特許 7617224 ゲートウェイおよび変電所システム移行方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】ゲートウェイおよび変電所システム移行方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20250109BHJP

   H04L 69/08 20220101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 311R

H02J13/00 301A

H04L69/08

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023191054

(22)【出願日】2023-11-08

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000215202

【氏名又は名称】通研電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002343

【氏名又は名称】弁理士法人 東和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 勝也

(72)【発明者】

【氏名】山口 亮

(72)【発明者】

【氏名】高橋 一成

【審査官】鈴木 智之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０３４７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０７８８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０３５７７５６３（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２２０９１０８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１４８９９９３９（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０４０３１２１０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０４３４６１３０（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１３７４３５０７（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１４３１４７１６（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０４Ｌ ６９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

変電所内のデジタルネットワーク化に使用されるゲートウェイであって、
国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第１の通信インターフェース部と、
前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルによりデジタル配電盤との間でデータ伝送を行う第２の通信インターフェース部と、
前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより監視制御装置子局との間でデータ伝送を行う第３の通信インターフェース部と、
前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第４の通信インターフェース部と、
前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルと前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルとを相互に変換するプロトコル変換部と、
を有することを特徴とするゲートウェイ。

【請求項2】

前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルが、ＨＤＬＣ通信プロトコル、ＣＤＴ通信プロトコルあるいは、ＰＭＣＮ通信プロトコルであることを特徴とする、
請求項１に記載のゲートウェイ。

【請求項3】

国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う監視制御装置子局を備えた変電所において、前記監視制御装置子局に接続された複数のアナログ配電盤を、デジタル配電盤に置き換える変電所システム移行方法であって、
前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより前記監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第１の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより前記デジタル配電盤との間でデータ伝送を行う第２の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより前記監視制御装置子局との間でデータ伝送を行う第３の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより前記監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第４の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルと前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルとを相互に変換するプロトコル変換部とを有するゲートウェイを、前記監視制御装置親局と前記監視制御装置子局との間に設置し、前記監視制御装置親局と前記監視制御装置子局との間のデータ伝送を、前記プロトコル変換部を介することなく、前記第４の通信インターフェース部および前記第３の通信インターフェース部を介して行う第１のステップ、
前記複数のアナログ配電盤の一部を前記デジタル配電盤に置き換え、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記監視制御装置子局を介することなく、前記第４の通信インターフェース部、前記プロトコル変換部、および、前記第２の通信インターフェース部を介して行う第２のステップ、
前記複数のアナログ配電盤の全部を前記デジタル配電盤に置き換え、前記監視制御装置子局を撤去するとともに、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記第４の通信インターフェース部、前記プロトコル変換部、および、前記第２の通信インターフェース部を介して行う第３のステップ、
を含むことを特徴とする変電所システム移行方法。

【請求項4】

前記監視制御装置親局からのデータ伝送を前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルに変更するとともに、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記プロトコル変換部を介することなく、前記第１の通信インターフェース部、および前記第２の通信インターフェース部を介して行う第４のステップ、
をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の変電所システム移行方法。

【請求項5】

国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う監視制御装置子局を備えた変電所において、前記に監視制御装置子局に接続された複数のアナログ配電盤を、デジタル配電盤に置き換える変電所システム移行方法であって、
国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより前記監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第１の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルによりデジタル配電盤との間でデータ伝送を行う第２の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより前記監視制御装置子局との間でデータ伝送を行う第３の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルと前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルとを相互に変換するプロトコル変換部と有するゲートウェイを、前記監視制御装置親局と前記監視制御装置子局との間に設置し、前記監視制御装置親局からのデータ伝送を前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルに変更するとともに、前記監視制御装置親局と前記監視制御装置子局との間のデータ伝送を前記第１の通信インターフェース部、前記プロトコル変換部、および、第３の通信インターフェース部を介して行う第１のステップ、
前記複数のアナログ配電盤の一部を前記デジタル配電盤に置き換え、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記プロトコル変換部を介することなく、前記第１の通信インターフェース部および前記第２の通信インターフェース部を介して行う第２のステップ、
前記複数のアナログ配電盤の全部を前記デジタル配電盤に置き換え、前記監視制御装置子局を撤去するとともに、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記第１の通信インターフェース部および前記第２の通信インターフェース部を介して行う第３のステップ、
を含むことを特徴とする変電所システム移行方法。

【請求項6】

前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルが、ＨＤＬＣ通信プロトコル、ＣＤＴ通信プロトコルあるいは、ＰＭＣＮ通信プロトコルであることを特徴とする、
請求項３から５項のいずれか１項に記載の変電所システム移行方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変電所内のデジタルネットワーク化に用いられるゲートウェイおよび変電所システム移行方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発送電分離後のコストダウン、および、国際標準化対応を背景として、各電力会社では電力システムのデジタルネットワーク化の検討を進めており，通信方式には、国際電気標準会議（ＩＥＣ：International Electrotechnical Commission）が定めた国際標準であるＩＥＣ６１８５０が、今後、電力系統の運用管理のグローバルスタンダードになると見込まれている。これに伴い、各電力会社では、ＩＥＣ６１８５０を適用した監視制御システムへの移行がなされて行くと予想される。

【0003】

しかし、国際標準ＩＥＣ６１８５０と互換性のない従来システム、例えば、アナログ配電盤などの変電所側設備や制御用計算機などの制御所側設備を国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した監視制御システムへ一括して取り替えることは労力やコスト面からも困難が伴う。このため、例えば、特許文献１には、国際標準に準拠していない制御所側設備と、国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠したデジタルネットワーク化した変電所側設備とを併存した状態で運用する監視制御システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２２－７８４３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された監視制御システムでは、制御所側設備をＨＤＬＣ通信方式で通信を行う従来システムのまま存続させ、変電所側を国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠したデジタルネットワーク化したシステムとして構築することが可能である。しかし、変電所をデジタルネットワーク化するために、変電所側にある既設の多数のアナログ配電盤を一括して国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠したデジタル配電盤に置き換えることは、工事期間とコストの面で困難が伴う。このため、変電所にある多数のアナログ配電盤を順次デジタル配電盤に置き換えていくことが望ましいが、特許文献１には、その具体的方法や必要な装置についてまでは示されていない。

【0006】

本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、変電所のデジタルネットワーク化のために、変電所における複数のアナログ配電盤を順次デジタル配電盤に置き換えることが可能なゲートウェイを提供するとともに、変電所における複数のアナログ配電盤を順次デジタル配電盤に置き換えることができる変電所システム移行方法を提供することを、その目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、変電所内のデジタルネットワーク化に使用されるゲートウェイであって、国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第１の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルによりデジタル配電盤との間でデータ伝送を行う第２の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより監視制御装置子局との間でデータ伝送を行う第３の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第４の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルと前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルとを相互に変換するプロトコル変換部と、を有することを特徴とするものである。

【0009】

本発明の第２の技術手段は、第１または第２の技術手段において、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルが、ＨＤＬＣ通信プロトコル、ＣＤＴ通信プロトコルあるいは、ＰＭＣＮ通信プロトコルであることを特徴とするものである。

【0010】

本発明の第３の技術手段は、国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う監視制御装置子局を備えた変電所において、前記監視制御装置子局に接続された複数のアナログ配電盤を、デジタル配電盤に置き換える変電所システム移行方法であって、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより前記監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第１の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより前記デジタル配電盤との間でデータ伝送を行う第２の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより前記監視制御装置子局との間でデータ伝送を行う第３の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより前記監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第４の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルと前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルとを相互に変換するプロトコル変換部とを有するゲートウェイを、前記監視制御装置親局と前記監視制御装置子局との間に設置し、前記監視制御装置親局と前記監視制御装置子局との間のデータ伝送を、前記プロトコル変換部を介することなく、前記第４の通信インターフェース部および前記第３の通信インターフェース部を介して行う第１のステップ、前記複数のアナログ配電盤の一部を前記デジタル配電盤に置き換え、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記監視制御装置子局を介することなく、前記第４の通信インターフェース部、前記プロトコル変換部、および、前記第２の通信インターフェース部を介して行う第２のステップ、前記複数のアナログ配電盤の全部を前記デジタル配電盤に置き換え、前記監視制御装置子局を撤去するとともに、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記第４の通信インターフェース部、前記プロトコル変換部、および、前記第２の通信インターフェース部を介して行う第３のステップ、を含むことを特徴とするものである。

【0011】

本発明の第４の技術手段は、第４の技術手段において、前記監視制御装置親局からのデータ伝送を前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルに変更するとともに、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記プロトコル変換部を介することなく、前記第１の通信インターフェース部、および前記第２の通信インターフェース部を介して行う第４のステップ、をさらに含むことを特徴とするものである。

【0012】

本発明の第５の技術手段は、国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う監視制御装置子局を備えた変電所において、前記に監視制御装置子局に接続された複数のアナログ配電盤を、デジタル配電盤に置き換える変電所システム移行方法であって、国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより前記監視制御装置親局との間でデータ伝送を行う第１の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルによりデジタル配電盤との間でデータ伝送を行う第２の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルにより前記監視制御装置子局との間でデータ伝送を行う第３の通信インターフェース部と、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルと前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルとを相互に変換するプロトコル変換部と有するゲートウェイを、前記監視制御装置親局と前記監視制御装置子局との間に設置し、前記監視制御装置親局からのデータ伝送を前記国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルに変更するとともに、前記監視制御装置親局と前記監視制御装置子局との間のデータ伝送を前記第１の通信インターフェース部、前記プロトコル変換部、および、第３の通信インターフェース部を介して行う第１のステップ、前記複数のアナログ配電盤の一部を前記デジタル配電盤に置き換え、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記プロトコル変換部を介することなく、前記第１の通信インターフェース部および前記第２の通信インターフェース部を介して行う第２のステップ、前記複数のアナログ配電盤の全部を前記デジタル配電盤に置き換え、前記監視制御装置子局を撤去するとともに、前記監視制御装置親局と前記デジタル配電盤との間のデータ伝送を、前記第１の通信インターフェース部および前記第２の通信インターフェース部を介して行う第３のステップ、を含むことを特徴とするものである。

【0013】

本発明の第６の技術手段は、第４から第６のいずれか１つの技術手段において、前記国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルが、ＨＤＬＣ通信プロトコル、ＣＤＴ通信プロトコルあるいは、ＰＭＣＮ通信プロトコルであることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明の第１の技術手段によれば、複数の通信インターフェース部から適切な通信インターフェース部を選択するとともに、プロトコル変換部の利用の有無を選択することによって、変電所における複数のアナログ配電盤を順次デジタル配電盤に置き換えることが可能であり、既設の変電所からデジタルネットワーク化された変電所に至るまで使用可能なゲートウェイを提供することが可能となる。また、複数の移行方法が選択できる。

【0016】

本発明の第２の技術手段によれば、既設の変電所で用いられていた種々の通信プロトコルに対応することができる。

【0017】

本発明の第３の技術手段によれば、変電所のデジタルネットワーク化にあたって、アナログ配電盤とデジタル配電盤との併存を許容し、変電所における複数のアナログ配電盤を順次デジタル配電盤に置き換えることが可能な変電所システム移行方法を提供することができる。

【0018】

本発明の第４の技術手段によれば、変電所のデジタルネットワーク化にあたって、アナログ配電盤とデジタル配電盤との併存を許容し、変電所における複数のアナログ配電盤を順次デジタル配電盤に置き換えることが可能であるとともに、制御所と変電所からなる監視制御システム全体が国際標準ＩＥＣ６１８５０を適用したシステムに移行するための一つの変電所システム移行方法を提供することが可能となる。

【0019】

本発明の第５の技術手段によれば、変電所のデジタルネットワーク化にあたって、アナログ配電盤とデジタル配電盤との併存を許容し、変電所における複数のアナログ配電盤を順次デジタル配電盤に置き換えることが可能であるとともに、制御所と変電所からなる監視制御システム全体が国際標準ＩＥＣ６１８５０を適用したシステムに移行するための他の変電所システム移行方法を提供することが可能となる。

【0020】

本発明の第６の技術手段によれば、既設の変電所で用いられていた種々の通信プロトコルに対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態１に係る変電所システム移行方法の例を説明するためのフロー図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る変電所システム移行方法の例において、ゲートウェイを導入設置した状態を示す図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る変電所システム移行方法の例において、一部のアナログ配電盤がデジタル配電盤に置き換わった状態を示す図である。

【図4】本発明の実施形態１に係る変電所システム移行方法の例において、全部のアナログ配電盤がデジタル配電盤に置き換わった状態を示す図である。

【図5】本発明の実施形態１および２に係る変電所システム移行方法の例において、制御所と変電所を含む監視制御システム全体が国際標準ＩＥＣ６１８５０を適用したシステムに移行した状態を示す図である。

【図6】本発明の実施形態２に係る変電所システム移行方法の例を説明するためのフロー図である。

【図7】本発明の実施形態２に係る変電所システム移行方法の例において、ゲートウェイを導入設置するとともに、制御所と変電所間の通信を国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルで行う状態を示す図である。

【図8】本発明の実施形態２に係る変電所システム移行方法の他の例において、一部のアナログ配電盤がデジタル配電盤に置き換わった状態を示す図である。

【図9】デジタルネットワーク化移行前の変電所を含む既設の監視制御システムの状態を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しながら、本発明のゲートウェイおよび変電所システム移行方法に係る好適な実施形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成要素は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。なお、本発明はこれらの実施形態での例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内および均等の範囲内におけるすべての変更を含む。また、複数の実施形態について組み合わせが可能である限り、本発明は任意の実施形態を組み合わせたものを含む。

【0023】

以下の説明においては、国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルとして、ＨＤＬＣ（High Level Data Link Control）通信プロトコルを例に説明するが、国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルとしては、ＣＤＴ（Cyclic Digita1 data Transmission）通信プロトコル、あるは、ＰＭＣＮ（Protocol for Mission Critical industrial Network use）通信プロトコルであってもよく、他の通信プロトコルであってもよい。また、本説明では、国際標準ＩＥＣ６１８５０を単に「ＩＥＣ６１８５０」と記す場合がある。さらに、本説明で、変電所のデジタルネットワーク化とは、狭義には既設のアナログ配電盤をＩＥＣ６１８５０に準拠したデジタル配電盤に置き換えることを意味し、広義では、変電所内のデータ伝送および変電所と制御所間のデータ伝送をＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルで行うシステムに移行することを意味する。

【0024】

まず、本発明のゲートウェイおよび変電所システム移行方法を説明するにあたって、デジタルネットワーク化の対象となる既設の変電所について説明する。図９は、デジタルネットワーク化移行前の変電所を含む既設の監視制御システムの状態を説明するための図である。

【0025】

監視制御システムは、装置を大別すると、変電所１００と制御所２００とで構成されている。制御所２００は、変電所を含む電力システムを監視制御するためのアプリケーションを実行する計算機２１０と、変電所１００に設備された監視制御装置子局１０（以下、「ＴＣ子局」ともいう。）との間でデータの受け渡しをおこなう監視制御装置親局２２０（以下、「ＴＣ親局」ともいう。）から構成されている。一般的に制御所２００は、複数の変電所１００との間でデータの授受を行っている。

【0026】

変電所１００には、ＴＣ子局１０に接続された複数のアナログ配電盤２１～２４が配備され、アナログ配電盤２１～２４の近くには、アナログ配電盤２１～２４に接続された複数の主回路機器３１～３４が配備されている。主回路機器３１～３４は、監視制御の対象となる機器であり、例えば、ＶＴ（計器用変圧器）、ＣＴ（変流器）、ＣＢ（遮断器）などがある。

【0027】

ＴＣ子局１０とアナログ配電盤２１～２４との間、および、アナログ配電盤２１～２４と主回路機器３１～３４との間には、多数の制御ケーブルが敷設されており、例えば、各主回路機器３１～３４における各種の計測情報と状態情報が監視情報として、アナログ配電盤２１～２４を介して電圧・電流のアナログ信号でＴＣ子局１０に伝えられる。ＴＣ子局１０では、これらの監視情報をＨＤＬＣ通信プロトコルに合わせてデータ変換し、通信ケーブル１１を介してＴＣ親局２２０に上り情報として伝送する。また、ＴＣ親局２２０は、例えば、制御情報をＨＤＬＣ通信プロトコルに合わせてデータ変換し、通信ケーブル１１を介してＴＣ子局１０に伝送する。ＴＣ子局１０では、ＴＣ親局２２０からの制御情報に応じて、アナログ信号を生成し、アナログ配電盤２１～２４を介して主回路機器３１～３４に伝えている。

【0028】

このように、既設の変電所では，ＴＣ子局１０と主回路機器３１～３４との間に敷設した多数の制御ケーブルにより情報を受け渡しているため、設備更新や追加のたびに工事が発生することから、工事期間の短縮が図れず、保守メンテナンスなどにも、多くの労力とコストが必要となっている。そして、変電所内の制御ケーブルを減らす意味からも、変電所のデジタルネットワーク化（デジタル化）が求められている。

【0029】

（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１として、変電所のデジタルネットワーク化にあたって、変電所におけるアナログ配電盤をデジタル配電盤に置き換える変電所システム移行方法の一例について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る変電所システム移行方法の例を説明するためのフロー図であり、図２は、本発明の実施形態１に係る変電所システム移行方法の例において、ゲートウェイを導入設置した状態を示す図である。そして、図２に示す状態は、図１のフロー図のステップＳ１～３までを終えた状態を示している。

【0030】

本実施形態１では、まず、図１のステップＳ１に示すように、本発明に係るゲートウェイ４０（以下、「ＧＷ」ともいう。）を既設の変電所１００に導入設置する（図２参照）。ここで、ＧＷ４０は、必ずしも既設の変電所の敷地内に設置する必要はないが、管理とメンテナンスの面からは変電所１００内に設置することが望ましい。

【0031】

本発明に係るＧＷ４０は、図２に示すように、主として、４つの第１～第４の通信インターフェース部４１～４４、ＣＰＵ４５、記憶部４６、および、主たる機能部としてデータ伝送制御部４７とプロトコル変換部４８を備えている。第１の通信インターフェース部４１は、国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルによりＴＣ親局２２０との間でデータ伝送を行うための通信インターフェース部であり、第２の通信インターフェース部４２は、国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより後述するデジタル配電盤との間でデータ伝送を行うための通信インターフェース部であり、第３の通信インターフェース部４３は国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルであるＨＤＬＣ通信プロトコルによりＴＣ子局１０との間でデータ伝送を行う通信インターフェース部であり、第４の通信インターフェース部４４は、国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルであるＨＤＬＣ通信プロトコルによりＴＣ親局２２０との間でデータ伝送を行う通信インターフェース部である。

【0032】

ＧＷ４０の記憶部４６は、ＧＷ４０を機能させるための種々のプログラムやデータ、接続機器を管理するために必要な情報を記憶した管理テーブルなどを記憶するためのものであり、ＣＰＵ４５は、記憶部４６に記憶されたプログラムを動作させることによって、ＧＷ４０に必要な機能を実現している。これらの機能を果たす機能部の例として、図２では、データ伝送制御部４７とプロトコル変換部４８を示している。データ伝送制御部４７は、例えば、ＴＣ親局２２０から送られてきたデータに含まれるアドレス情報と記憶部４６に管理データとして記憶してある配電盤の情報に基づいて、プロトコル変換が必要か否かを判定するとともに、データ伝送に用いる通信インターフェース部の選択を行う。プロトコル変換部４８は、ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルとＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルであるＨＤＬＣ通信プロトコルとを相互に変換する。

【0033】

なお、図２では、第１の通信インターフェース部４１および第４の通信インターフェース部４４を介してＴＣ親局２２０からデータを受け取った場合に、振り分けが必要となることから、データ伝送制御部４７を第１の通信インターフェース部４１および第４の通信インターフェース部４４の近くに図示しているが、データ伝送制御部４７は全ての第１～第４の通信インターフェース部４１～４４の入出力データの振分け等に関与している。また、後述するように、ＧＷ４０は、ＴＣ子局１０を撤去した後に、ＴＣ子局１０が果たしていた機能を継承するものであり、監視制御のための図示しない種々の機能部を有している。

【0034】

次に、図１に示すフローのステップＳ２に移り、ＧＷ４０の第４の通信インターフェース部４４とＴＣ親局２２０とを通信ケーブル１１で接続するとともに、ＧＷ４０の第３の通信インターフェース部４３とＴＣ子局１０とを通信ケーブル１２によって接続する。さらに、ステップＳ３に移り、ＧＷ４０の記憶部４６の管理テーブルに、ＴＣ子局１０に接続されている配電盤がアナログ配電盤２１～２４であることを示す情報を記憶部４６の管理テーブルに記憶し、ＧＷ４０とアナログ配電盤２１～２４とのデータ伝送については、プロトコル変換部４８を介さずに行うようＧＷ４０の管理テーブルを設定する。なお、ステップＳ２とステップＳ３の工程は、前後してもよく、あるいは、同時に行ってもよい。

【0035】

図２に示す状態では、ＧＷ４０はＴＣ親局２２０とＴＣ子局１０との間にあって、ＴＣ親局２２０とＴＣ子局１０との間のデータ伝送は、ＧＷ４０のデータ伝送制御部４７によってデータが振り分けられ、プロトコル変換部４８を介することなく、第４の通信インターフェース部４４および第３の通信インターフェース部４３を介して行われる。すなわち、データ伝送制御部４７によって、第４の通信インターフェース部４４を通じて受け取ったＴＣ親局２２０からの下り情報は、第３の通信インターフェース部４３に振り分けられ、第３の通信インターフェース部４３を介して受け取ったＴＣ子局１０からの上り情報は、第４の通信インターフェース部４４に振り分けられる。図２に示す状態は、本発明の実施形態１の第１のステップにおける状態に相当する。

【0036】

次に、図１に示すフローのステップＳ４に移り、一部のアナログ配電盤をデジタル配電盤に置き換え、デジタル配電盤をＧＷ４０の第２の通信インターフェース部４２にＬＡＮ接続するとともに、アナログ配電盤に接続されていた主回路機器を、ＭＵ（Merging Unit）を介してデジタル配電盤にＬＡＮ接続する。

【0037】

図３は、本発明の実施形態１に係る変電所システム移行方法の例において、一部のアナログ配電盤がデジタル配電盤に置き換わった状態を示す図である。図３に示す状態では、図２に示す状態から、アナログ配電盤２１～２４のうち、アナログ配電盤２３、２４をそれぞれデジタル配電盤５３、５４に置き換え、デジタル配電盤５３、５４を、それぞれステーションバス７０を介してＧＷ４０の第２の通信インターフェース部４２にＬＡＮ接続している。また、アナログ配電盤２３、２４に接続されていた主回路機器３３、３４を、それぞれＭＵ６３、６４とプロセスバス８０を介してデジタル配電盤５３、５４にＬＡＮ接続している。ステーションバス７０、プロセスバス８０では、ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより、通信が行われる。

【0038】

ＭＵ６３、６４は、主回路機器３３，３４からのアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル配電盤５３、５４に伝送するとともに、デジタル配電盤５３、５４からのデジタル信号をアナログ信号に変換して主回路機器３３，３４に伝送する装置である。また、デジタル配電盤５３、５４は、ＩＥＣ６１８５０に準拠したＩＥＤ（保護制御ユニット：Intelligent Electronic Device）であり、ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルでの通信を行うことが可能である。

【0039】

次に、図１に示すフローのステップＳ５に移り、ＧＷ４０の記憶部４６の管理テーブルに記憶した配電盤の情報を更新する。図２に示す状態の場合、新たに接続したデジタル配電盤５３、５４の情報を記憶し、撤去したアナログ配電盤２３、２４の情報を消去する。また、デジタル配電盤５３、５４とのデータ伝送については、ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルとＨＤＬＣ通信プロトコルとを相互に変換するプロトコル変換が行われるように、プロトコル変換部４８を介してデータ伝送が行われるようにＧＷ４０の管理テーブルを設定する。

【0040】

図３に示す状態では、ＴＣ親局２２０とデジタル配電盤５３、５４との間のデータ伝送は、ＧＷ４０のデータ伝送制御部４７によってデータが振り分けられ、第４の通信インターフェース部４４、プロトコル変換部４８、および、第２の通信インターフェース部４２を介して行なわれる。一方、ＴＣ親局２２０とアナログ配電盤２３、２４との間のデータ伝送は、ＧＷ４０のデータ伝送制御部４７によってデータが振り分けられ、プロトコル変換部４８を介することなく、第４の通信インターフェース部４４および第３の通信インターフェース部４３を介して行われる。この状態は、本発明の実施形態１の第２のステップにおける状態に相当し、変電所１００において、アナログ配電盤２３、２４とデジタル配電盤５３、５４とが併存することを許容するものである。

【0041】

次に、図１に示すフローのステップＳ６に移り、全てのアナログ配電盤がデジタル配電盤に置き換わるまで、ステップＳ４、ステップＳ５の手順を繰り返す。ステップＳ６の終了後はステップＳ７に移り、ＴＣ子局１０を撤去する。図４は、本発明の実施形態１に係る変電所システム移行方法の例において、全部のアナログ配電盤がデジタル配電盤に置き換わった状態を示す図である。

【0042】

図４に示す状態は、全てのアナログ配電盤２１～２４がデジタル配電盤５１～５４に置き換わり、主回路機器３１～３４にはそれぞれＭＵ６１～６４が設けられ、プロセスバス８０を介してデジタル配電盤５１～５４にＬＡＮ接続される。また、全てのデジタル配電盤５１～５４はステーションバス７０を介してＧＷ４０の第２の通信インターフェース部４２に接続される。

【0043】

一方、ＴＣ親局２２０とＧＷ４０との間は、依然としてＨＤＬＣ通信プロトコルによる通信が行われているため、ＧＷ４０は、ＴＣ親局２２０とデジタル配電盤５１～５４との間のデータ伝送は、第４の通信インターフェース部４４、プロトコル変換部４８、および、第２の通信インターフェース部４２を介して行う。この状態では、ＴＣ親局２２０とのデータ伝送は国際標準ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルであるＨＤＬＣ通信プロトコルで行われるが、変電所１００のＧＷ４０より下流側は、国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠したデジタルネットワーク化された変電所となっている。

【0044】

そして、図４に示す状態は、本発明の実施形態１の第３のステップにおける状態に相当し、既設の変電所１００内において、アナログ配電盤２１～２４と主回路機器３１～３４を接続していた多数の制御ケーブルを廃止することができる。これにより、ケーブル敷設やメンテナンスに費やすコストを大幅に減らすことが可能となる。

【0045】

次に、図１に示すフローのステップＳ８に移り、ＴＣ親局２２０とのデー伝送をＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルに変更するとともに、ＧＷ４０の第１の通信インターフェース部４１とＴＣ親局２２０とを通信ケーブル１３で接続する。また、プロトコル変換部４８を介さずにデータ伝送が行われるようにＧＷ４０の管理テーブルを設定する。図５は、本発明の実施形態１（および後述する実施形態２）に係る変電所システム移行方法の例において、制御所と変電所からなる監視制御システム全体が国際標準ＩＥＣ６１８５０を適用したシステムに移行した状態を示す図であり、図１に示すフローのステップＳ８における状態を示している。

【0046】

図５に示す状態では、ＧＷ４０はＴＣ親局２２０とデジタル配電盤５１～５４との間にあって、ＴＣ親局２２０とデジタル配電盤５１～５４との間のデータ伝送は、ＧＷ４０のデータ伝送制御部４７によってデータが振り分けられ、プロトコル変換部４８を介さずに、第１の通信インターフェース部４１および第２の通信インターフェース部４２を介して行われる。この状態は、本発明の実施形態１の第４のステップにおける状態に相当する。

【0047】

図５に示す状態は、図９に示す状態に比べて、ＴＣ親局２２０との各種のデータ伝送によって、アナログ配電盤２１～２４を監視制御していたＴＣ子局１０が、デジタル配電盤５１～５４を監視制御するＧＷ４０に置き換わったもとなっている。そして、ＧＷ４０は、変電所１００がデジタルネットワーク化した後もそのまま用いられるものであり、既設のＴＣ子局１０が果たしていた、主回路機器の監視制御のための機能やデータの異常判定の機能等を備えている。

【0048】

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２として、変電所のデジタルネットワーク化にあたって、下流側にある変電所におけるアナログ配電盤をデジタル配電盤に置き換える変電所システム移行方法の他の例について説明する。実施形態１に示す変電所システム移行方法では、最初に既設の変電所内のデジタルネットワーク化を進めるものであったが、実施形態２では、最初に上流側にある制御所と変電所間のデータ伝送をＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルで行うようにしたものである。

【0049】

図６は、本発明の実施形態２に係る変電所システム移行方法の例を説明するためのフロー図であり、図７は、本発明の実施形態２に係る変電所システム移行方法の例において、ゲートウェイを導入設置するとともに、制御所と変電所間の通信を国際標準ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルで行う状態を示す図である。

【0050】

本実施形態２では、まず、図６のステップＳ１１に示すように、実施形態１と同様に、ＧＷ４０を図９で示す既設の変電所１００に導入設置する。ここで、ＧＷ４０は、必ずしも既設の変電所の敷地内に設置する必要はないが、管理とメンテナンスの面からは変電所１００内に設置することが望ましい。さらに、ステップＳ１２に移り、図７に示すように、ＴＣ親局２２０のデー伝送が従来のＨＤＬＣ通信プロトコルからＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルで可能となるように変更するとともに、ＧＷ４０の第１の通信インターフェース部４１とＴＣ親局２２０とを通信ケーブル１３で接続し、第３の通信インターフェース部４３にＴＣ子局１０を接続する。

【0051】

次に、図６のステップＳ１３に移り、ＧＷ４０の記憶部４６の管理テーブルに、ＴＣ子局１０に接続されているアナログ配電盤２１～２４の情報を記憶し、ＴＣ子局１０を介して行うアナログ配電盤２１～２４とのデータ伝送については、プロトコル変換部４８を介してデータ伝送が行われるようにＧＷ４０の管理テーブルを設定する。

【0052】

図７に示す状態では、ＧＷ４０はＴＣ親局２２０とＴＣ子局１０との間にあって、ＴＣ親局２２０とＧＷ４０との間のデータ伝送は、ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルで行われ、ＧＷ４０とＴＣ子局１０との間のデータ伝送はＨＤＬＣ通信プロトコルによって行われる。そして、ＴＣ親局２２０とＴＣ子局１０との間のデータ伝送は、ＧＷ４０のデータ伝送制御部４７によってデータが振り分けられ、プロトコル変換部４８によってデータのフォーマット変換や合成を含むプロトコル変換が行われる。図７に示す状態は、本発明の実施形態２の第１のステップに相当する。

【0053】

次に、図６に示すフローのステップＳ１４に移り、一部のアナログ配電盤をデジタル配電盤に置き換え、デジタル配電盤をＧＷ４０の第２の通信インターフェース部４２にＬＡＮ接続するとともに、アナログ配電盤に接続されていた主回路機器を、ＭＵ（Merging Unit）を介してデジタル配電盤にＬＡＮ接続する。

【0054】

図８は、本発明の実施形態２に係る変電所システム移行方法の例において、一部のアナログ配電盤がデジタル配電盤に置き換わった状態を示す図である。図８に示す状態では、図７に示す状態から、アナログ配電盤２１～２４のうち、アナログ配電盤２３、２４をそれぞれデジタル配電盤５３、５４に置き換え、デジタル配電盤５３、５４を、それぞれステーションバス７０を介してＧＷ４０の第２の通信インターフェース部４２にＬＡＮ接続している。また、アナログ配電盤２３、２４に接続されていた主回路機器３３、３４を、それぞれＭＵ６３、６４とプロセスバス８０を介してデジタル配電盤５３、５４にＬＡＮ接続している。

【0055】

次に、図６に示すフローのステップＳ１５に移り、ＧＷ４０の記憶部４６の管理テーブルに記憶した配電盤の情報を更新する。図８に示す状態の場合、新たに接続したデジタル配電盤５３、５４の情報を記憶し、撤去したアナログ配電盤２３、２４の情報を消去する。また、デジタル配電盤５３、５４とのデータ伝送については、ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルによる通信が可能なため、プロトコル変換部４８を介することなくデータ伝送が行われるようにＧＷ４０の管理テーブルを設定する。

【0056】

図８に示す状態では、複数のアナログ配電盤２１～２４の一部のアナログ配電盤２３、２４がデジタル配電盤５３、５４に置き換わっており、変電所１００内において、アナログ配電盤２３、２４とデジタル配電盤５３、５４とが併存する状態となっている。そして、ＴＣ親局２２０とアナログ配電盤２３、２４との間のデータ伝送は、ＧＷ４０のデータ伝送制御部４７によってデータが振り分けられ、第１の通信インターフェース部４１，プロトコル変換部４８、および、第３の通信インターフェース部４３を介して行われ、一方、ＴＣ親局２２０とデジタル配電盤５３、５４との間のデータ伝送は、ＧＷ４０のデータ伝送制御部４７によってデータが振りけられ、プロトコル変換部４８を介さずに、第４の通信インターフェース部４４、第２の通信インターフェース部４２を介して行なわれる。この状態は、本発明の実施形態２の第２のステップにおける状態に相当し、アナログ配電盤２３、２４とデジタル配電盤５３、５４とが併存する状態が許容される。

【0057】

次に、図２に示すフローのステップＳ１６に移り、全てのアナログ配電盤がデジタル配電盤に置き換わるまで、ステップＳ１４、ステップＳ１５の手順を繰り返す。ステップＳ１６の終了後はステップＳ１７に移り、ＴＣ子局１０を撤去する。図５は、本発明の実施形態２に係る変電所システム移行方法の例において、全部のアナログ配電盤がデジタル配電盤に置き換わった状態を示す図である。

【0058】

図５に示す状態は、ＴＣ親局２２０とＧＷ４０との間は、ＩＥＣ６１８５０に準拠したプロトコルによってデータ伝送が行われるとともに、全てのアナログ配電盤２１～２４がデジタル配電盤５１～５４に置き換わり、主回路機器３１～３４にはそれぞれＭＵ６１～６４が設けられ、プロセスバス８０を介してデジタル配電盤５１～５４にＬＡＮ接続される。また、全てのデジタル配電盤５１～５４はステーションバス７０を介してＧＷ４０の第２の通信インターフェース部４２に接続される。ステーションバス７０、プロセスバス８０では、ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルにより、通信が行われる。

【0059】

図５に示す状態は、本発明の実施形態２の第３のステップにおける状態に相当し、既設の変電所１００内において、アナログ配電盤２１～２４と主回路機器３１～３４を接続していた多数の制御ケーブルを廃止することができ、ケーブル敷設やメンテナンスに費やすコストを大幅に減らすことができる。ＧＷ４０は、変電所１００がデジタルネットワーク化した後もそのまま用いられるものであり、実施形態１で説明したＧＷ４０と同様に、既設のＴＣ子局１０が果たして機能を継承するものである。なお、実施形態２で用いるＧＷ４０は、実施形態１で用いるＧＷ４０と比べ、第４の通信インターフェース部４４を備えていなくてもよい。

【符号の説明】

【0060】

１０ ・・・監視制御装置子局（ＴＣ子局）
１１～１３ ・・・通信ケーブル
２１～２４ ・・・アナログ配電盤
３１～３４ ・・・主回路機器
４０ ・・・ゲートウェイ（ＧＷ）
４１ ・・・第１の通信インターフェース部
４２ ・・・第２の通信インターフェース部
４３ ・・・第３の通信インターフェース部
４４ ・・・第４の通信インターフェース部
４５ ・・・ＣＰＵ
４６ ・・・記憶部
４７ ・・・データ伝送制御部
４８ ・・・プロトコル変換部
５１～５４ ・・・デジタル配電盤
７０ ・・・ステーションバス
８０ ・・・プロセスバス
１００ ・・・変電所
２００ ・・・制御所
２１０ ・・・計算機
２２０ ・・・監視制御装置親局（ＴＣ親局）

【要約】

【課題】変電所のデジタルネットワーク化のために変電所における複数のアナログ配電盤を順次デジタル配電盤に置き換えることが可能なゲートウェイ、および、変電所システム移行方法を提供する
【解決手段】ゲートウェイ（ＧＷ）４０は、ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルによりＴＣ親局２２０との間でデータ伝送を行う第１の通信インターフェース部４１と、ＩＥＣ６１８５０に準拠した通信プロトコルによりデジタル配電盤５３、５４との間でデータ伝送を行う第２の通信インターフェース部４２と、ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルによりＴＣ子局１０との間でデータ伝送を行う第３の通信インターフェース部４３と、ＩＥＣ６１８５０以外の通信プロトコルによりＴＣ親局２２０との間でデータ伝送を行う第４の通信インターフェース部４４と、プロトコル変換部４８を備えている。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】