(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統内のリレー装置に含まれるリレー要素の動作判定式を格納するアルゴリズムデータベースと、
前記リレー要素の動作条件などを決定する整定値毎に前記動作判定式の係数部を格納するリレー型式データベースと、
前記リレー装置のシーケンスブロック図を格納するシーケンスデータベースと、
前記シーケンスブロック図にしたがって模擬演算を実行して、前記電力系統内の遮断器の開閉状態を更新するリレー装置模擬演算手段と、
前記リレー要素の入力電力量に応じた前記リレー要素の動作時間および動作中の前記リレー要素の残り動作時間を算出するリレー単体模擬演算手段と、
整定値を設定し、前記リレー装置模擬演算手段および前記リレー単体模擬演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え、
前記リレー単体模擬演算手段は、
設定された前記整定値に対応する前記係数部を代入した前記動作判定式に基づいて前記動作時間を算出することを特徴とする電力系統のシミュレーション装置。
【請求項２】
電力系統内のリレー装置に含まれるリレー要素の動作判定式を格納するアルゴリズムデータベースと、
前記リレー要素の動作条件などを決定する所定の整定値における前記動作判定式の係数部を格納するリレー型式データベースと、
前記リレー装置のシーケンスブロック図を格納するシーケンスデータベースと、
前記シーケンスブロック図にしたがって模擬演算を実行して、前記電力系統内の遮断器の開閉状態を更新するリレー装置模擬演算手段と、
前記リレー要素の入力電力量に応じた前記リレー要素の動作時間および動作中の前記リレー要素の残り動作時間を算出するリレー単体模擬演算手段と、
整定値を設定し、前記リレー装置模擬演算手段および前記リレー単体模擬演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え、
前記リレー単体模擬演算手段は、
前記係数部を代入した前記動作判定式に基づいて算出された値に、設定された前記整定値を乗算して前記動作時間を算出することを特徴とする電力系統のシミュレーション装置。
【請求項３】
電力系統内のリレー装置に含まれるリレー要素の動作判定式を格納するアルゴリズムデータベースと、
前記リレー要素の動作条件などを決定する整定値毎の前記動作判定式の係数部および所定の整定値における係数部を格納するリレー型式データベースと、
前記リレー装置のシーケンスブロック図を格納するシーケンスデータベースと、
前記シーケンスブロック図にしたがって模擬演算を実行して、前記電力系統内の遮断器の開閉状態を更新するリレー装置模擬演算手段と、
前記リレー要素の入力電力量に応じた前記リレー要素の動作時間および動作中の前記リレー要素の残り動作時間を算出するリレー単体模擬演算手段と、
前記整定値および処理識別子を設定し、前記リレー装置模擬演算手段および前記リレー単体模擬演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え、
前記リレー単体模擬演算手段は、
前記処理識別子に基づいて動作時間の算出処理を決定し、設定された前記整定値に対応する係数部を代入した前記動作判定式に基づいて動作時間を算出する第１の算出処理、または、前記所定の整定値における係数部を代入した前記動作判定式に基づいて算出された値に、設定された前記整定値を乗算して前記動作時間を算出する第２の算出処理に決定することを特徴とする電力系統のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記リレー型式データベースは、
前記リレー要素の動作特性における所定領域毎の前記係数部を格納することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電力系統のシミュレーション装置。
【請求項５】
前記アルゴリズムデータベースは、
反限時特性過電流リレー、限時形リレーおよび積分演算形リレーの少なくともいずれか一方の前記動作判定式を格納することを特徴とする請求項１から請求項４に記載の電力系統のシミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統保護リレーのリレー要素単体の動作模擬を行う電力系統のシミュレーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
給電指令所や総合制御所において電力系統の運用を訓練するためのシミュレーション装置は、訓練指導者によるデータ設定および操作や、運用者によるデータ設定および操作に対して、電力系統およびリレー装置の応動を模擬し、運用者が実系統で対象システムを運用しているような状況を作り出すものである。
【０００３】
図１５は、例えば特開２００１−８３６４号公報に示された電力系統のシミュレーション装置を示す構成図である。図１５において、シミュレーション装置は、データの変更、運用操作やシミュレーション結果の表示などを行うマン・マシン装置（表示手段）１と、シミュレーション時間の管理などを行うシミュレーション管理部２と、電力系統に事故が発生した場合の電力系統内の電圧や電流を計算する故障計算部４と、リレー装置の応動模擬演算を実施するリレー装置模擬演算部（リレー装置模擬演算手段）７と、データベース化されたリレー装置のシーケンスブロック図を記憶するシーケンスデータベース９とを備えている。
【０００４】
また、複素ベクトル演算および論理演算を実行して、リレー要素単体の動作を判定するリレー単体模擬演算部（リレー単体模擬演算手段）１１と、複素ベクトル演算や論理演算の組み合わせで構成されるリレー単体アルゴリズム（動作判定演算式）が定義されたアルゴリズムデータベース１２と、シミュレーション時間の最適な更新判定を行う時間更新判定部１４とを備えている。
【０００５】
以上のような構成でシミュレーション装置内では、故障計算に必要な電力系統の構成を示す系統構成データ３と、故障計算部４での故障計算結果を示す故障計算結果データ５と、電力系統に含まれる模擬対象の全リレー装置の設備端子や動作条件を決定する整定値などを含むリレー装置設置状態データ６とがやりとりされている。
【０００６】
また、リレー装置模擬演算部７の演算結果を示す遮断器動作データ８、シーケンス模擬演算結果データ１０およびタイマカウント状態データ１５と、リレー単体模擬演算部１１の演算結果を示すリレー単体模擬演算結果データ１３とがやりとりされ、シミュレーション処理に用いられている。
【０００７】
次に、従来の電力系統のシミュレーション装置のリレー装置設置状態データ６の構造を示す。図１６は、リレー装置設置状態データ６の構造を示す説明図である。
【０００８】
図１６において、１６ａは、リレー装置設置状態データの全体構造を示し、１６ｂは、模擬対象の複数のリレー装置のうち、１つ分のリレー装置のリレー装置設置状態データの構造を示す。
【０００９】
また、１６ｃは、リレー装置設置状態データ１６ｂに含まれるアルゴリズム定義の構造を示し、１６ｄは、リレー装置設置状態データ１６ｂに含まれる整定値定義の構造を示し、１６ｅは、リレー装置設置状態データ１６ｂに含まれる設置端子定義の構造を示し、１６ｆは、設定端子定義に含まれるスイッチ定義の構造を示す。
【００１０】
リレー装置設置状態データ１６ａは、模擬対象のリレー装置の数に対応して、複数のリレー装置設置状態データから構成されている。また、１つ分のリレー装置のリレー装置設置状態データ１６ｂは、このリレー装置のシーケンスブロック図を特定することのできるシーケンスコードと、各リレー装置に含まれる各リレー要素毎のリレー単体模擬演算アルゴリズムを特定することのできるアルゴリズムコードを格納するアルゴリズム定義１６ｃ（ｍレコード）と、各リレー装置に含まれる各リレー要素のリレー単体模擬演算で用いられる整定値を格納する整定値定義（Ｉレコード）と、各リレー装置の設置箇所を示す設置端子定義（ｋレコード）とから構成される。
【００１１】
アルゴリズムデータベース１２は、模擬対象とするリレー装置に含まれるリレー要素毎のアルゴリズムデータを格納している。このアルゴリズムデータは、レコードのキー項目となるアルゴリズムコードと、演算情報とから構成され、これらの演算情報によって、複素ベクトル演算や論理演算の組合せで構成される動作判定演算式が定義される。
【００１２】
次に、従来の電力系統のシミュレーション装置の動作について説明する。
【００１３】
マン・マシン装置１でシミュレーションデータが設定されると、シミュレーション管理部２は、シミュレーションデータを故障計算に必要な送電線、母線、遮断器などの系統構成データ３と、リレー装置の模擬演算に必要な電力系統内の各リレー装置設置状態データ６とに振り分ける。
【００１４】
故障計算部４は、系統構成データ３に基づいて、故障計算を実施し、故障計算結果データ５を出力する。
【００１５】
リレー装置模擬演算部７は、系統構成データ３と故障計算結果データ５とリレー装置設置状態データ６と、シーケンスデータベース９内のシーケンスブロック図とに基づいて、１つのリレー装置の模擬演算を実施して、遮断器動作データ８、シーケンス模擬演算結果データ１０およびタイマカウント状態データ１５を出力する。
【００１６】
リレー単体模擬演算部１１は、故障計算結果データ５とリレー装置設置状態データ６とアルゴリズムデータベース１２のデータとに基づいて演算を行い、リレー単体模擬演算結果データ１３を出力する。
【００１７】
シミュレーション管理部２は、遮断器動作データ８とシーケンス模擬演算結果データ１０とリレー単体模擬演算結果データ１３とをマン・マシン装置１に出力する。
【００１８】
このように、マン・マシン装置１には、リレー装置の最終出力である遮断器の遮断指令や、リレー装置のシーケンスブロック図における特定箇所の状態や、リレー要素単体の動作状態判定のための演算結果などがシミュレーション結果として表示される。
【００１９】
時間更新判定部１４は、タイマカウント状態データ１５に基づいてシミュレーション時間を更新する。
【００２０】
次に、従来のシミュレーション装置のリレー単体模擬演算について説明する。リレー単体模擬演算部７は、演算対象のリレー単体アルゴリズム定義１６ｃに含まれるアルゴリズムコードをキー項目として、アルゴリズムデータベース１２から該当するリレー単体模擬演算アルゴリズムデータを検索し、対応するリレー単体模擬演算アルゴリズムデータを取得する。
【００２１】
続いて、演算対象のリレー要素の整定値コードをキー項目として、リレー装置設置状態データ１６ｂの整定値定義１６ｄを検索し、対応する整定値を取得する。
【００２２】
続いて、故障計算結果データ５と、整定値と、対応する動作判定演算式とにより、リレー単体模擬演算が実施される。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば反限時特性過電流リレーの動作判定演算式は、ほとんどのリレー要素単体で本質的な動作判定演算式が同一であって、式中の係数が異なるだけである。リレー要素単体でも、レバー値によって係数が変化する。従来の電力系統のシミュレーション装置は以上のように、動作判定演算式は、その種類だけリレー単体模擬演算アルゴリズムデータをアルゴリズムデータベース１２に格納する必要があり、反限時特性過電流リレーでは、各リレー要素単体のレバー値毎にリレー単体模擬演算アルゴリズムデータを格納させなければならないという問題点があった。
【００２４】
また、例えば、反限時特性過電流リレーは、動作開始後、入力電力に対応した一定時間経過した後に遮断器開放指令信号を出力するが、動作開始後に入力電流が変化した場合の動作は、複素ベクトル演算や論理演算の組合せだけでは模擬できないという問題点があった。
【００２５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、各反限時特性過電流リレーのリレー単体模擬演算アルゴリズムを各リレー要素のレバー値毎に格納せずに、単一の動作特性演算式と係数とを分けて格納して、リレー単体模擬演算アルゴリズムデータを簡素化することのできる電力系統のシミュレーション装置を得ることを目的とする。
【００２６】
また、リレー要素単体が動作中、そのリレー要素への入力電気量が変化した場合に、遮断器開放指令信号が出力されるまでの残り時間を算出することのできる電力系統のシミュレーション装置を得ることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電力系統のシミュレーション装置は、電力系統内のリレー装置に含まれるリレー要素の動作判定式を格納するアルゴリズムデータベースと、リレー要素の動作条件などを決定する整定値毎に動作判定式の係数部を格納するリレー型式データベースと、リレー装置のシーケンスブロック図を格納するシーケンスデータベースと、シーケンスブロック図にしたがって模擬演算を実行して、電力系統内の遮断器の開閉状態を更新するリレー装置模擬演算手段と、リレー要素の入力電力量に応じたリレー要素の動作時間および動作中のリレー要素の残り動作時間を算出するリレー単体模擬演算手段と、整定値を設定し、リレー装置模擬演算手段およびリレー単体模擬演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え、リレー単体模擬演算手段は、設定された整定値に対応する係数部を代入した動作判定式に基づいて動作時間を算出するものである。
【００２８】
また、この発明に係る電力系統のシミュレーション装置は、電力系統内のリレー装置に含まれるリレー要素の動作判定式を格納するアルゴリズムデータベースと、リレー要素の動作条件などを決定する所定の整定値における動作判定式の係数部を格納するリレー型式データベースと、リレー装置のシーケンスブロック図を格納するシーケンスデータベースと、シーケンスブロック図にしたがって模擬演算を実行して、電力系統内の遮断器の開閉状態を更新するリレー装置模擬演算手段と、リレー要素の入力電力量に応じたリレー要素の動作時間および動作中のリレー要素の残り動作時間を算出するリレー単体模擬演算手段と、整定値を設定し、リレー装置模擬演算手段およびリレー単体模擬演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え、リレー単体模擬演算手段は、係数部を代入した動作判定式に基づいて算出された値に、設定された整定値を乗算して動作時間を算出するものである。
【００２９】
また、この発明に係る電力系統のシミュレーション装置は、電力系統内のリレー装置に含まれるリレー要素の動作判定式を格納するアルゴリズムデータベースと、リレー要素の動作条件などを決定する整定値毎の動作判定式の係数部および所定の整定値における係数部を格納するリレー型式データベースと、リレー装置のシーケンスブロック図を格納するシーケンスデータベースと、シーケンスブロック図にしたがって模擬演算を実行して、電力系統内の遮断器の開閉状態を更新するリレー装置模擬演算手段と、リレー要素の入力電力量に応じたリレー要素の動作時間および動作中のリレー要素の残り動作時間を算出するリレー単体模擬演算手段と、整定値および処理識別子を設定し、リレー装置模擬演算手段およびリレー単体模擬演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え、リレー単体模擬演算手段は、処理識別子に基づいて動作時間の算出処理を決定し、設定された整定値に対応する係数部を代入した動作判定式に基づいて動作時間を算出する第１の算出処理、または、所定の整定値における係数部を代入した動作判定式に基づいて算出された値に、設定された整定値を乗算して動作時間を算出する第２の算出処理に決定するものである。
【００３０】
また、この発明に係る電力系統のシミュレーション装置のリレー型式データベースは、リレー要素の動作特性における所定領域毎の係数部を格納するものである。
【００３１】
さらに、この発明に係る電力系統のシミュレーション装置のアルゴリズムデータベースは、反限時特性過電流リレー、限時形リレーおよび積分演算形リレーの少なくともいずれか一方の動作判定式を格納するものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１を示す構成図である。なお、前述（図１５参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【００３３】
図１において、電力系統のシミュレーション装置は、複素ベクトル演算および論理演算によるリレー要素単体の動作判定および遮断器開放指令信号が出力されるまでの残り時間を算出するリレー単体模擬演算部１８と、反限時特性過電流リレーの動作判定式に利用する係数を格納するリレー型式データベース１９とを備えている。
【００３４】
また、シミュレーション装置内では、電力系統に含まれる模擬対象の全リレー装置の設置端子や動作条件を決定する整定値（レバー値）等のリレー装置設置状態データ１７がやりとりされ、シミュレーション処理に用いられている。
【００３５】
次に、リレー装置設置状態データ１７の構造について説明する。図２は、この発明の実施の形態１を示す説明図である。なお、図２において、前述（図１６参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【００３６】
図２において、リレー装置設備状態データ１７のアルゴリズム定義２０は、リレー要素コードとアルゴリズムコードとの他に、反限時係数コードを追加して構成される。
【００３７】
次に、リレー型式データベース１９について説明する。図３は、この発明の実施の形態１を示す説明図である。
【００３８】
リレー型式データベース１９は、模擬対象とする複数の反限時過電流リレー毎の反限時係数データ（ｎレコード）で構成される。反限時係数データ２１ａは、レコードのキー項目となる反限時係数コード２１ｂと反限時係数情報（ｍレコード）２１ｃとから構成される。
【００３９】
また、反限時係数情報２１ｃは、リレー要素単体のレバー値とそのレバー値に対応する動作判定演算式の係数群Ｋ１〜Ｋ３、ｎとで構成される。
【００４０】
以下の式（１）は、反限時特性過電流リレーの動作判定演算式である。式（１）において、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３およびｎは、あるリレー要素単体の各レバー値に対応した係数を示し、ｌｉｎは入力電流、Ｉｓはタップ値を示す。
【００４１】
【数１】
0003779232.tif 000002
【００４２】
図４は、反限時特性過電流リレーの動作特性図例である。図４において、動作時間は、入力電流絶対値とタップ値の比とによって決定する。また、レバー整定により所望の動作特性を選択することができる。
【００４３】
ほとんどの反限時特性過電流リレーの場合、レバー値は、０から１０までの任意の実数値を選択することができ、リレー型式データベース１９には、例えば整数値のレバー値に対応する係数を格納する。
つまり、図３に示したこの発明の実施の形態１においては、整定値毎に、式（１）の係数Ｋ１〜Ｋ３、ｎが、レバー値毎に格納される。
【００４４】
以下の式（２）は、格納された係数に対応するレバー値における動作時間から、任意のレバー値における動作時間を算出する算出式である。
【００４５】
【数２】
0003779232.tif 000003
【００４６】
次に、この発明の実施の形態１による動作について説明する。なお、シミュレーション装置の動作は、リレー単体模擬演算部１８の動作のみ異なるので、リレー単体模擬演算部１８の動作のみ詳述し、その他の動作は省略する。
【００４７】
図５は、この発明の実施の形態１によるリレー単体模擬演算部１８の動作を示すフローチャートである。
【００４８】
リレー単体模擬演算部１８は、演算対象のリレー要素単体のアルゴリズム定義２０のアルゴリズムコードに基づいて、演算対象のリレー要素単体が反限時特性過電流リレーに該当するか否かを判定し、反限時特性過電流リレーに該当すれば、アルゴリズム定義２０の反限時係数コードをキー項目として、リレー型式データベース１９から該当する反限時係数データ２１ｂを取得する（ステップＳ５０１）。
【００４９】
次に、演算対象のリレー要素単体の整定値コードをキー項目として、リレー装置設置状態データ１６ｂから整定値定義１６ｄを検索して、整定値定義１６ｄに含まれるレバー値（整定値）Ｎを取得する。
【００５０】
次に、ステップＳ５０１で取得した反限時係数データ２１ｂに含まれる各レバー値Ｎｓ（１）、Ｎｓ（２）、・・・Ｎｓ（ｎ）の中から、
関係式  Ｎｓ（ｉ−１）≦Ｎ≦Ｎｓ
を満たすレバー値Ｎｓ（ｉ−１）とＮｓ（ｉ）とのそれぞれの反限時係数情報２１ｃを取得する（ステップＳ５０２）。
【００５１】
次に、故障計算結果データ５から故障計算結果（入力電流ｌｉｎ）を取得し、ステップＳ５０２で取得したレバー値Ｎｓ（ｉ−１）の反限時係数情報２１ｃに含まれる係数を用いて、式（１）により、動作時間Ｔ（ｉ−１）を算出する。
【００５２】
また、同様に、ステップＳ５０２で取得したレバー値Ｎｓ（ｉ）の反限時係数情報２１ｃに含まれる係数を用いて、式（１）により、動作時間Ｔ（ｉ）も算出する（ステップＳ５０３）。
【００５３】
次に、式（２）により、レバー値Ｎにおける動作時間Ｔを算出して（ステップＳ５０４）、図５の処理ルーチンを終了する。
【００５４】
続いて、動作中に入力電流値がＩ１からＩ２に変化した場合の動作時間算出動作について説明する。
【００５５】
図６は、この発明の実施の形態１による動作時間算出動作を示すフローチャートである。図６において、ステップＳ６０１およびステップＳ６０４は、図５のステップＳ５０１からステップＳ５０４に対応しており、詳述を省略する。
【００５６】
図６において、入力電流値Ｉ１での動作時間Ｔ１を算出する（ステップＳ６０１）。
【００５７】
入力電流値がＩ１で、反限時特性過電流リレーが動作開始後、入力電流値がＩ２に変化した場合（ステップＳ６０２）、入力電流値Ｉ１での経過率Ｘを以下の式（３）により算出する（ステップＳ６０３）。
【００５８】
Ｘ  ＝  ｎ１  ／  Ｔ１            ・・・  （３）
【００５９】
なお、式（３）において、ｎ１は、入力電流値がＩ１からＩ２に変わるまでの時間（経過時間）である。
【００６０】
次に、入力電流値Ｉ２での動作時間Ｔ２を算出する（ステップＳ６０４）。
【００６１】
ステップＳ６０３およびステップＳ６０４において算出された経過率Ｘおよび動作時間Ｔ２に基づいて、入力電流値Ｉ２相当の経過時間ｎ２を、以下の式（４）により算出する（ステップＳ６０５）。
【００６２】
ｎ２  ＝  Ｔ２  ×  Ｘ            ・・・  （４）
【００６３】
次に、以下の式（５）により、遮断器開放指令信号が出力されるまでの残り時間ＴＣＢを算出して（ステップＳ６０６）、図６の処理ルーチンを終了する。
【００６４】
ＴＣＢ  ＝  Ｔ２  −  ｎ２        ・・・  （５）
【００６５】
図７は、入力電流値変化時の動作時間算出処理における、動作時間Ｔ１，Ｔ２と、経過時間ｎ１，ｎ２と、残り時間ＴＣＢとの関係図であり、図７において、２２は経過時間ｎ１、２３は経過時間ｎ２、２４は残り時間ＴＣＢ、２５は動作特性曲線を示す。
【００６６】
反限時特性過電流リレーが動作中に入力電流値がＩ１からＩ２に変化した場合の動作時間算出は、変化前の入力電流値（Ｉ１）での動作時間（Ｔ１）を、変化後の入力電流値（Ｉ２）での動作に経過率という形で順次引き継いでいく処理である。
【００６７】
以上のように、反限時特性過電流リレーのリレー単体アルゴリズムを動作判定演算式と、その係数とに分けてそれぞれ異なるデータベースに格納することにより、係数を格納したリレー型式データベース１９を変更するだけで、模擬対象の反限時特性過電流リレーを増やすことができる。
【００６８】
また、反限時特性過電流リレーが入力電流値Ｉ１で動作開始し、その後入力電流値がＩ２に変化した場合、リレー単体模擬演算部１８は、遮断器開放指令信号の出力までの残り時間を算出するので、反限時特性過電流リレーを含むリレー装置のシミュレーションが可能となる。
【００６９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、リレー型式データベース１９内の反限時係数情報２１ｃにはレバー値が含まれていたが、レバー値を含まずに反限時係数情報２１ｃを構成してもよい。
【００７０】
図８は、この発明の実施の形態２を示す構成図である。図８において、前述（図３参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。なお、シミュレーション装置の構成およびリレー装置設置状態データ１６ｂの構成は、前述の図１および図２と同様であり、詳述を省略する。
【００７１】
動作時間がレバー値に比例するという特徴を有する反限時特性過電流リレーの場合、その動作判定演算式は前述の式（１）（第１の算出処理）に代わって、式（６）（第２の算出処理）を用いることができる。
【００７２】
【数３】
0003779232.tif 000004
【００７３】
図８の反限時係数情報２６は、動作時間がレバー値に比例するという特徴を考慮した構造となっており、反限時係数情報２６は、レバー値毎に係数を持っておらず、所定の係数のみが格納されている。なお、反限時係数情報２６の係数は、式（６）のＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４およびｎとなる。
つまり、図８に示したこの発明の実施の形態２においては、特定の整定値における、式（６）の係数Ｋ１〜Ｋ４、ｎが格納される。なお、動作特性は、レバー値に比例するので、レバー値の格納は不要となる。
【００７４】
次に、この発明の実施の形態２による動作時間算出の動作について説明する。図９は、この発明の実施の形態２による動作を示すフローチャートである。なお、図９のステップＳ９０１は、図５のステップＳ５０１と対応している。
【００７５】
図９において、リレー単体模擬演算部１８は、演算対象のリレー要素単体のアルゴリズム定義２０のアルゴリズムコードに基づいて、演算対象のリレー要素単体が反限時特性過電流リレーに該当するか否かを判定し、反限時特性過電流リレーに該当すれば、アルゴリズム定義２０の反限時係数コードをキー項目として、リレー型式データベース１９から該当する反限時係数データ２１ｂを取得する（ステップＳ９０１）。
【００７６】
次に、演算対象のリレー要素単体の整定値コードをキー項目として、リレー装置設置状態データ１６ｂから整定値定義１６ｄを検索して、整定値定義１６ｄに含まれるレバー値Ｎを取得する。
【００７７】
次に、故障結果データ５から故障計算結果（入力電流ｌｉｎ）を取得し、ステップＳ９０１で取得された反限時係数データ２１ｂ中の反限時係数情報２６に含まれる係数を用いて動作時間Ｔを式（６）にしたがって算出し（ステップＳ９０２）、図９の処理ルーチンを終了する。
【００７８】
以上のように、リレー型式データベース１９でレバー値毎に係数を持たなくても、所定の係数で算出された動作時間をレバー値で乗算することにより、動作時間Ｔを算出することができるので、リレー型式データベース１９の構成を単純化することができ、リレー単体模擬演算処理も単純化することができる。
【００７９】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２では、リレー型式データベース１９にレバー値を含まずに構成して動作時間Ｔを算出したが、リレー装置設置状態データ１６ｂのアルゴリズムコードを参照して、動作時間の算出方法を決定してもよい。
【００８０】
図１０は、この発明の実施の形態３を示す構成図である。図１０において、前述（図３および図８参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。なお、シミュレーション装置の構成およびリレー装置設置状態データ１６ｂの構成は、前述の図１および図２と同様であり、詳述を省略する。
【００８１】
図１０において、反限時係数情報２７は、レバー値と、係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４およびｎとで構成されている。
つまり、図１０に示したこの発明の実施の形態３においては、前述の実施の形態１、２（図３、図８参照）の両方を満足するように構成される。
【００８２】
次に、この発明の実施の形態３による動作時間算出の動作について説明する。図１１は、この発明の実施の形態３による動作を示すフローチャートである。なお、図１１のステップＳ１１０２〜ステップＳ１１０５、ステップＳ１１０６〜ステップＳ１１０７は、図５のステップＳ５０１〜ステップＳ５０４、図９のステップＳ９０１〜ステップＳ９０２と対応しており、詳述を省略する。
図１１のフローチャートは、処理識別子（アルゴリズム定義２０のアルゴリズムコード）に基づく動作時間の算出処理を示している。
【００８３】
図１０において、リレー単体模擬演算部１８は、演算対象のリレー要素単体のアルゴリズム定義２０のアルゴリズムコード（処理識別子）に基づいて、演算対象のリレー要素単体が反限時特性過電流リレーに該当するか否かを判定し、反限時特性過電流リレーに該当すれば、アルゴリズム定義２０のアルゴリズムコードに基づいて、動作判定演算式が式（１）であるか否かを判定する（ステップＳ１１０１）。
【００８４】
ステップＳ１１０１において、判定の結果、動作判定演算式が式（１）である場合、ステップＳ１１０２〜ステップＳ１１０５までの算出方法で動作時間Ｔを算出し、図１１の処理ルーチンを終了する。
【００８５】
一方、ステップＳ１１０１において、動作判定演算式が式（６）である場合、ステップＳ１１０６〜ステップＳ１１０７までの算出方法で動作時間Ｔを算出し、図１１の処理ルーチンを終了する。
【００８６】
以上のように、アルゴリズムコードに基づいて算出処理を分けることにより、単一のリレー型式データベース１９および単一のリレー単体模擬演算部１８で２種類の反限時過電流リレーのリレー単体模擬演算を実現することができる。
【００８７】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、動作特性曲線全体を単一の動作判定演算式で扱っていたが、動作特性曲線の定義域を分割して、複数の動作判定演算式で扱ってもよい。
【００８８】
図１２は、この発明の実施の形態４を示す説明図である。図１２において、２８ａ、２９ａ、３０ａは、それぞれ定義域２８ｂ、２９ｂ、３０ｂに分割した実測の動作曲線である。
【００８９】
また、図１３は、この発明の実施の形態４を示す構成図である。図１３において、前述（図３、図８および図１０参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。なお、シミュレーション装置の構成およびリレー装置設置状態データ１６ｂの構成は、前述の図１および図２と同様であり、詳述を省略する。
【００９０】
例えば、機械式反限時特性過電流リレーの場合、その動作判定式の係数は既知ではない。したがって、入力電流と動作時間との関係を実測して作成した動作特性曲線から、例えば、最小二乗法のような数学的手段によって、動作判定演算式の係数を算出するという手段が必要となる。
【００９１】
前述のように実測による動作特性曲線全体を単一の動作判定演算式で扱うと考えるよりも、例えば、図１２のように定義域を分割し、１つの動作特性曲線を複数の動作判定演算式で扱えば、実測した動作特性とリレー単体模擬演算で得られる動作特性との差を小さくすることができる。
【００９２】
図１２において、定義域２８ａ、２９ａ、３０ａのそれぞれの動作判定演算式は、例えば、図１２中の２８ａから３０ａのように用意されている。
【００９３】
図１３において、反限時係数情報３１は、レバー値と、係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４およびｎとの他に、図１２で示した動作特性曲線の定義域の下限（定義域下限）と、上限（定義域上限）とで構成され、同一レバー値で、定義域毎に係数の異なる反限時係数情報３１が存在する。
【００９４】
次に、この発明の実施の形態４による動作時間算出の動作について説明する。図１４は、この発明の実施の形態４による動作を示すフローチャートである。なお、図１４のステップＳ１４０１〜ステップＳ１４０３、ステップＳ１４０５〜ステップＳ１４０６は、図１１のステップＳ１１０１〜ステップＳ１１０３、ステップＳ１１０５〜ステップＳ１１０６と対応しており、詳述を省略する。
【００９５】
図１４において、リレー単体模擬演算部１８は、演算対象のリレー要素単体のアルゴリズム定義２０のアルゴリズムコードに基づいて、演算対象のリレー要素単体が反限時特性過電流リレーに該当するか否かを判定し、反限時特性過電流リレーに該当すれば、アルゴリズム定義２０のアルゴリズムコードに基づいて、動作判定演算式が式（１）であるか否かを判定する（ステップＳ１４０１）。
【００９６】
ステップＳ１４０１において、判定の結果、動作判定演算式が式（１）である場合、演算対象のリレー要素単体の整定値コードをキー項目として、リレー装置設置状態データ１６ｂから整定値定義１６ｄを検索して、整定値定義１６ｄに含まれるレバー値Ｎを取得する。
【００９７】
次に、ステップＳ１４０１で取得した反限時係数データ２１ｂに含まれるレバー値Ｎｓ（１）、Ｎｓ（２）、・・・Ｎｓ（ｎ）の中から、
関係式  Ｎｓ（ｉ−１）  ≦  Ｎ  ≦  Ｎｓ
を満たすレバー値Ｎｓ（ｉ−１）とＮｓ（ｉ）とのそれぞれの反限時係数情報３１を取得する（ステップＳ１４０２）。
【００９８】
次に、故障計算結果データ５から故障計算結果（入力電流ｌｉｎ）を取得し、故障計算結果と、ステップＳ１４０２で取得したレバー値Ｎｓ（ｉ−１）の反限時係数情報３１に含まれる定義域下限ｘ１と定義域上限ｘ２との関係が、
関係式  定義域下限ｘ１  ≦  ｌｉｎ／Ｉｓ  ≦  定義域上限ｘ２
を満たす反限時係数情報３１を取得する。
【００９９】
取得した反限時係数情報３１の係数を用いて、式（１）により、動作時間Ｔ（ｉ−１）を算出し、同様に、ステップＳ１４０２で取得したレバー値Ｎｓ（ｉ）の反限時係数情報３１に含まれる係数を用いて、式（１）により、動作時間Ｔ（ｉ）も算出する（ステップＳ１４０３）。
【０１００】
次に、式（２）により、レバー値Ｎにおける動作時間Ｔを算出して（ステップＳ１４０４）、図１４の処理ルーチンを終了する。
【０１０１】
一方、ステップＳ１４０１において、動作判定演算式が式（６）である場合、リレー単体模擬演算部１８は、アルゴリズム定義２０の反限時係数コードをキー項目として、リレー型式データベース１９から該当する反限時係数データ２１ｂを取得する（ステップＳ１４０６）。
【０１０２】
次に、演算対象のリレー要素単体の整定値コードをキー項目として、リレー装置設置状態データ１６ｂから整定値定義１６ｄを検索して、整定値定義１６ｄに含まれるレバー値Ｎを取得する。
【０１０３】
次に、故障結果データ５から故障計算結果（入力電流ｌｉｎ）を取得し、故障結果データ５と、ステップＳ１４０６で取得された反限時係数情報３１に含まれる定義域下限ｘ１および定義域上限ｘ２との関係が、
関係式  ｘ１  ≦  ｌｉｎ／Ｉｓ  ≦  ｘ２
を満たす反限時係数情報３１を取得し、取得した反限時係数情報３１の係数を用いて、式（６）により、動作時間Ｔを算出する（ステップＳ１４０７）。
【０１０４】
以上のように、複数の定義域に分割して定義された動作判定演算式にしたがって、反限時過電流リレーの動作特性のリレー単体模擬演算を実現することができ、単一の動作判定演算式を用いるよりもリレー単体模擬演算精度を向上させることができる。
【０１０５】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態１〜４では、反限時特性過電流リレーを含むリレー装置のシミュレーション装置に利用したが、その他のリレーを含むリレー装置のシミュレーション装置に利用してもよい。
【０１０６】
前述（実施の形態１）の遮断器開放指令信号までの残り時間算出処理は、比例限時特性リレーのリレー単体模擬演算において、リレー要素単体が動作中にリレーの測距インピーダンスが変化した場合の遮断器開放指令信号出力までの残り時間算出処理にも利用することができる。
【０１０７】
また、前述（実施の形態１〜４）の反限時特性過電流リレーを含むリレー装置のシミュレーション装置の演算処理は、限時形リレー（比例限時形を含む）や、積分演算結果により動作するリレーを含むリレー装置のシミュレーション装置にも利用することができる。
【０１０８】
以上のように、反限時特性過電流リレーだけでなく、本質的に同一な動作判定演算式を有するリレー要素単体の限時形リレー（比例限時形を含む）や、積分演算結果により動作するリレーを含むリレー装置のシミュレーション装置でも前述（実施の形態１〜４）と同等の効果を得ることができる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電力系統内のリレー装置に含まれるリレー要素の動作判定式を格納するアルゴリズムデータベースと、リレー要素の動作条件などを決定する整定値毎に動作判定式の係数部を格納するリレー型式データベースと、リレー装置のシーケンスブロック図を格納するシーケンスデータベースと、シーケンスブロック図にしたがって模擬演算を実行して、電力系統内の遮断器の開閉状態を更新するリレー装置模擬演算手段と、リレー要素の入力電力量に応じたリレー要素の動作時間および動作中のリレー要素の残り動作時間を算出するリレー単体模擬演算手段と、整定値を設定し、リレー装置模擬演算手段およびリレー単体模擬演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え、リレー単体模擬演算手段は、設定された整定値に対応する係数部を代入した動作判定式に基づいて動作時間を算出するので、係数を格納したリレー型式データベースを変更するだけで、模擬対象の反限時特性過電流リレーを増やすことができ、また、反限時特性過電流リレーの入力電流値が動作中に変化した場合でも、正確に遮断器開放指令信号の出力までの残り時間を算出することのできる電力系統のシミュレーション装置が得られる効果がある。
【０１１０】
また、この発明によれば、電力系統内のリレー装置に含まれるリレー要素の動作判定式を格納するアルゴリズムデータベースと、リレー要素の動作条件などを決定する所定の整定値における動作判定式の係数部を格納するリレー型式データベースと、リレー装置のシーケンスブロック図を格納するシーケンスデータベースと、シーケンスブロック図にしたがって模擬演算を実行して、電力系統内の遮断器の開閉状態を更新するリレー装置模擬演算手段と、リレー要素の入力電力量に応じたリレー要素の動作時間および動作中のリレー要素の残り動作時間を算出するリレー単体模擬演算手段と、整定値を設定し、リレー装置模擬演算手段およびリレー単体模擬演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え、リレー単体模擬演算手段は、係数部を代入した動作判定式に基づいて算出された値に、設定された整定値を乗算して動作時間を算出するので、リレー型式データベースの構成を単純化することができ、リレー単体模擬演算処理も単純化することのできる電力系統のシミュレーション装置が得られる効果がある。
【０１１１】
また、この発明によれば、電力系統内のリレー装置に含まれるリレー要素の動作判定式を格納するアルゴリズムデータベースと、リレー要素の動作条件などを決定する整定値毎の動作判定式の係数部および所定の整定値における係数部を格納するリレー型式データベースと、リレー装置のシーケンスブロック図を格納するシーケンスデータベースと、シーケンスブロック図にしたがって模擬演算を実行して、電力系統内の遮断器の開閉状態を更新するリレー装置模擬演算手段と、リレー要素の入力電力量に応じたリレー要素の動作時間および動作中のリレー要素の残り動作時間を算出するリレー単体模擬演算手段と、整定値および処理識別子を設定し、リレー装置模擬演算手段およびリレー単体模擬演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え、リレー単体模擬演算手段は、処理識別子に基づいて動作時間の算出処理を決定し、設定された整定値に対応する係数部を代入した動作判定式に基づいて動作時間を算出する第１の算出処理、または、所定の整定値における係数部を代入した動作判定式に基づいて算出された値に、設定された整定値を乗算して動作時間を算出する第２の算出処理に決定するので、単一のリレー型式データベースおよび単一のリレー単体模擬演算部で２種類の反限時過電流リレーのリレー単体模擬演算を実現することのできる電力系統のシミュレーション装置が得られる効果がある。
【０１１２】
また、この発明によれば、リレー型式データベースは、リレー要素の動作特性における所定領域毎の係数部を格納するので、単一の動作判定演算式を用いるよりもリレー単体模擬演算精度を向上させることのできることのできる電力系統のシミュレーション装置が得られる効果がある。
【０１１３】
さらに、この発明によれば、アルゴリズムデータベースは、反限時特性過電流リレー、限時形リレーおよび積分演算形リレーの少なくともいずれか一方の動作判定式を格納するので、リレー要素単体の限時形リレー（比例限時形を含む）や、積分演算結果により動作するリレーを含むリレー装置のシミュレーション装置でも反限時過電流リレーと同等の効果を得ることができ、データベースの変更が容易であり、リレー単体模擬演算処理を単純化することができ、模擬演算精度を向上させるなどの効果を得ることのできる電力系統のシミュレーション装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１を示す電力系統のシミュレーション装置の構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１を示すリレー装置設置状態データの構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態１を示すリレー型式データベースの構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態１を示す動作特性図である。
【図５】  この発明の実施の形態１による動作を示すフローチャートである。
【図６】  この発明の実施の形態１による動作を示すフローチャートである。
【図７】  この発明の実施の形態１を示す動作特性図である。
【図８】  この発明の実施の形態２を示すリレー型式データベースの構成図である。
【図９】  この発明の実施の形態２による動作を示すフローチャートである。
【図１０】  この発明の実施の形態３を示すリレー型式データベースの構成図である。
【図１１】  この発明の実施の形態３による動作を示すフローチャートである。
【図１２】  この発明の実施の形態４を示す動作特性図である。
【図１３】  この発明の実施の形態４を示すリレー型式データベースの構成図である。
【図１４】  この発明の実施の形態４による動作を示すフローチャートである。
【図１５】  従来の電力系統のシミュレーション装置を示す構成図である。
【図１６】  従来のリレー装置設置状態データの構成図である。
【符号の説明】
１  マン・マシン装置、２  シミュレーション管理部、３  系統構成データ、４  故障管理部、５  故障計算結果データ、７  リレー装置模擬演算部、８  遮断器動作データ、９  シーケンスデータベース、１０  シーケンス模擬演算結果データ、１２  アルゴリズムデータベース、１３  リレー単体模擬演算結果データ、１４  時間更新判定部、１５  タイマカウント状態データ、１６ａ、１６ｂリレー装置設置状態データ、１６ｄ  整定値定義、１６ｅ  設置端子定義、１６ｆ  スイッチ定義、１７  リレー装置設置状態データ、１８  リレー単体模擬演算部、１９  リレー型式データベース、２０  アルゴリズム定義、２１ａ、２１ｂ  反限時係数データ、２１ｃ  反限時係数情報、２２  経過時間ｎ１、２３経過時間ｎ２、２４  残り時間ＴＣＢ、２５  動作特性曲線、２６、２７  反限時係数情報、２８ａ  動作特性曲線、２８ｂ  定義域、２９ａ  動作特性曲線、２９ｂ  定義域、３０ａ  動作特性曲線、３０ｂ  定義域、３１  反限時係数情報。
【図１】
0003779232.tif 000005
【図２】
0003779232.tif 000006
【図３】
0003779232.tif 000007
【図４】
0003779232.tif 000008
【図５】
0003779232.tif 000009
【図６】
0003779232.tif 000010
【図７】
0003779232.tif 000011
【図８】
0003779232.tif 000012
【図９】
0003779232.tif 000013
【図１０】
0003779232.tif 000014
【図１１】
0003779232.tif 000015
【図１２】
0003779232.tif 000016
【図１３】
0003779232.tif 000017
【図１４】
0003779232.tif 000018
【図１５】
0003779232.tif 000019
【図１６】
0003779232.tif 000020