JP2009065778A - 電力系統監視制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】各々のシステムから変電所を直接制御でき、通信設備の保守や設備更新を効率的に行える電力系統監視制御システムを提供することである。
【解決手段】既存の給電システム、配電システム及び変電システムに代えて、変電システムの機能のうち給電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御する機能と給電システムの機能とを有した系統制御システム２７と、変電システムの機能のうち配電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御する機能と配電システムの機能とを有した配電制御システム３０と、変電所の設備機器の状態を監視する設備状態監視保全システム３３とを設け、ＤＸ通信網及びＴＣ回線に代えて、系統制御システム、配電制御システム、設備状態監視保全システム及び変電所を相互に接続する直接制御通信回線２８を設けた。
【選択図】 図１
【解決手段】既存の給電システム、配電システム及び変電システムに代えて、変電システムの機能のうち給電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御する機能と給電システムの機能とを有した系統制御システム２７と、変電システムの機能のうち配電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御する機能と配電システムの機能とを有した配電制御システム３０と、変電所の設備機器の状態を監視する設備状態監視保全システム３３とを設け、ＤＸ通信網及びＴＣ回線に代えて、系統制御システム、配電制御システム、設備状態監視保全システム及び変電所を相互に接続する直接制御通信回線２８を設けた。
【選択図】 図１
Description
本発明は、電力系統を監視制御する電力系統監視制御システムに関する。
一般に、電力系統は発電所で発電した電力を発電所変圧器で昇圧して一次送電線に供給し、一次送電線で送電された電力は送電用変電所で降圧されて二次送電線に供給され、さらに配電用変電所で降圧されて配電線に供給されるように構成されている。
このような電力系統は、給電所及び制御所で監視制御される。例えば、給電所には給電システムが設置され、給電システムにより管轄の電力系統に供給する電力の潮流が監視制御される。また、制御所には変電システム及び配電システムが設置され、変電システムでは管轄の変電所の設備機器が監視制御され、配電システムでは管轄の配電線が監視制御される。
図３は従来の電力系統監視制御システムの構成図である。給電所には、中央給電所１１、基幹給電所１２、支店給電所１３等があり、中央給電所１１には中央給電システム１４が設置され、基幹給電所１２には基幹給電システム１５が設置され、支店給電所１３には支店給電システム１６が設置されている。中央給電システム１４、基幹給電システム１５、支店給電システム１６は、独自専用通信網（ＤＸ（Data EXchanger）通信網）１７ａで接続されている。
制御所１８には、変電システム１９及び配電システム２０が設けられ、支店給電システム１６と変電システム１９との間はＤＸ通信網１７ｂで接続され、同様に、変電システム１９と配電システム２０との間もＤＸ通信網１７ｃで接続されている。
また、変電システム１９と変電所との間は、独自専用回線であるＴＣ回線（テレコン回線）２５で接続されている。すなわち、制御所１８の変電システム１６にはテレコン（ＴＣ）親局２１が接続され、ＴＣ親局２１は送電用変電所２３ａのＴＣ子局２４ａ及び配電用変電所２３ｂのＴＣ子局２４ｂとデータの送受信を行い、ＴＣ子局２４ａ、２４ｂから変電所２３ａ、２３ｂの設備機器の状態をＴＣ親局２１を介して変電システム１９に送信するとともに、変電システム１９から変電所の開閉器の開閉信号をＴＣ親局２１を介してＴＣ子局２４ａ、２４ｂに出力する。これにより、変電システム１６は変電所２３ａ、２３ｂの監視制御を行う。
また、制御所１８の配電システム２０には中継装置２２が接続され、中継装置２２は配電用変電所２３ｂの配電ＴＣ２６とデータの送受信を行い、配電ＴＣ２６から配電線の設備機器の状態を中継装置２２を介して配電システム２０に送信するとともに、配電システム２０から配電線の開閉器の開閉信号を中継装置２２を介して配電ＴＣ２６に出力する。このように、変電所２３ａ、２３ｂの設備機器の状態は、ＴＣ回線で変電システム１９や配電システム２０に送受信される。
図４は、系統区分による支店給電所１３と制御所１８との監視制御の位置付けの説明図である。支店給電所１３の給電システム１６は、電力系統のうち地方系統を管轄しており、通常、電圧階級が１５４ｋＶ〜６６ｋＶの電力系統を管轄している。また、制御所１８の変電システム１９は地方系統（電圧階級１５４ｋＶ〜６６ｋＶ）と配電系統のうちの配電用変電所（電圧階級６６ｋＶ〜６ｋＶ）とを管轄している。制御所１８の配電システム２０は配電用変電所を除く配電系統（電圧階級６ｋＶ以下）を管轄している。
そして、給電システム１６及び配電システム２０からの変電所２３ａ、２３ｂの監視制御は、変電システム１９を経由して行う間接制御方式（操作依頼方式）が採用されている。例えば、地方系統の負荷変化に伴う電力融通の変更の必要性が生じたときには、その負荷変化に伴う電力融通を満たすように、支店給電システム１６から変電システム１３に対しＤＸ通信網１７ｂを介して電力系統の切替を依頼する。依頼を受けた変電システム１９では、電力系統の切替手順を作成し検証して監視情報を支店給電システム１６に伝送する。このように、電力系統の系統切替を行うにあたっては、給電システム１６及び変電システム１９の双方において、相互に情報交換しながら変電システム１９は実際に系統の切替を行う。また、配電システム２０では、配電線の開閉器等の開閉動作は配電ＴＣを介して行うことができるが、変電所２３ａ、２３ｂの設備機器の操作は、同様に変電システム１３に対しＤＸ通信網１７ｃを介して依頼して行う。
ここで、管轄地方制御所のソフトロック状態を、給電所や給電所を介した他の地方制御所において自動的に検知し、ソフトロック状態にある地方制御所のオンライン情報を取り込まないようにし、オペレータの負担を軽減するとともに電力系統監視の信頼性を高めるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−７１３２９号公報
しかし、従来の電力系統監視制御システムは、変電所２３ａ、２３ｂは独自専用回線であるＴＣ回線２５で変電システム１９だけに接続されたシステム構成であるので、変電所２３ａ、２３ｂの監視制御は変電システム１９からしか行えない。つまり、支店給電所１３の給電システム１６や配電システム２０から変電所２３ａ、２３ｂの監視制御は、変電システム１９を経由して行う間接制御方式（操作依頼方式）である。このため、給電システム１６や配電システム２０と変電システム１９とで、互いに情報交換しながら操作の妥当性を検証しつつ行うことが必要であり、業務運用の効率化や迅速で的確処理を行う面などにおいて改善の余地がある。
また、既存の給電システム、変電システム、配電システムを維持したまま、電力系統監視制御システムを更新していくことは、最適化の余地を残したままの更新となるので、業務運用の効率化や経済性の面で不利となる。例えば、給電システム１６、変電システム１９、配電システム２０はＤＸ通信網１７での接続であり、変電システム１９と変電所２３ａ、２３ｂとの間の接続は、ＴＣ回線２５であるので、これら２種類の独自専用通信網やＴＣ回線２５の通信設備の保守や設備更新は、経済性や保守技術維持などの面で不利となる。
本発明の目的は、各々のシステムから変電所を直接制御でき、電力系統監視制御システム及び通信設備の設備形成や設備更新や保守を効率的に行える電力系統監視制御システムを提供することである。
請求項１の発明に係わる電力監視制御システムは、管轄の送電系統を監視制御する給電システムと、管轄の配電系統を監視制御する配電システムと、前記給電システム及び前記配電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御及び変電所設備機器の状態を監視する変電システムと、前記給電システムと前記変電システムとの間及び前記変電システムと前記配電システムとの間を接続する独自専用通信網と、前記変電システムと前記変電所との間を接続する独自専用回線とを備えた電力系統監視制御システムにおいて、前記給電システム、前記配電システム及び前記変電システムに代えて、前記変電システムの機能のうち前記給電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御する機能と前記給電システムの機能とを有した系統制御システムと、前記変電システムの機能のうち前記配電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御する機能と前記配電システムの機能とを有した配電制御システムと、前記変電システムの機能のうち変電所の設備機器の状態を監視する機能を有した設備状態監視保全システムとを設け、前記独自専用通信網及び前記独自専用回線に代えて、前記系統制御システム、前記配電制御システム、前記設備状態監視保全システム及び前記変電所を相互に接続する直接制御通信回線を設けたことを特徴とする。
請求項２の発明に係わる電力監視制御システムは、請求項１の発明において、前記独自専用通信網と前記直接制御通信回線との間の接続を可能とするための情報変換を行う監視制御情報変換装置と、前記独自専用回線と前記直接制御通信回線との間の接続を可能とするための信号変換を行う信号変換装置とを設け、既存の独自専用通信網に接続されるシステム及び既存の独自専用回線に接続される変電所を前記直接制御通信回線に接続可能としたことを特徴とする。
請求項３の発明に係わる電力監視制御システムは、請求項１または請求項２の発明において、前記直接制御通信回線に接続される系統制御システム、前記配電制御システム、前記設備状態監視保全システム、前記変電所の情報伝送装置のそれぞれにセキュリティ機能を有した防護装置を接続したこと特徴とする。
本発明によれば、現行業務に適合した系統制御システム、配電制御システム及び設備状態監視保全システムを構築し、これらのシステムを直接制御通信回線で接続するので、系統制御システム、配電制御システム及び設備状態監視保全システムの情報の共有化を図ることができ、さらに、これらシステムから直接的に変電所の監視制御が行える。これにより、システム構成の最適化や業務運営の効率化を図ることができ、設備更新時などの大幅なコストダウンが期待できるとともに、設備保守技術の維持に係わる懸念も解消される。
図１は本発明の実施の形態に係わる電力系統監視制御システムの構成図である。電力系統全体の潮流を監視制御する中央給電所１１には中央給電システム１４が設置され、電力系統の基幹系統の潮流を監視制御する基幹給電所１２には基幹給電システム１５が設置され、電力系統のうち地方系統の潮流を監視制御する支店給電所１３には系統制御システム２７が設置されている。これら中央給電システム１４、基幹給電システム１５、系統制御システム２７は、ＤＸ通信網１７ａで接続されている。
支店給電所１３の系統制御システム２７は、図３に示した従来例の支店給電システム１６の機能に加え、従来例の変電システム１９の機能のうち支店給電システム１６からの監視制御信号を受けて送電用変電所２３ａを監視制御する機能を有する。従って、系統制御システム２７は直接的に送電用変電所２３ａを監視制御できる。
また、系統制御システム２７は、汎用通信方式を適用した直接制御通信回線２８に接続される。直接制御通信回線２８は専用の通信回線であるが、汎用通信方式を適用したことに伴い、系統制御システム２７はセキュリティ機能を有した防護装置２９を介して直接制御通信回線２８に接続される。
一方、制御所の制御グループ１８Ａには配電制御システム３０が設けられ、配電制御システム３０は、図３に示した従来例の配電システム２０の機能に加え、従来例の変電システム１９の機能のうち配電システム２０からの監視制御信号を受けて配電用変電所２３ｂを監視制御する機能を有する。従って、配電制御システム３０から直接的に配電用変電所２３ｂを監視制御できる。配電制御システム３０は、直接制御通信回線２８にセキュリティ機能を有した防護装置２９を介して接続される。
また、制御所の制御グループ１８Ａには、既設変電所２３ｃのＴＣ子局２４ｃ１〜２４ｃｎから変電所機器３１ｃ１〜３１ｃｎの情報を入力し、ＴＣ子局２４ｃ１〜２４ｃｎを介して変電所機器３１ｃ１〜３１ｃｎに監視制御信号を出力するためのＴＣ親局２１を有する。このＴＣ回線２５のデータは信号変換装置３２で直接制御通信回線２８に伝送可能なデータに変換され、セキュリティ機能を有した防護装置２９を介して直接制御通信回線２８に送信される。同様に、直接制御通信回線２８のデータはセキュリティ機能を有した防護装置２９を介して信号変換装置３２に入力され、信号変換器３２でＴＣ回線２５に伝送可能なデータに変換されＴＣ回線２５に送信される。
制御所の変電保守グループ１８Ｂには設備状態監視保全システム３３が設けられ、設備状態監視保全システム３３は、従来例の変電システム１９の機能のうち変電所２３の設備機器の状態を監視する機能を有する。設備状態監視保全システム３３は主として変電所２３の設備機器の保守業務のために使用される。設備状態監視保全システム３３は、直接制御通信回線２８にセキュリティ機能を有した防護装置２９を介して接続される。
さらに、直接制御通信回線２８には送電用変電所２３ａが接続される。送電用変電所２３ａの変電所情報伝送装置３４ａ１〜３４ａｍは、直接制御通信回線２８にセキュリティ機能を有した防護装置２９を介して接続され、変電所機器３１ａ１〜３１ａｎの情報を直接制御通信回線２８に送信するとともに、直接制御通信回線２８から変電所機器３１ａ１〜３１ａｍへの監視制御信号を受信する。
また、直接制御通信回線２８には、セキュリティ機能を有した防護装置２９を介して下位の直接制御通信回線２８’が接続され、その下位の直接制御通信回線２８’に配電用変電所２３ｂが接続される。配電用変電所２３ｂの変電所情報伝送装置３４ｂ１〜３４ｂｉは、下位の直接制御通信回線２８’に接続され、変電所機器３１ｂ１〜３１ｂｉの情報を下位の直接制御通信回線２８’を介して直接制御通信回線２８に送信するとともに、直接制御通信回線２８から変電所機器３１ｂ１〜３１ｂｉへの監視制御信号を下位の直接制御通信回線２８’を介して受信する。
さらに、中央給電システム１４及び基幹給電システム１５が接続されたＤＸ通信網１７ａは、監視制御情報変換装置３５及びセキュリティ機能を有した防護装置２９を介して自支店の直接制御通信回線２８や他支店の直接制御通信回線２８に接続される。監視制御情報変換装置３５はＤＸ通信網１７ａのデータを直接制御通信回線２８に伝送可能なデータに変換するとともに、直接制御通信回線２８のデータをＤＸ通信網１７ａに伝送可能なデータに変換する。そして、セキュリティ機能を有した防護装置２９を介してＤＸ通信網１７ａと直接制御通信回線２８との間のデータ伝送を行う。
図２は、系統区分による支店給電所１３と制御所の制御グループ１８Ａと制御所の変電保守グループ１８Ｂとの監視制御の位置付けの説明図である。支店給電所１３の系統制御システム２７は、電力系統のうち地方系統を管轄し、電圧階級が１５４ｋＶ〜６６ｋＶの電力系統を管轄する。また、制御所の制御グループ１８Ａの配電制御システム３０は配電系統（電圧階級６６ｋＶ〜６ｋＶ）を管轄する。また、制御所の変電保守グループ１８Ｂは送電用変電所２３ａ及び配電用変電所２３ｂの設備保全のための設備状態の情報監視を管轄する。
そして、系統制御システム２７からの送電用変電所２３ａの監視制御は、系統制御システム２７からの直接制御方式が採用され、同様に、配電制御システム３０からの配電用変電所２３ｂの監視制御は、配電制御システム３０からの直接制御方式が採用される。
例えば、地方系統の負荷変化に伴う電力融通の変更の必要性が生じたときには、その負荷変化に伴う電力融通を満たすように、系統制御システム２７は直接制御通信回線２８を介して送電用変電所２３ａに電力系統の切替信号を出力する。同様に、配電用変電所２３ｂの設備機器の操作を行う必要が生じたときは、配電制御システム３０は、直接制御通信回線２８及び下位の直接制御通信回線２８’を介して配電用変電所２３ｂに電力系統の切替信号を出力する。
このように、地方系統を監視制御する系統制御システム２７及び配電系統を監視制御する配電制御システム３０を設け、直接制御通信回線２８に接続するので、系統制御システム２７から送電用変電所２３ａを直接制御し、配電制御システム３０から配電用変電所２３ｂの直接制御を行うことができる。
本発明の実施の形態によれば、支店給電所１３が管轄する直接制御通信回線２８に、自支店の系統制御システム２７、配電制御システム３０及び設備状態監視保全システム３３だけでなく、中央給電システム１４、基幹系統システム１５、さらには他支店の直接通信回線２８を接続できるので、電力系統の監視制御に必要な情報を共有化することが可能となる。また、共有化した監視制御情報を用いて、直接、変電所２３ａ、２３ｂの監視制御が可能となるので、業務運営の効率化を図ることができる。
また、システム構成の移行過程を考慮して、従来のＴＣ回線２５と直接制御通信回線２８との間で、データの変換を行う信号変換装置３２を設置したので、系統制御システム２７や配電制御システム３０から、従来のＴＣ回線２５に接続されている変電所を直接的に監視制御できる。また、従来のＤＸ通信網１７ａと直接制御通信回線２８との間でデータの変換を行う監視制御情報変換装置３５を設置したので、従来のシステム構成の既設監視制御システムとの連系が可能となる。
１１…中央給電所、１２…基幹給電所、１３…支店給電所、１４…中央給電システム、１５…基幹給電システム、１６…支店給電システム、１７…独自専用通信網、１８…制御所、１９…変電システム、２０…配電システム、２１…ＴＣ親局、２２…中継装置、２３ａ…送電用変電所、２３ｂ…配電用変電所、２４…ＴＣ子局、２５…ＴＣ回線、２６…配電ＴＣ、２７…系統制御システム、２８…直接制御通信回線、２９…系統制御システム、３０…配電制御システム、３１…変電所機器、３２…信号変換装置、３３…設備状態監視保全システム、３４…変電所情報伝送装置、３５…監視制御情報変換装置
Claims (3)
- 管轄の送電系統を監視制御する給電システムと、管轄の配電系統を監視制御する配電システムと、前記給電システム及び前記配電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御及び変電所設備機器の状態を監視する変電システムと、前記給電システムと前記変電システムとの間及び前記変電システムと前記配電システムとの間を接続する独自専用通信網と、前記変電システムと前記変電所との間を接続する独自専用回線とを備えた電力系統監視制御システムにおいて、前記給電システム、前記配電システム及び前記変電システムに代えて、前記変電システムの機能のうち前記給電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御する機能と前記給電システムの機能とを有した系統制御システムと、前記変電システムの機能のうち前記配電システムからの監視制御信号を受けて変電所を監視制御する機能と前記配電システムの機能とを有した配電制御システムと、前記変電システムの機能のうち変電所の設備機器の状態を監視する機能を有した設備状態監視保全システムとを設け、前記独自専用通信網及び前記独自専用回線に代えて、前記系統制御システム、前記配電制御システム、前記設備状態監視保全システム及び前記変電所を相互に接続する直接制御通信回線を設けたことを特徴とする電力系統監視制御システム。
- 前記独自専用通信網と前記直接制御通信回線との間の接続を可能とするための情報変換を行う監視制御情報変換装置と、前記独自専用回線と前記直接制御通信回線との間の接続を可能とするための信号変換を行う信号変換装置とを設け、既存の独自専用通信網に接続されるシステム及び既存の独自専用回線に接続される変電所を前記直接制御通信回線に接続可能とした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。
- 前記直接制御通信回線に接続される系統制御システム、前記配電制御システム、前記設備状態監視保全システム、前記変電所の情報伝送装置のそれぞれにセキュリティ機能を有した防護装置を接続したこと特徴とする請求項１または２記載の電力系統監視制御システム。
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