JP2012134895A - 配電自動化システム及び配電自動化システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配電自動化システムの通信ネットワークでは通信速度が遅くパケット送信から受信までの応答時間が長く変動が大きい。時刻同期手順であるＮＴＰでは監視制御に影響が大きく時刻精度が劣化する。
【解決手段】配電自動化システムでは制御装置から各機器へ個別に運転状態を問合せし受信した機器は状態情報を制御装置へ通知する。問合せからの状態情報を受信するまでの応答時間を機器ごとに計測し、その応答時間をブロードキャストを利用して機器側に通知する。機器側の通信装置では応答時間と電波時計に同期したタイマでのタイムスタンプを受信して、自局のタイマの時刻と比較して一定値以上の差があればタイマ時刻を補正する。
本発明によれば時刻同期制御のための通信量を少なくし通信ネットワークによる遅延時間の影響を無く高精度に時刻同期を実現できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配電自動化システム及び配電自動化システムの制御方法に係り、特に、時刻合わせ精度の向上に好適な配電自動化システム及び配電自動化システムの制御方法に関する。

変電所からの配電線網の区間毎に開閉器が設置されており、配電自動化システムでは開閉器の状態を常に監視し特定区間で配電線の地絡事故が発生した場合には速やかにその区間を特定し、開閉器のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで停電時間、地域の短縮に図るものである。太陽光発電システムやオール電化を設置した家庭の増加に伴い配電線電圧が変動し家電機器などへの影響が懸念されており、配電自動化システムでは配電線網に取付けた電圧，電流センサ情報を収集し、電圧を制御するためのＳＶＲ（Step Voltage Regulator），ＳＶＣ（Static Var Compensator）などの電力制御機器へ指令を与えて電力安定化を図る機能を持つ。配電自動化システムでは監視制御するセンサや機器数が増加することが予想され、その通信ネットワークの通信量も増加することが予想される。

一方、より高度な監視制御を実現するためには配電自動化システムの制御装置と各センサ，機器間での時刻合わせ（時刻同期）が重要となってきている。

各装置間の時刻を合わせる方法としては、ＧＰＳ方式の時計装置や電波時計を各装置に設ける方法がある。しかしながら、配電自動化システムに利用するには、センサ，機器数は多くそれぞれの通信制御装置に電波時計等の高価なものを設置するのはコスト面での問題がある。また、地下の配電線網やビルの谷間などの電波受信が困難な場所もあり、前機器へ適用することは困難である。

その代替案としては、通信ネットワークを利用して時刻同期を行う方式として、ＮＴＰ（Network Time Protocol）が知られている。このＮＴＰでは、マスタタイマのあるＮＴＰサーバの時刻に合わせるためＮＴＰクライアントは定期的にサーバに対して時刻を問合せてその応答時間を計測する。このように、一箇所に設けられたマスタタイマの時刻を他の装置が問合せて自タイマの時刻を合わせる。このような技術は、例えば、特開２００９−１４０１５０号公報，特開２００９−２６０７０６号公報及び特開２００７−１７８２２６号公報に記載されている。

特開２００９−１４０１５０号公報 特開２００９−２６０７０６号公報 特開２００７−１７８２２６号公報

上記従来技術では、マスタタイマのあるＮＴＰサーバの時刻に合わせるためＮＴＰクライアントは定期的にサーバに対して時刻を問合せてその応答時間を計測する必要がある。一方、配電自動化システムの通信ネットワークでは通信メディアとしては、配電線自体を利用する電力線搬送（ＰＬＣ）、あるいは通信専用線が多く採用され、最大通信距離は数十km以上にもなるものもあり、例えば通信速度は１kbps以下と非常に低速であることが一般的である。そのため、上記従来技術では、時刻に合わせのための応答時間の計測中は本来の監視制御用のデータを通信することができないために、制御遅れなどの発生要因が顕著になる恐れがある。

また、配電自動化システムの通信ネットワークでは、中継器を設けて通信距離を達成する例もあり、このようなことからも上記の従来技術では制御通信に影響が顕著に出る恐れがある。

本発明の目的は、通信ネットワークを用いて時刻合わせするときにその通信量を軽減すると共に時刻同期精度を向上させることが可能な配電自動化システム及び配電自動化システムの制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、配電系統を制御及び／又は監視する制御装置を有し、前記制御装置は、開閉器，電圧調整器等の電力機器を制御及び／又は監視する通信制御端末装置と通信ネットワークを介して接続されるものであって、前記制御装置は、前記電力機器の動作状態の問合せ及び／又は制御指令を前記通信制御端末装置に通知し、前記通信制御端末装置からの返信までの時間を計測し、前記計測した返信までの時間の情報を前記通信制御端末装置に通知し、前記通知する前記返信までの時間の情報には、該通知の時刻に係る情報が含まれるように構成する。

或いは、開閉器，電圧調整器等の電力機器を制御及び／又は監視する通信制御端末装置を有し、前記通信制御端末装置は、配電系統を制御及び／又は監視する制御装置と通信ネットワークを介して接続されるものであって、前記通信制御端末装置は、前記電力機器の動作状態の問合せ及び／又は制御指令を前記制御装置から受け、前記制御装置に対する返信に係る時間の情報を受け、前記返信に係る時間の情報には、該通知の時刻に係る情報が含まれ、通信制御端末装置は、前記受け取った情報をもとに時刻の校正を行うように構成する。

本発明によれば、時刻合わせのための通信量を軽減すると共に時刻同期精度を向上させることが可能となる。

本発明の実施例である配電自動化システムの構成。 本発明の実施例である通信用パケットの構成。 本発明の実施例である応答時間通知用パケットの構成。 本発明の実施例である応答時間通知用パケットの構成。 本発明の実施例であるタイマ時刻同期部の処理フロー。 本発明の実施例であるタイマ時刻同期部の処理フロー。 本発明の実施例であるタイマ時刻同期部の処理フロー。

以下、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。

以下、本発明の実施形態について実施例１として説明する。図１は本発明の実施例である配電自動化システムの構成を示している。図１において、営業所や複数の変電所を監視制御する電気所に配電自動化制御装置１が設置され、配電ＴＣ（テレコントロール）２を介してＩＰネットワーク３と接続されている。変電所１３からは配電線１１が複数本、家庭などに電力を供給するために敷設されている。配電線１本の敷設距離は最大では数十kmに達する。各配電線１１には特定の間隔で開閉器７が接続されており、配電線の区間を区分することが目的のため区分開閉器と呼ばれることもある。開閉器７の状態を監視制御するために開閉器側に接続されているものが遠制子局８である。遠制子局８と通信線１２を介して通信するのが変電所に設置される変電所ＴＣ４ａ，ＴＣ４ｂであり、変電所ＴＣ４ａ，ＴＣ４ｂは配電自動化制御装置１とはＩＰネットワーク３を介して通信し、開閉器７，ＳＶＲ９，ＳＶＣ１０とは通信線１２と遠制子局８を介して通信する。配電自動化システムでは配電自動化制御装置１から変電所ＴＣ４が状態監視や開閉器制御の指令を受けて、変電所ＴＣ４ｂが各遠制子局８と通信することで各機器を制御監視する。なお、変電所ＴＣ４ａと変電所ＴＣ４ｂは同様の機能を有する。同様の機能については、一部、一方での説明を省略する。通常は、変電所ＴＣ４ｂから開閉器７ｍの運転状態を監視するため遠制子局８ｍに対して状態問合せ要求（ＳＶ要求）を送信し、要求を受信した遠制子局８ｍが状態情報（ＳＶ応答）を返信する。これらの通信を、開閉器７ｎ，７ｐ，７ｑに対して順に行って全ての機器の状況を常時監視している。一方、事故発生時、例えば開閉器７ｍと７ｎとの間の配電線１１ｃの区間で地絡事故が発生すると、その情報が変電所ＴＣ４ｂ，ＩＰネットワーク３，配電ＴＣ２を経由して配電自動化制御装置１内の制御サーバ１５で収集される。制御サーバ１５で事故区間を特定し、例えば事故間を切り離すために開閉器７ｍ，７ｎに対して開閉器を遮断する指令を送信する。その指令を変電所ＴＣ４ｂ，通信線１２ｃを介して遠制子局８ｍ，８ｎが受信し開閉器７ｍ，７ｎに遮断指令を出して電力の供給をＯＦＦする。なお、図１には示していないが配電線１１ｃの末端では他の配電線と開閉器を介して接続されており、通常はその開閉器は遮断状態にある。上述の遠制子局８ｍ，８ｎの間で事故が発生した場合には、遠制子局８ｍより変電所から離れた配電線には電力は供給されなくなるが、末端で他の配電線と接続するために設けられた開閉器を配電自動化制御装置からの指令にてＯＮすることで末端方向から電力の供給が可能となる。従って最終的には区間７ｍ，７ｎの区間を除いては停電状態から回復させることができる。

配電線１１には開閉器の他に電圧を一定値に保つためのＳＶＲ９やＳＶＣ１０が接続されており、電圧を一定にするための制御を行っている。これに対する監視制御も配電自動化システムで行っており、制御するための配電線１１の各地点の電圧，電流値は開閉器７に内蔵されたセンサの情報を上述した通信ネットワーク（ＩＰネットワーク３，通信線１２ａ，ｂ，ｃ）を介して営業所の制御サーバ１５で収集し、制御指令を各ＳＶＲにする。
以上が配電自動化システムの主な機能，動作である。家庭に太陽光発電やオール電化が増えてきた場合には、これまで以上に電圧の変動が大きくなるため、センサ設置台数の増加が必要になってくる。また、制御指令を計算するには各センサ情報の収集時刻も重要であり、時刻同期が課題となっている。さらに、いろいろな停電事故の区間、事故原因を特定する上では各地点の電圧，電流の時間変化を収集する必要があり、各波形の時間変化を比較する上でも時刻同期が重要となる。以下では時刻同期の動作について、詳細に説明する。

配電自動化制御装置１には時刻のマスタとなる電波時計２８を設けており、これにより他の営業所に設置された他の配電自動化制御装置との間においても時刻が一定精度で一致させることができる。ＮＴＰは時刻同期を実現するための手順を定めたものであり、ＩＰネットワーク３を介して接続された変電所ＴＣ４ｂのタイマ１８ｓとの間ではＮＴＰを利用して時刻同期をとる。まず、ＮＴＰクライアント１７からＮＴＰサーバ１６に対して時刻送信要求を出して、電波時計２８の時刻を取得する。時刻と共に要求を送信して受信するまでの応答時間もＮＴＰクライアント１７では計測するため、受信した時刻に応答時間の半分の時間を加えた値に自局内のタイマ１８ａの時刻を合わせる。このようにすることで、時刻を精度よく合わせることが可能となる。なお、応答時間は他の制御情報の通信量の多少により変動するため、一定間隔でこのような時刻要求，取得，時刻合わせをすることで、応答時間の変動に伴う時刻同期誤差を抑えることができる。ＩＰネットワーク３は光ファイバや通信装置間は１対１通信となる通信専用線で構成される場合が多く、高速で通信待ち時間も少ないネットワークであるためＮＴＰ手順による時刻合わせも可能である。しかし、変電所ＴＣ４ｂのタイマ１８ａと遠制子局８ｎ内のタイマ１８ｂとの時刻合わせをＮＴＰで行うには通信速度が遅く、遠制子局が多数存在するために時刻合わせのための通信量が増加し、本来の監視制御のための通信の応答時間に遅れを生じる可能性がある。本実施例では変電所ＴＣと遠制子局間では通信線１２を用いているが、現状の通信速度は１kbps以下と光ファイバの１００Ｍbpsに比べると５桁程度、速度が遅い。また、他の通信手段としてはＰＬＣも使用されているがこちらの速度はさらに遅く１００bps以下である。以上のことから、ＮＴＰは採用できない。そのため、配電自動化システムでは監視制御の手順として変電所ＴＣからＳＶ要求を送信し遠制子局側からＳＶ応答を常時行っていることを利用する。変電所ＴＣ４ｂ内の配電制御親局１９から遠制子局８ｑへのＳＶ要求のためのパケット（状態応答パケット）２７を送信するが、応答時間測定部２１では送信時刻を記録し、遠制子局８ｑからの状態応答（ＳＶ応答）を親局通信装置２０を介して受信するまでの時間を応答時間測定部２１では計測する。これを各遠制子局に対してＳＶ要求を送信する毎に行うことで、通信ネットワークによる応答時間を特別なパケットを通信することなく検出することができる。なお、応答時間は他の通信の有無により変動するため１回では無く複数回計測し平均値を算出することで、バラツキの少ない応答時間が計測できることは言うまでもない。

図２には本発明の実施例であるパケットの構成を示す。変電所に設置される配電制御親局１９と遠制子局８の内部にある開閉器制御部（開閉器制御回路）２５との間で通信するパケットの構成であり、図２（ａ）に示すように宛先アドレスＤＡ，送信元アドレスＳＡ，パケットの長さを示すＬＥＮ，パケットのデータ種別を示すＴＹＰＥ，アプリケーションデータを格納するＤＡＴＡ、及び誤り検出するための情報ＣＲＣからなる。配電制御親局１９から開閉器の状態を遠制子局に問合せる場合には、ＤＡを要求する遠制子局のアドレスとし、ＳＡは配電制御親局１９のアドレスとする。ＴＹＰＥには状態問合せを情報である識別子を格納し、ＤＡＴＡには問合せる情報の具体的なセンサ、状態量を格納することで必要な状態を要求することが可能となる。図２（ｂ）が問合せ時のパケット構成で、同図（ｃ）が遠制子局の開閉器制御部２５から返信される開閉器状態の情報（ＳＶ応答）を返信する場合の構成である。このようなパケットを構成する各種の情報を用いて変電所ＴＣ４の内部の応答時間測定部２１では応答時間を測定する。例えば配電制御親局１９から遠制子局８ｎに向けて状態問合せ要求（ＳＶ要求）にパケットが送信されると、応答時間測定部２１では送信されたパケットを受信してそのパケットが開閉器７ｎに向けたＳＶ要求であることを判別し、そのときのタイマ１８ａの時刻を応答時間測定部２１の内部に記憶する。その後、遠制子局８ｎの開閉器制御部２５からＳＶ応答が返信されて、親局通信装置２０を介して応答時間測定部２１でＳＶ応答パケットを受信しＳＡ，ＴＹＰＥ等から遠制子局８ｎからのパケットであることを判別し再びタイマ１８ａの時刻を入力することでＳＶ要求送信からＳＶ応答受信までの応答時間を子局毎に識別して計測することができる。

通信ネットワークを利用した時刻同期において時刻を合わせる側のタイマの通信制御装置側でマスタタイマ側との通信ネットワークにおける応答時間、あるいはパケットが送信されてから受信までの遅延時間を知る必要がある。上述した実施例ではマスタタイマ側である変電所ＴＣ４ｂ内の応答時間測定部２１で応答時間を測定するため、応答時間を各遠制子局に通知する必要がある。そのパケットを生成するのが応答時間通知用パケット生成部２２である。そのパケットは図２（ａ）の構成でＤＡに該当する遠制子局８ｎのアドレスを格納し、ＤＡＴＡに応答時間を入力しパケットを生成し送信すれば該当する遠制子局８ｎへ応答時間を通知することが可能となる。このようなパケットを各遠制子局８ｎ毎に作成し送信すれば全遠制子局は応答時間を知ることができるため時刻同期が可能となる。

次に図３を用いて本発明の次の実施例を説明する。図３は遠制子局の全ての子局や複数の遠制子局に対して同時に応答時間を通知するために用いるものである。このため、ＤＡＴＡには通信する遠制子局のＩＤ（識別子）と組となる応答時間をペアで格納する。また宛先アドレスには全遠制子局が受信するためにブロードキャストであることを示す情報、あるいは複数の遠制子局のグループを特定するグループＩＤの情報を格納することで、受信する遠制子局側では自局宛のパケットであるか否かを判別することができる。なお、本パケットが応答時間通知用であることはＴＹＰＥに識別情報を格納することで容易に判断することができる。このようにブロードキャストやマルチキャスト（複数の遠制子局宛通信）で応答時間を遠制子局へ同時に通知することが可能となるため通信量を軽減できる。
事項同期のための通信量が軽減できれば、監視制御用のパケットの通信待ちとなる確率が少なくなるために応答性の良い配電自動化システムを実現できる。

次に図４，図５を用いて本発明の次の実施例を説明する。上述した本発明の実施例では、応答時間の計測方法，応答時間の通知方法に関して説明したが、以下では遠制子局内のタイマの時刻を合わせる本発明の実施例を説明する。図４は変電所ＴＣ４ｂの応答時間通知用パケット生成部２２から送信される応答時間通知パケットの構成である。既に説明した図３の応答時間通知パケット構成と異なる点はパケットを生成した時間を格納するＴＩＭＥを設けたことにある。これは一般的にタイムスタンプと呼ばれるもので、パケット内に常に格納して通信することで、時刻制御やセンサ情報の時間変化を調査する場合の重要な情報となる。応答時間通知用パケット生成部２２で応答時間通知パケットを生成するときに営業所の電波時計２８の時刻とＮＴＰにより時刻合わせをした変電所ＴＣ内のタイマ１８ａの時刻を読出して、パケットのＴＩＭＥ部にタイムスタンプとして格納する。応答時間通知用パケット生成部２２から送信された応答時間通知用パケットは、親局通信装置２０，通信線１２ｃを介して各遠制子局８ｎへ送信される。次に遠制子局８ｎでの時刻合わせの動作を図５を用いて説明する。図５は遠制子局８ｎ内のタイマ時刻同期部２４の動作フローチャートであり、本動作はタイマ時刻同期部２４でパケットが受信される毎に実行されるフローを示している。Ｓ５０１で、まず最初に受信したパケットが自局宛の応答時間通知用パケットであるか否かを図４に示したパケット構成の宛先アドレスＤＡとＴＹＰＥから判別し、通知用パケットで無ければその後の処理は行わず終了する。通知用パケットであれば、Ｓ５０２で、パケットのＴＩＭＥを読込み、Ｓ５０３で、応答時間Ｒes(ＩＤ)を読込み格納し、その後、Ｓ５０４で、自局タイマ１８の時刻timerを読込み、Ｓ５０５で、次式に示す時間差Δｔを計算する。なお、パケットのＴＩＭＥは、図４に示されるＴＩＭＥタイムスリップ（時刻）の他、例えば、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すパケットの構成のＤＡＴＡアプリケーションデータに実質的に含まれるようにして、受授しても良い。

Δｔ＝ＴＩＭＥ＋Ｒes(ＩＤ)−timer （１）
Δｔが０であれば、変電所ＴＣ４ｂ内のタイマ１８ａの時刻と遠制子局８ｎ内のタイマ１８ｂとの時刻があっていることを示す。すなわちＴＩＭＥは１８ａの時刻であり、その値を通信ネットワークを介して遠制子局８ｎで受信したタイマ１８ｂの時刻が応答時間Ｒes(ＩＤ)のみ遅れていることは両時刻が一致していることを意味する。Δｔが０以外の場合にどの程度時間差があれば時刻合わせを実施するか否かを判断するのがしきい値であり、Ｓ５０６で、一定幅以上差があれば、Ｓ５０７で、タイマ１８ｂの時刻をＴＩＭＥ＋Ｒes(ＩＤ)と一致するように合わせる。なお、応答時間通知用パケットが応答時間通知用パケット生成部２２から送信されてタイマ時刻同期部２４で受信されるまでの平均時間はＲes(ＩＤ)と一致するが、応答時間通知用パケットの通信毎には通信ネットワークでの待ち時間が異なるために毎回ことなる。従ってその変動幅以上にしきい値を設けたほうが良いことは言うまでもない。従って図４に示した応答時間通知用パケットの構成において各子局の応答時間を格納する領域には、応答時間の平均値だけではなく変動幅の指標となる分散値を合わせて格納するようにすれば、タイマ時刻同期部２４においてしきい値を設定する際の指標とすることができるのでより精度の高い時刻同期が可能となる。以上応答時間通知用パケットを受信するたびに時刻同期で誤差要因となる応答時間を加算して時刻合わせが可能となるため精度の高い時刻同期が可能である。

上述の発明の実施例ではしきい値を予め決定するか、もしくは応答時間通知用パケットの子局応答時間Ｒes(ＩＤ)に平均値だけで無く分散値を格納して通知し、しきい値の設定に利用した。次に本発明の次の実施例について説明する。図５で示した応答時間通知用パケットの構成でタイムスタンプを格納するＴＩＭＥは、応答時間通知用パケットのみに設けるのではなく、ＳＶ要求やＳＶ応答の状態問合せ及び状態情報通信パケットにもＴＩＭＥを付加して通信する。このようにすれば、遠制子局のタイマ時刻同期部２４の動作で説明したしきい値を以下のようにして決定することができる。図６は本発明の実施例であるタイマ時刻同期部２４のしきい値を決定する参考値となる分散値を決定する処理フローである。本処理はタイマ時刻同期部２４で送信元アドレスＳＡが変電所ＴＣを示すパケットを受信したときのみ起動するものである。Ｓ６０１で、パケット受信するとＴＩＭＥの時刻を読出し、Ｓ６０２で、自局タイマからパケット受信時刻timerを記録して、Ｓ６０３で、両者の差t_delayを算出する。この処理をパケットを受信するたびに行い、Ｓ６０４で、t_delayの平均値と分散値を算出する。分散値が応答時間のバラツキ具合を表す指標であり、これを参考値として図５を用いて説明した本発明の実施例である時刻同期処理のしきい値を決定すれば、応答時間の変動を考慮したしきい値とすることができるため時刻同期精度を向上できる。なお、t_delayを計算するためのパケットの条件としてはＳＡが変電所ＴＣ４ｂとしたが、さらに条件を追加して宛先アドレスＤＡが時刻同期を行う遠制子局アドレスのみにすればt_delayの計算精度を上げることが可能である。ＤＡが他の遠制子局アドレスを示しているパケットにおいても変電所から自局の遠制子局までの通信ネットワークでの通知持間の測定を目的にしているのであれば他局宛のパケットも利用した方が測定回数が増え統計誤差が少なくなる。ただし、通信ネットワークの通信装置によってはＤＡによって通信速度を変えて通信する場合もあり、この場合には逆にt_delayの分散が大きくなる恐れがある。このため、ＤＡが自局宛のパケットのみを用いてt_delayを計算するほうが精度の良い計算が可能となる場合も多い。

次に図７を用いて本発明の次の実施例を説明する。図７は遠制子局内のタイマ時刻同期部２４での時刻合わせの処理フローであり、子局通信装置２３で通信線１２からパケットを受信し転送される毎に処理を実行する。Ｓ７０１で、まず受信パケットが応答時間通知用パケットか否かを判定し、同パケットであれば、Ｓ７０２で、自局の応答時間Ｒes(ＩＤ)を読出して格納する。Ｓ７０３で、次に応答時間通知用パケットか否かに係わらず受信パケット中のＴＩＭＥを読出す。その後、Ｓ７０４で、自局タイマ１８の時刻timerを読込み、Ｓ７０５で、（１）式で示した時間差Δｔを計算する。

Ｓ７０６で、Δｔの絶対値がしきい値以上の差があれば、Ｓ７０７で、（タイマ１８ｂの時刻をＴＩＭＥ＋Ｒes(ＩＤ)と一致するように合わせる。図５を用いて説明した本発明の他の実施例と異なるところは、時間差Δｔを計算して時刻合わせを行う処理を自局宛のパケットを受信する全ての場合で行う点が異なる。図５の実施例では応答時間通知用パケットが受信された場合にのみ時刻同期を行うため応答時間通知用パケットの送信間隔が長くなるとタイマの時刻がズレて精度を保てなくなる恐れがある。これに対して本実施例では監視制御用通信するＳＶ要求パケットを受信した場合にでも時刻同期が必要か否かを判断して時刻合わせを行うために、判断をする時間間隔が短くなるため、その期間中でタイマ時刻がズレる量も小さいために精度の良い時刻動機が可能となる。上述したように応答時間の測定では統計誤差を抑えるためには計測回数は増やしたほうが良く、一方、時刻合わせの判断間隔は短いほうが時刻差は発生しにくい。以上説明したように応答時間測定精度が向上し、時刻差の補正間隔を短くすることができるのでより高精度の時刻同期を実現できる。

なお、図７の時刻同期処理フローにおいては、時間差Δｔがしきい値を越えた時点で時刻合わせを行う実施例について説明したが、通信ネットワークの通信状況によって親局通信装置からパケットを送信して遠制子局８の子局通信装置２３で受信されるまでの時間は上述したように、他の通信量の多少により変動する可能性がある。従って、時間差Δｔがしきい値を１回超えただけでなく、複数パケットで連続してしきい値を越える、あるいは複数回のΔｔの平均値を計測しその平均値がしきい値を越えた場合に事項合わせを行うようにすれば、通信ネットワークで突発的に発生する大きな応答時間の遅れに対して誤って時刻同期し時刻精度が劣化する恐れがない。

以上本発明の複数の実施例について説明したが、図１に示した本発明の実施例である配電自動化システムの構成においては、変電所と開閉器間の通信には通信線を用いる実施例について説明した。変電所１３の親局通信装置２０から送信されるパケットは通信線１２を介して宛先の子局通信装置２３で直接受信される実施例について説明した。しかし、通信線の距離が長くなる場合もあり、通信線の途中にパケットを中継する中継器を設けて親局と子局間の通信を実現する場合もある。さらに、例えば図１において親局通信装置２０から遠制子局８ｑへ通信する場合に長距離で信号減衰が大きい場合には、途中の例えば遠制子局８ｎでパケットを中継することで親局通信装置２０と遠制子局８ｑ間での通信を実現する場合もある。従って、送信から受信までの時間差が長くなり、通信エラーの有無によってその時間の変動も発生する。このような通信ネットワーク環境下でも時刻同期の精度を向上できることは言うまでもない。さらに、通信線の代わりに配電線を利用したＰＬＣで通信場合も多く、通信線に比べ配電線は信号減衰が大きくかつノイズも大きいため通信速度が低く、通信距離も短い。このような状況においても本発明は時刻同期制御のための通信量が少なく、通信応答時間の変動を計測して補正できるために時刻精度を保障することができる。

また、通信線の代わりに光ファイバを用いて通信ネットワークを構成する場合においても時刻同期制御のための通信量が少ないため、監視制御の応答時間を遅延させる可能性が少なく高応答の配電自動化システムを実現できることは言うまでもない。

図１の実施例においては営業所の電波時計をマスタとして、変電所のタイマとの時刻同期はＮＴＰにて実施する場合について説明した。しかし、制御サーバと配電制御親局間も周期的にサーバからの要求に対する応答パケットが通信されており、応答時間の測定を制御サーバ内で実施し、時刻同期処理を配電制御親局内で実施することで本発明の方法で両タイマ間で時刻同期が精度よく実現できることは言うまでもない。

本実施例の特徴点を再度説明すると、配電自動化システムでは制御装置から各機器へ個別に運転状態を問合せし受信した機器は状態情報を制御装置へ通知することを定期的に実施している。運転状態を問合せるデータを機器に送信し前記機器からの状態情報を受信するまでの応答時間を機器ごとに計測するため、機器ごとの通信ネットワークを介した応答時間あるいは遅延時間を増加させることなく正確に測定できる。

応答時間計測値を各機器に通知する手段を設けることで、各機器は通信ネットワークにおける応答時間を正確に知ることができる。さらに通知手段において各機器全てに同時に配信するマルチキャストやブロードキャストを利用することで、応答時間を通信するための通信量を軽減できるため、他の配電自動化システムの目的である監視制御の応答時間に影響することが少ない。

前記応答時間を通信するときに合わせてマスタタイマの時刻を通知することで、受信した各機器では時刻と応答時間から自局のタイマを合わせることで、通信ネットワークの遅延時間の影響なく時刻合わせが可能となる。

通信するパケットに各装置，機器のタイマの時刻を付加するいわゆるタイムスタンプを設け、各機器が制御装置から受信したパケットのタイムスタンプ値と自局タイマの時刻と前記応答時間を利用してタイマの時刻を合わせる。このようにすることで、前記応答時間を通知する周期が長い場合に発生するマスタタイマと自局タイマの時刻差を遅れなく合わせることが可能であり、タイムスタンプのみの追加となるため通信量の増加も少ない。

このように、通信ネットワークが比較的低速で中継器も必要な配電自動化システムにおいて、時刻合わせのための通信量を軽減すると共に時刻同期精度を向上させる配電自動化システム，配電制御装置，機器に接続される遠制子局等の装置を提供できる。

以上のように、監視制御装置から複数の対象機器に対して通信ネットワークを介して運転状態を問合せ、機器の状態情報を収集する一般的な監視制御システムにおいて、監視制御装置と機器との時刻同期を取る必要がある監視制御システムに応用することが可能である。

１ 配電自動化制御装置
２ 配電ＴＣ
３ ＩＰネットワーク
４ 変電所ＴＣ
５ トランス
６ ＣＢ（Circuit Breaker）
７ 開閉器
８ 遠制子局
９ ＳＶＲ
１０ ＳＶＣ
１１ 配電線
１２ 通信線
１３ 変電所
１４ ＳＷ−ＨＵＢ
１５ 制御サーバ
１６ ＮＴＰサーバ
１７ ＮＴＰクライアント
１８ タイマ
１９ 配電制御親局
２０ 親局通信装置
２１ 応答時間測定部
２２ 応答時間通知用パケット生成部
２３ 子局通信装置
２４ タイマ時刻同期部
２５ 開閉器制御部
２６ 状態問合せパケット
２７ 状態応答パケット
２８ 電波時計
２９ 応答時間通知用パケット

Claims (7)

1. 配電系統を制御及び／又は監視する制御装置を有し、前記制御装置は、開閉器，電圧調整器等の電力機器を制御及び／又は監視する通信制御端末装置と通信ネットワークを介して接続されるものであって、前記制御装置は、前記電力機器の動作状態の問合せ及び／又は制御指令を前記通信制御端末装置に通知し、前記通信制御端末装置からの返信までの時間を計測し、前記計測した返信までの時間の情報を前記通信制御端末装置に通知し、前記通知する前記返信までの時間の情報には、該通知の時刻に係る情報が含まれることを特徴とする配電自動化システム。
2. 請求項１において、前記通信制御端末装置は複数であり、前記複数の通信制御端末装置へ同時に通知することを特徴とする配電自動化システム。
3. 請求項１又は２において、タイマを設け、前記制御装置は、該通知の時刻に係る情報として前記タイマの時刻を通知することを特徴とする配電自動化システム。
4. 開閉器，電圧調整器等の電力機器を制御及び／又は監視する通信制御端末装置を有し、前記通信制御端末装置は、配電系統を制御及び／又は監視する制御装置と通信ネットワークを介して接続されるものであって、前記通信制御端末装置は、前記電力機器の動作状態の問合せ及び／又は制御指令を前記制御装置から受け、前記制御装置に対する返信に係る時間の情報を受け、前記返信に係る時間の情報には、該通知の時刻に係る情報が含まれ、通信制御端末装置は、前記受け取った情報をもとに時刻の校正を行うことを特徴とする配電自動化システム。
5. 請求項４において、前記通信制御端末装置にタイマを設け、前記受け取った情報をもとに、前記タイマの時刻を補正することを特徴とする配電自動化システム。
6. 配電系統を制御及び／又は監視する制御装置を有する配電自動化システムの制御方法であって、前記制御装置は、開閉器，電圧調整器等の電力機器を制御及び／又は監視する通信制御端末装置と通信ネットワークを介して接続されており、
   前記制御装置は、前記電力機器の動作状態の問合せ及び／又は制御指令を前記通信制御端末装置に通知し、前記通信制御端末装置からの返信までの時間を計測し、前記計測した返信までの時間の情報を前記通信制御端末装置に通知し、前記通知する前記返信までの時間の情報には、該通知の時刻に係る情報が含まれる配電自動化システムの制御方法。
7. 開閉器，電圧調整器等の電力機器を制御及び／又は監視する通信制御端末装置を有する配電自動化システムの制御方法であって、前記通信制御端末装置は、配電系統を制御及び／又は監視する制御装置と通信ネットワークを介して接続されており、前記通信制御端末装置は、前記電力機器の動作状態の問合せ及び／又は制御指令を前記制御装置から受け、前記制御装置に対する返信に係る時間の情報を受け、前記返信に係る時間の情報には、該通知の時刻に係る情報が含まれ、通信制御端末装置は、前記受け取った情報にもとに時刻の校正を行う配電自動化システムの制御方法。

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