JPH0311945A - 電力系統の監視制御方法及び装置 - 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〕 本発明は、電力系統の監視・制御方法及び装置に係り、
特に系統の状況を取り込み、系統の監視、系統の操作、
事故の復旧、事故の通報、記録統計、表示画面編集等の
処理を含む監視・制御方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる電力系統の監視・制御装置として、従来。

文献（日立評論、Ｖ　ｏ　１６９．１９８７年、第８９
頁〜第９６頁）に記載されているように、電力系統との
データの送受信を担当する前処理計算機と、系統の監視
、操作などの本来の監視・制御を担当する主業務計算機
とが、共有メモリを介して接続された構成のものが知ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来の技術では、故障に対する信頼性を確
保するために主業務計算機自体は二重化されているが、
基本的には１台の計算機により電力系統の監視・制御を
処理する構成であることから、業務処理プログラムが膨
大なステップ数のものになる等により、ソフトウェアの
製作、保守に手間がかかるとともに、拡張も困難が伴う
という問題がある。

特に、電力系統の自動化システムの進展に伴い、主業務
計算機で処理すべき機能、内容が高度なものが要求され
、ソフトウェアの製作容量は数百刃ステップを越えるも
のになってきており、ソフトウェアの製作性、保守性、
拡張性が著しく悪化しているという問題がある。

本発明の目的は、ソフトウェアの製作性、保守性、拡張
性等を向上させることができる電力系統の監視・制御方
法及び装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、次の技術的手段により、上記目的を達成する
ものである。

本発明は、基本的に、電力系統の状態を表わす系統デー
タを共有のデータベースメモリに格納し、該データベー
スメモリの内容に基づいて電力系統の監視制御に係る処
理業務を複数のプロセッサに分散させて並列処理させる
ようにしたことにある。

また、前記プロセッサの処理結果に基づいて前記データ
ベースメモリの内容を修正するようにすると、並列処理
に係る複数のプロセッサ相互間で用いる系統データの周
期をとりつつ、修正をも容易にすることが可能である。

なお、各業務プロセッサの業務処理に必要な系統データ
は、各プロセッサがデータベースメモリに周期的にアク
セスして読み出すか、又は１つのプロセッサがデータベ
ースメモリから周期的に読み出して各業務プロセッサに
分配することによることができる。

しかし、各業務プロセッサがデータベースメモリにアク
セスする方法によれば、２以上の業務プロセッサのアク
セスが衝突することが発生し、効率よくアクセスが行え
ないことがある。

このような場合には、複数の業務プロセッサがデータベ
ースメモリにアクセスした履歴データに基づいて、各業
務プロセッサのアクセス周期を調整することにより、効
率のよいアクセスを行わせることが可能になる。

また、電力系統の監視制御にかかる処理業務を各業務プ
ロセッサが周期的に実行する方法によれば、電力系統の
状態に変化がないときにも、系統データを収集して所定
の処理業務を実行することになる。したがって、電力系
統の規模に応じて１周期内の処ｙｉ量が増大し、これに
よって１周期が長くなって監視制御の応答性が低下して
しまうことになる。

そこで、電力系統の構成機器に当該機器の状態変化を検
出する状変検出手段を設け、該手段から状変検出信号が
出力された場合にのみ、当該状変に係る前記処理業務を
実行させるようにすることにより、応答性を向上させる
ことができる。

〔作用〕

このように構成される本発明方法及び装置によれば、次
の作用により前記目的が達成される。

すなわち、複数のプロセッサで分散処理することにより
、電力系統の監視制御を行うための処理業務、例えば、
系統監視、記録統計、停止計画。

平常時操作、事故時復旧操作、事故情報の自動通報など
の各処理ソフトウェアは、物理的に分割され、プログラ
ムを理解しやすい規模にまとめることができる。

なお、各業務間にわたる系統データ（例えば、開閉器類
のオン・オフデータ、潮流や電圧等の計測データ、保護
リレーの動作データ等を含む）を。

共有のデータベースメモリに格納し、前記各プロセッサ
を前記データベースメモリに周期的にアクセスさせて、
当該プロセッサの処理業務に必要な系統データを１読み
出させることにより、処理を分散させても矛盾のない系
統データに基づいた処理業務となる。なお、各プロセッ
サが共有のデータベースメモリにそれぞれアクセスする
のに代えて、前記データベースメモリから前記各プロセ
ッサの処理業務に必要な系統データを周期的に読み出し
て各プロセッサに分配するようにしても同じである。こ
れによれば、２以上のプロセッサがデータベースメモリ
に同時にアクセスする衝突を回避できる。

また、複数の業務プロセッサがアクセスする共有のデー
タベースメモリに、各プロセッサが過去にアクセスした
時刻とアクセス周期を記録しておき、これに基づいて、
従来プロセッサがデータベースメモリをアクセスする時
刻を推定して、アクセス周期を調整するものによれば、
データベースを２つ以上のプロセッサで同時にアクセス
する衝突を回避できる。

また、電力系統を構成する機器のうち、状変が発生した
機器に関する情報のみを、電力系統を監視制御する業務
プロセッサに通報するものによれば、電力系統の状態を
表示するデータベースメモリの容量及び、複数の業務プ
ロセッサが実行すべき処理量が減り系統構成機器の状変
を速やかに検出して適切な対応策を指令することが可能
となる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に本発明に係る監視制御方法の処理手順に沿って
表わしたブロック構成図を示す。入力プロセッサ１１は
電力系統を構成する機器の状態に関するデータを外部通
信系から取込み、入力データベースメモリ１２にその系
統データを格納する。

データベース管理プロセッサ１３は、所定の周期で入力
データベースメモリ１２の内容に基づき、処理前データ
ベースメモリ１４の内容を編集する。

また、後述する処理後データベースメモリ１６の内容に
基づいて処理前データベースメモリ１４の内容を編集す
る。なお、処理前データベースメモリ１４の内容は監視
制御に係る対象電力系統の状態を表わす系統データであ
り、例えば母線電圧や送電線の潮流やしゃ断器の開閉状
態などの情報である。プロセッサ１５ａ〜１５ｃは、所
定周期で処理前データベースメモリ１４から系統データ
を取り込み、系統内の事故検出を行う系統監視業務や、
しゃ断器などの開閉手順を指示する平常時操作業務、事
故の復旧、事故の通報、記録統計、表示画面編集などを
並列に実行するようになっている。そして各業務処理の
結果は、処理後データベースメモリ１６へ書き出される
。出力プロセッサ１７は、業務処理結果に基づき実際の
電力系統又は関連システムへ制御指令を送出する役目を
もっている。

上述したように、処理業務を複数の業務プロセッサ１５
ａ〜１５ｃに分散させて並列処理するとともに、この処
理に必要な系統データは共有のデータベースメモリ１４
を周期的にアクセスして読み出すようにしていることか
ら、電力系統監視制御の処理プログラムを理解し易い程
度の大きさにまとめることができ、ソフトウェアの製作
性、保守性、拡張性が向上する。このことについて具体
的に説明する。

通常、１台の計算機で電力系統の監視制御を構築すると
、第２図に示すように複数のプロセスに分割し、それら
を樹枝状に関連させた構成とされる。図において、プロ
セス２１は主プロセスであり、電力系統のイベント（事
象）を検出するプロセス、例えば事故発生などのイベン
トを検出するプロセスである。そして、イベントが発生
すると、従プロセス２２　ａ　”　ｃ　、　２３　ａ　
”　ｆ　、　２４　ａ　”　ｋに起動指令が連鎖反応的
に伝わる形に作成されている。

このように複数のプロセスに分割して階層構造の形にす
る理由は、プロセッサの主メモリの容量により制限され
るためである。すなわち、電力系統を実時間で監視制御
するために、アクセススピードは速いが大きさが比較的
小さな主メモリ上へ複数のプロセスをディスク等の補助
記憶から取出し実行しなければならないからである。こ
のため１個のプロセスのコード部の大きさは数百キロバ
イト程度に限定され、監視制御に必要な業務処理たとえ
ば系統監視業務では数百側程度のプロセスの集まりとな
る。

したがって、従来はプログラムの製作や変更に多くの労
力と時間を要するという問題があったのである。しかし
、第１図実施例によれば、１台の業務プロセッサの主メ
モリ全部を１つの業務処理、例えば系統監視業務に割当
てることが可能となり、従来技術のようにプロセスとい
う形で細かくプログラムを分割する必要はなくなり、ソ
フトウェア製作や保守が容易となる。

また、第２図のような構成にすると、各プロセス同志の
同期を取るために待ちテーブルと称するバッファを数多
く設けなければならず、この点にもソフトウェアの修正
を困難にする一因がある。

待ちテーブルの必要性について、電力系統の監視制御装
置を操作する運転員からの割込要求に応じて、電力系統
の状況などをＣＲＴ画面に速やかに表示する場合を例に
とって説明する。

この場合、画面表示実行中に系統状況が変更しても矛盾
がないようにするため、この待ちテーブルを介して、変
更した系統状況に関するデータを蓄えておくことが必要
となる。具体的には、第３図に示すようにプロセス２３
−ｄが画面表示を実行中に、プロセス２２−ａとプロセ
ス２２−ｂがそれぞれ系統内の装置の状態変更に関する
情報を得た場合、それらを２５−ｂの待ちテーブルにス
トアしておき、プロセス２３−ｄが実行終了後、待ちテ
ーブル２５−ｂの内容をチエツクし、データがあれば画
面表示要求有りと判断し、あらたに処理を実行する。

この点、第１図実施例によれば、待ちテーブルを修正す
る代りに、第１図の処理前データベースメモリ１４と処
理後データベースメモリ１６という２個のデータベース
で、各プロセッサ間の同期を取ることができるため、デ
ータベースの修正等も容易となる利点がある。

また、第１図実施例によれば、事故が連続して発生する
ような場合にあっても、業務プロセッサが並列に処理し
ているため、事故の復旧処理などが遅れることなく速や
かに対応できる。このことを第４図を用いて説明する。

第４図において、符号３３ａ、３３ｂは例えばそれぞれ
業務プロセッサ１５ａ、１５ｂにおける処理内容を表わ
しており、これら２つの処理が並列して実行される。処
理３３ａは、処理前データベースメモリ１４の保護リレ
ー状態データ３１ａに基づいて事故点を検出し、その結
果をＣＲＴ画面に出力表示するための編集を実行し、処
理後データベースメモリ１６に事故点基データ３２ａ等
を出力する。一方、これに並行して処理３３ｂでは、保
護リレー状態データ３１ａ、母線電圧データ３１ｂ、線
路潮流データ３１ｃに基づいて事故復旧操作手順を作成
し、処理後データベースメモリ１６に復旧手順データ３
２ｂを出力する。したかって、操作員はＣＲＴ画面によ
り事故の状況が遂次知らされるとともに、速やかに事故
復旧の操作手順を知ることができる。

この点、従来のように１台のプロセッサで処理するもの
によれば、事故復旧操作手順の作成処理中に再度事故が
発生すると、その事故復旧操作手順の作成を中断して、
後続事故の状況を操作員に提示するために表示画面編集
が優先される。したがって、事故が連続するような場合
には、事故復旧処理が遅れろことになるのである。

第５図に第１図実施例方法を実施する監視制御装置の一
実施例構成を示す。第１図と同一符号のものは同一機能
構成のものである。データベース管理プロセッサ１３は
ローカルバス４１を介して処理前データベースメモリ１
４と処理後データベースメモリ１６にアクセス可能に設
けられ、入力プロセッサ１１により取り込まれた系統デ
ータを処理前データベースメモリ１４に格納するととも
に１周期的に処理後データベースメモリ１６の内容を処
理前データベースメモリ１４に転送する。

これらのデータベースメモリ１４．１６はデータベース
切替器４２を介してメインバス４３に接続されている。

このメインバス４３には業務プロセッサ１５ａ〜１５ｆ
と出力プロセッサ１７が接続されている。業務プロセッ
サ１５ａ〜１５ｅは系統監視業務、系統操作業務、事故
復旧業務、事故通報業務、記録統計業務を分担して、周
期的に並列処理するようになっている。その際、各プロ
セッサはデータベース切替器４２を介して、処理前デー
タベースメモリ１４からデータを入力する一方、処理結
果を処理後データベースメモリ１６に出力するようにな
っている。また、業務プロセッサ１５ｆは画面編集を実
行する業務プロセッサであり、操作卓４４を介して、運
転操作員と情報の授受を行うようになっている。

第６図に、本発明に係る監視制御装置の他の実施例の構
成図を示す。本実施例は第５図のローカルバス４１とメ
インバス４３をループバス５１で置換えたものである。

データベース管理プロセッサ１３は所定の周期で処理前
データベースメモリ１４の内容をループバス５１ヘパケ
ツトの形で送り出す。その際、パケット内のデータの意
味を表わす内容コードをパケットの八ツダーとして付加
しておくことにより、業務プロセッサ１５ａ〜１５ｆは
自己の処理に必要な系統データのみを効率よく取り込み
、所定のデータがそろったところで、各業務処理を開始
できる。各業務処理の結果は、各業務プロセッサがパケ
ットの形でループバス５１へ流し出し、データベース管
理プロセッサ１３がそれを受取り、処理後データベース
メモリ１６へ書込むようになっている。

ここで、各業務プロセッサに係る業務処理の実行周期を
、電力系統の状態に応じて変化させる実施例について、
第７図に示したタイムチャートに基づいて説明する。同
図において、平常時モードではデータベース管理プロセ
ッサ１３が系統データを時刻Ａで全プロセッサ１５ａ〜
１５ｆに分配すると、各プロセッサ１５ａ〜１５ｆはそ
の系統データに基づいて監視、操作、復旧、通報、記録
、画面編集等の処理を開始する。そして時刻Ｂでその処
理結果を処理後データベースメモリ１６に転送する。デ
ータベース管理プロセッサ１３は時刻Ｃにおいて、処理
後データベースメモリ１６の内容に基づいて処理前デー
タベース１４の内容を修正し、その後再び全プロセッサ
１５ａ〜１５ｆに修正後の系統データを分配する。

この動作周期中に事故が検出されると、時刻りにおいて
各プロセッサ１５ａ〜１５ｆは緊急時モードの処理を開
始する。各プロセッサ１５ａ〜１５ｆの動作周期は処理
内容によって変化し、図示例では事故復旧及び事故通報
の処理が多くなるため、データベース管理プロセッサ１
３へ処理後のデータを戻す時刻が、ＦとＧのように延び
る。−方、系統監視処理では、停電判定処理を実行して
いる途中で、新らたな事故が発生した場合、その情報を
速やかに操作員に知らせるため、停電判定処理を時刻Ｅ
で一旦中断し、データベース管理プロセッサ１３へ新し
い事故発生を通報する。このように動作することから、
連続事故発生の際にも、画面編集プロセッサ１５ｆを介
して速やかに操作具へ事故発生状況を知らせるとともに
、停電区間判定や事故復旧手順作成などの業務処理も並
列的に速やかに実行することが可能となる。

他方、系統事故発生の際、操作員は速やかに事故状況を
知りたいため、操作卓からＣＲＴ画面表示の要求割込み
を頻繁にキー人力することがある。

特に連続事故が発生すると、操作員は割込みキー人力を
多数回繰り返す傾向にある。このような場合には、割込
キー人力発生頻度に応じて、負荷が軽いプロセッサ（第
７図では操作のプロセッサ）で画面編集処理の一部を代
行するようにする。これによれば、画面編集プロセッサ
の動作周期を短縮し、操作員のレスポンス待ち時間を短
縮することができる。

なお、プロセッサの処理能力が向上し、かつ安価になっ
た場合には、第７図の事故復旧や事故通報のように、事
故発生時の処理が極端に多くなるプロセッサには、超並
列計算機やスーパーコンピュータなどを適用し、プロセ
ッサの動作周期を短縮することができる。また、画面編
集処理のようなマンマシン部には、グラフィックワーク
ステーションを用いて高機能化を図ることができる。

また、第５図実施例のように、複数の業務プロセッサ１
５ａ〜１５ｆが周期的に個々に処理前データベースメモ
リ１４にアクセスするものにあっては、アクセスの衝突
が生じることから、そのような衝突を防止して効率よく
アクセス可能にする必要がある。そこで、第８図に示す
ように、共有の処理前データベースメモリ１４のテーブ
ル上に。

各業務プロセッサのアクセス履歴に関するデータを登録
するようにし、各業務プロセッサは自己以外の業務プロ
セッサのアクセス周期を基に次回のアクセス時刻を決定
するようにする。このようにすることにより、例えば第
７図で説明したように外部状況によって各プロセッサの
動作周期を変化させる場合や、電力系統の状態等に応じ
て動作周期を自律的に柔軟に変える場合に、各業務プロ
セッサが個別に自己のアクセス時刻を決定することがで
き、効率よく共有のデータベースを利用することが可能
になる。

また、従来は、電力系統内の状態が変化しない場合でも
、全部の電力系統構成機器のデータを。

中央の監視制御装置が収集しているが、この場合監視制
御装置で実行すべき処理量が電力系統の規模拡大に伴な
い増大し、監視制御のレスポンス性が悪くなる。そこで
、第９図に示すように、事故発生などの系統内で生じた
状変情報のみを中央の監視制御装置に伝送し、その情報
に基づいて事故復旧手順作成等の業務を実行することが
望ましい。

すなわち、例えば電力系統の構成機器８４ａ〜８４ｆの
うちの機器８４ａで事故が発生した場合、その状変情報
８５を通信網８３を介してデータ集配装置８２へ伝送し
、さらに監視制御装置８１に転送する。これに基づき、
監視制御装置８１は共有の処理前データベースメモリに
その状変情報を記録し、前述した系統監視や事故復旧操
作などの業務処理が並列に動作し、効率的な系統監視制
御が可能となる。

〔発明の効果〕。

以上説明したように、本発明によれば、電力系統の状態
を表わす系統データを共有のデータベースメモリに格納
し、該データベースメモリの内容に基づいて電力系統の
監視制御に係る処理業務を複数の業務プロセッサに分散
させて並列処理させる構成としていることから、処理業
務に係るソフトウェアが物理的に細分化され、プログラ
ムを理解しやすい規模にまとめることができる。この結
果、ソフトウェアの製作、保守、拡張が容易になるとい
う効果がある。なお、分散処理に係る各プロセッサに必
要な系統データはデータベースとして共有するようにし
ているので１分散処理しても矛盾のない処理を行わせる
ことができる。

また、複数の業務プロセッサがデータベースメモリにア
クセスした履歴データに基づいて、各業務プロセッサの
アクセス周期を調整する構成としたものによれば、２以
上のプロセッサによるアクセスの衝突を回避して、効率
のよいアクセスを行わせることが可能になる。

また、電力系統の構成機器に当該機器の状態変化を検出
する状変検出手段を設け、該手段から状変検出信号が出
力された場合にのみ、当該状変に係る前記処理業務を実
行させる構成としたものによれば、電力系統の状態を表
示するデータベースメモリの容量及び、複数の業務プロ
セッサが実行すべき余分な処理量が減り系統構成機器の
状変を速やかに検出して適切な対応策を指令することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を処理手順に沿って表わした
ブロック構成図、第２図は本発明を説明するための比較
例の監視制御方法に係るプロセスの構成図、第３図は第
２図の待ちテーブルの動作を説明する図、第４図は第１
図実施例の並列処理を説明する図、第５図は本発明の一
実施例装置の構成図、第６図は本発明の他の実施例装置
の構成図、第７図は各プロセッサの動作周期の一例を説
明するタイムチャート、第８図は各プロセッサのアクセ
ス履歴テーブルの内容を示す図、第９図は本発明の他の
実施例の系統構成図である。 １３・・・データベース管理プロセッサ、４・・・処理
前データベース。 ５．１５ａ〜１５ｆ・・・業務プロセッサ、６・・・処
理後データベース、 ２・・・データベース切替器。 １・・・ループバス、 １・・・監視制御装置、 ２・・・データ集配装置、 ４ａ〜８４ｆ・・・系統構成機器。 第　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電力系統の状態を表わす系統データを共有のデータ
   ベースメモリに格納し、該データベースメモリの内容に
   基づいて電力系統の監視制御に係る処理業務を複数の業
   務プロセッサに分散させて並列処理させる電力系統の監
   視制御方法。 ２、電力系統の状態を表わす系統データを共有のデータ
   ベースメモリに格納し、該データベースメモリの内容に
   基づいて電力系統の監視制御に係る処理業務を複数の業
   務プロセッサに分散させて並列処理させる一方、該処理
   結果に基づいて前記データベースメモリの内容を修正す
   るようにした電力系統の監視制御方法。 ３、前記各業務プロセッサを前記データベースメモリに
   周期的にアクセスさせて、当該プロセッサの処理業務に
   必要な系統データを読み出させることを特徴とする請求
   項１、２いずれかに記載の電力系統の監視制御方法。 ４、前記データベースメモリから前記各業務プロセッサ
   の処理業務に必要な系統データを周期的に読み出して各
   プロセッサに分配することを特徴とする請求項１、２い
   ずれかに記載の電力系統の監視制御方法。 ５、前記系統データの読み出し周期を電力系統の状態に
   応じて変化させることを特徴とする請求項３、４いずれ
   かに記載の電力系統の監視制御方法。 ６、前記系統データの読み出し周期を入力装置を介して
   要求される割込み処理業務の処理量に応じて変化させる
   ことを特徴とする請求項３、４いずれかに記載の電力系
   統の監視制御方法。 ７、電力系統の状態を表わす系統データが格納される共
   有のデータベースメモリと、該データベースメモリ内の
   系統データに基づいて電力系統の監視制御に係る処理業
   務を分割して並列的に処理する複数の業務プロセッサと
   、を具備してなる電力系統の監視制御装置。８、電力系
   統の状態を表わす系統データが格納される共有の第１の
   データベースメモリと、該第１のデータベースメモリ内
   の系統データに基づいて電力系統の監視制御に係る処理
   業務を分割して並列的に処理する複数の業務プロセッサ
   と、該業務プロセッサの処理結果が格納される共有の第
   ２のデータベースメモリと、該第２のデータベースメモ
   リの内容に基づいて前記第１のデータベースメモリの内
   容を修正するデータベース管理プロセッサと、を具備し
   てなる電力系統の監視制御装置。 ９、前記業務プロセッサは前記第１のデータベースメモ
   リに周期的にアクセスして必要な系統データを読み出す
   ようにしたことを特徴とする請求項７、８いずれかに記
   載の電力系統の監視制御装置。 １０、前記複数の業務プロセッサが前記第１のデータベ
   ースメモリにアクセスした履歴データに基づいて、各業
   務プロセッサのアクセス周期を調整することを特徴とす
   る請求項９記載の電力系統の監視制御装置。 １１、前記データベース管理プロセッサが前記複数の業
   務プロセッサの処理業務に必要な系統データを前記第１
   のデータベースメモリから読み出し各業務プロセッサに
   分配することを特徴とする請求項８記載の電力系統の監
   視制御装置。 １２、電力系統の状態を表わす系統データを共有のデー
   タベースメモリに格納し、該データベースメモリの内容
   に基づいて電力系統の監視制御に係る処理業務を複数の
   プロセッサに分散させて並列処理させる電力系統の監視
   制御方法において、電力系統の構成機器に当該機器の状
   態変化を検出する状変検出手段を設け、該手段から状変
   検出信号が出力された場合にのみ、当該状変に係る前記
   処理業務を実行させることを特徴とする電力系統の監視
   制御方法。