JP2014191354A - 配電設備および監視制御ソフトウェアの更新方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 配電線自動化システムにおいて、子局の監視制御ソフトウェアを、書換えに伴う誤動作や書換え不良を生じることなく更新する方法を提供する。
【解決手段】 親局１と子局２間の光ファイバーからなる通信回線４を利用して、親局１から子局２へ更新ソフトウェアを配信する。子局２は更新ソフトウェアを一旦補助メモリ１６に格納し、子局２の最適なタイミングで監視制御ソフトウェアを更新ソフトウェアに書換える。書換え時に子局２への電源供給が遮断された場合は、子局２の内部に備えたバックアップ電源１８から書換えに必要な電源を供給することにより、書換え不良を防止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、親局と、親局との通信により配電線路上の区分開閉器等の対象機器を監視，制御する子局からなる配電線自動化システムにおいて、子局に格納される区分開閉器等の監視制御ソフトウェアの更新を親局からの通信により実現するための設備および方法に関する。

従来から、高圧配電系統には、電力の供給信頼度向上や運転管理の効率化・省力化のために配電線自動化システムが導入されている。この配電線自動化システムは、電力会社の営業所に設置される親局と配電系統に設置される対象機器を監視，制御する子局を通信回線で結び、親局からの遠隔監視による系統状態の早期把握や、遠隔制御による系統運転業務の省力化および業務効率化に寄与するものである。

遠方監視，制御の対象機器としては種々のものが存在し、例えば、配電系統を区間分割する区分開閉器の場合、配電系統に故障が発生した際に、子局を介した監視，制御によって故障区間を自動的に検出して、切り離すことができる。

上記子局には、区分開閉器等を監視，制御するためのソフトウェアが格納されているが、読み出し専用のメモリ（ＲＯＭ）に格納されているので、機能アップや仕様変更等によってソフトウェアの更新が必要な場合は、装柱されている子局を電柱から降ろした後、工場へ搬送し、ＲＯＭを取外し交換またはＲＯＭを取外さずにＲＯＭのデータ消去と再書込み（以下、ＲＯＭ交換作業という）を行った後、再度、設置場所へ運んで装柱する必要があった。

また、ＲＯＭ交換作業には、子局の解体作業や再度の組立作業に加え、気密試験や耐圧試験等の性能試験を伴うため、多大な労力が必要となる。

このような問題を解決する方法として、子局の監視，制御ソフトウェアを親局から通信回線を介して子局へ送信して、子局内のメモリの内容を書換える方法が提案されている（下記特許文献１参照）。

特開平１０−１４１３８

上記特許文献１記載の方法によれば、子局内のメモリを書換え可能な不揮発性メモリで構成することにより、親局から送信した更新用の監視制御ソフトウェアにメモリの内容を書換えることにより、従来問題であった子局の降柱、運搬、解体等の各作業が不要になり、監視制御ソフトウェアの更新が簡単かつ短時間で行える利点を有する。

しかし、上記方法によると、親局から子局へ送信する監視制御ソフトウェアの容量如何によって通信回線が長時間占有されるおそれがあり、その他の通信を伴う配電設備の運用に影響を及ぼす可能性がある。

また、区分開閉器の投入直後のような送電が不安定な状態で、監視制御ソフトウェアの書換えを行うと、子局機能停止による誤動作が生じることも懸念される。

さらに、メモリの書換作業中に、子局への電力供給が断たれた場合、書換え作業を完了することができず、復電後の子局の機能喪失を招く危険性もある。

そこで、本発明は、親局から子局へ監視制御ソフトウェアを送信するに際し、通信回線が長時間占有される問題を解消するとともに、子局のメモリの書換え不能・不良を生じることなく、確実にソフトウェアの更新を行うことのできる機能を備えた配電設備とその方法を提供する。

請求項１記載の発明は、親局と、該親局との通信により配電線路上の対象機器を監視，制御する子局からなる配電線自動化システムにおいて、当該子局の制御回路部に、前記対象機器の監視制御ソフトウェアを記憶する主メモリと、前記親局より配信された更新ソフトウェアを記憶する補助メモリと、前記主メモリに記憶した監視制御ソフトウェアを最適なタイミングで前記補助メモリに記憶した更新ソフトウェアに書換える書換手段を備えて構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、親局と、該親局との通信により配電線路上の対象機器を監視，制御する子局からなる配電線自動化システムにおいて、当該子局の制御回路部に、前記対象機器の監視制御ソフトウェアを記憶する主メモリと、前記親局より配信された更新ソフトウェアを記憶する補助メモリと、前記主メモリに記憶した監視制御ソフトウェアを最適なタイミングで前記補助メモリに記憶した更新ソフトウェアに書換える書換手段を備え、当該子局の電源回路部に、前記書換手段による監視制御ソフトウェアの書換え時に子局への電源供給が断たれた場合、監視制御ソフトウェア書換え用の電源を供給するバックアップ電源を備えて構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れかに記載の配電設備において、親局から子局への更新用ソフトウェアの配信に光ＩＰ通信を利用したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、親局と、該親局との通信により配電線路上の対象機器を監視，制御する子局からなる配電線自動化システムにおいて、該子局の制御回路部において、前記親局から配信された更新ソフトウェアを受信して補助メモリに記憶し、最適なタイミングで当該制御回路部の主メモリに記憶された監視制御ソフトウェアを前記補助メモリに記憶した更新ソフトウェアに書換えることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、親局と、該親局との通信により配電線路上の対象機器を監視，制御する子局からなる配電線自動化システムにおいて、該子局の制御回路部において、前記親局から配信された更新ソフトウェアを受信して補助メモリに記憶し、最適なタイミングで当該制御回路部の主メモリに記憶された監視制御ソフトウェアを前記補助メモリに記憶された更新ソフトウェアに書換え、書換え中に前記子局への電源供給が断たれた場合、電源回路部に備えたバックアップ電源より書換えに要する電源を供給することによって、書換え不良を防止することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、親局から子局へ送信された監視制御ソフトウェアにメモリの内容を書換える場合、区分開閉器の投入直後のような送電が安定しない状態を避けた最適なタイミングで書換え作業を実行することができる配電設備の提供が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、メモリの書換え作業中に子局への電力供給が断たれた場合、電源回路部に備えたバックアップ電源によって書換え作業を完遂することのできる配電設備を提供することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、親局から子局への監視制御ソフトウェアの送信を光ＩＰ通信によって行うことにより、通信回線が長時間占有されることはなく、他の通信を伴う配電設備の運用に支障を来すことを防止できる。

請求項４記載の発明によれば、親局から子局へ送信された監視制御ソフトウェアにメモリの内容を書換える場合、区分開閉器の投入直後のような送電が不安定な状態でメモリの書換作業が行われることはなく、書換え不良を確実に防止することができる。

請求項５記載の発明によれば、メモリの書換え作業中に子局への電力供給が断たれたとしても、電源回路部に備えたバックアップ電源によって書換え作業を完遂することのできるので、書換え不良が生じることはない。

本発明に係る配電線自動化システムのネットワーク構成を示す概略図である。 本発明に係る配電線自動化システムを構成する子局のブロック図である。 本発明に係る配電線自動化システムを構成する親局のブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図１乃至図３を用いて説明する。図１は本発明に係る配電線自動化システムのネットワーク構成を示す概略図であり、図１において、１は各営業所（Ａ〜Ｎ）に備えられる配電線自動化親局装置（以下、親局という）であり、２は親局１にＩＰネットワーク網および各営業所に関連する配電用変電所３を介して通信回線４で接続される配電線自動化子局装置（以下、子局という）である。

図２は図１に示す子局２の構成を示すブロック図であり、配線線路５上に設置される区分開閉器６を監視，制御する場合を例示している。区分開閉器６は配電線路５を開閉するスイッチ７の上流側（図１に示す配電用変電所３側）と下流側（図示しない負荷側）にそれぞれ計測／電源トランス８，９を内蔵しており、計測／電源トランス８，９は電源ケーブル１０を介して子局２に接続されている。

子局２は区分開閉器６を監視，制御する制御回路部１１と電源回路部１２から概略構成されており、区分開閉器６との間に制御線１３を配し、また、親局１とは通信回線４を介して接続されている。なお、通信回線４には光ファイバケーブルを利用し、親局１から送信された信号を子局２に備えた変換器１４によって光電変換することにより受信する。

制御回路部１１は、親局１との通信等を司るためのマイクロコンピュータ（以下、第１のマイコンという）１５と、高速書込みが可能な不揮発性メモリ（以下、補助メモリという）１６、及び、区分開閉器６を監視，制御するためのソフトウェア（以下、監視制御ソフトウェアという）を格納する主メモリを備えたマイクロコンピュータ（以下、第２のマイコンという）１７を備えて構成されている。

電源回路部１２は、子局２への電源供給が断たれた場合に子局２の動作電源を確保するバックアップ用電源１８を備えており、バックアップ用電源１８としては、配電線路５から得る電力で充電するコンデンサ或いは二次電池等を利用すれば良い。

図３は図１に示す親局１の構成を示すブロック図である。親局１は入出力装置１９と計算機２０及び外部記憶装置２１、さらにはネットワーク用インターフェース２２から構成されており、ＩＰネットワーク網および所定のネットワーク機器２３を介して通信回線（光ファイバ）４に接続されている。なお、外部記憶装置２１には、子局２の監視制御ソフトウェアを管理する子局ソフト管理手段２４が具備されている。

次に、前記親局１及び子局２からなる配電線自動化システムの通常時の動作について説明する。図２に示す子局２の第１のマイコン１５は親局１との通信を行い、第２のマイコン１７は第２のマイコン１７の主メモリに格納された監視制御ソフトウェアを実行して、区分開閉器６の状態監視を行う。

具体的には、制御線１３を介して区分開閉器６のスイッチ７の開閉状態を監視するとともに、計測／電源トランス８，９の２次側電圧等から区分開閉器６の上流側及び下流側の系統電圧の状態を監視し系統事故を検出する。

そして、図１に示す親局１との間で光ファイバからなる通信回線４を介したポーリング通信によって監視情報のやりとりをし、状態監視情報及び親局１からの情報に基づき、区分開閉器６のスイッチ７を開閉制御する。

次に、第２のマイコン１７の主メモリに格納された監視制御ソフトウェアを機能の拡張・追加等で更新する必要がある場合の動作について説明する。まず、図３に示す親局１の入出力装置１９を操作して計算機２０の子局ソフトウェア更新機能を起動し、外部記憶装置２１に格納した更新用の監視制御ソフトウェア（以下、更新ソフトウェアという）を親局１の外部記憶装置２１が備える子局ソフト管理手段２４によりインターフェース２２から、ＩＰネットワーク網を介して、光ファイバからなる通信回線４で更新対象の全子局２に配信する。

図２に示す子局２は、更新ソフトウェアを変換器１４により光電変換して受信し、第１のマイコン１５によって不揮発性メモリからなる補助メモリ１６に書き込む。つづいて、第１のマイコン１５は、第２のマイコン１７の主メモリに格納されている監視制御ソフトウェアを補助メモリ１６に書き込んだ更新ソフトウェアに書換えるのであるが、第１のマイコン１５は任意に設定可能な最適なタイミングで主メモリの書換えを行う。

最適なタイミングとしては、例えば、区分開閉器の投入直後のような送電が不安定な状態が解消された後（例：区分開閉器投入後６秒経過時）が考えられる。送電が不安定な状態では 書換え中の監視，制御機能停止による子局２の誤動作の発生が懸念されるからである。

主メモリの監視制御ソフトウェアの書換えが正常に終了したら、子局２は親局１にソフトウェアの更新が正常に終了した旨の通知を行い、これを受信した親局１は、図３に示す子局ソフト管理手段２４により子局２の監視制御ソフトウェアが更新されたことを認識，管理する。

上記の如く、親局１からの通信によって子局２の監視制御ソフトウェアの書換えを行うことにより、書換えに際して、子局２の降柱、運搬、分解等の各作業を省略することができ、簡易かつ迅速に監視制御ソフトウェアの書換え作業を完了することが可能となる。

また、監視制御ソフトウェアの書換えは、送電が不安定な状態を避けた最適なタイミングで行うことができるので、書換え不良が生じることもない。

次に、監視制御ソフトウェアの書換え時に子局２への電源供給が断たれた場合について説明する。子局２は配電線路５から計測／電源トランス８，９および電源ケーブル１０を介して動作電源を確保しているが、系統事故等の発生により電源供給が断たれることも考えられる。

仮に監視制御ソフトウェアの書換え時に電源供給が断たれた場合、書換え不良によって復電後に子局２に機能喪失が生じるおそれがある。

そこで、本発明では、子局２の電源回路部１２にバックアップ電源１８を備え、系統事故等により子局２への電源供給が断たれた場合は、バックアップ電源１８より電源を供給して、監視制御ソフトウェアの書換え動作を完遂するようにした。

これにより、復電後は更新した監視制御ソフトウェアによって区分開閉器６の監視，制御を問題なく実行することが可能となる。

以上説明したように、本発明の配電線自動化システムの配電設備によれば、親局１から子局２へ更新ソフトウェアを光ファイバーからなる通信回線４を利用して配信するように構成したので、短時間での配信が可能となり、通信回線４を更新ソフトウェアの配信で長時間占有してしまうことはなく、他の通信を伴う配電設備の運用に支障を来すことはない。

また、親局１から配信された更新ソフトウェアは、子局２の補助メモリに一旦保管した後、子局２の最適なタイミングで主メモリに格納されている監視制御ソフトウェアと書換える構成であるので、監視制御ソフトウェアが親局１から子局２に配信された更新ソフトウェアに書換えに適さないタイミングで書換えられることを回避することができ、書換え中の監視，制御機能停止による子局２の誤動作の発生を確実に防止することが可能となる。

さらに、監視制御ソフトウェアの書換え作業時に系統事故等によって子局２への電源供給が断たれた場合であっても、バックアップ電源１８を利用して書換え作業を完了させることができるので、復電時に書換え不良によって子局２に機能喪失が生じることを確実に回避することができる。

本発明は、配電線路に施設され、親局と通信可能な設備に利用可能である。

１ 親局（配電線自動化親局装置）
２ 子局（配電線自動化子局装置）
３ 配電用変電所
４ 通信回線（光ファイバーケーブル）
５ 配電線路
６ 区分開閉器
７ スイッチ
８，９ 計測／電源トランス
１０ 電源ケーブル
１１ 制御回路部
１２ 電源回路部
１３ 制御線
１４ 変換器
１５ 第１のマイコン
１６ 補助メモリ（不揮発性メモリ）
１７ 第２のマイコン
１８ バックアップ電源
１９ 入出力装置
２０ 計算機
２１ 外部記憶装置
２２ ネットワーク用インターフェース
２３ ネットワーク機器
２４ 子局ソフト管理手段

Claims (5)

1. 親局と、該親局との通信により配電線路上の対象機器を監視，制御する子局からなる配電線自動化システムにおいて、当該子局の制御回路部に、前記対象機器の監視制御ソフトウェアを記憶する主メモリと、前記親局より配信された更新ソフトウェアを記憶する補助メモリと、前記主メモリに記憶される監視制御ソフトウェアを最適なタイミングで前記補助メモリに記憶した更新ソフトウェアに書換える書換手段を備えて構成したことを特徴とする配電設備。
2. 親局と、該親局との通信により配電線路上の対象機器を監視，制御する子局からなる配電線自動化システムにおいて、当該子局の制御回路部に、前記対象機器の監視制御ソフトウェアを記憶する主メモリと、前記親局より配信された更新ソフトウェアを記憶する補助メモリと、前記主メモリに記憶された監視制御ソフトウェアを最適なタイミングで前記補助メモリに記憶した更新ソフトウェアに書換える書換手段を備え、当該子局の電源回路部に、前記書換手段による監視制御ソフトウェアの書換え時に子局への電源供給が断たれた場合、監視制御ソフトウェア書換え用の電源を供給するバックアップ電源を備えて構成したことを特徴とする配電設備。
3. 前記親局から子局への更新ソフトウェアの配信に光ＩＰ通信を利用したことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の配電設備。
4. 親局と、該親局との通信により配電線路上の対象機器を監視，制御する子局からなる配電線自動化システムにおいて、該子局の制御回路部において、前記親局から配信された更新ソフトウェアを受信して補助メモリに記憶し、最適なタイミングで当該制御回路部の主メモリに記憶された監視制御ソフトウェアを前記補助メモリに記憶した更新ソフトウェアに書換えることを特徴とする監視制御ソフトウェアの更新方法。
5. 親局と、該親局との通信により配電線路上の対象機器を監視，制御する子局からなる配電線自動化システムにおいて、該子局の制御回路部において、前記親局から配信された更新ソフトウェアを受信して補助メモリに記憶し、最適なタイミングで当該制御回路部の主メモリに記憶された監視制御ソフトウェアを前記補助メモリに記憶した更新ソフトウェアに書換え、書換え中に前記子局への電源供給が断たれた場合、電源回路部に備えたバックアップ電源から書換えに必要な電源を供給することによって、書換え不良を防止することを特徴とする監視制御ソフトウェアの更新方法。

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