DE69933075T2 - Steuerungssystem, Verfahren zur schützenden Steuerung eines elektrischen Leistungssystems und Speichermittel zur Speicherung eines Programmkodes - Google Patents

Steuerungssystem, Verfahren zur schützenden Steuerung eines elektrischen Leistungssystems und Speichermittel zur Speicherung eines Programmkodes Download PDF

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Yoshiyuki Fuchu-shi Shimokawa
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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem zum Steuern einer Anlage, beispielsweise eines elektrischen Energiesystems, einer allgemeinen Industrieanlage, einer öffentlichen Anlage und so weiter, in Übereinstimmung mit Zustandsgrößen, die von einer Mehrzahl von Einrichtungsvorrichtungen der Anlage eingegeben werden, die eine Zustandsgrößeneingabevorrichtung enthalten (Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung), wie einen Transformator für Instrumente und eine Öffnen/Schließen-Vorrichtung.
  • Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem zum schützenden Steuern des elektrischen Energiesystems.
  • Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum schützenden Steuern des elektrischen Energiesystems.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Speichermedium, das einen Programmcode speichert.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • In einer Anlage, beispielsweise in einem elektrischen Energiesystem, zum Steuern von Zustandsgrößen, beispielsweise elektrischen Größen, die mit der Zeit geändert werden, wird ein Steuerungssystem, das eine Mehrzahl von digitalen Steuerungsvorrichtungen aufweist, weit verbreitet betrieben. Die digitale Steuerungsvorrichtung erkennt eine Zustandsänderung von jeder einer Mehrzahl von Einrichtungsvorrichtungen, die die Anlage bilden, und einen abnormalen Zustand, beispielsweise einen Störfall, der in irgendeiner der Einrichtungsvorrichtungen auftritt, so dass eine stabile Steuerung und eine Systemschutzsteuerung durchgeführt werden. In den vergangenen Jahren ist eine sehr leistungsfähige elektronische Schaltung, die einen Hochgeschwindigkeitsmikroprozessor oder einen Speicher mit großer Kapazität enthält, auf jeder digitalen Steuerungsvorrichtung montiert worden, um deren Leistungsfähigkeit zu verbessern.
  • Als digitale Steuerungsvorrichtung zum Bilden des Steuerungssystems sind eine Vielzahl von Vorrichtungen entwickelt worden, um hauptsächlich den Inhalten der Schutzsteuerung des elektrischen Energiesystems zu entsprechen. Die Steuerungsvorrichtungen sind an erforderlichen Orten in dem elektrischen Energiesystem angeordnet. Speziell, als ein Beispiel der Steuerungsvorrichtung, ist ein digitales Relais genannt zum Detektieren eines Störfalls (eines Systemstörfalls), der in jeder der Einrichtungsvorrichtungen (Energieübertragungsleitungen, Transformatoren und dergleichen) des elektrischen Energiesystems auftritt, um den Störfallbereich davon zu trennen, wodurch das elektrische Energiesystem geschützt wird. Als ein anderes Beispiel für die Steuerungsvorrichtung wird eine Fehlerortungsvorrichtung genannt zum genauen Lokalisieren eines Orts eines Störfallpunkts (eines Fehlerpunkts), beispielsweise auf einer Energieübertragungsleitung. Darüber hinaus, als ein anderes Beispiel für die Steuerungsvorrichtung, wird ein System genannt, das ein Relais stabilisiert zum Durchführen einer Stabilisierungssteuerung des elektrischen Energiesystems.
  • Der Aufbau und der Betrieb einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung (eines digitalen Relais) wird jetzt beschrieben, die ein Beispiel der digitalen Steuerungsvorrichtung ist, und die einen Schutzrelaisbetrieb für das elektrische Energiesystem durchführt.
  • 60 ist ein Diagramm, das den Grundaufbau eines herkömmlichen digitalen Relais mit mehreren Eingängen zeigt. Bezugnehmend auf 60 ist ein digitales Relais 1 mit einer Analog/Digital-Umwandlungseinheit 2 bereitgestellt zum Übernehmen von einer Mehrzahl von analogen Zustandsgrößen (elektrische Größen), beispielsweise elektrische Ströme und Spannungen, von einem elektrischen Energiesystem, das schutzzusteuern ist, um die Zustandsgrößen in digitale Zustandsdaten umzuwandeln. Darüber hinaus ist das digitale Relais 1 mit einer digitalen Verarbeitungseinheit 3 bereitgestellt zum Verarbeiten von Schutzsteuerungsoperationen in Antwort auf die digitalen Zustandsdaten, die durch die Analog/Digital-Umwandlungseinheit 2 digitalisiert worden sind. Das digitale Relais 1 hat auch eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) 4 zum Durchführen eines Schnittstellenprozesses bezüglich einer Dateneingabe/Datenausgabeoperation in Bezug auf die Schutzsteuerungsvorrichtungen für das elektrische Energiesystem (im Folgenden einfach als Schutzsteuerungsvorrichtungen oder externe Vorrichtungen bezeichnet), wie beispielsweise Unterbrecher. Die Komponenten (die Analog/Digital-Umwandlungseinheit 2, die digitale Verarbeitungseinheit 3 und die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4 des digitalen Relais 1) sind wechselseitig miteinander über einen Bus 5 verbunden, so dass ein Datenübertragung ermöglicht wird.
  • Die Analog/Digital-Umwandlungseinheit 2 ist mit n analogen Filtern 6-1 bis 6-n bereitgestellt, die der Anzahl von gelieferten elektrischen Größen (A-1 bis A-n) entsprechen zum Entfernen von überflüssigen Frequenzkomponenten. Darüber hinaus sind Abtast-Halte-Schaltungen 7-1 bis 7-n, die den analogen Filtern 6-1 bis 6-n entsprechen, in der Analog/Digital-Umwandlungseinheit 2 bereitgestellt zum Durchführen einer Abtastoperation. Darüber hinaus sind ein Multiplexer 8 zum selektiven Ausgeben und ein A/D (Analog/Digital)-Wandler 9 zum Durchführen einer A/D-Umwandlung in der Analog/Digital-Umwandlungseinheit 2 bereitgestellt.
  • Die digitale Verarbeitungseinheit 3 ist mit einer Computerschaltung bereitgestellt, also mit einer CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit) 10 zum Verarbeiten von Schutzsteuerungsoperationen; mit einem Zufallszugriffsspeicher (RAM) 11 zum vorübergehenden Speichern von Elektrischen-Größen Daten und Daten, die durch die CPU 10 verarbeitet werden; mit einem Nurlesespeicher (ROM) 12 zum Speichern von Verarbeitungsprozeduren (Programmcodes) der Schutzsteuerung, enthaltend Sequenzsoftware, die durch Relaissoftwaremodule gebildet wird; und mit einem nicht flüchtigen Speicher (EEPROM) 13 zum wiederbeschreibbaren Speichern von Einstellungswerten, um die jeweiligen Relaissoftwaremodule zu betreiben.
  • Das digitale Relais 1 ist mit einer Anzeigevorrichtung 14 bereitgestellt, beispielsweise mit einer LED, die mit dem Bus 5 verbunden ist, zum Anzeigen von Elektrische-Größe Daten, die in dem RAM 11 gespeichert sind, durch den Prozess der CPU 10 und die Operationen der Schutzsteuerungsvorrichtungen, beispielsweise Unterbrecher.
  • In dem derart aufgebauten digitalen Relais 1 werden n elektrische Größen A-1 bis A-n, die parallel von dem elektrischen Energiesystem genommen werden, durch die analogen Filter 6-1 bis 6-n durchgereicht, so dass unnötige Frequenzkomponenten (eine harmonische Komponente mit Ausnahme der fundamentalen Welle, DC Komponente und so weiter) entfernt werden. Dann werden die elektrischen Größen an die Abtast-Halte-Schaltungen 7-1 bis 7-n geliefert, um in vorbestimmten Zeitintervallen (Perioden) als Zustandswerte (augenblickliche Werte) abgetastet zu werden.
  • Die augenblicklichen Werte, die durch die Abtast-Halte-Schaltungen 7-1 bis 7-n abgetastet worden sind, werden durch den Multiplexer 8 durchgereicht, um sequenziell und selektiv von einem einzelnen Ausgabeanschluss an den A/D-Wandler 9 ausgegeben zu werden. Die augenblicklichen Werte, die an den A/D-Wandler 9 gesendet werden, werden dadurch in digitale Elektrische-Größe Daten umgewandelt, so dass die Elektrische-Größe Daten sequenziell über den Bus 5 an die digitale Verarbeitungseinheit ausgegeben werden. Die Elektrische-Größe Daten, die sequenziell an die digitale Verarbeitungseinheit 3 ausgegeben werden, werden sequenziell an das RAM 11 gesendet durch einen Leseprozess der CPU 10 in Übereinstimmung mit dem Schutzsteuerungsprogramm (Programmcode), das in dem ROM 12 gespeichert ist, um vorübergehend in dem RAM 11 gespeichert zu werden.
  • Basierend auf den Elektrische-Größe Daten, die in dem RAM 11 gespeichert sind, den Einstellungswerten der Schutzrelaissoftwaremodule, die in dem EEPROM 13 gespeichert sind, und der Kontaktinformation der externen Vorrichtungen, beispielsweise Unterbrecher, die über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4 erhalten wird, führt die CPU 10 Schutzsteuerungsbetriebsprozesse durch (beispielsweise einen digitalen Filterprozess, einen Amplitudenberechnungsprozess, einen Effektivwertberechnungsprozess, einen Phasendifferenzberechnungsprozess und einen Prozess zum Beurteilen der Relaisoperation der Relaissoftwaremodule gemäß dem Einstellungswert und dergleichen) in Übereinstimmung mit dem in dem ROM 12 gespeicherten Schutzsteuerungsprogramm.
  • Ergebnisse der Schutzsteuerungsoperationsprozesse, die von der CPU 10 durchgeführt werden, werden durch einen Prozess der CPU 10 an die Schutzsteuerungsvorrichtungen (externe Vorrichtungen) ausgegeben, beispielsweise an die Unterbrecher, über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4 als Schutzsteuerungsoperationsbefehl, beispielsweise als einen Unterbrechungsbefehl (einen Auslösebefehl) und einen Reset-Befehl. Folglich wird der Betrieb zum Schützen des elektrischen Energiesystems durchgeführt {eine Auslöseoperation oder eine Zurücksetzoperation (eine Kontaktöffnen/Kontaktschließen-Operation) und so weiter}.
  • Elektrische-Größe Daten, die in dem RAM 11 gespeichert sind, werden durch die Anzeigeeinheit 14 durch den Anzeigeprozess der CPU 10 angezeigt.
  • In dem Steuerungssystem, das die oben genannten digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen aufweist, vergleicht ein Operator zum Überwachen des elektrischen Energiesystems die Werte, die auf den Anzeigeeinheiten 14 der jeweiligen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen angezeigt werden, miteinander. Folglich ist der Operator in der Lage zu beurteilen, ob jede der digita len Schutzsteuerungsvorrichtungen eine korrekte Zustandsgröße hat, oder nicht, und normal arbeitet. Die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen, mit Ausnahme des digitalen Relais, das eine andere Schutzsteuerungsfunktion hat, haben einen Aufbau ähnlich dem des digitalen Relais 1 trotz des Unterschieds in den Inhalten der Schutzsteuerungsoperationsprozesse und der Schutzsteuerung. Folglich kann ein ähnlicher Betrieb durchgeführt werden.
  • In den vergangenen Jahren sind Anlagen, beispielsweise elektrische Energiesysteme, ausgeweitet worden und verbreitet worden als Folge der steigenden elektrischen Energie. Folglich ist die Anzahl an Steuerungsstationen ausgeweitet worden, beispielsweise elektrische Stationen zum Steuern der weit verbreiteten Anlagen und der Steuerungsvorrichtungen, beispielsweise die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen (im Folgenden einfach als „Schutzsteuerungsvorrichtungen" bezeichnet), die für die Steuerungsstationen bereitgestellt werden.
  • Zur Sicherung der Überwachung des Betriebs und der Wartungsarbeit jeder der mehreren Steuerungsvorrichtungen, beispielsweise Schutzsteuerungsvorrichtungen, ist ein Fernüberwachungs- und Steuerungssystem erfunden worden (im Folgenden auch als „Fernbetriebsüberwachungssystem" bezeichnet).
  • Das Fernbetriebsüberwachungssystem enthält die mehreren Steuerungsvorrichtungen und eine Anzeige/Operations-Vorrichtung, die in einer menschlichen Steuerungsstation angeordnet ist (eine menschliche elektrische Station), die entfernt von den Steuerungsvorrichtungen angeordnet ist. Die mehreren Steuerungsvorrichtungen und die Anzeige/Operationsvorrichtung sind über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden, um den Betrieb jeder Steuerungsvorrichtung und ihren Zustand durch die Anzeige/Operations-Vorrichtung zu überwachen und zu steuern.
  • In dem Fernbetriebsüberwachungssystem, das beispielsweise ausgelegt ist für das elektrische Energiesystem, sendet die Fernanzeige/Betriebs-Vorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk Verarbeitungsanfragen bezüglich des Betriebs und des Operationszustands jeder der Schutzsteuerungsvorrichtung. Darüber hinaus sendet die Fernanzeige/Operations-Vorrichtung auch eine Anzeigeanfrage der Zustandsgröße (elektrische Größe), die von dem elektrischen Energiesystem geliefert wird. Folglich führt jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen Prozesse durch in Antwort auf die Anfrage, um die Ergebnisse der Prozesse und die Elektrische-Größe Daten (digitale Daten, die von den elektrischen Größen, die elektrische Ströme und Spannungen enthalten, umgewandelt sind) an die Anzeige/Operations-Vorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk. Folg lich können die Ergebnisse der Prozesse und die elektrische Größe auf der Anzeige/Operations-Vorrichtung angezeigt werden.
  • Als ein hochentwickeltes Beispiel des oben genannten Fernbetriebsüberwachungssystems ist ein System bekannt, das in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 10-222785 offenbart ist (im Folgenden als „Agentschutzsteuerungssystem" bezeichnet).
  • Gemäß dem Agentschutzsteuerungssystem sendet die Anzeige/Operations-Vorrichtung an das Kommunikationsnetzwerk ein Programmmodul, das Daten und Prozeduren enthält, zum Fernüberwachen und Fernsteuern jeder der Schutzsteuerungsvorrichtungen (beispielsweise zum Setzen der Einstellungswerte jeder der Schutzsteuerungsvorrichtungen, zum Erfassen und Anzeigen der elektrischen Größe und zum Durchführen der Schutzsteuerungsoperationsprozesse), wobei die Daten und die Prozeduren in dem Programmmodul miteinander integriert sind.
  • Das Programmmodul wandert zwischen den Schutzsteuerungsvorrichtungen durch das Kommunikationsnetzwerk. Jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen empfängt dann das laufende Programmmodul, um vorbestimmte Steuerungsbetriebsprozesse in Übereinstimmung mit dem Programmmodul durchzuführen. Als Nächstes fügt jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen ein erhaltenes Ergebnis (ein Ergebnis der Steuerung) und Daten zu dem Programmmodul hinzu, um das Programmmodul an eine andere Schutzsteuerungsvorrichtung zu senden.
  • Wie oben beschrieben, bewegt sich das Programmmodul beispielsweise über vorbestimmte mobile Routen (Muster) zu allen Schutzsteuerungsvorrichtungen, anschließend bewegt sich das Programm zu der Anzeige/Betriebs-Vorrichtung. Als ein Ergebnis davon führt die Anzeige/Betriebs-Einheit Steuerungsbetriebsprozesse durch, enthaltend den Anzeigeprozess und einen Fehlerdetektionsprozess gemäß den Ergebnissen der Steuerung, die durch jede Schutzsteuerungsvorrichtung durchgeführt wird.
  • Folglich ist das Agentenschutzsteuerungssystem in der Lage eine Notwendigkeit individuell gelieferter Prozessanforderungen und Anzeigeanforderungen an die Mehrzahl der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen, die weit verstreut sind, zu beseitigen. Folglich ist es möglich jede digitale Schutzsteuerungsvorrichtung effizienter zu betreiben und zu überwachen.
  • Andererseits zeigt 61 eine Einzelleitungsverbindung, die verwendet wird, wenn die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen (digitale Relais), die die oben beschriebene Struktur und Operation aufweisen, angeordnet sind für Einrichtungsvorrichtungen, beispielsweise eine Energieübertragungsleitung des elektrischen Energiesystems, eine Busleitung und so weiter.
  • Bezugnehmend auf 61 sind Energieübertragungsleitungen 16A und 16B eines elektrischen Energiesystems 15 mit Energieübertragungsleitungsschutzrelais 1A und 1b bereitgestellt. Die Relais 1A und 1B sind betreibbar, um Zustandsgrößen einzugeben (elektrische Größen, beispielsweise elektrische Ströme und Spannungen), die in den Energieübertragungsleitungen 16A, 16B und einer Busleitung 17 von einem Stromtransformator 18A und einem Transformator 18B (im Folgenden allgemein als „Elektrische-Größe Transformatoren" bezeichnet) fließen. Gemäß den eingegebenen Zustandsgrößen führen die Relais 1A und 1B die oben genannten Schutzsteuerungsbetriebsprozesse durch, damit die Unterbrecher 19A und 19B schützend betrieben werden, wodurch die Energieübertragungsleitungen 16A und 16B jeweils geschützt werden.
  • Ähnlich ist das Busleitungsschutzrelais 1C angeordnet, damit jeder der Unterbrecher 19A bis 19C geschützt arbeitet, um die Busleitung 17 des elektrischen Energiesystems 15 von den Energieübertragungsleitungen 16A bis 16C zu trennen, wodurch die Busleitung 17 geschützt wird. Darüber hinaus ist ein Transformatorschutzrelais 1D angeordnet zum Eingeben von Zustandsgrößen, die stromaufwärts und stromabwärts eines Transformators 21 des elektrischen Energiesystems 15 fließen, über Stromtransformatoren 18A, 18A.
  • Gemäß den eingegebenen Zustandsgrößen führt das Relais 1D die obigen Schutzsteuerungsbetriebsprozesse durch, um die Unterbrecher 19C und 19D jeweils schützend zu betreiben, wodurch der Transformator 20 geschützt wird.
  • Andererseits wird die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung, beispielsweise das digitale Relais, das das Steuerungssystem bildet, einem Betriebsbestätigungstest unterworfen, ähnlich zu einer analogen Schutzsteuerungsvorrichtung, so dass die Zuverlässigkeit der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung verbessert wird, wodurch die Zuverlässigkeit und Sicherheit des elektrischen Energiesystems verbessert wird.
  • 62 zeigt Typen von Betriebsbestätigungstests für die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung. Von den Testobjekten wird ein Akzeptanztest als Beispiel genommen, um einen herkömmlichen Betriebsbestätigungstest zu beschreiben.
  • Der Akzeptanztest wird durchgeführt, indem sequenziell die Tests gemäß 63 durchgeführt werden. Von den Tests wird beispielsweise ein Gesamtbetriebstest durchgeführt, so dass eine elektrische Testgröße an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung angelegt wird, die zu testen ist, so dass die elektrische Testgröße schnell geändert wird von einem konstanten Zustand zu einem Zustand ähnlich einem tatsächlichen Störfall, der in dem elektrischen Energiesystem auftritt, wodurch die Gesamtfunktionen der getesteten Vorrichtung evaluiert werden. Der Gesamtbetriebstest wird durchgeführt, indem eine Systemsimulationsvorrichtung verwendet wird, die ein Systemmodell enthält, das durch Modellierungskonfigurationselemente des elektrischen Energiesystems erzeugt wird, beispielsweise ein Energiegenerator oder eine Energieübertragungsleitung.
  • Die Systemsimulationsvorrichtung simuliert also ein Störfallphänomen (einen Systemfehler), der vorher bestimmt wird, indem das Systemmodell verwendet wird, um Elektrische-Größe Testdaten zu erzeugen. Die getestete Vorrichtung wird der elektrischen Testgröße unterworfen, so dass der Betrieb der getesteten Vorrichtung entsprechend der elektrischen Testgröße bestätigt wird. Als ein konkretes Beispiel der Systemsimulationsvorrichtung wird Bezug genommen auf ein Dokument („Practical Digital Relay", Seite 152 bis Seite 154, herausgegeben von Izumi Mitani, Ohm).
  • In jeder Schutzsteuerungsvorrichtung in dem Schutzsteuerungssystem für ein herkömmliches elektrisches Energiesystem, beispielsweise das Fernbetriebsüberwachungssystem, im Falle, bei dem der Betriebsbestätigungstest durchgeführt wird oder ein tatsächlicher Systemstörfall durchgeführt wird, wenn ein abnormaler Zustand, beispielsweise ein übermäßiger Strom oder ein unzureichender Spannungspegel, durch mehrere Relaissoftwaremodule detektiert werden kann gemäß den erfassten Elektrische-Größe Daten, wird ein Auslösebefehl an die externe Vorrichtung (den Unterbrecher) gesendet, so dass der Unterbrecher betrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt speichert jede Schutzsteuerungsvorrichtung die Elektrische-Größe Daten vor und nach der Betriebszeitgebung (oder Auslösebetriebszeitgebung des Unterbrechers) der mehreren Relaissoftwaremodule in dem RAM für beispielsweise einige Zyklen.
  • Durch elektrisches Verbinden eines Analysewerkzeugs, das durch eine spezielle Aufzeichnungseinheit und einen Personal Computer gebildet wird, mit der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, werden zu diesem Zeitpunkt eine Antwort in der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung und eine Änderung der Zustandsgröße darin durch das Analysewerkzeug analysiert basierend auf den Elektrische-Größe Daten von mehreren Zyklen vor und nach dem Auftreten des Systemstörfalls, also an welchen die Relaissoftwaremodule betrieben worden sind oder der Unterbrecher betrieben worden ist, wodurch eine Ursache des Störfalls detektiert wird. Ein Ergebnis der Analyse des Störfallphänomens, das durch das Analysewerkzeug durchgeführt wird, kann verarbeitet werden, so dass ein Tester leicht das Ergebnis der Analyse des Störfalls verstehen kann, wodurch das verarbeitete Ergebnis der Analyse des Störfalls mit dem Monitor angezeigt wird.
  • Folglich bestätigt der Test visuell Daten, die mit dem Analysewerkzeug angezeigt werden, um den Zustand der Antwort in der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, die in Beziehung steht zu dem Systemstörfall, zu bestätigen. Man beachte, dass ein konkretes Beispiel des Analysewerkzeugs offenbart worden ist in dem Dokument („Practical Digital Relay", Seite 155 und Seite 156, herausgegeben von Izumi Mitani, Ohm).
  • In der herkömmlichen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, wie in 61 gezeigt, da die Zustandsgröße der Einrichtungsvorrichtung des elektrischen Energiesystems, das schützend zu steuern ist, durch Elektrische-Größe Wandler 18A und 18B empfangen wird, haben die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen, die verschiedene Einrichtungsvorrichtungen jeweils schützen, also die Energieübertragungsleitungsschutzrelais 1A und 1B, das Busleitungsschutzrelais 1C und das Transformatorschutzrelais 1D jeweils verschiedene eingegebene Zustandsgrößen.
  • Folglich können die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen zum Schützen unterschiedlicher Einrichtungsvorrichtungen nicht durch die gleiche Hardwarekonfiguration gebildet werden. Folglich benötigt ein Steuerungssystem zum schützenden Steuern mehrerer Typen von Einrichtungsvorrichtungen digitale Schutzsteuerungsvorrichtungen, die individuelle Hardwarekonfigurationen für die mehreren Typen von Vorrichtungen jeweils haben. Als ein Ergebnis davon nehmen die Kosten des Gesamtsystems zu, wodurch die Kosteneffizienz für das Steuerungssystem beeinträchtigt wird.
  • In den elektrischen Stationen, die mit der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung bereitgestellt sind, haben die Einrichtungsvorrichtungen, die in Schutzsteuerungsregionen der jeweiligen elekt rischen Stationen angeordnet sind, nicht die gleiche Struktur, aufgrund der Einschränkung der Struktur der Einrichtungsvorrichtung und des Orts des elektrischen Abschnitts.
  • Beispielsweise, wie in 64 gezeigt, sind eine Busleitung 17A, eine elektrische Station 25A und eine Busleitung 17B einer elektrischen Station 25B mit einer Energieübertragungsleitung 16 durch einen Unterbrecher 19A verbunden. Ein Führungsbereich zum Führen der Energieübertragungsleitung der Busleitung 17B der elektrischen Station 25B ist nicht mit einem Unterbrecher bereitgestellt, aufgrund der Einschränkung des Orts der elektrischen Station 25B.
  • Wenn ein Störfall an einem Störfallpunkt F1 auf einer Energieübertragungsleitung 16 auftritt, detektieren folglich die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 26A und 26B den Störfall in Übereinstimmung mit einer Änderung der Zustandsgröße, die in der Energieübertragungsleitung 16 fließt, durch die Elektrische-Größe Wandler 18A, 18A, um einen Auslösebefehl an den Unterbrecher zu liefern, wodurch die Störfallregion schnell von normalen Regionen getrennt wird.
  • In der oben genannten Struktur gemäß 64 ist jedoch kein Unterbrecher an dem Führungsbereich bereitgestellt zum Führen der Energieübertragungsleitung der Busleitung 17B in die elektrische Station 25B. Folglich sendet die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 26A in der elektrischen Station 25A einen Auslösebefehl an den Unterbrecher 19A, um den Schutzsteuerungsbetrieb durch den Unterbrecher 19A durchzuführen.
  • Im Gegensatz dazu reicht eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 26B in den elektrischen Stationen 25B einen Unterbrecherauslösebefehl (Unterbrechungsbefehl) an eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 26C weiter (sendet diesen) in der elektrischen Station 25C zum Schützen einer nächsten Region.
  • Folglich gibt die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 26C einen Auslösebefehl an den Unterbrecher 19B in Antwort auf den weitergeleiteten Unterbrechungsbefehl, so dass die Störfallregion von den normalen Regionen getrennt wird.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 26B muss also eine Schaltung (oder einen Prozess) haben zum Ausgeben des weitergeleiteten Unterbrechungsbefehls an eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 26C zum schützenden Steuern der nächsten Region. Folglich können die digi tale Schutzsteuerungsvorrichtung 26A und die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 26B nicht durch die gleichen Hardwarekonfigurationen gebildet werden.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 26C muss eine Schaltung haben zum Empfangen des weitergeleiteten Unterbrechungsbefehls, um den Auslösebefehl an den Unterbrecher 19B auszugeben. Folglich kann die vorangegangene Vorrichtung mit der gleichen Hardwarekonfiguration strukturiert werden, wie diejenigen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 26A und der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 26B.
  • Wenn die Einrichtungsvorrichtungen zum Bilden des elektrischen Energiesystems in jeder elektrischen Station voneinander verschieden sind, müssen die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen, die unterschiedliche Hardwarekonfigurationen für die elektrische Stationen haben, hergestellt werden. Als ein Ergebnis davon steigen die Herstellungskosten des gesamten Steuerungssystems, das die mehreren elektrischen Stationen aufweist, so dass die Kosteneffizienz des Steuerungssystems verschlechtert wird.
  • In dem Steuerungssystem mit einer Mehrzahl von elektrischen Stationen, die mehrere Typen von Einrichtungsvorrichtungen haben, die zu überwachen sind, da die Hardwarekonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen voneinander verschieden sind, muss eine Software (ein Programm) zum Durchführen der Schutzsteuerungsbetriebsprozesse, die auf den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen installiert sind, individuell hergestellt werden, um den unterschiedlichen Hardwarekonfigurationen zu entsprechen. Folglich steigen die Herstellungskosten der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen, wodurch die Kosteneffizienz des Steuerungssystems verschlechtert wird. Darüber hinaus müssen Tests, Operationen und die Verwaltung der Software für die Schutzsteuerungsbetriebsprozesse, die auf jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen installiert sind, individuell für jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen durchgeführt werden. Folglich steigen die Kosten zum Durchführen der Tests, der Operationen und der Verwaltung der Software für die Schutzsteuerung. Folglich verschlechtert sich die Zuverlässigkeit der Software für die Schutzsteuerung.
  • In dem herkömmlichen Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem, das eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen aufweist, die für die mehreren Einrichtungsvorrichtungen bereitgestellt sind, beispielsweise Energieübertragungsleitungen und Busleitungen des elektrischen Energiesystems, und in dem Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem, das gebildet wird, indem die Mehrzahl der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen über das Kommunikationsnetzwerk an die Anzeige/Betriebs-Vorrichtung verbunden werden zur Fernbetriebsüberwachungssteuerung, bestätigt ein Benutzer der Fernüberwachungsoperation des elektrischen Energiesystems visuell die elektrische Größe, die durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung erfasst wird, durch die Anzeigeeinheit jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen. Folglich können die elektrischen Größen, die zum selben Zeitpunkt von den jeweiligen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen erfasst werden, nicht genau bestätigt werden, wodurch die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem verschlechtert wird. Darüber hinaus, muss eine Mehrzahl von elektrischen Größen, die durch mehrere Vorrichtungen gewonnen werden, der Reihe nach bestätigt werden, indem eine Mehrzahl von Anzeigeeinheiten verwendet wird. Folglich nimmt die Belastung für den Benutzer, der die visuelle Überwachungsoperation durchführt, zu, und die Kosteneffizienz verschlechtert sich aufgrund einer Zunahme der Kosten der Komponenten des Steuerungssystems.
  • Mit dem herkömmlichen Agentenschutzsteuerungssystem, im Falle, bei dem die Anzeige/Operations-Einheit einen Fehlerdetektionsprozess durchführt, enthaltend den Ort eines Störfallpunkts in Übereinstimmung mit der elektrischen Größe, die durch jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen gewonnen wird, Elektrische-Größe Daten {die erfasst werden, beispielsweise bei Winkelintervallen von 3,75° (4,8 KHz) oder 15° (1,2 KHz)} der Spannung und des elektrischen Stroms, die Ergebnisse der Steuerung sind, die von einer bestimmten Schutzsteuerungsvorrichtung durchgeführt wird (eine erste Schutzsteuerungsvorrichtung), werden zu dem Programmmodul hinzugefügt, so dass das Programmmodul mit den Elektrische-Größe Daten sich zu der nächsten Schutzsteuerungsvorrichtung (eine zweite Schutzsteuerungsvorrichtung) bewegt. Die zweite Schutzsteuerungsvorrichtung führt das übertragene Programmmodul aus, so dass die Elektrische-Größe Daten, die von der zweiten Schutzsteuerungsvorrichtung gewonnen werden, dem Programmmodul hinzugefügt werden. Das Programmmodul mit den Elektrische-Größe Daten bewegt sich zu einer nächsten Schutzsteuerungsvorrichtung (eine dritte Schutzsteuerungsvorrichtung). Die Ausführung des Programmmoduls, die Hinzufügung der Elektrische-Größe Daten, die durch das Ausführen des Programmmoduls gewonnen werden, und die Bewegung des Programmmoduls zu einer nächsten Schutzsteuerungsvorrichtung werden sequenziell durchgeführt für jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen. Die Anzeige/Operations-Einheit führt den Fehlerdetektionsprozess gemäß den Elektrische-Größe Daten jeder Schutzsteuerungsvorrichtung durch, die dem übertragenen Programmmodul hinzugefügt sind.
  • Um der Anzeige/Operations-Einheit zu ermöglichen den Fehlerdetektionsprozess auszuführen, wodurch ein Fehler des elektrischen Energiesystems detektiert wird, sind Elektrische-Größe Daten, die von den Schutzsteuerungsvorrichtungen mit der gleichen Zeitgebung detektiert werden, also Elektrische-Größe Daten, die genau (beispielsweise in μs-Einheiten oder einem Wert im Wesentlichen 1 μs) mit jeder der Schutzsteuerungsvorrichtungen synchronisiert sind, notwendig.
  • Das herkömmliche Agentenschutzsteuerungssystem gewinnt die Elektrische-Größe Daten jedes Mal, wenn sich das Programmmodul bewegt, also zu verschiedenen Zeitgebungen unter den Schutzsteuerungsvorrichtungen. Das Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise eine herkömmliche Telefonschaltung, hat eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Übertragung der Kommunikationsdaten um Zehntel Millisekunden bis einige Sekunden verzögert wird, aufgrund eines Lastzustandes des Netzwerks oder aufgrund von Rauschen. Folglich ist es unmöglich, synchronisierte Signale an die Schutzsteuerungsvorrichtungen über das Kommunikationsnetzwerk zu senden für den Zweck einer genauen Synchronisierung der Vorrichtungen miteinander.
  • Folglich ist es in einem herkömmlichen Agentenschutzsteuerungssystem mit dem Kommunikationsnetzwerk, über das das Programmmodul übertragen wird, schwer die Elektrische-Größe Daten, die von den Schutzsteuerungsvorrichtungen erfasst werden, zu synchronisieren, und schwer genau den Fehler des elektrischen Energiesystems zu detektieren.
  • Von diesem Gesichtspunkt ausgehend ist es in der elektrischen Stationseinheit durch Verlegen einer Signalleitung zu individuellen von dem Kommunikationsnetzwerk, um die mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen in der elektrischen Station miteinander zu verbinden, möglich, die mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen in der elektrischen Station zu synchronisieren, indem die Synchronisationssignale zwischen den mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen darin übertragen werden.
  • In dem oben genannten Fernbetriebsüberwachungssystem ist es jedoch sehr schwer, vom Standpunkt der Kosteneffizienz und starker Betriebsgröße die Synchronisationsleitungen zwischen den Schutzsteuerungsvorrichtungen zu legen, die für die mehreren elektrischen Stationen, die breit verstreut sind, bereitgestellt sind. Was schlimmer ist, es besteht die Besorgnis, dass die Praktikabilität des Fernbetriebsüberwachungssystems übermäßig verschlechtert wird.
  • In dem herkömmlichen Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem, beispielsweise das Fernbetriebsüberwachungssystem, sind die Energieübertragungsleitungskonstanten (Bereichsimpedanzen), die in einem Fall des Durchführens, als der Fehlerdetektionsprozess, der Störfallbestimmung (Detektions) Prozess erforderlich sind, bei dem beispielsweise ein Erdungsfehler zwischen Energieübertragungsleitungen auftritt, und ein Fehlerortungsprozess zum Orten des Störfallpunkts, auf vorbestimmte Werte gesetzt, die lediglich als Theorie gemäß den Designdaten der Energieübertragungsleitungen berechnet worden sind. Folglich kann die elektrische Größe (der elektrische Strom der Energieübertragungsleitung, den der Störfall mit sich bringt) des tatsächlichen elektrischen Energiesystems nicht verwendet werden. Folglich besteht die Besorgnis, dass die gesetzten Energieübertragungsleitungskonstanten Fehler aufweisen, so dass eine Möglichkeit besteht, dass der tatsächliche Störfallpunkt nicht lokalisiert werden kann. Darüber hinaus sind die Energieübertragungsleitungskonstanten fest auf Werte fixiert, die berechnet worden sind, indem die bloße Theorie verwendet wird. Da der Parameter jedoch, beispielsweise der elektrische Strom in der Energieübertragungsleitung zur Gewinnung der Energieübertragungsleitungskonstanten, die immer variieren aufgrund eines Einflusses der Änderung von Wetterbedingungen, selbst wenn die festen Energieübertragungsleitungskonstanten verwendet werden, um den Störfallpunkt zu lokalisieren, kann die Genauigkeit der Lokalisierung des Störfallpunkts nicht verbessert werden.
  • Davon ausgehend ist in einem herkömmlichen Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem eine Messvorrichtung, die eine Betriebseinheit und einen Speicher enthält, die für die Schutzsteuerungsvorrichtung individuell ist, betrieben worden zum Messen des Parameters, der erforderlich ist, um die Energieübertragungsleitungskonstanten von dem elektrischen Energiesystem zu berechnen (von der Energieübertragungsleitung). In Übereinstimmung mit dem gemessenen Wert sind die Energieübertragungsleitungskonstanten von der Messvorrichtung bestätigt worden.
  • Das herkömmliche Verfahren zur Gewinnung der Energieübertragungsleitungskonstanten unter Verwendung der Messvorrichtung erfordert jedoch, dass die Messvorrichtung individuell von der Schutzsteuerungsvorrichtung bereitgestellt wird. Folglich verschlechtert sich die Kosteneffizienz zur Gewinnung der Energieübertragungsleitungskonstanten. Zur Gewinnung der Energieübertragungsleitungskonstanten muss die Messvorrichtung immer bereitgestellt sein für das elektrische Energiesystem (die Energieübertragungsleitung oder dergleichen), um Parameter zu messen, die erforderlich sind für die Energieübertragungsleitungskonstanten. Folglich können die Energieübertragungsleitungskonstanten nicht leicht periodisch oder wenn notwendig gewonnen werden.
  • Das herkömmliche Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem, beispielsweise das Fernbetriebsüberwachungssystem, hat die Schutzsteuerungsvorrichtungen, die jeweils eine einzelne Verarbeitungseinheit aufweisen, die einen Eingabe/Ausgabe-Prozess von Daten durchführt, die geliefert werden von der Anzeige/Betriebs-Einheit über das Kommunikationsnetzwerk, einen Steuerbefehlsanalyseprozess und einen Prozess zum Erfassen der elektrischen Größe. Eine große Verarbeitungslast ist jedoch erforderlich zur Durchführung des Eingabe/Ausgabeprozesses von Daten und des Steuerungsabfrageanalyseprozesses, und der Prozess zum Erfassen der elektrischen Größe von dem elektrischen Energiesystem zu vorbestimmten Zeitperioden muss gleichzeitig mit dem Eingabe/Ausgabe-Prozess und dem Steuerungsabfrageanalyseprozess durchgeführt werden.
  • Es ist also sehr schwierig für eine einzelne Verarbeitungseinheit gleichzeitig die Dateneingabe/Datenausgabe-Verarbeitung über das Kommunikationsnetzwerk, den Steuerungsanforderungsanalyseprozess und den Elektrische-Größe Erfassungsprozess durchzuführen. Folglich besteht die Befürchtung, dass mindestens einer der Prozesse verzögert wird, und dass der Schutzsteuerungsbetrieb für das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem verschlechtert wird.
  • In dem herkömmlichen Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem, beispielsweise ein Fernbetriebsüberwachungssystem, werden die Eingabe/Ausgabe von Daten zwischen den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen und zwischen jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen und der Anzeige/Operations-Einheit durch das Kommunikationsnetzwerk durchgeführt.
  • Jede der Elektrische-Größe Erfassungsvorrichtungen, beispielsweise Sensoren in dem elektrischen Energiesystem, und jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen (ihre analoge Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle) sind jedoch über bestimmte Leitungen miteinander verbunden. Die Einrichtungsvorrichtungen zum Betreiben der Unterbrecher (die externen Vorrichtungen), beispielsweise als Schalter, des elektrischen Energiesystems und jede digitale Schutzsteuerungsvorrichtung (eine I/O-Schnittstelle zum Ausgeben der externen Betriebsbefehlssignale bezüglich der externen Vorrichtungen) sind durch bestimmte Leitungen miteinander verbunden.
  • Da eine große Anzahl von Elektrische-Größe Erfassungsvorrichtungen und Einrichtungsvorrichtungen zum Betreiben der externen Vorrichtungen für das elektrische Energiesystem bereitgestellt werden müssen, nehmen die bestimmten Leitungen in der Anzahl zu, so dass die Kosten zum Bereitstellen des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem nicht reduziert werden können, und ein großes Ausmaß an Arbeit zum Verbinden der bestimmten Leitungen ist erforderlich.
  • In dem vorangegangenen Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem wird die Schnittstelle gebildet zwischen dem elektrischen Energiesystem und den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen durch die bestimmten Leitungen.
  • In einem Fall, bei dem die elektrische Größe einer Einrichtungsvorrichtung, die geschützt werden muss durch eine andere digitale Schutzsteuerungsschaltung, ist es manchmal erforderlich, eine bestimmte digitale Schutzsteuerungsvorrichtung von einer Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen zu verwenden, die vorangegangene digitale Schutzsteuerungsvorrichtung (eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung der Wurzel der Anforderung) muss über das Kommunikationsnetzwerk die elektrische Größe erfassen, die über den Sensor erfasst worden ist, und die bestimmte Leitung von der vorbestimmten Einrichtungsvorrichtung, die durch die andere digitale Schutzsteuerungsvorrichtung schutzzusteuern ist.
  • In diesem Fall erfasst die eine Anfrage empfangende digitale Schutzsteuerungsvorrichtung kontinuierlich die elektrische Größe von der vorbestimmten Einrichtungsvorrichtung über den Sensor und die bestimmte Leitung zu vorbestimmten Zeitperioden. Die elektrische Größe (Elektrische-Größe Daten), die kontinuierlich gesammelt werden, müssen an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung der Wurzel der Anforderung über das Kommunikationsnetzwerk gesendet werden. Als Ergebnis muss die Übertragungslast einer schweren Übertragungslast unterworfen werden.
  • Wenn eine Anforderung zur Verwendung der elektrischen Größe von der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung als Anforderungsgrundsystem gesendet wird, muss eine andere digitale Schutzsteuerungsvorrichtung einen Prozess durchführen, um aufeinanderfolgend mit dem Kommunikationsnetzwerk zu kommunizieren, wobei die elektrische Größe (Elektrische-Größe Daten) konti nuierlich von dem elektrischen Energiesystem durch den Sensor gesammelt wird. Folglich verschlechtert sich die Verarbeitungseffizienz der anderen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen.
  • Die herkömmliche digitale Schutzsteuerungsvorrichtung, wie beispielsweise das digitale Relais, führt den Auslösetest durch, der die in 63 gezeigten Objekte aufweist. Der Gesamtbetriebstest des Auslösetests ist ein sehr wichtiger Test, bei dem eine Systemsimulationsvorrichtung verwendet wird, um den Systemstörfall zu simulieren. Eine gewonnene elektrische Testgröße, die durch die Simulation der Systemsimulationsvorrichtung gewonnen wird, wird also auf die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung angewendet, um deren Gesamtbetrieb zu bestätigen.
  • Von dem gesamten Betriebstest, dem die herkömmliche digitale Schutzsteuerungsvorrichtung unterworfen wird, simuliert die Systemsimulationsvorrichtung nur den Systemstörfall (Fehler), der vorher für die Systemsimulationsvorrichtung eingestellt wird. Darüber hinaus kann das Systemmodell nicht genau die Gesamtheit des elektrischen Energiesystems modellieren. Folglich können tatsächliche und komplizierte Systemstörfälle nicht vollständig simuliert werden. Beispielsweise kann eine elektromagnetische Induktion zwischen zwei benachbarten und parallelen Energieübertragungsleitungen nicht vollständig modelliert werden, was eine Vielzahl von elektrischen Feldern und magnetischen Feldern enthält, die auf die Energieübertragungsleitungen wirken. Folglich kann die oben genannte elektromagnetische Induktion nicht simuliert werden.
  • In den vergangenen Jahren ist ein tatsächliches elektrisches Energiesystem kompliziert geworden, und überlagerter Energiefluss (Lastfluss) ist verursacht worden durch Vergrößerung der Lieferung und der Nachfrage nach elektrischer Energie. Folglich werden verschiedene und komplizierte Systemstörfälle in dem tatsächlichen elektrischen Energiesystem erwartet.
  • In der herkömmlichen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung jedoch, da die elektrische Testgröße von den Simulationen der Systemstörfälle durch das Systemmodell erzeugt wird, kann der gesamte Betriebstest nicht durchgeführt werden, indem eine elektrische Testgröße verwendet wird, die ähnlich der ist, die auf einem Systemstörfall basiert, der in einem tatsächlichen elektrischen Energiesystem auftritt, das kompliziert ist und einen überlagerten Lastfluss hat. Folglich wird die Zuverlässigkeit der getesteten Vorrichtung (die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung) reduziert.
  • In dem herkömmlichen Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem, wie beispielsweise das Fernbetriebsüberwachungssystem, das die mehreren digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung enthält, hat jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen den Speicher. Die Zustandsgröße (Elektrische-Größe Daten) für einige Zyklen vor und nach der Operationszeitablaufsteuerung werden in dem Speicher in Antwort auf die Operationen der mehreren Relaissoftwaremodule oder der Operation der externen Einrichtungsvorrichtung gespeichert, beispielsweise der Unterbrecher, wenn der Systemstörfall aufgetreten ist (oder der Systemstörfall simuliert worden ist).
  • In dem herkömmlichen Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem erfasst die Schutzsteuerungsvorrichtung, die einen Störfall detektiert hat, die Elektrische-Größe Daten. Andere Schutzsteuerungsvorrichtungen jedoch, die um (beispielsweise benachbart) die Schutzsteuerungsvorrichtung angeordnet sind, die den Störfall detektiert, führen normalerweise keine Auslöseoperationen der Unterbrecher durch, obwohl die Vorrichtungen die Änderungen der Zustandsgrößen detektieren, die durch den Störfall verursacht werden (beispielsweise in einem Fall, wo nur ein einzelnes Relaissoftwaremodul betrieben worden ist). Folglich werden die Elektrische-Größe Daten nicht in den anderen Schutzsteuerungsvorrichtungen gespeichert. Als Ergebnis werden nur Elektrische-Größe Daten, die von der Schutzsteuerungsvorrichtung gespeichert werden, die den Störfall detektiert, verwendet, um den Analyseprozess zum Detektieren der Ursache des Störfalls durchzuführen. Folglich kann eine detaillierte Ursache des Störfalls nicht analysiert werden.
  • Wie oben beschrieben, kann das herkömmliche Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem nicht die Reaktion der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, die nicht betrieben wird, analysieren. Folglich kann nicht bestimmt werden, ob die Operation der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung ein Problem mit sich bringt. Als ein Ergebnis, wenn die Operation der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung fälschlicherweise nicht betrieben wurde, kann der fehlerhafte Nichtbetrieb der Schutzsteuerungsvorrichtung nicht detektiert werden. Folglich besteht die Besorgnis, dass die Zuverlässigkeit der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, also die Zuverlässigkeit des gesamten Steuerungssystems, verschlechtert wird.
  • Wie oben beschrieben, ist das herkömmliche Schutzsteuerungssystem mit einer Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen für ein herkömmliches elektrisches Energiesystem mit dem Speicher versehen, der in jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen angeordnet ist.
  • In Antwort auf die Zeitablaufsteuerung der Operationen der mehreren Relaissoftwaremodule oder der Operationen der Unterbrecher, wenn der Systemstörfall aufgetreten ist, werden die Elektrische-Größe Daten, die einen Zustand der Reaktion in der Vorrichtung angeben, und eine Änderung in der Zustandsgröße in dem Speicher gespeichert. Folglich, wenn der Systemstörfall aufgetreten ist, werden die Elektrische-Größe Daten, die die Reaktion in der Vorrichtung angeben, und die Änderung in der Zustandsgröße nicht in der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung gespeichert, die die Relaissoftwaremodule aufweist, die korrekt nicht betrieben werden. Die gesamte Analyse unter Verwendung der elektrische Größe (die Zustandsgröße) des gesamten elektrischen Energiesystems, die von allen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen gewonnen wird, wenn der Systemstörfall aufgetreten ist, kann nicht durchgeführt werden. Folglich bestehen Befürchtungen, dass die Zuverlässigkeit des gesamten Steuerungssystems verschlechtert wird.
  • Die verschiedenen Probleme, die man mit dem Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem gemacht hat zum schützenden Steuern des elektrischen Energiesystems, gelten für Steuerungssysteme zum Steuern von Anlagen zusätzlich zu den elektrischen Energiesystemen, beispielsweise allgemeine Industrieanlagen und öffentliche Anlagen.
  • Die US-A-5 696 695 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
  • Die japanischen Patentzusammenfassungen Ausgabe 018, Nr. 627 (P-1834) offenbaren ein System zum Messen einer Übertragungsleitungskonstanten, indem eine genaue Zeit von einem GPS Satelliten verwendet wird.
  • Die WO 93/12566 A offenbart ein fernprogrammierbares elektronisches Auslösesystem, das angepasst werden kann zum Detektieren eines Kurzschlusses oder des Vorhandenseins eines Massefehlers.
  • Die japanischen Patentzusammenfassungen Ausgabe 1998, Nr. 13, die Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPC sind, betreffen ein Überwachungs- und Steuerungssystem zum Gewinnen einer Durchführbarkeit und Zuverlässigkeit ohne Erhöhung der Last auf einem Kommunikationsnetzwerk, während auf die Bewegung eines Programmmoduls in dem System geachtet wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aus Sicht der vorangegangenen Probleme ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem und ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem zu schaffen zur Verwendung von digitalen Daten (Elektrische-Größe Daten) basierend auf Zustandsgrößen, die von einer Mehrzahl von Einrichtungsvorrichtungen, die eine Anlage bilden, genommen werden, beispielsweise ein elektrisches Energiesystem, um jede der Einrichtungsvorrichtungen zu steuern, wobei Steuerungsfunktionen zwischen den Einrichtungsvorrichtungen geteilt werden, und Verarbeitungseinheiten zum Durchführen der geteilten Funktionen über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind, wodurch die Kosteneffizienz und Zuverlässigkeit des Steuerungssystems und des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem verbessert werden.
  • Aus Sicht der vorangegangenen Probleme ist es eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem bereitzustellen, das eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen enthält zum Steuern jeder der Einrichtungsvorrichtungen unter Verwendung von digitalen Daten basierend auf den Zustandsgrößen, die von den Einrichtungsvorrichtungen, die eine Anlage bilden, genommen werden, beispielsweise ein elektrisches Energiesystem, das in der Lage ist, Zustandsgrößen, die von den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen erfasst worden sind, zum gleichen Zeitpunkt Vergleichen zu unterwerfen, um die Zuverlässigkeit des Steuerungssystems zu verbessern und eine Last zu reduzieren, die auf einen Operator wirkt zum Überwachen der Anlage sowie der Teilkosten des Steuerungssystems.
  • Aus Sicht der vorangegangenen Probleme ist es eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fernbetriebsüberwachungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, Zustandsgrößedaten genau zu synchronisieren, beispielsweise Elektrische-Größe Daten, die von einer Mehrzahl von Steuerungsvorrichtungen miteinander erfasst worden sind, ohne Verwendung irgendeiner Signalleitung zur Herstellung der Synchronisation zwischen den Steuerungsvorrichtungen (zwischen Steuerungsstationen und zwischen elektrischen Stationen), wodurch beispielsweise ein genauer Fehlerdetektionsprozess durchgeführt wird.
  • Aus Sicht der vorangegangenen Probleme ist es eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem zu schaffen, das in der Lage ist, periodisch oder zufällig Energieübertragungsleitungskonstanten zu gewinnen basierend auf einem tatsächlichen elektrischen Energiesystem, ohne Verwendung einer festen Energieübertra gungsleitungskonstanten, und eine Messvorrichtung, die von der Schutzsteuerungsvorrichtung individuell bereitgestellt wird.
  • Bei Berücksichtigung der vorangegangenen Probleme ist es eine fünfte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem zu schaffen, das in der Lage ist, gleichzeitig und schnell einen Dateneingabe/Datenausgabe-Prozess durch ein Kommunikationsnetzwerk, einen Steuerungsanfrageanalyseprozess und einen Elektrische-Größe Erfassungsprozess durchzuführen.
  • Bei Berücksichtigung der vorangegangenen Probleme ist es eine sechste Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch Bilden einer Schnittstelle, die erforderlich ist, um elektrische Größen und Betriebsbefehlssignale zwischen einem elektrischen Energiesystem und einer Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen zu übertragen, ohne Verwendung einer Mehrzahl von festgeschalteten Leitungen, die Verarbeitungslasten der Kommunikationsschnittstelle zu reduzieren zur Übertragung von Daten zwischen den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen und zwischen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung und einer Anzeige/Operations-Vorrichtung, und die Einrichtungskosten des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem und ein Ausmaß von Operationsarbeit, die erforderlich ist zum Verbinden der festgeschalteten Leitungen, zu reduzieren.
  • Bei Berücksichtigung der vorangegangenen Probleme ist es eine siebente Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gesamtoperationstest zu ermöglichen, der durchgeführt wird, durch Verwendung der gleichen Testzustandsgröße als diejenige, die verursacht wird, wenn ein Systemstörfall in einer Einrichtungsvorrichtung auftritt, die für ein tatsächliches elektrisches Energiesystem oder dergleichen bereitgestellt ist, um so die Zuverlässigkeit jeder digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung und die Zuverlässigkeit des gesamten Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem zu verbessern.
  • Bei Berücksichtigung der vorangegangenen Probleme ist es eine achte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem bereitzustellen, in einem Fall, bei dem ein Systemstörfall auftritt, wenn ein Relaissoftwaremodul oder ein Unterbrecher bezüglich einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, mit Ausnahme für die Schutzsteuerungsvorrichtung, die zu dem Systemstörfall gehört, nicht betrieben wird, wobei das Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem eine Analyse einer Reaktion der nicht betriebenen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung durchführt, um eine detaillierte Ursache eines Fehlers, der zu detektieren ist, und eine Gesamtanalyse zu ermöglichen, wodurch die Zuverlässigkeit der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen und des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem verbessert wird.
  • Um derartige Aufgaben zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Steuerungssystem geschaffen zum Steuern einer Anlage gemäß einer Zustandsgröße, die in Beziehung steht zu der Anlage und von dieser eingegeben wird, wobei das System enthält: ein Kommunikationsnetzwerk; eine Eingabevorrichtung, die mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, so dass eine Datenkommunikation möglich wird, wobei die Eingabevorrichtung enthält: ein Mittel zum Erfassen einer genauen Zeit, ein Eingabemittel zum Eingeben der Zustandsgröße, die die Anlage davon betrifft, ein Umwandlungsmittel zum Abtasten der eingegebenen Zustandsgröße gemäß der erfassten genauen Zeit, um die Zustandsgröße in digitale Daten umzuwandeln, und ein erstes Übertragungsmittel zum Hinzufügen der genauen Zeit bei jeder Abtastzeitablaufsteuerung zu den digitalen Daten, um die digitalen Daten, die jeweils die genaue Zeit aufweisen, an das Kommunikationsnetzwerk zu senden; eine Öffnen/Schließen-Vorrichtung, die mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, so dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird, und die ausgelegt ist zum Öffnen und Schließen eines Teils der Anlage, wobei die Öffnen/Schließen-Vorrichtung enthält: ein Mittel zum Empfangen eines Steuerungsbefehls über das Kommunikationsnetzwerk bezüglich der Öffnen/Schließen-Vorrichtung, und ein zweites Sendemittel zum Senden eines Operationszustands der Öffnen/Schließen-Vorrichtung an das Kommunikationsnetzwerk; und eine Steuerungsvorrichtung, die mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, so dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird, wobei die Steuerungsvorrichtung enthält: ein Mittel zum Durchführen eines Steuerungsoperationsprozesses gemäß den digitalen Daten, die durch das Kommunikationsnetzwerk gesendet werden, und dem Betriebszustand der Öffnen/Schließen-Vorrichtung, der darüber gesendet wird, und ein drittes Sendemittel zum Senden des Steuerungsbefehls durch das Kommunikationsnetzwerk an die Öffnen/Schließen-Vorrichtung in Antwort auf ein Ergebnis des Steuerungsoperationsprozesses des Durchführungsmittels.
  • Um derartige Aufgaben zu lösen, wird gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem geschaffen zum Steuern eines elektrischen Energiesystems gemäß einer Zustandsgröße, die das elektrische Energiesystem betrifft und von diesem eingegeben wird, wobei das Schutzsteuerungssystem enthält: ein Kommu nikationsnetzwerk; eine Eingabevorrichtung, die mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, so dass eine Datenübertragung ermöglicht wird, wobei die Eingabevorrichtung enthält: ein Mittel zum Erfassen einer genauen Zeit, ein Eingabemittel zum Eingeben der Zustandsgröße, die das elektrische Energiesystem betrifft, ein Umwandlungsmittel zum Abtasten der eingegebenen Zustandsgröße gemäß der erfassten genauen Zeit, um die Zustandsgröße in digitale Daten umzuwandeln, und ein erstes Sendemittel zum Hinzufügen der genauen Zeit bei jeder Abtastzeitablaufsteuerung zu den digitalen Daten, um die digitalen Daten, die jeweils die genaue Zeit aufweisen, an das Kommunikationsnetzwerk zu senden; eine Öffnen/Schließen-Vorrichtung, die mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, so dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird, und das ausgelegt ist zum Öffnen und Schließen eines Teils des elektrischen Energiesystems, wobei die Öffnen/Schließen-Vorrichtung enthält: ein Mittel zum Empfangen eines Steuerungsbefehls durch das Kommunikationsnetzwerk bezüglich der Öffnen/Schließen-Vorrichtung, und ein zweites Sendemittel zum Senden eines Betriebszustands der Öffnen/Schließen-Vorrichtung an das Kommunikationsnetzwerk; und eine Schutzsteuerungsvorrichtung, die mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, so dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird, wobei die Steuerungsvorrichtung enthält: ein Mittel zum Durchführen eines Schutzsteuerungsoperationsprozesses gemäß den digitalen Daten, die durch das Kommunikationsnetzwerk gesendet worden sind, und gemäß dem Betriebszustand der Öffnen/Schließen-Vorrichtung, der darüber gesendet worden ist, und ein drittes Sendemittel zum Senden des Steuerungsbefehls durch das Kommunikationsnetzwerk an die Öffnen/Schließen-Vorrichtung in Antwort auf ein Ergebnis des Schutzsteuerungsoperationsprozesses des Durchführungsmittels.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses anderen Aspekts werden das Erfassungsmittel, das Umwandlungsmittel und das erste Sendemittel gebildet durch eine Computerschaltung, die Hardwareelemente aufweist, die eine CPU und eine Speichereinheit enthalten, wobei die Computerschaltung mit einem Mittel bereitgestellt ist zur Selbstdiagnose eines Betriebszustands der Computerschaltung und mit einem Mittel zum Senden eines Ergebnisses der Selbstdiagnose, die von dem Selbstdiagnosemittel durchgeführt wird, an das Kommunikationsnetzwerk, und wobei die Öffnen/Schließen-Vorrichtung mit einem Mittel bereitgestellt ist zum Empfangen des Ergebnisses der durch das Kommunikationsnetzwerk gesendeten Selbstdiagnose, und einem Mittel zum Verriegeln der Steuerung des Betriebs der Öffnen/Schließen-Vorrichtung in Antwort auf das Ergebnis der Selbstdiagnose, die von dem Ergebnisempfangsmittel empfangen worden ist.
  • Dieser andere Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Anordnung, dass die Eingabevorrichtung und die Öffnen/Schließen-Vorrichtung für eine Mehrzahl von elektrischen Stationen jeweils bereitgestellt sind, die elektrischen Stationen verteilt sind, das Erfassungsmittel, das Umwandlungsmittel und das erste Sendemittel für die jeweiligen Eingabevorrichtungen der jeweiligen elektrischen Stationen bereitgestellt sind, das Steuerungsbefehlsempfangsmittel und das zweite Sendemittel für die jeweiligen Öffnen/Schließen-Vorrichtungen der jeweiligen elektrischen Stationen bereitgestellt sind, das Steuerungsoperationsdurchführungsmittel und das dritte Sendemittel für mindestens eine der verteilt angeordneten elektrischen Stationen bereitgestellt sind, das Kommunikationsnetzwerk gebildet ist aus einem ersten Kommunikationsnetzwerk in einem lokalen Bereich, der in jeder der elektrischen Stationen gebildet ist, und einem zweiten Kommunikationsnetzwerk für eine zweite Verbindung der verteilt angeordneten elektrischen Stationen miteinander, das Umwandlungsmittel jeder der Eingabevorrichtungen in der elektrischen Station ausgelegt ist zum Abtasten der Zustandsgröße ihrer eigenen Eingabevorrichtung zu vorbestimmten Zeitperioden in Übereinstimmung der genauen Zeit, die von dem Erfassungsmittel erfasst wird, während die Zustandsgrößen der jeweiligen Eingabevorrichtungen miteinander synchronisiert werden, und um die abgetasteten Zustandsgrößen in digitale Daten umzuwandeln, das erste Sendemittel jeder der Eingabevorrichtungen ausgelegt ist zum Hinzufügen der genauen Zeit bei jeder Abtastzeitablaufsteuerung zu allen umgewandelten digitalen Daten und zum Senden der digitalen Daten, die jeweils die genaue Zeit aufweisen, durch das erste Kommunikationsnetzwerk an das zweite Kommunikationsnetzwerk, und wobei das Steuerungsoperationsdurchführungsmittel der mindestens einen der elektrischen Stationen ein Mittel hat zum Empfangen der digitalen Daten, die jeweils die genaue Zeit jeder der Eingabevorrichtungen aufweisen sowie den Betriebszustand der Öffnen/Schließen-Vorrichtung, die durch das erste und zweite Kommunikationsnetzwerk gesendet werden, ein Mittel zum zeitsequenziellen Anordnen der empfangenen digitalen Daten in Übereinstimmung mit der genauen Zeit aller empfangenen digitalen Daten für jede der Eingabevorrichtungen, und ein Mittel zum Durchführen des Schutzsteuerungsoperationsprozesses gemäß den zeitsequenziell angeordneten digitalen Daten durch das Anordnungsmittel.
  • Um derartige Aufgaben zu erreichen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem geschaffen zum Durchführen eines Operationsprozesses gemäß einer Zustandsgröße, die von einem elektrischen System eingegeben wird, um schützend das elektrische System zu steuern, wobei das Schutzsteuerungssystem enthält: ein Kommunikationsnetzwerk; eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung, die mit dem Kommunikationsnetzwerk derart verbunden ist, dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird, wobei die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung enthält: ein Mittel zum Erfassen der genauen Zeit, ein Umwandlungsmittel zum Abtasten der Zustandsgröße, die von dem elektrischen Energiesystem eingegeben wird, gemäß der erfassten genauen Zeit, um die Zustandsgröße in digitale Daten umzuwandeln, und ein Sendemittel zum Hinzufügen der genauen Zeit zu den umgewandelten digitalen Daten bei jeder Abtastzeitablaufsteuerung, so dass die digitalen Daten, die jeweils die genaue Zeit enthalten, an das Kommunikationsnetzwerk gesendet werden; ein Mittel zum Empfangen der digitalen Daten, die durch das Kommunikationsnetzwerk gesendet werden, wobei alle digitalen Daten, die die genaue Uhrzeit aufweisen, und ein Mittel zur zeitsequenziellen Anordnung der empfangenen digitalen Daten, die jeweils die genaue Uhrzeit aufweisen, in Übereinstimmung mit der genauen Zeit aller empfangenen digitalen Daten.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält dieser weitere Aspekt ferner ein Anzeigemittel zum Anzeigen einer digitalen Datengruppe, die zeitsequenziell angeordnet ist durch das Anordnungsmittel.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält dieser weitere Aspekt ferner ein Mittel zum Erzeugen einer Zustandsgröße eines Tests für eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung, die zu testen ist, gemäß der digitalen Datengruppe, die zeitsequenziell durch das Anordnungsmittel angeordnet ist.
  • Zum Erreichen derartiger Aufgaben ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem geschaffen, enthaltend: eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen zum schützenden Steuern eines elektrischen Energiesystems; ein Kommunikationsnetzwerk zum Verbinden der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen derart miteinander, dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird, wobei jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen enthält: ein Mittel zum Erfassen einer genauen Zeit, ein Umwandlungsmittel zum Abtasten einer Zustandsgröße, die zu einer ersten Einrichtungsvorrichtung des elektrischen Energiesystems gehört, bei vorbestimmten Zeitperioden in Übereinstimmung mit der genauen Zeit, die von dem Erfassungsmittel erfasst worden ist, um die abgetasteten Zustandsgrößen in digitale Daten umzuwandeln, wobei die erste Einrichtungsvorrichtung ein Objekt zum schützenden Steuern der entsprechenden digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung ist, ein erstes Beurteilungsmittel zum Beurteilen, ob die erste Einrichtungsvorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, basierend auf den umgewandelten digitalen Daten, um eine Schutzsteue rungsoperationsverarbeitung gemäß einem Ergebnis der Beurteilung des ersten Beurteilungsmittels durchzuführen, ein zweites Beurteilungsmittel zum Beurteilen, ob die erste Einrichtungsvorrichtung und die zweite Einrichtungsvorrichtung des elektrischen Energiesystems fehlerhaft sind, basierend auf den umgewandelten digitalen Daten, wobei die zweite Einrichtungsvorrichtung kein Objekt zum Schutzsteuern der entsprechenden digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung ist; ein Aufzeichnungsmittel zum Hinzufügen der genauen Zeit zu den umgewandelten digitalen Daten bei jeder Abtastzeitablaufsteuerung, wenn die Beurteilung des zweiten Beurteilungsmittels derart erfolgt, dass mindestens eine der ersten und zweiten Einrichtungsvorrichtung fehlerhaft ist, um die digitalen Daten aufzuzeichnen, die jeweils die abgetastete genaue Zeit haben, und ein Mittel zum Übertragen der digitalen Daten, die von dem Aufzeichnungsmittel aufgezeichnet worden sind, an das Kommunikationsnetzwerk, wobei die gesendeten digitalen Daten die abgetastete genaue Zeit haben; ein Empfangsmittel, das mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist zum Empfangen der digitalen Daten, die durch das Kommunikationsnetzwerk von jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen gesendet werden, wobei jede der empfangenen digitalen Daten die genaue Zeit aufweist; und ein Anordnungsmittel zum zeitsequenziellen Anordnen der empfangenen digitalen Daten gemäß ihrer abgetasteten genauen Zeit für jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen.
  • Um derartige Aufgaben zu erreichen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem geschaffen, enthaltend: eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen zum schützenden Steuern eines elektrischen Energiesystems; und ein Kommunikationsnetzwerk zum Verbinden der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen miteinander, so dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird, wobei jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen enthält: ein Mittel zum Erfassen einer genauen Zeit; ein Umwandlungsmittel zum Abtasten einer Zustandsgröße, die eine Einrichtungsvorrichtung des elektrischen Energiesystems betrifft, bei vorbestimmten Zeitperioden gemäß der genauen Zeit, die von dem Erfassungsmittel erfasst worden ist, um die abgetasteten Zustandsgrößen in erste digitale Daten umzuwandeln, wobei die Einrichtungsvorrichtung ein Objekt zum Schutzsteuern der entsprechenden digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung ist; ein Übertragungsmittel zum Hinzufügen der genauen Zeit bei jeder Abtastzeitablaufsteuerung zu den ersten umgewandelten digitalen Daten, um die ersten digitalen Daten, die die genaue Zeit haben, an das Kommunikationsnetzwerk zu übertragen; ein Mittel zum Empfangen von zweiten digitalen Daten, die die genaue Zeit, die von dem Übertragungsmittel von mindestens einer anderen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung durch das Kommunikationsnetzwerk gesendet worden ist; ein Anordnungsmittel zum zeitsequenziellen Anordnen der empfangenen zweiten digitalen Daten in Übereinstimmung mit der genauen Zeit der zweiten empfangenen digitalen Daten; und ein Mittel zum Durchführen eines Schutzsteuerungsoperationsprozesses durch Verwenden der ersten digitalen Daten, die durch das Umwandlungsmittel umgewandelt worden sind, oder der zweiten digitalen Daten, die zeitsequenziell durch das Anordnungsmittel angeordnet worden sind.
  • Zum Erreichen derartiger Aufgaben wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem geschaffen, enthaltend: eine Mehrzahl von Schutzsteuerungsvorrichtungen, die ausgelegt sind zum Schutzsteuerungsoperationsprozess gemäß einer Zustandsgröße, die ein elektrisches Steuerungssystem betrifft, zum schützenden Steuern des elektrischen Energiesystems, wobei die Steuerungsvorrichtungen verteilt sind; und ein Kommunikationsnetzwerk, durch das die Schutzsteuerungsvorrichtungen miteinander verbunden sind, so dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird, wobei jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen enthält: ein Mittel zum Erfassen von Signalen bei im Wesentlichen konstanten Perioden; ein Sammelmittel zum sequenziellen Abtasten der Zustandsgröße, die das elektrische Energiesystem betrifft, mit einer gleichen Zeitablaufsteuerung, wie eine Zeitablaufsteuerung einer anderen Schutzsteuerungsvorrichtung gemäß den periodischen Signalen, die von dem Erfassungsmittel erfasst werden, um digitale Daten zu sammeln; und ein Speichermittel zum Hinzufügen der Zeit bei jeder Abtastzeitablaufsteuerung basierend auf den periodischen Signalen, zu den gesammelten digitalen Daten, um die digitalen Daten, die jeweils die Zeit aufweisen, sequenziell zu speichern.
  • Dieser weitere Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Anordnung, bei der das Erfassungsmittel aus einem Mittel zum Erfassen der genauen Zeit gebildet ist, und die Zeit bei jeder Abtastzeitablaufsteuerung die genaue Zeit bei jeder Abtastzeitablaufsteuerung ist. Dieser weitere Aspekt der Erfindung hat eine Anordnung, die ferner eine Monitor/Steuerungs-Einheit enthält, die mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, und die ausgelegt ist zur Fernüberwachung und Steuerung eines Betriebszustands der Schutzsteuerungsvorrichtungen, wobei jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen bereitgestellt ist mit einem Mittel zum Durchführen eines Schutzsteuerungsoperationsprozesses basierend auf den digitalen Daten, um zu bestimmen, ob abnormale Daten detektiert worden sind, und ein Mittel zum Übertragen einer Abnormal-Datenerzeugungsinformation, wenn die abnormalen Daten als Ergebnis des Schutzsteuerungsoperationsprozesses detektiert worden sind, die die Detektionszeit enthalten, an die Anzeige/Operations-Einheit, wobei die abnormalen Daten bei der Detektionszeit detektiert werden, und wobei die Überwachungs/Steuerungs-Einheit mit einem Mittel bereitgestellt ist zum Übertragen eines ersten Programmmoduls, wenn die abnormale Datenerzeugungsinformation, die die Detektionszeit enthält, von einer vorbestimmten Schutzsteuerungsvorrichtung in den Schutzsteuerungsvorrichtungen gesendet wird, zum Sammeln von digitalen Daten vor und nach dem Detektionszeitpunkt, an die Schutzsteuerungsvorrichtungen durch das Kommunikationsnetzwerk entlang einer vorbestimmten Route, wobei das erste Programmmodul vorher in der Überwachungs/Steuerungs-Einheit bereitgestellt wird; wobei jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen mit einem Mittel versehen ist zum Empfangen des ersten Programmmoduls, das durch das Kommunikationsnetzwerk übertragen wird, um das erste Programmmodul auszuführen, und ein Mittel zum Senden der digitalen Daten, die die genaue Zeit haben, vor und nach der Detektionszeit an die Überwachungs/Steuerungs-Einheit in Übereinstimmung mit dem ersten ausgeführten Programmmodul, wobei die Überwachungs/Steuerungs-Einheit mit einem Mittel versehen ist zum Orten eines Fehlerpunkts, der zu den abnormalen Daten gehört, gemäß den digitalen Daten, wobei die digitalen Daten die genaue Zeit vor und nach dem Detektionszeitpunkt haben und von jeder der Schutzsteuerungsvorrichtungen gesendet werden.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses weiteren Aspekts ist jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen bereitgestellt mit: einem Mittel zum Auslesen einer vorbestimmten genauen Zeit einer genauen Zeit, die in dem Speichermittel der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtung gespeichert ist, zusammen mit den digitalen Daten gemäß einem zweiten Programmmodul zum Messen einer Energieübertragungsleitungskonstanten, wobei das zweite Programmmodul vorher in der Überwachungs/Steuerungs-Einheit bereitgestellt wird, und von dort durch das Kommunikationsnetzwerk übertragen wird, ein Mittel zum Messen der Energieleitungsübertragungskonstanten, indem die digitalen Daten der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtung verwendet werden, und die digitalen Daten mindestens einer anderen der Schutzsteuerungsvorrichtungen, wobei die digitalen Daten der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtungen der vorbestimmten genauen Zeit hinzugefügt werden, ein Mittel zum Speichern der gemessenen Energieübertragungsleitungskonstanten, und ein Mittel zum Berechnen einer Bereichsimpedanz, die ein Objekt betrifft, zum Schutzsteuern der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtung basierend auf der gemessenen Energieübertragungsleitungskonstanten.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses weiteren Aspekts ist das Speichermittel ausgelegt zum Speichern der digitalen Daten mit der genauen Zeit in einer Zeitperiode von der Übertragung der Abnormal-Datenerzeugungsinformation an die Überwachungs/Steuerungs-Einheit bis zur Übertragung der digitalen Daten mit der genauen Zeit vor und nach der Detektionszeit an die Überwachungs/Steuerungs-Einheit.
  • Dieser weitere Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Anordnung, dass das elektrische Energiesystem und jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen miteinander durch ein zweites Kommunikationsnetzwerk verbunden sind, das unterschiedlich ist zu dem Kommunikationsnetzwerk, wobei die Zustandsgröße, die das elektrische Energiesystem betrifft, an jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen durch das zweite Kommunikationsnetzwerk geliefert wird.
  • Um derartige Aufgaben zu lösen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein computerlesbares Speichermedium geschaffen, das einen Programmcode speichert zum Verwenden bei der schützenden Steuerung einer Anlage, wobei die Anlage eine Eingabevorrichtung zum Eingeben einer Zustandsgröße aufweist, die sich auf die Anlage bezieht, und eine Öffnen/Schließen-Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Teils der Anlage, wobei der Programmcode enthält: einen ersten Schritt zum Veranlassen eines Computers zum Erfassen einer genauen Zeit; einen zweiten Schritt zum Veranlassen eines Computers zum Abtasten der Zustandsgröße, die von der Eingabevorrichtung eingegeben worden ist, gemäß der erfassten Zeit, um die Zustandsgröße in digitale Daten umzuwandeln; einen dritten Schritt zum Veranlassen eines Computers, die genaue Zeit zu jeder der Abtastzeitablaufsteuerungen zu den digitalen Daten hinzuzufügen, um die digitalen Daten an das Kommunikationsnetzwerk zu übertragen, wobei die digitalen Daten jeweils die abgetastete genaue Zeit haben; einen vierten Schritt zum Veranlassen eines Computers zum Durchführen einer Steuerungsoperation gemäß den digitalen Daten, die durch das Kommunikationsnetzwerk übertragen worden sind; einen fünften Schritt zum Veranlassen eines Computers einen Steuerungsbefehl bezüglich der Öffnen/Schließen-Vorrichtung durch das Kommunikationsnetzwerk zu übertragen in Antwort auf ein Ergebnis der Steuerungsoperation gemäß dem vierten Schritt; einen sechsten Schritt zum Veranlassen eines Computers zum Empfangen des Steuerungsbefehls durch das Kommunikationsnetzwerk bezüglich der Öffnen/Schließen-Vorrichtung; und einen siebten Schritt zum Veranlassen des Computers zum Steuern einer Operation der Öffnen/Schließen-Vorrichtung gemäß dem empfangenen Steuerungsbefehl.
  • Zum Erreichen derartiger Aufgaben wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Verfahren geschaffen zum schützenden Steuern einer Anlage, wobei die Anlage eine Eingabevorrichtung hat zum Eingeben einer Zustandsgröße, die bezogen ist auf die Anlage, und eine Öff nen/Schließen-Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Teils der Anlage, wobei das Verfahren die Schritte enthält: Erfassen einer genauen Zeit; Abtasten der von der Eingabevorrichtung eingegebenen Zustandsgröße gemäß der erfassten genauen Zeit, um die Zustandsgröße in digitale Daten umzuwandeln; Hinzufügen der genauen Zeit zu jeder Abtastungszeitablaufsteuerung zu den digitalen Daten, um die digitalen Daten an das Kommunikationsnetzwerk zu übertragen, wobei die digitalen Daten jeweils die abgetastete genaue Zeit haben; Durchführen einer Steuerungsoperation gemäß den digitalen Daten, die durch das Kommunikationsnetzwerk gesendet werden; Senden eines Steuerungsbefehls bezüglich der Öffnen/Schließen-Vorrichtung durch das Kommunikationsnetzwerk in Antwort auf ein Ergebnis der Steuerungsoperation des Durchführungsschritts; Empfangen des Steuerungsbefehls durch das Kommunikationsnetzwerk bezüglich der Öffnen/Schließen-Vorrichtung; und Steuern einer Operation der Öffnen/Schließen-Vorrichtung gemäß dem empfangenen Steuerungsbefehl.
  • Wie oben beschrieben, sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuerungsfunktionen, die sich auf Einrichtungsvorrichtungen beziehen (die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen und die Öffnen/Schließen-Vorrichtung) der Anlage, wie beispielsweise die elektrischen Energiesysteme, die schützend gesteuert werden, separat von den Gesamtsteuerungsfunktionen, beispielsweise den Schutzsteuerungsfunktionen des Gesamtsteuerungssystems. Die getrennten Funktionen sind in jeder der Einrichtungsvorrichtungen enthalten, so dass das Steuerungssystem, beispielsweise als Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gebildet ist. Folglich kann eine herkömmliche Hardwarekonfiguration, die die Einheit realisiert, die in Einrichtungsvorrichtungen vom gleichen Typ enthalten sind, verwendet werden, wodurch es möglich wird die Kosten für die Hardware des gesamten Steuerungssystems zu reduzieren, beispielsweise als Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem, und die Kosten der Software zur Durchführung der Steuerungsoperationsprozesse zu reduzieren. Folglich kann die Kosteneffizienz verbessert werden und die Zuverlässigkeit der Software für den Steuerungsprozess kann verbessert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können Operationen der Steuerungsvorrichtungen genau miteinander synchronisiert werden, indem die periodischen Signale verwendet werden, beispielsweise die genaue Zeit, wodurch es möglich wird die Zuverlässigkeit des Steuerungssystems zu verbessern. Insbesondere kann der Steuerungsoperationsprozess, beispielsweise der Schutzsteuerungsoperationsprozess, durchgeführt werden, indem digitale Daten verwendet werden, basierend auf der Zustandsgröße, die mit der gleichen genauen Zeit abgetastet (synchronisiert) worden ist. Folglich ist es möglich, einen sehr genauen Steuerungsprozess durchzuführen, beispielsweise den Prozess zum Bestimmen eines Störfalls. Folglich kann ein zuverlässiges Steuerungssystem bereitgestellt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung, selbst wenn ein Fehler in mindestens einem Bereich der Hardwarekonfiguration der Vorrichtung aufgetreten ist zur Eingabe/Ausgabe der Zustandsgröße, und folglich ein nicht korrekter Betriebssteuerungsbefehl an die Öffnen/Schließen-Vorrichtung gesendet wird, kann der Fehler detektiert werden dank des Selbstdiagnosemittels. In Übereinstimmung mit einem Ergebnis der Detektion verhindert das Verriegelungsmittel das Übertragen des nicht korrekten Betriebssteuerungsbefehls an die Öffnen/Schließen-Vorrichtung, so dass die Operationssteuerung verriegelt wird. Folglich kann ein nutzloses Betriebssteuern der Öffnen/Schließen-Vorrichtung, das verursacht wird durch einen Fehler der Hardware der Vorrichtung zur Eingabe/Ausgabe der Zustandsgröße, verhindert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Zuverlässigkeit der Steuerungssysteme zu verbessern, beispielsweise des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Steuerungsoperationen, beispielsweise die Schutzsteuerungsoperationen durchgeführt werden, indem digitale Daten verwendet werden, die die genaue Zeit haben, die gewonnen werden durch Hinzufügen der genauen Zeit zu dem Abtastprozess. Folglich können die Steuerungsoperationsprozesse durchgeführt werden, indem digitale Daten verwendet werden, die an beabstandeten Steuerungsstationen erfasst worden sind, ohne jeglichen Einfluss der Übertragungsverzögerung, die auftritt zwischen den Steuerungsstationen (Vorrichtungen). Als ein Ergebnis kann die Zuverlässigkeit des Steuerungssystems, beispielsweise des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem verbessert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können digitale Daten, die die genaue Zeit aufweisen, basierend auf der Zustandsgröße, die von einer Mehrzahl von Einrichtungsvorrichtungen für beispielsweise das elektrische Energiesystem abgetastet worden sind, zeitsequenziell angeordnet und für jede Steuerungsvorrichtung gemäß der hinzugefügten genauen Zeit angezeigt werden. Folglich ist eine Überwachung zum Überwachen des elektrischen Systems möglich von jeder Einrichtungsvorrichtung, indem genau und gleichzeitig (zur gleichen Zeit) die abgetasteten Zustandsgrößen durch jede Steuerungsvorrichtung verglichen werden. Als ein Ergebnis kann die Zuverlässigkeit des Steuerungssystems, beispielsweise des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem verbessert werden.
  • Zustandsgrößen, die durch jede Steuerungsvorrichtung abgetastet werden, können kollektiv von jeder Einrichtungsvorrichtung bestätigt werden, beispielsweise von dem elektrischen Energiesystem. Folglich kann die Last und die Komplexität für den Operator, der durch die Arbeit veranlasst wird, die Steuerungsvorrichtungen zu umrunden, reduziert. Darüber hinaus kann die Anzeigeeinheit, die für jede Steuerungsvorrichtung erforderlich ist, weggelassen werden. Folglich können die Kosteneffizienz verbessert und eine Arbeitseinsparung realisiert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Zustandsgröße, die zu testen ist, erzeugt werden gemäß den digitalen Daten, die die genaue Zeit haben, und basierend auf der tatsächlichen Zustandsgröße, die abgetastet wird von einer Mehrzahl von Einrichtungsvorrichtungen, beispielsweise eines elektrischen Energiesystems. Die Zustandsgröße, die zu testen ist, kann in dem Test der getesteten Vorrichtung verwendet werden (die Schutzsteuerungsvorrichtung). Folglich kann eine Testzustandsgröße, die einer Zustandsgröße entspricht, die einem komplizierten Systemstörfall entspricht, der in einem komplizierten elektrischen Energiesystem auftritt in der Form eines überlagerten Energieflusses, und eine Testzustandsgröße, die einer Änderung in dem Lastfluss des Systems während des Tagesbetriebs des Systems entspricht, die gemäß der herkömmlichen Technik schwierig zu erzeugen sind, einfach erzeugt werden, um in dem Test verwendet zu werden. Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit und die Kosteneffizienz des Tests zur Bestätigung der Operation der Einheit, die zu testen ist, zu verbessern, sowie das Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung hat jede Schutzsteuerungsvorrichtung eine Funktion, die individuell von der Funktion der herkömmlichen Verarbeitungseinheit zum Bestimmen eines Fehlers bereitgestellt wird. Die individuelle Funktion bestimmt, ob ein Fehler in einer Einrichtungsvorrichtung aufgetreten ist, die gemäß digitalen Daten schutzgesteuert wird, die durch die Umwandlungseinheit umgewandelt worden sind, und gemäß einer Einrichtungsvorrichtung, die nicht schutzgesteuert wird. Wenn eine Bestimmung erfolgt, dass ein Fehler aufgetreten ist, wird die genaue Zeit der Abtastoperation zu den abgetasteten digitalen Daten hinzugefügt, um gespeichert und an das Kommunikationsnetzwerk gesendet zu werden, wodurch es möglich wird die digitalen Daten, die durch das Kommunikationsnetzwerk übertragen werden, anzuordnen. Folglich ist es möglich, die angeordneten Zustandsdaten anzuzeigen und die Testzustandsgrößen zu erzeugen, indem die angeordneten Zustandsdaten verwendet werden. Darüber hinaus kann die Testzustandsgröße erzeugt werden.
  • Die Operationen zum Aufzeichnen, Bestätigen und Analysieren der Zustandsgröße, die durch die Schutzsteuerungsvorrichtung erfasst wird, die korrekterweise nicht arbeitet, wenn ein Störfall in einer Vorrichtung, die schutzzusteuern ist, auftritt, und ein Operationsbestätigungstest der Vorrichtung, die zu testen ist, können durchgeführt werden, indem die Testzustandsgröße verwendet wird, die der Zustandsgröße entspricht, die von der Schutzsteuerungsvorrichtung erfasst wird, die korrekterweise nicht betrieben wird, was gemäß der herkömmlichen Technik unmöglich ist. Wenn ein Systemstörfall auftritt, können folglich ein gesamter Analyseprozess und ein Operationsbestätigungsprozess unter Verwendung der Zustandsgröße, beispielsweise des gesamten elektrischen Energiesystems, die von allen Schutzsteuerungsvorrichtungen gewonnen wird, durchgeführt werden, unabhängig von dem Objekt, das schutzzusteuern ist. Die Zuverlässigkeit des gesamten Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem kann folglich signifikant verbessert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Betriebsbestätigungstest der Schutzsteuerungsvorrichtung, die zu testen ist, und die Schutzsteuerungsvorrichtung, die korrekt betrieben wird, tatsächlich durchgeführt werden, indem digitale Daten verwendet werden, die der Zustandsgröße jeder Einrichtungsvorrichtung entsprechen, beispielsweise dem elektrischen Energiesystem ohne einer Notwendigkeit der Verwendung einer systemsimulierenden Einheit. Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit und die Kosteneffizienz des Tests zum Bestätigen des Betriebs des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Energieübertragungsleitungskonstante periodisch gemessen werden, oder nach Bedarf, indem der Schutzsteuerungsoperationsprozess durchgeführt wird, indem die digitalen Daten, basierend auf den Zustandsgrößen verwendet werden, die zum gleichen Zeitpunkt zwischen den mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen abgetastet werden, ohne Verwendung einer festen Energieübertragungsleitungskonstanten, und eine Messeinheit, die individuell von der Schutzsteuerungsvorrichtung bereitgestellt wird. Da die Bereichsimpedanz berechnet werden kann, indem die gemessene Energieübertragungsleitungskonstante verwendet wird, und folglich ein Störfallbestimmungsprozess durchgeführt werden kann, kann die Genauigkeit zum Detektieren des Störfalls verbessert werden, und die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem kann verbessert werden. Darüber hinaus können die Kosten des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem reduziert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine der CPUs von einer Mehrzahl von CPUs dazu veranlasst, einen Dateneingabe/Datenausgabe-Prozess und einen Prozess zum Analysieren eines Steuerungsbefehls (das Programmmodul) durch das Kommunikationsnetzwerk durchzuführen. Andererseits wird die andere CPU veranlasst, den Prozess zum Sammeln von digitalen Daten und den Schutzsteuerungsoperationsprozess durchzuführen. Folglich können der Prozess zum Eingeben/Ausgeben von Daten über das Übertragungsnetzwerk, der Prozess zum Analysieren der Anfrage zur Durchführung der Steuerung, der Prozess zum Erfassen der digitalen Daten gemäß der Zustandsgröße und der Schutzsteuerungsoperationsprozess leicht gleichzeitig durchgeführt werden. Folglich kann die Effizienz der Schutzsteuerungsoperation des Schutzsteuerungssystems des elektrischen Energiesystems verbessert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Übertragung der Zustandsgröße und des Operationsbefehlssignals zwischen dem elektrischen Energiesystem und den mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen durch das zweite Kommunikationsnetzwerk durchgeführt werden, das individuell bereitgestellt wird von dem Kommunikationsnetzwerk zur Verbindung der Schutzsteuerungsvorrichtungen miteinander. Folglich wird die Übertragung der Zustandsgröße über das Kommunikationsnetzwerk zum Verbinden der mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen verhindert, um erheblich die Prozesslast zu reduzieren, die von dem Kommunikationsnetzwerk bewältigt werden muss. Da eine Mehrzahl von Leitungen zur Übertragung von Signalen weggelassen ist zwischen dem elektrischen Energiesystem und den mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen, können die Kosten für die mehreren bestimmten Leitungen und die Operationsarbeit, die erforderlich ist, um die Verbindung der mehreren der bestimmten Leitungen zu bilden, wegfallen. Folglich ist es möglich, die Kosten des Schutzsteuerungssystems des elektrischen Energiesystems und das Aufmaß der Operation zur Bildung des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem zu reduzieren.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Andere Aufgaben und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm, das ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem zeigt, das ein Einzelleitungsverbindungsdiagramm eines elektrischen Energiesystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 2 ein Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungseinheit einer Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 3 ein Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration einer digitalen Schutzsteuerungseinheit für einen Unterbrecher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 4 ein Diagramm, das eine Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 5 ein schematisches Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses eines Gesamtbetriebs des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 6 ein Diagramm, das einen Zustandsübergang der elektrischen Größen (Ia, Va) in dem Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 7 ein Diagramm, das prinzipiell Elektrische-Größe Daten zeigt, die eine absolute Zeit aufweisen und eine Mehrzahl von Parametern enthalten;
  • 8 ein Diagramm, das prinzipiell Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t) zeigt, die bei jeder Abtastzeitperiode übertragen und in einem RAM gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gespeichert werden;
  • 9 zeigt ein schematisches Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Sub-Routineprozesses zeigt, der einen Anordnungsprozess betrifft, der in dem Prozess des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem, wie in 5 gezeigt, enthält;
  • 10 ein Diagramm, das prinzipiell eine Tabelle von Elektrische-Größe Daten zeigt, die in Übereinstimmung mit der absoluten Zeit gespeichert werden;
  • 11 ein Funktionsblockkonfigurationsdiagramm, das ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem zeigt, das ein Einzelleitungsverbindungsdiagramm eines elektrischen Energiesystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 12 ein Diagramm, das einen Bereich von Objekten der Diagnose zeigt, die Inhalte der Diagnose und ein Diagnoseverfahren einer Selbstdiagnoseeinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 13 ein schematisches Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 14 ein Funktionsblockkonfigurationsdiagramm, das ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem zeigt, das ein Einzelleitungsverbindungsdiagramm eines elektrischen Energiesystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 15 ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung in jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 16 ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration eines Unterbrechers in jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 17 ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung in einer elektrischen Energiestation Ts4 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 18 ein Diagramm, das Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 19 ein Diagramm, das Hardwarekonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung und eine Anzeigeeinheit gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 20 ein Diagramm, das prinzipiell Elektrische-Größe Daten zeigt, die eine absolute Zeit haben und eine Mehrzahl von Parametern enthalten;
  • 21 ein Diagramm, das prinzipiell Elektrische-Größe Daten Dv (t1 bis t3) zeigt, die bei jeder Abtastzeitperiode übertragen und in dem RAM gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel gespeichert werden;
  • 22 ein Diagramm, das Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 23 ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung und eine systemsimulierende Einheit gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 24 ein Diagramm, das einen Zustandsübergang der elektrischen Größen Va in dem Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 25 ein Diagramm, das Funktionsblöcke eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 26 ein Diagramm, das die Hardwarekonfigurationen einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung und eine Anzeigeeinheit gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 27 ein Einzelleitungsverbindungsdiagramm, das einen Teil der Einrichtungsvorrichtungen des elektrischen Energiesystems enthält;
  • 28 ein Diagramm, das Funktionsblöcke eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystems gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 29 ein Diagramm, das Funktionsblöcke eines Schutzsteuerungssystems eines elektrischen Energiesystems gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 30 ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 31 ein Diagramm, das Funktionsblöcke eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 32 ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem, wie in 31 gezeigt, zeigt;
  • 33 ein schematisches Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem gemäß den 31 und 32 zeigt;
  • 34 ein Diagramm, das Funktionsblöcke eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 35 Zeitabläufe, die eine Abtastzeitablaufsteuerung und eine Zeitablaufsteuerung gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel zeigen;
  • 36 ein Diagramm, das Funktionsblöcke eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 37 ein schematisches Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem, wie in 36 gezeigt, zeigt;
  • 38 ein Diagramm, das Funktionsblöcke eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 39 ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 40 ein Diagramm, das Funktionsblöcke eines Steuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 41 ein Diagramm, das Funktionsblöcke eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 42 ein Zeitdiagramm, das ein absolutes Zeit-Zeitablaufsteuerungssignal, Zeitdaten, ein Überlagerungssignal und verschiedene Daten zur Verwendung in dem Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem gemäß dem siebzehnten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 43 ein Zeitdiagramm, das ein absolutes Zeit-Zeitablaufsteuerungssignal, Zeitdaten, ein Überlagerungssignal, einen Zustand und Elektrische-Größe Daten und einen automatischen Untersuchungsbefehl zur Verwendung in einem Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß einer Modifikation des siebenten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 44 ein Diagramm, das eine Funktionsblockkonfiguration eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 45 ein Diagramm, das Funktionsblockkonfigurationen eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einer ersten Modifikation des achten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 46 ein Diagramm, das Funktionsblockkonfigurationen eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einer zweiten Modifikation des achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 47 ein Diagramm, das eine zweite Modifikation des achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt, bei dem eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen in einer Baumkonfiguration verbunden sind;
  • 48 ein Diagramm, das eine zweite Modifikation des achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt, bei dem eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen in einer Kaskadenkonfiguration verbunden sind;
  • 49 ein Diagramm, das eine zweite Modifikation eines achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt, bei dem eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen in einer Schleifen-Kaskaden-Konfiguration verbunden sind;
  • 50 ein Diagramm, das eine zweite Modifikation des achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt, bei dem eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen in einer doppelten Schleifen-Kaskaden-Konfiguration verbunden sind;
  • 51 ein Diagramm, das Funktionsblockkonfigurationen eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einer dritten Modifikation des achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 52 ein Diagramm, das Funktionsblockkonfigurationen eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einer vierten Modifikation des achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 53 ein Diagramm, das Funktionsblockkonfigurationen eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 54 ein Diagramm, die Hardwarekonfiguration des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem, wie in 53 gezeigt, zeigt;
  • 55 ein Diagramm, das Funktionsblockkonfigurationen eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 56 ein schematisches Flussdiagramm, das ein Beispiel des Prozesses eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 57 ein Diagramm, das Funktionsblockkonfigurationen eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 58 ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Stahldrahtrollanlage, die ein Beispiel einer herkömmlichen industriellen Anlage ist, zeigt, für das das Steuerungssystem gemäß den neunten bis vierundzwanzigsten Ausführungsbeispielen der Erfindung angewendet wird;
  • 59 ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Wasserversorgungs/Abwasser-Anlage zeigt, die ein Beispiel für eine öffentliche Anlage ist, für die das Steuerungssystem gemäß den Ausführungsbeispielen 9 bis 24 der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann;
  • 60 ein Diagramm, das eine Grundstruktur einer herkömmlichen Multi-Eingabe digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung zeigt (ein digitales Relais);
  • 61 ein Einzelleitungsverbindungsdiagramm, das verwendet wird, wenn die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung (das digitale Relais) in einer Einrichtungsvorrichtung angeordnet wird, beispielsweise eine Energieübertragungsleitung oder ein Bus;
  • 62 ein Diagramm, das Typen von Operationsbestätigungstests für die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung zeigt;
  • 63 ein Diagramm, das Objekte, die den Test erhalten, zeigt;
  • 64 ein Diagramm, das ein herkömmliches Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem zeigt, das durch eine Mehrzahl von elektrischen Stationen aufgebaut ist, die eine elektrische Station enthalten, in der kein Unterbrecher bereitgestellt ist, aufgrund eines begrenzten Orts.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsbeispiele eines Steuerungssystems, eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem und ein Speichermedium gemäß der vorliegenden Erfindung werden jetzt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben.
  • Die Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem sind in 1 gezeigt. Das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem enthält ein Einzelleitungsverbindungsdiagramm eines elektrischen Energiesystems, das in diesem Ausführungsbeispiel schützend zu steuern ist.
  • Ein Schutzsteuerungssystem 30 für ein elektrisches Energiesystem (im Folgenden einfach „Steuerungssystem" bezeichnet), wie in 1 gezeigt, hat ein elektrisches Energiesystem 31, das schützend zu steuern ist, das mit AC-Generatoren 32, 32, Busleitungen 33, 33, die mit den AC-Generatoren 32, 32 und Energieübertragungsleitungen 34A und 34B verbunden sind, die von den Busleitungen 33, 33 abzweigen, bereitgestellt ist. Darüber hinaus ist eine Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 (ein Stromtransformator und ein Transformator: 35A und 35B, als Elektrische-Größe Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung) für das Steuerungssystem 30 bereitgestellt, das elektrische Größen (elektrische Ströme und Spannungen), die in den Busleitungen 33 und der Energieübertragungsleitung 34B fließen, nimmt (eingibt), um die elektrischen Größen in Elektrische-Größe Daten Di und Dv umzuwandeln. Ein Unterbrecher 36, als eine Schließen/Öffnen-Vorrichtung ist für das Steuerungssystem 30 bereitgestellt zum schützenden Steuern des elektrischen Energiesystems 31 durch Öffnen/Schließen der Energieübertragungsleitung 48B des elektrischen Energiesystems 31.
  • Das Steuerungssystem 30 gemäß diesem Ausführungsbeispiel, das in einer elektrischen Energiestation (Tranformatorstation) Ts angeordnet ist zum schützenden Steuern des elektrischen Energiesystems 31, ist gebildet durch Separieren von Funktionen des Steuerungssystems 30, die für die Einrichtungsvorrichtungen erforderlich sind, und durch Installieren der Funktionen jeweils in den entsprechenden Einrichtungsvorrichtungen.
  • Das Steuerungssystem 30 ist also mit digitalen Schutzsteuerungseinheiten 41 und 42 bereitgestellt, die jeweils für jede der Einrichtungsvorrichtungen bereitgestellt sind (die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 25 und der Unterbrecher 36), um die Funktionen durchzufüh ren, die für die Einrichtungsvorrichtungen erforderlich sind. Darüber hinaus ist das Steuerungssystem 30 mit einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43 bereitgestellt zum Durchführen von Schutzsteuerungsbetriebsprozessen gemäß den Elektrische-Größe Daten aus Di und Dv, die von jeder der digitalen Schutzsteuerungseinheiten 41 gesendet werden, um Daten auszugeben, die den Steuerungsbefehl C angeben (Steuerungsbefehlsdaten C, im Folgenden einfach bezeichnet als „Steuerungsbefehl C"), bezüglich der Schutzsteuerung basierend auf einem Ergebnis der Prozesse und der Zustandsdaten Ds, die von der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 des Unterbrechers 36 gesendet worden sind.
  • Der Gleichrichter 35A und der Transformator 35B, die die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 bilden (Transformatoren für Instrumente), die die digitale Schutzsteuerungseinheit 41 aufweisen, der Unterbrecher 36, der die digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 aufweist, und die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 42 sind in der elektrischen Energiestation Ts angeordnet. Die digitalen Schutzsteuerungseinheiten 41-42 und die Vorrichtung 43 in der elektrischen Energiestation Ts sind miteinander über ein Kommunikationsnetzwerk 44 derart verbunden, das eine Datenkommunikation ermöglicht wird, wodurch das Schutzsteuerungssystem 30 für das elektrische Energiesystem gebildet wird.
  • Die digitale Schutzsteuerungseinheit 41, die für jeden der Elektrische-Größe Umwandler 35A und 35B bereitgestellt ist (im Folgenden die digitale Schutzsteuerungseinheit 41, die für den Gleichrichter 35A bereitgestellt ist, wird jetzt beschrieben) sind bereitgestellt als genaues Zeitdetektionsmittel zum Detektieren und Erfassen einer Zeit mit einer vorbestimmten Genauigkeit {beispielsweise eine hohe Genauigkeit von im Wesentlichen 100 ns (0,1 μs), mit einer Genauigkeit um im Wesentlichen einigen μs und mit einer Genauigkeit von im Wesentlichen 1 Sekunde}, mit einer GPS (Global Positioning System) Empfangseinheit 50 zum Detektieren der Zeit mit der hohen Genauigkeit von ungefähr 100 ns (0,1 μs). Im übrigen wird der Ausdruck „genaue Zeit", wie er hier verwendet wird, verwendet in der Bedeutung „Zeit, die eine vorbestimmte Genauigkeit aufweist" und der Ausdruck „absolute Zeit", wie er hier verwendet wird, wird verwendet in der Bedeutung „Zeit mit einer hohen Genauigkeit von im Wesentlichen 100 ns (0,1 μs).
  • Die GPS Empfangseinheit 50 hat eine GPS Antenne 50a, die Navigationssignale empfängt (Navigationsdaten, die im Folgenden als „GPS Signale" bezeichnet werden), die von einer Mehrzahl von (beispielsweise vier oder mehreren) Satelliten L (nur ein Satellit ist in der Zeichnung ge zeigt) gesendet werden, wobei auf jedem eine Atomuhr installiert ist, bei der Schwingungsperioden von Molekülen konstant sind. Die GPS Empfangseinheit 50 ist betreibbar zum Decodieren der GPS Signale, um eine dreidimensionale Position der GPS Antenne 50a zu gewinnen. Die GPS Empfangseinheit 50 ist auch betreibbar, um gemäß der erhaltenen dreidimensionalen Position eine Zeitlücke zu korrigieren, um die genaue absolute Zeit t zu messen {ein periodisches Signal, das jede Zeitablaufsteuerung angibt und vorbestimmte Zeitperioden enthält (mit einer Genauigkeit, die der absoluten Zeit entspricht) und Zeitdaten, die die Zeit jeder Zeitablauffolgerung angeben; beispielsweise mit einer Genauigkeit von 100 ns}.
  • In dem Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem hat vorzugsweise die Genauigkeit der genauen Zeit eine Genauigkeit von im Wesentlichen 1 Mykrosekunde bis im Wesentlichen 100 ns (0,1 μs), was die Genauigkeit der absoluten Zeit ist oder eine übergeordnete Genauigkeit.
  • Die digitale Schutzsteuerungseinheit 41 ist auch bereitgestellt mit einer Elektrische-Größe Umwandlungseinheit 51 zum Abtasten einer elektrischen Größe (eine elektrische Stromgröße) von der Energieübertragungsleitung 34B des elektrischen Energiesystems 31 in Übereinstimmung mit der absoluten Zeit t, die von der GPS Einheit 50 übertragen worden ist zur Umwandlung der elektrischen Größe in digitale Elektrische-Größe Daten (Elektrische-Größe Daten Di). Darüber hinaus ist die digitale Schutzsteuerungseinheit 41 bereitgestellt mit einer Elektrische-Größe Daten Übertragungseinheit 52 zum Hinzufügen der absoluten Zeit t zu der die Elektrische-Größe Daten Di abgetastet worden sind, zu den Elektrische-Größe Daten Di, die von der Elektrische-Größe Umwandlungseinheit 51 abgetastet worden sind, um an das Kommunikationsnetzwerk 44 die Elektrische-Größe Daten Di (t) mit der absoluten Zeit zu senden. Das Bezugszeichen 53 stellt eine AC Energiequelle für die GPS Empfangseinheit dar. Die digitale Schutzsteuerungseinheit 41, die für den Transformator 35B bereitgestellt ist, hat einen ähnlichen Aufbau, wie der der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41, die für den Gleichrichter 35A bereitgestellt ist, mit der Ausnahme für die eingegebene elektrische Größe, die Spannung ist, und der Elektrische-Größe Daten Di, die durch die Elektrische-Größe Daten Dv angegeben sind. Folglich wird eine detaillierte Beschreibung hier weggelassen.
  • Die digitale Schutzsteuerungseinheit 42, die für den Unterbrecher 36 bereitgestellt ist, ist versehen mit einer Vorrichtungszustandsübertragungseinheit 55 zum Übertragen eines vorhandenen Geöffnet/Geschlossen-Zustands des Unterbrechers 36 (ein Unterbrecherbereich 36a) als Zustandsdaten Ds an das Kommunikationsnetzwerk 44; eine Steuerungs-Befehls Empfangseinheit 56 zum Empfangen eines Steuerungsbefehls C, der in Übereinstimmung mit einem Ergebnis von Schutzsteuerungsbetriebsprozessen ausgegeben wird, die durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43 durchgeführt werden, was später beschrieben wird; und eine Öffnen/Schließen-Steuerungseinheit 57 zum Steuern des Öffnen/Schließen-Betriebs des Unterbrechungsbereichs 36a des Unterbrechers 36 in Antwort auf den Steuerungsbefehl C, der von der Steuerungsbefehlsempfangseinheit 56 empfangen wird.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43 ist bereitgestellt mit einer Datenempfangseinheit 60 zum Empfangen von Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t), die jeweils die absolute Zeit haben, und die von der Elektrische-Größe Datenübertragungseinheit 52 der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 über das Kommunikationsnetzwerk 44 übertragen werden. Die Datenempfangseinheit 60 ist auch betreibbar, um Zustandsdaten Ds zu empfangen, die von der Vorrichtungszustandsübertragungseinheit 55 der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 über das Kommunikationsnetzwerk 44 übertragen werden.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43 ist auch bereitgestellt mit einer Schutzsteuerungsverarbeitungseinheit 61 zum Durchführen von Schutzsteuerungsbetriebsprozessen auf der Basis der Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t), die durch die Datenempfangseinheit 60 empfangen werden, um zu beurteilen, ob ein Störfall in dem elektrischen Energiesystem 31 aufgetreten ist, gemäß einem Ergebnis der Schutzsteuerungsbetriebsprozesse und der Zustandsdaten Ds. Darüber hinaus hat die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43 eine Steuer-Befehlsausgabeeinheit 62 zum Senden, an das Kommunikationsnetzwerk 44, des Steuerbefehls C zu dem Unterbrecher 36 basierend auf dem Ergebnis der Schutzsteuerungsbetriebsprozesse, also basierend auf dem Ergebnis der Beurteilung, die von der Schutzsteuerungsverarbeitungseinheit 61 durchgeführt wird.
  • 2 zeigt ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration zeigt zum Realisieren der Funktionsblöcke der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die Elemente der Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41, die ähnlich sind zu denjenigen der Hardware der in 60 gezeigten digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 1 haben die gleichen Bezugszeichen und die ähnlichen Elemente sind weggelassen oder vereinfacht beschrieben.
  • Ein Elektrische-Größe Umwandler (der Gleichrichter 35A), wie in 2 gezeigt, ist mit den anderen Einheiten verbunden (mit dem Transformator 35B, dem Unterbrecher 36 und der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43) über einen Sendeempfänger 65 und Ethernet-LAN 66, die das Kommunikationsnetzwerk 44 bilden, so dass eine Datenkommunikation untereinander dadurch ermöglicht wird.
  • Die digitale Schutzsteuerungseinheit 41 des Gleichrichters 35A ist mit einer Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 bereitgestellt (ein analoges Filter, eine Abtasthalteschaltung, ein Multiplexer und ein A/D-Umwandler) zum Empfangen der elektrische Größe, die in den Busleitungen 33 des elektrischen Energiesystems 31 fließt, zur Umwandlung der elektrischen Größe in digitale Elektrische-Größe Daten Di; einer digitalen Verarbeitungseinheit 3; einer I/O 4, einem Bus zum Verbinden der Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 und der digitalen Verarbeitungseinheit 3, so dass eine Datenkommunikation untereinander über den Bus 5 ermöglicht wird; eine GPS Schnittstelle 67 zum Empfangen des GPS Signals durch die GPS Empfangsantenne 51a, um das empfangene GPS Signal an die digitale Verarbeitungseinheit 3 durch den Bus 5 zu liefern; und eine Kommunikationsschnittstelle 68, die mit dem Sendeempfänger 65 des Ethernet-LAN 66 und dem Bus 5 verbunden ist und ausgelegt ist zum Durchführen einer Schnittstellenverarbeitung zum Ermöglichen einer Dateneingabe/Datenausgabe zwischen dem Ethernet-LAN 66 und der digitalen Verarbeitungseinheit 3.
  • Die digitale Verarbeitungseinheit 3 enthält eine CPU 70 zum Durchführen von Prozessen, die den absolut Zeithinzufügungsprozess, wie oben beschrieben, enthalten, einen Anordnungsprozess, wie er später beschrieben wird, und so weiter; ein RAM 71 zum vorübergehenden Speichern der Elektrische-Größe Daten und Daten, die verwendet werden, wenn die CPU 70 die Prozesse durchführt; ein ROM 72 zum Speichern der Prozeduren (Programmcodes) der Prozesse, die den absoluten Zeithinzufügungsprozess enthalten, den Anordnungsprozess und dergleichen; und ein EEPROM 13. Die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 in dem Transformator 35B ist ähnlich zu der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 in dem Gleichrichter 35A. Folglich werden ähnliche Einheiten von der Beschreibung ausgenommen.
  • Die GPS Empfangseinheit 50, die in 1 gezeigt ist, ist in der Lage konkret realisiert zu werden hauptsächlich durch die GPS Schnittstelle 67, die CPU 70, das RAM 71 und das ROM 72. Die Elektrische-Größe Datenübertragungseinheit 52 ist in der Lage konkret realisiert zu werden hauptsächlich durch die CPU 70, das RAM 71, das ROM 72, die Kommunikationsschnittstelle 68, den Sendeempfänger 65 und das Ethernet-LAN 66.
  • 3 zeigt die Hardwarekonfiguration zum Realisieren der Funktionsblöcke der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 des Unterbrechers 36 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die Elemente der Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42, die ähnlich sind zu denen gemäß der Hardware der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 gemäß 60 und zu denjenigen der Hardware der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 gemäß 2 haben die gleichen Bezugszeichen. Folglich sind die ähnlichen Elemente in der Beschreibung weggelassen oder vereinfacht beschrieben.
  • Die anderen Einheiten (der Gleichrichter 35A, der Transformator 35B und die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43) in der elektrischen Energiestation Ts sind mit dem Unterbrecher 36, wie in 3 gezeigt, durch den Sendeempfänger 65 und das Ethernet-LAN 66 derart verbunden, dass eine Datenübertragung zwischen ihnen erlaubt wird.
  • Zusätzlich zu der digitalen Verarbeitungseinheit 3 sind der Bus 5 und die Kommunikationsschnittstelle 68, die digitale Schutzsteuerungseinheit 42 des Unterbrechers 36 mit einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) 75 bereitgestellt. Die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) 75 sendet Zustandsdaten, die einen Zustand eines Öffnens/Schließens des Unterbrechungsbereichs 36a des Unterbrechers 36 angeben, und sendet den Steuerungsbefehl C, der von der digitalen Verarbeitungseinheit 3 geliefert wird, an den Unterbrechungsbereich 36a.
  • Die digitale Verarbeitungseinheit ist bereitgestellt mit einer CPU 76 zum Durchführen von Prozessen zum Lesen und Senden von Zustandsdaten Ds und von Prozessen zum Empfangen und Senden des Steuerbefehls C; mit einem RAM 77 zum vorübergehenden Speichern der Zustandsdaten Ds, wobei die Daten den Steuerungsbefehl C und Daten zur Verwendung in den Prozessen, die von der CPU 76 durchgeführt werden, angeben; mit einem ROM 78 zum Speichern der Prozeduren (Programmcodes) der Prozesse, die den Zustandsdatenleseprozess enthalten, den Zustandsdatensendeprozess, den Steuerungs-Befehls Empfangsprozess und den Steuerungs-Befehlssendeprozess; und mit dem EEPROM 13.
  • Die Vorrichtungszustandssendeeinheit 35, die in 1 gezeigt ist, kann konkret realisiert werden hauptsächlich durch die Eingabe/Ausgabe-Schnittselle 75, die CPU 76, das RAM 77, das ROM 78, die Kommunikationsschnittstelle 68, den Sendeempfänger 65 und das Ethernet-LAN 66. Die Steuerungs-Befehls Empfangseinheit 56 kann konkret realisiert werden hauptsächlich durch die Kommunikationsschnittstelle 68, die CPU 76, das RAM 77 und das ROM 78. Die Öffnen/Schließen-Steuerungseinheit 57 kann konkret realisiert werden hauptsächlich durch die CPU 76, das RAM 77, das ROM 78 und die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 75.
  • 4 zeigt ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration zum Realisieren der Prozesse der Funktionsblöcke der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Die Elemente der Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43, die ähnlich sind zu denen gemäß der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 1 gemäß 60 und der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 gemäß 2 haben die gleichen Bezugszeichen. Die ähnlichen Elemente sind von der Beschreibung weggelassen oder vereinfacht beschrieben.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43, wie in 4 gezeigt, ist mit den anderen Einheiten (mit dem Gleichrichter 35A, dem Transformator 35B und dem Unterbrecher 36) in der elektrischen Energiestation Ts über den Sendeempfänger 65 und das Ethernet-LAN 66 derart verbunden, dass eine Datenkommunikation untereinander ermöglicht wird.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43 ist bereitgestellt mit der digitalen Verarbeitungseinheit 3, dem Bus 5 und der Kommunikationsschnittstelle 68. Die digitale Verarbeitungseinheit 3 ist bereitgestellt mit einer CPU 80 zum Durchführen von Prozessen, die Prozesse enthalten zum Empfangen von Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t) und der Zustandsdaten Ds; mit einem RAM 81 zum vorübergehenden Speichern von Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t), der Zustandsdaten Ds, Daten, die den Steuerungsbefehl C angeben und Daten zur Verwendung in den Prozessen, die von der CPU 80 durchgeführt werden; mit einem ROM 82 zum Speichern der Prozeduren (Programmcodes) der Prozesse, die die Prozesse enthalten zum Empfangen der Elektrische-Größe Daten und Zustandsdaten mit Schutzsteuerungsbetriebsprozessen (Sequenzsoftware, die durch Relaissoftwaremodule gebildet wird) und den Steuerungs-Befehlssendeprozess; und das EEPROM 13, in dem die Einstellungswerte zum Betreiben der jeweiligen Relaissoftwaremodule 3 gespeichert sind.
  • Die Datenempfangseinheit 60, wie in 1 gezeigt, kann konkret realisiert werden hauptsächlich durch die Kommunikationsschnittstelle 68, die CPU 80, das RAM 81 und das ROM 82. Die Schutzsteuerungsbetriebseinheit 61 kann konkret realisiert werden hauptsächlich durch die CPU 80, das RAM 81 und das ROM 82. Die Steuerungs-Befehlssendeeinheit 62 kann konkret realisiert werden hauptsächlich durch die CPU 80, das RAM 81, das ROM 82, die Kommunikationsschnittstelle 68, den Sendeempfänger 65 und das Ethernet-LAN 66.
  • Mit dem folglich aufgebauten Schutzsteuerungssystem 30 für ein elektrisches Energiesystem, wie in dem Flussdiagramm in 5 gezeigt, empfängt jede CPU 70 der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 jedes Gleichrichters 35A und der Transformator 35B sequenziell die GPS Signale, die von den Satelliten L über die GPS Empfangsantenne 51a und das GPS Interface 77 empfangen werden. Folglich erhält die CPU 70 die absolute Zeit T. In Übereinstimmung mit der absoluten Zeit t setzt die CPU 70 die Datenerfassungsabtastzeitperiode (beispielsweise 0,0000001 Sekunden) gemeinsam für alle Vorrichtungen (der Gleichrichter 35A und der Transformator 35B). Als ein Ergebnis werden die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen der Vorrichtungen (der Gleichrichter 35A und der Transformator 35B) miteinander synchronisiert.
  • Gemäß der eingestellten Abtastperiode passt jede CPU 70 sequenziell die Phase eines Stroms Ia ab (beispielsweise 1,5 A), der in der Energieübertragungsleitung 34B des elektrischen Energiesystems 31 fließt, und eine Phase einer Spannung Va (beispielsweise 63,5 V) der Busleitungen 33 durch jede Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 ab, um die abgetasteten Werte in digitale Elektrische-Größe Daten Di und Dv umzuwandeln. Die CPU 70 speichert dann sequenziell in dem RAM 71 die sequenziell umgewandelten Elektrische-Größe Daten Di und Dv (Schritt S1 und vgl. 6).
  • Die CPU 70 jeder digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 fügt die absolute Zeit t der Abtastzeit zu den Elektrische-Größe Daten Di und Dv hinzu, die in Synchronisation mit der absoluten Zeit t abgetastet worden sind und in dem RAM 71 gespeichert worden sind. Folglich sendet die CPU 70 sequenziell Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t) mit einer Datenstruktur, wie oben erwähnt, beispielsweise in 7 gezeigt, und enthaltend die Parameter „Name der Vorrichtung, die die elektrische Größe erfasst hat", „Phase der elektrischen Größe", „augenblicklicher Wert der elektrischen Größe" und „absolute Zeit" an das Ethernet-LAN 66 durch die Kommunikationsschnittstelle 68 und den Sendeempfänger 65 (Schritt S2).
  • Die CPU 76 der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 des Unterbrechers 36 fängt einen Zustand des Offen/Geschlossen (beispielsweise der augenblickliche Zustand ist ein „geschlossener" Zustand aufgrund eines normalen Zustands) des Unterbrechungsbereichs 36a über die Einga be/Ausgabe-Schnittstelle 75 ein. Die CPU 76 sendet dann Zustandsdaten Ds, die den „geschlossenen" Zustand angeben, an das Ethernet-LAN 66 über die Kommunikationsschnittstelle 68 und den Sendeempfänger 65 (Schritt S3).
  • Die CPU 80 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43 empfängt die Zustandsdaten Ds, die durch das Ethernet-LAN 66 durch den Transceiver 65 empfangen werden, und die Kommunikationsschnittstelle 68, um die Zustandsdaten Ds in dem RAM 81 zu speichern. Darüber hinaus empfängt die CPU 80 die Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t), die sequenziell durch das Ethernet-LAN 66 durch den Sendeempfänger 65 und die Kommunikationsschnittstelle 68 gesendet werden zum sequenziellen Speichern der Daten Di (t) und Dv (t) in vorbestimmten Adressenbereichen, die temporär dem RAM 81 zugewiesen werden. 8 zeigt schematisch Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t), die bei der absoluten Zeit t = 44,9999997 Sekunden, 14:35, 11. Juli 1997, zu jeder Abtastzeitperiode (0,0000001 Sekunden) und in dem RAM 81 (Schritt S4) gespeichert werden.
  • Dann, da die Elektrische-Größe Datengruppe, die sequenziell in dem RAM 81 gespeichert wird, zu der Abtastzeit t hinzugefügt wird, ordnet die CPU 80 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43 (sortiert) die Elektrische-Größe Datengruppe in einer zeitsequenziellen Art und Weise und für jede Schutzsteuerungsvorrichtung von beispielsweise einer vorherigen absoluten Zeit zu der jüngsten absoluten Zeit gemäß der Abtastzeit (absolute Zeit) t. Dann speichert die CPU 80 erneut die Elektrische-Größe Datengruppe in Adressen, die dem RAM 81 zugewiesen sind in der Form einer „Tabelle", um eine Tabelle zu bilden, in der die Elektrische-Größe Datengruppen angeordnet sind gemäß der absoluten Zeit t (Schritt S5).
  • Eine Annahme wird gemacht, dass die Elektrische-Größe Datenobjekte des Gleichrichters 35A und des Transformators 35B die gleiche absolute Zeit haben, also die letzten abgetasteten Daten, die bei der gleichen absoluten Zeit abgetastet worden sind, sind die (t)-ten abgetasteten Daten Di (t) und Dv (t). Bezüglich der absoluten Zeit sind die abgetasteten Daten zu einem Zeitpunkt vor ((t-1)-ten) die abgetasteten Daten Di (t-1) und Dv (t-1), (t-2)-ten abgetasteten Daten sind Di (t-2) und Dv (t-2), ...., (t-m+1)-ten abgetastete Daten sind Di (t-m+1) und Dv (t-m+1) und (t-m)-ten abgetastete Daten sind Di (t-m) und Dv (t-m). Die Annahme erfolgt, dass die vorangegangenen abgetasteten Daten zufällig in einer bestimmten Adressenregion gespeichert werden, die CPU 80, wie in 9 gezeigt (eine Subroutine, die einen Anordnungsprozess zeigt), erfasst die Gesamtanzahl von Daten in der Elektrische-Größe Datengruppe Di (t), Dv (t) bis Di (t-m) und Dv (t) bis Di (t-m) und Dv (t-m), die sequenziell in dem RAM 81 gespeichert werden (Schritt S5A1). Dann wird ein Zähler (ein Register) der CPU 80 initialisiert (der Zähler wird auf Null gestellt) (Schritt S5A2). Dann beurteilt die CPU 80, ob die Gesamtanzahl an Daten, die in Schritt S5A1 erfasst worden sind, größer als der Anfangszählwert (0) sind (die Anzahl der Daten > Zellwert) (Schritt S5A3). Wenn eine negative Beurteilung erfolgt, also wenn die Gesamtanzahl der Daten gleich oder größer ist als der initialisierte Zellwert (0), beendet die CPU 80 den Sub-Routineprozess für den Anordnungsprozess, und der Betrieb kehrt zu einem Hauptprozess zurück.
  • Wenn eine Bestätigungsbeurteilung in S5A3 erfolgt, also wenn die Gesamtanzahl an Daten größer als der initialisierte Zählwert (0) ist, extrahiert die CPU 80 die Elektrische-Größe Daten, die in der Elektrische-Größe Datengruppe Di (t) und Dv (t) bis Di (t-m) und Dv (t-m) enthalten sind, wobei die extrahierten Elektrische-Größe Daten an einer Adresse gespeichert werden, die den Zellwert von einer Führungsadresse aufweist. Im Moment werden die Elektrische-Größe Daten an einer null-ten Adresse gespeichert, die die Führungsadresse selbst ist, da der Zählwert gleich Null ist.
  • Die CPU 80 prüft dann die absolute Zeit der extrahierten Elektrische-Größe Daten (Schritt S5A4), um zu beurteilen, ob die bestätigte absolute Zeit in der Tabelle registriert ist (Schritt S5A5). Wenn eine positive Bestimmung erfolgt, also wenn die absolute Zeit (t-k) der extrahierten Elektrische-Größe Daten Di (t-k) registriert ist, wird der Betrieb der CPU 80 fortgesetzt zu einem Prozess in Schritt S5A7, wie später beschrieben wird.
  • Da die Elektrische-Größe Daten, die in der Führungsadresse gespeichert sind, die ersten Elektrische-Größe Daten sind, und folglich das Gleiche in der Tabelle registriert ist, beurteilt die CPU 80, dass die absolute Zeit (t-k) der Elektrische-Größe Daten Di (t-k) nicht in dieser Tabelle registriert ist (eine negative Bestimmung erfolgt in Schritt S5A5). Der Vorgang wird bei einem nächsten Schritt fortgesetzt.
  • Die CPU 80 macht einen Vergleich zwischen der absoluten Zeit (t-k) der Elektrische-Größe Daten Di (t-k) und der absoluten Zeit {t, t-k1..., t-(k-1), t-(k+1), ..., t-m} der Elektrische-Größe Datengruppe, die in der Tabelle registriert ist. Gemäß jeder absoluten Zeit in der Tabelle fügt die CPU 80 die absolute Zeit (t-k) in die Tabelle hinzu, um jede absolute Zeit in einer Zeitsequenz von der ältesten absoluten Zeit zur neuesten aktuellsten Zeit anzuordnen. Da zu diesem Zeit punkt die hinzugefügten Elektrische-Größe Daten die ersten neuesten Elektrische-Größe Daten sind, wird die absolute Zeit (t-k) in dem obersten Bereich der Tabelle registriert (Schritt S5A6).
  • Die CPU 80 prüft den Namen der Vorrichtung und die Phase, die in den Elektrische-Größe Daten Di (t-k) enthalten sind (Schritt S5AS), um zu beurteilen, ob der Name und die Phase bereits registriert worden sind (Schritt S5A8). Wenn eine positive Bestimmung erfolgt, also wenn der Name (der Gleichrichter 35A) in den Elektrische-Größe Daten Di (t-k) bereits registriert ist, wird der Betrieb der CPU 80 zu Schritt S5A10 verschoben, wie später beschrieben wird.
  • Da im Moment die Elektrische-Größe Daten die ersten Elektrische-Größe Daten sind, die an der Führungsadresse zu diesem Zeitpunkt gespeichert sind, ist der Name der Elektrische-Größe Daten noch nicht in der Tabelle registriert. Folglich beurteilt die CPU 80, dass der Name (der Gleichrichter 35A) der Vorrichtung in den Elektrische-Größe Daten Di (t-k) noch nicht in der Tabelle registriert ist (eine negative Beurteilung erfolgt in Schritt S5A8). Folglich wird der Vorgang bei dem nächsten Schritt fortgesetzt.
  • Die CPU 80 fügt den Namen (den Gleichrichter 35A) der Vorrichtung, der in den Elektrische-Größe Daten Di (t-k) enthalten ist, zu dem Bereich für die absolute Zeit (t-k) hinzu (Schritt S5A9). Dann wird eine elektrische Größe (ein augenblicklicher Wert) der Elektrische-Größe Daten Di (t-k) genommen, um für den Bereich für die absolute Zeit (t-k) in Übereinstimmung mit dem Namen der Vorrichtung registriert zu werden (Schritt S5A10).
  • Die CPU 80 inkrementiert den Zählwert des Zählers um 1 (1 wird zu dem Zählwert hinzuaddiert) (Schritt S5A11). Dann kehrt der Betrieb zu dem Prozess in Schritt S3 zurück, so dass die Elektrische-Größe Daten {beispielsweise Dv (t-k)}, die an einer Adresse, die den inkrementierten Zählwert aufweist (eine erste Adresse) von der Führungsadresse den oben genannten Prozessen unterworfen werden.
  • In den Prozessen in den Schritten S5A3 bis S5A11, in denen die CPU 80 Dv (t-k) verarbeitet, ist die absolute Zeit (t-k) bereits in der Tabelle registriert. Folglich erfolgt in Schritt S5A5 eine positive Bestimmung. Folglich wird der Prozess in Schritt S5A6 übersprungen. Als ein Ergebnis der Verarbeitungen in den Schritten S5A7 bis S5A10 werden der Name der Vorrichtung (der Transformator 35B) in den Elektrische-Größe Daten Dv (t-k) und die elektrische Größe zu dem Bereich der absoluten Zeit (t-k) hinzugefügt.
  • Ein Fall wird jetzt betrachtet, bei dem die Elektrische-Größe Daten Di (t-m) die absolute Zeit haben {beispielsweise (t-m) < (t-k)}, die verschieden ist von der absoluten Zeit (t-k), die in der Tabelle registriert ist. In diesem Fall erfolgt in Schritt S5A5 eine negative Beurteilung. Folglich wird ein Anordnungsprozess (ein Sortierprozess) zwischen der absoluten Zeit (t-m) und der absoluten Zeit (t-k) durchgeführt. Da (t-m) < (t-k) im Moment gilt, wird die absolute Zeit (t-m) zu dem obersten Bereich bewegt, um in der Tabelle registriert zu werden. Folglich wird die absolute Zeit (t-k) als nächstes zu (t-m) hinzugefügt, um in der Tabelle registriert zu werden.
  • Wenn der Zählwert des Zählers der gleiche ist, wie die Anzahl an Daten in der Elektrische-Größe Datengruppe, erfolgt in Schritt S5a3 eine negative Bestimmung. Folglich beendet die CPU 80 die Sub-Routine in dem Anordnungsprozess, um den Betrieb zu dem Hauptprozess zurückzugeben.
  • Wie in 10 gezeigt, werden folglich die Elektrische-Größe Datengruppen Di (t), Dv (t) bis Di (t-m) und Dv (t-m) gebildet, in Übereinstimmung mit der absoluten Zeit, in eine Tabelle, in der augenblickliche Werte enthalten sind, von den zuletzt abgetasteten Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t) bis zu den Elektrische-Größe Daten Di (t-m) und Dv (t-m), die am frühesten für jeden Namen der Vorrichtung abgetastet worden sind, wie in 10 gezeigt. Die gebildete Tabelle wird in dem RAM 81 gespeichert.
  • Die CPU 80 verwendet dann die augenblicklichen Werte {ia (t), va (t) bis ia (t-m) und va (t-m)} der Elektrische-Größe Daten Di (t) und Dv (t) bis Di (t-m) und Dv (t-m) bei der gleichen absoluten Zeit, die als die Tabelle in dem RAM 81 gespeichert ist, um die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchzuführen. Folglich beurteilt die CPU 80, ob ein Störfall in dem elektrischen Energiesystem 31 auftritt.
  • Wenn ein Sortieren derart erfolgt, dass m = 4 gilt, also bis Abtastdaten vier Zeitpunkte vor den augenblicklichen Abtastdaten, führt die CPU 80 die Schutzsteuerungsoperationsprozesse basierend auf einer unten genannten bekannten Gleichung (1) durch (Schritt S6). Gemäß einem Ergebnis der Prozesse beurteilt die CPU 80, ob ein Störfall in dem elektrischen Energiesystem 31 aufgetreten ist (Schritt S7). (Z1 + Z2){ia(t-1)·va(t-3) – ia(t-1)·va(t)} – Z1 Z2 {ia2(t-1) + ia2(t-4)} – {va2(t) + va2(t-3)-k0 > 0 (1) wobei Z1, Z2 und k0 Konstanten sind.
  • Die CPU 80 beurteilt also, ob die Gleichung (1), die ein Ergebnis der Schutzsteuerungsoperationsprozesse zeigt, erfüllt ist. Wenn die Gleichung (1) nicht erfüllt ist (wenn eine negative Bestimmung in Schritt S7 erfolgt), ist der Prozess beendet.
  • Wenn eine positive Bestimmung in Schritt S7 erfolgt, also wenn eine Beurteilung erfolgt, dass ein Störfall in dem elektrischen Energiesystem 31 aufgetreten ist, bildet die CPU 80 eine Referenz zu den Zustandsdaten Ds, die in dem RAM 81 gespeichert sind. Basierend auf den Inhalten (der „geschlossene" Zustand), sendet die CPU 80 einen Auslöseoperationssteuerungsbefehl (ein Befehl zum Veranlassen des Unterbrechers einen „Öffnenbetrieb" durchzuführen) C durch die Kommunikationsschnittstelle 68 und den Sendeempfänger 65 an das Ethernet-LAN 66 (Schritt S8).
  • Die CPU 76 des Unterbrechers 36 empfängt durch den Sendeempfänger 65 und die Kommunikationsschnittstelle 68 den Steuerungsbefehl C, der durch das Ethernet-LAN 66 gesendet wird. Gemäß dem empfangenen Steuerungsbefehl C veranlasst die CPU 76 den Unterbrechungsbereich 36a des Unterbrechers 36 von dem „Geschlossen" Zustand zu dem „Offen" Zustand zu gehen. Dann wird der Vorgang beendet (Schritt S9).
  • Als ein Ergebnis wird der Unterbrechungsbereich 36a des Unterbrechers 36 „geöffnet", so dass eine Auslöseoperation durchgeführt wird. Folglich wird der Bereich des elektrischen Energiesystems 31, in dem der Störfall aufgetreten ist, getrennt, so dass das elektrische Energiesystem 31 geschützt wird.
  • Wie oben beschrieben, gemäß dem Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel, werden die Steuerungsfunktionen der Einrichtungsvorrichtungen (die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung und der Unterbrecher), die das elektrische Energiesystem 31 bilden, von den Schutzsteuerungsfunktionen für das elektrische Energiesystem von dem Gesamtsystem getrennt. Darüber hinaus werden die digitalen Schutzsteuerungseinheiten 41 und 42 zum Durchführen der Funktionen für jede der Einrichtungsvorrichtungen bereitgestellt (für die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung und den Unterbrecher). Folglich wird die Gesamtsteuerungsfunktion des elektrischen Energiesystems 31, wie die Schutzsteu erungsoperationsprozesse, kollektiv durchgeführt durch eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung, wie die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43. Folglich kann eine gemeinsame Hardwarekonfiguration von den digitalen Schutzsteuerungseinheiten, die für die gleichen Vorrichtungen bereitgestellt sind, verwendet werden.
  • Die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41, die in der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 enthalten ist, kann also derart gebildet werden, dass der gemeinsame Bereich zum Eingeben analoger elektrischer Größen verwendet wird. Darüber hinaus kann in der Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42, die in dem Unterbrecher 36 enthalten ist, ein gemeinsamer Bereich zum Senden eines Operationssteuerungsbefehls an den Unterbrecher 36 verwendet werden.
  • Folglich können die Kosten der Gesamthardware des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem reduziert und folglich die Kosteneffizienz von diesem verbessert werden.
  • Die digitalen Schutzsteuerungseinheiten mit der gemeinsamen Hardwarekonfiguration sind in der Lage, die gemeinsame Software (die gemeinsamen Programmcodes) zu verwenden für die Steuerungsoperationsprozesse, die auf jeder der digitalen Schutzsteuerungseinheiten installiert sind. Folglich können die Herstellungskosten jeder digitalen Schutzsteuerungseinheit reduziert und die Gesamtkosteneffizienz davon verbessert werden. Darüber hinaus können das Testen, der Betrieb und die Administration der Software für die Steuerungsoperationsprozesse, die auf jeder der digitalen Schutzsteuerungseinheiten installiert sind, kollektiv für jede der gemeinsamen digitalen Schutzsteuerungseinheiten der Einrichtungsvorrichtungen durchgeführt werden. Folglich können die Kosten für Tests, für den Betrieb und für die Administration der Software für die Steuerungsoperationsprozesse reduziert werden, so dass die Zuverlässigkeit der Software dadurch verbessert werden kann.
  • In dem Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die absolute Zeit t der Abtastung zu den Elektrische-Größe Daten hinzugefügt. Folglich können die Elektrische-Größe Daten, die mit der gleichen Zeit abgetastet werden, verwendet werden, um die Schutzsteuerungsoperationsprozesse unter Verwendung der Gleichung (1) durchzuführen, um den Störfallbestimmungsprozess durchzuführen. Als ein Ergebnis kann ein zuverlässiges Schutzsteuerungssystem bereitgestellt werden.
  • (zweites Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die 11 bis 12 beschrieben.
  • Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem ist in 11 gezeigt, das ein Einzelleitungsverbindungsdiagramm eines elektrischen Energiesystems zeigt, das durch die Struktur gemäß diesem Ausführungsbeispiel geschützt werden muss. Nur ein Bereich des elektrischen Energiesystems 31 (die Energieübertragungsleitung 34B, der Gleichrichter 35A und der Unterbrecher 36) ist in 11 gezeigt um die Struktur einfach zu beschreiben.
  • Die Hardwarekonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 und der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42, die in den Einrichtungsvorrichtungen enthalten sind (in dem Gleichrichter 35A und dem Unterbrecher 36) und die Funktionsblockkonfiguration und die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43 sind die gleichen, wie in den 1 und den 2 bis 4 gezeigt. Folglich werden die gleichen Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • Ein Schutzsteuerungssystem 90 für ein elektrisches Energiesystem, wie in 11 gezeigt, ist bereitgestellt mit der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41, die für den Gleichrichter 35A bereitgestellt ist. Die digitale Schutzsteuerungseinheit 41 ist mit einer Selbstdiagnoseeinheit 91 bereitgestellt zum Prüfen der Hardwarekonfiguration, wie in 2 gezeigt, des Betriebs {die Kanalschaltfunktion und A/D Umwandlungsgenauigkeit des Multiplexers (MPX)} der Analog-Digital-Umwandlungseinheit 2, zum Prüfen des Lesens und Schreibens von Daten in und aus dem RAM 71 und zum Prüfen des Lesens von Daten in dem Programmcode, der in dem ROM 72 gespeichert ist. Wie oben beschrieben, führt die Selbstdiagnoseeinheit 91 eine Selbstdiagnose durch, ob ein Fehler in den Hardwareelementen aufgetreten ist, die die digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 bilden, durch den Prozess, der von der CPU 70 durchgeführt wird. Darüber hinaus ist die digitale Schutzsteuerungseinheit 41 mit einer Selbstdiagnoseergebnissendeeinheit 92 bereitgestellt.
  • Wenn eine Bestimmung erfolgt als Ergebnis der Selbstdiagnose, die durch die Selbstdiagnoseeinheit 91 durchgeführt wird, dass ein Fehler in einem bestimmten Hardwareelement aufgetreten ist, ist die Selbstdiagnosesendeeinheit 92 in der Lage, das Ergebnis des Fehlerzustands an das Kommunikationsnetzwerk 44 als Selbstdiagnoseergebnisdaten Dd zu senden. Die Selbstdiagno seergebnissendeeinheit 92 ist in der Lage, konkret hauptsächlich durch die Prozesse realisiert zu werden, die von der CPU 70 durchgeführt werden, die Kommunikationsschnittstelle 68, den Sendeempfänger 65 und das Ethernet-LAN 66.
  • 12 zeigt einen Teil von Faktoren, Inhalten und Verfahren der Diagnose, die durchgeführt werden von der Selbstdiagnoseeinheit 91. Die Selbstdiagnose ist ein bekannter Vorgang (Operation), der durch das herkömmliche digitale Relais durchgeführt wird (die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung). Folglich wird jetzt nur ein Beispiel beschrieben und eine detaillierte Beschreibung weggelassen.
  • Wenn beispielsweise die Selbstdiagnose des RAM 71 durchgeführt wird, schreibt die CPU 70 Daten R1, die einen vorbestimmten Wert haben, in jede Adresse in dem RAM 71. Darüber hinaus liest die CPU 70 Daten R2, die an der Adresse gespeichert sind, um zu bestimmen, ob R1 = R2 erfüllt ist bei allen Adressen oder nicht. Wenn R1 = R2 nicht an mindestens einer Adresse erfüllt ist, erfolgt eine Bestimmung, dass ein Fehler in dem RAM 71 aufgetreten ist. Die anderen Funktionsblockkonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41, die für den Gleichrichter 35A bereitgestellt sind, sind ähnlich zu denen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 41, wie in 1 gezeigt. Folglich werden ähnliche Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • Die digitale Schutzsteuerungseinheit 42, die für den Unterbrecher 36 bereitgestellt ist, ist versehen mit einer Selbstdiagnoseergebnisempfangseinheit 93 zum Empfangen der Selbstdiagnoseergebnisdaten, die von der Selbstdiagnoseergebnissendeeinheit 92 über das Kommunikationsnetzwerk 44 gesendet werden, um die digitalen Daten zu senden, die den logischen Wert „1" angeben. Darüber hinaus ist eine Nicht-Logikeinheit 94 in der Steuerungseinheit 42 bereitgestellt zum Invertieren (NOT) der digitalen Daten, die den Logikwert „1" angeben, der von der Selbstdiagnoseergebnisempfangseinheit 93 gesendet worden ist, zu invertieren, um einen digitalen Wert auszugeben, der den Logikwert „0" angibt. Darüber hinaus ist eine UND-Logikeinheit 95 in der Steuerungseinheit 42 bereitgestellt zum Durchführen eines Logik-UND des Steuerungsbefehls C, der von der Öffnen/Schließen-Steuerungseinheit 57 gesendet wird, und der digitalen Daten, die von der NOT-Logikeinheit 94 gesendet werden, um ein Ergebnis der UND-Ausführung an den Unterbrechungsbereich 36a des Unterbrechers 36 auszugeben. Die anderen Funktionsblockkonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 des Unterbrechers 36 sind ähnlich zu denen gemäß der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42, wie in 1 gezeigt. Folglich wird eine Beschreibung der ähnlichen Strukturen weggelassen.
  • Die CPU 70 der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 (der Gleichrichter 35A) führt einen Selbstdiagnose(Selbstinspektions)Prozess gleichzeitig und parallel mit dem Absolut-Zeithinzufügungsprozess, der in Schritt S2 in 5 durchgeführt wird, aus, wobei der Selbstdiagnoseprozess ein Prozess ist zum Überprüfen, ob ein Fehler in jedem der Elemente aufgetreten ist oder nicht (in der Analog-Digital Umwandlungseinheit 2, in dem RAM 71, in dem ROM 72 und dergleichen) der Hardware der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 (13; Schritt S10).
  • Wenn eine Bestimmung erfolgt, dass irgendein Fehler nicht in allen Hardwareelementen der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 als Ergebnis der Selbstdiagnose in Schritt S1 (eine negative Bestimmung erfolgt in Schritt S11) aufgetreten ist, wiederholt die CPU 70 den Selbstdiagnoseprozess in Schritt S10 mit vorbestimmten Zeitperioden.
  • Wenn eine Bestimmung erfolgt, dass irgendein Fehler in mindestens irgendeinem der Hardwareelemente aufgetreten ist (beispielsweise der Analog-Digital Umwandlungseinheit 2) der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 als Ergebnis der Selbstdiagnose in Schritt S10 (eine positive Bestimmung erfolgt in Schritt S11), sendet die CPU 70 der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 das Ergebnis, dass den Fehler der Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 angibt. Das Ergebnis wird als Selbstdiagnoseergebnisdaten Dd an das Ethernet-LAN 66 über die Kommunikationsschnittstelle 68 und den Sendeempfänger 65 gesendet (Schritt S12).
  • Folglich empfängt die CPU 76 der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 des Unterbrechers 36 die Selbstdiagnoseergebnisdaten Dd, die durch den Sendeempfänger 65 gesendet werden, durch das RAM 77. In Antwort auf den Empfangsprozess erzeugt die CPU 76 digitale Daten, die den Logikwert „1" aufweisen. Darüber hinaus invertiert die CPU 76 die digitalen Daten, die den Logikwert „1" haben in digitale Daten, die den Logikwert „0" haben, um die produzierten digitalen Daten mit dem Logikwert „0" in dem RAM 77 zu speichern (Schritt S13).
  • Anstelle des Schritts S9, wie in 5 gezeigt, empfängt die CPU 76 durch den Sendeempfänger 65 und die Kommunikationsschnittstelle 68 den Steuerungsbefehl C, der von der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43 an das Ethernet-LAN 66 gesendet wird, um den Steuerungsbefehl C in dem RAM 77 zu speichern. Folglich führt die CPU 76 die logische UND-Operation zwischen den digitalen Daten mit dem Logikwert „0" und dem Steuerungsbefehl C, der in dem RAM 77 gespeichert ist, durch (Schritt S14).
  • Als Ergebnis der UND-Operation ist immer der Logikwert von „0" unabhängig von dem Wert des Steuerungsbefehls C. Folglich wird der Unterbrechungsoperationsbefehl nicht von der CPU 76 an den Unterbrechungsbereich 36a des Unterbrechers 36 gesendet. Dann wird die Operationssteuerung des Unterbrechers 36 verriegelt, und folglich der Prozess beendet (Schritt S15).
  • In diesem Ausführungsbeispiel, wenn ein unnötiger (fehlerhafter) Steuerungsbefehl C an die digitale Schutzsteuerungseinheit 42 des Unterbrechers 36 durch die digitale Schutzsteuerungseinheit 41 und die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43 gesendet wird, als ein Ergebnis eines Fehlers mindestens eines Bereichs der Hardwarekonfiguration der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35, kann der Fehler durch den Selbstdiagnoseprozess der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 detektiert werden. Gemäß der Detektion des Fehlers kann das Senden des Steuerungsbefehls C an den Steuerungsbereich 36a des Unterbrechers 36 verhindert werden, und die Operationssteuerung des Unterbrechers 36 kann verriegelt werden. Zusätzlich zu der Wirkung, die durch das erste Ausführungsbeispiel erhalten wird, kann eine unnötige Operationssteuerung des Unterbrechers 36, der einen Fehler der Hardware der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 aufweist, verhindert werden. Als Ergebnis ist es möglich die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem zu verbessern.
  • Obwohl die vorangegangene Struktur derart gebildet ist, dass die NOT-Logikeinheit 94 und die UND-Logikeinheit 95 durch den Prozess realisiert werden, der von der CPU durchgeführt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. Die vorangegangene Struktur kann durch fest verdrahtete Logikschaltungen realisiert werden.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • 14 zeigt eine Funktionsblockkonfiguration eines Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem, das ein Einzelleitungsverbindungsdiagramm des elektrischen Energiesystems enthält, das durch die Struktur gemäß diesem Ausführungsbeispiel geschützt werden muss.
  • In dem Schutzsteuerungssystem 100 für ein elektrisches Energiesystem, wie in 14 gezeigt, ist ein elektrisches Energiesystem 101 durch eine Energieübertragungsleitung 103A gebildet, die von Busleitungen 102 abzweigt und zwei elektrische Stationen (elektrische Energiestationen) Ts1 und Ts2 verbindet, und durch eine Energieübertragungsleitung 103B, die von einer Zwischenposition der Energieübertragungsleitung 103A abzweigt, um mit einer elektrischen Energiestation Ts3 verbunden zu werden. Jede der elektrischen Energiestationen Ts1, Ts2 und Ts3 hat eine Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 (beispielsweise einen Stromtransformator) zum Erfassen (Eingeben) von elektrischen Größen (beispielsweise elektrische Stromgrößen), die in den Energieübertragungsleitungen 103A und 103B fließen, um die elektrischen Größen in Elektrische-Größe Daten umzuwandeln. Darüber hinaus ist jede der elektrischen Energiestationen Ts1, Ts2 und Ts3 mit einem Unterbrecher 36 bereitgestellt zum Schützen des elektrischen Energiesystems 101 durch Öffnen/Schließen der Energieübertragungsleitungen 103A und 103B.
  • Das Schutzsteuerungssystem 100 für ein elektrisches Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel zum Schützen des elektrischen Energiesystems 101 ist gebildet durch Trennen der Funktionen des Steuerungssystems 100, die für die Einrichtungsvorrichtungen erforderlich sind, und durch Installieren der Funktionen in den entsprechenden Einrichtungsvorrichtungen der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3.
  • Jede der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 des Steuerungssystems 100 ist mit digitalen Schutzsteuerungseinheiten 41 und 42 bereitgestellt zum Durchführen der Funktionen, die für die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 und den Unterbrecher 36 erforderlich sind, die in jeder der Einrichtungsvorrichtung (der Elektrische-Größe Umwandler (der Stromtransformator) 35 und der Unterbrecher 36) angeordnet sind.
  • Das Steuerungssystem 100 ist mit einer elektrischen Energiestation Ts4 bereitgestellt, die eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43A enthält zum Durchführen von Schutzsteuerungsoperationsprozessen in Übereinstimmung mit Elektrische-Größe Daten, die von jeder digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 jeder elektrischen Energiestation Ts1 bis Ts3 geliefert werden. Gemäß dem erhaltenen Ergebnis der Prozesse und der Zustandsdaten, die von der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 jeder elektrischen Energiestation Ts1 bis Ts3 gesendet werden, gibt die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43A einen Steuerungsbefehl zum Durchführen der Schutzsteuerung an jede digitale Schutzsteuerungseinheit 42 jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3.
  • Die elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts4 sind voneinander in einer großen Region verteilt. Die elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts4 sind miteinander durch ein Kommunikationsnetzwerk 44A verbunden, derart, dass eine Datenkommunikation untereinander ermöglicht wird.
  • Die Funktionsblockkonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 und der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 sind ähnlich zu denen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in 1 gezeigt. Folglich werden die ähnlichen Strukturen von der Beschreibung weggelassen. Die Funktionsblockkonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 43A der elektrischen Energiestation Ts4 sind ähnlich zu denen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in 1 gezeigt, mit der Ausnahme für die Inhalte der Prozesse, die durch die Schutzsteuerungsverarbeitungseinheit durchgeführt werden. Folglich werden ähnliche Strukturen hier weggelassen.
  • 15 zeigt ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 zeigt. 15 zeigt repräsentativ nur die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 der elektrischen Energiestation Ts1. Die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 jeder der elektrischen Energiestationen Ts2 und Ts3 haben einen ähnlichen Aufbau.
  • Bezugnehmend auf 15 ist die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 mit einem Ethernet-LAN 66 verbunden, das in der elektrischen Energiestation Ts1 durch den Transceiver 65 gebildet ist. Die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 ist mit anderen Einheiten verbunden (beispielsweise mit dem Unterbrecher 36) in der elektrischen Energiestation Ts1 durch das Ethernet-LAN 66 derart, dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird.
  • Das Ethernet-LAN 66 zur Bildung der Verbindung in einem lokalen Bereich in der elektrischen Energiestation Ts1 ist durch den Transceiver 65 und den Router 105 mit einem Wide Area Network 106 wie ein Telefonnetzwerk verbunden, das das Kommunikationsnetzwerk 44A bildet. Das Ethernet-LAN 66 jeder der elektrischen Energiestationen Ts2 und Ts3 ist mit dem Wide Area Network 106 durch den Transceiver 65 und den Router 105 verbunden. Da die Hardwarekonfiguration der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35 einschließlich der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41, wie in 15 gezeigt, ähnlich ist zu der des Hardwareelements der digitalen Schutzsteuerungseinheit 41, wie in 2 gezeigt, werden die ähnlichen Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • Ähnlich zeigt 16 ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration der Unterbrecher 36 der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 verdeutlicht (16 zeigt den Unterbrecher 36 der elektrischen Energiestation Ts1). Obwohl 16 repräsentativ nur den Unterbrecher 36 der elektrischen Energiestation Ts1 zeigt, haben die Unterbrecher 36 der anderen elektrischen Energiestationen Ts2 bis Ts3 ähnliche Strukturen.
  • Bezugnehmend auf 16 ist der Unterbrecher 36 durch den Transceiver 65 mit dem Ethernet-LAN 66 verbunden. Der Unterbrecher 36 ist mit der anderen Einheit verbunden (beispielsweise der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung 35) in der elektrischen Energiestation Ts1 durch das Ethernet-LAN 66 derart, dass eine Datenkommunikation erlaubt wird. Die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 des Unterbrechers 36, wie in 16 gezeigt, ist ähnlich zu der des Elements der Hardware der digitalen Schutzsteuerungseinheit 42, wie in 2 gezeigt. Folglich sind gleiche Bezugszeichen den ähnlichen Elementen gegeben, und die ähnlichen Elemente sind von der Beschreibung weggelassen.
  • 17 zeigt ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43A in der elektrischen Energiestation Ts4 zeigt.
  • Bezugnehmend auf 17 ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43A mit einer anderen Vorrichtung in der elektrischen Energiestation Ts4 durch den Transceiver 65 und das Ethernet-LAN 66 derart verbunden, dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird.
  • Das Ethernet-LAN 66 zum Bilden des Kommunikationsnetzwerks in einem lokalen Bereich in der elektrischen Energiestation Ts4 ist mit dem Wide Area Network 106 durch den Transceiver 65 und den Router 105 verbunden. Die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43A, wie in 17 gezeigt, ist ähnlich zu der der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43A, wie in 4 gezeigt. Folglich werden die gleichen Bezugszeichen den ähnlichen Elementen gegeben, und ähnliche Elemente sind von der Beschreibung weggelassen.
  • In dem Schutzsteuerungssystem 100 für das elektrische Energiesystem, das den oben genannten Aufbau aufweist, führt jeder der Analog-Digital Umwandlungseinheiten 2 jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 einen Prozess durch, der ähnlich ist zu dem in Schritt S1, wie in 5 gezeigt, so dass ein Strom i, der in jeder der Energieübertragungsleitungen 103A und 103B des elektrischen Energiesystems 101 fließt, sequenziell bei jeder Empfangsperiode einer absoluten Zeit t abgetastet wird, um in digitale Stromdaten i1 bis i3 umgewandelt zu werden, die sequenziell in dem RAM 71 gespeichert werden.
  • Die Elektrische-Größe Daten i1 bis i3 werden einem Prozess unterworfen, der ähnlich ist zu dem gemäß Schritt S2, wie in 5 gezeigt, und durch die CPU 70 jeder digitalen Schutzsteuerungseinheit 41 durchgeführt. Folglich werden die Elektrische-Größe Daten i1 (t) bis i3 (t), zu denen die absolute Zeit t der Abtastung hinzugefügt ist, sequenziell an das Wide Area Network 106 durch die Kommunikationsschnittstelle 68, den Transceiver 65, das Ethernet-LAN 66 und den Router 105 gesendet. Die Kommunikationsschnittstelle 68, der Transceiver 65, das Ethernet-LAN 66, der Router 105 werden kollektiv als „Schnittstelle zum Wide Area Network" bezeichnet.
  • Ein Öffnen/Schließen-Zustand (ein „Geschlossen" Zustand) des Unterbrechungsbereichs 36a des Unterbrechers 36 in jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 wird einem Prozess unterworfen, der ähnlich ist zu dem gemäß Schritt S3, der von der CPU 76 jeder digitalen Schutzsteuerungseinheit 42 durchgeführt wird, um festgehalten zu werden. Folglich werden die festgehaltenen Zustände der Unterbrechungsbereiche 31a der elektrischen Energiestation Ts1 bis Ts3 als Zustandsdaten Ts1 bis Ts3 an das Wide Area Network 106 über die Wide Area Netzwerkschnittstelle gesendet.
  • Die Elektrische-Größe Daten i1 (t) bis i3 (t) und die Zustandsdaten Ts1 bis Ts3, die durch das Wide Area Netzwerk 106 gesendet werden, werden durch die Wide Area Netzwerkschnittstelle durch den Prozess gemäß Schritt S4, wie in 5 empfangen, der von der CPU 80A der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43A durchgeführt wird, um in den RAM 81 gespeichert zu werden.
  • Der Prozess in Schritt S5, wie in 5 gezeigt, wird durch die CPU 80A der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43A durchgeführt, so dass eine Elektrische-Größe Datengruppe, die sequenziell in dem RAM 81 gespeichert wird, in eine Tabelle geformt wird, in der die Datengruppe zeitsequenziell beispielsweise angeordnet wird von der alten absoluten Zeit zu der jüngsten absoluten Zeit in Übereinstimmung mit der hinzugefügten Abtastzeit t. Die Tabelle wird erneut in dem RAM 81 gespeichert.
  • Die Elektrische-Größe Daten, die die letzte und gleiche absolute Zeit aufweisen, die von jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 gesendet wird, die also die letzten abgetasteten Daten, die mit der gleichen absoluten Zeit abgetastet wurden, werden angenommen als (t)-te Abtastdaten i1 (t) bis i3 (t). Bezüglich der absoluten Zeit sind die Abtastdaten ein Zeitpunkt zuvor ((t-1)-te) Abtastdaten i1 (t-1) bis i3 (t-1), (t-2)-te Abtastdaten i1 (t-2) bis i3 (t-2), ..., und (t-n)-te Abtastdaten sind i1 (t-n) bis i3 (t-n). Die Datengruppe ist gebildet durch die Tabelle, die mit Daten i1 (t) bis i3 (t) sortiert ist von den letztesten abgetasteten Daten i1 (t-n) bis i3 (t-n) abgetasteten frühesten, um in dem RAM 81 gespeichert zu werden.
  • Die CPU 80A der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43A führt Schutzsteuerungsoperationsprozesse durch unter Verwendung der Elektrische-Größe Datengruppe. Folglich wird bestimmt, ob ein Störfall in dem elektrischen Energiesystem 101 aufgetreten ist oder nicht.
  • Eine Annahme erfolgt, dass m = 5, also Abtastdaten fünfte Operation vor den gegenwärtigen Abtastdaten angeordnet sind. Die CPU 80A führt Operationen gemäß den folgenden Gleichungen (2) bis (4) durch, um |i1t|, |i2t| und |i3t| zu erhalten.
    Figure 00620001
    wobei k eine Konstante ist.
  • Gleichzeitig führt die CPU 80A Operationen basierend auf der folgenden Gleichung (5) durch, um |idt| zu erhalten.
  • Figure 00620002
  • Die CPU 80A führt Operationen durch, in dem die erhaltenen |i1t| bis |i3t| und |idt| in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (6) verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein Störfall in dem elektrischen Energiesystem 101 aufgetreten ist oder nicht. |idt| ≥ k1(|i1t| + |i2t| + |i3t| + |i4t|) + k0 (6)wobei k1 und k0 Konstanten sind.
  • Als ein Ergebnis bestimmt die CPU 80A, ob die oben genannte Gleichung (6) erfüllt ist, was ein Ergebnis der Schutzsteuerungsoperationsprozesse ist. Nur wenn die vorangegangene Gleichung erfüllt ist, bestimmt die CPU 80A, dass ein interner Störfall des elektrischen Energiesystems 106 aufgetreten ist. Ein Prozess ähnlich zu dem gemäß Schritt S8, wie in 5 gezeigt, wird durch die CPU 80A durchgeführt wird, so dass Separationsoperationssteuerungsbefehle C1 bis C3 basierend auf den Inhalten der Zustandsdaten Ds1 bis Ds3, die in dem RAM 81 gespeichert sind, an das Wide Area Network 106 durch die Wide Area Netzwerkschnittstelle gesendet werden.
  • Die Separationsoperationssteuerungsbefehle C1 bis C3, die an das Wide Area Netzwerk 106 gesendet werden, werden durch die Wide Area Netzwerkschnittstelle empfangen durch einen Prozess, der ähnlich dem gemäß Schritt S9 ist, wie in 5 gezeigt, der CPU 76 des Unterbrechers 36 in jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3. Gemäß den empfangenen Steuerungsbefehlen C1 bis C3 wird ein „Geschlossen Zustand" des Unterbrechungsbereichs 36a des Unterbrechers 36 in jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 in einen „Geöffnet Zustand" geändert.
  • Als ein Ergebnis wird ein Unterbrechungsbereich 36a des Unterbrechers 36 in jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 „Geöffnet", so dass die Auslöseoperation durchgeführt wird. Folglich wird ein Störfallbereich des elektrischen Energiesystems 101 getrennt, so dass das elektrische Energiesystem 101 geschützt wird.
  • Wie oben beschrieben, in dem Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel, sind in jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts4 die getrennt voneinander verteilt und miteinander durch das Wide Area Netzwerk 106 verbunden sind, die elektrischen Größen abgetastet mit der gleichen absoluten Zeit t von den elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3, in denen die Steuerungsfunktionen für jede der Einrichtungsvorrichtungen (die Elektrische-Größe Umwandlungseinheit und der Unterbrecher) installiert sind, so dass die Elektrische-Größe Daten i1(t) bis i3(t), zu denen die absolute Zeit t der Abtastung hinzugefügt ist, erhalten werden. Die Elektrische-Größe Daten i1(t) bis i3(t) können an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43A in der elektrischen Energiestation Ts4 durch das Wide Area Netzwerk 106 gesendet werden.
  • Folglich in einem Fall, bei dem der Abstand von beispielsweise der elektrischen Energiestation Ts1 der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 zu der elektrischen Energiestation Ts4 unterschiedlich ist (beispielsweise ist Ts1 entfernt positioniert, verglichen mit Ts2 und Ts3), und bei dem die absolute Zeit der Abtastung nicht zu den Elektrische-Größe Daten hinzugefügt ist, wenn die Elektrische-Größe Daten i1(t) bis i3(t), die in den elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 mit der gleichen absoluten Zeit t abgetastet werden, an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 43A in der elektrischen Energiestation Ts4 gesendet werden, aufgrund des Auftretens der Übertragungsverzögerung, werden die Elektrische-Größe Daten i1(t) der elektrischen Energiestation Ts1 verzögert, wenn sie von der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43A empfangen werden, verglichen mit den Elektrische-Größe Daten i2(t) und i3(t) der elektrischen Energiestationen Ts2 und Ts3.
  • Folglich kann nicht bestimmt werden, ob die Elektrische-Größe Daten i1(t) mit den gleichen Abtastzeiten abgetastet worden sind, wie die Elektrische-Größe Daten i2(t) und i3(t). Folglich besteht die Befürchtung, dass der Störfallbestimmungsprozess in Übereinstimmung mit den gleichen abgetasteten Daten und unter Verwendung der vorherigen Gleichungen (2) bis (6) nicht durchgeführt werden kann.
  • Die Struktur gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist derart angeordnet, dass die absolute Zeit t zum Abtasten zu den Elektrische-Größe Daten hinzugefügt wird. Entsprechend, selbst wenn aufgrund des Auftretens der Übertragungsverzögerung die Elektrische-Größe Daten i1(t) der elektrischen Energiestation Ts1 verzögert wird, wenn sie von der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 43A empfangen wird, verglichen mit den anderen Elektrische-Größe Daten i2(t) und i3(t), ermöglicht der Sortier(Anordnungs)Prozess gemäß der Abtastzeit t ein Abtasten der Elektrische-Größe Daten i1(t) zu der gleichen Zeit, wie die anderen Elektrische-Größe Daten i2(t) und i3(t), um einfach erkannt zu werden. Folglich können die Störfallbestimmungsprozesse unter Verwendung der oben genannten Gleichungen (2) bis (6) durchgeführt werden.
  • Folglich, wenn die Einschränkung des Orts oder dergleichen eine Übertragungsverzögerung zwischen den Elektrische-Größe Daten i1(t) bis i3(t) verursacht, die von den elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 an die elektrische Energiestation Ts4 gesendet werden, können die Störfallbestimmungsprozesse unter Verwendung der oben genannten Gleichungen (2) bis (6) durchgeführt werden, wodurch es möglich wird, die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • Obwohl die Einrichtungsvorrichtung (die Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung) zum Eingeben einer elektrischen Größe in jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 der Stromtransformator ist, kann es ein Transformator sein. Wie in 1 gezeigt, können die elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 die elektrischen Größen (Strom und Spannung) von beiden, dem Stromtransformator und dem Transformator halten.
  • Obwohl der Unterbrecher als die Öffnen/Schließen-Vorrichtung in dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel verwendet wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Wenn der Störfallbereich in dem elektrischen Energiesystem getrennt werden kann durch den Öffnen/Schließen-Steuerungsbetrieb und ein normaler Zustand wiederhergestellt werden kann, kann irgendeine von einer Vielzahl von Öffnen/Schließen-Vorrichtungen verwendet werden wie ein Unterbrechungsschalter.
  • In dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel werden die Funktionen, die für die Einheiten für eine oder zwei Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtungen und die Öffnen/Schließen-Vorrichtungen erforderlich sind, getrennt, um in entsprechenden Einrichtungsvorrichtungen enthalten zu sein, so dass das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem gebildet wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anzahl oder den Typ der Einrichtungsvorrichtungen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann angewendet werden für ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem, das eine Vielzahl von Einrichtungsvorrichtungen mit anderen Vorrichtungen aufweist, zusätzlich zu den Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtungen und den Öffnen/Schließen-Vorrichtungen durch Trennen der Funktionen, die erforderlich sind für die Einrichtungsvorrichtungen und zum Installieren dieser darin.
  • In dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel werden die Zustandsdaten und der Zustand des Betriebs, der von den digitalen Schutzsteuerungseinheiten, die für die Elektrische-Größe Um wandlungsvorrichtungen und die Öffnen/Schließen-Vorrichtungen bereitgestellt sind, die das elektrische Energiesystem bilden, in der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung empfangen, um die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchzuführen, wodurch die Operationssteuerungsbefehle ausgegeben werden. Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung zum Ausgeben der Operationssteuerungsbefehle wird also individuell angeordnet von der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung und der Öffnen/Schließen-Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung für die Schutzsteuerungsoperationsprozesse kann in der Elektrische-Größe Umwandlungsvorrichtung und der Öffnen/Schließen-Vorrichtung, die das elektrische Energiesystem bilden, installiert werden.
  • (Viertes Ausführungsbeispiel)
  • Das Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die 18 bis 21 beschrieben.
  • 18 zeigt ein Diagramm, das Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Bezugnehmend auf 18 wird ein Schutzsteuerungssystem 110 für ein elektrisches Energiesystem bereitgestellt mit digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 111A und 111B, die für jede Einrichtungsvorrichtung {die im Folgenden zwei Einrichtungsvorrichtungen (Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2) sind, zur Vereinfachung der Beschreibung} des elektrischen Energiesystems 31 bereitgestellt sind, um schutzgesteuert zu werden. Folglich sind die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 111A und 111B betreibbar zum Erfassen (Eingeben) von analogen Zustandsgrößen (die elektrischen Größen) S1 und S2, wie die elektrischen Ströme und Spannungen von den Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2, jeweils. Darüber hinaus sind die digitalen Schutzvorrichtungen 111A und 111B betreibbar um in Übereinstimmung mit den eingegebenen elektrischen Größen S1 und S2 die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchzuführen, um an die entsprechenden Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31 wie die Unterbrecher Schutzsteuerungsoperationsbefehle C1 und C2 auszugeben, die einen Auslösebefehl und einen Zurücksetzbefehl enthalten.
  • Darüber hinaus hat das Steuerungssystem 110 eine Anzeigeeinheit 112 zum Anzeigen der elektrischen Größen S1 und S2, die von den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 111A und 111B erfasst werden.
  • Die Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B und die Anzeigeeinheit 112 sind durch das Kommunikationsnetzwerk 113 derart verbunden, dass eine Datenkommunikation erlaubt wird, wodurch das Steuerungssystem 110 gebildet wird.
  • Ähnlich wie bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ist jede der Steuerungsfunktionen 111A und 111B mit einer GPS Empfangseinheit 115 bereitgestellt zum Empfangen von GPS Signalen einer GPS Antenne 115a, die von Satelliten L gesendet werden, die jeweils eine darauf montierte Atomuhr haben, und zum Decodieren der GPS Signale. Folglich erkennt die GPS Empfangseinheit 115 die genaue absolute Zeit t (beispielsweise mit einer Genauigkeit von 100 Nanosekunden).
  • Jede der Steuerungsvorrichtungen 111a und 111b hat darüber hinaus eine Datenerfassungseinheit 116 zum Erfassen (Abtasten) der elektrischen Größen S1 und S2 der Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31 gemäß der absoluten Zeit t, die von der GPS Einheit 115 empfangen worden ist. Dann wandelt die Datenerfassungseinheit 116 die elektrischen Größen S1 und S2 in digitale Elektrische-Größe Daten D1 und D2, um die Elektrische-Größe Daten D1 und D2 auszugeben. Darüber hinaus hat jede der Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B eine Sendeeinheit 117 zum Hinzufügen der absoluten Zeit t des Abtastens der Elektrische-Größe Daten D1 und D2 zu den Elektrische-Größe Daten D1 und D2, die von der Datenerfassungseinheit ausgegeben werden, um so die Elektrische-Größe Daten D1 (t) und D2 (t), die jeweils die absolute Zeit aufweisen, an das Kommunikationsnetzwerk 113 zu senden. Jede der Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B hat auch eine Schutzsteuerungsverarbeitungseinheit 118 zum Durchführen von Schutzsteuerungsoperationsprozessen gemäß den Elektrische-Größe Daten D1 und D2, die von der Datenerfassungseinheit 116 ausgegeben werden. Folglich gibt die Schutzsteuerungsverarbeitungseinheit 118 das gewonnene Ergebnis der Prozesse als Schutzsteuerungsoperationsbefehle C1 und C2 an die Schutzsteuerungsvorrichtungen aus, wie an die Unterbrecher, die für die Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31 bereitgestellt sind. Bemerke, dass die AC Energiequelle für die GPS Empfangseinheit von der Darstellung weggelassen ist.
  • Die Anzeigeeinheit 112 ist mit einer Empfangseinheit 120 bereitgestellt zum Empfangen der Elektrische-Größe Daten D1 (t) und D2 (t), die jeweils die absolute Zeit aufweisen, die von den Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B durch das Kommunikationsnetzwerk 113 gesendet werden. Darüber hinaus hat die Anzeigeeinheit 112 eine Anordnungseinheit 121 zum zeitsequenziellen Anordnen (Sortieren) der Elektrische-Größe Daten D1 (t) und D2 (t), die durch die Empfangseinheit 120 gemäß der hinzugefügten absoluten Zeit empfangen werden. Darüber hinaus hat die Anzeigeeinheit 112 eine Reservierungs(Sortierungs)einheit 122 zum Speichern eines Ergebnisses der Anordnung, die durch die Anordnungseinheit 121 durchgeführt wird, und eine Anzeigeeinheit 123 zum Anzeigen eines Ergebnisses der Anordnung, die in der Reservierungseinheit 122 gespeichert ist.
  • 19 zeigt ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration zur Realisierung eines Prozesses für jeden Funktionsblock der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 111A und der Anzeigeeinheit 112 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Die Anzeigeeinheit 112 wird realisiert beispielsweise durch einen Personal Computer oder andere Computersysteme. In der Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 111A haben ähnliche Elemente, wie die der Hardware der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 1 gemäß 60 die gleichen Bezugszeichen und ähnliche Elemente sind von der Beschreibung zur Vereinfachung der Beschreibung weggelassen.
  • Die Steuerungsvorrichtung 111A, wie in 19 gezeigt, ist mit anderen Einheiten (die Steuerungsvorrichtung 111B und die Anzeigeeinheit 112) verbunden in dem Steuerungssystem 110 durch einen Transceiver 125 und ein Ethernet-LAN 126, die das Kommunikationsnetzwerk 113 bilden, so dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird.
  • Die Steuerungsvorrichtung 111A ist bereitgestellt mit einer Analog-Digital Umwandlungseinheit 2, ein analoges Filter, eine Abtasthalteschaltung, ein Multiplexer und ein A/D Wandler) zum Erfassen der elektrischen Größe S1 von der Einrichtungsvorrichtung E1, was ein Objekt zur Schutzsteuerung der Steuerungsvorrichtung 111A ist. Folglich wandelt die Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 die elektrische Größe S1 in Elektrische-Größe Daten D1 um. Darüber hinaus ist die Steuerungsvorrichtung 111A mit einer digitalen Verarbeitungseinheit 3 bereitgestellt, einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) 4; einem Bus 5, einer LED Anzeigeeinheit 14, einer Schnittstelle (eine GPS Schnittstelle) 127 zum Eingeben der GPS Signale, die durch die GPS Empfangsantenne 115a empfangen werden, an die Verarbeitungseinheit 3 über den Bus 5; und eine Kommunikationsschnittstelle 128, die zwischen den Sendeempfänger 125 des Ethernet-LAN 126 und den Bus 5 geschaltet ist zum Durchführen einer Schnittstellenverarbeitung zum Eingeben/Ausgeben von Daten zwischen dem Ethernet-LAN 126 und der digitalen Verarbeitungseinheit 3.
  • Die digitale Verarbeitungseinheit 3 ist bereitgestellt mit einer CPU 130 zum Durchführen von Prozessen, die den oben genannten Prozess enthalten zum Hinzufügen der absoluten Zeit und zum Durchführen der Schutzsteuerungsoperationsprozesse, um den Schutzsteuerungsoperationsbefehl C1 an die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4 gemäß einem Ergebnis der Prozesse zu senden. Darüber hinaus hat die digitale Verarbeitungseinheit 3 ein RAM 131 zum vorübergehenden Speichern der Elektrische-Größe Daten und von Daten zur Verwendung in den Prozessen, die von der CPS 130 durchgeführt werden. Darüber hinaus ist die CPU 130 mit einem ROM 132 bereitgestellt zum Speichern der Prozeduren (Programmcodes) der Prozesse enthaltend den Prozess zum Hinzufügen der absoluten Zeit. Die digitale Verarbeitungseinheit 3 ist bereitgestellt mit einem EEPROM 13 (in dem die Einstellungswerte zum Betreiben der jeweiligen Relaissoftwaremodule gespeichert sind). Die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 11B ist ähnlich zu der Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 111A mit Ausnahme, dass die erfasste elektrische Größe durch S2 ausgedrückt wird, und die Elektrische-Größe Daten, die zu wandeln sind, durch D2 ausgedrückt sind. Folglich wird die Hardwarekonfiguration von der Beschreibung weggelassen.
  • Die Anzeigeeinheit 112 ist mit einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 135 bereitgestellt, die mit dem Ethernet-LAN 126 durch den Sendeempfänger 125 verbunden ist zum Eingeben von Elektrische-Größe Daten, die von den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 111A und 111B an die Anzeigeeinheit 112 gesendet werden. Darüber hinaus hat die Anzeigeeinheit 112 einen Speicher 136 zum Speichern von Verarbeitungsprogrammen (Programmcodes) und verarbeiteten Daten. Darüber hinaus ist die Anzeigeeinheit 112 mit einer CPU 137 bereitgestellt zum Durchführen eines zeitsequenziellen Anordnungsprozesses in Übereinstimmung mit der absoluten Zeit gemäß den Programmen, die vorher in dem Speicher 136 gespeichert sind, indem der Speicher 136 verwendet wird, und ein Monitor 138 zum Anzeigen eines Ergebnisses der Anordnungsprozesse, die von der CPU 137 durchgeführt werden.
  • Die Datenerfassungseinheit 116, wie in 18 gezeigt, ist in der Lage konkret hauptsächlich durch die Prozesse der Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 und durch die CPU 130 realisiert zu werden. Die GPS Empfangseinheit 115 ist in der Lage hauptsächlich konkret durch die Schnittstelle 127, die CPU 130, das RAM 131 und das ROM 132 realisiert zu werden. Die Sendeeinheit 117 ist in der Lage konkret hauptsächlich realisiert zu werden durch die CPU 130, das RAM 130, das ROM 132, die Kommunikationsschnittstelle 128, den Sendeempfänger 125 und das Ethernet-LAN 126.
  • Die Empfangseinheit 120, wie in 18 gezeigt, ist in der Lage hauptsächlich konkret realisiert zu werden durch die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 135 der Anzeigeeinheit 112 und der CPU 137. Die Anordnungseinheit 121 und die Reservierungseinheit 122 können hauptsächlich konkret realisiert werden durch die CPU 137 und den Speicher 136. Die Anzeigeeinheit 123 kann konkret hauptsächlich realisiert werden durch die CPU 137 und den Monitor 138.
  • Ähnlich zu dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel empfängt in dem Schutzsteuerungssystem 110 für ein elektrisches Energiesystem, das die oben genannte Struktur aufweist, jede CPU 130 der Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B sequenziell GPS Signale, die von den Satelliten L durch die GPS Empfangsantenne 115a und die GPS Schnittstelle 127 empfangen werden, um die absolute Zeit t zu erhalten. Gemäß der absoluten Zeit t werden Daten, die Abtastzeitperioden (beispielsweise 0,0016666... Sekunden) für alle Vorrichtungen (111A und 111B) gemeinsam fassen, gesetzt. Folglich wird die erfasste Zeitablaufsteuerung zwischen der Vorrichtung 111A und der Vorrichtung 111B aufrechterhalten.
  • Jede CPU 130 tastet sequenziell elektrische Größen S1 und S2 (beispielsweise Spannungen Va, Vb und Vc in jeder Phase) der Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31 durch jede Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 gemäß der gesetzten Abtastzeitperiode ab. Dann wandelt die CPU 130 die elektrischen Größen S1 und S2 in digitale Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1 und Dva2 bis Dvc2. Sequenziell umgewandelte Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1 und Dva2 bis Dvc2 werden sequenziell in dem RAM 131 gespeichert.
  • Zu diesem Zeitpunkt fügt die CPU 130 jeder der Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B die absolute Zeit t der Abtastung zu den Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1 und Dva2 bis Dvc2 hinzu, die bei jeder der gleichen absoluten Zeit t abgetastet worden sind, und speichert sie in den RAM 71. Dann bildet die CPU 130 die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t) bis Dvc1 (t) und Dva2 (t) bis Dvc2 (t), die eine Datenstruktur haben, die Parameter enthält („Name der Vorrichtung", „Phase der elektrischen Größe", „elektrische Größe (augenblicklicher Wert)" und „absolute Zeit (Zeit)", wie schematisch in 20 gezeigt. Dann sendet die CPU 130 sequenziell die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t) an Dvc1 (t) und Dva2 (t) bis Dvc2 (t) an das Ethernet-LAN 126 durch die Kommunikationsschnittstelle 128 und den Sendeempfänger 125.
  • Die CPU 137 der Anzeigeeinheit 112 empfängt durch die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 135 elektrische-Größe Daten Dva1 (t) bis Dvc1 (t) und Dva2 (t) bis Dvc2 (t), die durch das Ethernet-LAN 126 übertragen werden. Dann speichert die CPU 137 die Elektrische-Größe Daten in einen vorbestimmten Adressenbereich, der vorübergehend dem Speicher 136 zugewiesen ist. Die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1 bis t3) bis Dvc1 (t1 bis t3) und Dva2 (t1 bis t3) bis Dvc2 (t1 bis t3), die bei einer absoluten Zeit t = t1 abgetastet wurden: 45,250000 Sekunden, 14:30, 11. Juli 1997, t = t2: 45,2516666 Sekunden, 14:30, 11. Juli 1997 und t = t3: 45,2533333 Sekunden, 14:30, 11. Juli 1997, und in dem Speicher 126 gespeichert sind, sind schematisch in 20 gezeigt.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird die Elektrische-Größe Datengruppe, die durch die mehreren Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B erfasst und sequenziell in dem Speicher 136 gespeichert werden, mit der Abtastzeit t ergänzt (t1 bis t3), und zufällig positioniert unabhängig von der absoluten Zeit und der Phase, wie in 20 gezeigt.
  • Folglich führt die CPU 137 der Anzeigeeinheit 112 einen Anordnungsprozess durch ähnlich zu dem in den Schritten S5A1 bis S5A11, wie in 9 gezeigt, gemäß der Abtastzeit (die absolute Zeit) t (t1 bis t3). Folglich ordnet die CPU 137 die Elektrische-Größe Datengruppe für jede Schutzsteuerungsvorrichtung zeitsequenziell (oder sortiert sie zeitsequenziell) von beispielsweise einer vorherigen absoluten Zeit zu der jüngsten absoluten Zeit, um erneut die sortierte Elektrische-Größe Datengruppe in den Adressen, die dem Speicher 136 zugewiesen sind, als „Tabelle" zu speichern. Folglich bildet die CPU 137 die Tabelle, in der die Elektrische-Größe Daten angeordnet sind gemäß der absoluten Zeit t (t1 bis t3).
  • Die CPU 137 registriert in dem obersten Bereich in der Tabelle die absolute Zeit t1 der Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1), was an der Führungsadresse ist, die in dem Speicher 136 gespeichert ist, der Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1 bis t3) bis Dvc1 (t1 bis t3) und Dva2 (t1 bis t3) bis Dvc2 (t1 bis t3) (vgl. die Schritte S5A1 bis S5A6). Die CPU 137 fügt den Namen der Vorrichtung (111A) und die Phase (Va), die in Dva1 (t1) enthalten sind, dem Bereich für die absolute t1 hinzu, um registriert zu werden (vgl. die Schritte S5A1 bis S5A9). Dann erfasst die CPU 137 die elektrische Größe (den augenblicklichen Wert: 20 V) der Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1), um selbige in dem Bereich der absoluten Zeit t1 in der Tabelle zu registrieren, um dem Vorrichtungsnamenbereich zu entsprechen (vgl. Schritt S5A10).
  • Dann werden die Elektrische-Größe Daten Dva2 (t1) bei einer nächsten Adresse in dem Speicher 136 dem vorangegangenen Prozess in Übereinstimmung mit der Zählerinkrementierung unterworfen.
  • Da die absolute Zeit t1 in der Tabelle in dem Prozess von Dva2 (t1), der durch die CPU 137 durchgeführt wird, registriert worden ist, wird der Prozess zur zusätzlichen Registrierung der absoluten Zeit t1 nicht durchgeführt (vgl. Schritte S5A5 und S5A7). Der Name der Vorrichtung (111B), der Name der Phase (Va) und die elektrische Größe von 20 V in den Elektrische-Größe Daten Dva2 (t1) werden zu dem Bereich der absoluten Zeit t1 hinzugefügt, um registriert zu werden.
  • Ähnlich wird in dem Prozess Dvb1 (t2) (Phase b), der fünf Daten, die die fünften Daten von der Führungsadresse sind, durch die CPU 137 durchgeführt, wobei die absolute Zeit t2 zusätzlich registriert wird. Folglich werden der Name der Vorrichtung (111B), der Name der Phase (Vb) und die elektrische Größe von 9 V in den Elektrische-Größe Daten Dva1 (t2) werden zu dem Bereich der absoluten Zeit t2 hinzugefügt, um registriert zu werden.
  • Wie oben beschrieben, werden für die vorangegangenen Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1 bis t3) bis Dvc1 (t1 bis t3) und Dva2 (t1 bis t3) bis Dvc2 (t1 bis t3) die elektrische Größe (der augenblickliche Wert) der am häufigsten für die elektrische Größe abgetastet worden ist (der augenblickliche Wert, der zuletzt abgetastet worden ist, für jede Vorrichtung und jede Phase in der Tabelle gespeichert, um in dem Speicher 136 gespeichert zu werden, wie in 21 gezeigt.
  • Die CPU 137 liest dann die Tabelle, die in dem Speicher 136 gespeichert ist, um die Tabelle auf dem Monitor 138 anzuzeigen.
  • Als ein Ergebnis werden die Zustandsgrößen (die elektrischen Größen), die durch die Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B erfasst werden, die für jede der mehreren Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 bereitgestellt sind, gleichzeitig auf dem Schirm des Monitors 138 in einem Zustand angezeigt, dass die Zustandsgrößen gemäß der hinzugefügten absoluten Zeit angeordnet sind, wie in 21 gezeigt. Folglich ist ein Operator zum Überwachen des elektrischen Energiesystems 31 in der Lage genau (beispielsweise eine Genauigkeit von 100 Nanosekunden, was die Genauigkeit der absoluten Zeit ist) und gleichzeitig (zum gleichen Zeitpunkt) die abgetasteten elektrischen Größen von den Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 durch die Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B zu vergleichen, wodurch es möglich wird, die Zuverlässigkeit des Steuerungssystems 110 zu verbessern.
  • Darüber hinaus ist der Operator in der Lage kollektiv zu bestätigen, auf dem Monitor 138 der Anzeigeeinheit 112, die elektrischen Größen, die durch die Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B abgetastet worden sind von jeder der Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2. Folglich kann die Last und die Komplexität während des Überwachungsvorgangs, die für den Operator erforderlich sind, eliminiert werden, verglichen mit dem herkömmlichen System, bei dem der Operator Runden dreht, um die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen, um dadurch eine Bestätigung durchzuführen durch jede Anzeigeeinheit jeder Steuerungsvorrichtung. Folglich ist es möglich, die Anzeigeeinheit (den Monitor) wegzulassen zum Bestätigen der elektrischen Größe von jeder digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, wodurch die Kosteneffizienz verbessert und die Arbeitseinsparung der Überwachungsoperation realisiert werden.
  • (Fünftes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die 22 bis 24 beschrieben.
  • 22 zeigt ein Diagramm, das Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Wie in 22 gezeigt, ist ein Schutzsteuerungssystem 150 für ein elektrisches Energiesystem durch eine Mehrzahl von elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 und eine bemannte elektrische Station (oder eine Anlage zum Herstellen einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung) Tp gebildet. Die bemannte elektrische Station oder die Anlage wird im Folgenden einfach als „elektrische Station" bezeichnet. Jede der elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 des Schutzsteuerungssystems 150 für das elektrische Energiesystem ist mit digitalen Schutzsteuerungsvor richtungen 111A und 111B bereitgestellt, die für jede der Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31 vorgesehen sind, um schutzgesteuert zu werden.
  • Die elektrische Station Tp des Steuerungssystems 150 ist mit einer Systemsimulationseinheit 151 bereitgestellt zum Bestätigen des Betriebs einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, die durch einen Hersteller in der elektrischen Station Tp hergestellt wird.
  • Die elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 und die elektrische Station Tp sind verteilt voneinander in einer weiten Region verstreut. Die elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 und die elektrische Station Tp sind durch ein Kommunikationsnetzwerk 113A derart miteinander verbunden, dass eine Datenkommunikation möglich ist. Die Funktionsblockkonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 111A und 111B sind ähnlich zu denen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wie in 18 gezeigt. Folglich sind ähnlichen Strukturen die gleichen Referenzzeichen gegeben, und ähnliche Strukturen sind von der Beschreibung weggelassen oder vereinfacht beschrieben.
  • Die Systemsimulationseinheit 151 hat vorbestimmte Funktionsblöcke (die Empfangseinheit 120A, die Anordnungseinheit 121 und die Reservierungseinheit 122) der Anzeigeeinheit 112 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Darüber hinaus hat die Systemsimulationseinheit 151 eine Erzeugungseinheit 152 zum Erzeugen einer elektrischen Testgröße, also analoge Daten, die für den Test verwendet werden, gemäß den Elektrische-Größe Daten, die als Tabelle in der Reservierungseinheit 122 durch den Prozess der Anordnungseinheit 121 gebildet und sequenziell gespeichert werden. Darüber hinaus hat die Systemsimulationseinheit 151 eine Ausgabeeinheit 154 zum Ausgeben von analogen Daten Sv, die für den Test anzuwenden sind, der von der Erzeugungseinheit 152 erzeugt wird, an die zu testende Vorrichtung 153.
  • Eine Empfangseinheit 120A der Systemsimulationseinheit 151 hat die vorangegangene Funktion zum Empfangen von Elektrische-Größe Daten D1 (t) und D2 (t), die jeweils die absolute Zeit haben. Darüber hinaus hat die Empfangseinheit 120A eine Funktion zum Empfangen eines Operationssteuerungsbefehls Cv, der von der getesteten Vorrichtung 153 gesendet wird.
  • Die Systemsimulationseinheit 151 ist auch bereitgestellt mit einer Testeinheit 155 zum Testen des Betriebs der Vorrichtung 153 gemäß dem Operationssteuerungsbefehl Cv, der von der Empfangseinheit 120A empfangen wird.
  • 23 zeigt ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration zur Realisierung der Prozesse der Funktionsblöcke der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 111A und die Simulationssystemeinheit 151 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Die Hardwarekonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 111A und 111B, wie in 23 gezeigt, sind ähnlich zu denen gemäß 19. Folglich sind die ähnlichen Strukturen von der Beschreibung weggelassen oder werden vereinfacht beschrieben.
  • Wie in 23 gezeigt, ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 111A durch den Transceiver 125, der mit dem Ethernet-LAN 126 verbunden ist, in der elektrischen Energiestation Ts1 gebildet. Folglich ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 111A mit den anderen Einheiten in der elektrischen Energiestation Ts1 durch das Ethernet-LAN 126 derart verbunden, dass eine Datenkommunikation möglich ist.
  • Das Ethernet-LAN 126 zum Bilden eines lokalen Bereichs in der elektrischen Energiestation Ts1 ist durch den Transceiver 125 und den Router 155 mit einem Wide Area Network 157 verbunden, beispielsweise eine Telefonleitung, die ein Kommunikationsnetzwerk 113A bildet. Die Verbindung mit dem Wide Area Network 157 wird in der elektrischen Energiestation Ts2 gebildet (die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 111B) ähnlich zu der Verbindung, die in der elektrischen Energiestation Ts1 (die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 111A) gebildet wird, wie in 23 gezeigt. Folglich wird die Struktur der Verbindung hier weggelassen.
  • Andererseits ist die Systemsimulationseinheit 151 durch den Transceiver 125 mit dem Ethernet-LAN 126 verbunden, das in der elektrischen Station Tp gebildet ist. Folglich ist die Systemsimulationseinheit 151 mit anderen Einheiten in der elektrischen Station Tp durch das Ethernet-LAN 126 verbunden.
  • Die Systemsimulationseinheit 151 ist also bereitgestellt mit einer Kommunikationsschnittstelle 160 zum Eingeben in die Systemsimulationseinheit 151 von Elektrische-Größe Daten D1 (t) und D2 (t), die jeweils die absolute Zeit haben und durch den Router 156, das Ethernet-LAN 126 und den Transceiver 125 gesendet werden. Darüber hinaus ist die Systemsimulationseinheit 151 mit einer digitalen Verarbeitungseinheit 163 bereitgestellt, die einen Speicher 161 aufweist zum Speichern von Verarbeitungsprogrammen und verarbeiteten Daten, und eine CPU 162 zum Emp fangen von Elektrische-Größe Daten, die durch die Kommunikationsschnittstelle 160 geliefert werden.
  • Die CPU 162 ist auch betreibbar zum Durchführen von zeitsequenziellen Anordnungsprozessen basierend auf der absoluten Zeit, indem die empfangenen Elektrische-Größe Daten gemäß den Programmen in dem Speicher 161 verwendet werden, und betreibbar zum Durchführen von Prozessen zum Erzeugen von digitalen Daten, die für den Test verwendet werden gemäß einem Ergebnis des zeitsequenziellen Anordnungsprozesses.
  • Darüber hinaus ist die Systemsimulationseinheit 151 mit einer Analog-Digital Umwandlungseinheit 164 bereitgestellt zum Umwandeln der digitalen Daten für den Test, der durch die digitale Verarbeitungseinheit 163 erzeugt werden, in analoge Daten (analoge Daten, die für den Test verwendet werden) Sv, um die analogen Daten Sv an die zu testende Vorrichtung 153 auszugeben.
  • Zusätzlich ist die Systemsimulationseinheit 151 mit einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 165 bereitgestellt, um Steuerungsausgangsdaten Cv, die den analogen Daten Sv entsprechen, und von der Vorrichtung 153 gesendet werden, in die Systemsimulationseinheit 151 einzugeben. Die CPU 162 der digitalen Verarbeitungseinheit 163 ist ausgelegt zum Empfangen der Steuerungsausgangsdaten Cv, die von der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 165 geliefert werden, um so gemäß den Steuerungsausgabedaten Cv den Betrieb der Vorrichtung 153 zu bestätigen. Jedes der Elemente (die Kommunikationsschnittstelle 160, die CPU 162, die digitale Verarbeitungseinheit 163, die Digital-Analog Umwandlungseinheit 164, die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 165) der Systemsimulationseinheit 151 sind mit einem Bus 166 verbunden. Die Datenkommunikation zwischen den Elementen erfolgt über den Bus 166.
  • Die Empfangseinheit 120, wie in 22 gezeigt, ist in der Lage hauptsächlich konkret realisiert zu werden durch die Prozesse der Kommunikationsschnittstelle 160, des Speichers 161, der CPU 162 und der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 165. Die Anordnungseinheit 121, die Reservierungseinheit 122, die Erzeugungseinheit 152 und die Testeinheit 155 können hauptsächlich konkret realisiert werden durch die Prozesse des Speichers 161 und der CPU 162. Die Ausgabeeinheit 154 kann konkret hauptsächlich realisiert werden durch die Prozesse der CPU 162 und der Digital-zu Umwandlungseinheit 164.
  • Ähnlich zu dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel ist das Steuerungssystem 150 mit dem oben genannten Aufbau mit digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 111A und 111B bereitgestellt, die jeweils die CPU 130 aufweisen. Die CPU 130 tastet sequenziell die elektrischen Größen ab (beispielsweise Spannungen Va, Vb und Vc in den entsprechenden Phasen) der Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31 durch jede der Analog-Digital Umwandlungseinheiten 2 gemäß der Abtastzeitperiode, die gemäß der absoluten Zeit t gesetzt ist. Dann wandelt die CPU 130 die elektrischen Größen in digitale Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1 und Dva2 bis Dvc2. Dann fügt die CPU 130 die absolute Zeit t zum Abtasten zu den sequenziell umgewandelten Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1 und Dva2 bis Dvc2 hinzu. Folglich erzeugt die CPU 130 Elektrische-Größe Daten Dva1 (t) bis Dvc1 (t) und Dva2 (t) bis Dvc2 (t), die jeweils eine Datenstruktur aufweisen, die vorbestimmte Parameter enthält {„Name der Vorrichtung", „die Phase der elektrischen Größe", „die elektrische Größe (augenblicklicher Wert)" und „die absolute Zeit (Zeit)}.
  • Der augenblickliche Wert der Spannung Va in der Phase a der Einrichtungsvorrichtung E1 des elektrischen Energiesystems 31 wird durch die Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 bei jeder Abtastungszeitperiode (beispielsweise alle 0,0016666.... Sekunden) von der absoluten Zeit t = t1: 45,2500000 Sekunden, 14:30, 11. Juli 1997, abgetastet. Folglich werden die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1) und Dva1 (t2) zu denen die absolute Zeit t = t1, t2, ..., der Abtastung hinzugefügt werden, erzeugt (vgl. Schritt ST1 gemäß 24, das ein Datenübertragungsdiagramm zeigt).
  • Die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1), (t2, ...,) bis Dvc1 (t1, t2, ...,), und Dva2 (t1, t2, ...,) bis Dvc2 (t1, t2, ...,), die durch die Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B abgetastet werden, werden sequenziell an das Wide Area Network 157 übertragen über die Kommunikationsschnittstelle 128, den Transceiver 125, das Ethernet-LAN 126 und den Router 156.
  • Die CPU 162 der digitalen Verarbeitungseinheit 163 der Systemsimulationseinheit 151 empfängt die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1, t2, ...,) bis Dvc1 (t1, t2, ...,), und Dva2 (t1, t2, ...,) bis Dvc2 (t1, t2, ...,), die durch die Steuerungsvorrichtungen 111A und 111B abgetastet worden sind, werden sequenziell an das Wide Area Network 157 durch die Kommunikationsschnittstelle 128, den Transceiver 125, das Ethernet-LAN 126 und den Router 156 übertragen.
  • Die CPU 162 der digitalen Verarbeitungseinheit 163 der Systemsimulationseinheit 151, die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1, t2, ...,) bis Dvc1 (t1, t2, ...,) und Dva2 (t1, t2, ...,) bis Dvc2 (t1, t2, ...,), die durch das Wide Area Network 157 übertragen werden. Dann speichert die CPU 162 sequenziell Selbiges in einen vorbestimmten Adressenbereich, der vorübergehend dem Speicher 161 zugewiesen wird, durch die Kommunikationsschnittstelle 160.
  • Die Elektrische-Größe Datengruppe Dva1 (t1, t2, ...,) bis Dvc1 (t1, t2, ...,), und Dva2 (t1, t2, ...,) bis Dvc2 (t1, t2, ...,), die durch die Systemsimulationseinheit 151 empfangen werden und temporär in dem Speicher 161 gespeichert werden, in der Form, bei der die absolute Zeit und die Phasen miteinander gemischt sind, zufällig in Schritt ST2, wie in 24 gezeigt, positioniert werden. Folglich wird ein Anordnungsprozess ähnlich zu dem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel durch die CPU 162 durchgeführt. Folglich wird die Elektrische-Größe Datengruppe in einer Tabelle in Schritt ST3, wie in 24 gezeigt, gebildet, in der die elektrischen Größen (augenblickliche Werte), die von der frühesten elektrischen Größe (die augenblickliche Größe) bis zu der letzten elektrischen Größe für jede Vorrichtung und Phase abgetastet worden sind, sortiert. Die Tabelle wird in dem Speicher 161 gespeichert.
  • Die CPU 162 führt einen Prozess durch zum Lesen der elektrischen Größen (die augenblicklichen Werte) für jede Vorrichtung und Phase aus der Tabelle, die in dem Speicher 161 gespeichert sind, um die elektrischen Größen an die Digital-Analog Umwandlungseinheit 164 auszugeben. Dann erzeugt die Digital-Analog Umwandlungseinheit 164 sequenziell analoge Daten (Spannungsdaten) Sv, die für den Test verwendet werden.
  • Die folglich erzeugten analogen Daten Sv, die für den Test verwendet werden, sind aufeinanderfolgend gleich den aktuellen Größen der Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31, da kein logischer Umwandlungsfehler in den analogen Daten Sv enthalten ist, ausgenommen einem Umwandlungsfehler, der auftritt, wenn die analogen Daten in die digitalen Daten umgewandelt werden und einem Umwandlungsfehler, der auftritt, wenn die digitalen Daten in die analogen Daten umgewandelt werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist es folglich unnötig, die analogen Daten zu verwenden, die für den Test verwendet werden, die gewonnen werden durch die herkömmliche Systemsimulationsvorrichtung gemäß einem festen Systemstörfall eines festen Systemmodells, das vorher in der herkömmlichen Systemsimulationsvorrichtung installiert worden ist.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird es also möglich, analoge Daten zu erzeugen, die für den Test verwendet werden, die aufeinanderfolgend gleich (mit Ausnahme der Umwandlungsfehler) den tatsächlichen elektrischen Größen des elektrischen Energiesystems 31 sind.
  • Die analogen Daten Sv, die für den Test verwendet werden, der durch die Digital-Analog Umwandlungseinheit 164 erzeugt wird, wie oben beschrieben, werden an die zu testende Vorrichtung 153 geliefert.
  • Die Vorrichtung 153, die zu testen ist, führt Schutzsteuerungsoperationsprozesse durch in Übereinstimmung mit den gesendeten analogen Daten Sv, um Steuerungsausgabedaten Cv zu erzeugen entsprechend den analogen Daten Sv. Die folglich erzeugten Steuerungsausgabedaten Cv werden an die Systemsimulationseinheit 151 gesendet, um durch die CPU 162 der digitalen Verarbeitungseinheit 163 durch die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 165 empfangen zu werden.
  • Als ein Ergebnis erlaubt die CPU 162 der Systemsimulationseinheit 151 der getesteten Vorrichtung 153 bestätigt zu werden gemäß den analogen Daten, die für den Test angewendet worden sind.
  • Wie oben beschrieben, ist das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel in der Lage, analoge Daten zu verwenden, die für den Test verwendet werden, die ähnlich sind zu den tatsächlichen Zustandsgrößen (die elektrischen Größen) des elektrischen Energiesystems. Folglich gibt es keine Notwendigkeit zur Verwendung von analogen Daten, die für den Test verwendet werden, die basierend auf einem vorbestimmten Systemmodell oder einem Systemstörfall erhalten werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, die analogen Daten zu verwenden, die für den Test entsprechend den Zustandsgrößen (Zustandsänderungsdaten) verwendet werden basierend auf einem Systemstörfall, der in einem tatsächlichen elektrischen Energiesystem auftritt, wodurch der Operationsbestätigungstest der zu testenden Vorrichtung durchgeführt wird.
  • Folglich kann der Operationsbestätigungstest der zu testenden Vorrichtung durchgeführt werden, indem die analogen Daten, die den Zustandsgrößen entsprechen, die sich auf einen komplizierten Systemstörfall beziehen, beispielsweise eine elektromagnetische Induktion zwischen zwei parallelen Energieübertragungsleitungen, verwendet werden. Folglich ist es möglich, die Zuverlässig keit des Tests zum Bestätigen der Operation der zu testenden Vorrichtung und das Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem zu verbessern.
  • Wenn ein tatsächliches elektrisches Energiesystem kompliziert ist und in der Form eines überlagerten Energieflusses, ist es möglich, analoge Daten, die für den Test verwendet werden, zu verwenden, die den Zustandsgrößen entsprechen, die sich auf den Systemstörfall beziehen, der in dem vorangegangenen komplizierten elektrischen Energiesystem aufgetreten ist, das einen überlagerten Energiefluss aufweist, um einen Gesamtoperationstest der Vorrichtung, die zu testen ist, durchzuführen. Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Tests zum Bestätigen der Operation der zu testenden Vorrichtung und das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • Wenn darüber hinaus ein Test zur Veranlassung eines stabilen Zustands, um eine lange Zeit fortgesetzt zu werden, durchgeführt wird, sind die Zustandsgrößen (die elektrischen Größen) des tatsächlichen elektrischen Energiesystems, wie sie als analoge Daten verwendet werden, die für den Test angewendet werden. Folglich ist es möglich, die analogen Daten zu erzeugen, die für den Test angewendet werden, entsprechend einer Änderung in dem Energiefluss während der Tageszeit und entsprechend der Änderung der Operation des Systems. Folglich können Operationsbestätigungstests für die Änderung in dem Systemenergiefluss während der Tageszeit und die Änderung in der Systemoperation, was erheblich hohe Kosten und ein kompliziertes Systemmodell erfordert, leicht durchgeführt werden, ohne das genannte teuere und komplizierte Systemmodell. Es ist folglich möglich, die Kosteneffizienz des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem und die Zuverlässigkeit der zu testenden Vorrichtung und das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • (Sechstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die 25 bis 27 beschrieben.
  • 25 zeigt ein Diagramm, das Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Die Funktionsblöcke, die ähnlich sind zu denen des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem gemäß dem vier ten Ausführungsbeispiel, wie in 18 gezeigt, haben die gleichen Bezugszeichen, und die ähnlichen Blöcke sind von der Beschreibung weggelassen oder vereinfacht beschrieben.
  • Wie in 25 gezeigt, ist ein Schutzsteuerungssystem 170 für ein elektrisches Energiesystem mit einer Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 171A und 171B bereitgestellt. Die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 171A und 171B sind für jede Einrichtungsvorrichtung bereitgestellt {zwei Einrichtungsvorrichtungen (Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2), die benachbart zueinander angeordnet sind, um die Beschreibung zu vereinfachen} des elektrischen Energiesystems 31, das zu schützen ist.
  • Jede der Steuerungsvorrichtungen 171A und 171B hat eine Schutzsteuerungsverarbeitungsfunktion zum Erfassen analoger Zustandsgrößen (die elektrischen Größen S1 und S2, wie elektrische Ströme und Spannungen, in den Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2, um die Schutzsteuerungsoperationsprozesse in Übereinstimmung mit den elektrischen Größen S1 und S2 durchzuführen, wodurch Schutzsteuerungsoperationsbefehle C1 und C2, wie etwa ein Auslösebefehl oder ein Zurücksetzbefehl zu den Schutzsteuerungsvorrichtungen ausgegeben wird, wie Unterbrecher, entsprechend der Einrichtungsvorrichtung E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31.
  • Darüber hinaus hat jede digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 171A und 171B eine Fehlerdetektionsfunktion, die unabhängig von der Schutzsteuerungsverarbeitungsfunktion ist, zum Detektieren, ob ein Fehler (ein Störfall) in jeder der Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 aufgetreten ist oder nicht in Übereinstimmung mit den elektrischen Größen S1 und S2.
  • Darüber hinaus ist das Steuerungssystem 170 mit der Anzeigeeinheit 112 bereitgestellt zum Anzeigen der elektrischen Größen S1 und S2, die durch die Steuerungsvorrichtungen 171A und 171B erfasst werden. Die vorangegangenen Elemente (die Steuerungsvorrichtungen 171A, 171B und die Anzeigeeinheit 112) in dem Steuerungssystem 170 sind miteinander durch das Kommunikationsnetzwerk 113 verbunden, so dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird.
  • Zusätzlich zu der GPS Empfangseinheit 115, der Datenerfassungseinheit 116 und der Schutzsteuerungsverarbeitungseinheit 118 ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 171A mit einer Fehlerdetektionseinheit 172A bereitgestellt zum Detektieren eines Fehlers, der in der Einrichtungsvorrichtung E1 auftritt, die ein Objekt für ein schützendes Steuern der Vorrichtung 171A ist, und in der Einrichtungsvorrichtung E2, die kein Objekt zum schützenden Steuern ist. Die Tatsache, dass die Einrichtungsvorrichtung E2 nicht geschützt wird, ist, dass die Schutzsteuerungsvorrichtung der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171A nicht korrekt betrieben wird, selbst wenn ein Fehler in der Einrichtungsvorrichtung E2 auftritt.
  • Darüber hinaus ist die Steuerungsvorrichtung 171A mit einer Operationsinformationsaufzeichnungseinheit 173A bereitgestellt, die in der Lage ist, wenn die Fehlerdetektionseinheit 172A einen Fehler bei mindestens einer von der Einrichtungsvorrichtung E1 und der Einrichtungsvorrichtung E2 detektiert, Erfassen der Elektrische-Größe Daten D1, die durch die Datenerfassungseinheit 116 abgetastet werden, in Übereinstimmung mit einem Fehlerdetektionsbefehl, der von der Fehlerdetektionseinheit 172A gesendet wird, und in der Lage zum Addieren der absoluten Zeit t der Abtastung zu den Elektrische-Größe Daten D1, um diese als Elektrische-Größe Daten D1 (t), die die absolute Zeit aufweisen, zu speichern.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 171A ist weiter mit einer Sendeeinheit 174A bereitgestellt zum Lesen der Elektrische-Größe Daten D1 (t), die von der Operationsinformationsaufzeichnungseinheit 173A gespeichert werden, um die gespeicherten Daten D1 (t) an das Kommunikationsnetzwerk 113 zu senden.
  • Zusätzlich zu der GPS Empfangseinheit 115, der Datenerfassungseinheit 116 und der Schutzsteuerungsberechnungseinheit 118 und ähnlich zu der Steuerungsvorrichtung 171A ist die Steuerungsvorrichtung 171B mit einer Fehlerdetektionseinheit 172B bereitgestellt zum Detektieren eines Fehlers, der in der Einrichtungsvorrichtung E2 auftritt, die ein Objekt zum schützenden Steuern der Vorrichtung 171B ist, und der Einrichtungsvorrichtung E1, die kein Objekt zum schützenden Steuern ist.
  • Darüber hinaus ist die Steuerungsvorrichtung 171B mit einer Operationsinformationsaufzeichnungseinheit 173B bereitgestellt, die in der Lage ist, wenn die Fehlerdetektionseinheit 172B einen Fehler in mindestens einer von der Einrichtungsvorrichtung E1 und der Einrichtungsvorrichtung E2 detektiert, zum Erfassen von Elektrische-Größe Daten D2, die von der Datenerfassungseinheit 116 abgetastet werden, in Übereinstimmung mit einem Fehlerdetektionsbefehl, der von der Fehlerdetektionseinheit 172B gesendet wird, und zum Hinzuaddieren der absoluten Zeit t der Abtastung zu den Elektrische-Größe Daten D2, um diese als Elektrische-Größe Daten D2 (t), die die absolute Zeit aufweisen, zu speichern.
  • Darüber hinaus ist die Steuerungsvorrichtung 171B mit einer Übertragungseinheit 174B bereitgestellt zum Lesen von Elektrische-Größe Daten D2 (t), um diese an das Kommunikationsnetzwerk 113 zu senden. Beachte, dass die AC Energiequelle für die GPS Empfangseinheit nicht dargestellt ist.
  • Ähnlich dem vierten Ausführungsbeispiel ordnet die Anzeigeeinheit 112 zeitsequenziell Elektrische-Größe Daten D1 (t) und D2 (t) an (sortiert sie), die jeweils die absolute Zeit haben, die von den Steuerungsvorrichtungen 171A und 171B durch das Kommunikationsnetzwerk 113 gesendet werden, um die sortierten Elektrische-Größe Daten D1 (t) und D2 (t) anzuzeigen. Die Anzeigeeinheit 112 ist mit der Empfangseinheit 120, der Anordnungseinheit 121, der Reservierungseinheit 122 und der Anzeigeeinheit 123 bereitgestellt.
  • 26 zeigt ein Diagramm, das den Hardwareaufbau zeigt zum Realisieren der Prozesse der Funktionsblöcke der Steuerungsvorrichtung 171A und der Anzeigeeinheit 112 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die Anzeigeeinheit 112 wird beispielsweise realisiert durch einen Personal Computer. Ähnliche Elemente der Hardwarekonfiguration der Steuerungsvorrichtung 171A zu denjenigen der Steuerungsvorrichtung 111A, wie in 19 gezeigt, haben die gleichen Bezugszeichen, und die ähnlichen Elemente sind von der Beschreibung weggelassen oder werden vereinfacht beschrieben.
  • Die Steuerungsvorrichtung 171A, wie in 26 gezeigt, ist mit den anderen Einheiten (die Steuerungsvorrichtung 171B und die Anzeigeeinheit 112) des Steuerungssystems 170 durch den Transceiver 125 und das Ethernet-LAN 126 verbunden, die das Kommunikationsnetzwerk 113 bilden, so dass eine Datenkommunikation möglich ist.
  • Die Steuerungsvorrichtung 171A ist mit den folgenden Einheiten bereitgestellt, die jeweils einen ähnlichen Aufbau gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel haben: eine Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 zum Erfassen von Elektrische-Größe Daten; eine digitale Verarbeitungseinheit 3, die als eine Hauptdetektionsrelaishardware dient zum Durchführen von Prozessen, einschließlich dem Prozess zum Hinzufügen der absoluten Zeit und der Schutzsteuerungsberechnungsprozesse; die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) 4, die als Interface bezüglich des elektrischen Energiesystems 31 dient, der Bus 5 zum Verbinden der Elemente miteinander, die LED Anzeigeeinheit 14 zum Anzeigen der Elektrische-Größe Daten und dergleichen; eine GPS Schnittstelle 127, die als die Schnittstelle für das GPS System (die GPS Empfangsantenne 115a und die Satelliten L) dient; und die Kommunikationsschnittstelle 128, die als Schnittstelle bezüglich des Ethernet-LAN 126 dient.
  • Zusätzlich ist die Steuerungsvorrichtung 171A mit einer digitalen Verarbeitungseinheit 175 bereitgestellt, die als eine Fehlerdetektionsrelaishardware (Fehlersicherheitsrelaishardware) dient zum Realisieren der Fehlerdetektionseinheit 171A.
  • Die digitale Verarbeitungseinheit 175 ist bereitgestellt mit einer CPU 176 zum Durchführen von Prozessen, enthaltend den Fehlerdetektionsprozess; mit einem RAM 177 zum vorübergehenden Speichern von Daten, die von der CPU 176 verarbeitet werden; mit einem ROM 178 zum Speichern von Prozeduren (Programmen) der Prozesse, enthaltend den Fehlerdetektionsprozess; und mit einem EEPROM 179 zum Speichern der Einstellungswerte. Die oben genannten Elemente sind durch einen Bus 180 miteinander verbunden, so dass eine Datenkommunikation möglich ist. Der Bus 180 ist mit dem Bus 5 verbunden. Folglich ist die CPU 176 der digitalen Verarbeitungseinheit 175 in der Lage, Daten an und von der Analog-Digital Umwandlungseinheit 2, der digitalen Verarbeitungseinheit 3, der Kommunikationsschnittstelle 128 und dergleichen durch den Bus 180 und den Bus 5 zu übertragen.
  • Die CPU 176 der digitalen Verarbeitungseinheit 175 deckt den Detektionsbereich ab, der größer als der Fehler(Störfall)detektionsbereich ist, der durch die Schutzsteuerungsoperationsprozesse, die von der CPU 130 durchgeführt werden, ist.
  • Die CPU 176 muss also betrieben werden, wenn die CPU 130 die Fehlerdetektionsoperation durchführt, um einen Fehler (Störfall) der Einrichtungsvorrichtung E1 zu detektieren, die das Objekt zum schützenden Steuern der CPU 130 ist, und ist ausgelegt, um betrieben zu werden, wenn ein Fehler für die Einrichtungsvorrichtung E2 auftritt, die nicht das Objekt der Schutzsteuerung der CPU 130 ist, um so den Fehler der Einrichtungsvorrichtung E2 zu detektieren.
  • Die CPU 176 ist ausgelegt, zum Detektieren, wenn die elektrische Größe (der elektrische Strom), beispielsweise des elektrischen Energiesystems 31, größer ist als ein vorbestimmter Wert oder die Dreiphasenungleichheit der Spannung größer ist als ein vorbestimmter Wert des Fehlers der Einrichtungsvorrichtung E2 gemäß den Elektrische-Größe Daten, die in dem RAM 177 gespei chert sind, um so den Schutzsteuerungsoperationsbefehl C1' zu senden, beispielsweise einen Auslösebefehl an die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4 über den Bus 5.
  • Die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4 hat eine Fehlersicherheitsfunktion, bei der nur wenn der Schutzsteuerungsoperationsbefehl C1 von der CPU 130 und der Schutzsteuerungsoperationsbefehl C1- von der CPU 176 gesendet werden, also ein UND-Ausgabewert der zwei Befehle wird als Schutzsteuerungsoperationsbefehl C1 an die Schutzsteuerungsvorrichtung wie beispielsweise der Unterbrecher gesendet.
  • Die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171B ist ähnlich zu der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171A ausgenommen die Struktur, dass die Elektrische-Größe, die erfasst wird, ausgedrückt wird durch S2, und die Elektrische-Größe Daten, die nicht umgewandelt werden müssen, ausgedrückt werden durch D2. Folglich wird der Hardwareaufbau von der Beschreibung weggelassen.
  • Andererseits ist die Anzeigeeinheit 112 mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 135, dem Speicher 136, der CPU 137 und dem Monitor 138 bereitgestellt, ähnlich wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel.
  • Der Gesamtbetrieb des Schutzsteuerungssystems 170 für das elektrische Energiesystem, das den oben genannten Aufbau aufweist, wird jetzt beschrieben.
  • 27 ist ein Diagramm, das eine Einzelleitungsverbindung zeigt, enthaltend einen Bereich von Einrichtungsvorrichtungen des elektrischen Energiesystems.
  • Wie in 27 gezeigt, hat ein elektrisches Energiesystem 31A benachbarte Energieübertragungsleitungen (eine erste Leitung TL1 und eine zweite Leitung TL2) zum Verbinden einer Busleitung A und einer Busleitung B miteinander; eine Energieübertragungsleitung TL3 zum Verbinden der ersten Leitung TL1 und der Busleitung C miteinander; und eine Energieübertragungsleitung TL4 zum Verbinden der zweiten Leitung TL2 und der Busleitung C miteinander, und benachbart angeordnet zu der Energieübertragungsleitung TL3.
  • In dem elektrischen Energiesystem 31A sind digitale Schutzsteuerungsvorrichtungen 1LA und 1LB angeordnet, die für die benachbarte erste Leitung TL1 und die zweite Leitung TL2 an En den benachbart zu einem Anschluss RA bereitgestellt sind, mit denen eine Energiequelle verbunden ist, und ausgelegt zum Durchführen einer Schutzsteuerung der ersten Leitung TL1 und der zweiten Leitung TL2 (die Busleitung A und die Busleitung B). Darüber hinaus sind die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 2LA und 2LB für die benachbarte erste Leitung TL1 und die zweite Leitung TL2 an Enden benachbart zu einem offenen Anschluss RB bereitgestellt, zum schützenden Steuern der ersten Leitung TL1 und der zweiten Leitung TL2 (die Busleitung A und die Busleitung B). Ferner sind die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 1LC und 2LC für die benachbarten Energieübertragungsleitungen TL3 und TL4 bereitgestellt zum schützenden Steuern der Energieübertragungsleitungen TL3 und TL4 (die Busleitung C).
  • Die erste Leitung TL1 und die zweite Leitung TL2 in dem elektrischen Energiesystem 31A, das die oben genannte Struktur aufweist, die benachbart zueinander angeordnet wechselseitige Einflüsse ausüben. Wenn ein Systemfehler, wie in 27 in der ersten Leitung TL1 auftritt, führen die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 2LA und 2LC, die ausgelegt sind zum Schützen der zweiten Leitung TL2, einen Schutzsteuerungsbetrieb durch (also die Operation wird verhindert).
  • Wenn ein Bereich einer Mehrzahl von Einrichtungsvorrichtungen, beispielsweise die erste Leitung TL1 und die zweite Leitung TL2, deren wechselseitige ausgeübte Einflüsse einen Systemfehler mit sich gebracht haben, entsteht ein Erfordernis, dass Analysen der Zustandsgrößen der restlichen Einrichtungsvorrichtungen ausgenommen für die Fehlereinrichtungsvorrichtung in den wechselseitig beeinflussten Einrichtungsvorrichtungen durchgeführt werden, durch eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung, die ausgelegt ist, die restlichen Einrichtungsvorrichtungen zu schützen.
  • Das Schutzsteuerungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das elektrische Energiesystem erfüllt die oben genannte Anforderung.
  • Das Schutzsteuerungssystem 170 für das elektrische Energiesystem ist bereitgestellt mit der CPU 130 und der CPU 176 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171A. Die CPU 130 und die CPU 176 tasten sequenziell die elektrischen Größen S1 (beispielsweise Spannungen Va, Vb und Vc in den entsprechenden Phasen) der Einrichtungsvorrichtung E1 durch die Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 in Übereinstimmung mit der Abtastzeitperiode ab, die durch einen Abtastzeitperiodeneinstellungsprozess ähnlich zu dem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel gesetzt wird, so dass die elektrischen Größen S1 in digitale Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1 umgewandelt werden. Die Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1, die sequenziell umgewandelt werden, werden in dem RAM 131 und dem RAM 177 durch die Prozesse der CPU 130 und der CPU 176 jeweils gespeichert. Ähnlich speichern die CPU 130 und die CPU 176 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171B Elektrische-Größe Daten Dva2 bis Dvc2, die in Übereinstimmung mit den elektrischen Größen S2 der Einrichtungsvorrichtung E2 gewonnen werden, in dem RAM 131 bzw. dem RAM 177.
  • Zu diesem Zeitpunkt führt die CPU 130 jeder der Steuerungsvorrichtung 171A und 171B Schutzsteuerungsoperationsprozesse gemäß den Einstellungswerten durch, die in dem EEPROM 13 gespeichert sind, und gemäß den Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1 und Dva2 bis Dvc2, die in dem RAM 131 gespeichert sind. Folglich bestimmt die CPU 130, ob ein Systemfehler in den Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 aufgetreten ist oder nicht, die das Objekt der Schutzsteuerung durch die Steuerungsvorrichtung 171A und 171B jeweils sind. Gemäß einem Ergebnis der Bestimmung (wenn ein Fehler in E1 oder E2 aufgetreten ist), sendet die CPU 130 einen Schutzsteuerungsoperationsbefehl (einen Auslöseoperationsbefehl oder dergleichen) C1 an die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4.
  • Andererseits, individuell von und gleichzeitig mit den Schutzsteuerungsoperationsprozessen der CPU 130 führt die CPU 176 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171A Prozesse durch die auf den Einstellungswerten basieren, die in dem EEPROM 179 gespeichert sind, und basierend auf den Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1, die in dem RAM 177 gespeichert sind, so dass die CPU 176 bestimmt, ob ein Fehler in der Einrichtungsvorrichtung E1 aufgetreten ist oder nicht, die das Objekt der Schutzsteuerung der Steuerungsvorrichtung 171A ist, und in einer anderen Einrichtungsvorrichtung, die nicht das Objekt davon ist (beispielsweise die Einrichtungsvorrichtung E2) in dem elektrischen Energiesystem 31 mit der Ausnahme für die Einrichtungsvorrichtung E1. Ähnlich führt die CPU 176 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171B Prozesse durch, die auf den Elektrische-Größe Daten Dva2 bis Dvc2 basieren, so dass die CPU 176 bestimmt, ob ein Fehler in der Einrichtungsvorrichtung E2 aufgetreten ist oder nicht, die das Objekt der Schutzsteuerung der Steuerungsvorrichtung 171B ist, und in einer anderen Einrichtungsvorrichtung, die nicht das Objekt davon ist (beispielsweise die Einrichtungsvorrichtung E1) in dem elektrischen Energiesystem 31 mit der Ausnahme für die Einrichtungsvorrichtung E2.
  • Wenn ein Systemfehler in der Einrichtungsvorrichtung E2 auftritt, sendet die CPU 176 der Steuerungsvorrichtung 171B, die ausgelegt ist zum Schützen der Einrichtungsvorrichtung E2, den Schutzsteuerungsoperationsbefehl C1' basierend auf den Schutzsteuerungsoperationsprozessen, die durch die CPU 130 durchgeführt werden, an die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4. Als ein Ergebnis veranlasst die Fehlersicherungsfunktion der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4 den Schutzsteuerungsoperationsbefehl C1 an die Schutzsteuerungsvorrichtung gesendet zu werden (der korrekte Betrieb der Steuerungsvorrichtung 171B wird durchgeführt).
  • Wenn die CPU 176 bestimmt, dass ein Systemfehler in der Einrichtungsvorrichtung E2 aufgetreten ist, als Ergebnis der Operationsprozesse, fügt die CPU 176 die absolute Zeit „t = t1" der Abtastung zu den Elektrische-Größe Daten Dva2 bis Dvc2 hinzu, die in dem RAM 177 gespeichert sind, zusätzlich zu dem Prozess zum Ausgeben des Schutzsteuerungsoperationsbefehls C1' in dem korrekten Operationsprozess. Folglich speichert die CPU 176 erneut (zeichnet auf) in dem RAM 177 die Elektrische-Größe Daten Dva2 (t1) bis Dvc2 (t1), die eine Datenstruktur aufweisen enthaltend die Parameter, die schematisch in 20 gezeigt sind, so dass die Elektrische-Größe Daten Zustandsgrößen (elektrische Größen, Änderungen von Zustandsgrößen) bei dem Systemfehler angeben. Als nächstes sendet die CPU 176 sequenziell die gespeicherten Elektrische-Größe Daten Dva2 (t1) bis Dvc2 (t1) an das Ethernet-LAN 126 durch den Bus 180, den Bus 5, die Kommunikationsschnittstelle 128 und den Transceiver 125. Die Elektrische-Größe Daten Dva2 (t2, t3, ...,) bis Dvc2 (t2, t3, ...,) vom Auftreten des Systemstörfalls werden sequenziell bei jeder Abtastzeitperiode an das Ethernet-LAN 126 gesendet.
  • Die CPU 176 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171A, die nicht die Einrichtungsvorrichtung E2 schützt, die dem Störfall begegnet ist, fuhrt die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durch, um zu bestimmen, dass ein Systemfehler in der anderen Einrichtungsvorrichtung E2 aufgetreten ist, die nicht das Objekt der Schutzsteuerung der Steuerungsvorrichtung 171A ist. Ähnlich zu der CPU 176 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171B speichert folglich die CPU 176 erneut in dem RAM 177 die Elektrische-Größe Daten Dva1 bis Dvc1 als Elektrische-Größe Daten Dva1 (1) bis Dvc1 (t1), die jeweils die absolute Zeit „t = t1" aufweisen. Dann sendet die CPU 176 sequenziell die gespeicherten Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1) bis Dvc1 (t1) an das Ethernet-LAN 126 durch den Bus 180, den Bus 5, die Kommunikationsschnittstelle 128 und den Transceiver 125. Dann sendet die CPU 176 sequenziell an das Ethernet-LAN 126 die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t2, t3, ...,) bis Dvc1 (t2, t3, ...,) vom Auftreten des Systemstörfalls.
  • Ähnlich dem vierten Ausführungsbeispiel empfängt die CPU 137 der Anzeigeeinheit 112 über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 135 die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1, t2, ...,) bis Dvc1 (t1, t2, ...,) und Dva2 (t1, t2, ...,), bis Dvc2 (t1, t2, ...,) die durch das Ethernet-LAN 126 gesendet werden. Dann speichert die CPU 137 sequenziell die Daten Dva1 (t1, t2, ...,) bis Dvc1 (t1, t2, ...,) und Dva2 (t1, t2, ...,) bis Dvc2 (t1, t2, ...,) in einen vorbestimmten Adressenbereich, der temporär dem Speicher 136 zugewiesen wird (wie für einen Zustand vor der Anordnung, vgl. 20). In Übereinstimmung mit der Abtastzeit (die absolute Zeit) „t = t1, t2, ...,", wird ein Anordnungsprozess ähnlich dem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel durch die CPU 137 durchgeführt. Folglich wird eine Tabelle gebildet durch zeitsequenzielles Anordnen der Elektrische-Größe Daten für jede Schutzsteuerungsvorrichtung (wie für einen Zustand vor der Anordnung, vgl. 21).
  • Dann liest die CPU 137 die Tabelle, die in dem Speicher 136 gespeichert ist, um die Tabelle auf dem Monitor 138 anzuzeigen. Dann wird der Prozess beendet.
  • Als Ergebnis ist der Schirm des Monitors 138 in der Lage sequenziell Zustandsgrößen (Änderungen von Zustandsgrößen) der Fehlereinrichtungsvorrichtung E2, an der der Systemfehler aufgetreten ist, anzuzeigen.
  • Darüber hinaus zeigt der Schirm des Monitors 138 Zustandsgrößen (Änderungen von Zustandsgrößen) der Einrichtungsvorrichtung E1 (nicht fehlerhaft) bezüglich der Einrichtungsvorrichtung E2, die den Störfall verursacht.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist man also in der Lage, die Zustandsgrößen der Einrichtungsvorrichtung E2, die von der Steuerungsvorrichtung 171B erfasst werden, zu speichern und anzuzeigen, die ausgelegt ist korrekt zu arbeiten, wenn ein Systemfehler in der Einrichtungsvorrichtung E2 aufgetreten ist.
  • Darüber hinaus, wenn der Systemfehler für die Einrichtungsvorrichtung E2 auftritt, ist auch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 171A, die nicht korrekt betrieben wird, wenn der Fehler in der Einrichtungsvorrichtung E2 auftritt, und die korrekt betrieben wird, wenn ein Fehler in einer anderen Einrichtungsvorrichtung E1 auftritt, ebenfalls in der Lage, die Zustandsgrößen der anderen Einrichtungsvorrichtung E1 zu speichern, die die Fehlereinrichtungsvorrichtung E2 betrifft, um die Zustandsgrößen der nicht fehlerhaften Einrichtungsvorrichtung E1 auf dem Monitor 138 der Anzeigeeinheit 112 anzuzeigen.
  • Folglich können die Operationen durchgeführt werden, die für das herkömmliche Steuerungssystem unmöglich sind. Also die Zustandsgrößen, die durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung erfasst werden, die nicht betrieben wird, wenn ein Systemfehler aufgetreten ist, können leicht gespeichert, bestätigt und analysiert werden. Folglich, wenn ein Systemfehler auftritt, kann eine Gesamtanalyse unter Verwendung der elektrischen Größen (die Zustandsgrößen), die von allen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen erhalten werden, durchgeführt werden, unabhängig von den Einrichtungsvorrichtungen, die das Objekt der Schutzsteuerung sind. Folglich ist es möglich die Zuverlässigkeit des gesamten Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem zu verbessern.
  • Darüber hinaus können die Zustandsgrößen aller Einrichtungsvorrichtungen bestimmt und analysiert werden durch den Monitor der Anzeigeeinheit, wenn ein Systemfehler aufgetreten ist. Folglich kann zusätzlich zu dem Effekt, der gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel erhalten wird, ein Effekt gewonnen werden. Die Notwendigkeit zum Durchführen von Rundgängen für die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen, um die Zustandsgröße jeder der Einrichtungsvorrichtungen zu bestätigen und zu analysieren, indem ein Analysierungswerkzeug verwendet wird, kann wegfallen. Folglich kann eine große Arbeitserleichterung realisiert werden.
  • Darüber hinaus, in diesem Ausführungsbeispiel, wenn ein Fehler im Betrieb in der digitalen Verarbeitungseinheit 3 auftritt, die die CPU 130 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 171B enthält, zum Durchführen von herkömmlichen Schutzsteuerungsoperationsprozessen, wird die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 171B, die ausgelegt ist zum Schützen der Einrichtungsvorrichtung E2, für die der Fehler aufgetreten ist, fälschlicherweise nicht betrieben.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel detektiert jedoch die CPU 176 der digitalen Verarbeitungseinheit 175 individuell von der CPU 130 den Fehler der Einrichtungsvorrichtung E2, um die Elektrische-Größe Daten während der Durchführung des Schutzsteuerungsbetriebs aufzuzeichnen und zu senden.
  • Wenn ein Systemfehler auftritt, können folglich die Zustandsgrößen jeder der Einrichtungsvorrichtungen in dem elektrischen Energiesystem bestätigt und analysiert werden, unabhängig von einer Tatsache, ob die Steuerungsvorrichtung, die den Systemfehler betrifft, korrekt nicht betrieben wird oder fehlerhaft nicht betrieben wird. Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit und die Kosteneffizienz des gesamten Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem zu verbessern.
  • In dem vierten und sechsten Ausführungsbeispiel ist die Anzeigeeinheit individuell von den mehreren digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen bereitgestellt, die jeweils für jede der Einrichtungsvorrichtungen in dem elektrischen Energiesystem bereitgestellt sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Die Anzeigeeinheit kann für irgendeine der mehreren digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen bereitgestellt werden.
  • (Siebentes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel wird jetzt unter Bezugnahme auf 28 beschrieben.
  • 28 ist ein Diagramm, das Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Wie in 28 gezeigt, enthält ein Schutzsteuerungssystem 190 für ein elektrisches Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 und eine bemannte elektrische Station Tp. Die elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 des Steuerungssystems 190 sind mit digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 171A und 171B bereitgestellt, die für jeweils zwei Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 bereitgestellt sind, die Objekt der Schutzsteuerung jeweils sind, und die benachbart zueinander angeordnet sind. Die Funktionsblockkonfiguration jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 171A und 171B ist ähnlich zu der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel. Folglich werden ähnlichen Strukturen die gleichen Bezugszeichen gegeben, und die ähnlichen Strukturen werden von der Beschreibung weggelassen.
  • Die elektrische Station Tp des Steuerungssystems 190 ist mit einer Systemsimulationseinheit 151 bereitgestellt zum Erzeugen von analogen Daten Sv, die für einen Test verwendet werden in Übereinstimmung mit den Elektrische-Größe Daten basierend auf den elektrischen Größen S1 und S2, die durch die Steuerungsvorrichtungen 171A und 171B erfasst werden. Gemäß den erzeugten analogen Daten zur Verwendung in dem Test bestätigt die Systemsimulationseinheit 151 den Betrieb einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung (eine Vorrichtung, die zu testen ist), die designed und hergestellt ist durch beispielsweise einen Hersteller der elektrischen Station Tp. Die Steuerungsvorrichtungen 171A und 171B und die Systemsimulationseinheit 151 sind durch das Kommunikationsnetzwerk 113A derart miteinander verbunden, dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird. Die Funktionsblockkonfiguration der Systemsimulationseinheit 151 ist ähnlich zu der der Systemsimulationseinheit gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel. Folglich werden den gleichen Strukturen die gleichen Bezugszeichen gegeben, und sie werden von der Beschreibung weggelassen.
  • Die Hardwarekonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 171A und 171B gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind ähnlich zu denen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, wie in 26 gezeigt. Folglich erfolgt eine Referenz zu den Hardwareelementen, wie in 26 gezeigt, um dieses Ausführungsbeispiel zu beschreiben. Die Hardwarekonfiguration der Systemsimulationseinheit 151 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu der der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, wie in 23 gezeigt, und eine Referenz erfolgt auf die Hardwareelemente, die in 23 gezeigt sind.
  • Mit dem Schutzsteuerungssystem 190 für das elektrische Energiesystem, das den oben genannten Aufbau aufweist, wenn ein Systemfehler in der Einrichtungsvorrichtung E2 auftritt, wird ein Prozess ähnlich dem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel durchgeführt, durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 171A und die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 171B. Folglich werden Elektrische-Größe Daten Dva2 (t1, t2, ...,) bis Dvc2 (t1, t2, ...,), die einen Zustand der Einrichtungsvorrichtung E2 bei Auftreten des Systemfehlers und Zustände selbiger nach dessen Auftreten angeben, und Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1, t2, ...) bis Dvc1 (t1, t2, ...,), die einen Zustand der Einrichtungsvorrichtung E1 benachbart zu der Einrichtungsvorrichtung E2 bei Auftreten des Systemfehlers und Zustände selbiger nach dem Auftreten angeben, jeweils an das Kommunikationsnetzwerk 113A übertragen.
  • Die Elektrische-Größe Daten Dva1 (t1, t2, ...,) bis Dvc1 (t1, t2, ...,) (t1, t2, ...,) und die Elektrische-Größe Daten Dva2 (t1, t2, ...,) bis Dvc2 (t1, t2, ...,), die an das Kommunikationsnetzwerk 113A gesendet werden, werden an die Systemsimulationseinheit 151 gesendet, um empfangen zu werden. Ein Anordnungsprozess ähnlich dem gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel wird durchgeführt, wodurch Daten, wie oben erwähnt, in einer Tabelle gebildet werden, in der die Daten in einer zeitsequenziellen Art und Weise für jede Schutzsteuerungsvorrichtung angeordnet sind.
  • Die Systemsimulationseinheit 151 führt einen Erzeugungsprozess durch, um analoge Daten Sv zu erzeugen zur Verwendung bei dem Test gemäß den elektrischen Größen (die gegenwärtigen Werte), die für jede Vorrichtung und jede Phase gelesen werden, die in der Tabelle angeordnet sind. Folglich werden analoge Daten Sv, die für den Test angewendet werden, an die zu testende Einheit 153 gesendet.
  • Gemäß der obigen Struktur ist es also möglich die analogen Daten, die für den Test angewendet werden, auf der Basis der Zustandsgrößen der Einrichtungsvorrichtung E2 zu erzeugen, in der der Systemfehler auftritt, und erfasst durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 171B, die ausgelegt ist betrieben zu werden, wenn der Systemfehler auftritt, und den Zustandsgrößen der Einrichtungsvorrichtung E1 (kein Fehler), die durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 171A erfasst werden in Übereinstimmung mit der Einrichtungsvorrichtung E2, wodurch die getestete Vorrichtung 153 den analogen Daten unterworfen wird, so dass der Test durchgeführt werden kann.
  • Folglich kann der Betriebsbestätigungstest, der für den herkömmlichen Aufbau unmöglich ist, durchgeführt werden. Es ist also möglich, die analogen Daten, die für den Test verwendet werden, entsprechend den Zustandsdaten zu verwenden, die durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung erfasst werden, die korrekterweise nicht betrieben wird, wenn ein Systemfehler auftritt, wodurch der Test zum Bestätigen der Operation der getesteten Vorrichtung durchgeführt wird. Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Tests zum Bestätigen des Betriebs der getesteten Vorrichtung und die Schutzsteuerungsvorrichtung für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • In einem Fall, bei dem ein kompliziertes elektrisches Energiesystem tatsächlich existiert, ist es möglich, einfach den Test durchzuführen für das komplizierte elektrische Energiesystem, was mit dem herkömmlichen Steuerungssystem unmöglich ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Zuverlässigkeit der getesteten Vorrichtung und die Zuverlässigkeit zum Bestätigen der Operation des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem weiter zu verbessern.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Elektrische-Größe Daten jeder Einrichtungsvorrichtung, die erfasst werden, wenn ein Systemstörfall auftritt, in jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen aufgezeichnet. Folglich können die tatsächlichen Elektrische-Größe Daten jeder der Einrichtungsvorrichtungen erfasst werden, wenn irgendeiner von verschiedenen Systemfehlern auftritt, ohne einer Notwendigkeit für die herkömmliche Technik zum Setzen von Simulationen einer Vielzahl von Systemfehlern. Folglich ist es möglich, die Kosteneffizienz des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem und die Zuverlässigkeit jeder der getesteten Vorrichtungen und das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • Das fünfte und siebente Ausführungsbeispiel hat die Systemsimulationseinheit, die individuell von den mehreren digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen bereitgestellt wird, die jeweils für jede der Einrichtungsvorrichtungen des elektrischen Energiesystems bereitgestellt sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Struktur beschränkt. Die Systemsimulationseinheit kann für irgendeine der mehreren digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen bereitgestellt werden.
  • In dem sechsten und siebenten Ausführungsbeispiel ist die Fehlerdetektionsrelaishardware für die Durchführung einer Fehlerdetektionsrelaisoperation individuell von der digitalen Verarbeitungseinheit 3 bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Struktur beschränkt. Die Hardware kann realisiert werden als eine von Relaissoftwaremodulen für die digitale Verarbeitungseinheit 3. Eine digitale Verarbeitungseinheit 3 kann den Hauptdetektionsrelaisbetrieb und den Fehlerdetektionsrelaisbetrieb durchführen.
  • (Achtes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die 29 und 30 beschrieben.
  • 29 zeigt ein Diagramm, das Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das elektrische Energiesystem zeigt.
  • Wie in 29 gezeigt, ist das Schutzsteuerungssystem 200 für ein elektrisches Energiesystem mit einer Mehrzahl von elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 bereitgestellt. Die elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 der elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 des Steuerungssystems 200 sind mit digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 201A und 201B bereitgestellt, die für die Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des zu schützenden elektrischen Energiesystems 31 jeweils bereitgestellt sind. Die elektrische Energiestation Ts3 ist mit einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201C bereitgestellt, deren Operation zu testen ist. Die elektrischen Energiestationen Ts1 bis Ts3 sind durch das Kommunikationsnetzwerk 113A derart miteinander verbunden, dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird.
  • Zusätzlich zu den vorbestimmten Funktionsblöcken (die GPS Empfangseinheit 115, die Datenerfassungseinheit 116 und die Sendeeinheit 117) der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 111A gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201A mit einer Empfangseinheit 205A bereitgestellt zum Empfangen der Elektrische-Größe Daten D2 (t), die die absolute Zeit haben, und die von einer anderen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung gesendet werden (die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201B) über das Kommunikationsnetzwerk 113A. Darüber hinaus ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201A mit einer Anordnungseinheit 206A bereitgestellt zum zeitsequenziellen Anordnen (Sortieren) der Elektrische-Größe Daten D2 (t), die durch die Empfangseinheit 205A gemäß der hinzugefügten absoluten Zeit empfangen werden.
  • Darüber hinaus ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201A mit einer Eingabeeinheit 207A bereitgestellt zum Bestimmen, ob die Elektrische-Größe Daten D2 (t) mit der absoluten Zeit durch das Kommunikationsnetzwerk 113A gesendet werden (also ob ein Ergebnis der Anordnung, die durch die Anordnungseinheit 206A existiert). Wenn die Elektrische-Größe Daten D2 (t) gesendet worden sind, und das Ergebnis der Anordnung, die durch die Anordnungseinheit 206A durchgeführt wird, existiert, gibt die Eingabeeinheit 207A das Ergebnis der Anordnung an die Schutzsteuerungsoperationseinheit 208A, wie später beschrieben wird. Wenn das Ergebnis der Anordnung nicht existiert, gibt die Eingabeeinheit 207A an die Schutzsteuerungsoperationseinheit 208A die Zustandsgrößendaten (Elektrische-Größe Daten D1 (t)) der Einrichtungsvorrichtung E1, die durch die Datenerfassungseinheit 116 erfasst werden. Darüber hinaus ist die Steuerungsvorrichtung 201A mit der Schutzsteuerungsoperationseinheit 208A bereitgestellt zum Durchführen der Schutzsteuerungsoperationsprozesse in Übereinstimmung mit entweder einem Ergebnis der Anordnung, die durch die Anordnungseinheit 206A durchgeführt wird, oder den Elektrische-Größe Daten, die durch die Datenerfassungseinheit 116 erfasst werden. Wenn die Schutzsteuerungsoperationseinheit 208A die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchführt unter Verwendung der Elektrische-Größe Daten D1 (t), die von der Datenerfassungseinheit 116 erfasst werden, gibt die Schutzsteuerungsoperationseinheit 208A als einen Schutzsteuerungsoperationsbefehl C1 ein Ergebnis der Schutzsteuerungsoperationsprozesse an die Schutzsteuerungsvorrichtung, wie den Unterbrecher, für die Einrichtungsvorrichtung E1 des elektrischen Energiesystems 31. Wenn die Schutzsteuerungsoperationseinheit 208A die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchführt, indem das Ergebnis der Anordnung verwendet wird, die durch die Anordnungseinheit 206A durchgeführt wird, zeigt die Schutzsteuerungsoperationseinheit 208A das Ergebnis der Schutzsteuerungsoperationsprozesse auf einer Anzeigeeinheit 209A, wie einem Monitor, an.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201B ist mit der GPS Empfangseinheit 115, der Datenerfassungseinheit 116, der Sendeeinheit 117, einer Empfangseinheit 205B, einer Anordnungseinheit 206B, einer Eingabeeinheit 207B, einer Schutzsteuerungsoperationseinheit 208B und einer Anzeigeeinheit 209B bereitgestellt. Die Funktionsblöcke der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201B sind im Wesentlichen ähnlich zu denen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A, mit Ausnahme, dass die andere digitale Schutzsteuerungsvorrichtung der Steuerungsvorrichtung 201A als digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201A betrachtet wird, die Elektrische-Größe Daten, die durch die Energieübertragungsleitung 103A gesendet werden, als die Daten D1 (t) und die Elektrische-Größe Daten, die durch die Datenerfassungseinheit 116 erfasst werden, als die Elektrische-Größe Daten D2 (t) der Einrichtungsvorrichtung E2, die zu schützen ist, betrachtet werden. Folglich werden die Funktionsblöcke der Steuerungsvorrichtung 201B von der Beschreibung weggelassen.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201C ist bereitgestellt mit der GPS Empfangseinheit 115, der Datenerfassungseinheit 116, der Sendeeinheit 117, einer Empfangseinheit 205C, einer Anordnungseinheit 206C, einer Eingabeeinheit 207C, einer Schutzsteuerungsoperationseinheit 208C und einer Anzeigeeinheit 209C.
  • Jeder der Funktionsblöcke der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201C ist grundsätzlich ähnlich zu denen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A und 201B. Da die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201C in einem Zustand vor dem Betriebsbestätigungstest ist, sind die Funktionsblöcke leicht verschieden von den oben genannten Funktionsblöcken der Steuerungsvorrichtungen 201A und 201B.
  • Die Datenerfassungseinheit 116 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201C erfasst also nicht die Elektrische-Größe Daten von den Einrichtungsvorrichtungen des elektrischen Energiesystems 31, das zu schützen ist. Folglich sendet die Sendeeinheit 117 nicht die Elektrische-Größe Daten an die anderen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 201A und 201B durch das Kommunikationsnetzwerk 113A. Die Empfangseinheit 205C empfängt Elektrische-Größe Daten D1 (t) und D2 (t) von jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen (201A und 201B) durch das Kommunikationsnetzwerk 113A. Die Anordnungseinheit 206C ordnet zeitsequenziell (sortiert) die Elektrische-Größe Daten D1 (t) und D2 (t), die von der Empfangseinheit 205C in Übereinstimmung mit der hinzugefügten absoluten Zeit empfangen werden.
  • Darüber hinaus gibt die Eingabeeinheit 207C ein Ergebnis der Anordnung, die durch die Anordnungseinheit 206C durchgeführt wird, an die Schutzsteuerungsoperationseinheit 208C. Die Schutzsteuerungsoperationseinheit 208C führt die Schutzsteuerungsoperationsprozesse gemäß dem Ergebnis der Anordnung, die von der Eingabeeinheit 207C kommuniziert wird, durch.
  • 30 ist ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration zur Realisierung der Prozesse der Funktionsblöcke der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A und der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201C gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Ähnliche Elemente in den Hardwarekonfigurationen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 201A und 201C zu denen der Hardware der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 1, wie in 60 gezeigt, haben die gleichen Bezugszeichen, und die ähnlichen Elemente werden von der Beschreibung weggelassen oder vereinfacht beschrieben.
  • Wie in 30 gezeigt, sind die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 201A bis 201C durch den Transceiver 125 mit dem Ethernet-LAN 126 verbunden, das in den elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts3 gebildet ist, derart, dass eine Datenkommunikation mit den anderen Einheiten der elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts3 durch das Ethernet-LAN 126 ermöglicht wird.
  • Das Ethernet-LAN 126 zur Verbindung von lokalen Bereichen in jeder der elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts3 ist durch den Sendeempfänger 125 und den Router 155 mit dem Wide Area Network 157 verbunden, das das Kommunikationsnetzwerk 113A bildet. Die Verbindung zwischen der elektrischen Energiestation Ts2 (die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201B) mit dem Wide Area Netzwerk 157 ist ähnlich zu der in der elektrischen Energiestation Ts1 (die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201A) und zu der in der elektrischen Energiestation Ts3 (die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201C), wie in 30 gezeigt. Folglich wird die Verbindung von der Beschreibung weggelassen.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201A, wie in 30 gezeigt, ist mit der Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 bereitgestellt zum Erfassen von Elektrische-Größe Daten D1; mit einer digitalen Verarbeitungseinheit 215 zum Durchführen des Absolutzeithinzufügungsprozesses, des Anordnungsprozesses, des Bestimmungsprozesses und der Schutzsteuerungsoperationsprozesse; mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) 4, die als die Schnittstelle für das elektrische Energiesystem 31 dient; mit dem Bus 5 zum Verbinden der Elemente miteinander; mit der LED Anzeigeeinheit 14 zum Anzeigen der Elektrische-Größe Daten; mit der GPS Schnittstelle 127, die als die Schnittstelle für das GPS System (die GPS Empfangsantenne 115a und die Satelliten L) dient; und mit der Kommunikationsschnittstelle 128, die als die Schnittstelle für die Daten-Eingabe/Ausgabe zwischen dem Ethernet-LAN 126 und der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 215 dient.
  • Die digitale Verarbeitungseinheit 215 ist bereitgestellt mit einer CPU 216 zum Durchführen der Prozesse enthaltend den Absolutzeithinzufügungsprozess, den Anordnungsprozess, den Bestimmungsprozess und die Schutzsteuerungsprozesse; mit einem RAM 217 zum vorübergehenden Speichern der Elektrische-Größe Daten und der Daten, die durch die CPU 216 verarbeitet werden; mit einem ROM 218 zum Speichern von Prozeduren (Programmen) für die Prozesse, die dem Hinzufügungsprozess, dem Anordnungsprozess, dem Bestimmungsprozess und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse enthalten; und mit dem EEPROM 113 zum Speichern der Einstellungswerte.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 201A hat einen Monitor 219 zum Anzeigen eines Ergebnisses der Schutzsteuerungsoperationsprozesse, die von der CPU 216 durchgeführt werden. Die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201B ist ähnlich zu der der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A ausgenommen für die Struktur, dass die erfassten elektrischen Größen ausgedrückt werden durch S2 und die Elektrische-Größe Daten, die umzuwandeln sind, ausgedrückt sind durch D2. Folglich wird die Hardwarekonfiguration von der Beschreibung weggelassen. Die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201C, die zu testen ist, ist ähnlich der der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A ausgenommen für die Strukturen, dass die Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 nicht mit dem elektrischen Energiesystem 21 verbunden ist, da der Zustand vor dem Operationsbestätigungstest ist; die GPS Schnittstelle 127 nicht mit der GPS Empfangsantenne 115a verbunden ist, da der Zustand vor dem Operationsbestätigungstest ist; und die CPU 126 der digitalen Verarbeitungseinheit 215 nicht den Bestimmungsprozess durchführt. Folglich haben die gleichen Strukturen die gleichen Bezugszeichen und sind von der Beschreibung weggelassen.
  • Die Datenerfassungseinheit 116, wie in 29 gezeigt, ist in der Lage hauptsächlich konkret realisiert zu werden durch die Prozesse der Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 und der CPU 216. Die GPS Empfangseinheit 115 ist in der Lage hauptsächlich konkret realisiert zu werden durch die GPS Schnittstelle 127, die CPU 126, das RAM 217 und den ROM 218. Die Übertragungseinheit 117 ist in der Lage konkret hauptsächlich realisiert zu werden durch die CPU 216, den RAM 217, den ROM 218, die Kommunikationsschnittstelle 128, den Sendeempfänger 125, das Ethernet-LAN 126 und das Wide Area Netzwerk 157.
  • Die Empfängereinheiten 205A bis 205C, wie in 29 gezeigt, können hauptsächlich konkret realisiert werden durch den Sendeempfänger 125, das Ethernet-LAN 126, die Kommunikationsschnittstelle 128 und die CPU 216 jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 201A bis 201C. Die Eingabeeinheit 207A bis 207C und die Schutzsteuerungsoperationseinheiten 208A bis 208C können konkret realisiert werden hauptsächlich durch die CPU 216, den RAM 217 und den ROM 218 jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 201A bis 201C. Die Anzeigeeinheiten 209A bis 209C sind konkret hauptsächlich realisiert durch die CPU 216 und den Monitor 219 jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 201A bis 201C.
  • In dem Schutzsteuerungssystem 200 für das elektrische Energiesystem, das den oben genannten Aufbau aufweist, werden die elektrischen Größen S1 und S2 der Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31 sequenziell durch die Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 abgetastet in Übereinstimmung mit der Abtastzeitperiode, die durch den Abtastzeitperiodeneinstellungsprozess eingestellt wird, der durch die CPU 216 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 201A und 201B durchgeführt wird, und ähnlich ist zu dem gemäß jedem Ausführungsbeispiel. Folglich werden die elektrischen Größen S1 und S2 in digitale Elektrische-Größe Daten D1 und D2 umgewandelt. Die Elektrische-Größe Daten D1 und D2, die sequenziell umgewandelt werden, werden dem Prozess unterworfen zum Hinzufügen der absoluten Zeit ähnlich zu dem gemäß jedem Ausführungsbeispiel, um sequenziell an das Wide Area Netzwerk 157 durch die Kommunikationsschnittstelle 128, den Transceiver 125, das Ethernet-LAN 126 und den Router 156 übertragen zu werden, wobei die Elektrische-Größe Daten D1 und D2 als Elektrische-Größe Daten D1 (t1, t2, ...,) und D2 (t1, t2, ...,) gesendet werden.
  • Zu diesem Zeitpunkt unterwirft die CPU 216 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201C, die zu testen ist, die Elektrische-Größe Datengruppe D1 (t1, t2, ...,) und D2 (t1, t2, ...,), die durch das Wide Area Netzwerk 157 übertragen werden, dem Anordnungsprozess in Übereinstimmung mit der absoluten Zeit und ähnlich zu jedem Ausführungsbeispiel. Folglich wird eine Tabelle, die das Ergebnis der Anordnung ist, und die gebildet wird, wie in 21 oder 24 gezeigt, in dem RAM 217 erzeugt.
  • Dann liest die CPU 216 sequenziell angeordnete Elektrische-Größe Daten D1 (t1, t2, ...,) und D2 (t1, t2, ...,) aus der Tabelle, die das Ergebnis der Anordnung, die in dem RAM 217 erzeugt ist, zeigt. Gemäß den gelesenen Elektrische-Größe Daten D1 (t1, t2, ...,) und D2 (t1, t2, ...,) führt die CPU 216 die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durch. Die CPU 216 sendet Steuerungsausgabedaten, die von den Schutzsteuerungsoperationsprozessen erhalten werden, an den Monitor 219.
  • Als ein Ergebnis werden die Steuerungsausgabedaten basierend auf den Zustandsgrößen (die elektrischen Größen), die von jeder der Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31 abgetastet werden, auf dem Monitor 219 angezeigt. Folglich ist es möglich, den Operationsbestätigungstest der getesteten digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 210C durchzuführen, indem die auf dem Monitor 219 angezeigte Steuerungsausgabedaten bestätigt werden.
  • Das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in der Lage, die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung, die zu testen ist, dem Operationsbestätigungstest zu unterwerfen, indem die Elektrische-Größe Daten verwendet werden, die den Zustandsgrößen jeder der Einrichtungsvorrichtungen in einem tatsächlichen elektrischen Energiesystem entsprechen, ohne Verwendung der Systemsimulationseinheit, was unmöglich ist bei einem herkömmlichen Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem, um den Operationsbestätigungstest durchzuführen, indem die Elektrische-Größe Daten verwendet werden, die den Zustandsgrößen jeder der Einrichtungsvorrichtungen in dem tatsächlichen elektrischen Energiesystem entsprechen.
  • Folglich ist es möglich die Zuverlässigkeit der zu testenden Steuerungsvorrichtung und des Betriebsbestätigungstests zu verbessern. Ferner ist es möglich die Kosteneffizienz des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • Das Schutzsteuerungssystem 200 gemäß diesem Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Energiesystem hat die Struktur, dass der Operationsbestätigungstest der Schutzsteuerungsoperationseinheit (die CPU 216, der RAM 217 oder dergleichen) der getesteten digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, die nicht die Elektrische-Größe Daten von der Einrichtungsvorrichtung des elektrischen Energiesystems 31 abtastet, durchgeführt wird. Das Schutzsteuerungssystem 200 für ein elektrisches Energiesystem ist in der Lage, den Operationsbestätigungstest der Schutzsteuerungsoperationseinheiten der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 201A und 201B durchzuführen, die tatsächliche abgetastete Elektrische-Größe Daten D1 und D2 von den Einrichtungsvorrichtungen E1 und E2 des elektrischen Energiesystems 31 sind.
  • Wenn der Operationsbestätigungstest der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A durchgeführt wird, indem die Elektrische-Größe Daten D2 verwendet werden, die von der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 2018 erfasst werden, werden die Elektrische-Größe Daten D2 (t1, t2, ...,), die von der CPU 216 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201B erfasst und erzeugt werden, sequenziell an das Wide Area Netzwerk 157 durch die Kommunikationsschnittstelle 128, den Transceiver 125, das Ethernet-LAN 126 und den Router 156 übertragen.
  • Die CPU 216 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A, die zu testen ist, führt den Prozess durch zum Anordnen der Elektrische-Größe Datengruppe D2 (t1, t2, ...,), die durch das Wide Area Netzwerk 157 übertragen werden, wobei der Prozess parallel zu dem Prozess zum Abtasten der Elektrische-Größe Daten D1 (t1, t2, ...,) von der Einrichtungsvorrichtung E1 durch die Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 durchgeführt wird. Folglich wird eine Tabelle, die ein Ergebnis der Anordnung ist, wie in 21 oder in 24 gezeigt, in dem RAM 217 erzeugt.
  • Zu diesem Zeitpunkt bestimmt die CPU 216 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A, ob ein Ergebnis (die Tabelle) der Anordnung in dem RAM 217 existiert oder nicht. Wenn eine Bestimmung erfolgt, dass das Ergebnis (die Tabelle) der Anordnung nicht in dem RAM 217 existiert, führt die CPU 216 die herkömmlichen Schutzsteuerungsoperationsprozesse für die Einrichtungsvorrichtung E1 gemäß den Elektrische-Größe Daten D1 (t1, t2, ...,) durch.
  • Andererseits existiert das Ergebnis (die Tabelle) der Anordnung in dem RAM 217 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Folglich liest die CPU 217 nicht die Elektrische-Größe Daten D1 (t1, t2, ...,). Die CPU 216 liest sequenziell die angeordneten Elektrische-Größe Daten D2 (t1, t2, ...,) aus der Tabelle, die das Ergebnis der Anordnung ist, und in dem RAM 217 erzeugt wird. Gemäß den gelesenen Elektrische-Größe Daten D2 (t1, t2, ...,) führt die CPU 217 die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durch.
  • Die CPU 216 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A sendet Steuerungsausgabedaten, die von den Schutzsteuerungsoperationsprozessen erhalten werden, an den Monitor 219.
  • Als ein Ergebnis werden die Steuerungsausgabedaten basierend auf den Zustandsgrößen (die elektrischen Größen), die von der Einrichtungsvorrichtung E2 des elektrischen Energiesystems 31 abgetastet werden, auf dem Monitor 219 angezeigt. Folglich ist es durch das Bestätigen der angezeigten Steuerungsausgabedaten möglich, den Operationsbestätigungstest der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A durchzuführen, die betrieben wird (die die elektrischen Größen von der Einrichtungsvorrichtung E1 des elektrischen Energiesystems 31 abtastet) ohne Unterbrechung der Abtastoperation der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 201A.
  • In dem Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Operationsbestätigungstest der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung durchzuführen, die betrieben wird unter Verwendung der Elektrische-Größe Daten, die den Zustandsgrößen jeder der Einrichtungsvorrichtungen in dem tatsächlichen elektrischen Energiesystem entsprechen, ohne Verwendung einer Systemsimulationseinheit. Folglich ist es in der Lage, die Zuverlässigkeit und die Kosteneffizienz des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • In dem vierten bis achten Ausführungsbeispiel hat das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem zwei Einrichtungsvorrichtungen in dem elektrischen Energiesystem, die zu schützen sind. Folglich werden die Zustandsgrößen der zwei Einrichtungsvorrichtungen durch die zwei digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen erfasst, so dass der Schutzsteuerungsbetrieb der zwei Einrichtungsvorrichtungen durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden für ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem mit einer Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen, die Zustandsgrößen von einer Mehrzahl von Einrichtungsvorrichtun gen in dem elektrischen Energiesystem erfassen, um den Schutzsteuerungsbetrieb für die mehreren Einrichtungsvorrichtungen durchzuführen.
  • Das erste bis achte Ausführungsbeispiel hat den Aufbau, dass das elektrische Energiesystem geschützt wird durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Eine herkömmliche Industrieanlage oder eine öffentliche Anlage, beispielsweise ein Wasserversorgungs/Liefersystem kann durch das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung gesteuert werden.
  • (Neuntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für ein elektrisches Energiesystem wird jetzt unter Bezugnahme auf die 31 bis 33 beschrieben.
  • Die Funktionsblockkonfiguration eines Schutzsteuerungssystems 230 gemäß diesem Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Energiesystem ist in den Zeichnungen gezeigt.
  • Ein Schutzsteuerungssystem 230 für das elektrische Energiesystem, wie in 31 gezeigt, ist mit einer Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen bereitgestellt (zwei digitale Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 in diesem Ausführungsbeispiel), die in einer Mehrzahl von elektrischen Stationen (zwei elektrische Energiestationen Ts1 und Ts2 in diesem Ausführungsbeispiel) bereitgestellt sind, um das elektrische Energiesystem 231, das verschiedene Einrichtungsvorrichtungen aufweist, schutzzusteuern. Darüber hinaus ist das Steuerungssystem 230 mit einer Anzeige/Operations-Einheit 233 bereitgestellt, die in einer bemannten elektrischen Station angeordnet ist (beispielsweise eine bemannte elektrische Energiestation) Th, die entfernt von den elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 angeordnet ist, um die Zustände der Operationen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 zu überwachen und zu steuern.
  • Die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 und die Anzeige/Operations-Einheit 233 sind durch das Kommunikationsnetzwerk 234 derart miteinander verbunden, dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird. Darüber hinaus wird ein bewegbares Programmmodul (ein Agent-Typ Programmmodul) 235, das durch Integrieren von Daten gebildet wird für eine Fernüberwachungssteuerung (beispielsweise für das Erfassen von elektrischen Größen oder zum Durchführen eines Schutzsteuerungsbetriebs) bezüglich der Schutzsteuerungsfunktion und ihrer Verarbeitungsprozeduren, verwendet. Das Programmmodul 235 ist in der Lage, Runden zu drehen zwischen den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 und zwischen jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 und der Anzeige/Operations-Einheit 233 durch das Kommunikationsnetzwerk 234, so dass das Schutzsteuerungssystem 230 für ein elektrisches Energiesystem vom Programmmodul bewegbaren Typ gebildet wird.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ist bereitgestellt mit einem GPS Empfangsmodul 240 zum Detektieren der absoluten Zeit als die genaue Zeit. Das GPS Empfangsmodul 240 hat eine GPS Antenne 240, die GPS Signale empfängt, die von vier oder mehreren Satelliten L gesendet werden, auf denen jeweils eine Atomuhr installiert ist, deren Oszillationszeitperioden von Molekülen konstant sind.
  • Die GPS Empfangseinheit 50 ist betreibbar zum Decodieren der GPS Signale, um eine dreidimensionale Position der GPS Antenne 50a zu erhalten, und in Übereinstimmung mit der erhaltenen dreidimensionalen Position ein Zeitloch zu korrigieren, um die genaue absolute Zeit t zu messen {ein periodisches Signal, das jede Zeitablaufsteuerung mit der oben genannten Genauigkeit von 100 ns angibt, und Zeitdaten, die die Zeit jedes Zeitablaufs angeben}.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ist bereitgestellt mit einer Datenerfassungseinheit 241 zum Erfassen (Abtasten) von elektrischen Größen (elektrische Ströme oder Spannungen in Phase U, V und W) von einer vorbestimmten Einrichtungsvorrichtung (beispielsweise einer Energieübertragungsleitung R) in dem elektrischen Energiesystem 231 gemäß der absoluten Zeit t, die gemessen wird durch das GPS Empfangsmodul 240, um die elektrischen Größen in digitale Elektrische-Größe Daten umzuwandeln (Elektrische-Größe Daten Di1; i = 1, 2, ..., k). Darüber hinaus ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 bereitgestellt mit einer Empfangseinheit 242 zum Empfangen (Downloaden) des Programmmoduls 235 zum Durchführen einer Fernüberwachungssteuerung und von Daten, die an die eigene digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 gesendet werden durch das Kommunikationsnetzwerk 234. Darüber hinaus ist die Steuerungsvorrichtung 232a1 bereitgestellt mit einer Programmmodulausführungseinheit 243 zum Ausführen des Programmmoduls 235, das durch die Empfangseinheit 242 empfangen wird. Folglich ist die Programmmodulausführungseinheit 242 betreibbar zum Hinzufügen der absolu ten Zeit t der Abtastung zu den Elektrische-Größe Daten Di1, die durch die Datenerfassungseinheit 241 erfasst werden, so dass Elektrische-Größe Daten Di1 (t) mit der absoluten Zeit erhalten werden, um die Elektrische-Größe Daten Di1 (t) in einer Speichereinheit 244 zu speichern, wie später beschrieben wird. Darüber hinaus ist die Programmmodulausführungseinheit 243 betreibbar zum Durchführen von Schutzsteuerungsoperationsprozessen (beispielsweise ein Fehlerdetektionsoperationsprozess basierend auf einer Mehrzahl von Relaissoftwaremodulen; wie ein Abstandsrelaissoftwaremodul, ein Übermaßstromrelaissoftwaremodul, ein Übermaßspannungsrelaissoftwaremodul und so weiter) und Einstellungswerte, um die jeweiligen Softwaremodule zu betreiben} in Übereinstimmung mit den Elektrische-Größe Daten Di1 (t), die durch die Datenerfassungseinheit 241 erfasst werden, um die Schutzsteuerungsoperationsbefehle enthaltend einen Auslösebefehl und einen Zurücksetzbefehl an eine externe Vorrichtung auszugeben, wie einen Unterbrecher, basierend auf dem Ergebnis der Schutzsteuerungsoperationsprozesse.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ist mit einer Speichereinheit 244 bereitgestellt zum Speichern der Elektrische-Größe Daten Di1 (t) mit der absoluten Zeit und die von dem Prozess der Programmmodulausführungseinheit 243 erhalten werden, und zum Speichern eines Ergebnisses der Schutzsteuerungsoperationsprozesse. Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ist bereitgestellt mit einer Sendeeinheit 245 zum Integrieren von Daten, die in der Speichereinheit 244 gespeichert sind, mit dem Programmmodul 235, um das Programmmodul 235 gemäß einer vorbestimmten Bewegungsroute an eine andere digitale Schutzsteuerungsvorrichtung (die Vorrichtung 232a2) oder die Anzeige/Operations-Einheit 233 durch das Kommunikationsnetzwerk 234 zu senden. Darüber hinaus ist die Sendeeinheit 245 auch ausgelegt zum Senden der Daten, die in der Speichereinheit 244 gespeichert sind, an eine andere digitale Schutzsteuerungsvorrichtung (die Vorrichtung 232a2) oder die Anzeige/Operations-Einheit 233 durch das Kommunikationsnetzwerk 234.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 hat eine ähnliche Funktionsblockkonfiguration, wie die der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ausgenommen die Struktur, dass die erfassten Elektrische-Größe Daten ausgedrückt sind durch Di2 und Di2 (t).
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden die Elektrische-Größe Daten, die die Zustandsgrößen des elektrischen Energiesystems 231 angeben, zu der gleichen Zeitablaufsteuerung gesammelt für jede absolute Zeit t durch die Datenerfassungseinheit 241 der digitalen Schutzsteuerungsvorrich tungen 232a1 und 232a2. Dann wird die absolute Zeit t der Sammlung zu den Elektrische-Größe Daten hinzugegeben, um in der Speichereinheit 244 gespeichert zu werden.
  • Folglich können die Elektrische-Größe Daten Di1 (t) und Di2 (t), die zur gleichen Zeit gesammelt (synchronisiert) werden, zwischen den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 übertragen werden, die bereitgestellt sind für die Mehrzahl von entfernten elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 durch das Kommunikationsnetzwerk 234. Als eine Alternative dazu werden die Elektrische-Größe Daten Di1 (t) und Di2 (t) an die Anzeige/Operations-Einheit 233 gesendet. Folglich ist es möglich, eine Abnormalität und eine Fehlerursache in Übereinstimmung mit den synchronisierten Elektrische-Größe Daten Di1 (t) und Di2 (t) zu detektieren.
  • Ein Beispiel zum Lokalisieren eines Fehler(Störfall)punkts wird jetzt als ein Beispiel zum Verfolgen einer Ursache des Fehlers beschrieben.
  • Es wird angenommen, dass der Punkt, an dem die elektrischen Größen, die die Einrichtungsvorrichtung betreffen (beispielsweise eine Energieübertragungsleitung R), die zu schützen ist durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, gesammelt werden, ein Energieübertragungsleitungsende Ra ist. Eine andere Annahme wird gemacht, dass ein Punkt, bei dem die elektrischen Größen, die die Einrichtungsvorrichtung betreffen (beispielsweise die Energieübertragungsleitung R), die zu schützen ist durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2, gesammelt werden, das Energieübertragungsleitungsende RB ist. Darüber hinaus sind die elektrischen Größen an den Energieübertragungsleitungsenden RA und RB Spannungen VA und VB und elektrische Ströme IA und IB. Darüber hinaus wird die Impedanz des Energieübertragungsleitungsendes R als Z angenommen, und der Abstand zwischen den Enden RA und RB wird angenommen als L. Wenn ein .....fehler (Störfall) zwischen den Enden RA und RB stattfindet, und der Annahme, dass der Abstand von dem Endpunkt RA zu dem Störfallpunkt gleich X ist, ist eine Beziehung eines Ausdrucks, wie im Folgenden erwähnt, erfüllt. X = (VA – VB + L·Z·IB)/{Z·(IA + IB)} (7)
  • Da Z, IA, IB, VA und VB jeweils eine komplexe Größe sind, ist eine Phasenbeziehung zwischen den elektrischen Größen ein wichtiger Faktor.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird zu den erfassten Elektrische-Größe Daten die absolute Zeit hinzugefügt. Folglich können die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 zum Schützen des Energieübertragungsleitungsendes A und die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 zum Schützen des Energieübertragungsleitungsendes B die elektrischen Größen, die zum gleichen Zeitpunkt vor und nach dem Auftreten des Störfalls erfasst worden sind, verwenden. Folglich können IA, IB, VA und VB, die die Phasenbeziehung halten, gewonnen werden. Das Symbol Z ist eine Energieübertragungsleitungskonstante (Bereichsimpedanz). Gemäß der Gleichung (7) kann die Position X des Störfallpunkts gewonnen werden.
  • Andererseits ist die Anzeige/Operations-Einheit 233 mit einer Programmmodulspeichereinheit 250 bereitgestellt zum Speichern, als das Programmmodul 235 für die Fernüberwachungssteuerung eines ersten Programmmoduls 235A zum Erfassen und Speichern der elektrischen Größen und eines zweiten Programmmoduls 235A zum Verarbeiten der Schutzsteuerungsoperation. Darüber hinaus ist die Anzeige/Operations-Einheit 233 mit einer Datenkommunikationseinheit 251 bereitgestellt zum Senden des ersten Programmmoduls 235A und des zweiten Programmmoduls 235B, die in der Programmmodulspeichereinheit 250 gespeichert sind, an das Kommunikationsnetzwerk 234, zum Empfangen des ersten und zweiten Programmmoduls 235A und 235B, die durch das Kommunikationsnetzwerk 234 gesendet worden sind, und zum Empfangen von Daten, die von den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 gesendet worden sind. Darüber hinaus ist die Anzeige/Operations-Einheit 233 mit einer Schutzsteuerungsoperationseinheit 252 bereitgestellt zum Durchführen der Schutzsteuerungsoperationsprozesse enthaltend den Prozess zum Detektieren des Störfallpunkts, der durch die Gleichung (7) ausgedrückt wird in Übereinstimmung mit dem zweiten Programmmodul 235B und Daten, die darin enthalten sind, die durch die Datenkommunikationseinheit 251 empfangen werden. Darüber hinaus hat die Anzeige/Operations-Einheit 233 eine Operationsergebnisanzeigeeinheit 253 zum Anzeigen eines Ergebnisses der Schutzsteuerungsoperationsprozesse, beispielsweise ein Ergebnis des Störfalldetektierprozesses, der durch die Schutzsteuerungsoperationseinheit 252 durchgeführt wird.
  • 32 zeigt ein Diagramm, das den Hardwareaufbau zeigt zum Realisieren der Prozesse der Funktionsblöcke der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 und der Anzeige/Operations-Einheit 233, die das Schutzsteuerungssystem 230 gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das elektrische Energiesystem bilden. Die Elemente der Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, die ähnlich sind zu denen der Hardware des digitalen Relais 1, wie in 60 gezeigt, haben die gleichen Bezugszeichen. Folglich sind ähnliche Elemente von der Beschreibung weggelassen oder werden vereinfacht beschrieben.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, wie in 32 gezeigt, ist mit den anderen Einheiten in der elektrischen Energiestation Ts1 durch den Transceiver 255 und das Ethernet-LAN 256 derart verbunden, dass eine Datenkommunikation ermöglicht wird. Das Ethernet-LAN 256 zum Verbinden von lokalen Bereichen in der elektrischen Energiestation Ts1 ist mit dem Wide Area Netzwerk 258 verbunden, wie eine Telefonleitung, über den Transceiver 255 und den Router 257.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ist bereitgestellt mit einer Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 (ein analoges Filter, eine Abtasthalteschaltung, ein Multiplexer und ein A/D-Wandler) 2 zum Erfassen von elektrischen Größen über einen Sensor oder dergleichen, die die Spannungen und elektrischen Ströme enthalten, von einer Einrichtungsvorrichtung (beispielsweise die Energieübertragungsleitung R) in dem elektrischen Energiesystem 231, das zu schützen ist durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, um die elektrischen Größen in digitale Elektrische-Größe Daten Di1 umzuwandeln. Darüber hinaus ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 bereitgestellt mit einer digitalen Verarbeitungseinheit 3; einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) 4; einem Bus 5; einer LED Anzeigeeinheit 14; einer GPS Empfangseinheit 260 zum Messen der absoluten Zeit t in Übereinstimmung mit GPS Signalen, die von der GPS Empfangsantenne 115a empfangen werden, um die absolute Zeit t an die digitale Verarbeitungseinheit 3 zu senden; einem Ethernet-LAN 256 im Transceiver 255 für das Ethernet-LAN 256, um als Schnittstelle zu dienen zwischen dem Ethernet-LAN 256 und der digitalen Verarbeitungseinheit 3 zum Durchführen einer Dateneingabe/Datenausgabe; und einer Kommunikationsschnittstelle 260, die mit dem Transceiver 255 des Ethernet-LAN 256 und dem Bus 5 verbunden ist.
  • Die digitale Verarbeitungseinheit 3 ist mit einer CPU 265 bereitgestellt zum Durchführen des Prozesses zum Empfangen des Programmmoduls 235 und der Daten, die von der Anzeige/Operations-Einheit 233 gesendet werden, des Prozesses zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten durch Interpretieren des empfangenen Programmmoduls 235, des Prozesses zum Hinzufügen der absoluten Zeit und der Schutzsteuerungsoperationsprozesse. Die CPU 265 führt darüber hinaus einen Prozess durch zum Senden des Schutzsteuerungsoperationsbefehls C1 an das elektrische Energiesystem 231 durch die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 4 gemäß den Ergebnissen der Ausführungen der Prozesse, und einem Prozess zum Senden des Programmmoduls 235 und der Daten, die in dem RAM 266 gespeichert sind, an die Kommunikationsschnittstelle 261. Darüber hinaus ist die digitale Verarbeitungseinheit 3 mit einem RAM 266 bereitgestellt zum Speichern der Elektrische-Größe Daten, zu denen die absolute Zeit hinzugefügt wird, und von Daten, die durch die CPU 265 verarbeitet werden, so dass ein Zufallslesen erfolgt. Die digitale Verarbeitungseinheit 3 hat einen ROM 267 zum Speichern eines OS (Betriebssystems) zum Verwalten der gesamten digitalen Verarbeitungseinheit, Software (Browser) zum Lesen der .... Netzwerks und der Prozeduren (Programme) der obigen Prozesse enthaltend den Prozess zum Hinzufügen der absoluten Zeit. Zusätzlich ist die digitale Verarbeitungseinheit 3 mit einem EEPROM 268 versehen zum Speichern von Einstellungswerten, die sich auf die Relaissoftwaremodule beziehen zur Verwendung in der Relaisoperation. Bemerke, dass die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 ähnlich zu der der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ausgenommen für eine Struktur, dass die Elektrische-Größe Daten, die umgewandelt werden müssen, durch Di2 ausgedrückt sind. Folglich wird die Hardwarekonfiguration von der Beschreibung weggelassen.
  • Die Anzeige/Operations-Einheit 233 ist mit dem Ethernet-LAN 256 verbunden zum Verbinden der lokalen Bereiche in der bemannten elektrischen Energiestation Th durch den Transceiver 255. Das Ethernet-LAN 256 in der bemannten elektrischen Energiestation Th ist mit dem Wide Area Netzwerk 258 über den Router 257 und den Transceiver 255 verbunden.
  • Die Anzeige/Operations-Einheit 233 ist also mit einer Kommunikationsschnittstelle 270 bereitgestellt, die als Schnittstelle dient zur Kommunikation des Programmmoduls 235 (das erste und das zweite Programmmodul 235A und 235B) zwischen dem Wide Area Netzwerk 258 und der Anzeige/Operations-Einheit 233 und einem Speicher 271 zum Speichern des Programmmoduls 235 (235A und 235B). Darüber hinaus ist die Anzeige/Operations-Einheit 233 bereitgestellt mit einer CPU 272 zum Durchführen eines Prozesses zum Lesen des Programmmoduls 235 (235A und 235B), die in dem Speicher 271 gespeichert sind, um das Programmmodul 235 an das Wide Area Netzwerk 258 über die Kommunikationsschnittstelle 270 und das Ethernet-LAN 256 zu senden, eines Prozesses zum Empfangen des Programmmoduls 235 (235A und 235B), das von dem Wide Area Netzwerk 258 über das Ethernet-LAN 256 gesendet worden ist, und von Schutzsteuerungsoperationsprozessen, die den Störfallpunktlokalisierungsprozess enthalten, in Übereinstimmung mit Daten, die dem zweiten Programmmodul 235B hinzugefügt werden durch Interpretieren des zweiten Programmmoduls 235B.
  • Darüber hinaus ist die Anzeige/Operations-Einheit 233 bereitgestellt mit einem Monitor zum Anzeigen eines Ergebnisses der Schutzsteuerungsoperationsprozesse enthaltend ein Ergebnis der Lokalisierung des Störfallpunkts. Ein Eingabebereich 275 ist in der Anzeige/Operations-Einheit 233 bereitgestellt zum Eingeben von Daten für den Fernbetriebsüberwachungsprozess in Kooperation mit dem Monitor 273 und der CPU 272.
  • Der Gesamtbetrieb des Schutzsteuerungssystems 230 gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das elektrische Energiesystem wird jetzt beschrieben. In diesem Fall wird der Gesamtbetrieb des Prozesses zum Lokalisieren eines Störfallpunkts, der durch die Anzeige/Operations-Einheit durchgeführt wird, beschrieben.
  • In einem herkömmlichen Zustand wird das erste Programmmodul 235A zum Erfassen und Speichern von elektrischen Größen, die aus dem Speicher 271 durch die CPU 272 der Anzeige/Operations-Einheit 233 gelesen und an das Wide Area Netzwerk durch die Kommunikationsschnittstelle 270 und das Ethernet-LAN 256 durch den Sendeprozess der CPU 272 gesendet werden, an jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 gesendet. Als ein Ergebnis des Empfangsprozesses jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 wird das erste Programmmodul 235A in den RAM 266 der Steuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 gespeichert.
  • Die absolute Zeit t (t1 bis tn) wird sequenziell durch die GPS Empfangsantenne 240a und die GPS Empfangseinheit 260 der Steuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 in Antwort auf die GPS Signale, die von den Satelliten L gesendet werden, empfangen. Die gemessene absolute Zeit t (t1 bis tn) wird sequenziell an die CPU 265 der Steuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 gesendet.
  • Die CPU 265 jeder der Steuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 setzt eine Datenerfassungsabtastperiode (beispielsweise 1 μs) gemeinsam für alle Steuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 gemäß der absoluten Zeit t (t1 bis tn), die sequenziell durch die GPS Empfangseinheit 260 gesendet werden. Folglich sind die Datenerfassungszeitabläufe der CPU 265 der Steuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 miteinander synchronisiert.
  • Die CPU 265 jeder der Steuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 führt das erste Programmmodul 235A aus, um sequenziell die elektrischen Größen (Spannungen und elektrische Ströme) an den Energieübertragungsleitungsenden RA und RB des elektrischen Energiesystems 231 durch die Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 gemäß der gesetzten Abtastperiode abzutasten. Folglich sammelt die CPU 265 digitale Elektrische-Größe Daten Di1 und Di2, und fügt dann die absolute Zeit t der Abtastung zu den gesammelten Elektrische-Größe Daten Di1 und Di2 hinzu, um die Elektrische-Größe Daten Di1 (t1 bis tn) und Di2 (t1 bis tn) zu erhalten, die in dem RAM 266 gespeichert werden (Schritt S30, wie in 33 gezeigt).
  • Die CPU 265 jeder Steuerungsvorrichtung 232a1 und 232a2 führt das erste Programmmodul 235A aus, um die Operationsprozesse gemäß den gesonderten Elektrische-Größe Daten Di1 und Di2 durchzuführen (Schritt S31), um zu bestimmen, ob ein abnormaler Wert (abnormale Daten) in den gesammelten Elektrische-Größe Daten Di1 und Di2 enthalten sind (Schritt S32).
  • Wenn abnormale Daten in den Elektrische-Größe Daten Di1 durch die CPU 265 der Steuerungsvorrichtung 232a1 detektiert werden (ein Bestätigungsschritt erfolgt in Schritt S32), sendet die CPU 265 der Steuerungsvorrichtung 232a1 Abnormal-Datendetektionsinformation und die absolute Zeit tk, zu der die abnormalen Daten detektiert worden sind, an die Anzeige/Operations-Einheit 233 durch das Kommunikationsinterface 261 und das Wide Area Netzwerk 258 (Schritt S33).
  • Zu diesem Zeitpunkt liest die CPU 272 der Anzeige/Operations-Einheit 233 in Antwort auf die Abnormal-Datendetektionsinformation und die Abnormal-Datendetektionszeit tk, die durch das Wide Area Netzwerk 258 und die Kommunikationsschnittstelle 270 gesendet werden, das zweite Programmmodul 235B zum Sammeln von Elektrische-Größe Daten (Spannungen und elektrische Ströme in den Energieübertragungsleitungsenden RA und RB) vor und nach der Abnormal-Datendetektionszeit tk aus dem Speicher 271, und die CPU 272 sendet das zweite Programmmodul 235B an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 durch die Kommunikationsschnittstelle 270 und das Wide Area Netzwerk 258 entlang der vorbestimmten Bewegungsroute (beispielsweise die Route von der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 an die Anzeige/Operations-Einheit 233 durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2) (Schritt S34).
  • Die CPU 265 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 speichert das gesendete zweite Programmmodul 235B in den RAM 266 durch die Kommunikationsschnittstelle 261 und der gleichen. Dann führt die CPU 265 das zweite Programmmodul 235B aus, um die Elektrische-Größe Daten Di1 (tk – s) bis Di1 (tk + s), die in dem RAM 266 gespeichert sind und eine vorbestimmte Größe haben, vor und nach der abnormalen Auftrittszeit tk zu dem zweiten Programmmodul 235B hinzu, um damit integriert zu werden. Dann sendet die CPU 265 das zweite Programmmodul 235B, mit dem die Daten Di1 (tk – s) bis Di1 (tk + s) integriert sind, zu einem nächsten Ziel (die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2) durch die Kommunikationsschnittstelle 261 und das Wide Area Netzwerk 258 gemäß der Bewegungsroute hinzu.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 führt ebenfalls das zweite Programmmodul 235B aus, um die Elektrische-Größe Daten Di2 (tk – s ) bis Di2 (tk + s) mit einer vorbestimmten Größe vor und nach der abnormalen Auftrittszeit tk zu dem zweiten Programmmodul 235B hinzu. Dann sendet die CPU 265 das zweite Programmmodul 235B, mit dem die Daten Di2 (tk – s) bis Di2 (tk + s) integriert worden sind, zu einem nächsten Ziel (die Anzeige/Operations-Einheit 233) durch die Kommunikationsschnittstelle 261 und das Wide Area Netzwerk 258 gemäß der Bewegungsroute (Schritt S35).
  • In der Anzeige/Operations-Einheit 233 wird das zweite Programmmodul 235B, das durch das Wide Area Netzwerk 258 gesendet worden ist, durch die CPU 272 durch die Kommunikationsschnittstelle 270 und dergleichen empfangen.
  • Zu diesem Zeitpunkt liest die CPU 272 der Anzeige/Operationseinheit 233 von dem zweiten Programmmodul 235B Elektrische-Größe Daten (Spannungen und elektrische Ströme) Di1 (tk – s) bis Di1 (tk + s) und Di2 (tk – s) bis Di1 (tk + s) hinzugefügt und integriert mit dem zweiten Programmmodul 235B, wobei die Elektrische-Größe Daten aus Daten an den Energieübertragungsleitungsenden RA und RB der Energieübertragungsleitung R, die zu schützen ist, vor und nach der Abnormalauftrittszeit tk bestehen. Die CPU 272 verwendet gelesene Elektrische-Größe Daten (die Spannungen und elektrischen Ströme) Di1 (tk – s) bis Di1 (tk + s) und Di2 (tk – s) bis Di2 (tk + s) und eine vorbestimmte Energieübertragungsleitungskonstante Z, um den Operationsprozess gemäß dem zweiten Programmmodul 235B unter Verwendung der oben genannten Gleichung (7) durchzuführen.
  • Da die Elektrische-Größe Daten (die Spannungen und elektrischen Ströme) Di1 (tk – s) bis Di1 (tk + s) und Di2 (tk – s) bis Di2 (tk + s), die durch jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 erfasst worden sind, aus Daten bestehen, die zum gleichen Zeitpunkt gesammelt worden sind (synchronisiert sind), wird die Phasenbeziehung zwischen den Datenstücken aufrechterhalten. Folglich ist es möglich, die Detektion des Störfallpunkts signifikant und genau durchzuführen. Es ist also möglich, die Position X des Störfallpunkts signifikant und genau zu erhalten (Schritt S36).
  • Die Position des Störfallpunkts X wird auf dem Monitor 273 angezeigt oder in dem Speicher 271 gespeichert, um jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 immer zu erlauben, selbige zu verwenden.
  • Da die CPU 272 der Anzeige/Operations-Einheit 233 auf dem Monitor 273 Elektrische-Größe Daten anzeigt (Spannungen und elektrische Ströme) Di1 (tk – s) bis Di1 (tk + s) und Di2 (tk – s) bis Di2 (tk + s), die von dem zweiten Programmmodul 235B gelesen werden und vor und nach der abnormalen Auftrittszeit tk synchronisiert worden sind, ist ein Operator zum Betreiben und Überwachen der Anzeige/Operations-Einheit 233 in der Lage, visuell die Zustände des elektrischen Energiesystems 231 vor und nach dem Auftreten des Fehlers zu erkennen.
  • Wie oben beschrieben, sammeln die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2, die für jede der elektrischen Energiestationen Ts1 und Ts2 bereitgestellt sind, die voneinander getrennt angeordnet sind, synchron die Elektrische-Größe Daten, die die Zustandsgrößen des elektrischen Energiesystems angeben, ohne die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 miteinander durch eine synchronisationsbestimmte Leitung zu verbinden.
  • Folglich kann eine sehr einfache Struktur gebildet werden verglichen mit der Struktur, bei der eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen miteinander durch bestimmte Synchronisationssignalleitungen verbunden sind. Als ein Ergebnis sind alle digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen, die entfernt voneinander angeordnet sind, in der Lage, synchron die Zustandsgrößen (Elektrische-Größe Daten) zu sammeln, um die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchzuführen, wie beispielsweise den Störfallpunktlokalisierungsprozess, in Übereinstimmung mit den gesammelten und synchronisierten Elektrische-Größe Daten. Folglich ist es möglich, die Genauigkeit der Schutzsteuerungsoperationsprozesse zu verbessern, wodurch es möglich wird, die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • (Zehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für ein elektrisches Energiesystem wird jetzt unter Bezugnahme auf die 34 und 35 beschrieben. Damit die 34 einfach verstanden werden kann, ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 weggelassen.
  • Eine Datenerfassungseinheit 241A der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, wie in 34 gezeigt, ist ausgelegt zum Abtasten der elektrischen Größen zu eigenen Abtastzeiten unabhängig von der absoluten Zeit t, die durch das GPS Empfangsmodul 240A gemessen wird, um die abgetasteten elektrischen Größen in Elektrische-Größe Daten Di1 umzuwandeln. Darüber hinaus sendet die Datenerfassungseinheit 242A den Abtastzeitablauf an das GPS Empfangsmodul 240A.
  • Das GPS Empfangsmodul 240A der Steuerungsvorrichtung 232a1 ist mit einer GPS Empfangseinheit 260 bereitgestellt zum Messen der genauen absoluten Zeit t (ein periodisches Signal, das jeden Zeitablauf der Zeit mit der oben genannten Genauigkeit von 100 ns hat und Zeitdaten, die die Zeit jedes Zeitablaufs angeben) in Antwort auf das GPS Signal, das durch die GPS Empfangsantenne 240a empfangen wird; und eine Abtastzeitablaufsteuerungsmesseinheit 276 zum Messen eines Ausmaßes der zeitlichen Verzögerung zwischen der Abtastzeitgebung, die von der Datenerfassungseinheit 241A gesendet, und der Abtastzeitgebung der absoluten Zeit t, die durch die GPS Empfangseinheit 260 gemessen wird. Die Programmmodulausführungseinheit 243A speichert in der Speichereinheit 244 Elektrische-Größe Daten Di1, die von der Datenerfassungseinheit 241A erfasst worden sind, bei jeder Zeitgebung (das periodische Signal) und den Zeitdaten, die gebildet sind durch die absolute Zeit t, die durch die GPS Empfangseinheit 260 gemessen wird, und dem Ausmaß der zeitlichen Differenz, die von der Abtastzeitgebungsmesseinheit 276 gemessen wird.
  • Die anderen Blockfunktionsstrukturen und die Hardwarekonfiguration zur Realisierung der Funktionsblockkonfiguration gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu denen gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, wie in den 31 und 32 gezeigt. Folglich sind ähnliche Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel, in einem Fall, bei dem beispielsweise eine Forderung besteht, die Elektrische-Größe Daten Di1 zur absoluten Zeit tc (enthaltend eine Genauigkeit) zu senden, von der anderen digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 zu der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 durch das Kommunikationsnetzwerk 234, wird der Betrieb der Programmmodulausführungseinheit 243A der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 jetzt beschrieben.
  • Der Betrieb der Ausführungseinheit 243A wird durchgeführt, wenn die erforderliche Genauigkeit für das Senden der Elektrische-Größe Daten kleiner ist als eine Referenzgenauigkeit, also wenn eine relativ geringe Abtastgenauigkeit gefordert ist oder dergleichen zum Anzeigen der Elektrische-Größe Daten, die durch die Steuerungsvorrichtung 232a1 gesammelt worden sind, für die Steuerungsvorrichtung 232a2 erlaubt ist, sowie eine zeitliche Verzögerung tj, die von der Abtastzeitgebungsmesseinheit 276 gesendet worden ist, kleiner als 50 % oder gleich (tj ≤ TS/2) des Abtastintervalls DS ist, wenn Daten gesammelt werden.
  • In diesem Fall fügt die Programmmodulausführungseinheit 243A die absolute Zeit tc bei einer Zeitgebung (tcT) zu den Elektrische-Größe Daten Di1 (tcT –) hinzu, die bei der Abtastzeitgebung (tcT –) unmittelbar vor der Zeitgebung (tcT) der absoluten Zeit tc gesammelt worden sind. Dann sendet die Ausführungseinheit 43A die Daten Di1 (tc) an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 durch die Sendeeinheit 245 und das Kommunikationsnetzwerk 234 (siehe 35A). Wenn die zeitliche Verzögerung tj größer als 50% des Abtastzeitintervalls TS der Datensammlung (tj > TS/2) ist, fügt die Programmmodulausführungseinheit 243A die absolute Zeit tc bei der Zeitgebung (tcT) zu den Elektrische-Größe Daten Di1 (tcT +) hinzu, die bei der Abtastzeitgebung S (tcT +) unmittelbar nach der Zeitgebung (tcT) der absoluten Zeit tc gesammelt worden sind, um Di1 (tc) an die andere Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 durch die Sendeeinheit 245 und das Kommunikationsnetzwerk 234 zu senden (siehe 35B).
  • Wenn die geforderte Genauigkeit bei der Forderung zum Senden der Elektrische-Größe Daten größer ist als die Referenzgenauigkeit, also wenn eine sehr hohe Abtastgenauigkeit wie eine Forderung zum Senden der Elektrische-Größe Daten für die Detektion von abnormalen Daten erfolgt, führt die Ausführungseinheit 243A einen Interpolationsprozess durch, in dem die Elektrische-Größe Daten Di1 (tcT –) und die Elektrische-Größe Daten Di1 (tcT +) verwendet werden, die gesammelt worden sind bei der Abtastzeitgebung S (tcT –) und der Abtastzeitgebung S (tcT +) unmittelbar vor und nach der Zeitgebung (tcT) der absoluten Zeit tc, um die interpolierten Elektrische-Größe Daten Dout zu erzeugen, die der absoluten Zeit tc entsprechen. Dann fügt die Ausführungseinheit 243A die absolute Zeit tc zu den erzeugten interpolierten Elektrische-Größe Daten Dout hinzu, um die Daten Dout (tc) an die andere Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 durch die Sendeeinheit 245 und das Kommunikationsnetzwerk 234 zu senden.
  • Angenommen, dass das Abtastintervall gleich TS ist, und die zeitliche Verzögerung gleich tj ist, werden die Elektrische-Größe Daten Dout (tc), die an die andere Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 gesendet werden, wie folgt ausgedrückt: Elektrische-Größe Daten Dout (tc) = Di1 (tcT –)·(1-tS)/TS + Di1 (tcT +)*tS/TS (8),unter Bezugnahme auf die 35A und 35B.
  • Da die darauffolgenden Prozesse ähnlich sind zu denen gemäß dem achten Ausführungsbeispiel, werden sie von der Beschreibung weggelassen.
  • Wie oben beschrieben, gemäß der vorliegenden Erfindung, selbst wenn Elektrische-Größe Daten bei eigenen Zeitabtastzeitgebungen durch die Datenerfassungseinheit gesammelt werden, können die Elektrische-Größe Daten, die der absoluten Zeit entsprechen, in Übereinstimmung mit der zeitlichen Verzögerung zwischen der Abtastzeitgebung und der Zeitgebung der absoluten Zeit gebildet werden.
  • Folglich können Elektrische-Größe Daten, die bei der Originalabtastzeitgebung gesammelt werden, an die andere Schutzsteuerungsvorrichtung als Elektrische-Größe Daten mit der absoluten Zeit gesendet werden. Als Ergebnis können die Schutzsteuerungsoperationsprozesse enthaltend den Störfallpunktlokalisierungsprozess durchgeführt werden auf der Basis der synchronisierten Elektrische-Größe Daten gemäß der gleichen absoluten Zeit. Folglich ist es möglich, die Genauigkeit des Schutzsteuerungsberechnungsprozesses und die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für ein elektrisches Energiesystem zu verbessern.
  • (Elftes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein elektrisches Energiesystem, wird jetzt unter Bezugnahme auf die 32 beschrieben.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 der elektrischen Energiestation Ts2 mit Energie versorgt und normal betrieben.
  • Während die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 mit Energie versorgt wird, wenn die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, die nicht betrieben wird, mit Energie versorgt wird, wird eine Einstellung der GPS Empfangseinheit 260 gelöscht (beispielsweise Austauschen eines RAM Subtrats oder eines ROM Subtrats).
  • Um der GPS Empfangseinheit 260 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 zu ermöglichen, jede Zeitgebung auszugeben, sind die folgenden Faktoren erforderlich: (1) ein GPS Signal wird von den Satelliten L empfangen; und (2) die dreidimensionale Position der GPS Empfangsantenne 240a des GPS Empfangsmoduls 240 in der elektrischen Energiestation Ts1 ist bereits detektiert. Die GPS Signale, die in dem Punkt (1) erforderlich sind, werden von den Satelliten L in vorbestimmten Intervallen, die allen Schutzsteuerungsvorrichtungen gemeinsam sind, zur Erde gesendet. Um das GPS Signal von den Satelliten L neu zu erhalten, sind ungefähr 12,5 Minuten oder mehr erforderlich.
  • Die dreidimensionale Position der GPS Empfangsantenne 240a, die in Punkt (2) erforderlich ist, variiert für jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen (für jede elektrische Energiestation, wenn die GPS Empfangsantenne 240a für jede elektrische Energiestation bereitgestellt ist). Wenn die GPS Empfangsantenne 240a der GPS Empfangseinheit 260 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 in einer besonderen Topographie (beispielsweise einem Tal) angeordnet sind, und folglich vier oder mehr Satelliten nicht eingefangen werden können, ist eine lange Zeit erforderlich, um die dreidimensionale Position der GPS Empfangsantenne 240a zu erhalten, um den Korrekturprozess durchzuführen. Folglich kann die Zeitgebung (die absolute Zeit) nicht einfach schnell gemessen werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird die dreidimensionale Position (eine Anfangsposition) der GPS Empfangsantenne 240a der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, die zuvor durch ein entsprechendes Berechnungsverfahren berechnet worden ist, vorher in dem EEPROM 268 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 gespeichert. Die Anfangsposition der GPS Empfangsantenne 240a kann berechnet werden, indem beispielweise eine Topographiekarte verwendet wird, die herausgegeben wird durch das Geographieerfassungsinstitut des Ministeriums für Konstruktion. Folglich kann die dreidimensionale Position der GPS Empfangsantenne 240a erhalten werden mit einem Fehler von wenigen hundert Metern. Da die dreidimensionale Position vorher in dem EEPROM 268 gespeichert wird, ist die GPS Empfangseinheit 232a1 der Schutzsteuerungs vorrichtung 232a1 in der Lage, die absolute Zeit t (die Zeitgebung) zu messen, die eine Genauigkeit von ungefähr 1 μ aufweist.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel fordert die CPU 265 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, die mit Energie versorgt wird, folglich die Lieferung eines GPS Signals an die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 durch das Wide Area Netzwerk 258 und so weiter. Um auf die Forderung für das GPS Signal zu antworten, sendet die CPU 265 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 das GPS Signal als Daten (GPS Daten: ungefähr 15000 Bytes), das durch die GPS Empfangseinheit 260 empfangen worden ist, an die CPU 265 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 durch das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen.
  • Die CPU 265 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 empfängt GPS Daten, die durch das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen gesendet werden, um die empfangenen GPS Daten an die GPS Empfangseinheit 260 zu senden. Obwohl GPS Daten ein Volumen von ungefähr 15000 Bytes haben, können die GPS Daten schnell in ungefähr einer Sekunde durch die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 empfangen werden, da GPS Daten durch das Wide Area Netzwerk empfangen werden.
  • Zu diesem Zeitpunkt liest die CPU 265 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 die dreidimensionale Position der GPS Empfangsantenne 240a der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, die in dem EEPROM 268 gespeichert ist, um die ausgelesene dreidimensionale Position an die GPS Empfangseinheit 260 zusammen mit den GPS Daten zu übertragen.
  • Als ein Ergebnis ist die GPS Empfangseinheit 260 in der Lage, die genaue Zeit (Zeitgebung) von ungefähr 1 μs zu erhalten in Übereinstimmung mit der übertragenen dreidimensionalen Position und den GPS Daten, um die genaue Zeit (Zeitgebung) an die CPU 265 innerhalb einer sehr kurzen Zeit von wenigen Sekunden nach der Anfrage für das GPS Signal auszugeben.
  • Folglich, wenn die GPS Empfangseinheit 260 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 bereinigt wird, kann die genaue (ungefähr 1 μs) genaue Zeit (Zeitgebung) von der GPS Empfangseinheit 260 ausgegeben werden. Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem zu verbessern.
  • Wenn die GPS Empfangsantenne 240a der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel an einem Platz mit guter Sicht angeordnet ist, und die GPS Empfangseinheit 260 in der Lage, gleichzeitig vier oder mehr Satelliten L einzufangen, ist die GPS Empfangseinheit 260 in der Lage signifikant genau die dreidimensionale Position der GPS Empfangsantenne 240a gemäß den GPS Signalen zu messen, die gleichzeitig von den vier oder mehreren Satelliten L gesendet worden sind. Zu diesem Zeitpunkt speichert die CPU 265 die dreidimensionale Position der GPS Empfangsantenne 240a, die durch die GPS Empfangseinheit 260 gemessen worden ist, in dem EEPROM 268.
  • Selbst wenn die GPS Empfangseinheit 260 bereinigt wird aus dem gleichen Grund oder aus einem anderen, nachdem die dreidimensionale Position der GPS Empfangsantenne 240a in dem EEPROM 268 gespeichert worden ist, liest die GPS Empfangseinheit 260 die genaue dreidimensionale Position, die in dem EEPROM 268 gespeichert ist. Die dreidimensionale Position und die GPS Signale, die gleichzeitig von den vier oder mehreren Satelliten L gesendet werden, werden verwendet, so dass die genaue (ungefähr 100 ns) absolute Zeit (Zeitgebung) ausgegeben werden kann. Folglich kann die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem weiter verbessert werden.
  • Der Speicher der dreidimensionalen Position der GPS Empfangsantenne in dem EEPROM kann für alle anderen Ausführungsbeispiele angewendet werden. Folglich kann die Zuverlässigkeit der oben genannten Schutzsteuerungssysteme (die Steuerungssysteme) für das elektrische Energiesystem verbessert werden.
  • (Zwölftes Ausführungsbeispiel)
  • Die Funktionsblockkonfiguration eines Schutzsteuerungssystems 280 für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 36 gezeigt.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 (232a2) des Schutzsteuerungssystems 280 gemäß 36 für das elektrische Energiesystem ist bereitgestellt mit einer Energieübertragungsleitungskonstantenmesseinheit 281 zum Durchführen eines dritten Programmmoduls 235C zum Messen einer Energieübertragungsleitungskonstanten, die von der Anzeige/Operations-Einheit 233 gesendet wird. Folglich führt die Messeinheit 281 des dritten Programmmoduls 235C unter Verwendung der Elektrische-Größe Daten Di1 (t) (Di2 (t))), die von dem elektrischen Energiesystem 231 gesammelt worden sind durch die eigene Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 (232a2) und Di2 (t) (Di1 (t)), die davon gesammelt werden durch eine andere Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 (232a1), um die Energieübertragungsleitungskonstante des elektrischen Energiesystems 231 in einem Zustand zu messen, bei dem die Leitung des elektrischen Energiesystems 231 in einem normalen Zustand ist. Darüber hinaus ist die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 (232a2) bereitgestellt mit einer Energieübertragungsleitungskonstantenspeichereinheit 282 zum Speichern der Energieübertragungsleitungskonstanten, die durch die Messeinheit 281 gemessen wird. Die Programmmodulausführungseinheit 243 jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 führt das erste Programmmodul 235A durch, um eine optimale Bereichsimpedanz zu berechnen, wenn die Leitung in dem normalen Zustand ist in Übereinstimmung mit der Energieübertragungsleitungskonstanten, die in der Speichereinheit 282 gespeichert ist. Die Programmmodulausführungseinheit 243 vergleicht dann die optimale Bereichsimpedanz als eine Bereichsimpedanz, die berechnet worden ist von den tatsächlichen elektrischen Stromwerten und Spannungspegeln, um einen Abnormaldatendetektionsprozess durchzuführen, also einen Störfalldetektionsprozess.
  • Die Programmmodulspeichereinheit 250 der Anzeige/Operations-Einheit 233 speichert das erste und das zweite Programmmodul 235A und 235B und das dritte Programmmodul 235C zum Messen der Energieübertragungsleitungskonstanten in dem Speicher 271. Die Datenkommunikationseinheit 251 sendet das erste bis dritte Programmmodul 235A bis 235C an das Kommunikationsnetzwerk 234 und empfängt das erste und dritte Programmmodul 235A bis 235C, die über das Kommunikationsnetzwerk 234 gesendet worden sind. Darüber hinaus empfängt die Datenkommunikationseinheit 251 Daten, die von den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 gesendet worden sind.
  • Die anderen Funktionsblockkonfigurationen gemäß diesem Ausführungsbeispiel und die Hardwarekonfiguration zur Realisierung der Funktionsblockkonfigurationen sind ähnlich zu denen gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, wie in den 31 und 32 gezeigt. Folglich werden ähnliche Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liest die CPU 272 der Anzeige/Operations-Einheit 233 das dritte Programmmodul 235C aus dem Speicher 271, wenn die Leitung in dem elektrischen Energiesystem 231 in einem normalen Zustand ist. Das dritte Programmmodul 235C wird durch den Sendeprozess, der von der CPU 272 durchgeführt wird, an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 über das Ethernet-LAN 256, das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen gesendet.
  • Die CPU 265 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 empfängt das gesendete dritte Programmmodul 235C, um selbiges in dem RAM 266 zu speichern. Dann führt die CPU 265 das dritte Programmmodul 235C aus, um digitale Elektrische-Größe Daten Di1 (t1 bis tn) zu sammeln, die die absolute Zeit aufweisen, an dem Übertragungsleitungsende RA, das zu schützen ist, durch die eigene Vorrichtung 232a1, um so die digitalen Elektrische-Größe Daten Di1 (t1 bis tn) mit der absoluten Zeit, die vorübergehend in dem Puffer der CPU 265 gespeichert sind, zu sammeln, und um die Daten Di1 (t1 bis tn) in dem RAM 266 zu speichern (Schritt S40, wie in 37 gezeigt).
  • Dann extrahiert die CPU 265 der Vorrichtung 232a1 von dem dritten Programmmodul 235C ein Unterprogrammmodul 235 CSUB zum Erfassen der Elektrische-Größe Daten von der anderen Vorrichtung 232a2, die in dem dritten Programmmodul 235C enthalten ist. Als nächstes fügt die CPU 265 eine vorbestimmte Zeit tm (t1 < tm < tn) zum Sammelzeitpunkt der Elektrische-Größe Daten Di1 (t1 bis tn), die zum Messen der Energieübertragungsleitungskonstanten erforderlich sind, hinzu, um so ein Ergebnis der Addition zu der anderen Vorrichtung 232a2 hinzuzufügen, über das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen (Schritt S41).
  • Die CPU 265 der anderen Vorrichtung 232a2 empfängt das gesendete Unterprogrammmodul 235 CSUB, um selbiges auszuführen. Folglich sammelt die CPU 265 digitale Elektrische-Größe Daten Di2 (tm) mit der absoluten Zeit an dem Übertragungsleitungsende RB, das zu schützen ist, durch die Vorrichtung 232a2 und speichert vorübergehend diese in den Puffer der CPU 265, um selbige in dem RAM 266 zu speichern. Dann fügt die CPU 265 die Elektrische-Größe Daten Di2 (tm) zu dem Unterprogrammmodul 235 CSUB hinzu, um selbige an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 durch das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen (Quelle zum Liefern des Unterprogrammmoduls CSUB) zurückzugeben (Schritt S42).
  • Zu diesem Zeitpunkt berechnet die CPU 265 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 die Energieübertragungsleitungskonstante gemäß den gesammelten Elektrische-Größe Daten Di1 (tm) der eigenen Vorrichtung 232a1 bei der vorbestimmten Zeit tm und gemäß den Elektrische-Größe Daten Di2 (tm) der anderen Vorrichtung 232a2, die bei der gleichen Zeit tm synchronisiert gesammelt worden sind, indem ein bekanntes Berechnungsverfahren, wie es im Folgenden beschrieben wird, verwendet wird, um die berechnete Energieübertragungsleitungskonstante in dem RAM 266 zu speichern (Schritt S43).
  • Ein Verfahren zum Berechnen der Energieübertragungsleitungskonstanten wird jetzt beschrieben.
  • Die Energieübertragungsleitungskonstante kann gewonnen werden, indem ein Berechnungsverfahren verwendet wird, das in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 6-242158 offenbart ist. Eine Annahme erfolgt, dass die Spannungen in den Phasen U, V und W, die an dem Energieübertragungsleitungsende RA gemessen werden, gleich VAU, VAV und VAW sind, die Spannungen in den Phasen U, V und W gleich VBU, VBV und VBW sind, die an dem Energieübertragungsleitungsende RB gemessen werden, und die elektrischen Ströme in den Phasen U, V und W, die zwischen den Energieübertragungsleitungsenden RA und RB fließen, gleich IU, IV und IW sind. Da die oben genannten Werte komplexe Größen sind, sind die Phasen der Werte wichtige Faktoren. Da die Elektrische-Größe Daten Di1 (tm) und die Elektrische Größe Daten Di2 (tm), die durch das Wide Area Netzwerk 258 übertragen werden, mit den gleichen Zeitdaten addiert werden, die signifikant genau gemessen werden, kann die Phasenbeziehung aufrechterhalten werden. Eine Annahme erfolgt, dass die Selbstimpedanzen der Energieübertragungsleitung in den Phasen U, V und W gleich ZUU, ZVV und ZWW sind, sind die gegenseitigen Impedanzen in den Phasen V und W der Übertragungsleitung in der Phase U gleich ZUV und ZUW, die gegenseitigen Impedanzen in den Phasen U und W der Übertragungsleitung in der Phase V gleich ZVU und ZVW und die gegenseitigen Impedanzen in den Phasen U und V der Energieübertragungsleitung in der Phase W gleich ZWU und ZWV. In dem oben genannten Fall ist die Gleichung (9) erfüllt.
  • Figure 01220001
  • Folglich verwendet die CPU 265 die Elektrische-Größe Daten Di1 (tm) {VAU, VAV, VAW, IU, IV, IW} und die Elektrische-Größe Daten Di2 (tm) {VBU, VBV, VBW}, um die Gleichung (9) zu lösen.
  • Folglich gewinnt die CPU 265 die Energieübertragungsleitungskonstanten, also die Selbstimpedanz und die wechselseitige Impedanz (ZUU, ZVV, ZWW, ZUV, ZUW, ZUV, ZVW, ZWU, ZWV).
  • Die Gleichung (9) ist eine vereinfachte Gleichung, die keine Leckstromkomponente der Energieübertragungsleitung enthält. Wenn die Energieübertragungsleitung modelliert wird durch eine π-Typ äquivalente Schaltung und die elektrischen Ströme in jeder Phase an den Energieübertragungsleitungsenden RA und RB gemessen werden, um die Messung von drei oder mehreren Zeitpunkten bei unterschiedlichen Lastbedingungen durchzuführen, können die genauen Energieübertragungsleitungskonstanten gewonnen werden.
  • Die Bereichsimpedanz des Energieübertragungsleitungsende RA ist folgendermaßen: In einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung zum Durchführen der Relaissoftwaremodule, beispielsweise ein Kurz-Distanzrelaissoftwaremodul, kann die Bereichsimpedanz ZAUV für die Phase UV gewonnen werden durch: ZAUV = (VAU – VAV)/(IAU – IAV) (10)wobei IAU und IAV die elektrischen Größen in den Phasen U und W an dem Energieübertragungsleitungsende RA sind.
  • Wenn ein Störfall der Kurzschlussschaltung zwischen den Phasen U und V auftritt, werden die Spannungen und die elektrischen Ströme in den Phasen U und V an dem Energieübertragungsleitungsende RA, also die Elektrische-Größe Daten Di1 (t1 bis tn), die durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 gesammelt werden, gemäß der Gleichung (10) geändert, so dass sich die Bereichsimpedanz ZAU ändert.
  • Zu diesem Zeitpunkt verwendet die CPU 265 der Vorrichtung 232a1 die Energieübertragungsleitungskonstanten, die in dem RAM 266 gespeichert sind, um die Bereichsimpedanz (Referenzbereichsimpedanz ZTH) in einem normalen Zustand zu erhalten (Schritt S44). Die Referenzbereichsimpedanz ZTH und die gemessene Bereichsimpedanz ZAU werden einem Vergleich unterworfen, um den Störfalldetektionsprozess durchzuführen.
  • Andererseits verwendet die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 auch die Elektrische-Größe Daten Di2 (t), die durch die eigene Vorrichtung 232a2 gesammelt werden, und die Elektrische-Größe Daten Di1 (t), die durch die andere Vorrichtung (232a1) gesammelt werden zum gleichen Zeitpunkt gemäß dem dritten Programmmodul 235C3. Folglich kann ein ähnlicher Störfalldetektionsprozess durchgeführt werden (Schritt S45).
  • Die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 führen periodisch den oben genannten Prozess durch zum Sammeln synchronisierter Elektrische-Größe Daten der eigenen und der anderen Vorrichtung, den Prozess zum Messen der Energieübertragungsleitungskonstanten, den Prozess zum Berechnen der Referenzbereichsimpedanz und einen Prozess zum Vergleichen der Referenzbereichsimpedanz und der tatsächlichen Bereichsimpedanz miteinander (Schritt S46), so dass die optimale Referenzbereichsimpedanz immer verwendet werden kann, um die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchzuführen, enthaltend den Störfallbestimmungsprozess.
  • Wie oben beschrieben, werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel die festen Energieübertragungsleitungskonstanten, die theoretisch erhalten werden, nicht verwendet. Die Energieübertragungsleistungskonstanten, die von einem tatsächlichen elektrischen Energiesystem gewonnen werden, das in Echtzeit geändert wird, können verwendet werden, um die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchzuführen, wie beispielsweise den Störfalldetektionsprozess. Folglich ist es möglich, die Genauigkeit zu verbessern, um einen Störfall zu detektieren, wodurch die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem verbessert wird.
  • Mit dem obigen Ausführungsbeispiel wird eine Messvorrichtung, die eine Verarbeitungseinheit und einen Speicher aufweist und die individuell von der Schutzsteuerungsvorrichtung sind, zum Messen der Energieübertragungsleitungskonstanten nicht verwendet, um die Energieübertragungsleitungskonstanten gemäß dem tatsächlichen elektrischen Energiesystem zu messen. Folglich ist es möglich, die Kosten des Steuerungssystems dieses Ausführungsbeispiels zu reduzieren, verglichen mit dem herkömmlichen Steuerungssystem. Da die Energieübertragungsleitungskonstanten darüber hinaus periodisch oder notwendigerweise gemessen werden, während die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchgeführt werden, ohne Installieren der Messvorrichtung, ist es möglich, die Energieübertragungsleitungskonstanten entsprechend dem tatsächlichen elektrischen Energiesystem zu erhalten.
  • In diesem Ausführungsbeispiel, da die berechneten Energieübertragungsleitungskonstanten an die Anzeige/Operations-Einheit 233 gesendet werden, wenn der Störfallpunktlokalisierungsprozess durchgeführt wird durch die Anzeige/Operations-Einheit 333, ist es möglich, die Energieübertragungsleitungskonstanten zu verwenden entsprechend der Änderung in dem tatsächlichen elektrischen Energiesystem, wodurch es möglich wird, die Genauigkeit des Störfallpunktlokalisierungsprozesses zu verbessern.
  • Da dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht Energieübertragungsleitungskonstanten entsprechend der Änderung in dem tatsächlichen elektrischen Energiesystem zu erhalten, ist es möglich, eine Nullphasenkompensation zwischen elektrischen Strömen in den Phasen durchzuführen, die durchgeführt wird, wenn die Schutzsteuerungsoperation durchgeführt wird basierend auf dem Distanzrelaissoftwaremodul in einem der Relaissoftwaremodule.
  • (Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
  • Die Funktionsblockkonfigurationen eines Schutzsteuerungssystems 230A gemäß diesem Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Energiesystem und die Hardwarekonfiguration zur Realisierung der Prozesse der Funktionsblockkonfigurationen sind ähnlich zu denen gemäß dem neunte Ausführungsbeispiel, wie in den 31 und 32 gezeigt. Folglich werden ähnliche Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel speichert die CPU 265 jeder digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 und 232a2 die Elektrische-Größe Daten Di1 (t1 bis tn) und Di2 (t1 bis tn), die jeweils die absolute Zeit haben, in dem RAM 266 für eine vorbestimmte Zeit tm oder länger. Wenn die gespeicherte Zeit, die Zeit tm überschreitet, werden die Elektrische-Größe Daten Di1 (tn + 1 bis tn + m) und Di2 (tn + 1 bis tn + m), die die absolute Zeit haben und neu gesammelt worden sind, auf der Region des RAM 266 überschrieben, in der die vorangegangenen Daten Di1 (t1 bis tn) und Di2 (t1 bis tn). Folglich werden die Daten Di1 (t1 bis tn) und Di2 (t1 bis tn) beseitigt (gelöscht).
  • Wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wenn ein Fehler in dem elektrischen Energiesystem 231 auftritt, wird der Fehler von der Schutzsteuerungsvorrichtung (beispielsweise 232a1), die den Fehler detektiert hat, an die Anzeige/Operations-Einheit 233 und an eine andere Schutzsteuerungsvorrichtung (232a2) gesendet. Zu diesem Zeitpunkt, um den Fehler zu analysieren, sendet die Anzeige/Operations-Einheit 233 das zweite Programmmodul 235B zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten vor und nach dem Auftreten des Fehlers.
  • Eine Annahme erfolgt, dass die Zeit vom Auftreten des Fehlers bis zur Ausgabe an das Wide Area Netzwerk 258 der Kommunikation des Auftretens des Fehlers von der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, die den Fehler detektiert hat, gleich T1 ist, die Zeit, die genommen wird von der Kommunikation des Auftretens des Fehlers, der von der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 zu senden ist, an die Anzeige/Operations-Einheit 233 über das Wide Area Netzwerk 258, das Ethernet-LAN 256 und dergleichen gleich T2 ist, die Zeit, genommen vom Empfang der Kommunikation des Auftretens des Fehlers durch die Anzeige/Operations-Einheit 233 zur Übertragung des zweiten Programmmoduls 235B an die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 gleich T3 ist, die Zeit, genommen von dem Programmmodul 235B, die von der Anzeige/Operations-Einheit 233 an die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 durch eine Kommunikationseinheit zu senden ist, enthaltend das Wide Area Netzwerk 258 und das Ethernet-LAN 256 gleich T4 ist, und eine Zeit, genommen vom Empfang des Programmmoduls 235B durch die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 .... Addition und Sendung der Daten (Elektrische-Größe Daten mit einer vorbestimmten Größe vor und nach der abnormalen Auftretungszeit (Fehlerauftretungszeit) tk), die erforderlich ist zur Analyse des Fehlers gleich T5 ist. Eine andere Annahme erfolgt, dass die Zeit, die den Elektrische-Größe Daten Di1 (tk – s) entspricht, in dem RAM 266 gespeichert wird, bevor die Detektion des Fehlers erfolgt, und enthaltend in den Daten, die zur Analyse des Fehlers erforderlich sind, gleich Ts ist. Wenn die Zeit TM, für die die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 in der Lage ist die Daten zu halten, wie folgt ist Tm > (T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + Ts) (11)werden die Elektrische-Größe Daten Di1 (tk – s), die in dem RAM 266 gespeichert sind, vor der fehlerdetektierten Zeit tk und die zur Analyse des Fehlers erforderlich sind, aus dem RAM 266 gelesen als ein Ergebnis des Prozesses der CPU 265, bevor die nächsten Elektrische-Größe Daten auf der Region des RAM 266 überschrieben werden, in der die Elektrische-Größe Daten Di1 (tk – s) gespeichert sind, um zu dem Programmmodul 235B hinzugefügt und an die Anzeige/Operations-Einheit 233 gesendet zu werden.
  • Als ein Ergebnis, wie in dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben, ist die Anzeige/Operations-Einheit 233 in der Lage, den Zustand des elektrischen Energiesystems anzuzeigen vor und nach dem Auftreten des Fehlers, um den Fehleranalyseprozess durchzuführen, beispielsweise den Störfalllokalisierungsprozess.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Elektrische-Größe Daten, die die absolute Zeit haben und in dem RAM 266 jeder digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 und 232a2 ge speichert sind, nicht gelöscht, sondern gesichert, aber nur Elektrische-Größe Daten vor und nach dem Fehlerauftrittszeitpunkt, die durch die Anzeige/Operations-Einheit 233 empfangen werden können, werden in dem RAM 266 gehalten, und Elektrische-Größe Daten ausgenommen die Elektrische-Größe Daten, die in dem RAM 266 gespeichert werden können, also welche nicht in dem Analyseprozess der Anzeige/Operations-Einheit 233 verwendet werden, können gelöscht werden durch Überschreiben der Elektrische-Größe Daten, die die absolute Zeit aufweisen und neu gesammelt werden.
  • Folglich kann die Speicherkapazität (eine Leerkapazität), die den Elektrische-Größe Daten zugewiesen wird, die die absolute Zeit aufweisen, in dem RAM 266 reduziert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Effizienz der Verwendung des RAMs 266 und die Verarbeitungsgeschwindigkeit der CPU 265 zu verbessern.
  • (Vierzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Die Funktionsblockkonfiguration eines Schutzsteuerungssystems 285 gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Energiesystem ist in 38 gezeigt.
  • Bezugnehmend auf 38 sind die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 des Schutzsteuerungssystems 285 für das elektrische Energiesystem mit einem Energiefluss (Lastfluss)-Informationsberechnungsvorrichtung 286 bereitgestellt zum Berechnen der Energieflussinformation, beispielsweise elektrische Energie, ineffektive elektrische Energie und elektrische Ströme bei vorbestimmten Zeitperioden. Die Energieflussinformationsberechnungsvorrichtung 286 fügt die Zeit zu den Elektrische-Größe Daten Di1 und Di2, auf denen die Energieflussinformation erzeugt wird, die gesammelt werden (beispielsweise ta, ta + TF (TF ist die Periode zum Berechnen der Energieflussinformation), ...) zu der berechneten Energieflussinformation F hinzu, um an die Anzeige/Operations-Einheit 233 die Energieflussinformation F (ta), F (ta + TF), ..., des elektrischen Energiesystems 231 mit der gesammelten Zeit zu senden.
  • Die Datenkommunikationseinheit 251 der Anzeige/Operations-Einheit 233 empfängt die Energieflussinformation F (ta), F (ta + TF), ..., die von den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 durch das Kommunikationsnetzwerk 234 bei der vorbestimmten Periode TF gesendet worden sind.
  • Die Anzeige/Operations-Einheit 233 ist bereitgestellt mit einer Stabilzustandsbestimmungseinheit 287 zum Bestimmen eines stabilen Zustands des elektrischen Energiesystems 231 gemäß der mehreren Energieflussinformation F (ta), F (ta + TF), ..., die durch die Datenkommunikationseinheit 251 empfangen wird.
  • Die anderen Funktionsblockkonfigurationen gemäß diesem Ausführungsbeispiel und die Hardwarekonfiguration zur Realisierung jeder funktionalen Blockkonfiguration sind ähnlich zu denjenigen gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, wie in den 31 und 32 gezeigt. Folglich werden ähnliche Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel empfängt also die CPU 272 der Anzeige/Operations-Einheit 233 sequenziell die Energieflussinformation F (ta), F (ta + TF), ... bei jeder vorbestimmten Periode TF als ein Ergebnis des Energieflussinformationsberechnungsprozesses und des Sendeprozesses, der durch jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 durchgeführt wird. Dann bestimmt gemäß der Energieflussinformation F (ta), F (ta + TF), ... der mehreren Vorrichtungen 232a1 und 232a2 die CPU 272, ob der Zustand des elektrischen Energiesystems 231 stabil (normal) ist.
  • Die CPU 272 der Anzeige/Operations-Einheit 233 bestimmt beispielsweise, dass das elektrische Energiesystem 231 in einem stabilen Zustand (normal) ist, in einem Fall, bei dem die Werte (elektrische Energie, ineffektive elektrische Energie, elektrische Ströme und dergleichen) der zurückgegebenen Energieflussinformation F (ta), F (ta + TF), ... der mehreren Steuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 innerhalb vorbestimmter stabiler Bereiche liegen, die vorher entsprechend jedem Wert jeweils eingestellt worden sind. Wenn irgendeiner der Werte nicht innerhalb der stabilen Bereiche liegt, bestimmt die CPU 272, dass das elektrische Energiesystem 231 in einem nicht stabilen Zustand (einem abnormalen Zustand) ist.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist es also möglich, eine signifikant genaue Energieflussinformation zu erzeugen unter Verwendung der Elektrische-Größe Daten, die durch die mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen für das elektrische Energiesystem erfasst worden sind, und die miteinander synchronisiert sind (die Phasenbeziehung wird gehalten), wodurch der Zustand des elektrischen Energiesystems gemäß der erzeugten Energieflussinformation bestimmt wird.
  • Folglich kann die Genauigkeit zum Bestimmen des Sicherheitszustands des elektrischen Energiesystems verbessert werden, verglichen mit dem herkömmlichen Schutzsteuerungssystem, und folglich kann die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem verbessert werden.
  • (Fünfzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Die Funktionsblockkonfiguration in eines Schutzsteuerungssystems 290 gemäß diesem Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Energiesystem ist ähnlich zu dem gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, wie in 31 gezeigt. Folglich wird die Funktionsblockkonfiguration von der Beschreibung weggelassen.
  • 39 zeigt ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration zur Realisierung der Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems 290 für das elektrische Energiesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt, und in 31 gezeigt ist.
  • Bezugnehmend auf 39 ist eine digitale Verarbeitungseinheit 3A mit einer ersten CPU 265A1 bereitgestellt zum bestimmten Durchführen des Prozesses zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten, des Prozesses zum Hinzufügen der absoluten Zeit, der Schutzsteuerungsoperationsprozesse und des Energieflussberechnungsprozesses. Darüber hinaus ist eine zweite CPU 265A2 individuell von der ersten CPU 265A1 bereitgestellt. Die zweite CPU 265A2 führt den Prozess zum Empfangen des Programmmoduls 235 und der Daten, die von der Anzeige/Operations-Einheit 233 durch das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen gesendet werden, durch, den Prozess zum Interpretieren des empfangenen Programmmoduls 235 und einen Prozess zum Senden des Programmmoduls 235 und der Daten, die in dem RAM 266 gespeichert sind, an das Wide Area Netzwerk 258 durch die Kommunikationsschnittstelle 261. Die erste und zweite CPU 265A1 und 265A2 verwenden gemeinsam den Bus 5, den RAM 266, den ROM 267 und die Kommunikationsschnittstelle 261.
  • Die zweite CPU 265A2 führt hauptsächlich den Schnittstellenprozess durch (den Programmmodulkommunikationsprozess oder dergleichen) mit dem Wide Area Netzwerk 258 durch die Kommunikationsschnittstelle 261, den Prozess zum Interpretieren des Programmmoduls 235, einen Operationsbefehlausgabeprozess an die erste CPU 265A1 gemäß einem Ergebnis der Interpretation, einen Prozess zum Erkennen eines Operationszustands der Anzeige/Operations- Einheit 233 und einen Befehlsausgabeprozess an die Anzeige/Operations-Einheit 233 und die anderen Einheiten. Die zweite CPU 265A2 führt hauptsächlich Prozesse durch, die bestimmt sind für das programmmodulbewegbare System ausgenommen für die Prozesse, die die Schutzsteuerungsfunktion für das elektrische Energiesystem betreffen. Folglich werden die Prozesse (der Prozess zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse), die die Schutzsteuerungsfunktion für das elektrische Energiesystem betreffen, durch die erste CPU 265A1 durchgeführt.
  • Die zweite CPU 265A2 empfängt und führt das erste Programmmodul 235A aus, um eine Anfrage zum Sammeln von Elektrische-Größe Daten an die erste CPU 265A1 durch den gemeinsamen RAM 266 zu senden. In Antwort auf die Anfrage zum Sammeln sammelt die erste CPU 265A1 Elektrische-Größe Daten Di1 (t1 bis tn) und Di2 (t1 bis tn), die jeweils die absolute Zeit aufweisen, um selbige in dem RAM 266 zu speichern.
  • Wenn die erste CPU 265A1 die abnormalen Daten in den Elektrische-Größe Daten Di1 detektiert, werden die Abnormaldatendetektionsinformation und ein detektierter Zeit-tk-Sendebefehl an die zweite CPU 265A2 durch den RAM 266 gemäß dem Ergebnis der Detektion übertragen. Gemäß der Übertragung sendet die zweite CPU 265A2 Abnormaldatendetektionsinformation und die absolute Zeit tk, bei der die abnormalen Daten detektiert worden sind, an die Anzeige/Operations-Einheit 233.
  • Das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem muss also das Sammeln der Zustandsgrößen (Elektrische-Größe Daten) des elektrischen Energiesystems 231 und die Berechnung des Energieflusses bei vorbestimmten Intervallen in vorbestimmten Zeitpunkten durchführen. Andererseits variiert ein Ausmaß der Prozesse, die durch das Kommunikationsnetzwerk 234 durchgeführt werden müssen (das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen) beträchtlich in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Kommunikation und den Inhalten der Kommunikation. Darüber hinaus variiert der Zustand der Operation beträchtlich.
  • Folglich sind in diesem Ausführungsbeispiel der Schnittstellenprozess, der die Kommunikation der Daten und des Programmmoduls 235 bezüglich des Kommunikationsnetzwerks 234 betrifft, der beträchtlich variiert, der Prozess zum Interpretieren des Programmmoduls, der Erkennungsprozess des Zustands der Operation und der Befehlsausgabeprozess bezüglich der anderen Vorrichtungen getrennt von den Prozessen, die die Schutzsteuerungsfunktion betreffen, die bei vor bestimmten Intervallen in vorbestimmter Zeit durchgeführt werden muss, so dass die getrennten Prozesse durch die zweite CPU 265A2 durchgeführt werden. Folglich ist die Hardware (die erste CPU 265A1 und dergleichen) ausgenommen die zweite CPU 265A2 jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 in der Lage, den Prozess zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten durchzuführen, den Prozess zum Berechnen des Energieflusses bezüglich des elektrischen Energiesystems 231 der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtung unabhängig von dem Zustand des Kommunikationsnetzwerks 234 und dem Zustand der Operation und anderer Prozesse, die den Schutzsteuerungsbetrieb betreffen.
  • Als ein Ergebnis kann die gleichzeitige Ausführung der folgenden Prozesse, was bei der herkömmlichen Technik schwierig ist, einfach durchgeführt werden. Der Dateneingabe/Datenausgabe-Prozess von der Anzeige/Operations-Einheit durch das Kommunikationsnetzwerk, mit dem eine schwere Verarbeitungslast getragen werden muss: der Steuerungsbefehlanalyseprozess; der Prozess zum Erfassen der Elektrische-Größe Daten bei vorbestimmten Perioden von dem elektrischen Energiesystem; und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse enthaltend den Energieflussberechnungsprozess gemäß den Elektrische-Größe Daten. Folglich können der Prozess zur Kommunikation des Programmmoduls, der Prozess zur Interpretation des Programmmoduls, der Prozess zum Erfassen der Elektrische-Größe Daten und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse schnell beendet werden, wodurch es möglich wird, die Schutzsteuerungsoperationsleistungsfähigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem weiter zu verbessern.
  • In diesem Ausführungsbeispiel führt die erste CPU die Prozesse durch, die den Schutzsteuerungsbetrieb betreffen, und die zweite CPU führt den Prozess durch zum Übertragen des Programmmoduls, den Prozess zum Interpretieren des Programmmoduls und den Schnittstellenprozess mit dem Kommunikationsnetzwerk. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • Beispielsweise können drei CPUs mit einem gemeinsamen Speicher (einem RAM oder dergleichen), einem Bus und einem Kommunikationsnetzwerk verwendet werden. In diesem Fall führt die erste CPU die Prozesse durch, die die Schutzsteuerungsoperation betreffen, und die zweite CPU führt den Schnittstellenprozess mit dem Kommunikationsnetzwerk durch, enthaltend den Prozess zum Übertragen des Programmmoduls und der Daten. Eine dritte CPU führt die Interpretation des Programmmoduls und den Operationsbefehlausgabeprozess gemäß dem interpretierten Programmmodul durch. Mit dem oben genannten Aufbau kann eine schnelle Beendigung der folgenden Prozesse realisiert werden: der Schnittstellenprozess mit dem Kommunikationsnetzwerk enthaltend den Prozess zum Eingeben/Ausgeben des Programmmoduls; die Prozesse zum Interpretieren und Ausführen des Programmmoduls; und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse enthaltend den Prozess zum Erfassen der Elektrische-Größe Daten und zum Berechnen des Energieflusses. Folglich kann die Effizienz des Schutzsteuerungsprozesses des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem weiter verbessert werden.
  • (Sechzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Energiesystem wird jetzt unter Bezugnahme auf 40 beschrieben.
  • Wenn die genaue Zeit gewonnen wird durch Messen der absoluten Zeit in Antwort auf die GPS Signale, die von einer Mehrzahl von Satelliten L gesendet werden, besteht die Gefahr, dass die GPS Signale von den Satelliten L nicht durch das GPS Empfangsmodul 240 empfangen werden können (durch die GPS Empfangsantenne 240a und die GPS Empfangseinheit 260) über die GPS Empfangsantenne 240a in Abhängigkeit von den Zuständen der Operationen der Satelliten L und dem Zustand der Ionisphäre über der Vorrichtung. In dem vorangegangenen Fall kann das GPS Empfangsmodul 240 nicht die absolute Zeit messen. Dazu ist es unmöglich die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung zu identifizieren, die das GPS Empfangsmodul 240 enthält, das die absolute Zeit nicht messen kann.
  • Folglich bestimmt jede digitale Schutzsteuerungsvorrichtung des Schutzsteuerungssystems gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das elektrische Energiesystem immer, ob die absolute Zeit, die durch das eigene Modul (das GPS Empfangsmodul) gemessen wurde, korrekt ist. Es ist möglich, die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung (die GPS Empfangseinheit) zu identifizieren, die die absolute Zeit nicht messen kann.
  • Wie in 40 gezeigt, ist zusätzlich zu der Funktionsblockkonfiguration gemäß 31 ein GPS Empfangsmodul 240B des Schutzsteuerungssystems 295 für das elektrische Energiesystem der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 (232a2) bereitgestellt mit einem Absolutzeitbestätigungsmodul 296 zum Erfassen der absoluten Zeit t durch die Empfangseinheit 242, welche Zeit durch die andere Vorrichtung 232a2, (232a1) basierend auf den GPS Signalen, die durch diese gemessen wurden. Gemäß der erfassten absoluten Zeit bestimmt das Absolutzeitbestätigungs modul 296, ob die absolute Zeit t durch die eigene Vorrichtung 232a1 (232a2) gewonnen worden ist.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel empfängt die CPU 265 beispielsweise der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 sequenziell die GPS Signale, die von der Mehrzahl der Satelliten L gesendet werden, durch die GPS Empfangsantenne 240a und die GPS Empfangseinheit 260, um die absolute Zeit t zu erhalten. Dann empfängt die CPU 265 die absolute Zeit t', die durch die CPU 265 der anderen Vorrichtung 232a2 gemessen wurde über das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen. Dann vergleicht die CPU 265 die absolute Zeit t, die von der eigenen Vorrichtung 232a1 gemessen wurde und die absolute Zeit t', die von der anderen Vorrichtung 232a2 gemessen wurde, miteinander, um zu bestimmen, ob die absolute Zeit t der eigenen Vorrichtung 232a1 genau ist.
  • Eine Annahme erfolgt, dass die Übertragungsverzögerung von Td oder kleiner erfolgt, wenn die Daten, die von der anderen Vorrichtung 232a2 gesendet worden sind, durch die eigene Vorrichtung 232a1 über das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen empfangen werden, und dass die Vergleichsgenauigkeit gleich Tc ist. Wie für die Bestimmung der CPU 265, wenn die zeitliche Differenz zwischen der absoluten Zeit t der eigenen Vorrichtung 232a1 und der absoluten Zeit t', die von der anderen Vorrichtung 232a2 gemessen wird, die folgende Ungleichung erfüllt |t – t'| ≤ (Tc + Td) (12)erfüllt ist, bestimmt die CPU 265 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, dass die absolute Zeit t genau gemessen wurde durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1.
  • Wenn die zeitliche Verzögerung |t – t'| zwischen der absoluten Zeit t und der absoluten Zeit t' nicht die oben genannte Ungleichung (12) erfüllt, also wenn |t – t'| > Tc + Td (13)ist, bestimmt die CPU 265, dass die absolute Zeit t, die durch die eigene Vorrichtung 232a1 gemessen wurde, ungenau ist.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 erfasst die absolute Zeit t von der anderen Vorrichtung 232a2, um den oben genannten Prozess durchzuführen. Folglich kann bestimmt werden, ob die absolute Zeit t' der eigenen Vorrichtung 232a2 genau ist oder nicht.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 in der Lage zu bestimmen, ob die absolute Zeit, die durch die eigene Vorrichtung gemessen wurde, genau ist oder nicht. Folglich kann die Zuverlässigkeit weiter verbessert werden verglichen mit den Schutzsteuerungssystemen für das elektrische Energiesystem gemäß den obigen Ausführungsbeispielen.
  • (Siebzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel wird jetzt unter Bezugnahme auf 41 beschrieben. In 41 ist das elektrische Energiesystem 231 weggelassen, damit die Zeichnung einfacher verstanden werden kann.
  • In dem Schutzsteuerungssystem 300 gemäß 41 für ein elektrisches Energiesystem sind eine Mehrzahl von (zwei in 41 um die Struktur einfach zu beschreiben) der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232b1 in einer elektrischen Energiestation Ts1 angeordnet. Die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232b1 sind also benachbart zueinander angeordnet (verglichen mit den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a2, die in der anderen elektrischen Energiestation Ts2 angeordnet sind).
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 von einer oder von zwei benachbarten digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232b1 in der elektrischen Energiestation Ts1 hat eine Funktionsblockkonfiguration gemäß 31. Die andere digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 hat eine Funktionsblockkonfiguration ähnlich der gemäß 31 ausgenommen dem GPS Empfangsmodul 240 (enthaltend die GPS Empfangsantenne 240a, die GPS Empfangseinheit 240), das weggelassen ist.
  • Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ist bereitgestellt mit einer Absolutzeitüberlagerungs- und Kommunikationseinheit 301 zum Überlagern des periodischen Signals (das die Genauigkeit entsprechend der absoluten Zeit aufweist), das jede Zeitgebung der Zeit auf den Zeitdaten angibt, die die Zeit jeder Zeitgebung angeben, wobei beide die absolute Zeit t bilden, die durch das GPS Empfangsmodul 240 empfangen wird, und ein Überlagerungssignal H des periodischen Signals und die Zeitdaten an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 sendet.
  • Andererseits ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 bereitgestellt mit einer Absolutzeittrennungseinheit 302 zum Trennen des Überlagerungssignals, das von der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung gesendet wird und durch Überlagerung des periodischen Signals gebildet wird, das jede Zeitgebung und die Zeitdaten angibt, die die Zeit jeder Zeitgebung angeben, in das periodische Signal, das jede Zeitgebung und die Zeitdaten angibt, die die Zeit jeder Zeitgebung angeben, um die absolute Zeit t zu erzeugen. Die Absolutzeittrennungseinheit 302 sendet das periodische Signal, das jede Zeitgebung angibt, und die Zeitdaten, die die Zeit jeder Zeitgebung angeben, wobei beide die absolute Zeit t bilden, an die Datenerfassungseinheit 241 und die Programmmodulausführungseinheit 243. Folglich werden das gesendete periodische Signal und die Zeitdaten in dem Elektrische-Größe Datenerfassungsprozess und dem Absolutzeithinzufügungsprozess, wie in dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben, verwendet.
  • Die Hardwarekonfiguration der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 ist ähnlich der der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 gemäß 32, ausgenommen der GPS Empfangseinheit 260 (enthaltend die GPS Empfangsantenne 240a, die GPS Empfangsantenne 240), die weggelassen ist. Die Kommunikationsschnittstelle 261 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 ist mit dem Ethernet-LAN 256 durch den Sendeempfänger 255 verbunden. Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 und die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 sind miteinander durch das Ethernet-AL 256 verbunden, durch die Kommunikationsschnittstelle 261 und dergleichen, so dass eine Datenübertragung erlaubt wird.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind die I/O 4 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 und I/O 4 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 durch eine Kommunikationsleitung (beispielsweise eine optische Faser) 303 (siehe 41) verbunden zur seriellen Kommunikation mit dem Überlagerungssignal H.
  • Die anderen Funktionsblockkonfigurationen gemäß diesem Ausführungsbeispiel und die Hardwarekonfigurationsrealisierung der Funktionsblockkonfigurationen sind ähnlich zu denjenigen gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel gemäß 31 und 32. Folglich werden sie von der Beschreibung weggelassen. Bemerke, dass die Elektrische-Größen, die durch die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 von dem elektrischen Energiesystem erfasst werden, ausgedrückt werden als Sb1 und ein Operationsbefehl, der an die externen Vorrichtungen des elektrischen Energiesystems gesendet worden ist, ausgedrückt wird durch Cb1.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel überlagert die CPU 265 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel das periodische Signal, das jede Zeitgebung jedes Zeitpunkts t1 bis tn angibt, und die die Zeitdaten, die die Inhalte des Zeitpunkts t1 bis tn jeder Zeitgebung angeben, wobei das periodische Signal und die Zeitdaten, die die absolute Zeit t (t1 bis tn) bilden, durch die GPS Empfangsantenne 240a gemessen werden. Die CPU 265 sendet dann das Überlagerungssignal H des periodischen Signals und die Zeitdaten an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 durch die I/O 4 und die Kommunikationsleitung 303 (siehe ein Zeitdiagramm, wie in 42 gezeigt). Bemerke, dass die Datenübertragungszeit Td, die erforderlich ist zum Senden eines Datenstücks (absolute Zeitgebungsdaten + Zeitdaten) größer als Tx ist, wobei Tx die Zeit darstellt, die erforderlich ist zum Übertragen eines Bytes, und die Beziehung ausgedrückt wird durch Tt > Tx.
  • Die CPU 265 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 empfängt das Überlagerungssignal H, das durch die I/O 4 gesendet worden ist. Dann verwendet die CPU 265 einen Detektionsimpuls (mit einer Impulsbreite von Td) mit einer Impulsbreite kürzer als Tx und länger als Tx, um das empfangene Signal H in das Absolutzeitzeitgebungssignal (periodisches Signal) für jede Zeit t1 bis tn zu trennen und die Zeitdaten bei jeder Zeitgebung (siehe das Zeitdiagramm gemäß 42).
  • Die CPU 265 führt den Prozess zum Erfassen der Elektrische-Größe Daten und den Prozess zum Hinzufügen der absoluten Zeit gemäß der vorangegangenen absoluten Zeit t1 bis tn durch.
  • Wie oben beschrieben, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wird die Übertragungsleitung, beispielsweise eine optische Faser, die eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung ermöglicht, verwendet, um die Verbindung zwischen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, die mindestens ein GPS Empfangsmodul (die GPS Empfangsantenne und die GPS Empfangseinheit) aufweist einer Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen zu bilden, die relativ benachbart zueinander beispielsweise angeordnet sind, angeordnet beispielsweise in einer elektrischen Energiestation und mindestens einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, die kein GPS Empfangsmodul aufweist. Die mindestens eine digitale Schutzsteuerungsvorrichtung mit keinem GPS Empfangsmodul trennt das gesendete Überlagerungssignal in das Absolutzeitzeitgebungssignal und in Zeitdaten, um synchronisierte Elektrische-Größe Daten zu erhalten, indem die absolute Zeit (das Absolutzeitzeitgebungssignal und die Zeitdaten) verwendet werden. Darüber hinaus kann die absolute Zeit zu den Elektrische-Größe Daten hinzugefügt werden, um gespeichert zu werden.
  • Folglich kann die Anzahl an GPS Empfangsmodulen (GPS Empfangseinheiten und GPS Empfangsantenne), die jeweils relativ teuer sind verglichen mit der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung, reduziert werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden die Zeitgebung und die Zeitdaten überlagert, um von der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 gesendet zu werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Wie in 42 gezeigt, ist es möglich verschiedene Datenstücke (ein Ergebnis der Selbstdiagnose) der GPS Empfangseinheit 260, die Zustände der Satelliten und Empfangszustände) der GPS Empfangseinheit 26 bei entsprechenden Zeitintervallen auf das Überlagerungssignal H zu überlagern, das durch Überlagerung der Zeitgebung und der Zeitdaten gebildet wird, um das erhaltene Überlagerungssignal H' an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 zu senden. Wenn die vorangegangene Struktur verwendet wird, ist die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 in der Lage, die Zeitgebung jeder absoluten Zeit gemäß den Zuständen der Verwendung der Satelliten und des Wellenempfangszustands zu verwenden.
  • Eine Struktur, wie in 43 gezeigt, kann verwendet werden, bei der der Zustand und die Elektrische-Größe Daten der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, von der die Übertragung durchgeführt wird, und ein automatischer Untersuchungsbefehl für die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1, für die der Empfangsprozess durchgeführt wird, auf das Überlagerungssignal H überlagert werden, in welchem die Zeitgebung und die Zeitdaten überlagert sind, um das überlagerte Signal H'' an die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1 zu übertragen. Das Vorangegangene ermöglicht eine Kommunikation zwischen der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 und der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232b1, die in einer elektrischen Energiestation angeordnet sind, um zu verhindern, dass ein Vergrößerung der Kommunikationslast in dem Wide Area Netzwerk stattfindet.
  • (Achtzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für ein elektrisches Energiesystem ist in 44 gezeigt.
  • Das GPS Empfangsmodul 240 (die GPS Empfangseinheit 260) der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 gemäß 41 sind elektrisch mit der GPS Empfangsantenne 240a verbunden. Wenn die GPS Empfangsantenne 240a, die außen angeordnet ist, direkt durch Blitzschlag getroffen wird, besteht die Gefahr, dass der elektrische Strom des Donners in das GPS Empfangsmodul 240 (die GPS Empfangseinheit 260) und andere Einheiten (CPU und dergleichen) über die GPS Empfangsantenne 240a fließt. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass die gesamte Schutzsteuerungsvorrichtung zerstört wird.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem folglich in der Lage, den gesamten Körper der Schutzsteuerungsvorrichtung zu schützen, selbst wenn die GPS Empfangsantenne 240a direkt durch Blitzschlag getroffen wird.
  • 44 zeigt ein Blockdiagramm einer digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung (nur die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ist repräsentativ dargestellt) des Schutzsteuerungssystems gemäß diesem Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Energiesystem.
  • Wie in 44 gezeigt, ist das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem mit einer Hauptschutzsteuerungsvorrichtung 232a1 bereitgestellt, die einen Aufbau hat ähnlich der Hardwarekonfiguration gemäß 32 ausgenommen für das GPS Empfangsmodul 240, das weggelassen ist; mit einer Messeinheit 303 für eine genaue Zeit, die die GPS Empfangseinheit 260 und die GPS Empfangsantenne 240a, die darauf montiert ist, aufweist und ausgelegt ist zum Messen der genauen Zeit; und mit einem optischen Kommunikationskabel 304 zum Verbinden der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 und der Messeinheit 303 für die genaue Zeit, so dass eine Kommunikation in einem elektrisch isolierendem Zustand erlaubt wird.
  • Die Messeinheit 303 für die genaue Zeit ist mit der GPS Empfangsantenne 240a, der GPS Empfangseinheit 260, einer Überlagerungseinheit 303a, wie in 42 gezeigt, zum Überlagern der Zeitgebung und der Zeitdaten, die die absolute Zeit t bilden, die gemessen wird durch die Empfangseinheit 260, und einer elektrischen Lichtumwandlungseinheit 303b bereitgestellt zum Umwandeln des Überlagerungssignals H, in welchem die Zeitgebung und die Zeitdaten überlagert sind, in ein optisches Signal, um das optische Signal (optische Daten) an die Hauptschutzsteuerungsvorrichtung 232a1 durch das optische Kommunikationskabel 304 zu senden.
  • Die Hauptschutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ist bereitgestellt mit der Datenerfassungseinheit 241, der Empfangseinheit 242, der Programmmodulausführungseinheit 243, der Speichereinheit 244 und der Sendeeinheit 245. Darüber hinaus ist die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 bereitgestellt mit den folgenden Einheiten (nicht in 44 gezeigt): eine Licht-Elektrizitätsumwandlungseinheit 305, die mit dem optischen Kommunikationskabel 304 verbunden ist, so dass eine Kommunikation ermöglicht wird, und die ausgelegt ist zum Umwandeln der optischen Daten basierend auf dem Überlagerungssignal H, das durch das optische Kommunikationskabel 304 gesendet wird, in ein elektrisches Überlagerungssignal H; und eine Absolutzeittrennungseinheit 302 zum Trennen des überlagerten Signals H, das durch den Umwandlungsprozess erhalten wird, der durch die Licht-Elektrizitätsumwandlungseinheit 305 durchgeführt wird, in eine Zeitgebung und Zeitdaten zum Erzeugen eines Signals, das die absolute Zeit t angibt.
  • Ein Verfahren zum Verwenden der getrennten absoluten Zeit t ist in dem vorangegangenen neunten und siebzehnten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Folglich wird das Verfahren von der Beschreibung weggelassen.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist also die Messeinheit 303 für die genaue Zeit mit der Hauptschutzsteuerungsvorrichtung 232a1 durch das optische Kommunikationskabel 304 verbunden, das elektrisch isoliert ist. Wenn die GPS Empfangsantenne 240a der Messeinheit 303 für die genaue Zeit direkt von einem Blitz getroffen wird, wird also das elektrische Signal des Donners nicht durch das optische Kommunikationskabel 304 an die Hauptschutzsteuerungsvorrichtung 232a1 gesendet. Folglich kann ein Fehler der Hauptschutzsteuerungsvorrichtung 232a1 verhindert werden.
  • Folglich kann die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem verbessert werden.
  • Der Aufbau der Schutzsteuerungsvorrichtung des Schutzsteuerungssystems gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das elektrische Energiesystem (die Hardware zum Messen der genauen Zeit und die Hardware für die Schutzsteuerungsoperationsprozesse sind von der Hardware (die Messeinheit für die genaue Zeit) zum Messen der genauen Zeit durch Messen des GPS Signals getrennt), um über das Kommunikationskabel miteinander verbunden zu sein, das elektrisch isoliert ist) kann für alle Schutzsteuerungsvorrichtungen gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, die die GPS Signale empfangen, angewendet werden.
  • 45 zeigt ein Diagramm, das eine erste Modifikation des achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • Wie in 45 gezeigt, hat die CPU 265 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 eine Funktion zum Umwandeln gesetzter Daten (die Anfangsposition der GPS Empfangsantenne 240a und dergleichen), die in dem RAM 266, dem EEPROM 268 und dergleichen gespeichert sind, in optische Daten durch die Licht-Elektrizitätsumwandlungseinheit 305, um die optischen Daten an die Messeinheit 303 für die genaue Zeit durch das optische Kommunikationskabel 304 zu senden. Die Messeinheit 303 für die genaue Zeit empfängt die gesetzten Daten, die auf den optischen Daten basieren und durch das optische Kommunikationskabel 340 und die Elektrizitäts-Lichtumwandlungseinheit 303b gesendet werden, um die gesetzten Daten an die GPS Empfangseinheit 260 zu senden.
  • Der oben genannte Aufbau ermöglicht der Messeinheit für die genaue Zeit 303 (die GPS Empfangseinheit 260) ähnlich initialisiert zu werden wie gemäß dem elften Ausführungsbeispiel. Folglich kann die Messeinheit 303 für die genaue Zeit (die GPS Empfangseinheit 260) in kurzer Zeit mit Energie versorgt werden.
  • Wenn verschiedene Daten (ein Ergebnis der Selbstdiagnose der GPS Empfangseinheit 260, die Zustände der Satelliten und die Zustände des Empfangs) ausgenommen Daten, die die absolute Zeit t der GPS Empfangseinheit 260 betreffen, an den Elektrizitäts-Lichtumwandlungsbereich 303b gesendet werden, ist die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 in der Lage, die verschiedenen Daten durch den Elektrizitäts-Lichtumwandlungsbereich 303b, das optische Kommunikationskabel 304 und die Licht-Elektrizitätsumwandlungseinheit 305 zu empfangen. Als Ergebnis ist es möglich, die Wartbarkeit der Messeinheit 303 für die genaue Zeit signifikant zu verbessern.
  • 46 zeigt ein Diagramm, das eine zweite Modifikation eines achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • In 41, 44 und 45 sind zwei Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232b1 in einer elektrischen Energiestation Ts1 benachbart angeordnet. Der Aufbau gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel kann für eine Anordnung angewendet werden, bei der eine Mehrzahl von Schutz steuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2, ..., 232xn benachbart zueinander in der einen elektrischen Energiestation Ts1 angeordnet sind.
  • Mindestens eine (die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1) der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2, ..., 232xn hat den Aufbau gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel, wie in 44 gezeigt. Eine Überlagert-Signal-Neusendeeinheit 310 ist in der mindestens einen Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 bereitgestellt zum erneuten Überlagern der Zeitgebung und der Zeitdaten der absoluten Zeit, die durch die Absolutzeittrenneinheit 302 der Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 getrennt worden ist, um erneut das überlagerte Signal an die anderen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x2, ..., 232xn zu senden. Folglich sind die anderen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x2, ..., 232xn in der Lage gemeinsam die absolute Zeit t zu erhalten, die von der Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 gesendet wird. Folglich kann die Messhardware und Software für genaue Zeit (absolute Zeit) von der anderen Schutzsteuerungsvorrichtung 232x2, ..., 232xn weggelassen werden.
  • Ein überlagertes Signal, das anstelle der Messeinheit 303 für die genaue Zeit von der anderen Schutzsteuerungsvorrichtung mit der Hardware und Software zum Messen der genauen Zeit an die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 gesendet wird, kann an die andere Schutzsteuerungsvorrichtung durch die Überlagert-Signalneusendeeinheit 310 gesendet werden.
  • Wie in 46 gezeigt, hat die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 zwei Überlagert-Signalneusendeeinheiten 310. Wenn jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2, ..., 232xn zwei oder mehrere Überlagert-Signalneusendeeinheiten 310 hat, können die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2, ..., 232xn in einer Baumkonfiguration verbunden sein, um gemeinsam die Zeitgebung und die Zeitdaten der absoluten Zeit zu erhalten.
  • Wenn die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2, ..., 232xn, die mit dem Kommunikationsnetzwerk 234 verbunden sind, zwei Überlagert-Signalneusendeeinheiten 310 haben, und angenommen wird, dass die Anzahl der Schritte des Baums gleich N ist (N = 4 in der Struktur gemäß 47), können 2N-1 (15 in der Struktur gemäß 47) Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2, ..., 232x15 in der Baumkonfiguration verbunden werden, indem eine Mehrzahl von Kommunikationskabeln (individuell von dem Kommunikationsnetzwerk) verwendet werden, wie in 47 gezeigt.
  • Angenommen, dass die Verzögerung für jeden Schritt gleich td ist und die Verzögerung für jedes Kommunikationskabel zum Verbinden der Schutzsteuerungsvorrichtungen miteinander gleich tc ist, wird die Verzögerung der Zeitgebung an der N-ten Schutzsteuerungsvorrichtung ausgedrückt durch: Verzögerung von N-ten = N·td + (N-1)·tc (14)
  • Wenn jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2, ..., 232xn eine oder mehrere Überlagert-Signalneusendeeinheiten 310 hat, kann eine Mehrzahl von (n = 6 in 48) der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2, ..., 232xn in eine Kaskadenkonfiguration verbunden werden, indem eine Mehrzahl von Kabeln verwendet wird, wie in 48 gezeigt.
  • Wenn die Anzahl der Schritte der Kaskadenkonfiguration gleich m (= n) ist und td und tc verwendet werden, kann die Zeitgebungsverzögerung bei einer m-ten (n-ten) Schutzsteuerungsvorrichtung ausgedrückt werden durch: Verzögerung von m-ten = m·td + (m-1)·tc (15)
  • Verglichen mit der Konfiguration vom Baumtyp gemäß 47 kann das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem, mit der kaskadenartigen Konfiguration die Anzahl der Schritte der Schutzsteuerungsvorrichtungen reduzieren, was eine vorbestimmte Verzögerung ermöglicht. Ein Vorteil kann realisiert werden dadurch, dass die Struktur zum Verbinden relativ einfach sein kann.
  • Wenn jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2, ..., 232xn eine oder mehrere Überlagert-Signalneusendeeinheiten 310 hat, kann eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1 bis 232xn (n = 9 in 49) in einer Schleifenform verbunden werden, indem eine Mehrzahl von Kommunikationskabeln verwendet wird, wie in 49 gezeigt.
  • Die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1, die mit der Messeinheit 303 für die genaue Zeit durch das optische Kommunikationskabel 304 verbunden ist, ist mit einer Schleifenzeitverzögerungsmesseinheit 311 zum Messen einer Zeitdifferenz zwischen dem Überlagerungssignal, das an die nächste Schutzsteuerungsvorrichtung 232x2 geliefert wird und dem Überlagerungssignal, das von der letzten Schutzsteuerungsvorrichtung 232x9 zurückgegeben wird.
  • Wenn die Kommunikationskabel zum Verbinden der Schutzsteuerungsvorrichtungen miteinander die gleiche Länge haben, kommuniziert die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 durch das Kommunikationsnetzwerk 234 mit jeder der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x2 bis 232x9 einen Wert, der erhalten wird durch Teilen der Zeitdifferenz, die gemessen wird durch die Schleifenzeitdifferenzmesseinheit 311 durch die Anzahl (die gleich 8 in diesem Ausführungsbeispiel ist) der Schutzsteuerungsvorrichtungen, die mit der Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 verbunden sind, so dass jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x2 bis 232x9 in der Lage ist, eine genaue absolute Zeit (Zeitgebung) zu erhalten, bei der die Sendeverzögerung des Überlagerungssignals korrigiert ist durch Senden des Werts an jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x2 bis 232x9.
  • Die mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1 bis 232xn (n = 9 in 50) können in einer Doppelschleifenkonfiguration durch zwei unabhängige Kommunikationskabel verbunden sein, wie in 50 gezeigt.
  • Die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1, die mit der Messeinheit 303 für die genaue Zeit durch das optische Kommunikationskabel 304 verbunden ist, ist mit einer ersten Schleifenzeitdifferenzmesseinheit 311a und einer zweiten Schleifenzeitdifferenzmesseinheit 311b bereitgestellt. Die erste Schleifenzeitdifferenzmesseinheit 311a misst eine Schleifenzeitdifferenz der Überlagerungssignale, die sequenziell durch eine erste Schleife gesendet werden (die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x2 → die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x3 → ... → die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x8 → die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x9) und die an die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 zurückgegeben werden. Darüber hinaus misst die zweite Schleifendifferenzmesseinheit 311b eine Sprungzeitdifferenz der Überlagerungssignale, die sequenziell durch eine zweite Schleife gesendet werden (die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x9 → die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x8 → ... → die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x3 → die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x2) und die an die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 zurückgegeben werden.
  • Jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x2 bis 232x9 ist einer Erst-Ankunfts-Überlagerungssignaldetektionseinheit 315 bereitgestellt zum Detektieren eines Überlagerungssignals, das durch eine kürzere Schleife gesendet wird (eine vorbestimmte Schleife, wenn die Abstände gleich sind) zwischen der Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1, die mit der Messeinheit 303 für die genaue Zeit der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtung verbunden ist. Die Vorherige- Ankunfts-Überlagerungssignaldetektionseinheit 315 detektiert ein Überlagerungssignal, das zuerst an der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtung angekommen ist, von den Überlagerungssignalen, die von der Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 durch die erste und zweite Schleife gesendet worden sind. Jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x2 bis 232x9 verwendet das Überlagerungssignal, das durch die Erst-Ankunfts-Überlagerungssignaldetektionseinheit 315 detektiert worden ist und zuerst angekommen ist, um die oben genannten Prozesse durchzuführen, wie den Datenerfassungsprozess.
  • Das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem mit der Doppelschleifenkommunikationsnetzwerkstruktur hat die erste und zweite Schleifenzeitdifferenzmesseinheit 311a und 311b zum Messen der Zeitverzögerungen in jeder der ersten und zweiten Schleife. Folglich, wenn ein Fehler in mindestens einem Bereich des Kommunikationskabels zur Bildung entweder der ersten Schleife oder der zweiten Schleife auftritt, korrigiert jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x2 bis 232x9 die absolute Zeit (die Zeitgebung), die von einer normalen Schleifendifferenz kommuniziert wird von dem Kommunikationskabel, das den Fehler aufweist gemäß der Zeitdifferenz, die gemessen wird durch die Schleifenzeitdifferenzmesseinheit entsprechend der normalen Schleife. Folglich ist es möglich, eine genaue absolute Zeit (Zeitgebung) zu verwenden, bei der die Übertragungsverzögerung korrigiert ist.
  • Mit dem Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem mit der Doppelschleifenverbindungsstruktur, wenn ein Fehler in mindestens einem Bereich des Kommunikationskabels zum Bilden entweder der ersten Schleife oder der zweiten Schleife auftritt, kann eine Tatsache, dass das Überlagerungssignal nicht durch die Schleife, die den Fehler mit sich bringt, empfangen werden kann, durch die erste Schleifenzeitdifferenzmesseinheit 311a detektiert werden, durch die zweite Schleifenzeitdifferenzmesseinheit 311b oder durch die Erste-Ankunfts-Überlagerungssignaldetektionseinheit 315. Folglich macht zumindest irgendeine (beispielsweise die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1) der Schutzsteuerungsvorrichtung 232x1 an die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x9 eine Abfrage des Zustands des Empfangs des Überlagerungssignals an die anderen Schutzsteuerungsvorrichtungen (beispielsweise die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x2 an die Schutzsteuerungsvorrichtung 232x9) bei vorbestimmten Intervallen durch das Kommunikationsnetzwerk, wodurch es möglich ist, die Position des Fehlers in dem Kommunikationskabel zu bestimmen.
  • Die Mehrzahl der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232x1, 232x2 bis 232xn (n = 9 in 50) kann in eine Multischleifenkonfiguration verbunden werden durch zwei oder mehrere individuelle und unterschiedliche Kommunikationskabel.
  • 51 zeigt ein Diagramm, das eine dritte Modifikation des achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • Wie in 51 gezeigt, ist die Messeinheit 303 für die genaue Zeit bereitgestellt mit einer Mehrzahl von GPS Empfangsantennen 240a1 bis 240an und GPS Empfangseinheiten 260a1 bis 260an (zwei in 51). Die Überlagerungseinheit 303a wählt eine optimale Zeitgebung und Zeitdaten der absoluten Zeit von einer Mehrzahl von Zeitgebungen und Zeitdaten, die von der Mehrzahl der GPS Empfangseinheiten 260a bis 260an gesendet werden. Dann überlagert die Überlagerungseinheit 303a die ausgewählte Zeitgebung und die Zeitdaten der absoluten Zeit.
  • Wenn drei oder mehrere GPS Empfangsantennen und GPS Empfangseinheiten existieren (die GPS Empfangsantenne 240a1 bis 240a3 und die GPS Empfangseinheiten 260a bis 260a3) wählt die Überlagerungseinheit 303a eine GPS Empfangseinheit in den GPS Empfangseinheiten 240a1 bis 240a3, die als normal angesehen wird, gemäß einer Mehrheitstheorie.
  • Wenn die Zeitgebung und die Zeitdaten der absoluten Zeit, die durch die GPS Empfangseinheit 260a1 gemessen werden und die Zeitgebung und die Zeitdaten der, die durch die GPS Empfangseinheit 260a2 gemessen werden, miteinander übereinstimmen, ist die Überlagerungseinheit 303 ausgelegt zum Auswählen entweder der GPS Empfangseinheit 260a1 oder der GPS Empfangseinheit 260a2.
  • Dann überlagert die Überlagerungseinheit 303a die Zeitgebung und die Zeitdaten der ausgewählten GPS Empfangseinheit, um ein Überlagerungssignal zu erzeugen.
  • Wenn zwei GPS Empfangsantennen und GPS Empfangseinheiten (GPS Empfangsantennen 240a1 und 240a2 und GPS Empfangseinheiten 260a1 und 260a2) existieren, kann die Mehrheitstheorie nicht angewendet werden. Folglich wählt die Überlagerungseinheit gemäß der Stabilität des Zeitgebungssignals und der Zeitdaten, die durch jede der GPS Empfangseinheiten 260a1, 260a2 gemessen werden, eine bessere GPS Empfangseinheit. Dann werden die Zeitgebung und die Zeitdaten der absoluten Zeit, die durch die ausgewählte GPS Empfangseinheit gemessen werden, überlagert, um ein Überlagerungssignal zu erzeugen.
  • In einigen Fällen kann die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 die Zeitdaten der GPS Empfangseinheit 260 einer anderen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 durch das Kommunikationsnetzwerk 234 (das Wide Area Netzwerk 258) empfangen. Dann sendet die Steuerungsvorrichtung 232a1 die empfangenen Zeitdaten an die Messeinheit 303 für die genaue Zeit über die Licht-Elektrizitäisumwandlungseinheit 305 und das optische Kommunikationskabel 304, wodurch es möglich wird, die Zeitdaten, die durch die Messeinheit für die genaue Zeit 303 gesammelt werden, mit den gesendeten Zeitdaten zu vergleichen.
  • Gemäß dieser Modifikation, durch Bereitstellen der mehreren GPS Empfangsantennen und GPS Empfangseinheiten, wenn ein Fehler in einer GPS Empfangsantenne oder einer GPS Empfangseinheit auftritt, oder wenn die GPS Empfangseinheit kein GPS Signal in dem Anfangszustand empfangen kann, ist es möglich, eine Zeitgebung und Zeitdaten der absoluten Zeit auszuwählen, die durch die restlichen GPS Empfangsantennen und GPS Empfangseinheiten gemessen werden, um die ausgewählte Zeitgebung und die Zeitdaten der absoluten Zeit zu verwenden. Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem weiter zu verbessern.
  • 52 zeigt ein Diagramm, das eine vierte Modifikation des achtzehnten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • In dieser Modifikation sind die GPS Empfangsantenne und die GPS Empfangseinheit gemäß 51 nicht in einer Multistruktur gebildet. Die Messeinheit für die genaue Zeit ist in einer Multi-Struktur gebildet (eine Doppelstruktur wird jetzt beschrieben).
  • Wie in 52 gezeigt, ist ein Schutzsteuerungssystem gemäß dieser Modifikation für das elektrische Energiesystem bereitgestellt mit einer Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, die eine Struktur aufweist, die gewonnen wird durch Weglassen des GPS Empfangsmoduls 240 (GPS Empfangseinheit 260 und GPS Empfangsantenne 240a) von der in 32 gezeigten Hardwarekonfiguration; mit einer ersten Messeinheit 320a1 für die genaue Zeit, die eine erste GPS Empfangseinheit 260a1, eine erste GPS Empfangsantenne 240a1, eine erste Überlagerungseinheit 303a1 und eine erste Elektrizitäts-Lichtumwandlungseinheit 303b1, die darauf montiert ist, aufweist; mit einer zweiten Messeinheit 320a2 für die genaue Zeit, die eine zweite GPS Empfangseinheit 260a2, eine zweite GPS Empfangsantenne 240a2, eine zweite Überlagerungseinheit 303a2 und eine zweite Elektrizitäts-Lichtumwandlungseinheit 303b2, die darauf montiert ist, aufweist; mit einem ersten optischen Kommunikationskabel 304a1 zum Verbinden der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 und der ersten Messeinheit 320a1 für die genaue Zeit miteinander derart, dass eine Kommunikation in einem elektrisch isoliertem Zustand ermöglicht wird; und mit einem zweiten optischen Kommunikationskabel 304a2 zum Verbinden der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 und der zweiten Messeinheit 320a2 für die genaue Zeit derart, dass eine Kommunikation in einem elektrisch isolierten Zustand ermöglicht wird.
  • Die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 ist bereitgestellt mit der Datenerfassungseinheit 241, der Empfangseinheit 242, der Programmmodulausführungseinheit 243, der Speichereinheit 244 und der Sendeeinheit 245 (weggelassen in 52). Darüber hinaus ist die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 bereitgestellt mit einer ersten und zweiten Licht-Elektrizitätsumwandlungseinheit 305a1 und 305a2, die mit dem ersten und zweiten optischen Kommunikationskabel 304a1 und 304a2 jeweils derart verbunden sind, dass eine Kommunikation erlaubt wird, und die die optischen Daten basierend auf dem ersten und zweiten Überlagerungssignal H1 und H2, die jeweils durch das erste und zweite optische Kommunikationskabel 304a1 und 304a2 gesendet werden, in die elektrischen ersten und zweiten Überlagerungssignale H1 und H2 jeweils umwandeln. Darüber hinaus ist eine Absolutzeittrenneinheit 321 in der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 bereitgestellt zum Trennen des ersten und zweiten Überlagerungssignals H1 und H2, die von den Umwandlungsprozessen der ersten und zweiten Licht-Elektrizitätsumwandlungseinheit 305a1 und 305a2 gewonnen werden, in erste Daten (erste Zeitgebung und erste Zeitdaten) der ersten absoluten Zeit t1 und zweite Daten (zweite Zeitgebung und zweite Zeitdaten) der zweiten absoluten Zeit t2, um das erste und zweite Signal zu erzeugen, die jeweils die erste und zweite absolute Zeit t1 und t2 angeben.
  • In dieser Modifikation, das die oben genannte Struktur aufweist, trennt die Absolutzeittrenneinheit 321 das erste und zweite Überlagerungssignal H1 und H2, die durch die erste und zweite Messeinheit 320a1 und 320a2 für die genaue Zeit gemessen werden, und durch das erste und zweite optische Kommunikationskabel 304a1 und 304a2 und den ersten und zweiten Licht-Elektrizitätsumwandlungsbereich 305a1 und 305a2 gesendet werden, jeweils in erste und zweite Daten, wodurch das erste und zweite Signal erzeugt werden, die die erste und zweite absolute Zeit t1 und t2 angeben.
  • Die Absolutzeittrenneinheit 321 prüft die Gültigkeit der ersten und zweiten Zeitgebung bezüglich der erzeugten ersten und zweiten absoluten Zeit t1 und t2 und die Gültigkeit der ersten und zweiten Zeitdaten bezüglich der ersten und zweiten absoluten Zeit t1 und t2. Folglich wählt die Absolutzeittrenneinheit 321 die bessere Messeinheit für die genaue Zeit, um die Zeitgebung und die Zeitdaten der ausgewählten Messeinheit für die genaue Zeit zu verwenden.
  • In dieser Modifikation, durch Bereitstellen einer Mehrzahl von Messeinheiten für die genaue Zeit, wenn ein Fehler in der GPS Empfangsantenne oder GPS Empfangseinheit einer Messeinheit für die genaue Zeit auftritt oder die GPS Empfangseinheit das GPS Signal in dem Anfangszustand nicht erfassen kann, werden die Zeitgebung und die Zeitdaten, die durch die restliche Messeinheit für die genaue Zeit gemessen werden, ausgewählt um verwendet zu werden. Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem weiter zu verbessern.
  • (Neunzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem 350 für ein elektrisches Energiesystem gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf 53 beschrieben.
  • Wie in 53 gezeigt, hat jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 des Schutzsteuerungssystems 350 für das elektrische Energiesystem eine Funktionsblockkonfiguration gemäß 31. Darüber hinaus ist jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 bereitgestellt mit, zusätzlich zu dem GPS Empfangsmodul 240 zum Empfangen eines GPS Signals, das von den Satelliten L gesendet wird, um die absolute Zeit zu messen, mit einer Messeinheit 351 für eine genaue Zeit zum Empfangen von Grundwellen (eine Welle, die sich entlang der Masse ausbreitet (GW, um die erfasste Zeit basierend auf der Grundwelle zu korrigieren. Folglich kann eine genaue Zeit mit einer Genauigkeit im Wesentlichen gleich der absoluten Zeit und ohne Phasendifferenz erhalten werden.
  • Die Grundwelle zur Verwendung in der Messeinheit 351 für die genaue Zeit ist beispielhaft verkörpert durch JG2AS, das von Tukuba City Ibaraki, Japan, gesendet wird. Die oben genannte Welle ist eine lange Welle, die ständig Zeitinformation übermittelt. Wenn die Grundwelle von einer Position gesendet wird, wird Zeitinformation (die genaue Zeit der Grundwelle) mit einer Verzögerung gemäß dem Abstand von der Wellenquelle zu den digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 empfangen. Folglich erfolgt eine Phasendifferenz verglichen mit der definierten genauen Zeit, die die Genauigkeit von einer Mykrosekunde aufweist.
  • Die Messeinheit 351 für die genaue Zeit ist bereitgestellt mit einem Grundwellenzeitinformationsempfangsmodul 351a zum Empfangen der Zeitinformation, die durch die Grundwelle übertragen wird; und mit einem Zeitinformationsphasenkorrekturmodul 351b zum Messen der Abweichung der Phase (Phasendifferenz) zwischen der absoluten Zeit, die durch das GPS Empfangsmodul 240 empfangen wird, und der genauen Zeit der Grundwelle, die von der Grundwellenzeitinformationsempfangseinheit 351a empfangen wird. Gemäß der gemessenen Phasendifferenz wird die Phase der genauen Zeit der Grundwelle, die durch die Grundwellenzeitinformationsempfangseinheit 351a empfangen wird, korrigiert, um eine genaue Zeit zu erzeugen, die eine Genauigkeit von ungefähr der absoluten Zeit hat.
  • 54 zeigt ein Diagramm, das die Hardwarekonfiguration zum Realisieren der Funktionsblöcke des Schutzsteuerungssystems 350 gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das elektrische Energiesystem gemäß 53 zeigt.
  • Wie in 54 gezeigt, ist jede der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 bereitgestellt mit einer Grundwellenzeitinformationsempfangseinheit (eine Grundwellenempfangseinheit) 351a, die mit einem Bus 5 derart verbunden ist, dass eine Datenkommunikation in den jeweiligen Vorrichtungen ermöglicht wird mit Elementen (der digitalen Verarbeitungseinheit 3 und dergleichen).
  • Folglich empfängt die Grundwellenzeitinformationsempfangseinheit 351a Information der Zeit der Grundwelle (die genaue Zeit der Grundwelle), die von Tukuba City gesendet wird, um die empfangene genaue Zeit der Grundwelle an die CPU 265 der digitalen Verarbeitungseinheit 3 zu übertragen.
  • Die anderen Funktionsblockkonfigurationen dieses Ausführungsbeispiels und die Hardwarekonfiguration zur Realisierung der Funktionsblockkonfiguration sind ähnlich zu denen gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel gemäß 31 und 32. Folglich werden ähnliche Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel, wenn das GPS Empfangsmodul 240 (die GPS Empfangsantenne 240a und die GPS Empfangseinheit 260a, die normal betrieben werden, die CPU 265 jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 den Prozess zum Erfassen (Sammeln) der Elektrische-Größe Daten durchführt, sind die Prozesse zum Hinzufügen der absoluten Zeit und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse ähnlich zu denen gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel gemäß der absoluten Zeit, die durch die GPS Empfangseinheit 260 übertragen wird. Die Phasendifferenz zwischen der absoluten Zeit und der genauen Zeit der Grundwelle, die von der Grundwellenzeitinformationsempfangseinheit 351a empfangen wird, wird immer durch die CPU 265 zu jeder Zeit gemessen. Dann werden die gemessenen Daten (die Phasendifferenz bei jedem Zeitpunkt) durch den Speicherprozess der CPU 265 in dem RAM 266 gespeichert.
  • Wenn die absolute Zeit nicht von der GPS Empfangseinheit 260 übertragen wird aufgrund eines Fehlers oder dergleichen der GPS Empfangseinheit 260, oder wenn die absolute Zeit, die von der GPS Empfangseinheit 260 übertragen wird, offensichtlich abweicht von der genauen Zeit der Grundwelle, die von der Grundwellenzeitinformationsempfangseinheit 351a gesendet wird, überträgt die CPU 265 eine Tatsache, dass das GPS Empfangsmodul 240 (die GPS Empfangseinheit 260) der eigenen Vorrichtung fehlerhaft ist (Fehlerempfang der GPS) an die andere Schutzsteuerungsvorrichtung (232a1 → 232a2, 232a2 → 232a1) oder an die Anzeige/Operations-Einheit 233 über das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen. Darüber hinaus liest die CPU die Phasendifferenz entsprechend der genauen Zeit der Grundwelle, die von der Grundwellenzeitinformationsempfangseinheit 351a gesendet wird, um die Phase der genauen Zeit der Grundwelle zu korrigieren, indem eine entsprechende Phasendifferenz, die aus dem RAM 266 ausgelesen wird, verwendet wird, wodurch eine genaue Zeit mit einer Genauigkeit ähnlich der der absoluten Zeit erzeugt wird.
  • Die CPU 265 führt den Prozess zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten durch, den Prozess zum Hinzufügen der absoluten Zeit und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse ähnlich gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit der erzeugten genauen Zeit.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, selbst wenn das GPS Empfangsmodul (die GPS Empfangseinheit oder dergleichen) zum Messen der absoluten Zeit fehlerhaft ist oder das GPS Signal nicht genau empfangen werden kann in Abhängigkeit von dem Zustand des Betriebs der Satelliten oder eines Zustands der Ionisphäre über der Erde, verwenden die digitalen Schutzsteuerungsvor richtungen 232a1 und 232a2 die Grundwelle, die von der Grundwellenzeitinformationsempfangseinheit 351a empfangen wird, um den Fehler zu detektieren (den Fehlerempfang des GPS Signals). Dann korrigieren die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1, 232a2 unter Verwendung der Phasendifferenz zwischen der genauen Zeit der Grundwelle, die gemessen wurde, und der absoluten Zeit, die genaue Zeit basierend auf der Grundwelle, um die genaue Zeit zu erzeugen, die eine hervorragende Genauigkeit ähnlich der absoluten Zeit aufweist.
  • Als ein Ergebnis, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, selbst wenn die genaue absolute Zeit nicht von dem GPS Empfangsmodul (der GPS Empfangseinheit) gewonnen werden kann, aufgrund eines Fehlers der GPS Empfangseinheit oder eines fehlerhaften Empfangs des GPS Signals, ist es möglich, den Prozess zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten durchzuführen, den Prozess zum Hinzufügen der absoluten Zeit und die Schutzsteuerungsprozesse unter Verwendung der korrigierten genauen Zeit, die auf der Grundwelle basiert. Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem weiter zu verbessern.
  • (Zwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem gemäß einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein elektrisches Energiesystem wird jetzt unter Bezugnahme auf 55 beschrieben.
  • Zusätzlich zu den Funktionsblockkonfigurationen, wie in 31 gezeigt, sind die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 des Schutzsteuerungssystems 360, wie in 55 gezeigt, für das elektrische Energiesystem bereitgestellt mit zusätzlich zu dem GPS Empfangsmodul 240 zum Empfang des GPS Signals, das von den Satelliten L gesendet wird, zum Messen der absoluten Zeit, einer Austauschmesseinheit 361 zum Korrigieren der realen Zeit, die als Austauschzeit für die absolute Zeit erfasst wird, um die genaue Zeit zu messen.
  • Die Austauschzeitmesseinheit 361 ist bereitgestellt mit einem Austauschzeiterzeugungsmodul 361a zum Erzeugen einer Austauschechtzeit für die absolute Zeit; und mit einem Austauschzeitkorrekturmodul 361b zum Korrigieren der Zeitdifferenz zwischen der absoluten Zeit, die von dem GPS Empfangsmodul 240 empfangen wird, und der Echtzeit, die durch das Austauschzeiterzeugungsmodul 361a erzeugt wird, um die Austauschzeit zu erzeugen.
  • Als Hardwareelemente zum Ausführen des Prozesses des Austauschzeiterzeugungsmoduls 361a sind die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 gemäß 32 bereitgestellt mit einer Zeiterzeugungsschaltung (nicht gezeigt), die mit dem Bus 5 derart verbunden ist, dass eine Kommunikation mit den Elementen (die digitale Verarbeitungseinheit 3 und dergleichen) in den jeweiligen Vorrichtungen ermöglicht wird. Die Zeiterzeugungsschaltung hat einen genauen Takt zur Lieferung eines Zeitgebungssignals und Zeitdaten, die durch den Takt erzeugt werden, an die CPU 265.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn das GPS Empfangsmodul 240 (die GPS Empfangsantenne 240a und die GPS Empfangseinheit 260) normal betrieben werden, führt die CPU 265 jeder der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 den Prozess durch zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten, den Prozess zum Hinzufügen der absoluten Zeit und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse ähnlich zu denen gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit der absoluten Zeit, die durch die GPS Empfangseinheit 260 gesendet wird. Gemäß der absoluten Zeit fuhrt die CPU 265 den Prozess durch zum Korrigieren der Echtzeit, die durch das Austauschzeiterzeugungsmodul 361a erzeugt wird.
  • Wenn eine Übertragung der absoluten Zeit vorübergehend unterbrochen wird von der GPS Empfangseinheit 260 aufgrund eines Zustands des Betriebs der Satelliten, überträgt die CPU 265 eine Tatsache, dass das eigene GPS Empfangsmodul 240 (die GPS Empfangseinheit 260) in einem fehlerhaften Zustand ist, um GPS zu empfangen, an die anderen Schutzsteuerungsvorrichtungen (232a1 → 232a2, 232a2 → 232a1) durch das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen. Gemäß der korrigierten Austauschzeit führt die CPU 265 den Prozess durch zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten, den Prozess zum Hinzufügen der absoluten Zeit und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn der Empfang des GPS Signals vorübergehend verhindert wird aufgrund eines Zustands des Betriebs der Satelliten oder des Zustands der Ionisphäre über der Erde, und der fehlerhafte Empfang des GPS Signals vorübergehend defekt ist, korrigieren die digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 die reale Zeit (Echtzeit), die durch das Austauschzeiterzeugungsmodul 361a erzeugt wird, um die Austauschzeit zu erzeugen, wodurch der Prozess zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten, der Prozess zum Hinzufügen der absoluten Zeit und die Schutzsteuerungsoperationsprozesse durchgeführt werden.
  • Folglich ist es möglich, die Zuverlässigkeit des Schutzsteuerungssystems für das elektrische Energiesystem noch weiter zu verbessern.
  • Wenn die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 einen fehlerhaften Empfang des GPS Signals antrifft, kann der fehlerhafte Empfang des GPS Signals an die andere Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 und die Anzeige/Operationseinheit 233 übertragen werden. Wenn der fehlerhafte Empfang des GPS Signals für eine vorbestimmte Zeit oder länger andauert aufgrund des Defekts, der verursacht wird durch einen Fehler der GPS Empfangseinheit 260, bestimmt die andere Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2, dass die gebildete Synchronisation verloren wurde, um einen vorbestimmten Prozess durchzuführen (wenn eine Mehrzahl von Schutzsteuerungsvorrichtungen existiert, zusätzlich zu den Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2, ein Prozess zum Synchronisieren der mehreren Schutzsteuerungsvorrichtungen ausgenommen für die Schutzsteuerungsvorrichtung, die den fehlerhaften Empfang des GPS Signals aufweist, um den Prozess zum Sammeln der Elektrische-Größe Daten fortzusetzen).
  • Einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel
  • Die Funktionsblockkonfiguration eines Schutzsteuerungssystems 280A für ein elektrisches Energiesystem, gemäß dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, ist ähnlich gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel, wie in 36 gezeigt. Folglich wird der Aufbau von der Beschreibung weggelassen. Die Hardwarekonfiguration zum Realisieren der Funktionsblockkonfiguration gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ähnlich dem gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, wie in 32 gezeigt. Folglich wird die ähnliche Hardwarekonfiguration von der Beschreibung weggelassen.
  • Es wird angenommen, dass in diesem Ausführungsbeispiel ein Systemstörfall in einer Einrichtungsvorrichtung (Energieübertragungsleitungsende RB), die zu schützen ist, durch die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 auftritt. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt eine Annahme, dass die CPU 265 der digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 beispielsweise die Prozesse gemäß den Schritten S40 bis S46, wie in 37 gezeigt, durchführt, um den Störfall zu detektieren, gefolgt durch ein Durchführen der Schutzsteuerungsoperationsprozesse enthaltend den Prozess zum Ausgeben eines Befehls zum Auslösen des Unterbrechers.
  • Wenn die benachbarte Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 zu der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 den Schutzsteuerungsbetrieb durchführt, wird eine Änderung eines Zustands einer Einrichtungsvorrichtung, beispielsweise des Energieübertragungsleitungsendes RA des elektrischen Energiesystems, das durch die Vorrichtung 232a1 zu schützen ist, verursacht. Jedoch gibt es einige Fälle, bei denen der Schutzsteuerungsbetrieb (die Operation des Unterbrechers) nicht durchgeführt wird. Einer dieser Fälle, wo nur ein einzelnes Relaissoftwaremodul (beispielsweise eine Störfalldetektionsrelaissoftwaremodul) betrieben wird.
  • Wenn die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 die Änderung der erzeugten Zustandsgrößen gemäß der Änderung der Elektrische-Größe Daten (Di1 → Di1A) detektiert (Schritt S50 in 56), sammelt die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 die Elektrische-Größe Daten Di2' der benachbarten Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a2 durch das Kommunikationsnetzwerk 234 (das Wide Area Netzwerk 258) und dergleichen (Schritt S51). In Übereinstimmung mit den Energieübertragungsleitungskonstanten (die Selbstimpedanzen) der Systemeinrichtungsvorrichtung (das Energieübertragungsleitungsende RA) bezüglich der eigenen Vorrichtung 232a1, die in dem RAM 266 gespeichert sind, dem wechselseitigen Einfluss (Energieübertragungsleitungskonstanten; wechselseitige Impedanzen) der zwei Systemeinrichtungsvorrichtungen (die Energieübertragungsleitungsenden RA und RB) und der gesammelten Elektrische-Größe Daten Di2', erhält die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 die Zustandsänderung (Di1 → Di1B) der eigenen Vorrichtung 232a1 in Antwort auf die Zustandsänderung der benachbarten Vorrichtung 232a2 (Schritt S52).
  • Die CPU 265 der Vorrichtung 232a1 bestimmt, ob die detektierte Änderung in den Elektrische-Größe Daten (Di1 → Di1A) den Bereich der Änderung (Di1 → Di1B) in den Elektrische-Größe Daten erfüllt basierend auf den Elektrische-Größe Daten Di2' der benachbarten Vorrichtung 232a2 und der Energieübertragungsleitungskonstanten, die als Ergebnis des Prozesses in Schritt S52 gewonnen werden (Schritt S53).
  • Es wird angenommen, dass |Di1 – Di1A| < |Di1 – Di1B| eine bejahende Bestimmung in Schritt S53 erfolgt. Folglich bestimmt die CPU 265, dass die Änderung der Elektrische-Größe Daten der eigenen Vorrichtung 232a1 verursacht wird von einem Einfluss der Schutzsteuerungsoperation der benachbarten Vorrichtung 232a2 für die Systemeinrichtungsvorrichtung (Schritt S54). Dann wird der Betrieb verschoben zu Schritt 556.
  • Wenn |Di1 – Di1A| ≥ |Di1 – Di1B|, dann erfolgt eine negative Bestimmung in Schritt 553. Folglich bestimmt die CPU 265, dass die Änderung der Elektrische-Größe Daten der eigenen Vorrichtung 232a1 verursacht wird von einem anderen Systemstörfall (einem Vielfachstörfall) der Systemeinrichtungsvorrichtung (das Energieübertragungsleitungsende RA), das zu schützen ist, durch die eigene Vorrichtung 232a1. Folglich führt die CPU 265 Schutzsteuerungsoperationsprozesse durch enthaltend einen Prozess zum Ausgeben eines Auslösebefehls für den Unterbrecher (Schritt S55).
  • Dann sendet die CPU 265 ein Ergebnis der Bestimmung in Schritt S54 oder Schritt S55 an die Anzeige/Operations-Einheit 233 durch das Kommunikationsnetzwerk 234 (das Wide Area Netzwerk 256 und dergleichen) (Schritt S56). Dann wird der Prozess abgeschlossen.
  • Wie oben beschrieben, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn ein Störfall in einer nahen (beispielsweise benachbarten) Schutzsteuerungsvorrichtung auftritt und kein Störfall detektiert wird trotz der Erzeugung einer Änderung der Elektrische-Größe Daten, die in der eigenen Vorrichtung auftreten, werden die Elektrische-Größe Daten, die durch die benachbarte Schutzsteuerungsvorrichtung gesammelt werden, und die vorherigen gemessenen Energieübertragungsleitungskonstanten verwendet, um zu bestimmen, ob die Änderung der Elektrische-Größe Daten der eigenen Schutzsteuerungsvorrichtung verursacht wird von dem Einfluss der Schutzsteuerungsoperation der benachbarten Schutzsteuerungsvorrichtung. Folglich kann ein weiteres zuverlässiges Schutzsteuerungssystem für ein elektrisches Energiesystem bereitgestellt werden.
  • (Zweiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Die Funktionsblockkonfigurationen des Schutzsteuerungssystems 230B für das elektrische Energiesystem gemäß dem zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel und die Hardwarekonfiguration zur Realisierung der Funktionsblockkonfiguration sind ähnlich zu denen gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, wie in den 31 und 32 gezeigt.
  • Speziell speichert die Programmmodulspeichereinheit 250 ein viertes Programmmodul, das in der Lage ist, beispielsweise die gesetzten Werte dynamisch zu ändern, wie beispielsweise die Einstellungswerte der jeweiligen Relaissoftwaremodule, was relativ ist zu der Schutzsteuerungsoperation.
  • Folglich werden die ähnlichen Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • Wie in den 31 und 32 gezeigt, wenn eine Änderungsinformation (Abfrage) in das elektrische Energiesystem (beispielsweise eine Änderung der Systemeinrichtungsvorrichtung, die zu schützen ist) eingegeben wird durch einen Fernüberwachungsoperator unter Verwendung der Eingabeeinheit 274 der Anzeige/Operations-Einheit 233, oder wenn die Änderungsinformation in dem elektrischen Energiesystem detektiert wird durch die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 oder die Anzeige/Operations-Einheit 233, kommuniziert die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 oder die Anzeige/Operations-Einheit 233 die Änderungsinformation in dem System an die andere Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 durch das Kommunikationsnetzwerk 234 (das Wide Area Netzwerk 258 und dergleichen).
  • Zu diesem Zeitpunkt lädt die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 beispielweise das vierte Programmmodul, das von der Anzeige/Operations-Einheit 233 gesendet wird, durch das Kommunikationsnetzwerk 234 und dergleichen, so dass selbiges ausgeführt wird, wodurch eine dynamische Änderung der Einstellungswerte der eigenen Vorrichtung 232a1 basierend auf dem vierten Programmmodul durchgeführt wird.
  • Wenn das vierte Programmmodul zum dynamischen Einstellen der Einstellungswerte, um der Änderung der Systemeinrichtungsvorrichtung zu entsprechen, vorher in die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 heruntergeladen wird, wird das vierte Programmmodul durch die Vorrichtung 232a1 ausgeführt, um die Einstellungswerte der eigenen Vorrichtung 232a1 dynamisch zu ändern.
  • Als ein Ergebnis ist beispielsweise die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 in der Lage, die Einstellungswerte gemäß der Änderung der Systemeinrichtungsvorrichtung, die durch die andere Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 oder die Anzeige/Operations-Einheit 233 detektiert worden ist, selbst während eines herkömmlichen Betriebs dynamisch zu ändern.
  • (Dreiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Die Funktionsblockkonfiguration eines Schutzsteuerungssystems 230C für ein elektrisches Energiesystem gemäß dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und die Hardwarekonfiguration zur Realisierung der Funktionsblockkonfiguration sind ähnlich zu denen gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, wie in den 31 und 32 gezeigt. Folglich werden die ähnlichen Strukturen von der Beschreibung weggelassen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass die Anzahl der Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen gleich n ist.
  • Wie in den 31 und 32 gezeigt, sammelt eine vorbestimmte Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 eine Mehrzahl von Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 bis 232an Elektrische-Größe Daten durch das Kommunikationsnetzwerk 234, die Zustandsgrößen des elektrischen Energiesystems 231 angeben, von den Schutzsteuerungsvorrichtungen 232ak bis 232an von denen eine Abnormalität bezüglich eines Störfalls detektiert wird, wobei die jeweiligen Elektrische-Größe Daten der Vorrichtungen 232ak bis 232an zu der jeweiligen absoluten Zeit hinzugefügt werden, bei der die Abnormalität für die jeweilige Vorrichtung 232ak bis 232an detektiert worden ist.
  • Zu diesem Zeitpunkt ist die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 in der Lage gemäß den Elektrische-Größe Daten Dik (tk) bis Din (tn), die jeweils die absolute Zeit haben und durch jede Vorrichtung 232ak bis 232an bei dem Störfall gesammelt werden, genau die Differenz (ein Verzögerungszustand) von Abnormalitätsdetektionszeitgebungen zwischen jeder Vorrichtung 232ak bis 232an zu gewinnen.
  • Wenn ein Störfall (eine Abnormalität) in einer Energieübertragungsleitung auftritt, ist die Schutzsteuerungsvorrichtung nahe der Position, bei der die Abnormalität auftritt, in der Lage sofort das abnormale Phänomen zu beobachten.
  • Da die Ausbreitung der Abnormalität durch die Energieübertragungsleitung eine Zeitverzögerung hat, können die Vorrichtungen, die von der Position, bei der die Abnormalität auftritt, entfernt sind, die Abnormalität beobachten, jedoch sind die Startzeitgebungen der Beobachtung des abnormalen Phänomens der jeweiligen Vorrichtungen verzögert gemäß dem Abstand zwischen der Abnormalitätsauftrittsposition und der jeweiligen Vorrichtungen.
  • Folglich ist die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 in der Lage, den Abstand des Störfallpunkts zu schätzen gemäß der störfalldetektierten Zeit tk bis tn, enthaltend in den Elektrische-Größe Daten Dik (tk) bis Din (tn), die jeweils die absolute Zeit haben, zu welcher der Störfall detektiert worden ist. Darüber hinaus kann der Grund der Abnormalität geschätzt werden gemäß einem Zustand der Verzögerung der störfalldetektierten Zeit, die den Zustand der Ausbreitung des abnormalen Phänomens angibt.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wenn eine Abnormalität auftritt, kann der Abstand des Störfallpunkts und die Ursache der Abnormalität geschätzt werden gemäß den Elektrische-Größe Daten, die die absolute Zeit der Detektion der Abnormalität aufweisen und die von einer Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen bezüglich des Störfalls gesammelt worden sind. Gemäß dem Ergebnis der Schätzung ist es also möglich wirkungsvoll einen Störfallpunktlokalisierungsprozess und einen Abnormalitätsursachendetektionsprozess durchzuführen.
  • (Vierundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Schutzsteuerungssystem 365 gemäß einem vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel für ein elektrisches Energiesystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf 57 beschrieben.
  • Wie in 57 gezeigt, ist zusätzlich zu der Funktionsblockkonfiguration gemäß 31 das Schutzsteuerungssystem 365 für das elektrische Energiesystem bereitgestellt mit einem zweiten Kommunikationsnetzwerk 366, das individuell von dem Kommunikationsnetzwerk 234 bereitgestellt wird zum Übertragen der elektrischen Größen und des Schutzsteuerungsbefehls zwischen dem elektrischen Energiesystem 231 und jeder der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2.
  • Das zweite Kommunikationsnetzwerk 366 ist ein Hochgeschwindigkeitskommunikationsnetzwerk zum Sammeln von analogen elektrischen Größen (Rohdaten) des elektrischen Energiesystems 231 anstelle herkömmlicher bestimmter Leitungen. Das zweite Kommunikationsnetzwerk 366 ermöglicht einer Mehrzahl von benachbarten Schutzsteuerungsvorrichtungen Daten des elektrischen Energiesystems 231 zu sammeln, ohne dass es notwendig ist, das Kommunikationsnetzwerk 234 zu verwenden.
  • Jede der Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1 und 232a2 ist bereitgestellt mit einer Kommunikationseinheit (eine Schnittstellenschaltung) 367 zum Übertragen der elektrischen Größen und der Betriebsbefehle zwischen dem zweiten Kommunikationsnetzwerk 366 und der Datenerfassungseinheit 241 (die Analog-Digital Umwandlungseinheit 2 von einem Betrachtungspunkt der Hardware aus) und der Programmmodulausführungseinheit 243 (die I/O Schnittstelle 4 von einem Betrachtungspunkt der Hardware aus).
  • Wenn ein vorbestimmter Sensor 231a des elektrischen Energiesystems 231 und die Schutzsteuerungsvorrichtung (beispielsweise 232a1) miteinander durch eine bestimmte Leitung verbunden sind, und die andere Schutzsteuerungsvorrichtung (beispielsweise 232a2) Information des Sensors 231a verwendet, müssen die Daten des Sensors durch die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 gesammelt werden, für die der Sensor 231a verbunden ist, und das Kommunikationsnetzwerk 234. Da Rohdaten (die elektrischen Größen) des Sensors 231a immer und kontinuierlich gesammelt werden müssen, muss das Kommunikationsnetzwerk 234 eine sehr schwere Kommunikationslast tragen. Darüber hinaus muss die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1, mit der der Sensor 231a verbunden ist, immer Daten des Sensors 231a an das Kommunikationsnetzwerk 234 ausgeben. Folglich wird die Verarbeitungseffizienz der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 zerstört.
  • Jedoch ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel das Sammeln der elektrischen Größen des elektrischen Energiesystems 231 durch das zweite Kommunikationsnetzwerk 366. Folglich ist die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a2 in der Lage, direkt Information des Sensors 231a durch das Kommunikationsnetzwerk 234 zu gewinnen.
  • Folglich wird der herkömmliche Prozess, der für die Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 erforderlich ist, mit der der Sensor 231a verbunden ist, um die Information des Sensors zu übertragen, überflüssig. Entsprechend kann die Verarbeitungseffizienz der Schutzsteuerungsvorrichtung 232a1 signifikant verbessert werden.
  • Selbst wenn das elektrische Energiesystem 231 eine große Anzahl an Einrichtungsvorrichtungen enthält, wie den Sensor 231a zum Erfassen der elektrischen Größen, und die Einrichtungsvorrichtungen zum Betreiben anderer Einrichtungsvorrichtungen, ist eine große Anzahl von Einrichtungsvorrichtungen und Schutzsteuerungsvorrichtungen 232a1, 232a2 miteinander durch ein Kommunikationsnetzwerk 366 verbunden. Folglich können die Kosten der Vielfachheit von be stimmten Leitungen in dem Schutzsteuerungssystem reduziert werden und die Operationen zum Verbinden der bestimmten Leitungen können weggelassen werden. Folglich ist es möglich, ein Ausmaß der Operation des Aufbaus des Schutzsteuerungssystems und die Kosten des Schutzsteuerungssystems zu reduzieren.
  • In jedem der Ausführungsbeispiele neun bis sechzehn und achtzehn bis vierundzwanzig sind die zwei digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen für das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem bereitgestellt für die zwei elektrischen Energiestationen. In dem siebzehnten Ausführungsbeispiel sind die zwei digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen für eine von den zwei elektrischen Stationen bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangegangenen Strukturen beschränkt. Eine Mehrzahl von digitalen Schutzsteuerungsvorrichtungen kann für eine Mehrzahl von elektrischen Energiestationen jeweils bereitgestellt werden.
  • In dem ersten bis achtzehnten Ausführungsbeispiel und dem zwanzigsten bis vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel ist ein GPS Empfangsmodul (die GPS Empfangseinheit) bereitgestellt für die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung. Die GPS Empfangseinheit empfängt die GPS Signale, die von einer Mehrzahl von Satelliten gesendet werden, auf denen jeweils eine Atomuhr mit einer konstanten Moleküloszillation bereitgestellt sind, durch die GPS Empfangsantenne, um die GPS Signale zu decodieren. Folglich wird eine dreidimensionale Position der GPS Antenne gewonnen. Gemäß der gewonnenen dreidimensionalen Position wird eine Zeitdifferenz korrigiert, so dass die genaue absolute Zeit t (mit einer Genauigkeit von ungefähr 100 ns) gemessen wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Strukturen beschränkt. In dem Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem ist irgendeine Zeiterfassungseinheit (eine Schaltung) in der Lage, die genaue präzise Zeit mit einer Genauigkeit von 1 μs zu erfassen, enthaltend einen vorbestimmten Fehler, da die absolute Zeit in jeder Schutzsteuerungsvorrichtung bereitgestellt werden kann.
  • Das System gemäß dem neunzehnten Ausführungsbeispiel, das die Grundwelle detektiert zum Messen der genauen Zeit, kann in jeder der Schutzsteuerungsvorrichtungen beispielsweise bereitgestellt werden. Ein anderes System, das in der Lage ist die genaue Zeit (die absolute Zeit) zu detektieren, die gemessen wird durch Verwendung der Satelliten eines anderen Landes, ausgenommen für GPS, kann auf jeder der Schutzsteuerungsvorrichtungen montiert werden. Da das neunzehnte Ausführungsbeispiel die Struktur aufweist, dass die Messeinheit für die genaue Zeit die absolute Zeit verwendet, um die Phasendifferenz der genauen Zeit der Grundwelle zu korrigieren, wird vorzugsweise ein System zum Messen der absoluten Zeit verwendet.
  • In dem neunten bis vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel ist das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem bereitgestellt mit jeder digitalen Schutzsteuerungsvorrichtung zum schützenden Steuern des elektrischen Energiesystems. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Strukturen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann für ein Steuerungssystem verwendet werden, das jede digitale Schutzsteuerungsvorrichtung zum Steuern einer allgemeinen Industrieanlage aufweist (ein Industriesystem) oder eine öffentliche Anlage (öffentliches System).
  • Das allgemeine Industriesystem (die allgemeine Industrieanlage) ist beispielsweise eine Stahldrahtrollenanlage IP, wie in 58 gezeigt. Die Stahldrahtrollenanlage gemäß 58 ist mit drei Rollenwalzen (Maschinen) 401a1 bis 401a3 bereitgestellt zum aufeinanderfolgenden Aufrollen eines Stahlelements (ein Produkt) mit einem Draht (Schiene) Form, das erhitzt und von einem Heizofen 400 in drei Schritten geliefert wird. Das Produkt, das durch die Rollwalzen 401a1 bis 401a3 sequenziell gerollt wird, wird durch eine Wickelmaschine 402 aufgerollt, die an dem Endschritt (Position) angeordnet ist.
  • Die Stahldrahtrollanlage IP ist eine verlängerte Anlage, die sich über eine Strecke von einem Kilometer bis mehreren Kilometern von dem Heizofen 400 oder der Rollwalze 401a1 bei einem ersten Rollstand RS1 zu der Spulenwickelmaschine 402 erstreckt, die an dem Endschritt der Anlage durch die zweite Rollwalze 401a2 an dem zweiten Rollstand RS2 und eine dritte Rollwalze 401a3 an einem dritten Rollstand RS3 angeordnet ist.
  • In der herkömmlichen Stahldrahtrollanlage IP sind Steuerungsvorrichtungen (die digitalen Steuerungsvorrichtungen) zum Steuern der entsprechenden Rollwalzen 401a1 bis 401a3 an den entsprechenden Rollständen RS1 bis RS3 jeweils angeordnet. Die oben genannten Steuerungsvorrichtungen sind miteinander durch ein sehr schnelles und bestimmtes Steuerungsnetzwerk verbunden, so dass die Steuerungsvorrichtungen die Rollwalzen 401a1 bis 401a3 in Kooperation miteinander steuern.
  • Die herkömmliche Stahldrahtrollanlage IP hat eine Verzögerung von ungefähr einigen Sekunden für jeden Rollenstand RS1 bis RS3, um das Produkt zu empfangen. Folglich, wenn Daten bezüglich des Rollprozesses von einer eigenen Steuerungsvorrichtung an eine andere Steuerungsvor richtung durch das bestimmte Steuerungsnetzwerk zwischen den jeweiligen Steuerungsvorrichtungen gesendet werden kann, können die Steuerungsvorrichtungen in Kooperation miteinander betrieben werden, um den Rollprozess durch die Rollwalzen 401a1 bis 401a3 in Kooperation miteinander durchzuführen.
  • Die herkömmliche Stahldrahtrollanlage IP muss die Zeitgebung zwischen den Rollwalzen 401a1 bis 401a3 anpassen, um einen Zeitfehler von ungefähr 1 Mykrosekunde zu realisieren. In dem herkömmlichen Aufbau werden keine Daten, die zwischen den Steuerungsvorrichtungen übertragen werden und sich auf den Rollprozess beziehen, zu der Zeitinformation mit einer hohen Genauigkeit von im Wesentlichen 1 Mykrosekunde hinzugefügt. Folglich ist es schwierig, die Zeitgebung zwischen den Rollwalzen 401a1 bis 401a3 genau einzustellen.
  • Folglich wird das Schutzsteuerungssystem gemäß jedem der neunten bis vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiele für das elektrische Energiesystem als Steuerungssystem für die Drahtrollanlage verwendet, so dass die Objekte der Steuerung von den elektrischen Energiesystemen zu den Rollwalzen geändert werden. Jede digitale Schutzsteuerungsvorrichtung wird also als Steuerungsvorrichtung für jede Rollwalze verwendet. Folglich kann die genaue Zeit mit einer Genauigkeit von ungefähr einigen Mykrosekunden zu den Daten hinzugefügt werden, die den Rollprozess betreffen und zwischen den Steuerungsvorrichtungen übertragen werden, indem die absolute Zeit gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Als ein Ergebnis kann die Zeitgebungseinstellung der Rollwalzen 401a1 bis 401a3 genau durchgeführt werden mit einem kleinen Zeitfehler oder mit einer Genauigkeit von einigen Mykrosekunden. Als Ergebnis ist es möglich, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Rollprozesses der Stahldrahtrollanlage zu verbessern.
  • Das öffentliche System (die öffentliche Anlage) ist beispielsweise eine Wasserliefer/Versorgungsanlage gemäß 59. Die Wasserliefer/Versorgungsanlage WP gemäß 59 ist bereitgestellt mit einer Wassereinlassseite 410 zum Einlassen von Wasser, das geliefert wird durch eine Pumpe einer Pumpenseite 411, um durch eine Sedimentationsstauseite 412 und eine Wasserreinigungsanlagen(seite) 413 gereinigt zu werden. Das Wasser wird an jeden Benutzer durch eine Wasserverteilungsseite 414 verteilt.
  • In der obigen Wasserliefer/Versorgungsanlage WP ist der Abstand zwischen den mehreren Verarbeitungsseiten (Seitenbereiche) von dem Wassereinlass 410 zu der Wasserverteilungsseite 414 durch die Pumpenseiten 411, den Sedimentationsstau 412 und die Wasserreinigungsanlage 413 ungefähr mit einigen Kilometern bis einigen zehnfachen Kilometern in manchen Fällen 100 Kilometer oder länger.
  • In der herkömmlichen Wasserliefer/Versorgungsanlage WP sind Steuerungsvorrichtungen (die digitalen Steuerungsvorrichtungen) bereitgestellt für die entsprechenden Seiten zum Steuern der entsprechenden Seiten. Die Steuerungsvorrichtungen sind über ein bestimmtes Netzwerk miteinander verbunden, so dass die Steuerungsvorrichtungen die entsprechenden Seiten in Kooperation miteinander steuern.
  • In der vorangegangenen Wasserliefer/Versorgungsanlage WP muss jede Steuerungsvorrichtung synchron mit einer anderen mit einer Genauigkeit von 1 Sekunde in Zeitintervallen von ungefähr 10 Sekunden arbeiten. Die Daten, die zwischen den herkömmlichen Steuerungssystemen übertragen werden, werden jedoch nicht mit Information bezüglich der Synchronisation hinzugefügt, die die oben genannte Genauigkeit von 1 Sekunde haben. Folglich ist es schwierig, die Operationen der Steuerungsvorrichtungen miteinander zu synchronisieren.
  • Folglich wird das Schutzsteuerungssystem gemäß jedem der neunten bis vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiele für das elektrische Energiesystem verwendet als ein System zum Steuern der Wasserliefer/Versorgungsanlage derart, dass das Objekt, das zu steuern ist, geändert wird von dem elektrischen Energiesystem zu den Seiten wie die Wasserreinigungsanlage. Die digitale Schutzsteuerungsvorrichtung wird als Steuerungsvorrichtung zum Steuern jeder Seite verwendet. Folglich kann die genaue Zeit, die eine Genauigkeit von ungefähr 1 Sekunde aufweist, zu den Daten hinzugefügt werden, die zwischen den Steuerungsvorrichtungen übertragen werden, indem die absolute Zeit gemäß beispielsweise dem neunten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Als ein Ergebnis können die Prozesse der Seiten 410 bis 414 miteinander in Intervallen von 10 Sekunden mit einer Genauigkeit von ungefähr 1 Sekunde synchronisiert werden. Folglich ist es möglich, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Wassereinlassprozesses, Wasserreinigungsprozesses und Wasserverteilungsprozesses der Wasserliefer/Versorgungsanlage zu verbessern.
  • Wie oben beschrieben, braucht das Schutzsteuerungssystem für das elektrische Energiesystem einfach eine Einheit zum Erfassen der absoluten Zeit oder einer genauen präzisen Zeit mit einer Genauigkeit von ungefähr 1 Mykrosekunde. Das Steuerungssystem zum Steuern der allgemeinen Industrieanlage und der öffentlichen Anlage benötigt einfach die Bereitstellung der Einheit zum Erfassen der genauen Zeit mit einer Genauigkeit, die für die entsprechende Anlage, die zu steuern ist, erforderlich ist.
  • Obwohl beschrieben wurde, was momentan als bevorzugtes Ausführungsbeispiel und Modifikationen der vorliegenden Erfindung betrachtet wird.

Claims (8)

  1. Steuersystem zum Steuern einer Anlage gemäß einem Zustandswert, der sich auf die Anlage bezieht, und von dieser eingegeben wird, wobei das System enthält eine Eingabevorrichtung (35), eine Öffnungs-/Schließvorrichtung (36) und eine Steuervorrichtung (43), die über ein Kommunikationsnetzwerk (44) in Kommunikation miteinander sind; wobei die Eingabevorrichtung (35) ausgelegt ist zum Erfassen des Zustandswertes, der die zu steuernde Anlage betrifft, und die Öffnungs-/Schließvorrichtung (36) mit dem Kommunikationsnetzwerk (44) verbunden ist, so dass eine Datenkommunikation erlaubt wird, zum Öffnen und Schließen eines Teils der Anlage, die zu Steuern ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (35) aufweist: ein Mittel (50) zum Erfassen einer genauen Zeit, ein Umwandlungsmittel (51) zum Abtasten des erfassten Zustandswertes gemäß der erfassten genauen Zeit, um den Zustandswert in digitale Daten umzuwandeln, und ein erstes Sendemittel (52) zum Hinzufügen der genauen Zeit bei jeder Abtastzeitsteuerung zu den digitalen Daten, um die die digitalen Daten, die jeweils die hinzugefügte genaue Zeit aufweisen, über das Kommunikationsnetzwerk an die Steuervorrichtung zu senden; die Öffnungs-/Schließvorrichtung (36) aufweist: ein Mittel (56) zum Empfangen eines Steuerbefehles von der Steuervorrichtung (43) über das Kommunikationsnetzwerk (44) zum Steuern der Anlage, und ein zweites Sendemittel (55) zum Senden eines Betriebszustandes der Öffnungs-/Schließvorrichtung (36a) an die Steuervorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk (44); und die Steuervorrichtung aufweist: ein Mittel (57) zum Durchführen eines Steuerbetriebsprozesses gemäß den digitalen Daten, die durch das Kommunikationsnetzwerk (44) gesendet werden, und gemäß dem Betriebszustand der Öffnungs-/Schließvorrichtung (36a), der über das Kommunikationsnetzwerk gesendet wird, und ein drittes Sendemittel (62) zum Senden des Steuerbefehls über das Kommunikationsnetzwerk (44) an die Öffnungs-/Schließvorrichtung (36) in Antwort auf ein Ergebnis des Steuerbetriebsprozesses des Durchführungsmittels.
  2. Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Anlage ein elektrisches Energiesystem ist, die Steuervorrichtung eine Schutzsteuervorrichtung ist, und das Mittel zum Durchführen des Steuerbetriebsprozesses ausgelegt ist zum Durchführen eines Schutzsteuerbetriebsprozesses gemäß den digitalen Daten, die über das Kommunikationsnetzwerk gesendet werden, und gemäß dem Betriebszustand der Öffnungs-/Schließvorrichtung, der darüber gesendet wird.
  3. Steuersystem nach Anspruch 2, bei dem die Eingabevorrichtung mit einem Mittel zur Selbstdiagnose seines Betriebszustandes bereitgestellt ist, um ein Ergebnis der Selbstdiagnose an das Kommunikationsnetzwerk zu senden, und die Öffnung-/Schließvorrichtung mit einem Mittel bereitgestellt ist zum Empfangen des Ergebnisses der Selbstdiagnose über das Kommunikationsnetzwerk, um den Öffnungs-/Schließbetrieb der Öffnungs-/Schließvorrichtung gemäß dem empfangenen Ergebnisses der Selbstdiagnose zu steuern.
  4. Steuersystem nach Anspruch 2, bei dem die Eingabevorrichtung aus einer Mehrzahl von Eingabevorrichtungen besteht, das Umwandlungsmittel jeder der Eingabevorrichtungen ausgelegt ist zum Abtasten des Zustandswertes zu vorbestimmten Zeitperioden gemäß der genauen Zeit, die durch das Erfassungsmittel erfasst wird, während die Zustandswerte der jeweiligen Eingabevorrichtungen miteinander synchronisiert werden, und zum Umwandeln der abgetasteten Zustandswerte in digitale Daten, das erste Sendemittel jeder der Eingabevorrichtungen ausgelegt ist zum Hinzufügen der genauen Zeit bei jeder Abtastzeitsteuerung zu allen umgewandelten digitalen Daten und zum Senden der digitalen Daten, die jeweils die genaue Zeit aufweisen, an das Kommunikationsnetzwerk, und wobei das Steuerprozessdurchführungsmittel ein Mittel aufweist zum Empfangen der digitalen Daten, die jeweils die genaue Zeit jeder der Eingabevorrichtungen aufweisen, und des Betriebszustands der Öffnungs-/Schließvorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk, ein Mittel zu zeitsequentiellen Anordnung der empfangenen digitalen Daten gemäß der genauen Zeit aller empfangenen digitalen Daten für jede der Eingabevorrichtungen und ein Mittel zum Durchführen des Schutzsteuerbetriebsprozesses gemäß den durch das Anordnungsmittel zeitsequentiell angeordneten digitalen Daten.
  5. Steuersystem nach Anspruch 4, bei dem das Erfassungsmittel, das Umwandlungsmittel und das erste Sendemittel durch eine Computerschaltung gebildet sind, die Hardwareelemente aufweist, die eine CPU und eine Speichereinheit enthalten, wobei die Computerschaltung mit einem Mittel zur Selbstdiagnose eines Betriebszustandes der Computerschaltung bereitgestellt ist und mit einem Mittel zum Senden eines Ergebnisses der Selbstdiagnose, die durch das Selbstdiagnosemittel durchgeführt wird, an das Kommunikationsnetzwerk, und wobei die Öffnungs-/Schließvorrichtung mit einem Mittel bereitgestellt ist zum Empfangen des Ergebnisses der Selbstdiagnose, die über das Kommunikationsnetzwerk gesendet wird, und mit einem Mittel zum Verriegeln der Steuerung des Betriebs der Öffnungs-/Schließvorrichtung in Antwort auf das Ergebnis der Selbstdiagnose, die von dem Ergebnisempfangsmittel empfangen wird.
  6. Steuersystem nach Anspruch 2, bei dem die Eingabevorrichtung und die Öffnungs-/Schließvorrichtung für eine Mehrzahl von elektrischer Stationen jeweils bereitgestellt sind, die elektrische Stationen verteilt sind, das Erfassungsmittel, das Umwandlungsmittel und das erste Sendemittel für die jeweiligen Eingabevorrichtungen der jeweiligen elektrischen Stationen bereitgestellt sind, das Steuerbefehlsempfangsmittel und das zweite Sendemittel für die jeweiligen Öffnungs-/Schließvorrichtungen der jeweiligen elektrischen Stationen bereitgestellt sind, das Steuerbetriebsdurchführungsmittel und das dritte Sendemittel für mindestens eine der verteilt angeordneten elektrischen Stationen bereitgestellt sind, das Kommunikationsnetzwerk aus einem ersten Kommunikationsnetzwerk in einem lokalen Bereich, der in jeder der elektrischen Stationen gebildet ist, und aus einem zweiten Kommunikationsnetzwerk für eine großräumige Verbindung der verteilt angeordneten elektrischen Stationen miteinander gebildet ist, das Umwandlungsmittel jeder der Eingabevorrichtungen in der elektrischen Station ausgelegt ist zum Abtasten des Zustandswertes seiner eigenen Eingabevorrichtung zu vorbestimmten Zeitperioden gemäß der genauen Zeit, die von dem Erfassungsmittel erfasst wird, während die Zustandswerte der jeweiligen Eingabevorrichtung miteinander synchronisiert werden, und zum Umwandeln der abgetasteten Zustandswerte in digitale Daten, das erste Sendemittel jeder der Eingabevorrichtungen ausgelegt ist zum Hinzufügen der genauen Zeit bei jeder Abtastzeit zu allen umgewandelten digitalen Daten und zum Senden der digitalen Daten, die jeweils die genaue Zeit aufweisen, über das erste Kommunikationsnetzwerk an das zweite Kommunikationsnetzwerk, und wobei das Steuerbetriebsdurchführungsmittel von mindestens einer der elektrischen Stationen ein Mittel aufweist zum Empfangen der digitalen Daten, die jeweils die genaue Zeit von jeder der Eingabevorrichtungen aufweisen und den Betriebszustand der Öffnungs-/Schließvorrichtung, der durch das erste und zweite Kommunikationsnetzwerk gesendet wird, ein Mittel zum zeitsequentiellen Anordnen der empfangenen digitalen Daten gemäß der genauen Zeit aller empfangenen digitalen Daten für jede der Eingabevorrichtungen und ein Mittel zum Durchführen des Schutzsteuerbetriebsprozesses gemäß den zeitsequentiell angeordneten digitalen Daten durch das Anordnungsmittel.
  7. Verfahren zur Schutzsteuerung einer Anlage, bei dem die Anlage eine Eingabevorrichtung zum Eingeben eines Zustandswertes, der die Anlage betrifft, von dieser aufweist und eine Öffnungs-/Schließvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Teils der Anlage, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, Erfassen einer genauen Zeit; Abtasten des Zustandswertes, der von der Eingabevorrichtung eingegeben wird, gemäß der erfassten genauen Zeit, um den Zustandswert in digitale Daten umzuwandeln; Hinzufügen der genauen Zeit bei jeder Abtastzeitsteuerung zu den digitalen Daten, um die digitalen Daten an das Kommunikationsnetzwerk zu übertragen, wobei die digitalen Daten jeweils die abgetastete genaue Zeit aufweisen; Durchführen eines Steuerbetriebes gemäß den digitalen Daten, die über das Kommunikationsnetzwerk gesendet werden; Senden eines Steuerbefehls bezüglich der Öffnungs-/Schließvorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk in Antwort auf ein Ergebnis des Steuerbetriebs des Durchführungsschrittes; Empfangen des Steuerbefehls bezüglich der Öffnungs-/Schließvorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk; Steuern eines Betriebes der Öffnungs-/Schließvorrichtung gemäß dem empfangenen Steuerbefehl; und Senden eines Betriebszustandes der Öffnungs-/Schließvorrichtung über das Kommunikationsnetzwerk.
  8. Computerprogrammprodukt, das auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert ist, enthaltend ein Mittel für ein computerlesbares Programm zum Veranlassen eines Computers zum Durchführen der Schritte gemäß Anspruch 7.
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