JP2009273245A - 電力系統監視制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統において事故が頻発しても各事故設備の現状を速やかに把握して早期復旧を図ることができる電力系統監視制御システムを提供する。
【解決手段】電力系統監視制御システム１０は、遠隔監視制御装置１２０から送信されてくる電気機器１３０の状態変化情報Ｓaおよび電気機器１３０が設置された設備における電力に関する計測情報Ｓbに基づいて、事故設備の復旧状況を示す復旧状況データを生成する演算制御部１３と、演算制御部１３から入力される復旧状況データに基づいて作成した復旧状況画面を操作卓３１に表示する表示部１５とを具備する。ここで、復旧状況画面は、事故設備を設備の状態ごとに分けて最優先に復旧されるべき設備が一番上にされた表を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力系統監視制御システムに関し、特に、電力系統において雷撃事故時のように事故が頻発しても各事故設備の現状を把握するのに好適な電力系統監視制御システムに関する。

従来、電力会社では、発電所、変電所、開閉所およびダムなどの電気所を無人化して遠方から電力機器１３０（遮断器、保護継電器および自動復旧装置（ＡＲＥ）など）を運転制御するために、図４に示すように、制御所に電力系統監視制御システム（制御所システム）１１０を設置するとともに電気所に遠隔監視制御装置（遠制装置）１２０を設置して、電力機器１３０への操作信号（制御信号）を電力系統監視制御システム１１０から遠隔監視制御装置１２０を介して電力機器１３０に送信するとともに、電力機器１３０の状態変化情報（電力機器１３０の状態が変化したことを示す情報）や電力機器１３０が設置された設備における電力に関する計測情報（電気所や送電線における電流計測値や電圧計測値など）を電力機器１３０から遠隔監視制御装置１２０を介して電力系統監視制御システム１１０に送信している。

また、電気所や送電線における事故発生時には、電力系統監視制御システム１１０において、警報を発するとともに、電力系統監視制御システム１１０が備える系統監視盤にこの事故により遮断された遮断器を他の遮断器と色を変え（たとえば、他の遮断器の色が赤である場合には緑に変え）かつフリッカーさせて表示している。

さらに、通常事故発生により送電線が停電したときには、一定時限の経過後に自動復旧装置によって遮断器を自動投入して、この送電線を復旧している。

なお、下記の特許文献１には、制御所システム側の電力系統の状態情報を画像情報で給電所システム側に伝送することにより電力系統の構成に変更が生じても給電所システム側で表示情報編集用データのメンテナンスを不要にするために、電力系統を構成する被制御所を複数のグループに分け、各グループ内制御所システムがそれぞれ被制御所から伝送されてくる電力系統機器の状態情報を情報受信手段で取り込み、これを表示情報編集用データを用いて編集したのち、ヒューマン・インターフェース（ＨＩ装置）に表示し、このＨＩ装置で表示している状態情報を画像情報分岐手段により画像情報に変換して、統合サービスデジタルネットワークを介して給電所システム側に伝送してＨＩ装置に画像情報として表示する電力系統監視制御システムが開示されている。
また、下記の特許文献２には、保守の省力化、事故発生時における対応の容易化・迅速化に貢献でき、設備の運用性、経済性を向上できるようにするために、電気所に設置された被監視機器の状態を表す状態データを取得する状態データ取得部と、取得した状態データに基づいて被監視機器の運用状態若しくは劣化状態に関する演算を行う監視演算部と、状態データ、運用状態に関する演算結果データおよび劣化状態に関する演算結果データのうち少なくとも一つを記憶装置に記憶するデータ記憶部と、記憶装置に記憶されたデータを通信ネットワークを介して送信するデータ通信部と、送信されたデータを通信ネットワークを介して受信および表示する端末とを有する機器監視装置が開示されている。
特開平８−２８９４８７号公報 特開２００５−７３４７８号公報

しかしながら、従来の電力系統監視制御システム１１０では、たとえば雷撃事故時のように事故が集中して波状的に（たとえば、２時間で５０件）継続した場合には、電気所や送電線において事故がほぼ同時に発生することがあるため、自動復旧装置による遮断器の自動投入の確認を最後まですることができず、系統監視盤に遮断器がフリッカーして表示されている電気所を事故と事故との合間に１箇所ずつ操作卓（端末装置）に出画して確認している。そのため、何らかの要因により遮断器が自動投入されなかった場合には復旧が遅れるという問題があった。また、遮断器の自動投入の確認においても、電気所ごとの出画であるために確認に時間を要するという問題があった。

本発明の目的は、電力系統において事故が頻発しても各事故設備の現状を速やかに把握して早期復旧を図ることができる電力系統監視制御システムを提供することにある。

本発明の電力系統監視制御システムは、遠方に設置された遠隔監視制御装置（１２０）と共に電気機器（１３０）を運転制御するための電力系統監視制御システム（１０）であって、前記遠隔監視制御装置から送信されてくる前記電気機器の状態変化情報（Ｓa）および該電気機器が設置された設備における電力に関する計測情報（Ｓb）に基づいて、事故が発生した設備の復旧状況を示す復旧状況データを生成する復旧状況データ生成手段（１３）と、該復旧状況データ生成手段から入力される復旧状況データに基づいて復旧状況画面を作成し、該作成した復旧状況画面を操作卓（３１）に表示する表示手段（１５）とを具備し、前記復旧状況画面が、前記事故が発生した設備を該設備の状態ごとに分けて最優先に復旧されるべき設備が一番上にされた表を含むことを特徴とする。
前記復旧状況データ生成手段が、前記事故が発生した設備のうち自動復旧装置が起動中でない設備を自動復旧装置が起動中である設備よりも優先順位を高くし、前記自動復旧装置が起動中でない設備については、優先順位係数（Ｐ）を算出して、該算出した優先順位係数が大きい順に優先順位を決定してもよい。
前記復旧状況データ生成手段が、前記自動復旧装置が起動中でない設備の供給支障量、経過時間および重要度係数を掛けて前記優先順位係数を算出してもよい。
前記供給支障量が、前記事故が発生した設備が電流計測をしている箇所の設備である場合には前記計測情報に含まれている電流計測値を電力値に換算した値とされ、前記事故が発生した設備が電流計測をしていない箇所の設備である場合には契約電力値とされ、前記重要度係数が、前記事故が発生した設備が重要設備である場合には“１”とされ、前記事故が発生した設備が重要設備でない場合には“０．５”とされてもよい。
前記設備の状態が、試充電未実施の設備を示す第１の状態（Ａ）と、自動復旧装置が不使用中の設備を示す第２の状態（Ｂ）と、試充電失敗の設備を示す第３の状態（Ｃ）と、試充電が禁止されている設備を示す第４の状態（Ｄ）とであってもよい。

本発明の電力系統監視制御システムは、以下に示す効果を奏する。
（１）操作卓に表示される復旧状況画面は事故設備（事故が発生した設備）を設備の状態ごとに分けて最優先に復旧されるべき設備が一番上にされた表を含むものであるため、電力系統において事故が頻発しても作業員はこの復旧状況画面を見れば各事故設備の現状を速やかに把握して早期復旧を図ることができる。
（２）作業員は操作卓に表示された復旧状況画面を見れば復旧忘れの有無を一目で確認することができる。

上記の目的を、事故設備を設備の状態ごとに分けて最優先に復旧されるべき設備が一番上にされた表を含む復旧状況画面を操作卓に表示することにより実現した。

以下、本発明の電力系統監視制御システムの実施例について図面を参照して説明する。
本発明の一実施例による電力系統監視制御システム１０は、制御所に設置され、図１に示すように送受信部１１と設備情報登録部１２と演算処理部１３と経過時間カウンタ１４と表示部１５と設備情報データベース（設備情報ＤＢ）２１と復旧状況管理データベース（復旧状況管理ＤＢ）２２と操作卓３１とを具備する。

ここで、送受信部１１は、電気所に設置された遠隔監視制御装置１２０（図４参照）との間で、電力機器１３０の状態変化情報Ｓa、電力機器１３０が設置された設備における電力に関する計測情報Ｓbおよび操作信号Ｓcなどを送受信するためのものである。

設備情報登録部１２は、設備情報データベース２１に登録されている各設備に関する設備情報データを参照して、遠隔監視制御装置１２０から送受信部１１を介して受信した事故設備（事故が発生した設備）に関する以下に示す事故設備名称情報、重要設備情報および状態情報を復旧状況管理データベース２２に登録する。

（１）事故設備名称情報
たとえば、設備情報登録部１２は、図２に示すように、Ａ変電所の１号変圧器で事故が発生した場合には「Ａ（変）＃１Ｔｒ」を事故設備名称情報として復旧状況管理データベース２２に登録し、ａａａ送電線で事故が発生した場合には「ａａａ線」を事故設備名称情報として復旧状況管理データベース２２に登録する。

（２）重要設備情報（事故設備が重要設備であるか否かを示す情報）
重要設備とは、社会的に影響の大きい顧客（病院や官公庁など）に電力を供給する設備をいう。設備が重要設備であるか否かは事前に決定されており、設備名称と関連付けられて設備情報データベース２１に設備情報データとして事前に登録されている。
たとえば、図２に示す例ではＡ変電所の１号変圧器のみが重要設備であるため、設備情報登録部１２は、Ａ変電所の１号変圧器（Ａ（変）＃１Ｔｒ）についてのみ重要設備として復旧状況管理データベース２２に登録する。

（３）状態情報
状態情報は、以下のように定義された状態Ａから状態Ｄからなる。なお、状態Ｃを除いて、各設備の状態は設備名称と関連付けられて設備情報データベース２１に設備情報データとして事前に登録されている。
・状態Ａの設備とは、試充電未実施の設備をいう。
・状態Ｂの設備とは、自動復旧装置（ＡＲＥ）が不使用中の設備をいう。
・状態Ｃの設備とは、試充電失敗の設備をいう。
・状態Ｄの設備とは、試充電が禁止されている設備をいう。
たとえば、図２に示す例では、設備情報登録部１２は、Ａ変電所の１号変圧器（Ａ（変）＃１Ｔｒ）、ａａａ送電線（ａａａ線）およびｃｃｃ送電線（ｃｃｃ線）については状態Ａ（試充電未実施の設備）を、ｆｆｆ送電線（ｆｆｆ線）およびｄｄｄ送電線（ｄｄｄ線）については状態Ｂ（ＡＲＥ不使用中の設備）を、ｇｇｇ送電線（ｇｇｇ線）については状態Ｄ（試充電が禁止されている設備）を状態情報として復旧状況管理データベース２２に登録している。なお、ｈｈｈ送電線（ｈｈｈ線）、Ｂ変電所の２号変圧器（Ｂ（変）＃２Ｔｒ）およびｉｉｉ送電線（ｉｉｉ線）については、後述するように演算制御部１３が状態Ｃ（試充電失敗の設備）を状態情報として復旧状況管理データベース２２に登録している。

演算処理部１３は、遠隔監視制御装置１２０から送受信部１１を介して状態変化情報Ｓaおよび計測情報Ｓbを受信すると、経過時間カウンタ１４を起動させて、事故発生からの経過時間を測定させるとともに、受信した状態変化情報Ｓaに基づいて事故設備を特定して、特定した事故設備の事故設備名称と関連付けて経過時間カウンタ１４からの経過時間を経過時間情報として復旧状況管理データベース２２に登録する。
たとえば、図２に示す例では、演算処理部１３は、Ａ変電所の１号変圧器（Ａ（変）＃１Ｔｒ）については５分（Ａ変電所での事故発生から５分が経過）を、ａａａ送電線（ａａａ線）については３０分（ａａａ送電線での事故発生から３０分が経過）を経過時間情報として復旧状況管理データベース２２に登録している。

演算処理部１３は、設備情報データベース２１に登録されている各設備に関する設備情報データを参照して、特定した事故設備についての供給支障量を算出したのち、算出した供給支障量を供給支障量情報として復旧状況管理データベース２２に登録する。

このとき、供給支障量は、事故設備が電流計測をしている箇所の設備である場合には、受信した計測情報Ｓbに含まれている電流計測値を電力値に換算した値とする。また、たとえば特別高圧の顧客のように事故設備が電流計測をしていない箇所の設備である場合には、契約電力値を供給支障量とする。なお、各設備が電流計測をしている箇所の設備であるか電流計測をしていない箇所の設備であるかについては、設備名称と関連付けられて設備情報データベース２１に設備情報データとして事前に登録されている。
たとえば、図２に示す例では、演算処理部１３は、Ａ変電所の１号変圧器（Ａ（変）＃１Ｔｒ）については１０．０ｋＷを、ａａａ送電線（ａａａ線）の供給支障については３３．０ｋＷを供給支障量として復旧状況管理データベース２２に登録している。

演算処理部１３は、受信した状態変化情報Ｓaに基づいて事故設備の自動復旧装置が起動中であるか否かを検出したのち、自動復旧装置が起動中である場合にはその旨をＡＲＥ起動中情報として復旧状況管理データベース２２に登録する。
たとえば、図２に示す例では、ｃｃｃ送電線（ｃｃｃ線）のみが自動復旧装置が起動中の設備であるため、演算処理部１３は、ｃｃｃ送電線（ｃｃｃ線）についてのみ自動復旧装置が起動中であることをＡＲＥ起動中情報として復旧状況管理データベース２２に登録している。
なお、演算処理部１３は、経過時間カウンタ１４から入力される経過時間が所定の時間Ｔだけ経過すると、復旧状況管理データベース２２に登録されたＡＲＥ起動中情報を消去する。

演算処理部１３は、受信した状態変化情報Ｓaに基づいて事故設備の試充電が成功したことを検出すると、復旧が完了したとしてこの事故設備に関して復旧状況管理データベース２２に登録されている情報（事故設備名称情報、重要設備情報、状態情報、供給支障量情報、経過時間情報およびＡＲＥ起動中情報）を削除する。一方、演算処理部１３は、受信した状態変化情報Ｓaに基づいて事故設備の試充電が失敗したことを検出すると、復旧状況管理データベース２２に登録されているこの事故設備の状態情報を状態Ｃ（試充電失敗の設備）に変更する。
たとえば、図２に示す例では、ｈｈｈ送電線（ｈｈｈ線）、Ｂ変電所の２号変圧器（Ｂ（変）＃２Ｔｒ）およびｉｉｉ送電線（ｉｉｉ線）において試充電が失敗したため、演算処理部１３は、ｈｈｈ送電線（ｈｈｈ線）、Ｂ変電所の２号変圧器（Ｂ（変）＃２Ｔｒ）およびｉｉｉ送電線（ｉｉｉ線）の状態情報を状態Ｃ（試充電失敗の設備）に変更している。

演算処理部１３は、復旧状況管理データベース２２に登録されている事故設備名称情報、重要設備情報、状態情報、経過時間情報、供給支障量情報およびＡＲＥ起動中情報に基づいて、事故設備の復旧状況を示す復旧状況データを生成する。

表示部１４は、演算処理部１３から入力される復旧状況データに基づいて、事故設備を設備の状態ごとに分けて最優先に復旧されるべき設備が一番上にされた表を含む図３に示すような復旧状況画面を作成し、作成した復旧状況画面を操作卓３１に表示する。

そのため、演算処理部１３は、表示部１４においてこのような復旧状況画面が作成されるように、復旧状況データを以下のようにして生成する。
（１）事故設備を設備の状態ごとに分けて、各事故設備の供給支障量および経過時間が分かるように、復旧状況データを生成する。
すなわち、演算処理部１３は、図３に示すように、状態Ａ（試充電未実施）の事故設備に関する設備名称、供給支障量および経過時間を左上に表示し、状態Ｂ（ＡＲＥ不使用中）の事故設備に関する設備名称、供給支障量および経過時間を左下に表示し、状態Ｃ（試充電失敗）の事故設備に関する設備名称、供給支障量および経過時間を右上に表示し、状態Ｄ（試充電禁止）の事故設備に関する設備名称、供給支障量および経過時間を右下に表示する表を復旧状況画面が含むように、復旧状況データを生成する。

（２）自動復旧装置が起動中である設備（たとえば、図２に示したｃｃｃ送電線）については、設備名称（ｃｃｃ線）とともに「ＡＲＥ起動中」が復旧状況画面に表示されるように、復旧状況データを生成する。

（３）各状態の事故設備を以下のように優先順位付けすることにより、設備の状態ごとに最優先に復旧すべき事故設備（優先順位が１番である設備）が一番上に表示されるように、復旧状況データを生成する。
（ａ）自動復旧装置が起動中でない設備を自動復旧装置が起動中である設備よりも優先順位を高くする。
たとえば、図３に示す例では、演算処理部１３は、左上の表に表示される状態Ａ（試充電未実施）の事故設備のうち自動復旧装置が起動中である設備はｃｃｃ送電線（ｃｃｃ線）のみであるため、ｃｃｃ送電線（ｃｃｃ線）が左上の表の一番下に表示されるように、復旧状況データを生成する。
（ｂ）自動復旧装置が起動中でない設備については、次式で示す優先順位係数Ｐを算出して、算出した優先順位係数Ｐが大きい順に優先順位を決定する。
Ｐ＝（供給支障量）×（経過時間）×（重要度係数）
ここで、重要度係数は、事故設備が重要設備である場合には“１”とすることにより送電線の早期復旧を促すようにするともに、事故設備が重要設備でない場合でも“０．５”とすることにより、重要設備でなくても供給支障量が大きい設備に関しては社会的影響があると考えて送電線の早期復旧を促すようにしている。
たとえば、図３に示す例では、演算処理部１３は、左上に表示される状態Ａ（試充電未実施）の事故設備については、Ａ変電所の１号変圧器（Ａ（変）＃１Ｔｒ）の優先順位係数Ｐ＝１０．０×５×１＝５０であり、ａａａ送電線（ａａａ線）の優先順位係数Ｐ＝３３．０×３０×０．５＝４９．５であり、ｂｂｂ送電線（ｂｂｂ線）の優先順位係数Ｐ＝４５．０×１×０．５＝２２．５であるため、この順番で上から表示されるように、復旧状況データを生成する。

（４）早期復旧を促すために、重要設備である事故設備については特定の色で表示するように、復旧状況データを生成する。

作業員は、操作卓３１に表示された復旧状況画面を見て、以下に示すような復旧作業を行う。
（１）状態Ａ（試充電未実施）の事故設備については、状況を把握したのち、操作卓３１を用いて遮断器の投入信号や自動復旧装置の起動信号などの操作信号Ｓcを遠隔監視制御装置１２０（図４参照）に送信するように演算制御部１３に指示して適宜復旧させる。
（２）状態Ｂ（ＡＲＥ不使用中）の事故設備については、活近作業中の可能性があり、現場確認後に試充電する必要があるため、現場確認後に状況を把握したのち、操作卓３１を用いて遮断器の投入信号や自動復旧装置の起動信号などの操作信号Ｓcを遠隔監視制御装置１２０（図４参照）に送信するように演算制御部１３に指示して適宜復旧させる。
（３）状態Ｃ（試充電失敗）の事故設備については、自動復旧装置投入または手動入によって試充電失敗したものであるため、管轄部署に連絡して現場対応を依頼する。
（４）状態Ｄ（試充電禁止）の事故設備については、試充電が禁止されているため、管轄部署に連絡して現場対応を依頼する。

なお、作業員が操作卓３１に表示された復旧状況画面中の事故設備名称をクリックすることにより、クリックされた事故設備の制御画面が操作卓３１に表示されるようにしてもよい。
また、演算制御部１３が、遠隔監視制御装置１２０から送受信部１１を介して計測情報Ｓbを受信して、受信した計測情報Ｓbに基づいて供給支障量を監視することにより、優先順位係数Ｐを算出して優先順位を定期的に入れ替えるようにしてもよい。

演算制御部１３は、未復旧の事故設備については、表示部１５に対して系統監視盤に表示されたこの事故設備の設備名称を特定の色で点灯させるように指示することにより、系統監視盤に表示された画面を見れば未復旧設備を容易に確認できるようにしてもよい。

本発明の一実施例による電力系統監視制御システムの構成を示す図である。 図１に示した復旧状況管理データベース２２への登録内容の一例を示す図である。 図１に示した操作卓３１に表示される復旧状況画面の一例を示す図である。 従来の電力系統監視制御システム１１０について説明するための図である。

符号の説明

１０ 電力系統監視制御システム
１１ 送受信部
１２ 設備情報登録部
１３ 演算処理部
１４ 経過時間カウンタ
１５ 表示部
２１ 設備情報データベース
２２ 復旧状況管理データベース
３１ 操作卓
１１０ 電力系統監視制御システム
１２０ 遠隔監視制御装置
１３０ 電力機器
Ｓa 状態変化情報
Ｓb 計測情報
Ｓc 操作信号

Claims (5)

1. 遠方に設置された遠隔監視制御装置（１２０）と共に電気機器（１３０）を運転制御するための電力系統監視制御システム（１０）であって、
   前記遠隔監視制御装置から送信されてくる前記電気機器の状態変化情報（Ｓa）および該電気機器が設置された設備における電力に関する計測情報（Ｓb）に基づいて、事故が発生した設備の復旧状況を示す復旧状況データを生成する復旧状況データ生成手段（１３）と、
   該復旧状況データ生成手段から入力される復旧状況データに基づいて復旧状況画面を作成し、該作成した復旧状況画面を操作卓（３１）に表示する表示手段（１５）とを具備し、
   前記復旧状況画面が、前記事故が発生した設備を該設備の状態ごとに分けて最優先に復旧されるべき設備が一番上にされた表を含む、
   ことを特徴とする、電力系統監視制御システム。
2. 前記復旧状況データ生成手段が、
   前記事故が発生した設備のうち自動復旧装置が起動中でない設備を自動復旧装置が起動中である設備よりも優先順位を高くし、
   前記自動復旧装置が起動中でない設備については、優先順位係数（Ｐ）を算出して、該算出した優先順位係数が大きい順に優先順位を決定する、
   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. 前記復旧状況データ生成手段が、前記自動復旧装置が起動中でない設備の供給支障量、経過時間および重要度係数を掛けて前記優先順位係数を算出することを特徴とする、請求項２記載の電力系統監視制御システム。
4. 前記供給支障量が、前記事故が発生した設備が電流計測をしている箇所の設備である場合には前記計測情報に含まれている電流計測値を電力値に換算した値とされ、前記事故が発生した設備が電流計測をしていない箇所の設備である場合には契約電力値とされ、
   前記重要度係数が、前記事故が発生した設備が重要設備である場合には“１”とされ、前記事故が発生した設備が重要設備でない場合には“０．５”とされる、
   ことを特徴とする、請求項３記載の電力系統監視制御システム。
5. 前記設備の状態が、試充電未実施の設備を示す第１の状態（Ａ）と、自動復旧装置が不使用中の設備を示す第２の状態（Ｂ）と、試充電失敗の設備を示す第３の状態（Ｃ）と、試充電が禁止されている設備を示す第４の状態（Ｄ）とであることを特徴とする、請求項１乃至４いずれかに記載の電力系統監視制御システム。