JPS6234424A - 集中遠隔制御受信機 - Google Patents

集中遠隔制御受信機

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JPS6234424A
JPS6234424A JP61179820A JP17982086A JPS6234424A JP S6234424 A JPS6234424 A JP S6234424A JP 61179820 A JP61179820 A JP 61179820A JP 17982086 A JP17982086 A JP 17982086A JP S6234424 A JPS6234424 A JP S6234424A
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frequency
remote control
filter
centralized remote
control receiver
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JP61179820A
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ハインツ・クローンミューラー
ヨアヒム・シュテックレ
イエルク・ピューラー
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BBC Brown Boveri France SA
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Brown Boveri und Cie AG Germany
BBC Brown Boveri France SA
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    • H03H17/02—Frequency selective networks
    • H03H17/06—Non-recursive filters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は少くとも１個のディジタルフィルタを含む入力
部と解析装置と出方部とを有する電力供給系統用集中遠
隔制御受信機に関する。
〔従来の技術〕
集中遠隔制御受信機は数十年来、電力供給系統で負荷機
器の制御のために使用される。集中−斉遠方制御技術に
おいてはコード化音響周波信号が使用され、これが電報
形式で送信され、電力供給系統（例えば５Ｈｚ又は６０
Ｈｚ）に重ね合わされる。
電力供給企業（ＥＶＵ　）の供給系統に集中−斉遠方制
御系が導入されている。この制御系は音響周波数又はそ
の他の系の特徴、例えばパルスラスクの選択で区別され
る。集中遠隔制御受信機の役割は、電力供給系統を介し
て伝送されるパルス電報を検出し、場合によっては所定
の遮断機能を遂行することである。この役割の達成のた
めに、集中遠隔制御受信機は受信した・ぐルスの濾波と
整形のための入力部、ノ母ルス電報の解析のための処理
部及び遮断器を備えた出力部を具備する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
集中遠隔制御受信機の検出の仕事は、受信信号すなわち
系統信号に外乱量があるため面倒である。
外乱量にはとりわけ系統周波数の調波振動（系統調波）
と系統周波数自体も含まれる。系統電圧は許容範囲内で
周波数と振幅に関して変化する。系統調波も同様である
。更に隣接する電力供給企業の制御周波数及びその他の
無秩序な外乱が妨害し、雑音として検出される。
これらの外乱量が、集中遠隔制御受信機の入力で音響周
波・母ルスの特定の最低受信レベルを下まわってはなら
ないことの理由である。入力部にアナログ帯域フィルタ
を有する慣用の集中制御機は系統電圧の約０．５％の最
小音響周波機能電圧に対して設計されている。この受信
電圧を保証するために、高い出力の集中制御送信機が必
要である。
必要な送信レベルを引下げることができれば、大きな経
済的利点をもたらすことになる。しかしアナログ帯域フ
ィルタは最低送信レベルの大幅な引下げは得られない。
またアナログフィルタは製造技術土煙つかの欠点がある
。なぜならアナログフ、イルタは周波数を決定する部品
を含み、これを同調させなければならないからである。
もう一つの重要な量は帯域フィルタの選択性である。集
中遠隔制御周波数に対する現在の周波数プラン（■ｙ〔
ドイツ発電所連盟〕プラン）は従来到達可能な選択性に
よって決定された。アナログフィルタでは選択性に関し
ても、経済的に妥当な費用で大幅な進歩は到底得られな
い。
集中遠隔制御１？ルスのｆイジタル濾波のためにも使用
されるシングルチップ・マイクロコンビュ−夕を設ける
ことが、西独特許第２７０８０７４号で提案された。集
中遠隔制御受信機のだめのハードウェア費をより大きな
集積によって節減するという目標をこうして追求するの
である。しかし提案のディジタルフィルタはアナログフ
ィルタ機能を模倣しようとするに過ぎない。ディジタル
フィルタで良好なフィルタ特性が得られることについて
、またそれが如何にして可能であるかについて、上記の
特許明細井には何の指示も認められない。
本発明の目的は、従来のフィルタの欠点が回避され、特
に高い入力感度のもとで高い選択性を有する、系統信号
から集中遠隔制御パルス全濾波するだめのディジタルフ
ィルタを備えた集中遠隔制御受信機を提供することであ
る。
〔問題点を解決するだめの手段及び作用〕少くとも１個
のディジタルフィルタを含む入力部と解析装置と出力部
とを有する電力供給系統用集中遠隔制御受信機において
、ディジタルフィルタが系統周波数の調波周波数ないし
は隣接の集中遠隔制御サービスの制御周波数ないしは系
統特有の妨害周波数の選択的減衰を生じさせる周波数応
答を有する。
本発明は、特定の周波数応答すなわち個別の周波数又は
小さな周波数範囲の高い選択的減衰を備えた入力フィル
タを設けることを提案する。このフィルタはなるべく短
い立上シ時間、いずれにしても十分に短い立上シ時間を
有する。
第Ｎ　次ＦＩＲマツチドフィルタとして構成することに
よって、以下で最適フィルタと呼ぶ、適宜に定められた
高減衰周波数範囲を有するフィルタが得られる。任意の
妨害周波数（例えば外部の集中遠隔制御周波数）又は妨
害周波数範囲（例えば局部的に限られた系統部分で電力
変換設備によって生じる妨害）を抑制することができる
。集中遠隔制御周波数は任意に選択することができ、従
って特定のラスタになくてもよい。また走査周波数は一
定であり、従って集中遠隔制御周波数と系統周波数に無
関係である。つまり系統周波数が変動しても系統周波数
とその調波振動の抑制を保証するために、ＰＬＬ回路が
必要でないのである。但しフィルタ自体は目下のところ
かなり高額な支出を必要とする。しかしこのハードウェ
ア費は技術開発の進展と共に急速に意義を失うことが可
能である。
準最適と呼ばれるフィルタによれば、所望のフィルタ特
性が比較的少いハードウェア費とする場合に他の方法で
、すなわち例えば２５　Ｈｚ　、　１６２／３Ｈｚ　、
　８１／３　Ｈｚ又は４１／６Ｈｚの選択可能なラスタ
にある周波数応答の零位によって、得られる。こうして
選ばれたラスタで系統調波も他の電力供給企業の集中遠
隔制御周波数も抑制される。従って隣接する電力供給企
業がラスタ周波数の倍数に相当する異なる制御周波数を
使用するならば、互いに妨害し合うことはあり得ない。
このことは、本発明に基づく受信機を導入すれば、電力
供給系統で今日慣用の音響周波阻止装置と吸収回路が不
要になることも意味する。更に従来は系統周波数の調波
が密接しているため使用できなかった制御周波数を利用
することができる。そして最後に、集中遠隔制御周波数
のために系統電圧の約０．１ないし０３％の最低受信レ
ベルで十分であることが極めて重要な利点である。
フィルタ係数を適当に選定することによって、準最適デ
ィジタルフィルタを実現する費用を少額にすることがで
きる。このために数２のべき乗から成るフィルタ係数が
考えられる。この可能性はＥ、＋７ユーダー著「掛算器
なしのディジタルフィルタの設計と最適化Ｊ　（Ｅ、Ｌ
’ｕｄｅｒ＊　’Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄＯｐｔｌｍｉｚ
ａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｆｉｌｔｅｒｓ　
ｗｉｔｈｏｕｔＭｕｌｔｌｐｌｉｅｒｓ”）、ＡＥＵ　
（Ａｒｃｈｌｖ　ｆａｒ　ｅｌ＊ｋｔｒｉｓｃｈｅＵｂ
＠ｒｔｒａｇｕｎｇ電気伝送論集）３７巻（１９８３年
）９−１０号２９９ないし３０２頁、特に２９９頁の式
（３）で公知である。本発明の好適な実施態様によれば
、フィルタ係数が−１，０又は１の値しか取らないよう
なパラメータを有する伝達関数が提案される。それによ
ってフィルタの実現のために加算と減算しか必要でない
から、演算法が著しく簡素化される。
またフィルタの実現のために再帰的フィルタ構造を使用
できることも好都合である。
ＰＬＬ回路を用いて走査周波数を系統周波数に結合する
ことが好ましい。それＫよってフィルタの性質が系統周
波数の変動と共に変化することが回避される。
〔実施例〕
第１図は本発明に基づく集中遠隔制御受信機のブロック
構成図を示す。集中遠隔制御受信機は逐次接続された前
置フィルタＪ、理想スキャナ２、ＡＤ変換器３、ディジ
タル処理ユニット４及び出力段５を具備する。準最適フ
ィルタの場合はＰＬＬ回路６を設けることができる。そ
の人力Ｅ６は前置フィルタＪの第２出力Ａ７に、その出
力Ａ６はスキャナ２の第２出力Ａ７に接続される。ディ
ジタル処理ユニット４は、系統信号からの集中遠隔制御
パルスのディジタル濾波のための帯域フィルタの機能も
、解析装置の機能も有する。このようにして集中遠隔制
御受信機の入力部は前Ｒフィルタノ、スキャナ、？、Ａ
Ｄ変換器３及び処理ユニット４の帯域フィルタから成る
。
準最適フィルタの場合に設けられるＰＬＬ回路６は必ず
しも必要でないが、集中遠隔制御周波数に対して特に低
い送信又は受信レベルを可能にする。
その場合スキャナ２の走査周波数を系統周波数と結合す
ることによって、系統周波数が変動しても系統調波を大
幅に減衰することができる。エイリアシング（ＡＡｌ１
ｎ５ｉｎ　）防止フィルタは不要である。
第１図に示すようにＰＬＬ回路を使用する場合は、前置
フィルターは系統周波レベルの選択的減衰のための遮断
周波数ｆｇ＝１５０Ｈ３の第４次パタヮース（Ｂｕｔｔ
ｅｒｗｏｒｔｈ　）高域フィルタとｆ　＝３５０Ｈｚの
第１次低域フィルタから成る。高域フィルタによって系
統周波数のレベルが残余の信号成分の範囲に引下げられ
、更に後置の電子装置に許容される電圧領域への系統信
号レベルの整合が得られる。
低域フィルタによって例えば切換操作による高周波妨害
と雑音レベルが減衰される。低域フィルタの出力は前置
フィルターの出力Ａ７に通じておシ、ここにＰＬＬ回路
６が接続される。
ＰＬＬ回路を廃止する場合、すなわち固定走査周波数を
使用する場合は、前置フィルターの簡単な第１次低域フ
ィルタの代わシに遮断周波数ｆ＝３５０Ｈｚの第６次低
域フィルタが適当である。第６次の低域フィルタはエイ
リアシング防止フィルタの働きをし、従って、連続する
走査によってアナログスイクトルの歪曲が防止される。
前置フィルタ１の入力Ｅ１に系統信号ｕＮ　（ｔ）が送
られる。予め濾波し、レベルを整合した信号ｕＦ　（ｔ
）が前置フィルタの出力Ａ１から理想スキャナ２の入力
Ｅ２へ送られる。理想スキャナ２は走査時間での等距離
走査により、連続信号ｕＦ（ｔ）がら離散値列ｕ　（ｋ
）を形成する。後続のＡＤ変換器３が数値列を振幅量子
化し、入力列算（りとしてディジタル処理ユニット４の
入力Ｅ４に送られる数値列を出力Ａ３から送出する。
ディジタル処理ユニット４によってディジタル帯域フィ
ルタと、受信された集中遠隔制御）やルスの復号のため
の解析装置が実現される。集中遠隔制御パルスの復号及
び出力部５の構造は公知であシ、詳しい説明は不要であ
る。そこで次の説明はディジタル帯域フィルタの設計に
関するものである。
帯域フィルタの設計に際して、例えば第２図に示す既知
の又は検出された周波数スペクトルから出発する。第２
図はＶＤＥＯ４２０により系統調波に対する系統電圧Ｕ
９の％で表わしたレベル値Ｕ（実線）と集中遠隔制御系
の制御周波数（破線）を示す。
なお集中遠隔制御周波数はＶＤＥＷ　［ドイツ発電所連
盟］に従って系統電圧の１％のレベルで示した。
最適フィルタは有限の立上り時間を得るために狭い範囲
の妨害系統調波と外部集中遠隔制御周波数にだけ高い減
衰値を具備すればよい。その間にある周波数範囲では系
統の雑音を他の妨害の抑制のために比較的小さな減衰で
十分である。系統調波はスペクトル線でなく、小さな周
波数範囲とみなされる。なぜなら系統周波数は例えば４
９ないし５０．５　Ｈｚの許容範囲内で変動し、従って
系統調波も一定でないからである。また集中遠隔制御周
波数にも許容範囲がある。
与えられた条件で有効信号と妨害信号の最大出力比を出
力から送出する、最適とみなされるフィルタ（マツチド
フィルタ）の減衰曲線を第３図に例示する。但し図示の
例では外部の集中遠隔制御周波数を考慮しなかった。こ
のフィルタをアナ。
グフィルタとして実現することはできない。またディジ
タルフィルタとして構成するには若干のハードウェア費
が必要である。なぜなら高いフィルタ次数とそれと共に
多数の走査時間当り掛算及び加算が必要だからである。
しかし上記の最適フィルタでは系統電圧とその調波の全
許容範囲で、系統電圧の約０．１％の集中遠隔制御周波
数に対する入力レベルで十分である。必要な受信レベル
は必要なピントエラー確率に関係する。
好適な実施態様によれば、はぼ同様に低い受信レベルを
可能にし、より簡単に実現できる、いわゆる準最適フィ
ルタを設けることが提案される。
その場合イン・ゼルス応答 のディジタル帯域フィルタから出発する。
ここに ｇ（ｋ）＝　インパルス応答又はフィルタ係数Ｃ＝定数 ω。；　２πｆ０、ｆ０＝集中遠隔制御周波数Ｔ　　＝
　　１／ｆ１１．！、　＝走査周波数ｋ　　　＝　　　
１．２．３ φ　＝位相 Ｎ＝フィルタの次数 パラメータＣ，Ｔ及びφは、簡単なフィルタ係数ｇ（ｋ
）が生じるように、すなわち単１ｃｍ１．．（）又は１
となるように選定する。フィルタの入力列ｘ　（ｋ）と
出力量ｙ　（ｋ）との関連について が成り立つ。
簡単なフィルタ係数ｇ（ト））＝−１，０又は１を用い
るならば、フィルタを実現するのに加算と減算しか必要
でない。
例えばパラメータ、走査周波数ｆ＝６ｆ０．定数Ｃ＝２
／呵２位相φ＝０°を選ぶならば、第５図に示すフィル
タ係数ｇ伽）＝０．１．１，０．−１．−１．−・・と
なる。
提案の種類の準最適フィルタのもう一つの好適な性質は
、フィルタと実現するために再帰的フィルタ構造全使用
することができることである。それによって費用を一層
節減することが可能である。
フィルタ係数ｇ　（ｋ）＝０．１−　Ｏｅ　−１、−１
、・・・の場合、差分方程式 ％式％） が得られる。出力ｍｙ（ｋ）を計算するには、フィルタ
の次数Ｎにかかわりなく、２回の減算と１回の加算しか
必要でない。
上記のフィルタは、ｒイン特性にゼロを設定することに
よって特定の周波数を完全に抑制する。
この周波数に対して ｆ［有］）＝　ｋ／Ｎ　ｆ、に＝０．１　、・・・、Ｎ
−Ｉに＋百、百Ｎ が成り立つ。
フィルタのこの性質が系統周波数とその調波の排除のた
めに利用される。走査周波数ｆ、とフィルタの次ｉＮを
適当に選定することによってこれが行われる。
代ノく的な集中遠隔制御周波数ｆ０＝　２１６２／３　
Ｉ（ｚに対して走査周波数ｆ、はｆ、　＝　６　ｆ０＝
　１３００　Ｈｚとなる。
すべての調波を含む系統周波数ｆＨ＝５０Ｈｚの抑制が
フィルタの次数 Ｎ＝７８．１５６，２３４，３１２，３９０・・・で行
われる。しかもこれらのフィルタ次数Ｎの場合、１６２
／３Ｈｚラスクで外部の制御周波数の完全な抑制が行わ
れる。）ｆラメータを適当に選択することによって別の
２スタ、例えば８１／３Ｈｚ又は４１／６Ｈｚラスクで
も制御周波数の抑制が得られることは、容易に理解でき
る。
第４図はフィルタの次数Ｎ＝７８の場合の準最適フィル
タの減衰曲線を示す。このフィルタは立上シ時間が短い
（約６０ｍ５）。
２個以上のフィルタの直列接続によって減衰曲線に関し
て一層大きな可変性が得られ、周波数偏移の場合ＩＣＰ
ＬＬ回路と同様に好結果が得られる。
電力供給系統で最適及び準最適ディジタルフィルタを用
いて一連の広汎なテストを行ったところ、理論的に予想
される結果が実際に確証された。その際判明したところ
では、集中遠隔制御受信機のための提案の準最適フィル
タは例えばＩｎｔｅｌ　８０８５型８ピツト・マイクロ
プロセッサを用いて実現することができ、これを装備し
た集中遠隔制御受信機は実際の使用で最適フィルタを備
えた集中遠隔制御受信機とほぼ同様に良好な性質を示す
。
【図面の簡単な説明】
第１図は集中遠隔制御受信機のブロック構成図、第２図
はＶＤＥＯ４２０による系統調波に対する代表的なレベ
ル値及びＶＤｗ［ドイツ発電所連盟］による集中遠隔制
御周波数の線図、第３図は最適ディジタルフィルタの減
衰曲線の図、第４図は準最適ディジタルフィルタの減衰
曲線の図、そして第５図は好適なフィルタ係数ｇ　（ｋ
）の図を示す。 ノ・・・前置フィルタ、２・・・スキャナ、３・・・Ａ
／Ｄコンバータ、４・・・ディジタル処理ユニット、５
・・・出力段、６・・・ＰＬＬ回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦＝ １’）Ａ−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）少くとも１個のディジタルフィルタを含む入力部と
    解析装置と出力部とを有する電力供給系統用集中遠隔制
    御受信機において、ディジタルフィルタが系統周波数の
    調波周波数ないしは隣接の集中遠隔制御サービスの制御
    周波数ないしは系統特有の妨害周波数の選択的減衰を生
    じさせる周波数応答を有することを特徴とする集中遠隔
    制御受信機。 ２）第Ｎ次のＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　
    Ｒｅｓｐｏｎｓｅ有限インパルス応答）マッチドフィル
    タを設け、設計のために電力供給系統の特有のチャネル
    特性とそこで与えられる外乱量（系統周波数の変動、隣
    接の集中遠隔制御サービスの周波数及び系統領域依存性
    の妨害スペクトルを考慮した系統周波数とその調波）を
    基礎とすることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に
    記載の集中遠隔制御受信機。 ３）フィルタの周波数応答が、系統周波数の調波周波数
    及び隣接の集中遠隔制御サービスの制御周波数に相当す
    る周波数に対して零位（無限の減衰を有することを特徴
    とする、特許請求の範囲第１項に記載の集中遠隔制御受
    信機。 ４）インパルス応答 ｇ（ｋ）＝｛Ｃ・ｓｉｎ（ω＿０ｋＴ＋φ）、０≦ｋ≦
    Ｎ−１、０　その他｝ （ここにｇ（ｋ）＝インパルス応答又はフィルタ係数、 Ｃ＝定数 ω＿０＝２πｆ＿０、ｆ＿０＝集中遠隔制御周波数、 Ｔ＝１／ｆ＿ｓ、ｆ＿ｓ＝走査周波数 ｋ＝１、２、３ φ＝移相 Ｎ＝フィルタの次数 である）を有する帯域フィルタであるディジタルフィル
    タを設けたことを特徴とする、特許請求の範囲第３項に
    記載の集中遠隔制御受信機。 ５）下記のインパルス応答、すなわち ｇ（ｋ）＝｛Ｃ・ｓｉｎ（ω＿０ｋＴ＋φ）、０≦ｋ≦
    Ｎ−１、０　その他｝ （ここにｇ（ｋ）＝インパルス応答又はフィルタ係数、 Ｃ＝定数 ω＿０＝２πｆ＿０、ｆ＿０＝集中遠隔制御周波数 Ｔ＝１／ｆ＿ｓ、ｆ＿ｓ＝走査周波数 ｋ＝１、２、３ φ＝移相 Ｎ＝フィルタの次数 である）を有する２個のディジタルフィルタの直列回路
    を入力部に設けたことを特徴とする、特許請求の範囲第
    ３項に記載の集中遠隔制御受信機。 ６）ディジタルフィルタの走査周波数（ｆ＿ｓ）が位相
    同期制御ループ（ＰＬＬ回路）を介して系統周波数（ｆ
    ＿Ｎ）と結合されていることを特徴とする、特許請求の
    範囲第４項に記載の集中遠隔制御受信機。 ７）フィルタ係数ｇ（ｋ）＝１、０又は１となるように
    、フィルタのパラメータである走査周波数（ｆ＿ｓ）、
    定数（Ｃ）及び移相（φ）を選定したことを特徴とする
    、特許請求の範囲第４項ないし第７項のいずれか１に記
    載の集中遠隔制御受信機。 ８）零位がΔｆ＝系統周波数ｆ＿Ｎ／ｍ（ここにｍ＝１
    、２、３、・・・である）の間隔で生じるようにフィル
    タの次数（Ｎ）を選定し、走査周波数（ｆ＿ｓ）が系統
    周波数（ｆ＿Ｎ）の整数倍であることを特徴とする、特
    許請求の範囲第４項ないし第７項のいずれか１に記載の
    集中遠隔制御受信機。 ９）実現のために再帰的フィルタ構造を設けたことを特
    徴とする、特許請求の範囲第４項ないし第８項のいずれ
    か１に記載の集中遠隔制御受信機。
JP61179820A 1985-08-05 1986-07-30 集中遠隔制御受信機 Pending JPS6234424A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE19853528046 DE3528046A1 (de) 1985-08-05 1985-08-05 Rundsteuerempfaenger
DE3528046.8 1985-08-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6234424A true JPS6234424A (ja) 1987-02-14

Family

ID=6277728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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