(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスバスと、
各々が、前記プロセスバスを介して受けた時刻同期信号に同期したタイミングで電力系統の電流および電圧をサンプリングする複数のＭＵ（Merging  Unit）と、
自らが送信元となって前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力可能に構成された複数のＩＥＤ（Intelligent  Electric  Device）とを備え、
各前記ＩＥＤは、前記プロセスバスを介して他のＩＥＤが送信元である前記時刻同期信号を受信可能であり、
前記複数のＩＥＤには、優先順位が予め定められ、
各前記ＩＥＤは、
自ＩＥＤよりも優先順位の高いＩＥＤが送信元である前記時刻同期信号を受信していない場合には、自らが送信元となって前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力し、
自ＩＥＤが前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力した後に、自ＩＥＤよりも優先順位の高いＩＥＤが送信元である前記時刻同期信号を受信した場合には、自ＩＥＤからの前記時刻同期信号の出力を停止するように構成される、プロセスバス適用保護システム。
【請求項２】
各前記ＩＥＤは、対応するＧＰＳ（Global  Positioning  System）信号受信機からタイミング信号を受信し、受信した前記タイミング信号に同期した前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力可能であり、
前記時刻同期信号は、前記タイミング信号に同期した信号であるか否かの情報を含む、請求項１に記載のプロセスバス適用保護システム。
【請求項３】
各前記ＩＥＤは、自ＩＥＤよりも優先順位の高いＩＥＤが送信元である前記時刻同期信号を受信している場合、受信した前記時刻同期信号が前記タイミング信号に同期した信号でない場合には、自らが送信元となって前記タイミング信号に同期した前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力するように構成される、請求項２に記載のプロセスバス適用保護システム。
【請求項４】
各前記ＩＥＤは、自ＩＥＤよりも優先順位の高いＩＥＤが送信元である前記時刻同期信号を受信していない場合であっても、対応する前記ＧＰＳ信号受信機から前記タイミング信号を受信しておらず、かつ、他のＩＥＤが送信元である前記タイミング信号に同期した前記時刻同期信号を受信している場合には、自らが送信元となって前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力しないように構成される、請求項２または３に記載のプロセスバス適用保護システム。
【請求項５】
各前記ＩＥＤは、対応するＧＰＳ（Global  Positioning  System）信号受信機からタイミング信号を受信し、受信した前記タイミング信号に同期した前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力可能であり、
対応する前記ＧＰＳ信号受信機から前記タイミング信号を受信していない場合において、設定時間が経過しても他のＩＥＤが送信元である前記時刻同期信号を受信しない場合には、内部クロックに基づく時刻同期信号を生成して自らが送信元となって生成した前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力するように構成され、
前記設定時間は、優先順位の低いＩＥＤほど短く設定される、請求項１に記載のプロセスバス適用保護システム。
【請求項６】
前記時刻同期信号は、送信元のＩＥＤの優先順位を示す情報を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセスバス適用保護システム。
【請求項７】
前記時刻同期信号は、送信元のＩＥＤの識別情報を含み、
各前記ＩＥＤは、前記識別情報に基づいて、受信した前記時刻同期信号の送信元のＩＥＤの優先順位が自ＩＥＤの優先順位よりも高いか否かを判定するように構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセスバス適用保護システム。
【請求項８】
プロセスバスを介してＭＵ（Merging  Unit）と接続されたＩＥＤ（Intelligent  Electric  Device）であって、
前記ＭＵは、前記プロセスバスを介して受けた時刻同期信号に同期したタイミングで電力系統の電流および電圧をサンプリングし、
前記ＩＥＤは、自らが送信元となって前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力可能に構成され、
前記プロセスバスには、自らが送信元となって前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力可能な他のデバイスがさらに接続され、
前記時刻同期信号は、優先順位に関する情報を含み、
前記ＩＥＤは、
自ＩＥＤの時刻同期信号よりも優先順位の高い時刻同期信号を受信していない場合には、自らが送信元となって前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力し、
自らが前記時刻同期信号を前記プロセスバスに出力した後に、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも優先順位の高い時刻同期信号を受信した場合には、自ＩＥＤからの前記時刻同期信号の出力を停止するように構成される、ＩＥＤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プロセスバスが適用された電力系統の保護システム（プロセスバス適用保護システム）に関し、特に、このようなプロセスバス適用保護システムにおける時刻同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセスバスが適用された従来の変電機器保護制御システムは、統合ユニット（マージングユニット：Merging  Unit（ＭＵ））またはセンサーユニットと称される電圧／電流検出手段と、ＩＥＤ（Intelligent  Electric  Device）と称される保護制御手段とを含む。これらのマージングユニットおよびＩＥＤは、プロセスバスと称される通信ネットワークを介して相互に結合される。さらに、ＩＥＤは、さらに上位の制御用コンピュータ端末と、ステーションバスと呼ばれる通信ネットワークを介して結合されている。【０００３】
近年、これらのプロセスバスおよびステーションバスを２重化（より一般的には冗長化）することによって信頼性を向上することが提案されている（たとえば、ＩＥＣ６２４３９−３規格書（非特許文献１）参照）。また、特開２００２−３１５２３３号公報（特許文献１）の段落００７９，００８０は、伝送路の２重化について開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１５２３３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＥＣ６２４３９−３規格書、Edition2.0  2012-07
【非特許文献２】ＩＥＥＥ１５８８規格書（IEEE  Standard  for  a  Precision  Clock  Synchronization  Protocol  for  Networked  Measurement  and  Control  Systems）、２００８年３月２７日承認
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、複数のマージングユニットから出力された電流、電圧信号を使って保護要素の演算を実行するＩＥＤでは、プロセスバスから入力される全ての電流、電圧信号は同じタイミングでサンプリングされたデータである必要がある。このため、通常、各マージングユニットは、ＩＥＤから送信された時刻同期信号に基づいて、電流および電圧のサンプリングを実行する。もしくは、各マージングユニットは、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）信号受信機が出力する時刻同期信号に電流および電圧のサンプリングタイミングを同期させる。【０００７】
後者の場合、ＧＰＳ信号がなんらかの原因で消失すると、複数のマージングユニットのサンプリング同期性が失われるために、可用性（Availability）の点で問題がある。一方、前者の場合、すなわち、ＩＥＤからの時刻同期信号に基づいて、複数のマージングユニット間でサンプリング同期をとる方法では、ＩＥＤが受信するＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号が喪失しても、ＩＥＤが内部クロックを用いて時刻同期信号を生成できる。このため、可用性の問題は生じない。【０００８】
しかしながら、複数のＩＥＤで構成されている保護システムがプロセスバスに適用される場合には別の問題が生じる。この場合、複数のＩＥＤからの時刻同期信号がプロセスバス上に流れ、しかも、各ＩＥＤからの送信された時刻同期信号はＧＰＳ信号に基づいて生成されるので、ほとんど同じタイミングで複数のＩＥＤから時刻同期信号がプロセスバス上に伝送されてしまう。この結果、伝送路のトラフィックが増加するために、肝心の電流データおよび電圧データの送信が規定の制御周期内に送信できなくなるという問題が生じ得る。あるいは、その問題を避けるため伝送路の伝送速度を高める必要が生じ、コストアップ要因となり得る。【０００９】
さらに、マージングユニットについても、複数のＩＥＤからの複数の時刻同期信号を受信すると、どの時刻同期信号に基づいてサンプリング用のタイミング信号を生成するべきかという判定が必要となる。特に複数のマージングユニットがプロセスバスに接続されたシステムでは、全てのマージングユニットが同一の時刻同期信号を選択する必要がある。このため、どのＩＥＤからの時刻同期信号に合わせてサンプリング同期するのかという設定が必要となる。【００１０】
この発明は、上述の問題点を考慮したなされたものである。この発明の目的は、複数のＩＥＤおよび複数のＭＵがプロセスバスを介して相互に接続されたシステムにおいて、各ＭＵ間の高精度の時刻同期を、伝送路に対して過大な負荷を与えることなく実現することが可能な保護システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明はプロセスバス適用保護システムであって、プロセスバスと、複数のＭＵ（Merging  Unit）と、複数のＩＥＤ（Intelligent  Electric  Device）とを備える。各ＭＵは、プロセスバスを介して受けた時刻同期信号に同期したタイミングで電力系統の電流および電圧をサンプリングする。各ＩＥＤは、自らが送信元となって時刻同期信号をプロセスバスに出力可能に構成される。さらに、各ＩＥＤは、他のＩＥＤが送信元である時刻同期信号を、プロセスバスを介して受信可能である。複数のＩＥＤには、優先順位が予め定められる。各ＩＥＤは、自ＩＥＤよりも優先順位の高いＩＥＤが送信元である時刻同期信号を受信していない場合には、自らが送信元となって時刻同期信号をプロセスバスに出力するように構成される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、通常は、最も優先順位の高いＩＥＤが時刻同期信号の送信元になる。何らかの原因で最も優先順位の高いＩＥＤが時刻同期信号を送信できなくなったときには、次の優先順位のＩＥＤに時刻同期信号の送信元が自動的に切り替わる。したがって、単一の時刻同期信号のみがプロセスバスに出力されるので、プロセスバスのトラフィックを過大に増加させることなく、この単一の時刻同期信号に基づいて各ＭＵ間で高精度の時刻同期を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】冗長化されたプロセスバスが適用された保護システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】冗長化されたプロセスバスが適用された保護システムの他の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１および図２の各マージングユニット５の構成を示すブロック図である。
【図４】図１および図２のＩＥＤ７の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の時刻同期制御回路２３の動作を表形式で示した図である。
【図６】図１の保護システムの動作の具体例を示すフローチャートである。
【図７】図６の動作例において、ＩＥＤ１がＧＰＳ受信機からのタイミング信号を正常に受信できなくなった場合を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態による保護システムにおいて、ＩＥＤ７Ａの構成を示すブロックである。
【図９】図８の時刻同期制御回路２３Ａの動作を表形式で示す図である。
【図１０】図６の動作例において、ＩＥＤ１がＧＰＳ信号を受信できなくなった場合の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、各実施形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
［保護システムの全体構成］
図１は、冗長化されたプロセスバスが適用された保護システムの構成の一例を示すブロック図である。図１の保護システムは、電力系統の電流情報および／または電圧情報の入力に基づいて、電力系統の故障を検出して故障個所を電力系統から切り離す保護制御機能を有する（なお、「および／または」は「少なくとも一方」を意味する）。保護システムは、複数のマージングユニット（図１の場合には、２台のＭＵ１（５＿１）およびＭＵ２（５＿２）が代表的に示されている）と、複数のＩＥＤ（図１の場合には３台のＩＥＤ１（７＿１）、ＩＥＤ２（７＿２）、およびＩＥＤ３（７＿３）が代表的に示されている）とを含む。これらのＭＵおよびＩＥＤは、プロセスバス（ＰＢ：Process  Bus）６Ａを介して相互に接続されている。
【００１６】
ＭＵ１（５＿１）は、送電線などの線路１＿１の電圧の情報を計器用変圧器（電圧変成器とも称する）２＿１によって取得し、線路１＿１に流れる電流の情報を計器用変流器（電流変成器とも称する）３＿１によって取得する。電圧情報および電流情報はどちらか一方のみを取得してもよいし、それぞれ複数の情報を取得するようにしてもよい。同様に、ＭＵ２（５＿２）は、線路１＿２の電圧の情報を計器用変圧器（電圧変成器とも称する）２＿２によって取得し、線路１＿２に流れる電流の情報を計器用変流器（電流変成器とも称する）３＿２によって取得する。
【００１７】
ＭＵ１（５＿１）およびＭＵ２（５＿２）の各々は、入力された電流データをプロセスバスで規定された所定のサンプリング周期（たとえば４８００Ｈｚ）でデジタルデータに変換し、変換されたデジタルデータをプロセスバス６Ａに出力する。以下では、変換後のデジタルデータをＳＶ（Sampled  Value）データと称する。
【００１８】
ＩＥＤ１（７＿１）、ＩＥＤ２（７＿２）、およびＩＥＤ３（７＿３）の各々は、ＭＵ１（５＿１）およびＭＵ２（５＿２）から取得した電流および／または電圧のＳＶデータを用いて保護制御演算を実行する。各ＩＥＤは、保護制御演算の結果、電力系統が故障であると判定すると、プロセスバス６Ａに動作信号を出力する。ＭＵ１（５＿１）およびＭＵ１（５＿２）はこの動作信号を受信すると、それぞれ対応する遮断器（ＣＢ）４＿１，４＿２に対して開放指令を出力する。
【００１９】
さらに、ＩＥＤ１（７＿１）、ＩＥＤ２（７＿２）、およびＩＥＤ３（７＿３）の各々は、時刻同期のためのタイミング信号をＧＰＳ信号受信機８から受信する。なお、ＧＰＳ信号受信機８は、衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて各ＩＥＤに配信するタイミング信号を生成する。各ＩＥＤは、ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期した時刻同期信号をプロセスバス６Ｂに接続された各機器に送信する。図１では、全てのＩＥＤが共通のＧＰＳ信号受信機８に接続されている例を示しているが、各ＩＥＤは異なるＧＰＳ信号受信機に接続されていてもよい。
【００２０】
プロセスバス６Ａは、信頼性を確保するために冗長化されている。ここで、冗長化とは、機器間に複数の通信経路が設けられていることをいう。冗長化の方法は特に制限されない。一例として図１の場合には、ＩＥＣ６２４３９−３で規定されている高可用シームレス冗長性（ＨＳＲ：High  Availability  Seamless  Redundancy）規格に従って２重化されたプロセスバスの例が示されている。
【００２１】
具体的にＨＳＲ規格では、各ＭＵは２つの入出力ポートＭＵ−ＰＢ１，ＭＵ−ＰＢ２を有し、各ＩＥＤは２つの入出力ポートＩＥＤ−ＰＢ１，ＩＥＤ−ＰＢ２を有する。そして、各ＩＥＤおよびＭＵは、双方向の光ケーブルを介してリング状に接続されている。たとえば、ＭＵ１（５＿１）は、ＭＵ−ＰＢ１ポートからＳＶデータをプロセスバス６Ａに出力する。ＭＵ１（５＿１）は、さらに、同一のＳＶデータをＭＵ−ＰＢ２ポートからプロセスバス６Ａに出力する。すなわち、ＭＵ１（５＿１）のＳＶデータは、ＭＵ−ＰＢ１ポートから、ＩＥＤ１、ＩＥＤ２、ＩＥＤ３、ＭＵ２の順に伝送されるとともに、ＭＵ−ＰＢ２ポートから、ＭＵ２、ＩＥＤ３、ＩＥＤ２、ＩＥＤ１の順に伝送される。各機器では、内部で必要なデータの場合、先着優先でデータを取得する方式が採られる。後着データは廃棄される。最先の受信データは各機器内での処理に用いられる。
【００２２】
上記のような２重化方式の場合、例えば、ＭＵ１−ＩＥＤ１間の伝送路が何らかの原因で遮断されても、ＭＵ１のＳＶデータはＭＵ２、ＩＥＤ３、ＩＥＤ２、ＩＥＤ１の経路によってＩＥＤ１へ伝送される。したがって、ＩＥＤ１は、ＭＵ１のＳＶデータを正常に受信でき、電力系統の保護を継続できる。
【００２３】
図２は、冗長化されたプロセスバスが適用された保護システムの他の構成例を示すブロック図である。図２の場合には、ＩＥＣ６２４３９−３で規定されているパラレル冗長化プロトコル（ＰＲＰ：Parallel  Redundancy  Protocol）規格に従って２重化されたプロセスバスの例が示されている。
【００２４】
具体的にＰＲＰ規格では、プロセスバス６Ｂは、ハブ（ＨＵＢ）９＿１，９＿２を含む。各ＩＥＤのＩＥＤ−ＰＢ１ポートは、ハブ９＿１を介して他のＩＥＤのＩＥＤ−ＰＢ１ポートおよび各ＭＵのＭＵ−ＰＢ１ポートと接続される。各ＭＵのＭＵ−ＰＢ１ポートは、ハブ９＿１を介して他のＭＵのＭＵ−ＰＢ１ポートおよび各ＩＥＤのＩＥＤ−ＰＢ１ポートと接続される。同様に、各ＩＥＤのＩＥＤ−ＰＢ２ポートは、ハブ９＿２を介して他のＩＥＤのＩＥＤ−ＰＢ２ポートおよび各ＭＵのＭＵ−ＰＢ２ポートと接続される。各ＭＵのＭＵ−ＰＢ２ポートは、ハブ９＿２を介して他のＭＵのＭＵ−ＰＢ２ポートおよび各ＩＥＤのＩＥＤ−ＰＢ２ポートと接続される。
【００２５】
各ＭＵは、同一のＳＶデータをＭＵ−ＰＢ１ポートおよびＭＵ−ＰＢ２ポートを介してハブ９＿１，９＿２にそれぞれ出力する。ＳＶデータは、ハブ９＿１，９＿２を介して各ＩＥＤに出力される。同様に各ＩＥＤは、同一の動作信号（遮断器開放指令）および時刻同期信号などをＩＥＤ−ＰＢ１ポートおよびＩＥＤ−ＰＢ２ポートを介してハブ９＿１，９＿２にそれぞれ出力する。動作信号（遮断器開放指令）はハブ９＿１，９＿２を介して各ＭＵに出力される。時刻同期信号はハブ９＿１，９＿２を介して他のＩＥＤおよび各ＭＵに出力される。
【００２６】
図２に示す２重化方式の場合、たとえば、ハブ９＿１を介する伝送路が何らかの原因で遮断されても、ハブ９＿２を介する経路によって、各機器は相互に通信することができる。この結果、各ＩＥＤは、各ＭＵのＳＶデータを正常に受信でき、電力系統の保護を継続することができる。図２のその他の点は図１の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。なお、以下では、主として図１のＨＳＲ規格の場合を例に挙げて説明するが、ＰＲＰ規格の場合もほぼ同様である。
【００２７】
［ＭＵの構成および動作］
図３は、図１および図２の各マージングユニット５の構成を示すブロック図である。図３を参照して、各ＭＵ５は、アナログ入力（ＡＩ：Analog  Input）回路１０と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital  Converter）１１と、中央処理装置（ＣＰＵ：Central  Processing  Unit）１２とを含む。各ＭＵ５は、さらに、プロセスバス（ＰＢ）制御回路１３と、通信制御回路１４と、時刻受信回路１５と、クロック生成回路１６と、サンプリング制御回路１７と、デジタル出力（ＤＯ：Digital  Output）回路１８とを含む。
【００２８】
ＡＩ回路１０は、電圧変成器２および／または電流変成器３から電圧信号および／または電流信号の入力を受ける。ＡＩ回路１０は、電圧変成器２および電流変成器３とマージングユニット５の内部回路との間を絶縁するとともに、入力された電圧信号および／または電流信号を内部回路で処理するのに適切なレベルの信号に変換する。この機能を実現するためにＡＩ回路１０には、たとえば、トランスが設けられている。ＡＩ回路１０は、さらに、電圧信号および／または電流信号に重畳された高周波ノイズ成分を除去するためのフィルタなどを含む。
【００２９】
ＡＤ変換器１１は、ＡＩ回路１０から入力された電圧信号および／または電流信号をデジタルデータに変換する。ＣＰＵ１２は、ＡＤ変換器１１から入力されたＳＶデータに対して、プロセスバスの規格で規定されたデータ処理を実行する。ＰＢ制御回路１３は、ＣＰＵ１２によって処理されたデータをプロセスバスの伝送手順に従ったデータに変換して通信制御回路１４へ出力する。
【００３０】
通信制御回路１４は、上述の通信２重化のための制御を実行する。具体的に、通信制御回路１４は、ＰＢ制御回路１３から入力されたデータを入出力ポートＭＵ−ＰＢ１，ＭＵ−ＰＢ２の各々から出力する。通信制御回路１４は、入出力ポートＭＵ−ＰＢ１，ＭＵ−ＰＢ２を介してプロセスバス６（６Ａ，６Ｂ）から入力されたデータのうち、自ＭＵで必要なデータを内部に取り込む。同一のデータを受信した場合には、先着のデータのみ内部に取り込まれ、後着のデータは廃棄される。さらに、図１のＨＳＲ規格の場合には、通信制御回路１４は、入出力ポートＭＵ−ＰＢ１，ＭＵ−ＰＢ２の一方を介してプロセスバス６から入力されたデータを他方のポートからそのままプロセスバス６に出力する。
【００３１】
時刻受信回路１５は、入出力ポートＭＵ−ＰＢ１，ＭＵ−ＰＢ２を介してプロセスバス６から入力された時刻同期信号を受信する。受信された時刻同期信号は、クロック生成回路１６で生成されたクロック信号とともにサンプリング制御回路１７に入力される。
【００３２】
サンプリング制御回路１７は、時刻同期信号を正常に受信している場合は時刻同期信号に基づいてサンプリング用のタイミング信号を生成し、時刻同期信号を正常に受信していない場合はクロック信号に基づいてサンプリング用のタイミング信号を生成する。生成されたタイミング信号は、ＡＩ回路１０およびＡＤ変換器１１に入力される。
【００３３】
ＩＥＤ１またはＩＥＤ２から送信された動作信号（遮断器開放指令）が入出力ポートＭＵ−ＰＢ１，ＭＵ−ＰＢ２に入力されたとき、その動作信号は、ＰＢ制御回路１３によって、プロセスバスの規格で規定されたデータ形式から内部処理に適したデータ形式に変換される。変換された動作信号は、ＤＯ回路１８によって接点信号に変換され、所定の遮断器に開放指令として出力される。
【００３４】
なお、上記のＰＢ制御回路１３、通信制御回路１４、時刻受信回路１５、およびサンプリング制御回路１７は、たとえば、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）を用いて構成することができる。ＰＢ制御回路１３の機能は、ＣＰＵ１２によって実現してもよい。
【００３５】
［ＩＥＤの構成および動作］
図４は、図１および図２のＩＥＤ７の構成を示すブロック図である。図４を参照して、各ＩＥＤ７は、通信制御回路２０と、時刻受信回路２１と、時刻送信回路２５と、ＰＢ制御回路２６と、優先順位記憶回路２２と、時刻同期制御回路２３と、クロック生成回路２４と、保護制御演算部２７とを含む。
【００３６】
通信制御回路２０は、ＭＵの通信制御回路１４と同様に、プロセスバス６（６Ａまたは６Ｂ）の２重化に必要な制御を実行する。具体的に、通信制御回路２０は、時刻送信回路２５から入力された時刻同期信号およびＰＢ制御回路２６から入力された遮断器開放指令などを、入出力ポートＩＥＤ−ＰＢ１，ＩＥＤ−ＰＢ２の各々を介してプロセスバス６に出力する。通信制御回路２０は、入出力ポートＩＥＤ−ＰＢ１，ＩＥＤ−ＰＢ２を介してプロセスバス６から入力されたデータのうち、自ＩＥＤで必要なデータを内部に取り込む。同一のデータを受信した場合には、先着のデータのみ内部に取り込まれ、後着のデータは廃棄される。さらに、図１のＨＳＲ規格の場合には、通信制御回路２０は、入出力ポートＩＥＤ−ＰＢ１，ＩＥＤ−ＰＢ２の一方を介してプロセスバス６から入力されたデータを他方のポートからそのままプロセスバス６に出力する。
【００３７】
ＰＢ制御回路２６は、入出力ポートＩＥＤ−ＰＢ１，ＩＥＤ−ＰＢ２を介して各ＭＵからのＳＶデータが入力されたとき、時刻同期制御回路２３から受信したＳＶデータ読込みタイミング信号に同期したタイミングで、受信したＳＶデータをＩＥＤ内部の演算に適したデータに変換する。変換されたデータは保護制御演算部２７に取り込まれ、保護制御演算部２７によって保護制御演算が実行される。保護制御演算部２７は、保護制御演算の結果、電力系統が故障でると判定すると、動作信号をＰＢ制御回路２６に出力する。ＰＢ制御回路２６は、この動作信号を遮断器開閉指令として、プロセスバスの規格に規定された手順に従って通信制御回路２０からプロセスバス６に出力する。
【００３８】
時刻受信回路２１は、入出力ポートＩＥＤ−ＰＢ１，ＩＥＤ−ＰＢ２を介してプロセスバス６から入力された時刻同期信号を受信する。時刻受信回路２１は、受信した時刻同期信号を時刻同期制御回路２３に出力する。
【００３９】
優先順位記憶回路２２は、自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位を記憶している。プロセスバス６に接続された複数のＩＥＤでは、時刻同期信号の優先順位が予め設定されている。優先順位の設定値は、時刻同期制御回路２３によって読み出される。なお、プロセスバス６から入力された時刻同期信号にも優先順位に関する情報が含まれている。また、各ＩＥＤが生成する時刻同期信号に優先順位が定められているとしたが、各ＩＥＤに優先順位が定められているとしても実質的に同じである。
【００４０】
時刻同期制御回路２３は、時刻受信回路２１からの時刻同期信号と、ＧＰＳ信号受信機８からのタイミング信号と、クロック生成回路２４からクロック信号とを受信する。そして、時刻同期制御回路２３は、プロセスバス６から受信した時刻同期信号（すなわち、時刻受信回路２１の時刻同期信号）の優先順位が自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位よりも高位である場合には、プロセスバスから受信した時刻同期信号を最優先として取り扱う。具体的に、時刻同期制御回路２３は、プロセスバス６から受信した時刻同期信号に同期するようにＳＶデータ読込みタイミング信号を生成してＰＢ制御回路２６に出力する。
【００４１】
なお、ＳＶデータ読込タイミング信号をプロセスバス６から受信した時刻同期信号と同期させる理由は、各ＭＵがその時刻同期信号に同期したタイミングで電力系統の電圧および／または電流をサンプリングしているからである。したがって、ＳＶデータを漏れなく読み取るにはＭＵのサンプリングタイミングにＳＶデータの読込みタイミングを同期させる必要がある。
【００４２】
一方、プロセスバス６から受信した時刻同期信号の優先順位が自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位よりも低位である場合、もしくは、プロセスバス６から時刻同期信号を受信していない場合には、時刻同期制御回路２３は、ＧＰＳ信号受信機８から受信したタイミング信号を最優先として取り扱う。具体的に、時刻同期制御回路２３は、ＧＰＳ信号受信機８から受信したタイミング信号に同期するようにＳＶデータ読込みタイミング信号を生成してＰＢ制御回路２６に出力する。さらに、時刻同期制御回路２３は、ＧＰＳ信号受信機８から受信したタイミング信号に同期した時刻同期信号（自ＩＥＤの優先順位の情報を含んでいる）を時刻送信回路２５に出力する。この時刻同期信号は、時刻送信回路２５によって、通信制御回路２０を経てプロセスバス６に出力される。
【００４３】
プロセスバス６から受信した時刻同期信号の優先順位が自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位よりも低位である場合、さらにＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号を受信していない場合には、時刻同期制御回路２３は、受信した時刻同期信号からのクロック信号に基づいてＳＶデータ読込みタイミング信号を生成してＰＢ制御回路２６に出力する。
【００４４】
なお、全てのＩＥＤがＧＰＳ受信機８からのタイミングを受信していない場合に、プロセスバス上に出力する時刻同期信号を確保するために、時刻同期信号の優先順位が最も低位のＩＥＤについて次のように構成するのが望ましい。すなわち、最低位のＩＥＤは、設定時間が経過しても時刻同期信号を受信しないことを条件に、内部クロックに基づいてＳＶデータ読込みタイミング信号を生成してＰＢ制御回路２６に出力するとともに、内部クロックに基づく時刻同期信号をプロセスバスに出力する。この場合の設定時間は、ＧＰＳ受信機８からの信号をどれかのＩＥＤで受信している場合において時刻同期信号の切替に必要な時間以上に設定する。具体的には、数秒から数１０秒に設定される。
【００４５】
上記の設定時間を、各ＩＥＤごとに設定してもよい。この場合、優先順位の最低位のＩＥＤを最も短い設定時間にし、優先順位が上がるにつれてより長い設定時間にすることで、より低位の優先順位のＩＥＤの内部クロックを優先するようにする。ＧＰＳ受信機からのタイミング信号を受信できないとき、より低位のＩＥＤの内部クロックを優先する理由は、より優先順位の高いＩＥＤがＧＰＳ受信機８からの時刻同期信号を受信できるようになると、時刻同期信号が自動的に切替わるようにするためである。
【００４６】
なお、上記の保護制御演算部２７の機能はＣＰＵによって実現することができる。通信制御回路２０、時刻受信回路２１、時刻同期制御回路２３、時刻送信回路２５、およびＰＢ制御回路２６は、ＦＰＧＡを用いて構成することができる。ＰＢ制御回路２６の機能を保護制御演算部２７とともにＣＰＵによって実現してもよい。
【００４７】
［時刻同期制御回路の動作］
図５は、図４の時刻同期制御回路２３の動作を表形式で示した図である。図５を参照して、時刻同期制御回路２３に動作は、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも優先順位が高く設定された時刻同期信号（Ａ）をプロセスバス６から受信しているか否かという条件と、ＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号（Ｂ）を受信しているか否かという条件とによって分類される。
【００４８】
すなわち、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも優先順位が高く設定された時刻同期信号（Ａ）を受信している場合には、時刻同期制御回路２３は、自らが送信元となって時刻同期信号をプロセスバス６に出力することはない。さらに、時刻同期制御回路２３は、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも優先順位が高く設定された時刻同期信号（Ａ）に基づいてＳＶデータ読込みタイミング信号を生成する。なお、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも優先順位が高く設定された複数の時刻同期信号（Ａ）を受信している場合には、最も優先順位の高い時刻同期信号（Ａ）が優先される。
【００４９】
自ＩＥＤの時刻同期信号よりも優先順位が高く設定された時刻同期信号（Ａ）を受信していないが、ＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号（Ｂ）を正常に受信している場合には、時刻同期制御回路２３は、ＧＰＳ信号受信機８から受信したタイミング信号（Ｂ）に同期した時刻同期信号をプロセスバス６に出力する。さらに、時刻同期制御回路２３は、ＧＰＳ信号受信機８から受信したタイミング信号（Ｂ）に基づいてＳＶデータ読込みタイミング信号を生成する。
【００５０】
次に、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも優先順位が高い時刻同期信号（Ａ）を受信しておらず、かつ、ＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号（Ｂ）を正常に受信していない場合について説明する。この場合、時刻同期制御回路２３は、自らは時刻同期信号をプロセスバス６に出力しない。時刻同期制御回路２３は、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも低位の時刻同期信号（Ｄ）をプロセスバス６から必ず受信するので、この受信した時刻同期信号（Ｄ）に同期したタイミングでＳＶデータの読込みを行う。前述のように、全てのＩＥＤがＧＰＳ受信機８からのタイミングを受信していない場合には、プロセスバス上に出力する時刻同期信号を確保するために、時刻同期信号の優先順位が最も低位のＩＥＤが内部クロックに基づく時刻同期信号をプロセスバス上に出力することになる。
【００５１】
なお、クロック生成回路２４は、ＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号（Ｂ）を正常に受信している間に、このタイミング信号（Ｂ）に基づいて生成されるクロック信号を補正するのが望ましい。
【００５２】
［時刻同期信号について］
上記の時刻同期信号の一例として、ＩＥＥＥ１５８８規格書（IEEE  Standard  for  a  Precision  Clock  Synchronization  Protocol  for  Networked  Measurement  and  Control  Systems）（非特許文献２）に従った時刻同期信号を用いることができる。ただし、ＩＥＥＥ１５８８では、時刻同期信号の優先順位を表す既存の信号はないので、たとえば、同規格書の５４〜５５頁の７．６．２．４に記載されているクロッククラス（clockClass）の場所を借りて優先順位の情報を設定することができる。具体的に、clockClass＝６８〜１２２には別のＰＴＰプロファイルがアサインされているので、そこに優先順位の情報を入れることができる（他の適当な場所を利用しても構わない）。
【００５３】
もしくは、送信元のアドレス情報を利用して時刻同期信号の優先順位を決定してもよい。具体的に、ＩＥＥＥ１５８８規格書では、４４頁の７．３．５に “Message sourcePortIdentity”として時刻同期信号に送信元のアドレス情報が記載されている。さらに、同規格書の１２４頁のテーブル１８にヘッダー中での“Message sourcePortIdentity”の格納場所が記載されている。各ＩＥＤは、受信した時刻同期信号の送信元アドレス情報に基づいて、受信した時刻同期信号の優先順位が自ＩＥＤの優先順位よりも高いか否かを判定する。
【００５４】
このようにアドレス情報に基づいて時刻同期信号の優先順位を判定する場合には、時刻同期信号に優先順位の情報を付加する必要はない。図４の優先順位記憶回路２２には、各ＩＥＤのアドレス情報と優先順位との対応関係が記憶されている。好ましくは、各ＩＥＤのアドレス設定を優先順位の順番またはその逆順に設定するようにすれば、図４の優先順位記憶回路２２には、自ＩＥＤのアドレス情報のみを記憶するようにできる。
【００５５】
［保護システムの動作の具体例］
図６は、図１の保護システムの動作の具体例を示すフローチャートである。図１において、ＩＥＤ１、ＩＥＤ２、ＩＥＤ３の順に時刻同期信号の優先順位が設定されているとする（ＩＥＤ１の時刻同期信号の優先順位が最も高い）。
【００５６】
図１、図６を参照して、最初に、ＩＥＤ１，ＩＥＤ２，ＩＥＤ３が一斉にＧＰＳ信号受信機８からのタイミング信号に同期した時刻同期信号を送信したとする（ステップＳ１００，Ｓ２００，Ｓ３００）。送信された時刻同期信号には、優先順位を表す情報または送信元のＩＥＤの識別情報が付加されている。各時刻同期信号は各ＩＥＤによって相互に受信される。
【００５７】
ＩＥＤ１は、ＩＥＤ２およびＩＥＤ３の各々から受信した時刻同期信号の優先順位が自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位よりも低いので、ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期したタイミングでＳＶデータの読込みを行う（ステップＳ１０２）。ＩＥＤ２およびＩＥＤ３の各々は、ＩＥＤ１から受信した時刻同期信号の優先順位が最も高いので、ＩＥＤ１からの時刻同期信号に同期したタイミングでＳＶデータの読込みを行う（ステップＳ２０２，Ｓ３０２）。
【００５８】
さらに、ＩＥＤ１は、自らが送信元となって、ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期した時刻同期信号をプロセスバス６Ａに出力する（ステップＳ１０４）。一方、ＩＥＤ２およびＩＥＤ３は、時刻同期信号のプロセスバス６Ａへの出力を停止する（ステップＳ２０４，Ｓ３０４）。以下、ステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ２０２，Ｓ２０４，Ｓ３０２，Ｓ３０４の手順が繰り返される。
【００５９】
このように、サンプリング同期のために各ＩＥＤから各ＭＵへ出力する時刻同期信号に優先順位に関する情報（もしくは、送信元のＩＥＤアドレスを表す情報）が付加される。そして、各ＩＥＤは、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも高位の優先順位の時刻同期信号を受信した場合には、自ＩＥＤからの時刻同期信号の出力を停止するようにしている。この結果、いずれかのＩＥＤがＧＰＳ受信機からのタイミング信号を受信している限り、プロセスバス上には時刻同期信号の優先順位が最も高く設定されたＩＥＤからの時刻同期信号のみが伝送され、複数のＩＥＤからの時刻同期信号が同時期に伝送されないので、通信のトラフィックを増大させることはない。さらに、各ＭＵは、複数のＩＥＤからの時刻同期信号を受信しないので、時刻同期信号の選択を誤らないという利点がある。
【００６０】
図７は、図６の動作例において、ＩＥＤ１がＧＰＳ受信機からのタイミング信号を正常に受信できなくなった場合を示すフローチャートである。
【００６１】
図１、図７を参照して、時刻同期信号の優先順位が最も高いＩＥＤ１が、ＧＰＳ受信機からのタイミング信号を正常に受信できなくなると（ステップＳ１２０）、ＩＥＤ２およびＩＥＤ３は、プロセスバス６Ａから時刻同期信号を受信しなくなる（ステップＳ２２０，Ｓ３３０）。このため、ＩＥＤ２およびＩＥＤ３は、自らが送信元となって、ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期した時刻同期信号をプロセスバス６Ａに出力する（ステップＳ２２４、Ｓ３２４）。なお、ＩＥＤ１は、ＧＰＳ受信機からのタイミング信号を受信できない場合は、プロセスバス６Ａへの時刻同期信号の出力を停止する（ステップＳ１２４）。
【００６２】
次のタイミングで、ＩＥＤ１は、プロセスバス６Ａを介して入力されたＩＥＤ２，ＩＥＤ３からの時刻同期信号を受信するので、より優先順位の高い時刻同期信号であるＩＥＤ２から時刻同期信号に従ってＳＶデータを読込む（ステップＳ１２６）。なお、ＩＥＤ１は、ＧＰＳ受信機からのタイミング信号を受信できない場合は、プロセスバス６Ａへの時刻同期信号を出力しない（ステップＳ１２８）。
【００６３】
ＩＥＤ２は、プロセスバス６Ａを介して入力されたＩＥＤ３からの時刻同期信号の優先順位よりも自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位が高いので、ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期したタイミングでＳＶデータの読込みを行う（ステップＳ２２６）。さらに、ＩＥＤ２は、自らが送信元となって、ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期した時刻同期信号をプロセスバス６Ａに出力する（ステップＳ２２８）。
【００６４】
ＩＥＤ３は、プロセスバス６Ａを介して入力されたＩＥＤ２からの時刻同期信号の優先順位よりも自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位が低いので、ＩＥＤ２からの時刻同期信号に同期したタイミングでＳＶデータの読込みを行う（ステップＳ３２６）。さらに、ＩＥＤ３は、プロセスバス６Ａへの時刻同期信号の出力を停止する（ステップＳ３２８）。以下、ステップＳ１２６，Ｓ１２８，Ｓ２２６，Ｓ２２８，Ｓ３２６，Ｓ３２８の手順が繰り返される。
【００６５】
このように、高位のＩＥＤからの時刻同期信号が消失すると、次の優先順位のＩＥＤから時刻同期信号が自動的にプロセスバス上に送信される。各ＩＥＤは、このプロセスバス上に送信される次優先順位の時刻同期信号に従ってＳＶデータを読み込むように構成される。このため、プロセスバス上には１つのＩＥＤからの時刻同期信号のみが送信されるので、伝送路のトラフィックへの影響を減らすことができる。
【００６６】
［効果］
上記のとおり、第１の実施形態による保護システムでは、複数のＩＥＤと複数のＭＵとがプロセスバスを介して相互に接続される。そして、各ＩＥＤが発行可能なサンプリング同期のための時刻同期信号には、優先順位が設定される。各ＩＥＤは、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも優先順位の高い時刻同期信号を、プロセスバスを介して受信した場合には、自ＩＥＤからプロセスバスへの時刻同期信号の出力を停止するように構成される。したがって、時刻同期信号の優先順位が最も高く設定されたＩＥＤから各ＭＵに時刻同期信号がプロセスバスを介して送信されるようになる。この場合、時刻同期信号が最高位に設定されたＩＥＤからの時刻同期信号が消失した場合には、残りのＩＥＤのうちで時刻同期信号が最も高位に設定されたＩＥＤから、時刻同期信号が自動的にプロセスバスに出力されるようになる。
【００６７】
この結果、プロセスバスには１つのＩＥＤからの時刻同期信号が出力されるだけであるので、通信トラフィック容量の問題が生じない。さらに、各ＭＵには１つの時刻同期信号しか入力されないので、各ＭＵにおいて時刻同期信号を選択する機能は必要にならない。
【００６８】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、各ＩＥＤに対して時刻同期信号の優先順位を設定し、送信する時刻同期信号に時刻同期信号の優先順位を表す情報（または送信元のＩＥＤの識別情報）が付加された。そして、各ＩＥＤは、自ＩＥＤの時刻同期信号よりも高位の時刻同期信号を受信した場合は、プロセスバスへの時刻同期信号の出力を停止するように構成されていた。
【００６９】
第２の実施形態では、ＧＰＳ信号受信機から受信したタイミング信号に同期した高精度の時刻同期信号であるか否かを表す情報が、送信すべき時刻同期信号に付加される。そして、時刻同期信号が最高位に設定されたＩＥＤであっても、出力する時刻同期信号がＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期したものでなく精度が低い場合には、時刻同期信号の優先順位が次順位に設定されたＩＥＤからの時刻同期信号に切り替わるようにしたものである。以下、図面を参照して具体的に説明する。
【００７０】
［保護システムの構成］
図８は、第２の実施形態による保護システムにおいて、ＩＥＤ７Ａの構成を示すブロックである。図８のＩＥＤ７Ａでは、時刻同期制御回路２３Ａが、時刻同期信号の精度を判定するＧＰＳ判定部２８を含む点で、図４のＩＥＤ７の時刻同期制御回路２３と異なる。図８のその他の点は図４と同様であるので、同一または対応する部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【００７１】
［保護システムの動作］
図９は、図８の時刻同期制御回路２３Ａの動作を表形式で示す図である。図８、図９を参照して、第１の実施形態の場合と同様に、各ＩＥＤの時刻同期制御回路２３Ａは、時刻受信回路２１を介して受信した他のＩＥＤからの時刻同期信号と、ＧＰＳ信号受信機８からのタイミング信号と、クロック生成回路２４からのクロック信号とを受信する。なお、時刻同期信号には、時刻同期信号の優先順位を表す情報（または送信元のＩＥＤの識別情報）に加えて、ＧＰＳ信号受信機から正常にタイミング信号を受信しているか否かを表す情報（ＧＰＳ正常受信フラグ）が付加されている。
【００７２】
時刻同期信号の優先順位は以下の（１）〜（５）の順に従う。なお、下記の（１）、（３）、（４）の場合は、自ＩＥＤからプロセスバス６に時刻同期信号を出力しない。
【００７３】
（１）プロセスバスから受信した時刻同期信号の優先順位が自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位より高位であり、かつ、その時刻同期信号に付加されたＧＰＳ正常受信フラグが有効になっている場合（複数受信した場合は、その中で最も時刻同期信号の優先順位が高く設定されているものが優先される）。
【００７４】
（２）ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号を正常に受信し、時刻同期信号がこのタイミング信号に同期している場合。
【００７５】
（３）プロセスバスから受信した時刻同期信号の優先順位が自ＩＥＤより高位であるが、その時刻同期信号に付加されたＧＰＳ正常受信フラグが全て無効になっている場合。
【００７６】
（４）プロセスバスから受信した時刻同期信号の優先順位が自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位よりも低位であるが、その時刻同期信号に付加されたＧＰＳ正常受信フラグが有効になっている場合（複数受信した場合は、その中で最も時刻同期信号の優先順位が高く設定されているものが優先される）。
【００７７】
（５）内部クロックに基づいて時刻同期信号を生成した場合。
具体的には、図９に示されているように、自ＩＥＤよりも時刻同期信号の優先順位の高いＩＥＤから、ＧＰＳ信号に直接基づく（すなわち、ＧＰＳの正常受信フラグが有効である）時刻同期信号（Ａ１）を受信した場合には、時刻同期制御回路２３Ａは、自らプロセスバス６Ａに時刻同期信号を出力しない。さらに、時刻同期制御回路２３Ａは、受信した時刻同期信号（Ａ１）に同期したタイミングでＳＶデータ読込みタイミング信号を生成する。
【００７８】
自ＩＥＤよりも時刻同期信号の優先順位が高く設定された全てのＩＥＤから、ＧＰＳ信号に直接基づく（すなわち、ＧＰＳの正常受信フラグが有効である）時刻同期信号（Ａ１）を受信していないが、自らがＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号（Ｂ）を正常に受信している場合、時刻同期制御回路２３Ａは、受信したタイミング信号（Ｂ）に同期した時刻同期信号をプロセスバス６Ａに出力する。さらに、時刻同期制御回路２３Ａは、ＧＰＳ信号受信機８から受信したタイミング信号（Ｂ）に同期するようにＳＶデータ読込みタイミング信号を生成する。
【００７９】
自ＩＥＤよりも時刻同期信号の優先順位の高く設定された全てのＩＥＤから、ＧＰＳ信号に直接基づかない（すなわち、ＧＰＳの正常受信フラグが無効である）時刻同期信号（Ａ２）を受信しているが、自らがＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号（Ｂ）を受信していない場合は、時刻同期信号がより低位に設定されたＩＥＤからＧＰＳ信号に基づく時刻同期信号を受信しているか否かに応じて動作が異なる。まず、時刻同期信号がより低位の全てのＩＥＤからＧＰＳ信号に基づく時刻同期信号を受信していない場合には、時刻同期制御回路２３Ａは、自らプロセスバス６Ａに時刻同期信号を出力しない。さらに、時刻同期制御回路２３Ａは、受信した時刻同期信号（Ａ２）に同期したタイミングでＳＶデータ読込みタイミング信号を生成する（複数時刻同期の高位のＩＥＤがある場合は、その中で最も優先順位が高く設定されているものが優先される）。一方、時刻同期信号がより低位に設定されたＩＥＤからＧＰＳ信号に基づく時刻同期信号（Ｄ）を受信している場合には、時刻同期制御回路２３Ａは、受信した時刻同期信号（Ｄ）に同期したタイミングでＳＶデータ読込みタイミング信号を生成する（ＧＰＳ信号に基づく低位の時刻同期信号（Ｄ）を複数受信している場合には、その中で最も優先順位が高く設定されているものが優先される）。なお、この場合も、時刻同期制御回路２３Ａは、自らプロセスバス６Ａに時刻同期信号を出力しない。
【００８０】
自ＩＥＤよりも時刻同期信号が高位に設定された全てのＩＥＤから時刻同期信号（Ａ１，Ａ２）を受信しておらず、自らがＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号（Ｂ）を受信していないが、自ＩＥＤよりも時刻同期信号の低位のＩＥＤから、ＧＰＳ信号に直接基づく時刻同期信号（Ｄ）を受信している場合、時刻同期制御回路２３Ａは、自らプロセスバス６Ａに時刻同期信号を出力しない。さらに、時刻同期制御回路２３Ａは、受信した時刻同期信号（Ｄ）に同期したタイミングでＳＶデータ読込みタイミング信号を生成する（複数時刻同期の低位のＩＥＤがある場合は、その中で最も優先順位が高く設定されているものが優先される）。
【００８１】
自ＩＥＤよりも時刻同期信号が高位に設定された全てのＩＥＤから時刻同期信号（Ａ１，Ａ２）を受信しておらず、ＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号（Ｂ）を受信しておらず、自ＩＥＤよりも時刻同期信号が低位に設定された全てのＩＥＤから、ＧＰＳ信号に直接基づく時刻同期信号（Ｄ）を受信していない場合、時刻同期制御回路２３Ａは、内部クロックに基づく時刻同期信号（Ｃ）を生成してプロセスバス６Ａに出力する。さらに、時刻同期制御回路２３Ａは、生成した時刻同期信号（Ｃ）に同期したタイミングでＳＶデータ読込みタイミング信号を生成する。
【００８２】
上記のように、プロセスバスを介して受信した時刻同期信号の優先順位が自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位よりも高位であっても、その時刻同期信号がＧＰＳ信号受信機から受信したものでない場合には、ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期している次の時刻同期信号の優先順位のＩＥＤからの時刻同期信号に自動的に切り替わる。この結果、高精度の時刻同期信号をプロセスバスに出力されるという利点がある。
【００８３】
［時刻同期信号について］
上記の時刻同期信号の一例として、ＩＥＥＥ１５８８規格書（非特許文献２）に従った時刻同期信号を用いることができる。
【００８４】
具体的に、ＩＥＥＥ１５８８規格書の５６〜５７頁の７．６．２．６節およびテーブル７によれば、時刻同期信号には、どの信号に基づいた時刻であるかを表す情報（timeSource）が含まれている。ＧＰＳ信号に基づく場合は、Ｖａｌｕｅ＝２０（GPS）となるが、内部クロックではＶａｌｕｅ＝Ａ０（INTERNAL_OSCILLATOR）となる。したがって、このＶａｌｕｅ値を使うことによって、ＧＰＳ信号に直接基づくものであるか否かを判定することができる。１つのＧＰＳ信号受信機に全てのＩＥＤが接続するシステムでは有効な方法である。
【００８５】
別の方法として、ＩＥＥＥ１５８８規格書の５５〜５６頁の７．６．２．５節およびテーブル６によれば、時刻同期信号に含まれる精度の情報（clockAccuracy）を用いることによって、時刻同期信号がＧＰＳ信号に基づいたものであるか否かを判定することができる。この場合、clockAccuracyのＶａｌｕｅ値が２４以上の場合（精度誤差が１μｓを超えた場合に対応する）、時刻同期信号がＧＰＳ同期から外れていることを意味する。保護リレーとして必要な精度から、Ｖａｌｕｅ＝２７以上（Ｖａｌｕｅ＝２７は、精度誤差が１００μｓの場合に相当）の場合、時刻同期信号がＧＰＳ信号に基づいていないと判定するのが妥当である。１つのＧＰＳ信号受信機に全てのＩＥＤが接続されたシステムでは、すべて同じＶａｌｕｅ値になるので、この方法は、各ＩＥＤが複数のＧＰＳレシーバーから個別に時刻同期信号を受信する場合に有効である。
【００８６】
［保護システムの動作の具体例］
図１０は、図６の動作例において、ＩＥＤ１がＧＰＳ信号を受信できなくなった場合の動作例を示すフローチャートである。
【００８７】
図１、図１０を参照して、時刻同期信号の優先順位が最も高く設定されたＩＥＤ１が、ＧＰＳ信号受信機８からタイミング信号を受信できなくなった場合には、ＩＥＤ１は、内部クロックに基づく時刻同期信号を出力する（ステップＳ１４０）。この場合、ＩＥＤ２およびＩＥＤ３は、ＧＰＳ信号受信機８からのタイミング信号に同期した時刻同期信号をプロセスバス６Ａに出力する（ステップＳ２４４，Ｓ３４４）。
【００８８】
ＩＥＤ１は、プロセスバス６Ａを介して入力されたＩＥＤ２からの時刻同期信号の優先順位が自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位よりも低いが、このＩＥＤ２からの時刻同期信号はＧＰＳ信号受信機８からのタイミング信号に同期したものであるので、このＩＥＤ２からの時刻同期信号に同期したタイミングでＳＶデータの読込みを行う（ステップＳ１４６）。この場合、ＩＥＤ１は、プロセスバス６Ａへの時刻同期信号の出力を停止する（ステップＳ１４８）。
【００８９】
ＩＥＤ２は、プロセスバス６Ａを介して入力された高位のＩＥＤ１からの時刻同期信号はＧＰＳ信号受信機８からのタイミング信号に同期したものでないので、自ら受信したＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期したタイミングでＳＶデータの読込みを行う（ステップＳ２４６）。さらに、ＩＥＤ２は、自らが送信元となって、ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号に同期した時刻同期信号をプロセスバス６Ａに出力する（ステップＳ２４８）。
【００９０】
ＩＥＤ３は、プロセスバス６Ａを介して入力されたＩＥＤ１からの時刻同期信号はＧＰＳ信号に基づくものでなく、ＩＥＤ２からの時刻同期信号の優先順位よりも自ＩＥＤの時刻同期信号の優先順位が低いので、ＩＥＤ２からの時刻同期信号に同期したタイミングでＳＶデータの読込みを行う（ステップＳ３４６）。さらに、ＩＥＤ３は、プロセスバス６Ａへの時刻同期信号の出力を停止する（ステップＳ３４８）。以下、ステップＳ１４６，Ｓ１４８，Ｓ２４６，Ｓ２４８，Ｓ３４６，Ｓ３４８の手順が繰り返される。
【００９１】
［効果］
第２の実施形態の保護システムによれば、時刻同期信号の送信元のＩＥＤの時刻同期信号の優先順位を表す情報と、時刻同期信号の精度を表す情報（たとえば、ＧＰＳ信号受信機からのタイミング信号を正常受信しているか否かを表すフラグ）とが、時刻同期信号に付加されている。そして、各ＩＥＤが時刻同期信号を出力するか否かは、これらの情報に基づいて決定される。したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態での効果に加えて、より精度の高い時刻同期信号をプロセスバスに出力することが可能になる。
【００９２】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９３】
１  線路、２  電圧変成器、３  電流変成器、４  遮断器、５  マージングユニット、６，６Ａ，６Ｂ  プロセスバス、７  ＩＥＤ、８  ＧＰＳ信号受信機、９  ハブ、１０  アナログ入力回路、１１  ＡＤ変換器、１２  ＣＰＵ、１３，２６  ＰＢ制御回路、１４，２０  通信制御回路、１５，２１  時刻受信回路、１６，２４  クロック生成回路、１７  サンプリング制御回路、１８  デジタル出力回路、２２  優先順位記憶回路、２３，２３Ａ  時刻同期制御回路、２５  時刻送信回路、２７  保護制御演算部、２８  ＧＰＳ判定部、ＩＥＤ−ＰＢ１，ＩＥＤ−ＰＢ２，ＭＵ−ＰＢ１，ＭＵ−ＰＢ２  入出力ポート。
【要約】
プロセスバス適用保護システムは、プロセスバス（６Ａ）と、複数のＭＵ（Merging  Unit）（５＿１，５＿２）と、複数のＩＥＤ（Intelligent  Electric  Device）（７＿１，７＿２，７＿３）とを備える。各ＭＵは、プロセスバスを介して受けた時刻同期信号に同期したタイミングで電力系統の電流および電圧をサンプリングする。各ＩＥＤは、自らが送信元となって時刻同期信号をプロセスバスに出力可能に構成される。各ＩＥＤは、プロセスバスを介して他のＩＥＤが送信元である時刻同期信号を受信可能である。複数のＩＥＤには、優先順位が予め定められる。各ＩＥＤは、自ＩＥＤよりも優先順位の高いＩＥＤが送信元である時刻同期信号を受信していない場合には、自らが送信元となって時刻同期信号をプロセスバスに出力するように構成される。【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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【図１０】
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