JPH1075531A - 配電自動化システムのフレームワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配電線監視業務を計算機によって自動的に行
う配電自動化システムにおいて、電力会社毎の仕様の違
いを吸収することができる配電自動化システムのフレー
ムワークを提供する。 【解決手段】 各事故毎に事故判定オブジェクトと判定
状態オブジェクトで表現し、電力融通を配電系統の差分
を表すオブジェクトで表現するとともに、続発事故発生
時に必要な確認を行う関数と融通実行処理用のオブジェ
クトを用意し、停電区間塊に対して隣接配電線から電力
を融通する計算を実行する純粋仮想関数と計算結果の型
を用意して事故処理用フレームワークを構築するととも
に、配電線路図用フレームワークおよび帳票用フレーム
ワークを構築し、前記フレームワークは、汎用性のレベ
ルに応じて、監視制御基本レイヤ、電力監視制御レイ
ヤ、配電自動化レイヤの各レイヤに分けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力監視制御シス
テムのオブジェクト指向プログラミングに係り、配電自
動化システムのフレームワークに関する。

【０００２】

【従来の技術】落雷によって配電線の事故がおきた場
合、各電力会社はその事故を可能な限り迅速に検知し電
力消費者の被害を最小限にするように電力の融通を行
う。この作業は各電力会社の配電線監視業務（変電所か
ら送り出される電力の質を維持する作業）としてまかな
われている。これらの業務を計算機によって自動化した
ものを、配電自動化システムと呼ぶ。この配電自動化シ
ステムのしくみは図４のように示され、次のような動作
を行う。

【０００３】・配電系統を監視する遠方監視制御装置を
介して配電系統の状態を把握する。

【０００４】・遠方監視制御装置を介して遠隔制御可能
開閉器を操作することができる。

【０００５】・配電系統は、図５に示すように配電線間
にまたがる常開開閉器（ＯＦＦ状態の開閉器）をところ
どころに持っている。この開閉器を操作することにより
異常時に電力を他配電線から融通することができる。

【０００６】上記のしくみを利用して配電自動化システ
ムは、 ・配電線状態の監視 ・各種事故の検出（地絡事故、過電流事故等） ・事故停電区間に対する電力融通 ・配電線設備補修のための停電に対する電力融通 等の機能を実現する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】実際の配電自動化シス
テムでは各電力会社で仕様が似ているにもかかわらずソ
フトウェアの再利用が難しい。それは配電系統の設備の
振る舞いの違いが仕様のさまざまな部分に複雑に陰を落
とすところに一因を持つ。従来電力会社間にまたがる知
識の欠如のためにこの問題は顧みられる機会がなかっ
た。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、電力会社毎の仕様の違いを吸収することが
できる配電自動化システムのフレームワークを提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、配電線監視業
務を計算機によって自動的に行う配電自動化システムに
おいて、開閉器、設備等の抽象クラスで表現できるもの
をフレームワーク機能として取り入れた上位クラスを用
意し、その他は各アプリケーションで継承クラスを作っ
て対応し、各事故毎に事故判定オブジェクトと判定状態
オブジェクトで表現し、電力融通を配電系統の差分を表
すオブジェクトで表現するとともに、続発事故発生時に
必要な確認を行う関数と融通実行処理用のオブジェクト
を用意し、停電区間塊に対して隣接配電線から電力を融
通する計算を実行する純粋仮想関数と計算結果の型を用
意して事故処理用フレームワークを構築し、配電線路図
上で注目させたいシンボルを点滅させる機能と、表示の
制約を種類毎のオブジェクトに表示の命令を出すオブジ
ェクトを設けるとともに、配電線路図をいくつかの小矩
形に切り分けておき、描画すべきオブジェクトを矩形単
位で管理する機構を設けて配電線路図用フレームワーク
を構築し、マウスクリックのイベントを各種帳票のなか
でどのように伝達するかのしくみを決めて帳票用オブジ
ェクトを整理した帳票用フレームワークを構築し、前記
フレームワークは、汎用性のレベルに応じて、共有メモ
リを利用する際に汎用的な機能である監視制御基本レイ
ヤ、監視制御システムに汎用的な機能である電力監視制
御レイヤ、配電自動化システムに汎用的な機能である配
電自動化レイヤ、個々の配電自動化システムで固有の機
能である固有のアプリケーションの各レイヤに分けて構
成したことを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。 （１）本発明では、あらかじめ再利用を検証したい部分
として、 ・設備の細かい違いへの対応 ・監視制御システムとしての性格が強い部分での処理方
針の違いへの対応 ・画面の仕様変更への対応 をあげ、次の方針をたてた。

【００１１】・それぞれの設備をオブジェクトにし、開
閉器、区間などの配電自動化システムに必ず現れる設備
をフレームワークの抽象クラスとして用意する。各配電
自動化システムごとに個々の設備の振る舞いは継承クラ
スを作成して記述する。

【００１２】・フレームワークとして事故の検出から復
旧までの処理とそれに必要な配電系統と帳票の画面に関
する仕様には想定できるかぎり対応する。

【００１３】・監視制御システムとしての並列性、優先
度、信頼性を保証する観点からマルチプロセスに対応す
る。

【００１４】・マルチプロセス化に伴い、共有メモリを
利用して複数の機能プロセスから設備オブジェクトを参
照可能にし、データの一元化をはかる。

【００１５】・パーソナルコンピュータ上で作業を進め
るため、遠方監視制御装置についてはダミーのオブジェ
クトを置いて対応し実際に外部と交信することはしな
い。

【００１６】（２）レイヤ分け フレームワークを用意する際、その汎用性のレベルによ
ってフレームワークのレイヤ分けをすると各機能の位置
づけをすっきりさせることができる。

【００１７】今回目指すフレームワークの場合、 ・監視制御基本レイヤ（共有メモリを利用する際に汎用
的な機能） ・電力監視制御レイヤ（監視制御システムに汎用的な機
能） ・配電自動化レイヤ（配電自動化システムに汎用的な機
能） ・個々のアプケリーション（個々の配電自動化システム
で固有の機能） というようにレイヤ分けを行った。すなわちレイヤ構成
は次の表１のとおりである。

【００１８】

【表１】

【００１９】例えば今回作成した帳票オブジェクトは電
力監視制御レイヤに属するオブジェクトであり、配電自
動化システムだけでなく変電所の監視制御システムでも
利用できる。

【００２０】また配電線事故の事故判定オブジェクトは
配電自動化レイヤに属するオブジェクトで、変電所の監
視制御システムに利用できるかというとそのままでは無
理があるが配電自動化システムの事故判定であれば複数
の仕様を見渡す限り大方対応できる。

【００２１】上記のレイヤ分けにおいてより具体性が高
いレイヤはそれより具体性の低いレイヤのオブジェクト
のインタフェースを隠蔽する。従ってアプリケーション
作成者は配電自動化レイヤのインタフェースのみを利用
すればよい。

【００２２】（３）フレームワーク フレームワークを実現するということは結局次の３つの
ものを用意するということに行きつく。

【００２３】・いくつかの機能を実現しやすくするため
のオブジェクトのメッセージの流れ ・ある機能を実現するのにオーバーライドするべきメソ
ッド ・そのメソッド内で用いると便利なメソッド群 いくつかの項目でこれらのものを用意するという形で全
体のフレームワークを構成する。本発明のフレームワー
クは、図１に示す事故処理用フレームワーク、図２に示
す配電線路図用フレームワーク、図３に示す帳票用フレ
ームワークで構成される。

【００２４】

【実施例】

（１）事故処理用フレームワーク 図１に示すように事故処理は全体として一連の大きな流
れをもっておりその中で、 ・設備の違い ・事故判定 ・事故復旧処理 ・電力融通計算 の４つの点に焦点を置いた。

【００２５】（１−１）設備の違い 各電力会社とも開閉器、区間、自動区間など同じ概念を
用いているが振る舞い（特に開閉器）や位置づけが微妙
に違う。そこでフレームワークは開閉器、設備等の抽象
クラスをつくりそれらで表現できるもののみをフレーム
ワークの機能としてとりいれ１０個の上位クラスを用意
し、それ以外は各アプリケーションで継承クラスを作っ
て対応するという方針をとった。特に開閉器の振る舞い
の記述のために３つのオーバーライドすべきメソッドが
ある。

【００２６】（１−２）事故判定 一般に事故の判定は保護リレーの動作状況とその他の付
加的な情報（設備状態など）をもとに判定する。事故判
定の仕様はさらにその保護リレーの動作状況をどのよう
に解釈するべきかという方針でさまざまに変わる。これ
らの仕様の違いに対応できるものとして指定された設備
から状態変更のイベントを拾い判定中の状態を判定状態
オブジェクトとしてあらわす。各事故ごとにこの事故判
定オブジェクトと判定状態オブジェクトの３つのオーバ
ーライドすべきメソッドがある。

【００２７】（１−３）事故復旧処理 事故復旧処理とは事故が認識されてから停電区間への電
力融通をへて事故前の状態に戻るまでの処理をさす。こ
れらの処理は事故の電力融通の方針（どれだけの時間内
に停電を回復するか等）や続発事故が起こったときの方
針（系統把握と融通計画にどれだけ固執するか等）によ
り仕様が変わる。

【００２８】電力融通を配電系統の差分をあらわすオブ
ジェクトで表現し、続発事故発生時に必要な確認を行う
関数と融通実行処理用のオブジェクトを用意した。１４
個のオーバーライドすべきメソッドがある。（このうち
１１個のメソッドは事故の１１個の状態に対応するメッ
セージ処理を記述するために用意する。）。

【００２９】（１−４）電力融通計算 停電している区間塊に対して隣の配電線から電力を融通
する。融通計算自体は各電力会社でかなり異なるアルゴ
リズムの集合体である。この電力融通は実システムのス
テップ数が大きいにもかかわらず各電力会社の開閉器の
振る舞いや配電線設備の違いに応じて極端に方式が異な
り共通点を見出すのが難しい。フレームワークとしては
計算を実行する純粋仮想関数と計算結果の型を用意する
のみにとどまる。３個のオーバーライドすべきメソッド
がある。

【００３０】（２）画面作成用フレームワーク 画面作成の主な要素は配電線路図表示（地図上に開閉器
のシンボルが表示されているもの）と発生事故の帳票で
ある。配電線路図表示のほうでフレームワークへの要請
は主にややこしい機能を簡単に作れるようにすることで
あり、次のことに焦点を置いた。

【００３１】（２−１）線路図表示用（図２参照）。 （２−１−１）シンボルのフリッカ 線路図上で注目させたいシンボルを表現するのにそのシ
ンボルを点滅させる（フリッカ）機能を設けた。

【００３２】（２−１−２）設備の種類ごとの表示制約 電柱は表示しない、変電所と開閉器と区間は表示する等
の表示の制約を種類ごとのオブジェクトに表示の命令を
出すようなオブジェクト（シート）を置いた。

【００３３】（２−１−３）描画更新の高速化 大量のオブジェクトのため線路図をいくつかの小矩形
（メッシュ）に切り分けておき描画すべきオブジェクト
を矩形単位で管理する機構を設けた。これらは合わせて
線路図描画用のフレームワークとしてオーバーライドす
べき３つのメソッド（設備個々の描画と描画更新の認
識）がある。

【００３４】（２ー２）帳票作成用（図３参照）。 帳票の方は特にややこしい機能は必要としていないが数
多くのバラエティがあるので、マウスクリックのイベン
トをさまざまな帳票のバラエティのなかでどのように伝
達されていくかのしくみを決め、その観点から帳票用オ
ブジェクト（セル、レコード等）を整理した。４つのオ
ーバーライドすべきメソッドがある。

【００３５】（３）利用方法 上記フレームワークにより、 ・設備の振る舞い ・（任意個数の）事故と事故判定及び事故処理の方針 ・電力融通とその手順作成の方針 ・配電線路図画面のシンボル ・事故にまつわる帳票 に関して配電自動化システムで想定される仕様に対して
アプリケーション作成者は次のように分析設計作業をす
すめることになる。

【００３６】＜設備＞ ・アプリケーション固有の設備を継承クラスで用意す
る。

【００３７】＜事故処理＞ ・設備ごとの電気的な振る舞いを定める。 ・事故を定義する。 ・事故ごとに判定、復旧処理、融通計算の方針を定め
る。 ・続発事故の際の処理方針を定める。

【００３８】＜画面＞ ・設備ごとに描画用のメソッドを書き込む。 ・事故関連の必要な帳票を用意する。

【００３９】＜表示と事故処理の連携＞画面から事故処
理機能への依頼を行うコードを必要な操作に応じて用意
する（プロセス間通信にまつわる基本的なオブジェクト
はフレームワークで用意する。）。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電力会社
毎の仕様の違いを吸収するフレームワークを構築すると
ともに、フレームワークのレイヤ分けを行ったので、次
のような優れた効果が得られる。

【００４１】（１）フレームワークを利用しない場合の
アプリケーション作成と比べてフレームワークを利用し
た場合には、工数で８０％以上生産性の向上を示す。

【００４２】（２）フレームワークのレイヤ分けによっ
てあらたなフレームワークの作成が省力化できる。あら
たに変電システムのフレームワークを作成するというよ
うな場合、監視制御基本レイヤと電力監視制御レイヤを
利用した変電システムレイヤのフレームワークを作成す
るのみでよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の事故処理用フレームワーク
の構成図。

【図２】本発明の一実施例の配電線路図用フレームワー
クの構成図。

【図３】本発明の一実施例の帳票用フレームワークの構
成図。

【図４】配電自動化システムの構成図。

【図５】電力系統の概念図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配電線監視業務を計算機によって自動的
   に行う配電自動化システムにおいて、 開閉器、設備等の抽象クラスで表現できるものをフレー
   ムワーク機能として取り入れた上位クラスを用意し、そ
   の他は各アプリケーションで継承クラスを作って対応
   し、各事故毎に事故判定オブジェクトと判定状態オブジ
   ェクトで表現し、電力融通を配電系統の差分を表すオブ
   ジェクトで表現するとともに、続発事故発生時に必要な
   確認を行う関数と融通実行処理用のオブジェクトを用意
   し、停電区間塊に対して隣接配電線から電力を融通する
   計算を実行する純粋仮想関数と計算結果の型を用意して
   事故処理用フレームワークを構築し、 配電線路図上で注目させたいシンボルを点滅させる機能
   と、表示の制約を種類毎のオブジェクトに表示の命令を
   出すオブジェクトを設けるとともに、配電線路図をいく
   つかの小矩形に切り分けておき、描画すべきオブジェク
   トを矩形単位で管理する機構を設けて配電線路図用フレ
   ームワークを構築し、 マウスクリックのイベントを各種帳票のなかでどのよう
   に伝達するかのしくみを決めて帳票用オブジェクトを整
   理した帳票用フレームワークを構築し、 前記フレームワークは、汎用性のレベルに応じて、共有
   メモリを利用する際に汎用的な機能である監視制御基本
   レイヤ、監視制御システムに汎用的な機能である電力監
   視制御レイヤ、配電自動化システムに汎用的な機能であ
   る配電自動化レイヤ、個々の配電自動化システムで固有
   の機能である固有のアプリケーションの各レイヤに分け
   て構成したことを特徴とする配電自動化システムのフレ
   ームワーク。