JP4969179B2 - Distribution line remote monitoring control system, battery deterioration diagnosis device and method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば変電所から需要者に電力を供給する配電線系統において子局のバッテリの劣化を診断するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for diagnosing deterioration of a battery of a slave station in a distribution line system that supplies power to a consumer from a substation, for example.
従来、変電所から需要者に電力を供給する配電線遠方監視制御システムでは、配電線の経路上の開閉器(遠制開閉器)に対応して、配電線の経路上に子局が設けられ、子局により開閉器の開状態と閉状態の切替制御、開閉器の開閉状態の監視、及び配電線の電流・電圧の監視等が行われる。そして、子局と電力会社の営業所等に設けられた親局との間で監視制御情報を送受信することにより、親局から子局を介して配電線の遠方監視制御が行われる。 Conventionally, in a distribution line remote monitoring and control system that supplies power to a consumer from a substation, a slave station is provided on the distribution line corresponding to the switch (distance switch) on the distribution line. The slave station performs switching control between the open state and the closed state of the switch, monitoring of the open / close state of the switch, monitoring of the current / voltage of the distribution line, and the like. And remote monitoring control of a distribution line is performed from a parent station via a slave station by transmitting and receiving monitoring control information between the slave station and a master station provided in a business office of an electric power company.
このような配電線遠方監視制御システムにおいて、子局を動作させる電力は、通常時には配電線から供給されるが、停電時に子局を動作させる電力(バックアップ電力)を供給するためにバッテリが備えられている。このバッテリとしては、一般に、充放電が繰り返し可能で比較的大電力を発生する安価な鉛蓄電池が使用される。このようなバッテリは、経年変化で劣化するため、停電時に子局に十分な電力を供給できないほど劣化する前に交換する必要がある。 In such a distribution line remote monitoring control system, power for operating the slave station is normally supplied from the distribution line, but a battery is provided to supply power (backup power) for operating the slave station in the event of a power failure. ing. As this battery, generally, an inexpensive lead storage battery that can be repeatedly charged and discharged and generates a relatively large amount of power is used. Since such a battery deteriorates with aging, it is necessary to replace the battery before it deteriorates so that sufficient power cannot be supplied to the slave station in the event of a power failure.
この交換に際し、バッテリの劣化は設置環境により異なるため、例えばバッテリの設置経過年数に応じて一律にバッテリを交換すると、バッテリによっては交換時期が遅すぎて停電時に十分な電力を供給できなかったり、逆に交換時期が早すぎてまだ十分に使用できるバッテリも交換することとなって無駄になったりする。このため、バッテリの劣化を判定してバッテリの交換を適切な時期に行う必要がある。また、バッテリの劣化の判定は、遠方監視制御システムの効率を低下させないように簡易な処理で行われることが望ましい。 At the time of this replacement, the deterioration of the battery varies depending on the installation environment.For example, if the battery is replaced uniformly according to the age of installation of the battery, depending on the battery, the replacement time is too late to supply sufficient power at the time of power failure, On the other hand, a battery that is still sufficiently usable due to the replacement time being too early is also replaced and is wasted. For this reason, it is necessary to determine the deterioration of the battery and replace the battery at an appropriate time. In addition, it is desirable that the determination of the deterioration of the battery is performed by a simple process so as not to reduce the efficiency of the remote monitoring control system.
そこで、配電線遠方制御監視システムの子局にバッテリの寿命を判定する回路を備え、判定結果を親局に通知するようにしたバッテリー管理方式が提案されている(下記特許文献1)。このバッテリー管理方式では、バッテリー寿命判定回路により、バッテリーの満充電状態で内部インピーダンス値を計測し、その値が所定値より大きい場合には、バッテリーが不良品(劣化している)と判定する。そして、良品/不良品判定結果は、親局に通知されるので、親局で子局のバッテリーの劣化が容易に把握され、バッテリーの交換が適切な時期に行われる。
しかしながら、バッテリの内部インピーダンスは、バッテリの性能を示す指標の一つではあるものの、必ずしもバッテリの劣化を直接的に示すものではないため、場合によってはバッテリの寿命が適切に判定されない可能性がある。このため、バッテリの劣化をより適切に判定し得る技術が望まれていた。 However, although the internal impedance of the battery is one of the indexes indicating the performance of the battery, it does not necessarily indicate the deterioration of the battery directly. Therefore, in some cases, the battery life may not be properly determined. . For this reason, the technique which can determine deterioration of a battery more appropriately was desired.
本発明は、上記事情に鑑み、子局のバッテリの劣化を容易に精度良く判定することができる配電線遠方監視制御システム、バッテリ劣化診断装置及び方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a distribution line remote monitoring control system, a battery deterioration diagnosis device, and a method capable of easily and accurately determining the deterioration of a battery of a slave station.
本発明の配電線遠方監視制御システムは、配電線の経路上に設けられ該配電線から電力を供給される子局と、該子局を介して該配電線の遠方監視制御を行う親局とを有する配電線遠方監視制御システムであって、前記配電線からの電力の供給が停止されたときに前記子局に電力を供給するバッテリと、前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、前記バッテリ電圧検出手段により検出された電圧が所定値以下となったときから、少なくとも所定期間が経過するまでの間、前記配電線から供給される電力で前記バッテリを充電する処理を実行するバッテリ充電手段と、前記バッテリ充電手段により前記バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータを所定周期毎に前記親局で取得し、当該取得されたデータの時系列を収集するバッテリデータ収集手段と、前記バッテリデータ収集手段により収集された前記データの時系列に基づいて、前記バッテリの劣化を判定する劣化判定手段とを備え、
前記劣化判定手段は、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とする。
The distribution line remote monitoring control system of the present invention includes a slave station that is provided on the distribution line path and that is supplied with power from the distribution line, and a master station that performs remote monitoring control of the distribution line via the slave station, A distribution line remote monitoring control system having a battery for supplying power to the slave station when supply of power from the distribution line is stopped, battery voltage detection means for detecting the voltage of the battery, Battery charging for executing a process of charging the battery with power supplied from the distribution line from when the voltage detected by the battery voltage detecting means becomes equal to or lower than a predetermined value until at least a predetermined period elapses. And data indicating whether or not the process of charging the battery by the battery charging means is being executed in the master station at predetermined intervals, and a time series of the acquired data is obtained. A battery data acquisition means for collecting, on the basis of the time series of the data collected by the battery data acquisition means, and a degradation determiner means deterioration of the battery,
The deterioration determining means continuously processes the data to charge the battery from the time series of the data as a feature value for deterioration determination, continuously indicating that the process of charging the battery is being executed. At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery is not being executed to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next It is calculated within a predetermined determination period, and the deterioration of the battery is determined by comparing the number of continuous times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with a threshold value thereof .
本発明の配電線遠方監視制御システムによれば、前記バッテリ充電手段は、バッテリの電圧が所定値以下となると、配電線から供給される電力でバッテリを充電する処理を開始し、所定期間が経過すると、バッテリを充電する処理を終了する。充電処理が開始されるとバッテリの電圧は充電されて増加し、充電処理が終了するとバッテリの電圧は自己放電により低下していく。そして、バッテリの電圧が再び所定値以下となると、バッテリ充電手段は、次の充電処理を開始する。 According to the distribution line remote monitoring control system of the present invention, the battery charging means starts the process of charging the battery with the power supplied from the distribution line when the voltage of the battery becomes a predetermined value or less, and the predetermined period has elapsed. Then, the process which charges a battery is complete | finished. When the charging process is started, the battery voltage is charged and increased, and when the charging process is completed, the battery voltage is decreased by self-discharge. When the voltage of the battery becomes equal to or lower than the predetermined value again, the battery charging means starts the next charging process.
このとき、劣化したバッテリでは、一般に、充電されて満充電となったときの電圧が低くなると共に自己放電が早くなる。よって、バッテリの充電処理が終了したときから次の充電処理が開始されるまでの期間の長さで、バッテリの劣化の度合が示される。 At this time, in a deteriorated battery, in general, the voltage when the battery is fully charged is lowered and the self-discharge is accelerated. Therefore, the degree of deterioration of the battery is indicated by the length of the period from the end of the battery charging process to the start of the next charging process.
前記バッテリ充電手段によりバッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータは、所定周期毎に親局で取得される。そのようなデータは一般に容量が小さく、また、データの検出は簡易な処理で行えるので、上記データは親局で容易に取得される。なお、前記所定周期は、親局と子局との通信の負荷を過剰に増大させない周期であり、例えば、配電線の監視の際に監視情報を取得する周期と同じ周期とすることができる。 Data indicating whether or not the process of charging the battery by the battery charging means is being executed is acquired at the master station at predetermined intervals. Such data generally has a small capacity, and since the data can be detected by simple processing, the data can be easily obtained at the master station. The predetermined cycle is a cycle that does not excessively increase the communication load between the master station and the slave station. For example, the predetermined cycle can be set to the same cycle as the monitoring information is acquired when the distribution line is monitored.
そして、前記バッテリデータ収集手段は、前記データの時系列を収集し、前記劣化判定手段は、当該データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、バッテリの劣化を判定する。
すなわち、バッテリが劣化していくと、充電されて満充電となったときのバッテリ電圧が低くなると共にバッテリの自己放電が早くなるので、バッテリの充電処理が終了したときから次の充電処理が開始されるまでの期間が短くなっていく。そして、バッテリが劣化していき、バッテリの充電処理が終了したときから次の充電処理が開始されるまでの期間が、親局でデータを取得する所定周期より十分に短くなると、前記データの時系列では、該データがバッテリを充電する処理の実行中であることを示す状態が連続することとなる。また、上記期間のほか放電期間も短くなり、或いは所定の判定期間内の放電の回数又は充電期間の回数が多くなる。従って、前記劣化判定手段により、前記連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、バッテリの劣化を容易に精度良く判定することができる。
The battery data collection unit collects a time series of the data, and the deterioration determination unit is executing a process of charging the battery as a feature value for deterioration determination from the time series of the data. The number of consecutive times that indicates that the battery has been discharged from the time when the data indicates that the process of charging the battery is no longer being performed until the time when the process of charging the battery is next performed , Calculating at least one of the number of times of the discharging period and the number of times of the charging period within a predetermined determination period, and comparing the continuous number of times, the number of discharging periods, the number of times of the discharging period or the number of times of the charging period with their threshold values Thus, the deterioration of the battery is determined.
In other words, as the battery deteriorates, the battery voltage when the battery is fully charged is lowered and the battery self-discharge is accelerated, so the next charging process starts when the battery charging process ends. The period until it is shortened. Then, when the battery is deteriorated and the period from when the battery charging process is completed until the next charging process is started becomes sufficiently shorter than a predetermined cycle for acquiring data at the master station, In the series, the data indicates that the process of charging the battery is being executed. In addition to the above period, the discharge period is shortened, or the number of discharges or the number of charge periods within a predetermined determination period is increased. Therefore, the deterioration determination means can easily and accurately determine the deterioration of the battery by comparing the number of continuous times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with their threshold values .
次に、本発明のバッテリ劣化診断装置の一態様は、配電線の経路上に設けられ該配電線から電力を供給される子局と、該子局を介して該配電線の遠方監視制御を行う親局とを有する配電線遠方監視制御システムにおいて、配電線からの電力の供給が停止されたときに子局に電力を供給するバッテリの劣化を診断するバッテリ劣化診断装置であって、前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、前記バッテリ電圧検出手段により検出された電圧が所定値以下となったときから、少なくとも所定期間が経過するまでの間、前記配電線から供給される電力でバッテリを充電する処理を実行するバッテリ充電手段と、前記バッテリ充電手段によりバッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータを所定周期毎に親局で取得し、当該取得されたデータの時系列を収集するバッテリデータ収集手段と、前記バッテリデータ収集手段により収集されたデータの時系列に基づいて前記バッテリの劣化を判定する劣化判定手段とを備え、
前記劣化判定手段は、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とする。
Next, one aspect of the battery deterioration diagnosis apparatus of the present invention is a slave station that is provided on the distribution line route and is supplied with electric power from the distribution line, and performs remote monitoring control of the distribution line via the slave station. In a remote control system for a distribution line having a master station to perform, a battery deterioration diagnosis device for diagnosing deterioration of a battery that supplies power to a slave station when supply of power from the distribution line is stopped, the battery Battery voltage detecting means for detecting the voltage of the battery, and the electric power supplied from the distribution line from when the voltage detected by the battery voltage detecting means falls below a predetermined value until at least a predetermined period elapses. A battery charging means for executing a process for charging the battery, and data indicating whether or not the process for charging the battery by the battery charging means is being executed is acquired at a master station at a predetermined cycle, A battery data acquisition means for collecting a time series of the acquired data, based on said time-series data collected by the battery data acquisition means and a degradation determiner means deterioration of the battery,
The deterioration determining means continuously processes the data to charge the battery from the time series of the data as a feature value for deterioration determination, continuously indicating that the process of charging the battery is being executed. At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery is no longer being executed to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next It is calculated within a predetermined determination period, and the deterioration of the battery is determined by comparing the number of continuous times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with a threshold value thereof .
上記バッテリ劣化診断装置によれば、配電線遠方監視制御システムに関して説明したように、バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータは、親局で容易に取得されるものである。そして、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、バッテリの劣化が判定される。このように、劣化判定手段で、前記データの時系列に基づいてバッテリの劣化を判定することにより、子局に電力を供給するバッテリの劣化を容易に精度良く判定することができる。 According to the battery deterioration diagnosis device, as described regarding the distribution line remote monitoring control system, the data indicating whether or not the process of charging the battery is being executed is easily obtained at the master station. . Then, from the time series of the data, as a feature value for deterioration determination, the number of continuous times continuously indicating that the process of charging the battery is being executed, and the data is being executed of the process of charging the battery At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery has run out to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next is a predetermined determination period The deterioration of the battery is determined by comparing the number of consecutive times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with the threshold values. In this way, by determining the deterioration of the battery based on the time series of the data by the deterioration determination means, it is possible to easily and accurately determine the deterioration of the battery that supplies power to the slave station.
本発明のバッテリ劣化診断装置の第2態様は、配電線の経路上に設けられ該配電線から電力を供給される子局と、該子局を介して該配電線の遠方監視制御を行う親局とを有する配電線遠方監視制御システムにおいて、該配電線からの電力の供給が停止されたときに該子局に電力を供給するバッテリに対し、その電圧に応じて充電する処理が繰り返し実行される場合、当該バッテリの劣化を診断するバッテリ劣化診断装置であって、前記バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータを所定周期毎に親局で取得し、当該取得されたデータの時系列を収集するバッテリデータ収集手段と、前記バッテリデータ収集手段により収集されたデータの時系列に基づいて、バッテリの劣化を判定する劣化判定手段とを備え、
前記劣化判定手段は、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とする。
According to a second aspect of the battery deterioration diagnosis apparatus of the present invention, there is provided a slave station that is provided on a distribution line route and that is supplied with electric power from the distribution line, and a master that performs remote monitoring control of the distribution line via the slave station. In a remote control system for distribution lines having a station, when a supply of power from the distribution line is stopped, a battery for supplying power to the slave station is repeatedly charged according to the voltage. The battery deterioration diagnosis device for diagnosing the deterioration of the battery, wherein data indicating whether or not the process of charging the battery is being executed is acquired at a predetermined cycle at the master station, and the acquired Battery data collecting means for collecting a time series of data, and deterioration determining means for judging battery deterioration based on the time series of data collected by the battery data collecting means ,
The deterioration determining means continuously processes the data to charge the battery from the time series of the data as a feature value for deterioration determination, continuously indicating that the process of charging the battery is being executed. At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery is no longer being executed to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next It is calculated within a predetermined determination period, and the deterioration of the battery is determined by comparing the number of continuous times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with a threshold value thereof .
上記第2態様のバッテリ劣化診断装置によれば、前述のように、バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータは、親局で容易に取得されるものである。そして、前記データの時系列から、バッテリの充電処理が終了したときから次の充電処理が開始されるまでの期間が判るので、バッテリの劣化が精度良く判定される。従って、本発明によれば、前記劣化判定手段で、前記データの時系列に基づいてバッテリの劣化を判定することにより、子局に電力を供給するバッテリの劣化を容易に精度良く判定することができる。 According to the battery deterioration diagnosis device of the second aspect, as described above, the data indicating whether or not the process of charging the battery is being executed is easily obtained at the master station. Since the time period from the end of the battery charging process to the start of the next charging process is known from the time series of the data, the deterioration of the battery is accurately determined. Therefore, according to the present invention, the deterioration determination unit can easily and accurately determine the deterioration of the battery that supplies power to the slave station by determining the deterioration of the battery based on the time series of the data. it can.
本発明のバッテリ劣化診断装置において、前記劣化判定手段は、前記バッテリデータ収集手段により収集されたデータの時系列を用いて、バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数を算出することにより、少なくとも所定の判定期間内で算出された該連続回数に基づいてバッテリの劣化を判定することができる。 In the battery deterioration diagnosis device according to the present invention, the deterioration determination unit continuously uses the time series of the data collected by the battery data collection unit to continuously indicate that the process of charging the battery is being performed. the by calculating, it is possible to determine the deterioration of the battery based on the number of consecutive calculated within at least a predetermined determination period.
すなわち、バッテリが劣化していくと、充電されて満充電となったときのバッテリ電圧が低くなると共にバッテリの自己放電が早くなるので、バッテリの充電処理が終了したときから次の充電処理が開始されるまでの期間が短くなっていく。そして、バッテリが劣化していき、バッテリの充電処理が終了したときから次の充電処理が開始されるまでの期間が、親局でデータを取得する所定周期より十分に短くなると、前記データの時系列では、該データがバッテリを充電する処理の実行中であることを示す状態が連続することとなる。従って、前記劣化判定手段により、前記連続回数に応じてバッテリの劣化を判定することで、バッテリの劣化を容易に精度良く判定することができる。 In other words, as the battery deteriorates, the battery voltage when the battery is fully charged is lowered and the battery self-discharge is accelerated, so the next charging process starts when the battery charging process ends. The period until it is shortened. Then, when the battery is deteriorated and the period from when the battery charging process is completed until the next charging process is started becomes sufficiently shorter than a predetermined cycle for acquiring data at the master station, In the series, the data indicates that the process of charging the battery is being executed. Therefore, by determining the deterioration of the battery according to the number of continuous times by the deterioration determining means, it is possible to easily determine the deterioration of the battery with high accuracy.
或いは、前記劣化判定手段は、前記バッテリデータ収集手段により収集された前記データの時系列を用いて、該データがバッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから、次にバッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの期間を、放電期間として算出することにより、少なくとも所定の判定期間内で算出された放電期間に基づいて、バッテリの劣化を判定することができる。 Alternatively, the deterioration determination means uses the time series of the data collected by the battery data collection means to indicate that the data is no longer being processed to charge the battery, and then time to indicate that a running process of charging, by calculating a discharge period can be based on the discharge period which is calculated at least in a predetermined determination period, to determine the deterioration of the battery .
すなわち、バッテリが劣化していくと、充電されて満充電となったときのバッテリの電圧が低くなると共にバッテリの自己放電が早くなるので、前記放電期間が短くなる。従って、前記劣化判定手段により、前記放電期間に応じてバッテリの劣化を判定することで、バッテリの劣化を容易に精度良く判定することができる。 That is, as the battery deteriorates, the voltage of the battery when it is fully charged is lowered and the self-discharge of the battery is accelerated, so that the discharge period is shortened. Therefore, by determining the deterioration of the battery according to the discharge period by the deterioration determination means, the deterioration of the battery can be easily and accurately determined.
また、前記劣化判定手段は、前記バッテリデータ収集手段により収集されたデータの時系列を用いて、該データがバッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから、次にバッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの期間を1回の放電の期間として、所定の判定期間内における放電の回数を算出することにより、少なくとも算出された放電の回数に基づいてバッテリの劣化を判定することができる。 In addition, the deterioration determining unit uses the time series of the data collected by the battery data collecting unit to indicate that the data is no longer being charged, and then charges the battery. By calculating the number of discharges within a predetermined determination period, with the period until indicating that the process is being executed as one discharge period, at least based on the calculated number of discharges Degradation can be determined.
すなわち、バッテリが劣化していくと、充電されて満充電となったときのバッテリの電圧が低くなると共にバッテリの自己放電が早くなるので、バッテリが劣化していくと、所定の判定期間内の放電回数が、劣化していない状態より多くなる。従って、前記劣化判定手段により、放電回数に応じてバッテリの劣化を判定することで、子局のバッテリの劣化を容易に精度良く判定することができる。 That is, as the battery deteriorates, the voltage of the battery when it is charged and fully charged decreases and the battery self-discharges faster, so when the battery deteriorates, it falls within a predetermined determination period. The number of discharges is greater than in the undegraded state. Therefore, by determining the deterioration of the battery according to the number of discharges by the deterioration determination means, it is possible to easily and accurately determine the deterioration of the battery of the slave station.
次に、本発明のバッテリ劣化診断方法は、配電線の経路上に設けられ該配電線から電力を供給される子局と、該子局を介して該配電線の遠方監視制御を行う親局とを有する配電線遠方監視制御システムにおいて、配電線からの電力の供給が停止されたときに子局に電力を供給するバッテリの劣化を診断するバッテリ劣化診断方法であって、前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出ステップと、前記バッテリ電圧検出ステップで検出された電圧が所定値以下となったときから少なくとも所定期間が経過するまでの間、配電線から供給される電力で前記バッテリを充電する処理を実行するバッテリ充電ステップと、前記バッテリ充電ステップにより前記バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータを、所定周期毎に親局で取得するデータ取得ステップと、前記データ取得ステップで取得されたデータの時系列を収集するバッテリデータ収集ステップと、前記バッテリデータ収集ステップで収集されたデータの時系列に基づいて、前記バッテリの劣化を判定する劣化判定ステップとを含み、
前記劣化判定ステップでは、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とする。
Next, the battery deterioration diagnosis method of the present invention includes a slave station that is provided on the distribution line and is supplied with power from the distribution line, and a remote station that performs remote monitoring control of the distribution line via the slave station In a remote control system for distribution lines, the battery deterioration diagnosis method for diagnosing deterioration of a battery that supplies power to a slave station when the supply of power from the distribution line is stopped, the voltage of the battery being The battery voltage detection step to detect, and the battery is charged with the power supplied from the distribution line from when the voltage detected in the battery voltage detection step becomes equal to or lower than a predetermined value until at least a predetermined period elapses. A battery charging step for executing processing, and data indicating whether or not the processing for charging the battery in the battery charging step is being executed at the master station at predetermined intervals. Determining the deterioration of the battery based on the data acquisition step to be obtained, the battery data collection step for collecting the time series of the data acquired in the data acquisition step, and the time series of the data collected in the battery data collection step Including a deterioration determination step ,
In the deterioration determination step, a process of charging the battery by the data for a continuous number of times continuously indicating that the process of charging the battery is being executed as a characteristic value for deterioration determination from the time series of the data. At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery is no longer being executed to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next It is calculated within a predetermined determination period, and the deterioration of the battery is determined by comparing the number of continuous times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with a threshold value thereof .
本発明のバッテリ劣化診断方法によれば、配電線遠方監視制御システムに関して説明したように、バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータは、前記データ取得ステップで、親局で容易に取得されるものである。そして、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、バッテリの劣化が判定される。このように、前記劣化判定ステップで、前記データの時系列に基づいてバッテリの劣化を判定することにより、子局に電力を供給するバッテリの劣化を容易に精度良く判定することができる。
According to the battery deterioration diagnosis method of the present invention, as described with respect to the distribution line remote monitoring control system, the data indicating whether or not the process of charging the battery is being performed is performed by the master station in the data acquisition step. It is easily acquired. Then, from the time series of the data, as a feature value for deterioration determination, the number of continuous times continuously indicating that the process of charging the battery is being executed, and the data is being executed of the process of charging the battery At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery has run out to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next is a predetermined determination period The deterioration of the battery is determined by comparing the number of consecutive times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with the threshold values. Thus, in the deterioration determination step, it is possible to easily and accurately determine the deterioration of the battery that supplies power to the slave station by determining the deterioration of the battery based on the time series of the data.
図1及び図2に示す実施形態の配電線遠方監視制御システムは、配電線6の経路上に設けられた子局8a〜8dと、これらの子局を介して配電線6の遠方監視制御を行う親局1とを備えている。配電線6は、変電所4a,4bと需要者とを接続し、需要者に電力を供給するためのものである。変電所4a,4bの遮断器5a,5bが接続状態にされると、配電線6を介して需要者に電力が供給される。また、配電線6の経路上には、配電線6の経路の接続状態(閉)と遮断状態(開)とを切り替える開閉器(遠制開閉器)7a〜7dが設けられている。開閉器7a〜7dには、配電線6の電流、電圧等を計測するセンサが内蔵されている。また、開閉器7a〜7dは、配電線6から供給される電力により動作される。
The distribution line remote monitoring and control system of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 performs slave monitoring and control of the distribution line 6 via the slave stations 8a to 8d provided on the route of the distribution line 6 and these slave stations. And a
子局8a〜8dは、開閉器7a〜7dにそれぞれ対応して設けられている。なお、配電線6は、変電所4a,4bからの電力を複数の需要者に供給するために分岐しており、開閉器7a〜7d,子局8a〜8dは、例えば、配電線6の各分岐点の上位や各需要者の上位に配置される。
The slave stations 8a to 8d are provided corresponding to the switches 7a to 7d, respectively. In addition, the distribution line 6 is branched in order to supply the electric power from the
また、子局8a〜8dの近傍には、それぞれ、配電線6から子局8a〜8dに電力を供給するための変圧器9a〜9dが備えられている。変圧器9a〜9dは、配電線6に接続され、配電線6の電圧を110Vに降圧して、子局8a〜8dの電源として供給する。また、子局8a〜8dの近傍には、配電線6からの電力の供給が停止されたときに、子局8a〜8dに電力を供給するバッテリ10a〜10dが備えられている。バッテリ10a〜10dには、例えば鉛蓄電池が用いられている。
In addition, transformers 9a to 9d for supplying power from the distribution line 6 to the slave stations 8a to 8d are provided in the vicinity of the slave stations 8a to 8d. The transformers 9a to 9d are connected to the distribution line 6, step down the voltage of the distribution line 6 to 110V, and supply the power as power for the slave stations 8a to 8d. Further, in the vicinity of the slave stations 8a to 8d,
子局8a〜8dは、開閉器7a〜7dの開閉状態の切替制御、開閉器7a〜7dの開閉状態の監視、配電線6の電流・電圧情報の監視等を行う。また、子局8a〜8dは、バッテリ10a〜10dの充電や、バッテリ10a〜10dの電圧等を行う。また、子局8a〜8dは、伝送路3を介して、電力会社の営業所に設けられた親局1と、監視制御情報の送受信を行う。伝送路3は、電力会社が有する専用の通信線であり、例えば架空地線、メタル通信ケーブル、光通信ケーブル等が用いられる。
The slave stations 8a to 8d perform switching control of the switching states of the switches 7a to 7d, monitoring of the switching states of the switches 7a to 7d, monitoring of current / voltage information of the distribution line 6, and the like. The slave stations 8a to 8d perform charging of the
親局18a〜8dは、子局8a〜8dとの通信を管理する通信管理ユニット15と、配電を制御するシステム管理ユニット16とを備えている。また、親局1には、営業所のオペレータに情報を提示し或いはオペレータが入力操作するための操作卓2が接続されている。通信管理ユニット15は、常時監視ポーリングを行い、開閉器7a〜7dの開閉状態やバッテリ10a〜10dの電圧等の監視情報を子局8a〜8dから取得する。システム管理ユニット16は、定常時の配電の監視制御や、停電時の復旧等を行う。また、システム管理ユニット16は、通信管理ユニット15により取得された子局8a〜8dの監視情報が格納される子局状態データベース(図示せず)を管理する機能や、送信要求に応じてバッテリ10a〜10dの電圧等のバッテリデータを送信する機能(バッテリデータ送信機能)を備えている。
The master stations 18a to 8d include a
さらに、親局1には、バッテリデータを収集して解析するためのコンピュータ(バッテリデータ収集パソコン)11が、シリアル通信ケーブル11aを介して接続されている。コンピュータ11には、親局1のシステム管理ユニット16に送信要求をして子局8a〜8dのバッテリデータの時系列を収集するバッテリデータ収集ユニット17と、収集したバッテリデータの時系列を用いてバッテリ10a〜10dの劣化を判定するバッテリ劣化判定ユニット18とが備えられている。
Further, a computer (battery data collection personal computer) 11 for collecting and analyzing battery data is connected to the
次に、一の子局8aについて、より詳細に説明する。なお、他の子局8b〜8dも同じ構成である。 Next, one slave station 8a will be described in more detail. The other slave stations 8b to 8d have the same configuration.
子局8aは、マイコン等からなる電子ユニットであり、子局ユニット12と、開閉器制御用リレーユニット13と、計測箱ユニット14とを備えている。子局ユニット12は、親局1と監視制御情報の送受信を行う上位通信部19と、コントロール部20と、リレー部21と、各部19,20,21に電源を供給する電源部22とを備えている。
The slave station 8a is an electronic unit composed of a microcomputer or the like, and includes a
開閉器制御用リレーユニット13は、計測箱ユニット14とリレー部21と電源部22と開閉器7aと変圧器9aとに接続されている。また、開閉器制御用リレーユニット13には、開閉器10aの開閉状態を手動で切り替えるためのカムスイッチ25が備えられている。開閉器制御用リレーユニット13は、リレー部21から出力される制御情報やカムスイッチ25の操作に応じて開閉器10aの開閉状態を切り替える。また、開閉器制御用リレーユニット13は、開閉器10aから、パレット情報やセンサ情報等の開閉器7aの状態を取得する。また、開閉器制御用リレーユニット13は、変圧器9aから出力される交流電圧(100V)を、開閉器制御用リレーユニット13の電源として用いる。また、開閉器制御用リレーユニット13は、変圧器9aから出力される交流電圧(100V)を、電源部22に供給する。
The switch
計測箱ユニット14は、開閉器制御用リレーユニット13に接続されており、開閉器制御用リレーユニット13を介して、開閉器10aのセンサ情報を取得し、配電線6の電圧、電流、電力等を計測する。また、計測箱ユニット14は保護機能を有し、異常を検知して開閉器制御用リレーユニット13から自断する。
The
コントロール部20は、子局ユニット12の各部19,21,22に制御指令を出力する。また、コントロール部20は、計測箱ユニット14と光通信して、配電線6の計測データを取得する。また、コントロール部20は、開閉器制御用リレーユニット13と光通信して、開閉器10aのセンサ情報を取得する。また、コントロール部20は、リレー部21を介して、開閉器制御用リレーユニット13に開閉器7aの制御情報を出力する。また、コントロール部20は、リレー部21を介して、開閉器制御用リレーユニット13の状態と、開閉器7aの状態とを取得する。また、コントロール部20は、上位通信部19と、親局1からの制御情報や親局1への監視情報の通信を行う。
The
電源部22は、通常時にバッテリ10aの充電を行い、停電時にバッテリ10aをユニットの電源との切り替えを行う停電バックアップ回路23と、バッテリ10aの電圧、バッテリ10aの温度、電源部22が実装された基板の温度とを計測する内部計測部24とを備えている。
The
次に図3を参照して、停電バックアップ回路23について説明する。停電バックアップ回路23は、AC/DCコンバータ26と、充電回路27と、AC/DCコンバータ26と充電回路27との接続をオン・オフするための接点スイッチ28と、バッテリ10aと内部計測部24との接続をオン・オフするための接点スイッチ29と、バッテリ10aと子局の各部19,20,21との接続をオン・オフするための接点スイッチ30と、整流用のダイオード31,32,33とを備えている。
Next, the power failure backup circuit 23 will be described with reference to FIG. The power failure backup circuit 23 includes an AC /
AC/DCコンバータ26の入力側は、開閉器制御用リレーユニット13に接続されており、変圧器9aから出力された交流電圧が、開閉器制御用リレーユニット13を介して印加される。AC/DCコンバータ26の出力側は、ダイオード31を介して、子局ユニット12の各部19,20,21に接続されており、AC/DCコンバータ26から出力された直流電圧が、子局の各部19,20,21に供給される。また、AC/DCコンバータ26の出力側は、接点スイッチ28の一端に接続されている。接点スイッチ28の他端は、充電回路27の入力側に接続されている。また、充電回路27の出力側は、ダイオード32を介して、バッテリ10aに接続されている。
The input side of the AC /
接点スイッチ28,29,30は、それぞれ、コントロール部20からの制御指令によりオン・オフされる。接点スイッチ28がオン状態になると、AC/DCコンバータ26から直流電圧が印加されて、充電回路27によりバッテリ10aが充電される。また、接点スイッチ29がオン状態になると、バッテリ10aと内部計測部24とが接続され、バッテリ10aの電圧値が計測される。また、接点スイッチ30がオン状態にされると、バッテリ10aから出力される直流電圧が、ダイオード33を介して、子局ユニット12の各部19,20,21に供給される。なお、接点スイッチ28は、内部計測部24により計測されたバッテリ10aの電圧値が所定電圧以下になったときから、所定期間の間、オン状態にされる。また、接点スイッチ30は、停電時にオン状態にされる。
The contact switches 28, 29, and 30 are turned on / off by a control command from the
なお、内部計測部24は、本発明のバッテリ電圧検出手段に相当する。また、停電バックアップ回路23は、本発明のバッテリ充電手段に相当する。また、バッテリデータ収集ユニット17は、本発明のバッテリデータ収集手段に相当する。また、バッテリ劣化判定ユニット18は、本発明の劣化判定手段に相当する。
The
次に、本実施形態のバッテリ劣化診断装置の作動を説明する。 Next, the operation of the battery deterioration diagnosis device of this embodiment will be described.
まず、全体の作動の概要について、バッテリ劣化診断装置では、子局8a〜8dで行われるバッテリ充電処理と、親局1で行われるデータ取得処理と、コンピュータ11で行われるバッテリ劣化判定処理とが、それぞれ所定周期で繰り返し実行される。
First, regarding the outline of the overall operation, in the battery deterioration diagnosis device, a battery charging process performed in the slave stations 8a to 8d, a data acquisition process performed in the
バッテリ充電処理では、内部計測部23により、バッテリ電圧Vb,バッテリ温度Tb,基板温度Tuが計測される。そして、停電時でなく、且つバッテリを充電する処理が実行されていないときに、バッテリ電圧Vbが所定電圧Vth以下の場合には、充電が開始される。なお、所定電圧Vthは、例えば、停電時に子局8a〜8dを所定期間(例えば1時間)動作させるのに必要とする最低限の電圧よりも若干高い電圧である。また、充電を開始してから、所定期間Tth経過した場合には、充電が停止される。また、所定期間Tth中に、バッテリ温度Tb,基板温度Tuが所定値以上であるときには、充電が中断され、バッテリ温度Tb,基板温度Tuが所定値未満となったときに再開される。 In the battery charging process, the internal measurement unit 23 measures the battery voltage Vb, the battery temperature Tb, and the substrate temperature Tu. When the battery voltage Vb is equal to or lower than the predetermined voltage Vth when the process of charging the battery is not executed at the time of a power failure, charging is started. The predetermined voltage V th is a voltage that is slightly higher than the minimum voltage required to operate the slave stations 8a to 8d for a predetermined period (for example, 1 hour) at the time of a power failure, for example. Further, when a predetermined period T th has elapsed since the start of charging, the charging is stopped. Further, during the predetermined period Tth , when the battery temperature Tb and the substrate temperature Tu are equal to or higher than the predetermined value, the charging is interrupted and restarted when the battery temperature Tb and the substrate temperature Tu become lower than the predetermined value.
データ取得処理では、通信管理ユニット15は、常時監視ポーリングにより子局8a〜8dから開閉器7a〜7dの開閉状態、配電線6の電流・電圧、バッテリデータ等の監視情報を取得し、取得されたデータをシステム管理ユニット16の子局状態データベースに格納する。バッテリデータには、バッテリ電圧Vb,バッテリ温度Tb,基板温度Tu,充電監視中フラグ,充電印加中フラグ,AC断フラグが含まれる。
In the data acquisition process, the
充電監視中フラグは、バッテリ10a〜10dを充電する処理が開始された状態であるか否かを示すフラグである。充電監視中フラグは、充電処理が開始されている場合には1に設定され、それ以外では0に設定される。また、充電印加中フラグは、実際に充電が実行されている(AC/DCコンバータ26の出力する直流電圧が充電回路27に印加されている)か否かを示すフラグである。充電印加中フラグは、実際に充電が実行されているとき(充電する処理が開始されてから所定期間Tth内で、且つバッテリ温度Tb,基板温度Tuが所定値未満のとき)には1に設定され、それ以外では0に設定される。また、AC断フラグは、停電時(配電線6からの電力の供給が停止されているとき)であるか否かを示すフラグである。AC断フラグは、停電時には1に設定され、それ以外では0に設定される。
The charge monitoring flag is a flag indicating whether or not the process of charging the
バッテリ劣化判定処理では、バッテリデータ収集ユニット17により、親局1のシステム管理ユニット16のバッテリデータ送信機能を用いて、子局8a〜8dのバッテリデータの時系列が収集される。そして、バッテリ劣化判定ユニット18により、収集したバッテリデータの時系列に基づいて、バッテリ10a〜10dの劣化が判定される。このとき、バッテリ劣化判定ユニット18は、充電監視中フラグの時系列データを用いて、充電状態の連続性や放電期間や放電回数を算出し、バッテリ10a〜10dの劣化を判定する。
In the battery deterioration determination process, the battery
次に、本実施形態のバッテリ劣化判定処理の詳細な動作を説明する。 Next, a detailed operation of the battery deterioration determination process of the present embodiment will be described.
図4は、バッテリ充電処理を示す。バッテリ充電処理では、STEP1〜8の処理が、第1制御周期(例えば5分程度)で繰り返し実行される。各子局8a〜8dで、それぞれ同様にバッテリ充電処理が実行される。以下の説明では、一の子局8aにおけるバッテリ充電処理について説明する。 FIG. 4 shows the battery charging process. In the battery charging process, steps 1 to 8 are repeatedly executed in a first control period (for example, about 5 minutes). In each of the slave stations 8a to 8d, the battery charging process is executed in the same manner. In the following description, the battery charging process in one slave station 8a will be described.
まず、STEP1で、内部計測部23は、バッテリ10aのバッテリ電圧Vbを計測する。具体的には、コントロール部20からの電圧計測許可指令により、接点スイッチ29がオン状態にされて、バッテリ電圧Vbが計測される。このとき、内部計測部23は、バッテリ10aのバッテリ温度Tb,基板温度Tuも計測する。
First, at STEP1, the internal measurement unit 23 measures the battery voltage Vb of the
次に、STEP2で、コントロール部20は、バッテリ10aを充電する処理が開始されている状態である(充電監視中である)か否かを確認する。充電する処理が開始されていない場合(STEP2の判断結果がNO)には、コントロール部20は、STEP3に進み、停電中であるか否かを判断する。具体的には、コントロール部20は、例えば、AC/DCコンバータ26から出力される直流電圧が所定値未満である場合に、停電中であると判断する。STEP3の判断結果がYES(停電中である)場合には、そのままバッテリ充電処理は終了される。
Next, in
STEP3の判断結果がNOの場合(停電中でない)には、STEP4に進み、コントロール部20は、バッテリ電圧Vbが所定電圧Vth(例えば12.5V)以下であるか否かを判断する。STEP4の判断結果がNO(Vb>Vth)の場合には、そのままバッテリ充電処理は終了される。
If the determination result in
STEP4の判断結果がYESの場合(Vb≦Vth)には、バッテリ10aを充電する処理が開始され、バッテリ充電処理は終了される。具体的には、コントロール部20の充電指令により、接点スイッチ28がオン状態にされ、充電回路27によりバッテリ10aが充電される。
When the determination result in STEP 4 is YES (Vb ≦ V th ), the process for charging the
STEP2の判断結果がYESの場合(充電監視中である)には、STEP6に進み、コントロール部20は、充電する処理を開始してから所定期間Tth(例えば24時間)内であるか否かを判断する。
If the determination result in
STEP6の判断結果がNOの場合(充電する処理を開始してから所定期間Tthを経過している)には、STEP7に進み、バッテリ10aを充電する処理が停止され、バッテリ充電処理は終了される。具体的には、コントロール部20の充電停止指令により、接点スイッチ28がオフ状態にされ、充電回路27がバッテリ10aから遮断される。
If the determination result in STEP 6 is NO (the predetermined period T th has elapsed since the charging process was started), the process proceeds to STEP 7, the process for charging the
STEP6の判断結果がYESの場合(充電する処理を開始してから所定期間Tth内である)には、STEP8に進み、コントロール部20は、バッテリ10aのバッテリ温度Tb,基板温度Tuに応じて、バッテリ10aの充電を中断又は再開する処理を実行する。そして、バッテリ充電処理を終了する。具体的には、コントロール部20は、充電印加中(接点スイッチ28がオン状態である)に、バッテリ温度Tbが所定温度Tbth(例えば50℃)以上であるか、又は基板温度Tuが所定温度Tuth(例えば50℃)以上である場合には、接点スイッチ28をオフ状態にして、充電を中断する。また、充電が中断されているときに、バッテリ温度Tbが所定温度Tbth未満で、且つ基板温度Tuが所定温度Tuth未満となった場合には、コントロール部20は、接点スイッチ28をオン状態にして、充電を再開する。なお、STEP6での所定期間Tthを経過したか否かの判断は、STEP5で充電を開始した時刻を基準として判断される。
If the determination result in STEP 6 is YES (within a predetermined period T th after starting the charging process), the process proceeds to STEP 8, and the
次に図5を参照して、親局1で行われるデータ取得処理について説明する。データ取得処理で、通信管理ユニット15は、通信回線単位に所定周期Tp(例えば3秒)で順次ポーリングを行う(常時監視ポーリング)。常時監視ポーリングでは、常時監視ポーリングテーブルの内容に従って、子局8a〜8dからデータが取得される。常時監視ポーリングテーブルには、所定数N(例えば7個)のテーブル(テーブル1〜テーブル7)が予め設定されており、各テーブルには、取得するデータを指定する要求ワードが予め登録されている。この要求ワードには、開閉器7a〜7dの開閉状態、配電線6の電流・電圧を取得するための要求ワードや、バッテリデータ(バッテリ電圧Vb,バッテリ温度Tb,基板温度Tu,充電監視中フラグ,充電印加中フラグ,AC断フラグ)を取得するための要求ワードが含まれている。
Next, with reference to FIG. 5, the data acquisition process performed in the
まず、1巡目のポーリングで、通信管理ユニット15は、テーブル1で指定されたデータを取得する。具体的には、まず、通信管理ユニット15は、子局8aに、テーブル1の要求ワードを送信する。子局8aでは、上位通信部19により、テーブル1の要求ワードが受信され、受信された要求ワードに応じて、データがコントロール部20から上位通信部19に送られ、上位通信部19から通信管理ユニット15にデータが送信される。このデータは周期Tp内に通信管理ユニット15で受信され、受信されたデータは、子局状態データベースに格納される。次に、通信管理ユニット15は、周期Tp後に、子局8aと同様に、子局8bにテーブル1の要求ワードを送信し、データを受信する。以下同様に、通信管理ユニット15は、子局8c,8dにテーブル1の要求ワードを送信し、データを受信する。
First, in the first round of polling, the
1巡目のポーリングが完了すると、通信管理ユニット15は、2巡目のポーリングを行い、テーブル2で指定されたデータを取得する。以下同様に、通信管理ユニット15は、3巡目〜7巡目のポーリングを行い、テーブル3〜7で指定されたデータを取得する。
When the first round polling is completed, the
以上が、データ取得処理の詳細である。なお、データ取得処理の全体の監視周期(データ取得周期)は、ポーリング周期Tp×子局総数×テーブル数で定まる。これにより、バッテリ10a〜10dの状態を示すデータが親局1で容易に取得される。
The above is the details of the data acquisition process. The overall monitoring period (data acquisition period) of the data acquisition process is determined by polling period Tp × total number of slave stations × number of tables. Thereby, the data indicating the state of the
次に、コンピュータ11でのバッテリ劣化判定処理について説明する。
Next, the battery deterioration determination process in the
図6に示すように、まず、バッテリデータ収集ユニット17は、システム管理ユニット16にバッテリデータ送信機能の起動命令を送る。この送信機能は、予め実装されたバッテリデータ送信プログラムをシステム管理ユニット16により実行することにより実現される。このバッテリデータ送信機能は、通常時は停止しており、コンピュータからの起動命令によって起動される。バッテリデータ送信機能が起動されると、システム管理ユニット16からコンピュータ11に、起動応答が送信される。次に、バッテリデータ収集ユニット16は、バッテリデータ送信機能に全子局8a〜8dのバッテリデータ収集要求を送信する。
As shown in FIG. 6, first, the battery
バッテリデータ収集要求では、収集するデータの条件(収集するデータの期間や内容)が指定される。収集するデータの期間としては、例えば、データの取得開始日時、データの取得終了日時、データの取得間隔(例えば、15分,20分,30分等)を指定する。なお、収集するデータの期間(取得開始日時から取得終了日時までの期間)は、例えば、2週間程度とする。また、収集するデータの内容としては、例えば、各データの取得日時,バッテリ電圧Vb,バッテリ温度Tb,基板温度Tu,充電監視中フラグ,充電印加中フラグ,AC断フラグ,通信異常フラグと指定する。なお、通信異常フラグは、子局8a〜8dの通信異常が発生している状態を示すフラグである。通信異常フラグは、通信異常発生中は1に設定され、それ以外は0に設定される。 In the battery data collection request, a condition of data to be collected (a period and contents of data to be collected) is specified. As a period of data to be collected, for example, a data acquisition start date and time, a data acquisition end date and time, and a data acquisition interval (for example, 15 minutes, 20 minutes, 30 minutes, etc.) are designated. The period of data to be collected (the period from the acquisition start date to the acquisition end date) is, for example, about two weeks. Further, the contents of data to be collected are designated as, for example, the acquisition date and time of each data, battery voltage Vb, battery temperature Tb, substrate temperature Tu, charging monitoring flag, charging application flag, AC disconnection flag, and communication abnormality flag. . The communication abnormality flag is a flag indicating a state in which a communication abnormality has occurred in the slave stations 8a to 8d. The communication abnormality flag is set to 1 when a communication abnormality occurs, and is set to 0 otherwise.
次に、バッテリデータ送信機能は、子局状態データベースを参照し、コンピュータ11から受信したバッテリデータ収集要求に指定された条件に応じて、子局8aのデータをコンピュータ11に送信する。バッテリデータ収集ユニット17は、データを受信すると、受信確認応答(ACK)を送信する。受信確認応答を受信すると、バッテリデータ送信機能は、次の子局8bのデータをコンピュータ11に送信する。以下、子局8c,8dについて同様にデータが送信される。要求された全データの送信を終了すると、バッテリデータ送信機能は停止する。
Next, the battery data transmission function refers to the slave station state database and transmits the data of the slave station 8a to the
次に、バッテリ劣化判定ユニット18は、収集されたデータに基づいて、バッテリ10a〜10dの劣化を判定する。なお、バッテリ10a〜10dについて、それぞれ同様に劣化を判定する処理が実行される。以下では、バッテリ10aを例として説明する。
Next, the battery
まず、バッテリ劣化判定ユニット18は、バッテリ10aの充電監視中フラグの時系列データから、劣化判定用の特徴量を算出する。具体的には、バッテリ劣化判定ユニット18は、充電監視中フラグの時系列データのうちの、充電監視中フラグが1であるデータの連続回数Numを算出する。次に、バッテリ劣化判定ユニット18は、算出した連続回数Numが、所定閾値Numth以上であるか否かを判断して、バッテリ10aの劣化を判定する。連続回数Numが閾値Numth以上である場合には、バッテリ10aが劣化していないと判定される。連続回数Numが閾値Numth未満の場合には、バッテリ10aが劣化していると判定される。
First, the battery
ここで、上述のバッテリ10aの劣化の判定について説明する。
Here, the determination of the deterioration of the
図7(a)(b)には、子局8aのバッテリ電圧Vbと、充電監視中フラグとの経時変化の様子が上段側からそれぞれ例示されている。図7(a)(b)の上段のVmax,Vmax’は、それぞれ、満充電状態でのバッテリ電圧Vbを示す。また、図7(a)(b)の下段には、それぞれ20個の時系列データD1〜D20,D1’〜D20’が模式的に示されている。なお、図7(a)の例は、バッテリ10aが劣化していない例を示し、図7(b)の例は、バッテリ10aが劣化している例を示す。
FIGS. 7 (a) and 7 (b) illustrate how the battery voltage Vb of the slave station 8a and the charging monitoring flag change with time, respectively, from the upper side. The upper Vmax and Vmax 'in FIGS. 7A and 7B indicate the battery voltage Vb in the fully charged state, respectively. Further, 20 time-series data D1 to D20 and D1 'to D20' are schematically shown in the lower part of Figs. 7 (a) and 7 (b), respectively. 7A shows an example in which the
まず、図7(a)に示すように、時刻t1前では、バッテリ10aの充電の処理は停止されており、バッテリ10aは自己放電している。時刻t1で、電圧VbがVth以下となって、バッテリ10aの充電の処理が開始される。時刻t1〜t2で、充電の処理が継続されて期間Tthが経過し、時刻t2で、バッテリ10aの充電の処理が停止される。時刻t2〜t3では、バッテリ10aは自己放電しており、時刻t3で、電圧VbがVth以下となって、バッテリ10aの充電の処理が開始される。以下、時刻t1〜t3と同様に、バッテリ10aの充電が繰り返される。このとき、電圧監視中フラグが1である連続したデータD1〜D5,D11〜D15のうち、最大の連続回数5が、電圧監視中フラグの連続回数Numとされる。
First, as shown in FIG. 7A, before the time t1, the charging process of the
次に、図7(b)に示すように、時刻t1’前では、バッテリ10aの充電の処理が継続されている。時刻t1’で、期間Tthが経過し、バッテリ10aの充電の処理が停止される。時刻t1’〜t2’では、バッテリ10aは自己放電しており、時刻t2’で、電圧VbがVth以下となって、バッテリ10aの充電の処理が開始される。時刻t2’〜t3’で、充電の処理が継続されて期間Tthが経過し、時刻t3’で、バッテリ10aの充電の処理が停止される。時刻t3’〜t4’では、バッテリ10aは自己放電しており、時刻t4’で、電圧VbがVth以下となって、バッテリ10aの充電の処理が開始される。以下、時刻t2’〜t4’と同様に、バッテリ10aの充電が繰り返される。
Next, as shown in FIG. 7B, the process of charging the
このとき、電圧監視中フラグが1である連続したデータD1’〜D20’の連続回数20が、電圧監視中フラグの連続回数Numとされる。すなわち、図7(b)に示したように、バッテリ10aが劣化している状態では、満充電状態のバッテリ電圧Vmax’は、劣化していない状態の満充電状態のバッテリ電圧Vmaxより低く、また、自己放電の速度が早いため、放電期間が短くなる。そして、放電時間が、電圧監視中フラグを取得する周期(データ取得周期)に比べて短いために、電圧監視中フラグが1である状態が継続する。
At this time, the
そして、バッテリ劣化判定ユニット18は、算出した連続回数Numが、閾値Numth(例えば10回)以上であるか否かを判断して、バッテリ10aの劣化を判定する。図7(a)に示した例では、連続回数Numが閾値Numth以上であるので、バッテリ10aが劣化していないと判定される。また、図7(b)に示した例では、連続回数Numが閾値Numth未満であるので、バッテリ10aが劣化していると判定される。以上の処理により、本実施形態のバッテリ劣化診断装置によれば、子局8aのバッテリ10aの劣化を容易に精度良く判定することができる。
Then, the battery
なお、本実施形態では、バッテリ劣化判定ユニット18は、劣化判定用の特徴量として、充電監視中フラグが1であるデータの連続回数を用いたが、他の実施形態として、劣化判定用の特徴量として、例えば、充電監視中フラグから放電期間を算出して用いてもよい。具体的には、図7(a)の例では、充電監視中データD7〜D9、D17〜D21について、それぞれ放電期間が1.5時間,2時間と算出される。また、図7(b)の例では、充電期間が0時間と算出される。そして、バッテリ劣化判定ユニット18は、例えば、各放電期間のうちの最大値が所定の閾値以下の場合に、バッテリ10aが劣化していると判定する。すなわち、バッテリ10aが劣化している場合には、放電期間が短くなるので、このように放電期間に応じて判定することで、バッテリ10aの劣化を容易に精度良く判定することができる。
In the present embodiment, the battery
また、バッテリ劣化判定ユニット18は、劣化判定用の特徴量として、例えば、充電監視中フラグの時系列データから、データ収集期間中の放電回数又は充電回数を算出して用いてもよい。さらに、バッテリ劣化判定ユニット18は、劣化判定用の特徴量として、上述の連続回数Num、放電期間、放電回数又は充電回数を組み合わせて用いてもよい。
Further, the battery
1…親局、6…配電線、8a〜8d…子局、10a〜10d…バッテリ、17…バッテリデータ収集ユニット(バッテリデータ収集手段)、18…バッテリ劣化判定ユニット(劣化判定手段)23…停電バックアップ回路(バッテリ充電手段)、24…内部計測部(バッテリ電圧検出手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記配電線からの電力の供給が停止されたときに前記子局に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、
前記バッテリ電圧検出手段により検出された電圧が所定値以下となったときから、少なくとも所定期間が経過するまでの間、前記配電線から供給される電力で前記バッテリを充電する処理を実行するバッテリ充電手段と、
前記バッテリ充電手段により前記バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータを所定周期毎に前記親局で取得し、当該取得されたデータの時系列を収集するバッテリデータ収集手段と、
前記バッテリデータ収集手段により収集された前記データの時系列に基づいて、前記バッテリの劣化を判定する劣化判定手段とを備え、
前記劣化判定手段は、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とする配電線遠方監視制御システム。 In a distribution line remote monitoring control system having a slave station that is provided on the distribution line path and that is supplied with electric power from the distribution line, and a master station that performs remote monitoring control of the distribution line via the slave station,
A battery for supplying power to the slave station when supply of power from the distribution line is stopped;
Battery voltage detection means for detecting the voltage of the battery;
Battery charging for executing a process of charging the battery with power supplied from the distribution line from when the voltage detected by the battery voltage detecting means becomes equal to or lower than a predetermined value until at least a predetermined period elapses. Means,
Battery data collecting means for acquiring data indicating whether or not the process of charging the battery by the battery charging means is being executed at the master station at predetermined intervals, and collecting a time series of the acquired data; ,
Deterioration determining means for determining deterioration of the battery based on the time series of the data collected by the battery data collecting means ,
The deterioration determining means continuously processes the data to charge the battery from the time series of the data as a feature value for deterioration determination, continuously indicating that the process of charging the battery is being executed. At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery is no longer being executed to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next Distribution line remote monitoring characterized in that it is calculated within a predetermined determination period and the deterioration of the battery is determined by comparing the number of continuous times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods and their thresholds. Control system.
前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、
前記バッテリ電圧検出手段により検出された電圧が所定値以下となったときから、少なくとも所定期間が経過するまでの間、前記配電線から供給される電力で前記バッテリを充電する処理を実行するバッテリ充電手段と、
前記バッテリ充電手段により前記バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータを所定周期毎に前記親局で取得し、当該取得されたデータの時系列を収集するバッテリデータ収集手段と、
前記バッテリデータ収集手段により収集された前記データの時系列に基づいて、前記バッテリの劣化を判定する劣化判定手段とを備え、
前記劣化判定手段は、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とするバッテリ劣化診断装置。 In a distribution line remote monitoring and control system, comprising: a slave station provided on a distribution line path to which power is supplied from the distribution line; and a master station that performs remote monitoring control of the distribution line via the slave station. A battery deterioration diagnosis device that diagnoses deterioration of a battery that supplies power to the slave station when supply of power from the distribution line is stopped,
Battery voltage detection means for detecting the voltage of the battery;
Battery charging for executing a process of charging the battery with power supplied from the distribution line from when the voltage detected by the battery voltage detecting means becomes equal to or lower than a predetermined value until at least a predetermined period elapses. Means,
Battery data collecting means for acquiring data indicating whether or not the process of charging the battery by the battery charging means is being executed at the master station at predetermined intervals, and collecting a time series of the acquired data; ,
Deterioration determining means for determining deterioration of the battery based on the time series of the data collected by the battery data collecting means ,
The deterioration determining means continuously processes the data to charge the battery from the time series of the data as a feature value for deterioration determination, continuously indicating that the process of charging the battery is being executed. At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery is not being executed to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next A battery deterioration diagnosis device that calculates within a predetermined determination period and determines the deterioration of the battery by comparing the number of continuous times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with a threshold value thereof. .
前記バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータを所定周期毎に前記親局で取得し、当該取得されたデータの時系列を収集するバッテリデータ収集手段と、
前記バッテリデータ収集手段により収集された前記データの時系列に基づいて、前記バッテリの劣化を判定する劣化判定手段とを備え、
前記劣化判定手段は、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とするバッテリ劣化診断装置。 In a distribution line remote monitoring and control system, comprising: a slave station provided on a distribution line path to which power is supplied from the distribution line; and a master station that performs remote monitoring control of the distribution line via the slave station. Battery deterioration diagnosis for diagnosing deterioration of the battery when the process of charging the battery that supplies power to the slave station according to the voltage is repeatedly executed when the supply of power from the distribution line is stopped A device,
Battery data collection means for acquiring data indicating whether or not the process of charging the battery is being performed at the master station at predetermined intervals, and collecting a time series of the acquired data;
Deterioration determining means for determining deterioration of the battery based on the time series of the data collected by the battery data collecting means ,
The deterioration determining means continuously processes the data to charge the battery from the time series of the data as a feature value for deterioration determination, continuously indicating that the process of charging the battery is being executed. At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery is no longer being executed to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next A battery deterioration diagnosis device that calculates within a predetermined determination period and determines the deterioration of the battery by comparing the number of continuous times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with a threshold value thereof. .
前記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出ステップと、
前記バッテリ電圧検出ステップで検出された電圧が所定値以下となったときから、少なくとも所定期間が経過するまでの間、前記配電線から供給される電力で前記バッテリを充電する処理を実行するバッテリ充電ステップと、
前記バッテリ充電ステップにより前記バッテリを充電する処理の実行中であるか否かを示すデータを、所定周期毎に前記親局で取得するデータ取得ステップと、
前記データ取得ステップで取得された前記データの時系列を収集するバッテリデータ収集ステップと、
前記バッテリデータ収集ステップで収集された前記データの時系列に基づいて、前記バッテリの劣化を判定する劣化判定ステップとを含み、
前記劣化判定ステップでは、前記データの時系列から、劣化判定用の特徴量として、前記バッテリを充電する処理の実行中であることを連続して示す連続回数、前記データが前記バッテリを充電する処理の実行中でなくなったことを示すときから次に前記バッテリを充電する処理の実行中となったことを示すまでの放電期間、該放電期間の回数、充電期間の回数のうちの少なくとも1つを所定の判定期間内で算出し、該連続回数、放電期間、放電期間の回数又は充電期間の回数とそれらの閾値との比較により、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とするバッテリ劣化診断方法。 In a distribution line remote monitoring and control system, comprising: a slave station provided on a distribution line path to which power is supplied from the distribution line; and a master station that performs remote monitoring control of the distribution line via the slave station. A battery deterioration diagnosis method for diagnosing deterioration of a battery that supplies power to the slave station when supply of power from a distribution line is stopped,
A battery voltage detecting step for detecting a voltage of the battery;
Battery charging for executing a process of charging the battery with power supplied from the distribution line from the time when the voltage detected in the battery voltage detecting step becomes equal to or lower than a predetermined value until at least a predetermined period elapses. Steps,
A data acquisition step of acquiring data indicating whether or not the process of charging the battery in the battery charging step is being performed at the master station at a predetermined cycle;
A battery data collection step for collecting a time series of the data acquired in the data acquisition step;
A deterioration determination step of determining deterioration of the battery based on a time series of the data collected in the battery data collection step ,
In the deterioration determination step, a process of charging the battery by the data for a continuous number of times continuously indicating that the process of charging the battery is being executed as a characteristic value for deterioration determination from the time series of the data. At least one of a discharge period, a number of times of the discharge period, and a number of times of the charge period from the time of indicating that the battery is no longer being executed to the time of indicating that the process of charging the battery is being executed next A battery deterioration diagnosis method comprising: calculating within a predetermined determination period, and determining the deterioration of the battery by comparing the number of continuous times, the discharge period, the number of discharge periods, or the number of charge periods with a threshold value thereof. .
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