JP4119326B2

JP4119326B2 - 電力系統監視制御システム

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Publication number: JP4119326B2
Application number: JP2003283702A
Authority: JP
Inventors: 洋井脇; 玲高橋; 秀樹鳥越; 啓一金田; 浩一浜松
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP2005051965A

Description

本発明は、設備毎に監視制御を行う複数の回線単位制御装置とこれら回線単位制御装置とネットワークにより結合され、システム全体を監視する監視制御装置とで構成される電力系統監視制御システムに関する。

従来の電力系統監視制御システムは、例えば図６に示すように回線、または設備毎に監視制御を行い、回線単位に独立した複数の回線単位制御装置２−１，２−２，…，２−ｎと、これら各回線単位制御装置間をネットワーク３により結合され、システム全体を監視する監視制御装置１とから構成されている。

上記回線単位制御装置２−１，２−２，…，２−ｎは、制御機器４−１，４−２，…，４−ｎとケーブルを介して機器状態情報や制御情報の授受を行っているが、回線単位制御装置２−１，２−２，…，２−ｎと制御機器４−１，４−２，…，４−ｎとの間には、システム異常時に機器操作を行う機器操作制御回路５−１，５−２，…，５−ｎが介在し、これらは監視制御装置１及び回線単位制御装置２−１，２−２，…，２−ｎとは独立したハードウェアによる回路で構成されている。

一般的に変電所内の複数機器を同時に制御することは禁止されている。例えば、図７に示すような甲乙母線ＢＵＳ１，ＢＵＳ２に接続されるフィーダ回線Ａとブスカプラ回線Ｂで構成される系統において、フィーダ回線Ａの断路器ＤＳと、ブスカプラ回線Ｂの遮断器ＣＢを制御する場合を考える。

通常、断路器ＤＳは大電流を遮断することができないため、ブスカプラＢの遮断器ＣＢを入り状態とすることで、甲乙母線を同電位として、フィーダ回線Ａの断路器ＤＳに大電流が流れないようにしておく必要がある。

ここで、フィーダ回線Ａの断路器ＤＳとブスカプラ回線Ｂの遮断器ＣＢを同時に入から切に制御したとき、フィーダ回線Ａの断路器ＤＳよりも先にブスカプラ回線Ｂの遮断器ＣＢが切となった場合、甲乙母線ＢＵＳ１，ＢＵＳ２は周波数や位相のずれから同電位ではなくなり、電位差が生じることによってフィーダ回線Ａの断路器ＤＳに電流が流れる。この状態でフィーダ回線Ａの断路器ＤＳを切り操作すると、フィーダ回線Ａの断路器ＤＳが損傷してしまう恐れがある。従って、機器操作は系統に応じた順序に従い、個別に制御する必要がある。

しかし、従来システムでは監視制御装置と機器操作制御回路との間で異なる回線の機器を同時に制御することが可能な構成になっており、且つ機器操作制御回路がハードウェアで構成されていることから、複数機器の同時制御を防止することは困難であった。

因みに、電力系統監視制御システムにおいて、監視制御装置側に計算機制御システムを設置し、電力系統設備となる遠方の機器を個別に選択制御する場合、制御指令を複数の処理ルートを通し、それらの処理結果の制御指令が一致しているか否かを判断してソフトウェア処理によって発生する不正制御を未然に防止するようにしたもの（例えば、特許文献１）はあるが、監視制御装置と機器操作制御回路との間で複数機器の同時制御を防止するものは考えられていない。
特開平１１−８９４９号公報

一方、近年では図６に示す電力系統監視制御システムの適用が拡大し、回線単位制御装置の運用実績も十分得られている。このことにより、機器操作制御回路をソフトウェア化して回線単位制御装置に内蔵し、回線単位制御装置より上位システムの異常時の機器操作制御を可能とするニーズが高まってきている。

このようなことから、前記機器操作制御回路のソフトウェア化、及び回線単位制御装置への組み込みと同時に、機器の同時制御防止が可能な電力系統監視制御システムの構築が要求されている。

本発明は、ネットワークを介して変電所内全ての制御装置間で情報を授受することによって、複数機器を同時選択制御することを防止し、高信頼性、低コスト化を実現すると共に、情報の授受方法を工夫することでネットワークの負荷を軽減することができる電力系統監視制御システムを提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により電力系統監視制御システムを構成する。

請求項１に対応する発明は、電力系統の主回路設備毎に関連装置の監視制御機能を分散配置した複数の回線単位制御装置と設備全体を監視制御する監視制御装置とをネットワークにより結合した電力系統監視制御システムにおいて、各回線単位制御装置に、当該回線単位制御装置の機器操作にあたり、多重選択ロック処理に必要な機器選択情報を他の回線単位制御装置に要求し、他の回線選択制御装置から返答された情報を基に機器操作の可否を判定し、機器操作が否と判定されると機器選択制御を中断し、他の回線単位制御装置が機器操作中でないという通知があると機器選択制御を実施する機能を持たせると共に、機器選択制御指令の発行元装置に機器選択制御実行時にネットワークを介して全ての回線単位制御装置へ機器選択制御情報を送信する手段を設け、機器選択情報を受信した選択制御対象外の回線単位制御装置に機器選択制御指令の受け付けをロック、又は機器選択制御処理実行中の場合は中止する手段を設けて、電力系統内の複数機器の同時制御を防止する。

請求項２に対応する発明は、電力系統の主回路設備毎に関連装置の監視制御機能を分散配置した複数の回線単位制御装置と設備全体を監視制御する監視制御装置とをネットワークにより結合した電力系統監視制御システムにおいて、
前記各回線単位制御装置は、直接選択制御指令又はネットワークを介した前記監視制御装置からの遠方選択制御指令を受け付けると共に、他の回線単位制御装置との間で機器選択制御に必要な情報をネットワークを介して授受する入出力処理手段と、この入出力処理手段により選択制御指令を受け付けると、多重選択ロック処理に必要な情報を他の回線単位制御装置に要求し、他の回線選択制御装置から返答された情報を基に機器操作の可否を判定し、機器操作が否と判定されると機器選択制御を中断する多重選択ロック処理手段と、選択制御指令を受け、且つ前記多重選択ロック処理手段より他の回線単位制御装置が機器選択制御中でないという通知があると機器選択制御を実施する機器操作処理手段とを備え、
前記多重選択ロック処理手段は、機器制御指令を受けた際に、ネットワークを介して全ての回線単位制御装置に制御を実施する旨を通知し、当該通知を受け取った他の回線単位制御装置は選択制御の指令の受け付けをロックすることにより、電力系統内の複数機器の同時制御を防止する。

請求項３に対応する発明は、電力系統の主回路設備毎に関連装置の監視制御機能を分散配置した複数の回線単位制御装置と設備全体を監視制御する監視制御装置とをネットワークにより結合した電力系統監視制御システムにおいて、前記各回線単位制御装置は、直接選択制御指令又はネットワークを介した前記監視制御装置からの遠方選択制御指令を受け付けると共に、他の回線単位制御装置との間で機器選択制御に必要な情報をネットワークを介して授受する入出力処理手段と、この入出力処理手段により選択制御指令を受け付けると、多重選択ロック処理に必要な情報を他の回線単位制御装置に要求し、他の回線選択制御装置から返答された情報を基に機器操作の可否を判定し、機器操作が否と判定されると機器選択制御を中断する多重選択ロック処理手段と、選択制御指令を受け、且つ前記多重選択ロック処理手段より他の回線単位制御装置が機器選択制御中でないという通知があると機器選択制御を実施する機器操作処理手段とを備え、前記多重選択ロック処理手段は、機器制御指令を受けた際に、ネットワークを介して全ての回線単位制御装置に制御を実施する旨を通知し、且つ他の回線が選択制御実行中の場合は他の回線の選択制御を中止することにより、電力系統内の複数機器の同時制御を防止する。

請求項４に対応する発明は、電力系統の主回路設備毎に関連装置の監視制御機能を分散配置した複数の回線単位制御装置と設備全体を監視制御する監視制御装置とをネットワークにより結合した電力系統監視制御システムにおいて、前記各回線単位制御装置は、直接選択制御指令又はネットワークを介した前記監視制御装置からの遠方選択制御指令を受け付けると共に、他の回線単位制御装置との間で機器選択制御に必要な情報をネットワークを介して授受する入出力処理手段と、この入出力処理手段により選択制御指令を受け付けると、多重選択ロック処理に必要な情報を他の回線単位制御装置に要求し、他の回線選択制御装置から返答された情報を基に機器操作の可否を判定し、機器操作が否と判定されると機器選択制御を中断する多重選択ロック処理手段と、選択制御指令を受け、且つ前記多重選択ロック処理手段より他の回線単位制御装置が機器選択制御中でないという通知があると機器選択制御を実施する機器操作処理手段とを備え、且つ機器選択制御指令の発行元装置に機器選択制御実行時にネットワークを介して全ての回線単位制御装置へ機器選択制御情報を送信する手段を設け、機器選択情報を受信した選択制御対象外の回線単位制御装置に機器選択制御指令の受け付けをロック、又は機器選択制御処理実行中の場合は中止する手段を設けて、電力系統内の複数機器の同時制御を防止する。

本発明によれば、ネットワークを介して回線単位制御装置間で機器選択情報が授受され、ソフト処理により、多重選択ロック処理が行われる。機器選択制御実施時に、当該回線単位制御装置と他の全ての回線単位制御装置間で情報を授受する方式とすることにより、確実に複数機器の同時制御を防止することができる。さらに、機器選択時と制御開始時にそれぞれ多重選択ロック判定処理を実施すれば、信頼性の高い複数機器の同時制御を防止することが可能となる。

図１は本発明による電力系統監視制御システムの第１の実施形態を示す構成図で、図６と同一部分または相当部分には同一符号を付して説明する。

図１において、本実施形態では直接機器操作を実施する機器操作回路（図６に示す５−１，５−２，…，５−ｎ）をソフトウェア化して回線単位制御装置２１−１，２１−２，…，２１−ｎに内蔵すると共に、機器の多重選択ロック処理に必要な情報をネットワーク３を利用して各装置間で授受し、同時制御を防止する処理をソフト処理により実行させるようにしたものである。

上記回線単位制御装置２１（２１−１，２１−２，…，２１−ｎ）は、図２に示すように入出力処理手段１１、機器操作処理手段１２及び多重選択ロック処理手段１３から構成され、入出力処理手段１１は伝送部１４に接続されている。

上記入出力処理手段１１は、監視制御装置１からネットワーク３を介して入力される遠方選択制御指令１５や、自回線単位制御装置に備えられたスイッチ等から出される直接選択制御指令１６などの選択制御指令を受け付け、その情報を機器操作処理手段１２に渡す機能と、多重選択ロック手段１３からの依頼によりネットワーク３を介して他の機器が制御中か否かのデータ伝送を実施し、その返答データを多重選択ロック手段１３に渡す機能と、機器操作処理手段１２からの操作指令をもとに、制御機器４（４−１，４−２，…，４−ｎ）に対して制御指令を出力する機能を備えている。

また、機器操作処理手段１２は、入出力処理手段１１からの機器選択制御指令を受け付け、その情報をもとに多重選択ロック処理手段１３に多重選択か否かの判断を依頼する機能と、多重選択ロック処理手段１３から操作可能の情報をもとに入出力処理手段１１に対して制御機器４に操作指令を出力する機能を備えている。

さらに、多重選択ロック処理手段１３は、機器操作処理手段１２からの依頼により、入出力処理手段１１に対して、ネットワーク３を介して他の機器が制御中か否かを判断するためのデータ伝送を依頼する機能と、入出力処理手段１１から他の機器の情報をもとに機器操作処理手段１２に対して制御可か否かの情報を渡す機能を備えている。

ここで、当該回線単位制御装置と他の回線単位制御装置又は監視制御装置間でネットワークを介して授受する機器選択制御に必要な情報は、３種類の情報であり、これらの情報は図３に示すような伝送フォーマットにて伝送される。

そのデータの内容は、図３（ａ）に示す当該回線単位制御装置から他の回線単位制御装置又は監視制御装置への要求情報２０１、同図（ｂ）に示す他の回線単位制御装置又は監視制御装置から当該回線単位制御装置への返答情報２０２、同図（ｃ）に示す当該回線単位制御装置から他の回線単位制御装置又は監視制御装置への機器選択制御情報２０５である。

多重選択ロック処理に必要な情報の要求指令として、要求情報２０１がある。機器選択時、当該回線選択制御装置は、機器選択制御を実施する旨を他の回線選択制御装置または監視制御装置に送信する。これを受けた他の回線選択制御装置、または監視制御装置は、各機器選択制御情報として返答情報２０２を当該回線選択制御装置に送信する。この返答情報には設備Ｎｏ．情報２０３、機器選択情報２０４が含まれる。当該回線選択制御情報は、返答情報２０２を基に機器選択制御を実施、または選択制御を中断し、その結果である機器選択制御情報２０５を監視制御装置及び他の回線単位制御装置へ送信する。

このような構成の電力系統監視制御システムにおいて、例えばネットワーク３を介した遠方選択制御指令１５、もしくは直接選択制御指令１６を受け付けると、その情報は機器操作処理手段１２に渡される。この機器操作処理手段１２では、受け付けた選択制御指令をもとに多重選択ロック処理手段１３に多重選択ロックの確認を依頼する。

多重選択ロック処理手段１３は、機器操作処理手段１２からの依頼をもとに入出力処理手段１１に対して、ネットワーク３を介して他の回線が選択制御中でないかどうかを確認する。

その結果、多重選択中でないと判断されると、多重選択ロック手段１３から機器操作処理手段１２へ操作許可の情報が渡され、その情報をもとに機器操作処理手段１２から入出力処理手段１１に対し、制御機器４を操作する指令を送信する。

ここで、多重選択ロック処理手段１３及び機器操作処理手段１２の処理内容を図４及び図５に示すフローチャートにより詳細に述べる。

図４において、多重選択ロック処理がスタートすると、ステップＳ１にて他の回線単位制御装置へ機器選択情報を要求し、その結果ステップＳ２にて機器選択情報を取得し、その情報を基にステップＳ３にて他の回線単位制御装置が機器選択制御実施中であるか否かを判定する。

その判定結果、他の回線単位制御装置が機器選択制御実施中でなければ、ステップＳ４にて監視制御装置に機器選択制御実施情報を出力して機器選択制御を実施する旨を通知し、ステップＳ５にて機器選択制御の実施が可能となる。

また、ステップＳ３での判定結果、他の回線単位制御装置が機器選択制御実施中であれば、ステップＳ６にて多重選択であると判定する。

また、図５において、機器操作処理がスタートすると、ステップＳ１１にて機器選択制御指令を受けるとステップＳ１２にて多重選択ロック処理を実施し、ステップＳ１３にて本選択制御が多重選択となるか否かを判定する。

その判定結果、多重選択でなければステップＳ１４にて実際の機器操作を行い、多重選択の場合にはステップＳ１５にて機器選択の解除を実施する。

このように本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。

（１）例えば回線単位選択制御装置２１−１が多重選択ロック処理に必要な情報を回線単位制御装置間でネットワーク３を介して要求情報２０１を送信し、他の回線単位選択制御装置２１−２，…，２１−ｎからの返答情報２０２を受信し、他の回線単位制御装置が機器選択制御実施中か否かを判定し、機器選択制御実施中と判定された場合には制御を中断する処理を回線単位選択制御装置２１−１に内蔵されたソフトウェアによる多重選択ロック処理手段１３で行うようにしたので、信頼性の高い複数機器の同時選択防止を実現でき、さらに機器操作の専用回線の大幅な縮小化を図ることができると共に、監視制御装置１においても機器選択状態の監視が可能となり、運用、操作性を向上させることができる。

また、機器操作時、当該回線単位制御装置２１−１が機器選択制御状況を他の回線単位制御装置２１−２，…，２１−ｎに対して確認をとる方式としたので、システム内のネットワーク３の負荷を低減することができる。

（２）機器選択制御時、例えば回線単位選択制御装置２１−１が多重選択ロック処理に必要な情報を回線単位制御装置間でネットワーク３を介して要求情報２０１を送信し、他の回線単位選択制御装置２１−２，…，２１−ｎからの返答情報２０２を受信し、さらに機器選択制御情報２０３を送信することによって、他の回線単位選択制御装置２１−２，…，２１−ｎへ選択制御指令の受け付けをロックさせる処理を当該回線単位選択制御装置２１−１に内蔵されたソフトウェアによる多重選択ロック処理手段１３で行うようにしたので、上記（１）と同様の効果を得ることができる。

（３）機器選択制御時、例えば回線単位選択制御装置２１−１が多重選択ロック処理に必要な情報を回線単位制御装置間でネットワーク３を介して要求情報２０１を送信し、他の回線単位選択制御装置２１−２，…，２１−ｎからの返答情報２０２を受信し、他の回線単位制御装置が機器選択制御実施中か否かを判定し、機器選択制御実施中と判定された場合には機器選択制御情報２０３を送信することによって、他の回線の制御を中断させる処理を当該回線単位選択制御装置２１−１に内蔵されたソフトウェアによる多重選択ロック処理手段１３で行うようにしたので、上記（１）と同様の効果を得ることができる。

（４）機器選択制御時、機器選択制御指令の発行元となる監視制御装置１もしくは回線単位制御装置２１−１が多重選択ロック処理に必要な情報を回線単位制御装置間でネットワーク３を介して要求情報２０１を送信し、他の回線単位選択制御装置２１−２，…，２１−ｎからの返答情報２０２を受信し、さらに機器選択制御情報２０３を送信することにより、他の回線単位制御装置が機器選択制御実施中か否かを判定し、機器選択制御実施中と判定された場合には他の回線の選択制御を中断させ、選択制御中でない場合は選択制御指令の受け付けをロックさせる処理を当該回線単位選択制御装置２１−１に内蔵されたソフトウェアによる多重選択ロック処理手段１３で行うようにしたので、上記（１）と同様の効果を得ることができる。

上記実施形態では、１つのネットワークにより構成された電力系統監視制御システムについて述べたが、複数のネットワークで構成された電力系統監視制御システムにおいても、複数のネットワークを接続する手段を設けて前述した構成を適用することにより、複数機器の同時制御を防止することが可能である。

また、電圧階級毎に電力系統監視制御システムが独立しているシステムにおいても、電圧階級間を伝送系により接続する手段を設けて前述した構成を適用することにより、システム全体で複数機器の同時制御を防止することが可能である。

本発明による電力系統監視制御システムの実施形態を示す構成図。同実施形態における回線単位制御装置の機能ブロック図。同実施形態における伝送データの構成図。同実施形態における機器の多重選択ロック処理手段の処理の流れを示すフローチャート。同実施形態における機器操作処理手段の処理の流れを示すフローチャート。従来の電力系統監視制御システムを示す構成図。母線に接続されるフィーダ回線とブスカプラ回線の系統構成図。

符号の説明

１：監視制御装置、２１−１，２１−２，…，２１−ｎ：回線単位制御装置、３…ネットワーク、４−１，４−２，…４−ｎ：制御機器、１１：入出力処理手段、１２：機器操作処理手段、１３：多重選択ロック処理手段、１４：伝送部、２０１：要求情報、２０２：返答情報、２０３：設備Ｎｏ情報、２０４：機器選択情報、２０５：機器選択制御情報

Claims

電力系統の主回路設備毎に関連装置の監視制御機能を分散配置した複数の回線単位制御装置と設備全体を監視制御する監視制御装置とをネットワークにより結合した電力系統監視制御システムにおいて、
各回線単位制御装置に、当該回線単位制御装置の機器操作にあたり、多重選択ロック処理に必要な機器選択情報を他の回線単位制御装置に要求し、他の回線選択制御装置から返答された情報を基に機器操作の可否を判定し、機器操作が否と判定されると機器選択制御を中断し、他の回線単位制御装置が機器操作中でないという通知があると機器選択制御を実施する機能を持たせると共に、機器選択制御指令の発行元装置に機器選択制御実行時にネットワークを介して全ての回線単位制御装置へ機器選択制御情報を送信する手段を設け、機器選択情報を受信した選択制御対象外の回線単位制御装置に機器選択制御指令の受け付けをロック、又は機器選択制御処理実行中の場合は中止する手段を設けて、電力系統内の複数機器の同時制御を防止することを特徴とする電力系統監視制御システム。
電力系統の主回路設備毎に関連装置の監視制御機能を分散配置した複数の回線単位制御装置と設備全体を監視制御する監視制御装置とをネットワークにより結合した電力系統監視制御システムにおいて、
前記各回線単位制御装置は、直接選択制御指令又はネットワークを介した前記監視制御装置からの遠方選択制御指令を受け付けると共に、他の回線単位制御装置との間で機器選択制御に必要な情報をネットワークを介して授受する入出力処理手段と、この入出力処理手段により選択制御指令を受け付けると、多重選択ロック処理に必要な情報を他の回線単位制御装置に要求し、他の回線選択制御装置から返答された情報を基に機器操作の可否を判定し、機器操作が否と判定されると機器選択制御を中断する多重選択ロック処理手段と、選択制御指令を受け、且つ前記多重選択ロック処理手段より他の回線単位制御装置が機器選択制御中でないという通知があると機器選択制御を実施する機器操作処理手段とを備え、
前記多重選択ロック処理手段は、機器制御指令を受けた際に、ネットワークを介して全ての回線単位制御装置に制御を実施する旨を通知し、当該通知を受け取った他の回線単位制御装置は選択制御の指令の受け付けをロックすることにより、電力系統内の複数機器の同時制御を防止することを特徴とする電力系統監視制御システム。
電力系統の主回路設備毎に関連装置の監視制御機能を分散配置した複数の回線単位制御装置と設備全体を監視制御する監視制御装置とをネットワークにより結合した電力系統監視制御システムにおいて、
前記各回線単位制御装置は、直接選択制御指令又はネットワークを介した前記監視制御装置からの遠方選択制御指令を受け付けると共に、他の回線単位制御装置との間で機器選択制御に必要な情報をネットワークを介して授受する入出力処理手段と、この入出力処理手段により選択制御指令を受け付けると、多重選択ロック処理に必要な情報を他の回線単位制御装置に要求し、他の回線選択制御装置から返答された情報を基に機器操作の可否を判定し、機器操作が否と判定されると機器選択制御を中断する多重選択ロック処理手段と、選択制御指令を受け、且つ前記多重選択ロック処理手段より他の回線単位制御装置が機器選択制御中でないという通知があると機器選択制御を実施する機器操作処理手段とを備え、
前記多重選択ロック処理手段は、機器制御指令を受けた際に、ネットワークを介して全ての回線単位制御装置に制御を実施する旨を通知し、且つ他の回線が選択制御実行中の場合は他の回線の選択制御を中止することにより、電力系統内の複数機器の同時制御を防止することを特徴とする電力系統監視制御システム。
電力系統の主回路設備毎に関連装置の監視制御機能を分散配置した複数の回線単位制御装置と設備全体を監視制御する監視制御装置とをネットワークにより結合した電力系統監視制御システムにおいて、
前記各回線単位制御装置は、直接選択制御指令又はネットワークを介した前記監視制御装置からの遠方選択制御指令を受け付けると共に、他の回線単位制御装置との間で機器選択制御に必要な情報をネットワークを介して授受する入出力処理手段と、この入出力処理手段により選択制御指令を受け付けると、多重選択ロック処理に必要な情報を他の回線単位制御装置に要求し、他の回線選択制御装置から返答された情報を基に機器操作の可否を判定し、機器操作が否と判定されると機器選択制御を中断する多重選択ロック処理手段と、選択制御指令を受け、且つ前記多重選択ロック処理手段より他の回線単位制御装置が機器選択制御中でないという通知があると機器選択制御を実施する機器操作処理手段とを備え、
且つ機器選択制御指令の発行元装置に機器選択制御実行時にネットワークを介して全ての回線単位制御装置へ機器選択制御情報を送信する手段を設け、機器選択情報を受信した選択制御対象外の回線単位制御装置に機器選択制御指令の受け付けをロック、又は機器選択制御処理実行中の場合は中止する手段を設けて、電力系統内の複数機器の同時制御を防止することを特徴とする電力系統監視制御システム。