JP6155130B2 - ディジタル保護制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力系統を保護するディジタル保護制御装置に係り、例えば、リレー動作時における電力系統応動解析を目的とするデータセーブ技術に関する。

背景技術のディジタル保護制御装置（以下、単に装置ともいう。）において、装置のアナログ入力情報、ディジタル入出力情報、当該装置の設定状態、当該装置における保護演算のシーケンス情報などを時系列に保存するデータセーブ機能が設けられている。このデータセーブ機能により保存されたデータは、主にリレー動作時の系統応動解析や、当該装置の故障部位の推定といった目的に使用されている。

データセーブ機能により保存されるレコードは、装置の電源が切られても保持し続けることが求められるために、記憶媒体として、フラッシュメモリやバッテリバックアップ機能を備えたＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の不揮発性記憶装置が使用されることが多い。

ディジタル保護制御装置が適用される電力系統システムの大規模化及び複雑化に伴って、データセーブ機能により保存されるレコードのサイズは増大する傾向にあるため、データを保存するためのメモリの大容量化が求められている。しかし、保護制御装置のような組込機器で一般的に用いられるＣＰＵ（Central Processing Unit）はアドレス空間によるメモリ容量の制約があり、大容量化が困難である。また、アドレス空間の広いＣＰＵを使用して大容量のメモリを使用した場合には、それらは非常に高価となってしまう。

限られたメモリ容量を有効的に使用するため、一般的にはデータセーブ機能で保存できるレコード件数をあらかじめ決定しておき、ＦＩＦＯ（First In First Out:先入れ先出し法）に従った保存が行なわれる。ＦＩＦＯに従った保存手法とは、新規レコード保存時にメモリ容量が足りない場合、既に保存されているレコードのうち保存された時刻が最も古いレコードを削除し、削除されたメモリ領域に新規レコードを保存するという手法である。

下記の特許文献１には、ディジタル保護継電装置において、一定時間内に同じ異常が発生した場合に異常情報を上書き記憶し、一定時間を超えて同じ異常が発生した場合に新規の異常情報として記憶する技術が記載されている。

特開平１１−５５８４５号公報

しかしながら、データセーブ機能で保存されるレコードは、系統応動解析や故障部位推定を行なうにあたって重要なものと、重要でないものとが混在している。そのため、従来のＦＩＦＯに従った保存手法では、重要でないレコードの新規保存によって重要なレコードが消去されてしまう。また、上記の特許文献１の技術では、一定時間内に同じ異常が発生した場合には異常情報を上書きすることによりメモリを節約できるが、重要レコード等の優先度の高いデータを優先して保存することはできない。
本発明の目的は、優先度の高いデータを優先してメモリに保存することができるディジタル保護制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するための、本願発明の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
電力系統を保護するディジタル保護制御装置において、
データを一時保持するデータ一時記憶部と、
データを保存するとともに、前記保存する保存データと対応付けて該保存データの優先度を保存するデータ保存記憶部と、
前記データ一時記憶部に保持した一時保持データを、前記データ保存記憶部へ保存データとして保存させるデータ保存指令を出力する保護演算部と、
前記一時保持データの優先度を判定する優先度判定部と、
前記保護演算部から前記データ保存指令が出力されると、前記データ保存記憶部に空きエリアがある場合は、前記一時保持データと該一時保持データの優先度とを互いに対応付けて、前記データ保存記憶部に保存させ、前記データ保存記憶部に空きエリアがない場合は、前記優先度判定部で判定された前記一時保持データの優先度と、前記データ保存記憶部に保存された前記保存データの優先度とを比較し、前記一時保持データの優先度が前記保存データの優先度より高い場合に、前記一時保持データと該一時保持データの優先度とを互いに対応付けて、前記データ保存記憶部に保存させ、前記一時保持データの優先度が前記保存データの優先度より低い場合に、前記一時保持データと該一時保持データの優先度とを前記データ保存記憶部に保存させない保存選択部と、
を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、優先度の高いデータを優先的にメモリに保存することができる。

本発明の第１実施形態におけるディジタル保護制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態におけるデータセーブ機能のデータフローを示す図である。 本発明の第１実施形態における優先度テーブルのフォーマットの一例である。 本発明の第１実施形態における優先度テーブルを示す図である。 本発明の第１実施形態における優先度判定部の処理フローチャートを示す図である。 本発明の第１実施形態における保存選択部の処理フローチャートを示す図である。 第２実施形態における優先度テーブルを示す図である。 第３実施形態における優先度テーブルを示す図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。第１実施形態のディジタル保護制御装置は、制御対象の保護リレー（継電器）、保護対象である電力系統の遮断器や負荷開閉器、電力系統の電圧や電流を計測するＰＴ（計器用変圧器）やＣＴ（変流器）等と電気信号により接続されている。

図１は、本発明の第１実施形態におけるディジタル保護制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図1に示すように、第１実施形態のディジタル保護制御装置１０は、アナログ入力部１１と、ディジタル入力部１２と、ディジタル出力部１３と、処理部１４と、揮発性記憶部１５と、不揮発性記憶部１６と、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインタフェース）部１７とを備えている。これら各構成部は、システムバス１８により互いに接続されている。

（ディジタル保護制御装置の動作概要）
まず、第１実施形態のディジタル保護制御装置１０の動作概要を説明する。
揮発性記憶部１５内には、アナログ入力部１１及びディジタル入力部１２から入力されたデータが、周期的かつ時系列に上書きされ一時保持される。そして、リレー動作時や装置異常発生時に、処理部１４からデータ保存指令が出力されると、揮発性記憶部１５に一時保持されたデータのうち、保存指令出力前後の所定時間のデータを1件のレコードとして、不揮発性記憶部１６へ保存する。

このとき処理部１４は、不揮発性記憶部１６に空きエリアがない場合、新たに保存する予定の新規データの優先度が、既に不揮発性記憶部１６へ保存されている既存データの優先度より高いか否かの優先度判定を行い、新規データの優先度が既存データの優先度より高い場合又は優先度が同等である場合は新規データを保存するが、新規データの優先度が既存データの優先度よりも低い場合は新規データを保存しない。このようにして、優先度の高いデータを確実に保存しつつ、不揮発性記憶部１６の容量を節約することができる。

（ディジタル保護制御装置の構成）
次に、第１実施形態のディジタル保護制御装置１０の各構成部を説明する。
アナログ入力部１１は、装置外部のＰＴやＣＴから、装置外部の電力系統の電圧値及び電流値の情報を、アナログ信号として入力し、ディジタルデータに変換した後、処理部１４や揮発性記憶部１５へ出力するものである。

ディジタル入力部１２は、装置外部の機器状態や外部条件等の情報を、ディジタル入力信号として入力し、ディジタルデータとして、処理部１４や揮発性記憶部１５へ出力するものである。なお、装置外部の機器状態のディジタル入力信号とは、例えば遮断器や負荷開閉器等の開閉状態を示すディジタル入力信号である。また、外部条件のディジタル入力信号とは、例えばリレーのトリップ出力など一定の条件が成立しているかどうかを示すディジタル入力である。

ディジタル出力部１３は、リレー動作させるための遮断器トリップ指令や、装置異常検出データなどを、処理部１４から受け取り、ディジタル信号として出力するものである。

処理部１４は、ＣＰＵ部１４ａとメモリ部１４ｂとを含んで構成される。
メモリ部１４ｂには、優先度テーブル１４ｂ１が記憶されている。前述した処理部１４による保存予定新規データの優先度判定は、優先度テーブル１４ｂ１の情報に基づき行なわれる。図３は、第１実施形態における優先度テーブル１４ｂ１のフォーマットの一例である。図３に示すように、優先度テーブル１４ｂ１は、処理部１４における優先度判定順を示す番号である判定順と、優先度判定の条件と、優先度判定の結果、付与される優先度から構成される。優先度テーブル１４ｂ１は、揮発性記憶部１５内に一時保持したデータを、不揮発性記憶部１６へ保存するか否かを判定するために使用されるテーブルである。

図３の例では、処理部１４は、条件式（１）、条件式（２）、条件式（３）の順に優先度判定を行う。そして、後述するデータ保存エリア１６ａへの保存対象である新規データが条件式（１）を満足した場合、その新規データは優先度Ａと判定され、条件式（２）を満足した場合、その新規データは優先度Ｃと判定され、条件式（３）を満足した場合、その新規データは優先度Ｂと判定される。本実施形態では、優先度は、Ａが最も高く、Ｃが最も低い。

図１に示すように、ＣＰＵ部１４ａは、保護演算部１４ａ１と優先度判定部１４ａ２と保存選択部１４ａ３とを含んで構成される。ＣＰＵ部１４ａは、ＨＭＩ部１７で受け付けたユーザからの指示に基づき、データ保存エリア１６ａ１〜１６ａｎに保存されたレコードを、ＨＭＩ部１７に表示させる。また、ＣＰＵ部１４ａは、ＨＭＩ部１７で受け付けたユーザからの指示に基づき、データ保存エリア１６ａ１〜１６ａｎに保存されたレコードを削除する。

保護演算部１４ａ１は、アナログ入力部１１から取得したデータ（電力系統の電圧値や電流値等）に基づき、遮断器等を開閉するためのリレー動作を行うか否かを判定するリレー動作判定処理を行い、リレー動作判定処理を行った後に、リレー動作を行うためのシーケンス処理を行う。また、保護演算部１４ａ１は、リレー動作時や装置異常発生時に、揮発性記憶部１５に一時保持されたデータを不揮発性記憶部１６へ保存するよう指令するデータ保存指令を出力する。

優先度判定部１４ａ２は、前述した保存予定新規データの優先度判定を行う。詳しくは、保護演算部１４ａ１からデータ保存指令が出力されると、該データ保存指令が出力された時点において、該データ保存指令出力時点前後の所定期間内に揮発性記憶部１５に一時保持されるデータの優先度を、優先度テーブル１４ｂ１の情報に基づき判定する優先度判定処理を行なう。
例えば、優先度判定部１４ａ２は、揮発性記憶部１５に、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５の順に時系列にデータが一時保持され、時刻ｔ３においてデータ保存指令が出力されると、例えば時刻ｔ２〜ｔ４の期間の一時保持データの優先度判定処理を行なう。

保存選択部１４ａ３は、不揮発性記憶部１６に空きエリアがある場合、保護演算部１４ａ１からデータ保存指令が出力されると、該データ保存指令出力時点前後の所定期間内に揮発性記憶部１５に一時保持されるデータを、無条件に不揮発性記憶部１６へ保存する。

保存選択部１４ａ３は、不揮発性記憶部１６に空きエリアがない場合、優先度判定部１４ａ２から出力された優先度に基づき、揮発性記憶部１５に一時保持された一時保持データを、不揮発性記憶部１６へ保存するか否かの選択を行ない、保存を選択した場合に、不揮発性記憶部１６へ保存する。

詳しくは、不揮発性記憶部１６に空きエリアがない場合、保存選択部１４ａ３は、前述したように、新たに保存する予定の新規データである揮発性記憶部１５の一時保持データの優先度が、既に不揮発性記憶部１６へ保存されている既存データの優先度以上であるか否かの優先度判定を行う。そして、新規データの優先度が既存データの優先度以上である場合は、新規データをその新規データの優先度と対応付けて、不揮発性記憶部１６へ上書きし保存する。上書きすることにより、不揮発性記憶部１６へ保存されていた既存データの一部は削除（消去）される。新規データの優先度が既存データの優先度よりも低い場合は、新規データを保存しない。

揮発性記憶部１５は、ディジタル保護制御装置１０のワークメモリの役割を担うものであり、ＲＡＭ（Random Access Memory）で構成される。揮発性記憶部１５の一部にデータ一時保持エリア１５ａが設けられ、アナログ入力部１１とディジタル入力部１２から出力された情報と、保護演算部１４ａ１によるシーケンス処理結果情報とを、時系列に継続して格納し一時的に保持する。データ一時保持エリア１５ａは、データを一時保持するデータ一時記憶部である。

詳しくは、データ一時保持エリア１５ａにはリングバッファを使用し、データがバッファ領域を超えた場合は、バッファの先頭からデータを上書きして格納する。データ格納は、ＣＰＵ部１４ａのバス制御によるＤＭＡ（Direct Memory Access）転送機能を使用し、ＣＰＵ部１４ａの処理負荷に関わらず、定期的に行なわれる。

不揮発性記憶部１６は、データ保存エリア１６ａ１〜１６ａｎを含む任意の複数の記憶領域を持つ。各データ保存エリア１６ａ１〜１６ａｎは、それぞれ、保護演算部１４ａ１からデータ保存指令が出力された際に、揮発性記憶部１５のデータ一時保持エリア１５ａに一時的に保持された情報を、１レコード分の情報として保存する領域である。データ保存エリア１６ａ１〜１６ａｎを総称するときは、データ保存エリア１６ａと称する。データ保存エリア１６ａは、後述するように、データ一時保持エリア１５ａに一時的に保持されていたデータを保存するとともに、該保存する保存データと対応付けて該保存データの優先度を保存するデータ保存記憶部である。

ＨＭＩ部１７は、表示パネルやキー等を備え、ユーザ（操作者）に対する装置状態の表示や、ユーザからの入力受け付けを行なう操作表示部である。ＨＭＩ部１７は、ユーザからの要求を受け付け、データ保存エリア１６ａに保存されたレコードを表示する。

（データセーブ動作）
以下、第１実施形態におけるディジタル保護制御装置１０のデータセーブ動作について、図２に示したデータフローを参考に説明する。図２は、第１実施形態におけるデータセーブ機能のデータフローを示す図である。図２において、図１と同じ符号を付している部位は同一の部位とする。

このデータセーブ機能においては、リレー動作時や装置異常発生時等に保護演算部１４ａ１から出力されるデータ保存指令をトリガとして、該トリガ前後の所定時間における揮発性記憶部１５の一時保持エリア１５ａにある保存対象データを、１件のレコードとして、データ保存エリア１６ａ１〜１６ａｎ（図２の例では、データ保存エリア１６ａ１〜１６ａ５）のいずれかに保存する。

データ保存指令直前のデータをデータ保存エリア１６ａに保存できるように、データ保存指令が出力されていないときも、保存対象データをデータ一時保持エリア１５ａに常に格納し続ける。
ここで保存対象データとは、例えばアナログ入力部１１を介してディジタルデータに変換された電力系統の電流値や電圧値の情報と、ディジタル入力部１２より入力された情報と、シーケンス処理中で使用されるディジタル値の情報と、装置状態や設定を示すディジタル値の情報とを含む情報である。

リレー動作や装置異常発生に伴い、保護演算部１４ａ１からデータ保存指令が出力されると、該データ保存指令が入力された優先度判定部１４ａ２は、データ保存指令前の所定の第１の期間の第１の保存対象データと、データ保存指令後の所定の第２の期間の第２の保存対象データとを抽出し、合わせて１件の新規レコードとして、揮発性記憶部１５に保持させる。
このように、第１の保存対象データと、データ保存指令を挟んで第１の保存対象データに連続する第２の保存対象データとを、１件の新規レコードとして保持し、データ保存エリア１６ａに保存することにより、データ保存指令前後におけるデータを解析することが可能となる。

次に、優先度判定部１４ａ２は、後述する装置設定状態と優先度テーブル１４ｂ１とに基づいて、新規レコード（保存対象データ）の優先度判定を行なう。第１実施形態の優先度テーブル１４ｂ１の具体例を図４に示す。図４は、第１実施形態における優先度テーブルを示す図である。
図４の例では、判定順１の判定条件は、データ保存指令が保護演算部１４ａ１から出力された時点において、装置設定状態が強制制御モード（つまり操作者による手動モード）中であるか否か、つまり、強制制御モードによるリレー動作中であるか否かであり、強制制御モード中である場合、保存対象データの優先度はＣ（最低の優先度）と判定される。

また、判定順２の判定条件は、データ保存指令が保護演算部１４ａ１から出力された時点において、試験モードがＯＮであるか否かであり、試験モードがＯＮである場合、保存対象データの優先度はＢと判定される。
また、判定順３の判定条件は、データ保存指令が保護演算部１４ａ１から出力された時点において、試験モードがＯＦＦであるか否かであり、試験モードがＯＦＦである場合、つまり装置が通常運用状態の場合、保存対象データの優先度はＡ（最高の優先度）と判定される。

一般に、装置試験中のデータは通常運用中のデータよりも重要でないことが多いため、優先度判定の基準は、装置が試験状態（試験モード）にあるかどうかとする。すなわち、データ保存指令が優先度判定部１４ａ２に入力された際に、装置が試験状態であった場合はデータの優先度を低く設定し（優先度Ｂ）、試験状態でない通常状態の場合はデータの優先度を高く設定する（優先度Ａ）といった優先度判定を行なうこととする。一般にディジタル保護制御装置は、装置やシステム全体の試験のために試験機能を備えており、試験状態か否かを含む装置設定状態は、例えば、操作者によりＨＭＩ部１７から指定される。そして、ＨＭＩ部１７から入力された装置設定状態の情報は、処理部１４により揮発性記憶部１５に記憶されている。
また、強制制御モード、つまり操作者による手動モードの場合は、データの優先度が、試験モードよりも低く設定される（優先度Ｃ）。

優先度判定部１４ａ２の処理を、図５を用いて説明する。図５は、第１実施形態における優先度判定部の処理フローチャートを示す図である。
優先度判定部１４ａ２は、図５に示すように、図４の優先度テーブル１４ｂ１の判定順に、つまり判定順を示す番号の小さい行から、条件を満足するか否かの確認を行い、条件を満たす場合は、当該行の優先度欄に記されている優先度を新規レコードに適用する。
なお、図５では、判定順３までのフローが記されているが、図４の優先度テーブル１４ｂ１に判定順４以降が設定されている場合は、判定順４以降の行についても同様に、条件を満足するか否かの確認を行い、条件を満たす場合は、当該行の優先度欄に記されている優先度を新規レコードに適用する。

まず、図５のステップＳ１において、条件式（１）が真であるか否かを確認する。つまり、図４の判定順番号１の「強制制御モードによるリレー動作であるか」という条件を確認する。そして、その条件が真である場合（つまり装置設定状態が強制制御モードである場合）は（ステップＳ１でＹｅｓ）、判定順１の優先度を新規レコードに適用する（ステップＳ２）、つまり、新規レコードの優先度をＣとする。

判定順番号１の条件が偽である場合は（ステップＳ１でＮｏ）、条件式（２）が真であるか否かを確認する（ステップＳ３）。つまり、図４の判定順番号２の「試験モードがＯＮであるか」という条件を確認する。そして、その条件が真である場合（つまり装置設定状態が試験モードである場合）は（ステップＳ３でＹｅｓ）、判定順２の優先度を新規レコードに適用する（ステップＳ４）、つまり、新規レコードの優先度をＢとする。

判定順番号２の条件が偽である場合は（ステップＳ３でＮｏ）、条件式（３）が真であるか否かを確認する（ステップＳ５）。つまり、図４の判定順番号３の「試験モードがＯＦＦであるか」という条件を確認する。そして、その条件が真である場合（つまり装置設定状態が試験モードでなく通常モードの場合）は（ステップＳ５でＹｅｓ）、判定順３の優先度を新規レコードに適用する（ステップＳ６）、つまり、新規レコードの優先度をＡとする。

次に、保存選択部１４ａ３の処理を、図６を用いて説明する。図６は、第１実施形態における保存選択部の処理フローチャートを示す図である。
図６のステップＳ１１において、保存選択部１４ａ３は、不揮発性記憶部１６のデータ保存エリア１６ａ１〜１６ａｎのいずれかに空きがあるか否かを確認する。データ保存エリア１６ａに空きがある場合は（ステップＳ１１でＹｅｓ）、空きエリアに新規レコードを格納し（ステップＳ１２）、本処理を終了する。すなわち、揮発性記憶部１５の保存対象データと、該保存対象データに優先度判定部１４ａ２で適用された優先度とを対応付けて、空きのデータ保存エリア１６ａへ記憶させる。

データ保存エリア１６ａに空きがない場合は（ステップＳ１１でＮｏ）、以下の手順で、データ保存エリア１６ａ１〜１６ａｎのいずれかを選択し、データ保存を行なう。
まず、既にデータ保存エリア１６ａに保存されている既存レコードの優先度と、保存対象データの新規レコードの優先度とを比較する（ステップＳ１３）。

比較の結果、新規レコードの優先度が既存レコードのいずれかの優先度以上である場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、新規レコードよりも優先度の低い既存レコードを、１レコード分、データ保存エリア１６aから削除する（ステップＳ１４）。このとき、新規レコードよりも優先度が低く、かつ最も優先度の低い既存レコードを削除するのが好ましい。

また、新規レコードよりも優先度が低く、かつ最も優先度の低い既存レコードが複数ある場合は、データ保存エリア１６ａへの保存日時が最も古い既存レコードを削除するのが好ましい。この場合、保存選択部１４ａ３は、データ保存エリア１６ａへの保存時において、保存対象データと対応付けて、保存時の日時を保存させておく。

また、新規レコードと同じ優先度の既存レコードしかない場合は、データ保存エリア１６ａへの保存日時が最も古い既存レコードを削除するか、又は、新規レコードをデータ保存エリア１６ａへ保存させない。

次に、保存選択部１４ａ３は、削除したデータ保存エリア１６ａへ、新規レコードをその優先度と対応付けて保存させ（ステップＳ１５）、本処理を終了する。
このとき、新規レコードと対応付けて、該新規レコードが強制制御モード中又は試験モード中若しくは通常モード中のデータであることを示すモードフラグを、データ保存エリア１６ａに保存することが好ましい。モードフラグは、その新規レコードが強制制御モード中又は試験モード中若しくは通常モード中のデータであることを示す識別子であり、また、その新規レコードが試験モード中のデータであるか否かを示す識別子である。

例えば、モードフラグが２の場合は、新規レコードが強制制御モード中のデータであることを示し、モードフラグが１の場合は、新規レコードが試験モード中のデータであることを示し、モードフラグが０の場合は、新規レコードが通常モード中のデータであることを示す。
このようにすると、強制制御モード中又は試験モード中若しくは通常モード中の新規レコードであることが容易に解る。

ステップＳ１３で比較の結果、新規レコードの優先度が既存レコードの優先度のいずれよりも低い場合は（ステップＳ１３でＮｏ）、新規レコードをデータ保存エリア１６ａへ保存することなく破棄し（ステップＳ１６）、本処理を終了する。

なお、図６の例では、ステップＳ１３において、新規レコードの優先度が既存レコードのいずれかの優先度以上である場合に、既存レコードを削除し新規レコードを保存するようにしたが、ステップＳ１３において、新規レコードの優先度が既存レコードのいずれかの優先度より高い場合には、既存レコードを削除して新規レコードを保存し、新規レコードの優先度と既存レコードのうちの最低の優先度とが同じである場合には、新規レコードを保存しないよう構成することもできる。第１実施形態では、少なくとも、新規レコードの優先度が既存レコードのいずれかの優先度より高い場合に、既存レコードを削除して新規レコードを保存する。

第１実施形態によれば、次の効果を奏する。
（Ａ１）データ保存指令が出力されると、データ保存エリアに空きがない場合は、一時保持データの優先度が既保存データの優先度より高い場合に、一時保持データをデータ保存エリアへ保存させるよう構成したので、既保存データよりも優先度の高い一時保持データをデータ保存エリアに確実に保存することができる。

（Ａ２）データ保存指令が出力されると、データ保存指令が出力される前の期間の一時保持データと、データ保存指令が出力された後の期間の一時保持データとを、データ保存エリアへ保存させるよう構成したので、データ保存指令が出力される前後の期間の状況を把握することができる。

（Ａ３）ディジタル保護制御装置が試験状態にある場合の一時保持データの優先度を、試験状態にない通常状態の場合の一時保持データの優先度よりも低く判定するよう構成したので、通常状態の場合の一時保持データをデータ保存エリアに、より確実に保存することができる。

（Ａ４）新規レコードと対応付けて、該新規レコードが強制制御モード中又は試験モード中若しくは通常モード中のデータであることを示すモードフラグを、データ保存エリアに保存するよう構成した場合は、強制制御モード又は試験モード若しくは通常モードに起因する新規レコードであることが容易に解る。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。前述の第１実施形態においては、新規レコードの優先度判定の条件として、装置が試験状態か否か等の情報を使用することを例示したが、第２実施形態では、優先度判定の条件として、装置の整定値変更履歴情報を使用するものである。整定値とは、例えば、装置と接続された遮断器の開閉動作を判断するための所定の閾値であり、例えば、電力系統における電圧値や電流値の所定の閾値である。整定値は、例えば、操作者によりＨＭＩ部から設定され、不揮発性記憶部１６に記憶される。

すなわち、第２実施形態においては、第１実施形態における優先度テーブルである図４の代わりに、第２実施形態における優先度テーブルである図７を用いるもので、整定値と優先度判定関連事項以外の部分は、第１実施形態と同様である。したがって、第２実施形態については、第１実施形態と相違する点を以下に説明し、他の部分の説明は省略する。

第２実施形態においては、処理部１４の保護演算部１４ａ１は、整定値変更があった後１秒間は整定変更直後フラグを１とし、１秒経過後は整定変更直後フラグを０とする。整定変更直後フラグは、メモリ部１４ｂに設けられる。そして、優先度判定部１４ａ２は、整定変更直後フラグと図７に示す優先度テーブル１４ｂ１とに基づいて、新規レコード（保存対象データ）の優先度判定を行なう。

第２実施形態の優先度判定フローを、図７の優先度テーブルを用いて、以下に説明する。図７は、第２実施形態における優先度テーブルを示す図である。
図７の例では、判定順１の判定条件は、データ保存指令が保護演算部１４ａ１から出力された時点において、整定変更直後フラグが１であるか否か、つまり、整定値変更後１秒以内であるか否かであり、整定値変更後１秒以内である場合、保存対象データの優先度はＡ（最高の優先度）と判定される。また、判定順２の判定条件は、判定順１の判定条件に該当しない場合であり、保存対象データの優先度はＣ（最低の優先度）と判定される。

すなわち、保護演算部１４ａ１から出力されたデータ保存指令が、優先度判定部１４ａ２へ入力されると、優先度判定部１４ａ２は、まず、判定条件１の「整定変更直後フラグが1であるか」という条件を確認する。そして、この条件が真である場合は、つまり、データ保存指令が保護演算部１４ａ１から出力された時点（つまり優先度判定部１４ａ２へ入力された時点）が、整定値変更後１秒以内である場合は、新規レコードの優先度をＡとする。

判定条件１が偽である場合、つまり、データ保存指令が保護演算部１４ａ１から出力された時点が整定値変更後１秒以内でない場合は、判定条件１に該当しないため、優先度判定部１４ａ２は、新規レコードの優先度をＣとする。

次に、保存選択部１４ａ３が、第１実施形態と同様に、新規レコードをデータ保存エリア１６ａに保存要か否かの判断を行い、保存要の場合に保存動作を行う。このとき、該新規レコードと対応付けて、整定変更直後フラグが1であったか否かを示す整定値変更有無フラグを、データ保存エリア１６ａに保存することが好ましい。整定値変更有無フラグは、その新規レコードが整定値変更に起因するものであるか否かを示す識別子である。整定値変更有無フラグが１の場合は、その新規レコードが整定値変更に起因するものであることを示し、整定値変更有無フラグが０の場合は、その新規レコードが整定値変更に起因するものでないことを示す。このようにすると、整定値の変更に起因する新規レコードであるか否かが容易に解る。
また、このとき、新規レコードと対応付けて、変更後の整定値を、データ保存エリア１６ａに保存することが好ましい。このようにすると、新規レコードに対応する整定値の内容を容易に知ることができる。

このように第２実施形態では、ディジタル保護制御装置は、該ディジタル保護制御装置が接続された遮断器の開閉動作を判断するための整定値を有し、優先度判定部１４ａ２は、整定値の変更直後である場合の一時保持データの優先度を、整定値の変更直後でない場合の一時保持データの優先度よりも高く判定する。そして、保存選択部１４ａ３は、一時保持データを保存データとしてデータ保存エリア１６ａに保存する際に、一時保持データと変更直後の整定値と整定値変更有無フラグとを対応付けて保存する。

第２実施形態によれば、次の効果を奏する。
（Ｂ１）整定値の変更直後である場合の一時保持データの優先度を、整定値の変更直後でない場合の一時保持データの優先度よりも高くするように構成したので、例えば、整定値の変更に起因するリレー動作が行われた場合に、該リレー動作前後の新規レコードの優先度を高くすることができ、該リレー動作前後の新規レコードをデータ保存エリアに確実に保存することができる。

（Ｂ２）新規レコードと整定値変更有無フラグとを関連付けてデータ保存エリアに保存するように構成した場合は、整定値の変更に起因する新規レコードであることが容易に解り、例えば、整定値の変更に起因するリレー動作前後の新規レコードであり、装置の誤動作による新規レコードでないことを証明することが可能となる。

（Ｂ３）新規レコードと変更後の整定値とを関連付けてデータ保存エリアに保存するように構成した場合は、新規レコードに対応する整定値の内容を容易に知ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態では、優先度判定の条件として、アナログ入力情報を統計処理した結果を使用するものである。アナログ入力情報とは、例えば、電力系統における電圧値や電流値である。

すなわち、第３実施形態においては、第１実施形態における優先度テーブルである図４の代わりに、第３実施形態における優先度テーブルである図８を用いるもので、後述する系統乱れフラグと優先度判定関連事項以外の部分は、第１実施形態と同様である。したがって、第３実施形態については、第１実施形態と相違する点を以下に説明し、他の部分の説明は省略する。

第３実施形態においては、処理部１４の保護演算部１４ａ１は、電力系統における系統乱れがあった場合、つまり、電圧値や電流値の乱れがあった場合は系統乱れフラグを１とし、その１秒経過後に系統乱れフラグを０とする。系統乱れフラグは、メモリ部１４ｂに設けられる。そして、優先度判定部１４ａ２は、系統乱れフラグと図８に示す優先度テーブル１４ｂ１とに基づいて、新規レコード（保存対象データ）の優先度判定を行なう。

詳しくは、保護演算部１４ａ１は、例えば、電力系統における定常入力状態のアナログ入力の最大値と最小値を周期的に求め、アナログ入力の最大値と最小値の平均値をそれぞれ算出する。こうして、アナログ入力の最大値と最小値が検出される毎に、この平均値を常に更新する。そして、その平均値から例えば±５％離れた値を閾値として設定する。つまり、最大値の平均値の＋５％の値を最大値の閾値として設定し、最小値の平均値の−５％の値を最小値の閾値として設定する。
例えば、電力系統の電圧値の最大値が、１０００Ｖ、１０１０Ｖ、９９０Ｖと推移した場合、最大値の平均値（１０００Ｖ）の＋５％の値（１０５０Ｖ）を最大値の閾値として設定する。

そして、アナログ入力の最大値又は最小値がその閾値を逸脱した場合に、つまり、最大値が最大値の閾値より大きくなるか、又は、最小値が最小値の閾値より小さくなった場合に、電力系統に乱れがあったものとして系統乱れフラグを１とし、その１秒経過後に系統乱れフラグを０とする。こうすることにより、例えば、電力系統の系統乱れに起因するリレー動作が行われた場合に、該リレー動作時の新規レコードの優先度を高くすることができる。

このように第３実施形態では、優先度判定部１４ａ２は、当該ディジタル保護制御装置の保護対象である電力系統の電圧値又は電流値が、該電圧値又は電流値の統計値を超えた場合の一時保持データの優先度を、電力系統の電圧値又は電流値が、上記統計値を超えない場合の一時保持データの優先度よりも高く判定する。上記統計値は、電力系統の電圧値又は電流値の最大値の平均値を基準とする閾値、あるいは、電力系統の電圧値又は電流値の最小値の平均値を基準とする閾値である。

第３実施形態の優先度判定フローを、図８の優先度テーブルを用いて、以下に説明する。図８は、第３実施形態における優先度テーブルを示す図である。
図８の例では、判定順１の判定条件は、データ保存指令が保護演算部１４ａ１から出力された時点において、系統乱れフラグが１であるか否か、つまり、アナログ入力が閾値から外れた直後であるか否かであり、アナログ入力が閾値から外れた直後である場合、保存対象データの優先度はＡ（最高の優先度）と判定される。また、判定順２の判定条件は、判定順１の判定条件に該当しない場合であり、保存対象データの優先度はＣ（最低の優先度）と判定される。

すなわち、保護演算部１４ａ１から出力されたデータ保存指令が、優先度判定部１４ａ２へ入力されると、優先度判定部１４ａ２は、まず、判定条件１の「系統乱れフラグが1であるか」という条件を確認する。そして、この条件が真である場合は、つまり、データ保存指令が保護演算部１４ａ１から出力された時点（つまり優先度判定部１４ａ２へ入力された時点）が、アナログ入力が閾値から外れた直後である場合は、新規レコードの優先度をＡとする。

判定条件１が偽である場合、つまり、データ保存指令が保護演算部１４ａ１から出力された時点が、アナログ入力が閾値から外れた直後でない場合は、判定条件１に該当しないため、優先度判定部１４ａ２は、新規レコードの優先度をＣとする。

次に、保存選択部１４ａ３が、第１実施形態と同様に、新規レコードをデータ保存エリア１６ａに保存要か否かの判断を行い、保存要の場合に保存動作を行う。このとき、該新規レコードと対応付けて、系統乱れフラグが1であったか否かを示す系統乱れ有無フラグを、データ保存エリア１６ａに保存することが好ましい。系統乱れ有無フラグは、電力系統の電圧値又は電流値に所定値（前述の統計値）以上の乱れがあったか否かを示す識別子である。系統乱れ有無フラグが１の場合は、系統乱れがあったことを示し、系統乱れ有無フラグが０の場合は、系統乱れがなかったことを示す。このようにすると、系統乱れに起因する新規レコードであるか否かが容易に解る。

なお、第３実施形態では、系統乱れを検出した際により多くの有効データ（系統解析に有用なデータ）を新規レコードとしてデータ保存エリア１６ａに保存するため、系統乱れフラグが１となった場合に、データ一時保持エリア１５ａを時間軸方向に一時的に変更、つまり、データ一時保持エリア１５ａに保持するデータの時間的範囲を一時的に変更して、例えば、データ保存指令直前の新規レコードを、データ一時保持エリア１５ａから多く取得して、データ保存エリア１６ａに保存することも可能である。

この場合、保存選択部１４ａ３は、保護演算部１４ａ１からデータ保存指令が出力されると、データ保存指令が出力される前の一時保持データの第１の期間を、データ保存指令が出力された後の一時保持データの第２の期間よりも長く設定して、第１及び第２の期間における一時保持データを、保存データとしてデータ保存エリア１６ａへ保存させる。

この場合、つまり、系統乱れフラグが１である場合の第１の期間と第２の期間の合計期間の長さは、系統乱れフラグが０である場合の第１の期間と第２の期間の合計期間の長さと同じにしてもよい。このようにすると、データ保存エリア１６ａの大きさを変更する必要がない。
あるいは、系統乱れフラグが１である場合の合計期間の長さを、統乱れフラグが０である場合よりも長くしてもよい。このようにすると、データ保存エリア１６ａの大きさを変更する必要があるが、多くのデータをデータ保存エリア１６ａに保存できる。

第３実施形態によれば、次の効果を奏する。
（Ｃ１）電力系統の系統乱れが発生した場合に、該系統乱れ前後の新規レコードの優先度を高くすることができるので、該系統乱れ前後の新規レコードを、データ保存エリアに確実に保存することができる。

（Ｃ２）電力系統の電圧値又は電流値の平均値の最大値（あるいは最小値）を基準とする所定の閾値を設定し、電力系統の電圧値又は電流値が上記閾値を超えた場合の一時保持データの優先度を、上記閾値を超えない場合の一時保持データの優先度よりも高く判定するので、電圧値又は電流値が所定の範囲（上記閾値）を超えた場合の一時保持データを、データ保存エリアに確実に保存することができる。

（Ｃ３）電力系統の系統乱れが発生した場合に、データ一時保持エリアを時間軸方向に一時的に変更するように構成した場合は、有効な一時保持データをより多くデータ保存エリアに保存することが可能となる。

（Ｃ４）データ保存指令が出力される前の一時保持データの期間を、データ保存指令が出力された後の一時保持データの期間よりも長く設定して、該一時保持データを保存データとしてデータ保存エリアへ保存させるよう構成した場合は、データ保存指令が出力される前の期間の状況をより把握することが可能となる。

（Ｃ５）新規レコードと対応付けて、所定値以上の系統乱れの有無を示す系統乱れ有無フラグを、データ保存エリアに保存するよう構成した場合は、系統乱れに起因する新規レコードであることが容易に解る。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
第１〜第３実施形態における構成は、適宜、組み合わせて実施することが可能である。例えば、第１〜第３実施形態における優先度テーブルを組み合わせることも可能である。また、例えば、第３実施形態においてデータ保存指令が出力される前のデータ一時保持エリア１５ａの長さをデータ保存指令が出力された後のデータ一時保持エリア１５ａの長さよりも長くする構成を、第１〜第２実施形態に適用することも可能である。

第１実施形態では、データ保存エリア１６ａに空きがない場合において、優先度判定部から入力された優先度が、既に不揮発性記憶部に保存されている既存レコードの優先度のいずれよりも低い場合は、新規レコードの保存を行なわないように構成したが、不揮発性記憶部に保存されている既存レコードのうち最も優先度の低いレコードを削除し、新規レコードは優先度が低くても常に保存するように構成してもよい。このようにすると、最新のレコードを保持できる。

第１実施形態では、判定順１の判定条件を、強制制御モード中であるか否かとしたが、この判定条件を省略することも可能である。すなわち、判定順１の判定条件を、試験モードがＯＮであるか否かとし、かつ、判定順２の判定条件を、試験モードがＯＦＦであるか否かとするように構成することも可能である。

第１実施形態では、データ一時保持エリア１５ａを揮発性記憶部で構成したが、不揮発性記憶部で構成することも可能である。また、データ保存エリア１６ａを不揮発性記憶部で構成したが、例えば、装置電源を切断することなく連続運転するような場合は、データ保存エリア１６ａを揮発性記憶部で構成することも可能である。

１０：ディジタル保護制御装置、１１：アナログ入力部、１２：ディジタル入力部、１３：ディジタル出力部、１４：処理部、１４ａ：ＣＰＵ部、１４ａ１：保護演算部、１４ａ２：優先度判定部、１４ａ３：保存選択部、１４ｂ：メモリ部、１４ｂ１：優先度テーブル、１５：揮発性記憶部、１５ａ：データ一時保持エリア（データ一時記憶部）、１６：不揮発性記憶部、１６ａ：データ保存エリア（データ保存記憶部）、１７：ＨＭＩ部（操作表示部）。

Claims (9)

1. 電力系統を保護するディジタル保護制御装置であって、
   データを一時保持するデータ一時記憶部と、
   データを保存するとともに、前記保存する保存データと対応付けて該保存データの優先度を保存するデータ保存記憶部と、
   前記データ一時記憶部に保持した一時保持データを、前記データ保存記憶部へ保存データとして保存させるデータ保存指令を出力する保護演算部と、
   前記一時保持データの優先度を判定する優先度判定部と、
   前記保護演算部から前記データ保存指令が出力されると、前記データ保存記憶部に空きエリアがある場合は、前記一時保持データと該一時保持データの優先度とを互いに対応付けて、前記データ保存記憶部に保存させ、前記データ保存記憶部に空きエリアがない場合は、前記優先度判定部で判定された前記一時保持データの優先度と、前記データ保存記憶部に保存された前記保存データの優先度とを比較し、前記一時保持データの優先度が前記保存データの優先度より高い場合に、前記一時保持データと該一時保持データの優先度とを互いに対応付けて、前記データ保存記憶部に保存させ、前記一時保持データの優先度が前記保存データの優先度より低い場合に、前記一時保持データと該一時保持データの優先度とを前記データ保存記憶部に保存させない保存選択部と、を備え、
   前記ディジタル保護制御装置は、該ディジタル保護制御装置が接続された遮断器の開閉動作を判断するための整定値を有し、
   前記優先度判定部は、前記整定値の変更直後である場合の前記一時保持データの優先を、前記整定値の変更直後でない場合の前記一時保持データの優先度よりも高く判定することを特徴とするディジタル保護制御装置。
2. 請求項１に記載されたディジタル保護制御装置であって、
   前記優先度判定部は、当該ディジタル保護制御装置が試験状態にある場合の前記一時保持データの優先度を、当該ディジタル保護制御装置が試験状態にない通常状態の場合の前記一時保持データの優先度よりも低く判定することを特徴とするディジタル保護制御装置。
3. 請求項２に記載されたディジタル保護制御装置であって、
   前記保存選択部は、前記一時保持データを前記保存データとして前記データ保存記憶部に保存する際に、当該ディジタル保護制御装置が試験状態にあるか否かを示すモードフラグと前記一時保持データとを対応付けて保存することを特徴とするディジタル保護制御装置。
4. 請求項１に記載されたディジタル保護制御装置であって、
   前記保存選択部は、前記一時保持データを前記保存データとして前記データ保存記憶部に保存する際に、前記一時保持データと前記変更直後の前記整定値とを対応付けて保存することを特徴とするディジタル保護制御装置。
5. 請求項１に記載されたディジタル保護制御装置であって、
   前記保存選択部は、前記一時保持データを前記保存データとして前記データ保存記憶部に保存する際に、前記一時保持データが前記整定値の変更に起因するものであるか否かを示す整定値変更有無フラグと前記一時保持データとを対応付けて保存することを特徴とするディジタル保護制御装置。
6. 請求項１に記載されたディジタル保護制御装置であって、
   前記優先度判定部は、当該ディジタル保護制御装置の保護対象である前記電力系統の電圧値又は電流値が、前記電圧値又は電流値の統計値を超えた場合の前記一時保持データの優先度を、前記電力系統の電圧値又は電流値が、前記統計値を超えない場合の前記一時保持データの優先度よりも高く判定することを特徴とするディジタル保護制御装置。
7. 請求項６に記載されたディジタル保護制御装置であって、
   前記統計値は、前記電力系統の電圧値又は電流値の最大値の平均値を基準とする閾値、あるいは、前記電力系統の電圧値又は電流値の最小値の平均値を基準とする閾値であることを特徴とするディジタル保護制御装置。
8. 請求項１に記載されたディジタル保護制御装置であって、
   前記保存選択部は、前記保護演算部から前記データ保存指令が出力されると、前記データ保存指令が出力される前の前記一時保持データの第１の期間を、前記データ保存指令が出力された後の前記一時保持データの第２の期間よりも長く設定して、前記第１及び第２の期間における前記一時保持データを、前記保存データとして前記データ保存記憶部へ保存させることを特徴とするディジタル保護制御装置。
9. 請求項６に記載されたディジタル保護制御装置であって、
   前記保存選択部は、前記一時保持データを前記保存データとして前記データ保存記憶部に保存する際に、前記一時保持データが前記電力系統の電圧値又は電流値が前記統計値を超えたことに起因するものであるか否かを示す系統乱れ有無フラグと前記一時保持データとを対応付けて保存することを特徴とするディジタル保護制御装置。

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