[go: up one dir, main page]

JP2002238187A - ディジタル保護・制御装置 - Google Patents

ディジタル保護・制御装置

Info

Publication number
JP2002238187A
JP2002238187A JP2001032151A JP2001032151A JP2002238187A JP 2002238187 A JP2002238187 A JP 2002238187A JP 2001032151 A JP2001032151 A JP 2001032151A JP 2001032151 A JP2001032151 A JP 2001032151A JP 2002238187 A JP2002238187 A JP 2002238187A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
digital
arithmetic processing
control device
filter
protection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001032151A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuyasu Kido
三安 城戸
Tomio Chiba
富雄 千葉
Shinji Saito
真治 齋藤
Takashi Kobayashi
崇 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2001032151A priority Critical patent/JP2002238187A/ja
Publication of JP2002238187A publication Critical patent/JP2002238187A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/20—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution using protection elements, arrangements or systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/30—State monitoring, e.g. fault, temperature monitoring, insulator monitoring, corona discharge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof

Landscapes

  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上位制御装置からのデジタル情報に基づく演
算を保護・制御演算を阻害することなく行うこと。 【解決手段】 電力系統３０からのアナログ信号をアナ
ログ入力ユニット１４でデジタル信号に変換し、このデ
ジタル信号を基にシーケンス演算ユニット２２において
保護・制御対象に関する保護・制御演算を３０°の演算
周期のうち前半の１５°の演算周期で行い、この演算結
果を３０°の演算周期ごとに順次出力し、制御コンピュ
ータ３６からシミュレーションに関するデジタル情報が
入力されたときには、アナログ入力ユニット１４および
シーケンス演算ユニット２２で、３０°の演算周期の後
半の１５°の周期においてシミュレーションに関する演
算を行い、この演算結果をグローバルメモリ１６を介し
て３０°の演算周期ごとに制御コンピュータ３６に転送
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル保護・制
御装置に係り、特に、電力系統および電力系統に接続さ
れた機器を保護・制御対象として、保護・制御対象を事
故などから保護するに好適なデジタル保護・制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、デジタル保護・制御装置として
は、例えば、電気共同研究第５０巻第１号に記載されて
いるように、デジタル保護リレー（第２世代デジタルリ
レー）を用いたものが知られている。従来のこの種の装
置は、アナログ入力部、デジタル演算処理部、整定部お
よび出力部を備えて構成されており、アナログ入力部に
は、折返し誤差防止用のアナログフィルタ、サンプルホ
ールド回路、マルチプレクサ、Ａ／Ｄ変換器およびバッ
ファが設けられている。一方、デジタル演算処理部は、
高速サンプリングデータを用いたデジタルフィルタ処理
用の入力基板と保護制御演算用の演算基板とに分かれて
構成されており、主に、入力基板は電気角３．７５°で
サンプリングし、サンプリングにより得られたデータを
基にデジタルフィルタ演算を実行し、演算結果を電気角
３０°に１回演算基板に転送するようになっている。演
算基板では、３０°ごとにデータを入力し、入力したデ
ータと保護演算アルゴリズムにしたがって演算処理、事
故監視および相互監視演算を実行し、最終的には異常情
報をパネルに表示したり、ＬＥＤ（発光ダイオード）を
用いて表示したりする構成となっている。
【０００３】また、この種のデジタル保護・制御装置に
おいては、リモート運用時、整定値のみを遠隔地の制御
所などから取り込み、専用回線を介して整定値を変更
し、運用する構成が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、リモート運用時、上位制御装置となる制御所から整
定値のみをデジタル保護・制御装置に転送し、デジタル
保護・制御装置において、遮断器をトリップするための
整定値を変更し、変更された整定値にしたがった運用す
るようになっている。しかし、演算基板では事故監視お
よび相互監視演算を行うだけで、上位制御装置から転送
された情報が妥当なものであるか否かを判定する処理を
行っておらず、以下のような課題が生ずる。
【０００５】（１）整定値の変更時に、その整定値が妥
当か否かを、装置に組み込まれた保護演算アルゴリズム
を用いて動的（ダイナミック）に演算（検算）を行うこ
とができない。すなわち、過渡特性を含む形の検証を行
うことができない。
【０００６】（２）装置の常時監視処理において、メモ
リチェックなどのハード的な監視しかできず、保護リレ
ーとしての総合した演算処理を確認することができな
い。
【０００７】（３）系統構成の変更に伴って高調波発生
状況が変化し、保護演算アルゴリズムで用いるフィルタ
の特性の変更が必要になった場合、装置を一旦停止し、
フィルタ特性の変更の必要性を確認することが余儀なく
される。そして、フィルタ特性を変更した場合、フィル
タ特性の変更の確認を実際の装置で行うには入力信号発
生器や測定器を準備しなければならず、変更作業に時間
を要するとともに、この変更作業を遠隔操作で行うには
限界があった。
【０００８】本発明の課題は、上位制御装置からのデジ
タル情報に基づく演算を保護・制御演算を阻害すること
なく行うことができるデジタル保護・制御装置を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、電力系統からアナログ量の電気信号を入
力するアナログ信号入力手段と、前記アナログ入力手段
の入力によるアナログ信号をディジタル信号に変換する
アナログ・ディジタル変換手段と、上位制御装置からデ
ィジタル情報を入力するディジタル情報入力手段と、前
記アナログ・ディジタル変換手段の変換によるディジタ
ル信号を基に保護・制御対象を保護・制御するための第
１の演算処理と前記ディジタル情報入力手段の入力によ
るディジタル情報を基にシミュレーションに関する第２
の演算処理を演算周期毎に実行する演算処理手段とを備
え、前記演算処理手段は、前記第１の演算処理と前記第
２の演算処理を各演算周期内に別々に実行し、前記第１
の演算処理による処理結果を保護・制御対象に出力し、
前記第２の演算処理による処理結果を前記上位制御装置
に出力してなるディジタル保護・制御装置を構成したも
のである。
【００１０】前記デジタル保護・制御装置を構成するに
際しては、前記デジタル情報入力手段としては、上位制
御装置から通信網を介してデジタル情報を入力する機能
を有するもので構成することができる。
【００１１】前記各デジタル保護・制御装置を構成する
に際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１２】（１）前記演算処理手段は、前記第１の演
算処理と前記第２の演算処理を各演算周期内において交
互に実行してなる。
【００１３】（２）前記演算処理手段は、前記上位制御
装置からシミュレーションデータと整定値に関するディ
ジタル情報を受けたときに、第２の演算処理として、前
記ディジタル入力手段の入力による前記シミュレーショ
ンデータと整定値に関するディジタル情報を基に前記整
定値の妥当性を含むシミュレーションを行い、このシミ
ュレーション結果を前記上位制御装置に出力してなる。
【００１４】（３）前記演算処理手段は、前記上位制御
装置から高調波除去用ディジタルフィルタの特性定数に
関するディジタル情報を受けたときに、第２の演算処理
として、前記ディジタル入力手段の入力による前記高調
波除去用ディジタルフィルタの特性定数に関するディジ
タル情報を基に前記高調波除去用ディジタルフィルタに
関するフィルタ係数を算出するとともに前記高調波除去
用ディジタルフィルタの周波数特性を算出し、各算出結
果を前記上位制御装置に出力してなる。
【００１５】（４）前記演算処理手段は、第２の演算処
理時に、前記フィルタ係数の算出結果と周波数特性の算
出結果から前記高調波除去用ディジタルフィルタの特性
を変更し、特性の変更された高調波除去用ディジタルフ
ィルタに対してフィルタ特性に関するシミュレーション
を実行し、このシミュレーション結果を前記上位制御装
置に出力してなる。
【００１６】（５）前記演算処理手段は、第２の演算処
理時に、前記フィルタ係数の算出結果と周波数特性の算
出結果から前記高調波除去用ディジタルフィルタの特性
を変更し、第１の演算処理時に、前記特性の変更された
高調波除去用ディジタルフィルタを用いて第１の演算処
理を実行してなる。
【００１７】前記した手段によれば、上位制御装置から
デジタル情報が入力されたときに、演算処理手段におい
て第１の演算処理と第２の演算処理を各演算周期内にお
いて別々に実行し、例えば、第１の演算処理と第２の演
算処理を各演算周期内において重複を避けて交互に実行
し、第１の演算による処理結果を保護・制御対象に出力
し、第２の演算による処理結果を上位制御装置に出力す
るようにしているため、上位制御装置からのデジタル情
報に基づく演算処理を、保護・制御対象に関する第１の
演算処理を阻害することなく実行することができ、装置
の効率的な運用を図ることができる。
【００１８】また、シミュレーションデータと整定値に
関するデジタル情報を基に整定値の妥当性を含むシミュ
レーションを行い、このシミュレーション結果を上位制
御装置に出力しているため、保護・制御機能を停止させ
ずに、入力したデジタル情報から一貫してシミュレーシ
ョンを行うことができ、デジタル保護・制御装置に関す
る遠隔監視機能の信頼度を高めることが可能になる。さ
らに、整定値を変更する場合、整定値の変更された後の
運用開始前に整定値の妥当性に関するシミュレーション
結果を確認することができる。
【００１９】また、高調波除去用デジタルフィルタの特
性に関するデジタル情報を基にフィルタ係数を算出する
とともにフィルタの集圧特性を算出し、各算出結果を上
位制御装置に出力するようにしているため、系統条件の
変更などに伴ってフィルタ特性の変更が生じた場合、変
更されたフィルタ特性の確認を上位制御装置において行
うことができる。さらにフィルタ係数の算出結果と周波
数特性の算出結果からフィルタの特性を変更し、特性の
変更されたフィルタに対してフィルタ特性に関するシミ
ュレーションを実行し、このシミュレーション結果を上
位制御装置に出力することで、フィルタ特性の変更され
たフィルタに関するシミュレーション結果を上位制御装
置において確認することができ、遠隔操作の信頼度の向
上に寄与することができる。
【００２０】またさらに、特性の変更されたフィルタを
用いて第１の演算処理を実行することで、上位制御装置
において遠隔操作の確認および整定値の最終的な確認を
行うことができ、信頼度を一層高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
デジタル保護・制御装置を含むシステムの全体構成図で
ある。図１において、デジタル保護・制御装置１０は、
複数の入力変成器１２、アナログ入力ユニット１４、グ
ローバルメモリ１６、ネットワークインタフェイスユニ
ット１８、システムバス２０、保護・制御シーケンス演
算ユニット２２、デジタル入力／出力ユニット２４、ヒ
ューマンインタフェイス２６、表示器２８を備えて構成
されており、各入力変成器１２は電力系統３０に接続さ
れ、ネットワークインタフェイスユニット１８はネット
ワークケーブル３２を介して通信網３４に接続され、通
信網３４は上位制御装置となる制御コンピュータ３６に
接続され、制御コンピュータ３６にはデータベース３８
が接続されている。
【００２２】各入力変成器１２は、電力系統３０からア
ナログ量の電気信号として、交流の電圧信号および電流
信号を各信号線を介して取り込み、交流電圧を電子回路
レベル、例えば±１０ボルト以下の電圧に変換し、変換
された電圧をアナログ入力ユニット１４に出力するアナ
ログ信号入力手段として構成されている。アナログ入力
ユニット１４は、各入力変成器１２から出力されたアナ
ログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル
変換手段として構成されているとともに、デジタル信号
から得られたデジタルデータを基にデジタルフィルタ演
算などを行い、演算結果をグローバルメモリ１６やシス
テムバス２０に出力するようになっている。
【００２３】具体的には、アナログ入力ユニット１４
は、図２に示すように、複数のアナログローパスフィル
タ４０、マルチプレクサ４２、発振器４４、タイミング
制御回路４６、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器４
８、バッファメモリ５０、マイクロコンピュータ（ＣＰ
Ｕ）５２、システムバス５４、インタラプタ５６、プロ
グラムメモリ（ＲＯＭ）５８、データメモリ（ＲＡＭ）
６０、グローバルメモリインタフェイス６２、システム
バスインタフェイス６４を備えて構成されており、各ア
ナログローパスフィルタ４０はそれぞれ各入力変成器１
２に接続され、インタラプタ５６はシーケンス演算ユニ
ット２２に接続され、グローバルメモリインタフェイス
６２はグローバルメモリ１６に接続され、システムバス
インタフェイス６４はシステムバス２０に接続されてい
る。
【００２４】各アナログローパスフィルタ４０は各入力
変成器１２から入力されたアナログ信号に含まれる信号
から高調波成分を除去し、低周波成分の信号のみをマル
チプレクサ４２に順次出力し、サンプリングによる折返
し誤差の影響を低減させるようになっている。マルチプ
レクサ４２は各アナログローパスフィルタ４０を通過し
たアナログ信号をタイミング制御回路４６からのマルチ
プレクサ切替信号６６に応答して順次選択し、選択した
アナログ信号をＡ／Ｄ変換器４８に出力するようになっ
ている。Ａ／Ｄ変換器４８は、タイミング制御回路４６
から出力されるＡ／Ｄ変換開始信号６８に応答して、ア
ナログ信号をデジタル信号に変換し、バッファメモリ５
０に出力するようになっている。バッファメモリ５０
は、タイミング制御回路４６から出力されるアドレス信
号７０とメモリ書き込み信号７２に応答して、デジタル
信号から得られた系統データ（電力系統３０の電圧・電
流に関するデータ）を指定の格納エリアに順次格納する
ようになっている。
【００２５】マイクロコンピュータ５２は、タイミング
制御回路４６から出力される割込み信号７４に応答し
て、一定周期ごとに、プログラムメモリ５８に格納され
ているプログラムにしたがって演算処理を実行するよう
になっている。そして通常の運用時には、バッファメモ
リ５０に格納された系統データを取り込み、取り込んだ
系統データに対するデジタルフィルタ処理を実行するよ
うになっている。一方、制御コンピュータ３６からデジ
タル情報が入力されたときには、デジタル情報を基に各
種の演算を行うようになっている。例えば、シミュレー
ション時には、グローバルメモリインタフェイス６２を
介してグローバルメモリ１６から入力されたシミュレー
ションデータなどを用いてシミュレーションに関する演
算を行うようになっている。なお、タイミング制御回路
４６からインタラプタ５６に割込み起動信号７６が出力
されたときには、インタラプタ５６からシーケンス演算
ユニット２２に対して割込み信号７８が出力され、シー
ケンス演算ユニット２２から割込み解除信号８０が入力
されたときには割込み信号７８の出力が停止されるよう
になっている。
【００２６】シミュレーション時に、マイクロコンピュ
ータ５２が制御コンピュータ３６からデジタル情報を入
力するに際して、グローバルメモリ１６は、図３に示す
ように、アナログ入力インタフェイス１６ａ、ＣＰＵバ
スインタフェイス１６ｂ、バッファ１６ｃ、バッファ１
６ｄ、デュアルポートメモリ１６ｅ、通信部インタフェ
イス１６ｆを備えて構成されており、アナログ入力イン
タフェイス１６ａはグローバルメモリインタフェイス６
２に接続され、ＣＰＵバスインタフェイス１６ｂはシー
ケンス演算ユニット２２に接続され、通信部インタフェ
イス１６ｆはネットワークインタフェイスユニット１８
に接続されている。デュアルポートメモリ１６ｅは３個
のインタフェイス１６ａ、１６ｂ、１６ｆから非同期に
アクセスされるようになっており、アナログ入力インタ
フェイス１６ａからはバッファ１６ｃを介してアクセス
され、ＣＰＵバスインタフェイス１６ｂからはバッファ
１６ｄを介してアクセスされ、これらのアクセスによっ
てポートが排他的に選択されるようになっている。
【００２７】また、通信部インタフェイス１６ｆからの
アクセスはバッファ１６ｃ、１６ｄ側のアクセスとは非
同期でランダムに行われるようになっている。そして、
制御コンピュータ３０からのデジタルデータ、例えばシ
ミュレーションデータ、遮断器をトリップするための整
定値に関するデータなどを含むデジタル情報は、図３
（ａ）に示すように、ネットワークインタフェイスユニ
ット１８、通信部インタフェイス１６ｆ、デュアルポー
トメモリ１６ｂ、バッファ１６ｃ、アナログ入力インタ
フェイス１６ａを介してアナログ入力ユニット１４に転
送され、アナログ入力ユニット１４からの系統データは
アナログ入力インタフェイス１６ａ、バッファ１６ｃ、
デュアルポートメモリ１６ｅ、通信部インタフェイス１
６ｆ、ネットワークインタフェイスユニット１８、通信
網３４を介して制御コンピュータ３６に転送されるよう
になっている。
【００２８】また、シーケンス演算ユニット２２の処理
によるシミュレーション結果のデータはＣＰＵバスイン
タフェイス１６ｂ、バッファ１６ｄ、デュアルポートメ
モリ１６ｅ、通信部インタフェイス１６ｆ、ネットワー
クインタフェイスユニット１８、通信網３４を介して制
御コンピュータ３６に転送されるようになっている。
【００２９】一方、図１に示す保護・制御シーケンス演
算ユニット２２は、操作員との会話形式で保護・制御演
算のための整定値や設定値がヒューマンインタフェイス
２６を介して入力されるとともに、アナログ入力ユニッ
ト１４から系統の状態に関するデータが入力されたとき
に、電力系統３０および電力系統３０に接続される機器
を保護・制御対象として、保護・制御対象を保護・制御
するための演算処理（第１の演算処理）を実行し、この
演算結果をデジタル入力／出力ユニット２４を介して保
護・制御対象に出力するようになっている。
【００３０】さらに、保護・制御シーケンス演算ユニッ
ト２２は、アナログ入力ユニット１４の演算結果を基に
シミュレーションなどに関する第２の演算処理を各演算
周期ごと、例えば、電気角３０°ごとに行い、演算結果
をグローバルメモリ１６、ネットワークインタフェイス
ユニット１８、通信網３４を介して制御コンピュータ３
６に出力するようになっている。
【００３１】すなわち、アナログ入力ユニット１４およ
び保護・制御シーケンス演算ユニット２２は演算処理手
段として構成されており、この演算処理手段は、第１の
演算処理と第２演算処理を各演算周期内において別々
に、例えば、各演算処理が重複することなく交互に実行
するようになっている。
【００３２】次に、デジタル保護・制御装置の作用を図
４にしたがって説明する。電力系統３０からのアナログ
信号を処理するに際して、本実施形態では、電気角３０
°ごと（ｔ１〜ｔ７）に発生する演算周期を８分割し、
電気角３．７５°（７．５°の１／２倍）を基本演算周
期とし、タイミングｔ１〜ｔ６における演算周期におい
て７．５°ごとにアナログ信号をデジタル信号に変換す
ることとしている。さらに、電気角３０°における各演
算周期を４分割するとともに、４分割された周期をそれ
ぞれ２分割して前半１〜４と後半１’〜４’とに分け、
演算周期の前半の３．７５°の演算タイミングで、第１
の演算処理として、アナログ信号をデジタル信号に変換
し、演算周期の後半の３．７５°の演算タイミングで制
御コンピュータ３６から転送されたデジタル情報に基づ
く第２の演算処理、例えばシミュレーションデータにし
たがった演算処理を実行し、処理結果をアナログ入力ユ
ニット１４から保護・制御シーケンス演算ユニット２２
に転送することとしている。
【００３３】ここで、シーケンス演算ユニット２２にお
いて、第１の演算処理が実行されると、電力系統３０に
関する系統データを基に保護・制御対象を保護・制御す
るための第１の演算処理（Ａ）が電気角３０°の演算周
期のうち前半の１５°の演算周期内において順次実行さ
れ、各演算結果が電気角３０°ごとに順次出力される。
【００３４】一方、制御コンピュータ３６からシミュレ
ーションを行うためのデジタル情報（シミュレーション
データおよび整定値データ）が入力され、シミュレーシ
ョンスタートフラグがたったときには、シミュレーショ
ンに関する第２の演算処理（Ｂ）がシーケンス演算制御
ユニット２２において行われる。この演算は電気角３０
°の演算周期のうち後半の１５°の演算周期内に行わ
れ、この演算結果は電気角３０°ごとに出力される。こ
のときのデータの転送経路を図５の（ａ）に示す。
【００３５】シミュレーションデータおよび整定値デー
タを基にシミュレーションが行われる過程では、図６
（ａ）に示すように、アナログ入力ユニット１４および
シーケンス演算ユニット２２において第１の演算処理
（Ａ）が行われる。このとき、制御コンピュータ３６か
らシミュレーションを行うためのデータが転送されたと
きには制御コンピュータ３６とネットワークインタフェ
イスユニット１８との間でデータの授受が行われ、シミ
ュレーションデータ通信中となる。この後、データのダ
ウンロードが完了するとアナログ入力ユニット１４およ
びシーケンス演算ユニット２２によるシミュレーション
演算処理が実行される。このときのシミュレーションデ
ータは、図６（ｂ）に示すように、電圧と電流に関する
データが入力され、これらのデータに基づいたシミュレ
ーションが行われることになる。
【００３６】この場合、シミュレーションデータの中に
事故発生フラグを挿入し、事故発生フラグにしたがって
事故発生時のシミュレーションを実行することで、フラ
グ発生から遮断器をトリップするためのリレー動作まで
の時間を正確に計測することができる。
【００３７】すなわち、シミュレーションにおいて最も
重要な要素としては、現在動作中の保護演算・シーケン
ス処理および整定値によってリレーが動作するか否か、
あるいは動作時間が正確か否かを把握できるかにある。
このため、シミュレーションデータ中に事故開始を示す
フラグを挿入することにより、現在動作中の保護演算・
シーケンス処理および整定値によってリレーが正確に動
作するか否かを容易に把握することができるとともに、
整定値を変更したときの動作についても容易に確認する
ことができる。
【００３８】次に、アナログ入力ユニット１４において
用いる高調波除去用デジタルフィルタの特性を確認する
に際して、制御コンピュータ３６から高調波除去用デジ
タルフィルタの特性定数に関するデジタル情報として、
フィルタ係数またはフィルタ特性定数のデータが転送さ
れてきたときには、図５（ｂ）に示すような経路でデー
タの授受が行われる。このとき、アナログ入力ユニット
１４においては、フィルタ特性定数からフィルタ係数を
算出するとともに、周波数特性を求めるために、単一周
波数の正弦波を生成し、生成した正弦波の信号を入力信
号としてデジタルフィルタに入力し、デジタルフィルタ
から出力された出力信号の振幅と入力信号の振幅との比
を求めてデジタルフィルタの周波数特性を算出する。
【００３９】また、生成した正弦波の信号をデジタルフ
ィルタに入力し、デジタルフィルタの出力信号の実効値
を求め、図７（ａ）に示すように、デジタルフィルタの
ゲイン／周波数特性を求め、入力した信号の周波数と入
力した信号の周波数に対するゲイン（ゲイン＝出力／入
力）に関するデータを一対にしてグローバルメモリ１６
に格納する。
【００４０】また、位相についても、図７（ｂ）に示す
ように、生成した入力信号をデジタルフィルタに入力
し、入力信号に対する出力信号の遅れ時間を検出し、こ
の遅れ時間を遅れ位相に換算し、入力信号の周波数とそ
の入力信号に対する位相に関するデータを一対としてグ
ローバルメモリ１６に格納する。
【００４１】これらの処理はシミュレーション値と同様
に、シミュレーションフラグがたっている間に実行さ
れ、グローバルメモリ１６に格納されたデータは順次制
御コンピュータ３６に転送され、制御コンピュータ３６
側において系統条件の変更などによりフィルタ特性の変
更が生じた場合、フィルタ特性の変更に伴う結果を確認
することができる。
【００４２】また、フィルタ特性の確認動作は図８に示
すようなタイミングで行われる。すなわち、制御コンピ
ュータ３６とネットワークインタフェイスユニット１８
との間でデジタルフィルタのフィルタ係数に関するデー
タの授受が行われ、このデータに関するダウンロードが
完了し、シミュレーションフラグが立っていることを条
件に、フィルタの周波数特性を求めるための演算が行わ
れる。そして前述した方法で、周波数特性が求められた
とき、すなわち入力信号の周波数を掃引して周波数特性
が算出されたときには、ネットワークインタフェイスユ
ニット１８と制御コンピュータ３６との間でデータの授
受が行われ、制御コンピュータ３６にデータがアップロ
ードされる。
【００４３】デジタルフィルタの周波数特性を算出する
に際しては、図９に示すように、フィルタ特性定数、例
えば、ローパスノッチフィルタの場合、零点周波数ω
ｎ、遮断周波数ω０、選択度Ｑ、サンプリング周波数Ｔ
からフィルタ係数Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｈを求める
ことができる。すなわち、フィルタの特性定数からフィ
ルタ係数を求めることもできるが、上位系の制御コンピ
ュータ３６から直接フィルタ係数に関するデータを受信
することでデジタルフィルタの周波数特性を算出するこ
とができる。
【００４４】さらに、図７に示すような特性データおよ
びシミュレーション結果に関するデータは制御コンピュ
ータ３６の画面上に表示され、画面上に表示された特性
やシミュレーション結果を見ることで、整定値などの妥
当性を判定したり、フィルタの特性を確認したりするこ
とができる。
【００４５】また、高調波除去用フィルタの特性変更に
対して、保護リレーとしての動作確認が必要になるケー
スがあるが、このようなケースにおいても、フィルタの
特性変更とシミュレーションデータによるシミュレーシ
ョンにより、運用支援を行うことができる。
【００４６】また、系統データをモニタするときには、
図５（ｃ）に示すように、Ａ／Ｄ変換器４８で生成され
たデジタルデータがアナログ入力ユニット１４で系統デ
ータとして生成され、この系統データがグローバルメモ
リ１６を介して制御コンピュータ３６に転送されるた
め、遠隔地に配置された制御コンピュータ３６において
系統の状態を解析することができる。
【００４７】このように、本実施形態においては、電気
角３０°の演算周期のうち半分（５０％）の演算周期に
おいて第１の演算処処理（Ａ）を行い、残りの半分（５
０％）の演算周期において第１の演算処理との重複を避
けて第２の演算処理（Ｂ）を行うようにしたため、保護
・制御演算を行いながら上位制御装置からのデジタル情
報に基づく演算処理を実行することができ、デジタル保
護・制御装置による運用を効率良く行うことができる。
【００４８】また、本実施形態によれば、シミュレーシ
ョンデータと整定値に関するデジタル情報を基に整定値
の妥当性を含むシミュレーションを行い、このシミュレ
ーション結果を制御コンピュータ３６に出力しているた
め、保護・制御機能を停止させずに、入力したデジタル
情報から一貫してシミュレーションを行うことができ、
デジタル保護・制御装置に関する遠隔監視機能の信頼度
を高めることが可能になる。さらに、整定値を変更する
場合、整定値の変更された後の運用開始前に整定値の妥
当性に関するシミュレーション結果を確認することがで
きる。
【００４９】また、本実施形態によれば、高調波除去用
デジタルフィルタの特性に関するデジタル情報を基にフ
ィルタ係数を算出するとともにフィルタの集圧特性を算
出し、各算出結果を制御コンピュータ３６に出力するよ
うにしているため、系統条件の変更などに伴ってフィル
タ特性の変更が生じた場合、変更されたフィルタ特性の
確認を上位制御装置において行うことができる。
【００５０】さらに、フィルタ係数の算出結果と周波数
特性の算出結果からフィルタの特性を変更し、特性の変
更されたフィルタに対してフィルタ特性に関するシミュ
レーションを実行し、このシミュレーション結果を制御
コンピュータ３６に出力することで、フィルタ特性の変
更されたフィルタに関するシミュレーション結果を制御
コンピュータ３６において確認することができ、遠隔操
作の信頼度の向上に寄与することができる。
【００５１】またさらに、特性の変更されたフィルタを
用いて第１の演算処理を実行することで、制御コンピュ
ータ３６において遠隔操作の確認および整定値の最終的
な確認を行うことができ、信頼度を一層高めることがで
きる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上位制御装置からデジタル情報が入力されたときに、演
算処理手段において第１の演算処理と第２の演算処理を
各演算周期内において別々に実行し、第１の演算による
処理結果を保護・制御対象に出力し、第２の演算による
処理結果を上位制御装置に出力するようにしているた
め、上位制御装置からのデジタル情報に基づく演算処理
を、保護・制御対象に関する第１の演算処理を阻害する
ことなく実行することができ、装置の効率的な運用を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示すデジタル保護・制
御装置を含むシステムの全体構成図である。
【図２】アナログ入力ユニットのブロック構成図であ
る。
【図３】（ａ）グローバルメモリのブロック構成図、
（ｂ）はグローバルメモリを仲立ちとするデータの流れ
を説明するための図である。
【図４】図１に示すデジタル保護・制御装置の作用を説
明するためのタイムチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は図１に示すデジタル保護・制
御装置のデータの流れを説明するための図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は図１に示すデジタル保護・制
御装置のシミュレーション動作を説明するためのタイム
チャートである。
【図７】（ａ）デジタルフィルタのゲイン特性図、
（ｂ）はデジタルフィルタの位相特性図である。
【図８】図１に示すデジタル保護・制御装置の周波数特
性に関する演算処理を説明するためのタイムチャートで
ある。
【図９】（ａ）はデジタルフィルタの等価回路図、
（ｂ）はフィルタ係数の構成説明図である。
【符号の説明】
１０ デジタル保護・制御装置 １２ 入力変成器 １４ アナログ入力ユニット １６ グローバルメモリ １８ ネットワークインタフェイスユニット ２０ システムバス ２２ 保護・制御シーケンス演算ユニット ２４ デジタル入力／出力ユニット ２６ ヒューマンインタフェイス ２８ 表示器 ３０ 電力系統 ３２ ネットワークケーブル ３４ 通信網 ３６ 制御コンピュータ ３８ データベース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 真治 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所電機システム事業部内 (72)発明者 小林 崇 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所電機システム事業部内 Ｆターム(参考） 5G042 GG01 GG06 5G064 AA04 AB03 AC05 AC08 CA00 CB03 DA01 5H223 CC08 DD03 DD07 EE04 FF05

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電力系統からアナログ量の電気信号を入
    力するアナログ信号入力手段と、前記アナログ入力手段
    の入力によるアナログ信号をディジタル信号に変換する
    アナログ・ディジタル変換手段と、上位制御装置からデ
    ィジタル情報を入力するディジタル情報入力手段と、前
    記アナログ・ディジタル変換手段の変換によるディジタ
    ル信号を基に保護・制御対象を保護・制御するための第
    １の演算処理と前記ディジタル情報入力手段の入力によ
    るディジタル情報を基にシミュレーションに関する第２
    の演算処理を演算周期毎に実行する演算処理手段とを備
    え、前記演算処理手段は、前記第１の演算処理と前記第
    ２の演算処理を各演算周期内に別々に実行し、前記第１
    の演算処理による処理結果を保護・制御対象に出力し、
    前記第２の演算処理による処理結果を前記上位制御装置
    に出力してなるディジタル保護・制御装置。
  2. 【請求項２】 電力系統からアナログ量の電気信号を入
    力するアナログ信号入力手段と、前記アナログ入力手段
    の入力によるアナログ信号をディジタル信号に変換する
    アナログ・ディジタル変換手段と、上位制御装置から通
    信網を介してディジタル情報を入力するディジタル情報
    入力手段と、前記アナログ・ディジタル変換手段の変換
    によるディジタル信号を基に保護・制御対象を保護・制
    御するための第１の演算処理と前記ディジタル情報入力
    手段の入力によるディジタル情報を基にシミュレーショ
    ンに関する第２の演算処理を演算周期毎に実行する演算
    処理手段とを備え、前記演算処理手段は、前記第１の演
    算処理と前記第２の演算処理を各演算周期内に別々に実
    行し、前記第１の演算処理による処理結果を保護・制御
    対象に出力し、前記第２の演算処理による処理結果を前
    記通信網を介して前記上位制御装置に出力してなるディ
    ジタル保護・制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のディジタル保
    護・制御装置において、前記演算処理手段は、前記第１
    の演算処理と前記第２の演算処理を各演算周期内におい
    て交互に実行してなることを特徴とするディジタル保護
    ・制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１、２または３に記載のディジタ
    ル保護・制御装置において、前記演算処理手段は、前記
    上位制御装置からシミュレーションデータと整定値に関
    するディジタル情報を受けたときに、第２の演算処理と
    して、前記ディジタル入力手段の入力による前記シミュ
    レーションデータと整定値に関するディジタル情報を基
    に前記整定値の妥当性を含むシミュレーションを行い、
    このシミュレーション結果を前記上位制御装置に出力し
    てなることを特徴とするディジタル保護・制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項１、２または３に記載のディジタ
    ル保護・制御装置において、前記演算処理手段は、前記
    上位制御装置から高調波除去用ディジタルフィルタの特
    性定数に関するディジタル情報を受けたときに、第２の
    演算処理として、前記ディジタル入力手段の入力による
    前記高調波除去用ディジタルフィルタの特性定数に関す
    るディジタル情報を基に前記高調波除去用ディジタルフ
    ィルタに関するフィルタ係数を算出するとともに前記高
    調波除去用ディジタルフィルタの周波数特性を算出し、
    各算出結果を前記上位制御装置に出力してなることを特
    徴とするディジタル保護・制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載のディジタル保護・制御
    装置において、前記演算処理手段は、第２の演算処理時
    に、前記フィルタ係数の算出結果と周波数特性の算出結
    果から前記高調波除去用ディジタルフィルタの特性を変
    更し、特性の変更された高調波除去用ディジタルフィル
    タに対してフィルタ特性に関するシミュレーションを実
    行し、このシミュレーション結果を前記上位制御装置に
    出力してなることを特徴とするディジタル保護・制御装
    置。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載のディジタル保護・制御
    装置において、前記演算処理手段は、第２の演算処理時
    に、前記フィルタ係数の算出結果と周波数特性の算出結
    果から前記高調波除去用ディジタルフィルタの特性を変
    更し、第１の演算処理時に、前記特性の変更された高調
    波除去用ディジタルフィルタを用いて第１の演算処理を
    実行してなることを特徴とするディジタル保護・制御装
    置。
JP2001032151A 2001-02-08 2001-02-08 ディジタル保護・制御装置 Pending JP2002238187A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001032151A JP2002238187A (ja) 2001-02-08 2001-02-08 ディジタル保護・制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001032151A JP2002238187A (ja) 2001-02-08 2001-02-08 ディジタル保護・制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002238187A true JP2002238187A (ja) 2002-08-23

Family

ID=18896129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001032151A Pending JP2002238187A (ja) 2001-02-08 2001-02-08 ディジタル保護・制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002238187A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009008473A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Fujitsu Ten Ltd シミュレーション装置及び信号計測装置
JP2012010461A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Toshiba Corp 統合ユニット、変成器、制御装置
WO2013171904A1 (ja) * 2012-05-18 2013-11-21 三菱電機株式会社 デジタル保護制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009008473A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Fujitsu Ten Ltd シミュレーション装置及び信号計測装置
JP2012010461A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Toshiba Corp 統合ユニット、変成器、制御装置
WO2013171904A1 (ja) * 2012-05-18 2013-11-21 三菱電機株式会社 デジタル保護制御装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2694993B2 (ja) 電力用信号処理システムおよびディジタル保護リレー装置
Bucci et al. On-line digital measurement for the quality analysis of power systems under nonsinusoidal conditions
JP5791796B2 (ja) 保護継電装置の動作試験システム
JP2011155779A (ja) 試験機能を具備した電力用ディジタル保護リレー装置
JPS62110168A (ja) デイジタル故障点標定装置
JP2002238187A (ja) ディジタル保護・制御装置
JPH05218876A (ja) ディジタル信号処理方法及び装置
JP4664837B2 (ja) 電圧等の実効値演算回路および測定器
CN103576032B (zh) 一种电力设备的在线检测装置及方法
JPH0379932B2 (ja)
JP2009002758A (ja) インピーダンス測定装置
CN204129150U (zh) 一种电力设备的在线检测装置
JP2024543670A (ja) 電気メータのためのシミュレーション波形の生成
JPH01286721A (ja) デイジタル保護継電装置の入力回路及びデイジタル保護継電装置の入力回路の点検方法、並びにこの入力回路を有するデイジタル保護継電装置
JPH0398418A (ja) ディジタル保護継電器の監視装置
JP3729224B2 (ja) 電力系統のディジタル保護・制御装置
CN113514686B (zh) 电压基波幅值的检测方法、装置、设备和存储介质
JP2002090393A (ja) 測定器の入力回路
JP3016042B2 (ja) パワーアナライザ装置
JPH1038935A (ja) 高調波分析装置
JPH05164793A (ja) パワーアナライザの位相角補正方法
JP3300214B2 (ja) 複合演算器
JP2000074950A (ja) ディジタル計測器
JP2008079367A (ja) 保護継電装置
JP2003066120A (ja) 検査装置および検査方法