JP2013208043A - 電力系統監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の実施形態における電力系統監視装置は、電力系統に設置された機器の監視・制御を安定的に実施可能とすることを目的とする。
【解決手段】本発明の実施形態における電力系統監視装置のサーバ計算機は、ネットワークを介して受信した伝送データ量が閾値を越えたか否かを判断する伝送データ量監視手段と、閾値を越えたと判断した場合に、ネットワークに対して異常信号を送信する異常信号送信手段と、閾値を超えていないと判断した場合に、ネットワークに対して応答要求信号を出力する応答要求送信手段と、ネットワークを介して応答要求信号を受信した他のサーバ計算機から、応答要求信号に対応する応答信号をネットワークを介して受信した場合に、サーバ計算機の状態を示す状態信号をネットワークに送信する状態信号送信手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、電力系統監視装置に関する。

従来、電力系統に設置された機器の監視・制御には電力系統監視装置が用いられる。従来の電力系統監視装置は制御所に設置され、電力系統の監視・制御・操作等を行う複数のサーバ計算機と、このサーバ計算機の情報を人が操作するための複数のクライアント計算機と、電気所から送られてくる電力系統情報を受信する複数の遠方監視制御装置（以下、TC装置と呼ぶ）と、サーバ計算機・クライアント計算機・TC装置が現在どのような状態であるかを監視し必要に応じて各計算機の起動や停止を行うシステム監視装置と、これらを接続するLANとから構成される。このサーバ計算機は電力系統における広域および大規模な系統事故が発生した場合を想定し、サーバ計算機が高負荷状態となっても処理が可能な性能値を有している。

従来は電力系統における広域および大規模な系統事故が発生した場合を想定し、サーバ計算機が高負荷状態となっても処理が可能な性能値を有しているが、TC装置の異常によりサーバ計算機の性能値以上の想定外の情報量を受信した場合には、サーバ計算機が異常状態に陥ってしまい電力系統監視装置の運転を阻害するという問題があった。

特開２０１０−１１００４０号公報

本発明の実施形態における電力系統監視装置は、電力系統に設置された機器の監視・制御を安定的に実施可能とすることを目的とする。

本発明の実施形態における電力系統監視装置は、電力系統に設置された電気設備の監視、制御、または記録を行う複数のサーバ計算機のそれぞれがネットワークで接続する。

また、サーバ計算機は、ネットワークを介して受信した伝送データ量を測定し、測定した伝送データ量が事前に設定された閾値を越えたか否かを判断する伝送データ量監視手段と、伝送データ量監視手段により伝送データ量が事前に設定された閾値を越えたと判断した場合に、ネットワークに対して異常信号を送信する異常信号送信手段と、伝送データ量監視手段により伝送データ量が事前に設定された閾値を超えていないと判断した場合に、ネットワークに対して応答要求信号を出力する応答要求送信手段と、ネットワークを介して応答要求信号を受信した他のサーバ計算機から、応答要求信号に対応する応答信号をネットワークを介して受信した場合に、サーバ計算機の状態を示す状態信号をネットワークに送信する状態信号送信手段と、を備える。

第１の実施形態の電力系統監視装置１の構成を示す図。 第１の実施形態の電力系統監視装置１のサーバ計算機２−１の構成を示す機能ブロック図。 第１の実施形態の電力系統監視装置１のサーバ計算機２−１の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態の電力系統監視装置１のサーバ計算機２−１の構成を示す機能ブロック図。 第２の実施形態の電力系統監視装置１のサーバ計算機２−１の動作を示すフローチャート。 第３の実施形態の電力系統監視装置１のサーバ計算機２−１の構成を示す機能ブロック図。 第３の実施形態の電力系統監視装置１のサーバ計算機２−１の動作を示すフローチャート。

本発明の実施形態における電力系統監視装置について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
（構成）
第１の実施形態の電力系統監視装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、電力系統監視装置の構成を示すブロック図である。電力系統監視装置１は、サーバ計算機２−１〜２−３、クライアント計算機３、ＴＣ装置４、およびＬＡＮ５を備える。

サーバ計算機２−１〜２−３の夫々は、ＣＰＵ、記憶媒体、等を備えるコンピュータにより実現され、他のサーバ計算機およびＴＣ装置４からＬＡＮ５を介して信号を受信し、受信した信号に基づいてクライアント計算機３に対してＬＡＮ５を介して信号を送信するか否かを判断する。

クライアント計算機３は、ＣＰＵ、記憶媒体、ディスプレイ等を備えるコンピュータにより実現され、サーバ計算機２−１〜２−３から信号を受信し、受信した信号に基づいた画面をディスプレイに表示させる。ここでは、受信した信号に基づいて、ディスプレイに画面を表示させているが、クライアント計算機３がスピーカを備え、このスピーカから予め決められた音を出力しても良く、利用者に対して通知を行えれば良い。

ＴＣ装置４は、電力系統に設置された図示しない各機器の状態を示す信号を受信し、ＬＡＮ５を介してサーバ計算機２−１〜２−３に送信する。

次に、サーバ計算機２−１〜２−３の構成について図２を用いて説明する。図２は、サーバ計算機２−１の構成を示す機能ブロック図である。このサーバ計算機２−２、２−３についても、図２に示すサーバ計算機２−１と同様の構成を備えるため、説明は省略する。

サーバ計算機２−１は、伝送データ送信手段２１、伝送データ受信手段２２、伝送データ量監視手段２３、異常信号送信手段２４、応答要求手段２５、状態送信手段２６、伝送データ記憶部２７、および伝送データ量上限記憶部２８を備える。ここで、伝送データ送信手段２１、伝送データ受信手段２２、伝送データ量監視手段２３、異常信号送信手段２４、応答要求手段２５、および状態送信手段２６は、図示しないＣＰＵにて動作されるプログラムによって実現され、図示しないプログラムメモリに保存されている。また、伝送データ記憶部２７および伝送データ量上限記憶部２８は、図示しない記憶媒体であり、いずれの記憶部が同一の記憶媒体であるか否かは問わない。

伝送データ送信手段２１は、伝送データ記憶部２７に保存されている伝送データを伝送信号としてサーバ計算機２−２、２−３にＬＡＮ５を介して送信する。ここで、伝送データ記憶部２７に保存されている伝送データは、例えば電力系統に設置された各機器により取得された電気量情報や開閉機器の開閉情報である。

伝送データ受信手段２２は、サーバ計算機２−２、２−３からＬＡＮ５を介して伝送データを示す伝送信号を受信し、信号に含まれる機器の電気量情報や開閉情報を伝送データ記憶部２７に保存する。

伝送データ量監視手段２３は、伝送データ受信手段２２により受信した伝送信号のデータ量を検出し、検出した伝送信号データ量が伝送データ量上限記憶部２８に事前に保存された伝送データ量の上限閾値を超えているか否かを判断する。

異常信号送信手段２４は、伝送データ量監視手段２３により、伝送データ量が上限閾値を超えていると判断された場合に、クライアント計算機３に対してＬＡＮ５を介して異常信号を送信する。

応答要求手段２５は、サーバ計算機２−２、２−３に対してＬＡＮ５を介して応答要求信号を送信し、送信したサーバ計算機２−２、２−３から応答信号を受信するか否かを判断する。また、サーバ計算機２−２、２−３から応答要求信号を受信した場合は、応答信号を送信する。

状態送信手段２６は、応答要求手段２５により送信したサーバ計算機２−２、２−３から応答信号を受信したと判断された場合、応答信号の送信元のサーバ計算機２−２、２−３に対して、サーバ計算機２−１の状態をしめす状態信号を、ＬＡＮ５を介して送信する。

（作用）
次に、第１の実施形態における電力系統監視装置１の動作について図３を用いて説明する。図３は、電力系統監視装置１のサーバ計算機２−１の動作を示すフローチャートである。サーバ計算機２−１の動作は、以下のステップを備える。

・伝送データ受信手段２２が、他のサーバ計算機２−２、２−３からＬＡＮ５を介して伝送信号を受信するステップ（Ｓ３１）。

・伝送データ量監視手段２３は、伝送データ受信手段２２が受信した伝送信号のデータ量を検出し、検出した伝送信号データ量が伝送データ量上限記憶部２８に事前に保存された伝送データ量の上限閾値を超えているかを判断するステップ（Ｓ３２）。

・伝送データ量監視手段２３により、伝送データ量が上限閾値を超えていると判断された場合（Ｓ３２のＹＥＳ）、異常信号送信手段２４がクライアント計算機３に対してＬＡＮ５を介して異常信号を送信するステップ（Ｓ３３）。

・伝送データ量監視手段２３により、伝送データ量が上限閾値を超えていないと判断された場合（Ｓ３２のＮＯ）、応答要求手段２５がサーバ計算機２−２、２−３に対してＬＡＮ５を介して応答要求信号を送信するステップ（Ｓ３４）。

・応答要求手段２５が、応答要求信号を送信した後、サーバ計算機２−２、２−３から応答信号を受信したか否かを判断するステップ（Ｓ３５）。

・応答要求手段２５により、応答信号を受信したと判断された場合（Ｓ３５のＹＥＳ）、状態送信手段２６が、応答信号の送信元のサーバ計算機２−２、２−３に対してＬＡＮ５を介して状態信号を送信するステップ（Ｓ３６）。

（効果）
本実施形態によれば、伝送データ量が上限閾値を超えた場合に、クライアント計算機３に対して異常信号を送信することで、クライアント計算機３を利用する利用者に対して伝送データ量が上限閾値を超えたことを通知することが可能となる。

また、伝送データ量が越えない場合に、応答信号が返ってきたサーバ計算機に対して、状態信号を送信することにより、状態信号を受信したサーバ計算機が送信元のサーバ計算機の状態を認識することが可能となる。

なお、伝送データ受信手段２２では、ＬＡＮ５を介してサーバ計算機２−２、２−３からの伝送信号を受信していたが、ＴＣ装置４からＬＡＮ５を介して伝送信号を受信しても良い。

（第２の実施形態）
（構成）
第２の実施形態の電力系統監視装置１の構成について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の電力系統監視装置１におけるサーバ計算機２−１の構成を示すブロック図である。第１の実施形態の図２に示すサーバ計算機２−１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。第１の実施形態と異なる点は、リソース判定手段４１、フェイルオーバ手段４２、およびフェイルオーバ先情報記憶部４３を備える点である。

ここでリソース判定手段４１およびフェイルオーバ手段４２は、図示しないＣＰＵにて動作されるプログラムによって実現され、図示しないプログラムメモリに保存されている。また、フェイルオーバ先情報記憶部４３は図示しない記憶媒体で実現される。

リソース判定手段４１は、サーバ計算機２−１のＣＰＵ使用率やメモリ使用率等のリソース情報を取得し、リソース情報に異常があるか否かを判断し、判断結果を示す判断信号としてサーバ計算機２−２、２−３に送信する。この判断信号は、予め決められた周期で送信している。ここで、リソース判定手段４１は、サーバ計算機２−２、２−３からそれぞれのリソース情報を受信し、リソース情報に異常があるか否かを判断しても良く、異常が無いと判断した場合にサーバ計算機２−２、２−３をフェイルオーバ先情報記憶部４３に記憶する。

フェイルオーバ手段４２は、サーバ計算機２−２、２−３からＬＡＮ５を介して判断信号を受信し、フェイルオーバ先情報記憶部４３に判断信号に含まれる判断結果情報を保存する。さらに、異常信号送信手段２４により伝送データ量が上限閾値を超えたと判断した場合に、フェイルオーバ先情報記憶部４３に保存された判断結果情報を読み込み、判断結果情報からリソース情報に異常が発生していないサーバ計算機２−２、２−３を判断し、その異常が無いサーバ計算機２−２、２−３にフェイルオーバを実施する。

ここでフェイルオーバとは、あるサーバ計算機の機能を他のサーバ計算機に代替することを指し、サーバ計算機２−１をサーバ計算機２−２にフェイルオーバすることによって、サーバ計算機２−１の伝送データ量に異常が発生した場合にも、サーバ計算機２−１の機能を喪失することなく、サーバ計算機２−２に移行する。

（作用）
次に、第２の実施形態における電力系統監視装置１の動作について図５を用いて説明する。図５は、電力系統監視装置１のサーバ計算機２−１の動作を示すフローチャートである。サーバ計算機２−１の動作は、第１の実施形態の図３のフローチャートに加え、以下のステップを備える。

・異常信号送信手段２４によりクライアント計算機３に対して異常信号を送信するステップ（Ｓ３３）の後、フェイルオーバ手段４２がフェイルオーバ先情報記憶部４３に保存された判断結果情報を読み込み、判断結果情報からリソースに異常が発生していないサーバ計算機２−２、２−３に対してフェイルオーバするステップ（Ｓ５１）。このフェイルオーバするステップ（Ｓ５１）では、フェイルオーバ先のサーバ計算機のリソース情報に異常が無いかを判断しても良い。

（効果）
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、リソース判定手段４１を備えることにより、サーバ計算機２−１は、ＬＡＮ５を介して接続するサーバ計算機２−２、２−３のリソース情報に異常が発生しているか否かを示す情報を取得することができる。

また、フェイルオーバ手段４２およびフェイルオーバ先情報記憶部４３を備えることにより、サーバ計算機２−１〜２−３の伝送データ量に異常が発生した場合にも、異常が発生したサーバ計算機の機能を喪失することなく、他のサーバ計算機がバックアップすることが可能となる。

（第３の実施形態）
（構成）
第３の実施形態の電力系統監視装置１の構成について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態の電力系統監視装置１におけるサーバ計算機２−１の構成を示すブロック図である。第２の実施形態の図４に示すサーバ計算機２−１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。第２の実施形態と異なる点は、異常データ破棄手段６１を備える点である。

異常データ破棄手段６１は、図示しないＣＰＵにて動作されるプログラムによって実現され、図示しないプログラムメモリに保存されている。この異常データ破棄手段６１は、伝送データ量監視手段２３により伝送データ量が上限値を超えていると判断された場合に、フェイルオーバ先情報記憶部４３に保存された判断結果情報を読み込み、伝送データ受信手段２２により受信する伝送データの送信元のサーバ計算機２−２、２−３のリソース情報に異常が発生しているか否かを判断する。送信元のサーバ計算機２−２、２−３のリソースに異常が発生していると判断された場合、伝送データ受信手段２２に対して異常が発生しているサーバ計算機２−２、２−３から送信される伝送データを破棄するための破棄信号を送信する。

（作用）
次に、第３の実施形態における電力系統監視装置１の動作について図７を用いて説明する。図７は、電力系統監視装置１のサーバ計算機２−１の動作を示すフローチャートである。サーバ計算機２−１の動作は、第２の実施形態の図５のフローチャートに加え、以下のステップを備える。

・異常信号送信手段２４によりクライアント計算機３に対して異常信号を送信するステップ（Ｓ３３）の後、異常データ破棄手段６１がフェイルオーバ先情報記憶部４３に保存された判断結果情報を読み込み、伝送データ受信手段２２により受信する伝送データの送信元のサーバ計算機２−２、２−３のリソースに異常が発生しているか否かを判断するステップ（Ｓ７１）。

・送信元のサーバ計算機２−２、２−３のリソースに異常が発生していると判断した場合（Ｓ７１のＹＥＳ）、伝送データ受信手段２２が、異常が発生しているサーバ計算機２−２、２−３からの伝送データを破棄するステップ（Ｓ７２）。

また、送信元のサーバ計算機２−２、２−３のリソースに異常が発生していないと判断した場合（Ｓ７１のＮＯ）、フェイルオーバ手段４２がフェイルオーバ先情報記憶部４３に保存された判断結果情報を読み込み、判断結果情報からリソースに異常が発生していないサーバ計算機２−２、２−３に対してフェイルオーバするステップ（Ｓ５１）に移行する。

（効果）
本実施形態によれば、異常データ破棄手段６１を備えることにより、例えば送信元のサーバ計算機２−２、２−３のＣＰＵ使用率が１００％であるなどのリソースに異常が発生している場合、異常が発生している計算機２−２、２−３からの伝送データを破棄することができ、不要なフェイルオーバを防ぐことが可能となる。

なお、本実施形態では異常データ破棄手段６１が、送信元のサーバ計算機２−２、２−３のリソースに異常が発生していると判断した場合に伝送データを破棄している。この異常データ破棄手段６１に代えて、リソースに異常が発生していると判断した場合に、異常が発生しているサーバ計算機２−２、２−３に対して、伝送データの送信を止める指令を送信する送信ロック手段を備えることで、不要なフェイルオーバを防ぎ、本実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

また、第１乃至第３の実施形態において、状態送信手段２６を備え、応答信号の送信元のサーバ計算機２−２、２−３に対してＬＡＮ５を介して状態信号を送信していた。しかし、応答要求信号を送信した先のサーバ計算機２−２、２−３から応答信号の返信がない場合、応答要求信号を送信した先のサーバ計算機２−２、２−３とは異なる他のサーバ計算機に対して、サーバ計算機２−１の状態情報を送信しても良い。このように、サーバ計算機からの応答信号の返信がない場合、他のサーバ計算機に対して状態情報を送信することにより、多くのサーバ計算機において状態を把握することが可能となる。

本発明に係る実施形態によれば、電力系統監視装置は、電力系統に設置された機器の監視・制御を安定的に実施可能である。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電力系統監視装置
２−１、２−２、２−３…サーバ計算機
３…クライアント計算機
４…遠方監視制装置（ＴＣ装置）
５…ＬＡＮ
２１…伝送データ送信手段
２２…伝送データ受信手段
２３…伝送データ量監視手段
２４…異常信号送信手段
２５…応答要求手段
２６…状態送信手段
２７…伝送データ記憶部
２８…伝送データ量上限記憶部
４１…リソース判定手段
４２…フェイルオーバ手段
４３…フェイルオーバ先情報記憶部
６１…異常データ破棄手段

Claims (6)

1. 電力系統に設置された電気設備の監視、制御、または記録を行う複数のサーバ計算機のそれぞれがネットワークで接続される電力系統監視装置において、
   前記サーバ計算機は、
   前記ネットワークを介して受信した伝送データ量を測定し、測定した前記伝送データ量が事前に設定された閾値を越えたか否かを判断する伝送データ量監視手段と、
   前記伝送データ量監視手段により前記伝送データ量が事前に設定された閾値を越えたと判断した場合に、前記ネットワークに対して異常信号を送信する異常信号送信手段と、
   前記伝送データ量監視手段により前記伝送データ量が事前に設定された閾値を超えていないと判断した場合に、前記ネットワークに対して応答要求信号を出力する応答要求送信手段と、
   前記ネットワークを介して応答要求信号を受信した他のサーバ計算機から、前記応答要求信号に対応する応答信号を前記ネットワークを介して受信した場合に、前記サーバ計算機の状態を示す状態信号を前記ネットワークに送信する状態信号送信手段と、
   を備える電力系統監視装置。
2. 前記サーバ計算機は、
   前記ネットワークを介して受信した他のサーバ計算機のリソース情報に異常があるか否かを判断するリソース判定手段と、
   前記異常信号送信手段により前記異常信号が送信された場合に、前記リソース判定手段によって前記リソース情報に異常がないと判断された他のサーバ計算機に、前記サーバ計算機の機能をフェイルオーバするフェイルオーバ手段と、
   を備える請求項１に記載の電力系統監視装置。
3. 前記サーバ計算機は、
   前記リソース判定手段により前記リソース情報に異常があると判断された他のサーバ計算機から前記ネットワークを介して受信する伝送データを破棄する異常データ破棄手段と、
   を備える請求項２に記載の電力系統監視装置。
4. 前記サーバ計算機は、
   前記リソース判定手段により前記リソース情報に異常があると判断された他のサーバ計算機に対して、前記サーバ計算機に対する伝送データの送信を止める指令を送信する送信ロック手段と、
   を備える請求項２または３に記載の電力系統監視装置。
5. 前記サーバ計算機は、前記ネットワークを介して応答要求信号を受信した他のサーバ計算機から、前記応答要求信号に対応する応答信号を前記ネットワークを介して受信しない場合、前記応答要求信号を受信した他のサーバ計算機以外の計算機に対して前記状態情報を送信する
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力系統監視装置。
6. 前記電力系統に設置された電気設備情報を前記ネットワークを介して送受信する遠方監視制御装置を備え、
   前記サーバの前記伝送データ監視手段は、前記遠方監視制御装置または他のサーバ計算機から前記ネットワークを介して受信した伝送データ量を測定し、測定した前記伝送データ量が事前に設定された閾値を越えたか否かを判断する
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力系統監視装置。

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