JP2014158135A - Energy management system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy management system employing power line communication so that simple and reliable communication with a user receiving electric power by a single-phase three-line system can be performed.SOLUTION: An energy management system comprises: a PLC modem 40 having a power line communication function including a relay function by being connected between voltage lines L1 and L2 at a three line aggregation place like a power meter at a user receiving electric power by a single-phase three-line system; a PLC modem 14 that is provided and attached to an electric appliance of the user and has a function to perform power line communication with the PLC modem 40 by being connected between the voltage line L1 and a neutral line N; a PLC modem 15 that, in a similar fashion, has a function to perform power line communication with the PLC modem 40 by being connected between the voltage line L2 and the neutral line N; and an energy management device 12 that collects information from a power line communication network made up of elements including the respective PLC modems, and transmits information to the network.

Description

本発明は、主として家庭用のエネルギー管理システムに関する。   The present invention mainly relates to a home energy management system.

近年、一般家庭で使用する電力量への関心が高まっており、家庭内でエネルギー管理を行うエネルギー管理システム(HEMS:Home Energy Management System)が注目されている。このシステムでは、宅内に設置されたエネルギー管理機器が、宅内の電気機器の消費電力を監視し、必要に応じてパワーセーブ等の制御を行うことも可能である。エネルギー管理機器と、電気機器とは、互いに、情報の送受信や制御のために信号伝送を行う必要がある。かかる信号伝送には、信号線の新設を必要としない電力線通信(PLC:Power Line Communication)が好適である。   In recent years, interest in the amount of electric power used in ordinary households has increased, and attention has been focused on an energy management system (HEMS: Home Energy Management System) that performs energy management in the household. In this system, the energy management device installed in the home can monitor the power consumption of the electrical devices in the home and perform control such as power saving as necessary. It is necessary for the energy management device and the electric device to perform signal transmission for information transmission / reception and control. For such signal transmission, power line communication (PLC) that does not require a new signal line is suitable.

一方、各家庭には、単相3線式で交流100/200Vが、変圧器から供給されるのが一般的である。単相3線式は、接地された1本の中性線及び、非接地の2本の電圧線の合計3線によって電路が構成され、電圧線の一方には+100V、他方には−100Vが印加されている。従って、電圧線2本から電圧を取り出せば200Vが供給され、電圧線2本のいずれか一方と中性線とから電圧を取り出せば、100Vが供給される。100Vを供給するための2本の電圧線は、概ね負荷が均等になるように分電盤で2系統に分けて、屋内に配線されている。かかる単相3線式の屋内配線を信号伝送路として電力線通信を行うために、例えば、電力線通信装置内に分岐部を設ける3本の線に対してそれぞれ、信号の注入・抽出を行う構成が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   On the other hand, it is common for each household to be supplied with AC 100 / 200V from a transformer in a single-phase three-wire system. In the single-phase three-wire system, an electric circuit is constituted by a total of three wires including one grounded neutral wire and two ungrounded voltage wires, and + 100V is applied to one of the voltage wires and −100V is applied to the other. Applied. Therefore, 200V is supplied if the voltage is extracted from the two voltage lines, and 100V is supplied if the voltage is extracted from one of the two voltage lines and the neutral line. The two voltage lines for supplying 100 V are wired indoors by dividing into two systems by a distribution board so that the load is substantially uniform. In order to perform power line communication using such a single-phase three-wire indoor wiring as a signal transmission path, for example, a configuration in which signals are injected / extracted with respect to three lines provided with branching portions in the power line communication device, respectively. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−312114号公報(図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-312114 (FIG. 1)

しかしながら、上記のような分岐部を設けると、電力線通信装置の回路構成が複雑化し、コスト増加の原因となる。
かかる従来の課題に鑑み、本発明は、単相3線式で受電する需要家に、簡単で、かつ、確実な通信ができるように電力線通信を取り入れたエネルギー管理システムを提供することを目的とする。
However, providing the above branching part complicates the circuit configuration of the power line communication device and causes an increase in cost.
In view of such a conventional problem, an object of the present invention is to provide an energy management system incorporating power line communication so that a simple and reliable communication can be performed for a consumer who receives power in a single-phase three-wire system. To do.

(1)本発明は、単相3線式で受電する需要家に用いられるエネルギー管理システムであって、電力メーターから分電盤までの3線集約部位で、電圧線の2線間に接続されることにより、中継機能(ゲートウェイ機能)を含む電力線通信の機能を有する上位側モデムと、前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第1線と中性線との間に接続されることにより前記上位側モデムと電力線通信を行う機能を有する第1の端末側モデムと、前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第2線と前記中性線との間に接続されることにより前記上位側モデムと電力線通信を行う機能を有する第2の端末側モデムと、前記需要家に設けられ、前記上位側モデム及び前記第1,第2の端末側モデムを含んで構成される電力線通信のネットワークから情報を収集し、かつ、当該ネットワークに情報を送出するエネルギー管理機器とを備えたものである。なお、上位側モデムとは、電圧線が集約された場所に設置するモデムであるという位置的な関係を示すものであり、通信ネットワークにおける機能を示すものではない。   (1) The present invention is an energy management system used for a consumer who receives power in a single-phase three-wire system, and is connected between two voltage lines at a three-wire aggregation part from a power meter to a distribution board. By providing a high-order modem having a power line communication function including a relay function (gateway function) and the electrical equipment of the consumer, between the first line of the voltage line and the neutral line A first terminal-side modem having a function of performing power line communication with the higher-order modem by being connected, the second terminal of the voltage line, and the neutral line; A second terminal-side modem having a function of performing power line communication with the higher-order modem by being connected between the upper-modem and the first and second terminal-side modems provided in the consumer Power line communication network Collecting information from the work, and, in which a energy management device for sending information to the network. The upper modem indicates a positional relationship that it is a modem installed in a place where voltage lines are gathered, and does not indicate a function in the communication network.

上記のように構成されたエネルギー管理システムでは、上位側モデムが電圧線の2線間に接続されていることによって、これら2線間での電力線通信が可能となるほか、例えば変圧器の巻線を介して、または、線間の浮遊容量や負荷を介して、電圧線の2線の任意の一方と、中性線との間でも、電力線通信が可能となる。従って、上位側モデムに中継機能を発揮させることで、送信・受信が互いに異なる線間であっても、電力線通信が可能となる。その結果、全ての端末側モデムからエネルギー管理機器へ情報が確実に集約され、また、エネルギー管理機器は、全ての端末側モデム及び電気機器を管理下に置くことができる。   In the energy management system configured as described above, the host modem is connected between two voltage lines, so that power line communication between these two lines becomes possible. Power line communication is also possible between any one of the two voltage lines and the neutral line via a line or a stray capacitance or load between the lines. Therefore, by causing the higher-order modem to exhibit the relay function, it is possible to perform power line communication even between transmission and reception lines that are different from each other. As a result, information is reliably collected from all the terminal-side modems to the energy management device, and the energy management device can put all the terminal-side modems and electrical devices under management.

(2)また、上記(1)のエネルギー管理システムにおいて、上位側モデムは、電力メーターに設けられていてもよい。
この場合、電力メーター内には、単相3線が集約された状態で存在するので、上位側モデムの設置及び接続が容易である。また、上位側モデムを、電力メーターの内蔵機能として搭載することができるので、システム全体の構成が簡素である。
(2) In the energy management system of (1), the higher-order modem may be provided in the power meter.
In this case, since the single-phase three-wires exist in the power meter in an aggregated state, it is easy to install and connect the upper modem. Further, since the host modem can be mounted as a built-in function of the power meter, the configuration of the entire system is simple.

(3)また、上記(1)のエネルギー管理システムにおいて、上位側モデムは、エネルギー管理機器に搭載され、かつ、当該エネルギー管理機器が分電盤に設けられていてもよい。
この場合、分電盤内には、単相3線が集約された状態で存在するので、上位側モデムの設置及び接続が容易である。また、上位側モデムを搭載したエネルギー管理機器をさらに、分電盤の内蔵機能として搭載することができるので、システム全体の構成が簡素である。
(3) In the energy management system of (1), the higher-order modem may be mounted on an energy management device, and the energy management device may be provided on a distribution board.
In this case, since the single-phase three-wires are aggregated in the distribution board, it is easy to install and connect the upper modem. In addition, since the energy management device equipped with the upper modem can be further installed as a built-in function of the distribution board, the configuration of the entire system is simple.

(4)一方、本発明は、電力供給元と通信する通信機能部を有する電力メーターを介して単相3線式で受電する需要家に用いられるエネルギー管理システムであって、前記電力メーターに搭載され、前記通信機能部とリンクし、電圧線の2線間に接続されることにより、中継機能を含む電力線通信の機能を有する上位側モデムと、前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第1線と中性線との間に接続されることにより前記上位側モデムと電力線通信を行う機能を有する第1の端末側モデムと、前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第2線と前記中性線との間に接続されることにより前記上位側モデムと電力線通信を行う機能を有する第2の端末側モデムと、前記需要家に設けられ、単相3線のいずれか2線間に接続されることにより前記上位側モデム及び前記第1,第2の端末側モデムと共に電力線通信のネットワークを構成し、かつ、当該ネットワークから論理的に隔離された状態で前記上位側モデムと電力線通信を行うエネルギー管理機器とを備えているものである。   (4) On the other hand, the present invention is an energy management system used for a consumer who receives power in a single-phase three-wire system via a power meter having a communication function unit communicating with a power supply source, and is mounted on the power meter. The high-order modem having a function of power line communication including a relay function by being linked to the communication function unit and being connected between the two voltage lines, and the electric device of the consumer is provided. A first terminal-side modem having a function of performing power line communication with the higher-order modem by being connected between the first line of the voltage line and the neutral line, and accompanying the electrical equipment of the consumer A second terminal-side modem having a function of performing power line communication with the higher-order modem by being connected between the second line of the voltage line and the neutral line; and provided to the consumer; Connected between any two single-phase three wires As a result, a power line communication network is configured together with the upper modem and the first and second terminal side modems, and power line communication is performed with the upper modem while being logically isolated from the network. Energy management equipment.

上記(4)のように構成されたエネルギー管理システムでは、上位側モデムが電圧線の2線間に接続されていることによって、これら2線間での電力線通信が可能となるほか、例えば変圧器の巻線を介して、または、線間の浮遊容量や負荷を介して、電圧線の2線の任意の一方と、中性線との間でも、電力線通信が可能となる。従って、上位側モデムに中継機能を発揮させることで、送信・受信が互いに異なる線間であっても、電力線通信が可能となる。その結果、全ての端末側モデムからエネルギー管理機器へ情報が確実に集約され、また、エネルギー管理機器は、全ての端末側モデム及び電気機器を管理下に置くことができる。   In the energy management system configured as described in (4) above, the host modem is connected between two voltage lines, so that power line communication between these two lines becomes possible. The power line communication is possible between any one of the two voltage lines and the neutral line via the winding of the line or via the stray capacitance or load between the lines. Therefore, by causing the higher-order modem to exhibit the relay function, it is possible to perform power line communication even between transmission and reception lines that are different from each other. As a result, information is reliably collected from all the terminal-side modems to the energy management device, and the energy management device can put all the terminal-side modems and electrical devices under management.

さらに、エネルギー管理機器は、上記ネットワークから論理的に隔離された状態で上位側モデムと通信を行い、上位側モデムは電力メーターの通信機能部とリンクすることで情報を共有する。従って、エネルギー管理機器は、電力供給元と、セキュリティを保って通信を行うことができ、これにより、電力供給元による電力使用状況の監視や、電力供給元からの遠隔制御により例えば電気機器のパワーセーブを行うことができる。なお、セキュリティの確保により、不正な情報が電力供給元に届くことを、防止できる。   Further, the energy management device communicates with the upper modem while being logically isolated from the network, and the upper modem shares information by linking with the communication function unit of the power meter. Therefore, the energy management device can communicate with the power supply source while maintaining security, and thereby, for example, by monitoring the power usage status by the power supply source or performing remote control from the power supply source, for example, the power of the electric device You can save. Note that by ensuring security, it is possible to prevent unauthorized information from reaching the power supply source.

(5)また、上記(4)のエネルギー管理システムにおいて、上位側モデムは、エネルギー管理機器から送信されてきた情報のみを通信機能部に提供するようにしてもよい。
この場合、宅内のネットワーク上の情報は電力供給元に直接的には送信されない。これにより、エネルギー管理機器のみが電力メーターに情報を送信することができるので、情報の信頼性維持が容易である。
(5) In the energy management system of (4), the upper modem may provide only the information transmitted from the energy management device to the communication function unit.
In this case, information on the home network is not directly transmitted to the power supply source. Thereby, since only an energy management apparatus can transmit information to a power meter, it is easy to maintain reliability of information.

本発明のエネルギー管理システムによれば、単相3線式で受電する需要家において、簡単かつ確実に、電力線通信を行うことができる。   According to the energy management system of the present invention, power line communication can be performed easily and reliably in a consumer who receives power in a single-phase three-wire system.

本発明の一実施形態に係る、例えば家庭を対象としたエネルギー管理システムの一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of an energy management system for a home, for example, according to an embodiment of the present invention. 電力メーターの構成の主要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of a structure of an electric power meter. 分電盤内の配線構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wiring structure in a distribution board. 本発明の他の実施形態に係るエネルギー管理システムの例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the energy management system which concerns on other embodiment of this invention.

図1は、本発明の一実施形態に係る、例えば家庭を対象としたエネルギー管理システムの一例を示す概略図である。図において、この家(需要家)1は、例えば、送電線2から変圧器3を介して単相3線式で受電する。変圧器3の出力線は、接地された中性線Nと、非接地の電圧線L1,L2とを有する。中性線Nの対地電圧は0Vであり、この中性線Nに対する電圧線L1,L2の交流電圧は、一方が+100V、他方が−100Vである。従って、電圧線L1と中性線Nとの間、及び、電圧線L2と中性線Nとの間は、それぞれ100Vが印加され、電圧線L1−L2間には200Vが印加されている。家1の受電点には、通信機能を有する電力メーター(いわゆるスマートメーター(登録商標))4が設置されている。電力メーター4を介した3線(L1,L2,N)は、宅内に設置される分電盤11に接続される。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an energy management system for a home, for example, according to an embodiment of the present invention. In the figure, this house (customer) 1 receives power from a transmission line 2 via a transformer 3 in a single-phase three-wire system, for example. The output line of the transformer 3 includes a grounded neutral line N and ungrounded voltage lines L1 and L2. The ground voltage of the neutral line N is 0V, and one of the alternating voltages of the voltage lines L1 and L2 with respect to the neutral line N is + 100V and the other is −100V. Therefore, 100 V is applied between the voltage line L1 and the neutral line N, and between the voltage line L2 and the neutral line N, and 200 V is applied between the voltage lines L1 and L2. A power meter (so-called smart meter (registered trademark)) 4 having a communication function is installed at a power receiving point of the house 1. Three lines (L1, L2, N) through the power meter 4 are connected to a distribution board 11 installed in the house.

図2は、電力メーター4の構成の主要部を示すブロック図である。図2において、電力メーター4は、計測部41、表示部42、通信機能部43及び、PLCモデム(電力線通信用のモデム)40を備えている。計測部41は、家1で使用される電力及び電力量の計測を行う。表示部42は、例えば電力量の表示を行う。計測部41で取得された計測データは、通信機能部43に提供される。通信機能部43は、例えば無線通信により、電力供給元(電力会社)と通信を行うことができる。この通信ルートを例えばAルートとすれば、このAルートにより、計測データは通信機能部43から電力供給元へ送信される。   FIG. 2 is a block diagram showing a main part of the configuration of the power meter 4. In FIG. 2, the power meter 4 includes a measurement unit 41, a display unit 42, a communication function unit 43, and a PLC modem (modem for power line communication) 40. The measuring unit 41 measures the electric power and the electric energy used in the house 1. The display unit 42 displays the amount of power, for example. The measurement data acquired by the measurement unit 41 is provided to the communication function unit 43. The communication function unit 43 can communicate with a power supply source (electric power company), for example, by wireless communication. If this communication route is, for example, A route, measurement data is transmitted from the communication function unit 43 to the power supply source through this A route.

一方、電力メーター4内のPLCモデム40は、屋内配線を利用した電力線通信における「上位側モデム」となる。PLCモデム40は、電圧線L1−L2間すなわち200V線間に接続されている。電力メーター4内には、単相3線が集約された状態で存在するので、PLCモデム40の設置及び接続が容易である。また、PLCモデム40を、電力メーター4の内蔵機能として搭載することができるので、エネルギー管理システム全体の構成が簡素である。
また、PLCモデム40は、後述する宅内のエネルギー管理機器12との通信ルートを構成する。これを例えばBルートとすれば、上述のAルートとは別の通信ルートである。
On the other hand, the PLC modem 40 in the power meter 4 serves as a “upper modem” in power line communication using indoor wiring. The PLC modem 40 is connected between the voltage lines L1 and L2, that is, between the 200V lines. Since the single-phase three-wires are present in the power meter 4 in an aggregated state, the PLC modem 40 can be easily installed and connected. Moreover, since the PLC modem 40 can be mounted as a built-in function of the power meter 4, the configuration of the entire energy management system is simple.
In addition, the PLC modem 40 constitutes a communication route with a home energy management device 12 to be described later. If this is the B route, for example, it is a communication route different from the A route described above.

図3は、分電盤11内の配線構造の一例を示す図である。図において、分電盤11内には、主幹のブレーカ(回路遮断器)BMと、複数の屋内配線保護用のブレーカB3,B11,B12,B13,B21,B22,B23が設けられている。ブレーカB3は、電圧線L1−L2間に接続され、200Vの配線及びその保護用である。ブレーカB11,B12,B13は、電圧線L1と中性線Nとの間に接続され、それぞれ、100Vの配線及びその保護用である。また、ブレーカB21,B22,B23は、電圧線L2と中性線Nとの間に接続され、それぞれ、100Vの配線及びその保護用である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a wiring structure in the distribution board 11. In the figure, a distribution breaker 11 is provided with a main circuit breaker (circuit breaker) BM and a plurality of breakers B3, B11, B12, B13, B21, B22, B23 for protecting indoor wiring. The breaker B3 is connected between the voltage lines L1 and L2, and is for 200V wiring and protection thereof. The breakers B11, B12, and B13 are connected between the voltage line L1 and the neutral line N, and are for 100V wiring and protection thereof, respectively. The breakers B21, B22, B23 are connected between the voltage line L2 and the neutral line N, and are for 100V wiring and protection thereof, respectively.

図1に戻り、分電盤11(図3を簡略に記載している。)を介して、電圧線L1側の100V系統には、PLCモデム13の機能を含むエネルギー管理機器12及び、PLCモデム14が接続されている。また、電圧線L2側の100V系統には、PLCモデム15が接続されている。さらに、電圧線L1,L2を用いる200V系統には、PLCモデム16が接続されている。PLCモデム14,15,16は、総称すると、「端末側モデム」である。なお、ここに示すPLCモデム14〜16の数は、図示の都合上の一例に過ぎない。   Returning to FIG. 1, the energy management device 12 including the function of the PLC modem 13 and the PLC modem are connected to the 100V system on the voltage line L1 side through the distribution board 11 (FIG. 3 is simply described). 14 is connected. A PLC modem 15 is connected to the 100V system on the voltage line L2 side. Furthermore, the PLC modem 16 is connected to the 200V system using the voltage lines L1 and L2. The PLC modems 14, 15, and 16 are collectively “terminal modems”. The number of PLC modems 14 to 16 shown here is merely an example for convenience of illustration.

ここで、PLCモデム14〜16は、宅内の電気機器に組み込まれるか又は少なくとも付随して用いられ、例えば、パワーセーブ、オン/オフ、稼働時間シフトなど、制御が可能な電気機器に用いられる。具体的には、エアコン、照明、ヒートポンプ、蓄電池、EV(電気自動車)、太陽光発電用PCS装置や蓄電池を用いた電源装置等の電気機器である。エネルギー管理機器12は、これらの電気機器に対して、例えば設定されたピーク電力を超えそうな場合は、パワーセーブや停止等の制御を行うことができる。また、太陽光発電その他の自家発電装置が設置されている場合は、その発電電力も考慮して、制御を行うことができる。   Here, the PLC modems 14 to 16 are incorporated into at least an electric appliance in the house or are used at least accompanyingly, and are used for an electric apparatus that can be controlled, for example, power saving, on / off, operation time shift, and the like. Specifically, it is an electric device such as an air conditioner, an illumination, a heat pump, a storage battery, an EV (electric vehicle), a PCS device for photovoltaic power generation, and a power supply device using the storage battery. The energy management device 12 can perform control such as power saving and stop for these electric devices when, for example, the set peak power is likely to be exceeded. Moreover, when solar power generation or other private power generation devices are installed, control can be performed in consideration of the generated power.

次に、電力線通信について説明する。外部から見た宅内のゲートウェイはエネルギー管理機器12であり、宅内の電力に関する情報は、エネルギー管理機器12に集約される。また、エネルギー管理機器12は、必要に応じて、PLCモデム14〜16に対して、それらに付随する電気機器への制御信号を送る。従って、各PLCモデム14〜16は常に、エネルギー管理機器12と良好な通信が可能な状態になければならない。   Next, power line communication will be described. The in-home gateway viewed from the outside is the energy management device 12, and information regarding the power in the home is collected in the energy management device 12. Moreover, the energy management apparatus 12 sends a control signal to the electrical equipment associated therewith to the PLC modems 14 to 16 as necessary. Accordingly, each of the PLC modems 14 to 16 must always be in a state where good communication with the energy management device 12 is possible.

今、仮に、電力メーター4内のPLCモデム40(上位側モデム)の役割を考慮せずに、宅内のみで電力線通信を考えると、図1において、PLCモデム14と、エネルギー管理機器12とは、互いに同じ2線(L1,N)に接続されているので、両者は良好に電力線通信を行うことができる。一方、PLCモデム15は、エネルギー管理機器12とは、電圧線が互いに異なるので、電力線通信の信号が減衰する(例えば30〜40dB程度の減衰)。この場合、PLCモデム15と、エネルギー管理機器12との通信状態が悪くなり、通信できない場合がある。   Now, if power line communication is considered only in the home without considering the role of the PLC modem 40 (upper modem) in the power meter 4, the PLC modem 14 and the energy management device 12 in FIG. Since they are connected to the same two lines (L1, N), both can perform power line communication satisfactorily. On the other hand, since the voltage line of the PLC modem 15 is different from that of the energy management device 12, the signal of power line communication is attenuated (for example, attenuation of about 30 to 40 dB). In this case, the communication state between the PLC modem 15 and the energy management device 12 may deteriorate and communication may not be possible.

ここで、電力メーター4内のPLCモデム40について考察する。200V線間(L1−L2)に接続されたPLCモデム40は、同じ200V線間に接続されたPLCモデム16と良好な通信ができることは言うまでもないが、さらに、電圧線L1−中性線N間に接続されたPLCモデム14、及び、電圧線L2−中性線N間に接続されたPLCモデム15とも、信号強度の若干の減衰(最大10dB程度)はあるものの、確実に通信(送受信)を行うことができる。   Here, the PLC modem 40 in the power meter 4 will be considered. It goes without saying that the PLC modem 40 connected between the 200V lines (L1-L2) can perform good communication with the PLC modem 16 connected between the same 200V lines, and further between the voltage line L1 and the neutral line N. The PLC modem 14 connected to the PC and the PLC modem 15 connected between the voltage line L2 and the neutral line N have a slight attenuation (up to about 10 dB), but reliably communicate (transmit / receive). It can be carried out.

このような通信ができる理由の一つは、200V線間(L1−L2)の場合、変圧器3の2次側巻線を介して2系統の100V線間(L1−N,L2−N)のそれぞれとインダクタンスを一部共有しているか又は、これら2系統の100V線間に接続される負荷を一部共用しているからであると解される。また、高い周波数帯域(例えば2〜30MHz)を用いる電力線通信の信号伝送に対しては線間の浮遊容量が影響し、200V線間(L1−L2)の浮遊容量は、2系統の100V線間(L1−N,L2−N)のそれぞれの浮遊容量と、キャパシタンスを一部共有しているからであると解される。   One of the reasons why such communication is possible is that between 200V lines (L1-L2), between two 100V lines (L1-N, L2-N) via the secondary winding of the transformer 3 It is understood that this is because a part of the inductance is shared with each of the two or a part of the load connected between the 100V lines of these two systems. In addition, stray capacitance between lines affects signal transmission of power line communication using a high frequency band (for example, 2 to 30 MHz), and stray capacitance between 200 V lines (L1-L2) is between two systems of 100 V lines. It is understood that this is because a part of the capacitance is shared with each of the stray capacitances (L1-N, L2-N).

そこで、電力メーター4内のPLCモデム40に、電力線通信の機能と共に、信号の中継機能を持たせる。従って、PLCモデム40が受信した電力線通信の信号は、200V線間に再配信される。この結果、PLCモデム15が送出した信号は、PLCモデム40で中継され、エネルギー管理機器12に届く。逆に、エネルギー管理機器12が送出した信号は、PLCモデム40で中継され、PLCモデム15に届く。また、PLCモデム16が送出した信号は、PLCモデム40で中継され、エネルギー管理機器12に届く。逆に、エネルギー管理機器12が送出した信号は、PLCモデム40で中継され、PLCモデム16に届く。   Therefore, the PLC modem 40 in the power meter 4 is provided with a signal relay function as well as a power line communication function. Therefore, the power line communication signal received by the PLC modem 40 is redistributed between the 200V lines. As a result, the signal transmitted from the PLC modem 15 is relayed by the PLC modem 40 and reaches the energy management device 12. Conversely, the signal transmitted from the energy management device 12 is relayed by the PLC modem 40 and reaches the PLC modem 15. The signal transmitted from the PLC modem 16 is relayed by the PLC modem 40 and reaches the energy management device 12. Conversely, the signal transmitted from the energy management device 12 is relayed by the PLC modem 40 and reaches the PLC modem 16.

以上のように、このエネルギー管理システムでは、上位側モデムであるPLCモデム40が、電圧線の2線間(L1−L2)に接続されていることによって、これら2線間での電力線通信が可能となるほか、変圧器3の巻線を介して、または、線間の浮遊容量を介して、電圧線の2線の任意の一方(L1又はL2)と、中性線Nとの間でも、電力線通信が可能となる。すなわち、PLCモデム40に中継機能を発揮させることで、送信・受信が互いに異なる線間であっても、電力線通信が可能となる。その結果、全てのPLCモデム14〜16からエネルギー管理機器12へ情報が確実に集約され、また、エネルギー管理機器12は、全てのPLCモデム14〜16及びそれを含む(又は付随させる)電気機器を管理下に置くことができる。   As described above, in this energy management system, the PLC modem 40, which is a higher-order modem, is connected between two voltage lines (L1-L2), so that power line communication between these two lines is possible. In addition, any one of the two voltage lines (L1 or L2) and the neutral line N through the winding of the transformer 3 or the stray capacitance between the lines, Power line communication is possible. In other words, by causing the PLC modem 40 to exhibit a relay function, power line communication is possible even between lines with different transmission and reception. As a result, information is reliably aggregated from all the PLC modems 14 to 16 to the energy management device 12, and the energy management device 12 includes all the PLC modems 14 to 16 and the electric devices including (or associated with) the PLC modems 14 to 16. Can be under control.

次に、ネットワークについて補足説明する。
図1において、PLCモデム13〜16、40は、電力線通信のネットワークを構成し、エネルギー管理機器12は、当該ネットワークから情報を収集し、かつ、当該ネットワークに情報を送出する。上位側モデムであるPLCモデム40は、PHY層、MAC層では、上記ネットワークに接続されており、中継機能を有するが、上位層では、エネルギー管理機器12のみと、一対一の電力線通信を行う。言い換えれば、エネルギー管理機器12は、PLC14〜16が属するネットワークとは論理的に隔離された状態で、PLCモデム40と電力線通信を行う。
Next, a supplementary explanation of the network will be given.
In FIG. 1, PLC modems 13 to 16 and 40 constitute a network for power line communication, and the energy management device 12 collects information from the network and sends information to the network. The PLC modem 40, which is an upper modem, is connected to the network in the PHY layer and the MAC layer, and has a relay function. In the upper layer, one-to-one power line communication is performed with only the energy management device 12. In other words, the energy management device 12 performs power line communication with the PLC modem 40 while being logically isolated from the network to which the PLCs 14 to 16 belong.

このように、エネルギー管理機器12は、宅内のネットワークから論理的に隔離された状態でPLCモデム40と通信を行い、PLCモデム40は電力メーター4の通信機能部43とリンクすることで情報を共有する。従って、エネルギー管理機器12は、電力供給元と、セキュリティを保って通信を行うことができ、これにより、電力供給元による電力使用状況の監視や、電力供給元からの遠隔制御によりエネルギー管理機器12に指示を与えて、例えば電気機器のパワーセーブを行うことができる。なお、セキュリティの確保により、例えば宅内のネットワークに不正にアクセスして、誤った情報を電力メーター4に送り込もうとしても、それはできない。従って、不正な情報が電力供給元に届くことを、防止できる。   In this way, the energy management device 12 communicates with the PLC modem 40 in a state of being logically isolated from the home network, and the PLC modem 40 shares information by linking with the communication function unit 43 of the power meter 4. To do. Accordingly, the energy management device 12 can communicate with the power supply source while maintaining security, whereby the energy management device 12 can be monitored by monitoring the power usage by the power supply source or remotely controlled from the power supply source. For example, it is possible to save power of an electric device. For example, if security is ensured, for example, unauthorized access to a home network and incorrect information sent to the power meter 4 cannot be performed. Therefore, it is possible to prevent unauthorized information from reaching the power supply source.

また、PLCモデム40は、エネルギー管理機器12から送信されてきた情報のみを、電力メーター4の通信機能部43に提供する。従って、宅内のネットワーク上の情報は、電力供給元に対して、直接的には送信されない。これにより、エネルギー管理機器12のみが電力メーター4に情報を送信することができるので、情報の信頼性維持が容易である。   Further, the PLC modem 40 provides only the information transmitted from the energy management device 12 to the communication function unit 43 of the power meter 4. Accordingly, information on the home network is not directly transmitted to the power supply source. Thereby, since only the energy management apparatus 12 can transmit information to the electric power meter 4, it is easy to maintain the reliability of the information.

なお、上記実施形態では、分電盤11の外に、エネルギー管理機器12を設けたが、他の設置形態も可能である。
図4は、他の設置形態を採用した場合の、本発明の他の実施形態に係るエネルギー管理システムの例を示す概略図である。
図4において、エネルギー管理機器12は、分電盤11に設けられている。また、エネルギー管理機器12は、内蔵するPLCモデム13と共に、200V線間(L1−L2)に接続されている。
In the above embodiment, the energy management device 12 is provided outside the distribution board 11, but other installation forms are possible.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an energy management system according to another embodiment of the present invention when another installation mode is employed.
In FIG. 4, the energy management device 12 is provided in the distribution board 11. The energy management device 12 is connected to the 200V line (L1-L2) together with the built-in PLC modem 13.

この場合、中継機能を有する上位側モデムは、PLC40ではなく、PLC13とすることができる。
分電盤11内には、単相3線が集約された状態で存在するので、このように上位側モデムを設置し、接続することも容易である。また、上位側モデムを搭載したエネルギー管理機器12をさらに、分電盤11の内蔵機能として搭載することができるので、エネルギー管理システム全体の構成が簡素である。
In this case, the higher-order modem having the relay function can be the PLC 13 instead of the PLC 40.
Since the single-phase three-wires exist in the distribution board 11 in an aggregated state, it is easy to install and connect the higher-order modem in this way. In addition, since the energy management device 12 equipped with the host modem can be further installed as a built-in function of the distribution board 11, the configuration of the entire energy management system is simple.

中継機能を持つ上位側モデムの設置場所としては、実用的には電力メーター4内、又は、分電盤11内が好適であるが、それらの途中にも設けることは可能である。従って、上位側モデムは、電力メーター4から分電盤11までの3線集約部位に設けることができると言える。   Practically, the power modem 4 or the distribution board 11 is suitable as a location for installing the higher-order modem having a relay function, but it can also be provided in the middle of them. Therefore, it can be said that the higher-order modem can be provided in the three-wire aggregation part from the power meter 4 to the distribution board 11.

なお、上記実施形態では一般家庭でのエネルギー管理システムとして説明したが、オフィス、店舗等、単相3線式で受電するその他各種の需要家でも同様のエネルギー管理システムを適用することができる。   In the above embodiment, the energy management system has been described as a general home energy management system, but the same energy management system can be applied to various other consumers such as offices and stores that receive power in a single-phase three-wire system.

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 家(需要家)
4 電力メーター
11 分電盤
12 エネルギー管理機器
13 PLCモデム
14〜16 PLCモデム(端末側モデム)
40 PLCモデム(上位側モデム)
43 通信機能部
1 house (customer)
4 Power meter 11 Distribution board 12 Energy management device 13 PLC modems 14-16 PLC modem (terminal modem)
40 PLC modem (upper modem)
43 Communication function section

Claims (5)

単相3線式で受電する需要家に用いられるエネルギー管理システムであって、
電力メーターから分電盤までの3線集約部位で、電圧線の2線間に接続されることにより、中継機能を含む電力線通信の機能を有する上位側モデムと、
前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第1線と中性線との間に接続されることにより前記上位側モデムと電力線通信を行う機能を有する第1の端末側モデムと、
前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第2線と前記中性線との間に接続されることにより前記上位側モデムと電力線通信を行う機能を有する第2の端末側モデムと、
前記需要家に設けられ、前記上位側モデム及び前記第1,第2の端末側モデムを含んで構成される電力線通信のネットワークから情報を収集し、かつ、当該ネットワークに情報を送出するエネルギー管理機器と
を備えているエネルギー管理システム。
It is an energy management system used for consumers who receive power in a single-phase three-wire system,
A high-order modem having a function of power line communication including a relay function by being connected between two lines of voltage lines at a three-line aggregation part from a power meter to a distribution board;
A first terminal-side modem provided with the consumer's electrical equipment and having a function of performing power line communication with the higher-order modem by being connected between a first line of voltage lines and a neutral line When,
The second terminal side provided with the consumer's electrical equipment and having a function of performing power line communication with the higher-order modem by being connected between the second line of the voltage line and the neutral line A modem,
An energy management device that is provided in the consumer and collects information from the power line communication network including the higher-order modem and the first and second terminal-side modems, and sends the information to the network And an energy management system.
前記上位側モデムは、前記電力メーターに設けられている請求項1に記載のエネルギー管理システム。   The energy management system according to claim 1, wherein the upper modem is provided in the power meter. 前記上位側モデムは、前記エネルギー管理機器に搭載され、かつ、当該エネルギー管理機器が前記分電盤に設けられている請求項1に記載のエネルギー管理システム。   The energy management system according to claim 1, wherein the upper modem is mounted on the energy management device, and the energy management device is provided on the distribution board. 電力供給元と通信する通信機能部を有する電力メーターを介して単相3線式で受電する需要家に用いられるエネルギー管理システムであって、
前記電力メーターに搭載され、前記通信機能部とリンクし、電圧線の2線間に接続されることにより、中継機能を含む電力線通信の機能を有する上位側モデムと、
前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第1線と中性線との間に接続されることにより前記上位側モデムと電力線通信を行う機能を有する第1の端末側モデムと、
前記需要家の電気機器に付随して設けられ、電圧線の第2線と前記中性線との間に接続されることにより前記上位側モデムと電力線通信を行う機能を有する第2の端末側モデムと、
前記需要家に設けられ、単相3線のいずれか2線間に接続されることにより前記上位側モデム及び前記第1,第2の端末側モデムと共に電力線通信のネットワークを構成し、かつ、当該ネットワークから論理的に隔離された状態で前記上位側モデムと電力線通信を行うエネルギー管理機器と
を備えているエネルギー管理システム。
An energy management system used for consumers who receive power in a single-phase three-wire system via a power meter having a communication function unit that communicates with a power supplier,
Mounted on the power meter, linked to the communication function unit, and connected between two lines of the voltage line, a high-order modem having a power line communication function including a relay function,
A first terminal-side modem provided with the consumer's electrical equipment and having a function of performing power line communication with the higher-order modem by being connected between a first line of voltage lines and a neutral line When,
The second terminal side provided with the consumer's electrical equipment and having a function of performing power line communication with the higher-order modem by being connected between the second line of the voltage line and the neutral line A modem,
A power line communication network is configured together with the higher-order modem and the first and second terminal-side modems by being provided to the consumer and connected between any two of the single-phase three-wires, and An energy management system comprising: an energy management device that performs power line communication with the host modem while being logically isolated from a network.
前記上位側モデムは、前記エネルギー管理機器から送信されてきた情報のみを前記通信機能部に提供する請求項4に記載のエネルギー管理システム。   The energy management system according to claim 4, wherein the upper modem provides only the information transmitted from the energy management device to the communication function unit.
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