特開 2024-4223 空港灯火システム、電源切り換え方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024004223

(43)【公開日】2024-01-16

(54)【発明の名称】空港灯火システム、電源切り換え方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/46 20060101AFI20240109BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20240109BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20240109BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20240109BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20240109BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20240109BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240109BHJP

   H02J 9/06 20060101ALI20240109BHJP

   B64F 1/36 20240101ALI20240109BHJP

   B64F 1/20 20060101ALI20240109BHJP

【ＦＩ】

H02J3/46

H02J13/00 301A

H02J13/00 B

H02J3/32

H02J3/38 120

H02J3/38 110

H02J3/38 130

H02J7/35 K

H02J7/34 G

H02J7/00 B

H02J9/06

B64F1/36

B64F1/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022103766

(22)【出願日】2022-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 隆和

(72)【発明者】

【氏名】菅原 進

(72)【発明者】

【氏名】市川 博則

【テーマコード（参考）】

5G015

5G064

5G066

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G015JA52

5G015JA64

5G015KA01

5G064AA09

5G064AB07

5G064AC01

5G064AC08

5G064BA02

5G064BA09

5G064CB06

5G066AA04

5G066AE07

5G066AE09

5G066HA15

5G066HB06

5G066HB09

5G066JA05

5G066JB03

5G503AA01

5G503BB01

5G503CA08

5G503CA10

5G503DA04

5G503DA05

5G503EA05

5G503GB06

5G503GD03

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】 灯火の点灯に関する運用コストを低く抑える空港灯火システムを提供する。
【解決手段】 一実施形態に係る空港灯火システム１は、蓄電池２９と、出力電力を、蓄電池２９の放電電力と、商用電源３１から供給される電力とで切り換える切り換え装置３０と、灯火１８の点灯開始時における切り換え装置３０の出力電力を蓄電池２９の放電電力とし、蓄電池２９の残容量に応じて切り換え装置３０を切り換えるコントローラ３５と、切り換え装置３０から出力された電力により給電される電力線１５に一次側を接続され、二次側から取り出される電力を灯火１８に供給する複数のトランス１６と、を備える。
【選択図】 図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電池と、
出力電力を、前記蓄電池の放電電力と、商用電源から供給される電力とで切り換える切り換え装置と、
灯火の点灯開始時における前記切り換え装置の出力電力を前記蓄電池の放電電力とし、前記蓄電池の残容量に応じて前記切り換え装置を切り換えるコントローラと、
前記切り換え装置から出力された電力により給電される電力線に一次側を接続され、二次側から取り出される電力を灯火に供給する複数のトランスと、を備えた空港灯火システム。

【請求項2】

複数の前記電力線を備え、
前記切り換え装置は、
前記商用電源から電力が供給される第１入力端子と、前記蓄電池から電力が供給される第２入力端子と、第１出力端子と、を備えた運用切り換え部と、
前記第１出力端子の出力電力が供給される第３入力端子と、前記蓄電池から電力が供給される第４入力端子と、複数の前記トランスの一次側に接続された前記電力線の一部に電力を供給する第２出力端子と、を備えた複数の個別運用切り換え部と、を備えた請求項１記載の空港灯火システム。

【請求項3】

前記蓄電池の残容量を監視する容量監視部を備え、
前記容量監視部は、前記蓄電池の残容量が所定の閾値以下となったときに、前記切り換え装置の前記出力を商用電源から供給される電力に切り換える、請求項１記載の空港灯火システム。

【請求項4】

再生可能エネルギーにより前記蓄電池を充電する充放電装置と、
外部から供給される気象情報に基づいて、前記蓄電池の給電可能時間を算出する電源計画部と、を備え、
前記電源計画部は、前記灯火への電力供給を開始してから前記給電可能時間が経過したときに、前記切り換え装置の前記出力を商用電源から供給される電力に切り換える、請求項１記載の空港灯火システム。

【請求項5】

再生可能エネルギーにより前記蓄電池を充電する充放電装置と、
センサを用いて気象情報を取得する気象監視装置と、
気象観測地情報と前記気象情報とを紐づけて記憶する気象データ管理手段と、
前記気象情報から気象異常を検出する気象監視手段と、
前記気象異常が所定の条件を満たすときに、異常が検出された前記気象情報に対応する前記気象観測地情報に基づいて、再生可能エネルギー発電装置の停止信号を生成する機器監視手段と、を備える、請求項１記載の空港灯火システム。

【請求項6】

前記トランスの二次側と前記灯火との間に設けられる子局と、
前記電力線を介して前記子局と通信する親局と、を備え、
前記親局は、
周波数シフト及び位相シフトの組み合わせでシンボルを表す変調方式により、キャリア信号を複数ビットのコードで変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号を前記電力の電源周期に同期して前記電力線に注入する注入部と、を備え、
前記子局は、
前記トランスの二次側の電力波形から前記変調信号を受信する受信部と、
受信された前記変調信号を復調して前記コードを再生する復調部と、を備え、
前記親局は、気象監視システムから取得された気象情報に応じて、前記変調信号を補正する、請求項１記載の空港灯火システム。

【請求項7】

前記トランスの二次側と前記灯火との間に設けられる子局と、
前記電力線を介して前記子局と通信する親局と、を備え、
前記親局は、
周波数シフト及び位相シフトの組み合わせでシンボルを表す変調方式により、キャリア信号を複数ビットのコードで変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調信号を前記電力の電源周期に同期して前記電力線に注入する注入部と、を備え、
前記子局は、
前記トランスの二次側の電力波形から前記変調信号を受信する受信部と、
受信された前記変調信号を復調して前記コードを再生する復調部と、を備え、
前記親局は、変調信号未注入区間における周波数と前記変調信号未注入区間と周期が同一な変調信号注入区間における周波数を比較し、ノイズ信号の逆位相を変調信号注入区間に重畳する、請求項１記載の空港灯火システム。

【請求項8】

蓄電池と、
前記蓄電池から供給される電力から、商用電源から供給される電力へ出力を切り換える切り換え装置と、
前記蓄電池の残容量に応じて前記切り換え装置を切り換えるコントローラと、
前記切り換え装置から出力された電力により給電される電力線に一次側を接続され、二次側から取り出される電力を灯火に供給する複数のトランスと、を備え、
前記切り替え装置は、
前記商用電源から電力が供給される第１入力端子と、前記蓄電池から電力が供給される第２入力端子と、第１出力端子と、を備えた運用切り換え部と、
前記第１出力端子の出力電力が供給される第３入力端子と、前記蓄電池から電力が供給される第４入力端子と、複数の前記トランスの一次側に接続された前記電力線の一部に電力を供給する第２出力端子と、を備えた複数の個別運用切り換え部と、を備えた灯火電源システムの電源切り換え方法であって、
前記コントローラは、
前記灯火の点灯開始時前に、
前記運用切り換え部の、前記第１出力端子を前記第２入力端子と接続し、
全ての複数の前記個別運用切り換え部の前記第２出力端子を前記第３入力端子と接続し、
前記灯火の点灯開始時後に、前記蓄電池の残容量に応じて、前記運用切り換え部の前記第１出力端子を前記第１入力端子と接続するとともに、予め設定された優先順位に従って、複数の前記個別運用切り換え部の少なくとも一つの前記第２出力端子を前記第４入力端子と接続する、電源切り換え方法。

【請求項9】

前記蓄電池の残容量が所定のしきい値以下になったときに、複数の前記個別運用切り換え部のすべての前記第２出力端子を前記第３入力端子と接続する、請求項８記載の電源切り換え方法。

【請求項10】

コンピュータに、請求項８記載の電源切り換え方法を実行させる電源切り換えプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、空港灯火システム、電源切り換え方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

航空機が安全に離発着を行うために、空港の滑走路等に灯火が設置されている。空港の灯火システムは、視程により輝度を変化させて運用している。これまで、灯火に供給する電源は、一般送電事業者から供給される商用電源を主に利用し、例えば停電時など、送電線からの電源供給が停止した異常時に、補助電源である蓄電池による運転に切り換えていた。

【0003】

空港には多くの灯火が設置されているため、商用電源から空港灯火システムに供給される電力を低く抑えることにより、空港灯火システムの運用コストの低減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４００８６９３号公報

【特許文献2】特開２０２１－１４０８９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

空港は、航空機の離発着の騒音問題等の環境アセスメントの見地から、海洋沖合や、山の中など、人里から離れた場所に建設されることが多い。そのため、周りに太陽光を遮断する建物等が無いことから、山の斜面や、海上の護岸等、太陽光パネルを設置する場所を、近傍に準備することが可能である。また、山の尾根、稜線に風車、海岸には風車を設置することが可能である。

【0006】

蓄電池に蓄えられたエネルギーを活用して灯火システムを運用することができれば、商用電源から供給される電力の消費を抑え、灯火システムの運用コストを低く抑えることができる。

【0007】

本発明の実施形態は、上記事情を鑑みて成されたものであって、灯火の点灯に関する運用コストを低く抑える空港灯火システム、電源切り換え方法及びプログラ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】

【0008】

一実施形態に係る空港灯火システムは、蓄電池と、出力電力を、前記蓄電池の放電電力と、商用電源から供給される電力とで切り換える切り換え装置と、前記灯火の点灯開始時における前記切り換え装置の出力電力を前記蓄電池の放電電力とし、前記蓄電池の残容量に応じて前記切り換え装置を切り換えるコントローラと、前記切り換え装置から出力された電力により給電される電力線に一次側を接続され、二次側から取り出される電力を灯火に供給する複数のトランスと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態に係る空港灯火システムの一構成例を概略的に示す図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る空港灯火システムの灯火監視装置の構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る空港灯火システムの親局の構成の一例を示すブロック図である。

【図4】図４は、一実施形態に係る空港灯火システムの子局の構成の一例を示すブロック図である。

【図5】図５は、図３に示す親局のノイズキャンセル信号の注入パターンの一例について説明するための図である。

【図6】図６は、一実施形態に係る空港灯火システムの気象監視システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図7】図７は、一実施形態に係る空港灯火システムにおける気象監視処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、一実施形態に係る空港灯火システムにおける気象異常登録処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、一実施形態に係る空港灯火システムにおける警報アドバイス処理の一例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、一実施形態に係る空港灯火システムの灯火電源システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、図１０に示す灯火電源システムの切り換え装置の切り換え処理の一例を示す図である。

【図12】図１２は、図１０に示す切り換え装置の動作の一例を説明するためのタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態に係る空港灯火システム、電源切り換え方法及びプログラムについて図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明に用いる図面において、各部の縮尺は適宜変更されている。また、以下の実施形態の説明に用いる図面において、説明のために、構成を適宜省略している場合がある。

【0011】

図１は、一実施形態に係る空港灯火システムの一構成例を概略的に示す図である。
図１に示す空港灯火システム１は、空港に設置された灯火を管理するシステムであって、灯火監視装置２と、運行計画装置３と、画像解析装置４と、気象監視システム５と、灯火電源システム６と、ＬＡＮ（Local Area Network）７と、監視モニタ８と、を備えている。

【0012】

灯火監視装置２と、運行計画装置３と、画像解析装置４と、気象監視システム５と、灯火電源システム６と、監視モニタ８とは、ＬＡＮ７を介して接続されており、当該構成間でデータの送受信を可能にしている。なお、灯火監視装置２と、運行計画装置３と、画像解析装置４と、気象監視システム５と、灯火電源システム６と、監視モニタ８とは、無線ネットワーク等で接続され、データの送受信を行う構成でもよい。

【0013】

運行計画装置３は、航空機の交通量調査及びシミュレーションを行い、航空機の運航計画情報及び航空機情報を作成し、当該情報を出力する。

【0014】

画像解析装置４は、空港に設置された航空機等からの反射波を捉える空港地表レーダによって補足される画像データの大まかな位置と運行計画情報及び航空機センサの出力とから航空機の便名及び航空機の現在位置を特定し、当該便名航空機情報を取得及び出力する。

【0015】

図２は、一実施形態に係る空港灯火システムの灯火監視装置の構成の一例を示す図である。
灯火監視装置２は、空港内に設置された灯火の状態監視をする装置であり、ＬＡＮ９と、親機１０と、定電流電源装置（ＣＣＲ）１１と、安定化装置（ＯＰ／Ｃ）１２と、親局１３と、バイパスフィルタ装置１４と、電力線１５と、トランス１６と、子局１７と、灯火１８と、を備える。親機１０と、親局１３とは、ＬＡＮ９を通してデータの送受信を行っている。

【0016】

灯火監視装置２は、複数の灯火の少なくとも一つに異常があることを検知すると、異常のある灯火についての情報を出力する。また、灯火監視装置２は、視程と連動して灯火の輝度を調整する。視程の指標は、気象監視システム５からの情報に基づいて灯火監視装置２が判断してもいいし、空港管制官等の目視による判断を基準にしてもよい。

【0017】

定電流電源装置１１は、空港の電源局舎に敷設されている。定電流電源装置１１は、バイパスフィルタ装置１４を介して電力線（灯火回路ケーブル）１５に接続される。

【0018】

電力線１５は、複数のトランス１６の一次側を直列に接続する。複数のトランス１６の二次側には、それぞれ子局１７が接続される。さらに、各子局１７に灯火１８が接続される。

【0019】

トランス１６により電力線１５と子局１７とは電気的に絶縁されている。電力線１５からトランス１６に供給される電力により、トランス１６の二次側に生じる基準電位の異なる電流が子局１７、および灯火１８に供給され、一定の電流が各灯火に流れるようになっている。

【0020】

バイパスフィルタ装置（ＢＰＦ装置）１４は、例えば定電流電源装置１１の近傍に敷設され、電力線１５の通信ルートにおけるノイズと電源ノイズとを分離する。バイパスフィルタ装置１４は、例えば、ＬＲＣ共振回路に流れる電流を取得し、フィルタにより精製することで商用電源波形を取得する。定電流電源装置１１側と灯火１８への電力線１５側との間にバイパスフィルタ装置１４を介入させることで、定電流電源装置１１と灯火１８とで使用する信号周波数帯が分離される。すなわち、Ｌ（コイル）Ｒ（抵抗）Ｃ（コンデンサ）によりＬＲＣ共振回路を構築し、灯火回路側で使用する信号は灯火回路側で循環し、ＣＣＲノイズは電源側で循環するようにする。

【0021】

親局１３はバイパスフィルタ装置１４に接続される。親局１３は、定電流電源装置１１からの電力供給を受けて機能し、電力線搬送により、電力線１５を介して配下の子局１７と通信する。定電流電源装置１１は、常用電源と予備電源とに多重化されていてもよい。また、定電流電源装置１１とバイパスフィルタ装置１４との間に、安定化装置（ＯＰ／Ｃ）１２を設けてもよい。

【0022】

親局１３は、ＬＡＮ９を介して親機１０に収容される。親機１０は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等の、堅牢なコンピュータである。親機１０はさらにＬＡＮ７を介して監視モニタ８に接続される。監視モニタ８は例えば汎用のサーバコンピュータであり、滑走路の状態をリアルタイムで表示するモニタ等を備える。

【0023】

親局１３は、共通の電力線１５に接続される配下の子局１７に、例えば定期的に質問コマンドを送信する。

【0024】

子局１７は、自らに割り当てられたアドレスに応じたタイミングで親局１３に応答信号を送信する。子局１７は、灯火１８の状態を監視し、玉切れ等の不具合が生じるとそのことを親局１３に通知する。これにより断芯位置がただちに検出され、監視モニタ８に表示される。オペレータは、この表示を参照して、適切な処置をとることができる。

【0025】

灯火１８を制御する停止線灯システム、あるいはＲＷＳＬシステム（いずれも図示せず）においても同様に、電力線１５を用いた電力線搬送通信により、灯火１８に対する制御が実施される。航空機検知センサ、あるいは空港地表レーダにより取得された情報に基づいて、親局１３から子局１７に制御指令が与えられ、子局１７は、配下の灯火をＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、灯火制御による航空機の地表誘導を実現することができる。

【0026】

図３は、一実施形態に係る空港灯火システムの親局の構成の一例を示すブロック図である。
図３において、定電流電源装置１１との関係におけるＩＮ側の電源ラインをＦ側と称し、ＯＵＴ側の電源ラインをＲ側と称する。子局１７からの信号は、Ｆ側、Ｒ側の２箇所で受信される。すなわち、一方の信号の受信レベルが低い場合でも、他方で補うことの可能なダイバーシティ構成をとっている。本実施形態では、電力線１５への信号注入をＦ側において行うこととする。

【0027】

親局１３は、信号処理部５０、プロセッサ５３、インタフェース部５４、５９、波形整形部５５、増幅部５６、信号注入部５７、および、電源波形取得部５８を備える。このうち電源波形取得部５８は、バイパスフィルタ装置１４から取得した電源波形をディジタル変換してプロセッサ５３に渡す。

【0028】

信号処理部５０は、モデム部（Ｆ側）５１、モデム部（Ｒ側）５２を備える。モデム部５１は、周波数シフトと位相シフトとの組み合わせでシンボルを表す変調方式により、Ｆ側のキャリア信号を複数ビットのコードで変調して変調信号を生成する。生成された変調信号は、波形整形部５５、増幅部５６を経て信号注入部５７に入力される。信号注入部５７は、変調信号を、定電流電源装置１１の電力の電源周期に同期して、電力線１５に注入する。本実施形態における信号注入部５７は、周波数シフトと位相シフトとの組み合わせでシンボルを表す変調方式により、Ｆ側のキャリア信号を複数ビットのコードで変調して変調信号を生成する変調部と、変調信号を、定電流電源装置１１の電力の電源周期に同期して、電力線１５に注入する注入部とに分けられていてもよい。

【0029】

モデム部５２は、周波数シフトと位相シフトとの組み合わせでシンボルを表す変調方式により、Ｒ側のキャリア信号を複数ビットのコードで変調して変調信号を生成する。実施形態では、異なる２つの周波数および位相で表される４つのシンボルに、２ビットコードを対応付ける変調方式を採用する。この方式を、デュアル変調方式と称しても良い。

【0030】

プロセッサ５３は、子局１７に送信すべきコマンド、親局１３のアドレスなどを含む複数ビットのコードを信号処理部５０に与え、変調信号を生成させる。プロセッサ５３は、親局１３から子局１７へのコードの送信と、子局１７から親局１３への応答コードの送信とを含む送受信シーケンスを、繰り返し実行する。

【0031】

またプロセッサ５３は、後述する気象監視システム５から気象情報を取得してもよい。プロセッサ５３は、取得した気象情報が予め設定された条件を満たす場合に、信号処理部５０に対して変調信号を補正するように制御することが出来る。例えば、空港を含む地域の気温や湿度などの気象条件に応じて、電力線１５により送信する信号波形に与えられる影響を予め測定し、取得した気象情報に対する補正値を得るためのテーブルや数式が、図示しないメモリに予め記憶されていてもよい。

【0032】

また、モデム部５１は、Ｆ側で抽出された信号波形を復調し、子局１７からの応答コードを再生する。モデム部５２は、Ｒ側で抽出された信号波形を復調し、子局１７からの応答コードを再生する。再生されたコードはプロセッサ５３に渡され、処理される。そうして、応答コードに含まれる各種のデータが、インタフェース部５９からＬＡＮ９を介して親機１０に伝送される。

【0033】

図４は、一実施形態に係る空港灯火システムの子局の構成の一例を示すブロック図である。
子局１７は、処理ユニット６０と、電力線ユニット６１とを備える。図４に示されるように、子局１７は、トランス１６と灯火１８との間に敷設される。電力線ユニット６１は、トランス１６の二次側に接続され、電力を灯火１８に供給するとともに、電力波形を処理ユニット６０の受信部６２に入力する。灯火１８の状態は信号取得部６９で取得され、処理ユニット６０の断芯制御部６６に渡される。子局１７の駆動電力は、電源取得部７０により電力線１５から取得される。航空機を検知する航空機検知センサ７１が、トランス１６の二次側に接続される。灯火側は短絡接続とする。

【0034】

処理ユニット６０の受信部６２は、トランス１６の二次側の電力波形から、親局１３から送信された変調信号を受信する。受信された変調信号は、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）６３に入力される。ＰＬＤ６３は、変調信号を復調し、親局１３から送信されたコードを再生する。再生されたコードはプロセッサ６４に渡される。本実施形態におけるＰＬＤ６３は、復調部である。

【0035】

プロセッサ６４は、ＰＬＤ６３からのコードと、断芯制御部６６からのデータ、および、センサインタフェース６５を介して航空機検知センサ７１からのデータ等を処理して、親局１３への応答コードを生成する。応答コードはＰＬＤ６３に入力される。ＰＬＤ６３は、実施形態の変調方式（デュアル変調方式）により、キャリア信号を応答コードで変調して応答信号を生成する。応答信号は、送信制御部６７に渡される。

【0036】

送信制御部６７は、電力線ユニット６１の送信回路６８を制御して、応答信号を電力線１５に注入する。これにより、電力線１５を介して応答信号が親局１３に送信される。特に実施形態では、送信回路６８は電源周期に同期してトランスの二次側を短絡／開放して過電圧を生じさせ、この過電圧により応答信号を送信する。

【0037】

送信回路６８は、電源回路をスイッチの様にＯＰＥＮ／ＣＬＯＳＥする事で、トランス１６の二次側に過電圧を発生させる。この過電圧を信号として用いることで、１０Ｗ以下の省電力での信号発生が可能となる。

【0038】

図５は、図３に示す親局のノイズキャンセル信号の注入パターンの一例について説明するための図である。
親局１３が備えるプロセッサ５３が生成した変調信号の子局１７への注入周期は決まっている。このことから、変調信号の無い区間と変調信号の有る区間が存在することになる。

【0039】

親局１３は、変調信号の無い区間（変調信号未注入区間）の周波数を取得し、当該周波数の逆位相を生成する。次に親局１３は、変調信号未注入区間と周期が同一な変調信号の有る区間（変調信号注入区間）の周波数を特定する。親局１３は、周期が同一な変調信号未注入区間と変調信号注入区間を比較し、比較結果からノイズ信号を取得する。

【0040】

親局１３は、取得したノイズ信号の逆位相を生成し、上記変調信号注入区間に重畳する。当該ノイズ信号の逆位相信号をノイズキャンセリング信号とする。なお、親局１３がノイズ信号を取得するタイミングは、例えば、気象監視システム５において異常気象を検出したタイミングなどでありうる。

【0041】

従って、本実施形態に係る空港灯火システム１は、トランス１６の二次側と灯火１８との間に設けられる子局１７と、電力線１５を介して子局１７と通信する親局１３と、を備え、親局１３は、周波数シフト及び位相シフトの組み合わせでシンボルを表す変調方式により、キャリア信号を複数ビットのコードで変調して変調信号を生成する変調部と、変調信号を電力の電源周期に同期して電力線１５に注入する注入部と、を備え、子局１７は、トランス１６の二次側の電力波形から変調信号を受信する受信部と、受信された変調信号を復調してコードを再生する復調部と、を備え、親局１３は、変調信号未注入区間における周波数と当該変調信号未注入区間と周期が同一な変調信号注入区間における周波数を比較し、ノイズ信号の逆位相を変調信号注入区間に重畳する。

【0042】

図６は、一実施形態に係る空港灯火システムの気象監視システムの一構成例を示すブロック図である。
気象監視システム５は、気象監視装置７２と、気象監視サーバ１９と、を備えており、無線通信ネットワーク等を介してデータの送受信を行っている。

【0043】

気象監視装置７２は、風向、風速、降水確率、温度、湿度及び視程等の気象情報を観測するための種々のセンサを備え、当該気象情報に時間と地点とを紐づけて記憶装置等に記憶する。気象監視装置７２は、リアルタイムで気象情報を観測及び記憶し、ネットワークを介して所定の周期で気象監視サーバ１９に気象情報を送信する。

【0044】

気象監視サーバ１９は、気象データ管理手段２０と、エンジニアリング手段２１と、通信手段２３と、機器監視手段２４と、バス通信線２５と、を備える。エンジニアリング手段は、気象監視手段２２を含む。
気象データ管理手段２０と、エンジニアリング手段２１と、通信手段２３と、機器監視手段２４とは、バス通信線２５を介してデータの送受信を行っている。

【0045】

通信手段２３は、専用のネットワークを介して、気象監視装置から送信される気象情報データを受信する。通信手段２３が受信した気象情報データは、気象データ管理手段２０に記憶される。

【0046】

気象データ管理手段２０は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体である。気象データ管理手段２０は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（electric erasable programmable read-only memory）、ＨＤＤ（hard disk drive）又はＳＳＤ（solid state drive）などである。なお、気象データ管理手段２０には、プラント情報、一般情報（名称、住所）、構成機器情報、設備配置情報及び制御監視情報が予め記憶されている。この情報は一例であり、気象データ管理手段２０が予め記憶している情報は、設計者や使用者等が設定できるよう構成されている。

【0047】

エンジニアリング手段２１は、ＣＰＵ（Central Process Unit）、ＭＰＵ（micro processing unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などのプロセッサを少なくとも１つ含む。エンジニアリング手段２１は、気象データ管理手段２０に記憶されたシステムソフトウェア、アプリケーションソフトウェア又はファームウェアなどのプログラムに基づいて、気象監視サーバ１９の種々の機能を実現することが可能である。

【0048】

エンジニアリング手段２１は、気象情報の編集、集計及び気象情報に基づいて気象傾向管理等を行う。エンジニアリング手段２１に含まれる気象監視手段２２は、気象データ管理手段２０から気象情報を取得し、気象の異常検出を灯火電源システム６に通知し、当該灯火電源システムが変調信号を補正する。上記処理の詳細については後述する。

【0049】

図７は、一実施形態に係る空港灯火システムにおける気象監視処理の一例を示すフローチャートである。
図８は、一実施形態に係る空港灯火システムにおける気象異常登録処理の一例を示すフローチャートである。
図９は、一実施形態に係る空港灯火システムにおける警報アドバイス処理の一例を示すフローチャートである。

【0050】

以下、気象監視システム５により、気象異常を検出し、気象異常の傾向から再生可能エネルギー発電装置の動作を停止する手順の一例について説明する。なお、以下の動作の説明における処理の内容は一例であって、同様の効果を得ることが可能な様々な処理を適宜に利用できる。

【0051】

気象監視システム５は、例えば、気象監視装置７２が備えるセンサを用いて気象情報を取得する。気象監視装置７２は取得した気象情報を、ネットワークを介して気象監視サーバ１９へ送信し、通信手段２３が当該気象情報を受信する。

【0052】

気象監視サーバ１９は、受信した気象情報を気象データ管理手段２０で記憶する。ここから気象監視手段は、図７に示す異常監視処理を開始する。気象監視手段２２は、当該気象情報と気象情報観測地情報を取得し、予め気象データ管理手段２０に記憶されている正常な気象情報のパラメータデータと取得した気象情報のパラメータデータを比較する（ステップＳ１）。ステップＳ１の比較結果から、気象監視手段２２は、気象の異常を検出すると（ステップＳ１、ＹＥＳ）、図８に示す気象異常登録処理に遷移する。なお、気象データ管理手段２０が予め記憶するデータとして、異常気象情報のパラメータデータがあり、気象監視手段２２は、当該異常気象情報のパラメータを比較する構成であってもよい。

【0053】

気象監視手段２２は、気象異常登録処理を開始する。気象監視手段２２は、気象の異常が新規発生警報であるかを判断する（ステップＳ１２）。ここで警報とは、気象の異常を表す指標であり、例えば、降雨量が所定の閾値より多い場合や、風速が所定の閾値より早い場合、温度が所定の閾値より高い場合等がある。

【0054】

気象監視手段２２は、新規発生警報であることを検出すると（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、警報の発生日時を取得する（ステップＳ１３）。次に、気象監視手段２２は、モニタ等の表示手段を用いて警報の詳細な情報を表示する（ステップＳ１４）。

【0055】

気象監視手段２２は、上記警報の発生回数をカウントし（ステップＳ１５）、図９に示す警報アドバイス処理に遷移する。気象監視手段２２は、警報アドバイス処理を開始する。気象監視手段２２は、前日までの警報データ収集時刻を過ぎたか判定する（ステップＳ１９）。収集時刻は、例えば、日付が変わった直後に設定されていてもいいし、その日の朝若しくは夜の任意の時間に設定されていてもよい。

【0056】

気象監視手段２２は、前日までの警報データ収集時刻を過ぎたと判定すると（ステップＳ１９、ＹＥＳ）、前日までの異常気象情報を警報ごとに収集する（ステップＳ２０）。次に、気象監視手段２２は、解析実施範囲における各警報発生データベースを作成する（ステップＳ２１）。本実施形態における解析実施範囲は、例えば一週間前から前日までの範囲としている。解析実施範囲は、一か月前から若しくは一年前から等予め設定することができる。

【0057】

ステップＳ２１で作成したデータベースは、例えば、一週間の間に異常気象と定義される警報が何回起こったかをデータベース化している。気象監視手段２２は、当該データベースに基づいて算出される警報発生回数結果を予め設定されている判定基準と比較する（ステップＳ２２）。

【0058】

気象監視手段２２は、ステップＳ２２での比較結果に基づいて傾向条件を満たすかを判定する（ステップＳ２３）。傾向条件とは、例えば、一週間前から前日まで風速警報が一定回数異常発生していることを条件に設定され、風速警報が出やすい傾向にあることを示す指標になる。

【0059】

気象監視手段２２は、比較結果に基づいて傾向条件を満たすと判定すると（ステップＳ２３、ＹＥＳ）、傾向を登録し（ステップＳ２４）、警報アドバイス処理を終了する。

【0060】

気象異常登録処理に戻る。気象監視手段２２は、ノイズ信号取得周期を変更するように親局１３に通知する（ステップＳ１６）。ノイズ信号は、時々刻々と変化し、常に一定であることはないため、警報が出たタイミング等にノイズ信号取得周期を変更することでノイズキャンセリング機能を実現することが可能になる。

【0061】

次に、気象監視手段２２は、親局１３に送信タイミングの補正をするように通知する（ステップＳ１７）。気象監視手段２２は、警報発生時の気象情報を参照し、親局１３の送信タイミングにズレが発生する可能性があることを通知する。これにより、親局１３は、送信タイミングと位相のズレが発生した場合に補正を行うことができる。
上記ステップＳ１６とステップＳ１７との処理は、気象監視手段２２ではなく機器監視手段２４が行うように構成されていてもよい。

【0062】

気象監視手段２２は、新規発生警報ではないことを検出すると（ステップＳ１２、ＮＯ）、ステップＳ１３からステップＳ１７までの処理を行わず、気象監視処理を継続する（ステップＳ１８）。

【0063】

気象監視処理に戻り、気象監視手段２２は、気象の異常を検出し（ステップＳ１、ＹＥＳ）、気象異常登録処理を終了する若しくは気象監視手段２２は、気象の異常を検出しない場合（ステップＳ１、ＮＯ）、Ｓ２の処理に遷移する。

【0064】

気象監視手段２２は、気象監視装置７２の各センサによる異常検出処理を開始する（ステップＳ２）。センサによる異常検出とは、気象の異常ではないが、例えば、気温の上昇や湿度の上昇等、センサにより検出される気象情報パラメータの一つが異常である場合をいう。

【0065】

気象監視手段２２は、気象監視装置７２の各センサによる異常を一つでも検出すると（ステップＳ３、ＹＥＳ）、異常を検出した気象情報パラメータの状況をモニタ等に表示する（ステップＳ８）。気象監視手段２２は、気象情報パラメータに基づく警報発生をカウントする（ステップＳ９）。

【0066】

ステップＳ９の処理後、再度警報アドバイス処理を実行する。警報アドバイス処理の実行後、再び気象監視処理に戻る。気象監視手段２２は、ノイズ信号取得周期を変更するように親局１３に通知する（ステップＳ１０）。その後、気象監視手段２２は、親局１３に送信タイミングの補正をするように通知する（ステップＳ１１）。

【0067】

気象監視手段２２は、気象監視装置７２の各センサによる異常を一つも検出しなかった場合（ステップＳ３、ＮＯ）若しくはステップＳ１１の処理から遷移した場合、モニタ等に異常の表示をする（ステップＳ４）。次に、気象監視手段２２は、警報の詳細な情報を警報アドバイス処理で作成したデータベースに出力する（ステップＳ５）。

【0068】

気象監視手段２２は、当日と一週間の異常気象や警報の発生を調査する（ステップＳ６）。気象監視手段２２は、調査結果に基づいて算出された気象の傾向を、灯火監視装置２と、監視モニタ８と、灯火電源システム６と、機器監視手段２４に出力する（ステップＳ７）。

【0069】

例えば、気象の傾向として風速が強い傾向にあることを気象監視手段２２が出力し、当該気象の傾向に紐づく気象観測地周辺に風力発電装置２６が設置されているとすると、機器監視手段２４は、停止信号を生成し、風力発電装置２６に出力する。

【0070】

従って、本実施形態に係る空港灯火システム１は、再生可能エネルギーにより蓄電池２９を充電する充放電装置２８と、センサを用いて気象情報を取得する気象監視装置７２と、気象観測地情報と前記気象情報とを紐づけて記憶する気象データ管理手段２０と、気象情報から気象異常を検出する気象監視手段２２と、気象異常が所定の条件を満たすときに、異常が検出された気象情報に対応する気象観測地情報に基づいて、再生可能エネルギー発電装置の停止信号を生成する機器監視手段２４と、を備える

【0071】

また、本実施形態に係る空港灯火システム１は、トランス１６の二次側と灯火１８との間に設けられる子局１７と、電力線１５を介して子局１７と通信する親局１３と、を備え、親局１３は、周波数シフト及び位相シフトの組み合わせでシンボルを表す変調方式により、キャリア信号を複数ビットのコードで変調して変調信号を生成する変調部と、変調信号を電力の電源周期に同期して電力線１５に注入する注入部と、を備え、子局１７は、トランス１６の二次側の電力波形から変調信号を受信する受信部と、受信された変調信号を復調してコードを再生する復調部と、を備え、親局１３は、気象監視システム５から取得された気象情報に応じて、変調信号を補正する。

【0072】

図１０は、一実施形態に係る空港灯火システムの灯火電源システムの構成の一例を示すブロック図である。
灯火電源システム６は、ＵＰＳ電源４１と、切り換え装置３０と、商用電源３１と、スマートメータ３２と、高圧受電設備３３と、分電盤３４と、コントローラ３５と、発電機３８と、定電圧定周波数装置（ＣＶＣＦ）３９と、電力線４０と、を備えている。

【0073】

なお、図２に示す灯火監視装置２は、灯火電源システム６に含まれていてもよい。風力発電装置２６と、太陽光発電装置２７と、充放電装置２８と、蓄電池２９と、切り換え装置３０と、商用電源３１と、スマートメータ３２と、高圧受電設備３３と、分電盤３４と、コントローラ３５と、発電機３８と、定電圧定周波数装置３９とは、電力線４０を介してデータの送受信を行っている。

【0074】

灯火電源システム６は、例えば風力発電装置２６と太陽光発電装置２７とに接続されている。

【0075】

例えば、風力発電装置２６は、空港が山麓にある場合、当該山麓の稜線に沿って設置され、空港が埋立地に設定された場合には、洋上に設置される。
太陽光発電装置２７は、空港の設置場所に関わらず、例えば、南側斜面や遊休スペース等に設置される。

【0076】

なお、灯火電源システム６は、再生可能エネルギーによる発電装置に接続されていればよい。風力発電装置２６と太陽光発電装置２７以外であっても、波力、潮力、潮汐、地熱などのエネルギーを利用した発電装置と接続されてもよい。

【0077】

風力発電装置２６及び太陽光発電装置２７が発電した電力は充放電装置２８を介して蓄電池２９に充電される。ＵＰＳ電源４１は、充放電装置２８と少なくとも一つの蓄電池２９を含む。図１０では、風力発電装置２６、太陽光発電装置２７、充放電装置２８及び蓄電池２９が、それぞれ一つずつある構成になっているが、風力発電装置２６、太陽光発電装置２７、充放電装置２８及び蓄電池２９の数は複数存在していてもよい。

【0078】

風力発電装置２６及び太陽光発電装置２７が発電した電力の余剰分は、一般送電事業者に売電する。売電する際には、一般送電事業者との取り合いを行うものとし、電力給電指令所から、出力制御情報送受信装置に対して売電の許可が出ている場合に開閉器を通して、電力を供給する。

【0079】

なお、風力発電装置２６及び太陽光発電装置２７が発電した電力は、コントローラ３５の制御により直接定電流電源装置１１に供給することも可能である。

【0080】

蓄電池２９は、充放電装置２８を介して充電をする。蓄電池２９の残容量は、電流計等によって測定され、容量監視部３６によって管理されている。

【0081】

また、灯火１８に供給する電力は運行計画装置３、画像解析装置４及び気象監視システムが出力する情報に基づいて予め算出されていることから、蓄電池２９は、充電終了後から給電開始前までに電源計画部３７からの計画に従って、給電時間を決定する。

【0082】

切り換え装置３０は、蓄電池の残容量に応じて、灯火１８に供給する電力の供給元を蓄電池２９から商用電源３１に切り換える。切り換え装置３０が、蓄電池２９から供給される電力から、商用電源３１から供給される電力に切り換えるトリガーは、例えば、蓄電池２９の残容量が所定の閾値以下になったときである。当該処理の詳細な説明は後述する。

【0083】

切り換え装置３０は、例えば、風力発電装置２６及び太陽光発電装置２７から直接灯火に電力を供給するように切り換えることもできる。

【0084】

商用電源３１は、一般送電事業者からの電力をスマートメータ３２、高圧受電設備３３及び分電盤３４を介して切り換え装置３０に送電する。また、商用電源３１は、切り換え装置３０を介さずに直接灯火１８に電力を供給することもできる。

【0085】

コントローラ３５は、ＣＰＵ（Central Process Unit）、ＭＰＵ（micro processing unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などのプロセッサを少なくとも１つ含む。コントローラ３５は、蓄電池２９の状態を監視し、蓄電池２９の状態に応じて切り換え装置３０を制御する。
コントローラ３５は、容量監視部３６と、電源計画部３７と、を備える。

【0086】

容量監視部３６は、蓄電池２９の残容量を監視する。容量監視部３６は、蓄電池２９の残容量が所定の閾値以下となったときに、切り換え装置３０の出力電力を、蓄電池２９の放電電力から商用電源から供給される電力に切り換える。所定の閾値は、灯火電源システム６の設計者若しくは使用者等により予め定められている。

【0087】

電源計画部３７は、蓄電池２９の充電終了後に当該蓄電池２９の残容量を取得する。電源計画部３７は、蓄電池２９の残容量と、運行計画装置３及び画像解析装置４が出力した情報と、気象監視システム５が出力した情報とに基づいて、灯火１８への電力給電可能時間を算出する。電源計画部３７は、灯火１８への電力供給を開始してから算出した給電可能時間経過後に切り換え装置３０の出力を商用電源から供給される電力に切り換える。

【0088】

定電圧定周波数装置３９は、負荷変動や電源品質の変動による瞬間的な電圧や周波数変動に対し、定電流電源装置１１に定電圧定周波数の電源を供給する。定電圧定周波数装置３９は、風力発電装置２６、太陽光発電装置２７、蓄電池２９、商用電源３１若しくは発電機３８の電圧や周波数と同期せず、常に一定電圧と一定周波数の電源を供給する。

【0089】

従って、本実施形態に係る空港灯火システム１は、蓄電池２９と、蓄電池２９の残容量に応じて、出力電力を、蓄電池２９の放電電力と、商用電源３１から供給される電力とで切り換える切り換え装置３０と、灯火１８の点灯開始時における切り換え装置３０の出力電力を蓄電池２９の放電電力とし、蓄電池２９の残容量に応じて切り換え装置３０を切り換えるコントローラ３５と、切り換え装置３０から出力された電力により給電される電力線１５に一次側を接続され、二次側から取り出される電力を灯火１８に供給する複数のトランス１６と、を備える。

【0090】

次に、灯火電源システム６の切り換え装置３０が電力の供給元を蓄電池２９から商用電源３１に切り換える処理の説明をする。

【0091】

図１１は、一実施形態に係る切り換え装置３０の切り換え処理の一例を示す図である。
切り換え装置３０は、運用切り換え部４２と、個別運用切り換え部４６とを備えている。運用切り換え部４２は、第１入力端子４３と、第２入力端子４４と、第１出力端子４５とを含む。個別運用切り換え部４６は、第３入力端子４７と、第４入力端子４８と、第２出力端子４９とを含む。

【0092】

切り換え装置３０の運用切り換え部４２は、第１入力端子４３と商用電源３１とが（分電盤を介して）接続されており、商用電源３１から電力線を通して電力が送電される。また、切り換え装置３０の運用切り換え部４２は、第２入力端子４４とＵＰＳ電源４１とが接続されており、ＵＰＳ電源４１から電力線を通して電力が送電される。ＵＰＳ電源４１は例えば一又は複数の蓄電池２９と充放電装置２８と、を備えている。

【0093】

複数の個別運用切り換え部４６の各々において、第３入力端子４７には第１出力端子４５の出力電力が供給され、第４入力端子４８にはＵＰＳ電源４１の出力電力が供給される。第２出力端子４９は、（定電圧定周波数装置（ＣＶＣＦ）３９を介して）複数のトランス１６の一次側に接続された電力線１５の各々に電力を供給する。なお、第２出力端子４９は、複数の電力線１５へ電力を供給するように構成されてもよい。

【0094】

灯火１８の電力供給開始までに、運用切り換え部４２は、第２入力端子４４と第１出力端子４５を接続する。また、個別運用切り換え部４６は、第３入力端子４７と第２出力端子４９を接続する。この状態で、ＵＰＳ電源４１の放電電力が、複数の灯火１８に供給される。

【0095】

容量監視部３６は、ＵＰＳ電源４１に含まれる蓄電池２９の残容量を監視し、当該残容量が所定の閾値（以下第１閾値とする）以下となったことを検出すると、第２入力端子４４の接続を解除し、第１入力端子４３と第１出力端子４５を接続するよう運用切り換え部４２を制御する。このことから、運用切り換え部４２は、商用電源３１から電力が送電される状態となる。

【0096】

容量監視部３６は、蓄電池２９の残容量が第１閾値以下となったことを検出すると、少なくとも一つの個別運用切り換え部４６を除いて、第３入力端子４７の接続を解除し、第４入力端子４８と第２出力端子４９を接続するよう複数の個別運用切り換え部を制御する。これにより、少なくとも一つの個別運用切り換え部４６が商用電源３１から電力を送電される状態となり、残りの個別運用切り換え部４６が引き続きＵＰＳ電源４１から電力を送電される状態となる。

【0097】

次に、容量監視部３６は、蓄電池２９の残容量が第１閾値よりも小さい第２閾値となったことを検出すると、蓄電池２９から電力を送電されている個別運用切り換え部４６の少なくとも一つの個別運用切り換え部４６において、第４入力端子４８の接続を解除し、第３入力端子４７と第２出力端子４９を接続するよう制御する。

【0098】

閾値の数は、上記に限定されず、例えば、灯火１８の個数（電力線１５により電力が供給されるグループ数）、つまり個別運用切り換え部４６の数に応じて設定されていてもよい。なお、個別運用切り換え部４６が切り換えを行う順序（優先順位）は、閾値に紐づいて制御が行われる個別運用切り換え部４６に接続されている灯火１８の優先度に応じて設定されている。例えば、灯火１８として、標準式進入灯と、進入側列灯と、滑走路中心線灯と、があるとすると、滑走路中心灯と第１閾値を紐づけ、最も早く蓄電池２９による電力供給から、商用電源３１からの電力供給に切り換える。次に標準式進入灯と第２閾値を紐づけ、電力供給元を切り換える。

【0099】

なお、上記複数の灯火１８の優先度は、灯火電源システム６の設計者若しくは使用者等によって予め決定されているものとする。また、優先度の設定は適宜変更可能とする。

【0100】

また、個別運用切り換え部４６は、直接灯火１８に接続されているわけではなく、複数のトランス１６の一次側に接続された電力線１５の各々に電力を供給し、複数のトランス１６の一次側と対になる複数のトランス１６の二次側と接続された複数の灯火１８に電力が供給される構成であってもよい。

【0101】

容量監視部３６は、蓄電池２９の使用可能な残容量が０又は０に近い数値（以下最終閾値とする）となったことを検出すると、第４入力端子と第２出力端子が接続されているすべての個別運用切り換え部４６を第３入力端子と第２出力端子が接続されるように切り換える。これにより、灯火１８の電力供給元は、すべて商用電源３１になる。

【0102】

電源計画部３７は、蓄電池２９の充電終了後に当該蓄電池２９の残容量を取得する。電源計画部３７は、例えば、蓄電池２９の残容量と、運行計画装置３及び画像解析装置４が出力した情報と、気象監視システム５が出力した情報とに基づいて、灯火１８への電力給電可能時間を算出する。電源計画部３７は、例えば、運行計画装置３及び画像解析装置４が出力した情報と、気象監視システム５から取得した気象情報とに基づいて、灯火１８の点灯開始時刻と点灯終了時刻とを設定する。また電源計画部３７は、蓄電池２９の残容量から蓄電池２９の電力給電可能時間を算出する。電源計画部３７は、灯火１８の点灯開始時刻から蓄電池２９の電力供給可能時間が経過した時刻において、灯火１８への電力供給源が商用電源に切り替わるように、切り換え装置３０の切り換え時刻を設定する。

【0103】

灯火１８の電力供給開始直前に、運用切り換え部４２は、第２入力端子４４と第１出力端子４５を接続する。また、個別運用切り換え部４６は、第３入力端子４７と第２出力端子４９を接続する。この状態で、ＵＰＳ電源４１は、複数の灯火１８に電力を供給する。

【0104】

電源計画部３７は、電力給電可能時間を参照し、所定の時間（以下第１時刻とする）が経過したことを検出すると、第２入力端子４４の接続を解除し、第１入力端子４３と第１出力端子４５を接続するよう運用切り換え部４２を制御する。このことから、運用切り換え部４２は、商用電源３１から電力が送電される状態となる。

【0105】

電源計画部３７は、蓄電池２９の残容量が第１時刻以下となったことを検出すると、少なくとも一つの個別運用切り換え部４６を除いて、第３入力端子４７の接続を解除し、第４入力端子４８と第２出力端子４９を接続するよう複数の個別運用切り換え部を制御する。これにより、少なくとも一つの個別運用切り換え部４６が商用電源３１から電力を送電される状態となり、残りの個別運用切り換え部４６が引き続きＵＰＳ電源４１から電力を送電される状態となる。

【0106】

次に、電源計画部３７は、電力給電可能時間における第１時刻よりも時間が経過し、所定の時間（以下第２時刻とする）となったことを検出すると、蓄電池２９から電力を送電されている個別運用切り換え部４６の少なくとも一つの個別運用切り換え部４６において、第４入力端子４８の接続を解除し、第３入力端子４７と第２出力端子４９を接続するよう制御する。

【0107】

電源計画部３７が個別運用切り換え部４６を制御する時刻の数は、上記に限定されず、例えば、個別運用切り換え部４６の数に応じて設定されていてもよい。なお、個別運用切り換え部４６が切り換えを行う順序は、個々の個別運用切り換え部４６から給電される灯火１８のグループごとに、予め設定された優先度に応じて設定されている。例えば、優先度の高い灯火１８のグループは、他のグループよりも先に、ＵＰＳ電源４１から商用電源に電源が切り替えられる。

【0108】

電源計画部３７は、電力給電可能時間において最後の切り換えを行うタイミング（以下最終時刻とする）になったことを検出すると、第４入力端子と第２出力端子が接続されているすべての個別運用切り換え部４６を第３入力端子と第２出力端子が接続されるように切り換える。これにより、灯火１８の電力供給元は、すべて商用電源３１になる。

【0109】

上記容量監視部３６における処理と電源計画部３７における処理は、適宜灯火電源システム６の使用者が選択的に実行するものであり、並列処理は基本的に行われないものとする。しかし、例えば、電源計画部３７にて算出された電力給電可能時間における蓄電池２９の残容量が想定と乖離した場合、容量監視部３６に処理を変更し、蓄電池２９の残容量に応じて蓄電池２９からの電力供給を商用電源３１の電力供給に切り換えるよう構成されていてもよい。

【0110】

上記のように、切り換え装置３０は、商用電源３１から電力が供給される第１入力端子４３と、蓄電池２９から電力が供給される第２入力端子４４と、第１出力端子４５と、を備えた運用切り換え部４２と、第１出力端子４５の出力電力が供給される第３入力端子４７と、蓄電池２９から電力が供給される第４入力端子４８と、複数のトランス１６の一次側に接続された電力線１５の各々（若しくは一部）に電力を供給する第２出力端子４９と、を備える。

【0111】

コントローラ３５は、蓄電池の残容量を監視する容量監視部３６を備え、容量監視部３６は、蓄電池２９の残容量が所定の閾値以下となったときに、切り換え装置３０の出力を商用電源３１から供給される電力に切り換える。

【0112】

また、コントローラ３５は、再生可能エネルギーにより蓄電池２９を充電する充放電装置２８と、外部から供給される気象情報に基づいて、蓄電池２９の給電可能時間を算出する電源計画部３７と、を備え、電源計画部３７は、灯火１８への電力供給を開始してから給電可能時間が経過したときに、切り換え装置３０の出力を商用電源３１から供給される電力に切り換える。

【0113】

なお、コントローラ３５は、容量監視部３６と、電源計画部３７との両方を備える必要はなく、容量監視部３６と電源計画部３７との少なくとも一方を備えていればよい。

【0114】

図１２は、図１０に示す切り換え装置の動作の一例を説明するためのタイムチャートである。
図１２において、灯火運用開始タイミングをＴ１とし、その後の任意のタイミングを時系列に沿ってＴ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７とする。上記タイミング間に行われる処理は一例であり、商用電源３１と、蓄電池２９と、コントローラ３５の動作を限定するものではない。

【0115】

灯火運用開始時点Ｔ１では、切り換え装置３０の運用切り換え部４２は、第２入力端子４４と第１出力端子４５とが接続された状態であり、複数の個別運用切り換え部４６の全ては、第３入力端子４７と第２出力端子４９とが接続された状態である。したがって、商用電源３１は、灯火運用開始時点Ｔ１では、商用電源３１から灯火１８への電力供給を行なわず、タイミングＴ２まで電力供給停止状態を維持する。蓄電池２９は、灯火運用開始時点Ｔ１で、充放電装置２８を介して放電電力を空港灯火システム１に含まれる全ての灯火１８に出力する。

【0116】

タイミングＴ２において、コントローラ３５の容量監視部３６は、蓄電池２９の残容量が所定の閾値Ｃ１以下であることを検知する。このとき、コントローラ３５は、商用電源３１から電力線１５の一部に電力が供給されるように切り換え装置３０を制御する。つまり、コントローラ３５は、切り換え装置３０の運用切り換え部４２を第１入力端子４３と第１出力端子４５とが接続された状態とし、複数の個別運用切り換え部４６の一部を、第４入力端子４８と第２出力端子４９とが接続された状態とする。

【0117】

したがって、タイミングＴ２からタイミングＴ３までの間、商用電源３１は、一部の電力線１５を介して灯火１８に電力を供給し、蓄電池２９は、電力線１５を介して、商用電源３１が電力を供給する灯火１８を除く残りの灯火１８に放電電力を出力する。

【0118】

タイミングＴ３において、コントローラ３５の容量監視部３６は、蓄電池２９の残容量がさらに低下し、所定の閾値Ｃ２（＜Ｃ１）以下であることを検知する。このとき、コントローラ３５は、商用電源３１から電力が供給される電力線１５の数を更に増やすように切り換え装置３０を制御する。つまり、コントローラ３５は、切り換え装置３０の運用切り換え部４２を第１入力端子４３と第１出力端子４５とが接続された状態とし、第３入力端子４７と第２出力端子４９とが接続されている複数の個別運用切り換え部４６の一部を、第４入力端子４８と第２出力端子４９とが接続された状態とする。

【0119】

したがって、タイミングＴ３からタイミングＴ４までの間、商用電源３１は、タイミングＴ２からタイミングＴ３までの間に電力を供給した電力線１５を少なくとも上回る数の電力線１５を介して灯火１８に電力を供給する。蓄電池２９は、電力線１５を介して、タイミングＴ３から商用電源３１が電力を供給する灯火１８を除く残りの灯火１８に放電電力を出力する。

【0120】

タイミングＴ４からタイミングＴ５まで間の処理は、タイミングＴ３からタイミングＴ４間の処理と同様であり、商用電源３１が電力線１５を介して灯火１８へ供給する電力が増え、蓄電池２９が電力線１５を介して灯火１８へ出力する放電電力が減少する。

【0121】

タイミングＴ６において、コントローラ３５の容量監視部３６は、蓄電池２９の残容量がさらに低下し、所定の閾値Ｃ３（＜Ｃ２）以下であることを検知する。このとき、コントローラ３５は、商用電源３１から全ての電力線１５に電力が供給されるように切り換え装置３０を制御する。つまり、コントローラ３５は、切り換え装置３０の運用切り換え部４２を第１入力端子４３と第１出力端子４５とが接続された状態とし、複数の個別運用切り換え部４６の全てを、第３入力端子４７と第２出力端子４９とが接続された状態とする。

【0122】

したがって、タイミングＴ５からタイミングＴ６までの間、商用電源３１は、すべての電力線１５を介して灯火１８に電力を供給する。一方で蓄電池２９が出力する放電電力は０になり、放電を停止する。

【0123】

タイミングＴ６からタイミングＴ７までの間、コントローラ３５は、切り換え装置３０により、商用電源３１から継続して灯火１８に電力を供給する。コントローラ３５は、充放電装置を制御して、タイミングＴ６から再生可能エネルギー発電装置等による蓄電池２９の充電処理を開始する。なお、蓄電池２９は、充電処理中に放電電力を灯火１８に出力することは原則としてないが、例えば、商用電源３１からの電力供給が断たれた場合等に充電処理と並行して放電電力を出力することもある。
なお、タイミングＴ７以降の処理は、タイミングＴ１以降と同様の処理を繰り返す。

【0124】

上記のように、本実施形態の空港灯火システム１によれば、灯火電源システム６において、灯火１８の電源を蓄電池２９と商用電源３１とで切り換え可能である。灯火電源システム６は、蓄電池２９の残容量が低下したときに商用電源３１から灯火１８へ電源供給を行うように切り換え、再度蓄電池２９を充電することで、蓄電池２９を含むＵＰＳ電源４１を空港灯火システム１のメインの電力供給源にすることができる。

【0125】

また、蓄電池２９の充電方法として再生可能エネルギーを用いることで、商用電源の利用を抑制し、運用コストを削減することが可能になる。また、蓄電池２９のバッテリー残容量を監視し、若しくは予め給電可能時間を算出することにより優先度の高い灯火１８から段階的に商用電源３１に切り換える構成をとることが可能になり、蓄電池２９の残容量が低下した場合であっても優先度の高い灯火１８への電力供給を維持させることができる。

【0126】

また、本実施形態の空港灯火システム１によれば、気象監視システム５から出力される気象情報やその他の情報を灯火監視装置２、灯火電源システム６等が取得することで、気象情報等に応じて親局１３が送信する変調信号の送信タイミングを補正し、変調信号のノイズを低減することができる。また、空港灯火システム１は、ノイズ信号の逆位相を重畳することで、ノイズキャンセリング機能を実現する。このことにより、空港灯火システム１の信頼性を担保することができる。

【0127】

上記のように、本実施形態の空港灯火システム、電源切り換え方法及びプログラムによれば、灯火の点灯に関する運用コストを低く抑えることができる。

【0128】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0129】

１…空港灯火システム
２…灯火監視装置
３…運行計画装置
４…画像解析装置
５…気象監視システム
６…灯火電源システム
７…ＬＡＮ
８…監視モニタ
９…ＬＡＮ
１０…親機
１１…定電流電源装置
１２…安定化装置
１３…親局
１４…バイパスフィルタ装置
１５…電力線
１６…トランス
１７…子局
１８…灯火
１９…気象監視サーバ
２０…気象データ管理手段
２１…エンジニアリング手段
２２…気象監視手段
２３…通信手段
２４…機器監視手段
２５…バス通信線
２６…風力発電装置
２７…太陽光発電装置
２８…充放電装置
２９…蓄電池
３０…切り換え装置
３１…商用電源
３２…スマートメータ
３３…高圧受電設備
３４…分電盤
３５…コントローラ
３６…容量監視部
３７…電源計画部
３８…発電機
３９…定電圧定周波数装置
４０…電力線
４１…ＵＰＳ電源
４２…運用切り換え部
４３…第１入力端子
４４…第２入力端子
４５…第１出力端子
４６…個別運用切り換え部
４７…第３入力端子
４８…第４入力端子
４９…第２出力端子
５０…信号処理部
５１…モデム部
５２…モデム部
５３…プロセッサ
５４…インタフェース部
５５…波形整形部
５６…増幅部
５７…信号注入部
５８…電源波形取得部
５９…インタフェース部
６０…処理ユニット
６１…電力線ユニット
６２…受信部
６３…ＰＬＤ
６４…プロセッサ
６５…センサインタフェース
６６…断芯制御部
６７…送信制御部
６８…送信回路
６９…信号取得部
７０…電源取得部
７１…航空機検知センサ
７２…気象監視装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】