値収集システム。
【請求項４】
前記ＨＥＭＳアダプタは、前記無線通信を使用する旨の前記初期設定を正常に完了した後、稼働中に前記無線通信の通信品質が基準値より悪くなった場合又は通信することができなくなった場合、前記無線通信から前記電力線通信に切り替え、前記電力線通信を使用する旨の設定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力値収集システム。
【請求項５】
前記分電盤は、主幹ブレーカの前段又は後段にノイズ除去フィルタを備えるとともに、前記ノイズ除去フィルタの前段に前記電力線通信用のコンセントを備え、
前記ＨＥＭＳアダプタは、前記電力線通信用のコンセントに接続される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力値収集システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力値収集システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートメータから電力値を定期的に収集するシステムが導入されつつある（例えば、特許文献１〜４参照）。このようなシステムを実現するためには、電力値を収集するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）アダプタを設置し、無線通信でスマートメータと通信することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０３９３１４号公報
【特許文献２】特開２００４−３５６７７１号公報
【特許文献３】特開２０１２−２２８０４３号公報
【特許文献４】特開２０１３−０３１２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スマートメータやＨＥＭＳアダプタの設置環境は様々である。例えば、スマートメータが金属製のボックスの中に設置されている場合は、金属により電波が減衰するため、無線通信が困難である。また、無線へのノイズが多かったりするとうまく通信ができない。このような場合、ＨＥＭＳアダプタが電力値を収集する役割を果たせなくなる問題が起きる。
【０００５】
そこで、本発明は、無線通信が困難な環境でも電力値を収集することのできる電力値収集システム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】
【０００６】
本発明は、電力値収集システムであって、電力値を計測するスマートメータと、前記スマートメータにより計測された電力値を収集するＨＥＭＳアダプタと、前記スマートメータからの電力を分配する分電盤とを備える。そして、前記スマートメータから前記ＨＥＭＳアダプタに無線通信で前記電力値を送信する一方で、前記無線通信の送信レベルが所定閾値を下回れば当該無線通信から電力線通信に切り替える。これにより、前記スマートメータから前記ＨＥＭＳアダプタに前記分電盤を介して前記電力線通信で前記電力値を送信する。
【０００７】
また、前記分電盤は、前記スマートメータから前記ＨＥＭＳアダプタに前記無線通信で前記電力値が送信される一方で、前記スマートメータから前記電力線通信で前記電力値を取得してもよい。前記ＨＥＭＳアダプタは、前記無線通信で前記電力値を収集することができなかった場合、その不足分の前記電力値を前記分電盤に要求してもよい。
【０００８】
また、前記ＨＥＭＳアダプタは、前記スマートメータを初回登録する初期設定時に、前記無線通信の通信品質が基準値より悪い場合、前記無線通信から前記電力線通信に切り替え、前記電力線通信を使用する旨の前記初期設定を行ってもよい。前記無線通信の通信品質が基準値より悪い場合だけでなく、通信することができない場合も同様である。
【０００９】
また、前記ＨＥＭＳアダプタは、前記無線通信を使用する旨の前記初期設定を正常に完了した後、稼働中に前記無線通信の通信品質が基準値より悪くなった場合、前記無線通信から前記電力線通信に切り替え、前記電力線通信を使用する旨の設定を行ってもよい。稼働中に前記無線通信の通信品質が基準値より悪くなった場合だけでなく、通信することができなくなった場合も同様である。
【００１０】
また、前記分電盤は、主幹ブレーカの前段又は後段にノイズ除去フィルタを備えるとともに、前記ノイズ除去フィルタの前段に前記電力線通信用のコンセントを備え、前記ＨＥＭＳアダプタは、前記電力線通信用のコンセントに接続されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、無線通信が困難な環境でも電力値を収集することのできる電力値収集システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態にかかる電力値収集システムの構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態にかかるスマートメータのブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態にかかるＨＥＭＳアダプタのブロック図である。
【図４】図４は、第１実施形態にかかるＨＥＭＳアダプタの初期設定処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第１実施形態にかかるスマートメータの初期設定処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第１実施形態にかかるＨＥＭＳアダプタの稼働中の通信方式切り替え処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第２実施形態にかかる電力値収集システムの構成図である。
【図８】図８は、第２実施形態にかかる分電盤の構成図であって、（ａ）は主幹ブレーカの後段にノイズ除去フィルタを備えた場合、（ｂ）は主幹ブレーカの前段にノイズ除去フィルタを備えた場合。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる電力値収集システムの構成図である。この電力値収集システムは、図１に示すように、スマートメータ１０と、ＨＥＭＳアダプタ２０と、分電盤３０とを備える。ここでは、ＨＥＭＳアダプタ２０は室内に設置され、スマートメータ１０は金属製のボックスの中に入れられて室外に設置されているものとする。
【００１５】
スマートメータ１０は、送電線から電力の供給を受けて分電盤３０に供給する一方で、宅内で消費される電力値を定期的（例えば３０分ごと）に計測する。なお、この電力計測の頻度は３０分毎や一日一度というような定期的な頻度であってもよい。また、そのような定期的な頻度すなわち電力計測の周期が数時間以上になる場合には、電力会社から要求される電力値収集要求（いわゆるデマンドレスポンス）に応じるように不定期な突発的なイベントとして電力値を計測して送信するようにしてもよい。スマートメータ１０は、電力線４１を介して分電盤３０と接続されている。
【００１６】
ＨＥＭＳアダプタ２０は、スマートメータ１０により計測された電力値を収集する。また、電力消費のピークを抑制するために負荷を制御する等、各種の制御機能を備えている。ＨＥＭＳアダプタ２０は、電力線４２を介して分電盤３０と接続されている。
【００１７】
分電盤３０は、スマートメータ１０を経由して供給される商用電力または太陽光などの再生可能電力を宅内各所に分配する。分電盤３０には、扇風機、エアコン、冷蔵庫、洗濯機等の家電機器の他、太陽光発電機、燃料電池、蓄電池等が必要に応じて接続される。
【００１８】
ところで、スマートメータ１０が金属製のボックスの中に設置されている場合は、金属により電波が減衰するため、無線通信が困難である。そこで、本実施形態にかかる電力値収集システムでは、異なる通信方式で通信路を二重化し、主通信ができなくなったとき、ＨＥＭＳアダプタ２０が主体的に副通信に切り替えるようにしている。具体的には、主通信とは、無線通信（ＩＥＥＥ８０２．１５．４等）であり、副通信とは、電力線通信（ＰＬＣ）である。例えば、受信電界強度ＲＳＳＩなどの無線受信レベルが所定閾値を下回った状態が所定時間継続したとき、無線送信もできなくなったとみなし、無線通信の送信である主通信ができなくなったとみなす。
【００１９】
図２は、第１実施形態にかかるスマートメータ１０のブロック図である。この図に示すように、スマートメータ１０は、主通信部１１と、副通信部１２と、通信切替制御部１３と、電力値送信部１４と、電力計測部１５と、電力値蓄積部１６とを備える。主通信部１１は、主通信を制御する。副通信部１２は、副通信を制御する。通信切替制御部１３は、必要に応じて主通信と副通信とを切り替える。電力計測部１５は、宅内で消費される電力値を定期的（例えば３０分ごと）に計測する。電力値送信部１４は、電力計測部１５により計測された電力値を主通信又は副通信により送信する。電力値蓄積部１６は、電力計測部１５により計測された電力値を蓄積する。
【００２０】
図３は、第１実施形態にかかるＨＥＭＳアダプタ２０のブロック図である。この図に示すように、ＨＥＭＳアダプタ２０は、主通信部２１と、通信品質取得部２２と、副通信部２３と、通信切替制御部２４と、電力値受信部２５と、電力値蓄積部２６とを備える。主通信部２１は、主通信を制御する。通信品質取得部２２は、主通信の品質を取得する。副通信部２３は、副通信を制御する。通信切替制御部２４は、必要に応じて主通信と副通信とを切り替える。電力値受信部２５は、主通信又は副通信により電力値を受信する。電力値蓄積部２６は、電力値受信部２５により受信された電力値を蓄積する。
【００２１】
図４は、第１実施形態にかかるＨＥＭＳアダプタ２０の初期設定処理を示すフローチャートである。まず、ＨＥＭＳアダプタ２０は、スマートメータ設定がない場合（Ｓ１：ＮＯ）、その旨を示すエラーを表示し（Ｓ８）、スマートメータ設定がある場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、初期設定処理を行う（Ｓ２）。これにより、初期設定処理が成功した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、スマートメータ１０から送信されてくる電力値の収集を開始する（Ｓ４）。一方、初期設定処理が成功しなかった場合（Ｓ３：ＮＯ）、その原因が主通信の通信不良であるときは（Ｓ５：ＹＥＳ→Ｓ６：ＮＯ）、通信方式を主通信から副通信に切り替え（Ｓ７）、以後は副通信のみを行う。なお、主通信の通信不良以外の原因で初期設定処理が成功しなかった場合（Ｓ５：ＮＯ、又はステップＳ６：ＹＥＳ）、その旨を示すエラーを表示する（Ｓ８）。
【００２２】
図５は、第１実施形態にかかるスマートメータ１０の初期設定処理を示すフローチャートである。まず、スマートメータ１０は、主通信又は副通信の接続待ち状態となる（Ｓ１１）。この状態で初期設定処理が成功した場合（Ｓ１２→Ｓ１３：ＹＥＳ）、通信方式が副通信であるときは（Ｓ１５：ＹＥＳ）、通信方式を副通信に設定し（Ｓ１６）、ＨＥＭＳアダプタ２０に対して電力値の送信を開始する（Ｓ１８）。一方、通信方式が主通信であるときは（Ｓ１５：ＮＯ）、通信方式を主通信に設定し（Ｓ１７）、ＨＥＭＳアダプタ２０に対して電力値の送信を開始する（Ｓ１８）。なお、初期設定処理が成功しなかった場合（Ｓ１２→Ｓ１３：ＮＯ）、その旨を示すエラーを表示する（Ｓ１４）。
【００２３】
図６は、第１実施形態にかかるＨＥＭＳアダプタ２０の稼働中の通信方式切り替え処理を示すフローチャートである。まず、ＨＥＭＳアダプタ２０は、通信方式が主通信である場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、その主通信の品質を取得する（Ｓ２２）。主通信の品質とは、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）値である。ここで、ＲＳＳＩ値が基準値（例えば−９０ｄＢ）を超える場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、通信方式を主通信から副通信に切り替える（Ｓ２６）。一方、ＲＳＳＩ値が基準値を超えない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、検針値受信ログを分析する（Ｓ２４）。これにより、検針値再取得回数が基準値（例えば３回）を超える場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、稼働中にスマートメータ１０から３０分間隔で行う電力値の取得が３回連続してできなかったことになる。このように、リンクが確立していても相手から応答が一定回数ない場合も、通信方式を主通信から副通信に切り替える（Ｓ２６）。
【００２４】
次に、変形例について説明する。以下に説明するように、分電盤３０は、スマートメータ１０とＨＥＭＳアダプタ２０との間のデータのやりとりを支援するようにしてもよい。
【００２５】
すなわち、分電盤３０は、スマートメータ１０からＨＥＭＳアダプタ２０に主通信で電力値が送信される一方で、スマートメータ１０から副通信で電力値を予め取得しておく。この取得間隔も例えば３０分間隔でよい。取得された電力値は、その関連情報（計測時刻情報や識別情報等）とともに、分電盤３０が備える記憶装置に記憶される。ＨＥＭＳアダプタ２０は、主通信で電力値を収集することができなかった場合、その不足分の電力値を分電盤３０に要求する。不足分の電力値は、その関連情報（計測時刻情報や識別情報等）に基づいて特定することが可能である。これにより、分電盤３０は、ＨＥＭＳアダプタ２０から要求された不足分の電力値を記憶装置から読み出してＨＥＭＳアダプタ２０に送信するようになっている。
【００２６】
以上のように、第１実施形態にかかる電力値収集システムは、電力値を計測するスマートメータ１０と、スマートメータ１０により計測された電力値を収集するＨＥＭＳアダプタ２０と、スマートメータ１０からの電力を分配する分電盤３０とを備える。そして、スマートメータ１０からＨＥＭＳアダプタ２０に無線通信で電力値を送信する一方で、無線通信の送信レベルが所定閾値を下回れば当該無線通信から電力線通信に切り替える。これにより、スマートメータ１０からＨＥＭＳアダプタ２０に分電盤３０を介して電力線通信で電力値を送信する。このように、主通信（無線通信）機能とは別に副通信（電力線通信）機能を持ち、無線通信の不良時に自動的に電力線通信に切り替えれば、無線通信が困難な環境でも電力値を収集することが可能である。
【００２７】
また、分電盤３０は、スマートメータ１０からＨＥＭＳアダプタ２０に無線通信で電力値が送信される一方で、スマートメータ１０から電力線通信で電力値を取得してもよい。ＨＥＭＳアダプタ２０は、無線通信で電力値を収集することができなかった場合、その不足分の電力値を分電盤３０に要求してもよい。これにより、スマートメータ１０とＨＥＭＳアダプタ２０との間のデータのやりとりが分電盤３０により支援され、効率よく電力値を収集することが可能である。
【００２８】
また、ＨＥＭＳアダプタ２０は、スマートメータ１０を初回登録する初期設定時に、無線通信の通信品質が基準値より悪い場合、無線通信から電力線通信に切り替え、電力線通信を使用する旨の初期設定を行ってもよい。無線通信の通信品質が基準値より悪い場合だけでなく、通信することができない場合も同様である。これにより、スマートメータ１０又はＨＥＭＳアダプタ２０の設置場所により無線通信の品質が悪く、かつ改善のための設置場所の変更ができない場合でも、副通信機能により電力値を収集することが可能である。
【００２９】
また、ＨＥＭＳアダプタ２０は、無線通信を使用する旨の初期設定を正常に完了した後、稼働中に無線通信の通信品質が基準値より悪くなった場合、無線通信から電力線通信に切り替え、電力線通信を使用する旨の設定を行ってもよい。稼働中に無線通信の通信品質が基準値より悪くなった場合だけでなく、通信することができなくなった場合も同様である。これにより、初期設置後に無線通信の通信品質が著しく低下する状況が発生した場合でも、自動的に通信方式を電力線通信に切り替えて電力値の収集を中断することなく継続することが可能である。
【００３０】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態を第１実施形態と異なる点のみ説明する。
【００３１】
図７は、第２実施形態にかかる電力値収集システムの構成図である。この図に示すように、分電盤３０には、電力線４３を介して扇風機５０が接続されている。この場合、扇風機５０から発生するノイズが電力線４３に重畳され、スマートメータ１０とＨＥＭＳアダプタ２０との間の電力線通信（副通信）に影響を与える可能性がある。そこで、分電盤３０は、ＨＥＭＳアダプタ２０専用のコンセント３１として、宅内からのノイズを除去する機能を有する電力線通信用のコンセント３１を備えている。
【００３２】
図８は、第２実施形態にかかる分電盤３０の構成図である。分電盤３０は、主幹ブレーカ３２と複数の分岐ブレーカ３３を備える。主幹ブレーカ３２から系統電源線である幹線が延出され、この幹線から分岐ブレーカ３３が分岐して各系統の壁コンセントに電力を供給する。
【００３３】
ここで、図８（ａ）に示すように、分電盤３０は、主幹ブレーカ３２の後段（主幹ブレーカ３２と分岐ブレーカ３３との間）にノイズ除去フィルタ３４を備えるとともに、ノイズ除去フィルタ３４の前段に電力線通信用のコンセント３１の差込口を備えてもよい。このコンセント３１にＨＥＭＳアダプタ２０を接続すれば、扇風機５０から発生するノイズがノイズ除去フィルタ３４により除去されるため、ＰＬＣの信号に電力のみを合成することができる。すなわち、扇風機５０から発生するノイズの影響を受けることなく、スマートメータ１０とＨＥＭＳアダプタ２０との間で電力線通信を行うことが可能となる。
【００３４】
あるいは、図８（ｂ）に示すように、分電盤３０は、主幹ブレーカ３２の前段（スマートメータ１０と主幹ブレーカ３２との間）にノイズ除去フィルタ３４を備えるとともに、ノイズ除去フィルタ３４の前段に電力線通信用のコンセント３１の差込口を備えてもよい。この場合も、図８（ａ）の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【００３５】
以上のように、分電盤３０は、主幹ブレーカ３２の前段又は後段にノイズ除去フィルタ３４を備えるとともに、ノイズ除去フィルタ３４の前段に電力線通信用のコンセント３１を備え、ＨＥＭＳアダプタ２０は、電力線通信用のコンセント３１に接続されてもよい。これにより、宅内で稼動する家電機器のノイズを除去することができるため、スマートメータ１０とＨＥＭＳアダプタ２０との間の通信品質を向上させることが可能である。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、通信方式を主通信から副通信に切り替える場合について説明したが、主通信の品質が改善された場合は、そのことを自動的に検知して通信方式を副通信から主通信に切り替えてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  スマートメータ
２０  ＨＥＭＳアダプタ
３０  分電盤
３１  電力線通信用のコンセント
３２  主幹ブレーカ
３４  ノイズ除去フィルタ
【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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【図８】
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