CN101408755B - 电力系统保护与控制系统以及分布式控制系统 - Google Patents

Abstract

一种电力系统保护与控制系统，包括多个保护控制器及通过通信网络和每个所述保护控制器相连的显示控制器，显示控制器具有程序模块发送装置，用于向所述保护控制器发送程序模块，其中所述程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成，每个保护控制器具有用于接收来自所述显示控制器的或另一个保护控制器的程序模块的程序模块接收装置、执行接收的程序模块的执行装置及用于向所述显示控制器或另一个所述保护控制器传递执行装置的执行结果或在所述保护控制器中存储的所述程序模块的传递装置。

Description

电力系统保护与控制系统以及分布式控制系统

本申请是申请号为97120864.6、申请日为1997年12月3日、发明名称为“电力系统保护与控制系统以及分布式控制系统”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电力系统保护与控制系统，其中和数字保护控制器例如数字继电器结合，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，从而保护和控制电力系统，并涉及一种显示控制器，用于通过通信网络显示和控制数字保护控制器的状态并监视其操作，还涉及一种分布式控制系统。

背景技术

数字保护控制器例如数字继电器已经在电力系统领域内得到广泛应用，并在近些年来，通过使用高速微处理器和大容量存储器等大大增加了其功能。具体地说，为了节省操作和维护所用的人力，可以实现一种远方操作和监视系统，用于通过长距离的广大的传输网络操作和监视数字保护控制器和工作和状态。

在这些系统中，除去关于数字保护控制器的操作和状态的详细信息之外，可以显示从电力系统通过传输系统在远距离输入的电量(被转换为数字数据的电流和电压量)。这些系统的例子在许多文献中披露了，例如(The 1996 National Meeting of The Institute of Electrical Engineers ofJapan，Lectured Theses 1529“Development of Digital Relay RemoteOperation Monitoring System”).

关于为常规的数字保护控制器例如数字继电器的远方操作所用的系统，其中采取这样的形式，即沿着数字保护控制器(以后称为保护控制器)的远方操作菜单，从远方个人计算机通过广大的通信网络输入一个请求。当这请求比收到时，保护控制器按照该请求进行处理，并向发出请求的计算机返回一个响应。远方操作菜单的例子如图40所示。

考虑例如按照设置菜单改变设置，例如在数字继电器中继电器操作的门限值的设置的情况。如图41所示，其步骤如下：首先，在选择分站和设备之后，选择显示控制菜单，并按照远方操作菜单内的通信菜单连接通信；然后，在再次选择设置之后，选择要被改变的设置元件，输入要被改变的数值，并向保护控制器中的EEPROM提交写请求，此后，提交操作开始请求。

在这种情况下，在完成一系列的处理之前，需要维持个人计算机和保护控制器之间的连接。因而，存在的第一个问题是，伴随着通信网络上业务量的增加而使通信延迟，以及由于通信包的丢失而引起的可靠性的降低。

图41表示一个设置元件的改变，但是为了改变多个设置元件，所需的时间会进一步增加。此外，为了使个人计算机相应于上述远方操作菜单产生各种请求，要求操作者对于每个请求都要操作个人计算机。

这意味着，当保护控制器的功能变得复杂和通用时，操作的次数将增加，因而增加操作者的工作负荷。此外当需要使用多个保护控制器执行相同的操作时，因为对不同的控制器要完成相同的操作，所以变得更加复杂，并且将引起第二个问题，即随着工作负荷的增加，由于人为错误而使可靠性降低。

此外，在这种远方操作系统的情况下，多个保护控制器由一个个人计算机操作。在这种情况下，在配置系统时便需要考虑保护控制器结构中的区别(例如由于不同的继电保护方案)。

在这种情况下的配置如图42所示。如图42所示，在个人计算机侧的配置和保护控制器的种类相应。这意味着，随着保护控制器种类的增加，要在个人计算机上提供的相应的软件的容量增加，因而存在第三个问题，即需要修改而使系统的经济性和可靠性降低。

此外，在这种远方操作系统中，因为使用本地网络和广大的传输网络，使得保护控制器可以在其可以和这些通信网络相连的地方容易地进行远方操作。换句话说，远方操作可以通过安装在多个位置的个人计算机以相似的方式进行。

这状态如图43所示。在这种情况下，需要对每个上述的个人计算机提供和每个保护控制器相应的远方操作软件，因而存在第四个问题，即这种系统在经济性方面较差，例如需要花销和维护。

此外，因为在上述的远方操作系统中，可以通过一个个人计算机监视几个保护控制器的操作，便能够比较有关的相同的项目(例如由连接于同一系统的多个保护控制器取的系统的电量)。

在这种情况下，个人计算机和保护控制器相连，以便进行通信，并沿着图40所示的远方操作菜单显示操作项目。如果需要在其它相关的控制器上检查同一项目的状态，则把个人计算机以类似方式连接到相关的控制器上，用于通信并沿着图40所示的操作菜单显示项目。

在这种情况下，如果增加用于控制的保护控制器的数量，则对于每个保护控制器需要进行一些操作例如控制器的选择，为通信而进行的连接和项目的选择，因而使操作变得非常复杂，并且有关的其它保护控制器和项目对于每个保护控制器被独立地显示。然而，因为它们不被作为相关的保护控制器和项目在同一图像中显示，因而存在第五个问题，即相关项的比较对于操作者负担过大。

在这种情况下，考虑对多个控制器的每个相同的相关项统一编制菜单。但是如果需要对每个控制器看不同项，将非常复杂，此外，当控制器增加/修改时，可维护性将成为问题。此外，还存在第六问题，即如果同一保护控制器同时被几个显示控制器访问，则保护控制器的处理负载增加，以便响应访问，因此，使响应延迟。

此外，对于这种远方操作系统，可能要求实现通用的功能。例如电力系统的常规的保护，控制和测量被分成单独的控制器。考虑在同一控制器中统一这些功能。在这种情况下，将存在第齐个问题，即要被包括在保护控制器中的处理增加，因而在经济效率，可靠性和可维护性方面产生过大的负担。

此外，当改变保护控制器的特性时，一般的作法是停止控制器的工作，并改变含有程序的ROM，因而存在第八个问题，即系统的可利用性降低，并且由改变而引起的操作过于复杂，工作量过大。

近年来，数字保护控制器已被广泛地使用于电力系统领域中，并通过使用高速微处理器和大容量存储器等，使得功能大大增加。

的确，有一种用于判断系统故障的数字继电器，故障定位器，故障扩展保护设备等。上述的数字保护控制器目前被广泛地用于电力系统的操作中。

下面以数字继电器为例说明现有技术。图44说明基本数字继电器的结构。数字继电器包括模数转换单元10—1，数字处理器10—2，用于例如断路器等外部设备的输入/输出接口10—3，和总线10—5。此外，单元10—1到10—3通过总线10—5彼此相连。

模数转换单元10—1包括模拟滤波器1—11到1—1n，采样保持电路1—21到1—2n，多路转换器1—3和模数转换器1—4。它取电力系统的作为保护和控制对象的状态量作为n段模拟信息A—1到A—n，并在保持一个规定的采样间隔之后，将其转换为数字量。

在另一方面，数字处理器10—2包括CPU2—1，RAM2—2，ROM2—3，和非易失存储器EEPROM2—4。上述的被转换为数字数据的电量的数据被连续地传递到RAM2—2中，并按照这些数据设置存储在EEPROM2—4中的保护继电器的值，和来自ROM2—3的程序，CPU2—1进行各种保护和控制操作，例如计算继电程序。

其次，输入/输出接口10—3是—种接口，用于通过取外部设备的状态，例如电路断路器上的信息向外部设备输出保护继电器的操作，复位输出，触发指令等。下面说明数字继电器的结构的具体例子。

在数字继电器的情况下，其主要任务是保护电力系统。在触发指令从输入/输出接口10—3向电路断路器输出的时刻，由数字继电器正确保护的结果作为数据(继电器的操作状态，电量，其它相关信息)被存储在RAM2—2中，并一般由操作者读出这些指令进行确认。

在另一方面，近年来为了在操作和维护数字保护继电器例如数字继电器时节省人力，可以实现远方操作监视系统，用于通过广大的传输网络从远方监视数字保护控制器的操作和状态。在这种系统中，除去关于数字保护继电器的操作和状态的详细信息之外，通过电力系统输入的数字电量(被转换为数字数据的电流，电压)也可以通过传输系统在远方位置显示。

这种系统的一个具体例子在文献中披露了，例如，(The 1996National Meeting of The Institute of Electrical Engineers of Japan，LecturedTheses 1529“Development of Digital Relay Remote Operation MonitoringSystem”)。在远方操作监视系统中可使用的菜单项的例子如图40所示。

如图40所示，用于数字继电器的操作监视所需的项在远方位置都是有用的。当应用这远方操作监视系统时，现在可以在远方监视的分站中，在显示控制器例如个人计算机上，显示和检查这种保护控制器例如数字继电器的操作结果。

现在的数字继电器和远方操作监视系统用于监视数字继电器的操作，如果如上所述发生系统故障，则在操作的数字继电器中积累的操作内容(操作的继电元件，电量和其它相关信息)在远方位置被读出并被检查。

至今为止，如果发生系统故障，并且安装在不同位置的一个数字继电器被操作，为了检查该继电器操作是否正常，操作者要走到数字继电器的安装位置，并检查操作的内容。具体地说，当估计继电器的操作不正常时，则需要更详细地检查相应的数字继电器(包括不操作的控制器)的操作内容，因而需要更多的人力。

如果应用上述的远方操作监视系统，因为不再需要走到数字继电器的安装位置去，当继电器操作时用于检查工作的人力减少了。然而，存在例如下述的问题。

首先，这种远方存在监视系统对于每个控制器具有如图40所示的项菜单。当操作者检查控制器的如上所示的操作菜单之中的操作内容时，例如，在“继电器操作”屏幕上检查时，当继电器正在操作时检查继电器的操作，以便判断操作的继电器元件是否正确或操作的继电器元件是不需要的。在“电量”屏幕上，判断当控制器操作时的系统电量的大小和相位，以及操作的有效性和继电器元件的非操作状态。此外，在“相关信息”屏幕上，检查当控制器操作时的输入状态(例如电路断路器)，并检查传输系统的状态，并和继电器的操作相关联。

因而，要通过许多步骤才能检查目标控制器的状态。在这种情况下，来自个人计算机的请求数据和来自数字继电器的响应数据交替地往返，如图45所示，并且个人计算机和数字继电器之间的通信路径必须被维持长的时间，直到一系列的处理完成为止。结果，存在的第一个问题是，由于在通信网络上的业务量的增加和通信延迟以及因而引起的通信包的丢失而使可靠性降低。

此外，当在控制器被操作时进行如上所示的分析工作中，还需要采集和系统故障有关的多个数字继电器的内容并对其进行比较。通过比较，可以知道控制器操作的正常性或异常性。例如，如果在两个并联的传输线之一发生系统故障，则通过检查和比较至少4个保护两端的和各个传输线线路上的控制器的操作内容，可以判断控制器是否正常操作或没有被操作。

然而，在上述的远方操作监视系统的情况下，因为需要和目标控制器建立通信连接并对每个控制器选择相应于菜单项的屏幕，因而其操作非常复杂。此外，虽然有关的其它控制器和项的显示屏幕对于每个控制器独立地显示，但它们不在同一屏幕上作为相关的控制器被显示，因而存在的第二个问题是，当操作者比较相关项时要进行及其烦琐的操作。

在这种情况下，可以考虑对于多个控制器的菜单可以用相关的相同项统一起来。不过，当需要每个控制器的不同项时，反而变得复杂，此外，当控制器增加或修改时，可维护性将成为问题。在大的范围内发生的系统故障越多，故障越复杂，则这些问题越突出。

此外，系统故障类型一般总不相同。例如，当发生故障时，被操作的控制器根据构成电力系统的元件，例如传输线，母线，变压器等以及故障发生的位置而变化。换句话说，当发生系统故障时，操作者必须按照其故障的情况判断应该检查哪一个数字继电器的操作内容，并相应地进行所需的工作。因而，存在的第三个问题是，这使得操作复杂，此外，必须被检查的控制器可能被漏掉，或不需要被检查的继电器被检查了。

此外，存在的第四个问题如下。当发生系统故障时，为了检查控制器的操作的或非操作的有效性，操作者需要从独立于数字继电器安装的电力系统监测装置例如示波器等获得的在系统故障时的电流和电压的波形知道故障的一般情况(例如单线接地故障，双线短路故障等)。操作者还需要根据故障的一般情况，数字继电器的操作的内容，以及系统的状态进行全面的分析和判断。因而，需要操作者作大量的工作，并且根据其能力可能作出错误的判断。

作为数字继电器的特征，它具有自动监测功能。自动监测功能是一种包括在继电器装置内的监视功能从而使得作为数字继电器的责任的系统保护功能得以正常地工作。其详细内容在例如“Practical Reader for DigitalRelay”，p.70-73，Izumi MITANI，Ohm Corporation中说明了。

在这方面，在这篇文献中说明的自动监测大致分为连续监视和自动检查。在连续监视中，监视功能以固定的时间周期进行。自动检查是以预定的时间间隔(例如每周一次)通过启动不规则地工作的输出电路处理等证实其操作，并检查操作方式的故障。

通过这种自动监测功能，可以快速地检查出数字继电器的故障。结果，产生不正确操作例如在电力系统发生故障时出现的操作故障或在非故障时发生不应有的操作的几率降低了。从上述背景看来，由于使用数字继电器，使得自动监测功能的重要性增加了。

在另一方面，近年来，为了在操作和维护数字保护控制器例如数字继电器时节省人力，可以构成远方操作监视系统，用于通过广大的传输网络从远方监视数字保护控制器的操作和状态。在这些系统中，除去数字保护控制器的操作和状态的详细信息之外，通过电力系统输入的数字电量(被转换成数字数据的电流和电压)也可以通过传输系统在远方显示。

这种系统的应该具体例子在文献中说明过。例如(The 1996 NationalMeeting of The Institute of Electrical Engineers of Japan，Lectured Theses1529“Development of Digital Relay Remote Operation MonitoringSystem”)。可在远方操作监视系统中使用的菜单项的例子如图40所示。

如图40所示，用于数字继电器的操作监视所需的菜单项都可在远方位置使用。等这种远方操作监视系统被应用时，现在可以在远方局的显示控制器例如个人计算机上显示和检查在数字继电器中进行的自动监测的结果。

在现在的数字继电器和用于监视数字继电器的操作的远方操作监视系统中，如上所示，在各个数字继电器中进行自动监测，使得其结果可在远方证实。

在另一方面，在操作和维护包括数字继电器在内的数字型保护控制器时，为了方便，一直进行称为巡视的工作。这是一种逐个地证实在分站等位置中安装的数字继电器的状态的工作。例如，根据是否有任何继电器元件处于操作状态，自动检查是否以精确的周期进行，是否有其它故障显示，是否在多个相邻的控制器的状态中有任何不同等等来进行证实。此外，在识别发生故障或有故障征兆的情况下，需要采用还原的操作(例如更换硬件，重装软件，或改变继电器设置值)。

这已经被进行过，以便验证上述的自动监测功能的结果。为对此进行补充，已经进行过巡视，以便发现用自动监测不能发现的故障的方式(例如自动监测功能本身的故障或不能由自动监测功能检测到的局部故障)。

因为巡视这类工作需要操作者到远方无人分站去，并通过判断和记录证实每个数字继电器的显示状态和操作状态，需要进行大量的工作。在上述的远方操作监视系统中，由于操作者不用到远方去，而可以证实数字继电器的显示，所以用这种系统可以代替一部分巡视工作。然而，存在下述的问题。

首先，如图40所示，在现在的远方操作监视系统中，每个控制器有一个菜单项。在进行相应于上述的巡视工作的处理的情况下，例如：在“自动检查”图像中确认自动检查执行次数，判断次数是否正确；在“输入电量”屏幕中，判断所取的系统电量是否是正确值；在“继电器操作”屏幕中，确认每个继电器元件是否不需要操作；并在“异常内容”屏幕中，确认故障是否通过自动监测未被检测到。客观上，控制器的状态用通过许多和此相似的步骤进行确认。在这种情况下，需要在个人计算机和数字继电器之间的通信路径保持一个长的时间，直到一系列的处理完成为止，如图46所示。存在的第一个问题是，通信网络上的业务量的增加和由于通信延迟以及由此引起的通信包的丢失而使可靠性降低。

此外，在上述的巡视工作中，多个继电器进行比较，其优点是，可以相当早地知道控制器的异常情况。例如，在两个数字继电器用于保护传输线以便接收来自同一传输线的电量的情况下，输入到控制器的输入电量是相同的。这两个量不同时，可以判断图44中的模数转换装置发生故障，或判断为这种故障的征兆。

此外，在自动检查周期相同的两个控制器中，自动检查执行次数是相同的，并在同时开始其操作。当这些次数不同时，可以判断在有关自动监测的处理中有异常情况。进行多个控制器状态的比较具有许多优点。

然而，在上述的远方操作监视系统的情况下，因为需要和目标控制器的通信连接并对每个控制器需要项的选择，因而其操作非常复杂。此外，虽然有关的其它控制器的下述屏幕和菜单项对于每个控制器被独立地显示，但它们不能在同一屏幕上作为有关的控制器和菜单项被显示，因而存在第二个问题，即当操作者比较有关的菜单项时，感到非常烦琐。

在这种情况下，可以考虑用有关的相同项统一多个控制器的菜单。然而，当需要看每个控制器的不同项时，反而变得复杂，此外，当控制器增加或修改时可维护性将成为问题。

另外，近些年来，有一种趋向是在数字型保护继电器中存储的功能增多，因而保护继电器趋于复杂。包括用于确定故障部位的诊断功能在内的自动监测功能也随此而增加。因而，第三个问题是经济效率方面，即在保护控制器中自动监测软件的数量变大，所需的存储器变大。

此外，在通过改变控制器的操作(改变输入量，增加继电器元件等)而发生监视功能改变的情况下，或在通过改进常规系统的功能而产生改变的情况下，需要改变用于存储程序的ROM的内容，从而实现监视功能和诊断功能。因此，存在的第四个问题是，控制器被停止使用，因而其可利用性降低。

此外，存在的第五个问题是，在目前情况下，在操作者通过巡视发现控制器的异常状态之后，在确定故障部位和复原的过程中，以及根据历史记录确定下一次检查的时间时，需要大量的时间。

在用于从远方操作和监视例如数字继电器的保护控制器的常规的远方操作监视系统中，保护控制器通过图40所示的菜单操作。通过在这菜单中的“设置”进行的设置工作对于确定灵敏度和保护控制功能的特性是一个重要的工作，并且需要无误地设置保护控制器具有的继电器元件的所有设置值。

近年来，随着保护控制器的高功能性和多功能性，在保护控制器中要被存储的继电器元件的数量具有增加的趋势。随此而来的是，设置元件的数量也一直在增加。然而，设置值的改变与/或确认方法一直是常规的，这种状态如图47所示。图47表示在从远方显示控制器通过远方操作监视系统进行设置的情况下，在显示控制器和数字继电器之间的数据交换。

首先，在按照远方操作菜单内的通信菜单选择分站和设备之后，选择显示控制菜单，并连接通信线路。然后，在进一步选择设置之后，选择要被改变的设置元件，输入要被改变的数值，并向保护控制器中的ROM输入写请求，此后，输入操作开始请求。

以上说明的是关于一个设置元件的改变。在改变多个设置元件的情况下，上述步骤按照元件的数量被重复。此外，在此时，在产生例如控制器中的硬件或继电器等的操作的异常情况的情况下，因为在设置中进行改变是在控制器的不想要的操作之前，所以，它一般被挂起。在这种情况下，需要用图40中的其它菜单项进行确认，这也增加了工作量。

在设置工作通过在数字继电器的前方的设置屏而不使用网络进行的情况下和上述类似。因而设置工作引起工作量增加，和随之而来的人的错误，因而存在的第一个问题是经济效率和可利用性降低。

此外，控制器的设置也通过许多类似的步骤完成。在使用远方操作系统的情况下，如图47所示，来自个人计算机的请求数据和来自数字继电器的响应数据交替地进出。需要在个人计算机和数字继电器之间保持通信路径，直到完成一系列的处理为止。因而将存在第二个问题，即可利用性降低，这是因为通信网络上业务量的增加，以及随之而来的通信延迟和通信包的丢失。

此外，在许多情况下，设置的改变伴随着电力系统的条件的改变。在这种情况下，应该对多个保护控制器进行设置值的类似的改变。然而这将存在第三个问题，即由于对每个控制器需要重复上述的类似的改变步骤，使经济效率和可利用性降低。

此外，在考虑响应电力系统中的改变而改变设置值的情况下，因为如上所述工作量大，所以对后面的时间有一个预定的限制。涉及的系统的范围越大，这延迟也越大。因而，存在的第四个问题是，电力系统的保护和控制不能稳定地进行。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种电力系统保护与控制系统，其中包括通过通信网络相连的多个保护控制器和显示控制器，该系统具有良好的可操作性，经济效率，可维护性和可利用性，而不增加通信网络的负荷，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并对程序模块的移动和系统中的保护控制器当中的协调功能给予注意。

本发明的另一个目的在于，提供一种电力系统保护与控制系统，其中包括通过通信网络相连的多个保护控制器和显示控制器，该系统具有良好的可操作性，经济效率，可维护性和可利用性，其中消除了在常规情况下进行的操作分析工作，而不增加通信网络的负荷，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并对操作分析程序模块的移动给予注意。

本发明的另一个目的在于，提供一种电力系统保护与控制系统，其中包括通过通信网络相连的多个保护控制器和显示控制器，该系统具有良好的可操作性，经济效率，可维护性和可利用性，其中消除了在常规情况下进行的巡视工作，而不增加通信网络的负荷，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并对监视程序模块的移动和系统中的保护控制器当中的协调功能给予注意。

本发明的另一个目的在于，提供一种电力系统保护与控制系统，其中包括通过通信网络相连的多个保护控制器和显示控制器，该系统具有良好的可操作性，经济效率，可维护性和可利用性，其中消除了在常规情况下要进行的设置工作，进一步扩展设置功能的范围，相应于电力系统中的变化，快速地且无名地优化设置值和保护与控制特性，而不增加通信网络的负荷，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并对设置程序模块的移动给予注意。

本发明的一个目的在于提供一种分布式控制系统，包括通过通信网络相连的多个分布式控制器和显示控制器，该系统具有良好的可操作性，经济效率，可维护性和可利用性，而不增加通信网络的负荷，其中利用这样的事实，即分布式控制器和通信网络相连，并对程序模块的移动和系统中的保护控制器当中的协调功能给予注意。

本发明的另一个目的在于，提供一种分布式控制系统，其中包括通过通信网络相连的多个分布式控制器和显示控制器，该系统具有良好的可操作性，经济效率，可维护性和可利用性，其中消除了在常规情况下进行的操作分析工作，而不增加通信网络的负荷，其中利用这样的事实，即分布式控制器和通信网络相连，并对操作分析程序模块的移动给予注意。

本发明的另一个目的在于，提供一种分布式控制系统，其中包括通过通信网络相连的多个分布式控制器和显示控制器，该系统具有良好的可操作性，经济效率，可维护性和可利用性，其中消除了在常规情况下要进行的巡视工作，而不增加通信网络的负荷，其中利用这样的事实，即分布式控制器和通信网络相连，并对监视程序模块的移动和系统中的分布式控制器当中的协调功能给予注意。

本发明的另一个目的在于，提供一种分布式控制系统，其中包括通过通信网络相连的多个分布式控制器和显示控制器，该系统具有良好的可操作性，经济效率，可维护性和可利用性，其中消除了在常规情况下要进行的设置工作，进一步扩展设置功能的范围，相应于电力系统中的变化，快速地且无名地优化设置值和分布式控制特性，而不增加通信网络的负荷，其中利用这样的事实，即分布式控制器和通信网络相连，并对设置程序模块的移动给予注意。

本发明的这些和其它的目的可以通过提供一种监视与控制系统来实现，其中包括多个处理单元，每个处理单元通过输入一个设备的状态量用于监视或控制该设备，以及通过通信网络和每个处理单元相连的显示控制器，用于显示和控制每个处理单元的操作和状态从而进行监视。显示控制器具有程序模块发送单元，用于向每个处理单元通过通信网络发送相应于在显示控制器中的显示控制的内容的程序模块，其中所述程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成。每个处理单元具有程序模块接收单元，用于接收来自显示控制器的或另一个处理单元的程序模块，用于执行接收的程序模块的执行单元，以及传递单元，用于通过通信网络向显示控制器或另一个处理单元传递执行单元的执行结果或在处理单元中存储的程序模块。

按照本发明的一个方面，提供一种电力系统保护与控制系统，包括多个保护控制器，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，每个用于执行电力系统的保护与控制，以及通过通信网络和每个保护控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个保护控制器的操作和状态，从而进行监视。显示控制器具有程序模块发送单元，用于向保护控制器中的一个通过通信网络分别发送相应于在显示控制器中的用于显示控制的内容的程序模块，其中所述程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成。每个保护控制器具有程序模块接收单元，用于通过通信网络接收来自显示控制器的或另一个保护控制器的程序模块，用于执行接收的程序模块的执行单元，以及传递单元，用于通过通信网络向显示控制器或另一个保护控制器传递执行单元的执行结果或在保护控制器中存储的程序模块。

按照本发明的另一个方面，提供一种电力系统保护与控制系统，包括多个保护控制器，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，每个用于执行电力系统的保护与控制，以及通过通信网络和每个保护控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个保护控制器的操作和状态，从而进行监视。显示控制器具有操作分析程序模块发送单元，用于向保护控制器中的一个通过通信网络分别发送用于分析一个保护控制器的操作的操作分析程序模块，其中所述操作分析程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成。每个保护控制器具有操作分析程序模块接收单元，用于通过通信网络接收来自显示控制器的或另一个保护控制器的操作分析程序模块，用于执行接收的操作分析程序模块并用于给出作为操作分析程序模块的知识的执行结果的知识附加单元，以及发送单元，用于通过通信网络向显示控制器或另一个保护控制器发送附加知识之后的操作分析程序模块。显示控制器还具有接收单元，用于接收从一个保护控制器发出的附加知识之后的操作分析程序模块，以及显示单元，用于显示在接收单元中接收的结果。

按照本发明的另一个方面，提供一种电力系统保护与控制系统，包括多个保护控制器，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，每个用于执行电力系统的保护与控制，以及通过通信网络和每个保护控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个保护控制器的操作和状态，从而进行监视。显示控制器具有监视程序模块发送单元，用于向保护控制器中的一个通过通信网络分别发送用于监视一个保护控制器的状态的监视程序模块，其中所述监视程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成。每个保护控制器具有监视程序模块接收单元，用于通过通信网络接收来自显示控制器的或另一个保护控制器的监视程序模块，用于执行接收的监视程序模块并用于给出作为监视程序模块的知识的执行结果的知识附加单元，以及发送单元，用于通过通信网络向显示控制器或另一个保护控制器发送附加知识之后的监视程序模块。显示控制器还具有接收单元，用于接收从一个保护控制器发出的附加知识之后的监视程序模块，以及显示单元，用于显示在接收单元中接收的结果。

按照本发明的另一个方面，提供一种电力系统保护与控制系统，包括多个保护控制器，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，每个用于执行电力系统的保护与控制，以及通过通信网络和每个保护控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个保护控制器的操作和状态，从而进行监视。显示控制器具有设置程序模块发送单元，用于向保护控制器中的一个通过通信网络分别发送用于设置一个保护控制器的状态的设置程序模块，其中所述设置程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成。每个保护控制器具有设置程序模块接收单元，用于通过通信网络接收来自显示控制器的或另一个保护控制器的设置程序模块，用于执行接收的设置程序模块并用于给出作为设置程序模块的知识的执行结果的知识附加单元，以及发送单元，用于通过通信网络向显示控制器或另一个保护控制器发送附加知识之后的设置程序模块。显示控制器还具有接收单元，用于接收从一个保护控制器发出的附加知识之后的设置程序模块，以及显示单元，用于显示在接收单元中接收的结果。

按照本发明的另一个方面，提供一种分布式控制系统，包括多个分布式控制器，通过输入一个设备的状态量并把其转换为数字数据，每个用于控制要被控制的设备，以及通过通信网络和每个分布式控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个分布式控制器的操作和状态，从而进行监视。显示控制器具有程序模块发送单元，用于向分布式控制器中的一个通过通信网络分别发送相应于显示控制器中的用于显示控制的内容的程序模块，其中所述程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成。每个分布式控制器具有程序模块接收单元，用于通过通信网络接收来自显示控制器的或另一个分布式控制器的程序模块，用于执行接收的程序模块的执行单元，以及传递单元，用于通过通信网络向显示控制器或另一个分布式控制器传递执行单元的执行结果或在分布式控制器中存储的程序模块。

按照本发明的另一方面，提供一种分布式控制系统，包括多个分布式控制器，通过输入一个设备的状态量并把其转换为数字数据，每个所述分布式控制器用于控制所述设备，以及通过通信网络和每个分布式控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个所述分布式控制器的操作和状态，从而进行监视；所述显示控制器具有操作分析程序模块发送装置，用于向所述分布式控制器中的一个通过所述通信网络分别发送用于分析一个所述分布式控制器的操作的操作分析程序模块，其中所述操作分析程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成；以及每个所述分布式控制器具有操作分析程序模块接收装置，用于通过所述通信网络接收来自所述显示控制器的或另一个所述分布式控制器的所述操作分析程序模块，用于执行所述接收的操作分析程序模块，并用于给出作为所述操作分析程序模块的知识的执行结果的知识附加装置，以及发送装置，用于通过所述通信网络向所述显示控制器或另一个所述分布式控制器发送附加所述知识之后的所述操作分析程序模块；并且所述显示控制器还具有接收装置，用于接收从一个所述分布式控制器发出的所述附加知识之后的操作分析程序模块，以及显示装置，用于显示在所述接收装置中接收的结果。

按照本发明的另一方面，提供一种分布式控制系统，包括多个分布式控制器，通过输入一个设备的状态量并把其转换为数字数据，每个所述分布式控制器用于控制所述设备，以及通过通信网络和每个分布式控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个所述分布式控制器的操作和状态，从而进行监视；所述显示控制器具有监视程序模块发送装置，用于向所述分布式控制器中的一个通过所述通信网络分别发送用于监视一个所述分布式控制器的状态的监视程序模块，其中所述监视程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成；以及每个所述分布式控制器具有监视程序模块接收装置，用于通过所述通信网络接收来自所述显示控制器的或另一个所述分布式控制器的所述监视程序模块，用于执行所述接收的监视程序模块，并用于给出作为所述监视程序模块的知识的执行结果的知识附加装置，以及发送装置，用于通过所述通信网络向所述显示控制器或另一个所述分布式控制器发送附加所述知识之后的所述监视程序模块；并且所述显示控制器还具有接收装置，用于接收从一个所述分布式控制器发出的附所述加知识之后的监视程序模块，以及显示装置，用于显示在所述接收装置中接收的结果。

按照本发明的另一方面，提供一种分布式控制系统，包括多个分布式控制器，通过输入一个设备的状态量并把其转换为数字数据，每个所述分布式控制器用于控制所述设备，以及通过通信网络和每个分布式控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个所述分布式控制器的操作和状态，从而进行监视；所述显示控制器具有设置程序模块发送装置，用于向所述分布式控制器中的一个通过所述通信网络分别发送用于设置一个所述分布式控制器的设置程序模块，其中所述设置程序模块由数据与处理该数据的步骤说明的组合构成；以及每个所述保护控制器具有设置程序模块接收装置，用于通过所述通信网络接收来自所述显示控制器的或另一个所述分布式控制器的所述设置程序模块，用于执行所述接收的设置程序模块，并用于给出作为所述设置程序模块的知识的执行结果的知识附加装置，以及发送装置，用于通过所述通信网络向所述显示控制器或另一个所述分布式控制器发送附加所述知识之后的所述设置程序模块；并且所述显示控制器还具有接收装置，用于接收从一个所述分布式控制器发出的附所述加知识之后的设置程序模块，以及显示装置，用于显示在所述接收装置中接收的结果。

附图说明

通过参看下面结合附图所作的详细说明可更好地理解本发明，并可更清楚地看出本发明的许多其它的优点，其中：

图1是按照本发明的第一实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图2表示在第一实施例中的屏幕显示菜单和程序模块之间的一致性；

图3说明第一实施例的操作；

图4说明第一实施例的一种具体结构的例子；

图5是表示第一实施例的处理内容的流程图；

图6是按照本发明的第二实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图7说明第二实施例的操作；

图8说明第二实施例的操作；

图9是按照本发明的第三实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图10说明应用第三实施例的电力系统的例子；

图11说明第三实施例的操作；

图12说明第三实施例的操作；

图13是按照本发明的第四实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图14说明第四实施例的操作；

图15是按照本发明的第五实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图16说明第五实施例的操作；

图17是按照本发明的第六实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图18是表示第六实施例的处理内容的流程图；

图19是按照本发明的第七实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图20是表示第七实施例的处理内容的流程图；

图21说明第七实施例的操作；

图22是按照本发明的第八实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图23是表示第八实施例的处理内容的流程图；

图24说明第八实施例的操作；

图25是按照本发明的第九实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图26是按照本发明的第十实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图27是按照本发明的第11实施例的电力系统保护与控制系统的一部分的结构；

图28说明第11实施例的操作；

图29是按照本发明的第12实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图30说明第12实施例的操作；

图31说明第12实施例的操作；

图32是按照本发明的第13实施例的电力系统保护与控制系统的一部分的结构；

图33说明自适应继电器的概念；

图34说明自适应继电器的操作；

图35说明第13实施例的操作；

图36是按照本发明的第14实施例的电力系统保护与控制系统的结构；

图37说明第14实施例的操作；

图38说明第14实施例的操作；

图39说明第14实施例的操作；

图40表示远程控制系统菜单的一个例子；

图41说明常规的电力系统保护与控制系统的操作；

图42说明常规的电力系统保护与控制系统一个例子的结构；

图43说明常规的电力系统保护与控制系统另一个例子的结构；

图44说明常规的数字继电器的一个例子的结构；

图45说明常规的电力系统保护与控制系统的另一个例子的操作；

图46说明常规的电力系统保护与控制系统的另一个例子的操作；以及

图47说明常规的电力系统保护与控制系统的另一个例子的操作。

具体实施方式

现在参照附图说明本发明的实施例，其中相应的部件用相同的标号表示。

图1是按照本发明的第一实施例的电力系统保护与控制系统的结构。在图1中，10是数字保护控制器，用于通过来自要被保护与控制的电力系统1的状态量S1并向电力系统1输出保护与控制的输出C1进行电力系统1的保护与控制，它包括程序模块接收装置11a，执行装置12a，以及执行结果和程序模块返回/传递装置13a。

此外，显示控制器20通过通信网络30远程控制多个保护控制器，其中包括数字保护控制器10和相同结构的另一个数字保护控制器，并且它具有程序模块发送装置21a。

本实施例的操作如下：首先，相应于在显示控制器20上显示的内容的程序模块通过通信网络30由在显示控制器20中的程序模块发送装置21向外发送。例如，相应于图18所示的远程操作菜单的项的程序模块被向外发送，如图2所示。

其中，程序模块包括数据和数据的处理步骤的说明的组合。例如，在上述的设置菜单的情况下，数据是相应于保护控制器的设置值，处理步骤可以说是直到这些设置值被存储在保护控制器的特定存储器中所经历的步骤。

发出的程序模块通过通信网络30在数字保护控制器10内由程序模块接收装置11接收，并由执行装置12执行。在这种情况下，程序模块的发送，接收和执行处理流归纳为如图3所示。

从显示控制器发出的设置程序模块包括要被设置的设置值数据和处理步骤(例如，在哪个存储器中存储设置值，在保护控制器中的哪个处理常驻程序要被请求)。结果，在保护控制器中执行关于设置过程的详细的处理。即在保护控制器中对硬件资源例如RAM，EEPROM(新的)，EEPRROM(旧的)进行处理。

这些处理至此在显示控制器和保护控制器之间进行，如图19所示。在本实施例中，因为包括这些处理的设置程序模块被移动到保护控制器侧并在其中执行，所以和现有技术相比，在通信网络上的业务量被减少了。此外，只需要操作者对显示控制器给予新的设置值。因而，这种操作像向保护控制器发送请求之前那样不需要操作者。

在程序模块被执行装置12a执行之后，这执行结果或程序模块由执行结果和程序模块返回/传递装置(以后称为返回/传递装置)13a处理。例如，在上述设置程序模块的情况下，设置结果是否满意或设置值是否在规定范围之内，是否正确，通过通信网络30被返回显示控制器20中。

此外，还考虑设置工作对于多个保护控制器以相同的内容进行。在这种情况下，设置程序模块使用返回/传递装置13被传递到另一个保护控制器40。在保护控制器40中，提供有和保护控制器10相同的装置41a，42a，和43a，并且设置程序模块被程序模块接收装置41a接收，以上述相同的方式由执行装置42a执行，并通过返回/传递装置43a把执行结果返回显示控制器20或把设置程序模块传递到另一个保护控制器，并进行类似处理。

本发明的一个具体例子如图4所示。数字保护控制器10包括模数转换单元10—1，数字处理单元10—2，和外部设备例如断路器等的输入输出接口10—3，连接通信网络30和这一保护控制器10以及总线10—5的通信接口10—4。此外，所有单元10—1到10—4都通过总线10—5相互连接。

模数转换单元10—1包括模拟滤波器，采样保持电路，多路转换器，模数转换器等，并取被保护与控制的电力系统的状态量(例如电流，电压)作为模拟信息，并在保持一个规定的采样间隔之后，将其转换为数字量。

在另一方面，数字处理单元10—2包括CPU2—1，RAM2—2，ROM2—3和非易失存储器EEPROM2—4。电量数据的数字转换量被按顺序传递到RAM2—2。利用这些数据，在EEPROM2—4存储的保护继电器的设置值，和来自RAM2—2和ROM2—3的程序，CPU2—1进行各种保护和控制操作。

其中本发明和常规的保护控制器的区别在于，一部分程序通过通信网络30被发送到RAM2—2，并作为数字处理单元10—2中的程序被处理。本发明的特点在于，程序模块通过通信网络30被发送到RAM2—2，并被传递到另一个保护控制器的RAM，而在常规的保护控制器侧中，程序被固定地写在ROM2—3中。数字处理器10—2包括执行装置10—2，和一部分接收装置11以及返回/传递装置13。

其次，输入/输出接口10—3是一个拾取外部设备的状态例如断路器上的信息并向外部设备输出保护继电器操作，复位输出，触发指令等的接口。此外，通信接口10—4是本发明的特征之一，并把保护控制器10和以太网LAN相连，如图4所示。程序模块接收装置11的一部分和返回/传递装置13由通信接口10—4实现。

即来自通信网络30的程序模块被在这里接收并被传递到RAM2—2。在数字处理单元10—2中执行的程序模块通过通信接口10—4被送到通信网络30，并被传递到显示控制器20或另一个保护控制器。电力系统保护与控制系统的一个具体例子如上所述。

此外，作为通信网络30的一个例子，它包括通过以太网LAN连接在本地范围内例如分站的保护控制器的网络，连接个人计算机和局内工作站的网络，和在广域内连接两种网络的广域网络，如图4所示。

以太网LAN的结构是一般的，因而在此不再说明。此外，使用了广域网络，交换网络例如电话电路。上述的显示控制器20用如图4所示的个人计算机实现。程序模块发送装置21由个人计算机中的软件和以太网LAN中的接口电路实现。

下面使用图5所示的流程图说明本发明的细节。首先说明个人计算机

(显示控制器20)侧的流程图。上述的远方操作菜单在个人计算机的显示器上显示，在步S1—1a，操作者选择其中的一项。例如，当选择选择设置工作时，在步S1—2a读出设置程序模块。

在步S1—3a，操作者对设置程序模块给出数据，例如，要被改变设置的设备名，要被改变的设置元件名，设置值等。在步S1—4a，这些数据被存储在设置程序模块中，并把设置程序模块发送到通信网络30。程序发送装置21的细节如上所述。

然后，保护控制器10在步S2—1a接收设置程序模块，并存储在RAM2—2中。这操作和程序模块接收装置11a相同。在步S2—2a，这设置程序模块把设置值按顺序写在RAM，EEPROM(新的)，EEPROM(旧的)中，并按上述对其检查。这操作相对于执行装置12a。

至此，设置处理和EEPROM以及RAM之间的数据接收与请求每次都通过通信网络30进行，不过在本发明中都在保护控制器10中完成。然后，在步S2—3a判断执行结果。如果是不良的(例如写入EEPROM和RAM的是不完全的以及规定值未被写入)，则需要再次设置，并把不良的结果和程序模块在步S2—4a返回显示控制器20。

当执行结果满意并且在步S2—5a不需要设置其它控制器时，在步S2—6a完整的结果和程序模块被类似地返回显示控制器20中。此外，如果需要设置其它控制器，则在步S2—7a读出在设置程序模块中说明的其它控制器明，并把设置程序模块和作为目的的设备一道发出。从步S2—3a到S2—7a的操作相当于返回/传递装置13a。

按照上述实施例，因为相应于操作者进行的工作的程序模块本身从显示控制器通过通信网络被发送到保护控制器，从而在保护控制器中执行，所以可由减少通信网络上的业务量并改善可利用性。此外，例如相应于各种请求操作的工作和多个控制器所需的相同的工作不再和以前那样是需要的，所以可由减少操作者的工作量，并提供高度经济可靠的电力系统保护与控制系统。

此外，本发明不限于电力系统，而可以应用于分布式控制系统，其中包括多个分布式控制器，用于提供拾取设备的状态量控制要被控制的设备，以及通过通信网络和这些分布式控制器相连的显示控制器，用于显示和控制，从而监视分布式控制器的操作和状态(或程序存储单元，用于存储能够操作分布式控制器的程序模块)。在这种情况下，在上述的实施例中，保护控制器应当读作分布式控制器。

图6是按照本发明第二实施例的电力系统保护与控制系统的方块图。

在图6中，10是数字保护控制器，用于通过输入来自被保护和控制的电力系统1的状态量S1，并向电力系统1输出保护和控制输出C1，进行电力系统1的保护与控制。它包括操作分析程序模块接收装置11b，知识附加装置12b，和发送装置13b。此外，显示控制器20进行多个控制器的远方操作，其中包括数字保护控制器10和通过通信网络30相连的其它相同结构的控制器40，并具有操作分析程序模块发送装置21b，接收装置22b，和显示装置23b。

其操作是，显示控制器20首先通过通信网络30利用操作分析程序模块发送装置21b发送操作分析程序模块50b。在本实施例中，该模块是一个具有完成和控制器的操作检查相同的功能(操作信息的采集)的程序模块。在该程序模块中，数据及其处理步骤的说明是统一的。

例如，下面的项实现的功能是：

1当控制器处于操作状态时获得继电器操作状态。

2当控制器处于操作状态时获得电量。

3当控制器处于操作状态时获得有关信息(输入状态，传输系统状态)。

用于实现上述功能的数据和步骤如下：

数据：

用于移动多个有关保护控制器的移动路径。

步骤：

1当控制器处于操作状态时获得继电器操作状态。

2当控制器处于操作状态时获得电量。

3当控制器处于操作状态时获得有关信息(输入状态，传输系统状态)。

在上述结构中的并被发出的操作分析程序模块50b通过通信网络30被在数字保护控制器10中的操作分析程序接收装置接收。此后，被放入知识附加装置12b中，在那里执行这程序模块50。具体地说，执行操作分析程序模块50b的处理步骤。

即继电器操作数据，电量数据，和当保护控制器处于操作状态时存储在RA某种的有关的信息数据作为知识被添加在操作分析程序模块50b中。确切地说，它们作为这程序模块50b的一个数据被加入。这样，逐个操作分析程序模块50b被移动到每个保护控制器，并在移动的目的地被执行，并把获得的结果作为知识顺序地添加到操作分析程序模块50b中。

这状态如图7所示。如图7所示，被移动到保护控制器的操作分析程序模块被在保护控制器中存储操作信息的RAM进行处理。只要求操作者在显示控制器上对操作分析程序模块给出移动路径。语音而，请求数据和响应数据不会在通信网络上复杂地来回传输，如图45所示。

被执行的并添加有上述知识的操作分析程序模块被返回显示控制器20或通过发送装置经通信网络30传递到另一个保护控制器侧40。其中，程序模块是要被返回显示控制器20或要被传递到保护控制器40按照移动路径规定的数据确定。这移动路径数据由操作者根据系统执行情况判断，并被送到操作分析程序模块。

其优点在于，当操作分析程序模块被传递到其它保护控制器时，完成所有控制器的操作分析。然后，操作分析程序模块被最后返回，只要求操作者在显示器上对其确认一次。在保护控制器侧40中，具有和保护控制器10类似的装置；即提供有操作分析程序模块接收装置41b，知识附加装置42b，和发送装置43b，并且操作分析程序模块首先被操作分析程序模块接收装置41b接收，以和上述相同的方式在知识添加装置中执行，并被增添知识，其执行结果和程序模块被返回显示控制器20，或通过发送装置43b进一步被传递到其它的保护控制器，并以相同方式进行处理。

如上所述的传递的或返回的操作分析程序模块被接收装置22b和显示控制器20的显示装置23b接收和显示。由每个保护控制器作为操作分析程序模块的知识添加的内容(例如继电器操作，电量等)以表的形式在显示控制器20中显示。

这一状态如图8所示。图8表示由移动到安装在和两个电路传输线并联的电阻接地中性系统的两端的两个横向差动保护继电器的操作分析程序模块在两个电路传输线被系统故障(No.1线路单相接地故障)操作时以容易被操作者理解的形式采集的数据。在常规的系统中，数据的每项由每个控制器在屏幕上显示，因而检查工作是复杂的。其中，在两个控制器(控制器10和40)中被操作的继电器(150G和64的两个继电器元件被操作)，电量(RMS值和相位)以及有关的信息被显示在表中。

图4所示为这种实施例的结果的具体例子。数字保护控制器10包括模数转换单元10—1，数字处理器10—2，和外部设备例如电路断路器等的输入/输出接口10—3，连接通信网络30和该保护控制器10的通信接口10—4，以及总线10—5。

10—1到10—4的所有单元通过总线10—5彼此连接。其中除去通信接口10—4之外的元件和图44所示的现有技术中的元件相同。本发明和常规保护控制器的区别在于，程序模块的部分(在本例中操作分析程序模块)通过通信接口10—4从通信网络30被发送到RAM2—2并作为数字处理器10—2中的程序被处理。

本发明的特征在于，操作分析程序模块通过通信网络30被送到RAM2—2，并被传递到另一个保护控制器的RAM，而在常规的保护控制器中，程序被固定地写在ROM2—3中。数字处理器10—2包括知识添加装置12b，和接收装置11b的部分以及发送装置13b。

此外，通信接口10—4是本发明的特征之一，例如，它连接以太网LAN和保护控制器10，如图4所示。操作分析程序模块接收装置11b和发送装置13b局部地由通信接口10—4完成。

即来自通信网络30的程序模块在这里被接收，并被传递到RAM2—2。在数字处理单元10—2中执行的程序模块通过通信接口10—4发送到通信网络30，并被传递到显示控制器20，或另一个保护控制器。这种电力系统保护与控制系统结构的具体例子如上所述。

此外，作为通信网络30的一个例子，其中包括通过以太网LAN连接本地范围内的例如分站中的保护控制器的网络，连接个人计算机和局内的工作站的网络，以及在广域内连接两个网络的广域网络，如图4所示。

此外，以太网LAN的结构是一般的，因而在此不再说明。

此外，关于广域网络，使用了交换网络例如电话电路。上述的显示控制器20用如图4所示的个人计算机实现。操作分析程序模块发送装置21b由个人计算机中的软件和以太网LAN中的接口电路实现。

按照本实施例，因为至今由保护控制器的操作者完成的操作分析工作(在本实施例中控制器的操作信息的采集)起了如此的变化，使得它可以使用操作分析程序模块代替操作者进行。因而，当系统发生故障时，不需要人到每个分站采集保护控制器的操作信息，这样，便可以大大减少工作量。

此外，系统具有这样的机构，使得结合控制器操作而获得的数据可被添加到操作分析程序模块中。结果，便可以使远方操作者容易地得到所有和系统故障有关的控制器的操作内容的细节，并容易地确认它们。因而增强了系统的可操作性。此外，因为相应于至今由保护控制器的操作者完成的操作分析工作的操作分析程序模块本身被从显示控制器通过通信网络发送到保护控制器，并在保护控制器中执行，所以图45中的通信步骤被消除了。结果，在通信网络上的通信量可被减少，因而也可以提高系统的可利用性。

此外，相应于请求和至今由多个控制器完成的相同的工作的操作已不再需要。只要求操作者向通信网络发送操作分析程序模块。因为操作分析程序模块本身在获得、判断和在每个保护控制器中自动地添加操作信息作为附加知识的同时能够在保护控制器当中移动，不需要详细的指令和操作者的检查。结果，便可以减少操作者的工作负担，并提供具有高的经济效率和可利用性的电力系统保护与控制系统。

图9是表示按照本发明的第三实施例的电力系统保护与控制系统的一部分的方块图。此外，图9表示在数字保护控制器10中的正在接收特定信息的操作分析程序模块50b的状态图。在图9中，示出了从显示控制器20向保护控制器10发送的并在上述实施例中说明的保护控制器当中移动的操作分析程序模块50b的结构。数字保护控制器10具有操作信息输入装置，用于把控制器操作信息送到程序模块50b，和控制器信息输入装置15b，用于给出关于多大范围的电力系统由该数字保护控制器保护和控制的信息。操作分析程序模块50b具有移动路径控制装置51b，它按照这些信息控制操作分析程序模块50b的移动路径，并根据操作信息和在目的地的控制器的控制器信息校正移动路径。

结果，便可以按照保护控制器的操作状态和保护控制器的控制器信息控制操作分析程序模块的最佳移动路径。按照惯例，在数字继电器中，确定要被每个控制器保护的范围并分别地进行保护。在另一方面，当发生系统故障时，每个数字继电器完成要被保护的预定范围的保护。因为操作者具有要被每个控制器保护的范围的信息，如果相同发生故障，操作者到每个分站根据系统故障发生的状态和操作者具有的关于保护范围的信息获得有关数字继电器的操作状态。

例如，在图10中，在用于保护三端并联二电路传输线的端点A，B，C共有6个电流差动保护继电器的控制器1LA，1LB，1LC，2LA，2LB，2LC。如果在这系统的No1线路发生单线接地故障，操作者根据从示波器设备等得知的系统故障方面和每个数字继电器的保护范围(从本端到其它两端的传输线部分)判断控制器1LA，1LB，1LC和该系统故障有关。为了获得操作信息，操作者到提供有控制器的分站，或和每个数字继电器通信，并使用上述的远方操作监视系统分逐个地采集操作信息。

因而。操作者需要作出根据故障的状态和各个继电器的保护范围应当获得关于哪个控制器信息的判断。结果，包括获得各个控制器的信息的工作的工作量大而复杂，此外，也易于产生人工误差。此外，如果在获得各个控制器的信息的同时新的故障频繁发生，则还需要另行判断，还需要操作者作工作。

按照本实施例，通过使继电器元件和各个有关的控制器相关，每个数字继电器具有一个表示其本身的保护范围和与其中含有的继电器元件有关的电力系统的范围的表，如图11所示。这称为控制器信息。

图11所示是一个例子，其中的情况是，在控制器1LA中提供的电流差动保护继电器87S(用于短路)和87G(用于接地故障)被操作时，控制器1LA和表示哪个继电器是有关的表。此外，作为控制器的操作信息，例如，在No1线路接地故障的情况下，控制器1LA具有如图11所示的操作信息，其中控制器操作故障和操作继电器(这种情况下为87G)是相关的。

按照该实施例，当发生系统故障时，操作者只需要向一个根据由示波器设备等获得的故障状态被认为和这故障相关的控制器(本例中为1LA)发送操作分析程序模块(添加有上述的移动路径控制装置51b的第二实施例的功能)。

在被发送操作分析程序模块的控制器1LA，在采集这种继电器操作状态，电量相关信息等之后，如本实施例所示上述的操作信息被取入操作分析程序模块50b中，并通过移动路径控制装置51b和上述的控制器信息相关。因为其中87G正在操作，程序模块移动到和这故障相关的控制器1LB和1LC，从而获得类似的操作内容，并最后返回对操作者显示获得的数据的显示控制器。

这样，不用由操作者和控制器1LB，1LC进行通信和请求信息，操作分析程序模块便自动地确定移动路径，并根据数字继电器保持的信息移动。这状态如图12(A)所示。此外，如果在移动的同时(例如从1LA向1LB移动)发生新的故障，则新发生的故障和操作继电器元件被添加到操作信息中。

因而，当程序模块到达1LB时，根据控制器信息和这一更新的操作信息，它便能够识别有关的控制器是1LC和1LA。在ILB获得操作内容之后，程序模块移动到1LC，1LA和显示控制器，从而获得操作的内容。其中，因为在初始故障时获得了1LA的操作内容，所以只得到第二故障时的操作内容。这样，即使在多个故障连续发生时，所有故障都可以被传递给操作者。这状态如图12(B)所示。

如上所述，按照本实施例，它使得操作分析程序模块具有其自己的移动路径，并通过参考控制器信息和保护控制器保持的操作信息确定移动路径，或对于相继发生的系统故障同时校正移动路径，从而获得控制器的操作的内容。因而，便可以使操作者的工作量减到最小，而不引起人的错误，并提供具有高的经济效率，高的可靠性和高的可操作性的电力系统保护与控制系统。

此外，在保护部分发生的故障在以上的实施例中只被作为控制器信息。但是，操作分析程序模块采集在较广的范围内当控制器信息被设置时发生的故障中的操作信息，从而包括在保护部分之外发生的故障。例如，当具有No1，2线路共同的母线电压的操作电量的欠电压继电器(27)和相应于这一继电器(27)的控制器(以上所示6个控制器)被在以上实施例的操作信息中记录时，欠电压继电器由于No1，2线路的故障而操作，因此，操作分析程序模块能够移动到所有6个控制器并采集它们的操作内容。

这样，即使控制器在复杂的故障时没有正确地操作，也具有这样的优点，使得关于控制器的信息在这一修正中容易地被采集，其效果是相同的。此外，即使控制器信息在数字继电器中没有被保持时，但所有目的控制器的所有控制器信息被集中地保持在显示控制器中，并当其被发出时被送到操作分析程序模块，其效果是相同的。

图13是按照本发明第四实施例的电力系统保护与控制系统的结构的方块图。

在图13中，10和40是数字保护控制器，20是显示控制器，30是通信网络，其结构和以上的实施例相同，因而省略其详细说明。在本实施例中，提供有用于在系统故障发生时预测操作状态的知识的操作状态预测知识库60b。此外，在操作分析程序模块50b中提供有检验装置52b，用于通过比较由操作分析程序模块50b采集的操作信息和来自知识库60b的数据检验保护控制器操作的有效性。

其中，操作状态预测知识库60b由工作站或个人计算机实现，它是一个说明包括在数字继电器中的继电器元件如何按照目的电力系统的各种预测的故障而操作的数据库。它根据目的电力系统的模拟被提前制备。

例如，当图10所示的电力系统是保护控制的对象时，上述知识库60b的内容采取图14(A)的形式，并且数字继电器的继电器元件的预测的操作和故障状态相关。操作者把知识库60b送到操作分析程序模块50b。按照本发明的第二实施例，如果发生系统故障，操作分析程序模块则相继地移动到有关的控制器中，以便采集其操作内容。如果故障是图10所示的No1线路的接地故障，则在操作内容中的继电器操作状态如图14(B)所示。

在本实施例中，在上述知识库60b中的数据通过在操作分析程序模块中的检验装置52b和继电器操作状态比较。例如，在No1线路接地故障的情况下，知识库60b的预测的操作继电器是1LA，87G，1LB，87G，1LC，87G，由操作分析程序模块50b从控制器获得的如图10所示的操作内容是相同的，因而可以确定控制器的操作是有效的。

操作分析程序模块移动到控制器之后返回显示控制器时显示这一结果。结果操作者可以同时知道控制器的操作的内容和控制器操作的有效性。与此相反，如果知识库的内容和控制器操作的内容不一致，例如，如果控制器1LC的继电器87G没有操作，则通过检验装置检验，并向根据看到的显示可以探查控制器1LC的操作者显示。按照常规，这种有效性检验在单个地发现每个数字继电器的操作状态之后进行，并由操作者根据其具有的知识判断，因而当复杂的故障发生时，所进行的操作和工作是复杂的。

按照本实施例，因为来自知识库的信息和操作信息之间的有效性检验在操作分析程序模块在控制器当中移动的同时在其中执行，所以可以快速地有效地检验有效性。此外，因为按照常规由操作者判断的有效性检验现在由操作分析程序模块自动地执行，而操作者只获得其结果，所以操作者的负担可以减到最小。

此外，如果在程序模块在控制器当中移动时发现有效性有问题，则程序模块在采集关于该控制器的自动监视信息之后可以返回显示控制器。这样，操作者便可以快速地得到关于可能故障的控制器的信息。这样便可以提供高的经济效率，高的可靠性和高的可操作性的电力系统保护与控制系统。

此外，在上述实施例中，操作者从知识库中把有关数据送到操作分析程序模块。但是操作分析程序模块可以自动地向知识库移动，并在获得相关数据之后，向数字继电器移动，因而在这种情况下，效果是相同的。此外，在这种情况下，知识库应当和数字继电器一样具有程序接口和程序模块接收与发送装置。

此外，在上述实施例中，知识库和操作信息被限制于继电器处于操作的状态。但是也可以当系统故障发生时，通过附加电量和各种有关的信息来提高有效性确认的精度。在这一改型中的效果也和上述实施例中的相同。

图15是表示按照本发明第五实施例的电力系统保护与控制系统的方块图。在图15中，10和40是数字保护控制器，用于通过来自被保护和控制的电力系统1的状态量S1，S2的输入和对电力系统1的保护与控制输出C1，C2进行电力系统1的保护和控制，此外，显示控制器20是通过通信网络30进行远方操作的数字保护控制器10，40。这些和第二实施例中的相同，因而省略其说明。

系统观察单元70b，80b是分别从被保护和控制的电力系统1拾取并累加电量A1，A2的单元，示波器设备是其中的一个代表。这些单元的详细结构和图4所示的数字继电器的结构相同。

此外，操作分析程序模块50b是一个显示控制器20发送的由保护控制器10，40和系统观察单元70b，80b接收和执行的程序模块。这一程序模块的基本结构和第二实施例的结构相同。在这一实施例中，这一程序模块具有路径控制装置51b，用于控制到系统观察单元70b或80b的路径，这程序模块50b根据当系统故障发生时从保护控制器10，40获得的操作信息和所述路径相关，以及确认装置52b用于通过比较从系统观测单元70b，80b采集的电量，利用上述操作信息确认有效性。

至此，当系统故障发生时，操作者通过在故障时从系统观测单元获得电流和电压波形从而得知故障状态，并检查由系统观测单元获得的电量之间的有效性和保护控制器的操作状态并通过获得这些状态，使故障状态清除。

例如，操作者根据从系统观测单元获得的电流电压的瞬时波形识别故障是否是接地故障或短路故障以及故障的持续时间，并检查每个保护控制器的继电器操作状态是否有效，不需操作的继电器元件是否被操作以及应当被操作的继电器元件是否能正确地操作。

因此，需要操作者从系统观测单元和保护控制器获得数据并进行判断。具体地说，如果故障发生在广域范围内并且是复杂的，则来自许多系统观测单元和保护控制器的数据分析成为必须的，因而可能增加工作负担，并引起人为的错误。

这实施例要解决这样的问题，其操作将说明如下。首先，当系统故障发生时，操作者向因系统故障而动作的保护控制器侧发出这实施例的操作分析程序模块。这方法和第二实施例所示的方法相同。

这发出的操作分析程序模块从每个保护控制器获得操作信息。例如，假定在以上实施例所示的图10的系统中发生故障时，使得获得如图14(B)所示的操作信息。一般地说，系统观测单元被保护控制器的继电器操作启动，并且积累系统故障前后的电量。

因而，程序模块通过获得保护控制器的操作信息能够知道相关的系统观测单元被启动过。通过对路径控制装置提供使操作信息和系统观测单元相关的表，通过参考这表，向相应的系统观测单元移动并采集积累的电量。

此外，保护控制器的操作的有效性通过比较采集的系统电量(电流电压的幅值和电量之间的相位)和保护控制器的操作信息被确认装置确认。例如，在图14(B)中，电流差动继电器(87G)处于操作状态，并且对于这继电器操作的设置值是1000安培，如果在故障时从系统观测单元获得的电流在这设置值以上，则操作被判断为有效。这样，通过在确认装置中借助于使系统电量和响应的继电器操作提供能够确认有效性的规则，可以判断控制器操作的有效性。

当取No1和No2线路的电量和操作分析程序模块的移动路径时，系统观测单元的安装的一个例子如图16所示。如图12所示，操作分析程序模块有效地向保护控制器移动，并且在每端的系统观测单元按顺序采集操作信息和系统电量，确认它们之间的有效性，并最后借助于显示控制器通知操作者。

按照本实施例，因为操作分析程序模块不仅采集保护控制器的操作信息，而且还采集系统观测单元的电量，并能够自动地检测其移动路径。此外，它可以根据采集的信息和向操作者显示的结果确认控制器操作的有效性。因而，因为所需的信息只需要通过只发送一次这种程序模块便可有效地获得，所以可以提供容易操作的经济的并能够减少操作者的工作量的电力系统保护与控制系统。

此外，操作分析程序模块的移动路径被这样设置，使得如上述的实施例那样，使程序模块被移动到在同一端安装的系统观测单元。不过，当特定的继电器元件和控制路径结合时，便可以在宽的范围内集中系统观测单元的电量。例如，在图16所示的系统中，通过这种作为控制器12A的过电流继电器和欠电压继电器的没有方向性的继电器元件的操作，把要移动到系统观测单元KA，KB和KC的操作分析程序模块存储在路径控制装置中。操作分析程序模块在外部系统故障发生时能够自动地采集三端的电量信息，因而在控制器操作分析中是有效的。这一修改的效果和上述实施例相同。

此外，继电器的操作状态被用作在上述实施例中进行有效确认的控制器操作信息。不过，当在保护控制器中获得的电量被进一步使用并和系统观测单元的电量比较时，便可以进行直到模数转换单元和继电器计算的确认。结果，有效性确认的精度被增加，因而这一修改的结果也和上述实施例的相同。

此外。本发明不仅限于电力系统。本发明也可用于分布式控制系统，其中包括多个分布式控制器，用于通过取设备的状态量控制要被控制的设备，和通过通信网络和这些分布式控制器相连的显示控制器，用于显示和控制，从而监视分布式控制器的操作和状态(或程序存储单元，用于存储能够操作分布式控制器的操作分析程序模块)。在这种情况下，在上述的实施例中，保护控制器应当作为分布式控制器读取。

图17是表示按照本发明的第6实施例的电力系统保护与控制系统的结构的方块图。

在图17中，10是数字保护控制器，用于通过输入来自要被保护和控制的电力系统1的状态量S1并向电力系统1输出保护与控制输出C1进行电力系统1的保护与控制。其中包括监视程序模块接收装置11c，知识附加装置12c，和发送装置14c。

此外，显示控制器20通过通信网络30远程操作多个控制器，如数字型保护控制器10和同样结构的控制器40等等。它具有监视程序模块发送装置21c，接收装置22c和显示装置23c。

其操作如下：首先监视程序模块50c由在显示控制器20中的监视程序模块发送装置21c发出。在本实施例中的监视程序模块50c是一种具有完成相应于上述的巡视工作的功能的程序模块，其中包括数据及其处理的描述。

例如，可以实现以下功能：

1获得每个控制器的自动检测执行次数，并判断其是否正常。

2获得输入到每个控制器的电量，并判断其是否正常。

3获得每个控制器的继电器操作状态，并判断其是否正常。

4获得每个控制器的异常内容(自动检测结果)，并判断其是否正常。

实现上述功能的数据和处理如下：

数据：

1自动监测数有效性标准(是否所需的值超过前一次的值，并是否是在同时开始操作的另一个控制器的相同的自动监测数)。

2电量有效性标准(是否在规定的范围内并三相是否平衡)。

3继电器操作状态有效性标准(是否是由功率流操作的继电器元件之外的继电器元件)。

4异常内容有效性标准(是否甚至在其它的控制器中检测到同一故障，即故障因素不足继电器外面)。

处理

1获得自动检测执行次数，并通过和检测次数有效性标准比较判断其是否正常。

2获得输入到每个控制器的电量，并通过和电量有效性标准比较判断其是否正常。

3获得每个控制器的继电器操作状态，并通过和继电器操作状态有效性标准比较判断其是否正常。

4获得每个控制器的异常内容(自动检测结果)，并通过和异常内容有效性标准比较判断其是否正常。

在这方面，数据还包括内指定的移动路径，按照这一移动路径，程序模块移动到几个保护控制器中。按上述指定并发出的监视程序模块50c通过通信网络30被数字型保护控制器10中的监视程序模块接收装置11c接收。此后，它被放入知识附加装置12c中，在那里程序模块50c被执行。具体地说，执行监视程序模块50c的处理步骤。

这一状态如图18的流程图所示。首先，在S1—1c中，在保护控制器中的对象中的状态，即自动检测执行次数，电量，继电器操作状态，和异常内容被得到。在步S1—2c中，得到的结果和上述的每项的有效性标准进行比较，在S1—3c中，由比较的结果进行判断获得的状态是否处于有效性标准中。

例如，对于自动检测执行次数，获得的状态是执行次数80。如果在监视程序模块50c中存储的数据中的前一个执行次数是79，由于在这一次中增加了1，所以判断为检测是正常进行的。(在这方面，有一个前提是监视程序模块50c被发出以便进行这一执行的周期和保护控制器执行自动检测的周期相同)。此外，判断在同时开始其操作的另一个控制器的自动检测执行次数是否相同。

监视程序模块可以以这种方式识别保护控制器进行自动检测和自动监测功能正常。

此外，通过判断上述类似地获得的电量是否处于监视程序模块中存储的规定的范围内，或三相相等，监视程序模块可以识别保护控制器的模数转换装置正常。

此外，如果类似地获得的继电器操作状态和有效性标准一致(例如被判断为正常，即继电器元件由功率流操作等)，则被确定为正常。如果和有效性标准不一致，则监视程序模块可以识别保护控制器不正常。

此外，关于类似地获得的异常性内容，它和在监视程序模块中存储的有效性标准(例如是否另一个控制器不检测同一故障)比较。如果同一故障在另一个控制器中没有发生，则监视程序模块可以识别当前的控制器本身存在异常。

对于4个有效性标准，它们分别在S1—2c中和获得的数据比较，并在S1—3c中判断这些比较结果。如果发现所有的项都处于有效性标准中，则这一监视程序模块的执行结果是好的并在S1—4c作为这一监视程序模块的知识被附加。一般地说，它作为上述数据的一种被附加。此外，如果即使一项被发现处于有效性标准之外，便在S1—5c中作为这一监视程序模块的知识被附加，表明这一监视程序模块的执行结果有缺陷。

最后，自动监测执行次数，电量，继电器操作状态，和在S1—1c中获得的异常性内容在S1—8c中作为这一监视程序模块的知识被附加。一般地说，它们作为监视程序模块的数据被附加。监视程序模块按照上述的步骤被执行，获得其执行结果，将知识附加于监视程序模块中。

在这种附加分知识中，自动检测执行次数，异常性内容等，在这一监视程序模块被转移到另一控制器时也被用作有效性标准数据。用这种方式，这一监视程序模块被转移到每个控制器中，在转移的目的地被执行，并得到随后附加知识的结果。

如上所述的执行的执行结果(监视结果是否正常的结果)和附加有知识的程序模块被返回显示控制器20或通过通信网络被转移到另一保护控制器40中。此时，至于是返回显示控制器20还是被转移到保护控制器40，可以按照操作者对监视程序模块发出的指令选择。即如果在显示控制器中每当每个保护控制器的监视结束时发现返回，操作者便能更快地知道监视结果。

在另一方面，在被转移到另一控制器并且在所有监视对象中的控制器的监视程序模块的执行结束之后，如果最后被返回显示控制器，则有利的是操作者只利用一次显示确认便足够了。即使在保护控制器40中，也提供有和上述保护控制器10类似的装置，即监视程序模块接收装置41c，知识附加装置42c，和发送装置43c。首先，监视程序模块被监视程序模块接收装置41c接收，并同样被执行，并如上所述把知识附加在知识附加装置42c中，并通过发送装置43c把执行结果和程序模块返回显示控制器20中，或被进一步转移到另一个保护控制器，然后执行和上述相同的处理。

于是，通过操作者的指定，可以每次只返回执行结果，并把监视程序模块转移到另一个保护控制器中。监视结果和以这种方式在保护控制器之间转移并返回的监视程序模块被接收装置22c和显示控制器20的显示装置23c接收和显示。在显示时，在显示控制器20中显示一个表，其中包括每个保护控制器的监视结果和由每个保护控制器作为监视程序模块的知识附加的内容(例如自动检测执行次数，电量等)。

这一实施例的一个具体结构的例子示于图4。数字保护控制器10包括模数转换单元10—1，数字处理单元10—2，和外部设备例如断路器等的输入输出接口10—3，连接通信网络30和这一保护控制器10的通信接口10—4以及总线10—5。

10—1到10—4的所有单元通过总线10—5彼此相连。其中，除去通信接口10—4的之外的元件和图44表示的现有技术中的相同。本发明和现有的保护控制器的区别在于，程序模块部分(在本例中为监视程序模块)通过通信接口10—4被从通信网络30发送到RAM2—2，并作为数字处理器10—2中的程序被处理。

本发明的特点在于，监视程序模块通过通信网络30发送到RAM2—2，并被转移到另一个保护控制器的RAM，而在常规的保护控制器中，程序被固定地写在ROM2—3中。数字处理器10—2包括知识附加装置12c，和接收装置11c与发送装置13c的部分。

此外，通信接口10—4是本发明的特征之一，例如，它把保护控制器10和以太网LAN相连，如图4所示。监视程序模块接收装置11c和发送装置13c的一部分由通信接口10—4实现。

按照这一实施例，一般由保护控制器的操作者进行的巡视工作由监视程序模块进行。因而，变为由操作者到每个分站巡视每个保护控制器，从而可以减少工作量。此外，因为它被这样构成，使得监视结果和获得的数据被按顺序地附加在监视程序模块中，远程操作者通过容易地获得监视内容的细节便可以确认。因而，可以改善可操作性。

此外，在本实施例中，相应于在常规情况下由操作者进行的对保护控制器的巡视工作的程序模块本身通过通信网络被从显示控制器发送到保护控制器，并在保护控制器中执行。如图46所示的通信步骤被省略了，可以减少在通信网络上的业务量，从而改善可利用性。

此外，按照本实施例，相应于在常规情况下的每个指令的操作和对多个保护控制器进行的同样的操作已不再需要，操作者只向通信网络发送监视程序模块。监视程序模块本身自动地获得每个保护控制器的状态，判断获得的结果，并把其作为知识附加上，然后在保护控制器之间传递。因而，不需要操作者逐个地发送指令并进行确认，因而可以减少操作者的工作量。从而提供高的经济效率和可利用性的电力系统保护与控制系统。

此外，和设置在常规的保护控制器中的自动监视功能相比，本实施例中的监视程序模块成为用于比较多个保护控制器的状态的样板。因而，和常规的自动监视功能相比，按照本实施例可以实现具有高精度和宽范围的监视。

图19是按照本发明的第7实施例的电力系统保护与控制系统的部分结构的方块图。图19表示从显示控制器20向保护控制器发送的并在保护控制器之间传递的监视程序模块50c的结构。如图9所示，其特征在于，它具有移动路径控制装置51c和异常检测装置52c。这样，便可以按照保护控制器的状态进行监视程序模块的最合适的移动路径控制。

使用图20说明具体的操作。在图20中，因为步骤S1—1c到步S1—6c是已经在第7实施例中表明的知识附加装置，所以省略其说明。其中，步S1—2c和S1—3c相应于本实施例的异常检测装置52c。在S1—1c和S1—3c中判断在S1—1c获得的数据是否处于有效性标准之内，并且在被检测的控制器被判断为正常的情况下，通过步S2—1c把移动路径设置到下一个控制器。

按照设置的移动路径，监视程序模块由在第6实施例中所示的发送装置13c被发送到下一个保护控制器。在步S1—3c判断为异常的情况下，便通过S2—2c在显示控制器中设置移动路径。这样通过发送装置13c使监视程序模块返回显示控制器20中，上述移动路径的控制在监视程序模块中实现。

在移动路径以这种方式被控制的情况下监视程序模块的转移状态如图21(a)所示。在图21(a)中，从显示控制器20发送的监视程序模块沿着图中的虚线转移。其中在保护控制器A是正常的情况下它被转移到下一个保护控制器B。在由上述步骤S1—2c和S1—3c检测到保护控制器异常的情况下，则由S2—2c选择路径(“a”)，监视程序模块被返回显示控制器20。在保护控制器是正常的情况下，由S2—1c选择路径(“b”)，监视程序模块被转移到下一个保护控制器C。

按照本实施例，它被如此设计使得通过在监视程序模块中提供控制移动路径的装置，从而通过保护控制器的状态可以改变移动路径。这样，在控制器发生异常的情况下，监视程序模块便立即返回显示控制器。因而，便可以使操作者利用这些内容很快地恢复控制器，因而可以改善保护控制器的可利用性。

作为第7实施例的改型，当保护控制器异常时，在获得相关的保护控制器的状态之后，监视程序模块控制移动路径，使得返回显示控制器20。这一状态如图21(b)所示。如图21(b)所示，在保护控制器A异常并保护控制器B异常的情况下，移动路径被转移到和保护控制器B有关的保护控制器D。在获得保护控制器D的状态之后，监视程序模块返回显示控制器20。

假定保护控制器B和D和同一传输线相连。在这种情况下，当电量不包括在保护控制器B的标准值中时，相关的保护控制器D也获得电量。这样，在保护控制器B，D的电量中存在类似的异常的情况下，异常性发生在传输线本身的可能性便较高。在这种情况下，由于操作者获得了这种信息，便可以快速地确定故障部分。此外，不需要不必要地停止保护控制器，因而可以改善可利用性。

通过按这种方式自动地改变移动路径到相关的控制器，操作者便可以快速地得到所需的信息。在这方面这功能可通过把图20的步S2—2c改变为“把移动路径设置到相关的控制器”来实现。其中哪一个控制器是相关的控制器可通过在从显示控制器发送监视程序模块时对数据加上相关控制器名进行辨认。

按照上述实施例，因为可以通过保护控制器的状态控制移动路径，所以可以快速地知道监视结果和详细信息，加快控制器的恢复，从而改善可利用性。此外，通过把相关控制器的数据加到监视程序模块中并通过和这些数据一道根据保护控制器的状态进行移动路径控制，可以高效率地采集相关控制器的状态。此外，可以快速地确定故障部位，因而可以改善可利用性。

图22是按照本发明的第8实施例的电力系统保护与控制系统的结构方块图。在图22中，10和40是数字型保护控制器，20是显示控制器，30是通信网络。这些和上述实施例的结构类似，因而省略其详细说明。在本实施例中，在显示控制器20中提供有特定目的指示装置24c。这样，在显示控制器20中对在多个保护控制器之间转移的特定目的数据采集程序模块50c给予特定目的。

被给予特定目的的特定目的数据采集程序模块50c具有数据采集装置54c，用于按照特定目的进行数据采集，和比较装置53c，用于比较对多个保护控制器的数据的同一项进行的统计处理。

在上述第6和第7实施例中，其结构使得相应于进行巡视的常规工作的所有项都被包括在在保护控制器之间转移的监视程序模块中。在这种情况下，当在每个控制器中有许多项应该执行并且要被巡视的保护控制器的数量很多时，将需要较多的时间才能使监视程序模块返回显示控制器。

按照保护控制器操作的方式，有许多情况只需要监视一些特定项。因此，本实施例旨在通过按照上述的构型，使操作者快速地获得其想要获得的多个保护控制器的状态。例如，在每个保护控制器和从电力系统取的电量相当并且希望知道每个控制器的模数转换单元的故障状态的情况下，则通过显示控制器给予特定目的数据采集程序模块“电量数据采集”的特定目的。

被给予特定目的的程序模块被转移到保护控制器10，并采集通过从模数转换单元输出的电量的模拟转换获得数字数据。

类似地，每个保护控制器的电量数据被采集。在采集之后，通过安装在这一程序模块50c中的比较装置53c，相同项的电量彼此对于均方根值和相位进行比较，并进行例如其间的差值，方差，平均值计算等的静态处理。这结果在显示控制器20上显示。

上述的操作如图23的流程所示。图23是表示由特定目的数据采集程序模块采集电量的情况下的流程。首先，在S3—1c确定是否所有要被巡视的控制器都被巡视过，在没有结束的情况下，在S3—2c监视程序模块本身转移到下一个控制器。在S3—3c采集被转移的控制器的电量数据。此后，返回S3—1c。重复这些步骤直到和所有被监视的控制器有关的数据采集完成为止。

当被监视的所有控制器的巡视结束时，在S3—4c进行采集数据的比较统计处理，并在S3—5c通过把程序模块转移到显示控制器而结束。在显示控制器20中，显示上述的比较统计处理的结果。作为一个例子，在图24中分别示出了保护控制器电流的均方根值和相位及其平均值和由平均值利用统计处理而得到的方差值。

通过和按照上述从每个控制器采集的数据一道显示利用比较统计处理而得到的结果，可以较高的精度知道模数转换单元等的劣化情况。在上述实施例中，以电量为例进行说明，但本发明可适用于诸如其它数据的各种内容，例如，自动检测执行次数，继电器操作状态，被保护与控制的传输系统的状态等。

按照本实施例，因为对程序模块给予了特定目的，并使程序模块在相关的保护控制器之间转移，而进行比较统计处理，所以可以使操作者快速地获得其想要获得的信息。结果，可以实现高的可操作性和高的经济效率的保护控制器。

在上述实施例中，在程序模块内提供有比较统计装置，以便在保护控制器当中转移。但是，即使它被提供在显示控制器内，使得从结束数据采集的程序模块中获得采集的数据，其效果是相同的。此外，在上述实施例中，其结构使得对特定目的数据采集程序模块给予特定目的。但是，即使在显示控制器中安装有产生装置，用于根据特定目的每次产生程序模块本身，其效果是相同的。

图25是表示按照本发明的第9实施例的电力系统保护与控制系统的结构的方块图。在图25中，10是数字保护控制器，用于通过输入来自要被保护和控制的电力系统1的状态量S1并向电力系统1输出保护与控制输出C1进行电力系统1的保护与控制。其中包括监视程序模块接收装置11c，知识附加装置12c，发送装置13c，诊断程序模块接收装置14c，和执行装置15c。

此外，显示控制器20通过通信网络30远程操作数字型保护控制器10。它具有监视程序模块发送装置21c，和诊断程序模块发送装置25c。监视程序模块50c和诊断程序模块60c是从显示控制器发出的由保护控制器接收的并在其中执行的程序模块。

其中，监视程序模块接收装置11c，知识附加装置12c，发送装置13c，监视程序模块发送装置21c，和监视程序模块50c已在第6实施例中进行了说明，因此省略其详细解释。本实施例的特征在于其处理诊断程序模块的结构，其操作解释如下。

如第6实施例所述，在通过监视程序模块判断保护控制器10发生异常或有发生异常的征兆的情况下，便把该情况从监视程序模块通知显示控制器20中的诊断程序模块发送装置25c。当诊断程序模块发送装置25c被通知时，诊断程序模块60c通过通信网络30被转移到保护控制器10。在保护控制器10中，这诊断程序模块60c被诊断程序模块接收装置14c接收，并由执行装置15c执行。

在上述的监视程序模块中，每个控制器的状态被检测，因而可以判断异常的存在，但是不能确定异常出现的部位。例如，在电量不是正确值的情况下，可能认为是模数转换单元的故障。但是不能确定在模数转换单元中的A/D转换器，多路转换器，采样保持电路，和滤波器中的哪一部分存在故障。

含有诊断规则的保护控制器以前作为一种诊断技术已经披露了(见日本专利申请No Hei-6—336280)。利用这种技术，例如，如果所有的电量都异常，则可以认为是作为公共部分的A/D转换器或多路转换器的故障。包括这种诊断规则的程序模块是诊断程序模块，它通过在发生故障时从监视程序模块获得各种信息进行诊断并确定故障部分。并将其结果通知操作者。这样，便可以使操作者快速地更换故障部分。

一般地说，这种诊断功能以ROM的形式被包含在每个控制器中。不过，由于保护控制器的复杂性和多功能，使得诊断功能趋于复杂，从而导致所需的存储器的增加。此外，在诊断规则进一步通过反映各种诊断结果而制成多功能的情况下，因为诊断功能一般被存储在ROM中，所以需要停止控制器并替换ROM。结果，带来控制器的可利用性问题。

按照本实施例，诊断功能只从显示控制器转移到通过监视程序模块识别为其中存在异常的控制器，并被执行，而不把诊断功能总是驻留在每个保护控制器中。因而，不再需要过多的硬件资源设备例如每个保护控制器的存储器等，因而可以提供高的经济效率的保护控制器。

此外，在改变诊断规则或实现其多功能的情况下，因为通过向保护控制器的RAM发送诊断程序模块执行诊断，所以需要停止控制器，结果可以提供高的可利用性的保护控制器。此外，关于诊断程序模块，和监视程序模块类似，也可以将其发送到几个控制器。可以应用关于多个控制器的诊断规则(例如当多个控制器检测到在电量中的异常时，经诊断时所有的控制器发出声音信号，并且在电力系统侧存在故障因素)，结果，可以实现高精度的诊断和快速地确定故障部位。

图26是表示按照本发明的第10实施例的电力系统保护与控制系统的结构的方块图。在图26中，10是数字保护控制器，用于通过输入来自要被保护和控制的电力系统1的状态量S1进行电力系统1的保护与控制。在本实施例中，其特征在于，在图25中增加了恢复程序模块接收装置16c和执行装置17c。程序存储单元70c通过通信网络30向数字型保护控制器10提供恢复程序模块80c，并具有恢复程序模块发送装置71c。在这方面，程序存储单元70c通过工作站或个人计算机实现。

其操作过程是，在图25所示的结构中，首先在通过监视程序模块判断发生控制器异常或有异常征兆的情况下，通过诊断程序模块进行诊断，确定故障部位。接着，和故障部位相应的恢复程序模块80c从程序存储装置中被发出，以便继续操作而不停止该控制器。通过在保护控制器侧接收和执行该程序模块，该保护控制器将在恢复之后正常工作。

例如，通过图25中的诊断程序模块确定故障部位只是在模数转换单元中的一个特定的滤波器。在这种情况下，操作者通过发出恢复程序模块80c从而不使用该特定滤波器，即不使用来自这一故障滤波器的电量而实现保护和控制处理，继续其关于保护控制器的操作。

具体地说，假定有两个输入不同精度的相同的系统电量的滤波器，并且它们分别作为不同继电器元件的输入。在高精度侧滤波器故障的情况下，利用这一滤波器的继电器元件的程序被改变，使得使用在该继电器元件中发声的低精度的另一个滤波器。为此，发出由于恢复的进行继电器操作的程序模块。此外，对于不同的例子，在由保护控制器的硬件实现的时钟成为故障的情况下，则发出通过软件实现时钟功能的程序模块进行恢复。

按照本实施例，因为如此设计，使得从程序存储装置发出相应于由诊断程序模块确定的故障部位的恢复程序模块，而不在故障部位进行硬件替换，便可以继续保护控制器的操作。结果，不会降低控制器的可利用性，节省为恢复该控制器而进行的劳动，从而提供高的经济效率的电力系统保护与控制系统。

图27是按照本发明第11实施例的电力系统保护与控制系统的部分结构的方块图。在图27中，10是和图17所示的相同结构的数字型保护控制器，并通过通信网络30发送监视程序模块50c。本实施例的特征在于，在监视程序模块中提供控制装置55c，用于输入保护控制器的工作结果和操作结果的历史，并控制监视程序模块本身的转移周期，滞留时间，处理内容和移动路径。图27表示工作结果和操作结果被输入到数字型保护控制器10中的监视程序模块50c中的情况。

一般地说，在许多情况下，保护控制器的巡视，定期检查等由控制器的工作时间和操作结果确定。即对于在控制器开始操作之后尚未经过规定时间的控制器，进行检查工作，因为在控制器硬件中的初始故障是可以预见的。此外，当电力系统故障发生并保护控制器中的保护功能工作正常时，则认为在这个保护控制器中具有操作结果。在这种情况下，因为不担心不能动作，并且保护功能也正确，所以存在上述检查被省略的情况或省略一部分巡视项目。

此外，在控制器中发生异常等并认为在控制器操作中也有问题的情况下，则存在通过缩短定期巡视的周期进行巡视工作的情况。如上所述，通过控制器的工作状态和操作结果，操作者一般每次判断为进行巡视等。在这种情况下，如果被巡视的控制器的数量很多，操作者则每次进行这些判断并进行检查工作，这使得极其复杂，并且可靠性也降低了。

为了解决这些问题，本实施例被构成，使得对监视程序模块给予工作状态和操作结果的滞后，并在其中够作转移和执行之用。具体地说，监视程序模块在控制装置55c中具有如图28所示的控制表，并参考这个表确定转移周期，处理内容，滞留时间和移动路径。

如图28所示，在工作结果是少的情况下，用于转移和监视监视程序模块的周期被缩短，使滞留时间延长，以便足够检查，并被重复地监视。此外，对于具有操作结果的控制器，电量的详细监视以及继电器操作状态的确认等被省略。对于其中已经发生异常的控制器，因为有再次发生异常的可能，所以监视程序模块每次监视都被返回显示控制器，从而使操作者确认细节。

在本实施例中，关于工作时间和操作结果，每个保护控制器具有的值被给予监视程序模块。但是，在所有保护控制器的值被集中在显示控制器中的情况下，这些值可以通过显示控制器给予监视程序模块。

如上所述，按照本实施例，通过使用保护控制器的工作结果和操作结果，便可以采用和这些结果相应的监视方式。结果，在存在通用控制器并且其滞后也不同的情况下，可以作为一个整体实现最合适的监视方式。即不用增加通信负担便可以提供为每个控制器所需的时间和内容，并且可以提供极好的可利用性，经济效率和响应特性的电力系统保护与控制系统。

此外，本发明不仅限于电力系统，而是还可用于分布式控制系统，其中包括多个分布式控制器，包括多个分布式控制器，通过取一个设备的状态量控制要被控制的设备，以及通过通信网络和这些分布式控制器相连的显示控制器，用于显示和控制，以便监视每个分布式控制器的操作和状态(或程序存储单元，用于存储能够操作分布式控制器的监视程序模块)。在这种情况下，在上述实施例中，保护控制器应当读作分布式控制器。

图29是表示按照本发明的第12实施例的电力系统保护与控制系统的结构的方块图。在图29中，10是数字保护控制器，用于通过输入来自要被保护和控制的电力系统1的状态量S1并向电力系统1输出保护与控制输出C1进行电力系统1的保护与控制。其中包括设置程序模块接收装置11d，知识附加装置12d，发送装置13d.。

此外，显示控制器20通过通信网络30进行多个控制器例如数字保护控制器10相同结构的其它控制器40等的远程操作。它具有设置程序模块发送装置21d，接收装置22d和显示装置23d。

其操作过程是，首先设置程序模块50d通过通信网络30由显示控制器中的设置程序模块发送装置21d发出。在本实施例中的设置程序模块50d是一个具有完成上述的设置处理功能的程序模块，其中包括数据和用于对数据进行处理的步骤的说明。

在设置程序模块中，数据是相应于每个保护系统的设置值，步骤可以是用于存储这些设置值到保护控制器的规定的存储器的步骤。在这方面，为了在几个保护控制器之间移动，设置程序模块的移动路径也包括在数据中。

发出的设置程序模块通过通信网络30被在数字保护控制器中的程序模块接收装置11d接收，并由知识附加装置执行，其执行结果被作为知识附加在其中。当综合这种情况下的程序发送，接收，知识附加和这些处理的流程时，流程如图30所示。

因为如图所示从显示控制器发出的设置程序模块包括要被设置的设置值数据及其步骤(例如设置值被存储在哪个存储器中，要求在保护控制器中进行什么处理等)，进行关于在保护控制器中的设置处理的详细处理。

换句话说，处理针对保护控制器中的每个硬件资源进行，例如RAM，EEPROM(新的)，EEPROM(旧的)等。如图30所示，因为在保护控制器中传递的设置程序模块进行各种硬件资源例如RAM等和保护控制器中其它程序之间的处理，所以操作者给出显示控制器上的设置程序模块的移动路径便足够了。因此，请求数据和响应数据不互相以复杂的方式在通信网络上交叉，如图47所示。

一般地说，如图47所示的这种通信在显示控制器和保护控制器之间进行。在本实施例中，因为包括这些处理的设置程序模块被转移到保护控制器侧并被执行，所以和常规系统相比，通信网络的负荷被减小了。此外，操作者只给予显示控制器新的设置值便足够了，并且不再需要常规情况下的向保护控制器发出每个请求的操作。

作为知识，包括设置是否被正常完成，新的设置值是什么？在设置没有完成的情况下有缺陷的设置元件以及设置值是什么？并且是否有其它的异常情况或继电器操作要被处理？这些知识被加到设置程序模块50d。在这方面，通过作为知识附加控制器的异常情况和继电器的操作状态，便可以间接地知道控制器被操作处的状态例如系统状态等和设置值之间的关系是否正确。

具体地说，上述知识作为一种数据被加到设置程序模块中。使得这个设置程序模块被移动到不过保护控制器，在移动到的目的地被执行，获得结果，并进一步如上所述附加随后的知识。

如上所述被执行的和附加有知识的设置程序模块借助于发送装置13d经通信网络返回显示控制器20或被转移到其它保护控制器40中。其中，是返回到显示控制器20还是转移到其它保护控制器40由规定上述移动路径的数据确定。这一移动路径的数据由决定需要进行设置的控制器的操作者给予设置程序模块。

设置程序模块在被转移到其它控制器之后，并在所有作为设置对象的控制器中设置程序模块执行之后，如果它最后返回显示控制器，则具有的优点是操作者只对显示的内容确认一次便足够了。其中保护控制器40具有和保护控制器10中类似的装置设置程序模块接收装置41d，知识附加装置42d，以及发送装置43d。在保护控制器40中，首先由设置程序模块接收装置41d接收设置程序模块，如上所述被执行并进行知识附加，并把其执行结果和设置程序模块返回显示控制器20，或通过发送装置43d比进一步转移到其它的保护控制器。然后执行和上述相同的处理。

在保护控制器之间转移的并如上所述返回的设置程序模块被显示控制器20的接收装置22d和显示装置23d接收和显示。关于显示，由保护控制器作为知识附加的内容作为一个表被显示(例如设置正常完成，发送异常，继电器操作等)。

这状态如图31所示。图31以能理解的方式向操作者显示设置程序模块获得并传递给两个横向差动保护继电器单元的数据，所述横向差动保护继电器单元用于在电阻接地系统并联2路传输线的两端提供的并联线路。在常规的系统中，因为对每个控制器和每个项进行图像显示，所以确认工作是复杂的。

在图4中示出了本发明的实施例的具体结构。数字保护控制器10包括模数转换单元10—1，数字处理单元10—2，和连接外部设备例如断路器等的输入输出接口10—3，连接通信网络30和这一保护控制器10以及总线10—5的通信接口10—4，以及总线10—5。

在这方面，单元10—1到10—4通过总线10—5互联。其中，除去10—4之外的元件和现有技术所述的图44中的元件相同。但是在本实施例中的数字处理单元10—2和常规的保护控制器的不同，其中程序部分(在本实施例中是设置程序模块)通过通信接口10—4从通信网络30向RAM2—2发出，并在数字处理单元10—2中作为程序被处理。

一般地说，程序被固定地写在ROM2—3中。但是本发明的该实施例的特征在于，设置程序模块50d从通信网络30向RAM2—2发出，然后被转移到其它控制器的RAM。这数字处理单元10—2构成知识附加装置12d和接收装置11d和发送装置13d的一部分。

此外，通信接口10—4是本发明的本实施例的特征之一，并且如本图所示，它实现以太网LAN和保护控制器之间的连接。设置程序模块接收装置11d和发送装置13的一部分由这一通信接口10—4实现。

换句话说，来自通信网络30的设置程序模块在通信网络10—4中被接收，并被转移到上述的RAM2—2中。此外，在数字处理单元10—2中执行的设置程序模块通过通信接口10—4被发送到通信网络30，然后被转移到显示控制器20或其它保护控制器。以上是本发明的第12实施例的电力系统保护与控制系统的具体结构。

此外，作为通信网络30的一个例子，它包括通过以太网LAN连接在本地范围内例如分站的保护控制器的网络，连接个人计算机和有关的分站中的工作站的网络，和在广域内连接两种网络的网络，如图4所示。

在这方面，以太网的结构是常规的，并省略其说明。此外，作为广域网络，使用交换网络例如电话电路等。

显示控制器20在本图中由个人计算机实现。设置程序模块发送装置21d由在个人计算机中的软件和以太网之间的接口电路实现。

按照本实施例，因为按照常规由操作者进行的设置工作可以由设置程序模块实现。所以不需要操作者到每个分站去进行设置工作，从而可以大大节省劳动力。此外，因为关于设置工作的各种结果数据可以按照顺序附加于设置程序模块中，所以可以实现远程操作并可以容易地确认设置结果的细节。结果，可以改善可操作性。

此外，相应于在常规情况下由保护控制器的操作者进行的设置工作的设置程序模块本身从显示控制器通过通信网络向保护控制器发送。结果，图47所示的通信步骤可被忽略，从而减少通信网络上的业务量。因而，可以改善可利用性。

此外，在常规情况下，相应于每个请求的操作以及针对多个控制器进行相同操作的工作是必不可少的。但是，在本实施例中，这些工作成为不需要的。操作者只向通信网络发送设置程序模块。设置程序模块本身自动地在每个保护控制器中进行设置处理，采集处理结果和相关数据，并通过把其作为知识附加而在保护控制器之间移动。结果不需要由操作者逐一地指定和确认，因而可以减轻操作者的工作负荷。相应地，可以提供高的经济效率和可利用性的电力系统保护与控制系统。

此外，每个保护控制器的设置结果可以反映在设置程序模块中。控制器的新设置值不正确之处的状态可以很快被得知(例如继电器不必要地动作，或在控制器中发生异常情况)。结果，便可以使设置程序模块通过自身控制移动路径，并把结果通知操作者，从而避免对多个保护控制器给予不正确的设置值。用这种方式，即使移动路径由设置结果控制，其效果和上述实施例的相同。

图32是按照本发明的第13实施例的电力系统保护与控制系统的结构方块图。在图32中，示出了在保护控制器之间移动的设置程序模块50d的结构。此外，在数字保护控制器10中提供有输入装置14d，用于给予该设置程序模块50d系统电量信息，系统信息和相关的设备信息。

移动路径控制装置51d控制设置程序模块50d的移动路径并根据在移动目的地每个控制器的系统电量信息，系统信息和相关的设备信息进行移动路径的修正。此外，设置值确定装置52d同样根据从输入装置14d获得的信息确定要被改变的设置值。这样，便可以按照系统电量信息，系统信息，和保护控制器的相关的设备信息完成设置程序模块的最佳移动连接控制。并可以完成在最佳设置值下的保护控制器的操作。

在常规情况下，关于保护控制器的设置，操作者考虑电力系统的状态量，保护控制器的功能及其安装状态等因素确定设置值，并然后由操作者完成设置工作。然而，随着这些年来电力系统需求的增加，使系统变得巨大而复杂。在常规情况下，系统条件被认为是固定的，并且当考虑最坏的状态时难于确定设置值。例如，如果对最坏的系统条件考虑得过多而使灵敏度降低，则会产生不能识别故障的问题，并在需要进行保护和控制时，保护控制器不能操作。

在近些年来，针对这一问题提出了自适应继电器的概念。即保护控制器具有自动调整操作特性，设置值，和和相应于电力系统条件的改变而改变保护继电器的状态的功能。其详细情况见1994 National Meeting ofThe Institute of the Electrical Engineers of Japan，Lectured Theses s15-1等。通过增加这种功能，不管系统状态变化多大，保护控制器也能识别故障的存在。

图33所示是自适应继电器的概念图。在图33中，直接从电力系统10输入到保护继电器的信息是系统电量信息，系统信息和相关设备信息，例如系统的电压和电流，其中感应的有功/无功功率，断路器和隔离开关的状态等。保护继电器单元根据这些信息识别系统故障，向系统侧输出断路器的触发指令。

在常规的保护继电器中，保护继电器的特性，设置值，控制顺序等被固定在各自的预定值上。但是在自适应继电器中，它们则相应于来自系统的数据输入而改变，如图所示。作为自适应继电器应用的一个例子，图34(A)表示在A端的距离继电器的距离测量特性受来自在3端传输线中B端的支路电流的幅值的影响的情况，其中故障发生在比分支点更远处。

在常规情况下，继电器被这样设置，使得当来自B端的支路电流为0时的保护部分作为合适的保护部分。在来自B端的支路电流流入的情况下，保护继电器确定其在保护部分之外(称作欠达到现象)。这错误和支路电流成正比地增大。最初，系统状态改变并且来自B端的电流值在故障时改变，也希望正确地测量故障部分的距离。

为避免这样，在图34(A)所示的自适应继电器中，所需的信息被从B端安装的保护继电器向着A端的保护继电器传送。例如，在故障发生时B端的后电源的连接状态被向前传送，并且A端的距离继电器的设置通过假定B端的后阻抗进行调整。

否则，在B端的电流幅值被传送给A端的保护继电器，并测量阻抗的操作通过把比分支点远的电流作为在两端电流的合成值而正确地进行。通过把B端的信息加入B端的继电器中，可以反映在伴随着系统改变的来自B端的支路作用的任何速率的改变，因而可以改善在A端的距离继电器的测量阻抗的精度。

关于这种情况下自适应继电器的结构在现有技术中实现了，它具有图34(B)所示的形式。在B端的保护继电器中，安装有信息获得处理单元，用于把系统信息(支路电流和后电源的连接状态)供给B端，和通信处理单元，用于和A端进行通信。此外，在A端的保护继电器中，安装有通信处理单元，用于向A端发送或从A端接收信息，设置处理单元，用于通过把其本端的系统信息和来自B端的这一信息作为其输入来确定最佳的设置值，以及故障确定处理单元，用于根据从设置处理单元获得的设置值进行正确的距离测量。如果自适应继电器根据其本端的系统信息确定设置值，则利用图33所示的结构是合适的。但是在图34所示的情况下，其它分站的信息也成为必须的。考虑到系统变得巨大而复杂，对于自适应继电器，在安装在大范围内的电站中的保护继电器之间的通信和信息利用成为不可缺少的主数据流。

然而。如上所述，在现有技术中，获得系统信息和其它电站中的保护继电器通信的保护继电器的系统结构确定其设置值为最佳值，这使得系统变得复杂而庞大。这引起经济效率和可利用性降低。图34(B)是一种在A端利用来自B端的信息的结构。但是相反地，也有在B端向继电器发送来自A端的信息的情况，其结构更为复杂。在提供有N端并N是大的情况下，就变得更加复杂。

图35是在本实施例中实现上述的自适应功能的方块图。具有移动路径控制装置电话设置值确定装置的设置程序模块滞留在B端的保护继电器中，并通过因为发生系统故障而引起的系统电量信息的改变由移动路径控制装置移动到A端。

其中，B端的各种系统信息和系统电量信息已被送到该设置程序模块的设置值确定装置中。此外，在移动目的地A端中，类似地，A端的各种系统信息和系统电量信息同样把送到设置值确定装置中。然后，通过在设置值确定装置中的上述步骤(通过假设B端的后阻抗，调整A端的距离继电器的设置值。或者通过使远离分支点的电流作为两端电流的合成值，正确地进行距离测量操作)，把设置值改变为最佳值，或者调整作为距离继电器的操作量的电流值。(换句话说，作为距离继电器的操作量，来自B端的电流值把加于其自端的电流值上)。

在本实施例中所述的设置值确定装置中，包括作为所谓继电器特性灵敏度的设置值的确定，此外，从广义上说，在设置工作中包括把用作上述的操作量的选择(其中当具有支路时该选择用于增加B端的电流)，调整，还有特性的改变，顺序控制选择和改变。因而，这些也由设置值确定装置确定。

由上述设置值确定装置确定的设置值或操作量(电流值)把给予故障确定处理单元。这样，便完成了A端距离继电器的操作，并向断路器发出触发指令。

为实现上述结构，除故障确定处理单元之外，如果提供一个设置程序模块就足够了。伴随着系统故障的发生，设置程序模块提供本身采集所需的数据并进行传递，并确定为设置值的故障确定和处理等所需的值。因而在本实施例中，不需要在每个保护继电器中提供许多复杂的处理单元，如图34(B)所示。

此外，因为不再需要在各个处理单元之间的联系和通信，而都被包括在本实施例中，所以不会产生麻烦，因而有利于可靠性。具体地说，在许多情况下，这种自适应不能在发生系统故障或系统条件改变的情况下动作就足够了。当不使用时，为了在保护继电器单元中存储许多用于这种处理的处理单元。需要非必要的硬件资源。结果降低经济效率。但是在本实施例中，在设置程序模块移动的同时，所需的处理便完成了。因而，可以获得极高的经济效率。此外，本实施例是在2端的情况下，而在多端的情况下其效果更为明显。

按照本实施例，通过在设置程序模块中安装移动路径控制装置和设置值确定装置，可以实现能够对系统条件的变化和系统电量的变化以自适应方式操作的保护控制器。而且，因为在这种情况下所结构和处理被简化了，所以当通过在许多特定的保护控制器之间彼此交换信息而实现自适应继电器功能时，可以提供高的经济效率和高的可靠性的电力系统保护与控制系统。

图36是按照本发明第14实施例的电力系统保护与控制系统的方块图。在图36中，设置程序模块50具有如图32所示的移动路径控制装置51d。此外，保护控制器10具有如图32所示的输入装置14d。

本实施例的特征在于安装有保护和控制操作确定装置53d用于根据来自输入装置14d的这个信息确定要被使用的保护和控制操作程序模块。此外，还提供有用于存储保护和控制操作程序模块的保护和控制操作程序模块存储单元60d。此外，每个保护控制器所需的保护和控制操作程序模块被安装在保护控制器10中的保护和控制操作执行装置15d调出和执行。在这方面，本实施例的具体结构类似于同样4所示的结构，并且保护和控制操作程序模块存储单元60d使用这种硬件作为工作站，并使用个人计算机等。

关于相应于电力系统中的条件变化而自动地调整特性和设置已在上述实施例中说明了，并且这种自适应功能在于设置处理单元根据保护和控制操作(预先提供在保护继电器单元中的图33，34和35所示的故障确定单元的处理)而起作用。因此，按照常规的自适应继电器，用于保护和控制操作处理的基本结构是被预先固定的。

然而，伴随着系统成为庞大而复杂的，通过考虑这些而被预先以固定方式安装的保护和控制操作处理具有一定限制，虽然设置处理和系统条件自适应地适应。此外，所有能够提前考虑到的处理以固定的方式进行，这使在保护继电器中具有许多无用的功能。这对经济性不利。

本实施例提供了一种解决这个问题的结构，使得通过自适应电力系统的条件变化，只有每次所需的最佳的保护和控制操作才能被分配到每个保护继电器单元中。

下面用一个具体例子说明这一实施例。图37表示高电阻接地系统并联2电路传输线。在这种高电阻接地系统并联2电路传输线中，已知由于来自其它电路的感应电流而总是存在零序循环电流，并且这影响在系统故障发生时在电路两端接地的接地故障横向差动保护继电器，并具有坏的影响，例如引起正常电路动作的故障等。

关于这种测量，一般的作法是，在发生故障点取零序的变化分量作为操作量，并把可以高灵敏度进行保护的横向差动保护继电器的改变幅值施加于零序循环电流大的系统中。这种继电器也称为自适应继电器。

在图37中说明了在这种情况下的保护继电器操作的例子。在图37(a)中，在大的零序循环电流的系统中，如果故障发生在非常接近并联2电路No1线路的A端，则首先由在图37(b)中A端的变化分量型电路选择继电器(50ΔG)把A端断开。因为零序循环电流在此时不循环，所以B端可由简单的接地故障横向差动保护继电器(50G)断开，如图37(c)所示。

图38所示是一种用于实现这种操作的保护和控制顺序。其中利用接地故障过电压继电器(64)和上述两个继电器元件(50ΔG，50G)的组合实现上述的操作。其中50LT和50GT是协调两端继电器操作的定时器。通过这些可以实现按顺序地切断，A端通过变化分量型电路选择继电器(50ΔG)切断，B端通过简单的接地故障电路选择继电器(50G)切断。

在上述常规的继电器单元中，需要在发现零序循环电流的系统中的保护继电器单元中预先设置变化分量型电路选择继电器(50ΔG)。然而，零序循环电流的幅值在极大程度上受以组合方式构成的其它传输线的状态和功率流的幅值的影响。因此，便有可能把这继电器应用于不需保护的系统中，或相反，即使在操作期间提出要求保护，却不能进行正常保护，即这继电器没有应用于要求保护的系统中。这便产生了经济效率和可靠性的问题。

按照本实施例，这问题可被解决。如图36所示，系统的良性循环电流的幅值被输入装置14d检测到。这样，通过在设置程序模块中的保护和控制操作确定装置53d，由于比规定的幅值大的零序循环电流继续从保护和控制操作程序模块存储单元60d流动，所以变化分量型电路选择继电器(50AG)的保护和控制程序模块被调用并被保护操作执行装置15d执行。具体地说，这程序模块被存储在保护继电器单元中的RAM中，在CPU中这作为代码被调用并被执行。

用这种方式，只有在提出需要时，保护和控制操作程序模块才被调用和执行。因而不总是使用无用的硬件资源，并且可以实现相应于系统条件的最佳的保护和控制系统。

此外，在上述的图38中的两端由不同的继电器元件断开的情况下，如图39所示，设置程序模块的移动路径控制装置的操作如下。

首先，设置程序模块由发生的系统故障从保护和控制操作程序模块存储单元60d调出变化分量型电路选择继电器(50ΔG)的程序模块，然后被继电器单元A执行。同时，设置程序模块被移动到继电器单元B中，并根据由A端和系统条件获得的知识判断需要相继的切断。然后，设置程序模块调用电路选择继电器(50G)程序模块并切断B端。用这种方式，通过在设置程序模块中的移动路径控制装置由在系统条件中的变化把其移动到B端，即切断A端，并可以执行所需的程序模块。

如图39所示，总是驻留在两端的保护继电器中的功能是一个设置程序模块，并且故障确定单元变得不总是需要的。具体地说，尽管在两端需要的继电器元件是不同的，如图38所示，在现有技术中在两端却安装有完全相同的继电器元件。

然而，按照本实施例，通过识别发生在每端的系统状态的变化，设置程序模块移动。可以在每个保护继电器中提供并执行最佳保护和控制操作程序模块。这样，可以提供高的经济效率和可靠性的电力系统保护与控制系统。在这方面，在上述实施例中，仅仅参考继电器元件的操作。但是，这实施例也适用于例如逻辑和定时处理等的顺序控制操作，并可以达到类似的效果。

此外，本发明不仅限于电力系统。而是也可应用于分布式控制系统，其中包括多个分布式控制器，通过输入一个设备的状态量用于控制要被控制的设备，以及通过通信网络和这些分布式控制器相连的显示控制器，用于显示和控制从而监视每个分布式控制器的操作和状态(或一种程序存储单元，用于存储能够操作分布式控制器的设置程序模块)。在这种情况下，在上述实施例中，保护控制器应当读作分布式控制器。

此外，本发明不仅限于电力系统。而是也可应用于分布式控制系统，其中包括多个分布式控制器，通过输入设备的状态量用于控制要被控制的设备，以及通过通信网络和这些分布式控制器相连的显示控制器，用于显示和控制从而监视每个分布式控制器的操作和状态(或一种程序存储单元，用于存储能够操作分布式控制器的设置程序模块)。在这种情况下，在上述实施例中，保护控制器应当读作分布式控制器。

本质上，本发明可用于由多个单元构成的系统，每个单元通过输入要被控制的设备的状态量用于控制要被控制的设备，以及通过通信网络和每个单元相连的显示控制器，用于显示和控制从而监视每个单元的操作和状态(或一种程序存储单元，用于存储能够在单元中操作的程序模块的程序存储单元)。

此外，本发明还可应用于程序存储介质，所述介质能够被计算机读取，直观地使用可由计算机执行的指令程序，从而实现上述的方法步骤，用于监视和控制系统，电力系统保护与控制系统或分布式控制系统。

按照本发明，可以提供一种电力系统保护与控制系统，其中包括多个保护控制器和通过通信网络相连的显示控制器，该系统具有极好的可操作性，经济效率，可维护性和可靠性，而不增加通信网络的负担，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并注意于程序模块的移动和在系统的保护控制器当中的协调功能。

按照本发明，可以提供一种电力系统保护与控制系统，其中包括多个保护控制器和通过通信网络相连的显示控制器，该系统具有极好的可操作性，经济效率，可维护性和可靠性，其中通过消除在常规情况下进行的操作分析工作并且不增加通信网络的负担，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并注意于操作分析程序模块的移动。

按照本发明，还可以提供一种电力系统保护与控制系统，其中包括多个保护控制器和通过通信网络相连的显示控制器，该系统具有极好的可操作性，经济效率，可维护性和可靠性，其中通过消除在常规情况下进行的巡视工作而不增加通信网络的负担，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并注意于监视程序模块的移动和在系统的保护控制器当中的协调功能。

按照本发明，还可以提供一种电力系统保护与控制系统，其中包括多个保护控制器和通过通信网络相连的显示控制器，该系统具有极好的可操作性，经济效率，可维护性和可靠性，其中通过消除在常规情况下进行的设置工作，进一步扩大设置功能的范围，相应于电力系统变化，使设置值和保护控制特性快速地最佳化，而不增加通信网络的负担，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并注意于设置程序模块的移动。

按照本发明，可以提供一种分布式控制系统，其中包括多个分布式控制器和通过通信网络相连的显示控制器，该系统具有极好的可操作性，经济效率，可维护性和可靠性，而不增加通信网络的负担，其中利用这样的事实，即分布式控制器和通信网络相连，并注意于程序模块的移动和在系统中的分布式控制器当中的协调功能。

按照本发明，还可以提供一种分布式控制系统，其中包括多个分布式控制器和通过通信网络相连的显示控制器，该系统具有极好的可操作性，经济效率，可维护性和可靠性，其中通过消除在常规情况下进行的操作分析工作，而不增加通信网络的负担，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并注意于操作分析程序模块的移动。

按照本发明，还可以提供一种分布式控制系统，其中包括多个分布式控制器和通过通信网络相连的显示控制器，该系统具有极好的可操作性，经济效率，可维护性和可靠性，其中通过消除在常规情况下进行的巡视工作，而不增加通信网络的负担，其中利用这样的事实，即分布式控制器和通信网络相连，并注意于监视程序模块的移动及其在系统中的分布式控制器当中的协调功能。

按照本发明，还可以提供一种分布式控制系统，其目的是提供一种分布式控制系统，其中包括多个分布式控制器和通过通信网络相连的显示控制器，该系统具有极好的可操作性，经济效率，可维护性和可靠性，其中通过消除在常规情况下进行的设置工作，进一步扩大设置功能的范围，相应于电力系统变化，使设置值和保护控制特性快速地最佳化，而不增加通信网络的负担，其中利用这样的事实，即保护控制器和通信网络相连，并注意于设置程序模块的移动。

显然，根据上述教导，本发明可以作出许多改变和改型。因此，应该理解，在所附权利要求的范围内本发明都可以实施，而不限于本说明书所述的特定方式。

Claims (5)

1.一种电力系统保护与控制系统，包括：

多个保护控制器，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，进行电力系统的保护与控制；以及

通过通信网络和每个所述保护控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个所述保护控制器的操作和状态，从而进行监视；

所述多个保护控制器的至少一个具有：

监视程序模块接收装置，用于接收监视程序模块，所述监视程序模块是将取得从所述显示控制器发送来的所述保护控制器的操作状态并判断是否正常工作的步骤和作为进行该判断的基准的数据合为一体而构成，或从其他的保护控制器传送来的监视程序模块；

知识附加装置，用于执行所述接收的监视程序模块并用于给出作为所述监视程序模块的知识的执行结果，以及

发送装置，用于向其他的保护控制器或显示控制器发送附加所述知识之后的所述监视程序模块；以及

所述显示控制器具有：

监视程序模块发送装置，用于通过所述通信网络向所述保护控制器发送监视保护控制器的状态的监视程序模块，

接收装置，用于接收从所述发送装置发出的附加所述知识之后的监视程序，以及

显示装置，用于显示所述接收的结果；

其中，所述多个保护控制器通过该通信网络相互连接，以便于在所述保护控制器之间传输该监视程序模块；

该电力系统保护与控制系统还具有：

移动路径控制装置，用于在所述多个保护控制器当中移动的监视程序模块内，根据检测所述多个保护控制器中被监视的一个保护控制器的异常来控制所述监视程序模块的移动路径。

2.一种电力系统保护与控制系统，包括：

多个保护控制器，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，进行电力系统的保护与控制；以及

通过通信网络和每个所述保护控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个所述保护控制器的操作和状态，从而进行监视；

所述多个保护控制器的至少一个具有：

监视程序模块接收装置，用于接收监视程序模块，所述监视程序模块是将取得从所述显示控制器发送来的所述保护控制器的操作状态并判断是否正常工作的步骤和作为进行该判断的基准的数据合为一体而构成，或从其他的保护控制器传送来的监视程序模块；

知识附加装置，用于执行所述接收的监视程序模块并用于给出作为所述监视程序模块的知识的执行结果，以及

发送装置，用于向其他的保护控制器或显示控制器发送附加所述知识之后的所述监视程序模块；以及

所述显示控制器具有：

监视程序模块发送装置，用于通过所述通信网络向所述保护控制器发送监视保护控制器的状态的监视程序模块，

接收装置，用于接收从所述发送装置发出的附加所述知识之后的监视程序，以及

显示装置，用于显示所述接收的结果；

其中，所述多个保护控制器通过该通信网络相互连接，以便于在所述保护控制器之间传输该监视程序模块；

其中提供有特定目的数据采集程序模块来代替在多个保护控制器当中移动的所述监视程序模块；

其中所述特定目的数据采集程序模块提供有：

数据采集单元，用于按照所述特定目的采集所述多个保护控制器中的一个保护控制器中的数据，

比较单元，用于进行比较关于采集的所述各保护控制装置的数据的相同项的统计处理，以及

特定目的指示单元，用于在显示控制器内，对所述特定目的数据采集程序模块给予特定目的。

3.一种电力系统保护与控制系统，包括：

多个保护控制器，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，进行电力系统的保护与控制；以及

通过通信网络和每个所述保护控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个所述保护控制器的操作和状态，从而进行监视；

所述多个保护控制器的至少一个具有：

监视程序模块接收装置，用于接收监视程序模块，所述监视程序模块是将取得从所述显示控制器发送来的所述保护控制器的操作状态并判断是否正常工作的步骤和作为进行该判断的基准的数据合为一体而构成，或从其他的保护控制器传送来的监视程序模块；

知识附加装置，用于执行所述接收的监视程序模块并用于给出作为所述监视程序模块的知识的执行结果，以及

发送装置，用于向其他的保护控制器或显示控制器发送附加所述知识之后的所述监视程序模块；以及

所述显示控制器具有：

监视程序模块发送装置，用于通过所述通信网络向所述保护控制器发送监视保护控制器的状态的监视程序模块，

接收装置，用于接收从所述发送装置发出的附加所述知识之后的监视程序，以及

显示装置，用于显示所述接收的结果；

其中，所述多个保护控制器通过该通信网络相互连接，以便于在所述保护控制器之间传输该监视程序模块；

该电力系统保护与控制系统还包括：

诊断程序模块，用于详细地诊断一个所述保护控制器并具有用于确定在一个所述保护控制器中的故障部分的诊断方法，其中所述监视程序模块判断发生异常或具有发生异常的征兆；

其中显示控制器中具有所述诊断程序模块发送装置，

所述保护控制器具有：

诊断程序模块接收装置，以及

执行装置，用于执行所述诊断程序模块。

4.一种电力系统保护与控制系统，包括：

多个保护控制器，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，进行电力系统的保护与控制；以及

通过通信网络和每个所述保护控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个所述保护控制器的操作和状态，从而进行监视；

所述多个保护控制器的至少一个具有：

监视程序模块接收装置，用于接收监视程序模块，所述监视程序模块是将取得从所述显示控制器发送来的所述保护控制器的操作状态并判断是否正常工作的步骤和作为进行该判断的基准的数据合为一体而构成，或从其他的保护控制器传送来的监视程序模块；

知识附加装置，用于执行所述接收的监视程序模块并用于给出作为所述监视程序模块的知识的执行结果，以及

发送装置，用于向其他的保护控制器或显示控制器发送附加所述知识之后的所述监视程序模块；以及

所述显示控制器具有：

监视程序模块发送装置，用于通过所述通信网络向所述保护控制器发送监视保护控制器的状态的监视程序模块，

接收装置，用于接收从所述发送装置发出的附加所述知识之后的监视程序，以及

显示装置，用于显示所述接收的结果；

其中，所述多个保护控制器通过该通信网络相互连接，以便于在所述保护控制器之间传输该监视程序模块；

该电力系统保护与控制系统还包括：

程序存储装置，用于存储使一个所述保护控制器继续操作的恢复程序模块；

其中所述恢复程序模块是相应于一个所述保护控制器中的故障部分，使一个所述保护控制器在由诊断程序模块确定故障部位之后继续操作；

其中每个所述保护控制器具有：

恢复程序模块接收装置，以及

执行装置，用于执行所述恢复程序模块。

5.一种电力系统保护与控制系统，包括：

多个保护控制器，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，进行电力系统的保护与控制；以及

通过通信网络和每个所述保护控制器相连的显示控制器，用于显示和控制每个所述保护控制器的操作和状态，从而进行监视；

所述多个保护控制器的至少一个具有：

监视程序模块接收装置，用于接收监视程序模块，所述监视程序模块是将取得从所述显示控制器发送来的所述保护控制器的操作状态并判断是否正常工作的步骤和作为进行该判断的基准的数据合为一体而构成，或从其他的保护控制器传送来的监视程序模块；

知识附加装置，用于执行所述接收的监视程序模块并用于给出作为所述监视程序模块的知识的执行结果，以及

发送装置，用于向其他的保护控制器或显示控制器发送附加所述知识之后的所述监视程序模块；以及

所述显示控制器具有：

监视程序模块发送装置，用于通过所述通信网络向所述保护控制器发送监视保护控制器的状态的监视程序模块，

接收装置，用于接收从所述发送装置发出的附加所述知识之后的监视程序，以及

显示装置，用于显示所述接收的结果；

其中，所述多个保护控制器通过该通信网络相互连接，以便于在所述保护控制器之间传输该监视程序模块；

其中，所述监视程序模块具有控制步骤模块，用于输入一个所述保护控制器的工作结果和操作结果，控制所述监视程序模块自身的转移周期，在一个所述保护控制器中的驻留时间，处理内容和移动路径。

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