JP4128907B2 - 監視制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変電所などの電力プラントにおいて、プラントの各設備を監視制御する監視制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
母線に切り離し可能な複数の送電線が接続されている電力系統において、母線の電圧を送電線の接続状態に応じて各送電線に設置されているＰＴ（Potential Transformer）の出力から求める手法はＶＳＳ（Voltage Selection Scheme）と呼ばれている。送電線や母線の情報を端末局から親局に取り込んで処理する従来の類似技術として、ＶＳＳではないが保護継電装置の例では、例えば、母線に接続された各送電線に設置されたＣＴを通じて電流を取り込む各端末局と、母線あるいは送電線に設置されたＰＤを通じて電圧を取り込むＰＤ局と、各端末局からの電流情報とＰＤ局からの電圧情報とをリレー局に取り込みリレーによる演算処理によって遮断器にトリップ指令を出力するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３２２４７７号公報（第２頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＶＳＳは、上記の例のように、送電線からの情報を端末機またはサーバ装置に取り込んで処理する場合、判定回路中には多くの補助リレーや複雑な回路が必要であった。また、これらはハードウェア回路により構成されているため、送電線増設時やロジックの変更時には、回路そのものを改造しなければならず既設設備への影響があると共にロジック変更に手間がかかるという問題点があった。また、複数の送電線が同時に母線に接続された場合の優先度を可変にしたりＰＴが故障していた場合の対応を考慮すると回路が複雑になることや、更に、送電線切り替え時にはスイッチ切り替えが発生するために電圧の取り込みが一時切れる等の問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る監視制御システムは、母線に開閉器を介して複数の送電線が接続されている電力系統において、送電線に設置されたＰＴで検出した送電線の電圧と開閉器の開閉情報とを送電線毎に取り込むために各送電線に対応して設けた端末装置と、全端末装置からの情報をもとに、ソフトウェアロジックによって、ＰＴで検出した電圧の有無と開閉情報とからＰＴの異常の有無を条件に入れて母線電圧を判定してその結果を上位システムヘ送信するサーバ装置と、各端末装置とサーバ装置およびサーバ装置と上位システムとを接続するＬＡＮとで構成したものである。
また、送電線に設置されたＰＴで検出した送電線の電圧と開閉器の開閉情報とを送電線毎に取り込むために各送電線に対応して設けた端末装置と、端末装置同士および端末装置と上位システムとを接続するＬＡＮとで構成し、端末装置の内の１台は、他の全端末装置からのデータを受信し、ソフトウェアロジックによって、ＰＴで検出した電圧の有無と開閉情報とからＰＴの異常の有無を条件に入れて母線電圧を判定してその結果を上位システムヘ送信する機能を有するものである。
また、送電線に設置されたＰＴで検出した送電線の電圧と開閉器からの開閉情報とを送電線毎に取り込むために各送電線に対応して設けた端末装置と、端末装置同士および端末装置と上位システムとを接続するＬＡＮとで構成し、端末装置は、他の全端末装置からのデータを受信し、ソフトウェアロジックによって、ＰＴで検出した電圧の有無と開閉情報とからＰＴの異常の有無を条件に入れて母線電圧を判定し、上位システムから送信要求を受けた端末装置は判定の結果を上位システムへ送信するものである。
また、送電線に設置されたＰＴで検出した送電線の電圧と開閉器からの開閉情報とを送電線毎に取り込むために各送電線に対応して設けた端末装置と、端末装置同士を接続する第１のＬＡＮと、端末装置同士および端末装置と上位システムとを接続する第２のＬＡＮとで構成し、第２のＬＡＮ上では各端末装置に同じアドレスが付与されており、端末装置は、第１のＬＡＮを通じ他の全端末装置からのデータを受信し、ソフトウェアロジックによって、ＰＴで検出した電圧の有無と開閉情報とからＰＴの異常の有無を条件に入れて母線電圧を判定し、この判定の結果と予め決められた優先度とに基づいて判定の結果を送信するかどうかを判断し、送信すると判断した端末装置のみが第２のＬＡＮを通じて判定の結果を上位システムへ送信するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による監視制御システムを示す構成図であり、図２は図１に示した監視制御システムの動作を説明するフローチャートの一例である。図１に示すように、複数の送電線１が開閉器２を介して母線３に接続された電力系統において、各送電線１にはＰＴ４が設置されており、ＰＴ４からの情報と開閉器２の開閉状態の情報を取り込む端末装置５が各送電線１に対応して１台ずつ設置されている。端末装置５は、ＬＡＮケーブル６およびＨＵＢ７からなるＬＡＮを経由してサーバ装置８に接続されており、サーバ装置８は端末装置５から受信したデータを処理しＬＡＮを経由して上位システムへ送信するように構成されている。
【０００７】
次に、上記のように構成された監視制御システムの動作について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。端末装置５は、常時ＰＴ４から対応する送電線１の電圧を取り込み、そのデータをＬＡＮケーブル６およびＨＵＢ７を通じてサーバ装置８へ送信する。また端末装置５は、起動時および開閉器２の動作時に、対応する開閉器２の開閉状態を開閉器２の内部に持つ補助リレーから取り込み、ＬＡＮケーブル６およびＨＵＢ７を通じてサーバ装置８に送信する。サーバ装置８では、予めデータベースとして各送電線１の優先度のデータを保持しており、以下のようにソフトウェアロジックによって母線電圧の判定を行う。
【０００８】
サーバ装置８は、各端末装置５から対応する（すなわち自分が担当する）送電線の電圧と開閉器２の開閉状態の情報を受信すると、最初に優先度の最も高い送電線１から順番に母線３との接続状態を以下の手順により調べる。まず、変数ｎに０を代入する（ステップ２１）。次に、送電線ｎに設置されている開閉器２の開閉状態を調べる（ステップ２２）。ここでｎは、送電線の回線毎に予め決められた優先度を表し、ｎが小さいほど優先度が高いことを示す。そして、送電線ｎとは優先度ｎの送電線のことである。送電線ｎに設置されている開閉器２が開、すなわち送電線ｎが母線と接続されていない場合は、ｎを１増加させ（ステップ２３）、優先度ｎ＋１の送電線について、再度判定処理を行う。送電線ｎに設置されている開閉器５が閉、すなわち送電線ｎが母線と接続されている場合は、送電線ｎに設置されているＰＴｎからの入力値を、母線電圧として選択する候補とし、次に、ＰＴｎに異常が無いかを判定する処理に移る。
【０００９】
ＰＴｎに異常が無いかを判定する方法として、ＰＴの電圧が０かどうかを調べる（ステップ２４）。ＰＴｎが０の場合は「異常有り」と判定し、必要に応じ上位システムへ異常情報を送信し、他に電気的に接続されている送電線がないかを調べるためｎを１増加させ（ステップ２３）、ステップ２２に戻って優先度ｎ＋１の送電線について再度判定処理を行う。ＰＴｎが０でない場合は母線電圧がＰＴｎに等しいと判定する（ステップ２５）。判定結果はサーバ装置８の画面に表示し、上位システムへ送信する処理を行う（ステップ２６）。
【００１０】
なお、ソフトウェアロジックは、図２のフローチャートに示した方法に限定するものではなく、例えば、ＰＴｎの異常の判定では、ＰＴｎ，ＰＴｎ＋１・・・と全てが０だった場合にはＰＴ異常ではなく母線電圧が０と判定するなどの方法でも良い。
【００１１】
以上のように、本実施の形態による監視制御システムによれば、母線電圧の判定を、送電線毎に設けた各端末装置から収集したデータによりサーバ装置でソフトウェアロジックを用いて行うため、判定のための複雑なハードウェアロジックを必要とせず、簡単な構成で確実に母線電圧を判定することができる。
【００１２】
また、監視する送電線の優先度を設けて監視するので、ＰＴ故障への対処なども容易に行うことができる。
【００１３】
更にまた、ソフトウェアロジックにより判定しているため、送電線の接続状態が切り替わった際にも送信バッファ内に前回の判定結果を保持しておくため、瞬時に母線電圧値を決定できるので、監視している母線電圧値が途切れることがない。
【００１４】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による監視制御システムを示す構成図である。図において、１〜７は実施の形態１で説明した図１と同様なので、符号の説明は省略する。図１と異なるところは、端末装置のうちの１台（図３の端末装置Ａ９）に他の端末装置からのデータを収集し処理する機能を持たせたことである。
【００１５】
すなわち、端末装置５の方は、実施に形態１と同様に、自分が担当する送電線１の電圧を常時ＰＴ４から取り込み、また起動時および開閉器２の動作時にはその送電線１に設置した開閉器２の開閉状態の情報を取り込み、これらの情報をＬＡＮケーブル６およびＨＵＢ７からなるＬＡＮを通じて端末装置Ａ９へ送信する。一方、端末装置Ａ９は、自分が担当する送電線１に設置したＰＴ４から送電線１の電圧を常時取り込み、また起動時および開閉器２の動作時には開閉器２の開閉状態の情報を取り込むと同時に、他の端末装置５からの各送電線の電圧と開閉器の開閉状態の情報を受信し、これらのデータを処理して母線電圧の判定を行う。
【００１６】
母線電圧の判定は、実施の形態１で説明した図２のフローチャートと同様なソフトウェアロジックによって実施するので、詳細な説明は省略する。判定結果は端末装置９の画面に表示すると共に、ＬＡＮを通じ上位システムに送信する。
【００１７】
本実施の形態による監視制御システムによれば、複数の端末装置のうちの１台に他の端末装置からの情報を収集して母線電圧の判定を行う機能を持たせたので、判定処理を行うための専用サーバ装置が不要となり、実施の形態１の効果に加え、設備コストを低減することができる。
【００１８】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による監視制御システムを示す構成図であり、図５は図４に示した監視制御システムの動作を説明するフローチヤートの一例である。図において、１〜４，６，７，９は実施の形態２で説明した図３と同様なので、符号の説明は省略する。端末装置Ａ９は、自分が担当する送電線１に設置したＰＴ４から送電線１の電圧を常時取り込み、また起動時および開閉器２の動作時には開閉器２の開閉状態を取り込むと同時に、他の全端末装置Ａ９からの各送電線の電圧と開閉器の開閉状態の情報を取り込み、これらのデータを処理して母線電圧の判定を行うように構成されている。すなわち、本実施の形態による発明では、全端末装置Ａ９が、自分と他の全ての端末装置からデータを収集し処理する機能を有している。
【００１９】
次に動作について説明する。図５に示すステップ５１〜５５は端末装置Ａ９が母線電圧を判定するまでのフローであり、この部分は実施の形態１の図２で説明したステップ２１〜２５と同様なので説明は省略する。各端末装置Ａ９において母線電圧を判定すると、各端末装置Ａ９は判定した母線電圧を各自の送信用バッファに保存する（ステップ５６）。なお、フローチャートには記載していないが必要に応じ結果を端末装置Ａ９の画面に表示する。各端末装置Ａ９では母線電圧を判定する処理と並行して上位システムからのポーリングを受け付ける処理が行われている。ポーリングを受け付ける処理では、常に上位からのポーリングがあるかどうかを確認する処理がループしている（ステップ５７）。ループ中に上位からのポーリングがあることを検出した端末装置Ａ９は、送信バッファに保存されている母線電圧の判定結果を、ＬＡＮケーブル６，ＨＵＢ７からなるＬＡＮを通じて上位システムに送信する（ステップ５８）。すなわち、この処理により、上位システムからポーリングを受けた端末装置Ａ９のみが、上位システムヘ母線電圧の判定結果を送信することになる。
【００２０】
本実施の形態による監視制御システムによれば、母線電圧の判定を１台の端末装置で行うのではなく、複数の端末装置で行っているため、冗長性を持つことになり、従って、実施の形態２の効果に加え、システムの信頼性を高める効果を得ることができる。
【００２１】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による監視制御システムを示す構成図であり、図７は図６に示した監視制御システムの動作を説明するフローチャートの一例である。図６において、１〜４は実施の形態１で説明した図１と同様なので符号の説明は省略する。各送電線１に対応して設けられた端末装置Ｂ１０は、ＬＡＮケーブル１１、ＨＵＢ１２からなる第１のＬＡＮによって互いに接続され、更にＬＡＮケーブル１３，ＨＵＢ１４からなる第２のＬＡＮによって互いに接続されている。また、第２のＬＡＮは上位システムとも接続されている。
【００２２】
つぎに動作について説明する。端末装置Ｂ１０は自分が担当する送電線１に設置したＰＴ４から送電線１の電圧を常時取り込み、また起動時および開閉器２の動作時には開閉器２の開閉状態の情報を取り込むと同時に、他の端末装置１０からの各送電線１の電圧と対応する開閉器２の開閉状態の情報を取り込み、これらのデータを処理して母線電圧の判定を行う。母線電圧の判定手順は、図７のステップ７１〜７５に示すとおりであり、この部分は実施の形態１の図２のステップ２１〜２５と同様なので詳細な説明は省略する。
【００２３】
母線電圧を判定すると、各端末装置Ｂ１０は予め保有している送電線の優先度のデータに従って、自分よりも優先度の高い各端末装置Ｂ１０が正常かどうかを第１のＬＡＮを通じて調査する（ステップ７６）。この場合の優先度とは、送電の回線毎に予め決められた優先度のことで、実施の形態１で説明したｎと同様のものである。また、ここで端末装置が正常とは、その端末装置が担当する開閉器が閉でＰＴからの電圧も正常に取り込めている場合を言い、それ以外を異常と判断する。（なお、ステップ７６で優先度が１番高い端末装置は、自分が異常かどうかを判断する。）もし自分よりも優先度の高い端末装置Ｂ１０が全て異常であれば、自分が上位システムヘ母線電圧の判定結果を第２のＬＡＮを通じ送信する（ステップ７７）。このときの送信の方法は、自分が上位システムに対して直接データを送信しても良いし、上位システムからのポーリングに対し、データを送信する端末装置以外は応答を返さないというやり方でも良い。第２のＬＡＮでは、全端末装置が同じアドレスを持つものとする。ステップ７６で正常なものが一つでもあれば、自分は何もせず終了する。
【００２４】
本実施の形態４の監視制御システムによれば、各端末装置が第１のＬＡＮによってそれぞれお互いの状態を監視し、そのうちの１台のみが判定結果を出力するようにしたため、上位システム側は第２のＬＡＮで擬似的に１台の端末装置を相手に通信を行うだけで良く、上位システムの負担を軽減し、冗長性を持つ信頼性の高い監視制御システムを提供することができる。
【００２５】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５による監視制御システムを示す構成図である。図において、１〜４，６，７は実施の形態３の図４と同様なので符号の説明は省略する。端末装置Ｃ１５は、自分が担当する送電線１の電圧を常時ＰＴ４から取り込み、また起動時および開閉器２の動作時にはその開閉状態の情報を取り込むと同時に、他の端末装置Ｃ１５からの各送電線の電圧と開閉器の開閉状態の情報を取り込み、これらのデータをソフトウェアロジックによって処理して母線電圧の判定を行う。判定結果はＬＡＮケーブル６，ＨＵＢ７からなるＬＡＮを通じて上位システムへ送信する。更に、端末装置Ｃ１５は、母線電圧を判定するためのソフトウェアである判定ロジックを記憶し保管するエリヤを有し、判定ロジック１６をＬＡＮによって接続した外部計算機１７からダウンロードするように構成されている。
【００２６】
判定ロジック１６は例えば実行モジュールそのものでも良いし、ラダーシーケンスやスクリプトのようなものでも良い。外部計算機１７は、編集機能を持つものであれば、例えばプログラミング言語を用いて実行モジュール形式のソフトウェアロジックを編集、生成するものでも良いし、ラダーシーケンスを作成するエディタを持つものや、スクリプトを記述するテキストエディタを持つものでも良い。
【００２７】
母線電圧を判定する動作は、例えば実施の形態３の図５のフローチャートで説明した動作と同様なので説明は省略する。
【００２８】
本実施の形態によれば、各端末装置が持つ母線電圧を判定するためのソフトウェアである判定ロジックを外部計算機により編集できるため、判定ロジックの変更に容易に対応することができる。従って、系統設備のメンテナンスや故障時の対応や容易となる。
【００２９】
なお、図８では、実施の形態３で説明した図４のハードウェア構成に、判定ロジックの記憶部とそれにソフトウェアを供給する外部計算機とを付加した場合について説明したが、実施の形態１，２，４のいずれかのハードウェア構成において、母線電圧の判定を担当する装置が保有する判定ロジックを、本実施の形態のように外部計算機から供給するようにしても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
また、実施の形態１〜５で説明した端末装置またはサーバ装置において、母線電圧の判定を担当する装置は、判定結果を表示するものとして説明したが、端末装置またはサーバ装置が設置されている現地側で母線電圧の確認を行う必要がなければ、表示部を省略しても良い。
【００３１】
更にまた、実施の形態１〜５では、各機器間の通信を行うＬＡＮを有線型のＬＡＮを用た場合について説明したが、ＬＡＮケーブルおよびＨＵＢの代わりに、各機器に対して無線ＬＡＮ送受信機を設置し、これらと無線ＬＡＮ用ＨＵＢとで構成する無線ＬＡＮとしても良い。そうすれば、ＬＡＮケーブル施設が不要となり、特に変電所のように各機器間および上位システムとの間に距離がある場合には、設備コスト削減することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明の監視制御システムによれば、母線に開閉器を介して複数の送電線が接続されている電力系統において、母線に接続された各送電線に設置されているＰＴの情報と開閉器の開閉状態の情報を取り込む端末装置と、各端末装置からの情報を受信するサーバ装置と、各端末装置とサーバ装置およびサーバ装置と上位システムとを接続するＬＡＮとで構成し、サーバ装置において母線電圧の判定をソフトウェアにより実現したので、簡単な構成で、母線電圧の判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の監視制御システムの構成図である。
【図２】 図１に示した監視制御システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態２の監視制御システムを示す構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態３の監視制御システムを示す構成図である。
【図５】 図４に示した監視制御システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態４の監視制御システムを示す構成図である。
【図７】 図６に示した監視制御システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態５の監視制御システムを示す構成図である。
【符号の説明】
１ 送電線 ２ 開閉器
３ 母線 ４ ＰＴ
５ 端末装置 ６，１１，１３ ＬＡＮケーブル
７，１２，１４ ＨＵＢ ８ サーバ装置
９ 端末装置Ａ １０ 端末装置Ｂ
１５ 端末装置Ｃ １６ 判定ロジック
１７ 外部計算機。

Claims (5)

1. 母線に開閉器を介して複数の送電線が接続されている電力系統の監視制御システムにおいて、上記送電線に設置されたＰＴで検出した上記送電線の電圧と上記開閉器の開閉情報とを上記送電線毎に取り込むために上記各送電線に対応して設けた端末装置と、上記全端末装置からの情報をもとに、ソフトウェアロジックによって、上記ＰＴで検出した上記電圧の有無と上記開閉情報とから上記ＰＴの異常の有無を条件に入れて母線電圧を判定してその結果を上位システムヘ送信するサーバ装置と、上記各端末装置と上記サーバ装置および上記サーバ装置と上記上位システムとを接続するＬＡＮとで構成したことを特徴とする監視制御システム。
2. 母線に開閉器を介して複数の送電線が接続されている電力系統の監視制御システムにおいて、上記送電線に設置されたＰＴで検出した上記送電線の電圧と上記開閉器の開閉情報とを上記送電線毎に取り込むために上記各送電線に対応して設けた端末装置と、上記端末装置同士および上記端末装置と上位システムとを接続するＬＡＮとで構成し、上記端末装置の内の１台は、他の全端末装置からのデータを受信し、ソフトウェアロジックによって、上記ＰＴで検出した上記電圧の有無と上記開閉情報とから上記ＰＴの異常の有無を条件に入れて母線電圧を判定してその結果を上位システムヘ送信する機能を有することを特徴とする監視制御システム。
3. 母線に開閉器を介して複数の送電線が接続されている電力系統の監視制御システムにおいて、上記送電線に設置されたＰＴで検出した上記送電線の電圧と上記開閉器からの開閉情報とを上記送電線毎に取り込むために上記各送電線に対応して設けた端末装置と、上記端末装置同士および上記端末装置と上位システムとを接続するＬＡＮとで構成し、上記端末装置は、他の全端末装置からのデータを受信し、ソフトウェアロジックによって、上記ＰＴで検出した上記電圧の有無と上記開閉情報とから上記ＰＴの異常の有無を条件に入れて母線電圧を判定し、上記上位システムから送信要求を受けた端末装置は上記判定の結果を上記上位システムへ送信することを特徴とする監視制御システム。
4. 母線に開閉器を介して複数の送電線が接続されている電力系統の監視制御システムにおいて、上記送電線に設置されたＰＴで検出した上記送電線の電圧と上記開閉器からの開閉情報とを上記送電線毎に取り込むために上記各送電線に対応して設けた端末装置と、上記端末装置同士を接続する第１のＬＡＮと、上記端末装置同士および上記端末装置と上位システムとを接続する第２のＬＡＮとで構成し、上記第２のＬＡＮ上では上記各端末装置に同じアドレスが付与されており、上記端末装置は、上記第１のＬＡＮを通じ他の全端末装置からのデータを受信し、ソフトウェアロジックによって、上記ＰＴで検出した上記電圧の有無と上記開閉情報とから上記ＰＴの異常の有無を条件に入れて母線電圧を判定し、この判定の結果と予め決められた優先度とに基づいて上記判定の結果を送信するかどうかを判断し、送信すると判断した端末装置のみが上記第２のＬＡＮを通じて上記判定の結果を上記上位システムへ送信することを特徴とする監視制御システム。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の監視制御システムにおいて、上記ソフトウェアロジックは、上記ソフトウェアロジックを編集するために設けた外部計算機からダウンロードして利用することを特徴とする監視制御システム。

Images