(57)【要約】      （修正有）【課題】既存のネットワークを用いて精度の高いデータ伝送が可能なシステムを提供する。【解決手段】ネットワーク６を介して、測定された系統周波数を給電システム５に伝送する伝送システム１を、系統周波数を１サイクル毎にサンプリングしてパルス数に変換する周波数計測部７と、２個の記憶領域を有し、系統周波数の最低周波数に対応するパルス数と周波数計測部７で計測されたパルス数との差分を１／２して端数を切り捨てた値をその一方に記憶し、端数を切り上げた値を他方記憶し、系統周波数の１サイクルの間にこれらの２個の記憶領域に記憶された差分を少なくとも１回ずつ交互にネットワーク６に送信する送信処理部８と、この送信処理部８から送信された差分をネットワーク６から受信し、今回受信した差分と前回受信した差分とを加算して元の差分を復元して給電システム５に渡す受信処理部１１と、から構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回のパケットでＹ−１ビットのデータを伝送可能な伝送ネットワークを用いて、Ｙビットのデータ（２Y−１を除く）を伝送する伝送システムであって、
２個の記憶領域を有し、前記Ｙビットのデータを１／２して端数を切り捨てた値を一方の記憶領域に記憶し、前記Ｙビットのデータを１／２して端数を切り上げた値を他方の記憶領域に記憶し、前記２個の記憶領域に記憶された分割情報を少なくとも１回ずつ交互に前記伝送ネットワークに送信する送信処理手段と、
前記送信処理手段から送信された前記分割情報を前記伝送ネットワークから受信し、今回受信した前記分割情報と前回受信した前記分割情報とを加算して前記Ｙビットのデータを復元する受信処理手段と、から構成されることを特徴とする伝送システム。
【請求項２】
伝送ネットワークを介して、所定の箇所で測定された系統周波数を給電システムに伝送する伝送システムであって、
前記所定の箇所の系統周波数を１サイクル毎にサンプリングしてパルス数に変換する周波数計測手段と、
２個の記憶領域を有し、前記系統周波数の最低周波数に対応するパルス数および前記周波数計測手段で計測されたパルス数の差分パルス数を１／２して端数を切り捨てた値を一方の記憶領域に記憶し、前記差分パルス数を１／２して端数を切り上げた値を他方の記憶領域に記憶し、前記系統周波数の１サイクルの間に前記２個の記憶領域に記憶された前記１／２された差分パルス数を少なくとも１回ずつ交互に前記伝送ネットワークに送信する送信処理手段と、
前記送信処理手段から送信された前記１／２された差分パルス数を前記伝送ネットワークから受信し、今回受信した前記１／２された差分パルス数と前回受信した前記１／２された差分パルス数とを加算して前記差分パルス数を復元して前記給電システムに渡す受信処理手段と、から構成されることを特徴とする伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば給電制御に用いられる系統周波数の測定値のように、伝送遅延時間の制限と精度が要求されるデータ通信に用いられる伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の運用において、系統周波数を測定して給電制御を行うためのシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような給電システムでは、供給される電力の品質を維持するために、所定のポイントにおける系統周波数の測定値の伝送遅延時間は所定の時間内に抑える必要があり、また、測定精度は０．００１Ｈｚを満足する必要がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような高精度の測定値を伝送するために既存のネットワークを利用すると、データ量が一つのパケットで送信できる大きさを超えてしまうため、２個のパケットに分割して伝送する必要が出てくるが、分割方法によっては、処理が複雑になり、また、伝送による誤差が増加するという課題がある。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、既存のネットワークを用いて簡単な処理で精度の高いデータ伝送が可能な伝送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】
前記課題を解決するために、第１の本発明に係る伝送システムは、１回のパケットでＹ−１ビットのデータを伝送可能な伝送ネットワークを用いて、Ｙビットのデータ（２Y−１を除く）を伝送するものであり、２個の記憶領域を有し、Ｙビットのデータを１／２して端数を切り捨てた値を一方の記憶領域に記憶し、Ｙビットのデータを１／２して端数を切り上げた値を他方の記憶領域に記憶し、これらの２個の記憶領域に記憶された分割情報を少なくとも１回ずつ交互に伝送ネットワークに送信する送信処理手段（例えば、実施形態における送信処理部８）と、この送信処理手段から送信された分割情報を伝送ネットワークから受信し、今回受信した分割情報と前回受信した分割情報とを加算してＹビットのデータを復元する受信処理手段（例えば、実施形態における受信処理部１１）と、から構成される。
【０００７】
また、第２の本発明に係る伝送システムは、伝送ネットワークを介して、所定の箇所で測定された系統周波数を給電システムに伝送するものであり、所定の箇所の系統周波数を１サイクル毎にサンプリングしてパルス数に変換する周波数計測手段（例えば、実施形態における周波数計測部７）と、２個の記憶領域を有し、系統周波数の最低周波数に対応するパルス数および周波数計測手段で計測されたパルス数の差分パルス数を１／２して端数を切り捨てた値を一方の記憶領域に記憶し、差分パルス数を１／２して端数を切り上げた値を他方の記憶領域に記憶し、系統周波数の１サイクルの間にこれらの２個の記憶領域に記憶された１／２された差分パルス数を少なくとも１回ずつ交互に伝送ネットワークに送信する送信処理手段と、この送信処理手段から送信された１／２された差分パルス数を伝送ネットワークから受信し、今回受信した１／２された差分パルス数と前回受信した１／２された差分パルス数とを加算して差分パルス数を復元して給電システムに渡す受信処理手段と、から構成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る伝送システムを以上のように構成すると、伝送ネットワークにおいて１回のパケットで送信可能なデータ長よりも大きなデータを所望の精度で送信することができるとともに、この伝送ネットワークが保証する伝送遅延時間の範囲内でデータを送信することができる。そのため、給電制御に用いられる系統周波数の測定値の伝送に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、本発明に係る伝送システムの構成について説明する。なお、この伝送システムは、所定の箇所における系統周波数を測定し、給電システムに伝送するためのものである。伝送システム１は、電力系統（例えば、変電所等における母線）２の系統周波数を測定して、伝送ネットワーク６を介して送信する系統周波数情報収集装置（以下、「収集装置３」と呼ぶ）、この収集装置３から送信された系統周波数情報を伝送ネットワーク６から受信し、給電システム５に渡す系統周波数情報受信装置（以下、「受信装置４」と呼ぶ）から構成されている。
【００１０】
収集装置３は、電力系統２の系統周波数を計測する周波数計測部７、この周波数計測部７で測定された系統周波数情報を送信可能な送信データに変換する送信処理部８、および、伝送ネットワーク６に対してデータを送信する送信機能部９から構成される。また、受信装置４は、伝送ネットワーク６から送信データを受信する受信機能部１０、および、この受信機能部１０で受信された送信データを系統周波数情報に変換して給電システム５に渡す受信処理部１１から構成される。
【００１１】
なお、本実施例における伝送ネットワーク６は、所定のワード長（本実施例の場合は１４ビット）を有する送信データと同期データとを交互に送信することにより、所定の伝送遅延時間を保証するサイクリックデジタル伝送方式（ＣＤＴ方式）が用いられる。
【００１２】
収集装置３の周波数計測部７は、系統電圧から系統周波数を測定するように構成されている。具体的には、図２（ａ）に示すように、電圧値の入力を半端整流して正（若しくは負）の値だけを抽出し、さらに、矩形波整形を行って矩形波に変換する。この矩形波に対して、図２（ｂ）に示すように所定のサンプリング周波数（本実施例においては、１０ＭＨｚ）を有するパルス信号でサンプリングを行い、系統周波数の１サイクル毎にサンプリングのパルス数を計測して行われる。例えば、図２（ｂ）においては、系統電圧が立ち上がった時刻ｔ1からカウントを始め、次に系統電圧が立ち上がる時刻ｔ2までのパルス数を１サイクル分のパルス数としてカウントする。
【００１３】
ここで、サンプリング周波数を１０ＭＨｚとした場合における系統周波数の１サイクル分のパルス数の関係は以下の表１のようになる。なお、このように系統周波数をパルス数としてサンプリングすることにより、系統周波数の計測値は整数（パルス数）で表現することができる。
【００１４】
（表１）
系統周波数［Ｈｚ］      １サイクル分のパルス数
４６．０００              ２１７，３９１
５０．０００              ２００，０００
５４．０００              １８５，１８５
【００１５】
本実施例に係る給電システム５においては、測定する系統周波数の範囲は、表１にも示したように４６．０００〜５４．０００Ｈｚの間であるため、この範囲の系統周波数（計測パルス数であって、最大２１７，３９１パルス）を送信するためには、データ長が１８ビットとなる。ところが、本実施例に係る伝送ネットワーク６においては、１回のパケットでは１４ビットのデータしか送信することができないため、送信処理部８はこの計測パルス数を分割して２個のパケットで送信する必要がある。
【００１６】
それでは、送信処理部８の処理について図３を用いて説明する。送信処理部８は、周波数計測部７から計測パルス数を取り込むと（ステップＳ１００）、この計測パルス数の最小値（すなわち、系統周波数が５４．０００Ｈｚのときの１８５，１８５パルス）からの差分のパルス数Ｘを算出する（ステップＳ１０１）。具体的には、次に示す表２のような値になる。すなわち、差分のパルス数Ｘとすることにより、この測定範囲の系統周波数（最大値が４６．０００Ｈｚのときの３２，２０６パルス）を送信するためのビット数を１５ビットに圧縮することができる。
【００１７】
（表２）
系統周波数［Ｈｚ］        差分のパルス数Ｘ
４６．０００              ３２，２０６
５０．０００              １４，８１５
５４．０００                        ０
【００１８】
次に、この差分のパルス数Ｘを２分割して、伝送ネットワーク６の１パケットで送信可能な１４ビットにし、２つの記憶領域ＡおよびＢにそれぞれを格納する処理を行う。送信処理部８は、まず、差分のパルス数Ｘが偶数か否かを調べる（ステップＳ１０２）。偶数であると判断されたときは、差分のパルス数Ｘは２Ｎで表現できるため、記憶領域ＡおよびＢのそれぞれにＮを格納する（ステップＳ１０３）。一方、ステップＳ１０２で偶数でない（奇数である）と判断されたときは、差分のパルス数Ｘは２Ｎ＋１で表現できるため、記憶領域ＡにＮを格納し、記憶領域ＢにＮ＋１を格納する（ステップＳ１０４）。すなわち、これらのステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理により、差分のパルス数Ｘを１／２して、端数を切り捨てた値を記憶領域Ａに格納し、端数を切り上げた値を記憶領域Ｂに格納している。もちろん、記憶領域Ａ，Ｂに格納される値は逆でも構わない。
【００１９】
そして、送信処理部８は、送信機能部９に記憶領域ＡまたはＢの値を渡して伝送ネットワーク６に送信データとして送信する。まず、前回送信した領域が記憶領域Ｂであるか否かを調べ（ステップＳ１０５）、記憶領域Ｂが送信されていた場合は、記憶領域Ａの値を送信機能部９に渡し（ステップＳ１０６）、記憶領域Ｂでなかった場合（記憶領域Ａが送信されていた場合）は、記憶領域Ｂの値を送信機能部９に渡し（ステップＳ１０７）て、伝送ネットワーク６に送信する。
【００２０】
そして、周波数計測部７から新たな計測パルス数が計測されているかを調べ（ステップＳ１０８）、計測されていない場合は、ステップＳ１０５に戻る、前回送信した記憶領域と違う方の記憶領域の値を送信し、新たな計測パルス数が計測されている場合（すなわち、系統周波数が次のサイクルに移っている場合）は、ステップＳ１００に戻って新たな計測値を送信する処理を行う。
【００２１】
なお、本実施例における伝送ネットワーク６は、１パケットで１４ビットのデータを送信可能であって、伝送速度が９６００ｂｐｓのＣＤＴ方式を採用しているため、約９．１６ミリ秒に１回の割合でパケットが送信される。そのため、４６〜５４Ｈｚの系統周波数（１サイクルが１８．５２〜２１．７４ミリ秒になる）に対しては、図４に示すように、１サイクルの間に２回、若しくは、３回のパケットを送信することができる。よって、上述のように、計測パルス数を２個のパケットに分割して送信するように構成しても、分割された両方の情報を送信することができる。
【００２２】
一方、以上のようにして送信された送信データを受信した受信装置４の受信機能部１０はその情報（分割された差分のパルス数）を受信処理部１１に渡す。受信処理部１１は、図５に示すように、受信機能部１０から送信データＤnを受信すると（ステップＳ２００）、前回の処理で受信した送信データＤn-1と今回の処理で受信した送信データＤnとを加算して差分のパルス数Ｘ′を復元する。そして、この復元された差分のパルス数Ｘ′を給電システム５に渡す（ステップＳ２０２）。最後に、今回、受信機能部１０から渡された送信データＤnを前の処理の送信データＤn-1として保存し、ステップＳ２００に戻り、上述の処理を繰り返す。
【００２３】
このように、受信処理部１１は、収集装置３において、系統周波数の１サイクルに対して送信データが２回送信されたか３回送信されたかに拘わらず、今回受信した送信データと前回受信した送信データとを合計してパルス数Ｘ′を復元するように構成されている。すなわち、図６に示すように、収集装置３からは伝送ネットワーク６の送信タイミング毎に分割された差分のパルス数を送信しているが、受信装置４では、伝送ネットワーク６の送信タイミング毎に復元された差分のパルス数Ｘ′を給電システム５に渡すように構成されている。そのため、この伝送ネットワーク６で保証される伝送遅延時間以内に測定した系統周波数を給電システム５に渡すことができるとともに、系統周波数のあるサイクルから次のサイクルへ変化するときは、復元された差分のパルス数Ｘ′がこの変化の差を補間する値として、給電システム５に対して系統周波数の測定値として渡すことができる（例えば図６において、系統周波数が２番目のサイクルから３番目のサイクルに変化するとき）。
【００２４】
以上説明したように、本実施例においては、差分のパルス数Ｘを２分割して２個のパケットとして送信し、かつ、差分のパルス数Ｘが奇数のときは、いずれか一方を切り捨てし、他方を切り上げて送信しているが、その精度について図７を用いて説明する。
【００２５】
図７（ａ）は差分のパルス数Ｘを１／２にして端数がある場合は切り捨てることにより、１パケットで測定した周波数（パルス数）を送信した場合を示している。この場合、差分のパルス数Ｘが奇数の場合は、受信装置４において復元された差分パルスの相当値が１ビットすれるため、０．０００１Ｈｚのオーダーの値に誤差が入り、結果として、本システムで要求されている０．００１Ｈｚのオーダーの値に誤差が含まれることになる（測定値は５３．００１Ｈｚであるところ、受信した値は５３．００２Ｈｚとなってしまう）。一方、図７（ｂ）に示すように、本実施例のようにした場合、分割されたパルス数（Ａ，Ｂ）から復元される差分パルスの相当値は測定された値と同一になるため、誤差が含まれることはない。
【００２６】
また、本実施例においては、計測した系統周波数をサンプリングしたパルス数として給電システム５に伝送しているため、給電システム５は、このパルス数をカウントすることにより、この系統周波数の測定値の実時間も算出することができる（もちろん、伝送ネットワーク６における伝送遅延時間を考慮することが必要である）。
【００２７】
以上説明した本発明の実施形態において、達成される主要な効果を整理すれば、次のようになる。第１に、収集装置３では、系統周波数の測定値（パルス数）を測定範囲の最小値からの差分として送信することにより送信するデータのビット数を減らすとともに、さらに２分割することにより、従来の伝送ネットワークの１パケットで送信できるデータ長よりも大きいデータ長の測定データ（系統周波数の測定値）を従来の伝送ネットワークを用いて、所望の精度（０．００１Ｈｚ）で送信することができる。
【００２８】
第２に、受信装置４では、このように分割して送信された差分パルスのうち、連続する２個の差分パルス（今回の処理で受信した差分パルスと前回の処理で受信差分パルスと）を合計することにより測定された系統周波数のパルス数を復元するように構成されているため、簡単な処理で系統周波数のパルス数を復元して給電システム５に渡すことができるとともに、この伝送ネットワーク６で保証される伝送遅延時間内で伝送することができる。
【００２９】
第３に、収集装置３において、差分パルス数を分割する際に、２個の記憶領域Ａ，Ｂを用意し、一方に差分パルスを１／２した切り捨て値を記憶し、他方に切り上げ値を記憶し、さらに、この２個の記憶領域Ａ，Ｂの値を交互に送信するように構成しているため、受信装置４で、この２個の記憶領域Ａ，Ｂの値を復元したときは正確な値を復元でき、かつ、系統周波数のサイクルが変化するときは、復元された差分のパルス数がこの変化の差を補間する値となるため、伝送される誤差を極力小さくすることができる。
【００３０】
なお、以上の実施例においては、１回のパケットで１４ビットのデータを伝送することができる伝送ネットワーク６に対して、１５ビットの大きさを有する差分パルス数（但し、パルス数が２15−１の場合を除く）を伝送する場合について説明したが、本発明がこのビット数に限定されることはなく、同様の方法により、１回のパケットでＹ−１ビットのデータを伝送することができる伝送ネットワークを用いて、Ｙビットのデータ（但し、２Y−１を除く）を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】系統周波数の測定方法を説明するための説明図であり、（ａ）は、系統電圧を矩形波に整形する方法の説明図であり、（ｂ）は、この矩形波をサンプリングする方法の説明図である。
【図３】収集装置における送信処理部の処理を示すフローチャートである。
【図４】系統周波数と送信タイミングを説明するための説明図であり、（ａ）は、系統周波数の１サイクルに対して３回送信した場合を示し、（ｂ）は、２回送信した場合を示す。
【図５】受信装置における受信処理部の処理を示すフローチャートである。
【図６】測定された差分パルスと伝送された復元パルスの関係を説明する説明図である。
【図７】測定パルスの分割方法による伝送誤差の違いを説明するための説明図であって、（ａ）は、１／２したデータの端数を切り捨てて１パケットで送信した場合であり、（ｂ）は、本発明に係る方法で送信した場合である。
【符号の説明】
【００３２】
１  伝送システム
６  伝送ネットワーク
７  周波数計測部（周波数計測手段）
８  送信処理部（送信処理手段）
１１  受信処理部（受信処理手段）
【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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