JP2012231636A - 電力系統の監視制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】各設置箇所に操作卓クライアントのほかに、処理機能を備える監視制御処理サーバを備える処理装置群を設置しており、メンテナンスの際に各設置箇所まで赴く必要がある。
【解決手段】上述した目的を達成するため、本発明の電力系統の監視制御システムにおいては電力系統の複数個所に設けられそれぞれの指定範囲内の監視、制御を行う複数の操作卓クライアントを有する設置箇所と、該設置箇所とは別個に設置された統合処理システムとを備え、統合処理システム内には、電力系統全体のデータを収納する業務処理データベースを含む監視制御処理サーバと、監視制御処理サーバと複数の操作卓クライアントの間に通信を介して設けられ、操作卓クライアントの要求する情報を監視制御処理サーバから得て、操作卓クライアントに表示する画像を描画作成したうえで伝送するＨＭＩサーバを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はＬＡＮを用いて接続された電子計算機と入出力装置を含む電力系統の監視制御システムに関する。

図２は、現状の電力系統とその運転監視装置で構成された監視制御システムの一例を示している。

この図において、まず電力系統の一例について説明する。Ｓ１からＳ７は変電所であり、例えば超超高圧変電所Ｓ１は送電線Ｌ１、Ｌ２から５００ｋｖで受電して、送電線Ｌ３、Ｌ４に２７５ｋｖに降圧して給電する。また、超高圧変電所Ｓ２、Ｓ３は、２７５ｋｖで受電して、一次変電所Ｓ４からＳ７に適宜降圧して給電する。

係る電力系統において、これらの変電所Ｓ１からＳ７を監視し、制御する運転監視装置は例えば制御所に設置される。運転監視装置は制御所以外の箇所に設置されることもあるので、ここでは単に設置個所ということにする。

図１の例では、運転監視装置の設置個所はＣ１からＣ４の４か所であり、それぞれ枠線Ｚ１からＺ４の範囲内に含まれる変電所あるいはその中の送変電機器を運転監視の対象としている。例えば、設置個所Ｃ１の運転監視装置の運転監視対象は、枠線Ｚ１内の変電所Ｓ２全域と変電所Ｓ１の一部（送電線Ｌ２、Ｌ３側）、設置個所Ｃ２の運転監視装置の運転監視対象は、枠線Ｚ２内の変電所Ｓ３、Ｓ１の全域、設置個所Ｃ３の運転監視装置の運転監視対象は、枠線Ｚ３内の変電所Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５の全域、設置個所Ｃ４の運転監視装置の運転監視対象は、枠線Ｚ４内の変電所Ｓ２全域と変電所Ｓ１の一部（送電線Ｌ１、Ｌ２側）である。なお、これらの領域内には変電所間の送電線が含まれていることは言うまでもない。

以上の監視対象範囲の設定関係から明らかなように、監視対象範囲は重複設定されている。このため、例えば変電所Ｓ２は、設置個所Ｃ１とＣ３の両方で監視制御することができるように設定されている。

なお、各設置個所Ｃが管理制御を行う監視対象範囲Ｚ１からＺ４を仮に小監視対象範囲とするなら、図１の全体の監視対象範囲Ｚは大監視対象範囲ということができる。

各設置個所Ｃの運転監視装置は、図３にその詳細を示すように、監視制御処理サーバ１、業務処理データベースなどの処理装置群と、操作卓クライアント３などの運転装置群とから構成され、これらの間がＬＡＮで接続されている。これらは、同一設置個所内に設けられている。また、ＬＡＮと監視制御処理サーバ１などの処理装置群は、信頼性確保のために二重系構成とされている。

さらに、ＬＡＮで接続された監視制御処理サーバ１と操作卓クライアント３は、例えば図４のように構成されている。これらの装置は、基本的構成としてハードウェア１０１、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１０２、ミドルウェア（データ管理ミドル、ＬＡＮ管理、プロセス管理ミドル、構成制御ミドルなど）１０３を共通に備えている。

また、各部に固有の計算機構成を備える。まず操作卓クライアント３は、インターフェイスとして、ＵＩ（Ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１０４を備えている。さらに具体的な各種の表示・制御のためのＵＩ１０５として、監視制御ＵＩを備えている。なお、インターフェイス、各種の表示、制御のためのＵＩを総称して、ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）業務ソフトウェア１０８という。

監視制御処理サーバ１は、固有の計算機構成として、ＡＰＩ１０６と、具体的な各種の監視制御処理機能１０７を備えている。

係る構成を通じて、監視制御処理サーバ１と操作卓クライアント３は、ＬＡＮ経由で各種の処理を行う。操作員はマウスなどを用いて操作卓クライアント３から監視制御処理サーバ１に対して制御要求を発し、監視制御処理サーバ１から操作卓クライアント３に対して各種の状態変化データを送ることでモニタ表示し、操作員に運転状態などを視認せしめる。

電力系統の監視制御システムの背景技術として、特許文献１には「制御所ごとにサーバ計算機が設置されており、ＨＭＩ業務ソフトウェアが各操作卓に実装されている」と記載されている。

以上の説明から理解できるように、一般に、現状の電力系統監視制御システムは図２に示したように各設置箇所（制御所）に定められた範囲で監視制御業務を行う。このため、図３、図４に示すように電力系統監視制御システムの複数の処理装置群は、監視制御処理を実行する監視制御処理サーバ１に設置箇所固有の業務処理データベース１４を実装し、運転処理装置群の操作卓クライアント３には設置箇所固有のＨＭＩ業務処理ソフトウェア１０８を実装している。

現状システムの構成の考え方を整理してみると、以下のようである。まず、監視制御処理サーバ１は複数箇所に点在しており、設置箇所ごとに処理装置を設置している。また、各設置個所に供えられる設備、機能についてみると、設置箇所ごとに固有の監視制御範囲内で監視制御処理を行い、設置箇所ごとにその監視制御範囲のみの業務データベースを持つようにされている。

そのクライアント・サーバ構成についてみると、端末であるクライアント操作卓３にＨＭＩ業務ソフトウェア１０８を実装し、監視制御処理サーバ１に業務処理データベース１４を備える。このＨＭＩ業務ソフトウェア１０８は、設置箇所固有のものになっている。

特開２００９−２３９９９１号公報

このように構成された従来の電力系統監視制御システムでは、各設置箇所に定められた範囲を監視制御するために、それぞれの設置個所ごとに処理装置群と運転装置群からなる電力系統監視制御システムの実装が必要となる。このため、幾つかの課題を生じている。

例えば、設備導入時期についてみると、設置箇所単位で電力系統監視制御システムの導入を設置するため、個別に計算機室などの場所の確保が必要となる。

また、設備メンテナンス時期についてみると、各電力系統監視制御システムをメンテナンスする際には、各設置箇所まで赴く必要があり、実施には多くの時間とコストが掛かる。特に、各電力系統監視制御システムは、その導入時期により計算機システムやソフトウェアが変更されている可能性があり、同一の解決課題であっても一様に解決できないことが予想される。

バックアップ時期についてみると、設置箇所が被災した時にも監視制御を継続させるために、バックアップシステムの実装が必要であるが、実現するためには、当該設置箇所で必要とする情報を別途バックアップ用に収集する必要がある。

また、計算機の高性能化に伴う問題もある。近年、計算機は高性能化していることからサーバリソースに余剰が発生している。しかし、電力系統監視制御システムは、各設置箇所に必要なため、計算機台数の削減が難しい状況にある。このことから計算機の使用電力量の増加やそれに伴う計算機室などの設備投資のコスト削減が難しい。

本発明は上記課題を解決するために提案されたものであり、シンクライアント化した統合型電力系統監視制御システムを提供することで上記の課題を解決するものである。

上述した目的を達成するため、本発明の電力系統の監視制御システムにおいては電力系統の複数個所に設けられそれぞれの指定範囲内の監視、制御を行う複数の操作卓クライアントを有する設置箇所と、該設置箇所とは別個に設置された統合処理システムとを備え、統合処理システム内には、電力系統全体のデータを収納する業務処理データベースを含む監視制御処理サーバと、監視制御処理サーバと複数の操作卓クライアントの間に通信を介して設けられ、操作卓クライアントの要求する情報を監視制御処理サーバから得て、操作卓クライアントに表示する画像を描画作成したうえで伝送するＨＭＩサーバを備える。

また、監視制御処理サーバと複数のＨＭＩサーバの間がＬＡＮ接続され、複数のＨＭＩサーバと複数の操作卓クライアントの間が広域ネットワークを介して接続されている。

また、業務処理データベースに収納されている電力系統全体のデータを大監視対象範囲のデータとするとき、複数の操作卓クライアントは、自己が監視制御する電力系統全体の一部である小監視対象範囲を指定し、ＨＭＩサーバを経由して業務処理データベースから指定した小監視対象範囲の情報を表示する。

上述した目的を達成するため、本発明の電力系統の監視制御システムにおいては電力系統の複数の設置個所に設けられキーボードやマウス入力結果を転送し、画面データを受け取り表示する操作卓クライアントと、設置箇所とは別個に設置され、操作卓クライアントからのキーボードやマウス入力結果を制御要求信号に変換して発し、受信した電力系統の状態に関するデータから画面データを描画作成して発するＨＭＩサーバと、電力系統全体のデータを収納する業務処理データベースを含み、制御要求信号に応じて電力系統の状態に関するデータを与える監視制御処理サーバを含む統合処理システムを備える。

また、複数の設置個所の個々に設けられる操作卓クライアント、並びにＨＭＩサーバはそれぞれ複数台とされ、操作卓クライアント総台数はＨＭＩサーバの総台数よりも多く設置されるとともに、ＨＭＩサーバに接続される操作卓クライアント台数がほぼ同じくなり、かつ設置箇所内の複数の操作卓クライアントが同一ＨＭＩサーバに接続されないように、各操作卓クライアントの接続先がデフォルト設定される。

また、ＨＭＩサーバがダウンし、これに接続されていた操作卓クライアントを健全な残りのＨＭＩサーバに配分して接続するとともに、再接続に際して接続先を失った当該操作卓クライアントが属する設置箇所の他の操作卓クライアントのデフォルト接続先と重複させないようにする。

また、ダウンしていたＨＭＩサーバが復帰した時点においては、再接続した操作卓クライアントをデフォルト接続先には戻さない。

また、再接続した操作卓クライアントがログイン立ち上げしたときにデフォルト接続先であるＨＭＩサーバの健全性を確認し、復旧して健全状態である時にデフォルト接続先に戻す。

上述した目的を達成するため、本発明の電力系統の監視制御システムにおいては、電力系統の複数個所の制御所にそれぞれの指定範囲内の監視、制御を行う複数の操作卓クライアントを配置し、制御所とは別個に設置された統合処理システム内に、電力系統全体のデータを収納する業務処理データベースを含む監視制御処理サーバと、監視制御処理サーバと複数の操作卓クライアントの間に通信を介して設けられ、操作卓クライアントの要求する情報を監視制御処理サーバから得て、操作卓クライアントに表示する画像を描画作成したうえで伝送するＨＭＩ業務処理ソフトウェアを備えたＨＭＩサーバを備える。

上述した目的を達成するため、本発明の電力系統の監視制御システムにおいては、電力系統の複数の設置個所に設けられキーボードやマウス入力結果を転送し、画面データを受け取り表示する操作卓クライアントと、設置箇所とは別個に設置され、操作卓クライアントからのキーボードやマウス入力結果を監視制御範囲の情報の制御要求信号に変換して発し、受信した監視制御範囲の情報から画面データを描画作成して発するＨＭＩサーバと、電力系統全体のデータを収納する業務処理データベースを含み、監視制御範囲の情報の制御要求信号に応じて、業務処理データベースから当該指定された監視制御範囲の情報を抽出して与える監視制御処理サーバを含む統合処理システムを備える。

本発明によれば、各設置箇所に電力系統監視制御システムの運転装置群のみを設置し、処理装置群を運転に依存しない拠点に統合可能になり、各設置箇所のサーバ台数の削減や計算機室などに確保する場所の削減も可能となる。従って、各設置箇所に赴くことなく、拠点のみに赴くことでシステムのメンテナンスの実施も可能とする。

また、実施例によれば、各設置箇所が被災した場合などの、バックアップ運転を必要とする時には操作者が操作卓クライアントにより、被災した設置箇所の監視範囲を指定することで、その設置箇所の監視制御を行うことが可能となる。

さらには、実施例によれば、設置箇所に限らず、バックアップ運転用に操作卓クライアントを設けることで、緊急時に設置箇所に赴くことなく、運用を行うことが可能となる。設置箇所以外への操作卓クライアントは電力系統監視制御システムの運用の観点から、操作卓クライアントに静脈認証装置を設けることにより、緊急時以外に使用を制限する機能を備えることで電力系統監視制御システム全体のセキュリティを確保することが可能となる。

図２に対応する本発明の全体構成を示す図。 現状の電力系統とその運転監視装置で構成された監視制御システムの一例を示す図。 現状の各設置個所の運転監視装置構成を示す図。 現状の監視制御処理サーバと操作卓クライアントの計算機構成を示す図。 統合処理システムと各設置個所に備える機能を模式化して示した図。 本発明の各階層のサーバなどが備える計算機構成を示す図。 図６の計算機構成で実現する機能を機能ブロックで表現した図。 本発明システムの各部が実行する大まかな処理内容手順を示す図。 ケース１のデフォルト接続状態を説明するための図。 ケース２のＨＭＩサーバ１ダウン時接続状態を説明するための図。 ケース３のＨＭＩサーバ復帰時接続状態を説明するための図。 ケース４のデフォルト復帰時接続状態を説明するための図。 ケース５のＨＭＩサーバ４ダウン時接続状態を説明するための図。 クライアント操作卓３の接続先判断論理を示すフローチャート。 二重化ネットワークの切り替え方法を示す図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照し説明する。

図１は、図２に対応する本発明の全体構成を示す図である。この図において、電力系統の構成、および設置個所は、図２の場合と同じであるので説明を省略する。なお、本発明においては運転監視対象範囲を任意に設定可能であるが、このことについては後述する。

この図１に表示されている本発明の特徴は大きく２つある。第１点は、可能な限り運転に依存しない場所（設置個所以外の場所とするの意味）に統合処理システム７を配置する点、第２点は、統合処理システム７に処理装置群の機能を持たせ、各設置個所Ｃに運転装置群の機能を持たせた点である。

図５は、統合処理システム７と各設置個所Ｃに備える機能を模式化して示した図である。この図５に示されている本発明の３番目の特徴は、図４のＨＭＩ業務ソフトウェア１０８の機能が各設置個所Ｃから統合処理システム７に移され、ＨＭＩサーバ群内のＨＭＩサーバ２に導入された点である。

具体的には、図５の全体構成に示す本発明の電力系統の監視制御システムでは、監視制御処理サーバ１及び複数のＨＭＩサーバ２を備える統合処理システム７と、広域ネットワーク４と、複数の操作卓クライアント３から構成される。そして複数の操作卓クライアント３のみが個々の設置箇所Ｃに設置される。これら機器の間は、ＬＡＮや広域ネットワーク４によって接続され、相互に通信が可能な状態である。

このように、各設置個所Ｃの操作卓クライアント３にはＨＭＩ業務ソフトウェア１０８の機能が実装されていない。この場合に、操作卓クライアント３にはマウス、キーボードなどの入力手段と、モニタと、計算機部分としてはモニタに表示される表示データを表示する表示機能が供えられた程度の機能で実現される。表示データそのものは、統合処理システム７で描画作成されたものが伝送されてくることになり、操作卓クライアント３では表示処理のみを実行する。このように、本発明の電力系統の監視制御システムでは、いわゆるシンクライアントシステムを構成する。

なお、統合処理システム７と、各設置個所Ｃ間は広域ネットワーク４で結合される。この図５の構成によれば、統合処理システム７内の監視制御処理サーバ１、ＨＭＩサーバ２と、設置個所Ｃの操作卓クライアント３による３階層の処理システムを構成していることなる。

図６は、各階層のサーバなどが備える計算機構成を、図４の現状構成に比較して示したものである。図６を図４と比較して明らかなように、この３階層システムの各部はいずれも計算機で構成されている。このうち、まず、監視制御処理サーバ１は、現状の計算機構成と同じであり、変更部分がない。

操作卓クライアント３は、基本的計算機構成としてハードウェア１０１、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１０２を有し、かつ新たにシンクライアントソフトウェア１０９を備えている。

新たに追加されたＨＭＩサーバ２は、基本的計算機構成は、従前の操作卓クライアント３と同様に構成されている。つまり、基本的計算機構成として、ハードウェア１０１、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１０２、ミドルウェア（データ管理ミドル、ＬＡＮ管理、プロセス管理ミドル、構成制御ミドルなど）１０３を共通に備えている。

また、固有の基本的計算機構成として、ＨＭＩサーバ２は、インターフェイスとして、ＵＩ（Ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１０４を備えている。さらに具体的な各種の表示・制御のためのＵＩ１０５として、監視制御ＵＩを備えている。つまり、ＨＭＩサーバ２は、ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）業務ソフトウェア１０８を備えている。

係る構成を通じて、監視制御処理サーバ１とＨＭＩサーバ２と操作卓クライアント３は、広域ネットワーク４とＬＡＮ経由で各種の処理を行う。まず操作員はキーボードあるいはマウスなどの入力手段により操作卓クライアント３にデータ入力する。この操作内容は、基本的にはそのままの形でＨＭＩサーバ２に伝達されて、その内部処理により監視制御処理サーバ１に対する制御要求信号に変換される。

またＨＭＩサーバ２は、監視制御処理サーバ１から各種の状態変化データを受け取り、その内部処理により操作卓クライアント３内の図示せぬモニタに表示する画面データを描画作成する。画面データは操作卓クライアント３に転送され、その内部の表示処理によりモニタ表示され、操作員に運転状態などを視認せしめる。

図７は、図６の計算機構成で実現する機能を機能ブロックで表現したものである。なお、この図で、監視制御処理サーバ１は、多重系構成とされているので、少なくとも２台を備えている。ＨＭＩサーバ２は、ｍ台（ｍ＞２）、操作卓クライアント３はｎ台（ｎ≧ｍ）で構成されている。従って、操作卓クライアント３から操作を行った時に、ｍ台のＨＭＩサーバ２のいずれに接続され、さらに多重系の監視制御処理サーバ１のいずれに接続されるのかが管理される。図７は、各階層が複数の機器で構成されているこれら設備のうち、接続関係にある設備間のみを表示したものということができる。

この図７において、監視制御処理サーバ１は、業務処理データベース１４Ａに格納されているデータと、業務データ１００とを用いて、業務処理ソフトウェア１３に従う処理を実行する。

このうち、業務処理データベース１４Ａは、図２において各設置個所Ｃ１−Ｃ４内の既存の４台の業務処理データベース１４に格納されたデータを統合したものである。また業務処理データベース１４Ａには、全ての監視制御範囲Ｚ（図１に図示の範囲Ｚ１からＺ４までのエリア）の定義を追加して保持している。

ここで、業務処理データベース１４Ａが図１の全体の監視対象範囲Ｚのデータを保持しているということは、ここには大監視対象範囲Ｚのデータがあることを意味している。
さらに業務データ１００として、操作要求の返送用のデータや、構成制御情報、記録データを保有している。監視制御処理サーバ１内の業務処理ソフトウェア１３は、操作卓クライアント３が設定した監視制御範囲Ｚを受信したときに、これを基に業務処理データベース１４を参照し監視制御業務を行い、ＨＭＩサーバ２に業務データ１００を送信する。

図７において、ＨＭＩサーバ２は、データとしてＨＭＩセッション使用状況２０１と、画面データ２００とを備え、そのほかの処理部分としてＨＭＩセッション２４と、業務ＵＩソフトウェア２５と、セッション管理部２３とで構成される。

ここで、ＨＭＩセッション使用状況２０１とは、ＨＭＩサーバ台数（本ケースではｍ台）、ＨＭＩサーバシリアルＮｏ（当該ＨＭＩサーバに定義された番号）、設置箇所数（図１のケースでは４か所）、各設置箇所の操作卓クライアント数、各設置箇所のデフォルト接続先ＨＭＩサーバシリアルＮｏ、各ＨＭＩサーバに接続されている操作卓クライアント情報のことである。セッション管理部２３は、これらのＨＭＩセッション使用状況２０１の情報を、定周期、又は 使用状況の変化時に操作卓クライアント３に送信している。

またＨＭＩサーバ２は、監視制御処理サーバ１から業務データ１００を、操作卓クライアント３から監視制御範囲Ｚと入力情報を受け取り、業務ＵＩソフトウェア２５が監視制御範囲Ｚに基づいた画面データ２００を描画作成し、該当する監視制御範囲ＺのＨＭＩセッション２４に接続している操作卓クライアント３のディスプレイ装置へ出力する。

図７において、操作卓クライアント３は、ＨＭＩサーバ２から送信されてきたＨＭＩセッション使用状況２０１から、接続先判断部３３において接続先を判断し、広域ネットワーク４を介して選択したＨＭＩサーバ２のＨＭＩセッション２４に接続し、監視制御範囲Ｚの設定を行う。なお、この図で、３０はモニタ、３１は入力手段、３２はシンクライアントソフトウェアである。

以上説明した本発明システムの構成の考え方を整理してみると以下のようである。まず、サーバ構成についてみると、端末であるクライアント操作卓３をシンクライアント化し、ＨＭＩ業務ソフトウェアをＨＭＩサーバとしてまとめる。また監視制御処理サーバ１は複数箇所に点在させず、１箇所もしくは予備系を含めた２箇所で運用を行う。

また、各設置個所に供えられる設備、機能についてみると、各設置箇所の処理装置を統合して運転に依存しない場所に設置し、統合された処理装置が一括して全系統の監視制御処理を行い、統合された処理装置が全系統の業務データベースを持つ。

さらに、ＨＭＩセッション２はＨＭＩ業務ソフトウェア１０８を実装し、操作卓クライアント３が各設置箇所Ｃからネットワーク４を介して接続される。ＨＭＩサーバ２は複数のセッションを持つが、それぞれのセッションで固有の監視制御範囲を持たない。

図８は、本発明システムの各部が実行する大まかな処理内容手順を示している。この手順によれば、ステップＳ１において、まずこの設置個所のこのクライアント操作卓３を使用して監視を行いたい小監視制御範囲を設定する。これは図１の範囲（Ｚ１−Ｚ４）のいずれかを指定することに相当する。

この範囲指定は、図１の設置箇所Ｃ１内のクライアント操作卓３から監視制御範囲Ｚ１ばかりでなく、監視制御範囲Ｚ２あるいはＺ３の監視処理状態を指定することができる。あるいはこの範囲指定は、既存の小監視制御範囲の選択ではなく、全体地図の上で任意の一部範囲を切り取る形での指定、表示とすることも可能である。なお、別の設置個所の監視制御範囲Ｚ２の監視処理状態を指定するについては、むやみに許可するものではなく、それなりの事情あるいは操作者権限の確認の上で行われることは言うまでもない。

これを受け取ったＨＭＩサーバ２は、ステップＳ２において、この監視制御範囲に定義されているデータの送信を監視制御処理サーバ１に要求する。ここで、この監視制御範囲に定義されているデータとは、当該範囲内の各種送変電機器の動作状態、開閉状態、電流、電圧の検出値といったものであり、これらのデータは図７の監視制御処理サーバ１にオンラインで取り込まれ、業務処理データベース１４Ａに監視制御範囲の情報にリンクして記憶されている。業務処理データベース１４Ａには、全ての監視制御範囲Ｚ１からＺ４の情報が記録される。なお、このクライアント操作卓３からの範囲設定信号が、複数あるうちのどのＨＭＩサーバ２に受信され、処理されるのかといった接続判断関係については後述する。

ステップＳ３において、監視制御処理サーバ１は業務処理データベース１４Ａを参照して指定された範囲のデータを抽出し、ステップＳ４において参照した情報をＨＭＩサーバ２に送信する。

ステップＳ５において、ＨＭＩサーバ２は、監視制御処理サーバ１からのデータをもとにモニタ表示画面を描画作成し、その表示データをクライアント操作卓３に送り表示させる。

図８の実現に当たり、設定された監視制御範囲に限定した監視制御業務を提供することを可能にするミドルウェアの仕掛けとしては、以下の点に配慮するのがよい。まず、前提条件としては、監視制御処理サーバ１は全系統分のデータを業務処理データベース１４Ａに持っている。

また、画面構成するに当たり、可変になる部分以外は共通の雛型（ロゴ）を使って表示する。この仕掛けの基本的な考え方としては、従来は、設置箇所によって画面の構造で違う点などがあったが、それらを統合し１つの雛型を作りそこに各監視制御範囲に基づいた系統図、状変ログなどを表示するのがよい。

また、仕掛けとしては、既存のデータベースを統合する際に、監視制御範囲の定義を追加し、ＨＭＩサーバ２がデータベースを参照する際に、各クライアントが設定した監視制御範囲と一致するもののみを参照し、ＨＭＩサーバ２は取得した情報に基づいて画面を描画し、クライアントへ返すものとするのがよい。

次に、複数のＨＭＩサーバ２と複数のクライアント操作卓３を接続することについて説明する。この説明はケース１：デフォルト接続、ケース２：ＨＭＩサーバ１ダウン時、ケース３：ＨＭＩサーバ復帰時、ケース４：デフォルト復帰時、ケース５：ＨＭＩサーバ４ダウン時の５つのケースが、この順番で発生したときについてそれぞれ図９から図１３を用いて説明する。なお、この処理は図１４のクライアント操作卓３の判断論理フローチャートに沿って実行される。

以下、操作卓クライアント３と接続先ＨＭＩサーバ２の接続を選択決定する方法について説明すると、その前提条件として以下が挙げられる。
１．ＨＭＩサーバ２の台数＜操作卓クライアント１の総数とする。以下の例では４台と９台としている。
２．ＨＭＩサーバ２は接続している操作卓クライアント３を特定できる。
３．操作卓クライアント３毎の負荷は一定とする。
４．ＨＭＩサーバ３復帰時に再接続などの処理は行わない。
５．操作卓クライアント３は、可能な限りデフォルトのＨＭＩサーバ２に接続する。

また、選択に関する基本的な考え方として、以下のようにする。
ＨＭＩサーバダウン時に、ある設置箇所で１つのＨＭＩサーバのみに接続していると操作卓クライアントが使用できなくなるため、各設置箇所で接続先のＨＭＩサーバを分散させる。また、ＨＭＩサーバの負荷分散のため、各設置箇所の操作卓クライアント接続先のＨＭＩサーバを分散させる。
ＨＭＩサーバ２に接続される操作卓クライアント３が固定されるようにするが、操作卓クライアント３の追加等で定義追加をしなくても済むように、ある一定の規則を持たせた動的割付を行う。
予備の操作卓クライアント３が存在する拠点もあるが、予備の端末は考えない。

以下の切り替えを行うために、図７のＨＭＩサーバ２が操作卓クライアント３に定周期で送信する情報（ＨＭＩセッション使用状況２０１）は、以下のものであった。
ＨＭＩサーバ台数：図９以降の事例では、４台とする。
ＨＭＩサーバシリアルＮｏ：Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４
設置箇所数：３か所（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）
設置箇所の操作卓クライアント：Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ともに３台
設置箇所（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）のデフォルト接続先ＨＭＩサーバシリアルＮｏ：
ＨＭＩサーバに接続されている操作卓クライアント情報：
以上のことを踏まえて、各ケースを検証する。

ケース１：デフォルト接続（図９）
このケース１の状態は、デフォルト接続先を示している。なお、ここで操作卓クライアント３に付した３ケタの数値記号の約束についてみると、最上位桁の３は操作卓クライアントを意味し、中位桁は設置個所の番号を意味する。最下位桁の数字は当該設置個所での操作卓クライアントの番号を意味している。

このデフォルト設定では、操作卓クライアントをＨＭＩサーバＮｏ．１から順に割り振っていく。３１１がＮｏ．１、３１２がＮｏ．２、３１３がＮｏ．３、３２１がＮｏ．４とし、２箇所目以降の設置箇所は前回の続きから割り振られ、ＨＭＩサーバＮｏ．４まで割り振られたらＮｏ．１に戻る。

図９の下の表は、操作卓クライアント３と、デフォルト接続されるＨＭＩサーバ２の関係を示しており、これによればＨＭＩサーバＮｏ．１には、３１１，３２２，３３３の３台が接続され、ＨＭＩサーバＮｏ．２には、３１２，３２３の２台が接続され、ＨＭＩサーバＮｏ．３には３１３，３３１の２台が接続され、ＨＭＩサーバＮｏ．４には３２１，３３２の２台が接続される。

図７の操作卓クライアント３内の接続先判断部３３には、それぞれの操作卓クライアント３のデフォルト接続先が記憶されている。そして、図１４のフローチャートに従い接続を実行する。ケース１の場合、ステップＳ１１においてログイン立ち上げされた操作卓クライアント３は、そのデフォルト接続先の健全性を確認し、ステップＳ１２において所定のデフォルト接続先に接続する。

ケース２：サーバＮｏ．１ダウン（図１０）
このケース２の状態では、全てのＨＭＩサーバが健全に運転されていた状態から、このうちのＨＭＩサーバＮｏ．１がダウンした。このため、このＨＭＩサーバＮｏ．１をデフォルト接続先としていた操作卓クライアント３１１，３２２，３３３の３台が接続先を失った。このため、この３台についてのみ、新たな接続先を設定する。

この移転先決定の基本的な考え方としては、例えば当該操作卓クライアント３１１が属する設置箇所Ｃ１の他の操作卓クライアント３１２，３１３のデフォルト接続先（ここではそれぞれＮｏ．２、Ｎｏ．３）と重複させないようにすることである。この結果、３１１はＨＭＩサーバＮｏ．４，同様にして３２２はＨＭＩサーバＮｏ．３，３３３はＨＭＩサーバＮｏ．２が選択される。これにより、同一設置個所Ｃ内の複数の操作卓クライアント３は、別々のＨＭＩサーバ２に接続されることになる。この結果、ＨＭＩサーバ２がダウンしたときに、同一設置個所Ｃ内の複数の操作卓クライアント３が停止してしまうことを阻止できる。

図１４のフローでは、以下の判断により実行される。まず、操作卓クライアント３１１についてみると、ステップＳ１１ではデフォルト接続先が失われているので、ステップＳ１３に移る。ここでは接続が一番少ないＨＭＩサーバの台数が１台であることを確認するが、この状態では健全な３台のＨＭＩサーバのいずれもが２台で同じであるため、ステップＳ１４に移る。ここでは、当該設置箇所からの接続が一番少ないＨＭＩサーバ２の数を確認する。この判断では、操作卓クライアント３１２，３１３がそれぞれＨＭＩサーバＮｏ．２、Ｎｏ．３に接続されているので、ＨＭＩサーバＮｏ．４が選択され、ステップ１６で、これを新たな接続先に決定する。

操作卓クライアント３１１の接続先が決定した段階で、次に操作卓クライアント３２２についてみると、ステップＳ１１ではデフォルト接続先が失われているので、ステップＳ１３に移る。ここでは接続が一番少ないＨＭＩサーバの台数を確認するが、この状態では残る２台のＨＭＩサーバＮｏ．２、Ｎｏ．３のいずれもが２台で同じであるため、ステップＳ１４に移る。ここでは、当該設置箇所からの接続が一番少ないＨＭＩサーバの数を確認する。この判断でＨＭＩサーバＮｏ．３が選択される。

最後に操作卓クライアント３１１，３２２の接続先が決定した段階で、次に操作卓クライアント３３３についてみると、ステップＳ１１ではデフォルト接続先が失われているので、ステップＳ１３に移る。ここでは接続が一番少ないＨＭＩサーバの台数を確認するが、この状態では残るＨＭＩサーバはＮｏ．２のみであるため、ステップＳ１５において、ＨＭＩサーバＮｏ．２に決定される。なお、以上の説明では操作卓クライアント３１１，３２２，３３３の順番に新たな接続先を決定していったが、デフォルト接続先の決定順序に従い決定する必要がある。

ケース３：サーバＮｏ．１復帰（図１１）
このケース２の状態では、ダウンしていたＨＭＩサーバＮｏ．１が復帰した。この場合に、結論的には図１０のように定まった接続関係を維持し、特に何も実施しない。つまり、図１０の接続関係で接続され、安定に通信が維持されている状態であるので、ＨＭＩサーバＮｏ．１が復帰したとしても、直ちに接続関係を元に戻すことはしない。

ケース４：操作卓クライアント３２２ログイン起動（図１２）
接続関係を元に戻す動作は、操作卓クライアント３が一度停止し、次に操作卓クライアント３がログイン起動されたときに、この操作卓クライアント３の接続先をデフォルト接続先とすることで実現する。

例えば、操作卓クライアント３２２がログイン起動したとする。この場合に、図１４のステップＳ１１，Ｓ１２の経路で、３２２のデフォルト接続先が決定される。他の操作卓クライアント３１１，３３３についても、ログインのタイミングでデフォルト接続先に移る。これは逆に言えば、ログインしない場合には図１０の接続先のままであることを意味する。

ケース５：サーバＮｏ．４ダウン（図１３）
このケース５の状態では、図１２の状態で今度はＨＭＩサーバＮｏ．４がダウンした。このため、このＨＭＩサーバＮｏ．４を接続先としていた操作卓クライアント３２１，３３２，３１１の３台が接続先を失った。このため、この３台についてのみ、新たな接続先を設定する。

この移転先決定の基本的な考え方としては、当該操作卓クライアントが属する設置箇所の他の操作卓クライアントのデフォルト接続先と重複させないようにすることである。また、デフォルト接続先がある場合には、ここに接続することである。以下、個別の落ち着き先決定の考え方を説明する。

まず、操作卓クライアント３１１についてみると、ステップＳ１１ではデフォルト接続先（ＨＭＩサーバＮｏ．１）が健全であるので、ステップＳ１２に移り、デフォルト接続先の考え方から接続先を決定する。

操作卓クライアント３１１の接続先が決定した段階で、次に操作卓クライアント３２１についてみると、ステップＳ１１ではデフォルト接続先が失われているので、ステップＳ１３に移る。ここでは接続が一番少ないＨＭＩサーバの台数を確認するが、この状態では残る３台のＨＭＩサーバＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３のうち、Ｎｏ．１、Ｎｏ．３が２台で同じであるため、ステップＳ１４に移る。ここでは、当該設置箇所からの接続が一番少ないＨＭＩサーバの数を確認する。この判断でＨＭＩサーバＮｏ．３が選択される。

最後に操作卓クライアント３１１，３２１の接続先が決定した段階で、次に操作卓クライアント３３２についてみると、ステップＳ１１ではデフォルト接続先が失われているので、ステップＳ１３に移る。ここでは接続が一番少ないＨＭＩサーバの台数を確認するが、この状態では残るＨＭＩサーバはＮｏ．１のみであるため、ステップＳ１５において、ＨＭＩサーバＮｏ．１に決定される。

以上説明した図１４のフローチャートの考え方は要するに、最初にデフォルトの接続先へ接続できるか確認する。デフォルトの接続先へ接続が出来ない場合、その時点で一番接続台数が少ないＨＭＩサーバに接続する。接続台数が同じＨＭＩサーバが複数ある場合は、同じ設置箇所から接続している台数が一番少ないＨＭＩサーバに接続する。複数ある場合は、ＨＭＩサーバシリアルＮｏが最も若いＨＭＩサーバに接続するというものである。

最後に、本発明では監視制御処理サーバ１およびＬＡＮを二重系構成としているので、この取り扱いについて説明する。まず、二重化ネットワークの切り替え方法について説明する。

切り替えの前提条件は２つあり、その一つはネットワークの切り替えを行った後、ＬＡＮのマスタ／スレーブが入れ替わるが、スレーブのＬＡＮが復帰してもマスタ／スレーブの切り替えは行わないことであり、もう一つは異常が発生したのがスレーブの場合切り替えは行わないということである。

また、ネットワーク切り替えの考え方としては、ネットワーク切り替えは自動化し、作業者に切り替えを意識させない。また、ネットワークの死活監視はｐｉｎｇ又は 定周期で送信する情報を利用し行う。

ネットワーク切り替えの方法として、両ＬＡＮのｐｉｎｇ返信状況又は 定周期電文受信時刻を取得する。両ＬＡＮともｐｉｎｇが通っていないかタイムアウトしていた場合は両ＬＡＮともに使用不可とする。マスタのＬＡＮのみタイムアウトしていた場合、Ａ／Ｂ−ＬＡＮの切り替えを行い、スレーブのＬＡＮがタイムアウトしていた場合、切り替えは行わない。両系時間内に返信、受信をしていた場合、マスタＬＡＮとスレーブＬＡＮの受信時間を比較し、マスタＬＡＮが大きく遅延していればＡ／Ｂ−ＬＡＮの切り替えを行う。

図１５はこの機能を実現するためのフローチャートの一例であり、まずステップＳ２０でＬＡＮのタイムアウトを確認する。タイムアウトしていない場合、ステップＳ２１で両系の受信時刻の乖離を確認する。乖離していなければ、処理終了、切り替え不要とする。乖離があり、マスタＬＡＮが大きく遅延していればステップＳ２２においてＡ／Ｂ−ＬＡＮの切り替えを行う。

ステップＳ２０でＬＡＮのタイムアウトとされた場合、ステップＳ２３において、両系タイムアウトを確認する。両系タイムアウトの場合、ステップＳ２６において両ＬＡＮともに使用不可とする。ステップＳ２４は片系タイムアウトの時に実行され、ここではマスタのＬＡＮのみタイムアウトしていた場合（Ｙ）、ステップＳ２５においてＡ／Ｂ−ＬＡＮの切り替えを行い、スレーブのＬＡＮがタイムアウトしていた場合（Ｎ）、切り替えは行わない。

Ｓ１−Ｓ７：変電所
Ｌ１−Ｌ４：送電線
Ｃ１−Ｃ４：設置個所（制御所）
Ｚ１−Ｚ４：運転監視範囲
１：監視制御処理サーバ
２：ＨＭＩサーバ
３：操作卓クライアント
４：広域ネットワーク
１０１：ハードウェア
１０２：ＯＳ
１０３：ミドルウェア
１０８：業務処理ソフトウェア
１４：業務処理データベース
２３：セッション管理部
２４：ＨＭＩセッション
２５：業務ＵＩソフトウェア
３３：接続先判断部
３２：シンクライアントソフトウェア
１００：業務データ
２００：画面データ
２０１：ＨＭＩセッション使用状況

Claims (10)

1. 電力系統の複数個所に設けられそれぞれの指定範囲内の監視、制御を行う複数の操作卓クライアントを有する設置箇所と、該設置箇所とは別個に設置された統合処理システムとを備え、
   前記統合処理システム内には、電力系統全体のデータを収納する業務処理データベースを含む監視制御処理サーバと、該監視制御処理サーバと前記複数の操作卓クライアントの間に通信を介して設けられ、前記操作卓クライアントの要求する情報を前記監視制御処理サーバから得て、前記操作卓クライアントに表示する画像を描画作成したうえで伝送するＨＭＩサーバを備えることを特徴とする電力系統の監視制御システム。
2. 請求項１記載の電力系統の監視制御システムにおいて、
   前記監視制御処理サーバと前記複数のＨＭＩサーバの間がＬＡＮ接続され、前記複数のＨＭＩサーバと前記複数の操作卓クライアントの間が広域ネットワークを介して接続されていることを特徴とする電力系統の監視制御システム。
3. 請求項１または請求項２記載の電力系統の監視制御システムにおいて、
   前記業務処理データベースに収納されている電力系統全体のデータを大監視対象範囲のデータとするとき、前記複数の操作卓クライアントは、自己が監視制御する電力系統全体の一部である小監視対象範囲を指定し、前記ＨＭＩサーバを経由して前記業務処理データベースから指定した小監視対象範囲の情報を表示することを特徴とする電力系統の監視制御システム。
4. 電力系統の複数の設置個所に設けられキーボードやマウス入力結果を転送し、画面データを受け取り表示する操作卓クライアントと、
   該設置箇所とは別個に設置され、
   前記操作卓クライアントからのキーボードやマウス入力結果を制御要求信号に変換して発し、受信した電力系統の状態に関するデータから画面データを描画作成して発するＨＭＩサーバと、
   電力系統全体のデータを収納する業務処理データベースを含み、前記制御要求信号に応じて前記電力系統の状態に関するデータを与える監視制御処理サーバを含む統合処理システムを備える電力系統の監視制御システム。
5. 請求項４記載の電力系統の監視制御システムにおいて、
   前記複数の設置個所の個々に設けられる操作卓クライアント、並びに前記ＨＭＩサーバはそれぞれ複数台とされ、操作卓クライアント総台数は前記ＨＭＩサーバの総台数よりも多く設置されるとともに、
   前記ＨＭＩサーバに接続される操作卓クライアント台数がほぼ同じくなり、かつ設置箇所内の複数の操作卓クライアントが同一ＨＭＩサーバに接続されないように、各操作卓クライアントの接続先がデフォルト設定されることを特徴とする電力系統の監視制御システム。
6. 請求項５記載の電力系統の監視制御システムにおいて、
   前記ＨＭＩサーバがダウンし、これに接続されていた操作卓クライアントを健全な残りのＨＭＩサーバに配分して接続するとともに、
   再接続に際して接続先を失った当該操作卓クライアントが属する設置箇所の他の操作卓クライアントのデフォルト接続先と重複させないようにすることを特徴とする電力系統の監視制御システム。
7. 請求項６記載の電力系統の監視制御システムにおいて、
   ダウンしていた前記ＨＭＩサーバが復帰した時点においては、前記再接続した操作卓クライアントをデフォルト接続先には戻さないことを特徴とする電力系統の監視制御システム。
8. 請求項６または請求項７記載の電力系統の監視制御システムにおいて、
   前記再接続した操作卓クライアントがログイン立ち上げしたときにデフォルト接続先であるＨＭＩサーバの健全性を確認し、復旧して健全状態である時にデフォルト接続先に戻すことを特徴とする電力系統の監視制御システム。
9. 電力系統の複数個所の制御所にそれぞれの指定範囲内の監視、制御を行う複数の操作卓クライアントを配置し、該制御所とは別個に設置された統合処理システム内に、電力系統全体のデータを収納する業務処理データベースを含む監視制御処理サーバと、該監視制御処理サーバと前記複数の操作卓クライアントの間に通信を介して設けられ、前記操作卓クライアントの要求する情報を前記監視制御処理サーバから得て、前記操作卓クライアントに表示する画像を描画作成したうえで伝送するＨＭＩ業務処理ソフトウェアを備えたＨＭＩサーバを備えることを特徴とする電力系統の監視制御システム。
10. 電力系統の複数の設置個所に設けられキーボードやマウス入力結果を転送し、画面データを受け取り表示する操作卓クライアントと、
    該設置箇所とは別個に設置され、
    前記操作卓クライアントからのキーボードやマウス入力結果を監視制御範囲の情報の制御要求信号に変換して発し、受信した監視制御範囲の情報から画面データを描画作成して発するＨＭＩサーバと、
    電力系統全体のデータを収納する業務処理データベースを含み、前記監視制御範囲の情報の制御要求信号に応じて、前記業務処理データベースから当該指定された監視制御範囲の情報を抽出して与える監視制御処理サーバを含む統合処理システムを備える電力系統の監視制御システム。

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