JP2014147202A

JP2014147202A - 監視制御装置

Info

Publication number: JP2014147202A
Application number: JP2013013932A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Taniguchi; 允健谷口; Kazuhiro Okimoto; 和弘沖本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2033-01-29
Also published as: JP6071588B2

Abstract

【課題】システム設計者の負担を軽減した監視制御装置を得る。
【解決手段】監視対象２である受配電系統に設けられた遮断器の入切状態と電路の充電状態の情報を取り込み記憶するデータベース４と、制御対象７の遮断器に対して投入の指示を行う投入操作手段５と、投入操作手段５の投入指示を受けてデータベース４から制御対象７の遮断器の一次側及び二次側の電路の充電状態の情報を取得し演算処理によって制御対象７の遮断器の投入の可否を判断する制御手段６とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、受配電設備を監視制御するために用いられる監視制御装置に関し、特に、遮断器の投入可否を判断する監視制御装置に関するものである。

従来、受配電系統の監視制御においては、系統状態を把握して事故に繋がるような操作を未然に防止するため、操作員の操作がインターロック条件に該当するか否かを判定し、インターロック条件に該当する場合はその操作を実行しないようにして系統事故に繋がる恐れのある操作を禁止していた。

事故を未然に防止する電力監視技術としては、実際に操作を指示する前に、その操作がされた場合の系統の電気諸量を計算し、計算結果が予め定めた規定値の範囲外の場合はその操作を禁止し、規定値内であった場合は自動的に操作を実行する電力監視制御システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、系統機器を操作する際に、電気諸量のほかに電気機械インターロック、作業停止状況、水諸量・油諸量の変化範囲、電気使用ユーザへのショックなどへの配慮を系統的に操作手順に組み込み、その操作手順に対応してインターロック条件や電気等の諸量を計算し、制御を実施する監視制御システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２９７９７３号公報（第４−５頁、図１−図３）特開２００７−１４３２０９号公報（第６−９頁、図１）

従来の、例えば、特許文献１に示すような電力監視制御システムでは、電力系統の遮断器の操作手順を操作ガイダンスとして予め記憶させておく必要があった。
また、特許文献２に示すような監視制御システムでは、遮断器のインターロック条件は、遮断器に基づく一般的なインターロック規則による判定と、遮断器ごとの個別のインターロック定義による判定とを実行しなれければならず、一般的なインターロックの規則と遮断器ごとの個別のインターロックの定義を設定する必要があり、インターロックの規則と定義を設定するシステム設計者の負担が大きくなってしまうという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、システム設計者の負担を軽減した監視制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る監視制御装置は、受配電系統に設けられた遮断器の入切状態と電路の充電状態の情報を取り込み記憶するデータベースと、制御対象の遮断器に対して投入指示を行う投入操作手段と、投入指示を受けてデータベースから制御対象の遮断器の一次側及び二次側の電路の充電状態の情報を取得し演算によって制御対象の遮断器の投入の可否を判断する制御手段と、を有するものである。

この発明の監視制御装置によれば、受配電系統に設けられた遮断器の入切状態と電路の充電状態の情報をデータベースに取り込み、投入操作手段で制御対象の遮断器に対して投
入指示がなされると、制御手段においてデータベースから制御対象の遮断器の一次側及び二次側の電路の充電状態の情報を取得し、演算処理によって制御対象の遮断器の投入の可否を判断するように構成されているので、遮断器の入切状態及び電路の充電状態の情報だけを用いて遮断器の投入可否を判断することができるため、例えば一般的なインターロックの規則と各遮断器の個別のインターロックの定義を設定するような必要がなくなり、システム設計者の負担を軽減させることができる。

この発明の実施の形態1における監視制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示した監視制御装置が適用される受配電系統図である。実施の形態1における監視制御装置において、遮断器の投入判定処理及びノード変換処理を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２における監視制御装置が適用される受配電系統図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による監視制御装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、監視制御装置１は、監視対象２である受配電系統と通信する通信手段３と、監視対象２からの情報を、通信手段３を介して取り込み、その情報を記憶するデータベース４と、受配電系統の遮断器に対して投入指示を行なうための投入操作手段５と、全体の制御を行なう制御手段６と、制御手段６からの制御情報を制御対象７へ送信する通信手段８を備えている。
ここで、制御対象７となるのは、監視対象２である受配電系統に接続されている複数の遮断器のうちのいずれかである。

監視対象２である受配電系統から送られてくる状態信号９は、例えば、遮断器の入切状態の情報と系統の電路の充電状態の情報であり、これらの情報がデータベース４に記憶される。また、制御手段６から通信手段８を介して送信される制御信号１０は、例えば、遮断器の投入信号である。
制御手段６では、データベース４の情報を元に、遮断器投入判定処理とノード変換処理を行う。この詳細については後述する。
投入操作手段５では、例えば、押ボタンやハンドル、タッチパネル等の入力手段を用いて、遮断器の投入操作の指示を行うことができるようになっている。

図２は、図１に示した監視制御装置１が適用される受配電系統の一例を示す受配電系統図である。図では、電源Ａ及び電源Ｂの２系統の電力源より電力が供給されている場合を示している。
電源Ａには、変圧器１１ａを介して遮断器１２が接続され、電源Ｂには変圧器１１ｂを介して遮断器１３が接続され、遮断器１２と遮断器１３の二次側は遮断器１４により接続されている。それより先には負荷が接続される。
なお、以下の系統図において、遮断器が開放状態にあるときは白抜きの長方形で示し、投入状態にあるときは網掛けの長方形で示すことにする。図２の場合は、全ての遮断器１２〜１４は開放状態である。

各遮断器１２〜１４の一次側と二次側に対応させて、電路の充電状態を「０」と「１」のビットを入力できるノード１５〜１８がソフトウェア上に用意されている。各ノードは系統の種類に応じたビットが割り当てられる。そして、ソフトウェア上で、系統図の各箇所のノードにビットが入力されるようになっている。
図２により各ノードに割り当てるビットの一例を具体的に説明する。電源Ａにより充電されているときは「１０」とし、電源Ｂにより充電されているときは「０１」とし、非充電状態のときは「００」とする。すなわち、図２の場合であれば、ノード１５は「１０」となり、ノード１６は「０１」、ノード１７，１８は「００」となる。
制御手段６には、選択した遮断器の両端のノードにおいてビットの演算が可能な機能を有している。

次に、本実施の形態の動作について説明する。
図３は、監視制御装置１の制御手段６における遮断器の投入判定処理、及びノード変換処理を示すフローチャートである。
先に説明したように、現在の各遮断器の入切情報と系統の電路の充電情報はデータベース４に記憶されている。

まず、監視制御装置１の制御手段６における遮断器の投入判定処理から説明する。投入する遮断器を制御対象として選定し投入操作手段５において対象の遮断器に対して投入の指示をする。制御手段６では、投入操作手段５からの遮断器投入の指示を受けて、データベース４より現在の電路の充電状態のデータを読み出し、各ノードにビットを入力する（Ｓ１）。次いで、選択した遮断器の両端のノードにおいて、ＯＲのビット演算を行う（Ｓ２）。
なお、ここで、データベース４には遮断器の入切状態と電路の充電状態が取り込まれているので、データベース４に各ノードに関連づけたビット情報も記憶させておき、ステップ１ではビットが関連づけられたノードを読み込むようにしても良い。

制御手段６でのＯＲのビット演算の演算結果において、ビットの立つ数が１つ以下であるかどうかを判断し（Ｓ３）、ビットの立つ数が１つ以下、つまり１か０のときは対象の遮断器は投入可能（Ｓ５）となり、制御対象７である対象遮断器に対し、通信手段８を介して投入の制御信号１０を送信する。これを受けて制御対象７の遮断器は投入される。
また、ステップ３において、対象遮断器の両端のノードにおけるＯＲのビット演算を行った結果、ビットの立つ数が１つ以下でない場合は、投入不可へと進み（Ｓ４）、処理終了となる。
なお、各ノードへ割り当てるビットは一例を示したものであり、要は、ステップ３では、ビット演算の結果、決められた条件が成立すれば投入可能と判断するものである。

次に、監視制御装置１の制御手段６におけるノード変換処理について説明する。
ステップ５において投入指示した遮断器は監視対象２に含まれているので、監視対象２から投入した遮断器の状態信号９が通信手段３を介してデータベース４に送信されてくる。制御手段６では、投入信号を受信できたかどうかを確認し（Ｓ６）、受信できていれば、制御手段６はデータベース４に記憶してあるノードのビット情報を更新する（Ｓ７）。

以上の処理を、図２の受配電系統図に基づいて、具体的に説明する。
図２において、各遮断器１２〜１４は開放状態にある。ここで遮断器１２を制御対象として説明する。現在の遮断器１２の両端のノードのビットは、ノード１５が「１０」、ノード１７は「００」である。したがって、両ノードでのＯＲのビット演算結果は「１０」となり（Ｓ２）、ビットの立つ数が１つなので投入可能と判断されて投入指示される（Ｓ３，Ｓ５）。遮断器１２が投入状態になると、その情報は状態信号９として通信手段３を介してデータベース４に送信されてくるので、投入信号の受信を確認すれば（Ｓ６）、ノード１７は電源Ａからの受電となっているので、ノード１７のビットを「１０」に更新し、処理を終了する。

このように、受配電系統の各遮断器の入切状態と、電路の充電状態の情報を監視制御装
置１に取り込み、電路の充電状態で遮断器の投入可否を自動的に判断するようにしたので、遮断器の個別のインターロック条件を構築する必要がない。

以上のように、実施の形態１の監視制御装置によれば、受配電系統に設けられた遮断器の入切状態と電路の充電状態の情報を取り込み記憶するデータベースと、制御対象の遮断器に対して投入指示を行う投入操作手段と、投入指示を受けてデータベースから制御対象の遮断器の一次側及び二次側の電路の充電状態の情報を取得し演算処理によって制御対象の遮断器の投入の可否を判断する制御手段と、を有するので、遮断器の入切状態及び電路の充電状態の情報だけを用いて遮断器の投入可否を判断することができるため、例えば一般的なインターロックの規則と各遮断器の個別のインターロックの定義を設定するような必要がなくなり、システム設計者の負担を軽減させることができる。

また、受配電系統に設けられた遮断器の一次側と二次側に対応したノードが用意され、各ノードには、接続される電源及び充電状態によって区別されたビットが割り当てられており、制御手段では、制御対象の遮断器の両側のノードにおいてＯＲのビット演算を実行し、その演算結果によって制御対象の遮断器の投入可否を判断するように構成したので、簡単な演算処理により遮断器の投入可否を判断できる。

また、制御対象の遮断器が投入されたことを確認し、制御対象の遮断器が接続された電路の充電状態を更新してビットを変換させる機能を備えたので、制御手段において対象遮断器の両側のノードのビット情報を読み出して素早く演算することができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２の監視制御装置が適用される受配電系統を示す受配電系統図である。監視制御装置の構成を示すブロック図は、実施の形態１の図１と同等であり、監視制御装置１の制御手段６における処理を示すフローチャートは、図３と同等なので、適宜援用して説明する。また、図４において、実施の形態１の図２と同等部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図４に示すように、本実施の形態の受配電系統は、電源Ａ及び電源Ｂと、発電機２０の電力源から電力が供給されている。
電源Ａには、変圧器１１ａを介して遮断器２１が接続され、電源Ｂには変圧器１１ｂを介して遮断器２２が接続され、発電機２０には遮断器２３が接続され、更に、遮断器２１と遮断器２２の二次側には遮断器２４が接続され、遮断器２２と遮断器２３の二次側には遮断器２５が接続されている。
図４において、遮断器２１〜２３は投入状態を示し、遮断器２４，２５は開放状態を示している。

そして、各遮断器２１〜２５の一次側と二次側に対応付けて、電路の充電状態を「０」と「１」のビットを入力できるノード２６〜３１が監視制御装置１内のソフトウェア上に用意されている。
各ノードに割り当てられるビットは、電源Ａより充電されているときは「１００」とし、電源Ｂより充電されているときは「０１０」とし、発電機２０より充電されているときは「００１」とし、非充電状態のときは「０００」とする。
すなわち、図４において、ノード２６，２９は「１００」となり、ノード２７，３０は「０１０」となり、ノード２８，３１は「００１」となる。

次に、図４の状態から遮断器２４を投入指示する場合について説明する。
制御手段６では、投入操作手段５からの遮断器２４の投入の指示を受けて、データベース４より電路の充電状態を読み出し、図３のフローチャートに従い遮断器２４の投入可否を判断する。まず、遮断器２４の両側のノード２９，３０でＯＲのビット演算（Ｓ２）を行う。その結果「１１０」となり、ビットが立つ数が１つ以下ではないので、Ｓ３での判断で遮断器２４は投入不可となり（Ｓ４）、処理終了となる。つまり、図４の状態からは、遮断器２４を投入することができない。
なお、これまでに説明した図２及び図４の受配電系統は一例を示すものであり、図に限定するものではなく、これら以外の系統にも適用可能である。

以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の監視制御装置によって、監視対象の受配電系統の電力供源が増えた場合でも、実施の形態１と同様に制御手段において制御対象の遮断器の両側のノードにおいてＯＲのビット演算を実行し、その演算結果によって制御対象の遮断器の投入可否を判断するので、遮断器の入切状態及び電路の充電状態の情報だけを用いて遮断器の投入可否を判断することができるため、システム設計者の負担を軽減させることができる。

なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることが可能である。

１監視制御装置、２監視対象、３通信手段、４データベース、
５投入操作手段、６制御手段、７制御対象、８通信手段、
９状態信号、１０制御信号、１１ａ，１１ｂ変圧器、
１２〜１４，２１〜２５遮断器、１５〜１８，２６〜３１ノード、
２０発電機。

Claims

受配電系統に設けられた遮断器の入切状態と電路の充電状態の情報を取り込み記憶するデータベースと、制御対象の遮断器に対して投入指示を行う投入操作手段と、前記投入指示を受けて前記データベースから前記制御対象の遮断器の一次側及び二次側の電路の充電状態の情報を取得し演算処理によって前記制御対象の遮断器の投入の可否を判断する制御手段と、を有することを特徴とする監視制御装置。
請求項１記載の監視制御装置において、
前記受配電系統に設けられた遮断器の一次側と二次側に対応したノードが用意され、各前記ノードには、接続される電源及び充電状態によって区別されたビットが割り当てられており、前記制御手段では、前記制御対象の遮断器の両側の前記ノードにおいてＯＲのビット演算を実行し、その演算結果によって前記制御対象の遮断器の投入可否を判断するように構成されていることを特徴とする監視制御装置。
請求項２記載の監視制御装置において、
前記制御対象の遮断器が投入されたことを確認し、前記制御対象の遮断器が接続された電路の充電状態を更新して前記ビットを変換させる機能を備えたことを特徴とする監視制御装置。