JP2021009548A - 制御装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】インターロック・バイパス機能が有効に設定されている場合であっても、電力系統の運用上、回避すべき制御が行われないようにすることができる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置４０は、取得部４３０と判定部４３１、４３２、４３３とを持つ。前記取得部は、電力系統に設置される機器のうち、制御の対象とする対象機器の状態、及び前記対象機器とは異なる周辺機器の状態をそれぞれ示す状態信号を取得する。前記判定部は、前記状態信号それぞれが重要であるか否かを示すフラグ情報と、前記対象機器を制御する第１条件と等価な論理式である第１インターロック条件式とを用いて、前記対象機器を制御する第２条件と等価な論理式である第２インターロック条件式を導出し、前記第２インターロック条件式に、前記状態信号を入力することにより得られる出力に基づいて、前記対象機器を制御するか否かを判定する。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、制御装置、制御方法、及びプログラムに関する。

電力系統においては、変電所を監視、制御するために、ディジタル制御装置（以下、単に、制御装置ともいう）が構内に設置されている。制御装置としては、回線ごとに電力の状態を監視、制御するＢＣＵ（Bay Control Unit）がある。例えば、遠方の運転員が、ネットワークを経由してＢＣＵに操作指令を送ることにより、回線内に設けられた機器、例えば遮断器、断路器などの開閉装置や変圧器タップ切替器を操作する。

ＢＣＵにおいては、機器に誤った制御が行われてしまうことを防止する目的で、インターロック条件式による操作指令の制限を行う機能が設けられている。インターロック条件式とは、機器の制御が可能な条件を、その条件と等価な論理演算式として定義したものである。例えば、電力系統においては、遮断器の両側に断路器が設置されるのが通常であり、遮断器を開状態から閉状態へ制御する際、両側の断路器が閉じた状態であることが前提条件となる。ＢＣＵは、この前提条件と等価な論理演算式（インターロック条件式）を予め保持し、運転員から遮断器を開く旨の操作指令が通知された場合、断路器の開閉の状態に基づいてインターロック条件式を演算する。ＢＣＵは、演算結果が偽である（つまり、両側の断路器の少なくとも一つが開いた状態である）場合には、遮断器を閉じる旨の操作指令を受け付けず、操作対象とする機器を制御する指令を出力しない。インターロック条件式を用いることにより、誤った制御を防止することが可能である。

ＢＣＵは、自ＢＣＵが監視する自回線の情報（機器の状態、機器の故障警報等）がハードウェア経由で通知されると共に、別のＢＣＵが監視する他回線の情報がＬＡＮ（Local Area Network）などの情報網を介して通知される。ＢＣＵは、これらのハードウェア経由で通知される情報とＬＡＮなどの情報網を介して通知される情報とを、組み合わせてインターロック条件式を組むことがある。この時、例えば、変電所内のＬＡＮなどの情報網が断となる場合や、情報網のトラフィックが集中して一時的な通信障害が発生する等して、インターロック条件式の演算に用いる信号が正しく通知されない事態が発生すると、制御が可能な条件を満たしているにもかかわらず機器の操作が制限されてしまう場合があった。

この対策として、ＢＣＵには、インターロック・バイパス機能が設けられている。インターロック・バイパス機能が有効に設定されている場合、ＢＣＵは、インターロック条件式の演算結果が偽である場合であっても、操作指令に従い、操作対象とする機器を制御する指令を出力する。

しかしながら、インターロック・バイパス機能が不用意に有効に設定されてしまうと、制御が可能な条件を満たしていないにもかかわらず、機器の操作がなされてしまう可能性がある。このような、本来制御すべきではない状態において機器の制御が行われてしまうと、電力系統の短絡や、変電所に設けられた設備の故障を招いてしまう危険性がある。このため、インターロック・バイパス機能が有効に設定されている場合であっても、電力系統の運用上、回避すべき制御が行われないようにすることが望まれていた。

特開２０１３−１８６７５１号公報

本発明が解決しようとする課題は、インターロック・バイパス機能が有効に設定されている場合であっても、電力系統の運用上、回避すべき制御が行われないようにすることができる制御装置、制御方法、及びプログラムを提供することである。

実施形態の制御装置は、取得部と、判定部とを持つ。前記取得部は、電力系統に設置される機器のうち、制御の対象とする対象機器の状態、及び前記対象機器とは異なる周辺機器の状態をそれぞれ示す状態信号を取得する。前記判定部は、前記状態信号のそれぞれが重要であるか否かを示すフラグ情報と、前記対象機器を制御する第１条件と等価な論理式である第１インターロック条件式とを用いて、前記対象機器を制御する第２条件と等価な論理式である第２インターロック条件式を導出し、前記第２インターロック条件式に、前記状態信号を入力することにより得られる出力に基づいて、前記対象機器を制御するか否かを判定する。

実施形態の電力系統監視制御システム１の構成を示すブロック図。 実施形態の電力系統５０の構成の例を示す図。 実施形態のＢＣＵ４０の構成を示すブロック図。 実施形態の第１インターロック条件式の例を示す図。 図４Ａの第１インターロック条件式に対応する論理回路を示す図。 実施形態の入力情報４２０の例を示す図。 実施形態の第１インターロック情報４２１の例を示す図。 実施形態のバイパス情報４２２の例を示す図。 実施形態の第２インターロック判定部４３３が行う処理を説明する図。 実施形態の第２インターロック判定部４３３が行う処理を説明する図。 実施形態の第２インターロック情報４２３の例を示す図。 図９Ａに示す第２インターロック情報４２３に対応する論理回路を示す図。 実施形態のＢＣＵ４０が行う処理の流れを示すフローチャート。 実施形態のＢＣＵ４０が行う処理の流れを示すフローチャート。

以下、実施形態の制御装置、制御方法、及びプログラムを、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の電力系統監視制御システム１の構成を示すブロック図である。電力系統監視制御システム１は、例えば、監視サーバ１０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）２０と、複数のＲｙ（Relay）３０と、複数のＢＣＵ（Bay Control Unit）４０と、電力系統５０と、ＬＡＮ６０とを備える。電力系統監視制御システム１の構成要素（監視サーバ１０、ＨＭＩ２０、Ｒｙ３０、ＢＣＵ４０、及び電力系統５０）は、ＬＡＮ６０を介して通信可能に接続する。ここで、ＢＣＵ４０は、「制御装置」の一例である。

電力系統監視制御システム１では、電力系統５０からの系統情報が、Ｒｙ３０及びＢＣＵ４０により取得され、ＬＡＮ６０を介して監視サーバ１０及びＨＭＩ２０に通知される。系統情報は、電力系統５０の構成要素（例えば、発電機、母線、送電線、変圧器等）における電力の状態、及び電力系統５０に設けられる機器の状態を示す情報である。

本実施形態における電力系統５０に設けられる機器は、電力系統を流れる電力を監視、及び制御するために設けられる機器であり、例えば、開閉器（遮断器、断路器、接地開閉器等）、及び変圧器タップ切替器等である。また、機器の状態には、電力系統５０に設けられる開閉器の開閉の状態、変圧器のタップ位置、及び機器の故障の状態が含まれる。以下の説明では、電力系統５０に設けられる機器を、「遮断器等」と称する場合がある。

電力系統監視制御システム１では、電力系統５０に設けられた遮断器等を制御する制御信号が、監視サーバ１０、またはＨＭＩ２０から、ＬＡＮ６０を介して、制御対象とする遮断器等を制御するＲｙ３０、またはＢＣＵ４０に通知される。Ｒｙ３０、またはＢＣＵ４０は、通知された制御信号に基づいて、遮断器等を制御する。制御情報は、電力系統５０に設けられた遮断器等を制御するための信号であって、例えば、遮断器を開いたり、閉じたり、変圧器タップを切り替えたりする制御を行うための信号である。

より具体的に、電力系統監視制御システム１では、例えば、変電所の構内に建屋が設置される。建屋には、変電所に設けられる電力設備を監視及び制御するための設備（監視サーバ１０、ＨＭＩ２０、Ｒｙ３０、及びＢＣＵ４０）が設けられる。これらの設備は、変電所に敷設された変電所ＬＡＮ（ＬＡＮ６０の一例）により通信可能に接続されている。Ｒｙ３０は、自身が制御対象とする機器とハードワイヤ経由で接続され、制御対象とする機器から系統情報を取得し、取得した情報を、変電所ＬＡＮを介して監視サーバ１０等の他の設備に通知する。ＢＣＵ４０は、自身が制御対象とする回線に設けられる機器とハードワイヤ経由で接続され、制御対象とする機器から系統情報を取得し、取得した情報を、変電所ＬＡＮを介して監視サーバ１０等の他の設備に通知する。
監視サーバ１０は、監視の対象とするＢＣＵ４０の各々、及びＢＣＵ４０の回線に設けられたＲＹ３０の各々から、回線の状態を示す情報を、ＬＡＮ６０を介して受信する。回線の状態には、開閉器の開閉の状態や、変圧器のタップ位置、これらの遮断器等における故障の有無などを示す情報が含まれる。監視サーバ１０は、ＢＣＵ４０における回線の状態をＨＭＩ２０に出力する。監視サーバ１０は、ＢＣＵ４０における回線の状態に基づいて、回線の状態を変化させるか否かを判定し、判定結果をＨＭＩ２０に出力する。

或いは、監視サーバ１０は、例えば、変電所から遠方の地に設けられる監視所に設置され、Ｒｙ３０及びＢＣＵ４０の監視、及び制御を行う装置（いわゆるテレコン）であってもよい。この場合、監視サーバ１０は、変電所の外部への通信の窓口として敷設されるゲートウェイ装置を介して、変電所ＬＡＮと接続する。

ＨＭＩ２０は、例えば、監視サーバ１０と共に監視所に設置され、監視所にいる運転員等により操作される装置である。ＨＭＩ２０は、監視サーバ１０により取得される回線の状態を示す情報を表示する表示部を備える。ＨＭＩ２０は、例えば、ＢＣＵ４０ごとに、ＢＣＵ４０が監視する遮断器等の状態を表示すると共に、監視サーバ１０による回線の状態を変化させるか否かの判定結果を表示する。ＨＭＩ２０は、遮断器等の状態に応じて、故障などが検出された場合にベル又はブザーによる警告音を出力するスピーカ部を備えてもよい。

ＨＭＩ２０は、運転員からの操作指令が入力される入力部（例えば、操作パネル）を備える。運転員は、ＨＭＩ２０の表示部に表示された内容に基づいて、回線の状態を変化させるか否かを判定し、回線の状態を変化させる場合、ＨＭＩ２０の入力部に操作入力を行う。ＨＭＩ２０は、運転員による操作指令が入力されると監視サーバ１０及びＬＡＮ６０を介して、制御対象とする遮断器等を監視するＢＣＵ４０に当該操作指令を通知する。

Ｒｙ３０は、変電所に設けられた回線における複数の箇所の各々に設けられた遮断器等を制御する保護リレー装置である。Ｒｙ３０は、電力系統に短絡や地絡などの事故が発生した場合に、遮断器を遮断して事故が発生した電力設備や系統を切り離すことにより、事故を除去すると共に、事故が拡大することを抑制して電力系統の健全な運用を確保する。

ＢＣＵ４０は、変電所において負荷に電力を供給する回線ごと設けられ、回線における電力設備の監視、及び制御を行う。ＢＣＵ４０は、自身が監視する回線に設けられたＲｙ３０、及び遮断器等から、電力の状態、開閉の状態、及び故障の状態等を示す情報を取得する。ＢＣＵ４０は、取得した情報を、監視サーバ１０に送信する。

図２は、実施形態の電力系統５０の構成の例を示す図である。図２に示される電力系統５０は、母線Ａ及び母線Ｂの二重母線における、回線Ｌ１〜Ｌ３の系統図が示されている。

電力系統５０は、例えば、複数の母線（母線Ａ、母線Ｂ）、複数の回線Ｌ（回線Ｌ１〜Ｌ３）、及び複数の機器Ｑ（機器Ｑ１〜Ｑ３、Ｑ１１〜Ｑ１３、Ｑ２１〜Ｑ２３、Ｑ３１〜Ｑ３３、Ｑ１８〜Ｑ１９、Ｑ２８〜Ｑ２９、Ｑ３８〜Ｑ３９）を備える。図２において、四角形により示される機器Ｑは遮断器、丸型により示される機器Ｑは断路器、丸型とアース記号とにより示される機器Ｑは接地開閉器である。

以下の説明では、四角形により示される機器Ｑｘを遮断器Ｑｘ、丸型により示される機器Ｑｘを断路器Ｑｘ、丸型とアース記号とにより示される機器Ｑｘを接地開閉器Ｑｘと記載する。なお、ｘには、数値又はアルファベット、ハイフンなどの記号が付される。

電力系統５０では、母線Ａ及び母線Ｂから、複数の回線Ｌ１〜Ｌ３が分岐される。母線Ａには、回線Ｌ１とＬ２との接続部の間に遮断器ＱＡ１２が、回線Ｌ２とＬ３との接続部の間に遮断器ＱＡ２３が、設けられる。母線Ｂには、回線Ｌ１とＬ２との接続部の間に遮断器ＱＢ１２が、回線Ｌ２とＬ３との接続部の間に遮断器ＱＢ２３が、設けられる。

回線Ｌ１には、遮断器Ｑ１の両端に接地開閉器Ｑ１８、及びＱ１９が設けられる。遮断器Ｑ１における接地開閉器Ｑ１８側の母線Ａとの接続部に断路器Ｑ１１が、母線Ｂとの接続部に断路器Ｑ１３が設けられる。遮断器Ｑ１における接地開閉器Ｑ１９側の端部には断路器Ｑ１２が設けられる。

同様に、回線Ｌ２には、遮断器Ｑ２の両端に接地開閉器Ｑ２８、及びＱ２９が設けられる。遮断器Ｑ２における接地開閉器Ｑ２８側の母線Ａとの接続部に断路器Ｑ２１が、母線Ｂとの接続部に断路器Ｑ２３が設けられる。遮断器Ｑ２における接地開閉器Ｑ２９側の端部には断路器Ｑ２２が設けられる。

同様に、回線Ｌ３には、遮断器Ｑ３の両端に接地開閉器Ｑ３８、及びＱ３９が設けられる。遮断器Ｑ３における接地開閉器Ｑ３８側の母線Ａとの接続部に断路器Ｑ３１が、母線Ｂとの接続部に断路器Ｑ３３が設けられる。遮断器Ｑ３における接地開閉器Ｑ３９側の端部には断路器Ｑ３２が設けられる。

この図では、ＢＣＵ４０−１（ＢＣＵ−ＢＳ１と記載）が、遮断器ＱＡ１２、及びＱＢ１２を監視及び制御する例を示している。同様に、ＢＣＵ４０−２（ＢＣＵ−ＢＳ２と記載）が、遮断器ＱＡ２３及びＱＢ２３を、ＢＣＵ４０−３（ＢＣＵ−１と記載）が、遮断器Ｑ１、接地開閉器Ｑ１８、Ｑ１９、及び断路器Ｑ１１〜１３を、それぞれ監視及び制御する例を示している。また、ＢＣＵ４０−４（ＢＣＵ−２と記載）が、遮断器Ｑ２、接地開閉器Ｑ２８、Ｑ２９、及び断路器Ｑ２１〜２３を、ＢＣＵ４０−５（ＢＣＵ−３と記載）が、遮断器Ｑ３、接地開閉器Ｑ３８、Ｑ３９、及び断路器Ｑ３１〜３３を、それぞれ監視及び制御する例を示している。

図３は、実施形態のＢＣＵ４０の構成を示すブロック図である。ＢＣＵ４０は、例えば、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３とを備える。通信部４１は、ＬＡＮ６０を介して、監視サーバ１０、ＨＭＩ２０、Ｒｙ３０、及び電力系統５０と通信する。通信部４１は、電力系統５０から系統情報を受信する。通信部４１は、監視サーバ１０又はＨＭＩ２０から操作指令を受信する。また、通信部４１は、電力系統５０に設けられた遮断器等に制御信号を通知する。

記憶部４２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などである。記憶部４２には、入力情報４２０と、第１インターロック情報４２１と、バイパス情報４２２と、第２インターロック情報４２３とが記憶される。入力情報４２０は、第１インターロック条件式の入力に用いられる信号と、信号に付されたフラグ情報に関する情報である。第１インターロック情報４２１は、第１インターロック条件式を示す情報である。バイパス情報４２２は、インターロック・バイパスが有効に設定されているか否かを示す情報である。第２インターロック情報４２３は、第２インターロック条件式を示す情報である。

入力情報４２０及び第１インターロック情報４２１に含まれる第１インターロック条件式は、従来のインターロック条件式である。すなわち、第１インターロック条件式は、遮断器等に誤った制御が行われてしまうことを防止する目的で、遮断器等の制御が可能な条件を、その条件と等価な論理演算式として定義したものである。

入力情報４２０に含まれるフラグ情報は、第１インターロック条件式の入力に用いられる信号が、重要であるか否かを示す情報である。第１インターロック条件式の入力に用いられる信号のうち、フラグ情報により重要であることが示された信号は、第２インターロック条件式の入力に用いられる。

第２インターロック情報４２３に含まれる第２インターロック条件式は、従来のインターロック条件式が、インターロック・バイパス機能により無効とされた場合に、遮断器等に誤った制御が行われないように機能させる条件式である。すなわち、本実施形態では、インターロック・バイパス機能が有効に設定された場合において、第２インターロック条件式の演算結果が偽であった場合には、運転員等からの操作指令を受け付けず、操作対象とする機器を制御する指令を出力しない。第２インターロック条件式の詳細については後で詳しく説明する。

制御部４３は、例えば、取得部４３０と、第１インターロック判定部４３１と、バイパス判定部４３２と、第２インターロック判定部４３３と、判定結果出力部４３４とを備える。取得部４３０は、「取得部」の一例である。第２インターロック判定部４３３は、「判定部」の一例である。

制御部４３を構成する構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。

取得部４３０は、第１インターロック条件式に入力する信号を取得する。取得部４３０は、例えば、運転員からの操作指令に基づいて、制御の対象とする機器、制御する内容等を特定する。取得部４３０は、特定した内容に基づいて記憶部４２を参照し、対象となる第１インターロック条件式の入力情報４２０を取得する。取得部４３０は、取得した入力情報４２０に示される信号を、通信部４１を介して取得する。取得部４３０は、取得した信号を第１インターロック判定部４３１に出力する。

第１インターロック判定部４３１は、第１インターロック条件式を演算した演算結果に基づいて、操作指令に従って機器を制御するか否かを判定する。第１インターロック判定部４３１は、記憶部４２を参照することにより、対象となる第１インターロック条件式が示された第１インターロック情報４２１を取得する。

第１インターロック判定部４３１は、取得した第１インターロック条件式に、取得部４３０からの信号を入力することにより得られる出力（演算結果）に基づいて、操作指令に従うか否かを判定する。第１インターロック判定部４３１は、演算結果が真である場合、操作指令に従って機器を制御すると判定する。第１インターロック判定部４３１は、演算結果が偽である場合、操作指令に従わない、すなわち、操作指令に対応する機器を制御しないと判定する。第１インターロック判定部４３１は、判定結果をバイパス判定部４３２に出力する。

バイパス判定部４３２は、インターロック・バイパスの設定値に基づいて、第１インターロック条件式を演算した演算結果に関わらず、操作指令に従って機器を制御するか否かを判定する。バイパス判定部４３２は、例えば、記憶部４２を参照し、操作指令に対応する制御にインターロック・バイパスが有効に設定されているか否かが示されたバイパス情報４２２を取得する。

バイパス判定部４３２は、取得したバイパス情報４２２に基づいて、操作指令に対応する制御にインターロック・バイパスが有効に設定されている場合、第１インターロック条件式の演算結果に関わらず、操作指令に従うと判定する。バイパス判定部４３２は、操作指令に対応する制御にインターロック・バイパスが無効に設定されている場合、第１インターロック条件式の演算結果に基づいて、第１インターロック判定部４３１による判定結果を用いると判定する。バイパス判定部４３２は、判定結果を第２インターロック判定部４３３に出力する。

なお、インターロック・バイパスが有効に設定されているか否かを示す情報として、例えば、国際標準規格ＩＥＣ ６１８５０ Ｐａｒｔ８−１、及びＰａｒｔ７−２に記載される、選択（ＳｅｌｅｃｔＷｉｔｈＶａｌｕｅ）サービスや、制御実行（Ｏｐｅｒａｔｅ）サービスに含まれるサービスパラメータ”Ｃｈｅｃｋ“、及びデータフォーマットで定義される”Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ−ｃｈｅｋ”ビット、が利用される。運転員は、例えば、監視サーバ１０から上記の設定を行うことにより、ＢＣＵ４０にインターロック・バイパスの設定を指示することができる。また、運転員は、ＨＭＩ２０の操作パネルを操作することよりインターロック・バイパスの設定を指示するようにしてもよい。

第２インターロック判定部４３３は、インターロック・バイパスが有効に設定されている場合において、操作指令に従って機器を制御するか否かを判定する。第２インターロック判定部４３３は、まず、第１インターロック条件式、及び第１インターロック条件式に入力する信号に付されたフラグ情報に基づいて、第２インターロック条件式を導出する。第２インターロック判定部４３３が第２インターロック条件式を導出する方法については、後で詳しく説明する。

第２インターロック判定部４３３は、導出した第２インターロック条件式に、信号を入力することにより得られる出力（演算結果）に基づいて、インターロック・バイパスに関わらず、操作指令に従わないこととするか否かを判定する。第２インターロック判定部４３３は、演算結果が真である場合、操作指令に従うと判定する。第１インターロック判定部４３１は、演算結果が偽である場合、インターロック・バイパスに関わらず、操作指令に従わない、すなわち、操作指令に対応する機器を制御しないと判定する。第２インターロック判定部４３３は、判定結果を判定結果出力部４３４に出力する。

判定結果出力部４３４は、第２インターロック判定部４３３による判定結果に基づいて、機器を制御する場合、機器を制御する指令を生成する指令生成部（不図示）に、当該指令の生成を依頼する信号を出力する。指令生成部は、判定結果出力部４３４からの依頼に応じて取得した判定結果に基づいて、機器を制御する指令を生成する。

判定結果出力部４３４は、第２インターロック判定部４３３により、インターロック・バイパスが有効に設定されているにも関わらず、操作指令に従った制御を行わないと判定された場合、その旨を示すアラーム信号を、監視サーバ１０又は／及びＨＭＩ２０に通知するようにしてもよい。これにより、運転員に、操作指令に従った制御を行うことができない旨を伝えることができる。

図４Ａは、実施形態の第１インターロック条件式の例を示す図である。図４Ａでは、図２におけるＢＣＵ４０−４（ＢＣＵ−２と記載）が制御する回線Ｌ２に設けられた断路器Ｑ２１を制御対象とする第１インターロック条件式（インターロック条件式と記載）の例が示されている。図４Ａに示す論理式において、演算子！は反転、演算子＊は論理積、演算子＋は論理和、をそれぞれ示している。

図４Ａに示す論理式において、Ｑ２１は、断路器Ｑ２１の開閉を制御する場合の第１インターロック条件式の演算結果を示す。（！Ｑ２）は、遮断器Ｑ２が開状態であることを示す信号である。同様に、（！Ｑ２８）は断路器Ｑ２８が開状態であること、（！ＱＡ１２）は遮断器ＱＡ１２が開状態であること、（！ＱＡ２３）は遮断器ＱＡ２３が開状態であることをそれぞれ示す信号である。（！Ｑ２１故障）は、断路器Ｑ２１が故障していないことを示す信号である。（！ＢＣＵ−Ｋ制御中）は、回線ＬＫを制御するＢＣＵ−Ｋによる機器の制御が行われていないことを示す信号である。なお、Ｋは、１〜Ｎまでの任意の整数である。

ＢＣＵ−Ｋが、制御の対象とする遮断器ＱＫ、接地開閉器ＱＫ８、ＱＫ９、及び断路器ＱＫ１〜ＱＫ３のいずれかを制御している場合、ＢＣＵ−Ｋによる機器の制御が行われている状態となる。電力系統において、同一の変電所に設けられた２台以上の機器を、同時に制御しないようにするため、このようなＢＣＵ−Ｋが機器を制御中であるか否かを示す信号が用いられている。

すなわち、図４Ａでは、遮断器Ｑ２、断路器Ｑ２８、遮断器ＱＡ１２、及び遮断器ＱＡ２３の何れも開状態であり、且つ、断路器Ｑ２１が故障しておらず、且つ、ＢＣＵ−１、ＢＣＵ−３、…、ＢＣＵ−Ｎの何れも制御中でない場合（「第１条件」の一例）に、第１インターロック条件式が真となることを示している。一方、遮断器Ｑ２、断路器Ｑ２８、遮断器ＱＡ１２、及び遮断器ＱＡ２３の何れかが閉状態である、又は、ＢＣＵ−１、ＢＣＵ−３、…、ＢＣＵ−Ｎの何れかが制御中である場合、第１インターロック条件式が偽となることを示している。

図４Ｂは、図４Ａに示す論理式と等価な論理回路を示している。図４Ｂにおいて、Ｑ２、Ｑ２８、ＱＡ１２、及びＱＡ２３と記載される端子には、これらの符号に対応する開閉器の開閉の状態を示す信号が入力される。また、Ｑ２１故障と記載される端子には、断路器Ｑ２１の故障の状態を示す信号が入力される。ＢＣＵ−Ｋ制御中と記載される端子には、回線ＬＫを制御するＢＣＵ−Ｋが機器を制御中であるか否かを示す信号が入力される。

図４Ｂに示す第１インターロック条件式において、遮断器Ｑ２の開閉の状態を示す信号は、反転の演算子Ｆ２により反転され、中間信号Ｘ１となり、論理積（＆記号で記載）の演算子Ｆ１に入力される。接地開閉器Ｑ２８、遮断器ＱＡ１２、ＱＡ２３ついても同様に、開閉の状態を示す信号が反転されて演算子Ｆ１に入力される。また、断路器Ｑ２１の故障の状態を示す信号が反転されて演算子Ｆ１に入力される。さらに、ＢＣＵ−Ｋが制御中であるか否かを示す信号は、論理和（≧１記号で記載）の演算子Ｆ７により、ＢＣＵ−２を除く他の全てのＢＣＵ−Ｋが制御中であるか否かを示す信号との論理積が演算され、その演算結果が演算子Ｆ８により判定されて演算子Ｆ１に入力される。

図５は、実施形態の入力情報４２０の例を示す図である。図５には、図４Ａに対応する断路器Ｑ２１を制御する場合における、インターロック条件式の入力に用いられる入力信号に関する情報が示されている。このように、入力情報４２０は、制御の対象とする機器ごとに生成されてよい。

入力情報４２０は、例えば、対象機器、入力信号、フラグ情報、備考などの項目を備える。対象機器には、制御の対象とする機器の名称が示される。入力信号には、対象機器に示された機器の制御に対応する第１インターロック条件式に入力させる信号の名称が示される。フラグ情報には、入力信号が重要か否かを示す情報が示される。備考には、入力信号の内容が示される。フラグ情報は、（１）が重要であること、（０）が重要でないことを示している。

図５の例は、図４Ａの論理式に対応しており、断路器Ｑ２１を制御する際の第１インターロック条件式は、遮断器Ｑ２、接地開閉器Ｑ２８、遮断器ＱＡ１２、ＱＡ２３の開閉の状態を示す信号、断路器Ｑ２１の故障の状態を示す信号、及びＢＣＵ−Ｋが制御中であるか否かを示す信号を入力する論理式であることが示されている。また、これらの第１インターロック条件式の入力に用いられる信号のうち、遮断器Ｑ２、接地開閉器Ｑ２８、遮断器ＱＡ１２、ＱＡ２３の開閉の状態を示す信号、及び断路器Ｑ２１の故障の状態を示す信号は、重要な信号であることが示されている。一方、ＢＣＵ−Ｋが制御中であるか否かを示す信号は重要ではないことが示されている。

図６は、実施形態の第１インターロック情報４２１の例を示す図である。図６には、図４Ａに対応する第１インターロック条件式が、ポーランド記法に沿って記載された例を示している。ポーランド記法は、数式やプログラムを記述する方法（記法）の一種であり、演算子を被演算子の前に記述する記法である。

第１インターロック情報４２１は、例えば、演算子番号、演算子、入力点数、入力信号、出力信号などの項目を備える。演算子番号には、演算子を一意に識別する情報が示される。演算子には、演算子の種別（論理積や論理和など）が示される。入力点数には、演算子に入力させる信号の数が示される。出力信号には、演算子から出力される信号の名称が示される。

図６の例は、図４Ｂに記載した論理回路に対応しており、演算子番号には図４Ｂに記載した演算子の符号が示されている。演算子Ｆ１は、論理積（ＡＮＤ回路）であり、入力信号の数が６つあり、その内訳は、中間信号Ｘ１〜Ｘ５、及びＸ７であること、及び出力は第１インターロック条件式の出力信号Ｘであることが示されている。

図７は、実施形態のバイパス情報４２２の例を示す図である。バイパス情報４２２は、例えば、制御番号、対象機器、及びインターロック・バイパスなどの項目を備える。制御番号には、機器の制御を一意に識別する識別情報が示される。対象機器には、制御番号に対応する機器の名称が示される。インターロック・バイパスには、制御番号に対応する制御にインターロック・バイパスが有効に設定されているか、無効に設定されているかが示されている。

ここで、第２インターロック判定部４３３が第２インターロック条件式を導出する方法について、図８Ａ、図８Ｂを用いて説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、実施形態の第２インターロック判定部４３３が行う処理を説明する図である。

第２インターロック判定部４３３は、例えば、第１インターロック条件式を示す第１インターロック情報４２１に、入力情報４２０に示されたフラグ情報を反映させることにより、第２インターロック条件式を導出する。

まず、第２インターロック判定部４３３は、第１インターロック情報４２１＃の演算子を、所定の規則に従って置換する。具体的に、第２インターロック判定部４３３は、論理積（ＡＮＤ）を論理和（ＯＲ）の演算子に置換する。また、第２インターロック判定部４３３は、反転（ＮＯＴ）を等価（ＥＱ）の演算子に置換する。ここで、第１インターロック条件式における演算子を置換した条件式は、「第１インターロック条件式に応じた論理式」の一例である。

次に、第２インターロック判定部４３３は、第１インターロック情報４２１＃の入力信号に、フラグ情報を付す。第１インターロック情報４２１＃の入力信号に示される信号が、第１インターロック条件式の入力に用いられる信号である場合、フラグ情報は、入力情報４２０に示されるフラグ情報である。

第１インターロック情報４２１＃の入力信号の項目に示される信号が、中間信号である場合、その中間信号のフラグ情報は、演算子を置換した条件式に、入力信号に付されたフラグ情報を入力させることにより得られる中間出力である。

図８Ａの例では、演算子Ｆ１に６つの入力信号（中間信号Ｘ１〜Ｘ５、及びＸ７）が入力される。これらの入力信号のうち、中間信号Ｘ１〜Ｘ４は、機器Ｑ２、Ｑ２８、ＱＡ１２、ＱＡ２３それぞれのフラグ情報（１）そのものである。このことから、中間信号Ｘ１〜Ｘ４のフラグ情報は、何れも（１）となる。同様に、中間信号Ｘ５のフラグ情報は（１）となる。一方、中間信号Ｘ７は、中間信号Ｘ６そのものであり、中間信号Ｘ６は、ＢＣＵ−Ｋ制御中のフラグ情報（０）の論理和である。このことから、中間信号Ｘ７のフラグ情報は、（０）となる。

第２インターロック判定部４３３は、他の演算子Ｆ２〜Ｆ８についても、同様にして第１インターロック情報４２１＃の入力信号の項目に示される信号にフラグ情報を付す。出力信号の項目に示される信号についても同様である。

次に、図８Ｂに示すように、第２インターロック判定部４３３は、第１インターロック情報４２１＃の入力信号の項目、及び出力信号の項目に示される信号のフラグ情報が（０）であるものを削除する。

第２インターロック判定部４３３は、第１インターロック情報４２１＃の入力信号の項目に示される信号を削除した場合、入力点数の項目を、元々示されていた数値から、削除した信号の数を減算した値に変更する。また、第２インターロック判定部４３３は、第１インターロック情報４２１＃の出力信号の項目に示される信号を削除した場合、削除した信号に対応する演算子番号の列ごと削除する。

そして、第２インターロック判定部４３３は、削除後の第１インターロック情報４２１＃に基づいて、第２インターロック情報４２３を生成する。具体的に、第２インターロック判定部４３３は、削除後の第１インターロック情報４２１＃に置換した演算子を元に戻す。また、第２インターロック判定部４３３は、第１インターロック情報４２１＃の入力信号の項目及び出力信号の項目に示される信号に付したフラグ情報を削除する。

図９Ａは、実施形態の第２インターロック情報４２３の例を示す図である。図９Ａには、図６に示す第１インターロック情報４２１に基づいて、８Ａ及び図８Ｂを用いて説明した過程を経て生成された第２インターロック情報４２３が示されている。

第２インターロック情報４２３は、例えば、演算子番号、演算子、入力点数、入力信号、出力信号などの項目を備える。これらの項目は、図６に示す項目と同一であるため、その説明を省略する。図９Ａでは、図６から演算子Ｆ１に入力する中間信号Ｘ７が削除されると共に、演算子Ｆ７及びＦ８が削除されていることが判る。すなわち、図９Ａでは、遮断器Ｑ２、断路器Ｑ２８、遮断器ＱＡ１２、及び遮断器ＱＡ２３の何れも開状態であり、且つ、断路器Ｑ２１が故障していない場合（「第２条件」の一例）に、第２インターロック条件式が真となることを示している。

図９Ｂは、実施形態の第２インターロック条件式の例を示す図である。図９Ｂには、図９Ａに示す第２インターロック情報４２３に対応する論理回路が示されている。図９Ａでは、図４Ｂに示す論理回路から演算子Ｆ１に入力する中間信号Ｘ７が削除されると共に、演算子Ｆ７及びＦ８が削除されていることが判る。

図１０、図１１は、実施形態のＢＣＵ４０が行う処理の流れを示すフローチャートである。
図１０に示すように、ＢＣＵ４０は、第１インターロック判定部４３１により演算された第１インターロック条件式の演算結果（出力Ａ）を取得する（ステップＳ１０１）。
ＢＣＵ４０は、第１インターロック条件式に入力する信号に付されたフラグ情報に、重要であること（１）が付されたものが存在するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ＢＣＵ４０は、記憶部４２に記憶される入力情報４２０に基づいて、フラグ情報に（１）が付された入力信号が存在するか否かを判定する。
ＢＣＵ４０は、フラグ情報に（１）が付された入力信号が存在する場合、第２インターロック判定部４３３により第２インターロック条件式を導出し（ステップＳ１０３）、導出した第２インターロック条件式の演算結果（出力Ｂ）を取得する（ステップＳ１０４）。一方、ステップＳ１０２において、フラグ情報に（１）が付された入力信号が存在しない場合、ＢＣＵ４０は、第２インターロック条件式を導出することなく、（出力Ｂ）の値を「真」とする（ステップＳ１０６）。
そして、ＢＣＵ４０は、第１インターロック条件式の演算結果（出力Ａ）と、第２インターロック条件式の演算結果（出力Ｂ）とを記憶部４２に書込んで記憶又は更新させる（ステップＳ１０５）。ここで、（出力Ａ）と（出力Ｂ）とのそれぞれは、「真」又は「偽」のいずれかを示す信号である。

図１１に示すように、ＢＣＵ４０は、バイパス判定部４３２により、インターロック・バイパスが有効に設定されているか否かを判定し（ステップＳ２０１）、有効に設定されている場合、第２インターロック条件式の演算結果（出力Ｂ）が「真」であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
ＢＣＵ４０は、第２インターロック条件式の演算結果（出力Ｂ）が「真」である場合、運転員等による操作指令に従うと判定し（ステップＳ２０３）、（出力Ｂ）が「偽」である場合、操作指令に従わないと判定する（ステップＳ２０４）。

一方、ステップＳ２０１において、インターロック・バイパスが無効に設定されている場合、ＢＣＵ４０は、第１インターロック条件式の演算結果（出力Ａ）が「真」であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
ＢＣＵ４０は、第１インターロック条件式の演算結果（出力Ａ）が「真」である場合、運転員等による操作指令に従うと判定し（ステップＳ２０６）、（出力Ａ）が「偽」である場合、操作指令に従わないと判定する（ステップＳ２０７）。

以上説明したように、実施形態のＢＣＵ４０は、第２インターロック判定部４３３を備える。第２インターロック判定部４３３は、第１インターロック条件式に基づいて第２インターロック条件式を導出し、導出した第２インターロック条件式に、信号を入力することにより得られる出力に基づいて、遮断器等を制御するか否かを決定する。これにより、実施形態のＢＣＵ４０は、第２インターロック条件式を用いて遮断器等を制御するか否かを決定することができ、電力系統の運用上、回避すべき制御が行われないようにすることが可能である。

また、実施形態のＢＣＵ４０では、第２インターロック判定部４３３は、第１インターロック条件式に応じた論理式に、フラグ情報を入力して得られる出力に基づいて、第２インターロック条件式を導出する。このため、新たな条件式を定義する必要がなく、従来のインターロック条件式を用いて、簡単に第２インターロック条件式を導出することができる。

また、実施形態のＢＣＵ４０では、第２インターロック判定部４３３は、インターロック・バイパス機能が有効に設定されている場合、第２インターロック条件式に、前記状態信号を入力して得られる出力に基づいて、遮断器等を制御するか否かを決定する。これにより、従来のインターロック条件式（第１インターロック条件式）に対しインターロック・バイパスが有効に設定されている場合であっても、電力系統の運用上、回避すべき制御が行われないようにすることが可能である。

また、実施形態のＢＣＵ４０では、判定結果出力部４３４を備える。判定結果出力部４３４は、インターロック・バイパス機能が有効に設定されている場合において、遮断器等を制御しないと決定された場合、その旨を示すアラーム信号を出力する。これにより、運転員に操作指令が無効である旨を認識させることができる。

なお、上述した実施形態では、第２インターロック条件式を導出する過程において、第１インターロック条件式に用いられている演算子を置換する場合に、論理積（ＡＮＤ）を論理和（ＯＲ）の演算子に、反転（ＮＯＴ）を等価（ＥＱ）の演算子に置換する場合を例示して説明したが、これに限定されない。本実施形態では、入力が複数ある演算子を、論理和（ＯＲ）の演算子に置換すればよい。また、入力が一つのみの演算子（いわゆる、単項演算子）を、等価（ＥＱ）の演算子に置換すればよい。

また、第２インターロック条件式を導出する過程において、フラグ情報が（０）である信号を削除する際、削除後の入力信号数が１以下となる場合が有り得る。削除後の入力信号数が１である場合、対応する演算子（入力が複数ある演算子）を、等価（ＥＱ）の演算子に変更する。削除後の入力信号数が０である場合、対応する演算子番号の列ごと削除する。

また、上述した実施形態では、機器の状態として、開閉の状態及び故障の状態が用いられる場合を例示して説明したが、これに限定されない。例えば、ガス遮断器におけるガス圧、油圧を使用する機器における油の温度、油圧、遮断器等の内部の温度、外気の温度などの状態が用いられてよい。また、機器の状態を示す信号には、ガス圧の低下、油温の上昇、油圧の低下など、所定の閾値と比較した結果に基づいて、機器が故障した可能性があることを示す警告を示す信号であってもよい。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、第２インターロック条件式が用いられることより、インターロック・バイパスが有効に設定されている場合であっても、電力系統の運用上、回避すき制御が行われないようにすることが可能である。

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。

１…電力系統監視制御システム、４０…ＢＣＵ（制御装置）、４３０…取得部（取得部）、４３１…第１インターロック判定部、４３２…バイパス判定部、４３３…第２インターロック判定部（判定部）、４３４…判定結果出力部（出力部）

Claims (6)

1. 電力系統に設置される機器の状態に基づいて当該機器を制御する制御装置であって、
   電力系統に設置される機器のうち、制御の対象とする対象機器の状態をそれぞれ示す状態信号を取得する取得部と、
   前記状態信号のそれぞれが重要であるか否かを示すフラグ情報と、前記対象機器を制御する第１条件と等価な論理式である第１インターロック条件式とを用いて、前記対象機器を制御する第２条件と等価な論理式である第２インターロック条件式を導出し、前記第２インターロック条件式に、前記状態信号を入力することにより得られる出力に基づいて、前記対象機器を制御するか否かを判定する判定部と、
   を備える制御装置。
2. 前記判定部は、前記第１インターロック条件式に応じた論理式に、前記フラグ情報を入力して得られる出力に基づいて、前記第２インターロック条件式を導出する、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記判定部は、インターロック・バイパス機能が有効に設定されている場合、前記第２インターロック条件式に、前記状態信号を入力して得られる出力に基づいて、前記対象機器を制御するか否かを判定する、
   請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
4. インターロック・バイパス機能が有効に設定されている場合において、前記判定部により前記対象機器を制御しないと決定された場合、前記対象機器を制御しない旨を示すアラーム信号を出力する出力部、を更に備える、
   請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の制御装置。
5. 電力系統に設置される機器の状態に基づいて当該機器を制御する制御装置が、
   電力系統に設置される機器のうち、制御の対象とする対象機器の状態をそれぞれ示す状態信号を取得し、
   前記状態信号のそれぞれが重要であるか否かを示すフラグ情報と、前記対象機器を制御する第１条件と等価な論理式である第１インターロック条件式とを用いて、前記対象機器を制御する第２条件と等価な論理式である第２インターロック条件式を導出し、前記第２インターロック条件式に、前記状態信号を入力することにより得られる出力に基づいて、前記対象機器を制御するか否かを判定する、
   制御方法。
6. 電力系統に設置される機器の状態に基づいて当該機器を制御する制御装置に、
   電力系統に設置される機器のうち、制御の対象とする対象機器の状態をそれぞれ示す状態信号を取得させ、
   前記状態信号のそれぞれが重要であるか否かを示すフラグ情報と、前記対象機器を制御する第１条件と等価な論理式である第１インターロック条件式とを用いて、前記対象機器を制御する第２条件と等価な論理式である第２インターロック条件式を導出し、前記第２インターロック条件式に、前記状態信号を入力することにより得られる出力に基づいて、前記対象機器を制御するか否かを判定させる、
   プログラム。

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