特許 7528379 リレーユニット、電気所システム、および電気所システムの更新方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】リレーユニット、電気所システム、および電気所システムの更新方法

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/00 20060101AFI20240729BHJP

   H04Q 9/00 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

H02H3/00 D

H04Q9/00 311K

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023544803

(86)(22)【出願日】2021-08-30

(86)【国際出願番号】 JP2021031705

(87)【国際公開番号】W WO2023031995

(87)【国際公開日】2023-03-09

【審査請求日】2023-07-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山守 渉

(72)【発明者】

【氏名】岡田 和也

(72)【発明者】

【氏名】福島 将太

(72)【発明者】

【氏名】中村 正

(72)【発明者】

【氏名】浜松 浩一

(72)【発明者】

【氏名】白川 紘之

【審査官】田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－９９２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２３２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６６０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１８３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１８８５０７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｈ ３／００

Ｈ０４Ｑ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、電力設備に対する保護制御処理を行う演算処理部と、電力設備との信号の入出力を行うための入出力部とが内部で分割可能に構成されるリレーユニットであって、
少なくとも前記演算処理部と、前記ＡＤ変換部または前記入出力部の一方または双方とは、前記リレーユニットの外部である電気所構内に適用されている第１ネットワークと第２ネットワークとの双方を用いて通信する、
リレーユニット。

【請求項2】

前記第１ネットワークの第１通信プロトコルと、前記第２ネットワークの第２通信プロトコルとは異なる通信プロトコルである、
請求項１に記載のリレーユニット。

【請求項3】

前記第１ネットワークは、前記リレーユニットの上位装置であるステーションレベルに設けられた装置または機器に接続されるネットワークであり、
前記第２ネットワークは、前記リレーユニットの下位装置であるプロセスレベルに設けられた装置または機器に接続されるネットワークである、
請求項１または２に記載のリレーユニット。

【請求項4】

前記ステーションレベルに設けられた装置または機器は、前記電気所構外の装置との通信を中継する中継装置を含み、
前記プロセスレベルに設けられた装置または機器は、計器用変成器、変圧器、開閉器等の電力設備と通信するインターフェース装置を含む、
請求項３に記載のリレーユニット。

【請求項5】

前記第１ネットワークの第１通信プロトコルは、通信規格で採用されているステーションバスの通信プロトコルであり、
前記第１ネットワークの第２通信プロトコルは、通信規格で採用されているプロセスバスの通信プロトコルである、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載のリレーユニット。

【請求項6】

請求項１から５のうちいずれか１項に記載のリレーユニットと、
前記第１ネットワークを介して前記リレーユニットと通信可能に接続された中継装置と、
前記第２ネットワークを介して前記リレーユニットと通信可能に接続され、計器用変成器、変圧器、開閉器等の電力設備と通信するインターフェース装置と、
を備える電気所システム。

【請求項7】

前記インターフェース装置に代えて、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、電力設備に対する保護制御処理を行う演算処理部と、電力設備との信号の入出力を行うための入出力部とが内部で分割可能に構成され、少なくとも前記入出力部を備えるプロセスレベルのリレーユニットを備え、
前記プロセスレベルのリレーユニットは、前記第２ネットワークを介して前記リレーユニットと通信可能に接続される、
請求項６に記載の電気所システム。

【請求項8】

入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する第１ＡＤ変換部と、電力設備に対する保護制御処理を行う第１演算処理部と、電力設備との信号の入出力を行うための第１入出力部とが内部で分割可能に構成される第１リレーユニットと、
入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する第２ＡＤ変換部と、前記第１演算処理部とは異なる演算処理であって第２リレーユニットとしての演算処理を行う第２演算処理部と、電力設備との信号の入出力を行うための第２入出力部とが内部で分割可能に構成される第２リレーユニットと、を備え、
前記第１リレーユニットは、少なくとも前記第１演算処理部を備え、
前記第１演算処理部は、電気所構内に適用される第１ネットワークを用いることで前記第１ネットワークに接続された装置と通信可能であり、
前記第１演算処理部は、電気所構内に適用される第２ネットワークを用いることで前記第２ネットワークに接続された前記第２リレーユニットと通信可能であり、
前記第２リレーユニットの前記第２入出力部は、通信線を介して前記第１リレーユニットとは異なる電力設備に接続可能である、
電気所システム。

【請求項9】

入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、電力設備に対する保護制御処理を行う演算処理部と、電力設備との信号の入出力を行うための入出力部とが内部で分割可能に構成されるリレーユニットにおいて、
少なくとも前記演算処理部と、前記ＡＤ変換部または前記入出力部の一方または双方とは、前記リレーユニットの外部である電気所構内に適用されている第１ネットワークと第２ネットワークとの双方を用いて通信し、
前記リレーユニットを前記第１ネットワークに接続する第１接続ステップと、
前記電力設備に接続するインターフェース装置を設ける設置ステップと、
前記インターフェース装置と前記リレーユニットとを前記第２ネットワークを介して接続するする第２接続ステップと、
を備える電気所システムの更新方法。

【請求項10】

ケーブルを介して電力設備に接続され、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する現行のＡＤ変換部と、電力設備に対する保護処理を行う現行の演算処理部と、電力設備との信号の入出力を行うための現行の入出力部とを備え、上記の各要素が所定の通信線で接続された現行のリレーユニットを、前記リレーユニットに置き換え、前記リレーユニットにおいて、前記第１接続ステップ、前記設置ステップ、および前記第２接続ステップとを実行する、
請求項９に記載の電気所システムの更新方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リレーユニット、電気所システム、および電気所システムの更新方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気所において円滑に情報処理を行うシステムが開示されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、上記の特許文献１の発明では、種々の設備の状況において、適切な通信環境を実現することについては考慮されていない場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－３００９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、より適切な通信環境を実現することを支援するリレーユニット、電気所システム、および電気所システムの更新方法を提供することを目的の一つとする。より具体的には、既存の設備から所望の設備へ変遷する際の負荷を低減することを目的とする。所望の設備とは、例えば、所望の通信環境を有する設備である。負荷とは、例えば、ハードの改造やソフトウエアの更新などである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のリレーユニットは、ＡＤ変換部と、演算処理部と、入出力部とが内部で分割可能に構成される。ＡＤ変換部は入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。演算処理部は電力設備に対する保護制御処理を行う。入出力部は電力設備との信号の入出力を行う。少なくとも前記演算処理部と、前記ＡＤ変換部または前記入出力部の一方または双方とは、前記リレーユニットの外部である電気所構内に適用されている第１ネットワークと第２ネットワークとの双方を用いて通信する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】電気所システム１の構成の一例を示す図。

【図2】保護ユニット（現行）４２Ｘを含む構成の一例を示す図。

【図3】保護ユニット（現行）４２Ｘと制御盤３０とを第１通信線ＣＬ２で接続する処理について説明するための図。

【図4】保護ユニット（現行）４２Ｘとプロセスレベルの機器や装置等とを第２通信線ＣＬ３で接続する処理について説明するための図。

【図5】保護ユニット（新）４２が設置された構成の一例を示す図。

【図6】保護ユニット（新）４２と制御盤３０とを第１通信線ＣＬ２で接続する処理について説明するための図。

【図7】保護ユニット（新）４２とプロセスレベルの機器や装置等とを第２通信線ＣＬ３で接続する処理について説明するための図。

【図8】電気所システム１の変形例の構成の一例を示す図。

【図9】電気所システム１に更新される際の設備の更新に関するフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態のリレーユニット、電気所システム、および電気所システムの更新方法を、図面を参照して説明する。ここで、電気所とは、発電所、変電所、開閉所、工場、一般産業の受変電システムを扱う電気所を含む。以下、電気所システムの代表として変電所システムを例に説明する。

【0008】

図１は、電気所システム１の構成の一例を示す図である。電気所システム１、ステーションレベルの階層と、ベイレベルの階層と、プロセスレベルの階層とに分けられ、ステーションレベルに設けられた機器や装置と、ベイレベルに設けられた機器や装置と、プロセスレベルに設けられた機器や装置とを有する。ベイレベルは、ステーションレベルとプロセスレベルとの間の階層である。

【0009】

［ステーションレベル］
ステーションレベルには、例えば、ＩＴＣ（Intelligent Tele-communicate System ）１２（１２－１、１２－２）と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）１４と、第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２とが設けられている。第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２（第１ネットワーク）とは、例えば、ステーションバスと称される場合がある。第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２は、電気所などの所定のエリアにおいてＬＡＮ（Local Area Network）を構成する通信線である。なお、通信線ＣＬ１、ＣＬ２とのうち一方は省略されてもよい（例えば通信線は１組であってもよい）。ＩＴＣ１２は、「中継装置」の一例である。

【0010】

ＩＴＣ１２は、第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２に接続されている。ＩＴＣは、ＧＷ（Gate Way）と称される場合もある。ＩＴＣ１２は、取得した情報の送受信を中継する装置である。取得した情報とは、第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２に接続された機器や装置から取得した情報である。ＩＴＣ１２は、電気所構内に設けられた装置（例えばＨＭＩ１４）や電気所外（たとえは電気所外の設備で系統制御や給電等の計算機システム）との通信を中継する装置である。

【0011】

ＨＭＩ１４は、ＩＴＣ１２に接続されている。ＨＭＩ１４とＩＴＣ１２とは、例えば、専用線を介して接続されている。ＨＭＩ１４は、例えば、表示部を備え、ＩＴＣ１２により送信された情報を表示部に表示させる。表示部には、例えば、電気所システム１が備える装置、機器（遮断器や変圧器）の運用状態、送電線の電気量（電流・電圧・有効／無効電力）が表示される。オペレータは、表示部に表示された情報を参照して、電気所システム１の装置や機器の状態や、電気所システム１の稼働状態を確認することができると共に、当該装置や機器に対して制御指令を与えることができる。そのことで装置の使用／ロックや遮断器の開閉制御ができる。

【0012】

［ベイレベル］
ベイレベルには、例えば、送電線用の制御盤３０－１や母線用の制御盤３０－２と、送電線用の保護盤４０－１から４０－２と母線用の保護盤４０－３から４０－４が設けられている。送電線用の制御盤３０－１は送電線の機器の監視制御や計測を目的に配置され、ＩＴＣ１２やＨＭＩ１４からの送電線の遮断器等（遮断器の他に断路器や設置装置）の機器制御指令を受けて、当該機器に対してＰＩＵ５０に対して制御指令を中継してＰＩＵ５０に送信し、ＰＩＵ５０は送電線の遮断器等に機器の開閉制御を行う。また、ＰＩＵ５０は計器や変圧器から交流電気量を取込み、デジタル変換した上で送電線用の制御盤３０－１に送信、送電線用の制御盤３０－１を経由してＩＴＣ１２まで送出する。ＩＴＣ１２は更に電気所外へ情報を送信すると共にＨＭＩ１４に送信する。ＨＭＩ１４では受信した前記デジタル変換した情報を使って送電線の電気量を表示部に表示させる。機器の開発状態もＰＩＵ５０から同様に取込み、送電線用の制御盤３０－１を経由でＩＴＣ１２とＨＭＩ１４での処理は前記の電気量計測と同様ある。母線用の制御盤３０－２も、母線に対して、前記説明の送電線用の制御盤３０－１と同等機能を有する。送電線用の保護盤４０－１と４０－２は２系列の保護盤であり、送電線の系統事故の検出と除去を目的に配置され、ＰＩＵ５０からのデジタル変換された交流電気量を取込み、系統事故演算（電流差動リレー演算等）を行い、演算結果が系統事故と判定されれば、送電線用の保護盤４０－１、４０－２からＰＩＵ５０に遮断器の遮断指令を送信し、ＰＩＵ５０は送電線の遮断器に対して遮断器を開放する指令を出力する。母線用の保護盤４０－３、４０－４も母線に対して、前記説明の送電線用の保護盤４０－１、４０－２と同等機能を有する。図１の例では、電気所システム１は、２つの制御盤３０と、４つの保護盤４０とを備えるものとして説明したが、制御盤３０の数と保護盤４０の数とについては限定されない。以下、制御盤３０－１と、制御盤３０－２とを区別しない場合は、制御盤３０と称し、保護盤４０－１から４０－４を区別しない場合は、保護盤４０と称する場合がある。また、制御盤３０に実装のＢＣＵ３２や保護盤に実装の保護ユニットはＩＥＤ（Intelligent Electrical Device）と称されることがある。

【0013】

制御盤３０は、第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２と、第２通信線ＣＬ４に接続されている。制御盤３０は、ＢＣＵ（Bay Control Unit）３２（３２－１、３２－２）を備える。ＢＣＵ３２は、電気所において負荷に電力を供給する回線ごと設けられ、回線における電力設備の監視、および制御を行う。ＢＣＵ３２は、監視対象の回線に設けられたＰＩＵ５０から遮断器や、断路器、接地装置等、機器の機器状態（開閉情報）や、電気量情報と各種機器故障の情報を取得し、取得した情報に基づいて、送電線の運用状態を監視制御する情報を取り扱う。電気量情報は、送電線の区間に供給される電力に関する情報であって、例えば、その区間に供給される電力の電圧値や電流値を示す情報である。機器状態の情報は、制御盤３０あるいは保護盤４０により制御される遮断器や、断路器、接地開閉器付き断路器等の動作に関する情報であって、例えば、遮断器等が接続状態にあるか遮断状態にあるかを示す情報である。故障情報は、回線に配置される各種機器の故障情報である。ＢＣＵ３２は、生成した各種情報を、ＩＴＣ１２などに送信する。

【0014】

ＢＣＵ３２は、例えば、回線における系統の状態や、各種の設備の状態に関する情報を第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２、第２通信線ＣＬ３、ＣＬ４に接続された装置や機器等から取得する。また、ＢＣＵ３２は、自身の演算結果またはオペレータの指示に基づいて、回線における系統の構成を変更するための遮断器や断路器などの開閉器の開閉制御を行える。

【0015】

保護盤４０は、保護ユニット４２を備える（保護盤４０－１から４０－４は、それぞれ保護ユニット４２－１から４２－４を備える）。保護盤４０－１は、第２通信線ＣＬ３に接続され、保護盤４０－２は、第２通信線ＣＬ４に接続されている。保護盤４０－３は、第２通信線ＣＬ３に接続され、保護盤４０－４は、第２通信線ＣＬ４に接続されている。保護ユニット４２の内部の詳細については後述する。保護ユニット４２を、保護ユニット（新）４２と称する場合がある。

【0016】

第２通信線ＣＬ３、ＣＬ４（第２ネットワーク）とは、例えば、プロセスバスと称される場合がある。第２通信線ＣＬ３、ＣＬ４は、電気所などの所定のエリアにおいてＬＡＮ（Local Area Network）を構成する通信線である。

【0017】

ここで、例えば、第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２の第１通信プロトコルと、第２通信線ＣＬ３、ＣＬ４の第２通信プロトコルとは異なる。例えば、第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２の通信プロトコルは、ＩＥＣ ６１８５０規格に適用されているステーションバスの通信プロトコルであり、第２通信線ＣＬ３、ＣＬ４の通信プロトコルは、ＩＥＣ ６１８５０規格に適用されているプロセスバスの通信プロトコルである。第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２の通信プロトコルと、第２通信線ＣＬ３、ＣＬ４の通信プロトコルとは、上記の通信プロトコルに限らず他の通信プロトコルであってもよいし、第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２の通信プロトコルと、第２通信線ＣＬ３、ＣＬ４の通信プロトコルは同じであってもよい。

【0018】

保護盤４０は、電力系統に設けられた送電線において複数の箇所の各々に設けられた遮断器を制御する保護リレー装置である。保護盤４０は、電力系統に短絡や地絡などの事故が発生した場合に、遮断器を遮断して事故が発生した電力設備や系統を切り離すことにより、事故を除去すると共に、事故の拡大を抑制して電力系統の健全な運用を確保する。

【0019】

保護盤４０は、保護対象とする送電線の区間に供給される電力に関する電力情報を取得する。保護盤４０は、遮断器の動作に関する動作情報を生成し、生成した動作情報に基づいて遮断器を制御する。保護盤４０は、電力情報および動作情報を、ＢＣＵ３２やＩＴＣ１２などに送信する。

【0020】

［プロセスレベル］
プロセスレベルには、ＰＩＵ５０（５０－１から５０－４）と、ＰＩＵ５０－１およびＰＩＵ５０－３は、例えば、第２通信線ＣＬ３に接続され、ＰＩＵ５０－２およびＰＩＵ５０－４は、例えば、第２通信線ＣＬ４に接続されている。以下、ＰＩＵ５０－１から５０－４を区別しない場合は、ＰＩＵ５０と称する場合がある。ＰＩＵ５０は、「（例えば計器用変成器、変圧器、開閉器等の電力設備と通信する）インターフェース装置」の一例である。

【0021】

ＰＩＵ５０は、機器の状態を示す情報や機器の故障に関する情報を取得する。ＰＩＵ５０は、例えば、送電線に接続された変圧器や、計器、遮断器にメタルケーブルを介して接続されている。ＰＩＵ５０は、変圧器の状態や計器が取得した情報、遮断器の状態などを取得し、取得した情報を保護盤４０または制御盤３０に送信する。ＰＩＵ５０は、メタルケーブルを介して送信された計器等のアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を保護ユニット４２に送信する。

【0022】

なお、自端である電気所システム１は、相手端の電気所に設けられた相手端電気所システムと通信する。例えば、相手端電気所システムの保護盤は、電気所ＩＦＵ（Inter Face unit）や保護ユニット、ＰＩＵなどを備え、これらの相手端電気所システムの機器や、自端の電気所システム１に配置の保護ユニット４２とは専用の通信線で接続されている。

【0023】

［現行からの更新する処理について］
ここで、デジタル電気所の電気所システムとして、ＩＥＣ ６１８５０適用の通信環境（ステーションバス、プロセスバス）に適したシステムが製品化されている。上記の通信環境を用いた構成では、ベイレベルに配置された装置または機器と、ステーションレベルおよびプロセスレベルに配置された装置または機器とは、電気所構内にてＩＥＣ ６１８５０適用の通信環境で接続される。

【0024】

既設（現行）の電気所は、上記の各レベル間の通信（例えば保護盤との通信）は、メタルケーブルで接続されている場合がある。また、既設の電気所のシステムの保護盤や制御盤の運用開始時期（期間）が異なることがあり、これらは一括して更新することはないので、運用開始時期（期間）に応じて各盤の更新が計画され、順次、更新される状況である。このような状況であるため、既設の電気所のシステムを、ＩＥＣ ６１８５０適用の通信環境を用いたシステムに更新する場合、以下のようなことが生じる（図２から図４参照）。

【0025】

現行の設備から図１に示す第１通信線ＣＬ１、ＣＬ２、第２通信線ＣＬ３、ＣＬ４を利用した設備に更新する場合について、図２から図４を参照して説明する。まず、保護ユニット（現行）を用いた更新について説明する。

【0026】

図２は、保護盤４０に実装の保護ユニット（現行）４２Ｘを含む構成の一例を示す図である。保護盤４０と、制御盤３０とは、メタルケーブルを介して接続されている。また、保護盤４０に実装の保護ユニット（現行）４２Ｘは保護盤４０に配置のメタルケーブルとの接続用架下端子台と盤内配線で接続されている。プロセスレベルに設けられた機器（例えば計器や変圧器、ガス絶縁開閉装置５４）とは、メタルケーブルと盤内配線で接続されている。ガス絶縁開閉装置５４とは、遮断器や断路器、接地開閉器などの電気所に付随する開閉機器を、絶縁性の高い六フッ化硫黄（SF6）ガスを充填した密閉金属製容器に収納する設備である。制御盤３０に実装されているＢＣＵ３２とＩＴＣ１２は、通信線Ａを介して接続されている。通信線Ａは、既存の設備で利用されている所定の通信プロトコルに基づく通信を行うための通信線である。

【0027】

保護ユニット（現行）４２Ｘは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４３、ＡＩＣ（Analog Input Converter）４４、およびＤＩＯ（Digital Input Output）４５の各種モジュールあるいは基板で構成される。ＣＰＵ４３、ＡＩＣ４４、およびＤＩＯ４５は、通信線Ｂを介して接続されている。通信線Ｂは、保護ユニット（現行）４２Ｘで利用されている所定の通信プロトコルに基づく通信を行うための通信線である。

【0028】

ＣＰＵ４３は、記憶装置に記憶されたプログラムを実行して各種処理を行う。各種処理は、例えば、上述したような保護ユニット４２が実行する処理であって、遮断器を遮断して事故が発生した電力設備や系統を切り離すことにより、事故を除去する処理等である。ＡＩＣ４４は、メタルケーブルを介してプロセスレベルの機器や装置等から送信されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＤＩＯ４５は、周辺の機器や周辺の装置と通信するための通信インターフェースである。ＤＩＯ４５は、例えば、メタルケーブルを介して制御盤３０またはプロセスレベルに設けられた機器や装置等と通信するための通信インターフェースである。

【0029】

図３は、図２の現行システムに対して、先行してＩＴＣ１２と制御盤３０と実装されるＢＣＵ３２が第１通信線（ステーションバス）に更新された後の構成で、制御盤３０には将来の第２通信線（プロセスバス）に対応に備え、制御盤３０内にＡＩＣ３３とＤＩＯ３４が実装される。これに対し、保護盤４０に実装の保護ユニット（現行）４２Ｘと制御盤３０に実装のＢＣＵ３２とを第１通信線ＣＬ２で接続する。保護盤４０に実装の保護ユニット（現行）４２Ｘと制御盤３０とを接続していたメタルケーブルを撤去して、ＣＰＵ４３を、第１通信線ＣＬ２に接続させる。これにより、保護ユニット（現行）４２Ｘに実装のＣＰＵ４３とＩＴＣ１２とは第１通信線ＣＬ２を介して接続される。上記のようにＣＰＵ４３を第１通信線ＣＬ２に接続する際に、更新後のシステムに対応した保護盤４０や保護ユニット（現行）４２Ｘのハードの改造とソフトウエアのアップデートを行う必要がある。

【0030】

上記の更新の際、保護ユニット（現行）４２Ｘにおいて、制御盤３０とメタルケーブルで接続されために実装されていたＤＩＯ４５は撤去されてもよいし、制御盤３０において、ＢＣＵ３２と通信するＡＩＣ３３とＤＩＯ３４とが追加されてもよい。ＡＩＣ３３の機能と、ＡＩＣ４４の機能とは同様であり、ＤＩＯ４５の機能と、ＤＩＯ３４の機能とは同様である。

【0031】

図４は、前記の更新後に引き続き、保護盤４０に実装の保護ユニット（現行）４２Ｘとプロセスレベルの機器や装置等とを第２通信線ＣＬ３で接続する処理について説明するための図である。保護ユニット（現行）４２Ｘとプロセスレベルの機器や装置等とを接続していたメタルケーブルを撤去して、ＣＰＵ４３を、第２通信線ＣＬ３に接続させる。更に、プロセスレベルにＰＩＵ５０を設け（例えばＧＩＳ５４が更新されるタイミングでＰＩＵ５０が設けられると）、第２通信線ＣＬ３を介してＣＰＵ４３および制御盤３０に実装のＡＩＣ３３とＤＩＯ３４の接続を撤去してＣＰＵ内蔵のＢＣＵ３２とＰＩＵ５０とを接続させる。これにより、ＣＰＵ４３とＰＩＵ５０とは第２通信線ＣＬ３を介して接続される。上記のようにＣＰＵ４３を第２通信線ＣＬ３に接続する際に、更新後のシステムに対応した保護盤４０や保護ユニット（現行）４２Ｘのハードの改造とソフトウエアのアップデートを行う必要がある。

【0032】

上記のように、保護ユニット（現行）４２Ｘを利用して設備の更新を行うと、現行の保護盤４０や保護ユニット（現行）４２Ｘのハード改造やソフトウエアの更新等が必要となり、更新後のシステムに移行するために負荷が掛かることがある。例えば、現地における各種改造や試験の長期化によってコストが増加する場合がある。そこで、本実施形態では、図５から図７で説明するように、保護ユニット（現行）から保護ユニット（新）を実装した保護盤４０をあらかじめ配置しておくか、保護ユニット（新）に更新しておくことが望ましい。

【0033】

［本実施形態の設備の更新方法］
図５は、保護ユニット（新）４２が設置された構成の一例を示す図である。保護ユニット（新）４２と、制御盤３０とは、メタルケーブルを介して接続されている。保護ユニット（新）４２と、プロセスレベルに設けられた機器（例えば計器や変圧器、ガス絶縁開閉装置５４等）とは、メタルケーブルを介して接続されている。

【0034】

保護盤４０に実装の保護ユニット（新）４２は、例えば、ＣＰＵ（演算処理部）４３、ＡＩＣ（ＡＤ変換部）４４、およびＤＩＯ（入出力部）４５を備える。ＣＰＵ４３、ＡＩＣ４４、およびＤＩＯ４５は、第２通信線を介して接続されている。ＣＰＵ４３とＤＩＯ４５とは、第１通信線を介して接続されている。保護ユニット（新）４２において、ＣＰＵと、ＡＩＣ４４と、ＤＩＯ４５とは、内部で分割可能な構成である（物理的に分割可能な構成である）。ＣＰＵ４３は、「電力設備（送電線等の電力設備）に対する保護制御処理を行う演算処理部」の一例であり、ＤＩＯ４５は、「電力設備（他の装置や開閉器等」との信号の入出力を行うための入出力部）の一例である。

【0035】

図６は、図５の現行システムに対して、先行してＩＴＣ１２と制御盤３０と実装されるＢＣＵ３２が第１通信線（ステーションバス）に更新された後の構成で、制御盤３０には将来の第２通信線（プロセスバス）に対応に備え、制御盤３０内にＡＩＣ３３とＤＩＯ３４が実装される。保護盤４０に実装の保護ユニット（新）４２と制御盤３０とを第１通信線ＣＬ２で接続する。保護ユニット（新）４２と制御盤３０とを接続していたメタルケーブルを撤去して、ＩＴＣ１２、ＢＣＵ３２、および保護ユニット（新）４２を、第１通信線ＣＬ２に接続させる。これにより、ＩＴＣ１２とＢＣＵ３２とＣＰＵ４３とは第１通信線ＣＬ２を介して接続される。この場合、あらかじ第１通信線と接続できる機能を備えているため、例えば、保護ユニット（新）４２のハードの改造やソフトウエアのアップデートなどは行わなくてもよい。

【0036】

上記の更新の際、保護ユニット（新）４２において、ＤＩＯ４５は撤去されてもよいし、実装の予備として保護ユニット（新）４２に置かれてもよい。例えば、ＤＩＯ４５は、メタルケーブルを介してプロセスレベルの機器や装置等と通信する場合、撤去されずに残されてもよい。

【0037】

図７は、前記の更新後に引き続き、保護盤４０に実装の保護ユニット（新）４２とプロセスレベルの機器や装置等とを第２通信線ＣＬ３で接続する処理について説明するための図である。保護ユニット（新）４２とプロセスレベルの機器や装置等とを接続していたメタルケーブルを撤去して、保護ユニット（新）４２を、第２通信線ＣＬ３に接続させる。更に、プロセスレベルにＰＩＵ５０を設け、第２通信線ＣＬ３を介してＣＰＵ４３および制御盤３０に実装のＡＩＣ３３とＤＩＯ３４の接続を撤去してＣＰＵ内蔵のＢＣＵ３２と接続させる。これにより、ＣＰＵ４３とＰＩＵ５０とは第２通信線ＣＬ３を介して接続される。この場合、例えば、保護盤４０や保護ユニット（新）４２のハードの改造とソフトウエアのアップデートを行う必要がない。また、ＰＩＵ５０が、プロセスレベルの機器や装置等から取得したアナログ信号をデジタル信号に変換して、第２通信線ＣＬ３を介して保護ユニット（新）４２に出力することで、保護ユニット（新）４２は、デジタル信号を取得する。

【0038】

上記の更新の際、保護ユニット（新）４２において、ＡＩＵ４４は撤去されてもよいし、実装の予備として保護ユニット（新）４２に置かれてもよい。

【0039】

上記のように、保護ユニット（現行）４２Ｘの現行ユニットではなく、あらかじめ保護ユニット（新）４２にて保護盤４０を配置しておけば、保護ユニット（新）４２を第１通信線ＣＬ１、第２通信線ＣＬ３に接続させることで、負担となるハードの改造やソフトウエアのアップデートを抑制しつつ、システムを容易に更新することができる。

【0040】

［変形例］
図８は、電気所システム１の変形例の構成の一例を示す図である。電気所システム１の変形例は、ＰＩＵ５０としても保護ユニット（新）４２Ａを使って構築できる。保護ユニット（新）４２Ａは、アナログ信号をデジタル信号の変換や通信線への演算処理（例えば上記のデジタル信号を通信線に送信するための演算処理）を行うＣＰＵ４３ＡとＡＩＣ４４ＡおよびＤＩＯ４５Ａを備える。ＣＰＵ４３ＡはＰＩＵ５０としての演算処理が必要であり、ＣＰＵハードは同じでもソフトウエアは保護ユニット（新）４２Ａに使われるソフトウエアではなく、ＰＩＵ５０のソフトウエアとなる。ＡＩＣ４４Ａは、ＡＩＣ４４と同様の機能構成（または類似する機能構成）であり、ＤＩＯ４５Ａは、ＤＩＯ４５と同様の機能構成（または類似する機能構成）である。

【0041】

上記のように、電気所システム１の変形例は、ＰＩＵ５０に代えて、保護ユニット（新）４２Ａを配置することにより、電気所システム１と同等の機能構成を有する。また、相手端電気所の保護ユニット（現行）４２Ｘを保護ユニット（新）４２の構成で配置することで、保護ユニット（新）４２が各機能を有するので、将来の電気所構内のネットワーク化（第１通信線（ステーションバス）や第２通信線（プロセスバス）に備えるので、相手端電気所の保護盤４０に、これらネットワーク化に対応するＩＦＵまたはＰＩＵを無用にすることができる。このように、必要とされる構成要素を自由に選んでユニットに組み込むことで、ユニットは共通でありながら、構成要素に無駄のない適切なシステムを構築することができる。

【0042】

［フローチャート］
図９は、電気所システム１に更新される際の設備の更新に関するフローチャートである。以下の処理は、例えば管理者またはロボットなどにより行われる。まず、例えば管理者が、保護ユニット（現行）４２Ｘに代えて保護ユニット（新）４２の保護盤４０を設置する（ステップＳ１００）。次に、管理者が、保護ユニット（新）４２を第１通信線ＣＬ２に接続する（ステップＳ１０２）。これにより、保護ユニット（新）４２と、あらかじめ第１通信線と第２通信線に対応した制御盤３０とが、第１通信線ＣＬ２を介して接続される。

【0043】

次に、管理者が、ＰＩＵ５０を設置して、ＰＩＵを第２通信線ＣＬ３に接続する（ステップＳ１０４）。次に、管理者が、保護ユニット（新）４２を第２通信線ＣＬ３に接続する（ステップＳ１０２）。保護ユニット（新）４２と、ＰＩＵ５０とが、第２通信線ＣＬ３を介して接続される。これにより、本フローチャートの処理が終了する。本処理により、例えば、保護ユニット（新）４２Ａに設備を更新する過渡期においても柔軟に設備を更新することができる。

【0044】

以上説明した実施形態によれば、既設保護盤４０に実装の保護ユニット（現行）４２Ｘを、保護ユニット（新）４２にあらかじめ実装するか、事前に置き換えることにより、より適切な通信環境を実現することを支援することができる。更に、保護ユニット（新）４２と第１通信線および第２通信線とを接続させて保護ユニット（新）４２とＰＩＵ５０とを接続させることにより、容易に所望の通信環境に適した設備に更新することができ、より適切な通信環境を実現することができる。

【0045】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】