(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
広域監視システム（１０）内の電子装置（３２）のプロセッサ（４２）により実行されたときに、前記プロセッサ（４２）が、
前記広域監視システム（１０）からネットワークインタフェース（４６）を介して同期コマンド（８２）を受け、前記同期コマンド（８２）は、前記同期コマンド（８２）にエンコードされるタイムスタンプ（８４）によってグローバルクロックと時刻同期され、
前記同期コマンド（８２）にエンコードされる送信側ＩＤ（８６）及び受信側ＩＤ（８８）に少なくとも部分的に基づき前記同期コマンド（８２）を受け入れる或いは拒絶する、
前記同期コマンド（８２）にエンコードされるスケジューラタイム（９２）に少なくとも部分的に基づき前記同期コマンド（８２）にエンコードされる制御コマンド（８０）の実行をスケジューリングし、
前記同期コマンド（８２）にエンコードされるアプリケーションＩＤ（９０）に少なくとも部分的に基づき前記プロセッサ（４２）を用いて前記同期コマンド（８２）にエンコードされる前記制御コマンド（８０）を実行し、
前記電子装置（３２）における所定のトリガー事象を検出し、
前記広域監視システム（１０）内の他の電子装置（３２）に第２の同期コマンド（８２）を送信し、前記第２の同期コマンド（８２）は、前記第２の同期コマンド（８２）にエンコードされるタイムスタンプ（８４）によってグローバルクロックと時刻同期され、第２の制御コマンド（８０）がエンコードされる、
複数の命令を記憶する持続性有形コンピュータ可読媒体。
【請求項２】
前記同期コマンド（８２）にエンコードされる前記制御コマンド（８０）を実行するための前記命令は、前記同期コマンド（８２）にエンコードされるデータ検索制御コマンド（８０）に応じて記憶された同期フェーザデータセットと同期フェーザ測定ユニット（２２）の記憶された構成とを検索して前記同期フェーザ測定ユニット（２２）へ送信するための命令を備え、前記同期フェーザ測定ユニット（２２）の前記構成は、前記同期フェーザデータセットが生成された時期と対応する、請求項１記載の媒体。
【請求項３】
前記制御コマンド（８０）の実行をスケジューリングするための前記命令は、前記同期コマンド（８２）にエンコードされるタイムスタンプ（８４）に少なくとも部分的に基づいて前記制御コマンド（８０）のスケジューリングに優先順位を付けるための命令を備える、請求項１または２に記載の媒体。
【請求項４】
前記スケジューラタイム（９２）に少なくとも部分的に基づき前記制御コマンド（８０）の実行をスケジューリングする前記命令は、前記広域監視システム（１０）内の様々な装置（３２）での前記制御コマンド（８０）の同期された実行を可能にする、請求項１乃至３のいずれかに記載の媒体。
【請求項５】
同期フェーザ測定ユニット（２２）に結合される電力設備から受けられる測定値に少なくとも部分的に基づいて同期フェーザ測定ユニット（２２）で同期フェーザデータセットを生成するための命令と、
生成された前記同期フェーザデータセットと前記同期フェーザ測定ユニット（２２）の構成とを記憶するための命令と、
生成された前記同期フェーザデータセットをタイムアライメントして集計するための命令と、
集計された前記同期フェーザデータセットをプロトコル固有データセットへマッピングするための命令と、
を備える、請求項１乃至４のいずれかに記載の媒体。
【請求項６】
広域監視システム（１０）における装置（３２）であって、
プロセッサ（４２）と、
複数の命令を記憶するメモリと、
を備え、
前記複数の命令が、前記プロセッサ（４２）により実行されたときに、前記プロセッサ（４２）が、
生成された同期フェーザデータセットと、該同期フェーザデータセットが生成された時点に対応する同期フェーザ測定ユニット（２２）の構成を記憶することであって、前記同期フェーザ測定ユニット（２２）が前記装置（３２）に結合される電力設備により収集される測定値に少なくとも部分的に基づいて同期フェーザデータセットを生成するように構成される、前記記憶することと、
データ検索制御コマンド（８０）に応じて記憶された前記同期フェーザデータセットと前記構成とを検索して前記同期フェーザ測定ユニット（２２）へ送信するように構成され、前記データ検索制御コマンド（８０）が記憶された前記同期フェーザデータセットを特定することと、
前記広域監視システム（１０）内の第２の装置（３６）から受けられる同期コマンド（８２）を利用することであって、前記同期コマンド（８２）は、前記同期コマンド（８２）にエンコードされるタイムスタンプ（８４）によってグローバルクロックと時刻同期され、前記同期コマンド（８２）にエンコードされる送信側ＩＤ（８６）及び受信側ＩＤ（８８）に少なくとも部分的に基づいて前記同期コマンド（８２）を受け入れるべきか或いは拒絶すべきかどうかを決定するように構成される、前記利用することと、
前記同期コマンド（８２）にエンコードされるスケジューラタイム（９２）に少なくとも部分的に基づいて、受け入れられた前記同期コマンド（８２）にエンコードされる前記データ検索制御コマンド（８０）の実行をスケジューリングすることと、
前記装置（３２）における所定のトリガー事象を検出することと、
前記広域監視システム（１０）内の他の電子装置（３２）に第２の同期コマンド（８２）を送信することであって、前記第２の同期コマンド（８２）は、前記第２の同期コマンド（８２）にエンコードされるタイムスタンプ（８４）によってグローバルクロックと時刻同期され、第２のデータ検索制御コマンド（８０）がエンコードされる、送信することと、
を実行する装置（３２）。
【請求項７】
複数の前記同期フェーザ測定ユニット（２２）を備え、記憶された前記同期フェーザデータセットと前記構成とを検索して前記複数の同期フェーザ測定ユニット（２２）のうちの１つへ送信するように構成され、前記複数の同期フェーザ測定ユニット（２２）のうちの１つが前記同期フェーザデータセットを生成する、請求項６記載の装置（３２）。
【請求項８】
前記複数の命令は、開始検索時間と停止検索時間とを伴う前記記憶された同期フェーザデータセットを特定し、前記記憶された同期フェーザデータセットが前記開始検索時間及び前記停止検索時間に対応する、請求項６または７に記載の装置（３２）。
【請求項９】
前記複数の命令は、前記広域監視システム（１０）内の他の装置と同期される実行を容易にするべく前記データ検索制御コマンド（８０）の実行をスケジューリングするように構成される、請求項６乃至８のいずれかに記載の装置（３２）。
【請求項１０】
前記同期コマンド（８２）にエンコードされるタイムスタンプ（８４）に少なくとも部分的に基づいて前記データ検索制御コマンド（８０）のスケジューリングに優先順位を付けるように構成される、請求項６乃至９のいずれかに記載の装置（３２）。
【請求項１１】
前記受信側ＩＤ（８８）を装置ＩＤと照合し、送信側ＩＤ（８６）を前記装置（３２）が前記同期コマンド（８２）をそこから受けることができる他の装置のリストと照合することにより、前記同期コマンド（８２）を受け入れるべきか或いは拒絶すべきかどうかを決定するように構成される、請求項６乃至１０のいずれかに記載の装置（３２）。
【請求項１２】
生成された前記同期フェーザデータセットをタイムアライメントして集計するとともに、前記第２の装置（３６）により利用されるプロトコルに少なくとも部分的に基づいて集計データセットをプロトコル固有データセットへマッピングするように構成されるプロトコル固有データセットアグリゲータ（７２）を備える、請求項６乃至１１のいずれかに記載の装置（３２）。
【請求項１３】
複数のプロトコル固有データセットアグリゲータ（７２）を備え、異なるサンプリングレートを有する生成されたデータ同期フェーザデータセットが異なるプロトコル固有データセットアグリゲータ（７２）によって利用される、請求項１２記載の装置（３２）。
【請求項１４】
前記装置（３２）がリレーであり、前記広域監視システム（１０）が配電網を監視するように構成される、請求項６乃至１３のいずれかに記載の装置（３２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示される主題は、広域監視システム（ＷＡＭＳ）に関し、より具体的にはＷＡＭＳ内の通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、広域監視システム（ＷＡＭＳ）は、配電網などの大規模な地理的に分布されたシステムを監視するために利用される場合がある。具体的には、ＷＡＭＳは、分布されたシステムの様々な地理的場所に位置される複数の変電所を含む場合がある。例えば、変電所は、装置状態、周波数、電圧、電流、又は、電力などのパラメータを測定することにより分布されたシステムの監視及び／又は計量を可能にするとともに、測定されたパラメータに基づいて同期フェーザデータセットを決定してもよい。同期フェーザデータセットは、その後、送信されて例えば別の変電所又は制御センターに集約されることにより、分布されたシステムの様々な地理的場所のより集中化された監視を可能にしてもよい。
【０００３】
加えて、ＷＡＭＳは、保護機能及び制御機能などの他の機能を含む場合もある。例えば、集約された同期フェーザデータセットに基づき、サーキットブレーカを開く或いは閉じるなどの特定の動作を行なうべくコマンドが変電所へ送信されてもよい。したがって、ＷＡＭＳにおける装置間の通信を改善することが有益である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第２０１１／２８２５０８号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
当初から特許請求される発明に範囲が見合った特定の実施形態が以下に要約される。これらの実施形態は、特許請求される発明の範囲を限定しようとするものではなく、むしろ、これらの実施形態は、発明の想定し得る形態の概要を単に与えるようになっているにすぎない。実際には、発明は、以下に記載される実施形態に類似し或いは実施形態とは異なってもよい多種多様な形態を包含し得る。
【０００６】
第１の実施形態は、広域監視システムにおける装置について記載し、この装置は、トリガー事象が検出されるときに同期コマンドを開始するプロセッサと、同期コマンドに制御コマンドをエンコードする同期コマンドマネージャであって、制御コマンドがトリガー事象に少なくとも部分的に基づく、同期コマンドマネージャと、タイムスタンプ、アプリケーションＩＤ、スケジューラタイム、送信側ＩＤ、受信側ＩＤを同期コマンドにエンコードして、同期コマンドを出力し、同期コマンドを広域監視システム内の第２の装置へ送信できるようにする出力ハンドラとを含む。
【０００７】
第２の実施形態は、広域監視システム内の電子装置のプロセッサにより実行できる複数の命令を記憶する持続性有形コンピュータ可読媒体について記載する。命令は、広域監視システムからネットワークインタフェースを介して同期コマンドを受けるための命令であって、同期コマンドがこの同期コマンドにエンコードされるタイムスタンプによってグローバルクロックと時刻同期される、命令と、同期コマンドにエンコードされる送信側ＩＤ及び受信側ＩＤに少なくとも部分的に基づき入力ハンドラを用いて同期コマンドを受け入れる或いは拒絶するための命令と、同期コマンドにエンコードされるスケジューラタイムに少なくとも部分的に基づき同期コマンドマネージャを用いて同期コマンドにエンコードされる制御コマンドの実行をスケジューリングするための命令と、同期コマンドにエンコードされるアプリケーションＩＤに少なくとも部分的に基づきプロセッサを用いて同期コマンドにエンコードされる制御コマンドを実行するための命令とを含む。
【０００８】
第３の実施形態は、広域監視システムにおける装置であって、装置に結合される電力設備により収集される測定値に少なくとも部分的に基づいて同期フェーザデータセットを生成する同期フェーザ測定ユニットを含む装置について記載する。装置は同期フェーザデータアーカイブをさらに含み、同期フェーザデータアーカイブは、生成された同期フェーザデータセットと、同期フェーザデータセットが生成された時期と対応する同期フェーザ測定ユニットの構成とを記憶するとともに、データ検索制御コマンドに応じて記憶された同期フェーザデータセットと前記構成とを検索して同期フェーザ測定ユニットへ送信し、データ検索制御コマンドは記憶された同期フェーザデータセットを特定する。
【０００９】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに、利点は、図面の全体にわたって同様の文字が同様の部分を表わす添付図面と関連して以下の詳細な説明が読まれるときにさらに良く理解されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る広域監視システム（ＷＡＭＳ）を示す概略図である。
【図２】一実施形態に係る図１のＷＡＭＳにおける装置間の接続性を示すブロック図である。
【図３】一実施形態に係る図２の装置の構成要素を示すブロック図である。
【図４】一実施形態に係る図３の装置内の一実施形態に係るプロセスを示すプロセスフロー図である。
【図５】一実施形態に係る同期コマンドに含まれるデータの一実施形態を示すブロック図である。
【図６】一実施形態に係る図３の装置における同期コマンドを受けて実行するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図７】一実施形態に係る図３の装置における「データ検索」同期コマンドを受けて実行するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図８】一実施形態に係る図３の装置から同期コマンドを送信するためのプロセス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】
【００１１】
以下、本発明の１又は複数の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を与える目的で、実際の実装の全ての特徴が明細書中に記載されない場合がある。任意のそのような実際の実装の開発では、任意の工業技術又は設計プロジェクトの場合と同様、実装ごとに異なる場合があるシステム関連及びビジネス関連の制約の順守などの開発者の特定の目標を達成するために数多くの実装固有の決定がなされなければならないことが理解されるべきである。さらに、そのような開発労力は、複雑であって時間がかかる可能性があるが、それにもかかわらず、この開示の利益を有する当業者にとって決まりきった設計、製作、及び、製造の取り組みであることが理解されるべきである。
【００１２】
本発明の様々な実施形態の要素を導入する際、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、及び、「前記」は、その要素の１つ以上が存在することを意味しようとするものである。用語「備える」、「含む」、及び、「有する」は、包含的であって、挙げられた要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味しようとするものである。
【００１３】
本開示は、広域監視システム（ＷＡＭＳ）における装置間の通信を改善するためのシステム及び方法を含む。より具体的には、ＷＡＭＳは、しばしば、大きな地理的領域にわたって分布される電力システム（例えば配電網）などの大規模システム（例えばサブサイクルソリューションを伴う）を監視するために使用される。幾つかの実施形態において、ＷＡＭＳは、計量、保護、及び／又は、制御などの機能性を可能にしてもよい。したがって、１つの実施形態は、入力ハンドラを含むＷＡＭＳ内の装置について説明し、該装置は、ＷＡＭＳ内の第２の装置から同期コマンドを受けるために入力ハンドラを含み、この場合、同期コマンドは、同期コマンドにエンコードされるタイムスタンプによってグローバルクロックと時刻同期され、また、装置は、同期コマンドにエンコードされる送信側ＩＤ及び受信側ＩＤに少なくとも部分的に基づいて同期コマンドを受け入れる或いは拒絶するために入力ハンドラを含む。また、装置は、受け入れられた同期コマンドを入力ハンドラから受けるとともに、同期コマンドにエンコードされたスケジューラタイムに少なくとも部分的に基づいて同期コマンドにエンコードされた制御コマンドの実行をスケジューリングするために、同期コマンドマネージャを含む。さらに、装置は、同期コマンドにエンコードされたアプリケーションＩＤに少なくとも部分的に基づいて同期コマンドにエンコードされた制御コマンドを実行するプロセッサを含む。本明細書中で使用される場合、「制御コマンド」は、制御動作を行なうためのコマンドを表すべく意図される。言い換えると、ＷＡＭＳ内の装置は、時刻同期されたコマンド（すなわち、同期コマンド）を利用して、制御コマンドのより知的な処理とＷＡＭＳ内の様々な装置の同期化とを可能にしてもよい。
【００１４】
前置きとして、図１は、ＷＡＭＳ１０の一実施形態を描く。描かれた実施形態において、ＷＡＭＳ１０は、変電所１２、高電圧（ＨＶ）変電所１４、地域制御センター１６、配電網制御センター１８、及び、コーポレート（例えば中央）制御センター２０などの複数の段階を含む段階的システムである。一般に、データ（例えば測定値）は、変電所１２又は１４で集められて、さらに制御センター１６，１８又は２０に集中されてもよい。理解されるように、より集中化された監視システムを利用して中間段階の一部を統合（例えば、地域制御センター１６及び／又は配電網制御センター１８をコーポレート制御センター２０に統合）してもよい。また、他の実施形態では、ＷＡＭＳ１０が分配され或いは分散化されてもよい。
【００１５】
図示のように、ＷＡＭＳ１０は、同期フェーザ測定ユニット（ＳＭＵ）２２、フェーザデータ集約器（ＰＤＣ）２４、及び、超フェーザデータ集約器（超ＰＤＣ）２６を含む様々な装置を含む。より具体的には、それぞれの変電所１２及びＨＶ変電所１４は、装置状態、周波数、電圧、電流、及び、電力などのパラメータ（例えば、同期フェーザ測定値）を測定するＳＭＵ２２を含む。幾つかの実施形態において、ＳＭＵ２２は、ニューヨーク州のスケネクタディのＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏ．から入手できるＮ６０ネットワークスタビリティ・同期フェーザ測定システムなどのリレーに含まれてもよい。測定されたパラメータに基づいて、各ＳＭＵ２２は、同期フェーザデータセットを決定するとともに、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又は広域ネットワーク（ＷＡＮ）などのネットワーク３０を介してそのデータセットをＰＤＣ２４へ送信する。本明細書中で使用される場合、「同期フェーザデータセット」は、測定された同期フェーザデータと、対応するアナログ値、デジタル状態、制御ビット等を含む。幾つかの実施形態において、ＰＤＣ２４は、ニューヨーク州のスケネクタディのＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏ．から入手できるＭｕｌｔｉｌｉｎ  Ｐ３０フェーザデータ集約器であってもよい。
【００１６】
ＰＤＣ２４が同期フェーザデータセットを集約させた後、ＰＤＣ２６は、同様に、ネットワーク３０を介して集約されたデータセットを他のＰＤＣ２４又は超ＰＤＣ２６へ送信してもよい。したがって、これにより、集中された場所、制御センター（例えば、地域制御センター１６、配電網制御センター１８、及び／又は、コーポレート制御センター２０）などでの提示及び解析のために、同期フェーザデータセットを集約させることができる。
【００１７】
さらに、制御コマンドは、ネットワーク３０を介してＳＭＵ２２へ或いはＳＭＵ２２から送信されてもよい。具体的には、コマンドは、特定の動作を行なうように、或いは、ＳＭＵ２２に結合される、例えばブレーカ、変成器、スイッチ、モータ、又は、発電機などの電力設備を制御するようにＳＭＵ２２に指示してもよい。例えば、ＳＭＵ２２は、特定量の記憶された同期フェーザデータセットを送信するようにＳＭＵ２２に指示する制御コマンドを受けてもよい。同様に、ＳＭＵ２２は、ブレーカを切るようにＳＭＵ２２に指示する保護制御コマンドを受けてもよい。このようにして、ネットワーク３０は、データ（例えば、同期フェーザデータセット）及びコマンド（例えば、制御コマンド）の両方をＷＡＭＳ１０内の様々な装置（例えば、ＳＭＵ２２、ＰＤＣ２４，又は、超ＰＤＣ２６）間で送信できるようにする。
【００１８】
したがって、図２に描かれるように、複数の装置３２がネットワーク３０に物理的に接続される。以下でさらに詳しく説明されるように、本明細書中に記載される技法は、装置３２がネットワーク３０を介して他の装置３２のそれぞれと通信できるようにする。例えば、第１の装置３４は、ＷＡＭＳ１０内の第２の装置３６、第３の装置３８、又は、第ｎの装置４０と通信（データ及び／又はコマンドを送信）してもよい。また、本明細書中に記載される技法は、複数の通信プロトコルを使用して装置３２間の通信を可能にする。例えば、装置３２は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）Ｃ３７．１１８、国際電気技術委員会（ＩＥＣ）６１８５０−９０−５、又は、これらの両方にしたがってデータ及びコマンドを選択的に通信してもよい。
【００１９】
一般に、ＷＡＭＳ１０内の装置３２（例えば、ＳＭＵ２２、ＰＤＣ２４、又は、超ＰＤＣ２６）は、図３に描かれる構成要素を含む。幾つかの実施形態では、複数の装置３２の機能が単一の装置３２に組み込まれてもよい。言い換えると、装置が単一のＳＭＵ２２又は複数のＳＭＵ２２を含んでもよい。
【００２０】
図示のように、装置３２は、１つ以上のプロセッサ４２、メモリ４４、ネットワークインタフェース４６、及び、Ｉ／Ｏインタフェース４８を含む。プロセッサ４２は、装置３２の動作を制御するために、フラッシュドライブ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ等を含んでもよい有形の持続性メモリ４４に記憶されるコンピュータ命令を伴ってプログラミングされて該コンピュータ命令を実行してもよい。これに加えて或いは代えて、プロセッサ４２は、特定用途向け集積回路などのハードウェアプロセッサであってもよい。加えて、プロセッサ４２は、プロセッサ４２がネットワーク３０との通信を制御できるようにするネットワークインタフェース４６に結合される。例えば、ネットワークインタフェース４６は、イーサネット（登録商標）コネクタなどのシリアルコネクタを利用して、装置３２（例えば第１の装置３４）がデータ及び／又はコマンドを他の装置３２（例えば、第２の装置３６、第３の装置３８、又は、第ｎの装置４０）と通信できるようにしてもよい。さらに、プロセッサ４２がＩ／Ｏインタフェース４８に結合され、このＩ／Ｏインタフェース４８により、プロセッサ４２は、Ｉ／Ｏインタフェース４８に直接に結合される電力設備との相互作用を制御できる。例えば、ＳＭＵ２２（例えば装置３２）内のプロセッサ４２は、ブレーカ（例えば、電力設備）に対して切れるように及び／又はセンサ（例えば、電力設備）により集められる測定値を受けるように指示してもよい。
【００２１】
図４は、装置３２内の情報フローの一実施形態を描く。前述したように、プロセッサ４２及びメモリ４４は、装置３２の動作を制御するようにプログラミングされてもよい。したがって、図４には、プロセッサ４２及びメモリ４４が様々な機能ブロックを含むように描かれ、各機能ブロックは、プロセッサ４２及び／又はメモリ４４により行われてもよい機能を表す。言い換えると、メモリ４４は、プロセッサ４２により実行されるときに機能ブロックとして記載される機能を行ってもよい持続性コンピュータ可読命令（例えばソフトウェア）を含んでもよい。他の実施形態において、機能ブロックは、専用のハードウェア（例えばＡＳＩＣ）又は専用のハードウェアとソフトウェアとの混合を表してもよい。
【００２２】
前述したように、Ｉ／Ｏインタフェース４８は、装置３２を電力設備に対して直接に結合させる。例えば、図示の実施形態において、装置３２は、電流変成器５０、電圧変成器５２、アナログセンサ５４、及び、接点５６に通信可能に結合される。より具体的には、装置３２は、電流変成器５０及び電圧変成器４２により測定される電圧及び電流に関連する大きさ、位相角、及び、時間を含むデータを受けてもよい。受けられたデータは、その後、フェーザデータ（大きさ及び位相角）を生成するために装置３２によって利用されてもよく、これは、同期フェーザデータを生成するために時刻同期されてもよい。加えて、装置３２は、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）又は他の外部トランスデューサなどのアナログセンサ５４からアナログセンサ測定値を受けてもよい。例えば、装置３２は、ＲＴＤ（例えばアナログセンサ５６）からの温度測定値を表わすアナログ信号受けてもよい。さらに、装置３２は、接点５６の状態をその状態を表すデジタル信号を受けることによって決定してもよい。例えば、装置３２は、ブレーカが開放しているときに「０」を受けるとともに、ブレーカが閉じられるときに「１」を受けてもよい。
【００２３】
したがって、図示の実施形態において、Ｉ／Ｏインタフェース４８は、デジタルＩ／Ｏモジュール５８、アナログＩ／Ｏモジュール６０、アナログ＆デジタル信号処理モジュール６２、及び、内部高速データ交換バス６４（例えば、装置３２のバックプレーン）を含む。より具体的には、デジタルＩ／Ｏモジュール５８は、接点５６と内部高速データ交換バス６４との間にインタフェースを提供する。例えば、幾つかの実施形態において、デジタルＩ／Ｏモジュール５８は、デバウンス時間を考慮することによって接点５８の状態の変化を有効にしてもよく、それにより、１つの状態変化だけが確実に登録されるようにすることが容易となり得る。同様に、アナログＩ／Ｏモジュール６０は、アナログセンサ５４と内部高速データ交換バス６４との間にインタフェースを提供する。例えば、幾つかの実施形態において、アナログＩ／Ｏモジュール６０は、受けられたアナログ信号を装置３２内での更なる処理のためにデジタル形式へ変換してもよい。
【００２４】
また、前述したように、装置３２は、電流変成器５０及び／又は電圧変成器５２から受けられる測定値（例えば、大きさ、位相角、及び、時間）に基づいて同期フェーザデータを生成してもよい。したがって、幾つかの実施形態では、同期フェーザデータの生成を容易にするために、アナログ＆デジタル信号処理モジュール６２は、全波形二乗平均平方根レベル、基本周波数フェーザ、対称成分、又は、高調波などの受けられた測定値に基づいて計算された値を内部高速データ交換バス６４へ提供してもよい。
【００２５】
プロセッサ４２及び／又はメモリ４４は、その後、データ交換バス６４上のデータ（例えば、接点状態、センサ測定値、及び、変成器測定値）を利用して機能を果たしてもよい。例えば、装置３２は、保護及び自動化機能（機能ブロック６６）を果たしてもよい。より具体的には、プロセッサ４２は、データ交換バス６４上のデータを解析することにより、不足電圧、過電圧、不足周波数、過剰周波数、又は、周波数の変化率などの状態を検出して、講じるべき適切な措置を決定してもよい。幾つかの実施形態において、これは、ブレーカに対して切れるように指示すること及び／又はその状態を他の装置３２に知らせることを含んでもよい。
【００２６】
また、装置３２は、同期フェーザデータセットを生成するなど、計量機能を果たしてもよい。同期フェーザデータセットの生成を容易にするために、信号源がグループ分けされてもよい（機能ブロック６８）。より具体的には、プロセッサ４２は、特定の電流変成器５０及び特定の電圧変成器５２をＳＭＵ２２に割り当ててもよい。言い換えると、ＳＭＵ２２は、割り当てられた（例えば特定の）計器変成器（例えば５０，５２）によって行なわれる測定に基づいて同期フェーザデータを計算する。加えて、図示のように、装置３２は、特定の電圧変成器５２及び特定の電流変成器５０がそれぞれに割り当てられる複数のＳＭＵ２２を含んでもよい。例えば、第１のＳＭＵ２２には第１の電圧変成器５２及び第１の電流変成器５０が割り当てられてもよく、また、第２のＳＭＵ２２には第２の電圧変成器５２及び第２の電流変成器５０が割り当てられてもよい。幾つかの実施形態では、装置３２が４つ以上のＳＭＵ２２を含んでもよい。
【００２７】
図示のように、ＳＭＵ２２のそれぞれによって生成される同期フェーザデータセットは、様々なプロトコル（例えば、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８又はＩＥＣ６１８５０−９０−５）での通信を容易にするために、プロトコル固有データセットアグリゲータ（機能ブロック７２）へマッピングされてもよい（機能ブロック７１）。幾つかの実施形態において、データセットは、サンプリングレートに基づいてプロトコル固有データセットアグリゲータ７２へマッピングされてもよく、この場合、同じサプリングレートのデータセットが同じデータアグリゲータ７２へマッピングされる（すなわち、割り当てられる）。したがって、図示のように、装置３２は、複数のプロトコル固有データセットアグリゲータ７２を含んでもよい。
【００２８】
より具体的には、プロトコル固有データセットアグリゲータ７２は、受けられたデータセットをタイムアライメントにより集計して（機能ブロック７３）、プロトコル固有データセット（例えば、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８同期フェーザデータセット、ＩＥＣ６１８５０−９０−５同期フェーザデータセット、又は、これらの両方）を生成してもよい。したがって、選択されたプロトコル（機能ブロック７４）に基づき、集計されたデータセットがマッピングされて、プロトコル固有データセットが形成される（機能ブロック７５）。例えば、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８プロトコルが選択されれば、集計されたデータセットがＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８データセットへマッピングされる。その後、選択されたプロトコルの仕様に基づいてプロトコル固有データセットが出力ハンドラ７７及びネットワークインタフェース４６を介して通信されてもよい（機能ブロック７６）。例えば、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８データセットがユニキャストであってもよく、また、ＩＥＣ６１８５０−９０−５が他の装置３２へマルチキャストされてもよい。
【００２９】
また、ＳＭＵ２２により計算される同期フェーザデータセットは、その後の検索のためにアーカイブされてもよい（機能ブロック７８）。計算された同期フェーザデータセットを記憶することに加えて、プロセッサ４２及び／又はメモリ４４は、同期フェーザデータセットにコンテキストを与えるために、計算するＳＭＵ２２の構成を記憶してもよい。同期フェーザデータセット及び／又はＳＭＵ構成をアーカイブして検索できる能力は、他の装置３２が本明細書中に記載される同期コマンドを使用して過去データを要求できるようにする。例えば、ＰＤＣ２４が前の週にわたって同期フェーザデータを失う場合、ＰＤＣ２４は、その週にわたってアーカイブされた同期フェーザデータセットを検索して再送信するように装置３２に要求してもよい。
【００３０】
また、装置３２は、前述したように、装置３２をＷＡＭＳ内の他のＳＭＵ２２、ＰＤＣ２４、超ＰＤＣ２６等にネットワーク３０を介して通信可能に結合するネットワークインタフェース４６を含む。また、ネットワークインタフェース４６は、装置３２をネットワークタイムソース７９に通信可能に結合し、それにより、時刻同期された制御コマンド（すなわち、同期コマンド）の装置３２間のやりとりを容易にし得る。以下でさらに詳しく説明されるように、同期コマンドは、装置３２が同期態様で通信して制御動作を行なうことができるようにしてもよい。例えば、装置３２は、送られる時間に基づいて制御動作を優先させてもよく、また、複数の装置３２は、同期された実行時間に基づいて制御動作の実行を同期させてもよい。
【００３１】
図５に描かれるように、同期コマンド８２は、制御コマンド８０（例えば、制御動作を行なうための命令）に加えて、一般に、タイムスタンプ８４、受信側ＩＤ８８、送信側ＩＤ８６、アプリケーション（すなわち、機能）ＩＤ９０、スケジューラタイム９２、又は、これらの任意の組み合わせを含んでもよい。また、幾つかの実施形態において、同期コマンドは、ＩＥＣプロトコル（例えば、ＩＥＣ６１８５０−９０−５）、ＩＥＥＥプロトコル（例えば、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８）、ＩＥＣ６１８５０に基づく汎用オブジェクト指向イベント（ＧＯＯＳＥ）の拡張型、ＩＥＣ６１８５０−９０−５に基づくルーティング可能汎用オブジェクト指向イベント（Ｒ−ＧＯＯＳＥ）、又は、任意の他のピアツーピア機構に基づいてもよい。
【００３２】
より具体的には、タイムスタンプ８４は、ネットワークタイムソース７９などのグローバルクロックを基準にして同期コマンド８２が送られた時期を示してもよい。また、受信側ＩＤ８８は、同期コマンド８２を受けるようになっている装置３２を特定し、また、送信側ＩＤ８６は、送信する装置３２を特定する。幾つかの実施形態において、受信側ＩＤ８８及び送信側ＩＤ８６は、それぞれの装置３２のための媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス又は別の固有の識別子であってもよい。アプリケーションＩＤ９０は、制御コマンド８０を利用するようになっている装置３２内の機能を特定する。例えば、アプリケーションＩＤ９０は、データ検索制御コマンド８０が同期フェーザデータアーカイブ＆検索機能７８を対象としていることを特定してもよい。さらに、スケジューラタイム９２は、制御コマンド８０を実行するべき時期を示してもよい。例えば、スケジューラタイム９２は、制御コマンド８０が特定のグローバル時間に実行されるようになっていること或いは制御コマンド８０が特定の時間遅延後に実行されるようになっていることを示してもよい。したがって、スケジューラタイム９２は、ＷＡＭＳ１０内の複数の装置３２が制御コマンド８０の実行を同期させることができるようにする。例えば、複数の装置は、特定のグローバル時間に制御コマンド８０を実行するように指示されてもよい。さらに、幾つかの実施形態では、これが検査目的のために役立つ。より具体的には、同期コマンドは、例えば同期フェーザデータの精度又はＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８規格の順守を検査するために、複数の装置３２を一緒に同時にトリガーしてもよい。
【００３３】
装置３２の特定の機能を促す他のタイプのデータが同期コマンド８２内に含まれてもよい。図示のように、同期コマンド８２は、確認メッセージ９４、有効性／品質フラグ９６、及び、他のデータ９８を含む。より具体的には、確認メッセージ９４は、制御コマンド８０がうまく実行されたか或いはうまく実行されなかったかどうかを示してもよい。加えて、有効性／品質フラグ９６は、タイムスタンプ８４の品質及び同期コマンド８２内に含まれるデータの有効性を示してもよい。他のデータ９８は、状態情報（例えば、開／閉）、アナログ値（例えば、基準値／閾値）、及び、アプリケーション（すなわち、機能）固有データを含んでもよい。例えば、データ検索制御コマンド８０を含む同期コマンド８２は、検索するための期間（例えば、データ検索開始時間及び停止時間）を特定してもよい。
【００３４】
図４に戻ると、ネットワークインタフェース４６は、ネットワーク３０を介してＷＡＭＳ１０内の他の装置（例えば２２，２４，２６又は３２）と同期コマンドを通信する。図示のように、ネットワークインタフェース４６は、受けられた同期コマンド８２をプロセッサ４２及び／又はメモリ４４へ、より具体的には入力ハンドラ（機能ブロック１００）へ通信する。入力ハンドラ１００内で、同期コマンド８２が受信されて（機能ブロック１０２）、受け入れられ或いは拒絶されるかのいずれかである。例えば、同期コマンド受信１０２は、受信側ＩＤ８８を照合して、同期コマンド８２が装置３２を対象としているかどうかを決定するとともに、その決定に基づいて同期コマンド８２を受け入れる或いは拒絶することを含んでもよい。加えて、装置３２が時刻同期される（機能ブロック１０４）。幾つかの実施形態において、時刻同期１０４は、装置３２内の内部クロックをネットワークタイムソース７９と同期させることを含んでもよい。言い換えると、入力ハンドラ１００が時刻同期された入力を受けてもよい。
【００３５】
同期コマンド８２及び同期時刻は、その後、同期コマンドマネージャへ通信されてもよい（機能ブロック１０６）。一般に、同期コマンドマネージャ１０６は、同期コマンド８２に含まれるデータに基づいて同期コマンド８２の実行を制御する。図示の実施形態において、同期コマンドマネージャ１０６は、同期コマンド８２に含まれるタイムスタンプ８４とスケジューラタイム９２とに基づいて制御コマンド８０の実行をスケジューリングしてもよい（機能ブロック１０８）。幾つかの実施形態において、これは、様々な同期コマンド８２間で優先順位をつけることを含んでもよい。例えば、装置３２は、ブレーカを開放するために第１の同期コマンドを受け、その後、ブレーカを閉じるために同じＰＤＣ２６から第２の同期コマンドを受けてもよい。タイムスタンプ８４に基づいて、同期コマンドマネージャ１０６は、第１の同期コマンドの代わりに第２の同期コマンドが実行されるべきであることを認識してもよい。何故なら、より最近に受けられた同期コマンドの方が装置３２の現在の状態により関連していると思われるからである。また、同期コマンドマネージャ１０６は、アプリケーションＩＤ９０に基づいて制御コマンド８０を実行する、有効性／品質フラグ９６を解析する、確認メッセージ９４などの同期コマンド８２の送信をトリガーする、或いは、これらの任意の組み合わせを行なうように機能（例えば、６６，７２，７７又は７８）に指示してもよい。より一般的には、同期コマンドマネージャ１０６は、装置３２内の他の機能及びプロセスを開始及び／又は制御（例えば、同期フェーザデータセットをアーカイブして検索）してもよく、並びに、装置の事象、ログ、及び／又は、状態の経過を追って、制御機能及びプロセスをより良く管理してもよい。
【００３６】
図６は、同期コマンド８２が受けられるときに装置３２により利用されるプロセス１１０の一実施形態を示す。プロセス１１０は、入力ハンドラ１００のコマンド受信１０２が同期コマンド８２を受ける（プロセスブロック１１２）ときに始まる。前述したように、コマンド受信１０２は、ネットワークインタフェース４６を介して同期コマンド８２を受けてもよい。入力ハンドラ１００内で、受信側ＩＤ８８及び送信側ＩＤ８６が、照合され、それに応じて受け入れられ或いは拒絶される（プロセスブロック１１４）。例えば、入力ハンドラ１００は、受信側ＩＤ８８をそれ自体のＩＤと照合させて、同期コマンド８２が装置３２を対象としているかどうかを決定してもよい。さらに、入力ハンドラ１００は、送信側ＩＤ８６を、入力ハンドラ１００が同期コマンドをそこから受けることができる装置のリストと照合させてもよい。幾つかの実施形態では、受信側ＩＤ８８及び送信側ＩＤ８６の両方が合致する場合にのみ、同期コマンド８２が受け入れられてもよい。
【００３７】
同期コマンド８２が受け入れられる場合には、同期コマンドが同期コマンドマネージャ１０６へ通信される。同期コマンドマネージャ１０６は、その後、有効性／品質フラグ９６に基づいて同期コマンド８２を有効にする（プロセスブロック１１６）。有効性フラグは、同期コマンド８２で受けられるデータの有効性を示してもよく、また、品質フラグは、同期コマンド８２に含まれるタイムスタンプ８４の品質を示してもよい。幾つかの実施形態では、同期コマンド８２の有効性が制御コマンド８０の性質に依存する。例えば、制御コマンド８０が保護機能６６であれば、同期コマンドマネージャ１０６は、制御コマンドが計量機能であるとき（例えば、データアーカイバル及び検索７８）よりも高い有効性／品質閾値を利用してもよい。
【００３８】
同期コマンド８２が有効にされれば、同期コマンドマネージャ１０６は、アプリケーションＩＤ９０及びスケジューラタイム９２に基づき、適切なアプリケーション（すなわち、機能）によって制御コマンド８０の実行をスケジューリングする（プロセスブロック１１８）。前述したように、アプリケーションＩＤ９０は、制御コマンド８０を実行するようになっている機能を特定し、また、スケジューラタイム９２は、実行のための時間を規定する。
【００３９】
同期コマンド８２のスケジューリングされた実行時間の後、同期コマンドマネージャ１０６は、制御コマンド８０が意図されたアプリケーション（すなわち、機能）によってうまく実行されたかどうかを決定する（プロセスブロック１２０）。決定に対応して、同期コマンドマネージャ１０６は、肯定的又は否定的のいずれかの確認メッセージ９４を送る（プロセスブロック１２２）。幾つかの実施形態において、同期コマンドマネージャ１０６は、確認メッセージ９４を同期コマンド８２としてネットワーク３０を介して送信するように出力ハンドラ７７に、より具体的には同期コマンド送信機能（機能ブロック１２４）に指示してもよい。
【００４０】
前述したように、１つの特定の同期コマンド８２はデータ検索制御コマンド８０を含む。図７は、データ検索制御コマンド８０を伴う同期コマンド８２が受けられるときに装置３２により利用されるプロセス１２６の一実施形態を示す。図６に記載されるプロセス１１０と同様に、プロセス１２６は、コマンド受信１０２が同期コマンド８２を受ける（プロセスブロック１１２）ときに始まり、また、入力ハンドラ１００は、受信側ＩＤ８８及び送信側ＩＤ８６を照合し、それに応じて同期コマンド８２を受け入れる或いは拒絶する（プロセスブロック１１４）。同期コマンド８１が受け入れられれば、同期コマンドマネージャ１０６は、その後、有効性／品質フラグ９６に基づいて同期コマンド８２を有効にする（プロセスブロック１１６）。同期コマンド８２が有効にされれば、同期コマンドマネージャ１０６が制御コマンド８０の実行をスケジューリングし、これは、この実施形態では、アーカイブ＆検索機能７８によるアーカイブデータの検索をスケジューリングすることを含む（プロセスブロック１２８）。
【００４１】
検索を実行する際、アーカイブ＆検索機能７８は、要求されたデータの利用可能性をチェックすることによって始まる（プロセスブロック１３０）。例えば、ＰＤＣ２４が１月１日と１月７日との間でアーカイブされた同期フェーザデータセットを要求する場合、アーカイブ＆検索機能７８は、データセットが実際にその期間にわたってアーカイブされたかどうかを決定する。データセットが利用できなければ、同期コマンドマネージャ１０６は、否定的な確認が送られるように指示し（プロセスブロック１３２）、この確認は、幾つかの実施形態では、出力ハンドラ７７を介して同期コマンド８２として送信される。
【００４２】
データセットが利用できれば、対応するＳＭＵ構成を有する適切なＳＭＵ２２へ要求が送られる（プロセスブロック１３２）。前述したように、ＳＭＵ構成は、アーカイブされたデータセットにコンテキストを与えてもよい。したがって、幾つかの実施形態において、適切なＳＭＵ２２は、要求された同期フェーザデータセットを当初に生成したＳＭＵ２２であってもよい。前述したように、様々なプロトコル（例えば、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．１１８及びＩＥＣ  ６１８５０−９０−５）を使用した通信を可能にするために、同期フェーザデータセットは、プロトコル固有データセットを生成するためにプロトコル固有データセットアグリゲータ７２へ送信される。幾つかの実施形態では、プロトコル選択７４がＷＡＭＳ１０のトポロジーに基づく。言い換えると、同期フェーザデータセットのために選択されるプロトコルは、受信装置３２で利用されるプロトコルによって決まる。したがって、図４に描かれるように、出力ハンドラ７７は、ＷＡＭＳ１０内の装置３２のプロトコルを決定するＷＡＭＳトポロジープロトコルハンドラ１３６を含む。出力ハンドラ７７は、その後、プロトコル固有データセットを要求する装置３２へネットワーク３０を介して送信（機能ブロック１３８）する（プロセスブロック１４０）。
【００４３】
同期コマンド８２を受けることに加えて、装置３２は、同期コマンド８２を送信してもよい。例えば、前述したように、装置３２は、確認メッセージ９４を同期コマンド８２として送信してもよい。したがって、図８は、同期コマンド８２の送信時に装置３２により利用されるプロセス１４２を示す。プロセス１４２は、アプリケーション（すなわち、機能）が同期コマンド８２を開始するときに始まる（プロセスブロック１４４）。幾つかの実施形態において、これは、不足電圧、過電圧、不足周波数、過剰周波数などのトリガー事象を検出することを含んでもよい。例えば、保護＆自動化機能６６がそのような事象を検出する場合、この機能は、同期コマンド８２を開始して他の装置３２に知らせてもよい。
【００４４】
同期コマンドが開始された時点で、同期コマンドマネージャ１０６は、同期コマンド８２に含まれるようになっている詳細（すなわち、データ）を他の機能から集め始める（プロセスブロック１４６）。幾つかの実施形態において、これは、同期コマンド８２に含まれるべき制御コマンド８０を決定することを含んでもよい。例えば、保護＆自動化機能３２は、他の装置３２内のブレーカが切られるべきであることを決定してもよい。
【００４５】
出力ハンドラ７７、及び、より具体的には同期コマンド送信１２４は、その後、同期コマンド８２に含まれるべき残りのデータを集める（プロセスブロック１４８）。幾つかの実施形態において、これは、タイムスタンプ８４、送信側ＩＤ８６、受信側ＩＤ８８、アプリケーションＩＤ９０、スケジューラタイム９２、又は、これらの任意の組み合わせを集めることを含んでもよい。さらに、出力ハンドラ７７は、同期コマンド８２のための優先順位を設定してもよい。例えば、出力ハンドラ７７は、保護同期コマンドのために高い優先順位を設定するとともに、計量同期コマンドのために低い優先順位を設定してもよい。同期コマンドに含まれるべきデータの全てが集められた後、同期コマンド８２が適切な装置３２へ送信される（プロセスブロック１４８）。
【００４６】
本開示の技術的効果は、広域監視システム（ＷＡＭＳ）内の装置間の通信を改善するシステム及び方法を提供することを含む。より具体的には、時刻同期されたコマンド（すなわち、同期コマンド）を通信のために利用して、制御コマンドのより知的な処理とＷＡＭＳ内の様々な装置の同期化とを可能にしてもよい。例えば、装置は、様々な同期コマンドのタイムスタンプを見て、いずれの同期コマンドが実行されるべきかの決定を容易にしてもよい。また、複数の装置は、スケジューラタイムに基づいて同期コマンドを同時に実行してもよく、これは検査目的のために役立つ場合がある。
【００４７】
この書かれた説明は、実施例を使用して、最良の態様を含む発明を開示するとともに、任意の装置又はシステムを作製して使用すること、及び、任意の組み入れられた方法を実行することを含めて、任意の当業者が発明を実践できるようにする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、また、当業者が想起する他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉とは異ならない構造的要素を有する場合には、或いは、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と実質的に異ならない等価な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲内に入るべく意図される。
【符号の説明】
【００４８】
１０  広域監視システム（ＷＡＭＳ）
１２  変電所
１４  高電圧（ＨＶ）変電所
１６  地域制御センター
１８  配電網制御センター
２０  コーポレート制御センター
２２  同期フェーザ測定ユニット（ＳＭＵ）
２４  フェーザデータ集約器（ＰＤＣ）
２６  超フェーザデータ集約器（超ＰＤＣ）
３０  ネットワーク
３２  装置
３４  第１の装置
３６  第２の装置
３８  第３の装置
４０  第ｎの装置
４２  プロセッサ
４４  メモリ
４６  ネットワークインタフェース
４８  Ｉ／Ｏインタフェース
５０  電流変成器
５２  電圧変成器
５４  アナログセンサ
５６  接点
５８  デジタルＩ／Ｏモジュール
６０  アナログＩ／Ｏモジュール
６２  アナログ＆デジタル信号処理モジュール
６４  内部高速データ交換バス
７２  プロトコル固有データセットアグリゲータ
７７  出力ハンドラ
７８  アーカイブ＆検索機能
７９  ネットワークタイムソース
８０  制御コマンド、データ検索制御コマンド
８２  同期コマンド
８４  タイムスタンプ
８６  送信側ＩＤ
８８  受信側ＩＤ
９０  アプリケーションＩＤ
９２  スケジューラタイム
９４  確認メッセージ
９６  有効性／品質フラグ
１００  入力ハンドラ
１０６  同期コマンドマネージャ
【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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