JPH0274134A - 配電線監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は配電線監視システムに関するものである。

［従来の技術］ 従来、一つの営業所が管轄する配電線網の監視制御はそ
の営業所で一括して行っている。即ち、第５図に示すよ
うに配電線網１に対して通信＄１１４を併設し、この通
信ｔ！４４によって、配電線の地絡等を検知したり、配
電線に設けられた各開閉器２を開閉駆動する等の機能を
備えた多数の子局３と営業所５が結ばれている。そして
、各子局３からのデータを営業所５に設置した一つのホ
ストコンピュータ６が通信装置７を介して受信し、その
データに基づいてホストコンピュータ６が各子局３を介
して各開閉器２を開閉制御するいわゆるシングルプロセ
ッサーシステムを採用している。そして、このように配
電線網１の各開閉器２の操作を一つのホストコンピュー
タ６で処理することから、ホストコンピュータ６は非常
に大型のものが必要であった。

また、広範囲の配電線網１の監視を一つのホストコンピ
ュータ６で行った場合、そのホストコンピュータ６が何
らかの原因で故障した場合には、これをバックアップす
るために−同じ処理能力、を有するバックアップ用大型
コンピュータを備えたデユアル・ツクスジステムを採用
することら考えられている。

この場合、デュプレンクスシステムにおいては配電線網
１を制御できる能力はシングルプロセンサーシステムに
比べて２＠どなる。また、コンピュータ１台あたりの故
障率Ｙをａとすると、シングルプロセッサーシステム及
びデュプレックスシステムとも各コンピュータの故障率
Ｙはａであるが、配電線監視システム全体としての故障
率Ｚについては、シングルプロセッサーシステムの故障
率Ｚｓはａとなり、デュプレックスシステムの故障率Ｚ
ｄはａ２となる０例えば、ａ＝０．０５とすると、 Ｚ　ｓ　＝　ａ　＝　　５．０ｘ　１Ｏ−２Ｚ　ｄ　＝
　ａ　”　　＝　　２．５　Ｘ　１０−’となり、故障
率はデュプレンクスシステムの方か遥かに小さいことが
わかる。

「発明が解決しようとする課題］ しかしながら、デュプレンクスシステムは非常に高顛な
コンピュータを２台使用し、しかも、大型コンピュータ
同志のネットワークの構築はコストが非常に高いことか
ら、前述のシングルプロセンサーシステムより倍以上の
費用がかかり、コスト的に非常に間Ｕがあった。

本発明の目的は、上記問題点を解消し、低コストで確実
な監視システムを構築でき、しかも、システム全体とし
ての故障率を低減させることので゛きる配電線監視シス
テムを提供することにある。

［課Ｕを解決するための手段］ 本発明は上記課趙を達成すべく、一つの監視所に割り当
てられた配電線網と５その各配を線に設けられた配電機
器を駆動させる駆動手段及び当該配電線の障害を検知す
る検知手段を備えた子局と、前記監視所のコンピュータ
と子局とを結ぶ通信網とを備え、各子局の検知手段の検
知データを前記コンピュータに入力させ、同コンピュー
タにてその検知データに基づいて駆動制御対象の配電機
器を割り出し、当該配電機器を子局の駆動手段を介して
駆動制御する配電線監視システムにおいて、前記配電線
網を複数の小配電線網に区分し、その区分された小配電
線網に対応して区分される小通信網ごとに一つのコンピ
ュータを備え、それぞれ各コンピュータにその割り当て
られた小配電線網を監視させるとともに、各コンピュー
タは少なくとも二つの小配電線網を監視する処理能力を
有し、少なくとも他の一つのコンピュータをバックアッ
プすることができる機能を備えるとともに、コンピュー
タ同志を結ぶ通信網を介してコンピュータ同志で互いに
監視し合うことをその要旨とするものである。

［作用］ 各コンピュータは割り当てられた小配電線網をコンピュ
ータと子局を結ぶ通信網を介して監視するとともに、配
電線に障害が生じた時に配電線に設けられた配電機器を
駆動させ、自己の管轄する小配電線網における送電が常
に最適に行われるようにこれを制御する。

各コンピュータは少なくとも二つの小配電線網を監視す
る処理能力を有するとともに、コンピュータ同志を結ぶ
通信網を介して互いの状態を監視しあっている。従って
、何等かの理由でいずれかのコンピュータがその管轄す
る小配電線網の監視をすることができなくなった場合で
も、他の処理能力に余裕のあるコンピュータがその小配
電線網の監視を引き受けて、一つの監視所が管轄する配
電線網の監視体制に支障が生じないように相互に補完す
ることができる。

［実施例］ 以下に、本発明を具体化した一実施例について図面に従
って説明する。

第１図は監視所Ｗ及びそれが監視する配電線網Ｎを示し
、この配電線網Ｎは変電所Ｓから給電を受けるととらに
、配電線網Ｎには配＠機器としての開閉器１１が多数配
置されている。そして、配電線網Ｎは本実施例において
は４つの小配電線網ｎ１〜ｎ４に区分されている。

各小配電線１１ｑｎ１〜ｎ４に並列して、小通信網とし
ての親子間伝送路ｍ１〜ｍ４が併設されるとともに、各
親子間伝送路ｍ１〜ｍ４には上記開閉器１１にそれぞれ
対応して設けられた遠方監視制御装置子局１２（以下、
単に子局という）が多数配置されている。

親子間伝送路ｍ１は一対応する遠方監視制御語！親局Ｐ
Ｉ（以下、単に親局という）に接続され２同親局Ｐ１は
同伝送路ｍ１に繋がれた各子局１２と交互のデータ通信
が可能となっている。同様に他の各親子間伝送路ｍ２〜
ｍ４には、それぞれ対応する親局Ｐ２〜Ｐ４が設けられ
、同親局Ｐ２〜Ｐ４はそれぞれ同伝送路ｍ２〜ｍ４に繋
がれた各子局１２と交互のデータ通信が可能となってい
る。

さらに、各親局Ｐ１〜Ｐ４は粗間伝送路ｋによっ、て互
いに接続されていて、後記する各マイコンＣ１〜Ｃ４が
粗間伝送路ｋを介して相互に通信可能となっている。

各親局Ｐ１〜Ｐ４には、それぞれに対応してマイクロコ
ンピュータを主体とする配電線操作処理装置０１〜Ｃ４
（以下、マイコンという）が接続されている。各マイコ
ンＣ１〜Ｃ４の処理能力は二つの小配電線網を監視１ｔ
ＩＩＩｔＪＩｉする能力を備えている。

従って、配電線網Ｎを４つに区分した場合、監視所Ｗは
４つの親局Ｐ１〜Ｐ４及び４つのマイコン０１〜Ｃ４並
びに粗間伝送路ｋによって構成されることになる。

尚、本実施例では上記親子間伝送路ｍ１〜ｍ４及び粗間
伝送路ｋには光通信システムを採用している。

次に、前記各子局１２の構成を第３図に従って詳述する
。

第３図は小配電線網ｎ１に設けられた一つの子局１２の
電気的構成を示し、通信装置３１、制御部３２、配電線
のｔ流、電圧を検知する検知手段としての各種センサ群
３３及び駆動手段としての駆動部３４とからなっている
。

通信装置３１は光通信信号と電気信号の相互変ｔｌＡＲ
能を有し、親子間伝送路ｍ１に接続されている。

制御部３２はＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成され
ており、センサ群３３からの検知信号に基づいて配電線
のｔ流、を圧、位相等の状態を演算し、同配電線位置に
おける配電線の状態を通信装置３１を介して前記対応す
る親局Ｐ１に伝送する。また、制御部３２は親局Ｐ１か
らの制御データを通信装置３１を介して読取り、そのデ
ータに基づいて前記駆動部３４を介して開閉器１１を開
閉制御する。

次に、前記各親局Ｐ１〜Ｐ４の構成について詳述する。

尚、各親局Ｐ１〜Ｐ４の構成は実質上向じなので、説明
の便宜上親局Ｐ１についてのみ説明する。

第２図に示すように、親局Ｐ１は通信装置２１、通信制
御部２２、デュアルポートＲＡＭ２３（以下、ＤＰＲと
いう）を−単位とする５つのユニットから構成されてい
る。

そのうちの一つのユニットは当該マイコンＣ１と曲の親
局Ｐ２〜Ｐ４のマイコン０２〜Ｃ４との間でデータの授
受を行い、そのデータはＤＰＲ２３に一時記憶される。

また、他の一つのユニットは当該マイコンＣ１と対応す
る当該親子間伝送路ｍ１の各子局１２との間でデータの
授受を行う。

尚、他の三つのユニットはバックアップ用に親子間伝送
路ｍ２〜ｍ４の各子局１２との間でもデータの授受を行
うなめに設けられている。

各通信装！２１は光通信信号と電気信号の相互変換機能
を有し、対応する伝送路ｍ１〜ｍ４　、ｋに接続されて
いる。

各ＤＰＲ２３は、マイコンＣ１及び対応する通信制御部
２２双方からのアクセスに対して同時に対応できるＲＡ
Ｍである。

各通信制御部２２はＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構
成されており、自己の担当する伝送路ｍ１〜ｍ４、ｋか
らの通信情報（各子局１２からの情報）をＤＰＲ２３に
書き込んでマイコンＣ１に情報を提供するとともに、Ｄ
ＰＲ２３に書き込まれた情報をマイコンＣ１からの各子
局１２に対する制御命令として再加工し、自己の担当す
る伝送路ｍ１〜ｍ４、ｋに通信情報を送信する等の通信
に関する中継制御を行う。

次に、上記のように構成された監視システムの作用につ
いて説明する。尚、説明の便宜上第２図に示す親局Ｐ１
とマイコンＣ１についてのみ説明する。

第１図に示す配電線監視体制においては、通常、マイコ
ンＣ１は小！２ｆｆｉｍ網ｎ１だけを監視している。こ
の場合、親局Ｐ１の親子間伝送路に繋がれている四つの
ユニットのうち、制御命令の送信元となっているユニッ
トは親子間伝送路ｍ１との通信を担当するユニットだけ
であり、残り３つのユニットはマイコンＣ１からの命令
待ち状態にある。

また、種間伝送路にとの通信を担当するユニットは、池
のマイコン０２〜Ｃ４との間で情報のやり収りが常に行
なわれている。

親子間伝送路ｍ１に接続されたユニットは、通信装置２
１を介して通信ｇ４報たる全子局１２から転送されてく
る個々の子局データを第４図に示すように一連のデータ
群（データフレーム）ＦＤとして一括して受信し、通信
制御部２２はＤＰＲ２３にデータフレームＦＤを書き込
む。

尚、データフレームＦＤを構成する各子局１２の子局デ
ータは本実施例では第４図に示すように、子局を識別す
る識別データＦＤ１、開閉器１１を制御するための制御
データＦＤ２、開閉器１１の状態及び各種センナ群３３
の検知データＦＤ３で構成されている。

マイコンＣ１は親子間伝送路ｍ１と通じるＤＰＲ２３へ
の書き込みが通信制御部２２によってなされたことを知
ると、直ちにこのＤＰＲ２３をアクセスし、各子局１２
の状態に間する子局データを読取り、これに基づいて手
配電線網ｎ１の各開閉器１２のＩ＆適状態を演算する。

そして、マイコンＣ１はこの演算結果を制御命令として
親子間伝送路ｍ１に通じるＤＰＲ２３に書き込まれたデ
ータフレームを書き替える。即ち、制御対象となる子局
１２の子局データ中の制御データＦＤを書き替える。

この制御命令が書き替えられたデータフレームは、通信
制御部２２によって通信装置２１を介して親子間伝送路
ｍ１に送出され、各子局１２に転送される。そして、各
子局１２はこの転送されてきたデータフレーム中の自己
の子局データを読取り、制御データの内容に従って開閉
器１１を駆動制御するとともに、その時の配電線の状態
を新たな検知データとして書き替え、データフレーム中
に転送する。

一方、種間伝送路ｋには、各親局Ｐ１〜Ｐ４に関する情
報、即ち、各親局Ｐ１〜Ｐ４がどの小配電線網ｎ１〜ｎ
４を分担しているが、各マイコンＣ１〜Ｃ４の負荷はど
の程度か等の＝ｌｆ？報が一連のデータ群（データフレ
ーム）として絶えず伝送されている。

種間伝送路ｋに接続されているユニットは、各親局Ｐ１
〜Ｐ４に関する情報をデータフレームとして受信すると
、通信制御部２２のＲＡＭに一旦格納し、ユニット自身
が直結するマイコンＣ１以外のマイコンＣに関する情報
をＤＰＲ２３に書き込む、そして、マイコンＣ１によっ
てＤＰＲ２３に書き込まれたマイコンＣ１に関する情報
とともに、ＤＰＲ２３の情報を種間伝送路ｋに送工する
。

故に、種間伝送路ｋを流れるデータフレームは各親局Ｐ
１〜Ｐ４を通過する度に更新されている。

マイコンＣ１は種間伝送路ｋに接続されているユニット
のＤＰＲ２３を読みとって、他のマイコン０２〜Ｃ４の
状態を知るとともに、このＤＰＲ２３への書き込みによ
って自己の状態を池のマイコン０２〜Ｃ４に知らせる。

また、マイコンＣ１は親間伝送路ｋを流れるデータに基
づき、他のマイコン０２〜Ｃ４の負荷状況、障害の発生
等を監視している。他のマイコンＣ２〜Ｃ４の障害等を
発見した時、自己の担当する小配電線網ｎＩ　Ｌか監視
しておらず自己の負荷が軽い場合、マイコンＣ１は障害
が発生し又は高負荷状態にあるマイコン（例えばマイコ
ンＣ２＞が監視していた小配電線網ｎ２の監視を引き受
けるととムに、監視を引き受けたために自己の負荷が増
大したことを他のマイコンＣ２〜Ｃ４に知らせる。

一方、マイコンＣ１は親局Ｐ１において命令待ち状態に
ある、監視を引き受けた手配電線網ｎ２を担当するユニ
ットに対しては一当該ＤＰＲ２３への書き込みを行い、
これによってそのユニットは自分が当該親子間伝送８ｍ
２への送信元となったことを知る。

そして、このユニットはＤＰＲ２３の制御命令領域に書
き込まれれな制御命令と、同じ＜ＤＰＲ２３の子局状態
領域に記憶されていた親子間伝送路ｍ２の全子局から転
送されてくる個々のデータをデータフレームとして送出
する。こうして監視を引き受けた手配電線網ｎ２の監視
が開始される。

他方、送信元となっていない、依然命令待ち状態にある
ユニットは、受信したデータフレームの子局状態に関す
る部分のみを当該ＤＰＲ２３に書ぎ込み、常に自己が担
当する小配電線網（この場合ｎ３　、　ｎ４　）の子局
状態に関するデータを更新するとともに、受信したデー
タフレームをそのまま親子間伝送路ｍ３　、ｍ４へ送出
している。

この他に、マイコンＣ１は、各伝送路ｍ１〜ｍ４に接続
されているユニットのＤＰＲ２３の情報を加工してＣＲ
Ｔ等への表示を行い、監督者へ自己の属する監視所Ｗの
管轄する配電線網Ｎの配電制御状況に関する情報等を提
供するとともに、自己の管轄する小配電線網の事故復旧
、あるいは作業停電等を自動的に実行する。

上述のように構成された配電線監視システムにおいては
、伝送路の中継箇所を変更するだけで、増設等のシステ
ムの再構築が容易であり、拡張性、柔軟性に優れている
。

また、各マイコンＣ１〜Ｃ４は、監視対象である配電線
網Ｎの４分の１を分担させられるだけなので、ソフトウ
ェアが小規模で済み、ソフトウェアの生産性、保守性が
高くなる。

さらに、マイコンＣ１〜Ｃ４間で相互監視を行っている
ため、システム全体の信頼性が向上するばかりか、配電
線網Ｎを適当な数に分割することにより、前述のシング
ルプロセッサーシステムやデュプレックスシステムより
も低コストでシステムを構築することができる。これら
の点については以下に具体例をもって説明する。

まず、システム全体の信頼性がどの程度向上するかにつ
いて、従来例と比較して説明する。

配電線網Ｎ全体を監視するコンピュータの能力をｐとし
、配電線＠Ｎの分割数をＭとすれば、各マイコンは二つ
の小配電線網を監視する能力があるので、一つのマイコ
ンの能力は２ρ／Ｍと表せる。能力ｐあなりの故障率Ｙ
をａとすると、一つのマイコンＣの故障率Ｙｃは２　ａ
　／　Ｍとなる。

Ｍ台のマイコンのうち、１台が故障しなとすると、１台
が故障する確率ｕ１及び残りのマイコンが正常に作動し
ている確率ｕ２は、次のように表せる。

ｕ　１　＝　（２ａ／Ｍ）　’ ｕ２　”　（１２ａ／Ｍ）’−’ また、各マイコンは二つの小配電線Ｍｎを監視する能力
があるため、Ｍ台のマイコンのうちの半数までがダウン
しても、システムの運営に支障が生じないことから、本
実施例のシステム全体の故障率Ｚｍは、次のように評価
できる。

後記表−１に従来のシステム及び本実施例のシステムの
故障率の計算結果（ａ＝０．０５とした時）を示す。

表−１ システムによる故障率の比較 表−１より、本実施例のシステムにおいては、分割数Ｍ
が多くなるほど、故障率Ｚｍが飛躍的に小さくなること
がわかる。

次に、システムの構築コストから見た経済性について従
来例と比較して説明する。

コンピュータの能力をｐ（単位はＭＩＰＳ）とすると、
コンピュータ１台あたりのコストｆ　（ｐ）は、 ｆ　（Ｐ）　＝６０．３７　Ｘｐ”’　　（単位は万円
）と表しうろことが提案されている。

ここで、配電線１１１１Ｎ全体を監視、制御するに必要
なコンピュータの能力をｐとするとともに一上記同様、
配電ａ網Ｎの分割数をＭとし、さらに、コンピューター
１台あたりの親局間通信装置費をｇ（万円）とすると、
監視所のシステム全体の構築費用Ｑは次のように表され
る。

即ち、シングルプロセッサーシステムの構築費用Ｑｓは
、 Ｑｓ＝ｆ　（ｐ） デュプレックスシステムの構築費用Ｑｄは、Ｑｄ＝２　
　・　ｆ（ｐ）＋２　　・　ｇ上記実施例のシステムの
構築費用Ｑｍは、Ｑｍ＝Ｍ−ｆ　（２ｐ／Ｍ）＋Ｍ−ｇ と表すことができる。

仮に、配電線ｍｎには子局が１０００台配置されている
とし、これらを監視、制御するに必要なコンピュータの
能力をｐ＝８（ＭＩＰＳ）と見積もり、ｇ＝１００（万
円）とした時の各システムの試算結果を表−２に示す。

表−２かられかるように、本実施例のシステムは分割数
Ｍを８〜２０程度にすれば、シングルプロセッサーシス
テム及びデュプレックスシステムのいずれよりも安価に
システムを構築することが表−２ 監視所のシステム全体の構築費用の比較尚、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、以下の態様で実施
してもよい。

前記実施例では池の三つの小配電線網をバックアップで
きるように、三つのユニットを付加したが予め定めた一
つのユニ・ｙトのみをバックアップするようにしてもよ
い、ｔた、データ通信方式を本発明の趣饗を逸脱しない
範囲で適宜変更してもよい。

［発明の効果１ 本発明の配電線監視装置によれば、一つの監視所が管轄
する配電線網を複数の小配電線網に区分して、これらを
少なくとも二つの小配電線網を監視する処理能力を有す
る複数のコンピュータによって監視するとともに、コン
ピュータ同志ら互いに監視しあっているため、システム
の一部が故障しても配電線網の監視体制に支障が生じる
ことはなく、また、配電線網の監視体制に支障が生じる
ような故障の起こる確率は、従来の配電線監視装置に比
し飛躍的に小さくなるという優れた効果を奏する。

さらに、複数のコンピュータで配電線網を分割監視して
いるなめ、コンピュータ及び手配置Ｓ縁網の増設等が容
易であり、システムの再構築における拡張性、柔軟性に
優れている。また、一つのコンピュータの処理能力は従
来のように大きな能力を必要としないため、適切な区分
数を設定すれば、従来よりも低い設備費でシステムを構
築できるという経済性をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１
図は配を線監視システムと配電線網を示す概略図、第２
図は親局の構成を示すブロック図、第３図は子局の構成
を示すブロック図、第４図は親子間のデータ通信方式を
示す説明図、第５図は従来の配電線監視装置と配電線網
を示す概略図である。 １１・・・配電機器としての開閉器 １２・・・子局 ３３・・・検知手段としてのセンサ群 ３４・・・駆動手段としての駆動部 Ｃ１〜Ｃ４・・・コンピュータとしてのマイコンｋ・・
・コンピュータ同志を結ぶ通信網としての粗間伝送路 ｍ１〜ｍ４・・・小通信網としての親子間伝送路Ｎ・・
・配電線網 ｎ１〜ｎ４・・・小配電線網

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一つの監視所に割り当てられた配電線網（Ｎ）と、
   その各配電線に設けられた配電機器（１１）を駆動させ
   る駆動手段（３４）及び当該配電線の障害を検知する検
   知手段（３３）を備えた子局（１２）と、前記監視所の
   コンピュータと子局（１２）とを結ぶ通信網とを備え、
   各子局（１２）の検知手段（３３）の検知データを前記
   コンピュータに入力させ、同コンピュータにてその検知
   データに基づいて駆動制御対象の配電機器（１１）を割
   り出し、当該配電機器（１１）を子局（１２）の駆動手
   段（３４）を介して駆動制御する配電線監視システムに
   おいて、 前記配電線網（Ｎ）を複数の小配電線網（ｎ１〜ｎ４）
   に区分し、その区分された小配電線網（ｎ１〜ｎ４）に
   対応して区分される小通信網（ｍ１〜ｍ４）ごとに一つ
   のコンピュータ（Ｃ１〜Ｃ４）を備え、それぞれ各コン
   ピュータ（Ｃ１〜Ｃ４）にその割り当てられた小配電線
   網（ｎ１〜ｎ４）を監視させるとともに、各コンピュー
   タ（Ｃ１〜Ｃ４）は少なくとも二つの小配電線網（ｎ１
   〜ｎ４）を監視する処理能力を有し、少なくとも他の一
   つのコンピュータ（Ｃ１〜Ｃ４）をバックアップするこ
   とができる機能を備えるとともに、コンピュータ（Ｃ１
   〜Ｃ４）同志を結ぶ通信網（ｋ）を介してコンピュータ
   （Ｃ１〜Ｃ４）同志で互いに監視し合うようにしたこと
   を特徴とする配電線監視システム。