JPH11341706A - 制御システム、電力系統保護制御システムおよびプログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents

制御システム、電力系統保護制御システムおよびプログラムを記憶した記憶媒体

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】複数の設備機器毎に分割された保護制御機能の
実行手段を通信ネットワークを介して相互接続し経済性
及び信頼性を向上させる。 【解決手段】絶対時刻取得手段50、50a、53、取
得絶対時刻に応じて電力系統31の状態量をサンプリン
グしてディジタルデータに変換する電気量変換手段51
及び絶対時刻付きディジタルデータを生成し、絶対時刻
付きデータを通信ネットワーク44に送出する状態量入
出力機器35A、35Bと、通信ネットワークを介して
電力系統間の開閉遮断器36の制御指令を受信する制御
指令受信手段62及び、絶対時刻付き電気量データと遮
断器の動作状態に基づき保護制御演算を行なう保護演算
手段61の演算結果に基づき遮断器に制御指令を通信ネ
ットワークを介して送出する制御指令送出手段62を有
するディジタル形保護制御装置43とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統、一般産
業プラントおよび公共プラント等の制御対象プラントに
おける例えば計器用変成器等の状態量入出力器や開閉機
器を含む複数の設備機器から入力された状態量に基づい
て前記制御対象プラントの制御(保護制御等)を行なう
制御システム、電力系統保護制御システムおよび記憶媒
体に関する。
【0002】
【従来の技術】電力量等の刻々変動する状態量を管理す
る電力系統等のプラントにおいては、そのプラントを構
成する複数の設備機器の変動状態やその複数の設備機器
に対して発生した事故等の異常事態を把握して安定化制
御や系統保護制御を行なう複数のディジタル形制御装置
を備えた制御システムが広く運用されている。特に、近
年では、高速処理マイクロプロセッサや大容量メモリ等
の高い性能を有する電子デバイスを各ディジタル形制御
装置に搭載しており、高機能化を図っている。
【0003】上述した制御システムを構成するディジタ
ル形制御装置としては、主に電力系統に対する保護制御
内容に応じて種々の装置が開発され、電力系統の所要箇
所に適用されている。具体的には、電力系統の各設備機
器(送電線、変圧器等)に生じた事故(系統事故)を検
出して事故発生部分を電力系統から切り離すことにより
電力系統を保護するディジタルリレー、例えば送電線上
の事故点(故障点)の位置を高精度に標定する故障点標
定装置(フォールトロケータ)および電力系統の安定化
制御を行なう系統安定化リレー装置等がある。
【0004】以下、ディジタル形制御装置として、電力
系統に対する保護リレー動作を行なうディジタル形保護
制御装置(ディジタルリレー)の構成および動作を説明
する。
【0005】図60は、従来の多入力用のディジタルリ
レーの基本的な構成を示す図である。図60によれば、
ディジタルリレー1は、保護制御対象となる電力系統か
ら電流や電圧等の多数のアナログ状態量(電気量)を取
り込んでディジタルデータに変換するアナログ・ディジ
タル変換部2と、このアナログ・ディジタル変換部2に
よりディジタル化された状態データに基づいて保護制御
演算を行なうディジタル演算部3と、遮断器や保護リレ
ー等の電力系統保護制御機器(以下、単に保護制御機器
という)とのデータ入出力に関するインタフェース処理
を行なう入出力インタフェース部(I/O)4とを備え
ており、このディジタルリレー1の各構成要素(アナロ
グ・ディジタル変換部2、演算部3および入出力インタ
フェース部4)は、互いにデータ送受信可能にバス5を
介して相互接続されている。
【0006】アナログ・ディジタル変換部2は、入力さ
れる電気量(A−1〜A−n)の数に対応するn個の不
要周波数成分除去用のアナログフィルタ6−1〜6−n
と、これら各アナログフィルタ6−1〜6−nに対応す
るサンプリング用のサンプリングホールド回路7−1〜
7−nと、選択出力用のマルチプレクサ8と、A/D変
換用のA/D変換器9とを備えており、また、ディジタ
ル演算部3は、コンピュータ回路、すなわち保護制御演
算処理実行用のCPU10と、電気量データやCPU1
0の処理時のデータを一時的に保存するためのランダム
アクセスメモリ(RAM)11と、保護制御の処理手順
(プログラム)保存用の読み出し専用メモリ(ROM)
12および整定値を書換可能に記憶するための不揮発性
メモリ(EEPROM)13とを備えている。
【0007】また、ディジタルリレー1は、バス5に接
続され、CPU10の処理によりRAM11に保存され
た電気量データや遮断器等の保護制御機器の動作を表示
するためのLED等の表示器14を備えている。
【0008】このように構成されたディジタルリレー1
によれば、電力系統から並列的に取り込まれたn個の電
気量A−1〜A−nは、アナログフィルタ6−1〜6−
nを介して不要な周波数成分(基本波以外の高調波成分
や直流分等)がそれぞれ除去された後サンプリングホー
ルド回路7−1〜7−nに送られ、予め定めた時間間隔
(周期)で状態値(瞬時値)としてそれぞれサンプリン
グされる。
【0009】サンプリングホールド回路7−1〜7−n
によりそれぞれサンプリングされた瞬時値は、マルチプ
レクサ8を介して単一の出力端から順次選択的に出力さ
れてA/D変換器9に送られる。そして、A/D変換器
9に送られた瞬時値は、そのA/D変換器9を介してデ
ィジタル化された電気量データに変換された後、バス5
を介してディジタル演算部3に順次出力される。
【0010】ディジタル演算部3に順次出力された電気
量データは、ROM12に記憶された保護制御プログラ
ムに基づくCPU10の読込処理により順次RAM11
に転送されて一時的に格納される。
【0011】そして、このRAM11に格納された電気
量データ、EEPROM13に記憶された保護リレー動
作の整定値および入出力インタフェース部4を介して取
り込まれた遮断器等の外部機器の接点情報等に基づい
て、CPU10によりROM12に記憶された保護制御
プログラムに従った保護制御演算処理(例えば、ディジ
タルフィルタリング処理、振幅値演算処理、実効値演算
処理、位相差演算処理および整定値に基づく動作判定処
理等)が実行される。
【0012】CPU10の上述した保護制御演算処理に
より得られた結果は、CPU10の処理により例えば遮
断器等の外部機器(保護制御機器)への引外し指令(ト
リップ指令)や投入指令等の保護制御動作指令として入
出力インタフェース部4を介して遮断器等の保護制御機
器へ出力され、電力系統保護制御動作{引外し動作・投
入動作(接点開閉動作)等}が実行される。
【0013】また、RAM11に記憶された電気量デー
タは、CPU10の表示処理により表示器14を介して
電気量として表示される。
【0014】したがって、上記ディジタル形保護制御装
置を複数個備えた制御システムにおいては、電力系統監
視員は、各ディジタル形保護制御装置の表示器14を介
して表示された値を他のディジタル形保護制御装置の表
示器で表示された値と比較して、各ディジタル形保護制
御装置が正しい状態量を取得して正常に機能しているか
を判断することができる。なお、ディジタルリレー以外
の他の保護制御機能を有するディジタル形保護制御装置
においても、保護制御演算処理や保護制御内容は異なる
ものの、上述したディジタルリレー1と略同等の構成を
有し、同様の動作処理を行なうようになっている。
【0015】近年では、電力需要の増大に伴って電力系
統等のプラントは広域化・分散化しており、このような
広域に分散された電力系統等のプラントを制御するため
の電気所等の制御所およびこの制御所に設けられたディ
ジタル形保護制御装置(以下、単に保護制御装置ともい
う)等の制御装置の個数も増大している。
【0016】したがって、このような広域分散された複
数の電気所等の制御所に設けられた複数の保護制御装置
等の制御装置それぞれに対する監視・運用操作・保守作
業を省力化するために、例えば複数の保護制御装置等の
制御装置とこれら制御装置に対して遠方に配置された例
えば有人制御所(有人電気所)内の表示操作装置とを通
信ネットワークを介して接続し、表示操作装置から各制
御装置(保護制御装置)の動作や運用状態を監視制御す
る遠隔運用監視型制御システム(以下、遠隔運用監視シ
ステムともいう)が考え出されている。
【0017】例えば電力系統に対する遠隔運用監視シス
テムにおいては、遠方の表示操作装置から各保護制御装
置に対して通信ネットワークを介してその動作や運用状
態に係わる処理要求や、電力系統から入力した状態量
(電気量)の表示要求等をそれぞれ送り、各保護制御装
置が上記要求に応じた処理を行なってその処理結果(応
答)や電気量データ(電流、電圧等の電気量をディジタ
ルデータに変換したもの)を表示操作装置に通信ネット
ワークを介して転送することにより、上記処理結果や電
気量を表示操作装置側で表示することができる。
【0018】特に、上記遠隔運用監視システムをより高
度化した例として、特開平10−222785に開示さ
れたシステム(以下、エージェント型保護制御システム
とも呼ぶ)がある。
【0019】このエージェント型保護制御システムによ
れば、表示操作装置から保護制御機能に係わる遠隔監視
制御用(例えば整定値設定用、電気量取得・表示用、保
護制御演算用等)のデータおよびその手続きが一体化さ
れたプログラムモジュール(エージェント)を通信ネッ
トワークへ送出し、このプログラムモジュールを通信ネ
ットワークを介して各保護制御装置間で移動させる。こ
のとき、各保護制御装置は、移動してきたプログラムモ
ジュールを受信して当該プログラムモジュールに基づい
て所定の制御処理を実行し、得られた結果(制御結果)
やデータをプログラムモジュールに付加して他の保護制
御装置へ移動させる。
【0020】このようにして、所定の移動経路に基づい
てプログラムモジュールを例えば全ての保護制御装置に
移動させた後、このプログラムモジュールを表示操作装
置へ転送する。この結果、表示操作装置において上記各
保護制御装置の制御結果に基づいて表示処理および故障
検出処理等を含む制御演算処理が行なわれる。
【0021】したがって、上記エージェント型保護制御
システムによれば、広域分散された多数のディジタル形
保護制御装置に対して個別に処理要求や表示要求を送る
必要がなく、より効率的に各ディジタル形保護制御装置
を運用・監視制御することができる。
【0022】一方、図61は、上述した構成・動作を有
するディジタル保護制御装置(ディジタルリレー)を電
力系統の送電線や母線等の設備機器へ配置した際の単線
結線図を示す図である。図61によれば、電力系統15
の送電線16A、16Bには、これら送電線16A、1
6Bや母線17を流れる状態量(電力量、例えば電流や
電圧)を計器用変流器18Aや計器用変圧器18B(以
下、電力量変換器と総称する)により入力し、この入力
された状態量に基づいて上述した保護制御処理を行なっ
て遮断器19A、19Bを保護動作させることにより送
電線16A、16Bを保護する送電線保護リレー1A、
1Bがそれぞれ配設されている。
【0023】同様に、遮断器19A〜19Cを保護動作
させて送電線16A〜16Cから電力系統15の母線1
7を切り離してその母線17を保護する母線保護リレー
1Cが配設され、さらに、電力系統15の変圧器21の
上流側および下流側を流れる状態量を電気量変換器18
A、18Aを介して入力し、入力された状態量に基づい
て遮断器19C、19Dを保護動作させて変圧器20を
保護する変圧器保護リレー1Dが配設されている。
【0024】ところで、制御システムを構成するディジ
タルリレー等の各ディジタル形保護制御装置では、アナ
ログ形の保護制御装置と同様に、その動作確認試験を行
なうことによりディジタル形保護制御装置の信頼性を高
め、ひいては電力系統の信頼性・安全性を高めている。
【0025】図62は、ディジタル形保護制御装置の動
作確認試験の種類を示す図である。この試験項目の中で
受入試験を例にとって従来の動作確認試験について説明
する。
【0026】受入試験は、図63に示すような項目の試
験を順次実施するものである。この内、例えば総合動作
試験は、型式試験の終了したディジタル形保護制御装置
(被試験装置)に試験電気量を定常状態から実故障と同
様な状態に急変印加し、被試験装置の総合的な機能を検
証する試験であり、発電機や送電線等の電力系統構成要
素をモデル化した系統モデルを有する系統模擬装置を用
いて行なわれる。
【0027】すなわち、系統模擬装置により、その系統
モデルを介して予め定められた事故現象(系統故障)が
模擬されて作成された試験電気量が被試験装置に印加さ
れ、この試験電気量に応じた被試験装置の動作を確認し
ている。なお、系統模擬装置の具体例は、文献(三谷泉
編、オーム社、「ディジタルリレー実務読本」P152
〜154)に記載されている。
【0028】また、従来の遠隔運用監視システム等の電
力系統保護制御システムにおける各保護制御装置では、
動作確認試験時や実際の系統事故等が発生した際に、取
得された電気量データに基づいて過電流、不足電圧等の
異常状態が複数のリレー要素により検出されると、外部
機器(遮断器)に対して遮断指令が送信されて遮断器が
動作する。このとき、各保護制御装置では、上記複数の
リレー要素の動作タイミング(あるいは遮断器の遮断動
作タイミング)の前後の電気量データを例えば数サイク
ル分記憶するようになっている。
【0029】このとき、専用記録ユニットおよびパーソ
ナルコンピュータで構成された解析ツールをディジタル
形保護制御装置に接続することにより、上記系統事故発
生時(リレー要素起動時、遮断器動作時)の前後数サイ
クル分の電気量データに基づいてディジタル形保護制御
装置内部の応動状態や状態量の変化等を例えば解析ツー
ル(例えば、パーソナルコンピュータ等で構成されたデ
ータアナライザ等)により解析して事故原因を追及する
処理が行なわれる。また、上記解析ツールにより解析さ
れた事故現象結果は、その解析ツールのモニタを介して
人間に分かりやすい形式で加工して表示することができ
る。
【0030】したがって、試験者は、解析ツールを介し
て表示されたデータを視認することにより、系統事故に
係わるディジタル形保護制御装置内部の応動状態を確認
することができる。なお、上記解析ツールの具体例は、
文献(三谷泉編、オーム社、「ディジタルリレー実務読
本」P155〜156)に記載されている。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】従来のディジタル形保
護制御装置では、図61に示したように、保護制御対象
となる電力系統の設備機器の状態量を電気量変換器18
A、18Bより入力しているため、保護制御対象が異な
る各ディジタル形保護制御装置(送電線保護リレー1
A、1B、母線保護リレー1Cおよび変圧器保護リレー
1D)では入力される状態量が異なる。
【0032】したがって、異なる保護制御対象用のディ
ジタル形保護制御装置を同一のハードウエア構成で実現
することができず、多種類の保護制御対象に対して保護
制御を行なう制御システムにおいては、各種類の保護制
御対象毎に個別のハードウエア構成を有するディジタル
形保護制御装置が必要になり、システム全体のコストを
高めてその経済性を悪化させていた。
【0033】また、ディジタル形保護制御装置が設置さ
れる各電気所においては、その各電気所の保護制御区間
における電力系統構成設備機器は、その機器構成上の制
約や電気所立地上の制約等により、必ずしも全て同一に
構成されてはいなかった。
【0034】例えば、図64に示すように、電気所25
Aの母線17Aおよび電気所25Bの母線17Bは遮断
器19Aを介して送電線16により連系している。この
とき、電気所25Bの母線17Bの送電線引き出し部に
は、電気所25Bの立地上の問題により遮断器が設置さ
れていなかった。
【0035】したがって、送電線16上の事故点F1で
事故が発生した場合、本来であればディジタル形保護制
御装置26Aおよび26Bは、電気量変換器18A、1
8Aを介して送電線16を流れる状態量の変化から事故
を検出し、遮断器に対して引き外し指令を与えて事故区
間を速やかに健全区間から分離する。
【0036】しかしながら、上述した構成では、電気所
25B内の母線17B側の送電線引き出し口には遮断器
が設定されていないため、電気所25A内のディジタル
形保護制御装置26Aは、遮断器19Aに対して引き外
し指令を送信して遮断器19Aを介して保護制御動作を
実行するが、電気所25B内のディジタル形保護制御装
置26Bは、次区間を保護する電気所25C内のディジ
タル形保護制御装置26Cに対して遮断器引き外し指令
(遮断指令)を転送し、ディジタル形保護制御装置26
Cは、転送された遮断指令に応じて遮断器19Bに対し
て引き外し指令を出力して事故区間を健全区間から切り
離している。
【0037】すなわち、ディジタル形保護制御装置26
Bは、次区間のディジタル形保護制御装置26Cに対し
て転送遮断指令を出力する回路が必要になるため、ディ
ジタル形保護制御装置26Aとディジタル形保護制御装
置26Bとを同一のハードウエア構成で実現することが
できなかった。
【0038】また、ディジタル形保護制御装置26C
は、転送遮断指令を受信処理して遮断器19Bに対して
引き外し指令を出力する回路が必要になるため、上記デ
ィジタル形保護制御装置26Aおよびディジタル形保護
制御装置26Bと同一のハードウエア構成では実現する
ことはできない。
【0039】このように、各電気所の電力系統を構成す
る設備機器が異なる場合には、その電気所毎に異なるハ
ードウエア構成を有するディジタル形保護制御装置を作
成しなければならないため、多数の電気所を有する制御
システム全体の製造コストを増大させて経済性を悪化さ
せていた。
【0040】さらに、上述した多種類の保護制御対象と
なる設備機器を有する多数の電気所を備えた制御システ
ムにおいては、各ディジタル形保護制御装置のハードウ
エア構成が異なるため、その各ディジタル形保護制御装
置に実装される保護制御演算処理用ソフトウエア(プロ
グラム)は、異なるハードウエア構成に対応させて個別
に製作する必要があり、各ディジタル形保護制御装置の
製造コストを高めてその経済性を悪化させていた。ま
た、各ハードウエアのディジタル形保護制御装置に組み
込まれた保護制御演算処理用ソフトウエアに対する試
験、運用および管理は、各ディジタル形保護制御装置毎
に個別に行なわなければならないため、その保護制御用
ソフトウエアの試験、運用および管理コストの増大を招
くとともに、保護制御用ソフトウエアの信頼性を低下さ
せていた。
【0041】一方、従来の複数のディジタル形保護制御
装置を電力系統の送電線や母線等の複数の設備機器毎に
配設した電力系統保護制御システム、および上記複数の
ディジタル形保護制御装置と遠隔運用監視制御用の表示
操作装置とを通信ネットワークを介して接続して構成さ
れた電力系統保護制御システムにおいては、電力系統監
視員(遠隔監視操作者)は、各ディジタル形保護制御装
置の表示器を介してそのディジタル形保護制御装置が取
得した電気量を順次視覚により確認していくため、各デ
ィジタル形保護制御装置が取得した同時刻の電気量を厳
密に確認することはできず、信頼性が悪化していた。ま
た、各装置で取得された多数の電気量を多数の表示器を
用いて逐一確認していかなければならず、監視員の負担
の増加および部品コスト増に基づく経済性の悪化を招い
ていた。
【0042】特に、従来のエージェント型保護制御シス
テムによれば、例えば各保護制御装置で取得された電気
量に基づいて表示操作装置側で、事故点標定等を含む故
障検出処理を行なう場合、ある保護制御装置(第1の保
護制御装置)がプログラムモジュールを実行して得られ
た制御結果である電圧、電流等の電気量データ{例え
ば、電気角で3.75度(4.8KHz)、あるいは1
5度(1.2KHz)毎に取得される}をプログラムモ
ジュールに付加して当該プログラムモジュールと共に次
の保護制御装置(第2の保護制御装置)へ移動させ、第
2の保護制御装置が移動してきたプログラムモジュール
を実行して得られた電気量データをプログラムモジュー
ルに付加して当該プログラムモジュールと共に次の保護
制御装置(第3の保護制御装置)へ移動させるようにな
っている。すなわち、各保護制御装置毎にプログラムモ
ジュールの実行、制御結果である電気量データのプログ
ラムモジュールに対する付加、次の保護制御装置へのプ
ログラムモジュールの移動が順次行なわれ、表示操作装
置では、最終的に移動してきたプログラムモジュールに
付加された各保護制御装置の電気量データに基づいて故
障検出処理が行なわれる。
【0043】このとき、表示操作装置で故障検出処理を
実行して電力系統の故障を検出するためには、各保護制
御装置において同一タイミングで検出された電気量デー
タ、すなわち、各保護制御装置間で精密に(例えば、μ
s単位、1μs程度のレベルで)同期化された電気量デ
ータが必要である。
【0044】しかしながら、上述したように、エージェ
ント型保護制御システムでは、プログラムモジュール移
動毎、すなわち、各保護制御装置間で異なるタイミング
で電気量データが取得されることになる。また、一般に
用いられる電話回線網等の通信ネットワークでは、その
ネットワークの負荷状況や雑音により通信データの伝送
が数十ミリ秒から数秒程度の遅延が生じる可能性が高い
ため、上記通信ネットワークを介して例えば同期信号を
各保護制御装置に送信することにより互いの精密な同期
化を行なうことも不可能であった。
【0045】したがって、通信ネットワークを介してプ
ログラムモジュールを移動させるエージェント型保護制
御システムでは、各保護制御装置で取得された電気量デ
ータを同期化することは難しく、正確な故障検出を行な
うことは困難であった。
【0046】この点、電気所単位では、通信ネットワー
クとは別個の信号線を敷設し、この信号線を介して同一
電気所内の複数の保護制御装置を相互接続することによ
り、複数の保護制御装置間で同期信号を送受信して同期
化を図ることも可能である。
【0047】しかしながら、上述した遠隔運用監視シス
テムでは、広域に分散された複数の電気所それぞれに設
けられた保護制御装置間で上記同期化用の信号線を敷設
することは経済的および作業量的な面から容易ではな
く、また、遠隔運用監視システムの実用性を大きく悪化
させる恐れも生じていた。
【0048】また、従来の遠隔運用監視システム等の電
力系統保護制御システムでは、故障検出処理として、例
えば送電線端の間で地絡事故が発生した際の事故判定
(検出)、およびその事故点を標定する処理(フォール
トロケータ)を行なう場合に必要な送電線定数(測距イ
ンピーダンス)は、送電線設計データに基づいて机上で
計算して求められた値に設定されていたため、実際の電
力系統における電気量(事故発生送電線の電流等)を用
いることができなかった。したがって、設定された送電
線定数が誤差を含む恐れがあり、正確な事故点の標定が
できなくなる危険性が生じていた。さらに、送電線定数
は、上記机上で計算していた値に固定されていたが、気
象条件の変動に影響を受けて送電線定数を求めるための
送電線電流値等のパラメータは絶えず変化するため、固
定した送電線定数を用いて事故点標定を行なっても、事
故点標定の精度は高くならなかった。
【0049】この点、従来では、保護制御装置とは別個
の演算装置やメモリ等から構成された測定装置により送
電線定数演算に必要なパラメータを電力系統(送電線)
から測定し、測定した値に基づいて送電線定数を演算し
て求めていた。
【0050】しかしながら、従来の測定装置を用いて送
電線定数を求める手法では、保護制御装置とは別個の測
定装置を必要とするため経済的ではなく、また、送電線
定数を求めるには、常に測定装置を電力系統(送電線
等)に設置して送電線定数に必要なパラメータを測定し
なければならず、定期的あるいは随時、送電線定数を求
めることは困難であった。
【0051】さらに、従来の遠隔運用監視システム等の
電力系統保護制御システムでは、各保護制御装置は、表
示操作装置から通信ネットワークを介して送られるデー
タ入出力処理および制御要求解釈処理と、電力系統から
の電気量取得処理とを単一の処理部により行なってい
た。しかしながら、上記表示操作装置からの通信ネット
ワークを介したデータ入出力処理および制御要求解析処
理は処理負荷が非常に大きく、一方で電力系統から一定
周期で電気量取得処理を行なわなければならないため、
単一の処理部で上記通信ネットワークを介したデータ入
出力処理および制御要求解析処理と電気量取得処理とを
両立して行なうことが難しく、何れかの処理が遅延する
恐れがあり、電力系統保護制御システムの保護制御動作
に支障を来す危険性が生じていた。
【0052】そして、従来の遠隔運用監視システム等の
電力系統保護制御システムにおいては、各ディジタル形
保護制御装置間、および各ディジタル形保護制御装置と
表示操作装置との間のデータの入出力は通信ネットワー
クを経由して行なわれている。
【0053】しかしながら、電力系統におけるセンサ等
の電気量取得用設備機器と各ディジタル形保護制御装置
(そのアナログ入力インタフェース)との間、および電
力系統におけるスイッチ等の遮断器(外部機器)動作用
設備機器と各ディジタル形保護制御装置(その外部動作
指令信号出力に関するI/Oインタフェース)との間
は、それぞれ個別に専用線で接続されていた。
【0054】このため、上記電気量取得用設備機器およ
び上記外部機器動作用設備機器の数は非常に多く、それ
に比例して専用線の数も多くなることになり、電力系統
保護制御システムの設備コストおよび専用線接続に関す
る作業量を増大させていた。また、上述した専用線を用
いて電力系統とディジタル形保護制御装置との間のイン
タフェースを行なう電力系統保護制御システムにおいて
は、近接配置された複数のディジタル形保護制御装置間
において、あるディジタル形保護制御装置が他のディジ
タル形保護制御装置の保護制御対象の所定の設備機器の
電気量を使用したい場合、そのディジタル形保護制御装
置(要求元ディジタル形保護制御装置)は、他のディジ
タル形保護制御装置(要求先のディジタル形保護制御装
置)の保護制御対象の所定の設備機器からセンサおよび
専用線を介して要求先ディジタル形保護制御装置へ取り
込まれた電気量を通信ネットワークを介して取得しなけ
ればならない。
【0055】しかしながら、要求先ディジタル形保護制
御装置においては、所定の設備機器からセンサおよび専
用線を介して電気量を一定周期で連続して収集してお
り、このように連続して収集された電気量(電気量デー
タ)を通信ネットワークを経由して要求元ディジタル形
保護制御装置へ送らなければならないため、通信ネット
ワークの通信負荷を非常に重くする結果を招いていた。
【0056】また、要求先ディジタル形保護制御装置
は、要求元ディジタル形保護制御装置から電気量使用要
求があると、センサを介して電力系統から連続して収集
した電気量(電気量データ)をさらに連続して通信ネッ
トワークへ送出する処理を行なう必要があり、要求先デ
ィジタル形保護制御装置の処理効率を低下させていた。
一方、従来のディジタルリレー等のディジタル形保護制
御装置では、前掲図63に示した項目の受入試験を行な
っている。この受入試験の各試験項目の内、総合動作試
験は、系統模擬装置を用いて系統故障を模擬し、この結
果得られた試験電気量を被試験装置であるディジタル形
保護制御装置に印加してディジタル形保護制御装置の総
合動作を確認する非常に重要な試験項目である。
【0057】しかしながら、従来のディジタル形保護制
御装置に対して行なわれる総合動作試験において、系統
模擬装置により模擬される系統故障(事故)は、その系
統模擬装置内に予め装備されている系統事故のみであ
り、また、系統モデルも実際の電力系統の全てを完全に
モデル化できるわけではなく、実際の複雑な系統事故を
全て模擬することはできない。したがって、例えば隣接
する平行2回線の送電線における各送電線間の電磁誘導
については、その送電線に対して作用する様々な電界お
よび磁界を全てモデル化することはできず、そのような
電磁誘導を模擬することはできなかった。
【0058】さらに、近年においては、実際に設置され
る電力系統の複雑化、および電力需要および供給の増大
に起因する重潮流化により、実際の電力系統では、様々
で複雑な様相の系統事故が想定される。
【0059】しかしながら、従来のディジタル形保護制
御装置では、系統モデルに基づく系統事故模擬により試
験電気量を取得しているため、実際の複雑化かつ重潮流
化した電力系統で起こり得る系統事故と同様の試験電気
量を用いて総合動作試験を行なうことができず、被試験
装置(ディジタル形保護制御装置)の信頼性を低下させ
ていた。
【0060】また、従来の複数のディジタル形保護制御
装置を有する遠隔運用監視システム等の電力系統保護制
御システムにおいては、各ディジタル形保護制御装置
は、上述したように、系統事故発生時(あるいは系統事
故模擬時)の複数のリレー要素の起動、あるいは遮断器
等の外部機器の動作に応じて、その起動タイミング(動
作タイミング)の前後の数サイクル分の状態量(電気量
データ)を内部のメモリに記憶するようになっている。
【0061】しかしながら、従来の電力系統保護制御シ
ステムによれば、異常を検出した保護制御装置はその電
気量データを取得するが、当該異常検出保護制御装置の
周囲の(例えば隣接する)他の保護制御装置では、上記
異常に基づく状態量変化は検出されるものの遮断器の遮
断動作には至らない場合が多く(例えば、単一のリレー
要素しか起動していない場合等)、したがって、他の保
護制御装置においては電気量データが記憶されなかっ
た。このため、事故検出保護制御装置で記憶された電気
量データのみを用いて事故原因を追及する解析処理が行
なわれることになり、詳細な故障原因を解析することは
難しかった。
【0062】また、上述したように、従来の電力系統保
護制御システムでは、系統事故発生時に不動作となった
ディジタル形保護制御装置の応動解析を実施することが
できないため、そのディジタル形保護制御装置の動作に
問題が生じているか否かを判断することができなかっ
た。このため、例えばディジタル形保護制御装置が誤不
動作をしていても、その誤不動作を検出することができ
ず、ディジタル形保護制御装置の信頼性、延いては制御
システム全体の信頼性を低下させる恐れが生じていた。
【0063】従来の複数のディジタル形保護制御装置を
有する電力系統保護制御システムにおいては、各ディジ
タル形保護制御装置は、上述したように、系統事故発生
時の複数のリレー要素の動作や遮断器の動作等を起動タ
イミングとして、装置内部の応動状態や状態量の変化を
表す電気量データを内部のメモリに記憶するようになっ
ているため、系統事故が発生した際にリレー要素が正不
動作となったディジタル形保護制御装置では、装置内部
の応動状態や状態量の変化等を表す電気量データは保存
されなかった。したがって、系統事故発生時に全てのデ
ィジタル形保護制御装置を通じて得られた電力系統全体
の電気量(状態量)を使用した総合的な解析を行なうこ
とができず、制御システム全体の信頼性を低下させる恐
れがあった。
【0064】上述した電力系統の保護制御を行なう電力
系統保護制御システムに対する各種の問題点は、電力系
統以外の一般産業プラントや公共プラント等のプラント
の制御を行なう制御システムに対しても現れている。
【0065】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、電力系統等のプラントを構成する複数の設備機
器から取り込まれた状態量に基づくディジタルデータ
(電気量データ)を用いて各設備機器の制御を行なう制
御システムおよび電力系統保護制御システムにおいて、
複数の設備機器毎に制御機能を分割し、分割された機能
を実行する手段を通信ネットワークを介して相互接続す
ることにより、経済性および信頼性に優れた制御システ
ムおよび電力系統保護制御システムを提供することをそ
の第1の目的とする。
【0066】また、本発明は、上述した事情に鑑みてな
されたもので、電力系統等のプラントを構成する複数の
設備機器から取り込まれた状態量に基づくディジタルデ
ータを用いて各設備機器の制御を行なう複数のディジタ
ル形制御装置を備えた制御システムにおいて、各ディジ
タル形制御装置で取得される状態量の比較を同時刻に行
なうことにより、制御システムの信頼性の向上、系統監
視員の負担の低減および部品コストの低減を実現するこ
とをその第2の目的とする。
【0067】さらに、本発明は、上述した事情に鑑みて
なされたもので、遠隔運用監視システムにおいて各制御
装置間(制御所間、電気所間)に同期化用の信号線を敷
設することなく複数の制御装置で取得される電気量デー
タ等の状態量データを精密に同期化して、例えば正確な
故障検出処理を行なうことをその第3の目的とする。そ
して、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもの
で、固定した送電線定数を用いることなく、かつ保護制
御装置とは別個の測定装置を用いることなく、実際の電
力系統に基づく送電線定数を定期的あるいは随時求める
ことが可能な電力系統保護制御システムを提供すること
をその第4の目的とする。
【0068】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、通信ネットワークを介したデータ入出力処理お
よび制御要求解析処理と電気量取得処理とを両立してそ
れぞれ高速に行なうことを可能にした電力系統保護制御
システムを提供することをその第5の目的とする。
【0069】また、本発明は、上述した事情に鑑みてな
されてもので、電力系統と複数のディジタル形保護制御
装置との間の電気量や動作指令信号等の受け渡しに関す
るインタフェースを複数の専用線を用いることなく行な
うことにより、複数のディジタル形保護制御装置間およ
び複数のディジタル形保護制御装置と表示操作装置との
間のデータ送受信用の通信インタフェースの処理負荷を
低減し、かつ電力系統保護制御システムの設備コストお
よび専用線接続に関する作業量を減少させることをその
第6の目的とする。
【0070】さらに、本発明は、上述した事情に鑑みて
なされたもので、実際の電力系統等の設備機器で系統事
故等が発生した際に生じる状態量と同一の試験状態量を
用いて総合動作試験を行なうことを可能にして各ディジ
タル形制御装置の信頼性、延いては電力系統保護制御シ
ステム全体の信頼性を向上させることをその第7の目的
とする。
【0071】そして、本発明は、上述した事情に鑑みて
なされたもので、系統事故が発生しても、その系統事故
発生に係わる保護制御装置以外のリレー要素や遮断器が
不動作なディジタル形保護制御装置の応動解析を実行す
ることにより詳細な故障原因の追及や総合的な解析を可
能にして、ディジタル形保護制御装置の信頼性およびこ
のディジタル形保護制御装置を用いた電力系統保護制御
システムの信頼性を向上させることをその第8の目的と
する。
【0072】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の第1の態様に係わる制御システムによ
れば、産業プラントや公共プラント等の制御対象プラン
トに係わる状態量を入力とし前記制御対象プラントの制
御を行なう制御システムにおいて、精密時刻を取得する
精密時刻取得手段、取得された精密時刻に応じて前記制
御対象プラントの状態量をサンプリングしてディジタル
データに変換する変換手段および前記ディジタルデータ
にサンプリング時点の精密時刻を付加して精密時刻付き
ディジタルデータを生成し、前記精密時刻付きデータを
通信ネットワークに送出する送出手段を有する状態量入
出力器と、前記通信ネットワークを介して前記制御対象
プラントに設けられた当該制御対象プラントの設備機器
間を開閉する開閉機器の制御指令を受信する制御指令受
信手段および前記開閉機器の動作状態を前記通信ネット
ワークに送出する動作状態送出手段を有する開閉機器
と、前記精密時刻付きデータと前記開閉機器の動作状態
に基づき制御演算を行なう演算手段およびこの演算手段
の演算結果に基づき前記開閉機器に制御指令を前記通信
ネットワークを介して送出する制御指令送出手段を有す
る保護演算器とを備えている。
【0073】上述した課題を解決するために、本発明の
第2の態様に係わる電力系統保護制御システムによれ
ば、電力系統の状態量を入力とし前記電力系統の保護制
御を行なう電力系統保護制御システムにおいて、精密時
刻を取得する精密時刻取得手段、取得された精密時刻に
応じて電力系統の状態量をサンプリングしてディジタル
データに変換する変換手段および前記ディジタルデータ
にサンプリング時点の精密時刻を付加して精密時刻付き
ディジタルデータを生成し、前記精密時刻付きデータを
通信ネットワークに送出する送出手段を有する状態量入
出力器と、前記通信ネットワークを介して電力系統に設
けられた系統間を開閉する開閉機器の制御指令を受信す
る制御指令受信手段および前記開閉機器の動作状態を前
記通信ネットワークに送出する動作状態送出手段を有す
る開閉機器と、前記精密時刻付きデータと前記開閉機器
の動作状態に基づき保護制御演算を行なう保護演算手段
およびこの保護演算手段の演算結果に基づき前記開閉機
器に制御指令を前記通信ネットワークを介して送出する
制御指令送出手段を有する保護演算器とを備えている。
【0074】本発明の第2の態様に係わる電力系統保護
制御システムによれば、前記状態量入出力器は自己の動
作状態を診断し、この自己診断結果を前記通信ネットワ
ークに送出する自己診断結果送出手段を設けると共に、
前記開閉機器に前記通信ネットワークを介して前記自己
診断結果を受信し、受信した自己診断結果に応じて前記
開閉機器の開閉動作を制御する手段を備えている。
【0075】特に、本発明の第2の態様に係わる電力系
統保護制御システムによれば、前記複数の状態量入出力
器に設置された変換手段は、前記精密時刻取得手段によ
り取得された精密時刻に応じて互いに同期させながら所
定の周期毎にそれぞれサンプリングし、サンプリングし
た各状態量をそれぞれディジタルデータに変換するよう
になっており、前記複数の状態量入出力器に設置された
送出手段は、前記各変換手段によりそれぞれ変換された
複数のディジタルデータに対してサンプリング時の精密
時刻をそれぞれ付加し、複数の精密時刻付きディジタル
データとして前記通信ネットワークへそれぞれ送出する
ようになっている一方、前記保護演算手段は、前記通信
ネットワークを介して送られてきた前記複数の精密時刻
付きディジタルデータおよび動作状態を受信処理する受
信処理手段と、受信処理された複数の精密時刻付きディ
ジタルデータを、付加された精密時刻に応じて各状態量
入出力器毎に時系列的に整列する整列手段と、この整列
手段により時系列的に整列されたディジタルデータに基
づいて保護制御演算を行なう保護制御演算手段とを備え
ている。
【0076】また特に、本発明の第2の態様に係わる電
力系統保護制御システムによれば、CPUおよびメモリ
部を含むハードウエア構成要素から成るコンピュータ回
路により前記精密時刻取得手段、前記変換手段および前
記時刻付きデータ送出手段を構成し、前記CPUを含む
前記コンピュータ回路に対して、前記メモリ部等の前記
ハードウエア構成要素を含む当該コンピュータ回路自体
の動作状態を自己診断する自己診断手段と、この診断手
段の診断結果を前記通信ネットワークへ送信する送信手
段とを設けるとともに、前記通信ネットワークを介して
送信された自己診断結果を受信する自己診断結果受信手
段と、この自己診断結果受信手段により受信された自己
診断結果に応じて前記開閉機器に対する動作制御をロッ
クするロック手段とを備え、当該自己診断結果受信手段
およびロック手段を前記開閉機器に設置している。
【0077】上述した課題を解決するために、本発明の
第3の態様に係わる電力系統保護制御システムによれ
ば、電力系統から入力された状態量に基づいて演算処理
を行ない前記電力系統の保護制御を行なう電力系統保護
制御システムにおいて、精密時刻を取得する精密時刻取
得手段、前記電力系統の状態量を前記精密時刻取得手段
により取得された精密時刻に応じて所定の周期毎にサン
プリングし、サンプリングした状態量をディジタルデー
タに変換する変換手段およびこの変換手段により変換さ
れたディジタルデータに対してサンプリング時の精密時
刻を付加し、精密時刻付きのディジタルデータとして通
信ネットワークへ送出するディジタルデータ送出手段を
有するディジタル形保護制御装置と、前記通信ネットワ
ークを介して順次送られてきた前記精密時刻付きディジ
タルデータを受信処理する受信処理手段と、受信処理さ
れた精密時刻付きディジタルデータを、付加された精密
時刻に応じて時系列的に整列する整列手段とを備えてい
る。
【0078】特に、本発明の第3の態様に係わる電力系
統保護制御システムでは、前記ディジタル形保護制御装
置は前記複数の設備機器に対応して設置されているとと
もに、前記複数のディジタル形保護制御装置における各
変換手段は、対応する設備機器の状態量を前記精密時刻
取得手段により取得された精密時刻に応じて互いに同期
させながら所定の周期毎にそれぞれサンプリングし、サ
ンプリングした各状態量をそれぞれディジタルデータに
変換するようになっており、前記複数のディジタル形保
護制御装置における各ディジタルデータ送出手段は、前
記各変換手段によりそれぞれ変換された複数のディジタ
ルデータに対してサンプリング時の精密時刻をそれぞれ
付加し、複数の精密時刻付きディジタルデータとして前
記通信ネットワークへそれぞれ送出するようになってい
る一方、前記受信処理手段は、前記通信ネットワークを
介して送られてきた前記複数の精密時刻付きディジタル
データを受信処理するように構成され、前記整列手段
は、受信処理された複数の精密時刻付きディジタルデー
タを、付加された精密時刻に応じて前記各ディジタル形
保護制御装置毎に時系列的に整列するように構成されて
いる。
【0079】上述した課題を解決するために、本発明の
第4の態様に係わる電力系統保護制御システムによれ
ば、電力系統を保護制御するための複数のディジタル形
保護制御装置と、前記複数のディジタル形保護制御装置
を互いにデータ送受信可能に接続する通信ネットワーク
とを有する電力系統保護制御システムにおいて、前記各
ディジタル形保護制御装置は、精密時刻を取得する精密
時刻取得手段と、保護制御対象となる設備機器の状態量
を前記精密時刻取得手段により取得された精密時刻に応
じて所定の周期毎にサンプリングし、サンプリングした
状態量をディジタルデータにそれぞれ変換する変換手段
と、この変換手段により変換されたディジタルデータに
基づいて前記保護制御対象となる設備機器に故障が発生
したか否かを判定し、その判定結果に応じて保護制御演
算処理を実行する保護制御演算手段と、この保護制御演
算手段の故障判定機能とは別個に、前記変換手段により
変換されたディジタルデータに基づいて前記保護制御対
象となる設備機器および非保護制御対象となる設備機器
に対して故障が発生したか否かを判定する判定手段と、
この判定手段の判定結果において前記保護制御対象とな
る設備機器および非保護制御対象となる設備機器の内の
少なくとも一方に故障が発生したと判定された際に、前
記変換手段により変換されたディジタルデータに対して
サンプリング時の精密時刻を付加し、精密時刻付きのデ
ィジタルデータとして記録する記録手段と、この記録手
段に記録された精密時刻付きディジタルデータを読み出
して前記通信ネットワークへ送出するディジタルデータ
送出手段とをそれぞれ備えるとともに、前記通信ネット
ワークに接続され前記各ディジタル形保護制御装置から
前記通信ネットワークを介してそれぞれ送られてきた複
数の精密時刻付きディジタルデータを受信処理する受信
処理手段と、前記受信処理された複数の精密時刻付きデ
ィジタルデータを、付加された精密時刻に応じて前記各
ディジタル形保護制御装置毎に時系列的に整列する整列
手段とを備えている。
【0080】上述した課題を解決するために、本発明の
第5の態様に係わる電力系統保護制御システムによれ
ば、電力系統を保護制御するための複数のディジタル形
保護制御装置と、前記複数のディジタル形保護制御装置
を互いにデータ送受信可能に接続する通信ネットワーク
とを備えた電力系統保護制御システムにおいて、前記各
ディジタル形保護制御装置は、精密時刻を取得する精密
時刻取得手段と、保護制御対象となる設備機器の状態量
を前記精密時刻取得手段により取得された精密時刻に応
じて所定の周期毎にサンプリングし、サンプリングした
状態量をディジタルデータにそれぞれ変換する変換手段
と、この変換手段により変換されたディジタルデータに
対してサンプリング時の精密時刻を付加し、精密時刻付
きのディジタルデータとして前記通信ネットワークへ送
出するディジタルデータ送出手段と、前記通信ネットワ
ークを介して他のディジタル形保護制御装置のディジタ
ルデータ送出手段から順次送られてきた精密時刻付きデ
ィジタルデータを受信する受信手段と、この受信手段に
より受信された複数の精密時刻付きディジタルデータ
を、付加された精密時刻に応じて時系列的に整列する整
列手段と、前記変換手段により変換されたディジタルデ
ータおよび前記整列手段により時系列的に整列されたデ
ィジタルデータの内のどちらか一方に基づいて保護制御
演算を行なう保護制御演算手段とをそれぞれ備えてい
る。
【0081】上述した課題を解決するために、本発明の
第6の態様に係わる制御システムによれば、産業プラン
トや公共プラント等の制御対象プラントに係わる状態量
に基づいて演算処理を行ない前記制御対象プラントの制
御を行なう複数の分散配置された制御装置を通信ネット
ワークを介してデータ送受信可能に相互接続して構成さ
れた制御システムにおいて、前記各制御装置は、略一定
周期の信号を取得する周期信号取得手段と、前記制御対
象プラントに係わる状態量を前記周期信号取得手段によ
り取得された周期信号に応じて他の保護制御装置と同一
のタイミングで順次サンプリングしてディジタルデータ
を収集するディジタルデータ収集手段と、このディジタ
ルデータ収集手段により収集されたディジタルデータに
対して、前記周期信号に基づく前記サンプリング時の時
刻を付加し、時刻付きのディジタルデータとして順次記
憶する記憶手段とを備えている。
【0082】上述した課題を解決するために、本発明の
第7の態様に係わる電力系統保護制御システムによれ
ば、電力系統から入力された保護制御対象に係わる状態
量に基づいて演算処理を行ない前記電力系統の保護制御
を行なう複数の保護制御装置を通信ネットワークを介し
てデータ送受信可能に相互接続して構成された電力系統
保護制御システムにおいて、前記各保護制御装置は、略
一定周期の信号を取得する周期信号取得手段と、前記電
力系統に係わる状態量を前記周期信号取得手段により取
得された周期信号に応じて他の保護制御装置と同一のタ
イミングで順次サンプリングしてディジタルデータを収
集するディジタルデータ収集手段と、このディジタルデ
ータ収集手段により収集されたディジタルデータに対し
て、前記周期信号に基づく前記サンプリング時の時刻を
付加し、時刻付きのディジタルデータとして順次記憶す
る記憶手段とを備えている。
【0083】本発明の第7の態様に係わる電力系統保護
制御システムでは、前記周期信号取得手段は精密時刻を
取得する精密時刻取得手段であり、前記サンプリング時
の時刻は、当該サンプリング時の精密時刻である。
【0084】本発明の第7の態様に係わる電力系統保護
制御システムでは、前記通信ネットワークに接続され前
記複数の保護制御装置の運用状態を遠隔から監視制御す
るための表示操作装置を備え、前記各保護制御装置は、
前記ディジタルデータに基づいて保護制御演算を行ない
異常データが検出されるか否か判断する保護制御演算手
段と、この保護制御演算手段の保護制御演算の結果、異
常データが検出された場合、その異常データ検出時刻を
含む異常データ発生通知を前記表示操作装置に送信する
異常データ検出通知送信手段とを備え、前記表示操作装
置は、前記複数の保護制御装置における所定の保護制御
装置から異常データ検出時刻を含む異常データ発生通知
が送信された際に、前記異常データ検出時刻前後のディ
ジタルデータを収集するためのプログラムモジュールを
前記通信ネットワークを介して前記複数の保護制御装置
へ所定の移動経路で送信するプログラムモジュール送信
手段を備えており、前記各保護制御装置は、前記通信ネ
ットワークを介して送信されてきたプログラムモジュー
ルを受信して実行する手段と、実行されたプログラムモ
ジュールに基づいて前記異常データ検出時刻前後の精密
時刻付きのディジタルデータをそれぞれ前記表示操作装
置に対して送信する手段とを備えており、前記表示操作
装置は、前記各保護制御装置から送信されてきた前記異
常データ検出時刻前後の精密時刻付きのディジタルデー
タに基づいて、前記異常データ検出に係わる事故点を標
定する事故点標定手段を備えている。
【0085】特に、本発明の第7の態様に係わる電力系
統保護制御システムによれば、前記各保護制御装置は、
前記表示操作装置から前記通信ネットワークを介して送
信されてきた送電線定数測定用のプログラムモジュール
に基づいて動作して自装置の記憶手段にディジタルデー
タと共に記憶された精密時刻における所定の精密時刻を
読み出し、読み出した所定の精密時刻が付加された自装
置のディジタルデータおよび他装置のディジタルデータ
を用いて送電線定数を測定する送電線定数測定手段と、
測定された送電線定数を記憶する送電線定数記憶手段
と、記憶された送電線定数に基づいて自装置の保護制御
対象に係わる測距インピーダンスを算出する算出手段と
を備えている。
【0086】上述した課題を解決するために、本発明の
第8の態様に係わる記憶媒体によれば、状態量入出力器
や開閉機器を含む複数の設備機器を有する電力系統に対
する保護制御を少なくとも前記状態量入出力器に設置さ
れた第1のコンピュータおよび前記開閉機器に設置され
た第2のコンピュータを含む複数のコンピュータを用い
て行なうための保護制御プログラムを記憶した記憶媒体
において、前記保護制御プログラムは、前記第1のコン
ピュータに精密時刻を取得させる手順と、前記第1のコ
ンピュータに前記精密時刻に応じて前記状態量入出力器
の状態量を所定の周期毎にサンプリングさせ、このサン
プリングした状態量をディジタルデータに変換させる手
順と、前記第1のコンピュータに前記ディジタルデータ
に対してサンプリング時の精密時刻を付加させ、精密時
刻付きのディジタルデータとして通信ネットワークへ送
出させる手順と、前記第2のコンピュータに前記開閉機
器における開閉機器の動作状態を前記通信ネットワーク
へ送出させる手順と、前記複数のコンピュータにおける
少なくとも1つのコンピュータに前記通信ネットワーク
を介して送られてきた前記精密時刻付きディジタルデー
タおよび動作状態を受信処理させ、この受信処理した精
密時刻付きディジタルデータおよび動作状態に基づいて
演算処理を実行させる手順と、前記演算処理結果に応じ
て前記少なくとも1つのコンピュータに前記開閉機器に
対する動作制御指令を前記通信ネットワークへ出力させ
る手順と、前記第2のコンピュータに前記通信ネットワ
ークを介して出力されてきた動作制御指令を受信処理さ
せる手順と、前記第2のコンピュータに前記受信処理し
た動作制御指令に基づいて前記開閉機器を動作制御させ
る手順とを含んでいる。
【0087】上述した課題を解決するために、本発明の
第9の態様に係わる記憶媒体によれば、電力系統から入
力された状態量に基づいて複数のコンピュータを用いて
演算処理を行ない前記電力系統の保護制御を行なうため
の保護制御プログラムを記憶した記憶媒体において、前
記保護制御プログラムは、前記複数のコンピュータにお
ける第1のコンピュータに精密時刻を取得させる手順
と、前記第1のコンピュータに前記電力系統の状態量を
前記精密時刻に応じて所定の周期毎にサンプリングさ
せ、かつサンプリングした状態量をディジタルデータに
変換させる手順と、前記第1のコンピュータに前記ディ
ジタルデータに対してサンプリング時の精密時刻を付加
させ、精密時刻付きのディジタルデータとして通信ネッ
トワークへ送出させる手順と、前記複数のコンピュータ
における第2のコンピュータに前記通信ネットワークを
介して順次送られてきた前記精密時刻付きのディジタル
データを受信処理させる手順と、前記第2のコンピュー
タに受信処理した精密時刻付きディジタルデータを、付
加された精密時刻に応じて時系列的に整列させる手順と
を含んでいる。
【0088】上述した課題を解決するために、本発明の
第10の態様に係わる記憶媒体によれば、電力系統にお
ける複数の設備機器に対応して設置された保護制御用コ
ンピュータを含む複数のコンピュータを用いて前記電力
系統の保護制御を行なうための保護制御プログラムを記
憶した記憶媒体において、前記保護制御プログラムは、
前記複数の設備機器に対応して設置された各保護制御用
コンピュータに精密時刻を取得させる手順と、前記各保
護制御用コンピュータに複数の設備機器における保護制
御対象となる設備機器の状態量を前記精密時刻に応じて
所定の周期毎にサンプリングさせ、サンプリングした状
態量をディジタルデータにそれぞれ変換させる手順と、
前記各保護制御用コンピュータに前記ディジタルデータ
に基づいて前記保護制御対象となる設備機器に故障が発
生したか否かを判定させ、その判定結果に応じて保護制
御演算処理を実行させる手順と、前記保護制御演算処理
手順における故障判定処理手順とは別個に、前記各保護
制御用コンピュータに前記ディジタルデータに基づいて
前記保護制御対象となる設備機器および非保護制御対象
となる設備機器に対して故障が発生したか否かを判定さ
せる手順と、この判定結果において前記保護制御対象と
なる設備機器および非保護制御対象となる設備機器の内
の少なくとも一方に故障が発生したと判定した際に、前
記各保護制御用コンピュータに前記ディジタルデータに
対してサンプリング時の精密時刻を付加させ、精密時刻
付きのディジタルデータとして記録させる手順と、前記
各保護制御用コンピュータに前記記録した精密時刻付き
ディジタルデータを通信ネットワークへ送出させる手順
と、前記複数のコンピュータにおける少なくとも1つの
コンピュータに前記通信ネットワークを介してそれぞれ
送られてきた複数の精密時刻付きディジタルデータを受
信処理させる手順と、前記少なくとも1つのコンピュー
タに前記受信処理した複数の精密時刻付きディジタルデ
ータを、付加された精密時刻に応じて時系列的に整列さ
せる手順とを含んでいる。
【0089】上述した課題を解決するために、本発明の
第11の態様に係わる記憶媒体によれば、電力系統の複
数の設備機器を複数の保護制御用コンピュータを用いて
保護制御を行なうための保護制御プログラムを記憶した
記憶媒体において、前記保護制御プログラムは、前記各
保護制御用コンピュータに精密時刻を取得させる手順
と、前記各保護制御用コンピュータに保護制御対象とな
る設備機器の状態量を前記精密時刻に応じて所定の周期
毎にそれぞれサンプリングさせ、かつサンプリングした
状態量をディジタルデータにそれぞれ変換させる手順
と、前記各保護制御用コンピュータに前記変換したディ
ジタルデータに対してサンプリング時の精密時刻を付加
させ、精密時刻付きのディジタルデータとして通信ネッ
トワークへ送出させる手順と、前記通信ネットワークを
介して他のディジタル形保護制御装置から順次送られて
きた精密時刻付きディジタルデータを前記各保護制御用
コンピュータに受信させる手順と、、前記受信した複数
の精密時刻付きディジタルデータを、付加された精密時
刻に応じて前記各保護制御用コンピュータに時系列的に
整列させる手順と、前記変換したディジタルデータおよ
び前記時系列的に整列したディジタルデータの内のどち
らか一方に基づいて前記各保護制御用コンピュータに保
護制御演算を実行させる手順とを含んでいる。
【0090】上述した課題を解決するために、本発明の
第12の態様に係わる記憶媒体によれば、電力系統から
入力された保護制御対象に係わる状態量に基づいて演算
処理を行ない前記電力系統の保護制御を行なう複数の保
護制御用コンピュータを通信ネットワークを介してデー
タ送受信可能に相互接続して構成されており、精密時刻
を取得する精密時刻取得回路を有する電力系統保護制御
システムにおける保護制御プログラムを記憶した記憶媒
体であって、前記電力系統の状態量を前記精密時刻取得
回路により取得された精密時刻に応じて前記各保護制御
用コンピュータに他の保護制御用コンピュータと同一の
タイミングで順次サンプリングさせてディジタルデータ
を収集させる手順と、収集したディジタルデータに対し
てサンプリング時の精密時刻を付加し、精密時刻付きの
ディジタルデータとしてメモリに記憶させる手順とを備
えている。
【0091】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる制御システ
ムおよび電力系統保護制御システムの実施の形態を図面
を用いて以下に説明する。 (第1の実施の形態)本発明の第1の実施の形態に係る
電力系統保護制御システムを図1〜図10に従って説明
する。
【0092】本実施形態の保護制御対象となる電力系統
の単線結線図を含む電力系統保護制御システムの機能ブ
ロックを図1に示す。
【0093】図1に示す電力系統保護制御システム30
によれば、保護制御対象となる電力系統31は、交流発
電機32,32、この交流発電機32,32にそれぞれ
接続される母線33,33、およびこの母線33,33
から分岐される送電線34A,34Bを備えており、さ
らに、母線33および送電線34Bを流れる電気量(電
流量、電圧量)を取り込んで(入力して)電気量データ
Di、Dvに変換するための電気量変換機器35(変流
器、変圧器:35A,35B)および電力系統31の送
電線34Bを開閉して電力系統31を保護制御するため
の開閉機器としての遮断器36を備えている。
【0094】本実施形態における上述した電力系統31
を保護制御するための変電所Ts内に設置された電力系
統保護制御システム30は、各設備機器に対してその設
備機器に必要な機能を分離して組み込むことにより構成
されている。
【0095】すなわち、電力系統保護制御システム30
は、各設備機器(電気量変換機器35および遮断器3
6)にそれぞれ配設され各設備機器に必要な機能処理を
実行するためのディジタル形保護制御部41および42
と、各ディジタル形保護制御部41から送られた電気量
データDi、Dvに基づいて保護制御演算処理を行な
い、得られた結果およびディジタル形保護制御部42か
ら送られた状態データDsに基づいて保護制御に係わる
制御指令Cを表すデータ(制御指令データC、以下、単
に制御指令Cともいう)を遮断器36のディジタル形保
護制御部42に出力するディジタル形保護制御装置43
を備えている。
【0096】ディジタル形保護制御部41を有する電気
量変換機器(計器用変成器)35である変流器35Aお
よび変圧器35Bと、ディジタル形保護制御部42を有
する遮断器36と、ディジタル形保護制御装置43と
は、変電所Ts内に配置されており、この変電所Ts内
のディジタル形保護制御部41および42とディジタル
形保護制御装置43とは、通信ネットワーク44を介し
てデータ送受信可能に相互接続されて電力系統保護制御
システム40を構成している。
【0097】各電気量変換機器35A、35Bに配設さ
れたディジタル形保護制御部41(以下、変流器35A
に配設されたディジタル形保護制御装置41について説
明する)は、所定の精度{例えば略100ns(0.1
μs)の高精度、数μs程度の精度、および1秒程度の
精度}を有する時刻(以下、本明細書では、所定の精度
を有する時刻を精密時刻と定義する)を検出・取得する
ための精密時刻検出手段として、上記略100ns
(0.1μs)の高精度を有する時刻(以下、絶対時刻
と呼ぶ)を検出するためのGPS(Global Positioning
System )受信部50を備えている。
【0098】このGPS受信部50は、分子振動の振動
周期が一定である原子時計が搭載された複数(例えば4
個以上)の人工衛星L(図面においては1つのみ示して
いる)から送信された航法信号(航法データ、以下GP
S信号と呼ぶ)をGPS受信アンテナ50aを介して受
信して解読し、GPSアンテナ50aの3次元位置を求
め、求められた3次元位置に基づいて時間のズレを補正
することにより正確な絶対時刻t{各時刻タイミングを
表す一定周期の周期信号(絶対時刻に対応する精度を有
する)および各時刻タイミングの時刻を表す時刻デー
タ;例えば上記100nsの精度}を測定するようにな
っている。
【0099】なお、電力系統保護制御システムにおいて
は、上記精密時刻に必要な精度として、例えば1μs程
度の精度から上記絶対時刻の精度である略100ns
(0.1μs)の精度、あるいはそれ以上の精度が望ま
しい。
【0100】また、ディジタル形保護制御装置41は、
GPS受信部50により受信された絶対時刻tに応じて
電力系統31の送電線34Bから電気量(電流量)をサ
ンプリングしてディジタル形の電気量データ(電気量デ
ータDi)に変換する電気量変換手段51と、この電気
量変換手段51によりサンプリングされた電気量データ
Diに対して、この電気量データDiがサンプリングさ
れた際の絶対時刻tを付加して絶対時刻付きの電気量デ
ータDi(t)として通信ネットワーク44に送信する
電気量データ送信手段52とを備えている。なお、符号
53は、GPS受信部用の交流電源である。また、変圧
器35Bに配設されたディジタル形保護制御部41は、
入力する電気量が電圧量であり、電気量データDiが電
気量データDvで表される点を除けば変流器35Aに配
設されたディジタル形保護制御部41と同等の構成であ
るため、その説明を省略する。
【0101】また、遮断器36に配設されたディジタル
形保護制御部42は、遮断器36(の遮断動作部36
a)の現在の開閉状態を状態データDsとして通信ネッ
トワーク44に送信する機器状態送信手段55と、ディ
ジタル形保護制御装置43の後述する保護制御演算処理
結果に基づいて出力された制御指令Cを受信する制御指
令受信手段56と、この制御指令受信手段56により受
信された制御指令Cに応じて遮断器36の遮断動作部3
6aの開閉動作を制御する開閉制御手段57とを備えて
いる。
【0102】さらに、ディジタル形保護制御装置43
は、ディジタル形保護制御部41の電気量データ送信手
段52から送出され通信ネットワーク44を介して送信
されてきた絶対時刻付きの電気量データDi(t)、D
v(t)およびディジタル形保護制御部42の機器状態
送信手段55から送出され通信ネットワーク44を介し
て送信されてきた状態データDsをそれぞれ受信処理す
るデータ受信手段60と、このデータ受信手段60より
受信された電気量データDi(t)、Dv(t)に基づ
いて保護制御演算処理を行ない、この保護制御演算結果
および状態データDsに基づいて電力系統31に事故が
発生したか否かを判定する保護制御演算手段61と、こ
の保護制御演算手段61の保護制御演算結果、すなわち
判定結果に基づいて通信ネットワーク44に対して遮断
器36に対する制御指令Cを送信する制御指令送信手段
62とを備えている。
【0103】図2は、本実施形態の電気量変換機器35
のディジタル形保護制御部41の各機能ブロックの処理
を具体的に実現するためのハードウエア構成を示す図で
ある。なお、ディジタル形保護制御部41のハードウエ
ア構成において、前掲図60に示したディジタル形保護
制御装置1のハードウエアの各構成要素と略同等の構成
要素については、同一の符号を付してその説明を省略ま
たは簡略化する。
【0104】図2に示す電気量変換機器(変流器35
A)は、変電所Ts内の他の装置(変圧器35B、遮断
器36およびディジタル形保護制御装置43)に対して
通信ネットワーク44を構成するトランシーバ65およ
びイーサネットLAN66を介してデータ送受信可能に
相互接続されている。
【0105】変流器35Aのディジタル形保護制御部4
1は、電力系統31の母線33を流れる電気量を入力し
てディジタル形の電気量データDiに変換するアナログ
ディジタル変換部2(アナログフィルタ、サンプリング
ホールド回路、マルチプレクサおよびA/D変換器)
と、ディジタル演算処理部3と、I/O4と、アナログ
ディジタル変換部2およびディジタル演算処理部3をデ
ータ送受信可能に相互接続するバス5と、GPS受信ア
ンテナ51aを介してGPS信号を受信し、受信したG
PS信号をバス5を介してディジタル演算処理部3に入
力するためのGPSインタフェース67と、イーサネッ
トLAN66とディジタル演算処理部3との間のデータ
入出力に関するインタフェース処理を行なうためにイー
サネットLAN66のトランシーバ65とバス5に接続
された通信インタフェース68とを備えている。
【0106】ディジタル演算部3は、上述した絶対時刻
付加処理や後述する整列処理を含む処理を実行するCP
U70、電気量データやCPU70の処理時のデータを
一時的に保存するためのRAM71、絶対時刻付加処理
を含む処理の手順(プログラム)を保存するためのRO
M72、およびEEPROM13のハードウエアから構
成されている。なお、変圧器35Bにおけるディジタル
形保護制御部41のハードウエア構成は、変流器35A
におけるディジタル形保護制御部41のハードウエア構
成と同等であるため、その説明を省略する。
【0107】また、図1におけるGPS受信部50は、
主にGPSインタフェース67、CPU70、RAM7
1およびROM72により具体化され、電気量変換手段
51は、主にCPU70およびアナログディジタル変換
部2により具体化される。また、電気量データ送受信手
段52は、主にCPU70、RAM71、ROM72、
通信インタフェース68、トランシーバ65およびイー
サネットLAN66により具体化される。
【0108】図3は、本実施形態の遮断器36のディジ
タル形保護制御部42の各機能ブロックの処理を具体的
に実現するためのハードウエア構成を示す図である。な
お、ディジタル形保護制御部42のハードウエア構成に
おいて、前掲図60に示したディジタル形保護制御装置
1のハードウエアの各構成要素および図2に示したディ
ジタル形保護制御部41のハードウエアの各構成要素と
略同等の構成要素については、同一の符号を付してその
説明を省略または簡略化する。
【0109】図3に示す遮断器36には、変電所Ts内
の他の装置(変流器35A、変圧器35Bおよびディジ
タル形保護制御装置43)がデータ送受信可能にトラン
シーバ65およびイーサネットLAN66を介して相互
接続されている。
【0110】遮断器36のディジタル形保護制御部42
は、ディジタル演算処理部3、バス5および通信インタ
フェース68に加えて、遮断器36の遮断動作部36a
の開閉状態を表す状態データをディジタル演算処理部3
へ入力し、かつディジタル演算処理部3から送られた制
御指令Cを遮断動作部36aへ送るための入出力インタ
フェース(I/O)75を備えている。
【0111】ディジタル演算部3は、上述した状態デー
タDsの読込処理および送信処理や、制御指令Cの受信
処理および送信処理を含む処理を実行するCPU76、
状態データDs、制御指令Cを表すデータやCPU76
の処理時のデータを一時的に保存するためのRAM7
7、状態データ読込処理、状態データ送信処理、制御指
令受信処理および制御指令送信処理を含む処理の手順
(プログラム)を保存するためのROM78、およびE
EPROM13のハードウエアから構成されている。
【0112】なお、図1における機器状態送信手段55
は、主に入出力インタフェース75、CPU76、RA
M77、ROM78、通信インタフェース68、トラン
シーバ65およびイーサネットLAN66により具体化
され、制御指令受信手段56は、主に通信インタフェー
ス68、CPU76、RAM77およびROM78によ
り具体化される。また、開閉制御手段57は、主にCP
U76、RAM77、ROM78および入出力インタフ
ェース75により具体化される。
【0113】図4は、本実施形態のディジタル形保護制
御装置43の各機能ブロックの処理を具体的に実現する
ためのハードウエア構成を示す図である。なお、ディジ
タル形保護制御装置43のハードウエア構成において、
前掲図60に示したディジタル形保護制御装置1のハー
ドウエアの各構成要素および図2に示したディジタル形
保護制御部41のハードウエアの各構成要素と略同等の
構成要素については、同一の符号を付してその説明を省
略または簡略化する。
【0114】図4に示すディジタル形保護制御装置43
は、その変電所Ts内の他の装置(変流器35A、変圧
器35Bおよび遮断器36)に対してデータ送受信可能
にトランシーバ65およびイーサネットLAN66を介
して相互接続されている。
【0115】ディジタル形保護制御装置43は、ディジ
タル演算処理部3、バス5および通信インタフェース6
8を備えており、ディジタル演算部3は、上述した電気
量データDi(t)、Dv(t)および状態データDs
の受信処理、保護制御演算処理および制御指令Cの送信
処理を含む処理を実行するCPU80、電気量データD
i(t)、Dv(t)、状態データDs、制御指令Cを
表すデータやCPU80の処理時のデータを一時的に保
存するためのRAM81、電気量データおよび状態デー
タ受信処理、保護制御演算処理および制御指令送信処理
を含む処理の手順(プログラム)を保存するためのRO
M82、およびEEPROM13のハードウエアから構
成されている。
【0116】なお、図1におけるデータ受信手段60
は、主に通信インタフェース68、CPU80、RAM
81およびROM82により具体化され、保護制御演算
手段61は、主にCPU80、RAM81およびROM
82により具体化される。また、制御指令出力手段62
は、主にCPU80、RAM81、ROM82、通信イ
ンタフェース68、トランシーバ65およびイーサネッ
トLAN66により具体化される。
【0117】このように構成された電力系統保護制御シ
ステム30によれば、図5のフローチャートに示すよう
に、変流器35Aおよび変圧器35Bのディジタル形保
護制御部41の各CPU70は、人工衛星Lから送信さ
れGPS受信アンテナ51aおよびGPSインタフェー
ス67を介して入力されてきたGPS信号を順次受信処
理して絶対時刻tを求め、この絶対時刻tに基づいて、
各機器(変流器35A、変圧器35B)共通のデータ取
得用サンプリング周期(例えば0.0000001秒)
を設定することにより、各機器(変流器35A、変圧器
35B)のディジタル形保護制御部間の同期をとる。
【0118】そして、各CPU70は、設定したサンプ
リング周期に基づいて各アナログディジタル変換部2を
介して電力系統31の送電線34Bを流れるa相電流I
a(例えば1.5A)および母線33のa相電圧Va
(例えば63.5V)を順次サンプリングしてディジタ
ル形の電気量データDiおよびDvに変換し、この順次
変換した電気量データDiおよびDvをRAM71に順
次格納する(ステップS1および図6参照)。
【0119】このとき、各ディジタル形保護制御部41
のCPU70は、同一の絶対時刻t毎に同期してサンプ
リングされてRAM71に格納された電気量データDi
およびDvに対しそのサンプリング時の絶対時刻tを付
加して、例えば図7に概念的に示すようなパラメータ
{「取得電気量変換機器名」、「電気量の相」、「電気
量の瞬時値」、「絶対時刻」}を含むデータ構造を有す
る電気量データDi(t)およびDv(t)として通信
インタフェース68およびトランシーバ65を介してイ
ーサネットLAN66へ順次送信する(ステップS
2)。
【0120】一方、遮断器36のディジタル形保護制御
部42のCPU76は、入出力インタフェース75を介
して遮断動作部36aの開閉状態(例えば現在は、通常
状態であるため“閉”状態とする)を取り込み、“閉”
状態を表す状態データDsとして通信インタフェース6
8およびトランシーバ65を介してイーサネットLAN
66へ送信する(ステップS3)。
【0121】ディジタル形保護制御装置43のCPU8
0は、イーサネットLAN66を介して送信されてきた
状態データDsをトランシーバ65および通信インタフ
ェース68を介して受信処理してRAM81に格納する
とともに、イーサネットLAN66を介して順次送信さ
れてきた電気量データDi(t)、Dv(t)をトラン
シーバ65および通信インタフェース68を介して受信
処理し、RAM81における暫定的に割り当てた所定ア
ドレス範囲に順次格納する。なお、絶対時刻t=199
7年7月11日14時35分44.9999997秒か
らサンプリング周期(0.0000001秒)毎に送ら
れRAM81に格納された電気量データDi(t)、D
v(t)を図8に概念的に示す(ステップS4)。
【0122】このとき、ディジタル形保護制御装置43
のCPU80は、RAM81に順次格納された電気量デ
ータ群にサンプリング時刻tが付加されているため、そ
のサンプリング時刻(絶対時刻)tに基づいて、例えば
古い絶対時刻から最新の絶対時刻へ向けて電気量データ
群を時系列的かつ保護制御装置別に整列(ソーティン
グ)して再度RAM81における“表”として割り当て
られたアドレスに格納することにより、電気量データ群
が絶対時刻tに応じて整列された表を作成する(ステッ
プS5)。
【0123】今、同一の絶対時刻を有する変流器35
A、変圧器35Bの電気量データ、つまり、同一の絶対
時刻でサンプリングされた最新のサンプリングデータを
(t)回目のサンプリングデータDi(t)、Dv
(t)とし、以下、絶対時刻を基準として1回前((t
−1)回目)のサンプリングデータDi(t−1)、D
v(t−1),(t−2)回目のサンプリングデータD
i(t−2)、Dv(t−2),・・・,(t−m+
1)回目のサンプリングデータDi(t−m+1)、D
v(t−m+1),(t−m)回目のサンプリングデー
タDi(t−m)、Dv(t−m)のサンプリングデー
タとして、これらがあるアドレス領域にランダムに格納
されているとすると、CPU80は、図9(整列処理を
表すサブルーチン)に示すように、RAM81に順次格
納された電気量データ群Di(t)、Dv(t)〜Di
(t−m)、Dv(t−m)の総データ数を取得し(ス
テップS5A1)、CPU80のカウンタ(レジスタ)
を初期化(カウンタ値→0)する(ステップS5A
2)。次いでCPU80は、ステップS5A1で取得さ
れた総データ数が初期化されたカウンタ値(0)より大
きいか否かを(データ数>カウンタ値)判断し(ステッ
プS5A3)、この判断の結果NO、すなわち、総デー
タ数が初期化されたカウンタ値(0)と等しいか小さい
場合、CPU80は、整列処理に係わるサブルーチン処
理を終了してメイン処理へ戻る。
【0124】一方、ステップS5A3の判断の結果YE
S、すなわち、総データ数が初期化されたカウンタ値
(0)より大きい場合、CPU80は、RAM81に格
納された電気量データ群Di(t)、Dv(t)〜Di
(t−m)、Dv(t−m)における先頭アドレスから
カウンタ値番目のアドレスに格納された電気量データ
(現在は0番目、つまり先頭アドレスに格納された電気
量データ{例えばDi(t−k;k<m)}を取り出し
てその絶対時刻をチェックし(ステップS5A4)、そ
のチェックした絶対時刻が既に表に登録されているか否
かを判断する(ステップS5A5)。この判断の結果Y
ES、すなわち電気量データDi(t−k)の絶対時刻
(t−k)が既に登録されていれば、CPU80は、後
述するステップS5A7の処理に移行する。
【0125】今回は、先頭アドレスに格納された最初の
電気量データであり、まだ表には登録されていないた
め、CPU80は、この電気量データDi(t−k)の
絶対時刻(t−k)は表には登録されていないと判断し
て(ステップS5A5の判断の結果はNO)、次ステッ
プの処理へ移行する。
【0126】CPU80は、この電気量データDi(t
−k)の絶対時刻(t−k)を既に表に登録されている
電気量データ群の絶対時刻{t、t−1、…、t−(k
−1)、t−(k+1)、…、t−m}と比較し、各絶
対時刻に応じて、例えば最も古い絶対時刻から新しい絶
対時刻へ絶対時刻を整列させて表に追加する。今回は、
最初の電気量データであるため、絶対時刻(t−k)が
表における最上位に登録される(ステップS5A6)。
【0127】続いて、CPU80は、電気量データDi
(t−k)に含まれる装置名(機器名、相)をチェック
し(ステップS5A7)、既に表に登録されている装置
名、相か否かを判断する(ステップS5A8)。この判
断の結果YES、すなわち電気量データDi(t−k)
の装置名(変流器35A)が既に登録されていれば、C
PU80は、後述するステップS5A10の処理に移行
する。
【0128】今回は、先頭アドレスに格納された最初の
電気量データであり、まだ表には登録されていないた
め、CPU80は、この電気量データDi(t−k)の
装置名(変流器35A)は表には登録されていないと判
断して(ステップS5A8の判断の結果はNO)次ステ
ップの処理へ移行する。
【0129】CPU80は、電気量データDi(t−
k)の装置名(変流器35A)を表における絶対時刻
(t−k)の欄に追加登録し(ステップS5A9)、次
いで電気量データDi(t−k)の電気量(瞬時値)を
取り出して表における絶対時刻(t−k)の欄に装置名
に対応させて登録する(ステップS5A10)。
【0130】そして、CPU80は、カウンタのカウン
タ値を1インクリメント(カウンタ値←カウンタ値+
1)して(ステップS5A11)、ステップS3の処理
に戻って先頭アドレスからカウンタ値番目(1番目)の
アドレスに格納された電気量データ{例えばDv(t−
k)}に対して上述した処理を繰り返す。
【0131】このDv(t−k)に対するCPU80の
上述したステップS5A3〜S5A11の処理では、既
に絶対時刻(t−k)は表に登録されてあるためステッ
プSS5A5の処理はYESとなりステップS5A6の
処理がスキップされ、ステップS5A7〜5A10の処
理により電気量データDv(t−k)の装置名(変圧器
35B)および電気量が表における絶対時刻(t−k)
の欄に追加登録される。
【0132】また、先頭アドレスから3番目以降の電気
量データとして、表に登録された絶対時刻(t−k)と
異なる絶対時刻{例えば(t−m)<(t−k)}を有
する電気量データDi(t−m)が取り込まれた場合に
おいては、ステップSS5A5の処理はNOとなり、絶
対時刻(t−m)と(t−k)との間で整列処理(ソー
ティング処理)が行なわれる。今、(t−m)<(t−
k)であるため、整列処理の結果(t−m)が最上位に
移動登録され、(t−k)はその(t−m)の次位の欄
に追加登録される。
【0133】一方、カウンタのカウンタ値が電気量デー
タ群の総データ数と等しくなった場合においては、ステ
ップS5A3の判断の結果はNOとなり、CPU80
は、整列処理に係わるサブルーチン処理を終了してメイ
ンの処理に戻る。
【0134】このようにして、上述した電気量データ群
Di(t)、Dv(t)〜Di(t−m)、Dv(t−
m)は、絶対時刻に応じて、図10に示すように、機器
名毎に最も以前にサンプリングされた電気量データDi
(t−m)、Dv(t−m)の瞬時値〜最新にサンプリ
ングされた電気量データDi(t)、Dv(t)の瞬時
値がソートされた表としてRAM81に格納される。
【0135】続いてCPU80は、RAM81に表とし
て格納された同一絶対時刻の電気量データDi(t)、
Dv(t)〜Di(t−m)、Dv(t−m)における
瞬時値{ia(t)、va(t)〜ia(t−m)、v
a(t−m)}を用いて保護制御演算処理を行ない、電
力系統31に事故が発生したか否かを判定する。
【0136】例えば、m=4、すなわち、現在のサンプ
ルデータから4回前のサンプルデータまでソーティング
されたとすると、CPU80は、周知の下式(1)に基
づく保護制御演算処理を行ない(ステップS6)、その
演算結果に基づいて電力系統31に事故が発生したか否
かを判断する(ステップS7)。
【0137】
【数1】 ★但し、Z1、Z2、k0は定数である。
【0138】すなわち、CPU80は、保護制御演算処
理の結果である上記(1)式が成立するか否かを判断
し、成立しない場合(ステップS7の判断の結果NO)
には、処理を終了する。
【0139】一方、上記ステップS7の判断の結果YE
S、すなわち、電力系統31に内部事故が発生したと判
断した場合には、CPU80は、RAM81に格納され
た状態データDsを参照してその内容(“閉”状態)に
基づき、引き外し動作制御指令(遮断器“開動作”指
令)Cを通信インタフェース68およびトランシーバ6
5を介してイーサネットLAN66に送信する(ステッ
プS8)。
【0140】遮断器36のCPU76は、イーサネット
LAN66を介して送信されてきた制御指令Cをトラン
シーバ65および通信インタフェース68を介して受信
処理し、この受信された制御指令Cに基づいて遮断器3
6の遮断動作部36aを“閉”から“開”に動作制御し
て処理を終了する(ステップS9)。
【0141】この結果、遮断器36の遮断動作部36a
が“開”になり引き外し動作が行なわれ、電力系統31
の事故発生部分が切り離され電力系統31が保護され
る。
【0142】以上述べたように、本実施形態の電力系統
保護制御システムによれば、システム全体の電力系統保
護制御機能から電力系統31を構成する各設備機器(電
気量変換機器、遮断器)に係わる制御機能を分離し、そ
の各機能を実行するディジタル形保護制御部41、42
を各設備機器(電気量変換機器、遮断器)にそれぞれ組
み込んで保護制御演算等の電力系統31全体の制御機能
を1つのディジタル形保護制御装置で一括して実行する
ように構成したため、同一設備機器間に組み込まれたデ
ィジタル形保護制御部においては、そのハードウエア構
成を共通化することができる。
【0143】すなわち、電気量変換機器35に組み込ま
れたディジタル形保護制御部41のハードウエア構成に
おいては、アナログ形の電気量を入力する部分を共通化
することができ、また、遮断器36に組み込まれたディ
ジタル形保護制御部42のハードウエア構成において
は、遮断器36に対して動作制御指令を出力する部分を
共通化することができる。
【0144】したがって、電力系統保護制御システム全
体のハードウエアに係わるコストを低減して経済性を向
上させることができる。
【0145】また、ハードウエア構成が共通化されたデ
ィジタル形保護制御部においては、その各ディジタル形
保護制御部に実装された制御処理用ソフトウエア(プロ
グラム)も共通化することができる。したがって、各デ
ィジタル形保護制御部の製造コストを低減して系統保護
システム全体の経済性を向上させることができる。さら
に、各ハードウエアのディジタル形保護制御部に組み込
まれた制御処理用ソフトウエアに対する試験、運用およ
び管理は、共通化された設備機器のディジタル形保護制
御部毎に一括して行なうことが可能になり、制御処理用
ソフトウエアの試験、運用および管理コストを低減させ
るとともに、制御処理用ソフトウエアの信頼性を向上さ
せることができる。
【0146】さらに、本実施形態の電力系統保護制御シ
ステムによれば、電気量データにサンプリング時の絶対
時刻tが付加されているため、同一時刻でサンプリング
された電気量データを用いて上記(1)式を用いた保護
制御演算処理を行なって事故判定処理を行なうことがで
き、信頼性の高い保護制御システムを提供することがで
きる。 (第2の実施の形態)本発明の第2の実施の形態に係わ
る電力系統保護制御システムを図11〜図12に従って
説明する。
【0147】本実施形態の保護制御対象となる電力系統
の単線結線図を含む電力系統保護制御システムの機能ブ
ロック構成を図11に示す。なお、図11においては、
簡単化のため、電力系統31の一部(送電線34B、変
流器35Aおよび遮断器36)のみを示している。
【0148】また、各設備機器(変流器35Aおよび遮
断器36)に組み込まれた電力系統保護制御システムを
構成するディジタル形保護制御部41およびディジタル
形保護制御部42のハードウエア構成およびディジタル
形保護制御装置43の機能ブロック構成およびハードウ
エア構成は、前掲図1および図2〜図4と同等であるた
め、その説明は省略する。
【0149】図11に示す電力系統保護制御システム9
0によれば、変流器35Aに配設されたディジタル形保
護制御部41は、前掲図2に示したハードウエア構成に
おけるアナログディジタル変換部2の動作{マルチプレ
クサ(MPX)のチャンネル切換機能およびA/D変換
精度}のチェック、RAM71のデータメモリの読み出
し、書き込み機能のチェックおよびROM72のプログ
ラムメモリのデータチェック等、ディジタル形保護制御
部41を構成する各ハードウエア構成要素に故障が発生
していないかをCPU70の処理により自ら診断する自
己診断手段91と、この自己診断手段91の自己診断の
結果、あるハードウエア要素に故障が発生していると判
断した場合に故障状態を表す結果を自己診断結果データ
Ddとして通信ネットワーク44へ送信する自己診断結
果送信手段92とを備えている。なお、この自己診断結
果送信手段92は、主にCPU70、通信インタフェー
ス68トランシーバ65およびイーサネットLAN66
の処理により具体化される。
【0150】図12に自己診断手段91の診断項目、診
断内容および診断方法の一部を示す。この自己診断は、
従来のディジタル形リレー(ディジタル形保護制御装
置)でも行なわれているため、以下にその一例のみを示
し、詳細な説明は省略する。
【0151】例えばRAM71の自己診断を実行する際
には、CPU70は、RAM71の各アドレスに所定値
を有するデータR1を書き込み、このアドレスに格納さ
れたデータR2を読み出して、R1=R2が全てのアド
レスにおいて成立しているか否かをチェックし、少なく
とも1つのアドレスにおいて上記R1=R2が成立しな
かった場合には、RAM71に故障が発生していると判
断するようになっている。なお、変流器35Aに配設さ
れたディジタル形保護制御部41のその他の機能ブロッ
ク構成は、図1に示したディジタル形保護制御部41の
機能ブロック構成と同等であるため、その説明を省略す
る。
【0152】さらに、遮断器36に配設されたディジタ
ル形保護制御部42は、自己診断結果送信手段92から
通信ネットワーク44を介して送られた自己診断結果デ
ータを受信して、論理値“1”のディジタルデータを送
信する自己診断結果受信手段93と、この自己診断結果
受信手段93から送信された論理値“1”のディジタル
データを反転(NOT)して論理値“0”のディジタル
データを出力するノット論理手段94と、開閉制御手段
57から送信された制御指令データCとノット論理手段
94から送られたディジタルデータとの間の論理積(A
ND)を実行し、この実行結果を遮断器36の遮断動作
部36aに出力するAND論理手段95とを備えてい
る。なお、遮断器36に配設されたディジタル形保護制
御部42のその他の機能ブロック構成は、図1に示した
ディジタル形保護制御部42の機能ブロック構成と同等
であるため、その説明を省略する。
【0153】すなわち、本構成によれば、電気量変換機
器35(変流器35A)のディジタル形保護制御部41
のCPU70は、前掲図5のステップS2に示した絶対
時刻付加処理と同時並列的に、上述したディジタル形保
護制御部41のハードウエアの各構成要素(ディジタル
アナログ変換部2、RAM71およびROM72等)に
対する故障の発生の有無を自己診断(自己点検)処理に
よりそれぞれチェックする(図13;ステップS1
0)。
【0154】このステップS10の自己診断の結果、デ
ィジタル形保護制御部41の何れのハードウエア構成要
素にも故障が発生していないと判断した場合には(ステ
ップS11の判断の結果NO)、CPU70は、所定の
周期でステップS10の自己診断処理を繰り返す。
【0155】一方、ステップS10の自己診断の結果、
ディジタル形保護制御部41の各ハードウエア構成要素
の内の少なくとも1つ(例えばアナログディジタル変換
部2)に故障が発生したと判断した場合には(ステップ
S11の判断の結果YES)、ディジタル形保護制御部
41のCPU70は、該ディジタル形保護制御部41の
アナログディジタル変換部2の故障を表す結果を、自己
診断結果データDdとして通信インタフェース68およ
びトランシーバ65を介してイーサネットLAN66へ
送信する(ステップS12)。
【0156】このとき、遮断器36のディジタル形保護
制御部42のCPU76は、イーサネットLAN65を
介して送信されてきた自己診断結果データDdをRAM
77を介して受信処理し、その受信処理に応じて論理値
“1”のディジタルデータを生成し、さらに論理値
“1”のディジタルデータを反転して論理値“0”のデ
ィジタルデータを生成してRAM77に格納する(ステ
ップS13)。
【0157】続いてCPU76は、前掲図5のステップ
S9の代わりに、ディジタル形保護制御装置43からイ
ーサネットLAN66を介して送信されてきた制御指令
データCをトランシーバ65および通信インタフェース
68を介して受信処理してRAM77に格納し、RAM
77に格納された論理値“0”のディジタルデータと制
御指令データCとの間で論理積演算(AND)を実行す
る(ステップS14)。
【0158】この論理積演算の結果は、制御指令データ
Cの値に拘らず常に論理値“0”になるため、CPU7
6から遮断器36の遮断動作部36aに対して遮断動作
指令は送られず、遮断器36の動作制御をロックして処
理を終了する(ステップS15)。
【0159】すなわち、本実施形態によれば、変流器等
の電気量変換機器35のハードウエア構成の少なくとも
一部が故障した結果ディジタル形保護制御部41および
ディジタル形保護制御装置43を介して遮断器36のデ
ィジタル形保護制御部42に対して仮に不要な(誤っ
た)動作制御指令Cが送信されても、その故障を自己診
断処理により検出し、その検出結果に応じて上記動作制
御送信指令Cを遮断器36の遮断動作部36aに送信せ
ずに遮断器36の動作制御をロックすることができる。
この結果、第1実施形態の効果に加えて、電気量変換機
器35のハードウエア故障に起因した遮断器36に対す
る不要な動作制御を防止して電力系統保護制御システム
の信頼性を向上させることができる。
【0160】なお、本構成においては、ノット論理手段
94およびAND論理手段95をCPUの演算処理によ
り実現したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、ハードワイヤードロジック回路により実現してもよ
い。 (第3の実施の形態)本実施形態の保護制御対象となる
電力系統の単線結線図を含む電力系統保護制御システム
の機能ブロック構成を図14に示す。
【0161】図14に示す電力系統保護制御システム1
00においては、電力系統101として、母線102、
102から分岐して2つの電気所(変電所)Ts1 およ
びTs2 を結ぶ送電線103Aおよびこの送電線103
Aの中間点から分岐して電気所Ts3 に接続される送電
線103Bが示されており、これら各変電所Ts1 〜T
s2 および変電所Ts3 は、送電線103Aおよび10
3Bを流れる電気量(例えば電流量)を取り込んで(入
力して)電気量データに変換するための電気量変換機器
35(例えば変流器)と、送電線103Aおよび103
Bを開閉して電力系統101を保護制御するための遮断
器36とをそれぞれ備えている。
【0162】本実施形態における上述した電力系統10
1を保護制御するための電力系統保護制御システム10
0は、各変電所Ts1 〜Ts3 の各設備機器に対してそ
の設備機器に必要な機能を分離して組み込むことにより
構成されている。
【0163】すなわち、電力系統保護制御システム10
0の各変電所Ts1 〜Ts3 は、各設備機器(電気量変
換機器(変流器)35および遮断器36)にそれぞれ配
設され各電気量変換機器35および遮断器36に必要な
機能処理を実行するためのディジタル形保護制御部41
および42をそれぞれ備えている。
【0164】また、電力系統保護制御システム100
は、各変電所Ts1 〜Ts3 の各ディジタル形保護制御
部41から送られた電気量データに基づいて保護制御演
算処理を行ない、得られた結果および各変電所Ts1 〜
Ts3 の各ディジタル形保護制御部42から送られた状
態データに基づいて保護制御に係わる制御指令を各変電
所Ts1 〜Ts3 のディジタル形保護制御部42にそれ
ぞれ出力するディジタル形保護制御装置43Aを有する
変電所Ts4 を備えている。
【0165】各変電所Ts1 〜Ts4 は、広い範囲に亘
って離間かつ分散して配置されており、これら各変電所
Ts1 〜Ts4 は、通信ネットワーク44Aを介してデ
ータ送受信可能に互いに相互接続されている。
【0166】各変電所Ts1 〜Ts3 のディジタル形保
護制御部41およびディジタル形保護制御部42の機能
ブロック構成は、第1実施形態の図1に示した機能ブロ
ック構成と略同等であるため、その説明を省略する。ま
た、変電所Ts4 のディジタル形保護制御装置43Aの
機能ブロック構成については、保護制御演算手段の演算
処理内容が異なるものの、それ以外は第1実施形態の図
1に示した機能ブロック構成と略同等であるため、その
説明を省略する。
【0167】図15は、変電所Ts1 〜Ts3 の電気量
変換機器35のハードウエア構成を示す図である。な
お、図15では、代表して変電所Ts1 の電気量変換機
器35のみを示すが、他の変電所Ts2 〜Ts3 の電気
量変換機器35についても同様の構成である。
【0168】図15によれば、電気量変換機器35は、
トランシーバ65を介して変電所Ts1 内に構築された
イーサネットLAN66に接続されており、このイーサ
ネットLAN66を経由して変電所Ts1 内の他の装置
(例えば遮断器36)に対してデータ送受信可能に相互
接続されている。
【0169】また、変電所Ts1 内のローカルな範囲を
接続するイーサネットLAN66は、トランシーバ65
およびルータ105を介して通信ネットワーク44Aを
構成する電話回線等の回線変換網(広域ネットワーク)
106に接続されており、この広域ネットワーク106
には、変電所Ts2 、Ts3 のイーサネットLAN66
がトランシーバ65およびルータ105を介して接続さ
れている。なお、図15に示した電気量変換機器35の
ディジタル形保護制御部41を含むハードウエア構成
は、図2に示したディジタル形保護制御部41のハード
ウエアの各構成要素と略同等であるため、同一の符号を
付してその説明を省略する。
【0170】同様に、図16は、変電所Ts1 〜Ts3
の遮断器36のハードウエア構成(図16では、代表し
て変電所Ts1 の遮断器36を示す)を示す図である。
なお、図16では、代表して変電所Ts1 の遮断器36
のみを示すが、他の変電所Ts2 〜Ts3 の遮断器36
についても同様の構成である。
【0171】図16によれば、遮断器36は、トランシ
ーバ65を介してイーサネットLAN66に接続されて
おり、このイーサネットLAN66を経由して変電所T
s1内の他の装置(例えば電気量変換機器35)に対し
てデータ送受信可能に相互接続されている。なお、図1
6に示した遮断器36のディジタル形保護制御部42を
含むハードウエア構成は、図2に示したディジタル形保
護制御部42のハードウエアの各構成要素と略同等であ
るため、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0172】また、図17は、変電所Ts4 のディジタ
ル形保護制御装置43のハードウエア構成を示す図であ
る。
【0173】図17によれば、ディジタル形保護制御装
置43は、変電所Ts4 内の他の装置に対してトランシ
ーバ65およびイーサネットLAN66を介してデータ
送受信可能に相互接続されている。
【0174】また、変電所Ts4 内のローカルな範囲を
接続するイーサネットLAN66は、トランシーバ65
およびルータ105を介して広域ネットワーク106に
接続されている。なお、図17に示したディジタル形保
護制御装置43Aのハードウエア構成は、図4に示した
ディジタル形保護制御装置43のハードウエアの各構成
要素と略同等であるため、同一の符号を付してその説明
を省略する。
【0175】このように構成された電力系統保護制御シ
ステム100によれば、各変電所Ts1 〜Ts3 の電気
量変換機器(変流器)35の各アナログディジタル変換
部2による前掲図5のステップS1と同様の処理に応じ
て、電力系統101の送電線103A、103Bを流れ
る電流iは、絶対時刻tの受信周期毎に順次サンプリン
グされてディジタル形の電流データi1〜i3に変換さ
れ、RAM71に順次格納される。
【0176】そして、電気量データi1〜i3は、各デ
ィジタル形保護制御部41のCPU70による前掲図5
のステップS2と同様の処理に基づいて、サンプリング
時の絶対時刻tが付加された電気量データi1(t)〜
i3(t)として通信インタフェース68、トランシー
バ65、イーサネットLAN66、ルータ105を介し
て広域ネットワーク106へ順次送信される。なお、通
信インタフェース68、トランシーバ65、イーサネッ
トLAN66およびルータ105をまとめて広域ネット
ワーク用インタフェースとする。
【0177】一方、各変電所Ts1 〜Ts3 の遮断器3
6の遮断動作部36aの開閉状態(“閉”状態)は、各
ディジタル形保護制御部42のCPU76による前掲ス
テップS3と同様の処理に基づいて取り込まれ、状態デ
ータDs1〜Ds3として広域ネットワーク用インタフ
ェースを介して広域ネットワーク106へそれぞれ送信
される。
【0178】広域ネットワーク106を介して送信され
てきた電気量データi1(t)〜i3(t)および状態
データDs1〜Ds3は、変電所Ts4 のディジタル形
保護制御装置43AのCPU80Aの前掲図5のステッ
プS4の処理により、広域ネットワーク用インタフェー
スを介して受信処理されてRAM81に格納される。そ
して、ディジタル形保護制御装置43AのCPU80A
の前掲図5のステップS5の処理により、RAM81に
順次格納された電気量データ群は、付加されたサンプリ
ング時刻tに基づいて、例えば古い絶対時刻から最新の
絶対時刻へ向けて時系列的に整列した表として再度RA
M81に格納される。
【0179】すなわち、各変電所Ts1 〜Ts3 から送
信された最も新しい同一の絶対時刻を有する電気量デー
タ、すなわち、同一の絶対時刻でサンプリングされた最
新のサンプリングデータを(t)回目のサンプリングデ
ータi1(t)〜i3(t)とし、以下、絶対時刻を基
準として1回前((t−1)回目)のサンプリングデー
タi1(t−1)〜i3(t−1),(t−2)回目の
サンプリングデータi1(t−2)〜i3(t−2),
・・・,(t−m)回目のサンプリングデータi1(t
−m)〜i3(t−m)のサンプリングデータとする
と、これらデータ群は絶対時刻に応じて、最も以前にサ
ンプリングされたデータi1(t−m)〜i3(t−
m)から最新にサンプリングされたデータi1(t)〜
i3(t)までソートされた表としてRAM81に格納
される。
【0180】そして、ディジタル形保護制御装置43A
のCPU80Aによる上述した電流量データ群を用いた
保護制御演算処理が実行され、電力系統101に事故が
発生したか否かが判定される。
【0181】例えば、m=5、すなわち、5回前のサン
プリングデータから現在のサンプリングデータまで整列
されたとすると、CPU80Aは、下式(2)〜(4)
に基づく演算処理を実行して|i1t|、|i2t|お
よび|i3t|を求める。
【0182】
【数2】 ★●
【0183】
【数3】 ★●
【0184】
【数4】 ★但し、kは定数である。
【0185】同時に、CPU80Aは、下式(5に基づ
く演算処理を実行して|idt|を求める。
【0186】
【数5】 ★●そして、CPU80Aは、求めた|i1t|〜|i
3t|および|idt|を用いて下式(6)に基づく演
算処理を実行して、その演算結果に基づいて電力系統1
01に事故が発生したか否かを判断する。
【0187】
【数6】 ★但し、k1およびk0は定数である。
【0188】この結果、CPU80Aにより保護制御演
算処理の結果である上記(6)式が成立するか否かが判
断され、成立した場合にのみ電力系統101に内部事故
が発生したと判断される。そして、CPU80Aの前掲
図5のステップS8と同様の処理により、RAM81に
格納された状態データDs1〜Ds3の内容に基づく引
き外し動作制御指令C1〜C3が広域ネットワーク用イ
ンタフェースを介して広域ネットワーク106に送信さ
れる。
【0189】広域ネットワーク106に送信された引き
外し動作指令C1〜C3は、各変電所Ts1 〜Ts3 の
遮断器36におけるCPU76の前掲図5のステップS
9と同様の処理により広域ネットワーク用インタフェー
スを介して受信処理され、この受信された制御指令C1
〜C3に基づいて、各変電所Ts1 〜Ts3 の遮断器3
6の遮断動作部36aは、“閉”から“開”に動作制御
される。
【0190】この結果、各変電所Ts1 〜Ts3 の遮断
器36の遮断動作部36aが“開”になり引き外し動作
が行なわれ、電力系統101の事故発生部分が切り離さ
れ電力系統101が保護される。
【0191】以上述べたように、本実施形態の電力系統
保護制御システムによれば、離間かつ分散して配置され
広域ネットワーク106を介して接続された各変電所T
s1〜Ts4 において、各設備機器(電気量変換機器、
遮断器)に係わる制御機能が組み込まれた変電所Ts1
〜Ts3 から電気量を同一の絶対時刻tでサンプリング
してサンプリング時の絶対時刻tを付加した電気量デー
タi1(t)〜i3(t)を取得し、この電気量データ
i1(t)〜i3(t)を通信ネットワーク106を介
して変電所Ts4 のディジタル形保護制御装置43Aに
送信することができる。
【0192】したがって、例えば、各変電所Ts1 〜T
s3 における例えば変電所Ts1 の変電所Ts4 に対す
る距離が異なっている(例えばTs1 がTs2 、Ts3
に比して遠方にある)場合において、仮に電気量データ
にサンプリング時の絶対時刻tが付加されていなけれ
ば、各変電所Ts1 〜Ts3 で同一絶対時刻tでサンプ
リングされた電気量データi1(t)〜i3(t)が変
電所Ts4 のディジタル形保護制御装置43Aへ送信さ
れても、伝送遅延により変電所Ts1 の電気量データi
1(t)が他の変電所Ts2 およびTs3 の電気量デー
タi2(t)およびi3(t)に比べて遅延してディジ
タル形保護制御装置43Aに受信処理されるため、この
電気量データi1(t)が上記電気量データi2(t)
およびi3(t)と同一のサンプリング時刻でサンプリ
ングされたか否か判断できず、同一のサンプリングデー
タに基づく上記(2)〜(6)式を用いた事故判定演算
処理を行なうことができない恐れが生じていた。
【0193】しかしながら、本実施形態の構成によれ
ば、電気量データにサンプリング時の絶対時刻tが付加
されているため、たとえ伝送遅延により変電所Ts1 の
電気量データi1(t)が他の電気量データi2(t)
およびi3(t)に比べて遅延じてディジタル形保護制
御装置43Aに受信処理されても、サンプリング時刻t
に基づくソーティング(整列)処理により電気量データ
i1(t)が他の電気量データi2(t)およびi3
(t)と同一時刻でサンプリングされたことが容易に識
別でき、上記(2)〜(6)式を用いた事故判定演算処
理を行なうことができる。
【0194】したがって、立地上の制約等により各変電
所Ts1 〜Ts3 から変電所Ts4に対し送信される電
気量データi1(t)〜i3(t)間で伝送遅延が生じ
ても、上記(2)〜(6)式を用いた事故判定演算処理
を行なうことができるため、電力系統保護制御システム
の信頼性を向上させることができる。
【0195】なお、本実施形態では、変電所Ts1 〜T
s3 における電気量入力用の設備機器(電気量変換機
器)を変流器としたが、変圧器であってもよい。また、
図1に示したように、各変電所Ts1 〜Ts3 は、変流
器および変圧器の両方から電気量(電流、電圧)を取り
込むようにしてもよい。
【0196】さらに、第1〜第3実施形態においては、
開閉器として遮断器を用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、開閉動作制御により電力系統におい
て発生した事故部位を切り離し、かつ復帰させることが
できるものであれば、断路器等の各種開閉機器を用いる
ことが可能である。
【0197】そして、第1〜第3実施形態においては、
1つ、あるいは2つの電気量変換機器および開閉機器に
対してその設備機器に必要な機能を分離して組み込むこ
とにより電力系統保護制御システムを構成したが、本発
明は設備機器の数や種類に限定されるものではなく、電
気量変換機器や開閉機器以外の他の設備機器を含む多数
の設備機器を備えた電力系統保護制御システムに対して
も、各設備機器に対してその設備機器に必要な機能を分
離して組み込むことにより本発明を適用可能である。
【0198】さらにまた、第1〜第3実施形態において
は、電力系統を構成する電気量変換機器(変流器)や開
閉器に設置されたディジタル形保護制御装置から送信さ
れた状態データや動作状態を入力して保護制御演算を行
ない、動作制御指令を出力するディジタル形保護制御装
置を前記電気量変換機器や開閉器とは別個に設けたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、電力系統を構
成する電気量変換機器(変流器)や開閉器にさらに上記
保護制御演算用ディジタル形保護制御装置を設置するこ
とも可能である。 (第4の実施の形態)本発明の第4の実施の形態に係わ
る電力系統保護制御システムを図18〜図21に従って
説明する。
【0199】図18は、本実施形態における電力系統保
護制御システムの機能ブロックを示す図である。
【0200】図18によれば、電力系統保護制御システ
ム110は、保護制御対象となる電力系統31の設備機
器{以下では、説明の簡単化のため、2つの設備機器
(設備機器E1、E2)とする}毎に配設され、各設備
機器E1、E2の電流や電圧等のアナログ状態量(電気
量)S1、S2をそれぞれ取り込み、その電気量S1、
S2に基づいて保護制御演算処理を行なって電力系統3
1の各設備機器E1、E2に対して遮断器等の保護制御
機器への引外し指令(トリップ指令)や投入指令等の保
護制御動作指令C1、C2をそれぞれ出力する複数のデ
ィジタル形保護制御装置111A、111Bと、これら
各ディジタル形保護制御装置111A、111Bが取得
した電気量S1、S2を表示する表示装置112とを備
えている。ディジタル形保護制御装置111A、111
Bと表示装置112とは、通信ネットワーク113を介
してデータ送受信可能に相互接続されて上記電力系統保
護制御システム110を構成している。
【0201】ディジタル形保護制御装置111A、11
1Bは、第1〜第3実施形態と同様に、原子時計が搭載
された人工衛星Lから送信されたGPS信号をGPS受
信アンテナ115aを介して受信して解読し、正確な絶
対時刻t(例えば100nsの精度)を認識するGPS
受信手段115と、このGPS受信手段115により受
信された絶対時刻tに応じて電力系統31の各設備機器
E1、E2の電気量S1、S2を取得(サンプリング)
してディジタル形の電気量データ(電気量データD1、
D2)に変換して出力するデータ取得手段116と、こ
のデータ取得手段116から出力された電気量データD
1、D2に対して、この電気量データD1、D2がサン
プリングされた際の絶対時刻tを付加して絶対時刻付き
の電気量データD1(t)、D2(t)として通信ネッ
トワーク113に送出する送出手段117と、データ取
得手段116から出力された電気量データD1、D2に
基づいて保護制御演算処理を行ない、得られた処理結果
を保護制御動作指令C1、C2として電力系統31の各
設備機器E1、E2に対する遮断器等の保護制御機器へ
それぞれ出力する保護制御演算手段118とをそれぞれ
備えている。なお、GPS受信手段用の交流電源につい
ては、図示を省略している。
【0202】表示装置112は、ディジタル形保護制御
装置111A、111Bからそれぞれ送出され通信ネッ
トワーク113を介して送信されてきた絶対時刻付きの
電気量データD1(t)、D2(t)をそれぞれ受信処
理する受信手段120と、この受信手段120より受信
された電気量データD1(t)、D2(t)を付加され
た絶対時刻に基づいて時系列的に整列(ソーティング)
する整列手段121と、この整列手段121による整列
結果を保存する保存手段122と、この保存手段122
により保存された整列結果を表示する表示手段123と
を備えている。図19は、本実施形態のディジタル形保
護制御装置111Aおよび表示装置112の各機能ブロ
ックの処理を具体的に実現するためのハードウエア構成
を示す図である。なお、表示装置112は、例えばパー
ソナルコンピュータで実現される。また、ディジタル形
保護制御装置111Aのハードウエア構成において、前
掲図60に示したディジタル形保護制御装置1のハード
ウエアの各構成要素と略同等の構成要素については、同
一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【0203】図19に示すディジタル形保護制御装置1
11Aは、電力系統保護制御システム110の他の装置
(ディジタル形保護制御装置111B、表示装置11
2)に対して通信ネットワーク113を構成するトラン
シーバ125およびイーサネットLAN126を介して
データ送受信可能に相互接続されている。
【0204】ディジタル形保護制御装置111Aは、電
力系統31におけるディジタル形保護制御装置111A
の保護制御対象となる設備機器E1から電気量S1を取
り込んでディジタル形の電気量データD1に変換するア
ナログディジタル変換部2(アナログフィルタ、サンプ
リングホールド回路、マルチプレクサおよびA/D変換
器)2と、ディジタル演算処理部3と、入出力インタフ
ェース(I/O)4と、バス5と、LED表示器14
と、GPS受信アンテナ115aを介して取り込んだG
PS信号をバス5を介してディジタル演算処理部3に入
力するためのインタフェース(GPSインタフェース)
127と、イーサネットLAN126とディジタル演算
処理部3との間のデータ入出力に関するインタフェース
処理を行なうためにイーサネットLAN126のトラン
シーバ125とバス5に接続された通信インタフェース
128とを備えている。
【0205】ディジタル演算部3は、上述した絶対時刻
付加処理や保護制御演算処理を含む処理を実行し、その
処理結果に応じて保護制御動作指令C1を入出力インタ
フェース4に送るCPU130、電気量データやCPU
130の処理時のデータを一時的に保存するためのRA
M131、絶対時刻付加処理を含む処理の手順(プログ
ラム)を保存するためのROM132、および整定値を
記憶するEEPROM13のハードウエアから構成され
ている。なお、ディジタル形保護制御装置111Bのハ
ードウエア構成は、取得する電気量がS2、変換する電
気量データがD2で表される以外は、ディジタル形保護
制御装置111Aのハードウエア構成と同等であるた
め、その説明を省略する。
【0206】表示装置112は、イーサネットLAN1
26にトランシーバ125を介して接続されており、デ
ィジタル形保護制御装置111A、111Bから送られ
た電気量データを表示装置112に入力するためのイン
タフェース処理を行なう入出力インタフェース135
と、処理プログラムや処理データ保存用のメモリ136
と、入出力インタフェース135を介して入力された電
気量データを受信処理し、メモリ136に予め記憶され
たプログラムに従って上述した絶対時刻に基づくb時系
列的な整列処理をメモリ136を利用して行なうCPU
137と、このCPU137の整列処理結果を表示する
モニタ138とを備えている。
【0207】なお、図18におけるデータ取得手段11
6は、主にアナログディジタル変換部2およびCPU1
30の処理により具体化され、GPS受信手段115
は、主にGPSインタフェース127、CPU130、
RAM131およびROM132により具体化される。
また、送出手段117は、主にCPU130、RAM1
31、ROM132、通信インタフェース128、トラ
ンシーバ125およびイーサネットLAN126により
具体化される。
【0208】さらに、図18における受信手段120
は、主に表示装置112の入出力インタフェース135
およびCPU137により具体化され、整列手段121
および保存手段122は、主にCPU137およびメモ
リ136によりそれぞれ具体化される。また、表示手段
123は、主にCPU137およびモニタ138により
具体化される。
【0209】このように構成された電力系統保護制御シ
ステム110によれば、第1〜第3実施形態と同様に、
ディジタル形保護制御装置111Aおよび111Bの各
CPU130は、人工衛星Lから送信されGPS受信ア
ンテナ115aおよびGPSインタフェース127を介
して入力されてきたGPS信号を順次受信処理して絶対
時刻tを求め、この絶対時刻tに基づいて全ての装置
(111Aおよび111B)で共通のデータ取得用サン
プリング周期(例えば0.0016666…秒)を設定
することにより装置111Aおよび111B間のデータ
取得タイミングの同期をとる。
【0210】そして、各CPU70は、設定したサンプ
リング周期に基づいて各アナログディジタル変換部2を
介して電力系統31の各設備機器E1、E2の電気量S
1、S2(例えば各相電圧Va、Vb、Vc)を順次サ
ンプリングしてディジタル形の電気量データDva1〜D
vc1、Dva2〜Dvc2に変換し、この順次変換した電気
量データDva1〜Dvc1、Dva2〜Dvc2をRAM13
1に順次格納する。
【0211】このとき、各ディジタル形保護制御装置1
11A、111BのCPU130は、同一の絶対時刻t
毎にサンプリングされてRAM71に格納された電気量
データDva1〜Dvc1、Dva2〜Dvc2に対しそのサン
プリング時の絶対時刻tを付加して、例えば図20に概
念的に示すようなパラメータ{「装置名」、「電気量の
相」、「電気量(瞬時値)」、「絶対時刻(時刻)」}
を含むデータ構造を有する電気量データDva1(t)〜
Dvc1(t)、Dva2(t)〜Dvc2(t)として通信
インタフェース128およびトランシーバ125を介し
てイーサネットLAN126へ順次送信する。
【0212】表示装置112のCPU137は、イーサ
ネットLAN126を介して送信されてきた電気量デー
タDva1(t)〜Dvc1(t)、Dva2(t)〜Dvc2
(t)を入出力インタフェース135を介して受信処理
してメモリ136における暫定的に割り当てた所定アド
レス範囲に順次格納する。なお、絶対時刻t=t1 :1
997年7月11日14時30分45.2500000
秒、t=t2 :1997年7月11日14時30分4
5.2516666秒、t=t3 :1997年7月11
日14時30分45.2533333秒の時にサンプリ
ングされてメモリ136に格納された電気量データDv
a1(t1 〜t3 )〜Dvc1(t1 〜t3 )、Dva2(t
1 〜t3 )〜Dvc2(t1 〜t3 )を図20に概念的に
示す。
【0213】このとき、表示装置112のCPU137
は、複数のディジタル形保護制御装置111A、111
Bにより取得されメモリ136に順次格納された電気量
データ群にサンプリング時刻t(t1 〜t3 )が付加さ
れており、また、その電気量データ群が図20に示すよ
うに、絶対時刻や相に関係なくランダムに配列されてい
るため、そのサンプリング時刻(絶対時刻)t(t1 〜
t3 )に基づいて、前掲図9のステップS5A1〜ステ
ップS5A11と略同様の整列処理を行なって例えば古
い絶対時刻から最新の絶対時刻へ向けて電気量データ群
を時系列的かつ保護制御装置別に整列(ソーティング)
して再度メモリ136における“表”として割り当てら
れたアドレスに格納することにより、電気量データ群が
絶対時刻t(t1 〜t3 )に応じて整列された表を作成
する。
【0214】すなわち、CPU137は、メモリ136
に格納された電気量データ群Dva1(t1 〜t3 )〜D
vc1(t1 〜t3 )、Dva2(t1 〜t3 )〜Dvc2
(t1〜t3 )における先頭アドレスの電気量データD
va1(t1 )の絶対時刻t1 を表における最上位に登録
し(ステップS5A1〜5A6参照)、Dva1(t1 )
に含まれる装置名(111A)、相(Va)を絶対時刻
t1 の欄に追加登録し(ステップS5A7〜5A9参
照)、次いで電気量データDva1(t1 )の電気量(瞬
時値:20V)を取り出して表における絶対時刻t1 の
欄に装置名に対応させて登録する(ステップS5A10
参照)。
【0215】そして、カウンタのインクリメントに応じ
てメモリ136から次段のアドレスの電気量データDv
a2(t1 )に対して上述した処理を繰り返す。
【0216】このDva2(t1 )に対するCPU137
の上述した処理では、既に絶対時刻t1 は表に登録され
てあるため絶対時刻t1 の追加登録処理は行なわれず
(ステップS5A5、ステップS5A7参照)、電気量
データDva2(t1 )の装置名(111B)、相名(V
a)および電気量20Vが表における絶対時刻t1 の欄
に追加登録される。
【0217】同様に、先頭アドレスから5番目のDvb1
(t2 )(b相)に対するCPU137の上述した処理
では、絶対時刻t2 の追加登録処理が行なわれ、電気量
データDvb1(t2 )の装置名(111B)、相名(V
b)および電気量9Vが表における絶対時刻t2 の欄に
追加登録される。
【0218】このようにして、上述した電気量データ群
Dva1(t1 〜t3 )〜Dvc1(t1 〜t3 )、Dva2
(t1 〜t3 )〜Dvc2(t1 〜t3 )は、絶対時刻t
1 〜t3 に応じて、図21に示すように、装置および相
毎に最も以前にサンプリングされた電気量(瞬時値)〜
最新にサンプリングされた電気量(瞬時値)がソートさ
れた表としてメモリ136に保存される。
【0219】そして、CPU137は、メモリ136に
保存された表を読み出してモニタ138に表示する。
【0220】この結果、モニタ138の表示画面には、
複数の設備機器E1、E2毎に配設されたディジタル形
保護制御装置111A、111Bにおいてそれぞれ取得
された状態量(電気量)が図21に示したように、付加
された絶対時刻により整列された状態で同時に表示され
ているため、電力系統31を監視する監視員は、各設備
機器E1、E2からディジタル形保護制御装置111
A、111Bを介してサンプリングした電気量を正確
(例えば絶対時刻の精度である100nsの精度)かつ
同時に(同時刻で)比較することができ、信頼性を向上
させることができる。
【0221】また、電力系統31を監視する監視員は、
各設備機器E1、E2からディジタル形保護制御装置1
11A、111Bを介してサンプリングした電気量を表
示装置112のモニタ138を介して一括して確認する
ことができるため、従来のシステムのように監視員が各
ディジタル形保護制御装置を巡回して各表示器を介して
確認する場合と比べて、その巡回作業に基づく監視員の
負担および煩雑さを解消することができ、かつ各ディジ
タル形保護制御装置において電気量確認用の表示器(モ
ニタ)を設置しないことも可能になり、経済性を向上さ
せ、かつ省力化が図れる。 (第5の実施の形態)本発明の第5の実施の形態に係わ
る電力系統保護制御システムを図22〜図24に従って
説明する。
【0222】図22は、本実施形態における電力系統保
護制御システムの機能ブロックを示す図である。
【0223】図22によれば、電力系統保護制御システ
ム150は、複数の変電所Ts1 、Ts2 および有人の
電気所(またはディジタル形保護制御装置製作工場等、
以下、単に電気所と呼ぶ)Tpで構成されており、この
電力系統保護制御システム150の各変電所Ts1 、T
s2 は、保護制御対象となる電力系統31の各設備機器
E1、E2毎にそれぞれ配設されたディジタル形保護制
御装置111A、111Bを備えている。
【0224】また、電力系統保護制御システム150の
電気所Tpは、例えば製造者が電気所Tp内で設計製作
したディジタル形保護制御装置の動作を確認するための
系統模擬装置151を備えている。
【0225】各変電所Ts1 〜Ts2 および電気所Tp
は、広い範囲に亘って離間かつ分散して配置されてお
り、これら各変電所Ts1 〜Ts2 および電気所Tp
は、通信ネットワーク113Aを介してデータ送受信可
能に互いに相互接続されている。なお、ディジタル形保
護制御装置111A、111Bの機能ブロック構成につ
いては、第4実施形態の図18に示した機能ブロック構
成と略同等であるため、同一の符号を付してその説明を
省略または簡略化する。
【0226】系統模擬装置151は、第4実施形態の表
示装置112の所定の機能ブロック(受信手段120
A、整列手段121および保存手段122)に加えて、
整列手段121の処理により保存手段122に表として
保存された時系列的にソーティングされた電気量データ
に基づいて試験電気量、すなわち試験印加用アナログデ
ータSvを生成する生成手段152と、この生成手段1
52により生成された試験印加用アナログデータSvを
被試験装置153に出力する出力手段154とを備えて
いる。
【0227】また、系統模擬装置151の受信手段12
0Aは、上述した絶対時刻付きの電気量データD1
(t)、D2(t)の受信処理機能に加えて、被試験装
置153から送信された動作制御指令Cvを受信処理す
る機能を有している。そして、系統模擬装置151は、
受信手段120Aにより受信された動作制御指令Cvに
基づいて被試験装置153の動作を確認試験する試験手
段155を備えている。
【0228】図23は、本実施形態のディジタル形保護
制御装置111Aおよび系統模擬装置151の各機能ブ
ロックの処理を具体的に実現するためのハードウエア構
成を示す図である。
【0229】図23に示すディジタル形保護制御装置1
11A、111Bのハードウエア構成は、図19に示し
たハードウエア構成と略同等であるため、その説明を省
略または簡略化する。
【0230】図23によれば、ディジタル形保護制御装
置111Aは、トランシーバ125を介して変電所Ts
1 内に構築されたイーサネットLAN126に接続され
ており、このイーサネットLAN126を経由して変電
所Ts1 内の他の装置に対してデータ送受信可能に相互
接続されている。
【0231】また、変電所Ts1 内のローカルな範囲を
接続するイーサネットLAN126は、トランシーバ1
25およびルータ155を介して通信ネットワーク11
3Aを構成する電話回線等の広域ネットワーク157に
接続されている。なお、変電所Ts2 (ディジタル形保
護制御装置111B)の広域ネットワーク157に対す
る接続関係については、図23に示した変電所Ts1
(ディジタル形保護制御装置111A)に対する接続関
係と略同等であるため、その説明を省略する。
【0232】一方、系統模擬装置151は、トランシー
バ125を介して電気所Tp内に構築されたイーサネッ
トLAN126に接続されており、このイーサネットL
AN126を経由して電気所Tp内の他の装置に対して
データ送受信可能に相互接続されている。
【0233】すなわち、系統模擬装置151は、広域ネ
ットワーク157からルータ156、イーサネットLA
N126およびトランシーバ125を介して送られてき
た絶対時刻付きの電気量データD1(t)、D2(t)
を系統模擬装置151へ入力処理するための通信インタ
フェース160と、処理プログラムや処理データ保存用
のメモリ161,および通信インタフェース160を介
して入力された電気量データを受信処理し、メモリ16
1に予め記憶されたプログラムに従って上述した絶対時
刻に基づく時系列的な整列処理および整列処理した結果
に基づく試験印加用ディジタルデータ生成処理をメモリ
161を利用して行なうCPU162,を備えたディジ
タル演算処理部163と、このディジタル演算処理部1
63により生成された試験印加用ディジタルデータをア
ナログ型のデータ(試験印加用アナログデータ)Svに
変換して被試験装置153に出力するディジタル・アナ
ログ変換部164とを備えている。
【0234】また、系統模擬装置151は、被試験装置
153から送られた上記試験印加用アナログデータSv
に応じた制御出力データCvを系統模擬装置151へ入
力処理するための入出力インタフェース165を備えて
おり、ディジタル形演算処理部163のCPU162
は、入出力インタフェース165を介して入力された制
御出力データCvを受信処理し、この制御出力データC
vに基づいて被試験装置153の動作を確認試験する機
能を兼ね備えている。なお、この系統模擬装置151の
各構成要素(通信インタフェース160、CPU16
2、メモリ163、ディジタル・アナログ変換部164
および入出力インタフェース165は、それぞれバス1
66に接続されており、これら各構成要素間のデータの
送受信は、全てバス166を介してなされるように構成
されている。
【0235】また、図22における受信手段120A
は、主に通信インタフェース160、メモリ161、C
PU162および入出力インタフェース165の処理に
より具体化され、整列手段121、保存手段122、生
成手段152および試験手段155は、それぞれメモリ
161およびCPU162の処理により具体化される。
さらに、出力手段154は、CPU162およびディジ
タル・アナログ変換部164の処理により具体化され
る。
【0236】このように構成された電力系統保護制御シ
ステム150によれば、第1〜第4実施形態と同様に、
ディジタル形保護制御装置111A、111Bの各CP
U130は、絶対時刻tに基づいて設定されたサンプリ
ング周期に応じて各アナログディジタル変換部2を介し
て電力系統31の各設備機器E1、E2の電気量(例え
ば各相電圧Va、Vb、Vc)を順次サンプリングして
ディジタル形の電気量データDva1〜Dvc1、Dva2〜
Dvc2に変換し、この順次変換した電気量データDva1
〜Dvc1、Dva2〜Dvc2に対しそのサンプリング時の
絶対時刻tを付加して所定のパラメータ{「装置名」、
「電気量の相」、「電気量(瞬時値)」、「絶対時刻
(時刻)」}を含むデータ構造を有する電気量データD
va1(t)〜Dvc1(t)、Dva2(t)〜Dvc2
(t)を生成する。
【0237】例えば電力系統31の設備機器E1のa相
電圧Vaは、絶対時刻t=t1 :1997年7月11日
14時30分45.2500000秒からサンプリング
周期(例えば0.0016666…秒)毎にその瞬時値
がアナログディジタル変換部2によりサンプリングさ
れ、サンプリング時の絶対時刻t=t1 、t2 、…が付
加された電気量データDva1(t1 )、Dva1(t2
)、…が生成される(図24に示すデータ遷移図にお
けるステップST1参照)。
【0238】ディジタル形保護制御装置111A、11
1Bによりそれぞれサンプリングされた電気量データD
va1(t1 、t2 、…)〜Dvc1(t1 、t2 、…)、
Dva2(t1 、t2 、…)〜Dvc2(t1 、t2 、…)
は、通信インタフェース128、トランシーバ125、
イーサネットLAN126およびルータ156を介して
広域ネットワーク157へ順次送信される。
【0239】系統模擬装置151のディジタル演算処理
部163のCPU162は、広域ネットワーク157を
介して送信されてきた電気量データ群Dva1(t1 、t
2 、…)〜Dvc1(t1 、t2 、…)、Dva2(t1 、
t2 、…)〜Dvc2(t1 、t2 、…)を通信インタフ
ェース160を介して受信処理してメモリ161におけ
る暫定的に割り当てた所定アドレス範囲に順次格納す
る。
【0240】このとき、系統模擬装置151に受信され
メモリ161に暫定的に格納された電気量データ群Dv
a1(t1 、t2 、…)〜Dvc1(t1 、t2 、…)、D
va2(t1 、t2 、…)〜Dvc2(t1 、t2 、…)
は、図24のステップST2に示すように、絶対時刻や
相が混在してランダムに配列されているため、第4実施
形態と略同様の整列処理を行なうことにより、図24の
ステップST3に示すように、装置および相毎に最も以
前にサンプリングされた電気量(瞬時値)〜最新にサン
プリングされた電気量(瞬時値)がソートされた表とし
てメモリ161に保存される。
【0241】そして、CPU162の処理により、メモ
リ161に保存された表から各装置毎および相毎に電気
量(瞬時値)が読み出されてディジタル・アナログ変換
部164へ出力され、ディジタル・アナログ変換部16
4を介して順次試験印加用のアナログデータ(電圧デー
タ)Svが生成される。
【0242】このようにして生成された試験印加用アナ
ログデータSvは、ディジタル形保護制御装置111
A、111Bに取得された実際の電力系統31の各設備
機器E1、E2の電気量と比べて、アナログデータから
ディジタルデータに変換される際の変換誤差およびディ
ジタルデータからアナログデータに変換される際の変換
誤差以外の論理的誤差は含まれず略同一である。
【0243】したがって、従来の系統模擬装置により生
成された予め装備した系統モデルの系統事故に基づく試
験印加用アナログデータではなく、実際の電力系統31
の電気量と略同一(上記変換誤差分を除く)の試験印加
用アナログデータを生成することができる。
【0244】このようにしてディジタル・アナログ変換
部164により生成された試験印加用のアナログデータ
Svは、被試験装置153に送られる。
【0245】被試験装置153では、送信された試験印
加用のアナログデータSvに基づいて保護制御演算が行
なわれて試験印加用アナログデータSvに対応する制御
出力データCvが生成される。そして、この制御出力デ
ータCvは、系統模擬装置151に送信され、系統模擬
装置151のディジタル形演算処理部163のCPU1
62により入出力インタフェース165を介して受信処
理される。
【0246】この結果、系統模擬装置151のCPU1
62の処理により、試験印加用アナログデータに応じた
被試験装置153の動作を確認することができる。
【0247】以上述べたように、本実施形態の電力系統
保護制御システムによれば、電力系統の実際の状態量
(電気量)と略同等の試験印加用アナログデータを用い
ることができるため、予め定められた限定された系統モ
デルや系統事故に基づく試験印加用アナログデータでは
なく、実際の電力系統において発生した系統事故に基づ
く状態量(状変データ)に対応する試験印加用アナログ
データを用いて被試験装置の動作確認試験を行なうこと
ができる。
【0248】したがって、例えば隣接する平行2回線の
送電線間の電磁誘導等実際の複雑な系統事故に基づく状
態量に対応する試験印加用アナログデータを用いて被試
験装置の動作確認試験を行なうことが可能になり、被試
験装置および電力系統保護制御システムの動作確認試験
に関する信頼性を高めることができる。
【0249】また、実際の電力系統が複雑かつ重潮流化
されていても、そのような電力系統で起こり得る系統事
故に基づく状態量に対応する試験印加用アナログデータ
を用いて被試験装置の総合動作試験を行なうことがで
き、被試験装置および電力系統保護制御システムの動作
確認試験に関する信頼性をさらに向上させることができ
る。
【0250】さらに、長時間に渡る定常状態を継続させ
る試験を行なう際においても、実際の電力系統の状態量
(電気量)がそのまま試験印加用アナログデータとなる
ため、日中の系統の潮流変化や系統運用の変化等に対応
した試験印加用アナログデータが生成される。したがっ
て、従来不可能であるか、あるいは非常に高価かつ複雑
な系統モデルを用いることでしか成し得なかった上述し
た日中の系統潮流変化や系統運用変化等を反映させた動
作確認試験を行なうことが上記高価かつ複雑な系統モデ
ルを用いることなく容易に可能になり、電力系統保護制
御システムの経済性や被試験装置および電力系統保護制
御システム自体の信頼性をさらに向上させることができ
る。 (第6の実施の形態)本発明の第6の実施の形態に係わ
る電力系統保護制御システムを図25および図26に従
って説明する。
【0251】図25は、本実施形態の電力系統保護制御
システムの機能ブロックを示す図である。なお、第4実
施形態の前掲図18に示した電力系統保護制御システム
の各機能ブロックと略同等の機能ブロックについては、
同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【0252】図25によれば、電力系統保護制御システ
ム170は、保護制御対象となる電力系統31の設備機
器{以下では、説明の簡単化のため、例えば互いに隣接
して配置された2つの設備機器(設備機器E1、E2)
とする}毎に配設され、各設備機器E1、E2の電流や
電圧等のアナログ状態量(電気量)S1、S2をそれぞ
れ取り込み、その電気量S1、S2に基づいて保護制御
演算処理を行なって電力系統31の各設備機器E1、E
2に対する遮断器等の保護制御機器への引外し指令(ト
リップ指令)や復帰指令等の保護制御動作指令C1、C
2をそれぞれ出力する保護制御演算機能と、この保護制
御演算機能とは別個の独立した機能として、上記電気量
S1、S2に基づいて各設備機器E1、E2に対して故
障(事故)が発生したか否かを検出する故障検出機能
(事故検出機能)とをそれぞれ備えた複数のディジタル
形保護制御装置171A、171Bと、これら各ディジ
タル形保護制御装置171A、171Bが取得した電気
量S1、S2を表示する表示装置112とを備えてお
り、互いに通信ネットワーク113を介してデータ送受
信可能に接続されている。
【0253】ディジタル形保護制御装置171Aは、G
PS受信手段115、データ取得手段116および保護
制御演算手段118に加えて、データ取得手段116か
ら出力された電気量データD1に基づいて、保護制御対
象となる設備機器E1および非保護制御対象である設備
機器E2に対して発生する故障を検出する故障検出手段
172Aを備えている。なお、設備機器E2が非保護制
御対象であるとは、設備機器E2に故障が発生してもデ
ィジタル形保護制御装置171Aの保護制御機器は正不
動作であることを意味している。
【0254】さらに、ディジタル形保護制御装置171
Aは、故障検出手段172Aが設備機器E1および設備
機器E2の内の少なくとも一方の故障を検出した際に、
その故障検出指令に応じて、データ取得手段116によ
りサンプリングされた電気量データD1を取り込み、こ
の電気量データD1がサンプリングされた際の絶対時刻
tを付加して絶対時刻付きの電気量データD1(t)と
して記録する動作情報記録手段173Aと、この動作情
報記録手段173Aに記録された電気量データD1
(t)を読み出して通信ネットワーク113に送出する
送出手段174Aとを備えている。
【0255】また、データ保護制御装置171Bは、デ
ィジタル形保護制御装置171Aと同様に、GPS受信
手段115、データ取得手段116および保護制御演算
手段118に加えて、データ取得手段116から出力さ
れた電気量データD2に基づいて、保護制御対象となる
設備機器E2および非保護制御対象である設備機器E1
に対して発生する故障を検出する故障検出手段172B
と、この故障検出手段172Bが設備機器E1および設
備機器E2の内の少なくとも一方の故障を検出した際
に、その故障検出指令に応じて、データ取得手段116
によりサンプリングされた電気量データD2を取り込
み、この電気量データD2がサンプリングされた際の絶
対時刻tを付加して絶対時刻付きの電気量データD2
(t)として記録する動作情報記録手段173Bと、こ
の動作情報記録手段173Bに記録された電気量データ
D2(t)を読み出して通信ネットワーク113に送出
する送出手段174Bとを備えている。なお、GPS受
信手段用の交流電源については、図示を省略している。
【0256】表示装置112は、第4実施形態と同様
に、ディジタル形保護制御装置171A、171Bから
それぞれ送出され通信ネットワーク113を介して送信
されてきた絶対時刻付きの電気量データD1(t)、D
2(t)を時系列的に整列して表示するものであり、受
信手段120、整列手段121、保存手段122および
表示手段123を備えている。
【0257】図26は、本実施形態のディジタル形保護
制御装置171Aおよび表示装置112の各機能ブロッ
クの処理を具体的に実現するためのハードウエア構成を
示す図である。なお、表示装置112は、例えばパーソ
ナルコンピュータで実現される。また、ディジタル形保
護制御装置171Aのハードウエア構成において、前掲
図19に示したディジタル形保護制御装置111Aのハ
ードウエアの各構成要素と略同等の構成要素について
は、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化す
る。
【0258】図26に示すディジタル形保護制御装置1
71Aは、電力系統保護制御システム170の他の装置
(ディジタル形保護制御装置171B、表示装置11
2)に対して通信ネットワーク113を構成するトラン
シーバ125およびイーサネットLAN126を介して
データ送受信可能に相互接続されている。
【0259】ディジタル形保護制御装置171Aは、第
4実施形態と同様の構成要素である電気量データ取得用
のアナログディジタル変換部2、絶対時刻付加処理や保
護制御演算処理を含む処理実行用の主検出リレーハード
ウエアとしてのディジタル演算処理部3、電力系統31
に対するインタフェース用の入出力インタフェース(I
/O)4、構成要素間接続用のバス5、電気量データ等
の表示用のLED表示器14、GPSシステム(GPS
受信アンテナ115a、人工衛星L)に対するインタフ
ェース用のGPSインタフェース127およびイーサネ
ットLAN126に対するインタフェース用の通信イン
タフェース128に加えて、上述した故障検出手段17
2Aを具体的に実現するための事故検出リレーハードウ
エアとしてのディジタル演算処理部175を備えてい
る。
【0260】ディジタル演算処理部175は、故障検出
処理を含む処理を実行するためのCPU176、電気量
データやCPU176の処理時のデータを一時的に保存
するためのRAM177、故障検出処理を含む処理の手
順(プログラム)を保存するためのROM178、およ
び整定値を記憶するEEPROM179を備えており、
これらの各構成要素は、バス180によりデータ送受信
可能に相互接続されている。また、バス180はバス5
に接続されており、この結果、ディジタル演算処理部1
75のCPU176は、バス180およびバス5を介し
てアナログディジタル変換部2、ディジタル演算処理部
3および通信インタフェース128等とデータ送受信可
能になっている。
【0261】ディジタル演算処理部175のCPU17
6は、CPU130の保護制御演算処理による故障(事
故)検出範囲よりも広範な検出範囲、すなわち、CPU
130が故障検出動作を行なった場合には必ず動作し、
かつCPU130の保護制御対象となる設備機器E1に
限らず、保護制御対象以外の電力系統31内の設備機器
に発生した故障(事故)を、RAM177に保存された
電気量データに基づいて、例えば電力系統31の電気量
(電流等)がある一定値以上になったときや、電圧の3
相アンバランスがある一定値以上になった場合等の手段
で検出し、トリップ指令等の保護制御動作指令C1' を
バス5を介して入出力インタフェース4に送るようにな
っている。
【0262】入出力インタフェース4は、フェイルセー
フ機能を有しており、CPU130からの保護制御動作
指令C1とCPU176からの保護制御動作指令C1'
とがそれぞれ送信された場合にのみ、すなわち両者のア
ンド出力値を保護制御動作指令C1として遮断器等の保
護制御機器へ送信するようになっている。
【0263】なお、ディジタル形保護制御装置171B
のハードウエア構成は、取得する電気量がS2、変換す
る電気量データがD2で表される以外は、ディジタル形
保護制御装置171Aのハードウエア構成と同等である
ため、その説明を省略する。一方、表示装置112は、
第4実施形態と同様に、入出力インタフェース135、
メモリ136、CPU137およびモニタ138から構
成されている。
【0264】このように構成された電力系統保護制御シ
ステム170の全体動作を以下に述べる。
【0265】図27は、電力系統の一部の設備機器を含
む単線結線図を示す図である。
【0266】図27によれば、電力系統31Aとして、
母線Aと母線Bとを接続する互いに隣接する送電線(1
号線TL1、2号線TL2)と、1号線TL1と母線C
とを接続する送電線TL3と、2号線TL2と母線Cと
を接続し送電線TL3と隣接する送電線TL4とがそれ
ぞれ示されている。
【0267】このとき、この電力系統31Aには、隣接
する1号線TL1、2号線TL2における電源が接続さ
れた端子A側端部に配設され1号線TL1、2号線TL
2(母線A、母線B)の保護制御を行なうディジタル形
保護制御装置1LA、1LBと、隣接する1号線TL
1、2号線TL2における開放端子B側端部に配設され
1号線TL1、2号線TL2(母線A、母線B)を保護
制御するためのディジタル形保護制御装置2LA、2L
Bと、隣接する送電線TL3、TL4に配設され送電線
TL3、TL4(母線C)を保護制御するためのディジ
タル形保護制御装置1LC、2LCとが設置されてい
る。
【0268】このように構成された電力系統31Aで
は、1号線TL1と2号線TL2とは互いに隣接して配
置されているため相互に影響を与えているものの、仮に
1号線TL1で図27に示すような系統故障が発生した
場合には、ディジタル形保護制御装置2LA〜2LC
は、保護制御対象が2号線TL2であるため、保護制御
動作しない(すなわち、正不動作を行なう)。
【0269】しかしながら、上記1号線TL1と2号線
TL2等、互いに関連して影響を及ぼしている複数の設
備機器においては、その一部の設備機器に系統故障が発
生した場合、残りの設備機器の状態量解析をその残りの
設備機器を保護制御対象とするディジタル形保護制御装
置において行ないたいという要求が高まっていた。
【0270】本実施形態の電力系統保護制御システムは
上述した要求に応えるためのものである。
【0271】すなわち、本実施形態の電力系統保護制御
システム170によれば、ディジタル形保護制御装置1
71AのCPU130およびCPU176は、第4実施
形態と同様のサンプリング周期設定処理により設定され
たサンプリング周期に基づいてアナログディジタル変換
部2を介して電力系統31の設備機器E1の電気量S1
(例えば各相電圧Va、Vb、Vc)を順次サンプリン
グしてディジタル形の電気量データDva1〜Dvc1に変
換し、この順次変換した電気量データDva1〜Dvc1を
RAM131およびRAM177にそれぞれ格納する。
同様に、ディジタル形保護制御装置171BのCPU1
30およびCPU176は、設備機器E2の電気量S2
に基づいて得られた電気量データDva2〜Dvc2をRA
M131およびRAM177にそれぞれ格納する。
【0272】このとき、ディジタル形保護制御装置17
1Aおよびディジタル形保護制御装置171BのCPU
130は、EEPROM13に記憶された整定値および
RAM131に格納された電気量データDva1〜Dvc1
およびDva2〜Dvc2に基づいて保護制御演算処理をそ
れぞれ実行して保護制御対象となる設備機器E1および
設備機器、例えばE2に対して系統故障が発生している
か否かをそれぞれ判断し、判断結果(E1およびE2に
故障発生の場合)に応じて保護制御動作指令(引き外し
動作指令等)C1を入出力インタフェース4に出力して
いる。
【0273】一方、ディジタル形保護制御装置171A
のCPU176は上記CPU130の保護制御演算処理
と別個かつ同時に、EEPROM179に記憶された整
定値およびRAM177に格納された電気量データDv
a1〜Dvc1に基づいて演算処理を行ない、自ディジタル
形保護制御装置171Aの保護制御対象となる設備機器
E1に加えて保護制御対象である設備機器E1以外の電
力系統31の他の設備機器(例えば設備機器E2)に故
障が発生しているか否かを判断する。同様に、ディジタ
ル形保護制御装置171BのCPU176は、電気量デ
ータDva2〜Dvc2に基づく演算処理により、自ディジ
タル形保護制御装置171Bの保護制御対象となる設備
機器E2および保護制御対象である設備機器E2以外の
電力系統31の他の設備機器(例えば設備機器E1)に
故障が発生しているか否かを判断する。
【0274】例えば、設備機器E2に系統故障が発生し
たとすると、その設備機器E2を保護制御対象とするデ
ィジタル形保護制御装置171BのCPU176は、上
述したCPU130による保護制御演算処理に基づく保
護制御動作指令C1' を入出力インタフェース4に送信
する。この結果、入出力インタフェース4のフェイルセ
ーフ機能により保護制御動作指令C1が遮断器等の保護
制御機器へ送信される(正動作処理)。
【0275】また、CPU176は、上記演算処理によ
り設備機器E2に系統故障が発生したと判断した際に、
正動作処理における保護制御動作指令C1' 出力処理に
加えて、RAM177に格納された電気量データDva2
〜Dvc2に対しそのサンプリング時の絶対時刻「t=t
1 」を付加して、前掲図20に概念的に示すようなパラ
メータを含むデータ構造を有する電気量データDva2
(t1 )〜Dvc2(t1)、すなわち、系統故障時の状
態量(電気量、状変量)を表す電気量データとしてRA
M177に再度保存(記録)し、この記録した電気量デ
ータDva2(t1)〜Dvc2(t1 )をバス180、バ
ス5、通信インタフェース128およびトランシーバ1
25を介してイーサネットLAN126へ順次送信す
る。そして、以下、系統事故発生以降の電気量データD
va2(t2 、t3 、…)〜Dvc2(t2 、t3 、…)を
サンプリング周期毎にイーサネットLAN126へ順次
送信する。
【0276】一方、事故が発生した設備機器E2を保護
制御対象としないディジタル形保護制御装置171Aの
CPU176は、保護制御演算処理により非保護制御対
象である他の設備機器に系統故障が発生したと判断し
て、ディジタル形保護制御装置171BのCPU176
と同様に、電気量データDva1〜Dvc1を絶対時刻「t
=t1 」付きの電気量データDva1(t1 )〜Dvc1
(t1 )としてRAM177に再度記録し、記録した電
気量データDva1(t1 )〜Dvc1(t1 )をバス18
0、バス5、通信インタフェース128およびトランシ
ーバ125を介してイーサネットLAN126へ順次送
信する。以下、系統事故発生以降の電気量データDva1
(t2 、t3 、…)〜Dvc1(t2 、t3 、…)をサン
プリング周期毎にイーサネットLAN126へ順次送信
する。
【0277】このとき、表示装置112のCPU137
は、第4実施形態と同様に、イーサネットLAN126
を介して送信されてきた電気量データDva1(t1 、t
2 、…)〜Dvc1(t1 、t2 、…)およびDva2(t
1 、t2 、…)〜Dvc2(t1 、t2 、…)を入出力イ
ンタフェース135を介して受信処理してメモリ136
における暫定的に割り当てた所定アドレス範囲に順次格
納し(整列前、前掲図20参照)、そのサンプリング時
刻(絶対時刻)「t=t1 、t2 、…」に基づいて第4
実施形態と略同様の整列処理を行なうことにより、例え
ば電気量データ群を時系列的かつ保護制御装置別に整列
して表を作成する(整列後、前掲図21参照)。
【0278】そして、CPU137は、メモリ136に
保存された表を読み出してモニタ138に表示して、処
理を終了する。
【0279】この結果、モニタ138の表示画面には、
系統故障発生時においてその系統事故が発生した設備機
器E2の状態量(状変量)および電力系統31における
事故発生設備機器E2に関連する設備機器E1(非故
障)の状態量(状変量)を時系列的に整列した状態で表
示することができる。
【0280】すなわち、本実施形態によれば、系統事故
発生時において正動作を行なうディジタル形保護制御装
置171Bで取得された系統事故発生設備機器E2の状
態量の記録および表示に加えて、その設備機器E2に関
連する電力系統31内の他の非故障の設備機器(例えば
設備機器E1)の状態量をその設備機器E1を保護制御
対象とする正不動作のディジタル形保護制御装置171
Aにおいても記録し、かつ表示装置112のモニタ13
8を介して上記表示することができる。
【0281】したがって、従来行なうことができなかっ
た系統事故発生時に正不動作となったディジタル形保護
制御装置で取得される状態量の記録、確認および解析作
業を容易に実施することができるため、系統事故発生時
に保護制御対象に関係なく全てのディジタル形保護制御
装置を通じて得られた電力系統全体の電気量(状態量)
を使用した総合的な解析を行なうことができ、電力系統
保護制御システム全体の信頼性を向上させることができ
る。
【0282】また、表示装置のモニタを介して系統事故
発生時の各設備機器の状態量を全て確認・解析すること
ができるため、第4実施形態の効果に加えて、各ディジ
タル形保護制御装置を巡回して解析ツールを用いて各設
備機器の状態量を確認・解析する必要がなくなり、大幅
な省力化が図れる。
【0283】さらに、本実施形態によれば、仮にディジ
タル形保護制御装置171Bにおける通常の保護制御演
算処理を行なうCPU130を含むディジタル演算処理
部3自体に動作不良が発生して、事故発生設備機器E2
を保護制御対象となるディジタル形保護制御装置171
Bが誤不動作しても、CPU130とは個別に設けたデ
ィジタル演算処理部175のCPU176により設備機
器E2の故障を検出をして上述した電気量データ記録お
よび送信処理を行なうとともに、保護制御動作を行なう
ことができる。
【0284】したがって、系統事故発生時においては、
正不動作・誤不動作に関係なく電力系統の各設備機器の
状態量の確認・解析を行なうことができるため、電力系
統保護制御システム全体の信頼性および経済性を向上さ
せることができる。
【0285】なお、上述した第4および第6実施形態で
は、表示装置を、電力系統の各設備機器毎にそれぞれ配
設された複数のディジタル形保護制御装置とは別個に設
けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示
装置を上記複数のディジタル形保護制御装置の内の何れ
か1つに設置してもよい。 (第7の実施の形態)本発明の第7の実施の形態に係わ
る電力系統保護制御システムを図28に従って説明す
る。
【0286】図28は、本実施形態の電力系統保護制御
システムの機能ブロックを示す図である。
【0287】図28によれば、本実施形態の電力系統保
護制御システム190は、複数の変電所Ts1 、Ts2
および有人の電気所Tpで構成されており、この電力系
統保護制御システム190の各変電所Ts1 、Ts2
は、保護制御対象となる例えば互いに隣接して配置され
た例えば2つの設備機器E1、E2毎にそれぞれ配設さ
れたディジタル形保護制御装置171A、171Bを備
えている。このディジタル形保護制御装置171A、1
71Bが有する機能ブロック構成は、第6実施形態で示
したディジタル形保護制御装置との機能ブロック構成と
同等であるため、同一の符号を付してその説明を省略す
る。
【0288】そして、電力系統保護制御システム190
の電気所Tpは、これら各ディジタル形保護制御装置1
71A、171Bが取得した電気量S1、S2に基づく
電気量データに応じて試験印加用アナログデータSvを
生成し、生成された試験印加用アナログデータに基づい
て、例えば製造者が電気所Tp内で設計製作したディジ
タル形保護制御装置(被試験装置)の動作を確認するた
めの系統模擬装置151を備えており、これら各ディジ
タル形保護制御装置171A、171Bおよび系統模擬
装置151は、通信ネットワーク113Aを介してデー
タ送受信可能に相互接続されている。なお、系統模擬装
置151の機能ブロック構成は、第5実施形態で説明し
た系統模擬装置の機能ブロック構成と同等であるため、
同一の符号を付してその説明を省略する。
【0289】また、本実施形態の各ディジタル形保護制
御装置171A、171Bのハードウエア構成は、第6
実施形態における前掲図26に示したディジタル形保護
制御装置のハードウエア構成と同等であるため、図26
に示したハードウエア構成要素を参照して説明を行な
う。さらに、本実施形態の系統模擬装置151のハード
ウエア構成は、第5実施形態における前掲図23に示し
たディジタル形保護制御装置のハードウエア構成と同等
であるため、図23に示したハードウエア構成要素を参
照して説明を行なう。
【0290】すなわち、本構成の電力系統保護制御シス
テム190によれば、例えば設備機器E2に系統故障が
発生した場合、ディジタル形保護制御装置171Aおよ
びディジタル形保護制御装置171Bの第6実施形態と
同様の処理により、通信ネットワーク113Aに向けて
系統事故発生時およびそれ以後の系統事故発生設備機器
E2の状態を表す電気量データDva2(t1 、t2 、
…)〜Dvc2(t1 、t2 、…)ならびに上記系統事故
発生設備機器E2に隣接する設備機器E1の系統事故発
生時およびそれ以後の状態を表す電気量データDva1
(t1 、t2 、…)〜Dvc1(t1 、t2 、…)がそれ
ぞれ送信される。
【0291】通信ネットワーク113Aへ送信された電
気量データDva1(t1 、t2 、…)〜Dvc1(t1 、
t2 、…)および電気量データDva2(t1 、t2 、
…)〜Dvc2(t1 、t2 、…)は、系統模擬装置15
1に送られて受信され、第5実施形態と同等の整列処理
により、時系列的かつ保護制御装置別に表として整列さ
れる。
【0292】そして、系統模擬装置151の生成処理に
より、表として整列された各装置毎および相毎に読み出
された電気量(瞬時値)に基づいて試験印加用アナログ
データSvが生成されて被試験装置153に送信され
る。
【0293】すなわち、本構成によれば、系統事故発生
時において正動作を行なうディジタル形保護制御装置1
71Bで取得された系統事故発生設備機器E2の状態量
に加えて、その設備機器E2に関連してディジタル形保
護制御装置171Aで取得された設備機器E1(非故
障)の状態量に基づいて試験印加用アナログデータを生
成して被試験装置153に印加して試験を実行すること
ができる。
【0294】したがって、従来行なうこができなかった
系統事故発生時に正不動作となったディジタル形保護制
御装置で取得された状態量に対応する試験印加用アナロ
グデータを用いて被試験装置の動作確認試験を行なうこ
とができ、被試験装置および電力系統保護制御システム
の動作確認試験に関する信頼性を高めることができる。
【0295】また、従来実現できなかった複雑な電力系
統における試験でも、その電力系統が実際に存在するな
らば試験を実施することが可能になり、被試験装置およ
び電力系統保護制御システムの動作確認試験に関する信
頼性をさらに向上させることができる。
【0296】そして、本構成によれば、各ディジタル形
保護制御装置には、系統事故発生後に取得された各設備
機器の電気量データがそれぞれ記録されるため、従来の
ような様々な系統故障の模擬の設定を行なうことなく様
々な系統故障に伴う各設備機器の実際の電気量データを
取得することができ、電力系統保護制御システムの経済
性や被試験装置および電力系統保護制御システム自体の
信頼性をさらに向上させることができる。
【0297】なお、上述した第5および第7実施形態で
は、系統模擬装置を、電力系統の各設備機器毎にそれぞ
れ配設された複数のディジタル形保護制御装置とは別個
に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
系統模擬装置を上記複数のディジタル形保護制御装置の
内の何れか1つに設置してもよい。
【0298】また、上述した第6および第7実施形態で
は、事故検出リレー動作を行なう事故検出リレーハード
ウエアをディジタル演算処理部3とは別個に設けたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、ディジタル形
演算処理部3におけるリレー要素ソフトウエアの1つと
して実現し、同一のディジタル型演算処理部3が主検出
リレー動作および事故検出リレー動作を行なうように構
成してもよい。 (第8の実施の形態)本発明の第8の実施の形態に係わ
る電力系統保護制御システムを図29および図30に従
って説明する。
【0299】図29は、本実施形態における電力系統保
護制御システムの機能ブロック図を示す図である。
【0300】図29によれば、電力系統保護制御システ
ム200は、複数の変電所Ts1 〜Ts3 で構成されて
おり、この電力系統保護制御システム200の各変電所
Ts1 〜Ts3 におけるTs1 、Ts2 は、保護制御対
象となる電力系統31の各設備機器E1、E2毎にそれ
ぞれ配設されたディジタル形保護制御装置201A、2
01Bを備えている。また、変電所Ts3 は、動作確認
試験の対象となるディジタル形保護制御装置201Cを
備えている。各変電所Ts1 〜Ts3 は、通信ネットワ
ーク113Aを介してデータ送受信可能に相互接続され
ている。
【0301】ディジタル形保護制御装置201Aは、第
5実施形態のディジタル形保護制御装置111Aの所定
の機能ブロック(GPS受信手段115、データ取得手
段116および送出手段117)に加えて、他のディジ
タル形保護制御装置(ディジタル形保護制御装置201
B)から送出され通信ネットワーク113Aを介して送
信されてきた絶対時刻付きの電気量データD2(t)を
受信処理する受信手段205Aと、この受信手段205
Aより受信された電気量データD2(t)を、付加され
た絶対時刻に基づいて時系列的に整列(ソーティング)
する整列手段206Aとを備えている。
【0302】さらに、ディジタル形保護制御装置201
Aは、上記通信ネットワーク113Aを介して絶対時刻
付きの電気量データD2(t)が送られたか否か(すな
わち、整列手段206Aによる整列結果が存在するか否
か)を判断し、この結果、電気量データD2(t)が送
られて整列手段206Aによる整列結果が存在する場合
には、その整列結果を後述する保護制御手段に入力し、
整列結果が存在しない場合には、データ取得手段116
により取得された電力系統31の保護制御対象である設
備機器E1の状態量データ(電気量データD1(t))
を保護制御演算手段に入力する入力手段207Aと、整
列手段206Aによる整列結果およびデータ取得手段1
16により取得された電気量データの内のどちらか一方
に基づいて保護制御演算処理を行なう保護制御演算手段
208Aとを備えており、保護制御演算手段208A
は、データ取得手段116により取得された電気量デー
タD1(t)を用いて保護制御演算処理を行なった場
合、得られた処理結果を保護制御動作指令C1 として電
力系統31の設備機器E1に対する遮断器等の保護制御
機器へ出力し、また、整列手段206Aによる整列結果
を用いて保護制御演算処理を行なった場合、得られた処
理結果をモニタ等の表示手段209Aを介して表示する
ようになっている。
【0303】なお、ディジタル形保護制御装置201B
は、GPS受信手段115、データ取得手段116、送
出手段117、受信手段205B、整列手段206B、
入力手段207B、保護制御演算手段208Bおよび表
示手段209Bを備えており、このディジタル形保護制
御装置201Bの各機能ブロックは、他のディジタル形
保護制御装置がディジタル形保護制御装置201Aであ
り、上述した通信ネットワーク103Aを介して送られ
てくる電気量データがD1(t)、およびデータ取得手
段116により取得された電気量データが保護制御対象
である設備機器E2の電気量データD2(t)である点
以外は、ディジタル形保護制御装置201Aの各機能ブ
ロックと略同等であるため、その説明を省略する。
【0304】ディジタル形保護制御装置201Cは、G
PS受信手段115、データ取得手段116、送出手段
117、受信手段205C、整列手段206C、入力手
段207C、保護制御演算手段208Cおよび表示手段
209Cを備えている。
【0305】ディジタル形保護制御装置201Cの各機
能ブロックは、基本的にはディジタル形保護制御装置2
01Aおよび201Bの機能ブロック構成と略同等であ
るが、ディジタル形保護制御装置201Cが動作確認試
験前であるため、若干異なっている。
【0306】すなわち、ディジタル形保護制御装置20
1Cのデータ取得手段116は、保護制御対象となる電
力系統31の設備機器から電気量データを取り込まない
ようになっており、したがって送出手段117は、電気
量データを通信ネットワーク113Aを介して他のディ
ジタル形保護制御装置201A、201Bに対して送信
しないようになっている。また、受信手段205Cは、
通信ネットワーク113Aを介して他のディジタル形保
護制御装置(201A、201B)から電気量データD
1(t)、D2(t)を受信するようになっており、整
列手段206Cは、受信手段205Cより受信された電
気量データD1(t)、D2(t)を、付加された絶対
時刻に基づいて時系列的に整列(ソーティング)するよ
うになっている。
【0307】さらに、入力手段207Cは、整列手段2
06Cの整列結果を保護制御手段208Cに入力するよ
うになっており、保護制御演算手段208Cは、入力手
段207Cから入力された整列結果に基づいて保護制御
演算処理を行なうようになっている。
【0308】図30は、本実施形態のディジタル形保護
制御装置201Aおよび201Cの各機能ブロックの処
理を具体的に実現するためのハードウエア構成を示す図
である。なお、ディジタル形保護制御部201Aおよび
201Cのハードウエア構成において、前掲図60に示
したディジタル形保護制御装置1のハードウエアの各構
成要素と略同等の構成要素については、同一の符号を付
してその説明を省略または簡略化する。
【0309】図30によれば、ディジタル形保護制御装
置201Aおよび201Cは、トランシーバ125を介
して変電所Ts1 およびTs3 内に構築されたイーサネ
ットLAN126にそれぞれ接続されており、このイー
サネットLAN126を経由して変電所Ts1 およびT
s3 内の他の装置に対してデータ送受信可能に相互接続
されている。
【0310】また、変電所Ts1 およびTs3 内のロー
カルな範囲をそれぞれ接続するイーサネットLAN12
6は、トランシーバ125およびルータ155を介して
通信ネットワーク113Aを構成する広域ネットワーク
157にそれぞれ接続されている。なお、変電所Ts2
(ディジタル形保護制御装置201B)の広域ネットワ
ーク157に対する接続関係については、図30に示し
た変電所Ts1 (ディジタル形保護制御装置201A)
および変電所Ts3 (ディジタル形保護制御装置201
C)に対する接続関係と略同等であるため、その説明を
省略する。
【0311】図30に示すディジタル形保護制御装置2
01Aは、電気量データD1取得用のアナログディジタ
ル変換部2と、上述した絶対時刻付加処理、整列処理、
判別処理および保護制御演算処理実行用のディジタル演
算処理部215と、電力系統31に対するインタフェー
ス用の入出力インタフェース(I/O)4と、構成要素
間接続用のバス5と、電気量データ等の表示用のLED
表示器14と、GPSシステム(GPS受信アンテナ1
15a、人工衛星L)に対するインタフェース用のGP
Sインタフェース127と、イーサネットLAN126
とディジタル演算処理部215との間のデータ入出力に
関するインタフェース処理用の通信インタフェース12
8とを備えている。
【0312】ディジタル演算部215は、上述した絶対
時刻付加処理、整列処理、判別処理および保護制御演算
処理を含む処理を実行するCPU216、電気量データ
やCPU216の処理時のデータを一時的に保存するた
めのRAM217、絶対時刻付加処理、整列処理、判別
処理および保護制御演算処理を含む処理の手順(プログ
ラム)を保存するためのROM218、および整定値を
記憶するEEPROM13のハードウエアから構成され
ている。
【0313】また、ディジタル形保護制御装置201A
は、CPU216の保護制御演算処理により得られた結
果を表示するためのモニタ219を有している。なお、
ディジタル形保護制御装置201Bのハードウエア構成
は、取得する電気量がS2、変換する電気量データがD
2で表される以外は、ディジタル形保護制御装置201
Aのハードウエア構成と同等であるため、その説明を省
略する。
【0314】被試験対象であるディジタル形保護制御装
置201Cのハードウエア構成は、動作確認試験前であ
るためアナログディジタル変換部2が電力系統31と接
続されていない点、上記動作確認試験前の理由からGP
Sインタフェース127がGPS受信アンテナ115a
に接続されていない点およびディジタル演算処理部21
5のCPU216が判別処理を行なわない点を除けば、
ディジタル形保護制御装置201Aのハードウエア構成
と略同等であるため、同一の符号を付してその説明を省
略する。
【0315】なお、図29におけるデータ取得手段11
6は、主にアナログディジタル変換部2およびCPU2
16の処理により具体化され、GPS受信手段115
は、主にGPSインタフェース127、CPU216、
RAM217およびROM218により具体化される。
また、送出手段117は、主にCPU216、RAM1
217、ROM218、通信インタフェース128、ト
ランシーバ125、イーサネットLAN126および広
域ネットワーク157により具体化される。
【0316】さらに、図29における受信手段205A
〜205Cは、各ディジタル形保護制御装置201A〜
201Cにおける主にトランシーバ125、イーサネッ
トLAN126、通信インタフェース128およびCP
U216により具体化され、整列手段206A〜206
C、入力手段207A〜207Cおよび保護制御演算手
段208A〜208Cは、各ディジタル形保護制御装置
201A〜201Cにおける主にCPU216、RAM
217およびROM218によりそれぞれ具体化され
る。また、表示手段209A〜209Cは、各ディジタ
ル形保護制御装置201A〜201Cにおける主にCP
U216およびモニタ219により具体化される。
【0317】このように構成された電力系統保護制御シ
ステム200によれば、ディジタル形保護制御装置20
1A、201BのCPU216による上述した各実施形
態と同様のサンプリング周期設定処理により設定された
サンプリング周期に基づいて、アナログディジタル変換
部2を介して電力系統31の設備機器E1、E2の電気
量S1、S2が順次サンプリングされてディジタル形の
電気量データD1、D2に変換され、この順次変換され
た電気量データD1、D2は、CPU216の上述した
各実施形態と同様の絶対時刻付加処理により電気量デー
タD1(t1 、t2 、…)、D2(t1 、t2 、…)と
して通信インタフェース128、トランシーバ125、
イーサネットLAN126およびルータ156を介して
広域ネットワーク157へ順次送信される。
【0318】このとき、被試験装置であるディジタル形
保護制御装置201CのCPU216は、広域ネットワ
ーク157を介して送信されてきた電気量データ群D1
(t1 、t2 、…)、D2(t1 、t2 、…)に対して
上述した各実施形態と略同様の絶対時刻に基づく整列処
理を行なうことにより、前掲図21や図24に示すよう
な整列結果である表をRAM217上に生成する。
【0319】そして、CPU216は、RAM217上
に生成された整列結果である表から整列された電気量デ
ータD1(t1 、t2 、…)、D2(t1 、t2 、…)
を順次読み出し、この読み出した電気量データD1(t
1 、t2 、…)、D2(t1、t2 、…)に基づいて保
護制御演算処理を実行する。そして、CPU216は、
保護制御演算処理により得られた制御出力データをモニ
タ219に送る。
【0320】この結果、モニタ219には、電力系統3
1の各設備機器E1、E2からサンプリングされた状態
量(電気量)に基づく制御出力データが表示されるた
め、表示された制御出力データを視認することにより、
被試験装置であるディジタル形保護制御装置201Cの
動作確認試験を行なうことができる。
【0321】すなわち、本実施形態の電力系統保護制御
システムによれば、系統模擬装置を用いることなく、し
かも従来では実施できなかった実際の電力系統における
各設備機器の状態量に対応する電気量データを用いて被
試験装置であるディジタル形保護制御装置の動作確認試
験を行なうことができる。
【0322】したがって、被試験装置および電力系統保
護制御システムの動作確認試験に関する信頼性を向上さ
せるとともに、電力系統保護制御システムの経済性を向
上させることができる。
【0323】一方、本実施形態の電力系統保護制御シス
テム200では、実際に電力系統31の設備機器から電
気量データをサンプリングしない被試験装置であるディ
ジタル形保護制御装置の保護制御演算部(CPU21
6、RAM217等)の動作確認試験を行なったが、こ
の電力系統保護制御システム200では、実際に電力系
統31の各設備機器E1、E2から電気量データD1、
D2をサンプリングしているディジタル形保護制御装置
201A、201Bの保護制御演算部に対しても、その
動作中に当該保護制御演算部の動作確認試験を実行する
ことができる。
【0324】例えば、ディジタル形保護制御装置201
Bで取得された電気量データD2を用いてディジタル形
保護制御装置201Aの動作確認試験を行なう場合、デ
ィジタル形保護制御装置201BのCPU216により
取得・生成された絶対時刻付きの電気量データD2(t
1 、t2 、…)は、通信インタフェース128、トラン
シーバ125、イーサネットLAN126およびルータ
156を介して広域ネットワーク157へ順次送信され
る。
【0325】このとき、被試験装置であるディジタル形
保護制御装置201AのCPU216は、アナログディ
ジタル変換部2を介した設備機器E1からの電気量デー
タD1(t1 、t2 、…)のサンプリング処理と並行し
て、広域ネットワーク157を介して送信されてきた電
気量データ群D2(t1 、t2 、…)に対して上述した
整列処理を行なうことにより、前掲図21や図24に示
すような整列結果である表をRAM217上に生成す
る。
【0326】このとき、ディジタル形保護制御装置20
1AのCPU216は、RAM217上に整列結果
(表)が存在するか否かを判断しており、もしこの結
果、RAM217に整列結果(表)が存在しないと判断
されれば、CPU216は、サンプリング処理された電
気量データD1(t1 、t2 、…)に基づく設備機器E
1に対する通常の保護制御演算処理を実行する。
【0327】一方、本実施形態では、RAM217に整
列結果(表)が存在しているため、CPU216は、サ
ンプリングされた電気量データD1(t1 、t2 、…)
ではなく、RAM217上に生成された整列結果である
表から整列された電気量データD2(t1 、t2 、…)
を順次読み出し、この読み出した電気量データD2(t
1 、t2 、…)に基づいて保護制御演算処理を実行す
る。
【0328】そして、ディジタル形保護制御装置201
AのCPU216は、保護制御演算処理により得られた
制御出力データをモニタ219に送る。
【0329】この結果、モニタ219には、電力系統3
1の設備機器E2からサンプリングされた状態量(電気
量)に基づく制御出力データが表示されるため、表示さ
れた制御出力データを視認することにより、動作中(電
力系統31の設備機器E1から電気量をサンプリング
中)のディジタル形保護制御装置201Aの動作確認試
験を、そのディジタル形保護制御装置201Aのサンプ
リング動作を停止させることなく実行することができ
る。
【0330】すなわち、本実施形態の電力系統保護制御
システムによれば、系統模擬装置を用いることなく、か
つ実際の電力系統における各設備機器の状態量に対応す
る電気量データを用いて、動作中のディジタル形保護制
御装置の動作確認試験を行なうことができるため、電力
系統保護制御システムの信頼性および経済性をさらに向
上させることができる。
【0331】なお、上述した第4〜第8の実施形態にお
いて、電力系統保護制御システムは、保護制御対象とな
る電力系統の設備機器を2つとし、この2つの設備機器
の状態量を取り込んで上記2つの設備機器に対して保護
制御動作を行なう2つのディジタル形保護制御装置を備
えた例を示したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、電力系統の複数の設備機器から状態量を取り込ん
で、その複数の設備機器それぞれに対する保護制御動作
を行なう複数のディジタル形保護制御装置を備えた電力
系統保護制御システムに対しても、本発明を適用可能で
ある。
【0332】また、上述した第1〜第8実施形態におい
て、ディジタル形保護制御装置の保護制御対象を電力系
統としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
一般産業プラントや上下水道システム等の公共プラント
を制御対象としてもよい。 (第9の実施の形態)本発明の第9の実施の形態に係わ
る電力系統保護制御システムを図31〜図33に従って
説明する。
【0333】本実施形態の電力系統保護制御システム2
30の機能ブロック構成を示す図である。
【0334】図31に示す電力系統保護制御システム2
30は、複数の電気所(本実施形態では、2つの変電所
Ts1 、Ts2 とする)にそれぞれ設置され、各種の電
力系統設備機器を有する電力系統231を保護制御する
ための複数のディジタル形保護制御装置(本実施形態で
は、2つの232a1 、232a2 とする)と、変電所
Ts1 、Ts2 (ディジタル形保護制御装置232a1
、232a2 )から遠方に配置された有人電気所(例
えば有人変電所)Thに設けられ、各ディジタル形保護
制御装置232a1 、232a2 の運用状態を遠隔から
監視制御するための表示操作装置233とを備えてい
る。
【0335】そして、これらのディジタル形保護制御装
置232a1 、232a2 および表示操作装置233を
通信ネットワーク234を介してデータ送受信可能に相
互接続し、さらに、保護制御機能に係わる遠隔監視制御
用(例えば、電気量取得用、保護制御演算用)のデータ
およびその処理手順が一体化(モジュール化)された移
動可能なプログラムモジュール(エージェント型プログ
ラムモジュール)235を通信ネットワーク234を介
して各ディジタル形保護制御装置232a1 、232a
2 間、および各ディジタル形保護制御装置232a1 、
232a2 と表示操作装置233との間を巡回移動させ
るようにしてプログラムモジュール移動型の電力系統保
護制御システム230を構築している。
【0336】ディジタル形保護制御装置232a1 は、
上述した精密時刻として絶対時刻を検出するためにGP
S受信手段240を備えている。このGPS受信手段2
40は、分子振動の振動周期が一定である原子時計が搭
載された4個以上の人工衛星Lからそれぞれ送信された
GPS信号をGPS受信アンテナ240aを介して受信
して解読し、GPSアンテナ50aの3次元位置を求
め、求められた3次元位置に基づいて時間のズレを補正
することにより正確な絶対時刻t(例えば上記100n
sの精度を有する各時刻タイミングを表す周期信号と、
各時刻タイミングの時刻を表す時刻データとを含む)を
測定するようになっている。
【0337】また、ディジタル形保護制御装置232a
1 は、GPS受信手段240により測定された絶対時刻
tに応じて電力系統231の所定の設備機器(例えば送
電線R)から電気量(例えばU相、V相、W相の各電流
量、電圧量)を取得(サンプリング)してディジタル形
の電気量データ{電気量データDi1 ;i=1、2、
…、k}に変換するデータ取得手段241と、通信ネッ
トワーク234を介して自ディジタル形保護制御装置に
送信された遠隔監視制御用のプログラムモジュール23
5やデータを受信する(ダウンロードする)受信手段2
42と、受信手段242に受信されたプログラムモジュ
ール235を実行することにより、データ取得手段24
1により取得された電気量データDi1 にそのサンプリ
ング時の絶対時刻tを付加して絶対時刻付きの電気量デ
ータDi1 (t)として後述する記憶手段に記憶する処
理、およびデータ取得手段241により取得された電気
量データDi1 (t)に基づいて保護制御演算処理{例
えば、プログラムモジュール235の複数のリレー要素
ソフトウエア(距離リレー方式、過電流・電圧方式等)
および整定値に基づく事故検出用演算処理}を行ない、
上記保護制御演算結果に応じて遮断器等の外部機器に対
して引外し指令(トリップ指令)や投入指令等の保護制
御動作指令を出力する処理をそれぞれ行なうプログラム
モジュール実行手段243とを備えている。
【0338】さらに、ディジタル形保護制御装置232
a1 は、プログラムモジュール実行手段243の処理に
より得られた絶対時刻付きの電気量データDi1 (t)
および保護制御演算結果を記憶する記憶手段244と、
この記憶手段244に記憶されたデータをプログラムモ
ジュール235に一体化し、そのプログラムモジュール
235を例えばプログラムモジュール235に予め規定
された移動経路に沿って他のディジタル形保護制御装置
(装置232a2 )あるいは表示操作装置233へ通信
ネットワーク234を介して送信するとともに、記憶手
段244に記憶されたデータを他のディジタル形保護制
御装置(装置232a2 )あるいは表示操作装置233
へ通信ネットワーク234を介して送信する送信手段2
45とを備えている。
【0339】なお、ディジタル形保護制御装置232a
2 は、取得される電気量データがDi2 、Di2 (t)
で表される以外は、ディジタル形保護制御装置232a
1 の機能ブロック構成と同等である。
【0340】本実施形態では、電力系統231の状態量
を表す電気量データは、各ディジタル形保護制御装置2
32a1 、232a2 のデータ取得手段241により絶
対時刻t毎に同一のタイミングで収集され、その収集時
の絶対時刻tが付加されて記憶手段244に記憶され
る。
【0341】したがって、遠隔地の複数の変電所Ts1
、Ts2 にそれぞれ設けられたディジタル形保護制御
装置232a1 、232a2 間で通信ネットワーク23
4経由で同一時刻に収集された(同期した)電気量デー
タDi1 (t)、Di2 (t)を送受信するか、あるい
は電気量データDi1 (t)、Di2 (t)を表示操作
装置233へ送信することにより、同期化された電気量
データDi1 (t)、Di2 (t)に基づいて異常検出
や故障原因追求を行うことが可能となる。
【0342】ここで、故障原因追及の一例として事故点
評定の例を説明する。
【0343】例えば、ディジタル形保護制御装置232
a1 の保護制御対象(例えば送電線R)に係わる電気量
取得箇所が送電線端RAであり、ディジタル形保護制御
装置232a2 の保護制御対象(送電線R)に係わる電
気量取得箇所が送電線端RBとし、それら送電線端R
A、RBの電気量(電圧、電流)を、それぞれ電圧V
A、VB、それぞれ電流IA、IBとする。送電線路R
のインピーダンスをZとし、端RAと端RBの距離をL
とする。端RAと端RBの間で地絡事故が発生した場
合、端RAから事故点までの距離をXとすると、
【0344】
【数7】 ★が成立する。ここで、Z、IA、IB、VA、VBは
複素量であるため、電気量相互の位相関係が問題とな
る。
【0345】本実施形態では、取得された電気量データ
に絶対時刻が付加されているため、送電線端Aを保護制
御対象とするディジタル形保護制御装置232a1 、お
よび送電線端Bを保護制御対象とするディジタル形保護
制御装置232a2 でそれぞれ取得された事故発生前後
の同一時刻の電気量を用いることで、各々位相関係が保
持されたIA、IB、VA、VBを得ることができる。
Zは送電線定数(測距インピーダンス)であり、(7)
式により事故点の位置Xが求められる。
【0346】一方、表示操作装置233は、遠隔監視制
御用のプログラムモジュール235として、例えば電気
量取得・記憶用の第1のプログラムモジュール235
A、保護制御演算用の第2のプログラムモジュール23
5Bを保持するプログラムモジュール保持手段250
と、このプログラムモジュール保持手段250に保持さ
れた第1のプログラムモジュール235Aおよび第2の
プログラムモジュール235Bを通信ネットワーク23
4へ送信し、通信ネットワーク234を介して送信され
てきた第1および第2のプログラムモジュール235A
および235Bを受信するとともに、ディジタル形保護
制御装置232a1 および232a2 から送られたデー
タを受信する送受信手段251と、この送受信手段25
1により受信された第2のプログラムモジュール235
Bおよびその第2のプログラムモジュール235Bに含
まれるデータに基づいて、例えば上記(7)式に示した
事故点標定処理を含む保護制御演算処理を行なう保護制
御演算手段252と、この保護制御演算手段252の保
護制御演算処理により得られた例えば事故点標定結果等
の保護制御演算結果を表示するための演算結果表示手段
253とを備えている。図32は、本実施形態の電力系
統保護制御システム230を構成するディジタル形保護
制御装置232a1 および表示操作装置233の各機能
ブロックの処理を具体的に実現するためのハードウエア
構成を示す図である。なお、ディジタル形保護制御装置
232a1 のハードウエア構成において、前掲図60に
示したディジタル形保護制御装置1のハードウエアの各
構成要素と略同等の構成要素については、同一の符号を
付してその説明を省略または簡略化する。
【0347】図32に示すディジタル形保護制御装置2
32a1 は、同一変電所Ts1 内の他の装置に対してト
ランシーバ255およびイーサネットLAN256を介
してデータ送受信可能に相互接続されており、また、変
電所Ts1 内のローカルな範囲を接続するイーサネット
LAN256は、トランシーバ255およびルータ25
7を介して電話回線網等の広域ネットワーク258に接
続されている。
【0348】ディジタル形保護制御装置232a1 は、
電力系統231におけるディジタル形保護制御装置23
2a1 の保護制御対象となる設備機器(例えば送電線
R)からセンサ等を介して電圧、電流等の電気量を取り
込んでディジタル形の電気量データDi1 に変換するア
ナログディジタル変換部2(アナログフィルタ、サンプ
リングホールド回路、マルチプレクサおよびA/D変換
器)2と、ディジタル演算処理部3と、入出力インタフ
ェース(I/O)4と、バス5と、LED表示器14
と、GPS受信アンテナ115aを介して受信したGP
S信号に基づいて絶対時刻tを計測してディジタル演算
部3に送るGPS受信部260と、イーサネットLAN
256とディジタル演算処理部3との間のデータ入出力
に関するインタフェース処理を行なうためにイーサネッ
トLAN256のトランシーバ255とバス5に接続さ
れた通信インタフェース261とを備えている。
【0349】ディジタル演算部3は、表示操作装置23
3から送信されたプログラムモジュール235やデータ
を受信する処理、受信されたプログラムモジュール23
5を解釈して上述した電気量データ収集処理、絶対時刻
付加処理および保護制御演算処理を実行し、その実行結
果に応じて保護制御動作指令C1を入出力インタフェー
ス4を介して電力系統231における遮断器に送る処
理、およびプログラムモジュール235や後述するRA
M266に記憶されたデータを通信インタフェース26
1へ送信する処理を行なうCPU265と、プログラム
モジュール235、絶対時刻tが付加された電気量デー
タおよびCPU265の処理時のデータ等を読み出し自
在に保存するためのRAM266と、ディジタル演算部
全体を管理するOS、およびネットワーク閲覧用ソフト
(ブラウザ)および絶対時刻付加処理を含む処理の手順
(プログラム)を保存するためのROM267と、リレ
ー動作用の整定値を記憶するEEPROM268とを備
えている、なお、ディジタル形保護制御装置232a2
のハードウエア構成は、変換する電気量データがDi2
で表される以外は、ディジタル形保護制御装置232a
1 のハードウエア構成と同等であるため、その説明を省
略する。
【0350】また、表示操作装置233は、有人変電所
Th内のローカルな範囲を接続するイーサネットLAN
256にトランシーバ255を介して接続されており、
この有人変電所Th内のイーサネットLAN256は、
ルータ257およびトランシーバ255を介して広域ネ
ットワーク258に接続されている。
【0351】すなわち、表示操作装置233は、広域ネ
ットワーク258と表示操作装置233との間のプログ
ラムモジュール235(第1および第2のプログラムモ
ジュール235Aおよび235B)の送受信に関するイ
ンタフェース処理を行なう通信インタフェース270
と、プログラムモジュール235(235A、235
B)を保持するメモリ271と、このメモリ271に保
持されたプログラムモジュール235(235Aおよび
235B)を読み出して通信インタフェース270およ
びイーサネットLAN256等を介して広域ネットワー
ク258へ送信する処理、広域ネットワーク258から
イーサネットLAN256を介して送信されてきたプロ
グラムモジュール235(235Aおよび235B)を
受信する処理、および第2のプログラムモジュール23
5Bを解釈してこの第2のプログラムモジュール235
Bに付加されたデータに基づいて事故点標定処理等の保
護制御演算処理を行なうCPU272と、このCPU2
72により得られた事故点標定結果等の保護制御演算結
果を表示するためのモニタ273と、モニタ273およ
びCPU272と協調しながら遠隔運用監視用のデータ
を入力する入力部274とを備えている。
【0352】次に、本実施形態の電力系統保護制御シス
テム230の全体動作として、例えば表示操作装置にお
いて事故点標定処理を行なう際の全体動作について説明
する。
【0353】通常時においては、表示操作装置233の
CPU272によりメモリ271から読み出され、CP
U272の送信処理により通信インタフェース270お
よびイーサネットLAN256等を介して広域ネットワ
ーク258へ送信された電気量取得・記憶用の第1のプ
ログラムモジュール235Aは、ディジタル形保護制御
装置232a1 および232a2 へそれぞれ送られ、各
ディジタル形保護制御装置232a1 および232a2
のCPU265の受信処理によりRAM266に記憶さ
れる。
【0354】一方、人工衛星Lから送信されたGPS信
号に基づいて各装置232a1 および232a2 のGP
S受信アンテナ240aおよびGPS受信部260を介
して絶対時刻t(t1 〜tn )が順次測定されており、
測定された絶対時刻t(t1〜tn )は、各装置232
a1 および232a2 のCPU265に順次送信され
る。
【0355】このとき、各装置232a1 および232
a2 のCPU265は、GPS受信部260を介して順
次送信されてきた絶対時刻t(t1 〜tn )に基づいて
全ての装置232a1 および232a2 で共通のデータ
取得用サンプリング周期(例えば1μs)を設定するこ
とにより、装置232a1 および232a2 間のデータ
取得タイミングの同期をとる。
【0356】次いで、各装置232a1 および232a
2 のCPU265は、第1のプログラムモジュール23
5Aを実行することにより、設定したサンプリング周期
に基づいて各アナログディジタル変換部2を介して電力
系統231の送電線端RAおよびRBの電気量(電圧、
電流)を順次サンプリングしてディジタル形の電気量デ
ータDi1 、Di2 を収集し、収集した電気量データD
i1 、Di2 に対してサンプリング時の絶対時刻tを付
加して電気量データDi1 (t1 〜tn )、Di2 (t
1 〜tn )としてRAM266にそれぞれ格納する(図
33;ステップS30)。
【0357】続いて、各装置232a1 および232a
2 のCPU265は、第1のプログラムモジュール23
5Aを実行することにより、収集した電気量データDi
1 、Di2 に基づいて保護制御演算を行ない(ステップ
S31)、収集した電気量データDi1 、Di2 に異常
値(異常データ)が含まれているか否かチェックする処
理を行なっている(ステップS32)。
【0358】今、ディジタル形保護制御装置232a1
のCPU265により、電気量データDi1 の中に異常
データが検出されると(ステップS32の判断の結果Y
ES)、ディジタル形保護制御装置232a1 のCPU
265は、通信インタフェース261および広域ネット
ワーク258等を経由して表示操作装置233に異常デ
ータ検出情報とその異常データが検出された絶対時刻t
k を送信する(ステップS33)。
【0359】このとき、表示操作装置233のCPU2
72は、広域ネットワーク258および通信インタフェ
ース270等を介して送信されてきた異常データ検出情
報および異常データ検出時刻tk に基づいて、その異常
データ検出時刻tk の前後の電気量データ(送電線端R
A、RBの電圧・電流)を収集するための第2のプログ
ラムモジュール235Bをメモリ271から読み出して
通信インタフェース270および広域ネットワーク25
8等を介して、予め規定された移動経路(例えば、ディ
ジタル形保護制御装置232a1 →ディジタル形保護制
御装置232a2 →表示操作装置233)に沿って、デ
ィジタル形保護制御装置232a1 へ送信する(ステッ
プS34)。
【0360】ディジタル形保護制御装置232a1 のC
PU265は、送信された第2のプログラムモジュール
235Bを通信インタフェース261等を介してRAM
266に保持し、この第2のプログラムモジュール23
5Bを実行してRAM266に格納されている異常発生
時刻tk 前後の指定されたサイズの電気量データDi1
(tk-s )〜Di1 (tk+s )を第2のプログラムモジ
ュール235Bに付加して一体化する。そして、CPU
265は、第2のプログラムモジュール235Bを通信
インタフェース261および広域ネットワーク258を
介して次の移動先(ディジタル形保護制御装置232a
2 )へ送信する。
【0361】第2のディジタル形保護制御装置232a
2 でも同様に第2のプログラムモジュール235Bが実
行され、異常発生時刻tk 前後の指定されたサイズの電
気量データDi2 (tk-s )〜Di2 (tk+s )が第2
のプログラムモジュール235Bに付加される。
【0362】そして、CPU265は、第2のプログラ
ムモジュール235Bを通信インタフェース261およ
び広域ネットワーク258を介して次の移動先(表示操
作装置233)へ送信する(ステップS35)。
【0363】表示操作装置233では、広域ネットワー
ク258を介して送信されてきた第2のプログラムモジ
ュール235Bが通信インタフェース270等を介して
CPU272に受信される。
【0364】このとき、表示操作装置233のCPU2
72は、第2のプログラムモジュール235B付加・一
体化された保護制御対象である送電線Rに係わる送電線
端RA、RBの異常発生時刻tk 前後の互いに同期した
電気量データ(電圧、電流)Di1 (tk-s )〜Di1
(tk+s )およびDi2 (tk-s )〜Di2 (tk+s)
を第2のプログラムモジュール235Bから読み出し、
読み出した電気量データ(電圧、電流)Di1 (tk-s
)〜Di1 (tk+s )およびDi2 (tk-s )〜Di2
(tk+s )と予め設定された送電線定数Zとを用い
て、第2のプログラムモジュール235Bに基づく上記
(7)式の演算処理を行なう。
【0365】このとき、各ディジタル形保護制御装置2
32a1 および232a2 で取得された電気量データ
(電圧、電流)Di1 (tk-s )〜Di1 (tk+s )お
よびDi2 (tk-s )〜Di2 (tk+s )は互いに同時
刻で収集された(同期化された)データであるため、各
々(電圧・電流)の位相関係が保持されており、非常に
正確な事故点評定、すなわち、事故点の位置Xを求める
ことができる(ステップS36)。
【0366】この標定した事故点の位置Xは、モニタ2
73を介して表示したり、メモリ271に記憶しておく
ことにより、各ディジタル形保護制御装置232a1 お
よび232a2 がいつでも利用することが可能になる。
【0367】また、表示操作装置233のCPU272
は、第2のプログラムモジュール235Bから読み出し
た異常発生時刻tk 前後の互いに同期した電気量データ
(電圧、電流)Di1 (tk-s )〜Di1 (tk+s )お
よびDi2 (tk-s )〜Di2 (tk+s )をモニタ27
3に表示させることにより、表示操作者は、故障発生前
後の電力系統231の系統状態を視認することができ
る。
【0368】以上述べたように、本実施形態によれば、
離間配置された変電所Ts1 およびTs2 にそれぞれ設
けられたディジタル形保護制御装置232a1 および2
32a2 において、絶対時刻を利用することにより、装
置232a1 および232a2 間を同期専用の信号線で
接続することなく電力系統の状態量を表す電気量データ
を互いに同期して収集することができる。
【0369】したがって、同期化専用の信号線を複数の
ディジタル形保護制御装置間で相互接続した構成に比べ
て非常にシンプルな構成により、遠隔配置された全ての
ディジタル形保護制御装置間で電力系統状態量(電気量
データ)を同期して収集し、収集した同期化電気量デー
タに基づいて事故点標定処理等の保護制御演算処理を行
うことができ、保護制御演算処理の精度を向上させ、電
力系統保護制御システムの信頼性を向上させることがで
きる。 (第10の実施の形態)本発明の第10の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システムを図34および図35
に従って説明する。なお、図34においては、図面を分
かりやすくするため、ディジタル形保護制御装置232
a2 を省略している。
【0370】図34に示すディジタル形保護制御装置2
32a1 のデータ取得手段241Aは、GPS受信手段
240Aにより測定された絶対時刻tに関係なく独自の
サンプリングタイミングで電気量をサンプリングして電
気量データDi1 に変換するとともに、そのサンプリン
グタイミングをGPS受信手段240Aに送信するよう
になっている。
【0371】ディジタル形保護制御装置232a1 のG
PS受信手段240Aは、GPS受信アンテナ240a
を介して受信されたGPS信号に基づいて正確な絶対時
刻t(100nsの精度を有する各時刻タイミングを表
す周期信号および各時刻タイミングの時刻を表す時刻デ
ータ)を測定するGPS受信部260と、データ取得手
段241Aから送信されたサンプリングタイミングとG
PS受信部260により測定された絶対時刻tの時刻タ
イミングとのタイミングずれ量を計測するサンプリング
タイミング計測手段276とを備えており、プログラム
モジュール実行手段243Aは、データ取得手段241
Aにより取得された電気量データDi1と、GPS受信
部260により測定された絶対時刻tを構成する各時刻
タイミング(周期信号)および時刻データと、サンプリ
ングタイミング計測手段276により計測されたタイミ
ングずれ量とを記憶手段244に記憶するようになって
いる。
【0372】なお、本実施形態のその他の機能ブロック
構成、および各機能ブロック構成を具体的に実現するた
めのハードウエア構成については、第9実施形態の図3
1および図32と略同等であるため、その説明は省略す
る。
【0373】本実施形態によれば、他のディジタル形保
護制御装置232a2 から通信ネットワーク234を介
して、例えば絶対時刻tc の電気量データDi1 の送信
要求(精度も含む)がディジタル形保護制御装置232
a1 に対して送られた場合、ディジタル形保護制御装置
232a1 のプログラムモジュール実行手段243A
は、上記電気量データ送信要求の要求精度が基準精度よ
りも低い場合、すなわち、他保護制御装置232a2 に
おいて保護制御装置232a1 で収集された電気量デー
タを表示するための要求等のサンプリング精度が比較的
低くてもよい場合で、かつサンプリングタイミング計測
手段276から送信されたタイミングずれ量tj がデー
タ収集のサンプリング間隔TS の50%以下の際に(t
j ≦TS /2)、絶対時刻tc の時刻タイミング(tc
T)の直前のサンプリングタイミングS(tcT- )で収
集された電気量データDi1 (tcT- )に対して上記時
刻タイミングにおける絶対時刻tc を付加し、Di1
(tc )として送信手段245および通信ネットワーク
234を介して他保護制御装置232a2 に対して送信
し(図35(A)参照)、また、タイミングずれ量tj
がデータ収集のサンプリング間隔TS の50%を越えた
際に(tj >TS /2)、絶対時刻tc の時刻タイミン
グ(tcT)の直後のサンプリングタイミングS(tcT+
)で収集された電気量データDi1 (tcT+ )に対し
て上記時刻タイミングにおける絶対時刻tc を付加し、
Di1 (tc )として送信手段245および通信ネット
ワーク234を介して他保護制御装置232a2 へ送信
するようになっている(図35(B)参照)。
【0374】一方、電気量データ送信要求の要求精度が
上記基準精度よりも高い場合、すなわち、上記異常デー
タ検出における電気量データ送信要求等の非常に高いサ
ンプリング精度が要求された場合においては、絶対時刻
tc の時刻タイミング(tcT)の直前および直後のサン
プリングタイミングS(tcT- )およびサンプリングタ
イミングS(tcT+ )において収集された電気量データ
Di1 (tcT- )および電気量データDi1 (tcT+ )
を用いて補間処理を行なって、絶対時刻tc に対応する
補間電気量データDout を生成し、生成した補間電気量
データDout に対して絶対時刻tc を付加し、Dout
(tc )として送信手段245および通信ネットワーク
234を介して他保護制御装置232a2 へ送信するよ
うになっている。
【0375】このとき、サンプリング間隔をTS および
タイミングずれ量tj とすると、他保護制御装置232
a2 へ送信される電気量データDout (tc )は、
【0376】
【数8】 ★のように表される(図35(A)および図35(B)
参照)。
【0377】以下の処理については、第9実施形態で説
明した処理と略同様であるため、その説明を省略する。
【0378】以上述べたように、本実施形態によれば、
データ取得手段により独自のサンプリングタイミングで
電気量データを収集しても、そのサンプリングタイミン
グおよび絶対時刻の時刻タイミングのずれ量に基づいて
電気量データを絶対時刻に対応付けることができる。
【0379】したがって、独自のサンプリングタイミン
グで収集した電気量データを絶対時刻付きの電気量デー
タとして他保護制御装置へ送信することができる。この
結果、同一の絶対時刻に基づく同期化された電気量デー
タに基づいて事故点標定処理等の保護制御演算処理を行
うことができ、保護制御演算処理精度および電力系統保
護制御システムの信頼性を向上させることができる。 (第11の実施の形態)本発明の第11の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システムを図32に従って説明
する。
【0380】本実施形態においては、変電所Ts2 の保
護制御装置232a2 は、既に起動されて正常に動作し
ており、この保護制御装置232a2 の起動状態におい
て、今まで動作停止していた変電所Ts1 の保護制御装
置232a1 を起動させた際に、GPS受信部260の
設定がクリア(例えば、RAM基板やROM基板の交換
等)されている状態について説明する。
【0381】保護制御装置232a1 のGPS受信部2
60が時刻タイミングを出力するためには、(1)GP
S信号を人工衛星Lから受信していること、および
(2)変電所Ts1 のGPS受信部240のGPS受信
アンテナ240aの3次元位置が求められていることが
必要である。(1)のGPS信号は一定時間間隔で人工
衛星Lから送信され、地球上の全ての保護制御装置で共
通であるが、人工衛星Lから新規にGPS信号を取得す
るためには、最低約12.5分が必要である。
【0382】また、(2)のGPS受信アンテナ240
aの3次元位置は各保護制御装置毎(変電所毎にGPS
受信アンテナ240aが設置されている場合には変電所
毎)で異なっているため、例えば保護制御装置232a
1 のGPS受信部260のGPS受信アンテナ240a
が特殊な地形(例えば谷部等)に設置されて4個以上の
人工衛星を捕捉できないと仮定すると、GPSアンテナ
240aの3次元位置を求めて補正処理を行なうことに
時間がかかり、迅速に時刻タイミング(絶対時刻)を計
測することが難しくなる。
【0383】そこで、本実施形態では、保護制御装置2
32a1 のEEPROM268には、適当な算出方法を
用いて予め算出された自保護制御装置232a1 のGP
S受信アンテナ240aの3次元位置(初期位置)が予
め記憶されている。保護制御装置232a1 の受信アン
テナ240aの初期位置の算出方法の一例として、例え
ば日本国内であれば建設省国土地理院発行の地形図を使
用すれば、上記GPS受信アンテナ240aの3次元位
置を数百メートルの誤差で求めることができ、この3次
元位置をEEPROM268に記憶しておくことによ
り、保護制御装置232a1 のGPS受信部232a1
は、1μ程度の精度を有する絶対時刻t(時刻タイミン
グ)を測定することができる。
【0384】すなわち、本実施形態によれば、起動され
た保護制御装置232a1 のCPU265は、広域ネッ
トワーク258等を介して保護制御装置232a2 に対
してGPS信号の提供を要求し、保護制御装置232a
2 のCPU265は、GPS信号要求に応じて、保護制
御装置232a2 のGPS受信部260で受信されたG
PS信号をデータ(GPSデータ;約15000バイ
ト)として広域ネットワーク258等を介して保護制御
装置232a1 のCPU265に送信する。
【0385】保護制御装置232a1 のCPU265
は、広域ネットワーク258等を介して送信されてきた
GPSデータを受信し、受信したGPSデータをGPS
受信部260に送信する。なお、GPSデータは約15
000バイトの容量を有しているが、広域ネットワーク
経由であるため1秒程度で高速に保護制御装置232a
1 に対して受信される。
【0386】このとき、保護制御装置232a1 のCP
U265は、EEPROM268に記憶された自放射線
治療計画装置232a1 のGPS受信アンテナ240a
の3次元位置を読み出し、読み出した3次元位置をGP
Sデータと共にGPS受信部260に供給する。
【0387】この結果、GPS受信部260は、供給さ
れた3次元位置およびGPSデータに基づいて1μs程
度の精密時刻(時刻タイミング)を求めて、上記GPS
信号要求から僅か数秒以内に精密時刻(時刻タイミン
グ)をCPU265に対して出力することができる。
【0388】したがって、保護制御装置232a1 のG
PS受信部260がクリアされていても、そのGPS受
信部260から迅速に高精度(約1μs)の精密時刻
(時刻タイミング)を出力することができるため、電力
系統保護制御システムの信頼性をさらに向上させること
ができる。
【0389】ところで、本実施形態における保護制御装
置232a1 のGPS受信アンテナ240aが見晴らし
の良い場所に設置されており、GPS受信部260が同
時に4個以上の人工衛星Lを捕捉することが可能であれ
ば、GPS受信部260は、GPS受信アンテナ240
aの3次元位置を、上記4個以上の人工衛星Lから同時
に送られたGPS信号に基づいて非常に高精度に計測す
ることができる。このとき、CPU265は、GPS受
信部260により計測されたGPS受信アンテナ240
aの3次元位置をEEPROM268に記憶するように
なっている。
【0390】このように構成すれば、EEPROM26
8にGPS受信アンテナ240aの3次元位置を記憶し
てから、何らかの理由によりGPS受信部260がクリ
アされても、GPS受信部260は、EEPROM26
8に記憶された高精度の3次元位置を読み出し、この3
次元位置と4個以上の人工衛星Lから同時に送られたG
PS信号とを用いることにより、迅速に高精度(約10
0ns)の絶対時刻(時刻タイミング)を出力すること
ができるため、電力系統保護制御システムの信頼性をさ
らに向上させることができる。
【0391】なお、上述したGPS受信アンテナの3次
元位置をEEPROMに対して記憶しておくことは、他
の全ての実施形態において適用可能であり、上述した電
力系統保護制御システム(制御システム)の信頼性の向
上に寄与することができる。 (第12の実施の形態)本発明の第12の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システム280の機能ブロック
構成を図36に示す。
【0392】図36に示す電力系統保護制御システム2
80のディジタル形保護制御装置232a1 (232a
2 )は、表示操作装置233から送信された送電線定数
を測定するための第3のプログラムモジュール235C
を実行することにより、自保護制御装置232a1 (2
32a2 )において電力系統231から収集された電気
量データDi1 (t)(Di2 (t))と他の保護制御
装置232a2 (232a1 )により電力系統231か
ら収集されたDi2 (t)(Di1 (t))とを用い
て、電力系統の回線正常時における送電線定数を測定す
る送電線定数測定手段281と、この送電線定数測定手
段281により測定された送電線定数を記憶する送電線
定数記憶手段282とを備えており、各ディジタル形保
護制御装置232a1 、232a2 のプログラムモジュ
ール実行手段243は、第1のプログラムモジュール2
35Aを実行することにより、送電線定数記憶手段28
2に記憶された送電線定数に基づいて上記回線正常時の
最適な測距インピーダンスを算出し、この最適測距イン
ピーダンスと実際の電流値、電圧値により算出された測
距インピーダンスとを比較することにより、異常データ
検出処理、すなわち、事故検出処理を行なうようになっ
ている。
【0393】また、表示操作装置233のプログラムモ
ジュール保持手段250は、第1、第2のプログラムモ
ジュール235A、235Bに加えて、送電線定数測定
用の第3のプログラムモジュール235Cをメモリ27
1に保持するようになっており、送受信手段251は、
第1〜第3のプログラムモジュール235A〜235C
を通信ネットワーク234へ送信し、通信ネットワーク
234を介して送信されてきた第1〜第3のプログラム
モジュール235A〜235Cを受信するとともに、デ
ィジタル形保護制御装置232a1 および232a2 か
ら送られたデータを受信するようになっている。
【0394】なお、本実施形態のその他の機能ブロック
構成、および各機能ブロック構成を具体的に実現するた
めのハードウエア構成については、第9実施形態の図3
1および図32と略同等であるため、その説明は省略す
る。
【0395】本実施形態によれば、電力系統の回線の正
常時において、表示操作装置233のCPU272によ
りメモリ271から第3のプログラムモジュール235
Cが読み出され、この第3のプログラムモジュール23
5Cは、CPU272の送信処理によりイーサネットL
AN256および広域ネットワーク258等を介してデ
ィジタル形保護制御装置232a1 に送られる。
【0396】ディジタル形保護制御装置232a1 のC
PU265は、送られた第3のプログラムモジュール2
35Cを受信してRAM266に保持した後、この第3
のプログラムモジュール235Cを実行することによ
り、CPU265内部のバッファに一時的に保持された
自装置232a1 の保護制御対象である送電線端RAの
絶対時刻付きのディジタル形の電気量データDi1 (t
1 〜tn )を収集してRAM266に格納する(図3
7;ステップS40)。
【0397】次いで、装置232a1 のCPU265
は、第3のプログラムモジュール235Cに含まれる他
装置232a2 電気量データ取得用のサブプログラムモ
ジュール235CSUB を第3のプログラムモジュール2
35Cから取り出し、このサブプログラムモジュール2
35CSUB に対して送電線定数測定に必要な上記電気量
データDi1 (t1 〜tn )の収集時刻における所定の
時刻tm (t1 <tm <tn )を付加して広域ネットワ
ーク258等を介して他装置232a2 に送信する(ス
テップS41)。
【0398】他装置232a2 のCPU265は、送信
されたサブプログラムモジュール235CSUB を受信し
て実行することにより、CPU265の内部のバッファ
に一時的に保持された装置232a2 の保護制御対象で
ある送電線端RBの絶対時刻付きのディジタル形の電気
量データDi2 (tm )を収集してRAM266に格納
するとともに、この電気量データDi2 (tm )をサブ
プログラムモジュール235CSUB に付加して広域ネッ
トワーク258等を介してディジタル形保護制御装置2
32a1 (サブプログラムモジュールCSUB 送信元)に
返送する(ステップS42)。
【0399】このとき、ディジタル形保護制御装置23
2a1 のCPU265は、収集した自装置232a1 の
所定時刻tm の電気量データDi1 (tm )と、同時刻
tmに収集された(同期化された)他装置232a2 の
電気量データDi2 (tm )に基づいて、例えば後述す
る公知の演算方法を用いることにより、送電線定数を算
出してRAM266に記憶する(ステップS43)。
【0400】ここで、送電線定数の演算方法の一例につ
いて説明する。
【0401】送電線定数は、例えば特開平6−2421
58に開示された演算方法で求めることができる。例え
ば、送電線端RAで測定されたU相、V相、W相の電圧
をVAU、VAV、VAWとし、送電線端RBで測定されたU
相、V相、W相の電圧をVBU、VBV、VBWとし、送電線
端RAと端RB間に流れるU相、V相、W相の電流をI
U 、IV 、IW とする。各々の値は複素量であり、相互
の位相が重要であるが、広域ネットワーク258を介し
てやりとりされる電気量データDi1 (tm )、電気量
データDi2 (tm )には精密に測定された時刻データ
が付加されているので、相互の位相は保持されている。
【0402】このとき、U相、V相、W相の各々の送電
線自己インピーダンスをZUU、ZVV、ZWW、U相送電線
のV相およびW相との相互インピーダンスをZUV
UW、V相送電線のU相およびW相との相互インピーダ
ンスをZVU、ZVW、W相送電線のU相およびV相との相
互インピーダンスをZWU、ZWVとすると、(9)式が成
立する。
【0403】
【数9】 ★●したがって、CPU265は、互いに同期して位相
関係が保持された電気量データDi1 (tm ){VAU
AV、VAW、IU 、IV 、IW }および電気量データD
i2 (tm ){VBU、VBV、VBW}を用いて(9)式を
解くことにより、送電線定数、すなわち自己インピーダ
ンスと相互インピーダンス(ZUU、ZVV、ZWW、ZUV
UW、ZVU、ZVW、ZWU、ZWV)を求める。
【0404】なお、(9)式は、簡略化した式であり、
送電線の漏れ電流成分を考慮していないが、送電線路を
π型等価回路でモデル化し、送電線端RAおよび端RB
の各相の電流を各々測定し、負荷条件の異なる3回以上
の測定を行なうことによって厳密な送電線定数を求める
ことができる。
【0405】一方、送電線端RAにおける測距インピー
ダンスは以下のようになる。例えば短絡距離リレー方式
に基づくリレー要素ソフトウエアを実行するディジタル
形保護制御装置においては、例えば、UV相用の測距イ
ンピーダンスZAUV は、
【0406】
【数10】 ★で求められる。ここでIAU、IAVは送電線端RAにお
けるU相およびV相の電流である。
【0407】上記(10)式によれば、UV相間で短絡
事故が発生した場合、送電線端RAにおけるU相および
V相の電圧および電流、すなわち、ディジタル形保護制
御装置232a1 で収集される電気量データDi1 (t
1 〜tn )が変化してUV相間の測距インピーダンスZ
AUも変化する。
【0408】このとき、装置232a1 のCPU265
は、RAM266に記憶された送電線定数を用いて正常
時の測距インピーダンス(基準測距インピーダンス
TH)を求めて(ステップS44)、この基準測距イン
ピーダンスZTHと測定された測距インピーダンスZAU
を比較することにより、事故検出処理を行なうことがで
きる。
【0409】一方、ディジタル形保護制御装置232a
2 も、第3のプログラムモジュール235C3に基づい
て、自装置232a2 で収集された電気量データDi2
(t)および他装置(232a1 )で同一時刻に収集さ
れた電気量データDi1 (t)を用いて同様の事故検出
処理を行なうことができる(ステップS45)。
【0410】そして、ディジタル形保護制御装置232
a1 、232a2 は、上述した自装置・他装置の同期化
した電気量データ収集処理、送電線定数測定処理、基準
測距インピーダンス算出処理、および基準測距インピー
ダンスと実際の測距インピーダンスとの比較処理を、定
期的に行なうことにより(ステップS46)、常時最適
な基準測距インピーダンスを用いて保護制御演算処理
(事故判定処理)を行なうことができる。
【0411】以上述べたように、本実施形態によれば、
机上計算により求められた固定された送電線定数を用い
ることなく、リアルタイムで変動する実際の電力系統か
ら求められた送電線定数を用いることにより、事故検出
処理等の保護制御演算処理を行なうことができるため、
事故検出精度を向上させて電力系統保護制御システムの
信頼性を高めることができる。
【0412】また、本実施形態では、保護制御装置とは
別個の演算装置やメモリ等から構成された送電線定数測
定用の測定装置を用いることなく、上述した実際の電力
系統に基づく送電線定数を測定することができるため、
従来の電力系統保護制御システムに比べてコストを低減
させることができる。さらに、測定装置の設置作業等を
行なうことなく、保護制御演算処理を実行しながら定期
的あるいは随時送電線定数を測定することができるた
め、常に実際の電力系統に即した送電線定数を求めるこ
とができる。
【0413】一方、本実施形態では、算出した送電線定
数を表示操作装置233に対して送信することにより、
表示操作装置233における上述した事故点標定処理に
おいても、上記実際の電力系統の変動に対応する送電線
定数を用いることができるため、事故点標定精度も向上
させることができる。
【0414】また、本実施形態では、実際の電力系統の
変動に対応する送電線定数を求めることができるため、
距離リレー方式に基づくリレー要素ソフトウエアを実行
する際に行なわれる各相電流の零相補償を高い精度で行
なうことができる。 (第13の実施の形態)本実施形態に係わる電力系統保
護制御システム230Aの機能ブロック構成、および各
機能ブロック構成の処理を具体的に実現するためのハー
ドウエア構成については、第9実施形態の図31および
図32と略同等であるため、その説明は省略する。
【0415】本実施形態において、各ディジタル形保護
制御装置232a1、232a2 のCPU265は、R
AM266にそれぞれ格納される絶対時刻付きの電気量
データDi1 (t1 〜tn )、Di2 (t1 〜tn )を
所定の時間Tm以上保持し、Tmを経過した場合には、
上記Di1 (t1 〜tn )、Di2 (t1 〜tn )が記
憶されたRAM266の領域に新たに収集された絶対時
刻付きの電気量データDi1 (tn+1 〜tn+m )、Di
2 (tn+1 〜tn+m )が上書きされてDi1 (t1 〜t
n )、Di2 (t1 〜tn )は破棄(消去)されるよう
になっている。第1実施形態で述べたように、電力系統
231に故障が発生した場合、故障を検出した保護制御
装置(例えば232a1 )から表示操作装置233およ
び他の保護制御装置(232a2 )に故障が通知(異常
データ送信)される。このとき表示操作装置233では
故障解析のため故障発生前後の電気量データを収集する
ための第2のプログラムモジュール235Bを送信す
る。
【0416】故障発生から故障を検出した保護制御装置
232a1 が故障発生通知を広域ネットワーク258に
出力するまでの時間をT1、広域ネットワーク258お
よびイーサネットLAN256等の通信部を介して故障
を検出した保護制御装置232a1 から表示操作装置2
33に故障発生通知が伝送される時間をT2、表示操作
装置233が故障発生通知を受け取り、保護制御装置2
32a1 に第2のプログラムモジュール235Bを送信
するまでの時間をT3、広域ネットワーク258および
イーサネットLAN256等の通信部を経由して表示操
作装置233から保護制御装置232a1 にプログラム
モジュール235Bが伝送されるまでの時間をT4、保
護制御装置232a1 でプログラムモジュール235B
を受信してから故障解析に必要なデータ(異常発生時刻
(故障発生時刻tk 前後の指定されたサイズの電気量デ
ータ)をプログラムモジュール235Bに付加して送信
するまでの時間をT5とする。故障解析に必要なデータ
における故障検出時前にRAM266に記憶された電気
量データDi1 (tk-s )に相当する時間をTsとする
と、ディジタル形保護制御装置232a1 がデータを保
持できる時間Tmが
【0417】
【数11】 ★であれば、故障検出時刻tk より前にRAM266に
格納された解析に必要な電気量データDi1 (tk-s )
は、次の電気量データがRAM266の上記電気量デー
タDi1 (tk-s )が格納された領域に上書きされる前
に、CPU265の処理によりRAM266から読み出
されてプログラムモジュール235Bに付加され、表示
操作装置233に送信される。この結果、第9実施形態
で述べたように、表示操作装置233で故障発生前後の
電力系統の状態を表示し、また、事故点標定処理等の故
障解析処理を行なうことができる。
【0418】すなわち、本実施形態によれば、各ディジ
タル形保護制御装置232a1 、232a2 のRAM2
66に格納された絶対時刻付きの電気量データを消去せ
ずに残しておくのではなく、表示操作装置233が故障
発生時刻前後の電気量データを受信することができる分
だけRAM266に保持しておき、それ以外、すなわ
ち、表示操作装置233において解析処理に使用される
可能性の無い電気量データは、新しく収集された絶対時
刻付きの電気量データを上書きすることにより、消去す
ることができる。
【0419】したがって、RAM266の絶対時刻付き
の電気量データに割り当てられた記憶容量(空き容量)
を低減することができ、RAM266の利用効率および
CPU265の処理速度を向上させることができる。 (第14の実施の形態)本発明の第14の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システム285の機能ブロック
構成を図38に示す。
【0420】図38によれば、電力系統保護制御システ
ム285のディジタル形保護制御装置232a1 、23
2a2 は、電力系統231から収集された電気量データ
Di1 、Di2 に基づいて、電力、無効電力、電流など
の潮流情報を例えば一定の周期で計算する潮流情報を計
算する潮流情報計算手段286を備えており、この潮流
情報計算手段286は、計算された潮流情報Fに、その
潮流情報Fの元となる電気量データDi1 、Di2 の収
集時刻(例えば、ta 、ta +TF (TF は、潮流情報
の計算周期)、…)を付加して収集時刻付きの電力系統
231の潮流情報F(ta )、F(ta +TF )、…と
して通信ネットワーク234を介して表示操作装置23
3へそれぞれ送信するようになっている。
【0421】また、表示操作装置233の送受信手段2
51は、各ディジタル形保護制御装置232a1 、23
2a2 から通信ネットワーク234を介して一定周期T
F 毎に送信されてきた潮流情報F(ta 、F(ta +T
F )、…を受信するようになっている。
【0422】そして、表示操作装置233は、送受信手
段251により受信された複数の装置232a1 、23
2a2 で計算された複数の潮流情報F(ta )、F(t
a +TF )、…に基づいて電力系統231の安定状態を
判定する安定状態判定手段287を備えている。
【0423】なお、本実施形態のその他の機能ブロック
構成、および各機能ブロック構成を具体的に実現するた
めのハードウエア構成については、第9実施形態の図3
1および図32と略同等であるため、その説明は省略す
る。
【0424】すなわち、本実施形態によれば、表示操作
装置233のCPU272は、各ディジタル形保護制御
装置232a1 、232a2 のCPU265の潮流情報
計算処理および送信処理により広域ネットワーク258
等を介して一定周期TF 毎に送信されてきた潮流情報F
(ta )、F(ta +TF )、…を順次受信し、受信し
た複数の装置2a1 、2a2 の潮流情報F(ta )、F
(ta +TF )、…に基づいて電力系統231の状態が
安定か否か(正常が否か)を判定する。
【0425】例えば、表示操作装置233のCPU27
2は、送信されてきた複数の装置232a1 、232a
2 の潮流情報F(ta )、F(ta +TF )、…の値
(電力、無効電力、電流等の値)が何れも予め設定され
た安定範囲内であれば、電力系統231は安定状態(正
常)と判定し、安定範囲外であれば、電力系統231は
不安定状態(異常発生状態)と判定する。
【0426】すなわち、本実施形態によれば、複数のデ
ィジタル形保護制御装置で取得された互いに同期した
(位相関係が保持された)電気量データを用いて極めて
正確な潮流情報を生成することができ、この潮流情報に
基づいて電力系統の安定状態を判定することができる。
【0427】したがって、電力系統の安定状態判定精度
を従来よりも高めることができ、電力系統保護制御シス
テムの信頼性を向上させることができる。 (第15の実施の形態)本実施形態に係わる電力系統保
護制御システム290の機能ブロック構成については、
第9実施形態の図31と略同等であるため、その説明を
省略する。
【0428】図39は、図31に示された本実施形態の
電力系統保護制御システム290の各機能ブロックを具
体的に実現するためのハードウエア構成を示す図であ
る。
【0429】図39によれば、ディジタル演算部3A
は、電気量データ収集処理、絶対時刻付加処理、保護制
御演算処理および潮流計算処理を専用に行なう第1のC
PU265A1と、この第1のCPU265A1とは別
個に、表示操作装置233から広域ネットワーク258
等を介して送信されたプログラムモジュール235やデ
ータを受信する処理、受信されたプログラムモジュール
235を解釈する処理およびプログラムモジュール23
5やRAM266に記憶されたデータを通信インタフェ
ース261を介して広域ネットワーク258へ送信する
処理を専用に行なう第2のCPU265A2とを備えて
おり、バス5、RAM266、ROM267、および通
信インタフェース261等は第1および第2のCPU2
65A1および265A2が共有するようになってい
る。
【0430】すなわち、第2のCPU265A2は、通
信インタフェース261を介して広域ネットワーク25
8とのインタフェース処理(プログラムモジュール送受
処理等)、プログラムモジュール235の解釈処理、解
釈結果に基づく第1のCPU265A1に対する動作指
令出力処理、表示操作装置233の操作状況把握処理お
よび表示操作装置233や他装置に対する指令出力処理
等、電力系統保護制御機能に係わる処理以外のプログラ
ムモジュール移動型システム特有の処理を主に行なうよ
うになっており、電力系統保護制御機能に係わる処理
(電気量データ収集処理、保護制御演算処理等)は、第
1のCPU265A1に専用に行なわせている。
【0431】第2のCPU265A2が第1のプログラ
ムモジュール235Aを受信および実行して共有するR
AM266を介して第1のCPU265A1に電気量デ
ータ収集要求を出し、その収集要求に応じて第1のCP
U265A1が絶対時刻付きの電気量データDi1 (t
1 〜tn )、Di2 (t1 〜tn )を収集してRAM2
66にそれぞれ格納するようになっている。
【0432】また、第1のCPU265A1により、電
気量データDi1 の中に異常データが検出されると、そ
の検出結果に応じて異常データ検出情報およびその検出
時刻tk 送信要求をRAM266を介して第2のCPU
265A2に通知し、第2のCPU265A2は、通知
に応じて表示操作装置233に対して異常データ検出情
報とその異常データが検出された絶対時刻tk を送信す
るようになっている。
【0433】すなわち、電力系統保護制御システムにお
いては、電力系統231の状態量(電気量データ)の収
集や潮流計算は常時一定時間間隔で一定時間内に行うこ
とが必要である。一方、通信ネットワーク234(広域
ネットワーク258等)は通信量や通信内容によって処
理量が大幅に変動する。また操作状況も変動が大きい。
【0434】したがって、大幅に変動する通信ネットワ
ーク234とのプログラムモジュール235やデータ送
受信に係わるインタフェース、プログラムモジュールの
解釈処理、操作状況の把握、他装置に対する指令出力処
理等を、上記一定時間間隔で一定時間内に行なうことが
必要な保護制御機能に関する処理と切り離して第2のC
PU265A2に受け持たせることによって、各ディジ
タル形保護制御装置232a1 、232a2 の第2のC
PU265A2以外のハードウエア(第1のCPU26
5A1等)は通信ネットワーク234の状態や操作状況
などにかかわらず、自保護制御装置についての電力系統
231に係わる電気量データ収集処理、および潮流計算
処理等を行うことができる。
【0435】この結果、従来、両立することが難しかっ
た表示操作装置からの通信ネットワークを介した処理負
荷の高いデータ入出力処理および制御要求解析処理と、
電力系統から一定周期で電気量データを取得する処理お
よび取得した電気量データに基づく潮流計算処理を含む
保護制御演算処理とを簡単に両立して行なうことができ
るため、プログラムモジュール送受信処理やプログラム
モジュール解釈処理、および電気量データ取得処理や保
護制御演算処理をそれぞれ高速に行なうことができ、電
力系統保護制御システムの保護制御動作性能をさらに向
上させることが可能になる。
【0436】また、本実施形態では、第1のCPUが保
護制御演算に係わる処理を実行し、第2のCPUがプロ
グラムモジュール・データ送受信処理、プログラムモジ
ュール解釈処理、通信ネットワークとの間のインタフェ
ース処理等を行なうようにしたが、本発明はこれに限定
されるものではない。
【0437】例えば、互いに共通するメモリ(RAM
等)、バス、および通信インタフェース等を有する3つ
のCPUを用いることにより、第1のCPUは保護制御
演算に係わる処理、第2のCPUは、プログラムモジュ
ール・データ送受信処理を含む通信ネットワークとの間
のインタフェース処理をそれぞれ行ない、第3のCPU
は、プログラムモジュールの解釈および解釈されたプロ
グラムモジュールに基づく動作指令出力処理を行なうよ
うに構成してもよい。このように構成すれば、プログラ
ムモジュール・データ入出力処理を含む通信ネットワー
クとの間のインタフェース処理、プログラムモジュール
解釈・実行処理、および電気量データ取得処理・潮流計
算処理を含む保護制御演算処理をそれぞれ高速に行なう
ことができるため、電力系統保護制御システムの保護制
御処理効率をさらに高めることができる。 (第16の実施の形態)本発明の第16の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システムを図40に従って説明
する。
【0438】上述した各実施形態で示したように、精密
時刻を計測するための手段として、複数の人工衛星Lか
ら送信されたGPS信号に基づいて絶対時刻を計測する
場合、衛星Lの運用状況や上空の電離層の状況等によっ
て、衛星LからのGPS信号が上述したGPS受信アン
テナ240aを介してGPS受信手段240(GPS受
信アンテナ240a、GPS受信部260)に受信され
ない可能性がある。このような場合では、GPS受信手
段240は絶対時刻を計測できなくなるが、従来では、
その絶対時刻計測不可になったGPS受信手段240を
有するディジタル形保護制御装置を特定することができ
なかった。
【0439】そこで、本実施形態の電力系統保護制御シ
ステムの各ディジタル形保護制御装置は、自装置(GP
S受信手段)により計測された絶対時刻が正確か否かを
常に確認することにより、絶対時刻の計測が不可になっ
たディジタル形保護制御装置(GPS受信手段)を特定
することが可能になる。
【0440】すなわち、図40によれば、図31に示す
機能ブロック構成に加えて、電力系統保護制御システム
295のディジタル形保護制御装置232a1 (232
a2)におけるGPS受信手段240Bは、他装置23
2a2 (232a1 )でGPS信号に基づいて計測され
た絶対時刻tを受信手段242を介して取り込み、取り
込んだ絶対時刻tに基づいて、自装置232a1 (23
2a2 )で絶対時刻tが正確に得られているか否かを確
認する絶対時刻確認部296を備えている。
【0441】本実施形態によれば、例えばディジタル形
保護制御装置232a1 のCPU265は、複数の人工
衛星Lから送信されGPS受信アンテナ240aおよび
GPSインタフェース260を介して入力されてきたG
PS信号を順次受信処理して絶対時刻tを求めると、他
装置232a2 のCPU265で計測された絶対時刻
t' を広域ネットワーク258等を介して受信し、自装
置232a1 で計測された絶対時刻tと他装置232a
2 で計測された絶対時刻t' とを比較して自装置232
a1 の絶対時刻tが正確か否かを確認する。
【0442】今、他装置232a2 から送信されたデー
タが広域ネットワーク258等を介して伝送されて自装
置232a1 に受信されるまでに、最大でTdの伝送遅
延があると仮定し、また、その比較精度をTcとする
と、CPU265は、自装置232a1 の絶対時刻tと
他装置232a2 で計測された絶対時刻t' とのずれが
下式
【0443】
【数12】 |t−t' |≦Tc+Td ……(12) を、満足すれば、ディジタル形保護制御装置232a1
のCPU265は、自装置232a1 において絶対時刻
tは正確に計測されていると判定する。
【0444】一方、絶対時刻tと絶対時刻t' とのずれ
|t−t' |が上記(12)式を満足しない場合、つま
り、
【0445】
【数13】 |t−t' |>Tc+Td ……(13) であれば、自装置232a1 で計測された絶対時刻tは
不正確であると判定する。
【0446】なお、ディジタル形保護制御装置232a
2 についても、他装置232a1 から絶対時刻tを取り
込んで上述した処理を行なうことにより、自装置232
a2の絶対時刻t' が正確か否かを確認することが可能
になる。
【0447】すなわち、本実施形態によれば、各ディジ
タル形保護制御装置232a1 、232a2 は、自装置
が計測した絶対時刻が正確か否かを確認することができ
るため、上述した各実施形態の電力系統保護制御システ
ムに比べて、さらに信頼性を向上させることができる。 (第17の実施の形態)本発明の第17の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システムを図41に従って説明
する。なお、図41においては、図面を分かりやすくす
るため、電力系統231を省略している。
【0448】図41に示す電力系統保護制御システム3
00においては、例えば同一変電所Ts1 内に複数(図
41では説明を容易にするため、2つとする)のディジ
タル形保護制御装置232a1 、232b1 が設置され
ている。すなわち、ディジタル形保護制御装置232a
1 、232b1 は、互いに近接した位置(他の変電所T
s2 に設置されたディジタル形保護制御装置232a2
と比較して近接した位置)に設置されている。
【0449】2つの同一変電所Ts1 内の近隣のディジ
タル形保護制御装置232a1 、232b1 における一
方のディジタル形保護制御装置232a1 は、図31に
示した機能ブロック構成を有しており、他方のディジタ
ル形保護制御装置232b1は、図31に示した機能ブ
ロック構成において、GPS受信手段240(GPS受
信アンテナ240aを含む)を除く機能ブロック構成を
有している。
【0450】そして、一方のディジタル形保護制御装置
232a1 は、GPS受信手段240により計測された
絶対時刻tを構成する各時刻タイミングを表す周期信号
(絶対時刻に対応する精度を有する)と、各時刻タイミ
ングの時刻を表す時刻データとを重畳し、その重畳信号
Hをディジタル形保護制御装置232b1 へ送信する絶
対時刻重畳送信手段301を備えている。
【0451】また、他方のディジタル形保護制御装置2
32b1 は、ディジタル形保護制御装置232a1 から
送信された各時刻タイミングを表す信号と、各時刻タイ
ミングの時刻を表す時刻データとが重畳された信号を、
各時刻タイミングを表す信号と、各時刻タイミングの時
刻を表す時刻データとに分離して絶対時刻tを表す信号
を生成する絶対時刻分離手段302を備え、この絶対時
刻分離手段302は、絶対時刻tを表す各時刻タイミン
グを表す信号および各時刻タイミングの時刻を表す時刻
データをデータ取得手段241およびプログラムモジュ
ール実行手段243にそれぞれ送信することにより、第
9実施形態で述べたデータ取得処理および絶対時刻付加
処理に用いられるようになっている。
【0452】ディジタル形保護制御装置232b1 のハ
ードウエア構成は、図32に示したディジタル形保護制
御装置232a1 のハードウエア構成において、GPS
受信部260(GPS受信アンテナ240aを含む)を
削除した構成であり、また、ディジタル形保護制御装置
232b1 の通信インタフェース261は、トランシー
バ255を介してイーサネットLAN256に接続され
ており、ディジタル形保護制御装置232a1 とディジ
タル形保護制御装置232b1 とは、イーサネットLA
N256および通信インタフェース261等を介してデ
ータ送受信可能になっている。
【0453】そして、本実施形態のディジタル形保護制
御装置232a1 のI/O4とディジタル形保護制御装
置232b1 のI/O4とは、上記重畳信号Hを送信す
るための1本のシリアル通信用の通信線(例えば、光フ
ァイバケーブル)303(図41参照)により接続され
ている。
【0454】本実施形態のその他の機能ブロック構成、
および各機能ブロック構成を具体的に実現するためのハ
ードウエア構成については、第9実施形態の図31およ
び図32と略同等であるため、その説明は省略する。な
お、ディジタル形保護制御装置232b1 においては、
電力系統から取得される電気量をSb1 、電力系統の外
部機器に対して出力される動作指令をCb1 としてい
る。
【0455】すなわち、本実施形態によれば、ディジタ
ル形保護制御装置232a1 のCPU265は、GPS
受信アンテナ240aおよびGPS受信部260を介し
て計測された絶対時刻t(t1 〜tn )を構成する各時
刻t1 〜tn 毎のタイミングを表す時刻タイミング信号
および各時刻タイミングの時刻内容を表す時刻データを
重畳し、この重畳信号HをI/O4を介して通信線30
3を介してディジタル形保護制御装置232b1 に送信
する(図42のタイムチャート参照、なお、重畳信号H
の1つのデータ(絶対時刻タイミングデータ+時刻デー
タ)送信に関するデータ転送時間Ttは、1バイト転送
時間をTxとすると、Tt>Txとなる。
【0456】一方、ディジタル形保護制御装置232b
1 のCPU265は、I/O4を介して送られてきた重
畳信号Hを受信し、上記Txよりも短く、かつTxより
も長いパルス幅を有する検出パルス(そのパルス幅をT
dとする)を用いて受信信号Sから各時刻t1 〜tn 毎
の時刻タイミング信号および各時刻タイミングにおける
時刻データをそれぞれ分離する(図42のタイムチャー
ト参照)。
【0457】そして、CPU265は、上述した絶対時
刻t1 〜tn に基づくサンプリング周期による電気量デ
ータ取得処理や絶対時刻付加処理を行なうようになって
いる。
【0458】以上述べたように、本実施形態によれば、
例えば同一の変電所内に設置されるなど、比較的近接配
置された複数のディジタル形保護制御装置における少な
くとも1つのGPS受信手段(GPS受信アンテナ、G
PS受信部)が設置されたディジタル形保護制御装置、
およびGPS受信手段の無い少なくとも1つのディジタ
ル形保護制御装置間を高速データ転送可能な光ファイバ
等の通信線で接続しておき、GPS受信手段により受信
された絶対時刻(絶対時刻タイミング信号、時刻デー
タ)重畳してGPS受信手段の無い少なくとも1つのデ
ィジタル形保護制御装置に送信することにより、GPS
受信手段の無い少なくとも1つのディジタル形保護制御
装置においても、送信されてきた重畳信号を絶対時刻タ
イミング信号および時刻データに分離することにより、
その絶対時刻(絶対時刻タイミング信号および時刻デー
タ)を用いて互いに同期した電気量データを取得するこ
とができ、さらに、その電気量データに絶対時刻を付加
して記憶することができる。したがって、ディジタル形
保護制御装置に比べて比較的高価なGPS受信手段を構
成するGPS受信部を用いる個数を低減することがで
き、電力系統保護制御システムのコストを減らすことが
できる。
【0459】なお、本実施形態においては、ディジタル
形保護制御装置232a1 から時刻タイミングおよび時
刻データを重畳してディジタル形保護制御装置232b
1 へ送信したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、図42に示すように、GPS受信部260の各種デ
ータ(GPS受信部260の自己診断結果、人工衛星の
状況および受信状況等)を適当な時間間隔で上記時刻タ
イミングおよび時刻データが重畳された重畳信号Hにさ
らに重畳し、この重畳信号H' をディジタル形保護制御
装置232b1 へ送信してもよい。このように構成すれ
ば、ディジタル形保護制御装置232b1 は、人工衛星
の運用状況や電波受信状態に応じて時刻タイミングを利
用することができる。
【0460】また、図43に示すように、送信元のディ
ジタル形保護制御装置232a1 の状態・電力量データ
・送信先ディジタル形保護制御装置232b1 に対する
自動点検指令等を適当な時間間隔で上記時刻タイミング
および時刻データが重畳された重畳信号Hにさらに重畳
し、この重畳信号H''をディジタル形保護制御装置23
2b1 へ送信してもよい。このように構成すれば、広域
ネットワークの通信負荷を増加させることなく、同一変
電所内に配置されたディジタル形保護制御装置232a
1 およびディジタル形保護制御装置232b1 間の交信
を行なうことが可能になる。 (第18の実施の形態)本発明の第18の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システムを図44に従って説明
する。
【0461】図41に示したディジタル形保護制御装置
232a1 、232a2 のGPS受信手段240(GP
S受信部260)は、GPS受信アンテナ240aと電
気的に接続されている。このため、GPS受信アンテナ
240aを屋外に設置した際に、万が一GPS受信アン
テナ240aが直撃雷を受けた場合、GPS受信アンテ
ナ240aを介してGPS受信手段240(GPS受信
部260)、および他の手段(CPU等)に対して雷電
流が流れる恐れが生じており、保護制御装置全体が故障
する可能性がある。
【0462】そこで、本実施形態では、GPS受信アン
テナ240aが直撃雷を受けた場合でも保護制御装置全
体が影響を受けることのない電力系統保護制御システム
を提供する。
【0463】図44は、本実施形態に係わる電力系統保
護制御システムのディジタル形保護制御装置(代表して
ディジタル形保護制御装置232a1 のみ示す)のブロ
ック構成を示す図である。
【0464】図44によれば、電力系統保護制御システ
ムは、図32に示すハードウエア構成からGPS受信部
240を省略した構成を有する保護制御装置本体232
a1と、GPS受信部260およびGPS受信アンテナ
240aを搭載した精密時刻計測用の精密時刻計測装置
303と、この保護制御装置232a1 および精密時刻
計測装置303間を電気的に絶縁した状態で互いに通信
可能に接続する光ファイバ等の光通信ケーブル304と
を備えている。
【0465】精密時刻計測装置303は、GPS受信ア
ンテナ240aおよびGPS受信部260と、このGP
S受信部260により計測された絶対時刻tを構成する
各時刻タイミングおよび時刻データを図42に示すよう
に重畳する重畳部303aと、時刻タイミングおよび時
刻データが重畳された重畳信号Hを光信号に変換して光
通信ケーブル304を介して保護制御装置232a1 に
送信する電気光変換部303bとを備えている。
【0466】また、保護制御装置232a1 は、データ
取得手段241、受信手段242、プログラムモジュー
ル実行手段243、記憶手段244および送信手段24
5に加えて(図44においては図示を省略している)、
光通信ケーブル304に通信可能に接続され光通信ケー
ブル304を介して送信されてきた重畳信号Hに基づく
光データを電気的な重畳信号Hに変換する光電気変換部
305と、この光電気変換部305の変換処理により得
られた重畳信号Hを時刻タイミングおよび時刻データに
分離して絶対時刻tを表す信号を生成する絶対時刻分離
手段302とを備えている。
【0467】なお、分離した絶対時刻tの利用法につい
ては、第9実施形態および第17実施形態等で述べてい
るため、説明を省略する。
【0468】すなわち、本実施形態によれば、精密時刻
計測装置303は、保護制御装置232a1 と電気的に
絶縁された光通信ケーブル304を介して接続されてい
るため、万が一、精密時刻計測装置303のGPS受信
アンテナ240aが直撃雷を受けても、その雷信号は、
光通信ケーブル304を介して保護制御装置232a1
に対して送信されることはなく、保護制御装置232a
1 の故障を回避することができる。
【0469】したがって、電力系統保護制御システムの
信頼性をさらに向上させることができる。
【0470】なお、本実施形態で述べた電力系統保護制
御システムの保護制御装置の構成(GPS信号を計測す
る精密時刻計測用ハードウエア(精密時刻計測装置)を
保護制御装置(保護制御処理用ハードウエア;CPU
等)から分離して当該精密時刻計測用ハードウエアと保
護制御処理用ハードウエアとを電気絶縁的な通信ケーブ
ルで接続する構成は、本明細書におけるGPS信号を受
信する全ての実施形態の各保護制御装置に対して適用可
能である。
【0471】図45は、第18実施形態の第1の変形例
を示す図である。
【0472】図45によれば、保護制御装置232a1
のCPU265は、RAM266やEEPROM268
等に記憶された設定データ(GPS受信アンテナ240
aの初期位置等)を光電気変換部305を介して光デー
タに変換して光通信ケーブル304を介して精密時刻計
測装置303に送信する機能を有しており、精密時刻計
測装置303は、光通信ケーブル340電気光変換部3
03bを介して送信されてきた光データに基づく設定デ
ータを受信し、その設定データをGPS受信部260に
送信するようになっている。
【0473】このように構成すれば、第11実施形態と
同様に、精密時刻計測装置303(GPS受信部26
0)の初期設定を行なうことが可能になり、短時間で精
密時刻計測装置303(GPS受信部260)を起動さ
せることができる。
【0474】また、図42に示すように、GPS受信部
260の絶対時刻tに係わるデータ以外の各種データ
(GPS受信部260の自己診断結果、人工衛星の状況
および受信状況等)を電気光変換部303bに送ること
により、電気光変換部303b、光通信ケーブル304
および光電気変換部305を介して保護制御装置232
a1 側で受信することが可能になる。この結果、精密時
刻計測装置303の保守性を大幅に向上させることがで
きる。
【0475】図46は、第18実施形態の第2の変形例
を示す図である。
【0476】図41、図44および図45においては、
同一変電所Ts1 内に2つの保護制御装置232a1 、
232b1 が互いに近接して設置されている場合につい
て説明したが、同一変電所Ts1 内に複数の保護制御装
置232x1 、232x2 、…、232xn が互いに近
接して設置されている際にも、第18実施形態の構成を
適用可能である。
【0477】すなわち、保護制御装置232x1 、23
2x2 、…、232xn の内の少なくとも1つ(例えば
保護制御装置232a1 )の構成を第18実施形態の図
44に示す構成にし、そのディジタル形保護制御装置2
32x1 の絶対時刻分離手段302が分離した時刻タイ
ミングおよび時刻データを再度重畳して他の保護制御装
置232x2 、…、232xn にそれぞれ再送信する重
畳信号再送信手段310を新たに設けることにより、他
の保護制御装置232x2 、…、232xn は、保護制
御装置232x1 から送信されてきた絶対時刻tを共有
することが可能になり、他の保護制御装置232x2 、
…、232xn において精密時刻計測用ハードウエアお
よびソフトウエアを省略することが可能になる。
【0478】なお、ディジタル形保護制御装置232x
1 に対して、精密時刻計測装置303からではなく、他
の精密時刻計測用ハードウエアおよびソフトウエアを有
する保護制御装置から送信された重畳信号を重畳信号再
送信手段310を介して他の保護制御装置へ送信するこ
とも可能である。
【0479】図46に示したように、ディジタル形保護
制御装置232x1 は、2つの重畳信号再送信手段31
0を有しているが、このように、各ディジタル形保護制
御装置232x1 、232x2 、…、232xn が2つ
以上の重畳信号再送信手段310を有している場合に
は、ツリー状に各ディジタル形保護制御装置232x1
〜232xn を接続して時刻タイミング・時刻データを
共有することが可能である。
【0480】例えば、通信ネットワーク234に接続さ
れた各ディジタル形保護制御装置232x1 〜232x
n が2つの重畳信号再送信手段310を有している際に
は、ツリーの段数をN(図47ではN=4)とすると、
図47に示すように、2N −1個(図47では15個)
の保護制御装置232x1 〜232x15を複数の通信ケ
ーブル(通信ネットワークとは異なる)を用いてツリー
状に接続することができる。
【0481】このとき、第N段の保護制御装置における
時刻タイミングの遅れは、1段あたりの遅れをtd 、保
護制御装置間を接続する通信ケーブル1本における遅れ
をtc とすると、
【0482】
【数14】 ★と表される。
【0483】また、各ディジタル形保護制御装置232
x1 、232x2 、…、232xnが1つ以上の重畳信
号再送信手段310を有する場合には、図48に示すよ
うに、複数のディジタル形保護制御装置232x1 、2
32x2 、…、232xn (図48ではn=6 )を複数の
通信ケーブルを用いてカスケード状に接続することも可
能である。
【0484】このとき、カスケード接続の段数をm(=
n )とすると、第m段目(第n 番目)の保護制御装置に
おける時刻タイミングの遅れは、上記td 、tc を用い
ると、
【0485】
【数15】 ★と表される。図47に示すツリー状接続を採用した場
合と比べ、カスケード状接続を採用した電力系統保護制
御システムでは、予め定められた遅れを許容する保護制
御装置の接続数が少なくなるが、接続構成が比較的単純
であるという利点を有する。
【0486】さらに、各ディジタル形保護制御装置23
2x1 、232x2 、…、232xn が1つ以上の重畳
信号再送信手段310を有する場合には、図49に示す
ように、複数のディジタル形保護制御装置232x1 〜
232xn (図49ではn=9)を複数の通信ケーブルを
用いてループ状に接続することも可能である。
【0487】このとき、精密時刻計測装置303に光通
信ケーブル304を介して接続される保護制御装置23
2x1 は、次の保護制御装置232x2 に対して送信し
た重畳信号と最終の保護制御装置232x9 から戻って
きた重畳信号との間の時間差を計測するループ時間差計
測手段311を有している。
【0488】すなわち、保護制御装置間を接続する通信
ケーブルの長さが等しい場合においては、保護制御装置
232x1 は、ループ時間差計測手段311で計測され
た時間差を保護制御装置232x1 に接続された保護制
御装置の台数(本実施形態では8)で除した値を、各保
護制御装置232x2 〜232x9 に対して通信ネット
ワーク234を介して送信することにより、各保護制御
装置232x2 〜232x9 は、重畳信号の伝達遅延が
補正された正確な絶対時刻(時刻タイミング)を得るこ
とが可能になる。
【0489】さらにまた、図50に示すように、複数の
保護制御装置232x1 〜232xn (図50ではn=9
)を独立した異なる2本の通信ケーブルで2重ループ
状に接続することもできる。
【0490】このとき、精密時刻計測装置303に光通
信ケーブル304を介して接続される保護制御装置23
2x1 は、第1のループ(保護制御装置232x2 →保
護制御装置232x3 →…→保護制御装置232x8 →
保護制御装置232x9 )を介して順次送信されて保護
制御装置232x1 へ戻ってきた重畳信号のループ時間
差を計測する第1のループ時間差計測手段311aと、
第2のループ(保護制御装置232x9 →保護制御装置
232x8 →…→保護制御装置232x3 →保護制御装
置232x2 )を介して順次送信されて保護制御装置2
32x1 へ戻ってきた重畳信号のループ時間差を計測す
る第2のループ時間差計測手段311bとを備えてい
る。
【0491】また、各保護制御装置232x2 〜232
x9 は、精密時刻計測装置303に接続された保護制御
装置232x1 と自保護制御装置との間の距離が短いル
ープ(同一距離の場合は所定のループ)を介して送信さ
れてきた重畳信号、すなわち保護制御装置232x1 か
ら第1および第2のループを介して送信されてきた重畳
信号の内、自保護制御装置に先着した重畳信号を検出す
る先着重畳信号検出手段315を備えており、各保護制
御装置232x2 〜232x9 は、先着重畳信号検出手
段315により検出された先着した重畳信号を用いて、
上述したデータ収集処理等の上述した処理を行なうよう
になっている。
【0492】すなわち、上述した2重ループ状の接続構
成を有する電力系統保護制御システムによれば、第1お
よび第2のループそれぞれの時間差を第1および第2の
ループ時間差計測手段311aおよび311bにより計
測しているため、第1のループおよび第2のループの内
のどちらか一方のループを構成する通信ケーブルの内の
少なくとも1カ所に故障が発生した場合でも、各保護制
御装置232x2 〜232x9 は、故障が発生した通信
ケーブルを含むループとは異なる正常なループを介して
送信されてきた絶対時刻(時刻タイミング)を、その正
常なループに対応するループ時間差計測手段で計測され
た時間差に基づいて補正することにより、伝達遅延が補
正された正確な絶対時刻(時刻タイミング)を利用する
ことができる。
【0493】さらに、上述した2重ループ状の接続構成
を有する電力系統保護制御システムによれば、第1のル
ープおよび第2のループの内のどちらか一方のループを
構成する通信ケーブルの内の少なくとも1カ所に故障が
発生した場合、第1あるいは第2のループ時間差計測手
段311aあるいは311bおよび先着重畳信号検出手
段315で故障が発生したループを介して重畳信号が受
信できないことを検出することができるため、保護制御
装置232x1 〜保護制御装置232x9 の内の少くと
も1つ(例えば保護制御装置232x1 )は、他の保護
制御装置(例えば保護制御装置232x2 〜保護制御装
置232x9 )に対して通信ネットワークを介して一定
間隔で重畳信号受信状況を問い合わせることて通信ケー
ブルの故障箇所を判別することができる。
【0494】なお、複数の保護制御装置232x1 〜2
32xn (図50ではn=9 )を独立した異なる2本以上
の通信ケーブルで多重ループ状に接続することも可能で
ある。
【0495】図51は、第18実施形態の第3の変形例
を示す図である。
【0496】図51によれば、精密時刻計測処理装置3
03は、複数のGPS受信アンテナ240a1 〜240
an およびGPS受信部260a1 〜260an (図5
1では2つ)を有しており、重畳部303aは、複数の
GPS受信部260a1 〜260an からそれぞれ送ら
れた複数の時刻タイミングおよび時刻データの中から最
適な時刻タイミングおよび時刻データを選択し、選択し
た時刻タイミングおよび時刻データを重畳するようにな
っている。
【0497】重畳部303aは、GPS受信アンテナお
よびGPS受信部が3個以上ある場合(GPS240a
1 〜240a3 およびGPS受信部260a1 〜260
a3)には、多数決理論で正常と思われるGPS受信部
(例えばGPS受信部260a1 およびGPS受信部2
60a2 の時刻タイミングおよび時刻データが一致して
いる場合、GPS受信部260a1 およびGPS受信部
260a2 のどちらか一方)を選択し、選択したGPS
受信部の時刻タイミングおよび時刻データを重畳して重
畳信号を生成するようになっている。
【0498】また、GPS受信アンテナおよびGPS受
信部が2個である場合(GPS240a1 、240a2
およびGPS受信部260a1 、260a2 )には、上
記多数決理論を用いることができないため、各GPS2
40a1 、240a2 で測定される時刻タイミング信号
の安定性および時刻データの妥当性からより健全なGP
S受信部を選択し、選択したGPS受信部の時刻タイミ
ングおよび時刻データを重畳して重畳信号を生成するよ
うになっている。
【0499】場合によっては、保護制御装置232a1
は、通信ネットワーク234(広域ネットワーク25
8)を介して他の保護制御装置232a2 のGPS受信
部260の時刻データを受信し、受信した時刻データを
光電気変換部305および光通信ケーブル304精密時
刻計測装置303に送信することにより、精密時刻計測
装置303で計測された時刻データと照合することも可
能である。
【0500】すなわち、本変形例によれば、複数のGP
S受信アンテナおよびGPS受信部を用いることによ
り、仮に1つのGPS受信アンテナやGPS受信部に故
障が発生したり、GPS受信部が例えば初期状態でGP
S信号を受信することができない場合でも、残りのGP
S受信アンテナおよびGPS受信部により測定された時
刻タイミングおよび時刻データを選択し、選択した時刻
タイミングおよび時刻データを利用することができるた
め、電力系統保護制御システムの信頼性をさらに向上さ
せることができる。
【0501】図52は、第18実施形態の第4の変形例
を示す図である。
【0502】本変形例においては、図51に示したGP
S受信アンテナおよびGPS受信部の多重化ではなく、
精密時刻計測装置自体を多重化している(以下の説明で
は2重化について説明する)。
【0503】すなわち、図52によれば、本変形例の電
力系統保護制御システムは、図32に示すハードウエア
構成からGPS受信部240を省略した構成を有する保
護制御装置本体232a1 と、第1のGPS受信部26
0a1 、第1のGPS受信アンテナ240a1 、第1の
重畳部303a1 および第1の電気光変換部303b1
をそれぞれ搭載した第1の精密時刻計測装置320a1
と、第2のGPS受信部260a2 、第2のGPS受信
アンテナ240a2 、第2の重畳部303a2および第
2の電気光変換部303b2 をそれぞれ搭載した第2の
精密時刻計測装置320a2 と、保護制御装置232a
1 および第1の精密時刻計測装置320a1 間を電気的
に絶縁した状態で互いに通信可能に接続する光ファイバ
等の第1の光通信ケーブル304a1 と、保護制御装置
232a1 および第2の精密時刻計測装置320a2 を
電気的に絶縁した状態で互いに通信可能に接続する光フ
ァイバ等の光通信ケーブル304a2 とを備えている。
【0504】また、保護制御装置232a1 は、データ
取得手段241、受信手段242、プログラムモジュー
ル実行手段243、記憶手段244および送信手段24
5に加えて(図52においては図示を省略している)、
第1および第2の光通信ケーブル304a1 および30
4a2 に対して通信可能にそれぞれ接続され第1および
第2の光通信ケーブル304a1 および304a2 を介
してそれぞれ送信されてきた第1および第2の重畳信号
H1 およびH2 に基づく光データを電気的な第1および
第2の重畳信号H1 およびH2 にそれぞれ変換する第1
および第2の光電気変換部305a1 および305a2
と、これら第1および第2の光電気変換部305a1 お
よび305a2 の変換処理によりそれぞれ得られた第1
および第2の重畳信号H1 およびH2 をそれぞれ時刻タ
イミングおよび時刻データに分離して第1および第2の
絶対時刻t1 およびt2 を表す信号をそれぞれ生成する
絶対時刻分離手段321とを備えている。
【0505】上述した構成を有する本変形例によれば、
絶対時刻分離手段321は、第1および第2の精密時刻
計測装置320a1 および320a2 でそれぞれ計測さ
れ、第1および第2の光通信ケーブル304a1 および
304a2 と第1および第2の光電気信号変換部305
a1 および305a2 を介してそれぞれ送信されてきた
第1および第2の重畳信号H1 およびH2 をそれぞれ時
刻タイミングおよび時刻データに分離して第1および第
2の絶対時刻t1 およびt2 を表す信号をそれぞれ生成
する。
【0506】そして、絶対時刻分離手段321は、生成
された第1および第2の絶対時刻t1 およびt2 に係わ
る第1および第2の時刻タイミングの妥当性と、第1お
よび第2の絶対時刻t1 およびt2 に係わる第1および
第2の時刻データの妥当性をそれぞれ調べることによ
り、より健全な精密時刻計測装置を選択して、選択した
精密時刻計測装置の時刻タイミングおよび時刻データを
利用するようになっている。
【0507】すなわち、本変形例においては、複数の精
密時刻計測装置を用いることにより、仮に1つの精密時
刻計測装置のGPS受信アンテナやGPS受信部に故障
が発生したり、GPS受信部が例えば初期状態でGPS
信号を受信することができない場合でも、残りの精密時
刻計測装置で計測された時刻タイミングおよび時刻デー
タを選択し、選択した時刻タイミングおよび時刻データ
を利用することができるため、電力系統保護制御システ
ムの信頼性をさらに向上させることができる。 (第19の実施の形態)本発明の第19の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システム350を図53に従っ
て説明する。
【0508】図53によれば、図31に示す機能ブロッ
ク構成に加えて、電力系統保護制御システム350にお
ける各ディジタル形保護制御装置232a1 、232a
2 は、人工衛星Lから送信されたGPS信号を受信して
絶対時刻を計測するGPS受信手段240の他に、地上
波(地上に沿って伝搬する電波)GWを受信して取得さ
れた地上波精密時刻を補正することにより、絶対時刻と
比べて略同精度で、かつ位相差の無い精密時刻を取得す
る精密時刻計測手段351をそれぞれ備えている。
【0509】精密時刻計測手段351で用いられる地上
波の例としては、茨城県つくば市から発せられるJG2
ASがある。これは長波であり、時刻情報を常に送信し
ている。1個所から発せられる地上波の場合、発信源か
らディジタル形保護制御装置232a1 、232a2 ま
での距離に応じて時刻情報(地上波精密時刻)が遅れて
受信されるため、定義した1μsの精度を有する精密時
刻と比べると、位相差が生じている)。
【0510】精密時刻計測手段351は、地上波による
時刻情報を受信する地上波時刻情報受信部351aと、
GPS受信手段240により受信された絶対時刻と地上
波時刻情報受信部351aにより受信された地上波精密
時刻との位相ズレ(位相差)を計測し、この計測した位
相差に基づいて、地上波時刻情報受信部351aにより
受信された地上波精密時刻の位相を補正して絶対時刻の
精度に近似した精度を有する精密時刻を生成する時刻情
報位相補正部351bとを備えている。
【0511】図54は、図53に示された本実施形態の
電力系統保護制御システム350の各機能ブロックを具
体的に実現するためのハードウエア構成を示す図であ
る。
【0512】図54によれば、ディジタル形保護制御装
置232a1 、232a2 は、装置内の各構成要素(デ
ィジタル演算処理部3等)とデータ送受信可能にバス5
に接続されており、つくば市から発せられた地上波時刻
情報(地上波精密時刻)を受信し、受信した地上波精密
時刻をディジタル演算処理部3のCPU265に送る地
上波時刻情報受信部(地上波受信部)351aを備えて
いる。
【0513】なお、本実施形態のその他の機能ブロック
構成、および各機能ブロック構成を具体的に実現するた
めのハードウエア構成については、第9実施形態の図3
1および図32と略同等であるため、その説明は省略す
る。
【0514】すなわち、本実施形態によれば、GPS受
信手段240(GPS受信アンテナ240a、GPS受
信部260)が正常に動作している場合においては、各
ディジタル形保護制御装置232a1 、232a2 のC
PU265は、GPS受信部260を介して送られた絶
対時刻に基づいて第9実施形態と同様の電気量データ収
集処理、絶対時刻付加処理および保護制御演算処理を行
なうとともに、この絶対時刻と地上波受信部351aに
より受信された地上波精密時刻との位相差(位相ズレ)
を各時刻毎に常に計測しておき、その計測データ(各時
刻毎の位相差)をRAM266に記憶する。
【0515】このとき、GPS受信部260の故障等の
原因でGPS受信部260から絶対時刻が送信されない
場合、あるいはGPS受信部260から送られた絶対時
刻が地上波受信部351aから送られた地上波精密時刻
と比べて明らかに変化した場合、CPU265は、広域
ネットワーク258等を介して他の保護制御装置(23
2a1 →232a2 、232a2 →232a1 )、ある
いは表示操作装置233へ自装置のGPS受信手段24
0(GPS受信部260)が故障(GPS受信不良)状
態であることを広域ネットワーク258等を介して通知
するとともに、地上波受信部351aから送られた地上
波精密時刻に対応する位相差をRAM266から読み出
し、その地上波精密時刻の位相をRAM266から読み
出した対応する位相差を用いて補正することにより、絶
対時刻に略匹敵する精度を有する精密時刻を生成する。
【0516】そして、CPU265は、生成された精密
時刻に基づいて第9実施形態と同様の電気量データ収集
処理、絶対時刻付加処理および保護制御演算処理を行な
うようになっている。
【0517】すなわち、本実施形態によれば、各ディジ
タル形保護制御装置232a1 、232a2 は、その絶
対時刻を計測するGPS受信手段(GPS受信部等)が
故障するか、あるいは衛星の運用状況および上空の電離
層の状況等によりGPS信号が正確に受信されない場合
でも、地上波受信部351aにより受信された地上波を
用いてその故障(GPS信号受信不良)を検出し、予め
計測しておいた地上波精密時刻と絶対時刻との間の位相
差により地上波を補正して絶対時刻に匹敵する高精度の
精密時刻を生成することができる。
【0518】この結果、本実施形態では、上述したGP
S受信部自体の故障やGPS信号受信不良等によりGP
S受信手段(GPS受信部)により正確な絶対時刻が得
られない場合でも、電気量データ収集処理、絶対時刻付
加処理および保護制御演算処理を行なうことができるた
め、電力系統保護制御システムの信頼性をさらに向上さ
せることができる。 (第20の実施の形態)本発明の第20の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システムを図55に従って説明
する。
【0519】図55によれば、図31に示す機能ブロッ
ク構成に加えて、電力系統保護制御システム360にお
ける各ディジタル形保護制御装置232a1 、232a
2 は、人工衛星Lから送信されたGPS信号を受信して
絶対時刻を計測するGPS受信手段240の他に、上記
絶対時刻の一時的な代替用として取得されたリアルタイ
ムの時刻を補正して精密時刻を計測する代替用時刻計測
手段361をそれぞれ備えている。
【0520】代替用時刻計測手段361は、リアルタイ
ムの時刻を絶対時刻の代替用として発生する代替用時刻
発生部361aと、GPS受信手段240により受信さ
れた絶対時刻と代替用時刻発生部361aから発生され
たリアルタイム時刻とのズレを校正して代替用時刻を生
成する代替用時刻構成部361bとを備えている。
【0521】この代替用時刻発生部361aの処理を具
体的に実行するハードウエア構成要素として、例えば図
32に示すディジタル形保護制御装置232a1 、23
2a2 は、装置内の各構成要素(ディジタル演算処理部
3等)とデータ送受信可能にバス5に接続された時刻発
生回路を備えている(図示せず)。この時刻発生回路
は、例えば高精度の時計を有し、この時計から発生され
た時刻に基づく時刻タイミング信号と時刻データとをバ
ス5を介してCPU265に供給するようになってい
る。
【0522】すなわち、本実施形態によれば、GPS受
信手段240(GPS受信アンテナ240a、GPS受
信部260)が正常に動作している場合においては、各
ディジタル形保護制御装置232a1 、232a2 のC
PU265は、GPS受信部260を介して送られた絶
対時刻に基づいて第9実施形態と同様の電気量データ収
集処理、絶対時刻付加処理および保護制御演算処理を行
なうとともに、この絶対時刻に基づいて、代替用時刻発
生部361aにより発生されたリアルタイム時刻を校正
する処理を行なっている。
【0523】このとき、衛星の運用状況等の影響でGP
S受信部260から絶対時刻が一時的に送信されない場
合、CPU265は、広域ネットワーク258等を介し
て他の保護制御装置(232a1 →232a2 、232
a2 →232a1 )、あるいは表示操作装置233へ自
装置のGPS受信手段240(GPS受信部260)が
GPS受信不良状態であることを広域ネットワーク25
8等を介して通知するとともに、校正していた代替用時
刻に基づいて第9実施形態と同様の電気量データ収集処
理、絶対時刻付加処理および保護制御演算処理を行なう
ようになっている。
【0524】すなわち、本実施形態によれば、各ディジ
タル形保護制御装置232a1 、232a2 は、衛星の
運用状況および上空の電離層の状況等によりGPS信号
が一時的に受信されない際に、そのGPS受信不良が一
時的な不良である場合には、代替用時刻発生部361a
により発生されたリアルタイム時刻を校正した代替時刻
を用いて電気量データ収集処理、絶対時刻付加処理およ
び保護制御演算処理を行なうことができるため、電力系
統保護制御システムの信頼性をさらに向上させることが
できる。
【0525】また、例えば、ディジタル形保護制御装置
232a1 においてGPS受信不良が起こった場合、こ
のGPS受信不良を他の保護制御装置232a2 や表示
操作装置233に通知することができるため、上記GP
S受信不良がGPS受信部260の故障により生じたた
め一定時間以上その受信不良状態が継続した場合には、
他の保護制御装置232a2 は、相互の同期が崩れたと
判断して所定の処理(例えば、仮に、保護制御装置23
2a1 、232a2 以外の複数の保護制御装置が存在す
る場合は、GPS受信不良の保護制御装置を除いた複数
の保護制御装置間で同期をとって電気量データ収集処理
を継続する処理等)を行なうことができる。 (第21の実施の形態)本発明の第21の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システム280Aの機能ブロッ
ク構成については、第12実施形態の図36と略同等で
あるため、その説明を省略する。また、本実施形態の各
機能ブロック構成を具体的に実現するためのハードウエ
ア構成については、第9実施形態の図32と略同等であ
るため、その説明は省略する。
【0526】本実施形態において、例えばディジタル形
保護制御装置232a2 の保護制御対象(送電線端R
B)に系統事故が発生したとする。このとき、ディジタ
ル形保護制御装置232a2 のCPU265は、例えば
前掲図35のステップS40〜ステップS46の処理を
行なって事故を検出し、例えば遮断器のトリップ指令出
力処理等の保護制御処理を行なったとする。
【0527】このように、例えば隣接する保護制御装置
232a2 が保護制御動作を行なったとき、保護制御装
置232a1 の保護制御対象である系統(送電線端R
A)にも状態量(電気量)の変化が発生するものの、保
護制御動作(遮断器の遮断動作)には至らない場合があ
る{単一のリレー要素(例えば事故検出リレー要素)し
か起動していない場合等)}。
【0528】このとき、本実施形態における保護制御装
置232a1 は、発生した状態量の変化を収集した電気
量データの変化(Di1 →Di1A)により検出すると
(図56;ステップS50)、隣接した保護制御装置2
32a2 の電気量データDi2'を通信ネットワーク23
4(広域ネットワーク258)等を介して収集し(ステ
ップS51)、RAM266に記憶された自装置232
a1 の系統(送電線端)RAの送電線定数(自己インピ
ーダンス)および2つの系統(送電線端RA、RB)の
相互の影響(送電線定数;相互インピーダンス)と、収
集した電気量データDi2'に基づいて、上記隣の装置2
32a2 の状態変化に応じた自保護制御装置232a1
の電気量データの状態変化(Di1 →Di1B)を求める
(ステップS52)。
【0529】そして、装置232a1 のCPU265
は、検出した電気量データの変化(Di1 →Di1A)が
ステップS52の処理により求められた隣の装置232
a2 の電気量データDi2'および送電線定数に基づく電
気量データの変化(Di1 →Di1B)の範囲内であるか
否か判断する(ステップS53)。
【0530】今、|Di1 −Di1A|<|Di1 −Di
1B|であるとすると、ステップS53の判断の結果はY
ESとなり、CPU265は、自装置232a1 の電気
量データの変化は、隣接する装置232a2 の系統に対
する保護制御動作の影響であると判定して(ステップS
54)、ステップS56の処理に移行する。
【0531】一方、|Di1 −Di1A|≧|Di1 −D
i1B|であるとすると、ステップS53の判断の結果は
NOとなり、CPU265は、自装置232a1 の電気
量データの変化は、自装置232a1 の保護制御対象で
ある系統(送電線端RA)にも別の系統事故(多重事
故)が発生したと判定して、保護制御動作処理(例えば
遮断器のトリップ指令出力処理等)を行なう(ステップ
S55)。
【0532】そして、CPU265は、ステップS5
4、あるいはステップS55の判定結果を通信ネットワ
ーク234(広域ネットワーク256)等を介して表示
操作装置233へ送信して(ステップS56)、処理を
終了する。
【0533】以上述べたように、本実施形態によれば、
近接して配置された(例えば隣の)保護制御装置で事故
が発生し、自装置において電気量データの変化が発生し
たものの事故検出されなかった場合、その隣の保護制御
装置で収集された電気量データ、および予め測定された
送電線定数を用いて、自保護制御装置の電気量データの
状態変化が上記隣の保護制御装置の保護制御動作の影響
か否かを判定することができるため、さらに信頼性の高
い電力系統保護制御システムを提供することができる。 (第22の実施の形態)本発明の第22の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システム230Aの機能ブロッ
ク構成、および各機能ブロック構成を具体的に実現する
ためのハードウエア構成については、第9実施形態の図
31および図32と略同等であるため、その説明は省略
する。
【0534】図31および図32において、系統の変更
(例えば、保護制御対象となる系統設備の変更等)を例
えば遠隔監視操作員が表示操作装置233の入力部27
4を介して入力した場合、あるいは系統の変更が保護制
御装置232a2 、あるいは表示操作装置233で検出
された場合、保護制御装置232a2 あるいは表示操作
装置233は、通信ネットワーク234(広域ネットワ
ーク258)等を介して他の保護制御装置232a1 に
その系統の変更を連絡する。
【0535】このとき、例えば、保護制御装置232a
1 は、表示操作装置233から通信ネットワーク234
等を介して送信された、例えば整定値等の保護制御動作
に係わる設定値を動的に変更するプログラムモジュール
を通信ネットワーク234を介してダウンロードして実
行し、自装置232a1 の設定値をダイナミックに変更
する。
【0536】また、予め保護制御装置232a1 に系統
の変更に応じた設定値をダイナミックに変更するための
プログラムモジュールがダウンロードされている場合に
は、そのプログラムモジュールを実行して自装置232
a1 の設定値をダイナミックに変更する。
【0537】このように構成すれば、例えば保護制御装
置232a1 は、他の保護制御装置232a2 や表示操
作装置233で検出された系統の変更に応じて、通常の
運転中であってもその設定値をダイナミックに変更する
ことができる。 (第23の実施の形態)本発明の第23の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システム230Bの機能ブロッ
ク構成、および各機能ブロック構成を具体的に実現する
ためのハードウエア構成については、第9実施形態の図
31および図32と略同等であるため、その説明は省略
する。
【0538】図31および図32において、例えば複数
の保護制御装置232a1 〜232an における所定の
保護制御装置232a1 は、事故発生時において、その
事故に関連して異常が検出された保護制御装置232a
k 〜232an から事故時の電力系統231の状態量を
表す電気量データを、異常検出時の絶対時刻を付加した
状態で通信ネットワーク234を介して収集する。
【0539】このとき、保護制御装置232a1 は、収
集された事故検出時の絶対時刻付きの電気量データDi
k (tk )〜Din (tn )に基づいて、各保護制御装
置232ak 〜232an 間の異常検出時(事故発生
時)の違い(遅延状態)を精密に求めることが可能であ
る。
【0540】例えば、送電線で事故(異常)が発生した
場合、異常発生個所に近い位置の保護制御装置ではすぐ
に異常現象が観測される。
【0541】しかしながら、送電線の異常伝播には時間
遅れがあるため、異常発生個所から遠隔の保護制御装置
では異常発生個所からの距離に応じた遅れをもって異常
現象が観測される。
【0542】したがって、保護制御装置232a1 は、
収集された事故検出時の絶対時刻付きの電気量データD
ik (tk )〜Din (tn )における事故検出時刻t
k 〜tn に基づいて事故点の距離同定を推定することが
できる。また、異常現象の伝播状況を表す事故検出時刻
の遅延状況から異常要因を推定することができる。
【0543】すなわち、本実施形態によれば、異常発生
時に、その異常に関連した複数のディジタル形保護制御
装置から収集された、異常検出時の絶対時刻付きの電気
量データに基づいて、その異常検出時刻の遅延状況か
ら、事故点の距離や異常要因を推定することができ、そ
の推定した結果に基づいて、効率よく事故点標定処理や
異常要因追及処理を行なうことができる。 (第24の実施の形態)本発明の第24の実施の形態に
係わる電力系統保護制御システム365を図57に従っ
て説明する。
【0544】図57によれば、図31に示す機能ブロッ
ク構成に加えて、電力系統保護制御システム365は、
電力系統231と各保護制御装置232a1 、232a
2 との間の電気量および保護制御指令の送受信を行なう
通信ネットワーク234とは別個の第2の通信ネットワ
ーク366を備えている。
【0545】第2の通信ネットワーク366は、電力系
統231のアナログ電気量(生データ)等を従来の専用
線にかわって収集する高速の通信ネットワークである。
この第2の通信ネットワーク366によって、互いに近
接配置された複数の保護制御装置それぞれが通信ネット
ワーク234を使用すること無く、電力系統231のデ
ータなどを収集することができる。
【0546】また、各保護制御装置232a1 、232
a2 は、第2の通信ネットワーク366とデータ取得手
段241(ハードウエア的には、アナログ・ディジタル
変換部2)およびプログラムモジュール実行手段243
(ハードウエア的にはI/Oインタフェース4)との間
で電気量および動作指令を送受信する送受信部(インタ
フェース回路)317をそれぞれ備えている。
【0547】従来においては、電力系統231の所定の
センサ231aと保護制御装置(例えば232a1 )が
専用線で接続されている場合は、他の保護制御装置(例
えば232a2 )が該当センサ231aの情報を使用す
る場合には、センサ231aの接続された保護制御装置
232a1 と通信ネットワーク234を介してセンサデ
ータを収集する必要がある。センサ231aの生データ
(電気量)は常時連続して収集される必要があるため、
通信ネットワーク234の通信負荷が非常に重くなる。
またセンサ231aの接続された保護制御装置232a
1 では通信ネットワーク234にセンサ231aのデー
タを常時出力する処理が必要で、該当保護制御装置23
2a1 の処理効率が低下する。
【0548】しかしながら、本実施形態では、第2の通
信ネットワーク366で電力系統231の電気量を収集
することができるため、保護制御装置232a2 は、直
接センサ231aの情報を第2の通信ネットワーク23
4を経由して得ることができる。
【0549】したがって、従来センサ231aの接続さ
れていた保護制御装置232a1 のセンサ情報送出処理
が不要となる。このため、保護制御装置232a1 の処
理効率を大幅に向上させることができる。
【0550】また、電力系統231におけるセンサ23
1aなどの電気量取得用設備機器や部機器動作用設備機
器の数は非常に多くても、それら設備機器と電力系統2
31との間を1本の通信ネットワーク366を介して接
続しているため、電力系統保護制御システムにおける多
数の専用線に関する設備コストおよび多数の専用線接続
に関する作業が不要になり、電力系統保護制御システム
構築に関する作業量の低下、および電力系統保護制御シ
ステムの設備コストの低減に寄与することができる。
【0551】なお、上述した第9〜第16、第18〜第
24の実施形態では、電力系統保護制御システムのディ
ジタル形保護制御装置を2つの変電所にそれぞれ設けら
れた2つのディジタル形保護制御装置とし、また、第1
7の実施形態では、2つの変電所の内の一方に2つのデ
ィジタル形保護制御装置を設けたが、本発明はこれに限
定されるものではなく、複数の変電所それぞれに複数の
ディジタル形保護制御装置を設置することが可能であ
る。
【0552】また、上述した第1〜第18、および第2
0〜第24の実施の形態では、精密時刻を計測するため
に、分子振動の振動周期が一定である原子時計が搭載さ
れた複数の人工衛星から送信されたGPS信号をGPS
受信アンテナを介して受信して解読し、GPSアンテナ
の3次元位置を求め、求められた3次元位置に基づいて
時間のズレを補正することにより正確な絶対時刻t(1
00ns程度の精度)を測定するGPS受信手段(GP
S受信部)をディジタル形保護制御装置に設置したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、電力系統保護
制御システムにおいては、絶対時刻に所定の誤差分を含
む例えば1μs程度の高精度の精密時刻を取得する手段
(回路)であれば、どんな時刻取得手段(回路)を設置
してもよい。
【0553】例えば、第19実施形態で実際に説明した
地上波を検出して精密時刻を計測するシステムを設置し
てもよく、また、GPS以外の他国の衛星を用いて計測
された精密時刻(絶対時刻)を検出するシステムを設置
してもよい。只、第19実施形態においては、精密時刻
計測手段が地上波に基づく地上波精密時刻の位相差補正
用に絶対時刻を使用しているため、絶対時刻を計測する
システムを採用することが望ましい。
【0554】ところで、上述した第9〜第24実施形態
においては、各ディジタル形保護制御装置の制御対象
(保護制御対象)を電力系統とした電力系統保護制御シ
ステムについて説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、各ディジタル形保護制御装置の制御対象
を一般産業プラント(システム)や公共プラント(シス
テム)とした制御システムに対しても適用可能である。
【0555】上記一般産業システム(一般産業プラン
ト)の一例として、図58に示す鉄鋼の線条圧延プラン
トIPが挙げられる。図58に示す線条圧延プラント
は、加熱炉400から高温状態に加熱されて送り出され
た線条(レール)形状の鉄鋼部材(製品)を3段階に亘
って連続して圧延する3つの圧延機401a1 〜401
a3 を有しており、これら圧延機401a1 〜401a
3 により順次圧延された製品は、終段の巻取機402に
順次巻き取られるようになっている。
【0556】線条圧延プラントIPは、加熱炉400や
初段の圧延第1スタンドRS1における圧延機401a
1 から次段の圧延第2スタンドRS2における第2の圧
延機401a2 および次段の圧延第3スタンドRS3に
おける第3の圧延機401a3 を介して終段のコイル巻
取機402までの距離が1km〜数km程度の長大なプ
ラントである。
【0557】上述した従来の線条圧延プラントIPにお
いては、各圧延スタンドRS1〜RS3毎に、対応する
圧延機401a1 〜401a3 をそれぞれ制御するため
の制御装置(ディジタル形制御装置)が設けられてお
り、これら各制御装置を超高速の制御専用ネットワーク
により接続することにより、各制御装置は互いに協調し
て各圧延機401a1 〜401a3 を制御していた。
【0558】従来の線条圧延プラントIPにおいては、
確かに圧延スタンドRS1〜RS3相互間において製品
が到達するまでの遅れが数秒程度あるため、各制御装置
間で制御専用ネットワークを介して数秒以内に自制御装
置から他制御装置に対して圧延処理に係わるデータを送
信することができれば、各制御装置を互いに協調して動
作させて各圧延機401a1 〜401a3 を介して互い
に協調した圧延処理を行なうことも可能である。
【0559】しかしながら、従来の線条圧延プラントI
Pにおいては、各圧延機401a1〜401a3 のタイ
ミング調整を1ms程度の時間誤差で行なう必要がある
が、各制御装置で送受信される圧延に係わるデータに
は、上述した1ms程度の高精度を有する時刻情報が付
加されておらず、各圧延機401a1 〜401a3 のタ
イミング調整を正確に行なうことが難しかった。
【0560】したがって、上述した第9〜第24実施形
態に示した電力系統保護制御システムを、制御対象を電
力系統から圧延機に代えて線条圧延プラント制御システ
ムとして用いること、すなわち、各ディジタル形保護制
御装置を圧延機制御用の制御装置として用いることによ
り、例えば第9実施形態等で説明した絶対時刻を利用し
て各制御装置で送受信される圧延に係わるデータに対し
て数μs程度の精度を有する精密時刻を付加することが
可能になる。この結果、各圧延機401a1 〜401a
3 のタイミング調整を数μs程度の時間誤差により正確
に行なうことができ、線条圧延プラントの圧延処理に係
わる正確性および信頼性を向上させることができる。
【0561】また、上記公共システム(公共プラント)
の一例としては、図59に示す上下水道プラントが挙げ
られる。図59に示す上下水道プラントWPは、取水場
410から取水された水がポンプ場411のポンプを介
して送出し、沈殿池412および浄水場413を介して
浄化された後、配水場414を介して各ユーザへ配分さ
れるようになっている。
【0562】上下水道プラントWPにおいては、上述し
た取水場410から、ポンプ場411、沈殿池412お
よび浄水場413を介して配水場414に至るまでの複
数の処理場(機場)間の距離は、数km〜数十km程
度、場合によっては百km以上になる。
【0563】上述した従来の上下水道プラントWPにお
いても、各機場毎に、対応する機場をそれぞれ制御する
ための制御装置(ディジタル形制御装置)が設けられて
おり、これら各制御装置を専用のネットワークにより接
続することにより、各制御装置は互いに協調して各機場
を制御していた。
【0564】従来の上下水道プラントWPにおいては、
各制御装置は、1秒の精度で10秒間隔程度で互いに同
期して動作する必要がある。しかしながら、従来の各制
御装置で送受信されるデータには、上述した1秒の精度
を有する同期に係わる情報が付加されておらず、各制御
装置の動作を同期させることが難しかった。
【0565】したがって、上述した第9〜第24実施形
態に示した電力系統保護制御システムを、制御対象を電
力系統から浄水場等の機場に代えて上下水道プラント制
御システムとして用いること、すなわち、各ディジタル
形保護制御装置を機場制御用の制御装置として用いるこ
とにより、例えば第9実施実施形態で説明した絶対時刻
を利用して各制御装置で送受信されるデータに対して1
秒程度の精度を有する精密時刻を付加することが可能に
なる。この結果、各機場410〜414の処理を1秒程
度の精度で10秒間隔で同期させることが可能になり、
上下水道プラントの取水・浄水・配水処理に係わる正確
性および信頼性を向上させることができる。
【0566】上述したように、電力系統保護制御システ
ムにおいては、絶対時刻や1μs程度の高精度の精密時
刻を取得する時刻取得手段を設置すればよく、上述した
一般産業プラントや公共プラントを制御する制御システ
ムにおいては、対応するプラント毎に必要な精度を有す
る精密時刻を取得する時刻取得手段を設置すればよい。
【0567】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電
力系統保護制御システム等の制御システム全体の保護制
御機能等の制御機能から電力系統等の制御対象を構成す
る各設備機器(状態量入出力器、開閉機器)に係わる制
御機能を分離し、その各機能(手段)を各設備機器(状
態量入出力器、開閉機器)にそれぞれ組み込んで電力系
統保護制御システム等の制御システムを構成したため、
同一設備機器間(状態量入出力器間、開閉機器間)に組
み込まれた各手段を具体的に実現するハードウエア構成
を共通化することができるため、電力系統保護制御シス
テム等の制御システム全体のハードウエアに係わるコス
トおよび制御処理用ソフトウエアコストを低減させて経
済性を向上させるとともに、上記制御処理用ソフトウエ
アの信頼性を向上させることができる。
【0568】また、本発明によれば、精密時刻等の周期
信号を利用して各制御装置の動作を高精度で互いに同期
させることができるため、制御システムの信頼性を向上
させることができる。特に、絶対時刻等の高精度を有す
る精密時刻に基づいて、同一の精密時刻でサンプリング
された(同期した)状態量に基づくディジタルデータを
用いて保護制御演算処理等の制御演算処理を行なうこと
ができるため、非常に正確な事故判定処理等の制御処理
を行なうことができ、信頼性の高い制御システムを提供
することができる。
【0569】さらに、本発明によれば、状態量入出力器
のハードウエア構成の少なくとも一部が故障した結果、
開閉機器に対して誤った動作制御指令が送信されても、
その故障を自己診断手段により検出し、その検出結果に
応じてロック手段により上記誤った動作制御指令を開閉
機器に送信せずにその動作制御をロックすることができ
る。したがって、状態量入出力器のハードウエア故障に
起因した開閉機器に対する不要な動作制御を防止して電
力系統保護制御システム等の制御システムの信頼性を向
上させることができる。
【0570】そして、本発明によれば、サンプリング時
の精密時刻を付加した精密時刻付きのディジタルデータ
を用いて保護制御演算等の制御演算を実行することがで
きるため、そのディジタルデータ伝送時に生じる電気所
等の制御所(機場)間の伝送遅延に影響されることな
く、離間した制御所で取得されたディジタルデータを用
いて制御演算を実行することが可能になり、電力系統保
護制御システム等の制御システムの信頼性を向上させる
ことができる。
【0571】一方、本発明によれば、例えば電力系統の
複数の設備機器からサンプリングされた状態量に基づく
精密時刻付きディジタルデータを、付加された精密時刻
に応じて各制御装置毎に時系列的に整列して表示するこ
とができるため、電力系統等の制御対象を監視する監視
員は、各設備機器から各制御装置を介してサンプリング
した状態量を正確かつ同時に(同時刻で)比較すること
ができ、電力系統保護制御システム等の制御システムの
信頼性を向上させることができる。
【0572】また、例えば電力系統の各設備機器から各
制御装置を介してサンプリングした状態量を単一の表示
手段を介して一括して確認することができるため、従来
における各制御装置の巡回作業に起因した監視員の負担
および煩雑さを解消し、かつ従来、各制御装置において
必要であった表示器を削除することも可能になり、経済
性を向上させ、かつ省力化を図ることができる。
【0573】さらに、本発明によれば、例えば電力系統
の複数の設備機器からサンプリングされた実際の状態量
に基づく精密時刻付きディジタルデータに基づいて試験
状態量を生成し、被試験装置(保護制御装置)の試験に
供することができるため、従来不可能であった複雑な系
統事故に基づく状態量に対応する試験状態量、複雑かつ
重潮流化した電力系統で起こり得る系統事故に基づく状
態量に対応する試験状態量および日中の系統の潮流変化
や系統運用の変化等に対応した試験状態量を非常に容易
に生成して被試験装置に印加することができる。したが
って、被試験装置および電力系統保護制御システムの動
作確認試験に関する信頼性および経済性を高めることが
できる。
【0574】そして、本発明によれば、各保護制御装置
は、通常の制御演算手段の故障判定機能とは別個に、変
換手段により変換されたディジタルデータに基づいて保
護制御対象となる設備機器および非保護制御対象となる
設備機器に対して故障が発生したか否かを判定し、故障
が起こったと判定した際に、サンプリングしたディジタ
ルデータに対してサンプリング時の精密時刻を付加して
記録かつ通信ネットワークへ送出する機能を有してお
り、通信ネットワークを介して送られたディジタルデー
タを受信して整列し、表示または試験状態量を生成する
ことができる。
【0575】したがって、従来行なうことができなかっ
た保護制御対象に対する故障発生時に正不動作となった
保護制御装置で取得された状態量の記録、確認および解
析作業や、その正不動作となった保護制御装置で取得さ
れた状態量に対応する試験状態量を用いた被試験装置の
動作確認試験をそれぞれ行なうことができるため、系統
事故発生時において、保護制御対象に関係なく全ての保
護制御装置を通じて得られた例えば電力系統全体の状態
量を使用した総合的な解析作業、および動作確認試験を
行なうことが可能になり、電力系統保護制御システム全
体の信頼性を大幅に向上させることができる。
【0576】さらに、本発明によれば、系統模擬装置を
用いることなく実際の例えば電力系統における各設備機
器の状態量に対応するディジタルデータを用いて被試験
装置である保護制御装置や、実際に動作中の保護制御装
置の動作確認試験を行なうことができるため、電力系統
保護制御システムの動作確認試験に関する信頼性および
経済性を向上させることができる。
【0577】そして、本発明によれば、固定した送電線
定数を用いることなく、かつ保護制御装置とは別個の測
定装置を用いることなく、複数の保護制御装置間におい
て同一時刻でサンプリングされた状態量に基づくディジ
タルデータを用いて保護制御演算処理を行なうことによ
り送電線定数を定期的あるいは随時測定することがで
き、測定した送電線定数を用いて測距インピーダンスを
算出して事故判定処理を行なうことができるため、事故
検出精度を向上させて電力系統保護制御システムの信頼
性を高めるとともに、電力系統保護制御システムのコス
トを低減させることができる。
【0578】また、本発明によれば、複数のCPUにお
ける一方のCPUにより通信ネットワークを介したデー
タ入出力処理および制御要求(プログラムモジュール)
解析処理を実行させ、他方のCPUに状態量に基づくデ
ィジタルデータ収集処理および保護制御演算処理を実行
させることにより、上記通信ネットワークを介したデー
タ入出力処理および制御要求解析処理と、状態量に基づ
くディジタルデータ取得処理および保護制御演算処理と
を簡単に両立して行なうことができ、電力系統保護制御
システムの保護制御動作効率を向上させることができ
る。
【0579】さらに、本発明によれば、電力系統と複数
の保護制御装置との間の状態量や動作指令信号等の受け
渡しを、複数の保護制御装置を相互接続する通信ネット
ワークとは別個の第2の通信ネットワークを介して行な
うことができるため、上記複数の保護制御装置を相互接
続する通信ネットワークを介して状態量が送られること
を防止してその処理負荷を大幅に低減させることができ
る。また、電力系統と複数の保護制御装置との間に存在
する多数の信号受け渡し用の線を削除しているため、そ
の多数の専用線に関する設備コストおよび多数の専用線
接続に関する作業が不要になり、電力系統保護制御シス
テムの設備コストおよび電力系統保護制御システム構築
に関する作業量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わる電力系統の単線
結線図を含む電力系統保護制御システムの機能ブロック
図。
【図2】第1実施形態の電気量変換機器のディジタル形
保護制御部のハードウエア構成を示す図。
【図3】第1実施形態の遮断器のディジタル形保護制御
部のハードウエア構成を示す図。
【図4】第1実施形態のディジタル形保護制御装置のハ
ードウエア構成を示す図。
【図5】第1実施形態の電力系統保護制御システムの全
体動作を説明するための処理の一例を示す概略フローチ
ャート。
【図6】第1実施形態の電力系統保護制御システムにお
ける電気量(Ia、Va)の状態遷移を説明するための
図。
【図7】複数のパラメータを含む絶対時刻付きの電気量
データを概念的に示す図。
【図8】第1実施形態においてサンプリング周期毎に送
られRAMに格納された電気量データDi(t)、Dv
(t)を概念的に示す図。
【図9】図5に示した電力系統保護制御システムの処理
における整列処理に係わるサブルーチン処理の一例を示
す概略フローチャート。
【図10】絶対時刻に応じてソートされた電気量データ
の表を概念的に示す図。
【図11】本発明の第2実施形態に係わる電力系統の単
線結線図を含む電力系統保護制御システムの機能ブロッ
ク構成図。
【図12】第2実施形態における自己診断手段の診断項
目、診断内容および診断方法の一部を示す図。
【図13】第2実施形態に係わる電力系統保護制御シス
テムの処理の一例を示す概略フローチャート。
【図14】本発明の第3実施形態に係わる電力系統の単
線結線図を含む電力系統保護制御システムの機能ブロッ
ク構成図。
【図15】第3実施形態における変電所Ts1 〜Ts3
の電気量変換機器のハードウエア構成を示す図。
【図16】第3実施形態における変電所Ts1 〜Ts3
の遮断器のハードウエア構成を示す図。
【図17】第3実施形態における変電所Ts4 のディジ
タル形保護制御装置43のハードウエア構成を示す図。
【図18】本発明の第4実施形態に係わる電力系統保護
制御システムの機能ブロックを示す図。
【図19】第4実施形態のディジタル形保護制御装置お
よび表示装置のハードウエア構成を示す図。
【図20】複数のパラメータを含む絶対時刻付きの電気
量データを概念的に示す図。
【図21】第4実施形態においてサンプリング周期毎に
送られRAMに格納された電気量データDv(t1 〜t
3 )を概念的に示す図。
【図22】本発明の第5実施形態に係わる電力系統保護
制御システムの機能ブロックを示す図。
【図23】第5実施形態のディジタル形保護制御装置お
よび系統模擬装置のハードウエア構成を示す図。
【図24】第5実施形態の電力系統保護制御システムに
おける電気量Vaの状態遷移を説明するための図。
【図25】本発明の第6実施形態の電力系統保護制御シ
ステムの機能ブロックを示す図。
【図26】第6実施形態のディジタル形保護制御装置お
よび表示装置のハードウエア構成を示す図。
【図27】電力系統の一部の設備機器を含む単線結線
図。
【図28】本発明の第7実施形態の電力系統保護制御シ
ステムの機能ブロックを示す図。
【図29】本発明の第8実施形態に係わる電力系統保護
制御システムの機能ブロック図を示す図。
【図30】第8実施形態のディジタル形保護制御装置の
ハードウエア構成を示す図。
【図31】本発明の第9実施形態に係わる電力系統保護
制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図32】図31に示す電力系統保護制御システムのハ
ードウエア構成を示す図。
【図33】図31および図32に示す電力系統保護制御
システムの処理の一例を示す概略フローチャート。
【図34】本発明の第10実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図35】(A)、(B)は、第10実施形態における
サンプリングタイミングおよび時刻タイミングを表すタ
イムチャート。
【図36】本発明の第12実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図37】図36に示す電力系統保護制御システムの処
理の一例を示す概略フローチャート。
【図38】本発明の第14実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図39】本発明の第15実施形態に係わる電力系統保
護制御システムのハードウエア構成を示す図。
【図40】本発明の第16実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図41】本発明の第17実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図42】第17実施形態に係わる電力系統保護制御シ
ステムにおける絶対時刻タイミング信号、時刻データ、
重畳信号および各種データをそれぞれ示すタイムチャー
ト。
【図43】第17実施形態の変形例に係わる電力系統保
護制御システムにおける絶対時刻タイミング信号、時刻
データ、重畳信号および状態・電力量データ・自動点検
指令等をそれぞれ示すタイムチャート。
【図44】本発明の第18実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図45】第18実施形態の第1変形例に係わる電力系
統保護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図46】第18実施形態の第2変形例に係わる電力系
統保護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図47】第18実施形態の第2変形例において、複数
のディジタル形保護制御装置をツリー状に接続した構成
を示す図。
【図48】第18実施形態の第2変形例において、複数
のディジタル形保護制御装置をカスケード状に接続した
構成を示す図。
【図49】第18実施形態の第2変形例において、複数
のディジタル形保護制御装置をループ状に接続した構成
を示す図。
【図50】第18実施形態の第2変形例において、複数
のディジタル形保護制御装置を2重ループ状に接続した
構成を示す図。
【図51】第18実施形態の第3変形例に係わる電力系
統保護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図52】第18実施形態の第4変形例に係わる電力系
統保護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図53】本発明の第19実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図54】図53に示す電力系統保護制御システムのハ
ードウエア構成を示す図。
【図55】本発明の第20実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図56】本発明の第21実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの処理の一例を示す概略フローチャー
ト。
【図57】本発明の第24実施形態に係わる電力系統保
護制御システムの機能ブロック構成を示す図。
【図58】本発明の第9〜第24実施形態に係わる制御
システムを適用可能な一般産業プラントの一例である鉄
鋼の線条圧延プラントの概略構成を示す図。
【図59】本発明の第9〜第24実施形態に係わる制御
システムを適用可能な公共プラントの一例である上下水
道プラントの概略構成を示す図。
【図60】従来の多入力用のディジタル保護制御装置
(ディジタルリレー)の基本的な構成を示す図。
【図61】ディジタル保護制御装置(ディジタルリレ
ー)を電力系統の送電線や母線等の設備機器へ配置した
際の単線結線図。
【図62】ディジタル形保護制御装置の動作確認試験の
種類を示す図。
【図63】受入試験の試験項目を示す図。
【図64】立地上の制約により遮断器が設置されていな
い電気所を含む複数電気所から構成された従来の電力系
統保護制御システムを示す図。
【符号の説明】
2 アナログディジタル変換部 3、175、215 ディジタル演算処理部 30、90、100、110、150、170、19
0、200、230、280、285、290、29
5、300、305、310、315 電力系統保護制
御システム 31、101、231 電力系統 35 電気量変換機器 36 遮断器 41、42 ディジタル形保護制御部 43、43A、111A、111B、171A、171
B、201A、201B、201C、232a1 、23
2a2 ディジタル形保護制御装置 44、44A、113、234 通信ネットワーク 50、260 GPS受信部 50a、240a GPS受信アンテナ 51 電気量変換手段 52 電気量データ送信手段 55 機器状態送信手段 56 制御指令受信手段 57 開閉制御手段 60 データ受信手段 61、118、208A〜208C 保護制御演算手段 62 制御指令出力手段 65、125、255 トランシーバ 66、126、256 イーサネットLAN 67、127 GPSインタフェース 68、128、160、261 通信インタフェース 70、76、80、130、137、161、176、
216、265、265A1、265A2、272 C
PU 71、77、81、131、177、217、266
RAM 72、78、82、132、178、218、267
ROM 4、75、135、165 入出力インタフェース 91 自己診断手段 92 自己診断結果送信手段 93 自己診断結果受信手段 94 ノット論理手段 95 AND論理手段 105、156 ルータ 106、157、258 広域ネットワーク 112 表示装置 115、240、240A、240B GPS受信手段 116、241 データ取得手段 117、174A、174B 送出手段 120、120A、205A〜205C、242 受信
手段 121、206A〜206C 整列手段 122 保存手段 123、209A〜209C 表示手段 136、271 メモリ 138、219、213 モニタ 151 系統模擬装置 152 生成手段 153 被試験装置 154 出力手段 155 試験手段 164 ディジタル・アナログ変換部 172A、172B 故障検出手段 173A、173B 動作情報記録手段 179、268 EEPROM 207A〜207C 入力手段 233 表示操作装置 235(235A〜235C) プログラムモジュール 243 プログラムモジュール実行手段 244 記憶手段 245 送信手段 250 プログラムモジュール保持手段 251 送受信手段 252 保護制御演算手段 253 演算結果表示手段 274 入力部 281 送電線定数測定手段 282 送電線定数記憶手段 296 絶対時刻確認部 301 絶対時刻重畳手段 302 絶対時刻分離手段 306 精密時刻計測手段 306a 地上波時刻情報受信部 306b 時刻情報位相補正部 311 代替用時刻計測手段 311a 代替用時刻発生部 311b 代替用時刻校正部 316 第2の通信ネットワーク 317 送受信部 Ts1 〜Ts4 変電所 Th 有人変電所 Tp 電気所 L 人工衛星 IP 線条圧延システム(プラント) WP 上下水道システム(プラント)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年4月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項15
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項31
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0081
【補正方法】変更
【補正内容】
【0081】上述した課題を解決するために、本発明の
第6の態様に係わる制御システムによれば、産業プラン
トや公共プラント等の制御対象プラントに係わる状態量
に基づいて演算処理を行ない前記制御対象プラントの制
御を行なう複数の分散配置された制御装置を通信ネット
ワークを介してデータ送受信可能に相互接続して構成さ
れた制御システムにおいて、前記各制御装置は、略一定
周期の信号を取得する周期信号取得手段と、前記制御対
象プラントに係わる状態量を前記周期信号取得手段によ
り取得された周期信号に応じて他の制御装置と同一のタ
イミングで順次サンプリングしてディジタルデータを収
集するディジタルデータ収集手段と、このディジタルデ
ータ収集手段により収集されたディジタルデータに対し
て、前記周期信号に基づく前記サンプリング時の時刻を
付加し、時刻付きのディジタルデータとして順次記憶す
る記憶手段とを備えている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0386
【補正方法】変更
【補正内容】
【0386】このとき、保護制御装置232a1 のCP
U265は、EEPROM268に記憶された自保護制
御装置232a1 のGPS受信アンテナ240aの3次
元位置を読み出し、読み出した3次元位置をGPSデー
タと共にGPS受信部260に供給する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0546
【補正方法】変更
【補正内容】
【0546】また、各保護制御装置232a1 、232
a2 は、第2の通信ネットワーク366とデータ取得手
段241(ハードウエア的には、アナログ・ディジタル
変換部2)およびプログラムモジュール実行手段243
(ハードウエア的にはI/Oインタフェース4)との間
で電気量および動作指令を送受信する送受信部(インタ
フェース回路)367をそれぞれ備えている。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0550
【補正方法】変更
【補正内容】
【0550】また、電力系統231におけるセンサ23
1aなどの電気量取得用設備機器や部機器動作用設備機
器の数は非常に多くても、それら設備機器と保護制御装
置232a1、232a2との間を1本の通信ネットワ
ーク366を介して接続しているため、電力系統保護制
御システムにおける多数の専用線に関する設備コストお
よび多数の専用線接続に関する作業が不要になり、電力
系統保護制御システム構築に関する作業量の低下、およ
び電力系統保護制御システムの設備コストの低減に寄与
することができる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 2 アナログディジタル変換部 3、3A、175、215 ディジタル演算処理部 30、90、100、110、150、170、19
0、200、230、280、285、290、29
5、300、350、360、365 電力系統保護制
御システム 31、101、231 電力系統 35 電気量変換機器 36 遮断器 41、42 ディジタル形保護制御部 43、43A、111A、111B、171A、171
B、201A、201B、201C、232a1 、23
2a2 ディジタル形保護制御装置 44、44A、113、234 通信ネットワーク 50、260 GPS受信部 50a、240a GPS受信アンテナ 51 電気量変換手段 52 電気量データ送信手段 55 機器状態送信手段 56 制御指令受信手段 57 開閉制御手段 60 データ受信手段 61、118、208A〜208C 保護制御演算手段 62 制御指令出力手段 65、125、255 トランシーバ 66、126、256 イーサネットLAN 67、127 GPSインタフェース 68、128、160、261 通信インタフェース 70、76、80、130、137、161、176、
216、265、265A1、265A2、272 C
PU 71、77、81、131、177、217、266
RAM 72、78、82、132、178、218、267
ROM 4、75、135、165 入出力インタフェース 91 自己診断手段 92 自己診断結果送信手段 93 自己診断結果受信手段 94 ノット論理手段 95 AND論理手段 105、156 ルータ 106、157、258 広域ネットワーク 112 表示装置 115、240、240A、240B GPS受信手段 116、241 データ取得手段 117、174A、174B 送出手段 120、120A、205A〜205C、242 受信
手段 121、206A〜206C 整列手段 122 保存手段 123、209A〜209C 表示手段 136、271 メモリ 138、219、213 モニタ 151 系統模擬装置 152 生成手段 153 被試験装置 154 出力手段 155 試験手段 164 ディジタル・アナログ変換部 172A、172B 故障検出手段 173A、173B 動作情報記録手段 179、268 EEPROM 207A〜207C 入力手段 233 表示操作装置 235(235A〜235C) プログラムモジュール 243 プログラムモジュール実行手段 244 記憶手段 245 送信手段 250 プログラムモジュール保持手段 251 送受信手段 252 保護制御演算手段 253 演算結果表示手段 274 入力部 281 送電線定数測定手段 282 送電線定数記憶手段 296 絶対時刻確認部 301 絶対時刻重畳手段 302 絶対時刻分離手段 351 精密時刻計測手段 351a 地上波時刻情報受信部 351b 時刻情報位相補正部 361 代替用時刻計測手段 361a 代替用時刻発生部 361b 代替用時刻校正部 366 第2の通信ネットワーク 367 送受信部 Ts1 〜Ts4 変電所 Th 有人変電所 Tp 電気所 L 人工衛星 IP 線条圧延システム(プラント) WP 上下水道システム(プラント)
【手続補正8】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図17
【補正方法】変更
【補正内容】
【図17】
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図42
【補正方法】変更
【補正内容】
【図42】
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図43
【補正方法】変更
【補正内容】
【図43】
【手続補正11】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図54
【補正方法】変更
【補正内容】
【図54】
【手続補正12】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図57
【補正方法】変更
【補正内容】
【図57】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04Q 9/00 311 H04Q 9/00 311H (72)発明者 三好 哲也 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 堀 政夫 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 佐々木 秀樹 東京都府中市晴見町2丁目24番地の1 東 芝システムテクノロジー株式会社内 (72)発明者 下川 勝千 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 不破 裕 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 産業プラントや公共プラント等の制御対
    象プラントに係わる状態量を入力とし前記制御対象プラ
    ントの制御を行なう制御システムにおいて、 精密時刻を取得する精密時刻取得手段、取得された精密
    時刻に応じて前記制御対象プラントの状態量をサンプリ
    ングしてディジタルデータに変換する変換手段および前
    記ディジタルデータにサンプリング時点の精密時刻を付
    加して精密時刻付きディジタルデータを生成し、前記精
    密時刻付きデータを通信ネットワークに送出する送出手
    段を有する状態量入出力器と、 前記通信ネットワークを介して前記制御対象プラントに
    設けられた当該制御対象プラントの設備機器間を開閉す
    る開閉機器の制御指令を受信する制御指令受信手段およ
    び前記開閉機器の動作状態を前記通信ネットワークに送
    出する動作状態送出手段を有する開閉機器と、 前記精密時刻付きデータと前記開閉機器の動作状態に基
    づき制御演算を行なう演算手段およびこの演算手段の演
    算結果に基づき前記開閉機器に制御指令を前記通信ネッ
    トワークを介して送出する制御指令送出手段を有する保
    護演算器と、を備えたことを特徴とする制御システム。
  2. 【請求項2】 電力系統の状態量を入力とし前記電力系
    統の保護制御を行なう電力系統保護制御システムにおい
    て、 精密時刻を取得する精密時刻取得手段、取得された精密
    時刻に応じて電力系統の状態量をサンプリングしてディ
    ジタルデータに変換する変換手段および前記ディジタル
    データにサンプリング時点の精密時刻を付加して精密時
    刻付きディジタルデータを生成し、前記精密時刻付きデ
    ータを通信ネットワークに送出する送出手段を有する状
    態量入出力器と、 前記通信ネットワークを介して電力系統に設けられた系
    統間を開閉する開閉機器の制御指令を受信する制御指令
    受信手段および前記開閉機器の動作状態を前記通信ネッ
    トワークに送出する動作状態送出手段を有する開閉機器
    と、 前記精密時刻付きデータと前記開閉機器の動作状態に基
    づき保護制御演算を行なう保護演算手段およびこの保護
    演算手段の演算結果に基づき前記開閉機器に制御指令を
    前記通信ネットワークを介して送出する制御指令送出手
    段を有する保護演算器と、を備えたことを特徴とする電
    力系統保護制御システム。
  3. 【請求項3】 前記状態量入出力器は自己の動作状態を
    診断し、この自己診断結果を前記通信ネットワークに送
    出する自己診断結果送出手段を設けると共に、前記開閉
    機器に前記通信ネットワークを介して前記自己診断結果
    を受信し、受信した自己診断結果に応じて前記開閉機器
    の開閉動作を制御する手段を備えたことを特徴とする請
    求項2記載の電力系統保護制御システム。
  4. 【請求項4】 前記複数の状態量入出力器に設置された
    変換手段は、前記精密時刻取得手段により取得された精
    密時刻に応じて互いに同期させながら所定の周期毎にそ
    れぞれサンプリングし、サンプリングした各状態量をそ
    れぞれディジタルデータに変換するようになっており、
    前記複数の状態量入出力器に設置された送出手段は、前
    記各変換手段によりそれぞれ変換された複数のディジタ
    ルデータに対してサンプリング時の精密時刻をそれぞれ
    付加し、複数の精密時刻付きディジタルデータとして前
    記通信ネットワークへそれぞれ送出するようになってい
    る一方、 前記保護演算手段は、前記通信ネットワークを介して送
    られてきた前記複数の精密時刻付きディジタルデータお
    よび動作状態を受信処理する受信処理手段と、受信処理
    された複数の精密時刻付きディジタルデータを、付加さ
    れた精密時刻に応じて各状態量入出力器毎に時系列的に
    整列する整列手段と、この整列手段により時系列的に整
    列されたディジタルデータに基づいて保護制御演算を行
    なう保護制御演算手段とを備えたことを特徴とする請求
    項2記載の電力系統保護制御システム。
  5. 【請求項5】 CPUおよびメモリ部を含むハードウエ
    ア構成要素から成るコンピュータ回路により前記精密時
    刻取得手段、前記変換手段および前記時刻付きデータ送
    出手段を構成し、前記CPUを含む前記コンピュータ回
    路に対して、前記メモリ部等の前記ハードウエア構成要
    素を含む当該コンピュータ回路自体の動作状態を自己診
    断する自己診断手段と、この診断手段の診断結果を前記
    通信ネットワークへ送信する送信手段とを設けるととも
    に、 前記通信ネットワークを介して送信された自己診断結果
    を受信する自己診断結果受信手段と、この自己診断結果
    受信手段により受信された自己診断結果に応じて前記開
    閉機器に対する動作制御をロックするロック手段とを備
    え、当該自己診断結果受信手段およびロック手段を前記
    開閉機器に設置したことを特徴とする請求項4記載の電
    力系統保護制御システム。
  6. 【請求項6】 前記状態量入出力器および前記開閉機器
    は複数箇所に分散配置された電気所にそれぞれ配設され
    ており、前記精密時刻取得手段、前記変換手段および前
    記送出手段を前記各電気所の状態量入出力器にそれぞれ
    設置し、前記動作状態送出手段および前記制御指令受信
    手段を前記各電気所の開閉機器にそれぞれ設置し、かつ
    前記保護演算手段および前記制御指令送出手段を前記複
    数箇所に分散配置された電気所の内の少なくとも1つに
    設置するとともに、前記通信ネットワークを前記各電気
    所内に構築されたローカルエリアの第1の通信ネットワ
    ークと、前記分散配置された各電気所を広域的に接続す
    る第2の通信ネットワークとで構成する一方、 前記電気所内の複数の状態量入出力器にそれぞれ設置さ
    れた変換手段は、対応する状態量入出力器の状態量を前
    記精密時刻取得手段により取得された精密時刻に応じて
    互いに同期させながら所定の周期毎にそれぞれサンプリ
    ングし、サンプリングした各状態量をそれぞれディジタ
    ルデータに変換するようになっており、当該電気所内の
    複数の状態量入出力器にそれぞれ設置された送出手段
    は、前記各変換手段によりそれぞれ変換された複数のデ
    ィジタルデータに対してサンプリング時の精密時刻をそ
    れぞれ付加し、複数の精密時刻付きディジタルデータと
    して前記第1の通信ネットワークを介して前記第2の通
    信ネットワークへそれぞれ送出するように構成されてい
    るとともに、 前記電気所に設置された保護演算手段は、前記第1の通
    信ネットワークおよび第2の通信ネットワークを介して
    送られてきた前記複数の精密時刻付きディジタルデータ
    および動作状態を受信処理する受信処理手段と、受信処
    理された複数の精密時刻付きディジタルデータを、付加
    された精密時刻に応じて時系列的に整列する整列手段
    と、この整列手段により時系列的に整列されたディジタ
    ルデータに基づいて保護制御演算を行なう保護制御演算
    手段とを備えたことを特徴とする請求項2記載の電力系
    統保護制御システム。
  7. 【請求項7】 電力系統から入力された状態量に基づい
    て演算処理を行ない前記電力系統の保護制御を行なう電
    力系統保護制御システムにおいて、 精密時刻を取得する精密時刻取得手段、前記電力系統の
    状態量を前記精密時刻取得手段により取得された精密時
    刻に応じて所定の周期毎にサンプリングし、サンプリン
    グした状態量をディジタルデータに変換する変換手段お
    よびこの変換手段により変換されたディジタルデータに
    対してサンプリング時の精密時刻を付加し、精密時刻付
    きのディジタルデータとして通信ネットワークへ送出す
    るディジタルデータ送出手段を有するディジタル形保護
    制御装置と、前記通信ネットワークを介して順次送られ
    てきた前記精密時刻付きディジタルデータを受信処理す
    る受信処理手段と、受信処理された精密時刻付きディジ
    タルデータを、付加された精密時刻に応じて時系列的に
    整列する整列手段とを備えたことを特徴とする電力系統
    保護制御システム。
  8. 【請求項8】 前記ディジタル形保護制御装置は前記複
    数の設備機器に対応して設置されているとともに、 前記複数のディジタル形保護制御装置における各変換手
    段は、対応する設備機器の状態量を前記精密時刻取得手
    段により取得された精密時刻に応じて互いに同期させな
    がら所定の周期毎にそれぞれサンプリングし、サンプリ
    ングした各状態量をそれぞれディジタルデータに変換す
    るようになっており、前記複数のディジタル形保護制御
    装置における各ディジタルデータ送出手段は、前記各変
    換手段によりそれぞれ変換された複数のディジタルデー
    タに対してサンプリング時の精密時刻をそれぞれ付加
    し、複数の精密時刻付きディジタルデータとして前記通
    信ネットワークへそれぞれ送出するようになっている一
    方、 前記受信処理手段は、前記通信ネットワークを介して送
    られてきた前記複数の精密時刻付きディジタルデータを
    受信処理するように構成され、前記整列手段は、受信処
    理された複数の精密時刻付きディジタルデータを、付加
    された精密時刻に応じて前記各ディジタル形保護制御装
    置毎に時系列的に整列するように構成されたことを特徴
    とする請求項7記載の電力系統保護制御システム。
  9. 【請求項9】 前記整列手段により時系列的に整列され
    たディジタルデータ群を表示する表示手段を備えたこと
    を特徴とする請求項8記載の電力系統保護制御システ
    ム。
  10. 【請求項10】 前記整列手段により時系列的に整列さ
    れたディジタルデータ群に基づいて被試験用のディジタ
    ル形保護制御装置に対する試験状態量を生成する生成手
    段を備えたことを特徴とする請求項8記載の電力系統保
    護制御システム。
  11. 【請求項11】 電力系統を保護制御するための複数の
    ディジタル形保護制御装置と、前記複数のディジタル形
    保護制御装置を互いにデータ送受信可能に接続する通信
    ネットワークとを有する電力系統保護制御システムにお
    いて、 前記各ディジタル形保護制御装置は、精密時刻を取得す
    る精密時刻取得手段と、保護制御対象となる設備機器の
    状態量を前記精密時刻取得手段により取得された精密時
    刻に応じて所定の周期毎にサンプリングし、サンプリン
    グした状態量をディジタルデータにそれぞれ変換する変
    換手段と、この変換手段により変換されたディジタルデ
    ータに基づいて前記保護制御対象となる設備機器に故障
    が発生したか否かを判定し、その判定結果に応じて保護
    制御演算処理を実行する保護制御演算手段と、この保護
    制御演算手段の故障判定機能とは別個に、前記変換手段
    により変換されたディジタルデータに基づいて前記保護
    制御対象となる設備機器および非保護制御対象となる設
    備機器に対して故障が発生したか否かを判定する判定手
    段と、この判定手段の判定結果において前記保護制御対
    象となる設備機器および非保護制御対象となる設備機器
    の内の少なくとも一方に故障が発生したと判定された際
    に、前記変換手段により変換されたディジタルデータに
    対してサンプリング時の精密時刻を付加し、精密時刻付
    きのディジタルデータとして記録する記録手段と、この
    記録手段に記録された精密時刻付きディジタルデータを
    読み出して前記通信ネットワークへ送出するディジタル
    データ送出手段とをそれぞれ備えるとともに、 前記通信ネットワークに接続され前記各ディジタル形保
    護制御装置から前記通信ネットワークを介してそれぞれ
    送られてきた複数の精密時刻付きディジタルデータを受
    信処理する受信処理手段と、前記受信処理された複数の
    精密時刻付きディジタルデータを、付加された精密時刻
    に応じて前記各ディジタル形保護制御装置毎に時系列的
    に整列する整列手段とを備えたことを特徴とする電力系
    統保護制御システム。
  12. 【請求項12】 前記整列手段により時系列的に表示さ
    れたディジタルデータ群を表示する表示手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項11記載の電力系統保護制御シス
    テム。
  13. 【請求項13】 前記整列手段により時系列的に整列さ
    れたディジタルデータ群に基づいて被試験用のディジタ
    ル形保護制御装置に対する試験状態量を生成する生成手
    段を備えたことを特徴とする請求項11記載の電力系統
    保護制御システム。
  14. 【請求項14】 電力系統を保護制御するための複数の
    ディジタル形保護制御装置と、前記複数のディジタル形
    保護制御装置を互いにデータ送受信可能に接続する通信
    ネットワークとを備えた電力系統保護制御システムにお
    いて、 前記各ディジタル形保護制御装置は、精密時刻を取得す
    る精密時刻取得手段と、保護制御対象となる設備機器の
    状態量を前記精密時刻取得手段により取得された精密時
    刻に応じて所定の周期毎にサンプリングし、サンプリン
    グした状態量をディジタルデータにそれぞれ変換する変
    換手段と、この変換手段により変換されたディジタルデ
    ータに対してサンプリング時の精密時刻を付加し、精密
    時刻付きのディジタルデータとして前記通信ネットワー
    クへ送出するディジタルデータ送出手段と、前記通信ネ
    ットワークを介して他のディジタル形保護制御装置のデ
    ィジタルデータ送出手段から順次送られてきた精密時刻
    付きディジタルデータを受信する受信手段と、この受信
    手段により受信された複数の精密時刻付きディジタルデ
    ータを、付加された精密時刻に応じて時系列的に整列す
    る整列手段と、前記変換手段により変換されたディジタ
    ルデータおよび前記整列手段により時系列的に整列され
    たディジタルデータの内のどちらか一方に基づいて保護
    制御演算を行なう保護制御演算手段とをそれぞれ備えた
    ことを特徴とする電力系統保護制御システム。
  15. 【請求項15】 産業プラントや公共プラント等の制御
    対象プラントに係わる状態量に基づいて演算処理を行な
    い前記制御対象プラントの制御を行なう複数の分散配置
    された制御装置を通信ネットワークを介してデータ送受
    信可能に相互接続して構成された制御システムにおい
    て、 前記各制御装置は、略一定周期の信号を取得する周期信
    号取得手段と、前記制御対象プラントに係わる状態量を
    前記周期信号取得手段により取得された周期信号に応じ
    て他の保護制御装置と同一のタイミングで順次サンプリ
    ングしてディジタルデータを収集するディジタルデータ
    収集手段と、このディジタルデータ収集手段により収集
    されたディジタルデータに対して、前記周期信号に基づ
    く前記サンプリング時の時刻を付加し、時刻付きのディ
    ジタルデータとして順次記憶する記憶手段とを備えたこ
    とを特徴とする制御システム。
  16. 【請求項16】 電力系統から入力された保護制御対象
    に係わる状態量に基づいて演算処理を行ない前記電力系
    統の保護制御を行なう複数の保護制御装置を通信ネット
    ワークを介してデータ送受信可能に相互接続して構成さ
    れた電力系統保護制御システムにおいて、 前記各保護制御装置は、略一定周期の信号を取得する周
    期信号取得手段と、前記電力系統に係わる状態量を前記
    周期信号取得手段により取得された周期信号に応じて他
    の保護制御装置と同一のタイミングで順次サンプリング
    してディジタルデータを収集するディジタルデータ収集
    手段と、このディジタルデータ収集手段により収集され
    たディジタルデータに対して、前記周期信号に基づく前
    記サンプリング時の時刻を付加し、時刻付きのディジタ
    ルデータとして順次記憶する記憶手段とを備えたことを
    特徴とする電力系統保護制御システム。
  17. 【請求項17】 前記周期信号取得手段は精密時刻を取
    得する精密時刻取得手段であり、前記サンプリング時の
    時刻は、当該サンプリング時の精密時刻であることを特
    徴とする請求項16記載の電力系統保護制御システム。
  18. 【請求項18】 前記通信ネットワークに接続され前記
    複数の保護制御装置の運用状態を遠隔から監視制御する
    ための表示操作装置を備え、 前記各保護制御装置は、前記ディジタルデータに基づい
    て保護制御演算を行ない異常データが検出されるか否か
    判断する保護制御演算手段と、この保護制御演算手段の
    保護制御演算の結果、異常データが検出された場合、そ
    の異常データ検出時刻を含む異常データ発生通知を前記
    表示操作装置に送信する異常データ検出通知送信手段と
    を備え、 前記表示操作装置は、前記複数の保護制御装置における
    所定の保護制御装置から異常データ検出時刻を含む異常
    データ発生通知が送信された際に、前記異常データ検出
    時刻前後のディジタルデータを収集するためのプログラ
    ムモジュールを前記通信ネットワークを介して前記複数
    の保護制御装置へ所定の移動経路で送信するプログラム
    モジュール送信手段を備えており、 前記各保護制御装置は、前記通信ネットワークを介して
    送信されてきたプログラムモジュールを受信して実行す
    る手段と、実行されたプログラムモジュールに基づいて
    前記異常データ検出時刻前後の精密時刻付きのディジタ
    ルデータをそれぞれ前記表示操作装置に対して送信する
    手段とを備えており、 前記表示操作装置は、前記各保護制御装置から送信され
    てきた前記異常データ検出時刻前後の精密時刻付きのデ
    ィジタルデータに基づいて、前記異常データ検出に係わ
    る事故点を標定する事故点標定手段を備えたことを特徴
    とする請求項17記載の電力系統保護制御システム。
  19. 【請求項19】 前記各保護制御装置は、前記表示操作
    装置から前記通信ネットワークを介して送信されてきた
    送電線定数測定用のプログラムモジュールに基づいて動
    作して自保護制御装置の記憶手段にディジタルデータと
    共に記憶された精密時刻における所定の精密時刻を読み
    出し、読み出した所定の精密時刻が付加された自保護制
    御装置のディジタルデータおよび他保護制御装置のディ
    ジタルデータを用いて送電線定数を測定する送電線定数
    測定手段と、測定された送電線定数を記憶する送電線定
    数記憶手段と、記憶された送電線定数に基づいて自保護
    制御装置の保護制御対象に係わる測距インピーダンスを
    算出する算出手段とを備えたことを特徴とする請求項1
    7記載の電力系統保護制御システム。
  20. 【請求項20】 前記記憶手段は、前記精密時刻付きの
    ディジタルデータを、少なくとも前記異常データ発生通
    知を前記表示操作装置に送信してから前記異常データ発
    生時刻前後の精密時刻付きのディジタルデータを前記表
    示操作装置に向けて送信するまでの間記憶するようにし
    たことを特徴とする請求項18記載の電力系統保護制御
    システム。
  21. 【請求項21】 前記通信ネットワークに接続され前記
    複数の保護制御装置の運用状態を遠隔から監視制御する
    ための表示操作装置を備え、 前記各保護制御装置は、前記記憶手段に記憶された精密
    時刻付きのディジタルデータに基づいて前記電力系統に
    係わる電力、無効電力、電流等を含む潮流情報を計算す
    る潮流情報計算手段を備え、この潮流情報計算手段は、
    計算された潮流情報に、その潮流情報の元となるディジ
    タルデータの収集時刻を付加し、収集時刻付きの潮流情
    報として前記通信ネットワークを介して表示操作装置へ
    それぞれ送信するようになっており、 前記表示操作装置は、前記通信ネットワークを介して各
    保護制御装置から送信されてきた潮流情報に基づいて前
    記電力系統の安定状態を判定する安定状態判定手段を備
    えたことを特徴とする請求項17記載の電力系統保護制
    御システム。
  22. 【請求項22】 複数のCPU、これら複数のCPUが
    共有するメモリおよび前記複数のCPUが共有する通信
    インタフェースを含むハードウエア回路により前記各保
    護制御装置の前記記憶手段、前記保護制御演算手段、前
    記異常データ検出時刻送信手段、前記プログラムモジュ
    ール実行手段および前記ディジタルデータ送信手段を構
    成し、前記複数のCPUの内の第1のCPUは、前記共
    有メモリを利用して前記記憶手段の処理および前記保護
    制御演算手段の処理をそれぞれ実行し、前記複数のCP
    Uの内の第2のCPUは、前記共有メモリおよび前記共
    有通信インタフェースを利用して前記異常データ検出時
    刻送信手段の処理、前記プログラムモジュール実行手段
    の処理および前記ディジタルデータ送信手段の処理をそ
    れぞれ実行するようにしたことを特徴とする請求項18
    記載の電力系統保護制御システム。
  23. 【請求項23】 複数のCPU、これら複数のCPUが
    共有するメモリおよび前記複数のCPUが共有する通信
    インタフェースを含むハードウエア回路により前記各保
    護制御装置の前記記憶手段、前記保護制御演算手段、前
    記異常データ検出時刻送信手段および前記プログラムモ
    ジュール実行・ディジタルデータ送信手段を構成し、前
    記複数のCPUの内の第1のCPUは、前記共有メモリ
    を利用して前記記憶手段の処理および前記保護制御演算
    手段の処理をそれぞれ実行し、前記複数のCPUの内の
    第2のCPUは、前記共有メモリおよび前記共有通信イ
    ンタフェースを利用して前記異常データ検出時刻送信手
    段の処理、前記プログラムモジュール実行手段における
    プログラムモジュール受信処理および前記ディジタルデ
    ータ送信手段の処理をそれぞれ実行し、 前記複数のCPUの内の第3のCPUは、前記共有メモ
    リを利用して前記第2のCPUにより受信処理されたプ
    ログラムモジュールを実行する処理を行なうようにした
    ことを特徴とする請求項18記載の電力系統保護制御シ
    ステム。
  24. 【請求項24】 前記各保護制御装置は、他保護制御装
    置の精密時刻取得手段により取得された精密時刻を前記
    通信ネットワークを介して入手する精密時刻入手手段
    と、入手された他保護制御装置の精密時刻に基づいて自
    保護制御装置で取得された精密時刻が正確か否かを確認
    する精密時刻確認手段とを備えたことを特徴とする請求
    項17記載の電力系統保護制御システム。
  25. 【請求項25】 前記複数の保護制御装置における少な
    くとも1つの保護制御装置は、他保護制御装置と前記通
    信ネットワークとは異なる通信線により接続されてお
    り、 前記他保護制御装置の前記周期信号取得手段は精密時刻
    を取得する精密時刻取得手段であり、当該他保護制御装
    置は、前記精密時刻取得手段により取得された精密時刻
    を構成する各時刻タイミングを表す信号と、各時刻タイ
    ミングの時刻を表す時刻データとを重畳して前記通信線
    を介して前記少なくとも1つの保護制御装置に対して送
    信する重畳送信手段手段を有しており、 前記少なくとも1つの保護制御装置の周期信号取得手段
    は、前記他保護制御装置から前記通信線を介して送信さ
    れてきた重畳信号を前記各時刻タイミングを表す信号
    と、各時刻タイミングの時刻を表す時刻データとに分離
    して前記周期信号を含む前記精密時刻を得る手段である
    ことを特徴とする請求項16記載の電力系統保護制御シ
    ステム。
  26. 【請求項26】 前記各保護制御装置の前記精密時刻取
    得手段は、複数の衛星から送信されたGPS信号を受信
    し、受信したGPS信号に基づいて第1の精密時刻を取
    得する第1の精密時刻取得部と、地上波を受信し、受信
    した地上波に基づいて第2の精密時刻を取得する第2の
    精密時刻取得部と、前記第1の精密時刻取得部により取
    得された第1の精密時刻と前記第2の精密時刻取得部に
    より取得された第2の精密時刻との位相差を計測し、計
    測した位相差に基づいて前記第2の精密時刻を補正する
    補正手段とを備え、 前記ディジタルデータ収集手段は、前記第1の精密時刻
    取得部により取得された第1の精密時刻に応じて前記状
    態量を順次サンプリングしてディジタルデータを収集
    し、前記第1の精密時刻取得部により第1の精密時刻が
    取得できない際には、前記補正手段により補正された第
    2の精密時刻に応じて前記状態量を順次サンプリングし
    てディジタルデータを収集するようにしたことを特徴と
    する請求項17記載の電力系統保護制御システム。
  27. 【請求項27】 前記各保護制御装置は、前記精密時刻
    代替用の時刻を取得する時刻取得手段と、前記精密時刻
    取得手段により取得された精密時刻に基づいて前記時刻
    を校正する時刻校正手段とを備え、 前記ディジタルデータ収集手段は、前記精密時刻取得手
    段により精密時刻が取得できない際に、前記時刻校正手
    段により校正された時刻に応じて前記状態量を順次サン
    プリングしてディジタルデータを収集するようにしたこ
    とを特徴とする請求項17記載の電力系統保護制御シス
    テム。
  28. 【請求項28】 前記各保護制御装置は、前記他装置の
    保護制御演算手段が保護制御動作を実行した結果、自保
    護制御装置のディジタルデータ収集手段により収集され
    たディジタルデータが状態変化した際に、前記他保護制
    御装置のディジタルデータ収集手段により収集されたデ
    ィジタルデータを前記通信ネットワークを介して受信す
    る受信手段と、前記送電線定数記憶手段に記憶された送
    電線定数および前記受信した前記他保護制御装置のディ
    ジタルデータに基づいて自保護制御装置の電気量データ
    の状態変化を算出する手段と、前記ディジタルデータ収
    集手段により収集されたディジタルデータの状態変化が
    前記他装置のディジタルデータおよび送電線定数に基づ
    いて算出されたディジタルデータの状態変化の範囲内で
    あるか否かを判断することにより、前記自装置の保護制
    御対象に系統事故が発生したか否かを判定する判定手段
    とを備えたことを特徴とする請求項19記載の電力系統
    保護制御システム。
  29. 【請求項29】 前記各保護制御装置は、他保護制御装
    置および前記表示操作装置の内の少なくとも一方から送
    信された系統変更要求に応じて自保護制御装置の保護制
    御動作に係わる設定値を変更する変更手段を備えたこと
    を特徴とする請求項18記載の電力系統保護制御システ
    ム。
  30. 【請求項30】 前記複数の保護制御装置における所定
    の保護制御装置は、事故発生時において当該事故に関連
    して異常が検出された複数の保護制御装置から事故時の
    前記電力系統の状態量を表すディジタルデータを、前記
    異常検出時の絶対時刻を付加した状態で前記通信ネット
    ワークを介して収集する収集手段と、収集された異常検
    出時の絶対時刻付きのディジタルデータに基づいて、前
    記異常検出された複数の保護制御装置間の異常検出時刻
    の遅延状態を求める手段と、求められた遅延状態に応じ
    て事故点の距離および異常要因を推定する推定手段とを
    備えたことを特徴とする請求項18記載の電力系統保護
    制御システム。
  31. 【請求項31】 前記電力系統と前記各保護制御装置と
    の間を前記通信ネットワークとは別個の第2の通信ネッ
    トワークを用いて接続し、前記電力系統の状態量を前記
    第2の通信インタフェースを介して前記各保護制御装置
    へ供給するようにしたことを特徴とする請求項16記載
    の電力系統保護制御システム。
  32. 【請求項32】 状態量入出力器や開閉機器を含む複数
    の設備機器を有する電力系統等のプラントに対する制御
    を少なくとも前記状態量入出力器に設置された第1のコ
    ンピュータおよび前記開閉機器に設置された第2のコン
    ピュータを含む複数のコンピュータを用いて行なうため
    の制御プログラムを記憶した記憶媒体において、 前記制御プログラムは、前記第1のコンピュータに精密
    時刻を取得させる手順と、前記第1のコンピュータに前
    記精密時刻に応じて前記状態量入出力器の状態量を所定
    の周期毎にサンプリングさせ、このサンプリングした状
    態量をディジタルデータに変換させる手順と、前記第1
    のコンピュータに前記ディジタルデータに対してサンプ
    リング時の精密時刻を付加させ、精密時刻付きのディジ
    タルデータとして通信ネットワークへ送出させる手順
    と、前記第2のコンピュータに前記開閉機器における開
    閉機器の動作状態を前記通信ネットワークへ送出させる
    手順と、前記複数のコンピュータにおける少なくとも1
    つのコンピュータに前記通信ネットワークを介して送ら
    れてきた前記精密時刻付きディジタルデータおよび動作
    状態を受信処理させ、この受信処理した精密時刻付きデ
    ィジタルデータおよび動作状態に基づいて演算処理を実
    行させる手順と、前記演算処理結果に応じて前記少なく
    とも1つのコンピュータに前記開閉機器に対する動作制
    御指令を前記通信ネットワークへ出力させる手順と、前
    記第2のコンピュータに前記通信ネットワークを介して
    出力されてきた動作制御指令を受信処理させる手順と、
    前記第2のコンピュータに前記受信処理した動作制御指
    令に基づいて前記開閉機器を動作制御させる手順とを含
    むことを特徴とする記憶媒体。
  33. 【請求項33】 電力系統から入力された状態量に基づ
    いて複数のコンピュータを用いて演算処理を行ない前記
    電力系統の保護制御を行なうための保護制御プログラム
    を記憶した記憶媒体において、 前記保護制御プログラムは、前記複数のコンピュータに
    おける第1のコンピュータに精密時刻を取得させる手順
    と、前記第1のコンピュータに前記需給系統の状態量を
    前記精密時刻に応じて所定の周期毎にサンプリングさ
    せ、かつサンプリングした状態量をディジタルデータに
    変換させる手順と、前記第1のコンピュータに前記ディ
    ジタルデータに対してサンプリング時の精密時刻を付加
    させ、精密時刻付きのディジタルデータとして通信ネッ
    トワークへ送出させる手順と、前記複数のコンピュータ
    における第2のコンピュータに前記通信ネットワークを
    介して順次送られてきた前記精密時刻付きのディジタル
    データを受信処理させる手順と、前記第2のコンピュー
    タに受信処理した精密時刻付きディジタルデータを、付
    加された精密時刻に応じて時系列的に整列させる手順と
    を含むことを特徴とする記憶媒体。
  34. 【請求項34】 電力系統における複数の設備機器に対
    応して設置された保護制御用コンピュータを含む複数の
    コンピュータを用いて前記電力系統の保護制御を行なう
    ための保護制御プログラムを記憶した記憶媒体におい
    て、 前記保護制御プログラムは、前記複数の設備機器に対応
    して設置された各保護制御用コンピュータに精密時刻を
    取得させる手順と、前記各保護制御用コンピュータに複
    数の設備機器における保護制御対象となる設備機器の状
    態量を前記精密時刻に応じて所定の周期毎にサンプリン
    グさせ、サンプリングした状態量をディジタルデータに
    それぞれ変換させる手順と、前記各保護制御用コンピュ
    ータに前記ディジタルデータに基づいて前記保護制御対
    象となる設備機器に故障が発生したか否かを判定させ、
    その判定結果に応じて保護制御演算処理を実行させる手
    順と、前記保護制御演算処理手順における故障判定処理
    手順とは別個に、前記各保護制御用コンピュータに前記
    ディジタルデータに基づいて前記保護制御対象となる設
    備機器および非保護制御対象となる設備機器に対して故
    障が発生したか否かを判定させる手順と、この判定結果
    において前記保護制御対象となる設備機器および非保護
    制御対象となる設備機器の内の少なくとも一方に故障が
    発生したと判定した際に、前記各保護制御用コンピュー
    タに前記ディジタルデータに対してサンプリング時の精
    密時刻を付加させ、精密時刻付きのディジタルデータと
    して記録させる手順と、前記各保護制御用コンピュータ
    に前記記録した精密時刻付きディジタルデータを通信ネ
    ットワークへ送出させる手順と、前記複数のコンピュー
    タにおける少なくとも1つのコンピュータに前記通信ネ
    ットワークを介してそれぞれ送られてきた複数の精密時
    刻付きディジタルデータを受信処理させる手順と、前記
    少なくとも1つのコンピュータに前記受信処理した複数
    の精密時刻付きディジタルデータを、付加された精密時
    刻に応じて時系列的に整列させる手順とを含むことを特
    徴とする記憶媒体。
  35. 【請求項35】 電力系統の複数の設備機器を複数の保
    護制御用コンピュータを用いて保護制御を行なうための
    保護制御プログラムを記憶した記憶媒体において、 前記保護制御プログラムは、前記各保護制御用コンピュ
    ータに精密時刻を取得させる手順と、前記各保護制御用
    コンピュータに保護制御対象となる設備機器の状態量を
    前記精密時刻に応じて所定の周期毎にそれぞれサンプリ
    ングさせ、かつサンプリングした状態量をディジタルデ
    ータにそれぞれ変換させる手順と、前記各保護制御用コ
    ンピュータに前記変換したディジタルデータに対してサ
    ンプリング時の精密時刻を付加させ、精密時刻付きのデ
    ィジタルデータとして通信ネットワークへ送出させる手
    順と、前記通信ネットワークを介して他のディジタル形
    保護制御装置から順次送られてきた精密時刻付きディジ
    タルデータを前記各保護制御用コンピュータに受信させ
    る手順と、、前記受信した複数の精密時刻付きディジタ
    ルデータを、付加された精密時刻に応じて前記各保護制
    御用コンピュータに時系列的に整列させる手順と、前記
    変換したディジタルデータおよび前記時系列的に整列し
    たディジタルデータの内のどちらか一方に基づいて前記
    各保護制御用コンピュータに保護制御演算を実行させる
    手順とを含むことを特徴とする記憶媒体。
  36. 【請求項36】 電力系統から入力された保護制御対象
    に係わる状態量に基づいて演算処理を行ない前記電力系
    統の保護制御を行なう複数の保護制御用コンピュータを
    通信ネットワークを介してデータ送受信可能に相互接続
    して構成されており、精密時刻を取得する精密時刻取得
    回路を有する電力系統保護制御システムにおける保護制
    御プログラムを記憶した記憶媒体であって、 前記電力系統の状態量を前記精密時刻取得回路により取
    得された精密時刻に応じて前記各保護制御用コンピュー
    タに他の保護制御用コンピュータと同一のタイミングで
    順次サンプリングさせてディジタルデータを収集させる
    手順と、収集したディジタルデータに対してサンプリン
    グ時の精密時刻を付加し、精密時刻付きのディジタルデ
    ータとしてメモリに記憶させる手順とを備えたことを特
    徴とする記憶媒体。
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