JP3822432B2 - 事故時運転支援装置および電力系統監視・運転支援システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変電所などにおける電力系統設備の事故発生時に、その事故内容に応じて復旧手順・注意点等のガイダンスにより運転員を支援する事故時運転支援装置および電力系統監視・事故時運転支援システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電力系統監視システムを図７に示す。図において、１はコンピュータ本体になる処理装置、２はＣＲＴやキーボード、マウス等から構成されるマンマシンインタフェース、３は電力系統設備の監視情報等を収集及び機器の制御情報等を伝達する入出力装置、４は電力系統設備情報など監視制御に必要な情報を保存するデータベースである。
【０００３】
処理装置１は、データベース４に保存された監視制御に必要な各種情報を取得し、入出力装置３を介して、電力系統設備の監視情報や状態情報をオンラインで収集及び機器の制御や操作情報を伝達する。電力系統監視システムのマンマシンインタフェースとしては、操作員個別に情報を提供するマンマシンインタフェース２の他に、接続装置５を介した系統盤６への情報表示と警報装置７への警報出力が行われる。
【０００４】
電力系統を監視しているシステムにおいて、事故や障害が発生した場合、系統盤の表示ランプや監視ＣＲＴ、タイプライタ等より事故状況を把握し、迅速的確な処置を行う必要がある。その為に従来の計算機は運転員に対し、各種情報（保護装置の状態、それに付属しているリレー状態他）を与えてくれるが、実際に何処の場所で事故が発生しているかを特定するのは運転員（人間系）に任されており、運転員は事故を復旧させる為にまず事故点の特定を行い、その場所に応じた事故復旧手順を今までの経験、訓練で習得した技術、手引き等を用いて判断し事故を復旧させている。
【０００５】
しかしながら、電力系統での事故（以下障害を含む）が発生する確率は低く、特に機器改造等による変則系統時に起こる事故は、全体の事故の中での割合は非常に低いため、運転員の経験では判断できない。
【０００６】
特に近年は停電を長引かせることは許されないため、運転員にかかる負担やプレッシャーは増加し、事故発生時の事故復旧に対してマニュアルの作成、グループでの復旧訓練と討議等により対策をたてているが、事故は突発的に発生するものであり、その時に運転員が冷静にかつ的確に判断し事故を復旧させることは非常に大変である。
【０００７】
こういった背景から、計算機で事故点を特定し事故復旧手順書までを作成する支援機能を持ったシステムも存在している。
従来の支援機能を持つ電力系統監視技術としては、例えば特開平１０−２１０６５５号公報に示されたものがあり、監視制御機能に加え、支援機能も図７の処理装置１に持たせ、またデータベース４に復旧操作パターンを保存することにより、電力系統の事故発生の検出で電力系統機器の状態を入出力装置３から得ると共にデータベース４からの電力系統データを得ることで、現在の電力系統状態を判定し、この電力系統状態に対応する復旧系統パターンをデータベース４から検索し、 この復旧操作パターンに従って電力系統の復旧操作を進めることができる。
ただし、従来の支援システムでは莫大な開発費・設備費・メンテナンス費を伴い、またシステム構築時より支援装置を組み込んだ形でしか存在しなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の支援装置は、ＡＩ手法・エキスパートシステム等を用いた監視制御システムと一体型の支援システムであり、そのシステムを構築する上で莫大な開発費と検証時間を必要とし、さらに新たに組み上げた新しいシステムでないと利用出来なかった。
その上過去の事例からの事故復旧方法（マニュアル）や運転員の判断と異なる事故復旧方法を指示する場合もあり運転員を惑わすこともあった。また、既存の監視制御システムに支援機能を追加する場合は、処理装置とデータベースの大幅な改造が要求され、多大な困難を要していたため、そのようなシステムを用意出来ない場所ではマニュアルの整備や操作員の訓練に莫大な費用をかけて事故に対応してきた。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、電力監視装置とは別に独立して事故時運転支援装置を設け、支援機能のみ別にすることで、安価、かつ容易に事故時運転支援装置を得ることを目的とする。
また、この事故時運転支援装置を新設の電力監視装置や旧型の計算機機能を持たない電力監視装置と組み合わせて電力系統監視・運転支援システムを構成し、安価、かつ容易に支援機能の追加利用を可能とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）この発明の請求項１に係わる事故時運転支援装置は、予め各種事故発生パターンを登録しておく事故パターン登録手段と、
予め事故パターンに対応する事故の判断処理および事故処理のガイダンスを登録しておくガイダンス登録手段と、
電力系統を監視し、情報表示を行う系統盤および警報出力を行う警報装置を有する電力系統監視装置の系統盤および警報装置から、電力系統の遮断器等の各設備から得られる情報および警報情報を取得する情報入力装置と、
取得した情報から事故発生を検知するとともに、事故発生が検知されると、取得した情報に対応する事故パターンを登録した事故パターンから抽出する事故パターン抽出手段と、
抽出した事故パターンに基づいて事故の判断処理および事故処理のガイダンスを登録したガイダンスから抽出する事故処理手段と、
抽出したガイダンスを出力することにより事故判断および事故処理を支援する出力装置とを備えたものである。
【００１１】
（２）この発明の請求項２に係る事故時運転支援装置は、請求項１の事故時運転支援装置において、
事故パターン登録手段で登録の事故パターンは、過去の事故・故障発生時の状況を参照した事故一覧表とした事故パターンとし、
ガイダンス登録手段で登録の事故処理ガイダンスは、過去の事故・故障発生時の事故復旧情報、変則系統構成時に作成する事故発生時の復旧手順マニュアル等の事故復旧情報などを用いた事故処理ガイダンスとし、
事故パターン抽出手段は、取得した情報から事故発生が検知されると、上記取得した情報に対応する上記事故一覧表より事故点を判定し、その判定結果に応じた事故パターンを決定する手段としたものである。
【００１２】
（３）この発明の請求項３に係わる事故時運転支援装置は、予め事故発生時点からの時間経過に対応して変化する事故発生パターンを登録しておく事故パターン登録手段と、
予め変化する事故パターンに対応する事故の判断処理および事故処理のガイダンスを登録しておくガイダンス登録手段と、
電力系統を監視し、情報表示を行う系統盤および警報出力を行う警報装置を有する電力系統監視装置の系統盤および警報装置から、電力系統の遮断器等の各設備から得られる情報および警報情報を取得する情報入力装置と、
取得した情報から事故発生を検知するとともに、事故発生が検知されると、取得した情報の時間経過に応じて対応する事故パターンを登録の時間経過に対応する事故パターンから抽出する事故パターン抽出手段と、
抽出した時間経過に対応する事故パターンに基づいて事故の判断処理および事故処理のガイダンスを登録したガイダンスから抽出する事故処理手段と、
抽出したガイダンスを出力することにより事故判断および事故処理を支援する出力装置とを備えたものである。
【００１３】
（４）この発明の請求項４に係わる電力系統監視・運転支援システムは、電力系統を監視し、情報表示を行う系統盤および警報出力を行う警報装置を有する電力系統監視装置と、請求項１〜３のいずれか１項の事故時運転支援装置とを組み合わせてシステムを構成し、電力系統監視装置の系統盤および警報装置から、電力系統の遮断器等の各設備から得られる情報および警報情報を運転支援装置の情報入力装置へ入力するようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
【００１５】
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は電力系統監視システムと事故時運転支援装置とを組み合わせたシステム構成図を示している。Ａは既設の設備としての電力系統監視制御システム、Ｂは事故時運転支援装置である。
【００１６】
前記事故時運転支援装置Ｂは、既設の電力系統監視制御システムＡの系統盤６及び警報装置７からの情報を取得し、その情報より事故発生の有無をチェックするための情報入力装置８、取得した情報を基に事故状況を判定・解析する運転支援装置９、事故パターンデータ、系統盤以外の設定データ及び事故ガイダンスを格納している支援データベース１０、この支援データベース１０と関係する電子ファイル情報を登録・表示する電子ファイリング装置１１、その電子ファイルデータを格納しているファイルデータベース１２を備えている。
【００１７】
前記運転支援装置９は、運転員へのガイダンスを表示する為のＣＲＴ、キーボード等からなるマンマシンインタフェース装置１３と、音声ガイダンス出力装置１４を備えている。
【００１８】
また前記運転支援装置９は、運転員への電子ファイルを表示する為のＣＲＴ、キーボード等からなるマンマシンインタフェース装置１５と、電子ファイル情報をプリント出力する装置１６を備えている。
【００１９】
次に動作について説明する。
（１）電力系統監視制御システムＡの系統盤６の遮断器のランプＯＮ／ＯＦＦ状態（遮断器の接点閉でランプＯＮ, 接点開でランプＯＦＦ）と警報装置７からの情報を運転支援装置Ｂの情報入力装置８で取り込み、事故の発生有無をチェックする。
【００２０】
（２）事故が発生していた場合は、運転支援装置９に通知し、その運転支援装置９はランプＯＮ／ＯＦＦ状態を取り込み、支援データベース１０の事前に登録しておいた各事故発生状況（ヒットパターン）と比較し、その各事故発生状況に沿った事故パターンを検索する。
【００２１】
（３）検索した事故パターンに対応する事故処理を支援データベース１０に登録している事故処置から検索して、電子ファイル及び音声ガイダンスを各装置、運転支援装置９及び電子ファイリング装置１１のＣＲＴ１３及びＣＲＴ１５に表示する。
【００２２】
事故の状況により遮断器の状態は時間の経過と共に変化しており、支援データベース１０には予め決められた時間毎にデータが区切られていて、事故判断する時間に対応して判断処理のガイダンスが順次出力される。このようにすると、事故発生から事故が復旧するまで変化する遮断器の状態に対応可能となる。
なお、これらの事故発生から経過時間に対応する事故の状況は、システム毎、変電所毎に設定できる。
【００２３】
ＣＲＴ１３には通常、事故が発生した場合に図２に示す系統選択が表示（この図２では「ＤＥＦ系統」の事故と表示）されており、事故が発生した場合は運転員が容易に判断できるように、該当する系統に印（色別表示など）が付く。
そして事故が確定した場合は自動的に画面が切り替わり、図３に示すように、処理ガイダンスが表示され、運転員のサポートを行う。但し処理ガイダンスの正否は運転員が行い、処理方法の最終判断は運転員に任せられる。
【００２４】
事故時運転支援装置９の支援データベース１０に事前に登録すべき項目は同装置のＣＲＴ１３の画面上で追加・修正・削除することが可能で、このような設定が容易に出来るような図４に示すヒューマンインターフェースを備えている。
図４の画面上で遮断器のＯＮ／ＯＦＦ状態とその事象が発生する事故発生時からの秒数を設定し、そして他の画面（不図示）で設定したガイダンス情報を基に支援データベース１０を構築する。
なお、図４で「○２０−７０」の数字２０−７０等は遮断器Ｎｏ．を表わす。
【００２５】
ここで一例として、送電線で事故が発生した場合に各装置がどのように動作するかのタイムスケジュールを図５に示す。
事故が発生すると、まず共通のメッセージのガイダンスを行う。その後は事故状況（遮断器のＯＮ／ＯＦＦ状態）と上記図４で設定した、支援データベース１０の事故発生状況（ヒットパターン）を比較し、その事故状況に沿ったガイダンスを行う。
事故発生から刻々と変わる事故状況（遮断器のＯＮ／ＯＦＦ状態）を時間と共に追って数回ガイダンスを行う。事故発生から７０〜８０秒後には事故状況が確定しており、運転員は最終のガイダンスを参考に事故処置を行う。
【００２６】
なお、上記説明では支援データベース１０には、事故時からの時間経過に応じた事故発生状況（ヒットパターン）を登録したが、過去の事故・故障発生時の状況を参照した事故判定一覧表とした事故発生状況（ヒットパターン）とし、事故処理ガイダンスは、過去の事故・故障発生時の事故復旧情報、変則系統構成時に作成する事故発生時の復旧手順マニュアル等の事故復旧情報などを用いた事故処理ガイダンスとして、運転支援装置９は、取得した情報から事故発生が検知されると、上記取得した情報に対応する上記事故判定一覧表より事故点を判定し、その判定結果に応じた事故処理ガイダンスを表示する。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、既設の電力系統監視システムの処理装置には一切手をいれることなく、そのシステムの一部である系統盤や警報装置より事故状況（遮断器の状態や他の状態）を収集して、予め設定している各事故発生状況（ヒットパターン）と比較し、この事故発生状況にヒットする処理ガイダンスをＣＲＴやＴＷさらに音声にて運転員の支援を行うようにしたので以下の効果がある。
【００２８】
（１）系統盤、警報装置からの電気的出力信号を取り込む方式のため、既存の電力系統監視システムの処理装置である計算機と接続する必要が無いので、事故時運支援装置が安価、かつ容易に構築できる。また工期的にも短く構築する事が可能となる。
【００２９】
（２）従来のＡＩ手法・エキスパートシステム等の支援装置に比べてシステムの規模が小さく、予め設定している事故状況を検索する手法（ヒットパターン検索）を採っているので、負荷がかからない支援システムとなっており、パーソナルコンピュータ等のさほど処理能力の高くない安価な計算機を用いて構築できる。
【００３０】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、処理装置を持つ電力系統監視システムに本発明の支援システムを追加する場合について述べたが、処理装置として機能する主計算機が無い旧型のシステム（監視盤と操作卓のみのシステム）にも本発明の支援システムを提供することができる。
【００３１】
図６はこの発明の実施の形態２を示すシステム構成図であり、図において、３は電力系統設備の監視情報等を収集及び機器の制御情報等を伝達する入出力装置で、接続装置５を介した系統盤６への情報表示と警報装置７への警報出力が行われる。
また、運転支援装置の構成は、実施の形態１の図１に示す運転支援装置と同一である。
このように実施の形態２を構成すると、処理装置として機能する主計算機が無い旧型のシステム（監視盤と操作卓のみのシステム）にも本発明の運転支援システムを安価に提供することができる。
【００３２】
【発明の効果】
（１）以上のようにこの発明の請求項１および請求項２によれば、電力系統監視装置とは別に独立して事故時運転支援装置を設けたので、安価、かつ容易に支援機能が得られ、工期も短くすることが可能となる。
また、登録した事故パターンとこの事故パターンに対応する事故の判断処理および事故処理ガイダンスに基づいて事故判断および事故処理をするようにしたので、事故判断および事故処理を迅速、且つ、正確にすることができる。
【００３３】
（２）この発明の請求項３によれば、時間経過に応じた事故パターンおよび事故の判断処理、事故処理ガイダンスとしたので、より正確な事故判断および事故処理を行うことができる。
【００３４】
（３）この発明の請求項４によれば、電力系統監視装置と事故時運転支援装置とを組み合わせたので、従来のように電力系統監視装置内に支援機能を設けることなく、システムが安価、かつ容易に構築でき、また工期も短くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す事故時運転支援装置のシステム構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１を示す事故時運転支援装置に表示される系統選択を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１を示す事故時運転支援装置に表示される処理ガイダンスの一例を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１を示す事故時運転支援装置の設定のためのヒューマンインターフェースを示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態１を示す事故発生時のタイムスケジュールの図である。
【図６】 この発明の実施の形態２を示す電力系統監視・運転支援システムの構成図である。
【図７】 従来の電力系統監視・運転支援システムの構成図である。
【符号の説明】
Ａ 電力系統監視制御システム Ｂ 事故時運転支援装置
１ 処理装置 ２ マンマシンインタフェース
３ 入出力装置 ４ データベース
５ 接続装置 ６ 系統盤
７ 警報装置 ８ 情報入力装置
９ 運転支援装置 １０ 支援データベース
１１ 電子ファイリング装置 １２ ファイルデータベース
１３、１５ マンマシンインタフェース装置（ＣＲＴ、キーボード）
１４ 音声ガイダンス出力装置 １６ 出力装置

Claims (4)

1. 予め各種事故発生パターンを登録しておく事故パターン登録手段と、
   予め事故パターンに対応する事故の判断処理および事故処理のガイダンスを登録しておくガイダンス登録手段と、
   電力系統を監視し、情報表示を行う系統盤および警報出力を行う警報装置を有する電力系統監視装置の上記系統盤および警報装置から、電力系統の遮断器等の各設備から得られる情報および警報情報を取得する情報入力装置と、
   上記取得した情報から事故発生を検知するとともに、上記事故発生が検知されると、上記取得した情報に対応する事故パターンを上記登録した事故パターンから抽出する事故パターン抽出手段と、
   抽出した事故パターンに基づいて事故の判断処理および事故処理のガイダンスを上記登録したガイダンスから抽出する事故処理手段と、
   上記抽出したガイダンスを出力することにより事故判断および事故処理を支援する出力装置とを備えたことを特徴とする事故時運転支援装置。
2. 請求項１の事故時運転支援装置において、
   事故パターン登録手段で登録の事故パターンは、過去の事故・故障発生時の状況を参照した事故一覧表とした事故パターンとし、
   ガイダンス登録手段で登録の事故処理ガイダンスは、過去の事故・故障発生時の事故復旧情報、変則系統構成時に作成する事故発生時の復旧手順マニュアル等の事故復旧情報などを用いた事故処理ガイダンスとし、
   事故パターン抽出手段は、取得した情報から事故発生が検知されると、上記取得した情報に対応する上記事故一覧表より事故点を判定し、その判定結果に応じた事故パターンを決定する手段としたことを特徴とする事故時運転支援装置。
3. 予め事故発生時点からの時間経過に対応して変化する事故発生パターンを登録しておく事故パターン登録手段と、
   予め上記変化する事故パターンに対応する事故の判断処理および事故処理のガイダンスを登録しておくガイダンス登録手段と、
   電力系統を監視し、情報表示を行う系統盤および警報出力を行う警報装置を有する電力系統監視装置の上記系統盤および警報装置から、電力系統の遮断器等の各設備から得られる情報および警報情報を取得する情報入力装置と、
   上記取得した情報から事故発生を検知するとともに、上記事故発生が検知されると、上記取得した情報の時間経過に応じて対応する事故パターンを上記登録の時間経過に対応する事故パターンから抽出する事故パターン抽出手段と、
   抽出した時間経過に対応する事故パターンに基づいて事故の判断処理および事故処理のガイダンスを上記登録したガイダンスから抽出する事故処理手段と、
   上記抽出したガイダンスを出力することにより事故判断および事故処理を支援する出力装置とを備えたことを特徴とする事故時運転支援装置。
4. 電力系統を監視し、情報表示を行う系統盤および警報出力を行う警報装置を有する電力系統監視装置と、請求項１〜３のいずれか１項の事故時運転支援装置とを組み合わせてシステムを構成し、上記電力系統監視装置の上記系統盤および警報装置から、電力系統の遮断器等の各設備から得られる情報および警報情報を上記運転支援装置の情報入力装置へ入力するようにしたことを特徴とする電力系統監視・運転支援システム。

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