JP6548592B2 - 保護制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、保護制御装置に関し、特に、伝送路を介して他の保護制御装置とデータ通信を実行する電力系統の保護制御装置に関する。

従来、電力系統の運用を安定させるため、電力系統で発生した事故または異常を検出するディジタル保護制御装置が使用されている。例えば、保護制御装置の代表例としては、送電線保護用の電流差動保護継電装置が挙げられる。

電流差動保護継電装置は、各端子で端子電流を計測し、伝送路を介して相互にディジタルデータを送受し、その差電流から保護区間内の系統故障を検出して事故除去を行なう。

この場合に用いられる伝送路は、例えば、５４ｋｂｐｓ、１．５Ｍｂｐｓなどの伝送速度で、データを予め定められた周期でサイクリックに伝送する方式が採用されている。この伝送方式は、特殊仕様の電力専用の通信で構成することが前提となっているため、大容量かつ安価で入手性の高い汎用の伝送方式を用いることが検討されている。ただし、保護継電装置において、汎用伝送方式を用いて伝送する場合、伝送データが輻輳して伝送遅延時間変動が生じることが予想される。特許文献１（特開２０１３−１６９０５９号公報）は、この伝送遅延時間変動を抑制するための技術を開示している。

特許文献１に係る保護継電装置は、電力系統の対向する各端子にそれぞれ設けられている。保護継電装置は、取得手段及び伝送手段を備えている。取得手段は、電力系統から電気量データをサンプリング周期毎に取得する。伝送手段は、サンプリング周期のＮ倍の送信周期毎に、サンプリング周期毎に取得された電気量データのうちのＭ個の電気量データ（ただし、２≦Ｍ≦Ｎ）を相手端子の保護継電装置に伝送する。

特開２０１３−１６９０５９号公報

上述したように、保護制御装置における伝送方式として汎用伝送方式を採用する場合には、伝送遅延時間変動が生じる可能性があることから、当該変動がどの程度生じているのかを簡易に確認したいというニーズが存在する。特許文献１は、伝送遅延時間変動を抑制する技術を開示するものであって、このようなニーズを満たすような技術的手段を何ら教示ないし示唆するものではない。

本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、ある局面における目的は、簡易に伝送遅延時間変動を確認することが可能な保護制御装置を提供することである。

ある実施の形態に従う電力系統の保護制御装置は、電力系統の電気量を予め定められた周期でサンプリングするタイミングを決定するための第１のサンプリング信号を出力する信号出力部と、伝送路を介して他の保護制御装置とデータ通信を実行する伝送部とを備える。伝送部は、第１のサンプリング信号に基づいてサンプリングされた第１の電気量データを他の保護制御装置に送信し、他の保護制御装置側で第２のサンプリング信号に基づいてサンプリングされた第２の電気量データを他の保護制御装置から受信する。保護制御装置は、第１のサンプリング信号の出力時から第２の電気量データの受信時までの第１の時間を算出する時間算出部と、時間算出部により算出された今回の第１の時間と、過去の基準回数分の各第１の時間との第１の平均値を算出する平均値算出部とをさらに備える。伝送部は、他の保護制御装置側で算出された、第２のサンプリング信号の出力時から第１の電気量データの受信時までの第２の時間の第２の平均値を受信する。保護制御装置は、第１の平均値と第２の平均値とに基づいて、第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号との同期を取るように第１のサンプリング信号の出力タイミングを補正する補正部と、他の保護制御装置から保護制御装置への第１伝送の伝送遅延時間として、第１の時間をディスプレイに表示させる表示制御部とをさらに備える。

他の実施の形態に従う電力系統の保護制御装置は、電力系統の電気量を予め定められた周期でサンプリングするタイミングを決定するための第１のサンプリング信号を出力する信号出力部と、伝送路を介して他の保護制御装置とデータ通信を実行する伝送部とを備える。伝送部は、第１のサンプリング信号に基づいてサンプリングされた第１の電気量データを他の保護制御装置に送信し、他の保護制御装置側で第２のサンプリング信号に基づいてサンプリングされた第２の電気量データを他の保護制御装置から受信する。保護制御装置は、第１のサンプリング信号の出力時から第２の電気量データの受信時までの第１の時間を算出する時間算出部と、時間算出部により算出された今回の第１の時間と、過去の基準回数分の各第１の時間との第１の平均値を算出する平均値算出部とをさらに備える。伝送部は、他の保護制御装置側で算出された、第２のサンプリング信号の出力時から第１の電気量データの受信時までの第２の時間を受信する。平均値算出部は、他の保護制御装置から送信された今回の第２の時間と、過去の基準回数分の各第２の時間との第２の平均値をさらに算出する。保護制御装置は、第１の平均値と第２の平均値とに基づいて、第１のサンプリング信号と第２のサンプリング信号との同期を取るように第１のサンプリング信号の出力タイミングを補正する補正部と、他の保護制御装置から保護制御装置への第１伝送の伝送遅延時間として、第１の時間をディスプレイに表示させる表示制御部とをさらに備える。

本開示によると、簡易に伝送遅延時間変動を確認することが可能となる。

本実施の形態に従う保護制御システムの構成例を示す図である。 保護制御装置におけるサンプリング同期制御方式を説明するための図である。 本実施の形態に従うサンプリング同期制御方式を説明するための図である。 本実施の形態に従う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。 本実施の形態に従う保護制御装置の機能構成を示す模式図である。 本実施の形態に従う伝送遅延時間の表示態様の一例を示す図である。 本実施の形態に従う保護制御装置の処理手順を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。また、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。

＜システム構成＞
図１は、本実施の形態に従う保護制御システム１０００の構成例を示す図である。図１を参照して、保護制御システム１０００は、変電所１Ａと、変電所１Ｂと、伝送路４０とを含む。変電所１Ａおよび変電所１Ｂ間は、送電線ＴＬにより接続されている。伝送路４０は、例えば、汎用伝送方式であるイーサネット（登録商標）網が使用されるが、他のパケット通信の伝送形態を採用するＩＰ網対応のネットワークを使用してもよい。すなわち、伝送路４０は、サイクリック伝送方式を採用した電力専用通信ネットワークではなく、随時伝送遅延時間が変動し得る規格のネットワークが採用される。

変電所１Ａは、保護制御装置１０Ａと、送電線ＴＬの事故時などに送電線を切り離す遮断器２０Ａと、送電線ＴＬの電流情報を検出する変流器３０Ａとを含む。変電所１Ｂは、保護制御装置１０Ｂと、送電線ＴＬの事故時などに送電線を切り離す遮断器２０Ｂと、送電線ＴＬの電流情報を検出する変流器３０Ｂとを含む。

保護制御装置１０Ａ，１０Ｂ（以下、「保護制御装置１０」とも総称する。）は、典型的には、ディジタル形の電流差動保護継電装置である。保護制御装置１０Ａは、変流器３０Ａから送電線ＴＬの電流情報を取り込み、当該電流情報をディジタル変換した後、伝送路４０を介して当該電流情報を保護制御装置１０Ｂとやり取りする。

保護制御装置１０Ａは、同時刻の自端の電流情報と他端の電流情報とに基づいて電流差動演算を実行し、予め定められた閾値に基づいて送電線ＴＬの事故判定を行なう。保護制御装置１０Ａは、送電線ＴＬにおいて事故を検出すると、遮断器２０Ａに対して遮断指令（トリップ信号）を出力する。

なお、保護制御装置１０Ｂでも保護制御装置１０Ａと同様な処理が実行されるため、ここでは、その説明は繰り返さない。

＜伝送遅延時間の確認＞
上述したように、本実施の形態では、伝送路４０として、従来のサイクリック伝送方式を採用した電力専用通信ネットワークではなく、その他の外部装置により共用されること等により伝送遅延時間変動が生じ得る汎用伝送方式のネットワークが採用される。そのため、データ送信開始からデータ受信完了までの上りと下りの伝送遅延時間が異なる場合がある。

本発明の理解のため、まず、上りと下りとの伝送遅延時間が同一であると仮定できる場合の保護制御装置におけるサンプリング同期制御の原理を説明する。

図２は、保護制御装置におけるサンプリング同期制御方式を説明するための図である。図２を参照して、第１の保護制御装置（図２中の「第１装置」に対応）のサンプリングタイミングから、第２の保護制御装置（図２中の「第２装置」に対応）のサンプリングタイミングのデータ受信までの時間をＴＱとする。また、第２の保護制御装置のサンプリングタイミングから、第１の保護制御装置のサンプリングタイミングのデータ受信までの時間をＴＧとする。また、第２の保護制御装置から第１の保護制御装置への伝送の伝送遅延時間をＴｄ１、第１の保護制御装置から第２の保護制御装置への伝送の伝送遅延時間をＴｄ２、サンプリング同期誤差をΔＴとする。

この場合、ＴＱ＝Ｔｄ１−ΔＴ、ＴＧ＝ΔＴ＋Ｔｄ２となる。ここで、上り下りの伝送路の伝送遅延時間Ｔｄ１およびＴｄ２が同一であると仮定すると、サンプリング同期誤差ΔＴを０にする（同期を取る）ためには、ＴＱ＝ＴＧとなるようにサンプリンタイミングを制御すればよいことがわかる。例えば、第１の保護制御装置で計測した時間ＴＱを、第２の保護制御装置に送信する。第２の保護制御装置は、計測した時間ＴＧが受信した時間ＴＱと同じになるように、サンプリングタイミングをずらす。これにより、同一時刻でのサンプリング（サンプリング同期）が実現できる。

次に、本実施の形態に従うサンプリング同期制御方式について説明する。本実施の形態に従う保護制御システム１０００では、以下に説明するような方式で、サンプリングの同期を取りつつ、上りと下りの伝送遅延時間を算出する。

図３は、本実施の形態に従うサンプリング同期制御方式を説明するための図である。
図３を参照して、上向きの矢印は、各保護制御装置におけるサンプリング信号を示しており、サンプリング信号に同期してサンプリングされた電気量データが送信される。例えば、時刻ｔｎに、保護制御装置１０Ａ，１０Ｂにおいてサンプリングされた電気量データが送信される。保護制御装置１０Ａは、時刻ｔａ（ｎ）に、保護制御装置１０Ｂから送信された電気量データを受信する。保護制御装置１０Ｂは、時刻ｔｂ（ｎ）に、保護制御装置１０Ａから送信された電気量データを受信する。なお、保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂの間で送受信されるデータには、各保護制御装置１０Ａ，１０Ｂのサンプリングタイミングの電気量データ以外に、サンプリングタイミングの同期に必要な情報（例えば、時間ＴＱ、ＴＧおよびそれらの平均値など）が含まれている。保護制御装置１０Ａ（または保護制御装置１０Ｂ）は、計測した電気量データと、算出した時間ＴＱ（または時間ＴＧ）とを同じタイミング（例えば、同じパケット）で送信する構成であってもよいし、計測した電気量データと、算出した時間ＴＱ（または時間ＴＧ）とをリアルタイムに別々のタイミング（例えば、別々のパケット）で送信する構成であってもよい。

ここで、図３を参照すると、保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂは、サンプリング信号の出力タイミングが同一（時刻ｔｎ）であるが、電気量データの受信タイミングは異なっていることがわかる。これは、保護制御装置１０Ｂから保護制御装置１０Ａへの伝送（以下、「上り伝送」とも称する。）の伝送遅延時間と、保護制御装置１０Ａから保護制御装置１０Ｂへの伝送（以下、「下り伝送」とも称する。）の伝送遅延時間とが異なることを意味する。このように、各伝送遅延時間にばらつきがある場合には、単純に図２で説明したような方式を用いても同期誤差を補正することができない。

そこで、本実施の形態では、このばらつきの影響を軽減するため、上り伝送および下り伝送の各々の伝送遅延時間が、長期間で見れば概ね平均化されることを利用する。なぜなら、短期間で見れば、上り伝送および下り伝送の各々の伝送遅延時間にはばらつきがあるものの、一方のみ（例えば、上り伝送のみ）が常に下り伝送よりも伝送遅延時間が長い（または短い）という場合は少ないため、長期間で見れば、各伝送遅延時間の平均値が概ね同一になると考えられるためである。

したがって、保護制御装置１０Ａは、サンプリング信号の出力時（電気量データの送信時）から保護制御装置１０Ｂからの電気量データの受信時までの時間の平均値を算出する。詳細には、保護制御装置１０Ａは、今回のサンプリングにより算出された時間ＴＡ（ｎ）と、過去のｋ回分の各時間ＴＡ（ｎ−１），ＴＡ（ｎ−２），・・・，ＴＡ（ｎ−ｋ）との平均値ＴＡｘを算出する。同様に、保護制御装置１０Ｂでも、サンプリング信号の出力時（電気量データの送信時）から保護制御装置１０Ａからの電気量データの受信時までの時間の平均値ＴＢｘを算出する。平均値ＴＢｘは、今回の時間ＴＢ（ｎ）と、各時間ＴＢ（ｎ−ｋ），ＴＢ（ｎ−２），・・・，ＴＢ（ｎ−ｋ）との平均値である。

保護制御装置１０Ａは、平均値ＴＡｘを保護制御装置１０Ｂに送信し、平均値ＴＢｘを保護制御装置１０Ｂから受信する。また、保護制御装置１０Ｂは、平均値ＴＢｘを保護制御装置１０Ａに送信し、平均値ＴＡｘを保護制御装置１０Ａから受信する。そして、例えば、保護制御装置１０Ｂは、平均値ＴＢｘが受信した平均値ＴＡｘと同じになるように、サンプリングタイミングを補正する。この場合、当該補正は、上り伝送および下り伝送の各伝送遅延時間が、長期間で見れば概ね平均化されることを反映した補正に相当するため、ほぼ同一時刻でのサンプリング（サンプリング同期）が実現できる。

これにより、本実施の形態では、図３に示すように、保護制御装置１０Ａ，１０Ｂのサンプリングタイミング（時刻ｔｎ，ｔｎ＋１・・・）は一致する（とみなすことができる）ため、受信側でサンプリング信号の出力時からデータ受信時までの時間が伝送遅延時間であるとみなすことができる。具体的には、時間ＴＡ（ｎ）（＝ｔａ（ｎ）−ｔ（ｎ））が上り伝送の伝送遅延時間に相当し、時間ＴＢ（ｎ）（＝ｔｂ（ｎ）−ｔ（ｎ））が下り伝送の伝送遅延時間に相当する。

保護制御装置１０Ａは、ｎ回目のサンプリング時での保護制御装置１０Ｂから保護制御装置１０Ａへの伝送（上り伝送）の伝送遅延時間として、時間ＴＡ（ｎ）をユーザに対して報知することができる。典型的には、保護制御装置１０Ａは、計測回数ごとの時間ＴＡ（ｎ）を内蔵のディスプレイに表示する。

＜ハードウェア構成＞
図４は、本実施の形態に従う保護制御装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。図４を参照して、保護制御装置１０は、補助変成器５０と、ＡＤ（Analog to Digital）変換部６０と、演算処理部７０とを含む。

補助変成器５０は、変流器３０Ａ（または変流器３０Ｂ）からの系統電気量を取り込み、より小さな電気量に変換して出力する。

ＡＤ変換部６０は、補助変成器５０から出力される系統電気量（アナログ量）を取り込んでディジタルデータに変換する。具体的には、ＡＤ変換部６０は、アナログフィルタと、サンプルホールド回路と、マルチプレクサと、ＡＤ変換器とを含む。

アナログフィルタは、補助変成器５０から出力される電流の波形信号から高周波のノイズ成分を除去する。サンプルホールド回路は、アナログフィルタから出力される電流の波形信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングする。マルチプレクサは、演算処理部７０から入力されるタイミング信号に基づいて、サンプルホールド回路から入力される波形信号を時系列で順次切り替えてＡＤ変換器に入力する。ＡＤ変換器は、マルチプレクサから入力される波形信号をアナログデータからディジタルデータに変換する。ＡＤ変換器は、ディジタル変換した波形信号を演算処理部７０へ出力する。

演算処理部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７４と、ディスプレイ７５と、出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７６と、入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７７と、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７８とを含む。これらは、バス７１で結合されている。

ＣＰＵ７２は、予めＲＯＭ７３に格納されたプログラムを読み出して実行することによって、保護制御装置１０の動作を制御する。なお、ＲＯＭ７３には、ＣＰＵ７２によって用いられる各種情報が格納されている。ＣＰＵ７２は、たとえば、マイクロプロセッサである。なお、当該ハードウェアは、ＣＰＵ以外のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびその他の演算機能を有する回路などであってもよい。

ＣＰＵ７２は、バス７１を介して、ＡＤ変換部６０からディジタルデータを取り込む。ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７３に格納されているプログラムに従って、取り込んだディジタルデータを用いて制御演算を実行する。ＣＰＵ７２は、制御演算結果に基づいて、出力インターフェイス７６を介して、遮断器に制御指令を送信する。

また、ＣＰＵ７２は、通信インターフェイス７８を介して伝送路４０に接続して、他の保護制御装置１０と各種情報を送受信する。入力インターフェイス７７は、典型的には、各種ボタン等であり、系統運用者からの各種設定操作を受け付ける。

＜機能構成＞
図５は、本実施の形態に従う保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂの機能構成を示す模式図である。図５を参照して、保護制御装置１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ信号出力部２００Ａ，２００Ｂと、取得部２０２Ａ，２０２Ｂと、伝送部２０４Ａ，２０４Ｂと、時間算出部２０６Ａ，２０６Ｂと、平均値算出部２０８Ａ，２０８Ｂと、補正部２１０Ａ，２１０Ｂと、表示制御部２１２Ａ，２１２Ｂとを含む。これらの各機能は、例えば、演算処理部７０のＣＰＵ７２がＲＯＭ７３に格納されたプログラムを実行することによって実現される。なお、これらの機能の一部または全部はハードウェアで実現されるように構成されていてもよい。

以下の説明では、保護制御装置１０Ａ側でサンプリングタイミングを補正する場合の機能構成について説明する。なお、保護制御装置１０Ｂの各機能構成は、対応する保護制御装置１０Ａの各機能構成と同様であるため、その詳細な説明は行わない。

信号出力部２００Ａは、電力系統の電気量を予め定められた周期（サンプリング周期）でサンプリングするタイミングを決定するためのサンプリング信号を出力する。具体的には、信号出力部２００Ａは、内部クロックによって生成されたサンプリング信号を、取得部２０２Ａ、伝送部２０４Ａおよび時間算出部２０６Ａに供給する。これにより、電気量データの取得、およびデータ送信が同期を取って実行される。

取得部２０２Ａは、サンプリング周期ごとに、変流器３０Ａによって検出された電気量（ここでは、電流瞬時値）のディジタルデータ（電流瞬時値データ）を取得する。なお、取得部２０２Ａは、変流器（ＣＴ）を用いて電流瞬時値データを取得する構成に限られず、変成器（ＶＴ）を用いて電圧瞬時値データを取得する構成であってもよい。

伝送部２０４Ａは、伝送路４０を介して他の保護制御装置１０Ｂとデータ通信を実行する。なお、本実施の形態では、伝送路４０として、汎用伝送方式（例えば、イーサネット網）のネットワークが使用される。そのため、典型的には、伝送部２０４Ａは、随時伝送遅延時間が変化し得る規格でデータ通信を実行する。

伝送部２０４Ａは、サンプリング信号に基づいてサンプリングされた（取得部２０２Ａによって取得された）電気量データを保護制御装置１０Ｂに送信する。また、伝送部２０４Ａは、保護制御装置１０Ｂ側で他のサンプリング信号に基づいてサンプリングされた他の電気量データを保護制御装置１０Ｂから受信する。

時間算出部２０６Ａは、信号出力部２００Ａにより出力されたサンプリング信号の出力時から、当該他の電気量データの受信時までの時間ＴＡを算出する。時間算出部２０６Ａは、算出した時間ＴＡを順次格納していく。例えば、現時点からｍサンプリング周期前までの時間ＴＡが格納される場合、ＴＡ（ｎ）、ＴＡ（ｎ−１）、ＴＡ（ｎ−２）、…、ＴＡ（ｎ−ｍ）のｍ＋１個の時間を含む時系列データがＲＡＭ７４に格納される。

平均値算出部２０８Ａは、時間算出部２０６Ａにより算出された今回の時間ＴＡ（ｎ）と、過去の基準回数（例えば、ｋ回）分の各時間ＴＡ（ｎ−１），ＴＡ（ｎ−２），・・・，ＴＡ（ｎ−ｋ）との平均値ＴＡｘを算出する。基準回数は、ユーザ（系統運用者）によって予め定められる。例えば、ユーザは、伝送路４０における上り伝送および下り伝送の各伝送遅延時間が、概ね平均化されたとみなすことができる程度の回数（例えば、１００回）に設定される。

伝送部２０４Ａは、保護制御装置１０Ｂ側（平均値算出部２０８Ｂ）で算出された、他のサンプリング信号の出力時から、保護制御装置１０Ａから送信した電気量データの受信時までの時間ＴＢの平均値ＴＢｘを受信する。なお、伝送部２０４Ａは、平均値ＴＡｘを保護制御装置１０Ｂに送信してもよい。

補正部２１０Ａは、平均値ＴＡｘと平均値ＴＢｘとに基づいて、保護制御装置１０Ａ側のサンプリング信号と、保護制御装置１０Ｂ側のサンプリング信号との同期を取るように保護制御装置１０Ａ側のサンプリング信号の出力タイミングを補正する。具体的には、補正部２１０Ａは、平均値ＴＡｘと平均値ＴＢｘとの差分だけ、当該出力タイミングを補正する。なお、当該補正は、保護制御装置１０Ｂ側の補正部２１０Ｂで実行される構成であってもよい。このことから、補正部は、保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂのうちのいずれか一方のみが有する機能構成であってもよい。

表示制御部２１２Ａは、時間算出部２０６Ａにより算出された時間ＴＡを、保護制御装置１０Ｂから保護制御装置１０Ａへの上り伝送の伝送遅延時間として、ディスプレイ７５に表示させる。例えば、表示制御部２１２Ａは、現時点からｍサンプリング周期前までの時間ＴＡ（ｎ）、ＴＡ（ｎ−１）、ＴＡ（ｎ−２）、…、ＴＡ（ｎ−ｍ）を示す数値をディスプレイ７５に表示させる。また、表示制御部２１２Ａは、図６に示すように、伝送遅延時間の推移をグラフ化して時系列で表示させてもよい。

図６は、本実施の形態に従う伝送遅延時間の表示態様の一例を示す図である。図６を参照して、横軸は算出回数（１回目、２回目など）を示しており、縦軸は伝送遅延時間を示している。図６に示すように、複数回分の伝送遅延時間をグラフ化して表示することにより、運用中の伝送路４０の遅延時間特性を一層分かり易くユーザ（系統運用者）に報知できる。

再び、図５を参照して、他の局面では、伝送部２０４Ａは、保護制御装置１０Ｂ側（時間算出部２０６Ｂ）で算出された時間ＴＢをさらに受信してもよい。この場合、表示制御部２１２Ａは、保護制御装置１０Ａから保護制御装置１０Ｂへの下り伝送の伝送遅延時間として、時間ＴＢをディスプレイ７５に表示させる。

上記では、伝送部２０４Ａが保護制御装置１０Ｂ側で算出された、時間ＴＢの平均値ＴＢｘを受信する構成について説明したが、当該構成に限られない。例えば、保護制御装置１０Ａが、リアルタイムに時間ＴＢを保護制御装置１０Ｂから受信して、時間ＴＢの平均値ＴＢｘを算出する構成であってもよい。

具体的には、保護制御装置１０Ｂは、平均値ＴＢｘを算出することなく、各時間ＴＢ（ｎ），ＴＢ（ｎ−１），・・・，ＴＢ（ｎ−ｍ）をリアルタイムで送信し、伝送部２０４Ａがこれらを受信する。この場合、伝送部２０４Ａにより受信された各時間ＴＢ（ｎ），ＴＢ（ｎ−１），…，ＴＢ（ｎ−ｍ）のｍ＋１個の時間を含む時系列データがＲＡＭ７４に格納される。平均値算出部２０８Ａは、伝送部２０４Ａにより受信された今回の時間ＴＢ（ｎ）と、過去の基準回数分の各時間ＴＢ（ｎ−１），ＴＢ（ｎ−２），・・・，ＴＢ（ｎ−ｋ）との平均値ＴＢｘを算出する。補正部２１０Ａは、平均値ＴＡｘと平均値ＴＢｘとに基づいて、保護制御装置１０Ａ側のサンプリング信号の出力タイミングを補正する。このように、保護制御装置１０Ａ側で平均値ＴＡｘだけではなく平均値ＴＢｘも算出される場合には、平均値算出部は、保護制御装置１０Ｂにおいては必須の機能構成ではなく、保護制御装置１０Ａのみが有する機能構成であってもよい。

＜処理手順＞
図７は、本実施の形態に従う保護制御装置１０Ａの処理手順を示す図である。ここでは、保護制御装置１０Ａ側でサンプリングタイミングを補正し、上り伝送の伝送遅延時間を表示する場合について説明する。典型的には、図７に示す各ステップは、保護制御装置１０Ａの演算処理部７０により実行される。なお、以下の説明では、区別のため、保護制御装置１０Ａ，１０Ｂにより取得される電気量データを、それぞれ電気量データＤａ，Ｄｂと称する。

図７を参照して、保護制御装置１０Ａは、変流器３０Ａにより検出された電気量を取得（サンプリング）する（ステップＳ１０）。より具体的には、保護制御装置１０Ａは、サンプリング信号に基づいて、取得した電気量をサンプリングしてディジタルデータに変換して、電気量データＤａを生成する。

保護制御装置１０Ａは、伝送路４０を介して、電気量データＤａを保護制御装置１０Ｂに送信する（ステップＳ１２）。保護制御装置１０Ａは、伝送路４０を介して、保護制御装置１０Ｂにより取得された電気量データＤｂを保護制御装置１０Ｂから受信する（ステップＳ１４）。保護制御装置１０Ａは、サンプリング信号の出力時から電気量データＤｂの受信時までの時間ＴＡを算出する（ステップＳ１６）。保護制御装置１０Ａは、今回算出された時間ＴＡ（ｎ）と、過去のサンプリングタイミングで算出された時間ＴＡ（ｎ−１），・・・，ＴＡ（ｎ−ｋ）との平均値ＴＡｘを算出する（ステップＳ１８）。

保護制御装置１０Ａは、伝送路４０を介して、保護制御装置１０Ｂにより算出された平均値ＴＢｘを保護制御装置１０Ｂから受信する（ステップＳ２０）。保護制御装置１０Ａは、平均値ＴＡｘおよび平均値ＴＢｘに基づいて、サンプリング信号の出力タイミングを補正する（ステップＳ２２）。具体的には、平均値ＴＡｘが平均値ＴＢｘと同一になるように、当該出力タイミングが補正される。

保護制御装置１０Ａは、保護制御装置１０Ｂから保護制御装置１０Ａへの下り伝送の伝送遅延時間として、時間ＴＡをディスプレイ７５に表示する（ステップＳ２４）。例えば、図６のように、保護制御装置１０Ａは、今回算出された時間ＴＡ（ｎ）と、過去のサンプリングタイミングで算出された時間ＴＡ（ｎ−１），・・・，ＴＡ（ｎ−ｋ）を時系列でグラフ化して表示する。

＜利点＞
本実施の形態によると、伝送遅延時間が変動し得る伝送路であっても、各保護制御装置のサンプリングタイミングの同期をほぼ正確に取ることができるため、伝送遅延時間をほぼ正確に確認することができる。

本実施の形態によると、ネットワークアナライザ、同期を取るためのＧＰＳ機器などが不要であるため、簡易に伝送遅延時間を把握することができる。また、これらの機器の準備あるいはセットアップなどの多大な作業、およびコストを削減することができる。

本実施の形態によると、実際の伝送路に接続される保護制御装置を利用して伝送遅延時間を計測することができる。そのため、実際の保護制御装置が導入されていない状態で、単に、ネットワークアナライザ等を用いて伝送遅延時間を計測する場合よりも、より実際の伝送状態を反映した伝送遅延時間を計測することが可能となる。

＜変形例＞
上述した実施の形態では、保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂのサンプリング信号の出力タイミングを同期させるために、系統運用者によって基準回数が適切に設定される。ここで、基準回数が少なすぎる場合には、補正側の保護制御装置の出力タイミングが頻繁に動くことにより、保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂのサンプリングタイミングの同期が取れない可能性もある。また、基準回数が多すぎる場合には、補正側の保護制御装置の出力タイミングはほぼ動かなくなる。そのため、何らかの原因でサンプリングタイミングが一旦ずれてしまった場合には、保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂのサンプリングタイミングの同期を取るまでに時間がかかる可能性もある。

一方で、補正側の保護制御装置（例えば、保護制御装置１０Ａ）の出力タイミングがほぼ動かないということは、当該出力タイミングから他の保護制御装置（例えば、保護制御装置１０Ｂ）からの電気量データの受信タイミングまでの時間のばらつきは、当該出力タイミングに依存しないことになる。すなわち、当該ばらつきは、保護制御装置１０Ｂから保護制御装置１０Ａへの上り伝送における伝送遅延時間のばらつきをより精度よく表わすと考えることもできる。

そのため、本実施の形態の変形例として、保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂのサンプリングタイミングの同期を取るために必要な基準回数を標準回数とすると、この標準回数よりも多い回数を基準回数として設定することにより、伝送遅延時間のばらつきをより精度よく確認する例について説明する。

具体的には、変形例に従う保護制御装置１０Ａ，１０Ｂは、図５中の機能構成に加えて、基準回数に応じた２つのモードを設定する設定部をさらに含む。設定部は、基準回数が標準回数（例えば、１００回）である通常モードと、基準回数が標準回数よりも多い回数（例えば、１００００回）である計測モードとを設定可能に構成される。例えば、設定部は、系統運用者からの指示により、通常モードと計測モードとを切り替える。

設定部により計測モードが設定されている場合には、表示制御部２１２Ａは、保護制御装置１０Ｂから保護制御装置１０Ａへの上り伝送の伝送遅延時間のばらつきを示す情報として、複数回分の時間ＴＡを報知する。具体的には、表示制御部２１２Ａは、図６に示すように、複数回分の時間ＴＡをグラフ化してディスプレイに表示させる。この場合、系統運用者は、グラフ化された複数回分の時間ＴＡを確認することにより、上り伝送の伝送遅延時間のばらつき具合をより精度よく確認することができる。

なお、設定部は、伝送遅延時間のばらつきをさらにより精度よく計測するモードとして、保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂのサンプリング信号の出力タイミングを固定するモード（固定計測モード）を設定可能に構成されていてもよい。

この場合、サンプリングタイミングの補正は行われないため、保護制御装置１０Ａおよび１０Ｂのサンプリングタイミングの同期を取ることはできない。しかし、両者のサンプリング信号の出力タイミングが固定されているため、例えば、保護制御装置１０Ａの出力タイミングから、保護制御装置１０Ｂにより計測された電気量データの受信タイミングまでの時間のばらつきは、当該出力タイミングに全く依存しないことになる。すなわち、当該ばらつきは、保護制御装置１０Ｂから保護制御装置１０Ａへの上り伝送における伝送遅延時間のばらつきをさらにより精度よく表わす。同様に、保護制御装置１０Ｂの出力タイミングから、保護制御装置１０Ａにより計測された電気量データの受信タイミングまでの時間のばらつきは、保護制御装置１０Ａから保護制御装置１０Ｂへの下り伝送における伝送遅延時間のばらつきをさらにより精度よく表わす。

系統運用者は、保護制御装置１０Ａ，１０Ｂが有する本来のリレー機能を使用せずに、上り伝送または下り伝送の伝送遅延時間のばらつきのみを確認したい場合には、設定部に指示して、保護制御装置１０Ａ，１０Ｂを固定計測モードに設定すればよい。この場合、系統運用者は、保護制御装置１０Ａ（保護制御装置１０Ｂ）のディスプレイに表示されるグラフ化された複数回分の時間ＴＡ（時間ＴＢ）を確認することにより、上り伝送（下り伝送）の伝送遅延時間のばらつき具合をさらにより精度よく把握できる。

［その他の実施の形態］
上述した実施の形態では、保護制御装置１０が伝送遅延時間などを表示する構成について説明したが、当該構成に限られない。例えば、保護制御装置１０がパーソナルコンピュータなどの情報処理装置と接続されている場合には、伝送遅延時間を示す情報を当該情報処理装置に送信して、当該情報処理装置側で当該情報（例えば、図６のようなグラフなど）を表示してもよい。

上述した実施の形態において、保護制御装置１０が計測した伝送遅延時間などを外部サーバに送信するように構成されていてもよい。外部サーバは、各変電所に設置された保護制御装置から送信された各伝送遅延時間を蓄積する。これにより、ユーザが外部サーバに蓄積された各伝送遅延時間にアクセスすることで、各伝送路の遅延特性を把握することができる。

上述の実施の形態として例示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。

また、上述した実施の形態において、その他の実施の形態で説明した処理や構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ａ，１Ｂ 変電所、１０Ａ，１０Ｂ 保護制御装置、２０Ａ，２０Ｂ 遮断器、３０Ａ，３０Ｂ 変流器、４０ 伝送路、５０ 補助変成器、６０ ＡＤ変換部、７０ 演算処理部、７１ バス、７２ ＣＰＵ、７３ ＲＯＭ、７４ ＲＡＭ、７５ ディスプレイ、７６ 出力インターフェイス、７７ 入力インターフェイス、７８ 通信インターフェイス、２００Ａ，２００Ｂ 信号出力部、２０２Ａ，２０２Ｂ 取得部、２０４Ａ，２０４Ｂ 伝送部、２０６Ａ，２０６Ｂ 時間算出部、２０８Ａ，２０８Ｂ 平均値算出部、２１０Ａ，２１０Ｂ 補正部、２１２Ａ，２１２Ｂ 表示制御部、１０００ 保護制御システム。

Claims (6)

1. 電力系統の保護制御装置であって、
   前記電力系統の電気量を予め定められた周期でサンプリングするタイミングを決定するための第１のサンプリング信号を出力する信号出力部と、
   伝送路を介して他の保護制御装置とデータ通信を実行する伝送部とを備え、
   前記伝送部は、前記第１のサンプリング信号に基づいてサンプリングされた第１の電気量データを前記他の保護制御装置に送信し、前記他の保護制御装置側で第２のサンプリング信号に基づいてサンプリングされた第２の電気量データを前記他の保護制御装置から受信し、
   前記第１のサンプリング信号の出力時から前記第２の電気量データの受信時までの第１の時間を算出する時間算出部と、
   前記時間算出部により算出された今回の前記第１の時間と、過去の基準回数分の各前記第１の時間との第１の平均値を算出する平均値算出部とをさらに備え、
   前記伝送部は、前記他の保護制御装置側で算出された、前記第２のサンプリング信号の出力時から前記第１の電気量データの受信時までの第２の時間の第２の平均値を受信し、
   前記保護制御装置は、
   前記第１の平均値と前記第２の平均値とに基づいて、前記第１のサンプリング信号と前記第２のサンプリング信号との同期を取るように前記第１のサンプリング信号の出力タイミングを補正する補正部と、
   前記他の保護制御装置から前記保護制御装置への第１伝送の伝送遅延時間として、前記第１の時間をディスプレイに表示させる表示制御部とをさらに備える、保護制御装置。
2. 前記伝送部は、前記他の保護制御装置側で算出された前記第２の時間をさらに受信し、
   前記表示制御部は、前記保護制御装置から前記他の保護制御装置への第２伝送の伝送遅延時間として、前記第２の時間を前記ディスプレイに表示させる、請求項１に記載の保護制御装置。
3. 前記表示制御部は、複数回分の前記第１の時間をグラフ化して前記ディスプレイに表示させる、請求項１または２に記載の保護制御装置。
4. 前記伝送部は、随時伝送遅延時間が変化し得る規格でデータ通信を実行する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護制御装置。
5. 前記基準回数が第１の回数である第１モードと、前記基準回数が前記第１の回数よりも多い第２の回数である第２モードとを設定可能な設定部をさらに備え、
   前記表示制御部は、前記第２モードが設定されている場合、前記第１伝送の伝送遅延時間のばらつきを示す情報として、複数回分の前記第１の時間を前記ディスプレイに表示させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の保護制御装置。
6. 電力系統の保護制御装置であって、
   前記電力系統の電気量を予め定められた周期でサンプリングするタイミングを決定するための第１のサンプリング信号を出力する信号出力部と、
   伝送路を介して他の保護制御装置とデータ通信を実行する伝送部とを備え、
   前記伝送部は、前記第１のサンプリング信号に基づいてサンプリングされた第１の電気量データを前記他の保護制御装置に送信し、前記他の保護制御装置側で第２のサンプリング信号に基づいてサンプリングされた第２の電気量データを前記他の保護制御装置から受信し、
   前記第１のサンプリング信号の出力時から前記第２の電気量データの受信時までの第１の時間を算出する時間算出部と、
   前記時間算出部により算出された今回の前記第１の時間と、過去の基準回数分の各前記第１の時間との第１の平均値を算出する平均値算出部とをさらに備え、
   前記伝送部は、前記他の保護制御装置側で算出された、前記第２のサンプリング信号の出力時から前記第１の電気量データの受信時までの第２の時間を受信し、
   前記平均値算出部は、前記他の保護制御装置から送信された今回の前記第２の時間と、過去の前記基準回数分の各前記第２の時間との第２の平均値をさらに算出し、
   前記保護制御装置は、
   前記第１の平均値と前記第２の平均値とに基づいて、前記第１のサンプリング信号と前記第２のサンプリング信号との同期を取るように前記第１のサンプリング信号の出力タイミングを補正する補正部と、
   前記他の保護制御装置から前記保護制御装置への第１伝送の伝送遅延時間として、前記第１の時間をディスプレイに表示させる表示制御部とをさらに備える、保護制御装置。