JPH09305206A - 水力発電所の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性を維持し、ハードを簡素化する。 【解決手段】 発電所の機器を制御する複数のシーケン
スコントローラ１、２１、３１と、各信号を入出力する
複数のアナログ・デジタル入出力装置３、２３、３３
と、励磁制御装置７等と、調速機制御装置８等とテレコ
ン装置６とデータの伝送するテレコンインターフェイス
５とがＬＡＮネットワークシステム１０を構築する。複
数のシーケンスコントローラの制御機能には、シーケン
スコントローラが故障したとき、他の正常のシーケンス
コントローラが代行してバックアツプするプログラムを
設けて、いずれが故障してもＬＡＮネットワークを介し
て他の残りのシーケンスコントローラで運転継続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、制御装置間のデー
タ接続をネットワークを介して行う水力発電所の制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、複数の水車発電機を有する水
力発電所に適用する従来のシーケンスコントローラを用
いた制御システムの構成図である。

【０００３】図において、従来の制御システムは１号，
２号，共通と号機毎に分離されたシステムで構成し、各
号機毎に自動制御を行うシーケンスコントローラ１と、
現場機器や制御監視の対象用品と信号の入出力を行うア
ナログ・デジタル入出力装置３と、二次調整装置４と、
テレコンインターフェイス５とが、システムバス２によ
って接続されて自動制御装置が構成されている。また、
自動制御装置はハードワイヤで接続される励磁制御装置
７、調速機制御装置８、監視制御装置９と接続して水車
発電機の運転を行う。

【０００４】また、水車発電機とは別に、送電線用遮断
機の開閉や発電所共通の制御を行う共通制御装置も前記
同様のシステム構成である。

【０００５】図１３は、図１２に示す従来のシーケンス
コントローラのシステム構成時の各機能のプログラム構
成を示したもので、１号，２号，共通の機能別に分割し
たシーケンスコントローラ１，２１はシーケンス制御と
して水車発電機の始動・停止を行い、シーケンスモニタ
ではシーケンスの渋滞を監視している。また、共通シー
ケンスコントローラ３１には、シーケンス制御として遮
断器や断路器の入り切りを行い、シーケンスモニタはシ
ーケンスの渋滞を監視している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１２およ
び図１３に示す水力発電所の制御装置では、１号機，２
号機，共通に対応してそれぞれ制御装置が設けられてお
り、制御装置が故障すれば、その号機の主機が停止せざ
るを得なく、信頼性に欠ける面があった。すなわち、各
号機の主機は主に１号シーケンスコントローラ１によっ
て制御されており、例えば、１号シーケンスコントロー
ラ１が故障すれば、トリップして１号機の主機が停止し
て継続して運転することができなかった。これを解決す
るには、１号シーケンスコントローラ１等を二重化とす
る必要があるが、設備が大型化し、複雑となるという問
題があった。

【０００７】そこで、本発明は制御装置が故障しても主
機を停止させることなく継続することができ、信頼性の
ある水力発電所の制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の主機からなる発電所の機器を制御する複数のシーケン
スコントローラと、現場機器や制御監視機器との間の各
信号の入出力を行う複数のアナログ・デジタル入出力装
置と、発電機電圧を制御する励磁制御装置と、発電機出
力や水車速度を制御する調速機制御装置と、励磁制御装
置と調速機制御装置とを制御する二次調整装置とをネッ
トワークで接続することにより各機器間をデータ送受信
可能とするＬＡＮネットワークシステムを構築すると共
に、複数のシーケンスコントローラのそれぞれの制御機
能には、いずれかのシーケンスコントローラが故障した
とき、他の正常のシーケンスコントローラが故障したシ
ーケンスコントローラの制御機能を代行してバックアツ
プするプログラムを設けて、いずれのシーケンスコント
ローラが故障してもＬＡＮネットワークを介して他の残
りのシーケンスコントローラで運転継続するようにした
ものである。この手段によれば、いずれかのシーケンス
コントローラが故障してもＬＡＮネットワークを介して
残りの正常なシーケンスコントローラに設けて代行する
制御機能がバックアップし、この結果、発電所の運転を
停止することなく継続することができる。従って、主機
に対してシーケンスコントローラをそれぞれハードで二
重化するのに比べソフトで対応しているのでハードが簡
素化され、信頼性が低下するおそれもなく水力発電所の
制御装置の健全性を保つことができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の水力発
電所の制御装置において、複数のアナログ・デジタル入
出力装置のそれぞれに、いずれかのアナログ・デジタル
入出力装置が故障したとき他の残りのアナログ・デジタ
ル入出力装置が代行してバックアップする入出力処理機
能を設け、いずれのアナログ・デジタル入出力装置が故
障しても他の残りのアナログ・デジタル入出力装置によ
って運転を継続するようにしたものである。この手段に
よれば、いずれかのアナログ・デジタル入出力装置が故
障してもＬＡＮネットワークを介して残りの正常なアナ
ログ・デジタル入出力装置が代行してバックアップし、
発電所の運転を停止することなく継続することができ
る。従って、アナログ・デジタル入出力装置をそれぞれ
ハードで二重化するのに比べて簡素化され水力発電所の
制御装置の健全性も充分に確保できる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１記載の水力発
電所の制御装置において、複数の主機に対応させて複数
のシーケンスコントローラを設け、各シーケンスコント
ローラには、各主機に関連する機器を制御する制御機能
に加え、各主機の二次調整装置の制御機能を含むように
したものである。この手段によれば、シーケンスコント
ローラ内に二次調整装置の制御機能を含むようにしたの
で、二次調整装置を設ける必要がなく、簡素化が図ら
れ、しかも、二次調整装置に相当するものが故障して
も、バックアップされ、運転を停止しなくてもよく、水
力発電所の制御装置の健全性を損なうことがなく実施で
きる。

【００１１】請求項４の発明は、複数の主機からなる発
電所の機器を制御する１機のシーケンスコントローラ
と、現場機器や制御監視機器と各信号を入出力するアナ
ログ・デジタル入出力装置と、発電機電圧を制御する励
磁制御装置と、発電機出力や水車速度を制御する調速機
制御装置と、励磁制御装置と調速機制御装置とを制御す
る二次調整装置と、テレコン装置とデータの伝送する１
機のテレコンインターフェイスとをネットワーク接続す
ることにより各機器間をデータ送受信可能とするＬＡＮ
ネットワークシステムを構築すると共に、１機のシーケ
ンスコントローラが故障したとき代行してバックアップ
する制御機能をテレコンインターフェイスに設けて、シ
ーケンスコントローラが故障してもテレコンインターフ
ェイスによって運転継続するようにしたものである。こ
の手段によれば、シーケンスコントローラが故障しても
テレコンインターフェイスにより代行してバックアップ
がされるのでシーケンスコントローラを１機としてスペ
ース等を大幅に減少させることができ水力発電所の制御
装置の健全性が保たれる。

【００１２】請求項５の発明は、請求項４記載の水力発
電所の制御装置において、シーケンスコントローラに
は、二次調整装置の制御機能を付加し、テレコンインタ
ーフェイスには、各二次調整装置の制御機能を付加する
ようにしたものである。この手段によれば、シーケンス
コントローラに二次調整装置の制御機能を含めたので二
次調整装置が不要となり、水力発電所の制御装置全体の
簡素化が図られ、シーケンスコントローラが故障しても
テレコンインターフェイスでバックアップするので健全
性が損なわれるおそれがない。

【００１３】請求項６の発明は、発電所の機器を制御す
るシーケンスコントローラと、現場機器や制御監視機器
と各信号を入出力するアナログ・デジタル入出力装置
と、発電機電圧を制御する励磁制御装置と、発電機出力
や水車速度を制御する調速機制御装置と、励磁制御装置
と調速機制御装置とを制御する二次調整装置と、テレコ
ン装置とデータの伝送するテレコンインターフェイスと
をネットワーク接続することにより各機器間をデータ送
信可能とするＬＡＮネットワークシステムを構築する複
数の発電所を広域ネットワークによって接続し、いずれ
かの発電所に備える制御機能が故障しても、他の正常な
は発電所に備える制御機能によってバックアップして故
障した発電所を継続して制御可能とするようにしたもの
である。この手段によれば、複数の発電所を広域ネット
ワークによって接続し、いずれかの発電所が故障しても
他の正常な発電所の制御機能がバックアップするので、
一重化された制御機能を有する発電所でも二重化された
と同様の信頼性を維持することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１５】図１は、本発明の第１実施の形態を示す水
力発電所の制御装置の系統図であって、従来の発電所内
を号機単位に分割したシステムに対して、発電所の全て
の機能をＬＡＮにより直接接続したシステム構成とし、
さらに、１台のシーケンスコントローラには、複数の号
機のプログラムをメモリしておき、他号機のシーケンス
コントローラが故障したとき健全なシーケンスコントロ
ーラによって代行して処理するようにした点に特徴を有
する。

【００１６】図において、１号機を制御する１号シーケ
ンスコントローラ１と、２号機を制御する２号シーケン
スコントローラ２１と、共通の制御を行う共通シーケン
スコントローラ３１とがＬＡＮ接続用品であるトランシ
ーバ１１とトランシーバケーブル１２によってＬＡＮネ
ットワーク１０に接続している。さらに、１号アナログ
・デジタル入出力装置３と、２号アナログ・デジタル入
出力装置２３と、共通アナログ・デジタル入出力装置３
３と、１号二次調整装置４と、２号二次調整装置２４
と、１号励磁制御装置７と、２号励磁制御装置２７と、
１号調速機制御装置８と、２号調速機制御装置２８と、
発電所全体を監視制御する総合監視制御装置４０と、発
電所全体を遠方から制御する時にテレコン装置６からの
信号を１号シーケンスコントローラ１，２号シーケンス
コントローラ２１，共通シーケンスコントローラ３１の
それぞれに伝送する機能を有するテレコンインターフェ
イス５の全ての装置が、トランシーバ１１と、トランシ
ーバケーブル１２で、ＬＡＮネットワーク１０に接続し
ている。

【００１７】１号シーケンスコントローラ１と２号シー
ケンスコントローラ２１と共通シーケンスコントローラ
３１は、図２に示すようにプログラムを有しており、１
号シーケンスコントローラ１には、１号シーケンス制
御、１号シーケンスモニタ、２号シーケンス制御、２号
シーケンスモニタ、共通シーケンス制御、共通シーケン
スモニタ等１号機のプログラムの他に、他の号機である
２号機や共通のプログラムを記憶している。同様に、２
号，共通についても、自号機のプログラムの他に他号機
のプログラムをメモリに記憶している。

【００１８】ＬＡＮネットワーク１０と各装置は、具体
的に図３に示すように、ＬＡＮネットワーク１０に対し
て、シーケンスコントローラー１とアナログ・デジタル
入出力装置３と励磁制御装置７と調速機制御装置８と二
次調整装置４（図３で省略）とが、トランシーバ１１と
トランシーバケーブル１２により接続する。

【００１９】各装置には、ＬＡＮネットワーク１０との
通信制御やオペレーションシステム２２とのインターフ
ェイスおよび伝送エラー検出処理を行う通信制御装置５
０を有し、各装置の制御を実行しているプログラムから
成るアプリケーション部５１と信号の取り合いを行う。

【００２０】各装置のアプリケーション部５１の機能と
しては、図４に示すように、シーケンスコントローラに
ついては、自号機および他号機の水車発電機の起動から
停止までの一連のシーケンス制御とシーケンスモニタの
演算処理を行い、アナログ・デジタル入出力は自号機や
他号機とアナログ信号・デジタル信号の取り合いを行
い、二次調整は水車発電機単位に自動無効電力調整や水
位差応動調整等自号機の水車発電機に対して二次的な制
御を行う。

【００２１】テレコンインターフェイスは、遠方の制御
所からテレコン装置６を介して発電所を制御する制御や
数値信号等の下り・上り情報の編集と、シーケンスコン
トローラ１に対してデータの送受信を行う。励磁制御
は、発電機電圧を制御すると共に、励磁制御関係の機器
とのアナログ・デジタル入出力を行う。調速機制御は発
電機出力や水車速度を制御すると共に調速機制御関係の
機器とアナログ・デジタル入出力を行う。監視制御は発
電所において発電機単位の運転を行う時に操作・監視を
行う。

【００２２】また、ＬＡＮネットワーク１０のデータ
は、図５に示すデータ伝送フォーマットで構成され、図
中、４０ａは総合監視制御信号、１ａは１号シーケンス
コントローラ信号、１ｂは共通シーケンスコントローラ
信号、１ｃは２号シーケンスコントローラ信号、３ａは
１号アナログ・デジタル入出力信号、３ｂは共通アナロ
グ・デジタル入出力信号、３ｃは２号アナログ・デジタ
ル入出力信号、４ａは１号二次調整制御信号、４ｃは２
号二次調整制御信号、５ａはテレコンインターフェイス
信号、７ａは１号励磁制御信号、７ｃは２号励磁制御信
号、８ａは１号調速機制御信号、８ｃは２号調速機制御
信号をそれぞれ示し、上段に示すように１号のシーケン
スコントローラ１の故障信号（１号８６ＳＣ）は、１号
シーケンスコントローラ信号１ａの予め定めていた１レ
ジスタの中の１ビットに、正常で“０”，故障で“１”
のいずれかで格納している。

【００２３】次に、第１実施の形態の作用を説明する。

【００２４】まず、１号，２号，共通の各機能のシーケ
ンスコントローラ１，２１，３１が正常なとき、図６に
示すプログラムの処理がされ、各号機のシーケンスコン
トローラ１，２１，３１が図示矢印部分の予め割り付け
られた固有の制御プログラムのみが実行される。すなわ
ち、１号は１号シーケンス制御，１号シーケンスモニ
タ、２号は２号シーケンス制御、２号シーケンスモニ
タ、共通は共通シーケンス制御，共通シーケンスモニタ
の処理のみ行う。

【００２５】次に、何れかのシーケンスコントローラ
１，２１，３１が故障した場合に、他のシーケンスコン
トローラで、かた代わり制御を行わせるために図７に示
すように、マトリックス状に予め設けている。

【００２６】例えば、１号・２号・共通の各号機が正常
時から、１号シーケンスコントローラが故障したとき２
号シーケンスコントローラが１号をかた代わりして２号
シーケンスコントローラ（自機）を制御するようにし、
かた代わり制御を行う役割順を定義し、この切換え機能
を各シーケンスコントローラの制御プログラムに加え
て、各シーケンスコントローラ１，２１，３１のメモリ
に記憶させる。

【００２７】１号シーケンスコントローラ１の単独故障
と、１号シーケンスコントローラに続き２号シーケンス
コントローラが故障した場合について、図８を参照して
説明すると、１号シーケンスコントローラが故障した場
合は、かた代わり制御を行う役割順に従って２号シーケ
ンスコントローラにて、１号を制御するプログラムが実
行される（図示ａ１）。また、同様に１号シーケンスコ
ントローラ１に続き、２号シーケンスコントローラ２１
が故障した場合は、共通シーケンスコントローラ３１に
て１号，２号を制御するプログラムが実行される（図示
ａ２，ａ３）。

【００２８】これによって、１号シーケンスコントロー
ラ１が故障したとき、図９に示すルートで、１号シーケ
ンスコントローラ１の故障信号（１号８６ＳＣ）が、Ｌ
ＡＮネットワーク１０を経由し２号シーケンスコントロ
ーラ２１と共通シーケンスコントローラ３１に対して、
１号シーケンスコントローラが故障したことが伝送され
る。この場合に図１０に示す予め定められた処理がさ
れ、シーケンスコントローラがいずれも正常時には、予
め号機毎に定めていたシーケンスコントローラにより、
１号・２号・共通のそれぞれ号機の制御が行われる。１
号シーケンスコントローラが何らかの原因で故障した場
合は、第７図にて定めたかた代わり制御に従って２号シ
ーケンスコントローラにより１号の制御が行われる。ま
た、１号に引き続いて２号シーケンスコントローラが何
らかの原因で故障した場合は、図７にて定めたかた代わ
り制御に従って共通シーケンスコントローラで１号・２
号の制御が行われる。

【００２９】１号シーケンスコントローラ１が故障した
場合は、１号シーケンスコントローラ１の故障信号（１
号８６ＳＣ）が“０”から“１”になり、図５にて説明
の伝送フォーマットによって、ＬＡＮネットワーク１０
を経て、２号シーケンスコントローラ２１と、共通シー
ケンスコントローラ３１に伝送される。

【００３０】１号シーケンスコントローラ１の故障信号
（１号８６ＳＣ）を受信した２号シーケンスコントロー
ラ２１と共通シーケンスコントローラ３１では、優先マ
トリックスに従って何れかが１号の制御をかた代わりす
るかを決定する。このとき、図７に示す優先順で、２号
シーケンスコントローラ２１が優先とし、２号シーケン
スコントローラ２１が１号シーケンスコントローラ１に
代わって、１号アナログ・デジタル入出力装置３からの
１号アナログ・デジタル入出力信号３ａと、１号二次調
整装置４からの１号二次調整制御信号４ａと、１号励磁
制御装置７からの１号励磁制御信号７ａと、１号調速機
制御装置８からの１号調速機制御信号８ａとを、ＬＡＮ
ネットワーク１０を経由して入力し、図８の如く自分の
号機シーケンスである２号のシーケンス制御や２号シー
ケンスモニタを行いながら、１号のシーケンス制御と１
号シーケンスモニタを実行し、処理結果を再びＬＡＮネ
ットワーク１０を経由して、１号アナログ・デジタル入
出力装置３と、１号二次調整装置４と、１号励磁制御装
置７と、１号調速機制御装置８に制御信号を伝送し１号
機の制御を実施する。

【００３１】また、１号シーケンスコントローラ１に引
き続いて２号シーケンスコントローラ２１も故障した場
合は、１号シーケンスコントローラ１の故障信号（１号
８６ＳＣ）と図示していない２号シーケンスコントロー
ラ２１の故障信号が、図５にて説明の伝送フォーマツト
によって、ＬＡＮネットワーク１０を経て共通シーケン
スコントローラ３１に伝送される。

【００３２】１号シーケンスコントローラ１の故障信号
（１号８６ＳＣ）と２号シーケンスコントローラ２１の
故障信号を受信した共通シーケンスコントローラ３１で
は、共通シーケンスコントローラ３１が１号シーケンス
コントローラ１と２号シーケンスコントローラ２１に代
わって、１号アナログ・デジタル入出力装置３からの１
号アナログ・デジタル入出力信号３ａと、１号二次調整
装置４からの１号二次調整制御信号４ａと、１号励磁制
御装置７からの１号励磁制御信号７ａと、１号調速機制
御装置８からの１号調速機制御信号８ａと、２号アナロ
グ・デジタル入出力装置２３からの２号アナログ・デジ
タル入出力信号３ｃと、２号二次調整装置２４からの２
号二次調整制御信号４ｃと、２号励磁制御装置２７から
の２号励磁制御信号７ｃと、２号調速機制御装置２８か
らの２号調速機制御信号８ｃとを、ＬＡＮネットワーク
１０を経由して入力する。そして、図８の如く自分の号
機のシーケンスである共通のシーケンス制御や共通シー
ケンスモニタを行いながら、１号のシーケンス制御と１
号シーケンスモニタおよび２号シーケンス制御と２号シ
ーケンスモニタを実行し、処理結果を再びＬＡＮネット
ワーク１０を経由して、１号アナログ・デジタル入出力
装置３と、１号二次調整装置４と、１号励磁制御装置７
と、１号調速機制御装置８と、２号アナログ・デジタル
入出力装置２３と、２号二次調整装置２４と、２号励磁
制御装置２７と、２号調速機制御装置２８に制御信号を
伝送し、１号機と２号機の制御を実施する。

【００３３】このように本発明の第１実施の形態によれ
ば、号機が異なるシーケンスコントローラの故障信号を
伝送可能とし、通常は、各号機毎に割り当てたシーケン
スコントローラによって制御させ、各号機のシーケンス
コントローラは互いの故障信号を監視しておき、他号機
のシーケンスコントローラが故障した場合には、予め決
めておいた手順に従って制御の切り換えを実行し、別の
正常なシーケンスコントローラによって制御を継続する
ことができる。

【００３４】図１１は、本発明の第２実施の形態を示す
系統図である。

【００３５】第２実施の形態は、ＬＡＮネットワーク構
成としたシステムの中で、アナログ・デジタル入出力機
能を２重化する点に特徴を有する。

【００３６】１号アナログ・デジタル入出力装置３Ａの
内部には、１号機入出力基板３Ａ１と共通非常用入出力
基板３Ａ２を２号アナログ・デジタル入出力装置３Ｃの
内部には、２号機入出力基板３Ｃ１と１号機非常用入出
力基板３Ｃ２を共通アナログ・デジタル入出力装置３Ｂ
の内部には、共通入出力基板３Ｂ１と２号機非常用入出
力基板３Ｂ２を収納する。

【００３７】信号の取り合い先である１号機入出力項目
部４１からは、１号機入出力信号Ａ１と１号機入出力信
号Ａ１と同じ項目数の１号機非常用入出力信号Ａ２が１
号機アナログ・デジタル入出力装置３Ａと２号アナログ
・デジタル入出力装置２３にハードワイヤーで接続して
いる。また、同様に２号機入出力項目部４２からは、２
号機入出力信号Ｃ１と２号機入出力信号Ｃ１と同じ項目
数の２号機非常用入出力信号Ｃ２が２号アナログ・デジ
タル入出力装置３Ｃと共通アナログ・デジタル入出力装
置３Ｂに接続し、共通入出力項目部４３からは、共通入
出力信号Ｂ１と共通入出力信号Ｂ１と同じ項目数の共通
非常用入出力信号Ｂ２が、共通アナログ・デジタル入出
力装置３Ｂと１号機アナログ・デジタル入出力装置３Ａ
にそれぞれハードワイヤーで接続している。

【００３８】それぞれのアナログ・デジタル入出力装置
３Ａ，３Ｃ，３Ｂは、他号機のアナログ・デジタル入出
力装置が異常時に制御で使用する入出力を切換える１号
２号切換スイッチＤ１と２号共通切換スイッチＤ２と共
通１号切換スイッチＤ３を内蔵している。

【００３９】次に、第２実施の形態の作用を１号アナロ
グ・デジタル入出力装置３Ａが故障した場合について説
明する。

【００４０】まず、１号水車発電機が正常な運転を行う
とき、１号機入出力項目部４１は１号機入出力信号Ａ１
を１号機アナログ・デジタル入出力装置３Ａの１号機入
出力基板３Ａ１とによって入出力を行う。また、同様に
１号機入出力項目部４１から１号機非常用入出力信号Ａ
２と、２号アナログ・デジタル入出力３３Ｃの１号機非
常用入出力基板３Ｃ２との間で入出力させる。

【００４１】ここで、１号アナログ・デジタル入出力装
置３Ａは、自分の装置を常に監視しておき、自分の装置
に異常が発生した場合は２号アナログ・デジタル入出力
装置３ＣにＬＡＮネットワーク１０を経由して１号アナ
ログ・デジタル入出力装置３Ａが異常であることを伝送
する。この結果、１号２号切換スイッチＤ１を開くよう
にしてＬＡＮネットワークに伝送するアナログ・デジタ
ル入出力信号を切換え、２号アナログ・デジタル入出力
３３Ｃの１号２号切換スイッチＤ１を閉じて、１号の入
出力信号のかた代わりを行う。これによって、１号機を
停止することなく運転を継続する。

【００４２】このように第２実施の形態によれば、ある
アナログ・デジタル入出力装置が故障した場合にも、他
機能のアナログ・デジタル入出力装置でアナログ・デジ
タル入出力をかた代わりすることにより、制御不能に至
らずに運転が継続できる。

【００４３】なお、図１１に示す第２実施の形態におい
て、１号機非常用入出力信号Ａ２と２号機非常用入出力
信号Ｃ２と共通非常用入出力信号Ｂ２を必要最小限のも
のにすることもできる。すなわち、１号機非常用入出力
信号Ａ２と２号機非常用入出力信号Ｃ２と共通非常用入
出力信号Ｂ２のそれぞれを１号機入出力信号Ａ１と２号
機入出力信号Ｃ１と共通入出力信号Ｂ１のそれぞれの項
目と同じ数にしないで、水車発電機が運転継続を行うの
に必要な項目のみを選択して入出力させるようにしても
よい。

【００４４】この構成では、１号機非常用入出力信号Ａ
２を水車発電機が運転継続を行うのに必要な項目のみを
選択して入出力させることによって、１号機アナログ・
デジタル入出力装置３Ａが異常時には、１号２号切換ス
イッチＤ１によってＬＡＮネットワークに伝送するアナ
ログ・デジタル入出力信号を切換え、２号アナログ・デ
ジタル入出力装置３Ｃで、１号の入出力のかた代わりを
行い１号機を停止することなく現状維持運転を継続す
る。こうすれば、第２実施の形態の効果に加え、アナロ
グ・デジタル入出力項目が少なくなることからケーブル
本数をより少なくできる。

【００４５】また、第３実施の形態として図１に示す第
１実施の形態で、１号二次調整装置４，２号二次調整装
置２４の制御機能を１号シーケンスコントローラ１，２
号シーケンスコントローラ２１の制御プログラムに含め
てシーケンスコントローラのメモリに記憶させ、二次調
整装置を省略したシステム構成とすることもできる。こ
うすれば、１号機のシーケンスコントローラ１の故障時
に、ＬＡＮネットワーク１０を経由して１号機の故障信
号が健全な他シーケンスコントローラに伝送され、他シ
ーケンスコントローラから１号機のシーケンス制御とシ
ーケンスモニタと二次調整制御のかた代わりを行うこと
によって１号機の運転を継続する。これによって、シー
ケンスコントローラに二次調整機能を含めることによ
り、制御装置を簡素化できる。

【００４６】なお、第３実施の形態において、シーケン
スモニタの機能を自号機のシーケンスコントローラの制
御プログラムのみに含め、自号機のシーケンスコントロ
ーラ故障時に、他号機のシーケンスコントローラから故
障号機のシーケンスモニタを行なわないとするシステム
構成としてもよい。こうすれば、シーケンスモニタ機能
は、１号シーケンスコントローラ１のみで実行させ、１
号シーケンスコントローラ１故障時は、他シーケンスコ
ントローラから１号機のシーケンスモニター以外の制御
をかた代わりして１号機の運転を継続することができ
る。これによって、シーケンスモニタをかた代わり制御
をする必要が無くなることから、シーケンスコントロー
ラのメモリ容量を少なくすることができる。

【００４７】また、第３実施の形態において、二次調整
機能も自号機のシーケンスコントローラの制御プログラ
ムのみに含め、自号機のシーケンスコントローラ故障時
に、他号機のシーケンスコントローラからは故障号機の
二次調整制御とシーケンスモニタとを行なわないとする
システム構成としてもよい。こうすれば、１号機の二次
調整機能も１号機のシーケンスコントローラのみで実行
させ、１号機のシーケンスコントローラ故障時に他のシ
ーケンスコントローラから１号機のシーケンス制御のみ
をかた代わりして１号機の運転を継続することができ
る。これによって、二次調整機能をかた代わり制御する
必要が無くなることから、シーケンスコントローラのメ
モリ容量をより少なくできる。

【００４８】なお、第１実施の形態のように、ＬＡＮネ
ットワークの構成で発電所内の制御装置を接続するシス
テムにおいて、シーケンスコントローラを１号・２号・
共通と分類しないで１つの発電所にシーケンスコントロ
ーラを２つ以上備え、各々のシーケンスコントローラに
は発電所全ての制御が一括して行えるよう制御プログラ
ムをメモリに記憶させておく。また、お互いにＬＡＮネ
ットワークから伝送される故障信号を監視するシステム
構成としてもよい。この構成では、通常は２つのシーケ
ンスコントローラで、各々予め定めた複数号機の制御を
行なわせておき、１つのシーケンスコントローラが故障
したら健全なシーケンスコントローラで、かた代わり制
御を行うことによって、故障したシーケンスコントロー
ラの制御機能を停止することなく運転を継続でき、従来
の発電所に有する水車発電機の号機と同じ数のシーケン
スコントローラで制御に対して、シーケンスコントロー
ラが発電所に有する水車発電機の号機の数以下ですみ、
制御装置を簡素化することができる。

【００４９】なお、第４実施の形態としてシーケンスコ
ントローラを１号，２号，共通と分類しないで、１個の
シーケンスコントローラにより発電所の全ての制御を実
施させる構成とし、同様の制御機能をテレコンインター
フェイスにも持たせたシステム構成としてもよい。こう
すれば、通常は１つのシーケンスコントローラで発電所
の全ての制御を行なわせておき、シーケンスコントロー
ラが故障したならば、テレコンインターフェイスでかた
代わり制御を行なうことによって、故障したシーケンス
コントローラの制御機能を停止することなく運転を継続
することができる。これによって、テレコンインターフ
ェイスでかた代わり制御することで、発電所で必要なシ
ーケンスコントローラが１個だけですみ、制御装置がよ
り簡素化できる。

【００５０】また、第５実施の形態としてテレコンイン
ターフェイスには、各号機のシーケンスモニタを除外し
たシーケンス制御と二次調整機能のみをプログラムのメ
モリに記憶させたシステム構成としてもよい。この構成
によれば、１つのシーケンスコントローラで発電所の制
御を一括して行なわせておき、シーケンスコントローラ
が故障したらテレコンインタフェイスで、シーケンスモ
ニタ制御以外をかた代わり制御することによって、故障
したシーケンスコントローラの制御機能を停止すること
なく現状維持運転を継続することができる。従って、シ
ーケンスモニタ制御をかた代わり制御する必要が無くな
ることから．テレコンインターフェイスのメモリ容量が
少なくできる。

【００５１】なお、第５実施の形態において、テレコン
インターフェイスには、各号機の二次調整機能も除外し
たシーケンス制御のみをプログラムのメモリに記憶させ
たシステム構成としてもよい。こうすれば、通常は１つ
のシーケンスコントローラで発電所の制御を一括して行
なわせておき、シーケンスコントローラが故障したらテ
レコンインタフェイスで、シーケンス制御のみをかた代
わり制御することによって、故障したシーケンスコント
ローラの制御機能を停止することなく現状維持運転を継
続する。従って、二次調整機能もかた代わり制御する必
要が無くなることから、テレコンインターフェイスのメ
モリ容量がより少なくできる。

【００５２】なお、第５実施の形態で、テレコンインタ
ーフェイスには、各号機シーケンス制御機能からアラー
ム（軽故障）処理や、表示処理等を水車発電機の起動・
停止や負荷の増減など水車発電機が運転できるプログラ
ムのみをメモリに記憶させたシステム構成としてもよ
い。こうすれば、通常は１つのシーケンスコントローラ
で発電所の制御を一括して行なわせておき、シーケンス
コントローラが故障したらテレコンインタフェイスで、
水車発電機の起動・停止や負荷の増減など水車発電機が
運転継続を行うのに最小限必要な制御のみをかた代わり
することによって、故障したシーケンスコントローラの
制御機能を停止することなく運転を継続することができ
る。シーケンス制御で最小限必要な制御のみをかた代わ
りことから、テレコンインターフェイスのメモリ容量が
ますます少なくできる。

【００５３】なお、第６実施の形態として、ＬＡＮネッ
トワークで制御システムを構成する発電所と、ＬＡＮネ
ットワークで同様な制御システムを構成する他の発電所
や制御所とＷＡＮ（広域ネットワーク）でネットワーク
化するシステム構成としてもよい。こうすれば、自発電
所の制御システムが全て故障した場合は、自発電所のシ
ーケンスコントローラの故障信号をＬＡＮネットワーク
とＷＡＮネットワークによって、他発電所のＬＡＮネッ
トワークに接続する制御システムに伝送し、自発電所の
故障した制御システムのかた代わり制御を、他の発電所
や制御所からＬＡＮネットワークやＷＡＮネットワーク
を経由して行うことによって、故障した制御機能を停止
することなく運転を継続することができる。従って、Ｌ
ＡＮネットワーク接続する制御装置のみのかた代わり制
御をするのに比べ、他発電所からのかた代わり制御が可
能となり、制御の信頼性が向上する。

【００５４】なお、第６実施の形態において、ＬＡＮネ
ットワークで制御システムを構成する発電所で、１つの
制御装置で発電所の全ての制御を実施させ、また同様な
制御システムの他発電所とＷＡＮでネットワーク化する
システム構成としてもよい。こうすれば、１つの制御装
置で発電所の全ての制御を行なわせておき、制御装置が
故障したら、ＬＡＮネットワークとＷＡＮネットワーク
を経由して他発電所の同様な制御システム構成の制御装
置からかた代わり制御を行うことによって、故障したシ
ーケンスコントローラの発電所の運転を継続する。従っ
て、一つの発電所で１個の制御装置でかた代わり制御が
できることから制御装置の簡素化ができる。

【００５５】また、第６実施の形態において、１台しか
水車発電機を持っていない発電所を複数箇所ＷＡＮでネ
ットワーク化するシステム構成してもよい。こうすれ
ば、水車発電機が１台しかない発電所の制御システムが
故障したら、ＬＡＮネットワークとＷＡＮネットワーク
を経由して、水車発電機が１台しかない他発電所の制御
システム構成の制御装置からかた代わり制御を行うこと
によって、故障したシーケンスコントローラの発電所の
運転を継続することができる。従って、従来一重化の制
御装置の発電所も多重化したシステムと同様の制御とな
ることから、制御装置の信頼性が向上する。

【００５６】このように本発明では、システムがＬＡＮ
ネットワークで構成されることにより、従来システムと
比べケーブル本数が少なくなると共に、制御装置を現場
機器に分散して設置することが可能となる。従って、従
来の配電盤室に設置されていた自動制御盤に制御装置を
収納しなくてもよく、配電盤室が小さくできる。また、
ある機能のシーケンスコントローラが故障しても他機能
のシーケンスコントローラによるかた代わり制御によ
り、該当する水車発電機の運転が継続でき系統の安定電
力供給に寄与することができる。

【００５７】さらに、アナログ・デジタル入出力装置の
多重化により入出力信号の信頼性が向上し、これによ
り、水車発電機を停止することなく運転が継続できるの
で、系統の電力供給に益々寄与することができる。この
結果、制御装置においては、発電機単位のシーケンスコ
ントローラの二重化構成は、必要としなくなり、発電機
単位の制御装置も簡素化を図ることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、複数のシーケンスコントローラのそれぞれの制御
機能には、いずれかのシーケンスコントローラが故障し
たとき、他の正常のシーケンスコントローラが故障した
シーケンスコントローラの制御機能を代行してバックア
ツプするプログラムを設けるようにしたので、いずれか
のシーケンスコントローラが故障してもＬＡＮネットワ
ークを介して残りの正常なシーケンスコントローラによ
り代行する制御機能がバックアップし、発電所の運転を
停止することなく継続することができる。従って、主機
に対してシーケンスコントローラをそれぞれハードで二
重化するのに比べソフトで対応しているのでハードが簡
素化され、信頼性が低下するおそれもなく水力発電所の
制御装置の健全性を保つことができる。

【００５９】請求項２の発明によれば、複数のアナログ
・デジタル入出力装置のそれぞれに、いずれかのアナロ
グ・デジタル入出力装置が故障したとき他の残りのアナ
ログ・デジタル入出力装置が代行してバックアップする
入出力処理機能を設けるので、いずれかのアナログ・デ
ジタル入出力装置が故障してもＬＡＮネットワークを介
して残りの正常なアナログ・デジタル入出力装置が代行
してバックアップし、発電所の運転を停止することなく
継続することができる。従って、アナログ・デジタル入
出力装置をそれぞれハードで二重化するのに比べて簡素
化され水力発電所の制御装置の健全性も充分に確保でき
る。

【００６０】請求項３の発明によれば、各シーケンスコ
ントローラには、各主機に関連する機器を制御する制御
機能に加え、各主機の二次調整装置の制御機能を含むよ
うにしたので、二次調整装置を設ける必要がなく、簡素
化が図られ、しかも、二次調整装置に相当するものが故
障しても、バックアップされ、運転を停止しなくてもよ
く、水力発電所の制御装置の健全性を損なうことがなく
実施できる。

【００６１】請求項４の発明によれば、１機のシーケン
スコントローラが故障したとき代行してバックアップす
る制御機能をテレコンインターフェイスに設けるので、
シーケンスコントローラが故障してもテレコンインター
フェイスによって運転継続ができ、シーケンスコントロ
ーラを１機としてスペース等を大幅に減少させることが
でき、その上水力発電所の制御装置の健全性が保たれ
る。

【００６２】請求項５の発明によれば、シーケンスコン
トローラには、二次調整装置の制御機能を付加し、テレ
コンインターフェイスには、各二次調整装置の制御機能
を付加するので、二次調整装置が不要となり、水力発電
所の制御装置全体の簡素化が図られ、シーケンスコント
ローラが故障してもテレコンインターフェイスでバック
アップするので健全性が損なわれるおそれがない。

【００６３】請求項６の発明によれば、ＬＡＮネットワ
ークシステムを構築する複数の発電所を広域ネットワー
クによって接続し、いずれかの発電所に備える制御機能
が故障しても、他の正常なは発電所に備える制御機能に
よってバックアップして故障した発電所を継続して制御
可能とするので、一重化された制御機能を有する発電所
でも二重化されたと同様の信頼性を維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態を示す系統図である。

【図２】図１に備えるシーケンスコントローラのプログ
ラム構成の一例を示す図である。

【図３】本発明のＬＡＮネットワークと各装置間を接続
した一例を示す図である。

【図４】各装置におけるアプリケーション部の説明図で
ある。

【図５】ＬＡＮネットワークのデータ伝送フォーマット
を示す説明図である。

【図６】シーケンスコントローラが正常時のときのプロ
グラムの処理の状態を示す図である。

【図７】シーケンスコントローラのかた代わり制御につ
いてマトリックスで示す図である。

【図８】１号シーケンスコントローラが故障したときの
２号，共通シーケンスコントローラのプログラムの処理
状態を示す図である。

【図９】１号シーケンスコントローラの故障のときの故
障信号の伝送ルートを示す図である。

【図１０】ＬＡＮネットワークに接続する装置間で各号
機の制御に必要な装置をマトリックス化した説明図であ
る。

【図１１】本発明の第２実施の形態を示すアナログ・デ
ジタル入出力装置を多重化したシステムの一例を示す図
である。

【図１２】従来のシーケンスコントローラのシステム構
成図である。

【図１３】従来のシーケンスコントローラのプログラム
構成の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ １号シーケンスコントローラ ３ １号アナログ・デジタル入出力装置 ４ １号二次調整装置 ５ テレコンインターフェイス ６ テレコン装置 ７ １号励磁制御装置 ８ １号調速機制御装置 ９ 監視制御装置 １０ ＬＡＮネットワーク １１ トランシーバ １２ トランシーバケーブル ２１ ２号シーケンスコントローラ ２２ オペレーションシステム ２３ ２号アナログ・デジタル入出力装置 ２４ ２号二次調整装置 ２７ ２号励磁制御装置 ２８ ２号調速機制御装置 ３１ 共通シーケンスコントローラ ３３ 共通アナログ・デジタル入出力装置 ４０ 総合監視制御装置 ５０ 通信制御装置 ５１ アプリケーション部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の主機からなる発電所の機器を制御
   する複数のシーケンスコントローラと、現場機器や制御
   監視機器との間の各信号の入出力を行う複数のアナログ
   ・デジタル入出力装置と、発電機電圧を制御する励磁制
   御装置と、発電機出力や水車速度を制御する調速機制御
   装置と、前記励磁制御装置と前記調速機制御装置とを制
   御する二次調整装置とをネットワークで接続することに
   より各機器間をデータ送受信可能とするＬＡＮネットワ
   ークシステムを構築すると共に、前記複数のシーケンス
   コントローラのそれぞれの制御機能には、いずれかのシ
   ーケンスコントローラが故障したとき、他の正常のシー
   ケンスコントローラが故障したシーケンスコントローラ
   の制御機能を代行してバックアツプするプログラムを設
   けて、いずれのシーケンスコントローラが故障しても前
   記ＬＡＮネットワークを介して他の残りのシーケンスコ
   ントローラで運転継続することを特徴とする水力発電所
   の制御装置。
2. 【請求項２】 前記複数のアナログ・デジタル入出力装
   置のそれぞれに、いずれかのアナログ・デジタル入出力
   装置が故障したとき他の残りのアナログ・デジタル入出
   力装置が代行してバックアップする入出力処理機能を設
   け、いずれのアナログ・デジタル入出力装置が故障して
   も他の残りのアナログ・デジタル入出力装置によって運
   転を継続することを特徴とする請求項１記載の水力発電
   所の制御装置。
3. 【請求項３】 前記複数の主機に対応させて前記複数の
   シーケンスコントローラを設け、各シーケンスコントロ
   ーラには、各主機に関連する機器を制御する制御機能に
   加え、前記各主機の二次調整装置の制御機能を含むよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載の水力発電所の制
   御装置。
4. 【請求項４】 複数の主機からなる発電所の機器を制御
   する１機のシーケンスコントローラと、現場機器や制御
   監視機器と各信号を入出力するアナログ・デジタル入出
   力装置と、発電機電圧を制御する励磁制御装置と、発電
   機出力や水車速度を制御する調速機制御装置と、前記励
   磁制御装置と前記調速機制御装置とを制御する二次調整
   装置と、テレコン装置とデータの伝送する１機のテレコ
   ンインターフェイスとをネットワーク接続することによ
   り各機器間をデータ送受信可能とするＬＡＮネットワー
   クシステムを構築すると共に、前記１機のシーケンスコ
   ントローラが故障したとき代行してバックアップする制
   御機能を前記テレコンインターフェイスに設けて、前記
   シーケンスコントローラが故障しても前記テレコンイン
   ターフェイスによって運転継続することを特徴とする水
   力発電所の制御装置。
5. 【請求項５】 前記シーケンスコントローラには、二次
   調整装置の制御機能を付加し、前記テレコンインターフ
   ェイスには、前記各二次調整装置の制御機能を付加する
   ことを特徴とする請求項４記載の水力発電所の制御装
   置。
6. 【請求項６】 発電所の機器を制御するシーケンスコン
   トローラと、現場機器や制御監視機器と各信号を入出力
   するアナログ・デジタル入出力装置と、発電機電圧を制
   御する励磁制御装置と、発電機出力や水車速度を制御す
   る調速機制御装置と、前記励磁制御装置と前記調速機制
   御装置とを制御する二次調整装置と、テレコン装置とデ
   ータの伝送するテレコンインターフェイスとをネットワ
   ーク接続することにより各機器間をデータ送信可能とす
   るＬＡＮネットワークシステムを構築する複数の発電所
   を広域ネットワークによって接続し、いずれかの発電所
   に備える制御機能が故障しても、他の正常な発電所に備
   える制御機能によってバックアップして故障した発電所
   を継続して制御可能とすることを特徴とする水力発電所
   の制御装置。