JP2014180162A - 電力系統監視システム及び電力系統監視装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】短期間で構築でき、広域ネットワークを含めて投資コストを抑制でき、さらに想定外の災害による監視装置停止に起因した長期間の系統運用停止を回避し得る電力系統監視システム及び電力系統監視装置を提供する。
【解決手段】電力系統監視システム１０は、電力系統に設けられ、この電力系統に接続された各電力機器を識別するためのアドレスを付与すると共に、特定のアドレス間で電力及び電力に付随する情報を伝達する電力ルータ２１と、電力ルータ２１と接続して電力及び電力に付随する情報を媒介するインターネット回線２２と、インターネット回線２２と接続され電力及び電力に付随する情報に基づいて電力系統を監視する電力系統監視装置２５と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】電力系統監視システム１０は、電力系統に設けられ、この電力系統に接続された各電力機器を識別するためのアドレスを付与すると共に、特定のアドレス間で電力及び電力に付随する情報を伝達する電力ルータ２１と、電力ルータ２１と接続して電力及び電力に付随する情報を媒介するインターネット回線２２と、インターネット回線２２と接続され電力及び電力に付随する情報に基づいて電力系統を監視する電力系統監視装置２５と、を備える。
【選択図】図１
Description
本発明の実施形態は、電力系統に対して監視制御の運用を担う電力系統監視システム及び電力系統監視装置に関するものである。
従来の電力系統運用を担う電力系統監視装置は、一電力会社内において、支店単位や電力所単位などの管轄毎に複数設置されており、当該管轄内で、発電設備、送電設備、保護設備等が連係した系統であるグリッドに対して監視制御の運用を担っている。一拠点内の電力系統監視装置は、冗長化、すなわち多重化して運用継続の信頼性を維持している。しかし、万一の大規模震災などによって拠点内の電力系統監視装置のすべてが停止した場合には電力系統運用を継続することができなくなる恐れがある。
最近では一企業内の広域のネットワークを整備して、離れた場所でも監視装置をバックアップする形態も普及しつつある。しかしながら、構築するまでに長期間要することや広域ネットワークを含めて投資コストが膨大であること、さらに想定外の災害による監視装置停止にて長期間の系統運用停止が考えられること等の問題があり、これを解決する必要があった。
電力系統監視方法に関しては、系統の状態表示及び警報を出力する計算機と、予め定められた設置箇所１〜Ｎに設置された警報出力装置及び系統監視盤と、これらの機器の間を接続する通信網とを備えた電力系統監視装置を用い、運用者が、設定された出力先に表示情報および警報情報を通信網経由で送信するようにした電力系統監視方法がある。
この電力系統監視方法によれば、計算機からの出力を系統監視盤と警報出力装置の設置箇所の何れにも出力可能となるので、何れかの設置箇所に設置された系統監視盤と警報出力装置が使用できなくても、他の設置箇所に切替えるのみで系統監視盤と警報出力装置を使用したシステム運用が可能となる。これにより、系統監視盤が故障した場合やシステムリプレース時の新システムの系統監視盤が設置できない期間において、２重化した計算機による信頼性の高い運用が可能となる。
また、ネットワークの部分障害が発生しても可能な限り各装置間で通信をすることができることを目的とし、監視制御を行う処理計算のための常用及び待機のサーバ装置と、システム全体の異常監視を行うシステム監視装置と、常用のサーバ装置に対して処理実行の要求を行う一方、得られた処理結果を取得するマンマシン装置と、を多重化されたネットワークによって接続する構成の計算機システムがある。
この計算機システムでは、システム監視装置が常用のサーバ装置の異常を検知した場合に待機のサーバ装置へ切替える。また、ネットワークの部分通信障害によって、各装置内で直接通信ができない状態の場合に、エージェントが中継する装置を介して移動して各装置間の通信をすることができる。
前述のように、従来の技術においては、一企業内の広域のネットワークで電力系統監視装置をバックアップする形態が提供できる。しかしながら、構築するまでに長期間を要する上に、広域ネットワークを含めて投資コストが膨大になること、さらに想定外の災害による監視装置停止にて長期間の系統運用停止を回避することができないという課題があった。
また、従来の技術においては、電力の属性（例えば、電力が原子力により発電されたものか、火力、水力等により発電されたものか等）が明らかではないため、電力の属性に応じて最適な運用、監視を行うことが困難であった。
本発明の実施形態は、短期間で構築でき、広域ネットワークを含めて投資コストを抑制でき、さらに想定外の災害による監視装置停止に起因した長期間の系統運用停止を回避し得る電力系統監視システム及び電力系統監視装置を提供することを目的とする。
また、本発明の実施形態は、電力の属性に応じて最適な運用、監視を行うことが可能な電力系統監視システム及び電力系統監視装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の電力系統監視システムは、電力系統に設けられ、該電力系統に接続された各電力機器を識別するためのアドレスを付与すると共に、特定のアドレス間で電力及び電力に付随する情報を伝達する電力ルータと、前記電力ルータと接続され、該電力ルータからの電力及び電力に付随する情報を媒介する通信回線と、前記通信回線と接続され、該通信回線から受信した前記電力及び電力に付随する情報に基づいて前記電力系統を監視する第１の電力系統監視装置と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の実施形態の電力系統監視装置は、電力系統に設けられ、該電力系統に接続された各電力機器を識別するためのアドレスを付与すると共に、特定のアドレス間で電力及び電力に付随する情報を伝達する電力ルータから、通信回線を介して前記電力及び電力に付随する情報を受信し、前記電力及び電力に付随する情報に基づいて前記電力系統を監視することを特徴とする。
以下、本発明に係る電力系統監視システム及び電力系統監視装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
［第１の実施形態］
（全体構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力系統監視システムの構成を示す概略図である。
（全体構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力系統監視システムの構成を示す概略図である。
本電力系統監視システム１０では、太陽光発電（ＰＶ）、風力発電（ＷＴ）等の分散電源１１ａ、原子力、水力、火力等の電力会社の電源１１ｂ及び需要家１１ｃに電力ルータ２１が設けられ、この電力ルータ２１を介してグリッドＡ（電力系統）１２ａが接続されている。このグリッドＡ１２ａは、広域ネットワークである企業内ネットワーク１３を介して、サーバ１４及び表示装置群１５を有し電力系統の監視制御機能を担う電力系統監視装置１６と接続されている。広域ネットワークは企業内ネットワーク１３だけでなく、拠点内ネットワークを用いることもできる。
一方、太陽光発電（ＰＶ）と風力発電（ＷＴ）等の分散電源１１ｄ、原子力、水力、火力等の電力会社の電源１１ｅ及び需要家１１ｆにも電力ルータ２１が設けられ、この電力ルータ２１を介してグリッドＢ（電力系統）１２ｂが接続されている。また、グリッドＡ１２ａ及びグリッドＢ１２ｂは、いずれも電力ルータ２１を介してインターネット回線２２と接続されている。インターネット回線２２は、サーバ２３及び表示装置２４を有し電力系統の監視制御機能を担う電力系統監視装置２５と接続されている。
（電力ルータ２１）
電力ルータ２１とは、電気にＩＰ（Internet Protocol）アドレスを付加するデジタル・グリッド・ルータをいい、ＩＰアドレスの通信の方法を電力の伝達に用いるものである。即ち、電力ルータ２１は、各電力機器に、インターネットで機器を識別するために使われるＩＰアドレスのようなアドレス番号を振り、このアドレスの中の特定のアドレスに、電力及び電力に付随する情報を送る。これにより、互いに自立した電力系統間（地域間）で電力を選択的に融通することができるようになる。
電力ルータ２１とは、電気にＩＰ（Internet Protocol）アドレスを付加するデジタル・グリッド・ルータをいい、ＩＰアドレスの通信の方法を電力の伝達に用いるものである。即ち、電力ルータ２１は、各電力機器に、インターネットで機器を識別するために使われるＩＰアドレスのようなアドレス番号を振り、このアドレスの中の特定のアドレスに、電力及び電力に付随する情報を送る。これにより、互いに自立した電力系統間（地域間）で電力を選択的に融通することができるようになる。
従来、電力と情報の融合という概念はあったが、同期系統の中では電力を個々に識別することができないという技術的困難を伴っていた。しかし、電力ルータ２１を用いることにより、電力に情報を付加し、電力の識別（例えば、電力が原子力により発電されたものか、火力、水力等により発電されたものか等）が可能になる。
電力ルータ２１を用いることにより、電力と情報とを一体化することで電力をデジタル化させ、自在にグリッドの中を融通させることができる。例えば、電力ルータ２１は、ヘッダ情報に含まれる発信元や宛先のアドレスを参照し、指定された電力ルータ２１を経由して任意の送付先までデジタル化した電力を送ることができる。また、必要な融通量をいくつかの電力に分割し、別のヘッダを付与することにより、異なるルートを経由させることもできる。さらに、ヘッダ情報に、デジタル化した電力の大きさや継続時間などの電力プロファイルをデータとして含め、フッタ情報で電力送信の終了を確認し、電力取引のデータとして記録することができる。
（作用）
電力系統監視システム１０では、電力ルータ２１からインターネット回線２２を介して、ＩＰアドレスが付与された系統情報をサーバ２３に取り込み、サーバ２３でこれらの系統情報を集約して処理を行い、その結果を表示装置２４に出力する。これにより、一企業内に設けられた電力系統監視装置１６と離れた場所においても任意のグリッドの電力系統情報を電力系統監視装置２５に取り込むことができるようになる。
電力系統監視システム１０では、電力ルータ２１からインターネット回線２２を介して、ＩＰアドレスが付与された系統情報をサーバ２３に取り込み、サーバ２３でこれらの系統情報を集約して処理を行い、その結果を表示装置２４に出力する。これにより、一企業内に設けられた電力系統監視装置１６と離れた場所においても任意のグリッドの電力系統情報を電力系統監視装置２５に取り込むことができるようになる。
従って、図２に示すように、企業内に設けられた電力系統監視装置１６が万一停止し、企業内ネットワーク１３を介しての系統情報の取込３１ができなくなった場合は、任意のグリッドの系統情報を例えば有線回線３２を利用して、電力ルータ２１を介してインターネット回線２２と接続し、インターネット回線２２を通じて電力系統監視装置２５に取り込むことができる。
（効果）
このため、グリッド（電力系統）に設けられた電力ルータ２１をインターネット回線２２を介して電力系統監視装置２５と接続することで、どこでも系統監視制御の運用（バックアップ運転を含む）を行うことができる。
このため、グリッド（電力系統）に設けられた電力ルータ２１をインターネット回線２２を介して電力系統監視装置２５と接続することで、どこでも系統監視制御の運用（バックアップ運転を含む）を行うことができる。
従って、電力系統監視システム１０によれば、短期間で構築でき、広域ネットワークを含めて投資コストを抑制でき、さらに想定外の災害による監視装置停止に起因した長期間の系統運用停止を回避することができる。
また、電力ルータ２１を用いているので、電力が原子力により発電されたものか、火力、水力等により発電されたものか等の電力の属性を識別できるため、電力の属性に応じて最適な運用、監視を行うことができる。
［第２の実施形態］
（構成）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電力系統監視システムを示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を簡略化する。
（構成）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電力系統監視システムを示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を簡略化する。
本電力系統監視システム２０では、企業内ネットワーク１３を介して電力系統監視装置１６と接続されているグリッド４１に電力ルータ２１が設けられ、この電力ルータ２１を介してインターネット回線２２と接続できるように構成されている。さらに、このインターネット回線２２は、持ち運び可能なコンテナ式電力系統監視装置４５と接続されている。
コンテナ式電力系統監視装置４５は、インターネット回線２２からの情報のセキュリティ・チェックを行うセキュリティ装置４３、電力系統の監視制御を行うサーバ２３及び監視結果等を表示する端末４４を有している。また、コンテナ式電力系統監視装置４５は、無線手段４２によって電力ルータ２１と接続可能とされる。
（効果）
本実施形態の電力系統監視システム２０においては、電力系統監視装置をコンテナ式として持ち運び可能なタイプとし、無線手段４２によりインターネット回線２２に接続可能な構成としているので、場所を問わずにインターネットに接続でき、非常災害時に離れた場所から当該系統の電力系統監視が継続可能となる。
本実施形態の電力系統監視システム２０においては、電力系統監視装置をコンテナ式として持ち運び可能なタイプとし、無線手段４２によりインターネット回線２２に接続可能な構成としているので、場所を問わずにインターネットに接続でき、非常災害時に離れた場所から当該系統の電力系統監視が継続可能となる。
［第３の実施形態］
（構成）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る電力系統監視システムを示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を簡略化する。
（構成）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る電力系統監視システムを示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態の電力系統監視システム３０では、太陽光発電（ＰＶ）、風力発電（ＷＦ）、電池及び需要家が電力ルータ２１を介して接続された小規模系統５１と、原子力、水力、火力等の電源が電力ルータ２１を介して接続された大規模電力系統１ ５２及び大規模電力系統２ ５３と、が電力ルータ２１を介してインターネット回線２２と接続されている。インターネット回線２２は、第１の実施形態と同様に、サーバ２３及び表示装置２４を有し電力系統の監視制御を行う電力系統監視装置２５と接続されている。
（効果）
本実施形態の電力系統監視システム３０によれば、電力ルータ２１を介してグリッド間の電力融通を行うことができ、同時に複数のグリッドに接続された電力ルータ２１から系統情報を電力系統監視装置２５へ取り込むことにより、小規模系統（マイクログリッド）５１から大規模電力系統５２及び５３まで広範囲な電力系統運用が可能となる。
本実施形態の電力系統監視システム３０によれば、電力ルータ２１を介してグリッド間の電力融通を行うことができ、同時に複数のグリッドに接続された電力ルータ２１から系統情報を電力系統監視装置２５へ取り込むことにより、小規模系統（マイクログリッド）５１から大規模電力系統５２及び５３まで広範囲な電力系統運用が可能となる。
このため、マイクログリッドから従来の大きな電力系統のグリッドまでを総合的につなぐことで、再生可能エネルギを火力、原子力の系統に電力を融通することができる。このため、原子力の系統が止まった場合でも火力の系統で電力ルータ２１を介して融通することができる。
また、中小規模のグリッドから大規模のグリッドまでをカバーした電力系統監視システムが構築可能となるので、従来のグリッド単位の電力系統監視装置ではなく、一つの電力系統監視装置での構築が可能となる。
［第４の実施形態］
（構成）
図５は、本発明の第４の実施形態に係る電力系統監視装置を示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を簡略化する。
（構成）
図５は、本発明の第４の実施形態に係る電力系統監視装置を示す概略図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を簡略化する。
電力系統監視装置６０は、インターネット回線２２からの情報のセキュリティ・チェックを行うセキュリティ装置４６と、各種処理を行うサーバ５０と、表示装置２４とを備えている。
サーバ５０は、電力系統に関する情報を処理する系統情報入出力処理部６１、グリッド内の系統監視制御を行う系統監視処理部（系統情報逸脱監視部）６２、最適な運用を行うための制御を行う制御出力処理部６３、グリッド間の経路を調整して電力の融通調整を行う電力融通経路管理処理部６４、送電線の容量を管理する送電線容量管理処理部６５、最も経済的に運用、管理を行うための発電出力経済運用管理処理部６６、を備えている。
また、サーバ５０は、表示装置２４に表示させるための処理を行う表示処理部６７、各種の電力情報等に関するデータを保存するデータ保存部６８、電力ルータからの情報を処理する電力ルータ情報入出力処理部７１、を備えている。
電力ルータ情報入出力処理部７１は、電力及びその電力に付随する情報とを送受信することにより、電力の属性（例えば、電力が原子力によるものか、火力、水力等によるものか）及び経路の識別を行う。この電力ルータ情報入出力処理部７１を経由して、上述した系統情報入出力処理部６１、系統監視処理部６２、制御出力処理部６３、電力融通経路管理処理部６４、送電線容量管理処理部６５、発電出力経済運用管理処理部６６において必要な処理を行うことにより、例えば、火力のみで発電した電力について、最適な運用を行うための制御を行ったり、グリッド間の経路を調整して電力の融通調整を行ったり、最も経済的に運用、管理を行ったりすることができる。
また、表示装置２４は、系統図表示６９及びＳＶ／ＴＭ表示７０を備えており、上記で必要な処理を行った結果を表示する。
（効果）
このように構成された電力系統監視装置６０によれば、当該電力系統の監視制御と、複数の送電会社間をまたがって電力融通の制御、送電線容量の管理、売電する発電会社の最適な発電量を管理が可能となる。
このように構成された電力系統監視装置６０によれば、当該電力系統の監視制御と、複数の送電会社間をまたがって電力融通の制御、送電線容量の管理、売電する発電会社の最適な発電量を管理が可能となる。
また、電力系統監視装置６０によれば、グリッド内の系統監視制御のみならず、電力の属性による発電出力の経済運用、グリッド間の融通調整を行うことができる。
[他の実施形態]
（１）第１の実施形態では、インターネット回線２２と接続する監視装置として電力系統監視装置２５を用いたが、第２の実施形態で示した持ち運び可能なコンテナ式電力系統監視装置４５を用いてもよい。また、電力系統監視装置のサーバとして、第４の実施形態で示したサーバ５０を用いることもできる。
（１）第１の実施形態では、インターネット回線２２と接続する監視装置として電力系統監視装置２５を用いたが、第２の実施形態で示した持ち運び可能なコンテナ式電力系統監視装置４５を用いてもよい。また、電力系統監視装置のサーバとして、第４の実施形態で示したサーバ５０を用いることもできる。
（２）第１の実施形態では、有線回線３２を利用してインターネット回線２２と接続したが、無線手段４２により接続することもできる。
（３）第１の実施形態の電力系統監視装置２５に、インターネット回線２２からの情報のセキュリティ・チェックを行うセキュリティ装置４６を設けてもよい。
（４）第３の実施形態の電力系統監視装置２５についても、第２の実施形態で示した持ち運び可能なコンテナ式電力系統監視装置４５を用いたり、サーバとして、第４の実施形態で示したサーバ５０を用いたりすることもできる。
（５）以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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、変更を行うことができる。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同様に、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ものである。
１０… 電力系統監視システム
１１ａ、１１ｄ…分散電源
１１ｂ、１１ｅ…電源
１１ｃ、１１ｆ…需要家
１２ａ…グリッドＡ
１２ｂ…グリッドＢ
１３… 企業内ネットワーク
１４… サーバ
１５… 表示装置群
１６… 電力系統監視装置
２０… 電力系統監視システム
２１… 電力ルータ
２２… インターネット回線
２３… サーバ
２４… 表示装置
２５… 電力系統監視装置
３０… 電力系統監視システム
３１… 系統情報の取込
３２… 有線回線
４１… グリッド
４２… 無線手段
４３… セキュリティ装置
４４… 端末
４５… コンテナ式電力系統監視装置
４６… セキュリティ装置
５０… サーバ
５１… 小規模系統
５２… 大規模電力系統１
５３… 大規模電力系統２
６０… 電力系統監視装置
６１… 系統情報（ＳＶ／ＴＭ）入出力処理部
６２… 系統監視処理部（系統情報逸脱監視部）
６３… 制御出力処理部
６４… 電力融通経路管理処理部
６５… 送電線容量管理処理部
６６… 発電出力経済運用管理処理部
６７… 表示処理部
６８… データ保存部
６９… 系統図表示
７０… ＳＶ／ＴＭ表示
７１… 電力ルータ情報入出力処理部
１１ａ、１１ｄ…分散電源
１１ｂ、１１ｅ…電源
１１ｃ、１１ｆ…需要家
１２ａ…グリッドＡ
１２ｂ…グリッドＢ
１３… 企業内ネットワーク
１４… サーバ
１５… 表示装置群
１６… 電力系統監視装置
２０… 電力系統監視システム
２１… 電力ルータ
２２… インターネット回線
２３… サーバ
２４… 表示装置
２５… 電力系統監視装置
３０… 電力系統監視システム
３１… 系統情報の取込
３２… 有線回線
４１… グリッド
４２… 無線手段
４３… セキュリティ装置
４４… 端末
４５… コンテナ式電力系統監視装置
４６… セキュリティ装置
５０… サーバ
５１… 小規模系統
５２… 大規模電力系統１
５３… 大規模電力系統２
６０… 電力系統監視装置
６１… 系統情報（ＳＶ／ＴＭ）入出力処理部
６２… 系統監視処理部（系統情報逸脱監視部）
６３… 制御出力処理部
６４… 電力融通経路管理処理部
６５… 送電線容量管理処理部
６６… 発電出力経済運用管理処理部
６７… 表示処理部
６８… データ保存部
６９… 系統図表示
７０… ＳＶ／ＴＭ表示
７１… 電力ルータ情報入出力処理部
Claims (6)
- 電力系統に設けられ、該電力系統に接続された各電力機器を識別するためのアドレスを付与すると共に、特定のアドレス間で電力及び電力に付随する情報を伝達する電力ルータと、
前記電力ルータと接続され、該電力ルータからの電力及び電力に付随する情報を媒介する通信回線と、
前記通信回線と接続され、該通信回線から受信した前記電力及び電力に付随する情報に基づいて前記電力系統を監視する第１の電力系統監視装置と、
を備えることを特徴とする電力系統監視システム。 - さらに、広域ネットワークを介して他の電力系統と接続された第２の電力系統監視装置を備え、前記他の電力系統に電力ルータを設けて前記通信回線と接続することにより、前記第２の電力系統監視装置が停止した場合に、前記通信回線を介して前記第１の電力系統監視装置に電力及び電力に付随する情報を送り、前記第２の電力系統監視装置をバックアップすることを特徴とする請求項１記載の電力系統監視システム。
- 前記第１の電力系統監視装置が移動可能なコンテナ式であることを特徴とする請求項１または２記載の電力系統監視システム。
- 前記通信回線は、小規模系統から大規模電力系統までを接続することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の電力系統監視システム。
- 電力系統に設けられ、該電力系統に接続された各電力機器を識別するためのアドレスを付与すると共に、特定のアドレス間で電力及び電力に付随する情報を伝達する電力ルータから、通信回線を介して前記電力及び電力に付随する情報を受信し、前記電力及び電力に付随する情報に基づいて前記電力系統を監視することを特徴とする電力系統監視装置。
- 前記電力及び電力に付随する情報を受信し、前記電力の属性の識別を行う電力ルータ情報入出力処理部を備えることを特徴とする請求項５記載の電力系統監視装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2013053181A JP2014180162A (ja) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 電力系統監視システム及び電力系統監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2013053181A JP2014180162A (ja) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 電力系統監視システム及び電力系統監視装置 |
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|---|---|
| JP2014180162A true JP2014180162A (ja) | 2014-09-25 |
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| JP2013053181A Pending JP2014180162A (ja) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 電力系統監視システム及び電力系統監視装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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