JPH03261336A - 電力系統の監視制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は監視制御方法及びその装置に係り、特に、監視
制御対象の状態を複数台の計算機で監視し、監視制御対
象の状態に関する情報の授受を計算機間で実行するに好
適な監視制御方法及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

電力系統の状態を監視する装置としては、従来、文献（
電気学会電力研究会資料、ＰＥ−８９−８３，１９８９
年７月）に記載されているように、複数台の計算機と監
視制御対象である電力系統の状態を表すデータベースを
備えて構成されたものが知られている。又この種の装置
に関連するものとして特開昭６２−２１２７６２号公報
及び特開平１−１６６２３０号公報が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来の技術ではデータベースの内容を分割
して伝送することについては配慮されておらず、データ
ベースの内容を全て伝送するようになっているため、デ
ータベースの容量が大きくなると、ＬＡＮなどの計算機
連系手段では通信容量の不足のため高速な演算処理がで
きないという不具合がある。

特に、今後監視制御対象であるシステムの複雑化、大規
模化に伴って監視制御の内容も高度化し、取り扱うデー
タ量も膨大なものとなる。このようなときに、従来の方
法では計算機連系手段の通信容量不足が高速処理演算の
ネックとなる恐れがある。

又、上記従来技術ではＬＡＮやバスなどの計算機連系手
段に応じた柔軟性のある分散型のシステムを構成するた
めの手段や、計算機故障時などの対応策に対して十分な
配慮が行われていなかった。

本発明の目的は、計算機連系手段の通信容量が小容量の
システムでも高速な処理が可能になる監視制御方法及び
その装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、計算機の故障に迅速に対処するこ
とができる監視制御方法又はその装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は第１の方法として
、複数台の計算機を計算機連系手段を介して接続し、監
視制御対象の状態を各計算機で分担して監視制御するに
際して、前記監視制御対象の状態に関する情報を含むデ
ータベースを各計算機に配置し、各計算機がデータベー
スを用いて監視制御の処理を周期的に実行し、この実行
でデータベースの内容が変わった場合には各計算機間で
変更内容に関する情報の授受を実行する監視制御方法を
採用したものである。

第２の方法として、監視制御対象としてのシステムを複
数のサブシステムに分割し、各サブシステム毎に監視制
御用の計算機を設置し、各計算機を計算機連系手段を介
して接続し、監視制御対象の状態を各計算機で監視制御
するに際して、前記監視制御対象としてのシステム全体
の状態に関する情報を含むデータベースを各計算機に配
置し。

各計算機がデータベースを用いて処理を周期的に実行し
、この実行でデータベースの内容が変わった場合には各
計算機間で変更内容に関する情報の授受を実行する監視
制御方法を採用したものである。

第１又は第２の方法を含む第３の方法として、各計算機
は、変更内容に関する情報の授受を実行したときに、前
記変更内容に基づいてデータベースの内容を編集する監
視制御方法を採用したものである。

第３の方法を含む第４の方法として、各計算機はデータ
ベースの内容を編集する動作タイミングを他の計算機の
処理状態に基づいて決定する監視制御方法を採用したも
のである。

第１の装置として、複数台の計算機を計算機連系手段を
介して接続し、監視制御対象の状態を各計算機で分担し
て監視制御してなる監視制御システムにおいて、前記監
視制御対象の状態に関する情報を含むデータベースを各
計算機に配置し、各計算機はデータベースを用いて監視
制御の処理を周期的に実行し、この実行でデータベース
の内容が変わった場合には、他の計算機と変更内容に関
する情報の授受を実行してなる監視制御装置を構成した
ものである。

第１の装置を含む第２の装置として、各計算機は、他の
計算機とデータベースの内容に関する情報の授受を実行
する通信制御部と、監視制御対象に対するアプリケーシ
ョンを実行するアプリケーション処理部と、アプリケー
ション処理部の処理結果と通信制御部の受信情報に従っ
てデータベースを編集する編集部とを含む監視制御装置
を構成したものである。

第２の装置を含む第３の装置として、各計算機のアプリ
ケーション処理部は、各計算機の動作状態に応じて他の
計算機へ転送可能に構成されている監視制御装置を構成
したものである。

第２又は第３の装置を含む第４の装置として５各計算機
の通信制御部と編集部は周期的に動作させてなる監視制
御装置を構成したものである。

〔作用〕

このように構成される本発明方法及び装置によれば、欣
の作用により前記目的が達成される。

すなわち、監視制御対象であるシステムの状態を表すデ
ータベースに基づいて、複数台の計算機が動作し、その
結果生じた該データベースの変更点を計算機連系手段を
介して、計算機間で交換する。この変更点の大きさは、
監視制御対象であるシステムの状態を表すデータベース
の容量に比較し十分小さくでき、したがって計算機連系
手段の容量が小さい計算機システムであっても高速な処
理が可能となる。

また、監視制御対象システムの各システム毎に設けた計
算機は、システム全体の情報を表す共通データベースを
もとに処理を行い、その処理の結果生じたデータベース
の変化情報を、各計算機間で通信することにより、大量
な情報を利用した高度監視制御が可能となる。

また、計算機連系手段は様々な種類のハードウェアがあ
り、計算機で実行する処理の中で、計算機連系を制御す
る部分はハードウェアの構成に強く依存するものである
。しかし、この計算機連系を制御する部分に直接関係す
る処理として、監視制御対象の状況を表すデータベース
の編集を行う部分を設け、監視制御に係るアプリケーシ
ョン処理を、このデータベースの編集を行う部分にのみ
関係するようにすることにより、各種の計算機連系手段
に対しも、この監視制御に係るアプリケーション処理を
なんら修正変更する必要がなく、柔軟性に優れたシステ
ムとなる。

また、データベースの編集を行う部分は、すへての計算
機で同一のものとすることができるため、監視制御に係
るアプリケーション処理を行う部分は、自由に複数台の
計算機間を渡り歩くことができ、ある計算機に故障が発
生した場合でも、残りの健全な計算機上に故障が発生し
た計算機で実行していた処理を移動させ代行させること
が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、複数台の計算機１１ａ、１．１ｂ、ｌ
ｉｅ、ｌｉｄ、ｌｉｅは分散して配置されており、各計
算機は計算機連系手段としてのＬＡＮ１４を介して接続
されている。各計算機１１ａ〜ｌｌｅはプロセッサ１２
ａ〜１２ｅと共にデータベースメモリ１３ａ〜１３ｅを
備えて構成されており、各計算機間の情報の授受がＬＡ
Ｎ１４を介して行われるようになっている。そして各計
算機は電力系統の状態１例えば保護リレーや遮断器など
の開閉状態を監視し、この監視結果をプロセッサ１２ａ
〜１２ｅがそれぞれデータベースメモリ１３ａ〜１３ｅ
に格納すると共にプロセッサ１２ａ〜１２ｅが周期的に
データベースメモリ１３ａ〜１３ｅへのアクセスを開始
して監視結果を処理するようになっている。

各計算機に設置されているデータベースメモリ１３ａ〜
１３ｅのデータベースは、第２図に示されるように、電
力系統内の保護リレーや遮断器などの開閉状態や母線の
電圧や送伝線の電力潮流などの情報が格納されるように
なっている。このデータベース３１の容量は２００キロ
バイト〜２メガバイトである。そして電力系統の監視制
御対象の状態が変化した場合には、第３図に示されるデ
ータベース４１の所定のエリアに、監視制御対象の状態
が変化したことを示すフラグが格納されるようになって
いる。例えばＢ母線ＬＳが変化した場合には、変化情報
がＩＩ　１　＋＋として格納される。

そしてプロセッサｌｌａ〜ｌｉｅはこの変化情報フラグ
をサーチすることによって状態変化が生したか否かを判
定することができる。

上記構成において、各計算機１１ａ〜ｌｌｅのプロセッ
サ１２ａ〜１２ｅは周期毎に動作し、監視制御対象の状
態を監視すると共に監視結果によってデータベースメモ
リ１３ａ〜１３ｅの内容を変更するようになっている。

このデータベースメモリ１３ａ〜１３ｅの内容を変更す
るに際しては、各データベースメモリ１３ａ〜１３ｅに
は各計算機共通の情報が格納されているため、情報の変
化があった内容のみを変更するようになっている。

例えば、第４図に示されるように、時刻ａから時刻すに
おいて計算機１１ａが動作して監視制御対象の情報を取
り込み、この情報から監視制御対象に状態の変化があっ
た場合には、時刻すから時刻Ｃにおいて計算機１１ａか
ら他の計算機へＬＡＮ１４を介して監視制御対象の状態
変化に関する情報をブロードキャストする。計算機１１
ｂ〜１１ｅが計算機１１ａからの情報を受信すると、プ
ロセッサ１’２ａが送信情報を基にデータベースメモリ
１３ａの内容を変更する。このときプロセッサ１２ａ〜
１２ｅは受信情報を基にデータベースメモリ１３ｂ〜１
３ｅの内容を変更し、変更した情報を基に監視制御対象
に対する監視制御を実行する。

次に時刻ｄで計算機ｌｉｅの処理が完了したときに、監
視制御対象の状態に変化があった旨の処理結果が生じた
ときには、時刻ｄ〜時刻ｅにおいて計算機ｌｉｅからＬ
ＡＮ１４に変更内容の情報がブロードキャストされる。

この情報を他の計算機が受信すると、前述したように各
計算機のデータベースメモリの内容が修正される。

計算機ｌｉｅから変更情報がブロードキャストされた際
、計算機１１ｄのプロセッサ１２ｄがデータベースメモ
リ１３ｄにアクセスして所定の処理を継続している場合
には、計算機１１ｃｌの処理が完了した後データベース
メモリ１３ｄの内容修正を実行する。そして計算機ｌｉ
ｄが時刻ｆで処理が完了したときには、監視制御対象の
状態変化に関する情報を時刻ｆから時刻ｇの間において
ＬＡＮ１４を介してブロードキャストする。これにより
時刻ｆから時刻ｇにおいて各計算機のデータベースメモ
リの内容を修正することができる。このとき計算機ｌｉ
ｄは時刻ｄから時刻ｅの間に受は取った情報と時刻ｆで
完了した処理結果の情報を基にデータベースメモリ１３
ｄの内容修正を実行する。

各プロセッサがデータベースメモリの内容を修正するに
際しては、データベースの容量が２００キロバイト〜２
メガバイト程度であるのに対して。

系統監視や事故復旧などの監視業務の処理を各計算機が
分担して周期的に、例えば１秒間づつ動作させた場合で
も、データメモリの変更点の容量は最大でも約５キロバ
イト程度である。従って、変更分を計算機間で転送し合
う本発明の方式を採用すれば、データベース全体を転送
する方式のものよりも４０〜４００倍も高速化すること
が可能となる。このため、このような処理を実行するこ
とにより、ＬＡＮ１４の通信容量が小さなシステムでも
、短時間に計算機間の情報交換が可能となり。

高速な処理応答性を実現することができる。　次に、本
発明の他の実施例を第Ｓ図に示す。本実施例は複数の計
算Ｖ＆５１ａ、５１ｂをそれぞれ共通バス５３を介して
接続し、かつ共通バス５３を介して共有メモリ５２と接
続したものである。各計算機５１ａ、５１ｂにはキャッ
シュメモリ５４ａ。

５４ｂが設けられている。このような構成の場合には各
計算機５１ａ、５１ｂ内に、第３図に示されるような電
力系統の状態を表わす共通のデータベース４１と同じも
のを用意し、共有メモリ５２とキャッシュメモリ５４ａ
、５４ｂにそれぞれ２個のデータベースを配置し、各デ
ータベースの変化情報を共有メモリ５２とキャッシュメ
モリ５４ａ、５４ｂの間で転送し合うように構成する。

即ち、キャッシュメモリ５４ａのデータベースの内容を
変更する場合には、共有メモリ５２の内容も変更するコ
ピースル一方式を適用し、キャッシュメモリ５４ａとキ
ャッシュメモリ５４ｂを共に修正する場合には共有メモ
リ５２の書き替えと同時にキャッシュメモリ５４ｂの内
容も書き替えるコピーハック方式を適用する。これらの
方式を用いれば、キャッシュメモリ５４ａ、５４ｂの変
更内容と共有メモリ５２の変更内容を一致させることが
できる。

又複数台の計算機からなるシステムにおいては。

−台の計算機がダウンしたり、メンテナンスのために停
止したときなどにおいては、予備系の計算機に業務処理
を代行させるバックアップ処理が必要となる。このよう
なバックアンプ処理を実現するためには、第６図に示さ
れるように、計算機１１ａ、ｌｌｂのソフトウェアをア
プリケーション処理部６１ａ、’６１ｂとデータベース
編集部６２ａと６２ｂと通信制御部としてのネットワー
ク管理部６３ａ、６３ｂに段層分けすれば容易にバック
アップが可能となる。即ち、アプリケーション処理部６
１ａ、６１ｂは監視制御対象に対するアプリケーション
を実行し、ネットワーク管理部６３ａ、６３ｂは他の計
算機とデータベースの内容に関する情報の授受を実行す
るようになっている。。

又、データベース編集部６２ａ、６２ｂはアプリケーシ
ョン処理部６１ａ、６１ｂの処理結果とネットワーク管
理部６３ａ、６３ｂの受信情報に従ってデータベースを
編集するようになっている。

そして編集対象であるデータベースは各計算機共通であ
り、アプリケーション処理部６１ａ、６１ｂの処理が計
算機毎で異った場合でも、データベース編集部６２ａ、
６２ｂは共通の処理を実行することができる。このため
、アプリケーション処理部６１ａは計算機１１ｂ上でも
動作可能となり、アプリケーション処理部６１ｂは計算
機１１ａ上でも動作可能となる。従って、−台の計算機
が停止した場合には予備系に切り替えることによって実
行することができる。このような場合の具体的構成が第
７図に示されている。

第７図において、計算機１１ａ〜ｌｉｅは常用系であり
、計算機１１ｆが予備系となっている。

各計算機のソフトウェアはアプリケーション処理部６１
ａ〜６１ｅとデータベース編集部６２ａ〜６２ｆとネッ
トワーク管理部６３ａ〜６３ｆに階層分けされている。

予備系の計算機、Ｌ　ｌ　ｆは常時、データへ−ス編集
部６２ｆとネットワーク管理部６３ｆをサイクリックに
動作させ、データへ−スの内容を常に常用系のものと一
致させるようになっている。

ここで、計算機１１ｂの動作が停止した場合、計算機１
１ｆがデータベース編集とネットワーク管理の処理をサ
イクリックに行っている中で、これらの処理以外の空き
時間を利用して計算機１１ｂのアプリケーション処理部
６１ｂをＬＡＮ　１４を介して計算機１１ｆにローディ
ングし、必要な初期処理を実行する。そして、この準備
完了後サイクリック周期の開始タイミングに合わせて計
算機１１ａを常用系に切り替える。このような手順を踏
むことにより計算機１１ｆを予備系から常用系に短時間
に切り替えることが可能となる。

次に、複数台の計算機を用いて電力系統のような大規模
なシステムをリアルタイムで監視制御する場合の実施例
を第８図により説明する。

第８図において、計算機８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２
ｄは、計算機連系手段としてのＬＡＮ８１を介して接続
されており、各計算機共通の情報を含むデータベース装
置ｉ　８３　ａ〜８３ｄが配置されている。データベー
ス装置８３ａ〜８３ｄには監視制御対象である電力系統
８４ａ〜８４ｄの全体の状態を表す情報が格納されるよ
うになっている。そして各計算機が各電力系＃Ｅ　８４
　ａ〜８４ｄの状態を監視し、電力系統８４ａ〜８４ｄ
の状態が変化した場合には自己のデータベース装置の内
容を修正すると共に、状態変化の生じた情報をＬＡＮ８
１を介して他の計算機に転送する。これにより、大規模
なシステムをリアルタイムで監視制御する場合でも、各
計算機８２ａ〜８２ｄは電力系統８４ａ〜８４ｄの状態
変化に基づいた処理結果の情報の授受を行えば良く、Ｌ
ＡＮ８１の容量が小さくても効率の良い監視制御が可能
となる。

又前記実施例においては、電力系統の監視制御システム
に本発明を適用したものについて述べたが、鉄鋼、化学
プラント、鉄道、交通、都市などの一般の分散処理計算
機を用いた監視制御システムにも本発明を適用すること
は可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、複数台の計算機
に各計算機共通の情報を格納するデータベースを配置し
、監視制御対象の状態が変化した場合に、状態の変化の
生゛じた変更内容のみを各計算機間で受は渡しするよう
にしたため、計算機間の通信容量が小さいシステムでも
効率の良い処理が可能となる。

又各計算機は各計算機共通のデータベース編集部を有す
るため、各計算機固有のアプリケーション処理部を計算
機間で容易に移動することができ。

計算機に故障が発生したり、保守を行なったりするとき
などに柔軟に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はデー
タベースの構成説明図、第３図は他のデータベースの構
成説明図、第４図は第１図に示す装置の作用を説明する
ためのタイムチャート、第５図は本発明の他の実施例を
示す構成図、第６図は計算機に用いられるソフトウェア
の構成説明図。 第７図は常用系と予備系の計算機を有するシステムに本
発明を適用した場合の構成図、第８図は電力系統に本発
明を適用した場合の構成図である。 １１ａ〜１１ｆ、８２ａ〜８２ｄ・・・計算機、１２ａ
〜１２ｅ・・プロセッサ、 １３ａ〜１３ｅ・・・データベースメモリ、１４・・・
ＬＡＮ、 ３１．４１・・・データベース、５２・・・共有メモリ
、５４ａ、５４ｂ・・・キャッシュメモリ、６１ａ〜６
１ｅ・・アプリケーション処理部、６２ａ〜６２ｆ・・
・データベース編集部、６３ａ〜６３ｆ・・・ネットワ
ーク管理部、８４ａ〜８４ｄ・・・電力系統。 １ａ １ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数台の計算機を計算機連系手段を介して接続し、
   監視制御対象の状態を各計算機で分担して監視制御する
   に際して、前記監視制御対象の状態に関する情報を含む
   データベースを各計算機に配置し、各計算機がデータベ
   ースを用いて監視制御の処理を周期的に実行し、この実
   行でデータベースの内容が変わった場合には各計算機間
   で変更内容に関する情報の授受を実行する監視制御方法
   。 ２、監視制御対象としてのシステムを複数のサブシステ
   ムに分割し、各サブシステム毎に監視制御用の計算機を
   設置し、各計算機を計算機連系手段を介して接続し、監
   視制御対象の状態を各計算機で監視制御するに際して、
   前記監視制御対象としてのシステム全体の状態に関する
   情報を含むデータベースを各計算機に配置し、各計算機
   がデータベースを用いて処理を周期的に実行し、この実
   行でデータベースの内容が変わった場合には各計算機間
   で変更内容に関する情報の授受を実行する監視制御方法
   。 ３、各計算機は、変更内容に関する情報の授受を実行し
   たときに、前記変更内容に基づいてデータベースの内容
   を編集する請求項１又は２記載の監視制御方法。 ４、各計算機はデータベースの内容を編集する動作タイ
   ミングを他の計算機の処理状態に基づいて決定する請求
   項３記載の監視制御方法。 ５、複数台の計算機を計算機連系手段を介して接続し、
   監視制御対象の状態を各計算機で分担して監視制御して
   なる監視制御システムにおいて、前記監視制御対象の状
   態に関する情報を含むデータベースを各計算機に配置し
   、各計算機はデータベースを用いて監視制御の処理を周
   期的に実行し、この実行でデータベースの内容が変わっ
   た場合には、他の計算機と変更内容に関する情報の授受
   を実行してなることを特徴とする監視制御装置。 ６、各計算機は、他の計算機とデータベースの内容に関
   する情報の授受を実行する通信制御部と、監視制御対象
   に対するアプリケーションを実行するアプリケーション
   処理部と、アプリケーション処理部の処理結果と通信制
   御部の受信情報に従ってデータベースを編集する編集部
   とを含むことを特徴とする請求項５記載の監視制御装置
   。 ７、各計算機のアプリケーション処理部は、各計算機の
   動作状態に応じて他の計算機へ転送可能に構成されてい
   ることを特徴とする請求項６記載の監視制御装置。 ８、各計算機の通信制御部と編集部は周期的に動作させ
   てなることを特徴とする請求項６又は７記載の監視制御
   装置。