專利名稱：廣域保護控制測量系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及進行電力系統(tǒng)的保護、控制及測量的廣域保護控制測量系 統(tǒng)和方法。
背景技術：
在送配電領域中，為了進行電力的穩(wěn)定供給，以廣域的電力系統(tǒng)為對 象進行包含在其中的多個電站、各種機器及設備等的電力系統(tǒng)整體的保護、 控制及測量是不可或缺的，以往提出了用于此的各種技術。
例如，在專利文獻l中，記載有通過設置在變電站中的各種裝置取得 電力系統(tǒng)的電壓、電流，將取得的信息經(jīng)由廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送給中央處理裝 置，并且通過中央處理裝置利用運算對象區(qū)間的各電流信息進行電流差動 運算、判斷系統(tǒng)事故的有無的廣域保護技術。
此外，在專利文獻2中，記載有將在保護各電站及送電線時需要的信 息集中到共通的運算處理裝置中、統(tǒng)一監(jiān)視在各電站及送電線中發(fā)生的事 故、進行統(tǒng)一保護的廣域保護技術。
專利文獻1日本特開2001-4564專利文獻2日本特開2004-64974
在上述專利文獻1、 2中記載的以往的廣域保護技術中，都是設置在各 電站中的電力監(jiān)視終端與設置在控制側的具備保護運算功能的應用運算裝 置經(jīng)由通信網(wǎng)絡直接連接。在控制側的應用運算裝置中實施的具體的保護 運算在專利文獻1的技術中是廣域的電流差動運算、在專利文獻2的技術 中是稱作統(tǒng)一保護運算的運算。在這些以往技術中，都通過在廣域保護系 統(tǒng)的構建時預先在控制側的應用運算裝置中預先組裝單一的保護運算功 能、在廣域保護系統(tǒng)的運用開始后分別實施單一的保護運算。
另一方面，期待有通過使用在電力系統(tǒng)的大范圍中測量的電量實施包 括多種保護運算、控制運算、以及測量運算的多種應用運算、多方面地實
現(xiàn)電力系統(tǒng)的保護、控制、測量的技術。作為為了實現(xiàn)這樣的多方面的保 護、控制、測量而在上述以往技術中追加的其他具體的應用運算，例如可 以考慮使用送電線的兩端的電壓、電流信息的送電線的事故時的事故點標 定、或者送電線的線路常數(shù)的計算、失調(diào)中繼運算等。
但是，在專利文獻l、 2中，如上所述，作為組裝到控制側的應用運算 裝置中的保護、控制、測量用的應用運算功能，都僅設想了作為單一的應 用運算功能的單一的保護運算功能，所以為了追加新的應用運算功能而多 方面地實現(xiàn)電力系統(tǒng)的保護、控制、測量的廣域保護控制測量系統(tǒng)，需要 重新審視廣域保護系統(tǒng)整體。這里，所謂的"廣域保護系統(tǒng)整體的重新審 視"，是指對各個應用功能，進行(1)收集怎樣的信息、(2)怎樣決定電 量收集的傳送周期等的研究，根據(jù)其研究結果變更廣域保護系統(tǒng)整體的結 構來構建廣域保護控制測量系統(tǒng)。
這樣的廣域保護系統(tǒng)整體的結構變更， 一般通過變更設置在各電站中 的所有的電力監(jiān)視終端的數(shù)據(jù)傳送用軟件、并且制造組裝了實現(xiàn)追加的應 用運算功能的軟件的新的應用運算裝置硬件來進行。但是，在這樣變更所 有的電力監(jiān)視終端的數(shù)據(jù)傳送用軟件的方法中，與電力監(jiān)視終端的數(shù)量成 比例地成本增大，所以在經(jīng)濟性的方面存在問題。
即， 一般，在廣域保護控制測量系統(tǒng)中，為了提高應用運算的精度而 需要在電力系統(tǒng)整體中設置很多的電力監(jiān)視終端來收集電量，所以電力監(jiān) 視終端的數(shù)量必然增加。如果在該狀況下需要應用運算功能的追加，則在 專利文獻l、 2記載的以往技術中，產(chǎn)生包括所有的電力監(jiān)視終端的傳送控 制部的軟件的變更的龐大的改造，此外，關于已有的應用運算功能的變更 也同樣有產(chǎn)生龐大的改造的情況。進而，在電力監(jiān)視終端的新設時，在己 有的應用運算裝置側，也需要用來接收來自新設的電力監(jiān)視終端的數(shù)據(jù)的 改造。
相對于此，作為在避免廣域保護系統(tǒng)的重新審視的同時、多方面地實 現(xiàn)電力系統(tǒng)的保護、控制、測量的方法，也考慮在廣域保護系統(tǒng)構建階段 的初期時預先設想可實現(xiàn)的所有的應用運算功能、預先組裝用來實現(xiàn)設想 的所有的功能來構建廣域保護控制測量系統(tǒng)的方法。
但是在采用該方法的情況下，有可能產(chǎn)生相當大數(shù)量的雖然組裝在廣
域保護控制測量系統(tǒng)中但沒有被運用的浪費的應用運算功能。結果，可以 容易地預測到分別與電站的數(shù)量和組裝的應用運算功能的數(shù)量成比例而廣 域保護控制測量系統(tǒng)構建時的初期成本顯著地增大、另一方面實際運用的 有效的應用運算功能相對于組裝的應用運算功能整體的比例較低的經(jīng)濟性 問題的發(fā)生。
進而，作為在避免廣域保護系統(tǒng)的重新審視的同時、多方面地實現(xiàn)電 力系統(tǒng)的保護、控制、測量的其他方法，也考慮例如按照追加的各個應用
功能、設置與專利文獻l、 2同樣的單一的應用運算功能用的結構的方法、 即分別制造設置在各電站中的各電力監(jiān)視終端及進行應用運算的控制側的 應用運算裝置并設置的方法。但是，在此情況下，對于追加的每個應用運 算功能需要單獨的硬件，與電站的數(shù)量成比例而成本增大，所以在經(jīng)濟性 的方面存在問題。
另外，伴隨著以上那樣的新的應用運算功能的追加的問題，是在應用 運算功能的算法的變更及在應用運算中使用的電量種類變更等的已有的應 用運算功能的功能變更時也同樣發(fā)生的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決以上那樣的以往技術的問題而提出的，其目的是提 供一種不追加、變更設置在電站中的電力監(jiān)視終端、能夠自如地追加、變 更保護、控制、測量用的應用運算功能的、經(jīng)濟性、可靠性、擴展性良好 的廣域保護控制測量系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的廣域保護控制測量系統(tǒng)，是進行對象范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)的保 護、控制及測量的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于，具備設置在上述 對象范圍內(nèi)的電站中的多個電力監(jiān)視終端、與這些電力監(jiān)視終端經(jīng)由通信 網(wǎng)絡連接的1個以上的電量集成裝置、和與該電量集成裝置間連接的1個 以上的應用運算裝置，電力監(jiān)視終端、電量集成裝置及應用運算裝置如下 這樣構成。
首先，構成上述多個電力監(jiān)視終端的各電力監(jiān)視終端具備通過取得 電力系統(tǒng)的電量而生成表示有關電量的信息的電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)生成機構、 和經(jīng)由通信網(wǎng)絡發(fā)送所生成的電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳送機構。此外，構成上述1
個以上的電量集成裝置的各電量集成裝置具備:經(jīng)由上述通信網(wǎng)絡接收從l 個以上的上述電力監(jiān)視終端發(fā)送的電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳送機構、將接收到的 電量數(shù)據(jù)集成而生成集成電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集成機構、和將生成的集成電量 數(shù)據(jù)輸出的1個以上的裝置間連接用的接口。此外，構成上述1個以上應 用運算裝置的各應用運算裝置具備取得從上述電量集成裝置輸出的集成電 量數(shù)據(jù)的裝置間連接用的接口、和利用所取得的集成電量數(shù)據(jù)進行保護用、 控制用或測量用的應用運算的應用運算機構。
此外，本發(fā)明的廣域保護控制測量方法從方法的觀點來掌握上述系統(tǒng) 的特征。
以上，本發(fā)明是通過電量集成裝置接收來自設在電站中的所有的電力 監(jiān)視終端的電量數(shù)據(jù)并集成、變換為容易處理的形式的集成電量數(shù)據(jù)后發(fā) 送給各應用運算裝置。
在這樣的本發(fā)明中，不需要在電站中設置各個應用運算功能的終端， 而由電量集成裝置生成包括所有在應用運算中需要的信息的數(shù)據(jù)，以容易 處理的形式發(fā)送給應用運算裝置側。因此，應用運算功能的追加、變更不 對設置在電站中的終端進行任何追加、變更，而僅通過制造組裝有該功能 的應用運算裝置并連接到電量集成裝置上、或者變更組裝在已有的應用運 算裝置中的軟件，能夠容易地實施。
此外，各個應用運算裝置取得電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)取得目標只是裝置間連 接的電量集成裝置，不需要應用運算裝置從電力監(jiān)視終端直接接收數(shù)據(jù)， 所以在包括軟件開發(fā)的新的應用運算裝置的制造及變更時， 一點也不需要 考慮已有的系統(tǒng)結構。進而，由于將來自各電力監(jiān)視終端的電量數(shù)據(jù)經(jīng)由 通信網(wǎng)絡上的不同的傳送路徑發(fā)送，所以傳送延遲也相互不同的情況較多， 但在不從各個電力監(jiān)視終端經(jīng)由通信網(wǎng)絡接收數(shù)據(jù)的本發(fā)明的應用運算裝 置的制造及變更中，對于傳送路徑的差異帶來的傳送延遲也不需要進行任 何考慮。
因而，與本發(fā)明不同，通過系統(tǒng)整體的重新審視來變更所有的終端的 軟件的情況、或?qū)⒏鱾€應用運算功能的終端設在每個電站中的情況相比， 在本發(fā)明中，能夠很容易且靈活地實施應用運算功能的追加、變更，還能 夠大幅地削減成本，所以能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟性、可靠性、擴展性良好的系統(tǒng)。
此外，如上所述，由于本發(fā)明的各個應用運算終端取得電量數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)取得目標只是裝置間連接的電量集成裝置，所以與從設置在每個電站中 的各個電力監(jiān)視終端經(jīng)由通信網(wǎng)絡直接取得電量數(shù)據(jù)的情況相比，還有能 夠使系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送結構簡單化的優(yōu)點。以下，對這一點進行說明。
艮卩，在與本發(fā)明不同、做成了從電站的電力監(jiān)視終端直接取得電量數(shù) 據(jù)的應用運算裝置的情況下，在該應用運算裝置中，為了經(jīng)由通信網(wǎng)絡接 收數(shù)據(jù)而需要對應于數(shù)據(jù)取得目標的所有的電力監(jiān)視終端的數(shù)量的多個數(shù) 據(jù)傳送機構。在此情況下，與應用運算裝置的數(shù)量的增加成比例，系統(tǒng)整 體的數(shù)據(jù)傳送機構的數(shù)量增加，隨之系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送路徑的數(shù)量也增 加，所以系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送結構復雜化。
相對于此，在取得從電量集成裝置集成的電量數(shù)據(jù)的本發(fā)明的應用運 算裝置的情況下，作為應用運算裝置的數(shù)據(jù)取得用的結構，不需要設置進 行經(jīng)由通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳送的多個數(shù)據(jù)傳送機構，只要僅設置與數(shù)據(jù)取得 目標的1個或兩個左右的電量集成裝置進行裝置間連接的接口就可以。在 這樣的本發(fā)明中，即使應用運算裝置的數(shù)量增加，系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送機構 或數(shù)據(jù)傳送路徑的數(shù)量也不會增加，與從電力監(jiān)視終端直接取得電量數(shù)據(jù) 的情況相比，能夠使系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送結構簡單化，這也帶來經(jīng)濟性及 可靠性的提高。這樣的系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送結構的簡單化的效果與電力監(jiān) 視終端和應用運算裝置兩者的增加成比例地增大。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供不追加、變更設置在電站中的終端，能夠自如 地追加、變更保護、控制、測量用的應用運算功能的、經(jīng)濟性、可靠性、 擴展性良好的廣域保護控制測量系統(tǒng)和方法。


圖1是表示應用了本發(fā)明的有關第1實施方式的廣域保護控制測量系 統(tǒng)的主要結構的框圖。
圖2是表示第1實施方式的各電力監(jiān)視終端的硬件結構的一例的圖。 圖3是說明通過第1實施方式的各電力監(jiān)視終端進行的同步相量運算 的圖。
圖4是表示第1實施方式的電量集成裝置的電量數(shù)據(jù)的具體的處理例的圖。
圖5是表示在第1實施方式中、進行電壓下降和相位差的事故監(jiān)視用 的應用運算的情況下的應用運算裝置的具體的運算處理流程的一例的圖。
圖6是表示在發(fā)電機因事故等而脫落的情況下的、多個變電站的頻率 的時間變化的例子的圖。
圖7是表示第1實施方式的系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送結構的簡單化的效果 的圖，圖7 (a)是以往的結構例，圖7 (b)是本發(fā)明的結構例。
圖8是表示第1實施方式的變形例的框圖。
圖9是表示第1實施方式的另一變形例的框圖。
圖IO是表示作為第1實施方式的另一變形例而使用包括電壓瞬時值、 電流瞬時值的電量數(shù)據(jù)的情況下的、電量集成裝置的具體的處理例的圖。
圖11是表示應用了本發(fā)明的有關第2實施方式的廣域保護控制測量系 統(tǒng)的主要結構的框圖。
圖12是表示從第2實施方式的應用運算裝置輸出到電量集成裝置中的 需要信息要求的具體的幀結構的圖。
圖13是表示從第2實施方式的電量集成裝置經(jīng)由通信網(wǎng)絡對電力監(jiān)視 終端發(fā)送的數(shù)據(jù)傳送要求的具體的幀結構的圖。
圖14是表示應用了本發(fā)明的有關第3實施方式的廣域保護控制測量系 統(tǒng)的主要結構的框圖。
圖15是表示應用了本發(fā)明的有關第4實施方式的廣域保護控制測量系 統(tǒng)的主要結構的框圖。
圖16是表示應用了本發(fā)明的有關第5實施方式的各電力監(jiān)視終端的硬
件結構的一例的圖。
圖17是表示應用了本發(fā)明的有關第6實施方式的時刻同步用的結構例
的圖。 符號說明
1:電力監(jiān)視終端、11:數(shù)據(jù)生成機構、112:信息種類選擇機構、12: 傳送控制部、121:數(shù)據(jù)傳送機構、122:傳送周期調(diào)節(jié)機構、16:時刻同 步部、17: GPS接收機、18:原子時鐘、2:通信網(wǎng)絡、3:電量集成裝置、 31:傳送控制部、311:數(shù)據(jù)傳送機構、312:傳送質(zhì)量測量機構、32:運
算處理部、321:數(shù)據(jù)集成機構、322:數(shù)據(jù)傳送要求機構、323:決定結果 通知機構、324:傳送周期決定機構、33:接口 (IF)、 4:應用運算裝置、 41:接口 (IF)、 42:運算處理部、421:應用運算機構、422:必要信息要 求機構、423:運算算法變更機構、5:電站、51共通原子時鐘、6:時刻數(shù)據(jù)源。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的廣域保護控制測量系統(tǒng)的多個實施方式具 體地說明。另外，在本說明書中，"電力系統(tǒng)"是包含構成電力系統(tǒng)的送配 電線及發(fā)變電站、構成它們的各種機器及設備的廣義的概念。"電站"是包 含發(fā)變電站或其他設置有電力監(jiān)視終端的各種電設施的廣義的概念。 [第1實施方式] [結構的概況]
圖1是表示應用了本發(fā)明的有關第1實施方式的廣域保護控制測量系 統(tǒng)的主要結構的框圖。
如圖1所示，本實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)由設置在對象范圍
內(nèi)的電站中的N臺電力監(jiān)視終端l-l l-N (N是2《N的任意的整數(shù))、經(jīng) 由通信網(wǎng)絡2與這些電力監(jiān)視終端1-1 1-N連接的1臺電量集成裝置3、 和與該電量集成裝置3裝置間連接的M臺應用運算裝置4-l 4-M(M是1 《M的任意的整數(shù))構成。
這里，各電力監(jiān)視終端l-l l-N具備實現(xiàn)生成表示從電力系統(tǒng)取得的 電壓、電流等的電量的電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)生成機構111的運算處理部11、和 實現(xiàn)將生成的電量數(shù)據(jù)經(jīng)由通信網(wǎng)絡2發(fā)送給電量集成裝置3的數(shù)據(jù)傳送 機構121的傳送控制部12。
電量集成裝置3具備實現(xiàn)分別接收來自N臺電力監(jiān)視終端1-1 l-N的 電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳送機構311的N個傳送控制部31-1 31-N、實現(xiàn)將接收 到的電量數(shù)據(jù)集成而生成集成電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集成機構321的運算處理部 32、和將生成的集成電量數(shù)據(jù)向M臺應用運算裝置4-l 4-M分別輸出的 M個裝置間連接用的接口 (IF) 33-l 33-M。
各應用運算裝置4-1 4-M具備取得來自電量集成裝置3的集成電量數(shù)
據(jù)的裝置間連接用的接口 (IF) 41、和實現(xiàn)利用所取得的集成電量數(shù)據(jù)、 進行控制用、或者測量用的應用運算的應用運算機構421的運算處理部42。 以下，對構成本實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)的電力監(jiān)視終端 l-l l-N、通信網(wǎng)絡2、電量集成裝置3、應用運算裝置4-l 4-M的詳細 情況依次進行說明。另夕卜，"電力監(jiān)視終端l-l l-N"和"應用運算裝置 4-l 4-M"的連字符以后的符號不過是用來明示各個要素的附帶的符號， 所以，在以后的說明中，在不需要指定各個要素的情況下，簡略地表示為 "電力監(jiān)視終端1"和"應用運算裝置4"。 [電力監(jiān)視終端的結構]
圖2是表示各電力監(jiān)視終端1的硬件結構的一例的圖，各電力監(jiān)視終 端1除了圖1所示的運算處理部11和傳送控制部12以外，還具備輸入變 換部13、模擬過濾器14、模擬/數(shù)字(A/D)變換器15、時刻同步部16、 GPS接收機17。
這里，在輸入變換部13中，輸入電力系統(tǒng)的電壓、電流等的電量，將 輸入值變換為規(guī)定的大小的電量。模擬過濾器14從輸入變換部13的輸出 電量中除去規(guī)定的頻率成分。在A/D變換器15中，進行用來將模擬量變換
為數(shù)字量的取樣及模擬/數(shù)字變換。
在該A/D變換器15中取樣的定時例如以從GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星接收到的UTC (Coordinated Universal Time, 協(xié)定世界時間)同步的定時進行。這通過利用由GPS接收機17接收到的 時刻數(shù)據(jù)，由時刻同步部16在規(guī)定時刻產(chǎn)生定時信號，將其傳遞給A/D變 換器15來實現(xiàn)。
各電力監(jiān)視終端1的運算處理部11由微處理器構成，通過該微處理器 與數(shù)據(jù)生成用的軟件的組合，實現(xiàn)作為電信息而求出同步相量的數(shù)據(jù)生成 機構111。
各電力監(jiān)視終端1的傳送控制部12由通信控制裝置構成，通過該通信 控制裝置與數(shù)據(jù)傳送用的軟件的組合，實現(xiàn)經(jīng)由通信網(wǎng)絡2在與電量集成 裝置3的對應的傳送控制部31之間進行數(shù)據(jù)的發(fā)送及接收的數(shù)據(jù)傳送機構 121。艮卩，在圖1中，各電力監(jiān)視終端1-1 1-N及其傳送控制部12分別對 應于電量集成裝置2的各傳送控制部31-l 31-N，各電力監(jiān)視終端1-1
l-N的傳送控制部12在電量集成裝置2的對應的(即連字符以后的符號與 本終端相同的)各傳送控制部31-1 31-N之間經(jīng)由通信網(wǎng)絡2進行數(shù)據(jù)的 發(fā)送及接收。
另外，在以上那樣的電力監(jiān)視終端1中，處理數(shù)字數(shù)據(jù)的運算處理部 11、傳送控制部12及A/D變換器15之間用總線連接，能夠進行這些要素 11、 12、 15之間的數(shù)字數(shù)據(jù)的交換。 [通信網(wǎng)絡的結構〗
作為圖1所示的通信網(wǎng)絡2的具體的結構，例如可以考慮有線線纜、 光纖、無線LAN、微波、電力線輸送等。此外，也可以設想在電氣廠商內(nèi) 封閉的內(nèi)部網(wǎng)絡或?qū)⒍鄠€廠商間連接的VPN或一般的因特網(wǎng)利用。進而， 也可以將從這些通信網(wǎng)絡之中選擇的多個種類的網(wǎng)絡組合。 [電量集成裝置的結構]
在圖1所示的電量集成裝置3中，N個傳送控制部31-l 31-N由通信 控制裝置構成，通過該通信控制裝置與數(shù)據(jù)傳送用的軟件的組合，分別實 現(xiàn)經(jīng)由通信網(wǎng)絡2在與N臺電力監(jiān)視終端1-1 l-N之間進行數(shù)據(jù)的發(fā)送及 接收的數(shù)據(jù)傳送機構311。各傳送控制部31-l 31-N分別對應于各電力監(jiān) 視終端l-l l-N及其傳送控制部12，在對應的(即連字符以下的符號相同 的)各電力監(jiān)視終端l-l l-N的傳送控制部12之間經(jīng)由通信網(wǎng)絡2進行 數(shù)據(jù)的發(fā)送及接收。
電量集成裝置3的運算處理部32由微處理器構成，通過該微處理器與 數(shù)據(jù)集成用的軟件的組合，實現(xiàn)將接收到的電量數(shù)據(jù)集成而生成集成電量 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集成機構321。如上所述，在各電力監(jiān)視終端1中作為電量信息 而求出同步相量，所以數(shù)據(jù)集成機構321具體而言進行提取從多個電力監(jiān) 視終端1分別發(fā)送的電量數(shù)據(jù)的各幀內(nèi)的同一時刻的同步相量、排列在相 同的幀內(nèi)的處理。
電量集成裝置3的接口 (IF) 33-l 33-M由包括裝置間連接用的連接 端口及連接端子的連接裝置構成。各接口 (IF) 33-l 33-M分別對應于各 應用運算裝置4-l 4-M及其接口 (IF) 41，與對應的(即連字符以下的符 號相同的)應用運算裝置4-l 4-M的接口 (IF) 41—起構成裝置間接口， 進行裝置間的數(shù)據(jù)的直接的輸入。
另外，在以上那樣的電量集成裝置3中，處理數(shù)字數(shù)據(jù)的傳送控制部 31、運算處理部32、以及接口 (IF) 33之間用總線連接，能夠進行這些要 素31 33之間的數(shù)字數(shù)據(jù)的交換。此外，電量集成裝置3的硬件能夠通過 將多個一般的通信控制裝置、以及多個一般的連接裝置組合來實現(xiàn)。 [應用運算裝置的結構]
圖l所示的各應用運算裝置4-l 4-M的接口 (IF) 41由包括裝置間連 接用的連接端口及連接端子的連接裝置構成。各應用運算裝置4-l 4-M及 接口 (IF) 41分別對應于電量集成裝置3的各接口 (IF) 33-l 33-M，電 量集成裝置3的對應的(即連字符以下的符號與本裝置相同的)各接口 (IF) 33-l 33-M —起構成裝置間接口而進行裝置間的數(shù)據(jù)的直接的輸入輸出。
各應用運算裝置4-l 4-M的運算處理部42由微處理器構成，通過該 微處理器與應用運算用的軟件的組合，實現(xiàn)使用輸入的集成電量數(shù)據(jù)進行 保護用、控制用或測量用的應用運算的應用運算機構421。如上所述，在本 實施方式中，由于作為電量信息的表現(xiàn)形態(tài)而處理同步相量，所以應用運 算機構42進行使用同步相量的應用運算。
另外，在以上那樣的應用運算裝置4中，處理數(shù)字數(shù)據(jù)的接口 (IF) 41與運算處理部42之間用總線連接，能夠進行這些要素41 42之間的數(shù) 字數(shù)據(jù)的交換。此外，各應用運算裝置4-l 4-M的硬件能夠通過包括微處 理器及連接裝置的一般的服務器實現(xiàn)。 [作用]
接著，對具有以上那樣的結構的第1實施方式的廣域保護控制測量系 統(tǒng)的作用進行說明。 [電力監(jiān)視終端的作用]
首先，如上所述，在各電力監(jiān)視終端l-l l-N中，通過以與由GPS 接收機17從GPS衛(wèi)星接收到的UTC時刻數(shù)據(jù)同步的定時，由時刻同步部 16產(chǎn)生定時信號，由A/D變換器15在相同時刻將模擬量取樣并A/D變換， 得到同步的數(shù)字量的電量數(shù)據(jù)。并且，將這樣同步的數(shù)字量的電量數(shù)據(jù)如 上述那樣通過數(shù)據(jù)生成機構111變換為同步相量，與取樣時刻一起作為該 時刻的電量數(shù)據(jù)合成為l個幀。
通過數(shù)據(jù)生成機構111作為同步相量而輸出大小X和相位小，這里，
相位小是相對于從GPS接收機17輸出的1PPS (pulse per second)信號得 到的UTC (協(xié)定世界時間)定時的余弦函數(shù)上的瞬間相位角。公式l
<formula>formula see original document page 16</formula>
中表示的信號x(t)的相量表現(xiàn)由下式(1)表示的復數(shù)量給出。公式2
<formula>formula see original document page 16</formula> (1)
圖3是說明由數(shù)據(jù)生成機構111進行的同步相量運算的圖。圖3 (a) 表示同步相量(大小X和相位d))與實際的交流波形x(t)的關系。從余弦 波形的頂點偏差4)的相位的時點是1PPS信號進入的定時。此外，表示該交 流波形的實效值是大小X。圖3 (b)將交流波形的實效值的大小X用極坐 標表現(xiàn)。
這樣，在作為表示電量的電量信息的表現(xiàn)形態(tài)而使用同步相量的情況 下，具有如下的優(yōu)點。
是容易掌握信息、容易處理的表現(xiàn)形態(tài)。
即使是低速傳送路徑也能夠使用。
由于不需要裝置間的特別的同步機構，所以廣域的系統(tǒng)構建較容易。 以上，在各電力監(jiān)視終端1-1 1-N中，由數(shù)據(jù)生成機構lll得到的包 括各取樣時刻的同步相量的電量數(shù)據(jù)的幀在被附加該取樣時刻、表示作為 發(fā)送源的本終端的發(fā)送源ID、以及數(shù)據(jù)檢驗用的檢驗數(shù)據(jù)后，通過數(shù)據(jù)傳 送機構121，經(jīng)由通信網(wǎng)絡2被發(fā)送給電量集成裝置3。 [電量集成裝置的作用]
在電量集成裝置3中，如果由對應的各數(shù)據(jù)傳送機構311分別接收到 來自各電力監(jiān)視終端l-l l-N的電量數(shù)據(jù)的各幀，則通過數(shù)據(jù)集成機構 321將這些幀集成，生成包括N臺電力監(jiān)視終端的該取樣時刻的電量信息 的集成電量數(shù)據(jù)的l個幀。
這里，來自各電力監(jiān)視終端1的電量數(shù)據(jù)的各幀作為電量信息而包含 有同步相量，所以數(shù)據(jù)集成機構321進行提取接收到的電量數(shù)據(jù)的各幀內(nèi) 的同一取樣時刻的同步相量、排列到相同的幀內(nèi)的處理。
圖4是表示這樣的電量集成裝置3的電量數(shù)據(jù)的具體的處理例的圖， 分別表示電量集成裝置3從各電力監(jiān)視終端1接收的電量數(shù)據(jù)的具體的幀 結構、和通過將該幀結構的電量數(shù)據(jù)用電量集成裝置3集成而生成、發(fā)送 給各應用運算裝置的集成電量數(shù)據(jù)的具體的幀結構。
在該圖4的例子中，表示各電力監(jiān)視終端1取得表示變電站的3相各 相的母線電壓的3個電量el e3 (電量eh a相電壓，電量e2: b相電壓， 電量e3: c相電壓)、表示兩線路的3相各相的送電線電流的6個電量e4 e9(電量e4:第l線路的a相電流，電量e5:第l線路的b相電流，電量 e6:第l線路的c相電流，電量e7:第2線路的a相電流，電量e8:第2 線路的b相電流，電量e9:第2線路的c相電流)的合計9個電量、將這 些電量el e9的電壓相量的大小和相位按照取樣時刻(tl、 t2、……)周 期性地發(fā)送的狀況。
在圖4的例子中，在第n個電力監(jiān)視終端l-n (n是1《n《N的任意的 整數(shù))中，表示在第s次的取樣時刻ts (s是1《s的任意的整數(shù))取樣、 數(shù)字變換的電量的信息的移相量以電量el的電壓相量的大小和相位為開 始，依次排列到最后的電量e9的電壓相量的大小和相位，作為該電力監(jiān)視 終端l-n的該時刻ts的同步相量而合成為1個幀Dnts。
在該幀Dnts的最初，作為表示發(fā)送源的各電力監(jiān)視終端的發(fā)送源ID， 附加表示該第n個(n是l《n《N的任意的整數(shù))的電力監(jiān)視終端的終端 號碼[l-n]和取樣時刻[ts]，在幀Dnts的最后，附加用來通過CRC (Cyclic Redundancy Check,循環(huán)冗余檢驗)等進行數(shù)據(jù)檢驗的檢驗數(shù)據(jù)。在圖4 中，作為一例，例示了將第l個電力監(jiān)視終端l-l的時刻tl的同步相量合 成的電量數(shù)據(jù)的幀Dltl的結構，但其他電量數(shù)據(jù)的幀Dnts也具有同樣的 結構。
此外，附加在電量數(shù)據(jù)的幀中的上述附加信息中的取樣時刻在將同步 相量合成為1個幀時通過數(shù)據(jù)生成機構111附加。發(fā)送源ID和檢驗數(shù)據(jù)在 由電力監(jiān)視終端1的數(shù)據(jù)生成機構111將同步相量合成為1個幀后，對于 該幀通過電力監(jiān)視終端1的數(shù)據(jù)生成機構111或數(shù)據(jù)傳送機構121附加。
通過圖4所示那樣的幀結構發(fā)送的來自各電力監(jiān)視終端1的電量數(shù)據(jù) 經(jīng)由通信網(wǎng)絡上的不同的傳送路徑被發(fā)送給電量集成裝置3，所以傳送延遲
也相互不同的情況較多。因此，在多個電力監(jiān)視終端1中在相同的時刻被
變換為數(shù)字數(shù)據(jù)的多個幀到達電量集成裝置3的時刻都并不一定為相同的 定時。
相對于此，如圖4所示，通過在幀中附加取樣時刻ts (s是l《s的任 意的整數(shù))，電量集成裝置3的數(shù)據(jù)集成機構321能夠利用該幀中的時刻， 從來自N臺電力監(jiān)視終端1的接收幀中容易且可靠地提取同一時刻ts的N 臺的同步相量。電量集成裝置3的數(shù)據(jù)集成機構321使所提取的同一時刻 ts的N臺的同步相量以規(guī)定的條件排列，再構成為適合于應用運算裝置4 中的應用運算的形式的集成電量數(shù)據(jù)的幀DAts，通過各接口 33輸出到各 應用運算裝置4中。
在圖4的例子中，同一時刻ts的N臺的同步相量從第1個電力監(jiān)視終 端l-l的電量el e9的電壓相量的大小和相位、到第N個電力監(jiān)視終端l-N 的電量el e9的電壓相量的大小和相位，按照終端依次排列，作為該時刻 ts的N臺的同步相量而合成為1個幀DAmts。
在該幀DAmts的最開頭，作為表示輸出目標的各應用運算裝置的輸出 目標ID而附加表示該第m個(m是l《m《M的任意的整數(shù))的應用運算 裝置的裝置號碼"4-m"和取樣時刻"ts"，在幀DAmts的最后，附加通過 CRC (Cyclic Redundancy Check,循環(huán)冗余檢驗)等進行數(shù)據(jù)檢驗的檢驗數(shù) 據(jù)。在圖4中，作為一例，例示了以第M個(m=M)的應用運算裝置4-M 為輸出目標的取樣時刻tl的集成電力量數(shù)據(jù)的幀DAMtl的結構，但其他 集成電量數(shù)據(jù)的幀Damts也具有同樣的結構。
此外，附加在集成電量數(shù)據(jù)的幀中的上述附加信息中的取樣時刻在將 來自多個電力監(jiān)視終端的同步相量合成為1個幀時由數(shù)據(jù)集成機構321附 加。輸出目標ID和檢驗數(shù)據(jù)在由電量集成裝置3的數(shù)據(jù)集成機構321將來 自多個電力監(jiān)視終端的同步相量合成為1個幀后，對于該幀，通過電量集 成裝置3的數(shù)據(jù)集成機構321或?qū)谳敵瞿繕说膽眠\算裝置4的各接 口 33附加。
在各應用運算裝置4-l 4-M中，如果通過接口 41輸入來自電量集成 裝置3的集成電量數(shù)據(jù)的幀，則利用輸入的幀，通過應用運算機構421，基
于預先設定的運算算法，進行保護用、控制用、或者測量用的應用運算。
以下，對于各應用運算裝置4作為N臺電力監(jiān)視終端的同步相量、作 為電量集成裝置3的處理例而對圖4所示那樣的9個電量el e9、即表示 變電站的3相各相的母線電壓和兩個線路的3相各相的送電線電流的各電 量、從電量集成裝置3獲取包括其電壓相量的大小和相位的集成電量數(shù)據(jù) 的幀的情況下的具體的應用運算例進行說明。 [電壓下降和相位差的應用運算例]
在應用運算裝置4從電量集成裝置3獲取包括上述那樣的9個電量 el e9的電壓相量的大小和相位的集成電量數(shù)據(jù)的幀的情況下，能夠進行 以下的式(2)、 (3)所示那樣的電壓下降和相位差的事故監(jiān)視用的應用運 算。
I ^ i 一 " I < * k (2) ivi|<Vk,|Vj|<Vk (3)
這里，4)是各電站的代表相，例如對應于電力監(jiān)視終端1的同步電壓 相量。將來自任意的電力監(jiān)視終端I及J (這里，I》l， J》1， I不等于J) 的同步電壓移相分別表現(xiàn)為cH、 4>j。
如果假設該應用運算在例如圖1所示的第1個應用運算裝置4-1中進 行，則該應用運算裝置4-1按照上述式(2)，周期性地總是監(jiān)視來自不同 的電力監(jiān)視終端的電壓相位差是否是規(guī)定值小k以上。這相當于總是監(jiān)視不 同的變電站的母線電壓的相位差。
已知在電力系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生了某種事故的情況下、與發(fā)生了事故的機器或 送電線連接的變電站的母線電壓的相位會變動。因而，通過利用上述式(2) 總是監(jiān)視相位差，能夠確定系統(tǒng)事故的發(fā)生的有無及系統(tǒng)事故的發(fā)生部位。 作為一般的順序，在通過式(3)檢測到電壓的大小某種程度地變低的情況 下，可以考慮接受該電壓條件的成立，計算式(2)。
圖5是表示進行該應用運算的情況下的應用運算裝置4-1的應用運算 機構421的具體的運算處理流程的一例的圖。應用運算機構421在Sl中確 認是否接收到新的集成電量數(shù)據(jù)的幀，在接收到的情況下(Sl的YES)， 在S2中從接收到的幀讀入電壓相量。為了監(jiān)視來自不同的電力監(jiān)視終端的 相位差，在S4中依次更新電力監(jiān)視終端的索引(i， j)。在S5中實施上述 式(3)，在S6中實施上述式(2)，在式(2)成立的情況下(S6的YES)，
在S7中判斷在電力系統(tǒng)中發(fā)生了事故。在S3中確認是否結束了所有的母 線電壓的確認，如果結束了確認(S3的YES)，則回到S1，確認新的接收 數(shù)據(jù)的到達。 [頻率的應用運算例]
應用運算裝置4在從電量集成裝置3獲取了包括上述那樣的9個電量 el e9的電壓相量的大小和相位的集成電量數(shù)據(jù)的幀的情況下，如以下的 式(4)、 (5)所示，通過將電壓相量的相位4)用時間微分，能夠求出電力 系統(tǒng)中的各電力監(jiān)視終端設置部位的頻率。公式3
<formula>formula see original document page 20</formula>如果假設該應用運算例如在圖1所示的第2個應用運算裝置4-2中進 行，則該應用運算裝置4-2的應用運算機構421確認是否從電量集成裝置3 接收到了新的集成電量數(shù)據(jù)，在接收到的情況下，從接收到的幀讀出電壓 相量的相位4)，通過上述式(4)、 (5)進行取出頻率f的運算。
圖6是表示在發(fā)電機因事故等而脫落的情況下的、多個變電站的頻率 的時間變化的例子的圖，這里，分別表示7處變電站的頻率的時間變化。 在該圖6中，如果著眼于用59.98Hz表示的部分，則可知從接近于脫落的 發(fā)電機的變電站開始，頻率依次變化為59.98Hz。這是定性地知道的現(xiàn)象。
并且，利用這樣頻率的變化從系統(tǒng)擾亂的地點向周邊傳播的現(xiàn)象，根 據(jù)作為頻率的觀測點的各電力監(jiān)視終端設置部位，能夠推測擾亂發(fā)生地點。 此外，根據(jù)頻率的時間變化，能夠進行發(fā)電量的變化的推測。 [效果]
以上，第1實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)是通過電量集成裝置3 接收來自設在電站中的所有的電力監(jiān)視終端1-1 l-N的電量數(shù)據(jù)并集成、 變換為容易處理的形式的集成電量數(shù)據(jù)后、發(fā)送給各應用運算裝置4-1 4-M的結構。根據(jù)這樣的第1實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)，能夠得 到如下的效果。
首先，如上所述， 一般，在廣域保護控制測量系統(tǒng)中，為了提高應用 運算的精度而電力監(jiān)視終端的數(shù)量必然增加，但如果在該狀況下需要進行 應用運算功能的追加，則在專利文獻l、 2所述的以往技術中，產(chǎn)生了包括 所有的電力監(jiān)視終端的傳送控制部的軟件的變更的龐大的改造，此外，對 于應用運算功能的變更也同樣有產(chǎn)生龐大的改造的情況。相對于此，在本 實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)中，在產(chǎn)生了應用運算功能的追加的情 況下需要的改造只是電量集成裝置和新的應用運算裝置間的接口。
艮P，在本實施方式中，不需要在電站中設置各個應用運算功能的終端， 在電量集成裝置中生成包括所有應用運算所需要的信息的數(shù)據(jù)，以容易處 理的形式發(fā)送給應用運算裝置側。因此，在本實施方式的廣域保護控制測 量系統(tǒng)中，應用運算功能的追加不對設置在電站中的電力監(jiān)視終端進行任 何追加、變更，而僅通過制造組裝有該功能的應用運算裝置、改造與電量 集成裝置之間的接口而進行裝置間連接就能夠容易地實施，此外，應用運 算功能的變更僅通過變更組裝在已有的應用運算裝置中的軟件就能夠容易 地實施。
此外，如上所述，在專利文獻l、 2所述的以往技術中，在電力監(jiān)視終 端的新設時，在已有的應用運算裝置側也需要進行用來從新設的電力監(jiān)視 終端接收數(shù)據(jù)的改造。相對于此，在本實施方式中，各個應用運算裝置的 電量數(shù)據(jù)取得目標只是裝置間連接的電量集成裝置，應用運算裝置不需要 從各個電力監(jiān)視終端經(jīng)由通信網(wǎng)絡接收數(shù)據(jù)，所以在包括軟件開發(fā)的新的 應用運算裝置的制造及已有的應用運算裝置的變更中，不需要考慮任何已 有的系統(tǒng)結構。特別是，在開發(fā)并實用化新的應用運算功能時，根據(jù)本實 施方式，能夠不考慮任何已有的系統(tǒng)結構而開發(fā)應用運算功能、并能夠與 己有系統(tǒng)連接，所以能夠構建在應用運算功能的開發(fā)效率、經(jīng)濟性的方面 更好的系統(tǒng)。
進而，由于將來自各電力監(jiān)視終端的電量數(shù)據(jù)經(jīng)由通信網(wǎng)絡上的不同 的傳送路徑發(fā)送，所以傳送延遲也相互不同的情況較多，所以在從各個電 力監(jiān)視終端經(jīng)由通信網(wǎng)絡接收數(shù)據(jù)的以往技術的應用運算裝置的制造及變 更中，需要考慮這樣的傳送路徑的差異帶來的傳送延遲。相對于此，在沒 有從各個電力監(jiān)視終端經(jīng)由通信網(wǎng)絡接收數(shù)據(jù)的情況下的本實施方式的應 用運算裝置的制造及變更中，對于傳送路徑的差異帶來的傳送延遲不需要 進行任何考慮。
因而，與如專利文獻l、 2所述的以往技術那樣、通過系統(tǒng)整體的重新 審視來變更所有的終端的軟件的情況、及在每個電站中設置各個應用運算 功能的終端的情況相比，在本實施方式中，能夠很容易且靈活地實施應用 運算功能的追加、變更，還能夠大幅地削減成本，所以能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟性、 可靠性、擴展性良好的系統(tǒng)。
此外，如上所述，由于本發(fā)明的各個應用運算裝置取得電量數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)取得目標只是裝置間連接的電量集成裝置，所以與從設在每個電站中的 各個電力監(jiān)視終端經(jīng)由通信網(wǎng)絡直接取得電量數(shù)據(jù)的情況相比，還具有能 夠使系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送結構簡單化的優(yōu)點。以下，對這一點進行說明。
艮口，在如專利文獻l、 2所述的以往技術那樣、做成了從電站的電力監(jiān) 視終端直接取得電量數(shù)據(jù)的應用運算裝置的情況下，在該應用運算裝置中， 為了經(jīng)由通信網(wǎng)絡接收數(shù)據(jù)，需要用來實現(xiàn)對應于數(shù)據(jù)取得目標的所有電 力監(jiān)視終端的數(shù)量的多個數(shù)據(jù)傳送機構的多個傳送控制部。在此情況下， 與應用運算裝置的數(shù)量的增加成比例，系統(tǒng)整體的傳送控制部的數(shù)量增加， 隨之系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送路徑的數(shù)量也增加，所以系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送結 構復雜化。
相對于此，從電量集成裝置取得集成的電量數(shù)據(jù)的本實施方式的應用 運算裝置的情況下，作為應用運算裝置的數(shù)據(jù)取得用的結構，不需要設置 進行經(jīng)由通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳送的多個傳送控制部，只要僅設置與數(shù)據(jù)取得 目標的1個電量集成裝置間連接的1個接口就可以。在這樣的本實施方式 中，即使應用運算裝置的數(shù)量增加，系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送機構及數(shù)據(jù)傳送路 徑的數(shù)量也不會增加，與從電力監(jiān)視終端直接取得電量數(shù)據(jù)的情況相比， 能夠使系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送結構簡單化，這也帶來經(jīng)濟性及可靠性的提高。 這樣的系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)傳送結構的簡單化的效果與電力監(jiān)視終端和應用運 算終端裝置兩者的增加成比例而增加。
圖7是表示這樣的本實施方式的系統(tǒng)整體的系統(tǒng)傳送結構的簡單化的 效果的圖，圖7 (a)是以往的結構例，圖7 (b)是本發(fā)明的結構例。如該 圖7所示，例如在設有40臺電力監(jiān)視終端、設有5臺進行各應用運算的應 用運算裝置的情況下，在(a)的以往例中，由于在5臺應用運算裝置4a-l 4a-5中分別設有各40個傳送控制部41a-l 41a-40，所以5臺應用運算裝
置4a-l 4a-5整體的傳送控制部41a的數(shù)量為200個(=40個X5)。
相對于此，在通過電量集成裝置3統(tǒng)一接收所有的電力監(jiān)視終端1的 電量數(shù)據(jù)的(b)的本發(fā)明的結構例屮，在來自電量集成裝置3的電量數(shù)據(jù) 的接收中需要的傳送控制部只是在電量集成裝置3中用來接收來自40臺電 力監(jiān)視終端1-1 1-40的數(shù)據(jù)的40個傳送控制部31-1 31-40，在5臺應用 運算裝置4-l 4-5中只要各設置1個與電量集成裝置3的接口 41就可以。 [變形例]
作為以上那樣的第1實施方式的變形例，例如可以考慮以下這樣的各 種變形例。
首先，在第1實施方式中，為了進行系統(tǒng)內(nèi)的廣域的同步而利用了 GPS， 但也可以不利用GPS，而以各電力監(jiān)視終端1具有的時鐘的定時進行電量 的取樣。
此外，在第1實施方式中，對于通過1臺電量集成裝置接收來自所有 的電力監(jiān)視終端的電量數(shù)據(jù)的情況進行了說明，而作為變形例，如圖8所 示，也可以構成為，設置兩臺電量集成裝置3-l、 3-2而將各電力監(jiān)視終端 1分配給任一個電量集成裝置3，從各電力監(jiān)視終端1對各分配目標的電量 集成裝置3 (3-l或3-2)發(fā)送電量數(shù)據(jù)。在圖8中，作為一例，表示將2N 臺電力監(jiān)視終端l-l l-2N中的、第1個到第N個的電力監(jiān)視終端l-l l-N 分配給一個電量集成裝置3-l、將第(N+l)個到第2N個的電力監(jiān)視終端 1- (N+l) l-2N分配給另一個電量集成裝置3-2的情況。
根據(jù)圖8所示的該變形例，由于能夠在兩臺電量集成裝置之間分散處 理負擔，所以特別在電力監(jiān)視終端非常多地增加的情況等、電量集成裝置 的處理負擔變重的情況下，能夠大幅減輕每l臺電量集成裝置的處理負擔。 此外，也可以是設置3臺以上的電量集成裝置而分散處理負擔的結構，根 據(jù)電量集成裝置的數(shù)量，能夠進一步減輕每1臺電量集成裝置的處理負擔。
此外，作為另一變形例，如圖9所示，也可以構成為，設置兩個系列 的電量集成裝置3A、 3B，從各電力監(jiān)視終端1對兩個系列的電量集成裝置 3A、 3B兩者發(fā)送電量數(shù)據(jù)。根據(jù)圖9所示的該變形例，即使在兩個系列的 電量集成裝置3A、 3B的任一個中發(fā)生了故障的情況下，也能夠不使系統(tǒng) 整體停止、而通過沒有發(fā)生故障的另一個電量集成裝置繼續(xù)系統(tǒng)的運行，
所以能夠提高系統(tǒng)整體的可靠性。
此外，在第1實施方式中，作為在從電力監(jiān)視終端對電量集成裝置發(fā) 送的電量數(shù)據(jù)中使用的電量信息的表現(xiàn)形態(tài)，使用了同步相量的大小和相 位，但在本發(fā)明的電量數(shù)據(jù)中使用的電量信息的表現(xiàn)形態(tài)并不限于此，也
可以使用電壓、電流的瞬時值。
圖io是表示使用這樣的包括電壓瞬時值、電流瞬時值的電量數(shù)據(jù)的情
況下的、電量集成裝置3的具體的處理例的圖，分別表示電量集成裝置3 從各電力監(jiān)視終端1接收的電量數(shù)據(jù)的具體的幀結構、和通過電量集成裝 置3集成而生成該幀結構的電量數(shù)據(jù)、發(fā)送給各應用運算裝置的集成電量 數(shù)據(jù)的具體的幀結構。
如該圖10所示，作為傳送電壓瞬時值、電流瞬時值作為電量數(shù)據(jù)的情 況、和傳送圖4那樣的同步相量的情況的差異點，是在同步相量的情況下 將大小和相位成對傳送、而在瞬時值的情況下傳送各取樣時點的瞬時值量 這一點。
相量在電力監(jiān)視終端中能夠變換取樣的電量瞬時值而得到，但在作為 電量數(shù)據(jù)而傳送該相量的情況下，有在利用由電量集成裝置集成的相量在 應用運算裝置中進行各種應用運算時容易處理的優(yōu)點。另一方面，如圖10 所示，在作為電量數(shù)據(jù)而傳送瞬時值的情況下，在應用運算裝置中處理沒 有被加工的、更原始的數(shù)據(jù)，所以有能夠通過應用運算的努力而提高運算 精度的優(yōu)點。
此外，作為與這樣的電量數(shù)據(jù)的變形例相關聯(lián)的另一變形例，也可以 是設置從同一電力監(jiān)視終端傳送相量還是傳送瞬時值的選擇功能、從電量 集成裝置進行該選擇指示等的結構。在該變形例中，電量集成裝置將相量 與瞬時值混合處理，但在此情況下，能夠得到上述那樣的相量的使用和瞬 時值的使用帶來的兩者的效果。
進而，在從各電力監(jiān)視終端進行瞬時值傳送的情況下，也可以是將各 電力監(jiān)視終端的模擬過濾功能(增益、頻率)為函數(shù)傳送給電量集成裝置、 在電量集成裝置中利用該函數(shù)進行變換以使各個電力監(jiān)視終端的過渡響應 特性在應用運算裝置中的運算上相等的變形例。在此情況下的電量集成裝 置中的變換例如如以下這樣進行。
f1 g1=F1 f 2 * g 2 = F 2
f n*gn = Fn
這里，fl、 f2、……、fn是表示電力監(jiān)視終端l n的模擬過濾特性的 函數(shù)，gl、 g2、……、gn是電量集成裝置中的變換函數(shù)，F(xiàn)l、 F2、……、 Fn是通過變換得到的對應于各電力監(jiān)視終端的應用運算側的過濾特性。如 果變換函數(shù)是適當?shù)?，則F1、 F2、……、Fn的特性是相同的。
通過將這樣的對應于電力監(jiān)視終端的應用運算側的過濾特性Fl、 F2、……、Fn從電力集成裝置預先傳送給各應用運算裝置，在各應用運算 裝置中，不需要將各電力監(jiān)視終端的過濾特性的差異的影響獨立地消除， 能夠利用過濾特性F1、 F2、……、Fn進行高精度的應用運算。g卩，能夠防 止例如因各電力監(jiān)視終端的過濾特性產(chǎn)生的電力系統(tǒng)的過渡的變化的檢測 的差異的發(fā)生，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的應用運算。 [第2實施方式] [結構]
圖11是表示應用了本發(fā)明的有關第2實施方式的廣域保護控制系統(tǒng)的 主要結構的框圖。
如圖11所示，本實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)是在圖1所示的第 1實施方式的系統(tǒng)中、在應用運算裝置4中追加了需要信息要求機構422、 在電量集成裝置3中追加了數(shù)據(jù)傳送要求機構322、并且在電力監(jiān)視終端1 中追加信息種類選擇機構112和傳送周期調(diào)節(jié)機構122的結構。
這里，應用運算裝置4的需要信息要求機構422是對電量集成裝置3 要求應用運算所需要的信息種類和傳送周期的機構，通過與運算處理部42 軟件的組合來實現(xiàn)。
電量集成裝置3的數(shù)據(jù)傳送要求機構322是將包含在來自多個應用運 算裝置4的多個要求中的信息種類和傳送周期比較整理、決定滿足各要求 的信息種類和傳送周期、對電力監(jiān)視終端1要求所決定的信息種類和傳送 周期的數(shù)據(jù)傳送的機構。數(shù)據(jù)傳送要求機構322通過與運算處理部32軟件 的組合來實現(xiàn)。
電力監(jiān)視終端1的信息種類選擇機構112是按照來自電量集成裝置3 的要求選擇信息種類的機構，傳送周期調(diào)節(jié)機構122是按照來自電量集成
裝置3的要求調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳送機構121的電量數(shù)據(jù)的傳送周期的機構。信息 種類選擇機構112通過與運算處理部11的軟^j^的組合來實現(xiàn)，傳送周期調(diào) 節(jié)機構122通過與傳送控制部12的軟件的組合來實現(xiàn)。電力監(jiān)視終端1通 過數(shù)據(jù)生成機構111生成包括由信息種類選擇機構112選擇的信息種類的 電量數(shù)據(jù)，將生成的電量數(shù)據(jù)以由傳送周期調(diào)節(jié)機構122調(diào)節(jié)的傳送周期 通過數(shù)據(jù)傳送機構121發(fā)送。 [作用J
具有以上那樣的結構的第2實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)具有與 第1實施方式同樣的作用，但除此以外，通過在本實施方式中追加的多個 機構，具有如下的作用。
首先，在由各應用運算裝置4進行的應用運算中，根據(jù)應用運算的內(nèi) 容，所需要的來自電力監(jiān)視終端1的信息一般不同。例如，在由上述式(2)、 (3)所示的變電站間的相位差及大小的運算中需要的信息種類是任意的變 電站的母線電壓相量的大小和相位，在該運算中需要的電力監(jiān)視終端的傳 送周期是100ms左右。此外，在由上述式(4)所示的各變電站的母線電壓 的頻率運算中需要的信息種類只是任意的變電站的母線電壓相量的相位， 在該運算中需要的傳送周期是40ms (在50Hz系統(tǒng)中相當于兩個周期)。這 樣，各應用運算裝置4需要的電力監(jiān)視終端1的信息種類和傳送周期根據(jù) 應用運算的內(nèi)容而不同。
在本實施方式中，根據(jù)各應用運算裝置4的應用運算機構421的應用 運算的內(nèi)容，通過需要信息要求機構422，生成表示以怎樣的傳送周期需要 怎樣的信息種類的需要信息要求，將生成的需要信息要求通過接口 (IF) 41輸出給電量集成裝置3。圖12是表示此時通過應用運算裝置4的需要信 息要求機構422從接口 41輸出給電量集成裝置3的需要信息要求的具體的 幀結構的圖。
在該圖12的例子中，在幀的最開頭，作為表示要求源的應用運算裝置 的要求源ID，附加表示第m個(m是l《m《M的任意的整數(shù))的應用運 算裝置的裝置號碼"4-m"(在圖中是表示第1個應用運算裝置的裝置號碼 "4-l")，接著該要求源ID，作為需要信息而記述有該應用運算裝置4在應 用運算中需要的信息。
在圖12的需要信息要求中，對于每個作為對象的電力監(jiān)視終端1-1 l-N，接著表示該第n個(n是l《n《N的任意的整數(shù))的電力監(jiān)視終端的 終端號碼"l-n"，指定通過由該對象終端測量的電量信息種類(例如母線a 相電壓、送電線的第l線路a相電流等)、以及對于該電量信息種類的電量 需要的傳送周期(例如兩個周期1次1移相量、IO個周期1次1移相量等) 的組合構成的1個需要信息"dn-l"。同樣，重復進行通過由相同的電力監(jiān) 視對象終端"l-n"測量的其他電量信息種類及傳送周期的組合構成的需要 信息"dn-p" (p是l《p的任意的整數(shù))的指定。
這樣，在要從作為對象的所有的電力監(jiān)視終端取得的需要信息都被指 定后，通過在幀的最后附加用來由CRC等進行數(shù)據(jù)檢驗的檢驗數(shù)據(jù)，完成 需要信息要求。
在電量集成裝置3中，經(jīng)由對應的各接口 33取得從各應用運算裝置4 輸出的各需要信息要求，集中多個需要信息要求。通過數(shù)據(jù)傳送要求機構 322，將包含在集中的這些需要信息要求中的信息種類和傳送周期比較整 理，決定滿足各需要信息要求的信息種類和傳送周期，生成對電力監(jiān)視終 端要求所決定的信息種類和傳送周期的數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)傳送要求，將生成 的數(shù)據(jù)傳送要求通過數(shù)據(jù)傳送機構311經(jīng)由通信網(wǎng)絡2發(fā)送給作為對象的 電力監(jiān)視終端1。
這樣，在將從各應用運算裝置4輸出的各需要信息要求集中的情況下， 包含有重復的需要信息的情況較多。數(shù)據(jù)傳送要求機構322按照規(guī)定的規(guī) 則整理這樣重復的需要信息。作為由數(shù)據(jù)傳送要求機構322使用的規(guī)定的 規(guī)則，例如可以考慮以下所示那樣的規(guī)則。
規(guī)則(I):關于從不同的應用運算裝置要求的對相同的電力監(jiān)視終端 的由相同的信息種類和相同傳送周期構成的需要信息，由于重復，所以將 這些需要信息統(tǒng)一而生成對該電力監(jiān)視終端的數(shù)據(jù)傳送要求。關于不同的 信息種類的需要信息，以包含這些所有的信息種類的形式生成數(shù)據(jù)傳送要 求。規(guī)則(II):關于從不同的應用運算裝置要求的對相同的電力監(jiān)視終端 的由相同的信息種類和不同的傳送周期構成的需要信息，將信息種類統(tǒng)一、 將傳送周期統(tǒng)一為更短的周期，生成對該電力監(jiān)視終端的數(shù)據(jù)傳送要求。
如上所述，在由上述式(2)、 (3)表示的變電站間的相位差及大小的
運算中需要的信息種類是任意的變電站的母線電壓相量的大小和相位，在
該運算中需要的電力監(jiān)視終端的傳送周期是100ms左右。此外，在由上述 式(4)表示的各變電站的母線電壓的頻率運算中需要的信息種類只是任意 的變電站的母線電壓相量的相位，在該運算中需要的傳送周期是40ms (在 50Hz系統(tǒng)中相當于兩個周期)。
例如，在有用來進行這兩種應用運算的兩個請求的情況下，通過數(shù)據(jù) 傳送要求機構322按照上述規(guī)則(1)，作為包含這些要求的信息種類而決 定母線電壓相量的大小和相位，并且按照上述規(guī)則(11)，作為傳送周期而 決定作為更短的周期的40ms。通過數(shù)據(jù)傳送要求機構323，生成所決定的
信息種類和傳送周期的數(shù)據(jù)傳送的要求的幀，將生成的數(shù)據(jù)傳送要求的幀 通過數(shù)據(jù)傳送機構311經(jīng)由通信網(wǎng)絡2發(fā)送給作為對象的電力監(jiān)視終端1。
圖13是表示按照上述規(guī)則(1)、 (n)、通過電量集成裝置3的數(shù)據(jù)傳 送要求機構322從數(shù)據(jù)傳送機構311經(jīng)由通信網(wǎng)絡2發(fā)送給電力監(jiān)視終端1 的數(shù)據(jù)傳送要求的具體的幀結構的圖。在該圖13的例子中，在幀的最開頭， 接著表示作為對象的第n個電力監(jiān)視終端的終端號碼"l-n"，全部指定所 有通過由該電力監(jiān)視終端測量的電量信息種類和其傳送周期的組合構成的 需要信息"d' n-l" "d' n-p" (p是l《p的任意的整數(shù))后，通過在幀 的最后附加用來由CRC等進行數(shù)據(jù)檢驗的檢驗數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)傳送要求。
在電力監(jiān)視終端1中，如果通過數(shù)據(jù)傳送機構121接收到從電量集成 裝置3發(fā)送的數(shù)據(jù)傳送要求，則通過信息種類選擇機構112按照來自電量 集成裝置3的該數(shù)據(jù)傳送要求選擇信息種類，并且通過傳送周期調(diào)節(jié)機構 122按照來自電量集成裝置3的要求調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳送機構121的電量數(shù)據(jù)的傳 送周期。如果通過信息種類選擇機構112選擇了信息種類，則通過數(shù)據(jù)生 成機構111生成包含所選擇的信息種類的電量數(shù)據(jù)，將生成的電量數(shù)據(jù)以 由傳送周期調(diào)節(jié)機構122調(diào)節(jié)的傳送周期通過數(shù)據(jù)傳送機構121經(jīng)由網(wǎng)絡2 發(fā)送。另外，這樣從電力監(jiān)視終端1發(fā)送的電量數(shù)據(jù)的具體的幀結構與例 如圖4、圖IO所示的上述幀結構相同，所以省略這里的說明。 [效果]
以上，第2實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)通過將來自多個應用運 算裝置4-l 4-M的有關信息種類和傳送周期的多個要求由電量集成裝置3
比較整理并將重復的請求合成，決定滿足各要求的信息種類和傳送周期，
對各電力監(jiān)視終端l-l l-N要求所決定的信息種類和傳送周期的數(shù)據(jù)傳 送。根據(jù)這樣的第2實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)，除了第1實施方 式的效果以外，能夠得到如下的效果。
首先，由于在各應用運算裝置中有進行各種應用運算的可能性，所以 在各應用運算裝置中需要的信息種類和傳送周期相互不同的情況較多。在 本實施方式中，在電量集成裝置中，將來自多個應用運算裝置的有關信息 種類和傳送周期的多個要求先比較整理，通過將重復的請求合成，對各電 力監(jiān)視終端要求滿足各要求的數(shù)據(jù)傳送。因此，在對于來自電量集成裝置 的數(shù)據(jù)傳送請求而從各電力監(jiān)視終端數(shù)據(jù)傳送的電量數(shù)據(jù)中不再有浪費的 重復，能夠以所需最小限度的數(shù)據(jù)量僅高效率地傳送需要的信息。由此， 能夠使來自各電力監(jiān)視終端的電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳送的通信網(wǎng)絡的負荷變得 最小，所以能夠進一步提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性。
此外，在產(chǎn)生了包括新的應用運算裝置的追加、或者已有的應用運算 裝置的去除的各種變更的情況下，也通過將包括來自新的應用運算的要求、 或者來自產(chǎn)生了變更的應用運算裝置的要求的多個要求在電量集成裝置內(nèi) 合成，也能夠選擇對應于這樣的應用運算裝置的追加、變更的最適合且所 需最小限度的信息種類，所以不需要各電力監(jiān)視終端及其他應用裝置的變 更作業(yè)。因而，在應用運算功能的追加、變更時，也使從電力監(jiān)視終端數(shù) 據(jù)傳送的電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量成為所需最小限度，能夠?qū)⑼ㄐ啪W(wǎng)絡的負荷抑 制為所需最小限度，所以能夠進一步提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性。 [變形例]
作為以上那樣的第2實施方式的變形例，例如可以考慮如以下這樣的 各種變形例。
例如，在上述第2實施方式中，作為從應用運算裝置要求的信息種類， 可以舉出電壓、電流等的電量信息種類，但在實施應用運算時，有需要在 變電站等的電站中得到的其他附帶信息種類的情況。這樣的附帶信息種類 具體而言是截斷器或斷路器等的各種開閉機器的開閉信息、保護繼電器的 動作回位信息、或者其他電力設備的ON/OFF信息等。
在應用運算裝置需要這些附帶信息種類的情況下，也通過對圖12所示
那樣的需要信息要求的要求幀同樣指定由需要的附帶信息種類和傳送周期 構成的需要信息，在電量集成裝置中，按照上述需要信息的整理規(guī)則，進 行需要信息的整理而決定適當?shù)母綆畔⒎N類，向各電力監(jiān)視終端進行數(shù) 據(jù)傳送要求。在此情況下，在各電力監(jiān)視終端中，將所要求的附帶信息種
類以圖4、圖10所示那樣的幀結構(將電量信息種類替換為附帶信息種類) 周期性地傳送。
進而，在應用運算裝置需要電量信息種類和附帶信息種類的兩者的情 況下，在電量集成裝置中，決定適當?shù)碾娏啃畔⒎N類和適當?shù)母綆畔⒎N 類，向各電力監(jiān)視終端進行數(shù)據(jù)傳送要求。在此情況下，在各電力監(jiān)視終 端中，將所要求的電量信息種類和附帶信息種類以圖4、圖10所示那樣的 幀結構(在電量信息種類中追加附帶信息種類)周期性地傳送。 [第3實施方式] [結構]
圖14是表示應用了本發(fā)明的有關第3實施方式的廣域保護控制系統(tǒng)的 主要結構的框圖。
如圖14所示，本實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)是在圖11所示的 第2實施方式中、在電量集成裝置3中追加了決定結果通知機構323、并且 在應用運算裝置4中追加了運算算法變更機構423的結構。
這里，電量集成裝置3的決定通知機構323是將由數(shù)據(jù)傳送要求機構 322決定的信息種類和傳送周期作為決定結果而通知給要求源的各應用運 算裝置4的機構，通過與運算處理部32軟件的組合來實現(xiàn)。此外，應用運 算裝置4的運算算法變更機構423是基于從電量集成裝置3通知的信息種 類和傳送周期變更應用運算的算法的機構，通過與運算處理部42軟件的組 合來實現(xiàn)。 [作用]
具有以上那樣的結構的第3實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)具有與 第2實施方式同樣的作用，但除此以外，通過在本實施方式中追加的多個 機構，具有如下的作用。
在本實施方式中，將來自多個應用運算裝置4的多個需要信息要求用 電量集成裝置3的數(shù)據(jù)傳送要求機構322整理、決定從電力監(jiān)視終端發(fā)送
的適合的信息種類及傳送周期的作用與第2實施方式同樣。在本實施方式 中，還具有通過由電量集成裝置3的決定結果通知機構323將所決定的信 息種類及傳送周期通知給要求源的各應用運算裝置4、由應用運算裝置4 的運算算法變更機構423根據(jù)所決定的信息種類及傳送周期變更應用運算 算法的作用。
例如，如對第2實施方式說明那樣，在由上述式(2)、 (3)所示的變 電站間的相位差及大小的運算中需要的信息種類是任意的變電站的母線電 壓相量的大小和相位，在該運算中需要的電力監(jiān)視終端的傳送周期是 100ms左右。此外，在由上述式(4)表示的各變電站的母線電壓的頻率運 算中，需要的信息種類只是任意的變電站的母線電壓相量的相位，在該運 算中需要的傳送周期是40ms (在50Hz系統(tǒng)中相當于兩個循環(huán))。
因而，在有用來進行這兩種應用運算的兩個需要信息要求的情況下， 通過電量集成裝置3的數(shù)據(jù)傳送要求機構322，按照在第2實施方式中所述 的上述規(guī)則(1)，作為包含這些要求的信息種類，決定母線電壓相量的大 小和相位，并且按照上述規(guī)則(11)，作為傳送周期而決定更短的周期即 40ms。
這樣由數(shù)據(jù)傳送要求機構322決定的適當?shù)男畔⒎N類(在該例中是母 線電壓相量的大小和相位)及傳送周期(在該例中是40ms)通過決定結果 通知機構323發(fā)送給要求源的應用運算裝置4。應用運算裝置4如果獲取了 這樣的決定結果，則通過運算算法變更機構423變更應用運算算法。在上 述的例子中，進行如以下這樣的算法變更。
在上述式(2)、 (3)中，相對于只要在100ms左右能夠取得l次移相 量就足夠的傳送周期，能夠在40ms取得1次移相量，所以運算算法變更機 構423與其配合而變更應用運算算法。具體而言，代替100ms中1次的電 壓移相，而取與40ms中1次的電壓移相的大小和相位的連續(xù)3次的值的平 均，作為式(2)、 (3)的運算量使用。由此，成為120ms中1次的運算， 但運算精度通過平均化處理而提高。另外，這樣的應用運算算法的變更例 如在制作運算算法變更用的程序時，通過預先編程根據(jù)傳送周期迸行移相 量的平均化處理，能夠容易地實現(xiàn)。
此外，在上述(4)、 (5)中，為了得到頻率而進行了微分運算，但由
于只要是相位的微分就可以，所以作為需要的信息種類而僅使用母線電壓 移相的相位。如上所述，也能夠取得母線電壓相量的大小，所以運算算法
變更機構423追加執(zhí)行以下的式(6)的運算，僅在該式(6)成立時執(zhí)行
上述式(4)、 (5)的運算。 I V i I < V k (6)
這樣，通過追加執(zhí)行式(6)的運算，不進行系統(tǒng)事故以外的原因(例 如人員系統(tǒng)中的運行操作、 一時性噪音等)帶來的頻率變動中的應用運算， 而僅在因系統(tǒng)事故的發(fā)生而電壓下降為規(guī)定值以下時進行式(4)、 (5)的 頻率運算就可以，能夠提高運算效率。這樣的式(6)的運算的追加執(zhí)行只 要例如在制作運算算法變更用程序時預先組裝對應于式(6)的內(nèi)置程序、 在接收到電壓的大小時驅(qū)動內(nèi)置程序，就能夠容易地實現(xiàn)。 [效果]
以上，第3實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)決定滿足來自多個應用 運算裝置4-l 4-M的多個要求的信息種類和傳送周期，在對各電力監(jiān)視終 端l-l l-N要求所決定的信息種類和傳送周期的數(shù)據(jù)傳送時，將該決定內(nèi) 容也通知給要求源的應用運算裝置，根據(jù)決定的信息種類和傳送周期變更 應用運算算法。根據(jù)這樣的第3實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)，除了 第2實施方式的效果以外，還能夠得到如下的效果。
艮口，通過將根據(jù)來自各運算裝置的要求決定的信息種類和傳送周期反 映到要求源的各應用運算裝置中的應用運算中，在各應用運算裝置中能夠 高效率地、最大限度地利用所取得的信息，所以能夠更高效率、高精度地 實現(xiàn)高可靠性的應用運算。 [實施方式4] [結構]
圖15是表示應用了本發(fā)明的有關第4實施方式的廣域保護控制系統(tǒng)的 主要結構的框圖。
如圖15所示，本實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)是在圖1所示的第 1實施方式的系統(tǒng)中在電量集成裝置3中追加傳送質(zhì)量測量機構312和傳送 周期決定機構324、并且在電力監(jiān)視終端1中追加了傳送周期調(diào)節(jié)機構122 的結構。
這里，電量集成裝置3的傳送質(zhì)量測量機構312是基于由數(shù)據(jù)傳送機
構311接收到的電量數(shù)據(jù)測量發(fā)送源的各電力監(jiān)視終端1與電量集成裝置3 之間的傳送質(zhì)量的機構，通過與傳送控制部31軟件的組合來實現(xiàn)。傳送周 期決定機構324是基于測量的傳送質(zhì)量和預先設定的傳送周期變更條件決 定來自發(fā)送源的電力監(jiān)視終端1的電量數(shù)據(jù)的傳送周期、對發(fā)送源的電力 監(jiān)視終端1要求向所決定的傳送周期的調(diào)節(jié)的機構，通過與運算處理部32 的軟件的組合來實現(xiàn)。另外，傳送周期決定機構324也可以通過與傳送控 制部31軟件的組合來實現(xiàn)。
電力監(jiān)視終端1的傳送周期調(diào)節(jié)機構122是按照來自電量集成裝置的 要求調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳送機構121的電量數(shù)據(jù)的傳送周期的機構，通過與傳送控 制部12軟件的組合來實現(xiàn)。電力監(jiān)視終端1以由傳送周期調(diào)節(jié)機構122調(diào) 節(jié)的傳送周期通過數(shù)據(jù)傳送機構121發(fā)送由數(shù)據(jù)生成機構111生成的電量 數(shù)據(jù)。 [作用]
具有以上那樣的結構的第4實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)具有與 第1實施方式同樣的作用，但除此以外，通過在本實施方式中追加的多個 機構，具有如下的作用。
在本實施方式中，經(jīng)由通信網(wǎng)絡2通過電量集成裝置3的數(shù)據(jù)傳送機 構311接收來自電力監(jiān)視終端1的電量數(shù)據(jù)這一點與第1實施方式同樣。 在本實施方式中，通過電量集成裝置3的傳送質(zhì)量測量機構312，基于接收 到的電量數(shù)據(jù)測量發(fā)送源的各電力監(jiān)視終端1與電量集成裝置3之間的傳 送質(zhì)量。這里，作為測量的傳送質(zhì)量的具體的內(nèi)容，例如可以考慮以下的3 個項目。
響應的下降，在規(guī)定周期內(nèi)來自電力監(jiān)視終端的電量數(shù)據(jù)沒有到達 的情況
數(shù)據(jù)錯誤通過CRC檢驗檢測到傳送數(shù)據(jù)的錯誤的情況 *通信斷開不能接收數(shù)據(jù)幀自身的情況
這些項目中的"通信斷開"是因通信線纜斷開等的物理通信故障而數(shù) 據(jù)自身不能到達的狀況，是本實施例的對象之外。因而，在本實施方式中 作為傳送質(zhì)量的測量對象的是"響應的下降"和"數(shù)據(jù)錯誤"。在產(chǎn)生了"響 應的下降"的情況下，發(fā)生比使用的通信網(wǎng)絡的帶寬多的通信吞吐量的可
能性較高。此外，"數(shù)據(jù)錯誤"因通信線纜或通信機器等的一時性不良或向 傳送路徑的噪音而使數(shù)據(jù)的一部分錯誤的可能性較高。
傳送質(zhì)量測量機構312為了檢測"響應的下降"，測量"設想的傳送周 期+邊際時間<數(shù)據(jù)接收間隔"是否成立，并且，為了檢測"數(shù)據(jù)錯誤"，通 過CRC檢驗檢測數(shù)據(jù)錯誤。并且，在通過這些方法進行傳送質(zhì)量的測量的 時點，將其結果傳遞給傳送周期決定機構324。
在傳送周期決定機構324中，根據(jù)由傳送質(zhì)量測量機構312獲取的傳 送質(zhì)量，例如基于以下的規(guī)則(i)、 (ii)，決定來自發(fā)送源的電力監(jiān)視終端 1的電量數(shù)據(jù)的傳送周期。
規(guī)則(i):在傳送質(zhì)量為規(guī)定值以上的情況下，以現(xiàn)狀的傳送周期接收。
規(guī)則(ii):在傳送質(zhì)量為規(guī)定值以下而較差的情況下，使傳送周期降 低，調(diào)節(jié)到對應于規(guī)則(i)的狀態(tài)。
如果基于這些規(guī)則(i)、 (ii)決定傳送周期，則通過傳送周期決定機 構324對電力監(jiān)視終端1發(fā)送調(diào)節(jié)為該決定的傳送周期的要求。
在電力監(jiān)視終端1中，如果由數(shù)據(jù)傳送機構121接收到來自電量集成 裝置3的傳送周期調(diào)節(jié)要求，則通過傳送周期調(diào)節(jié)機構122按照該要求調(diào) 節(jié)數(shù)據(jù)傳送機構121的電量數(shù)據(jù)的傳送周期。結果，將由數(shù)據(jù)生成機構111 生成的電量數(shù)據(jù)以由傳送周期調(diào)節(jié)機構122調(diào)節(jié)的傳送周期通過數(shù)據(jù)傳送 機構121發(fā)送給電量集成裝置3。 [效果]
以上，第4實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)測量電力監(jiān)視終端1與 電量集成裝置3之間的傳送質(zhì)量，根據(jù)測量的傳送質(zhì)量決定從電力監(jiān)視終 端的數(shù)據(jù)傳送的傳送周期，對電力監(jiān)視終端1要求決定的傳送周期的數(shù)據(jù) 傳送。根據(jù)這樣的第4實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)，除了第l實施 方式的效果以外，能夠得到如下的效果。
首先，通信網(wǎng)絡的品質(zhì)有可能因各種原因而降低，但在這樣的傳送質(zhì) 量降低時，能夠根據(jù)傳送質(zhì)量變更從電力監(jiān)視終端的電量數(shù)據(jù)的傳送周期， 所以能夠避免通信吞吐量的增加或一時性發(fā)生的噪音，能夠?qū)⒄_的電量 數(shù)據(jù)從電力監(jiān)視終端向電量集成裝置發(fā)送。
進一步講，由于在系統(tǒng)構建時點預測通信網(wǎng)絡的將來的狀態(tài)而決定傳 送周期是很困難的，所以與本實施方式不同，在設為固定的傳送周期的情 況下，有可能隨著通信網(wǎng)絡的傳送質(zhì)量的下降而發(fā)生電量數(shù)據(jù)的到達延遲 變得顯著、或者完全中斷等的狀況。在此情況下，不能以在應用運算中需 要的定時得到規(guī)定的電量數(shù)據(jù)，所以不能得到對系統(tǒng)整體要求的性能。相 對于此，根據(jù)本實施方式，由于能夠根據(jù)通信網(wǎng)絡的狀況適當?shù)卣{(diào)節(jié)傳送 周期，所以電量數(shù)據(jù)的到達不會中斷，并且還能夠?qū)⒌竭_延遲抑制在最小 時間，能夠構建可靠性較高的系統(tǒng)。 [變形例]
作為以上那樣的第4實施方式的變形例，例如可以考慮如以下那樣的 各種變形例。
例如，在第4實施方式中，對于基于根據(jù)電量集成裝置接收到的電量 數(shù)據(jù)測量的電力監(jiān)視終端與電量集成裝置之間的傳送質(zhì)量調(diào)節(jié)發(fā)送源的電 力監(jiān)視終端的傳送周期的情況進行了說明，但在通信吞吐量使傳送質(zhì)量下 降的情況下(響應的下降)，除了測量到傳送質(zhì)量的下降的發(fā)送源的電力監(jiān) 視終端以外，同時也調(diào)節(jié)其他電力監(jiān)視終端的傳送周期是有效的。
這樣，在通過特定的傳送控制部的數(shù)據(jù)傳送機構檢測到響應的下降的 情況下，通過運算處理部的傳送周期決定機構決定連接在特定的傳送控制 部上的電力監(jiān)視終端的傳送周期，并且也同時決定連接在其他傳送控制部 上的電力監(jiān)視終端的傳送周期，通過對各電力監(jiān)視終端要求向所決定的傳 送周期的調(diào)節(jié)，消除通信吞吐量的問題。
此外，作為將第4實施方式與第3實施方式組合的變形例，也可以考 慮將由電量集成裝置決定的電力監(jiān)視終端的傳送周期通知給應用運算裝 置、變更應用運算算法的結構。在此情況下，由于能夠根據(jù)電力監(jiān)視終端 與電量集成裝置之間的傳送質(zhì)量適當?shù)刈兏鼞眠\算算法，所以在各應用 運算裝置中，能夠高效地利用取得的信息。 [第5實施方式] [結構]
圖16是表示應用了本發(fā)明的有關第5實施方式的各電力監(jiān)視終端1的 硬件結構的一例的圖。如該圖16所示，本實施方式在圖2所示的第1實施
方式的電力監(jiān)視終端1中，代替時刻同步部16和GPS接收機17而具備銫 或銣等的原子時鐘18。各電力監(jiān)視終端1利用本終端具有的原子時鐘18 的時刻，通過運算處理部ll的數(shù)據(jù)生成機構lll (圖l)，生成帶有時刻的 電量數(shù)據(jù)。其他結構與第1實施方式同樣。 [作用]
具有以上那樣的結構的第5實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)具有與 第1實施方式同樣的作用，但除此以外，在本實施方式中，通過電力監(jiān)視 終端1具備的原子時鐘18，具有如下的作用。
艮P，在上述第1實施方式中，為了取得廣域的時刻同步而使用來自GPS 的接收數(shù)據(jù)，但在本實施方式中，代替它而使用原子時鐘18，使用由原子 時鐘18在一定時刻產(chǎn)生的信號脈沖，進行電量的取樣及模擬/數(shù)字變換， 對該數(shù)字化的電量賦予原子時鐘18的絕對時刻。通過這樣使用原子時鐘18 的絕對時刻，將來自多個電力監(jiān)視終端的電量數(shù)據(jù)在同一時刻取樣，成為 正確的同步數(shù)據(jù)。在電量集成裝置3中，將這些正確的同步數(shù)據(jù)集成，發(fā) 送給各應用終端裝置4，所以在各應用終端裝置4中，利用這些正確的同步 數(shù)據(jù)實施高精度的應用運算。 [效果]
根據(jù)以上那樣的第5實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)，除了第1實 施方式的效果以外，還能夠得到如下的效果。
艮P，在如第1實施方式那樣使用GPS的接收信號的情況下，能夠?qū)r 刻同步誤差抑制到lu秒左右。但是，在GPS衛(wèi)星自身中萬一發(fā)生故障的 情況下，有利用該GPS衛(wèi)星的所有的電力監(jiān)視終端受到影響的問題。此外， 在不能進行來自GPS衛(wèi)星的電波的接收的地方(例如地下的變電站等)中， 還有不能進行時刻同步的問題。進而，還有需要進行從GPS接收機(GPS 接收天線)17到電力監(jiān)視終端1的信號線纜的鋪設的經(jīng)濟性的問題。相對 于此，根據(jù)本實施方式，通過使用具有與GPS接收相同程度的時刻精度的 銫或銣等的電子時鐘18作為時刻同步用，解決了上述GPS利用的問題， 能夠提供經(jīng)濟性、可靠性較高的系統(tǒng)。 [第6實施方式] [結構]
圖17是表示應用了本發(fā)明的有關第6實施方式的時刻同步用的結構例 的圖。如該圖17所示，在本實施方式中，在對象范圍內(nèi)的多個電站(發(fā)變 電站)5-l 5-N (N是2《N的任意的整數(shù))中，為了修正各電力監(jiān)視終端 1所具有的各個原子時鐘18的時刻而分別設有共通原子時鐘51-1 51-N。 這些共通原子時鐘51-l 51-N經(jīng)由通信網(wǎng)絡2連接在時刻數(shù)據(jù)源6上。作 為該時刻數(shù)據(jù)源6，例如可以使用設置在電力公司內(nèi)的本店、支店、控制站 等的原子時鐘。 [作用]
在多個電站5-l 5-N中，通過從時刻數(shù)據(jù)源6經(jīng)由通信網(wǎng)絡2共通地 分發(fā)時刻，進行各電站的共通原子時鐘51-1 51-N的時刻匹配。通過這些 共通原子時鐘51-1 51-N的每一個；進行相同電站5內(nèi)的各電力監(jiān)視終端 1的原子時鐘18的時刻匹配。在此情況下，由于原子時鐘18與共通原子時 鐘51之間、以及共通原子時鐘51與時刻數(shù)據(jù)源6之間都用通信網(wǎng)絡2連 結，所以需要其之間的同步匹配。該同步匹配可以通過在PCM (脈沖編碼 調(diào)制，pulse code modulation)電流差動中繼中一般使用的乒乓傳送進行傳 送延遲吋間測量和修正運算來實現(xiàn)。另外，所謂的乒乓傳送，是將反方向 的信號交替地傳送來實現(xiàn)雙向傳送的方式，也有用時分割方向控制傳送方 式等的別名稱呼的情況。 [效果]
根據(jù)以上那樣的第6實施方式的廣域保護控制測量系統(tǒng)，除了第5實 施方式的效果以外，能夠得到如下的效果。
艮P，在電力監(jiān)視終端1中使用原子時鐘的情況下，也有可能在長時間 運行的期間中發(fā)生時刻偏差。在此情況下，成為多個電力監(jiān)視終端1之間 的時刻偏差，所以上述式(2)、 (3)所示那樣的應用運算的誤差增加，結 果，保護控制的精度變差。相對于此，根據(jù)本實施方式，通過在各電站5 中設置共通原子時鐘51、使相同的電站5內(nèi)的各電力監(jiān)視終端的原子時鐘 18的時刻與該共通原子時鐘51的時刻一致，能夠使電站5內(nèi)的所有的原子 時鐘18的時刻一致。此外，對于多個電站5間，也能夠使時刻與共通的時 刻數(shù)據(jù)源6 —致，所以能夠在所有的各電站5的所有的電力監(jiān)視終端1之 間高精度地取得同步。
作為以上那樣的第6實施方式的變形例，例如可以考慮如下的變形例。 首先，在第6實施方式中，對于使用原子時鐘作為時刻數(shù)據(jù)源6的情 況進行了說明，但也可以使用GPS作為時刻數(shù)據(jù)源6。此外，也可以在各 電站5中不設置單獨的共通原子時鐘51，而將各電力監(jiān)視終端1與單一的 時刻數(shù)據(jù)源6經(jīng)由通信網(wǎng)絡2直接連接、通過時刻數(shù)據(jù)源6直接進行各電 力監(jiān)視終端1的原子時鐘18的時刻匹配。 [其他實施方式]
另外，本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本發(fā)明的范圍內(nèi)除此以外還 能夠?qū)嵤└鞣N各樣的變形例。即，附圖所示的硬件結構及軟件結構不過是 一例，具體的系統(tǒng)結構、硬件結構及軟件結構可以適當?shù)剡x擇。此外，附 圖所示的電量數(shù)據(jù)及各種要求的幀結構也不過是一例，具體的幀結構可以 適當?shù)刈兏?br> 權利要求
1、一種廣域保護控制測量系統(tǒng)，進行對象范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)的保護、控制及測量，其特征在于，具備設置在上述對象范圍內(nèi)的電站中的多個電力監(jiān)視終端、與這些電力監(jiān)視終端經(jīng)由通信網(wǎng)絡連接的1個以上的電量集成裝置、和與該電量集成裝置間連接的1個以上的應用運算裝置；構成上述多個電力監(jiān)視終端的各電力監(jiān)視終端具備通過取得電力系統(tǒng)的電量而生成表示有關電量的信息的電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)生成機構、和經(jīng)由通信網(wǎng)絡發(fā)送所生成的電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳送機構；構成上述1個以上的電量集成裝置的各電量集成裝置具備經(jīng)由上述通信網(wǎng)絡接收從1個以上的上述電力監(jiān)視終端發(fā)送的電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳送機構、將接收到的電量數(shù)據(jù)集成而生成集成電量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集成機構、和將生成的集成電量數(shù)據(jù)輸出的1個以上的裝置間連接用的接口；構成上述1個以上應用運算裝置的各應用運算裝置具備取得從上述電量集成裝置輸出的集成電量數(shù)據(jù)的裝置間連接用的接口、和利用所取得的集成電量數(shù)據(jù)進行保護用、控制用或測量用的應用運算的應用運算機構。
2、 如權利要求1所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于，從上述 各電力監(jiān)視終端發(fā)送的電量數(shù)據(jù)包括作為電量信息種類的同步相量或用瞬 時值的表現(xiàn)形態(tài)表示的母線電壓和送電線電流。
3、 如權利要求1或2所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于，從 上述各電力監(jiān)視終端發(fā)送的電量數(shù)據(jù)包括作為附帶信息種類的從開閉機器的開閉信息，保護繼電器的動作、回位信息，或者其^k電力設備的開啟/關閉信息之中選擇的1個以上的種類。
4、 如權利要求1 3中任一項所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征 在于，上述各電力監(jiān)視終端具備選擇同步相量及瞬時值的任一個作為在發(fā) 送的電量數(shù)據(jù)中使用的電量信息的表現(xiàn)形態(tài)的機構。
5、 如權利要求1 3中任一項所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于，上述各電力監(jiān)視終端構成為，在發(fā)送的電量數(shù)據(jù)使用瞬時值的情況下， 以本電力監(jiān)視終端的模擬過濾特性為函數(shù)，通過上述數(shù)據(jù)傳送機構發(fā)送給 上述電量集成裝置；上述各電量集成裝置具備在由數(shù)據(jù)傳送機構接收到從上述各電力監(jiān)視 終端發(fā)送的函數(shù)的情況下、利用接收到的函數(shù)進行變換以使各個電力監(jiān)視 終端的過渡響應特性在各應用運算裝置的運算中相等的機構。
6、 如權利要求1 3中任一項所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征 在于，上述各應用運算裝置具備對上述電量集成裝置要求在應用運算中需要 的信息種類和傳送周期的需要信息要求機構；上述各電量集成裝置具備通過比較整理包含在來自多個上述應用運算 裝置的多個要求中的信息種類和傳送周期，將重復的要求匯總，決定滿足 各要求的信息種類和傳送周期，對上述電力監(jiān)視終端要求決定的信息種類 和傳送周期的數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)傳送要求機構；上述電力監(jiān)視終端具備按照來自上述電量集成裝置的要求選擇信息 種類的信息種類選擇機構、和按照該要求調(diào)節(jié)上述數(shù)據(jù)傳送機構的電量數(shù) 據(jù)的傳送周期的傳送周期調(diào)節(jié)機構，構成為，通過上述數(shù)據(jù)生成機構生成 包括由上述信息種類選擇機構選擇的信息種類的電量數(shù)據(jù)、將生成的電量 數(shù)據(jù)以由上述傳送周期調(diào)節(jié)機構調(diào)節(jié)的傳送周期通過上述數(shù)據(jù)傳送機構發(fā) 送。.
7、 如權利要求6所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于， 上述各電量集成裝置具備將由上述數(shù)據(jù)傳送要求機構決定的信息種類和傳送周期作為決定結果而通知給要求源的各應用運算裝置的決定結果通 知機構；上述各應用運算裝置具備基于從上述電量集成裝置通知的信息種類和 傳送周期變更應用運算的算法的運算算法變更機構。
8、 如權利要求1所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于， 上述各電量集成裝置具備基于由上述數(shù)據(jù)傳送機構接收到的電量數(shù)據(jù)測量發(fā)送源的各電力監(jiān)視終端與本裝置之間的傳送質(zhì)量的傳送質(zhì)量測量 機構，和基于測量的傳送質(zhì)量和預先設定的傳送周期變更條件決定來自該 電力監(jiān)視終端的電量數(shù)據(jù)的傳送周期、對該電力監(jiān)視終端要求對所決定的 傳送周期的調(diào)節(jié)的傳送周期決定機構；上述各電力監(jiān)視終端具備按照來自上述電量集成裝置的要求調(diào)節(jié)上述 數(shù)據(jù)傳送機構的電量數(shù)據(jù)的傳送周期的傳送周期調(diào)節(jié)機構，構成為，以由 上述傳送周期調(diào)節(jié)機構調(diào)節(jié)的傳送周期通過上述數(shù)據(jù)傳送機構發(fā)送由上述 數(shù)據(jù)生成機構生成的電量數(shù)據(jù)。
9、 如權利要求1所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于，上述各 電力監(jiān)視終端具備原子時鐘，構成為，利用該原子時鐘的時刻通過上述數(shù) 據(jù)生成機構生成附有時刻的電量數(shù)據(jù)。
10、 如權利要求1所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于，在上 述對象范圍內(nèi)的各電站中，設有修正設置在該電站中的上述電力監(jiān)視終端 的原子時鐘的時刻的共通原子時鐘，各共通原子時鐘構成為，利用從同一 時刻數(shù)據(jù)源經(jīng)由上述通信網(wǎng)絡共通分發(fā)的時刻數(shù)據(jù)進行時刻匹配。
11、 如權利要求1所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于， 在上述對象范圍內(nèi)設有多個上述電量集成裝置；構成為，上述多個電力監(jiān)視終端分別被分配給上述多個電量集成裝置 的任一個，向分配目標的電量集成裝置發(fā)送電量數(shù)據(jù)。
12、 如權利要求1所述的廣域保護控制測量系統(tǒng)，其特征在于， 在上述對象范圍內(nèi)設有兩個系列的上述電量集成裝置；構成為，上述多個電力監(jiān)視終端分別對上述兩個系列的電量集成裝置 的兩者發(fā)送電量數(shù)據(jù)。
13、 一種廣域保護控制測量方法，進行對象范圍內(nèi)的電力系統(tǒng)的保護、 控制及測量，其特征在于，利用設置在上述對象范圍內(nèi)的電站中的多個電力監(jiān)視終端、與這些電 力監(jiān)視終端經(jīng)由通信網(wǎng)絡連接的1個以上的電量集成裝置、和與該電量集 成裝置間連接的1個以上的應用運算裝置；具有通過上述電力監(jiān)視終端取得電力系統(tǒng)的電量而生成表示有關電量的信 息的電量數(shù)據(jù)，經(jīng)由通信網(wǎng)絡發(fā)送所生成的電量數(shù)據(jù)的步驟；通過上述電量集成裝置，經(jīng)由上述通信網(wǎng)絡接收從1個以上的上述電 力監(jiān)視終端發(fā)送的電量數(shù)據(jù)，將接收到的電量數(shù)據(jù)集成而生成集成電量數(shù) 據(jù)，將生成的集成電量數(shù)據(jù)輸出的步驟；通過上述應用運算裝置，取得從上述電量集成裝置輸出的集成電量數(shù) 據(jù)，利用所取得的集成電量數(shù)據(jù)進行保護用、控制用或測量用的應用運算 的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及廣域保護控制測量系統(tǒng)和方法，提供一種不追加、變更設置在電站中的電力監(jiān)視終端，能夠自如地追加、變更保護、控制、測量用的應用運算功能的、經(jīng)濟性、可靠性、擴展性良好的廣域保護控制測量系統(tǒng)和方法。廣域保護控制測量系統(tǒng)由設置在對象范圍內(nèi)的電站中的N臺電力監(jiān)視終端(1)、與這些電力監(jiān)視終端(1)經(jīng)由通信網(wǎng)絡(2)連接的1臺電量集成裝置(3)、和與該電量集成裝置(3)裝置間連接的M臺應用運算裝置(4)構成。各電力監(jiān)視終端(1)將電量數(shù)據(jù)經(jīng)由通信網(wǎng)絡(2)發(fā)送給電量集成裝置(3)。電量集成裝置(3)將從N臺電力監(jiān)視終端(1)接收到的電量數(shù)據(jù)集成而生成集成電量數(shù)據(jù)，輸出給各應用運算裝置(4)。各應用運算裝置(4)利用從電量集成裝置(3)取得的集成電量數(shù)據(jù)，進行保護用、控制用或測量用的應用運算。
文檔編號H02J13/00GK101383495SQ20081021257
公開日2009年3月11日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權日2007年9月5日
發(fā)明者關口勝彥, 杉浦秀昌, 高荷英之 申請人:株式會社東芝