(57)【要約】【課題】ディジタル化機器のサンプリング周波数が異なっている場合においても、構成や機能を複雑化することなく、リレー演算の精度やリレー演算の定周期性を確保すること。【解決手段】ディジタル化機器４ａ，４ｂからのデータは、データ受信回路５を介して時系列受信データバッファ回路１１ａ，１１ｂに格納される。時系列受信データバッファ回路１１ａ，１１ｂの出力は、ディジタルフィルタ処理回路１２ａ，１２ｂにて所定のディジタルフィルタ処理が実行された後、時系列瞬時値データ格納回路１３ａ，１３ｂに時系列に格納される。ディジタル演算器９は、最新時刻データ格納回路１４ａ，１４ｂに格納された最新時刻のデータ群のうち、時刻的に最も古い時刻データが示す時刻を基準時刻とし、時系列瞬時値データ格納回路から基準時刻と同時刻のデータを抽出して保護演算を実行する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電気量をディジタル化する複数のディジタル化機器からのデータを受信するデータ受信回路と、
前記データ受信回路が受信したデータを前記各ディジタル化機器毎に時系列に並べて格納する時系列受信データバッファ回路と、
前記時系列受信データバッファ回路の出力に対して所定のディジタルフィルタリング処理を行うディジタルフィルタ処理回路と、
前記ディジタルフィルタ処理回路の出力を時系列に格納する時系列瞬時値データ格納回路と、
前記時系列瞬時値データ格納回路に格納されている時刻データの中から前記各ディジタル化機器毎の最新の時刻データを格納する最新時刻データ格納回路と、
前記保護演算を開始するときに、前記最新時刻データ格納回路に格納された各最新時刻のうち、時刻的に最も古い最新時刻を基準時刻とし、前記時系列瞬時値データ格納回路から前記基準時刻と同時刻のデータを抽出して保護演算を実行するディジタル演算器と、
を備えたことを特徴とする保護継電装置。
【請求項２】
前記時系列受信データバッファ回路に格納される同一時刻のデータと見なされる各データ間に到達時刻の差異があるとき、
前記ディジタルフィルタ処理回路は、到達時刻に差異があるデータのうち時刻的に最も古いデータを基準として他のデータを補正し、補正後のデータを前記時系列瞬時値データ格納回路に出力することを特徴とする請求項１に記載の保護継電装置。
【請求項３】
前記ディジタルフィルタ処理回路は、
前記時系列受信データバッファ回路に格納されたデータのうち、同一時刻のサンプリングデータと見なされる各データ間の到達時刻差を監視する時刻データ監視回路と、
前記時刻データ監視回路が監視した到達時刻差の情報を位相補正定数として保持する位相補正定数回路と、
を備え、
前記位相補正定数回路に保持された位相補正定数を用いて前記他のデータを補正することを特徴とする請求項１または２に記載の保護継電装置。
【請求項４】
前記ディジタルフィルタ処理回路と、前記時系列瞬時値データ格納回路との間に、前記ディジタルフィルタ処理回路から出力されたデータを格納する第２の瞬時値データ格納回路と、
前記第２の瞬時値データ格納回路から前記瞬時値データ格納回路へのデータ転送を制御するデータ転送制御部と、
をさらに備え、
前記データ転送制御部は、サンプリング周波数の最も低いディジタル化機器のサンプリング周波数に対応する補正後のデータのみを前記時系列瞬時値データ格納回路に転送することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の保護継電装置。
【請求項５】
前記各ディジタル化機器間におけるサンプリング周波数の高低関係が既定であるとき、
前記時系列受信データバッファ回路に格納されるデータのうち、サンプリング周波数の最も低い一のディジタル化機器に対応するデータと、他のディジタル化機器に対応するデータとの時刻差の情報に基づいて前記位相補正定数を算出するサンプリング周波数確認回路を備えたことを特徴とする請求項４に記載の保護継電装置。
【請求項６】
前記各ディジタル化機器のサンプリング周波数の情報が未定であるとき、
前記時系列受信データバッファ回路に格納される各データ間の時刻差の情報に基づき、サンプリング周波数の最も低いディジタル化機器から伝送されたデータを特定すると共に、このデータと、時系列受信データバッファ回路に格納された他のデータとの時刻差の情報に基づいて前記位相補正定数を算出するサンプリング周波数確認回路を備えたことを特徴とする請求項４に記載の保護継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統を保護する保護継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サンプリング同期がとれている状態で、サンプリングタイミングのみがずれている、つまり位相誤差が存在する場合の補正方法を開示した公報として、例えば下記特許文献１がある。なお、この特許文献１では、アナログフィルタ等の誤差も含め補正することを目的としているが、無論、サンプリングタイミングのみがずれている場合の補正にも有効である。
【０００３】
また、２箇所の系統電気量をディジタル化する機器において、サンプリング同期をとる手法を開示した公報として、例えば下記特許文献２がある。
【０００４】
さらに、複数個の系統電気量をディジタル化する機器のサンプリング同期をとるものとして、同期網通信においては、下記特許文献３などがあり、非同期網通信においては、下記特許文献４などがある。
【０００５】
なお、上記で紹介している従来技術の何れも、系統電気量をディジタル化する機器によって系統電気量がディジタル化された後、ディジタル演算を行う機器が、そのディジタル化されたデータを用いてディジタル演算を行う方式であり、系統電気量をディジタル化する機器とディジタル演算する機器との間の同期は確保されている。つまり、これらの公報に開示された技術は、系としてサンプリング同期がとれているシステム、あるいは、系としてサンプリング同期をとるようにしたシステムに適用される技術である。
【０００６】
例えば、特許文献１では、同一の装置内における複数のＡＤ変換器の出力が発出された時点でリレー演算のソフトウェアが起動され、リレー演算を行うが、各ＡＤ変換器の出力が発出されるタイミングは、サンプリング同期がとれている。すなわち、特許文献１に開示されたシステムは、上記でいうところの「系としてサンプリング同期がとれているシステム」である。なお、この「系としてサンプリング同期がとれているシステム」では、リレー演算が行われる時間間隔も一定の時間が確保された定周期となっている。
【０００７】
また、例えば特許文献４では、系統電気量の伝送は非同期通信網を利用して行うため、サンプリング同期はとれていないが、複数の系統電気量をディジタル化する機器の出力がすべて到達した時点で、リレー演算を起動するので、リレー演算の連続性は確保されている。すなわち、特許文献４に開示されたシステムは、上記でいうところの「系としてサンプリング同期をとるようにしたシステム」である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１３１９２３号公報
【特許文献２】特開昭６２−２６２６１５号公報
【特許文献３】特開平２−１１３７４６号公報
【特許文献４】特開２０００−１５２４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、複数の系統電気量をディジタル化する機器のサンプリング周波数が異なる場合、すなわち、系としてサンプリング同期がとれていないシステムの場合、以下に示すような問題点があった。
【００１０】
例えば、複数の系統電気量をディジタル化する機器のサンプリング周波数が異なる場合、各系統電気量をディジタル化する機器のアナログフィルタは、一般にサンプリング定理に基づき折りかえし誤差を取り除く程度の減衰特性である。このため、異なる周波数でサンプリングされた異なるデータからそれぞれ時刻の近いデータ同士を補正して演算すべきデータを得ることは、継電器の高周波特性に影響を与えることとなり、ディジタルフィルタの共用化は許容できない。したがって、それぞれのサンプリング周波数ごとに演算周期に対応した周波数に対応するディジタルフィルタを実装することが必要となり、装置のサイズ増、コスト増に繋がるという問題点があった。
【００１１】
また、複数の系統電気量をディジタル化する機器のサンプリング周波数が異なる場合、それらの機器の出力がすべて到達した時点でリレー演算を起動すると、時間経過とともにディジタル化する機器の出力タイミングがずれ、各機器出力間の位相誤差が増えるとともに、周期的にリレー演算するためのデータが欠落するという問題点があった。
【００１２】
なお、複数の系統電気量をディジタル化する機器の「サンプリング周波数が異なる場合」とは、例えば、系統電気量をディジタル化する一の機器が６０．０００Ｈｚの整数倍でＡＤ変換を行い、系統電気量をディジタル化する他の機器が６０．００１Ｈｚの整数倍でＡＤ変換を行うような、サンプリング周波数が微妙にずれている場合などが含まれる。この場合、ある瞬間ではサンプリングタイミングが一致し、リレー演算の時間が確保されていても、時間経過とともにリレー演算時間は短くなり、各機器出力間の位相誤差が増加し、データの欠落が生ずることとなり、上記のような問題点が生ずることになる。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、複数の系統電気量をディジタル化する機器のサンプリング周波数が異なっている場合においても、装置構成や処理機能を複雑化することなく、リレー演算の精度やリレー演算の定周期性を確保することができる保護継電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる保護継電装置は、系統電気量をディジタル化する複数のディジタル化機器からのデータを受信するデータ受信回路と、前記データ受信回路が受信したデータを前記各ディジタル化機器毎に時系列に並べて格納する時系列受信データバッファ回路と、前記時系列受信データバッファ回路の出力に対して所定のディジタルフィルタリング処理を行うディジタルフィルタ処理回路と、前記ディジタルフィルタ処理回路の出力を時系列に格納する時系列瞬時値データ格納回路と、前記時系列瞬時値データ格納回路に格納されている時刻データの中から前記各ディジタル化機器毎の最新の時刻データを格納する最新時刻データ格納回路と、前記保護演算を開始するときに、前記最新時刻データ格納回路に格納された各最新時刻のうち、時刻的に最も古い最新時刻を基準時刻とし、前記時系列瞬時値データ格納回路から前記基準時刻と同時刻のデータを抽出して保護演算を実行するディジタル演算器と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる保護継電装置によれば、最新時刻データ格納回路に格納された各最新時刻のうち、時刻的に最も古い最新時刻を基準時刻とし、時系列瞬時値データ格納回路から基準時刻と同一時刻のデータを抽出して保護演算を行うようにしたので、複数の系統電気量をディジタル化する機器のサンプリング周波数が異なっている場合においても、装置構成や処理機能を複雑化することなく、リレー演算の精度やリレー演算の定周期性を確保することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる保護継電装置の機能構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示したディジタル化機器の一構成例を示す図である。
【図３】図３は、データ受信回路および時系列受信データバッファ回路に格納されるデータの格納イメージを示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の保護継電装置におけるディジタル演算処理の様子を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２にかかる保護継電装置の要部構成を示す模式図である。
【図６】図６は、実施の形態２の保護継電装置におけるディジタル演算処理の様子を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態３にかかる保護継電装置の要部構成を示す模式図である。
【図８】図８は、実施の形態３の保護継電装置におけるディジタル演算処理の様子を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態４にかかる保護継電装置の要部構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる保護継電装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる保護継電装置の機能構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１の保護継電装置は、ディジタル化機器４（４ａ，４ｂ）、データ受信回路５、時系列受信データバッファ回路１１（１１ａ，１１ｂ）、ディジタルフィルタ処理回路１２（１２ａ，１２ｂ）、時系列瞬時値データ格納回路１３（１３ａ，１３ｂ）、最新時刻データ格納回路１４（１４ａ，１４ｂ）および、ディジタル演算器９を備えて構成されている。なお、図１では、ディジタル化機器４ａ，４ｂに対応させた２系列の構成を示しているが、必ずしも２系列とする必要はなく、時系列受信データバッファ回路１１、ディジタルフィルタ処理回路１２、時系列瞬時値データ格納回路１３、および最新時刻データ格納回路１４として、各一つの構成部を有する形態であっても構わない。
【００１９】
ディジタル化機器４ａ，４ｂは、複数の系統電気量をディジタル化する機器である。データ受信回路５は、ディジタル化機器４ａ，４ｂによってディジタル化されたデータ（ディジタル化データ）を一時的に格納する回路であるとともに、その内容に従って、ディジタル化機器４ａ，４ｂに対応して設けられた時系列受信データバッファ回路１１ａ，１１ｂにそれぞれのデータを振り分ける回路である。時系列受信データバッファ回路１１ａ，１１ｂは、データ受信回路５から転送されたデータを時系列的に格納する回路（バッファ回路）である。ディジタルフィルタ処理回路１２ａ，１２ｂは、時系列受信データバッファ回路１１ａ，１１ｂから伝送されたデータに対するフィルタリング処理を行う回路である。時系列瞬時値データ格納回路１３ａ，１３ｂは、ディジタルフィルタ処理回路１２ａ，１２ｂによってフィルタリング処理されたデータを時系列的に格納する回路（バッファ回路）である。最新時刻データ格納回路１４ａ，１４ｂは、時系列瞬時値データ格納回路１３ａ，１３ｂに格納されているサンプリング時刻のデータ（以下「サンプリング時刻データ」、あるいは、単に「時刻データ」という）から最新の時刻データをそれぞれ抜き出して保持する回路である。ディジタル演算器９は、最新時刻データ格納回路１４ａ，１４ｂに格納された時刻データの時刻情報を元に、時系列瞬時値データ格納回路１３ａ，１３ｂから抽出されたデータを用いて後述する所要のディジタル演算を実行する処理器である。
【００２０】
図２は、図１に示したディジタル化機器４の一構成例を示す図であり、入力変換器４１、アナログフィルタ４２、サンプルホールダ４３、およびＡＤ変換器４４を備えている。図２に示すように、ディジタル化機器４に入力される系統電気量は、入力変換器４１を介してアナログフィルタ４２に入力される。アナログフィルタ４２では、サンプリング定理に基づく折り返し誤差などが取り除かれ、サンプルホールダ４３によりサンプリング周波数によって決められる所定時刻のアナログデータがサンプリングされ、ＡＤ変換器４４にてディジタルデータに変換されてデータ受信回路５（図１参照）に格納される。
【００２１】
図３は、データ受信回路５および時系列受信データバッファ回路１１に格納されるデータの格納イメージを示す図である。図３に示すように、データ受信回路５が受信するデータの形式は、サンプリング時刻データ、データ番号、サンプリング周波数、定格値、サンプリングデータ、データ健全性情報などである。また、時系列受信データバッファ回路１１では、サンプリング時刻データに関連づけられたサンプリングデータ（電流データ、電圧データなど）が時系列的に格納される。なお、これらの情報のうち、サンプリング時刻データ、サンプリング周波数、定格値などの情報は、上記従来技術等では必要とされていなかった情報である。
【００２２】
つぎに、実施の形態１にかかる保護継電装置の動作について図１〜図３の図面を参照して説明する。まず、ディジタル化機器４ａによってサンプリングされディジタル化されたデータは、データ受信回路５で受信され、その受信データの区分（系列）に従って時系列受信データバッファ回路１１ａに格納される。このデータは、ディジタルフィルタ処理回路１２ａに伝送され、ディジタルフィルタ処理回路１２ａにて所定のディジタルフィルタリング処理が行われ、時系列瞬時値データ格納回路１３ａに格納される。ディジタル化機器４ｂによってサンプリングされディジタル化されたデータについても同様な処理の流れであり、データ受信回路５を介して時系列受信データバッファ回路１１ｂに格納される。なお、これらの処理の流れは、従来の保護継電装置（以下「従来装置」と称する）とほぼ同様ではある。しかしながら、例えばディジタル化機器４ａとデータ受信回路５とが同一装置内にない場合には、各ディジタル化機器４とデータ受信回路５の間の物理的距離に差異があるとともに、伝送ルートも異なるため、サンプリング時刻が同一であってもデータ受信回路５への到達時間に時間差が生ずることがある。
【００２３】
従来装置では、全データがデータ格納回路に到達したことで、ディジタル演算器を起動していた。しかしながら、このような制御方式では、ディジタル演算器の演算時間がデータ到達時間に制約され、サンプリング周波数が高くなるに従って、ディジタル演算に必要な時間確保が困難になってくる。
【００２４】
そこで、実施の形態１の保護継電装置では、データ受信回路５のデータ到達状態に関係なく、ディジタル演算器９が、定周期でディジタル演算を行うように制御する方式のシステムとしている。以下、その動作説明を行う。
【００２５】
まず、ディジタル演算器９は、ディジタル演算を開始する際、最新時刻データ格納回路１４ａ，１４ｂに格納された時刻データを確認する。それらの時刻データの時刻が同一の場合（時刻の差が小さく同一と見なせる場合を含む）、ディジタル演算器９は、従来装置と同様なディジタル演算を行う。一方、最新時刻データ格納回路１４ａ，１４ｂに格納された時刻データの時刻が同一ではない場合、ディジタル演算器９は、それらの時刻データのうち、時刻的に古い時刻データが示す時刻を基準時刻に設定し、当該基準時刻と同時刻のデータを時系列瞬時値データ格納回路１３ａ，１３ｂから抽出して所定のディジタル演算を実行する。
【００２６】
このときの処理の様子を、図４を参照して説明する。図４において、事例１（Ａ），（Ｂ）は、全てのデータがデータ格納回路に到達以降にディジタル演算の処理タイミングが訪れている場合である。このときの処理は、従来技術との差異はない。
【００２７】
これに対して、事例２（Ａ），（Ｂ）は、特定のデータａ３またはデータｂ４がディジタル演算の処理タイミングよりも遅く到達した場合である。
【００２８】
例えば事例２（Ａ）の場合、特定のデータａ３がディジタル演算の処理タイミングよりも遅く到達したので、その前に到達しているデータａ２とデータｂ３とが比較され、時刻的に古いデータであるデータａ２の時刻が基準時刻とされる。この事例の場合、データａ２の時刻が基準時刻とされたので、ディジタル演算器９には、時系列瞬時値データ格納回路１３ａからデータａ２が読み出され、時系列瞬時値データ格納回路１３ｂからはデータａ２と同一時刻のデータであるデータｂ２が読み出され、データａ２およびデータｂ２によるディジタル演算が実行される。
【００２９】
また、事例２（Ｂ）の場合では、特定のデータｂ４がディジタル演算の処理タイミングよりも遅く到達したので、その前に到達しているデータａ４とデータｂ３とが比較され、時刻的に古いデータであるデータｂ３の時刻が基準時刻とされ、ディジタル演算器９には、時系列瞬時値データ格納回路１３ｂからデータｂ３が読み出され、時系列瞬時値データ格納回路１３ａからはデータｂ３と同一時刻のデータであるデータａ３が読み出され、データａ３およびデータｂ３によるディジタル演算が実行される。
【００３０】
なお、図１では、系統電気量をディジタル化する機器として２つのディジタル化機器と、これに対応して設けられる２系列の処理部について例示したが、これら２系列の構成に限定されるものではなく、上述した処理手法を３個以上のディジタル化機器を備える３系列以上の構成に適用することも可能である。
【００３１】
以上説明したように、実施の形態１の保護継電装置によれば、各時系列瞬時値データ格納回路に格納された最新時刻のデータ群のうち、時刻的に最も古いデータの時刻である基準時刻と同一時刻のデータを抽出してディジタル演算するようにしたものである。したがって、各ディジタル化機器からのデータ到達時間が異なり、ディジタル演算する時刻に全データがそろっていない状態であっても、定周期的にディジタル演算が可能になるという効果が得られる。また、この実施の形態の保護継電装置では、例えばデータ不良によって最新データによる演算できないタイミングにおいても、ディジタル演算が実行されるので、ディジタル演算の継続性を確保することができるという効果が得られる。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態１では、最新時刻データ格納回路１４ａ，１４ｂに格納されるデータのうち、特定のデータがディジタル演算の処理タイミングよりも遅く到達した場合でもディジタル演算が可能となる実施形態について説明したが、実施の形態２では、時系列受信データバッファ回路１１ａ，１１ｂから出力されるデータにサンプリングタイミングのずれによる位相ずれが存在する場合に、この位相ずれを補正する機能を更に付加した実施形態について説明する。
【００３３】
図５は、実施の形態２にかかる保護継電装置の要部構成を示す模式図である。実施の形態２にかかる保護継電装置は、図１に示した保護継電装置において、ディジタルフィルタ処理回路１２ａを図５の破線部で示した位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路３２ａで置き換えることにより実現することができる。ただし、図５に示すように、位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路３２ａには、時系列受信データバッファ回路１１ａのデータだけでなく、時系列受信データバッファ回路１１ｂの時刻データも入力される構成となっている。
【００３４】
この位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路３２ａは、時系列受信データバッファ回路１１ａから出力されるデータと時系列受信データバッファ回路１１ｂから出力されるデータとの間の時刻差（サンプリング時刻差）を逐次監視する時刻データ監視回路１６と、時刻データ監視回路１６の監視結果に基づく位相補正値を算出して保持する位相補正定数回路１７と、所定のディジタルフィルタ処理を行うとともに、位相補正定数回路１７に保持されている位相補正値を用いて後述する位相補正を行うディジタルフィルタ処理回路１５と、を備えて構成されている。
【００３５】
つぎに、実施の形態２にかかる保護継電装置の動作について説明する。まず、ディジタル化機器４ａ側からサンプリングデータが伝送されてくると、そのデータは、データ受信回路５で受信され、その受信データの区分（系列）に従って時系列受信データバッファ回路１１ａに格納される。ここまでの動作は、実施の形態１と同一または同等である。時刻データ監視回路１６は、時系列受信データバッファ回路１１ａ，１１ｂから出力される各サンプリングデータの時刻ｔａ１，ｔａ２，ｔｂ１，ｔｂ２を監視しており、ｔａ１＝ｔｂ１およびｔａ２＝ｔｂ２であることを確認する。なお、ｔａ１＝ｔｂ１およびｔａ２＝ｔｂ２であれば本実施の形態にかかる位相補正を行う必要はない。
【００３６】
一方、ｔａ１≠ｔｂ１またはｔａ２≠ｔｂ２の場合、ｔｄ＝ｔａ１−ｔｂ１（≒ｔａ２−ｔｂ２）の演算処理が時刻データ監視回路１６によって実行され、演算されたｔｄ（位相補正値としてのｔｄ）は、位相補正定数回路１７に保持される。位相補正としては、例えば次式で示される補正（補間）式を用いて行えばよい。
【００３７】
Ｘta1'＝Ｘta1＋(Ｘta1−Ｘta2）×ｔd／(ta1-ta2)
＝Ｘta1＋(Ｘta1−Ｘta2）×(ta1-tb1)／(ta1-ta2)    …（１）
【００３８】
ここで、上記（１）式における記号の意味は以下のとおりである。
Ｘta1：サンプリング時刻ta1におけるサンプリングデータ
Ｘta2：サンプリング時刻ta2におけるサンプリングデータ
Ｘta1'：サンプリング時刻tb1を基準にサンプリングデータＸta1を位相補正した補正後のデータ
【００３９】
なお、上記（１）式に示す他、例えば上記特許文献１に示されている位相補正の方法を用いるなどしてもよい。
【００４０】
図５に戻り、ディジタルフィルタ処理回路１５は、位相補正定数回路１７に保持されたｔｄに基づき位相補正を行う。なお、このｔｄは、サンプリング時刻およびサンプリングデータとともに、時系列瞬時値データ格納回路１３ａに格納される。
【００４１】
つぎに、上述した処理の様子を、図６を参照して説明する。図６において、事例３（Ａ），（Ｂ）は、特定のデータａ３またはデータｂ４がディジタル演算の処理タイミングよりも遅く到達した場合であるが、いま、事例３（Ｂ）に着目する。
【００４２】
事例３（Ｂ）の場合、特定のデータｂ４がディジタル演算の処理タイミングよりも遅く到達したので、その前に到達しているデータａ４とデータｂ３とが比較され、時刻的に古いデータであるデータｂ３の時刻が基準時刻とされる。ここで、実施の形態１では、基準時刻のデータであるデータｂ３と同一時刻のデータであるデータａ３がディジタル演算器９に読み出され、データａ３およびデータｂ３によるディジタル演算を実行するようにしていた。一方、事例３（Ｂ）の場合では、データｂ３の時刻と同一時刻のデータと見なされるデータａ３の時刻とが異なっており、データｂ３とデータａ３とには位相差がある。そこで、実施の形態２では、データｂ３の時刻を基準時刻とし、例えば上述した（１）式を用いてデータａ３の位相補正を行う。
【００４３】
なお、図５では、時系列瞬時値データ格納回路１３ａに向かう系（ディジタル化機器４ａに対応する系：以下「ａ系」という）の構成について示したが、時系列瞬時値データ格納回路１３ｂに向かう系（ディジタル化機器４ｂに対応する系：以下「ｂ系」という）についても同様な処理部が設けられる。例えば、上記事例３（Ｂ）では、データｂ３を基準としてデータａ３の位相補正を行う場合を示したが、これとは逆に、データａ３を基準としてデータｂ３の位相補正を行う場合には、ｂ系に対応して設けた各処理部にて、上記と同様な処理が実行される。
【００４４】
また、図５では、ディジタルフィルタ処理回路１５がディジタルフィルタ処理の機能と、位相補正処理の機能の双方を具備する構成として示しているが、それぞれの処理を別々に行う構成とすることも無論可能である。例えば、ディジタルフィルタ処理回路１５を位相補正処理の機能を有さないディジタルフィルタ処理回路とし、このディジタルフィルタ処理回路と、その後段にある時系列瞬時値データ格納回路１３との間に、上述した位相補正処理の機能を有する処理回路を設ける構成としてもよい。
【００４５】
以上説明したように、実施の形態２の保護継電装置によれば、各時系列受信データバッファ回路に格納される同一時刻のサンプリングデータ間に到達時間の差異があるときに、到達時刻の最も早いデータを基準として他のデータを補正（位相補正）するようにしたものである。したがって、実施の形態１の効果に加え、各ディジタル化機器にサンプリング時刻のずれ、すなわち、データ列としての位相ずれがあっても、ディジタル演算が可能になるという効果が得られる。
【００４６】
実施の形態３．
実施の形態１では、特定のデータがディジタル演算の処理タイミングよりも遅く到達した場合に対処し得る実施形態について示し、実施の形態２では、更にサンプリングタイミングのずれによる位相ずれが存在する場合に対処し得る実施形態について示してきたが、これらの実施の形態１，２では、サンプリング周波数は同一（実質的に同一であることを含む）であることが前提であった。一方、実施の形態３では、更にサンプリング周波数が異なる場合に対処し得る実施形態について示すものである。ただし、実施の形態３では、各ディジタル化機器間におけるサンプリング周波数の高低関係の情報が得られていること（すなわち既定であること）が前提となる。
【００４７】
図７は、実施の形態３にかかる保護継電装置の要部構成を示す模式図である。図７に示すように、実施の形態３にかかる保護継電装置は、図５に示した位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路３２ａの時刻データ監視回路１６をサンプリング周波数確認回路１８に代えた位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路３４ａを具備するとともに、位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路３４ａの出力側に第２の時系列瞬時値データ格納回路１９およびデータ転送制御部２０を設けることにより実現することができる。ただし、図７は、時系列受信データバッファ回路１１ａに格納されるデータのサンプリング周波数が時系列受信データバッファ回路１１ｂに格納されるデータのサンプリング周波数よりも高い場合の構成を示すものである。すなわち、図７では、サンプリング周波数の高いａ系の構成のみを示し、サンプリング周波数の低いｂ系の構成については図示を省略している。なお、サンプリング周波数の低いｂ系については、例えば、時系列受信データバッファ回路１１ｂと時系列瞬時値データ格納回路１３ｂとの間に、図１に示すディジタルフィルタ処理回路１２を設ける構成としてもよいし、図５に示す位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路３２を設ける構成としてもよい。
【００４８】
サンプリング周波数確認回路１８は、新たなデータが入力される度に位相補正値算出の有無を判断し、位相補正値を適宜算出して位相補正定数回路１７に保持するとともに、サンプリング周波数に差異がある場合には、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９から時系列瞬時値データ格納回路１３ａへのデータ転送を制御するための制御信号を生成してデータ転送制御部２０に出力する。データ転送制御部２０は、サンプリング周波数確認回路１８からの制御信号に従い、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９から時系列瞬時値データ格納回路１３ａへのデータ転送制御を行う。
【００４９】
つぎに、実施の形態３にかかる保護継電装置の動作について説明する。まず、ａ系側からサンプリングデータが伝送されてくると、それらのデータは、データ受信回路５で受信され、データの区分により時系列受信データバッファ回路１１ａに格納される。サンプリング周波数確認回路１８は、時系列受信データバッファ回路１１ａ，１１ｂから出力される各サンプリングデータの時刻ｔａ１，ｔａ２，ｔｂ１，ｔｂ２の監視結果に基づいて位相補正値としてのｔｄを算出し、算出した位相補正値を位相補正定数回路１７に保持する。ディジタルフィルタ処理回路１５は、位相補正定数回路１７に保持されたｔｄに基づき位相補正を行う。ここまでの動作は、実施の形態２と同一または同等である。
【００５０】
一方、ディジタルフィルタ処理回路１５の出力であるサンプリング時刻およびサンプリングデータ、ならびに位相補正定数回路１７に保持されたｔｄは、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９に一旦格納される。ここで、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９に格納されるデータは、サンプリング周波数の高いａ系からのデータであるため、サンプリング周波数の低いｂ系からのデータよりもデータ間隔が狭くなっている。したがって、このままでは、ｂ系のデータが間欠的に欠落してディジタル演算器９による連続的な演算処理が不可能となる。そこで、データ転送制御部２０は、ディジタル演算器９に入力される各系（ａ系、ｂ系）からのデータ数を同数とするよう、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９から時系列瞬時値データ格納回路１３ａへのデータ伝送を制御する。すなわち、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９からのデータは、その一部（ａ系の一部）のデータが間引かれて時系列瞬時値データ格納回路１３ａに格納される。
【００５１】
つぎに、上述した処理の様子を、図８を参照して説明する。図８において、ａ系のサンプリング周波数はｂ系のサンプリング周波数の約２倍に相当する場合を一例として示すものである。図示のように、ａ系のサンプリングデータは、［ａ１1,ａ１2,ａ２1,ａ２2,………,ａ１１1,ａ１１2,ａ１２1,ａ１２2,ａ１３1,ａ１３2………］であり、ｂ系のサンプリングデータは、［ｂ１,ｂ２,………,ｂ１１，ｂ１２，ｂ１３………］である。
【００５２】
ここで、図８に示す事例４（Ａ）の場合、ｂ系のデータｂ１３がディジタル演算の処理タイミングよりも遅く到達したので、その前に到達しているデータａ１３1とデータｂ１２とが比較され、時刻的に古いデータであるデータｂ１２の時刻が基準時刻とされる。一方、データｂ１２と、このデータｂ１２に対応するデータａ１２1との間には位相差が存在するので、データｂ１２の時刻を基準時刻とし、例えば上述した（１）式を用いてデータａ１２1の位相補正を行う。具体的には、データｂ１２のサンプリング時刻を基準時刻とし、データａ１２1およびデータａ１２2を用いて位相補正を行う（この際、補正後のデータであるデータａ１２1'が生成される）。なお、実施の形態２と同様に、データａ１２1およびデータａ１３1を用いて位相補正を行うようにしても構わない。
【００５３】
なお、図７では、ディジタルフィルタ処理回路１５がディジタルフィルタ処理の機能と、位相補正処理の機能の双方を具備する構成として示しているが、それぞれの処理を別々に行う構成とすることも無論可能である。例えば、ディジタルフィルタ処理回路１５を位相補正処理の機能を有さないディジタルフィルタ処理回路とし、このディジタルフィルタ処理回路と、その後段にある第２の時系列瞬時値データ格納回路１９との間に、上述した位相補正処理の機能を有する処理回路を設ける構成としてもよい。
【００５４】
以上説明したように、実施の形態３の保護継電装置によれば、各ディジタル化機器間におけるサンプリング周波数の高低関係が既定であるときに、サンプリング周波数の最も低い一のディジタル化機器に対応して設けられる時系列受信データバッファ回路に格納されるデータと、他のディジタル化機器に対応して設けられる各時系列受信データバッファ回路に格納されるデータとの時刻差の情報に基づいて算出した位相補正定数を用いて位相補正を行うと共に、サンプリング周波数の最も低いディジタル化機器のサンプリング周波数に対応する補正後のデータのみを時系列瞬時値データ格納回路に転送するようにしたものである。したがって、実施の形態１，２の効果に加え、各ディジタル化機器のサンプリング周波数が異なり、且つ、ディジタル演算器への到達時刻にずれがあった場合でも、非同期かつ定周期的なディジタル演算が可能になるという効果が得られる。
【００５５】
実施の形態４．
実施の形態３では、ディジタル化機器間におけるサンプリング周波数の高低関係が既定であることを前提とし、各ディジタル化機器のサンプリング周波数が異なる場合に対処し得る実施形態について示してきたが、実施の形態４では、各ディジタル化機器のサンプリング周波数の情報が事前に得られていない場合（すなわち未定の場合）に対処し得る実施形態について示すものである。
【００５６】
図９は、実施の形態４にかかる保護継電装置の要部構成を示す模式図であり、図７に示した位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路３４ａの後段部の回路構成を主に示したものである。図９において、実施の形態４の保護継電装置では、サンプリング周波数確認回路１８ａ，１８ｂ、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９ａ，１９ｂ、およびデータ転送制御部２１が設けられている。
【００５７】
サンプリング周波数確認回路１８ａ，１８ｂは、図９では図示を省略した位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路３４に設けられる構成部（各系毎に個々に設けられる：図７参照）であり、実施の形態３と同様に、サンプリング周波数の差異を確認する機能と、位相補正値を算出する機能とを具備している。データ転送制御部２１は、サンプリング周波数確認回路１８ａ，１８ｂから出力される各制御信号に基づいて、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９ａから時系列瞬時値データ格納回路１３ａへのデータ転送制御と、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９ｂから時系列瞬時値データ格納回路１３ｂへのデータ転送制御とを行う。
【００５８】
つぎに、実施の形態４にかかる保護継電装置の動作について説明する。サンプリング周波数確認回路１８ａ，１８ｂは、時系列受信データバッファ回路１１ａ，１１ｂ（図７参照）から出力される各サンプリングデータの時刻ｔａ１，ｔａ２，ｔｂ１，ｔｂ２に基づき、それぞれの各時間差Δｔａ＝ｔａ１−ｔａ２、Δｔｂ＝ｔｂ１−ｔｂ２を監視するととともに、その監視結果に基づいて、各系（ａ系、ｂ系）のサンプリング周波数を確認する。なお、各系において、位相補正が必要であれば、各ディジタルフィルタ処理回路１５（図７参照）にて所要の位相補正が行われ、補正後のデータは、一旦、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９（１９ａ，１９ｂ）に格納される。
【００５９】
ここで、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９ａに格納されるデータと、第２の時系列瞬時値データ格納回路１９ｂに格納されるデータとでは、サンプリング間隔が異なったデータであり、ディジタル演算器９が演算する際に、それぞれのデータ間隔が異なることとなる。このため、データ転送制御部２１は、サンプリング周波数確認回路１８ａ，１８ｂから出力される制御信号に基づき、サンプリング周波数の最も低い系からのデータ数に揃えるように第２の時系列瞬時値データ格納回路１９を制御し、第１の時系列瞬時値データ格納回路１３に入力されるデータのデータ間隔が同一となるようにする。
【００６０】
以上説明したように、実施の形態４の保護継電装置によれば、各ディジタル化機器のサンプリング周波数の情報が未定の場合に、各時系列受信データバッファ回路に格納される各データ間の時刻差の情報に基づいてサンプリング周波数の最も低いディジタル化機器に対応して設けられている一の時系列受信データバッファ回路を特定し、この一の時系列受信データバッファ回路に格納されるデータと、他の時系列受信データバッファ回路に格納されるデータとの時刻差の情報に基づいて算出した位相補正定数を用いて位相補正を行うと共に、サンプリング周波数の最も低いディジタル化機器のサンプリング周波数に対応する補正後のデータのみを時系列瞬時値データ格納回路に転送するようにしたものである。したがって、実施の形態１〜３の効果に加え、各ディジタル化機器のサンプリング周波数が異なり、且つ、サンプリング周波数の情報が未定であり、且つ、ディジタル演算器への到達時刻にずれがあった場合でも、非同期かつ定周期的なディジタル演算が可能になるという効果が得られる。
【００６１】
なお、上記各実施の形態では、本発明の用途として、電力系統を保護する保護継電装置に適用する場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、系統監視装置などに適用することも可能であり、また、計測分野への適用も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明にかかる保護継電装置は、複数の系統電気量をディジタル化する機器のサンプリング周波数が異なっている場合においても、装置構成や処理機能を複雑化することなく、リレー演算の精度やリレー演算の定周期性を確保することができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
４（４ａ，４ｂ）  ディジタル化機器
５  データ受信回路
９  ディジタル演算器
１１（１１ａ，１１ｂ）  時系列受信データバッファ回路
１２（１２ａ，１２ｂ）  ディジタルフィルタ処理回路
１３（１３ａ，１３ｂ）  時系列瞬時値データ格納回路
１４（１４ａ，１４ｂ）  最新時刻データ格納回路
１５  ディジタルフィルタ処理回路
１６  時刻データ監視回路
１７  位相補正定数回路
１８（１８ａ，１８ｂ）  サンプリング周波数確認回路
１９（１９ａ，１９ｂ）  第２の時系列瞬時値データ格納回路
２０，２１  データ転送制御部
３２，３４（３２ａ，３４ａ）  位相補正機能付ディジタルフィルタ処理回路
４１  入力変換器
４２  アナログフィルタ
４３  サンプルホールダ
４４  ＡＤ変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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