JPH09331632A

JPH09331632A - 電力系統事故診断方式

Info

Publication number: JPH09331632A
Application number: JP8149538A
Authority: JP
Inventors: Kenji Iijima; 健滋飯島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】事故・故障の判定精度の向上と、想定事例群
の作成にかかる人工を削減する。【解決手段】事故前系統入力手段６からの電力系統状
態と、想定事故・故障内容発生手段７からの事故・故障
内容とを系統・保護装置シミュレータ８に入力して、事
故／故障の内容に対応する電力系統と電力系統保護装置
の動作を模擬して想定事例群２を生成する。事例群に基
づく推論方法生成手段３により、生成された想定事例群
２に基づいて、電力系統の事故内容と電力系統保護装置
の事故内容を推定し、生成された事例群に基づく推論方
法による判定手段４で、電力系統の事故発生時に、事故
発生時の入力情報１からの電力系統の電流・電圧等の系
統状況と、電力系統保護装置の動作状況に基づいて、上
記推論手段の推定内容から、事故／故障内容を判定し、
判定結果５を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力の事故発生
時に、事故内容を診断する診断方式に関するものであ
り、例えば電気所の運転支援システム等において、計算
機の処理として実現されるものである。

【０００２】

【従来の技術】電力供給信頼度の確保のためには、事故
発生時における迅速な対応が重要であり、高速かつ正確
に、電力系統の事故内容と電力系統保護装置（各種保護
リレー、遮断器、避雷器等）の故障内容を判定し、判定
結果を出力する電力系統事故診断方式が必要である。

【０００３】図５は、平成７年電気学会全国大会講演論
文集分冊６（６−５２５、６−５２６ページ）に記載さ
れた、従来の電力系統事故診断方式を示す構成図であ
る。図５において、１は電力系統の事故発生時の入力情
報であり、情報の内容は、電力系統における開閉器状態
や充停電状態等の系統状態情報と、電力系統の保護リレ
ーの動作情報等の電力系統保護装置の動作情報である。

【０００４】２は予め想定した電力系統の事故内容と電
力系統保護装置の故障内容に対応する想定事例群で、従
来の技術では、電力系統と電力系統保護装置に関する知
識を有する専門家によって生成された。

【０００５】３は電力電力系統の事故内容と電力系統保
護装置の故障内容を推論する方法を、想定事例群２から
生成する手段、４は生成された推論方法による判定手
段、５は判定結果である。

【０００６】次に動作について説明する。図５におい
て、専門家の知識として用意された想定事例群２を、推
論方法生成手段３で解析し、判定手段４を予め生成して
おき、電力系統の事故発生時には、得られた入力情報１
から、電力系統の事故内容と電力系統保護装置の故障内
容を、判定手段４によって判定し、電力系統の事故内容
と電力系統保護装置の故障内容の判定結果５を出力す
る。

【０００７】ここで、想定事例群２について図６の例で
説明する。図６において、２１は想定事例群の例を示す
表で、例えば、事故・故障内容Ｃを「母線事故の発生、
電力系統保護装置の故障発生無し」と想定した時に、事
例は、この事故・故障内容Ｃと、その時のリレー応動
・遮断器状態の対として定義される。同様に、事故・故
障内容Ａ、Ｂ、Ｄを想定して、その時のリレー応動・遮
断器状態の対を事例、、として定義する。

【０００８】次に、推論方法生成手段３の事例集合が、
Ａ、Ｂ２つの事故・故障内容の事例から成る場合、２つ
のどちらであるか判らない状態の「曖昧さ」を示すエン
トロピは、Ｐ_aとＰ_bを事故・故障内容Ａ、Ｂの生起確
率とすると、 −Ｐ_a×ｌｏｇ₂Ｐ_a−Ｐ_b×ｌｏｇ₂Ｐ_b で定義される。

【０００９】更に、例えば図６に示す想定事例群２１に
おいて、リレーＡに着目して、「リレーＡが動作と仮定
した場合に、事故・故障内容Ａ・Ｂ・Ｄ（不確定と動
作）の成立可能性がり、不動作と仮定した場合に、事故
・故障内容Ａ・Ｃ（不確定と不動作）の成立可能性があ
る」という状態の「曖昧さ」を評価するには、平均エン
トロピを用いる。

【００１０】上記例における平均エントロピＥ_aは「事
例集合の要素を事故・故障内容Ａ・Ｂ・Ｄの事例とし、
３つのどれであるかわからないことを示すエントロピ」
Ｅ_１と「事例集合の要素を事故・故障内容Ａ・Ｃの事例
とし、２つのどれであるかわからないことを示すエント
ロピ」Ｅ_２に各事例集合の事例数の重み付け平均を行
うことにより、

【００１１】Ｅ₁ ＝〔−（１／３）×ｌｏｇ₂（１／
３）〕−〔（１／３）×ｌｏｇ₂（１／３）〕−〔（１
／３）×ｌｏｇ₂（１／３）〕＝１．５８５ｂｉｔｓＥ₂ ＝〔−（１／２）×ｌｏｇ₂（１／２）〕−
〔（１／２）×ｌｏｇ₂（１／２）〕＝−〔ｌｏｇ
₂（１／２）〕＝１．０ｂｉｔｓＥ_a ＝（３／５）×Ｅ₁＋（２／５）×Ｅ₂＝１．３
５１ｂｉｔｓと算出することができる。

【００１２】また、リレーＡに着目した分離前（リレー
Ａが動作・不動作の判明前）のエントロピＥ₀は、事故
・故障内容がＡが２例、事故・故障内容Ｂ・Ｃ・Ｄがそ
れぞれ１例あることから、Ｅ₀ ＝〔−（２／５）×ｌｏｇ₂（２／５）〕−
〔（１／５）×ｌｏｇ₂（１／５）〕−〔（１／５）×
ｌｏｇ₂（１／５）〕−〔（１／５）×ｌｏｇ₂（１／
５）〕＝１．９２２ｂｉｔｓと算出される。

【００１３】このＥ₀とＥ_aの差Ｅ₀−Ｅ_aを「条件：
リレーＡ」によって得られる情報利得Ｇと定義する。上
記の方法で事例の全ての条件（リレーＡ等）に対して情
報利得を算出し、値が最も大きくなる（「曖昧さ」を減
少させることができた）条件項目から順に用いて事故事
例を分離し、事故・故障内容が１つに特定できるか、こ
れ以上の分離能力が得られなくなる（情報利得が０にな
る）まで、この処理を繰り返す。

【００１４】次に、判定手段４について説明する。事故
発生時における事故・故障内容の判定は、上記の方法で
評価した分離能力の高い条件項目から順次判定していく
ことによって行う。これは、想定事例群２１に対応して
図７の判定木で示され、例えば、「リレーＣが動作で、
遮断器Ｄが不動作である場合、発生した事故は事故・故
障内容Ａであると判定することである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】

（１）従来の電力系統事故診断方式では、想定事例群２
が、電力系統と電力系統保護装置に関する専門家の知識
として予め作成されるため、想定される系統変化に普遍
的に対応出来る想定事例群とせざるを得ず、その判定精
度をあまり向上出来ない他、想定事例群の作成に人手が
かかる事という問題点があった。

【００１６】例えば、事故前系統状態に応じて、特定母
線に接続されている変圧器のみのリレーが動作する場
合、事故前系統によって、変圧器と母線の接続が異なり
得ることから、変圧器のリレーは動作するかも知れない
し、動作しないかも知れず、予め作成する想定事例群と
しては、特定変圧器のリレー動作は不確定と定義する。
このため、事故・故障内容判定をするための情報量が減
り、判定精度向上の阻害要因となると共に、接続を意識
した専門家の思考を伴いながら、想定事例群を作成する
ため、作成のための工数が大きくなる。

【００１７】第１の発明は、上記のような課題を解決す
るためになされたものであり、想定事例群２を事故前系
統に応じて自動生成し、事故・故障内容の推論方法を逐
次更新作成することによって、高い判定精度と、知識整
理にかかる人工の削減を目的とする。

【００１８】（２）また、想定事例群２を事故前系統に
応じて自動生成し、事故・故障内容の推論方法を逐次更
新作成することとしても、事故前系統の変化後、速やか
にこれを行うことが、事故前系統の変化直後の事故診断
には必要である。

【００１９】第２の発明では、事故前系統の変化後、速
やかに、想定事例群２を事故前系統に応じて自動生成
し、事故・故障内容の推論方法を逐次更新作成し、事故
前系統の変化直後の事故診断に対応することを目的とす
る。

【００２０】（３）また、想定事例群２は、電力系統保
護装置の運用状態に変化があった場合にも、自動生成
し、事故・故障内容の推論方法を逐次更新作成すること
が、電力系統保護装置の運用状態変化にまで対応した事
故診断として有効である。

【００２１】第３の発明では、電力系統保護装置の運用
状態に変化があった場合にも、想定事例群２を自動生成
し、事故・故障内容の推論方法を逐次更新作成し、電力
系統保護装置の運用状態変化にまで対応した事故診断を
することを目的とする。

【００２２】（４）また、電力系統で事故が発生した時
に、電力系統の事故内容と電力系統保護装置の故障内容
を判定するが、電力系統事故の発生に対して、どの保護
装置が動作して、事故除去に至ったかを、電気所の運転
員が知ることは、運転員の対応操作を助けることにな
る。

【００２３】第４の発明では、電気所の運転員に、電力
系統事故の発生に対して、どの保護装置が動作して事故
除去に至ったかを知らしめることを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】

（１）この発明に係る事故診断方式は、想定される電力
系統の系統事故と電力系統保護装置の故障を発生させる
事故／故障発生手段と、実際の電力系統の開閉器の状態
や充停電状態等の系統状態に基づいて、上記事故／故障
発生手段で発生させた事故／故障の内容に対応する電力
系統と電力系統保護装置の動作を模擬して、想定事例群
を生成するシミュレータと、上記生成された想定事例群
に基づいて、電力系統の事故内容と電力系統保護装置の
故障内容を推定する推論手段と、電力系統の事故発生時
に、電力系統の電流・電圧等の系統状況と、電力系統保
護装置の動作状況に基づいて、上記推論手段の推定内容
から、事故／故障内容を判定する判定手段とを備えたも
のである。

【００２５】（２）また、上記（１）において、シミュ
レータは、電力系統が操作されて系統状態が変化する
と、その系統状態に基づいて、事故／故障発生手段で発
生させた事故／故障の内容に対応する電力系統と電力系
統保護装置の動作を模擬して、想定事例群を生成する機
能を付加したシミュレータとしたものである。

【００２６】（３）また、上記（１）または（２）にお
いて、シミュレータは、電力系統保護装置の運用状態が
変化すると、その運用状態に基づいて、事故／故障発生
手段で発生させた事故／故障の内容に対応する電力系統
と電力系統保護装置の動作を模擬して、想定事例群を生
成する機能を付加したシミュレータとしたものである。

【００２７】（４）また、上記（１）〜（３）のいずれ
か１項において、シミュレータが事故発生した場合の過
程を表示する表示手段を備えたものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図に基
づいて説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す
構成図であり、図５と同一部分は同一符号を用いてその
説明を省略する。図１において、６は事故前系統状態の
入力手段、７は想定事故・故障内容の発生手段、８は想
定事例群を生成する系統・保護装置シミュレータであ
る。

【００２９】次に動作について説明する。事故前系統状
態入力手段６によって、事故前系統状態を取り込み、想
定事故・故障内容発生手段７により生成される電力系統
の想定事故・電力系統保護装置の想定故障内容に応じ
て、系統・保護装置シミュレータ８が想定事例群２を生
成する。

【００３０】想定事例群２に含まれる事例は、例えば、
「事故前系統状態入力手段６によって入力される事故前
系統は標準運用系統状態であり、想定事故・故障内容発
生手段７により生成される想定事故・故障内容は、母線
事故が発生し、保護装置の故障が無かった」というもの
であり、その時に、系統・保護装置シミュレータ８で生
成される事例は、「母線事故が発生し、保護装置の故障
が無かった場合、母線保護リレーが動作し、母線の遮断
器が遮断される」というものである。

【００３１】このように、想定事故・故障内容発生手段
７では、系統で起こり得る、例えば１部位の事故、並び
に、動作すべき電力系統保護装置の、例えば、１部位の
故障を、あり得る限り自動発生させ、それに応じた電力
系統保護装置と電力系統機器と応動を、系統・保護装置
シミュレータ８で生成し、これを想定事例群２とする。

【００３２】生成された想定事例群２からの、推論方法
生成手段３による推論方法の生成は、従来の技術と同様
に行うが、これを、想定事例群２の作成に同期して、事
故診断のオンライン運用中にも逐次行う。事故発生時に
は、生成された推論方法による判定手段４による事故・
故障内容の判定を従来の技術と同様に行う。

【００３３】以上のように、想定事例群を自動生成し、
事故・故障内容の推論方法を逐次更新作成することによ
って、高い判定精度と、知識整理にかかる人工の削減を
実現することができる。

【００３４】実施の形態２．以下、この発明の実施の形
態２を図に基づいて説明する。図２はこの発明の一実施
の形態を示す構成図であり、図１、図５と同一部分は同
一符号を用いてその説明を省略する。図２において、９
は電力系統操作の検出手段である。

【００３５】次に動作について説明する。実施の形態１
では、事故前系統状態入力手段６による事故前系統状態
の取り込み想定事故・故障内容発生手段７による、想定
事故・故障内容の生成、系統・保護装置シミュレータ８
による想定事例群生成、推論方法生成手段３による推論
方法の生成は、例えば、周期的に行い、系統で事故があ
ったことを示す電力系統保護装置が動作した時に事故・
故障内容の判定を行うものであった。

【００３６】この実施の形態２では、図２に示すよう
に、電力系統操作の検出手段９を設け、遮断機の開閉や
断路器の開閉などの電力系統の操作を検出した時に同期
して、実施の形態１と同様に、事故前系統状態の取り込
み、想定事故・故障内容の生成、想定事例群の生成、推
論方法の生成を行うことによって、系統変更後、速やか
に事故・故障内容の推論方法を生成する。

【００３７】以上のように、電力系統操作の検出手段を
設け、事故前系統の変化後、速やかに、想定事例群２を
事故前系統に応じて自動生成し、事故・故障内容の推論
方法を逐次更新作成することによって、事故前系統の変
化直後の事故診断を可能とする。

【００３８】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態３を図に基づいて説明する。図３はこの発明の一実施
の形態を示す構成図であり、図１、図５と同一部分は同
一符号を用いてその説明を省略する。図３において、１
０は電力系統保護装置の運用状態変化の検出手段であ
る。

【００３９】ここで運用状態の変化とは、例えば、主保
護リレーと後備リレーの双方が設置されているが、リレ
ー点検等のために、一次的にどちらかのリレーを不使用
状態にした時、リレーの使用／不使用状態の変化を運用
状態の変化という。また、保護リレーには、設定によっ
て保護方式を変えるものがあり、この設定の変化も、運
用状態の変化の一種である。

【００４０】次に動作について説明する。実施の形態１
並びに実施の形態２では、電力系統保護装置の運用状態
の変化があった時に、事故・故障内容の推論方法の再生
成を行っていない。これは、通常、電力系統保護装置は
使用状態であり、不使用にすることは、稀であることに
よる。

【００４１】この実施の形態３では、電力系統保護装置
の運用状態の変化があっても、電力系統事故診断は行え
るべきであることから、電力系統保護装置の運用状態の
変化があったことを検出する保護装置運用変化検出手段
１０を設け、電力系統保護装置の運用状態の変化があっ
た時に同期して、実施の形態１と同様に、事故前系統状
態の取り込み、想定事故・故障内容の生成、想定事例群
の生成、推論方法の生成を行うことによって、電力系統
保護装置が通常の運用状態ではなくなった場合でも、速
やかに、事故・故障内容の推論方法を生成する。

【００４２】以上のように、電力系統保護装置の運用状
態変化の検出手段を設け、電力系統保護装置の運用状態
に変化があった場合にも、想定事例群２を自動生成し、
事故・故障内容の推論方法を逐次更新作成することによ
って、電力系統保護装置の運用状態変化にまで対応した
事故診断を可能とする。

【００４３】実施の形態４．以下、この発明の実施の形
態４を図に基づいて説明する。図４はこの発明の一実施
の形態を示す構成図であり、図１、図５と同一部分は同
一符号を用いてその説明を省略する。図４において、１
１はシミュレーション過程の表示手段である。

【００４４】次に動作について説明する。電力系統で事
故が発生した時に、電力系統の事故内容と電力保護装置
の故障内容を判定するが、電力系統事故の発生に対し
て、どの保護装置が動作して故障除去に至ったかは、実
際に起こった事故・故障内容に対応する想定事例のシミ
ュレーション過程によって説明される。

【００４５】このため、シミュレーション過程表示手段
１１によって、事故発生時に、実際に起こったと判定さ
れる事故・故障内容に対応する想定事例のシミュレーシ
ョン過程を表示する。即ち、電力系統事故の発生に対し
て、どの保護装置が動作して事故除去に至ったかを表示
する。

【００４６】以上のように、シミュレーション過程の表
示手段を設け、電気所の運転員に、電力系統事故の発生
に対して、どの保護装置が動作して事故除去に至ったか
を知らしめることができる。

【００４７】実施の形態５．この実施の形態は、実施の
形態２と実施の形態３の診断方式を組み合わせたもので
ある。即ち、図２に示す系統操作手段９と、図３に示す
保護装置運用変化検出手段１０の両者を設ける。このよ
うにすると実施の形態２と実施の形態３の両者のメリッ
トを持つことができる。

【００４８】

【発明の効果】

（１）以上のように、この発明によれば、事故前系統の
入力手段と、想定事故・故障発生手段と、想定事例群を
生成する系統事故・保護装置シミュレータとを備え、想
定事例群を自動生成することによって、高い判定精度
と、知識整理にかかる人工の削減を実現することができ
る。

【００４９】（２）また、電力系統操作の検出手段を設
け、電力系統の操作を検出した時に、事故前系統状態の
取り込み、想定事故・故障内容の生成、想定事例群の生
成、推論方法の生成を行うことによって、事故前系統変
更後、速やかに事故・故障内容の推論方法を生成し、事
故前系統の変化直後の事故診断を可能とすることができ
る。

【００５０】（３）また、電力系統保護装置の運用状態
の変化があったことを検出する手段を設け、電力検討保
護装置の運用状態の変化があった時に、事故前系統状態
の取り込み、想定事故・故障内容の生成、想定事例群の
生成、推論方法の生成を行うことによって、電力系統保
護装置の運用状態が変化した場合でも、この変化に対応
して高い判定精度の事故診断を可能とすることができ
る。

【００５１】（４）また、シミュレーション過程表示手
段を設け、事故発生時に、実際に起こったと判定される
事故・故障内容に対応する想定事例のシミュレーション
過程を表示することによって、電気所の運転員は、電力
系統事故の発生に対して、どの保護装置が動作して事故
除去に至ったかを知ることができるため、運転員の対応
操作の一助とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による電力系統事故
診断方式の構成図である。

【図２】この発明の実施の形態２による電力系統事故
診断方式の構成図である。

【図３】この発明の実施の形態３による電力系統事故
診断方式の構成図である。

【図４】この発明の実施の形態４による電力系統事故
診断方式の構成図である。

【図５】従来の事故診断方式を示す構成図である。

【図６】想定事例群の例を示す図である。

【図７】事故発生時における事故・故障内容の判定木
の例を示す図である。

【符号の説明】

１電力系統の事故発生時の入力情報、２想定事例
群、３事例群に基づく推論方法生成手段、４生成さ
れた事例群に基づく推論方法による判定手段、５判定
結果、６事故前系統状態入力手段、７想定事故・故
障内容の発生手段、８系統・保護装置シミュレータ、
９系統操作検出手段、１０保護装置運用変化検出手
段、１１シミュレーション過程表示手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】想定される電力系統の系統事故と電力系
統保護装置の故障を発生させる事故／故障発生手段と、
実際の電力系統の開閉器の状態や充停電状態等の系統状
態に基づいて、上記事故／故障発生手段で発生させた事
故／故障の内容に対応する電力系統と電力系統保護装置
の動作を模擬して、想定事例群を生成するシミュレータ
と、上記生成された想定事例群に基づいて、電力系統の
事故内容と電力系統保護装置の故障内容を推定する推論
手段と、電力系統の事故発生時に、電力系統の電流・電
圧等の系統状況と、電力系統保護装置の動作状況に基づ
いて、上記推論手段の推定内容から、事故／故障内容を
判定する判定手段とを備えたことを特徴とする電力系統
事故診断方式。
【請求項２】請求項１の電力系統事故診断方式におい
て、シミュレータは、電力系統が操作されて系統状態が
変化すると、その系統状態に基づいて、事故／故障発生
手段で発生させた事故／故障の内容に対応する電力系統
と電力系統保護装置の動作を模擬して、想定事例群を生
成する機能を付加したシミュレータとしたことを特徴と
する電力系統事故診断方式。
【請求項３】請求項１または請求項２の電力系統事故
診断方式において、シミュレータは、電力系統保護装置
の運用状態が変化すると、その運用状態に基づいて、事
故／故障発生手段で発生させた事故／故障の内容に対応
する電力系統と電力系統保護装置の動作を模擬して、想
定事例群を生成する機能を付加したシミュレータとした
ことを特徴とする電力系統事故診断方式。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項の電力系統
事故診断方式において、シミュレータが事故発生した場
合の過程を表示する表示手段を備えたことを特徴とする
電力系統事故診断方式。