JP2016005022A

JP2016005022A - Loop type protection relay system

Info

Publication number: JP2016005022A
Application number: JP2014122396A
Authority: JP
Inventors: 明河原田; Akira Kawarada; 貴弘森; Takahiro Mori; 杉浦　秀昌; Hidemasa Sugiura; 秀昌杉浦; 将太福島; Shota Fukushima; 研春日; Ken Kasuga
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2016-01-12
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: JP6659208B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a loop protective relay system capable of stable operation by connecting in loop with communication lines without using setting of loop ends or path control by an L2SW.SOLUTION: A loop protective relay system includes: communication ports NIC 12 and NIC 13 of lines of relay terminals Ry 1 and 2 respectively; and a communication driver 11 for communicating a communication frame with another relay terminal. A transmission processing unit 14 in the communication driver transmits the same communication frame to a previous and next relay terminal, and a reception processing unit 15 receives communication frames from the previous and next relay terminal via the communication ports. The reception processing unit comprises a relay necessity determination unit 18 and a relay transmission unit 19. The relay necessity determination unit performs relay determination of whether a communication frame received via a communication port should be transmitted to a communication port opposite to the side where the communication frame was received, and the relay transmission unit relays and transmits the communication frame to the communication port if the relay necessity determination unit determines the communication frame should be relayed.

Description

本発明の実施形態は、複数のリレー端末を通信回線でループ状に接続したループ型保護リレーシステムに関するものである。 Embodiments described herein relate generally to a loop-type protection relay system in which a plurality of relay terminals are connected in a loop with a communication line.

一般に、電力系統には保護リレーシステムが設けられている。保護リレーシステムは、多岐にわたる用途に適用しており、送電線保護システムや系統安定化制御システムなどが代表的である。送電線保護システムでは、送電線や母線の事故を検出して事故区間を切り離し、事故波及を防止している。また、系統安定化制御システムでは、発電変電所の系統事故を検出して周波数脱調等の系統不安定事象を予測し、電力系統の安定を図っている。 Generally, a protection relay system is provided in the power system. The protection relay system is applied to a wide variety of applications, and a transmission line protection system, a system stabilization control system, and the like are representative. In the power transmission line protection system, an accident in a power transmission line or bus is detected and the accident section is separated to prevent the accident from spreading. In addition, the system stabilization control system detects a system fault in a power generation substation and predicts system instability events such as frequency step-out to stabilize the power system.

これらの保護リレーシステムにおいては、送電線区間や発変電所の各端子にリレー端末を配設している。各リレー端末は電流値や電圧値、接点情報等の電気量データを計測入力し、電気量データを含む通信フレームにして、この通信フレームを他のリレー端末との間で配信し合う。 In these protection relay systems, a relay terminal is provided at each terminal of the transmission line section or the substation. Each relay terminal measures and inputs electric quantity data such as a current value, a voltage value, contact information, etc., forms a communication frame including the electric quantity data, and distributes this communication frame with other relay terminals.

これによりリレー端末は相互に電気量データを授受し合い、電気量データを共有することができる。各リレー端末は、演算部を実装しており、同一時刻に計測した電気量データを用いて電流差動演算や安定度演算など各種の保護演算を実行する。電気量データの計測タイミングは、ハードウェアクロックを分周して生成するサンプリングパルス信号を基点にしている。 As a result, the relay terminals can exchange the electric quantity data with each other and share the electric quantity data. Each relay terminal is equipped with a calculation unit, and executes various protection calculations such as a current differential calculation and a stability calculation using the electric quantity data measured at the same time. The measurement timing of the electrical quantity data is based on a sampling pulse signal generated by dividing the hardware clock.

サンプリングパルス信号は、分周値を（基準値＋１）や（基準値−１）のように微調整することでパルス信号幅を伸縮させ、他のリレー端末のパルス信号エッジに同期させることができる。以上の同期手法をサンプリング同期と称しており、サンプリング同期を行うことがリレー端末を適用する保護リレーシステムの特徴の一つとなっている。 The sampling pulse signal can be synchronized with the pulse signal edges of other relay terminals by finely adjusting the frequency division value such as (reference value + 1) or (reference value-1) to expand / contract the pulse signal width. . The above synchronization method is called sampling synchronization, and performing sampling synchronization is one of the features of a protection relay system to which a relay terminal is applied.

従来、保護リレーシステムの通信回線は、５４Ｋｂｐｓや１．５Ｍｂｐｓであった。そのため、例えば電気角３０°（５０Ｈｚ系統で１．６７ミリ秒周期、６０Ｈｚ系統で１．３８ミリ秒周期）の周期で瞬時値データを転送する場合、１情報フレーム長が９０ｂｉｔや１１９ｂｉｔといった非常に小さい容量しか取り扱うことができない。このような通信回線の通信速度の遅さはリレー端末の機能や性能を制約する要因となっていた。 Conventionally, the communication line of the protection relay system has been 54 Kbps or 1.5 Mbps. Therefore, for example, when transferring instantaneous value data at a period of 30 electrical degrees (cycle of 1.67 milliseconds in the 50 Hz system and 1.38 milliseconds in the 60 Hz system), the length of one information frame is very large such as 90 bits or 119 bits. Only small capacity can be handled. Such a slow communication speed of the communication line is a factor that restricts the function and performance of the relay terminal.

そこで近年では、１００Ｍｂｐｓや１０００Ｍｂｐｓといった高速のイーサネット通信回線を保護リレー用の通信回線として適用する研究が進められている。イーサネット通信回線を用いることにより、取り扱う情報量を格段に増やすことができ、リレー端末に多様な機能を実装して、性能を向上させることが可能となる。また、イーサネット通信回線を用いれば、通信フレームの送信間隔も短い周期で転送することができるので、瞬時値の精度を高めることも見込まれている。 Therefore, in recent years, research is being made to apply a high-speed Ethernet communication line such as 100 Mbps or 1000 Mbps as a communication line for a protection relay. By using an Ethernet communication line, the amount of information to be handled can be greatly increased, and various functions can be implemented in the relay terminal to improve performance. In addition, if an Ethernet communication line is used, the transmission interval of communication frames can be transferred with a short cycle, so that the accuracy of instantaneous values is expected to be improved.

イーサネット通信網では、端末をループ状に通信接続したループ型トポロジが一般的である。ループ型トポロジを構成する場合、通信フレームがループ状の通信経路を不正に循環しない施策を組むことが重要である。具体的な施策としては、ループ端の設定、もしくは、中継機器のＳＴＰ（Spanning Tree Protocol）やＲＳＴＰ（Rapid STP）を適用したＬ２ＳＷによる経路制御が挙げられる。 In an Ethernet communication network, a loop topology in which terminals are connected in communication in a loop is common. When constructing a loop topology, it is important to take measures to prevent communication frames from illegally circulating through loop communication paths. Specific measures include loop end setting or route control by L2SW applying STP (Spanning Tree Protocol) or RSTP (Rapid STP) of the relay device.

特許５１７２１０６号公報Japanese Patent No. 5172106 特許５１２７４８２号公報Japanese Patent No. 5127482

２００８電気学会全国大会No.6-3022008 IEEJ National Convention No.6-302 ２０１２電気学会全国大会No.6-2382012 IEEJ National Convention No.6-238

上述したように、イーサネット通信を適用するループ型トポロジでは、ループ端の設定あるいはＬ２ＳＷによる経路制御がなされているが、次のような課題がある。そのため、ループ型保護リレーシステムに、ループ端の設定やＬ２ＳＷによる経路制御を適用することは、困難であった。
（１）ループ端を設定する場合、ループ端以外で回線故障（通信断やＳＷ等の機器故障）が起きると、リレー端末間で通信不能となる区間ができ、システムの運用を維持することができなくなる。 As described above, in the loop topology to which Ethernet communication is applied, setting of a loop end or path control by L2SW is performed, but there are the following problems. Therefore, it has been difficult to apply loop end setting and path control by L2SW to the loop type protective relay system.
(1) When setting the loop end, if a line failure (communication disconnection or device failure such as SW) occurs outside the loop end, there is a section where communication between the relay terminals becomes impossible, and the system operation can be maintained. become unable.

（２）ループ端を設定する場合、ループ型トポロジは実質的にバス型トポロジと同等となる。バス型トポロジでは、通信経路の中央に近いリレー端末に接続される経路ほど、通信負荷が高まって通信負荷が大きくなり易い。その結果、遅延変動が増加して、各リレー端末で均一の同期精度を得ることが難しくなり、同期精度の低下を招いた。 (2) When setting the loop end, the loop topology is substantially equivalent to the bus topology. In the bus topology, the route connected to the relay terminal closer to the center of the communication route tends to increase the communication load and increase the communication load. As a result, delay variation increases, making it difficult to obtain uniform synchronization accuracy at each relay terminal, resulting in a decrease in synchronization accuracy.

（３）同期主従のリレー端末間の通信経路に関して、往路と復路が同一経路になるように設定する必要がある。しかし、Ｌ２ＳＷで経路制御する場合、往路と復路で通信経路が異なることがある。その結果、通信遅延時間を正確に算出することができず、サンプリング同期ができなくなる。 (3) Regarding the communication path between the synchronous master-slave relay terminals, it is necessary to set the forward path and the return path to be the same path. However, when path control is performed with L2SW, the communication path may be different between the forward path and the return path. As a result, the communication delay time cannot be accurately calculated, and sampling synchronization cannot be performed.

（４）Ｌ２ＳＷで経路制御する場合、回線故障をＳＷが検出すると、経路制御により新たな通信経路を構成して通信を復旧することができるものの、回線故障の検出から復旧に至るまでには数十ミリ〜数百ミリ秒の時間を要する。つまり、復旧が完了するまでの数十ミリ〜数百ミリ秒は、システムが停止せざるを得ない。また、新たに通信経路を構成することで、通信経路が変化するので、これに伴い通信遅延時間も変化する。このため、サンプリング同期精度が乱れるおそれがある。
（５）Ｌ２ＳＷ等の中継機器による経路制御設定が不可欠であるため、誤設定により不正動作を起こす恐れがある。 (4) When the path is controlled by the L2SW, when the line failure is detected by the SW, the communication can be recovered by configuring a new communication path by the path control. It takes 10 milliseconds to several hundred milliseconds. In other words, the system must be stopped for several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds until the recovery is completed. Further, since the communication path changes by newly configuring the communication path, the communication delay time also changes accordingly. For this reason, the sampling synchronization accuracy may be disturbed.
(5) Since route control setting by a relay device such as L2SW is indispensable, there is a possibility of causing an illegal operation due to incorrect setting.

本発明の実施形態では、以上の課題を解消するために提案されたものであり、ループ端の設定やＬ２ＳＷによる経路制御を不要とし、通信回線でループ状に接続し、安定して運用することが可能なループ型保護リレーシステムを提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention has been proposed in order to solve the above-described problems. It eliminates the need for loop end setting and path control by L2SW, and connects the communication line in a loop and operates stably. It is an object of the present invention to provide a loop type protective relay system capable of performing the above.

上記目的を達成するために、本発明の実施形態は、電力系統に電気量データを計測するリレー端末を複数配置し、前記リレー端末を通信回線でループ状に接続し、前記電気量データを含む通信フレームを他の前記リレー端末に配信し合うことで前記電気量データを共有するループ型保護リレーシステムにおいて、各リレー端末は、次の構成要素を備えている。 In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention includes a plurality of relay terminals that measure electric quantity data in an electric power system, and the relay terminals are connected in a loop with a communication line, and include the electric quantity data. In the loop protection relay system that shares the electric quantity data by distributing communication frames to other relay terminals, each relay terminal includes the following components.

（ａ）２回線の通信ポート。
（ｂ）前記通信フレームを他の前記リレー端末との間で送受信する通信ドライバ。
（ｃ）前記電気量データを用いて所定の保護演算を行う演算部。 (A) Two-line communication port.
(B) A communication driver that transmits and receives the communication frame to and from the other relay terminal.
(C) A calculation unit that performs a predetermined protection calculation using the electric quantity data.

前記通信ドライバは、下記の構成要素を備えている。
（ｄ）前記演算部から電気量データを受け取り、当該電気量データに基づいて同一の電気量データを格納した通信フレームを２つ生成し、前記２回線の通信ポートから、接続された前後の前記リレー端末のそれぞれへ、同一の前記通信フレームを送信する送信処理部。
（ｅ）前記２回線の通信ポートを介して、接続された前後の前記リレー端末のそれぞれから前記通信フレームを受信する受信処理部。 The communication driver includes the following components.
(D) receiving electric quantity data from the arithmetic unit, generating two communication frames storing the same electric quantity data based on the electric quantity data, and connecting the communication lines of the two lines before and after the connection A transmission processing unit that transmits the same communication frame to each relay terminal.
(E) A reception processing unit that receives the communication frame from each of the connected relay terminals via the two-line communication ports.

前記受信処理部は、下記の構成要素を備えている。
（ｆ）予め定められた条件に基づき、前記通信ポートを介して受信した前記通信フレームに関して、当該通信フレームを受信した側と反対側の前記通信ポートへ、前記通信フレームを中継するか否かを判定する中継要否判定部。
（ｇ）前記中継要否判定部が前記通信フレームを中継すると判定すると、前記通信フレームを前記通信ポートに送出する中継送出部。
（ｈ）前記中継要否判定部の中継判定結果にかかわらず、前記通信フレームを前記演算部に通知する通信フレーム通知部。 The reception processing unit includes the following components.
(F) Whether or not to relay the communication frame to the communication port on the side opposite to the side receiving the communication frame with respect to the communication frame received via the communication port based on a predetermined condition. A relay necessity determination unit for determining.
(G) A relay transmission unit that transmits the communication frame to the communication port when the relay necessity determination unit determines to relay the communication frame.
(H) A communication frame notification unit that notifies the calculation unit of the communication frame regardless of the relay determination result of the relay necessity determination unit.

第１の実施形態のブロック図。The block diagram of 1st Embodiment. 第１の実施形態のリレー端末のブロック図。The block diagram of the relay terminal of 1st Embodiment. 通信フレームのフォーマット例を示す図。The figure which shows the format example of a communication frame. 通信フレームのフォーマット例を示す図。The figure which shows the format example of a communication frame. 第２の実施形態のブロック図。The block diagram of 2nd Embodiment. 第３の実施形態のブロック図。The block diagram of 3rd Embodiment. 通信フレームのフォーマット例を示す図。The figure which shows the format example of a communication frame. 第４の実施形態のブロック図。The block diagram of 4th Embodiment.

（１）第１の実施形態
（構成と作用）
本発明に係る実施形態として、図１および図２を用いて、第１の実施形態について具体的に説明する。図１は第１の実施形態のブロック図である。 (1) First embodiment (configuration and operation)
As an embodiment according to the present invention, the first embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment.

（概要）
図１に示すように、第１の実施形態に係るループ型保護リレーシステムは、７台のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７を電力系統の要所に配置し、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７を通信回線２でループ状に接続している。通信回線２としては、イーサネット通信回線が採用されている。各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７は、電気量データを自端計測し、通信回線２に接続された他のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７との間で電気量データを含む通信フレームＦを配信し合う。これにより、全てのリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７もしくは必要とされる任意のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７は、各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７で計測された電気量データを共有可能となる。 (Overview)
As shown in FIG. 1, in the loop protection relay system according to the first embodiment, seven relay terminals Ry1 to Ry7 are arranged at the main points of the power system, and the relay terminals Ry1 to Ry7 are looped by the communication line 2. Connected. As the communication line 2, an Ethernet communication line is adopted. Each of the relay terminals Ry1 to Ry7 measures its own electric quantity data and distributes a communication frame F including the electric quantity data to and from other relay terminals Ry1 to Ry7 connected to the communication line 2. Thereby, all the relay terminals Ry1 to Ry7 or any required relay terminals Ry1 to Ry7 can share the electric quantity data measured by the relay terminals Ry1 to Ry7.

リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７は、２回線の通信ポート８、９を持ち、２系の通信経路を採用している。ここでは、一方の通信経路をＡルート、他方の通信経路をＢルートと呼称する。各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７との通信接続は、各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７のＡルートから、ループ状に接続される前後のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７のＢルートへと接続することで、ループ状の通信構成を採ることになる。 The relay terminals Ry1 to Ry7 have two communication ports 8 and 9 and employ a two-system communication path. Here, one communication path is referred to as A route, and the other communication path is referred to as B route. The communication connection with each relay terminal Ry1 to Ry7 is a loop communication by connecting from the A route of each relay terminal Ry1 to Ry7 to the B route of relay terminals Ry1 to Ry7 before and after being connected in a loop. I will take the configuration.

各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７は、通信ポート８（９）から通信フレームＦを、接続されたリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７に送信する。送信した通信フレームＦを受け取ったリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７は、通信ポート９（８）にて通信フレームＦを受信し、所定の条件に基づいてもう一方の通信ポート８（９）に中継する。 Each relay terminal Ry1 to Ry7 transmits the communication frame F from the communication port 8 (9) to the connected relay terminals Ry1 to Ry7. The relay terminals Ry1 to Ry7 that have received the transmitted communication frame F receive the communication frame F at the communication port 9 (8) and relay it to the other communication port 8 (9) based on a predetermined condition.

例えば、リレー端末Ｒｙ１は、通信ポート８からＡルートを介してリレー端末Ｒｙ２の通信ポート９へと通信フレームＦを送信する。リレー端末Ｒｙ２は、受信した通信フレームＦを、通信ポート９から通信ポート８に中継する。これを繰り返すことで、リレー端末Ｒｙ１からリレー端末Ｒｙ２、Ｒｙ３、Ｒｙ4、Ｒｙ5、Ｒｙ6、Ｒｙ７といった順（図１では時計回り）で通信フレームが循環する。 For example, the relay terminal Ry1 transmits the communication frame F from the communication port 8 to the communication port 9 of the relay terminal Ry2 via the A route. The relay terminal Ry2 relays the received communication frame F from the communication port 9 to the communication port 8. By repeating this, communication frames circulate in the order of the relay terminal Ry1 to the relay terminals Ry2, Ry3, Ry4, Ry5, Ry6, Ry7 (clockwise in FIG. 1).

また、リレー端末Ｒｙ１は、リレー端末Ｒｙ２の通信ポート９からの通信フレームＦを、Ａルートを介して通信ポート８にて受信し、受信した通信フレームＦを通信ポート９に中継する。そして、リレー端末Ｒｙ１は、通信ポート９からＢルートを介してリレー端末Ｒｙ７の通信ポート８へと、通信フレームＦを送信する。これを繰り返すことで、リレー端末Ｒｙ1からリレー端末Ｒｙ７、Ｒｙ６、Ｒｙ５、Ｒｙ３、Ｒｙ２といった順（図１では反時計回り）で通信フレームＦが循環するループ状の通信構成を逆周りする。 The relay terminal Ry1 receives the communication frame F from the communication port 9 of the relay terminal Ry2 at the communication port 8 via the A route, and relays the received communication frame F to the communication port 9. Then, the relay terminal Ry1 transmits the communication frame F from the communication port 9 to the communication port 8 of the relay terminal Ry7 via the B route. By repeating this, the loop communication configuration in which the communication frame F circulates in the reverse order from the relay terminal Ry1 to the relay terminals Ry7, Ry6, Ry5, Ry3, Ry2 (counterclockwise in FIG. 1) is reversed.

以上のような第１の実施形態では、ループ端の設定やＬ２ＳＷによる経路制御を行うことなく、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７同士を通信回線２でループ状に接続している。ここでの通信回線２は、全二重通信（ＦｕｌｌＤｕｐｌｅｘ）が可能な形態であればよく、一般的なイーサネット通信ケーブルであれば、ＵＴＰ（電気）ケーブルでもよいし、あるいは光ケーブルでもよい。 In the first embodiment as described above, the relay terminals Ry <b> 1 to Ry <b> 7 are connected in a loop with the communication line 2 without setting the loop end or performing route control by L2SW. The communication line 2 here may be in a form capable of full-duplex communication (Full Duplex), and may be a UTP (electric) cable or an optical cable as long as it is a general Ethernet communication cable.

（リレー端末）
各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７は、演算部１０と、通信ドライバ１１と、ＮＩＣ（Network Interface Controller）１２、１３を有している。各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７は、２回線の通信ポート８、９の両方で通信フレームＦを用いて同期通信し、各通信ポート８、９での同期通信における通信遅延時間の変動を比較して、通信遅延時間の変動が少ない方の同期通信を採用している。 (Relay terminal)
Each of the relay terminals Ry1 to Ry7 includes a calculation unit 10, a communication driver 11, and NICs (Network Interface Controllers) 12 and 13. Each of the relay terminals Ry1 to Ry7 performs synchronous communication using the communication frame F in both of the two communication ports 8 and 9, and compares fluctuations in communication delay time in the synchronous communication in each communication port 8 and 9, Synchronous communication with less fluctuation of communication delay time is adopted.

（通信フレーム）
ここで、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７が持つ各構成要素について述べる前に、通信フレームＦの種類について説明する。通信フレームＦとしては、電気量データを含む電気量フレームや、同期制御データを含む同期フレームなどがある。 (Communication frame)
Here, before describing each component which relay terminal Ry1-Ry7 has, the kind of communication frame F is demonstrated. The communication frame F includes an electric quantity frame including electric quantity data, a synchronization frame including synchronization control data, and the like.

（電気量フレーム）
電気量フレームとは、計測した電気量データや装置の制御や監視状態など任意の付属情報を格納したフレームであり、各演算部１０に向けての演算用データや、サンプリングアドレスＳＡや計測タイミング差をまとめたものである。このような電気量フレームを２つの通信経路から、各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の演算部１０が受信する場合、通信経路が共に健全であれば、電気量フレームは重複受信となる。 (Electric quantity frame)
The electric quantity frame is a frame that stores arbitrary attached information such as measured electric quantity data, device control and monitoring status, and is used for calculation data, sampling address SA, and measurement timing difference for each calculation unit 10. Is a summary. When the arithmetic unit 10 of each of the relay terminals Ry1 to Ry7 receives such an electric quantity frame from two communication paths, if the communication paths are both healthy, the electric quantity frame is duplicated.

（同期フレーム）
一方、同期フレームとは、同期主従の端子番号や同期フレーム送受信タイミング（時刻）情報、同期指令情報や応答種別情報などの同期制御データを格納したフレームである。 (Synchronization frame)
On the other hand, a synchronization frame is a frame that stores synchronization control data such as a synchronization master / slave terminal number, synchronization frame transmission / reception timing (time) information, synchronization command information, and response type information.

（演算部）
上記の同期フレームを、各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の演算部１０が受信する場合、同期主従のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７間では、同期通信を往復実施し、かつ往復の通信経路を同一にする必要がある。演算部１０は、Ａルートから送信した同期フレームに対しては、Ａルートに着信した同期フレームを用いて同期誤差や通信遅延時間の演算を行う。 (Calculation unit)
When the arithmetic unit 10 of each relay terminal Ry1 to Ry7 receives the above-mentioned synchronization frame, it is necessary to reciprocate synchronous communication between the synchronous master and slave relay terminals Ry1 to Ry7 and to make the reciprocal communication path the same. is there. For the synchronization frame transmitted from the A route, the calculation unit 10 calculates a synchronization error and a communication delay time using the synchronization frame that arrives at the A route.

同様に、演算部１０は、Ｂルートから送出した同期フレームに対しては、Ｂルートに着信した同期フレームを用いて同期誤差や通信遅延時間の演算を行う。よって、演算部１０では２ルート分の同期誤差、通信遅延時間が求まる。このとき、本実施形態のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７では、上述したように通信遅延時間の変動を少ない方を採用している。 Similarly, for the synchronization frame transmitted from the B route, the calculation unit 10 calculates a synchronization error and a communication delay time using the synchronization frame that arrives at the B route. Therefore, the arithmetic unit 10 obtains the synchronization error and communication delay time for two routes. At this time, as described above, the relay terminals Ry1 to Ry7 of the present embodiment employ the one with less fluctuation of the communication delay time.

演算部１０は、電気量データを用いて電力系統の監視や事故判定を行うアプリソフトであり、電流差動演算用や安定度判定演算用など多々ある。アプリソフトの具体的な種別や処理内容についての記載はここでは割愛する。リレー端末Ｒｙ１の演算部１０は、通信ドライバ１１が電気量データを送受信することで、他のリレー端末Ｒｙ２〜Ｒｙ７が計測した電気量データを含む電気量フレームを取得可能であり、電気量データを用いて所定の演算を行う。 The arithmetic unit 10 is application software for monitoring the power system and determining an accident using the electric quantity data, and there are many applications such as a current differential calculation and a stability determination calculation. Descriptions of specific types and processing contents of application software are omitted here. The arithmetic unit 10 of the relay terminal Ry1 can acquire the electric quantity frame including the electric quantity data measured by the other relay terminals Ry2 to Ry7 by the communication driver 11 transmitting and receiving the electric quantity data. To perform a predetermined calculation.

（ＮＩＣ）
ＮＩＣ１２、１３は通信ポート８、９の前段に設けられている。ＮＩＣ１２、１３は、ストアアンドフォワード型が一般的である。ＮＩＣ１２、１３内では、通信フレームＦに含まれるＦＣＳ（フレームチェックシーケンスコード）がエラーとなっている不正フレームが破棄されるようになっている。 (NIC)
The NICs 12 and 13 are provided in front of the communication ports 8 and 9. The NICs 12 and 13 are generally store and forward types. In the NICs 12 and 13, an illegal frame having an error in the FCS (frame check sequence code) included in the communication frame F is discarded.

（通信ドライバ）
通信ドライバ１１は、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７同士で通信フレームＦを送受信する部分である。通信ドライバ１１の持つ構成要素について、図２を用いて説明する。図２に示すように、通信ドライバ１１には送信処理部１４と、受信処理部１５と、２つのキュー１６、１７が設けられている。 (Communication driver)
The communication driver 11 is a part that transmits and receives a communication frame F between the relay terminals Ry1 to Ry7. Components of the communication driver 11 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the communication driver 11 is provided with a transmission processing unit 14, a reception processing unit 15, and two queues 16 and 17.

（キュー）
キュー１６、１７はＮＩＣ１２、１３の前段に設けられている。キュー１６、１７は、通信フレームＦを順番に送出する。キュー１６、１７は通信フレームＦの送信待ちをするが、ここで中継時間の変動が起きると、通信遅延時間が変動することになる。このとき、通信フレームＦが同期フレームであれば、その中継について同期精度が乱れるおそれがある。 (queue)
The queues 16 and 17 are provided in front of the NICs 12 and 13. The queues 16 and 17 send out the communication frames F in order. The queues 16 and 17 wait for transmission of the communication frame F. When the relay time varies, the communication delay time varies. At this time, if the communication frame F is a synchronization frame, the synchronization accuracy may be disturbed for the relay.

そこで、キュー１６、１７は、電気量フレーム用のものと、同期フレーム用のものとを、別々に複数個ずつ配置している。同期フレーム用のキュー１６、１７は独立して設けられている。そのため、同期フレームの中継では、ＮＩＣ１２、１３にて送信仕掛かり状態の有無によらず、予め定められた一定時間Ｔａ（システム上で採用する最大のフレームサイズ通信時間＋マージンα）、滞留させてから中継する。 Therefore, in the queues 16 and 17, a plurality of queues for electric quantity frames and a plurality of queues for synchronization frames are arranged separately. The synchronization frame queues 16 and 17 are provided independently. Therefore, when relaying synchronous frames, the NICs 12 and 13 are allowed to stay for a predetermined time Ta (maximum frame size communication time employed on the system + margin α) regardless of whether there is a transmission in-process state. Relay from.

同期フレームの中継遅延時間は同期フレームサイズの伝送時間Ｔｓ＋Ｔａで求めることができ、この時間は一律である。さらに、キュー１６、１７では、同期フレームが滞留している期間は電気量フレームを送信しないように制御されている。 The relay delay time of the synchronization frame can be obtained by the transmission time Ts + Ta of the synchronization frame size, and this time is uniform. Further, the queues 16 and 17 are controlled so as not to transmit the electric quantity frame during the period in which the synchronization frame is retained.

（送信処理部）
送信処理部１４は、演算部１０から電気量データを受領し、当該電気量データに基づいて、同一の電気量データを格納した通信フレームＦを２つ生成し、Ａルート及びＢルートに向けて通信ポート８、９から、通信フレームＦを送信する。各ルートから送信される通信フレームＦは送出ルートや発信元ＭＡＣが異なる。 (Transmission processing part)
The transmission processing unit 14 receives the electrical quantity data from the arithmetic unit 10, generates two communication frames F storing the same electrical quantity data based on the electrical quantity data, and proceeds toward the A route and the B route. A communication frame F is transmitted from the communication ports 8 and 9. The communication frame F transmitted from each route has a different transmission route and source MAC.

送信処理部１４から送信されるＡルートの通信フレームＦは、一旦、キュー１６に積まれて送信待ちとなり、ＮＩＣ１２を介してＡルートに送出される。また、送信処理部１４から送信されるＢルートの通信フレームＦは、一旦、キュー１７に積まれて送信待ちとなり、ＮＩＣ１３を介してＢルートに送出される。 The communication frame F of the A route transmitted from the transmission processing unit 14 is temporarily loaded in the queue 16 and waits for transmission, and is transmitted to the A route via the NIC 12. Further, the communication frame F of the B route transmitted from the transmission processing unit 14 is temporarily loaded in the queue 17 and waits for transmission, and is transmitted to the B route via the NIC 13.

（受信処理部）
受信処理部１５は、通信ポート８、９を介してＡルート及びＢルートから通信フレームＦを受信する。受信処理部１５は、構成要素として、中継要否判定部１８と、中継送出部１９と、受信フレーム通知部２０を備えている。受信フレーム通知部２０とは、通信フレームＦを演算部１０に通知する通信フレーム通知部である。 (Reception processing part)
The reception processing unit 15 receives the communication frame F from the A route and the B route via the communication ports 8 and 9. The reception processing unit 15 includes a relay necessity determination unit 18, a relay transmission unit 19, and a reception frame notification unit 20 as components. The reception frame notification unit 20 is a communication frame notification unit that notifies the calculation unit 10 of the communication frame F.

（中継要否判定部）
中継要否判定部１８は、予め定められた条件に基づいて、受信した通信フレームＦを、通信フレームＦを受信した方とは別の通信ポートへ中継するか否かを判定する。中継要否判定部１８は、通信フレームＦの一部を受信した時点で、中継要否判定を開始する。ここでは通信フレームＦを中継しない条件（Ａ）〜（Ｄ）を下記のように設定する。 (Relay necessity judgment part)
The relay necessity determination unit 18 determines whether to relay the received communication frame F to a communication port different from the one that received the communication frame F based on a predetermined condition. The relay necessity determination unit 18 starts the relay necessity determination when a part of the communication frame F is received. Here, conditions (A) to (D) for not relaying the communication frame F are set as follows.

（Ａ）宛先ＭＡＣが自局宛なら中継しない。
（Ｂ）発信元ＭＡＣが自局なら中継しない。
（Ｃ）中継ＴＴＬが上限以上なら中継しない。
（Ｄ）中継ＴＴＬが０なら中継しない。
宛先ＭＡＣ、発信元ＭＡＣ、中継ＴＴＬについては、後述する通信フレームＦのフォーマットにて説明する。 (A) Relay is not performed if the destination MAC is addressed to the own station.
(B) If the source MAC is its own station, it is not relayed.
(C) If the relay TTL is equal to or greater than the upper limit, the relay is not performed.
(D) If relay TTL is 0, relay is not performed.
The destination MAC, source MAC, and relay TTL will be described in the format of a communication frame F described later.

中継要否判定部１８は、通信フレームＦが上記の条件（Ａ）〜（Ｄ）を１つでも満たした場合には、通信ポート８、９への中継を行わないと判定する。また、中継要否判定部１８は、通信フレームＦがこれらの条件（Ａ）〜（Ｄ）に全て当てはまらない場合、通信ポート８、９へ通信フレームＦを中継すると判定する。 The relay necessity determination unit 18 determines not to relay to the communication ports 8 and 9 when the communication frame F satisfies at least one of the above conditions (A) to (D). The relay necessity determination unit 18 determines that the communication frame F is relayed to the communication ports 8 and 9 when the communication frame F does not satisfy all of the conditions (A) to (D).

（中継送出部）
中継要否判定部１８が通信フレームＦを通信ポート８、９に中継すると判定すると、中継送出部１９は、受信フレームに含まれる中継ＴＴＬを減算し、中継フレームとして通信フレームＦを再生成して、再生成した通信フレームＦを中継フレームとして、中継先である通信ポート８、９側のキュー１６、１７に送出する。 (Relay sending part)
When the relay necessity determination unit 18 determines to relay the communication frame F to the communication ports 8 and 9, the relay transmission unit 19 subtracts the relay TTL included in the reception frame, and regenerates the communication frame F as the relay frame. Then, the regenerated communication frame F is transmitted as a relay frame to the queues 16 and 17 on the communication ports 8 and 9 side as the relay destination.

（受信フレーム通知部）
中継要否判定部１８の中継判定にかかわらず、受信フレーム通知部２０は、通信フレームＦを受信フレームとして採用し、この受信フレームを演算部１０に通知する。このとき、Ａルート、Ｂルートの両ルートが健全なら、両ルートから同一の受信フレームが演算部１０に着信することになる。 (Received frame notification part)
Regardless of the relay determination by the relay necessity determination unit 18, the reception frame notification unit 20 adopts the communication frame F as a reception frame and notifies the calculation unit 10 of the reception frame. At this time, if both the A route and the B route are healthy, the same received frame arrives at the arithmetic unit 10 from both routes.

同一の受信フレームが演算部１０に着信した場合、受信フレームが電気量フレームであれば重複受信となるので、重複した受信フレームのいずれか一方を破棄する必要がある。そこで受信フレーム通知部２０では、通信フレームＦ中の送出通番の最新値を記憶し、それと同一の送出通番を持つ通信フレームＦに関してはこれを破棄するようになっている。したがって、受信フレーム通知部２０は、先着した通信フレームＦのみを受信フレームとして演算部１０に通知する。 When the same received frame arrives at the arithmetic unit 10, if the received frame is an electric quantity frame, duplicate reception is performed. Therefore, one of the duplicate received frames needs to be discarded. Therefore, the reception frame notification unit 20 stores the latest value of the transmission sequence number in the communication frame F, and discards the communication frame F having the same transmission sequence number. Therefore, the reception frame notification unit 20 notifies only the first communication frame F to the calculation unit 10 as a reception frame.

（通信フレームのフォーマット）
続いて、図３、図４を用いて、通信フレームＦのフォーマットについて説明する。図３は、通信フレームＦにＵＤＰ／ＩＰを適用したケースのフォーマット例であり、図４はイーサネットヘッダ以降がユーザデータとなるＲＡＷイーサを適用したケースのフォーマット例である。 (Communication frame format)
Next, the format of the communication frame F will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a format example of a case in which UDP / IP is applied to the communication frame F, and FIG. 4 is a format example of a case in which a RAW Ethernet in which user data after the Ethernet header is applied is applied.

このようなフォーマットのうち、演算部１０のインターフェースとしてはＩＰアドレスで通信管理できるＵＤＰ／ＩＰを採用する方が、汎用性が高い。一方、ＲＡＷイーサはＩＰヘッダやＵＤＰヘッダが無い分の通信負荷削減や中継時間短縮が見込める。双方のフォーマットともシステムの必要性能に応じて選択すればよい。 Among such formats, the use of UDP / IP that can manage communication with an IP address as the interface of the arithmetic unit 10 is more versatile. On the other hand, RAW Ether can reduce communication load and relay time because there is no IP header or UDP header. Both formats may be selected according to the required performance of the system.

（宛先ＭＡＣ、発信元ＭＡＣ）
通信フレームＦのフォーマットにおいて、宛先ＭＡＣや発信元ＭＡＣは、宛先や発信元を表すＭＡＣアドレスであり、タイプと共にイーサヘッダに格納される。ＭＡＣアドレスはハード固有情報である。ただし、演算部１０のアプリソフトではＭＡＣアドレスは管理しづらいことから、ユーザデータ領域にリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の宛先端子番号や送出端子番号を付加している。また、ＵＤＰ／ＩＰフレームのように、ＩＰアドレスでリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の端子番号を代用できる場合は、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の端子番号の付加は不要となる。 (Destination MAC, Source MAC)
In the format of the communication frame F, the destination MAC and the source MAC are MAC addresses representing the destination and the source, and are stored in the ether header together with the type. The MAC address is hardware specific information. However, since it is difficult to manage the MAC address in the application software of the arithmetic unit 10, the destination terminal numbers and transmission terminal numbers of the relay terminals Ry1 to Ry7 are added to the user data area. Further, when the terminal numbers of the relay terminals Ry1 to Ry7 can be substituted with IP addresses as in the UDP / IP frame, it is not necessary to add the terminal numbers of the relay terminals Ry1 to Ry7.

（タイプ）
通信フレームＦのフォーマット中のタイプとは、イーサネットフレーム種別であり、イーサネット層の上位プロトコルの種別を示す。代表タイプとしてはＩＰＶ４：０８００、ＡＲＰ：０８０６、ＳＮＭＰ：８１４Ｃ、ＮｅｔＢＩＯＳ：８１９１などがある。 (type)
The type in the format of the communication frame F is the Ethernet frame type, and indicates the type of the upper layer protocol of the Ethernet layer. Representative types include IPV4: 0800, ARP: 0806, SNMP: 814C, NetBIOS: 8191, and the like.

（ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ）
さらに、通信フレームＦのフォーマットには、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダが含まれる。ＩＰヘッダは、宛先IPアドレス、発信元ＩＰアドレス、ＩＰフィールドサイズなどであり、ＵＤＰヘッダは、宛先ポート番号、発信元ポート番号、ＵＤＰフィールドサイズなどである。ポート番号とは、同期フレーム、電気量フレームを識別するためのものである。 (IP header, UDP header)
Further, the format of the communication frame F includes an IP header and a UDP header. The IP header is a destination IP address, a source IP address, an IP field size, and the like, and the UDP header is a destination port number, a source port number, a UDP field size, and the like. The port number is for identifying a synchronization frame and an electric quantity frame.

（通信フレームＦのフォーマットの配置の特徴）
通信フレームＦのフォーマットでは、ユーザデータ領域が設けられ、ここには電気量データあるいは同期制御データが含まれる。また、ユーザデータ領域には、中継ＴＴＬ、送出ルート、送出通番、宛先端子番号、送出端子番号が含まれる。本実施形態では、ユーザデータ領域におけるフォーマットとしての前方寄りに、つまり電気量データあるいは同期制御データよりも前に、中継ＴＴＬ、送出ルート、送出通番、宛先端子番号、送出端子番号を配置した点に特徴がある。 (Characteristics of format arrangement of communication frame F)
In the format of the communication frame F, a user data area is provided, which includes electricity quantity data or synchronization control data. The user data area includes a relay TTL, a transmission route, a transmission serial number, a destination terminal number, and a transmission terminal number. In the present embodiment, the relay TTL, transmission route, transmission serial number, destination terminal number, and transmission terminal number are arranged closer to the front as the format in the user data area, that is, before the electric quantity data or the synchronization control data. There are features.

（中継ＴＴＬ）
中継ＴＴＬとは不要巡回を防止するための情報である。中継ＴＴＬは、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７が受信した通信フレームＦを、別のルートに中継する最大中継回数を示す情報であり、通信フレームＦのＴＴＬが中継の都度、減算していくことで、一定回数を超えて中継しないようになっている。このような中継ＴＴＬは、送出する通信フレームＦの生成時にループ経路一巡の中継回数がセットされる。 (Relay TTL)
The relay TTL is information for preventing unnecessary circulation. The relay TTL is information indicating the maximum number of times of relaying the communication frame F received by the relay terminals Ry1 to Ry7 to another route, and is constant by subtracting the TTL of the communication frame F every time it is relayed. Do not relay more than the number of times. In such a relay TTL, the number of times of repeating the loop route is set when the communication frame F to be transmitted is generated.

例えば図１のように、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７が７端子構成ならば５回中継すれば、全てのリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７に、通信フレームＦを配信できるので、ＴＴＬの初期値は（最大端子数−２）で求まる。通信フレームＦのＴＴＬは減算更新されるので、これに対応して、通信フレームＦのＦＣＳつまりフレームチェックシーケンスコードも、再計算され更新される。 For example, as shown in FIG. 1, if the relay terminals Ry1 to Ry7 have a seven-terminal configuration, if the relay terminal Ry1 to Ry7 relays five times, the communication frame F can be distributed to all the relay terminals Ry1 to Ry7. -2). Since the TTL of the communication frame F is subtracted and updated, the FCS of the communication frame F, that is, the frame check sequence code is also recalculated and updated accordingly.

（送出ルート）
通信フレームＦのフォーマットにおいて、送出ルートは、通信フレームＦを送出するルートとして、ＡルートかＢルートのいずれかをセットし、同期フレームの送受信経路の判定に用いる情報である。既に述べたように、サンプリング同期制御では同期通信の往路または復路の通信遅延時間が同一である必要があるため、本実施形態ではＡルート送出の同期フレームとＢルート受信の同期フレームで同期処理を行っている。 (Sending route)
In the format of the communication frame F, the transmission route is information used to determine the transmission / reception route of the synchronization frame by setting either the A route or the B route as the route for transmitting the communication frame F. As described above, in the sampling synchronization control, the communication delay time of the synchronous communication in the forward path or the return path needs to be the same. Therefore, in this embodiment, the synchronization processing is performed using the synchronization frame for sending the A route and the synchronization frame for receiving the B route. Is going.

（送出通番）
通信フレームＦのフォーマットにおいて、送出通番は、両ルートから受信フレーム着信した際の電気量フレームの後着破棄に用いる情報である。この情報に基づいて、受信フレーム通知部２０が重複した受信フレームのうち、後着した方を破棄するようになっている。 (Sending serial number)
In the format of the communication frame F, the transmission sequence number is information used for the later arrival discard of the electric quantity frame when the received frames are received from both routes. Based on this information, the received frame notification unit 20 discards the later received frame among the duplicated received frames.

（宛先端子番号、送出端子番号）
通信フレームＦのフォーマットにおいて、宛先端子番号、送出端子番号は、各リレー端末の端子番号として識別に用いる情報である。つまり、演算部１０と通信ドライバ１１とのデータ授受に際して、宛先端子番号は、どのリレー端末向けの電気量データなのかを識別する情報である。また、送出端子番号は、どのリレー端末から受信したものかを識別する情報である。 (Destination terminal number, sending terminal number)
In the format of the communication frame F, the destination terminal number and the sending terminal number are information used for identification as terminal numbers of each relay terminal. That is, when data is exchanged between the arithmetic unit 10 and the communication driver 11, the destination terminal number is information for identifying which relay terminal is the electrical quantity data. The sending terminal number is information for identifying from which relay terminal the terminal is received.

（通信フレームの通信処理）
本実施形態における通信フレームＦの通信処理について、リレー端末Ｒｙ１を例にとり、図２を用いて説明する。リレー端末Ｒｙ１の送信処理部１４は演算部１０が電気角３０°周期で計測した自端電気量データを受け取り、宛先ＭＡＣを同報アドレスにし、その前後に接続されたリレー端末Ｒｙ２、Ｒｙ７へ、Ａルート及びＢルートに向けて通信ポート８、９から、自端電気量データを含む通信フレームＦを送信する。なお、通信フレームＦの発信元ＭＡＣには、通信ポート８からの送出フレームはＮＩＣ１２のＭＡＣアドレスを、通信ポート９からの送出フレームはＮＩＣ１３のＭＡＣアドレスを付加する。リレー端末Ｒｙ２〜Ｒｙ７も同様に、前後のリレー端末に対し通信フレームＦを送信する。 (Communication frame communication processing)
Communication processing of the communication frame F in the present embodiment will be described with reference to FIG. 2 taking the relay terminal Ry1 as an example. The transmission processing unit 14 of the relay terminal Ry1 receives the self-end electrical quantity data measured by the arithmetic unit 10 with a period of 30 ° electrical angle, sets the destination MAC as a broadcast address, and relays the relay terminals Ry2 and Ry7 connected before and after that. A communication frame F including own-end electricity quantity data is transmitted from the communication ports 8 and 9 toward the A route and the B route. Note that the MAC address of the NIC 12 is added to the transmission frame from the communication port 8 and the MAC address of the NIC 13 is added to the transmission frame from the communication port 9 to the source MAC of the communication frame F. Similarly, the relay terminals Ry2 to Ry7 transmit the communication frame F to the preceding and following relay terminals.

各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の受信処理部１５は、通信ポート８、９を介してＡルート及びＢルートから通信フレームＦを受信し、中継要否判定部１８の中継判定結果にかかわらず、受信フレーム通知部２０が、通信フレームＦを受信フレームとして採用し、この受信フレームを演算部１０に通知する。受信フレームを取得した演算部１０は、自端及び他のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の電気量データを受け取り、これらの電気量データから、系統の事故判定演算を行う。 The reception processing unit 15 of each of the relay terminals Ry1 to Ry7 receives the communication frame F from the A route and the B route via the communication ports 8 and 9, and the received frame regardless of the relay determination result of the relay necessity determination unit 18. The notification unit 20 employs the communication frame F as a reception frame, and notifies the calculation unit 10 of the reception frame. The calculation unit 10 that has acquired the reception frame receives the electric quantity data of the local terminal and the other relay terminals Ry1 to Ry7, and performs a system fault determination calculation from these electric quantity data.

（同期通信）
同期通信については、リレー端末Ｒｙ１を同期主端、リレー端末Ｒｙ２〜Ｒｙ７を同期従端とした例で説明する。同期フレームは同報フレーム、ユニキャストフレームのいずれでも可能だが、ここではユニキャストフレームを適用した例で説明する。同期従端のリレー端末Ｒｙ２は、例えば１秒間隔で、主端であるリレー端末Ｒｙ１に対して、同期要求フレームを送出する。なお、同期通信の周期は、必要同期精度及びリレー端末の水晶発振器精度に応じて決定すればよい。 (Synchronous communication)
The synchronous communication will be described using an example in which the relay terminal Ry1 is a synchronization main end and the relay terminals Ry2 to Ry7 are synchronization slave ends. The synchronization frame can be either a broadcast frame or a unicast frame. Here, an example in which a unicast frame is applied will be described. For example, the relay terminal Ry2 at the synchronization slave sends out a synchronization request frame to the relay terminal Ry1 as the main terminal at intervals of 1 second, for example. The period of the synchronous communication may be determined according to the required synchronization accuracy and the crystal oscillator accuracy of the relay terminal.

リレー端末Ｒｙ２から送出された同期要求フレームは、リレー端末Ｒｙ１にはＡルート、Ｂルートの順に着信する。同期要求フレームの受信タイミングは、主端リレー端末Ｒｙ１との間の経路の通信距離や中継回数によって、ＡルートとＢルートで異なる。そこで、各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７では、それぞれのルートで受信した同期要求フレームの受信タイミングを別個に計測し、保管しておく。リレー端末Ｒｙ２から同期要求フレームを受信したリレー端末Ｒｙ１は、受信タイミングを計測し、その後、同期応答フレームに受信タイミングを付加して、リレー端末Ｒｙ２へと返送する。 The synchronization request frame sent from the relay terminal Ry2 arrives at the relay terminal Ry1 in the order of the A route and the B route. The reception timing of the synchronization request frame differs between the A route and the B route depending on the communication distance of the route to the main end relay terminal Ry1 and the number of relays. Therefore, the relay terminals Ry1 to Ry7 separately measure and store the reception timing of the synchronization request frame received by each route. The relay terminal Ry1 that has received the synchronization request frame from the relay terminal Ry2 measures the reception timing, and then adds the reception timing to the synchronization response frame and returns it to the relay terminal Ry2.

このとき、ＡルートとＢルートの両方のルートから同一タイミングで返送する必要はなく、同期要求フレームを受信したルート側から同期応答フレームを返送すればよい。また、両ルートで同期要求フレームを受信した後に２ルート分の受信タイミングを格納して、両ルートに同時配信するようにしてもよい。 At this time, it is not necessary to return from both the A route and the B route at the same timing, and a synchronization response frame may be returned from the route side that has received the synchronization request frame. Alternatively, the reception timing for two routes may be stored after the synchronization request frame is received by both routes, and simultaneously distributed to both routes.

同期応答フレームを受信するリレー端末Ｒｙ２にも、ＡルートとＢルートの両方から着信するので、双方の受信タイミングを計測することで、両ルートの同期フレームの送受信タイミングを取得することができる。これにより、同期誤差、通信遅延時間を算出することができる。 Since the relay terminal Ry2 that receives the synchronization response frame also receives from both the A route and the B route, the transmission / reception timings of the synchronization frames of both routes can be acquired by measuring both reception timings. Thereby, a synchronization error and a communication delay time can be calculated.

（効果）
本実施形態では、７台のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７をループ状に通信接続した保護システム構成が可能となり、ＡルートおよびＢルートという２つの通信経路から通信フレームＦを送出することで、片方の通信経路に含まれる通信回線２や中継機器（リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７を含む）の１箇所に故障が発生したとしても、もう片方の通信経路を用いて通信フレームＦを確実に送受信できる。したがって、電気量データの共有を維持することが可能であり、高い信頼性を得ることができる。 (effect)
In the present embodiment, a protection system configuration in which seven relay terminals Ry1 to Ry7 are connected in communication in a loop shape is possible, and by sending a communication frame F from two communication paths, A route and B route, one communication Even if a failure occurs in one place of the communication line 2 or the relay device (including the relay terminals Ry1 to Ry7) included in the route, the communication frame F can be reliably transmitted / received using the other communication route. Therefore, sharing of electric quantity data can be maintained, and high reliability can be obtained.

すなわち、本実施形態によれば、ループ端を設定することなく、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７をループ形状に通信接続した保護システム構成が可能となり、ループ状の通信経路上の１か所で通信故障が発生しても、運用を維持可能できる。しかも、２つの通信経路を用いて通信フレームＦを送出するので、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７間の通信遅延時間は、ループ経路一周に要する時間の１／２以下で済む。したがって、リレー処理の高速応動を実現することができる。 That is, according to the present embodiment, a protection system configuration in which the relay terminals Ry1 to Ry7 are communicably connected in a loop shape without setting a loop end is possible, and a communication failure occurs at one place on the loop communication path. Operation can be maintained even if it occurs. In addition, since the communication frame F is transmitted using the two communication paths, the communication delay time between the relay terminals Ry1 to Ry7 can be ½ or less of the time required for one round of the loop path. Therefore, high-speed response of relay processing can be realized.

また、本実施形態では、ループ端を設定しないので、通信経路の中央と呼べるリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７は存在しない。そのため、一部のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の通信負荷が高まって通信負荷が大きくなるといった不具合がない。つまり、本実施形態においては、ループ経路上の通信負荷が経路区間で異なることはない。したがって、遅延変動は少なくなり、リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７内部の中継遅延時間をほぼ等しくすることができる。 Moreover, in this embodiment, since the loop end is not set, there are no relay terminals Ry1 to Ry7 that can be called the center of the communication path. Therefore, there is no problem that the communication load of some relay terminals Ry1 to Ry7 increases and the communication load increases. That is, in the present embodiment, the communication load on the loop route does not differ between route sections. Therefore, the delay variation is reduced, and the relay delay times in the relay terminals Ry1 to Ry7 can be made substantially equal.

しかも、本実施形態では、Ｌ２ＳＷの経路制御を実施しないので、同期主従のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７間の通信経路に関して、往路と復路で同一にするような設定が不要となり、通信経路の変化に伴う通信遅延時間の変化が無い。したがって、各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７で、均一の同期精度を得ることができ、安定したサンプリング同期精度を確保することが可能である。さらに、Ｌ２ＳＷの経路制御設定が不要となることから、誤設定による不正動作のおそれがなく、メンテナンス性が向上する。 In addition, in the present embodiment, since the L2SW route control is not performed, it is not necessary to set the communication route between the synchronous master-slave relay terminals Ry1 to Ry7 to be the same between the forward route and the return route, and the communication route changes. There is no change in communication delay time. Therefore, uniform synchronization accuracy can be obtained at each of the relay terminals Ry1 to Ry7, and stable sampling synchronization accuracy can be ensured. Furthermore, since the L2SW path control setting is not required, there is no possibility of an unauthorized operation due to an incorrect setting, and the maintainability is improved.

ところで、中継送出部１９による中継フレームの送出タイミングは、受信フレーム通知部２０による自局からの電気量フレームや同期フレームの送出タイミングとは非同期に生じている。そのため、中継送出部１９による中継送出の開始直前に、自局の通信フレームＦの送出が仕掛かり中となって、通信フレームＦが破損するケースもあり得る。そこで本実施形態では、ＮＩＣ１２、１３の前段にキュー１６、１７を設けておき、順番に送出制御することにより、送出仕掛かり中におけるＮＩＣ１２、１３の重複送出を防いでいる。これにより、通信フレームＦの破損を確実に防止することができる。 By the way, the transmission timing of the relay frame by the relay transmission unit 19 is asynchronous with the transmission timing of the electric quantity frame and the synchronization frame from the own station by the reception frame notification unit 20. For this reason, there is a possibility that the communication frame F is damaged immediately before the relay transmission unit 19 starts relay transmission and the communication frame F of the own station is being transmitted. Therefore, in this embodiment, the queues 16 and 17 are provided in front of the NICs 12 and 13, and the sending is controlled in order to prevent duplicate sending of the NICs 12 and 13 during the sending process. Thereby, the communication frame F can be reliably prevented from being damaged.

また、本実施形態では、同期フレームがキュー１６、１７に滞留している期間は、キュー１６、１７から電気量フレームを送信しないように制御している。そのため、同期フレーム中継と電気量フレームの送出競合を無くすことができる。これにより、中継時間を常に一定にすることが可能である。 Further, in the present embodiment, control is performed so that the electrical quantity frame is not transmitted from the queues 16 and 17 during the period in which the synchronization frame stays in the queues 16 and 17. For this reason, it is possible to eliminate transmission frame relay contention and electrical quantity frame contention. Thereby, it is possible to always make the relay time constant.

本実施形態において、中継要否判定部１８は、宛先ＭＡＣが自局宛なら中継しないと判定するので（条件（Ａ）に基づく）、ユニキャスト配信となり、宛先ＭＡＣが自局宛の通信フレームＦを、他のリレー端末へ配信されることはない。また、中継要否判定部１８は、発信元ＭＡＣが自局ならば中継しないと判定するので（条件（Ｂ）に基づく）、ルート状の通信経路を周回した自発信の通信フレームＦいわゆる戻りフレームが、他のリレー端末へ配信されることがない。 In the present embodiment, the relay necessity determination unit 18 determines that the relay is not performed if the destination MAC is addressed to the own station (based on the condition (A)). Are not distributed to other relay terminals. Further, since the relay necessity determination unit 18 determines that the relay is not performed if the source MAC is the own station (based on the condition (B)), the self-originated communication frame F so-called return frame that circulates the route-like communication path. Is not distributed to other relay terminals.

さらに、中継要否判定部１８は、中継ＴＴＬが上限以上なら、通信フレームＦを中継しないと判定するので（条件（Ｃ）に基づく）、不正な通信フレームＦの周回を防ぐことができる。また、中継要否判定部１８は、中継ＴＴＬが０ならば、通信フレームＦを中継しないと判定するため（条件（Ｄ）に基づく）、中継回数のリミット超過時の通信フレームＦが周回することが無い。このように、本実施形態では、通信フレームＦの中継ＴＴＬから中継の要否を判定することで、破損フレームの不正ループを防止し、通信回線２の消費帯域を安定させることが可能である。 Furthermore, since the relay necessity determination unit 18 determines that the communication frame F is not relayed if the relay TTL is equal to or greater than the upper limit (based on the condition (C)), it is possible to prevent illegal communication frame F from being circulated. Further, the relay necessity determination unit 18 determines that the communication frame F is not relayed if the relay TTL is 0 (based on the condition (D)), so that the communication frame F when the relay count limit is exceeded circulates. There is no. As described above, in this embodiment, it is possible to prevent an illegal loop of a damaged frame and to stabilize the consumption band of the communication line 2 by determining whether the relay is necessary from the relay TTL of the communication frame F.

また、本実施形態では、光回線の光レベル低下やケーブル瞬断などの回線故障等でループ経路上に不正なフレームが発生した場合、ＦＣＳによるエラー検出に基づいて、これを破棄することかできる。さらには、ＴＴＬ判定によって、これら不正な通信フレームの中継を抑制することができる。 Also, in this embodiment, when an illegal frame occurs on the loop path due to a line failure such as a decrease in the optical level of the optical line or an instantaneous cable break, it can be discarded based on error detection by FCS. . Furthermore, the relay of these unauthorized communication frames can be suppressed by the TTL determination.

本実施形態では、２つの通信経路に含まれる各種の機器などすべて健全であるならば、２つの通信経路で同期通信でき、２ルート分の通信遅延時間や同期誤差を算出することができる。このとき、本実施形態では、通信遅延時間の変動が小さい方を採用しているため、外乱（通信負荷等）による同期誤差の揺らぎを抑制することができ、同期精度をより安定させることが可能である。 In this embodiment, if all the various devices included in the two communication paths are healthy, synchronous communication can be performed using the two communication paths, and communication delay time and synchronization error for two routes can be calculated. At this time, in this embodiment, since the one with the smaller fluctuation of the communication delay time is adopted, the fluctuation of the synchronization error due to the disturbance (communication load etc.) can be suppressed, and the synchronization accuracy can be further stabilized. It is.

受信フレーム通知部２０では、通信フレームＦ中の送出通番の最新値を記憶し、それと同一の送出通番を持つ通信フレームＦつまり後着した通信フレームＦを破棄するので、電気量フレームを重複して受信する心配がない。したがって、演算部１０は正確な演算処理を行うことが可能である。 The reception frame notification unit 20 stores the latest value of the transmission sequence number in the communication frame F, and discards the communication frame F having the same transmission sequence number, that is, the communication frame F that arrives later. There is no worry about receiving. Therefore, the calculation unit 10 can perform accurate calculation processing.

また、本実施形態の通信フレームＦでは、ユーザデータ領域の前方寄りに、中継ＴＴＬを配置したので、中継要否判定部１８にて通信フレームＦの先頭から一部が着信した時点で中継要否判定を開始しても、的確な判定を行うことができる。したがって、本実施形態によれば、中継時間の短縮化を図ることができ、ループ経路に多数台のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７を加入しても、演算周期内で局間通信を行うことが可能であり、リレー処理を確実に動作するシステムの構築が可能である。 Further, in the communication frame F of the present embodiment, the relay TTL is arranged near the front of the user data area. Therefore, the relay necessity / unnecessity is determined when a part of the communication frame F arrives at the relay necessity determination unit 18. Even if the determination is started, an accurate determination can be made. Therefore, according to the present embodiment, the relay time can be shortened, and even when a large number of relay terminals Ry1 to Ry7 are joined to the loop path, it is possible to perform inter-station communication within the calculation cycle. Yes, it is possible to construct a system that operates relay processing reliably.

（２）第２の実施形態
（構成と作用）
第２の実施形態は、上記第１の実施形態と同様、ｎ台のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙｎを電力系統の要所に配置して通信回線２でループ状に接続したループ型保護リレーシステムである。図５では、リレー端末Ｒｙ１の構成を示しており、図２の第１の実施形態と同一の構成要素に関しては、同一符号を付して説明は省略する。 (2) Second embodiment (configuration and operation)
As in the first embodiment, the second embodiment is a loop type protective relay system in which n relay terminals Ry1 to Ryn are arranged at the main points of the power system and connected in a loop with the communication line 2. . FIG. 5 shows the configuration of the relay terminal Ry1, and the same components as those in the first embodiment in FIG.

図５に示すように、第２の実施形態は、通信ドライバ１１の中継要否判定部１８を、独立した専用のハードウェアとして構成し、これを汎用の通信ハードウェアに接続した点に特徴がある。中継要否判定用として独立したハードウェアには、中継制御用のＦＰＧＡ素子２１が搭載されている。 As shown in FIG. 5, the second embodiment is characterized in that the relay necessity determination unit 18 of the communication driver 11 is configured as independent dedicated hardware and connected to general-purpose communication hardware. is there. An FPGA element 21 for relay control is mounted on independent hardware for determining whether relaying is necessary.

ＦＰＧＡ素子２１は、送出待ちバッファ２１ａを有している。送出待ちバッファ２１ａは図２の送信待ちキュー１６、１７に相当するものである。また、ＦＰＧＡ素子２１は、中継条件テーブル２１ｂを持っている。中継条件テーブル２１ｂは、図２の中継要否判定部１８にて設定された中継条件を保持するテーブルである。さらにＦＰＧＡ素子２１は、中継条件テーブル２１ｂを参照して、通信フレームＦの中継可否判定を行う中継判定部２１ｃを有している。 The FPGA element 21 has a transmission waiting buffer 21a. The transmission waiting buffer 21a corresponds to the transmission waiting queues 16 and 17 in FIG. The FPGA element 21 has a relay condition table 21b. The relay condition table 21b is a table that holds the relay conditions set by the relay necessity determination unit 18 in FIG. Further, the FPGA element 21 has a relay determination unit 21c that determines whether or not the communication frame F can be relayed with reference to the relay condition table 21b.

以下、ＦＰＧＡ素子２１の各構成要素の動作について、説明する。ＦＰＧＡ素子２１が受信した通信フレームＦは、図４に示した宛先ＭＡＣ、発信元ＭＡＣ、タイプの順に中継判定部２１ｃに着信する。中継判定部２１ｃでは、通信フレームＦの持つ情報のうち、中継ＴＬＬまで受信すると、通信フレームＦの中継要否判定を行うことができる。そのため、受け付けた通信フレームＦにおいて、中継条件に合致して中継が必要ならば、別ルートの送信待ちバッファ２１ａに宛先ＭＡＣから順に格納していく。 Hereinafter, the operation of each component of the FPGA element 21 will be described. The communication frame F received by the FPGA element 21 arrives at the relay determination unit 21c in the order of the destination MAC, source MAC, and type shown in FIG. The relay determination unit 21c can determine whether or not the communication frame F is to be relayed when information up to the relay TLL is received from the information of the communication frame F. For this reason, in the received communication frame F, if relaying is necessary in accordance with the relay conditions, the communication frames F are stored in order from the destination MAC in the transmission waiting buffer 21a of another route.

このとき、ＦＰＧＡ素子２１では、送信待ちバッファ２１ａに格納したデータでＦＣＳ計算し、また中継ＴＬＬは１減算して格納する。順に電気量データまで送信待ちバッファ２１ａに格納したら、受信したＦＣＳ値は破棄し、計算したＦＣＳ値を送信待ちバッファ２１ａに格納する。中継判定部２１ｃは、中継の要否によらず、後段のＮＩＣ１２、１３に配信する。 At this time, the FPGA element 21 performs FCS calculation using the data stored in the transmission waiting buffer 21a, and the relay TLL is stored with 1 subtracted. When the electrical quantity data is stored in the transmission waiting buffer 21a in order, the received FCS value is discarded, and the calculated FCS value is stored in the transmission waiting buffer 21a. The relay determination unit 21c delivers to the NICs 12 and 13 at the subsequent stage regardless of whether or not relaying is necessary.

（効果）
上記第１の実施形態では、通信フレームＦの中継処理を、通信ドライバ１１の内部に持たせているので、ＮＩＣ１２、１３から受信した通信フレームＦを元にして通信ドライバ１１で中継判定するので、最低でもフレーム長時間の中継遅延が生じざるを得ない。 (effect)
In the first embodiment, since the communication frame F is relayed in the communication driver 11, the communication driver 11 performs relay determination based on the communication frame F received from the NICs 12 and 13. A relay delay of a long frame time must occur at least.

そこで、第２の実施形態では、中継制御用のＦＰＧＡ素子２１を用いることにより、受信した通信フレームＦの先頭ｎｂｙｔｅから中継判定する、つまりカットスルー中継することで、中継遅延時間の短縮化を実現している。このようにして中継遅延時間を減少させた第２の実施形態によれば、局間通信遅延時間を短縮することができ、ループ経路により多数の局を加入させることが可能となる。 Therefore, in the second embodiment, by using the FPGA element 21 for relay control, the relay delay time is shortened by performing relay determination from the first nbyte of the received communication frame F, that is, cut-through relay. doing. According to the second embodiment in which the relay delay time is reduced in this way, the inter-station communication delay time can be shortened, and a large number of stations can be joined through the loop path.

カットスルー中継の場合、ＦＣＳエラーの破損フレームも中継配信されて、いわゆるブロードキャストストームの要因となるケースがあるが、第２の実施形態では、前記第１の実施形態と同様、中継ＴＬＬの判定により一定回数を超える中継が抑制されている。そのため、不正フレームがループ経路を巡回することはなく、ブロードキャストストームが起きる心配がない。 In the case of cut-through relay, there is a case where a broken frame of an FCS error is also relayed and causes a so-called broadcast storm, but in the second embodiment, as in the first embodiment, the determination of the relay TLL is performed. Relay over a certain number of times is suppressed. Therefore, an illegal frame does not circulate around the loop path, and there is no fear that a broadcast storm will occur.

また、ＦＣＳエラーフレームが、ＮＩＣ１２、１３に中継判定処理を介してＮＩＣに配信された場合には、ＮＩＣ１２、１３でＦＣＳエラーを検出して破棄する。したがって、不正フレームによる装置誤作動などの影響もなく、安定したシステムの構築に寄与することができる。 When the FCS error frame is delivered to the NICs 12 and 13 via the relay determination process, the NICs 12 and 13 detect the FCS errors and discard them. Therefore, it is possible to contribute to the construction of a stable system without being affected by the malfunction of the apparatus due to the illegal frame.

（３）第３の実施形態
（構成と作用）
図６を用いて第３の実施形態の構成と作用について説明する。第３の実施形態も、上記第１の実施形態と同様、ｎ台のリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙｎを電力系統の要所に配置して通信回線２でループ状に接続したループ型保護リレーシステムである。 (3) Third embodiment (configuration and operation)
The configuration and operation of the third embodiment will be described with reference to FIG. Similarly to the first embodiment, the third embodiment is a loop-type protective relay system in which n relay terminals Ry1 to Ryn are arranged at the main points of the power system and connected in a loop with the communication line 2. .

図６に示すように、第３の実施形態の特徴は、中継要否判定部１８の機能を果たす中継制御用基板２２を、リレー端末と完全に分離して設けた点にある。図６では、リレー端末Ｒｙ１を示しており、上記図２に示した第１の実施形態と同一の構成要素に関しては、同一符号を付して説明は省略する。 As shown in FIG. 6, the third embodiment is characterized in that a relay control board 22 that functions as a relay necessity determination unit 18 is provided completely separated from the relay terminal. FIG. 6 shows the relay terminal Ry1, and the same components as those in the first embodiment shown in FIG.

第３の実施形態では、中継要否判定部１８を、ＦＰＧＡ素子２１を搭載した専用ハードウェアとするのではなく、図６に示すように、リレー端末Ｒｙ１の通信ドライバ１１が汎用のハードウェアで構成されており、その先のネットワーク側に中継制御用基板２２が設けられている。 In the third embodiment, the relay necessity determination unit 18 is not dedicated hardware equipped with the FPGA element 21, but the communication driver 11 of the relay terminal Ry 1 is general-purpose hardware as shown in FIG. The relay control board 22 is provided on the network side ahead.

中継制御用基板２２は、上記のＦＰＧＡ素子２１と同じく、送出待ちバッファ２２ａを有している。また、中継制御用基板２２は中継条件設定ＳＷ２２ｂを持っている。中継条件設定ＳＷ２２ｂでは、例えばＤＩＰＳＷ設定で中継ＴＬＬを設定したり、送信フレームの発信元ＭＡＣを参照したりすることで、自局ＭＡＣを得るようになっている。さらに中継制御用基板２２は、通信フレームＦの中継可否判定を行う中継判定部２２ｃを有している。このため、第３の実施形態でも、第２の実施形態と同様の中継判定を行うことができる。 The relay control board 22 has a transmission waiting buffer 22a, similar to the FPGA element 21 described above. The relay control board 22 has a relay condition setting SW 22b. In the relay condition setting SW 22b, for example, the local station MAC is obtained by setting the relay TLL in the DIPSW setting or referring to the transmission source MAC of the transmission frame. Further, the relay control board 22 includes a relay determination unit 22c that determines whether the communication frame F can be relayed. For this reason, also in the third embodiment, the same relay determination as in the second embodiment can be performed.

（効果）
以上の第３の実施形態によれば、リレー端末Ｒｙｎの通信ドライバ１１は、汎用ハードウェアで実現することができるため、安価で済み、コストの低減化を図ることができる。また、第３の実施形態においては、中継判定を行うための中継制御用基板２２を、リレー端末Ｒｙｎから独立して設けたので、高性能な基板を採用することにより、さらに高速のフレーム中継を実現することが可能となり、ループ型保護リレーシステムの信頼性を高めることができる。 (effect)
According to the third embodiment described above, since the communication driver 11 of the relay terminal Ryn can be realized by general-purpose hardware, it can be inexpensive and cost can be reduced. In the third embodiment, the relay control board 22 for performing relay determination is provided independently from the relay terminal Ryn. Therefore, by adopting a high-performance board, higher-speed frame relay can be performed. This makes it possible to improve the reliability of the loop-type protection relay system.

（４）第４の実施形態
（構成と作用）
第４の実施形態に係る通信フレームＦは、図７に示すように、ユーザデータ領域に情報種別を設けている。この情報種別により、通信フレームＦは、ネットワークの状態を診断するための診断用フレームと、通常のリレー処理用フレームに区別される。診断用フレームにはループ経路に加入する各リレー端末Ｒｙｎの端子番号や配置を、管理情報として設定しておく。 (4) Fourth embodiment (configuration and operation)
As shown in FIG. 7, the communication frame F according to the fourth embodiment has an information type in the user data area. Depending on the information type, the communication frame F is classified into a diagnostic frame for diagnosing a network state and a normal relay processing frame. In the diagnostic frame, the terminal number and arrangement of each relay terminal Ryn that joins the loop path are set as management information.

第４の実施形態の基本的な構成は、上記第２の実施形態と同様である。すなわち、第４の実施形態では、通信ドライバ１１の中継要否判定部１８を、独立した専用のハードウェアとして備え、このハードウェアに中継制御用のＦＰＧＡ素子２１を搭載すると共に、汎用の通信ハードウェアに接続する。 The basic configuration of the fourth embodiment is the same as that of the second embodiment. That is, in the fourth embodiment, the relay necessity / unnecessity determination unit 18 of the communication driver 11 is provided as independent dedicated hardware, the FPGA element 21 for relay control is mounted on this hardware, and general-purpose communication hardware is installed. To the hardware.

第４の実施形態のＦＰＧＡ素子２１において、中継判定部２１ｃは、受信した通信フレームＦの情報種別が診断用フレームであれば、受信したルート側の送信待ちバッファ２１ａに格納するようになっている。また、図８に示すように、ＦＰＧＡ素子２１の中継判定部２１ｃには、接続構成判定部２３と、診断用フレーム返送部２４と、リレー端末判定部２５が設けられている。 In the FPGA element 21 of the fourth embodiment, the relay determination unit 21c stores the received communication frame F in the received transmission buffer 21a on the route side if the information type of the received communication frame F is a diagnostic frame. . As shown in FIG. 8, the relay determination unit 21 c of the FPGA element 21 is provided with a connection configuration determination unit 23, a diagnostic frame return unit 24, and a relay terminal determination unit 25.

既に述べたように、診断用フレームにはループ経路に加入する各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙｎの端子番号や配置を管理情報として設定しているので、例えば診断フレームを受信したリレー端末Ｒｙ１では、診断用フレーム中の送出端子番号で前後に隣接するリレー端末Ｒｙ２、Ｒｙ７を認識する。この認識に基づき、接続構成判定部２３は、診断用フレームに基づいて通信回線によるループ状の接続構成の健全性を判定する。 As described above, since the terminal number and arrangement of the relay terminals Ry1 to Ryn that join the loop path are set as management information in the diagnostic frame, for example, the relay terminal Ry1 that has received the diagnostic frame has the diagnostic frame. The relay terminals Ry2 and Ry7 that are adjacent to each other are recognized by the sending terminal number in the frame. Based on this recognition, the connection configuration determination unit 23 determines the soundness of the looped connection configuration by the communication line based on the diagnostic frame.

また、診断用フレーム返送部２４は、受信した通信フレームＦの情報種別が診断用フレームであれば、送信待ちバッファ２１ａを介して診断用フレームを受信した通信ポート８、９に折り返し返送する。これにより、診断用フレームは、送出されたルートの先のリレー端末Ｒｙ２、Ｒｙ７で折り返され、同ルートに着信する。 If the information type of the received communication frame F is a diagnostic frame, the diagnostic frame return unit 24 returns the diagnostic frame to the communication ports 8 and 9 that have received the diagnostic frame via the transmission waiting buffer 21a. As a result, the diagnostic frame is returned at the relay terminals Ry2 and Ry7 ahead of the transmitted route and arrives on the route.

リレー端末判定部２５は、診断用フレーム返送部２４と、通信ポート８、９に対する診断用フレームの折り返し返送の受信の有無を検知する。そして、リレー端末判定部２５は、検知結果に基づいて、リレー端末Ｒｙ１の前後に接続されたリレー端末Ｒｙ２、Ｒｙ７の健全性を判定する。 The relay terminal determination unit 25 detects whether or not a diagnostic frame return unit 24 and a diagnostic frame return return for the communication ports 8 and 9 have been received. Then, the relay terminal determination unit 25 determines the soundness of the relay terminals Ry2 and Ry7 connected before and after the relay terminal Ry1 based on the detection result.

（効果）
以上のような第４の実施形態では、接続構成判定部２３によりループ状の接続構成の健全性を判定でき、且つリレー端末判定部２５により各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の健全性を判定することができる。したがって、ループ状の通信経路や各リレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙ７の故障時に故障箇所を的確に推定することができる。また、ループ状の通信経路とリレー端末Ｒｙ１〜Ｒｙｎの両方の健全性を判定することができるので、ネットワークの接続ミスを判定することが可能である。 (effect)
In the fourth embodiment as described above, the connection configuration determination unit 23 can determine the soundness of the loop-shaped connection configuration, and the relay terminal determination unit 25 can determine the soundness of each of the relay terminals Ry1 to Ry7. it can. Therefore, the failure location can be accurately estimated when a failure occurs in the loop communication path or each of the relay terminals Ry1 to Ry7. Further, since the soundness of both the loop communication path and the relay terminals Ry1 to Ryn can be determined, it is possible to determine a network connection error.

（５）他の実施形態
上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、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。 (5) Other Embodiments The above-described embodiments are presented as examples in this specification, and are not intended to limit the scope of the invention. In other words, the present invention can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof in the same manner as included in the scope and gist of the invention.

リレー端末の台数や電力系統における配置箇所などは適宜変更可能である。また、通信フレームのフォーマットの構成なども適宜選択可能である。例えば、ＴＴＬの初期値を（最大端子数−１）としてもよく、このように設定することで、自リレー端末の同報送信した通信フレームは、循環して別ルートで着信する。したがって、これを監視に利用することにより、ループ状の通信経路の健全性判定を行うことが可能となる。 The number of relay terminals and the location of the power system can be changed as appropriate. Further, the configuration of the format of the communication frame can be selected as appropriate. For example, the initial value of TTL may be set to (maximum number of terminals −1), and by setting in this way, the communication frame broadcasted by the own relay terminal is circulated and received via another route. Therefore, by using this for monitoring, it is possible to determine the soundness of the loop communication path.

８、９通信ポート
１０演算部
１１通信ドライバ
１２、１３ＮＩＣ
１４送信処理部
１５受信処理部
１６、１７キュー
１８中継要否判定部
１９中継送出部
２０受信フレーム通知部
２１ＦＰＧＡ素子
２１ａ送出待ちバッファ
２１ｂ中継条件テーブル
２１ｃ中継判定部
２２中継制御用基板
２３接続構成判定部
２４診断用フレーム返送部
２５リレー端末判定部
Ｒｙ１〜Ｒｙ７リレー端末
Ｆ通信フレーム 8, 9 Communication port 10 Calculation unit 11 Communication driver 12, 13 NIC
14 transmission processing unit 15 reception processing unit 16, 17 queue 18 relay necessity determination unit 19 relay transmission unit 20 reception frame notification unit 21 FPGA element 21a transmission waiting buffer 21b relay condition table 21c relay determination unit 22 relay control board 23 connection configuration Determination unit 24 Diagnostic frame return unit 25 Relay terminal determination unit Ry1 to Ry7 Relay terminal F Communication frame

Claims

A plurality of relay terminals that measure electric quantity data in an electric power system, the relay terminals are connected in a loop with a communication line, and a communication frame including the electric quantity data is distributed to the other relay terminals. In a loop type protection relay system that shares electrical quantity data,
Each relay terminal
Two communication ports;
A communication driver that transmits and receives the communication frame to and from the other relay terminal;
A calculation unit that performs a predetermined protection calculation using the electric quantity data,
The communication driver is:
Receives electric quantity data from the arithmetic unit, generates two communication frames storing the same electric quantity data based on the electric quantity data, and connects the relay terminals before and after being connected from the two communication ports. A transmission processing unit for transmitting the same communication frame to each;
A reception processing unit that receives the communication frame from each of the connected relay terminals via the two-line communication port;
The reception processing unit
Relay for determining whether to relay the communication frame to the communication port on the side opposite to the side receiving the communication frame with respect to the communication frame received via the communication port based on a predetermined condition A necessity determination unit;
When the relay necessity determination unit determines to relay the communication frame, a relay transmission unit that transmits the communication frame to the communication port;
A loop type protection relay system comprising: a communication frame notification unit that notifies the calculation unit of the communication frame regardless of a relay determination result of the relay necessity determination unit.

2. The loop protection relay according to claim 1, wherein the transmission processing unit is configured to simultaneously transmit the communication frame transmitted from the two-line communication port from the two-line communication port. system.

The said communication frame notification part is comprised so that the said communication frame which arrived first may be notified to the said calculating part, and the said communication frame which arrived will be discarded, when the said communication frame overlaps. Loop type protection relay system described in 1.

Each of the relay terminals performs synchronous communication using the communication frame in both of the two communication ports, and the fluctuation of the communication delay time is small by comparing the fluctuation of the communication delay time in the synchronous communication at each of the communication ports. The loop-type protection relay system according to any one of claims 1 to 3, wherein the synchronous communication is configured to employ one of the two synchronous communications.

The communication frame includes a relay TLL;
5. The loop protection relay system according to claim 1, wherein the relay necessity determination unit is configured to perform the relay necessity determination based on the relay TLL.

The loop type according to any one of claims 1 to 5, wherein the relay necessity determination unit is configured to start relay necessity determination when a part of a communication frame is received. Protection relay system.

The loop protection relay system according to any one of claims 1 to 6, wherein the relay necessity determination unit is configured as independent hardware and connected to general-purpose communication hardware.

The communication frame is configured to distinguish between a diagnostic frame for diagnosing a network state and a normal relay processing frame by providing an information type.
The relay terminal is
A connection configuration determination unit that determines the soundness of a loop-shaped connection configuration by the communication line based on the diagnostic frame;
A diagnostic frame return unit that returns the diagnostic frame to the communication port that has received the diagnostic frame;
A relay terminal determination unit is provided that detects whether or not the diagnostic frame is returned and returned to the communication port, and determines the soundness of the relay terminals connected before and after based on the detection result. The loop type protective relay system according to any one of claims 1 to 7.