JPH08129563A - 分散形制御システムの時刻付け方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分散形制御システムの時刻付け方式におい
て、設備動作情報の入力がネットワーク経由によって時
間遅れとなっても、従来システム同様に５ｍ秒程度の分
解能の時刻付けを可能とする。 【構成】 電力系統の設備単位に設けられた分散形制御
装置と、設備全体の監視制御を行なう各種上位装置をネ
ットワークを介して相互に結合した分散形制御システム
において、上位装置側には一定間隔で更新された基準時
刻情報をネットワークに加入している個々の装置へ送信
する手段を備え、分散形制御装置側には当該設備の状態
変化を検出して、状態変化検出時にネットワークから受
信した基準時刻情報と状態変化を基準時刻情報の更新間
隔のどの時間断面で検出したかを示す相対時刻情報とを
設備の動作信号に付加しネットワークへ送信する手段を
備え、分散形制御装置が送信する相対時刻情報付きの設
備動作信号により上位装置側にて設備動作時刻の絶対時
刻化を行ない、設備の時刻付き動作記録処理を行なうよ
う構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発変電所などの変電設備
における時刻付き動作情報による時系列的動作記録を行
なう分散形制御システムの時刻付け方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術について、図５を用い無人変電
所の監視制御システムを例にして説明する。従来の無人
変電所の概略システム構成は、遠方制御所１からの監視
制御を行なう遠方監視制御装置２と、中央給電指令所３
とのデータ通信を行なうサイクリック情報伝送装置４及
び変電所での直接運転時に設備全体の監視制御を行なう
監視制御装置５とから構成され、これらの各装置と設備
６及び保護リレー装置７は、接点出力信号を使った複数
の電気的ケーブルで接続されている。又、監視制御装置
５は１つの装置で複数の設備６を監視制御する集中形監
視制御システムの構成となっている。上記従来システム
の遠方監視制御装置２は、各設備６又は保護リレー装置
７からの動作信号の状態変化検出を行ない、これらの状
態変化時には、装置内に実装している時計装置８の時刻
情報により、５ｍ秒の分解能で動作信号に時刻付けを行
ない、時系列的な動作記録を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年のディジタル技
術，伝送技術の発展及びシステム信頼度向上の要求に伴
ない、変電所の監視制御システムにおいても装置をディ
ジタル化すると共に、装置間情報伝送に光伝送を適用し
た分散形制御システムが指向されつつある。具体的に
は、送電線などの設備単位に制御装置を分散させ、これ
らの分散された制御装置間を光伝送によるネットワーク
によって結合した分散形のシステム構成が、今後の変電
所の監視制御システムの主流となりつつある。この場
合、設備動作情報がネットワーク経由となるため、伝送
周期による時間遅れが必ず発生することとなる。具体的
には数十ｍ秒程度の遅れ時間が生じる。

【０００４】従って、従来は接点情報を直接入力し時刻
付け処理を行なっていたため、特に問題は生じることは
なかったが、上記新システムでは監視制御装置での設備
動作情報の入力がネットワーク経由となって、数十ｍ秒
程度の時間遅れを伴なうため、従来システムで実施の５
ｍ秒分解能の時刻付け処理が監視制御装置では実現困難
になるという問題点があった。上記状況により、ネット
ワークを適用した分散形制御システムにおいて、従来仕
様と同等の数ｍ秒分解能の時刻付き動作記録処理を可能
とする手段の確立が要求されている。本発明は上記事情
に鑑みてなされたものであり、数ｍ秒分解能の性能を有
する時刻付き設備動作記録機能を組み込んだ、分散形制
御システムの時刻付け方式を提供することを目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の動作記録機能を
組み込んだ分散形制御システムは、各設備単位に制御装
置を分散させ、これらの分散形制御装置と変電所全体の
共通設備である遠方監視制御装置，監視制御装置，運転
支援装置などをネットワークにより結合したシステム構
成とした。又、遠方監視制御装置内に動作記録処理用の
基準となる時計装置を実装させ、ネットワーク経由各装
置へ基準時刻情報を送信する手段を備えている。監視制
御対象機器及び保護リレー装置などの各設備からの動作
情報は全て、個々の分散形制御装置に一旦入力される構
成としている。

【０００６】

【作用】常時は時計装置を実装している装置、即ち、遠
方監視制御装置から基準時刻情報を一斉同報通信により
ネットワークへ送信し、個々の分散形制御装置はこれを
同時に受信する。又、基準時刻情報はネットワークの送
信周期に同期した一定周期で更新される。ここで、系統
事故により保護リレー装置が動作し、遮断器がトリップ
した場合、これらの設備動作情報は個々の分散形制御装
置へ入力され、分散形制御装置での状態変化検出処理に
より状態変化が認識される。この時のネットワークより
受信した基準時刻と基準時刻更新間隔のどの時点で状態
変化を検出したのかを示す相対時刻情報とを動作情報に
付加して分散形制御装置で記憶し、自装置のデータ送信
タイミングがきた時に、上記相対時刻付き動作情報を送
信する。

【０００７】一方、遠方監視制御装置では、上記分散形
制御装置からの相対時刻付き動作情報により、折り返し
送信されてきた基準時刻へ相対時刻分を加算する絶対時
刻化演算を行ない、ｍ秒の単位までの設備動作の絶対時
刻を求め、時系列的動作記録を行なう。本手法により、
伝送周期による数十ｍ秒程度の伝送遅れが生じても、従
来仕様と同等の５ｍ秒分解能の時刻付き動作記録機能が
実現可能となる。

【０００８】

【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図１
は本発明による分散形制御システムの時刻付け方式を説
明する一実施例の構成図であり、図５と同一部分は同一
符号を付して説明を省略する。図１では送電線などの各
設備6-1 ，6-2 〜6-n に対応させて、夫々分散形制御装
置9-1 ，9-2 〜9-n と保護リレー装置7-1 ，7-2 〜7-n
を設け、これらの分散形制御装置９と遠方制御所１から
の監視制御を行なう遠方監視制御装置２，中央給電指令
所３とのデータ通信を行なうサイクリック情報伝送装置
４，変電所直接運転時の監視制御を行なう監視制御装置
５及び事故発生時の復旧支援を行なう運転支援装置10と
をネットワーク11により結合する構成としている。ここ
で、遠方監視制御装置２は動作記録処理用の時計装置８
を内蔵することは従来例と同様であり、時刻校正は放送
の時報により自動で行なわれる。

【０００９】次に、図１のネットワーク11の動作説明図
である図２及び分散形制御装置のデータ送受信タイミン
グ図である図３を用い、実施例の作用について説明す
る。先ず最初に図２を用い、ネットワーク11の動作につ
いて説明する。データの更新は２．７７ｍ秒周期で行な
われ、１データサイクル１２と表現する。遠方監視制御
装置２，サイクリック情報伝送装置４，監視制御装置
５，運転支援装置10はサイクル局と称し、２．７７ｍ秒
周期（毎データサイクル）でデータを送信する。１デー
タサイクル12が２．７７ｍ秒となるようネットワーク11
を管理する局（以下に説明する局アドレスが最大の局）
がダミーデータ13を送信して調整する。分散形制御装置
９はデータ局と称し、送信データ量が多い関係から、３
０データサイクルに１回データを送信する。３０データ
サイクルに１回データを送信する制御はサイクルカウン
タ14により行なっている。

【００１０】具体的には以下に説明する動作を行なうよ
う制御されている。ネットワーク11に加入している装置
には１から３２の装置固有の局アドレス15が割り付けら
れている。又、サイクルカウンタ14は２９から０までの
巡回カウンタで、２９から順に減算され０の次は２９と
なる。従って、３０データサイクルで一巡する。又、本
サイクルカウンタ14の動作はネットワーク11に加入して
いる全装置間で同期をとって行なわれるよう制御されて
いる。分散形制御装置９は自装置の局アドレス15とサイ
クルカウンタ14の値が一致した時にデータを送信するよ
う制御されている。従って、分散形制御装置９はサイク
ルカウンタ14の変化に追従し、局アドレス15順に毎デー
タサイクル１局づつ順次データを送信する。サイクルカ
ウンタ14が２９から０まで変化する３０データサイクル
を１スーパーサイクル16と称する。

【００１１】次に時刻付き動作記録機能について説明す
る。遠方監視制御装置２は常時、基準時刻17をネットワ
ーク11へ送信している。又、この基準時刻17は上記サイ
クルカウンタ14が“０”の時点で更新される処理として
いる。即ち、３０データサイクル（８３．３ｍ秒）間は
更新されないこととなる。次に、例えば設備6-1 内に事
故が発生した場合、設備6-1 を保護する保護リレー装置
7-1 が動作すると共に遮断器がトリップする。この保護
リレー動作信号18は保護リレー装置7-1 から分散形制御
装置9-1 へ入力され、又、設備動作信号19（この場合は
遮断器“開”信号）は設備6-1 より分散形制御装置9-1
へ入力される。分散形制御装置9-1 では、常時、５ｍ秒
周期で入力信号の状態変化検出20を行なっており、本処
理により状態変化が認識され、設備動作信号19とネット
ワーク11から受信している基準時刻17及び状態変化検出
時のサイクルカウンタ14を１組とし、動作信号21として
記憶し、次のスーパーサイクル16の自局送信タイミング
でデータを送信する。

【００１２】遠方監視制御装置２では、分散形制御装置
9-1 からの上記動作信号21の情報から、(1) 式を用い設
備動作時刻の絶対時刻化を行なう。

【数１】 絶対時刻＝基準時刻１７＋２．７７ｍ秒 ×（３０−サイクルカウンタ１４） ………(1) 上記サイクルカウンタ14が基準時刻更新間隔（３０デー
タサイクル８３．３ｍ秒）のどの時点で設備動作信号19
の状態変化があったかを示す相対時刻情報となるため、
(1) 式により容易に設備動作信号19の変化時の時刻をｍ
秒の単位まで求めることができ、時系列的動作記録が可
能となる。又、サイクルカウンタ14は全装置間で同期が
とれた動きとなっているため、各分散形制御装置９間で
の状態変化検出時の時刻ずれの問題も発生しない。

【００１３】本実施例によれば、特別なハードを付加す
ることなく、ネットワークを利用しシステム全体として
所要の５ｍ秒分解能の時刻付き動作記録が容易に実現で
きる。又、分散形制御装置間で状態変化検出時の時刻ず
れのない高精度な動作記録機能を組み込んだ分散形制御
システムの時刻付け方式が実現可能となる。上記実施例
の説明では、遠方監視制御装置での時刻付き動作記録機
能につき説明したが、他の装置でも相対時刻付き動作情
報をネットワーク経由入手可能なため、ｍ秒単位までの
動作記録が必要であれば、ネットワークに加入している
全ての装置で同様機能の実現が可能となる。

【００１４】又、今後は従来システムである集中制御シ
ステムに代わり、ネットワークを適用した分散形制御シ
ステムが変電所の監視制御システムの主流となりつつあ
り、本発明の動作記録機能を組み込むことによりシステ
ムの高機能化、簡素化へも貢献できる。更に、状態変化
時の時刻情報送信にサイクルカウンタという相対時刻情
報を適用しているため、分散形制御装置の送信データ長
を最短にすることも実現でき、最適な分散形制御システ
ムを構築可能である。

【００１５】図４は本発明の他の実施例を示したもので
ある。図４の実施例は遠方監視制御装置２，監視制御装
置５と分散形制御装置９の伝送制御に電気的中継装置で
ある１：Ｎ装置22を用いてネットワークを構成した例で
ある。個々の分散形制御装置９と１：Ｎ装置22間、遠方
監視制御装置２と１：Ｎ装置22間、及び監視制御装置５
と１：Ｎ装置22間の伝送は、１：１の伝送制御方式が採
用されている。

【００１６】分散形制御装置９は２００ｍ秒周期で情報
送信を実施するが、その周期に合わせて基準時刻を更新
している。又、サイクルカウンタは基準時刻の更新間隔
に合わせて２００ｍ秒の間に３９から０まで巡回するカ
ウンタで、５ｍ秒毎に１減じた値となる。分散形制御装
置９から状態変化を検出した時点の基準時刻とサイクル
カウンタを付加して伝送することにより、遠方監視制御
装置２では(2) 式を用いて状態変化発生時刻の絶対時刻
化が可能となる。

【数２】 絶対時刻＝基準時刻＋５ｍ秒×（４０−サイクルカウンタ） ……(2) このように、１：Ｎ装置22を用いて１：１の伝送を中継
するネットワーク構成であっても、本発明により５ｍ秒
分解能の時刻付き動作記録機能が実現可能となる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればネ
ットワークにより結合された分散形制御システムにおい
て、ネットワークの伝送制御方式を利用し、分散形制御
装置の高精度時計などの特別なハードを付加することな
く、システム全体として所要の分解能の時刻付きの動作
記録機能を組み込んだ制御システムを容易に実現可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成図。

【図２】実施例のネットワークの動作説明図。

【図３】実施例の分散形制御装置のデータ送受信タイミ
ング図。

【図４】本発明の他の実施例のシステム構成図。

【図５】従来システムのシステム構成図。

【符号の説明】

１ 遠方制御所 ２ 遠方監視制御装置 ３ 中央給電指令所 ４ サイクリック情報伝送装置 ５ 監視制御装置 ６ 設備 ７ 保護リレー装置 ８ 時計装置 ９ 分散形制御装置 10 運転支援装置 11 ネットワーク 12 １データサイクル 13 ダミーデータ 14 サイクルカウンタ 15 局アドレス 16 １スーパーサイクル 17 基準時刻 18 保護リレー動作信号 19 設備動作信号 20 状態変化検出 21 動作信号 22 １：Ｎ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000003078 株式会社東芝 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 (72)発明者 小澤 浩一 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 田上 千秋 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 角田 雅幸 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 安斉 俊夫 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番２ 号 三菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 宮村 尚孝 東京都日野市富士町１番地 富士電機株式 会社電力システム事業部内 (72)発明者 浜松 浩一 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力系統の設備単位に設けられた分散形
   制御装置と、設備全体の監視制御を行なう各種上位装置
   をネットワークを介して相互に結合した分散形制御シス
   テムにおいて、上位装置側には一定間隔で更新された基
   準時刻情報をネットワークに加入している個々の装置へ
   送信する手段を備え、分散形制御装置側には当該設備の
   状態変化を検出して、状態変化検出時にネットワークか
   ら受信した基準時刻情報と状態変化を基準時刻情報の更
   新間隔のどの時間断面で検出したかを示す相対時刻情報
   とを設備の動作信号に付加しネットワークへ送信する手
   段を備え、分散形制御装置が送信する相対時刻情報付き
   の設備動作信号により上位装置側にて設備動作時刻の絶
   対時刻化を行ない、設備の時刻付き動作記録処理を行な
   うことを特徴とする分散形制御システムの時刻付け方
   式。