JP2013172635A - 電力系統保護制御システム及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マージングユニット（ＭＵ）の定期点検の回数を削減し、トータルの定期点検時間を短縮できる電力系統保護制御システム及びその方法を提供する。
【解決手段】電力系統保護制御システムは、制御機器を中継する複数のマージングユニット（ＭＵ）、ＭＵを保護制御する保護制御装置、ＭＵを点検するＭＵ点検装置、及び保護制御装置を監視制御する集中監視制御装置をバスで結合して構成されている。集中監視制御装置、保護制御装置又はＭＵ点検装置は、複数のＭＵからそれぞれ送信されたディジタル値を受信する受信部１００と、複数のディジタル値から変換した複数の計測値情報に基づいて基準値を設定し、各計測値情報が基準値から所定量を超えた場合にその計測値情報に対応したディジタル値を発するマージングユニットを点検が必要なマージングユニットとして検出する点検指令判断部１０３と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】電力系統保護制御システムは、制御機器を中継する複数のマージングユニット（ＭＵ）、ＭＵを保護制御する保護制御装置、ＭＵを点検するＭＵ点検装置、及び保護制御装置を監視制御する集中監視制御装置をバスで結合して構成されている。集中監視制御装置、保護制御装置又はＭＵ点検装置は、複数のＭＵからそれぞれ送信されたディジタル値を受信する受信部１００と、複数のディジタル値から変換した複数の計測値情報に基づいて基準値を設定し、各計測値情報が基準値から所定量を超えた場合にその計測値情報に対応したディジタル値を発するマージングユニットを点検が必要なマージングユニットとして検出する点検指令判断部１０３と、を備える。
【選択図】図３
Description
本発明の実施形態は、複数のマージングユニット（ＭＵ）を配置した電力系統保護制御システムにおいて、マージングユニット（ＭＵ）の定期点検の回数を削減し、トータルの定期点検時間を短縮できるシステム及びその方法に関する。
電力系統の電気所における制御機器の保護制御システムを実現するためには、制御機器本体の主回路電気量（すなわち電流または電圧）を計測して、制御機器の運転状態を監視する事が必要となる。従来は、制御機器本体に取り付けた計器用変成器により、計測に適した電流値または電圧値に変換した後、大量の電気ケーブル類により制御機器本体から離れた保護制御装置又は集中監視制御装置に情報が送られ、制御機器の運転状態監視が行われていた。
一方、近年の通信およびディジタル制御技術の発展に伴い、電流または電圧データを取得する方法として、プロセスバスの適用が開始されている。プロセスバス適用システムにおいては、制御機器近傍にマージングユニット（ＭＵ）を配置し、複数の計器用変成器からの電気量を一旦このマージングユニット（ＭＵ）に入力する。マージングユニット（ＭＵ）は、複数の電気量をディジタル電気量として、プロセスバスと呼ばれるシリアル通信を経由して上位の保護制御装置等に対して送信する。これにより、電気ケーブル類の配線量の削減、計器用変成器の二次側負担の軽減、および電力系統保護制御システムの標準化が達成できる。
従来、計器用変成器の二次定格電流は、例えば、１Ａあるいは５Ａのように標準化されていた。それと同様に、マージングユニット（ＭＵ）では、プロセスバス上のシリアル通信を標準化・規格化し、規格に則ったプロセスバスの適用を行うことで、異なる製造者のマージングユニット（ＭＵ）と保護制御装置間でもディジタル電気量の共有を行うこと、すなわち相互運用の実現が可能となっている。
国際電気標準会議（IEC）規格 IEC61850-9-2"SpecificCommunication Service Mapping (SCSM) For Process Bus"
マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を見つける手段は、定期点検による予防保全を実施することが一般的である。しかし、制御機器の保護制御システムに適用するマージングユニット（ＭＵ）は制御機器毎に配置することから、数が膨大でかつ広範囲に配置されるため、定期点検に多大な回数及び時間が掛かる。長期にわたって運用する電力系統設備では、いかに定期点検の回数を減らし、トータルの定期点検時間を短縮するかが課題となる。
そこで本発明の実施形態は、マージングユニット（ＭＵ）の定期点検の回数を削減し、トータルの定期点検時間を短縮できる電力系統保護制御システム及びその方法を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態は、制御機器を中継する複数のマージングユニット、前記マージングユニットを保護制御する保護制御装置、及び前記保護制御装置を監視制御する集中監視制御装置をバスで結合した電力系統保護制御システムにおいて、前記集中監視制御装置又は前記保護制御装置は、前記複数のマージングユニットからそれぞれ送信されたディジタル値を受信する受信部と、複数の前記ディジタル値から変換した複数の計測値情報に基づいて基準値を設定し、前記各計測値情報が前記基準値から所定量を超えた場合にその計測値情報に対応したディジタル値を発するマージングユニットを点検が必要なマージングユニットとして検出する点検指令判断部と、を備えることを特徴とする。
また、前記のような実施形態で実行される方法も本発明の実施形態の１つである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
［第１の実施形態］
（基本構成）
図１に、第１の実施形態に係る電力系統保護制御システムの基本構成を示す。電力系統保護制御システム１０は、電力系統の電気所等に設置される。この電力系統保護制御システム１０では、電気所内を監視制御する集中監視制御装置１、マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を検出する処理を実施するＭＵ点検装置２−１、及び設備毎に分散配置された保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎがステーションバス３０のイーサネットスイッチ３−１，３−２，３−ｎを介してＬＡＮで結合されている。また、保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎ、マージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎ、及びＭＵ点検装置２−２，・・・２−ｎがプロセスバス３１のイーサネットスイッチ５−１・・・５−ｎを介してＬＡＮで結合されている。
［第１の実施形態］
（基本構成）
図１に、第１の実施形態に係る電力系統保護制御システムの基本構成を示す。電力系統保護制御システム１０は、電力系統の電気所等に設置される。この電力系統保護制御システム１０では、電気所内を監視制御する集中監視制御装置１、マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を検出する処理を実施するＭＵ点検装置２−１、及び設備毎に分散配置された保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎがステーションバス３０のイーサネットスイッチ３−１，３−２，３−ｎを介してＬＡＮで結合されている。また、保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎ、マージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎ、及びＭＵ点検装置２−２，・・・２−ｎがプロセスバス３１のイーサネットスイッチ５−１・・・５−ｎを介してＬＡＮで結合されている。
上記マージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎは、それぞれ、番号に対応した遮断器１１−１，１１−２，１１−３，・・・１１−ｎや計器用変成器１２−１，１２−２，１２−３，・・・１２−ｎから、機器状態や計器用変成器の２次値などの情報を送受信している。
（マージングユニット（ＭＵ）の計測値情報）
図２は、上記マージングユニット（ＭＵ）の計測値情報のデータ図である。マージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎは、計器用変成器の２次値をディジタル計測値１１１に変換して、プロセスバス３１上に送出する。また、計測値の対象装置を判別するために、マージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎの情報などが入っている計測装置情報１１０を付加する。保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎは、計測装置情報１１０とディジタル計測値１１１をプロセスバス３１から受信し、ステーションバス３０へ情報を送信する。
図２は、上記マージングユニット（ＭＵ）の計測値情報のデータ図である。マージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎは、計器用変成器の２次値をディジタル計測値１１１に変換して、プロセスバス３１上に送出する。また、計測値の対象装置を判別するために、マージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎの情報などが入っている計測装置情報１１０を付加する。保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎは、計測装置情報１１０とディジタル計測値１１１をプロセスバス３１から受信し、ステーションバス３０へ情報を送信する。
（集中監視制御装置１の構成）
図３は、本実施形態に係る電力系統保護制御システム１０における集中監視制御装置１の構成を説明するブロック図である。
集中監視制御装置１は、受信部１００、計測演算処理部１０１、計測値記録部１０２−１，１０２−２，１０２−３，・・・１０２−ｎ、点検指令判断部１０３、及び警告表示部１０４を備えている。
図３は、本実施形態に係る電力系統保護制御システム１０における集中監視制御装置１の構成を説明するブロック図である。
集中監視制御装置１は、受信部１００、計測演算処理部１０１、計測値記録部１０２−１，１０２−２，１０２−３，・・・１０２−ｎ、点検指令判断部１０３、及び警告表示部１０４を備えている。
受信部１００は、装置のインタフェースとしてステーションバス３０からの伝送データを受信する。計測演算処理部１０１は、受信部１００からの伝送データである制御機器のディジタル電気量を計測値情報に変換するための演算処理を行う。計測値記録部１０２−１，１０２−２，１０２−３，・・・１０２−ｎは、それぞれ、計測演算処理部１０１から、番号に対応したマージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎの計測値情報を受信し、マージングユニット（ＭＵ）単位に記録する。
点検指令判断部１０３は、複数のマージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎの計測値から、多数決原理で基準値を決定する。さらに、点検指令判断部１０３は、複数のマージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎの計測値の中で基準値から所定量を超えた場合、当該計測値のマージングユニット（ＭＵ）に点検が必要と判断し、点検指令情報を警告表示部１０４に出力する。警告表示部１０４は、点検指令判断処理部１０３から点検指令情報を受け取った場合は、集中監視制御装置１の監視画面７に警告表示する。
（ＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎの構成）
図４は、本実施形態に係る電力系統保護制御システム１０におけるＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎの構成を説明するブロック図である。
図４は、本実施形態に係る電力系統保護制御システム１０におけるＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎの構成を説明するブロック図である。
ＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎのいずれも、集中監視制御装置１と同様に、受信部１００、計測演算処理部１０１、計測値記録部１０２−１，１０２−２，１０２−３，・・・１０２−ｎ、及び点検指令判断部１０３を備えている。
ＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎは、さらに、点検指令情報送信部１０５−１，１０５−２，１０５−３，・・・１０５−ｎを備えている。点検指令情報送信部１０５−１，１０５−２，１０５−３，・・・１０５−ｎは、点検指令判断処理部１０３からの点検指令情報をステーションバス３０又はプロセスバス３１に送信する。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介してこの点検指令情報を受信することで、監視画面７に警告表示することが可能になる。
（マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順）
マージングユニット（ＭＵ）６−１は、図１に示す計器用変成器１２−１からの計器用変成器の２次値を受信し、図２に示す計測装置情報１１０及びディジタル計測値１１１に情報を変換して、プロセスバス３１に送出する。プロセスバス３１に接続したＭＵ点検装置２−２と保護制御装置４−１は、プロセスバス３１を介して計測装置情報１１０及びディジタル計測値１１１の情報を受信する。次に、保護制御装置４−１は、計測装置情報１１０及びディジタル計測値１１１の情報をステーションバス３０に送信する。ステーションバス３０に接続した集中監視制御装置１とＭＵ点検装置２−１は、ステーションバス３０を介して計測装置情報１１０及びディジタル計測値１１１を受信する。
マージングユニット（ＭＵ）６−１は、図１に示す計器用変成器１２−１からの計器用変成器の２次値を受信し、図２に示す計測装置情報１１０及びディジタル計測値１１１に情報を変換して、プロセスバス３１に送出する。プロセスバス３１に接続したＭＵ点検装置２−２と保護制御装置４−１は、プロセスバス３１を介して計測装置情報１１０及びディジタル計測値１１１の情報を受信する。次に、保護制御装置４−１は、計測装置情報１１０及びディジタル計測値１１１の情報をステーションバス３０に送信する。ステーションバス３０に接続した集中監視制御装置１とＭＵ点検装置２−１は、ステーションバス３０を介して計測装置情報１１０及びディジタル計測値１１１を受信する。
図５は、集中監視制御装置１、ＭＵ点検装置２−１又は保護制御装置４−１において、マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順を示すフローチャートである。
集中監視制御装置１、ＭＵ点検装置２−１又は保護制御装置４−１のいずれかにおいて、受信部１００は、装置のインタフェースとしてステーションバス３０又はプロセスバス３１からの伝送データを受信する（Ｓ１１）。次に、計測演算処理部１０１は、受信部１００からの伝送データである制御機器のディジタル電気量を計測値情報に変換するための演算処理を行う（Ｓ１２）。さらに、計測値記録部１０２−１，１０２−２，１０２−３，・・・１０２−ｎは、計測演算処理部１０１から、複数のマージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎ毎の計測値情報をそれぞれ受信し、マージングユニット（ＭＵ）単位に記録する（Ｓ１３）。
点検指令判断部１０３は、複数のマージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，６−ｎの計測値から、多数決原理で基準値を決定する（Ｓ１４）。さらに、点検指令判断部１０３は、複数のマージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，６−ｎの中で計測値が基準値から所定量を超えているかどうかを判断し（Ｓ１５）、超えている場合は（Ｓ１５でＹ）、当該マージングユニット（ＭＵ）を点検必要と判断し、点検指令情報を警告表示部１０４に出力する。警告表示部１０４は、点検指令判断処理部１０３から点検指令情報を受け取った場合は、集中監視制御装置１の監視画面７に警告表示する（Ｓ１６）。なお、上記所定量は、点検の頻度等を考慮して、任意に定めることができる。
集中監視制御装置１以外のＭＵ点検装置２−１又は保護制御装置４−１では、点検指令情報送信部１０５−１，１０５−２，１０５−３，・・・１０５−ｎが、点検指令判断処理部１０３からの点検指令情報をステーションバス３０に送信する（Ｓ１６）。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介してこの点検指令情報を受信することで、監視画面７にマージングユニット（ＭＵ）６−１が点検を要することを表示する。
以上のような方法でマージングユニット（ＭＵ）６−１、６−２、６−３、６−ｎの性能低下を故障する前に事前に検出することができる。従って、本実施形態によれば、マージングユニット（ＭＵ）の定期点検の回数を大幅に削減し、トータルの定期点検時間を短縮することができる。
［第２の実施形態］
（集中監視制御装置１の構成）
図６は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおける集中監視制御装置１の構成を説明するブロック図である。
（集中監視制御装置１の構成）
図６は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおける集中監視制御装置１の構成を説明するブロック図である。
集中監視制御装置１は、受信部２００、計測演算処理部２０１、トレンド記録部２０２−１，２０２−２，２０２−３，・・・２０２−ｎ、点検指令判断部２０３及び警告表示部２０４を備えている。
受信部２００は、装置のインタフェースとしてステーションバス３０からのディジタル計測値１１１の情報を受信する。計測演算処理部２０１は、受信部２００からの伝送データである制御機器のディジタル電気量を計測値情報に変換するための演算処理を行う。
トレンド記録部２０２−１，２０２−２，２０２−３，・・・２０２−ｎは、計測演算処理部２０１で処理した結果、ある条件下で規則的に変化するディジタル計測値１１１の情報を記録する。
点検指令判断部２０３は、トレンド記録部２０２−１，２０２−２，２０２−３，・・・２０２−ｎが記録したマージングユニット（ＭＵ）６−１の過去の情報から、平均原理で基準値を決定し、計測値の劣化度合いを判断する。さらに、点検指令判断部２０３は、現在のディジタル計測値１１１が基準値から所定量を超えた場合に、当該マージングユニット（ＭＵ）に点検が必要と判断し、点検指令情報を警告表示部２０４に出力する。警告表示部２０４は、点検指令判断部２０３から点検指令情報を受け取った場合は、集中監視制御装置１の監視画面７に警告表示する。
（ＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎの構成）
図７は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおけるＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎの構成を説明するブロック図である。
図７は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおけるＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎの構成を説明するブロック図である。
ＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎのいずれも、集中監視制御装置１と同様に、受信部２００、計測演算処理部２０１、トレンド記録部２０２−１，２０２−２，２０２−３，・・・２０２−ｎ、及び点検指令判断部２０３を備えている。
ＭＵ点検装置２−１，２−２，・・・２−ｎ、及び保護制御装置４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎは、さらに、点検指令情報送信部２０５−１，２０５−２，２０５−３，・・・２０５−ｎを備えている。点検指令情報送信部２０５−１，２０５−２，２０５−３，・・・２０５−ｎは、点検指令判断処理部２０３から点検指令情報をステーションバス３０又はプロセスバス３１に送信する。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介してこの点検指令情報を受信することで、監視画面７に警告表示することが可能になる。
（マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順）
図８は、集中監視制御装置１、ＭＵ点検装置２−１及び保護制御装置４−１において、マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順を示すフローチャートである。
図８は、集中監視制御装置１、ＭＵ点検装置２−１及び保護制御装置４−１において、マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順を示すフローチャートである。
集中監視制御装置１、ＭＵ点検装置２−１及び保護制御装置４−１において、受信部２００は、装置のインタフェースとしてステーションバス３０又はプロセスバス３１からの伝送データを受信する（Ｓ２１）。次に、計測演算処理部２０１は、受信部２００からの伝送データである制御機器のディジタル電気量を計測値情報に変換するための演算処理を行う（Ｓ２２）。さらに、トレンド記録部２０２−１，２０２−２，２０２−３，・・・２０２−ｎは、ある条件下で規則的に変化するディジタル計測値１１１の情報（トレンド計測値）を記録する（Ｓ２３）。
点検指令判断部２０３は、トレンド記録部２０２−１，２０２−２，２０２−３，・・・２０２−ｎが記録したマージングユニット（ＭＵ）６−１の過去の情報から、平均原理で基準値を決定する（Ｓ２４）。さらに、点検指令判断部２０３は、現在のディジタル計測値１１１が基準値から所定量を超えているかどうかを判断し（Ｓ２５）、超えている場合は（Ｓ２５でＹ）、当該マージングユニット（ＭＵ）に点検が必要と判断し、点検指令情報を警告表示部２０４に出力する。
警告表示部２０４は、点検指令判断部２０３から点検指令情報を受け取った場合は、集中監視制御装置１の監視画面７に警告表示する（Ｓ２６）。
集中監視制御装置１以外のＭＵ点検装置２−１又は保護制御装置４−１では、点検指令情報送信部２０５−１，２０５−２，２０５−３，・・・２０５−ｎが、点検指令判断部２０３からの点検指令情報をステーションバス３０に送信する（Ｓ２６）。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介してこの点検指令情報を受信することで、監視画面７にマージングユニット（ＭＵ）６−１が点検を要することを表示する。
以上のような方法でマージングユニット（ＭＵ）６−１、６−２、６−３、・・・６−ｎの性能低下を故障する前に事前に検出することができる。従って、本実施形態によれば、マージングユニット（ＭＵ）の定期点検の回数を大幅に削減し、トータルの定期点検時間を短縮することができる。
［第３の実施形態］
（保護制御装置４−１及びＭＵ点検装置２−２の構成）
図９は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおける保護制御装置４−１及びＭＵ点検装置２−２の構成を説明するブロック図である。
（保護制御装置４−１及びＭＵ点検装置２−２の構成）
図９は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおける保護制御装置４−１及びＭＵ点検装置２−２の構成を説明するブロック図である。
保護制御装置４−１及びＭＵ点検装置２−２は、受信部３００、Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻記録部３０１、Ｇｏｏｓｅ受信時刻記録部３０２、点検指令判断部３０３、及び点検指令情報送信部３０４を備えている。
受信部３００は、マージングユニット（ＭＵ）６−１からの故障診断Ｇｏｏｓｅ情報及びＮｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻情報を受信する。Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻記録部３０１は、上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻情報を記録する。Ｇｏｏｓｅ受信時刻記録部３０２は、マージングユニット（ＭＵ）６−１が送信した次の故障診断Ｇｏｏｓｅ情報の受信時刻を記録する。
点検指令判断部３０３は、Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻とＧｏｏｓｅ受信時刻の比較処理を行い、これらの間の時刻差が任意に設定した間隔時間を超えた場合、当該マージングユニット（ＭＵ）に点検が必要と判断し、マージングユニット（ＭＵ）６−１の点検指令情報を点検指令情報送信部３０４に出力する。点検指令情報送信部３０４は、点検指令判断部３０３からの点検指令情報をステーションバス３０に送信する。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介してこの点検指令情報を受信することで、監視画面７に警告表示することが可能になる。
（マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順）
図１０は、保護制御装置４−１及びＭＵ点検装置２−２において、マージングユニット（ＭＵ）単体の性能低下を点検する手順を示す説明図である。
図１０は、保護制御装置４−１及びＭＵ点検装置２−２において、マージングユニット（ＭＵ）単体の性能低下を点検する手順を示す説明図である。
電力系統のマージングユニット（ＭＵ）６−１は、任意の送信間隔でマージングユニット（ＭＵ）６−１の故障を確認するための故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−１、３００−２、・・・３００−ｎ）情報をプロセスバス３１に送信する。ここで、例えば、故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−１）情報には、次回送信する故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−２）の時刻情報を示すＮｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻（３０１−１）という情報が付加されてプロセスバス３１に送信される。
保護制御装置４−１又はＭＵ点検装置２−２の受信部３００は、プロセスバス３１を介して故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−１、３００−２、・・・３００−ｎ）情報及びＮｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻（３０１−１、３０１−２、・・・３０１−ｎ）情報を受信する。
次に、Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻記録部３０１が、上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻（３０１−１）を記録すると、これに対応して、Ｇｏｏｓｅ受信時刻記録部３０２は、マージングユニット（ＭＵ）６−１が次回送信した故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−２）の受信時刻をＧｏｏｓｅ受信時刻（３０２−２）として記録する。
点検指令判断部３０３は、Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻（３０１−１）とＧｏｏｓｅ受信時刻（３０２−２）の比較処理を行い、これらの間の時刻差が任意に設定した間隔時間を超えた場合、マージングユニット（ＭＵ）６−１の点検指令情報を点検指令情報送信部３０４に出力する。点検指令情報送信部３０４は、点検指令判断部３０３からの点検指令情報をステーションバス３０又はプロセスバス３１に送信する。
例えば、ＭＵ点検装置２−２が出力した点検指令情報はプロセスバス３１を介して保護制御装置４−１に送信される。保護制御装置４−１は点検指令情報をステーションバス３０に送信する。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介して点検指令情報を受信し、監視画面７にマージングユニット（ＭＵ）６−１が点検必要であることを表示する。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介してこの点検指令情報を受信することで、監視画面７に警告表示する。
以上のような方法でマージングユニット（ＭＵ）の性能低下を故障する前に事前に検出することができる。従って、本実施形態によれば、マージングユニット（ＭＵ）の定期点検の回数を大幅に削減し、トータルの定期点検時間を短縮することができる。
［第４の実施形態］
（保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２の構成）
図１１は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおける保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２の構成を説明するブロック図である。
（保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２の構成）
図１１は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおける保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２の構成を説明するブロック図である。
保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２は、受信部４００、ＭＵ６−１Ｇｏｏｓｅ記録部４０１、ＭＵ６−２Ｇｏｏｓｅ記録部４０２、ＭＵ６−１演算部４０３、ＭＵ６−２演算部４０４、点検指令判断部４０５、及び点検指令情報送信部４０６を備えている。
受信部４００は、マージングユニット（ＭＵ）６−１からの故障診断Ｇｏｏｓｅ情報、Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻情報、及びマージングユニット（ＭＵ）６−２からの故障診断Ｇｏｏｓｅ情報、Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻情報を受信する。ＭＵ６−１Ｇｏｏｓｅ記録部４０１は、マージングユニット（ＭＵ）６−１からの上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻情報、及びマージングユニット（ＭＵ）６−１が送信した次の故障診断Ｇｏｏｓｅ情報の受信時刻を記録する。一方、ＭＵ６−２Ｇｏｏｓｅ記録部４０２は、マージングユニット（ＭＵ）６−２からの上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻情報、及びマージングユニット（ＭＵ）６−２が送信した次の故障診断Ｇｏｏｓｅ情報の受信時刻を記録する。
ＭＵ６−１演算部４０３は、マージングユニット（ＭＵ）６−１からの上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻情報と、マージングユニット（ＭＵ）６−１が送信した次の故障診断Ｇｏｏｓｅ情報の受信時刻との時間差を算出する。一方、ＭＵ６−２演算部４０４は、マージングユニット（ＭＵ）６−２からの上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻情報と、マージングユニット（ＭＵ）６−２が送信した次の故障診断Ｇｏｏｓｅ情報の受信時刻との時間差を算出する。
点検指令判断部４０５は、マージングユニット（ＭＵ）６−１の上記時間差及びマージングユニット（ＭＵ）６−２の上記時間差を比較して多数決原理で基準値を決定する。次に、点検指令判断部４０５は、マージングユニット（ＭＵ）６−１の上記時間差及びマージングユニット（ＭＵ）６−２の上記時間差が基準値から所定量を超えた場合、当該マージングユニット（ＭＵ）６−１またはマージングユニット（ＭＵ）６−２の点検指令情報を点検指令情報送信部４０６に出力する。点検指令情報送信部４０６は、点検指令判断部４０５から点検指令情報をステーションバス３０に送信する。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介してこの点検指令情報を受信することで、監視画面７に警告表示することが可能になる。
（マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順）
図１２は、ＭＵ点検装置２−２及び保護制御装置４−１，４−２において、複数のマージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順を示す説明図である。
図１２は、ＭＵ点検装置２−２及び保護制御装置４−１，４−２において、複数のマージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順を示す説明図である。
電力系統のマージングユニット（ＭＵ）６−１は、任意の送信間隔でマージングユニット（ＭＵ）６−１の故障を確認するための故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−１ａ、３００−２ａ、・・・３００−ｎ）情報をプロセスバス３１に送信する。ここで、例えば、故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−１ａ）情報には、次回送信する故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−２ａ）の時刻情報を示すＮｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻（３０１−１ａ）という情報が付加されてプロセスバス３１に送信される。
一方、電力系統のマージングユニット（ＭＵ）６−２は、任意の送信間隔でマージングユニット（ＭＵ）６−２の故障を確認するための故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−１ｂ、３００−２ｂ、・・・３００−ｍ）情報をプロセスバス３１に送信する。この場合も、例えば、故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−１ｂ）情報には、次回送信する故障診断Ｇｏｏｓｅ（３００−２ｂ）の時刻情報を示すＮｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻（３０１−１ｂ）という情報が付加されてプロセスバス３１に送信される。
受信部４００が、プロセスバス３１を介して、Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻（３０１−１ａ）、（３０１−１ｂ）の情報を受信すると、ＭＵ６−１Ｇｏｏｓｅ記録部４０１は、マージングユニット（ＭＵ）６−１からの上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻３０１−１ａを記録すると共に、マージングユニット（ＭＵ）６−１が次回送信した故障診断Ｇｏｏｓｅ３００−２ａの受信時刻をＧｏｏｓｅ受信時刻３０２−２ａとして記録する。一方、ＭＵ６−２Ｇｏｏｓｅ記録部４０２は、マージングユニット（ＭＵ）６−２からの上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻３０１−１ｂを記録すると共に、マージングユニット（ＭＵ）６−２が次回送信した故障診断Ｇｏｏｓｅ３００−２ｂの受信時刻をＧｏｏｓｅ受信時刻３０２−２ｂとして記録する。
ＭＵ６−１演算部４０３は、マージングユニット（ＭＵ）６−１からの上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻３０１−１ａと、マージングユニット（ＭＵ）６−１が送信した次の故障診断Ｇｏｏｓｅ情報の受信時刻３０２−２ａとの時間差を算出する。一方、演算部４０４は、マージングユニット（ＭＵ）６−２からの上記Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻３０１−１ｂと、マージングユニット（ＭＵ）６−２が送信した次の故障診断Ｇｏｏｓｅ情報の受信時刻３０２−２ｂとの時間差を算出する。
点検指令判断部４０５は、マージングユニット（ＭＵ）６−１の上記時間差及びマージングユニット（ＭＵ）６−２の上記時間差を比較して多数決原理で基準値を決定する。次に、点検指令判断部４０５は、マージングユニット（ＭＵ）６−１の上記時間差及びマージングユニット（ＭＵ）６−２の上記時間差が基準値から所定量を超えた場合、当該マージングユニット（ＭＵ）６−１またはマージングユニット（ＭＵ）６−２の点検指令情報を点検指令情報送信部４０６に出力する。点検指令情報送信部４０６は、点検指令判断部４０５からの点検指令情報をステーションバス３０又はプロセスバス３１に送信する。
例えば、ＭＵ点検装置２−２が出力した点検指令情報はプロセスバス３１を介して保護制御装置４−１又は４−２に送信される。保護制御装置４−１又は４−２は点検指令情報をステーションバス３０に送信する。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介して点検指令情報を受信し、監視画面７にマージングユニット（ＭＵ）６−１が点検必要であることを表示する。
以上のような方法でマージングユニット（ＭＵ）の性能低下を故障する前に事前に検出することができる。従って、本実施形態によれば、マージングユニット（ＭＵ）の定期点検の回数を大幅に削減し、トータルの定期点検時間を短縮することができる。
［第５の実施形態］
（保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２の構成）
図１３は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおける保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２の構成を説明するブロック図である。
（保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２の構成）
図１３は、本実施形態に係る電力系統保護制御システムにおける保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２の構成を説明するブロック図である。
保護制御装置４−１，４−２、及びＭＵ点検装置２−２は、送信部５００、受信部５０１、記録部５０２、点検指令判断部５０３、及び点検指令情報送信部５０４を備えている。
送信部５００は、各マージングユニット（ＭＵ）６−１、６−２からの反応を確認するために、一定時間置きに反応チェックＧｏｏｓｅ情報を各マージングユニット（ＭＵ）６−１、６−２に向けて発信する。受信部５０１は、各マージングユニット（ＭＵ）６−１、６−２からの返事としての反応Ｇｏｏｓｅを受信する。記録部５０２は、受信部５０１で受信した反応Ｇｏｏｓｅ情報を記録する。
点検指令判断部５０３は、送信部５００が反応チェックＧｏｏｓｅ情報をマージングユニット（ＭＵ）６−１へ送信してから反応Ｇｏｏｓｅを受信するまでの時間差、及び送信部５００が反応チェックＧｏｏｓｅ情報をマージングユニット（ＭＵ）６−２へ送信してから反応Ｇｏｏｓｅを受信するまでの時間差を比較し、多数決原理で基準値を決定する。また、点検指令判断部５０３は、上記時間差が基準値から所定量を超えた場合、当該マージングユニット（ＭＵ）６−１またはマージングユニット（ＭＵ）６−２の点検指令情報を点検指令情報送信部５０４に出力する。点検指令情報送信部５０４は、点検指令判断部５０３からの点検指令情報をステーションバス３０に送信する。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介してこの点検指令情報を受信することで、監視画面７に警告表示することが可能になる。
（マージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順）
図１４は、ＭＵ点検装置２−２及び保護制御装置４−１，４−２において、複数のマージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順を示す説明図である。
図１４は、ＭＵ点検装置２−２及び保護制御装置４−１，４−２において、複数のマージングユニット（ＭＵ）の性能低下を点検する手順を示す説明図である。
送信部５００は、各マージングユニット（ＭＵ）６−１、６−２からの反応を確認するために、一定時間置きに反応チェックＧｏｏｓｅ（３０３−１、３０３−２、・・・３０３−ｎ）情報をプロセスバス３１に送信する。これらの反応チェックＧｏｏｓｅ（３０３−１、３０３−２、・・・３０３−ｎ）情報は、プロセスバス３１上に接続する各マージングユニット（ＭＵ）６−１、６−２が受信する。マージングユニット（ＭＵ）６−１は、返事として、反応Ｇｏｏｓｅ（３０４−１ａ、３０４−２ａ、・・・３０４−ｎ）を発信し、マージングユニット（ＭＵ）６−２は、返事として、反応Ｇｏｏｓｅ（３０４−１ｂ、３０４−２ｂ、・・・３０４−ｍ）を発信する。
受信部５０１は、これらの反応Ｇｏｏｓｅ（３０４−１ａ、３０４−２ａ、・・・３０４−ｎ）及び反応Ｇｏｏｓｅ（３０４−１ｂ、３０４−２ｂ、・・・３０４−ｍ）を受信する。
ここで、受信部５０１がマージングユニット（ＭＵ）６−１から反応Ｇｏｏｓｅ３０４−１ａを受信し、マージングユニット（ＭＵ）６−２から３０４−１ｂを受信すると、記録部５０２は、これらの情報をそれぞれ反応Ｇｏｏｓｅ受信時刻３０５−１ａ、３０５−１ｂとして記録する。
点検指令判断部５０３は、反応チェックＧｏｏｓｅ３０３−１を送信してから反応Ｇｏｏｓｅ受信時刻３０５−１ａを受信した時間差及び反応チェックＧｏｏｓｅ３０３−１を送信してから反応Ｇｏｏｓｅ受信時刻３０５−１ｂを受信した時間差を比較し、多数決原理で基準値を決定する。また、点検指令判断部５０３は、上記時間差が基準値から所定量を超えた場合、当該マージングユニット（ＭＵ）６−１またはマージングユニット（ＭＵ）６−２の点検指令情報を点検指令情報送信部５０４に出力する。点検指令情報送信部５０４は、点検指令判断部５０３からの点検指令情報をステーションバス３０又はプロセスバス３１に送信する。
例えば、ＭＵ点検装置２−２が出力した点検指令情報はプロセスバス３１を介して保護制御装置４−１又は４−２に送信される。保護制御装置４−１又は４−２は点検指令情報をステーションバス３０に送信する。集中監視制御装置１は、ステーションバス３０を介して点検指令情報を受信し、監視画面７にマージングユニット（ＭＵ）６−１またはマージングユニット（ＭＵ）６−２が点検必要であることを表示する。
以上のような方法でマージングユニット（ＭＵ）の性能低下を故障する前に事前に検出することができる。従って、本実施形態によれば、マージングユニット（ＭＵ）の定期点検の回数を大幅に削減し、トータルの定期点検時間を短縮することができる。
[他の実施形態]
（１）上記の第１及び第２の実施形態では、集中監視制御装置１、ＭＵ点検装置２−１及び保護制御装置４−１を例にして、マージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎの性能低下を事前に検出する手法を説明したが、ＭＵ点検装置２−２，・・・２−ｎ、保護制御装置４−２，４−３，・・・４−ｎについても、同様の手法により故障する前に事前に検出することができる。
（１）上記の第１及び第２の実施形態では、集中監視制御装置１、ＭＵ点検装置２−１及び保護制御装置４−１を例にして、マージングユニット（ＭＵ）６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎの性能低下を事前に検出する手法を説明したが、ＭＵ点検装置２−２，・・・２−ｎ、保護制御装置４−２，４−３，・・・４−ｎについても、同様の手法により故障する前に事前に検出することができる。
（２）上記第３の実施形態では、マージングユニット（ＭＵ）６−１を例にして説明したが、マージングユニット（ＭＵ）６−２〜６−ｎについても、同様の手法により故障する前に事前に検出することができる。
（３）上記の第４及び第５の実施形態では、マージングユニット（ＭＵ）６−１及びマージングユニット（ＭＵ）６−２を例として説明したが、マージングユニット（ＭＵ）６−１〜６−ｎの中の任意の組み合わせであっても良い。
（４）以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１…集中監視制御装置
２−１，２−２，・・・２−ｎ…マージングユニット（ＭＵ）点検装置
３−１，３−２，・・・３−ｎ…イーサネットスイッチ
４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎ…保護制御装置
５−１，・・・５−ｎ…イーサネットスイッチ
６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎ…マージングユニット（ＭＵ）
７…監視画面
１１−１，１１−２，１１−３，・・・１１−ｎ…遮断器（制御機器）
１２−１，１２−２，１２−３，・・・１２−ｎ…計器用変成器
３０…ステーションバス
３１…プロセスバス
１００…受信部
１０１…計測演算処理部
１０２−１〜１０２−ｎ…計測値記録部
１０３…点検指令判断部
１０４…警告表示部
１０５−１〜１０５−ｎ…点検指令情報送信部
２００…受信部
２０１…計測演算処理部
２０２−１〜２０２−ｎ…トレンド記録部
２０３…点検指令判断部
２０４…警告表示部
２０５−１〜２０５−ｎ…点検指令情報送信部
３００…受信部
３０１…Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻記録部
３０２…Ｇｏｏｓｅ受信時刻記録部
３０３…点検指令判断部
３０４…点検指令情報送信部
４００…受信部
４０１…ＭＵ６−１Ｇｏｏｓｅ記録部
４０２…ＭＵ６−２Ｇｏｏｓｅ記録部
４０３…ＭＵ６−１演算部
４０４…ＭＵ６−２演算部
４０５…点検指令判断部
４０６…点検指令情報送信部
５００…送信部
５０１…受信部
５０２…記録部
５０３…点検指令判断部
５０４…点検指令情報送信部
２−１，２−２，・・・２−ｎ…マージングユニット（ＭＵ）点検装置
３−１，３−２，・・・３−ｎ…イーサネットスイッチ
４−１，４−２，４−３，・・・４−ｎ…保護制御装置
５−１，・・・５−ｎ…イーサネットスイッチ
６−１，６−２，６−３，・・・６−ｎ…マージングユニット（ＭＵ）
７…監視画面
１１−１，１１−２，１１−３，・・・１１−ｎ…遮断器（制御機器）
１２−１，１２−２，１２−３，・・・１２−ｎ…計器用変成器
３０…ステーションバス
３１…プロセスバス
１００…受信部
１０１…計測演算処理部
１０２−１〜１０２−ｎ…計測値記録部
１０３…点検指令判断部
１０４…警告表示部
１０５−１〜１０５−ｎ…点検指令情報送信部
２００…受信部
２０１…計測演算処理部
２０２−１〜２０２−ｎ…トレンド記録部
２０３…点検指令判断部
２０４…警告表示部
２０５−１〜２０５−ｎ…点検指令情報送信部
３００…受信部
３０１…Ｎｅｘｔ Ｇｏｏｓｅ時刻記録部
３０２…Ｇｏｏｓｅ受信時刻記録部
３０３…点検指令判断部
３０４…点検指令情報送信部
４００…受信部
４０１…ＭＵ６−１Ｇｏｏｓｅ記録部
４０２…ＭＵ６−２Ｇｏｏｓｅ記録部
４０３…ＭＵ６−１演算部
４０４…ＭＵ６−２演算部
４０５…点検指令判断部
４０６…点検指令情報送信部
５００…送信部
５０１…受信部
５０２…記録部
５０３…点検指令判断部
５０４…点検指令情報送信部
Claims (12)
- 制御機器を中継する複数のマージングユニット、前記マージングユニットを保護制御する保護制御装置、及び前記保護制御装置を監視制御する集中監視制御装置をバスで結合した電力系統保護制御システムにおいて、
前記集中監視制御装置又は前記保護制御装置は、前記複数のマージングユニットからそれぞれ送信されたディジタル値を受信する受信部と、
複数の前記ディジタル値から変換した複数の計測値情報に基づいて基準値を設定し、前記各計測値情報が前記基準値から所定量を超えた場合にその計測値情報に対応したディジタル値を発するマージングユニットを点検が必要なマージングユニットとして検出する点検指令判断部と、
を備えることを特徴とする電力系統保護制御システム。 - 前記バスに、さらに、前記受信部と前記点検指令判断部とを備えた、前記マージングユニットを点検するマージングユニット点検装置が結合されていることを特徴とする請求項１記載の電力系統保護制御システム。
- 前記計測値情報は、任意のマージングユニットにおいて時間的に変化する長期トレンド情報であることを特徴とする請求項１又は２記載の電力系統保護制御システム。
- 前記計測値情報は、任意のマージングユニットから送信される故障診断のＧｏｏｓｅ情報の予定送信時刻と、前記保護制御装置又はマージングユニット点検装置が当該故障診断のＧｏｏｓｅ情報を実際に受信した時刻との時刻差であることを特徴とする請求項１又は２記載の電力系統保護制御システム。
- 前記計測値情報は、複数のマージングユニットにおける前記時刻差である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。
- 前記計測値情報は、前記保護制御装置又は前記マージングユニット点検装置から前記複数のマージングユニットへ送信されたＧｏｏｓｅ情報の送信時刻と、前記Ｇｏｏｓｅ情報を受信後の応答として前記複数のマージングユニットが送信した応答Ｇｏｏｓｅ情報を前記保護制御装置又は前記マージングユニット点検装置が受信した受信時刻との時刻差であることを特徴とする請求項１又は２記載の電力系統保護制御システム。
- 制御機器を中継する複数のマージングユニット、前記マージングユニットを保護制御する保護制御装置、及び前記保護制御装置を監視制御する集中監視制御装置をバスで結合した電力系統保護制御システムの電力系統保護制御方法において、
前記複数のマージングユニットからそれぞれ送信されたディジタル値を前記集中監視制御装置又は前記保護制御装置が受信し、受信した当該装置が複数の前記ディジタル値から変換した複数の計測値情報に基づいて基準値を設定し、前記各計測値情報が前記基準値から所定量を超えた場合にその計測値情報に対応したディジタル値を発するマージングユニットを点検が必要なマージングユニットとして検出することを特徴とする電力系統保護制御方法。 - 前記バスに、前記マージングユニットを点検するマージングユニット点検装置が結合され、前記複数のマージングユニットからそれぞれ送信されたディジタル値を前記マージングユニット点検装置が受信し、受信した当該装置が複数の前記ディジタル値から変換した複数の計測値情報に基づいて基準値を設定し、前記各計測値情報が前記基準値から所定量を超えた場合にその計測値情報に対応したディジタル値を発するマージングユニットを点検が必要なマージングユニットとして検出することを特徴とする請求項７記載の電力系統保護制御方法。
- 前記計測値情報は、任意のマージングユニットにおいて時間的に変化する長期トレンド情報であることを特徴とする請求項７又は８記載の電力系統保護制御方法。
- 前記計測値情報は、任意のマージングユニットから送信される故障診断のＧｏｏｓｅ情報の予定送信時刻と、前記保護制御装置又はマージングユニット点検装置が当該故障診断のＧｏｏｓｅ情報を実際に受信した時刻との時刻差であることを特徴とする請求項７又は８記載の電力系統保護制御方法。
- 前記計測値情報は、複数のマージングユニットにおける前記時刻差であることを特徴とする請求項１０記載の電力系統保護制御方法。
- 前記計測値情報は、前記保護制御装置又は前記マージングユニット点検装置から前記複数のマージングユニットへ送信されたＧｏｏｓｅ情報の送信時刻と、前記Ｇｏｏｓｅ情報を受信後の応答として前記複数のマージングユニットが送信した応答Ｇｏｏｓｅ情報を前記保護制御装置又は前記マージングユニット点検装置が受信した受信時刻との時刻差であることを特徴とする請求項７又は８記載の電力系統保護制御方法。
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