JPH04259195A - 分散形制御システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば発電所等の変電
設備における時刻付動作情報により、時系列的動作記録
を行なう、または事故原因推定・復旧ガイダンス処理な
どの運転支援処理を行なう動作記録機能を備えた分散形
制御システムに係り、特にネットワークを適用した分散
形制御システムとした場合でも、所要の分解能を満足す
る時刻付けを容易に行ない、システム全体の高機能化な
らびに簡素化を図り得るようにした分散形制御システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、発電所等の変電設備において
は、制御システムが多く採用されてきている。すなわち
、この種の変電設備の制御システムは、一つの制御装置
により複数の設備を制御する、いわゆる集中形制御シス
テムの構成となっている。また、各装置間での情報の伝
送は、接点出力信号を電気的ケーブルにより受け渡しす
る方式となっている。

【０００３】一方、最近では、ＡＩを応用して、設備内
での事故時の原因推定、および復旧ガイダンスを作成す
る等の運転支援処理を行なう運転支援装置が実用化され
、遠方制御所または変電所内に設置されつつある。また
、上記の運転支援処理を行なうためには、変電設備、ま
たはそれを保護する保護リレー装置等の時系列的な動作
順序が重要となることから、設備の時刻付動作情報が必
要となる。そこで、従来システムには、制御装置、設備
、保護リレー装置等からの動作接点信号を入力して、そ
の状態変化検出を行ない、状態変化があれば数ｍＳ分解
能の時刻付動作情報を、遠方監視制御装置を経由して遠
方制御所へ、または変電所内の運転支援装置へ送出する
ための動作記録装置が備えられている。

【０００４】ところで、近年のマイコン技術、伝送技術
の発達によって、制御装置がデジタル化され、またシス
テム全体の信頼性、保守性を高めるために、従来の集中
形制御システムから分散形制御システムへと移行しつつ
ある。

【０００５】すなわち、具体的には、電力系統の送電線
等の設備毎に制御装置を分散配置させ、これらの分散配
置された各制御装置（以下、分散制御装置と称する）間
を、光伝送によるネットワークにより結合した構成のシ
ステムが、今後の変電設備の制御システムの主流となり
つつある。この場合、設備または保護リレー装置等の動
作情報は、一担分散設備された分散制御装置に入力され
、ネットワークを介して遠方監視制御装置、または運転
支援装置へ伝送される方式となる。

【０００６】しかしながら、ネットワークの情報伝送周
期が数１０ｍｓとなるため、従来の動作情報への時刻付
け分散能である数ｍｓを満足させることができない状態
にある。すなわち、このネットワークの情報伝送周期は
、伝送速度と、伝送データ量と、ネットワークに加入す
る装置数とによって決まるが、現在実用化されている変
電所構内の制御システム用ネットワークは１０Ｍｂｐｓ
の伝送速度であり、また１装置当たり２００バイト程度
のデータを伝送することが必要なことから、伝送周期が
数１０ｍＳとなっている。

【０００７】従って、従来の動作記録装置を、遠方監視
制御装置または運転支援装置の前段に設けても、ネット
ワークの伝送周期が数１０ｍｓであることから、要求さ
れる数ｍｓ分解能の時刻付を行なうことが不可能な状態
にある。上記のような理由により、ネットワークを適用
した分散形制御システムとした場合でも、従来仕様と同
等の数ｍｓ分解能の時刻付動作情報を作成する手段の確
立が強く要求されてきている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
制御システムにおいては、ネットワークを適用した分散
形制御システムとした場合に、所要の分解能を満足する
時刻付けが行なえないという問題があった。

【０００９】本発明の目的は、ネットワークを適用した
分散形制御システムとした場合でも、所要の分解能を満
足する時刻付けを容易に行なうことができ、システム全
体の高機能化ならびに簡素化を図ることが可能な極めて
信頼性の高い分散形制御システムを提供することにある
。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、制御対象となる各設備毎に対応させて
分散配置された分散制御装置と、遠方制御所からの監視
制御を行なう遠方監視制御装置と、設備全体を監視・制
御して時系列的動作記録処理を行なう監視制御装置と、
設備の事故時に、その事故原因推定および復旧ガイダン
ス等の運転支援処理を行なう運転支援装置とを、ネット
ワークにより互いに結合して成る分散形制御システムに
おいて、監視制御装置に、動作記録用の基準となる時計
装置を内蔵し、ネットワークを介して全ての分散制御装
置へ時刻情報を送出する手段を備えるとともに、各分散
制御装置に、自己が制御する該当設備または当該設備の
保護を行なう保護装置から出力される動作信号を入力と
し、当該入力信号に基づいて設備の状態変化を検出する
と、当該状態変化時にネットワークから受信している時
刻情報を状態変化情報に付加し、設備の時刻付動作情報
としてネットワークへ送出する手段を備えて、各分散制
御装置からの設備の時刻付動作情報により、監視制御装
置での時系列的動作記録処理、および運転支援装置での
運転支援処理を行なうようにしている。

【００１１】

【作用】従って、本発明の分散形制御システムにおいて
は、常時は、時計装置を内蔵している監視制御装置から
、時刻情報が一斉同報通信によりネットワークへ送出さ
れ、各分散制御装置ではこれが同時に受信されている。 次に、このような状態で、設備内の事故によって、保護
装置またはしゃ断器等の変電設備が動作した場合、これ
らの動作情報は分散形制御装置へ入力され、ここで各信
号の状態変化検出処理によって、状態変化したことが認
識される。すると、分散形制御装置では、この時点での
ネットワークより受信している時刻情報を、状態変化し
た信号に付加して記憶しておき、分散制御装置のデータ
送出タイミングがきた時点で、時刻を付加した状態変化
信号が設備の時刻付動作情報としてネットワークへ送出
する。そして、この分散制御装置からの設備の時刻付動
作情報により、監視制御装置での時系列的動作記録処理
、および運転支援装置での運転支援処理を行なうことが
できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明による分散形制御システム
の全体構成例を示すブロック図である。図１において、
制御対象となる電力系統の送電線等の各設備１−１，１
−２〜１−ｎ毎に対応させて、分散制御装置２−１，２
−２〜２−ｎと、当該設備１−１，１−２〜１−ｎの保
護を行なう保護リレー装置３−１，３−２〜３−ｎとを
それぞれ分散配置している。

【００１４】また、これらの各分散制御装置２−１，２
−２〜２−ｎと、遠方制御所４からの監視制御を行なう
遠方監視制御装置５と、設備１全体を監視・制御して時
系列的動作記録処理を行なう監視制御装置６と、設備１
の事故時に、その事故原因推定および復旧ガイダンス等
の運転支援処理を行なう運転支援装置７とを、ＬＡＮ等
からなるネットワーク８により互いに結合している。

【００１５】さらに、監視制御装置６には、動作記録用
の基準となる時計装置９を内臓し、ネットワーク８を介
して全ての分散制御装置２−１，２−２〜２−ｎへ時刻
情報を送出する機能手段を備えている。ここで、時計装
置９は、ラジオ放送の時報により、自動校正される構成
となっている。

【００１６】さらにまた、各分散制御装置２−１，２−
２〜２−ｎには、自己が制御する該当設備１−１，１−
２〜１−ｎ、または当該設備１−１，１−２〜１−ｎの
保護を行なう保護リレー装置３−１，３−２〜３−ｎか
ら出力される動作信号を入力とし、当該入力信号に基づ
いて設備の状態変化を検出すると、当該状態変化時にネ
ットワーク８から受信している時刻情報を状態変化情報
に付加し、その設備の時刻付動作情報としてネットワー
ク８へ送出する機能手段を備えている。

【００１７】次に、以上のように構成した本実施例の分
散形制御システムの作用について、図２を用いて説明す
る。なお、図２は上記ネットワーク８の動作を説明する
ための図である。

【００１８】まず、ネットワーク８の動作について述べ
る。本制御システムは、各分散制御装置２−１，２−２
〜２−ｎにおける計器用変流器（ＣＴ），計器用変圧器
（ＰＴ）２次の交流量のサンプリングを、全ての分散制
御装置２−１，２−２〜２−ｎの間で同期をとることが
、制御機能の実現のため要求されており、このサンプリ
ング同期を実現するために、ネットワーク８のデータ伝
送サイクルを系統の電気角で６０度長（２．７８ｍｓ）
としている。これは、サンブリング間隔が電気角で３０
度毎に行なっていることから、ネットワーク８の伝送サ
イクルを電気角で６０度長とし、このタイミング信号か
らサンプリング間隔である電気角で３０度のタイミング
信号を生成し、全ての分散制御装置２−１，２−２〜２
−ｎ間の一括サンプリング同期をとっている。また、伝
送速度は、規格等の関係から１０Ｍｂｐｓとしている。

【００１９】一方、各分散制御装置２−１，２−２〜２
−ｎの送出データとしては、状態表示信号、動作信号、
故障表示信号、計測信号等があり、合計すると１装置当
たり２００バイト程度となる。また、ネットワーク８へ
加入する装置数は、設備規模にもよるが、２０装置程度
が要求されている。そして、これら全ての装置のデータ
を２．７８ｍｓ以内に１０Ｍｂｐｓの伝送速度で送出す
ることは不可能であるため、図２に示すように、遠方監
視制御装置５、監視制御装置６、運転支援装置７は、２
．７８ｍｓ毎に毎回データを送出し、他の分散制御装置
２−１，２−２〜２−ｎは、３０サイクルに１回のみデ
ータを送出する伝送制御方式としている。すなわち、遠
方監視制御装置５、監視制御装置６、運転支援装置７は
、２．７８ｍＳ毎にデータ送出となり、各分散制御装置
２−１，２−２〜２−ｎは、８３．４ｍｓ（＝２．７８
ｍｓ×３０）毎のデータ送出となる。次に、本分散形制
御システム全体の作用について述べる。

【００２０】図１において、設備１の動作に関係なく、
常時、監視制御装置６からは５ｍｓ分解能の時刻情報１
０が、ネットワーク８を経由して各分散制御装置２−１
，２−２〜２−ｎへ送出されている。そして、各分散制
御装置２−１，２−２〜２−ｎでは、常時、これが受信
されている。

【００２１】次に、このような状態において、いま例え
ば設備１−１内に事故が発生した場合には、設備１−１
を保護する保護リレー装置３−１が動作すると共に、し
ゃ断器等の設備１−１も動作する。この場合、保護リレ
ー動作信号１１が保護リレー装置３−１から分散制御装
置２−１へ入力され、また設備動作信号１２が設備１−
１から分散制御装置２−１へ入力される。一方、分散制
御装置２−１では、常時、入力信号の状態変化検出処理
が行なわれており、ここで状態変化が認識される。する
と、この時に受信されている時刻情報１０が、当該状態
変化信号に付加されて記憶しておく。そして、次に分散
制御装置２−１のネットワーク８への送信タイミングが
きた時点で、上記時刻情報を付加した時刻付動作情報１
３がネットワーク８へ送出される。

【００２２】ここで、現在要求されている動作記録処理
用の時刻分解能は例えば５ｍＳというオーダーであり、
時刻情報は系統の電気角で６０度（５０Ｈｚ系統：３．
３３ｍｓ、　　６０Ｈｚ：２．７８ｍＳ、　　以後６０
Ｈｚ系統を例にとって説明する）サイクルで送出される
ように制御されているため、５ｍｓ分解能は十分に満足
され、分散制御装置２−１のデータ送出周期が数１０ｍ
ｓと遅い場合でも、所要の分解能の時刻付けを行なうこ
とができる。

【００２３】そして、かかる時刻付動作情報１３を受信
すると、この時刻付動作情報１３により、監視制御装置
６では、プリンター印字等の時系列的動作記録が行なわ
れ、また遠方監視制御装置５を経由して遠方制御所４、
または運転支援装置７では、事故時の事故原因推定、お
よび復旧ガイダンス作成などのＡＩ応用の運転支援処理
が行なわれる。

【００２４】なお、系統事故により、複数の設備１にま
たがるような場合には、複数の分散制御装置２から時刻
付動作情報１３が送出されるが、その基となる時刻情報
１０は、一定周期（２．７８ｍｓ）でネットワーク８の
一斉同報通信で送信されて、各分散制御装置２で同時に
受信されるため、各分散制御装置２間の時刻ずれがなく
、時刻同期のとれた動作記録が実現できる。

【００２５】上述したように、本実施例の分散形制御シ
ステムにおいては、ネットワーク８により結合される分
散形制御システムとした場合でも、特別なリードを付加
することなく、ネッワーク８の伝送制御方式を利用し、
また時刻情報１０は分散制御装置２内に持つのではなく
、ネットワーク８を経由して上位装置である監視制御装
置６から伝送することにより、動作，故障等の信号の状
態変化発生時に、状態変化発生源である分散制御装置２
で所要の５ｍｓ分解能の時刻付けを行なうことができる
制御システムを容易に実現することが可能となる。また
、分散制御装置２間の時刻ずれのない、時刻同期のとれ
た動作記録機能を組込んだ制御システムを実現すること
が可能となる。一方、今後は、従来の集中形制御システ
ムからネットワークを適用した分散形制御システムが、
変電所の制御システムとして主流となりつつあり、本実
施例の動作記録機能を容易に組込むことにより、制御シ
ステムの高機能化、簡素化にも貢献することができる。 また、将来的には、各設備の動作，故障等の情報量は、
各装置のデジタル化、自動監視機能の高度化と相まって
、増々増加する方向にある。この場合、状態変化検出、
時刻付けなどの処理は、情報を受ける上位装置側で行な
うには、処理能力上増々困難となるため、本実施例の方
式が極めて有効となり、従ってその効果は極めて大きい
ものである。

【００２６】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば各分散制御装置２内にも時計装置を設
け、状態変化の発生時に、各分散制御装置２内の時計装
置の時刻を使って時刻付けを行なうようにすることも可
能である。この場合、各分散制御装置２内の時計装置の
時刻の校正は、監視制御装置６内の時計装置９の基準時
刻をネットワーク８を経由して受信し、これを定周期で
行なう方式となる。本方式は、特に１ｍｓなどといった
高精度分解能が要求される場合に極めて有効となる。ま
た、ネットワーク８を利用して全分散制御装置２内の時
計装置の時刻を一斉に校正するため、分散制御装置２間
での時刻同期も容易にとることも可能となる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ネ
ットワークを適用した分散形制御システムとした場合で
も、所要の分解能を満足する時刻付けを容易に行なうこ
とができ、システム全体の高機能化ならびに簡素化を図
ることが可能な極めて信頼性の高い分散形制御システム
が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による分散形制御システムの一実施例を
示す全体構成図。

【図２】同実施例におけるネットワークの動作を説明す
るためのタイミング図。

【符号の説明】

１…設備、２…分散制御装置、３…保護リレー装置、４
…遠方制御所、５…遠方監視制御装置、６…監視制御装
置、７…運転支援装置、８…ネットワーク、９…時計装
置、１０…時刻情報、１１…保護リレー動作信号、１２
…設備動作信号、１３…時刻付動作情報。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　制御対象となる各設備毎に対応させて
   分散配置された分散制御装置と、遠方制御所からの監視
   制御を行なう遠方監視制御装置と、前記設備全体を監視
   ・制御して時系列的動作記録処理を行なう監視制御装置
   と、前記設備の事故時に、その事故原因推定および復旧
   ガイダンス等の運転支援処理を行なう運転支援装置とを
   、ネットワークにより互いに結合して成る分散形制御シ
   ステムにおいて、前記監視制御装置に、動作記録用の基
   準となる時計装置を内蔵し、前記ネットワークを介して
   全ての前記分散制御装置へ時刻情報を送出する手段と、
   前記各分散制御装置に、自己が制御する該当設備または
   当該設備の保護を行なう保護装置から出力される動作信
   号を入力とし、当該入力信号に基づいて設備の状態変化
   を検出すると、当該状態変化時に前記ネットワークから
   受信している時刻情報を状態変化情報に付加し、設備の
   時刻付動作情報として前記ネットワークへ送出する手段
   を備え、前記各分散制御装置からの設備の時刻付動作情
   報により、前記監視制御装置での時系列的動作記録処理
   、および前記運転支援装置での運転支援処理を行なうよ
   うにしたことを特徴とする分散形制御システム。
2. 【請求項２】　　前記ネットワークへ送出する設備の時
   刻付動作情報に付加する時刻情報の各分散制御装置間で
   の同期をとる手段を備えたことを特徴とする請求項１に
   記載の分散形制御システム。