(57)【要約】【課題】配電線の断線事故時の開閉器情報収集時間を低減し、事故区間の影響がある地域の停電時間を短縮する。多数の無線中継器の設置コストや、ＰＨＳや電話回線などの公衆網を経由するための利用料金が不要として、通信インフラコストを低減し、また高信頼な配電自動化システムを構築することを可能とする。【解決手段】本発明の配電自動化システムは、配電用変電所から電力を供給するために配電用変電所に接続された複数の配電線と、配電線を複数区間に分割するための複数の開閉器と、前記開閉器を監視または制御するための情報を通信するための複数の通信装置と、を有する。第一の配電線の一箇所または複数箇所が断線した場合に、第一の配電線の断線部に繋がる第一の開閉器を監視または制御するための情報を、第一の配電線とは異なる第二の配電線に接続された第二の通信装置へと伝送し、第二の通信装置は、伝送された情報を配電用変電所内に設置された第三の通信装置へと伝送する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電用変電所から電力を供給するための、前記配電用変電所に接続された複数の配電線と、
前記配電線を複数の区間に分割するための少なくとも１つの開閉器と、
前記開閉器を監視または制御するための情報を通信する少なくとも１つの通信装置と、を備え、
第一の配電線に接続された第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第一の開閉器に接続された第一の通信装置は、前記第一の配電線とは異なる第二の配電線に接続された第二の開閉器に接続された第二の通信装置との間で通信し、
前記第二の通信装置は、通信によって伝送された前記情報を、配電用変電所内に設置された第三の通信装置との間で通信することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項２】
請求項１において、
さらに、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間で開閉器を制御するための情報の通信を中継するための、少なくとも１つの中継通信装置を有し、
前記第一の通信装置及び前記第二の通信装置は、前記中継通信装置を介して前記開閉器を制御するための情報を無線通信し、
前記第二の通信装置と前記第三の通信装置は、前記開閉器を制御するための情報を有線によって通信することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項３】
請求項１において、
さらに、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間で開閉器を制御するための情報を通信するための、少なくとも１つの中継通信装置を有し、
前記第一の通信装置は、前記中継通信装置と無線通信によって前記開閉器を制御するための情報を通信し、
前記第二の通信装置は、前記中継通信装置と有線通信によって前記開閉器を制御するための情報を通信し、
前記第二の通信装置と前記第三の通信装置は、有線通信によって前記開閉器を制御するための情報を通信することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項において、
前記第一の開閉器に接続された前記第一の通信装置は、前記第一の配電線の少なくとも一箇所が断線した場合に、前記第一の配電線の断線部に繋がる前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第二の配電線に接続された前記第二の通信装置との間で通信することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項において、
前記開閉器を監視または制御する少なくとも１つの通信装置は、配電線を通信線として通信を行う電力線通信部と、無線によって通信を行う無線通信部と、を含むことを特徴とする配電自動化システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項において、
前記第一の通信装置は、前記第一の配電線に接続された前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第二の通信装置との間で無線通信によって通信し、
前記第二の通信装置は、通信によって伝送された前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第三の通信装置との間で電力線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項７】
請求項１において、
さらに、前記第一または第二の配電線に接続された第三の配電線と、
前記第三の配電線に接続された少なくとも１つの中継通信装置と、を有し、
前記第一及び第二の通信装置は、前記中継通信装置との間で無線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項８】
請求項１において、
さらに、前記第一または第二の配電線に接続された第三の配電線と、
前記第三の配電線に接続された少なくとも１つの中継通信装置と、を有し、
前記第一の通信装置は、前記中継通信装置との間で無線通信によって通信し、
前記第二の通信装置は、前記中継通信装置との間で有線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項９】
請求項１において、
前記第一の通信装置は、前記第二の通信装置と無線通信によって通信し、前記第三の通信装置と電力線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項１０】
請求項１において、
前記第一の通信装置は、前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第二の通信装置との間で無線通信によって通信し、
前記第二の通信装置は、前記第一の開閉器を監視または制御するための情報を、前記第三の通信装置との間で通信専用線を介した有線通信によって通信することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１項において、
前記少なくとも１つの通信装置は、他の通信装置との通信を制御する通信制御部と、他の通信装置との通信における通信エラー率を計測する通信エラー率計測部と、計測した通信エラー率を記憶する記憶部と、を有し、
前記通信制御部は、前記通信エラー率に基づいて通信対象を選択することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１０の何れか１項において、
前記少なくとも１つの通信装置は、他の通信装置との通信を制御する通信制御部と、前記第三の通信装置までの通信における通信装置の中継回数を計測する中継回数計測部と、計測した中継回数を記憶する記憶部と、を有し、
前記通信制御部は、前記中継回数に基づいて通信対象を選択することを特徴とする配電自動化システム。
【請求項１３】
配電線に接続された開閉器を制御するための開閉器制御部と、
通信を制御する通信制御と、
前記配電線を通信線として通信を行う電力線通信部と、
無線によって通信を行う無線通信部と、を有し、
前記通信制御部は、前記電力線通信部と前記無線通信部の何れか一方もしくは両方を用いて、前記開閉器を監視または制御するための情報を通信することを特徴とする通信装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
さらに、他の通信装置との通信における通信エラー率を計測する通信エラー率計測部と、
前記計測した通信エラー率を記憶する記憶部と、を有し、
前記通信制御部は、前記通信エラー率に基づいて通信対象を選択することを特徴とする通信装置。
【請求項１５】
請求項１３において、
さらに、配電変電所における通信装置までの通信における他の通信装置の中継回数を計測する中継回数計測部と、
計測した中継回数を記憶する記憶部と、を有し、
前記通信制御部は、前記中継回数に基づいて通信対象を選択することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電自動化システム、および配電線を監視または制御するための通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力を供給するための配電線における事故の際に、事故区間を分離するための配電自動化システムにおいて、電圧や電流などの監視データや開閉器の開閉動作などを制御するための制御データを伝送するために、電力線通信装置(または配電線搬送装置とも呼ぶ)が用いられている。電力線通信は配電線に通信信号を重畳して通信する方式である。また電力線ではなく、専用の通信線を敷設して通信信号を重畳する方式や、無線を利用して同様に配電線の監視データや制御データを伝送する方式もある。
【０００３】
配電線において断線事故が起きると開閉器が開・閉動作を繰返して断線区間の特定に時間を要し、停電時間が長くなる。また開閉器情報を収集するために電力線通信を利用すると断線区間では通信不可となる。
【０００４】
断線時の開閉器情報の収集、および配電事故管理に関し、例えば、特許文献１および特許文献２で示される技術がある。特許文献１には、配電線自動化システムにおいて、自動開閉器用遠方制御等の監視・制御を行うための現行の親局、子局を有効に活用しながら低コストにシステムの拡充を図るために、親局と子局とのデータ通信手段として通信線方式と無線方式とを併用することが開示されている。また、特許文献２には、配電線監視システムにおいて、配電線網の任意の位置に各々設置された複数の監視子局で配電線網の状況データを測定し、無線により監視中継局で一旦収集した後、電話回線網を利用して監視親局へ転送することで、専用の通信線を用いることなく、配電線状況のデータを効率よく収集することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０５３１号公報
【特許文献２】特開平１０−５１９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、通信線敷設コストの削減を目的として専用通信線と無線(ＰＨＳ公衆網)を併用し、いずれか一方に切り替えることを可能としているだけであり、配電線の断線事故時に開閉器の状態を監視または制御する情報を短時間で伝送する方法については記載していない。また、断線事故の場合には、配電線と共に並行して敷設される専用通信線も断線する可能性が高く、配電線や通信線を利用する通信は断線事故区間では通信不可となる。さらにＰＨＳなどの公衆網を利用する場合では利用料金が必要であり、運用コストが高くなる。
【０００７】
特許文献２では、電話回線網を利用し、遠方の制御局を経由するため、通信遅延時間が大きくなるとともに、どこで断線事故が起こっているのか特定するのに時間が掛かり、開閉器の制御に時間を要することとなり、停電時間が長くなってしまう。また、大規模な災害時には電話回線網が他のトラフィックで輻輳する場合もあり、信頼性が低下する。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、配電線の断線箇所を迅速に特定して開閉器の状態を適切かつ迅速に制御することを可能にするための技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明による配電自動化システムは、配電用変電所から電力を供給するための複数の配電線と、配電線を複数の区間に分割するための少なくとも１つの開閉器と、開閉器を監視または制御するための情報を通信する少なくとも１つの通信装置と、を有する。そして、第一の開閉器に接続された第一の通信装置は、第一の配電線に接続された第一の開閉器を監視または制御するための情報を、第一の配電線とは異なる第二の配電線に接続された第二の開閉器に接続された第二の通信装置との間で通信する。また、第二の通信装置は、通信によって伝送された情報を、配電用変電所内に設置された第三の通信装置との間で通信する。
【００１０】
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本発明の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
【００１１】
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本発明の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、配電線の断線事故時の開閉器情報収集時間の低減が可能であり、事故区間の影響がある地域の停電時間を短縮することが可能である。さらに多数の無線中継器の設置コストや、ＰＨＳや電話回線などの公衆網を経由するための利用料金が不要となるため、通信インフラコストの低減が可能である。また配電線の開閉器を制御するために専用の通信装置を用いるため、高信頼な配電自動化システムを構築することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態による配電自動化システムの概略構成例を示す図である。
【図２】通信装置１０ａの構成例を示す図である。
【図３】電源装置２３ａの構成例を示す図である。
【図４】通信部２１の構成例を示す図である。
【図５】電力線通信部１００の構成例を示す図である。
【図６】無線通信部２００の構成例を示す図である。
【図７】配電線断線時の開閉器情報収集のための通信処理例を説明するための図である。
【図８】配電線断線時に開閉器を制御するための通信処理例を説明するための図である。
【図９】第２の実施形態による配電自動化システムの概略構成例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態による配電自動化システムの概略構成例を示す図である。
【図１１】第４の実施形態による通信部の構成例を示す図である。
【図１２】第５の実施形態による通信部の構成例を示す図である。
【図１３】第６の実施形態による配電自動化システムの概略構成例を示す図である。
【図１４】第６の実施形態による通信装置の構成例を示す図である。
【図１５】第６の実施形態による通信部の構成例を示す図である。
【図１６】第７の実施形態による配電自動化システムの概略構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１）第１の実施形態
＜システム構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る配電自動化システム１０００の概略構成を示す図である。配電自動化システム１０００は、配電線において事故などが起きた場合に区間を分割または連結するための開閉器を制御するシステムである。
【００１５】
図１において、配電用変電所１には高圧配電線７０を介して２２ｋＶなどの高電圧の電力が供給され、高圧用変圧器８０においてより低い６．６ｋＶなどの電圧に変換される。そして６．６ｋＶなどの電力が遮断器９０ａ、９０ｂ、９０ｃを介して中圧配電線５０ａ、５０ｂへ供給される。
【００１６】
遮断器９０ａ、９０ｂ、９０ｃは、高圧配電線７０、中圧配電線５０ａ、５０ｂなどで事故が起こった場合に、安全のため事故区間への電力供給を遮断するために用いられる。
【００１７】
開閉器２０ａと通信装置１０ａは、ともに中圧配電線５０ａに接続される。通信装置１０ａは配電線を通信線として利用する電力線通信の機能と、無線によって通信を行う無線通信の機能の両方を備える。開閉器２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆと、通信装置１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆとの間も、同様に中圧配電線に接続される。
【００１８】
開閉器２０ａは、中圧配電線５０ａにおいて地絡事故や短絡事故などが起きた場合に、事故区間を分離する機能を有する。例えば開閉器２０ａと２０ｂの間で事故が起きた場合に、当該区間を分離するように開閉処理が実施される。
【００１９】
低圧用変圧器４０ａは、６．６ｋＶなどの中圧電力を１００Ｖまたは２００Ｖなどの低圧電力に変換する機能を有する。１００Ｖまたは２００Ｖの低圧電力に変換された電力は、低圧配電線６０ａを介して低圧需要家３０ａに供給され、一般家庭等の低圧需要家３０ａにおいて消費される。同様に低圧用変圧器４０ｂでは、６．６ｋＶなどの中圧電力を１００Ｖまたは２００Ｖなどの低圧電力に変換し、低圧配電線６０ｂを介して低圧需要家３０ｂ、３０ｃに供給する。
【００２０】
開閉器２０ｆは、通常は開いた状態となっており、中圧配電線５０ａと５０ｂが非接続の状態となっている。一方の配電線において事故が起きて他方の配電線から電力を供給する必要が生じた場合は、開閉器２０ｆが閉じられて中圧配電線５０ａと５０ｂが接続される。
【００２１】
通信装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆは、配電用変電所１の中に設置された通信装置１０ｇまたは１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆのいずれかと、中圧配電線５０ａまたは５０ｂによって接続され、通常動作時は、通信信号を中圧配電線５０ａまたは５０ｂに重畳して互いに通信する。通信装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆは、開閉器２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆに内蔵されたセンサによって配電線の電圧や電流値などを収集し、通信装置１０ｇへ伝送する。
【００２２】
通信装置１０ｇは、電力供給経路を変更することなどを目的として、開閉器状態を制御するための制御データなどを、制御装置１１から出力される制御信号を中圧配電線５０ａまたは５０ｂに重畳して通信装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆへ伝送する。通信装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆは、この制御信号にしたがって、開閉器２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆを制御する。
【００２３】
また、通信装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇは無線通信の機能も備えているため、通常動作時は、ビーコン信号をお互いに送受信し、各通信装置間におけるリンク状態の有無に関する情報を保有することが可能である。加えて、経路制御情報をビーコン信号に重畳することで、各通信装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆから、通信装置１０ｇまでの間の経路情報を共有することが可能である。
【００２４】
＜通信装置の構成＞
図２は、実施形態による通信装置１０ａの概略構成を示す図である。通信装置１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇも同様の構成を備える。通信装置１０ａは、通信部２１、開閉器制御部２２、電源装置２３ａ、２３ｂ、電力供給線２４、通信線２５、２６、２７ａ、２７ｂを備える。
【００２５】
通信部２１は、他の通信装置との間で通信を実施するための通信信号を生成する機能を有する。電源装置２３ａおよび２３ｂは、中圧配電線５０ａから供給される６．６ｋＶの中圧電力を１００Ｖなどの低圧電力に変換し、電力供給線２４へ重畳する。この電力は、通信装置１０ａが動作するための電力となる。通信部２１が生成した通信信号は、電力供給線２４に重畳され、電源装置２３ａ、２３ｂを介して中圧配電線５０ａに重畳される。なお、本実施例では説明を簡単にするため電源装置２３ａ、２３ｂを別々に示したが、一体として構成しても構わない。
【００２６】
通信部２１は、通信線２５を介して開閉器制御部２２に接続され、開閉器２０ａを制御するための信号を伝送する。開閉器制御部２２は、その制御信号にしたがって開閉器２０ａを制御する。また開閉器制御部２２は、開閉器２０ａが収集した電圧や電流などの監視情報を、通信線２６を介して収集する。
【００２７】
通信部２１は、通信線２７ａおよび２７ｂを介して、電源装置２３ａまたは２３ｂが備えるスイッチ２８（図３で後述）を切り替えることができる。電源装置２３ａおよび２３ｂはそれぞれ中圧電力を低圧電力に変換して通信装置１０ａに提供する機能を備えているため、電源装置２３ａおよび２３ｂのうち稼動させる方のスイッチ２８をＯＮにし、もう一方はＯＦＦにする。例えば電源装置２３ａに接続されている中圧配電線５０ａの側が故障した場合は、電源装置２３ａが備えるスイッチ２８をＯＦＦにし、電源装置２３ｂが備えるスイッチ２８をＯＮにする。
【００２８】
＜電源装置の構成＞
図３は、実施形態による電源装置２３ａの概略構成を示す図である。電源装置２３ｂも同様の構成を備える。中圧配電線５０ａから供給される６．６ｋＶの中圧電力は、トランスとコンデンサなどで構成された回路によって１００Ｖなどの低圧電力に変換され、電力供給線２４に重畳される。通信装置１０間で伝送される電力線通信信号も同様にトランスとコンデンサを介して伝送される。スイッチ２８は、通信線２７ａを介して伝送される制御信号にしたがって、電力供給線２４の接続をＯＮ／ＯＦＦする。スイッチ２８のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、通信信号が電源装置２３ａと２３ｂの両方を通って二重に伝送されないように、一方の接続を切ることができる。
【００２９】
＜通信部の構成＞
図４は、実施形態による通信装置の通信部２１の概略構成を示す図である。通信部２１は、電力線通信部１００と、無線通信部２００と、電源部３００と、通信制御部４００とを有している。当該通信部２１は、例えば、特定小電力無線に対応するものである。
【００３０】
電力線通信部１００は、電源部３００と電力供給線３０１によって接続され、電源部３００から供給される電力によって動作する。電力線通信部１００は、通信制御部４００と通信線４０１と接続され、通信線４０１を介して入出力されるデータを、電力供給線２４にて送受信される通信信号に変換して送受信する。
【００３１】
無線通信部２００は、電源部３００と電力供給線３０１によって接続され、電源部３００から供給される電力によって動作する。無線通信部２００は通信制御部４００と通信線４０２によって接続され、通信線４０２を介して入出力されるデータを、無線信号に変換して送受信する。
【００３２】
電源部３００は、電力供給線２４から供給される１００Vの電力を、電力線通信部１００や無線通信部２００、通信制御部４００などで使用されるＤＣ５Ｖなどの電圧に変換して電力供給線３０１に供給する機能を有する。
【００３３】
通信制御部４００は、電力線通信部１００および無線通信部２００を制御する。さらに通信線２５を介して開閉器制御部２２を制御すると共に、通信線２７ａおよび２７ｂを介して電源装置２３ａまたは２３ｂが備えるスイッチ２８を制御する。
【００３４】
＜電力線通信部の構成＞
図５は、実施形態による電力線通信部１００の概略構成を示す図である。電力線通信部１００は結合器１１０、バンドパスフィルタ（ＢＰフィルタ）１０１ａ、１０１ｂと、送信アンプ１０２と、受信アンプ１０９と、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）１０３と、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）１０８と、送信処理部１０４と、受信処理部１０７と、アクセスコントローラ１０５と、プロトコル変換部１０６と、を有している。
【００３５】
電力線通信部１００と通信制御部４００との間は通信線４０１で接続する。或いは、電力線通信部と通信制御部を一体として構成してもよい。
【００３６】
プロトコル変換部１０６は、データを受け取ると、電力線通信部１００で扱う所定フォーマットの通信データに変換する。
【００３７】
アクセスコントローラ１０５は、プロトコル変換器１０６からの通信データを受信すると、このデータを送信処理部１０４に出力した上で通信信号を生成する。
【００３８】
通信信号はＤ／Ａ１０３により、デジタル信号からアナログ信号に変換される。当該アナログ信号は、送信アンプ１０２によって増幅された後、ＢＰフィルタ１０１ａで不要な高周波成分をカットした上で結合器１１０を介して電力供給線２４に出力される。
【００３９】
一方、電力供給線２４を介して送信されてきた通信信号は、ＢＰフィルタ１０１ｂによって通信帯域以外の信号が抑制され、通信帯域の信号が受信アンプ１０９に出力される。
【００４０】
受信アンプ１０９は、受信信号を増幅し、Ａ／Ｄ１０８はデジタル信号に変換してそれを受信処理部１０７に出力する。受信処理部１０７は、データを復調し、アクセスコントローラ１０５に出力する。
【００４１】
アクセスコントローラ１０５は、この取り出したデータを所定フォーマットの通信データに変換し、プロトコル変換部１０６に出力する。
【００４２】
プロトコル変換部１０６は、この通信データを通信制御部４００とのインターフェースが取れるようにプロトコル変換をして、通信制御部４００に情報を出力する。
【００４３】
電力供給線３０１は電源部１１１に接続されている。電源部１１１は、電力線通信部１００で使用される電力を受電し、必要に応じて電圧を変換する。
【００４４】
＜無線通信部の構成＞
図６は、実施形態による無線通信部２００の概略構成を示す図である。無線通信部２００は、アンテナ２１１と、送受信切換部２１０と、バンドパスフィルタ（ＢＰフィルタ）２０１ａ、２０１ｂと、送信アンプ２０２と、受信アンプ２０９と、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）２０３と、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）２０８と、送信処理部２０４と、受信処理部２０７と、アクセスコントローラ２０５と、プロトコル変換部２０６と、を有している。
【００４５】
無線通信部２００と通信制御部４００との間は通信線４０２で接続する。或いは無線通信部と通信制御部を一体として構成してもよい。
【００４６】
プロトコル変換部２０６は、データを受け取ると、無線通信部２００で扱う所定フォーマットの通信データに変換する。
【００４７】
アクセスコントローラ２０５は、プロトコル変換部２０６からの通信データを受信すると、このデータを送信処理部２０４に出力した上で通信信号を生成する。通信信号はＤ／Ａ２０３によりアナログ信号に変換され、送信アンプ２０２によって増幅された後、ＢＰフィルタ２０１ａで不要な高周波成分がカットされた上で送受信切換部２１０を介してアンテナ２１１に出力される。
【００４８】
一方、アンテナ２１１を介して送信されてきた通信信号は、ＢＰフィルタ２０１ｂによって通信帯域以外の信号を抑制し、通信帯域の信号を受信アンプ２０９に出力する。受信アンプ２０９は受信信号を増幅してＡ／Ｄ２０８によってディジタル信号に変換された信号が受信処理部２０７に出力され、データを復調し、アクセスコントローラ２０５に出力する。アクセスコントローラ２０５では、この取り出したデータを所定フォーマットの通信データに変換し、プロトコル変換部２０６に出力する。プロトコル変換部２０６は、この通信データを通信制御部４００とのインターフェースが取れるようにプロトコル変換をして、通信制御部４００に情報を出力する。また電力供給線３０１は電源部２１２に接続され、電源部２１２では無線通信部２００で使用される電力を受電し、必要に応じて電圧を変換する。
【００４９】
＜断線事故発生時の通信＞
図７は、断線事故が起こった場合の開閉器情報収集時の通信について説明するための図である。
【００５０】
図７に示されるシステムは、図１に示した配電自動化システム１０００と基本的には同じ構成であるが、開閉器２０ｄと２０ｅの間の中圧配電線５０ｂにおいて断線事故（断線部両端につながれた開閉器２０ｄおよび２０ｅの少なくとも一つにおいて断線を検知する）によって中圧配電線５０ｂが切断され、断線部５１が生じている。そのため通信装置１０ｄと１０ｅの間では、中圧配電線５０ｂを通信線とする電力線通信を行うことは不可能である。また、通信装置１０ｄと１０ｅの間は、数ｋｍ（例えば、５〜８ｋｍ）以上となる長距離である場合があり、無線通信のみでは、その間に中継用無線装置を設置しなくては無線通信を行うことは困難である。さらに、開閉器２０ｆは通常は開いた状態であるため、中圧配電線５０ａと５０ｂは接続されていない。また、通信装置１０ｆも内部の電源装置２３ａ、２３ｂに内蔵されたスイッチ２８は一方のみしか繋がれていない。このため、事故直後は通信装置１０ｅと１０ｂの間で通信することはできない。またスイッチが切り替わるのを待った後では開閉器情報収集に時間を要することになる。
【００５１】
そこで、本実施形態では、中圧配電線５０ｂ上にある通信装置１０ｅに内蔵された無線通信部から、隣接（距離は例えば１〜２ｋｍ）する中圧配電線５０ａ上にある通信装置１０ｂに内蔵された無線通信部へ、無線通信によって開閉器情報を無線信号５００で伝送する無線通信を使用する。これにより、開閉器２０ｆの開閉動作や通信装置１０ｆのスイッチの動作を待つための遅延時間を要することなく、通信を行うことが可能となる。
【００５２】
続いて、無線信号５００を受信した通信装置１０ｂは、受信した開閉器情報を電力線通信によって通信装置１０ａへ電力線通信信号５１０によって中圧配電線５０ａを介して伝送する。その後、通信装置１０ａは、通常時と同様に中圧配電線５０ａを介して通信装置１０ｇへ電力線通信信号５１１によって電力線通信で開閉器情報を伝送する。なお、通信装置１０ｄおよび１０ｃは中圧配電線５０ｂによって通信装置１０ｇと接続されているため、通常時と同様に、電力線通信によって通信することが可能である。
【００５３】
＜断線部の開閉器の制御＞
図８は、配電用変電所内に設置された通信装置から断線部に接続された開閉器を制御するための通信について説明するための図である。
【００５４】
通信装置１０ｇは、電力線通信によって通信装置１０ａへ開閉器２０ｅを制御するための情報を電力線通信信号５１２で通信し、通信装置１０ａは受信した情報を通信装置１０ｂへ電力線通信によって電力線通信信号５１３で通信する。
【００５５】
通信装置１０ｂは、受信した情報を電力線通信のプロトコルから無線通信のプロトコルに変換した上で、通信装置１０ｅへ無線通信によって無線信号５０１で通信する。通信装置１０ｅは受信した情報を用いて開閉器２０ｅを制御する（開閉器２０ｅを開いたままにする）。そして、通信装置１０ｇは、通信装置１０ａおよび１０ｂを介して、通信装置１０ｆに信号を送信し、開閉器２０ｆを閉じるように制御する。
【００５６】
以上、第１の実施形態では、断線事故によって配電線が切断された場合に、無線通信によって隣接する中圧配電線５０ａやそれに接続されている他の配電線上の通信装置（電波が一番強い通信装置：例えば、通信装置１０ｂや１０ｆ等）へ開閉器情報を伝送し、その後は電力線通信によって配電用変電所内の通信装置１０ｇに開閉器情報を伝送する。これにより、開閉器情報の収集時間を短縮可能となり、短時間で開閉器を制御することで、断線事故の影響による停電時間を短縮可能となる。また、携帯電話網や固定電話回線網を利用しないため、定常的な通信料金が不要となり、低コストに配電自動化システムを構築することができる。
【００５７】
（２）第２の実施形態
図９は、本発明の第２の実施形態に係る配電自動化システム１００１の概略構成を示す図である。配電自動化システム１００１は、配電自動化システム１０００と基本的に同一構成を採っているが、通信装置１０ｈ、低圧用変圧器４０ｃ、及び低圧配電線６０ｃが追加された構成となっている。通信装置１０ｈは低圧配電線６０ｃに接続され、低圧配電線６０ｃは低圧用変圧器４０ｃを介して中圧配電線５０ａに接続されている。通信装置１０ｈは低圧配電線６０ｃから供給される電力によって動作する。
【００５８】
本実施形態では、通信装置１０ｅと通信装置１０ｂとの間で通信するために、まず通信装置１０ｅに内蔵された無線通信部から、通信装置１０ｈに内蔵された無線通信部へ無線信号５０２によって通信する。その後、通信装置１０ｈに内蔵された無線通信部から、通信装置１０ｂに内蔵された無線通信部へ無線信号５０３によって通信する。
【００５９】
配電用変電所１から遠方に中圧配電線５０ａと５０ｂが延長されると、隣接する中圧配電線５０ａと５０ｂとの間の距離は数ｋｍ以上と大きく離れている場合もあり、無線通信での直接の通信は困難な場合もある。その場合には、本実施形態のように、中継用の通信装置１０ｈを設けることで隣接する中圧配電線に接続された通信装置の間での通信を可能とすることができる。また、中継用の通信装置１０ｈを設けることで無線通信の高信頼化を実現することが可能になる。なお、通信装置１０ｈに蓄電池または太陽光発電装置などの電力供給手段を備える場合には、必ずしも通信装置１０ｈは低圧配電線６０ｃに接続する必要は無い。その場合には、低圧配電線６０ｃの敷設状態に依らず、通信装置１０ｈの設置場所を自由に変更可能となる。その結果、無線通信の成功率が高い設置場所を選定することで通信信頼性を向上させることが可能となる。また、通信装置１０ｈのような中継用の通信装置をシステム内に複数設けるようにしても良い。
【００６０】
（３）第３の実施形態
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る配電自動化システム１００１の概略構成を示す図である。図１０は、図９と基本的に同一構成であるが、通信装置１０ｈと通信装置１０ｂとの間で電力線通信を行う点が図９とは異なっている。
【００６１】
本実施形態では、通信装置１０ｅと通信装置１０ｂとの間で通信するために、最初に通信装置１０ｅに内蔵された無線通信部が、通信装置１０ｈに内蔵された無線通信部と無線信号５０２によって通信する。その後、通信装置１０ｈは、無線通信のプロトコルから電力線通信のプロトコルへ変換し、通信装置１０ｈに内蔵された電力線通信部は、通信装置１０ｂに内蔵された電力線通信部と、電力線通信信号５１４を介して通信する。
【００６２】
このようにすることにより、通信装置１０ｈと通信装置１０ｂの間に大きな遮蔽物があり、無線通信の信頼性が低い場合であっても、電力線通信を利用するので通信が可能となる。また、電力線通信を利用することで通信の信頼性を高めることも可能となる。
【００６３】
なお、通信装置１０ｈと通信装置１０ｂとの間では、低圧用変圧器４０ｃにおいて電力線通信信号の減衰量が大きい場合もあるため、無線通信と電力線通信の両方の機能を実行可能なように構成し、統計的に成功率の高い方を選択しながら通信するようにしても良い。
【００６４】
（４）第４の実施形態
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る通信装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈに内蔵される通信部２１の概略構成を示す図である。
【００６５】
図１１に示される通信部の構成は、図４と基本的に同一であるが、通信エラー率計測部４１０と記憶部４２０が加えられている点が図４とは異なる。
【００６６】
通信エラー率計測部４１０は、通信制御部４００に接続され、記憶部４２０は、通信エラー率計測部４１０に接続される。
【００６７】
本実施形態では、例えば、図１の配電自動化システム１０００において、中圧配電線５０ａに接続された通信装置１０ｂが、中圧配電線５０ｂに接続された通信装置１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの内の複数との間で通信可能な場合に、通信装置１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの中からどの通信装置との間で無線通信を行うかを選択するために、通信エラー率を判定基準として用いる。
【００６８】
通信装置１０ｂの通信エラー率計測部４１０では、通常時において、通信装置１０ｃ、１０ｄ、１０ｅのそれぞれとの間で通信を行った際に通信ができたかをチェックし、そのチェック結果に基づいて通信エラー率（通信エラー回数／通信トライ回数）を計測し、その値を記憶部４２０に保存する。保存形式としては、例えば、通信先の情報とエラー率とを対応付けて管理するためのテーブルを用いることが可能である。この通信エラー率は、統計的なデータであるため、データが蓄積されるほど正確な情報となっていくものである。また、通信エラー計測の基となる通信は、開閉器を監視または制御するための情報の通信でも良いし、あるいは無線通信の制御を行うためのビーコン信号であっても良い。
【００６９】
次に、通信装置１０ｂは、記憶部４２０に保存された通信エラー率から、最も通信エラー率が低い通信装置１０ｃ、１０ｄ、１０ｅのいずれかを選択して通信を行う。これにより、通信の信頼性を向上させることが可能である。あるいは、通信エラー率に基準値を設け、基準値よりも低い通信エラー率となる通信装置を任意に選択することとしても良い。
【００７０】
以上、第４の実施形態では、通信エラー率を計測して記憶することで、隣接する配電線に接続された通信装置の間での通信を高信頼化し、確実に配電用変電所１に断線等の情報を集約させることができるようになる。
【００７１】
（５）第５の実施形態
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る通信装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈに内蔵される通信部２１の概略構成を示す図である。図１２の通信部の構成は、図４と基本的に同一であるが、中継回数計測部４３０と記憶部４２０が加えられている点が図４とは異なっている。中継回数計測部４３０は、通信制御部４００に接続され、記憶部４２０は、中継回数計測部４３０に接続される。
【００７２】
本実施形態では、例えば、図１の配電自動化システム１０００において、中圧配電線５０ａに接続された通信装置１０ｂが、中圧配電線５０ｂに接続された通信装置１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの内の複数との間で通信可能な場合に、通信装置１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの中からどの通信装置との間で無線通信を行うかを選択するために、配電用変電所内に設置された通信装置１０ｇまで通信情報を中継するための中継回数を判定基準として用いる。
【００７３】
通信装置１０ｂの中継回数計測部４３０は、通信装置１０ｃ、１０ｄ、１０ｅのそれぞれとの間で、通信装置１０ｇまでの中継回数を計測し、その結果を記憶部４２０に保存する。例えば、通信装置１０ｅ→１０ｈ→１０ｂ→１０ａを経由して通信が行われる場合には中継回数４回と計測され、通信装置１０ｅ→１０ｂ→１０ａ（１０ｅから１０ｂに電波が届く場合）を経由して通信が行われる場合には中継回数３回と計測される。なお、中継回数計測の基となる通信は、開閉器を監視または制御するための情報の通信でも良いし、あるいは無線通信の制御を行うための制御信号であっても良い。
【００７４】
次に、通信装置１０ｂは、記憶部４２０に保存された中継回数から、最も中継回数が少ない通信装置１０ｃ、１０ｄ、１０ｅのいずれかを選択して通信を行うことにより、通信の遅延時間を低減させることが可能である。あるいは、中継回数に基準値を設け、基準値よりも低い中継回数となる通信装置を任意に選択することとしても良い。
【００７５】
以上、第５の実施形態では、中継回数を計測して記憶することで、隣接する配電線に接続された通信装置の中から、配電用変電所内に設置された通信装置までの通信の遅延時間を短縮することを可能とする。
【００７６】
（６）第６の実施形態
＜システム構成＞
図１３は、本発明の第６の実施形態に係る配電自動化システム１００２の概略構成を示す図である。図１３のシステム構成は、図７と基本的に同一であるが、通信専用線６００を備え、通信装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇが、電力線通信の代わりに、通信専用線６００を介して有線通信を行う点が図７とは異なっている。
【００７７】
本実施形態においては、中圧配電線５０ｂにおいて断線部５１が生じているため、中圧配電線５０ｂと並行して敷設されている通信専用線６００においても断線部５２が生じているとしている。このため、通信装置１０ｅは通信装置１０ｇとの間で通信専用線６００を介して有線通信を行うことができない。
【００７８】
通信装置１０ｅと通信装置１０ｇとの間で通信するために、最初に通信装置１０ｅに内蔵された無線通信部から、通信装置１０ｂに内蔵された無線通信部へ無線信号５０３によって通信する。
【００７９】
その後、通信装置１０ｂは、無線通信のプロトコルから電力線通信のプロトコルへ変換し、通信装置１０ｂに内蔵された電力線通信部から、通信装置１０ａに内蔵された電力線通信部へ通信専用線信号６０１によって通信する。
【００８０】
続いて、通信装置１０ａに内蔵された電力線通信部から、通信装置１０ｇに内蔵された電力線通信部へ通信専用線信号６０２によって通信する。
【００８１】
＜通信装置の構成＞
図１４は、図１３の通信装置１０ａの概略構成を示す図であり、基本的に図２と同じであるが、通信部２１は通信専用線６００とも接続されている点が図２とは異なっている。通信部２１は、通信専用線６００を介して有線通信を行う。通信装置１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇは、通信装置１０ａと同じ構成とすれば良い。
【００８２】
図１５は、図１４の通信部２１の概略構成を示す図であり、基本的に図４と同じであるが、電力線通信部１００は通信専用線６００に接続されている点が図４とは異なっている。電力線通信部１００は、通信専用線６００を介して有線通信を行う。なお、第６の実施形態においては、電力線通信部１００は、電力線を通信線とする電力線通信と同等の機能を有する装置としても良いし、他の機能を有する装置としても構わない。
【００８３】
以上、第６の実施形態では、中圧配電線の代わりに通信専用線を介して有線通信を行っているので、配電線ではなく、既に通信専用線が敷設されている配電自動化システムに対しても、本発明を適用することが可能となり、通信インフラコストの低減や、開閉器情報の収集時間の短縮が可能である。断線事故による停電時間を短縮することが可能となる。
【００８４】
（７）第７の実施形態
図１６は、本発明の第７の実施形態に係る配電自動化システム１０００の概略構成を示す図である。図１６のシステムの構成は、図７と基本的に同一であるが、通信装置１０ｅが、無線信号５００と電力線通信信号５１５を共に使用して通信を行う点で図７とは異なっている。
【００８５】
断線部５１は、樹木などへの一時的な接触により、中圧配電線５０ｂの接続状態が不安定な場合があり、断線しているかどうか判別困難な場合が考えられる。断線部５１が完全には断線していない場合、電力線通信によっても通信可能な場合がある。その場合に無線信号５００と電力線通信信号５１５を共に使用することで通信を２重化し、配電用変電所内の通信装置１０ｇへの通信を高信頼化することが可能となる。例えば、通信装置１０ｇが中圧配電線５０ａ及び５０ｂから取得した情報が同一であれば、断線に関する情報は正しいものとし、異なっていれば何らかの通信エラーが発生したと考えられるため、両者が同一になるまで通信を繰り返すようにしても良い。
【００８６】
以上、第７の実施形態によれば、無線通信と電力線通信を共に使用することにより、通信を高信頼化する効果を得られるようになる。
【００８７】
（８）その他
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００８８】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００８９】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１  配電用変電所
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ  通信装置
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ  開閉器
２１  通信部
２２  開閉器制御部
２３ａ，２３ｂ  電源装置
２４  電力供給線
２５  通信線
２６  通信線
２７ａ，２７ｂ  通信線
２８  スイッチ
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  低圧需要家
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ  低圧用変圧器
５０ａ，５０ｂ  中圧配電線
５１，５２  断線部
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ  低圧配電線
７０  高圧配電線
８０  高圧用変圧器
９０ａ，９０ｂ，９０ｃ  遮断器
１００  電力線通信部
１０１ａ，１０１ｂ  バンドパス（ＢＰ）フィルタ
１０２  送信アンプ
１０３  デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１０４  送信処理部
１０５  アクセスコントローラ
１０６  プロトコル変換部
１０７  受信処理部
１０８  アナログ／デジタル(Ａ／Ｄ)変換器
１０９  受信アンプ
１１０  結合部
１１１  電源部
２００  無線通信部
２０１ａ，２０１ｂ  バンドパス（ＢＰ）フィルタ
２０２  送信アンプ
２０３  デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
２０４  送信処理部
２０５  アクセスコントローラ
２０６  プロトコル変換部
２０７  受信処理部
２０８  アナログ／デジタル(Ａ／Ｄ)変換器
２０９  受信アンプ
２１０  送受信切換部
２１１  アンテナ
２１２  電源部
３００  電源部
３０１  電力供給線
４００  通信制御部
４０１，４０２  通信線
４１０  通信エラー率計測部
４２０  記憶部
４３０  中継回数計測部
５００，５０１，５０２，５０３  無線信号
５１０，５１１，５１２，５１３，５１４，５１５，５１６，５１７  電力線通信信号
６００  通信専用線
６０１，６０２  通信専用線信号
１０００，１００１，１００２  配電自動化システム
【図１】
2013219876.tif 000003
【図２】
2013219876.tif 000004
【図３】
2013219876.tif 000005
【図４】
2013219876.tif 000006
【図５】
2013219876.tif 000007
【図６】
2013219876.tif 000008
【図７】
2013219876.tif 000009
【図８】
2013219876.tif 000010
【図９】
2013219876.tif 000011
【図１０】
2013219876.tif 000012
【図１１】
2013219876.tif 000013
【図１２】
2013219876.tif 000014
【図１３】
2013219876.tif 000015
【図１４】
2013219876.tif 000016
【図１５】
2013219876.tif 000017
【図１６】
2013219876.tif 000018