JP4879823B2 - 監視制御システム - Google Patents

Description

本発明は、常用モードと待機モードの主計算機と操作卓がネットワークを介して接続した分散型の監視制御システムに係り、特に常用モードと待機モードが互いに状態監視を行い、適切に常用／待機を切替えることのできる監視制御システムに関する。

従来、ＩＰ（インタネットプロトコル）技術の発達に伴い、電力系統の監視制御の分野でもＩＰ技術を用いた監視制御の要求が高まり、これに伴う常用／待機システムを如何に構築するかが課題となっている。

たとえば、特許文献１では、常用系の親局装置とネットワークを通して遠方に設置した待機系の親局装置のそれぞれに、自装置の障害を検出し機能が停止した場合、又は他の親局装置の障害を検出した場合に、自装置と子局間との伝送路を開放又は引き込む切替手段と、分散設置された常用系の親局装置と待機系の親局装置間で、ネットワークを介して障害情報を送受信する手段と、待機系の親局装置が常用系の親局装置の障害を検出した際に、常用系の親局装置の伝送ルートを保持するか否かを選択する手段とを設け、上記切替手段を、選択された伝送ルートを介して監視制御データの送受信を行うことができるように切替操作するという電力系統監視制御システムが提案されている。

上記の電力系統監視制御システムは、常用系又は待機系が夫々自系の異常の有無を判定して、異常を検出した場合は、ネットワークを介して障害情報を送受信し、伝送ルートを切替える等の処理を行うものである。
特開２００４−１１２２４６号公報 特開２００５−２２２２３０号公報 特開２００３−２２９８８０号公報

しかしながら、常用系と待機系間で故障情報の受け渡しを行うのみでは、ネットワークが故障のときは障害情報を送受信することができず、他系の異常判定を正確に行うことができなくなる。このため、ネットワークの通信障害が発生したときは手動による対応が必要になる。あるいは、通信障害時に自動で系の切り替えを行おうとすると、両系が常用モードになったり、あるいは両系とも待機モードになったりする不整合が発生する可能性がある。

本発明は、上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、系の切り替えにおける信頼度を向上させ、ネットワークの通信障害等によって常用系と待機系間の故障情報等のステータスの受け渡しができないときにも常用／待機の切替を適切に行うことのできる監視制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係わる監視制御システムは、常用モードと待機モードを含む運転モードを有する複数の主計算機と、前記各主計算機とネットワークを介して接続する一または二以上の操作卓と、前記各主計算機に対応して設けられ夫々の主計算機へ運転モードを決定するための運転モード遷移指令を出力するシステム監視装置を有する監視制御システムであって、前記主計算機は、前記ネットワークを介して前記操作卓から該操作卓と他系の主計算機との接続状態を示すＭＰ接続状態情報を入力する手段を備え、

前記システム監視装置は、対応する主計算機から該主計算機と操作卓との接続状態を示す操作卓接続状態情報と、該主計算機の入力した前記ＭＰ接続状態情報を入力する手段と、専用の通信線である系間リンク手段によって他系のシステム監視装置と繋がり、夫々の主計算機の運転モードと故障情報とを含むシステム管理情報を交換することによって、前記他系の主計算機のシステム管理情報を入力する手段と、前記入力した操作卓接続状態情報とＭＰ接続状態情報とシステム管理情報とに基づいて運転モードを変更するか否かを判定し、その判定結果をもとに運転モード遷移指令を出力する手段と、を備え、前記各主計算機は、対応する夫々のシステム監視装置から出力された運転モード遷移指令による運転モードで動作することを特徴とする。

本発明では、単に常用系と待機系の主計算機の間で故障情報をやり取りをするのみでなく、その上位の装置である操作卓と夫々の主計算機との間の接続状態を加味して運転モードを変更するか否かを判定する。これにより、たとえば、ネットワークの故障や主計算機あるいは操作卓のアプリケーションレベルの負荷オーバ等のときは、常用系が重故障にならずシステム監視装置が常用系の故障を検出できない場合があるが、このような場合でも待機系を常用系に遷移することができる。また、待機系が常用系にモード遷移するときは、系間リンク手段によって、常用系へ待機モードへの遷移を要求して、系の不整合を防止する。

本発明に係わる監視制御システムは、さらに、前記系間リンク手段が故障の際は、各主計算機および前記ネットワークを経由して他系のシステム監視装置へシステム管理情報を送信することを特徴とする。

本発明では、通常時は、システム管理情報とＭＰ接続状態情報とを別ルートで送信することによって、接続不良の原因が主計算機にあるのか、それ以外のネットワークあるいは主計算機にあるのかを切り分け可能にする一方、系間リンク手段が故障の際は、ネットワーク経由でシステム管理情報を送信することによって、常用／待機のモード遷移機能の稼働率を向上させる。好ましくは、系間リンク故障を検出したときに警報出力して補修に繋がることによって、さらに稼働率が向上する。

また、本発明に係わる監視制御システムでは、前記システム監視装置は、前記ＭＰ接続状態情報をもとに常用系の運転状況を判定する第１の判定手段と、前記操作卓接続状態情報をもとに待機系の常用モードへの遷移可否を判定する第２の判定手段と、自系が待機モードの場合は、次の（１）から（３）の少なくともいずれか一の条件が成立するときに主計算機に対して常用モードへの遷移指令を出力すると共に他系へ待機モードへの遷移要求を送信する手段と、
（１）前記システム管理情報により他系の所定の故障情報が「有り」、
（２）前記システム管理情報により他系の故障情報が「無し」、かつ前記第１の判定手段の判定結果が「常用系の運転状況異常有り」、かつ前記第２の判定手段の判定結果が「待機系の常用モードへの遷移可」、
（３）回線断その他の要因によってシステム管理情報の通知が無い場合であって、前記第１の判定手段の判定結果が「常用系の運転状況異常有り」、かつ前記第２の判定手段の判定結果が「待機系の常用モードへの遷移可」、
自系が常用モードの場合は、他系から送られてくる待機モードへの遷移要求を受信したときに主計算機に対して待機モードへの遷移指令を出力する手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、通常の判定条件である上記（１）の場合のみならず、他系が故障でない場合や回線断によって他系のシステム管理情報が入力できないような場合でも、システム動作に支障がある状態を検出してモード遷移を実行することができる。

また、本発明に係わる監視制御システムでは、さらに、前記各主計算機は、複数の制御所機能単位に分割され、それぞれの制御所機能ごとに常用モードか待機モードかを割り付けられ、前記システム監視手段は、制御所機能ごとに運転モードを遷移するか否かの判定を行うことを特徴とする。

本発明では、制御所単位に主計算機を設けるのではなく、一つの主計算機に複数の制御所機能を組み込み、各制御所単位に独立して動作モードの遷移を実行する。

本発明に係わる監視制御システムでは、さらに、前記システム管理情報は主計算機のＣＰＵ負荷を含み、前記システム監視手段は、主計算機の制御所機能ごとに運転モード遷移の優先順位が設定され、常用モードと待機モードの両主計算機のＣＰＵ負荷の差が所定値以上になった場合は、前記優先順位に基づいて制御所機能ごとにモード遷移を実行することを特徴とする。

本発明では、常用、待機の両主計算機のＣＰＵ負荷によって制御所機能の動作モードを切り替え、一定の負荷バランスに保つようにする。これにより、主計算機単位で常用／待機を切替える方式に比べ、処理能力の低い計算機を用いてシステムを構築することができる。

この場合、好ましくは、各主計算機には、地理的に離れた制御所あるいは規模の大小がほぼ均一になるように割り付けるようにすると良い。台風や地震等によって発生する状変に対して、一つの主計算機に負荷が集中することを防止することができる。

以上は、制御所センタの主計算機とその上位の操作卓との関係によって主計算機の常用／待機を切替える方式であるが、その下位の情報集配信装置を常用／待機の二重化をしたときに、情報集配信装置とその上位の主計算機との接続状態情報についても同様の処理で切替えることができる。この場合、上述の主計算機を情報集配信装置に、操作卓を主計算機に夫々置き換える。

本発明によれば、常用系、待機系の故障情報のほか、両系と操作卓との接続状態等に基づいて動作モードの遷移を実行するので、常用／待機の不整合の発生を低減することができる。また、通信障害によって、他系の故障情報を入力することができなくても待機系は操作卓から常用系との接続状態情報を入力することにより、正常に常用系に遷移することができる。

<第１の実施の形態>
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、第１の実施の形態による監視制御システム１のシステム構成図である。

ここで、監視制御システム１は、制御所に設置される操作卓、制御所センタに設置され用途別に設けられている複数の計算機（サーバ）、制御所に設置される情報集配信装置（ＤＸ）、および、情報集配信装置と伝送路接続され電気所に設置されるテレコン（ＴＣ）装置から構成されている。なお、必要により、制御所のＤＸは、一旦制御中継所のＤＸを経由して電気所のテレコンとデータ伝送を行う。

制御所に設置される操作卓と制御所センタに設置される計算機は、操作卓接続用ＩＰ網によって接続され、また、この計算機と制御所に設置される情報集配信装置は、ＤＸ接続用ＩＰ網によって接続されている。

以下、図１の構成をさらに詳細に説明する。
［１．操作卓］

操作卓１０は、主計算機ＭＰ−Ａ（２１ａ），ＭＰ−Ｂ（２１ｂ）と送受信を行う監視制御情報をもとに画面表示された情報により、監視・制御業務を行う。操作卓は制御所単位に設置され、一制御所分の操作卓の構成および接続は、図１に示すように、運転卓１（１１），運転卓２（１２），運転卓３（１３），運用卓（１４），訓練卓（１５）の５卓で構成される。

運転卓は系統の監視・制御等の制御所としての運転業務を行い、運用卓は制御所業務の中で直接系統の制御を行わない運用業務を行い、訓練卓は制御所機能の操作訓練、機能確認試験を系統から切り離して行う。以下の説明において、これらの各卓を総称して操作卓という。

それぞれＬＡＮ１（１８）、ＬＡＮ２（１９）の２系統のローカルエリアネットワークに接続し、ルータ１６，１７を介して、操作卓接続用ＩＰ網に繋がり、制御所センタ１，２側の装置と通信を行う。なお、操作卓接続用ＩＰ網については、系統別に異なるＩＰ網を用いるのが好ましい。

［２．制御所センタ］
次に、制御所センタの装置について説明する。また、制御所センタのサーバは、以下に説明する用途別に独立して設けられている。なお、図１において、制御所センタ１（２０ａ）と、制御所センタ２（２０ｂ）は、基本的に同一の構成を有する２重化システムである。すなわち、各制御所センタは、後述するＭＰ，ＳＩＭ，ＳＰ，ＳＹＣの各装置を有し、ルータを介して上位の操作卓接続用ＩＰ網または下位のＤＸ接続用ＩＰ網と繋がっている。なお、以下の説明において、系を区別する必要がある場合は、装置「○○」（たとえば「ＭＰ」）の記号の後ろに「−Ａ」，「−Ｂ」を付して説明するが、両系共通で特に系を区別する必要が無い場合は、単に「○○」と示して説明する。

（２−１．制御所センタの装置構成）
（１）ＭＰ（主計算機）
主計算機ＭＰ（２１ａ,２１ｂ）は、システム機能の集中管理を行うサーバである。制御所ＤＸ（３１ａ，３１ｂ）と計測情報、２値情報および制御情報を送受信し、また操作卓１０との間で運転情報を送受信することにより、電気所機器の監視・制御処理等を行う。２台構成とし、常用／待機で運転を行い、片側故障時には健全な系を常用モードに切替えることにより継続して運転を行う。なお、必要により各制御所センタに複数台設けるようにしても良い。図１において、主計算機ＭＰ−Ａ（２１ａ）またはＭＰ−Ｂ（２１ｂ）のいずれか一方が常用モードとして動作し、他方が待機モードとして動作する。常用モードの主計算機は、記録情報、操作卓１０からの設定情報等を待機モードの主計算機へ送信することにより、両系のデータ等価を行う。

（２）ＳＩＭ（試験・訓練用計算機）
試験・訓練用計算機ＳＩＭ（２２ａ，２２ｂ）は、運転モードにより訓練モード時は訓練機能、試験モード時はシステム試験機能を主計算機と完全に独立して行う。制御所ＤＸ（３１ａ,３１ｂ）との間で試験情報を送受信し、訓練卓１５と試験用の運転情報を送受信する。

また、ＳＩＭは、それぞれ主計算機ＭＰ（２１ａ,２２ｂ）の予備計算機としての監視制御機能も有しており、主計算機の片系が故障したときは、他の主計算機１台とで常用／待機の組み合わせで運転を続行することができる。

（３）ＳＰ（支援用計算機）
支援用計算機ＳＰ（２３ａ，２３ｂ）は、支援機能を担当する計算機で、ＬＡＮ経由で接続する主計算機ＭＰ（２１ａ，２１ｂ）と業務データの送受信を行い操作支援・事故支援等の支援業務を実行する。試験・訓練用計算機ＳＩＭ（２２ａ，２２ｂ）からも支援機能の使用を可能とする。

（４）ＳＹＣ（システム監視装置）
システム監視装置ＳＹＣ（２４ａ，２４ｂ）は、主計算機ＭＰ（２１ａ，２１ｂ）のほか、同一ＬＡＮに繋がる上記の各計算機、計算機周辺装置の運転状態監視、装置の起動／停止、および運転モードの切り替えを行う。

（２−２．システム監視のしかた）
次に、主計算機を例にして、システム監視装置ＳＹＣ（２４ａ，２４ｂ）による監視のしかたについて説明する。

（１）両系の主計算機のデータ等価を操作卓接続用ＩＰ網経由で行う場合［接続Ａ］
図２は、制御所センタの各装置の接続のしかたの一例を示すものであり、基本的に図１と同様の接続形態である。両系の主計算機のデータ等価を、操作卓接続用ＩＰ網（２）経由で行う場合の例である。操作卓接続用ＩＰ網（２）のみで帯域が確保できる場合は、後述の系間リンク手段（以下、単に系間リンクという。）を用いる方式に比べてコストを抑えることができる。

（２）両系の主計算機のデータ等価を、系間リンクで行う場合［接続Ｂ］
操作卓接続用ＩＰ網で帯域が確保できない場合、あるいは、信頼性を担保する場合は、図３に示す系間リンク、すなわち、専用線等を用いて操作卓接続用ＩＰ網とは別ルートで両系のシステム管理情報を受け渡すのが良い。

［３．制御所ＤＸ（情報集配信装置）］
情報集配信装置ＤＸ（３１ａ，３１ｂ）は、情報の中継を行う装置である。
図１に示すように遠隔監視制御装置（テレコン子局(TC)）（８０）から計測情報、２値情報等を制御中継所ＤＸ（４１ａ，４１ｂ）経由で受信して制御所センタへ送信し、制御所センタからの制御情報等を制御中継所ＤＸ経由で遠隔監視制御装置ＴＣ（８０）へ送信する。制御所ＤＸ（３１ａ，３１ｂ）は２重化され、２系列で上位装置、下位装置と接続される。
制御所ＤＸは、制御所単位に設置される。

［４．構成制御例］
制御所センタにおいて、待機側ＳＹＣは、待機側ＭＰからの操作卓接続情報（操作卓〜待機側ＭＰ間の接続状態）、常用側ＳＹＣからのシステム管理情報（ＭＰの運転モード、故障情報）、および操作卓からのＭＰ接続状態情報（操作卓〜常用側ＭＰ間の接続状態）をもとに判定を行い故障時の自動モード遷移等の構成制御を行う。

システム管理情報のみで構成制御を行った場合、ネットワークの障害等でシステム管理情報が受信できなくなったときに、常用側の運転状況が分からないため、待機側のＳＹＣで常用へのモード遷移要否の判断ができなくなる。

このため、操作卓〜常用ＭＰ間の接続状態の情報から、常用ＭＰの運転状況を推測することにより、システム管理情報を受信できなくなったときでも、待機側のＳＹＣで常用へのモード遷移の判断ができるようになる。

（１）情報の通知方法の例
システム管理情報は、上記の［接続Ａ］の場合は操作卓接続用ＩＰ網を経由して通知する。［接続Ｂ］の場合は系間リンクを経由して通知するか、またはＭＰで中継して操作卓接続用ＩＰ網を経由して通知する。

ＭＰ接続状態情報は、操作卓接続用ＩＰ網を経由してＭＰで中継し通知する。操作卓接続状態情報は、ＭＰからＳＹＣへ直接通知する。

いま、制御所センタ１側を常用、制御所センタ２側を待機としたときの、システム管理情報と接続状態情報の通知の概略の流れを図４〜図６に示す。（制御所センタ１のＳＹＣ−Ａに通知される情報の通知は省略する。またＬＡＮの二重化は省略する。）

図４は、［接続Ａ］の場合の各情報の流れを示す図である。システム管理情報をＳＹＣ−Ａ（２４ａ）から操作卓接続用ＩＰ網（２）を経由して、ＳＹＣ−Ｂ（２４ｂ）へ送信する。また、常用のＭＰ−Ａ（２１ａ）と操作卓１０との接続状態を示すＭＰ接続状態情報は、各運転卓（１１〜１３）から操作卓接続用ＩＰ網（２）を経由して待機のＭＰ−Ｂ（２１ｂ）へ送られ、さらにＭＰ−Ｂ（２１ｂ）からＬＡＮを通して、ＳＹＣ−Ｂ（２４ｂ）へ送られる。

また、ＭＰ−Ｂ（２１ｂ）と各運転卓との接続状態である操作卓接続状態情報は、ＭＰ−Ｂ（２１ｂ）からＬＡＮを通してＳＹＣ−Ｂ（２４ｂ）へ送られる。

図５は、［接続Ｂ］において系間リンクを経由して通知する場合の各情報の流れを示す図である。図４との違いは、システム管理情報がＳＹＣ−Ａ（２４ａ）からＳＹＣ−Ｂ（２４ｂ）へ系間リンクを経由して送られることである。その他の情報の流れは図４と同様である。

図６は、［接続Ｂ］において、ＭＰで中継して操作卓接続用ＩＰ網を経由して通知する場合の各情報の流れを示す図である。図４は、ＳＹＣ−Ａ（２４ａ），ＳＹＣ−Ｂ（２４ｂ）が直接、操作卓接続用ＩＰ網（２）に接続しているのに対し、図６は、直接接続しておらず、ＭＰ−Ａ（２１ａ）,ＭＰ−Ｂ（２１ｂ）を介して操作卓接続用ＩＰ網（２）とデータの受け渡しを行っている。このため、システム管理情報は、ＳＹＣ−Ａ（２４ａ）〜ＭＰ−Ａ（２１ａ）〜操作卓接続用ＩＰ網（２）〜ＭＰ−Ｂ（２１ｂ）〜ＳＹＣ−Ｂ（２４ｂ）の流れで送られる。
なお、待機から常用へのシステム管理情報は、上記と逆の流れで送られる。

（２）構成制御手順の説明（図７）
システム監視装置ＳＹＣ（２４ａ,２４ｂ）で実行される構成制御の処理手順について図７を用いて説明する。

構成制御処理は、自系が、停止から待機または常用モードに遷移したときに開始する。開始されると、まず、自系のシステム管理情報、および受信したＭＰ接続状態情報、操作卓接続状態情報、およびシステム管理情報の各情報について、状態の変化の有無を判定する（Ｓ１）。また、ステップＳ１では、システム管理情報の通知を行っている回線の状態を監視し、システム管理情報の受信の可否の変化を判定する。そして、状態変化があった場合は（Ｓ１で「ＹＥＳ」）、次のステップＳ２以降の処理を実行する。変化がなかった場合は、状態変化の監視を繰り返す。

ステップＳ２として、システム管理情報の受信が可能な場合は（Ｓ２で「ＹＥＳ」）、次のステップＳ３の処理を実行する。システム管理情報の受信が可能でない場合は（Ｓ２で「ＮＯ」）、Ｓ４以降の処理を実行する。

ステップＳ３として、システム管理情報（他系の運転モード,故障情報）、自系ＭＰの運転モードおよび自系の故障情報をもとに自系の運転モード遷移の判定を行う。

図１０に運転モード遷移の条件を示す。自系が待機モードかつ他系が常用モードになっている場合に、図１０においてＳＹＣの判定結果が「常用遷移」となっている欄の条件が成立したときに常用モードへの遷移指令を対応するＭＰへ出力する。このとき他系（常用系）に対して、待機モードへの遷移要求を出力する。このように、システム管理情報の受信が可能な場合は、他系の故障の発生状況がわかるため、自系の故障と他系の故障を比較して、モード遷移の判定を行う。

自系が常用モードの場合は、他系（待機系）から待機モードへの遷移要求を受信すると、待機モードへの遷移指令を対応するＭＰへ出力する。
他系と自系の故障の比較において、故障内容の重大さに応じて重み付け（故障の重大さを示す数値）を決めておき、他系と自系でその数値、複数故障が発生している場合はその合計値の大きい方を「常用遷移」と判定しても良い。
故障の重み付けの設定例を以下に示す。

温度異常・・−１０点
プログラム縮退・・−４点
プログラム停止・・−８点
プログラム暴走・・−１０点
卓接続・・１卓につき３点 など

ステップＳ４として、図８の判定条件に基づいて常用ＭＰ運転状況判定する。自系が待機の場合は、運転卓３台それぞれから、常用ＭＰとの回線接続状態（ＭＰ接続状態情報）を受信し、常用ＭＰの運転状況を判定し結果を保存する。

運転卓３台のうち２台以上と接続状態にある場合は、常用系の運転状況は正常（ＯＫ）とし、１台以下の場合は、常用系の運転状況は異常あり（ＮＧ）とする。
なお、本例では、卓３台の構成だが、一般的に、常用系の運転状況は正常（ＯＫ）とは、全卓のうち半数以上との接続が確認できる場合を示し、常用系の運転状況は異常あり（ＮＧ）とは、全卓のうち半数未満との接続しか確認出来ない場合を示す。

次にステップＳ５として、図９の判定条件に基づいて待機ＭＰ常用遷移可否を判定する。すなわち、自系が待機の場合は、待機ＭＰから、運転卓３台それぞれとの回線接続状態（操作卓接続状態情報）を受信し、待機ＭＰの常用遷移可否を判定し結果を保存する。ステップＳ２と同様、図９において、運転卓３台のうち、２台以上と接続している場合は、待機系の常用遷移可とし、接続台数が１台以下の場合は、待機系の常用遷移不可とする。

次に、ステップＳ６として、自系ＭＰの運転モード、常用ＭＰ運転状況判定結果、待機ＭＰ常用遷移可否判定結果の各情報をもとに自系の運転モード遷移の判定を行う。

図１１に運転モード遷移の条件を示す。自系が待機モードになっている場合に、図１１においてＳＹＣの判定結果が「常用遷移」となっている欄の条件が成立したときに常用モードへの遷移指令を対応するＭＰへ出力する。このとき、他系（常用系）に対して、待機モードへの遷移要求を操作卓接続用ＩＰ網経由で出力する。このように、システム管理情報の受信が可能でない場合は、両系と操作卓との接続状態に基づいて、モード遷移の判定を行う。

自系が常用モードの場合は、他系（待機系）から待機モードへの遷移要求を受信すると、待機モードへの遷移指令を対応するＭＰへ出力する。

常用ＭＰ運転状況判定および待機ＭＰ常用遷移可否判定について、両方の判定結果がＯＫの場合、回線接続状態×が多い判定の方をＮＧとし、また、両方の判定結果がＮＧの場合、回線接続状態○が多い方をＯＫとし、モード遷移判定を行っても良い。（操作卓〜ＭＰの接続数の多い方に切替える）

ステップＳ７として、自系停止モードか否かを判定し、自系に停止モードへの遷移要求があった場合は処理を終了し、無かった場合はステップＳ１の状態変化の監視に戻る。

以上の処理によって、動作モードが常用／常用となることの防止、装置故障時の円滑なモード切替が可能となる。

［５．故障時のシステム動作］
以下、個々のケースごとに故障時のシステムの動作について説明する。
（５−１．系間リンク通信異常）（図１２）
制御所センタ間の系間リンクが通信異常になった場合、ＳＹＣはＳＹＣ直接ルートでは情報のやり取りができない。しかしながら、運転モードが常用のＭＰ−Ａが存在し、操作卓との接続にも問題が無いため、制御所の運転には影響しない。

操作卓接続用ＩＰ網経由のＭＰ中継ルートで他系ＭＰの運転モードを参照可能なため（［1］〜［2］）、ＳＹＣ−Ｂは、ＭＰ−Ａの運転モードが常用であることが確認できる。また、操作卓からのＭＰ接続状態情報によりＭＰ−Ａと操作卓間の接続も正常なことが確認できる。

このため、不要なモード切替は行われず、両制御所センタＭＰの運転モードは常用／常用にならない。

（５−２.ＭＰ〜操作卓間の通信異常）
ＭＰと操作卓間が通信異常となる原因は、制御所センタのＭＰと操作卓接続用ＩＰ網間が通信異常となる場合と、制御所の操作卓と操作卓接続用ＩＰ網間が通信異常となる場合の２パターンが考えられる。以下、それぞれの場合について説明する。

（１）制御所センタ側通信異常
制御所センタ１と操作卓接続用ＩＰ網間に異常が発生し、運転モードが常用のＭＰ−Ａと操作卓間が通信異常になる。この場合、操作卓が運転モードが常用のＭＰと接続できていないため、制御所の運転に支障が出る。（図１３）

監視制御システム１の動作としては、まず、ＭＰ−Ａが全操作卓との通信異常が発生したことをＳＹＣ−Ａに通知する（［1］）。ＳＹＣ−Ａは、ＳＹＣ−ＢにＳＹＣ直接ルートで通知を行う（［2］）。ＳＹＣ−ＡおよびＳＹＣ−ＢはＭＰ−Ｂに同様の故障が発生していないことを確認後、ＭＰ−ＡとＭＰ−Ｂの常用／待機入れ替え指令を出力する（［3］）。ＭＰ−Ａの運転モードが常用から待機へ、ＭＰ−Ｂの運転モードが待機から常用へ遷移する（［4］）。操作卓の接続をＭＰ−Ｂに切替えて制御所の運転を継続する。

（２）制御所側通信異常
制御所と操作卓接続用ＩＰ網間に異常が発生し、運転モードが常用のＭＰ−Ａと操作卓間が通信異常になる。この場合、操作卓は運転モードが常用のＭＰと接続できないため、制御所の運転に支障が出る。（図１４）

まず、ＭＰ−Ａが全操作卓との通信異常が発生したことをＳＹＣ−Ａに通知する（［1］）。ＳＹＣ−Ａは、ＳＹＣ−ＢにＳＹＣ直接ルートで通知を行う（［2］）。ＭＰ−Ｂが全操作卓との通信異常が発生したことをＳＹＣ−Ｂに通知する（［3］）。ＳＹＣ−ＢはＳＹＣ−ＡにＳＹＣ直接ルートで通知を行う（［4］）。

両制御所センタのＭＰが操作卓と接続できないため、ＳＹＣは常用／待機入れ替えを行わない。なお、ＭＰーＡとＭＰーＢが操作卓との通信異常を検出するタイミングにはずれが生じるため、運転モードの切り替えを判断する待ち合わせ時間を設ける。

なお、この故障が発生した際には、制御所からの運転は行えないため、制御中継所からバックアップ運転を行う必要性がある。

（３）ＭＰ重故障
運転モードが常用のＭＰ−Ａの重故障が発生した場合について、図１５を用いて説明する。

常用系が重故障になると、運転モードが常用のＭＰが存在しなくなるため、制御所の運転に支障が出る。

この場合、ＳＹＣ−ＡがＭＰ−Ａの重故障を検出し、ＳＹＣ−ＢにＳＹＣ直接ルート通知を行う（［1］）。通知を受けたＳＹＣ−ＢはＭＰ−Ｂに常用モードでの遷移指令を出力する（［2］）。これにより、ＭＰ−Ｂの運転モードが待機から常用へ遷移する（［3］）。操作卓の接続をＭＰ−Ｂに切り替え、制御所の運転を継続する。

（４）ＳＹＣ重故障
常用系で動作している制御所センタのＳＹＣ−Ａに重故障が発生した場合について、図１６を用いて説明する。

この場合、ＳＹＣ−ＢにはＳＹＣ間通信異常が発生する。ＳＹＣ−Ａが故障するとＭＰ−Ａは運転が行えない状況となるため、自動でシステム停止にする（［0］）。そのため、操作卓ではＭＰ−Ａとの通信異常が発生し、ＭＰ−Ｂには、ＭＰ間通信異常（操作卓接続用ＩＰ網経由）が発生する。運転モードが常用のＭＰが存在しないため制御所の運転に支障が出る。

各操作卓は、ＭＰ−Ａとの通信異常が発生したことをＭＰ−Ｂに通知し（［1］）、ＭＰ−ＢはＳＹＣ−Ｂに中継する（［2］）。これにより、ＳＹＣ―Ｂは制御所で運転が行えていないと判定し、ＭＰ−Ｂに常用モードへの遷移指令を出力する（［3］）。その後、ＭＰ−Ｂの運転モードが待機から常用へ遷移する（［4］）。操作卓の接続をＭＰ−Ｂに切り替え、制御所の運転を継続する。

（５）拠点停止
次に、制御所センタ１に大規模災害が発生し、拠点機能がすべて停止した場合について、図１７を用いて説明する。

この場合、ＳＹＣ−Ａが停止するため、ＳＹＣ−ＢにはＳＹＣ間通信異常が発生する。ＭＰ−Ａも停止するため、操作卓ではＭＰ−Ａとの通信異常が発生し、ＭＰ−Ｂには、ＭＰ間通信異常（操作卓接続用ＩＰ網経由）が発生する。運転モードが常用のＭＰが存在しないため、制御所の運転に支障がでる。

このとき、操作卓は、ＭＰ−Ａとの通信異常が発生したことをＭＰ−Ｂに通知し（［1］）、ＭＰ−ＢはＳＹＣ−Ｂに中継する（［2］）。これにより、ＳＹＣ−Ｂは制御所で運転が行えていないと判定し、ＭＰ−Ｂに常用モードへの遷移指令を出力する（［3］）。その後、ＭＰ−Ｂの運転モードが待機から常用へ遷移する（［4］）。操作卓の接続をＭＰ−Ｂに切り替え、制御所の運転が継続する。

以上の如く、ＳＹＣ間通信に、ＳＹＣ直接ルート、ＭＰ中継ルートの２種類のルートを使用することで、各故障ケースについて、両制御所センタのＭＰの運転モードが常用／常用の組み合わせにならない。また、操作卓〜操作卓接続用ＩＰ網間通信異常時のケースを除き、運転を継続することができる。

本実施の形態によれば、自系の故障状態のみでなく、操作卓から送られてくる他系と操作卓との間の接続状態、および他系から送られてくるシステム管理情報に基づいて運転モードを変更するか否かを判定するので、系の認識の不整合を防止して信頼性の高い切り替えが可能となる。

特に、両系のシステム監視装置を系間リンクによって接続して、主計算機のシステム管理情報を相互に受け渡し、系間リンクが通信障害のときは、ネットワークを介して受け渡し、さらに互いのリンクが取れないときは、操作卓経由でシステム管理情報を受け渡すことによって、通信障害のときにも常用／待機の切り替えを行うことができる。

<第２の実施の形態>
次に第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、制御所機能ごとにサーバを分けるのではなく、物理サーバ内に複数の制御所の機能を設け、それぞれの制御所機能ごとに常用／待機を設定可能にしたものである。

図１８は、制御所センタ側のサーバの制御所ごとの機能分割を示す構成図である。
ここで、たとえば、ＭＰ−Ａ１,ＭＰ−Ａ２，・・・は計算機の単位を示し物理的に独立して設けられたサーバである。

たとえば、ＭＰ−Ａ１は、制御所１、制御所２、制御所３の機能を有し、制御所１と制御所３は常用モード、制御所２は待機モードであることを表している。また、二重化されたシステムにおいてＭＰ−Ａ１に対応するサーバであるＭＰ−Ｂ１は、この逆の設定となり制御所１と制御所３が待機モード、制御所２が常用モードとなっている。

また、システム監視装置ＳＹＣ（２４ａ，２４ｂ）には、常用モードと待機モード別に負荷の比率が保存さており、この比率によって常用／待機の設定を制御所機能ごとに行う。

物理サーバ全体の負荷状態は、システム管理データとして対応する他系のサーバへ送られる。そして、システム監視装置は、両サーバの負荷が所定値以上異なると、上述の常用モードと待機モードの負荷比率に基づいて、負荷バランスを調整する。たとえば、システム監視装置ＳＹＣ（２４ａ，２４ｂ）にそれぞれ図１９に例示する負荷テーブルを持たせ、対応する物理サーバ（たとえばＭＰ−Ａ１とＭＰ−Ｂ１）のＣＰＵの全体負荷の差が所定値以上になると、負荷テーブルの優先順位に従って、負荷の高い方の物理サーバで常用モードになっている優先順位の高い制御所の動作モードを入れ替える。すなわち、その制御所については、負荷の高い物理サーバ側を待機モードに設定し、負荷の低い物理サーバ側を常用モードに設定する。

なお、同一物理サーバに組み込む制御所は、以下の如く地域・規模の大小あるいは運転モードに基づいて組み合わせるようにすると良い。

（１）地域
多量状変が発生しシステムが高負荷となる可能性が高い災害として、台風がある。しかし、台風の影響は、電力供給エリア全体から見ると限定的であり、被災箇所以外の制御所は通常通りの低負荷であるのが一般的である。このため、地理的に離れた制御所を同一の物理サーバに割り当てることで、台風被災時に、高負荷の制御所が多くのリソースを使用することが可能となる。

（２）規模の大小
統合を行った際に、制御所間で輻輳する処理の一つに、どの制御所でも同一時刻に開始される日報記録や月報記録などの定時処理がある。

規模の大きい制御所と規模の小さい制御所を同一の物理サーバに割り当てると、これらの制御所で定時処理は同時に開始されるが、規模の小さい制御所のほうが、規模の大きい制御所に比べて早く終了する。その後、規模の小さい制御所が使用していたリソースは、規模の大きい制御所に動的に割り当てることができる。これにより、複数の規模の大きい制御所を同一物理サーバに割り当てた場合に比べて定時処理が早く終了する。

（３）運転モード
上記（２）の定時処理は、待機モードでは動作しないため、同一の物理サーバ上の制御所の動作モードを、常用モードと待機モードの組み合わせにすることで、常用モードの制御所が多くのリソースを使用することができる。同一物理サーバ上の制御所の動作モードをすべて常用モードにした場合に比べて、定時処理が早く終了する。

以上、本実施の形態によれば、１台の物理サーバを論理的に分割して仮想的に複数の制御所機能を組み込み、複数の仮想マシン（論理サーバ）を並列動作させることにより、計算機の数を削減することができる。

また、空いているリソースを負荷の高い論理サーバに自動的に割り当てるため、負荷の高い論理サーバは、単純に物理サーバのリソースを論理サーバ数で割ったリソースよりも、多くのリソースを使用することができる。

本発明の第１の実施の形態による監視制御システム１のシステム構成図である。 図１の制御所センタ１（２０ａ）の装置構成図である。（データ等価をＩＰ網経由の場合） 図１の制御所センタ１（２０ａ）の装置構成図である。（データ等価を系間リンク経由で行う場合） 図２の場合の各情報の流れの説明図である。 図３の場合の各情報の流れの説明図である。（その１） 図３の場合の各情報の流れの説明図である。（その２） 図１のシステム監視装置（ＳＹＣ）で実行される構成制御手順のフローチャートである。 図７の常用ＭＰ運転状況判定処理（第１の判定手段）で用いられる第１の判定条件テーブルである。 図７の待機ＭＰ常用遷移可否判定処理（第２の判定手段）で用いられる第２の判定条件テーブルである。 図７のモード遷移判定処理で用いられる運転モード遷移条件テーブルである。 図７のモード遷移判定処理で用いられる運転モード遷移条件テーブルである。 系間リンク通信異常時のシステム動作の説明図である。 制御所センタ側通信異常時のシステム動作の説明図である。 制御所側通信異常時のシステム動作の説明図である。 常用系主計算機（ＭＰ）重故障時のシステム動作の説明図である。 常用系システム監視装置（ＳＹＣ）重故障時のシステム動作の説明図である。 常用系制御所センタ全体が停止したときのシステム動作の説明図である。 本発明の第２の実施の形態による監視制御システムであって、一サーバ複数制御所形態のシステム構成図である。 図１８のシステム監視装置（ＳＹＣ）２４ａ，２４ｂに設けられている負荷テーブルである。

符号の説明

１ 監視制御システム
２ 操作卓接続用ＩＰ網
３ ＤＸ接続用ＩＰ網
５ 給電ＩＰ網
６ 系間リンク
１０ 操作卓
１１〜１３ 運転卓
１４ 運用卓
１５ 訓練卓
１６，１７，２５ａ，２５ｂ〜２８ａ，２８ｂ，３２，３３ ルータ
１８，１９ ＬＡＮ
２０ａ，２０ｂ 制御所センタ
２１ａ，２１ｂ 主計算機（ＭＰ）
２２ａ，２２ｂ 試験・訓練用計算機（ＳＩＭ）
２３ａ，２３ｂ 支援用計算機（ＳＰ）
２４ａ，２４ｂ システム監視装置（ＳＹＣ）
３１ａ，３１ｂ，・・・、４１ａ，４１ｂ，・・・ 情報集配信装置（ＤＸ）
８０ 遠隔監視制御装置（ＴＣ）

Claims (5)

1. 常用モードと待機モードを含む運転モードを有する複数の主計算機と、前記各主計算機とネットワークを介して接続する複数の運転卓からなる操作卓と、前記各主計算機に対応して設けられ夫々の主計算機へ運転モードを決定するための運転モードの遷移指令を出力するシステム監視装置と、を有する監視制御システムであって、
   前記主計算機は、前記ネットワークを介して夫々の前記運転卓から該運転卓と他系の主計算機との接続状態を示すＭＰ接続状態情報を入力する手段を備え、
   前記システム監視装置は、
   対応する主計算機から該主計算機と夫々の前記運転卓との接続状態を示す操作卓接続状態情報と、該主計算機の入力した前記ＭＰ接続状態情報を入力する手段と、
   専用の通信線である系間リンク手段によって他系のシステム監視装置と繋がり、夫々の主計算機の運転モードと故障情報とを含むシステム管理情報を交換することによって、前記他系の主計算機のシステム管理情報を入力する手段と、
   入力した前記ＭＰ接続状態情報をもとに、常用モードの主計算機と接続状態にある運転卓の数が全運転卓のうち半数未満の場合は、「常用系の運転状況異常有り」と判定する第１の判定手段と、
   入力した前記操作卓接続状態情報をもとに、待機系の常用モードへの遷移可否を判定する第２の判定手段と、
   自系が待機モードの場合は、次の（１）から（３）の少なくともいずれか一の条件が成立するときに主計算機に対して常用モードへの遷移指令を出力すると共に他系へ待機モードへの遷移要求を送信する手段と、
   （１）前記システム管理情報により他系の所定の故障情報が「有り」、
   （２）前記システム管理情報により他系の故障情報が「無し」、かつ前記第１の判定手段の判定結果が「常用系の運転状況異常有り」、かつ前記第２の判定手段の判定結果が「待機系の常用モードへの遷移可」、
   （３）回線断その他の要因によってシステム管理情報の通知が無い場合であって、前記第１の判定手段の判定結果が「常用系の運転状況異常有り」、かつ前記第２の判定手段の判定結果が「待機系の常用モードへの遷移可」、
   自系が常用モードの場合は、他系から送られてくる待機モードへの遷移要求を受信したときに主計算機に対して待機モードへの遷移指令を出力する手段と、
   を備え、
   前記各主計算機は、対応する夫々のシステム監視装置から出力された運転モードの遷移指令による運転モードで動作することを特徴とする監視制御システム。
2. 前記系間リンク手段が故障の際は、各主計算機および前記ネットワークを経由して他系のシステム監視装置へシステム管理情報を送信することを特徴とする請求項１記載の監視制御システム。
3. 前記各主計算機は、複数の制御所機能単位に分割され、それぞれの制御所機能ごとに常用モードか待機モードかを割り付けられ、前記システム監視手段は、制御所機能ごとに運転モードを遷移するか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の監視制御システム。
4. 前記システム管理情報は主計算機のＣＰＵ負荷を含み、
   前記システム監視手段は、主計算機の制御所機能ごとに運転モード遷移の優先順位が設定され、常用モードと待機モードの両主計算機のＣＰＵ負荷の差が所定値以上になった場合は、前記優先順位に基づいて制御所機能ごとに運転モードの遷移を実行することを特徴とする請求項３記載の監視制御システム。
5. 前記監視制御システムは、常用系、待機系それぞれ複数の主計算機を有し、
   各主計算機は、地理的に分散した制御所の機能が組み込まれていることを特徴とする請求項３または４に記載の監視制御システム。