JP6659208B2 - Loop type protection relay system - Google Patents

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    • Y04S20/20End-user application control systems

Description

本発明の実施形態は、複数のリレー端末を通信回線でループ状に接続したループ型保護リレーシステムに関するものである。   The embodiment of the present invention relates to a loop protection relay system in which a plurality of relay terminals are connected in a loop by a communication line.

一般に、電力系統には保護リレーシステムが設けられている。保護リレーシステムは、多岐にわたる用途に適用しており、送電線保護システムや系統安定化制御システムなどが代表的である。送電線保護システムでは、送電線や母線の事故を検出して事故区間を切り離し、事故波及を防止している。また、系統安定化制御システムでは、発電変電所の系統事故を検出して周波数脱調等の系統不安定事象を予測し、電力系統の安定を図っている。   Generally, a power system is provided with a protection relay system. The protection relay system is applied to various uses, and a transmission line protection system and a system stabilization control system are typical. The transmission line protection system detects an accident on the transmission line or bus, cuts off the accident section, and prevents the propagation of the accident. In addition, the system stabilization control system detects a system accident at a power generation substation and predicts a system instability event such as frequency step-out, thereby stabilizing the power system.

これらの保護リレーシステムにおいては、送電線区間や発変電所の各端子にリレー端末を配設している。各リレー端末は電流値や電圧値、接点情報等の電気量データを計測入力し、電気量データを含む通信フレームにして、この通信フレームを他のリレー端末との間で配信し合う。   In these protection relay systems, a relay terminal is provided at each terminal of a transmission line section or a substation. Each relay terminal measures and inputs electric quantity data such as a current value, a voltage value, and contact information, forms a communication frame including the electric quantity data, and distributes the communication frame to other relay terminals.

これによりリレー端末は相互に電気量データを授受し合い、電気量データを共有することができる。各リレー端末は、演算部を実装しており、同一時刻に計測した電気量データを用いて電流差動演算や安定度演算など各種の保護演算を実行する。電気量データの計測タイミングは、ハードウェアクロックを分周して生成するサンプリングパルス信号を基点にしている。   Thereby, the relay terminals can mutually exchange electric quantity data and share the electric quantity data. Each relay terminal is equipped with an operation unit, and executes various protection operations such as a current differential operation and a stability operation using electric quantity data measured at the same time. The measurement timing of the electric quantity data is based on a sampling pulse signal generated by dividing a hardware clock.

サンプリングパルス信号は、分周値を(基準値+1)や(基準値−1)のように微調整することでパルス信号幅を伸縮させ、他のリレー端末のパルス信号エッジに同期させることができる。以上の同期手法をサンプリング同期と称しており、サンプリング同期を行うことがリレー端末を適用する保護リレーシステムの特徴の一つとなっている。   The sampling pulse signal can expand and contract the pulse signal width by finely adjusting the frequency division value such as (reference value +1) or (reference value -1), and can synchronize with the pulse signal edge of another relay terminal. . The above synchronization method is called sampling synchronization, and performing sampling synchronization is one of the features of a protection relay system to which a relay terminal is applied.

従来、保護リレーシステムの通信回線は、54Kbpsや1.5Mbpsであった。そのため、例えば電気角30°(50Hz系統で1.67ミリ秒周期、60Hz系統で1.38ミリ秒周期)の周期で瞬時値データを転送する場合、1情報フレーム長が90bitや119bitといった非常に小さい容量しか取り扱うことができない。このような通信回線の通信速度の遅さはリレー端末の機能や性能を制約する要因となっていた。   Conventionally, the communication line of the protection relay system is 54 Kbps or 1.5 Mbps. Therefore, for example, when transferring instantaneous value data in a cycle of an electrical angle of 30 ° (1.67 ms cycle in a 50 Hz system, 1.38 ms cycle in a 60 Hz system), the length of one information frame is extremely large, such as 90 bits or 119 bits. Only small capacity can be handled. Such a low communication speed of the communication line has been a factor that restricts the function and performance of the relay terminal.

そこで近年では、100Mbpsや1000Mbpsといった高速のイーサネット通信回線を保護リレー用の通信回線として適用する研究が進められている。イーサネット通信回線を用いることにより、取り扱う情報量を格段に増やすことができ、リレー端末に多様な機能を実装して、性能を向上させることが可能となる。また、イーサネット通信回線を用いれば、通信フレームの送信間隔も短い周期で転送することができるので、瞬時値の精度を高めることも見込まれている。   Therefore, in recent years, studies have been made to apply a high-speed Ethernet communication line such as 100 Mbps or 1000 Mbps as a communication line for a protection relay. By using an Ethernet communication line, the amount of information to be handled can be significantly increased, and various functions can be mounted on the relay terminal to improve the performance. In addition, if an Ethernet communication line is used, the transmission interval of a communication frame can be transferred in a short cycle, and therefore, it is expected that the accuracy of the instantaneous value is improved.

イーサネット通信網では、端末をループ状に通信接続したループ型トポロジが一般的である。ループ型トポロジを構成する場合、通信フレームがループ状の通信経路を不正に循環しない施策を組むことが重要である。具体的な施策としては、ループ端の設定、もしくは、中継機器のSTP(Spanning Tree Protocol)やRSTP(Rapid STP)を適用したL2SWによる経路制御が挙げられる。   In an Ethernet communication network, a loop topology in which terminals are connected and connected in a loop is generally used. When configuring a loop topology, it is important to take measures to prevent communication frames from illegally circulating through a loop communication path. As a specific measure, setting of a loop end or route control by L2SW to which STP (Spanning Tree Protocol) or RSTP (Rapid STP) of a relay device is applied may be mentioned.

特許5172106号公報Japanese Patent No. 5172106 特許5127482号公報Japanese Patent No. 5127482

2008電気学会全国大会No.6-3022008 IEEJ National Convention No.6-302 2012電気学会全国大会No.6-2382012 IEEJ National Convention No.6-238

上述したように、イーサネット通信を適用するループ型トポロジでは、ループ端の設定あるいはL2SWによる経路制御がなされているが、次のような課題がある。そのため、ループ型保護リレーシステムに、ループ端の設定やL2SWによる経路制御を適用することは、困難であった。
(1)ループ端を設定する場合、ループ端以外で回線故障(通信断やSW等の機器故障)が起きると、リレー端末間で通信不能となる区間ができ、システムの運用を維持することができなくなる。
As described above, in the loop topology to which the Ethernet communication is applied, the setting of the loop end or the path control by the L2SW is performed, but there are the following problems. Therefore, it has been difficult to apply the setting of the loop end and the path control using the L2SW to the loop-type protection relay system.
(1) When a loop end is set, if a line failure (communication disconnection or device failure such as SW) occurs at a part other than the loop end, a section where communication becomes impossible between the relay terminals is created, and the operation of the system can be maintained. become unable.

(2)ループ端を設定する場合、ループ型トポロジは実質的にバス型トポロジと同等となる。バス型トポロジでは、通信経路の中央に近いリレー端末に接続される経路ほど、通信負荷が高まって通信負荷が大きくなり易い。その結果、遅延変動が増加して、各リレー端末で均一の同期精度を得ることが難しくなり、同期精度の低下を招いた。 (2) When setting a loop end, the loop topology is substantially equivalent to the bus topology. In the bus topology, a path connected to a relay terminal closer to the center of the communication path is likely to have a higher communication load and a higher communication load. As a result, delay fluctuations increase, and it becomes difficult to obtain uniform synchronization accuracy in each relay terminal, resulting in a decrease in synchronization accuracy.

(3)同期主従のリレー端末間の通信経路に関して、往路と復路が同一経路になるように設定する必要がある。しかし、L2SWで経路制御する場合、往路と復路で通信経路が異なることがある。その結果、通信遅延時間を正確に算出することができず、サンプリング同期ができなくなる。 (3) Regarding the communication path between the relay terminals of the master and slave, it is necessary to set the forward path and the return path to be the same path. However, when the path is controlled by the L2SW, the communication path may be different between the forward path and the return path. As a result, the communication delay time cannot be accurately calculated, and sampling synchronization cannot be performed.

(4)L2SWで経路制御する場合、回線故障をSWが検出すると、経路制御により新たな通信経路を構成して通信を復旧することができるものの、回線故障の検出から復旧に至るまでには数十ミリ〜数百ミリ秒の時間を要する。つまり、復旧が完了するまでの数十ミリ〜数百ミリ秒は、システムが停止せざるを得ない。また、新たに通信経路を構成することで、通信経路が変化するので、これに伴い通信遅延時間も変化する。このため、サンプリング同期精度が乱れるおそれがある。
(5)L2SW等の中継機器による経路制御設定が不可欠であるため、誤設定により不正動作を起こす恐れがある。
(4) In the case of route control using the L2SW, when the SW detects a line failure, a new communication path can be configured by the route control to restore communication. It takes ten to several hundred milliseconds. In other words, the system must stop for several tens to several hundreds of milliseconds until the restoration is completed. In addition, since the communication path changes by newly configuring the communication path, the communication delay time also changes accordingly. For this reason, sampling synchronization accuracy may be disturbed.
(5) Since the path control setting by the relay device such as the L2SW is indispensable, there is a possibility that an incorrect operation may cause an incorrect operation.

本発明の実施形態では、以上の課題を解消するために提案されたものであり、ループ端の設定やL2SWによる経路制御を不要とし、通信回線でループ状に接続し、安定して運用することが可能なループ型保護リレーシステムを提供することを目的とする。   An embodiment of the present invention is proposed to solve the above-mentioned problem, and eliminates the need for setting a loop end and controlling a path by using an L2SW. It is an object of the present invention to provide a loop-type protection relay system capable of performing the following.

上記の目的を達成するために、本発明の実施形態は、電力系統に電気量データを計測するリレー端末を複数配置し、前記リレー端末を通信回線でループ端を設定することなくループ状に接続し、前記電気量データを含む第1の通信フレームを他の前記リレー端末に配信し合うことで前記電気量データを共有するループ型保護リレーシステムにおいて、各リレー端末は、次の構成要素を備えている。 In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention arranges a plurality of relay terminals for measuring electric quantity data in a power system, and connects the relay terminals in a loop without setting a loop end with a communication line. Then, in a loop-type protection relay system that shares the electric quantity data by distributing a first communication frame including the electric quantity data to the other relay terminals, each relay terminal includes the following components. ing.

(a)2回線の通信ポート。
(b)前記通信フレームを他の前記リレー端末との間で送受信する通信ドライバ。
(c)前記電気量データを用いて所定の保護演算を行う演算部。
(A) Two communication ports.
(B) a communication driver for transmitting and receiving the communication frame to and from the other relay terminals.
(C) an operation unit that performs a predetermined protection operation using the electric quantity data.

前記通信ドライバは、下記の構成要素を備えている。
(d)前記演算部から電気量データを受け取り、当該電気量データに基づいて同一の電気量データを格納した通信フレームを2つ生成し、前記2回線の通信ポートから、接続された前後の前記リレー端末のそれぞれへ、同一の前記通信フレームを送信する送信処理部。
(e)前記2回線の通信ポートを介して、接続された前後の前記リレー端末のそれぞれから前記通信フレームを受信する受信処理部。
The communication driver includes the following components.
(D) receiving the electric quantity data from the arithmetic unit, generating two communication frames storing the same electric quantity data based on the electric quantity data, and transmitting the two communication frames from the communication ports of the two lines before and after the connection; A transmission processing unit that transmits the same communication frame to each of the relay terminals.
(E) a reception processing unit that receives the communication frame from each of the relay terminals before and after the connection via the two communication ports.

前記受信処理部は、下記の構成要素を備えている。
(f)予め定められた条件に基づき、前記通信ポートを介して受信した前記第1の通信フレームに関して、当該第1の通信フレームを受信した側と反対側の前記通信ポートへ、前記第1の通信フレームを中継するか否かを判定する中継要否判定部。
(g)前記中継要否判定部が前記第1の通信フレームを中継すると判定すると、前記第1の通信フレームを前記通信ポートに送出する中継送出部と、
(h)前記中継要否判定部の中継判定結果にかかわらず、前記第1の通信フレームを前記演算部に通知する通信フレーム通知部。
(i)さらに、前記各リレー端末は、前記2回線の通信ポートの両方で同期制御データを含む第2の通信フレームにて同期通信し、前記各通信ポートでの同期通信における通信遅延時間の変動を比較して、前記2回線の通信ポートの同期通信のうち通信遅延時間の変動が少ない方の通信ポートの同期通信を、当該通信ポートを含む回線による同期通信として採用するように構成する。
The reception processing unit includes the following components.
(F) the first communication frame received through the communication port based on a predetermined condition, and the first communication frame is transmitted to the communication port on the side opposite to the side that received the first communication frame; A relay necessity determining unit that determines whether to relay the communication frame.
(G) a relay sending unit that sends the first communication frame to the communication port when the relay necessity determination unit determines that the first communication frame is to be relayed;
(H) a communication frame notification unit that notifies the arithmetic unit of the first communication frame regardless of a relay determination result of the relay necessity determination unit.
(I) Further, each of the relay terminals performs synchronous communication in a second communication frame including synchronization control data at both of the communication ports of the two lines, and changes in communication delay time in the synchronous communication at each of the communication ports. The synchronous communication of the communication port having the smaller fluctuation of the communication delay time among the synchronous communication of the two communication ports is adopted as the synchronous communication by the line including the communication port.

第1の実施形態のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the first embodiment. 第1の実施形態のリレー端末のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the relay terminal according to the first embodiment. 通信フレームのフォーマット例を示す図。The figure which shows the example of a format of a communication frame. 通信フレームのフォーマット例を示す図。The figure which shows the example of a format of a communication frame. 第2の実施形態のブロック図。FIG. 10 is a block diagram of a second embodiment. 第3の実施形態のブロック図。FIG. 10 is a block diagram of a third embodiment. 通信フレームのフォーマット例を示す図。The figure which shows the example of a format of a communication frame. 第4の実施形態のブロック図。FIG. 13 is a block diagram of a fourth embodiment.

(1)第1の実施形態
(構成と作用)
本発明に係る実施形態として、図1および図2を用いて、第1の実施形態について具体的に説明する。図1は第1の実施形態のブロック図である。
(1) First embodiment (configuration and operation)
A first embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 2 as an embodiment according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment.

(概要)
図1に示すように、第1の実施形態に係るループ型保護リレーシステムは、7台のリレー端末Ry1〜Ry7を電力系統の要所に配置し、リレー端末Ry1〜Ry7を通信回線2でループ状に接続している。通信回線2としては、イーサネット通信回線が採用されている。各リレー端末Ry1〜Ry7は、電気量データを自端計測し、通信回線2に接続された他のリレー端末Ry1〜Ry7との間で電気量データを含む通信フレームFを配信し合う。これにより、全てのリレー端末Ry1〜Ry7もしくは必要とされる任意のリレー端末Ry1〜Ry7は、各リレー端末Ry1〜Ry7で計測された電気量データを共有可能となる。
(Overview)
As shown in FIG. 1, the loop-type protection relay system according to the first embodiment has seven relay terminals Ry1 to Ry7 arranged at key points in a power system, and loops the relay terminals Ry1 to Ry7 through a communication line 2. Connected. As the communication line 2, an Ethernet communication line is employed. Each of the relay terminals Ry1 to Ry7 measures its own electric data and distributes a communication frame F including electric data to and from the other relay terminals Ry1 to Ry7 connected to the communication line 2. As a result, all the relay terminals Ry1 to Ry7 or any necessary relay terminals Ry1 to Ry7 can share the electric quantity data measured by each of the relay terminals Ry1 to Ry7.

リレー端末Ry1〜Ry7は、2回線の通信ポート8、9を持ち、2系の通信経路を採用している。ここでは、一方の通信経路をAルート、他方の通信経路をBルートと呼称する。各リレー端末Ry1〜Ry7との通信接続は、各リレー端末Ry1〜Ry7のAルートから、ループ状に接続される前後のリレー端末Ry1〜Ry7のBルートへと接続することで、ループ状の通信構成を採ることになる。   The relay terminals Ry1 to Ry7 have two communication ports 8 and 9, and employ a two-system communication path. Here, one communication route is called an A route and the other communication route is called a B route. The communication connection with each of the relay terminals Ry1 to Ry7 is performed by connecting the A route of each of the relay terminals Ry1 to Ry7 to the B route of the relay terminals Ry1 to Ry7 before and after being connected in a loop, thereby forming a loop communication. Configuration will be adopted.

各リレー端末Ry1〜Ry7は、通信ポート8(9)から通信フレームFを、接続されたリレー端末Ry1〜Ry7に送信する。送信した通信フレームFを受け取ったリレー端末Ry1〜Ry7は、通信ポート9(8)にて通信フレームFを受信し、所定の条件に基づいてもう一方の通信ポート8(9)に中継する。   Each of the relay terminals Ry1 to Ry7 transmits the communication frame F from the communication port 8 (9) to the connected relay terminals Ry1 to Ry7. Upon receiving the transmitted communication frame F, the relay terminals Ry1 to Ry7 receive the communication frame F at the communication port 9 (8) and relay the communication frame F to the other communication port 8 (9) based on a predetermined condition.

例えば、リレー端末Ry1は、通信ポート8からAルートを介してリレー端末Ry2の通信ポート9へと通信フレームFを送信する。リレー端末Ry2は、受信した通信フレームFを、通信ポート9から通信ポート8に中継する。これを繰り返すことで、リレー端末Ry1からリレー端末Ry2、Ry3、Ry4、Ry5、Ry6、Ry7といった順(図1では時計回り)で通信フレームが循環する。   For example, the relay terminal Ry1 transmits the communication frame F from the communication port 8 to the communication port 9 of the relay terminal Ry2 via the route A. The relay terminal Ry2 relays the received communication frame F from the communication port 9 to the communication port 8. By repeating this, the communication frame circulates in the order from the relay terminal Ry1 to the relay terminals Ry2, Ry3, Ry4, Ry5, Ry6, and Ry7 (clockwise in FIG. 1).

また、リレー端末Ry1は、リレー端末Ry2の通信ポート9からの通信フレームFを、Aルートを介して通信ポート8にて受信し、受信した通信フレームFを通信ポート9に中継する。そして、リレー端末Ry1は、通信ポート9からBルートを介してリレー端末Ry7の通信ポート8へと、通信フレームFを送信する。これを繰り返すことで、リレー端末Ry1からリレー端末Ry7、Ry6、Ry5、Ry3、Ry2といった順(図1では反時計回り)で通信フレームFが循環するループ状の通信構成を逆周りする。   The relay terminal Ry1 receives the communication frame F from the communication port 9 of the relay terminal Ry2 at the communication port 8 via the route A, and relays the received communication frame F to the communication port 9. Then, the relay terminal Ry1 transmits the communication frame F from the communication port 9 to the communication port 8 of the relay terminal Ry7 via the route B. By repeating this, the loop communication configuration in which the communication frame F is circulated in the order of the relay terminals Ry1 to Ry7, Ry6, Ry5, Ry3, and Ry2 (counterclockwise in FIG. 1) is reversed.

以上のような第1の実施形態では、ループ端の設定やL2SWによる経路制御を行うことなく、リレー端末Ry1〜Ry7同士を通信回線2でループ状に接続している。ここでの通信回線2は、全二重通信(FullDuplex)が可能な形態であればよく、一般的なイーサネット通信ケーブルであれば、UTP(電気)ケーブルでもよいし、あるいは光ケーブルでもよい。   In the first embodiment as described above, the relay terminals Ry1 to Ry7 are connected in a loop by the communication line 2 without performing the setting of the loop end or the path control by the L2SW. The communication line 2 here may be in a form capable of full-duplex communication (Full Duplex), and may be a general Ethernet communication cable such as a UTP (electric) cable or an optical cable.

(リレー端末)
各リレー端末Ry1〜Ry7は、演算部10と、通信ドライバ11と、NIC(Network Interface Controller)12、13を有している。各リレー端末Ry1〜Ry7は、2回線の通信ポート8、9の両方で通信フレームFを用いて同期通信し、各通信ポート8、9での同期通信における通信遅延時間の変動を比較して、通信遅延時間の変動が少ない方の同期通信を採用している。
(Relay terminal)
Each of the relay terminals Ry1 to Ry7 includes an arithmetic unit 10, a communication driver 11, and NICs (Network Interface Controllers) 12, 13. Each of the relay terminals Ry1 to Ry7 performs synchronous communication using the communication frame F at both of the two communication ports 8 and 9, and compares the fluctuation of the communication delay time in the synchronous communication at each of the communication ports 8 and 9, Synchronous communication with less fluctuation of communication delay time is adopted.

(通信フレーム)
ここで、リレー端末Ry1〜Ry7が持つ各構成要素について述べる前に、通信フレームFの種類について説明する。通信フレームFとしては、電気量データを含む電気量フレームや、同期制御データを含む同期フレームなどがある。
(Communication frame)
Here, before describing each component of the relay terminals Ry1 to Ry7, the type of the communication frame F will be described. Examples of the communication frame F include an electric quantity frame including electric quantity data and a synchronization frame including synchronization control data.

(電気量フレーム)
電気量フレームとは、計測した電気量データや装置の制御や監視状態など任意の付属情報を格納したフレームであり、各演算部10に向けての演算用データや、サンプリングアドレスSAや計測タイミング差をまとめたものである。このような電気量フレームを2つの通信経路から、各リレー端末Ry1〜Ry7の演算部10が受信する場合、通信経路が共に健全であれば、電気量フレームは重複受信となる。
(Electric quantity frame)
The electric quantity frame is a frame that stores measured electric quantity data and any additional information such as control and monitoring states of the apparatus, and includes calculation data for each operation unit 10, a sampling address SA and a measurement timing difference. It is a summary of. When the arithmetic unit 10 of each of the relay terminals Ry1 to Ry7 receives such an electric quantity frame from two communication paths, if both of the communication paths are sound, the electric quantity frame is redundantly received.

(同期フレーム)
一方、同期フレームとは、同期主従の端子番号や同期フレーム送受信タイミング(時刻)情報、同期指令情報や応答種別情報などの同期制御データを格納したフレームである。
(Synchronous frame)
On the other hand, the synchronization frame is a frame that stores synchronization control data such as synchronization master / slave terminal numbers, synchronization frame transmission / reception timing (time) information, synchronization command information, and response type information.

(演算部)
上記の同期フレームを、各リレー端末Ry1〜Ry7の演算部10が受信する場合、同期主従のリレー端末Ry1〜Ry7間では、同期通信を往復実施し、かつ往復の通信経路を同一にする必要がある。演算部10は、Aルートから送信した同期フレームに対しては、Aルートに着信した同期フレームを用いて同期誤差や通信遅延時間の演算を行う。
(Calculation unit)
When the arithmetic unit 10 of each of the relay terminals Ry1 to Ry7 receives the above-mentioned synchronization frame, it is necessary to perform a round-trip synchronous communication between the synchronization master-slave relay terminals Ry1 to Ry7 and make the round-trip communication path the same. is there. The calculation unit 10 calculates a synchronization error and a communication delay time for the synchronization frame transmitted from the A route using the synchronization frame arriving at the A route.

同様に、演算部10は、Bルートから送出した同期フレームに対しては、Bルートに着信した同期フレームを用いて同期誤差や通信遅延時間の演算を行う。よって、演算部10では2ルート分の同期誤差、通信遅延時間が求まる。このとき、本実施形態のリレー端末Ry1〜Ry7では、上述したように通信遅延時間の変動を少ない方を採用している。   Similarly, for the synchronization frame transmitted from the B route, the calculation unit 10 calculates the synchronization error and the communication delay time using the synchronization frame received on the B route. Therefore, the arithmetic unit 10 obtains a synchronization error and a communication delay time for two routes. At this time, in the relay terminals Ry1 to Ry7 of the present embodiment, as described above, the one with less fluctuation of the communication delay time is adopted.

演算部10は、電気量データを用いて電力系統の監視や事故判定を行うアプリソフトであり、電流差動演算用や安定度判定演算用など多々ある。アプリソフトの具体的な種別や処理内容についての記載はここでは割愛する。リレー端末Ry1の演算部10は、通信ドライバ11が電気量データを送受信することで、他のリレー端末Ry2〜Ry7が計測した電気量データを含む電気量フレームを取得可能であり、電気量データを用いて所定の演算を行う。   The calculation unit 10 is application software for monitoring the power system and determining an accident using the electric quantity data, and includes various types such as a current differential calculation and a stability determination calculation. A description of specific types and processing contents of the application software is omitted here. The arithmetic unit 10 of the relay terminal Ry1 can acquire the electric quantity frame including the electric quantity data measured by the other relay terminals Ry2 to Ry7 by the communication driver 11 transmitting and receiving the electric quantity data, and A predetermined calculation is performed using the above.

(NIC)
NIC12、13は通信ポート8、9の前段に設けられている。NIC12、13は、ストアアンドフォワード型が一般的である。NIC12、13内では、通信フレームFに含まれるFCS(フレームチェックシーケンスコード)がエラーとなっている不正フレームが破棄されるようになっている。
(NIC)
The NICs 12 and 13 are provided before the communication ports 8 and 9. The NICs 12 and 13 are generally of a store-and-forward type. In the NICs 12 and 13, an invalid frame in which the FCS (frame check sequence code) included in the communication frame F has an error is discarded.

(通信ドライバ)
通信ドライバ11は、リレー端末Ry1〜Ry7同士で通信フレームFを送受信する部分である。通信ドライバ11の持つ構成要素について、図2を用いて説明する。図2に示すように、通信ドライバ11には送信処理部14と、受信処理部15と、2つのキュー16、17が設けられている。
(Communication driver)
The communication driver 11 is a part that transmits and receives the communication frame F between the relay terminals Ry1 to Ry7. The components of the communication driver 11 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the communication driver 11 includes a transmission processing unit 14, a reception processing unit 15, and two queues 16 and 17.

(キュー)
キュー16、17はNIC12、13の前段に設けられている。キュー16、17は、通信フレームFを順番に送出する。キュー16、17は通信フレームFの送信待ちをするが、ここで中継時間の変動が起きると、通信遅延時間が変動することになる。このとき、通信フレームFが同期フレームであれば、その中継について同期精度が乱れるおそれがある。
(queue)
The queues 16 and 17 are provided before the NICs 12 and 13. The queues 16 and 17 transmit the communication frames F in order. The queues 16 and 17 wait for the transmission of the communication frame F. If the relay time fluctuates, the communication delay time fluctuates. At this time, if the communication frame F is a synchronization frame, the synchronization accuracy of the relay may be disturbed.

そこで、キュー16、17は、電気量フレーム用のものと、同期フレーム用のものとを、別々に複数個ずつ配置している。同期フレーム用のキュー16、17は独立して設けられている。そのため、同期フレームの中継では、NIC12、13にて送信仕掛かり状態の有無によらず、予め定められた一定時間Ta(システム上で採用する最大のフレームサイズ通信時間+マージンα)、滞留させてから中継する。   Therefore, a plurality of queues 16 and 17 are separately arranged for the electric quantity frame and for the synchronous frame. The queues 16 and 17 for the synchronization frame are provided independently. Therefore, in the relay of the synchronous frame, regardless of the presence or absence of the transmission in-process state in the NICs 12 and 13, the NICs 12 and 13 are allowed to stay for a predetermined fixed time Ta (the maximum frame size communication time used in the system + margin α). Relay from.

同期フレームの中継遅延時間は同期フレームサイズの伝送時間Ts+Taで求めることができ、この時間は一律である。さらに、キュー16、17では、同期フレームが滞留している期間は電気量フレームを送信しないように制御されている。   The relay delay time of the synchronization frame can be obtained by the transmission time Ts + Ta of the synchronization frame size, and this time is uniform. Further, the queues 16 and 17 are controlled not to transmit the electric quantity frame during the period in which the synchronization frame is retained.

(送信処理部)
送信処理部14は、演算部10から電気量データを受領し、当該電気量データに基づいて、同一の電気量データを格納した通信フレームFを2つ生成し、Aルート及びBルートに向けて通信ポート8、9から、通信フレームFを送信する。各ルートから送信される通信フレームFは送出ルートや発信元MACが異なる。
(Transmission processing unit)
The transmission processing unit 14 receives the electric quantity data from the arithmetic unit 10, generates two communication frames F storing the same electric quantity data based on the electric quantity data, and directs the communication frames F to the A route and the B route. The communication frame F is transmitted from the communication ports 8 and 9. The communication frame F transmitted from each route differs in the transmission route and the source MAC.

送信処理部14から送信されるAルートの通信フレームFは、一旦、キュー16に積まれて送信待ちとなり、NIC12を介してAルートに送出される。また、送信処理部14から送信されるBルートの通信フレームFは、一旦、キュー17に積まれて送信待ちとなり、NIC13を介してBルートに送出される。   The communication frame F of the A route transmitted from the transmission processing unit 14 is temporarily stored in the queue 16, waits for transmission, and is transmitted to the A route via the NIC 12. Further, the communication frame F of the B route transmitted from the transmission processing unit 14 is temporarily stored in the queue 17, waits for transmission, and is transmitted to the B route via the NIC 13.

(受信処理部)
受信処理部15は、通信ポート8、9を介してAルート及びBルートから通信フレームFを受信する。受信処理部15は、構成要素として、中継要否判定部18と、中継送出部19と、受信フレーム通知部20を備えている。受信フレーム通知部20とは、通信フレームFを演算部10に通知する通信フレーム通知部である。
(Reception processing unit)
The reception processing unit 15 receives the communication frame F from the A route and the B route via the communication ports 8 and 9. The reception processing unit 15 includes a relay necessity determination unit 18, a relay transmission unit 19, and a reception frame notification unit 20 as components. The reception frame notification unit 20 is a communication frame notification unit that notifies the calculation unit 10 of the communication frame F.

(中継要否判定部)
中継要否判定部18は、予め定められた条件に基づいて、受信した通信フレームFを、通信フレームFを受信した方とは別の通信ポートへ中継するか否かを判定する。中継要否判定部18は、通信フレームFの一部を受信した時点で、中継要否判定を開始する。ここでは通信フレームFを中継しない条件(A)〜(D)を下記のように設定する。
(Relay necessity judgment section)
The relay necessity determination unit 18 determines whether or not to relay the received communication frame F to a communication port different from the one that received the communication frame F, based on a predetermined condition. The relay necessity determination unit 18 starts the relay necessity determination at the time when a part of the communication frame F is received. Here, the conditions (A) to (D) for not relaying the communication frame F are set as follows.

(A)宛先MACが自局宛なら中継しない。
(B)発信元MACが自局なら中継しない。
(C)中継TTLが上限以上なら中継しない。
(D)中継TTLが0なら中継しない。
宛先MAC、発信元MAC、中継TTLについては、後述する通信フレームFのフォーマットにて説明する。
(A) If the destination MAC is addressed to the own station, do not relay.
(B) If the source MAC is the local station, do not relay.
(C) If the relay TTL is equal to or greater than the upper limit, no relay is performed.
(D) If the relay TTL is 0, do not relay.
The destination MAC, the source MAC, and the relay TTL will be described in the format of a communication frame F described later.

中継要否判定部18は、通信フレームFが上記の条件(A)〜(D)を1つでも満たした場合には、通信ポート8、9への中継を行わないと判定する。また、中継要否判定部18は、通信フレームFがこれらの条件(A)〜(D)に全て当てはまらない場合、通信ポート8、9へ通信フレームFを中継すると判定する。   When the communication frame F satisfies at least one of the above conditions (A) to (D), the relay necessity determination unit 18 determines that the relay to the communication ports 8 and 9 is not performed. In addition, when the communication frame F does not satisfy all of the conditions (A) to (D), the relay necessity determination unit 18 determines that the communication frame F is relayed to the communication ports 8 and 9.

(中継送出部)
中継要否判定部18が通信フレームFを通信ポート8、9に中継すると判定すると、中継送出部19は、受信フレームに含まれる中継TTLを減算し、中継フレームとして通信フレームFを再生成して、再生成した通信フレームFを中継フレームとして、中継先である通信ポート8、9側のキュー16、17に送出する。
(Relay transmission section)
When the relay necessity determining unit 18 determines that the communication frame F is to be relayed to the communication ports 8 and 9, the relay sending unit 19 subtracts the relay TTL included in the received frame and regenerates the communication frame F as a relay frame. , And sends the regenerated communication frame F as a relay frame to the queues 16 and 17 of the communication ports 8 and 9 as relay destinations.

(受信フレーム通知部)
中継要否判定部18の中継判定にかかわらず、受信フレーム通知部20は、通信フレームFを受信フレームとして採用し、この受信フレームを演算部10に通知する。このとき、Aルート、Bルートの両ルートが健全なら、両ルートから同一の受信フレームが演算部10に着信することになる。
(Received frame notification unit)
Regardless of the relay determination by the relay necessity determining unit 18, the received frame notifying unit 20 adopts the communication frame F as the received frame and notifies the arithmetic unit 10 of the received frame. At this time, if both routes A and B are sound, the same received frame arrives at the arithmetic unit 10 from both routes.

同一の受信フレームが演算部10に着信した場合、受信フレームが電気量フレームであれば重複受信となるので、重複した受信フレームのいずれか一方を破棄する必要がある。そこで受信フレーム通知部20では、通信フレームF中の送出通番の最新値を記憶し、それと同一の送出通番を持つ通信フレームFに関してはこれを破棄するようになっている。したがって、受信フレーム通知部20は、先着した通信フレームFのみを受信フレームとして演算部10に通知する。   When the same received frame arrives at the arithmetic unit 10, if the received frame is an electric quantity frame, overlapping reception is performed. Therefore, it is necessary to discard one of the overlapping received frames. Therefore, the received frame notifying section 20 stores the latest value of the transmission serial number in the communication frame F, and discards the communication frame F having the same transmission serial number as that. Therefore, the reception frame notification unit 20 notifies the calculation unit 10 of only the communication frame F that has arrived first as a reception frame.

(通信フレームのフォーマット)
続いて、図3、図4を用いて、通信フレームFのフォーマットについて説明する。図3は、通信フレームFにUDP/IPを適用したケースのフォーマット例であり、図4はイーサネットヘッダ以降がユーザデータとなるRAWイーサを適用したケースのフォーマット例である。
(Format of communication frame)
Next, the format of the communication frame F will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a format example in a case where UDP / IP is applied to the communication frame F, and FIG. 4 is a format example in a case where a RAW Ethernet in which user data is provided after the Ethernet header is used.

このようなフォーマットのうち、演算部10のインターフェースとしてはIPアドレスで通信管理できるUDP/IPを採用する方が、汎用性が高い。一方、RAWイーサはIPヘッダやUDPヘッダが無い分の通信負荷削減や中継時間短縮が見込める。双方のフォーマットともシステムの必要性能に応じて選択すればよい。   Among such formats, it is more versatile to employ UDP / IP as an interface of the arithmetic unit 10 so that communication can be managed by an IP address. On the other hand, RAW Ether can be expected to reduce the communication load and the relay time because the IP header and the UDP header are not provided. Both formats may be selected according to the required performance of the system.

(宛先MAC、発信元MAC)
通信フレームFのフォーマットにおいて、宛先MACや発信元MACは、宛先や発信元を表すMACアドレスであり、タイプと共にイーサヘッダに格納される。MACアドレスはハード固有情報である。ただし、演算部10のアプリソフトではMACアドレスは管理しづらいことから、ユーザデータ領域にリレー端末Ry1〜Ry7の宛先端子番号や送出端子番号を付加している。また、UDP/IPフレームのように、IPアドレスでリレー端末Ry1〜Ry7の端子番号を代用できる場合は、リレー端末Ry1〜Ry7の端子番号の付加は不要となる。
(Destination MAC, source MAC)
In the format of the communication frame F, the destination MAC and the source MAC are MAC addresses representing the destination and the source, and are stored together with the type in the Ethernet header. The MAC address is hardware-specific information. However, since the MAC address is difficult to manage in the application software of the arithmetic unit 10, the destination terminal numbers and the transmission terminal numbers of the relay terminals Ry1 to Ry7 are added to the user data area. Further, when the terminal numbers of the relay terminals Ry1 to Ry7 can be substituted by the IP addresses as in the case of the UDP / IP frame, it is not necessary to add the terminal numbers of the relay terminals Ry1 to Ry7.

(タイプ)
通信フレームFのフォーマット中のタイプとは、イーサネットフレーム種別であり、イーサネット層の上位プロトコルの種別を示す。代表タイプとしてはIPV4:0800、ARP:0806、SNMP:814C、NetBIOS:8191などがある。
(type)
The type in the format of the communication frame F is the Ethernet frame type, and indicates the type of the upper layer protocol of the Ethernet layer. Representative types include IPV4: 0800, ARP: 0806, SNMP: 814C, NetBIOS: 8191 and the like.

(IPヘッダ、UDPヘッダ)
さらに、通信フレームFのフォーマットには、IPヘッダ、UDPヘッダが含まれる。IPヘッダは、宛先IPアドレス、発信元IPアドレス、IPフィールドサイズなどであり、UDPヘッダは、宛先ポート番号、発信元ポート番号、UDPフィールドサイズなどである。ポート番号とは、同期フレーム、電気量フレームを識別するためのものである。
(IP header, UDP header)
Further, the format of the communication frame F includes an IP header and a UDP header. The IP header includes a destination IP address, a source IP address, an IP field size, and the like, and the UDP header includes a destination port number, a source port number, a UDP field size, and the like. The port number is for identifying a synchronization frame and an electric quantity frame.

(通信フレームFのフォーマットの配置の特徴)
通信フレームFのフォーマットでは、ユーザデータ領域が設けられ、ここには電気量データあるいは同期制御データが含まれる。また、ユーザデータ領域には、中継TTL、送出ルート、送出通番、宛先端子番号、送出端子番号が含まれる。本実施形態では、ユーザデータ領域におけるフォーマットとしての前方寄りに、つまり電気量データあるいは同期制御データよりも前に、中継TTL、送出ルート、送出通番、宛先端子番号、送出端子番号を配置した点に特徴がある。
(Characteristics of arrangement of format of communication frame F)
In the format of the communication frame F, a user data area is provided, which includes electric quantity data or synchronization control data. The user data area includes a relay TTL, a transmission route, a transmission serial number, a destination terminal number, and a transmission terminal number. In the present embodiment, the relay TTL, the transmission route, the transmission serial number, the destination terminal number, and the transmission terminal number are arranged forward of the format in the user data area, that is, before the electric quantity data or the synchronization control data. There are features.

(中継TTL)
中継TTLとは不要巡回を防止するための情報である。中継TTLは、リレー端末Ry1〜Ry7が受信した通信フレームFを、別のルートに中継する最大中継回数を示す情報であり、通信フレームFのTTLが中継の都度、減算していくことで、一定回数を超えて中継しないようになっている。このような中継TTLは、送出する通信フレームFの生成時にループ経路一巡の中継回数がセットされる。
(Relay TTL)
The relay TTL is information for preventing unnecessary traveling. The relay TTL is information indicating the maximum number of relays for relaying the communication frame F received by the relay terminals Ry1 to Ry7 to another route, and is constant by subtracting the TTL of the communication frame F each time relaying is performed. It does not relay more than the number of times. In such a relay TTL, the number of relays in a loop route is set when the communication frame F to be transmitted is generated.

例えば図1のように、リレー端末Ry1〜Ry7が7端子構成ならば5回中継すれば、全てのリレー端末Ry1〜Ry7に、通信フレームFを配信できるので、TTLの初期値は(最大端子数−2)で求まる。通信フレームFのTTLは減算更新されるので、これに対応して、通信フレームFのFCSつまりフレームチェックシーケンスコードも、再計算され更新される。   For example, as shown in FIG. 1, if relay terminals Ry1 to Ry7 have a seven-terminal configuration, if relaying is performed five times, communication frame F can be distributed to all relay terminals Ry1 to Ry7. Therefore, the initial value of TTL is (maximum number of terminals). -2). Since the TTL of the communication frame F is subtracted and updated, the FCS of the communication frame F, that is, the frame check sequence code is correspondingly recalculated and updated.

(送出ルート)
通信フレームFのフォーマットにおいて、送出ルートは、通信フレームFを送出するルートとして、AルートかBルートのいずれかをセットし、同期フレームの送受信経路の判定に用いる情報である。既に述べたように、サンプリング同期制御では同期通信の往路または復路の通信遅延時間が同一である必要があるため、本実施形態ではAルート送出の同期フレームとBルート受信の同期フレームで同期処理を行っている。
(Sending route)
In the format of the communication frame F, the transmission route is information used for setting either the A route or the B route as a route for transmitting the communication frame F and determining the transmission / reception route of the synchronization frame. As described above, in the sampling synchronization control, since the communication delay time of the forward path or the return path of the synchronous communication needs to be the same, in the present embodiment, the synchronization processing is performed by the synchronization frame of the A route transmission and the synchronization frame of the B route reception. Is going.

(送出通番)
通信フレームFのフォーマットにおいて、送出通番は、両ルートから受信フレーム着信した際の電気量フレームの後着破棄に用いる情報である。この情報に基づいて、受信フレーム通知部20が重複した受信フレームのうち、後着した方を破棄するようになっている。
(Sending serial number)
In the format of the communication frame F, the transmission serial number is information used for discarding the late arrival of the electric quantity frame when a reception frame arrives from both routes. Based on this information, the received frame notifying section 20 discards the later received one of the duplicated received frames.

(宛先端子番号、送出端子番号)
通信フレームFのフォーマットにおいて、宛先端子番号、送出端子番号は、各リレー端末の端子番号として識別に用いる情報である。つまり、演算部10と通信ドライバ11とのデータ授受に際して、宛先端子番号は、どのリレー端末向けの電気量データなのかを識別する情報である。また、送出端子番号は、どのリレー端末から受信したものかを識別する情報である。
(Destination terminal number, sending terminal number)
In the format of the communication frame F, the destination terminal number and the transmission terminal number are information used for identification as the terminal numbers of the respective relay terminals. That is, when data is exchanged between the arithmetic unit 10 and the communication driver 11, the destination terminal number is information for identifying which relay terminal is the electric quantity data. Further, the transmission terminal number is information for identifying from which relay terminal the terminal has been received.

(通信フレームの通信処理)
本実施形態における通信フレームFの通信処理について、リレー端末Ry1を例にとり、図2を用いて説明する。リレー端末Ry1の送信処理部14は演算部10が電気角30°周期で計測した自端電気量データを受け取り、宛先MACを同報アドレスにし、その前後に接続されたリレー端末Ry2、Ry7へ、Aルート及びBルートに向けて通信ポート8、9から、自端電気量データを含む通信フレームFを送信する。なお、通信フレームFの発信元MACには、通信ポート8からの送出フレームはNIC12のMACアドレスを、通信ポート9からの送出フレームはNIC13のMACアドレスを付加する。リレー端末Ry2〜Ry7も同様に、前後のリレー端末に対し通信フレームFを送信する。
(Communication frame communication processing)
The communication processing of the communication frame F in the present embodiment will be described with reference to FIG. 2 using the relay terminal Ry1 as an example. The transmission processing unit 14 of the relay terminal Ry1 receives the self-end electricity amount data measured by the arithmetic unit 10 in the cycle of the electrical angle of 30 °, sets the destination MAC to the broadcast address, and sends to the relay terminals Ry2 and Ry7 connected before and after the destination MAC. The communication ports 8 and 9 transmit a communication frame F including own-end electricity amount data toward the A route and the B route. Note that, to the transmission source MAC of the communication frame F, the MAC address of the NIC 12 is added to the transmission frame from the communication port 8 and the MAC address of the NIC 13 is added to the transmission frame from the communication port 9. Similarly, the relay terminals Ry2 to Ry7 transmit the communication frame F to the preceding and following relay terminals.

各リレー端末Ry1〜Ry7の受信処理部15は、通信ポート8、9を介してAルート及びBルートから通信フレームFを受信し、中継要否判定部18の中継判定結果にかかわらず、受信フレーム通知部20が、通信フレームFを受信フレームとして採用し、この受信フレームを演算部10に通知する。受信フレームを取得した演算部10は、自端及び他のリレー端末Ry1〜Ry7の電気量データを受け取り、これらの電気量データから、系統の事故判定演算を行う。   The reception processing unit 15 of each of the relay terminals Ry1 to Ry7 receives the communication frame F from the A route and the B route via the communication ports 8 and 9, and receives the received frame regardless of the relay determination result of the relay necessity determination unit 18. The notification unit 20 employs the communication frame F as a reception frame, and notifies the calculation unit 10 of the reception frame. The arithmetic unit 10 that has acquired the received frame receives the electric quantity data of the own end and the other relay terminals Ry1 to Ry7, and performs an accident determination calculation of the system from these electric quantity data.

(同期通信)
同期通信については、リレー端末Ry1を同期主端、リレー端末Ry2〜Ry7を同期従端とした例で説明する。同期フレームは同報フレーム、ユニキャストフレームのいずれでも可能だが、ここではユニキャストフレームを適用した例で説明する。同期従端のリレー端末Ry2は、例えば1秒間隔で、主端であるリレー端末Ry1に対して、同期要求フレームを送出する。なお、同期通信の周期は、必要同期精度及びリレー端末の水晶発振器精度に応じて決定すればよい。
(Synchronous communication)
Synchronous communication will be described using an example in which the relay terminal Ry1 is a synchronization main terminal and the relay terminals Ry2 to Ry7 are synchronization slave terminals. The synchronization frame can be either a broadcast frame or a unicast frame. Here, an example in which a unicast frame is applied will be described. The relay terminal Ry2 of the synchronization slave transmits a synchronization request frame to the relay terminal Ry1 of the master at intervals of, for example, one second. The period of the synchronous communication may be determined according to the required synchronization accuracy and the accuracy of the crystal oscillator of the relay terminal.

リレー端末Ry2から送出された同期要求フレームは、リレー端末Ry1にはAルート、Bルートの順に着信する。同期要求フレームの受信タイミングは、主端リレー端末Ry1との間の経路の通信距離や中継回数によって、AルートとBルートで異なる。そこで、各リレー端末Ry1〜Ry7では、それぞれのルートで受信した同期要求フレームの受信タイミングを別個に計測し、保管しておく。リレー端末Ry2から同期要求フレームを受信したリレー端末Ry1は、受信タイミングを計測し、その後、同期応答フレームに受信タイミングを付加して、リレー端末Ry2へと返送する。   The synchronization request frame transmitted from the relay terminal Ry2 arrives at the relay terminal Ry1 in the order of the A route and the B route. The reception timing of the synchronization request frame differs between the A route and the B route depending on the communication distance of the route to the main terminal relay terminal Ry1 and the number of relays. Therefore, each of the relay terminals Ry1 to Ry7 separately measures and stores the reception timing of the synchronization request frame received through each route. The relay terminal Ry1 that has received the synchronization request frame from the relay terminal Ry2 measures the reception timing, and then adds the reception timing to the synchronization response frame and returns it to the relay terminal Ry2.

このとき、AルートとBルートの両方のルートから同一タイミングで返送する必要はなく、同期要求フレームを受信したルート側から同期応答フレームを返送すればよい。また、両ルートで同期要求フレームを受信した後に2ルート分の受信タイミングを格納して、両ルートに同時配信するようにしてもよい。   At this time, it is not necessary to return the synchronization request frame from both the route A and the route B at the same timing, and the synchronization response frame may be returned from the route receiving the synchronization request frame. Alternatively, the reception timings of two routes may be stored after the synchronization request frame is received by both routes, and the reception timing may be simultaneously distributed to both routes.

同期応答フレームを受信するリレー端末Ry2にも、AルートとBルートの両方から着信するので、双方の受信タイミングを計測することで、両ルートの同期フレームの送受信タイミングを取得することができる。これにより、同期誤差、通信遅延時間を算出することができる。   Since the relay terminal Ry2 that receives the synchronization response frame also receives the call from both the A route and the B route, the transmission and reception timing of the synchronization frame of both routes can be acquired by measuring the reception timing of both routes. Thereby, the synchronization error and the communication delay time can be calculated.

(効果)
本実施形態では、7台のリレー端末Ry1〜Ry7をループ状に通信接続した保護システム構成が可能となり、AルートおよびBルートという2つの通信経路から通信フレームFを送出することで、片方の通信経路に含まれる通信回線2や中継機器(リレー端末Ry1〜Ry7を含む)の1箇所に故障が発生したとしても、もう片方の通信経路を用いて通信フレームFを確実に送受信できる。したがって、電気量データの共有を維持することが可能であり、高い信頼性を得ることができる。
(effect)
In the present embodiment, a protection system configuration in which seven relay terminals Ry1 to Ry7 are communicatively connected in a loop becomes possible, and a communication frame F is transmitted from two communication routes, an A route and a B route, thereby enabling one communication. Even if a failure occurs in one of the communication line 2 and the relay device (including the relay terminals Ry1 to Ry7) included in the path, the communication frame F can be reliably transmitted and received using the other communication path. Therefore, it is possible to maintain the sharing of the electric quantity data, and it is possible to obtain high reliability.

すなわち、本実施形態によれば、ループ端を設定することなく、リレー端末Ry1〜Ry7をループ形状に通信接続した保護システム構成が可能となり、ループ状の通信経路上の1か所で通信故障が発生しても、運用を維持可能できる。しかも、2つの通信経路を用いて通信フレームFを送出するので、リレー端末Ry1〜Ry7間の通信遅延時間は、ループ経路一周に要する時間の1/2以下で済む。したがって、リレー処理の高速応動を実現することができる。   That is, according to the present embodiment, a protection system configuration in which the relay terminals Ry1 to Ry7 are communicatively connected in a loop shape without setting a loop end is possible, and a communication failure occurs in one place on the loop communication path. Even if it occurs, operation can be maintained. Moreover, since the communication frame F is transmitted using the two communication paths, the communication delay time between the relay terminals Ry1 to Ry7 is less than half the time required for one round of the loop path. Therefore, high-speed response of the relay processing can be realized.

また、本実施形態では、ループ端を設定しないので、通信経路の中央と呼べるリレー端末Ry1〜Ry7は存在しない。そのため、一部のリレー端末Ry1〜Ry7の通信負荷が高まって通信負荷が大きくなるといった不具合がない。つまり、本実施形態においては、ループ経路上の通信負荷が経路区間で異なることはない。したがって、遅延変動は少なくなり、リレー端末Ry1〜Ry7内部の中継遅延時間をほぼ等しくすることができる。   In this embodiment, since no loop end is set, there is no relay terminal Ry1 to Ry7 that can be called the center of the communication path. Therefore, there is no problem that the communication load of some relay terminals Ry1 to Ry7 increases and the communication load increases. That is, in the present embodiment, the communication load on the loop route does not differ in the route section. Therefore, the delay variation is reduced, and the relay delay time inside the relay terminals Ry1 to Ry7 can be made substantially equal.

しかも、本実施形態では、L2SWの経路制御を実施しないので、同期主従のリレー端末Ry1〜Ry7間の通信経路に関して、往路と復路で同一にするような設定が不要となり、通信経路の変化に伴う通信遅延時間の変化が無い。したがって、各リレー端末Ry1〜Ry7で、均一の同期精度を得ることができ、安定したサンプリング同期精度を確保することが可能である。さらに、L2SWの経路制御設定が不要となることから、誤設定による不正動作のおそれがなく、メンテナンス性が向上する。   Moreover, in the present embodiment, since the L2SW path control is not performed, it is not necessary to set the communication path between the synchronous master-slave relay terminals Ry1 to Ry7 to be the same between the forward path and the return path, and the communication path changes. There is no change in communication delay time. Therefore, uniform synchronization accuracy can be obtained at each of the relay terminals Ry1 to Ry7, and stable sampling synchronization accuracy can be secured. Further, since the L2SW path control setting is not required, there is no possibility of an erroneous operation due to an erroneous setting, and the maintainability is improved.

ところで、中継送出部19による中継フレームの送出タイミングは、受信フレーム通知部20による自局からの電気量フレームや同期フレームの送出タイミングとは非同期に生じている。そのため、中継送出部19による中継送出の開始直前に、自局の通信フレームFの送出が仕掛かり中となって、通信フレームFが破損するケースもあり得る。そこで本実施形態では、NIC12、13の前段にキュー16、17を設けておき、順番に送出制御することにより、送出仕掛かり中におけるNIC12、13の重複送出を防いでいる。これにより、通信フレームFの破損を確実に防止することができる。   By the way, the transmission timing of the relay frame by the relay transmission unit 19 occurs asynchronously with the transmission timing of the electric quantity frame and the synchronization frame from the own station by the reception frame notification unit 20. Therefore, immediately before the relay transmission unit 19 starts the relay transmission, the transmission of the communication frame F of the own station may be in progress and the communication frame F may be damaged. Therefore, in the present embodiment, queues 16 and 17 are provided before the NICs 12 and 13 and transmission control is performed in order, thereby preventing the NICs 12 and 13 from being redundantly transmitted during transmission. Thereby, the damage of the communication frame F can be reliably prevented.

また、本実施形態では、同期フレームがキュー16、17に滞留している期間は、キュー16、17から電気量フレームを送信しないように制御している。そのため、同期フレーム中継と電気量フレームの送出競合を無くすことができる。これにより、中継時間を常に一定にすることが可能である。   Further, in the present embodiment, control is performed such that the electric quantity frame is not transmitted from the queues 16 and 17 during the period when the synchronization frame is staying in the queues 16 and 17. Therefore, it is possible to eliminate the contention competition between the synchronous frame relay and the transmission of the electric quantity frame. This makes it possible to keep the relay time constant.

本実施形態において、中継要否判定部18は、宛先MACが自局宛なら中継しないと判定するので(条件(A)に基づく)、ユニキャスト配信となり、宛先MACが自局宛の通信フレームFを、他のリレー端末へ配信されることはない。また、中継要否判定部18は、発信元MACが自局ならば中継しないと判定するので(条件(B)に基づく)、ルート状の通信経路を周回した自発信の通信フレームFいわゆる戻りフレームが、他のリレー端末へ配信されることがない。   In the present embodiment, the relay necessity determination unit 18 determines that the relay is not performed if the destination MAC is addressed to the own station (based on the condition (A)). Is not distributed to other relay terminals. In addition, the relay necessity determination unit 18 determines that the relay is not performed if the source MAC is the local station (based on the condition (B)). Is not distributed to other relay terminals.

さらに、中継要否判定部18は、中継TTLが上限以上なら、通信フレームFを中継しないと判定するので(条件(C)に基づく)、不正な通信フレームFの周回を防ぐことができる。また、中継要否判定部18は、中継TTLが0ならば、通信フレームFを中継しないと判定するため(条件(D)に基づく)、中継回数のリミット超過時の通信フレームFが周回することが無い。このように、本実施形態では、通信フレームFの中継TTLから中継の要否を判定することで、破損フレームの不正ループを防止し、通信回線2の消費帯域を安定させることが可能である。   Furthermore, if the relay TTL is equal to or more than the upper limit, the relay necessity determination unit 18 determines that the communication frame F is not relayed (based on the condition (C)), so that it is possible to prevent the illegal circulation of the communication frame F. When the relay TTL is 0, the relay necessity determining unit 18 determines that the communication frame F is not relayed (based on the condition (D)). There is no. As described above, in the present embodiment, by determining the necessity of the relay from the relay TTL of the communication frame F, it is possible to prevent the illegal loop of the damaged frame and to stabilize the consumption band of the communication line 2.

また、本実施形態では、光回線の光レベル低下やケーブル瞬断などの回線故障等でループ経路上に不正なフレームが発生した場合、FCSによるエラー検出に基づいて、これを破棄することかできる。さらには、TTL判定によって、これら不正な通信フレームの中継を抑制することができる。   Further, in the present embodiment, when an invalid frame occurs on the loop path due to a line failure such as a decrease in the optical level of the optical line or a momentary disconnection of the cable, the frame can be discarded based on the error detection by the FCS. . Further, the relay of these unauthorized communication frames can be suppressed by the TTL determination.

本実施形態では、2つの通信経路に含まれる各種の機器などすべて健全であるならば、2つの通信経路で同期通信でき、2ルート分の通信遅延時間や同期誤差を算出することができる。このとき、本実施形態では、通信遅延時間の変動が小さい方を採用しているため、外乱(通信負荷等)による同期誤差の揺らぎを抑制することができ、同期精度をより安定させることが可能である。   In the present embodiment, if all devices such as various devices included in the two communication paths are sound, synchronous communication can be performed through the two communication paths, and a communication delay time and a synchronization error for two routes can be calculated. At this time, in this embodiment, since the variation of the communication delay time is smaller, the fluctuation of the synchronization error due to disturbance (communication load or the like) can be suppressed, and the synchronization accuracy can be further stabilized. It is.

受信フレーム通知部20では、通信フレームF中の送出通番の最新値を記憶し、それと同一の送出通番を持つ通信フレームFつまり後着した通信フレームFを破棄するので、電気量フレームを重複して受信する心配がない。したがって、演算部10は正確な演算処理を行うことが可能である。   The received frame notification unit 20 stores the latest value of the transmission sequence number in the communication frame F and discards the communication frame F having the same transmission sequence number, that is, the communication frame F that arrives later. Don't worry about receiving. Therefore, the calculation unit 10 can perform accurate calculation processing.

また、本実施形態の通信フレームFでは、ユーザデータ領域の前方寄りに、中継TTLを配置したので、中継要否判定部18にて通信フレームFの先頭から一部が着信した時点で中継要否判定を開始しても、的確な判定を行うことができる。したがって、本実施形態によれば、中継時間の短縮化を図ることができ、ループ経路に多数台のリレー端末Ry1〜Ry7を加入しても、演算周期内で局間通信を行うことが可能であり、リレー処理を確実に動作するシステムの構築が可能である。   Further, in the communication frame F of the present embodiment, the relay TTL is arranged near the front of the user data area. Even when the determination is started, an accurate determination can be made. Therefore, according to the present embodiment, the relay time can be reduced, and even if a large number of relay terminals Ry1 to Ry7 are added to the loop path, it is possible to perform inter-station communication within the calculation cycle. Yes, it is possible to construct a system that reliably operates the relay process.

(2)第2の実施形態
(構成と作用)
第2の実施形態は、上記第1の実施形態と同様、n台のリレー端末Ry1〜Rynを電力系統の要所に配置して通信回線2でループ状に接続したループ型保護リレーシステムである。図5では、リレー端末Ry1の構成を示しており、図2の第1の実施形態と同一の構成要素に関しては、同一符号を付して説明は省略する。
(2) Second embodiment (configuration and operation)
The second embodiment is a loop-type protection relay system in which n relay terminals Ry1 to Ryn are arranged at important points in a power system and connected in a loop by a communication line 2 as in the first embodiment. . FIG. 5 shows the configuration of the relay terminal Ry1, and the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment in FIG. 2, and the description will be omitted.

図5に示すように、第2の実施形態は、通信ドライバ11の中継要否判定部18を、独立した専用のハードウェアとして構成し、これを汎用の通信ハードウェアに接続した点に特徴がある。中継要否判定用として独立したハードウェアには、中継制御用のFPGA素子21が搭載されている。   As shown in FIG. 5, the second embodiment is characterized in that the relay necessity determination unit 18 of the communication driver 11 is configured as independent dedicated hardware, and this is connected to general-purpose communication hardware. is there. An FPGA element 21 for relay control is mounted on independent hardware for determining relay necessity.

FPGA素子21は、送出待ちバッファ21aを有している。送出待ちバッファ21aは図2の送信待ちキュー16、17に相当するものである。また、FPGA素子21は、中継条件テーブル21bを持っている。中継条件テーブル21bは、図2の中継要否判定部18にて設定された中継条件を保持するテーブルである。さらにFPGA素子21は、中継条件テーブル21bを参照して、通信フレームFの中継可否判定を行う中継判定部21cを有している。   The FPGA element 21 has a transmission waiting buffer 21a. The transmission waiting buffer 21a corresponds to the transmission waiting queues 16 and 17 in FIG. The FPGA element 21 has a relay condition table 21b. The relay condition table 21b is a table that holds the relay conditions set by the relay necessity determination unit 18 in FIG. Further, the FPGA element 21 has a relay determination unit 21c that determines whether or not to relay the communication frame F with reference to the relay condition table 21b.

以下、FPGA素子21の各構成要素の動作について、説明する。FPGA素子21が受信した通信フレームFは、図4に示した宛先MAC、発信元MAC、タイプの順に中継判定部21cに着信する。中継判定部21cでは、通信フレームFの持つ情報のうち、中継TLLまで受信すると、通信フレームFの中継要否判定を行うことができる。そのため、受け付けた通信フレームFにおいて、中継条件に合致して中継が必要ならば、別ルートの送信待ちバッファ21aに宛先MACから順に格納していく。   Hereinafter, the operation of each component of the FPGA element 21 will be described. The communication frame F received by the FPGA element 21 arrives at the relay determination unit 21c in the order of the destination MAC, the source MAC, and the type shown in FIG. The relay determination unit 21c can determine whether or not the relay of the communication frame F is necessary when the relay TLL is received from the information of the communication frame F. Therefore, in the received communication frame F, if relaying is required in accordance with the relay condition, the relay frame is sequentially stored in the transmission waiting buffer 21a of another route from the destination MAC.

このとき、FPGA素子21では、送信待ちバッファ21aに格納したデータでFCS計算し、また中継TLLは1減算して格納する。順に電気量データまで送信待ちバッファ21aに格納したら、受信したFCS値は破棄し、計算したFCS値を送信待ちバッファ21aに格納する。中継判定部21cは、中継の要否によらず、後段のNIC12、13に配信する。   At this time, the FPGA element 21 performs the FCS calculation on the data stored in the transmission waiting buffer 21a, and subtracts 1 from the relay TLL before storing. When the electric quantity data is sequentially stored in the transmission waiting buffer 21a, the received FCS value is discarded, and the calculated FCS value is stored in the transmission waiting buffer 21a. The relay determination unit 21c distributes the information to the NICs 12 and 13 at the subsequent stage regardless of the necessity of the relay.

(効果)
上記第1の実施形態では、通信フレームFの中継処理を、通信ドライバ11の内部に持たせているので、NIC12、13から受信した通信フレームFを元にして通信ドライバ11で中継判定するので、最低でもフレーム長時間の中継遅延が生じざるを得ない。
(effect)
In the first embodiment, since the relay process of the communication frame F is provided inside the communication driver 11, the relay is determined by the communication driver 11 based on the communication frame F received from the NICs 12, 13. A relay delay of at least a long frame time must occur.

そこで、第2の実施形態では、中継制御用のFPGA素子21を用いることにより、受信した通信フレームFの先頭nbyteから中継判定する、つまりカットスルー中継することで、中継遅延時間の短縮化を実現している。このようにして中継遅延時間を減少させた第2の実施形態によれば、局間通信遅延時間を短縮することができ、ループ経路により多数の局を加入させることが可能となる。   Therefore, in the second embodiment, by using the FPGA element 21 for relay control, relay determination is performed from the first n bytes of the received communication frame F, that is, cut-through relay is performed, thereby shortening the relay delay time. are doing. According to the second embodiment in which the relay delay time is reduced in this way, the inter-station communication delay time can be reduced, and a large number of stations can be added through the loop path.

カットスルー中継の場合、FCSエラーの破損フレームも中継配信されて、いわゆるブロードキャストストームの要因となるケースがあるが、第2の実施形態では、前記第1の実施形態と同様、中継TLLの判定により一定回数を超える中継が抑制されている。そのため、不正フレームがループ経路を巡回することはなく、ブロードキャストストームが起きる心配がない。   In the case of cut-through relay, there is a case where a corrupted frame of an FCS error is also relayed and distributed, which may cause a so-called broadcast storm. In the second embodiment, as in the first embodiment, the relay TLL is used to determine whether the frame is damaged. Relaying exceeding a certain number of times is suppressed. Therefore, the illegal frame does not circulate on the loop path, and there is no fear that a broadcast storm occurs.

また、FCSエラーフレームが、NIC12、13に中継判定処理を介してNICに配信された場合には、NIC12、13でFCSエラーを検出して破棄する。したがって、不正フレームによる装置誤作動などの影響もなく、安定したシステムの構築に寄与することができる。   When the FCS error frame is delivered to the NICs 12 and 13 via the relay determination process, the NICs 12 and 13 detect and discard the FCS error. Therefore, it is possible to contribute to the construction of a stable system without the influence of device malfunction due to an illegal frame.

(3)第3の実施形態
(構成と作用)
図6を用いて第3の実施形態の構成と作用について説明する。第3の実施形態も、上記第1の実施形態と同様、n台のリレー端末Ry1〜Rynを電力系統の要所に配置して通信回線2でループ状に接続したループ型保護リレーシステムである。
(3) Third Embodiment (Configuration and Function)
The configuration and operation of the third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is also a loop-type protection relay system in which n relay terminals Ry1 to Ryn are arranged at important points in a power system and connected in a loop by a communication line 2 as in the first embodiment. .

図6に示すように、第3の実施形態の特徴は、中継要否判定部18の機能を果たす中継制御用基板22を、リレー端末と完全に分離して設けた点にある。図6では、リレー端末Ry1を示しており、上記図2に示した第1の実施形態と同一の構成要素に関しては、同一符号を付して説明は省略する。   As shown in FIG. 6, the feature of the third embodiment is that a relay control board 22 that functions as a relay necessity determination unit 18 is provided completely separate from a relay terminal. FIG. 6 shows a relay terminal Ry1, and the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第3の実施形態では、中継要否判定部18を、FPGA素子21を搭載した専用ハードウェアとするのではなく、図6に示すように、リレー端末Ry1の通信ドライバ11が汎用のハードウェアで構成されており、その先のネットワーク側に中継制御用基板22が設けられている。   In the third embodiment, the relay necessity judging unit 18 is not dedicated hardware having the FPGA element 21 mounted thereon, but the communication driver 11 of the relay terminal Ry1 is general-purpose hardware as shown in FIG. The relay control board 22 is provided on the network side.

中継制御用基板22は、上記のFPGA素子21と同じく、送出待ちバッファ22aを有している。また、中継制御用基板22は中継条件設定SW22bを持っている。中継条件設定SW22bでは、例えばDIPSW設定で中継TLLを設定したり、送信フレームの発信元MACを参照したりすることで、自局MACを得るようになっている。さらに中継制御用基板22は、通信フレームFの中継可否判定を行う中継判定部22cを有している。このため、第3の実施形態でも、第2の実施形態と同様の中継判定を行うことができる。   The relay control board 22 has a transmission waiting buffer 22a, like the FPGA element 21 described above. The relay control board 22 has a relay condition setting SW 22b. The relay condition setting SW 22b obtains its own MAC by, for example, setting the relay TLL in the DIPSW setting or referring to the transmission source MAC of the transmission frame. Further, the relay control board 22 includes a relay determination unit 22c that determines whether or not to relay the communication frame F. Therefore, in the third embodiment, the same relay determination as in the second embodiment can be performed.

(効果)
以上の第3の実施形態によれば、リレー端末Rynの通信ドライバ11は、汎用ハードウェアで実現することができるため、安価で済み、コストの低減化を図ることができる。また、第3の実施形態においては、中継判定を行うための中継制御用基板22を、リレー端末Rynから独立して設けたので、高性能な基板を採用することにより、さらに高速のフレーム中継を実現することが可能となり、ループ型保護リレーシステムの信頼性を高めることができる。
(effect)
According to the third embodiment, since the communication driver 11 of the relay terminal Ryn can be realized by general-purpose hardware, the communication driver 11 can be inexpensive and cost can be reduced. In the third embodiment, the relay control board 22 for performing the relay determination is provided independently of the relay terminal Ryn. Therefore, by adopting a high-performance board, higher-speed frame relay can be performed. This makes it possible to increase the reliability of the loop-type protection relay system.

(4)第4の実施形態
(構成と作用)
第4の実施形態に係る通信フレームFは、図7に示すように、ユーザデータ領域に情報種別を設けている。この情報種別により、通信フレームFは、ネットワークの状態を診断するための診断用フレームと、通常のリレー処理用フレームに区別される。診断用フレームにはループ経路に加入する各リレー端末Rynの端子番号や配置を、管理情報として設定しておく。
(4) Fourth Embodiment (Configuration and Function)
In the communication frame F according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, an information type is provided in a user data area. According to this information type, the communication frame F is distinguished into a diagnostic frame for diagnosing the state of the network and a normal relay processing frame. The terminal number and arrangement of each relay terminal Ryn that joins the loop path are set as management information in the diagnostic frame.

第4の実施形態の基本的な構成は、上記第2の実施形態と同様である。すなわち、第4の実施形態では、通信ドライバ11の中継要否判定部18を、独立した専用のハードウェアとして備え、このハードウェアに中継制御用のFPGA素子21を搭載すると共に、汎用の通信ハードウェアに接続する。   The basic configuration of the fourth embodiment is the same as that of the second embodiment. That is, in the fourth embodiment, the relay necessity determination unit 18 of the communication driver 11 is provided as independent dedicated hardware, and the hardware includes the relay control FPGA element 21 and the general-purpose communication hardware. Connect to hardware.

第4の実施形態のFPGA素子21において、中継判定部21cは、受信した通信フレームFの情報種別が診断用フレームであれば、受信したルート側の送信待ちバッファ21aに格納するようになっている。また、図8に示すように、FPGA素子21の中継判定部21cには、接続構成判定部23と、診断用フレーム返送部24と、リレー端末判定部25が設けられている。   In the FPGA element 21 of the fourth embodiment, the relay determination unit 21c stores the received communication frame F in the received transmission buffer 21a on the root side if the information type of the communication frame F is a diagnostic frame. . As shown in FIG. 8, the relay determination unit 21c of the FPGA element 21 includes a connection configuration determination unit 23, a diagnostic frame return unit 24, and a relay terminal determination unit 25.

既に述べたように、診断用フレームにはループ経路に加入する各リレー端末Ry1〜Rynの端子番号や配置を管理情報として設定しているので、例えば診断フレームを受信したリレー端末Ry1では、診断用フレーム中の送出端子番号で前後に隣接するリレー端末Ry2、Ry7を認識する。この認識に基づき、接続構成判定部23は、診断用フレームに基づいて通信回線によるループ状の接続構成の健全性を判定する。   As described above, the terminal number and arrangement of each of the relay terminals Ry1 to Ryn that join the loop path are set as management information in the diagnostic frame. For example, in the relay terminal Ry1 that has received the diagnostic frame, the diagnostic terminal The relay terminals Ry2 and Ry7 adjacent before and after are recognized by the transmission terminal numbers in the frame. Based on this recognition, the connection configuration determination unit 23 determines the soundness of the loop-like connection configuration of the communication line based on the diagnostic frame.

また、診断用フレーム返送部24は、受信した通信フレームFの情報種別が診断用フレームであれば、送信待ちバッファ21aを介して診断用フレームを受信した通信ポート8、9に折り返し返送する。これにより、診断用フレームは、送出されたルートの先のリレー端末Ry2、Ry7で折り返され、同ルートに着信する。   If the information type of the received communication frame F is a diagnostic frame, the diagnostic frame returning unit 24 returns the diagnostic frame to the communication ports 8 and 9 that received the diagnostic frame via the transmission waiting buffer 21a. As a result, the diagnostic frame is looped back by the relay terminals Ry2 and Ry7 ahead of the transmitted route and arrives at the same route.

リレー端末判定部25は、診断用フレーム返送部24と、通信ポート8、9に対する診断用フレームの折り返し返送の受信の有無を検知する。そして、リレー端末判定部25は、検知結果に基づいて、リレー端末Ry1の前後に接続されたリレー端末Ry2、Ry7の健全性を判定する。   The relay terminal determination unit 25 detects whether the diagnostic frame return unit 24 and the return of the diagnostic frame to the communication ports 8 and 9 have been received. Then, the relay terminal determination unit 25 determines the soundness of the relay terminals Ry2 and Ry7 connected before and after the relay terminal Ry1 based on the detection result.

(効果)
以上のような第4の実施形態では、接続構成判定部23によりループ状の接続構成の健全性を判定でき、且つリレー端末判定部25により各リレー端末Ry1〜Ry7の健全性を判定することができる。したがって、ループ状の通信経路や各リレー端末Ry1〜Ry7の故障時に故障箇所を的確に推定することができる。また、ループ状の通信経路とリレー端末Ry1〜Rynの両方の健全性を判定することができるので、ネットワークの接続ミスを判定することが可能である。
(effect)
In the above-described fourth embodiment, the connection configuration determination unit 23 can determine the soundness of the loop-shaped connection configuration, and the relay terminal determination unit 25 can determine the health of each of the relay terminals Ry1 to Ry7. it can. Therefore, when a failure occurs in the loop communication path or each of the relay terminals Ry1 to Ry7, the failure location can be accurately estimated. In addition, since the soundness of both the loop communication path and the relay terminals Ry1 to Ryn can be determined, it is possible to determine a network connection error.

(5)他の実施形態
上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
(5) Other Embodiments The embodiments described above are presented as examples in the present specification, and are not intended to limit the scope of the invention. That is, the present invention can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modified examples thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and equivalents thereof.

リレー端末の台数や電力系統における配置箇所などは適宜変更可能である。また、通信フレームのフォーマットの構成なども適宜選択可能である。例えば、TTLの初期値を(最大端子数−1)としてもよく、このように設定することで、自リレー端末の同報送信した通信フレームは、循環して別ルートで着信する。したがって、これを監視に利用することにより、ループ状の通信経路の健全性判定を行うことが可能となる。   The number of relay terminals, the location in the power system, and the like can be changed as appropriate. Also, the configuration of the communication frame format and the like can be appropriately selected. For example, the initial value of the TTL may be set to (maximum number of terminals-1). By setting in this way, the communication frame broadcasted by the own relay terminal circulates and arrives on another route. Therefore, by using this for monitoring, it is possible to determine the soundness of the loop communication path.

8、9 通信ポート
10 演算部
11 通信ドライバ
12、13 NIC
14 送信処理部
15 受信処理部
16、17 キュー
18 中継要否判定部
19 中継送出部
20 受信フレーム通知部
21 FPGA素子
21a 送出待ちバッファ
21b 中継条件テーブル
21c 中継判定部
22 中継制御用基板
23 接続構成判定部
24 診断用フレーム返送部
25 リレー端末判定部
Ry1〜Ry7 リレー端末
F 通信フレーム
8, 9 Communication port 10 Operation unit 11 Communication driver 12, 13 NIC
14 transmission processing unit 15 reception processing unit 16, 17 queue 18 relay necessity determination unit 19 relay transmission unit 20 reception frame notification unit 21 FPGA element 21a transmission waiting buffer 21b relay condition table 21c relay determination unit 22 relay control board 23 connection configuration Determination unit 24 diagnostic frame return unit 25 relay terminal determination units Ry1 to Ry7 relay terminal F communication frame

Claims (3)

電力系統に電気量データを計測するリレー端末を複数配置し、前記リレー端末を通信回線でループ端を設定することなくループ状に接続し、前記電気量データを含む第1の通信フレームを他の前記リレー端末に配信し合うことで前記電気量データを共有するループ型保護リレーシステムにおいて、
各リレー端末は、
2回線の通信ポートと、
前記第1の通信フレームを他の前記リレー端末との間で送受信する通信ドライバと、
前記電気量データを用いて所定の保護演算を行う演算部、を備え、
前記通信ドライバは、
前記演算部から電気量データを受け取り、当該電気量データに基づいて同一の電気量データを格納した第1の通信フレームを2つ生成し、前記2回線の通信ポートから、接続された前後の前記リレー端末のそれぞれへ、同一の前記第1の通信フレームを送信する送信処理部と、
前記2回線の通信ポートを介して、接続された前後の前記リレー端末のそれぞれから前記第1の通信フレームを受信する受信処理部、を備え、
前記受信処理部は、
予め定められた条件に基づき、前記通信ポートを介して受信した前記第1の通信フレームに関して、当該第1の通信フレームを受信した側と反対側の前記通信ポートへ、前記第1の通信フレームを中継するか否かを判定する中継要否判定部と、
前記中継要否判定部が前記第1の通信フレームを中継すると判定すると、前記第1の通信フレームを前記通信ポートに送出する中継送出部と、
前記中継要否判定部の中継判定結果にかかわらず、前記第1の通信フレームを前記演算部に通知する通信フレーム通知部、を備え
前記各リレー端末は、前記2回線の通信ポートの両方で同期制御データを含む第2の通信フレームにて同期通信し、前記各通信ポートでの同期通信における通信遅延時間の変動を比較して、前記2回線の通信ポートの同期通信のうち通信遅延時間の変動が少ない方の通信ポートの同期通信を、当該通信ポートを含む回線による同期通信として採用するように構成したことを特徴とするループ型保護リレーシステム。
A plurality of relay terminals for measuring electric quantity data are arranged in a power system, the relay terminals are connected in a loop without setting a loop end with a communication line, and a first communication frame including the electric quantity data is connected to another. In the loop-type protection relay system that shares the electric quantity data by distributing to the relay terminal,
Each relay terminal
Two communication ports,
A communication driver for transmitting and receiving the first communication frame to and from the other relay terminals;
An operation unit that performs a predetermined protection operation using the electric quantity data,
The communication driver,
Receiving the electric quantity data from the arithmetic unit, generating two first communication frames storing the same electric quantity data based on the electric quantity data, and from the two communication ports, before and after the connection. A transmission processing unit that transmits the same first communication frame to each of the relay terminals;
A reception processing unit that receives the first communication frame from each of the relay terminals before and after the connection via the two communication ports,
The reception processing unit,
On the basis of a predetermined condition, the first communication frame received through the communication port is transmitted to the communication port on the side opposite to the side that received the first communication frame. A relay necessity determination unit for determining whether to relay,
A relay sending unit that sends the first communication frame to the communication port when the relay necessity determination unit determines to relay the first communication frame;
Irrespective of a relay determination result of the relay necessity determination unit, a communication frame notification unit that notifies the first communication frame to the calculation unit ,
Each of the relay terminals performs synchronous communication in a second communication frame including synchronization control data at both of the two communication ports, and compares fluctuations in communication delay time in the synchronous communication at each of the communication ports, A loop characterized in that the synchronous communication of the communication port having the smaller communication delay time among the synchronous communication of the two communication ports is adopted as the synchronous communication by the line including the communication port. Type protection relay system.
前記通信フレーム通知部は、前記第1の通信フレームが重複すると、先着した前記第1の通信フレームを前記演算部に通知し、後着した前記第1の通信フレームを破棄するように構成したことを特徴とする請求項1に記載のループ型保護リレーシステム。   The communication frame notification unit, when the first communication frame overlaps, notifies the operation unit of the first communication frame that arrives first, and discards the first communication frame that arrives last. The loop type protection relay system according to claim 1, wherein: 前記中継要否判定部を独立したハードウェアとして構成し、これを汎用の通信ハードウェアに接続したことを特徴とする請求項1又は2に記載のループ型保護リレーシステム。 Loop protection relay system as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the relay constitutes a necessity determining section as independent hardware, and connect it to the universal communication hardware.
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