JP2009011012A - 電力系統監視制御システムおよび多量状変処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 台風時や台風後の塩害による多量の地絡に関係する状変情報の影響を軽減することができる計算機の多量状変処理方法を提供すること。
【解決手段】 前記台風による影響度予測して、影響がある場合、計算機処理を準備モードにし（Ｓ１３）、準備モード中に指定した情報の状変が設定値以上発生した場合（Ｓ２１でＹ）、表示処理をカットし（Ｓ２２）、更にこの処理中に、計算機負荷が設定した値以上になった場合（Ｓ３２でＹ）、支援機能を重要度の低い順に停止し（Ｓ３４）、前記設定値より小さい予め設定した値未満になったら（Ｓ３６でＹ）停止した支援機能などの処理を重要度に順に復帰させ（Ｓ３７）、前記停止または復帰した旨運転員に通知することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は電力系統の計算機監視制御システムにおいて、台風時の暴風や台風後の塩害による配電線などに頻繁に発生する零相電圧や地絡過電圧の地絡事故の多量状変による運転への影響を軽減するための電力系統監視制御システムおよび多量状変処理方法に関する。

一般的な電力系統において、台風などの暴風が吹くと、架線として張られた配電線の各所で系統事故に至らない瞬時の地絡による零相電圧や地絡過電圧の表示状変が多量に発生する場合がある。また、台風により海水が柱上の碍子に付着した場合、台風後の気象状況により塩害による絶縁不良を発生させ、同じく系統事故に至らない地絡が各所で多数発生する。この台風の際あるいは台風後に多量な状変情報が、各所の変電所に設置された遠方監視制御装置から計算機式の監視制御システムに入力され、計算機の表示装置の画面に頻繁に表示され、監視制御の運転に支障を来たす。また、この多量の状変処理のため計算機の負荷を増大させ、系統事故などの監視制御に不可欠な重要な情報の処理遅れを発生させ、この事故に対する運転操作などが、速やかに実施できないという事態が発生するおそれがある。

これに対して、従来、電力系統の計算機式監視制御システムにおいて、多量状変時の処理技術が提案されている。たとえば、特許文献１には、配電線の遮断器の状変情報や保護継電器の動作情報を、手動切り替えまたは状変量に応じて自動でヒューマン・マシン・インタフェース（ＨＭＩ）への出力を抑制する技術が提案されている。特許文献２には、並列計算機の処理負荷の増大や、新たな処理が起動されたとき、複数の計算機に動的に分散処理させる技術が提案されている。

しかしながら、この多量の地絡の発生の原因になる台風や、台風後の塩害を運転員が判断して、上記処置へ切り替えるための設定等が間に合わず、多量状変が表示された後に設定することが多くなり運転に支障を来たす場合がある。また、計算機の負荷軽減策においても、上記の技術は複数の計算機の構成であることを前提にした負荷分散を行う方式のため、一式の計算機の場合には、この方式が使用できず、計算機は、監視制御の処理遅れなどを発生させ、運転支障につながる虞がある。
特開平７−１３１９４４号公報 特開平９−２３７２５６公報

本発明は上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、台風時の暴風雨や台風後の塩害による多量の状変情報の影響を低減することができる電力系統監視制御システムおよび多量状変処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係わる電力系統監視制御システムは、電力系統の多量状変の発生を検知して、監視画面への表示処理を変更する計算機を有する電力系統監視制御システムであって、過去に発生した台風の強さ、速度および進路を含む台風情報と管轄エリアでの状変発生量を保存する台風データベースと、新たに発生した台風情報と、前記台風データベースに保存されている情報とを比較して、管轄エリア内での状変発生量および台風位置ごとの状変発生時期を予測する影響度予測処理手段と、当該状変発生時期が所定期間以内になった場合、表示件数または表示内容を制限する表示ロック処理を実行する表示処理手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、台風発生時の暴風雨などで、系統事故に至らない地絡等の多量状変の発生を事前に予測して、予め表示内容を制限するため、多量状変による計算機の負荷オーバを未然に回避して監視制御への円滑な運転を実現することができる。円滑に支援することができる。

好ましくは、前記影響度予測処理手段は、多量状変の種別を判定し、前記表示処理手段は、該種別によって表示処理を変更するようにすると良い。ここで、種別とは、例えば地絡表示などの監視内容の種類を意味する。特に台風の進路によって、発生する状変内容（種別）が異なる場合があり、進路に応じて逐次必要性の低い監視内容のみを制限することができる。

また、本発明に係わる電力系統監視制御システムでは、前記表示処理手段は、管轄エリアと該エリアへ接近する台風との距離に基づいて、前記表示ロック処理を段階的に実行し、実際の状変発生量と前記影響度予測処理手段による状変発生量の予測値との差に基づいて、表示処理を制限するするレベルを変更することを特徴とする。

本発明では、単に表示ロックをするか否かの設定をするのではなく、段階的に表示処理を制限して、実際の状変発生量との差異によって制限レベルを調整する。状変量が比較的少ない初期の段階の実データ（状変発生量）によってその後の処理を変えるので精度の高いロック処理を実現することができる。

本発明に係わる電力系統監視制御システムは、碍子等の電力設備への塩分付着量と降雨時期とを含む塩害情報と管轄エリアでの状変発生量を保存する塩害データベースを備え、前記影響度予測処理手段は、降雨時期に、前記塩害データベースに保存されている情報に基づいて、管轄エリア内での状変発生量および状変発生時期を予測し、前記表示処理手段は、当該予測結果に基づいて前記表示ロック処理を実行することを特徴とする。

本発明では、主に台風後の塩害による絶縁不良などで、系統事故に至らない地絡状変の発生を自動的に予測して、表示処理を制限することによって監視制御の運転を円滑に実行する。

また、本発明に係わる監視制御の支援に用いられる支援機能を優先度順に登録する手段と、計算機の負荷を計測し、計算機の負荷が予め設定した値以上になった場合は、重要度の低い順に支援機能を停止し、設定値未満になった場合は、前記停止した支援機能を重要度の順に復帰させる計算機負荷低減処理手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、さらに計算機の支援機能に優先順位をつけて、優先順位にもとづいて停止
復帰を行う。

本発明に係わる多量状変処理方法は、変電所等に設置されている遠方監視制御装置から送られてくる状変データを入力し、電力系統の多量状変の発生を検知して、監視画面への表示処理を変更する計算機を有する電力系統監視制御システムの多量状変処理方法であって、前記遠方監視制御装置と前記計算機との間に前記状変データを中継する情報集配信装置を設け、前記計算機において、計算機の負荷を計測し、計算機の負荷が予め設定した値以上になった場合は、重要度の低い順に支援機能を停止し、多量状変の発生が予測された場合は、前記情報配信装置に予め決められた表示情報の配信を制限する配信制限指令を送信し、前記情報集配信装置は、該配信制限指令を受信することによって、該指令を送信した計算機への表示情報の配信を制限することを特徴とする。

本発明では、制御所の計算機内の処理で不要な状変の表示をロックすることに替えて、制御所の計算機に通信ネットワークを介して伝送してくる情報集配信装置に予め指定した情報の状変情報の配信を停止させることにより、制御所の計算機の負荷と伝送網の負荷の低減を図る。また、支援処理機能の制限は計算機で行い、多量状変処理は情報集配信装置で行うことにより、多量状変時の処理負荷を効果的に制御することができる。

本発明によれば、台風の発生時や塩害等による多量の状変発生時においても、電力系統の監視制御に支障を与えず運転が可能となる。

（第１の実施の形態）

以下、本発明の第1の実施の形態を説明する。図１は、一般的な計算機による電力系統監視制御システムの構成図である。

この図において、電力系統監視制御システム８０は、集中監視制御するための制御所３０に設置されている計算機３１と、複数の変電所４０にそれぞれ設けられている遠方監視制御装置（ＴＣ）４１と、計算機３１とＴＣ４１間に設置される情報集配信装置６０で構成されている。各装置は、伝送網５０で接続されている。なお、この情報集配信装置６０を介さず、直接、計算機３１とＴＣ４１を伝送網５０で接続してもよい。

計算機３１は、ＨＭＩである表示装置３２と音声を出力するスピーカー３３を有している。この他、計算機３１には、監視制御を支援するための気象情報システムＷが接続されている。

計算機３１は、監視制御するための基本処理手段１０、それを支援する支援処理手段１７、それらに情報を入力する入力処理手段１５、およびＨＭＩとの間でデータの受け渡しを行うＨＭＩ処理手段２０をプログラムとして実行可能な機能として備え、また、これらの各処理手段のデータとなる各種のデータベース１１を有している。

各変電所４０には、電力系統を制御する変電所設備２００と各設備の状態等の情報を計算機３１へ伝送する遠方監視制御装置（ＴＣ）４１が設けられている。この変電所設備２００としては、たとえば、受電線２０１、変圧器２０２、配電線２０３などがある。各配電線２０３は、通常屋外の電柱で支持された架線で各需要家に電気を供給している。

図２は、これらの情報の処理をする計算機３１内の機能ブロック図である。監視制御機能の基本処理１０の機能として、被制御所４０の遠方監視制御装置４１からの状変情報Ｊなどを入力処理する入力処理手段１５、各種入力した情報を表示装置３２に出力する処理をする表示処理手段１４，変電所４０への制御情報を処理する制御処理手段１８，上記の表示情報の状変情報や制御操作を記録する記録処理手段１９，監視制御するオペレータへの支援を行う支援処理手段１７と、これらの元の情報となるデータベース（ＤＢ）１１で基本的に構成される。さらに、本実施形態では、気象情報システムＷの情報により電力系統への影響度を予測する影響度予測処理手段１と、表示処理手段１４内に、ある特定の情報の変化を表示装置３２の画面への出力をカットする表示情報カット処理手段２を設けると共に、入力処理手段１５からの上記特定の情報の状態変化を計数するカウント手段２ａと、計算機の処理負荷を監視して負荷低減を行う計算機負荷低減処理手段３を追加した構成としている。

図３は、影響度予測処理手段１の機能ブロック図である。影響度予測処理手段１には、過去の台風や塩害の情報を記録している台風・塩害情報ＤＢ１１ａと、台風の影響度を予測する影響度算出処理手段１２と、塩害を予測する塩害予測処理手段１３とで構成される。影響度算出処理手段１２と塩害予測処理手段１３は、それぞれ気象情報システムＷからの台風情報Ｗ１と、降水量、塩害付着量、気象情報などに台風後情報Ｗ２を入力し、前記表示装置３２とスピーカー３３に情報を出力するよう構成される。

影響度算出処理手段１２は、過去の台風・塩害情報ＤＢ１１ａと現在入力されている台風情報Ｗ１とを比較して、電力系統への地絡事故による影響度を算出する。塩害予測処理手段１３は、同じく過去の台風・塩害情報１１ａと現在入力されている台風後情報Ｗ２とを比較して、塩害による電力系統への地絡事故の影響度を予測する。

次に、台風時および台風後の塩害時における地絡発生による影響を予測する影響度予測処理手段１の動作を図６のフローチャートを用いて説明する。

影響度算出処理手段１２は、気象情報システムＷから台風情報Ｗ１を入力すると、監視制御している地域への影響の有無を、前記台風・塩害情報ＤＢ１１ａと比較し、過去の記録より影響有り（Ｓ１１で有）の場合、「準備モード」（Ｓ１３）として、表示装置３２にメッセージ表示で、スピーカー３３で音声により 「準備モード」に設定された旨運転員に通知する。影響がない場合は（Ｓ１１で無）、処理を終了する。同様に台風後の前記降水量や塩分付着情報や気象情報などの台風後情報Ｗ２を塩害予測処理手段１３に入力し、台風・塩害情報ＤＢ１１ａと比較し、塩害による多量の事故発生の可能性が有るとしたら（Ｓ１２で有）、上記の「準備モード」を設定し（Ｓ１３）、その旨運転員に通知し、発生確率なしとしたら（Ｓ１２で無）処理を終了する。

この処理により、自動的に系統事故に至らない地絡事故の発生による多量な状変の有無を予測し、有り時は、その状変の処理の「準備モード」に遷移し、その旨運転員に通知することにより、運転員の負荷を軽減できる。

次に、上記地絡による多量状変が予測される「準備モード」が設定された後に、多量状変が発生した時の表示情報カット処理手段２の動作について、図４と図６のフローチャートを用いて説明する。

図４において計算機３１は、表示処理手段１４内に表情報カット処理手段２を設け、さらに、表示情報ＤＢ１１ｂと、表示装置３２の画面表示保存ＤＢ１１ｃと、前記各変電所４０から遠方監視制御装置４１を介して計算機に伝送されてくる状変情報Ｊを入力する入力処理手段１５と、入力処理手段１５から地絡情報である零相電圧（Ｖ0）や地絡過電圧（ＯＶＧ）の情報を計数しその計数値を表示情報カット処理手段２に出力するカウント処理手段２ａとを備えた構成としている。

この処理の流れを図６に示す表示情報カット処理手段２の動作手順で説明する。カウント処理手段２ａで計数される零相電圧や地絡過電圧の状変情報Ｊが発生すると、その数量が予め設定した毎分ｘ件以上であれば（Ｓ２１でＹ）表示処理手段１４内の表示情報カット処理手段２により、予め指定した零相電圧や地絡過電圧の状変表示をカットする表示情報カット処理を開始し（Ｓ２２）、その旨表示装置３２の画面やスピーカー３３でメッセージ通知する。発生数量が設定値未満の場合（Ｓ２１でＮ）、元に戻る。開始された表示情報カット処理（Ｓ２２）は、発生数量が設定値未満になるまで（Ｓ２３でＮ）まで継続処理される。発生数量が設定値未満になると（Ｓ２３でＹ）表示情報カット処理（Ｓ２２）は停止され（Ｓ２４）、同じく画面や音声でその旨メッセージ通知する。

この処理により、系統事故に至らない多量な地絡事故の状変情報による表示装置３２などへの頻繁な表示変化により、他の重要な事故の画面上などでの運転員の確認や、それに対する操作や処理に支障を来たすことを解消することができる。

次に、上記表示情報カット処理（Ｓ２２）が継続動作している状態の時は、次の計算機負荷低減処理手段３が動作する。これを図５と図６を用いて説明する。

図５において、監視制御の基本処理手段１０は、状変情報Ｊの入力処理手段１５、入力された表示情報を処理する表示処理手段１４、そして遠方監視制御装置４１を介して遠方の変電所４０の機器２００を制御の処理を行う制御出力処理手段１８，表示情報や制御操作などを記録する記録処理手段１９などで構成される。この基本処理手段による画面への表示や制御操作を支援する支援処理手段１７は、表示処理手段１４からの出力により起動する支援処理１手段１７aの他、複数の各種の支援処理ｎ手段１７ｎにより構成される。各手段１７ａ〜１７ｎは優先順位の低い順に機能分割されたものである。さらに、この計算機３１の処理負荷を監視して負荷の低減処理をする計算機負荷低減処理手段３を追加した構成としている。

次に、この処理の流れを図６に示す計算機負荷低減処理手段３の動作手順で説明する。まず、複数の支援処理１７ａ、・・・１７ｎを支援の重要性の低さから番号ｎを１から順番に付ける。まず、このｎを零にイニシャライズし（Ｓ３１）、最初に計算機平均負荷が毎分ｙ％以上になったら（Ｓ３２でＹ）、ｎに１加算してｎ=１として（Ｓ３３）、支援処理１を停止し（Ｓ３４）、処理を戻って更に計算機平均負荷を監視する（Ｓ３２）。この計算機平均負荷が毎分ｙ％未満の状態時（Ｓ３２でＮ）は、現状を維持する。支援処理１を停止（Ｓ３４）しても計算機平均負荷が毎分ｙ％／分以上であったり、後になったりした場合（Ｓ３２でＹ）、ｎに更に１加算して（Ｓ３３）２番目の支援処理２を停止する。この処理を繰り返す。

そして、この支援処理停止の解除は、上記の処理と並行して実施される。まず、支援処理の停止が一つ以上実施されているｎ≠０の場合（Ｓ３５でＹ）、計算機平均負荷が（ｙ―ｚ）％／分未満になった場合（Ｓ３６でＹ）、停止している支援処理のｎ番目を開始し（Ｓ３７）、ｎから１減算して（Ｓ３８）、元に戻る。もしも計算機平均負荷が（ｙ−ｚ）％／分以上の場合は（Ｓ３６でＮ）、戻って計算機負荷の監視を続ける。これを一つでも支援処理が停止している間継続処理を行う。（ｙ−ｚ）％／分としたのは、停止したことで、前記の毎分ｙ％未満になることによりすぐに開始させないための、いわゆるヒステリシスを持たせて、ハンチングさせないためである。

この処理により、系統事故に至らない多量な状変が発生し、しかも計算機の基本機能の処理に、遅れが発生するほど計算機負荷が掛かった場合、計算機は、基本機能の補助機能である支援処理を重要度の低い順に自動的に停止し、その旨運転員に通知することにより監視制御を停滞なく運転ができる。
（第２の実施の形態）

次に本発明の第２の実施形態を図７の情報集配信装置６０の機能構成図と、図８のフローチャートを用いて説明する。

図７において、情報集配信装置６０は、ＴＣ４１と計算機３１との間に設けられ、制御所３０および変電所４０の遠方監視制御装置４１ａ、・・・４１ｎとの伝送を行う受信手段６１と送信手段６２と、受信された情報を収集する収集手段６３と、収集された情報を各所に配信する配信手段６４と、この集配信処理のデータベース６５とで構成される。

次に上記の構成を有する電力系統監視制御システムの動作を説明する。制御所３０の計算機３１での台風による影響度予測処理手段１と、計算機の負荷を低減する計算機低減処理手段３の作用は、第１の実施形態と同様であり、表示情報カット処理手段３の処理のステップＳ２２とステップＳ２４の処理が異なる。すなわち、本実施形態では、表示情報カット処理を制御所３０の計算機３１でなく、情報集配信装置６０で実施するものである。このため、フローチャートのステップＳ２２ａにおいて、計算機３１は、情報集配信装置６０に予め指定した状変情報の配信をカットさせるため指令を送信する。同様に、表示情報のカットを停止するためにステップＳ２４ａの処理でも計算機３１から情報集配信装置６０に停止の指令を行う。

情報集配信装置６０は、ある制御所３０から表示情報カット指令を受信すると、データベース６５にある予め指定されている情報について、指令を受けた制御所への配信の要否を表すフラグを否に設定する。そして各所の変電所４０から送信されてくる情報の中で、指定された状変情報Ｊが受信されると、このデータベース６５のフラグにより、この情報のみ該当する制御所への配信をロックする。その他の制御所へのこの情報の配信フラグは、要と設定されたままであり、その他の制御所には、変わりなく全ての情報が配信される。

この状態から制御所３０の計算機３１の表示情報カット処理手段３において、この情報の発生数量が、設定値未満になると（Ｓ２３）、表示情報カット機能の停止指令を情報配信装置６０に送信し（Ｓ２４ａ）、情報配信装置６０は、上記と同様な処理で、データベース６５に設定されている配信否フラグを要に戻す処理を行う。このことにより、全ての状変情報Ｊが、当該制御所３０に配信されるようになる。

このように情報配信装置６０に、制御所からに指令により、予め指定された情報の状変情報の配信を停止させることができることにより、第１の実施の形態の効果に加え、制御所の計算機の受信負荷や、情報配信装置と制御所間の伝送網の伝送負荷を低減することができる。

以上、本実施の形態によれば、台風時や台風後の系統事故に至らない多量な地絡事故による状変情報によるシステムの本来機能である系統事故の監視制御への影響を、運転員の判断による設定でなく、自動的に実行させて、その旨運転員に通知することにより、本来の監視制御を停滞なく実施することが可能になる。

本発明は、電力系統の監視制御に利用することができる。

本発明の本実施の形態による電力系統監視制御システムの構成図である。 図１の計算機３１の機能ブロック図である。 図２の影響度予測処理手段の詳細機能ブロック図である。 図２の表示情報カット処理手段の詳細機能ブロック図である。 図２の計算機負荷低減処理手段の詳細機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態による多量状変処理の手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態による情報集配信装置の機能ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態による多量状変処理の手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 影響度予測処理手段
２ 表示情報処理カット処理手段
２ａ カウント処理手段
３ 計算機負荷低減処理手段
１０ 基本処理手段
１１，１１ａ，１１ｂ、１１ｃ データベース
１２ 影響度算出処理手段
１３ 塩害予測処理手段
１４ 表示処理手段
１５ 入力処理手段
１７，１７ａ，・・・１７ｎ 支援処理手段
１８ 制御出力処理手段
１９ 記録処理手段
２０ ヒューマン・マシン・インタフェース処理手段
３０，３０ａ、３０ｂ 制御所
３１ 計算機
３２ 表示装置
３３ スピーカー
４０ 変電所
４１，４１ａ、・・・４１ｎ 遠方監視制御装置
５０ 通信ネットワーク
６０ 情報集配信装置
６１ 受信手段
６２ 送信手段
６３ 収集手段
６４ 配信手段
６５ 集配信用データベース
８０ 電力系統監視制御システム
２００、２０１，２０２、２０３ 各種機器
Ｗ 気象情報システム
Ｗ１，Ｗ２ 気象情報
Ｊ 状変情報

Claims (6)

1. 電力系統の多量状変の発生を検知して、監視画面への表示処理を変更する計算機を有する電力系統監視制御システムであって、
   過去に発生した台風の強さ、速度および進路を含む台風情報と管轄エリアでの状変発生量を保存する台風データベースと、
   新たに発生した台風情報と、前記台風データベースに保存されている情報とを比較して、管轄エリア内での状変発生量および台風位置ごとの状変発生時期を予測する影響度予測処理手段と、
   当該状変発生時期が所定期間以内になった場合、表示件数または表示内容を制限する表示ロック処理を実行する表示処理手段と、
   を備えたことを特徴とする電力系統監視制御システム。
2. 前記影響度予測処理手段は、多量状変の種別を判定し、前記表示処理手段は、該種別によって表示処理を変更することを特徴とする請求項１記載の電力系統監視制御システム。
3. 前記表示処理手段は、管轄エリアと該エリアへ接近する台風との距離に基づいて、前記表示ロック処理を段階的に実行し、実際の状変発生量と前記影響度予測処理手段による状変発生量の予測値との差に基づいて、表示処理を制限するするレベルを変更することを特徴とする請求項１または２に記載の電力系統監視制御システム。
4. 碍子等の電力設備への塩分付着量と降雨時期とを含む塩害情報と管轄エリアでの状変発生量を保存する塩害データベースを備え、
   前記影響度予測処理手段は、降雨時期に、前記塩害データベースに保存されている情報に基づいて、管轄エリア内での状変発生量および状変発生時期を予測し、
   前記表示処理手段は、当該予測結果に基づいて前記表示ロック処理を実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電力系統監視制御システム。
5. 監視制御の支援に用いられる支援機能を優先度順に登録する手段と、
   計算機の負荷を計測し、計算機の負荷が予め設定した値以上になった場合は、重要度の低い順に支援機能を停止し、
   設定値未満になった場合は、前記停止した支援機能を重要度の順に復帰させる計算機負荷低減処理手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の電力系統監視制御システム。
6. 変電所等に設置されている遠方監視制御装置から送られてくる状変データを入力し、電力系統の多量状変の発生を検知して、監視画面への表示処理を変更する計算機を有する電力系統監視制御システムの多量状変処理方法であって、
   前記遠方監視制御装置と前記計算機との間に前記状変データを中継する情報集配信装置を設け、
   前記計算機において、計算機の負荷を計測し、計算機の負荷が予め設定した値以上になった場合は、重要度の低い順に支援機能を停止し、多量状変の発生が予測された場合は、前記情報配信装置に予め決められた表示情報の配信を制限する配信制限指令を送信し、
   前記情報集配信装置は、該配信制限指令を受信することによって、該指令を送信した計算機への表示情報の配信を制限することを特徴とする多量状変処理方法。

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