報告書番号

R20005

タイトル（和文）

配電自動化システムへの適用に向けた無線通信方式の基礎評価

タイトル（英文）

Fundamental evaluation of wireless communication for distribution automation systems

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

・背　　景
一般送配電事業者では，配電自動化システムの通信方式について，光回線等の有線敷設が不経済なエリアに無線通信を利用し，コスト抑制と高信頼化を図ることを模索している。配電自動化システムの要件を満たすように無線通信方式を適用するためには，適用の方向性を整理するとともに，適用候補となりうる無線通信方式について，伝送容量やカバーエリアなどの基礎的な特性を評価する必要がある。
・目　　的
配電自動化システムに対する無線通信方式適用の方向性を整理し，適用候補になりうる無線通信方式の基礎特性評価を行う。
主な成果
1. 配電自動化システムに対する無線通信方式適用の方向性
無線通信方式の適用について，郊外や農村部／配電用変電所（以下，変電所）周辺／末端の光回線等の有線敷設が不経済なエリアに分けて方向性を整理した。郊外や農村部においては，面的に広がる配電網を効率的にカバーするため，長距離通信に適したLPWA無線を用いて，無線基地局を山上中継所や無線鉄塔などの高所に設置し，配電柱に設置される配電自動化子局（以下，子局）と直接通信またはマルチホップによる中継通信の適用が考えられる。一方，変電所周辺にある立ち上がり柱や末端の光回線等の有線敷設が不経済なエリアの子局においては，センサ情報（電流，電圧等）を収集するため，通信可能距離が比較的短いが光回線同等の性能を提供できる無線LANの適用が考えられる。
2. 配電自動化システムへの適用に向けた無線通信方式の基礎特性評価
　整理した方向性に沿った有望な無線通信方式として，LPWA規格の一つであるLoRaおよび無線LAN規格の一つであるWi-Fi 6を選定し，それぞれの基礎特性を以下のとおり明らかにした。
(1)　LoRaについては，屋外環境において，無線基地局のアンテナを高所に設置し，送受信間の見通しを確保することで，15 km程度までLoRaのすべての速度設定で安定した通信を確保できた。
(2) Wi-Fi 6については，見通し内環境において，最大通信距離が2.4 GHz帯と5 GHz帯ともに800 mを超えた。電波干渉時においては，スループットが最も低下した場合，2.4 GHz帯で約1/2，5 GHz帯で約1/3になった。
以上，LoRaとWi-Fi 6のそれぞれの基礎特性評価を通じて，無線基地局の置局設計に利用できる知見が得られた。

概要 （英文）

This report describes fundamental evaluations of LPWA and Wi-Fi 6 transmission characteristics for distribution automation systems. Firstly, the issues and application images of wireless communications are summarized for distribution automation systems. Secondly, the transmission characteristics needed to apply both LPWA and Wi-Fi 6 to distribution automation systems are measured and evaluated in a field environment. Finally, a wireless communication network architecture enhancement method for distribution automation systems is proposed.

報告者

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